(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の両者を含む管路更生用ライニング材を既設管路内へ挿入し、既設管路内壁面と密着させる工程と、
前記管路更生用ライニング材に光を内側から照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させる光照射工程と、
を有し、前記光照射工程のみで前記管路更生用ライニング材の全体の硬化を行うことを特徴とする管路更生方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法に使用される管路更生用ライニング材であって、
筒状に構成され、内周面側に光硬化性樹脂が、外周面側に熱硬化性樹脂がそれぞれ偏在していることを特徴とする管路更生用ライニング材。
【請求項３】
筒状に構成され、内周面側の光硬化性樹脂層と、外周面側の熱硬化性樹脂層との２層を有していることを特徴とする請求項２に記載の管路更生用ライニング材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下水道や他の既設管路を更生するために用いられる管路更生用ライニング材、並びにこのライニング材を用いた管路更生方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地中に埋設された下水道管などの既設管路はヒューム管、陶管等が広く使用されている。これら管路は長期間の使用により内周面が硫化水素やその他の腐食ガスおよび付着物等によって侵食され、かつ劣化し管厚が薄くなって強度が低下している。また地圧や地盤沈下等により管路の継目部がずれて隙間ができ、或いは上載荷重等によって管路の一部にクラックが発生して、これら隙間やクラックから地下水等が管路内に浸入し、或いは管路内を流れる流水等が地中に漏水することがある。これら地下水等の管路内への浸入や漏水に伴い管路周辺の土砂が流出して管路背面に空洞部が生じて路面陥没などを誘発するおそれがある。
【０００３】
このような問題に対処するために、従来、洗浄車等により管内洗浄した更生すべき既設管路内に、未硬化状態の光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含む可撓性ホースを圧縮空気によって反転させながら、或いは引き込みによって挿入し、次いで圧縮空気により管路内壁面に密着させ、その後、光硬化性樹脂使用の場合には可撓性ホース内側を走行する光照射装置（ＵＶランプ、可視光線光源等）により可撓性ホースに光を照射し、また熱硬化性樹脂の場合には熱水又は熱気を可撓性ホースに及ぼすことによって樹脂を硬化させ、管路内壁面に不透水性ライニングを形成する既設管路の更生方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光硬化性樹脂を用いたライニング材の場合、硬化速度が早く、硬化するまでに要する時間が短いという効果がある一方、硬化できる層の厚さが薄く、通常１０ｍｍ程度であり、それ以上になると硬化効果が低下し管路の損傷クラック等に深く侵入した樹脂が十分に硬化しないという問題がある。即ち、光硬化性樹脂を用いたライニング材の場合、短時間で硬化するという利点はあるが、ライニング材の厚さの制限がある。
【０００５】
一方、熱硬化性樹脂を用いたライニング材の場合、厚さの厚いライニング材に対してもこれを硬化させることは可能である。しかしながら、硬化速度が遅く、硬化するまでに長時間を要する。
【０００６】
そこで本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、厚くても比較的に短時間でライニング材を硬化させて管路を更生する方法、該方法に使用されるライニング材、該ライニング材を製造する方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の両者を含む管路更生用ライニング材を既設管路内へ挿入し、既設管路内壁面と密着させる工程と、前記管路更生用ライニング材に光を内側から照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させる光照射工程と、を有し、前記光照射工程のみで前記管路更生用ライニング材の全体の硬化を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、光照射のみによって、ライニング材の的確な硬化を行うことができる。当該ライニング材に含まれる光硬化性樹脂が光照射を受けると当該樹脂は硬化するが、その硬化の際、熱が発生する。そして、その熱は同じくライニング材に含まれている熱硬化性樹脂を硬化させるべく機能する。
【０００９】
従って、ライニング材を厚く形成した場合や、凹凸により良好に光の照射がなされない部分があっても光照射された部分の硬化に伴う熱の発生により、効率よく全体が硬化される。また、光照射により短時間である程度の初期的硬化がなされるので硬化の迅速性も確保しつつ全体の硬化が達成される。本発明は、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを単に組み合わせ、光、熱の双方の処理を行うというものではなく、光照射のみにより、全体の硬化を効率よく行うことができるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法に使用されるライニング材が筒状に構成され、内周面側に光硬化性樹脂が、外周面側に熱硬化性樹脂がそれぞれ偏在していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、内周面側の光硬化性樹脂が光照射を受けて硬化を開始し、この硬化に伴う熱が外周側の熱硬化性樹脂に伝達し、この伝達熱によって後者の樹脂が硬化し始め、更にその硬化熱によっても硬化が促進される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、ライニング材が筒状に構成され、内周面側に光硬化性樹脂層、外周面側に熱硬化性樹脂層を有していることを特徴とする。このように、光硬化性樹脂層（内層）と熱硬化性樹脂層（外層）の二層からなるライニング材によれば、まず内層が照射光によって硬化を開始し、外層は内層の硬化熱によって硬化する。いずれの場合も、光硬化性樹脂は照射光の及ぶ範囲内にその大部分が存在するようにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、ライニング材１の一部を斜視図で示しており、このライニング材は実質的に未硬化状態の光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とを混合した材料にて形成されている。混合状態の樹脂はガラス繊維、ポリエステル繊維等から成るマット状ベース材に含浸されており、このベース材によってライニング材は筒状に維持されている。
【００１７】
図２は、このような筒状ライニング材を製造するに際し、マット状ベース材に樹脂を含浸させる作業工程を概略的に示している。所定の幅の扁平なベース材４は矢印Ａの方向へ移送される途次に、槽５において案内ロール５ａ〜５ｈに案内されて槽５内へ導かれ、その内部に充填された熱硬化性樹脂Ｎに浸漬され、その間に熱硬化性樹脂Ｎを含浸せしめられる。熱硬化性樹脂槽５を出たベース材４は次いで槽６において案内ロール６ａ〜６ｈに案内されて槽６内へ導かれ、その内部に充填された光硬化性樹脂Ｈに浸漬され、その間に光硬化性樹脂を含浸せしめられる。光硬化性樹脂槽６を出たベース材４は表裏に剥離可能の薄膜を被覆された後、筒状に丸められ、両縁部を接着又は縫合により結合されることにより筒状ライニング材１となされる。
【００１８】
図３のライニング材も同じくベース材に樹脂を含浸させて製作されているが、この実施形態の場合には光硬化性樹脂２を内周面側に集中させ、外周面側は専ら熱硬化性樹脂３を偏在させた状態になっている。
【００１９】
この実施形態の場合にも、ライニング材の内外の表面は剥離可能の薄膜（図示せず）によってカバーされており、このカバーは保存時や運搬時にライニング材表面を保護するとともに、接触部間の接着を防止している。
【００２０】
図４は内周側に光硬化性樹脂で作製した層２を、外周側に熱硬化性樹脂で作製した層３を有するライニング材１の実施の形態を示すものである。この場合、光硬化性樹脂を含浸させたベース材と、熱硬化性樹脂を含浸させた他のベース材を重ね合わせて２層にしてもよいし、或いは一つのベース材に光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂を２層に含浸させてもよい。
【００２１】
なお、本発明において内周面側、外周面側なる表現は、既設管路内へ挿入され光照射を受ける準備ができた状態にあるライニング材１での内外の関係を表しており、従って図９に示すように反転工法でライニング材を既設管路内へ挿入する場合には、挿入前のライニング材は外周面側に光硬化性樹脂が、内周面側に熱硬化性樹脂が偏在ないし存在する状態になっている。
【００２２】
図５は図４に示すライニング材１の製造方法を示している。その製造方法は、先ず巻芯筒の周りに剥離可能の薄膜を巻き（これらについては図示せず）、その上に光硬化性樹脂を含浸させたベース材７を螺旋状に巻き付け、更にその上から熱硬化性樹脂を含浸させたベース材８を螺旋状に巻き付け、その上に剥離可能の薄膜を巻き付けた後、巻芯筒を取去る。出来上がったこのライニング材１は内周側に光硬化性樹脂層があり、外周側に熱硬化性樹脂層があるので、既設管路を更生するに当たって引き込みによって既設管路内へ挿入されるものであることを意図して製造されているが、反転工法で既設管内へ挿入しようとする場合には、最初に熱硬化性樹脂を含浸させたベース材８が巻芯筒の薄膜上に巻きつけられ、次いで光硬化性樹脂を含浸させたベース材７がその上にまきつけられる。いずれにしても、ライニング材１が既設管路内に挿入された後の状態では、光硬化性樹脂層が内周側に、熱硬化性樹脂層が外周側に来るようになされる。
【００２３】
次に、上記ライニング材を使用して既設管路、例えば下水管を更生する方法について図６〜図１１を参照しつつ以下に説明する。
【００２４】
上記のように、ライニング材１は更生すべき既設管路内に挿入され、管路内壁面と密着せしめられ、次いで硬化せしめられるが、管路内に挿入する方法として、従来図６に示す引き込み工法、或いは図８および図９に示す反転工法等が提案されている。
【００２５】
図６において符号２１、２２はマンホールであり、符号２３はヒューム管、陶管等からなる地中に埋設され、長期間の使用により硫化水素やその他の腐食ガス等に晒されて劣化及び侵食されて管厚が薄くなって強度が低下したり、地圧や振動、上載荷重等によってクラック等が発生した更生を要する既設管路である。
【００２６】
ライニング材の挿入に先立って先ず管２３の内周面２３ａに高圧水が吹き付けられ内周面２３ａが洗浄される。また必要に応じて洗浄が完了した管路内周面の劣化部分を自動切削機によって切削除去する。
【００２７】
次いで、地上に設けられたライニング材供給装置２６に扁平に押し潰してドラム２６ａに巻回するか、或いは扁平に押し潰したものを折り畳んで堆積された状態のライニング材１の先端１ａに連結された牽引ロープ２７を一方のマンホール２１から導入し、管路２３内を通して他方のマンホール２２を経由して地上に設けられた牽引装置２８によって牽引する。
【００２８】
牽引ロープ２７の牽引によりライニング材供給装置２６に収容された扁平状のライニング材を繰り出してマンホール２１内を経て管路２３内に引き込み、その先端１ａをマンホール２２内まで導く。なお、図６中、２５はライニング材を引き込む際に管路壁との摩擦などによる損傷からライニング材を保護するために管路下部に敷設された塩化ビニル等の樹脂シートであって、このシート２５とライニング材１との関係は図６中のＢ−Ｂ断面の拡大尺図を示す図６（ａ）に明確に示されている。
【００２９】
次に、管路２３内へ挿入されたライニング材１の両端部において、管路２３から各々のマンホール２１，２２内に突出した部分を切断し、その後図７に示すように栓体２４によってライニング材１の先端１ａおよび他端１ｂを閉塞するとともに、他端１ｂ側から圧縮空気をライニング材１内に供給してライニング材１を押し広げ、管路２３の内周面２３ａに対して圧接する。ライニング材１内への圧縮空気の供給は、マンホール２１内に配置された給気管１９を通して地上から行われる。次いで、図７を参照して下記するようにライニング材の硬化が行なわれる。
【００３０】
図８および図９に示す反転工法によってライニング材１を管路内へ挿入する場合は、まず図８に示すように一方のマンホール２２にライニング材導入側装置２９をサポート３０によって取り付け、また他方のマンホール２１に出口側装置としての誘導パイプ３１を取り付ける。
【００３１】
次に、図９に示すように導入側装置２９の出口よりライニング材１を導入側装置２９から供給される圧縮空気により送り出し、かつ順次反転（内周面と外周面が逆転した状態になる）させつつ膨張させて管路２３の一端側２３ｃから他端側２３ｄへ向けて管路内壁面２３ａに押圧して誘導パイプ３１の上端までもたらす。次いで、図１０を参照して下記するようにライニング材の硬化が行なわれる。
【００３２】
何れの工法でライニング材１を管路内へ挿入するにしても、図３および図４に示すライニング材を使用する場合は管路内に挿入された状態で内側に光硬化性樹脂が集中或いは存在するようになされる。
【００３３】
図６および図７に示す引き込み方式によってライニング材１を管路２３内に挿入した場合には次のようにしてライニング材の硬化が行なわれる。即ち、図７に示すようにライニング材１の内部にはＵＶランプ、可視光線光源等の光照射装置３２がライニング材１内に配置され、この光照射装置３２から延びるコード３２ａはライニング材１を閉塞する栓体２４を貫通して地上の制御装置３３に接続されている。そして給気管１９を通して供給される圧縮空気によって管路内周面２３ａに圧接されたライニング材１内を移動する光照射装置３２からライニング材１の内周面に光を照射してライニング材内の光硬化性樹脂を硬化せしめ、その際発生する硬化熱によって熱硬化性樹脂を硬化させる。硬化を行う際、ライニング材１の端部位置では光照射装置３２の移動は比較的低速で行なわれ、光照射が充分に行なわれるようになされる。即ち、最適な照射時間を考慮して照射装置３２の移動速度が決定される。移動速度を調節する代わりにランプ等の光量を調節してもよい。
【００３４】
樹脂の硬化は図１１および図１２に模式図にて示すように、先ず光硬化性樹脂２が光照射を受けて硬化を開始し、その硬化熱によって熱硬化性樹脂３が硬化し、自己の硬化熱によっても熱硬化性樹脂は硬化する。その結果、既設管路２３の内周面に熱硬化層３´および光硬化層２´が形成される。
【００３５】
ライニング材１が硬化した後、図７にｅ−ｅ，ｆ−ｆで切断部を示すように両端部を切断してマンホール２１および２２内に突出した部分を切除し、且つ光照射装置３２を撤去する。
【００３６】
図８および図９に示す反転方式によってライニング材１を管路２３内に挿入した場合には次のようにしてライニング材の硬化が行なわれる。即ち、図１０に示すように、誘導パイプ３１の上方に牽引装置３４を設け、この牽引装置によってロープ３５を牽引し、このロープに連結された光照射装置３６を、導入側装置２９内を通して下水管２３の一端側２３ｃまで導入し、光照射装置３６が下水管の一端側２３ｃにある状態で光照射装置を作動させ、他端側２３ｄへ移動させながら、或いは予め下水管２３の他端側２３ｄまで導入し、照射装置３６が下水管の他端側２３ｃにある状態で照射装置を作動させ、導入側装置２９に設けられた牽引装置（図示せず）によって照射装置３６の導入側装置２９側に連結されたロープ３７を巻き取り、照射装置３６を下水管の他端側２３ｄから一端側２３ｃへ移動させながら光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させ、その際発生する硬化熱によって熱硬化性樹脂をも硬化させる。この場合にも、図７を参照して説明したように、硬化を行う際、ライニング材１の端部位置では光照射装置３６の移動は比較的低速で行なわれ、光照射が充分に行なわれるようになされる。即ち、最適な照射時間を考慮して照射装置３６の移動速度が決定される。移動速度を調節する代わりにランプ等の光量を調節してもよい。
【００３７】
ライニング材１が硬化した後、その両端のマンホール２１，２２内に突出したライニング材部分が切り落とされ、導入側装置２９、誘導パイプ３１、光照射装置３６、その他の各装置が撤去され管路の更生が完了する。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、既設管路内周面に密着せしめられたライニング材は光の照射によって先ず光硬化性樹脂が硬化を開始、進行せしめられ、その硬化熱によって熱硬化性樹脂が硬化を開始、進行せしめられるとともに、更に自己の硬化熱によっても硬化が促進されるので、ライニング材が厚い場合でも比較的短い時間でライニング材の硬化が達成され、短縮された作業時間で強固なライニングを既設管路内に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるライニング材の部分的斜視図である。
【図２】ライニング材の製造方法を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるライニング材の部分的斜視図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態によるライニング材の部分的斜視図である。
【図５】図４に示すライニング材の製造方法を説明する図である。
【図６】本発明によるライニング材を引き込みにより管路内に挿入する方法を示す、管路およびマンホールの軸線を通る垂直面に沿う概略断面図である。
【図７】管路内周面に密着せしめられたライニング材の硬化方法を説明する、図６と同様の概略断面図である。
【図８】本発明によるライニング材を反転工法で管路内に挿入する方法を示す、図６と同様の概略断面図である。
【図９】反転工法で管路内に挿入されつつあるライニング材を示す、図６と同様の概略断面図である。
【図１０】挿入され管路内周面に密着されたライニング材を硬化するための方法を説明する、図６と同様の概略断面図である。
【図１１】ライニング材の硬化経緯を説明する模式図である。
【図１２】図１１中のＡ−Ａ線に沿う管路全体の横断面図である。
【符号の説明】
１・・・ライニング材
２・・・光硬化性樹脂
３・・・熱硬化性樹脂
４・・・ベース材
５・・・熱硬化性樹脂槽
５ａ〜５ｈ・・・案内ロール
６・・・光硬化性樹脂槽
６ａ〜６ｈ・・・案内ロール
７・・・光硬化性樹脂含浸ベース材
８・・・熱硬化性樹脂含浸ベース材
１９・・・給気管
２１・・・マンホール
２２・・・マンホール
２３・・・管路（下水管等の既設管）
２３ａ・・・管路内周面
２４・・・栓体
２６・・・ライニング材供給装置
２７・・・牽引ロープ
２８・・・牽引装置
２９・・・ライニング材導入側装置
３０・・・サポート
３１・・・誘導パイプ
３２・・・光照射装置
３２ａ・・・コード
３３・・・制御装置
３４・・・牽引装置
３５・・・ロープ
３６・・・光照射装置
３７・・・ロープ
【図１】
0004436015.tif 000002
【図２】
0004436015.tif 000003
【図３】
0004436015.tif 000004
【図４】
0004436015.tif 000005
【図５】
0004436015.tif 000006
【図６】
0004436015.tif 000007
【図７】
0004436015.tif 000008
【図８】
0004436015.tif 000009
【図９】
0004436015.tif 000010
【図１０】
0004436015.tif 000011
【図１１】
0004436015.tif 000012
【図１２】
0004436015.tif 000013