(57)【要約】【課題】既設管の内面に更生用の管状ライナーを形成する際に、管状基材を拡径させやすくし、厚みムラやしわの発生が少ない管状ライナーを形成する。【解決手段】ポリエステル繊維からなるフェルトシート１と長繊維を配列してなる強化繊維シート２とを積層した積層シート６が管状に巻かれ、管周方向の一箇所以上に、強化繊維シート２の縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代Ｐが付けられた管状基材１０を用いる。管状基材１０に未硬化の硬化性樹脂を含浸させ、既設管２１の内部に挿入し、拡径させる。その際に、フェルトシート１は伸長し、強化繊維シート２は伸長しないで前記重ね代Ｐが減少し又は無くなる。その後、硬化性樹脂を硬化させて、既設管２１の内面に合致した管状ライナー１５を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管の内面に更生用の管状ライナーを形成するための管状基材であって、
ポリエステル繊維からなるフェルトシートと長繊維を配列してなる強化繊維シートとを積層した積層シートが管状に巻かれ、管周方向の一箇所以上に、強化繊維シートの縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代が付けられたことを特徴とする既設管更生用管状ライナーの管状基材。
【請求項２】
前記長繊維が、４００〜４８００ＴＥＸのガラスロービングである請求項１記載の既設管更生用管状ライナーの管状基材。
【請求項３】
前記重ね代が、３０〜３００ｍｍである請求項１又は２記載の既設管更生用管状ライナーの管状基材。
【請求項４】
前記強化繊維シートは、ガラスロービングがステッチングにより結合しているものである請求項１、２又は３記載の既設管更生用管状ライナーの管状基材。
【請求項５】
フェルトシートと強化繊維シートとは、両者を貫通した複数のニードルパンチ跡により一体化している請求項１、２、３又は４記載の既設管更生用管状ライナーの管状基材。
【請求項６】
既設管の内面に更生用の管状ライナーを形成する方法であって、
ポリエステル繊維からなるフェルトシートと長繊維を配列してなる強化繊維シートとを積層した積層シートが管状に巻かれ、管周方向の一箇所以上に、強化繊維シートの縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代が付けられた管状基材を用い、
前記管状基材に未硬化の硬化性樹脂を含浸させ、
既設管の内部に前記管状基材を挿入し、
前記管状基材を拡径させて既設管の内面に押し当て、その際に、フェルトシートは伸長し、強化繊維シートは伸長しないで前記重ね代が減少し又は無くなるようにし、
その後、前記硬化性樹脂を硬化させて、既設管の内面に合致した管状ライナーを形成する
ことを特徴とする既設管更生用管状ライナーの形成方法。
【請求項７】
前記管状基材の拡径は、管状基材の内面にフィルムを介して流体圧を加えることにより行う請求項６記載の既設管更生用管状ライナーの形成方法。
【請求項８】
前記管状基材の拡径は、拡径率４〜２０％となるように行う請求項６又は７記載の既設管更生用管状ライナーの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設管（下水道管、上水道管、農水管、ガス管等）の内面に更生用の管状ライナーを形成する方法と、そのために用いる管状基材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の管状ライナー及びその管状基材として、従来より、次のものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、強化繊維シートにて形成された繊維スリーブを有し、その内周側及び／又は外周側にフェルト層が配置された内層と、内層の外周に配置された円筒状フィルム外層とを有する管状基材が開示されている。また、この管状基材に熱硬化性樹脂を含浸し、水圧によって既設管の内部に反転挿入し、その後、水を加熱して熱硬化性樹脂を硬化させ、管状ライナーを形成する工法も開示されている。
しかし、この管状基材は、管周方向に強化繊維が連続的に入っているため、反転工法においてほとんど拡径しないと考えられる。
【０００４】
特許文献２には、強化繊維が一方向に配列された長尺の強化繊維シートを複数積層しステッチングにより一体化して形成された繊維スリーブ積層体を有し、その内周側及び／又は外周側にフェルト層が配置された管状基材が開示されている。工法については、特許文献１と同様である。
しかし、この管状基材も、管周方向に強化繊維が連続的に入っているため、反転工法においてほとんど拡径しないと考えられる。
【０００５】
特許文献３には、補強繊維の繊維軸が既設管の管軸と４０〜５０度の範囲内で交差して配列された織物又は組布と、その内側に配列された硬化性樹脂を含浸したフェルトとを含み、織物又は組布とフェルトとはニードルパンチングにより一体化された更生材が開示されている。この更生材は、内部に圧力媒体を充填すると、補強繊維に上記配向角度をつけた織物又は組布が周方向に伸びるため、拡径する。
しかし、この更生材は、補強繊維に上記配向角度をつけるために、周方向に伸びると軸方向には縮みやすく、またコスト高となりやすい。
【０００６】
特許文献４には、熱可塑性樹脂からなる内層および外層の間に配置される補強繊維が、所定の温度下において圧力が加えられたときに伸長または破断する繊維によって形成される芯糸と、芯糸の外面に巻き付けられる高強度繊維からなる鞘糸を含む管路補修部材が開示されている。この管路補修部材は、前記圧力により拡径するものである。
しかし、この管路補修部材は、特殊な製造設備が必要となる。
【０００７】
特許文献５には、樹脂管と、その外側を被包するホットメルト接着剤層と、その外側を被包するガスバリバリヤ層とからなり、ホットメルト接着剤層は、樹脂管または／およびガスバリヤ層と非接着状態にあるガス管用更新管が開示されている。この更新管は、既設ガス管の中に挿入され、加熱して拡径させるものである。
しかし、この更新管は、加熱してホットメルト接着剤層を軟化させながらでないと、拡径させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５８６４１５号公報
【特許文献２】特許第３８８１９３８号公報
【特許文献３】特許第４５４５３９９号公報
【特許文献４】特許第５８２９０５４号公報
【特許文献５】特許第２６９１１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、既設管の内面に更生用の管状ライナーを形成する際に、管状基材を拡径させやすくし、厚みムラやしわの発生が少ない管状ライナーを形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は次の手段を採った。
（１）管状基材
既設管の内面に更生用の管状ライナーを形成するための管状基材であって、
ポリエステル繊維からなるフェルトシートと長繊維を配列してなる強化繊維シートとを積層した積層シートが管状に巻かれ、管周方向の一箇所以上に、強化繊維シートの縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代が付けられたことを特徴とする既設管更生用管状ライナーの管状基材。
【００１１】
前記長繊維として好ましい一例は、４００〜４８００ＴＥＸのガラスロービングである。
【００１２】
前記重ね代は、３０〜３００ｍｍであることが好ましい。既設管の内周サイズと管状ライナーの拡張率の関係もあるが、重ね代が３０ｍｍ未満の場合、拡径時に周方向の繊維が局部的に引っ張られ、周方向の繊維がなくなる部位が生じやすい。重ね代が３００ｍｍを超える場合、繊維間の摩擦抵抗が著しく増加し、周方向に繊維が滑りにくくなる。そのため、拡径できない部位が生じやすくなり、既設管との間に隙間ができやすくなり、最終的に強度不足や厚み不良となりやすい。
拡径率は、４〜２０％が好ましく、６〜１２％がより好ましい。
【００１３】
前記強化繊維シートとして好ましい一例は、ガラスロービングがステッチングにより結合しているものである。
【００１４】
フェルトシートと強化繊維シートとは、両者を貫通した複数のニードルパンチ跡により一体化しているものが好ましい。
【００１５】
（２）管状ライナーの形成方法
既設管の内面に更生用の管状ライナーを形成する方法であって、
ポリエステル繊維からなるフェルトシートと長繊維を配列してなる強化繊維シートとを積層した積層シートが管状に巻かれ、管周方向の一箇所以上に、強化繊維シートの縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代が付られた管状基材を用い、
前記管状基材に未硬化の硬化性樹脂を含浸させ、
既設管の内部に前記管状基材を挿入し、
前記管状基材を拡径させて既設管の内面に押し当て、その際に、フェルトシートは管周方向に伸長し、強化繊維シートは管周方向に伸長しないで前記重ね代が減少し又は無くなるようにし、
その後、前記硬化性樹脂を硬化させて、既設管の内面に合致した管状ライナーを形成する
ことを特徴とする既設管更生用管状ライナーの形成方法。
【００１６】
前記管状基材の拡径は、管状基材の内面にフィルムを介して流体圧を加えることにより行うことが好ましい。
【００１７】
前記管状基材の拡径は、拡径率４〜２０％で行うことが好ましく、６〜１２％がより好ましい。、
【００１８】
［作用］
管状基材の管周方向の一箇所以上に、強化繊維シートの縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代が付られたことにより、強化繊維シートを管周方向に滑らせることができ、フェルトシートは管周方向に伸びやすくなる。これにより、樹脂含浸し既設管内に挿入後、施工内圧にて既設管の内面にフィットするまで拡径した際、厚みムラやしわを低減できやすくなる。
オーバーラップ部は、重ね代や積層数、積層方法を適度に設計することで、施工内圧を低くすることも期待できる。
常温硬化型樹脂、光硬化樹脂の場合であっても、ホットメルト等の熱溶着による固着をしないため、管内を加熱することなく、拡径を可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、既設管の内面に更生用の管状ライナーを形成する際に、管状基材を拡径させやすくし、厚みムラやしわの発生が少ない管状ライナーを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１の管状基材用の（ａ）は積層シートの製造方法を示す斜視図、（ｂ）は積層シートの斜視図、（ｃ）は施工時に管状において減少する重ね代を便宜的に平ら状において示す図である。
【図２】（ａ）は実施例１の管状基材の斜視図、（ｂ）は同管状基材にフィルムを介したときの断面図、（ｃ）は同管状基材等を既設管に挿入したときの断面図、（ｄ）は同管状基材を拡径して管状ライナーを形成したときの断面図である。
【図３】実施例２の管状基材用の（ａ）は積層シートの製造方法を示す斜視図、（ｂ）は積層シートの斜視図、（ｃ）は施工時に管状において減少する重ね代を便宜的に平ら状において示す図である。
【図４】（ａ）は実施例２の管状基材の斜視図、（ｂ）は同管状基材にフィルムを介したときの断面図、（ｃ）は同管状基材等を既設管に挿入したときの断面図、（ｄ）は同管状基材を拡径して管状ライナーを形成したときの断面図である。
【図５】実施例３の管状基材用の（ａ）は積層シートの製造方法を示す斜視図、（ｂ）は積層シートの斜視図、（ｃ）は施工時に管状において減少する重ね代を便宜的に平ら状において示す図である。
【図６】（ａ）は実施例３の管状基材の斜視図、（ｂ）は同管状基材にフィルムを介したときの断面図、（ｃ）は同管状基材等を既設管に挿入したときの断面図、（ｄ）は同管状基材を拡径して管状ライナーを形成したときの断面図である。
【図７】比較例の管状基材用の（ａ）は積層シートの製造方法を示す斜視図、（ｂ）は積層シートの斜視図である。
【図８】（ａ）は比較例の管状基材の斜視図、（ｂ）は同管状基材にフィルムを介したときの断面図、（ｃ）は同管状基材等を既設管に挿入したときの断面図、（ｄ）は同管状基材を拡径して管状ライナーを形成したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上述した形態の他にも、以下の各形態を例示できる。
（１）既設管
更生する既設管は、特に限定されないが、下水道管、上水道管、農水管、ガス管等の既設管を例示できる。
【００２２】
（２）フェルトシート
ポリエステル繊維からなるフェルトシートには、スパンボンドやスパンレース等のポリエステル不織布も含まれるものとする。
ポリエステルシートは、単層でもよいし、複数層を含んでもよい。
【００２３】
（３）強化繊維シート
長繊維の材質は、特に限定されないが、ガラス、鉱物、アルミナ、シリカ、セラミック、バサルト等の無機材料、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエステル、アラミド、ボロン、ナイロン、ビニロン、ザイロン等の合成樹脂材料、金属材料等を例示でき、さらにこれらの混合又は複合でもよい。特に、耐久性とコスト面で、ガラスロービングが望ましい。ガラスロービングの材質や収束剤は、耐酸性・絶縁性・耐水性・剛性等の用途要求に応じて、適したものを選定できる。
既設管や強化繊維、フィルム等に導電性を有する場合、異種金属接触腐食（ガルパニック腐食）を生じやすいので、絶縁層を設ける等の配慮が必要となる。
【００２４】
強化繊維シートは、長繊維を多数本配列した長繊維糸を、織物又は組布としたものが好ましい。繊維の滑りに起因する拡径性は、織物よりも組布の方が望ましい。
長繊維糸は、強度と汎用性の点で、標準的な番手である４００〜４８００ＴＥＸが望ましい。４００ＴＥＸ未満であると、強度を確保するため、本数が多くなり、製造上手間となる。４８００ＴＥＸを超えると、コストがかかるとともに、凹凸感が目立つため、好ましくない。長繊維糸は、ロービング糸が好ましい。
特に好ましい強化繊維シートは、公差するロービング糸をステッチングにより固定した組布である。ステッチングの種類は、特に限定されないが、チェーンステッチ、トリコットステッチ等を例示できる。
強化繊維シートは、単層でもよいし、複数層を含んでもよい。
【００２５】
（４）積層シート及び強化繊維シートの重ね代
フェルトシートと強化繊維シートとは、単層ごとの積層でもよいし、一方が単層・他方が複数層の積層でもよいし、両方が積数層の積層でもよい。積層順序は限定されない。強化繊維シートは、外内周面どちらでもよく、コア材としてもよい。
前記重ね代が付られた管状基材は、積層シート形成時に、全巾より短い強化繊維シートを並列に複数並べることで得られる。すなわち、強化繊維シートの重ね代は、フェルトシートと積層する際に、複数の強化繊維シートを位置決めして配列させておくことで可能となる。予め、複数の強化繊維シートをステッチングや溶着で一体化してもよい。
強化繊維シートの端部の裁断部は、平面に対し、直角でもよいし（図２（ｂ）の左側）、角度をつけてテーパーとしてもよい（図２（ｂ）の右側）。また、強化繊維シートを積層して段付きとしてもよい。
【００２６】
（５）硬化性樹脂
硬化性樹脂は、特に限定されないが、不飽和ポリエステル樹脂、ノンスチレンビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、低スチレンビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂の他、常温硬化性樹脂、光硬化性樹脂を例示できる。
【００２７】
（６）管状基材の挿入
既設管の内部に管状基材を挿入する工法は、特に限定されないが、公知の引込工法、反転工法等を例示できる。
【００２８】
（７）管状基材の拡径
管状基材を拡径する工法は、特に限定されないが、均一に力を加えられる点で前記フィルムを介して流体圧を加える工法が好ましい。流体圧としては、水圧（常温）、温水圧、空気圧等を例示できる。フィルムは、硬化性樹脂を漏らさない作用と、流体圧を漏らさない作用を奏する。
【００２９】
（８）フィルム
フィルムの材質は、特に限定されないが、ポリエチレン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン等の樹脂を例示でき、これらの単層のみならず、複数層または複合でもよい。適宜の工法により、内周面または外周面、あるいは両方の面にフィルムを介する。次の工法を例示する。本発明はいずれの工法にも有効である。
（ア）予め、管状ライナーに熱融着性樹脂でフィルムを接着する。この場合、縫製または溶着にて筒形状とした後、融着性のテープ等で封止する必要がある。
（イ）チューブ状のフィルムとして、樹脂含浸時に重ねてもよい。施工直後に、内周のチューブ状のフィルムを取り外す工法もある。
【実施例】
【００３０】
表１に示す実施例１〜３及び比較例の管状基材を作製し、樹脂を含浸させて拡径させ、既設管の内面に管状ライナーを形成した。なお、実施例で記す材料、構成、数値は例示であって、適宜変更できる。
【００３１】
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【００３２】
［共通事項］
ポリエステル繊維からなるフェルトシート１には、繊度８ｄｔｅｘ、目付５００ｇ／ｍ2 のものを用い、単層とした。表１のとおり、幅は実施例１〜３及び比較例ごとに異なる。
長繊維を配列してなる強化繊維シート２には、図１（ｂ）に示すように、ガラスロービング３がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）糸を用いたステッチング４により結合しているものを用いた。表１のとおり、繊度と目付は実施例１，２と実施例３及び比較例とで異なる。また、幅及び積層数は、実施例１〜３及び比較例ごとに異なる。
含浸させる不飽和ポリエステル系樹脂（図示略）は、常温では流動性のある未硬化状態を保つものである。
【００３３】
（実施例１）
表１及び図１に示すように、１枚で管周長となる裁断巾のフェルトシート１の単層と、２枚（２列）で管周長を超える裁断巾の強化繊維シート２の単層とを積層し、強化繊維シート２の縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代Ｐを５３ｍｍとし、これらのシートをニードルパンチ装置２０にかけて複数のニードルパンチ跡５により一体化し、所定の裁断巾に裁断して積層シート６を作製した。
図２（ａ）に示すように、フィルム貼りなしで、積層シート６の端継部６ｅをロックミシンでポリエチレン（ＰＥ）ミシン糸７で縫製することにより管状化加工し、内径φ３００ｍｍの既設管２１のための管状基材１０とした。
同（ｂ）に示すように、施工前に、管状基材１０に常温で未硬化の不飽和ポリエステル系樹脂（図示略）を含浸し、管状基材１０の内周及び外周にＰＥからなるチューブ状のフィルム１１，１２を挿入した。
同（ｃ）に示すように、既設管２１に、管状基材１０及びフィルム１１，１２を引込工法により挿入した。
同（ｄ）に示すように、管状基材１０の内面にフィルム１１を介して内圧０．０５ＭＰａ、温度８０℃の温水圧を加えることにより、管状基材１０を拡径させて既設管２１の内面に押し当てた。その際に、フェルトシート１は管周方向に伸長し、強化繊維シート２は管周方向に伸長しないで前記重ね代Ｐが減少し又は無くなった。すなわち、フェルトシート１と強化繊維シート２は、ニードルパンチ跡５による一体化に拘わらず（一体化は一部解除されて）、相対的に滑った。やがて、不飽和ポリエステル系樹脂は温水の熱により硬化して、既設管２１の内面に合致した管状ライナー１５が形成された。
【００３４】
（実施例２）
表１及び図３に示すように、１枚で管周長となる裁断巾のフェルトシート１の単層と、３枚（３列）で管周長を超える裁断巾の強化繊維シート２の単層とを積層し、強化繊維シート２の縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代Ｐを５０ｍｍとし、これらのシートをニードルパンチ装置２０にかけて複数のニードルパンチ跡５により一体化し、所定の裁断巾に裁断して積層シート６を作製した。
図４（ａ）に示すように、積層シート６の外周となる側に熱溶着にてフィルム１２貼りし、積層シート６の端継部６ｅをロックミシンでＰＥミシン糸７で縫製するとともに、溶着テープ８を貼り付けることにより管状化加工し、内径φ３００ｍｍの既設管２１のための管状基材１０とした。
同（ｂ）に示すように、施工前に、管状基材１０に常温で未硬化の不飽和ポリエステル系樹脂（図示略）を含浸し、管状基材１０の内周にＰＥからなるチューブ状のフィルム１１を挿入した。
同（ｃ）の挿入工程は、実施例１と同様である。
同（ｄ）の拡径・硬化工程は、実施例１と同様であり、前記重ね代Ｐが減少し又は無くなるようにした。
【００３５】
（実施例３）
表１及び図５に示すように、１枚で管周長となる裁断巾のフェルトシート１の単層と、４枚（４列）で管周長を超える裁断巾の下層の強化繊維シート２と、３枚（３列）で管周長を超える裁断巾の上層の強化繊維シート２とを積層し、強化繊維シート２の縁部同士が重なり合った管周方向の重ね代Ｐを３００ｍｍとし、これらのシートをニードルパンチ装置２０にかけて複数のニードルパンチ跡５により一体化し、所定の裁断巾に裁断して積層シート６を作製した。
図６（ａ）に示すように、フィルム貼りなしで、積層シート６の端継部６ｅをホットメルトガンにてホットメルト材９で接着するとともに、溶着テープ８を貼り付けることにより管状化加工し、内径φ６００ｍｍの既設管２１のための管状基材１０とした。
同（ｂ）に示すように、施工前に、管状基材１０に常温で未硬化の不飽和ポリエステル系樹脂（図示略）を含浸し、管状基材１０の内周及び外周にＰＥからなるチューブ状のフィルム１１，１２を挿入した。
同（ｃ）の挿入工程は、実施例１と同様である。
同（ｄ）の拡径・硬化工程は、実施例１と同様であり、前記重ね代Ｐが減少し又は無くなった。
【００３６】
（比較例）
表１及び図７に示すように、１枚で管周長となる裁断巾のフェルトシート５１の単層と、１枚で管周長となる裁断巾の強化繊維シート５２の単層とを積層し（よって実施例１〜３のような重ね代はない）、これらのシートをニードルパンチ装置２０にかけて複数のニードルパンチ跡５５にて一体化し、所定の裁断巾に裁断して積層シート５６を作製した。
図８（ａ）に示すように、フィルム貼りなしで、積層シート５６を端継部５６ｅをロックミシンでＰＥミシン糸５７で縫製することにより管状化加工し、内径φ３００ｍｍの既設管２１のための管状基材６０とした。
同（ｂ）に示すように、施工前に、管状基材６０に常温で未硬化の不飽和ポリエステル系樹脂（図示略）を含浸し、管状基材６０の内周及び外周にチューブ状のＰＥからなるフィルム６１，６２を挿入した。
同（ｃ）の挿入工程は、実施例１と同様である。
同（ｄ）の拡径・硬化工程は、実施例１と同様であるが、フェルトシート５１は強化繊維シート５２に拘束されて管周方向にあまり伸長しなかった。
【００３７】
（評価）
施工後の管状ライナーを切断し、断面を観察して既設管との隙間の有無を確認した。また、管状ライナーの外周長を測定し、平均外径を算出した。これらの評価を表１に示す。比較例の管状ライナー６５は、拡径しにくく、既設管２１の内面との間に隙間が生じた。それに対し、実施例１〜３の管状ライナー１５は、強化繊維シート２の重ね代Ｐが減少し又は無くなる分だけ管周方向に拡径することができ、既設管２１の内面にフィットし、厚みムラやしわの発生が少なかった。
その他、実施例１〜３により次の効果が得られる。
・既設管２１の内径、設計拡径率より、適切な重ね代とすることで、層内の厚みを低減できる。
・管周方向の繊維の滑りがよいので、適度に設計することで、施工内圧を低くすることも期待できる。
・周方向にホットメルト等の熱溶着にて固定していないため、管内を加熱することなく、拡径できる。
【００３８】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    フェルトシート
２    強化繊維シート
３    ガラスロービング
４    ステッチング
５    ニードルパンチ跡
６    積層シート
６ｅ  端継部
７    ＰＥミシン糸
８    溶着テープ
９    ホットメルト材
１０    管状基材
１１    フィルム
１２    フィルム
１５    管状ライナー
２０    ニードルパンチ装置
２１    既設管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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