(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂及び加熱性の硬化剤を必須成分として含有し、促進剤を含む熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を管路内面に設置して硬化させる管路の内張り方法であって、該管路の内張り方法は、管路と内張り材との間に常温硬化剤を配し、次いで内張り材内面に加熱媒体を圧入して、該熱硬化性樹脂組成物を硬化させることを特徴とする管路の内張り方法。
【請求項２】
前記管路の内張り方法は、常温硬化剤を内張り材に塗布した後に、内張り材を管路内に設置することを特徴とする請求項１記載の管路の内張り方法。
【請求項３】
前記管路の内張り方法は、常温硬化剤を内張り材と接する面に塗布したシート状物又は筒状物を、管路内面に設置した後に、該内張り材を該シート状物上又は筒状物内に設置することを特徴とする請求項１記載の管路の内張り方法。
【請求項４】
前記常温硬化剤は、有機過酸化物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の管路の内張り方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路の内張り方法に関する。詳しくは、不飽和ポリエステル樹脂（以下、ＵＰ樹脂という）又はビニルエステル樹脂（以下、ＶＥ樹脂という）を含有する熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を管路内面に設置して硬化させる管路の内張り方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
管路の内張り方法は、内張り材を管路内面に設置して硬化させることにより、地中に埋設された管路の補修や補強をするための方法である。このような方法を用いると、地面を掘り返すことなく工事を行うことができることから、工事費用を抑制し、また、道路の下に管路がある場合に交通面で有利であることから、ガス管や水道管、特に下水道管の補修や補強に広く用いられている。
【０００３】
従来の管路の内張り方法において、熱硬化性樹脂組成物の加熱による硬化方法は、加熱媒体を管路に送り込むことによって加熱する方法が一般的であり、特開昭５６−１１６９９９号公報等に開示されているような加圧水蒸気を管路内に圧入する蒸気法と、特開昭５９−８９８８４号公報等に開示されているような温湯を管路内に送入する温水法とがある。そして、これらの加熱硬化方法に使用するＵＰ樹脂又はＶＥ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物としては、常温雰囲気下で硬化反応を生じない硬化剤が選定されて配合されている。なお、このような熱硬化性樹脂組成物は、厳密にいえば徐々に硬化反応は進行するが、常温では硬化までに１週間以上を要するものである。
【０００４】
ＵＰ樹脂又はＶＥ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物の構成は、酸類を触媒下で合成した反応化合物に、保存性を高めるための重合禁止剤、樹脂の粘度調整のための重合性単量体を配合した主剤と、内張り材へ含浸させる直前に主剤と混合する硬化剤とからなる。なお、酸類としては、ＵＰ樹脂の場合は不飽和多塩基酸と飽和多塩基酸とグリコール類、ＶＥ樹脂はエポキシ化合物と不飽和一塩基酸からなる。
【０００５】
このような熱硬化性樹脂組成物に配合される硬化剤は、分解してラジカルを生成するものであるが、常温雰囲気下でほとんど硬化反応が進行しないので、熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を長距離輸送したり、施工現場の状況によって加熱開始時間が大幅に遅れたり、雨等により１日位施工日がずれたりしても、内張り材を問題なく使用することができることから、非常に使い勝手がよく、内張り材の取扱いを容易にするものである。
【０００６】
このような硬化剤を用いて硬化反応を生じさせるには、硬化剤の反応温度まで内張り材を加熱する必要がある。しかしながら、内張りを行う管路に、クラックが生じていたり、継手がずれたり、分岐管の接合不良が生じていたりすると、地下水が管路内に浸入することになる。
【０００７】
そして、内張り材外面が接する管路の内面側では、加熱媒体による熱が地下水に奪われてしまい、硬化剤の反応温度まで昇温しにくくなる。特に管が破損して近接の雨水管から地下水が浸入する箇所や、雪解け水が管内へ浸入する箇所等は、熱の奪われ方が激しく、加熱時間を大幅に要することとなっている。
【０００８】
このように浸入水の激しい管路に適応できる内張り方法について、特開平２−１９４９３２号公報には、内張り材内に可撓性を有する硬質チューブを挿入し、硬質チューブを介して流体を排出する方法が開示されている。また、特開平５−２００８６９号公報には、加圧水蒸気を噴出するノズルから噴出する加圧水蒸気を内張り材内面に吹き付けて加熱する方法が開示されている。しかしながら、これらの方法では、施工上の工夫で対策しているのが現状であるが、新たな設備を用いる等、加熱方法が複雑となっている。従って、従来と同様に容易に施工することができると共に、熱硬化性樹脂組成物を充分に加熱硬化させることにより硬化した内張り材の性能を充分に発揮することができるように工夫する余地があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、促進剤を含む熱硬化性樹脂組成物を使用した内張り材において、浸入水等により充分な加熱を行えない条件でも通常の加熱方法によって早期に熱硬化性樹脂組成物を硬化させることが可能で、且つ内張り材の取扱いは従来のまま容易となる管路の内張り方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、管路の内張り方法について種々検討した結果、熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を管路内面に設置して硬化させると、地中に埋設された管路の補修や補強を容易とし、硬化した内張り材が優れた基本性能を発揮することにまず着目した。このような管路の内張り方法において、浸入水等により充分な加熱を行えない条件では管路に設置された内張り材の外面付近、すなわち管路側付近の熱硬化性樹脂組成物の硬化性が充分でなくなることに着目し、管路と内張り材との間に常温硬化剤を配し、次いで内張り材内面に加熱媒体を圧入して、該熱硬化性樹脂組成物を硬化させると、加熱媒体による熱が伝わりにくい内張り材の管路側においても早期に熱硬化性樹脂組成物を硬化させることが可能であり、また、内張り材に含浸させる熱硬化性樹脂組成物には常温雰囲気下でほとんど硬化反応が進行しない硬化剤が配合されるため、内張り材の取扱いは従来のまま容易となることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【００１１】
すなわち本発明は、促進剤を含む熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を管路内面に設置して硬化させる管路の内張り方法であって、該管路の内張り方法は、管路と内張り材との間に常温硬化剤を配し、次いで内張り材内面に加熱媒体を圧入して、該熱硬化性樹脂組成物を硬化させる管路の内張り方法である。
以下に本発明を詳述する。
【００１２】
本発明の管路の内張り方法は、促進剤を含む熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を管路内面に設置し、次いで内張り材内面に加熱媒体を圧入して、この熱硬化性樹脂組成物を硬化させることで行う方法であるが、このとき管路と内張り材との間には常温硬化剤を配することになる。これによって、通常の加熱方法によっても早期に熱硬化性樹脂組成物を硬化させることが可能となり、特に加熱媒体による熱が伝わりにくい場合にも充分な効果を発揮することとなる。
【００１３】
上記熱硬化性樹脂組成物とは、常温で硬化することができない、又は、常温では硬化に長時間を要するものであって、例えば管路の内張り作業が一昼夜で終えることができない程の長時間を要する常温硬化特性を有し、主にラジカル重合反応によって硬化するものをいう。
上記熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び加熱性の硬化剤を必須成分として含有している。また、常温硬化剤とレドックス反応を生じさせるために、促進剤を含有するものである。また更に重合禁止剤及び重合性単量体を含有していることが好ましい。また、熱硬化性樹脂組成物は、内張り材に含浸させる直前に、熱硬化性樹脂、重合禁止剤、重合性単量体、促進剤を含有する主剤と硬化剤とを混合することで調製されるものであることが好ましい。この場合、熱硬化性樹脂組成物は、硬化剤が熱分解によってラジカルを生じ、そのラジカルが主剤に含有されている成分とラジカル重合反応を起こすことで硬化物となる。
【００１４】
上記熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ樹脂）、ビニルエステル樹脂（ＶＥ樹脂）等が好適である。
上記不飽和ポリエステル樹脂としては、酸類である不飽和多塩基酸と飽和多塩基酸とグリコール類とを触媒下で反応させて得られたもの等が好適であり、ビニルエステル樹脂としては、エポキシ化合物と不飽和一塩基酸を触媒下で反応させて得られたもの等が好適である。
上記不飽和多塩基酸としては、無水マレイン酸が、飽和多塩基酸としては、イソフタル酸が、グリコール類としては、プロピレングリコールが好適に用いられる。また、エポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテルが、不飽和一塩基酸としては、メタクリル酸が好適に用いられる。
【００１５】
上記重合禁止剤は、熱硬化性樹脂の保存性を高めるために用いられ、ハイドロキノンが好適に用いられる。上記重合性単量体は、熱硬化性樹脂の粘度調整のために用いられ、スチレンが好適に用いられる。
【００１６】
上記硬化剤は、有機過酸化物であって、４０℃以上の雰囲気下で熱分解してラジカルを生成するものが好適である。これらの中でも、１０時間半減期温度が４０〜７０℃のものが好ましい。また、１０時間半減期温度が７０〜８０℃のものでも、当該温度が４０〜５０℃のものと混合して用いることが可能である。このような硬化剤を用いると、常温雰囲気下ではほとんど熱分解しないので、施工現場の状況によって加熱時間が大幅に遅れたり、雨等により施工日がずれたりしても、熱硬化性樹脂組成物の硬化反応が進行せず、施工性に優れるものとなる。
ここで半減期とは、ある一定の温度で硬化剤の濃度が半分になるまでに要する時間を意味する。
【００１７】
上記有機過酸化物としては、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチロンキセノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド系；１，１−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等のパーオキシケタール系；クメンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド系；ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド系；ラウリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド系；ジーミリスチルパーオキシジカーボネイト等のパーオキシジカーボネイト系；ターシャリーブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、ターシャリーブチルバーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル系等が好適である。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でもターシャリーブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエートが好ましい。
【００１８】
上記促進剤としては、ナフテン酸コバルト等の金属有機酸塩；ジメチルアニリン、ジメチルパラトルイジン等の第３級アミン類等が好適である。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でもナフテン酸コバルトが好ましい。
【００１９】
上記常温硬化剤とは、常温で熱硬化性樹脂組成物に配合された促進剤と反応する硬化剤であって、主にレドックス反応によって硬化が進行するものをいう。
上記常温硬化剤は、有機過酸化物であって、４０℃未満の雰囲気下でも促進剤との間でレドックス反応（酸化−還元反応）を起こしてラジカルを生成するものである。
このような常温硬化剤を用いると、常温雰囲気下で硬化反応を生じさせるので、侵入水等により充分に加熱されにくい箇所であっても、通常の加熱方法によって早期に熱硬化性樹脂組成物を硬化させることが可能となる。
【００２０】
上記常温硬化剤としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド系；過酸化ベンゾイル等のジアシルパーオキサイド系等が好適である。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でもメチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイドが好ましい。
特に、熱硬化性樹脂組成物を硬化させる際の温度が１０℃以下の低温となることが予想される場合には、使用直前にナフテン酸コバルト、ジメチルアニリン等の促進剤を、常温硬化剤に直接混合することが好ましく、これにより１０℃以下の低温下でも容易にレドックス反応が進行することになる。
【００２１】
本発明は、管路と熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材との間、すなわち、熱硬化性樹脂組成物が侵入水等により充分に加熱されにくい箇所に常温硬化剤を配することで、早期に熱硬化性樹脂を硬化させることになるが、この内張り材を管路内に設置する方法としては、（１）常温硬化剤を熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材に塗布した後に、この内張り材を管路内に設置する方法、（２）常温硬化剤を内張り材と接する面に塗布したシート状物又は筒状物を、管路内に設置した後に、熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材をシート状物上又は筒状物内に設置する方法等が好適である。
【００２２】
上記（１）の設置方法について説明する。
まず、常温硬化剤を、熱硬化性樹脂組成物が含浸された内張り材の外面又は内面に塗布する。この場合、塗布が容易であることから、外面に塗布することが好ましい。なお、常温硬化剤は、内張り材に含浸された熱硬化性樹脂組成物と接触するように塗布されることになる。
【００２３】
次いで、この常温硬化剤を塗布した内張り材を管路内に設置する。内張り材の設置方法としては、常温硬化剤を内張り材の外面に塗布した場合には引込みによる設置方法を用い、内張り材の内面に塗布した場合には反転による設置方法を用いる。すなわち、内張り材は、常温硬化剤の塗布された面が管路の内面に接するように管路内に設置されることになる。引込みによる設置を行う場合、塗布した常温硬化剤が管路内面で擦られて摩耗するのを防止するために、少なくとも内張り材が管路内面と接触する箇所をシート状物等で保護することが好ましい。
【００２４】
上記内張り材の引込みによる設置方法及び反転による設置方法について説明する。引込みによる設置方法とは、内張り材の一端を、内張りを行う管路の一端から他端まで移動させて引込み、内張り材の内側に加圧媒体を導入し、内張り材を膨らませて管路の内面に圧着させることで設置する方法である。反転による設置方法とは、内張り材の一端を、圧力容器の一端にある環状固定部に固定し、その固定部の後方に流体圧力を作用させ、そこに形成される折り返し部分において内張り材の内側が外側となるように裏返しつつ、折り返し部分を管路内で前進させるとともに、内張り材を管路の内面に圧着させることで設置する方法である。
【００２５】
次に上記（２）の設置方法について説明する。
まず、常温硬化剤をシート状物の片面、又は、筒状物の内面若しくは外面に塗布する。シート状物及び筒状物の材質としては、ナイロン等のプラスチック、ゴム、コーティングされた帆布等が好適である。
【００２６】
次いで、この常温硬化剤を塗布したシート状物又は筒状物を、常温硬化剤が塗布された面が管路の内方向を向くように、管路内に設置する。また、筒状物の設置方法としては、常温硬化剤を筒状物の内面に塗布した場合には引込みによる設置方法を用い、筒状物の外面に塗布した場合には反転による設置方法を用いる。
【００２７】
次いで、熱硬化性樹脂組成物が含浸された内張り材を、この管路内に設置されたシート状物の上、又は、筒状物の中に設置する。この内張り材の設置方法としては、引込みによる設置方法と反転による設置方法のどちらを用いてもよいが、内張り材に含浸した熱硬化性樹脂組成物が常温硬化剤と接触するように設置することになる。
【００２８】
上述したように内張り材を管路内に設置した後、蒸気法や温水法等により内張り材に含浸している熱硬化性樹脂組成物を加熱し、硬化反応を生じさせることになる。このとき、管路に接触している箇所の熱硬化性樹脂組成物は侵入水等で充分に加熱されにくいが、常温硬化剤が配されているので、特殊な加熱方法を用いなくても熱硬化性樹脂組成物を硬化させることができることになる。
【００２９】
上記内張り材としては、筒状のものが好適であり、具体的には（イ）筒状の布帛の内面に気密性を有する被膜が一体化されたもの、（ロ）筒状の布帛の外面に気密性を有する被膜が一体化されたもの、（ハ）布帛内にチューブを挿入したもの、（ニ）布帛の外面にチューブを被せたもの等が好ましい。
引込みによって管路内に内張り材を設置する場合には、（イ）筒状の布帛の内面に気密性の被膜が一体化された内張り材、又は、（ハ）布帛内にチューブを挿入した内張り材を用いる。また、反転によって管路内に内張り材を設置する場合には、（ロ）筒状の布帛の外面に気密性の被膜が一体化された内張り材、又は、（ニ）布帛の外面にチューブを被せた内張り材を用いる。
【００３０】
上記布帛としては、織物、編物、組物又は不織布であることが好適であり、これらの組み合わせからなるものも含む。気密性を有する被膜の材質としては、ポリエチレン系やポリエステル系のエラストマー等が好適であり、チューブの材質としては、ナイロンとポリオレフィンの積層物等が好適である。
【００３１】
上記熱硬化性樹脂組成物を内張り材に含浸する方法、及び、常温硬化剤を内張り材の外面又は内面に塗布する方法としては、ディッピング法や特開平３−１０６４８０号公報に開示されている塗布法等が好適である。ディッピング法とは、熱硬化性樹脂組成物や常温硬化剤に内張り材等を直接浸漬することで含浸又は塗布する方法である。塗布法とは、内張り材の内側に熱硬化性樹脂組成物等を注入し、２つ以上のニップローラーで内張り材内の熱硬化性樹脂組成物等を絞ることで含浸又は塗布する方法である。
また常温硬化剤をシート状物又は筒状物に塗布する方法も、上記のような塗布方法により行う。
【００３２】
常温硬化剤の粘度としては、１〜１０Ｐａ・ｓ位が垂れによる塗布ムラが生じないので好ましく、希釈剤で薄めて粘度を下げたり、逆に高粘度溶剤に溶かしたり、充填剤等を配合して粘度を上げることで最適な粘度に調整されているものを用いる。更に硬化不良が生じない程度に、常温硬化剤含浸体（薄手の不織布等）に含浸させて垂れを防止することも可能である。
【００３３】
本発明の管路の内張り方法においては、熱硬化性樹脂組成物が充分に加熱されにくい管路側に常温硬化剤を配しているので、内張り材の外面側でレドックス反応によるラジカルを生じ、常温雰囲気下でも硬化反応が開始する。また、内張り材に含浸している熱硬化性樹脂組成物は、内張り材の内側に注入される加熱媒体による加熱によって、硬化剤の熱分解によるラジカルを生じ、加熱媒体側から硬化反応が進行する。従って、加熱条件が悪く、内張り材と管路との接触面が内部からの加熱でも４０℃位までの温度までしか昇温しない箇所でも、常温硬化剤が管路の接触面に位置することから短時間で充分な硬化反応を行うことができる。
更に、侵入水等がない管路の施工において本発明の管路の内張り方法を用いる場合にも、常温硬化剤が加熱媒体により加熱されるので、硬化反応速度が高まって硬化時間が短縮され、且つ内張り材に含浸している熱硬化性樹脂組成物は従来と同様であるので、内張り材の保存性は従来と同等であり、施工性が損なわれることもないという効果を有することになる。
【００３４】
【実施例】
以下に実施例を揚げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は、「重量部」を意味するものとする。
【００３５】
実施例１
図１に示すように、口径φ２５０ｍｍ、長さ２０ｍのヒューム管１を用い、略中央上部に孔２を開口して、その孔２から２Ｌ／ｍｉｎの流量で５〜１０℃の水が、ヒューム管１内に流れるようにした。また、内張り材３が内圧によってヒューム管１の内面に密着している保圧時には、この孔２より０．０１ＭＰａの外水圧Ｗを加えて、地中埋設管路内の浸入水と同様な状況を作り出した。
【００３６】
まず、φ２５０ｍｍのナイロン製チューブの内面に、常温硬化剤であるケトンパーオキサイド系の５５％メチルエチルケトンパーオキサイドを１０ｇ／ｍの塗布量で塗布し、筒状物４を作製した。この筒状物４をヒューム管１内に引込んで設置した。次いで、外面がポリエチレン系エラストマーで押出被覆されている筒状不織布に、不飽和多塩基酸である無水マレイン酸と飽和多塩基酸であるイソフタル酸とグリコールであるプロピレングリコールとを反応させて得られる不飽和ポリエステル樹脂、重合禁止剤であるハイドロキノン、重合性単量体であるスチレン、及び、促進剤であるナフテン酸コバルトを加えてなる主剤１００部と、硬化剤であるターシャリーブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート２部とを混合して得られた熱硬化性樹脂組成物を４．５ｋｇ／ｍの割合で含浸し、φ２５０ｍｍ用の内張り材３を作製した。この内張り材３を反転機５により０．０５ＭＰａのエアー圧力で筒状物４内に反転挿入した。
【００３７】
内張り材３をヒューム管１内に設置した後、内張り材３内に０．０７ＭＰａの内圧を保てる程度の、蒸気とエアーの混合加熱流体をホース６より注入し、熱硬化性樹脂組成物を硬化させた。熱硬化性樹脂組成物の硬化確認は孔２を利用して、一端水を停止して触覚により確認し、このときの硬化時間を測定した。この結果を表１に示す。なお、内張り材３の先端には、パイプ７を差し込み、加熱流体が絶えず内張り材３内で流動している状態とした。
【００３８】
実施例２
実施例１と同様のナイロン製チューブの内面に、常温硬化剤であるケトンパーオキサイド系の３４％アセチルアセトンパーオキサイドを１０ｇ／ｍの塗布量で塗布した筒状物を、実施例１と同様のヒューム管内に反転挿入して設置した。次いで、実施例１と同様の熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を、実施例１と同様に筒状物内に反転挿入した。
実施例１と同様の硬化条件にて、熱硬化性樹脂組成物の加熱を行い、硬化確認をし、このときの硬化時間を測定した。この結果を表１に示す。
【００３９】
比較例
実施例１と同様のヒューム管内に、実施例１と同様の熱硬化性樹脂組成物を含浸した内張り材を反転挿入し、実施例１と同様の硬化条件にて、熱硬化性樹脂組成物の加熱を行い、硬化確認をし、このときの硬化時間を測定した。この結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0003753992.tif 000002
【００４１】
表１に示すように、常温硬化剤を使用しなかった比較例においては、８時間経過後もヒューム管と接している内張り材表面の硬化を確認することができなかったが、実施例１及び実施例２は硬化時間に差があるものの、短時間で熱硬化性樹脂組成物の硬化を確認することができた。
【発明の効果】
本発明は、上記のような構成であるので、熱硬化性樹脂を使用した内張り材において、浸入水等により充分な加熱を行えない条件でも通常の加熱方法によって早期に熱硬化性樹脂を硬化させることが可能で、且つ内張り材の取扱いは従来のまま容易となる管路の内張り方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管路の内張り方法における実施例１の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ヒューム管
２  孔
３  内張り材
４  筒状物
５  反転機
６  ホース
７  パイプ
【図１】
0003753992.tif 000003