JPH04128024A - 既設管ライニング用樹脂管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、既設管の内面のライニング用樹脂管、更に
詳しくは下水道管、あるいは各種ケーブル類の敷設用管
路を構成する地下あるいは建造物躯体内に埋設された既
設管に対し、その補修、補強等のために内面に爾後挿入
して内張り状態に設置されるライニング用の樹脂管の製
造方法に関する。

従来の技術 近時、上記のような各種管路の補修工法として、該管路
内に硬質あるいは半硬質の合成樹脂管を加熱軟化状態に
して挿入し、これを内部にスチームを導入して加熱加圧
して半径方向に膨張せしめ、既設管の内面に圧着固定せ
しめるライニング工法が提案され注目を浴びている（例
えば特開平１−２９５８２８号公報）。

上記のようなライニング工法において、それ、に用いら
れるライニング用樹脂管としては、硬質の塩化ビニル樹
脂管が用いられることが多いが、実際上ライニング施工
される管路の１スパンの長さは、１０ｍから１００ｍに
も及び、上記ライニング用樹脂管としてもそれに対応し
た長尺のものが必要となる。そこで、このような長尺の
ライニング用樹脂管は、これを予め扁平化加工した状態
で巻取りドラムないしはボビンにロール状に巻き取った
捲回物として準備し、これを現場に搬入し、施工に際し
ては上記樹脂管内にその一端からスチーム等の加熱媒体
を導入して加熱軟化せしめ、この軟化状態のもとにドラ
ムから巻き戻しながら一端を牽引して既設管路内に引き
込み挿入するものとしている。

発明が解決しようとする課題 ところが、従来の上記ライニング用樹脂管は、所定直径
の断面円形のものとして押出成形したのち、これを再加
熱して軟化させ、この軟化状態のもとに所定の張力を加
えながら巻き取りドラムに強制的に巻き取ることで扁平
化し、あるいは上記加熱軟化状態のもとに１対の平行状
に配置した扁平加工ロール間を通過させることで積極的
に断面長円形に扁平化したのち、ドラムに巻き取ること
によって前記の捲回物に製作していた。このため、該捲
回物として得られるライニング用扁平樹脂管は、その断
面形状が第６図に示すように全体的に薄く圧潰状態に扁
平化されたものとなる。この傾向は、樹脂管が径の大き
いものになればなるほど、かつ肉厚が薄いものになれば
なるほど両者の相関で顕著にあられれる。このような平
面的な樹脂管の扁平化は、第６図に示すようにドラム（
Ｄ）への巻き取り状態においては全体の嵩を低くするこ
とができ長尺の扁平樹脂管（２１）の単一捲回物とする
のに有利であるもの＼、ライニング施工時において重大
な問題点を派生する主要因となるものであった。

即ち、第６図に示すような従来の扁平樹脂管（２１）←
おいては、その断面形状が、両端部において小さな曲率
半径で屈曲され、その内部に小さな空間部（２２）　Ｌ
か保有されず、中間部にあっては対向壁（２１ａ）（２
１ａ）どおしが密着状態を呈して、それらの間にほとん
ど空隙を有しない状態のものとなっており、あるいはま
た少なくともこのような断面形状の部分が全長のうちの
大部分を占めるものとなっている。このためその捲回状
態の扁平樹脂管（２１）を加熱軟化させるに際し、その
巻き始めの一端側からこれに予め接続されたホース（１
２）からスチーム等の加熱媒体を圧入しても、それが扁
平樹脂管（２１）の全長に万遍なく流通せず、加熱媒体
の流通に多くの時間を要するのみならず、扁平樹脂管（
２１）の横断面における各部間、及び長さ方向における
各部間に加熱温度のばらつき、ひいては軟化状態の不均
一を生じる。即ち、横断面においては、空間部（２２）
を保有する両端部において優位的に加熱軟化が進行する
のに対し、それらの間の中間部の加熱軟化が不十分なも
のとなり易いのみならず、長さ方向においても、加熱媒
体の流通状態のばらつきに起因して部分的に加熱軟化の
進行の不十分な部分を生じる。

而して、このような加熱軟化の不均一な状態で・、第５
図に示すようにその一端を牽引索（１４）で牽引して既
設管（Ｐ）の中に引き込む挿入操作を行うと、巻きぐせ
の残った軟化の不十分な部分が抵抗となって大きな牽引
力を必要とし、円滑な管路内への挿入が困難になる。の
みならず、軟化の十分な部分においては上記牽引力によ
って扁平樹脂管（２１）に局部的な伸びを生じ、あるい
は既設管（Ｐ）内面との強い摺擦によって表面に傷がつ
き、甚だしくは扁平樹脂管に破断を生じるというような
おそれがあった。

そしてまた、このような挿入操作時の問題点に加えて、
挿入後内圧を加えて樹脂管を膨張せしめるに際しても、
扁平樹脂管（２１）の加熱軟化状態の不均一と相俟って
、該樹脂管の折返し状に屈曲された断面両端部において
その変形量が極めて大きいものとなること、挿入時に伸
びによる部分的な肉厚の減少部分を生じていること、更
には表面に擦傷を受けている部分が存在すること等に起
因して、樹脂管の殊に上記両端部における内面側、ある
いは肉厚減少部分等に亀裂を発生し、甚だし・くはバー
ストにつながるきいうような問題があった。

この発明は、上記のような問題点の解消をはかるべく、
所定の断面形状に扁平化され、スチーム等の加熱媒体の
導入による加熱軟化を円滑かつ均一に行い得るものとし
た既設管のライニング用樹脂管の製造方法を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 この発明は、断面を円形に押出した成形樹脂管を所定の
内圧を付与した状態のもとに加熱軟化させかつドラムへ
の巻き取りを行うようにしたことを主旨としたものであ
る。

即ち、この発明は、サーキュラ−ダイを備えた押出成形
機により、断面が円形の樹脂管を連続的に押出し成形し
、冷却固化せしめたのち、引取機の前方に配置した再加
熱装置に導通して前記樹脂管を外側から加熱して軟化せ
しめ、この軟化状態を保ちながらドラムに巻取る既設管
ライニング用樹脂管の製造方法において、前記引取機と
再加熱装置との間の位置において樹脂管内にエアパツキ
ンを配置すると共に、前記樹脂管の先端開口側から該樹
脂管内に圧縮空気を導入することにより、再加熱樹脂管
に前記圧縮空気による内圧を付与しながら前記ドラムへ
の巻取りを行うことを特徴とする、既設管ライニング用
樹脂管の製造方法を要旨とするものである。

上記エアパツキンとしては、樹脂管の内径の１００〜１
５０％の外径を有する柔軟な非通気性弾性材料からなる
円柱状体が好適に使用され、とくに良好な気密性を確保
するためには、上記内径の１０５％以上の外径を有する
ものを用いるのが好ましい。

この発明によるライニング用樹脂管の製造方法を、以下
添附図面に基いて更に詳しく説明する。

第１図において、既設管のライニング用として用いられ
る樹脂管（１）は、硬質塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹
脂をもって、サーキュラ−ダイ（２ａ）を備えた押出成
形機（２）により断面円形のものとして押出成形され、
常法に従って押出直後にサイジングダイ（３）及び冷却
装置（４）を通過して冷却固化せられ、引取機（８）に
よって送り出される。こ＼に、樹脂管（１）のサイジン
グは、常法に従うサイジング法で行われる。即ち、第２
図に示すように、サイジングダイ（３）の前方位置にお
いて樹脂管（１）内にフローティングプラグ（５）を挿
入配置し、ダイ（２ａ）の先端の通気孔（７）から半溶
融状態にある樹脂管（１）内に低圧空気（Ａ１）を送り
込むことで樹脂管（１）に極く低い内圧をかけ、その外
周面をサイジングダイ（３）に接触させながら冷却せし
めるものとなされる。上記プラグ（５）は一般的にダイ
マンドレルにワイヤ、鎖等の連結条（６）を介して連結
され、所定位置に保持されるようになされているもので
ある。

そして、上記引取機（８）から送り出される樹脂管（１
）は、続いてスチームを用いた再加熱装置（９）に導通
し、こ＼で外側から所定の軟化温度以上に加熱したのち
、この加熱軟化状態を保持したま＼ドラム（Ｄ）に巻取
るものとする。

ところで、上記の如きライニング用樹脂管（１）の基本
的な製造工程において、本発明は樹脂管（１）のドラム
（Ｄ）への巻取工程中、該樹脂管（１）の先端開口側か
ら継続的に該樹脂管内に圧縮空気（Ａ２）を送り込むも
のとし、かつ引取機（８）と再加熱装置（９）との間の
位置にエアパツキン（１０）を配置せしめることで、常
時樹脂管（１）に所定の内圧を付与した状態のもとに、
ドラム（Ｄ）への巻き取りを行うものとする。

上記エアパツキン（ｌＯ）は、好ましくは樹脂管（１）
の内径の１００〜１５０％の外径を有する発泡ウレタン
や合成ゴム等の柔軟な弾性材料で円柱状体につくられる
ものであり、図示例においては両端面に挾み板（ＩＯａ
）　　（ｌｉｌａ）が配置され、これらが８棒（１（ｌ
ｂ）で結合されると共に、該８棒（１０ｔ））の一端が
ワイヤーあるいは鎖等の連結条（Ｉ３）を介して前記の
プラグ（５）の８棒（５ｂ）に連結されることにより、
前記の所定位置に保持されるものとなっている。

そこで、引取機（８）から樹脂管（１）が送り出されて
きた際、その直後に先ずその先端開口から上記エアパツ
キン（ｌＯ）を内部に押込み状態に挿入する。

これにより、続いて上記先端開口が再加熱装置（９）内
を通過する過程で、樹脂管（１）内に上記先端開口から
侵入するスチームが管内を上流側に向けて流通するのを
阻止することができる。このことは、引取機（８）によ
る樹脂管（１）の円滑かつ確実な引取り操作の継続を可
能なものとする。即ち、再加熱装置（９）からのスチー
ムが、樹脂管内を流通して引取機（８）あるいは更に冷
却装置（４）付近にまで達すると、樹脂管の十分な冷却
固化を妨げ、あるいは引取機（８）の部分で樹脂管（１
）を軟化してその変形を惹起し、引取機（８）による樹
脂管の確実な引取り作用が妨げられる事態を生じるが、
エアパツキン（１０）の存在は、引取機（８）の出口付
近で樹脂管（１）内を閉塞し、上記事態の発生を防止す
る。

続いて再加熱装置（９）から樹脂管（１）の先端が出て
きたところで、該先端開口部に第３図に示すようにエア
ホース（１２）を付設したゴム製等の栓体（１１）を密
嵌し、該管端を閉塞する。そしてすぐさま、上記栓体（
１１）を利用して樹脂管（１）の先端部をドラム（Ｄ）
の巻胴部分に固定すると共に、上記エアホース（１２）
から樹脂管（１）内に圧縮空気（Ａ２）を導入する。こ
の圧縮空気の圧力は、樹脂管（１）の直径、肉厚等によ
って異なるが、一般的には概ね０．１〜０．６ｋｇｆ／
ｃｄ程度とするのが適当である。これが高すぎると、再
加熱装置（９）内において樹脂管（１）に有害な膨脹変
形を生じるおそれがあり、また低すぎるときはこの発明
の効果を十分に享受することができない。この圧縮空気
（Ａ２）の導入により、樹脂管（１）は前記エアパツキ
ン（ｌＯ）との間で、所定の内圧が付与される。そこで
、この内圧付与状態のま＼、ドラム（Ｄ）を樹脂管の送
り速度に対応する可変速で回転駆動することにより、該
ドラム胴の周りに多段積重状態に捲回する。こ＼に、樹
脂管（１）は、ドラム胴に巻き付けられる際に付加され
る所定の押し付は力によって扁平化されるが、この扁平
化は、内圧の付加によって内部空間を確実に確保した断
面略長円形状を保持した状態に扁平化されるものとなる
。しかもドラム（Ｄ）への捲回時において樹脂管（１）
は、ドラム胴との接触、既に巻き取られた下層の樹脂管
との接触、及びそれ自体の経時的放冷により、速やかに
軟化温度以下に低下するため、上記の扁平化状態は、ド
ラム胴に巻き取られる樹脂管（１）の全長に亘ってはＶ
均一状態に保持されるものとなる。

ところで、ダイ（２ａ）の直後の部分において樹脂管（
１）には前述のように低圧空気（Ａ１）の導入により極
く低い内圧がかけられるが、この部分に樹脂管（１）の
先端側から導入される相対的に高い圧力の圧縮空気（Ａ
２）の影響が及ぶと、樹脂管（１）に有害な膨脹変形を
生じ、サイジングに支障を来たすおそれがある。

このような危惧に対し、この発明におけるエアパツキン
（１０）の配設は、上記圧縮空気（Ａ２）のグイ（２ａ
）側への逆流を防止し、上記事態の発生を確実に防止す
る作用をも果すものである。

なお、この発明の実施において、ライニング用樹脂管が
最も一般的な塩化ビニル樹脂からなるものである場合、
その軟化温度は７３〜７６℃程度であるから、再加熱装
置（９）による再加熱温度は８０〜８５℃程度に設定し
、そしてこれが経時的冷却あるいは要すれば強制的な空
冷等による冷却操作によって、軟化温度よりや＼高い７
５〜７８℃程度の、ドラムに捲回を可能とする最低温度
付近の温度にまで冷却された状態時にドラム（Ｄ）に捲
回せしめるものとするのが好適である。

実施例 次に、この発明の具体的な１実施例を比較例との対比に
おいて示す。

（実施例） 成形用材料として、軟化温度約７５℃の硬質塩化ビニル
樹脂を用い、サーキュラ−ダイを備えた押出成形機（２
）により外径４７０ｍｍ、肉厚８．　　Ｏｗｎの断面円
形の樹脂管（１）を押出し成形し、サイジングダイ（３
）及び冷却装置（４）を通過させて冷却固化せしめた。

そして、この固化状態の樹脂管（１）の先端が引取機（
８）から出てきたところで、その内部にエアパツキン（
１０）を挿入した。ニーに、エアパツキン（１０）は発
泡ウレタン製で直径５５０ｍｍのものを用い、これを縮
径して樹脂管（１）内に挿入するものとした。続いて、
樹脂管（１）をそのま＼再加熱装置（９）に導入し、外
周面にスチームを吹き付けることで約８０℃に再加熱し
た。これにより樹脂管（１）は垂れ下がりを生じない程
度の軟化状態にすることができた。

そこでこの軟化された樹脂管（１）の先端が再加熱装置
（９）を通過して出てきたのち、その先端開口部に、断
面が扁平な楕円形で中心部にエアホース（１２）を貫通
せしめた合成ゴム製の栓体（１１）を密嵌し、管端を閉
塞したのち、この栓体取付部分を次位に近接配置した巻
取りドラム（Ｄ）のドラム胴部分に固定し、すぐさま上
記エアホース（１２）から樹脂管（１）内に０゜５ｋｇ
／ａｄの圧縮空気の導入を開始した。そしてこの圧縮空
気の連続的な導入を継続しながら、未だ７６〜７８℃の
軟化状態を保っている樹脂管（１）をドラム（Ｄ）の回
転によってそれに連続的に巻取り、全長的１００ｍの樹
脂管（１）の多重捲回物を得た。なお、ドラム（Ｄ）は
、フランジ部の外径（Ｈｄ）２，８００ｍｍ、フランジ
間隔（Ｗｃｔ）　８００ｍｍ、巻胴部外径（Ｄｄ）７０
０ｍｍのものを用いた。

上記において、巻取り後の捲回物における樹脂管（１）
は、その全長に亘って断面形状がほり均一な長円形を呈
しているものであった。

（比較例） 前記実施例と同様にして断面円形の塩化ビニル樹脂管を
押出成形し、冷却固化せしめたのち、エアパツキン（１
０）を用いることなく、該樹脂管の先端が再加熱装置（
９）に入る直前に、その先端開口部に布を押し込んで閉
塞状態としたのち、再加熱装置に導入するものとした。

そして、こ＼でスチームにより約８０℃に加熱したのち
、その管端に前記の布に代えてエアポース（１２）付き
のゴム栓（１１）を取付け、そのま＼ドラム（Ｄ）に巻
き取った。この巻取中、樹脂管内への圧縮空気の導入は
行わないものとした。

その結果、巻取り後の捲回物における樹脂管（２１）は
、第６図に示されるように、管壁が不規則に漬れて扁平
化され、大半の部分において対向壁が密着状態を呈する
不均整な断面形状を呈しているものであった。

（対比試験） 上記実施例及び比較例で得られた各樹脂管（１）　　（
２１）の多重捲回物につき、その巻き始め側の一端に具
備するエアホース（１２）から、０、　６ｋｇｆ／ｃｏ
ｆ　（１１２℃）のスチームを各樹脂管内に１０分間連
続的に圧入した。そして、このスチームが約１００ｍの
各樹脂管（１）（２１）の全長を通過して巻き終り側の
他端に到達するまでの流通時間を、スチーム投入開始時
から該スチームの上記他端からの排出開始時までの時間
で測定すると共に、１０分経過後の上記他端部における
樹脂管（１）　　（２１）の表面温度を測定した。その
結果を後記第１表に示す。

次に、上記各樹脂管（１）　　（２１）について既設管
への挿入施工試験を行った。即ち、上記により加熱軟化
状態にした各樹脂管（１）　　（２１）を、試験的に水
平状に設置された長さ１０ｍ１内径５５０ｍｍの既設管
（Ｐ）に見立てた鋼管に、第５図に示すように牽引ロー
プ（１４）で牽引して前記ドラム（Ｄ）から巻き戻しな
がら挿入した。

そして、以上の挿入施工工程Ｑ実施において、先ず樹脂
管の挿入時の牽引ロープ（１４）による所要の牽引力、
及びその挿入に要した時間を各樹脂管（１）　　（２１
）のそれぞれについて測定対比した。その結果を第１表
に併記する。

第１表 上表の結果に見られるように、実施例による樹脂管は、
比較例のそれに較べ、捲回物の状態においてスチームの
通りが良く、全体に万遍なく均一な加熱軟化を速やかに
達成しうると共に、その結果、既設管内への挿入も相対
的に小さい牽引力で抵抗少なく短時間に行うことができ
るものであることを確認し得た。

発明の効果 上述のとおり、この発明のライニング用樹脂管の製造方
法によれば、押出成形されて冷却固化された樹脂管を、
再加熱して軟化状態のもとにドラムに巻き取る際に、該
樹脂管内に圧縮空気を導入して所定の内圧を付与した状
態のもとに巻取るものとしていることにより、捲回物に
おける樹脂管に確実に所要の内部空間を確保して扁平化
せしめることができる。かつ、引取機と再加熱装置との
間の位置で樹脂管内にエアパツキンを挿入配置して、引
取機側に有害な熱影響が及ばないようにしながら樹脂管
の再加熱を行いかつ内圧を付与するものとしていること
により、引取機による安定した樹脂管の引取速度を確保
でき、ひいては樹脂管の肉厚が引取速度のばらつきによ
って不均整になるのを防止し、肉厚の均一な樹脂管を得
ることができる。

従って、上記相俟って、捲回物の状態で得られる樹脂管
は、そのライニング施工時の使用に際し、一端から内部
に加熱媒体を導入することにより全体を均一にしかも短
時間に加熱軟化せしめることができるものとなり、既設
管内への挿入操作を容易化し、ひいては該挿入時の樹脂
管の損傷、破断を防止し、欠陥のない確実なライニング
施工を可能とする。従ってまた、施工時間の短縮、労力
、動力の減、加熱媒体消費量の削減が可能となり、施工
費用のコストダウンをはかりうるものとなしうる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるライニング用樹脂管の製造設備
の概要を示す説明図、第２図はその要部の断面図、第３
図はエアホース付き栓体の装着状態を示す斜視図、第４
図はこの発明による樹脂管のドラム捲回状態を示す模式
的断面図、第５図はライニング施工に際しての樹脂管の
既設管内への引き込み挿入工程の一例を示す概略説明図
、第６図は従来の製法による樹脂管のドラム捲回状態を
示す断面図である。 （１）・・・ライニング用樹脂管、（２）・・・押出成
形機、（４）・・・冷却装置、（５）・・・プラグ、（
８）・・・引取機、（９）・・・再加熱装置、（１０）
・・・エアパツキン、（１１）・・・栓体、（１２）・
・・エアホース、（Ａ２）・・・圧縮空気、（Ｄ）・・
・巻取りドラム。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーキュラーダイを備えた押出成形機により、断
   面が円形の樹脂管を連続的に押出し成形し、冷却固化せ
   しめたのち、引取機の前方に配置した再加熱装置に導通
   して前記樹脂管を外側から加熱して軟化せしめ、この軟
   化状態を保ちながらドラムに巻取る既設管ライニング用
   樹脂管の製造方法において、 前記引取機と再加熱装置との間の位置にお いて樹脂管内にエアパッキンを配置すると共に、 前記樹脂管の先端開口側から該樹脂管内に 圧縮空気を導入することにより、再加熱樹脂管に前記圧
   縮空気による内圧を付与しながら前記ドラムへの巻取り
   を行うことを特徴とする、既設管ライニング用樹脂管の
   製造方法。
2. （２）エアパッキンとして、樹脂管の内径の１００〜１
   ５０％の外径を有する柔軟な非通気性弾性材料からなる
   円柱状体を用いる請求項（１）記載の既設管ライニング
   用樹脂管の製造方法。