JPH11333931A - 繊維強化パイプライナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有効流量を低下させることなく、既設管路内面
に、剛性や耐ガス透過性能に優れたライニング層を形成
することができるパイプライナーを提供する。 【解決手段】既設管路の内面をライニングする繊維強化
パイプライナー１であって、繊維強化熱可塑性樹脂から
成形され、形状記憶温度にて円筒体に形状回復する性能
が付与された状態にて、全体が断面外形面積が減少する
ように変形されたものからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】既設管路の内面をライニング
するのに用いられる繊維強化パイプライナーに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄筋コンクリート管（ヒューム
管）や鋼管等からなる老朽化した管路の更生工法とし
て、既設管路内に、所定長の口径の小さい新たな樹脂管
を順次接続しながら挿入していって更生管路を敷設し、
既設管路との間隙にモルタルや発泡性樹脂材等の裏込め
材を注入してシールする工法が知られている。

【０００３】この裏込め材を使用する更生工法では、更
生管路の内径が既設管路の内径よりもかなり小さくなる
ために、有効流量が低下してしまうという問題点があ
り、又、既設管路との間隙に裏込め材を注入してシール
する必要があるため、作業性が悪く、更生工事が遅いと
いう問題点がある。

【０００４】この点に鑑み、例えば、特開平１─５６５
３１号公報には、下水管路等のパイプ内面に、熱可塑性
樹脂製の形状記憶温度において円筒形に形状拡幅性を有
し断面Ｕ字形に変形したパイプライナーを引き込んで加
熱加圧膨張により円形に復元してパイプ内面をライニン
グする方法が提案されている。

【０００５】従来のパイプライナーとしては、柔軟性や
耐ガス透過性能に優れたポリエチレン製のものが使用さ
れている。ポリエチレン製のものは、自立強度が高いも
のとするには、肉厚を厚くする必要があるが、肉厚を厚
くすると、既設管路内への挿入抵抗が大きくなる他、ド
ラムへの巻き径が大きくなるという問題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の問題点を解消し、有効流量を低下させることな
く、既設管路内面に、剛性や耐ガス透過性能に優れたラ
イニング層を形成することができる繊維強化パイプライ
ナーを提供することを目的としてなされたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明（本発明１）は、既設管路の内面をライニングする
繊維強化パイプライナーであって、繊維強化熱可塑性樹
脂から成形され、形状記憶温度にて円筒体に形状回復す
る性能が付与された状態にて、全体が断面外形面積が減
少するように変形されたものからなる繊維強化パイプラ
イナーである。

【０００８】本願の請求項２に記載の発明（本発明２）
は、繊維強化材が周方向に沿っても配向している本発明
１に記載の繊維強化パイプライナーである。

【０００９】本発明において、繊維強化パイプライナー
を形成する繊維強化熱可塑性樹脂中の熱可塑性樹脂とし
ては、ポリエチレン等の通常更生用の管材として使用で
きる熱可塑性樹脂が挙げられるが、中密度ポリエチレン
や高密度ポリエチレンが特に好適である。ポリエチレン
は単独で使用してもよいし、ブレンド状態やアロイ状態
にて使用してもよい。

【００１０】繊維強化熱可塑性樹脂中の繊維強化材の材
質としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維（ピッチ
系、ＰＡＮ系）、アラミド繊維、ポリエチレン繊維等の
有機繊維、金属ウィスカー、液晶ポリマーなどが挙げら
る。

【００１１】繊維強化材の形状は、モノフィラメント状
であってもよいし、ストランド状であってもよいが、ア
スペクト比（長さ／径）５．０以上のものが好ましい。
アスペクト比が５．０未満では、強化材による補強効果
が小さい。繊維強化熱可塑性樹脂中の繊維強化材の含有
率は、必要強度によって適宜決定されるが、通常１〜８
０体積％が好ましく、２〜５０体積％が特に好ましい。
含有量が１体積％未満では、補強効果が小さく、８０体
積％を超えると熱可塑性樹脂が少なくなるため、繊維強
化パイプライナーの強度が小さくなる。

【００１２】液晶ポリマーとしては、全芳香族液晶ポリ
エステル、半芳香族液晶ポリエステル等が挙げられる
が、流動状態で加えられる剪断力によって、繊維状とな
るものであれば使用可能である。

【００１３】本発明において、繊維強化パイプライナー
としては、押出機より押し出した円筒管を形状記憶温度
まで冷却し、その形状記憶温度にて円筒形に形状回復す
る性能が付与された状態にて、断面外形面積が減少する
ように変形し、この状態にてドラムに巻かれたもの等が
使用される。

【００１４】本発明２において、繊維強化材が周方向に
沿っても配向しているとは、繊維強化材の１０％以上
が、周方向と４５°以内の角度に配向されていることを
いう。繊維強化材を周方向に沿っても配向させる押出成
形方法としては、環状流路を成形する内型及び外型の少
なくとも一方を駆動回転させつつ押出成形する方法等が
挙げられる。

【００１５】

【作用】本発明の繊維強化パイプライナーは、繊維強化
熱可塑性樹脂から成形され、形状記憶温度にて円筒体に
形状回復する性能が付与された状態にて、全体が断面外
形面積が減少するように変形されたものからなることに
より、単位肉厚あたりの自立強度や内外圧強度が高いの
で、従来品と同じ肉厚とした場合には自立強度や内外圧
強度を高くすることができ、従来品と同じ強度でよい場
合には肉厚を薄くして既設管路内への挿入抵抗を小さく
することができ、又、有効流量を低下させることなく、
既設管路内面に、剛性や耐ガス透過性能に優れたライニ
ング層を容易に形成することができる。

【００１６】繊維強化材が周方向に沿っても配向してい
ると、一層肉厚に対する内外圧強度が高い。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の繊維強化パイプ
ライナーの一例の一部を示す斜視図、図２は図１に示す
繊維強化パイプライナーの製造工程を説明する正面図で
ある。

【００１８】図１に示すように、繊維強化パイプライナ
ー１は、ガラス繊維強化中密度ポリエチレン製であっ
て、形状記憶温度にて円筒形に形状回復する性能が付与
された状態にて、外周に軸方向に沿って凹部１１を有
し、断面外形面積が減少するように変形されたものであ
る。繊維強化パイプライナー１中には、ガラス繊維Ｇ
が、管軸方向に沿って配向するとともに、周方向に沿っ
ても配向するように埋設されている。

【００１９】この繊維強化パイプライナー１は、既設管
路内に敷設した後、繊維強化パイプライナー１内に蒸気
を連続的に供給して、円筒体に形状回復させ、その円筒
体内に余熱状態にて内圧をかけて膨張させるようにして
既設管路内面に密着して固定するようなライニング材と
して用いられる。

【００２０】この繊維強化パイプライナー１の製造方法
としては、例えば、図２に示すように、強化繊維材を配
合した中密度ポリエチレンを原料として用いて、押出機
２１にて円筒管を押出成形し（金型設定温度２９０
℃）、その円筒管を冷却水槽２２中を通過させて冷却
し、変形装置２３にて、形状記憶温度（樹脂温度１２５
℃）にて外周に軸方向に沿う凹部を有するように変形
し、引張装置２４にて引っ張り、トラバース部２５を経
由して、ドラム２６上に巻き取る方法等が採用される。

【００２１】図３は、本発明の繊維強化パイプライナー
の別の例の一部を示す斜視図である。図３に示すよう
に、この例の繊維強化パイプライナー１′は、繊維強化
中密度ポリエチレン製であって、形状記憶温度にて円筒
形に形状回復する性能が付与された状態にて、外周に軸
方向に沿って凹部１１′を有し、断面外形内面積が減少
するように変形されたものである。繊維強化パイプライ
ナー１′中には、ガラス繊維Ｇ′が、全て管軸方向に沿
って配向するように埋設されている。

【００２２】以下、図１に示す繊維強化パイプライナー
を用いた既設管路の更生方法の一例を図４及び図５を参
照して説明する。まず、最初の工程において、図４に示
すように、発進側マンホールＱ１の地上に配設され、回
転装置３１とブレーキ３２とが設けられたドラム３を回
転させることにより樹脂パイプライナー１を引き出し、
その先端に固定した先端具１２にワイヤーを連結して、
ガイド５，５′をターンさせ、進行方向側マンホールＱ
２の地上に配設したウヘンチ４にて牽引するようにし
て、既設管路６内に樹脂パイプライナー１を敷設する。

【００２３】次に、図５に示すように、この状態にて、
蒸気発生・加圧器７よりエルボ１３を介して、樹脂パイ
プライナー１の内層を高密度ポリエチレンの形状記憶温
度に加熱する。８は水・蒸気分離器である。これによ
り、円筒体１０に加熱復元する。

【００２４】最後に、蒸気発生・加圧器７より、円筒体
１０内に圧縮空気を送って内部より加圧膨張させて、既
設管路６の内面に密着させ、この加圧状態にて、冷却固
定して、既設管路６の内面のライニングを終了する。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施例１ 中密度ポリエチレン（ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じて測定
したメルトフローレート０．５）中に、繊維強化材とし
て、直径１５μｍ、長さ５ｍｍのガラス繊維のチョップ
ドストランド４体積％をミキサーにてドライブレンドし
たものを用いて、図２に示す工程により、押出機２１に
て、内型及び外型からなる金型の内型を３０ｒｐｍにて
駆動回転させつつ円筒体（外径５０ｍｍ、肉厚３ｍｍ）
を押し出し（金型の設定温度２９０℃）、その円筒体を
冷却水槽２２中にて、樹脂温度１３０℃まで冷却し、変
形装置２３にて、樹脂温度１２５℃にて断面外形Ｃ字形
をなすように変形し、引取装置２４にて引っ張り、図１
に示すような長尺の繊維強化パイプライナー１を得た。

【００２６】実施例２ 繊維強化材として、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準じて測定し
た液晶転移温度が２８５℃である全芳香族ポリエステル
を、１０体積％となるようにドライブレンドしたこと以
外は、実施例１と同様にして、図１に示すような長尺の
繊維強化パイプライナー１を得た。

【００２７】実施例３ 金型の内型を回転しなかったこと以外は実施例１と同様
にして、図３に示すような長尺の繊維強化パイプライナ
ー１′を得た。

【００２８】実施例４ 金型の内型を回転しなかったこと以外は実施例２と同様
にして、図３に示すような長尺の繊維強化パイプライナ
ー１′を得た。

【００２９】比較例 繊維強化材を用いなかったこと以外は実施例１と同様に
して、長尺のパイプライナーを得た。

【００３０】実施例１及び実施例３で得られた繊維強化
パイプライナーを押出方向に沿って切断し、電子顕微鏡
にて断面を観察した。その結果、実施例１で得られた繊
維強化パイプライナーの場合には、約３ｍｍの肉厚のう
ち、外側から内側へ向かって約０．７ｍｍの範囲におい
て、ガラス繊維が周方向にも配向しているのが観察され
た。実施例３で得られた繊維強化パイプライナーの場合
には、約３ｍｍの肉厚の全ての範囲において、ガラス繊
維が全て管軸方向に配向しているのが観察された。

【００３１】実施例１〜４で得られた繊維強化パイプラ
イナー及び比較例で得られたパイプライナーから、幅４
０ｍｍのリング状サンプルを切り出してリングを切り開
き、２００℃で熱プレスすることにより周方向引張強度
測定用試験片を作成するとともに、管軸方向にも幅４０
ｍｍの試験片を切り出して、２００℃で熱プレスするこ
とにより管軸方向引張強度測定用試験片を作成した。

【００３２】これらの試験片について、ＡＳＴＭ─Ｄ６
３８に準拠して引張試験を行った。その結果を表１に示
す。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１からも明らかなように、実施例１及び
実施例３で得られた繊維強化パイプライナーは、管軸方
向及び周方向の引張強度がともに優れており、実施例２
及び実施例４で得られた繊維強化パイプライナーは、管
軸方向の引張強度がともに優れている。

【００３５】

【発明の効果】本発明の繊維強化パイプライナーは、上
記のようにされているので、従来品と同じ肉厚の場合に
は自立強度や内外圧強度を高くすることができ、従来品
と同じ強度でよい場合には肉厚を薄くして既設管路内へ
の挿入抵抗を小さくすることができ、又、有効流量を低
下させることなく、既設管路内面に、剛性や耐ガス透過
性能に優れたライニング層を容易に形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の繊維強化パイプライナーの一例の一部
を示す斜視図である。

【図２】図１に示す繊維強化パイプライナーの製造方法
の一例を示す正面図である。

【図３】本発明の繊維強化パイプライナーの別の例の一
部を示す斜視図である。

【図４】図１に示す繊維強化パイプライナーを用いた既
設管路の更生方法の一例の前半の工程を説明する一部断
面図である。

【図５】図１に示す繊維強化パイプライナーを用いた既
設管路の更生方法の一例の後半の工程を説明する一部断
面図である。

【符号の説明】

１，１′ 繊維強化パイプライナー １０ 円筒体 ６ 既設管路 Ｇ，Ｇ′ ガラス繊維

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設管路の内面をライニングする繊維強
   化パイプライナーであって、繊維強化熱可塑性樹脂から
   成形され、形状記憶温度にて円筒体に形状回復する性能
   が付与された状態にて、全体が断面外形面積が減少する
   ように変形されたものからなることを特徴とする繊維強
   化パイプライナー。
2. 【請求項２】 繊維強化材が周方向に沿っても配向して
   いることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化パイプ
   ライナー。