枝管ライニング工法及び枝管ライニング装置
【課題】本管ライニング材と枝管ライニング材の結合を向上させ、枝管と本管が交差する部分から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むことを防止する。
【解決手段】熱可塑性樹脂でできた樹脂管２０ａからなる本管ライニング材２０で本管３０がライニングされる。枝管ライニング材１の鍔３が樹脂管の熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成される。枝管ライニング材の鍔と樹脂管の各熱可塑性樹脂はヒーター８１により加熱され、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管が熱溶着され、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材が結合される。このような構成では、枝管と本管が交差する部分から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むことが防止される。
【解決手段】熱可塑性樹脂でできた樹脂管２０ａからなる本管ライニング材２０で本管３０がライニングされる。枝管ライニング材１の鍔３が樹脂管の熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成される。枝管ライニング材の鍔と樹脂管の各熱可塑性樹脂はヒーター８１により加熱され、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管が熱溶着され、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材が結合される。このような構成では、枝管と本管が交差する部分から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むことが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング工法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された下水管等の管路が老朽化した場合、管路を地中から掘出することなく、その内周面にライニングを施して管路を補修する管ライニング工法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂からなる樹脂管の外周にらせん状に突条部を巻回して補強した本管ライニング材が折りたたまれて本管内に引き込まれ、断面が円形になるように復元された後、本管の内壁面と樹脂管の外周面間にグラウト材を注入して本管をライニングする工法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載された工法では、外周面が気密性の高いフィルムで被覆された柔軟な管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめて成る本管ライニング材が流体圧によって管路内に反転させながら挿入される。本管ライニング材は、流体圧により管路内周面に押圧された状態で加温され、これに含浸された硬化性樹脂が硬化されて管路の内周面がライニングされる。
【０００５】
このような工法は、本管から分岐する枝管に対しても適用することができる。枝管をライニングする場合は、圧力バッグに内装された管状の枝管ライニング材の一端に形成された鍔が本管内に導入される作業用ロボットのヘッドカラー上にセットされ、枝管ライニング材の鍔が作業用ロボットの駆動により本管の枝管開口部周縁に密着される。圧縮エアーを圧力バッグ内に供給すれば、枝管ライニング材は圧縮エアーの圧力を受けて反転しながら枝管内に挿入される。反転挿入が枝管の全長に亘って終了すると、枝管ライニング材を枝管の内周面に押圧したまま、加温してこれに含浸された熱硬化性樹脂が硬化され、枝管は、硬化した枝管ライニング材によってその内周面がライニングされる。
【０００６】
このような枝管ライニングは、通常本管ライニング前に実施するが、本管ライニングを施工した後に行うことも行われる（アフターライニングとも呼ばれる）。
【０００７】
アフターライニングの場合、枝管ライニング材の鍔上にパッキンを取り付け、あるいは接着剤を塗布することにより、本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁での枝管ライニング材の鍔の密着性を高め、本管ライニング材と枝管ライニング材の結合を向上させ、枝管と本管が交差する部分から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むことを防止している（下記特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２５７６１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３０８９９号公報
【特許文献３】特開２００８−３８３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３の構成では、枝管ライニング材の鍔にパッキンを取り付け、また接着剤を塗布して本管ライニング材に密着させ、本管ライニング材に結合しているので、製造コストが高くなるとともに、特に、枝管ライニング材の鍔が硬い場合には密着が十分でなく、枝管ライニング材と本管ライニング材の結合が十分でない、という欠点がある。
【００１０】
本発明は、本管ライニング材でライニングされた本管から枝管ライニング材を挿入して枝管をライニングするとき、本管ライニング材と枝管ライニング材の結合を向上させ枝管を高品質でライニングすることが可能な枝管ライニング工法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング工法であって、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材を本管内に搬入し、
前記枝管ライニング材の鍔を、本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着させ、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング装置であって、
湾曲部を有するヘッドカラーと、
前記ヘッドカラーの湾曲部に取り付けられた加熱手段と、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、該鍔が前記加熱手段により加熱されるように、前記ヘッドカラーにセットされる硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材と、
前記ヘッドカラーに気密に取り付けられ、枝管ライニング材を収納する圧力バッグと、
前記圧力バッグを、枝管ライニング材の鍔が本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着するように、導く作業用ロボットと、を備え、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を前記加熱手段で加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いて本管がライニングされ、また枝管ライニング材はその鍔が樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成される。枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂が加熱されることにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムが熱溶着されるので、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材は簡単な方法で確実に結合され、枝管と本管が交差する部分から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むことが防止される。
【００１４】
特に、枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂が、同じ樹脂であり、軟質の熱可塑性樹脂である場合には、鍔の本管ライニング材への密着が良好になり、また熱溶着も簡単にかつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本管をライニングする本管ライニング材の外観を一部断面にして示した側面図である。
【図２】図１の本管ライニング材を用いてライニングされた本管の内部を示す説明図である。
【図３】ライニングされた本管の枝管開口部を開口したときの本管を示す説明図である。
【図４】本管と交差する枝管をライニングする枝管ライニング材の斜視図である。
【図５】枝管ライニング材の製造工程を示す説明図である。
【図６】管状樹脂吸収材に鍔を取り付ける実施例を示した説明図である。
【図７】枝管ライニング材の管状樹脂吸収材に樹脂を含浸する工程を示した説明図である。
【図８】管状樹脂吸収材に鍔を取り付ける他の実施例を示した説明図である。
【図９】作業用ロボットに取り付けられ、枝管ライニング材がセットされるヘッドカラーを示す斜視図である。
【図１０】（ａ）はヘッドカラーにヒーターをセットしたときの状態を示す斜視図、（ｂ）はヒーターの上に枝管ライニング材をセットしたときの斜視図である。
【図１１】枝管ライニング材で枝管をライニングする工程を示した説明図である。
【図１２】枝管ライニング材で枝管をライニングする工程を示した説明図である。
【図１３】枝管ライニング材で枝管をライニングする工程を示した説明図である。
【図１４】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す断面図である。
【図１５】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す図１４と直交する方向から見た断面図である。
【図１６】本管ライニング材の他の実施例を示す斜視図である。
【図１７】図１６の本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部を開口したときの本管内部を示す説明図である。
【図１８】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す断面図である。
【図１９】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す図１８と直交する方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明では、本管から分岐する枝管をライニングする枝管ライニング材、枝管ライニング工法及び装置の実施例が、図面を参照して説明される。本管は、下水道、上水道、農業用水路などの既設管であり、枝管は、本管に取り付けられ本管から分岐して地上に延びる取付管である。
【実施例】
【００１７】
図１には、本管をライニングするための本管ライニング材２０が一部断面にして図示されている。本管ライニング材２０は、本管の内径より小さな外径を有する管状の樹脂管２０ａとその外壁にらせん状に巻回された補強用の突条部２０ｂから構成される。樹脂管２０ａは、例えばポリエチレンあるいはポリプロピレンなどの軟質の熱可塑性樹脂から形成されており、必要に応じてエラストマーが所定の割合で配合され、樹脂管２０ａの弾性を高めている。樹脂管２０ａは、図示したように単層ではなく、２層構造にすることもできる。突条部２０ｂも、樹脂管２０ａと同じ樹脂でできており、エラストマーの配合比を変えることにより、樹脂管２０ａより硬質になっている。このような本管ライニング材２０は、たとえば、特許文献１などに記載されている。
【００１８】
本管ライニング材２０は、樹脂管２０ａ、突条部２０ｂが弾性変形可能であるので、例えばハート形に折りたたまれて、図２に示したように、一方のマンホール（不図示）から本管３０内に引き込まれ、自己反発力により、あるいは樹脂管２０ａ内に圧縮空気を送り込むことにより断面が円形になるように復元される。樹脂管２０ａの外周面と本管３０の内周面には、隙間が形成されるので、そこにグラウト材２１を注入して固化させると、本管３０と本管ライニング材２０が一体となった複合管が構築される。
【００１９】
本管３０を本管ライニング材２０でライニングすると、本管３０から分岐する枝管３１の本管側開口部３１ａが閉塞されてしまう。そこで、本管ライニング材２０で閉塞された枝管開口部３１ａを、公知の方法で本管側あるいは枝管側から開削すると、図３に示したように、本管３０と枝管３１は元通り連通するようになる。
【００２０】
図４は、枝管３１をライニングするための枝管ライニング材の斜視図であり、図５〜図７はその製造方法を説明する断面図である。
【００２１】
枝管ライニング材１は、気密なプラスチックフィルム４で外周面（反転されると内周面となる）がコーティングされた柔軟な管状樹脂吸収材２と、管状樹脂吸収材２の一端に結合された鍔３を有する。管状樹脂吸収材２は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどのプラスチック繊維を用いた不織布、織布、あるいはマット；あるいはガラス繊維を用いた織布、あるいはマット；あるいは上記プラスチック繊維とガラス繊維を組み合わせた不織布、織布、あるいはマットからなる。管状樹脂吸収材２には、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などの未硬化の液状硬化性樹脂が含浸される。
【００２２】
このような枝管ライニング材１は、以下のようにして製造される。
【００２３】
図５（ａ）に示したように、所定幅で所定長さの帯状の樹脂吸収材２の裏面全体に、高気密性のプラスチックフィルム４が熱溶着によりコーティングされる。帯状の樹脂吸収材２は、図５（ｂ）に示したように、プラスチックフィルム４が外周面となるように、丸められ、その両端部２ａ、２ｂが突き合せられる。突き合せ部２ｃは縫製され、ポリエチレン、ポリプロピレン製のテープ２ｄで熱溶着することにより気密に接合され、外周面がプラスチックフィルム４で被覆された管状樹脂吸収材２が作製される。
【００２４】
帯状の樹脂吸収材にプラスチックフィルム４をコーティングしてから管状にするのではなく、コーティングされていない帯状の樹脂吸収材を管状にしてからその外周面にプラスチックフィルム４をコーティングするようにしてもよい。
【００２５】
管状樹脂吸収材２は、後述するように、反転されて枝管３１内に挿入され、円形に膨張される。帯状の樹脂吸収材の幅は、円形に膨張された管状樹脂吸収材２の外径が枝管３１の内径にほぼ等しくなるように、定められ、またその長さは、ライニングされる枝管３１の長さに応じた長さになっている。
【００２６】
鍔３は、本管ライニング材２０の樹脂管２０ａに用いられる樹脂と熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂を用いて作製される。例えば、樹脂管２０ａがポリエチレンを用いて作製される場合は、鍔３もポリエチレンを用いて作製され、樹脂管２０ａがポリプロピレンを用いて作製される場合は、鍔３もポリプロピレンを用いて作製される。従って、鍔３は、加熱することにより樹脂管２０ａの熱可塑性樹脂と熱溶着し、樹脂管２０ａと一体に結合することができる熱可塑性樹脂からなっている。
【００２７】
また、管状樹脂吸収材２にコーティングされるプラスチックフィルム４に使用される樹脂には、鍔３の熱可塑性樹脂と熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂が選ばれる。例えば、鍔３がポリエチレンからできている場合には、プラスチックフィルム４もポリエチレンを用いて作られる。鍔３がポリプロピレンからなる場合には、プラスチックフィルム４もポリプロピレンで作製される。
【００２８】
鍔３は、中心が開口部となったフランジ部３ａと該開口部から上方に突出するフランジ部３ａと一体の円筒部３ｂとからなり、円筒部３ｂの外径は、管状樹脂吸収材２を反転して円形に膨らませたときの内径にほぼ等しくなっている。鍔３のフランジ部３ａは、本管３０の内面にほぼ等しい曲率で円弧状に湾曲する曲面になっている。
【００２９】
図６に示したように、プラスチックフィルム４が内周面となるように管状樹脂吸収材２の一端が反転され、該反転された管状樹脂吸収材２は、その一端が鍔３の円筒部３ｂの外周面に密着するように、鍔３の円筒部３ｂに嵌着される。
【００３０】
次に、鍔３と反対側の管状樹脂吸収材２の端部から、例えばニクロム線で構成されたリング状のヒーター（加熱手段）５が円筒部３ｂの内部に挿入され、円筒部３ｂとプラスチックフィルム４の密着部に取り付けられる。リード線５ａを介して電源６よりヒーター５に給電すると、円筒部３ｂの熱可塑性樹脂とプラスチックフィルム４は加熱され熱溶着し、鍔３は管状樹脂吸収材２と一体的に結合される。鍔３と管状樹脂吸収材２の結合度を高めるために、円筒部３ｂの高さを高くし、円筒部３ｂとプラスチックフィルム４の密着面積を大きくすることが好ましい。
【００３１】
なお、ヒーター５による加熱温度は、円筒部３ｂの熱可塑性樹脂の素材並びにプラスチックフィルム４の素材に応じて約１０５°〜１５０°Ｃの温度範囲内の適温に設定される。
【００３２】
このようにして、鍔３と管状樹脂吸収材２が結合されると、図７に示したように、樹脂含浸用チューブ７を管状樹脂吸収材２の反転端に取り付け、樹脂含浸用チューブ７内に未硬化の液状の硬化性樹脂８、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を注入する。樹脂含浸用チューブ７を圧縮エアーなどで反転して管状樹脂吸収材２内に挿入することにより、硬化性樹脂８は管状樹脂吸収材２に順次含浸されていく。管状樹脂吸収材２には、熱硬化性樹脂の代わりに、あるいは熱硬化性樹脂とともに、紫外線を照射することにより硬化する光硬化性樹脂を含浸するようにしてもよい。なお、樹脂を含浸した後、樹脂含浸用チューブ７は管状樹脂吸収材２から除去するようにする。
【００３３】
なお、図７において、一点鎖線で示すものは、枝管ライニング材１を枝管内に反転挿入するための密閉チューブ１０で、インライナーあるいはインフレータ（膨張袋）とも呼ばれ、後述するように圧力バッグに取り付けられるものである。
【００３４】
図８は鍔の他の実施例を示す。この実施例では、鍔１１は、鍔３と同様に本管ライニング材２０の樹脂管２０ａと熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂からなる。鍔１１はそのフランジ部１１ａの中心部１１ｂが反転して円形に膨張させたときの管状樹脂吸収材２の内径にほぼ等しい開口となっていて、本管３０の内面に等しい曲率で円弧状に湾曲する曲面を有している。また、管状樹脂吸収材２を被覆するプラスチックフィルム４は、鍔１１の熱可塑性樹脂と同じ樹脂からなっている。
【００３５】
図８において、管状樹脂吸収材２は一端が同様に反転され、その反転端が折り返されて折り返し部２ｅが形成される。管状樹脂吸収材２は、折り返して内周面となったプラスチックフィルム４が、鍔１１のフランジ部１１ａの上部に密着するように、鍔１１に取り付けられる。鍔１１と反対側の管状樹脂吸収材２の端部から、ニクロム線からなるリング状のヒーター（加熱手段）１２が鍔１１のフランジ部１１ａの裏面で、鍔１１のフランジ部１１ａと折り返し部２ｅのプラスチックフィルム４の密着部に取り付けられる。
【００３６】
ヒーター１２に給電すると、フランジ部１１ａの熱可塑性樹脂とプラスチックフィルム４は加熱されて熱溶着し、鍔１１は管状樹脂吸収材２と一体的に結合される。鍔１１と管状樹脂吸収材２の結合度を高めるために、管状樹脂吸収材２の折り返し部２ｅの長さを長くし、折り返し部２ｅのプラスチックフィルム４とフランジ部１１ａとの密着面積を大きくすることが好ましい。
【００３７】
なお、ヒーター１２による加熱温度は、ヒーター５の場合と同様に、フランジ部１１ａの熱可塑性樹脂の素材並びにプラスチックフィルム４の素材に応じて約１０５°〜１５０°Ｃの温度範囲内の適温に設定される。
【００３８】
以下に、図３に示すように本管ライニング材２０でライニングされた本管３０から分岐する枝管３１を、上述した枝管ライニング材１を用いてライニングする工程を説明する。
【００３９】
図９は、本管内に搬入される作業用ロボットに取り付けられる金属製のヘッドカラー８０を示し、枝管ライニング材１は、図１０（ｂ）に示したようにヘッドカラー８０上にセットされる。
【００４０】
ヘッドカラー８０は、本管３０の内周面ないし枝管ライニング材１の鍔３、１１とほぼ同じ曲率で湾曲した湾曲部８０ａを有し、この湾曲部８０ａの中央には円筒部８０ｂが取り付けられる。また、湾曲部８０ａには、ヘッドカラー８０を後述する作業用ロボットに取り付けるための取付板８０ｃが固定される。
【００４１】
図１０（ａ）に示したように、ヘッドカラー８０の湾曲部８０ａには、枝管ライニング材１の鍔３と同形状で内径が円筒部８０ｂの外径とほぼ等しいリング状ヒーター（加熱手段）８１が取り付けられる。ヒーター８１は、リード線８１ａを介して通電することにより発熱するニクロム線などで構成されており、耐熱性で弾性のある材質で被覆されていて、図でみて上下方向に弾性が付与されている。弾性を高めるために、ヒーター８１と同形状の耐熱性のある弾性体を湾曲部８０ａにセットし、その上にヒーター８１をセットするようにしてもよい。この場合、逆に湾曲部８０ａにセットされたヒーター８１上にヒーター８１と同形状の耐熱性のある弾性体をセットして弾性を高めるようにしてもよい。
【００４２】
枝管ライニング材１は、図１０（ｂ）に示したように、その鍔３がヒーター８１に密着するように、また鍔３を除く未反転の管状樹脂吸収材２が円筒部８０ｂの内部を通過して下方に延びるように、ヘッドカラー８０にセットされる。
【００４３】
枝管ライニング材１を反転させる密閉チューブ１０は、図７、図１１に示したように、枝管ライニング材１の未反転部分を内包できるように反転されており、その一端１０ａは圧力バック４３の内面に気密に固定され、反転された他端１０ｂは連結具４５に気密に取り付けられる。ヘッドカラー８０にセットされた枝管ライニング材１は、図１１に示すように、その未反転部分が密閉チューブ１０の反転した内部に挿入されて圧力バッグ４３内に収納される。
【００４４】
ヘッドカラー８０の円筒部８０ｂは、圧力バッグ４３の一端に挿入されて圧力バッグ４３に気密に取り付けられ、一方圧力バッグ４３のヘッドカラー８０と反対側の開口端はキャップ５２によって気密に閉塞される。
【００４５】
密閉チューブ１０の他端１０ｂを閉塞する連結具４５には、キャップ５２に気密に取り付けられた牽引ロープ４０と温水ホース４１が連結される。温水ホース４１はキャップ５２を貫通して圧力バッグ４３外へでて、バルブ５３に導かれている。温水ホース４１には、不図示の熱源により加熱される温水タンク５５から温水ポンプ５４により温水（熱媒）が供給される。また、圧力バッグ４３内の温水は排水ホース５６、バルブ５７を介して温水タンク５５に戻される。
【００４６】
圧力バッグ４３内には、密閉チューブ１０で閉塞される密閉空間が形成され、該密閉空間はキャップ５２に取り付けられたエアーホース５９、バルブ６０を介して地上に設置されたコンプレッサー６１に接続されるとともに、排気ホース６２、バルブ６３を介して外気に通じている。
【００４７】
作業用ロボット４２は、そのヘッド４４が図１１で上下方向ａ、ｂに進退し、且つ、矢印ｃで示すように管軸を中心に回転（ローリング）するように構成されており、この作業用ロボット４２の上部にはモニター用のＴＶカメラ４６が設置されている。ヘッドカラー８０は、その取付板８０ｃを介して作業用ロボット４２のヘッド４４の先端部に取り付けられる。ヘッド４４がａ、ｂ、ｃの方向に移動すると、それに連動してヘッドカラー８０並びにその上にセットされた枝管ライニング材１も同様な動きをする。
【００４８】
作業用ロボット４２の前後には牽引ロープ４７，４８が取り付けられているので、牽引ロープ４７、４８をウインチなどで引っ張ることにより、枝管ライニング材１の鍔３の中心が枝管３１の開口部３１ａの中心に一致するように、作業ロボット４２、圧力バッグ４３を管長方向に移動させる。この状態で、ヘッド４４を上下方向に移動させ、またローリングさせることにより、図１１に示したように、枝管ライニング材１の鍔３が、本管ライニング材２０でライニングされた本管３０の枝管開口部周縁に押圧され密着される。
【００４９】
枝管ライニング材１の鍔３が、本管の枝管開口部周縁に密着したときの枝管開口部周縁の断面が図１４に拡大して図示されており、図１５には、図１４に示した断面と直交する方向に沿った断面が拡大して図示されている。なお、図１４、図１５において、断面で示した部材の大きさ、厚さなどは、実寸を示すものでなく、理解を容易にするために部分的に誇張して図示されている。
【００５０】
この状態で、コンプレッサー６１を駆動してエアーホース５９を経て圧縮エアー（加圧流体）を圧力バッグ４３内の密閉空間に供給すると、密閉チューブ１０は膨張しながら反転して枝管３１内に挿入され、密閉チューブ１０に包まれている枝管ライニング材１も、反転しながら枝管３１内を上方に向かって順次挿入されていく。このとき、連結具４５を介して密閉チューブ１０に連結された温水ホース４１、牽引ロープ４０も枝管３１内に挿入される。
【００５１】
図１２に示したように、管状樹脂吸収材２の枝管３１内への反転挿入が終了すると、管状樹脂吸収材２を枝管３１の内周面に押し付けた状態にし、温水を温水ホース４１の先端４１ａから供給して密閉空間内に充満させる。密閉空間内の圧縮エアーは排気ホース６２を経て大気中に放出され、一方、管状樹脂吸収材２に含浸された熱硬化性樹脂が温水タンク５５から供給される温水で加温され硬化する。
【００５２】
枝管ライニング材１が、枝管３１に反転されて挿入されている間、あるいは挿入されたあと管状樹脂吸収材に含浸された硬化性樹脂を硬化させているときに、リード線８１ａを介して電源８２によりヒーター８１に通電を行う。ヒーター８１は、枝管ライニング材１の鍔３の熱可塑性樹脂と、本管ライニング材２０の樹脂管２０ａの熱可塑性樹脂を、例えば約１０５°〜１５０°Ｃの温度に加熱する。この加熱温度は、各熱可塑性樹脂の素材に応じて約１０５°〜１５０°Ｃの範囲内の適温に設定される。鍔３の熱可塑性樹脂と樹脂管２０ａの熱可塑性樹脂は同じ樹脂、例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン樹脂であるので、容易にまた確実に熱溶着し、枝管ライニング材１の鍔３と本管ライニング材２０の樹脂管２０ａは一体的に結合され、本管と枝管の接合部から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むのを防止することができる。
【００５３】
なお、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の熱可塑性樹脂の加熱は、図１１に示したように、枝管ライニング材１の鍔３が、本管の枝管開口部周縁に密着し、管状樹脂吸収材２が枝管３１内に反転挿入される前、つまりコンプレッサー６１が駆動されて圧縮エアーが圧力バッグ内に供給される前に行うようにしてもよい。
【００５４】
管状樹脂吸収材２に含浸されている樹脂が硬化した後、排水ホース５６を介して密閉空間から温水を抜き、温水タンク５５に戻す。温水を温水タンク５５に戻した後、密閉空間にある程度の圧力をかけながら、牽引ロープ４０と温水ホース４１を図１３で左方向に引くと、密閉チューブ１０が反転して枝管ライニング材１から取り除かれる。
【００５５】
次に、作業用ロボット４２のヘッド４４を矢印ｂ方向に下動させて、ヘッドカラー８０、ヒーター８１を枝管ライニング材１の鍔３から離したあと、作業用ロボット４２、圧力バッグ４３などが本管３０内から取り除かれる。このようにして、枝管３１は、その内周面が管状樹脂吸収材２によりライニングされる。
【００５６】
管状樹脂吸収材２に含浸された樹脂は、温水ホース４１に複数の噴射孔を設け、この噴射孔から温水又は水蒸気をシャワー状にしてあるいはミスト状にして管状樹脂吸収材２に吹き付けることにより硬化させるようにしてもよい。
【００５７】
上述した実施例では、本管３０は樹脂管２０ａとその外周をらせん状に巻回された突条部２０ｂからなる本管ライニング材２０を用いてライニングされた。しかし、図１６に示したように、外周面が気密性のプラスチックフィルム９０ｂでコーティングされた管状樹脂吸収材９０ａに硬化性樹脂を含浸してなる本管ライニング材９０を用いてライニングするようにしてもよい。
【００５８】
本管ライニング材９０の管状樹脂吸収材９０ａは、枝管ライニング材１の管状樹脂吸収材２と同じ材質で作製され、管状樹脂吸収材９０ａには、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などの未硬化の液状硬化性樹脂が含浸される。管状樹脂吸収材９０ａを被覆するプラスチックフィルム９０ｂは、枝管ライニング材１の鍔３の熱可塑性樹脂と熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂でできている。例えば、鍔３がポリエチレンを用いて作製される場合は、プラスチックフィルム９０ｂはポリエチレンで作るようにする。また、鍔３がポリプロピレンを用いて作製される場合は、プラスチックフィルム９０ｂもポリプロピレンで作るようにする。
【００５９】
本管ライニング材９０は、公知の方法で本管３０内に反転挿入され、図１７に示したように、管状樹脂吸収材９０ａが本管３０の内周面に押し付けられた状態で加熱され、管状樹脂吸収材９０ａに含浸された樹脂が硬化され、本管３０が本管ライニング材９０でライニングされる。本管ライニング材９０で閉塞された枝管３１の開口部３１ａは開削され、本管３０は枝管３１と連通するようになる。
【００６０】
その後、図１１〜図１３に示したのと同様に、枝管ライニング材１を用いて枝管３１がライニングされる。
【００６１】
図１８、図１９には、図１４と同様に、枝管ライニング材１の鍔３と本管の枝管開口部周縁の本管ライニング材９０が密着されたときの状態が拡大して図示されている。このような状態で、枝管ライニング材１が枝管３１に挿入される前、挿入中、あるいは挿入された後管状樹脂吸収材２に含浸された硬化性樹脂を硬化するときに、ヒーター８１に通電を行う。ヒーター８１は、枝管ライニング材１の鍔３の熱可塑性樹脂と、本管ライニング材９０のプラスチックフィルム９０ｂの熱可塑性樹脂を加熱する。鍔３の熱可塑性樹脂とプラスチックフィルム９０ｂの熱可塑性樹脂は同じ樹脂、例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン樹脂であるので、容易にまた確実に熱溶着し、枝管ライニング材１の鍔３と本管ライニング材９０は、一体的に結合され、本管ライニング材２０のときと同様に、本管と枝管の接合部からの漏水や地中から土砂などが本管内に流入するのを防止することができる。
【００６２】
なお、上述した実施例では、図６に図示した枝管ライニング材１を用いて枝管をライニングしたが、図８に図示した実施例の枝管ライニング材１を用いて枝管をライニングできることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 枝管ライニング材
２ 管状樹脂吸収材
３ 鍔
４ プラスチックフィルム
５ ヒーター
７ 樹脂含浸用チューブ
８ 硬化性樹脂
１０ 密閉チューブ
１１ 鍔
１２ ヒーター
２０ 本管ライニング材
２０ａ 樹脂管
２０ｂ 突条部
２１ グラウト材
３０ 本管
３１ 枝管
４０ 牽引ロープ
４１ 温水ホース
４２ 作業用ロボット
４３ 圧力バッグ
４４ ヘッド
４５ 連結具
４６ ＴＶカメラ
４７、４８ 牽引ロープ
５２ キャップ
５５ 温水タンク
５６ 排水ホース
８０ ヘッドカラー
８１ ヒーター
９０ 本管ライニング材
９０ａ 管状樹脂吸収材
９０ｂ プラスチックフィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング工法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された下水管等の管路が老朽化した場合、管路を地中から掘出することなく、その内周面にライニングを施して管路を補修する管ライニング工法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、熱可塑性樹脂からなる樹脂管の外周にらせん状に突条部を巻回して補強した本管ライニング材が折りたたまれて本管内に引き込まれ、断面が円形になるように復元された後、本管の内壁面と樹脂管の外周面間にグラウト材を注入して本管をライニングする工法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載された工法では、外周面が気密性の高いフィルムで被覆された柔軟な管状樹脂吸収材に硬化性樹脂を含浸せしめて成る本管ライニング材が流体圧によって管路内に反転させながら挿入される。本管ライニング材は、流体圧により管路内周面に押圧された状態で加温され、これに含浸された硬化性樹脂が硬化されて管路の内周面がライニングされる。
【０００５】
このような工法は、本管から分岐する枝管に対しても適用することができる。枝管をライニングする場合は、圧力バッグに内装された管状の枝管ライニング材の一端に形成された鍔が本管内に導入される作業用ロボットのヘッドカラー上にセットされ、枝管ライニング材の鍔が作業用ロボットの駆動により本管の枝管開口部周縁に密着される。圧縮エアーを圧力バッグ内に供給すれば、枝管ライニング材は圧縮エアーの圧力を受けて反転しながら枝管内に挿入される。反転挿入が枝管の全長に亘って終了すると、枝管ライニング材を枝管の内周面に押圧したまま、加温してこれに含浸された熱硬化性樹脂が硬化され、枝管は、硬化した枝管ライニング材によってその内周面がライニングされる。
【０００６】
このような枝管ライニングは、通常本管ライニング前に実施するが、本管ライニングを施工した後に行うことも行われる（アフターライニングとも呼ばれる）。
【０００７】
アフターライニングの場合、枝管ライニング材の鍔上にパッキンを取り付け、あるいは接着剤を塗布することにより、本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁での枝管ライニング材の鍔の密着性を高め、本管ライニング材と枝管ライニング材の結合を向上させ、枝管と本管が交差する部分から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むことを防止している（下記特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２５７６１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３０８９９号公報
【特許文献３】特開２００８−３８３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３の構成では、枝管ライニング材の鍔にパッキンを取り付け、また接着剤を塗布して本管ライニング材に密着させ、本管ライニング材に結合しているので、製造コストが高くなるとともに、特に、枝管ライニング材の鍔が硬い場合には密着が十分でなく、枝管ライニング材と本管ライニング材の結合が十分でない、という欠点がある。
【００１０】
本発明は、本管ライニング材でライニングされた本管から枝管ライニング材を挿入して枝管をライニングするとき、本管ライニング材と枝管ライニング材の結合を向上させ枝管を高品質でライニングすることが可能な枝管ライニング工法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング工法であって、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材を本管内に搬入し、
前記枝管ライニング材の鍔を、本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着させ、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング装置であって、
湾曲部を有するヘッドカラーと、
前記ヘッドカラーの湾曲部に取り付けられた加熱手段と、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、該鍔が前記加熱手段により加熱されるように、前記ヘッドカラーにセットされる硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材と、
前記ヘッドカラーに気密に取り付けられ、枝管ライニング材を収納する圧力バッグと、
前記圧力バッグを、枝管ライニング材の鍔が本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着するように、導く作業用ロボットと、を備え、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を前記加熱手段で加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いて本管がライニングされ、また枝管ライニング材はその鍔が樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成される。枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂が加熱されることにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムが熱溶着されるので、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材は簡単な方法で確実に結合され、枝管と本管が交差する部分から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むことが防止される。
【００１４】
特に、枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂が、同じ樹脂であり、軟質の熱可塑性樹脂である場合には、鍔の本管ライニング材への密着が良好になり、また熱溶着も簡単にかつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本管をライニングする本管ライニング材の外観を一部断面にして示した側面図である。
【図２】図１の本管ライニング材を用いてライニングされた本管の内部を示す説明図である。
【図３】ライニングされた本管の枝管開口部を開口したときの本管を示す説明図である。
【図４】本管と交差する枝管をライニングする枝管ライニング材の斜視図である。
【図５】枝管ライニング材の製造工程を示す説明図である。
【図６】管状樹脂吸収材に鍔を取り付ける実施例を示した説明図である。
【図７】枝管ライニング材の管状樹脂吸収材に樹脂を含浸する工程を示した説明図である。
【図８】管状樹脂吸収材に鍔を取り付ける他の実施例を示した説明図である。
【図９】作業用ロボットに取り付けられ、枝管ライニング材がセットされるヘッドカラーを示す斜視図である。
【図１０】（ａ）はヘッドカラーにヒーターをセットしたときの状態を示す斜視図、（ｂ）はヒーターの上に枝管ライニング材をセットしたときの斜視図である。
【図１１】枝管ライニング材で枝管をライニングする工程を示した説明図である。
【図１２】枝管ライニング材で枝管をライニングする工程を示した説明図である。
【図１３】枝管ライニング材で枝管をライニングする工程を示した説明図である。
【図１４】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す断面図である。
【図１５】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す図１４と直交する方向から見た断面図である。
【図１６】本管ライニング材の他の実施例を示す斜視図である。
【図１７】図１６の本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部を開口したときの本管内部を示す説明図である。
【図１８】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す断面図である。
【図１９】本管の枝管開口部周縁のライニングを詳細に示す図１８と直交する方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明では、本管から分岐する枝管をライニングする枝管ライニング材、枝管ライニング工法及び装置の実施例が、図面を参照して説明される。本管は、下水道、上水道、農業用水路などの既設管であり、枝管は、本管に取り付けられ本管から分岐して地上に延びる取付管である。
【実施例】
【００１７】
図１には、本管をライニングするための本管ライニング材２０が一部断面にして図示されている。本管ライニング材２０は、本管の内径より小さな外径を有する管状の樹脂管２０ａとその外壁にらせん状に巻回された補強用の突条部２０ｂから構成される。樹脂管２０ａは、例えばポリエチレンあるいはポリプロピレンなどの軟質の熱可塑性樹脂から形成されており、必要に応じてエラストマーが所定の割合で配合され、樹脂管２０ａの弾性を高めている。樹脂管２０ａは、図示したように単層ではなく、２層構造にすることもできる。突条部２０ｂも、樹脂管２０ａと同じ樹脂でできており、エラストマーの配合比を変えることにより、樹脂管２０ａより硬質になっている。このような本管ライニング材２０は、たとえば、特許文献１などに記載されている。
【００１８】
本管ライニング材２０は、樹脂管２０ａ、突条部２０ｂが弾性変形可能であるので、例えばハート形に折りたたまれて、図２に示したように、一方のマンホール（不図示）から本管３０内に引き込まれ、自己反発力により、あるいは樹脂管２０ａ内に圧縮空気を送り込むことにより断面が円形になるように復元される。樹脂管２０ａの外周面と本管３０の内周面には、隙間が形成されるので、そこにグラウト材２１を注入して固化させると、本管３０と本管ライニング材２０が一体となった複合管が構築される。
【００１９】
本管３０を本管ライニング材２０でライニングすると、本管３０から分岐する枝管３１の本管側開口部３１ａが閉塞されてしまう。そこで、本管ライニング材２０で閉塞された枝管開口部３１ａを、公知の方法で本管側あるいは枝管側から開削すると、図３に示したように、本管３０と枝管３１は元通り連通するようになる。
【００２０】
図４は、枝管３１をライニングするための枝管ライニング材の斜視図であり、図５〜図７はその製造方法を説明する断面図である。
【００２１】
枝管ライニング材１は、気密なプラスチックフィルム４で外周面（反転されると内周面となる）がコーティングされた柔軟な管状樹脂吸収材２と、管状樹脂吸収材２の一端に結合された鍔３を有する。管状樹脂吸収材２は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンなどのプラスチック繊維を用いた不織布、織布、あるいはマット；あるいはガラス繊維を用いた織布、あるいはマット；あるいは上記プラスチック繊維とガラス繊維を組み合わせた不織布、織布、あるいはマットからなる。管状樹脂吸収材２には、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などの未硬化の液状硬化性樹脂が含浸される。
【００２２】
このような枝管ライニング材１は、以下のようにして製造される。
【００２３】
図５（ａ）に示したように、所定幅で所定長さの帯状の樹脂吸収材２の裏面全体に、高気密性のプラスチックフィルム４が熱溶着によりコーティングされる。帯状の樹脂吸収材２は、図５（ｂ）に示したように、プラスチックフィルム４が外周面となるように、丸められ、その両端部２ａ、２ｂが突き合せられる。突き合せ部２ｃは縫製され、ポリエチレン、ポリプロピレン製のテープ２ｄで熱溶着することにより気密に接合され、外周面がプラスチックフィルム４で被覆された管状樹脂吸収材２が作製される。
【００２４】
帯状の樹脂吸収材にプラスチックフィルム４をコーティングしてから管状にするのではなく、コーティングされていない帯状の樹脂吸収材を管状にしてからその外周面にプラスチックフィルム４をコーティングするようにしてもよい。
【００２５】
管状樹脂吸収材２は、後述するように、反転されて枝管３１内に挿入され、円形に膨張される。帯状の樹脂吸収材の幅は、円形に膨張された管状樹脂吸収材２の外径が枝管３１の内径にほぼ等しくなるように、定められ、またその長さは、ライニングされる枝管３１の長さに応じた長さになっている。
【００２６】
鍔３は、本管ライニング材２０の樹脂管２０ａに用いられる樹脂と熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂を用いて作製される。例えば、樹脂管２０ａがポリエチレンを用いて作製される場合は、鍔３もポリエチレンを用いて作製され、樹脂管２０ａがポリプロピレンを用いて作製される場合は、鍔３もポリプロピレンを用いて作製される。従って、鍔３は、加熱することにより樹脂管２０ａの熱可塑性樹脂と熱溶着し、樹脂管２０ａと一体に結合することができる熱可塑性樹脂からなっている。
【００２７】
また、管状樹脂吸収材２にコーティングされるプラスチックフィルム４に使用される樹脂には、鍔３の熱可塑性樹脂と熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂が選ばれる。例えば、鍔３がポリエチレンからできている場合には、プラスチックフィルム４もポリエチレンを用いて作られる。鍔３がポリプロピレンからなる場合には、プラスチックフィルム４もポリプロピレンで作製される。
【００２８】
鍔３は、中心が開口部となったフランジ部３ａと該開口部から上方に突出するフランジ部３ａと一体の円筒部３ｂとからなり、円筒部３ｂの外径は、管状樹脂吸収材２を反転して円形に膨らませたときの内径にほぼ等しくなっている。鍔３のフランジ部３ａは、本管３０の内面にほぼ等しい曲率で円弧状に湾曲する曲面になっている。
【００２９】
図６に示したように、プラスチックフィルム４が内周面となるように管状樹脂吸収材２の一端が反転され、該反転された管状樹脂吸収材２は、その一端が鍔３の円筒部３ｂの外周面に密着するように、鍔３の円筒部３ｂに嵌着される。
【００３０】
次に、鍔３と反対側の管状樹脂吸収材２の端部から、例えばニクロム線で構成されたリング状のヒーター（加熱手段）５が円筒部３ｂの内部に挿入され、円筒部３ｂとプラスチックフィルム４の密着部に取り付けられる。リード線５ａを介して電源６よりヒーター５に給電すると、円筒部３ｂの熱可塑性樹脂とプラスチックフィルム４は加熱され熱溶着し、鍔３は管状樹脂吸収材２と一体的に結合される。鍔３と管状樹脂吸収材２の結合度を高めるために、円筒部３ｂの高さを高くし、円筒部３ｂとプラスチックフィルム４の密着面積を大きくすることが好ましい。
【００３１】
なお、ヒーター５による加熱温度は、円筒部３ｂの熱可塑性樹脂の素材並びにプラスチックフィルム４の素材に応じて約１０５°〜１５０°Ｃの温度範囲内の適温に設定される。
【００３２】
このようにして、鍔３と管状樹脂吸収材２が結合されると、図７に示したように、樹脂含浸用チューブ７を管状樹脂吸収材２の反転端に取り付け、樹脂含浸用チューブ７内に未硬化の液状の硬化性樹脂８、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、又はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を注入する。樹脂含浸用チューブ７を圧縮エアーなどで反転して管状樹脂吸収材２内に挿入することにより、硬化性樹脂８は管状樹脂吸収材２に順次含浸されていく。管状樹脂吸収材２には、熱硬化性樹脂の代わりに、あるいは熱硬化性樹脂とともに、紫外線を照射することにより硬化する光硬化性樹脂を含浸するようにしてもよい。なお、樹脂を含浸した後、樹脂含浸用チューブ７は管状樹脂吸収材２から除去するようにする。
【００３３】
なお、図７において、一点鎖線で示すものは、枝管ライニング材１を枝管内に反転挿入するための密閉チューブ１０で、インライナーあるいはインフレータ（膨張袋）とも呼ばれ、後述するように圧力バッグに取り付けられるものである。
【００３４】
図８は鍔の他の実施例を示す。この実施例では、鍔１１は、鍔３と同様に本管ライニング材２０の樹脂管２０ａと熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂からなる。鍔１１はそのフランジ部１１ａの中心部１１ｂが反転して円形に膨張させたときの管状樹脂吸収材２の内径にほぼ等しい開口となっていて、本管３０の内面に等しい曲率で円弧状に湾曲する曲面を有している。また、管状樹脂吸収材２を被覆するプラスチックフィルム４は、鍔１１の熱可塑性樹脂と同じ樹脂からなっている。
【００３５】
図８において、管状樹脂吸収材２は一端が同様に反転され、その反転端が折り返されて折り返し部２ｅが形成される。管状樹脂吸収材２は、折り返して内周面となったプラスチックフィルム４が、鍔１１のフランジ部１１ａの上部に密着するように、鍔１１に取り付けられる。鍔１１と反対側の管状樹脂吸収材２の端部から、ニクロム線からなるリング状のヒーター（加熱手段）１２が鍔１１のフランジ部１１ａの裏面で、鍔１１のフランジ部１１ａと折り返し部２ｅのプラスチックフィルム４の密着部に取り付けられる。
【００３６】
ヒーター１２に給電すると、フランジ部１１ａの熱可塑性樹脂とプラスチックフィルム４は加熱されて熱溶着し、鍔１１は管状樹脂吸収材２と一体的に結合される。鍔１１と管状樹脂吸収材２の結合度を高めるために、管状樹脂吸収材２の折り返し部２ｅの長さを長くし、折り返し部２ｅのプラスチックフィルム４とフランジ部１１ａとの密着面積を大きくすることが好ましい。
【００３７】
なお、ヒーター１２による加熱温度は、ヒーター５の場合と同様に、フランジ部１１ａの熱可塑性樹脂の素材並びにプラスチックフィルム４の素材に応じて約１０５°〜１５０°Ｃの温度範囲内の適温に設定される。
【００３８】
以下に、図３に示すように本管ライニング材２０でライニングされた本管３０から分岐する枝管３１を、上述した枝管ライニング材１を用いてライニングする工程を説明する。
【００３９】
図９は、本管内に搬入される作業用ロボットに取り付けられる金属製のヘッドカラー８０を示し、枝管ライニング材１は、図１０（ｂ）に示したようにヘッドカラー８０上にセットされる。
【００４０】
ヘッドカラー８０は、本管３０の内周面ないし枝管ライニング材１の鍔３、１１とほぼ同じ曲率で湾曲した湾曲部８０ａを有し、この湾曲部８０ａの中央には円筒部８０ｂが取り付けられる。また、湾曲部８０ａには、ヘッドカラー８０を後述する作業用ロボットに取り付けるための取付板８０ｃが固定される。
【００４１】
図１０（ａ）に示したように、ヘッドカラー８０の湾曲部８０ａには、枝管ライニング材１の鍔３と同形状で内径が円筒部８０ｂの外径とほぼ等しいリング状ヒーター（加熱手段）８１が取り付けられる。ヒーター８１は、リード線８１ａを介して通電することにより発熱するニクロム線などで構成されており、耐熱性で弾性のある材質で被覆されていて、図でみて上下方向に弾性が付与されている。弾性を高めるために、ヒーター８１と同形状の耐熱性のある弾性体を湾曲部８０ａにセットし、その上にヒーター８１をセットするようにしてもよい。この場合、逆に湾曲部８０ａにセットされたヒーター８１上にヒーター８１と同形状の耐熱性のある弾性体をセットして弾性を高めるようにしてもよい。
【００４２】
枝管ライニング材１は、図１０（ｂ）に示したように、その鍔３がヒーター８１に密着するように、また鍔３を除く未反転の管状樹脂吸収材２が円筒部８０ｂの内部を通過して下方に延びるように、ヘッドカラー８０にセットされる。
【００４３】
枝管ライニング材１を反転させる密閉チューブ１０は、図７、図１１に示したように、枝管ライニング材１の未反転部分を内包できるように反転されており、その一端１０ａは圧力バック４３の内面に気密に固定され、反転された他端１０ｂは連結具４５に気密に取り付けられる。ヘッドカラー８０にセットされた枝管ライニング材１は、図１１に示すように、その未反転部分が密閉チューブ１０の反転した内部に挿入されて圧力バッグ４３内に収納される。
【００４４】
ヘッドカラー８０の円筒部８０ｂは、圧力バッグ４３の一端に挿入されて圧力バッグ４３に気密に取り付けられ、一方圧力バッグ４３のヘッドカラー８０と反対側の開口端はキャップ５２によって気密に閉塞される。
【００４５】
密閉チューブ１０の他端１０ｂを閉塞する連結具４５には、キャップ５２に気密に取り付けられた牽引ロープ４０と温水ホース４１が連結される。温水ホース４１はキャップ５２を貫通して圧力バッグ４３外へでて、バルブ５３に導かれている。温水ホース４１には、不図示の熱源により加熱される温水タンク５５から温水ポンプ５４により温水（熱媒）が供給される。また、圧力バッグ４３内の温水は排水ホース５６、バルブ５７を介して温水タンク５５に戻される。
【００４６】
圧力バッグ４３内には、密閉チューブ１０で閉塞される密閉空間が形成され、該密閉空間はキャップ５２に取り付けられたエアーホース５９、バルブ６０を介して地上に設置されたコンプレッサー６１に接続されるとともに、排気ホース６２、バルブ６３を介して外気に通じている。
【００４７】
作業用ロボット４２は、そのヘッド４４が図１１で上下方向ａ、ｂに進退し、且つ、矢印ｃで示すように管軸を中心に回転（ローリング）するように構成されており、この作業用ロボット４２の上部にはモニター用のＴＶカメラ４６が設置されている。ヘッドカラー８０は、その取付板８０ｃを介して作業用ロボット４２のヘッド４４の先端部に取り付けられる。ヘッド４４がａ、ｂ、ｃの方向に移動すると、それに連動してヘッドカラー８０並びにその上にセットされた枝管ライニング材１も同様な動きをする。
【００４８】
作業用ロボット４２の前後には牽引ロープ４７，４８が取り付けられているので、牽引ロープ４７、４８をウインチなどで引っ張ることにより、枝管ライニング材１の鍔３の中心が枝管３１の開口部３１ａの中心に一致するように、作業ロボット４２、圧力バッグ４３を管長方向に移動させる。この状態で、ヘッド４４を上下方向に移動させ、またローリングさせることにより、図１１に示したように、枝管ライニング材１の鍔３が、本管ライニング材２０でライニングされた本管３０の枝管開口部周縁に押圧され密着される。
【００４９】
枝管ライニング材１の鍔３が、本管の枝管開口部周縁に密着したときの枝管開口部周縁の断面が図１４に拡大して図示されており、図１５には、図１４に示した断面と直交する方向に沿った断面が拡大して図示されている。なお、図１４、図１５において、断面で示した部材の大きさ、厚さなどは、実寸を示すものでなく、理解を容易にするために部分的に誇張して図示されている。
【００５０】
この状態で、コンプレッサー６１を駆動してエアーホース５９を経て圧縮エアー（加圧流体）を圧力バッグ４３内の密閉空間に供給すると、密閉チューブ１０は膨張しながら反転して枝管３１内に挿入され、密閉チューブ１０に包まれている枝管ライニング材１も、反転しながら枝管３１内を上方に向かって順次挿入されていく。このとき、連結具４５を介して密閉チューブ１０に連結された温水ホース４１、牽引ロープ４０も枝管３１内に挿入される。
【００５１】
図１２に示したように、管状樹脂吸収材２の枝管３１内への反転挿入が終了すると、管状樹脂吸収材２を枝管３１の内周面に押し付けた状態にし、温水を温水ホース４１の先端４１ａから供給して密閉空間内に充満させる。密閉空間内の圧縮エアーは排気ホース６２を経て大気中に放出され、一方、管状樹脂吸収材２に含浸された熱硬化性樹脂が温水タンク５５から供給される温水で加温され硬化する。
【００５２】
枝管ライニング材１が、枝管３１に反転されて挿入されている間、あるいは挿入されたあと管状樹脂吸収材に含浸された硬化性樹脂を硬化させているときに、リード線８１ａを介して電源８２によりヒーター８１に通電を行う。ヒーター８１は、枝管ライニング材１の鍔３の熱可塑性樹脂と、本管ライニング材２０の樹脂管２０ａの熱可塑性樹脂を、例えば約１０５°〜１５０°Ｃの温度に加熱する。この加熱温度は、各熱可塑性樹脂の素材に応じて約１０５°〜１５０°Ｃの範囲内の適温に設定される。鍔３の熱可塑性樹脂と樹脂管２０ａの熱可塑性樹脂は同じ樹脂、例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン樹脂であるので、容易にまた確実に熱溶着し、枝管ライニング材１の鍔３と本管ライニング材２０の樹脂管２０ａは一体的に結合され、本管と枝管の接合部から本管内に地中水が土砂とともに流れ込むのを防止することができる。
【００５３】
なお、枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の熱可塑性樹脂の加熱は、図１１に示したように、枝管ライニング材１の鍔３が、本管の枝管開口部周縁に密着し、管状樹脂吸収材２が枝管３１内に反転挿入される前、つまりコンプレッサー６１が駆動されて圧縮エアーが圧力バッグ内に供給される前に行うようにしてもよい。
【００５４】
管状樹脂吸収材２に含浸されている樹脂が硬化した後、排水ホース５６を介して密閉空間から温水を抜き、温水タンク５５に戻す。温水を温水タンク５５に戻した後、密閉空間にある程度の圧力をかけながら、牽引ロープ４０と温水ホース４１を図１３で左方向に引くと、密閉チューブ１０が反転して枝管ライニング材１から取り除かれる。
【００５５】
次に、作業用ロボット４２のヘッド４４を矢印ｂ方向に下動させて、ヘッドカラー８０、ヒーター８１を枝管ライニング材１の鍔３から離したあと、作業用ロボット４２、圧力バッグ４３などが本管３０内から取り除かれる。このようにして、枝管３１は、その内周面が管状樹脂吸収材２によりライニングされる。
【００５６】
管状樹脂吸収材２に含浸された樹脂は、温水ホース４１に複数の噴射孔を設け、この噴射孔から温水又は水蒸気をシャワー状にしてあるいはミスト状にして管状樹脂吸収材２に吹き付けることにより硬化させるようにしてもよい。
【００５７】
上述した実施例では、本管３０は樹脂管２０ａとその外周をらせん状に巻回された突条部２０ｂからなる本管ライニング材２０を用いてライニングされた。しかし、図１６に示したように、外周面が気密性のプラスチックフィルム９０ｂでコーティングされた管状樹脂吸収材９０ａに硬化性樹脂を含浸してなる本管ライニング材９０を用いてライニングするようにしてもよい。
【００５８】
本管ライニング材９０の管状樹脂吸収材９０ａは、枝管ライニング材１の管状樹脂吸収材２と同じ材質で作製され、管状樹脂吸収材９０ａには、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などの未硬化の液状硬化性樹脂が含浸される。管状樹脂吸収材９０ａを被覆するプラスチックフィルム９０ｂは、枝管ライニング材１の鍔３の熱可塑性樹脂と熱溶着可能な軟質の熱可塑性樹脂でできている。例えば、鍔３がポリエチレンを用いて作製される場合は、プラスチックフィルム９０ｂはポリエチレンで作るようにする。また、鍔３がポリプロピレンを用いて作製される場合は、プラスチックフィルム９０ｂもポリプロピレンで作るようにする。
【００５９】
本管ライニング材９０は、公知の方法で本管３０内に反転挿入され、図１７に示したように、管状樹脂吸収材９０ａが本管３０の内周面に押し付けられた状態で加熱され、管状樹脂吸収材９０ａに含浸された樹脂が硬化され、本管３０が本管ライニング材９０でライニングされる。本管ライニング材９０で閉塞された枝管３１の開口部３１ａは開削され、本管３０は枝管３１と連通するようになる。
【００６０】
その後、図１１〜図１３に示したのと同様に、枝管ライニング材１を用いて枝管３１がライニングされる。
【００６１】
図１８、図１９には、図１４と同様に、枝管ライニング材１の鍔３と本管の枝管開口部周縁の本管ライニング材９０が密着されたときの状態が拡大して図示されている。このような状態で、枝管ライニング材１が枝管３１に挿入される前、挿入中、あるいは挿入された後管状樹脂吸収材２に含浸された硬化性樹脂を硬化するときに、ヒーター８１に通電を行う。ヒーター８１は、枝管ライニング材１の鍔３の熱可塑性樹脂と、本管ライニング材９０のプラスチックフィルム９０ｂの熱可塑性樹脂を加熱する。鍔３の熱可塑性樹脂とプラスチックフィルム９０ｂの熱可塑性樹脂は同じ樹脂、例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン樹脂であるので、容易にまた確実に熱溶着し、枝管ライニング材１の鍔３と本管ライニング材９０は、一体的に結合され、本管ライニング材２０のときと同様に、本管と枝管の接合部からの漏水や地中から土砂などが本管内に流入するのを防止することができる。
【００６２】
なお、上述した実施例では、図６に図示した枝管ライニング材１を用いて枝管をライニングしたが、図８に図示した実施例の枝管ライニング材１を用いて枝管をライニングできることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６３】
１ 枝管ライニング材
２ 管状樹脂吸収材
３ 鍔
４ プラスチックフィルム
５ ヒーター
７ 樹脂含浸用チューブ
８ 硬化性樹脂
１０ 密閉チューブ
１１ 鍔
１２ ヒーター
２０ 本管ライニング材
２０ａ 樹脂管
２０ｂ 突条部
２１ グラウト材
３０ 本管
３１ 枝管
４０ 牽引ロープ
４１ 温水ホース
４２ 作業用ロボット
４３ 圧力バッグ
４４ ヘッド
４５ 連結具
４６ ＴＶカメラ
４７、４８ 牽引ロープ
５２ キャップ
５５ 温水タンク
５６ 排水ホース
８０ ヘッドカラー
８１ ヒーター
９０ 本管ライニング材
９０ａ 管状樹脂吸収材
９０ｂ プラスチックフィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング工法であって、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材を本管内に搬入し、
前記枝管ライニング材の鍔を、本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着させ、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする枝管ライニング工法。
【請求項２】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリエチレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリエチレンからできていることを特徴とする請求項１に記載の枝管ライニング工法。
【請求項３】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリプロピレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリプロピレンからできていることを特徴とする請求項１に記載の枝管ライニング工法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂の加熱が、枝管ライニング材の枝管挿入前、挿入中、あるいは挿入後管状樹脂吸収材に含浸された硬化性樹脂を硬化するときに行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の枝管ライニング工法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング装置であって、
湾曲部を有するヘッドカラーと、
前記ヘッドカラーの湾曲部に取り付けられた加熱手段と、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、該鍔が前記加熱手段により加熱されるように、前記ヘッドカラーにセットされる硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材と、
前記ヘッドカラーに気密に取り付けられ、枝管ライニング材を収納する圧力バッグと、
前記圧力バッグを、枝管ライニング材の鍔が本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着するように、導く作業用ロボットと、を備え、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を前記加熱手段で加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする枝管ライニング装置。
【請求項６】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリエチレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリエチレンからできていることを特徴とする請求項５に記載の枝管ライニング装置。
【請求項７】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリプロピレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリプロピレンからできていることを特徴とする請求項５に記載の枝管ライニング装置。
【請求項８】
前記加熱手段による加熱が、枝管ライニング材の枝管挿入前、挿入中、あるいは挿入後管状樹脂吸収材に含浸された硬化性樹脂を硬化するときに行われることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の枝管ライニング装置。
【請求項１】
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング工法であって、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材を本管内に搬入し、
前記枝管ライニング材の鍔を、本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着させ、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする枝管ライニング工法。
【請求項２】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリエチレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリエチレンからできていることを特徴とする請求項１に記載の枝管ライニング工法。
【請求項３】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリプロピレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリプロピレンからできていることを特徴とする請求項１に記載の枝管ライニング工法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂の加熱が、枝管ライニング材の枝管挿入前、挿入中、あるいは挿入後管状樹脂吸収材に含浸された硬化性樹脂を硬化するときに行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の枝管ライニング工法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂でできた樹脂管からなる本管ライニング材、又は熱可塑性樹脂のプラスチックフィルムで被覆された管状樹脂吸収材からなる本管ライニング材を用いてライニングされた本管の枝管開口部から枝管ライニング材を枝管に挿入して、枝管を該枝管ライニング材でライニングする枝管ライニング装置であって、
湾曲部を有するヘッドカラーと、
前記ヘッドカラーの湾曲部に取り付けられた加熱手段と、
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂と熱溶着可能な材質で形成された鍔を一端に有し、該鍔が前記加熱手段により加熱されるように、前記ヘッドカラーにセットされる硬化性樹脂を含浸した柔軟な管状樹脂吸収材からなる枝管ライニング材と、
前記ヘッドカラーに気密に取り付けられ、枝管ライニング材を収納する圧力バッグと、
前記圧力バッグを、枝管ライニング材の鍔が本管ライニング材でライニングされた本管の枝管開口部周縁に密着するように、導く作業用ロボットと、を備え、
枝管ライニング材の鍔と樹脂管又はプラスチックフィルムの各熱可塑性樹脂を前記加熱手段で加熱することにより枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材の樹脂管又はプラスチックフィルムを熱溶着して枝管ライニング材の鍔と本管ライニング材を結合し、枝管を該枝管ライニング材でライニングすることを特徴とする枝管ライニング装置。
【請求項６】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリエチレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリエチレンからできていることを特徴とする請求項５に記載の枝管ライニング装置。
【請求項７】
前記樹脂管又はプラスチックフィルムの熱可塑性樹脂がポリプロピレンを含み、枝管ライニング材の鍔がポリプロピレンからできていることを特徴とする請求項５に記載の枝管ライニング装置。
【請求項８】
前記加熱手段による加熱が、枝管ライニング材の枝管挿入前、挿入中、あるいは挿入後管状樹脂吸収材に含浸された硬化性樹脂を硬化するときに行われることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の枝管ライニング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−９６４５６（Ｐ２０１２−９６４５６Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４６０６１（Ｐ２０１０−２４６０６１）
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（５９２０５７３８５）株式会社湘南合成樹脂製作所 (61)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２日（２０１０．１１．２）
【出願人】（５９２０５７３８５）株式会社湘南合成樹脂製作所 (61)
【Ｆターム（参考）】
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