樹脂被覆鋼管用補修部材及び樹脂被覆鋼管の補修方法
【課題】 樹脂被覆鋼管との密着性が大で、しかも補修時間を短縮できる樹脂被覆鋼管用補修部材を提供する。
【解決手段】 樹脂被覆鋼管用補修部材１００は、樹脂被覆鋼管１０の円周長よりも大なる全長を有する熱可塑性樹脂シート１と、熱可塑性樹脂シート１の両方の長辺側と一方の短辺側に、少なくとも１条のレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを有し、レーザ光吸収部２ａ、２ｂは、前記熱可塑性樹脂シートの長辺側端縁から内側よりに形成されるとともに、レーザ光吸収部２ｃは、熱可塑性樹脂シート１の一方の短辺側端縁に沿って形成される。
【解決手段】 樹脂被覆鋼管用補修部材１００は、樹脂被覆鋼管１０の円周長よりも大なる全長を有する熱可塑性樹脂シート１と、熱可塑性樹脂シート１の両方の長辺側と一方の短辺側に、少なくとも１条のレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを有し、レーザ光吸収部２ａ、２ｂは、前記熱可塑性樹脂シートの長辺側端縁から内側よりに形成されるとともに、レーザ光吸収部２ｃは、熱可塑性樹脂シート１の一方の短辺側端縁に沿って形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設管の防食被覆層の破損箇所や現地で溶接された樹脂被覆鋼管の溶接箇所などに被着される樹脂被覆鋼管用補修部材及びそれを用いた樹脂被覆鋼管の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋設ガス配管において、地中に埋設された後の配管の腐食を防止するために、表面をポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィン系樹脂などで被覆した鋼管が使用されている。特に樹脂被覆鋼管の内径が大きい場合には、取扱いの容易さの点から防食層の表面を例えばポリエチレンなどからなる保護層で被覆した樹脂被覆鋼管が使用されている。この樹脂被覆鋼管同士を接続する場合、鋼管の端部を覆う防食層ならびに保護層を所定の長さだけ剥離して鋼管を剥き出しにしてから溶接される。溶接後は、溶接部が剥き出しにされた鋼管の表面に防食機能を備えた部材を被覆することが行われている。例えば、特許文献１には、熱収縮可能な防食保護層とガス配管の外周面に接着可能な接着層からなり、ガス配管の周囲に巻き付けた時に、重ね代部を確保できるような長さを有し、防食保護層のみによって形成した重ね代部に電熱線を埋設した防食シュリンクシートが記載されている。この防食シュリンクシートは、電熱線に通電することにより、重ね代部において防食保護層同士を融着して一体化し、その後ガスバーナ等を用いて防食保護層の全体を加熱することにより、防食保護層を熱収縮させ、可塑化した接着層を防食保護層とガス配管との間に充填させることにより、優れた防食効果を得ようとするものである。しかるに特許文献１に記載された防食シュリンクシートによれば、防食シュリンクシートをガス配管に巻き付けてから、電熱線へ通電し、その後全体を加熱するので、施工時間が長くなるという問題がある。また、電熱線が埋設されていないシュリンクシートの端部では、隙間が生じて、この隙間から水分が浸透し、さらにこの隙間を起点とする剥がれが発生するという問題がある。
【０００３】
樹脂部材同士を接合する手法としては、上記の電熱線を埋め込んだ樹脂シートを使用する代わりに、積層された複数個の樹脂部材（例えば樹脂板）同士を重ね合せ、その上からレーザ光を照射することが検討されている。例えば、特許文献２には、レーザ光透過性材料で形成された３枚以上の樹脂板を積層し、重なり合う樹脂部材の間にレーザ光吸収材を、樹脂部材積層体の一方の最外層からの一方向のレーザ光により照射されるように部分的に配設し、樹脂部材積層体の一方の最外層からの一方向のレーザ光を各レーザ光吸収材に照射することが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２０７８２２号公報（第３〜５頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００３−１３６５９９号公報（第３〜５頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載されたレーザ多層接合方法は、原理的には優れたものであるが、樹脂被覆鋼管の補修に適用するためには、いくつかの改良すべき点がある。すなわち、樹脂シートに設けるレーザ光吸収材の位置が適切でないと、施工時間が長くなり、しかも所定の接合強度が得られないという問題がある。またレーザ光吸収材の配列位置が適切でないと、レーザ光で溶着された部分の間に隙間が生じ、接合強度が低下するという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、樹脂被覆鋼管との密着性が大で、しかも補修時間を短縮することができる樹脂被覆鋼管用補修部材を提供することである。
【０００６】
従って、本発明の他の目的は、被補修箇所を速やかに使用可能な状態に修復することができる樹脂被覆鋼管の補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂被覆鋼管用補修部材は、樹脂被覆鋼管の円周長よりも大なる全長を有する熱可塑性樹脂シートと、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺に、少なくとも１条のレーザ光吸収部を有することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、前記熱可塑性樹脂シートの巻回方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁から内側よりに形成されているとともに、前記熱可塑性樹脂シートの軸線方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁に沿って形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記各レーザ光吸収部は、０．０５〜１ｍｍの幅と０．０１〜０．４ｍｍの厚さを有する複数の帯状体であり、かつ前記熱可塑性樹脂シートの各端縁から０．０５〜０．４ｍｍの間隔で形成されていてもよい。
【００１０】
本発明において、前記熱可塑性樹脂シートは、重ね代部を形成する部分の厚さが端部に向って減少していることが好ましい。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂被覆鋼管の補修方法は、レーザ光が透過可能な熱可塑性樹脂シートを樹脂被覆鋼管に巻き付けて前記熱可塑性樹脂シートの端部同士を重ね合わせるとともに、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺側と前記樹脂被覆鋼管との間、及び/または前記樹脂被覆鋼管の被覆樹脂にレーザ光吸収部を形成し、前記熱可塑性樹脂シートを加圧しながら前記レーザ光吸収部に半導体レーザ光を照射することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の補修部材によれば、熱可塑性樹脂シートの巻き付け方向に沿った両端部においてこの樹脂シートと樹脂被覆鋼管とが密着し、さらに重ね合わせ部においても、熱可塑性樹脂シートの端部同士と樹脂被覆鋼管が相互に密着するので、補修部の水密性を確保することができる。
【００１３】
本発明の補修方法によれば、レーザ光が透過可能な熱可塑性樹脂シートを樹脂被覆鋼管に巻き付け、かつ熱可塑性樹脂シートと樹脂被覆鋼管との間にレーザ光吸収部を介在させる。そして、熱可塑性樹脂シートを加圧しながらレーザ光を照射する簡便な作業を行うだけでよい。また、照射後の特別な作業は不要となり、被補修箇所を速やかに使用可能な状態（元の状態）に修復することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の第１実施の形態に係わる補修シートの平面図、図９は本発明の第２実施の形態に係わる補修シートの平面図、
図２は図１、図９のＡ−Ａ線断面を拡大した図、図３は図１、図９の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管の一部を破断した正面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１、図９の補修部材にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図、図６は本発明の他の実施の形態に係わる補修部材の平面図、図７は図６のＣ−Ｃ線断面を拡大した図、図８は図６の補修部材にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図である。また、図１の補修シートは、巻回方向が長辺側、軸線方向が短辺側に設けられている。図９の補修シートは、巻回方向が短辺側、軸線方向が長辺側に設けられている。鋼管の口径が小さい場合には、図９に示す巻回方向が短辺側の補修シートを使用する。鋼管の口径が大きい場合には、図１に示す巻回方向が長辺側の補修シートを使用する。
【００１５】
本発明の補修部材１００は、図１、図９に示すように、レーザ光を透過し得る材料からなる矩形状（例えば長方形）の熱可塑性樹脂シート１とその長辺方向及び一方の短辺方向に沿って伸びるレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを有する。レーザ光吸収部２ａ、２ｂは、各々幅Ｗａ１、Ｗａ２（＝Ｗａ１）を有し、長辺側端縁から距離Ｗｂ１、Ｗｂ２（＝Ｗｂ１）だけ内側に形成され、またレーザ光吸収部２ｃは、幅Ｗｃを有し、短辺側端縁に沿って形成されている。この熱可塑性樹脂シート１は、図２に示すように、樹脂被覆鋼管（不図示）に巻回された時に、重ね代部（長さＬｔ＝Ｌ１−樹脂被覆鋼管の円周長）が形成されるような円周方向の長さＬ１を有すると共に、重ね代部の厚さが連続的（又は段階的）に減少するように形成されている。なお、熱可塑性樹脂シート１の管軸方向の長さ（＝幅Ｗ１）は、補修部（樹脂被覆鋼管の保護層が剥離される部分）の幅よりもやや短く設定される。図１、図９では、Ｗａ２＝Ｗａ１、Ｗｂ２＝Ｗｂ１に設定されているが、Ｗａ２とＷａ１、Ｗｂ２とＷｂ１は異なっていてもよい。
【００１６】
上記の熱可塑性樹脂シート１は、赤外領域（好ましくは近赤外領域）乃至可視領域にある波長を有するレーザ光が透過し得る材料であればよく、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂などの公知の樹脂で形成することができる。また、熱可塑性樹脂シート１は、例えば弾性率と厚さを適宜選定し、樹脂被覆鋼管に速やかに巻き付け可能なように形成され、特に鋼管を被覆する樹脂と同一または同系統の熱可塑性樹脂で形成することが好ましい。
【００１７】
レーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃは、レーザ光が吸収されるようにするために、可視領域（波長：３８０〜７８０ｎｍ）に波長をもつ光を選択的に吸収し得る化合物（染料及び顔料）、あるいは近赤外領域（波長：７８０〜３００００ｎｍ）に波長をもつ光を吸収する性質の機能性色素が含有される。
【００１８】
具体的には、レーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを形成するために、熱可塑性樹脂中に以下の顔料、あるいは色素を添加することにより、レーザ光を吸収することが可能である。例えば、セラミックブラック、酸化鉄（無機顔料）、カーボンブラック、ボーンブラック（有機顔料）等の黒色顔料、クロムエロー、セラミックエロー、ジンククロメートエロー（無機顔料）、ニッケルアゾグリーンエロー（有機顔料）等の黄色顔料、ハイドロクロムオキサイドグリーン、クロムグリーン（無機顔料）、クロミウムオキサイドダルグリーン、フタロシアニングリーン（有機顔料）等の緑色顔料、色素としては黒色顔料、シアニン系色素、フタロシアニン系、チオールニッケル錯体系、インドフェノール金属錯体系、ナフトキノン系、アゾ系、トリアゾールメタン系、分子間型ＣＴ色素等の色素を使用することができる。
【００１９】
上記の補修部材は、種々の手法で作成することができる。例えば、熱可塑性樹脂シートに、レーザ光吸収材料を含む熱可塑性樹脂からなるテープ（フィルム）を加熱圧着（ヒートプレス）することにより作成される。テープの寸法は、その厚さが０．０１〜０．４ｍｍで、その幅（Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗｃ）が５〜２０ｍｍ程度の範囲に収まるようにすればよい。あるいは、テープの代わりにレーザ光を吸収し得る着色剤を含む塗料をテープと同様の厚さ及び幅になるように熱可塑性樹脂シート１の表面にスプレー又は刷毛塗り等の手法により塗布するかあるいはスクリーン印刷などにより形成すればよい。この他、押出機で溶融した状態の熱可塑性樹脂（第１樹脂）をダイにより冷却ロールの上に押出する、溶融押出法により熱可塑性樹脂シートを形成する場合、第１樹脂に対して接着性のある第２樹脂（例えば第１樹脂と同一又は同系統の熱可塑性樹脂）に上記着色剤を配合した熱可塑性樹脂を別の押出機で溶融してから上記ダイの内部（又は出口）で合流する、共押出しの手法によりレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを形成することが可能である。
【００２０】
上記の補修部材１００による樹脂被覆鋼管１０の補修方法を図３〜図５により説明する。図３に示すように、一対の樹脂被覆鋼管１０は、例えばポリエチレン被覆鋼管（ＰＬＰ）の場合は、ＪＩＳ Ｇ ３４６９で規定された通り、素管（鋼管）１１の外周にポリエチレンからなる防食層１２が被覆され、その外周に例えばポリエチレンからなる保護層１３が被覆された２層被覆構造を有する。防食層１２にはレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃと同様にレーザ光を吸収する能力を有するレーザ光吸収材料が含まれている。まず樹脂被覆鋼管１０の非補修部において、防食層１２を所定幅Ｗｇだけ剥離し、次いで保護層１３を所定幅Ｗｈだけ剥離し（但し２Ｗｈ＞Ｗ１＞２Ｗｇとする）、突き合せ溶接などの手法により素管（鋼管）１１の端面同士が溶接部１４で接続される。次いでこの溶接部１４を覆いかつレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃが内側になるように樹脂被覆鋼管１０に補修部材１００を巻き付けることにより、図４に２点鎖線で示す補修部材１００の自由端は他の端部の上に重ねられて、所定長さ（Ｌｔ：図２参照）の重ね合せ部が形成される。
【００２１】
補修部材１００の周囲に配置されたレーザトーチ３を、そのスポット径をＷａ２と同等の大きさになるように設定して、その対応する部分にレーザ光を照射しながら円周方向に走査することにより、熱可塑性樹脂シート１を透過したレーザ光が熱可塑性樹脂シート１と防食層１２との界面に到達すると、防食層１２にレーザ光が吸収されて溶着部が形成される。次いで、レーザトーチ３を熱可塑性樹脂シート１の内側に移動させる。そして、レーザトーチ３を、そのスポット径がＷａ２と同等の大きさになるように設定して、レーザ光吸収部２ａに対応する部分にレーザ光を照射しながら円周方向に走査することにより、熱可塑性樹脂シート１を透過したレーザ光がレーザ光吸収部２ａに到達すると、そこにレーザ光が吸収されて溶着部が形成される。
次いで、熱可塑性樹脂シート１の他方の長辺側（レーザ光吸収部２ｂ側）も同様の操作により熱可塑性樹脂シート１と防食層１２との溶着部が形成される。
なお、熱可塑性樹脂シート１の長辺側（２ａ、２ｂ側）の重ね代部においては、図５に示すように、上層の熱可塑性樹脂シート１の内部を透過したレーザ光が下層の熱可塑性樹脂シート１に設けられたレーザ光吸収部２ａ（２ｂ）（図１、図９参照）に到達することにより、熱可塑性樹脂シート１と防食層１２との界面に溶着部２０１が形成され、さらに上層の熱可塑性樹脂シート１の内部を透過したレーザ光がその熱可塑性樹脂シート１に設けられたレーザ光吸収部２ａ（２ｂ）（図１、図９参照）に到達することにより、熱可塑性樹脂シート１同士の界面に溶着部２０２が形成される。この時、重ね代部Ｌｔの長さにわたってその部分の厚さが先端になるほど薄くしているため、上層の熱可塑性樹脂シート１に照射されたレーザ光は、下層の熱可塑性樹脂シート２を通してレーザ光吸収部に容易に吸収され、被覆樹脂１２と補修部材１００及び補修部材１００同士が溶着される。
【００２２】
次いで、熱可塑性樹脂シート１の重ね代部においては、レーザトーチ３を、そのスポット径がＷｃと同等の大きさになるように設定し、レーザ光吸収部２ｃに対応する部分にレーザ光を照射しながら軸方向に走査する。その結果として、上層の熱可塑性樹脂シート１を透過したレーザ光がレーザ吸収部２ｃに到達すると、レーザ光がレーザ光吸収部２ｃに吸収されて発熱し、上層と下層の熱可塑性樹脂シート１が溶着される。
【００２３】
上述したようにレーザ光照射により、熱可塑性樹脂シート１同士及び熱可塑性樹脂シート１と樹脂被覆鋼管１０の防食層１２とが溶着され、溶接部１４に巻き付けられた補修部材１００は、その両端部と重ね合せ部とが樹脂被覆鋼管１０に融着・一体化されるので、補修部の水密性を確保することができる。
【００２４】
上記のレーザ光照射過程では、補修部材１００に、レーザ光がしきい値以上の照射強度で照射されることにより、次のような現象が生じて熱可塑性樹脂シート１同士の融着及び最下層にある熱可塑性樹脂シート１と鋼管１０の防食層１２との融着が行われると推察される。すなわち、樹脂の分子は熱可塑性樹脂シート１同士の界面及びその近傍、また、最下層にある熱可塑性樹脂シート１と鋼管１０の防食層１２との界面及びその近傍で、レーザ光のエネルギーを吸収して熱に変わり、防食層並びに熱可塑性樹脂が溶融して上記界面の融着（溶融加工）が行われると推察される。
【００２５】
上記のレーザとしては、Ｈｅ−Ｎｅレーザ及びＣｕ蒸気レーザなどの中性原子の電子エネルギー振動準位を用い、近赤外領域〜可視光領域に発振波長をもつ気体レーザ、例えばルビー（発振波長：０．６９４μｍ）、ＹＡＧ（発振波長：１．０６４μｍ）またはガラス（発振波長：１．０６μｍ）などを主体とする母体中の遷移金属または希土類イオンを活性イオンとして、光励起することでレーザ光を発振する固体レーザ、あるいは半導体結晶中の伝導帯と等価電子帯の間の電子遷移に伴う発光を利用する半導体レーザなどを使用することが可能である。これらのレーザの中では、小型でまた駆動電流の制御が高速で光出力の制御が可能な、また発振に必要な電流や電圧を小さくできる半導体レーザが好ましい。
【００２６】
半導体レーザには、ＩｎｘＣａ１−ｘＮ、ＣｄＣｅ、ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ、ＩｎｘＧｅ１−ｘＡｓ、ＧｅｘＡｌ１−ｘＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＰｂｘＳｎ１−ｘＴｅ等の化合物半導体材料が使用される。そして、組成を変えることにより可視光全域から遠赤外領域（３０〜１００μｍ）まで及ぶ発振波長をもつ半導体材料が得られる。現用の半導体レーザは、電流注入により発振されるので、レーザ発振を生じさせるための電流密度を低減させるために、活性層の両側がバンドギャップの大きなクラッド層でサンドイッチされた、ダブルヘテロ構造を備えている。この種の半導体レーザとしては、赤外高出力タイプ（波長：８０８ｎｍあるいは９４０ｎｍ、出力：〜２ｋＷ）、高出力タイプ（波長：７８０ｎｍ、出力：３０ｍＷからさらにＷオーダーのもの）、また接合寸法が小さい組合せの場合など、数種類の可視光タイプ（波長：６３５ｎｍ、出力：5ｍＷからさらにＷオーダーのもの）、（波長：６５０ｎｍ、出力：3ｍＷからさらにＷオーダーのもの）、（波長：６７０ｎｍ、出力：１０ｍＷからさらにＷオーダーのもの）が市販されているので、これらの内から使用条件に適した装置を選定することが可能である。尚、半導体レーザの高出力化は例えば単一素子そのものの出力を高める方法や単一素子を複数スタックして必要な出力にして高める方法などがあり、被接合材料に最適な波長と出力の装置を選定することが可能である。
【００２７】
レーザ光を補修シートに照射する場合、補修シート及び樹脂被覆鋼管の防食層のレーザ光吸収係数、表面状態などに応じて、レーザ光の性質（波長、出力、ビームモードなど）や照射条件（加工レンズの焦点距離、焦点スポットのサイズや深度、ノズルの径及び位置、アシストガスの種類や圧力など）を適宜設定すればよい。例えば、照射パワー密度は１０４〜１０８（Ｗ／ｍ２）で、レーザトーチの走査速度は２〜３０（ｍｍ／ｓ）となるように設定することが好ましい。ビームモードは、シングルモード、低次マルチモード、高次マルチモード、リングモードあるいはピュアモードの中から選択することが好ましい。またビームの形状も、レーザ光の種類によって異なり、直径１〜５０ｍｍ程度の円形及び楕円形、数十ｍｍ角の長方形など多岐にわたっているが、凹凸レンズやプリズムなどを使用して、ビームの拡大あるいは絞込みを行うことにより、実用的な大きさに整えればよい。
【００２８】
本発明の補修部材１００は、図６及び図７に示す構成にすることができる。例えば、鋼管を被覆する樹脂と同一または同系統の熱可塑性樹脂からなる矩形状（例えば長方形）の熱可塑性樹脂シート１と、その長辺側端縁に沿って形成された幅Ｗｄ１、Ｗｄ２（＝Ｗｄ１）を有するレーザ光吸収部２ａ、２ｂと、その一方の短辺側端縁に沿って形成された幅Ｗｅを有するレーザ光吸収部２ｃを有する。図７に示すように、各レーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃは、幅Ｐ１を有するバンド状のレーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎが所定間隔Ｐ２で形成され、平面からみてレーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎとレーザ光透過部２２１、２２２、…２２ｎが交互に並ぶように配置されている。レーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎは、例えば０．０５〜１ｍｍの幅と０．０１〜０．４ｍｍの厚さを有する複数の帯状体である。
【００２９】
この熱可塑性樹脂シート１も、樹脂被覆鋼管（不図示）に巻回された時に、重ね代部（長さＬｔ＝Ｌ１−鋼管の全長）が形成されるような円周方向の長さＬ１と補修部の幅に応じて定められる幅（管軸方向の長さ）Ｗ１を有すると共に、図３に示すように、重ね代部の厚さが連続的（又は段階的）に減少するように形成することが可能である。この熱可塑性樹脂シート２も、図１及び図２に示すものと同様の材料及び手法で形成することができる。さらにレーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎの幅Ｐ１は、例えば０．０５〜１ｍｍで、その間隔Ｐ２（レーザ光透過部２２１、２２２、…２２ｎの幅）は、例えば０．０５〜０．４ｍｍとなるように設定することが好ましい。図６では、Ｗｄ２＝Ｗｄ１に設定されているが、Ｗｄ２とＷｄ１は異なっていてもよい。
【００３０】
上記の補修部材１００によれば、図３及び図４に示すと同様に樹脂被覆鋼管１０に補修部材１００を巻き付けた後に、図８に示すようにレーザ光吸収部の全幅（Ｗｄ１、Ｗｄ２、Ｗｅ）にわたってレーザ光線が照射されるようにスポット径を設定することにより、レーザトーチ３を円周方向に１回ずつ走査を行い、かつ補修部材１の幅方向に走査を行うことで、補修部材１の両端部全周と重ね代部の全幅にわたって２段の融着部２０３、２０４を形成することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、レーザ光を透過し得る材料のみからなる樹脂シートと樹脂被覆鋼管との間にレーザ光吸収性を有するテープを介在させた状態で樹脂被覆鋼管に巻き付け、次いで加圧しながらレーザ光吸収部にレーザ光線が到達するように、レーザ光を照射することによっても補修部材と樹脂被覆鋼管との融着を行うことができる。
さらに、レーザ光吸収部を被覆樹脂の表面、又は内部に設けた樹脂被覆鋼管を使用して補修部材と樹脂被覆鋼管との融着を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係わる補修部材の平面図である。
【図２】図１、図９のＡ−Ａ線断面を拡大した模式図である。
【図３】図１、図９の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管の一部を模式的に示す断面図である
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１、図９の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係わる補修部材の平面図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ線断面を拡大した模式図である。
【図８】図６の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係わる補修部材の平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００：補修部材、１：熱可塑性樹脂シート、２ａ、２ｂ、２ｃ、２１１〜２１ｎ：レーザ光吸収部、２２１、２２２、…２２ｎ：レーザ光透過部、３：レーザトーチ、１０：樹脂被覆鋼管、１１：鋼管、１２：防食層、１３：保護層、１４：溶接部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設管の防食被覆層の破損箇所や現地で溶接された樹脂被覆鋼管の溶接箇所などに被着される樹脂被覆鋼管用補修部材及びそれを用いた樹脂被覆鋼管の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋設ガス配管において、地中に埋設された後の配管の腐食を防止するために、表面をポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィン系樹脂などで被覆した鋼管が使用されている。特に樹脂被覆鋼管の内径が大きい場合には、取扱いの容易さの点から防食層の表面を例えばポリエチレンなどからなる保護層で被覆した樹脂被覆鋼管が使用されている。この樹脂被覆鋼管同士を接続する場合、鋼管の端部を覆う防食層ならびに保護層を所定の長さだけ剥離して鋼管を剥き出しにしてから溶接される。溶接後は、溶接部が剥き出しにされた鋼管の表面に防食機能を備えた部材を被覆することが行われている。例えば、特許文献１には、熱収縮可能な防食保護層とガス配管の外周面に接着可能な接着層からなり、ガス配管の周囲に巻き付けた時に、重ね代部を確保できるような長さを有し、防食保護層のみによって形成した重ね代部に電熱線を埋設した防食シュリンクシートが記載されている。この防食シュリンクシートは、電熱線に通電することにより、重ね代部において防食保護層同士を融着して一体化し、その後ガスバーナ等を用いて防食保護層の全体を加熱することにより、防食保護層を熱収縮させ、可塑化した接着層を防食保護層とガス配管との間に充填させることにより、優れた防食効果を得ようとするものである。しかるに特許文献１に記載された防食シュリンクシートによれば、防食シュリンクシートをガス配管に巻き付けてから、電熱線へ通電し、その後全体を加熱するので、施工時間が長くなるという問題がある。また、電熱線が埋設されていないシュリンクシートの端部では、隙間が生じて、この隙間から水分が浸透し、さらにこの隙間を起点とする剥がれが発生するという問題がある。
【０００３】
樹脂部材同士を接合する手法としては、上記の電熱線を埋め込んだ樹脂シートを使用する代わりに、積層された複数個の樹脂部材（例えば樹脂板）同士を重ね合せ、その上からレーザ光を照射することが検討されている。例えば、特許文献２には、レーザ光透過性材料で形成された３枚以上の樹脂板を積層し、重なり合う樹脂部材の間にレーザ光吸収材を、樹脂部材積層体の一方の最外層からの一方向のレーザ光により照射されるように部分的に配設し、樹脂部材積層体の一方の最外層からの一方向のレーザ光を各レーザ光吸収材に照射することが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２０７８２２号公報（第３〜５頁、図１、図２）
【特許文献２】特開２００３−１３６５９９号公報（第３〜５頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載されたレーザ多層接合方法は、原理的には優れたものであるが、樹脂被覆鋼管の補修に適用するためには、いくつかの改良すべき点がある。すなわち、樹脂シートに設けるレーザ光吸収材の位置が適切でないと、施工時間が長くなり、しかも所定の接合強度が得られないという問題がある。またレーザ光吸収材の配列位置が適切でないと、レーザ光で溶着された部分の間に隙間が生じ、接合強度が低下するという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、樹脂被覆鋼管との密着性が大で、しかも補修時間を短縮することができる樹脂被覆鋼管用補修部材を提供することである。
【０００６】
従って、本発明の他の目的は、被補修箇所を速やかに使用可能な状態に修復することができる樹脂被覆鋼管の補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂被覆鋼管用補修部材は、樹脂被覆鋼管の円周長よりも大なる全長を有する熱可塑性樹脂シートと、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺に、少なくとも１条のレーザ光吸収部を有することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、前記熱可塑性樹脂シートの巻回方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁から内側よりに形成されているとともに、前記熱可塑性樹脂シートの軸線方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁に沿って形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記各レーザ光吸収部は、０．０５〜１ｍｍの幅と０．０１〜０．４ｍｍの厚さを有する複数の帯状体であり、かつ前記熱可塑性樹脂シートの各端縁から０．０５〜０．４ｍｍの間隔で形成されていてもよい。
【００１０】
本発明において、前記熱可塑性樹脂シートは、重ね代部を形成する部分の厚さが端部に向って減少していることが好ましい。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂被覆鋼管の補修方法は、レーザ光が透過可能な熱可塑性樹脂シートを樹脂被覆鋼管に巻き付けて前記熱可塑性樹脂シートの端部同士を重ね合わせるとともに、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺側と前記樹脂被覆鋼管との間、及び/または前記樹脂被覆鋼管の被覆樹脂にレーザ光吸収部を形成し、前記熱可塑性樹脂シートを加圧しながら前記レーザ光吸収部に半導体レーザ光を照射することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の補修部材によれば、熱可塑性樹脂シートの巻き付け方向に沿った両端部においてこの樹脂シートと樹脂被覆鋼管とが密着し、さらに重ね合わせ部においても、熱可塑性樹脂シートの端部同士と樹脂被覆鋼管が相互に密着するので、補修部の水密性を確保することができる。
【００１３】
本発明の補修方法によれば、レーザ光が透過可能な熱可塑性樹脂シートを樹脂被覆鋼管に巻き付け、かつ熱可塑性樹脂シートと樹脂被覆鋼管との間にレーザ光吸収部を介在させる。そして、熱可塑性樹脂シートを加圧しながらレーザ光を照射する簡便な作業を行うだけでよい。また、照射後の特別な作業は不要となり、被補修箇所を速やかに使用可能な状態（元の状態）に修復することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の詳細を添付図面により説明する。図１は本発明の第１実施の形態に係わる補修シートの平面図、図９は本発明の第２実施の形態に係わる補修シートの平面図、
図２は図１、図９のＡ−Ａ線断面を拡大した図、図３は図１、図９の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管の一部を破断した正面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図１、図９の補修部材にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図、図６は本発明の他の実施の形態に係わる補修部材の平面図、図７は図６のＣ−Ｃ線断面を拡大した図、図８は図６の補修部材にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図である。また、図１の補修シートは、巻回方向が長辺側、軸線方向が短辺側に設けられている。図９の補修シートは、巻回方向が短辺側、軸線方向が長辺側に設けられている。鋼管の口径が小さい場合には、図９に示す巻回方向が短辺側の補修シートを使用する。鋼管の口径が大きい場合には、図１に示す巻回方向が長辺側の補修シートを使用する。
【００１５】
本発明の補修部材１００は、図１、図９に示すように、レーザ光を透過し得る材料からなる矩形状（例えば長方形）の熱可塑性樹脂シート１とその長辺方向及び一方の短辺方向に沿って伸びるレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを有する。レーザ光吸収部２ａ、２ｂは、各々幅Ｗａ１、Ｗａ２（＝Ｗａ１）を有し、長辺側端縁から距離Ｗｂ１、Ｗｂ２（＝Ｗｂ１）だけ内側に形成され、またレーザ光吸収部２ｃは、幅Ｗｃを有し、短辺側端縁に沿って形成されている。この熱可塑性樹脂シート１は、図２に示すように、樹脂被覆鋼管（不図示）に巻回された時に、重ね代部（長さＬｔ＝Ｌ１−樹脂被覆鋼管の円周長）が形成されるような円周方向の長さＬ１を有すると共に、重ね代部の厚さが連続的（又は段階的）に減少するように形成されている。なお、熱可塑性樹脂シート１の管軸方向の長さ（＝幅Ｗ１）は、補修部（樹脂被覆鋼管の保護層が剥離される部分）の幅よりもやや短く設定される。図１、図９では、Ｗａ２＝Ｗａ１、Ｗｂ２＝Ｗｂ１に設定されているが、Ｗａ２とＷａ１、Ｗｂ２とＷｂ１は異なっていてもよい。
【００１６】
上記の熱可塑性樹脂シート１は、赤外領域（好ましくは近赤外領域）乃至可視領域にある波長を有するレーザ光が透過し得る材料であればよく、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂などの公知の樹脂で形成することができる。また、熱可塑性樹脂シート１は、例えば弾性率と厚さを適宜選定し、樹脂被覆鋼管に速やかに巻き付け可能なように形成され、特に鋼管を被覆する樹脂と同一または同系統の熱可塑性樹脂で形成することが好ましい。
【００１７】
レーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃは、レーザ光が吸収されるようにするために、可視領域（波長：３８０〜７８０ｎｍ）に波長をもつ光を選択的に吸収し得る化合物（染料及び顔料）、あるいは近赤外領域（波長：７８０〜３００００ｎｍ）に波長をもつ光を吸収する性質の機能性色素が含有される。
【００１８】
具体的には、レーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを形成するために、熱可塑性樹脂中に以下の顔料、あるいは色素を添加することにより、レーザ光を吸収することが可能である。例えば、セラミックブラック、酸化鉄（無機顔料）、カーボンブラック、ボーンブラック（有機顔料）等の黒色顔料、クロムエロー、セラミックエロー、ジンククロメートエロー（無機顔料）、ニッケルアゾグリーンエロー（有機顔料）等の黄色顔料、ハイドロクロムオキサイドグリーン、クロムグリーン（無機顔料）、クロミウムオキサイドダルグリーン、フタロシアニングリーン（有機顔料）等の緑色顔料、色素としては黒色顔料、シアニン系色素、フタロシアニン系、チオールニッケル錯体系、インドフェノール金属錯体系、ナフトキノン系、アゾ系、トリアゾールメタン系、分子間型ＣＴ色素等の色素を使用することができる。
【００１９】
上記の補修部材は、種々の手法で作成することができる。例えば、熱可塑性樹脂シートに、レーザ光吸収材料を含む熱可塑性樹脂からなるテープ（フィルム）を加熱圧着（ヒートプレス）することにより作成される。テープの寸法は、その厚さが０．０１〜０．４ｍｍで、その幅（Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗｃ）が５〜２０ｍｍ程度の範囲に収まるようにすればよい。あるいは、テープの代わりにレーザ光を吸収し得る着色剤を含む塗料をテープと同様の厚さ及び幅になるように熱可塑性樹脂シート１の表面にスプレー又は刷毛塗り等の手法により塗布するかあるいはスクリーン印刷などにより形成すればよい。この他、押出機で溶融した状態の熱可塑性樹脂（第１樹脂）をダイにより冷却ロールの上に押出する、溶融押出法により熱可塑性樹脂シートを形成する場合、第１樹脂に対して接着性のある第２樹脂（例えば第１樹脂と同一又は同系統の熱可塑性樹脂）に上記着色剤を配合した熱可塑性樹脂を別の押出機で溶融してから上記ダイの内部（又は出口）で合流する、共押出しの手法によりレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃを形成することが可能である。
【００２０】
上記の補修部材１００による樹脂被覆鋼管１０の補修方法を図３〜図５により説明する。図３に示すように、一対の樹脂被覆鋼管１０は、例えばポリエチレン被覆鋼管（ＰＬＰ）の場合は、ＪＩＳ Ｇ ３４６９で規定された通り、素管（鋼管）１１の外周にポリエチレンからなる防食層１２が被覆され、その外周に例えばポリエチレンからなる保護層１３が被覆された２層被覆構造を有する。防食層１２にはレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃと同様にレーザ光を吸収する能力を有するレーザ光吸収材料が含まれている。まず樹脂被覆鋼管１０の非補修部において、防食層１２を所定幅Ｗｇだけ剥離し、次いで保護層１３を所定幅Ｗｈだけ剥離し（但し２Ｗｈ＞Ｗ１＞２Ｗｇとする）、突き合せ溶接などの手法により素管（鋼管）１１の端面同士が溶接部１４で接続される。次いでこの溶接部１４を覆いかつレーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃが内側になるように樹脂被覆鋼管１０に補修部材１００を巻き付けることにより、図４に２点鎖線で示す補修部材１００の自由端は他の端部の上に重ねられて、所定長さ（Ｌｔ：図２参照）の重ね合せ部が形成される。
【００２１】
補修部材１００の周囲に配置されたレーザトーチ３を、そのスポット径をＷａ２と同等の大きさになるように設定して、その対応する部分にレーザ光を照射しながら円周方向に走査することにより、熱可塑性樹脂シート１を透過したレーザ光が熱可塑性樹脂シート１と防食層１２との界面に到達すると、防食層１２にレーザ光が吸収されて溶着部が形成される。次いで、レーザトーチ３を熱可塑性樹脂シート１の内側に移動させる。そして、レーザトーチ３を、そのスポット径がＷａ２と同等の大きさになるように設定して、レーザ光吸収部２ａに対応する部分にレーザ光を照射しながら円周方向に走査することにより、熱可塑性樹脂シート１を透過したレーザ光がレーザ光吸収部２ａに到達すると、そこにレーザ光が吸収されて溶着部が形成される。
次いで、熱可塑性樹脂シート１の他方の長辺側（レーザ光吸収部２ｂ側）も同様の操作により熱可塑性樹脂シート１と防食層１２との溶着部が形成される。
なお、熱可塑性樹脂シート１の長辺側（２ａ、２ｂ側）の重ね代部においては、図５に示すように、上層の熱可塑性樹脂シート１の内部を透過したレーザ光が下層の熱可塑性樹脂シート１に設けられたレーザ光吸収部２ａ（２ｂ）（図１、図９参照）に到達することにより、熱可塑性樹脂シート１と防食層１２との界面に溶着部２０１が形成され、さらに上層の熱可塑性樹脂シート１の内部を透過したレーザ光がその熱可塑性樹脂シート１に設けられたレーザ光吸収部２ａ（２ｂ）（図１、図９参照）に到達することにより、熱可塑性樹脂シート１同士の界面に溶着部２０２が形成される。この時、重ね代部Ｌｔの長さにわたってその部分の厚さが先端になるほど薄くしているため、上層の熱可塑性樹脂シート１に照射されたレーザ光は、下層の熱可塑性樹脂シート２を通してレーザ光吸収部に容易に吸収され、被覆樹脂１２と補修部材１００及び補修部材１００同士が溶着される。
【００２２】
次いで、熱可塑性樹脂シート１の重ね代部においては、レーザトーチ３を、そのスポット径がＷｃと同等の大きさになるように設定し、レーザ光吸収部２ｃに対応する部分にレーザ光を照射しながら軸方向に走査する。その結果として、上層の熱可塑性樹脂シート１を透過したレーザ光がレーザ吸収部２ｃに到達すると、レーザ光がレーザ光吸収部２ｃに吸収されて発熱し、上層と下層の熱可塑性樹脂シート１が溶着される。
【００２３】
上述したようにレーザ光照射により、熱可塑性樹脂シート１同士及び熱可塑性樹脂シート１と樹脂被覆鋼管１０の防食層１２とが溶着され、溶接部１４に巻き付けられた補修部材１００は、その両端部と重ね合せ部とが樹脂被覆鋼管１０に融着・一体化されるので、補修部の水密性を確保することができる。
【００２４】
上記のレーザ光照射過程では、補修部材１００に、レーザ光がしきい値以上の照射強度で照射されることにより、次のような現象が生じて熱可塑性樹脂シート１同士の融着及び最下層にある熱可塑性樹脂シート１と鋼管１０の防食層１２との融着が行われると推察される。すなわち、樹脂の分子は熱可塑性樹脂シート１同士の界面及びその近傍、また、最下層にある熱可塑性樹脂シート１と鋼管１０の防食層１２との界面及びその近傍で、レーザ光のエネルギーを吸収して熱に変わり、防食層並びに熱可塑性樹脂が溶融して上記界面の融着（溶融加工）が行われると推察される。
【００２５】
上記のレーザとしては、Ｈｅ−Ｎｅレーザ及びＣｕ蒸気レーザなどの中性原子の電子エネルギー振動準位を用い、近赤外領域〜可視光領域に発振波長をもつ気体レーザ、例えばルビー（発振波長：０．６９４μｍ）、ＹＡＧ（発振波長：１．０６４μｍ）またはガラス（発振波長：１．０６μｍ）などを主体とする母体中の遷移金属または希土類イオンを活性イオンとして、光励起することでレーザ光を発振する固体レーザ、あるいは半導体結晶中の伝導帯と等価電子帯の間の電子遷移に伴う発光を利用する半導体レーザなどを使用することが可能である。これらのレーザの中では、小型でまた駆動電流の制御が高速で光出力の制御が可能な、また発振に必要な電流や電圧を小さくできる半導体レーザが好ましい。
【００２６】
半導体レーザには、ＩｎｘＣａ１−ｘＮ、ＣｄＣｅ、ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ、ＩｎｘＧｅ１−ｘＡｓ、ＧｅｘＡｌ１−ｘＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＰｂｘＳｎ１−ｘＴｅ等の化合物半導体材料が使用される。そして、組成を変えることにより可視光全域から遠赤外領域（３０〜１００μｍ）まで及ぶ発振波長をもつ半導体材料が得られる。現用の半導体レーザは、電流注入により発振されるので、レーザ発振を生じさせるための電流密度を低減させるために、活性層の両側がバンドギャップの大きなクラッド層でサンドイッチされた、ダブルヘテロ構造を備えている。この種の半導体レーザとしては、赤外高出力タイプ（波長：８０８ｎｍあるいは９４０ｎｍ、出力：〜２ｋＷ）、高出力タイプ（波長：７８０ｎｍ、出力：３０ｍＷからさらにＷオーダーのもの）、また接合寸法が小さい組合せの場合など、数種類の可視光タイプ（波長：６３５ｎｍ、出力：5ｍＷからさらにＷオーダーのもの）、（波長：６５０ｎｍ、出力：3ｍＷからさらにＷオーダーのもの）、（波長：６７０ｎｍ、出力：１０ｍＷからさらにＷオーダーのもの）が市販されているので、これらの内から使用条件に適した装置を選定することが可能である。尚、半導体レーザの高出力化は例えば単一素子そのものの出力を高める方法や単一素子を複数スタックして必要な出力にして高める方法などがあり、被接合材料に最適な波長と出力の装置を選定することが可能である。
【００２７】
レーザ光を補修シートに照射する場合、補修シート及び樹脂被覆鋼管の防食層のレーザ光吸収係数、表面状態などに応じて、レーザ光の性質（波長、出力、ビームモードなど）や照射条件（加工レンズの焦点距離、焦点スポットのサイズや深度、ノズルの径及び位置、アシストガスの種類や圧力など）を適宜設定すればよい。例えば、照射パワー密度は１０４〜１０８（Ｗ／ｍ２）で、レーザトーチの走査速度は２〜３０（ｍｍ／ｓ）となるように設定することが好ましい。ビームモードは、シングルモード、低次マルチモード、高次マルチモード、リングモードあるいはピュアモードの中から選択することが好ましい。またビームの形状も、レーザ光の種類によって異なり、直径１〜５０ｍｍ程度の円形及び楕円形、数十ｍｍ角の長方形など多岐にわたっているが、凹凸レンズやプリズムなどを使用して、ビームの拡大あるいは絞込みを行うことにより、実用的な大きさに整えればよい。
【００２８】
本発明の補修部材１００は、図６及び図７に示す構成にすることができる。例えば、鋼管を被覆する樹脂と同一または同系統の熱可塑性樹脂からなる矩形状（例えば長方形）の熱可塑性樹脂シート１と、その長辺側端縁に沿って形成された幅Ｗｄ１、Ｗｄ２（＝Ｗｄ１）を有するレーザ光吸収部２ａ、２ｂと、その一方の短辺側端縁に沿って形成された幅Ｗｅを有するレーザ光吸収部２ｃを有する。図７に示すように、各レーザ光吸収部２ａ、２ｂ、２ｃは、幅Ｐ１を有するバンド状のレーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎが所定間隔Ｐ２で形成され、平面からみてレーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎとレーザ光透過部２２１、２２２、…２２ｎが交互に並ぶように配置されている。レーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎは、例えば０．０５〜１ｍｍの幅と０．０１〜０．４ｍｍの厚さを有する複数の帯状体である。
【００２９】
この熱可塑性樹脂シート１も、樹脂被覆鋼管（不図示）に巻回された時に、重ね代部（長さＬｔ＝Ｌ１−鋼管の全長）が形成されるような円周方向の長さＬ１と補修部の幅に応じて定められる幅（管軸方向の長さ）Ｗ１を有すると共に、図３に示すように、重ね代部の厚さが連続的（又は段階的）に減少するように形成することが可能である。この熱可塑性樹脂シート２も、図１及び図２に示すものと同様の材料及び手法で形成することができる。さらにレーザ光吸収部２１１、２１２、…２１ｎの幅Ｐ１は、例えば０．０５〜１ｍｍで、その間隔Ｐ２（レーザ光透過部２２１、２２２、…２２ｎの幅）は、例えば０．０５〜０．４ｍｍとなるように設定することが好ましい。図６では、Ｗｄ２＝Ｗｄ１に設定されているが、Ｗｄ２とＷｄ１は異なっていてもよい。
【００３０】
上記の補修部材１００によれば、図３及び図４に示すと同様に樹脂被覆鋼管１０に補修部材１００を巻き付けた後に、図８に示すようにレーザ光吸収部の全幅（Ｗｄ１、Ｗｄ２、Ｗｅ）にわたってレーザ光線が照射されるようにスポット径を設定することにより、レーザトーチ３を円周方向に１回ずつ走査を行い、かつ補修部材１の幅方向に走査を行うことで、補修部材１の両端部全周と重ね代部の全幅にわたって２段の融着部２０３、２０４を形成することができる。
【００３１】
また、本発明によれば、レーザ光を透過し得る材料のみからなる樹脂シートと樹脂被覆鋼管との間にレーザ光吸収性を有するテープを介在させた状態で樹脂被覆鋼管に巻き付け、次いで加圧しながらレーザ光吸収部にレーザ光線が到達するように、レーザ光を照射することによっても補修部材と樹脂被覆鋼管との融着を行うことができる。
さらに、レーザ光吸収部を被覆樹脂の表面、又は内部に設けた樹脂被覆鋼管を使用して補修部材と樹脂被覆鋼管との融着を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係わる補修部材の平面図である。
【図２】図１、図９のＡ−Ａ線断面を拡大した模式図である。
【図３】図１、図９の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管の一部を模式的に示す断面図である
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１、図９の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係わる補修部材の平面図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ線断面を拡大した模式図である。
【図８】図６の補修部材が巻回された樹脂被覆鋼管にレーザ光を照射した状態を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係わる補修部材の平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００：補修部材、１：熱可塑性樹脂シート、２ａ、２ｂ、２ｃ、２１１〜２１ｎ：レーザ光吸収部、２２１、２２２、…２２ｎ：レーザ光透過部、３：レーザトーチ、１０：樹脂被覆鋼管、１１：鋼管、１２：防食層、１３：保護層、１４：溶接部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂被覆鋼管の円周長よりも大なる全長を有する熱可塑性樹脂シートと、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺に、少なくとも１条のレーザ光吸収部を有することを特徴とする防食鋼管用補修部材。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂シートの巻回方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁から内側よりに形成されているとともに、前記熱可塑性樹脂シートの軸線方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防食鋼管用補修部材。
【請求項３】
前記各レーザ光吸収部は、０．０５〜１ｍｍの幅と０．０１〜０．４ｍｍの厚さを有する複数の帯状体であり、かつ前記熱可塑性樹脂シートの各端縁から０．０５〜０．４mmの間隔で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防食鋼管用補修部材。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂シートは、重ね代部が形成される部分の厚さが端部に向って減少していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防食鋼管用補修部材。
【請求項５】
レーザ光が透過可能な熱可塑性樹脂シートを樹脂被覆鋼管に巻き付けて前記熱可塑性樹脂シートの端部同士を重ね合わせるとともに、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺側と前記樹脂被覆鋼管との間、及び/または前記樹脂被覆鋼管の被覆樹脂にレーザ光吸収部を形成し、前記熱可塑性樹脂シートを加圧しながら前記レーザ光吸収部に半導体レーザ光を照射することを特徴とする樹脂被覆鋼管の補修方法。
【請求項１】
樹脂被覆鋼管の円周長よりも大なる全長を有する熱可塑性樹脂シートと、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺に、少なくとも１条のレーザ光吸収部を有することを特徴とする防食鋼管用補修部材。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂シートの巻回方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁から内側よりに形成されているとともに、前記熱可塑性樹脂シートの軸線方向に設けられた前記レーザ光吸収部は、前記熱可塑性樹脂シートの端縁に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防食鋼管用補修部材。
【請求項３】
前記各レーザ光吸収部は、０．０５〜１ｍｍの幅と０．０１〜０．４ｍｍの厚さを有する複数の帯状体であり、かつ前記熱可塑性樹脂シートの各端縁から０．０５〜０．４mmの間隔で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の防食鋼管用補修部材。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂シートは、重ね代部が形成される部分の厚さが端部に向って減少していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の防食鋼管用補修部材。
【請求項５】
レーザ光が透過可能な熱可塑性樹脂シートを樹脂被覆鋼管に巻き付けて前記熱可塑性樹脂シートの端部同士を重ね合わせるとともに、前記矩形の熱可塑性樹脂シートの３辺側と前記樹脂被覆鋼管との間、及び/または前記樹脂被覆鋼管の被覆樹脂にレーザ光吸収部を形成し、前記熱可塑性樹脂シートを加圧しながら前記レーザ光吸収部に半導体レーザ光を照射することを特徴とする樹脂被覆鋼管の補修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−７７６０（Ｐ２００６−７７６０Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５２２５７（Ｐ２００５−１５２２５７）
【出願日】平成１７年５月２５日（２００５．５．２５）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２５日（２００５．５．２５）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【出願人】（０００２２１８３４）東邦瓦斯株式会社 (440)
【Ｆターム（参考）】
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