JP6656745B2 - 複合管及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は複合管及びその製造方法に関するものであって、特に管路の補修材としての複合管又は、地上において災害時などに臨時に構成して排水などを通すための複合管及び、その製造方法に関するものである。

図１は、本発明を管路の補修材として使用する場合を示すものであって、管路１がマンホール２，２間に設置されており、その管路１が老朽化して漏水などを起こす場合などにおいて、その管路１内にその損傷部を補修するための補修材として、本発明の複合管３を設置した状態を示す。

従来この種の管路を補修する場合には、繊維とプラスチックとの複合管を管路内面に設置し、これを硬化させるものであったが、本発明はこれにモルタルを複合させ、一体としたものである。

また図２は、災害時などにおいて排水などを通すために、地表において臨時に敷設した管を示すものであって、地表面４の凹凸に沿って本発明の複合管３を敷設した状態を示すものである。

従来この種の排水などを通すために地表において臨時に管を設置する場合には、柔軟なホースを敷設してここに排水などを通していたが、これではそのホースの上を作業用の自動車などが通過するとホースが潰れ、水の流通が阻害されていた。そこで本発明ではモルタルで硬化させた剛直な複合管３を地表に設置し、その上を自動車などが乗り越えて通過することを可能ならしめたものである。

特開２０１２−１２７３８１号公報（特許文献１）には、硬化性樹脂液を含浸させた筒状の補修材を、その内外面を反転させながら管路内に挿通し、前記硬化性樹脂液を硬化させたのち、管路と補修材との間にモルタルを充填し、このモルタルを硬化させる方法が示されている。

しかしながら、この方法では硬化性樹脂液を硬化させたのちにモルタルを充填して硬化させるので、モルタルを充填するときには硬化性樹脂液はすでに硬化しており、硬化性樹脂液の表面が滑らかになっているため、当該硬化した硬化性樹脂液とモルタルとの接着性が無く、両者が剥がれ易い。

またモルタルを使用した複合管の製造方法として、特開昭５５−７７５２９号公報（特許文献２）に示されるように、熱可塑性樹脂と繊維とからなる帯状体を管状に巻回し、その外側にモルタルを塗布し、さらにその外側に繊維と樹脂とからなる帯状体を巻回して複合管を構成する方法が知られている。

しかしながらこの方法は、複合管を製造するのは工場において行わざるを得ず、またその複合管自体が剛直であるため長さに制約があり、マンホール間に設置した管路内に挿通することが不可能であり、また災害時などにおいてその災害の現場において複合管を製造することができない。また辛うじて製造することができたとしても、災害現場の凹凸に沿って剛直な複合管を敷設することは不可能である。

特開昭５５−７７５２９号 特開２０１２−１２７３８１号

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、その内面に硬質熱可塑性プラスチックに繊維層を一体化した筒状体を有し、また外面には筒状繊維体を有しており、その筒状体と筒状繊維体との間にモルタルを充填した複合管であって、筒状体及び筒状繊維体とモルタルとの接着性が良好であって両者が剥がれることがなく、且つ施工現場において前記複合管を製造することが可能であり、長尺の複合管を容易に敷設することができることを目的とするものである。

而して本発明の複合管は、筒状繊維体の内部に、硬質熱可塑性プラスチックよりなる管体の外側に、繊維を織成してなる織物層を一体に形成してなる、前記筒状繊維体より小径の筒状体を挿通し、前記筒状繊維体と筒状体との間にモルタルを充填してなることを特徴とするものである。

本発明においては、前記筒状繊維体と筒状体との間に、スペーサーを介在せしめることが好ましい。当該スペーサーとしては、前記筒状繊維体と筒状体との間に介挿され、そのいずれか一方に接着されたチップであることができる。また他のスペーサーとして、前記筒状繊維体と筒状体との間に介挿された筒状金網を使用することも可能である。

本発明の複合管においては、前記筒状繊維体及び織物層を構成する糸条が、１００００dtex以上であることが好ましい。また前記筒状繊維体及び織物層が、毛羽立ちを有する繊維よりなることも好ましいことである。

本発明の複合管においては、当該複合管を、既設の管路内に設置することにより、前記管路の内張りとすることができる。また前記複合管を、地表面上に設置することも可能である。

次いで本発明の複合管の製造方法は、筒状繊維体内に、硬質熱可塑性プラスチックよりなる管体の外側に、繊維を織成してなる織物層を一体に形成してなる、前記筒状繊維体よりも小径の筒状体を挿通する工程と、当該筒状体内に加熱加圧流体を送入して前記硬質熱可塑性プラスチックを軟化させて断面円形に膨らませると共に、前記筒状繊維体をも断面円形に拡開し、前記筒状体を冷却して前記硬質熱可塑性プラスチックを剛直化せしめる工程と、前記筒状繊維体と筒状体との両端間に妻型枠を形成し、当該筒状繊維体と筒状体との間の間隔にモルタルを充填して硬化せしめる工程とよりなることを特徴とするものである。

本発明においては、前記筒状体の外面にチップを接着し、当該筒状体を前記筒状繊維体内に挿通して加熱加圧流体で断面円形に膨らませると共に、前記チップを筒状繊維体の内面に当接せしめて断面円形に拡開し、前記筒状繊維体と筒状体との間に前記間隔を形成することが好ましい。

また本発明においては、前記筒状繊維体内に筒状金網を挿通し、さらに当該筒状金網内に前記筒状体を挿通して加熱加圧流体を送入して断面円形に膨らませ、当該筒状体の外面を前記筒状金網の内面に当接せしめ、前記筒状繊維体と筒状体との間に前記筒状金網により前記間隔を形成することもできる。

本発明の複合管の製造方法において、本発明の複合管を管路の内張りとする場合においては、筒状体をその内部に挿通した筒状繊維体を既設の管路内に挿通し、当該筒状体を断面円形に膨らませて剛直化せしめ、当該筒状繊維体と筒状体との間隔にモルタルを充填することが好ましい。

また本発明を管路の内張りとする場合においては、前記筒状繊維体を既設の管路内に挿通し、当該筒状繊維体内に筒状体を挿通し、当該筒状体を断面円形に膨らませて剛直化せしめ、当該筒状繊維体と筒状体との間隔にモルタルを充填することにより内張りすることもできる。

また本発明の複合管の製造方法において、本発明の複合管を地上に設置する場合には、地表面上において前記筒状繊維体を設置し、当該筒状繊維体内に筒状体を挿通し、当該筒状体を断面円形に膨らませると共に前記筒状繊維体を地表面の凹凸に沿わせ、当該筒状繊維体と筒状体との間隔にモルタルを充填することが好ましい。

本発明の複合管によれば、最外層として筒状繊維体があり、さらに内層としての筒状体の外面に繊維の織物層が露出しており、当該筒状繊維体及び織物層に触れた状態でモルタルが充填され硬化しているので、当該織物の凹凸にモルタルが食い込むために接着力が極めて高く、容易に剥がれるようなことがない。

特に前記筒状繊維体を構成する糸条として、１００００dtex以上の糸条を使用することにより、当該糸条により大きな凹凸が生じ、そこにモルタルが食い込むために接着力が高くなる。また前記筒状繊維体として毛羽立ちを有する繊維を使用することにより、当該毛羽がモルタルに食い込むために接着量が向上する。

さらに最外層の筒状繊維体は、モルタルの固形分を通すことはほとんどないが、織り目を通して水分は容易に通過するので、前記間隔に充填されたモルタルの水分が筒状繊維体の織り目を通して外部に漏出し、モルタルの固形分濃度が高くなり、硬化したときに極めて強度の高い固形物を形成する。

またモルタルは筒状繊維体と筒状体の織物層との間に挟まれているため、座屈することがなく、また前記筒状体における硬質熱可塑性プラスチックも、筒状織物で被覆されているため、変形しにくいものとなっている。

また本発明の複合管の製造方法によれば、最外層が柔軟な筒状繊維体であり、さらに内層の前記筒状体が、硬質熱可塑性プラスチックの外面に筒状繊維体を一体に形成してなるものであるので、これを加熱することにより硬質熱可塑性プラスチックが軟化し、自由な経路に沿って敷設することができる。

従って敷設現場において筒状繊維体を自由な経路に沿って敷設し、さらにその内部に筒状体を敷設し、その両筒状体の間の間隔にモルタルを充填することにより、自由な経路に沿って本発明の複合管を敷設することができるのである。

従って本発明の複合管を管路の内部に沿って敷設すれば、管路の内張りとすることができ、管路内に強固な内張りを形成し、管路にの損傷部などがあってもそれを確実に補修することができる。

また災害現場などにおいて地表面の凹凸に沿って敷設すれば、臨時の排水管などとして敷設することが可能となる。この排水管は外力に対して強固であって、トラックなどがその上を通過しても十分に耐えることができる。

本発明の複合管を管路の内張りとして使用した状態の中央縦断面図 本発明の複合管を地表面上に設置した状態の中央縦断面図 本発明の複合管の横断面図 本発明の複合管の中央縦断面図 本発明の複合管においてスペーサーとして筒状金網を使用した状態の中央縦断面図 本発明の複合管の製造方法を示す中央縦断面図 スペーサーとして筒状金網を使用した、本発明の複合管の製造方法を示す中央縦断面図

以下本発明を図面に基づいて説明する。図３及び図４は、本発明の複合管３を示す横断面図及び中央縦断面図であって、図６は本発明の複合管３を製造する方法の工程を示すものである。

図３及び図４において、５は筒状繊維体であって、ナイロン又はポリエステルなどの強度の大きい繊維が好ましく、特にたて糸及びよこ糸として、１００００dtex以上の太い糸条を使用するのが好ましい。さらに当該繊維は、スパン糸や巻縮加工糸などの毛羽を有する糸条を使用するのが好ましい。

また当該筒状繊維体５は、繊維を筒状に織成してなる筒状織物を使用するのが好ましいが、平らな織物を筒状に丸めて縫製したものであっても良い。

また当該筒状繊維体５内に筒状体６が挿通されている。当該筒状体６は、硬質熱可塑性プラスチックよりなる管体７の外側に、繊維を織成してなる織物層８を一体に形成してなるものである。

当該筒状体６における織物層８は、前記筒状繊維体５と同様の糸条を筒状に織成した織物であることが好ましいが、前記筒状繊維体５のように複合管３の外部に露出することがなく、またモルタルを充填するときにも外圧が作用することがないので、必ずしも筒状に織成したものでなくてもよく、例えば平らな織物を丸めたものであってもよい。また管体７は、硬質熱可塑性プラスチックよりなるものであって、例えば硬質塩化ビニル樹脂などが使用される。

そして当該筒状体６は、例えば筒状の織物層８の外側に押し出し成型により管体７を被覆した後、加熱加圧流体を送入して前記管体７を軟化させつつ、内外面を反転することにより形成する。

また筒状体６を形成する他の方法として、押し出し成型により形成された管体７の外側に織物層８を被せ、前記管体７内に加熱加圧流体を送入して、当該管体７を加熱軟化させると共に径を拡開し、当該管体７のプラスチックをその外側の織物層８に圧接させて食い込ませ、強固に接着させることにより形成することもできる。

そして当該筒状体６の外面には、周方向及び長さ方向に所定間隔ごとにスペーサーとしてのチップ９を接着し、前記筒状繊維体５と筒状体６との間隔を全周全長に亙って均一に保持している。当該チップ９の素材は特に限定されるものではなく、例えばポリスチレン発泡体などを使用することができる。また当該チップ９を筒状繊維体５の内面に接着することもできる。

そして前記筒状繊維体５と筒状体６との間には、モルタル１０が充填され、硬化せしめられている。

本発明の複合管３を設置する場所は特に限定されるものではない。地中に埋設された管路１内に形成すれば当該管路１の内張りとなり、管路１の損傷部からの漏水などを防ぐことができる。

また本発明の複合管３を地表面４に設置することにより、災害が生じたときなどの一時的な排水管として使用することができ、このとき地表面４に多少の凹凸があってもそれに沿って敷設することができる。

次に図６に基づいて本発明の複合管３の製造方法を説明する。図６（ａ）は筒状繊維体５内に筒状体６を挿通した状態を示すものである。当該筒状体６は、硬質熱可塑性プラスチックよりなる管体７の外側に、前記織物層８を一体に形成したものであって、その織物層８の外面に周方向及び長さ方向に所定間隔ごとに、スペーサーとしてのチップ９を接着している。

而して前記筒状体６の両端を蓋体１１で封止されており、当該蓋体１１の一方には流体送入管１２が取り付けられており、他方の蓋体１１には、流体排出管１２´を取り付けている。

そして当該流体送入管１２から筒状体６内に加熱加圧流体を送入すると共に、流体排出管１２´から排出し、図６（ｂ）に示すように、当該筒状体６を断面円形に膨らませると共に、前記チップ９を介して筒状繊維体５の内面に圧接せしめる。これにより、筒状繊維体５と筒状体６との間には、チップ９により全長全周に亙って均一な間隔１３が形成される。

このとき筒状体６における管体７の硬質熱可塑性プラスチックが加熱されて軟化し、それ自体が径を膨張すると共に織物層８を膨張させ、さらにチップ９を介して筒状繊維体をも断面円形に膨らませるのである。

次いで流体送入管１２から送入していた加熱加圧流体を、冷風などの冷却流体に切り替えて、筒状体６を冷却し、前記管体７を構成する硬質熱可塑性プラスチックを冷却し、剛直化せしめる。

次いで筒状体６の両端から蓋体１１を取り外し、図６（ｃ）に示すように、前記筒状繊維体５と筒状体６との両端間に妻型枠１４を形成し、一方の妻型枠１４にモルタル充填管１５を取り付け、当該モルタル充填管１５から筒状繊維体５と筒状体６との間の間隔１３にモルタル１０を充填して硬化せしめる。

而して本発明の複合管３を地中に埋設された管路１の内張りとする場合には、前記筒状繊維体５を既設の管路１内に挿通し、当該筒状繊維体５内に筒状体６を挿通し、当該筒状体６内に加熱加圧流体を送入してを断面円形に膨らませると共に、前記筒状繊維体５をも拡張して既設の管路１の内面に圧接せしめる。

そして筒状繊維体５と筒状体６との間の間隔にモルタル１０を圧入することにより、筒状繊維体５を拡張して管路１の内面に圧接し、この状態でモルタル１０を硬化せしめることにより、複合管３による管路１の内張りを形成することができる。

また複合管３を地上に設置する場合には、そのまま地表面４上に筒状繊維体５を設置し、当該筒状繊維体５内に筒状体６を挿通し、当該筒状体６内に加熱加圧流体を送入して膨らませ、前記筒状繊維体５を地表面の凹凸に沿わせる。

そして筒状繊維体５と筒状体６との間の間隔にモルタル１０を圧入することにより、筒状繊維体を断面円形に拡張し、この状態でモルタル１０を硬化せしめることにより、地表面４上に複合管３を敷設することができる。

次に図５及び図７に基づいて、本発明の他の形態を説明する。図５において筒状繊維体５内に筒状体６が挿通されており、筒状体６は管体７及び織物層８よりなっており、先の例と全く同様である。

そして前記筒状繊維体５と筒状体６との間には、スペーサーとしての筒状金網１６が介挿されており、当該筒状金網１６により筒状繊維体５と筒状体６との間隔が全周全長に亙って一定に保持されている。

図７は図５の複合管３を製造する方法を示すものである。図７（ａ）は筒状繊維体５内に筒状金網１６を挿通した状態を示すものであって、筒状金網１６は目が粗く、厚み方向の凹凸がある程度激しいものが好ましい。

次いで図７（ｂ）に示すように、当該筒状金網１６内に筒状体６を挿通する。当該筒状体６は先の例と同様に管体７の外面に織物層８を形成したものであって、その両端を蓋体１１で封止し、当該蓋体１１の一方に流体送入管１２を取り付けている。

そして図７（ｃ）に示すように、流体送入管１２から加熱加圧流体を送入して、筒状体６を断面円形に膨らませ、その外面を前記筒状金網１６の内面に当接せしめ、さらに当該筒状金網１６をも拡張して前記筒状繊維体５の内面に当接せしめる。これにより、筒状繊維体５と筒状体６との間隔１３は、筒状金網１６により全周全長に亙って一定の大きさに保持される。

次いで図７（ｄ）に示すように、筒状繊維体５及び筒状体６の両端間に妻型枠１４を形成し、前記筒状繊維体５と筒状体６との間の間隔１３にモルタル１０を充填して、硬化せしめる。

１ 管路
３ 複合管
４ 地表面
５ 筒状繊維体
６ 筒状体
７ 管体
８ 織物層
９ チップ
１０ モルタル
１３ 間隔
１４ 妻型枠
１６ 筒状金網

Claims (14)

1. 筒状繊維体（５）の内部に、硬質熱可塑性プラスチックよりなる管体（７）の外側に、繊維を織成してなる織物層（８）を一体に形成してなる、前記筒状繊維体（５）より小径の筒状体（６）を挿通し、前記筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間にモルタル（１０）を充填してなることを特徴とする、複合管
2. 前記筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間に、スペーサーを介在せしめたことを特徴とする、請求項１に記載の複合管
3. 前記スペーサーが、前記筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間に介挿され、そのいずれか一方に接着されたチップ（９）であることを特徴とする、請求項２に記載の複合管
4. 前記スペーサーが、前記筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間に介挿された、筒状金網（１６）であることを特徴とする、請求項２に記載の複合管
5. 前記筒状繊維体（５）及び織物層（８）を構成する糸条が、１００００dtex以上であることを特徴とする、請求項１に記載の複合管
6. 前記筒状繊維体（５）及び織物層（８）が、毛羽立ちを有する繊維よりなることを特徴とする、請求項１又は請求項５に記載の複合管
7. 複合管を、既設の管路（１）内に設置してなることを特徴とする、請求項１に記載の複合管
8. 複合管を、地表面（４）上に設置してなることを特徴とする、請求項１に記載の複合管
9. 筒状繊維体（５）内に、硬質熱可塑性プラスチックよりなる管体（７）の外側に、繊維を織成してなる織物層（８）を一体に形成してなる、前記筒状繊維体（５）よりも小径の筒状体（６）を挿通する工程と、当該筒状体（６）内に加熱加圧流体を送入して前記硬質熱可塑性プラスチックを軟化させて断面円形に膨らませると共に、前記筒状繊維体（５）をも断面円形に拡開し、前記筒状体（６）を冷却して前記硬質熱可塑性プラスチックを剛直化せしめる工程と、前記筒状繊維体（５）と筒状体（６）との両端間に妻型枠（１４）を形成し、当該筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間の間隔（１３）にモルタル（１０）を充填して硬化せしめる工程とよりなることを特徴とする、複合管の製造方法
10. 前記筒状体（６）の外面にチップ（９）を接着し、当該筒状体（６）を前記筒状繊維体（５）内に挿通して加熱加圧流体で断面円形に膨らませると共に、前記チップ（９）を筒状繊維体（５）の内面に当接せしめて断面円形に拡開し、前記筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間に前記間隔（１３）を形成することを特徴とする、請求項９に記載の複合管の製造方法
11. 前記筒状繊維体（５）内に筒状金網（１６）を挿通し、さらに当該筒状金網（１６）内に前記筒状体（６）を挿通して加熱加圧流体を送入して断面円形に膨らませ、当該筒状体（６）の外面を前記筒状金網（１６）の内面に当接せしめ、前記筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間に前記筒状金網（１６）により前記間隔（１３）を形成することを特徴とする、請求項９に記載の複合管の製造方法
12. 筒状体（６）をその内部に挿通した筒状繊維体（５）を既設の管路（１）内に挿通し、当該筒状体（６）を断面円形に膨らませて剛直化せしめ、当該筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間隔（１３）にモルタル（１０）を充填することを特徴とする、請求項９に記載の複合管の製造方法
13. 前記筒状繊維体（５）を既設の管路（１）内に挿通し、当該筒状繊維体（５）内に筒状体（６）を挿通し、当該筒状体（６）を断面円形に膨らませて剛直化せしめ、当該筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間隔（１３）にモルタル（１０）を充填することを特徴とする、請求項９に記載の複合管の製造方法
14. 地表面（４）上において前記筒状繊維体（５）を設置し、当該筒状繊維体（５）内に筒状体（６）を挿通し、当該筒状体（６）を断面円形に膨らませると共に前記筒状繊維体（５）を地表面の凹凸に沿わせ、当該筒状繊維体（５）と筒状体（６）との間隔（１３）にモルタル（１０）を充填することを特徴とする、請求項９に記載の複合管の製造方法

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