TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2019171857
公報種別公開特許公報(A)
公開日20191010
出願番号2019050915
出願日20190319
発明の名称管ライナとその製造および設置方法
出願人アイエヌエー アクイジション コーポレイション
代理人個人,個人全 4 件を表示,個人,個人
主分類B29C 63/36 20060101AFI20190913BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】損傷した管を修復する強化繊維を備える現場硬化管ライナの提供。
【解決手段】管をライニングするための反転ライナ10は、不浸透性外側部分12と、不浸透性外側部分内部の内側および外側の強度部分18、14と、内側および外側の強度部分の間の半径方向に少なくとも1つのフェルト層を含む中間部分16とを含む。内側および外側の強度部分の少なくとも1つは、繊維の平行なチョップドストランドを含む強度材料の一体的シートから形成される。強度材料のシートの縦縁余白は、係合部が重なって配置されて、接合構造によって、まとめて接合される。平行なチョップド繊維は、ライナの長さを横断する方向性を有することができる。反転の間、ライナが、拡張する際に、接合構造は、重ねられた縁余白の幅の減少を防ぐことができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲約 2,800 文字を表示【請求項1】
管をライニングするための反転ライナであって、
内部を有する外側不浸透性部分であって、前記外側不浸透性部分は、流体不浸透性材料を備え、前記流体不浸透性材料は、長手方向に延びる管に形成されている、外側不浸透性部分と、
内側および外側の強度部分であって、前記外側強度部分は、前記外側不浸透性部分の前記内部に位置付けられ、前記内側および外側の強度部分のそれぞれは、内部を有し、前記内側および外側の部分のそれぞれは、それぞれ長手方向に延びる管を形成するように配置され、強化繊維を備え、前記内側および外側の強度部分の少なくとも1つは、強度材料の一体的シートを備え、強度材料の前記シートは、幅および前記幅に沿って間隔をあけて配置された対向する第1および第2の縦縁余白を有し、強度材料の前記シートは、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料の前記シートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備え、強度材料の前記シートの前記第1および第2の縦縁余白は、係合部が重なって配置され、前記内側および外側の強度部分の前記少なくとも1つは、前記内側および外側の強度部分の前記少なくとも1つの長さに沿って平行に延びる縦重なり部分を形成するために、強度材料の前記シートの前記第1および第2の縦縁余白をまとめて重なり合う関係で連結する接合構造を備える、内側および外側の強度部分と、
内部を有する中間部分であって、前記中間部分は、フェルトを備え、前記フェルトは、長手方向に延びる管に形成されており、前記中間部分は、前記外側強度部分の前記内部に位置付けられ、前記内側強度部分は、前記中間部分の前記内部に位置付けられる、中間部分と
を備える、反転ライナ。
【請求項2】
繊維の前記チョップドストランドが、前記ライナの周方向において前記ライナを強化するように配置される、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項3】
繊維の前記チョップドストランドが、強度材料の前記シートの前記幅と概ね平行に延びる、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項4】
強度材料の前記シートが、内側フェルト層および外側フェルト層をさらに備え、繊維の前記チョップドストランドが、前記内側および外側のフェルト層の間に挟まれている、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項5】
前記内側および外側のフェルト層が、繊維の前記チョップドストランドにニードルパンチされる、請求項4に記載の反転ライナ。
【請求項6】
前記内側および外側のフェルト層の片方が、前記中間部分にフレームボンドされる、請求項4に記載の反転ライナ。
【請求項7】
強度材料の前記シートが、強度材料の前記シートに沿って分散された繊維の連続的ストランドをさらに備え、繊維の前記連続的ストランドが、互いに平行に、かつ繊維の前記チョップドストランドを横断するように方向付けられる、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項8】
強度材料の前記シートが、ランダムな方向性を有するチョップド繊維のマットをさらに備える、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項9】
前記縦重なり部分が、幅を有し、前記内側および外側の強度部分の前記少なくとも1つが、前記縦重なり部分の前記幅を減少させることなく、第1の直径からより大きい第2の直径まで拡張するように、前記反転ライナが、ホスト管の中に反転されるように構成される、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項10】
前記縦重なり部分が、少なくとも約3.8cmの幅を有する、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項11】
前記接合構造が、縫合を含む、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項12】
前記内側および外側の強度部分の前記少なくとも1つが、補強ストリップをさらに備え、前記補強ストリップが、前記縦重なり部分に沿って延びていて、前記第1および第2の縦縁余白のそれぞれに隣接する箇所で強度材料の前記シートに取り付けられる、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項13】
前記中間部分が、複数の別個のフェルト層を備える、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項14】
前記別個のフェルト層のそれぞれが、他の別個のフェルト層の隣接する1つにフレームボンドされる、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項15】
前記中間部分が、1つから5つの別個のフェルト層の包含的な範囲内の数の別個のフェルト層を備える、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項16】
前記流体不浸透性材料が、コーティングされたフェルトを備える、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項17】
前記内側および外側の強度部分の前記少なくとも1つが、前記内側および外側の強度部分のそれぞれを含む、請求項1に記載の反転ライナ。
【請求項18】
管をライニングするためのライナを製造する方法であって、
強化繊維を備える第1の強度管を形成することと、
少なくとも1つのフェルト管を前記第1の強度管の周囲に形成することと、
前記少なくとも1つのフェルト管の周囲に強化繊維を備える第2の強度管を形成することと、
不浸透性管を前記第2の強度管の周囲に形成することと
を含み、
前記第1の強度管を形成する前記段階および前記第2の強度管を形成する前記段階の少なくとも1つが、
シートの幅が、前記第1の強度管および前記第2の強度管の前記それぞれ1つの周方向に延びるように、強度材料の一体的シートを配置することであって、強度材料の前記シートが、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料の前記シートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備える、強度材料の一体的シートを配置することと、
前記シートの第1および第2の縦縁余白をまとめて重なり合う関係で接合して、前記第1の強度管および前記第2の強度管の前記それぞれ1つの長さと平行に延びる縦重なり部分を形成することと
を含む、方法。
【請求項19】
前記第1の強度管を形成する前記段階および前記第2の強度管を形成する前記段階の前記少なくとも1つが、繊維の前記チョップドストランドを2層のフェルトの間でニードルパンチすることをさらに含む、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記少なくとも1つのフェルト管を前記第1の強度管および前記第2の強度管のそれぞれにフレームボンドすることをさらに含む、請求項18に記載の方法。

発明の詳細な説明約 15,000 文字を表示【技術分野】
【0001】
本発明は、概括的には、現場硬化管ライナに関し、より具体的には、強化繊維を備える現場硬化管ライナに関する。
【背景技術】
【0002】
経時的に、または特殊な出来事または状態(例えば、地震活動、過剰なまたは不均等な負荷またはモーメントへの曝露、不十分な締固め、クラウン腐食、腐食性の土壌等)が原因で、加圧主管、他の管、および類似構造物の構造的完全性または性能は、減弱する可能性がある。例えば、そのような品目に、亀裂、腐食、劣化等が生じる可能性がある。管が高圧流体を運ぶのに使用される場合、加圧流体が、管上で、特に周方向に有意な力を与える可能性があるので、管の損傷は、特に問題となる。損傷した管および他の品目を修復する、または他の方法で強化する異なる方法が、知られている。例えば、補強された織物ライナは、管内部の1つまたは複数の部分に取り付けられることができる。現場硬化管(CIPP:Cured−in−Place Pipe)ライニング適用例では、ライナは、硬化性樹脂またはエポキシが含浸され、ホスト管の内部表面に沿って配置されて、硬化することができ、それによって、ホスト管と管内部との間に水密障壁を形成する。ホスト管の内側にCIPPライナを配置して(例えば反転、引き込み、および膨張等)、ライナを硬化する(例えば蒸気養生、紫外線硬化等)ためのさまざまな技術が、知られている。さらに、CIPPライナは、多くの異なる方法で構築されたさまざまな材料から形成されてきた。例えば、ガラス繊維等などの強化繊維を積んだマットおよび織物から耐圧ライナを形成することが知られている。
【発明の概要】
【0003】
1つの態様では、管をライニングするための反転ライナは、内部を有する外側不浸透性部分を備える。外側不浸透性部分は、流体不浸透性材料を備える。流体不浸透性材料は、長手方向に延びる管に形成されている。ライナは、内側および外側の強度部分を備える。外側強度部分は、外側不浸透性部分の内部に位置付けられる。内側および外側の強度部分のそれぞれは、内部を有する。内側および外側の部分のそれぞれは、それぞれ長手方向に延びる管を形成するように配置され、強化繊維を備える。内側および外側の強度部分の少なくとも1つは、強度材料の一体的シートを備える。強度材料のシートは、幅および幅に沿って間隔をあけて配置された対向する第1および第2の縦縁余白を有する。強度材料のシートは、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料のシートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備える。強度材料のシートの第1および第2の縦縁余白は、係合部が重なって配置される。内側および外側の強度部分の少なくとも1つは、内側および外側の強度部分の少なくとも1つの長さに沿って平行に延びる縦重なり部分を形成するために、強度材料のシートの第1および第2の縦縁余白を重なり合う関係でまとめて連結する接合構造を備える。中間部分は、内部を有する。中間部分は、フェルトを備える。フェルトは、長手方向に延びる管に形成されている。中間部分は、外側強度部分の内部に位置付けられる。内側強度部分は、中間部分の内部に位置付けられる。
【0004】
別の態様では、管をライニングするためのライナを製造する方法は、強化繊維を備える第1の強度管を形成することを含む。少なくとも1つのフェルト管は、第1の強度管の周囲に形成される。強化繊維を備える第2の強度管は、少なくとも1つのフェルト管の周囲に形成される。不浸透性管は、第2の強度管の周囲に形成される。第1の強度管を形成する段階および第2の強度管を形成する段階の少なくとも1つは、シートの幅が、第1の強度管および第2の強度管のそれぞれ1つの周方向に延びるように、強度材料の一体的シートを配置することを含む。強度材料のシートは、互いに概ね平行に方向付けられ、強度材料のシートに沿って分散された繊維のチョップドストランドを備える。シートの第1および第2の縦縁余白は、重なり合う関係でまとめて接合されて、第1の強度管および第2の強度管のそれぞれ1つの長さと平行に延びる縦重なり部分を形成する。
【0005】
他の目的および特徴は、下文において一部が明らかとなり、一部が指し示される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
ライナの部分斜視図である。
ライナの概略断面図である。
ライナの強度層を形成するための材料のシートの概略部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
対応参照文字は、図面を通じて対応部分を表す。
【0008】
図1を参照すると、ホスト管(図示せず)の内側で現場硬化されるためのライナの1つの実施形態は、概括的に参照番号10と表示されている。図示されたライナ10は、反転によって据え付けられるように構成される。開示の態様は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、他の方法で据え付けられるライナの用途に適合され得ることを理解されたい。ライナ10は、ライナの長さLに沿って間隔をあけて配置される第1の端部および第2の端部を有する。以下でさらに詳細に説明されるように、ライナ10は、外側部分12、外側部分の中に入れ子になった外側強度部分14、外側強度部分の中に入れ子になった中間部分16、および中間部分の中に入れ子になった内側強度部分18を備える。外側部分12、外側強度部分14、中間部分16、および内側強度部分18のそれぞれは、図示された実施形態では、1つまたは複数の可撓性管を備える。管は、ライナ10を形成するために、同心配置で入れ子になっている。据付け前、内側強度部分18は、ライナ10の内部を画定しているが、ライナが、ホスト管の中に反転された後、外側部分12は、据え付けられたライナの液流路を画定する。この開示の全体を通じて、「内側」および「外側」という用語(ならびに他の類似の専門用語)は、反転前の、図面に示すように、ライナ10の配置に関して使用される。以下でさらに詳細に説明されるように、図示されるライナ10は、ライナが、単一のユニットとしてホスト管の中に確実に反転され得るべく、別個の部分12、14、18、16が、相互に連結されているように構成される。その上さらに、下文で検討されるように、ライナ10の強度部分14、18は、据え付けられたライナに独立した圧力に耐える能力を提供するように構成されており、さらに、据え付けられたライナに実質的にしわを発生させることなく、そのようになっている。
【0009】
図2を参照すると、外側部分12は、ライナ10の第1の端部から第2の端部まで延びる長さを有しており、外側部分の長さに沿って延びる管に形成されるコーティングされたフェルトを備える。外側部分12は、フェルト12Aの内側層(例えば、ニードルパンチされた、マット状の、縮合された、または他の方法でまとめて圧縮された不織糸)、および流体不浸透性コーティング12Bを備える。コーティング12Bは、流体形態でフェルト12Aに塗布されるポリマーで形成されて、次いで、永久にフェルトに接着するために硬化されることができる。あるいは、コーティングとフェルトとの間に、実質的にフェルトの全表面面積に沿って、実質的に連続的である接着状態が存在するように、コーティング12Bは、接着剤、熱等を使用して、フェルト12Aに永久的に接着される不浸透性ポリマーフィルムから形成されることができる。フェルト12Aは、ポリエステルフェルトなどの堅固な樹脂材料を備える。不浸透性コーティング12Bは、ポリマー、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニルなどのビニルポリマー、またはポリウレタンを備えることができる。コーティングされたフェルト外側部分12を形成する例示的な方法は、米国特許第7,857,932号、第7,261,788号、および第7,238,251号に記載されており、当該特許のそれぞれは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0010】
所望の長さまで外側部分12を形成するために、コーティングされたフェルトの多数のシートは、両端を突き合せて配置されて、隣接する端部余白でまとめて接合される。コーティングされたフェルトのシートは、シートの側部余白が、相互に係合するように、管の中に折り込まれ、フェルト層12Aは、管の内部を画定し、不浸透性コーティング12Bは、管の外部を画定している。側部余白は、縫合、接着剤接着、フレームボンド等などの接合構造によって、シーム19(例えば、突合せシーム、重なりシーム等)でまとめて接合される。図示された実施形態では、シーム19は、外側部分12の長手方向に延びている。流体不浸透性テープ20は、シーム19の長さに沿って外側部分12の外部表面に貼り付けられる。ある実施形態では、テープ20は、外側部分12の外部表面に熱接着または化学結合されることができる。テープ20は、外側部分12が、流体不浸透性障壁を提供するように、シーム19をシールする。
【0011】
外側部分12上のコーティング12Bは、気密性を有していれば好ましく、テープ20は、ライナが反転されて、液圧によって拡張されて管と接触することができるように、シーム19の流体シールを提供する。好適なことに、外側部分12を構成するコーティングされたフェルトは、ライナ10が、第1の直径からより大きい第2の直径まで半径方向に拡張されるとき、円周方向に伸びるように構成される。ライナ10が据付けの間、半径方向に拡張するとき、シーム19が、元の状態で、テープ20によってシールされたままで、コーティングされたフェルトは、円周方向に伸びる。ホスト管の中に反転された後、コーティング12Bは、据え付けられたライナ10の内部に沿って連続的に延びる、実質的に平滑な、水密表面を画定する。
【0012】
図示された実施形態では、強度部分14、18のそれぞれは、材料の同じ種類から形成されて、同じ一般的な様式で組み立てられる。他の実施形態では、強度部分が、本発明の範囲から逸脱しない範囲で異なる構成を有することもできることを理解されよう。強度部分14、18はそれぞれ、ライナ10の第1の端部から第2の端部まで延びる長さを有しており、それぞれの強度部分の長さに沿って延びる管を形成する多層複合材料を備える。外側強度部分14は、外側部分12の内部を通って長手方向に延び、独自の縦内部を画定する。中間部分16は、外側強度部分14の内部を通って長手方向に延び、内側強度部分18は、中間部分の内部を通って長手方向に延びる。図示されたライナ10は、外側部分12と中間部分16との間に同心状に配置された外側強度部分14と、中間部分内部に入れ子になった内側強度部分18とを含んでいるが、他の実施形態は、他の数、および他の配置の強度部分を含むこともできる。
【0013】
図3を参照すると、強度部分14、18はそれぞれ、多層複合織物のシート30から形成される。図3は、構成層を図示するために切断されている。所望の全体長にするために、強度部分14、18はそれぞれ、さらに、両端を突き合せた配置でまとめて連結される多数のシートで形成されることが可能であることを理解されたい。各シート30は、長さLSに沿って間隔をあけて配置された第1および第2の端部余白を有している。組み立てられたライナ10では、シート30の長さLSは、ライナの長さLに沿って延びる。各シート30は、幅Wに沿って間隔をあけて配置された第1および第2の側部余白をさらに有している。組み立てられたライナ10では、各シートの幅Wは、ライナの周方向に(例えば、周囲の周りに)延びる。強度部分14、18のそれぞれを形成するために、側部余白が、相互に係合して、他のシームおよび外側部分12のシーム19とは円周方向にオフセットしているそれぞれのシーム52、54(図2)でまとめて接合されるように、それぞれのシートは、管に折り込まれる。
【0014】
多層シート30は、堅固な樹脂材料から形成された第1の含浸層32、堅固な樹脂材料から形成された第2の含浸層34、および含浸層の間に受容された強化繊維を含む強度層36を備える。図示された実施形態では、強度層36は、さらに、樹脂または他の硬化性ポリマーが含浸されるように構成される。他の強度部分は、他の多層材料(例えば、単一の含浸層および1つまたは複数の強度層、2つまたはそれ以上の強度層および含浸層等を備える多層材料)、または単層材料を備えることもできる。
【0015】
図示された実施形態では、含浸層32、34のそれぞれは、堅固な樹脂フェルト、例えばシート30の長さLSおよび幅Wに沿って連続的に延びるポリエステルフェルトから形成される。図示された実施形態では、フェルト層32、36の不織布繊維は、強度層36に縫い付けられて、フェルト層の間の強度層に固定される。フェルト層32、34を強度層36に縫い付けることで、ライナ10が組み立てられたとき、複合織物30が、材料の一体的シートとして扱われることが可能になる。フェルト層32、34は、優れた樹脂含浸特性を提供し、さらに、複合織物30をそれぞれの管14、18に形成するとき、産業用ミシンによって処理されるのに適した構造を提供する。フェルト層32、34の例示的材料は、ポリエステルフェルトである。そのようなフェルトは、例えばInsituMain(登録商標)管ライナなどの、さまざまな現場硬化管ライニング製品において、ミズーリ州セントルイスのAegion社で使用されている。強度部分の含浸層(複数可)を形成するのに、本発明の範囲から逸脱しない範囲で他の種類のフェルトまたは他の堅固な樹脂材料が、使用されることもできる。
【0016】
好適なことに、強度層36は、ガラス繊維、炭素繊維等などの強化繊維を備える。強度層36は、織物シート30の長さLSおよび幅Wに沿って連続的に延びる。図示された実施形態では、強度層36は、第1、第2、および第3の下層36i、36ii、36iiiから形成されており、下層のそれぞれは、織物シート30の長さLSおよび幅Wに沿って延びる。図示された実施形態では、第1の下層36iは、強度層36の全体に分散されている、ランダムな方向性を有するチョップド繊維42から形成されたマットである。第2の下層36iiは、長さLSと概ね平行に方向付けられ、強度層36の全体に分散されている連続繊維44から形成され、第3の下層36iiiは、互いに概ね平行に、かつ連続繊維を横断するように方向付けられ、強度層全体に分散された長繊維46を包含している、長い、方向性を有するチョップ材料から形成される。図示された実施形態では、長い、方向性を有するチョップド繊維46の下層は、ランダムな方向性を有する繊維42の下層と連続繊維46の下層との間に挟まれているが、下層の他の配置も、本発明の範囲から逸脱しない範囲で可能である。繊維42、44、46の異なる種類が、図2および図3に概略的に図示されている。強度層は、他の実施形態では他の構成を有することができることを理解されよう。
【0017】
チョップド繊維42は、まとまってランダムな方向性を有したマット状になっていて、強度層36の下層36iを形成する。ライナ10が、半径方向に拡張する際に、チョップド繊維42が、互いに相対的にシフトして、下層36iが円周方向に伸びることを可能にすることができるように、ランダムな方向性を有するチョップド繊維42はまとまって、マット状態でゆるく保持される。ランダムな方向性を有する繊維42は、無方向性様式でそれぞれの強度部分14、18の強度を強化するように構成される(例えば、ランダムな方向性を有する繊維は、ライナ10を、周方向およびさらに他の方向において強化する)。そのうえ、下文でさらに詳細に説明するように、ランダムな方向性を有する繊維42のマットは、繊維44、46の束が、強度層36を形成するために固定される裏張り構造を提供する。繊維44、46の束をランダムな方向性を有する繊維42の下層36iに固定することで、シート材料が、フェルト層32、34の片方または両方に縫い付けられる、または他の方法で固定される前に、繊維を強化する3つの下層36i、36ii、36iiiを含むシート材料を製造の間独立して扱うことが可能になる。
【0018】
図示された実施形態では、連続繊維44は、各シート30の長さLSに沿って、連続的に延びる束で配置される。連続繊維44の束は、シート30の幅Wに沿って間隔をあけて配置される。シートが、外側および内側強度部分14、18のそれぞれ1つに形成されるとき、連続繊維44の束は、それぞれの強度部分の周囲の周りに間隔をあけて配置される。ライナ10が半径方向に拡張するとき、各強度部分が円周方向に伸びることができるように、連続繊維44の束は、シート30の幅Wに沿って、それぞれの強度部分14、18の周囲の周りを移動することができる。図示の連続繊維44は、繊維の1束の厚みの下層36iiを形成しているが、他の実施形態では、連続繊維の束は、積み重ねられて、1束より多い束の厚さを有する連続繊維の下層を形成することもできる。連続繊維44は、シート30の縦補強を提供し、したがって、ライナ10の縦補強を提供する。
【0019】
図示された強度層36の下層36iiiの中の長繊維46は、シート30の幅Wと概ね平行に延びている。より具体的には、長繊維46は、シートの幅と概ね平行に延びる束になって配置される。したがって、個々の長繊維46は、それらが部分を成している束と概ね平行に延びている。長い、方向性を有するチョップ繊維46の束は、シート30の長さLSに沿って相互に間隔をあけて配置されて、強度層36の中間下層36iiiを形成する。図示された長繊維46は、繊維の1束の厚みの下層36iiiを形成しているが、他の実施形態では、チョップド繊維の束は、積み重ねられて、1束より多い束の厚さを有する下層を形成することもできる。長繊維46の図示された束は、連続繊維44の束に対して概ね垂直に方向付けられる。組み立てられた強度部分14、18のそれぞれでは、長繊維46の束は、それぞれの強度部分の長さに沿って間隔をあけて配置されており、ライナ10を円周方向に補強するために、周方向に(それぞれの強度部分の周囲の周りに)延びる。図示された実施形態では、長繊維46の各束は、それぞれの強度部分14、18の全周囲の周りに延びる。各長繊維46は、ランダムな方向性を有する繊維42と比較して長いけれども、シート30の幅Wおよびそれぞれの強度部分14、18の外周より小さい長さを有する。繊維46は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、すべて同じ長さを有することができる、または異なる長さを有することができる。チョップド繊維46は、例示した実施形態では束で配置されているが、円周方向に方向付けられたチョップド繊維は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で強度層の中で支持されることもできる。
【0020】
図2を参照すると、各下層36iiiの中の束が、連続繊維の代わりに長繊維46から形成されているので、ライナ10が、半径方向に拡張するとき、強度部分14、18のそれぞれは、円周方向に伸びることができる。各強度層36では、長繊維46は、それらが、長さと平行な方向に、ライナ10の外周に沿って、それぞれの個別の束の中で互いに相対的に移動することができるように、ゆるくまとまって保持される。長繊維46が、それらの長さに沿って互いに相対的に移動することができるので、ライナ10が、半径方向に拡張するとき、各強度部分14、18の強度層36の中間下層36iiiは、円周方向に伸ばされることができる。フェルト層32、34および強度層36の内側および外側下層36i、36iiが、さらに、前述したように円周方向に伸ばすことのできる材料から形成されるので、ライナ10が、反転の間拡張されるとき、ライナ10の直径が増大する際に、各強度部分14、18は、円周方向に伸びるように構成される。
【0021】
図示された実施形態では、縫合50は、強度層36を形成するために、束ねた長繊維46および束ねた連続繊維44を、ランダムな方向性を有する繊維42のマットにゆるく固定している。しかし、他の実施形態では、強化繊維をゆるく固定する他の方法が、本発明の範囲から逸脱しない範囲で用いられることもできる。縫合50は、それぞれの周囲の束の中の長繊維46が、強度層36の周囲に沿って互いに相対的に移動することを可能にするだけ十分にゆるいが、製造の間、強度層の繊維42、44、46をまとめて保持するのに、十分に強い。縫合50は、さらに、据付けの間、ランダムな方向性を有する繊維42がシフトすることを可能にし、連続繊維44の束が、ライナ10の円周方向に移動することを可能にするように構成される。したがって、縫合50は、ライナ10が半径方向に拡張されるとき、強化繊維が、強度層36の周囲の伸びを促進するために必要に応じて移動することを可能にしながら、据付けの間、強化繊維42、44、46の全般的な配置を維持するように構成される。
【0022】
各強度部分14、18では、織物シートの側部余白が、それぞれのシーム52、54で相互に重なり合うように、複合織物シート30は、折り込まれる。したがって、各シームは、ライナ10の長さLに概ね沿って延びる重なり部分を備える。図示された実施形態では、重なり縫合56、58は、それぞれのシート30の重なっている側部余白を各強度部分14、18の中にまとめて固定している。他の実施形態では、重ねられた側部余白は、他の種類の接合構造、例えば熱接着、接着剤接着等によってまとめて固定されることもできる。
【0023】
各重なり部分52、54は、幅WO1、WO2を有する。ある実施形態では、各幅WO1、WO2は、約1.5インチ(3.8cm)から約2.5インチ(6.46cm)までの包括的な範囲の中にある。この範囲内の幅は、産業用ミシンを使用して、重なり部分52、54を縫合するのに適切であり得る。しかしながら、他の実施形態では、他の幅の重なり部分が、使用され得ることを理解されよう。縫合56、58は、管が、それぞれのシーム52、54を破損することなく円周方向に拡張することを可能にする。含浸層32、34および強度層36は、円周方向に伸びるように構成されるので、各強度層14、18が、据付けの間、第1の直径からより大きい第2の直径まで拡張するとき、それぞれの縦重なり部分52、54の幅WO1、WO2は、減少しない。代わりに、それぞれの縦重なり部分52、54の幅WO1、WO2、は、同じままである、または増大し、それぞれの強度部分14、18の周囲の増大と比例して増大する。縫合56、58は、それぞれの強度部分14、18の直径が、増大した後であっても、シート30の縦側部余白を、シーム52、54ごとにまとめて保持する。
【0024】
1つまたは複数の実施形態では、各重なり部分52、54は、補強ストリップ60、62で補強される。補強ストリップ60、62は、どのような適切な補強材でも含むことができる。ある実施形態では、各補強ストリップ60、62は、フェルト層と、フェルト層にニードルパンチされている、または他の方法でフェルト層に固定されている繊維層とを備える2層材料を備える。1つの実施形態では、補強ストリップ60、62は、例えばフレームボンド、接着剤接着、縫合等によって、重なりシーム52、54の反対側の箇所でそれぞれの強度部分14、18の外側フェルト層34に取り付けられる。ある実施形態では、各補強ストリップ60、62は、それぞれの強度部分14、18の長さに沿って連続的に延びている。各補強ストリップ60、62は、それぞれの強度部分の長さに連続的に沿って、またはそれぞれの強度部分の長さに沿って間隔をあけて配置された箇所で、シーム52、54の反対側で、それぞれの強度部分14、18の外側フェルト層34に接着されることができる。
【0025】
中間部分16は、ライナ10の第1の端部から第2の端部まで延びる長さを有し、内部を有する管に形成されたフェルトを備える。前述したように、中間部分16は、外側強度層14の内部を通って長手方向に延び、内側強度層18は、中間部分の内部を通って長手方向に延びる。中間部分16は、別個のフェルト管にそれぞれ形成された1つまたは複数の別個のフェルト層16A、16Bを備える。フェルト管16A、16Bは、樹脂などの硬化性ポリマーが含浸されるようにそれぞれ構成される。図示された実施形態では、中間部分16は、同心状に配置される2つの別個のフェルト管16A、16Bを備える。他のライナの中間部分は、他の数のフェルト管(例としてゼロまたはそれ以上のフェルト管、例えば1つから5つの包含的な範囲の数のフェルト管等)を有することもできることを理解されよう。
【0026】
各別個のフェルト層16A、16Bは、中間部分16の長さに沿って延びる長さに沿って間隔をあけて配置された第1および第2の端部余白と、中間部分の周囲の周りに延びる幅に沿って間隔をあけて配置された第1および第2の側部余白とを有するフェルトのシート(または両端を突き合せて配置された複数のフェルトのシート)を備える。各フェルトシート16A、16Bは、シートの側部余白が、相互に係合して、それぞれのシーム66、68でまとめて接合されるように、管の中に折り込まれる。図示された実施形態では、側部余白は、縫合された突合せシームでまとめて接合されるが、側部余白は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で他の方法でまとめて接合されることもできる。好適なことに、各シーム66、68は、ライナ10が据付けの間、半径方向に拡張する際に、中間部分16の周囲の伸びに耐えるように構成される。1つまたは複数の実施形態では、ライナ10の中のシーム19、52、54、66、68は全て、互いが円周方向にオフセットしている。
【0027】
図示された実施形態では、外側部分12、外側強度部分14、中間フェルト管16A、16Bのそれぞれ、および内側強度部分18はそれぞれ、ライナ10のそれぞれの管を備える。ライナ10の中に含まれる個々の管12、14、16A、16B、18は、接着剤70A−70Dでまとめて接着される。1つまたは複数の実施形態では、接着剤70A−70Dのそれぞれは、ライナ10の長さLに沿って連続的または断続的に延在する。ライナの外側部分12は、接着剤70Aで外側強度部分14の外側フェルト層32に接着され、外側強度部分の内側フェルト層34は、接着剤70Bで外側フェルト管16Aに接着され、外側フェルト管は、接着剤70Cで内側フェルト管16Bに接着され、および内側フェルト管は、接着剤70Dで内側強度層18の外側フェルト層32に接着される。対向する面、管12、14、16A、16B、18はすべて、フェルト材料で形成されているので、接着剤70A−70Dは、フレームボンドを含むことができる。換言すれば、図示された実施形態では、別個の管12、14、16A、16B、18はそれぞれ、隣接する管にフレームボンドされて、一体的ライナ10を形成している。他の実施形態においてライナの2つまたはそれ以上の管をまとめて固定するのに、他の種類の接着(例えば、接着剤接着、フレームボンドおよび接着剤接着の混合等)が、使用され得ることを理解されよう。
【0028】
ライナ10を製造する例示的方法では、縦側部余白が、重なりシーム54で相互に重なり合うように、製造業者は、複合織物シート30を内側強度管18の中に折り込む。製造業者は、ステッチャを通る内側強度管18を誘導して、側部余白を重なりシーム54に沿ってまとめて縫合する。製造業者は、次いで、接着剤接着、フレームボンド等を用いて、補強ストリップ62を重なり部分54に接着する。
【0029】
内側強度管18を形成した後、中間部分16を形成するために、製造業者は、それにフェルト16A、16Bの1つまたは複数のシートを巻き付ける。1つの実施形態では、製造業者は、ステッチャを通るフェルトの各シートを誘導して、縦側部余白をシーム66、68でまとめて縫合する。好適なことに、シーム66、68が、内側強度管18のシーム54から円周方向に間隔を置いて配置されるように、製造業者は、それぞれのフェルトシートを巻き付ける。各フェルト管16A、16Bは、さらに、内部で受容される管にフレームボンドされる。例えば、図示された実施形態では、製造業者は、フェルト管16Bをフレームボンド70Dで内側強度部分18にフレームボンドし、フェルト管16Aをフレームボンド70Cで他のフェルト管にフレームボンドしている。
【0030】
所望数のフェルト管が、形成されて、内側強度部分18にフレームボンドされた後、製造業者は、中間部分16の周囲に別の複合織物シート30を巻き付けて、外側強度管14を形成する。シートの縦側部余白が、重なりシーム52では相互に重なり合うように、製造業者は、中間部分16の周囲にシート30を折り込む。好適なことに、重なりシーム52が、重なりシーム54およびシーム66、68のそれぞれから円周方向に間隔を置いて配置されるように、製造業者は、複合織物シート30を巻き付ける。製造業者は、ステッチャを通る外側強度管14を誘導して、重なりシーム52に沿って複合織物シート30の縦側部余白をまとめて縫合する。製造業者は、次いで、接着剤接着、フレームボンド等を用いて、補強ストリップ60を重なりシーム52に接着する。外側強度管14は、さらに、フレームボンド70Bで外側フェルト管16Aにフレームボンドされる。
【0031】
次いで、製造業者は、コーティングされたフェルトのシートを外側強度管14の周囲に巻き付けて、外側管12を形成する。具体的には、製造業者は、縦側部余白が、相互に係合し、コーティング12Bが、管の外部を画定するように、外側強度管14の周囲に、コーティングされたフェルトを折り込む。製造業者は、ステッチャを通るコーティングされたフェルト管12を誘導して、材料の側部余白をシーム19でまとめて縫合する。次いで、製造業者は、シームをシールするために、不浸透性テープ20をシーム19に沿って貼り付ける。
【0032】
ライナ10をホスト管(図示せず)の中に据え付けるために、最初に、ライナに樹脂などの硬化性ポリマーを含浸させる。ライナに硬化性ポリマーを含浸させるためのさまざまな技術は、知られている、または知られるようになる可能性がある、どのような適切な技術でも、本発明の範囲から逸脱しない範囲で使用されることができる。例えば、樹脂含浸システムは、米国特許第7,238,251号で開示されており、同特許は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。1つの実施形態では、ライナ10に樹脂を含浸させる段階は、ホスト管から離れた工場で行われ、含浸されたライナは、最適に気候制御されたトラックでホスト管の場所まで運搬される。他の実施形態では、乗員は、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、ホスト管の場所でライナ10を含浸させることもできる。好適なことに、ライナ10に樹脂を含浸させる段階は、外側管12のフェルト層12A、外側強度管14の層32、34、36のそれぞれ、フェルト管16A、16Bのそれぞれ、および内側強度管18の層32、34、36のそれぞれの全体に、ならびに補強ストリップ60、62のそれぞれを通して、樹脂を分散させる。
【0033】
ライナ10に樹脂を含浸させた後、乗員は、ライナを反転させることによって、ライナをホスト管の内側に据え付ける。反転プロセスにおいて、ライナ10は、裏返され、ライナの多くが反転されるにつれて、ホスト管の下で前進する。反転プロセスは、内側強度部分18をホスト管の内部表面に押し当て、外側部分12のコーティング12Bを裏張りされた管の内部表面にする。したがって、反転が完了した後、不浸透性コーティング12Bは、ライナ10の樹脂が管の内部から流出するのを防ぐ樹脂障壁を提供する。反転プロセスの間、ライナが構造を保持して、単一ユニットとして反転されることができるように、フレームボンド70A−70Dは別個の管12、14、16A、16B、18の間の確実な連結を維持する。ライナ10を反転させるためのさまざまな技術は、知られている、または知られるようになる可能性がある、どのような適切な技術でも、本発明の範囲から逸脱しない範囲で使用されることができる。例えば、ライナを反転させるためのシステムは、米国特許第9,453,597号、第8,066,499号、第7,866、968号、第7,766,048号で開示されており、当該特許のそれぞれは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0034】
反転前には、ライナ10および管12、14、16A、16B、18のそれぞれは、それぞれの初期直径を有する。反転プロセスは、ライナ10および各管12、14、16A、16B、18を初期直径からより大きい第2の直径まで伸ばす。前述したように、強度部分14、18のそれぞれの中に強化繊維42、44、46を配置することで、それぞれの重なり部分52、54の幅WO1、WO2を減少させずに、強度部分が円周方向に伸びることが可能になる。ライナが、ホスト管10の内部表面と接触するように配置されるので、ライナ10が伸びることは、しわの生成を防止することを助ける。したがって、反転が完了した後、不浸透性コーティング12Bは、それに沿って液体が、最小抗力で流れることができる平滑表面を構成する。連続繊維44は、ライナ10の伸長を阻止する。
【0035】
ライナ10がホスト管の内部表面と連続的に接触するように配置されれば、ライナの中の樹脂が硬化して、ホスト管の内部表面に沿って現場硬化ライナを形成する。ある実施形態では、樹脂は、周囲条件で硬化する。他の実施形態では、乗員は、熱、紫外線等などの、硬化エネルギの適切な形態を、樹脂を含浸させたライナ10に向けて導くことによって、樹脂を硬化させる。樹脂含浸ライナを硬化させるためのさまざまな技術は、知られている、または知られるようになる可能性がある、どのような適切な技術でも、本発明の範囲から逸脱しない範囲で使用されることができる。例えば、硬化システムは、上記で参照により組み込まれた米国特許のいくつかで開示されており、ならびに参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第7,360,559号で開示されている。
【0036】
据え付けられたライナ10が利用状態になった後、硬化樹脂は、管12、14、16A、16B、18のそれぞれをまとめて強く結合する。そのうえ、内側および外側強度管14、18の強度層36(特に円周方向に方向付けられた繊維46)は、内部負荷(例えば内部液圧等)および/または外部負荷(例えば地震荷重等)に耐えるように、ホスト管を円周方向で補強する。したがって、示されるように、ライナ10は、反転によって据え付けられることができ、実質的に平滑な、水密流路を画定するホスト管の内側に新しい、高強度管を提供することができる。
【0037】
詳細に本発明を記載してきたが、添付の特許請求の範囲に画定される本発明の範囲から逸脱しない範囲で修正および変更が可能であることは明らかであろう。
【0038】
本発明の範囲から逸脱しない範囲でさまざまな変更を上記の構造および方法に加えることが可能であるので、上記説明に含有され、添付図面に示される全ての事項は、例証的であり、限定的な意味ではないと解釈されるものであることが意図されている。

関連特許

アイエヌエー アクイジション コーポレイション
管ライナとその製造および設置方法
東レ株式会社
積層基材
日立化成株式会社
金型
個人
モールドベース
株式会社荒川製作所
成形装置
東レ株式会社
複合成形品の製造方法
東レ株式会社
強化繊維糸条配置装置
株式会社リコー
3次元造形装置
株式会社カネカ
樹脂線状体の輸送方法
住友ベークライト株式会社
抄造体
株式会社オンダ製作所
管継手の製造方法
個人
容器部材分離装置
トヨタ自動車株式会社
射出成形方法
エスバンス 株式会社
射出成形金型
三井化学株式会社
ペレット製造装置
トヨタ自動車株式会社
射出成形用金型
三菱ケミカル株式会社
積層造形用サポート材
株式会社リコー
造形装置および造形方法
有限会社広和製作所
樹脂成形用金型装置
株式会社リコー
造形装置および造形方法
豊田合成株式会社
電波透過カバー
株式会社松浦機械製作所
三次元造形方法
セメダイン株式会社
ゴム部材の接着方法
オイレス工業株式会社
金型および成形機