CN104024718B - 多层被覆钢管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在被覆于钢管外侧的防腐蚀层的外面被覆有具有适度的密合性和剥离性的保护层的多层被覆钢管。具体而言，在作为基材的钢管的外表面上被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层的多层被覆钢管及其制造方法中，将形成所述保护层的聚丙烯树脂设定为含有19～23摩尔％乙烯成分的共聚树脂，将熔体流动速率设定为0.53～0.60g/10分钟，将280℃下的剪切粘度设定为在以10/秒的剪切速度进行测定时为1.7×103～2.0×103Pa·s、在以100/秒的剪切速度进行测定时为5.3×102～6.0×102Pa·s。

Description

多层被覆钢管及其制造方法
技术领域
本发明涉及适合煤气管(gaspipe)、电缆保护管(cableprotectortube)、供水用配管(watersupplypipe)等用途的、具有防腐蚀层(corrosionprotectionlayer)和保护层(damageprotectionlayer)作为被覆层(coveringlayer)的多层被覆钢管(multi-layercoatingpipe)，尤其是涉及即使提高连续生产线的生产线速度来制造，防腐蚀层和保护层也具有适度的密合性(adhesiveness)和剥离性(peelproperty)的、工地施工性(fieldworkability)优良的多层被覆钢管及其制造方法。
背景技术
在钢管上被覆有聚乙烯树脂层(polyethyleneresinlayer)作为防腐蚀层的被覆钢管不仅防腐蚀性能(corrosionprotectionperformance)优良，而且使用温度范围(operatingtemperaturelimit)广，电绝缘性(electricalinsulatingproperties)、耐化学品性(chemicalresistance)也优良，因此被广泛用于煤气用配管或供水用配管、电缆保护管等。另外，鉴于多数情况下供给工地的施工，为了保护防腐蚀层(聚乙烯树脂层)免受输送操作(handlingoperationoftransportation)时的机械外力(mechanicalexternalforce)的损伤，该被覆钢管有在该防腐蚀层的表面(外面)以聚丙烯树脂层(polypropyleneresinlayer)作为保护层而设置有多层被覆层(multicoatinglayers)的被覆钢管。
如图1所例示，该多层被覆钢管具有如下构成：在作为基材的钢管1的外侧表面上通过粘合剂层(adhesivelayer)2被覆防腐蚀层(聚乙烯树脂层)3，进一步在防腐蚀层(聚乙烯树脂层)3的表面(外面)上被覆保护层(聚丙烯树脂层)4。另外，为了进一步提高防腐蚀性，有时会根据用途在钢管的内面侧也实施被覆。
另外，通常，这种多层被覆钢管通过连续生产线来制造，防腐蚀层和保护层使用图2所示的多层被覆生产线挤出，通过被覆而形成。即，从生产线的上游侧输送的作为基材的钢管1使用钢管预热装置(preheatingdeviceofsteelpipe)10预热至约40～80℃，使用粘合剂涂布装置(coatingapplicatorofadhesivelayer)20在表面涂布加热至150～200℃的粘合剂(省略图示)。然后，钢管1被输送至防腐蚀层挤出被覆机(Extruderforcorrosionprotectionlayer)30中，将熔融状态(meltingstate)(约200～260℃)的防腐蚀层树脂300挤出至表面而进行被覆，使用防腐蚀层冷却机(coolingdeviceofcorrosionprotectionlayer)31进行冷却，形成防腐蚀层3。接着，钢管1被输送至保护层挤出被覆机(Extruderforprotectionlayer)40，将熔融状态(约260～270℃)的保护层树脂400挤出至防腐蚀层3的表面而进行被覆，使用保护层冷却机41对表面进行冷却，形成保护层4。
在将被覆钢管应用于煤气用等配管、电缆保护管等的情况下，施工时，通过焊接等将多个钢管的管端之间进行连接。在此，在通过焊接等将在防腐蚀层(聚乙烯树脂层)的表面(外面)被覆有保护层(聚丙烯树脂层)的多层被覆钢管的管端之间进行连接时，通常，基于确保焊接容易度和焊接后的钢露出部的修补容易度的理由，如图3所示将多层被覆钢管端部(距钢管端部约100mm～150mm的区域)的防腐蚀层3和保护层4剥离而使钢露出，进而仅将保护层4a剥离(距防腐蚀层端部约100mm～150mm的区域)。因此，要求保护层(聚丙烯树脂层)具有焊接施工时能够使用人力从防腐蚀层(聚乙烯树脂层)剥离的程度的剥离性。
另一方面，如果保护层(聚丙烯树脂层)的剥离性过高，则保护层(聚丙烯树脂层)与防腐蚀层(聚乙烯树脂层)的密合性显著降低，从而导致各种问题。例如，如果上述密合性降低，则为了将多层被覆钢管端部的保护层4a从防腐蚀层3剥离而在钢管端部的保护层4中以圆周状形成裂缝5时，裂缝5周边的保护层4有时会部分地从防腐蚀层3上浮起。其结果，将保护层4a从防腐蚀层3剥离后，残留在防腐蚀层3上的保护层4b的端部4’从防腐蚀层3上浮起，在防腐蚀层3与保护层4之间形成间隙6，外观也变差。另外，通过焊接等将多层被覆钢管的管端部之间连接后，在连接部进行缠绕防腐蚀胶带等的修补，但在残留这种保护层的浮起(lossofadhesion)的状态下，进行修补时也会产生问题。此外，如果防腐蚀层与保护层的密合性降低，则还存在有时因某种冲击导致空气(air)进入到层间而使外观变差的问题。
如上所述，防腐蚀层与保护层之间需要具有将多层被覆钢管的管端部的保护层从防腐蚀层剥离时容易剥离且不会如上所述产生浮起的程度的密合性。即，防腐蚀层与保护层的密合性过大或过小均不优选。如果使用任意的聚乙烯树脂、聚丙烯树脂分别作为防腐蚀层、保护层，则该树脂发生熔接等而导致剥离性显著变差或产生浮起等，缺乏实用性。
因此，关于这种多层被覆钢管，为了确保防腐蚀层的聚乙烯树脂与保护层的聚丙烯树脂的剥离性，迄今为止提出了各种技术。
例如，专利文献1中提出了将挤出至钢管外表面而被覆的防腐蚀层冷却至25℃以下后、向其上挤出保护层而进行被覆、由此防止防腐蚀层与保护层的熔接从而确保保护层的剥离性的技术。并且认为，根据该技术，能够在不损害防腐蚀层和保护层的被膜性状(filmproperty)的情况下防止防腐蚀层与保护层的熔接。
但是，专利文献1提出的技术中，为了将防腐蚀层冷却至25℃以下，需要延长冷却时间。因此，会产生延长制造时的冷却生产线或减慢生产线速度等用于确保冷却时间的制约，在工业上是不利的。如上所述，防腐蚀层的被覆和保护层的被覆通常使用1个连续生产线进行，但近年来为了提高生产率，生产线速度趋于高速，使用以往的方法难以确保适度的熔接性。
另外，专利文献2中提出了通过在防腐蚀层与保护层之间散布氧化钙(calciumoxide)等无机粉末(inorganicpowder)来防止两层的熔接的技术。并且认为，根据该技术，能够得到焊接施工时接合部的保护层易于剥离、而且能够防止因环境温度(environmentaltemperature)的变化而引起的保护层伸缩的被覆钢管。但是，专利文献2提出的技术需要散布粉体的设备，而且在制造场地内的粉体的操作也较为繁杂，因此在工业上仍然是不利的。
另外，专利文献3中提出了将抗氧化剂(antioxidant)、成核剂(nucleatingagent)添加到防腐蚀层或保护层中的技术，专利文献4中提出了将润滑剂(lubricant)、无机填料(inorganicfiller)添加到防腐蚀层或保护层中的技术，专利文献5中提出了将抗静电剂(antistaticagent)添加到防腐蚀层或保护层中的技术。并且认为，根据这些技术，通过各种添加剂(additiveagent)可防止树脂间的熔接，从而大大改善防腐蚀层与保护层的剥离性。但是，专利文献3～5提出的技术中，当各种添加剂的添加量为微量时，如果提高连续生产线的生产线速度则防止树脂间的熔接的效果不充分。另一方面，如果增多各种添加剂的添加量，则会存在树脂的物性变得与所期待的物性不同或成本升高等不利方面。
相对于这些技术，专利文献6中提出了单独采用聚乙烯作为防腐蚀层和保护层中的任意一层、并且采用由20～40重量％(27.3～50摩尔％)的聚乙烯、60～80重量％(50～72.7摩尔％)的聚丙烯配合而成的共聚物(copolymer)或混合树脂(blendedresin)作为另一层的技术。并且认为，根据该技术，即使在不使用防熔敷剂的情况下连续地进行二层挤出被覆，也能够得到防腐蚀层与保护层不会发生熔接的被覆钢管。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭49-130956号公报
专利文献2：日本特开昭50-139422号公报
专利文献3：日本特开平10-76601号公报
专利文献4：日本特开平10-76602号公报
专利文献5：日本特开平10-76603号公报
专利文献6：日本特开昭54-158720号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，对于专利文献6提出的技术而言，不能充分确保保护层的硬度。多层被覆钢管的保护层从其目的出发，耐划伤性越高越优选，因此用于保护层的树脂需要具有一定程度的硬度。因此，在多层被覆钢管中，通常使用聚乙烯树脂形成防腐蚀层、使用聚丙烯树脂形成保护层，但如上所述如果保护层的树脂的乙烯成分(ethylenecomponent)多达20～40重量％(27.3～50摩尔％)，则树脂变得柔软，结果，保护层容易被划伤而无法发挥其功能。根据发明人的研究，在考虑到输送和施工工地中的冲击(impactshock)等的情况下，通常，保护层的硬度以利用ASTMD2240(D型)规定的试验方法得到的测定值计优选为70以上。
另外，对于专利文献6提出的技术而言，在制造多层被覆钢管时提高连续生产线的生产线速度时，不能抑制防腐蚀层与保护层的熔接。如上所述，制造多层被覆钢管时，通常，如图2所示，在钢管1预热以后，在直到保护层4的冷却之前使用连续生产线进行。并且，防腐蚀层3与保护层4的熔接性依赖于将熔融的保护层4被覆到防腐蚀层3的外面时两层的温度，它们的温度越高则越容易熔接，它们的温度越低则越难以熔接。另一方面，从生产率的观点考虑，优选生产线速度较快。并且，在加快生产线速度的情况下，树脂(防腐蚀层树脂300和保护层树脂400)的挤出排出量(extrusiondischargerate)也必须增多，其结果，挤出的树脂的温度常常会因挤出时的剪切发热(shearheating)等而升高。
因此，例如将生产线速度提高至约10m/分钟以上时，如果使用防腐蚀层挤出被覆机30对熔融状态的防腐蚀层树脂(聚乙烯，熔点：120℃以上)300进行挤出被覆，则挤出时的防腐蚀层3的树脂温度会达到230～280℃。另外，被覆防腐蚀层3后，即使在利用工业上合理的冷却方法即水冷对防腐蚀层树脂进行冷却的情况下，如果考虑到连续生产线的实际的水冷效率，则对于JISG3452(2010)规定的标称直径100A以上的大直径管而言，也只能将被覆保护层4的时刻的防腐蚀层3的表面温度降低至约40～70℃。另外，如果使用保护层挤出被覆机40对熔融状态的保护层树脂(聚丙烯，熔点：160℃以上)400进行挤出被覆，则被覆到防腐蚀层3上时的保护层树脂400的温度会达到260～290℃。
如上所述，在使生产线速度高速化的情况下，防腐蚀层和保护层容易达到高温，从而形成非常容易熔接的状态。但是，专利文献6提出的技术中，对于使生产线速度高速化的情况没做任何研究。因此，对于专利文献6提出的技术而言，如果为了提高生产率而使生产线速度高速化，则会存在防腐蚀层与保护层发生熔接而无法得到良好剥离性的问题。
此外，对于专利文献6提出的技术而言，完全没有考虑到使生产线速度高速化时的保护层树脂的挤出性(extrusionperformance)、保护层树脂的强度。如果挤出性降低，则挤出机的负荷(load)升高，无法维持聚丙烯树脂的挤出排出量。另外，如果保护层树脂的强度降低，则制成制品后，会带来如下障碍：施加冲击时，将保护层贯通而导致用于钢管的防腐蚀所需的防腐蚀层产生划伤。因此，专利文献6提出的技术不能以高生产效率稳定地提供高质量的多层被覆钢管。
本发明用于有利地解决上述现有技术存在的问题。即，本发明的目的在于提供在作为基材的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层的多层被覆钢管中，显著地改良作为防腐蚀层的聚乙烯树脂层和作为保护层的聚丙烯树脂层的剥离性、并且在防腐蚀层与保护层之间具有焊接施工时不会发生浮起的适度的密合性、而且保护层具有期望的耐划伤性、保护层树脂的挤出性和焊接强度(weldimpactvalue)(本发明中所说的焊接强度是指艾佐德冲击强度(Izodimpactvalue))也优良的多层被覆钢管和制造多层涂覆钢管的方法。
本发明的目的特别是在于提供即使在以高速的生产线速度制造时或大直径管(large-diametertubeorpipe)(例如，JISG3452(2010)规定的标称直径：100A以上)时，也具有如上所述的优良特性的多层被覆钢管及其制造方法。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明人对于在作为基材(basematerial)的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层的多层被覆钢管，对影响防腐蚀层与保护层的剥离性、密合性等各特性的各种主要因素进行了深入研究。
首先，本发明人对于专利文献6提出的技术、即以聚乙烯与聚丙烯配合而成的共聚物作为保护层的技术，将使用使生产线速度高速化后的连续生产线制造多层被覆钢管的情况纳入考虑，对聚丙烯树脂中含有的乙烯成分进行了研究。
结果发现，在使生产线速度高速化的情况下，对于专利文献6提出的技术而言，聚丙烯树脂中所含的乙烯成分量过高，防腐蚀层与保护层的熔接变得显著。并且发现，通过将聚丙烯树脂中所含的乙烯成分降低至期望量，防腐蚀层与保护层的熔接得到大幅抑制，能够得到适度的剥离性和密合性。另外发现，通过将聚丙烯树脂中所含的乙烯成分降低至期望量，保护层树脂的硬度提高，能够得到具有期望的耐划伤性的保护层。
另一方面，本发明人确认，仅调整聚丙烯树脂中所含的乙烯成分时，保护层树脂的挤出性和焊接强度依然不充分。另外还确认，仅调整上述乙烯成分时，有时无法得到适度的剥离性和密合性。并且，进行进一步研究的结果发现，通过实现聚丙烯树脂的熔体流动速率(meltflowrate)和280℃下的剪切粘度(shearviscosity)的优化，保护层树脂的挤出性和焊接强度得到飞跃性提高，并且防腐蚀层-保护层间的剥离性和密合性也更加良好。
本发明是基于上述见解而完成的，其要旨如下。
[1]一种多层被覆钢管，在作为基材的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层，所述多层被覆钢管的特征在于，
形成上述保护层的聚丙烯树脂为含有19～23摩尔％乙烯成分的共聚树脂(copolymerizationresin)，上述聚丙烯树脂的熔体流动速率为0.53～0.60g/10分钟，上述聚丙烯树脂的280℃下的剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时为1.7×103～2.0×103Pa·s、在以100/秒的剪切速度进行测定时为5.3×102～6.0×102Pa·s。
[2]如[1]所述的多层被覆钢管，其特征在于，上述防腐蚀层与上述保护层之间的剥离强度为0.6N/10cm以上且15N/10cm以下。
[3]一种多层涂覆钢管的制造方法，其中，在制造在作为基材的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层的多层涂覆钢管时，
在上述钢管的外侧被覆聚乙烯树脂后，将该聚乙烯树脂的表面温度冷却至40℃以上且70℃以下而形成上述防腐蚀层，
接着，在该防腐蚀层的表面，使用聚丙烯树脂，将该聚丙烯树脂的温度设定为260℃以上且290℃以下并且以被覆厚度为0.9mm以上且1.8mm以下的方式进行被覆，并以153℃/秒以上且450℃/秒以下的冷却速度将上述聚丙烯树脂的表面温度冷却至170℃以下，从而形成上述保护层，其中，上述聚丙烯树脂为含有19摩尔％以上且23摩尔％以下乙烯成分的共聚树脂，熔体流动速率为0.53g/10分钟以上且0.60g/10分钟以下，280℃下的剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时为1.7×103Pa·s以上且2.0×103Pa·s以下、在以100/秒的剪切速度进行测定时为5.3×102Pa·s以上且6.0×102Pa·s以下。
[4]如[3]所述的多层涂覆钢管的制造方法，其特征在于，以被覆上述聚丙烯树脂时的拉伸倍率在5倍以上且10倍以下的范围内的方式被覆上述聚丙烯树脂。
发明效果
根据本发明，即使在使生产线速度高速化而进行制造的情况下，也能够容易且廉价地制造具有保护层树脂的挤出性优良、并且防腐蚀层与保护层具有适度的密合性和剥离性、焊接施工时防腐蚀层与保护层之间的浮起也得到抑制、而且耐划伤性良好的保护层的多层被覆钢管。另外，本发明的保护层树脂的焊接强度也优良，因此，制成制品后、特别是在低温下，即使对保护层的焊接部(保护层挤出被覆机内的树脂的合流点)施加冲击，保护层也不会从该部分发生破裂。因此，根据本发明，能够以高生产效率稳定地生产高质量的多层被覆钢管，在产业上发挥显著的效果。
附图说明
图1是示意地表示多层被覆钢管的层构成的图。
图2是示意地表示制造多层被覆钢管的连续生产线的一部分(多层被覆生产线)的图。
图3是表示多层被覆钢管的焊接施工时将管端部的保护层剥离的情形的图。
图4是表示将实施例的多层被覆钢管的保护层剥离的情形的图。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
本发明的多层被覆钢管是在作为基材的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层的多层被覆钢管。并且，其特征在于，形成上述保护层的聚丙烯树脂为含有19～23摩尔％乙烯成分的共聚树脂，熔体流动速率为0.53～0.60g/10分钟，并且，280℃下的剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时为1.7×103～2.0×103Pa·s，在以100/秒的剪切速度进行测定时为5.3×102～6.0×102Pa·s。
本发明用于从生产效率的观点考虑使用连续生产线制造在作为基材的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层的多层涂覆钢管，并且用于高速制造，特别是用于将生产线速度设定为约10m/分钟以上。
并且，本发明的特征在于，在制造多层涂覆钢管时，将形成保护层的聚丙烯树脂设定为如下聚丙烯树脂，所述聚丙烯树脂为含有19摩尔％以上且23摩尔％以下乙烯成分的共聚树脂，熔体流动速率为0.53g/10分钟以上且0.60g/10分钟以下，并且，280℃下的剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时为1.7×103Pa·s以上且2.0×103Pa·s以下、在以100/秒的剪切速度进行测定时为5.3×102Pa·s以上且6.0×102Pa·s以下。
此外，本发明的特征在于，在作为基材的钢管的外侧被覆聚乙烯树脂后，将该聚乙烯树脂的表面温度冷却至40℃以上且70℃以下而形成上述防腐蚀层，然后在该防腐蚀层的表面上，使用具有上述规定特性的聚丙烯树脂，以将该聚丙烯树脂的温度设定为260℃以上且290℃以下、并且被覆厚度为0.9mm以上且1.8mm以下的方式进行被覆，以153℃/秒以上且450℃/秒以下的冷却速度将上述聚丙烯树脂的表面温度冷却至170℃以下而形成上述保护层，由此制造多层涂覆钢管。
(钢管)
本发明中，作为多层被覆钢管的基材的钢管的种类没有特别限定，可以应用锻接钢管、电焊钢管等、煤气用配管或水道用配管、电缆保护管等中使用的现有公知钢种的钢管中的任何一种。另外，钢管的尺寸也没有特别限定。通常，根据用途可使用JISG3452(2010)规定的配管用碳钢钢管中标称直径25A～500A的碳钢钢管。本发明中，以标称直径100A以上且200A以下的钢管作为对象。这是因为，上述用途中使用的多层涂覆钢管通常为JISG3452(2010)规定的配管用碳钢钢管，另外，尺寸小于上述标称直径的钢管即使高速进行被覆，在防腐蚀层与保护层的熔接、剥离方面也不会产生特别大的问题，此外，对于尺寸大于上述标称直径的钢管而言，由于工厂设备的关系，通常无法加快被覆速度，因此，不会产生本发明中的问题。
另外，可以在作为基材的钢管的外表面实施公知的酸洗处理、喷丸处理作为基底处理。接续基底处理，可以进一步进行用于使防腐蚀层与钢管的胶粘性良好的公知的等离子体涂装或涂布JISG3469(2010)规定的粘合剂。需要说明的是，钢管的内表面可以保持原状态，也可以在外表面多层被覆之前和之后进行涂装等。
(防腐蚀层)
防腐蚀层中使用的聚乙烯树脂是乙烯的均聚物或乙烯与α-烯烃(olefin)、例如丙烯(propylene)、1-丁烯(butene)、1-戊烯(pentene)、1-己烯(hexene)、4-甲基(methyl)-1-戊烯、1-辛烯(octene)、1-癸烯(decene)等的共聚物，即以乙烯作为主体的聚合物。本发明中优选的聚乙烯树脂为密度：920～950kg/m3、更优选密度：940～950kg/m3、维卡软化温度(Vicatsofteningtemperature)：110～130℃、拉伸强度(TensileYieldstrength)：30～50N/mm2(MPa)、拉伸断裂应变(Elongationatbreak)：500～900％的聚乙烯树脂，防腐蚀层的厚度为约0.6～1.5mm是适当的。需要说明的是，上述的密度、维卡软化温度、拉伸强度、拉伸断裂应变均使用按照JISG3469(2010)的规定测定的值。
另外，聚乙烯树脂层(防腐蚀层)通过将这些聚乙烯树脂熔融挤出而形成在钢管的外侧，但该聚乙烯树脂层除了可以为单一层以外，也可以设定为与酸改性聚乙烯(Acidmodifiedpolyethylene)以两层共挤出而得到的复合层(钢管侧为酸改性聚乙烯)。
(保护层)
保护层中使用的聚丙烯树脂是将作为单体(monomer)的乙烯与丙烯通过齐格勒-纳塔催化剂(Ziegler-Nattacatalyst)等公知的方法聚合而成的聚丙烯、即工业上通常所称的嵌段聚丙烯(blockcopolymerpolypropylene)，是聚丙烯、聚乙烯与乙烯丙烯无规共聚物(ethylene-propylenerandomcopolymer)的混合物。并且，本发明中，乙烯成分在聚丙烯树脂整体中必须占19～23摩尔％(13.5～16.6质量％)。
该乙烯成分的比例可以通过将聚丙烯树脂溶解于溶剂并使用树脂成分的核磁共振分光法(nuclearmagneticresonanceanalysis)等方法求出。
如果上述乙烯成分的比例小于19摩尔％(13.5质量％)，则与作为防腐蚀层的聚乙烯树脂的亲和性(affinity)(密合性)过低，产生如上所述在防腐蚀层与保护层之间发生浮起等问题。另一方面，如果上述乙烯成分的比例超过23摩尔％(16.6质量％)，则容易与作为防腐蚀层的聚乙烯树脂产生熔接，无法得到适度的剥离性。此外，上述乙烯成分的比例超过23摩尔％(16.6质量％)时，聚丙烯树脂的硬度降低，作为保护层容易被划伤。
另外，本发明中，必须将保护层的聚丙烯树脂的熔体流动速率设定为0.53～0.60g/10分钟。上述熔体流动速率为JISK6921-2(2010)规定的熔体质量流动速率(meltmassflowrate)(MFR)，是通过JISK7210(1999)规定的方法求出的值。如果上述熔体流动速率低于0.53g/10分钟，则聚丙烯树脂的挤出性降低，因此挤出被覆机的负荷升高，不能维持聚丙烯树脂的挤出排出量。这种问题特别是在要以高速的生产线速度进行制造时、即要使树脂的被覆速度高速化时显著地出现。
另外，如果上述熔体流动速率低于0.53g/10分钟，则将聚丙烯树脂以圆筒状挤出时树脂的焊接部的强度降低。另一方面，如果上述熔体流动速率超过0.60g/10分钟，则存在所得到的保护层的强度降低、挤出特性降低等问题。
如上所述，在将使用使生产线速度高速化的连续生产线制造多层被覆钢管的情况纳入考虑的本发明中，重要的是将保护层的聚丙烯树脂的熔体流动速率设定为0.53～0.60g/10分钟。
此外，本发明中，必须将聚丙烯树脂的280℃下的剪切粘度在以10/秒的剪切速度(shearrate)进行测定时设定为1.7×103～2.0×103Pa·s、在以100/秒的剪切速度进行测定时设定为5.3×102～6.0×102Pa·s。需要说明的是，上述剪切粘度为使用JISK7199(1999)规定的毛细管流变仪(capillaryrheometer)(有时也称为毛细管形流变仪)测定的剪切粘度，是在毛细管的内径D、长度L满足L/D＝10/1的条件下测定的值。
上述剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时低于1.7×103Pa·s时、或者在以100/秒的剪切速度进行测定时低于5.3×102Pa·s时，防腐蚀层(聚乙烯树脂)与保护层(聚丙烯树脂)之间的剥离强度(剥离强度)过高，在防腐蚀层-保护层间无法得到良好的剥离性等问题变得显著。
另一方面，上述剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时超过2.0×103Pa·s时、或者在以100/秒的剪切速度进行测定时超过6.0×102Pa·s时，将聚丙烯树脂以圆筒状挤出时树脂的焊接部的强度降低。另外，会带来防腐蚀层(聚乙烯树脂)与保护层(聚丙烯树脂)之间的剥离强度(剥离强度)过低、或焊接施工时容易在防腐蚀层-保护层间发生浮起等各种障碍。
需要说明的是，本发明中，规定以两种剪切速度(10/秒、100/秒)对聚丙烯树脂的280℃下的剪切粘度进行测定的理由是因为考虑到在防腐蚀层的表面上挤出被覆时的聚丙烯树脂(保护层树脂)的剪切速度。测定挤出被覆熔融状态的聚丙烯树脂(保护层树脂)时的剪切速度非常困难，根据挤出被覆条件，推测为从10/秒或10/秒以下的剪切速度至100/秒或100/秒以上的剪切速度。因此，本发明中，规定了剪切速度为低速度时(10/秒)和高速度时(100/秒)这两种剪切粘度。
本发明中，通过如上所述使用将乙烯成分、熔体流动速率和剪切粘度制备成期望值的聚丙烯树脂作为保护层，能够确保防腐蚀层与保护层的良好的熔接性和密合性、作为保护层的充分的硬度(ASTMD2240规定的D型计示硬度：70以上)。另外，在需要通过保护层实现更高的机械强度(mechanicalstrength)、耐低温冲击性(low-temperatureimpactresistance)等的情况下，可以使用依据JISK7162(1994)的规定测定的拉伸断裂点应力为22～45MPa、依据JISK7162(1994)的规定测定的拉伸断裂点伸长率(tensileelongationatrupture)为600～900％、依据JISK7110(1999)的规定测定的艾佐德冲击强度(Izodimpactvalue)在-20℃下为2～6kJ/m2、通常依据JISK7112(1999)的规定测定的密度为905～910kg/m3的聚丙烯树脂作为保护层用的聚丙烯树脂。
需要说明的是，保护层的厚度没有特别限制，但从经济方面和在运输、施工时等保护防腐蚀层免于划伤的观点考虑，优选为约0.8～2.8mm。
如果保护层的厚度小于0.8mm，则难以在运输、施工时等保护防腐蚀层免于划伤。另一方面，如果保护层的厚度超过2.8mm，则即使将挤出时的聚丙烯树脂(保护层树脂)的温度控制在后述的本发明的范围，由于被覆在防腐蚀层表面上的聚丙烯树脂的蓄热量过大，也容易产生保护层与防腐蚀层(聚乙烯树脂层)的熔接。进一步优选为0.9mm以上且1.8mm以下的范围。
如上所述，聚丙烯树脂可以通过以乙烯与丙烯作为主要单体，利用使用齐格勒-纳塔催化剂、单中心催化剂(single-sitecatalyst)等进行加聚(additionpolymerization)来制造的现有公知的方法适当制备，聚丙烯树脂制造商广泛备有具有各种物性的树脂，因此，可以从其中适当使用满足本申请发明物性的树脂。
需要说明的是，作为本发明的被覆层使用的聚乙烯树脂(防腐蚀层)或聚丙烯树脂(保护层)中，可以在不损害本发明目的的范围内配合用于防止树脂的氧化劣化(oxidationdegradation)、光劣化(lightdeterioration)的抗氧化剂(antioxidant)、紫外线吸收剂(ultravioletabsorbingagent)、以及颜料(pigment)等着色剂、用于提高成形性的成核剂(nucleatingagent)等添加剂。
另外，防腐蚀层(聚乙烯树脂)与保护层(聚丙烯树脂)之间的剥离强度(剥离强度)优选为0.6N/10cm以上且15N/10cm以下，特别是更优选为0.6N/10cm以上且10N/10cm以下。上述剥离强度为依据后述的剥离强度试验测定的剥离强度。如果该剥离强度小于0.6N/10cm，则容易产生如下问题：只是为了将保护层从防腐蚀层上除去而在保护层中形成裂隙，保护层就会发生剥离；或者只将钢管端部的保护层剥离时，残留的保护层的端部就会从防腐蚀层上浮起；等。另一方面，如果上述剥离强度超过15N/10cm，则如上所述容易产生在工地上进行焊接施工时防腐蚀层难以与保护层剥离、操作性变差等问题。基于上述的理由，防腐蚀层与保护层之间的剥离强度优选为0.6N/10cm以上且15N/10cm以下。
接着，对制造本发明的多层被覆钢管的方法进行说明。
(防腐蚀层和保护层的形成)
本发明中，在钢管的外侧被覆聚乙烯树脂而形成防腐蚀层，并且在该防腐蚀层的表面上被覆如上所述具有规定特性的聚丙烯树脂而形成保护层。
形成防腐蚀层和保护层时，使用连续生产线、例如前面说明的图2所示的多层被覆生产线通过挤出被覆而形成。图2的多层被覆生产线中，从生产线的上游侧输送作为基材的钢管1，根据需要将钢管1用钢管预热装置10预热，使用粘合剂涂布装置20将加热至规定温度的粘合剂(省略图示)涂布到钢管1的表面上。然后，使用防腐蚀层挤出被覆机30将熔融状态的防腐蚀层树脂300挤出被覆到钢管1的表面上，使用防腐蚀层冷却机31进行冷却而形成防腐蚀层3。接着，使用保护层挤出被覆机40将熔融状态的保护层树脂400挤出被覆到防腐蚀层3的表面上，使用保护层冷却机41对表面进行冷却而形成保护层4。
从生产效率的观点考虑，本发明的多层被覆钢管优选使用连续生产线制造并且将生产线速度设定为约10～40m/分钟。
通过应用如上所述的连续生产线，能够高速生产多层涂覆钢管。从生产效率的观点考虑，生产线速度(钢管1的输送速度)优选设定为约10m/分钟以上。但是，如果过度地使生产线速度高速化，则可能无法形成预定厚度的被覆层，因此生产线速度优选设定为40m/分钟以下。进一步优选为25m/分钟以下。
首先，对作为基材的钢管的外表面进行喷丸处理(shotblastblastcleaning)、现有公知的酸洗处理(picklingtreatment)(盐酸水溶液(hydrochloricacidaqueoussolution)或硫酸水溶液(sulfuricacidaqueoussolution)、温度：室温～90℃)等基底处理，然后，如图2所示，根据需要利用高频感应加热装置(high-frequencyinductionheater)等钢管预热装置10对钢管1进行预热，使用粘合剂涂布装置(coatingapplicatorofadhesive)20将以橡胶(rubber)、沥青(asphalt)、树脂等作为主体的粘合剂(图省略)加热涂布到钢管1的表面上。
需要说明的是，上述钢管的预热温度从确保涂布在其上层的粘合剂的涂布性、密合性的观点考虑，优选设定为40～80℃。另外，粘合剂使用JISG3469(2010)规定的以橡胶、沥青、树脂等作为主体的粘合剂，从经济面、均匀涂布性的观点考虑，优选将粘合剂层的厚度的设定为约0.1～1mm。
接着，将熔融状态(约230℃以上且280℃以下)的上述聚乙烯树脂(防腐蚀层树脂300)从防腐蚀层挤出被覆机30的十字头模中以圆筒状挤出，被覆到粘合剂层的外表面上，并立即用防腐蚀层冷却机31将聚乙烯树脂的表面温度冷却至40℃以上且70℃以下，从而形成防腐蚀层3。在使生产线速度高速化至约10m/分钟以上的本发明中，优选将使用防腐蚀层冷却机31的冷却设定为冷却效率高的水冷。
形成防腐蚀层3后，在表面的温度为40℃以上且70℃以下的防腐蚀层3的表面上，将温度为260℃以上且290℃以下的上述聚丙烯树脂(保护层树脂400)从保护层挤出被覆机40的十字头模中以圆筒状挤出，被覆到防腐蚀层3的外面，使用保护层冷却机41将聚丙烯树脂的表面温度以153℃/秒以上且450℃/秒以下的冷却速度冷却至170℃以下，使聚丙烯树脂固化而形成保护层4。从冷却效率的观点考虑，使用保护层冷却机41的冷却也优选设定为水冷。
如果使用防腐蚀层冷却机31冷却后的防腐蚀层3的表面温度(被覆聚丙烯树脂(保护层树脂400)时的防腐蚀层的表面温度)超过70℃，则即使在其他条件满足本发明中规定的条件的情况下，也会产生防腐蚀层3与保护层4熔接的问题。另一方面，将熔融状态的聚乙烯树脂(防腐蚀层树脂300)被覆到粘合剂层的外表面上并以图2所示的冷却带通过水冷进行冷却时，聚乙烯树脂的表面温度取决于冷却带的长度和生产线速度，但在使用通常的生产线设备对具有上述厚度的防腐蚀层3的上述尺寸的钢管进行冷却时，在约10m/分钟以上的高速的生产线速度下，聚乙烯树脂的表面温度未能低于40℃。
因此，本发明中，将被覆在钢管外侧的聚乙烯树脂(防腐蚀层树脂300)的表面温度冷却至40℃以上且70℃以下而形成上述防腐蚀层3。需要说明的是，对被覆在钢管外侧的聚乙烯树脂(防腐蚀层树脂300)进行冷却时，例如将使用防腐蚀层冷却机31的冷却设定为水冷，通过调整流布到聚乙烯树脂(防腐蚀层树脂300)的表面上的水量，能够将聚乙烯树脂(防腐蚀层树脂300)的表面温度冷却至期望的范围(40℃以上且70℃以下)。
另外，利用保护层挤出被覆机40将上述具有预定特性的聚丙烯树脂(保护层树脂400)熔融挤出到表面的温度为40℃以上且70℃以下的防腐蚀层3的表面上时，如果上述聚丙烯树脂(保护层树脂400)的温度超过290℃，则即使在其他条件满足本发明中规定的条件的情况下，也会产生防腐蚀层与保护层熔接的问题，相反地，在低于260℃时会产生浮起的问题。因此，本发明中，在表面温度为40℃以上且70℃以下的防腐蚀层3的表面上被覆聚丙烯树脂(保护层树脂400)时，将聚丙烯树脂(保护层树脂400)的温度设定为260℃以上且290℃以下。
上述中，聚丙烯树脂(保护层树脂400)的被覆厚度设定为0.8mm以上且2.8mm以下。即，通过将保护层4的厚度设定为0.8mm以上且2.8mm以下，能够确保保护层的耐划伤性，并且抑制保护层4与防腐蚀层3的熔接。进一步优选为0.9mm以上且1.8mm以下。
将聚丙烯树脂(保护层树脂400)被覆到防腐蚀层3的外面后，使用保护层冷却机41对聚丙烯树脂(保护层树脂400)进行冷却而形成保护层4时，如果聚丙烯树脂(保护层树脂400)的表面温度的冷却速度超过450℃/秒，则即使在其他条件满足本发明中规定的条件的情况下，也会产生防腐蚀层与保护层的浮起的问题，如果低于153℃/秒，则相反会产生熔接的问题。
作为如上所述产生浮起、熔接的问题的理由，推测是因为在防腐蚀层(聚乙烯树脂层)上被覆熔融的保护层树脂(聚丙烯树脂)时，如果它们之间的界面的温度快速冷却，则更不易在两层之间产生熔接因而容易剥离，相反，如果界面的温度的降低较慢，则更容易在两层之间产生熔接因而难以剥离。另外据推测，通过控制防腐蚀层(聚乙烯树脂层)与保护层树脂(聚丙烯树脂)之间的界面的冷却速度，能够抑制上述的浮起、熔接。但是，在实际制造中，控制防腐蚀层(聚乙烯树脂层)与保护层树脂(聚丙烯树脂)之间的界面的冷却速度是非常困难的。
因此，本发明人尝试了通过控制保护层树脂(聚丙烯树脂)的表面温度的冷却速度代替上述界面的冷却速度来抑制浮起、熔接。结果发现，如果保护层树脂(聚丙烯树脂)的厚度在本发明中规定的范围内(0.8mm以上且2.8mm以下)，则以上述的冷却速度对保护层树脂(聚丙烯树脂)的表面温度进行冷却对于抑制浮起、熔接是非常有效的。基于以上的理由，本发明中，在防腐蚀层的外面被覆260℃以上且290℃以下的聚丙烯树脂后，以153℃/秒以上且450℃/秒以下的冷却速度对聚丙烯树脂的表面温度进行冷却。
另外，以153℃/秒以上且450℃/秒以下的冷却速度对聚丙烯树脂的表面温度进行冷却时，如果冷却停止温度超过聚丙烯树脂的表面温度即170℃，则会产生保护层树脂(聚丙烯树脂)与防腐蚀层树脂(聚乙烯树脂)熔接的问题。因此，本发明中，以153℃/秒以上且450℃/秒以下的冷却速度将聚丙烯树脂的表面温度冷却至170℃以下以使聚丙烯树脂固化，从而形成保护层4。
通过在上述的条件下被覆防腐蚀层和作为其上层的保护层，即使在使生产线速度高速化而进行制造的情况下，也能够容易且廉价地制造具有保护层树脂的挤出性优良、并且防腐蚀层与保护层具有适度的密合性和剥离性、焊接施工时防腐蚀层与保护层之间的浮起也得到抑制、而且耐划伤性良好且焊接强度也优良的保护层的多层涂覆钢管。另外，通过在上述的条件下被覆防腐蚀层和作为其上层的保护层，能够使防腐蚀层与保护层之间的剥离强度为0.6N/10cm以上且15N/10cm以下，或者进一步为1.0N/10cm以上且10N/10cm以下。
如果防腐蚀层(聚乙烯树脂)与保护层(聚丙烯树脂)之间的剥离强度(剥离强度)小于0.6N/10cm，则容易产生如下问题：只是为了将保护层从防腐蚀层上除去而在保护层中形成裂隙，保护层就会发生剥离；或者只将钢管端部的保护层剥离时，残留的保护层的端部就会从防腐蚀层上浮起；等。另一方面，如果上述剥离强度超过15N/10cm，则如上所述容易产生在工地上进行焊接施工时防腐蚀层难以与保护层剥离、操作性变差等问题。
基于以上的理由，防腐蚀层(聚乙烯树脂)与保护层(聚丙烯树脂)之间的剥离强度(剥离强度)优选设定为0.6N/10cm以上且15N/10cm以下，特别是更优选1.0N/10cm以上且10N/10cm以下。根据本发明，能够得到使防腐蚀层与保护层之间的剥离强度为0.6N/10cm以上且15N/10cm以下的多层涂覆钢管，因此，对于消除上述的操作性等问题是非常有效的。需要说明的是，上述剥离强度为依据后述的剥离强度试验测定的剥离强度。
在上述的本发明范围内制造多层涂覆钢管时，优选在将防腐蚀层与保护层之间的剥离强度设定为1.0N/10cm以上且10N/10cm以下的基础上，以使被覆上述聚丙烯树脂时的拉伸倍率(drawratio)(被覆形成后长度/挤出时长度)在5倍以上且10倍以下的范围内的方式被覆聚丙烯树脂。
通常，保护层由挤出机在熔融的状态下以圆筒状挤出，在将其沿钢管行进方向(钢管轴向)拉伸的同时被覆到钢管外面的防腐蚀层外面，在该状态下冷却固化。拉伸倍率表示由挤出机排出的保护层树脂以何种程度拉伸并被覆到钢管外面，通过用“被覆形成后长度”除以“挤出时长度”而求出。
在此，“挤出时长度”通过如下方法求出：假定挤出的熔融树脂为圆筒体，由挤出机所排出的熔融树脂的单位时间的排出重量、树脂的密度和挤出机的模排出面上的树脂的截面积，算出单位时间所挤出的圆筒的长度。另外，“被覆形成后长度”相当于单位时间的钢管行进速度(被覆速度、即生产线速度)。
如果该拉伸倍率超过10倍，则防腐蚀层与保护层之间的剥离强度有降低的倾向，如果拉伸倍率大幅超过10倍，则有时会产生浮起等问题。如果小于5倍，则有时被覆会产生松弛等问题。另外，只要使用通常的挤出机，则以上述的速度(约10m/分钟以上)进行本发明规定的钢管的被覆时，从树脂排出量与生产线速度(被覆速度)的关系上来看，拉伸倍率都不会小于5倍。
如上所述，在作为基材的钢管为大直径时或生产线速度为高速时，被覆保护层时的防腐蚀层表面容易达到高温状态。因此，作为保护层树脂的聚丙烯树脂或树脂的被覆条件在本发明范围外的情况下，防腐蚀层与保护层的熔接显著，不能得到在防腐蚀层-保护层间具有适度的剥离性和密合性的多层涂覆钢管。与此相对，根据使用规定的聚丙烯树脂作为保护层树脂、并且规定了树脂的被覆条件的本发明，即使在如上所述被覆保护层时的防腐蚀层表面达到70℃的高温状态时，也可非常有效地控制防腐蚀层与保护层的熔接。因此，根据本发明，能够得到在防腐蚀层-保护层间具有适度的剥离性和密合性的多层涂覆钢管。
另外，根据本发明，通过使用规定的聚丙烯树脂作为保护层树脂，能够制成具有能够确保期望的耐划伤性的充分的硬度、聚丙烯树脂的焊接强度也优良的保护层的多层涂覆钢管。此外，本发明中使用的规定的聚丙烯树脂即使在使生产线速度高速化的情况下也显示出优良的挤出性，因此，根据本发明，能够高效率地且稳定地生产高质量的多层涂覆钢管。
需要说明的是，本发明也可以适用于使生产线速度低速化的情况。虽然从生产率的观点考虑是不利的，但也可以假设基于某种理由而使生产线速度低于10m/分钟的情况。这样，如果使生产线速度低速化，则被覆保护层的时刻的防腐蚀层的表面温度降低，熔融状态的防腐蚀层树脂和保护层树脂的温度也降低。但是，即使在这种情况下，本发明中，通过进行水冷的距离、减少水量、或改变挤出被覆机的温度设定，也能够使熔融状态的防腐蚀层树脂和保护层树脂的温度达到与高生产线速度时同样的温度。即，凭借现有技术应对生产线速度的高速化是非常困难的，但本发明在生产线速度为高速、低速中的任何一种的情况下均能够适用。
实施例1
以JISG3452(2010)规定的、表1所示标称直径的SGP钢管作为基材，在基材的外表面实施喷丸处理后，使用图2所示的连续生产线制造多层被覆钢管。
将喷丸处理后的钢管预热至50℃，涂布JISG3469(2010)规定的粘合剂后(粘合剂层的厚度：0.3mm)，利用挤出被覆机将密度：950kg/m3、维卡软化温度：121℃、拉伸强度：41N/mm2(41MPa)、拉伸断裂应变：600％的市售高密度聚乙烯树脂或密度：920kg/m3、维卡软化温度：110℃、拉伸强度：20N/mm2(20MPa)、拉伸断裂应变：1000％的市售低密度聚乙烯树脂(low-densitypolyethyleneresin)熔融，由十字头模以圆筒状挤出到粘合剂外表面，从而在钢管上被覆防腐蚀层。被覆后，立即对所得到的聚乙烯层(防腐蚀层)进行水冷，得到表1所示厚度的防腐蚀层。
需要说明的是，上述的密度、维卡软化温度、拉伸强度、拉伸断裂应变均为依照JISG3469(2010)的规定而测定的值。
接着，利用挤出被覆机将具有表1所示物性的市售聚丙烯树脂熔融，在表1所示的条件下由十字头模挤出被覆到上述聚乙烯层(防腐蚀层)的外面，并立即对所得到的聚丙烯树脂层(保护层)进行水冷，由此得到表1所示厚度的保护层，从而制成多层被覆钢管。需要说明的是，表1所示的防腐蚀层和保护层的厚度是对于与多层被覆钢管的管轴方向垂直的截面，在圆周方向上的8个位置测定得到的范围(最大值和最小值)的值。
另外，表1所示的聚丙烯树脂的熔体流动速率为JISK6921-2(2010)规定的熔体质量流动速率(MFR)，通过JISK7210(1999)规定的方法测定。280℃下的剪切粘度为使用JISK7199(1999)规定的毛细管流变仪(有时也称为毛细管形流变仪)测定的剪切粘度，是在毛细管的内径D、长度L满足L/D＝10/1的条件下测定的值。密度通过JISK7112(1999)规定的方法测定。需要说明的是，这些值是对被覆到钢管上之前的树脂进行测定而得到的值，但与将聚丙烯树脂从制造成的多层被覆钢管的保护层的部分切下而测定的值相同。
对于由上得到的多层被覆钢管，评价防腐蚀层(聚乙烯树脂)与保护层(聚丙烯树脂)的密合性和剥离性、耐浮起性(resistancetolossofadhesion)、以及保护层(聚丙烯树脂)的硬度、焊接强度。各评价方法如下。
(i)密合性和剥离性
将所得到的各种多层被覆钢管切割成50cm的长度，在距两管端20cm的位置在保护层上以管周状形成裂隙(裂缝)，进而，在上述2个裂隙所夹的长度10cm的保护层中沿管轴方向形成裂隙，以便仅将上述2个裂隙所夹的长度10cm的保护层剥离。接着，如图4所示，将该长度为10cm的保护层沿180°方向以50mm/分钟的速度剥离半周，由此测定180°剥离强度。此时，将测定的180°剥离强度的最大值为0.6N/10cm以上且10N/10cm以下的多层被覆钢管作为密合性和剥离性非常良好(◎)，将剥离强度超过10N/10cm且为15N/10cm以下的多层被覆钢管作为密合性和剥离性良好(○)，将除此以外(小于0.6N/10cm或超过15N/10cm)的多层被覆钢管作为密合性和剥离性不良(×)。
(ii)耐浮起性
如图4所示，将上述的10cm的保护层剥离去除后，通过目视观察残留在钢管上的保护层的裂隙部分，将未观察到浮起的多层被覆钢管作为耐浮起性良好(○)，将观察到浮起的多层被覆钢管作为耐浮起性不良(×)。
(iii)保护层(聚丙烯树脂)的硬度
对于保护层的硬度，依据ASTMD2240(D型)规定的试验方法，测定计示硬度(durometer)D型硬度，将70以上的多层被覆钢管作为合格(○)，将小于70的多层被覆钢管作为不合格(×)。
(iv)保护层(聚丙烯树脂)的焊接强度
按照杜邦冲击试验机的要领对所得到的钢管(剥离保护层之前)的保护层的焊接部施加冲击。使具有25mmφ的钢球作为击芯的1kg的摆锤自冲击面上方500mm处自由下落，对焊接部施加冲击。将该操作重复100次后，使用绝缘检漏仪(holidaydetector)(气孔试验机(pinholetestingmachine)以12kV确认钢是否露出。将没有钢露出的多层被覆钢管作为保护层的焊接强度良好(○)，将检测到钢管露出的多层被覆钢管作为保护层的焊接强度不良(×)。
将这些评价结果示于表2中。
如表2所示，对于本发明例而言，密合性和剥离性、耐浮起性、保护层(聚丙烯树脂)的硬度以及保护层(聚丙烯树脂)的焊接强度均良好。与此相对，比较例均未能得到良好的密合性和剥离性。此外，比较例中的钢管No.8、9的聚丙烯树脂的乙烯成分超过了23摩尔％，因此保护层(聚丙烯树脂)的硬度不充分。
实施例2
以JISG3452(2010)规定的、表3-1～表3-3所示标称直径的SGP钢管作为基材，在基材的外表面实施喷丸处理后，利用图2所示的连续生产线以表3-1～表3-3所示的生产线速度制造多层涂覆钢管。
将喷丸处理后的钢管预热至50℃，涂布JISG3469(2010)规定的粘合剂后(粘合剂层的厚度：0.3mm)，利用挤出被覆机将密度：950kg/m3、维卡软化温度：121℃、拉伸强度：41N/mm2(41MPa)、拉伸断裂应变：600％的市售高密度聚乙烯树脂熔融，由十字头模以圆筒状挤出到粘合剂外表面，从而在钢管上被覆防腐蚀层。被覆后，立即对所得到的聚乙烯层(防腐蚀层)进行水冷，将该聚乙烯层的表面温度冷却至表3-1～表3-3所示的温度，得到表3-1～表3-3所示厚度的防腐蚀层。
需要说明的是，上述的密度、维卡软化温度、拉伸强度、拉伸断裂应变均为依照JISG3469(2010)的规定而测定的值。水冷后的聚乙烯层的表面温度(即将与聚丙烯树脂接触之前的表面温度)使用接触温度计测定。
接着，利用挤出被覆机将具有表3-1～表3-3所示物性的市售聚丙烯树脂熔融，将表3-1～表3-3所示温度的聚丙烯树脂由十字头模以表3-1～表3-3所示的拉伸倍率挤出被覆到上述聚乙烯层(防腐蚀层)的外面。被覆后，立即以表1所示的冷却速度(聚丙烯树脂层表面的冷却速度)对所得到的聚丙烯树脂层进行水冷，冷却至聚丙烯树脂层的表面温度为170℃以下，由此得到表3-1～表3-3所示厚度的保护层，从而制造多层涂覆钢管。
在此，表3-1～表3-3所示的聚丙烯树脂的熔体流动速率为JISK6921-2(2010)规定的熔体质量流动速率(MFR)，通过JISK7210(1999)规定的方法测定。280℃下的剪切粘度为使用JISK7199(1999)规定的毛细管流变仪(有时也称为毛细管形流变仪)测定的剪切粘度，是在毛细管的内径D、长度L满足L/D＝10/1的条件下测定的值。密度通过JISK7112(1999)规定的方法测定。需要说明的是，这些值是对被覆到钢管上之前的树脂进行测定而得到的值，但与将聚丙烯树脂从制造成的多层被覆钢管的保护层的部分切下而测定的值相同。
另外，3-1～表3-3所示的聚丙烯树脂层(保护层)表面的冷却速度是从被覆时刻的温度(即将与防腐蚀层接触之前的聚丙烯树脂的温度)冷却至聚丙烯树脂层的表面温度为170℃的冷却速度。上述冷却速度和冷却时聚丙烯树脂层的表面温度通过使用接触温度计测定而求出。
另外，表3-1～表3-3所示的聚丙烯树脂的拉伸倍率为通过上述方法求出的值。表3-1～表3-3所示的防腐蚀层和保护层的厚度是对于与多层涂覆钢管的管轴方向垂直的截面，在圆周方向上的8个位置测定得到的范围(最大值和最小值)的值。
对于由上得到的多层涂覆钢管，评价防腐蚀层(聚乙烯树脂)与保护层(聚丙烯树脂)的密合性和剥离性、耐浮起性、以及保护层(聚丙烯树脂)的硬度、焊接强度。各评价方法通过与实施例同样的方法进行评价。
将这些评价结果示于表4中。
如表4所示，对于本发明例而言，密合性和剥离性、耐浮起性、保护层(聚丙烯树脂)的硬度以及保护层(聚丙烯树脂)的焊接强度均良好。与此相对，比较例均未能得到良好的密合性和剥离性。此外，比较例中的钢管No.28、29的聚丙烯树脂的乙烯成分超过了23摩尔％，因此保护层(聚丙烯树脂)的硬度不充分。
标号说明
1…钢管
2…粘合剂层
3…防腐蚀层(聚乙烯树脂层)
4…保护层(聚丙烯树脂层)
5…裂缝(裂隙)
6…间隙(浮起)
10…钢管预热装置
20…粘合剂涂布装置
30…防腐蚀层挤出被覆机
31…防腐蚀层冷却机
40…保护层挤出被覆机
41…保护层冷却机
300…防腐蚀层树脂(聚乙烯树脂)
400…保护层树脂(聚丙烯树脂)
表2
表4

Claims (4)

1.一种多层被覆钢管，在作为基材的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层，所述多层被覆钢管的特征在于，
形成所述保护层的聚丙烯树脂为含有19～23摩尔％乙烯成分的共聚树脂，所述聚丙烯树脂的熔体流动速率为0.53～0.60g/10分钟，所述聚丙烯树脂在280℃下的剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时为1.7×103～2.0×103Pa·s、在以100/秒的剪切速度进行测定时为5.3×102～6.0×102Pa·s。
2.如权利要求1所述的多层被覆钢管，其中，所述防腐蚀层与所述保护层之间的剥离强度为0.6N/10cm以上且15N/10cm以下。
3.一种多层涂覆钢管的制造方法，其中，在制造在作为基材的钢管的外侧被覆有由聚乙烯树脂层构成的防腐蚀层和作为该防腐蚀层的上层的由聚丙烯树脂层构成的保护层的多层涂覆钢管时，
在所述钢管的外侧被覆聚乙烯树脂后，将该聚乙烯树脂的表面温度冷却至40℃以上且70℃以下而形成所述防腐蚀层，
接着，在该防腐蚀层的表面，使用聚丙烯树脂，将该聚丙烯树脂的温度设定为260℃以上且290℃以下并且以被覆厚度为0.9mm以上且1.8mm以下的方式进行被覆，并以153℃/秒以上且450℃/秒以下的冷却速度将所述聚丙烯树脂的表面温度冷却至170℃以下，从而形成所述保护层，其中，所述聚丙烯树脂为含有19摩尔％以上且23摩尔％以下乙烯成分的共聚树脂，熔体流动速率为0.53g/10分钟以上且0.60g/10分钟以下，280℃下的剪切粘度在以10/秒的剪切速度进行测定时为1.7×103Pa·s以上且2.0×103Pa·s以下、在以100/秒的剪切速度进行测定时为5.3×102Pa·s以上且6.0×102Pa·s以下。
4.如权利要求3所述的多层涂覆钢管的制造方法，其中，以被覆所述聚丙烯树脂时的拉伸倍率在5倍以上且10倍以下的范围内的方式被覆所述聚丙烯树脂。
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