JP2000127293A - 塗覆装鋼管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】湿潤環境でも被覆の接着力の低下がなく、水道
配管や埋設配管に使用すると長期に渡り優れた防食性を
発揮する塗覆装鋼管を提供する。 【解決手段】下地処理を施した鋼管１の内面あるいは外
面に、エポキシプライマー層２を介してエチレン−メタ
クリル酸共重合体層３を被覆したことを特徴とする塗覆
装鋼管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋼管表面に塗覆装を
施した鋼管に関し、さらに詳しくは、被覆の耐水接着性
が優れた塗覆装鋼管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電線ケーブル保護管、水道管、ガ
ス配管などには鋼管が利用されることがある。ここで、
水などを輸送する場合は、鋼の腐食による流体の濁り防
止や管路の閉塞防止のために、鋼管の内面に化学的に安
定なポリエチレンやポリプロピレンなどの被覆が施され
る。また、これらの配管は時として地下埋設状態で使用
される場合があり、特に湿潤土壌中での鋼管の腐食防止
のために、一般に鋼管の外面に科学的に安定なポリエチ
レンやポリプロピレンの被覆が施される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリエチレン
やポリプロピレンなどのポリオレフィンは極性基を持た
ないので、鋼管とは直に接着しない。このため、一般に
ポリオレフィンを鋼管に接着するためには、ポリオレフ
ィンに無水マレイン酸や無水イタコン酸などの酸無水物
を付加反応して製造した変成ポリオレフィン接着剤を介
在させる。

【０００４】前述のように鋼管の内面あるいは外面に変
性ポリオレフィン接着剤を介してポリオレフィンを接着
し防食したポリオレフィン被覆鋼管は、水などを輸送し
ない場合や屋外などでの使用には優れた防食性を発揮す
るが、水などを輸送する場合や湿潤土壌中では徐々に水
分がポリオレフィンを通して鋼管表面に透過し、ポリオ
レフィン被覆の接着力がなくなって鋼管が腐食する。

【０００５】このような湿潤環境でのポリオレフィン被
覆の接着力の維持、すなわち耐水接着性を付与するため
には、一般にエポキシプライマー層を鋼管と変性ポリオ
レフィン接着剤層の間に介在させる。

【０００６】結局のところ、鋼管を湿潤環境で使用する
には、鋼管の表面にエポキシプライマー層、変性ポリオ
レフィン接着剤層とポリオレフィン層からなる３層被覆
を施さざるを得ず、製造工程が複雑になる問題点があ
る。すなわち、簡便な被覆で耐水接着性に優れた塗覆装
鋼管の実現が難しかった。

【０００７】本発明は前述の問題点を解決し、簡便な被
覆で耐水接着性に優れた塗覆装鋼管を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の問
題点を解決すべく、簡便な被覆構成でかつ鋼管との耐水
接着性に優れた塗覆装について鋭意検討した。その結
果、図１に示す如く、下地処理した鋼管１の表面に、エ
ポキシプライマー層２を介してエチレン−メタクリル酸
共重合体層３を被覆することによって、前述の問題点が
解決できることを見出し、本発明に至ったものである。

【０００９】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
に使用する鋼管とは、炭素鋼あるいはステンレス鋼など
の合金鋼でできた鋼管である。また、炭素鋼でできた鋼
管の内面や外面にステンレス鋼やチタン、アルミニウ
ム、ニッケル、銅などの金属あるいはニッケル−クロム
−モリブデン合金やニッケル−クロム−モリブデン−タ
ングステン合金のような合金を積層したクラッド鋼管も
使用できる。

【００１０】また、炭素鋼でできた鋼管の内面や外面に
亜鉛、アルミニウム、クロムなどの金属めっき、亜鉛−
アルミニウム、亜鉛−ニッケルや亜鉛−ニッケル−クロ
ムなどの合金めっきを施した鋼管も使用できる。

【００１１】本発明に使用する鋼管の表面には、最初に
下地処理を施す。この場合、まず鋼管表面を脱脂して油
分を除き、スケールがある場合にはブラスト処理や酸洗
してスケールを除去する。また、必要に応じてその表面
にクロメート処理剤をロール、ブラシや刷毛などで塗布
し加熱・焼き付けても良い。

【００１２】前記クロメート処理剤としては、例えば無
水クロム酸の単独水溶液又はリン酸との混合水溶液に有
機質の還元剤を添加して加熱し、水溶液中の６価クロム
の一部を３価クロムに部分還元した還元水溶液に、シリ
カ微粒子単独又はシランカップリング剤との混合物を添
加・分散した水溶液などを用いる。また、下地処理した
クロメート被膜の全クロム付着量が１５０〜７００ｍｇ
／ｍ²程度であると良好な耐水接着性が得られる。

【００１３】次に下地処理した鋼管表面に、エポキシプ
ライマー層を形成する。エポキシプライマー層の形成に
用いるエポキシプライマーとしては、例えばエポキシ、
顔料と硬化剤からなる混合物を用いる。

【００１４】エポキシとしては、例えばビスフェノール
ＡのジグリシジルエーテルやビスフェノールＦのジグリ
シジルエーテルなどを使用する。

【００１５】顔料にはシリカ、酸化チタンなどの微粒子
粉末を利用する。これらの顔料の添加量はエポキシ１０
０重量部に対して３〜３０重量部の範囲で良好な耐水接
着性が得られる。

【００１６】また硬化剤には、３，９−ビス（３−アミ
ノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ
（５，５）ウンデカンのブチルグリシジルエーテル付加
物などの脂環族アミン、メタキシレンジアミンとエピク
ロルヒドリンの縮合物などの芳香族アミンやジシアンジ
アミドなどが使用できる。硬化剤に脂環族アミンや芳香
族アミンを使用する場合は、エポキシのエポキシ当量と
硬化剤の活性水素当量の比で、硬化剤を混合する。

【００１７】また、硬化剤にジシアンジアミドを使用す
る場合は硬化温度を低減するために、硬化促進剤として
変性イミダゾールを添加する。この変性イミダゾールと
しては、例えば２−メチルイミダゾールや２−フェニル
イミダゾールなどが利用できる。この場合の硬化剤の配
合は、エポキシ１００重量部に対してジシアンジアミド
を３〜１０重量部、変性イミダゾールを１〜３重量部の
範囲で添加すると良好な耐水接着性が得られる。

【００１８】前記エポキシプライマーの塗布は、前記の
下地処理した鋼管を高周波誘導加熱やバーナー加熱など
で予熱し、その表面にエポキシプライマーをスプレー塗
装、ロール塗布や刷毛塗布して行うが、下地処理した鋼
管の表面に常温でエポキシプライマーを塗布したのち鋼
管を加熱してエポキシプライマー層を硬化しても良い。

【００１９】前記いずれの方法でも、下地処理した鋼管
の予熱温度は１４０〜３００℃程度が良い。この鋼管の
予熱温度が１４０℃未満では、エチレン−メタクリル酸
共重合体被覆の接着力が低下する。また、作業性と経済
性の点から、該鋼管予熱温度の上限は３００℃程度が良
い。

【００２０】また、エポキシプライマー層の厚みは３０
〜２５０μｍ程度が良い。その膜厚が３０μｍ未満で
は、浸漬試験でエチレン−メタクリル酸共重合体被覆の
接着力が低下する。また、作業性と経済性の点から、該
膜厚の上限値は２５０μｍ程度が良い。

【００２１】本発明の鋼管被覆層の最外層には、エチレ
ン−メタクリル酸共重合体を被覆する。エチレン−メタ
クリル酸共重合体としては、エチレンとメタクリル酸を
共重合して得られる共重合体で一般市販の、例えば三井
・デュポンポリケミカル社のニュクレルなどを利用す
る。また、配管被覆の火災に対する防災措置が必要な場
合には、エチレン−メタクリル酸共重合体に難燃剤を添
加した一般市販の難燃性エチレン−メタクリル酸共重合
体を被覆する。

【００２２】また、配管の識別や配管路の景観対策のた
めに、エチレン−メタクリル酸共重合体層に着色が必要
な場合は、一般市販の顔料を混合添加して必要な色彩に
調色する。エチレン−メタクリル酸共重合体は円筒状に
押出成形したものを膨張法や縮径法によってエポキシプ
ライマーを塗布した鋼管内面に被覆するか、Ｔダイや丸
ダイによってエポキシプライマーを塗布した鋼管外面に
押出して被覆する。

【００２３】前記エチレン−メタクリル酸共重合体層の
厚みは０．５〜８ｍｍの範囲が良い。その膜厚が０．５
ｍｍ未満では、浸漬試験でエチレン−メタクリル酸共重
合体被覆の下が腐食する。また、作業性と経済性の点か
ら、該膜厚の上限値は８ｍｍ程度が良い。

【００２４】次に、本発明の構成を図１で説明する。図
１は本発明の一例として塗覆装鋼管の一部断面を示す図
である。同図において下地処理した鋼管１の表面には、
エポキシプライマー層２と、エチレン−メタクリル酸共
重合体層３が各々施されている。

【００２５】

【作用】本発明の塗覆装鋼管は、塗覆装が簡便でかつ耐
水接着性が優れているので、湿潤環境で使用しても長期
にわたり優れた防食性を維持できる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 ［実施例１］外径５０ｍｍ×長さ５０００ｍｍ×板厚６
ｍｍの鋼管内面をグリットブラスト処理して除錆し、エ
ポキシプライマー（ビスフェノールＡのジグリシジルエ
ーテル１００重量部、３，９−ビス（３−アミノプロピ
ル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，
５）ウンデカンのブチルグリシジルエーテル付加物５０
重量部と酸化チタン２０重量部の混合物）をスプレー塗
装し、高周波誘導加熱によって鋼管を１４０℃に加熱
し、エポキシプライマー層を形成した。このエポキシプ
ライマー層の厚みは３０μｍであった。

【００２７】その後、エチレン−メタクリル酸共重合体
（膜厚０．５ｍｍ）を円筒状に押出成形したものを挿入
し、膨張法によってエチレン−メタクリル酸共重合体層
を被覆して本発明の塗覆装鋼管（表１の実施例１）を製
造した。

【００２８】比較のために、同じ方法でエポキシプライ
マーを塗布し、二層丸ダイによって無水マレイン酸変性
ポリエチレン接着剤（膜厚２００μｍ）とポリエチレン
（膜厚０．５ｍｍ）を積層状態で円筒状に押出成形した
ものを挿入し、膨張法によって被覆した従来の塗覆装鋼
管（表１の比較例２）を製造した。

【００２９】さらに、塗覆装鋼管（表１の実施例１）と
同じ方法・被覆構成で、エポキシプライマーの塗布を省
略した塗覆装被覆鋼管（表１の比較例３）を製造した。
これらの塗覆装鋼管を１年間通水試験し、試験前と後の
エチレン−メタクリル酸共重合体被覆の接着力をピール
試験（剥離幅１０ｍｍ、剥離角度９０°、剥離速度１０
ｍｍ／min）で測定した。その結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、鋼管にエポキシ
プライマー層（厚みは３０μｍ）を介してエチレン−メ
タクリル酸共重合体層を被覆した２層積層構造の本発明
の塗覆装鋼管（実施例１に示す）は、エポキシプライマ
ー層、変性ポリエチレン接着剤層とポリエチレン層の３
層積層構造からなる従来の塗覆装鋼管（比較例２に示
す）と同等以上に、通水試験後の被覆のピール強度低下
がなく優れる。

【００３２】しかし、エポシキプライマーの塗布を省略
した塗覆装被覆鋼管（比較例３に示す）は、通水試験後
にエチレン−メタクリル酸共重合体被覆のピール強度が
低下する。すなわち、本発明の構成要件であるエポキシ
プライマー層が欠けると接着性が悪くなる。

【００３３】［実施例２］外径５０ｍｍ×長さ５０００
ｍｍ×板厚６ｍｍの鋼管外面をグリットブラスト処理し
て除錆し、水溶液中の全クロムに対する３価クロムの重
量比が０．４、シリカの重量比が２．０、リン酸の重量
比が１．０のクロメート処理剤をブラシでしごき塗布し
乾燥した。このクロメート被膜の全クロム付着量は １
５０ｍｇ／ｍ²であった。

【００３４】前記のクロメート処理した鋼管の外面に、
エポキシプライマー（ビスフェノールＡのジグリシジル
エーテル１００重量部、３，９−ビス（３−アミノプロ
ピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，
５）ウンデカンのブチルグリシジルエーテル付加物５０
重量部と酸化チタン２０重量部の混合物）をスプレー塗
装し、高周波誘導加熱によって鋼管を１４０℃に加熱
し、エポキシプライマー層を形成した。このエポキシプ
ライマー層の厚みは３０μｍであった。

【００３５】その後直ちに、エチレン−メタクリル酸共
重合体（膜厚０．５ｍｍ）を丸ダイから押出して、エチ
レン−メタクリル酸共重合体層を被覆して本発明の塗覆
装鋼管（表２の実施例１）を製造した。

【００３６】また同じ方法で、クロメート被膜の全つク
ロム付着量を７００ｍｇ／ｍ²に変えた本発明の塗覆装
鋼管（表２の実施例２）を製造した。比較のために、同
じ方法でクロメート処理剤とエポキシプライマーを塗布
し、二層丸ダイによって無水マレイン酸変性ポリエチレ
ン接着剤（膜厚２００μｍ）とポリエチレン（膜厚０．
５ｍｍ）を積層状態で押出して被覆した従来の塗覆装鋼
管（表２の比較例３）を製造した。

【００３７】さらに、塗覆装鋼管（表２の実施例１）と
同じ方法・被覆構成で、クロメート処理剤の塗布を省略
した塗覆装被覆鋼管（表２の比較例４）および、エポキ
シプライマーの塗布を省略した塗覆装被覆鋼管（表２の
比較例５）を各々製造した。これらの塗覆装鋼管を１年
間海岸で土中埋設試験し、試験前と後のエチレン−メタ
クリル酸共重合体被覆の接着力をピール試験（剥離幅１
０ｍｍ、剥離角度９０°、剥離速度１０ｍｍ／min）で
測定した。その結果を表２に示す。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２から明らかなように、鋼管にクロメー
ト処理（全クロム付着量が１５０〜７００ｍｇ／ｍ²）
を施し、エポキシプライマー層（厚みは３０μｍ）を介
してエチレン−メタクリル酸共重合体層を被覆した２層
積層構造の本発明の塗覆装鋼管（実施例１，２に示す）
はいずれも、エポキシプライマー層、変性ポリエチレン
接着剤層とポリエチレン層の３層積層構造からなる従来
の塗覆装鋼管（比較例３に示す）と同等以上に、土中埋
設試験後の被覆のピール強度低下がなく優れる。

【００４０】しかし、クロメート処理剤の塗布を省略し
た塗覆装被覆鋼管（比較例４に示す）および、エポキシ
プライマーの塗布を省略した塗覆装被覆鋼管（比較例５
に示す）はいずれも、土中埋設試験後にエチレン−メタ
クリル酸共重合体被覆のピール強度が低下する。すなわ
ち、本発明の構成要件であるクロメート処理やエポキシ
プライマー層のいずれか１つでも欠けると接着性が悪く
なる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の塗覆装鋼管
は、下地処理を施した鋼管１の表面に、エポキシプライ
マー層２を介してエチレン−メタクリル酸共重合体層３
を被覆したので、湿潤環境でも被覆の接着力の低下がな
く、水道配管や埋設配管に使用すると長期にわたり優れ
た防食性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例として塗覆装鋼管の一部断面を示
す図である。

【符号の説明】

１ 下地処理した鋼管 ２ エポキシプライマー層 ３ エチレン−メタクリル酸共重合体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 CA33 CA38 DA14 DB02 EB22 EB33 4F100 AB03A AK04 AK53B AK53D AK70 AK70C AK71E BA03 BA05 BA06 BA07 BA10C BA10E DD31 EJ65B EJ65D GB90 JB02 JB07 JL11 JM01B JM01D

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下地処理を施した鋼管の内面あるいは外面
   に、エポキシプライマー層を介してエチレン−メタクリ
   ル酸共重合体層を被覆したことを特徴とする塗覆装鋼
   管。