JP2000179752A - 塗覆装鋼管 - Google Patents

塗覆装鋼管

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JP2000179752A
JP2000179752A JP35368198A JP35368198A JP2000179752A JP 2000179752 A JP2000179752 A JP 2000179752A JP 35368198 A JP35368198 A JP 35368198A JP 35368198 A JP35368198 A JP 35368198A JP 2000179752 A JP2000179752 A JP 2000179752A
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Shinichi Funatsu
真一 船津
Yasuhiro Sueuchi
康博 末内
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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を介してアイオノマー
樹脂層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、水道配管、
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化学的に安定なポリ
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性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を介してアイオノマー樹脂層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。
【0010】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−モリブテン合金や
ニッケル−クロム−モリブテン−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。
【0011】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。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】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。
【0015】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。
【0016】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。
【0017】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。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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、アイオノマー樹脂被覆の
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。
【0021】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、浸漬試験でアイオノマー樹脂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。
【0022】本発明の鋼管被覆層の最外層には、アイオ
ノマー樹脂を被覆する。アイオノマー樹脂としては、エ
チレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで
架橋して得られる樹脂で一般市販の、例えば三井・デュ
ポンポリケミカル社のハイミランなどを利用する。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、アイオノマー樹脂に難燃剤を添加した一般市販の難
燃性アイオノマー樹脂を被覆する。
【0023】また、配管の識別や配管路の景観対策のた
めに、アイオノマー樹脂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。アイ
オノマー樹脂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。
【0024】前記アイオノマー樹脂層の厚みは0.5〜
8mmの範囲が良い。その膜厚が0.5mm未満では、
浸漬試験でアイオノマー樹脂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。
【0025】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、アイオノマー樹脂層3が各
々施されている。
【0026】
【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
に渡り優れた防食性を維持できる。
【0027】
【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。
【0028】その後、アイオノマー樹脂(膜厚0.5m
m)を円筒状に押出成形したものを挿入し、膨張法によ
ってアイオノマー樹脂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。
【0029】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。
【0030】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
アイオノマー樹脂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1に示す。
【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)を介してアイオノマー
樹脂層を被覆した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3に示す)は、通水試験後
にアイオノマー樹脂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】
【表1】
【0034】[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15
0mg/m2であった。
【0035】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。
【0036】その後直ちに、アイオノマー樹脂(膜厚
0.5mm)を丸ダイから押出して、アイオノマー樹脂
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。
【0037】また同じ方法で、クロメート被膜の全クロ
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。
【0038】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、試験前と後のアイオノマー樹
脂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10mm/min)で測定した。そ
の結果を表2に示す。
【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
してアイオノマー樹脂層を被覆した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】
【表2】
【0041】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、土中埋設試験後にアイオノマー樹
脂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。
【0042】
【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を介してアイオノマー樹脂層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渡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 アイオノマー樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B32B 27/28 101 B32B 27/28 101 E03C 1/02 E03C 1/02 Fターム(参考) 2D060 AC01 3H111 AA01 BA03 BA15 CB04 CB08 CB14 DA08 DA26 DB03 DB11 DB23 4D075 CA33 DA15 DA19 DB02 4F100 AB03A AK53B AK70C BA03 BA07 BA10A BA10C DA11 DD31 EH17 EJ65B GB90 JB02 JK06 JM02B

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アイオノマー樹脂
    層を被覆したことを特徴とする塗覆装鋼管。
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