JP2004043571A

JP2004043571A - 配管内面用ライニング剤

Info

Publication number: JP2004043571A
Application number: JP2002201008A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Yamaguchi; 山口　祐一郎; Tatsunori Masunaga; 益永　達則
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sanyu Rec Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Sanyu Rec Co Ltd
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】自然硬化時間が長く、温水硬化時間が短い配管内面用ライニング剤の提供。
【解決手段】水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂及び硬化剤（例えばイソホロンジアミン変性物、メタキシリレンジアミン変性物、ビス（パラアミノシクロヘキシル）メタン変性物）を含有することを特徴とする配管内面用ライニング剤。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水管、ガス管等の配管の内面用ライニング剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給水、給湯、ガス供給に用いる配管やタンク等の管路には、多くの場合、鋼管が使用されている。長期間使用された配管の内面は、供給流体（水、温水、ガス）等の作用により、錆や腐食が発生することがある。この錆や腐食を防止するために、配管内の錆や腐食部を研磨し、配管内にライニング剤によるライニングが施される。
【０００３】
このようなライニング剤として、通常、エポキシ樹脂が用いられている。エポキシ樹脂に反応性希釈剤、可塑剤、溶剤等を添加して粘度等の調整し、作業性を向上させている。また、エポキシ樹脂の硬化剤としては、ポリアミドアミン樹脂、変性ポリアミン樹脂、ポリアミン樹脂等が用いられている。さらに、増量や増粘のための充填剤として、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム（カオリン、クレー等）、ケイ酸マグネシウム（タルク、マイカ等）、石英粉末等が使用されている。
【０００４】
ライニング剤は、既設配管の内面ライニングに使用されるが、その際、現場にて調製される。調製されたライニング剤はピグライニング法等のライニング方法により配管内面に付与され、ライニング作業後に管内に６０℃程度の温水が供給され樹脂の硬化が完了する。ところが、ライニング剤がライニング作業中に必要以上に自然硬化すると、ピグ等によるライニング作業が困難になる。従来のライニング剤は、ある程度の自然硬化時間を有しており、通常の作業の範囲内では前述の問題は生じないが、高温となる夏場や、突発的な事故によりライニング作業の遅れが生じた場合には、塗布作業完了前にライニング剤が自然硬化してしまい、配管内で凹凸を形成したり、ピグが配管に詰まったりする可能性があった。
【０００５】
このため、ライニング剤の自然硬化時間は長い方が良い。ところが、自然硬化時間を長くすることによって、温水硬化時間も長くなると、硬化を完了させることができず、工期を延長する必要が生じ、施行完了まで住民を自宅に拘束することとなる。また、その間の代替処置として塩化ビニルパイプなどの仮配管を行う必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、自然硬化時間が長く、温水硬化時間が短い配管内面用ライニング剤の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂を含有するライニング剤が、自然硬化時間が長く、温水硬化時間は従来品程度で、伸びや最大引っ張り強度において従来品より優れた配管内面用ライニング剤を見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下の配管内面用リクレームを提供するものである。
【０００９】
項１．水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂及び硬化剤を含有することを特徴とする配管内面用ライニング剤。
【００１０】
項２．硬化剤が、イソホロンジアミン変性物、メタキシリレンジアミン変性物及びビス（パラアミノシクロヘキシル）メタン変性物からなる群から選択される少なくとも１種の変性物を含有することを特徴とする、項１に記載の配管内面用ライニング剤。
【００１１】
項３．配管内面用ライニング剤に対する水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂の配合量が１５〜７５重量％、硬化剤の配合量が７〜４０重量％であることを特徴とする項１又は２に記載の配管内面用ライニング剤。
【００１２】
項４．硬化剤の２３℃における粘度が１０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする項１〜３のいずれかに記載の配管内面用ライニング剤。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の配管内面用ライニング剤（以下、単にライニング剤と称することがある）は、給水、給湯、ガス供給に用いる配管やタンク等の管路等の内面に皮膜を形成する物であり、水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂及び硬化剤を含有することを特徴とする。
【００１４】
（１）水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂
本発明のライニング剤に使用されるエポキシ樹脂は、水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂である（水添ビスフェノール型エポキシ樹脂と称されることもある）。
水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂にはＡ型、Ｆ型等が存在し、いずれも使用可能である。水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂の分子量（数平均分子量）は特に制限されないが、好ましくは４００〜８００、より好ましくは４００〜５００である。好ましいエポキシ当量は１７０〜２７０ｇ／ｅｑ、より好ましいエポキシ当量は１９０〜２４０ｇ／ｅｑである。
【００１５】
水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂の配合量は、ライニング剤全量に対して１５〜７５重量％、好ましくは５５〜７５重量％である。
【００１６】
また、水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂には、反応性希釈剤を添加することができる。例えば、アルキル（炭素数１２又は１３）グリシジルエーテル、アルキルフェノールのモノグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、アルカン酸グリシジルエステル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル及びこれらの混合物を反応性希釈剤として使用できる。好ましくは、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールグリシジルエーテルである。
【００１７】
反応性希釈剤の配合量は、ライニング剤全量に対して、３０重量％以下、好ましくは５〜２０重量％である。
【００１８】
（２）硬化剤
本発明のライニング剤において硬化剤は、水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂が硬化するものであればいずれも使用できる。好ましくは２３℃の粘度が１０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ〜４０００ｍＰａ・ｓのポリアミン系硬化剤が例示される。ポリアミン系硬化剤としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、イソホロンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、Ｎアミノエチルピペラジン、メタキシリレンジアミン、ジシアンジアミド、ビス（パラアミノシクロヘキシル）メタン、及びこれらの混合物が例示される。ポリアミン系硬化剤は変性されていることが好ましい。
【００１９】
好ましくは、イソホロンジアミン変性物、メタキシリレンジアミン変性物、ビス（パラアミノシクロヘキシル）メタン変性物等のうちの１種又は２種以上が使用される。
【００２０】
硬化剤は、エポキシ基１当量に対し、硬化剤中の活性水素が０．８〜１．２となる範囲で配合されることが好ましい。硬化剤の配合量は、通常、ライニング剤全量に対して７〜４０重量％、好ましくは２０〜４０重量％である。
【００２１】
また、硬化剤には、硬化剤全量に対して２０重量％以下の範囲で可塑剤を添加しても良い。
【００２２】
（３）添加物
本発明のライニング剤には、水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂及び硬化剤に加えて、必要に応じて添加剤を配合することができる。添加剤としては、前記の希釈剤、可塑剤の他に、充填剤、着色顔料、可とう性付与剤、難燃剤、補強繊維、導電性付与剤、カップリング剤、粘着性付与剤、チクソトロピック剤、消泡剤、レベリング剤、離型剤、硬化促進剤等が使用される。
【００２３】
充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、シリカ、タルク、クレー、マイカ、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、ガラスフレーク、マイクロバルーン、ベントナイト、ケイソウ土、カオリン等が例示され、平均粒径１０μｍ以下の炭酸カルシウム、シリカ、タルク、マイカ、クレーが好ましく用いられる。
【００２４】
着色顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン、ベンガラ、フタロシアニンブルー等が例示され、平均粒径１μｍ未満のものが好ましい。
【００２５】
可とう性付与剤としては、酸末端ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー、アクリルゴム微粒子等が例示される。
【００２６】
難燃剤としては、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、赤リン、デカブロモジフェニルエーテル等が例示される。
【００２７】
補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が例示される。
【００２８】
導電性付与剤としては、カーボンブラック、銀粉、金粉、銅粉等が例示される。
【００２９】
カップリング剤としては、シラン系化合物、チタネート系化合物等が例示される。
【００３０】
粘着性付与剤としては、石油樹脂、ロジン等が例示される。
【００３１】
チクロソトロピック剤としては、微粉末シリカ、アスベスチン等が例示される。
【００３２】
消泡剤としては、シリコンオイル、アルキル樹脂が例示される。
【００３３】
レベリング剤としては、アクリル樹脂、尿素樹脂等が例示される。
【００３４】
離型剤としては、エステル系ワックス、ポリエチレン系ワックス等が例示される。
【００３５】
硬化促進剤としては、アルコール類、フェノール類、有機酸類等が例示される。
【００３６】
（４）ライニング剤
上記成分は、配管のライニングを行う際に混合される。混合の手順は特に限定されないが、エポキシ樹脂、希釈剤、添加剤を混合した後、硬化剤を添加混合することが好ましい。例えば、エポキシ樹脂、希釈剤、添加剤を混合して主剤組成物とし、硬化剤、添加剤を混合して硬化助剤とし、使用前に主剤組成物と硬化助剤とを混合してライニング剤とする。混合方法は、特に制限されないが、常法により行うことができる。
【００３７】
本発明のライニング剤は、従来の方法により配管内面に塗布される。例えば、気流ライニング工法、ピグライニング工法、吸引ライニング工法、圧送ライニング工法等により塗布されるがこれらに限定されない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、配管内面用ライニング剤として汎用されているビスフェノールＡ型ライニング剤と比較して、自然硬化時間が長く、温水硬化時間が同程度で、伸びや最大引っ張り強度において優れた配管内面用ライニング剤が提供される。自然硬化時間の延長により、現場における作業性の悪化（ライニング剤の硬化）を遅らせることが可能となる。伸びの向上は、ライニング剤の塗布作業においてライニング剤皮膜の途切れを減少させ、作業性が向上する。引っ張り強度の向上により、硬化したライニング剤皮膜が従来皮膜より丈夫となり、より信頼性のある皮膜が得られる。
【００３９】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されない。なお、実施例において、「部」とは「重量部」を意味し、粘度は２３℃で測定された粘度である。
【００４０】
実施例１
水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＨＢＥ−１００、新日本理化社製、粘度３０００ｍＰａ・ｓ、エポキシ当量１９０〜２４０）１００部、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル１０部、クレー１０部、酸化チタン２部及び添加剤５部を混合し、３本ロールで混練して、主剤組成物を調製した。
【００４１】
メタキシリレンジアミン変性物（粘度３０００ｍＰａ・ｓ）１００部、クレー１０部、カーボンブラック０．１部及び添加剤５部を混合し、３本ロールで混練して硬化助剤を調製した。
【００４２】
このようにして得られた主剤組成物に対し、硬化助剤を１／２（重量比）混合し、ライニング剤を得た。
【００４３】
実施例２
メタキシリレンジアミン変性物１００部に代えて、イソホロンジアミン変性物（粘度３０００ｍＰａ・ｓ）５０部及びメタキシリレンジアミン変性物５０部を使用した以外は実施例１と同様にしてライニング剤を得た。
【００４４】
実施例３
メタキシリレンジアミン変性物１００部に代えて、イソホロンジアミン変性物１００部を使用した以外は実施例１と同様にしてライニング剤を得た。
【００４５】
実施例４
メタキシリレンジアミン変性物１００部に代えて、ビス（パラアミノシクロヘキシル）メタン変性物（粘度３０００ｍＰａ・ｓ）１００部を使用した以外は実施例１と同様にしてライニング剤を得た。
【００４６】
試験例１
実施例１〜４で得られたライニング剤について、以下の試験を行った。
【００４７】
（１）　塗膜の表面状態及び鉛筆硬化試験
ライニング剤を１００ｍｍ×５０ｍｍのガラス板上に約２ｍｍの厚さに塗布し、次いで６０℃温水中に１時間浸漬した。その後、水道水で２０℃になるまで冷却、洗浄し、表面の水滴をウエスで拭き取り、塗膜の状態を観察した。評価は、表面に異常のないものを◎、白化やしわがごく一部に観察されるものを○、白化やしわが全体的に見られるものを△、未硬化のものを×とした。
また、鉛筆硬度試験はＪＩＳ　Ｋ５４００．　６．　１４鉛筆引っかき試験に準じて行った。
【００４８】
（２）有機物溶出試験
２００×７０×２ｍｍのガラス板上に、１２０×７０ｍｍの面積となるようライニング剤を塗布した（厚さ５００μｍ）。このテストピースを１０枚作成し、３０×５０×５０ｃｍの水槽中に治具を用いて立てかけた。この水槽に６０℃の温水をテストピースが浸漬する程度に流し込み、ヒーター付きスターラで６０℃を維持しながら１時間撹拌した。その後、水槽からテストピースを取り出し、流水で約１０分間洗浄し、室温に戻し、ＪＷＷＡ　Ｋ１３５−２０００　６．　４．　１３　溶出試験方法に準じて、過マンガン酸カリウム消費量及びアミン類の測定を行った。
【００４９】
（３）ライニング性能試験
２０Ａの配管を図１に示す形状に配置し、配管内にライニング剤を０．９ｋｇ注入する。そして、一端よりピグ（φ１８シリコン単球）を管内に入れ、Ａ→Ｂ、Ｂ→Ｃ、Ｃ→Ａ、Ｂ→Ａ、Ｃ→Ｂ、Ａ→Ｃの順に０．１Ｍｐａの空気圧力でピグを動かし、配管内面にライニングを行った。
【００５０】
塗布作業終了後、６０℃の温水を１時間通水し、ライニング剤の硬化を行った。継ぎ手部を切断し、継ぎ手部のピンホールの有無の確認を行った。また、直管部分の皮膜の厚さは２〜３ｍｍであった。
【００５１】
【表１】

【００５２】
実施例１〜４のライニング剤は、配管内面ライニング剤として十分な、塗膜硬度、作業性、安全性（有機成分の耐浸出性）を備えていることが確認される。
【００５３】
比較例１
水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂１００部及びメタキシリレンジアミン変性物１００部に代えて、それぞれ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００部（商品名エピコート８２８、ジャパンエポキシレジン社製、粘度１３０００ｍＰａ・ｓ、エポキシ当量１８０〜２００）及びイソホロンジアミン変性物１００部を使用した以外は実施例１と同様にしてライニング剤を得た。
【００５４】
試験例２
実施例２及び比較例１で得られたライニング剤の自然硬化時間、伸び、最大引張強度を測定した。
【００５５】
測定は以下の条件で行い、測定結果を表２に示す。
【００５６】
自然硬化時間は、各々のライニング剤を、ガラス板にガラス棒で１．０ｍｍの厚さとなるように塗布し、１０℃及び２０℃の温度条件で放置し、硬化するまでの時間を測定した。なお、ライニング剤の硬化の確認は指触テスト（ＪＩＳ　Ｋ５４００）に基づいて行った。
【００５７】
伸びは、ＪＩＳ　Ｋ６９１１に基づいて測定し、表２中には、比較例１のライニング剤の伸びを１００とした場合の実施例３のライニング剤の伸びを示す。
【００５８】
最大引張強度は、ＪＩＳ　Ｋ６９１１に基づいて測定した。
【００５９】
【表２】

【図面の簡単な説明】
【図１】試験例１のライニング性能試験において行ったピグライニング工法の対象となった配管の形状を示す。数値の単位はメートルである。○印は継ぎ手部分を示す。

Claims

水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂及び硬化剤を含有することを特徴とする配管内面用ライニング剤。
硬化剤が、イソホロンジアミン変性物、メタキシリレンジアミン変性物及びビス（パラアミノシクロヘキシル）メタン変性物からなる群から選択される少なくとも１種の変性物を含有することを特徴とする、請求項１に記載の配管内面用ライニング剤。
配管内面用ライニング剤に対する水素化ビスフェノール型エポキシ樹脂の配合量が１５〜７５重量％、硬化剤の配合量が７〜４０重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配管内面用ライニング剤。
硬化剤の２３℃における粘度が１０００ｍＰａ・ｓ〜１００００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配管内面用ライニング剤。