JP2017100085A - 給湯管のライニング処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】給湯管のライニング処理方法を改善して、銅製の給湯管とライニングとの接着力をより高める。
【解決手段】銅製の給湯管の内面をライニング処理する給湯管のライニング処理方法であって、酸性またはアルカリ性の処理液で前記給湯管の内面を洗浄する洗浄ステップを行い、前記洗浄ステップの後に、前記給湯管の内面にライニング液を塗布する塗布ステップを行う。
【選択図】なし

Description

本発明は、銅製の給湯管の内面をライニング処理する給湯管のライニング処理方法に関する。

住宅等の給湯装置から浴室、洗面台や台所へお湯を供給する給湯管として、古くから銅製の管が用いられてきた。銅製の管は腐食等の経年劣化により穴が空いてしまう場合があるため、ライニング処理による劣化防止が行われている。ライニング処理とは、エポキシ樹脂などを給湯管の内面に塗布したり、樹脂シートを接着したりして、内部を流通する湯水と銅製の管とを接触しないようにする処理である。

例えば特許文献１に記載された設置管の内面ライニング方法では、設置管本管の内面にライニング剤が塗布されて、ライニング処理が施される。ライニング剤の塗布の前には、ブラスト工法によって管の内部がクリーニングされ、管内部から錆やスケールが取り除かれる。なおライニング剤としては、エポキシ樹脂が用いられている。

特開平２−２９８３８８号公報

住宅等に用いられる給湯管は、２０Ａ（内径２０ｍｍ）、１５Ａ（内径１３ｍｍ）などの細めの銅管の場合が多い。給湯管の厚さは比較的小さく、１ｍｍ程度である。従って、ブラスト処理等の物理的な研磨を過度に行うと、給湯管に穴があくなど、損傷を与える場合がある。特にブラスト処理では、給湯管が曲がっているエルボ部に損傷を与える危険性が高い。そのため、使用できるブラスト材の種類や量は限定されており、また、ブラスト処理は注意深く行う必要があった。

一方、ブラスト処理が不適切でライニングと給湯管との接着力が不足する場合には、ライニングの剥離や割れが生じる場合があった。給湯管は、内部を流通する湯水の温度が大きく変化する。例えば、給湯の開始時には水温が１０℃〜２０℃程度であるし、設定温度に達すると水温は４０℃〜６０℃になる。熱湯を供給する場合には、水温は９０℃近くまで達する場合もある。内部の湯水の温度が大きく変化すると、銅とエポキシ樹脂との熱膨張率の違いにより、ライニングの接着面に応力が発生する。湯水の温度変化は一日に何度も繰り返され、この熱サイクルによって、比較的短期間にライニングの剥離や割れが生じる場合があった。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、給湯管のライニング処理方法を改善して、銅製の給湯管とライニングとの接着力をより高めることにある。

上記目的を達成するための給湯管のライニング処理方法の特徴構成は、銅製の給湯管の内面をライニング処理する給湯管のライニング処理方法であって、酸性またはアルカリ性の処理液で前記給湯管の内面を洗浄する洗浄ステップを行い、前記洗浄ステップの後に、前記給湯管の内面にライニング液を塗布する塗布ステップを行う点にある。

発明者らは鋭意検討の末、給湯管とライニングとの接着力低下の原因が、給湯管の内面が酸化されて生じる酸化銅の皮膜にあることを見いだした。上記の特徴構成によれば、酸性またはアルカリ性の処理液で給湯管の内面を洗浄する洗浄ステップを行うことで、給湯管の内面の酸化銅皮膜を遊離させて除去することができる。そしてその後に、給湯管の内面にライニング液を塗布する塗布ステップを行うので、給湯管とライニングとの接着力をより高めることができる。

酸化銅は酸にもアルカリにも溶解するが、銅はイオン化傾向が小さいため、酸化力の強い一部の酸を除き溶解せず、アルカリにも溶解しない。従って洗浄ステップでは、給湯管に損傷を与えることを避けつつ酸化銅を溶解することができる。

本発明に係る給湯管のライニング処理方法の別の特徴構成は、前記処理液のｐＨが５以下、または９以上である点にある。

処理液の酸性・アルカリ性の強さ、すなわちｐＨは、銅製の給湯管の内面の酸化銅皮膜を溶解・除去できる程度であればよいが、上記の特徴構成によれば、酸化銅皮膜を効率的に除去でき、ライニング処理の作業効率を高めることができる。

本発明に係る給湯管のライニング処理方法の別の特徴構成は、前記処理液がクエン酸水溶液である点にある。

クエン酸は食品添加物でもあるから人体に無害であり、入手も容易なため、ライニング処理の安全性・作業性が向上する。例えば住宅等の給湯装置の給湯管にライニング処理を行う際に好適である。すなわち上記の特徴構成によれば、処理液がクエン酸水溶液であるから、ライニング処理方法の安全性・作業性を向上することができる。

本発明に係る給湯管のライニング処理方法の別の特徴構成は、前記クエン酸水溶液のｐＨが２以上３以下である点にある。

上記の特徴構成によれば、クエン酸にて給湯管の内面の酸化銅皮膜を効率的に除去することができ、ライニング処理方法として好適であることが、後述する実施例により確認されている。

本発明に係る給湯管のライニング処理方法の別の特徴構成は、前記ライニング液の主成分がエポキシ樹脂である点にある。

上記の特徴構成によれば、洗浄ステップにより酸化銅皮膜が遊離・除去された後に主成分をエポキシ樹脂とするライニング液が塗布されるから、給湯管の内面とライニングとの接着力をさらに高めることができ好適である。

本発明に係る給湯管のライニング処理方法の別の特徴構成は、前記洗浄ステップの後であって前記塗布ステップの前に、前記給湯管の内面にブラスト材を吹き付けて研磨する研磨ステップを行う点にある。

上記の特徴構成によれば、洗浄ステップにより酸化銅皮膜が取り除かれた後に研磨ステップが行われて、給湯管の内面に凹凸が生じるから、ライニングとの接着力をより高めることができる。

本発明に係る給湯管のライニング処理方法の別の特徴構成は、前記洗浄ステップの後であって前記塗布ステップの前に、前記処理液を中和する中和液で前記給湯管の内面を洗浄する中和ステップを行う点にある。

上記の特徴構成によれば、中和液で給湯管の内面を洗浄する中和ステップを行うので、
給湯管の内面とライニングとの接着力をさらに向上させることができる。なお、処理液が酸性の場合は、中和液としてアルカリ性の液体を用い、処理液がアルカリ性の場合は、中和液として酸性の液体を用いる。

本発明に係る給湯管のライニング処理方法の別の特徴構成は、前記給湯管が、住宅の給湯装置から浴室まで設置された給湯管、住宅の給湯装置から洗面台まで設置された給湯管、住宅の給湯装置から台所まで配置された給湯管のうちいずれか一つ以上の給湯管である点にある。

上述した給湯管のライニング処理方法は、住宅の給湯設備に特に好適に使用することができ、ライニング処理は、住宅の給湯装置から浴室まで設置された給湯管、住宅の給湯装置から洗面台まで設置された給湯管、あるいは住宅の給湯装置から台所まで配置された給湯管のうちいずれか一つ以上の給湯管に施される。

以下、給湯管のライニング処理方法の実施形態について説明する。本実施形態では、ライニング処理は住宅の給湯設備に対して施される。特に、住宅の給湯装置から浴室まで設置された給湯管、住宅の給湯装置から洗面台まで設置された給湯管、あるいは住宅の給湯装置から台所まで配置された給湯管に対して施される。

給湯設備が備えられた住宅では、屋外に給湯装置が設置される。そして給湯管が、給湯装置から屋内の浴室や洗面台、台所等まで配置される。給湯管は、浴室や洗面台、台所等の水栓と接続され、給湯装置で加熱された湯水が給湯管を通って水栓へ供給される。

本実施形態でライニング処理が行われるのは、銅製の給湯管である。住宅の給湯設備では、２０Ａ（内径２０ｍｍ）、１５Ａ（内径１３ｍｍ）などの細めの銅管が用いられている。給湯管は、住宅の床下や壁の中に設置されている。

ライニング処理は、給湯管の内面にライニング液を塗布することで行われる。ライニング液としては、耐熱性を向上させたエポキシ樹脂を主成分とするものが好適に用いられる。ライニング液には、反応性希釈液や可塑剤、溶剤等が添加され、粘度が調整されている。これらの他にライニング液には、エポキシ樹脂の硬化剤、充填剤などが添加されている。

本実施形態に係る給湯管のライニング処理方法は、洗浄ステップと、水洗ステップと、研磨ステップと、塗布ステップとを有している。

（洗浄ステップ）
給湯管のライニング処理方法としては、まず、酸性またはアルカリ性の処理液で給湯管の内面を洗浄する洗浄ステップを行う。具体的には次の手順で行われる。まず給湯管と給湯装置の接続、および給湯管と水栓との接続を解除する。そして給湯管の給湯装置側の端部と水栓側の端部とを、ポンプを介してホース等で接続して、内部を液体が循環できるようにする。そして処理液を給湯管の内部に注入し、ポンプで給湯管の内部を循環させ、給湯管の内面を洗浄する。所定時間の循環の後、給湯管から処理液を排出する。

処理液としては、銅製である給湯管に損傷を与えず、かつ酸化銅皮膜を溶解できるものであれば使用可能である。すなわち、例えば濃硝酸や濃硫酸などの、酸化力が強く銅製の給湯管に損傷を与える可能性のある酸は、使用するべきでない。酸性の処理液としては、例えば、塩酸や希硫酸、酢酸や炭酸などが使用可能である。アルカリ性の処理液としては、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、セスキ炭酸ナトリウム水溶液などが使用可能である。本実施形態では、処理液としてクエン酸を用いる。

酸性あるいはアルカリ性である処理液のｐＨは、作業効率と作業性・安全性を考慮して適宜決定される。すなわち処理液が強い酸性またはアルカリ性であれば、銅製の給湯管の内面の酸化銅を迅速に溶解・除去することができる。しかしその一方で、強い酸性またはアルカリ性の処理液は、給湯管への注入、洗浄後の排出、使用後の排液の処理に注意と手間を要する。処理液のｐＨが１．５以上５以下（酸性）または９以上１３．５以下（アルカリ性）であれば、洗浄ステップが好適に実行可能である。本実施形態では、処理液としてｐＨ＝２以上３以下に調整したクエン酸を用いる。

（水洗ステップ）
洗浄ステップの次に、水で給湯管の内面を洗浄する水洗ステップを行う。具体的には、給湯管の給湯装置側の端部から水を注入し、給湯管の水栓側の端部から流出した水を廃棄する。この水洗ステップにより、給湯管の内部をｐＨ＝７前後すなわち中性にする。給湯管の水栓側の端部から流出する水のｐＨを測定し、給湯管の内部が中性となったことを確認する。そして、給湯管の給湯装置側の端部から圧縮空気を吹き込み、給湯管の内部に残留する水を除去する。

（研磨ステップ）
水洗ステップの次に、給湯管の内面にブラスト材を吹き付けて研磨する研磨ステップを行う。具体的には、まず給湯装置側の端部から圧縮空気によってブラスト材を給湯管に吹き込み、水栓側の端部から吹き出るブラスト材を回収する。次に、水栓側の端部から圧縮空気によってブラスト材を給湯管に吹き込み、給湯装置側の端部から吹き出るブラスト材を回収する。このように、給湯装置側端部から水栓側端部への方向と、水栓側端部から給湯装置側端部への方向との、両方の方向（往復方向）にてブラスト材の吹き込みを行う。その後、給湯装置側の端部から給湯管へ水を注入し、水栓側の端部から流出した水を廃棄して、給湯管の内部に残留したブラスト材を除去する。そして、給湯管の給湯装置側の端部から圧縮空気を吹き込み、給湯管の内部に残留する水を除去する。

ブラスト材としては、粒径は比較的小さ目で、形状は鋭角なものが好ましく、アルミナ等のセラミック粉末や、珪砂、銅スラグなどが使用可能である。本実施形態では、銅スラグを用いる。

（塗布ステップ）
研磨ステップの次に、給湯管の内面にライニング液を塗布する塗布ステップを行う。具体的には、上述したライニング液を給湯管へ注入し、給湯管の内面に塗布する。塗布は、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の方法により行われる。

（耐久性の確認実験）
実験用銅管（２０Ａ（内径２０ｍｍ）相当）に、上述の実施形態に沿ってライニング処理方法を実施し、ライニングの耐久性を確認した。

まず、実験用銅管に洗浄ステップを実施した。処理液としてｐＨ＝２に調整したクエン酸水溶液を用いて、実験用銅管の内面を３０分間洗浄した。次に水洗ステップを実施した。水洗は１０分間行い、実験用銅管から流出する水のｐＨが約７であることを確認した後、圧縮空気によって実験用銅管の内部の水を除去した。

次に研磨ステップを実施した。ブラスト材として６ｋｇの銅スラグを用いて、実験用銅管の一方の端部から３ｋｇの銅スラグによるブラスト処理と、他方の端部から３ｋｇの銅スラグによるブラスト処理を行った。その後、実験用銅管の内面を圧縮空気によって、残留するブラスト材を除去した。最後に、塗布ステップを実施した。ライニング液として高耐熱エポキシ樹脂を用いて、ピグライニング工法によりライニング液を実験用銅管の内面に塗布し、硬化させた。

実験用銅管に湯水を通流させ、湯水の温度を８．５℃から６３．５℃の間（温度差５５℃）で変化させる温度サイクルを、１万回以上行った。その後、実験用銅管の内面のライニングの状態を確認したところ、ライニングに割れや剥がれ等の不具合は発生していなかった。一方、上記洗浄ステップを省いた実験用銅管では、温度サイクル数千回でライニングの割れや剥がれが発生した。すなわち、本実施形態に係る給湯管のライニング処理方法によって、銅製の給湯管とライニングとの接着力を高めることができ、熱サイクルによるライニングの割れや剥離の発生を抑制できることが確認できた。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、洗浄ステップの後に水洗ステップを行い、給湯管の内部を中性にした。これを変更して、水洗ステップに換えて中和ステップを行ってもよい。中和ステップは、処理液を中和する中和液で給湯管の内面を洗浄するステップである。

中和液としては、上述した処理液と同様の酸性・アルカリ性の液体を用いることができる。処理液が酸性の場合は、中和液としてアルカリ性の液体を用い、処理液がアルカリ性の場合は、中和液として酸性の液体を用いる。例えば、中和液としてｐＨ＝１０〜１１に調整した炭酸ナトリウム水溶液を好適に用いることができる。

中和ステップは、具体的には洗浄ステップと同様に行う。すなわち、給湯管の給湯装置側の端部と水栓側の端部とを、ポンプを介してホース等で接続する。そして中和液を給湯管の内部に注入し、ポンプで給湯管の内部を循環させ、給湯管の内面を洗浄する。所定時間の循環の後、給湯管から中和液を排出する。

中和ステップの後、研磨ステップの前に、水洗ステップを行ってもよい。

なお上述の実施形態（他の実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

Claims (8)

1. 銅製の給湯管の内面をライニング処理する給湯管のライニング処理方法であって、
   酸性またはアルカリ性の処理液で前記給湯管の内面を洗浄する洗浄ステップを行い、
   前記洗浄ステップの後に、前記給湯管の内面にライニング液を塗布する塗布ステップを行う、給湯管のライニング処理方法。
2. 前記処理液のｐＨが５以下、または９以上である請求項１に記載の給湯管のライニング処理方法。
3. 前記処理液がクエン酸水溶液である請求項１または２に記載の給湯管のライニング処理方法。
4. 前記クエン酸水溶液のｐＨが２以上３以下である請求項３に記載の給湯管のライニング処理方法。
5. 前記ライニング液の主成分がエポキシ樹脂である請求項１〜４のいずれか１項に記載の給湯管のライニング処理方法。
6. 前記洗浄ステップの後であって前記塗布ステップの前に、前記給湯管の内面にブラスト材を吹き付けて研磨する研磨ステップを行う請求項１〜５のいずれか一項に記載の給湯管のライニング処理方法。
7. 前記洗浄ステップの後であって前記塗布ステップの前に、前記処理液を中和する中和液で前記給湯管の内面を洗浄する中和ステップを行う請求項１〜６のいずれか一項に記載の給湯管のライニング処理方法。
8. 前記給湯管が、住宅の給湯装置から浴室まで設置された給湯管、住宅の給湯装置から洗面台まで設置された給湯管、住宅の給湯装置から台所まで配置された給湯管のうちいずれか一つ以上の給湯管である請求項１〜７のいずれか一項に記載の給湯管のライニング処理方法。