JP2018176053A - Method for producing polyolefin resin-coated steel pipe - Google Patents
Method for producing polyolefin resin-coated steel pipe Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018176053A JP2018176053A JP2017078195A JP2017078195A JP2018176053A JP 2018176053 A JP2018176053 A JP 2018176053A JP 2017078195 A JP2017078195 A JP 2017078195A JP 2017078195 A JP2017078195 A JP 2017078195A JP 2018176053 A JP2018176053 A JP 2018176053A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adhesive
- powder
- steel pipe
- polyolefin resin
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
石油・ガス等のエネルギー輸送用ラインパイプには、主に外面ポリオレフィン樹脂被覆鋼管が用いられる。このポリオレフィン樹脂被覆鋼管は世界の標準として使用されており、特に長期の防食性と施工時の耐疵性が要求される場合には３層被覆鋼管が用いられる。その構成は防食性の高いエポキシ樹脂プライマー層、接着剤層、ポリオレフィン樹脂層からなる３層構造が用いられる。本発明は、このポリオレフィン樹脂被覆鋼管の製造方法、その中でも特にエポキシ樹脂プライマー層と接着剤層間の接着力を向上させるための製造方法に関する。 An outer surface polyolefin resin-coated steel pipe is mainly used as a line pipe for energy transportation such as oil and gas. This polyolefin resin-coated steel pipe is used as a world standard, and a three-layer coated steel pipe is used particularly when long-term corrosion resistance and corrosion resistance at the time of construction are required. The three-layer structure which consists of an epoxy resin primer layer, an adhesive bond layer, and a polyolefin resin layer with high corrosion resistance is used for the structure. The present invention relates to a method for producing this polyolefin resin-coated steel pipe, and more particularly to a method for improving the adhesion between an epoxy resin primer layer and an adhesive layer.
３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管の外面被覆はＩＳＯ２１８０９−１で規定されており、−４０〜８０℃の領域ではポリエチレン樹脂、−２０〜１１０℃の領域ではポリプロピレン樹脂が使用されるが、通常の環境では、安価なポリエチレン樹脂が採用される。これらのポリオレフィン樹脂被覆は埋設、あるいは海底パイプラインといったメンテナンスが難しい環境で使用されることが多いため、その品質に対する要求も厳しいものとなっている。特に原油の重質化に伴い、原油の粘度を下げるために流体（原油）の高温化が進み、結果として高温での接着性が要求されている。 The outer surface coating of the three-layer polyolefin resin-coated steel pipe is specified in ISO 21809-1, and polyethylene resin is used in the -40 to 80 ° C region, and polypropylene resin is used in the -20 to 110 ° C region. Inexpensive polyethylene resin is adopted. These polyolefin resin coatings are often used in environments where embedding or submarine pipelines are difficult to maintain, so the quality requirements are also severe. In particular, as the crude oil becomes heavier, the temperature of the fluid (crude oil) increases in order to lower the viscosity of the crude oil, and as a result, high-temperature adhesion is required.
３層ポリオレフィン樹脂被覆の高温性能を向上させる試みとしては、従来、主に被覆する樹脂の改良が行われてきた。例えば、エポキシ樹脂プライマーにも高い耐熱性が要求されることから、特許文献１に示されるように、エポキシプライマーの架橋密度を高める為に多官能のＯ−クレゾールノボラックを配合して、プライマーの耐熱性を高める方法や、特許文献２に示されるように、接着剤の特性を制御する方法などが試みられてきた。しかしながら、３層ポリオレフィン樹脂被覆は、その使用温度範囲として低温領域をもカバーする必要があるために、材料特性の変更には限界があり、特に高温での接着性が十分とは言えなかった。一方で、製造方法からの試みとしては特許文献３に示されるように、プライマーの厚み、鋼管温度から、被覆条件を決定する方法が提案されている。しかしながら、本方法で提案される時間は硬化速度が異なる種々のプライマーには適用することは困難で、汎用的な方法では無かった。 In an attempt to improve the high temperature performance of the three-layer polyolefin resin coating, improvements in the coating resin have mainly been made in the past. For example, since high heat resistance is also required for epoxy resin primers, as shown in Patent Document 1, heat resistance of the primer is enhanced by blending multifunctional O-cresol novolac in order to increase the crosslinking density of the epoxy primer. Methods of enhancing the properties, methods of controlling the properties of the adhesive as shown in Patent Document 2, and the like have been tried. However, since the three-layer polyolefin resin coating needs to cover also the low temperature region as its use temperature range, there is a limit to the change of material properties, and in particular, the adhesiveness at high temperature can not be said to be sufficient. On the other hand, as an attempt from the manufacturing method, as shown in Patent Document 3, a method of determining the coating conditions from the thickness of the primer and the steel pipe temperature has been proposed. However, the time proposed in this method was difficult to apply to various primers with different curing rates, and was not a universal method.
３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管はエポキシ樹脂プライマー、接着剤、ポリオレフィン樹脂の３層被覆である。プライマーの防食性を高めるために粉体エポキシ樹脂を用いた場合、初期分子量が大きいために液状エポキシ樹脂プライマーと比較してプライマーと接着剤間の化学的結合が形成される確率が低い。特に、近年要求される高温領域においては、粉体エポキシ樹脂プライマーと接着剤との接着力（ピール強度）が低下し、界面剥離が発生し易いという課題があった。 The three-layer polyolefin resin-coated steel pipe is a three-layer coating of an epoxy resin primer, an adhesive and a polyolefin resin. When a powder epoxy resin is used to enhance the corrosion resistance of the primer, the initial molecular weight is large, so the probability of forming a chemical bond between the primer and the adhesive is low compared to a liquid epoxy resin primer. In particular, in the high temperature region required in recent years, the adhesive strength (peel strength) between the powder epoxy resin primer and the adhesive is lowered, and there is a problem that interfacial peeling tends to occur.
上記界面の接着力を向上させる方法として、化学的な結合を高める方法の他に表面粗さを上げる方法が有効である。表面粗さを上げることで、接着表面積の増加による化学結合率の向上と物理的な投錨効果が得られる。粗度によって接着剤の濡れが不十分となり空隙が生じるような場合を除いて、従来から接着面を荒らす方法は接着力向上に非常に有力な方法とされている。しかしながら、熱硬化性樹脂の粉体エポキシ樹脂プライマーと熱可塑性樹脂である接着剤の界面は通常滑らかであるため、表面粗さを上げる方法は従来提案されていない。これは次の理由による。図３に示す様に、粉体エポキシ樹脂プライマー層１３は３０〜１００μｍ程度の粗度を設けた鋼管１に塗装されるが、１５０〜４００μｍと厚膜であるため、溶融によって滑らかな表面が形成されたまま硬化する。そこに、従来の溶融した軟らかい変性ポリオレフィン接着剤層１４を貼り付ける方法では、界面の形状は滑らかなままとなるためである。 As a method of improving the adhesion of the interface, a method of increasing the surface roughness is effective in addition to the method of enhancing the chemical bonding. By increasing the surface roughness, it is possible to obtain an improvement in the chemical bonding rate by increasing the bonding surface area and a physical anchoring effect. Conventionally, the method of roughening the adhesive surface has been considered as a very effective method for improving the adhesion, except in the case where the adhesive is not sufficiently wet due to the roughness and a void is generated. However, since the interface between the thermosetting resin powder epoxy resin primer and the thermoplastic resin adhesive is usually smooth, no method has hitherto been proposed for increasing the surface roughness. This is due to the following reason. As shown in FIG. 3, although the powder epoxy resin primer layer 13 is applied to the steel pipe 1 provided with a roughness of about 30 to 100 μm, since it is a thick film of 150 to 400 μm, a smooth surface is formed by melting. Cure as it is. This is because the shape of the interface remains smooth in the method of pasting the melted soft, soft modified polyolefin adhesive layer 14 there.
本発明では、粉体エポキシ樹脂プライマーに粉体の接着剤を組み合わせる。その際の条件として１６０〜２４０℃に加熱された鋼管に塗布された粉体エポキシ樹脂プライマーが、硬化前であってなお溶融・液状状態である時に１００μ〜３００μｍの粒子を５０質量％以上含有する粉体接着剤をその上に塗装するものである。粉体の接着剤を用いても、粒子が小さい場合にはプライマーに接触すると直ぐに溶融するために投錨効果が発現するような凹みは形成されない。これに対して、粒子の大きい接着剤を使用すると、図２に示す様に、溶融状態にあるプライマー面に接着剤が付着した時に凹みが生じ、これがプライマー硬化後にも凹凸のあるプライマー層１０として維持されて接着剤層１１との界面に粗面を形成することが可能となる。その結果、密着力が強化される。これにより、従来、密着力低下が大きかった高温でも、高い接着力（ピール強度）を有する３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管を得ることが出来る。 In the present invention, a powder epoxy resin primer is combined with a powder adhesive. The powder epoxy resin primer applied to a steel pipe heated to 160 to 240 ° C. as a condition at that time contains 50% by mass or more of particles of 100 μ to 300 μm before curing and in a molten / liquid state. A powder adhesive is to be painted on it. Even with the use of a powdery adhesive, if the particles are small, they will melt immediately upon contact with the primer, and no dent will be formed to develop a throwing effect. On the other hand, when an adhesive having a large particle size is used, as shown in FIG. 2, when the adhesive adheres to the primer surface in a molten state, a dent is generated, and this is a primer layer 10 having irregularities even after primer curing. It is possible to maintain a rough surface at the interface with the adhesive layer 11. As a result, the adhesion is strengthened. As a result, it is possible to obtain a three-layer polyolefin resin-coated steel pipe having high adhesion (peel strength) even at a high temperature at which the decrease in adhesion has conventionally been large.
本発明は、プライマーと接着剤間に高い接着力を有する３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管の製造方法である。３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管は従来公知の被覆構成で製造する。例えば、鋼管外面の錆除去にブラスト処理、洗浄処理を行った後、鋼管を加熱し、粉体状のエポキシ樹脂を静電粉体塗装して１５０μｍ以上の厚膜プライマー層を形成する。その後、変性ポリオレフィン樹脂の粉体接着剤を塗布して１００〜４００μｍの接着剤層を形成する。その後、Ｔダイス、または丸ダイスを介して溶融したポリオレフィン樹脂のシートを押出し被覆しポリオレフィン樹脂被覆鋼管を製造する。この時用いる粉体接着剤としては１００μ〜３００μｍの大きさの粒子を５０質量％以上含有する必要がある。また、被覆条件として粉体エポキシ樹脂プライマーが溶融状態である時間内に接着剤を塗布する必要が在り、そのために被覆する温度での粉体エポキシ樹脂プライマーのゲルタイムを測定し、その時間よりも短い時間で接着剤を塗布する。これによって、粉体エポキシ樹脂プライマー表面の接着表面積増加や投錨効果のある凹凸が形成されるため、高温で接着試験（ピール試験）を行ってもプライマーと接着剤の界面剥離が生じにくく、高い接着力（ピール強度）を得ることができる。 The present invention is a method of producing a three-layer polyolefin resin-coated steel pipe having high adhesion between a primer and an adhesive. The three-layer polyolefin resin-coated steel pipe is manufactured in a conventionally known coating configuration. For example, after removing the rust on the outer surface of the steel pipe by blasting and washing, the steel pipe is heated, and powdery epoxy resin is electrostatic powder coated to form a thick film primer layer of 150 μm or more. Thereafter, a powder adhesive of a modified polyolefin resin is applied to form an adhesive layer of 100 to 400 μm. Thereafter, a sheet of molten polyolefin resin is extrusion coated through a T-die or a round die to produce a polyolefin resin-coated steel pipe. As powder adhesive used at this time, it is necessary to contain 50 mass% or more of particles of 100 μm to 300 μm in size. In addition, it is necessary to apply the adhesive within the time when the powder epoxy resin primer is in the molten state as the coating condition, for which the gel time of the powder epoxy resin primer at the temperature to be coated is measured. Apply the adhesive in time. As a result, the surface of the powder epoxy resin primer surface is increased in adhesion surface area and irregularities having an anchoring effect are formed, so even if an adhesion test (peel test) is performed at high temperature, interfacial peeling between the primer and the adhesive does not easily occur, resulting in high adhesion. Force (peel strength) can be obtained.
３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管では、粉体エポキシ樹脂プライマーと、変性ポリオレフィン樹脂接着剤の界面の結合力を高める方法として、粗面を形成する方法がこれまで無かった。これに対し、粒径の大きい粉体接着剤を用いる本発明の製造方法によって、接着剤が溶融する前に粉体エポキシ樹脂プライマー面に食い込む事が可能となるため、粉体エポキシ樹脂プライマー表面に粗面が形成され、従来の滑らかな界面に比べて接着強度を高めることが出来る。その結果、比較的高温の領域においても粉体エポキシ樹脂プライマーと接着剤との接着強度（ピール強度）の低下が少なく、良好な接着力を維持することが出来る。 In the three-layer polyolefin resin-coated steel pipe, there has been no method for forming a rough surface as a method for enhancing the bonding strength at the interface between the powder epoxy resin primer and the modified polyolefin resin adhesive. On the other hand, according to the manufacturing method of the present invention using a powder adhesive having a large particle diameter, it is possible to bite into the surface of the powder epoxy resin primer before the adhesive melts, so the surface of the powder epoxy resin primer is A rough surface is formed, and adhesion strength can be enhanced as compared with the conventional smooth interface. As a result, even in a relatively high temperature region, a decrease in adhesion strength (peel strength) between the powder epoxy resin primer and the adhesive is small, and good adhesion can be maintained.
以下、本発明につき詳細に説明を行なう。
本発明に使用する鋼管は普通鋼、あるいは高合金鋼など、どのような鋼種でも適用可能である。また、サイズ、厚みの制約は設備に起因するだけである。
本発明の３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管は化成処理を行う前に、鋼管ブラスト装置２によって鋼管１のブラスト処理を行い、表面の錆や汚れを除去するだけでなく、接着に必要な粗度を確保する。このブラスト処理に用いる研掃材としては、一般的には鋼製グリッド・ショット粒を用いる。更に清浄な表面が要求される場合には、アルミナ等のセラミック素材を用いても良い。また、サンドを用いることもできる。ブラスト処理後の表面に、鉄粉等の汚れが付着している場合、ブラシ、吸引、洗浄液体による洗浄等の処理を行うことができる。特に高い防食性能が要求される場合には、下地処理装置３によって、例えば日本パーカーライジング社製のパルクロム１００などを用いて塗布型クロメート処理、あるいは、塗布及び洗浄型化成処理が使用可能である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The steel pipe used in the present invention is applicable to any steel type such as ordinary steel or high alloy steel. Also, restrictions on size and thickness are only due to equipment.
The three-layer polyolefin resin-coated steel pipe of the present invention is subjected to blasting of the steel pipe 1 by the steel pipe blasting apparatus 2 before chemical conversion, not only for removing rust and dirt on the surface but also securing the roughness necessary for bonding. Do. Generally, a steel grid shot particle is used as a cleaning material used for this blasting treatment. If a clean surface is required, a ceramic material such as alumina may be used. Also, sand can be used. When dirt such as iron powder adheres to the surface after blasting, processing such as cleaning with a brush, suction, or cleaning liquid can be performed. When high anticorrosion performance is particularly required, coating type chromate treatment or coating and cleaning type chemical conversion treatment can be used by the substrate treatment apparatus 3 using, for example, parchrome 100 manufactured by Nippon Parker Rising.
次に、エポキシ樹脂プライマー層について説明する。本発明ではプライマー層には防食性の高い粉体エポキシ樹脂を使用する。粉体エポキシ樹脂塗料は、主成分のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を単独、もしくは混合し、更に多官能性のフェノールノボラック型エポキシ樹脂やハロゲン化エポキシ樹脂を組み合わせたものに、フェノール系硬化剤を組み合わせたものが一般的である。硬化速度はアミン系硬化剤やイミダゾール化合物硬化剤、ジシアンジアミド硬化剤等を添加して調整されている。さらに粉体エポキシ樹脂塗料として、無機顔料が２０〜５０質量％で配合されたものが市販されており、これを用いることができる。無機顔料はシリカ、酸化チタン、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カオリン、酸化クロム、ホウ酸亜鉛、燐酸亜鉛等の顔料、もしくは亜鉛、Ａｌ等の金属粉、あるいはセラミック粉等、その他にバナジウムリン系化合物等の防錆顔料を適宜用いることができる。粉体エポキシ樹脂塗料は、国内では日本ペイント株式会社、もしくは関西ペイント株式会社から入手できる。海外では、ＪＯＴＵＮ、ＫＣＣ、Ａｒｓｏｎｓｉｓｉ、３Ｍ Ｃｏ．等のメーカーで鋼管被覆用として販売されている銘柄を適宜用いる。鋼管１を誘導加熱等の加熱装置４によって１６０〜２６０℃に加熱した後、その外面に粉体プライマー塗装機５を用いて粉体エポキシ樹脂塗料を塗布し、溶融後に反応硬化してプライマー層を形成する。プライマー層の厚みは、通常１５０〜４００μｍである。 Next, the epoxy resin primer layer will be described. In the present invention, a powder epoxy resin having high corrosion resistance is used for the primer layer. The powder epoxy resin paint is a combination of a main component bisphenol A epoxy resin and a bisphenol F epoxy resin singly or in combination with a combination of a multifunctional phenol novolac epoxy resin and a halogenated epoxy resin. It is common to use a combination of curing agents. The curing rate is adjusted by adding an amine curing agent, an imidazole compound curing agent, a dicyandiamide curing agent, and the like. Furthermore, as a powder epoxy resin paint, what mixed the inorganic pigment in 20-50 mass% is marketed, and this can be used. Inorganic pigments include pigments such as silica, titanium oxide, wollastonite, mica, talc, kaolin, chromium oxide, zinc borate, zinc phosphate, etc., metal powders such as zinc and Al, ceramic powders, etc. Antirust pigments such as compounds can be used as appropriate. Powdered epoxy resin coatings can be obtained domestically from Nippon Paint Co., Ltd. or Kansai Paint Co., Ltd. Overseas, JOTUN, KCC, Arsonsisi, 3M Co. The brand name used for steel pipe coating by manufacturers, etc. is appropriately used. After heating the steel pipe 1 to 160 ° C. to 260 ° C. by a heating device 4 such as induction heating, a powder epoxy resin paint is applied to the outer surface thereof using a powder primer coating machine 5, and after melting, it is reacted and cured to form a primer layer Form. The thickness of the primer layer is usually 150 to 400 μm.
粉体エポキシ樹脂プライマー層の上に変性ポリオレフィン樹脂を接着剤として積層する。変性ポリオレフィン樹脂接着剤は、ポリオレフィン樹脂を無水マレイン酸で変性したもの、あるいはポリオレフィンと無水マレイン酸との共重合体、ポリオレフィンとアクリル酸エステルと、無水マレイン酸との共重合体を用いることができる。従来方法では変性ポリオレフィン樹脂接着剤はペレットを押出機で加熱溶融して、Ｔダイスあるいは丸ダイスを用いてシート状にして粉体エポキシ樹脂プライマー塗布後の鋼管外面に被覆していた。この方法では粉体エポキシ樹脂プライマー層１３と変性ポリオレフィン接着剤層１４の界面に凹凸を設けることは出来なかった（図３）。 A modified polyolefin resin is laminated as an adhesive on the powder epoxy resin primer layer. The modified polyolefin resin adhesive may be a polyolefin resin modified with maleic anhydride, or a copolymer of polyolefin and maleic anhydride, or a copolymer of polyolefin and acrylic ester and maleic anhydride. . In the conventional method, the modified polyolefin resin adhesive is used to heat and melt the pellets with an extruder, to form a sheet using a T die or a round die, and coat the outer surface of the steel pipe after the powder epoxy resin primer is applied. In this method, it was not possible to provide unevenness at the interface between the powder epoxy resin primer layer 13 and the modified polyolefin adhesive layer 14 (FIG. 3).
本発明では接着剤に粉体変性ポリオレフィン樹脂接着剤を使用する。粉体変性ポリオレフィン樹脂接着剤層１１を溶融状態にある粉体エポキシ樹脂プライマー層１０の表面に粉体接着剤塗装機６によって塗布することで、表面に凹凸を形成することが可能となるものである（図２）。但し、粉体エポキシ樹脂の硬化速度はメーカーや銘柄、塗布する鋼管の温度によって変化する。このため、異なる銘柄、温度に対して粉体エポキシ樹脂の溶融状態の指標に、粉体の特性を示すゲルタイムを利用する。ゲルタイムの測定方法にはＩＳＯ ２１８０９の方法を用いる。但し、測定温度は規格の２０５℃ではなく、塗布する鋼管の温度でのゲルタイムを測定する。これによって実際に塗装された場合に粉体エポキシ樹脂が溶融状態にある時間を知ることが出来ることから、その時間内の溶融した粉体エポキシ樹脂プライマー表面に固体の粉体変性ポリオレフィン樹脂接着剤を塗布する。この時、塗布する接着剤の粒径が小さ過ぎると、凹みが少なく、また付着した接着剤の溶融が早過ぎるために表面の凹凸形成が不十分となる。このため、粉体接着剤には、１００〜３００μｍの粒子を５０質量％以上含有するものを用いる。 In the present invention, a powder-modified polyolefin resin adhesive is used as the adhesive. By applying the powder-modified polyolefin resin adhesive layer 11 to the surface of the powder epoxy resin primer layer 10 in the molten state by the powder adhesive coating machine 6, it becomes possible to form irregularities on the surface. Yes (Figure 2). However, the curing speed of the powder epoxy resin changes depending on the manufacturer, the brand, and the temperature of the steel pipe to be applied. For this reason, the gel time indicating the characteristics of the powder is used as an index of the molten state of the powder epoxy resin with respect to different brands and temperatures. The method of ISO 21809 is used as the gel time measurement method. However, the measurement temperature is not 205 ° C. of the standard, but the gel time at the temperature of the steel pipe to be applied is measured. As a result, since it is possible to know the time when the powder epoxy resin is in a molten state when it is actually painted, a solid powder-modified polyolefin resin adhesive is applied to the surface of the molten powder epoxy resin primer within that time. Apply At this time, if the particle size of the adhesive to be applied is too small, the depressions are small, and the adhesion of the adhesive is melted too early, so that the surface asperity formation becomes insufficient. For this reason, the powder adhesive contains 50 to 100% by mass of particles of 100 to 300 μm.
粉体ポリオレフィン樹脂接着剤は一般市販品、または接着剤ペレットを粉砕したものをふるいわけて作製する。粉砕加工を行う場合は、粉砕装置の温度を管理して溶融・硬化後の塗膜中に気泡が存在する原因となるヒゲ状突起物の生成を抑制しておく必要がある。変性ポリエチレン樹脂接着剤としては、例えば三井化学社製のNE060、NE065、BOREALIS社製のBorcoat ME0420、Lyondell Basell社製のLucalen G3710E等を粉砕して使用する。また一般市販の粉体接着剤であるBorcoat ME0433 powderを用いても良い。変性ポリプロピレン樹脂接着剤としては、三菱化学社製のAP-P501、BOREALIS社製のBorcoat BB127E、Lyondell Basell社製のHifax adhesive EP2 015/60等を適宜粉砕して用いる。一般市販の粉体接着剤としては例えば Hifax EPR 60（M）/Biancoがある。 The powdery polyolefin resin adhesive is produced by sieving a general commercial product or one obtained by grinding an adhesive pellet. When the pulverizing process is performed, it is necessary to control the temperature of the pulverizing apparatus to suppress the formation of whisker-like projections that cause the presence of air bubbles in the coating film after melting and curing. As the modified polyethylene resin adhesive, for example, NE060 and NE065 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Borcoat ME 0420 manufactured by BOREALIS, Lucalen G3710E manufactured by Lyondell Basell, etc. are pulverized and used. Moreover, you may use Borcoat ME0433 powder which is a general commercially available powder adhesive. As the modified polypropylene resin adhesive, AP-P501 manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Borcoat BB127E manufactured by BOREALIS, Hifax adhesive EP 2015/60 manufactured by Lyondell Basell Co., Ltd. and the like are appropriately crushed and used. A common commercially available powder adhesive is, for example, Hifax EPR 60 (M) / Bianco.
粒度の小さいものは粉体エポキシ樹脂プライマー表面の凹凸形成に有効ではないので１００μｍ以下の小さい粒子は３０質量％以下が好ましい。一方、粒度が大き過ぎると、溶融し難く、粉体変性ポリオレフィン樹脂接着剤層の表面に凹凸が生じる。この接着剤の凹凸表面にポリオレフィン樹脂を被覆すると、接着剤とポリオレフィン樹脂の間に気泡が残存しやすくなることから、５００μｍ以上の粒径の大きなものは５質量％以下にとどめる。粒度測定は ＪＩＳ Ｚ８８０１−１ に合格する試験用ふるいを用いて、その質量を測定する。実際に１００μｍ〜３００μｍの測定には公称目開き１０６μｍ（１５０メッシュ）と公称目開き３００μｍ（４８メッシュ）の金網が適する。これにより粉体エポキシ樹脂プライマーと粉体変性ポリオレフィン樹脂接着剤は図２に見られるような凹凸を有する接着界面が形成可能となる。接着剤層の厚みは、０．１〜０．４ｍｍになるように調整する。 Since small particles are not effective for forming irregularities on the surface of the powder epoxy resin primer, particles smaller than 100 μm are preferably 30% by mass or less. On the other hand, if the particle size is too large, it is difficult to melt and unevenness occurs on the surface of the powder-modified polyolefin resin adhesive layer. When a polyolefin resin is coated on the uneven surface of the adhesive, air bubbles are easily left between the adhesive and the polyolefin resin, so those having a large particle diameter of 500 μm or more are limited to 5% by mass or less. Particle size measurement measures the mass using the sieve for a test which passes JIS Z8801-1. In practice, a wire mesh with a nominal aperture of 106 μm (150 mesh) and a nominal aperture of 300 μm (48 mesh) is suitable for the measurement of 100 μm to 300 μm. As a result, the powder epoxy resin primer and the powder-modified polyolefin resin adhesive can form an adhesive interface having irregularities as shown in FIG. The thickness of the adhesive layer is adjusted to be 0.1 to 0.4 mm.
変性ポリオレフィン樹脂接着剤層の上にＴダイス８を介してポリオレフィン押出機７によって被覆される２〜５ｍｍ厚みのポリオレフィン樹脂は、鋼管被覆用として市販されているものを使用することができる。一般的には着色耐候性顔料としてポリエチレンにはカーボンブラック、ポリプロピレンには白色顔料、例えば酸化チタンが配合され、充填強化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系の耐候剤等が添加されたもので、低温靭性と高温使用での耐酸化劣化性を兼ね備えたものであることが好ましい。
被覆するポリエチレン樹脂としては鋼管被覆用に用いられる銘柄を使用することができる。例えば、BOREALIS社製のBorcoat HE3450、Lyondell Basell社製のLupolen 4552D、日本ポリエチレン社製のNOVATEC ER002Sなどの、鋼管被覆に要求される長期耐久性を有し、カーボンブラックを添加したものを使用することができる。ポリプロピレン樹脂としては日本ポリプロピレン社製のTX1843B、BOREALIS社製のBB108E-1199 、LyondellBasell社製のMoplen Coat EP60R/BIANCO等が使用出来る。
As the polyolefin resin of 2 to 5 mm thickness coated on the modified polyolefin resin adhesive layer by the polyolefin extruder 7 through the T-die 8, those commercially available for steel pipe coating can be used. In general, carbon black to polyethylene and white pigment such as titanium oxide are mixed to polypropylene as coloring and weather resistant pigment, and filler, antioxidant, ultraviolet absorber, hindered amine weathering agent, etc. are added It is preferable that the low temperature toughness and the oxidation degradation resistance at high temperature use be combined.
As the polyethylene resin to be coated, a brand used for steel pipe coating can be used. For example, Borate HE3450 manufactured by BOREALIS, Lupolen 4552D manufactured by Lyondell Basell, NOVATEC ER 002S manufactured by Nippon Polyethylene Co., having long-term durability required for steel pipe coating and to which carbon black is added Can. As the polypropylene resin, TX1843B manufactured by Japan Polypropylene, BB108E-1199 manufactured by BOREALIS, Moplen Coat EP60R / BIANCO manufactured by LyondellBasell, etc. can be used.
以下、本発明の実施例及び比較例を具体的に説明する。本発明の製造条件を決めるための事前準備として、塗装温度を１８０、２００、２２０℃に設定し、使用する３種の粉体エポキシ樹脂（Arsonsisi社製BASEPOX(R) PE50-1120、3M社製226N 8G、日本ペイント製PE287-6(8)）についてISO 21809のゲルタイム測定方法を用いて、各温度でのゲルタイムを測定した。次いで、変性ポリエチレン樹脂の粉体接着剤（BOREALIS社製のBorcoat ME0433 powder）及びペレット状の接着剤（三井化学社製のNE065）を、各々低温で粉砕し、比較例５を除いて５００μｍ以下（３０メッシュ）になるようにした。ついで、得られた粉体接着剤はふるい分けして目的とする粒度分布のサンプルを製造した。 Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the present invention will be specifically described. The coating temperature is set to 180, 200, and 220 ° C. as preparation for determining the manufacturing conditions of the present invention, and three powder epoxy resins used (BASEPOX® PE50-1120 manufactured by Arsonsisi, manufactured by 3M Company) Gel time at each temperature was measured using 226N 8G, PE Paint 287-6 (8) manufactured by Nippon Paint Co., Ltd., using the gel time measurement method of ISO 21809. Next, the powder adhesive of modified polyethylene resin (Borreal ME0433 powder manufactured by BOREALIS) and the pellet-like adhesive (NE065 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) are each pulverized at a low temperature, and 500 μm or less (except for Comparative Example 5) It was made to be 30 mesh). The resulting powder adhesive was then sieved to produce a sample of the desired particle size distribution.
〔実施例、比較例の製造〕
鋼管は２００ＡのＪＩＳ Ｇ３４５２の配管用炭素鋼管５．５ｍ長を用いた。鋼管１の外面を鋼管ブラスト装置２によってＩＫＫ社製のＴＧＤ−７０番のグリッドブラスト処理を行い除錆した。その後、下地処理装置３によって鋼管の表面洗浄処理を行い汚れや鉄粉等を除去した。
鋼管１をスパイラル状に搬送し、加熱装置４で１８０〜２２０℃に加熱後、粉体プライマー塗装機５によって粉体エポキシ樹脂プライマーを、目標膜厚２００μｍで静電粉体塗装を実施した。この後、粉体変性ポリエチレン樹脂接着剤を粉体接着剤塗装機６によって目標０．２ｍｍ厚に静電粉体塗装を行った。この時、粉体プライマー塗装機５と粉体接着剤塗装機６の中心間の距離と搬送速度から粉体エポキシ樹脂塗装〜粉体接着剤塗装までの時間（インターバル）を決定した。その後ポリエチレン樹脂（BOREALIS社製のBorcoat HE3450、日本ポリエチレン社製のNOVATEC ER002S）のペレットを、ポリオレフィン押出機７とＴダイス８を用いて半溶融状態のシート状として鋼管１の外面に巻き付け被覆を行った後、冷却装置９によって水冷を行い被覆鋼管を製造した。樹脂被覆は３ｍｍになるように調整した。
[Production of Examples and Comparative Examples]
As a steel pipe, a carbon steel pipe 5.5 m in length according to JIS G3452 of 200 A was used. The outer surface of the steel pipe 1 was subjected to a grid blasting process using TGD No. 70 manufactured by IKK Co., Ltd. by a steel pipe blasting apparatus 2 to remove rust. Thereafter, the surface treatment of the steel pipe was performed by the substrate treatment apparatus 3 to remove dirt, iron powder and the like.
The steel pipe 1 was conveyed in a spiral shape and heated to 180 to 220 ° C. by the heating device 4, and then the powder epoxy resin primer was applied by the powder primer coating machine 5 to perform electrostatic powder coating with a target film thickness of 200 μm. Thereafter, the powder modified polyethylene resin adhesive was subjected to electrostatic powder coating to a target thickness of 0.2 mm by the powder adhesive coating machine 6. At this time, the time (interval) from powder epoxy resin coating to powder adhesive coating was determined from the distance between the center of the powder primer coating machine 5 and the powder adhesive coating machine 6 and the transport speed. After that, a pellet of polyethylene resin (Borreal HE3450 made by BOREALIS, NOVATEC ER 002S made by Japan Polyethylene Co., Ltd.) is wrapped around the outer surface of the steel pipe 1 as a semi-melted sheet using a polyolefin extruder 7 and a T die 8. After that, water cooling was performed by the cooling device 9 to manufacture a coated steel pipe. The resin coating was adjusted to be 3 mm.
〔実施例１〜９、比較例１〜５〕
実施例１〜９では種々の塗装鋼管温度、被覆材料、被覆条件の組み合わせを行い、本発明の範囲となるようにした。比較例１〜２は実施例２に対して、エポキシ〜接着剤インターバルが粉体エポキシ樹脂プライマーのゲルタイムを越えた場合、比較例３〜４は実施例６に対して、粒度分布が不適切な場合である。比較例５は実施例７に対して粒度分布が不適切な場合である。
[Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 5]
In Examples 1 to 9, various combinations of coated steel pipe temperatures, coating materials, and coating conditions were performed so as to fall within the scope of the present invention. Comparative Examples 1 to 2 have an inappropriate particle size distribution relative to Example 2 when the epoxy to adhesive interval exceeds the gel time of the powder epoxy resin primer. That's the case. Comparative Example 5 is the case where the particle size distribution is inadequate relative to Example 7.
〔比較例６〕
比較例６としては変性ポリエチレン樹脂接着剤層の形成に粉体を用いないで、変性ポリエチレン樹脂ペレットを用いて従来のＴダイス方式を用いた場合の例である。被覆のその他の条件としては実施例７に合わせた。
Comparative Example 6
Comparative Example 6 is an example in which no powder is used for forming the modified polyethylene resin adhesive layer, and a conventional T-die system is used using modified polyethylene resin pellets. The other conditions of the coating were the same as in Example 7.
〔ピール強度の測定と結果〕
被覆した鋼管を１５０ｍｍ長に切断した後、軸方向に８等分して試験片を作製した。作製した試験片をインストロン製の恒温槽付き引っ張り試験機により、８０℃環境にて、速度１０ｍｍ／分、幅２０ｍｍで、９０度ピール試験を行った。また、サンプルの断面を埋め込み加工を行って、プライマー、接着剤の観察を行った。実施例、比較例の結果を表１に示す。
[Measurement and result of peel strength]
The coated steel pipe was cut to a length of 150 mm, and then axially divided into eight equal parts to prepare test pieces. The prepared test piece was subjected to 90 degree peel test at a speed of 10 mm / min and a width of 20 mm in an environment of 80 ° C. by an Instron tensile tester equipped with a thermostat. Moreover, the cross section of the sample was embedded, and the primer and the adhesive were observed. The results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1.
以上の本発明の実施例１〜９の結果から、本発明の製造方法での被覆条件によってプライマー表面に凹凸が形成されることによって、粉体エポキシ樹脂プライマーと粉体変性ポリエチレン樹脂接着剤との接触面積の増加と、接着剤の投錨効果によって界面接着力が向上する。その結果、従来、ピール強度が低下しやすかった高温（８０℃）でも高いピール強度を維持することが可能となった。一方、比較例１〜２の結果から粉体エポキシ樹脂プライマーの硬度が上昇した（インターバルがゲルタイムを超えた）後に粉体変性ポリエチレン樹脂接着剤を塗布した場合には接着力は低下した。また比較例３〜５の結果から、粉体変性ポリエチレン樹脂接着剤には適度な粒径が必要である。比較例６の結果では従来のシート積層に比べて実施例の性能が向上していることがわかる。 From the results of Examples 1 to 9 of the present invention described above, unevenness is formed on the primer surface according to the coating conditions in the production method of the present invention, whereby the powder epoxy resin primer and the powder modified polyethylene resin adhesive are used. The interface adhesion is improved by the increase in the contact area and the anchor effect of the adhesive. As a result, it has become possible to maintain high peel strength even at high temperatures (80 ° C.) where the peel strength has tended to decrease. On the other hand, when the powder modified polyethylene resin adhesive was applied after the hardness of the powder epoxy resin primer increased (the interval exceeded the gel time) from the results of Comparative Examples 1 and 2, the adhesive strength decreased. Further, from the results of Comparative Examples 3 to 5, the powder-modified polyethylene resin adhesive needs to have an appropriate particle diameter. The results of Comparative Example 6 show that the performance of the example is improved as compared to the conventional sheet lamination.
以上の例からも明らかな様に、本発明のポリオレフィン樹脂被覆鋼管の製造方法によって、従来は滑らかであった粉体エポキシ樹脂プライマー層と変性ポリオレフィン樹脂接着剤層の界面に凹凸を設けることが可能となる。その凹凸がアンカー効果を発揮する高さと個数を有することで、界面接着強度が低下しやすい高温領域においても、高い接着強度を維持することが可能である。 As apparent from the above examples, according to the method for producing a polyolefin resin-coated steel pipe of the present invention, it is possible to provide unevenness at the interface between the powder epoxy resin primer layer and the modified polyolefin resin adhesive layer which were conventionally smooth. It becomes. By having the height and the number that the unevenness exerts an anchor effect, it is possible to maintain high adhesive strength even in a high temperature region where interface adhesive strength is apt to decrease.
１ 鋼管
２ 鋼管ブラスト装置
３ 洗浄、化成処理等の下地処理装置
４ 加熱装置
５ 粉体プライマー塗装機
６ 粉体接着剤塗装機
７ ポリオレフィン押出機
８ Ｔダイス
９ 冷却装置
１０ 本発明の塗装条件による粉体エポキシ樹脂塗装によるプライマー層
１１ 本発明の塗装条件による粉体ポリオレフィン樹脂接着剤塗装による接着剤層
１２ ポリオレフィン樹脂層
１３ 一般的な粉体エポキシ樹脂プライマー層
１４ 一般的な押し出し被覆による変性ポリオレフィン接着剤層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steel pipe 2 Steel pipe blasting apparatus 3 Substrate processing apparatuses, such as washing | cleaning and chemical conversion treatment 4 Heating apparatus 5 Powder primer coating machine 6 Powder adhesive coating machine 7 Polyolefin extruder 8 T dice 9 Cooling device 10 Powder by the coating conditions of this invention Primer layer 11 by epoxy resin coating Adhesive layer 12 by powder polyolefin resin adhesive coating according to the coating conditions of the present invention 12 polyolefin resin layer 13 General powder epoxy resin primer layer 14 Modified polyolefin adhesive by general extrusion coating layer
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017078195A JP2018176053A (en) | 2017-04-11 | 2017-04-11 | Method for producing polyolefin resin-coated steel pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017078195A JP2018176053A (en) | 2017-04-11 | 2017-04-11 | Method for producing polyolefin resin-coated steel pipe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018176053A true JP2018176053A (en) | 2018-11-15 |
Family
ID=64280395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017078195A Pending JP2018176053A (en) | 2017-04-11 | 2017-04-11 | Method for producing polyolefin resin-coated steel pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018176053A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112058612A (en) * | 2020-09-07 | 2020-12-11 | 山东东宏管业股份有限公司 | Novel double-layer plastic-coated steel wire and preparation method and application thereof |
| CN115245885A (en) * | 2022-01-29 | 2022-10-28 | 郑州铁路职业技术学院 | Spraying device of antifreezing isolation agent for railway loading |
| CN115715236A (en) * | 2020-07-07 | 2023-02-24 | 第一高周波工业株式会社 | Method for manufacturing three-layer coated metal pipe |
-
2017
- 2017-04-11 JP JP2017078195A patent/JP2018176053A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115715236A (en) * | 2020-07-07 | 2023-02-24 | 第一高周波工业株式会社 | Method for manufacturing three-layer coated metal pipe |
| CN115715236B (en) * | 2020-07-07 | 2024-04-30 | 第一高周波工业株式会社 | Method for manufacturing three-layer coated metal tube |
| CN112058612A (en) * | 2020-09-07 | 2020-12-11 | 山东东宏管业股份有限公司 | Novel double-layer plastic-coated steel wire and preparation method and application thereof |
| CN115245885A (en) * | 2022-01-29 | 2022-10-28 | 郑州铁路职业技术学院 | Spraying device of antifreezing isolation agent for railway loading |
| CN115245885B (en) * | 2022-01-29 | 2023-04-07 | 郑州铁路职业技术学院 | Spraying device of antifreezing isolation agent for railway loading |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6174569B1 (en) | Three-layer metal pipe coating compositions and process for the exterior coating or metal pipes by a three-layer method | |
| JP2018176053A (en) | Method for producing polyolefin resin-coated steel pipe | |
| JP2017170828A (en) | Surface treated steel sheet for adhesion of polyolefin-based resin and composite member using the same | |
| JP5764091B2 (en) | Polyolefin-coated steel material having powder epoxy primer layer and powder epoxy primer used therefor | |
| JP4859861B2 (en) | Polyolefin coated steel | |
| JPS622870B2 (en) | ||
| KR101229116B1 (en) | Manufacturing method of pe 2-layer internal and external coated corrugation steel pipe and pe 2-layer internal and external coated corrugation steel pipe using thereof | |
| JP6762781B2 (en) | Polyolefin-coated steel pipe with excellent peel resistance and its manufacturing method | |
| JP3878348B2 (en) | Polyolefin coated steel | |
| JP6803799B2 (en) | Manufacturing method of coated steel pipe | |
| WO2006054731A1 (en) | Steel pipe with resin lining and process for producing the same | |
| JP2002105393A (en) | Anticorrosive powder coating composition for steel material, steel material coated with the coating and method for producing the coated steel material | |
| JP2020032366A (en) | Powder coating method of powder epoxy resin coating, and manufacturing method of powder coated steel pipe | |
| JP4733874B2 (en) | Polyolefin coated steel | |
| JP6398851B2 (en) | Polyolefin-coated steel with base conversion treatment | |
| JP6871794B2 (en) | Manufacturing method of anticorrosion coated metal tube | |
| JP2988302B2 (en) | Polyolefin-coated steel pipe and method for producing the same | |
| JP6755135B2 (en) | Method for manufacturing high adhesion strength polyolefin-coated steel pipe | |
| JP2020192774A (en) | Method for manufacturing polyolefin resin coated steel pipe having two-layer adhesive | |
| JP3787047B2 (en) | Anticorrosive paint composition for steel | |
| JP6583012B2 (en) | Polyolefin-coated steel pipe and method for producing the same | |
| JP2019055540A (en) | Method of producing polyolefin resin coated steel pipe having weld bead | |
| JP2018134861A (en) | Polyethylene coated steel tube and method for manufacturing the same | |
| JP5359098B2 (en) | Inner coated steel pipe for water piping | |
| JP5547364B2 (en) | Epoxy powder coating composition for steel and coated steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191224 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201022 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201027 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210420 |