JP2022094664A - 金属管の保護方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気温に関係なく短時間で塗膜を形成することが可能となり、所望の膜厚の塗膜を金属管施工現場の作業効率を下げることなく形成でき、塗料の貯蔵安定性が良好な、金属管の素地金属露出部の保護方法を提供する。【解決手段】金属管の素地金属露出部の保護方法であって、素地金属露出部に光硬化型樹脂組成物を塗布する工程、光硬化型樹脂組成物を塗布した塗布部にＬＥＤライトを用いて紫外線を照射し、光硬化型樹脂組成物を硬化させる工程を含む保護方法。【選択図】なし

Description

本発明は、金属管の素地金属露出部、より詳細には金属管を切断した際に生じる切断面の素地金属露出部の保護方法に関する。

ダクタイル鉄管などの金属管の管施工時においては、管同士を接合する際に長さを調整するために管を切断する場合がある。ダクタイル鉄管などの金属管は、通常、製造時に防食のために管内外表面全体に塗装が施されているが、管施工時に管を切断すると、その切断面（以下、切管端面ともいう。）には金属素地が露出し、防食性が低下することとなる。このため、従来、切管端面には液状塗料を塗布することにより防食性を担保している。

特許文献１には、切管端面に可視光、近赤外光、またはその両方の光により硬化する光硬化型樹脂組成物を補修材として塗工し、塗工箇所に可視光または近赤外光を照射して光硬化型樹脂組成物を硬化して保護膜を形成する金属管の保護方法が開示されている。

特開２０１４－５２００８号公報

しかしながら、液体塗料を用いる場合には、特に気温が低い冬場において塗料の硬化乾燥速度が遅くなり、硬化乾燥するまで施工できないため、現場での作業効率が下がり、管施工を阻害する要因となっていた。

また、切管端面補修のために可視光または近赤外光で硬化する光硬化型樹脂組成物を用いると、自然光にて組成物が硬化するため、光硬化型樹脂組成物の貯蔵安定性、および施工時に組成物を露出させておくことができず、作業効率の低下も問題となっていた。

そこで、本発明は、気温に関係なく短時間で塗膜を形成することが可能となり、所望の膜厚の塗膜を金属管施工現場の作業効率を下げることなく形成でき、塗料の貯蔵安定性が良好な、素地金属露出部の保護方法を提供することを目的とする。

本発明は、金属管の素地金属露出部の補修材料として光硬化型樹脂組成物を用い、ＬＥＤライトを用いて紫外線を照射して光硬化型樹脂組成物を硬化することにより、上記課題を解決できることを見出し完成された。

すなわち、本発明は、
［１］金属管の素地金属露出部の保護方法であって、
前記素地金属露出部に光硬化型樹脂組成物を塗布する工程、
前記光硬化型樹脂組成物を塗布した塗布部にＬＥＤライトを用いて紫外線を照射し、前記光硬化型樹脂組成物を硬化させる工程
を含む保護方法、
［２］前記紫外線の波長が３５０ｎｍ～４１０ｎｍである上記［１］記載の保護方法、
［３］前記光硬化型樹脂組成物を塗布、硬化して形成される樹脂膜の厚さが５０μｍ～１５０μｍである上記［１］または［２］記載の保護方法
に関する。

本発明によれば、金属管の素地金属露出部に光硬化型樹脂組成物を塗布する工程、および前記光硬化型樹脂組成物を塗布した塗布部にＬＥＤライトを用いて紫外線を照射し、前記光硬化型樹脂組成物を硬化させる工程を含む保護方法を用いることにより、塗料の貯蔵安定性が良好で、気温に関係なく短時間で塗膜を形成することが可能となり、所望の膜厚の塗膜を金属管施工現場の作業効率を下げることなく形成できる。

本発明は、金属管の素地金属露出部、例えば金属管を切断した際に生じる切断面の素地金属露出部の保護方法であって、その素地金属露出部に光硬化型樹脂組成物を塗布し、その光硬化型樹脂組成物を塗布した塗布部にＬＥＤライトを用いて紫外線を照射して光硬化型樹脂組成物を硬化させることを特徴とする。ＬＥＤライトによる選択された光源波長により励起する光重合開始剤を含む光硬化型樹脂組成物を用いることにより、可視光または近赤外光照射と比較して貯蔵中に硬化が進むといった問題は生じ難い。また、高圧水銀灯などの紫外線照射装置は、３００ｎｍ以下から４００ｎｍ以上にわたって波長領域がバラついており、高エネルギー波長によって表層を瞬間硬化するが、深部まで届きにくい。この点ＬＥＤライトでは、単一波長を照射するため所望の膜厚の樹脂膜を形成することができる。

本発明により保護できる金属管は、ダクタイル鉄管などの鉄管、銅管、アルミニウム管、その他の合金管など、特に限定されるものではない。ただし、塗料や樹脂などにより保護しなければ腐食しやすい素材であるほど、本発明による速やかな保護の効果に高い意義が見出される。特に、鋳鉄管などの鉄管は一般に、工場出荷段階では表面に塗料が塗られることで、金属表面を露出させないように保護されている。しかしこれらの管を敷設する現場では、接続先までの長さに合わせてその場で管を切断しなければならない場合があり、その場合には切断面は金属の地肌が露出する。また、接合のために他の部品と強固に嵌合させたりするために、金属管の表面に溝を掘り込む場合もあるし、長さや厚みを微調整したりするために、表面を研磨して塗料部分を剥がす場合もある。このときに、塗料を塗布されていない金属の地肌が露出することになり、その地肌露出部分を保護する必要が生じる。本発明によりこれらのような工場出荷後に現れる地肌露出部分を速やかに保護することができる。

本発明に用いる光硬化型樹脂組成物は、ＬＥＤによる選択された光源波長によって効果的に硬化するものであって、金属管の表面に塗工可能であれば特に限定されるものではない。具体例としては、重合性不飽和基含有樹脂と、紫外光重合開始剤（以下、「光重合開始剤」という。）とを含む組成物が本発明において使用可能である。特に、重合性不飽和基含有樹脂と光重合開始剤の他に、重合性不飽和化合物や充填剤を含有している組成物が好適に使用可能である。光硬化型樹脂組成物の形態としては、液体状、ペースト状、パテ状など種々の物を使用することができる。

ここで、重合性不飽和基含有樹脂は、分子中に少なくとも１個のエチレン性不飽和基を有する樹脂である。例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、ポリブタジエン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂に（メタ）アクリレート基やアリル基等を導入したものが挙げられる。これらの樹脂は、１種のみ用いてもよいし、２種以上の樹脂を併用してもよい。これらの樹脂は、重合性不飽和基を導入する従来公知の手法で得ることができる。例えば、カルボキシル基を含有するアクリル樹脂あるいはポリエステル樹脂とグリシジル（メタ）アクリレートとを反応させる手法、水酸基を含有するビニル樹脂あるいはポリエステル樹脂と無水マレイン酸や無水イタコン酸とを反応させる手法、イソシアネート基を有するウレタン樹脂と２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等とを反応させる手法、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等とジイソシアネート化合物との反応物を水酸基含有樹脂に反応させる手法、などにより得ることができる。

重合性不飽和化合物は、エチレン性不飽和基を有するモノマーもしくはオリゴマーである。例えば、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボロニル（メタ）アクリレート、ノルボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトール（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、２，２－ビス（４－（３－メタクリロキシ－２－ヒドロキシプロポキシ）－フェニル）プロパン、ジ（メタクリロキシエチル）トリメチルヘキサメチレンジウレタン、２，２－ビス（４－メタクリロキシポリエトキシフェニル）プロパンなどの１価または多価アルコ－ルの（メタ）アクリル酸エステルが使用できる。また、エチレングリコールジマレート、プロピレングリコールジイタコネートなど、あるいは、４－（メタ）アクリロイルオキシメトキシカルボニルフタル酸、４－（メタ）アクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸などの４－（メタ）アクリロイルオキシル基含有芳香族ポリカルボン酸およびその酸無水物、さらには、スチレン、α－メチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ｔ－ブチルスチレン、ジビニルベンゼンなどの芳香族ビニル化合物、さらにまた、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルフタレート、そしてまた、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリジメチルシリコンジ（メタ）アクリレート、ウレタンオリゴマーなどが挙げられる。これらの化合物は１種のみ、または２種以上を併用して使用できる。

光重合開始剤としては、２００～４１０ｎｍの領域の光エネルギーで励起するものであればよいが、より厚い膜厚を硬化できることから３５０～４１０ｎｍの領域の光エネルギーで励起するものがより好ましい。また、ＬＥＤによる照射に適した、３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、４０５ｎｍ付近の領域の光エネルギーで励起するものが特に好ましい。単一波長で硬化するものとすることにより、光硬化型樹脂組成物の管理（特に貯蔵時の管理）が容易となる。具体的には、特に限定されるものではないが、ベンゾイン、ベンジル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン－ｎ－ブチルエーテル、ベンゾイン－ｉｓｏ－ブチルエーテル、ベンゾフェノン、ジアセチル、アセトフェノン、アントラキノン、２－エチルアントラキノン、２－ｔ－ブチルアントラキノン、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン、２－クロロチオキサントン、２－メチルチオキサントン、１，４－ｉｓｏ－プロピルフェニル－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン、４，４’－ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノンなどが挙げられる。

また、光重合開始剤と併用して、テトラｎ－ブチルアンモニウムｎ－ブチルトリフェニルホウ素、テトラメチルアンモニウムｎ－ブチルトリフェニルホウ素、テトラｎ－ブチルフォスフォニウムｎ－ブチルトリフェニルホウ素等のホウ素系増感剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等の有機過酸化物等の補助開始剤を含有してもよい。

充填剤としては、形成される保護膜を十分に確保するための樹脂粒子、無機充填剤が挙げられる。このうち、樹脂粒子としては、従来公知のポリマービーズなどの樹脂粒子や前記モノマー類の重合物を微細に粉砕したもの、さらにジビニルモノマーを含むモノマー混合物をアリル基含有反応性乳化剤の存在下で乳化重合して得られるゲル化重合体微粒子が挙げられる。また、前記の無機充填剤としては、例えばタルク、マイカ、硫酸バリウム、カオリン、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、石英、ガラスなどの体質顔料が使用でき、さらにチタン白、ベンガラ、カーボンブラック、鉄黒などの着色顔料も含むことができる。

さらに、本発明で用いる光硬化型樹脂組成物は、ＬＥＤライトを用いた紫外線照射による硬化と、金属素地露出部の保護効果を実質的に妨げないものであれば、その他の化合物を含有してよい。例えば、素地や上塗り層との付着性向上、作業性向上などの点から、さらに必要に応じてセルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、該ＣＡＢなどの繊維素誘導体類と水酸基含有不飽和モノマーや他のエチレン性不飽和モノマーなどの単量体混合物とのグラフト共重合体等の繊維素誘導体、リン酸基含有化合物などを併用してもよい。

上述のような光硬化型樹脂組成物を、金属管の素地金属露出部に膜厚５０μｍ～１５０μｍ程度となるように塗布したのち、ＬＥＤライトにより紫外線を照射して硬化させる。光硬化型樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されるものではなく、光硬化型樹脂組成物の形態に応じて選択することができ、例えば、スプレー、ヘラ、刷毛、ローラなど公知の道具を用いることができる。

ＬＥＤライトにより照射する紫外線の波長は、使用する光硬化型樹脂組成物に応じて適宜選択することができるが、塗布した光硬化型樹脂組成物の深部まで照射が届くこと、選択したＬＥＤライトの波長以外で硬化が進行しないようにすることなどの観点から３５０ｎｍ～４１０ｎｍの領域内であることが好ましい。ＬＥＤライトによる紫外線の照射は、使用する硬化型樹脂組成物が十分に硬化できる時間で適宜行われ得る。

光硬化型樹脂組成物を塗布、硬化して形成される樹脂膜の厚さは、５０μｍ以上であることが好ましい。５０μｍ未満でも空気や水との接触を防ぐことはできるが、薄くなるほどわずかの傷で金属部分が露出しやすくなるので、防食性と耐久性を確保するために５０μｍ以上確保していることが望ましい。また、樹脂膜が厚すぎると素地金属との密着性が低下すること、硬化不良が発生しやすくなることなどの理由により、樹脂膜の厚さは１５０μｍ以下とすることが好ましい。

なお、光硬化型樹脂組成物が硬化して樹脂膜を形成した後に、当該金属管をバルブなどの他の金属管部品と接合する前に、樹脂膜の厚みを調整したり、凹凸を削減して平滑にしたりするために、樹脂膜の厚みを確保できる範囲で研磨してもよい。厚みがあっても、樹脂膜の凹凸が大きすぎると接合の際に妨げとなってしまうおそれがあり、また、厚すぎるとそもそも設計の許容範囲を超えて接合できなくなる場合があるためである。

Claims (3)

1. 金属管の素地金属露出部の保護方法であって、
   前記素地金属露出部に光硬化型樹脂組成物を塗布する工程、
   前記光硬化型樹脂組成物を塗布した塗布部にＬＥＤライトを用いて紫外線を照射し、前記光硬化型樹脂組成物を硬化させる工程
   を含む保護方法。
2. 前記紫外線の波長が３５０ｎｍ～４１０ｎｍである請求項１記載の保護方法。
3. 前記光硬化型樹脂組成物を塗布、硬化して形成される樹脂膜の厚さが５０μｍ～１５０μｍである請求項１または２記載の保護方法。