JP2719698B2 - 耐食性重層被覆金属管 - Google Patents
耐食性重層被覆金属管Info
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- Y10T428/12903—Cu-base component
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属管、とくに外径が20mm以下の比較的小
径管の接着力が優れ、化学的、機械的耐食性に優れてい
る耐食性重層被覆金属管に関するものである。 〔従来の技術〕 従来から金属管の外面に保護被覆を施すことは行なわ
れており、たとえば自動車のブレーキ油や燃料などの配
管は、自動車の床下面に配設されるので使用条件が厳し
く、化学的耐食性は勿論のこと耐スクラツチ性、耐衝撃
性あるいは後の変形を受けるなどの機械的外力による損
傷に耐えるものが要求されている。さらに、近年、冬季
におけるスパイクタイア装着車の増加による粉じん公害
及び道路の損傷がいちじるしくなり、その対策の一環と
して路面凍結防止剤として岩塩散布が行なわれており、
岩塩の使用量が年々急増している。したがつて、岩塩に
よる配管類の腐食がより一層問題とされる可能性があ
る。また、これら自動車のおかれる腐食環境の変化にあ
わせて、前記床下配管は、飛石及び泥はねなどの機械的
外力による損傷を受け易いために、これら機械的侵食に
も耐え、化学的腐食にも耐え得る保護被覆を施した金属
管が以前に増して望まれるであろう。 しかして、従来、この種の耐食性被覆金属管として
は、第３図に示すように、帯鋼材をもつて二重巻に成形
し、あらかじめ施した銅めつき層12によつて重合面をろ
う接着して造管した二重巻鋼管11、あるいは電縫鋼管の
外表面に、電気めつきにより亜鉛の電鍍膜13を形成し、
この電鍍膜13上にオリーブ色をした比較的厚い特殊なク
ロメート皮膜14を形成し、このクロメート皮膜14上にフ
ツ素化樹脂の皮膜16を形成した重層被覆鋼管が知られて
いた。（たとえば特公昭57−60434号、特公昭61−23271
号など） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述の従来の重層被覆鋼管は、亜鉛の
電鍍膜上にオリーブ色をした比較的厚いクロメート皮膜
を形成し、皮膜形成直後のゲル状の状態においてポリフ
ツ化ビニルの分散液をう滲透せしめた後、加熱乾燥する
ことによつて密接な結合を与えているものであるが、こ
のクロメート皮膜の形成に際しては、処理薬液中に含有
されるクロム化合物及び還元剤として添加された蟻酸な
どの有機酸の消耗量が多く、一定の皮膜形成能力を維持
するためには、処理液の各成分の補充と一定の間隔での
更新を行なわねばならず有害物質である６価クロムを多
量に含むこれらの老廃液の処理費用が嵩むという問題が
あつた。さらに、オリーブ色をしたクロメート皮膜は、
皮膜が厚く、そのままの状態において優れた耐食性を有
するものであるが、樹脂皮膜生成時に加えられる熱によ
つて水分が放逐され、脆い皮膜となり、後の曲げ加工や
ダブルフレア加工などの塑性変形により微細なクラツク
を生じて本来有している防錆性能を低下せしめるなどと
いつた問題もあつた。 本発明は、前記問題を解決し、金属管表面に施す金属
皮膜と樹脂皮膜とからなる重層した耐食性保護皮膜にお
いて、機械的外力による損傷に耐え得、化学的耐食性を
も一段と向上せしめ得た耐食性重層被覆金属管を得るこ
とを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、前記問題を解決し、前記目的を達成す
るために研究を重ね、クロメート皮膜上に被覆する樹脂
皮膜をエポキシ系樹脂を中間層とする構造とすることに
よつて目的を達し得ることを見出して本発明を完成する
に至つた。すなわち、本発明は、外径が20mm以下の金属
管の外周面上に、下層から順次、亜鉛皮膜−黄色クロメ
ート皮膜−エポキシ系樹脂中間層−ポリフッ化ビニル皮
膜を形成してなり、該ポリフッ化ビニル皮膜は前記エポ
キシ系樹脂中間層上に塗布された、高沸点溶剤中にポリ
フッ化ビニルの固体が認められない状態で分散された液
を加熱乾燥して形成し、かつその厚さをエポキシ系樹脂
中間層より厚くした自動車用配管として用いる耐食性重
層被覆金属管を特徴とするものである。 次に、本発明を添付の図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は、本発明耐食性重層被覆金属管の一実施例を
示す直径方向の断面図である。 １は金属管であつて、たとえば帯鋼材をもつて二重巻
きに形成し、あらかじめ施した銅めつき層２により重ね
合わせ面をろう溶着して造管した管径20mm以下の比較的
細径の二重巻鋼管であり、外周面にも３μｍ程度の銅め
つき層２を有している。なお、鋼管としては、前記二重
巻鋼管のほか電縫鋼管又は所望の径に引き落した継ぎ目
なし鋼管も使用でき、その他アルミニウム管、鋼管など
の適宜材質の金属管が使用できる。３は、前記鋼管１の
外表面に下層として被着した亜鉛皮膜であり、一般に知
られた硫酸酸性電解液又はシアン化亜鉛を含むアルカリ
電解液をもつて電気めつきによつて被着された電鍍膜と
して通常は形成される。４は、クロメート皮膜であっ
て、亜鉛めつき直後に、一般に使用される低濃度クロム
酸による黄色クロメート皮膜として形成させる。５は、
前記クロメート皮膜４上に被着したエポキシ系樹脂中間
層であつて、エポキシ樹脂を基剤としたプライマーで浸
漬又は噴霧により塗布し加熱乾燥して形成される。この
中間層は、下層の金属皮膜ときわめて強く接着し、又、
中間層上に施される上層の樹脂皮膜とも強く接着するも
のである。６は、上層のポリフツ化ビニル皮膜であつ
て、高沸点溶剤、たとえばジメチル又はジエチレンフタ
レート中にポリフツ化ビニルの固体が認められない状態
で分散された液をもつ浸漬又は噴霧によつて塗布した
後、350℃程度まで加算乾燥して固定して形成され、か
つその厚さをエポキシ系樹脂中間層５より厚くしたもの
である。 本発明耐食性重層被覆金属管はこのように構成されて
いるので、中間層としてのエポキシ樹脂プライマーが、
下層の金属皮膜と上層の樹脂皮膜とに非常に強固な接着
力を持つて塗着され、その後の曲げ加工などの変形に対
しても亀裂、剥離を生ぜしめることがなく、又、耐食性
をも付加させ、上層のポリフツ化ビニル皮膜は、機械的
に強靭で耐熱温度が高く、耐候性、耐薬品性に優れてい
るので保護被覆として本質的にきわめて好ましい性質を
有するものである。 〔発明の効果〕 本発明は、エポキシ系樹脂を中間体とした重層被覆金
属管であるから、皮膜相互の接着力が優れ、ポリフツ化
ビニルの保護皮膜としての好ましい性質とにより、化学
的、機械的耐食性能をいちじるしく向上せしめ得、塑性
加工時のクロメート皮膜の損傷発生もなく、自動車など
の腐食環境の厳しい使用条件下での配管用として優れ、
クロメート処理液の管理も容易となるなど顕著な効果が
認められる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を述べる。 実施例 １ １）金属管：膜厚３μｍの銅被覆した帯鋼板を使用して
形成した、外径4.76mmφ、肉厚0.7mmの二重巻鋼管。 ２）下層の形成：硫酸亜鉛を主成分とし、有機添加剤を
添加した酸性電解液を使用して、温度55〜60℃、電流密
度60A/dm2で２分間通電し、１）で調製した二重巻鋼巻
の外表面に膜厚25μｍの亜鉛の電鍍膜を形成した。 ３）クロメート処理:6価クロム濃度1g/lの低濃度クロメ
ート処理液により、２）で得た亜鉛電鍍膜上に黄色クロ
メート皮膜を形成した。 ４）中間層の形成：エポキシ樹脂と顔料を溶剤により調
製した塗料中に、２）、３）の処理をした二重巻鋼管を
浸漬して塗布し、300℃で60秒間加熱処理して、膜厚５
μのエポキシ樹脂の中間層を形成した。 ５）上層の形成：ついで、ジエチルフタレートにポリフ
ツ化ビニルを分散させた液中に浸漬して塗布し、350℃
で60秒間加熱乾燥して、膜厚15μｍのポリフツ化ビニル
皮膜を形成した。 ６）耐食性試験 このようにして製作した５本の製品について、それぞ
れ、試験片を長さ300mmとし、素地鋼までに達するナイ
フ傷を10mm間隔でつけた後、この部分を対象として、JI
S Z 2371に規定された塩水噴霧試験を行ない、クロメー
ト皮膜又は亜鉛皮膜層の腐食、変色によるしま模様が接
触する時間を測定することによつて耐食試験を行なつ
た。結果を次表に示す。 実施例 ２ １）金属管：実施例１と同様な帯鋼材を使用した、外径
6.35mmφ、肉厚0.7mmの電縫鋼管。 ２）下層の形成：実施例１と同様にして、外表面に膜厚
25μｍの亜鉛電鍍膜を形成した。 ３）クロメート処理:6価クロム濃度5g/lのクロメート処
理液により２）で形成した亜鉛電鍍膜上に黄色クロメー
ト皮膜を形成した。 ４）中間層の形成：実施例１−４）と同様にして調製し
た塗料を噴霧塗布し、320℃で60秒間加熱処理して、膜
厚５μｍのエポキシ樹脂中間層を形成した。 ５）上層の形成：ついで、実施例１と同様にして調製し
たポリフツ化ビニル分散液を噴霧塗布し、380℃で60秒
間加熱乾燥して、膜厚15μｍのポリフツ化ビニル皮膜を
形成した。 ６）耐食試料：実施例１と同様にして５本の試料につい
て耐食試験を行なつた。結果を次表に示す。又、直径方
向断面の説明用拡大図を第２図に示す。 比較例 １）金属管：実施例１と同様にして製作した二重巻鋼管 ２）下層の形成：実施例１と同様にして膜厚25μｍの亜
鉛電鍍膜を形成した。 ３）クロメート処理:6価クロム濃度13g/lで蟻酸及び酢
酸を含むクロメート液に20秒間浸漬し、オリーブ色をし
たクロメート皮膜を形成した。 ４）上層の形成：ついで、水洗し、噴射エアーにより水
分を除去し、実施例１と同様にしてポリフツ化ビニル皮
膜を形成した。 ５）耐食試験：実施例１と同様にして５本の試料につい
て耐食試験を行なつた。結果を次表に示す。
径管の接着力が優れ、化学的、機械的耐食性に優れてい
る耐食性重層被覆金属管に関するものである。 〔従来の技術〕 従来から金属管の外面に保護被覆を施すことは行なわ
れており、たとえば自動車のブレーキ油や燃料などの配
管は、自動車の床下面に配設されるので使用条件が厳し
く、化学的耐食性は勿論のこと耐スクラツチ性、耐衝撃
性あるいは後の変形を受けるなどの機械的外力による損
傷に耐えるものが要求されている。さらに、近年、冬季
におけるスパイクタイア装着車の増加による粉じん公害
及び道路の損傷がいちじるしくなり、その対策の一環と
して路面凍結防止剤として岩塩散布が行なわれており、
岩塩の使用量が年々急増している。したがつて、岩塩に
よる配管類の腐食がより一層問題とされる可能性があ
る。また、これら自動車のおかれる腐食環境の変化にあ
わせて、前記床下配管は、飛石及び泥はねなどの機械的
外力による損傷を受け易いために、これら機械的侵食に
も耐え、化学的腐食にも耐え得る保護被覆を施した金属
管が以前に増して望まれるであろう。 しかして、従来、この種の耐食性被覆金属管として
は、第３図に示すように、帯鋼材をもつて二重巻に成形
し、あらかじめ施した銅めつき層12によつて重合面をろ
う接着して造管した二重巻鋼管11、あるいは電縫鋼管の
外表面に、電気めつきにより亜鉛の電鍍膜13を形成し、
この電鍍膜13上にオリーブ色をした比較的厚い特殊なク
ロメート皮膜14を形成し、このクロメート皮膜14上にフ
ツ素化樹脂の皮膜16を形成した重層被覆鋼管が知られて
いた。（たとえば特公昭57−60434号、特公昭61−23271
号など） 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述の従来の重層被覆鋼管は、亜鉛の
電鍍膜上にオリーブ色をした比較的厚いクロメート皮膜
を形成し、皮膜形成直後のゲル状の状態においてポリフ
ツ化ビニルの分散液をう滲透せしめた後、加熱乾燥する
ことによつて密接な結合を与えているものであるが、こ
のクロメート皮膜の形成に際しては、処理薬液中に含有
されるクロム化合物及び還元剤として添加された蟻酸な
どの有機酸の消耗量が多く、一定の皮膜形成能力を維持
するためには、処理液の各成分の補充と一定の間隔での
更新を行なわねばならず有害物質である６価クロムを多
量に含むこれらの老廃液の処理費用が嵩むという問題が
あつた。さらに、オリーブ色をしたクロメート皮膜は、
皮膜が厚く、そのままの状態において優れた耐食性を有
するものであるが、樹脂皮膜生成時に加えられる熱によ
つて水分が放逐され、脆い皮膜となり、後の曲げ加工や
ダブルフレア加工などの塑性変形により微細なクラツク
を生じて本来有している防錆性能を低下せしめるなどと
いつた問題もあつた。 本発明は、前記問題を解決し、金属管表面に施す金属
皮膜と樹脂皮膜とからなる重層した耐食性保護皮膜にお
いて、機械的外力による損傷に耐え得、化学的耐食性を
も一段と向上せしめ得た耐食性重層被覆金属管を得るこ
とを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者等は、前記問題を解決し、前記目的を達成す
るために研究を重ね、クロメート皮膜上に被覆する樹脂
皮膜をエポキシ系樹脂を中間層とする構造とすることに
よつて目的を達し得ることを見出して本発明を完成する
に至つた。すなわち、本発明は、外径が20mm以下の金属
管の外周面上に、下層から順次、亜鉛皮膜−黄色クロメ
ート皮膜−エポキシ系樹脂中間層−ポリフッ化ビニル皮
膜を形成してなり、該ポリフッ化ビニル皮膜は前記エポ
キシ系樹脂中間層上に塗布された、高沸点溶剤中にポリ
フッ化ビニルの固体が認められない状態で分散された液
を加熱乾燥して形成し、かつその厚さをエポキシ系樹脂
中間層より厚くした自動車用配管として用いる耐食性重
層被覆金属管を特徴とするものである。 次に、本発明を添付の図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は、本発明耐食性重層被覆金属管の一実施例を
示す直径方向の断面図である。 １は金属管であつて、たとえば帯鋼材をもつて二重巻
きに形成し、あらかじめ施した銅めつき層２により重ね
合わせ面をろう溶着して造管した管径20mm以下の比較的
細径の二重巻鋼管であり、外周面にも３μｍ程度の銅め
つき層２を有している。なお、鋼管としては、前記二重
巻鋼管のほか電縫鋼管又は所望の径に引き落した継ぎ目
なし鋼管も使用でき、その他アルミニウム管、鋼管など
の適宜材質の金属管が使用できる。３は、前記鋼管１の
外表面に下層として被着した亜鉛皮膜であり、一般に知
られた硫酸酸性電解液又はシアン化亜鉛を含むアルカリ
電解液をもつて電気めつきによつて被着された電鍍膜と
して通常は形成される。４は、クロメート皮膜であっ
て、亜鉛めつき直後に、一般に使用される低濃度クロム
酸による黄色クロメート皮膜として形成させる。５は、
前記クロメート皮膜４上に被着したエポキシ系樹脂中間
層であつて、エポキシ樹脂を基剤としたプライマーで浸
漬又は噴霧により塗布し加熱乾燥して形成される。この
中間層は、下層の金属皮膜ときわめて強く接着し、又、
中間層上に施される上層の樹脂皮膜とも強く接着するも
のである。６は、上層のポリフツ化ビニル皮膜であつ
て、高沸点溶剤、たとえばジメチル又はジエチレンフタ
レート中にポリフツ化ビニルの固体が認められない状態
で分散された液をもつ浸漬又は噴霧によつて塗布した
後、350℃程度まで加算乾燥して固定して形成され、か
つその厚さをエポキシ系樹脂中間層５より厚くしたもの
である。 本発明耐食性重層被覆金属管はこのように構成されて
いるので、中間層としてのエポキシ樹脂プライマーが、
下層の金属皮膜と上層の樹脂皮膜とに非常に強固な接着
力を持つて塗着され、その後の曲げ加工などの変形に対
しても亀裂、剥離を生ぜしめることがなく、又、耐食性
をも付加させ、上層のポリフツ化ビニル皮膜は、機械的
に強靭で耐熱温度が高く、耐候性、耐薬品性に優れてい
るので保護被覆として本質的にきわめて好ましい性質を
有するものである。 〔発明の効果〕 本発明は、エポキシ系樹脂を中間体とした重層被覆金
属管であるから、皮膜相互の接着力が優れ、ポリフツ化
ビニルの保護皮膜としての好ましい性質とにより、化学
的、機械的耐食性能をいちじるしく向上せしめ得、塑性
加工時のクロメート皮膜の損傷発生もなく、自動車など
の腐食環境の厳しい使用条件下での配管用として優れ、
クロメート処理液の管理も容易となるなど顕著な効果が
認められる。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を述べる。 実施例 １ １）金属管：膜厚３μｍの銅被覆した帯鋼板を使用して
形成した、外径4.76mmφ、肉厚0.7mmの二重巻鋼管。 ２）下層の形成：硫酸亜鉛を主成分とし、有機添加剤を
添加した酸性電解液を使用して、温度55〜60℃、電流密
度60A/dm2で２分間通電し、１）で調製した二重巻鋼巻
の外表面に膜厚25μｍの亜鉛の電鍍膜を形成した。 ３）クロメート処理:6価クロム濃度1g/lの低濃度クロメ
ート処理液により、２）で得た亜鉛電鍍膜上に黄色クロ
メート皮膜を形成した。 ４）中間層の形成：エポキシ樹脂と顔料を溶剤により調
製した塗料中に、２）、３）の処理をした二重巻鋼管を
浸漬して塗布し、300℃で60秒間加熱処理して、膜厚５
μのエポキシ樹脂の中間層を形成した。 ５）上層の形成：ついで、ジエチルフタレートにポリフ
ツ化ビニルを分散させた液中に浸漬して塗布し、350℃
で60秒間加熱乾燥して、膜厚15μｍのポリフツ化ビニル
皮膜を形成した。 ６）耐食性試験 このようにして製作した５本の製品について、それぞ
れ、試験片を長さ300mmとし、素地鋼までに達するナイ
フ傷を10mm間隔でつけた後、この部分を対象として、JI
S Z 2371に規定された塩水噴霧試験を行ない、クロメー
ト皮膜又は亜鉛皮膜層の腐食、変色によるしま模様が接
触する時間を測定することによつて耐食試験を行なつ
た。結果を次表に示す。 実施例 ２ １）金属管：実施例１と同様な帯鋼材を使用した、外径
6.35mmφ、肉厚0.7mmの電縫鋼管。 ２）下層の形成：実施例１と同様にして、外表面に膜厚
25μｍの亜鉛電鍍膜を形成した。 ３）クロメート処理:6価クロム濃度5g/lのクロメート処
理液により２）で形成した亜鉛電鍍膜上に黄色クロメー
ト皮膜を形成した。 ４）中間層の形成：実施例１−４）と同様にして調製し
た塗料を噴霧塗布し、320℃で60秒間加熱処理して、膜
厚５μｍのエポキシ樹脂中間層を形成した。 ５）上層の形成：ついで、実施例１と同様にして調製し
たポリフツ化ビニル分散液を噴霧塗布し、380℃で60秒
間加熱乾燥して、膜厚15μｍのポリフツ化ビニル皮膜を
形成した。 ６）耐食試料：実施例１と同様にして５本の試料につい
て耐食試験を行なつた。結果を次表に示す。又、直径方
向断面の説明用拡大図を第２図に示す。 比較例 １）金属管：実施例１と同様にして製作した二重巻鋼管 ２）下層の形成：実施例１と同様にして膜厚25μｍの亜
鉛電鍍膜を形成した。 ３）クロメート処理:6価クロム濃度13g/lで蟻酸及び酢
酸を含むクロメート液に20秒間浸漬し、オリーブ色をし
たクロメート皮膜を形成した。 ４）上層の形成：ついで、水洗し、噴射エアーにより水
分を除去し、実施例１と同様にしてポリフツ化ビニル皮
膜を形成した。 ５）耐食試験：実施例１と同様にして５本の試料につい
て耐食試験を行なつた。結果を次表に示す。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明耐食性重層被覆金属管の一実施例を示
す直径方向断面図、第２図は、本発明の別の実施例を示
す直径方向断面図、第３図は、従来の重層被覆金属管の
一例を示す直径方向断面図である。 １……金属管、２……銅めつき層、３……亜鉛皮膜 ４……クロメート皮膜、５……エポキシ系樹脂中間層 ６……ポリフツ化ビニル皮膜
す直径方向断面図、第２図は、本発明の別の実施例を示
す直径方向断面図、第３図は、従来の重層被覆金属管の
一例を示す直径方向断面図である。 １……金属管、２……銅めつき層、３……亜鉛皮膜 ４……クロメート皮膜、５……エポキシ系樹脂中間層 ６……ポリフツ化ビニル皮膜
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．外径が20mm以下の金属管の外周面上に、下層から順
次、亜鉛皮膜−黄色クロメート皮膜−エポキシ系樹脂中
間層−ポリフッ化ビニル皮膜を形成してなり、該ポリフ
ッ化ビニル皮膜は前記エポキシ系樹脂中間層上に塗布さ
れた、高沸点溶剤中にポリフッ化ビニルの固体が認めら
れない状態で分散された液を加熱乾燥して形成し、かつ
その厚さをエポキシ系樹脂中間層より厚くしたことを特
徴とする自動車用配管として用いる耐食性重層被覆金属
管。
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