JP3330151B2 - 耐熱塩化ビニル樹脂ライニング金属管の製造方法 - Google Patents

耐熱塩化ビニル樹脂ライニング金属管の製造方法

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    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱膨脹性耐熱塩化ビニ
ル樹脂管を用いた耐熱塩化ビニル樹脂ライニング金属管
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】鋼管等の金属管の内面に耐腐蝕性を付与
するために熱膨脹性を有する合成樹脂管の外面に予め接
着剤を塗布してライニング用積層管を形成し、これを金
属管内に挿入し、加熱することにより膨脹接着せしめて
合成樹脂ライニングを施す方法はよく知られている。従
来、かかる方法に使用する接着剤としては溶液型ゴム系
接着剤またはホットメルト接着剤が用いられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、給湯用
配管材を目的とする耐熱性合成樹脂管に対しては、従来
のホットメルト接着剤では耐熱性がないため溶液型ゴム
系接着剤しか用いることができなかった。従って溶液型
ゴム系接着剤の含有溶剤のために必然的に乾燥工程を必
要とし、また、溶剤蒸気の充満により爆発の危険性があ
るのみならず、衛生環境上も好ましくなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は溶剤蒸気による
危険性や衛生環境の悪化等の惧れがなく、かつ、浮き、
膨れ等の欠陥もなく耐熱性も極めて良好な耐熱塩化ビニ
ル樹脂ライニング金属管の製造方法を提供せんとするも
のである。
【0005】本発明は上記目的を達成せんとするもので
あり、本発明の要旨とするところは、熱膨張性耐熱塩化
ビニル樹脂管を金属管内に挿入し、該金属管を加熱して
該金属管内の耐熱塩化ビニル管を拡径してライニングす
るライニング金属管の製造方法において、前記熱膨張性
耐熱塩化ビニル樹脂管の外周面に塗布する接着剤層が結
晶性ポリエステル樹脂を主成分とし、その融点が120
〜150℃、結晶化温度が80℃以上融点以下、溶融粘
度が150℃において高化式フローテスター(ノズル径
mm、ノズル長さ10mm)によって測定した場合、
剪断速度10SEC−1において10,000ポイズ以上
のホットメルト接着剤であることを特徴とする耐熱塩化
ビニル樹脂ライニング金属管の製造方法にある。
【0006】本発明の接着剤は該ライニング管が給湯用
として実用に供されることから耐熱性が要求され、これ
を満足するために主成分として結晶性を持つポリエステ
ル樹脂を含有するものである。さらに接着性の向上、凝
集力の向上、耐水性の向上等を目的としてポリオレフィ
ン樹脂や他の添加剤が上記ポリエステル樹脂100重量
部に対し、120重量部を越えない範囲で配合されるも
のである。
【0007】本発明で用いる必須成分である結晶性ポリ
エステル樹脂はその融点が120℃から150℃範囲で
降温時の結晶化温度が、80℃以上融点以下である必要
がある。ここで融点とは示差走査熱量計により測定した
ものであり、10℃/min の走査速度で200℃まで昇
温、同速度で0℃まで冷却後さらに同速度で昇温した場
合に吸熱ピークとして観測される温度を意味し、結晶化
温度とは融点速度と同様な操作を行ない200℃から0
℃まで冷却する場合に発熱ピークとして観測される温度
を意味し、通常、融点以下の温度である。また該融点及
び結晶化温度に相当するピークが2個以上観測される場
合最も高温で観測されるものが上記範囲にあれば良い。
【0008】結晶性ポリエステル樹脂の融点が、120
℃より低い場合接着剤の耐熱性に欠け、高温使用時剥離
が生じ易く実用性に欠ける。また融点が150℃を越え
る場合塩化ビニル樹脂管に塗布する際の樹脂温度を過度
に高く設定する必要が生じ、該樹脂管の熱変形が生じた
り、ポリエステル樹脂の熱分解酸化分解等による劣化が
生じたりして不都合である。さらに結晶化温度が80℃
より低いとライニング工程の冷却過程において、熱膨脹
性耐熱塩化ビニル樹脂管の収縮応力によって剥離する
「浮き」という現象が起り易くなり好ましくない。
【0009】本発明でいう結晶性ポリエステル樹脂とは
グリコールとジカルボン酸の重縮合により得られる熱可
塑性の飽和共重合ポリエステルを意味し、その酸成分と
しては、例えばテレフタル酸,イソフタル酸,オルトフ
タル酸,パラフェニレンジカルボン酸,2,6−ナフタ
レンジカルボン酸等の芳香族二塩基性酸やコハク酸,グ
ルタル酸,アジピン酸,スベリン酸,β−メチルアジピ
ン酸,ピメリン酸,1,6−ヘキサンジカルボン酸,ア
ゼライン酸,セバシン酸,ノナンジカルボン酸,デカン
ジカルボン酸,ヘキサデカンジカルボン酸,1,4−シ
クロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族二塩基性酸が挙げ
られる。また、グリコール成分としてはエチレングリコ
ール,1,2−プロパンジオール,1,3−ブタンジオ
ール,1,4−ブタンジオール,1,5−ペンタジオー
ル,3−メチルペンタジオール,1,3−ヘキサンジオ
ール,1,6−ヘキサンジオール,水添ビスフェノール
A,ジエチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジ
メタノール,トリエチレングリコール,ポリエチレング
リコール,ジプロピレングリコール,ポリプロピレング
リコール,ポリテトラメチレングリコール等のグリコー
ルもしくはその残基形成誘導体もしくはカプロラクトン
等のα、ω−オキシ酸もしくはその残基形成誘導体より
なる飽和二官能性モノマーとを適宜選択して常法により
共重合体して得ることが可能である。
【0010】さらに結晶性の調整等物性改良を目的とし
て、トリメリット酸,ピロメリット酸等三官能以上の酸
成分及び/又はトリメチロールプロパンペンタエリスリ
トール等三官能以上のポリオール成分等が微量共重合さ
れたものであっても良い。また2種以上のポリエステル
のブレンドにより結晶性ポリエステル樹脂の融点及び結
晶化温度が、上記範囲となる様にブレンドしても良い
し、重合度の異なる同一樹脂のブレンドであっても良
い。
【0011】次に、上記結晶性ポリエステル樹脂以外の
成分としては一般にポリオレフィン樹脂が低温特性、耐
水性改良にとって好適である。ポリオレフィン樹脂とし
ては特に限定するものではないが低密度ポリエチレンあ
るいはポリエチレン樹脂においてプロピレン,無水マレ
イン酸,酢酸ビニル,アクリル酸,アクリル酸エステ
ル,メタクリル酸等を共重合されたものが好ましい。
【0012】またポリオレフィン樹脂以外のポリマーと
して、目的に応じて、例えば、非晶性のポリエステル樹
脂,ポリスチレン樹脂,ポリウレタン樹脂等の熱可塑性
樹脂が配合されたものであっても良いし、エポキシ樹
脂,フェノール樹脂,メラミン樹脂等の熱硬化樹脂が配
合されたものであっても良い。さらに、その他の添加剤
として金属管に対する接着性向上を目的としてシランカ
ップリング剤などのカップリング剤また凝集力の向上を
目的としてタルク,クレー,シリカ等のフィラー類、そ
の他公知の耐候安定剤,老化防止剤,加工安定剤等を本
発明の特徴を損なわない範囲で添加することができる。
【0013】次に本発明の製造方法について説明する。
まず、本発明に使用する熱膨脹性耐熱塩化ビニル樹脂管
としては、後塩素化塩化ビニルを主成分としたものや、
ポリ塩化ビニル樹脂に公知の耐熱向上剤を配合したもの
に必要に応じて安定剤,充填剤,滑剤等を混合した配合
物を押出成形した後、縮径し直ちに急冷して製造された
ものが好ましい。またライニングの対象となる金属管と
しては水道用炭素鋼管,亜鉛メッキ鋼管等が一般的であ
るが、これに限定されるもまのではない。
【0014】上記膨脹性耐熱塩化ビニル管の外周面に、
クロスヘッドダイによって前述した接着剤層を溶融コー
ティング法あるいは帯状に接着剤を押出して巻き付ける
溶融巻付け法、あるいはフィルム状接着剤を塩化ビニル
管に巻き付けるフィルム巻付け法などによって、ライニ
ング用積層管を構成する。
【0015】次に該ライニング用積層管を金属管に挿入
し、金属管の外側からバーナー,熱風などによって一端
から他端へ、あるいは中央から両端へと逐次加熱するこ
とにより膨脹,接着せしめる。この場合加熱条件として
は、金属管表面が130℃〜200℃になる様に施工す
るのが望ましい。この様な加熱方法を取る理由として
は、塩化ビニル管と金属管との間隙に存在する空気を端
部に効率良く排出させる為であるが、実際には加熱むら
などにより膨脹むらが発生する。この為、接着剤の性状
によっては空気が完全に排出されず、金属管と接着剤と
の間に気泡が残存するという現象が起り易く、ライニン
グ強度の低下につながる。この現象は該接着剤の溶融粘
度が低い法が発生し易い傾向にあり、本発明における接
着剤は150℃における高化式フローテスター(ノズル
径1mm,ノズル長10mm)で測定したみかけの溶融粘度
が剪断速度10 sec-1において10,000ポイズ以上
である事が好ましい。
【0016】次に前述の様に加熱膨脹して接着させたラ
イニング管の冷却工程であるが、一般に耐熱塩化ビニル
管と金属管とはその線膨脹係数の差が大きく冷却過程に
おいて、接着剤層に剥離方向の応力がかかることにな
り、耐熱塩化ビニル管が金属管から剥離するいわゆる
“浮き”という現象が生じ易い。本発明においては、か
かる不都合を防止する為、ライニング工程において加圧
媒体を導入して塩化ビニル管内が加圧状態となったまま
冷却することが好ましい。具体的には加熱前に該塩化ビ
ニル管内を加圧密閉しておき、そのまま加熱拡径してラ
イニングしても良いし、該塩化ビニル管を加熱拡径した
後、加圧エアーを封入し、しかる後冷却するという方法
でも良いし、また該塩化ビニル管を加熱拡径する際同時
に加熱された加圧エアーを封入してライニングするとい
う方法でも良い。また、加圧媒体の圧力は塩化ビニル管
が充分金属壁面に圧着できる圧力であれば特に限定され
るものではないが、通常0.5kg/cm2 から4.0kg/
cm2 の範囲が好適である。
【0017】
【実施例】
実施例1 長さ6mの熱膨脹性耐熱塩化ビニル樹脂管(三菱樹脂
(株)製ヒシパイプHT−E20A)の外面にクロスヘ
ットダイを用いて表1に示す物性値の市販ポリエステル
系接着剤ポリエスターSP−166(日本合成化学工業
(株)製)を押出しコーティングし、この接着剤付耐熱
塩化ビニル樹脂管を内径20mm長さ5.5mの水道管用
炭素鋼管内に挿入し、ライニングした後その内面を観察
したところ浮き,脹れがなく、表1に示す通り外観上良
好な耐熱塩化ビニル樹脂ライニング金属管が得られた。
【0018】比較例1 ポリエステル系ホットメルト接着剤として表1に示す物
性値のアロンメルトPES−112(東亜合成化学
(株)製)を使用した他は実施例1と同様にしてライニ
ングしたところ表1に示す通り接着剤の融点が低いため
やや浮き気味で高温域での接着強度が低かった。
【0019】比較例2 ポリエステル系ホットメルト接着剤として表1に示す物
性値のハーデックA−3410(旭化成工業(株)製)
を使用した他は実施例1と同様にしてライニングしたと
ころ表1に示す通り結晶化温度が低いため鋼管内面より
耐熱塩化ビニル樹脂管が剥離し、浮きが発生した。
【0020】比較例3 ポリエステル系ホットメルト接着剤として表1に示す物
性値のアロンメルトPES−126E(東亜合成化学
(株)製)を使用した他は実施例1と同様にしてライニ
ングしたところ表1に示す通り溶融粘度が低いため気泡
が発生し、所謂脹れが発生した。
【0021】比較例4 ポリエステル系ホットメルト接着剤として表1に示す物
性値のポリエスターSP−160(日本合成化学(株)
製)を使用した他は実施例1と同様にしてライニングし
たところ、融点が高過ぎるためライニング時の加熱によ
り接着しなかったり、また鋼管内の耐熱塩化ビニル樹脂
管が部分的に発泡し表1の通りライニングが不可能であ
った。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明によれば溶剤蒸気による危険性や
衛生環境の悪化等の問題がないばかりでなく浮き,脹れ
等の欠陥のない耐熱塩化ビニル樹脂管が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09J 167/00 C09J 167/00 167/02 167/02 // B29K 27:06 B29K 27:06 B29L 9:00 B29L 9:00 23:00 23:00 (56)参考文献 特開 昭60−152578(JP,A) 特開 平2−196881(JP,A) 特公 昭60−11618(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 63/00 - 65/82 C09J 1/00 - 5/10 C09J 9/00 - 201/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱膨張性耐熱塩化ビニル樹脂管を金属管内
    に挿入し、該金属管を加熱して該金属管内の耐熱塩化ビ
    ニル管を拡径してライニングするライニング金属管の製
    造方法において、前記熱膨張性耐熱塩化ビニル樹脂管の
    外周面に塗布する接着剤層が結晶性ポリエステル樹脂を
    主成分とし、その融点が120〜150℃、結晶化温度
    が80℃以上融点以下、溶融粘度が150℃において高
    化式フローテスター(ノズル径1mm、ノズル長さ10
    mm)によって測定した場合、剪断速度10SEC−1に
    おいて10,000ポイズ以上のホットメルト接着剤で
    あることを特徴とする耐熱塩化ビニル樹脂ライニング金
    属管の製造方法。
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