JP4152003B2

JP4152003B2 - ライニング方法及びライニング管

Info

Publication number: JP4152003B2
Application number: JP26835297A
Authority: JP
Inventors: 隆文川口; 寛之西村
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1997-10-01
Filing date: 1997-10-01
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2017-10-01
Also published as: JPH11108288A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管の内側に流体の漏洩を防止する筒状のライニング層を形成するライニング方法及びライニング管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のライニング方法は、金属配管等における各種劣化を補修または予防するために行われており、各種工法により常温硬化型エポキシ樹脂等を管の内面に塗布した後、硬化させる方法が行われてきた。そして、このようにしてライニングが行われたライニング管は、硬化した樹脂よりなる筒状のライニング層が、金属配管等の内面に接着した状態で形成されており、ライニング層が簡単に剥離しないものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなライニング管では、通常の使用環境下では特に問題がないものの、地震等によって配管に大きな変位が加わり破損が生じた場合、内側のライニング層もその破損部分による変位に追従できず、同時に破損が生じる。また、配管に変形が生じる場合でも、その変形部分においてライニング層に引張応力又は圧縮応力が集中してライニング層が破損する場合が生じる。
上記の結果、内部の搬送気体や液体が漏洩することになる。
【０００４】
このような問題に対して、エポキシ樹脂等と比較してより破断伸度の大きいゴム状のライニング層を設ける方法も考えられるが、上記のようにライニング層が管の内面に接着している構造では、管に大きな亀裂が生じる場合には有効とは考えにくい。つまり、地震等により管に大きな亀裂が生じる場合、いわゆる「ゼロスパン」の状態が生じて管の内面に接着したライニング層の伸度は非常に大きくなり（例えば５００％以上）、このような伸度で破断しない材料は、通常存在しないため、ライニング層の材料を改良する方法では限界があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記に鑑みて、管自身に大きな破損や変形が生じても、ライニング層の機能を維持することができるライニング方法及びライニング管を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明のライニング方法の特徴構成は、管の内側に流体の漏洩を防止する筒状のライニング層を形成するライニング方法において、フッ素樹脂を主成分とする材料を前記管の内面に塗布して、剥離層を形成した後、硬化後にゴム状となる液状ライニング材として、シリル官能基末端ポリプロピレンオキシドとエポキシ樹脂とのエラストマーマトリックス型ポリマーアロイの形成材料を前記剥離層の表面に塗布して、前記ライニング層を形成する点にある。
【０００７】
上記構成において、前記ライニング層の厚みを１．０〜５．０ｍｍの厚みに形成することが好ましい。
【０００８】
また、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【００１０】
他方、本発明のライニング管の特徴構成は、管の内側に流体の漏洩を防止する筒状のライニング層を形成してあるライニング管において、フッ素樹脂を主成分とする材料を前記管の内面に塗布して、剥離層を形成してあると共に、硬化後にゴム状となる液状ライニング材として、シリル官能基末端ポリプロピレンオキシドとエポキシ樹脂とのエラストマーマトリックス型ポリマーアロイの形成材料を前記剥離層の表面に塗布して、前記ライニング層を形成してある点にある。
【００１１】
上記構成において、前記ライニング層の厚みが１．０〜５．０ｍｍの厚みに形成してあることが好ましい。
【００１２】
また、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【００１３】
〔作用効果〕
そして、本発明のライニング方法の上記特徴構成によれば、剥離を起こり易くする剥離層を形成した後、その表面に前記ライニング層を形成するため、地震等によって管に大きな変位が加わり破損が生じた場合、その破損部分の近傍においてライニング層の剥離が生じて引っ張り応力が分散されるため、見掛けの伸度と比較してライニング層の実質的な伸度がゼロスパンの場合と比較して非常に小さくなる（例えば見掛けの伸度の１０分の１以下）。このため管が破損してもライニング層が破損しにくく、内部の搬送気体や液体の漏洩を防止することができる。また、管に変形が生じる場合にも、その変形部分の近傍で剥離が生じて応力の集中が回避できるため、ライニング層の破損が起こりにくくなる。
その結果、管自身に大きな破損や変形が生じても、ライニング層の機能を維持することができるライニング方法を提供することができた。
【００１４】
また、前記ライニング層が、硬化後にゴム状となる液状ライニング剤を塗布して形成されるので、ゴム状のライニング層は樹脂タイプのものと比較して破断伸度が大きいため、より確実にライニング層の破損を防止してその機能を維持することができる。また、硬化後にゴム状となる液状ライニング剤は、硬化前に液状のため管内に塗布するのが容易であり、塗布後に硬化させるだけでゴム状のライニング層を形成することができる。
特に、硬化後にゴム状となる液状ライニング材として、シリル官能基末端ポリプロピレンオキシドとエポキシ樹脂とのエラストマーマトリックス型ポリマーアロイの形成材料が用いられているので、無溶剤かつ低粘度で常温硬化性を有し、耐久性を有すると共に、破断伸度を大きくすることができる。
【００１５】
更に、前記剥離層がフッ素樹脂を主成分として形成されるので、後述の実施例の結果が示すように、フッ素樹脂の表面の接着性が特に小さいためなどの理由より、ライニング管における剥離層によるライニング層の剥離性が優れたものとなる。
【００１６】
また、ライニング層の厚みは、管から剥離してもその機能を維持できるように、１．０〜５．０ｍｍの厚みが好ましい。
さらに、後述の実施例の結果が示すように、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【００１７】
他方、本発明のライニング管の上記特徴構成によれば、前記管の内面に前記ライニング層を直接形成する場合より、前記ライニング層の剥離を起こり易くする剥離層を、前記管の内面に形成すると共に、前記剥離層の表面に前記ライニング層を形成してあるため、上述のライニング方法の場合と同様に、地震等によって管に大きな変位が加わり破損が生じた場合、その破損部分の近傍においてライニング層の剥離が生じて引っ張り応力が分散されるため、見掛けの伸度と比較してライニング層の実質的な伸度が非常に小さくなる。このため管が破損してもライニング層が破損しにくく、内部の搬送気体や液体の漏洩を防止することができる。また、管に変形が生じる場合にも、その変形部分の近傍で剥離が生じて応力の集中が回避できるため、ライニング層の破損が起こりにくくなる。
その結果、管自身に大きな破損や変形が生じても、ライニング層の機能を維持することができるライニング管を提供することができた。
【００１８】
また、前記ライニング層が、ゴム状のライニング層であるので、ゴム状のライニング層は樹脂タイプのものと比較して破断伸度が大きいため、より確実にライニング層の破損を防止してその機能を維持することができる。
特に、硬化後にゴム状となる液状ライニング材として、シリル官能基末端ポリプロピレンオキシドとエポキシ樹脂とのエラストマーマトリックス型ポリマーアロイの形成材料が用いられているので、無溶剤かつ低粘度で常温硬化性を有し、耐久性を有すると共に、破断伸度を大きくすることができる。
【００１９】
更に、前記剥離層が、フッ素樹脂を主成分とするものであるので、後述の実施例の結果が示すように、フッ素樹脂の表面の接着性が特に小さいためなどの理由より、ライニング管における剥離層による剥離性が優れたものとなる。
また、ライニング層の厚みは、管から剥離してもその機能を維持できるように、１．０〜５．０ｍｍの厚みが好ましい。
さらに、後述の実施例の結果が示すように、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【００２１】
〔ライニング方法〕
本発明のライニング方法は、管１の内側に流体の漏洩を防止する筒状のライニング層３を形成するライニング方法において、管１の内面にライニング層３を直接形成する場合より、ライニング層３の剥離を起こり易くする剥離層２を、管１の内面に形成した後、剥離層２の表面にライニング層３を形成することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明のライニング方法の対象となる管１としては、各種金属管、樹脂管、陶器管などが挙げられるが、本発明は特に地中配管に用いられ地震等による破損が問題とされている金属管に対して有効である。
【００２３】
本発明では、まず管１の内面に剥離層２を形成するが、かかる剥離層２はライニング層３を直接形成する場合より、ライニング層３の剥離を起こり易くするものである。かかる剥離層２としては、上記のような機能を有するものであれば、管１と剥離層２との界面で剥離を起こさせるもの、剥離層２とライニング層３との界面で剥離を起こさせるもの、その両者で剥離を起こさせるもの、剥離層２自体の分離により剥離を起こさせるものなど、いずれの形態のものであってもよい。
具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、これらと他の成分との共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、シリコン樹脂、シリコーンオイルなどの有機ケイ素重合体、パラフィンワックス、カルナバワックスなどのワックス類、レシチン等が挙げられるが、中でも、前述の作用効果の項で述べた理由より、フッ素樹脂を主成分とするものを用いる。
【００２４】
剥離層２の形成法としては、上記のような材料の各種溶液や粉末等を用いてスプレー塗布、ライニングピグを用いる塗布などにより管の内面に形成したり、管の製造と同時に剥離層を形成するなどすればよい。剥離層２の厚みは、剥離機能を有する限り特に制限されるものではなく、また、剥離層２の形成はライニング層３を剥離させる程度に行われていればよく、必ずしも管１の全面に形成される必要はない。
【００２５】
本発明では、つづいて剥離層２の表面にライニング層３を形成するが、ライニング層３の形成法や材料としては、エポキシ樹脂と硬化剤などを含有するライニング剤を、ライニングピグなどを用いて管内の剥離層２の表面に塗布して硬化させることにより、好適にライニング層３を形成することができる。
【００２６】
特に、硬化後にゴム状となる液状ライニング剤を塗布して形成されることが、前述の理由より好ましく、このようなライニング剤としては、シリル官能基末端ポリプロピレンオキシド（商標名サイリルとして鐘淵化学工業（株）より市販）とエポキシ樹脂（ビスフェノールＡジグリシジルエーテル等）とのエラストマーマトリックス型ポリマーアロイの形成材料が、無溶剤かつ低粘度で常温硬化性を有し、耐久性を有すると共に、破断伸度が大きいため、本発明に用いられる。
【００２７】
ライニング層３の厚みは、管１から剥離してもその機能を維持できるように、１．０〜５．０ｍｍの厚みが好ましく、２．０〜４．０ｍｍの厚みがより好ましい。
【００２８】
〔ライニング管〕
本発明のライニング管は、図１に示すように、管１の内側に流体の漏洩を防止する筒状のライニング層３を形成してあるライニング管において、前記管１の内面に前記ライニング層３を直接形成する場合より、前記ライニング層３の剥離を起こり易くする剥離層２を、前記管１の内面に形成すると共に、前記剥離層２の表面に前記ライニング層３を形成してあることを特徴とする。かかる本発明のライニング管は、以上のような本発明のライニング方法によって好適に得られるものであり、管１、剥離層２、及びライニング層３の形成法、形成材料、厚みやその性状などは、ほぼ上述の通りである。
但し、本発明のライニング管は、前述のライニング方法以外の方法で製造することもでき、例えばライニング剤中に、管１側にブリード等して剥離層２を形成するシリコン系や金属石鹸などの内部離型剤等を添加しておき、ライニング工程によって剥離層２とライニング層３とを一度に形成する方法によっても製造することができる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明のより具体的な構成とその効果を示す実施例を例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３２】
実施例１
長さ１５０ｍｍ、内径３０ｍｍの金属パイプ（ＳＵＳ製）の２本を、両者の端面で突き合わせて固定したのち、その部分の両側７５ｍｍの部分の内面に、テフロンスプレー（ファインケミカル（株）製，ニューＴＦＥコート）を用いて、スプレー塗布して剥離層を形成した。
その表面に、下記の成分よりなる２液型ライニング剤を均一に塗布して、室温で２４時間硬化させてライニング層を形成し（厚さ３．０ｍｍ）、本発明のライニング管を得た。
【００３３】
〔ライニング剤組成〕
・シリル官能基末端ポリプロピレンオキシド１００重量部
（サイリルＳＡＴ２００，鐘淵化学工業（株）製）
・エポキシ樹脂５０重量部
（エピコート＃８２８，油化シェルエポキシ（株）製）
・サイリル硬化剤２重量部
（No.918, 三共有機合成（株）製）
・エポキシ硬化剤５重量部
（ＤＭＰ−３０，化薬アクゾ（株）製）
・接着力付与剤５重量部
（アミノシラン，Ａ−１１２２，日本ユニカー（株）製）
【００３４】
得られたライニング管を用いて、２本のパイプの両側を試験機にセットして、引張速度２００ｍｍ／分で引張試験を行った。その際の破断荷重と破断伸度を表１に示す。
【００３５】
参考例１
実施例１において、上記ライニング剤の代わりに下記の組成よりなるエポキシ樹脂系のライニング剤を用いる以外は、実施例１と同様して、ライニング管を作製し、引張試験を行った。その際の破断荷重と破断伸度を表１に示す。
【００３６】
〔ライニング剤組成〕
・エポキシ樹脂１００重量部
（エピコート＃８２８，油化シェルエポキシ（株）製）
・エポキシ硬化剤１０重量部
（ＤＭＰ−３０，化薬アクゾ（株）製）
【００３７】
比較例１
実施例１において、剥離層を形成しないこと以外は全て実施例１と同様して、ライニング管を作製し、引張試験を行った。その際の破断荷重と破断伸度を表１に示す。
【００３８】
比較例２
参考例１において、剥離層を形成しないこと以外は全て参考例１と同様して、ライニング管を作製し、引張試験を行った。その際の破断荷重と破断伸度を表１に示す。
【００３９】
【表１】

【００４０】
表１の結果が示すように、実施例では対応する比較例に比べて見掛け破断伸度が大幅に大きくなっており、管自身により大きな破損等が生じても、ライニング層の機能を維持することができることが分かった。特に、硬化後にゴム状となるライニング剤を用いた実施例１では、通常の樹脂系のライニング剤を用いた参考例１と比較して、見掛け破断伸度がより大きくなっており、より確実にライニング層の破損を防止してその機能を維持することができることが分かった。
【００４１】
参考例２〜４
実施例１において、テフロンスプレーを用いて剥離層を形成する代わりに、下記のような剥離層を形成する以外は全て実施例１と同様して、ライニング管を作製し、引張試験を行った。その際の破断伸度を実施例１と共に表２に示す。
【００４２】
・参考例２：シリコン樹脂層（信越シリコーン製，ＫＦ９６ＳＰ）
・参考例３：シリコーンオイル（相互理化学硝子製作所製，信越シリコーンオイルＫＦ９６５）
・参考例４：パラフィンワックス（キシダ化学製，パラフィン０１０−５９３６５）
【００４３】
【表２】

【００４４】
表２の結果が示すように、フッ素樹脂層を剥離層として形成した実施例１が、他の剥離層を形成した参考例と比較して最もライニング層の剥離性が優れていることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ライニング管の一例を示す断面図
【符号の説明】
１管
２剥離層
３ライニング層

Claims

管の内側に流体の漏洩を防止する筒状のライニング層を形成するライニング方法であって、
フッ素樹脂を主成分とする材料を前記管の内面に塗布して、剥離層を形成した後、
硬化後にゴム状となる液状ライニング材として、シリル官能基末端ポリプロピレンオキシドとエポキシ樹脂とのエラストマーマトリックス型ポリマーアロイの形成材料を前記剥離層の表面に塗布して、前記ライニング層を形成するライニング方法。
前記ライニング層の厚みを１．０〜５．０ｍｍの厚みに形成する請求項１に記載のライニング方法。
前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである請求項１又は２に記載のライニング方法。
管の内側に流体の漏洩を防止する筒状のライニング層を形成してあるライニング管であって、
フッ素樹脂を主成分とする材料を前記管の内面に塗布して、剥離層を形成してあると共に、
硬化後にゴム状となる液状ライニング材として、シリル官能基末端ポリプロピレンオキシドとエポキシ樹脂とのエラストマーマトリックス型ポリマーアロイの形成材料を前記剥離層の表面に塗布して、前記ライニング層を形成してあるライニング管。
前記ライニング層の厚みが１．０〜５．０ｍｍの厚みに形成してある請求項４に記載のライニング管。
前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである請求項４又は５に記載のライニング管。