JP5909007B1

JP5909007B1 - 管体製造方法および粉体塗膜形成方法

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Publication number: JP5909007B1
Application number: JP2015064490A
Authority: JP
Inventors: 彩乃佐藤; 拓人十時; 清水　宏明; 宏明清水; 五郎船橋
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-04-26
Anticipated expiration: 2035-03-26
Also published as: JP2016183734A

Abstract

【課題】内周面に形成された粉体塗膜が割れにくい管体を提供する。【解決手段】管体９００は、耐震構造を有する受口９１０と、受口９１０に連続する直部９２０とを備える。受口９１０の内周面９５１には、ロックリング７２０を収容するための凹部９９３が形成されている。凹部９９３には、受口粉体塗膜が形成されている。直部９２０の内周面９５２の少なくとも一部には、直部粉体塗膜が形成されている。受口粉体塗膜の硬度は、直部粉体塗膜の硬度よりも低い。【選択図】図４

Description

本発明は、管体、管体を備えた管路、および管体への粉体塗膜形成方法に関する。

近年、主に水道管などに使用されるダクタイル鋳鉄管（鉄管）には、地震時においても継手部分（一方の鋳鉄管の受口に他方の鋳鉄管の挿口を挿入して接合している部分）が離脱せず、ライフラインとして通水機能を維持できることが求められている。このため、鋳鉄管の受口内周面には、それらを実現するための部材として、継手部の離脱防止のためのロックリングや継手部の止水性維持のためのゴム輪などの部材を装着するための複数の凹部と、当該部材を機能させるための凸部とが設けられている。また、鋳鉄管の両端部に位置する受口と挿口との間には直部と称する長い管状部分が存在する。

ところで、金属管である鋳鉄管には、防食上などの理由から、その内外周面には、塗覆装が施されるが、おいしい水を求める消費者の声に応えるため内周面には粉体塗装が施される場合が多くなっている。

しかしながら、このような凹凸形状を有する受口内周面に粉体塗装を施す場合、凹凸部分の底面と壁面とでは塗料の付着しやすさが異なるため、均一な粉体塗膜を形成する事が困難である。それゆえ、部位によっては粉体塗料が過剰に付着してしまう。その結果、凹部の寸法が所定の公差範囲に収まりきらずに、ゴム輪およびロックリングなどの装着の際、あるいは挿口との接合の際に支障をきたす虞がある。それゆえ、粉体塗装は直部内周面の平滑な部分が主たる対象となっており、受口内周面の凹凸形状にまで粉体塗装が施されることはなかった。

したがって、受口内周面の塗装に際しては、熟練作業者の人手による塗装作業を皆無にすることは難しく、塗装工程上の負担となっていた。

たとえば、特許文献１には、管体の内周面への粉体塗装の一例として、一端に受口を有し他端に挿口を有する鉄管の内面に粉体塗装を行う方法が開示されている。特許文献１の塗装方法は、ノズルから帯電した粉体塗料を吐出することにより、受口の内周面に均一な塗膜を形成する方法である。

また、特許文献２には、コーン状スプレーパターンに塗料を噴射するノズルを用いることにより、受口の内周面に均一な塗膜を形成する方法が開示されている。

特開２０１０−２６９２４３号公報特開２００３−５３２２０号公報

ところで、鋳鉄管の受口に粉体塗装による粉体塗膜を形成する場合には、安全性に十分に考慮するため３００μｍ以上の厚みとすることが好ましい。たとえば熱硬化型の粉体塗料により上記の厚みの塗膜を形成する場合、粉体塗料が塗装面にて溶解され、平滑化された後、硬化によって塗膜を形成する。そのゆえ、鋳鉄管の受口には膜厚の大きな緻密な塗膜が形成されることになる。したがって、この様に形成された粉体塗膜に非常に強い衝撃が加わった場合には、粉体塗膜に割れが生じるという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、内周面に形成された粉体塗膜が割れにくい管体、管路、および粉体塗膜形成方法を提供することにある。

請求項１の発明によると、管体は、耐震構造を有する受口と、受口に連続する直部とを備える。受口の内周面には、ロックリングを収容するための収容部が形成されている。収容部には、第１の粉体塗膜が形成されている。直部の内周面の少なくとも一部には、第２の粉体塗膜が形成されている。第１の粉体塗膜の硬度は、第２の粉体塗膜の硬度よりも低い。

請求項２の発明によると、請求項１に記載の管体であって、第２の粉体塗膜の硬度に対する第１の粉体塗膜の硬度の比の値は、０．９５以下である。

請求項３の発明によると、請求項１または２に記載の管体であって、第１の粉体塗膜のビッカース硬さは、１０．０以上かつ２２．０以下である。

請求項４の発明によると、請求項１から３のいずれか１項に記載の管体であって、第１の粉体塗膜の体質顔料濃度は、第２の粉体塗膜の体質顔料濃度よりも低い。

請求項５の発明によると、請求項１から４のいずれか１項に記載の管体であって、第１の粉体塗膜の体質顔料濃度は、０ｗｔ％以上かつ３５ｗｔ％以下である。

請求項６の発明によると、請求項１から５のいずれか１項に記載の管体であって、第１の粉体塗膜の膜厚は、第２の粉体塗膜の膜厚よりも薄い。

請求項７の発明によると、請求項１から６のいずれか１項に記載の管体であって、受口の内周面には、管体内を流れる液体が管体の外部に流れ出すことを防止するための部材を収容するための第２の収容部がさらに形成されており、第２の収容部のうちの液体と接する領域には、第１の粉体塗膜が形成されている。

請求項８の発明によると、請求項１から７のいずれか１項に記載の管体と、ロックリングとを備えた管路であって、ロックリングには、第３の粉体塗膜が形成されており、第３の粉体塗膜の硬度に対する第１の粉体塗膜の硬度の比の値は、０．９５以下である。

請求項９の発明によると、粉体塗膜形成方法は、耐震構造を有する受口と受口に連続する直部とを有する管体に粉体塗膜を形成するために用いられる。受口の内周面には、ロックリングを収容するための収容部が形成されている。粉体塗膜形成方法は、収容部に、第１の粉体塗膜を形成するステップと、直部の内周面の少なくとも一部に、第１の粉体塗膜の硬度よりも高い硬度の第２の粉体塗膜を形成するステップとを備える。

本発明によれば、内周面に形成された粉体塗膜が割れにくい管体および当該管体を備えた管路を提供することが可能となる。

管路および管体の構造を説明するための図である。塗装装置によって管体の受口の内周面に対して粉体塗装を行なうための塗装システムの構成を表した図である。粉体塗装時における粉体の吐出状態を説明するための図である。管路における管体と管体との連結状態を説明するための図である。塗装の概要を説明するための図である。耐衝撃性試験を説明するための図である。各実施例および各比較例に関し、主として、粉体塗膜の硬度の測定値と、耐衝撃性試験の試験結果とを説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る管体について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

また、以下では、塗装対象物として、受口を有する鉄製の管体（一例として、水道用のダクタイル鋳鉄管）を例に挙げて説明する。なお、塗装対象物となる管体の材質は、粉体塗装が可能であれば、鉄に限定されるものではない。たとえば、塗装対象物は、鉄製以外の金属製の管体であってもよい。また、粉体塗装は、外部から電荷を与えて粉体を帯電させる静電粉体塗装であってもよいし、外部から電荷を与えないことで粉体を帯電させない粉体塗装であってもよい。

＜Ａ．管体の概要＞
図１は、管路および管体の構造を説明するための図である。図１を参照して、管路２０００は、管体９００と管体９００Ａとが連結されたものである。

管体９００，９００Ａは、耐震機能を有するダクタイル鉄管（継手）である。なお、管体９００，９００Ａは一般的なダクタイル鉄管であるが、説明の便宜上、以下に管体９００，９００Ａの構成について説明する。

管体９００，９００Ａは、一方の管体９００Ａの挿口９２１が他方の管体９００の受口９１０に挿し込まれることによって、互いに連結される。管体９００と管体９００Ａとは同じ構造を有する。

より詳しくは、管体９００，９００Ａは、ロックリング７２０と、ロックリングホルダ７３０と、管体９００Ａにおける挿口９２１の先端に設けられた突起部９２２とによって、地震などにより地盤変動が生じても、挿口９２１が受口９１０から離脱することを防止している。また、管体９００Ａの先端が管体９００の底部９４０に当たることにより、管体９００Ａの挿口９２１が管体９００に入り込み過ぎないように規制されている。ゴム輪７１０は、管体９００，９００Ａの内部を通る液体（一例として、水）あるいはガス等の外部への漏れを防止している。

以下では、説明の便宜上、管体９００，９００Ａのうち、管体９００に着目して説明する。

＜Ｂ．塗装システムの構成＞
図２は、塗装装置１によって管体９００の受口９１０の内周面に対して粉体塗装を行なうための塗装システム１０００の構成の一例を表した図である。図２を参照して、塗装システム１０００は、塗装装置１と、被塗装対象物としての管体９００と、回転装置８００とを備えている。塗装装置１は、粉体吐出機構１０と、駆動装置２０と、制御装置３０と、粉体供給装置４０と、ホース５０とを備えている。

粉体吐出機構１０は、ノズル１１と、ランス１６とを含む。ランス１６は、ノズル１１に粉体を供給するための配管（塗料供給管）である。ノズル１１は、ランス１６の先端に備え付けられている。ノズル１１は、管体９００の受口９１０における凹凸形状の内周面に粉体を吐出する。

駆動装置２０は、粉体吐出機構１０を固定するための筐体２１と、筐体２１を移動可能に支持する支持台２２とを備える。支持台２２は、管体９００の軸方向（つまり、Ｘ軸方向）に筐体２１を往復移動させるための駆動機構を有している。粉体吐出機構１０は、筐体２１の移動に伴って、筐体２１と同じ方向および速度で移動する。

制御装置３０は、駆動装置２０に指令を送ることにより、筐体２１の移動方向、移動速度、および移動距離を制御する。つまり、制御装置３０は、粉体吐出機構１０の移動方向、移動速度、および移動距離を制御する。なお、筐体２１の移動方向、移動速度、および移動距離は、管体９００の寸法等に応じて、塗装装置１のユーザによって予め設定される。移動速度の制御については、後述する。また、制御装置３０は、粉体供給装置４０に対して、粉体の供給開始および供給停止を指示する。

制御装置３０は、矢印Ａの方向（Ｘ軸正の方向）および矢印Ｂ（Ｘ軸負の方向）の方向に筐体２１を移動させる。より詳しくは、制御装置３０は、ノズル１１が管体９００の受口９１０に入り込み、その後、ノズル１１が受口９１０から出てくるように、筐体２１を支持台２２に対して移動させる。

粉体供給装置４０は、ホース５０によってランス１６に接続されている。これにより、塗装装置１は、ノズル１１から粉体を吐出することが可能となる。

回転装置８００は、管体９００の周方向に管体９００を回転させる。より詳しくは、回転装置８００は、一例として、管体９００を矢印Ｃの方向に一定速度で回転させる。これにより、塗装装置１は、粉体を管体９００の受口の内周面の全域に吐出することが可能となる。

＜Ｃ．粉体の吐出＞
図３は、粉体塗装時における粉体の吐出状態を説明するための図である。図３を参照して、管体９００の受口９１０の内周面９５１は、凹凸形状をしている。その一方、受口９１０に連続する直部９２０の内周面９５２は、凹凸形状を有していない。以下、受口９１０の内周面９５１の構造について、詳しく説明する。

内周面９５１には、複数の凹部が形成されている。具体的には、内周面９５１には、ゴム輪７１０のヒール部７１０１（図４参照）が収容される凹部９９１と、ゴム輪７１０のバルブ部７１０２（図４参照）が収容される凹部９９２と、ロックリング７２０およびロックリングホルダ７３０が収容される凹部９９３とが形成されている。

凹部９９１は、管体９００の受口９１０の開口側（手前側）に壁面９６１を有し、管体９００の奥側に壁面９６２を有する。また、凹部９９１は、壁面９６１と壁面９６２との間に底面９７１を有する。凹部９９２は、管体９００の開口側に壁面９６３を有し、管体９００の奥側に壁面９６４を有する。また、凹部９９２は、壁面９６３と壁面９６４との間に底面９７２を有する。凹部９９３は、管体９００の開口側に壁面９６５を有し、管体９００の奥側に壁面９６６を有する。また、凹部９９３は、壁面９６５と壁面９６６との間に底面９７３を有する。

壁面９６１，９６２，９６４，９６６は、管体９００の軸方向に垂直な断面に略平行である。底面９７１，９７２，９７３は、管体９００の軸方向に垂直な断面に対して略垂直である。

壁面９６３は、ゴム輪７１０の変形等を考慮して、管体９００の軸方向に垂直な断面に対して、所定の角度傾いている。より具体的には、凹部９９２の底面と壁面９６３とのなす角度が鈍角となるように、壁面９６３は当該断面に対して傾斜している。

壁面９６５は、ロックリング７２０に対して、管体９００の軸の中心方向への力を作用させるために、管体９００の軸方向に垂直な断面に対して、所定の角度傾いている。より具体的には、凹部９９３の底面と壁面９６５とのなす角度が鈍角となるように、壁面９６５は当該断面に対して傾斜している。

以上のように、受口９１０の内周面９５１には、各々が２つの壁面（立ち上がり部）を有する、複数の凹部９９１，９９２，９９３が存在する。

凹部９９２、９９３にある各２つ壁面のうち、管軸方向受口開口側の壁面９６３、９６５が、底面となす角度が鈍角となるように傾斜しているのは、挿口９２１、より詳しくは挿口先端の突起部９２２がゴム輪７１０の内周面を通過するときの挿入力（挿入に必要な力）を低減させるために拡径変形し壁面９６３に当接するゴム輪に無理な力が発生しないようにすることや、地震時などで挿口を受口から離脱させようとした力が作用したときに壁面９６５に当接するロックリングをより縮径させるようにすることがその理由である。

一方、受口開口寄りの凹部９９１の２つの壁面９６１、９６２がいずれも管軸に直交する平面となっているのは、凹部９９１に受口内周面に装着されるゴム輪７１０のヒール部と称する矩形断面の環状部分が嵌め込まれ、ゴム輪７１０の内周面を挿口９２１が通過するときに管軸方向奥方向きの力を受けるゴム輪７１０を所定の位置に留めるよう凹部９９１の両壁面９６１、９６２でヒール部を確実に把持することがその理由である。

このような理由から、凹部の各２つの壁面のうち、管軸方向奥側の壁面と開口側壁面とでは傾斜角度が異なっており、管軸方向奥側の壁面が管軸に垂直な壁面となっている場合が多い。

なお、凹部９９１は、一般的には、「ヒール部収容部」と称されている。凹部９９２は、一般的には、「バルブ部収容部」と称されている。

＜Ｄ．連結状態の詳細＞
図４は、管路２０００における管体９００と管体９００Ａとの連結状態を説明するための図である。図４を参照して、挿口９２１が管体９００の受口９１０に挿し込まれると、ゴム輪７１０が変形し、ゴム輪７１０のバルブ部７１０２に力が作用し、バルブ部７１０２の先端部が凹部９９２に入り込む。なお、ゴム輪７１０のヒール部７１０１は、凹部９９１に留まっている。

このような状態で、管体９００と管体９００Ａとによる構成される管路２０００の内部に液体（典型的には、水道水）が流れると、凹部９９３には液体が流れ込む。また、凹部９９２にも、ゴム輪７１０のバルブ部７１０２で埋められた領域を除き、液体が流れ込む。なお、ゴム輪７１０により、管体９００，９００Ａ内を流れる液体が管体９００，９００Ａの外部に流れ出すことを防止できる。

また、上述したように、管体９００，９００Ａは、ロックリング７２０と、ロックリングホルダ７３０と、突起部９２２とによって、地震などにより地盤変動が生じても、挿口９２１が受口９１０から離脱することを防止している。たとえば、地盤変動により管体９００と管体９００Ａとが相対的に移動することにより、突起部９２２がロックリング７２０に対して力を作用させた場合、ロックリング７２０は、壁面９６５に接触する。

＜Ｅ．塗装の概要＞
図５は、塗装の概要を説明するための図である。図５を参照して、管体９００に対する塗装は、一例として４回の塗装工程を含む。

以下では、説明の便宜上、内周面９５１を複数の内周面に区分して説明する。具体的には、内周面９５１を、受口９１０の開口側から直部９２０の方に向かい、内周面９５１α、内周面９５１β，内周面９５１γ，内周面９５１δとする。なお、内周面９５１δと直部９２０の内周面９５２とは連続している。内周面９５１αは、凹部９９１を形成している。内周面９５１βは、凹部９９２と凹部９９３とを形成している。

１回目の塗装に先立ち、粉体塗料の溶融温度となるまで管体９００を加熱（前加熱）する。１回目の塗装として、受口９１０の内周面９５１γ，９５１δと直部９２０の内周面９５２とに対して、粉体塗装で下塗りを行なう。当該下塗りを、「補助塗装」とも称する。２回目の塗装として、直部９２０の内周面９５２に対して、粉体塗装を行なう。以下では、当該２回目の塗装を、「直部粉体塗装」とも称する。

３回目の塗装として、受口９１０の内周面９５１β、９５１γに対して、粉体塗装を行なう。以下では、当該３回目の塗装を、「受口粉体塗装」とも称する。３回目の塗装が終了した後、粉体塗装により形成された粉体塗膜を硬化させるため、管体９００を再度加熱する。４回目の塗装として、受口９１０の内周面９５１αに対して、溶剤系塗料（液体塗料）で塗装を行なう。

このような塗装により、受口９１０の内周面９５１の耐久性の向上を図っている。また、管体９００を用いて管路２０００（図４）を構成した場合、液体と接する領域に対しては粉体塗膜が形成されており、溶剤系塗料による塗膜は形成されていないため、溶剤系塗料の臭気が管路２０００の内部に漂う虞はない。よって、塗装後の乾燥を長時間せずとも、溶剤系塗料の臭気を有する虞をなくすことができる。

＜Ｆ．塗装および塗料の詳細＞
本発明者は、粉体塗装による塗膜（粉体塗膜）に割れが生じる箇所および割れが生じる原因を検討したところ、受口９１０に形成したロックリング７２０およびロックリングホルダ７３０を収容する凹部９９３と、凹部９９３に収容されるロックリング７２０における接触箇所（壁面９６５と接触する部分）の粉体塗膜に割れが生じる場合があることを見出した。また、本発明者は、粉体塗膜の割れは、挿口９２１を接合した後の抜け出しによる衝撃がロックリング７２０を通じて粉体塗膜に加わった際に生じるものであり、受口９１０の粉体塗膜の硬度（硬さ）に起因しているものであろうとの考えの下に、直部９２０の粉体塗膜と比較して硬度の低い粉体塗膜を少なくとも受口９１０の凹部９９３に形成することにより、粉体塗膜の割れを抑制した受口９１０の粉体塗膜を形成できることを見出した。そこで、管体９００の構成を以下のとおりとした。

（１）管体９００は、耐震構造を有する受口９１０と、受口９１０に連続する直部９２０とを備える。受口９１０の内周面９５１には、ロックリング７２０を収容するための凹部９９３（収容部）が形成されている。凹部９９３には、上述した３回目の塗装による粉体塗膜（以下、「受口粉体塗膜」とも称する）が形成されている。直部９２０の内周面９５２の少なくとも一部（図４の場合には全部）には、上述した１回目および２回目の塗装による粉体塗膜（以下、「直部粉体塗膜」とも称する）が形成されている。管体９００においては、受口粉体塗膜の硬度が、直部粉体塗膜の硬度よりも低い。

粉体塗膜の硬度が高いほど、粉体塗膜に傷がつきづらいという性質を有する。つまり、粉体塗膜の硬度が低いほど、粉体塗膜に傷がつき易いという性質を有する。そのため、管体９００の内周面に形成する粉体塗膜の硬度は、傷を防止し、傷を起点とする剥がれ等の問題を防止する観点から、高くするのが一般である。

本実施の形態では、上記の一般的な構成とは逆に、管体９００における凹部９９３の粉体塗膜の耐衝撃性を高めるため、受口粉体塗膜の硬度を、直部粉体塗膜の硬度よりも低くした。換言すれば、受口９１０の粉体塗膜には、直部９２０における粉体塗膜と異なり、耐衝撃性の観点から直部９２０における粉体塗膜よりも硬度が低い粉体塗膜を形成している。

このように、直部９２０の内周面９５２の粉体塗膜の硬度と受口９１０の内周面９５１の粉体塗膜の硬度とを異なる特性とすることにより、粉体塗装による塗膜を形成したとしても、受口９１０の部分（特に、凹部９９３）での粉体塗膜の割れを防止しつつ、直部９２０は従来と同等の防食性などの粉体塗膜の特性を確保した管体９００を得ることができる。

（２）詳細については後述するが、直部粉体塗膜の硬度に対する受口粉体塗膜の硬度の比の値は、０．９５以下であることが好ましい。当該比の値を０．９５以下とすることによって、受口粉体塗膜の割れを効果的に防止することができる。より好ましくは、直部粉体塗膜の硬度に対する受口粉体塗膜の硬度の比の値は、０．９０以下である。さらに好ましくは、直部粉体塗膜の硬度に対する受口粉体塗膜の硬度の比の値は、０．８０以下である。

また、直部粉体塗膜の硬度に対する受口粉体塗膜の硬度の比の値は、０．７０以上であることが好ましい。当該比の値を０．７０以上とすることによって、受口粉体塗膜の硬度が極端に低くならない。そのため、「直部粉体塗膜に比べて、受口粉体塗膜が傷つき易かったりする」といった問題の発生を抑えることができる。

（３）詳細については後述するが、受口粉体塗膜の硬度は、１０．０以上かつ２２．０以下であることが好ましい。硬度が１０．０よりも低い場合には、粉体塗膜の強度が不足して塗膜が傷つき易く、剥離などが生じやすくなり、硬度が２２．０よりも高い場合には、粉体塗膜の割れが生じやすくなるためである。より好ましくは、受口粉体塗膜の硬度は、１５．０以上かつ１７．５以下である。なお、本実施の形態における「硬度」とは、ＪＩＳＺ２２４４の規定に準じて、マイクロビッカース硬度計を用いて測定されるビッカース硬さを意味している。

（４）直部粉体塗膜における硬度は、２０．０以上かつ３０．０以下であることが好ましい。硬度が２０．０よりも低い場合には粉体塗膜が傷つき易く、硬度が３０．０よりも高い場合には粉体塗膜の塗布性が低下するためである。塗布性が低下すると、粉体を均一に塗布することが困難となるとともに、粉体塗膜の耐衝撃性が低くなり脆くなる。

（５）管体９００の内周面９５１，９５２に粉体塗膜を形成するための塗料としては、熱硬化性の粉体塗料であり、エポキシ樹脂、硬化剤、顔料（無機質充填剤）など、一般的な粉体塗料を用いることができる。

上記顔料について具体的に例示すると、体質顔料は、塗料の性状を調整するために用いられる顔料であり、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、含水珪酸マグネシウム（タルク）、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム（石膏）、珪藻土、マイカ（雲母粉）、クレー（カオリン）、シリカ等、塗料用として従来公知のものの中から適宜選択して使用することができる。また、着色顔料は、塗料を彩色するために用いられる顔料であり、酸化チタン、酸化鉄、チタンイエロー等の複合酸化物等の無機顔料やアゾ系顔料、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、金属キレートアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、スレン系顔料、インジゴ系顔料等の有機顔料及びカーボンブラック顔料等の中から任意のものを１種もしくはそれ以上を組み合わせて使用することができる。さらに、上記成分の他に、一般的に粉体塗料に用いられている公知の分散剤、流れ性調整剤、シランカップリング剤、消泡剤、流動性添加剤、艶消し剤等も必要に応じて配合することができる。

（６）硬度の高い体質顔料を塗料に加えて、塗膜中に存在させることで、塗膜の強度を向上させることができる。したがって、粉体塗膜の強度を向上させるためには、体質顔料の濃度を高めることが好ましい。しかしながら、発明者は、体質顔料の濃度を高めて粉体塗膜の硬度を高めた場合には、衝撃時における粉体塗膜の割れが生じやすくなることを見出した。この原因は以下によるものと推察される。

粉体塗膜を形成するエポキシ樹脂中に硬度の高い体質顔料が分散することで、体質顔料を介して、エポキシ樹脂層の割れが伝播しやすくなる。その結果、粉体塗膜の硬度は高まるものの、粉体塗膜の耐衝撃性が低下し、割れが生じやすくなると推察される。

以上より、受口粉体塗膜の体質顔料濃度は直部塗膜の体質顔料濃度よりも低いことが好ましい。

（７）受口粉体塗膜の体質顔料濃度は、０ｗｔ％（重量パーセント濃度）以上かつ３５ｗｔ％以下であることが好ましい。より好ましくは、受口粉体塗膜の体質顔料濃度は、０％ｗｔ％以上かつ２０ｗｔ％以下である。受口粉体塗膜中に体質顔料を含まないことが、さらに好ましい。受口粉体塗膜中の体質顔料濃度が３５ｗｔ％よりも大きいと、粉体塗膜の硬度が高くなり、粉体塗膜の割れが生じやすくなるためである。

（８）受口粉体塗膜に体質顔料を含める場合、体質顔料の粒径は、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。理由は、体質顔料の粒径を小さくすることで、粉体塗膜の割れが生じにくくなるためである。なお、粉体塗膜の硬度は上述した体質顔料の割合、体質顔料の粒径、エポキシ樹脂の材質などによって調整可能である。

（９）直部粉体塗膜は、厚く形成することにより粉体塗膜の安定性が高まるため、厚く形成することが好ましい。その一方、受口粉体塗膜は、厚くなり過ぎると、凹部９９１にゴム輪７１０を収容することが困難となり、凹部９９３にロックリング７２０およびロックリングホルダ７３０を収納することが困難となる。したがって、受口粉体塗膜の厚みは、直部粉体塗膜の厚みよりも薄いことが好ましい。なお、管体９００がダクタイル鋳鉄管である場合には、受口粉体塗膜および直部粉体塗膜は、３００μｍ以上の膜厚が目標値とされている（ＪＩＳＧ５５２８）。

（１０）本実施の形態で利用する粉体塗料の製造は、一般的な粉体塗料の製造方法で製造することができる。このようにして得られる粉体塗料は、予め加熱された管体９００に対して、スプレー塗装、静電スプレー塗装、スクリューフィーダー塗装、振りかけ塗装等の方法を用いて塗装することができる。

また、管体９００は、静置した状態、もしくは回転させながら塗装することができる。さらに、予め加熱する方法としては、ガス炉、電気炉、遠赤外線炉等の予熱炉を用いる間接的に加熱する方法、電磁誘導加熱、高周波加熱、バーナー加熱等の直接的に加熱する方法等を用いることができる。また、粉体塗膜形成のための硬化方法としては、予熱された管体９００の保有する顕熱を利用した温度放冷硬化や後硬化炉を用いた加熱硬化が可能である。

（１１）管体９００においては、受口粉体塗膜の硬度と直部粉体塗膜の硬度とを異ならせている。受口粉体塗膜の硬度と直部粉体塗膜の形成手順としては、上述したように直部粉体粉体塗膜を形成した後に受口粉体塗膜を形成させてもよいし、あるいは、受口粉体塗膜を形成した後直部粉体塗膜を形成させてもよい。受口粉体塗膜を形成した後に直部粉体塗膜を形成させた場合には、受口粉体塗膜の形成時に直部に受口粉体塗膜が付着することを防止できる。

なお、受口粉体塗膜を形成する範囲は、少なくともロックリング７２０およびロックリングホルダ７３０を収容するための凹部９９３（ロックリング収容部）に塗布されていればよい。好ましくは、上述したように、凹部９９３よりも受口端部側に存在する凹部９９２（バルブ部収納部）についても粉体塗装することが好ましい。凹部９９２は、管路２０００を流れる液体に接触するため、耐久性を向上させ、かつ腐食を防ぐ効果があるためである。また、上記においては、凹部９９１（ヒール部収納部）に対して溶剤系塗料で塗装を行なった例を挙げているが（上記の４回目の塗装）、凹部９９１に対しても粉体塗装を行なってもよい。

（１２）膨出部９１８は必要に応じてライナを収納するのみである。それゆえ、膨出部９１８においては、粉体塗膜が厚くなっても許容可能である。また、粉体塗膜の端部は厚みの調整が困難である。したがって、凹部９９３における粉体塗膜の厚みを調整容易とするために、図５に基づいて説明したように、受口粉体塗膜が凹部９９３よりも直部９２０側にある膨出部９１８（図５参照）の一部（内周面９５１γ）まで形成されていることが好ましい。

（１３）管体９００とは別途形成されるロックリング７２０にも粉体塗装による粉体塗膜（以下、「ロックリング粉体塗膜」と称する）が形成されており、ロックリング粉体塗膜の硬度に対する受口粉体塗膜の硬度の比の値は、０．９５以下であることが好ましく、０．７０以上であることが好ましい。ロックリング粉体塗膜よりも受口粉体塗膜の方を柔らかくすることによって、ロックリング粉体塗膜の割れを抑制することが可能となるためである。

＜Ｇ．実施例および比較例＞
以下、実施例および比較例に基づいて管体９００を詳細に述べる。ただし、下記の実施例および比較例は、本発明を制限するものではない。なお、以下では、管体９００として鋳鉄管を用いている。また、管体９００の呼び径（管の内径）は、１００ｍｍである。

（１）第１の実施例
エポキシ樹脂に体質顔料としてシリカ（粒径２０μｍ）を５ｗｔ％含んだ粉体塗料を２００℃±３０℃に加熱した呼び径１００ｍｍの管体９００の受口９１０の内周面９５１に噴射し、管体９００の保有する熱で粉体塗料を溶融させた上で粉体塗膜を硬化させた。形成された受口粉体塗膜の厚みは、３００μｍ以上であった。

（２）第２の実施例
エポキシ樹脂に体質顔料としてシリカ（粒径２０μｍ）を１６ｗｔ％含んだ粉体塗料を２００℃±３０℃に加熱した呼び径１００ｍｍの管体９００の受口９１０の内周面９５１に噴射し、管体９００の保有する熱で粉体塗料を溶融させた上で粉体塗膜を硬化させた。

（３）第３の実施例
エポキシ樹脂に体質顔料としてシリカ（粒径２０μｍ）を２７ｗｔ％含んだ粉体塗料を２００℃±３０℃に加熱した呼び径１００ｍｍの管体９００の受口９１０の内周面９５１に噴射し、管体９００の保有する熱で粉体塗料を溶融させた上で粉体塗膜を硬化させた。

（４）第４の実施例
エポキシ樹脂に体質顔料としてシリカ（粒径２０μｍ）を３１ｗｔ％含んだ粉体塗料を２００℃±３０℃に加熱した呼び径１００ｍｍの管体９００の受口９１０の内周面９５１に噴射し、管体９００の保有する熱で粉体塗料を溶融させた上で粉体塗膜を硬化させた。

（５）第１の比較例
エポキシ樹脂に体質顔料としてシリカ（粒径２０μｍ）を３６ｗｔ％含んだ粉体塗料を２００℃±３０℃に加熱した呼び径１００ｍｍの管体９００の受口９１０の内周面９５１に噴射し、管体９００の保有する熱で粉体塗料を溶融させた上で粉体塗膜を硬化させた。

（６）第２の比較例
エポキシ樹脂に体質顔料としてシリカ（粒径２０μｍ）を４０ｗｔ％含んだ粉体塗料を２００℃±３０℃に加熱した呼び径１００ｍｍの管体９００の受口９１０の内周面９５１に噴射し、管体９００の保有する熱で粉体塗料を溶融させた上で粉体塗膜を硬化させた。

（７）第３の比較例
エポキシ樹脂に体質顔料としてシリカ（粒径２０μｍ）を５９ｗｔ％含んだ粉体塗料を２００℃±３０℃に加熱した呼び径１００ｍｍの管体９００の受口９１０の内周面９５１に噴射し、管体９００の保有する熱で粉体塗料を溶融させた上で粉体塗膜を硬化させた。

図６は、耐衝撃性試験を説明するための図である。図６を参照して、第１〜第４の実施例および第１〜第３の比較例に示した管体９００の各々について、図５に示したように粉体塗装を行った受口９１０に対して挿口９２１を接合して管路２０００を構成した。試験装置３０００によって、各管路２０００について１０回ずつ３００ｋＮの抜け出しによる衝撃力Ｆを瞬間的に加え、試験後の凹部９９３（ロックリング収容部）の粉体塗膜および、ロックリング７２０の粉体塗膜（厚さ：１００μｍ、硬度：２２．７）の状態を観察した。なお、衝撃力Ｆは３００ｋＮに到るまでの時間が０．２秒以下となるようにした。各試験とも２回繰り返し実験した。また、同様の条件で、５００ｋＮにおける衝撃試験も行った。

図７は、各実施例および各比較例に関し、主として、粉体塗膜の硬度の測定値と、耐衝撃性試験の試験結果とを説明するための図である。

硬度の測定条件は、以下のとおりである。
（i）「ＪＩＳＺ２２４４ビッカース硬さ」の試験方法に準じる。

（ii）荷重５０gf、保持時間１５秒
（iii）ＨＶ測定機器名：（株）アカシ製ＭＶＫ
図７を参照して、第１〜第４の実施例の管体９００における凹部９９３の壁面９６５の粉体塗膜は３００ｋＮの衝撃試験を行なっても割れが確認できないのに対して、第１〜第３比較例の管体９００における壁面９６５の粉体塗膜は３００ｋＮの衝撃試験を行なうと割れが確認された。

第２および第３の比較例においては、ロックリング７２０の粉体塗膜についても割れが確認された。また、第３の比較例については壁面９６５における粉体塗膜の剥離が確認された。第１の実施例については、５００ｋＮの衝撃試験を行なっても割れが確認されなかった。第２の実施例については、５００ｋＮの衝撃試験を行なうと、壁面９６５における粉体塗膜の表面のみに割れが確認された。

このように、第１〜第４の実施例の管体９００の粉体塗膜は、衝撃による割れが生じにくいものであることが分かった。

今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１塗装装置、１０粉体吐出機構、１１ノズル、１６ランス、２０駆動装置、２１筐体、２２支持台、３０制御装置、４０粉体供給装置、５０ホース、７１０ゴム輪、７２０ロックリング、７３０ロックリングホルダ、８００回転装置、９００，９００Ａ管体、９１０受口、９１８膨出部、９２０直部、９２１挿口、９２２突起部、９４０底部、９５１，９５２内周面、９６１，９６２，９６３，９６４，９６５，９６６壁面、９７１，９７２，９７３底面、９９１，９９２，９９３凹部、１０００塗装システム、２０００管路、３０００試験装置、７１０１ヒール部、７１０２バルブ部。

Claims

耐震構造を有する受口と、前記受口に連続する直部とを備えた管体を製造するための管体製造方法であって、
前記受口の内周面には、ロックリングを収容するための第１の収容部が形成されており、
前記管体製造方法は、
前記第１の収容部に、第１の粉体塗膜を形成するステップと、
前記直部の内周面の少なくとも一部に、第２の粉体塗膜を形成するステップとを備え、
前記第１の粉体塗膜を形成するステップでは、前記第１の粉体塗膜の体質顔料の濃度を前記第２の粉体塗膜の体質顔料の濃度よりも低くすることによって、前記第１の粉体塗膜の硬度を前記第２の粉体塗膜の硬度よりも低くしている、管体製造方法。
前記第２の粉体塗膜の硬度に対する前記第１の粉体塗膜の硬度の比の値が０．９５以下となるように、前記第１の粉体塗膜と前記第２の粉体塗膜とを形成する、請求項１に記載の管体製造方法。
前記第１の粉体塗膜を形成するステップでは、前記第１の粉体塗膜のビッカース硬さが１０．０以上かつ２２．０以下となるように、前記第１の粉体塗膜を形成する、請求項１または２に記載の管体製造方法。
前記第１の粉体塗膜の体質顔料濃度は、０ｗｔ％以上かつ３５ｗｔ％以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の管体製造方法。
前記第１の粉体塗膜を形成するステップでは、前記第１の粉体塗膜の膜厚を前記第２の粉体塗膜の膜厚よりも薄くする、請求項１から４のいずれか１項に記載の管体製造方法。
前記受口の内周面には、前記管体内を流れる液体が前記管体の外部に流れ出すことを防止するための部材を収容するための第２の収容部がさらに形成されており、
前記第１の粉体塗膜を形成するステップでは、前記第２の収容部のうちの前記液体と接する領域にも前記第１の粉体塗膜を形成する、請求項１から５のいずれか１項に記載の管体製造方法。
耐震構造を有する受口と前記受口に連続する直部とを有する管体に粉体塗膜を形成するための粉体塗膜形成方法であって、
前記受口の内周面には、ロックリングを収容するための収容部が形成されており、
前記粉体塗膜形成方法は、
前記収容部に、第１の粉体塗膜を形成するステップと、
前記直部の内周面の少なくとも一部に、第２の粉体塗膜を形成するステップとを備え、
前記第１の粉体塗膜を形成するステップでは、前記第１の粉体塗膜の体質顔料の濃度を前記第２の粉体塗膜の体質顔料の濃度よりも低くすることによって、前記第１の粉体塗膜の硬度を前記第２の粉体塗膜の硬度よりも低くしている、粉体塗膜形成方法。