JPH03135477A - 金属管内周面の粉体塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鋼管等の金属管内周面に樹脂粉体を塗装する
方法に関する。

（従来の技術） 鋼管等の金属管は腐食しやすいために、内周面を合成樹
脂層によりライニングやコーティングすることが行われ
る。金属管内周面に合成樹脂層をコーティングする方法
の一つに、金属管内周面に樹脂粉体を塗装する方法が知
られている。

例えば、特開昭６０−５２５３号公報には、塗装ノズル
を金属管内に挿入して該塗装ノズルから粉体を金属管内
周面に吹き付ける方法が開示されている。

しかし、該方法では、金属管の径が挿入されるノズルに
より限定されるため、小口径の金属管では内周面を樹脂
粉体により塗装することができない。

また、管が長尺になれば、ノズルを長くしなければなら
ないが、ノズルが長くなると、挿入された管内にてノズ
ルが撓むおそれがある。ノズルが管内にて撓むと管内周
面を均一に塗装できなくなる。

特開昭５３−１３２０４６号公報には、金属管内に適量
の樹脂粉体を充填して金属管を加熱しつつ回転させる金
属管内周面の粉体塗装方法が開示されている。

しかし、該方法では、塗装すべき金属管毎に該金属管内
に樹脂粉体を充填する必要があり、生産性が悪いという
欠点がある。しかも、樹脂粉体が管軸方向に流動しない
ために管軸方向で樹脂粉体が部分的に固まって塗装表面
が凹凸状になるおそれもある。

さらに、特公昭５２−３０２９６号公報には、加熱され
た金属管内に樹脂粉体を空気輸送することにより管軸方
向に流動させて、管内周面を樹脂粉体にて塗装する方法
が開示されている。この場合、樹脂粉体を空気輸送する
ためには、空気を搬送方向下流側から吸引する吸引方法
と、空気を搬送方向下流側から圧送する圧送方法とがあ
る。

（発明が解決しようとする課題） 樹脂粉体を吸引法により空気輸送させる場合には、通常
、輸送圧は、０．１〜０．６ｋｇ　／　ａｍ２とされ、
また樹脂粉体の搬送速度は、１５〜４０ｍ／ｓ程度の高
速とされているために、粉体は管内にて分散した状態で
搬送される。また、搬送空気に対する樹脂粉体の混合比
（輸送空気に対する樹脂粉体の重量割合を表す。以下同
じ）は、０゜１〜１０程度と小さく、樹脂粉体の管内周
面に対する付着効率が悪いという問題がある。樹脂粉体
を圧送法により空気輸送する場合にも、輸送圧は、０．
２〜３ｋｇ／ＣｌＴ１２と若干高くされるが、搬送速度
は、１５〜３０ｒａ／ｓ程度と変わらず、搬送空気に対
する樹脂粉体の混合比は、５〜５０程度となって、樹脂
粉体の管内周面への付着効率が悪いという問題がある。

また、多量の空気を管内に通流させるために、金属管の
温度が低下し、これにより、樹脂粉体の付着効率が悪く
なるおそれもある。このため、ポリエチレン（ＰＥ）等
のように、融点が低く低粘度樹脂を管内周面に塗装する
場合には、塗膜をある程度は厚く塗装し得るが、フッ素
樹脂等のように融点が高く高粘度の場合には、金属管の
温度が低下することにより、管内周面に厚く塗装するこ
とができない。つまり、所定膜厚を得るために、複数回
の塗工が必要であり、塗工速度が遅いという欠点がある
。このために、複数本の管の内周面を、吸引、圧送によ
り同時に塗工しようとすると、粉体の搬送速度が速いた
め、粉体と管内周面との摩擦抵抗により圧損が大きく、
粉体による管閉塞が生じるおそれがあり、連続成形の信
頼性が低下する。このために、このような複数本の管の
内周面を吸引、圧送法により塗工することは実用化され
ていない。

また、搬送速度が速くて、搬送空気に対する樹脂粉体の
混合比が小さいことにより、樹脂粉体が複数の配合物で
なる場合には、管内周面に付着し易い樹脂粉体が管内周
面に多量に付着し、所望の組成の樹脂層を均一な厚さに
塗装することが困難になる。

さらには、吸引法、圧送法のいずれの場合にも、金属管
内周面に付着しない余分な樹脂粉体は、通常、所定の回
収タンクに回収されている。これらの方法は輸送に必要
な空気量が多く、フィルタ等の簡単な回収装置だけでは
、目詰まりが生じるために、サイクロン等の一次分離回
収装置を設けなければならない。このため、回収タンク
等の回収設備が必要になり、回収タンク等の設置スペー
スが必要になる等の問題がある。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目
的は、金属管内周面に高速でかつ均一に樹脂粉体を塗装
し得る金属管内周面の粉体塗装方法を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、樹脂粉体の回収タンク等の設
置スペースが不要になり、しかも、樹脂粉体を効率よく
塗装し得る金属管内周面の粉体塗装方法を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 本発明の金属管内周面の粉体塗装方法は、直列状態で連
結された複数の加熱金属管内に、該金属管内周面に塗装
すべき樹脂粉体を、高濃度な部分と低濃度な部分とが交
互に供給されるプラグ輸送法により、該金属管の管軸方
向に搬送することを特徴としてなり、そのことにより上
記目的が達成される。

また、本発明の金属管内周面の粉体塗装方法は、加熱金
属管内に、該金属管内周面に塗装すべき樹脂粉体を、高
濃度な部分と低濃度な部分とが交互に供給されるプラグ
輸送法により、該金属管の管軸方向に搬送し、金属管内
を通過する樹脂粉体を還流させることを特徴としてなり
、そのことにより上記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

第１図は、本発明方法の実施状態の一例を示す概略図、
第２図はその平面図である。本実施例では、１本の鋼管
１０の内周面は、いわゆるプラグ輸送により搬送される
樹脂粉体により塗装される。

該プラグ輸送は、樹脂粉体を高濃度な部分と低濃度な部
分とが交互に供給する。鋼管工０は、各端部を管端チャ
ック装置２０によりそれぞれ支持されて、水平状態にな
っている。該鋼管１０を支持する管端チャック装置２０
の一方には、例えば、モーターを有する管回転装置（図
示せず）が連結されており、各管端チャック装置２０に
より各端部を支持された水平状の鋼管ｌＯが回転される
。

各管端チャック装置２０により支持される鋼管１０は、
例えば、各チャック装置２０の側方から、第２図に矢印
Ａで示す方向へ平行移動されて、管端チャック装置２０
に支持され、内周面を樹脂粉体により塗装された後に、
同方向へ平行移動される。管端チャック装置２０により
支持される鋼管１ｏのそれぞれの側方には、各鋼管１０
を予備加熱する第１および第２加熱炉５０および５０が
それぞれ設けられており、第１加熱炉５０にて予備加熱
された鋼管１ｏが、管端チャック装置２０に支持されて
、内周面に樹脂粉体が塗装され、さらにその後に管内周
面に付着した樹脂粉体が第２加熱炉５ｏにて加熱される
。

一方の管端チャック装置２０には、輸送管４２を介して
、樹脂粉体輸送装置６０が連結されている。該樹脂粉体
輸送装置６０は、鋼管１０内周面に塗装される樹脂粉体
が収容された樹脂粉体フィーダ６１を有し、該樹脂粉体
フィーダ６１の下方には供給タンク６２が供給バルブ６
３を介して連結されている。該供給タンク６２には、樹
脂粉体フィーダ６１内の樹脂粉体が、供給バルブ６３の
開閉により所定量ずつ計量されて供給される。また、供
給タンク６２には、加圧空気供給器６７から加圧空気が
空気調節バルブ６８を介して供給されるようになってい
る。該供給タンク６２内の樹脂粉体は、加圧されること
により、送り出しバルブ６４を介して輸送管４２の一端
部内に送給される。該輸送管４２の他端部は、管端チャ
ック装置２０に連結されており、該輸送管４２内を輸送
される樹脂粉体は、管端チャック装置２０にて一端部を
支持された鋼管１０内に供給される。

該輸送管４２には、パルスエア供給バルブ６６を介して
加圧空気供給器４７に連結された配管がなされており、
該パルスエア供給バルブ６６の開閉を繰り返し行うこと
により、輸送管４２内を輸送される樹脂粉体は、供給タ
ンク６２から供給される高密度な部分と加圧空気が供給
されて低密度となった部分とが管軸方向に交互に供給さ
れ、隣接する高密度部分間に空気のクツションが形成さ
れて輸送される、いわゆるプラグ輸送される。このよう
なプラグ輸送時には、供給タンク６２と樹脂粉体フィー
ダ６１との間に介装された供給バルブ６３は、閉塞され
ている。

輸送管４３から樹脂粉体が流入する鋼管１０の樹脂粉体
搬送方向下流側端部を支持する管端チャック装置２０は
、還流管４７を介して、樹脂粉体フィーダ６１に連結さ
れており、鋼管１０内を通過した樹脂粉体は、該還流管
４７を介して樹脂粉体フィーダ６１に還流される。

このような構成の装置により本発明方法が実施される。

本発明方法では、まず、鋼管ｌＯがブラスト処理、化成
処理、下塗り処理等の前処理されて、管端チャック装置
２０および２０の側方の加熱炉５０により予備加熱され
た後に、管端チャック装置２０および２０に支持される
。

次いで、管端チャック装置２０および２０にて支持され
た各鋼管ｌＯは、管回転装置により回転される。

他方、供給タンク６２から所定の流量で樹脂粉体を輸送
管４２内へ供給しつつ、該輸送管４２内へ加圧空気供給
器４７からパルスエア供給バルブ６６を介して間欠的に
加圧空気を供給する。これにより、樹脂粉体は、輸送管
４２内にて、加圧空気が供給されることにより樹脂粉体
がほとんど存在しない低密度状態になる部分と、加圧空
気の供給が停止されることによる樹脂粉体密度が高密度
状態になった部分とが交互に形成された状態になり、樹
脂粉体は、高密度な部分が、輸送管４２内にてプラグ状
（栓状）になり、隣接する高密度部分間にはほとんど粉
体が存在しない低密度な空気クツ９１フ部分が形成され
、管軸方何に両者が交互に配置された状態で移動するこ
とになる。

このように、輸送管４２内をプラグ輸送される樹脂粉体
は、第１加熱炉５０内にて予備加熱された状態で各管端
チャック装置２０および２０に支持されて回転された鋼
管ｌＯ内へ送り込まれ、該鋼管１０内を輸送される間に
、該樹脂粉体が鋼管ＩＯの内周面に接触して溶融し、該
鋼管１０内局面を塗装する。内周面に樹脂粉体が塗装さ
れた鋼管ｌＯは、その側方の第２加熱炉５０により加熱
されて、内周面に付着した樹脂が溶融される。

輸送管４２内の樹脂粉体は、ｌ〜Ｌｏｗ／ｓの低速で、
かつ搬送空気に対して、５０−３００ｋｇ　／　ｃｍ　
２の高混合比でプラグ輸送されて、加熱された鋼管１０
内へ送給され、該加熱鋼管１０内を移動する間に、該鋼
管１０内周面に付着して塗装する。このような条件で樹
脂粉体をプラグ輸送することにより、樹脂粉体を輸送す
る加圧空気が、鋼管ｌＯの温度を低下させることを抑制
し、また、鋼管１０内周面に対して樹脂粉体が接触する
割合が増加するため、単位時間当りの鋼管１０内局面へ
の樹脂付着量が増加し、鋼管１０内周面に厚く樹脂を塗
装し得る。さらに、複数の配合物を有する樹脂であって
も、各配合φ、Ｊの比重差による分離が生じないために
、均一な組成で樹脂を塗装し得る。プラグ輸送法により
樹脂粉体を輸送する本発明方法では、低速で樹脂粉体を
搬送し得て、しかも、搬送時に樹脂粉体に加わる抵抗も
小さいために、従来の圧送法では管閉塞を招来する小口
径で長尺の鋼管でも、管閉塞を招来することなく、粉体
を塗装できる。

このような塗装装置により、鋼管１０内周面に樹脂粉体
をプラグ輸送して該鋼管１０内周面が塗装されると、余
剰の樹脂粉体は、還流管４７を介して樹脂粉体フィーダ
６１に還流される。樹脂粉体をプラグ輸送する場合には
、プラグ輸送性以外の通常の輸送法に対して、輸送空気
量が、ｌ／１０〜１１５０に低下しており、サイクロン
で一次回収することなく、バグフィルタを有する樹脂粉
体フィーダ６１に樹脂粉体を還流させることができる。

管端チャック装置！１２０により支持された状態で、鋼
管１０の樹脂粉体による塗装速度を向上させるためには
、鋼管１０を予備加熱することが望ましい。

上記実施例では、鋼管１０を各管端チャック装置２０に
装着する前に、第１加熱炉５０により予め加熱する構成
であったが、管端チャック装置２０に装着された各鋼管
１０を加熱炉で覆って、各鋼管１０をそれぞれ管端チャ
ック装置２０に支持された状態で加熱するようにしても
よい。特に、樹脂粉体の溶融粘度が高い場合には、鋼管
１０が管端チャック装置２０により支持された塗装時に
加熱されることなく温度が低下すると、塗装時に鋼管に
付着する樹脂粉体量が低下して塗膜が薄くなるので、塗
装時にも加熱し得る後者の方法が好ましい。

また、上記実施例では、鋼管１０を管回転装置を使用し
て回転させるようにしたが、樹脂粉体の性状、プラグ輸
送の状態等によっては、必ずしも鋼管ｌＯを回転させる
必要はない。しかし、鋼管１０内周面に樹脂層を均一な
厚さに塗装するためには、鋼管１０を回転させることが
好ましい。

本発明方法に使用される樹脂としては、ポリエチレン、
ポリプロピレン、塩化ビニル等の汎用樹脂、ナイロン、
ポリカーボネイト等のエンジニアリング樹脂、ポリフッ
化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、４フッ化エチレン−エチレ
ン共重合ｍｔｘ　＜　Ｅ　Ｔ　ＦＥ）、４フッ化エチレ
ン−６７フ化プロピレン共重合’ｆＭ脂（Ｆ　Ｅ　Ｐ　
）　、４フッ化エチレン−パーフロロアルキルビニルエ
ーテル共ｆｉ　合樹脂（Ｐ　Ｆ　Ａ）等のフッ素樹脂、
ポリフェニレンスルフィド（Ｐｐｓ）、ポリエーテルイ
ミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケント（ＰＥＥ
Ｋ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスルホン
（ｐ　ｓ　Ｆ）等のスーパーエンジニアリング樹脂等が
ある。フェノール、エポキシ、イミド等の熱硬化性樹脂
であってもよい。また、これらの樹脂のブレンド樹脂や
、ガラス、Ｔｉｈ、Ｆｅ２Ｏ３等の無機充填材が混合さ
れた樹脂組成物であってもよい。特に、本発明方法では
、溶融し難い樹脂、複数の樹脂が混合されている場合に
その混合物から分離し難い樹脂等も好適に用いられる。

本実施例では、１本の鋼管１０の内周面を粉体塗装する
場合について説明したが、第３図および第４図に示すよ
うに、一対の鋼管１０および１０を相互に平行状態で並
設されるように、それぞれ第１および第２管端チヤツク
装置２０により支持し、各鋼管１０の端部を支持する第
１管端チヤツク装置２０の一方と第２管端チヤツク装置
２０の一方とを、Ｕ字状に湾曲された連結管４８にて連
結するようにしてもよい。本実施例では、樹脂搬送方向
上流側に位置して第１管端チヤツク装置２０により支持
された鋼管１０内周面が、−旦、樹脂粉体により塗装さ
れた後に、第２管端チヤツク装置２０により支持されて
、再度、内周面に樹脂粉体が塗装される。これにより、
多数の鋼管ｌＯの内周面を、樹脂粉体により高効率で塗
装し得る。

この実施例では、２本の鋼管ｌＯ内周面を略同時に樹脂
粉体により塗装処理することができるが、３本以上の鋼
管を直列状態で連結することにより、さらに樹脂塗装作
業の効率が向上する。

例えば、第５図および第６図に示すように、２本の鋼管
ｌＯおよび１０を直線状に連結して形成された２組の鋼
管群を、相互に平行した並列状態になるようにＵ字状の
連結管４９により直列状態で連結してもよい。

同時に塗装し得る鋼管の本数は、鋼管径、鋼管長さ、コ
ーティングされる樹脂粉体の性状、樹脂粉体の輸送能力
等により規定される。樹脂粉体の輸送圧が、０．２〜３
．０ｋｇ　／　ｅｍ　２のプラグ輸送法では、口径５０
ｍ、長さ５．５ｍの鋼管は、少なくとも４本を直列状に
連結して略同時に塗装することができ、また、口径２０
Ｗ１長さ５．５ｍの管でも、少なくとも４本を略同時に
塗装し得る。

次に、本発明方法の具体例を以下に説明する。

支狡匠上 第１図および第２図に示す装置を用いて鋼管内周面を樹
脂粉体により塗装した。鋼管（ＳＧＰ、２０Ａ１　管長
５．５■）は、ブラスト処理し、さらに管軸方向へ移動
し得る回転ブラシを用いて、エポキシ樹脂とアルミ粉と
を主体とするプライマーを鋼管内周面に塗布して、１５
０℃の温度で、２０分間にわたって前硬化した後に、２
６０℃の温度で、３０分間にわたって焼き付けた。樹脂
粉体として、ＰＶＤＦ粉５０ｋｇを樹脂粉体フィーダ６
１内に投入し、供給バルブ６３の操作により、１０ｋｇ
を供給タンク６２に供給した。そして、該供給タンク６
２内を２ｋｇ／ｃｍ２に加圧した。このような状態で、
送り出しバルブ６４を開けて樹脂粉体を輸送管４２内に
供給し、パルスエア供給バルブ６６により、該輸送管４
２内を移送される樹脂粉体に、５ｋｇ／ｃｍ２の空気を
、２秒毎に１秒間吹込んだ。供給タンク６２内の樹脂粉
体は６０秒で鋼管１０内を通過した。鋼管ｌＯを通過し
た余剰の樹脂粉体は、還流管４７により樹脂粉体フィー
ダ６１に還流された。鋼管ｌＯは、塗装が終了した後に
、２６０℃に加熱された第２加熱炉５０にて１０分間に
わたって加熱して樹脂を溶融させた。

このようにして、５時間にわたって連続的に多数のＨＡ
Ｉの内周面をコーティングしたところ、回収機の異常や
管内閉塞等の異常が生じることなく連続的に塗装処理が
行えた。鋼管１本当りの塗装処理に要する時間は、２分
であり、塗膜の厚さは、３５０〜４００μ富であった。

支１匠主 第３図および第４図に示す装置を用いたこと以外は、実
験例２と同様の条件で鋼管ｌＯ内周面を塗装した。鋼管
１本当りの塗装処理時間は、１．５分であり、鋼管内周
面の樹脂層の厚さは、５５０μｍであった。

比ＪＬｆＬＬ 比較のために、第１図および第２図に示す装置において
、１本の鋼管を支持する１組の管端チャック装置の樹脂
粉体下流側にて、樹脂粉体をバグフィルタ付きの回収ホ
ッパーに還流するようにしブロアから送給される空気に
より、樹脂粉体を、プラグ輸送ではなく、連続輸送であ
る圧送法により１分間にわたって送給した。回収ホッパ
ーからは適宜フィーダに樹脂粉体を戻す設備が設けられ
ている。その他の条件は実験例１と同様である。

鋼管内周面に塗装されたの樹脂層の膜厚は、１５０〜２
００μ菖であり、１本当りの塗装処理時間は２分であっ
たが、４５分間の連続処理により、多量の空気が必要で
あり、速度も速いために、バグフィルタが詰まり、樹脂
回収が困難になった。

匿筑匠主 実験例２に用いた装置において、樹脂粉体下流側にサイ
クロンと吸引装置を設け、上流側にプラグ圧送装置に替
えて、樹脂粉体フィーダを設けた。

サイクロンからフィーダへは樹脂移送装置を設けた。輸
送圧は、０．５ｋｇ／ｃｎ＋”とし、フィーダからの落
下量や塗装時間は、実験例２と同様にした。鋼管１本当
りの塗装処理時間は、１．５分であり、鋼管内面樹脂の
厚さは２５０μ■であった。２時間の連続処理により、
配管の一部が粉体樹脂で閉塞状態になり、塗工が中断さ
れた。

（発明の効果） 本発明の金属管内周面の粉体塗装方法は、このように、
高濃度な部分と低濃度な部分とが交互に供給されるプラ
グ輸送法により樹脂粉体を搬送しているため、低速で粉
体を送給することができ、粉体と鋼管との摩擦抵抗が少
なく、粉体を長距離にわたって可能になる。従って、長
尺かつ小口径の金属管の内周面を、融点が高くて高粘度
な樹脂により、あるいは配合物が複数種類の樹脂により
、均一な厚さで表面性よく、さらには高効率に塗装し得
る。しかも、複数の金属管が直列状態で接続されている
ため、各金属管内周面を支障なく塗装し得るために塗工
作業の効率が著しく向上する。

プラグ輸送法では空気量が少な（簡単なフィルタを用い
て粉体を分離して回収することができ、金属管を通過し
た樹脂粉体は、フィーダに還流されるように循環しても
支障がなく、経済性にも優れている。

４　　　の　　な會日 第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示す模式的
側面図、第２図はその平面図、第３図は本発明方法を実
施する装置の他の例を示す側面図、第４図はその平面図
、第５図は本発明方法を実施する装置のさらに他の例を
示す側面図、第６図はその平面図である。

１０・・・鋼管、２０−・・管端チャック装置、４２・
・・輸送管、４５・・・ブロア、４７−・・還流管、４
８．４９・・・連結管、５０・・・加熱炉、６０・・・
樹脂粉体輸送装置、６１・・・粉体タンク、６２・・・
供給タンク、６６・・・パルスエア供給バルフ、６７・
・・加圧空気供給器。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直列状態で連結された複数の加熱金属管内に、該金
   属管内周面に塗装すべき樹脂粉体を、高濃度な部分と低
   濃度な部分とが交互に供給されるプラグ輸送法により、
   該金属管の管軸方向に搬送することを特徴とする金属管
   内周面の粉体塗装方法。 ２、加熱金属管内に、該金属管内周面に塗装すべき樹脂
   粉体を、高濃度な部分と低濃度な部分とが交互に供給さ
   れるプラグ輸送法により、該金属管の管軸方向に搬送し
   、金属管内を通過する樹脂粉体を還流させることを特徴
   とする金属管内周面の粉体塗装方法。