JPH0340599Y2

JPH0340599Y2 -

Info

Publication number: JPH0340599Y2
Application number: JP629785U
Authority: JP
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1991-08-27
Also published as: JPS61122837U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案はポリプロピレン被覆防食鋼管の溶接接
続部および被覆損傷部の防食被覆に使用される熱
収縮性被覆材料に係る。

［従来技術およびその問題点］従来、重防食被覆鋼管にはポリエチレンが被覆
材料として使用されてきたが、近年、原油、天然
ガス等流体の輸送効率向上のため、高温、高圧で
輸送される傾向にあり、より耐熱性の高い材料と
してポリプロピレンが使用され始めた。しかし、
溶接接続部あるいは被覆損傷部の被覆材料として
は好適なものがなく、従来ポリエチレン被覆に使
用されてきた材料がそのまま流用されてきた。と
ころが、これら材料は耐熱性が低く、また、ポリ
プロピレンとの接着力が十分でないとの欠点があ
つた。

熱収縮性架橋ポリプロピレン層とポリプロピレ
ンを主成分とする接着剤層との二層からなる被覆
材料も考案されているが、ポリプロピレンは本質
的に架橋し難く、耐炎性も低い材料であるため、
被覆時の熱劣化が激しく、被覆後の物性が著しく
低下して実用に供し得ないものであつた。

［問題点を解決するための手段］本考案は、前記欠点を解決した、鋼管とポリプ
ロピレン被覆との両者に接着性が良好であつて、
しかも、高温においても充分な剥離強度を保持
し、被覆時の加熱によつても劣化しない、防食性
能の高い被覆材料を提供するものである。

以下、本考案の一実施例を図面により詳細に説
明する。

第１図において、１は熱収縮性被覆材料、２は
熱収縮性架橋ポリエチレン層、３は変性ポリエチ
レン層、４はエポキシ樹脂層、５は接着剤層であ
る。

熱収縮性架橋ポリエチレン層２に用いられるポ
リエチレンとしては、低密度ポリエチレン、高密
度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンなどの
エチレンホモポリマーの他に、エチレン−ビニル
アセテート共重合体、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体などの共重合体、およびそれらの混
合物を使用することができる。

熱収縮性の付与は、軟化点近傍での延伸など公
知の方法が採用される。架橋は化学架橋、電子線
などの照射による架橋など従来公知の方法が採用
される。

架橋度はゲル分率で表して、20〜70％、特に30
〜60％程度が好ましい。

上記のゲル分率とは、試料（架橋ポリエチレン
シート）を、キシレン中に入れて、約10時間、約
130℃の温度で還流しながら溶解させ、そのキシ
レンに溶解しなかつた試料の重量Ａｇを、使用し
た全試料の重量Ｂｇで割つて得られた値を100倍
したものである。

ゲル分率＝（Ａ／Ｂ）×100（％）ゲル分率が20％以下では、十分な耐熱性が得ら
れず、加熱収縮時に溶融破損する恐れがあり、70
％以上では、変性ポリエチレン層との積層接着が
困難となり好ましくない。

熱収縮性架橋ポリエチレン層２の厚さは0.5〜
２mm、特に0.7〜1.5mmであるものが好ましい。0.5
mmより薄い場合には、外部からの衝撃に対して、
内層を保護するという機能を果たし得ず、２mmを
越える厚さの場合は、熱収縮作業に長時間を要
し、表面層の劣化を生ずる恐れがあるため好まし
くない。

変性ポリエチレン層３を構成するポリマーとし
ては、前記ポリエチレンに不飽和カルボン酸を付
加重合させて得られる変性物が好ましい。不飽和
カルボン酸の例としては、マレイン酸、イタコン
酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、
１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸およびそ
れらの無水物などが挙げられる。その中でも、無
水マレイン酸が最も好ましい。

これら変性ポリエチレン層３は熱収縮性架橋ポ
リエチレン層２およびエポキシ樹脂層４の両者に
強固に接着することができる。

また、その厚さは0.01〜３mm、特に0.1〜１mm
であるものが好ましい。変性ポリエチレンは、押
出成形法などにより、フイルム状に成形されて使
用されるのが一般的であり、0.01mmより薄くする
のは、成形技術上非常に困難であり、３mmより厚
い場合はその剛性により熱収縮性架橋ポリエチレ
ン層２の熱収縮の妨げとなる。

エポキシ樹脂層４に用いられるポリマーの種類
は特に限定はされないが、硬化が速く、被着体と
の密着性が良好である、ビスフエノールＡ系エポ
キシ樹脂が好適である。また、硬化剤としては、
脂肪族ポリアミン、脂環族ポリアミンおよびこれ
らの変性物やポリアミド樹脂などが挙げられる
が、複素環状変性アミン硬化剤が硬化性および密
着性の点で特に優れており好ましい。かかるエポ
キシ樹脂と硬化剤との組合せは、速硬化性で、他
の層との積層工程を速やかに、効率良く完了させ
ることができ好適である。

上記エポキシ樹脂層４は、本来極めて接着し難
い変性ポリエチレン層３および接着剤層５の両層
に強固に接着し一体化することができる。

エポキシ樹脂層４の厚さは１〜500μ、特に５
〜50μであるものが好ましい。エポキシ樹脂層４
は熱硬化性であるため、500μを越える厚さの場
合はその剛性のため、やはり熱収縮の妨げとな
る。

接着剤層５は変性ポリプロピレンを含有してお
り、鋼管およびポリプロピレン被覆の両者に強固
に接着することができる。

変性ポリプロピレンは、ポリプロピレン、エチ
レン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−
プロピレンブロツク共重合体、エチレン−プロピ
レン共重合体ゴム（EPR）、エチレン−プロピレ
ン非共役ジエン共重合体ゴム（EPDM）などの
プロピレン系重合体を、ポリエチレンの変性の際
に使用されると同様の不飽和カルボン酸により変
性したものが使用される。また、変性ポリプロピ
レンには、重量比でその70％以下の未変性プロピ
レン系重合体を添加することもできる。

接着層５はその他の成分として、ロジンおよび
ロジン誘導体、ピネン系樹脂、脂肪族炭化水素樹
脂（C5留分、ペンテン、イソプレン、１，３−
ペンタジエンなどの単独または共重合体）、芳香
族炭化水素樹脂（C9留分、スチレン類、インデ
ン類などの単独または共重合体）、脂環族炭化水
素樹脂、クマロン樹脂、クマロン・インデン樹
脂、フエノール樹脂、ナフテン系油、改質テルペ
ンなどの粘着付与剤を接着剤組成物に対して10〜
70重量％、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、ア
ルミナ、マイカ、カーボンブラツクなどの無機充
填剤を接着剤組成物に対して20重量％以下、ポリ
イソブテンゴム（IIR；ブチルゴム）、エチレン
−ビニルアセテート共重合体などのオレフイン系
エラストマー、ポリブタジエンゴム、ポリイソプ
レンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなど
の共役ジエン系エラストマー、クロロスルホン化
ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒ
ドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、フツ素化
ポリエチレンゴムなどのその他の非共役ジエン系
のエラストマー成分を接着剤組成物に対して30重
量％以下含有することができる。

粘着付与剤が10重量％より少ない場合は、接着
剤は十分流動せず、被着体面上に空隙を生じた
り、接着強度が十分でなかつたりして好ましくな
く、70重量％より多い場合は、接着剤自身の凝集
力が低下し、ポリプロピレン被覆との接着性も不
良となるため好ましくない。

また、エラストマーは、プロピレン系重合体と
共に不飽和カルボン酸で変性してもよく、変性ポ
リプロピレンに添加してもよい。

接着剤層５の厚さは、0.3〜２mm、特に0.7〜1.5
mmであるのが好ましい。厚さが0.3mmより薄い場
合には、被着体面全面を均一にしかも効果的に防
食被覆することが困難となり、２mmを越える厚さ
は不必要である。

本考案になる防食被覆材料は以上述べた四層か
らなるが、その全厚さは、１〜4.5mm、特に1.5〜
3.5mmであることが好ましい。１mmより薄い場合
には、外部からの衝撃によつて、鋼管表面にまで
達する損傷を被る可能性があり、防食性能の致命
的な低下を招く恐れがある。また、4.5mmより厚
い場合には、その剛性と重量のため取り扱いが極
めて不便であり、加熱収縮に長時間を要し、熱収
縮性架橋ポリエチレン層の劣化を招くため好まし
くない。

次に、本考案になる熱収縮性被覆材料１の製造
方法の一例を説明する。

ポリエチレンに酸無水物および過酸化物を添加
し、二軸押出機などにより混練、変性を行い、こ
の変性ポリエチレンを押出方法によりシートに成
形する。

同じく、押出方法によつてポリエチレンシート
を成形し、電子線照射によつて架橋した後、軟化
点近傍で延伸し、熱収縮性架橋ポリエチレン層２
を形成する。

一方、変性ポリプロピレン、エラストマー成
分、粘着付与剤、無機充填剤などからなる接着剤
組成物を、混練押出機によりシート状に成形す
る。次いで、変性ポリエチレン層３あるいは接着
剤層５の上にエポキシ樹脂と硬化剤とを混合した
ものを塗布し、エポキシ樹脂層４が未硬化のうち
に、上記各層を、熱収縮性架橋ポリエチレン層
２、変性ポリエチレン層３、エポキシ樹脂層４、
接着剤層５の順番になるように重ね合せ、プレス
などにより、加熱、加圧して、積層接着する。

製造例熱収縮性架橋ポリエチレン層２：低密度ポリエチレンに、酸化防止剤を
3500ppm、カーボンブラツクを10重量％添加した
組成物を、押出成形によりシート状となし、電子
線照射により架橋することにより、熱収縮率30
％、ゲル分率55％の熱収縮性架橋ポリエチレン層
２を形成した。

接着剤層５：エチレン−プロピレンコポリマー（エチレン含
有量：４％、メルトフローインデツクス：２ｇ／
10分、密度：0.910ｇ／cm³）とエチレン−ビニル
アセテートコポリマー（メルトインデツクス：
150ｇ／10分、ビニルアセテート含有量：28％）
とを、７：３（重量比）にドライブレンドした後、
二軸押出機を用い、樹脂温度約220℃で混練、変
性を行い、アンダーウオーターカツトにより変性
ペレツトを得た。変性にはｔ−ブチルハイドロパ
ーオキサイドおよび無水マレイン酸を使用した。
その後、変性ペレツトに粘着付与剤としてクマロ
ン樹脂を15重量％添加し、加熱ロールにより200
℃で５分間混練し、そのままロールにより１mm厚
のシートに成形した。

変性ポリエチレン層３：線状低密度ポリエチレン（メルトインデツク
ス：1.5ｇ／10分、密度：0.922ｇ／cm³）にｔ−ブ
チルハイドロパーオキサイドおよび無水マレイン
酸を添加し、二軸押出機により180℃の温度で混
練、変性を行つた。付加したマレイン酸（マレイ
ン化当量）は８×10^-6モル／ｇ・PEであつた。

上記接着剤層５の上に、ビスフエノールＡ型エ
ポキシ樹脂と複素環状変性アミン系硬化剤とを
２：１に混合したエポキシ樹脂層４を、30μの厚
さにコーテイングし、その上に変性ポリエチレン
層３、熱収縮性架橋ポリエチレン層２をこの順番
に重ね合わせて、加熱プレスにより、温度180℃、
圧力0.2Kg／cm²で３分間加熱し、加圧して熱収縮
性被覆材料１を形成した。

次いで、ポリプロピレン被覆鋼管（外径：508
mm、内圧：９mm、溶接接続による裸部の管軸方向
長さ：300mm）の溶接接続部を180℃に加熱し、長
さ1700mm×巾600mmの熱収縮性被覆材料１を巻き
回し、端部を重ね合わせてヒートシールテープで
固定した後、ガスバーナーの炎で加熱収縮を行つ
た。

加熱収縮後の外観には全く異常はみられず、ふ
くれ、しわ、焦げなどもなかつた。さらに、バネ
秤で剥離強度を測定したところ、20℃で鋼管面が
10Kg／cm、ポリプロピレン被覆面が９Kg／cm、
100℃の高温においても鋼管面が１Kg／cm、ポリ
プロピレン被覆面が0.9Kg／cmの強度があつた。

また、収縮被覆後のシートを鋼管から引き剥が
し、ダンベル状の試片を切り出して引張試験を行
つたところ、管周方向（収縮方向）で450％（収
縮前：400％）、管軸方向で500％（収縮前：550
％）の伸びを保持しており、ガスバーナーの直火
による加熱によつても物性の低下は全くみられな
かつた。

［考案の効果］本考案になる熱収縮性被覆材料１は、ポリプロ
ピレン被覆層に強固に接着すると共に、100℃程
度の高温においても充分な剥離強度を保持し、被
覆時の加熱によつても劣化を生ずることがなく、
高い防食性能を発揮できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案になる熱収縮性被覆材料の斜
視図である。１：熱収縮性被覆材料、２：熱収縮性架橋ポリ
エチレン層、３：変性ポリエチレン層、４：エポ
キシ樹脂層、５：接着剤層。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

熱収縮性架橋ポリエチレン層、変性ポリエチレ
ン層、エポキシ樹脂層、変性ポリプロピレンを含
有する接着剤層が、この順番に積層接着されてな
る熱収縮性被覆材料。