JPH04113823A - 接着性の優れたポリオレフィン被覆金属管の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、天然ガス、原油等の流体輸送用のパイプライ
ンや、海洋構造物として使用されるポリオレフィン系樹
脂を被覆した接着性の優れた金属管の製造方法に関する
。

［従来の技術］ ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹
脂を被覆した金属管は、主にガス、原油等の流体輸送用
バイブラインや海洋構造物として使用され、それらの用
途の多くは、過酷な腐食環境条件下で４０〜５０年にわ
たる長期間の耐久性を要求される。その為、被覆材料と
してのポリオレフィン系樹脂は化学的に安定でなけとば
ならない。加えて、金属管とポリオレフィン系樹脂との
接着は極めて強固でなければ、上記耐久性は確保できな
い。ところが、ポリオレフィン系樹脂の化学的安定性と
接着性とは相反する性質と考えられる。すなわち、化学
的に安定であればある程、金属管との接着性は低下する
。この矛盾を解決する一般的方法が、ポリオレフィン系
樹脂の被覆層と金属管の界面に接着剤を介在させる方法
である。

この方法は多くの場合、所定の温度まで加熱した金属管
に、まずエポキシ系樹脂等によるブライマー処理を施し
、次いで接着性ポリオレフィンを被覆または塗布した後
、ポリオレフィン系樹脂を押圧法等によって被覆する工
程を辿る。これら一連の工程の中で、接着性ポリオレフ
ィンの塗布方法の一つに、粉末状接着性ポリオレフィン
の静電塗装法がある。

この方法によって接着性ポリオレフィンの層を形成させ
る上で、特に重要なポイントは、ポリオレフィン系樹脂
を被覆する前に、いかにして該接着性ポリオレフィン層
を溶融させるかにある。なぜならば、溶融が十分てない
と、ポリオレフィン系樹脂と金属管との強固な接着性か
得られないからである。溶融を促進させる為に従来から
、粉末状接着性ポリオレフィンの融点を下げて金属管の
熱で溶融させる方法や、粉末状接着性ポリオレフィンを
塗布した後、ただちに誘導加熱によって再加熱して接着
性ポリオレフィン層の溶融を促進させる特開昭５７−０
０１７１５号公報等に記載の方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、金属管の熱を利用して接着性ポリオレフィン層
を溶融させる前者の方法は、粉末状接着性ポリオレフィ
ンの融点を下げることは、接着性だけでなく、その他諸
々の被覆性能との複雑な関係からおのずと限界がある。

その為、しばしば接着性ポリオレフィンの熔融が被覆能
率を律速する場合かある。

次に、誘導加熱によって溶融を促進させる後者の方法で
あるが、これは金属管の事前加熱温度を低くてきるので
、省エネルギーが可能であることや、接着性ポリオレフ
ィンの融点以上の温度まで容易に昇温できるので、被覆
能率を向上できる等の利点がある。しかし、誘導加熱に
必要な設備投資が大きいことや、金属管のサイズに応じ
た８導コイルを各々準備する必要があるのでツーリング
が煩雑なことや、金属管のサイズが替わる度に８導コイ
ルを組み替えることよる作業能率の低下の問題がある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、これら従来の技術に対して、粉末状接着性ポ
リオレフィン塗布層を円柱状弾性体で圧着して、該接着
性ポリオレフィンを確実に溶融させることによって、接
着性を向上及び安定化させる、安価な方法を提供するも
のである。

［実　施　例］ 以下、本発明の内容について、実施例及び図にもとづい
て詳細に説明する。

第１区は、本発明の実施例の被覆工程を示す図、第２図
は、第１図に示した実施例のうち、接着性ポリオ・レフ
インの圧着方法を示した図である。第１図において、予
め１５５〜１６５℃に加熱された、溶接ビードを有する
金属管１に、アミン硬化型エポキシ系ブライマー３を、
ノズルミックス式の塗装ガン２を用いて、約５０μの膜
厚になるように塗布し、該ブライマーが硬化した後、酸
無水物で変性したポリエチレンからなる粉末状接着性ポ
リオレフィン５を、静電粉体塗装ガン４を用いて約１（
ｔｏμの膜厚になるように均一に塗布し、該接着性ポリ
オレフィン５の塗布層を円柱状弾性体としてゴムロール
８を用いて圧着して、前記接着性ポリオレフィン５の塗
布層を溶融させた後、ポリオレフィン系樹脂（本実施例
では、低密度ポリエチレン）７を３ｍｍの膜厚でＴダイ
６を介して押圧法によって被覆した。また、第２図にお
いて、前記第１図の説明の中で記載した接着性ポリオレ
フィン層の圧着は、金属管の下側からカウンター・ウェ
イト方式によって押さえつける方法を用いた。

圧着方法については、ほかにエアーシリンダー等、一定
の荷重か確保できれは、どんな方法を用いてもよい。

第３図は、第１図の実施例の方法において用いた円柱状
弾性ゴムロール８の構造を示す図である。第３図におい
て、適当な硬度を持つゴム１３を、表面が極めて平滑な
円柱状に成形し、更に端面をＲ１０ｍｍ程度の円弧状に
、極めて平滑に加工し、該円柱体の中心に支承用の鉄芯
１４を設けた。ここで、適当な硬度を持つゴム１３には
、ＪＩＳ　Ａ　３０°のシリコーンゴムを用いた。シリ
コーンゴムを用いた理由は、まず第１に、本実施例では
金属管が１５５〜１６５℃に加熱されるので、この温度
に接しても、ロールが変形や変質を起さないような耐熱
性を期待した為であり、第２に、本実施例で使用した接
着性ポリオレフィンに対する非接着性を期待した為であ
る。従って、本実施例以外の温度に金属管を加熱する場
合には、その温度での耐熱性を有する材料、例えは、ジ
エン系ではニトリルブタジェンゴム等、オレフィン系で
はエチレンピレンゴム等、及びその他としてフッ素系ゴ
ムやビニル系ゴム等の中から適当なものを用いてよい。

また、使用する接着性ポリオレフィンの種類とロールの
材質との相性によって、これら両者の間の接着性も異な
るので、たとえ耐熱性の良好な材質を選んで円柱状ロー
ルとしても、接着性ポリオレフィンとの接着性か高く、
使用できない場合もあり得る。このような場合には、円
柱状ロールの表面に、テフロンのような、金属管の加熱
温度範囲で十分な耐熱性があり且つ使用する接着性ポリ
オレフィンに対して接着不活性な材料をコーティングす
るか、あるいは上記材料でてさた熱収縮性チューブでロ
ールを包む等の処理を施してもよい。

［作　　　用コ まず、第１表であるが、これはシリコーンゴムロールの
硬さを変えたと鮒の、接着性ポリオレフィ層の溶融状態
を記載した表である。第１表によれば、シリコーンゴム
ロールの硬さ力３ＪＩＳ　Ａ　４０°以上の場合には、
接着性ポリオレフィン層の溶融状態に、むらが生じるこ
とカイわかる。この原因は、シリコーンゴムロールが硬
いと、金属管の溶接と一ド近傍や、製管時に金属管表面
に発生するロールマーク等の浅い凹部を、十分に押さえ
ることができない為である。

故に、シリコーンゴムロールは、少なくとも４０°より
も柔らかいもの、望ましくはＪＩＳ　Ａ２０〜３０°程
度のものがよい。

第４図は、ＪｒＳ　Ａ　３０°の前記実施例に記載した
シリコーンゴムロールにかかる圧着荷重を種々変えて圧
着した場合の接着力測定結果を示した図である。第４図
において、接着力を、ＤＩＮ　３０６７０に記載された
測定方法のうち第１法の９０゛ビ一ル強度測定方法に則
って測定した。第４図によれば、シリコーンゴムロール
で接着性ポリオレフィン層を圧着することによって、接
着力は強化され、特に該シリコーンゴムロールにかかる
圧着荷重が、３．５ｋｇ／ｃｍ以上で大きな効果が得ら
れる。

次に、第５図は、シリコーンゴムロールで接着性ポリオ
レフィン層を圧着したものと、圧着しないものとについ
て、接着力を比較した図である。第５図において、シリ
コーンゴムロールは、ＪＩＳ　Ａ　３０°のシリコーン
ゴムを用い、該ゴムロールにかかる荷重を５．４ｋｇ／
ｃｍとした。接着力は、前記ＤＩＮ　３０６７０の方法
に従い、金属管の管周方向に等間隔に測定した。第５図
によれば、接着力が強化されるたけではなく、安定性も
良好になることがわかる。

第６区と第７図は、本発明の方法で接着性が向上する理
由を説明する図である。第６図に示したように、塗布さ
れた直後の接着性ポリオレフィン層は、金属管との界面
付近で溶融しているが、界面から離れた位置では粉末状
接着性ポリオレフィン９の粒子が互いに点接触に近い形
態で積層しているに過ぎず、且つ空隙１２が多くなって
いて、この為金属管からの熱伝達が接着性ポリオレフィ
ン層全体に行き渡りにくくなっ、ており、溶融も進みに
くい。一方、圧着を行えば、前記接着性ポリオレフィン
９の粒子の積層が密になる為、金属管からの熱伝達が容
易となって、溶融が進みやすくなる。溶融が進むと接着
性ポリオレフィンはブライマー表面で流動するようにな
る。一方、第７図に示すように接着性ポリオレフィン分
子はポリオレフィンからなる主鎖に、化学的に活性な官
能基Ａを付加させた構造であり、この官能基Ａが硬化ブ
ライマー表面に存在する活性基Ｂと相互作用を及ぼして
接着性を発現する。すなわち、接着性ポリオレフィンが
流動するということは、接着性ポリオレフィンの分子運
動か活発になり、ブライマーとの接着点か増えることを
意味する。この為、接着性は向上するものと考えられる
。

［発明の効果］ 以上述へた本発明の方法によれば、粉末状接着性ポリオ
レフィン塗布層を迅速且つ確実に溶融させることができ
て、金属管と被覆との接着性を、格段に強化及び安定化
させることができる。しかも、従来の技術のように、粉
末状接着性ポリオレフィン塗布層の溶融が、生産能率を
律速することがないばかりか、極めて安価な設備投資に
よって実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の被覆工程を示す図、第２図は
第１図に示した実施例のうち、接着性ポリオレフィンの
圧着方法を示した図、第３図は第１図の実施例の方法に
おいて円柱状弾性体として用いたゴムロールの構造を示
す図、第４図はシリコーンゴムロールにかかる圧着荷重
を種々変えて圧着した場合の接着力測定結果を示した図
、第５図はシリコーンゴムロールで接着性ポリオレフィ
ン層を圧着したものと、圧着しないものとについて接着
力を比較した図、第６図及び第７図は本発明の方法によ
って接着性が向上する理由を示す説明区である。 １・・・金属管　　　　２・・・ブライマー塗装ガン３
・・・ブライマー　　４・・・静電粉体塗装ガン５・・
・粉末状接着性ポリオレフィン、６・・・Ｔダイ　　　
　７・・・ポリオレフィン系樹脂８・・・円柱状ゴムロ
ール ９・・・未溶融接着性ポリオレフィン １０・・・溶融接着性ポリオレフィン １１・・・気泡　　　　　１２・・・空隙１３・・・弾
性ゴム　　　１４・・・鉄芯１５・・・硬化ブライマー
層 Ｆｌ・・・負荷　　　　　Ｆ２・・・圧着荷重Ａ・・・
接着性ポリオレフィンに負荷した官能基Ｂ・・・ブライ
マー表面の官能基 圧着なし 第 図 鉄芯 第 図 １：金属管 ８：円柱状ゴムロール ９：未溶融接着性ポリオレフィン １０：溶融接着性ポリオレフィン ｌｌ：気泡 １２：空隙 １５：硬化ブライマー層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　管周方向に回転しながら管軸方向に移動している、
   予め所定の温度に加熱された金属管に、粉末状接着性ポ
   リオレフィンを散布して接着性ポリオレフィンの層を形
   成せしめ、次いでポリオレフィン系樹脂を被覆する方法
   において、前記粉末状接着性ポリオレフィンを散布して
   なる接着性ポリオレフィンの層を適度な硬さの円柱状弾
   性体にて圧着して、該接着性ポリオレフィンの層を完全
   に溶融せしめた後、ポリオレフィン系樹脂を被覆するこ
   とを特徴とする、接着性の優れたポリオレフィン被覆金
   属管の製造方法。 ２　円柱状弾性体として、接着性ポリオレフィンとの接
   着性がなく、金属管表面の温度に対して十分な耐熱性を
   有した、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピ
   レンゴム、ニトリルブタジエンゴム等を材料としたゴム
   ロールを使用することを特徴とする、請求項１記載の接
   着性の優れたポリオレフィン被覆金属管の製造方法。 ３　円柱状弾性体として、Ｊ１ＳＡ２０〜３０゜の硬さ
   を有するシリコーンゴムロールを使用することを特徴と
   する、請求項１記載の接着性の優れたポリオレフィン被
   覆金属管の製造方法。