JPH0463767B2

JPH0463767B2 -

Info

Publication number: JPH0463767B2
Application number: JP59065507A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Tanaka; Masami Ishida; Hideaki Takashima; Takashi Ooshima; Iwao Tsuruya
Original assignee: Nippon Steel Corp; Ube Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Ube Corp
Priority date: 1984-04-02
Filing date: 1984-04-02
Publication date: 1992-10-12
Also published as: JPS60208218A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明は、土木・建設用に使用される防食鋼
管杭製造方法に関するものであり、さらに詳しく
は、特定の高圧法低密度ポリエチレンが主として
配合されているポリエチレン組成物を、押出し成
形法によつて鋼管杭の周囲に防食被覆層を形成
し、例えば、特に、Ｔダイ押出し成形法によつ
て、溶融状態のシート状体に押出して、そのシー
ト状体を鋼管杭の周囲に巻きつける等して、防食
被覆層を形成した、優れた性能の防食被覆鋼管杭
および防食被覆鋼管杭を連続的に製造する方法に
係る。（従来技術）従来、鋼管杭は、例えば、港湾、河川、湖など
の護岸用、桟橋構造物、並びに海洋構造物用など
の種々の土木・建設用の鋼材として、地中、水底
の地中に打設されて、広く使用されていた。しかし、従来の鋼管杭は、例えば、直射日光、
風雨、波浪、排水、海水、漂流物等による厳しい
自然環境に直接曝される場所に打設される場合が
多いので、激しい腐食を受けることが多かつたの
であるが、その鋼管杭の防蝕対策が必ずしも充分
ではなく、約20年以上という長期間の使用に耐え
られないケースがあつたのである。最近、鋼管杭の周面をポリオレフイン系の熱可
塑性樹脂でＴダイ押出し成形法によつて被覆する
方法がかなり好ましい被覆法として提案されつつ
あるが、その鋼管杭を被覆する方法は、未だに、
充分に満足すべき防蝕性能を有する鋼管杭を安定
して再現性良く製造できるものではなく、最適な
被覆法が確立されている状況ではなかつた。前記の鋼管杭の被覆法では、種々の防蝕性能が
極めて優れている樹脂被覆層を有する鋼管杭が製
造されるのであるが、未だに不充分な点もあつた
のであり、特に、鋼管杭の周面にＴダイから押出
された樹脂シート状体を螺旋状に巻きつける際
に、巻きつけ作業自体が樹脂切れなどによつて不
可能となつたり、その被覆後の被覆層の機械的物
性（硬度、低温脆性など）が充分でなかつたりす
ることがあり、また、その被覆の際に樹脂シート
状体の側縁部の重ね合わせ部がずれてしまいその
重ね合わせ部において防蝕性が不充分となつてし
まうことがあり、さらに、厳しい環境、例えば、
高温下に曝される環境に、長期間、設置される場
合に、打設された鋼管杭の樹脂被覆層の耐劣化
性・耐久性が充分ではないなどの問題があつた。（発明の目的）この発明者らは、土木・建設用に使用される鋼
管杭の周面をポリオレフイン系の熱可塑性樹脂で
押出し成形法によつて被覆する方法において、そ
の被覆によつて得られる「被覆層を有する鋼管
杭」が有する優れた点を維持しつつ、前述のよう
なこの種の被覆法が有していた種々の問題点を一
挙に解決する方法について鋭意研究した結果、特
定の高圧法低密度ポリエチレンを使用して、押出
し成形法で鋼管杭を被覆する方法が、前述の種々
の問題点を極めて効果的に解消できることを見い
だし、この発明を完成したものである。（発明の構成および作用）すなわち、この発明の要旨とするところは、メ
ルトインデツクス（MI）が0.05〜0.5ｇ／10分で
あり、密度が0.915〜0.930ｇ／cm³、溶融張力３〜
10ｇであつて、しかも酢酸ビニル構成単位を0.5
〜５％有するエチレン酢酸ビニル共重合体を80重
量％以上含む組成物を、押出し成形法によつて、
溶融状態のシート状体または管状体に押出し、次
いで該シート状体または管状体を溶融状態のまま
鋼管杭の周囲に一部重ね合わせながら螺旋状に巻
きつけ、次いで冷却し、防食被覆層を形成するこ
とを特徴とする防食被覆鋼管杭の製造方法に関す
るものである。この発明の製法は、前述の特定の高圧法低密度
ポリエチレン（例えば、MIが0.05〜0.5ｇ／10分、
密度が0.915〜0.930ｇ／cm³，溶融張力が３〜10ｇ
である）を使用することによつて、耐薬品性、機
械的物性、防蝕性能などの優れた防蝕被覆層を有
する防蝕被覆鋼管杭を、再現性よく連続的に製造
することができる工業的に優れた製法である。また、前記のこの発明の製法などによつて得ら
れるこの発明の防蝕被覆鋼管杭は、その防蝕被覆
層を形成している樹脂が特定の高圧法ポリエチレ
ン（前述のMIの値、密度、溶融張力に加えて、
酢酸ビニル構成単位を0.5〜５％有する）である
ので、 (a) 鋼管杭が地中に打設される際の種々の衝撃に
対して充分に耐えることができる機械的物性
（鋼管杭の表面の保護性能）を有する防蝕被覆
層が設けられているのであり、また、 (b) 種々の厳しい自然環境において充分に耐える
ことができる優れた防蝕被覆層を有する鋼管杭
であり、特に、比較的高温下（例えば、直射日
光によつて加熱された状況での高温下）に河川
水、排水、海水中などに長時間接触して設置さ
れている場合に防蝕被覆層の耐久性が極めて優
れているのである。以下、この発明の防食被覆鋼管杭及びその製法
について、図面を参考にしてさらに詳しく説明す
る。図面はこの発明の製法の一実施態様例を概略示
す斜視図である。この発明の製法は、例えば、図面に示すよう
に、Ｔダイ押出し成形機（全体を図示していな
い）に、前述の特定の高圧法低密度ポリエチレン
を特定の割合で含有するポリエチレン組成物を供
給し、その押出し成形機のＴダイ１からポリエチ
レン組成物をシート状に押出し、直ちに、その溶
融状態のシート状体２を、加熱炉６などで加熱さ
れ回転している長尺の鋼管杭３の周面に螺旋状に
巻きつけて、その樹脂層を適当な冷却手段（例え
ば、撒水スプレー４など）で冷却して、優れた防
食性能の防蝕被覆層５を鋼管杭３の周面上に連続
的に形成するのである。この発明の製法において押出し成形法による鋼
管杭の被覆に使用するポリエチレン組成物は、メ
ルトインデツクス（MI）が0.05〜0.5ｇ／10分、
好ましくは0.06〜0.4ｇ／10分、密度（常温）が
0.915〜0.930ｇ／cm³、好ましくは、0.920〜0.928
ｇ／cm³、溶融張力が３〜８ｇ、好ましくは４〜８
ｇであつて、しかも酢酸ビニル構成単位を0.5〜
５％、好ましくは0.8〜４％の割合でそのポリマ
ーの主鎖中に有する高圧法ポリエチレンが、80重
量％以上、好ましくは90重量％以上配合されてい
るポリエチレン組成物である。この発明において、メルトインデツクス（MI）
は、ASTM D1238に従つて測定した値であり、
密度は、ASTM D1505に従つて測定した値であ
り、溶融張力は、メルトテンシヨンテスター（東
洋精機製作所製）を使用して、190℃で測定した
値である。また、高圧ポリエチレンの主鎖中における酢酸
ビニル構成単位の含有率は、ポリエチレン試料を
懸濁法による赤外線吸収スペクトル分析法で測定
して、その結果から算出した値である。この発明において、高圧法ポリエチレンとは、
重合圧力1000気圧以上および重合温度100〜300℃
で、フリーラジカルを発生する触媒の存在下に、
エチレンを酢酸ビニルと共に共重合させて得られ
るポリマーである。この発明において、前記の高圧法低密度ポリエ
チレンの全量または大部分が、中・低圧法などの
他の製法で得られたポリエチレン、あるいは、前
述の各物性の範囲外の物性を有するポリエチレン
に置き換えられたポリエチレン組成物を使用した
場合には、優れた防蝕性能を有する防蝕被覆層を
鋼管杭の周面に、再現性よく形成することができ
ないのである。例えば、この発明において、高圧法ポリエチレ
ンのMIが0.05ｇ／10分より小さい場合には、押
出し成形の際に、押出し成形機のダイ、例えば、
Ｔダイから押し出されたシート状体の切れが途中
で起こつたり、適当な均一な厚さのシート状体が
形成されなかつたりするために、連続的な押出し
成形ができないので適当ではなく、また、ポリマ
ーのMIが0.5ｇ／10分より大きい場合には、鋼管
杭の周面に形成される防蝕被覆層の機械的強度、
特に硬度などが低下するので、鋼管杭に打設時の
衝撃に耐えらず、変形（へこみの形成）または傷
を受け易いということがあり、適当ではない。また、この発明において、高圧法ポリエチレン
の密度が0.915ｇ／cm³より小さいポリエチレンは
そのようなポリエチレンを工業的に高圧法で重合
して得ることが困難であり、また高圧法ポリエチ
レンの密度が0.930ｇ／cm³より大きい場合には、
例えば、Ｔダイから押出し成形されたシート状体
を鋼管杭の周面に一部重ね合わせながら螺旋状に
巻きつける際に、そのシート状体の重ね合わせ部
分（ラツプ部分）がずれ込んで重ね合わせ部分の
幅が小さくなつたり、極端な場合には、重ね合わ
せがはずれてしまつたりするという「ラツプず
れ」が起こるので適当でなく、しかも鋼管杭の周
面の熔接によつて凸条になつている部分（ビード
部ともいう）において、溶融状態の樹脂被覆層の
偏肉が起こるので適当でない。さらに、この発明においては、高圧法ポリエチ
レンの溶融張力が３ｇ未満である場合には、押出
し成形法によつて押出されたシート状体または管
状体の樹脂切れが生じ易く、安定した押出し成形
による被覆ができないため好ましくなく、また高
圧法ポリエチレンの溶融張力が10ｇを越える場合
には、押出されたシート状体または管状体が、一
定の速度で安定して鋼管杭表面に供給されないた
め、シート状体、管状体または被覆層に偏肉を生
じ好ましくない。さらに、この発明において、高圧法ポリエチレ
ンの酢酸ビニル構成単位の含有割合が0.5％より
少なかつたり、高圧法ポリエチレンがまつたく酢
酸ビニル構成単位を有していない場合には、自然
環境における基本的な防蝕性能、耐久性の悪い防
蝕被覆層しか形成されず、例えば、耐環境応力亀
裂特性、熱劣化後の耐環境応力亀裂特性、配合さ
れた添加物（例えば、酸化防止剤）の空気中また
は塩水中での耐ブリードアウト性などが悪化する
ので適当ではなく、また、高圧法ポリエチレンの
酢酸ビニル構成単位の含有割合が５％より多くな
つた場合には、鋼管杭の周面に形成される防蝕被
覆層の硬度が小さくなり、鋼管杭の打設時にその
防蝕被覆層が変形したり傷付けられたりしやすく
なるので適当ではない。この発明において使用するポリエチレン組成物
は、前記の高圧法低密度ポリエチレンのほかに、
例えば、上記範囲外の物性を有するかまたは他の
製法から得られたエチレンホモポリマー、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン
共重合体などのエチレン系重合体、あるいは、ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、
ポリアミドなどの熱可塑性合成樹脂が、その組成
物の物性などの改質のために、約15重量％以下、
特に10重量％以下の割合程度で、少量配合されて
いてもよい。前記のポリエチレン組成物は、紫外線防止剤、
酸化防止剤などの添加剤を配合することができ、
例えば、紫外線防止剤としてカーボンブラツクを
約0.5〜10重量％、特に１〜５重量％配合するこ
とが好ましく、さらに、酸化防止剤としてフエノ
ール系酸化防止剤、スルフイド系酸化防止剤、ホ
スフアイト系酸化防止剤などを、約0.01〜５重量
％、特に0.05〜３重量％の割合で配合することが
好ましい。この発明の製法において、押出し成形法、特
に、Ｔダイ押出し成形法の成形条件は、特に限定
されるものではないが、特に、成形温度が、約
150〜280℃、特に160〜260℃程度であることが好
ましい。この発明で使用する鋼管杭は、予め接着剤を塗
布された鋼管杭であることが好ましく、また、例
えばＴダイから押出し成形されたポリエチレン組
成物のシート状体が鋼管杭の周囲に巻きつけら
れ、被覆される際に、約80〜250℃、特に90〜230
℃程度に予め加熱されていることが好ましい。前記の接着剤としては、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−プロピレン共重合体などのポリ
オレフイン系のポリマーまたは変性ポリオレフイ
ン系のポリマー、またはポリ塩化ビニル、ポリエ
ステル、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂と、種々
の粘着付与剤とを主成分とする、しかも接着温度
が約80〜250℃であるホツトメルトタイプの接着
剤であればよい。また、前記の接着剤は、この発明におけるポリ
エチレン組成物を鋼管杭の周面に被覆する工程の
直前に、押出し被覆法あるいは粉末状の接着剤を
加熱された鋼管杭の周面に散布する方法などで、
鋼管杭の周面上に被覆しておいてもよい。この発明の製法において鋼管杭の周面に形成さ
れる防蝕被覆層は、その厚さが約0.5〜５mm程度、
特に0.8〜４mmであることが好ましく、そのよう
に押出し成形法、特に、Ｔダイ押出し成形法の吐
出時の成形条件（吐出量、吐出厚さなど）を決め
ればよい。この発明の製法によれば、土木・建設用の鋼管
杭の周面に、優れた防蝕性能を有する防蝕被覆層
を形成することができ、防蝕被覆鋼管杭を連続的
に製造することができ、この発明の防食被覆鋼管
杭は、すでに、詳しく説明したような点において
優れており、約20年以上の防食性能を有する優れ
たものである。（実施例および効果）以下に実施例及び比較例を示す。実施例および比較例において、「偏肉性」は、防蝕被覆鋼管杭の平坦な周面の
防蝕被覆層の厚さａと、熔接部分の凸条部の防蝕
被覆層の厚さｂとを測定して、計算式〔（ａ−
ｂ）／ａ〕×100（％）で算出された値で示し、「ラ
ツブずれ」は、押出し成形法において鋼管杭の周
面をシート状体で巻きつけて被覆する際に、シー
ト状体の重ね合わせ部のずれの発生を観察し、そ
の発生したずれ長さを測定して示した。「耐熱酸化劣化性」は、防蝕被覆鋼管杭の防蝕
被覆層から得られた試験片を、(1)そのまま無処理
で、(2)空気中に70℃で1000時間放置した後に、あ
るいは(3)塩水中に100℃で100日間放置した後に、
200℃に加熱された炉内に放置して、ポリマーが
酸素と反応して劣化を開始するまでの時間を示
し、および「耐環境応力亀裂特性」は、防蝕被覆鋼管杭の
防蝕被覆層から得られた試験片を、(1)そのまま無
処理で、(2)150℃でエアーオーブン中に480時間放
置した後、ASTM D1693に従つて測定し、亀裂
が50％まで試験片に発生するまでの耐久時間で示
す。さらに、「硬度」は、防蝕被覆鋼管杭の防蝕被
覆層から得られた試験片を、DIN30670に従つ
て、荷重2500ｇ、フラツトな針面積0.025cm²の針
を使用し、測定温度60℃で24時間後の針の押し込
み深さで示した。実施例１および比較例１〜４第１表に示すメルトインデツクス（MI）、およ
び密度（常温）を有し、しかも第１表に示す酢酸
ビニル構成単位の含有率を有する高圧法ポリエチ
レン100重量部、カーボンブラツク３重量部およ
びチオビスフエノール系の酸化防止剤0.2重量部
を、200℃で混練して得られた、Ｔダイ押出し成
形法で鋼管杭を被覆するためのポリエチレン組成
物を調整し、ペレツト状に成形した。前述のようにして調整されたポリエチレン組成
物のペレツトを使用して、押出し成形機のＴダイ
から約230℃でポリエチレン組成物のシート状体
を押出し、200℃に加熱されていて、変性ポリオ
レフイン系の接着剤が被覆されている長尺の鋼管
杭（長さ；12ｍ、外径；508mm、鋼管の厚さ；9.5
mm）の周面に、その溶融軟化状態のシート状体
を、一部重ね合わせながら螺旋状に巻きつけ、被
覆し、その被覆層に冷水を撒水して冷却して、防
蝕被覆層を形成した。前述のようにして被覆した各防蝕被覆鋼管杭の
防蝕被覆層の平均厚さは、約３mmであつた。それらの鋼管杭の被覆における状況、及びその
結果得られた防蝕被覆鋼管杭の防蝕被覆層の種々
の試験結果を第１表に示す。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の製法の一例を概略示す斜視図
である。１……押出し成形機のＴダイ、２……シート状
体、３……鋼管杭、４……撒水用スプレー、５…
…被覆層、６……加熱炉、７……押さえロール。

Claims

【特許請求の範囲】

１メルトインデツクス（MI）が0.05〜0.5ｇ／
10分であり、密度が0.915〜0.930ｇ／cm³、溶融張
力３〜10ｇであつて、しかも酢酸ビニル構成単位
を0.5〜５％有するエチレン酢酸ビニル共重合体
を80重量％以上含む組成物を、押出し成形法によ
つて、溶融状態のシート状体または管状体に押出
し、次いで該シート状体または管状体を溶融状態
のまま鋼管杭の周囲に一部重ね合わせながら螺旋
状に巻きつけ、次いで冷却し、防食被覆層を形成
することを特徴とする防食被覆鋼管杭の製造方
法。