JPH05301074A - ポリエチレン粉体ライニングの下地処理方法 - Google Patents

ポリエチレン粉体ライニングの下地処理方法

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JPH05301074A
JPH05301074A JP10764092A JP10764092A JPH05301074A JP H05301074 A JPH05301074 A JP H05301074A JP 10764092 A JP10764092 A JP 10764092A JP 10764092 A JP10764092 A JP 10764092A JP H05301074 A JPH05301074 A JP H05301074A
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polyethylene
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Tadashi Tamai
忠 玉井
Morio Nakada
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AJIKAWA TEKKO KENSETSU KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭素鋼からなる被ライニング材のポリエチレ
ンライニングの下地処理方法に関する。 【構成】 ポリエチレン粉体の溶融温度以上に予備加熱
した炭素鋼からなる被ライニング材に該ポリエチレンの
粉末を供給し、被ライニング材の熱によって粉末を溶融
させ、被ライニング材表面に連続したポリエチレンの被
膜を形成させるライニング方法において、被ライニング
材表面を塩酸で酸洗浄し、水洗後、リン酸亜鉛−カルシ
ウム系溶液を用いて化成処理を行い、次いでpH4.5
〜6.0であって、0.005〜0.05wt%のクロ
ム酸水溶液に液温50℃以下で接触させた後、乾燥させ
るポリエチレン粉体ライニングの下地処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は炭素鋼からなる各種装置
の配管、機器に用いられるポリエチレン粉体ライニング
の下地処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリエチレン粉体ライニングは炭
素鋼からなる被ライニング材表面を脱脂洗浄し、ブラス
ト処理または酸洗浄してからリン酸塩による化成被膜を
形成させたのち、200〜300℃に該被ライニング材
を予備加熱して、ポリエチレンの粉体を供給して被ライ
ニング材の保有熱または被ライニング面の逆側からの供
給熱によりポリエチレンの粉体を熱溶融して連続したポ
リエチレン被膜を形成する方法が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これまで、ポリエチレ
ン粉体ライニングは水道用配管あるいは海水取水管など
比較的温度の低い(30℃以下)液と接する環境に多用
され、耐久性の面でもそれなりの実績を有している。と
ころが従来の方法で施工したポリエチレン粉体ライニン
グ材を化学プラント、発電プラントなど液温が50〜6
0℃の環境に用いた場合、ポリエチレンの被膜が剥離し
たり、ブリスタを生じる事故が多発している。剥離及び
ブリスタ部の被ライニング面を調査すると、必ず被ライ
ニング面の腐食が認められることから、従来のポリエチ
レン粉体ライニング材は液温が高く水蒸気及び酸素の透
過が加速される温度勾配環境に用いた場合、下地面が腐
食されやすいことが分かる。
【0004】従来のポリエチレン粉体ライニング法にお
けるリン酸塩による化成処理被膜を形成させる下地処理
は腐食性物質の拡散抑制及びその被膜中に含まれる金属
塩による電気化学的防錆効果を狙いとして、一般的に塗
装下地処理に適用されている方法である。しかしながら
リン酸塩による化成処理被膜はZn,Mn,Fe,Ca
などの第三リン酸塩を主成分として、Mn3 (PO4
2 ・2MnPO4 ・4H2 OとFeHPO4 ・4H2
の混合結晶あるいはZn3 (PO4 2 ・4H 2 OとF
eHPO4 ・2〜4H2 Oの混合結晶あるいはγFe2
3 ・FePO 4 ・2H2 OまたはFeHPO4 ・4〜
8H2 OあるいはZn3 (PO4 2 ・nH2 O,Zn
2 Ca(PO4 2 ・2H2 Oなどからなっている。こ
れらの結晶は100〜240℃で結晶水を放出するとと
もに、リン酸マンガン系被膜では250℃付近、リン酸
亜鉛系では130℃から酸化分解が始まる。従って、2
00〜300℃で加熱溶融させるポリエチレン粉体ライ
ニングにおいては脱水によるポーラス化、脱水時のリン
酸被膜のクラック発生及び化成被膜の付着力の低下ばか
りでなく、リン酸被膜中のMn,Znなどの酸化による
防食効果の低下、更にはこれらの塩の酸化が進行してい
る場合には腐食電位の逆転による腐食の加速などにつな
がり、一般的に適用されている塗装下地処理と同等の防
錆効果は期待できず、ポーラス化、クラック発生による
防錆力の低下で、付着力が低下し、ポリエチレン被膜の
剥離やブリスタが短時間に発生しやすくなる。
【0005】従って、耐食性、被付着性、耐摩耗性に優
れたポリエチレンライニングを従来使用してきた常温付
近の環境よりも耐ブリスタ性の面で問題となる高温環境
への適用拡大するためには付着性に優れ、かつ耐食性に
優れた下地処理方法の開発あるいは改善が技術課題にな
っている。
【0006】本発明は上記技術水準に鑑み、かつ上記技
術的課題に応じて、高温環境下でも優れたポリエチレン
ライニング施工できる下地処理方法を提供しようとする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はポリエチレン粉
体の溶融温度以上に予備加熱した炭素鋼からなる被ライ
ニング材に該ポリエチレンの粉末を供給し、被ライニン
グ材の熱によって粉末を溶融させ、被ライニング材表面
に連続したポリエチレンの被膜を形成させるライニング
方法において、被ライニング材表面を塩酸で酸洗浄し、
水洗後、リン酸亜鉛−カルシウム系溶液を用いて化成処
理を行い、次いでpH4.5〜6.0であって、0.0
05〜0.05wt%クロム酸水溶液に液温50℃以下
で接触させた後、乾燥させることを特徴とするポリエチ
レン粉体ライニングの下地処理方法である。
【0008】本発明の下地処理は塩酸で酸洗浄、水洗、
リン酸亜鉛−カルシウム被膜を形成するための化成処理
を従来どうりの方法で行い、その直後または数日以内に
0.005〜0.05wt%クロム酸水溶液に液温50
℃以下で接触させる下地処理方法である。本発明の下地
処理において、ポリエチレン粉体ライニングとして、長
期耐久性が得られるクロム酸濃度は0.005〜0.0
5wt%、好ましくは0.01〜0.03wt%であ
り、液温は50℃以下である。
【0009】なお、本発明でいうリン酸亜鉛カルシウム
系溶液を用いる化成処理とは、50〜70℃のZn(H
2 PO4 2 ,Ca(H2 PO4 2 を主成分とする液
に、脱脂、酸洗した炭素鋼からなる被ライニング材を2
〜5分間浸漬することによって、その表面にZn3 (P
4 2 ・nH2 OとCaPO4 ・mH2 Oの混合結晶
被膜を形成させる化成処理を指す。
【0010】
【作用】本発明はポリエチレン粉体ライニングの下地処
理として、酸洗浄、水洗、化成処理によるリン酸亜鉛−
カルシウム被膜形成後pH4.5〜6.0であって、
0.005〜0.05wt%のクロム酸水溶液に液温5
0℃以下で接触させることにより、リン酸亜鉛−カルシ
ウム塩の結晶粒子の集合体からなる被膜全面に存在する
細孔内に適量のクロム酸が浸透し、リン酸亜鉛−カルシ
ウム塩と接触していない被ライニング材の自由表面にク
ロム酸被膜を形成することによって、被ライニング材の
腐食が従来のリン酸亜鉛−カルシウム系塩被膜だけの下
地処理に比べて大幅に抑制されるため、剥離やブリスタ
を生じることなく、長期間の使用に耐えるポリエチレン
粉体ライニング材を提供することができる。
【0011】pHが6.0を越えて高く、クロム酸濃度
が0.005wt%未満の場合、細孔内の被ライニング
材の自由表面を被膜するためのクロム量が不足し、pH
が4.5未満でクロム酸濃度が0.05wt%を越えて
高い場合はクロム酸の過剰あるいはクロム酸濃度増加に
伴って、増加する水素イオン濃度が増加し、被ライニン
グ材の自由表面が腐食し、下地処理の耐久性を低下させ
る。
【0012】
【実施例】厚さ3mm、直径120mmの炭素鋼板を6
0℃のオルソケイ酸ソーダ3wt%溶液に5分間浸漬し
脱脂洗浄したのち、温水洗浄し、十分に乾燥させた。そ
の鋼板を50℃の塩酸5wt%溶液に5分間浸漬したの
ち水洗し、次いで80℃のZn(H2 PO4 2 ,Ca
(H2 PO4 2 を主成分とする興和化学工業(株)製
リン酸亜鉛−カルシウム化成処理溶液(ホステックスF
−125)に20分間浸漬し、Zn3 (PO4 2 ・n
2 O,CaPO4 ・mH2 Oの混合結晶のリン酸亜鉛
−カルシウム系の化成処理被膜を形成させた。化成処理
溶液から引き上げたのち水洗し、表1に示すようにクロ
ム酸水溶液の濃度及び温度の異なる各種クロム酸処理を
行い、乾燥させて下地処理供試体を作製した。
【0013】これらの下地処理を行った供試材を250
℃±10℃に調整した電気炉に入れ、表面温度が250
℃になったのち、メルトフローレート3.0g/10m
inで平均粒径90μmのポリエチレン粉体を下地処理
をした面に均一に散布し、0.5mm厚のライニング膜
を形成させた。
【0014】これらのライニング材を供試材として、デ
ュポン式ライニングテスタを用いて、ライニング側にp
H0.5の硫酸溶液を入れ60℃に加熱し、ライニング
していない鋼板側を20℃の冷却水で冷却した条件下で
ブリスタが発生するまでの時間を測定した。その結果、
ブリスタが発生するまでの時間は表1に示すように、従
来の化成処理のみの面にポリエチレン粉末をライニング
した参考材に比べて、本発明の下地処理条件で作成した
供試材は20倍以上であったが、クロム酸処理における
クロム酸の濃度が0.005以下または0.05以上の
条件及び温度が50℃以上の条件では1倍以下であっ
た。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明の下地処理を適用することによ
り、従来剥離やブリスタが短時間に発生するため実用し
難かった50〜60℃の環境にポリエチレン粉体ライニ
ングが適用可能になった。ポリエチレン粉体ライニング
は前記環境条件に用いられる他の樹脂(熱硬化性樹脂)
やゴムライニングに比べて生産コストも低く、樹脂ライ
ニングやゴムライニングで施工できないような小口径の
配管内面にも施工できる利点もあり、本発明によりポリ
エチレンライニングの適用範囲の拡大が見込まれること
から、その工業的効果は大きく、かつ長期寿命確保によ
る信頼性向上効果も大きい。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 22/00 Z 22/78 22/83 (72)発明者 中田 盛生 大阪府大阪市西淀川区竹島4丁目11番88号 安治川鉄工建設株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエチレン粉体の溶融温度以上に予備
    加熱した炭素鋼からなる被ライニング材に該ポリエチレ
    ンの粉末を供給し、被ライニング材の熱によって粉末を
    溶融させ、被ライニング材表面に連続したポリエチレン
    の被膜を形成させるライニング方法において、被ライニ
    ング材表面を塩酸で酸洗浄し、水洗後、リン酸亜鉛−カ
    ルシウム系溶液を用いて化成処理を行い、次いでpH
    4.5〜6.0であって、0.005〜0.05wt%
    クロム酸水溶液に液温50℃以下で接触させた後、乾燥
    させることを特徴とするポリエチレン粉体ライニングの
    下地処理方法。
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