JPH0611520B2 - 防蝕被覆鋼管およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は鋼管に帯状の被覆材を、空隙なく螺旋状に重
ね捲きして被覆した防蝕被覆鋼管、およびその製造方法
に関する。

〔従来技術〕

従来、鋼管の被覆として、塩化ビニール樹脂、ポリエチ
レンの帯状シートと、合成ゴム、アスフアルト、タツキ
フロイヤなどの組成物であるマスチツク系の接着剤とで
二層構造にした帯状シートを鋼管に被覆するテープ捲き
法が知られている。すなわち、被覆に先立つて鋼管表面
をシヨツトブラストして清浄にした後、鋼管を５０〜１
３０℃に加熱し二層構造にした帯状シートに所定の張力
を加えながら鋼管の表面にテープ幅の一部を重ね合せて
螺旋状に重ね捲きする方法である。

この方法で被覆した鋼管の使用温度は使用した接着剤の
温度特性に依存するから、マスチツク系の接着剤を使用
した鋼管は常温附近での使用に限定され、これより高い
温度では軟化して接着強度が著しく低下し、低温では脆
化して接着力を失うという欠点がある。また、塗覆作業
の環境が著るしく悪く、悪臭および溶融物が粘着性をも
つて黒く汚染するという欠点がある。

これらの欠点を除き幅広い温度域での使用を可能とする
ために、マスチツク系接着剤の代りに、−４０℃から＋
８０℃という広い温度域で接着力が大幅に低下すること
のない変性ポリエチレンを主剤とする接着剤を使用した
押出被覆法とテープ捲き法が採用されている。すなわ
ち、押出被覆法とは、Ｔダイ押出機により、被覆材のポ
リエチレンと変性ポリエチレン接着剤とを同時に押出し
た二層構造の平な帯状の溶融体を重ね捲きする方法であ
り、テープ捲き法とは、Ｔダイ押出機によつて被覆材と
して１．５〜２．０mm厚のポリエチレンと、０．５〜
１．５mm厚の変性ポリエチレン接着剤とを二層構造に押
出してなるテープ、または１．６mm厚のポリエチレンフ
イルムと０．４mm厚の変性ポリエチレン接着剤フイルム
を貼り合わせてなるテープを鋼管に螺旋状に重ね捲きす
る方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

押出被覆法は、鋼管全長にわたる被覆の大量生産にむ
き、品質、性能にすぐれているが、鋼管の任意の個所
に、任意の長さで重ね捲きするということは経済的には
困難であり、多品種少量の生産には適しないという欠点
がある。この点上記テープ捲き法は、上記の欠点がなく
押出被覆法より優れているが、変性ポリエチレン接着剤
を用いた二層構造のポリエチレンテープの場合には、接
着剤が硬く、その上厚みが０．５〜１．５mmと厚いこと
と、溶融粘度が高く流動性が悪いことによつて、捲き重
ね端部の空隙部位が充填不足となり空隙が残るという欠
点がある。この空隙は、鋼管の温度が上昇すると、その
空隙に封入されている空気が膨張するため、被覆材がふ
くれあがつたり、剥離したりする原因となり、また、こ
の空隙をつたわつて腐蝕性の液体が浸透して腐蝕が進行
して防蝕性を損う原因となる。

〔問題を解決するための手段〕

鋼管の表面に、0.05乃至0.1mm厚の変性ポリエチレン接
着剤で、連続した溶融接着剤層を形成し、金属、また
は、合成樹脂のいずれかよりなる材料の1.5mm以上の厚
さの帯状の被覆材に、その長手方向に並行連続し、か
つ、鋼管に螺旋状に重ね捲きした際に、重ね捲き端部の
空隙部に対応する位置で他より高く、変性ポリエチレン
接着剤を盛り上げて接着材層を形成した複合シートを形
成し、前記複合シートを加熱し、前記鋼管に前記複合シ
ートを螺旋状に重ね捲きし、鋼管の溶融した接着剤層の
被膜に複合シートの溶融した接着剤層を接着させて、重
ね捲き端部に空隙を残すことなく接着剤層を連接せしめ
て、それにより、鋼管の変性ポリエチレン接着剤被膜
と、重ね捲きした、金属、または、変性ポリエチレンの
いずれかよりなる材料の1.5mm以上の厚さの帯状の被覆
材と変性ポリエチレン接着剤層とよりなる複合シートの
接着剤層が、重ね捲きした複合シートの重ね捲き端部の
空隙を充填した接着剤を主幹として連接して、被覆材を
挟着した挟着膜連接層の骨格を構成した防蝕被覆鋼管を
形成する。

〔作用〕

被覆材に盛上げ形成された接着剤層が加熱により溶融
し、重ね捲きした複合シートの重ね捲き端部の空隙を充
填し、この充填された接着剤を幹として鋼管の溶融接着
剤層と複合シートの接着剤層とが一体化して連接して連
接層を構成する。こうして、この連接層を構成する複合
シートの重ね合せ部の接着剤層の被膜と複合シートとが
交互に重なり繰り返えして相互に挟み着け合つて連接し
ているところの挟着膜連接層を形成する。

〔実施例〕

第１工程において、先ず鋼管１の表面をシヨツトブラス
トでスケールを落として清浄にし、必要によつては、ク
ロメート処理やプライマー塗装を施し、次いで鋼管１を
加熱し、その表面に合成ゴム、合成樹脂等の接着剤の粉
体または溶融体、好ましくは変性ポリエチレン接着剤の
約６０メツシユの粉体を静電粉体塗装機（図示せず）に
よる方法などで、均一な０．０５〜０．１mm厚に塗布し
て溶融した接着剤層２の被膜を形成する。

鋼管１の加熱温度は、少くとも接着剤の溶融する温度以
上で、かつ熱劣化を起こす温度以下の、接着反応に必要
な温度範囲に維持する。たとえば、変性ポリエチレン接
着剤では、その溶融温度は約９０℃であるが、鋼管１を
加熱する温度は１５０〜２５０℃、好ましくは１８０〜
２２０℃が必要である。

変性ポリエチレン接着剤は４０〜２００メツシユ、好ま
しくは６０〜１２０メツシユの粒度の微粉体で、適宜の
粉度を有するもので、充分乾燥したものを用いる。

この微粉体で０．０５〜０．１mmの均一な厚みの接着剤
層２を鋼管表面に形成するには、流動浸漬法や風力によ
る吹付け法などもあるが、静電粉体装布法がすぐれてい
る。

鋼管１を台車３のローラー３ａおよび３ｂの上に載置し
た後に加熱し、溶融した接着剤層２を形成してもよく、
また、載置する前に予め加熱し溶融した接着剤層２を形
成した鋼管１を台車３のローラー３ａ、３ｂ上に載置し
てもよい。台車３を用いる代りに、鋼管１を回動自在に
支持する公知の装置を用いてもよい。

第２工程においては、第１工程と同時に、または次い
で、帯状の被覆材４に、その長手方向に連続して接着剤
を盛り上げて接着剤層５を形成した複合シート６を作
る。

被覆材４は金属または合成樹脂等のシートよりなるが、
防蝕被覆鋼管の使用目的やその条件、仕様などにより選
択されるもので、通常はポリオレフイン系や塩化ビニル
系樹脂を多く使用し、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリカーボネート、架橋ポリエチレン
などが好ましい。被覆材４は、いずれの材料によるも肉
厚と幅が一定した平らたい帯状のシートで、キズやピン
ホール、クラツクなどの欠陥がないものが必要である。

被覆材４に盛り上げる接着剤は、第１工程で鋼管１に塗
布し形成した接着剤層２に用いた接着剤と同一組成また
は相溶性をもつ類似組成のものが好ましい。

被覆材４に接着剤を盛り上げるには、伸展し加熱した被
覆材４の上に粉体または溶融体の接着剤５ａを連続して
盛り上げてもよく、被覆材４をＴダイ押出機で押出し形
成するときに同時に押し出して盛上げ成形してもよい。
被覆材４に接着剤を盛り上げる位置、その断面形状と大
きさとは、複合シート６を鋼管１に螺旋状に重ね捲きす
るときに、被覆材４の捲き重ね端部の空隙部位７に確実
に接着剤が供給されて充填し、空隙を生じないことを条
件として決める。複合シート６の上記の２つの製造方法
は、被覆材４の肉厚や熱変形温度、軟化時の剛性などや
生産数量の多少によつて選択される。

第３工程においては、複合シート６を赤外線ランプや熱
風で加熱し、複合シート６を構成している被覆材４を重
ね捲きできる程度に軟化溶融すると共に、重ね合わせる
表面が接合できるように、かつ、接着剤層５が溶融し、
かつ、接着温度に達するように加熱温度と温度勾配およ
び加熱方向と装置を設定する。例えば、被覆材４をポリ
エチレンシート、接着剤層５を変性ポリエチレン接着剤
の粉体を使用する場合には、先ず被覆材４を赤外線ラン
プで８０〜１５０℃に加熱し、この上に粉体を連続供給
して盛り上げると、粉体は被覆材４の熱により徐々に加
熱され、これを鋼管１に捲きつける直前に、熱風で１８
０〜２２０℃に急速に加熱溶融させる。

第４工程においては、第３工程において加熱した複合シ
ート６を適当な張力を加えながら第１工程を経た鋼管１
に、螺旋状に重ね捲きし、鋼管１の接着剤層２と複合シ
ート６の接着剤層５とを接触させて重ね捲き端部空隙部
位７を残すことなく接着剤層を連接させる。

この際、第２工程で被覆材４の所定の位置に盛り上げた
接着剤層５が、鋼管１に捲かれた被覆材４の上に重ね捲
きして出来る捲き重ね端部の空隙部位７へ整合するよう
に、鋼管を移動させたり、複合シートの供給装置を移動
させて、捲き込み位置やピツチを調整する。

この整合が適確に行われることによつて鋼管の溶融した
被膜の接着剤層２に複合シート６の接着剤層５が接触し
て合体し、空隙部位７へ接着剤層５の溶融した接着剤が
供給されて充填が完了し、その一部は被覆材４の重ね合
せ部へ供給されて接着剤層２と５を接合する被膜８が形
成され、これと鋼管１に形成された接着剤層２の被覆と
が、空隙部位７に充填された接着剤を主幹９として連接
し、第３図に示すような被覆材４を挟着する挟着膜連接
層の骨格が形成される。

第５図は、この発明に係る防蝕被覆鋼管の製造方法の１
実施例を説明するためのものである。この場合において
は、第１工程で予め溶融した接着剤層２を形成した鋼管
１を台車３の上に設けられた２本のローラー３ａ、３ｂ
に回動自在に載置する。一方、ロールに巻かれた被覆材
４をベルトコンベア１０の上に引き伸ばし、赤外線ラン
プ１１で加熱しつつ鋼管１へ向つて移動させる。赤外線
ランプ１１での加熱位置と鋼管１との間で、ホツパー
（図示せず）等に貯えられている接着剤の粉体または溶
融体を供給ノズル１２で被覆材４の上の予め定められた
幅方向の端部寄りの位置に撤布して長手方向に盛り上げ
複合シート６を形成する。この際バイブレーター（図示
せず）で供給ノズル１２を震動させるのが好ましい。

次いで鋼管１の直前で複合シート６の接着剤層５に熱風
送風ノズル１３から熱風を吹きつけて加熱し、接着剤層
を軟化溶融させる。

次いで、複合シート６を鋼管１とローラー３ａ、３ｂと
の間に挿入し、駆動装置（図示せず）で鋼管１を回転さ
せて複合シート６を鋼管１に幅の約２分の１を重ね合わ
せて捲き、所定の長さを捲き終つたら裁断機（図示せ
ず）で切断する。この場合、予め所望の長さに裁断した
被覆材４をベルトコンベア１０上に伸張した後に加熱、
接着剤撤布、熱風送風、重ね捲き実施をしてもよい。ま
た、台車は固定式としてベルトコンベア１０、赤外線ラ
ンプ１１、接着材供給ノズル１２、熱風送風ノズル１３
等よりなる装置を移動式にしてもよく、また、その反対
に台車３を移動式とし前記装置を固定式としてもよい。
ローラー３ａ、３ｂの押圧力によつて、被覆材４の重ね
合せ部において、被覆材４同士、および被覆材４−接着
剤層５−被覆材４の間が接合されると同時に、盛り上げ
られた接着剤層５は、空隙部位７に充填されて連接の主
幹９となり、鋼管１の表面の接着剤層２と接触して合体
し、その一部は先の重ね合せ部の接着剤層とも連接して
挟着膜連接層が形成され、鋼管１の回転により、この挟
着膜連接層が連続して形成されつつ被覆材４により被覆
がなされる。

被覆完了した鋼管１の内側から冷却水を吹きつけて冷却
し、被覆完了した鋼管を台車３から降ろす。鋼管の冷却
は鋼管を台車から降した後別の場所で実施してもよい。

〔効果〕

この発明による防蝕被覆鋼管の製造方法は次の効果を有
する。

1)所望の長さの、従来の帯状被覆材に接着剤を盛り上げ
て、捲き重ね端部の空隙部位を充填するに必要な量を供
給する接着剤層を形成するので、前記の従来の押出し被
覆法に比べて多品種少量生産に適した簡便で容易な方法
を提供するものである。

2)複合シートを任意の長さに切断出来、鋼管、または複
合シートの製造および移動の装置を移動させることによ
り、鋼管の任意の個所の任意の長さで部分捲きが容易で
ある。

3)従来の押出し被覆法によれば鋼管に形成した接着剤層
の厚さが０．５〜１．５mmが最小限度であつたが、粉体
の接着剤を用うれば、０．０５〜０．１mmの極めて薄い
被膜を形成することができる。

4)被覆材に比べて接着剤の溶融粘度が低く流動性が大き
い場合には、Ｔダイ押出機により同時に押出して二層構
造の所定のシートを作ることは技術的に困難であるが、
この発明によれば溶融粘度や流動性に差のある被覆材と
接着剤であつてもそれらで複合シートを容易に作ること
ができ、特に、被覆材の捲き重ね端部を外から押圧して
空隙部位の容積を縮小しにくい被覆材であつても、流動
性のよい接着剤を使用して空隙部位を確実に充填でき
る。

5)鋼管表面の接着剤層２、被覆材４の重ね合わせ部の接
着剤層５、および捲き重ね端部の接着剤よりなる主幹９
とが連接して挟着膜連接層を形成し、これにより鋼管と
被覆材とが空隙なく接合する。被覆材と接着剤との組合
せが、ポリエチレンと変性ポリエチレンのように同種の
組合せではなく、塩化ビニル樹脂と変性ポリエチレンの
ような異つたプラスチツクの組合せ、アルミニウムのよ
うな金属シートと熱可塑性接着剤との組合せにおいて
も、被覆材の重ね合せ部の接着剤層の被膜と被覆材とが
交互に重なりを繰り返えして相互に挟み着け合つて連接
するため、通常の接着力を１．２〜２倍上まわる結果が
得られる。

この発明に係る方法により製造された防蝕被覆鋼管は次
の効果を有する。

1)被覆材の重ね合せ部における被覆材同士の接合、この
重ね合せ部における被覆材と接着剤との接合、および挟
着膜連接層の三段階の防蝕構造が形成されており、これ
により外部からの腐蝕性液体が浸透して鋼管に達し難
く、防蝕性能が著しく向上する。

2)被覆材が鋼管から剥離し難たい。イ )被覆材の捲き重ね端部に空隙を残すことなく接着剤が
充填されるので、剥離の原因となる空気が封入されてい
ない。ロ )被覆材の重ね合せ部の接着剤層の被膜と被覆材とが交
互に重なりを繰返えし、相互に挟み着け合つて連接する
ため接着力が高められていることは前述のとおりであ
る。ハ )鋼管は加熱時に被覆され、被覆が完了したら冷却され
るので、一般的には、この熱膨張−収縮によつて、ま
た、被覆材固有の成形収縮によつて、鋼管と被覆材とに
剪断応力が発生し、ズレを生じたり、剥離の原因となる
が、この発明によれば挟着膜連接層が形成されることに
よつてこれらの応力を緩和しこれらの欠陥を除去してい
る。ニ )被覆材の捲き重ね端部と、その空隙部位７に充填され
た接着剤（主幹９）が接合することにより、被覆材の端
部をテーパー状にそぎ落した効果と同じになり、端部に
かかる応力が小さくなり剥離し難くなつている。

【図面の簡単な説明】

図面に示すものはこの発明の実施例を示すもので、第１
図は複合シートの一部断面説明図、第２図はこの発明に
係る防蝕被覆鋼管の一部断面略図、第３図は挟着膜連接
層骨格の断面説明図、第４図は従来の被覆鋼管の一部断
面略図、第５図はこの発明による製造工程の一実施例の
説明略図である。 １……鋼管、２、５……接着剤層 ３……台車、３ａ、３ｂ……ローラー ４……被覆材、６……複合シート ７……空隙部位、８……被膜 ９……主幹、10……ベルトコンベア 11……赤外線ランプ、12……供給ノズル 13……送風ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼管の表面に、0.05乃至0.1mm厚の変性ポ
   リエチレン接着剤で、連続した溶融接着剤層を形成し、
   金属、または、合成樹脂のいずれかよりなる材料の1.5m
   m以上の厚さの帯状の被覆材に、その長手方向に並行連
   続し、かつ、鋼管に螺旋状に重ね捲きした際に、重ね捲
   き端部の空隙部に対応する位置で他より高く、変性ポリ
   エチレン接着剤を盛り上げて接着材層を形成した複合シ
   ートを形成し、前記複合シートを加熱し、前記鋼管に前
   記複合シートを螺旋状に重ね捲きし、鋼管の溶融した接
   着剤層の被膜に複合シートの溶融した接着剤層を接着さ
   せて、重ね捲き端部に空隙を残すことなく接着剤層を連
   接せしめることを特徴とする防蝕被覆鋼管の製造方法。