JPH06173020A - 多層コーティング並びにその製造方法及び使用 - Google Patents

多層コーティング並びにその製造方法及び使用

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JPH06173020A JP4342848A JP34284892A JPH06173020A JP H06173020 A JPH06173020 A JP H06173020A JP 4342848 A JP4342848 A JP 4342848A JP 34284892 A JP34284892 A JP 34284892A JP H06173020 A JPH06173020 A JP H06173020A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】極めて優れた耐食性が要求される水道管材に塗
布するように設計された多層コーティングの提供。 【構成】転移層３と、厚さ一定の熱硬化性合成樹脂層４
を含む多層コーティング５。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコーティングに係わる。
【０００２】本発明は主に、鉄金属エレメントの表面全
体のための多層コーティングに係わる。
【０００３】
【従来の技術】石油ビチューメンベースのコーティング
はよく知られており、水道管材（ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔ
ｅｍ ｅｌｅｍｅｎｔ）のための内側及び外側コーティ
ングとして使用されている。かかるコーティングは低コ
ストであるが、発火の危険性を増大する溶剤を使用する
必要がある。
【０００４】全ての層がエポキシ粉末をベースとする組
成物から得られている他の公知のコーティングは、優れ
た耐食性を与える。しかしながらかかるコーティングの
厚さは、エレメントが、組立てのために相互に嵌合する
ように寸法決めされた連結部(シール溝，心合わせ寸法)
において変化し、従って、コーティングの関数として種
々の寸法を有する鋳型の数を増やすか、コーティング前
に金属エレメントを機械研削することが必要である。
【０００５】かかるコーティングは、外部因子に対する
遮断層を形成する不活性材料からなる。この遮断層はい
かに厚くても基板を露出させる損傷を受け得、その時点
で、コーティングとその基材との間に化学反応が関与せ
ずとも、保護作用は全くなくなる。これは、石油ビチュ
ーメン及びエポキシ粉末の両方に言える。この保護が最
大の効果を有するためにビチューメンまたはエポキシ
は、金属に達するほどの損傷を免れることが重要であ
る。
【０００６】上記条件が満足されないと、横方向衝撃、
ひび割れ及び分離のような損傷の存在に起因して、ｐＨ
を下げ且つ脱不動態化物質の侵入を許すことで鉄を局所
的に脱不動態化することにより、コーティングが金属構
造体にまだ密着してまだ残っている不動態化表面である
カソード領域内に独立したアノード部位を局在させる腐
食からマクロ電池が生成される。このことから、アノー
ド表面積に対するカソード表面積の比は一般に大きいの
で、かかるマクロ電池を流れる電流は、カソード領域の
能動減極が可能なときには常に高くなり得る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記欠
点を改善し、金属製水道管材の内側及び外側表面全体を
被覆する低コストのコーティングを、自動化塗布方法に
よって得ることからなる新たな技術的課題を克服するこ
とである。
【０００８】本発明によって克服される技術的課題にお
いては、コーティングを有する金属エレメントは、例え
ば石油質もしくは粘土質土壌、または淡水性または塩水
性の地下自由水を含む土壌のような酸性または塩基性の
土壌に起因する腐食に優れた耐性を示すべきである。コ
ーティングされたエレメントは、例えば飲料水、軟水、
廃水または雨水のような、エレメントによって輸送され
得る種々の水による腐食にも耐性であらねばならない。
更にコーティングされたエレメントは、有毒物質、また
は水を変色させたりその味もしくは香りを変性させたり
する物質を放出してはならない。
【０００９】製造コストを低くするために、コーティン
グを施した後に修正を必要とすることなく、コーティン
グは溝及びフランジのような金属エレメントの機能形態
を維持すべきである。
【００１０】コーティングは、たるみ及び厚さ過剰によ
るような余分な塗布を避けることにより、材料を節約し
得るべきである。
【００１１】更に、本発明のエレメントは、導入前の保
管及び輸送の間に暴露される空気による腐食に対しても
耐性を示すべきである。
【００１２】空気腐食は、雰囲気の温度及び湿度の変化
に関係している。これは、特に上述したような局在電池
効果からなる土壌による腐食とは違って、金属エレメン
トの表面全体を広範囲に攻撃する結果となる。
【００１３】最後に、本発明のエレメントは、腐食によ
るマクロ電池の形成を許すことなく、マクロ電池を惹起
する損傷である衝撃に対して優れた耐性を与え得る。
【００１４】このために、鉄金属水道管材の表面全体の
ための多層コーティングは、金属製管材の外側に向かっ
て、少なくとも１つの転移層（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｃｏａｔ）と、厚さ一定の１つの熱硬化性合成樹脂層と
を含む。
【００１５】本発明の１つの変形態様においては、前記
転移層は不動態化されている。
【００１６】更に本出願人らは、本発明のコーティング
の転移層が亜鉛及び鉄の混合リン酸塩からなるならば、
かかるコーティングは極めて有効な耐食性を示すことを
見い出した。
【００１７】コーティングの他の特性及び変形態様によ
れば、 −不動態化はクロム性である； −不動態化は有機性である； −不動態化の有機生成物はタンニン酸を含む； −熱硬化性合成樹脂はエポキシである； −第１の熱硬化性合成樹脂層を被覆する追加の熱硬化性
樹脂層を含む。
【００１８】本発明は更に、上述のごときコーティング
を鉄金属エレメントに塗布する方法にも係わる。この方
法は、少なくとも、 −化学的転移浴に浸漬するステップ、 −脱イオン水で濯ぐステップ、 −水性媒質中に合成樹脂を含む浴中で電着するステッ
プ、 −合成樹脂を硬化するステップ を連続的に含むことを特徴とする。
【００１９】他の変形態様及び特性によれば、本発明は
以下のことを特徴とする： −脱イオン水で濯ぐステップと電着するステップとの間
に、不動態化浴に浸漬し、次いでもう一度脱イオン水で
濯ぐ； −電着浴液を限外濾過することにより合成樹脂を濃縮し
得る； −別の外側合成樹脂層を金属エレメントに追加し得る； −上記追加層を、低温または高温の金属エレメント上に
静電散布するか、静電スプレーするか、フッ素化浴中に
浸漬するか、または電気泳動してから硬化することによ
り塗布する； −上記外側層は、液体合成樹脂の２種の成分を噴霧する
ことによっても塗布し得る。
【００２０】本発明の別の目的は、上記定義に従うコー
ティングを、鉄及び炭素をベースとする合金からなる水
道管材の表面全体に塗布することであり、前記金属製管
材は、不規則な形状であり、水を輸送し得るものであ
り、且つ土壌と接触する。
【００２１】
【実施例】本発明の、全てではないが他の特性及び利点
は以下の説明から明らかとなろう。以下の説明は非限定
的な図面を参照して読まれたい。
【００２２】図１に示した粗鋳造鉄金属管材１は土壌２
中に置かれている。管材１は、金属製管材１と接触して
１つの転移層３と、それを被覆する１つの熱硬化性合成
樹脂層４とを含む多層コーティング５で被覆されてい
る。各層の厚さは一定であり、管材１の原形に従ってお
り、従って管材１の原形はコーティング５の表面で保存
されている。管材１の形状は、エルボを有しており且つ
図示していない他の水道管材に接続されるため、複雑で
ある。他の水道管材との各連結部は嵌合部６ａまたは６
ｂである。これらの各連結部６ａまたは６ｂ（本出願人
名義の仏国特許出願公開第２，６４７，５２０号参照）
はその入口端部に、フランジに続いて同軸の溝を有す
る。溝は、まず僅かにテーパー形をなす円錐形表面で始
まり、次いで一定直径の円筒形表面が続き、これが行き
着く連結部６ａまたは６ｂの底部は、線Ｘ−Ｘまたは
Ｘ’−Ｘ’に垂直な半径方向内側で、平面または僅かに
テーパー形の表面を終端としている。
【００２３】上記平面は、連結部６ａまたは６ｂの底部
に向かって、凸形曲線及び切頭円錐表面によって延伸し
ており、切頭円錐表面は最終的には、連結部６ａまたは
６ｂの溝の円筒形表面よりも小さい直径の円筒形表面と
嵌合する。
【００２４】前記テーパー形表面は、連結部６ａまたは
６ｂの底部に向かって外側に広がる円錐形である。
【００２５】このようにして、連結部６ａまたは６ｂの
内側表面にはシール用のパッキンを取り付け得る。
【００２６】円筒形表面は、連結部６ａまたは６ｂの底
部に、円筒形表面の長さを制限する半径方向ストップを
備えた端部を有する。
【００２７】管材１は、鋳造により特定の形状の連結部
を備えて製造されている。コーティング５は、鉄金属管
材の表面全体に、即ち外側表面７及び内側表面８に施さ
れている。この塗装は、管材１を化学的転移浴に浸漬
し、次いで脱イオン水で濯ぎ、不動態化浴に浸漬し、脱
イオン水で濯ぎ、最後に、水性媒質中に合成樹脂を含む
浴中で電着することにより行われる。
【００２８】更に、電着浴を限外濾過によって濯ぐ。
【００２９】管材１の特定の形状は維持されており、管
材１に修正作業を行なう必要はない。
【００３０】本発明の目的は、 −上述のコーティング５を、飲料水を輸送するための鋳
造品の内側及び外側表面全体に塗布すること、及び／ま
たは、 −上述のコーティング５を、鋳造鉄部品に塗布すること
である。
【００３１】図２は、石油ビチューメンベースのコーテ
ィング９とエポキシ粉末ベースの化合物から得たコーテ
ィング１０とを含む種々のコーティングにおける試験結
果のヒストグラムを示す。。
【００３２】これらの公知のコーティング９及び１０
を、転移層が亜鉛と鉄の混合リン酸塩からなる本発明の
コーティング５と比較した。
【００３３】試験は、低抵抗率（１００Ω×ｃｍ）の媒
体において、前述のごときマクロ電池からなる電気化学
カップルを生成する、コーティング５、９及び１０を貫
く損傷をシミュレートすることからなった。
【００３４】このシミュレーションは、コーティングし
た金属管材から切り出した試料において実施した。
【００３５】金属管材と同じ種類の円筒形アノードをこ
の試料の内側に置いた。アノードは、円形端面の一方の
みがそこから突出する電気的絶縁シース内に封入した。
アノードを、マイクロアンペア計を含む電気接続線によ
って試料に接続した。
【００３６】３種類のコーティングにおいて、抵抗率１
００Ω×ｃｍを有する媒体中で、２００日後にアノード
金属がどれだけ消耗しているか比較した。消耗した金属
をｍｍ／年に換算してヒストグラムに示す。
【００３７】抵抗率１００Ω×ｃｍの媒体において、本
発明のコーティングを、ビチューメンベースのコーティ
ングと１００、１５８及び２００日の期間で、また低温
部品に散布することにより塗布したエポキシベースのコ
ーティングと２００日の期間で比較した試験の結果を、
以下の表に示す。アノード金属消耗量は、電流（攻撃の
レベル）の関数として計算した。
【００３８】結果は下記の表１にまとめて示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】更に、上記３種のコーティングをより緩和
な環境下で、１００、１５８及び２００日の期間比較
し、消耗したアノード金属を電流（攻撃のレベル）の関
数として計算した。
【００４１】結果は下記の表２にまとめて示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】本発明のコーティング及び化学的転移コー
ティングを含まない他のコーティングに対して、ターフ
ェルグラフから決定される腐食電流の変化（μＡ／ｃｍ
2）を測定した。試験は１〜４、３０及び１４５日間行
なった。
【００４４】結果は下記の表３に示す。
【００４５】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層コーティングを有する管材の一部
切欠正面図である。
【図２】他のコーティングと比較した本発明のコーティ
ングの、水道管材の表面全体における経時的な消耗を示
す試験結果のヒストグラムである。
【符号の説明】 １ 鉄金属管材 ２ 土壌 ３ 転移層 ４ 熱硬化性合成樹脂層 ５ 多層コーティング ６ａ，６ｂ 連結部
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 Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｓ Ｃ２５Ｄ 13/00 ３０７ Ｂ 13/14 Ｂ 13/20 Ａ 13/24 ３０１ Ａ Ｆ１６Ｌ 58/02

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鉄金属エレメントの表面全体のための多
    層コーティングであって、前記金属エレメントが水道用
    のものであり、前記金属エレメント基材から外側に向か
    って、転移層と、厚さ一定の熱硬化性合成樹脂層とを含
    む多層コーティング。
  2. 【請求項２】 前記転移層が不動態化されている請求項
    １に記載のコーティング。
  3. 【請求項３】 前記転移層が、亜鉛及び鉄の混合リン酸
    塩からなる請求項１または２に記載のコーティング。
  4. 【請求項４】 前記不動態化がクロム性である請求項２
    または３に記載のコーティング。
  5. 【請求項５】 前記不動態化が有機性である請求項２ま
    たは３に記載のコーティング。
  6. 【請求項６】 前記不動態化の有機生成物がタンニン酸
    である請求項５に記載のコーティング
  7. 【請求項７】 前記熱硬化性合成樹脂がエポキシである
    請求項１から６のいずれか一項に記載のコーティング。
  8. 【請求項８】 第１の熱硬化性合成樹脂層を被覆する追
    加の熱硬化性合成樹脂層を含む請求項１から７のいずれ
    か一項に記載のコーティング。
  9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか一項に記載の
    コーティングを鉄金属エレメントの表面全体に設ける方
    法であって、少なくとも、 −化学的転移浴に浸漬するステップ、 −脱イオン水で濯ぐステップ、 −水性媒質中に合成樹脂を含む浴中で電着するステッ
    プ、 −合成樹脂を硬化するステップ を連続的に含む方法。
  10. 【請求項１０】 前記脱イオン水で濯ぐステップと電着
    するステップとの間に、少なくとも、 −不動態化浴に浸漬するステップ、及び −脱イオン水で濯ぐステップ の２つのステップを含む請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 電着浴液を限外濾過することにより合
    成樹脂を濃縮するステップを含む請求項９または１０に
    記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記金属エレメントを、追加の外側合
    成樹脂層で被覆する請求項９から１１のいずれか一項に
    記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記追加層を、静電スプレーするか、
    または流動化浴中に浸漬してから硬化することにより散
    布する請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 液体合成樹脂の２種の成分を前記エレ
    メント上に同時に噴霧する請求項１２に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 電気泳動してから硬化することからな
    る請求項１２に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 鉄及び炭素をベースとする合金からな
    る水道管材の表面全体を被覆するための請求項１から８
    のいずれか一項に記載のコーティングの使用であって、
    前記金属管材が、不規則な形状であり、水を輸送し得る
    ものであり、且つ土壌と接触する使用。
  17. 【請求項１７】 飲料水道用の鋳造品の内側及び外側表
    面全体を被覆するための請求項１から８のいずれか一項
    に記載のコーティングの使用。
  18. 【請求項１８】 鋳造品を被覆するための請求項１から
    ８のいずれか一項に記載のコーティングの使用。
JP4342848A 1991-12-24 1992-12-22 多層コーティング及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3019123B2 (ja)

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