JPH08334196A - 金属管接続部の防食保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防食性能と物理特性がいずれも優れている防
食保護層を形成することができる金属管接続部の防食方
法を提供する。 【構成】 この金属管接続部の防食方法では、金属管の
溶接部３および溶接部の両脇に位置する金属管の裸出表
面部１ｂ，２ｂを含む金属管の接続部Ａを被包して金型
５を配置し、接続部Ａと金型５が形成する空隙部Ｂに、
ノルボルネン系単量体、メタセシス触媒、および活性剤
とを含む反応液を注入したのち前記反応液を硬化させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属管接続部の防食保護
方法に関し、更に詳しくは、施工現場で金属管を互いに
溶接して形成した接続部を、防食性能が優れ、しかも印
加外力に対しても優れた耐性を備えた防食保護層で被覆
する金属管接続部の防食保護方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼管やステンレス管などの金属管の外周
面がポリエチレンやポリウレタンなどで被覆されている
被覆金属管を施工現場で互いに接続する場合には、各金
属管の被覆を管端から所望の長さだけ剥離除去したの
ち、各金属管の管端を突き合わせ、その突き合わせ個所
を溶接する。

【０００３】したがって、溶接後にあっては、その接続
部には、溶接部とその溶接部の両脇に所望の長さで裸出
する金属管の表面部とが存在することになるので、この
接続部に対して防食処理を施すことが必要になる。従
来、上記防食処理は、一般に次のようにして行われてい
た。すなわち、金属管相互の溶接に先立ち、いずれか一
方の金属管に熱収縮チューブを配置しておき、溶接後は
その溶接部に適宜な粘着剤を塗布したのち、前記熱収縮
チューブを溶接部にまで移動して当該溶接部とその両脇
の金属管の裸出表面部とを被包し、ついで、例えばプロ
パンガスバーナなどを用いて熱収縮チューブを加熱・収
縮させることにより接続部の外周に熱収縮チューブを密
着させ、接続部を被覆する。

【０００４】なお、接続部が、外部から大きな力を受け
るような個所であるような場合には、前記した熱収縮チ
ューブの層を複数層設けたり、また、接続部を熱収縮チ
ューブで密着被覆したのち、その外側に、更に、ポリエ
チレンシートやゴムシートのような保護シートを縦添え
被覆するなどの処置が施されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】例えば、地中に埋設さ
れている既設管に対して上記した防食方法を適用した場
合、次のような問題を生ずることがある。施工終了後、
既設管は埋め戻されるが、そのとき、接続部を密着被覆
する熱収縮チューブには、土砂の衝撃が加わり、また再
埋設後に金属管の熱膨張・熱収縮が起こると、熱収縮チ
ューブの外表面には土砂との間で摩擦力などが発生す
る。

【０００６】そして、一般に使用されている熱収縮チュ
ーブは、その基材が架橋された中密度ポリエチレンで構
成されているので、強度特性が優れているものとはいい
がたい。そのため、上記した問題が発生すると、防食施
工後の熱収縮チューブが損傷することがあり、極端な場
合には、当該熱収縮チューブが裂けてしまい、接続部に
対する防食能を喪失することがある。

【０００７】また、施工後の熱収縮チューブの外側に保
護シートなどを配置した場合は、配置しない場合に比べ
れば、防食性能は良好であるが、必ずしも満足のいく防
食性能は発揮されない。本発明は、金属管の接続部を防
食施工するときにおける上記した問題を解決し、長期に
亘って優れた防食性能を確保し、同時に、外部からの力
に対しても優れた耐性を確保することができる金属管接
続部の防食保護方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、金属管の溶接部および前記
溶接部の両脇に位置する金属管の裸出表面部を含む金属
管の接続部を被包して金型を配置し、前記接続部と前記
金型が形成する空隙部に、ノルボルネン系単量体、メタ
セシス触媒、および活性剤を含む反応液を注入したのち
前記反応液を硬化させることを特徴とする金属管接続部
の防食保護方法が提供される。

【０００９】また、前記した金型を配置するに先立ち、
少なくとも前記接続部の外周には、防食プライマーを施
したのちに行われる粘着材シートの巻回処理、防食テー
プの巻回処理、または熱収縮チューブの密着被覆処理の
いずれか１つの処理が施されていることを特徴とする金
属管接続部の防食保護方法が提供される。本発明方法に
おいては、図１で示したように、まず、金属管１ａの外
周面に被覆層１ｂが形成されている被覆金属管１と金属
管２ａの外周面に被覆層２ｂが形成されている被覆金属
管２のそれぞれの管端部における被覆層１ｂ，２ｂを適
当な長さだけ剥離したのち、互いの管端を突き合わせて
そこを溶接する。

【００１０】したがって、溶接終了後の金属管１，２の
接続部Ａには、溶接部３とその両脇に位置する裸出表面
部４ａ，４ｂとが形成されている。ついで、図２で示し
たように、この接続部Ａの外側を被包して金型５が配置
される。この金型５は、図３と図３のIV−IV線に沿う断
面図である図４に示したように、全体として円筒形状を
していて、径方向で２つ割りできるようになっており、
その一方の型には後述する反応液を注入するための注入
口５ｃが形成され、他の型には空気孔５ｄが形成されて
いる。金型５の全長は、図１で示した接続部Ａの長さよ
りも長く、その両端部５ａ，５ｂは、それぞれ、被覆金
属管１の被覆層１ｂ、被覆金属管２の被覆層２ｂを圧接
できるような口径になっている。したがって、接続部Ａ
の外側に金型５を配置すると、金型５の内部には、その
両端部５ａ，５ｂの間に、被覆層１ｂ，２ｂと接続部Ａ
を取り囲んだ状態で空隙部Ｂが形成される。

【００１１】この状態で、金型５の注入口５ｃから反応
液を空隙部Ｂに注入する。本発明方法で用いる反応液と
は、ノルボルネン系単量体とメタセシス触媒と活性剤
と、更に必要に応じては後述する任意成分とを含むもの
であって、ノルボルネン系単量体が開環して塊状重合を
起こすものである。すなわち、１液のみではノルボルネ
ン系単量体の塊状重合が起こらないように、上記した各
成分を２液以上に分割して反応原液を用意しておき、金
型への注入作業の直前でこれら各反応原液が混合された
ものである。

【００１２】ここで、ノルボルネン系単量体としては、
ノルボルネン環を有すものであれば何であってもよい
が、例えば、ノルボルネン、ノルボルナジエンのような
二環体；ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペン
タジエンのような三環体；テトラシクロドデセンのよう
な四環体；トリシクロペンタジエンのような五環体；テ
トラシクロペンタジエンのような七環体；これらに対
し、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキ
ル、ビニルなどのアルケニル、エチリデンなどのアルキ
リデン、フェニル、トリル、ナフチルなどのアリールで
置換して成る置換体；更には、エステル基、エーテル
基、シアノ基、ハロゲン原子などの極性基を有する置換
体；をあげることができる。

【００１３】これらの単量体は、それぞれ単独で用いて
もよく、また２種以上を適宜に混合して用いてもよい。
これらのうち、入手が容易であり、反応性が優れ、反応
終了後の硬化物の耐熱性が優れているという点で、三環
体、四環体または五環体を好適なものとしてあげること
ができる。このノルボルネン系単量体は開環重合して樹
脂化していくが、そのときに、生成させる開環重合体を
熱硬化型にすることが好ましい。そのためには、用いる
ノルボルネン系単量体のうち、１０重量％以上、好まし
くは３０重量％以上が架橋可能である単量体を使用すれ
ばよい。この架橋可能な単量体は、反応性２重合結合を
１分子内に２個以上有する多環ノルボルネン系単量体で
あって、具体的には、ジシクロペンタジエン、トリシク
ロペンタジエン、テトラシクロペンタジエンなどをあげ
ることができる。

【００１４】メタセシス触媒は、上記したノルボルネン
系単量体の開環重合を進めるための触媒であって、その
種類は格別限定されるものではなく複分解してノルボル
ネン系単量体を開環重合させるものであれば何であって
もよく、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル
などのハロゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物また
はアンモニウム塩などをあげることができる。

【００１５】このメタセシス触媒の使用量は、用いる反
応液におけるノルボルネン系単量体１モルに対し、通
常、0.０１〜５０ミリモル、好ましくは、0.１〜２０ミ
リモルに設定される。この使用量が少なすぎると、ノル
ボルネン系単量体を開環重合させるための活性が低すぎ
て開環重合に多大な時間がかかるため、金型内での硬化
が迅速に進行しなくなり、また、使用量が多すぎると開
環重合が激しく進んでしまい、反応液が金型の空隙部に
注入されている過程で硬化してしまったり、またメタセ
シス触媒が析出して反応液を均質な状態で保存すること
が困難になる。

【００１６】このような反応液には、更に、メタセシス
触媒の触媒活性を高めることができる活性剤が配合され
ている。そのような活性剤としては、メタセシス触媒を
活性化できるものであれば何であってもよく、例えば、
アルキルアルミニウム、アルキルアルミニウムハライ
ド、アルコキシアルキルアルミニウムハライド、アリー
ルオキシアルキルアルミニウムハライド、有機すず化合
物などをあげることができる。

【００１７】この活性剤の使用量は、格別限定されるも
のではないが、通常、反応液におけるメタセシス触媒１
モルに対し、１〜１０モルに設定される。この使用量が
少なすぎたり、また多すぎたりすると、メタセシス触媒
の場合と同じような不都合を生ずるからである。更に、
反応液には、公知の酸化防止剤、充填剤、顔料、着色
剤、発泡剤、難燃化剤、黒鉛のような固体潤滑剤など他
の任意成分が配合されていてもよい。

【００１８】また、この反応液に、ポリブタジエン、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−
スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共
重合体のようなジエン系エラストマーや、天然ゴム、ポ
リイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリ
マーなどを配合すると、得られた硬化物の耐衝撃性が向
上するので好適である。上記ジエン系エラストマーを配
合する場合、その配合量は、反応液におけるノルボルネ
ン系単量体の重量に対し、１５重量％以下、好ましくは
１０重量％以下に設定される。配合量が多くなりすぎる
と、反応液は高粘性になって金型内への注入が困難にな
るとともに、硬化物の耐熱性や剛性の低下が起こりはじ
めるからである。上記したような成分から成る反応液
は、前記したように、１液のみではノルボルネン系単量
体の開環重合反応が起こらないように、２液以上に分割
した状態で反応原液を調製しておき、金型への注入作業
の直前で混合されるものであって、そのときはじめてノ
ルボルネン系単量体の開環重合反応が起こって硬化反応
が進行する。

【００１９】例えば、ノルボルネン系単量体とメタセシ
ス触媒と他の任意成分とから成る反応原液Ａ、またノル
ボルネン系単量体と活性剤と他の任意成分とから成る反
応原液Ｂは、それぞれは単独で硬化反応を起こすことは
ない。しかし、反応原液Ａと反応原液Ｂを混合すると、
そのときには、開環重合反応に必要な成分、すなわち、
ノルボルネン系単量体、メタセシス触媒および活性材の
全てがそろっている反応液になり、ノルボルネン系単量
体の開環重合反応が開始する。本発明においては、反応
原液を混合して反応液とし、これを直ちに金型の空隙部
に注入して硬化させる。

【００２０】通常、金型の注入口に反応射出成形機のミ
キシング・ヘッドを装着し、このミキシング・ヘッド内
に前記した２種以上の反応原液を同時に射出することに
より衝突混合させて反応液を調製し、そのまま金型の空
隙部へと注入する。本発明方法は、施工現場で適用され
るので、その作業性のことを考えると、２種類の反応原
液を用いて反応液を調製することが好ましいが、３種類
以上の反応原液を用いて反応液を調製してもよい。

【００２１】なお、この場合、反応原液を混合したのち
にノルボルネン系単量体と各成分が互いに充分混合して
開環重合が進行するために、混合前の各反応原液には、
いずれも、ノルボルネン系単量体を含有させておくこと
が好ましい。しかし、混合前の反応原液に、ノルボルネ
ン系単量体、メタセシス触媒および活性剤の３者を含有
させておくと、混合前にノルボルネン系単量体の開環重
合が開始するので、通常は、メタセシス触媒と活性剤を
１つの反応原液に共存させることはしない。

【００２２】用いる反応原液の粘度は格別限定されるも
のではないが、粘度が高すぎても低すぎても、反応原液
間の混合や金型内への注入作業が困難になるので、その
粘度は、通常５０〜２０００cps、好ましくは１００〜
１０００cpsの範囲内に設定される。図２で示した金型
５の空隙部Ｂに、上記した反応原液を混合して成る反応
液を注入すると、空隙部Ｂで、ノルボルネン系単量体の
開環重合反応が進行し、注入された反応液は硬化物にな
る。

【００２３】このとき、ノルボルネン系単量体として前
記した架橋可能な単量体を用い、金型５を配置するに先
立ち接続部Ａを４０〜５０℃程度の温度に加熱しておく
と、比較的短時間で硬化反応を進めることができるの
で、現場施工にとっては好適である。なお、ノルボルネ
ン系単量体の開環重合に基づく硬化反応時の反応熱によ
って、反応進行中の硬化物は発熱する。そのため、その
表面（金型、金属管の裸出表面部、金属管の被覆層など
との接触面）の温度は、通常、１５０℃程度、多くは１
６０℃程度にまで達する。しかし、多くの場合、２２０
℃の高温にまで達することはない。

【００２４】反応液の硬化反応が終了した時点で、金型
５を取り外すことにより、図５で示したように、接続部
Ａと被覆層１ｂ，２ｂの一部を被覆した状態で、ノルボ
ルネン系単量体の開環重合によって得られた硬化物が防
食保護層６として形成される。また、反応液の注入に先
立ち、空隙部Ｂに、ガラス繊維、各種の有機繊維、金属
繊維などの強化繊維を充填しておくと、形成された防食
保護層６はその機械的強度が一層優れたものになるので
好適である。

【００２５】なお、本発明方法においては、図５で示し
たように、溶接部３、および金属管の裸出表面部４ａ，
４ｂ，被覆層１ｂ，２ｂを硬化物から成る防食保護層６
で被覆するため、この防食保護層６は金属管の被覆層１
ｂ，２ｂと必ず接触する。本発明のようなノルボルネン
系単量体の開環重合反応においては、上記した被覆層１
ｂ，２ｂを構成する樹脂が開環重合に伴って発生する反
応熱で溶融するものであれば、開環重合反応時に接触面
でこの樹脂と重合しつつある反応液とが混合され、反応
終了後には、硬化物と樹脂は互いに融着して一体化す
る。そのような樹脂から成る被覆層１ｂ，２ｂを有する
被覆金属管の場合は、被覆層１ｂ，２ｂと防食保護層６
が一体となり両者の接触面には隙間が存在しないので、
例えば水の侵入などは有効に阻止され、接続部Ａにおい
ては、より優れた防食保護効果を得ることができる。と
くに、被覆層１ｂ，２ｂがポリエチレンに代表されるポ
リオレフィン類である場合、これらは本発明のようなノ
ルボルネン系単量体の開環重合反応によって得られる硬
化物と一体化しやすい。そのような被覆層を有する被覆
金属管の場合は、被覆層と防食層が融着しやすく、とく
に優れた防食保護効果が得られる。

【００２６】一方、被覆層１ｂ，２ｂがどのような種類
のものであった場合でも、次のような処理を施すことに
より、接続部における防食保護効果を改善することがで
きる。すなわち、図２で示した接続部Ａにおいて、溶接
部３、裸出表面部４ａ，４ｂ、更に被覆層１ｂ，２ｂの
外周面に、常用の防食ブライマーを塗布したのちその外
側に、例えば、ブチルゴムを主成分とし、粘着付与剤
（タッキファイヤー）、軟化剤、架橋剤が配合されてい
る接着性ゴム混和物から成る粘着テープを巻回したり、
または、直接、常用の防食テープを巻回したり、更には
従来と同じように熱収縮チューブで密着被覆したのち、
その外側に金型を配置し、ノルボルネン系単量体の重合
体から成る防食保護層を形成することができる。

【００２７】その場合、上記した防食保護層は、粘着テ
ープ、防食テープまたは熱収縮チューブを金属管の軸心
方向に押さえつけているので、これらテープやチューブ
が、金属管の接続部から剥離するという問題の発生を抑
制し、また、土砂などとの摩擦によって損傷されるとい
う問題を抑制し、接続部における防食保護硬化を高める
ことができる。

【００２８】そして、前記したように、この防食層保護
層が金属管の被覆層と接触して形成されていると、両者
の接触面から水などが一層侵入しにくくなるため、接続
部における防食保護効果は一層優れたものになり、前述
のように、防食保護層と被覆層を融着させることができ
れば、非常に優れた防食保護効果を得ることができる。
また、粘着テープ、防食テープ、あるいは熱収縮チュー
ブが、上記のようなノルボルネン系単量体の開環重合反
応において硬化物と融着する樹脂からなるものであった
場合でも、これらと防食保護層は一体化され、接続部に
おける防食保護効果は改善される。

【００２９】

【発明の実施例】

実施例１ 厚み約４mmのポリエチレン被覆層で被覆されている外径
２１6.３mmの鋼管１，２の管端部の被覆層１ｂ，２ｂを
長さ１５０mmに亘って剥離したのち管端を突き合わせ、
そこを溶接した（図１）。一方、ジシクロペンタジエン
７５重量部と非対称型シクロペンタジエン三量体２５重
量を混合し、ここにスチレン−イソプレン−スチレンブ
ロック共重合体（商品名、クレイトン１１７０、シエル
社製）５重量部、およびフェノール系酸化防止剤（商品
名、イルガノックス１０１０、チバガイギー社製）２重
量部を溶解させ、得られた溶液を２つの液に分割し、一
方の液には、１リットル当り、ジエチルアルミニウムク
ロリド（活性剤）４０ミリモル、ｎ−プロパノール４４
ミリモル、四塩化ケイ素２０ミリモルを配合して反応原
液Ａを調製し、他方の液には、１リットル当り、トリ
（トリデシル）アンモニウムモリブデート（メタセシス
触媒）１０ミリモルを配合して反応原液Ｂを調製した。

【００３０】接続部Ａに対し、プロパンガスバーナを用
いて温度４０〜５０℃に予熱したのち、その外側を、両
端部５ａ，５ｂの口径が２２５mm、中央部の内径が２６
０mm、全長が５１０mmである２つ割り構造の金型５で被
包した（図２）。ついで、前記した反応原液Ａと反応原
液Ｂの同容量を反応射出成形機を用いて混合して反応液
とし、それを、ただちに、温度６０℃に調整されている
金型５の空隙部Ｂに注入口５ｃから注入した。金型５の
温度を測定したところ、反応液の注入後温度上昇が進
み、約２４秒後には２００℃になった。

【００３１】注入から１分後に金型５を取りはずして自
然冷却した。接続部Ａとポリエチレン被覆層１ｂ，２ｂ
の外側には硬い防食保護層６が形成されていた。この防
食保護層につき、下記の仕様で防食性能と物理特性を調
べた。 防食性能：防食保護層が形成されている個所を屋外の水
槽中に１ヵ月間浸漬したのち取り出し、メガオームメー
タを用いて防食保護層の絶縁抵抗を測定し、ついで防食
保護層を剥離して接続部Ａを表出させ、その表出面にお
ける発錆の有無を目視観察。

【００３２】物理特性：形成された防食保護層に対し、
ＪＩＳＫ７１１０に基づいてアイゾット衝撃強さ（ノッ
チ付）と、ＪＩＳＫ７２１４に基づいて剪断応力とをそ
れぞれ測定。 その結果、絶縁抵抗は１０⁹ より大きく、発錆は認めら
れず、また、アイゾット衝撃強さは４０kg・cm/cm 、剪
断応力は４００kg/cm²であった。

【００３３】実施例２ 図２において、接続部Ａとポリエチレン被覆層１ｂ，２
ｂの外側に、ブチルゴム、粘着付与剤（日本ゼオン
（株）製、商品名クイントンＡ１００：脂肪族炭化水素
樹脂）、軟化剤（日本石油化学（株）製、商品名日石ポ
リブデンＨＶ１００）をトルエンに溶解した防食プライ
マーを刷毛塗りし、更にその外側に、幅１００mm、厚み
0.５mmで、架橋剤を含むブチルゴム系の粘着テープを１
／２ラップで巻回したことを除いては、実施例１と同じ
ようにして防食保護層を形成した。

【００３４】形成された防食保護層の防食性能と物理特
性を実施例１と同様に測定した。その結果は、実施例１
の場合と略同じであった。 実施例３ 溶接部Ａとポリエチレン被覆層１ｂ，２ｂの外側に、厚
み0.１２mmの低密度ポリエチレンテープにブチルゴムを
主成分とする防食層が形成されている厚み0.４８mm、幅
５０mmの防食テープを１／２ラップで巻回したことを除
いては、実施例１と同様にして防食保護層を形成した。

【００３５】この防食保護層の防食性能と物理特性も実
施例１の場合と略同じであった。 実施例４ 溶接部Ａとポリエチレン被覆層１ｂ，２ｂの外側を、長
さ４５０mm、内径が２６５mmで内面に厚み0.６mmのブチ
ルゴム系粘着層が形成されているポリエチレン系熱収縮
チューブ（厚み1.２mm）で密着被覆したことを除いて
は、実施例１と同様にして防食保護層を形成した。

【００３６】その場合の防食保護層の防食性能と物理特
性も実施例１の場合と略同じであった。 比較例 実施例４において、防食保護層を形成せず、熱収縮チュ
ーブのみで防食処理を行った。

【００３７】この場合、絶縁抵抗は１０⁹ より大きく発
錆も生じなかった。しかし、アイゾット衝撃強さは２０
kg・cm/cm 、剪断応力は１７０kg/cm²であった。各実施
例と比較例を比べて明らかなように、本発明の防食方法
が施工されている金属管の接続部は、そこに形成されて
いる防食保護層は防食性能に優れ、しかもその強度特性
が優れている。そして、このような防食保護層は、実施
例１で示したように１分程度で形成することができるの
で、本発明方法は現場施工に好適な防食方法として適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】被覆金属管を互いの管端で溶接した状態を示す
概略図である。

【図２】図１の接続部の外側に金型を配置した状態を示
す概略図である。

【図３】図２で用いた金型の断面図である。

【図４】図３のIV−IV線に層断面図である。

【図５】金属管の接続部に防食保護層を形成した状態を
示す概略図である。

【符号の説明】

１，２ 被覆金属管 １ａ，２ａ 金属管 １ｂ，２ｂ 被覆層 ３ 溶接部 ４ａ，４ｂ 金属管の裸出表面部 ５ 金型 ５ａ，５ｂ 金型５の両端部 ５ｃ 注入口 ５ｄ 空気孔 ６ 防食保護層 Ａ 金属管の接続部 Ｂ 空隙部

フロントページの続き (72)発明者 東保 和男 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 日 本ゼオン株式会社内 (72)発明者 山本 誠 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号 日本ゼオン株式会社総合開発センター内 (72)発明者 谷本 博利 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目２番１号 日本ゼオン株式会社総合開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管の溶接部および前記溶接部の両脇
   に位置する金属管の裸出表面部を含む金属管の接続部を
   被包して金型を配置し、前記接続部と前記金型が形成す
   る空隙部に、ノルボルネン系単量体、メタセシス触媒、
   および活性剤を含む反応液を注入したのち前記反応液を
   硬化させることを特徴とする金属管接続部の防食保護方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１の金属管の接続部に金型を配置
   するに先立ち、少なくとも前記接続部の外周には、防食
   プライマーを施したのちに行われる粘着材シートの巻回
   処理、防食テープの巻回処理、または熱収縮チューブの
   密着被覆処理のいずれか１つの処理が施されていること
   を特徴とする金属管接続部の防食保護方法。