JPH0970927A - 樹脂被覆鋼管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネジ切り加工や鋼管の防食性能保持のための
十分な装着力を持ち、一方で溶接接合等の二次加工時に
被覆樹脂層の剥離が容易であるような接着力を有する接
着性樹脂組成物を使用してなる樹脂被覆鋼管を提供す
る。 【構成】 ポリオレフィン樹脂層と鋼管又はクロメート
処理、プライマー処理等の表面処理が施された鋼管とを
接着する接着層が、酢酸ビニルを３〜８０重量％の範囲
で含有するエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂層である
樹脂被覆鋼管

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配管等に使用され
るポリオレフィン樹脂被覆鋼管に関し、特に、ポリオレ
フィン樹脂層が鋼管に適度な接着力で接着していて鋼管
からの剥離が容易なポリオレフィン樹脂被覆鋼管に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】配管用鋼管には耐食性のため被覆層が設
けられるものが多く、そのなかに各種樹脂を鋼管又はク
ロメート処理、プライマー処理等の表面処理が施された
鋼管に被覆したものがある。このような樹脂被覆鋼管に
おいては、鋼管の防食性能保持のため、鋼管と被覆樹脂
層が接着していることが必要である。

【０００３】しかし、被覆樹脂として、ポリエチレンや
ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂を使用した場合
には、ポリオレフィン樹脂は接着力に乏しいため、通常
は、ポリオレフィンと、下地となる鋼管又は表面処理層
との接着力向上のため、不飽和カルボン酸または不飽和
カルボン酸無水物によって変性されたポリエチレン、ポ
リプロピレン等の変性ポリオレフィンが接着剤として用
いられている。

【０００４】この接着剤として使用される変性ポリオレ
フィンは、例えば、特公昭５１−４８１９５号公報に
は、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸又はその無水物
と酸化マグネシウムとを添加、反応させて得られる組成
物が、特開平４−３１８０４５号公報には、不飽和カル
ボン酸をグラフト化させたポリオレフィンと熱可塑性ゴ
ムからなる組成物にさらに金属不活性剤を添加した組成
物がそれぞれ開示されている。また、特開平５−５１４
９６号公報には、カルボン酸またはその誘導体をグラフ
ト化させたポリエチレンにさらに他のポリオレフィンを
配合した組成物が、特公平４−１３３９２号公報には、
不飽和カルボン酸をグラフト化させたポリオレフィンを
エポキシ系プライマーと組合わせて金属と樹脂とを接着
する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
樹脂被覆鋼管を配管施工する際には、溶接接合等の二次
加工を施すために、管端の被覆樹脂層を剥がすことが必
要になってくる。

【０００６】しかしながら、現在までに提案されている
上記のような接着剤樹脂組成物を使用した樹脂被覆鋼管
では、接着剤として用いる樹脂と鋼管又はその表面処理
層とが強固に接着しすぎるため、溶接接合などの際に被
覆樹脂層の剥離が困難になるという問題があった。この
ような問題を解決する方法として、特開平６−１８４３
７８号公報には、線状低密度ポリエチレンに不飽和カル
ボン酸またはその無水物を反応させた変性ポリエチレン
と、エチレン−酢酸ビニル共重合体を配合して得られた
組成物を用いる方法が記載されている。しかし、特開平
６−１８４３７８号公報に記載された組成物は確かに従
来の接着剤に比べて接着強度が低下しているものの、人
の手で容易に剥離可能な接着力にはいたっていない。

【０００７】いずれにしても、現在までに提案されてい
る不飽和カルボン酸またはその無水物を反応させた変性
ポリエチレン、および、不飽和カルボン酸またはその無
水物を反応させた変性ポリエチレンと他の樹脂組成物と
の混合物を接着剤として用いることでは、目的とするネ
ジ切り加工、鋼管の防食性能保持のための十分な接着力
を持っているが、溶接接合等の二次加工時に被覆樹脂層
の剥離が容易であるような樹脂被覆鋼管は得られていな
い。

【０００８】したがって、本発明の目的は、ネジ切り加
工や鋼管の防食性能保持のための十分な装着力を持ち、
一方で溶接接合等の二次加工時に被覆樹脂層の剥離が容
易であるような接着力を有する接着性樹脂組成物を使用
してなる樹脂被覆鋼管を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
問題を解決する方法として、ポリオレフィン樹脂層と鋼
管又はクロメート処理、プライマー処理等の表面処理が
施された鋼管との接着層として、不飽和カルボン酸又は
その無水物を反応させた変性ポリエチレン樹脂を全く含
まない樹脂組成物であって、エチレンと酢酸ビニルとの
共重合組成物のみを用いることで、ネジ切り加工、鋼管
の防食性能保持のための十分な接着力を持ち、さらに溶
接接合等の二次加工時に被覆樹脂層の剥離が容易である
ような樹脂被覆鋼管が得られることを見いだした。

【００１０】すなわち、本発明の樹脂被覆鋼管はポリオ
レフィン樹脂層と鋼管又はクロメート処理、プライマー
処理等の表面処理が施された鋼管とを接着する接着層
が、酢酸ビニルを３〜８０重量％の範囲で含有するエチ
レン−酢酸ビニル共重合体樹脂層であることを特徴とし
ている。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明で接着層として使用される
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂は酢酸ビニルの含有
量が３〜８０重量％の共重合体である。好ましくは酢酸
ビニルの含有量が１０〜５０重量％の範囲内である。酢
酸ビニルの含有量が少ないと十分な接着力が得られな
い。また、メルトインデックス（１９０℃，荷重２．１
６ｋｇ）は０．５〜２５０ｇ／１０分、好ましくは１．
０〜１０ｇ／１０分である。このエチレン−酢酸ビニル
共重合体樹脂には添加剤、例えば無機充填剤、熱安定化
剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、可塑剤、核剤、帯
電防止剤を添加することができる。

【００１２】接着層の厚さは０．１〜１ｍｍ程度、好ま
しくは０．２〜０．５ｍｍ程度が適当である。

【００１３】この接着層によるポリオレフィン樹脂層と
鋼管又はクロメート処理、プライマー処理等の表面処理
が施された鋼管との間の接着力が０．５〜２．０ｋｇｆ
／ｃｍになるようにされる。この接着力は後述する方法
で測定したものであり、複数回測定を行なった場合には
その平均値である。接着力は接着層の樹脂組成のほか鋼
管表面の前処理条件、プライマーの種類、塗布条件によ
り微妙に変化する。

【００１４】ポリオレフィンは、例えば、高密度ポリエ
チレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンなど
のポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン
−プロピレン共重合体、ポリプロピレン、その他、これ
らと酢酸ビニル、アクリル酸エステルなどの共重合体等
であり、これらのブレンド樹脂であってもよい。このポ
リオレフィン樹脂は要求される性能を損なわない範囲で
他の樹脂をさらにブレンドすることができ、また、各種
の添加剤、例えば無機充填剤、熱安定化剤、酸化防止
剤、光安定剤、難燃剤、可塑剤、核剤、帯電防止剤を添
加することができる。

【００１５】ポリオレフィン樹脂層の厚さは特に制限さ
れないが、通常０．３〜５ｍｍ程度、好ましくは０．５
〜３ｍｍ程度である。

【００１６】この鋼管は、常法に従って油分除去、酸洗
浄、ショットブラスト、等が必要により予め施される。

【００１７】本発明でいう表面処理は、鋼管表面に被膜
が形成されるものであり、クロメート処理、リン酸亜鉛
処理などの前処理のほか、エポキシ樹脂系のプライマー
等を使用したプライマー処理が含まれる。

【００１８】本発明の鋼管の製造方法としては、まず、
必要により鋼管に前処理とさらには表面処理を施す。次
いで、高周波加熱等により１００℃〜２００℃に加熱
し、接着層樹脂組成物を融点以上、好ましくは１２０℃
〜２８０℃の温度でチューブ状あるいはシート状に押出
して鋼管に巻き付け被覆する。接着層被覆後、ポリオレ
フィン樹脂を融点以上、好ましくは１２０℃〜２８０℃
でチューブ状あるいはシート状に押出して鋼管に巻き付
け被覆する。また、別の被覆方法として、接着層とポリ
オレフィン層とを同時にチューブ状、あるいはシート状
に共押出して鋼管に被覆することも可能である。

【００１９】本発明の樹脂被覆鋼管は、被覆樹脂層が適
度な接着力を有し、ネジ切り加工、鋼管の防食性能保持
が可能であり、さらに溶接接合等の二次加工時に被覆樹
脂層の剥離が容易である。

【００２０】このような効果が得られる理由について
は、必ずしも明らかではないが、不飽和カルボン酸ある
いはその無水物で変性されたポリオレフィンの場合、カ
ルボン酸と鋼管表面、あるいはエポキシプライマーの水
酸基との化学反応による共有結合を形成しているため強
い接着力が発現すると考えられる。これに対して、本発
明で用いられる接着剤では、通常の成形条件下でそのよ
うな化学反応を起こし得る基が存在しないため、酢酸ビ
ニルのエステル基と鋼管表面の水酸基等の間に水素結合
等の、共有結合に比べて弱い結合のみが生成するため接
着力が強すぎず適度なものになると考えられる。

【００２１】

【実施例】

実施例１ 鋼管（外径３４ｍｍφ）をブラスト処理後、エポキシ樹
脂系プライマーを塗布しこの鋼管を、高周波誘導加熱で
鋼管予熱温度１９０℃に加熱した。この鋼管に接着層と
して２５重量％の酢酸ビニルを含むエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体樹脂（メルトインデックス：３．５ｇ／１０
分）を、ポリオレフィン樹脂層として高密度ポリエチレ
ン樹脂（密度：０．９４７，メルトインデックス：０．
２０ｇ／１０分）を、ダイス温度２００〜２３０℃で接
着層の厚さが０．５ｍｍ、ポリエチレン層が１．５ｍｍ
となるようにチューブ状に共押出して被覆した。さらに
樹脂被覆後、水冷し樹脂被覆鋼管を得た。

【００２２】実施例２〜４ 鋼管予熱温度が１００℃，１５０℃，１７０℃である以
外は実施例１と同様にして樹脂被覆鋼管を得た。

【００２３】実施例５ 接着層として２５重量％酢酸ビニルを含むエチレン−酢
酸ビニル共重合体樹脂（メルトインデックス：１．４ｇ
／１０分）を用い、鋼管予熱温度１９０℃で、実施例１
と同様にして樹脂被覆鋼管を得た。

【００２４】実施例６ 接着層として１４重量％酢酸ビニルを含むエチレン−酢
酸ビニル共重合体樹脂（メルトインデックス：２．０ｇ
／１０分）を用い、鋼管予熱温度１９０℃で、実施例１
と同様にして樹脂被覆鋼管を得た。

【００２５】実施例７ 接着層として１０重量％酢酸ビニルを含むエチレン−酢
酸ビニル共重合体樹脂（メルトインデックス：５．０ｇ
／１０分）を用い、鋼管予熱温度１９０℃で、実施例１
と同様にして樹脂被覆鋼管を得た。

【００２６】実施例８ 鋼管を酸洗後、エポキシ樹脂系プライマーを塗布し、こ
の鋼管を、高周波誘導加熱で１９０℃に加熱した。この
鋼管に接着層として、２５重量％酢酸ビニルを含むエチ
レン−酢酸ビニル共重合体樹脂（メルトインデックス：
５．０ｇ／１０分）を、ポリオレフィン樹脂層として高
密度ポリエチレン（密度：０．９４７，メルトインデッ
クス：０．２０ｇ／１０分）を、ダイス温度２００〜２
３０℃で接着層の厚さが０．５ｍｍ、ポリエチレン層が
１．５ｍｍとなるようにチューブ状に共押出して被覆し
た。さらに被覆後、水冷し樹脂被覆鋼管を得た。

【００２７】実施例９ 接着層として２５重量％酢酸ビニルを含むエチレン−酢
酸ビニル共重合体樹脂（メルトインデックス：３．５ｇ
／１０分）を、ポリオレフィン層としてポリプロピレン
を用い、鋼管予熱温度１９０℃で実施例１と同様に樹脂
被覆鋼管を得た。

【００２８】比較例１ 接着層として無水マレイン酸変性ポリエチレン（メルト
インデックス：０．９ｇ／１０分）を用い、鋼管予熱温
度１９０℃で、実施例１と同様に樹脂被覆鋼管を得た。

【００２９】比較例２ 接着層として無水マレイン酸変性ポリエチレン（メルト
インデックス：０．９ｇ／１０分）と低密度ポリエチレ
ン（密度：０．９１０，メルトインデックス：０．３０
ｇ／１０分）を重量比１：１の割合で混合、混練したも
のを用い、鋼管予熱温度１９０℃で、実施例１と同様に
樹脂被覆鋼管を得た。

【００３０】比較例３ 接着層として無水マレイン酸変性ポリエチレンと、エチ
レンと酢酸ビニルとの共重合体を重量比１：１の割合で
配合した組成物を用い、鋼管予熱温度１９０℃で、実施
例１と同様に樹脂被覆鋼管を得た。

【００３１】比較例４ 接着層を用いず、高密度ポリエチレンのみを鋼管予熱温
度１９０℃で、実施例１と同様に樹脂被覆鋼管を得た。

【００３２】実施例１〜７、比較例１〜４で得られた樹
脂被覆鋼管の接着力の評価を行なった。結果を表１に示
す。

【００３３】

【表１】

【００３４】接着力：樹脂被覆鋼管を２０ｃｍに切断
し、幅１ｃｍの切込みを管長方向に入れた。一部を剥離
しつかみ代とした。引張り試験機を用い、引張り速度５
０ｍｍ／ｍｉｎ剥離角度９０°で剥離時の強度を測定し
た。測定温度は２３℃であった。

【００３５】また、各樹脂被覆鋼管のネジ切り加工性、
耐水道水性の評価結果を表２に、耐熱衝撃性の評価を行
なった結果を表３に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】ネジ切り性：２３℃雰囲気中で、ネジ切り
機を用い加工を行なった。 ○ 被膜のズレなく加工 × 被膜のズレが生じた

【００３８】耐水道水性：水道水（２３℃）に被覆鋼管
を浸漬し３０日後の剥離状態を観察した。 ○ 剥離なし △ １ｍｍ以下の剥離 × １ｍｍ以上の剥離

【００３９】

【表３】

【００４０】耐熱衝撃性：８０℃←→２３℃←→−４５
℃（各１時間）のサイクルの雰囲気中に鋼管を入れ２０
サイクル後の接着力を表１の場合と同様にして測定し
た。

【００４１】表より明らかなように本発明の樹脂被覆鋼
管は防食性保持およびネジ切り加工に耐えうるに充分な
接着力を持ち、さらに、接着強度が２ｋｇｆ／ｃｍ以下
であるため、人の手により被覆樹脂層の剥離が容易な樹
脂被覆鋼管である。

【００４２】

【発明の効果】本発明の樹脂被覆鋼管は被覆樹脂層が適
度な接着力を有しており、溶接接合等の二次加工のため
の剥離を容易に行なうことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン樹脂層と鋼管又はクロメ
   ート処理、プライマー処理等の表面処理が施された鋼管
   とを接着する接着層が、酢酸ビニルを３〜８０重量％の
   範囲で含有するエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂層で
   ある樹脂被覆鋼管