JPH10315295A - 重合被覆金属管およびその製造方法 - Google Patents
重合被覆金属管およびその製造方法Info
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Abstract
ことなく優れた耐食性を有しかつ容易に製造ができ、さ
らに剥離強度が弱いため剥取り作業が簡易に行い得、端
末加工部の耐食性の劣化がない重合被覆金属管およびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 金属管の外周面に施された表面処理層に
密着力を有する押出成形可能な樹脂からなる第1層と、
該第1層の外周面に設けられた耐チッピング性を有し、
かつ押出成形可能な樹脂からなる第2層とを重合被覆し
てなる金属管であって、前記第1層と第2層間の剥離強
度が75g/cm以下である重合被覆金属管を特徴とす
るもので、また金属管の外周面に施された表面処理層に
密着力を有する樹脂からなる第1層を押出成形するとと
もに、前記第1層の外周面に耐チッピング性を有する樹
脂からなる第2層を押出成形し両樹脂層を接触させてほ
ぼ非接着状態に重合する重合被覆金属管の製造方法を特
徴とする。
Description
ーキ配管、燃料配管あるいはその他の配管として特に車
体の下部に配設される管径20mm以下の比較的細径か
らなる金属管において、走行中でのチッピング(飛石)
やスプラッシュ(泥水)に対する耐久性をもたせるため
に重合被覆層をその外周面に有し、かつ後工程で管端部
にフレアー、スプール、バルジなどの端末加工を施され
る重合被覆金属管およびその製造方法に関するものであ
る。
キ配管、燃料配管あるいはその他の配管には耐チッピン
グ性や耐スプラッシュ性をもたせるために被覆層を厚膜
状に形成して用いる樹脂被覆金属管が数多く提案されて
いる。このような被覆金属管としては、金属管の外周面
に施されたZnまたはZn/Niめっき膜の上に、必要
に応じてクロメート被膜を形成して、さらに約20μm
の厚さのポリフッ化ビニル(PVF)をコーティング
し、さらにその上に熱収縮性チューブを被着して重合被
覆層を形成したものや、あるいは金属管の外周面に施さ
れたZnまたはZn/Alめっき膜の上に約200〜3
00μmの厚さのPA11あるいPA12のようなポリ
アミド系樹脂(PA)を押出成形したものが知られてい
た。
は、高価な熱収縮性チューブを用いるために製品コスト
がかさみ、かつポリフッ化ビニル層の上に熱収縮性チュ
ーブを被着した後、該チューブを収縮させるよう加温す
る工程を有するため製造に手間がかかり生産性が劣ると
いう問題があり、また後者の従来技術においては単層の
厚膜状のポリアミド系樹脂を使用するためチッピングな
どのアタックを受けた場合、耐食性が劣化するという問
題があった。
プラッシュ性を損なうことなく優れた耐食性を有しかつ
製造が容易な被覆金属管について種々検討した結果、予
め表面処理を施した金属管の外周面に、内層として該表
面処理層に密着力を有するポリアミド系樹脂(PA)、
ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)やポリ
フッ化ビニリデン(PVdF)などからなる樹脂層を形
成し、その上に耐チッピング性や耐スプラッシュ性を有
するPP、PEあるいは上記同様のポリアミド系樹脂を
全長に亘って施した重合被覆層を有する金属管に着目し
た。そして上記のように構成された重合被覆金属管につ
いて、エアー圧力を1kgf/cm2としてサイズが
2.5〜5mmの石を用い飛石量500g×1回のソフ
トチッピング試験と、エアー圧力を5kgf/cm2と
してサイズが5〜9mmの石を用いて飛石量500g×
5回のハードチッピング試験とを行ったが、本発明者が
期待した通りの耐チッピング性についての結果が得られ
た。
重合被覆金属管は、上記の通り耐チッピング性や耐スプ
ラッシュ性を損なうことなく耐食性について満足し得る
結果が得られたが、実際に自動車などの下部に配管する
場合、つぎのような問題が発生した。すなわち重合被覆
金属管を相互に接続するために通常管端部にはフレア
ー、スプール、バルジなどの端末加工を行うが、この際
に金属管の重合被覆層の最外層を剥取り、その後前記端
末加工を実施する。ところが前記重合被覆金属管の場
合、最外層の剥取りの際に内層が最外層に付着して一緒
に剥取られてしまったり、あるいは最外層に付着はしな
いが、内層がめっき膜から部分的に剥離する事態が発生
する場合があった。このように内層まで剥取られてしま
うと、前記した端末加工部の耐食性が劣化してしまうた
め剥取り作業を実施する際には、内層の剥離の事態の発
生を防止するため、細心の注意を払わなければならず、
したがって作業に手間がかかり作業性が著しく低下し、
生産性を向上することができなかった。
あって、耐チッピング性や耐スプラッシュ性を損なうこ
となく優れた耐食性を有しかつ容易に製造ができ、さら
に剥離強度が弱いため剥取り作業が簡易に行い得、端末
加工部の耐食性の劣化がない重合被覆金属管およびその
製造方法を提供することを目的とするものである。
め、本発明者は種々の研究を重ね、その外周面に電気ま
たは溶融めっき法などにより表面処理を施した金属管の
該外周面に、2層の樹脂層を押出成形するに際し、両層
の剥離強度が75g/cm以下となるように両層をほぼ
非接着状態におくことにより、耐チッピング性や耐スプ
ラッシュ性を損なうことなく優れた耐食性を有しかつ剥
取り作業を容易に実施し得、端末加工部の耐食性の劣化
がなくなることを見出し本発明を完成するに至った。
属管の外周面に施された表面処理層に密着力を有する押
出成形可能な樹脂からなる第1層と、該第1層の外周面
に設けられた耐チッピング性を有し、かつ押出成形可能
な樹脂からなる第2層とを重合被覆してなる金属管であ
って、前記第1層と第2層間の剥離強度が75g/cm
以下である重合被覆金属管を特徴とするものである。
外周面に施された表面処理層に密着力を有する樹脂から
なる第1層を押出成形するとともに、前記第1層の外周
面に耐チッピング性を有する樹脂からなる第2層を押出
成形して、前記両樹脂層を接触させて重合する重合被覆
金属管の製造方法を特徴とするものである。この場合、
前記第1層の融点以下の温度で前記第2層を押出成形す
ることが好ましい。
属管は、シームレス管、セミシームレス管、電縫管、お
よび予め銅合金のめっき膜を有して一重または多重に巻
いて造管されたろう付け管あるいは溶接管からなる金属
管であり、管径20mm程度以下の外径を有するもので
る。そしてその外周面にZn、Alまたはこれら基合金
の電気めっき法や溶融めっき法により形成されためっき
膜や、所望に応じて該めっき膜の表面に黄色クロメート
やオリーブ・クロメートなどのクロメート被膜などの表
面処理を施したものである。
脂およびポリアミド系樹脂あるいはシランカップリング
剤およびチタンカップリング剤などをプライマーとして
押出成形、スプレー、シャワー、浸漬、刷毛塗り、粉体
塗装あるいはホットメルトなどの方法によりコーティン
グし形成しておくこともできる。
の上にはPA6、PA11、PA12などのポリアミド
系樹脂(PA)からなる第1層が、押出成形により層厚
20〜50μmとなるように形成される。第1層の層厚
が20μm未満では耐食性が乏しく、一方50μmを超
えると従来から使用され規格化されている締付けナット
を使用することができなくなるからである。
ッピング性を有する樹脂、例えばポリプロピレン(P
P)、ポリエチレン(PE)あるいは前記したポリアミ
ド系樹脂(PA)を層厚100μm〜1.5mmとなる
よう押出成形により被着重合して第2層を形成する。こ
の際第1層の樹脂と第2層の樹脂とに相溶性がある場合
は、第1層の外表面と第2層の内表面の両層を接触させ
るよう押出被覆装置のダイ本体から流出する溶融樹脂の
温度をサーミスタや熱電対のようなセンサーや放射温度
計で測定し、第1層の融点以下の温度で第2層を押出成
形して両層を重合被覆することが肝要である。一方第1
層の樹脂と第2層の樹脂とが相溶性がない場合は、第1
層の樹脂の融点以上の温度で該第1層の上に第2層を押
出成形することもできる。
が、例えばPA6は210〜220℃、PA11は19
1〜194℃、PA12は160〜209℃でありま
た、ポリプロピレンは168〜175℃、ポリエチレン
は130〜137℃である。
例えピンホールなどの欠陥部があったとしてもこれを被
覆して該欠陥部が内面から外面へ連続することを防止
し、結果として耐食性を向上することができるのであ
る。なお第2層の層厚を上記範囲に限定した理由は、1
00μm未満では十分な耐チッピング性が得られず、一
方1.5mmを超える層厚としても耐チッピング性や耐
スプラッシュ性および耐食性の向上に差がなく、かえっ
て曲げ加工を施した時に重合被覆層にクラックなどが発
生する可能性があるからである。
ついて、フレアー、スプール、バルジなどの端末加工を
行うため第1層を残して第2層を剥取るが、第1層と第
2層の間の剥離強度が75g/cmを超えると剥取られ
るべき第2層に第1層が付着して一緒に剥取られたり、
部分的に第1層がめっき膜から剥離したりして端末加工
部の耐食性が劣化する事態が発生する場合があった。し
たがって第1層と第2層との間の剥離強度を75g/c
m以下とする必要がある。この際に使用される剥離強度
の測定方法を図1に基づいて説明する。
属管の外周面に施されている重合被覆層のうち、外層の
みに所定幅の一対の長手方向の切り込みを入れ(図1
(b)参照)、図1(c)のように剥離した後、剥離部
を上方に折り返し、さらに図1(d)のように剥離部の
端部と重合被覆層の下端部を矢印方向に引張速度20m
m/分で相対的に引っ張ることにより剥離試験を実施
し、外層に内層が付着するか否かと剥離強度により試験
結果を測定した。
その製造方法を実施する装置には、従来の押出被覆装置
を使用することができるが、重合被覆層を形成する樹脂
の温度を制御するためには、図2のような装置が好まし
い。すなわち図2において(111)は第1層(1)を
押出成形するために設けられた押出被覆装置における押
出金型であり、ダイ本体(11′)とガイド芯体(1
2)とにより内部の対向周面に樹脂供給口(12′)に
連る送出間隙(13)を保持し、かつダイ本体(1
1′)側の先端部をノズル口(11″)となし、ガイド
芯体(12)の内部にあって、金属管(P)をロールに
よる送り装置(図示せず)によって前方に移動せしめ、
そのノズル口(11″)より定量の樹脂が供給され、金
属管の外周面に第1層(1)が押出成形される。
(P)の軸方向に間隔を置いて該押出金型(111)と
同様の構成を有する押出金型(112)を設け、そのノ
ズル口(11″)より定量の樹脂を供給し、前記第1層
(1)の外周面に第2層(2)が押出成形されて重合被
覆せしめる。また本発明では押出金型(111)のノズ
ル口(11″)付近および押出金型(112)のノズル
口(11″)付近のそれぞれにサーミスタや熱電対のよ
うなセンサーや放射温度計を設けてノズル口(11″)
より流出する溶融樹脂の温度を測定し、好ましくは第2
層(2)を形成する樹脂の押出し成形温度が第1層
(1)を形成する樹脂の融点以下になるよう成形し、両
層が接触して重合するよう押出金型の温度、供給樹脂
量、金属管の移動速度などを制御するものである。なお
ノズル口(11″)から流出する樹脂の温度を適宜制御
できるのであれば、前記第1層(1)と第2層(2)と
を同時に多層押出成形するような単一の押出被覆装置を
用いることもできる。
形成された金属管(P)は管端部における第2層(2)
を剥取られた後、この剥取り部分に接続用締付けナット
が挿入され、その後端末加工が施され、ついで所定の曲
げ加工を施されるものである。
説明する。
mの銅めっき層を有するフープ材を使用して外径8m
m、肉厚0.7mm、長さ30mに成形した二重巻鋼管
を準備した。この二重巻鋼管の外周面に、硫酸亜鉛を主
成分とし有機添加剤を添加した酸性電解液を使用して温
度55〜60℃、電流密度60A/dm2で2分間通電
して平均膜厚25μmのZnのめっき膜を形成した。つ
いでZnめっき膜の表面にクロメート処理を施した後、
プライマーとしてエポキシ系樹脂をコーティングして加
熱、乾燥した鋼管の外周面にポリアミド系樹脂としてP
A12を使用して図2に示す押出被覆装置の押出金型
(111)を用いて層厚50μmとなるよう第1層を押
出成形した。
1層の上に図2に示すような押出金型(112)を用い
て層厚1mmとなるようポリアミド系樹脂と相溶性のな
いポリプロピレンを押出成形して前記第1層の上に第2
層を重合被覆した。
に切断して、そのうちの6本の試料について図1に示す
ような剥離試験を行ったが、平行にスリットを入れた時
点で第2層は剥落ちしてしまい、第1層の第2層への付
着は全くなかった。また得られた重合被覆金属管を長さ
200mmに切断して、そのうちの6本の試料について
長さ100mm以上の剥離を実施し、該剥離部を長さ1
00mmに切断し、両端部をマスキングして、1:1の
塩酸を100ミリリットル入れて、液深さを100mm
以上とした100ミリリットルのメスシリンダーに浸漬
し、10分間静止後取出しZn溶解量を原子吸光光度計
で分析した。この塩酸浸漬試験の結果を表1に示す。
た二重巻鋼管の外周面に実施例1と同様にZnめっき膜
を形成した後、その表面にクロメート処理を施し、つい
でシランカップリング剤をコーティングし、加熱、乾燥
した鋼管の外周面にポリアミド系樹脂としてPA11を
使用して実施例1と同様の手順で層厚30μmとなるよ
う第1層を押出成形した。
実施例1と同様の手順で層厚15μmとなるようポリア
ミド系樹脂と相溶性のないポリエチレンを押出成形して
第1層の上に第2層を重合被覆した。
に300mmに切断して、そのうちの6本の試料につい
て実施例1と同様な剥離試験を行ったが、6本の試料と
も第2層に平行なスリットを入れた時点で剥落ちし第1
層の第2層への付着は全くなかった。また実施例1と同
様に200mmに切断した試料のうちの6本の試料につ
いて実施例1と同様に塩酸浸漬試験を行い、その分析結
果を表1に示す。
た二重巻鋼管の外周面に実施例1と同様にZnめっき膜
を形成した。ついでZnめっき膜の表面にクロメート処
理を施した後、チタンカップリング剤をコーティング
し、加熱、乾燥した鋼管の外周面にポリアミド系樹脂と
して融点205℃のPA12を使用して層厚40μmと
なるよう第1層を押出成形した。
溶性のあるポリアミド系樹脂として融点165℃のPA
12を使用して層厚500μmとなるよう押出成形して
第1層の上に第2層を重合被覆した。なお、重合被覆す
る際の、第2層の押出成形温度は175℃であった。
に300mmに切断して、そのうちの6本の試料につい
て実施例1と同様な剥離試験を行ったが、剥離強度は最
大でも75g/cmであり、6本の試料とも第2層の剥
取りによっても第1層の第2層への付着は全くなかっ
た。また実施例1と同様に200mmに切断した試料の
うちの6本の試料について実施例1と同様に塩酸浸漬試
験を行い、その分析結果を表1に示す。
た二重巻鋼管の外周面に実施例1と同様にZnめっき膜
を形成した。ついでZnめっき膜の表面にクロメート処
理を施し、その後プライマーとしてエポキシ系樹脂をコ
ーティングし、加熱、乾燥した鋼管の外周面にビスフェ
ノール型エポキシ系樹脂と顔料とを溶剤によって調製し
た塗料中に浸漬してコーティングし350℃で60秒間
加熱処理して、膜厚約5μmのエポキシ系樹脂層を形成
した。ついでエポキシ系樹脂を形成した鋼管の外周面に
ポリフッ化ビニリデン樹脂を用いて層厚50μmとした
以外は実施例1と同様に第1層を押出成形した。
ィン系樹脂としてポリプロピレンを使用して層厚1.0
mmとなるよう押出成形して第1層の上に第2層を重合
被覆した。
に300mmに切断して、そのうちの6本の試料につい
て実施例1と同様な剥離試験を行ったが、平行なスリッ
トを入れた時点で6本の試料とも第2層は直ちに剥落ち
してしまい第1層の第2層への付着は全くなかった。ま
た実施例1と同様に200mmに切断した試料のうちの
6本の試料について実施例1と同様に塩酸浸漬試験を行
い、その分析結果を表1に示す。
準備しその外周面にZnめっき膜を形成し、ついでZn
めっき膜の表面にクロメート処理を施した鋼管の外周面
にビスフェノール型エポキシ系樹脂と顔料とを溶剤によ
って調製した塗料中に浸漬してコーティングし300℃
で60秒間加熱処理して、膜厚約15μmのエポキシ系
樹脂層を形成した。ついで、ジエチルフタレートにポリ
フッ化ビニルを分散させた液に浸漬してポリフッ化ビニ
ルをコーティングし、350℃で60秒間加熱乾燥し
て、膜厚約15μmのポリフッ化ビニル層を形成して第
1層とした。さらにポリオレフィン系樹脂よりなりかつ
内層にポリアミド系接着層を有する熱収縮性チューブを
160℃で5分間加熱して第2層を層厚1.0mmに形
成した。
に300mmに切断して、そのうちの6本の試料につい
て実施例1と同様な剥離試験を行ったが、剥離強度は3
200g/cmであった。また実施例1と同様に200
mmに切断した試料のうちの6本の試料について実施例
1と同様に塩酸浸漬試験を行い、その分析結果を表1に
示す。
管を準備し実施例1と同様にその外周面にZnめっき膜
を形成しついでZnめっき膜の表面にクロメート処理を
施した後、エポキシ系樹脂プライマーをコーティングし
て加熱、乾燥した鋼管の外周面に融点165℃のPA1
2からなる第1層を層厚50μmに、また融点205℃
のPA12からなる第2層を層厚800μmに押出温度
250℃で押出成形して重合被覆した。得られた重合被
覆金属管を実施例1と同様に300mmに切断して、そ
のうちの6本の試料について実施例1と同様な剥離試験
を行ったが、剥離強度は最大で1240g/cmであ
り、6本の試料全てに第2層の剥取りによって第1層の
付着があった。
の結果から、本発明にかかる実施例では優れた耐食性を
有するとともに、剥離強度が弱いためフレアー、スプー
ル、バルジなどの端末加工の際の剥取り作業が容易とな
り、端末加工部の耐食性の劣化がなかった。一方比較例
1では、耐食性はある程度有するものの剥取り作業が困
難であって剥離部の耐食性の劣化があり、また比較例2
では、耐食性が劣り剥取り作業が困難であって端末加工
部の耐食性の劣化があった。
り得られた重合被覆金属管の300mmに切断したうち
の残りの6本について、前記した条件でソフトチッピン
グおよびハードチッピング試験をした後、両端部をマス
キングし、1:1の塩酸を100ミリリットル入れて、
液深さを16cmにした100ミリリットルのメスシリ
ンダーに浸漬し、10分間静止後取出しZn溶解量を原
子吸光光度計で測定したが、実施例1〜4および比較例
1、2の試料全てのZn溶解量が定量限界未満であり、
本発明にかかる実施例では比較例と同様な耐ソフトチッ
ピング性や耐ハードチッピング性を有することが分かっ
た。
ピング性や耐スプラッシュ性を損なうことなく優れた耐
食性を有しかつ容易に製造ができ、さらに剥離強度が弱
いため剥取り作業が簡易に行い得、端末加工部の耐食性
の劣化がない重合被覆金属管およびその製造方法を提供
することができる。
で、(a)〜(d)はその手順を示す図である。
覆装置の一実施例を示す断面図である。
外周面に施された表面処理層に密着力を有する樹脂から
なる第1層を押出成形するとともに、前記第1層の外周
面に耐チッピング性を有する樹脂からなる第2層を押出
成形して、前記両樹脂層を接触させてほぼ非接着状態に
重合する重合被覆金属管の製造方法を特徴とするもので
ある。この場合、前記第1層の融点以下の温度で前記第
2層を押出成形することが好ましい。
ついて、フレアー、スプール、バルジなどの端末加工を
行うため第1層を残して第2層を剥取るが、第1層と第
2層の間の剥離強度が75g/cmを超えると剥取られ
るべき第2層に第1層が付着して一緒に剥取られたり、
部分的に第1層がめっき膜から剥離したりして端末加工
部の耐食性が劣化する事態が発生する場合があった。し
たがって第1層と第2層の間をほぼ非接着状態にする保
持するには、第1層と第2層との間の剥離強度を75g
/cm以下とする必要がある。この際に使用される剥離
強度の測定方法を図1に基づいて説明する。
Claims (3)
- 【請求項1】 金属管の外周面に施された表面処理層に
密着力を有する押出成形可能な樹脂からなる第1層と、
該第1層の外周面に設けられた耐チッピング性を有し、
かつ押出成形可能な樹脂からなる第2層とを重合被覆し
てなる金属管であって、前記第1層と第2層間の剥離強
度が75g/cm以下であることを特徴とする重合被覆
金属管。 - 【請求項2】 金属管の外周面に施された表面処理層に
密着力を有する樹脂からなる第1層を押出成形するとと
もに、該第1層の外周面に耐チッピング性を有する樹脂
からなる第2層を押出成形し、両樹脂層を接触させて重
合することを特徴とする重合被覆金属管の製造方法。 - 【請求項3】 前記第1層の融点以下の温度で前記第2
層を押出成形することを特徴とする請求項2記載の重合
被覆金属管の製造方法。
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