JPS58107333A - ポリオレフイン被覆鋼管の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐腐食性の優れたポリオレフィン被覆鋼管を
製造する方法に関するものである。

屋外、特に地中に埋設するなどして使用する水、ガス、
石油等の輸送用のパイプラインに使用する鋼管を腐食か
ら保護するために鋼管の表面をポリエチレン等のポリオ
レフィンで被覆する技術は既に知られ、実際に利用され
ている０通常利用されている被覆方法は、ポリオレフィ
ンをシート状または筒状に成形した後、これを鋼管に被
覆する方法、そして粉末状のポリオレフィンを鋼管表面
に積層し、これを加熱下に融着させる方法の二種に大別
される。。

ポリオレフィンをシート状または筒状に成形して鋼管に
被覆する被覆方法は、直管に対しては均質な被覆層を高
い生産性で形成し得ることができるなどの利点がある。

しかし、シート状または筒状のポリオレフィンを利用し
た被覆方法は異形鋼管の被覆には適用し難い点、また、
この方法は−般にポリオレフィンを熔融し、シート状ま
たは筒状に成形しながら鋼管に被覆する操作により実施
するため、鋼管を連続に搬送する装置とポリオレフィン
の成形装置とを近接して設置する必要があり、設備も大
がかりなものとなる。

一方、ポリオレフィンを粉末状にして鋼管表面に積層、
融着する方法は異形鋼管の被覆に適し、更にまた設備も
比較的簡単なものとなるとの利点がある。しかしながら
、耐候性の良好なポリオレフィンは鋼管表面に対する接
着性が乏しいため被膜層の剥離強度が問題となる。すな
わち、加熱下にある鋼管の表面に積層されたポリオレフ
ィンの接着力は加熱によるポリオレフィンの酸化の結果
分子内に形成される官能基に起因するものとされている
が、耐候性を高めるための安定剤等の添加剤を含有させ
たポリオレフィンは必然的に酸化し難くなるため、充分
な接着力が発生せず、従って被覆層が剥離し易くなる。

一方、接着性を高めるためにポリオレフィンの安定剤の
添加量の減少または安定剤を添加しない等の方法をとれ
ば、被覆層の耐候性が低下し、鋼管の腐食保護との本来
の目的を充分に達成できなくなるとの問題が発生する。

粉末状ポリオレフィンによる被ｌの際の上記の矛盾する
問題点を解決する方法として、たとえば特開昭５１１−
７Ｈｅ号公報には、非安定化ポリエチレン粉末と安定化
ポリオレフィン粉末を混合した粉末混合物を金属面に被
覆する方法が開示されている。この混合系を利用した粉
末被覆方法によれば、従来の一成分系の粉末被覆方法に
比べて接着性と耐候性のバランスは向上する。しかしな
がら、この方法もパイプライン用の鋼管の使用条件等の
厳しい環境条件下での使用に耐え得る被覆鋼管を製造す
るためには未だ充分な方法とは言えない。

本発明は、厳しい環境条件下でも充分な耐候性を示す被
覆鋼管を製造する方法を提−供するものであり、その発
明は、第一層液覆材の接着性ポリオレフィンの熔融温度
よりも４０〜２５０℃高い温度に予熱した鋼管の表面に
５０〜３００メツシユの粉末状接着性ポリオレフィンを
積層、融着させることより厚みが５０〜１０００ＩＬの
第一被覆層を形成し、次いで第二層被覆材の耐候性ポリ
オレフィンの溶触部１度よりも２０〜２００℃高い温度
にてｓ−被ｍ層の表面に３５〜３０６メツシユの粉末状
耐候性ポリオレフィンを積層、融着させることにより厚
みが１〜５ｍｍの第二被覆層を形成することを特徴とす
るポリオレフィン被覆鋼管の製法にある。

本発明は、鋼管表面との接着を主目的とするものと、耐
候性や対環境適応力、耐亀裂性など腐食防止性能を目的
とするそれぞれ性質の異なる二種類のポリオレフィンを
別々に一定の条件下に鋼管表面に積層、融着させて二層
からなる被覆層を形成するものである。

鋼管表面に直接に接触する第一被覆層は主として接着層
として機能する層であり、本発明では接着性ポリオレフ
ィンより形成される０本発明で用いられる接着性ポリオ
レフィンは約５０〜３００℃、特に好ましくは８０〜２
００℃の範囲内に熔融温度を持ち、さらに金属との接着
性を持つ接着性ポリオレフィンから選ばれるが、そのよ
うな接着性ポリオレフィンの例としては、 （１）反応により得られた接着性ポリオレフィン、例え
ばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル
酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、
エチレン−マレイン酸共重合体、エチレン−無水マレイ
ン酸グラフト化重合体、エチレン−メタクリル酸グリシ
ジル−酢酸ビニル三元共重合体、アイオノマー重合体な
どのように、ポリオレアインにα、β−不飽和カルポン
酸又はそのエステル、その無水物もしくはその金属塩、
あるいは飽和有機カルボン酸を通常の共重合またはグラ
フト共重合させて得た共重合体；（２）ポリオレフィン
と、（１）の接着性ポリオレフィンとの混合物；そして （３）ポリオレフィンに粘着性付与剤等を配合した接着
性配合物を挙げることができる。ポリオレフィンとして
は、エチレン、プロピレン、１−ブテン、ｌ−ペンテン
等の七ツマ−の単独重合体もしくは共重合体（例えば、
エチレン又はプロビレン等のオレフィンと、それらに共
重合可能なビニル単量体との共重合物）を挙げることが
でき、これらは単独もしくは混合物のいずれの形態でも
使用することができる。

第一被覆層を形成する接着性ポリオレフィンの粉末は５
０〜３００メツシユのものであることを必要とする。５
０メツシユを越える粗大な粉末は均質、強固な被覆層を
得るために適当でなく、一方、３００メツシユよりも微
細な粉末は粉末の流動性が充分でなく、通常の手段で鋼
管表面に積層するには適当でない。

第一被覆層は、加熱された鋼管の表面に上記のような接
着性ポリオレフィンの粉末を積層、融着することにより
形成する。鋼管表面への接着性ポリオレフィンの粉末の
積層は任意の方法で行なうことができるが、第一被覆層
の厚みは５０−１０００μのように薄くすることが必要
であるため。

静電吹き付は法を利用することが好ましい、第一被覆層
は前述のように主として接着層として機能するものであ
り、５０ＩＬより薄い場合には層の厚みの不均一さなど
の理由から充分な接着強度が得られない、一方、第一被
覆層の厚みを１０００゜を越える値としても接着性の向
上は更にはみちれない、第一被覆層の層厚として特に好
ましい範囲は８０〜７００蒔である。

静電吹き付は法は、帯電させた粉末を被覆対象の物品（
本発明では鋼管）に吹き付けることによりその粉末を積
層させる方法であり、特に薄い均一な層の形成に適し、
また層の厚みの調整も容易であるため本発明の第一被覆
層の形成に適している。

第一被覆層を形成する操作は、鋼管を第一被覆層の翳料
（第一被覆材）の接着性ポリオレフィンの熔融温度より
も４０〜２５０℃高い温度に予熱し、その表面に接着性
ポリオレフィンの粉末を積層することにより行なう、積
層した接着性ポリオレフィン粉末は鋼管の□熱により粉
末間と、粉末と鋼管表面との間の両方について融着現象
を起こし、鋼管表面に強固に接着した第一被覆層となる
。

次に、第一被覆層を形成した鋼管の表面に、更に耐候性
ポリオレフィンの粉末を積層、融着させることにより第
二被覆層を形成する。第二被覆層は第一被覆層の形成の
直後に形成することが望ましい。

第二被覆層は耐候性ポリオレフィンから形成するもので
あり、耐候性ポリオレフィンは、例えばポリエチレン、
ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体のようなオレフィン糸上ツマ
−の単独重合体又は共重合体およびそれら重合体のブレ
ンド物に、０．０１〜５．０重量駕程度の安定材を中心
とする添加剤を加えて得られるものである。安定剤は、
例えば、立体障害を有するフェノール系酸化防止剤、リ
ン含有酸化防止剤、イオウ含有酸化防止剤、アミン系酸
化防止剤などの公知の酸化防止剤から選択すれば良く、
これらは単独又は混合して用いる。これらの酸化防止剤
の内で最も好ましいものは立体障害を有するフェノール
系酸化防止剤及びイオウ含有酸化防止剤であり、それら
の具体的な例としては、２，６−ジターシャリ−ブチル
−４−メチルフェノール、２．２°−メチレン−ビス−
（６−ターシャリ−ブチル−メチルフェノール）、４．
４’−チオビス−（３−メチル−１゜６−ターシャリ−
ブチルフェノール）、４．４’−チオビス−（２−ター
シャリ−ブチル−５−メチルフェノール）、ジステアリ
ルジスルフィドなどを挙げることができる。なお、耐候
性ポリオレフィンは、酸化防止剤等の安定剤以外にも外
の添加剤も任意に含むことができる。

第二被覆層を形成する耐候性ポリオレフィンは粉末状で
積層（塗布）する、この粉末の粒径は所望の被覆層の厚
みを基礎にして任意に選択するが、３５〜３００メツシ
ユの範囲内にある必要がある。これらの範囲の選択の理
由は第一被覆層の形成について述べた理由と同様である
。また耐候性ポリオレフィンはＭＩ（メルトインデック
ス）は０．１〜ＳＯ（好ましくは０．５〜２０）の範囲
にあることが望ましい。

第二被覆層は、耐候性ポリオレフィンの熔融温度よりも
２０〜２００℃程度高い温度を有する鋼管の第一被覆層
の上に耐候性ポリオレフざンの粉末を積層、融着させる
ことにより形成する。鋼管表面への耐候性ポリオレフィ
ンの粉末の積層は、任意の方法により行ない、層の厚み
（融着後の層の厚み）が１〜５ｍｍとなるように調整す
る０層の厚みが１ｍｍより薄い場合には、必然的に発生
する厚みの若干の不均一さを考慮すると、厳しい環境条
件下での充分な防食効果を達成することが困難になるこ
ともあり不適当である。一方１層の厚みを５ｍｍを越え
るようにしても防食効果の向上は更には現われない。な
お、特に厳しい環境条件下でも充分な防食効果を確保す
るためには第二被覆層の厚みは２ｍｍ以上とすることが
望ましい、粉末の積層（塗布）方法は上述のように任意
の方法から選択することができ、例えば流動浸漬法、散
布法、静電吹き付は法などを利用することができる。　
　　　　　　　　・ 第一被積層の外側に積層された耐候性ポリオレフィンは
鋼管の熱により粉末間と、粉末と第一被覆層表面との間
について融着現象を起し、第一被覆層表面に強固に接着
した第二被覆層となる。

第二被覆層の形成方法として散布法を利用した場合には
、粉末の積層、融着と同時に赤外線ランプ等による外部
からの補助加熱を行なうことが望ましい、この操作によ
り、第二被覆層の表面の仕上り状態が良くなり、また仕
上げ加工時間も短縮される。外部加熱は一般に粉末の粉
末の積層（塗布）操作完了後の引き続き行ない、これに
より第二被覆層の表面状態を更に優れた状態とすること
が可能となる。

本発明のポリオレフィン被覆鋼管の製法の対象となる鋼
管には特に制限はなく、任意の形状、構造、口径等を有
する各種の鋼管が含まれる。ただし、本発明の製法は、
性質の異なるポリオレフィンの粉末を別々に、二層に被
覆させる構成としたため、特に異形鋼管の被覆、また被
覆強度が高いことから腐食作用の強い環境条件下に長期
間放置されるような使い方をされる鋼管の被覆に適して
いる。

本発明による鋼管の被覆操作の実施にあたっては、第一
被覆層の形成のための接着性ポリオレフィンの積層に先
立って、鋼管を２００〜４００℃に予熱することが望ま
しい、予熱温度を４００℃を越えるように設定した場合
には、接着性ポリオレフィンが過度に酸化及び劣化する
ため好ましくない、また、予熱温度を２００℃以上にす
ることにより、第一被覆層形成後に行なわれる第二被覆
層形成時においても、鋼管の温度を、追加の加熱を行な
うことなく耐候性ポリオレフィンの熔融温度よりも２０
〜２００℃高い温度に保つことが可能となる。従って、
第一被覆層の形成前に鋼管を一度加熱するのみで、その
後の鋼管の追加の加熱を省くことができるため、装置の
簡略化が達成できるとの利点がある。

次に本発明の実施例及び比較例を記載するが。

これらは本発明を制限するものではない。

［実施例１］ 口径的２００ｍｍの鋼管（ＳＧＡ２００）をグリッド・
ブラストで研掃し、これを３５０℃に予熱した後、接着
性ポリエチレンの粉末（エチレン−メタクリル酸−酢酸
ビニル三元共重合体、６゜メツシュ、ＭＩ＝７．０、熔
融温度＝約１１０℃）を静電吹き付は法により鋼管表面
に積層させた後、約２０秒間放置して融着させ、層厚約
５００ルの第一被覆層を形成した０次いで耐候性ポリエ
チレンの粉末（カーボンを２．６重量％、及び酸化防止
剤として４，４゛−チオビス（３−メチル−１，６−タ
ーシャリ−ブチルフェノール）を００１重量％含有、密
度は０．９２５ｇ／ｃｍ’、５０メツシユ、ＭＩ＝３．
５、熔融温度＝約１２０℃）を、流動浸漬法により第一
被覆層の表面に積層、融着させた。流動浸漬法の実施に
際しては鋼管の冷却の防止、及び内面にも粉末がコーテ
ィングされることを防ぐために、その両端をアルミニウ
ム製の栓で塞ぐと共に、鋼管を流動浸漬装置内に入れた
時点で粉末流動用の空気の送風を停止した。鋼管を約９
０秒間浸漬（この間、鋼管の温度は２４０℃付近であっ
た）した後取り出し、室温にて放冷した。接着層（第一
被覆層）と外被層（第二被覆層）の厚みの合計は約３ｍ
ｍであった。

［比較例１］ 実施例１において接着層（Ｊ−被覆層）の形成工程を省
略して、予熱後、耐候性ポリエチレンの粉末を流動浸漬
法により鋼管表面に直接積層、融着させてた以外は全く
同様にして、耐候性ポリエチレンのみが一層（厚み約３
ｍｍ）被覆された被覆鋼管を得た。

［比較例２−４１ 実施例１において接着層（第一被覆層）の形成工程を省
略して、予熱後、すぐに、接着性ポリエチレンと耐候性
ポリエチレン（両者共、実施例１で使用したものと同一
のもの）の混合物（接着性ポリエチレン／耐候性ポリエ
チレンが、重量比で４／ｌ、ｌ／１、そしてｌ／４のも
の）の粉末を、実施例１と同様にして流動浸漬法により
鋼管（予備表面処理済のもの）の表面に積層、融着させ
て厚み約３ｍｍの一層の被覆層を形成した。

［被覆鋼管の特性評価］ 実施例１と比較例１−４により得られた被覆鋼管につい
て、それらの接着性及び耐候性を調べるために、剥離強
度と酸化誘導期の測定を行なった。測定条件及び測定結
果を次に示す。

〔測定条件〕

（１）剥離強度 剥離片の幅：１ｃｍ、引張り速度：５０ｍｍ／分、剥離
方法＝９０度剥離。

（２）酸化誘導期 ＤＳＣ法、酸素気流中、２００℃にて測定。

〔測定結果〕

ポリエチレン 混合比（接着　剥離強度　　酸化誘導

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、第一層被覆材の接着性ポリオレフィンの熔融温度よ
   りも４０〜２５０℃高い温度に予熱した鋼管の表面に５
   ０〜３００メツシユの粉末状接着性ポリオレフィンを積
   層、融着させることにより厚みが５０〜１０００ｐの第
   一被覆層を形成し、次いで第二層被覆材の耐候性ポリオ
   レフィンの熔融温度よりも２０〜２００℃高い温度にて
   第一被覆層の表面に３５〜３００メツシユの粉末状耐候
   性ポリオレフィンを積層、融着させることにより厚みが
   １〜５ｍｍの第二被覆層を形成することを・特徴とする
   ポリオレフィン被覆鋼管の製法。 ２、鋼管に第一被覆層を形成するための鋼管の予熱温度
   を２２０〜４００℃の範囲内の温度とし、第−被覆層及
   び第二被覆層の各々の被覆層の形成工程を上記の予熱の
   残留中に行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のポリオレフィン被覆鋼管の製法。