JPS5850167B2 - 熱可塑性樹脂による金属パイプの被覆方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外周面に合成樹脂被覆層を有する金属パイプの
製造方法に関するものである。

従来、耐蝕等の目的で金属パイプ外周面に合成樹脂被覆
層を形成する方法には、（１）円環ダイを金属パイプに
当てはめ、押出機によってダイから金属パイプ外周面に
樹脂を押圧し、直接樹脂層を形成させる方法、（２）樹
脂粉末の流動床に金属パイプを入れ、その外周面に樹脂
層を形成させる流動浸漬法、（３）樹脂製パイプ中に金
属パイプを挿入、樹脂パイプを加熱収縮させ、金属パイ
プへ密着させ被覆層とする方法、或いは（４）粘着性樹
脂フィルム、延伸フィルム等を金属パイプに巻付け、そ
の接着性或いは熱収縮力によってパイプに密着あるいは
融着せしめ被覆層とする方法等が知られている。

しかるに、（１）〜（３）の方法はパイプの径、即ちパ
イプの規格によって被覆装置を変える必要があり、特に
口径の大きいパイプ程その実施は著しく困難になる。

（４）の方法はそれに比較してパイプの規格に左右され
ず、大口径のパイプでも本質的に実施に困難性はなく、
大きな利点を有する方法である。

然し、（４）の方法にても欠点を有する。

即ち、粘着性フィルムの場合にはパイプへの密着性が不
完全であり外気又は水分とパイプとが接触し防蝕性等に
劣る。

また、延伸フィルムの場合は、巻付は後の融点又は軟化
点以上の再加熱によって自己収縮を起させ、その収縮に
よる締め付は圧力の下に各積層面間の密着あるいは融着
を促進し、密着あるいは融着一体化した被覆層を形成さ
せるものである。

この場合自己収縮の程度は原材料にもよるが、使用され
る延伸フィルムの伸長倍率、及び延伸時の温度と収縮時
の温度との温度差にほぼ左右される。

一般に伸長倍率が大きい程、又は収縮時の湿度が高い程
収縮は大きくなる。

前記延伸フィルムを使用する方法においての問題点を以
下にのべる。

先ず第１に、延伸フィルムの表面が粗のため収縮及び融
着、特に融着を起させる再加熱の必要性がある為に、添
巻後充分な熱量を供給する為の加熱炉が必要となり、し
かもその目的からして熱風、幅対方式の様ないわゆる非
接触型の加熱装置が必要で、必然的に大型化され、経済
的に不利益を生ずる事を避けられない。

第２に結晶性熱可塑性樹脂の延伸においては少なくも４
〜５倍以下の伸長倍率では未延伸部の発生が起り、結果
として比較的高伸長倍率の延伸フィルムとせねばならず
、添巻後の再加熱において過度の収縮の発生を避けられ
ず、高温下で添巻フィルムの破断を招きやすい。

第３に斯くの如き比較的高伸長倍率の延伸フィルムは延
伸方向に沿って裂けやすく、巻付時にトラブルが起りや
すい。

本発明は前記（４）の方法におけるかかる問題点を解決
し、該方法の有する長所を完全に生かそうとするもので
ある。

本発明は熱溶融成形にてフィルム又はシートを得る工程
、次いでこのフィルム（以後、フィルム又はシートを単
にフィルムと称する）を固体状態にて少なくとも一対の
圧延ロールによりロール圧延して圧延フィルムを得る工
程、更に圧延フィルムを圧延時の湿度よりも高くかつ該
フィルムの融点より低いかまたは軟化点以下の温度に加
熱し、予めほぼ同湿度に予熱されたパイプ軸中心に回転
する金属パイプに巻付は積層し、そのまま収縮力により
各積層面間および該層と金属パイプとを密着させ一体化
させる工程よりなる。

本方法による長所は次のごとくである。

先ず、第１に各積層面間の融着を必要とせぬ為、前記延
伸フィルムによる方法の様な巻付は後の融着に必要な程
度の再加熱の為の加熱炉を要しない、即ち、ロール圧延
された配向フィルムはその表面の平滑性が著しく優れて
おり、互いのフィルム表面間の密着性に富む事、および
ロール圧延は比較的低温条件でも実施出来るので圧延時
と収縮時の温度差を大きく出来、結果として強力な収縮
力が得られる事である。

ちなみに延伸による場合は延伸フィルムの表面平滑性は
ロール圧延フィルムに比しかなり劣り、且つ延伸は一般
には融点又は軟化点より低い範囲内で高湿にしないと破
断を招くため前記湿度差はそれ程大きくは出来ない。

一方延伸においても大きな収縮力を得るには高伸長倍率
が必要であるが、この場合延伸方向に沿う裂けが発生し
、且つ必然的に収縮時には融点又は軟化点に近い高温を
使用する為、その収縮力により破断しやすくなる。

第２の延伸と違って伸長倍率は状況に応じて全く自由に
選択出来る事で、低伸長倍率においても均一な配向フィ
ルムを得る事が可能である。

第３には伸長方向に沿う裂けが生じにくい事であり、そ
の他、厚さに制限されない長所も有する。

斯くの如く本方法は、従来の延伸フィルムの巻付は法に
伴う欠点を解消し得るものである。

なお、本明細書で「融点より下または軟化点以下の温度
」という表現を用いているのは、樹脂のごとき高分子物
質において融点が明確でないため軟化点をもって代用さ
れる場合があるからである。

次に添付図によって本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施態様の一例であり、１は被覆され
るべき金属パイプ、２はパイプの加熱装置、３は圧延フ
ィルム、４は圧延ロール、５は収縮用加熱装置、６は圧
延前の原反フィルム、７は押えロールである。

又、第１図のＡ−Ａ’線による断面を第２図に示す。

第２図において８は接着剤塗布ロール、９は接着剤であ
る。

第３図は第１図の装置の右側面図である。

第１図において、金属パイプは適当な手段で図右方へそ
の軸中心に回転しながら走行する。

２および５の加熱装置は特にその型式に限定はなく例え
ば赤外線輻射、熱空炉等いずれでも良い。

前記加熱装置２によりパイプ表面は圧延フィルムの温度
とほぼ等温程度に加熱される。

この場合の樹脂フィルムおよびパイプ表面の温度は使用
する合成樹脂によって異なるが、ポリオレフィンの場合
通常６０〜１５０℃特に高密度ポリエチレンでは９０〜
１３０℃である。

しかしながら該湿度はフィルムの融点より低いか又は軟
化点以下としなければならない。

次に巻付は工程に入る直前にて所要に応じ接着剤が金属
パイプ表面へ塗布される。

この方法も特に限定されるものではなく第２図はその１
例である。

なお、添付図には一対の圧延ロールが示されているが、
必要に応じて複数対の圧延ロールをシリーズに配置する
こともできる。

一対の圧延ロール４により圧延されたフィルム３は加熱
装置５により加熱される。

この時フィルム３は前取て圧延された伸長フィルムであ
るため収縮するのであるが、実質的には収縮という状態
では現われず、フィルム３自体に緊張力が発生する状態
になっている。

すなわちパイプ１の周速度はロール４から圧出されるフ
ィルム３の速度と同じかあるいはやや大きく設定される
ための張力に加え、フィルム３は自己収縮緊張力下でパ
イプ１に巻き取られることになり、フィルム積層間に空
気が巻き込まれるのを防止できる。

かような働きをする加熱装置５により熱せられたフィル
ム３の温度は、その軟化点もしくは融点より低く、シか
し該フィルム３が圧延された時の塩度以上でなければな
らない。

該温度が軟化点もしくは融点以上となると溶融してしま
いフィルムの形状を保てなくなり、一方、圧延時と同程
度の湿度以下ではフィルム３の自己収縮が起らないため
パイプ１に対する被覆が完全となりえない。

さらに圧延時の塩度と加熱時の湿度差が大きい程フィル
ムの自己収縮が大きくて好ましい。

巻き付は工程にて圧延フィルムはパイプに対して成る角
度を以てパイプ表面に順次巻付けられる。

その角度は、所望される金属パイプへの合成樹脂の被覆
される厚さおよび圧延フィルムの幅によって異なるが、
成形上の観点からはパイプ垂直線から４５°以上になら
ない方が良い。

さらに７の押えロールは適当なる押圧力にてパイプ表面
へ押しつけられ、圧延フィルムの巻付は時に該フィルム
間に空気が巻き込まれるのを防止する。

必要ならば、このロールをパイプと同温度に加熱しても
差支えない。

又巻付は後に再加熱装置を設置することも本質的に差支
えない。

また、被覆層の厚みは積層枚数および圧延フィルム単体
の厚さによって決定される。

また本発明における圧延フィルムの厚さが薄過ぎると、
巻付は時の張力に耐えきれず破断等の欠点を生じ、また
厚すぎると加熱にむらが生じパイプへの巻付けが困難と
なる。

かような理由から圧延されたフィルムの厚さは１０〜６
００μ好ましくは２０〜３００μが良い。

また圧延されたフィルムの巾（実質的には圧延時には原
反フィルムの巾の減少はないから原反フィルムの巾と考
えてよい）は狭い視作業性は良くなるが、反面金属パイ
プ単位長さ当りの巻付は回数が多くなり合理的でなく、
また巾が広過ぎると均一な張力で巻付けるのが困難とな
り各フィルム積層間に空気が入り好ましくなくなり、か
ような理由から圧延フィルムは１００〜１５００關好ま
しくは２００〜１０００ｍｍが良い。

また巻き付けに供せられる圧延フィルムの圧延倍率は一
板に決定されないが、伸長倍率を上昇させる程収縮力は
増し、表面平滑性は良好となるが、本発明に使用される
圧延フィルムの伸長倍率（圧延前の厚さ／圧延後の厚さ
）は１．５〜１０倍、好ましくは４〜７倍が良い。

この範囲内にあれば厚みむらあるいはフィルムの延伸方
向への裂けも無く、またフィルムの収縮力も充分みたさ
れているので成形じやすい。

さらに圧延ロールの表面粗度は小さい程圧延フィルムの
表面が平滑になるので好ましい。

本発明に用いられるロール圧延方法は従来公知の如何な
る手段でも良いが、特に、ロール周速度を互いに異なら
しめるような方法により得られる圧延フィルムは膜厚均
一性、耐たて裂は性が優れるため本発明の方法を円滑に
実施出来る。

この非等周速圧延の方法は第４図に示す如きものであり
、ロールから排出される圧延フィルムを第４図の如く、
高速側ロール４１にそのロール周面長の１／８以上密接
して沿わせた後引きとると尚効果は大きい。

いずれの圧延方法においても圧延時の温度は該フィルム
の融点より下か又は軟化点以下に設定される。

しかしながら圧延時の温度が低すぎると圧延効果が得ら
れにくいため、融点又は軟化点より１００’Ｃ好ましく
は７０’Ｃ低い温度以上でかつ前記融点より低いかまた
は軟化点以下の温度の範囲内で圧延するのが良い。

以上図により詳細に説明してきたが、本発明に用いられ
る合成樹脂とは、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、
エチレンプロピレン共重合体、ポリアミド、ポリエステ
ル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等一般の熱可塑性合
成樹脂である。

あるいは、これらに、ガラス繊維あるいは無機物等の補
強剤等を加えたものでもよい。

さらに加橋処理をなしたものでも良い。

またパイプ表面にアンダーコートする接着剤は、ホット
メルト系接着剤、ゴム系シーリング剤等通常用いられて
いるものでよい。

実施例 次に実施例を記すと、市販高密度ポリエチレン（ＭＩＯ
，３、密度０．９６）を溶融押出して巾４００ｍｍ、厚
み１２０μのフィルムとし、これを２０μの厚さに６倍
ロール圧延した。

ロール圧延法は第４図如くして、該圧延ロール周速を５
．２ｍ／分（高速ロール４１）、１．８ｍ／分（低速ロ
ール４）とし、ロール間隙を約１７μに設定した。

圧延ロール表面湯度は約９００±１８Ｃである。

これをそのまま第１図に示す如き装置にて６倍に圧延さ
れたフィルムは赤外線幅対により１２５℃に熱せられ、
収縮による緊張下にて２００ｍｍφの外径を有するスチ
ールパイプに巻き付けた。

巻きつけ回数（積層数）は２０回とした。

金属パイプの走行速度は１０ｍ／分である。

又、金属パイプは予めその表面が約１２５℃に熱せられ
ていた。

なお、本実施例においでは、接着剤を使用しない場合と
、接着剤として合成ゴム系のシーリング剤を使用した場
合とを実施したが、いずれも実用上殆んど差異は認めら
れなかった。

巻き付は終端は終端部のみを局所的に被覆層へ融着させ
た。

この被覆パイプをプレスにて橢円に変形させた後、第５
図ａのようにその面の断面を観察したが、フィルム間の
層間剥離、パイプ表面との剥離は認められなかった。

これと比較のため、同じ溶融成形したフィルムを約１２
００±１８Ｃにて引張りによる６倍延伸をなし、２０μ
の延伸フィルム作りこれを実施例と同様にして金属パイ
プに巻き付は処理をなした後、同じく変形させた面を観
察したが、第５図すのように積層フィルムはその層間に
て不規則に剥離し、間隙１０及びフィルムとパイプとの
間隙１１を生じていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属パイプの熱可塑性樹脂のシートま
たはフィルムによる被覆法の模式平面図であり、第２図
は第１図のＡ −Ａ’面の断面であり、第３図は第１図
の装置の右側面であり、第４図は本発明によるフィルム
圧延法の一例であり、また第５図は金属パイプへの被覆
状態を示すものでａは本発明によるもの、ｂは延伸法に
て作られたシートまたはフィルムを使用して得たもので
ある。 １：金属パイプ、２，５：加熱装置、３：圧延フィルム
、４，４１：圧延用ロール、６：原反フィルム、８：接
着剤塗布ロール、９：接着剤、７：押えロール、１０：
積層量剥離による間隙、１１：フィルムとパイプとの間
隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂のシートまたはフィルムを、固体状態
   で少なくとも一対の圧延ロールにより長手方向にロール
   圧延し、次いで該圧延シートまたはフィルムをその融点
   より下かまたは軟化点以下の温度でロール圧延時の温度
   より高い温度の範囲内の所定温度に加熱すると共に、こ
   の加熱温度とほぼ同温度に予熱された金属パイプの外面
   に該シートまたはフィルムの一部が相互に重なり合うよ
   うに巻付けることを特徴とする、熱可塑性樹脂による金
   属パイプの被覆方法。 ２ 前記熱可塑性樹脂のシートまたはフィルムが長手方
   向に１．５〜１０倍に伸長される、前記特許請求の範囲
   第１項記載の被覆方法。 ３ ＠記予熱された金属パイプの外面に、前記シートま
   たはフィルムを巻付ける前に接着剤がアンダーコートさ
   れる、前記特許請求の範囲第１項記載の被覆方法。 ４ 前記熱可塑性樹脂が、高密度ポリエチレン、低密度
   ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共
   重合体等のポリオレフィン、およびエチレン酢酸ビニル
   共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル
   、ポリスチレン等、ならびにこれらにガラス繊維または
   無機物等の補強剤等を加れたものおよびさらに架橋処理
   したもののうちいずれかである、前記特許請求の範囲第
   １項記載の被覆方法。 ５ 前記熱可塑性樹脂がポリオレフィンであり、そのシ
   ートまたはフィルムの巻付は時の温度が、６００〜１５
   ０°Ｃの範囲でかつ該シートまたはフィルムの融点より
   低いかまたは軟化点以下である、前記特許請求の範囲第
   １項記載の被覆方法。 ６ 前記ロール圧延されたシートまたはフィルムを、前
   記金属パイプに巻付けた後前記所定湿度に加熱する、前
   記特許請求の範囲第１項記載の被覆方法。 ７ 前記ロール圧延されたシートまたはフィルムが１０
   〜６００μの厚さを有し、かつその幅が１００〜１５０
   ０ｍｍである、特許請求の範囲第１項記載の被覆方泥 ８ 前記少なくとも一対の圧延ロールが非等周速度で回
   転する、前記特許請求の範囲第１項記載の被覆方法。 ９ 前記接着剤が、ホットメルト系接着剤およびゴム系
   シーリング剤等のいずれかである、特許請求の範囲第３
   項記載の被覆方法。