JPS6038071A - 外面樹脂被覆金属管およびその製法 - 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、外面樹脂被覆金属管、特に外面エポキシ樹脂
被覆鋼管およびその製法に関する。

金属管の外面に防食用の樹脂被覆厚を設けた外面樹脂被
覆金属管、例えばエポキシ粉体の粉体塗装によって得ら
れた鋼管（以下、パ外面エポキシ粉体被覆鋼管”という
）は、外表面がブラスト等により前処理された鋼管を誘
導加熱等により２００〜２６０°Ｃに予熱した後、エポ
キシ粉体を静電粉体塗装方式等により厚さ２００〜６０
０μ程度に塗装し、次いでこれを熱硬化させてから冷却
して得られるものであり、耐高温性、生産性および被膜
補修性が良好なことから近年、ラインパイプ用防食被覆
鋼管として注目を浴び、特に米国において多大な実績を
あげている。

しかしながら、かかる外面樹脂被覆鋼管の出荷時の保護
梱包は簡単なゴムベルトの部分的な巻付程度であり、そ
のため、本来耐衝撃性の低いエポキシ粉体被膜はハンド
リング中、輸送途上あるいは埋設時に多大な損傷を被る
ことが多かった。

このような欠点を解消するには、エポキシ粉体被膜の外
面をさらに別の樹脂被膜からなる保護被覆層で覆うこと
が考えられるが、一般に非導電性であるそのような樹脂
被膜は電気防食上保護被覆層としては利用できない。一
方、別の防食被膜をさらに設けて保護被覆層とすること
も考えられるが、材料コストをも引き上げることになり
実際的でない。

かくして、本発明の目的とするところは、金属管の外面
に施した防食被覆層、例えばエポキシ粉体塗膜からなる
防食被覆層の表面を保護層で覆・うことにより被覆層全
体の耐衝撃性を向上させるとともに、その保護被覆層自
体にも電気防食上必要な防食を付与した安価な外面樹脂
被覆金属管を提供することである。

本発明の別の目的は、かかる電気防食上必要な項・電、
＃生を示す保護被覆層を備えるとともに耐衝撃性を改善
した外面樹脂被覆金属管の簡便な製法を提供することで
ある。

ここに、本発明者らは上述のような目的を達成すべく鋭
意研究を続けたところ、前記保護被覆層の物理的形態を
規制することによって耐衝撃性の向上と電気防食上の導
電性の付与という２つの目的を同時に達成できることを
知見し本発明を完成した。

よって、本発明の要旨とするところは、金属管の外面に
施された防食被覆層および該防食被ｒ７１Ｎの外面に接
着材層を介し”ζ設けられた保護被覆層を備え、前記接
着材層を介した前記防食被覆層と保護被覆層との間の接
着面積を全境界面積の少なくとも１０％以上とするとと
もに、前記保護被覆層に前記防食被覆層もしくは接着材
層に至る多数の貫通部を設け、該貫通部の横方向断面の
全面積を該保護被覆層の全表面積の５〜５０％としたこ
とを特徴とする、外面樹脂被覆金属管工および外面に防
食被覆層が設けられた金属管に該防食被覆層の全表面積
の少なくとも１０％以上の面積の領域に接着材を塗布し
て接着材層を設ける工程；該防食被覆層の外面の全面に
次いで保護被覆層を設ける工程；および横方向断面の全
面積が前記保護被覆層の全表面積の５〜５０％を占める
に十分な数の穴を該保護被覆層にあけて下層の防食被覆
層もしくは接着材層に至る貫通部を設りる工程から成る
外面樹脂被覆金属管の製法である。

上記金属管としては防食用被覆を必要とするものであれ
ば特に制限されないが、一般には鋼管、特にラインパイ
プ用鋼管が例示される。また、上記防食被覆層は電気防
食が施される被覆鋼管を主たる対象とし、その限りにお
いて特に制限されないが、今日一般的に利用されている
ものはすでに述べたように、エポキシ粉体被膜から成る
ものである。さらに、上記保護被覆層についても、適宜
接着材層を介して上記防食被覆層に接着されるものであ
ればいずれにあっても良いのであって、特に実際上の観
点からは以下に詳述するように熱可塑性ポリオレフィン
系樹脂が選ばれる。そして、この熱可塑性ポリオレフィ
ン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
通常のポリオレフィン系樹脂が利用できるが、低温耐衝
撃性に優れたポリエチレン樹脂が望ましい。

さらに、これら材料の被覆方式としては、通常の外面被
覆に用いられている／８１ｆｔｉ！押出方式押出体被覆
方式等が適用できる。

なお、以下にあっては説明の便宜上、金属管としてはラ
インパイプ用鋼管を、防食被覆層としてはエポキシ粉体
被膜からなるものを、そして保護被覆層としては溶融押
出による熱可塑性ポリオレフィン系樹脂からなるものを
それぞれ使って説明しているが、それらはいずれも代表
例として例示的に使用しているのであって、本発明がそ
れらにのみ制限されるものでないことば理解されるべき
である。

すなわち、外面エポキシ粉体被覆鋼管を利用する本発明
の実施態様によれば、通常の工程により管外面にエポキ
シ粉体被覆を行い、水冷後、その外表面に適宜接着材層
を介してポリエチレン等の熱可塑性ポリオレフィン系樹
脂からなる保護被覆層（好ましくは膜厚０．５〜２．０
　ｍｍ）を被覆することにより、防食被覆層のうえにさ
らに保護被覆層を設けた外面樹脂被覆金属管が得られる
。このときの保護被覆層と防食被覆層であるエポキシ被
膜とは、全面にわたっであるいは部分的に即ち両層の境
界面積の少なくとも１０％、好ましくは２０〜６０％が
接着材層を介して接着している。被覆されるポリオレフ
ィン系樹脂保護液５を層には防食被覆層であるエポキシ
粉体被膜もしくは接着材層表面に達する貫通部、具体的
には穴（欠陥）が形成されており、防食被覆層のエポキ
シ被膜が該（連部を介して外部雰囲気に部分的に連絡し
ている。かかる貫通部を設＆Ｊることにより、エポキシ
粉体被膜表面への水等の導電性流体の流通を確保して例
えば土中での電気防食機能を阻害しないようにするので
ある。該貫通部はその横方向断面の全面積が保護被膜層
の全表面積の５〜５０％、好ましくは１０〜３０％を占
める。

本発明の別の実施態様によれば、まず２００〜２６０°
Ｃに予熱した金属管、例えばラインパイプ用鋼管にエポ
キシ粉体被覆を施してから、水冷により鋼管温度を５０
°Ｃ以上とした後、連続的に保護被覆層を設ＬＪてもよ
いし、粉体被覆後水冷で常温近傍まで冷却し、再度誘導
加熱等で５０℃以上に予熱し、保護層を被覆してもよい
。鋼管温度を５０°Ｃ以上としたのは、それ以下である
と、後の工程で被覆される接着材の種類によってはその
接着材が急激に冷却固化され十分な密着力が得られない
場合があるからである。

本発明において使用する接着材としては、有機酸等で変
性された接着性ポリオレフィン樹脂、例えば無水マレイ
ン酸あるいはアクリル酸変性ポリオレフィン、−例とし
ては無水マレイン酸共重−接着性ポリオレフィン（三井
石油化学製、商品名゛アトマー”）やアスファルト−ゴ
ム系粘着相等がある。エポキシ粉体防食被覆層およびポ
リオレフィン系樹脂保護被覆層の両者に接着する材料は
適用可能であるが、特に実際上の観点からはポリエチレ
ン系接着材が望ましい。

また、このような接着材層を全面にあるいは部分的に形
成させるのは、内層の防食被覆層に保護被覆層、例えば
ポリオレフィン系樹脂層を接着させるためであるから、
接着材層としてはこの保護被覆層を内層のエポキシ粉体
被膜に接着により拘束するに充分な力があればよく、し
たがって、その塗布面積は両層の全境界面積の１０％以
上で十分である。一方、上述のような接着材層は絶縁体
として作用するから被覆層全体としての防食を確保する
ためには、その塗布面積は可及的に少ないほうがよい。

好ましくは２０〜６０％である。

次いで、保護被覆層としてのポリオレフィン系樹脂被覆
層を設けた直後、例えば、後述するよな突起の付いたロ
ーラー等により保護被覆層に穴（欠陥）を設ける。この
ような保護被覆層を貫通した貫通部を形成する手段は、
下層のエポキシ粉体防食被覆層もしくは接着材層が露出
するに十分な深さ、正確には保護被覆層を貫通した貫通
部を形成できるものであれば何等制限されないが、最も
簡単には上記のような突起付きのローラーが考えられる
。

このようにして、ポリオレフィン系樹脂保護被覆層に貫
通部すなわち露出部を設ける理由は第１図に示す如く、
金属管１の外表面に設けられた防食被覆層２が完全にポ
リオレフィン系樹脂の保護被覆層３しての本来の機能を
果たすことができなくなる。すなわち、一般にポリオレ
フィン系樹脂は透湿性がないと云われているが、厳しい
条件下では腐食の進行に充分な量の水・酸素が透過して
しまうのに対し、ポリオレフィン系樹脂被膜の電気抵抗
が高いため、保護被覆層３に欠陥がない場合、もし防食
用のエポキシ粉体被覆層に欠陥が発生していると、欠陥
部４に水・酸素が充分供給され腐食環境になるが、保護
被覆層３の電気抵抗が高く、したがって、防食電流は流
れず、欠陥部４でその周囲、ずなわら、図中点線で囲ん
だ部分の金属５が腐食することになる。符号６は接着材
層を示す。

一方、本発明の場合のように、第２図に示すように保護
被覆層３に被膜欠陥部である貫通部７があると、これを
通って水あるいは酸素が多量に防食被覆層２の表面に供
給されるが、反面、これらの部分が防食電流の回路を形
成し、電気防食を行った場合充分なる防食電流が流れ得
ることになるから、防食被覆層２に欠陥部４が生じても
、第１図の場合のような金属部分の腐食は起こらない。

また欠陥部４′においても保護被覆層３とエポキシ粉体
被覆層２の間には絶縁体であるポリオレフィン系樹脂接
着材層６が介在するが、そのｒＩＪが小である場合、そ
の端面から腐食液が容易に入り込むことができるから、
防食電流の回路となり上述同様この部分においても電気
防食を行う場合、金属部分の腐食は起こらない。また、
この接着材層６の厚みは一般には５０μ以上あればよく
、１００〜３００μが適当である。

゛なお、本発明において保護被覆層の欠陥面積つまり保
護被覆層の貫通部の横方向断面の全面積を保護被覆層の
全表面積に対し５％以上、５０％以下としたのは、５０
％以上を越えると、貫通部が多ずぎで保護被覆層を設け
たことの効果が少なく、一方、５％未満では、貫通部が
少なすぎて水、電気の導通に支障を来し、電気防食の効
果を減じるおそれがあるからである。また、各貫通部の
大きさは好ましくは直径］、Ｑｒｎｍ以下にするが、こ
れは貫通部直径がそれ以上の場合、埋設時等における衝
撃による被膜損傷が大きく保護被覆の効果が低下するた
めである。

最小の大きさは、水、電気が通りさえずればよく、一般
的には特に規定されるものではない。

ここで、本発明に係る外面被覆金属管の製法について図
面を参照してさらに説明すると、第３図において、慣用
の適宜手段で防食被覆層１０が設けられた金属管１１は
スキューローラ１２によって矢印方向に一定速度で回転
・搬送され、先ず誘導加熱装置１３で加熱され、次いで
、Ｔダイ１４により接着性樹脂の接着材層１５が塗布さ
れる。この接着性樹脂の塗布面積は全表面積の少なくと
も１０％であれば良い。引続いて搬送される。金属管１
１ば゛Ｆダイ１６によってポリエチレン樹脂の保護被覆
層１７が設けられる。この保護被覆Ｆｉ１７には好まし
くは塗布直後に孔あけ用ローラ１８によって貫通部が設
けられる。これにより下層の防食被覆層１０もしくは接
着材層１５が周囲環境に露出されることになる。このと
き貫通部横方向断面の全面積は全表面積の５〜５０％と
する。このようにして貫通部が形成されてからは、塗膜
は例えば水冷用シャワー１９で冷却され凝固する。

第４図は、第３図に示した保護被覆層１７を設ける工程
の横断面を示すものであって、ポリエチレン被膜をＴダ
イ１６から押出被覆した直後に、孔あけ用ローラ１８で
欠陥を形成して貫通部を設けているのが分かる。金属管
１１は絶えず一定速度で、図中矢印で示す方向に回転し
ている。

次に本発明を実施例に関連させてさらに説明する。

籏側土 外表面をブラストにより清浄にされた直径２０インチ（
約５００ｍｍ）の鋼管を、誘導加熱により２３０゛Ｃに
予熱し、エポキシ粉体材料（ビスフェノール系）を膜Ｊ
Ｉ３５’０〜４５０μに静電１５）体塗装し、熱硬化さ
せた後、水冷してエポキシ粉体被覆層とする。得られた
外面エポキシ粉体被覆鋼管を例１とした。

次いで、このエポキシ粉体被覆鋼管を用い、下層の第１
表に示した条件下で保護被覆層の形成を行い、得られた
被覆管をそれぞれ例２〜９とした。

かかる保護被覆層を有する各防食被覆′鋼管についてそ
の特性（耐衝撃性および電気防食性）を評価した。結果
を同じく第１表にまとめて示す。例２および例５にあっ
ては落電衝撃時（−４０℃）、１．５ｋ　ｇ　−ｍで保
護被覆層全面に脆性割れが発生し、被膜の欠落がみられ
た。また、例３にあっては同しく落電衝撃時（−４０°
Ｃ）　、１．５ｋ　ｍで保護被覆層の脆性割れが生じる
が、この場合は接着材層の部分で割れの伝播が停止した
。

比較例である例１〜３．５〜６．８および本発明の例で
ある例４．９の各試験結果の比較からも明らかなように
、保護ｗ１．覆層にポリオレフィン樹脂を適用し、その
被膜を接着材により全面あるいは部分的に拘束して、保
護被覆層に人工的欠陥を作成することにより、外面防食
被覆の耐衝撃性にすぐれ、かつ地中埋設時の電気防食性
にすくれた保護被覆を有する防食被覆鋼管が得られるこ
とが分かる。

洟斯ｌ吐１ 本例は保護被覆層としてのポリエチレン樹脂とポリプロ
ピレン樹脂との而（衝撃性を比較するもので、実施例１
を繰り返すことによって、エポキシ粉体被膜の防食被覆
層（厚さ４００μ）、変性ポリエチレンの接着材層（厚
さ１００μ）、そしてそのうえに厚さ１．５ｍｍのポリ
エチレンまたはポリプロピレンの保護被覆層を設け、次
いでこのようにしてｆｌた被覆鋼管から試験片を切り出
した（金属部分の厚さ１２．７ｍ１１）。

本例にあっては、貫通部の横方向断面の全面積は１０％
、接着制層の占める面積割合は５％であった。

このようにして得られた試験片について実施例１に示し
た耐落重衝撃性の試験を行い、そのとき得られたデータ
を第５図にグラフでまとめて示す。常温以上ではとくに
差はないが、−４０°Ｃという低温では保護被覆層とし
てはポリエチレン保護被覆層がすぐれていることが分か
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、下層の防食被覆層を露出させずに全面に保護
被覆層を設けた場合の外面被覆鋼管の一部の略式断面図
； 第２図は、同じく貫通部を設けた場合の略式断面図； 第３図は、本発明に係る外面被覆鋼管の製造工程を示す
略式説明図： 第４図は、横断面図で示す同じく略式説明図：第５図は
、保護被覆層を設けた場合の耐衝撃性の改善効果を示す
ために、温度に対し衝撃エネルギー値をプロットして得
たグラフである。 ■＝金属管　２：防食被覆層 ３：保護被覆層　４．４゛：欠陥部 ５：金属腐食部　６：接着４，１層 ７：貫通部 出願人　住友金属工業株式会社 代理人　弁理士　広　瀬　章　− 狐１図 応３閏 罠４　図 ４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属管の外面に施された防食被覆層および該防食
   被覆層の外面に接着材層を介して設けられた保護液ｒｉ
   、Ｎを備え、前記接着材層を介した前記防食被覆層と保
   護被覆層との間の接着面積を全境界面積の少なくとも１
   ０％以上とするとともに、前記保護被覆層に前記防食被
   覆層もしくは接着材層に至る多数の貫通部を設け、該貫
   通部の横方向断面の全面積を該保護被覆層の全表面積の
   ５〜５０％としたことを特徴とする、外面樹脂被覆金属
   管。
2. （２）外面に防食被覆層が設けられた金属管に該防食被
   覆層の全表面積の少なくとも１０％以上の面積の領域に
   接着材を塗布して接着材層を設ける工程；該防食被覆層
   の外面の全面に次いで保護被覆層を設ける工程；および
   横方向断面の全面積が前記保護樋覆雇の全表面積の５〜
   ５０％を占めるに十分な数の穴を該保護被覆層にあけて
   下層の防食被覆層もしくは接着材層に至る貫通部を設り
   る工程から成る外面樹脂被覆金属管の製法。