JPS606769B2 - 金属管の被覆方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属管の被覆方法に関するものであり、特に金
属管をカルボン酸変性ボリオレフィンで被覆する方法に
関するものである。

金属管をその軸を中心として回転させつつ押出機に対し
て相対的に前進させ、押出機から押出機されたポリオレ
フィンフィルムを該管上に螺旋状に巻き付けることによ
りなる金属管の被覆方法は公知である。

この方法は大口蓬の金属管の被覆に特に有利である。し
かしポリオレフィンは金属に対して接着性がないので、
ポリオレフィンを金属管に強固に結合するには「ポリオ
レフィンを改質したり接着剤を作用したりして、金属に
対するポリオレフィンの接着性を改良しなければならな
い。このような接着性改良法の一つに「金属に硬化剤を
含む熱硬化性ェポキシ樹脂組成物を塗布し、次いでその
上をカルボン酸変性ポリオレフインで被覆し、最後に全
体をカルボン酸変性ポリオレフィンの融点以上に加熱し
てェポキシ樹脂組成物を硬化させると共にカルボン酸変
性ポリオレフィンを金属に融着させる方法がある（米国
特許第４０４８３５露参照）。この方法によれば、接着
は強固であり、特に耐塩水性に富むとされている。

しかし、この方法を前述の金属管の被覆方法に適用する
には幾多の困難がある。その一つはェポキシ樹脂組成物
を溶液として塗布する場合、ポリオレフィンを被覆する
前に溶媒を低温で完全に蒸発させなければならす「溶媒
除去に時間を要するので生産性が悪いことである。この
時間を短縮するには、金属管を加熱して高温で溶媒除去
を行なうことを要する。しかし「硬化剤を含むェポキシ
樹脂組成物を高温にさらすと硬化が起きて所期の接着性
能が達成されないおそれがある。また、押出機から押出
されたカルボン酸変性ポリオレフィンフィルムは「金属
管の温度が低い場合には「金属管に対する接着性が悪い
。従って該ポリオレフィンフィルムを金属管に巻き付け
た後に全体を加熱して、該ポリオレフインフィルムを融
着させると共にェポキシ樹脂組成物を硬化させなければ
ならない。しかしポリオレフィンフィルムは熱伝導性が
悪いので、これを巻き付けた金属管を外部から加熱する
のは有利ではない。また、加熱温度は適切に制御する必
要があり、これに失敗すると接着が不完全となったり、
溶融したポリオレフィンが金属管上で流れて、被覆金属
管の表面性状を悪くしたり、さらにはポリマーの劣化を
起こしたりする。更にェポキシ樹脂組成物の硬化が終了
するまで十分な時間高温に保持しなければならないのは
生産性が悪い。従って本発明の目的は、硬化剤を含むェ
ポキシ樹脂組成物を接着剤としてポリオレフィンを金属
管に強固に接着する方法に関する。特に本発明はその際
の生産性を向上させる方法に関する。本発明によれば、
金属管に硬化剤を含むェポキシ樹脂組成物を塗布し且つ
該管を加熱し、該管をその軸を中心として回転させつつ
押出機に対して相対的に移動させ、ェポキシ樹脂組成物
のゲル化が３０％以上進行しているが完全にはゲル化し
ていない状態においてその上に該押出機から押出された
カルボン酸変性ポリオレフィンフィルムを螺旋状に巻き
付けて融着させ且つヱポキシ樹脂組成物を硬化させるこ
とにより、耐塩水性その他の諸特性にすぐれたポリオレ
フィン被覆を生産性よく金属管上に形成することができ
る。本発明を詳細に説明すれＥよ、本発明は基本的には
押出機から押出されたポリオレフィンフィルムを金属管
に螺旋状に巻き付ける公知の任意の方法及び装置を用い
て実施することができる。

例えば軌道に沿ってェポキシ樹脂組成物の塗布装置、加
熱装置、押出機及び冷却装置を順次配置し、軌道上に戦
遣された架台に金属管をのせ、金属管をその軸を中心と
して回転させつつ架台を移動させて上述の諸装置を順次
通過させる方法を用いることができる。これらの諸装置
としては公知の任意のものを用いることができる。例え
ば塗布装置としては贋霧塗布装置や塗布ナイフを使用す
る装置などが用いられる。加熱装置としては電気炉が好
適である。袷却装置としては冷煤を贋霧する形式のもの
が好適である。なおＬ塗布装置と加熱装置との配置順序
は逆にすることもできる。また冷却装置は省略すること
もできる。更に金属管を移動させる代りに、上述の諸装
置を軌道上に数層して移動させる方式を用いることもで
きる。塗布装置では金属管の表面に硬化剤を含むェポキ
シ樹脂組成物を塗布する。

塗膜の厚さは通常、１〜５０ミクロン程度で十分である
。ェポキシ樹脂組成物としては多数のものが市販されて
おり、また、前述の米国特許にも詳細に記載されている
ので、これらの中から接着性能及び硬化条件等を考慮し
て適宜のものを用いればよい。加熱装置では、ェポキシ
樹脂組成物がゲル化し且つ押出されたカルボン酸変性ポ
リオレフィンの溶融フィルムが金属管に融着するに必要
な温度まで、金属管を加熱する。金属管の温度が低いと
、該溶融フィルムは金属管に接触すると直ちに固化し、
金属管に良好に接着しない。本発明の好ましい一実施態
様においては、この加熱装置で金属管に供給された熱及
び巻き付けられたカルボン酸変性ポリオレフィンフィル
ム（さらに場合によってはトこの上に巻き付けられたポ
リオレフィンフィルム）の保有熱により、該フィルムの
融着及びェポキシ樹脂組成物の硬化が行なわれる。従っ
て加熱温度はこれらの点をも考慮して定めるのが好まし
い。加熱温度の上限はェポキシ樹脂組成物の熱劣化及び
ポリオレフィンフィルムを巻き付けるまでに進行するェ
ポキシ樹脂組成物のゲル化率を考慮して決定されるが、
通常は２５０００以下である。本発明においては、ェポ
キシ樹脂組成物が少くとも３０％ゲル化しているが完全
にはゲル化しておらず且つ金属管がカルボン酸変性ポリ
オレフィンと良好に接着する温度である状態において、
押出機から押出されたカルボン酸変性ポリオレフィンフ
ィルムを金属管に巻き付けて該フィルムを金属管に高虫
着させる。

好ましくは金属管が９０００以上、特に該フィルムの融
点以上の温度のときに該フィルムを金属管に巻き付ける
。前述の米国特許にも明記されているように、金属とカ
ルポン酸変性ポリオレフィンとの融着による接着は、そ
の間に介在させるェポキシ樹脂組成物の状態により異な
り、未硬化すなわち全くゲル化の進行していないェポキ
シ樹脂組成物を介在させた場合には耐塩水性に富む接着
物が得られるが、硬化したェポキシ樹脂組成物を介在さ
せた場合には耐塩水性に富む接着物は得られない。

本発明者らは禾硬化でもなくまた硬化でもない状態、す
なわちゲル化が部分的に進行したェポキシ樹脂組成物を
介在させた場合の接着性について研究した結果、この状
態においてもェポキシ樹脂組成物は金属とカルポン酸変
性ポリオレフィンとを強固に結合して耐塩水性に富む接
着物を与えることを見出した。例えば予じめフラスト処
理した軸２０側、長さ９仇肌の試験鋼板に硬化剤を含む
ェポキシ樹脂組成物を塗布し、加熱してゲル化させ、次
いでこの上にポリエチレンに無水マレィン酸をグラフト
重合させた変性ポリオレフィンのフィルムを重ね、１８
０ｏｏで１０分間加熱して該フィルムを融着させると、
フィルムは試験片上に強固に接着した。この試験片を、
塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム乃び重炭酸ナトリウム
を各１（重量）％含む６０００の水溶液中に浸潰し、各
時間毎にフィルムの剥離状態を測定した結果は第１表の
通りであった。第 １ 表 最大剥離距離（物） 注） 最大剥離距離は．剥離が最も内部まで進行した川
から−化 の、姉までの距離である。

第１表の試験例から明らかなように、本発明によれば未
硬化のェポキシ樹脂組成物を介在させた場合と同等のあ
るいはそれ以上の性能を有する接着物を得ることができ
る。

本発明においてカルボン酸変性ポリオレフィンを巻き付
ける際のェポキシ樹脂組成物のゲル化率は、所望の接着
性能と生産性とを考慮して決定する。

本発明方法ではェポキシ樹脂組成物を塗布してからカル
ボン酸変性ポリオレフィンを巻き付けるまでには、数分
ないし十数分の時間を必要とする。若し、この間に高温
にさらされるにもかかわらずゲル化が実質的に進行しな
いようであれば、カルボン酸変性ポリオレフィンフィル
ムを巻き付けてからェポキシ樹脂組成物の硬化が完了す
るまでに長時間を要することとなり、低い生産性しか達
成されない。一方、カルボン酸変性ポリオレフィンフィ
ルムを巻き付けるまでにゲル化が進行していればいるほ
ど、フィルムを巻き付けてからェポキシ樹脂組成物の硬
化が完了するまでの所要時間は短縮される。しかしゲル
化が進み過ぎると、第１表からも窺われるように接着性
能が低下する傾向がある。従ってカルボン酸変性ポリオ
レフィンフィルムを巻き付ける際のェポキシ樹脂組成物
のゲル化率は３０％以上、好ましくは５０〜８０％であ
る。カルボン酸変性ポリオレフィンとしてはトオレフィ
ンと不飽和カルボン酸もしくはその無水物との共重合物
又はポリオレフィンと不飽和カルボン酸もしくはその無
水物との反応物（いわゆるグラフト重合物）など公知の
種々のものを用いることができる。

また、これらのカルポン酸変性ポリオレフィンと未変性
のポリオレフィンとの混合物も用いることができ「本発
明にいうカルボン酸変性ポリオレフィンとはかかる混合
物をも意味するものである。カルボン酸変性ポリオレフ
ィン中の不飽和カルボン酸またはその無水物の含有量は
０４０１〜５（重量）％が好ましい。好適なカルボン酸
変性ポリオレフィンは「低密度ポリェチレント中密度ポ
リエチレン、高密度ポリエチレン「ポリプロピレン、ポ
リブテン−１「ポリ−４−メチルベンテン−１、エチレ
ンープロピレン共重合体、エチレンーブテン−１共重合
体などのポリオレフィンに無水マレィン酸を反応させた
無水マレィン酸変性ポリオレフィン又はこれと禾変性ポ
リオレフィンとの混合物である。

金属管上に巻き付けるカルボン酸変性ポリオレフィンの
厚さは任意である。カルボン酸変性ポリオレフィン被膜
上に更に他の被膜を形成しない場合には、その厚さは２
肋〜５脚程度が好ましい。また、数十〜数百ミクロンの
カルボン酸変性ポリオレフィン被膜を形成し、更にその
上を未変性のポリオレフィンフィルムで被覆して全体の
厚さを２肋〜５柳程度にしてもよい。こ場合にはカルボ
ン酸変性ポリオレフィンを巻き付けたのる直ちに、すな
わちカルボン酸変性ポリオレフィンが溶融状態にある間
に、同じく別の押出機から押出されて熔融状態にある未
変性ポリオレフィンフィルムを巻き付けて融着させるの
が好ましい。カルボン酸変性ポリオレフィンと未変性ポ
リオレフィンとを共押出しして巻き付けることもできる
。本発明においては金属管にポリオレフィンを巻き付け
たのちし引続きェポキシ樹脂組成物のゲル化を進行させ
て、ェポキシ樹脂の硬化を完了させる。

通常、これはポリオレフィンフィルムを巻き付けた金属
管を所定時間そのまま保持することにより行なわれる。
すなわち金属管をあらためて加熱しなくても、それ自体
の保有する熱で融着及び硬化を行なわせることができる
。ェポキシ樹脂組成物の硬化が終了したならばふ冷却用
空気を吹き付けるか又は冷却水を項霧して冷却するのが
好ましい。以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば金属管をポリオレフィンで被覆する際の生産性を蓄る
しく向上させることができ、工業上益するところ多大で
ある。

なお、本明細書におけるェポキシ樹脂組成物のゲル化率
の測定法は次の通りである。

エチレングリコ−ルモノメチルエーテルとメチルエチル
ケトンとを１三１（容量比）で混合した混合溶媒に「金
属板にェポキシ樹脂組成物を塗布したのち加熱してゲル
化させた試験片を浸潰し、２５００で５分間保持してゲ
ル化していない部分を熔出させる。

次いで試験片を取出してよく乾燥させる。金属板の重量
をＡ（夕）、浸債前の試験片の重量をＢ（夕）「浸贋後
の試験片の重量をＣ（夕）とすると、ゲル化率は次式で
与えられる。

ゲル化率（％）＝葺合×ｌｏｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属管をその軸を中心として回転させつつ押圧機に
   対して相対的に前進させ、押出機から押出されたカルボ
   ン酸変性ポリオレフインフイルムを該管上に螺旋状に巻
   き付けることよりなる金属管の被覆方法において、該管
   上に硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物を塗布し且つ該管
   を加熱してエポキシ樹脂組成物のゲル化が３０％以上進
   行しているが完全にはゲル化していない状態にし、次い
   でこの状態にあるエポキシ樹脂組成物の上にカルボン酸
   変性ポリオレフインフイルムを巻き付けて融着させエポ
   キシ樹脂組成物を硬化させることを特徴とする方法。 ２ エポキシ樹脂組成物のゲル化が５０〜８０％に達し
   たときにカルボン酸変性ポリオレフインフイルムを巻き
   付けて融着させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 金属管上に硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物を塗布
   したのち該金属管を加熱することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ 金属管を加熱したのち該金属管上に硬化剤を含むエ
   ポキシ樹脂組成物を塗布することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ５ カルボン酸変性ポリオレフインフイルムを巻き付け
   る際の金属管の表面温度が９０℃以上２５０℃以下であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   のいずれかに記載の方法。 ６ カルボン酸変性ポリオレフインフイルムを巻き付け
   る際の金属管の表面温度が該カルボン酸変性ポリオレフ
   インフイルムの融点以上２５０℃以下であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
   記載の方法。 ７ カルボン酸変性ポリオレフインフイルムを巻き付け
   たのち、更に加熱することなくエポキシ樹脂組成物を硬
   化させることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
   第６項のいずれかに記載の方法。 ８ カルボン酸変性ポリオレフインフイルムを融着させ
   た上に更にポリオレフインフイルムを巻き付けて融着さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７
   項のいずれかに記載の方法。 ９ カルボン酸変性ポリオレフインフイルムとポリオレ
   フインフイルムとを重ねて同時に巻き付けて融着させる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第７項の
   いずれかに記載の方法。