JP3168871B2 - ポリオレフィン被覆鋼管 - Google Patents
ポリオレフィン被覆鋼管Info
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- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、−60℃から60℃までの
広範囲の温度域で使用可能な外面ポリオレフィン被覆鋼
管に関するものである。
広範囲の温度域で使用可能な外面ポリオレフィン被覆鋼
管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ポリオレフィン被覆鋼管は、鋼材の防食
のため、鋼管の外周表面にポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン樹脂を被覆した鋼管であり、防
食性能に優れているため、原油、天然ガス輸送のための
ラインパイプ用に使用されている。然るに、近年、エネ
ルギー需要の増加に伴う油田開発の進行により、その使
用環境は従来にない極地、砂漠など過酷化の一途を辿っ
ている。特に、ロシアなどの極寒地でのラインパイプ使
用環境の保証温度は、従来−45℃までであったものが、
−60℃までに及ぶ環境での需要も見られるようになっ
た。このため、低温から高温に及ぶ広範な領域での使用
が可能な被覆鋼管のニーズが高まっているが、従来の製
造方法ではこのニーズに対応できない。
のため、鋼管の外周表面にポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィン樹脂を被覆した鋼管であり、防
食性能に優れているため、原油、天然ガス輸送のための
ラインパイプ用に使用されている。然るに、近年、エネ
ルギー需要の増加に伴う油田開発の進行により、その使
用環境は従来にない極地、砂漠など過酷化の一途を辿っ
ている。特に、ロシアなどの極寒地でのラインパイプ使
用環境の保証温度は、従来−45℃までであったものが、
−60℃までに及ぶ環境での需要も見られるようになっ
た。このため、低温から高温に及ぶ広範な領域での使用
が可能な被覆鋼管のニーズが高まっているが、従来の製
造方法ではこのニーズに対応できない。
【０００３】一般に、ポリオレフィン樹脂は、無極性の
高分子材料であるため化学的安定性、機械的特性は優れ
ているが、鋼管のような極性を有する表面との密着性に
乏しいという問題を有している。このため、オレフィン
を不飽和カルボン酸あるいはその無水物とを共重合させ
ることにより得られた変性ポリオレフィン樹脂からなる
接着層介して、鋼管上にポリオレフィン樹脂層を被覆す
る方法が従来用いられてきた。
高分子材料であるため化学的安定性、機械的特性は優れ
ているが、鋼管のような極性を有する表面との密着性に
乏しいという問題を有している。このため、オレフィン
を不飽和カルボン酸あるいはその無水物とを共重合させ
ることにより得られた変性ポリオレフィン樹脂からなる
接着層介して、鋼管上にポリオレフィン樹脂層を被覆す
る方法が従来用いられてきた。
【０００４】しかしながら、この変性ポリオレフィン樹
脂層は、常温での初期密着性には優れているものの、高
温、湿潤環境下に長時間晒されたり、夏冬または昼夜な
どの寒暖の差による長期の冷熱サイクルを受けると鋼管
面とポリオレフィン樹脂層の密着性低下が起こる。
脂層は、常温での初期密着性には優れているものの、高
温、湿潤環境下に長時間晒されたり、夏冬または昼夜な
どの寒暖の差による長期の冷熱サイクルを受けると鋼管
面とポリオレフィン樹脂層の密着性低下が起こる。
【０００５】そこで、この対策として、鋼管表面にリン
酸やクロム酸系の化成処理を施す方法、あるいは、鋼管
面に、エポキシウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニ
ルアルコールなどのプライマーを塗布する方法、あるい
は、この両者を併用する方法が用いられている。
酸やクロム酸系の化成処理を施す方法、あるいは、鋼管
面に、エポキシウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニ
ルアルコールなどのプライマーを塗布する方法、あるい
は、この両者を併用する方法が用いられている。
【０００６】従って、ポリオレフィン被覆鋼管は通常、
次のような手順で製造されている。まず、鋼管表面を脱
脂後、酸化皮膜をグリッドブラストまたはショットブラ
ストによって除去し、リン酸またはクロム酸による化成
処理を施す。その後、例えばエポキシ樹脂とアミン系硬
化剤からなるプライマーを塗布し、鋼管表面を所定温度
に加熱することにより硬化させる。次に、硬化後のプラ
イマー層上に、粉末塗装法あるいは溶融押出法などによ
り、接着層となる変性ポリオレフィン樹脂と、被覆層と
なるポリオレフィン樹脂を順次または同時に積層被覆す
ることによりポリオレフィン被覆鋼管を得る。
次のような手順で製造されている。まず、鋼管表面を脱
脂後、酸化皮膜をグリッドブラストまたはショットブラ
ストによって除去し、リン酸またはクロム酸による化成
処理を施す。その後、例えばエポキシ樹脂とアミン系硬
化剤からなるプライマーを塗布し、鋼管表面を所定温度
に加熱することにより硬化させる。次に、硬化後のプラ
イマー層上に、粉末塗装法あるいは溶融押出法などによ
り、接着層となる変性ポリオレフィン樹脂と、被覆層と
なるポリオレフィン樹脂を順次または同時に積層被覆す
ることによりポリオレフィン被覆鋼管を得る。
【０００７】プライマーとしては、特開昭57−113871号
公報に記載されているような、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂とアミン系硬化剤からなるエポキシ系プライマ
ーがあるが、この種のプライマーを用いて製造されたポ
リオレフィン被覆鋼管は、常温での陰極電解剥離性には
優れているものの、常温での接着強度が低位であり、ま
た−45℃を下回る温度域での低温衝撃性にも劣ってい
る。
公報に記載されているような、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂とアミン系硬化剤からなるエポキシ系プライマ
ーがあるが、この種のプライマーを用いて製造されたポ
リオレフィン被覆鋼管は、常温での陰極電解剥離性には
優れているものの、常温での接着強度が低位であり、ま
た−45℃を下回る温度域での低温衝撃性にも劣ってい
る。
【０００８】特開昭４−19041 号では、鋼管の外面にエ
ポキシプライマー層および変性ポリエチレン被覆層を介
して架橋ポリエチレンを積層するポリエチレン被覆鋼管
が提案されている。しかし、このポリエチレン被覆鋼管
は高温での耐久性には優れているものの、−60℃という
極低温下では被覆層が脆化し、衝撃試験に供した場合、
皮膜面に割れが発生するという問題を有する。
ポキシプライマー層および変性ポリエチレン被覆層を介
して架橋ポリエチレンを積層するポリエチレン被覆鋼管
が提案されている。しかし、このポリエチレン被覆鋼管
は高温での耐久性には優れているものの、−60℃という
極低温下では被覆層が脆化し、衝撃試験に供した場合、
皮膜面に割れが発生するという問題を有する。
【０００９】また、特公平３−29588 号公報で提案され
ている、特定の結晶性エチレン−プロピレンブロックコ
ポリマーを被覆層に用いたポリプロピレン被覆鋼管も、
高温での機械的特性、耐食性には優れているが、−30℃
以下の低温域では、被覆層の低温脆化を生じ、その使用
が不可能となるという問題がある。
ている、特定の結晶性エチレン−プロピレンブロックコ
ポリマーを被覆層に用いたポリプロピレン被覆鋼管も、
高温での機械的特性、耐食性には優れているが、−30℃
以下の低温域では、被覆層の低温脆化を生じ、その使用
が不可能となるという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、−60
℃から60℃に及ぶ広範囲の温度領域での使用が可能なポ
リオレフィン被覆鋼管、すなわち、この温度領域の全域
において被覆が優れた密着性および耐食性を示し、長期
の冷熱サイクルに耐え、−60℃でも被覆層の脆化がな
く、良好な耐衝撃性を示すポリオレフィン被覆鋼管を提
供することである。
℃から60℃に及ぶ広範囲の温度領域での使用が可能なポ
リオレフィン被覆鋼管、すなわち、この温度領域の全域
において被覆が優れた密着性および耐食性を示し、長期
の冷熱サイクルに耐え、−60℃でも被覆層の脆化がな
く、良好な耐衝撃性を示すポリオレフィン被覆鋼管を提
供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決すべく、ポリオレフィン被覆鋼管の被覆層ポ
リオレフィン材料の低温靱性向上、その膜厚、下地処理
について鋭意検討した結果、−60℃から60℃という広範
囲な温度域で優れた機械的特性、耐食性を有し、耐冷熱
サイクル特性も良好な被覆システムを見い出し、本発明
を完成させた。
題点を解決すべく、ポリオレフィン被覆鋼管の被覆層ポ
リオレフィン材料の低温靱性向上、その膜厚、下地処理
について鋭意検討した結果、−60℃から60℃という広範
囲な温度域で優れた機械的特性、耐食性を有し、耐冷熱
サイクル特性も良好な被覆システムを見い出し、本発明
を完成させた。
【００１２】ここに、本発明の要旨は、鋼管の外表面に
下地処理を施した後、プライマー層および変性ポリオレ
フィン接着樹脂層を介してポリエチレン樹脂を被覆した
ポリオレフィン被覆鋼管において、プライマー層、変性
ポリオレフィン接着樹脂層およびポリオレフィン被覆樹
脂層の合計膜厚が２〜６mmであり、かつポリオレフィン
被覆樹脂層が、直鎖低密度ポリエチレン100 重量部およ
び高圧法低密度ポリエチレン10〜50重量部を含有する組
成物からなることを特徴とするポリオレフィン被覆鋼
管、である。
下地処理を施した後、プライマー層および変性ポリオレ
フィン接着樹脂層を介してポリエチレン樹脂を被覆した
ポリオレフィン被覆鋼管において、プライマー層、変性
ポリオレフィン接着樹脂層およびポリオレフィン被覆樹
脂層の合計膜厚が２〜６mmであり、かつポリオレフィン
被覆樹脂層が、直鎖低密度ポリエチレン100 重量部およ
び高圧法低密度ポリエチレン10〜50重量部を含有する組
成物からなることを特徴とするポリオレフィン被覆鋼
管、である。
【００１３】また、上記ポリオレフィン被覆鋼管におい
て、ポリオレフィン被覆樹脂層が、直鎖低密度ポリエチ
レン100 重量部、高圧法低密度ポリエチレン10〜50重量
部およびエチレン−酢酸ビニル共重合体７重量部以下を
含有する組成物から形成されていてもよい。
て、ポリオレフィン被覆樹脂層が、直鎖低密度ポリエチ
レン100 重量部、高圧法低密度ポリエチレン10〜50重量
部およびエチレン−酢酸ビニル共重合体７重量部以下を
含有する組成物から形成されていてもよい。
【００１４】本発明者らは先に、エポキシプライマーと
してビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポ
キシ樹脂、フェニルグリシジルエーテル、硬化剤および
反応促進剤からなるプライマー組成物を使用し、低温脆
化温度−50℃、変性率0.2 ％以上の変性ポリオレフィン
樹脂を接着層とすることにより、−60℃〜60℃までの広
範囲な温度域での使用が可能となるポリオレフィン被覆
鋼管を提案した (特願平７−17125 号) 。このポリオレ
フィン被覆鋼管は、−60℃での低温環境下において、Ａ
ＳＴＭ法に準拠した落重衝撃試験の結果では、30Ｊに及
ぶ衝撃値でも皮膜の割れを生じない。しかしながら、寒
冷地ではポリオレフィン被覆鋼管のハンドリング、運搬
作業を想定した場合、更に、厳しい低温衝撃性の評価
(例えば、−60℃での皮膜へのタガネ打込み) でも皮膜
面に割れの発生しないポリオレフィン被覆鋼管が望まれ
る。
してビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポ
キシ樹脂、フェニルグリシジルエーテル、硬化剤および
反応促進剤からなるプライマー組成物を使用し、低温脆
化温度−50℃、変性率0.2 ％以上の変性ポリオレフィン
樹脂を接着層とすることにより、−60℃〜60℃までの広
範囲な温度域での使用が可能となるポリオレフィン被覆
鋼管を提案した (特願平７−17125 号) 。このポリオレ
フィン被覆鋼管は、−60℃での低温環境下において、Ａ
ＳＴＭ法に準拠した落重衝撃試験の結果では、30Ｊに及
ぶ衝撃値でも皮膜の割れを生じない。しかしながら、寒
冷地ではポリオレフィン被覆鋼管のハンドリング、運搬
作業を想定した場合、更に、厳しい低温衝撃性の評価
(例えば、−60℃での皮膜へのタガネ打込み) でも皮膜
面に割れの発生しないポリオレフィン被覆鋼管が望まれ
る。
【００１５】本発明のポリオレフィン被覆鋼管は、この
ような厳しい低温衝撃性の要求を満たすものであり、例
えば、−60℃での皮膜へのタガネ打込みでも皮膜面に割
れが発生しないという、優れた低温衝撃特性を有する。
ような厳しい低温衝撃性の要求を満たすものであり、例
えば、−60℃での皮膜へのタガネ打込みでも皮膜面に割
れが発生しないという、優れた低温衝撃特性を有する。
【００１６】
【作用】以下、本発明を詳しく説明する。本発明のポリ
オレフィン被覆鋼管は、鋼管の外面に下から順にクロメ
ート処理層、プライマー層、変性ポリオレフィン接着樹
脂層、およびポリオレフィン樹脂層の４層を有してい
る。
オレフィン被覆鋼管は、鋼管の外面に下から順にクロメ
ート処理層、プライマー層、変性ポリオレフィン接着樹
脂層、およびポリオレフィン樹脂層の４層を有してい
る。
【００１７】被覆する鋼管（原管）の種類や寸法は特に
制限されず、任意の種類 (例えば、炭素鋼、ステンレス
鋼等の合金鋼) からなる鋼管でよいが、輸送用ラインパ
イプに用いる場合は、通常は炭素鋼管である。また、メ
ッキ鋼管も原管として使用できる。下地処理としては被
覆前に、予め、鋼管の外周表面を、アルカリにより脱脂
後、グリッドまたはショットにより研掃して、ミルスケ
ール等を除去し清浄化しておくことが望ましい。
制限されず、任意の種類 (例えば、炭素鋼、ステンレス
鋼等の合金鋼) からなる鋼管でよいが、輸送用ラインパ
イプに用いる場合は、通常は炭素鋼管である。また、メ
ッキ鋼管も原管として使用できる。下地処理としては被
覆前に、予め、鋼管の外周表面を、アルカリにより脱脂
後、グリッドまたはショットにより研掃して、ミルスケ
ール等を除去し清浄化しておくことが望ましい。
【００１８】さらに、他の下地処理としてのクロメート
処理は、表面が清浄化された鋼管外面へ、エアスプレ
ー、エアレススプレー、しごき塗り等の従来公知の方法
により、クロメート処理液を塗布することにより施され
る。
処理は、表面が清浄化された鋼管外面へ、エアスプレ
ー、エアレススプレー、しごき塗り等の従来公知の方法
により、クロメート処理液を塗布することにより施され
る。
【００１９】使用するクロメート処理液は特に限定され
ないが、防食性の観点から、シリカ微粉末と６価および
３価のクロムイオンを含有する塗布型クロメート処理液
が好ましい。あるいは、さらに、リン酸を添加して、使
用することもできる。
ないが、防食性の観点から、シリカ微粉末と６価および
３価のクロムイオンを含有する塗布型クロメート処理液
が好ましい。あるいは、さらに、リン酸を添加して、使
用することもできる。
【００２０】クロメート処理液の塗布後、鋼管を加熱し
てクロメート皮膜を焼き付ける。鋼管の加熱方法として
は、高周波誘導加熱、遠赤外線加熱、ガス加熱などの従
来公知の方法を適用することができる。クロメート皮膜
の付着量は、全Cr付着量として50〜1000g/m2の範囲内が
好ましい。
てクロメート皮膜を焼き付ける。鋼管の加熱方法として
は、高周波誘導加熱、遠赤外線加熱、ガス加熱などの従
来公知の方法を適用することができる。クロメート皮膜
の付着量は、全Cr付着量として50〜1000g/m2の範囲内が
好ましい。
【００２１】次いで、その表面にプライマーを塗布す
る。プライマーの塗布は、スプレー塗り、ローラ塗り、
刷毛塗り、しごき塗り、流れ塗りなどの従来公知の技術
によることができる。
る。プライマーの塗布は、スプレー塗り、ローラ塗り、
刷毛塗り、しごき塗り、流れ塗りなどの従来公知の技術
によることができる。
【００２２】プライマー層は、防食性および低温衝撃性
の点からは、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェニル
グリシジルエーテル、硬化剤および反応促進剤からな
り、さらに必要に応じてノボラック型エポキシを含有す
るエポキシ系プライマー組成物から形成され、そのガラ
ス転移温度 (Ｔｇ) が60〜80℃であることが好ましい
が、これに限定されず、エポキシウレタン樹脂、ポリビ
ニルアルコール等のプライマーを使用してプライマー層
を形成してもよい。
の点からは、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェニル
グリシジルエーテル、硬化剤および反応促進剤からな
り、さらに必要に応じてノボラック型エポキシを含有す
るエポキシ系プライマー組成物から形成され、そのガラ
ス転移温度 (Ｔｇ) が60〜80℃であることが好ましい
が、これに限定されず、エポキシウレタン樹脂、ポリビ
ニルアルコール等のプライマーを使用してプライマー層
を形成してもよい。
【００２３】上記好ましいエポキシ系プライマー組成物
で使用するビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック
型エポキシ、フェニルグリシジルエーテル、硬化剤およ
び反応促進剤について以下に説明する。
で使用するビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック
型エポキシ、フェニルグリシジルエーテル、硬化剤およ
び反応促進剤について以下に説明する。
【００２４】ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、
ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを始めとす
る、エポキシ当量が170 〜3000程度のエポキシ樹脂を使
用できる。他のビスフェノール型エポキシ樹脂、例え
ば、水素添加ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦのグ
リシジルエーテルを少量 (ビスフェノールＡジグリシジ
ルエーテルの30重量％以下の量) 併用してもよい。
ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを始めとす
る、エポキシ当量が170 〜3000程度のエポキシ樹脂を使
用できる。他のビスフェノール型エポキシ樹脂、例え
ば、水素添加ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦのグ
リシジルエーテルを少量 (ビスフェノールＡジグリシジ
ルエーテルの30重量％以下の量) 併用してもよい。
【００２５】ノボラック型エポキシ樹脂は、クレゾール
系とフェノールノボラック系のいずれでもよい。エポキ
シ樹脂として、２官能性のビスフェノール型エポキシ樹
脂に多官能性のノボラック型エポキシ樹脂を併用するこ
とで、比較的低温でのプライマー硬化速度の向上を図る
ことが可能となる。フェニルグリシジルエーテルは、プ
ライマー組成物の粘度調整のために添加される。
系とフェノールノボラック系のいずれでもよい。エポキ
シ樹脂として、２官能性のビスフェノール型エポキシ樹
脂に多官能性のノボラック型エポキシ樹脂を併用するこ
とで、比較的低温でのプライマー硬化速度の向上を図る
ことが可能となる。フェニルグリシジルエーテルは、プ
ライマー組成物の粘度調整のために添加される。
【００２６】硬化剤としては、複素環式ジアミン変性
物、脂肪族ポリアミン変性物、芳香族ポリアミン変性
物、ポリアミドアミン変性物などが例示されるが、耐低
温衝撃性、耐陰極電解剥離性の観点からは、複素環式ジ
アミン変性物が好ましい。反応促進剤としては、例え
ば、イミダゾール系反応促進剤を使用することができ
る。
物、脂肪族ポリアミン変性物、芳香族ポリアミン変性
物、ポリアミドアミン変性物などが例示されるが、耐低
温衝撃性、耐陰極電解剥離性の観点からは、複素環式ジ
アミン変性物が好ましい。反応促進剤としては、例え
ば、イミダゾール系反応促進剤を使用することができ
る。
【００２７】エポキシ系プライマー組成物は、従来のも
のと同様に、二液型組成物として調製することが好まし
い。プライマー塗布後に、鋼管表面を加熱し、プライマ
ー層を硬化させる。エポキシプライマー層硬化のための
鋼管の加熱方法としては、高周波誘導加熱、遠赤外線加
熱、ガス加熱などの従来公知の方法が適用される。
のと同様に、二液型組成物として調製することが好まし
い。プライマー塗布後に、鋼管表面を加熱し、プライマ
ー層を硬化させる。エポキシプライマー層硬化のための
鋼管の加熱方法としては、高周波誘導加熱、遠赤外線加
熱、ガス加熱などの従来公知の方法が適用される。
【００２８】鋼管面に塗布、硬化されたエポキシプライ
マー層の上に、変性ポリオレフィンよりなる接着樹脂層
を、その上に被覆層であるポリオレフィン樹脂層を被覆
する。この両層の被覆は、鋼管を予熱した後、Ｔダイあ
るいは丸ダイなどの押出法により、鋼管を被覆するよう
に各樹脂を同時に (共押出法) または順に押出して積層
させることにより行うことができる。接着樹脂層の被覆
は、変性ポリオレフィン樹脂粉末を静電塗装することに
よって行うこともできる。その後、水冷等により鋼管を
冷却すると、本発明のポリオレフィン被覆鋼管が得られ
る。
マー層の上に、変性ポリオレフィンよりなる接着樹脂層
を、その上に被覆層であるポリオレフィン樹脂層を被覆
する。この両層の被覆は、鋼管を予熱した後、Ｔダイあ
るいは丸ダイなどの押出法により、鋼管を被覆するよう
に各樹脂を同時に (共押出法) または順に押出して積層
させることにより行うことができる。接着樹脂層の被覆
は、変性ポリオレフィン樹脂粉末を静電塗装することに
よって行うこともできる。その後、水冷等により鋼管を
冷却すると、本発明のポリオレフィン被覆鋼管が得られ
る。
【００２９】本発明によれば、プライマー層、変性ポリ
オレフィン接着樹脂層、ポリオレフィン樹脂被覆層の合
計膜厚を２〜６mmの範囲内とする。合計膜厚が２mm未満
では60℃での高温衝撃性が低下し、また、６mmを超える
と被覆層の残留応力の増加により、−60℃での低温衝撃
性および冷熱サイクル性が低下する。また、ポリオレフ
ィン原単位の悪化を招くため、コスト的にも不利とな
る。
オレフィン接着樹脂層、ポリオレフィン樹脂被覆層の合
計膜厚を２〜６mmの範囲内とする。合計膜厚が２mm未満
では60℃での高温衝撃性が低下し、また、６mmを超える
と被覆層の残留応力の増加により、−60℃での低温衝撃
性および冷熱サイクル性が低下する。また、ポリオレフ
ィン原単位の悪化を招くため、コスト的にも不利とな
る。
【００３０】プライマー層、変性ポリオレフィン接着樹
脂層、ポリオレフィン被覆樹脂層の各膜厚は、プライマ
ー層が10〜50μm 、変性ポリオレフィン接着樹脂層が10
0 〜800 μm 、ポリオレフィン被覆樹脂層が２〜５mmの
範囲内が好ましい。
脂層、ポリオレフィン被覆樹脂層の各膜厚は、プライマ
ー層が10〜50μm 、変性ポリオレフィン接着樹脂層が10
0 〜800 μm 、ポリオレフィン被覆樹脂層が２〜５mmの
範囲内が好ましい。
【００３１】接着樹脂層を形成する変性ポリオレフィン
樹脂としては、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂
をマレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和
カルボン酸またはその酸無水物との共重合により変性し
たもの、あるいはこれらの変性物とポリオレフィン樹脂
との混合物が使用できるが、低温脆化温度−50℃以下、
変性率0.2 ％以上の変性ポリオレフィン樹脂を使用する
ことが好ましい。特に好ましい接着樹脂は、無水マレイ
ン酸で変性した直鎖低密度ポリエチレンであり、中でも
低温脆化温度−60℃以下、変性率0.25％以上のものが好
ましい。ここで、変性率とは、樹脂全体における変性材
料 (例えば、無水マレイン酸) の含有率(共重合率、重
量％) である。
樹脂としては、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂
をマレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸などの不飽和
カルボン酸またはその酸無水物との共重合により変性し
たもの、あるいはこれらの変性物とポリオレフィン樹脂
との混合物が使用できるが、低温脆化温度−50℃以下、
変性率0.2 ％以上の変性ポリオレフィン樹脂を使用する
ことが好ましい。特に好ましい接着樹脂は、無水マレイ
ン酸で変性した直鎖低密度ポリエチレンであり、中でも
低温脆化温度−60℃以下、変性率0.25％以上のものが好
ましい。ここで、変性率とは、樹脂全体における変性材
料 (例えば、無水マレイン酸) の含有率(共重合率、重
量％) である。
【００３２】被覆層を形成するポリオレフィン樹脂は、
直鎖低密度ポリエチレン100 重量部および高圧法低密度
ポリエチレン10〜50重量部からなり、さらに必要に応じ
てエチレン−酢酸ビニル共重合体７重量部以下を含む組
成物である。
直鎖低密度ポリエチレン100 重量部および高圧法低密度
ポリエチレン10〜50重量部からなり、さらに必要に応じ
てエチレン−酢酸ビニル共重合体７重量部以下を含む組
成物である。
【００３３】高圧法ポリエチレンの配合割合が、直鎖低
密度ポリエチレン100 重量部に対して10重量部を下回る
と、押出被覆時の押出量が低下するため、ラインでの生
産性が悪化し、50重量部を上回ると−60℃での低温衝撃
性が劣る。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体を配合
する場合、その配合量が７重量部を上回ると、ポリオレ
フィン樹脂組成物のビカット軟化点の低下により、ポリ
オレフィン樹脂被覆鋼管の高温衝撃性が劣る。
密度ポリエチレン100 重量部に対して10重量部を下回る
と、押出被覆時の押出量が低下するため、ラインでの生
産性が悪化し、50重量部を上回ると−60℃での低温衝撃
性が劣る。また、エチレン−酢酸ビニル共重合体を配合
する場合、その配合量が７重量部を上回ると、ポリオレ
フィン樹脂組成物のビカット軟化点の低下により、ポリ
オレフィン樹脂被覆鋼管の高温衝撃性が劣る。
【００３４】上述した方法により得られる本発明のポリ
オレフィン被覆鋼管は以下の利点を有している。 低温靱性に優れたポリオレフィン樹脂を使用し、クロ
メート処理およびプライマー塗布を併用することで、−
60℃の低温衝撃性が著しく向上する。 冷熱サイクル性、高温衝撃性および高温耐食性につい
ても良好な特性が得られる。
オレフィン被覆鋼管は以下の利点を有している。 低温靱性に優れたポリオレフィン樹脂を使用し、クロ
メート処理およびプライマー塗布を併用することで、−
60℃の低温衝撃性が著しく向上する。 冷熱サイクル性、高温衝撃性および高温耐食性につい
ても良好な特性が得られる。
【００３５】以上の総合的な結果として、本発明のポリ
オレフィン被覆鋼管は−60℃から60℃の広い温度範囲で
使用可能となる。
オレフィン被覆鋼管は−60℃から60℃の広い温度範囲で
使用可能となる。
【００３６】
【実施例】以下、本発明による実施例を示し、本発明を
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００３７】
【実施例１〜６】鋼管 (24インチ×15mmt ×10m 長さ)
の外周表面をショットブラスト処理し、その表面にシリ
カ系クロメート溶液をシゴキ塗りし、80℃に加熱して焼
付け、全Cr付着量が250 g/m2のクロメート処理層を形成
した。
の外周表面をショットブラスト処理し、その表面にシリ
カ系クロメート溶液をシゴキ塗りし、80℃に加熱して焼
付け、全Cr付着量が250 g/m2のクロメート処理層を形成
した。
【００３８】次に、クロメート処理層表面に、２液型エ
ポキシプライマー組成物を30μm となるようにエアスプ
レーで塗布し、150 〜190 ℃に加熱して硬化させＴｇが
74℃のエポキシプライマー層を形成した。使用した２液
型のエポキシプライマー組成物は、２液混合後、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂60重量部、フェニルグリシジ
ルエーテル20重量部、硬化剤35重量部、反応促進剤３重
量部を含有するものである。
ポキシプライマー組成物を30μm となるようにエアスプ
レーで塗布し、150 〜190 ℃に加熱して硬化させＴｇが
74℃のエポキシプライマー層を形成した。使用した２液
型のエポキシプライマー組成物は、２液混合後、ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂60重量部、フェニルグリシジ
ルエーテル20重量部、硬化剤35重量部、反応促進剤３重
量部を含有するものである。
【００３９】その後、鋼管を150 〜190 ℃の管温度に保
持した状態で、直ちに接着樹脂の無水マレイン酸変性ポ
リエチレン樹脂および表１に示す組成の本発明のポリエ
チレン被覆樹脂組成物をＴダイ法にて押出被覆した。プ
ライマー層、変性ポリエチレン樹脂接着層およびポリエ
チレン被覆樹脂層の合計膜厚、およびＴダイ押出量は表
１に示す通りである。次いで、水冷することによりポリ
エチレン被覆鋼管を得た。
持した状態で、直ちに接着樹脂の無水マレイン酸変性ポ
リエチレン樹脂および表１に示す組成の本発明のポリエ
チレン被覆樹脂組成物をＴダイ法にて押出被覆した。プ
ライマー層、変性ポリエチレン樹脂接着層およびポリエ
チレン被覆樹脂層の合計膜厚、およびＴダイ押出量は表
１に示す通りである。次いで、水冷することによりポリ
エチレン被覆鋼管を得た。
【００４０】
【比較例１〜４】プライマー層、接着層および被覆樹脂
層の合計膜厚、およびポリオレフィン樹脂被覆層の組成
を表１の通りとした以外は実施例と同様にしてポリエチ
レン被覆鋼管を得た。
層の合計膜厚、およびポリオレフィン樹脂被覆層の組成
を表１の通りとした以外は実施例と同様にしてポリエチ
レン被覆鋼管を得た。
【００４１】上記の実施例および比較例により得られた
ポリオレフィン被覆鋼管の低温衝撃性、高温衝撃性、高
温耐食性、冷熱サイクル性の試験を以下の方法で実施し
た。結果を表１にまとめて示す。
ポリオレフィン被覆鋼管の低温衝撃性、高温衝撃性、高
温耐食性、冷熱サイクル性の試験を以下の方法で実施し
た。結果を表１にまとめて示す。
【００４２】(低温衝撃試験)ポリオレフィン被覆鋼管よ
り300 ×300 mmのカットサンプルを切り出し後、液体窒
素とフロンの混合浴に浸漬し、−60℃に冷却した。冷却
後のサンプル面に人力にてタガネ (市販品、刃渡り22m
m) を打ち込み、目視によりサンプル面の割れ発生の有
無を判定した。
り300 ×300 mmのカットサンプルを切り出し後、液体窒
素とフロンの混合浴に浸漬し、−60℃に冷却した。冷却
後のサンプル面に人力にてタガネ (市販品、刃渡り22m
m) を打ち込み、目視によりサンプル面の割れ発生の有
無を判定した。
【００４３】(高温衝撃試験)ポリエチレン被覆鋼管より
300 ×300 mmのカットサンプルを切り出し後、60℃の恒
温室内に放置しサンプルを温調した。60℃に温調後のサ
ンプルをASTM G-14法に準拠した落重衝撃試験に供し、
衝撃部をピンホールテスターにて電圧10KVにて検査する
ことによりサンプルの衝撃を求めた。
300 ×300 mmのカットサンプルを切り出し後、60℃の恒
温室内に放置しサンプルを温調した。60℃に温調後のサ
ンプルをASTM G-14法に準拠した落重衝撃試験に供し、
衝撃部をピンホールテスターにて電圧10KVにて検査する
ことによりサンプルの衝撃を求めた。
【００４４】(高温耐食性)ポリオレフィン被覆鋼管より
200 ×200 mmのカットサンプルを切り出し後、鋼面素地
が露出するまで直径９mmのドリルホールを開け、これを
60℃恒温下で３％食塩水に浸漬し、サンプルに電圧を印
加してSCE 標準電極に対する電圧を−1.5Vに設定した。
30日放置後、ドリルホール部分のポリオレフィン層を切
除し、剥離半径を測定した。
200 ×200 mmのカットサンプルを切り出し後、鋼面素地
が露出するまで直径９mmのドリルホールを開け、これを
60℃恒温下で３％食塩水に浸漬し、サンプルに電圧を印
加してSCE 標準電極に対する電圧を−1.5Vに設定した。
30日放置後、ドリルホール部分のポリオレフィン層を切
除し、剥離半径を測定した。
【００４５】(冷熱サイクル性)ポリエチレン被覆鋼管よ
り150 ×70mmのカットサンプルを採取し、−60℃×１時
間→昇温３時間→70℃×１時間→降温７時間の一連の熱
サイクルを20回付与した。試験後のサンプルについて端
面部のポリエチレン皮膜剥離の有無を目視により観察し
た。
り150 ×70mmのカットサンプルを採取し、−60℃×１時
間→昇温３時間→70℃×１時間→降温７時間の一連の熱
サイクルを20回付与した。試験後のサンプルについて端
面部のポリエチレン皮膜剥離の有無を目視により観察し
た。
【００４６】表１の結果からも分かるように、本発明の
ポリエチレン被覆鋼管は、−60℃から60℃までの広範囲
の温度域において、優れた耐衝撃性、耐食性を示し、耐
冷熱サイクル性試験の結果も良好であった。
ポリエチレン被覆鋼管は、−60℃から60℃までの広範囲
の温度域において、優れた耐衝撃性、耐食性を示し、耐
冷熱サイクル性試験の結果も良好であった。
【００４７】これに対し、本発明の範囲外の樹脂被覆層
の組成では、押出量が低下するか、低温衝撃試験で割れ
が発生する。また、樹脂被覆層の組成が本発明範囲内で
も、膜厚が本発明範囲外の場合は、低温衝撃性および耐
冷熱性が劣るか、高温衝撃性が劣る。
の組成では、押出量が低下するか、低温衝撃試験で割れ
が発生する。また、樹脂被覆層の組成が本発明範囲内で
も、膜厚が本発明範囲外の場合は、低温衝撃性および耐
冷熱性が劣るか、高温衝撃性が劣る。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【発明の効果】本発明により、−60℃から60℃までの広
範囲の温度域において優れた機械的性質および耐食性を
示し、長期の冷熱サイクルに耐えうるポリオレフィン被
覆鋼管が提供される。特に、−60℃での厳しい衝撃性試
験においても被覆層の脆化を生じず極めて優れた低温衝
撃性を示し、−60℃から60℃までの広範囲の温度域での
使用が可能である。
範囲の温度域において優れた機械的性質および耐食性を
示し、長期の冷熱サイクルに耐えうるポリオレフィン被
覆鋼管が提供される。特に、−60℃での厳しい衝撃性試
験においても被覆層の脆化を生じず極めて優れた低温衝
撃性を示し、−60℃から60℃までの広範囲の温度域での
使用が可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｌ 58/10 Ｆ１６Ｌ 58/10 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 15/08 B05D 7/14 F16L 58/10
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼管の外表面に下地処理を施した後、プ
ライマー層および変性ポリオレフィン接着樹脂層を介し
てポリオレフィン樹脂を被覆したポリオレフィン被覆鋼
管において、プライマー層、変性ポリオレフィン接着樹
脂層およびポリオレフィン被覆樹脂層の合計膜厚が２〜
６mmであり、かつポリオレフィン被覆樹脂層が、直鎖低
密度ポリエチレン100 重量部および高圧法低密度ポリエ
チレン10〜50重量部を含有する組成物からなることを特
徴とするポリオレフィン被覆鋼管。 - 【請求項２】 ポリオレフィン被覆樹脂層が、直鎖低密
度ポリエチレン100重量部、高圧法低密度ポリエチレン1
0〜50重量部およびエチレン−酢酸ビニル共重合体７重
量部以下を含有する組成物からなることを特徴とする請
求項１記載のポリオレフィン被覆鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243795A JP3168871B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | ポリオレフィン被覆鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10243795A JP3168871B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | ポリオレフィン被覆鋼管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08294995A JPH08294995A (ja) | 1996-11-12 |
| JP3168871B2 true JP3168871B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=14327449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10243795A Expired - Fee Related JP3168871B2 (ja) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | ポリオレフィン被覆鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3168871B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102121419B1 (ko) | 2013-03-07 | 2020-06-10 | 스톱라이트 에이에스 | 도어 개방 방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10211671A (ja) * | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Nippon Steel Corp | 地下河川トンネル用シールドセグメントの防食方法 |
| JP3736377B2 (ja) * | 2001-04-11 | 2006-01-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | ポリオレフィン被覆鋼管の製造方法 |
-
1995
- 1995-04-26 JP JP10243795A patent/JP3168871B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102121419B1 (ko) | 2013-03-07 | 2020-06-10 | 스톱라이트 에이에스 | 도어 개방 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08294995A (ja) | 1996-11-12 |
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