JP6738605B2 - プラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法及び熱収縮性防食シート用押え粘着テープ - Google Patents
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Description
したがって、このような場合には、プラスチックライニング鋼管を溶接する際に、予め熱収縮チューブをプラスチックライニング鋼管に挿入しておく必要がある。しかし、既設のプラスチックライニング鋼管(既設管ともいう)のように、プラスチックライニング鋼管が既に溶接されている場合、熱収縮性防食チューブを挿入できず、熱収縮性防食チューブを使用することはできない。
ところが、熱収縮性防食シートを用いる方法において、従来の粘着テープは、熱収縮性防食シートの加熱収縮中に粘着剤が軟化し、熱収縮性防食シートを固定することができなかった。したがって、自動加熱方式を採用することはできない。
しかし、直火加熱方式は、防食効果を発揮させるため、熱収縮性防食チューブ等を均一に熱収縮させる技術の熟練が必要になる。また、ガスバーナー等の直火を使用する場合、熱収縮性防食シートを人手により固定する場合等には、安全性にも懸念がある。
(1)熱収縮性防食シートを用いてプラスチックライニング鋼管の溶接部を防食処理する溶接部防食方法であって、
前記プラスチックライニング鋼管の少なくとも前記溶接部の周面に巻き付けた前記熱収縮性防食シートの末端部を、前記熱収縮性防食シートの収縮力が最大となる温度での剪断接着力が前記最大の収縮力より大きい粘着剤層を耐熱性基材フィルムの片面に有する熱収縮性防食シート用押え粘着テープで粘着固定する工程、及び、該熱収縮性防食シートを自動加熱方式により加熱収縮させる工程を少なくとも有し、
前記熱収縮性防食シートは、架橋延伸ポリエチレン樹脂からなる基材、及び該基材上に設けられた、マレイン酸変性樹脂からなる粘着剤層を有し、
前記熱収縮性防食シート用押え粘着テープが有する前記粘着剤層が、25℃で未加硫のブチルゴム100質量部に対して、キノイド加硫剤0.5〜5.0質量部及び軟化剤5〜30質量部を含有し、加熱により架橋する架橋性粘着剤を含む、
プラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
(2)前記熱収縮性防食シート用押え粘着テープが有する前記粘着剤層が、90℃での剪断接着力が15N/cmよりも大きい(1)に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
(3)前記粘着固定する工程が、前記末端部に、前記熱収縮性防食シート用押え粘着テープを貼付する(1)又は(2)に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
(4)前記加熱収縮させる工程が、減圧式加熱装置を用いて行なわれる(1)〜(3)のいずれか1項に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
(5)前記加熱収縮させる工程が、前記熱収縮性防食シートの周囲の雰囲気を減圧し、該雰囲気の真空度が0.049〜0.08MPaに到達後、減圧を継続した状態で前記熱収縮性防食シートを加熱し、加熱終了と同時又は後に前記雰囲気の減圧を開放する工程である(1)〜(4)のいずれか1項に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
(6)前記加熱収縮させる工程が、前記熱収縮性防食シートの周囲の雰囲気を減圧し、該雰囲気の真空度が0.049〜0.080MPaに到達後、真空度が0.049MPa以上の減圧を継続した状態で前記雰囲気を昇温し、該雰囲気の温度が加熱温度に到達後に減圧を停止して前記熱収縮性防食シートを加熱し、加熱終了と同時又は後に前記雰囲気の減圧を開放する工程である(1)〜(4)のいずれか1項に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
(7)架橋延伸ポリエチレン樹脂からなる基材、及び該基材上に設けられた、マレイン酸変性樹脂からなる粘着剤層を有する熱収縮性防食シートを、プラスチックライニング鋼管に巻き付けた状態に粘着固定する熱収縮性防食シート用押え粘着テープであって、
耐熱性基材フィルムの片面に、25℃で未加硫のブチルゴム100質量部に対して、キノイド加硫剤0.5〜5.0質量部及び軟化剤5〜30質量部を含有し、加熱により架橋する架橋性粘着剤を含む粘着剤層を設けてなり、該粘着剤層の、前記熱収縮性防食シートの収縮力が最大となる温度での剪断接着力が前記最大の収縮力より大きい、熱収縮性防食シート用押え粘着テープ。
(8)架橋延伸ポリエチレンシートに貼り付けて、1N/cm2の荷重を掛けて300℃で20分加熱した後に25℃まで冷却し、さらに90℃に10分加熱したときの、前記架橋性粘着剤を含む前記粘着剤層の剪断接着力が15N/cm以上である(7)に記載の熱収縮性防食シート用押え粘着テープ。
(9)前記耐熱性基材フィルムが、架橋ポリエチレンで形成された基材フィルムである(7)又は(8)に記載の熱収縮性防食シート用押え粘着テープ。
本発明において、剪断力というときは剪断接着力を意味する。
また、「溶接部防食方法」は、新たに施工するプラスチックライニング鋼管の溶接部を防食処理する溶接部防食方法に加えて、既設管の溶接部を防食処理する溶接部防食方法(溶接部の防食補修方法)をも包含する。
さらに、本発明により、少なくとも溶接部が熱収縮性防食シートで被覆され、防食処理されたプラスチックライニング鋼管接続体(防食接続管体ともいう)、ひいてはパイプライン等が製造される。したがって、本発明のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法は、防食接続管体及びパイプライン等の製造方法又は補修方法ともいうことができる。
本発明において、「真空度」は、大気圧(減圧する前の圧力)を0MPaとするゲージ圧で定義され、負圧になるにつれて大きな値になる。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、下記の記載及び添付の図面からより明らかになるであろう。
好ましいプラスチックライニング鋼管接続体を、図1を参照して、説明する。
このプラスチックライニング鋼管接続体3は、2本のプラスチックライニング鋼管11が接続されたものであり、接続部5に溶接ビード5aが形成されている。各プラスチックライニング鋼管11は、その端部にプラスチックライニング11aが剥がされて鋼面が露出した鋼面露出部7を有している。溶接部5は、溶接ビード5aとそれを挟む鋼面露出部7とからなる。
このようなプラスチックライニング鋼管11として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンがライニングされた鋼管等が挙げられ、ポリエチレンがライニングされたポリエチレンライニング鋼管が好ましい。
本発明の方法により製造される防食接続管体の好ましい一例を、図2を参照して、説明する。防食接続管体1は、溶接部5及び溶接部5に隣接する各ポリエチレンライニング11aの一部が熱収縮性防食シート21で被覆されていること以外は、プラスチックライニング鋼管接続体3と同じである。これにより溶接部5が防食処理されている。
したがって、本発明の方法は熱収縮性防食シートの施工方法ともいうことができる。
本発明の方法に用いる熱収縮性防食シートは、少なくとも、熱収縮性の基材、及び、基材上に設けられた粘着剤からなる粘着剤層を有していれば、その他の構造は特に限定されない。
好ましい熱収縮性防食シートを、図3を参酌して、説明する。熱収縮性防食シート21は、基材22と、基材22上に設けられた粘着剤層23とを有している。
基材22を形成する樹脂は、基材22とされたときに熱収縮性を発揮するものであれば特に限定されず、例えば予め延伸処理したポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。このなかでも、遠赤外線による加熱効率の点で、予め延伸処理したポリエチレンが好ましい。
樹脂の架橋方法は、特に限定されず、化学架橋法及び物理的架橋が挙げられる。化学架橋法としては、ラジカル発生剤を用いるラジカル架橋法、シラン化合物を用いるシラン架橋法等が挙げられる。物理的架橋法としては、電子線等を照射する電子線架橋法が挙げられる。架橋方法は、生産性及び架橋強度等の点で、電子線架橋法が好ましい。
架橋樹脂は、防水性、耐摩耗性、耐熱性等の点で、架橋ポリエチレンが好ましい。ここで、架橋ポリエチレンは、ポリエチレンを架橋反応させることにより、分子を立体網目構造にした高分子量のポリエチレンをいう。
ここで、基材22の熱収縮率は、完全収縮時の値である。具体的には、100mm角の基材22を200℃のタルクバス中で2時間加熱し、常温(25℃)まで放置して冷却する。その後、基材22の寸法を測定し、計算する。
熱収縮率は、例えば、延伸条件等により、所定の範囲に設定できる。
なかでも、高温接着性の点で、マレイン酸変性ポリエチレン樹脂が好ましい。
ここで、マレイン酸変性樹脂は、マレイン酸(無水マレイン酸を含む)を用いて、樹脂、好ましくはポリオレフィン樹脂に官能基を付加変性した樹脂である。また、マレイン酸でグラフト変性したポリオレフィン樹脂も含まれる。マレイン酸変性量は、特に限定されないが、樹脂1分子中、例えば、0.1〜7質量%である。
フィラーとしては、特に限定されず、例えば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。
軟化剤としては、特に限定されず、例えば、鉱物油、ポリブテン等が挙げられる。
粘着付与剤としては、特に限定されず、例えば、石油化学工業で行なわれるナフサ分解の副生油の一部を重合反応した石油樹脂が挙げられる。具体的には、C5、C6留分等の石油樹脂がある。
この収縮力は、通常、基材22の熱収縮が大きくなるに従って徐々に大きくなり、収縮力が最大になった後に、徐々に小さくなる。延伸樹脂で形成された基材22を備えている場合は、最大の収縮力は基材22の延伸温度近傍になる。
最大の収縮力は、特に限定されないが、小さすぎると、防食性が劣ることがあり、また熱収縮性防食シート21が管体に密着しないことがある。一方、大きすぎると溶接部に固定できないことがある。本発明において、収縮力は、単位幅(1cm)に換算したもの(単位収縮力ともいう)を意味し、好ましくは5〜15N/cmであり、より好ましくは10〜15N/cmである。
最大の収縮力は、収縮力−温度曲線を測定して、得られる。
ここで、収縮力−温度曲線は、恒温槽付きのロードセル型引っ張り試験機を用いて、20mm幅の短冊状試料について、次のようにして、求めることができる。具体的には、例えば上下に配置された1組のチャックに上記試料の端部それぞれを固定(チャック)し、常温から毎分10℃の速度で昇温しながら連続的に測定値を読み取り、これを単位幅に換算した値と温度との関係をグラフ化することで、収縮力−温度曲線が得られる。
熱収縮性防食シート21の収縮力は、粘着剤が熱収縮性でない場合には、基材22の熱収縮力と同じである。
このときに用いるプライマーとしては後述するエポキシ樹脂プライマー等が挙げられる。
接着力は、粘着剤の種類、含有量等によって、マレイン酸変性樹脂を用いる場合はさらにマレイン酸変性量等によって、所定の範囲に設定できる。
接着力は次のようにして測定できる。すなわち、上記プライマーを用いて、被着体として直径約100mmの鋼管に熱収縮性防食シート21を接着させる。その後に、ロードセル型引っ張り試験機を用いて、80℃において、剥離速度50mm/分で、接着させた熱収縮性防食シート21の端部を90度剥離したときの値として、測定できる。
熱収縮性防食シート21は、市販品を用いることもできる。例えば、ラプコシートSE(商品名、古河電気工業社製)、ラプコシートSH−80(商品名、古河電気工業社製)等が挙げられる。
本発明の方法に用いる粘着テープは、特に限定されないが、少なくとも、熱収縮性防食シートの収縮力が最大となる温度での剪断力が最大の収縮力より大きい粘着剤からなる粘着剤層を有している。これにより、熱収縮してプラスチックライニング鋼管の溶接部に密着又は接着するまで熱収縮性防食シートを溶接部の周囲に固定することができ、技術の熟練を必要とせずに、しかも安全な自動加熱方式を採用できる。
好ましい粘着テープを、図3を参酌して、説明する。粘着テープ31は、基材32と、基材32の表面に設けられた粘着剤層33を有している。
この基材32は、樹脂で形成される。樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、EVA、EEA、ポリプロピレン等の各樹脂が挙げられる。なかでも、ポリエチレンが好ましい。
基材32の耐熱性は、形成する樹脂の架橋度(ゲル分率)又は老化防止材の配合量等により、所定の範囲に設定できる。
架橋樹脂は、防水性、電気絶縁性、耐熱性等の点で、上記樹脂のなかでも、架橋ポリエチレンが好ましい。
基材32の厚みは、特に限定されないが、例えば、0.5〜1.0mmが好ましい。
ここで、熱収縮性防食シート21の収縮力が最大となる温度及びこの最大の収縮力は、上記した通りであり、いずれも基材22の材質等により一概にはいえない。しかし、熱収縮性防食シート21の収縮力が最大となる温度において、この熱収縮性防食シート21の最大の収縮力よりも大きな剪断力の1つの指標として、例えば、90℃での剪断力が15N/cmよりも大きいことが好ましい。この剪断力は、20N/cm以上がより好ましい。その上限は、特に限定されないが、例えば、50N/cmである。
この剪断接着力は、十分に収縮した、熱収縮性防食シート21の基材22の表面に粘着テープ31(接着面の長さ100mm)を貼り、1N/cm2の荷重を掛けた状態で、90℃で2時間以上、例えば2時間加熱し、装置:「加熱装置付きロードセル型引っ張り試験機」(商品名、オートグラフ 島津製作所社製)を用いて、接着面と平行な方向に、条件:引っ張り速度50mm/分で引っ張りながら、測定する。
本発明において、剪断力と収縮力との関係は、温度によらず、剪断力が収縮力より大きいことが好ましい。
このような加硫剤として、キノイド加硫剤、過酸化物加硫剤等が挙げられる。
キノイド加硫剤としては、p−キノンジオキシム、o’,o’−ジベンゾイル−p−キノンジオキシム等が挙げられる。
軟化剤は、特に限定されないが、例えば、鉱物油、ポリブテン等が挙げられる。軟化剤の粘着剤中の含有量は、特に限定されないが、ゴム100質量部に対して、5〜30質量部が好ましい。軟化剤の含有量が上記範囲内にあると、粘着性が高くなり、特に低温時に加熱前の貼り付け作業性が良くなる。また、粘着剤が加熱収縮しにくく、粘着剤、ひいては粘着テープのズレを抑えることができる。
加硫促進剤としては、特に限定されないが、例えば、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオカルバミン塩酸系等の各種加硫促進剤が挙げられる。加硫促進剤の粘着剤中の含有量は、特に限定されないが、ゴム100質量部に対して、0.5〜10質量部が好ましい。
通常、ブチルゴムは、室温(25℃)で粘着性を有しているが、温度の上昇とともに変形しやすく、また粘着性も低下する。しかし、本発明者らは、上記ブチルゴム粘着剤が、室温下で未加硫でも粘着性を発現し、しかも熱収縮性防食シートの加熱収縮過程において、収縮力よりも大きくなる剪断力、好ましくは上記指標を満たす剪断力を発現することを見出した。この剪断力の発現は、加硫剤により熱収縮性防食シート21が熱収縮し始める温度よりも低い温度から速やかにブチルゴムが加硫して、粘着剤層の形状を損なわず(接着剤層のダレがなく)、しかも加硫による粘着力向上効果が昇温によるブチルゴムの粘着力低下よりも大きいことによるものと、考えられる。
固定する工程:プラスチックライニング鋼管の少なくとも溶接部の周面に巻き付けた熱収縮性防食シートの末端部を粘着テープで固定する工程
加熱収縮させる工程:上記固定する工程で固定した熱収縮性防食シートを加熱収縮させる工程
好ましい本発明の方法において、新たに施工するプラスチックライニング鋼管の溶接部を防食処理する場合には、プラスチックライニング鋼管等を溶接して、例えば図1に示されるプラスチックライニング鋼管接続体3とする。
各プラスチックライニング鋼管11の端部のプラスチックライニング11aを剥離して鋼面を露出させる。次にこの端部同士を突き合わせて、公知の溶接方法により、溶接する。このプラスチックライニング鋼管接続体3は、鋼面が露出した鋼面露出部7及び溶接ビード5aからなる溶接部5を有している。必要により、溶接部5の汚れ、溶接屑等を除去する。
図3に示されるように、少なくとも溶接部5の周面、好ましくは溶接部5及び溶接部5に隣接するプラスチックライニング11aの両端部に、熱収縮性防食シート21を管状に巻きつける。このとき、熱収縮性防食シート21は、その巻き始め末端部21A及び巻き終わり末端部21Bを重ね合わせる。両末端部を重ね合わせる量は、収縮力及び剪断力等に応じて適宜に設定され、特に限定されない。例えば600Aのプラスチックライニング鋼管の場合、周方向の重なり長さを100〜150mmとすることができる。
このとき、巻き終わり末端部21Bに貼付する粘着テープ31の長さは、剪断力が収縮力よりも大きくなるように、剪断力及び収縮力に応じて、適宜に設定される。
熱収縮性防食シート21及び粘着テープ31として、架橋延伸ポリエチレン樹脂からなる基材22及びマレイン酸変性樹脂からなる粘着剤層23を有する熱収縮性防食シート21と、上記架橋性ブチルゴム粘着剤からなる粘着剤層33を有する粘着テープ31との組み合わせが好適である。これにより、固定する工程で熱収縮性防食シート21を固定でき、また、加熱収縮させる工程でも、上述のように粘着剤層33が低温域から大きな剪断力を発現して熱収縮性防食シート21を十分に固定できる。さらに、後述する減圧式加熱装置等の自動加熱方式を採用できる。
熱収縮性防食シート21の加熱手段は、直火加熱方式ではなく、熱収縮性防食シート21が加熱収縮する温度まで加熱できる手段であればよく、例えば、遠赤外線加熱、熱風加熱、高周波誘導加熱、電熱線加熱等が挙げられる。これにより、安全で熟練を必要とすることなく、加熱収縮させる工程を行なうことができる。
熱収縮性防食シート21を巻き付けると、両末端部の重ね合わせ部に熱収縮性防食シート21の厚さによる空間9(図3参照。)が生じる。熱収縮性防食シート21を加熱すると、熱収縮性防食シート21の粘着剤層23が軟化して空間9を埋める方向に働くが、空間9内の空気の出口が先に塞がると、排気できずにプラスチックライニング鋼管11と熱収縮性防食シート21との間に空気溜まり(ボイド)として残存してしまう。
好ましい本発明の方法において、このようなボイドを残存させにくくして、防食性をさらに向上できる点で、加熱収縮させる工程を減圧雰囲気下で行なうのがさらに好ましい。減圧雰囲気下での加熱は、加熱効率、加熱均一性の点で、遠赤外線加熱がより好ましい。
減圧式加熱装置の好ましい一例を、図4を参照して、説明する。減圧式加熱装置41は、溶接部5を気密に包囲し、内周面に配置された遠赤外線ヒータ43を有する加熱チャンバー42と、加熱チャンバー42に連結された真空ポンプ44と、遠赤外線ヒータ43に接続された制御盤(図示しない)とを備えた減圧式遠赤外加熱装置41が挙げられる。この加熱チャンバー42は、上下分割式又は左右分割式になっており、その両端部にシール構造(図示しない)を有し、溶接部5をプラスチックライニング鋼管11の外周面で密状態に閉塞する。
まず、溶接部5を加熱チャンバー42で気密状態に包囲する。具体的には、溶接部5の上下方向又は左右方向から、分割した加熱チャンバー42を重ねて連結する。
次いで、加熱チャンバー42内を減圧した後に昇温し、熱収縮性防食シート21を加熱する。ここで、昇温又は加熱を開始するときの加熱チャンバー42内の真空度は、特に限定されず、0MPaでもよいが、ボイドの残存を防止できる点で、0.030MPa以上が好ましく、0.049MPa以上がより好ましく、0.049〜0.08MPaがさらに好ましい。
加熱チャンバー42は、上記昇温又は加熱を開始する真空度以上に減圧されていてもよい。例えば、加熱チャンバー42は、ボイドの残存を防止できる点で、好ましくは真空度0.049MPa以上、より好ましくは真空度0.060MPa以上、さらに好ましくは0.080MPa以上に減圧する。
減圧は、ボイドの残存を防止する観点からは、加熱収縮させる工程中、継続して行なうのが好ましい。
加熱温度は、基材22が熱収縮するとともに粘着剤層23の粘着剤が軟化又は溶融する温度に加熱できる温度であればよく、例えば、加熱チャンバー42内の温度で、250〜300℃が好ましく、280〜300℃がより好ましい。加熱チャンバー42内の温度は本発明において熱収縮性防食シートの周囲の雰囲気の温度に相当する。
また、加熱時間は、基材22が熱収縮して溶接部5に密着する時間以上であれば特に限定されず、基材22、プラスチックライニング鋼管11の径等に応じて適宜に設定される。例えば、20〜30分間が好ましい。
一方、粘着テープ31の基材32は熱収縮しないが、粘着剤層33は加硫が進行して形状を保持する。また、粘着剤層33は、加硫の進行とともに剪断接着力(剪断力)が徐々に大きくなる。
このように加熱収縮させる工程では、熱収縮性防食シート21の熱収縮と粘着テープ31の粘着剤の加硫とが起こる。しかし、上記のように、粘着剤層33の剪断力は、収縮力が最大となる温度において熱収縮性防食シート21の最大の収縮力よりも大きくなっている。好ましくは加熱収縮させる工程において収縮力よりも大きくなっている。特に上記架橋性ブチルゴム粘着剤を用いると、加熱収縮させる工程において、室温から加熱温度にわたって効果的に大きな剪断力を発揮させることが可能になる。
したがって、熱収縮性防食シート21は、巻き終わり末端部21Bが巻き始め末端部21Aから剥離することなく、加熱収縮させる工程が終了するまで、溶接部5の外周面に固定されている。
加熱収縮させる工程において、熱収縮性防食シート21の熱収縮量は、熱収縮性防食シート21が溶接部5に密着する程度であれば特に限定されない。
減圧の停止は、例えば、真空ポンプ44と加熱チャンバー42を結ぶ排気管44aを遮断し、必要により真空ポンプ44を停止する。
上記昇温時間は、例えば、昇温を開始してから3〜10分間が好ましい。
加熱チャンバー42は減圧を停止した後にも減圧状態にあればよいが、例えば、加熱終了時の真空度が、0.02MPa以上であることが好ましく、0.049〜0.080MPaであることがより好ましい。
(熱収縮性防食シート21)
下記架橋延伸ポリエチレン樹脂からなるシート状の基材(厚さ1.2mm、熱収縮率25%)22の表面に、マレイン酸変性樹脂を押出して粘着剤層23を成膜し、基材22を粘着剤層(厚さ1.2mm)23でラミネートした2層構造品を製造した。これを、幅450mm×長さ2100mmに裁断して、熱収縮性防食シート21を製造した。
熱収縮性防食シート21の収縮力は、90℃で最大となり、13N/cmであった。
架橋延伸ポリエチレン樹脂は、90℃で延伸し、電子線を照射して架橋(ゲル分率35%)したものを用いた。
マレイン酸変性樹脂は、ポリエチレン樹脂をマレイン酸で変性したものであり、軟化温度又は溶融温度は110℃であった(熱収縮性を有しない)。このマレイン酸変性樹脂の粘着剤層23を備えた熱収縮性防食シート21において、実施例1に従った方法により施工した結果、室温(25℃)での接着力(90度剥離)は213N/cmであり、上記測定方法による80℃の接着力(90度剥離)は43N/cmであった。
下記架橋非延伸ポリエチレン樹脂からなるシート(フィルム)状の基材(厚さ1.0mm)32の表面に、下記架橋性ブチルゴム粘着剤のシート状成形体(厚さ0.5mm)を粘着層33として貼り合わせ、幅450mm×長さ150mmに裁断して、粘着テープ31を製造した。
熱収縮性防食用シート21の収縮力と粘着テープ31の剪断力との関係は、加熱装置付きロードセル型引っ張り試験機により、確認したところ、25〜250℃の全域にわたって、単位幅×100mm長さを粘着させたときの剪断力が収縮力よりも大きかった。上記測定方法による粘着テープ31の剪断力は90℃で38N/cmであった。また、1N/cm2の荷重を掛けて300℃で20分加熱した後に25℃まで冷却し、さらに90℃で10分加熱したときの、上記測定方法による剪断力は42N/cmであった。
架橋非延伸ポリエチレン樹脂は、ポリエチレンを延伸せず、電子線を照射して架橋(ゲル分率35%)したものである。
架橋性ブチルゴム粘着剤は、ブチルゴム(イソプレン成分の含有率:3モル%)100質量部に対して、キノイド加硫剤(p−キノンジオキシム)2.5質量部、及び、軟化材(ポリブテン)28質量部を含有するものである。
600Aのポリエチレンライニング鋼管11を、図4に示される減圧式遠赤外加熱装置41を用いて、熱収縮性防食用シート21で防食処理した。
次いで、図3及び図4に示されるように、ポリエチレンライニング鋼管接続体3と熱収縮性防食シート21の中心線が重なるように、熱収縮性防食シート21を溶接部5の周面に管状に巻き付けた。熱収縮性防食シート21の巻き終わり末端部21Bを巻き始め末端部21Aに100mm程度重ねた。この状態で、図3に示されるように、巻き終わり末端部21Bを跨いでポリエチレンライニング鋼管11の軸線方向全体に粘着テープ31を貼付して、熱収縮性防食シート21を固定した。このとき、巻き終わり末端部21Bに接着している粘着層33の周方向の長さは100mmであった。このようにして固定する工程を行なった。
具体的には、ポリエチレンライニング鋼管接続体3の溶接部5に、管状に固定した熱収縮性防食シート21と加熱チャンバー42の中心軸が重なるように、加熱チャンバー42を気密状態に装着した。
真空ポンプ44を起動して加熱チャンバー42を減圧し、真空度が0.049MPaに達したことを確認し、減圧(真空ポンプ44を稼働)したまま加熱チャンバー42内を昇温し、加熱を開始した。加熱温度は300℃に設定した。300℃は、基材22が熱収縮するとともに粘着剤層23の粘着剤が軟化又は溶融する温度に加熱されるのに十分な温度である。このとき、熱収縮性防食シート21は約250℃温度に加熱される。
加熱を終了(施工終了)すると同時に加熱チャンバー42の減圧を開放し、加熱収縮させる工程を行なった。
製造した防食接続管体1において、空間9(図3参照。)は流れ込んだ粘着剤23で充填されており、熱収縮性防食シート21は溶接部5の鋼面に密着していた。よって優れた防食性能を有する。
また、熱収縮性防食シート21の表面に凹凸が確認されず、平坦で優れた表面状態の防食接続管体1を得た。
実施例2は、加熱チャンバー42の減圧条件を変更して防食接続管体1を製造した。
すなわち、実施例1と同様にして、上記固定する工程を行なった。
具体的には、溶接部5に、管状に固定した熱収縮性防食シート21と加熱チャンバー42の中心軸が重なるように、加熱チャンバー42を気密状態に装着した。
真空ポンプ44を起動して加熱チャンバー42を減圧し、真空度が0.049MPaに達したことを確認し、減圧したまま加熱チャンバー42内を昇温し、加熱を開始した。昇温途中で加熱チャンバー42内の真空度は0.08MPaまで上昇し、以後、この真空度を保持した。加熱温度は300℃に設定した。
加熱チャンバー42内の温度が300℃を示したことを確認し、加熱チャンバー42内の温度を維持した状態で30分加熱を継続した。この間、真空ポンプ44を稼働させて加熱チャンバー42内の減圧を継続した。加熱時間30分が経過した後に、加熱を終了すると同時に加熱チャンバー42の減圧を開放した。
このようにして加熱収縮させる工程を行なった。
製造した防食接続管体1において、空間9(図3参照。)は流れ込んだ粘着剤で充填されており、熱収縮性防食シート21は溶接部5の鋼面に密着していた。よって優れた防食性能を有する。
熱収縮性防食シート21の表面に凹凸が散見された。
実施例3は、加熱を開始する際の、加熱チャンバー42の真空度を0.049MPaから0.03MPaに変更し、300℃に到達するまでこの真空度を維持したこと以外は実施例1と同様にして防食接続管体1を製造した。
実施例3において加熱収縮させる工程は図7に示される条件で行なった。施工終了時の加熱チャンバー42内の真空度は0.010MPaであった。
製造した防食接続管体1において、空間9(図3参照。)に部分的に空隙が認められたが、熱収縮性防食シート21は溶接部5の鋼面に密着していた。よって良好な防食性能を有する。
また、熱収縮性防食シート21の表面に凹凸が確認されず、平坦で優れた表面状態の防食接続管体を得た。
比較例1は、熱収縮性防食シート21の収縮力が最大となる温度での剪断力が最大の収縮力より小さくなる粘着剤を有する、比較のための粘着テープを用いて、防食処理した例である。
下記架橋非延伸ポリエチレン樹脂からなるシート状の基材(厚さ1.0mm)の表面に、加硫剤を含有しない下記非架橋性ブチルゴム粘着剤のシート状成形体(厚さ0.5mm)を粘着層として貼り合わせ、幅450mm×長さ150mmに裁断して、比較のための粘着テープを製造した。
熱収縮性防食用シート21の収縮力と比較のための粘着テープの単位幅×100mm長さを粘着させたときの剪断力との関係は、加熱装置付きロードセル型引っ張り試験機により、確認したところ、25〜200℃の全域にわたって剪断力が収縮力よりも小さかった。上記測定方法による、この粘着テープの剪断力は90℃で1N/cmであった。
架橋非延伸ポリエチレンシートは、ポリエチレンを延伸せず、電子線を照射して架橋(ゲル分率35%)したものである。
非架橋性ブチルゴム粘着剤は、ブチルゴム100質量部に対して、軟化材(ポリブテン)28質量部及び粘着付与剤(C6留分の石油樹脂)10質量部を含有するものである。
その結果、加熱収縮させる工程において、比較のための粘着テープで巻き終わり末端部を巻き始め末端部に固定しきれずに熱収縮性防食シート21が溶接部5から脱落してしまい、防食処理ができなかった。
3 プラスチックライニング鋼管接続体
5 溶接部
5a 溶接ビード
7 鋼面露出部
9 空間
11 プラスチックライニング鋼管
11a プラスチックライニング
21 熱収縮性防食シート
21A 巻き始め末端部
21B 巻き終わり末端部
22、32 基材
23、33 粘着剤層
31 熱収縮性防食シート用押え粘着テープ(粘着テープ)
41 減圧式遠赤外加熱装置
42 加熱チャンバー
43 遠赤外線ヒータ
44 真空ポンプ
44a 排気管
Claims (9)
- 熱収縮性防食シートを用いてプラスチックライニング鋼管の溶接部を防食処理する溶接部防食方法であって、
前記プラスチックライニング鋼管の少なくとも前記溶接部の周面に巻き付けた前記熱収縮性防食シートの末端部を、前記熱収縮性防食シートの収縮力が最大となる温度での剪断接着力が前記最大の収縮力より大きい粘着剤層を耐熱性基材フィルムの片面に有する熱収縮性防食シート用押え粘着テープで粘着固定する工程、及び、該熱収縮性防食シートを自動加熱方式により加熱収縮させる工程を少なくとも有し、
前記熱収縮性防食シートは、架橋延伸ポリエチレン樹脂からなる基材、及び該基材上に設けられた、マレイン酸変性樹脂からなる粘着剤層を有し、
前記熱収縮性防食シート用押え粘着テープが有する前記粘着剤層が、25℃で未加硫のブチルゴム100質量部に対して、キノイド加硫剤0.5〜5.0質量部及び軟化剤5〜30質量部を含有し、加熱により架橋する架橋性粘着剤を含む、
プラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。 - 前記熱収縮性防食シート用押え粘着テープが有する前記粘着剤層が、90℃での剪断接着力が15N/cmよりも大きい請求項1に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
- 前記粘着固定する工程が、前記末端部に、前記熱収縮性防食シート用押え粘着テープを貼付する請求項1又は2に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
- 前記加熱収縮させる工程が、減圧式加熱装置を用いて行なわれる請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
- 前記加熱収縮させる工程が、前記熱収縮性防食シートの周囲の雰囲気を減圧し、該雰囲気の真空度が0.049〜0.08MPaに到達後、減圧を継続した状態で前記熱収縮性防食シートを加熱し、加熱終了と同時又は後に前記雰囲気の減圧を開放する工程である請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
- 前記加熱収縮させる工程が、前記熱収縮性防食シートの周囲の雰囲気を減圧し、該雰囲気の真空度が0.049〜0.080MPaに到達後、真空度が0.049MPa以上の減圧を継続した状態で前記雰囲気を昇温し、該雰囲気の温度が加熱温度に到達後に減圧を停止して前記熱収縮性防食シートを加熱し、加熱終了と同時又は後に前記雰囲気の減圧を開放する工程である請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラスチックライニング鋼管の溶接部防食方法。
- 架橋延伸ポリエチレン樹脂からなる基材、及び該基材上に設けられた、マレイン酸変性樹脂からなる粘着剤層を有する熱収縮性防食シートを、プラスチックライニング鋼管に巻き付けた状態に粘着固定する熱収縮性防食シート用押え粘着テープであって、
耐熱性基材フィルムの片面に、25℃で未加硫のブチルゴム100質量部に対して、キノイド加硫剤0.5〜5.0質量部及び軟化剤5〜30質量部を含有し、加熱により架橋する架橋性粘着剤を含む粘着剤層を設けてなり、該粘着剤層の、前記熱収縮性防食シートの収縮力が最大となる温度での剪断接着力が前記最大の収縮力より大きい、熱収縮性防食シート用押え粘着テープ。 - 架橋延伸ポリエチレンシートに貼り付けて、1N/cm2の荷重を掛けて300℃で20分加熱した後に25℃まで冷却し、さらに90℃に10分加熱したときの、前記架橋性粘着剤を含む前記粘着剤層の剪断接着力が15N/cm以上である請求項7に記載の熱収縮性防食シート用押え粘着テープ。
- 前記耐熱性基材フィルムが、架橋ポリエチレンで形成された基材フィルムである請求項7又は8に記載の熱収縮性防食シート用押え粘着テープ。
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