JP2002188767A

JP2002188767A - 内面防食管継手

Info

Publication number: JP2002188767A
Application number: JP2000393106A
Authority: JP
Inventors: Tsumoru Nakada; 積中田; Makoto Shinoda; 誠篠田; Yoshio Katayama; 義男片山
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-07-05

Abstract

(57)【要約】【課題】管継手の内面とポリオレフィン系樹脂被覆層
との間の密着性が十分確保され、長期間に亘り樹脂被覆
層の剥離が生じない内面防食管継手を提供する。【解決手段】金属製管継手の内面に樹脂被覆層を設け
た内面防食管継手であって、樹脂被覆層は９００〜９４
０ｋｇ／ｍ³の範囲の密度を有し、ポリオレフィン系樹
脂からなる内面防食管継手である。また、金属製管継手
の内面に樹脂被覆層を設けた内面防食管継手であって、
樹脂被覆層は３４〜６２％の範囲の結晶化度を有し、ポ
リオレフィン系樹脂からなる内面防食管継手である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属製管継手の内面
に樹脂被覆層を設けた内面防食管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】給水または給湯用の配管系に内面及び／
または外面を樹脂でライニングした鋼管を使用する場合
には、金属製管継手の内面及びライニング鋼管の管端の
鉄地露出部の腐食を防ぐために、管継手の内面に樹脂被
覆層を施すことが行われている。この種継手としては、
例えば鋳鉄製管継手の内面に射出成形によって塩化ビニ
ル樹脂被覆層を設けたものが一般的である。塩化ビニル
樹脂は成形収縮率が小さいので、単に管継手の内面に射
出成形により塩化ビニル樹脂層を形成するだけでも、管
継手の内面と塩化ビニル樹脂被覆層との密着性は実用的
には充分である。しかし近年ダイオキシン等による環境
汚染に対する配慮から、ハロゲン元素を含有する塩化ビ
ニル樹脂はその使用が制限されてきている。そのために
管継手の内面の樹脂被覆層を形成する樹脂として塩化ビ
ニル樹脂の代わりにハロゲン元素を含有しない樹脂、例
えばポリオレフィン系樹脂を使用することが試みられて
いる。

【０００３】しかし、このポリオレフィン系樹脂は結晶
性樹脂であるため、従来多用されていた塩化ビニル樹脂
に比して成形収縮率が大きく、これを射出成形した後冷
却固化する間に樹脂の結晶化及び収縮によって管継手の
内面と樹脂被覆層との間に空隙が形成され密着性が低下
するという問題がある。これを解消するため、管継手内
面と樹脂被覆層との間に接着剤を介在させて、管継手内
面と樹脂被覆層との密着性を確保することが行われてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記接着剤としては、
親水性を有する金属製管継手と親油性を有するポリオレ
フィン系樹脂の双方になじみやすい両親媒性物質である
変性ポリオレフィン系樹脂が使用される。管継手の内面
とポリオレフィン系樹脂被覆層との間に接着剤を介在さ
せると、接着剤とポリオレフィン系樹脂との間の接着力
は大きいので、短期的な密着性は確保できる。しかし、
管継手内面と接着剤との間の接着力は十分でなく、成形
後のポリオレフィン系樹脂の収縮により管継手と接着層
の間に残留応力が生じ、接着性能が経時的に低下し、ひ
いては樹脂被覆層が管継手から剥離してしまう。したが
って、樹脂被覆層が不安定な（剥離し易い）状態で形成
されていると、管継手とライニング鋼管との正常な接合
ができず、十分な防食性能が得られないという問題を招
来する。本発明は上記した課題を解決して、管継手の内
面とポリオレフィン系樹脂被覆層との間の密着性が十分
確保され、長期間に亘り樹脂被覆層の剥離が生じない内
面防食管継手を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】配管分野では、防食のた
めのポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン樹脂
が多用されており、ポリエチレン樹脂は結晶性の熱可塑
性樹脂であって、その密度により高密度ポリエチレンと
低密度ポリエチレンとに大別される。本発明者らは、ポ
リオレフィン系樹脂の密度および結晶化度に注目し、各
種ポリエチレン樹脂を用いて金属製管継手の内面に樹脂
被覆層を形成した結果、高密度ポリエチレンでは被覆層
が剥離し易いが、低密度ポリエチレンでは被覆層の剥離
が生じないことを知見し、本発明に至った。すなわち、
本発明の内面防食管継手は、金属製管継手の内面に樹脂
被覆層を設けた内面防食管継手であって、樹脂被覆層は
９００〜９４０ｋｇ／ｍ³の範囲の密度、あるいは結晶
化度が３４〜６２％であるポリオレフィン系樹脂からな
ることを特徴とするものである。ここで、結晶化度は、
結晶相の体積比率で、密度と以下の関係がある。結晶化度（％）＝｛1.000（d−0.856）/d(1.000-0.856)｝×100 （ｄ：密度）ただし、密度は着色顔料、充填材（一般には硫酸バリウ
ム、タルク、マイカ、ガラスファイバー等がある）など
の添加成分の種類、量により大きく変わるため、本発明
に係る密度は、樹脂成分自体の密度を意味し、さらに室
温での密度である。本発明において、樹脂被覆層の密度
が９００ｋｇ／ｍ³未満であると、結晶化度が３４％未
満となり、水道水中に含まれる塩素が非結晶部分に浸入
し樹脂の酸化劣化を引き起こし、水質に悪影響を与え
る。また、密度が９4０ｋｇ／ｍ³越えると、樹脂被覆層
が剥離し防食性能が損なわれる。以上の理由で樹脂被覆
層の密度を上記範囲とする。密度は、ＪＩＳＫ７１
１２に記載の方法に準じて測定した値である。本発明に
おいて、樹脂被覆層はポリオレフィン系樹脂のみでも形
成できるが、被覆樹脂自体の密度が上記範囲であれば、
他の材料（例えば着色顔料、酸化防止剤、充填材）を添
加することができる。但しその場合には、添加剤の含有
量は、1質量％以下とすることが望ましいが、それらの
含有量が必要以上に多いと水質に悪影響を及ぼす虞があ
る。

【０００６】本発明において、ポリオレフィン系樹脂と
しては、ポリエチレンに限らず、例えばポリプロピレ
ン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなども用い得る。
これらの樹脂のうちでは、水道水中に含まれる塩素に対
する抵抗力及び価格の点から、ポリエチレンまたはポリ
プロピレンを使用することが好ましく、特にポリエチレ
ンが好ましい。また、本発明においては、一種類のオレ
フィン系樹脂で樹脂被覆層を形成できるが、二種以上の
オレフィン系樹脂を用いて樹脂被覆層を形成することも
できる。更に本発明においては、樹脂被覆層が管継手か
ら離脱するのを確実に防止するために、樹脂被覆層と管
継手との間に接着層を有することが望ましい。

【０００７】上記構成によれば、管継手の内面とポリオ
レフィン系樹脂被覆層との間の密着性が確保され、長期
間に亘り樹脂被覆層の剥離が生じない内面防食管継手を
得ることができる。これは、ポリオレフィン系樹脂とし
てポリエチレンを用いかつ管継手内面に接着層を形成し
てから被覆層を形成する場合について説明すると、次の
理由によるものと推察される。射出成形時の溶融状態で
は、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンはいずれ
も、一定圧力下の比容積はほぼ同じである。しかし、冷
却固化後の密度は、低密度ポリエチレンでは９１０ｋｇ
／ｍ³程度で、高密度ポリエチレンでは９５０ｋｇ／ｍ³
程度となる。この密度を支配するのは、比容積が小さい
結晶相と比容積が大きい非結晶相の体積分率で表される
結晶化度である。したがって、射出成形後の冷却固化過
程での収縮率は、高密度ポリエチレンは大きいが、低密
度ポリエチレンは小さくなる。すなわち、ポリエチレン
の密度が小さい程、冷却終了時の収縮量と冷却開始時の
収縮量との差は小さく、管継手とその内面に形成された
接着層の間の残留応力は小さくなる。その結果、低密度
ポリエチレンを使用することにより、長期間に亘って継
手と樹脂被覆層間の密着性が確保される。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を添付図
面を参照して説明する。図１は本発明の内面防食管継手
を形成する射出成形時の状態を示す断面図であり、図２
は本発明の内面防食管継手を示す断面図である。図１に
おいて、１は金属製管継手であり、その中に互いの先端
部が密着するようにマンドレル２、３が挿入されてい
る。マンドレル２には、図示しない射出成形機の出口に
連通するランナ４とその先端部にゲート５が設けられて
いる。射出成形機から供給された溶融樹脂は、ランナ４
及びゲート５から管継手１とマンドレル２、３とで形成
された成形空間６内に充填され、溶融樹脂が冷却・固化
したときにマンドレル２、３を後退させることにより、
図２に示す管継手１の内面に樹脂被覆層７を有する内面
防食管継手が形成される。この内面防食管継手において
は、樹脂被覆層７が管継手１の内面と接触する部分に接
着層８が設けられ、樹脂被覆層７と管継手１との密着性
が向上するように構成されている。

【０００９】上記の内面防食管継手において、樹脂被覆
層７には円環状の突出部７１が設けられ、この突出部７
１の外周面と管継手１の内面とでリセス７２が形成され
ている。樹脂ライニング鋼管１０と管継手１とを接続す
るときは、リセス７２内に樹脂ライニング鋼管１０の先
端部をねじ込み、樹脂ライニング鋼管１０の樹脂被覆層
１１を管継手１の樹脂被覆層７の突出部７１に押し当て
ることにより、樹脂ライニング鋼管１０及び管継手１の
樹脂被覆層同士によるシールが行なわれる。

【００１０】

【実施例】呼び径２５Ａの可鍛鋳鉄製ソケットの内面に
変性ポリエチレンを約０．１ｍｍの厚さに塗布して接着
層を形成した後、密度が９００、９１０、９２０、９３
０、９３６ｋｇ／ｍ³（結晶化度はそれぞれ３４％、４
１％、４８％、５５％、５９％）である5種類のポリエ
チレン樹脂、および密度９１０ｋｇ／ｍ³（結晶化度４
１％）のポリプロピレン樹脂をそれぞれ射出成形して図
２に示す内面防食管継手を作製した。上記各樹脂ごとに
５０個の内面防食管継手を準備し、これらを用いてヒー
トサイクル試験機により−１０℃⇔６０℃を１００サイ
クル繰り返す試験を行った。ヒートサイクル試験後の内
面防食管継手を切断して、金属継手と樹脂被覆層との密
着状態を調査した。さらに、ヒートサイクル試験後の内
面防食継手５個の両側にパイプ（樹脂ライニング鋼管）
を接合し、これらの内部に濃度３質量％の食塩水を封入
し、４週間放置した。４週間後、封入試験水中の鉄量の
定量分析を誘導結合高周波プラズマ発光分光分析（ＩＣ
Ｐ）により行った。これらの試験結果をまとめて表１に
示す。比較例として、密度が９５０ｋｇ／ｍ³（結晶化
度６９％）の高密度ポリエチレンを用いて樹脂被覆層を
形成した以外は上記と同様の条件で内面防食管継手を作
製し、上記と同様の試験を行った。その試験結果は同じ
く表１に示す。

【００１１】

【００１２】表1から明らかなように、密度が９００〜
９３６ｋｇ／ｍ³のポリエチレン樹脂および密度が９１
０ｋｇ／ｍ³のポリプロピレン樹脂を用いて樹脂被覆樹
脂層を形成した場合（実施例１〜６）には、継手と樹脂
被覆層との密着性が良好で、防食性能に優れた内面防食
継手が得られることがわかる。一方高密度ポリエチレン
樹脂を用いて被覆樹脂層を形成した場合（比較例）に
は、継手と被覆樹脂層との密着性が弱く、そのため食塩
水が金属継手内面と被覆樹脂層の間に浸入し、防食性能
を低下させていることがわかる。

【００１３】

【発明の効果】以上に記述の如く、本発明によれば、金
属製管継手の内面に特定の密度（結晶化度）を有するポ
リオレフィン系樹脂を被覆するので、管継手の内面と樹
脂被覆層との密着性が確保され、長期に亘って樹脂被覆
層の剥離が生じない内面防食管継手を得ることができ
る。その結果、環境汚染を伴わずに、防食性能に優れる
配管を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内面防食管継手とマンドレルの
関連を示す断面図である。

【図２】本発明に係わる内面防食管継手と被接続管の関
連を示す断面図である。

【符号の説明】

１管継手、２、３マンドレル、７樹脂被覆層、８
接着層、７１突出部、

フロントページの続きＦターム(参考） 3H013 JB05 4F100 AB01A AK03B AK06B AK07B BA02 BA03 BA07 BA10A BA10B CB00C DA17 DD31 GB90 JA05B JA13B JB02 YY00B

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製管継手の内面に樹脂被覆層を設け
た内面防食管継手であって、樹脂被覆層は９００〜９４
０ｋｇ／ｍ³の範囲の密度を有し、ポリオレフィン系樹
脂からなることを特徴とする内面防食管継手。
【請求項2】金属製管継手の内面に樹脂被覆層を設け
た内面防食管継手であって、樹脂被覆層は３４〜６２％
の範囲の結晶化度を有し、ポリオレフィン系樹脂からな
ることを特徴とする内面防食管継手。
【請求項3】樹脂被覆層が単一または二種以上のオレ
フィン系樹脂からなることを特徴とする請求項1に記載
の内面防食管継手。
【請求項4】樹脂被覆層が低密度ポリエチレン樹脂を
主体とすることを特徴とする請求項１に記載の内面防食
管継手。
【請求項5】樹脂被覆層がポリプロピレン樹脂を主体
とすることを特徴とする請求項1に記載の内面防食管継
手。
【請求項6】樹脂被覆層と金属製継手との間に接着層
を有することを特徴とする請求項１に記載の内面防食管
継手。