JPH0140749B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は表面の耐食層としてフツ素樹脂シート
を、中間接着層としてゴムシートを、金属母材に
ライニング施工した耐食性及び耐熱性に優れたラ
イニング積層体に関する。 従来から、薬品貯蔵タンク、配管など、通常の
鋼材では直ちに腐食破壊するような環境から金属
製母材を保護する為、金属表面をゴムや樹脂で被
覆するライニング施工が行なわれている。ゴムラ
イニングは、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチ
ルゴム、エチレンプロピレン系ゴム、ニトリル系
ゴム等各用途に応じ、未加硫ゴムシートを接着
剤、共糊等を用い金属製母材に貼り付け、加圧又
は常圧下で熱風又はスチームを用い加硫接着する
方法が一般的である。また場合によつては、加硫
ゴムシートや熱加塑性ゴムシートを接着剤を用
い、直接金属製母材に貼り付ける方法、更に液状
ゴム、たとえばウレタン、クロロプレン、スチレ
ンブタンエンゴム等を用いライニングする方法が
ある。 また樹脂ライニングとしては、熱硬化性の不飽
和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フエノール
樹脂、フラン樹脂等を用い、ガラス繊維、カーボ
ン繊維、フエノール繊維、ポリエステル繊維等を
補強材として金属母材に施工するFRPライニン
グ、さらにガラス・フレーク、マイカ、グラフア
イト等を補強材に用いるフレークライニングや硅
砂、タルク等を補強材に用いるレジンモルタルラ
イニング等がある。また熱硬化性樹脂の代りに熱
可塑性樹脂を用いて、上記の如くライニングする
場合もある。 その他ポリエチレン、エポキシ樹脂、フツ素樹
脂等の粉体を用いて焼付けする方法や、樹脂シー
トを金属母材に貼り付ける方法等、実情にあつた
方法で現在ライニングされている。 これらの各種ライニング材の内、環境雰囲気条
件が高温度で高濃度の酸といつた非常に厳しい薬
液、たとえば30％硝酸×60℃、50％クロム酸×
100℃、20％フツ酸×60℃等に耐える材料として
は、フツ素樹脂やフツ素ゴムが有効である。 ところが、フツ素樹脂やフツ素ゴムを金属母材
に接着ライニングする方法は現在のところ種々の
問題があり、それほど実用に供されていない。た
とえばフツ素樹脂シートを直接金属製母材に接着
ライニング施工する場合、フツ素樹脂と金属との
接着性が不充分な為、特に母材のコーナー部やエ
ツジ部が貼り付け難く、またたとえ全面均一に貼
り付け接着出来たとしても、使用中にふくれや剥
離現象を起こし易い。また外部からの機械的、熱
的衝撃に対しても、シートが母材から剥離するこ
とがある。更にフツ素樹脂シート同士の継ぎ合せ
接着にも困難な点が多い。このため、フツ素樹脂
シートにガラス繊維布を裏打ちし、ガラス繊維で
金属に貼り付ける方法や、接着ライニングせずに
シートを母材から浮かした状態でライニング施工
するルーズライニング法が採られているが、なお
問題が多い。その他、フツ素樹脂の粉体やデイス
パージヨンを母材に塗布し焼き付けるコーテイン
グ法もあるが、塗膜が薄すぎるとともに母材に対
する接着力も不充分な為、耐食ライニングとして
の充分な性能を有していない。 フツ素ゴムシートのライニング施工についても
シートを直線金属製母材に接着ライニングする場
合、フツ素樹脂シートの施工と同様、貼り付け難
さ、接着力の不充分さ等難点が認められる。 本発明者らは、前記の如き従来技術の各種欠点
を解消すべく鋭意検討を重ねた結果、施工性に優
れ、耐食性・耐熱性に優れたライニング積層体を
開発することに成功した。 すなわち本発明は、フツ素樹脂シートを耐食層
とし、ゴムシートを中間接着層として、金属製母
材にライニング施工するに際し、特定の特性を有
するフツ素樹脂シートを使用することを特徴とす
る耐食性ライニング積層体に係るものである。 以下、本発明の耐食性ライニング積層体につき
詳細に説明する。 本積層体の耐食層であるフツ素樹脂シートとし
ては、ポリ四フツ化エチレン樹脂（PTFE）、ポ
リ三フツ化塩化エチレン樹脂（PCTFE）、ポリ
フツ化ビニリデン樹脂（PVDF）、ポリフツ化ビ
ニル樹脂（PVF）、四フツ化エチレン−六フツ化
プロピレン共重合樹脂（FEP）、エチレン−四フ
ツ化エチレン共重合樹脂（ETFE）、エチレン−
三フツ化塩化エチレン共重合樹脂（ECTFE）、
四フツ化エチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合樹脂（PFA）等のポリマー鎖の
炭素に結合している元素のうち、半数以上がフツ
素原子からなるホモポリマー及びコポリマーを単
独又はこれらの２種以上をブレンドしてシート状
にしたもの、更には各種の充填剤を混入しシート
状にしたものを例示できる。この層は腐食性の各
種薬液やガスから金属製母材を保護する効果を有
し、化学的及び物理的に安定な耐食層となる。 第１図は本発明の積層体を耐食層を内側に折曲
して金属製母材のコーナー部に貼り付けた場合を
示し、第２図は耐食層を外側に折曲して貼り付け
た場合を示すが、本発明ではこのように特に金属
製母材のコーナー部に貼着した場合にも優れた接
着性を得ることを目的とする。このような目的を
達成するために本発明においてはフツ素樹脂の曲
げ弾性率（Kg／mm²）とシート厚み（mm）の３乗の
積が100Kg・mm未満、特に好ましくは800Kg・mm以
下とすることが必須の要件である。上記値が1000
Kg・mm以上になるとコーナー部にシートを貼り付
ける際シートが硬すぎ、コーナーに沿つて均一に
貼り付けることが困難で、積層ライニングシート
の母材からの浮きや剥離を生じ易くなる。また、
たとえ均一に貼着施工ができたとしても加硫時又
は使用中に同様な現象が生じ、母材に腐食等の損
傷を与えることになる。 一般に耐食性ゴムライニングの厚さは１〜６mm
が多く、たとえ水蒸気透過性の小さいフツ素樹脂
シートを耐食層に用いても使用中に除々に水が浸
透し、ライニング材のふくれや剥離を生ずる。従
つて本発明においてライニング積層体として高度
の耐食性を保持するにはフツ素樹脂シートとして
約0.1mm以上が好ましい。 次に本発明の中間接着層であるゴムシートとし
ては、通常ゴムライニング材として用いられる天
然ゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ブ
チルゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ニトリ
ル系ゴム、アクリル系ゴム、スチレン・ブタジエ
ンゴム、ヒドリン系ゴム、フツ素ゴム、ケイ素ゴ
ム、クロロスルホン化ゴム、多硫化ゴム、ウレタ
ンゴム及びこれらの変性物を含み、またこれらの
２種以上をブレンドしたものを用いることもでき
る。この層は前記耐食層と金属製母材の中間に位
置し、耐食層であるフツ素樹脂シートを金属製母
材に強固に接着するとともに、ライニング材表面
又は金属製母材の外面から衝撃が加わつた場合、
その力を吸収・緩和し、ライニング材が母材から
剥離することを防止する作用を有する。ゴムシー
トの厚みは約0.2〜５mm、更に好ましくは約0.4〜
３mmの範囲が適当で、0.2mm未満では衝撃緩和作
用が小さすぎ、厚さ５mmを越えると、衝撃緩和作
用は増加するが、母材へのライニング施工性が悪
くなり材料・施工面で不経済となる。 このゴムシートは通常未加硫状態で耐食層であ
るフツ素樹脂シートに貼り合せ、さらに各種接着
剤、共糊等を塗布し、金属製母材に、ローラー等
を用い、適宜熱風等で加熱し均一に圧をかけなが
ら貼りつける。貼り合せの継ぎ部はフツ素樹脂で
加熱溶接又は接着剤によるシートの貼り増し、そ
の他の方法により薬液等の浸入が起こらないよう
処置する。 このようにしてライニング施工した母材を加圧
又は常圧下で、熱風又はスチームを用いて加硫接
着を行なう。場合によつては加熱せず自然加硫を
行なう場合もある。 このような加硫接着以外に前記各種ゴムの加硫
ゴムシートやウレタン系、ポリエステル系、ブタ
ジエン系等の熱可塑性エラストマーシートとフツ
素樹脂シートとを貼り合せ、接着剤を用いて金属
製母材にライニングする方法、更にウレタン、ク
ロロプレン、スチレン・ブタジエンゴム、ポリブ
タジエンゴム、ブチルゴム等の液状ゴムを中間接
着層として利用する方法もある。上記の加硫ゴム
シートを用いる場合は、JIS Ａ硬度50゜以下が好
ましい。未加硫ゴムシート又は熱可塑性エラスト
マーシートの場合には加温により簡単に軟化させ
てコーナーに沿わせることができるため、特に硬
度は限定されない。 フツ素樹脂シートとゴムシートを貼り合せる方
法は、フツ素樹脂シートの重ね合せる側を常法の
如く酸化性薬液処理、金属ナトリウム処理、火炎
処理、コロナ放電処理等を行ない、イソシアネー
ト系、エポキシ系、シラン系、その他の接着剤を
用い、相手のゴムシートとカレンダーロール等で
積層するのが好ましい。 母材になる金属としては、各種炭素鋼、ステン
レス鋼、アルミニウム、銅等の非鉄金属及びこれ
らの合金等を挙げることができる。 上記のようにして得られた本発明の積層体は耐
薬品性、耐機械的衝撃性、耐熱的衝撃性、耐熱
性、耐摺動性に優れた耐食ライニング積層体であ
り、このような積層体でライニング施工された容
器や装置類は、従来のゴムや樹脂のライニング材
では耐えられなかつた腐食性の厳しい環境条件で
使用する用途、たとえば酸化性薬品、強酸、強ア
ルカリ、溶剤等の化学薬品タンクや排煙脱硫及び
脱硝プラント等に有効に用いられる。 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。尚、
単に部とあるのは重量部を示す。 実施例 １ 第１表に記載の各種フツ素樹脂の種々の厚みを
有するシートを作成し、ゴムシートを貼り合せる
側をコロナ放電処理し、エポキシ系プライマーを
塗布する。 一方クロロプレンゴム１００部、GPFカーボ
ン40部、プロセスオイル10部、PbO7部、その他
促進剤及び加工助剤を配合したゴムを1.0mmの厚
さにシート分出し、これを前記前処理したフツ素
樹脂シートと貼り合せる。この積層したシート
を、縦300mm、横300mm、高さ300mmの角柱形鉄製
容器内側の底面と側面を、第１図に示した如く、
コーナー部でシートの継ぎ合せをせずにライニン
グし、施工性を比較した。鉄製容器に貼り付ける
場合、まず鉄面をブラスト処理し、塩化ゴム系接
着剤を塗布し、上記積層したシートのクロロプレ
ン側を共糊を利用しローラー等で鉄面に押えつけ
ながら貼つていく。必要に応じ熱風等を吹きつけ
ながら貼るとより容易に施工出来る。 この結果を第１表に示したが、（曲げ弾性率）×
（厚み）³＜1000（Kg・mm）の時、コーナー部にライ
ニング・シートの浮きは認められないが、1000
Kg・mm以上の値になると、コーナーに沿つてシー
トを均一に貼り付けることが出来る、浮き上つて
しまう。 次に、このようにライニング施工した容器を、
３Kg／cm²のスチームで１時間缶内加硫を行なつ
た。コーナー部まで均一に施工出来た容器は、す
べて加硫後もシートの浮きや剥離は認められなか
つたが、未加硫時コーナー部の浮きにより施工が
均一に出来なかつた容器は、加硫後シートの浮き
上つた面積は更に拡がつた。 このライニング施工の終つた各容器を100℃の
スチーム雰囲気下に１ケ月間放置し、耐スチーム
性能を評価した。結果を第１表に示したが、フツ
素樹脂シートが0.1mm厚さより薄くなると、ライ
ニング積層シートのふくれが生じ、耐食性能上良
くなかつた。

【表】 実施例 ２ １mm厚さのPFAシートと厚さ３mmの自然加硫
タイプのクロロプレンゴムシートをエポキシ系接
着剤を用いて貼り合せ、これを100mm×100mm×６
mmのSUS304の母材に接着剤を介して包込み状態
でライニング施工した。 このテストサンプルを30％HNO₃、60℃の条件
で浸漬し、３ケ月経過を見たが全く異常は認めら
れなかつた。 実施例 ３ 厚さ500μのETFEのシートを厚さ１mmの加硫し
たアクリロニトリル・ブタンジエンゴム（NBR）
シートにポリエステル系接着剤を用い貼り合せ、
これをブラスト処理した300mm×300mm×６mmの鉄
板に接着剤ケムロツク236（ロード・ヒユーソン・
ケミカル社）を用いNBR面で包込みライニング
施工した。 一方、ETFEの上記と同一シートを、同様に直
接ブラスト鉄板にフエノール・ニトリル系接着剤
を用いて包込み状態で貼りつけた。 上記２種ののライニング試験板を各２枚づつ作
成し、１枚は落球衝撃試験用に、他の一枚は耐熱
水性試験に供した。 落球衝撃試験は重さ300ｇの鋼球を高さ１ｍの
位置からライニング面上に垂直に落下させ落下部
分の状態を観察した。また耐熱水性試験は80℃の
イオン交換水に浸漬し、約３ケ月後のライニング
面を観察した。結果を第２表に示した。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は金属製母材のコーナー部に
耐食性ライニング積層シートを施工した状態を示
す。 図中１は金属製母材、２は中間接着層としての
ゴムシート、３は耐食層としてのフツ素樹脂シー
トである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フツ素樹脂シートを耐食層とし、ゴムシート
   を中間接着層として、金属製母材にライニング施
   工するに際し、該フツ素樹脂シートの特性が、 （曲げ弾性率）×（シート厚み）³＜1000 〔単位：曲げ弾性率Kg／mm²、シート厚みmm〕 であることを特徴とする耐食性ライニング積層
   体。