JPH09327653A - 粘性液塗布ダイスおよび粘性液の塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】管の外表面における粘性液の塗布状態が均一
で、しかも塗布能率が良好な粘性液塗布ダイスおよびこ
れを用いた粘性液の塗布方法を提供する。 【解決手段】(1) 回転することなく軸方向に送られる管
５の外表面に塗布される粘性液４を絞ることによって管
の外表面に均一な塗膜を形成する塗布ダイス３であっ
て、アプローチ部3aがテーパー面3tで、そのテーパー角
度（両角）が 0.5〜15°であり、ベアリング部3bがアプ
ローチ部に連続して設けられた平行面3sとその管送り方
向の下流側に設けられた円弧面3eからなる粘性液塗布ダ
イス３。 (2) 管５を回転することなく軸方向に直進送りし管５の
外表面に粘性液４を塗布してのち、前記(1) の粘性液塗
布ダイス３で絞り、管５の外表面に均一な塗膜を形成す
る粘性液の塗布方法。上記管５の外表面への粘性液４の
塗布を管５の上方一方から垂れ流し方式で行うことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管外表面への粘性
液塗布ダイスおよびこれを用いた粘性液の塗布方法に関
し、さらに詳しくは塩化ビニルライニング鋼管の製造に
供される塩化ビニル管、鋼管等の管の外表面に、粘度の
高い接着剤等の粘性液を均一な塗膜に形成するのに適す
る塗布ダイスおよび塗布方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水道管に鋼管を使用する場合、鋼管の腐
食に伴う水道水の汚染を防止するため、あるいは地中に
埋設された鋼管の防食を図るため、鋼管の内面または外
面のいずれか一方若しくは両方に樹脂（例えば、塩化ビ
ニル）被覆が行われている。

【０００３】塩化ビニルを被覆する塩化ビニルライニン
グ鋼管（以下、単に「被覆鋼管」という）の製造法とし
て、内面に塩化ビニルを被覆する場合には、予め外表面
に接着剤が塗布された塩化ビニル管（以下、「塩ビ管」
と略称する）を鋼管の内面に挿入して塩ビ管の熱膨張性
を利用して、密着一体化させる方法が採用されている。
一方、外面に被覆する場合には、鋼管の外表面に接着剤
を塗布したのち、塩ビ管を鋼管の外面に装着し、塩ビ管
の熱収縮性を利用して密着一体化される。

【０００４】品質の優れた被覆鋼管を得るためには、塩
ビ管または鋼管の外表面に接着剤をムラなく、均一な厚
みで塗布する必要がある。これらの対策として、被覆さ
れる管をスパイラル送りして、その外表面に塗布された
接着剤をゴムワイパーまたは弾性繊維で絞って塗膜を形
成する方法、若しくはエアーワイパーで接着剤を絞って
塗膜を形成する方法が行われている。しかし、ゴムワイ
パーまたは弾性繊維で塗膜を形成する方法では、塗布ム
ラが生じ易く、さらに絞られることによって膜厚が薄く
なるので、厚い膜厚の塗膜を形成することができないと
いう問題がある。また、エアーワイパーで塗膜を形成す
る方法では、エアーの使用にともなって設備費用やラン
ニングコストが嵩むとともに、接着剤の飛散による原単
位の低下または環境悪化、エアー圧力と管送り速度の変
動によって塗膜の厚さが不均一になるという問題があ
る。さらに、基本的な問題として、塗布される管をスパ
イラル送りする方式では、管の外表面の塗布速度が遅い
ため、高い生産性が望めないという点がある。

【０００５】本発明者らは、先に、管を直進送りする方
式であって、鋼製矯正リングと鋼製絞りリングとが近接
して配設され、矯正リングは処理される管に接してその
周形状を矯正するとともに多数の余滴戻し溝が形成され
た矯正用内周部を有し、絞りリングは管の外表面との間
に所定のクリアランスを残すことが可能な絞り用内周部
を有し、これらの鋼製リングが上下方向に偏心可能に固
定されている粘着液の塗布用絞り装置を提案した（特公
昭60− 29547号公報参照）。しかし、その装置では、管
の外表面に均一な塗膜を形成するために、両リングの固
定位置の調整に手間が掛かるとともに、粘性液の噴射に
は複数個の噴射ノズルを使用しなければならず、また、
噴射できる液は低粘度（ 500〜3000cps ）に限定され
る。特に、低粘度の液を使用する場合には、管の外表面
に厚く塗布すると垂れが生じるので、薄い塗膜しか塗布
できないことになる。そのため、被覆鋼管の品質を一層
向上させるには、これらの点の改善が必要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、管の外
表面に粘性液を塗布する場合に、従来のゴムワイパーや
エアーワイパーで絞る方法では多くの問題がある。ま
た、先に提案した塗布用絞り装置にも、被覆鋼管の品質
および生産性を向上させるには、改善すべき点が多々あ
る。

【０００７】本発明は、上記の点に着目して、管の外表
面における接着剤の塗布状態が均一で、接着強度に優
れ、品質が安定した被覆鋼管を能率良く製造するのに適
する粘性液塗布ダイスおよびこれを用いた粘性液の塗布
方法を提供することを課題としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１および図
２に示すように、下記の(1) 粘性液塗布ダイスおよび
(2) 粘性液の塗布方法を要旨としている。

【０００９】(1) 回転することなく軸方向に送られる管
５の外表面に塗布される粘性液４を絞ることによって管
の外表面に均一な塗膜を形成する塗布ダイス３であっ
て、アプローチ部3aがテーパー面3tで、そのテーパー角
度（両角）が 0.5〜15°であり、ベアリング部3bがアプ
ローチ部に連続して設けられた平行面3sとその管送り方
向の下流側に設けられた円弧面3eからなることを特徴と
する粘性液塗布ダイス３（図１参照）。

【００１０】(2) 管５を回転させることなく軸方向に送
りつつ管５の上方一方から粘性液４を垂れ流し管の外表
面に塗布してのち、アプローチ部がテーパー面で、その
テーパー角度（両角）が 0.5〜15°であり、ベアリング
部がアプローチ部に連続して設けられた平行面とその管
送り方向の下流側に設けられた円弧面からなる粘性液塗
布ダイス３で絞り、管５の外表面に均一な塗膜を形成す
ることを特徴とする粘性液の塗布方法（図２参照）。

【００１１】

【発明の実施の形態】発明者らの知見によれば、接着強
度に優れた被覆鋼管を製造するには、接着剤として合成
ゴム系または合成樹脂系のものを使用する場合、管の外
表面に塗布される塗膜の最適厚さは乾燥状態で20〜 150
μm である。塗膜厚さがこれより薄くても、また厚くて
も被覆鋼管の接着強度が低下する。さらに品質の安定し
た被覆鋼管を低コストで能率良く製造するには、上記の
塗膜厚さで均一に塗布する必要がある。塗布ムラは接着
剤の原単位を悪化させるのみならず、塗布後の乾燥等の
処理工程の能率を低下させるとともに、被覆鋼管の表面
凹凸となって製品外観を損ねるからである。

【００１２】本発明者らは、品質の安定した被覆鋼管を
能率良く製造するため種々の検討を行った結果、先に提
案した塗布用絞り装置の改善に関し、次の点に着目し
た。

【００１３】 矯正リングと絞りリングとの固定位置
の調整に手間が掛かる前述の特公昭60− 29547号公報で
提案の装置にかえて、絞りリングに相当する単独のダイ
スを使用しても粘性液である接着剤を均一に塗布できる
こと。

【００１４】 接着剤を噴射ノズルを用いて噴射する
場合には、使用できる接着剤の粘度は低粘度のものに限
定され、また、管の外表面の全面に噴射するには複数の
噴射ノズルが必要となるが、これらを解消するため、接
着剤を管の上方一方から垂れ流す方式としても、管の外
表面に接着剤を均一に塗布できること。

【００１５】本発明は、このような着眼に基づいて完成
されたものである。以下、本発明を図面を用いて説明す
る。

【００１６】図２は、本発明の粘性液の塗布方法を実施
する塗布装置の全体構成の一例を説明する図である。同
図において、符号１は塗布装置で、２は塗布室であっ
て、塗布室２の出側には本発明の粘性液塗布ダイス３が
設けられている。接着剤が塗布される管５はスパイラル
回転することなく軸方向に直進送りされ（図２の矢印方
向へ）、塗布室２内の上方に配置されたノズル６から接
着剤４が外表面に垂れ流されてのち、粘性液塗布ダイス
３の内部を通過することによって外表面の塗膜が均一に
塗布される。余分に垂れ流された接着剤４は塗布室２の
底部に集められ、配管８を介して循環ポンプ７によって
ノズル６へ循環されるようになっている。

【００１７】管５の送りは入側の搬入コンベヤー９と出
側の搬出コンベヤー10の支持によって行われる。このと
き、塗布される管の送り速度は最高で 60m/minまで高め
ることができる。

【００１８】図１は、本発明の粘性液塗布ダイスが、塗
布された接着剤を絞って管の外表面に均一な塗膜を形成
する状況を説明する図である。図に示すように、ノズル
６から供給された接着剤４は、ダイス入側のアプローチ
部3aで一旦滞留し、管５の外表面の全面に塗布される。
また、塗布処理される管が塩ビ管である場合には、塩ビ
管の曲がりや真円度不良なども、アプローチ部3aのテー
パー面3tによってある程度矯正される。

【００１９】本発明においては、アプローチ部3aのテー
パー角度（両角）を 0.5〜15°としている。なお、両角
とは、中心軸に対する両側の傾斜角の合計の角度を意味
する。テーパー角度（両角）が 0.5°未満であると、ダ
イスのアプローチ部が長くなり過ぎて、ダイスの重量が
増加するとともに、ダイスの清掃が困難になって作業性
が悪化する。一方、テーパー角度（両角）が15°を超え
ると、アプローチ部の長さは短くできるが、接着剤を管
の外表面の全面に塗布しにくくなるので、全面に十分に
塗布するには管の送り速度を低下させなければならず、
高能率を維持することができない。また、塗布される塩
ビ管に曲がりや真円度不良が発生している場合でも、そ
の矯正ができず、塗布ムラの原因になることがある。さ
らに作業能率を確保して、かつ均一な塗膜形成と管変形
の矯正効果を維持するには、アプローチ部のテーパー角
度（両角）を１〜３°の範囲にするのが望ましい。

【００２０】ダイス出側のベアリング部3bは、アプロー
チ部に連続して設けられた平行面3sとその管送り方向の
下流側に設けられた円弧面3eからなっている。塩ビ管の
曲がりや真円度を矯正するため、平行面3sの長さは２〜
10mmとするのが望ましい。また、ベアリング部の後半を
円弧面3eとしているのは、接着剤がダイス出側に付着し
て、均一な塗膜形成を阻害することを防ぐためである。

【００２１】ベアリング部3bの平行面3sでは、アプロー
チ部3aのテーパー面3tで絞られた塗膜の膜厚が調整され
る。すなわち、塗膜厚さは、平行面3sの内径Diと管５の
外径Doとのクリアランスによって決定され、通常、クリ
アランスの量は 0.1〜 0.6mmの範囲とするのが望まし
い。例えば、接着剤として合成ゴム（クロロプレンゴ
ム）系の溶剤型接着剤で固形分が33％のものを使用し
て、厚さが乾燥状態で50μmの塗膜を形成する場合に
は、クリアランスは 0.3mmとする。一方、接着剤として
合成ゴム（クロロプレンゴム）系のホットメルト型接着
剤で固形分が 100％のものを使用して、厚さが乾燥状態
で50μm の塗膜を形成する場合には、クリアランスは
0.1mmとする。一般的に、ホットメルト型接着剤を使用
する場合には、取扱い性を簡易にし作業性を向上させる
ため、約 180℃に加熱して用いられる。

【００２２】粘性液塗布ダイスを上記の構成にすること
によって、接着剤の塗布を管の上方一方から垂れ流す方
式によっても、管の外表面に均一な塗膜を形成すること
ができる。このため、適用できる接着剤が広い範囲のも
のとなり、その粘度が 500〜50000cpsの範囲であれば、
例えば、水溶性型接着剤、溶剤型接着剤およびホットメ
ルト型接着剤のいずれも用いることができる。

【００２３】本発明の粘性液塗布ダイスおよび粘性液の
塗布方法の用途として、被覆鋼管の製造における接着剤
の均一塗膜を得る手段を説明してきたが、この塗布ダイ
スおよび塗布方法は、鋼管への防錆油の塗布にも適用で
きる。鋼管の外表面の防錆塗装は、一般的にスプレー塗
装が行われており、防錆油の飛散による塗装効率や環境
条件の悪化が問題となっていたが、本発明の塗布ダイス
を使用することによって、このような問題が解消され、
さらに余剰の防錆油の回収、再利用が可能となり、原単
位が著しく向上する。

【００２４】

【実施例】屋内配管に使用される内面に塩ビ管を被覆し
た水道用被覆鋼管を製造して、塩ビ管の外表面の塗膜厚
さ、塗布能率および接着性試験による接着強さを測定し
て、本発明の塗布ダイスの効果を確認した。

【００２５】水道用被覆管の製造にあたり、原管には外
径60.3mm、長さ4000mmの炭素鋼管（材質：JIS G 3452）
を使用し、厚さ1.5mm の塩ビ管を被覆することとした。
このとき用いた接着剤は合成ゴム系接着剤とし、塗布方
式は下記の (1)〜 (4)を採用した。

【００２６】(1)本発明例：塗布装置は図２に示す構成
の装置を使用し、塗膜形成には本発明で規定する塗布ダ
イス〔テーパー角度（両角）が 1.0又は10°〕を用い
た。

【００２７】(2)比較例Ａ：塗布装置は図２に示す構成
の装置を使用し、塗膜形成には本発明の規定外の塗布ダ
イス〔テーパー角度（両角）が18°〕を用いた。

【００２８】(3)比較例Ｂ：塩ビ管をスパイラル送りと
し、塗膜形成はゴムワイパーを用いた。ただし、接着剤
は上下二方向からのノズル噴射とした。

【００２９】(4)比較例Ｃ：塗布装置は図２に示す構成
の装置を使用し、塗膜形成には先に提案した矯正リング
と絞りリングを用いた。ただし、接着剤は上下二方向か
らのノズル噴射とした。

【００３０】接着剤の塗布工程では塗膜厚さ（均一性）
と塗布能率を測定し、鋼管と塩ビ管と密着一体化したの
ち接着性試験を行った。接着性試験は、被覆鋼管の中央
部から試験片を切取り、JWWA K 116に規定する方法で塩
ビ管を常温で押し抜き、次の式で接着強さＦを算出し
た。塗膜厚さ、塗布能率および接着性試験の結果を表１
に示す。

【００３１】Ｆ＝Ｗ／Ｓ（Kg/cm²） ただし、Ｗ：荷重（Kg）、Ｓ：接触面積（cm² ）

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかなように、本発明例では、
接着剤の塗膜厚さは43〜57μｍと安定、かつ均一とな
り、比較例Ａ〜Ｃに比べ優れた接着強さが確保できる。
しかも、安定した塗布能率を維持することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の粘性液塗布ダイスおよび粘性液
の塗布方法によれば、管の外表面における接着剤の塗布
状態が均一で、接着強度に優れ、品質が安定した被覆鋼
管を高能率に製造することができる。しかも、鋼管の防
錆油の塗膜等の粘性液を使用する作業にも適用でき、こ
の場合には作業効率や原単位の向上に多大な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粘性液塗布ダイスにより、塗布された
接着剤を絞って管の外表面に均一な塗膜を形成する状況
を説明する図である。

【図２】本発明の粘性液の塗布方法を実施する塗布装置
の全体構成の一例を説明する図である。

【符号の説明】

１…塗布装置、 ２…塗布室、 ３…塗布ダイス 3a…アプローチ部、 3b…ベアリング部 3e…円弧面、 3s…平行部、 3t …テーパー面 ４…接着剤（粘性液）、 ５…管、 ６…ノズル ７…循環ポンプ、 ８…配管、 ９…搬入コンベヤー 10…搬出コンベヤー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転することなく軸方向に送られる管の外
   表面に塗布される粘性液を絞ることによって管の外表面
   に均一な塗膜を形成する塗布ダイスであって、アプロー
   チ部がテーパー面で、そのテーパー角度（両角）が 0.5
   〜15°であり、ベアリング部がアプローチ部に連続して
   設けられた平行面とその管送り方向の下流側に設けられ
   た円弧面からなることを特徴とする粘性液塗布ダイス。
2. 【請求項２】管を回転させることなく軸方向に送りつつ
   管の上方一方から粘性液を垂れ流し管の外表面に塗布し
   てのち、アプローチ部がテーパー面で、そのテーパー角
   度（両角）が 0.5〜15°であり、ベアリング部がアプロ
   ーチ部に連続して設けられた平行面とその管送り方向の
   下手に設けられた円弧面からなる粘性液塗布ダイスで上
   記粘性液を絞り、管の外表面に均一な塗膜を形成するこ
   とを特徴とする粘性液の塗布方法。