JPS6023026B2 - プラスチツク被覆金属製品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチック被覆金属製品に関する。

従来、アンダーコート層とプラスチック層とからなる金
属製品としては、例えばプラスチック被覆鋼管あるいは
塩化ビニル張り合せ鋼板等各種のものが知られている。
就中、前者は、例えばガス、石油等の輸送用埋設パイプ
ラインなどに広く使用され、埋設後の腐食を防止するた
めに、ポリエチレンやポリプロピレンのような熱可塑性
プラスチックを鋼管の表面に被覆することが一般的に行
われている。

その際熱可塑性プラスチック被覆層の鋼管の表面とを密
着させ、水分等の浸透を防止するために、変性ポリエチ
レン系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系等の接着剤や
、アスファルト、石油樹脂などからなる粘着剤等のいわ
ゆるアンダーコート層を鋼管表面に塗布している。即ち
、通常プラスチック被覆鋼管は接着剤あるいは粘着剤等
のアンダーコート層と熱可塑性ブラスチツク層の二層被
覆となっている。

このような構成からなるプラスチック被覆鋼管は例えば
パイプライン等として埋設された後、防食を更に確実に
するために電気防食が併用されるのが普通である。

普通プラスチック被覆鋼管のプラスチック被覆層の磁気
絶縁抵抗を極めて高く、長期間にわたって１び。○・め
程度の性能を示すことが認められているので、これだけ
で充分防食性はある。しかしプラスチック被覆金属管の
輸送時や施工時にプラスチック被覆層に癖を全くつけな
いようにすることは実際上困難であるため、碗の箇所か
ら腐食が進行することのないように電気防食が併用され
ているのである。前記電気防食は鋼管の防食電位が−１
．０ｙ（Ｃｕ／ＣｕＳ０４電極照合）になるように、実
際の被覆′絶縁抵抗を考慮して所要電流が設定される。

プラスチック被覆層に減があり、鋼管が露出している箇
所があっても、電気的に防食がなされているが、一方プ
ラスチック被覆層と鋼管の密着性が非常に弱い場合や過
剰の電位になった場合、庇の周辺のアンダーコート層が
次第に剥離して、プラスチック層と鋼管が密着していな
い状態になる。このような現象は一般に「陰極剥離性」
とよばれている。しかして耐陰極剥離性の悪い場合ほど
当初の癖を中心として同○円状に剥離する部分の径は大
きくなる。プラスチック被覆層に癖がつき孔が生じて鋼
管の表面が露出し、該箇所が陰極に分極していると、例
えば埋設土壌中の腐食性水溶液や電気質溶液の存在で次
のような現象がみられる。

１ 水素イオンの還元による水素ガスの発生（が１十左
一日２↑）２ 陰極分極によるアルカリ化 （４０十１／２０２十を→ＯＨ−） これら一連の現象の複合的な作用の結果、アンダーコー
ト層の接着力が低下し、プラスチック被覆層と鋼管面と
の間で剥離が生じるようになるのである。

前述の如き問題を解決するために、従来例えば接着剤や
粘着剤等のアンダーコート層を塗布する前に、予め鋼管
表面にフェ／−ルェポキシ系やタールェポキシ系等のの
プライマー塗料を塗布後、前記アンダーコート層を被覆
し、更にポリエチレン等の被覆を行う方法が知られてい
る。

又、鋼管をプラスト処理や酸洗処理した後、リン酸塩処
理やクロム酸処理等の下地処理を施した後、アンダーコ
ート層及びポリエチレン被覆を行う方法も知られている
。

前記いずれの方法も耐陰極剥離性に対しては多少の効果
は認められる。

しかし処理工程が一つ増加するために繁雑となり、又、
前者は塗布に際して塗装設備や排気処理等の設備が必要
であり、一方後者の方法は排水処理設備が必要であるな
ど、いずれも製造コストの上昇をまぬくものであった。
接着剤をアンダーコート層とし、その上に塩化ビニルシ
ートを圧着したような構造を有する塩化ピニル張り合せ
鋼板に於ても同種の問題があった。

′本発明は前記の如き従来技術の欠点を解消する
ことを目的とし、製造に際して特別な工程や処理設備を
全く必要とせず、加えて耐陰極剥離性等の諸性能のすぐ
れたプラスチック被覆金属製品を提供しようとするもの
である。

即ち、本発明は、アンダーコート層とその上のプラスチ
ック層とからなるプラスチック被覆金属製品において、
アンダーコート層に‘ィ｝酸化作用を有する化合物、‘
ｏー酸素酸塩、内金属鉛又はその酸イ日物もしくはその
塩の少くとも１種を含有していることを特徴とするプラ
スチック被覆金属製品に係る。本発明者等は種々検討の
結果、鋼面と熱可塑性プラスチック層との間に存在する
アンダーコート層の役割りを全く損うことなく、しかも
陰極剥離防止を有効に行うため、特定の物質をアンダー
コート層中に含有せしめればよいことを見出し、本発明
に到達したのである。

前述の如く陰極に分極された時、蕗出した鋼面では水素
ガスの発生やアルカリ化の現象がみられるが、これらの
現象を防止又は抑制する手段としては、例えば‘１’鋼
表面の水素過電圧を高める、 ■ 酸化作用を有する化合物により水素発生を防する、
‘３１ 酸素酸塩によるアルカリの中和、等が考えられ
る。

前記抑制または防止手段のｍ鋼表面の水素過蟹圧を高め
るには、水素過電圧の高い金属イオンを鋼表面に吸着又
は析出せしめればよく、水素過電圧が高く、かつ金属イ
オンの析出し易い物質としては、金属鉛及びその酸化物
たはその塩が最も有効で、例えば金属鉛、亜酸化鉛、一
酸化鉛、二酸化鉛、鉛母円、シアナミド鉛、鉛酸カルシ
ウム、塩基性硫酸鉛、塩基性クロム酸鉛等が拳げられる
。

又、前記■の酸化作用を有する化合物としては容易に陰
極で還元される化合物であればすべて有効であるが、特
に長期にその酸化効果を持統させるためにはクロム、モ
リブデン、タングステン、マンガン等の酸化物又はそれ
らの酸素酸塩がより好ましい。前記酸化物又は酸素酸塩
としては、例えば三酸化クロム、三酸化モリブデン、三
酸化タングステン、二酸化マンガン、ストロンチウムク
ロメート、カルシウムクロメート、ジンククロメート、
モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カルシウム、モリブデ
ン酸カリ、タングステン酸亜鉛、タングステン酸カルシ
ウム、タングステン酸マグネシウム、クロム酸塩等が拳
げられる。

更に、前記した‘３ｌの酸素酸塩によるアルカリの中和
効果は、陰極分極により発生したＯＨ−イオンを桶捉し
て固定化し、ｐＨ値の上昇を抑制するもので、例えば簡
単にその一例を拳げれば、Ｚｎ３（Ｐ０４）２十的Ｈ−
→Ｚｎ（ＯＨ）２十が０葦−となる。

前記の如き中和効果をもつ化合物としては、前記クロム
酸化物及びその酸素酸塩の他、リン酸、ホウ酸、硫酸等
の酸素酸と亜鉛、鉛、アルミニウム、錫等の金属から得
られる塩類があり、具体的には。例えばリン酸亜鉛、オ
ルソリンン酸鉛、ピロリン酸鉛、メタリン酸鉛、リン酸
アルミニウム、オリソリン酸錫、ピロリン酸錫、オキシ
リン酸錫、四ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、メタホウ酸
鉛、四ホウ酸鉛、硫酸鉛、硫酸第二鉛等が拳げられる。
以上陰極分極における異状現象の抑制方法とそれに使用
される物質を例示したが、それらは前記分説した如く画
一的に起るものではない。

当然複雑な相互現象又は効果があるものと想定される。
従って前記化合物は１種のみならず２種以以上の化合物
を絹合せて用いることが可能なのである。上記の通り本
発明においては各種の酸化作用を有する化合物、酸素酸
塩、金属鉛又はその酸化物もしくはその塩が使用に適す
るが、特に好ましくは、酸化作用を有する化合物として
クロム、モリブデン、タングステンの酸化物又はこれら
の酸素酸塩であり、酸素酸塩としてはリン酸、ホウ酸、
クロム酸、硫酸と亜鉛、鉛、アルミニウムから得られる
塩であり、金属鉛又はその酸化物もしくはその塩として
は銭属鉛、亜酸化鉛、一酸化鉛、二酸化鉛、鉛由円、鉛
白、シアナミド鉛、鉛酸カルシウム、塩基性硫酸鉛が拳
げられる。次に本発明で云う粘着剤あるいは接着剤等の
アンダーコートとは、例えば、（ｉ）エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体
、スチレンーイソプレンブロック共重合体、スチレンー
ブタジェンブブロツク共重合体、ポリィソブチレン、ィ
ソブチレンーイソプレンゴム等のポリマーと、石油樹脂
、テルベンフェ／−ル樹脂、スチレンーオレフイン共重
合体、テルベン重合体、テルベン樹脂、水添炭イリ鞘脂
、ガムロジン、ウッドロジン、トール油、ロジン等のロ
ジン及び変性ロジン、ジテルベン樹脂、クマロィンデン
樹脂、キシレン樹脂等の粘着付与樹脂との混合物、更に
必要に応じてブローンアスフアルト、ストレートアスフ
ァルト等の穣音質、パラフィンワックス、低分子量ポリ
エチレン等のワックス類、パラフィン系鉱油、ナフテン
系鉱油等の可塑性物質等を混合してなる熱溶融型粘着剤
あるいは（ｉｉ）ポリイソブチレン、イソプレンーイソ
プチレンゴム（ブチルゴム）等の合成ゴムを主成分とす
る押出型粘着剤、あるいはエチレン−酢酸ピニル共重合
体、エチレンーェチルアクリレート共重合体、それらの
マレイン化物等のいわゆる変性ポリエチレンを主成分と
する接着剤等である。

しかし、本発明においては粘着剤あるいは接着剤の特に
限定するものではない。本発明においては、前記粘着剤
あるいは接着剤等のアンダーコート中に前記酸化作用を
有する化合物、酸素酸塩、金属鉛粉等の少くとも一種を
、好ましくは０．１〜５の重量％、更に好ましくは２〜
３の重量％含有させ、均一に混合する。

前記含有量が０．１重量％より少い場合は陰極剥離に対
する耐性がほとんどなく、逆にその含有量が５の重量％
をこえるとアンダーコートの接着力を著しく低下させる
ため好ましくない。

前記酸化作用を有する化合物、酸素酸塩、金属鉛紛等の
含有量はアンダーコートの種類によって多少異なる場合
がある。

例えばポリィソブチレン、ィソプレンーィソブチレンゴ
ム等を主成分とする合成ゴム系粘着剤においては５の重
量％迄含有させてもよいが、変性ポリエチレン系の接着
剤において、メルトィンデックスが５前後のように小さ
い場合は、２の重量％以下の含有にとどめるのが好まし
い。かくして得られたアンダーコートは常法により金属
表面に塗布される。ついでポリエチレン等の熱可塑性プ
ラスチックを被覆して耐陰極剥離防止性の優れた被覆金
属製品を得る。前記の通り、本発明は特別な塗輔装置や
排水処理装置など環境保全上の特別な対策を全く必要と
せず、しかも従来のアンダーコート層の特性を全く損う
ことな〈耐陰極剥離性の非常に優れた被覆金属製品をる
ことが出釆るため、その工業的価値は極めて高いもので
ある。

以下本発明の詳細を実施例により説明する。

「部」又は「％」は「重量部」又は「重量％」を示す。
実施例 １ あらかじめブラスト処理により除錆した外径６０９．６
側の鋼管をバーナーにより１８ぴ０に予熱した後、エチ
レンーアクリル酸エチル共重合体（メルトインデックス
７、密度０．９３）９５％とクロム酸亜鉛５％より成る
接着剤を厚さ約２００仏を目標に押出し被覆した。

ついで低密度ポリエチレン（メルトインデックス０．３
密度０．９３ｉ カーボンブラック２．５％含有）を厚
さ約３肌を目標に押出し被覆して本発明のプラスチック
被覆金属製品を得た。この被覆鋼管から試験片を切取り
、ＡＳＴＭ−Ｇ８−７２の試験法に従って、あらかじめ
鋼管に達するまでの所定径の孔をあげた後電解質溶液中
に浸潰し、陰極に印加して所定時間経過後に剥離半径を
求めた。又試験片を２０ｏｏの雰囲気条件下で放置して
、試験片の温度が規定温度に安定した時点でポリエチレ
ン被覆層に対して１仇岬中で鋼管素地に達する平行線を
２本切り込み、得られた帯状ポリエチレン被膜の一端を
スプリング秤に取りつけ、毎分約５０肋の速度で１８０
度の角度で剥離試験を行い、剥離強度を測定した。尚、
比較のため前記鼓着剤からクロム酸亜鉛を除いた接着剤
を用いて前記同一条件で製造した被覆鋼管についての試
験も行つた。実施例 ２ 実施例１と同一のエチレンーアクリル酸エチルコボリマ
ー８０％と金属鉛粉２０％とから成る接着剤を用いて実
施例１と同様にしてプラスチック被覆製品を得た。

実施例 ３ 実施例１と同一のエチレンーアクリル酸エチルコポリマ
ー９５％とリン酸亜鉛５％とから成る接着剤を用いて実
施例１と同様にしてプラスチック被覆製品を得た。

実施例 ４ 実施例１と同一のエチレンーアクリル酸エチル共重合体
９９％、三酸化モリブデン１％から成る接着剤を用いて
実施例１と同様にしててプラスチック被覆金属製品を得
た。

実施例 ５ イソブチレン、イソプレンゴム〔エッソブチル２６５；
エッソ化学■製商品名〕１０碇都、粘着付与樹脂〔ＥＣ
Ｒ‐１１０波：エッソ化学■製品名〕５礎部、ポリプデ
ン〔日石ポリブデンＨＶ−３００日本石油化学■製商品
名〕２碇部から成る組成物（以下ブチルゴム混合物と称
する）５０％とシアナミド鉛５０％から成る粘着剤を、
ブラスト処理をして除錆し、バーナーにより１５ぴ０に
予熱した外径６０９．６肋の鋼管の表面に厚さ３００ム
を目標に抽出被覆し、次いで低密度ポリエチレン（メル
トインデツクス０．３、密度０．９３５ カーボンブラ
ック２．５含有）を厚さ３肌目標に押出被覆した。

この被覆鋼管から試験片を切取り前記同機にして粘着剤
と被覆ポリエチレンの１８０度ビール剥離試験及び陰極
剥離試験を行ない試験終了后の剥離半径を求めた。尚、
比較のため前記粘着剤からシアナミド鉛を除いた粘着剤
を用いて前記同一条件で製造した被覆鋼管についての試
験も行い、あわせて第２表に示した。実施例 ６実施例
５と同一のプチルゴム混合物７０％、クロム酸亜鉛３０
％から成る粘着剤を用いて実施例５と同様にしてプラス
チック被覆製品を得た。

実施例 ７ 実施例５と同一のブチルゴム混合物８０％、鉛白２０％
から成る粘着剤を用いて実施例５と同様にしてプラスチ
ック被覆製品を得た。

実施例 ８ 実施例５と同一のブチルゴム混合物９５％、タングステ
ン酸亜鉛５％から成る粘着剤を用いて実施例５と同様に
してプラスチック被覆製品を得た。

実施例 ９スチレンーブタジェンブロック共重合体〔タ
フプレンＡ：旭化成工業■製商品名〕２５部、粘着付与
樹脂〔ェステルガムＨ：荒川林産イｂ学■製商品名〕２
碇部、ストレートアスファルト８０／１ＯＱ ５５部か
ら成る組成物（以下アスファルト混合物と称する）９５
％、リン酸アルミニウム５％とから成る熱溶融型粘着剤
を、プラスト処理をして除錆し、バーナーにより１００
『０に予熱した外径６０９．６欄の鋼管の表面に厚さ３
００れを目標にフロー被覆し、次いで低密度ポリエチレ
ン（実施例１と同一）を厚さ３肋を目標に押出被覆した
。

この被覆鋼管から試験片を切取り前記同様粘着剤と被覆
ポリエチレンの１８０度ビール剥離試験及び陰極剥離試
験を行ない、試験終了後の剥離半径を求めた。又、前記
同様アスファルト混合物のみの場合の比較試験も行いあ
わせて第３表に示した。実施例 １０ 実施例９と同一のアスファルト混合物８０％、金属鉛２
０％から成る粘着剤を用いて前記実施例９と同様にして
プラスチック被覆製品を得た。

実施例 １１ 実施例９と同一のアスファルト混合物８５％、リン酸鉛
１５％とから成る粘着剤を用いて実施例９と同様にして
プラスチック被覆製品を得た。

実施例 １２ 実施例９と同一のアスファルト混合物９５％、四ホウ酸
亜鉛５％から成る粘着剤を用いて前記実施例９と同様に
してプラスチック被覆製品を得た。

第１表配合及び試験結果第２表配合及び試験結果 第３表配合及び試験結果 以上の第１〜３表の結果から明らかな如く、本発明の被
覆金属製品は耐陰極剥離性や剥離強度の点において著し
く優れた効果を示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アンダーコート層とプラスチツク層からなるプラス
   チツク被覆金属製品において、アンダーコート層に酸化
   作用を有する化合物、酸素酸塩、金属鉛又はその酸化物
   もしくはその塩の少くとも１種を含有していることを特
   徴とするプラスチツク被覆金属製品。 ２ 前記酸化作用を有する化合物、酸素酸塩、金属鉛又
   はその酸化物もしくはその塩の少くとも１種は、アンダ
   ーコート層中に０．１〜５０重量％含有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラスチツク被
   覆金属製品。 ３ 前記酸化作用を有する化合物は、クロム、モリブデ
   ン、タングステンの酸化物又はこれらの酸素酸塩の少な
   くとも１種であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載のプラスチツク被覆金属製品。 ４ 前記酸素酸塩は、リン酸、ホウ酸、クロム酸、硫酸
   と亜鉛、鉛、アルミニウムとから得られる塩の少なくと
   も１種である特許請求の範囲第１項又は第２項記載のプ
   ラスチツク被覆金属製品。 ５ 前記金属鉛又はその酸化物もしくはその塩は、金属
   鉛、亜酸化鉛、一酸化鉛、二酸化鉛、鉛丹、鉛白、シア
   ナミド鉛、鉛酸カルシウム、塩基性硫酸鉛、塩基性クロ
   ム酸鉛の少なくとも１種である特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載のプラスチツク被覆金属製品。 ６ 前記アンダーコート層は粘着剤又は接着剤である特
   許請求の範囲第１項記載のプラスチツク被覆金属製品。 ７ 前記プラスチツク被覆金属製品はプラスチツク被覆
   鋼管である特許請求の範囲第１項記載のプラスチツク被
   覆金属製品。