JPS60244378A - 鋼管の内面ライニング法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の概要、産業上の利用分野） この発明は、低速度で回転している鋼管の内面に、レジ
ンモルタルの成分である流動性の硬化性樹脂液を供給し
、次いで前記鋼管、の回転速度を増大させて、充填剤（
骨材など）を供給し、鋼管の内面を前記樹脂液と充填剤
とで順次被覆して、鋼管が高速度で回転していることに
よる高い遠心力で、鋼管の内面の樹脂液と充填剤との配
合を強制的に促進させて、鋼管の内面上でレジンモルタ
ル組成物を調製すると同時に、このレジンモルタル組成
物の薄層（ライニング層）を形成し、最後に、このレジ
ンモルタル層の硬化性樹脂液を硬化させて、レジンモル
タル硬化被覆層で鋼管の内面をライニング被覆する方法
に係る。

この発明のライニング法によって得られる、レジンモル
タル硬化被覆層が内面に施された鋼管は、優れた防食性
、保護被覆性を有しているものであり、建設用、土木用
の材料として有用な基礎材料となるのである。

（従来の技術） 鋼管の内面を防食するために、種々の被覆材、ライニン
グ材等によって被覆する各種の方法が、従来から提案さ
れており、例えば、 （１）　粉末状の熱可塑性樹脂を加熱された鋼管の表面
に静電塗装、流動浸漬などで均一に付着させて、溶融状
態の被覆膜を形成して被覆する方法、（２）熱硬化性樹
脂液などを吹き付は又は塗布して樹脂液の薄膜を形成し
た後、その樹脂液の薄膜を硬化して被覆する方法 などが、すでに提案されており、それらの一部の方法が
実施されたりしている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の＋１）の方法は鋼管の余熱、接着剤層の形成粉末
熱可塑性樹脂による被覆層の形成などのかなり複雑なプ
ロセスでなされ、しかもこのｉｌ＋の方法で粉末熱可塑
性樹脂から形成された被５を層を有する鋼管は、その防
食液ＴｆｉＮが、耐熱性、耐摩耗性、硬度などの物性に
おいて、その防食被覆された鋼管の用途によっては、必
ずしも充分ではなかった。

また、前記の（２）の方法による熱硬化性樹脂液を使用
する被覆法では、やはり、耐摩耗性、耐衝撃性などの物
性について満足すべきものではなく、また、それらの熱
硬化性樹脂液を、鋼管の内面に吹きつけたり、塗布した
りする際に、それらの樹脂液が熱硬化される前に下方に
向かって垂れ流れてしまうことが多く、そのために不均
一な被覆層が形成され、均一な被覆層の形成あるいは厚
手の被覆層の形成が困難であるという欠点を有していた
のである。なお、前述の垂れ防止のために熱硬化性樹脂
の硬化速度を上げると、その樹脂液の保存安定性が悪化
し、また被覆作業を短時間にしなければならず、均一な
被覆層を形成することが極めて困難になるのである。

一方、硬化性樹脂液に骨材などの充填剤が高い割合で配
合されている高い粘度のレジンモルタルが、建設、建築
の分野で、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性、硬度、耐衝撃
性などの物性の優れた硬化層となるので、一般に、建築
物などの平らな床面を形成するために使用されており、
また、他の平らな材料の表面に被覆することも一部行わ
れていたが、その被覆作業が、前記レジンモルタルの高
い粘度のために、一般のセメントモルタルと同様に、も
っばら、人手によって鏝（コテ）などを使用する塗装方
法で行われており、鋼管の内面に対して防食被覆層を形
成するためには、熟練を要したり、人が入れない径の小
さい鋼管の内部にライニングできないことがあり、工業
的な能率のよい鋼管の内面の被覆方法が知られていなか
ったのである。

（問題点を解決するための手段、作用効果）この発明者
らは、物性的に保護性能の優れているレジンモルタルの
硬化被覆層を内面に有する鋼管を、前述の問題点の生じ
ないように、能率的に製造することができるような「鋼
管の内面ライニング法１について、鋭意検討した結果、
まず低速度で回転している鋼管の内面に、流動性の硬化
性樹脂液を塗布または吹きつけて樹脂液の薄層を形成し
、ただちに、鋼管の回転速度をかなり増大し、その鋼管
の内面の樹脂液の薄層の上に、レジンモルタル用の骨材
などの充填材を散布して、前記の鋼管の内面の硬化性樹
脂液と充填剤とに高い遠心力を加え、硬化性樹脂液に骨
材などの充填剤が高い割合で配合されたレジンモルタル
層を迅速に形成し、次いで、レジンモルタル層の硬化性
樹脂液を硬化させることによって、鋼管の内面にレジン
モルタル硬化被覆層を容易に施すことができることを見
いだし、この発明を完成した。

すなわち、この発明は、水平に配置された鋼管を、その
中心軸を回転軸として低速度で回転させながら、流動性
の硬化性樹脂液を鋼管の内部に供給して、該樹脂液の薄
層を該鋼管の内面に形成し、次いで、前記鋼管の回転速
度を増大させ、微細な充填剤を前記鋼管の内部に供給し
て前記樹脂液の薄層の上に該充填剤を散布し、前記樹脂
液の薄層および該充填剤に、約１．５〜１２．５　Ｇ程
度の遠心力を付与することによって、前記樹脂液と前記
充填剤とが均一に配合されたレジンモルタル層を形成し
、最後に、このレジンモルタル層の中の硬化性樹脂液を
硬化させることを特徴とする鋼管の内面ライニング法に
関する。

この発明は、物性的に優れたレジンモルタル硬化被覆層
を、鋼管の内面に、工業的に極めて再現性よく容易に形
成できる新規な鋼管の内面ライニング法であり、特殊な
熟練者によって鏝（コテ）等を使用して行う必要がない
のである。

この発明は、特に、スプレーなどによって均一な塗装の
可能な「流動性の硬化性樹脂液Ｊを使用して、低速度で
回転している鋼管の内面に樹脂液の薄層を均一な厚さに
形成し、ただちに、「前記の鋼管の回転速度を増大させ
て」、鋼管の内面の樹脂液の薄層の上に、充填剤（骨材
など）を散布して、ｒ前記の樹脂液の薄層と充填剤とに
大きな遠心力を加え、該樹脂液の薄層と充填剤との配合
を強制的に促進させｊ、高い粘度のレジンモルクル層を
形成することによって、鋼管の内面に均一な厚さのレジ
ンモルタル硬化被覆層を迅速に形成可能としたものであ
り、この点が、本発明において最も特長的な点であり、
重要である。

この発明のライニング法によって形成されたレジンモル
タル硬化被覆層を内面に有する鋼管は、その内面の防食
被ｆｆ１層が、本来の予め骨材など充填剤の配合された
レジンモルタルの硬化物が有していた物性とまったく同
様の優れた物性、例えば、耐薬品性、耐熱性、耐摩耗性
、硬度、耐衝撃性などの物性を有する硬化層であるので
、極めて高い防食性能を有するのである。

（本発明の詳細な説明） この発明で用いられる硬化性樹脂液は、この発明におけ
る最初の塗布または吹きつけの作業が可能なように、そ
の作業時の温度において、回転粘度が、約０．０・５〜
１０００ボイズ、好ましくは０．１〜８００ボイズ程度
の広い範囲である流動性の硬化性樹脂液であればよい。

この発明では、硬化性樹脂液は、粘度が約１００〜１０
００ボイズ、特に２５０〜８００ポイズであるような高
い粘度範囲のものであっても、充填剤を散布した後の鋼
管の回転速度の増大による大きな遠心力によって、鋼管
の内面の均一な厚さの樹脂液の薄層に散布された充填剤
が強制的に容易短時間で配合されうるのである。

また、この発明で用いられる硬化性樹脂液は、鋼管の内
面に塗布または吹きつけられて樹脂液の薄層を形成した
際に、次の充填剤の散布がなされるまで硬化することが
ないようなポットライフを有することが好ましく、すな
わち、約１０分〜２時間、特に２０分〜１時間程度のポ
ットライフを有する硬化性樹脂液であることが適当であ
り、さらに、鋼管の内面に被覆されて硬化された際に、
充填剤（骨材など）の結合剤として作用すると共に、被
覆すべき鋼管の内面に対して充分な接着力で接合できる
性能を有する硬化性樹脂を主成分とするものであること
が好ましい。

この発明では、硬化性樹脂液として、前記塗布または吹
きつけ作業時の温度において前述の回転粘度を有するも
のであれば、通寓のレジンモルタルに使用される熱硬化
性樹脂、常温硬化性樹脂などを主成分とする樹脂液を全
て使用することができ、例えば、エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの二液性の硬
化性樹脂を主成分とし、適当な硬化剤、添加剤などを含
有する未硬化液状物などを挙げることができる。

この発明において使用される充填剤は、鋼管の内面に形
成されている前記の硬化性樹脂液の薄層の硬化を特に促
進させたりすることのないものであることが好ましく、
また、硬化性樹脂液の薄層の上に公知の方法で容易に散
布または吹きつけることができ、しかも、その樹脂液の
薄層内に前述の遠心力によって容易番と浸入し配合され
うる性質、形状およびサイズを有していることが適当で
あり、例えば、上述の性状を有している、セメントモル
タル用の微砕石粉、微細な砂、ケイ砂などの骨材、ある
いは、熱可塑性樹脂、また熱硬化性樹脂に強化剤として
配合されるガラス短繊維、ガラス粉、ガラスフレーク、
炭酸力ルシュウム、クルク、アルミナ、種々の金属短繊
維、金属粉などの一般的な無機充填剤、さらに種々の無
機着色剤などを好適に挙げることができる。

この発明においては、前記の充填剤は、特に、その自己
流動性を示す安息角が、注入法による測定値で約１００
°以下、特に８０°以下、あるいはスパチュラ角による
測定値で約１２０°以下、特に１００°以下であること
が、前記鋼管の内面の樹脂液の薄層に対して前述の遠心
力によって容易に浸入し易いので好ましい。

また、前記の充填剤は、その粒子径または短繊維のイＩ
Ｉ断面の最大径が、鋼管の内面に形成されるレジンモル
タル層（最終的に形成される層）の厚さの約１／２倍以
下、特に１／４倍以下の長さであるような「微細さの程
度を示すもの」であること、あるいは、その粒子径また
は短繊維の横断面の最大径が約０．００１〜１０００μ
、特に０．０１〜５００μ程度の範囲内であることが、
充填剤間への充分な樹脂液の浸透、また各レジンモルタ
ル層間に空隙、気泡などを形成させず、各層間で剥離、
欠落をおこさないなどのために、好ましく、さらに、短
維状の充填剤は、その長さが約２ｃｍ以下、特に０．０
１〜１０ｍｍ程度であることが、前述。

と同様の理由で、好ましい。

この発明のライニング法は、例えば、回転速度が約１〜
５０ｒ、ｐ、ｍ　、特に２〜２０ｒ、ｐ、ｍ程度の低速
度で鋼管の中心軸を回転軸として回転している水平に配
置された鋼管の内面に、前記の流動性の硬化性樹脂液を
所定量使用し、エアースプレーまたはエアーレススプレ
ーで、硬化性樹脂液の硬化の起こらないような温度下に
（常温又は加熱下に、特に好ましくは約θ〜６０℃の温
度下に）、均一に吹きつけるか、流動性の樹脂液を回転
している鋼管の内部に流し込み鋼管の内面に均一に広げ
るか、または、塗布用のロールの表面に前記樹脂液を付
着させてそのロールを鋼材の表面に押しつけて塗布する
などの方法で、まず均一な厚さの硬化性樹脂層の薄層を
鋼管の内面に形成する。

なお、この発明では、硬化性樹脂液の鋼管の内面への塗
布または吹きつけの際に、最初から余りに高い回転速度
で鋼管が回転していると、均一な厚さの樹脂液の薄層が
形成されず、ムラができるので、前記樹脂液の薄層の形
成時の鋼管の回転速度は、形成される該薄層に約ＩＧ以
下の遠心力が付与されるようにするのが好ましい。しか
し、ある程度均一な樹脂液の薄層が形成された後では、
鋼管の回転速度をかなり高速度にすることが、むしろ好
ましいことがある。

この発明のライニング法では、前記の硬化性樹脂液を流
し込むか、またはスプレーで吹きつけることによって、
鋼管の内面に樹脂液の薄層を形成させることが、作業性
の点で最も適当である。この「スプレー」を用いる樹脂
液の薄層の形成方法は、スプレーノズルを移動させたり
、または回転している被覆すべき鋼管を長手方向に移動
させながら、均一な樹脂液の薄層を形成することができ
、被覆すべき鋼管の一部分に被覆層を形成することもで
き、さらに生産性また作業性を向上させうろことなどの
ために、好適である。

前記のスプレーを用いる樹脂液の薄層の形成方法では、
使用する硬化性樹脂液が、その塗布または吹きつけ操作
時のスプレーノズル出口の温度において、約０．５〜３
００ボイズ、特に１〜２００ポイズ程度であることが、
均一な吹きつけを行う上で好ましい。

この発明の被覆法において、回転速度が高速度にされた
鋼管の内面の樹脂液の薄層の上に、充填剤（骨材など）
を散布して付着させるための方法としでは、例えば、単
に、微細な充填剤を、回転している鋼管の内部でその鋼
管の内面の上方から落下させて散布したり、あるいは、
鋼管の内部に配置されたスリットを有する容器（円筒状
、トイ状、皿状、トレー状など）に充填剤を供給し、そ
の容器を移動させたり鋼管を移動または回転させたりし
て、その容器のスリットから一定の供給速度（約０，１
〜３．０、特に０．３〜１．５ｇ／分・−程度の供給速
度）で帯状に鋼管の内面上に落下させ散布する方法、さ
らに、エアースプレーまたはプロワ−によって、微細な
充填剤を空気などの流体と共に、霧状または砂嵐のよう
に散布する方法などが挙げられる。

前記の充填剤の散布において、鋼管の内面の樹脂液の上
に供給する充填剤の量は、好ましい組成比のレジンモル
タル層を形成し得る充填剤の量、即ち樹脂液の容量に対
して１〜１０倍（容量）とするのが好ましいが、過剰に
供給しても良く、樹脂液の薄層に保持されなかった過剰
の充填剤は、そのｗｉ管の内面上から適当な方法で回収
することができる。

この発明のライニング法では、前述のように、増大され
た回転速度の鋼管の内面の樹脂液の薄層の上に、微細な
充填剤（骨材など）を散布し付着させることによって、
最初は、外観上、樹脂液層と充填剤層とが層状に接合さ
れているようになっているが、増大された鋼管の回転速
度（例えば、樹脂液の粘度が１００〜１ｏｏｏボイズで
あり、鋼管の内径が約４００鶴である場合には、鋼管の
周速度を約１．６〜５．０ｍ／秒、特に２．０〜４．９
ｍ／秒程度にする）で与えられる大きな遠心力（約１．
５〜１２．５Ｇ、好ましくは２．０〜１２．０Ｇ）ニよ
って、短時間の間、例えば約０．０１〜１ｏ分間、特に
０．１〜５分間に、充填剤が樹脂液の薄層の中に強制的
に浸入または浸透して行き、あるいは、充填剤の間に樹
脂液が隙間なく充満していき、最終的にその回転粘度が
常温で約５００ボイズ以上、特に１０００ポイス以上で
ある高い粘度、あるいは実質的に非流動性である、全体
が均一なレジンモルタル層とするのである。よって、充
填剤の散布が終了した後に前述の均一化のための時間、
すなわち、硬化性樹脂液が、前記充填剤層の上面に滲み
出して、その表面を覆うまでの時間が、極めて短縮され
たのである。このような効果は、前記の遠心力が１．５
Ｇ未満であると奏され難く、また前記の遠心力が１２．
５　Ｇを超えると、前記樹脂液と前記充填剤との比重の
差によりそれらの分散状態にムラが生じ均一なレジンモ
ルタル層を形成し難くなる。

なお、この発明では、前述のレジンモルタル層の組成比
は、硬化、性樹脂液の容量に対して、充填剤の容量が１
〜ｉｏ倍の容量、特に１．５〜８倍の容量であることが
好ましい。

また、この発明では、配合された充填剤の容量を樹脂液
の量に対してがなり少なくすることによって、前述の充
填剤層の表面に滲み出て（る樹脂液層が、平滑な表面層
を形成することになるので、そのような目的の場合には
、配合された充填剤の容量を樹脂液の約１〜５倍程度に
少なくすることが適当である。

この発明では、前述のレジンモルタル層の厚さは約１０
０〜ｊ０００μ、特に２００〜１０００μ程度であるこ
とが、空隙、気泡などのない均一な厚さの被覆層を形成
するためまたは作業性の点から適当である。

この発明において、鋼管の内面に形成された樹脂液の薄
層に充填剤を供給する際に、鋼管の回転速度を一気に高
い周速度に上げることもできるが、次ぎに示すように段
階的に鋼管の周速度をあげることが、好適である。すな
わち、鋼管の内面の熱硬化性樹脂液の薄層の上に充填剤
が散布される際に、例えば、鋼管の内径が約４００龍で
ある場合において、充填剤の供給の最初の段階では、遠
心力が２．０〜４．６Ｇとなるように、鋼管の周速度を
約２．０〜３．０　ｍ　／秒程度にすることによって、
樹脂液の薄層への浸入を促進し、均一に配合されたレジ
ンモルタル層を形成し、この後で、さらに、遠心力が５
．０〜１２．５　Ｇとなるように、鋼管の周速度を約３
．０〜５ｍ／秒程度に高くすることによって、前記のレ
ジンモルタル層を充分に締め固めたり、また、レジンモ
ルタル層の表面に樹脂液を充分に滲み出させて、表面に
平滑な樹脂層を薄く形成したりするのが、好適である。

この発明のライニング法では、前述の硬化性樹脂液の薄
層の形成、充填剤の散布（または吹きつけ）、およびレ
ジンモルタル層の形成の操作を、基本的にはそれぞれ１
回行うことにより全体に厚いレジンモルタル層（厚さが
２〜１０ｆｉ、特に３〜６鶴程度である）を形成し、ま
た、更に厚いレジンモルタル層を得ようとする場合には
上記操作を２回以上行い、最後に、この厚いレジンモル
タル層の内部に含有されている硬化性樹脂を、加熱また
は常温下に硬化させて、鋼管の内面に厚手のレジンモル
タル硬化被覆層を形成することができる。

以下、実施例を示す。

実施例１ 硬化性樹脂のエポキシ樹脂（油化シェル社製、エピコー
）８２８）１００重量部、常温硬化剤（油化シェル社製
、エボメー）ＢＯＯＩ）５０重量部、常温硬化性樹脂液
（２５°Ｃでの回転粘度；５２ポイズ、２５℃でのポッ
トライフ；２５分）１゜５瞳を、水平に配置されその中
心軸を回転軸として周速度１ｍ／秒以下の低速度で回転
している鋼管（内径４００ｆｉ、長さ１ｍ、）の内部に
供給して、その両端の開口部を閉じて、樹脂液の薄層を
前記鋼管の内面に形成し、さらに鋼管の回転速度を周速
度で２ｍ／秒として、１分間回転させて、膜厚が約７０
０μの樹脂液の薄層となし、ただちに、前記鋼管の内部
に設置されたｒ約２鶴の幅と約２０ｃｍの長さとのスリ
ット」を有する容器（フトラフ；トイ状）に充填剤とし
て供給しておいた標準砂（骨材；登庸５号）６ｋｇを、
前記容器を振動させながら該容器のスリン＋から０．７
ｇ／−・分の供給割合で約１０秒間、標準砂を、周速度
２゜ｍ７秒（遠心力２．０Ｇ）で回転している鋼管の内
面に、帯状に落下させて散布し、前述の樹脂液の薄層を
有する回転中の鋼管の内面に付着させ、その後、さらに
鋼管の周速度を３ｍ／秒（遠心力４．６Ｇ）に上げて３
分間回転させ、樹脂液がレジンモルタル層の表面に薄く
滲み出たところで、その表面を鏝で軽く滑らせることに
よって、表面仕上げを行い、高い粘度を有し実質的に非
流動性の均一なレジンモルタルＮ（厚さ約３ｆｉ、樹脂
液１容量、充填剤４容量）が形成されたのを確認した後
、鋼管の回転を停止した。その後、内面にそのレジンモ
ルタル層の形成された鋼管を、約２週間養生して、レジ
ンモルタル層の樹脂液を硬化させて、鋼管の内面に厚さ
３ｆｌのレジンモルタル硬化被覆層（防食被覆層）を形
成した。

このようにして得られた防食被覆層を内面に有する鋼管
は、そのレジンモルタル硬化被覆層の鋼管に対する接着
力が７０ｋｇ／ｃｄであり、その硬化被覆層の圧縮強度
が８５０　ｋｇ／ｃｔｄであり、その硬化被覆層の耐衝
撃強度が８．Ｑ　ｋｇ　−ｒｎであり、さらに長期の防
食性の優れたレジンモルクル硬化被覆層であった。

実施例２ 硬化性樹脂として不飽和ポリエステル（無水フタル酸２
．５モル、フマル酸４．０モル、アジピン酸３．５モル
、１，６−ヘキサンジオール１０．３モルの割合で縮重
合したもの）溶液１００重量部、添加剤として液状ゴム
（ビー・エフ・グツドリッチ社製、ハイカーＣＴＢＭ）
４０重量部、硬化触媒としてメチルエチルケトンパーオ
キサイド１重量部、他の添加剤としてナフテン酸コハル
）　０．２重量部、およびハイドロキノン０．０１重量
部からなる硬化性樹脂液（２５℃の回転粘度；１５ボイ
ズ、２５℃のポットライフ；３０分）を使用したほかは
、実施例１と同様な操作を行って、厚さ２．５鶴のレジ
ンモルクル硬化被覆層（防食被覆層）を鋼管の内面に形
成した。

このようにして得られた防食被覆層を有する鋼管は、そ
のレジンモルタル硬化被覆層の鋼管に対する接着力が１
００ｋｇ／ａ（であり、その硬化被覆層の圧縮強度が７
００　ｋｇｌｃｓａであり、その硬化被覆層の耐衝撃強
度が１１．０ｋｇ−ｍであり、長期の防食性の優れたレ
ジンモルタル硬化被覆層であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水平に配置された鋼管を、その中心軸を回転軸として低
   速度で回転させながら、流動性の硬化性樹脂液を鋼管の
   内部に供給して、該樹脂液の薄層゛　を該鋼管の内面に
   形成し、次いで、前記鋼管の回転速度を増大させ、微細
   な充填剤を前記鋼管の内部に供給して前記樹脂液の薄層
   の上に該充填剤を散布し、前記樹脂液の薄層および該充
   填剤に、約１．５〜１２．５　Ｇ程度の遠心力を付与す
   ることによって、前記樹脂液と前記充填剤とが均一に配
   合されたレジンモルタル層を形成し、最後に、このレジ
   ンモルタル層の中の硬化性樹脂液を硬化させることを特
   徴とする鋼管の内面ライニング法。