(57)【要約】      （修正有）【課題】防食性を高めるために厚膜塗装が要求される粉体エポキシ樹脂塗装において、溶融〜硬化の過程で塗膜内部に発生する気泡の残存気泡率を低減する塗装方法の提供。【解決手段】粉体エポキシ樹脂塗料の反応温度を超える温度に加熱した鋼材に間欠時間を設けて断続的に複数回の塗装を実施し、粉体の溶融〜硬化に至る過程での最低溶融粘度を有効に利用すると供に、発生した気泡を制御して気泡率を低減する粉体エポキシ樹脂塗料の粉体塗装方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体エポキシ樹脂塗料の硬化反応温度を超える温度に加熱された被塗装物に、この塗料を、間欠時間を設けて断続的に複数回塗装することによって塗膜を形成する粉体塗装方法。
【請求項２】
前記間欠時間が塗装温度における粉体エポキシ樹脂塗料のゲルタイム未満であることを
特徴とする請求項１記載の粉体塗装方法。
【請求項３】
前記粉体エポキシ樹脂塗料の重み付き体積平均粒子径（体積平均径）が１回の塗布厚みの２倍を超えないことを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の粉体塗装方法。
【請求項４】
加熱された鋼管を回転搬送し、鋼管軸に対して鋼管の片側からのみ前記粉体エポキシ樹脂塗料を塗装することを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３記載の粉体塗装方法。
【請求項５】
鋼管軸に対して鋼管の一方の側に配置された粉体塗装用ガンと、他方の側に排気吸引口とを備えた粉体塗装ブースに、加熱された鋼管を回転搬送しながら鋼管を搬送し、前記粉体塗装用ガンによる粉体エポキシ樹脂塗料の吹き付けと、前記排気吸引口による排気を行い、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の粉体塗装方法を行うことを特徴とする塗装被覆鋼管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体エポキシ樹脂塗料を鋼材に厚膜塗装する場合の粉体塗装方法及びこの塗装方法による粉体塗装被覆鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油・ガス等のエネルギー輸送用ラインパイプは、長期使用を前提としている。このため鋼管の外面には高い防食性と施工時の耐疵性を兼ね備えた防食被覆が要求される。高い防食性要求に応えるため、粉体エポキシ樹脂塗料による塗装が行われるようになり、また防食性の観点から厚膜化が進んでいる。更にポリオレフィン、接着剤、プライマーの３層構造を持つポリオレフィン樹脂被覆鋼管においても、粉体エポキシ樹脂塗料が標準のプライマーとして用いられ、同様にプライマーとしても厚膜化が進んでいる。
５０μｍ程度の薄膜の粉体塗装では鋼材に粉体を付着させた後に、オーブンや誘導加熱で加熱して塗膜を形成する方法が用いられる。一方、５０μｍ以上の厚膜に短時間に塗装する方法として、予め鋼材を加熱しておいてから粉体エポキシ樹脂を塗装する方法が用いられる。近年、鋼管防食用の粉体エポキシ樹脂塗料については反応性の高い硬化剤によって短時間でゲル化する塗料が用いられるようになってきた。このような塗料を用いた場合、塗装時の空気巻き込み、あるいは塗料の硬化反応時に発生する気体によって塗膜内に気泡が残存しやすい。また、防食性の観点から厚膜化が進んでいるため、従来よりも塗膜への気泡巻き込みが多くなって来ており、塗膜中の気泡が多くなると密着性や防食性が低下する問題が生じている。
そこでＩＳＯ２１８０９−２の単層エポキシ樹脂塗装鋼管における粉体エポキシ樹脂塗装塗膜においては断面観察による最大気泡率が規定されている。
【０００３】
予め加熱した鋼材に対して均一に２００〜５００μｍの厚膜に粉体塗装する方法としては、流動浸漬塗装方法がある。但し、流動浸漬塗装方法に使用される樹脂は熱硬化性の粉体エポキシ樹脂とは性質の異なる熱可塑性樹脂であって、主に塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂が使用されている。流動浸漬塗装方法では形状によらず、均一に塗装が可能であるが、エポキシ樹脂の様に硬化反応を伴う塗料には用いられない。
粉体エポキシ樹脂のような反応性塗料での塗装には静電粉体塗装機が用いられる。静電粉体塗装機を用いた鋼管への塗装方法としては、静電粉体塗装ガンを円周方向に均一に多数配置して塗装ブース内を粉体が充満した流動浸漬に近い状態にし、その中に加熱した鋼管を搬送させることで連続的に塗装する方法が行われて来た。これにより、均一な膜厚の粉体塗装を行うことが可能であるが、厚膜になると塗膜中の気泡率が大きくなりやすいという問題があった。また、鋼管の挿入口が開いた開放系の塗装ブースでは、粉塵爆発を抑えるための排気が必要であるが、円周方向のガン配置では塗装が排気流の影響を受けやすく、塗着効率にも問題があった。
粉体塗料における気泡率を改善する方法として２段の鋼管加熱方法が特許文献１に提案されている。これは、１段目の１７０〜２１０℃での加熱後に粉体塗装を行ってゲル化後に２段目の後加熱を行う塗装方法で、塗装時の温度を低めに抑えて、粉体の溶融時間をかせぐことで塗装欠陥を低減させる方法である。
また、溶接部から発生するガスによる粉体塗装欠陥を防止する方法として特許文献２に提案されるように樹脂被覆前に鋼管の溶接部を特定の条件で加熱することで、溶接部の樹脂被覆のピンホールや気泡の生成が効果的に抑制される方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１８０８６７号公報
【特許文献２】特許第４５０１３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
粉体エポキシ樹脂塗料を１０℃／分で加熱した場合の粘度曲線と発熱曲線の一例を図１に示す。粉体塗料は加熱により溶融が始まって硬化反応が始まる１５０℃までは粘度が低下して液状となるが、その後は硬化発熱反応が始まって粘度は急激に増加して固化する。加熱〜硬化過程で塗料中の水分、反応によって生じるガス成分、あるいは塗装時の空気巻き込みによって溶融塗膜中に気泡が発生した場合、硬化が進むことによって粘度が増加すると気泡の移動が阻害されて塗膜中に気泡が残存する。この気泡が多くなると（気泡率が大きくなると）、気泡同士が接続して塗膜が脆くなり、密着性の低下や防食性の低下が生じる。このため、気泡率は制御されなければならない。気泡率低減のために特許文献１では低温塗装後に高温加熱する方法が提案されている。
【０００６】
気泡低減には溶融粘度を低くすることが重要であるが、前述の様に塗料の粘度が最低になるのは溶融〜硬化反応が始まるまでである。例えば反応ピークが見られる前の１２０℃で加熱をとどめたとしても硬化は進行してしまうため、２段目の後加熱で１５０℃以上に加熱した場合、１回加熱の約１５０℃で得られる最低溶融粘度を得ることが出来なくなってしまう。すなわち、特許文献１における１段階目の加熱でのゲル化は、硬化反応によって溶融粘度が上昇してしまうために、低温加熱によって硬化までの時間は増加するが、高温での溶融粘度の最低値を効率的に利用することは出来ない。更には、３層ポリオレフィン樹脂被覆では接着性を確保するために粉体エポキシ樹脂塗装後にゲルタイム（ゲル化する時間）以内で接着剤を塗布する必要性があることから２段加熱は適用出来ない。また、鋼管の場合は塗装面が上、下と様々であって、鋼管の下面については気泡の浮上方向は鋼管側になるので浮上時間を稼ぐだけでは気泡率低下に有効とは限らないという問題もある。
一方、より高温で塗装した方が塗料の粘度が急激に低下するため鋼面の凹凸に流れ込みやすくなり接着性が向上すると供に粉体の塗着効率が良いこともあって、高温に加熱された鋼管に塗装する場合に気泡率を低減させる方法が望まれる。
以上の理由から、高温加熱鋼管への粉体エポキシ樹脂塗装において、新たな気泡率低減方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
粉体エポキシ樹脂が性能を発揮するためには、硬化反応を終了する必要が在ることから、反応が終了する温度まで加熱された鋼材への塗装が望ましい。粉体エポキシ樹脂塗料の粉体粒子が加熱鋼材に付着すると、溶融が始まり、溶融粘度が低い状態であれば内部に気泡が発生しても表面に移動すれば放出される。しかしながら、前述の様に粉体エポキシ樹脂は熱による硬化で粘度が上昇するので気泡が塗膜中に残存しやすい性質がある。更には従来の連続的な塗装方法では、粉体が溶融して気泡が抜ける前に、その上に粉体塗料が付着して表面が固体塗料で覆われることによって気泡の放出が阻害され、気泡が内部に残存してしまう。この結果、塗膜が２００μｍを超えた厚膜になると塗膜下層部に気泡が増加する。特に塗装する際の鋼材温度が高い時には硬化が短時間で進むので溶融粘度が低下している時間も短くなり気泡率が高まる。加えて被塗装鋼材が鋼管の場合、形状の影響で下側塗装面は気泡の移動方向が内側(鋼面側)となって気泡が抜けにくくなりやすいという問題もあった。
【０００８】
上記の問題を解決するため、硬化までに溶融粘度が低下する高温での時間を有効に利用しつつ、気泡率を低減する方法を見出した。その方法として、それぞれの塗装粒子について溶融〜粘度低下〜粘度上昇〜硬化に至る工程を制御するものである。気泡率を小さくするには粉体粒子が加熱した鋼材表面に積層して塗膜を形成する際、下層の粒子が最低粘度の溶融状態で気泡が排出された後に次の粒子を積層すれば良い。しかしながら、下層が完全に硬化してしまうと次の粒子の付着性が低下してしまう。このため、下層粒子が溶融した後、硬化が終了する前に次の粒子が積層されるのが最も良い工程となる。
以上の原理を実塗装に反映するために、粉体エポキシ樹脂塗料の硬化反応温度を超える温度に加熱された被塗装物に、該塗料を、間欠時間を設けて断続的に複数回塗装する方法を考案した。この時の間欠時間としては粉体の付着性、層間密着性を確保するために粉体のゲルタイムを超えないようにすることが好ましい。また、１回の塗装厚みが粉体粒子の粒径の２倍を超えない範囲で塗装を行うと更に良い。
【０００９】
本塗装方法の鋼管への適用としては、１回当たりの塗膜付着厚みが粉体塗料の粒子径の２倍以下となるように塗装量を調整し、この塗装を断続的に繰り返して厚膜に塗装すると良い。一般的な鋼管塗装用粉体エポキシ樹脂塗料の重み付き体積平均粒子径（体積平均径）は５０〜８０μｍであることから、１回塗装での塗膜付着膜厚を１６０μｍ以下とすれば、この条件をほぼ満足することが可能となる。さらに鋼管を回転搬送する場合は、鋼管の下面側で発生した気泡は、その部分が回転して上面側になった時に消失することが期待できる。具体的には、図２に示す様に、加熱された鋼管を回転搬送し、鋼管の片側方向にのみ静電粉体塗装機を配置し、その反対方向には排気吸引口を設けた装置を用いて塗装する方法が考えられる。
【００１０】
本発明は、熱硬化型樹脂の粉体塗料を鋼材に厚膜塗装する方法であって、特に鋼管の外面防食に粉体エポキシ樹脂を塗装する場合、あるいは３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管のプライマー部に粉体エポキシ樹脂塗装を用いる場合の製造方法に適する。尚、粉体塗装以外の被覆鋼管の製造方法は既知の方法で実施する。鋼管外面の錆除去のためにブラスト処理、洗浄処理を行った後、鋼管を加熱し、粉体エポキシ樹脂塗料を静電粉体塗装して２００μｍ以上の厚膜塗膜を防食層あるいはプライマーとして形成する。この時用いる粉体エポキシ樹脂塗料は粒子が小さい時は鋼材に付着してすぐに溶融するが、粒子が大きい時は溶融性が悪く、粒子間の隙間も大きいために気泡率が大きくなりやすい。このため、粒子径が１５０μｍ以下の粒子が全粉体粒子の９５重量％以上で、かつ、重み付き体積平均粒子径（体積平均径）が５０〜８０μｍのものを用いることが好ましい。
【００１１】
塗料は加熱鋼面に付着し、鋼面からの伝熱によって溶融が生じる。この時、吸水による水分、反応によるガス、あるいは塗装時のエアー巻き込みによって溶融塗膜中に気泡が発生する。気泡は重力と温度によって塗膜内での移動が生じ、上層（空気側）表面に移動した場合には泡抜けが起きて消失する。この時、空気接触面である上層と鋼材面である下層との温度差は、膜が薄いほど単位膜厚あたりの温度差が大きくなり、その結果気泡を移動させる駆動力が高まると考えられる。従って、鋼管が回転し塗膜が鋼管の下面にある場合にもこの駆動力は有効に作用する。しかしながら、従来の連続塗装では、塗膜が溶融して粘度が低い表面が形成される前に固体塗料が表面に塗り重ねられてしまうため、表面に再び溶融前の粘度の高い層が形成されて気泡抜けを阻害する。このため、塗装に間欠時間を設けて断続的に塗装を行って気泡抜けを改善する本発明の塗装方法が必要となる。
【００１２】
鋼管において、その具体的な塗装方法を実現する方法の１例としては、図２及び図３に示す様に、鋼管１を回転搬送しながら、粉体塗装を鋼管１の片側方向からのみ多数回行う。塗着した粉体粒子は概ね１秒以下で溶融するため、片側のみに静電粉体塗装ガン２を設けることで、塗装された面がその反対側を回転している間に塗膜が溶融して気泡が抜け、気泡の少ない良好な塗膜が間欠塗装によって得られることとなる。更にこの時排気吸引ダクト５を静電粉体塗装ガン２に対して反対側に設けることで気流を制御出来ることから、塗装と排気の効率を高めることも出来る。
断続的な多層塗膜の１層当たりの塗装膜厚としては、１６０μm以下を選択すれば良い。それ以上に１回あたりの膜厚を薄くしても気泡率は大きくは変わらない。これは、粉体塗装に用いる粒子は流動性等を考慮して重み付き体積平均粒子径（体積平均径）５０〜８０μｍの範囲の製品が大部分であることによる。すなわち、重み付き体積平均粒子径（体積平均径）の２倍以下の積層となる１６０μｍ以下で塗装を行えば、塗着した粉体塗料は熱伝導性も良いので概ね１秒以下で溶融し、粉体粒子の積層数が２未満となるので内部にエアーを巻き込み難いからである。
従って、粉体粒子径の小さい塗料を用いる場合は、１回の塗装厚みの上限は粒子径にあわせて小さくすることが好ましい。
静電粉体塗装ガン２と鋼管１との距離（ガン距離）が大きくなると、塗装パターンが広がって膜厚の均一性は良くなるが、粉体の排気により失われる量が増加して塗着効率が低下するので、ガン距離を小さくして付着量を上げられるように静電粉体塗装には多ガンを用いると良い。ガン配置は半面に設置可能である限り、数が多いほど膜厚の均一性が向上する。塗装する鋼管のサイズにも依存するが、図３に示す様に、２列以上で１列あたりは４ガン以上とすると良い。
【発明の効果】
【００１３】
粉体エポキシ塗料の硬化反応温度を超える温度に加熱された被塗装物に、粉体エポキシ樹脂塗料を、間欠時間を設けて断続的に複数回塗装する。これによって、塗膜内に発生した気泡の外部側への抜けによる消失を促す。その結果、２００μｍを超えるような厚膜塗装であっても塗膜内の気泡率を低減することが出来る。加えて、塗装と塗装の間欠時間は被塗装物温度での粉体のゲルタイム以下とすると、付着性や層間密着性に優れた塗膜を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的な粉体エポキシ樹脂を１０℃/分で上昇させた時の粘度と反応発熱量（ＤＳＣ測定値）を測定した一例を示す図である。
【図２】本発明を回転した鋼管の塗装に適用する場合の管軸方向からの装置配置例を示す図である。
【図３】本発明の間欠塗装を行うために、スパイラル回転搬送を行って塗装を行う場合に４ガン／列で２列の多ガンを配置した例を示す図である。
【図４】本発明の比較例である従来の鋼管塗装ブースの塗装ガン配置図の例を示す図である。
【図５】本発明の良否判定に用いたＣＳＡ  Ｚ２４５．２０−０６規格の１２．１０．３．３に示されるＦｉｇｕｒｅｓ６の判定図により判定を行った断面気泡率の試験判定結果例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の間欠塗装方法を鋼管に適用する場合の１例について詳細に説明を行なう。
本発明に使用する鋼管は普通鋼、あるいは高合金鋼など、どのような鋼種でも適用可能である。また、サイズ、厚みの制約は設計時の設備能力に起因するだけである。但し、外径が小さ過ぎると、塗装機の吐出能力が相対的に大きくなり、塗着効率が低下する。このため、外径サイズとしては４００Ａ以上が好ましい。
本発明の塗装鋼管の下地処理では、鋼管を外面ブラスト装置によって、表面の錆や汚れを除去するだけでなく、接着に必要な粗度を確保する。その後、液体による洗浄等の処理を行うことができる。特に高い防食性能が要求される場合には、例えば日本パーカーライジング社製のパルクロム（登録商標）１００などを用いて塗布型クロメート処理、あるいは、塗布及び洗浄型化成処理が使用可能である。
【００１６】
下地処理を施した鋼管の加熱方法としては、鋼管を回転させながら管軸方向へ進行させる、いわゆるスパイラル搬送を用いて電磁誘導加熱で加熱を行う。加熱方式は本発明の骨子には影響しないことから、加熱炉等を用いる他の方法であっても良い。鋼管の適性加熱温度は粉体エポキシ樹脂の特性によって異なるが、硬化反応での反応熱ピークは１６０〜１９０℃であるので、それよりも高い温度である１７０〜２６０℃が一般的である。１７０℃より低温では樹脂の硬化が不十分になって防食性に問題が生じる。一方、加熱温度は高温の方が防食性の点では好ましいが、あまりに高温になると樹脂の分解劣化反応が生じてくるので、２６０℃以下が好ましい。この温度範囲であれば粉体塗料の溶融時間は概ね１秒以下であることから、最も鋼管の回転数が大きい呼び径４００Ａの場合でも鋼管が塗装と反対面を回転している時間内に十分溶融するため、未溶融の上に新たな粉体塗料が塗装されて気泡が残る恐れは小さくなる。
【００１７】
加熱した鋼管に塗布する粉体エポキシ樹脂塗料とは、例えば主成分のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を単独、もしくは混合し、更に多官能性のフェノールノボラック型エポキシ樹脂やハロゲン化エポキシ樹脂を組み合わせたものに、フェノール系等の潜在性硬化剤を組み合わせて使用する。硬化速度はアミン系硬化剤やイミダゾール化合物硬化剤、ジシアンジアミド硬化剤等を添加して調整されている。これらの樹脂に無機顔料を２０〜５０質量％で配合して塗料とし、粉砕して粉体塗料にされたものが市販されており、これを用いることができる。無機顔料はシリカ、酸化チタン、ウォラストナイト、マイカ、タルク、カオリン、酸化クロム、ホウ酸亜鉛、燐酸亜鉛等の顔料、もしくは亜鉛、Ａｌ等の金属粉、あるいはセラミック粉等、その他にバナジウムリン系化合物等の防錆顔料がある。粉体エポキシ樹脂塗料は、国内では日本ペイント株式会社、もしくは関西ペイント株式会社から入手できる。海外では、ＪＯＵＴＡＮ、ＫＣＣ、Ａｒｓｏｎｓｉｓｉ、３Ｍ  Ｃｏ．等のメーカーで鋼管被覆用として販売されている銘柄を適宜用いる。この時、粒度が大きいと、本発明の塗り重ねによる気泡率の低減効果が減少することから、粒子径１５０μｍ以下の粒子が全粒子の９５重量％以上で、かつ、重み付き体積平均粒子径（体積平均径）が５０〜８０μｍとなるように篩い分けを行って調整すると良い。
【００１８】
鋼管１を加熱装置によって１７０〜２６０℃に加熱後、その外面に粉体塗装装置３を用いて粉体エポキシ樹脂塗料を塗布する。この時の塗装ガン２の配置は鋼管１の半面側のみとし、鋼管の周方向に沿って２列以上の列を設ける。１列当たりのガン数は走行ピッチと塗り重ね回数、パターン幅等の諸要因によって変化するが、１列あたり４ガン以上配置すると良い。塗装厚みは、通常１５０〜４００μｍであるが、特に厚みが２００μｍを超えると内部に混入した気泡が抜けにくい現象が顕著になることから、本発明の塗装方法は２００μｍ以上の塗装を行う場合に効果的である。
【００１９】
粉体エポキシ樹脂のみを塗装する場合は、粉体塗装後に水冷を行う。一方、３層ポリオレフィン樹脂被覆鋼管とする場合は、粉体エポキシ樹脂塗装によって形成したプライマー表面が完全に硬化しない時間内（ゲルタイム未満）に変性ポリオレフィン樹脂を接着剤として１００〜４００μｍの厚みで積層する。変性ポリオレフィン樹脂接着剤は、ポリオレフィン樹脂を無水マレイン酸で変性したもの、あるいはポリオレフィン樹脂と無水マレイン酸との共重合体、ポリオレフィン樹脂とアクリル酸エステル及び無水マレイン酸との共重合体、を用いることができる。被覆の方法はペレット樹脂を加熱溶融して、Ｔダイスあるいは丸ダイスを用いてシート状にして粉体エポキシ樹脂プライマー塗布後の鋼管外面に被覆する。これらの変性ポリオレフィン樹脂を粉砕して作製した粉体接着剤を用いても良い。変性ポリオレフィン樹脂接着剤層の上にＴダイスを介してポリオレフィン押出機によって２〜５ｍｍ厚みのポリオレフィン樹脂を被覆する。被覆後、外面及び内面の水冷を行う。
【実施例】
【００２０】
〔実施例１〕
鋼管は６００ＡのＵＯＥ鋼管を用いた。鋼管の外面をブラスト装置によってＩＫＫ社製のＴＧＤ−７０番のグリッドブラスト処理を行い除錆した。その後、酸性液による表面洗浄と水洗を行い汚れや鉄粉等を除去した。
塗装する粉体Ａとしては日本ペイント製のＰＥ２８７−６を使用した。篩い分けに３２、４５、６３、９０、１５０μｍのメッシュを用いて重み付き体積平均粒子径（体積平均径）を求めたところ、１５０μｍ以上の質量は２．４％、体積平均径は５６μmであった。さらに、使用に際しては１００メッシュフィルターを粉体タンクの供給口に設けて大径粒子の混入を防止した。ＩＳＯ２１８０９に示される測定方法での２１０℃ゲルタイムは１２秒であった。
鋼管１をスパイラル状に周速度７．８秒／回転、走行ピッチ幅を６５ｍｍで回転搬送することで、軸速度は０．５ｍ／分となった。
鋼管１を誘導加熱装置で２１０℃に加熱後、本発明の粉体塗装装置として静電粉体塗装ガンを８台準備し、４台を１列として２列を塗装ブースの片側に配置した。これは図３に相当する配置である。粉体塗装ブース４の鋼管入口・出口はオープンな状態であり、静電粉体塗装ガン２の反対面に排気吸引ダクト５を設けて排気を行った。４ガンでの塗装範囲幅が５５０ｍｍであることから、ブース内で鋼管が約８回塗装可能となる。塗装一回転あたりの膜厚を粉体の体積平均径よりも薄い５０μｍ以下として最終的な膜厚が４００μｍになるように粉体塗出量を調整した。この時の塗装の間欠時間は約６秒で、粉体エポキシ樹脂が溶融する１秒を越え、ゲルタイムの１２秒よりも短い適切な硬化時間とした。
粉体塗装後に変性ポリエチレン樹脂接着剤を目標膜厚２００μｍとなるようにＴダイスを用い溶融押し出ししたシートを巻き付けた。更にその上層にポリエチレン樹脂（ＢＯＲＥＡＬＩＳ社製のＢｏｒｃｏａｔＴＭＨＥ３４５０）のペレットを、ポリオレフィン押出機とＴダイスを用いて半溶融状態のシートとして鋼管１の外面に巻き付け被覆を行った後、冷却装置によって水冷を行って被覆鋼管を製造した。ポリエチレン樹脂被覆は３ｍｍになるように調整した。
【００２１】
〔実施例２〕
実施例２では実施例１と同じ条件で、走行ピッチ幅を２倍の１３０ｍｍに変更すると供に塗出量を変えて、塗装一回転あたりの塗装膜厚を約１００μｍとした。これは粉体の体積平均径の２倍である１１２μｍよりも薄い値である。
〔実施例３〕
実施例３では実施例１と同じ条件で、走行ピッチ幅を３倍の１９５ｍｍに変更すると供に塗出量を変えて、塗装一回転あたりの塗装膜厚を約１４０μｍとした。これは粉体の体積平均径の２倍である１１２μｍよりも厚い値であり、本発明の範囲ではあるが最適な条件では無い範囲である。
〔実施例４〕
実施例４では実施例１と同じ条件で、走行ピッチ幅を４倍の２６０ｍｍに変更すると供に塗出量を変えて、塗装一回転あたりの塗装膜厚を約２００μｍとした。これは粉体の体積平均径の２倍である１１２μｍよりも厚い値であり、本発明の範囲ではあるが最適な条件では無い範囲である。
〔実施例５〕
実施例５では実施例３と同じ条件で、周速度を１９．５秒／回転に変更すると供に塗出量を変更した。この時の塗装間欠時間は約１６秒で、本発明の範囲内ではあるが、粉体エポキシ樹脂のゲルタイムの１２秒を超えており、最適な間欠時間では無い。
〔比較例１〜２〕
従来の塗装方法として、図４に相当する１６個の塗装ガンを円周方向に均等に配置した連続塗装する塗装ブースを用いた。排気吸引は上方部に設けられている。走行ピッチ幅を比較例１では１９５ｍｍ、比較例２では５０ｍｍとし、実施例１と同様の被覆を行った。〔実施例６〜１０〕
実施例１〜５と同じ条件で、粉体を粉体Ａから粉体Ｂに変更した。粉体Ｂとしては海外Ａｒｓｏｎｓｉｓｉ社製のＰＥ５０−１０８１を用いた。質量平均粒径は７６μｍ、２１０℃でのゲルタイムは２６秒である。
〔比較例３〜４〕
比較例１〜２と同じ条件で、粉体を粉体Ａから粉体Ｂに変更した。
【００２２】
〔断面気泡率の測定〕
被覆した鋼管を切断後、粉体プライマー塗膜の断面を観察するため、樹脂に埋め込んで研磨を行った後に、その断面を顕微鏡で観察した。断面気泡率については図５に示すＣＳＡ  Ｚ２４５．２０−０６規格の１２．１０．３．３に示される気泡率を判定するＦｉｇｕｒｅｓ６を用いて断面気泡率の判定を行った。気泡率の判定としては３以下を合格、４以上を不合格とした。
〔密着力測定〕
ポリエチレンを被覆していない粉体エポキシ塗装のみを行った部分の塗膜の垂直密着力を直径２０ｍｍのドーリーを貼り付けて、プルオフ試験にて測定した。測定にはＥｌｃｏｍｅｔｅｒ社製の５１０自動プルオフ試験機を用いて円周方向に均等に分割した８方向から３点ずつ測定して、その平均を求めた。
【００２３】
実施例及び比較例の条件と試験結果を表１に示す。
粉体Ａでの実施例１〜５の結果から分かるように、本発明の塗装方法を用いることで、ＲＡＴＩＮＧ３以下の良好な気泡率を実現出来る。また、比較例１〜４の１回塗装での膜厚を変えた結果から分かるように、本発明の塗装方法においては間欠塗装における１回の塗装当りの膜厚が重要となり、体積平均径の２倍の１１２μｍ以下を満足するように調整すると更に良い結果が得られる。加えて、体積平均径の２倍である１５２μｍ以下の塗装膜厚である実施例６〜８及び１０は塗膜厚が１５２μｍを超える実施例９に比較して気泡率に優れている。
粉体種類をＢに変更し間欠時間を設けた実施例６〜１０と、連続塗装の比較例３〜４の結果から、粉体種類を変えても本発明の実施例での効果が見られた。
以上の本発明の実施例及び比較例の結果から、本発明の方法で塗装した粉体エポキシ樹脂塗膜は、その種類によらず、従来の塗装方法では防止できなかった塗膜内の気泡の混入を防止すると供に、高い密着力を実現することが出来る。これによって、防食性に優れた被覆鋼管を提供することが可能である。
【００２４】
【表１】
2020032366.tif 000002
【符号の説明】
【００２５】
１  鋼管
２  静電粉体塗装ガン
３  粉体塗装装置
４  粉体塗装ブース
５  排気吸引ダクト
６  従来の鋼管に粉体を連続塗装するブース
【図１】
2020032366.tif 000003
【図２】
2020032366.tif 000004
【図３】
2020032366.tif 000005
【図４】
2020032366.tif 000006
【図５】
2020032366.tif 000007