(57)【要約】【課題】鋳鉄管の外面に溶射皮膜が形成される鋳鉄管の表面処理方法において、水密性の低下や防食性能の低下を防止することができる鋳鉄管の表面処理方法を提供する。【解決手段】鋳鉄管の外表面に、犠牲陽極効果のある溶射皮膜を形成し、この溶射皮膜に、イワタカップで２０秒以下である粘度の液状物質を塗布し、さらにこの上に水系または溶剤系の塗料を塗装する。この方法によれば、溶射皮膜を形成した後に、イワタカップで２０秒以下である粘度の低い液状物質を供給することで、前記液状物質の少なくとも一部が溶射皮膜に浸透して、前記液状物質の少なくとも一部が溶射皮膜の空隙や亀裂に入り込んで埋められて、溶射皮膜の水密性や防食性能が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄管の外表面に、犠牲陽極効果のある溶射皮膜を形成し、この溶射皮膜に、イワタカップで２０秒以下である粘度の液状物質を塗布し、さらにこの上に水系または溶剤系の塗料を塗装することを特徴とする鋳鉄管の表面処理方法。
【請求項２】
溶射皮膜がＺｎ、Ａｌ、Ｍｇ又はそれらを含む合金・混合物であることを特徴とする請求項１記載の鋳鉄管の表面処理方法。
【請求項３】
液状物質が、有機系、有機無機複合系または無機系であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳鉄管の表面処理方法。
【請求項４】
塗料が、アクリル系、またはエポキシ系であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の鋳鉄管の表面処理方法。
【請求項５】
鋳鉄管を、３０℃以上、１００℃以下の温度に加温した状態で、鋳鉄管の外表面に溶射した溶射皮膜に液状物質を塗布し、塗布後３０秒以内に上塗りの塗料を塗装することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の鋳鉄管の表面処理方法。
【請求項６】
液状物質が、コロイダルシリカ系またはアルキルシリケート系であることを特徴とする請求項５に記載の鋳鉄管の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋳鉄管の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４（ａ）、図５および図６（ａ）に示すように、一般に、地中に埋設される鋳鉄管１は土壌地下水等による腐食を防止するため、外面に防食皮膜２が形成される。この防食皮膜２としては、塗膜の他、亜鉛や亜鉛アルミ合金など、素地金属より卑な電位となる金属を犠牲陽極として素地表面に溶射させて溶射皮膜を形成することが知られている（例えば、特許文献１等）。溶射皮膜２は、埋戻土砂などの衝撃や摩擦に耐える機械的耐久性が優れるため、耐久性を要求される埋設鋳鉄管等の防食皮膜として採用されている。なお、溶射皮膜２が形成された鋳鉄管１は、外観体裁を整えるなどの目的から、図４（ｂ）に示すように、その後に、外面に塗料４が上塗りされて塗膜が形成される場合が多い。なお、図５における６は挿口、７は受口、８はゴム輪、９は離脱防止用のロックリング、１０は芯出し用ゴムである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２３０４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、溶射皮膜２は、図７に示すように、溶射したままの状態では空隙や亀裂が多く存在する。したがって、このように空隙や亀裂が多く存在した状態では、図５および図６（ａ）に示すような継手部におけるゴム輪６の接触部分に対応する箇所で、管内の水道水Ｗなどが外部に漏洩して、水密性が悪くなったり、防食性能が低下したりすることがあった。特に、図６（ｂ）に示すように、塗膜３に傷Ｋを生じた場合には、管内の水道水Ｗなどが溶射皮膜２に直接接触するとともに水圧が直接作用するので、溶射皮膜２を通過する割合が大きくなり、水密性の低下や防食性能の低下が顕著となる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、鋳鉄管の外面に溶射皮膜が形成される鋳鉄管の表面処理方法において、水密性の低下や防食性能の低下を防止できる鋳鉄管の表面処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は、鋳鉄管の外表面に、犠牲陽極効果のある溶射皮膜を形成し、この溶射皮膜に、イワタカップで２０秒以下である粘度の液状物質を塗布し、さらにこの上に水系または溶剤系の塗料を塗装することを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、溶射皮膜を形成した後に、イワタカップで２０秒以下である粘性の低い液状物質を供給することで、前記液状物質の少なくとも一部が溶射皮膜に浸透して、前記液状物質の少なくとも一部が溶射皮膜の空隙や亀裂に入り込んで埋められて、溶射皮膜の水密性や防食性能が向上する。
【０００８】
なお、溶射皮膜としてはＺｎ、Ａｌ、Ｍｇ又はそれらを含む合金・混合物であることが好ましく、液状物質としては、有機系、有機無機複合系または無機系であることが好ましく、塗料としては、アクリル系、またはエポキシ系であることが好ましい。
【０００９】
さらに、鋳鉄管を、３０℃以上、１００℃以下の温度に加温した状態で、鋳鉄管の外表面に溶射した溶射皮膜に液状物質を塗布し、塗布後３０秒以内に上塗りの塗料を塗装することにより、液状物質の塗布工程後の乾燥時間を短くして、生産ラインにおける同じ塗装場で、液状物質の塗布と塗料の上塗りとを行うことができるなど生産効率を向上させることができる。また、この場合の液状物質としては、コロイダルシリカ系またはアルキルシリケート系であることが好ましく、良好な水密性および防食性能が得られる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶射皮膜を形成した後に、イワタカップで２０秒以下である粘性の低い液状物質を供給することで、前記液状物質の少なくとも一部が溶射皮膜に浸透して、前記液状物質の少なくとも一部が溶射皮膜の空隙や亀裂に入り込んで埋められて、溶射皮膜の水密性や防食性能が向上し、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る鋳鉄管の表面処理方法の各工程に対応する断面図である。
【図２】本発明の実施の形態および比較例に係る試験片の評価方法に用いる試験装置を簡略的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態および比較例に係る試験片の評価結果を示す図表である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の鋳鉄管の表面処理方法の各工程に対応する断面図である。
【図５】鋳鉄管接合部の断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の鋳鉄管の課題を説明するための要部拡大断面図である。
【図７】鋳鉄管に溶射皮膜を形成した状態を拡大して示す断面図（断面写真）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係る鋳鉄管の表面処理方法の各工程に対応する断面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に簡略的に示すように、本発明の実施の形態に係る鋳鉄管の表面処理方法では、鋳鉄管１の外表面に犠牲陽極効果のある溶射皮膜２を形成し、この溶射皮膜２に、イワタカップで２０秒以下である粘度で、浸透性のよい塗料、または塗膜を形成しない液状物質３を塗布するなどして供給し（図１（ｃ）参照）、さらにこの上に水系または溶剤系の塗料４を上塗り塗装して（図１（ｄ）参照）鋳鉄管として製品化している。なお、図１（ｃ）、（ｄ）では、液状物質３を塗布した後に、溶射皮膜２の表面に液状物質３の塗膜３ａが形成される場合を示しているが、これに限るものではなく、塗膜３ａを形成しないものでも差支えない。
【００１３】
ここで、犠牲陽極効果のある溶射皮膜２としては、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ又はそれらを含む合金・混合物であることが好ましい。また、液状物質３は、有機系、有機無機複合系または無機系である。また、塗料４は、アクリル系、またはエポキシ系であることが好ましい。
【００１４】
なお、鋳鉄管の製品は生産ラインに沿って製造する場合が多いが、液状物質３の乾燥が遅い場合には、生産ラインを長くして、液状物質３の供給工程と、塗料の上塗り工程との間に乾燥時間を確保しなければならず、生産ラインのスペースおよび乾燥時間が必要である。常温で上記のように粘度が低い液状物質３を供給すると、浸透性がよい場合が多いので、一般に乾燥に時間を要する。そのため、生産ラインでは、予め、被塗物である鋳鉄管１を温めることが好ましく、これにより、乾燥を早くして生産性を上げることが可能となる。このように、液状物質３の供給（塗布）工程後の乾燥時間を短くする（例えば、３０秒以内）ことで、生産ラインにおける同じ塗装場で、液状物質３の供給（塗布）と塗料４の上塗りとを行うことができた。また、液状物質３として乾燥が早い性質を有するものを用いる場合には、液状物質３の溶射皮膜２への浸透する度合いが小さくなる傾向があるが、液状物質３として耐熱性を上げることで、液状物質３の溶射皮膜２への浸透する度合いが小さくなることを最小限に抑えることができる。
【００１５】
ここで、上記表面処理方法による鋳鉄管の水密性や防食性能を確認すべく、以下の試験を行った。すなわち、図２に簡略的に示すように、鋳鉄管１の一部におけるその外周全周にわたって形成された溶射皮膜２、液状物質３、および塗料４の部分を切削するなどして削除し、鋳鉄管１の一部が露出する部分を形成するとともに、この鋳鉄管１の露出部および露出部近傍箇所を外側から覆うように、継ぎ輪１２を、その両端部がシール材１１で密封された状態で外装させる。そして、継ぎ輪１２と鋳鉄管１の外周との間に水圧をかけた状態で水を注入する。これにより、溶射皮膜２や液状物質３の端面から、圧力が作用した状態で水を侵入させ、外部に水が漏れないかどうかを確認する。なお、図２において、１３は、シール材１１を押圧してシール材１１のシール機能を確保する押し輪、１４は、継ぎ輪１２のフランジ部に螺合され、押し輪１３によりシール材１１を押圧させるためのボルト、１５は水を送るためのポンプ、１６は圧力計、１７は開閉弁である。
【００１６】
溶射皮膜２を形成する鋳鉄管１の試験片として、直径１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの鋳鉄管１を用い、この試験片の表面に、溶射皮膜材として、厚さ５０μｍの亜鉛を、電気式アーク溶射法により、２６０ｇ／ｍ２の溶射量で溶射した。
【００１７】
そして、溶射皮膜２の外周に複数種類の液状物質３を、この液状物質３の目標膜厚が１０μｍとなるように塗布し、さらに、塗料４としてアクリル樹脂塗料を上塗りして、試作番号１〜６の試験片を作成した。この後、水密性試験として、１５ｋｇｆ／ｃｍ２の水圧を２４時間作用させ、目視による水の漏洩程度を確認した。また、防食性試験として、塩水噴霧試験を行った。なお、塩水噴霧試験としては、塗料４の上塗りをしない状態で、５０×５０ｍｍのクロスカットを形成した状態で試験片の表面に塩水を噴霧し、赤錆発生までの期間を測定した。
【００１８】
図３に示す図表において、これらの測定結果を示す。なお、図３に示す図表において、試作番号１および４の液状物質Ａとは、アクリルシリコン系（有機無機複合系の一例）であり、試作番号２の液状物質Ｂとは、ウレタン系（有機系の一例）であり、試作番号３の液状物質Cとは、エポキシ系（有機系の一例）であり、試作番号５の液状物質Dとは、コロイダルシリカ系（無機系の一例）、アルキルシリケート系（有機無機複合系の一例）である。また、試作番号６は、液状物質３が全く供給されていない溶射皮膜２に塗料４が上塗りされた比較例であり、防食性能については、この試作番号６の鋳鉄管１を基準（１）としている。
【００１９】
図３に示すように、粘度がイワタカップで２０秒を超える２５秒である試作番号３の液状物質Cを用いた場合には、液状物質３が全く供給されていない比較例としての試作番号６の鋳鉄管１の場合と比較して、水密性が殆ど変わらない（あまり良くない）とともに、防食性能も少ししか向上しなかった。
【００２０】
これに対して、粘度がイワタカップで２０秒以下である（今回の試験例では全て２０秒である）試作番号１、２、４、５の液状物質４（Ａ、Ｂ、D）を用いた場合には、前記試作番号６の鋳鉄管１の場合と比較して、防食性能が大きく向上した。
【００２１】
また、塗布時の鋳鉄管１の温度が３０℃の場合に、液状物質Ａからなる試作番号１の鋳鉄管１は、水密性および防食性能とも極めて良好であったが、同じ液状物質Ａからなる試作番号１の鋳鉄管１でも、塗布時の鋳鉄管１の温度が１００℃の場合の試作番号４のものについては、試作番号１の鋳鉄管１のものと比較すると、水密性および防食性能とも若干低下した。これに対して、耐熱性を改良した液状物質Dを用いた場合には、良好な水密性および防食性能が得られた。
【００２２】
このような結果からもわかるように、溶射皮膜２を形成した後に、イワタカップで２０秒以下である粘性の低い液状物質３を供給することで、液状物質３の少なくとも一部が溶射皮膜２に浸透して、液状物質３の少なくとも一部が溶射皮膜２の空隙や亀裂に入り込んで埋められ、溶射皮膜２の水密性や防食性能が向上し、信頼性が向上する。
【符号の説明】
【００２３】
１      鋳鉄管
２      溶射皮膜
３      液状物質
４      塗料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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