(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地処理した鋼管または鋼管杭の外面に、エポキシ系プライマー層、ポリエチレン接着剤層、スパイラル状で高さ０．３〜５ｍｍ、幅２ｍｍ以上、ピッチ５４〜２１６ｍｍの隆起があるポリエチレン層と、長さ４〜１００mmに切断したガラスロービングを５〜５０重量％混入したポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層が順次積層されたことを特徴とする重防食被覆鋼管。
【請求項２】
保護層が着色されて、かつその外面に同じ色彩に着色されたアクリル樹脂またはフッ素樹脂の着色層が積層されたことを特徴とする請求項１記載の重防食被覆鋼管。
【請求項３】
保護層が着色されて、かつその外面に白色に着色されたアクリル樹脂層を介して保護層と同じ色彩に着色されたフッ素樹脂からなる着色層が積層されたことを特徴とする請求項１記載の重防食被覆鋼管。
【請求項４】
表面にスパイラル状の隆起があるポリエチレン被覆鋼管またはポリエチレン被覆鋼管杭を管軸方向に走行させながら、その表面にポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方の樹脂液をスプレー塗装する霧化流れにガラスロービングを回転刃で連続的に長さ４〜１００mmに切断して合流させて塗装して保護層を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の重防食被覆鋼管の製造方法。
【請求項５】
表面にスパイラル状の隆起があるポリエチレン被覆鋼管またはポリエチレン被覆鋼管杭の両管端の下部を支えて該被覆鋼管を回転させる２個１組の駆動ロールを２組有して全体が管軸方向に走行する回転走行台車、該回転走行台車の側面に配置されたガラスロービングを回転刃で連続的に長さ４〜１００mmに切断して供給するロービングカット装置を備えたポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方の樹脂液を霧化して吐出する塗装ノズルからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の重防食被覆鋼管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路下、軌道下、河川底や海底に推進工法で配管施工する場合に使用する外面に防食被覆が施された鋼管で配管施工後の埋戻し時の砕石類による衝撃に対する被覆の耐衝撃性が優れた重防食被覆鋼管と、港湾・河川で桟橋や護岸などの構造物を建設する工法で使用する外面に防食被覆が施された鋼管杭で打設後に施す捨石類による衝撃に対する被覆の耐衝撃性が優れた重防食被覆鋼管杭およびこれらの製造方法と製造装置に関する。
なお、特許請求の範囲では、代表として鋼管としているが、当然に鋼管杭も含むものである。
【０００２】
【従来の技術】
天然ガスや都市ガスの埋設パイプラインには、土壌中、河川水中や海水中での腐食を防止するために、外面にポリエチレンの防食を施したポリエチレン被覆鋼管が多用される。しかし、埋設パイプラインの建設では、道路、軌道、河川や海などを横断しなければならない場合がある。特に都市では、道路や軌道などを交通を遮断して掘削し配管したのち埋戻していたのでは、長期間の交通渋滞を招くなど市民生活への影響が大きい。河川底や海峡底を横断するパイプラインの建設では、例えば一方の岸で河川や湾を横断するに必要な長さ分のポリエチレン被覆鋼管を溶接接合したのちその一端をタグボートなどで他方の岸まで曳航して接続する方法などが使われるが、流速が速い場合にはパイプラインを河川底に固定するために、ポリエチレン被覆鋼管の外面にコンクリートのウエイトコーテイングを施したり、予め河川底や湾の海底にパイプラインを収容する溝を掘削するなど工事が大掛かりになる。
【０００３】
このような場合には、特開昭５９−２１０１９１号公報や特開昭５９−１７０３９９号公報に示されるような推進工法を採用することが一般的になってきた。この工法は横断しようとする道路、線路、河川や湾の少し離れた両側に竪穴を堀り、敷設する鋼管を一方の竪穴から他方の竪穴に向かって水平や円弧状にジャッキなどで土中を推進させる敷設する方法で、直押推進工法や円弧推進工法などと呼ばれ多用される。このような推進工法ではポリエチレン被覆鋼管が土中を推進する間に、土中の岩石や礫等により被覆が削られ、引っかかれて被覆の一部が剥離し防食性が低下する。
【０００４】
また、特公平７−６５９５号公報では図７に示す如く、外面にポリエチレン層４の被覆を有する重防食被覆鋼管の外面に、ガラス繊維や金属繊維を入れたポリエステルやエポキシアクリレートの保護層２５を被覆してポリエチレン被覆が土中の岩石や礫等により被覆が削られのを防止するとともにポリエチレン被覆の表面の深さ０．２〜０．３ｍｍのエンボス加工２４を施すことによって該保護層の剥離を防止している。中でもガラス繊維マットやガラスクロスにポリエステルを含浸させて形成したガラス繊維強化ポリエステルの保護層２５は、特公平７−６５９５号公報の実施例に記載されているように、その岩石に対する耐摩耗性が優れ、推進時の被覆の剥離防止に対してはポリエチレン被覆表面のエンボス加工が有効に作用する。
【０００５】
港湾や河川で岸壁、桟橋などの構造物の建設に用いられる鋼管杭では、腐食の激しい干満帯や飛沫帯のみならず海中や水中の部分まで鋼管杭の外面をポリエチレンで被覆し防食したポリエチレン被覆鋼管杭が多用される。波による浸食が激しい環境では、ポリエチレン被覆鋼管杭を打設したあとに、杭の回りに砕石類を落下して浸食を防止する捨石施工が施される。捨石施工に対しては、ポリエチレン被覆鋼管では被覆の耐衝撃性が小さすぎて被覆が損傷し、防食性が低下する。特開平６−１４６２７１号公報ではやはり図７に示す如く、外面にポリエチレン層４を有する重防食被覆鋼管杭の表面にエンボス加工２４を施し、その外面にガラス繊維マットやガラスクロスで強化したポリエステルの保護層２５を被覆し、耐衝撃性が向上した重防食被覆鋼管杭が使用される。この重防食被覆鋼管杭は、比較的小さな砕石類の捨石施工に対しては防食層の貫通疵の発生を防止する効果がある。
【０００６】
特公平７−６５９５号公報の重防食被覆鋼管や特開平６−１４６２７１号公報の重防食被覆鋼管杭のガラス繊維強化ポリエステルの保護層２４の被覆方法としては、例えば特公平４−５５８５２号公報に提案されているように、ポリエステルの樹脂液をノズルから噴射して含浸させたガラス繊維マットと、同じ樹脂液を充填した槽を通過させて含浸させたガラスクロスとを重ね送り出し、ガラス繊維マットが内側にガラスクロスが外側になるようにしてポリエチレン被覆鋼管の外面に巻き付ける方法や、特開平２−２６６９１６号公報に提案されているように、ガラス繊維マットとガラスクロスを重ね合わせて鋼管外面に巻き付ける直前に、ガラス繊維マットとガラスクロスにポリエステルの樹脂液をスプレー塗装する方法がある。これらの方法ならばガラス繊維強化ポリエステルの保護層を被覆することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
推進工法では堀削した竪穴は工事が終わる段階で埋戻すことが通常であるが、竪穴の深さが深い場合、埋戻す土砂に大きな砕石類が混入していると被覆表面に大きな衝撃力が加わる場合がある。このような特殊な場合には、特公平７−６５９５号公報の重防食被覆鋼管でも砕石の衝撃に対する耐衝撃性が不足する場合がある。
【０００８】
また、最近は捨石施工の効率化のために、捨石に使用される砕石の大型化や１回に落下する砕石の投入量が増加する傾向にあり、特開平６−１４６２７１号公報の重防食被覆鋼管杭でも砕石の衝撃に対する耐衝撃性が不足する場合がある。また、特公平７−６５９５号公報や特開平６−１４６２７１号公報に提案されたポリエチレン被覆表面のエンボス加工は、表面を凹凸加工した加熱ロールをポリエチレン被覆の表面に押当て形成できるが、該ロールを押当てた瞬間には表面に確実な凹凸が形成されても時間が経過すると樹脂の復元作用により凹凸の深さが浅くなる現象が発生する。樹脂の復元作用の影響を少なくするには、所定の深さの約２倍の深さの凹凸のある加熱ロールを使用して、かつゆっくりと押し当ててエンボス加工する必要があり、生産効率が悪い。
【０００９】
さらに、特公平４−５５８５２号公報や特開平２−２６６９１６号公報に提案されているガラス繊維強化ポリエステルの保護層の被覆方法に関しても、ガラス繊維マットにポリエステルの樹脂液を含浸させたあとで鋼管に被覆するこれらの方法では、ガラス繊維マットにポリエステルの樹脂液を含浸させるのに時間がかかりすぎ生産が効率的でないうえに、その含浸過程ではガラス繊維の収束剤が溶解して型くずれし易いので被覆途中でガラス繊維マットの型くずれを防止しながら被覆するとゆっくりとしか被覆できず作業性が悪い。しかも、耐衝撃性を向上させるには保護層厚みを厚くするために何回も被覆しなければならず経済的でない。
【００１０】
このように、ガラス繊維強化ポリエステルの保護層を有する重防食被覆鋼管および鋼管杭では、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性の一層向上と、生産効率の良い保護層の被覆方法の開発が望まれていた。
【００１１】
本発明は、従来のガラス繊維強化ポリエステルの保護層を有する重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭に比較して、砕石類の衝撃に対する被覆の耐衝撃性が一層向上し、かつ生産効率の良い保護層を有する重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭とその保護層の被覆方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の問題点を解決すべく鋭意検討した。その結果図１に示す如く、下地処理した鋼管１または鋼管杭１の外面に、エポキシ系プライマー層２、ポリエチレン接着剤層３、スパイラル状の隆起５があるポリエチレン層４と長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層６が順次積層された重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭を用いることによって、砕石類の衝撃に対する被覆の耐衝撃性が飛躍的に向上すること、および図６に示す如く、表面にスパイラル状の隆起があるポリエチレン被覆鋼管１５またはポリエチレン被覆鋼管杭１５を管軸方向に走行させながら、その表面にポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方の樹脂液をスプレーノズル２２で塗装する霧化流れに、ガラスロービング１８を回転刃１９で連続的に長さ４〜１００ｍｍに切断して合流させて塗装して保護層６を形成する方法によって、ガラス繊維とポリエステルまたはウレタンエラストマーが良く混合され一体化した保護層がポリエチレン被覆の表面に瞬時に形成されるので、保護層の被覆効率が飛躍的に向上することを見出し、本発明に至った。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の鋼管および鋼管杭には炭素鋼やステンレス鋼でできたものを使用するが、炭素鋼でできた鋼管や鋼管杭の内面や外面にステンレス鋼やチタン、アルミニウムなどの金属あるいはニッケル−クロム−モリブデンなどの合金を積層したクラッド鋼管やクラッド鋼管杭、炭素鋼でできた鋼管や鋼管杭の内面や外面に亜鉛、アルミニウム、クロムなどのめっき、亜鉛−鉄、亜鉛−ニッケル、亜鉛−アルミニウムなどの合金めっきを施しためっきものも使用できる。さらに、鋼管杭をディーゼルハンマー、ドロップハンマーやバイブロハンマーなどの杭打ち機にセットし易いように杭管端の外面の少なくとも１箇所以上にパッドを取り付けた鋼管杭や管端外面に鋼製リング状の補強バンドを溶接した鋼管杭など杭打ち施工に必要なアクセサリー類を取り付けたものおよび、鋼管杭上部にコンクリートフーチングなどのコンクリート構造を接続するために鋼管杭頭の管端外面に鋼製リングを溶接した鋼管杭や上部構造の建設を容易にするために予め鋼管杭頭の管端外面にブラケット類などを取り付けた鋼管杭なども使用できる。これらの鋼管および鋼管杭は、使用に先立ってブラスト処理などによってスケールを除去する必要がある。
【００１４】
本発明の鋼管および鋼管杭は被覆に先立ち、外面を下地処理することが望ましい。下地処理としては、例えばクロメート処理やりん酸塩処理などが利用できるが、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性を向上させるには、クロメート処理が望ましい。クロメート処理としては、一般市販のシリカ系クロメート処理剤やりん酸系クロメート処理剤などが使用できるが、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性を向上させるにはクロメート処理剤を鋼管または鋼管杭の外面に被膜の全クロム付着量が５０〜８００ｍｇ／ｍ２  の範囲になるように塗布し、かつ鋼管または鋼管杭の表面が１２０〜２１０℃の範囲に加熱して焼き付ける。クロメート処理剤の塗布方法としては、ロールで塗布する方法、ブラシでしごいて塗布する方法や刷毛で塗布する方法などが使用できる。
【００１５】
下地処理した鋼管および鋼管杭の外面には、エポキシ系プライマーを塗布して硬化させエポキシ系プライマー層を形成する。エポキシ系プライマーとしては一般市販のエポキシ樹脂とアミン系硬化剤などからなるプライマーが利用できるが、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性を向上させるにはエポキシ系プライマー層の厚みが３０〜２００μｍの範囲になるように塗布し、かつ鋼管または鋼管杭の表面が１２０〜２１０℃の範囲に加熱して硬化させる。エポキシ系プライマーの塗布方法としては、スプレー塗装する方法、ロールで塗布する方法、ブラシでしごいて塗布する方法や刷毛で塗布する方法などが使用できる。
【００１６】
エポキシ系プライマー層を被覆した鋼管または鋼管杭の外面には、ポリエチレン接着剤層を介してスパイラル状の隆起があるポリエチレン層を積層する。ポリエチレン接着剤としてはポリエチレンやエチレンとα−オレフィンの共重合体などを無水マレイン酸で変性した一般市販の無水マレイン酸変性ポリエチレンが利用できるが、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性を向上させるにはポリエチレン接着剤層の厚みが５０〜５００μｍの範囲になるように被覆し、かつ鋼管または鋼管杭の表面が１２０〜２１０℃の範囲に加熱して硬化させる。
【００１７】
ポリエチレンとしては、低密度や高密度の一般市販のポリエチレンが使用できるが、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性を向上させるにはポリエチレン層の表面に高さが０．１〜５ｍｍの範囲のスパイラル状の隆起を形成する。スパイラル状の隆起の幅は２ｍｍ以上であれば砕石類の衝撃に対する耐衝撃性を向上させる効果があり、幅の上限は隆起の形成方法や経済性から設定すれば良い。また、スパイラル状の隆起のピッチ間隔は、被覆を施す鋼管または鋼管杭の外形以下であれば砕石類の衝撃に対する耐衝撃性を向上させる効果があり、ピッチ間隔の下限は隆起の形成方法や経済性から設定すれば良い。隆起を除くポリエチレン層の膜厚は１〜１０ｍｍであれば良好な結果が得られる。
【００１８】
ポリエチレン接着剤層とポリエチレン層の被覆方法としては、例えばエポキシ系プライマー層を被覆した鋼管または鋼管杭の外面に、両者を二層一体でＴダイから押出して被覆する方法や、ポリエチレン接着剤をＴダイから押出して被覆したあと別のＴダイからポリエチレンを押出して被覆する方法などが利用できる。ポリエチレン層表面の隆起は、Ｔダイでポリエチレンを押出して被覆する工程で形成する。その方法としては、例えばＴダイの開口部の一部を金属線や仕切板で左右に分割して押出せば左右から幅の異なるポリエチレンシートが押出されることを活用して、エポキシ系プライマー層を被覆した鋼管をスキューターニングロールでスパイラル状に旋回走行させながら、その側面に配置したこのＴダイで分割して押出す各々の溶融状態のポリエチレンシートをスパイラル状に巻き付ける方法によって所定の高さ、幅とピッチ間隔の隆起が形成できる。また、予め隆起部分に相当する厚みと幅のポリエチレンシートを用意しておき、エポキシ系プライマー層を被覆した鋼管または鋼管杭をスキューターニングロールでスパイラル状に旋回走行させながら、その側面に配置したこのＴダイで溶融状態のポリエチレンシートをスパイラル状に巻き付けた直後に、隆起部分の寸法のポリエチレンシートをスパイラル状に巻き付けて溶着する方法によっても所定の高さ、幅とピッチ間隔の隆起が形成できる。
【００１９】
表面にスパイラル状の隆起のあるポリエチレン層を被覆した鋼管または鋼管杭の外面には、長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層を被覆する。保護層の構成用件のうち、ガラスロービングおよびポリエステルまたはウレタンエラストマーのうちのいずれか一つが欠けると、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性が向上しない。そして、保護層中のガラス繊維マットとポリエステルまたはウレタンエラストマーの合計重量に対するガラス繊維の混入重量が５〜５０重量％であって、かつ保護層の膜厚が１ｍｍ以上あると砕石類の衝撃に対する耐衝撃性が飛躍的に向上する。保護層の膜厚の上限は、落下する砕石の重量と落下高さに応じて必要な値で設定する。ガラスロービングとしては、一般市販のものでガラス繊維の糸状になったものや該糸状の繊維の束などであれば利用できるが、回転刃で切断したあとの繊維の長さは４ｍｍ以上とする。繊維を４ｍｍ未満で切断して塗装すると、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性が不足する。該繊維の切断長さは回転刃の外径を大きくすれば長くできるが、塗装設備が大掛かりになるので、該繊維の切断長さは経済性の面から１００ｍｍ程度と考えられる。ポリエステルとしては、一般市販の不飽和ポリエステル樹脂やエポキシアクリレート樹脂とも呼ばれるビニールエステル樹脂などで液状のものが利用できる。また、ウレタンエラストマーとしては、例えば一般市販のポリオールをイソシアネート系硬化剤で硬化させるタイプのポリウレタン樹脂塗料などで液状のものであれば利用できる。
【００２０】
本発明の重防食被覆鋼管や重防食鋼管杭を周囲の環境と調和させるために、被覆を各種の色彩に着色する必要がある場合には、図１の長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層６を着色することによって達成できる。その方法としては、保護層６の構成用件であるポリエステルまたはウレタンエラストマーに予め有機や無機の顔料を配合して調色し、図６の方法でスプレー塗装すれば良い。さらに外観の平滑性や光沢を向上させるには、例えば図２に示す如く、任意の色彩に着色された長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層６の外面に、該保護層６と同じ色彩に調色されたアクリル樹脂またはフッ素樹脂からなる着色層７を積層する。この場合、着色層７の膜厚は１０〜２００μ程度あれば良い。また保護層に長期間の耐候性が必要な場合には図３に示す如く、任意の色彩に着色された長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層６の外面に、白色に調色されたアクリル樹脂層８を介して該保護層６と同じ色彩に調色されたフッ素樹脂からなる着色層９を積層する。この場合、白色のアクリル樹脂層８と保護層６と同じ色彩に調色されたフッ素樹脂からなる着色層９の膜厚は１０〜２００μ程度あれば良好な結果が得られる。
【００２１】
本発明の重防食被覆鋼管杭の使用例としては、例えば港湾建設などで実用される直杭で海上大気部、飛沫帯、干満帯と海中部の全体を防食する場合には、図４に示す如く、ポリエチレン被覆をこれらの部分と海底１０の一部に渡って表面にスパイラル状の隆起のあるポリエチレン被覆を施すが、該ポリエチレン被覆を施した全域を覆うようにして長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層６を積層して杭打ちし、図４の１１のような直杭とする。杭打ち完了後、海上からバケットなどで砕石を落下して捨石１２を施工すれば本発明の効果が発揮されて防食層の砕石の落下衝撃による損傷が避けられる。
【００２２】
また、桟橋や、船舶などの係船柱としての組杭として利用するドルフィン構造などの建設では斜杭が多用されるが、斜杭で海上大気部、飛沫帯、干満帯と海中部の全体を防食する場合には、例えば図５に示す如く、ポリエチレン被覆をこれらの部分と海底１０の一部に渡って表面にスパイラル状の隆起のあるポリエチレン被覆するが、該ポリエチレン被覆を施した全域を覆うようにして長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層６を積層して所定の角度で傾斜させて杭打ちし、図５の１４のような斜杭とする。杭打ち完了後、海上からバケットなどで砕石を落下して捨石１２を施工すれば本発明の効果が発揮されてポリエチレン層の砕石の落下衝撃による損傷が避けられ、防食機能が維持できる。
【００２３】
保護層の被覆方法としては図６に示す如く、表面にスパイラル状の隆起があるポリエチレン被覆鋼管またはポリエチレン被覆鋼管杭１５を、管軸方向に走行する回転走行台車１７の上で該被覆鋼管の両管端の下部を支えてを回転させる２個１組の駆動ロール１６の上に乗せて管軸方向に走行させながら、その表面にポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方の樹脂液をスプレー塗装するスプレーノズル２２の霧化流れに、ガラスロービング１８を支持ロール２０で押さえて回転刃１９で連続的に長さ４〜１００ｍｍに切断し樋２１から送り出して合流させ、吹き付け塗装する方法で行う。このように軸方向に塗装する方法は１回の塗装で厚膜を被覆するのに適し、１回の吹き付けで管軸方向にスプレーノズル２２の霧化流れのパターン幅分が塗装できる。さらに広い面積を被覆する場合には、駆動ロール１６を回転させて該被覆鋼管をパターン幅分旋回させ、再び管軸方向に塗装する方法を繰り返せば良い。この方法によれば、予めガラス繊維とポリエステルまたはウレタンエラストマーが良く混合された混合物がポリエチレン被覆の表面に直接吹き付けられるので、ガラス繊維とポリエステルまたはウレタンエラストマーの樹脂液の含浸が迅速に行われて一体化し、砕石類の衝撃に対する耐衝撃性が飛躍的に向上する。さらにこの方法によれば、従来の特公平７−６５９５号公報や特開平６−１４６２７１号公報のようにガラス繊維マットにポリエステルを含浸させながら被覆する必要がなく、ガラス繊維マットの収束剤の溶解による型くずれも発生し得ないので、瞬時にしてガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーからなる保護層が形成できる。
【００２４】
保護層の被覆装置としては図６に示す如く、表面にスパイラル状の隆起のあるポリエチレン被覆鋼管１５またはポリエチレン被覆鋼管杭１５の両管端の下部を支えて該被覆鋼管を回転させる２個１組の駆動ロール１６を２組有して全体が管軸方向に走行する回転走行台車１７、該回転走行台車１７の側面に配置されたガラスロービング１８を回転刃１９で連続的に長さ４〜１００ｍｍに切断して供給するロービングカット装置２３を備えたポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方の樹脂液を霧化して吐出する塗装ノズル２２からなる保護層の被覆装置が利用できる。
【００２５】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を詳細に説明する。図１は本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面、図２は本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面、図３は本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面、図４は海上大気部、飛沫帯部、干満帯部と海中部を防食する場合の本発明の重防食被覆鋼管杭の直杭としての利用の一例を示す図面、図５は海上大気部、飛沫帯部、干満帯部と海中部を防食する場合の本発明の重防食被覆鋼管杭の斜杭としての利用の一例を示す図面、図６は本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の保護層の被覆方法と被覆装置を示す図面、図７は従来の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面である。
【００２６】
〔実施例１〕
鋼管（外径２００Ａ×５５００ｍｍ長さ×５．８ｍｍ厚み）の外面をグリットブラスト処理してスケールを除去した。その外面に、シリカ系クロメート処理剤を全クロム付着量が５００ｍｇ／ｍ２  になるようにブラシでしごいて塗布し、１８０℃に加熱して焼き付け下地処理した。次いで直ちに、その外面にエポキシ系プライマーを膜厚が５０μｍになるようにスプレー塗装して硬化させ、エポキシ系プライマー層を形成した。次いで、その表面にＴダイからポリエチレン接着剤とポリエチレンを二層一体で押出被覆し、ポリエチレン接着剤層とポリエチレン層を積層した。その際、ポリエチレン接着剤は無水マレイン酸で変性したエチレン−ブテン１共重合体を、ポリエチレンには低密度ポリエチレンを各々用いたが、Ｔダイのポリエチレン層を押出す開口部を金属線で仕切って押出し、ポリエチレン被覆の表面に図１の５の形状のスパイラル状の隆起部分をつくった。スパイラル状の隆起部分の高さは０．３ｍｍ、幅は１０ｍｍでピッチ間隔は１０８ｍｍ（外径の半分）とした。また、ポリエチレン接着剤層の厚みは２００μｍ、スパイラル状の隆起部分を含むポリエチレン層の厚みは２．５ｍｍとした。
【００２７】
このポリエチレン被覆鋼管の外面に、図６の製造方法と製造装置で本発明の保護層を被覆した。すなわち、表面にスパイラル状の隆起があるポリエチレン被覆鋼管１５を、管軸方向に走行する回転走行台車１７の上で該被覆鋼管の両管端の下部を支えてを回転させる２個１組の駆動ロール１６の上に乗せて管軸方向に走行させながら、その表面にポリエステルの樹脂液をスプレー塗装するスプレーノズル２２の霧化流れに、ガラスロービング１８を支持ロール２０で押さえて回転刃１９で連続的に長さ４〜１００ｍｍに切断し樋２１から送り出して合流させ、吹き付け塗装する方法で保護層を被覆した。その際、保護層中のガラスロービングとポリエステルの合計重量に対するガラス繊維の混入量を２０重量％、カットしたガラスロービングの長さを２０ｍｍとしたが、保護層の膜厚を変えて被覆した。
【００２８】
比較例として、表面が平滑なポリエチレン被覆鋼管の表面に、表面を凹凸加工した加熱ロールを押当て、特公平７−６５９５号公報や特開平６−１４６２７１号公報に示された図７の２４の形状のエンボス加工を施した。エンボス加工部の寸法は５ｍｍ角で、深さは０．３ｍｍとした。このポリエチレン被覆鋼管に外面に特公平４−５５８５２号公報に示された方法で、ポリエステルの樹脂液をノズルから噴射して含浸させたガラス繊維マットと、同じ樹脂液を充填した槽を通過させて含浸させたガスクロスを重ねて送り出し、ガラス繊維マットが内側に、ガラス繊維マットが外側になるようにして該被覆鋼管に巻き付け、特公平７−６５９５号公報や特開平６−１４６２７１号公報に相当する従来の重防食被覆鋼管を製造した。その際、保護層中のガラス繊維マットとポリエステルの合計重量に対するガラス繊維の混入量を２０重量％、ガラスクロスを１回巻き（但し、ラップの重なり部分１５ｍｍは２回巻き）としたが、保護層の膜厚を変えて被覆した。
【００２９】
これらの重防食被覆鋼管を切断加工し、ＡＳＴＭ  Ｇ１４に規定された落錘衝撃試験により被覆の貫通エネルギーを測定した。保護層の膜厚と衝撃エネルギーの関係を図８に示す。図８から、本発明の重防食被覆鋼管は予めガラス繊維とポリエステルが良く混合された混合物がポリエチレン被覆の表面に直接吹き付けられるので、ガラス繊維とポリエステルの樹脂液の含浸が迅速に行われて一体化し、従来の重防食被覆鋼管に比較して、衝撃エネルギーが飛躍的に向上する。ちなみに、本発明の重防食被覆鋼管の保護層は厚みが１ｍｍ以上であれば効果が発揮する。すなわち、本発明の保護層の被覆方法によれば、従来のそれに比較して、飛躍的に被覆の効率が向上する。さらにこの方法によれば、従来の特公平７−６５９５号公報や特開平６−１４６２７１号公報のようにガラス繊維マットにポリエステルを含浸させながら被覆する必要がなく、ガラス繊維マットの収束剤の溶解による型くずれも発生し得ないので、瞬時にしてガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーからなる保護層が形成できる。ちなみに、保護層の厚みが２．５ｍｍの場合、本発明の重防食被覆鋼管の保護層の全長被覆は約２０分で完了したが、従来の重防食被覆鋼管のそれには約４時間３０分の長い時間がかかり、加えて、ポリエチレン被覆表面へのエンボス加工には約２時間の加工時間がかかった。
【００３０】
〔実施例２〕
実施例１の保護層の形成に用いるポリエステルをウレタンエラストマーに変えて、本発明の重防食被覆鋼管を製造した。これらの重防食被覆鋼管を切断加工し、ＡＳＴＭ  Ｇ１４に規定された落錘衝撃試験により被覆の貫通エネルギーを測定した。保護層の膜厚と衝撃エネルギーの関係を図９に示す。図９から、本発明の重防食被覆鋼管の保護層の形成にウレタンエラストマーを用いても、ポリエステルを用いる場合と同様に、大きな衝撃エネルギーが得られ良好である。
【００３１】
〔実施例３〕
実施例１と実施例２の保護層の形成に用いるガラスロービングの混入量を変えて、本発明の重防食被覆鋼管を製造した。その際、保護層の膜厚は２．５ｍｍとした。これらの重防食被覆鋼管を切断加工し、ＡＳＴＭ  Ｇ１４に規定された落錘衝撃試験により被覆の貫通エネルギーを測定した。保護層のガラスロービングの混入量と衝撃エネルギーの関係を図１０に示す。図１０から、本発明の重防食被覆鋼管の保護層の形成には、保護層中のガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーの合計重量に対するガラス繊維の混入量が５〜５０重量％であれば、大きな衝撃エネルギーが得られ良好である。
【００３２】
〔実施例４〕
実施例１と実施例２の保護層の形成に用いるガラスロービングのカット長さを変えて、本発明の重防食被覆鋼管を製造した。その際、保護層の膜厚は２．５ｍｍとした。これらの重防食被覆鋼管を切断加工し、ＡＳＴＭ  Ｇ１４に規定された落錘衝撃試験により被覆の貫通エネルギーを測定した。保護層のガラスロービングのカット長さと衝撃エネルギーの関係を図１１に示す。図１１から、本発明の重防食被覆鋼管の保護層の形成には、４〜１００ｍｍの長さにカットしたガラスロービングを用いれば大きな衝撃エネルギーが得られ良好である。
【００３３】
〔実施例５〕
実施例１と実施例２のポリエチレン層表面のスパイラル状の隆起の高さを変化させて、本発明の重防食被覆鋼管を製造した。その際、保護層の膜厚は２．５ｍｍとした。これらの重防食被覆鋼管を切断加工し、ＡＳＴＭ  Ｇ１４に規定された落錘衝撃試験により被覆の貫通エネルギーを測定した。ポリエチレン層表面のスパイラル状の隆起の高さと衝撃エネルギーの関係を図１２に示す。図１２から、本発明の重防食被覆鋼管のポリエチレン層表面のスパイラル状の隆起の高さが高くなると衝撃エネルギーが大きくなり、少なくとも該隆起高さが０．１ｍｍ以上あれば効果が発揮し良好である。
【００３４】
〔実施例６〕
実施例１と実施例２のポリエチレン層表面のスパイラル状の隆起のピッチ間隔を変化させて、本発明の重防食被覆鋼管を製造した。その際、保護層の膜厚は２．５ｍｍとした。これらの重防食被覆鋼管を切断加工し、ＡＳＴＭ  Ｇ１４に規定された落錘衝撃試験により被覆の貫通エネルギーを測定した。ポリエチレン層表面のスパイラル状の隆起のピッチ間隔と衝撃エネルギーの関係を図１３に示す。図１３から、本発明の重防食被覆鋼管のポリエチレン層表面のスパイラル状の隆起のピッチ間隔が５４ｍｍ〜２１６ｍｍ（外径と同じ）であれば、大きな衝撃エネルギーが得られ良好である。この結果から、本発明のポリエチレン層表面のスパイラル状の隆起のピッチ間隔は、外径以下の間隔であれば良いと考えられる。
【００３５】
〔実施例７〕
実施例１と実施例２の本発明の重防食被覆鋼管で保護層の膜厚が２．５ｍｍのものを製造し、重防食被覆鋼管杭の直杭として、図４のように、海底地盤に打設した。打設後、４ｍ３  のバケットでＪＩＳ  Ａ  ５００６に規定された割りぐり石１号相当の硬石を中心とする砕石をつかみ取り、重防食鋼管杭の保護被覆に合計１２０ｍ３  投石し、図５の１２のように捨石施工した。捨石施工後、被覆表面を調査した結果、保護層の表面に小さな疵が発生したが、ポリエチレン層の疵付きは皆無で、その損傷が防止できた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭は、予めガラス繊維とポリエステルまたはウレタンエラストマーが良く混合された混合物がポリエチレン被覆の表面に直接吹き付けられるので、ガラス繊維とポリエステルまたはウレタンエラストマーの樹脂液の含浸が迅速に行われて一体化した保護層を有し、かつ該保護層がポリエチレン層の表面のスパイラル状の隆起部分で固定されるので、従来の重防食被覆鋼管や重防食被覆鋼管杭に比較して、耐衝撃性が大幅に向上して砕石類の衝撃によるポリエチレン被覆の損傷が防止でき、被覆の効率を飛躍的に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面である。
【図２】本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面である。
【図３】本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面である。
【図４】海上大気部、飛沫帯部、干満帯部と海中部を防食する場合の本発明の重防食被覆鋼管杭の直杭としての利用の一例を示す図面である。
【図５】海上大気部、飛沫帯部、干満帯部と海中部を防食する場合の本発明の重防食被覆鋼管杭の斜杭としての利用の一例を示す図面である。
【図６】本発明の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の保護層の被覆方法と被覆装置を示す図面である。
【図７】従来の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭の一部断面を示す図面である。
【図８】本発明の重防食被覆鋼管と従来の重防食被覆鋼管の保護層の膜厚と衝撃エネルギーの関係を示す図である。
【図９】本発明の重防食被覆鋼管の保護層の膜厚と衝撃エネルギーの関係を、保護層の形成にポリエステルを使用した場合とウレタンエラストマーを使用した場合の比較を示す図である。
【図１０】本発明の重防食被覆鋼管の保護層のガラス繊維の混入量と衝撃エネルギーの関係を示す図である。
【図１１】本発明の重防食被覆鋼管の保護層のガラスロービングのカット長さと衝撃エネルギーの関係を示す図である。
【図１２】本発明の重防食被覆鋼管のポリエチレン層のスパイラル状の隆起の高さと衝撃エネルギーの関係を示す図である。
【図１３】本発明の重防食被覆鋼管のポリエチレン層のスパイラル状の隆起のピッチ間隔と衝撃エネルギーの関係を示す図である。
【符号の説明】
１  下地処理した鋼管または鋼管杭
２  エポキシ系プライマー層
３  ポリエチレン接着剤層
４  ポリエチレン層
５  ポリエチレン層の表面のスパイラル状の隆起部分
６  無色または任意の色彩に着色された、長さ４〜１００ｍｍに切断したガラスロービングとポリエステルまたはウレタンエラストマーのいずれか一方で構成された保護層
７  ６と同じ色彩に着色されたアクリル樹脂またはフッ素樹脂からなる着色層
８  白色のアクリル樹脂層
９  ７と同じ色彩に着色されたフッ素樹脂からなる着色層
１０  海底地盤
１１  本発明の重防食被覆鋼管杭の直杭
１２  捨石
１３  海面
１４  本発明の重防食被覆鋼管杭の斜杭
１５  表面にスパイラル状の隆起があるポリエチレン被覆鋼管またはポリエチレン被覆鋼管杭
１６  表面にスパイラル状の隆起があるポリエチレン被覆鋼管またはポリエチレン被覆鋼管杭の両管端の下部を支えて回転させる２個１組の駆動ロール
１７  １６の駆動ロールを乗せて走行する回転走行台車
１８  ガラスロービング
１９  ガラスロービングをカットする回転刃
２０  ガラスロービングを回転刃に送り込む支持ロール
２１  カットしたガラスロービングを送り出す樋
２２  ポリエステルまたはウレタンエラストマーの樹脂液を霧化して吐出する塗装ノズル
２３  １９〜２２から構成された塗装装置
２４  従来の重防食被覆鋼管および重防食被覆鋼管杭のポリエチレン被覆のエンボス加工部分
２５  従来の重防食被覆鋼管または重防食被覆鋼管杭の保護層
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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