(57)【要約】【課題】  内径が０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度の細管の内壁表面に均一に樹脂微粒子を付着させ、この樹脂微粒子を加熱・溶融・冷却して細管の内壁表面に樹脂被覆する方法を提供することを課題とする。【解決手段】   ヒータ駆動装置２０は、ベース２１のボス２２に支柱２３を立て、この支柱２３にレール２４を沿わせ、このような支柱２３の上端２５に横梁２６を渡し、この横梁２６にモータ２７と減速機２８とを組合わせてなる駆動機構２９を載せ、この駆動機構２９で縦置きしたボールねじ３０を回転駆動するようにし、このボールねじ３０の下端３１を支柱２３から延ばしたサポート３２で支承させ、ボールねじ３０と組合わせたナット３３にスライダー３４をねじ結合で取付け、このスライダー３４の先端３５にリング状のヒータ３６を取付け、駆動機構２９でボールねじ３０を回すことによって、矢印Ｃの如くリング状のヒータ３６を昇降できるようにした装置である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径が０．２ｍｍ〜５ｍｍの細管内に樹脂微粒子と溶媒とを含む樹脂微粒子分散液を満たす工程と、前記細管を鉛直若しくは傾斜配置し、細管の上端にヒータを臨ませる工程と、このヒータを下端に向って相対的に移動させつつ細管を加熱することで樹脂微粒子分散液から溶媒を蒸発させ、樹脂微粒子を細管内壁全体に付着させて樹脂微粒子の付着層を形成する工程と、この樹脂微粒子付着層が形成した細管を加熱して、細管の内壁表面に付着した樹脂を溶融し、被覆する工程と、からなる細管内壁の樹脂被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細管の内壁に、樹脂を被覆する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
材料の表面に樹脂を被覆する方法の１つとして、樹脂ライニング法がある。
一般に、樹脂ライニング法では、防食、表面平滑化、寿命延長化などの目的で、大径管の配管内面や缶体内面に樹脂を被覆する。
【０００３】
従来、大径管の内面に樹脂粉体を塗布し乾燥させた後、これを加熱溶融させ、次いで冷却固化させて樹脂被覆を施すことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１６００９０号公報（第４頁、段落番号［００２２］〜［００２４］。）
【０００４】
特許文献１の段落番号［００２２］〜［００２４］に、「（実施例２）本発明方法により、大径管内面へ被覆施工を行い、作業性を確認した。・・・大がかりな粉体供給設備や除塵装置を用いないで実施できる。」という記述がある。
【０００５】
特許文献１の実施例２では、２０００φ×４０００Ｌの鋼管製の大径管の内面に、樹脂粉体と溶媒からなるスラリー（樹脂粉体分散液とする。）を塗布し、この樹脂粉体分散液を加熱・溶融・冷却させて、樹脂被覆を施した。
【０００６】
しかし、細管の場合は、樹脂粉体と溶媒とからなる樹脂粉体分散液あるいは樹脂微粒子と溶媒とからなる樹脂微粒子分散液を細管内に満たし、細管を重力作用方向に立てて重力の作用で溶媒の自然落下により溶媒を除去して細管の内壁表面に樹脂粉体や樹脂微粒子を付着させようとすると、溶媒の表面張力が強く働き、溶媒が除去できず、細管内壁表面に樹脂を付着できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、内径が０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度の細管の内壁表面に均一に樹脂微粒子を付着させ、この樹脂微粒子を加熱・溶融・冷却して細管の内壁表面に樹脂被覆する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、内径が０．２ｍｍ〜５ｍｍの細管内に樹脂微粒子と溶媒とを含む樹脂微粒子分散液を満たす工程と、細管を鉛直若しくは傾斜配置し、細管の上端にヒータを臨ませる工程と、このヒータを下端に向って相対的に移動させつつ細管を加熱することで樹脂微粒子分散液から溶媒を蒸発させ、樹脂微粒子を細管内壁全体に付着させて樹脂微粒子の付着層を形成する工程と、この樹脂微粒子付着層が形成した細管を加熱して、細管の内壁表面に付着した樹脂を溶融し、被覆する工程と、からなることを特徴とする。
【０００９】
内径が０．２ｍｍ〜５ｍｍの細管内に樹脂微粒子と溶媒とを含む樹脂微粒子分散液を満たす工程では、細管の下端を樹脂微粒子分散液に浸し、細管の上端を真空引きし、樹脂分散液を細管内に吸上げる。
【００１０】
樹脂微粒子を細管内壁全体に付着させて樹脂微粒子の付着層を形成する工程では、樹脂微粒子分散液を満たした細管の外周部上端にヒータを設置し、樹脂微粒子分散液中の溶媒の沸点より低めの温度で、このヒータを細管の上端から下端まで一定速度で移動させ、溶媒を蒸発させる。
【００１１】
細管の内壁表面に付着した樹脂を溶融して被覆する工程では、細管を不活性雰囲気下で細管内壁に付着した樹脂の融点より４０℃〜６０℃高い温度で所定の時間をかけて加熱処理する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、ヒータを細管に沿って細管の上から下へ相対的に移動させることで、溶媒を蒸発させる。細管内では上部の樹脂微粒子分散液から溶媒が蒸発し、樹脂粒子が残って細管内壁に付着する。ヒータを相対的に移動することで、樹脂粒子が順に細管内壁には付着する。
【００１３】
以上によれば、内径が０．２ｍｍ〜５ｍｍ程度の細管の内壁表面に均一に樹脂微粒子を付着させ、この樹脂微粒子を加熱・溶融・冷却して細管の内壁表面に樹脂被覆することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明における細管内に樹脂微粒子分散液を満たす装置の側面図であり、樹脂微粒子分散液の吸引装置１０は、吸引手段付属管１１に取付けた吸引口１２と、この吸引口１２に嵌合した吸引ホース１３とからなる。
【００１５】
樹脂微粒子分散液の吸引装置１０は、吸引ホース１３の一端部１４に細管１５（本発明では石英ガラス管とする。）の上端側１６を嵌合し、細管１５の下端側１７を容器１８に満たした樹脂微粒子分散液１９の中に漬け、吸引手段付属管１１の中に矢印Ａの如く流体を流し、吸引ホース１３及び細管１５の中を負圧にすることにより、細管１５の中に樹脂微粒子分散液１９を吸上げることができる。
なお、本発明における細管の内径は、０．２ｍｍ〜５ｍｍとする。
【００１６】
樹脂微粒子分散液１９は、水や各種有機溶媒中に、平均粒子径が０．１μｍ〜１５μｍの樹脂微粒子を溶媒重量に対して２０〜４０％の割合で分散させたものが好適である。
また、使用する樹脂微粒子は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレンーテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレンープロペンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）などを使用することができる。
【００１７】
図２は本発明における細管内に樹脂微粒子の付着層を形成するための装置の側面図であり、 ヒータ駆動装置２０は、ベース２１のボス２２に支柱２３を立て、この支柱２３にレール２４を沿わせ、このような支柱２３の上端２５に横梁２６を渡し、この横梁２６にモータ２７と減速機２８とを組合わせてなる駆動機構２９を載せ、この駆動機構２９で縦置きしたボールねじ３０を回転駆動するようにし、このボールねじ３０の下端３１を支柱２３から延ばしたサポート３２で支承させ、ボールねじ３０と組合わせたナット３３にスライダー３４をねじ結合で取付け、このスライダー３４の先端３５にリング状のヒータ３６を取付け、駆動機構２９でボールねじ３０を回すことによって、矢印Ｃの如くリング状のヒータ３６を昇降できるようにした装置である。
【００１８】
一方、ヒータ駆動装置２０は、支柱２３の下部３７に細管支持部材３８を延ばし、この細管支持部材３８の先にクランプ３９を設け、このクランプ３９で縦置きした細管１５の下端側１７をクランプするようにした。
４１、４２はナット３３とスライダー３４とを止めるねじである。４３はクランプ３９を作動させるクランプ調整ねじである。
【００１９】
溶媒を蒸発させる際の温度は、溶媒の種類により異なるので実験的に決定するが、通常、溶媒の沸点の５〜２０℃程度低く設定することが望ましい。
また、細管１５は、図示したような鉛直配置若しくは傾斜配置とする。
さらに、ヒータ３６の移動方法としては、駆動機構２９を使用する他、手動による方法でも良い。
【００２０】
図３は図２の３−３線断面図であり、支柱２３に沿わせたレール２４に、スライダー３４のレール結合部４５を勘合し、スライダー３４の先端３５にヒータ３６を取付け、このヒータ３６と細管１５との間に隙間４６を設け、ナット３３とスライダー３４とを結合するボルト４１、４２、４７、４８と、ボールねじ３０とスライダー３４との間に隙間４９を設けた構成を示す。
ナット３３は、ボルト４１、４２、４７、４８でスライダー３４に結合したので、ボールねじ３０の回転と共に回転することはない。
【００２１】
図４は図２の４−４線断面図であり、支柱２３から延びた細管支持部材３８の先に備えるクランプ３９で細管１５を挟み、クランプ調整ねじ４３でクランプ３９を調節し、細管１５を固定した状態を示す。
【００２２】
図５は本発明における細管内に樹脂被覆層を形成するための加熱炉を示す図であり、
加熱炉５０は、加熱手段５１と、不活性ガス吹込み手段５２と、ガス抜き手段５３と、基台５４とから構成するものである。
基台５４の上に細管１５を置き、また、細管内壁５５には付着した樹脂５６が付着している状態を示す。
【００２３】
図６は内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍまでの細管内に樹脂微粒子分散液を満たす作用図である。
（ａ）で細管１５の上端側１６に吸引ホース１３を嵌合し、細管１５の下端側１７を容器１８に満たした樹脂微粒子分散液１９の中に漬け、図示しない樹脂微粒子分散液の吸引装置１０を作動させて、矢印Ｄの如く吸引ホース１３及び細管１５の内部を吸気する状態を示す。
【００２４】
（ｂ）で細管１５の下端側１７から矢印Ｅの如く樹脂微粒子分散液１９を吸上げ、細管１５の内部に満たした後、矢印Ｆの如く吸引ホース１３を外し、矢印Ｇの如く細管１５の下端側１７を樹脂微粒子分散液１９から引上げる作用を示す。
【００２５】
（ｃ）で細管１５の中に吸上げた樹脂微粒子分散液１９が満たされた状態を示す。
樹脂微粒子分散液１９は、水や各種有機溶媒中に、平均粒子径が０．１μｍ〜１５μｍの樹脂微粒子を溶媒重量に対して２０〜４０％の割合で分散させたものであり、細管１５中に表面張力により保持されているので細管１５中から流出することはない。
【００２６】
以上の（ａ）〜（ｃ）により、細管１５の上端側１６を細管１５の下端側１７より負圧として、細管１５の下端側から樹脂微粒子分散液１９を細管１５の内側に吸上げることで、内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍの細管１５の内側に樹脂微粒子と溶媒を含む樹脂微粒子分散液１９を満たすことができる。
【００２７】
図７は内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍまでの細管内に樹脂微粒子の付着層を形成する作用図である。
（ａ）で樹脂微粒子分散液１９を満たした細管１５の上端側１６にヒータ３６を臨ませた状態を示す。
【００２８】
（ｂ）でヒータ部４１のスイッチを入れた初期状態を示し、ヒータ３６で加熱した部位は、溶剤が矢印Ｈの如く蒸発し、付着し始めの樹脂５７が上端側内壁５８に付着する。
この状態からヒータ３６を矢印Ｊの如く下方に下げる。
【００２９】
（ｃ）でヒータ３６を細管１５の下端側１７に下げ、溶剤を矢印Ｋの如く蒸発させ、細管１５の細管内壁５５に付着した樹脂５６の層を作成した状態を示す。
【００３０】
以上の（ａ）〜（ｃ）により、樹脂微粒子の付着層は、樹脂微粒子分散液１９を満たした細管１５の上端側１６にヒータ３６を設置し、樹脂微粒子分散液１９の中の溶媒の沸点より低めの温度で、ヒータ３６を細管１５の上端側１６から下端側１７まで一定速度で移動させ、溶媒を蒸発させることにより細管内壁５５の全体に形成することができる。
【００３１】
図８は図７の作用の詳細を示す図である。
（ａ）は図７のａ部の拡大図であり、ヒータ３６が臨んだ上端側１６の細管１５の内部では溶剤が矢印Ｈの如く蒸発すると共に、上端側内壁５８において、付着し始めの樹脂５７が均一な厚さに付着する。これは、内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍという細さのために、樹脂微粒子分散液１９が重力の影響を受けにくく、矢印Ｌの如く両側に均一に付着していくことに起因する。
【００３２】
（ｂ）は図７のｂ部の拡大図であり、ヒータ３６が細管１５の下端側１７に下がり、細管内壁５５に、付着した樹脂５６が均一な層として付着した状態を示す。
【００３３】
図９は内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍまでの細管内面に樹脂被覆層を形成する作用図である。
（ａ）で加熱炉５０の基台５４に細管１５を載せ、加熱手段５１で炉内温度を樹脂の融点より４０〜６０℃高い温度に設定し、不活性ガス吹込み手段５２から矢印Ｍの如く不活性ガスを流し込んで炉内を不活性ガス雰囲気にし、ガス抜き手段５３から矢印Ｎの如くガスを抜き、所定の時間をかけて細管１５を加熱して、細管内壁に付着した樹脂を溶融して被覆し、所定の時間処理した細管１５を矢印Ｐの如く炉外へ取出す作用を示す。
（ｂ）で冷却された細管１５の細管内壁５５に樹脂被覆層５９が生成した状態を示す。
【００３４】
図１０は図８の別実施例を示す図であり、細管の内径が１ｍｍ〜５ｍｍの例を説明する。
（ａ）でヒータ３６が臨んだ内径１〜５ｍｍの細管６１の上端側内壁６２では溶剤が矢印Ｈの如く蒸発すると共に、付着し始めの樹脂６３が付着する状態を示す。
ヒータ３６を矢印Ｑの如く下方へ下げるのに伴って、細管６１の内径が１ｍｍ〜５ｍｍであるために、樹脂微粒子分散液１９は矢印Ｒの如く横方向へ移動するだけでなく、矢印Ｓの如く重力の影響をも受ける。その結果、次の（ｂ）のようになる。
【００３５】
（ｂ）でヒータ３６が内径１〜５ｍｍの細管６１の最下端部に到達した場合を示す。図示しない樹脂微粒子分散液１９が矢印Ｔの如く降下するのに伴って、付着した樹脂６４は、内径１〜５ｍｍの細管６１の上方では薄い付着部６５となり、下方では厚い付着部６６となる。
【００３６】
（ｃ）で１回樹脂を付着した内径１〜５ｍｍの細管６１を矢印Ｕの如く１８０°上下を逆にする作用を示す。
【００３７】
図１１は図１０で得られた細管にもう一度樹脂を付着させる作用図である。
（ａ）で内径１〜５ｍｍの細管６１の下端６７から矢印Ｖの如く樹脂微粒子分散液１９を吸上げ、内径１〜５ｍｍの細管６１の内部に満たした後、矢印Ｗの如く吸引ホース１３を外し、矢印Ｘの如く内径１〜５ｍｍの細管６１の下端６７を樹脂微粒子分散液１９から引上げる作用を示す。
【００３８】
（ｂ）で樹脂微粒子分散液１９を満たした内径１〜５ｍｍの細管６１の上端６８にヒータ３６を臨ませた状態を示す。
この状態において、ヒータ３６を矢印Ｙの如く下方へ移動させる。
【００３９】
（ｃ）でヒータ３６を内径１〜５ｍｍの細管６１の下端６７に下げ、溶剤を矢印Ｚの如くすべて蒸発させ、内径１〜５ｍｍの細管６１の１回目のヒータ加熱で付着した樹脂６４の内側に、２回目に付着した樹脂６９の層を作成した状態を示す。
【００４０】
以上の（ａ）〜（ｃ）により、１回目に付着した樹脂６４の薄い付着部６５の内側に、２回目に付着した樹脂６９の厚い付着部７１が生成し、１回目に付着した樹脂６４の厚い付着部６６の内側に、２回目に付着した樹脂６９の薄い付着部７２が生成する。
【００４１】
以上のように、樹脂微粒子分散液１９を内径１〜５ｍｍの細管６１の向きを変えて２回吸上げ、ヒータ加熱することで、内径１〜５ｍｍの細管６１の内面に均一な樹脂を付着することができる。
その後、内径１〜５ｍｍの細管６１を不活性ガス雰囲気の加熱炉で所定時間加熱し、炉外へ取出し冷却することで、内径１〜５ｍｍの細管６１の管内面に均一な樹脂被覆層を形成させることができる。
【００４２】
尚、本発明の樹脂微粒子分散液１９を細管１５、内径１〜５ｍｍの細管６１の管内へ満たす方法は、細管１５、内径１〜５ｍｍの細管６１の上端部及び吸引ホース１３の中を負圧環境にできる装置を使用すれば良いので、その装置として、ピペット、アスピレータ、真空ポンプなどを適用できる。
【００４３】
樹脂微粒子分散液１９から溶媒を蒸発させ、樹脂を細管１５及び内径１〜５ｍｍの細管６１の内面へ付着させるために、ヒータ３６を上から下へ動かすが、逆にヒータ３６を固定して、手動で細管１５及び内径１〜５ｍｍの細管６１を上下に動かす方法を用いることは差し支え無い。
【００４４】
また、細管１５及び内径１〜５ｍｍの細管６１は、本発明で用いた石英ガラス管以外のガラス管、ステンレス鋼管、アルミニウム合金管、銅及び銅合金管などを用いても差し支え無い。
【００４５】
さらに、樹脂微粒子分散液１９に使用する溶媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、トルエン、キシレン、Ｎ−メチルピロリドン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、細管の内壁への樹脂被覆方法に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明における細管内に樹脂微粒子分散液を満たす装置の側面図である。
【図２】本発明における細管内に樹脂微粒子の付着層を形成するための装置の側面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図２の４−４線断面図である。
【図５】本発明における細管内に樹脂被覆層を形成するための加熱炉を示す図である。
【図６】内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍまでの細管内に樹脂微粒子分散液を満たす作用図である。
【図７】内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍまでの細管内に樹脂微粒子の付着層を形成する作用図である。
【図８】図７の作用の詳細を示す図である。
【図９】内径が０．２ｍｍ〜１ｍｍまでの細管内面に樹脂被覆層を形成する作用図である。
【図１０】図８の別実施例を示す図である。
【図１１】図１０で得られた細管にもう一度樹脂を付着させる作用図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０…樹脂微粒子分散液の吸引装置  、１１…吸引手段付属管  、１３…吸引ホース  、１５…細管  、１９…樹脂微粒子分散液  、２０…ヒータ駆動装置  、２３…支柱  、２４…レール  、２７…モータ  、２８…減速機  、３０…ボールねじ  、３３…ナット  、３９…クランプ  、５０…加熱炉  、５１…加熱手段  、５２…不活性ガス吹込み手段  、５３…ガス抜き手段  、５９…樹脂被覆層  、６１…内径１〜５ｍｍの細管。
【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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