(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水道用などの管路を形成する異形管内外面の塗装方法において、所定温度に予熱した異形管１の内面にエポキシ樹脂系の内面用粉体塗料を塗布、硬化して内面塗膜１１を形成した後、異形管１を吊支して端面の開口部１２、１３へのシール面となる円錐面２１を備えた円錐台形状を成すマスキング材２を嵌め込んですべての開口部を密封し、前記内面用粉体塗料とは異なる種類のエポキシ樹脂系の外面用粉体塗料を、前記内面塗膜１１形成時の加温に伴う残熱によりその外面用粉体塗料の硬化に必要な管温を維持した状態で前記異形管１の外面へ塗布、硬化して、その外面用粉体塗料により前記内面塗膜１１とは異なる機能を具えた外面塗膜１４を前記異形管１の外面にだけ形成し、前記マスキング材２は、前記開口部１２、１３へのシール面となる前記円錐面２１が、前記残熱に伴って生じる前記外面用粉体塗料の硬化に必要な管温の前記異形管１に嵌め込まれた際に耐熱性、シール性を有する耐熱性可撓材によって形成されていることを特徴とする異形管内外面の塗装方法。
【請求項２】
請求項１に記載の異形管内外面の塗装方法において使用され、内面塗膜１１を形成した異形管１の端面の開口部へ嵌め込んで密封する円錐台形のマスキング材２であって、短径の上面２２、長径の下面２３および高さＨを特定する骨格２４を剛性材料によって形成し、該上面２２、下面２３の端面を相互に結ぶ円錐面２１を、前記残熱に伴って生じる前記外面用粉体塗料の硬化に必要な管温の前記異形管１に嵌め込まれた際に耐熱性、シール性を有する耐熱性可撓材によって形成したことを特徴とする前記マスキング材２からなる異形管内外面の塗装用器具。
【請求項３】
請求項２において、剛性材料が金属、プラスチック、または木材よりなり、耐熱性可撓材がゴム硬度が７０以下、厚さ１〜５ｍｍのシリコン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンゴムの何れかから選択した材料で勾配が１０〜４０°の円錐面を形成したことを特徴とする異形管内外面の塗装用器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水道用管路などを形成する異形管の内外面塗装の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
水道用などの管路を形成する個々の管体はダクタイル鋳鉄製が主体を占めるが、管路は通常、地中に埋設されるから、管の外面に対しては周囲の地下水など腐食性雰囲気から表面を保護する必要がある。また、敷設現場へ到着するまでには管の貯蔵や搬送時の積み込み、積下ろしが伴うから、管相互の衝突や擦過によって互いの外面を傷付けないような外面塗装が必要となる。一方、管の内面については、通過する飲料水と絶えず接するので、通水に接して十分に耐久性を具え、赤錆などが発生して、需要先に達する虞れのないような内面塗装が必要となる。このように管用の塗装としては、管の金属素地に対する密着性や防食性が必須条件であることは言うまでもないが、さらに長期通水に対する耐久性を強く求められる内面塗膜と、耐衝撃性、可とう性をとくに求められる外面塗膜の２種類に分別され、それぞれ求められる性能を確実に果たすように内外面を峻別して塗り分けなければ、塗装本来の目的を十分に果たしたことにならないという特別の事情がある。
【０００３】
一方、管路の構成からみれば、埋設する管路は道路の屈曲に沿って屈曲し、ときには分岐、集合して単なる直線で形成されることは稀であるから、管路も標準管である直管と、直管同士を接合する異形管（ベンド管）とで形成し、それぞれの内外面に適切な塗装を施さなければならない。
【０００４】
直管の内面塗装はセメントモルタルライニング方式を採ることが多く、近年はエポキシ樹脂粉体塗料も施工されている。また、外面塗装については溶剤型塗料を使用したスプレー、浸漬（ディッピング）、刷毛塗りなどの方式から、近年は内面塗装と同様に粉体塗料の適用も急ピッチで進められている。いずれにしても直管はローラ上で回転させて内面または外面を均等に回動することができるから、塗装の機械化、自動化に馴染みやすく、たとえば本出願人らによる特開平０７−０３４８８４号（内面の粉体塗料）や、特開平０７−７７６３４号（受口内面の溶剤型塗料）など従来技術も少なくない。
【０００５】
一方、異形管は管軸自体が曲線で構成されているからローラ回転を要件に含む塗装は難しく、従来から内面塗装をセメントライニングによることは少なくて専ら粉体塗料による施工が主体を占め、外面塗装は溶剤型塗料を適用する方式が慣用化されている。この方式のフローは図５のように異形管全体を２００℃前後の塗料の種別毎に指定された温度に加熱した後、静電塗装法など公知の技術手段によって内面塗装を行ない、さらに必要であれば後加熱を行なって完全な内面塗膜を形成する。ここで一旦、異形管を常温近くまで放熱、冷却した後、塗装ガンによるスプレー、または塗料槽内への浸漬、もしくは作業員の手作業による刷毛塗りによって外面塗装を施す。被塗装面の冷却を溶剤型塗装の条件とするのは、周知の通り溶剤型塗料はトルエンなどの有機溶剤を使用して樹脂系材料を液状化しているから、被塗装面の温度が高いときには塗膜のワキなどが発生して、均一な塗膜が形成できないためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の粉体塗料による内面塗装と、溶剤型塗料による外面塗装を組合わせた方式には次のような課題が指摘されている。
▲１▼溶剤型塗料の場合は溶剤によって樹脂成分を液状化しているから、塗装後に溶剤の気化、乾燥を待たなければ均一で強靭な塗膜を金属面に密着して形成することができない。長い硬化乾燥時間（例えば２４時間）を維持しなければ塗装が完了できないという制約は生産性の限界として直面する第１の課題である。
▲２▼有機溶剤（たとえばトルエンなど）を成分の要件とする限り、職場環境の悪化、作業員の健康問題が懸念されることは当然であり、特定化学物質として取り扱いに法的な制約が課せられる対象である。換気や使用量の制限などは建物や設備費の高騰、メンテナンスの強要、その他煩雑な管理を前提とし、これを怠れば労働衛生上の重大な事故に繋がる。また塗料が危険物の一種であるから、保管、貯蔵取り扱いや使用に当って火気に万全の注意を払うことが絶対条件である。
▲３▼前記のように内面塗装に粉体塗料を用いるために異形管を昇温し、必要であらば塗装後の後加熱も行なうので、外面塗装を溶剤型塗料によって施工するためには、一旦、常温近くまで放冷しなければならず、その間のロスタイムは無視し難い。このことは生産性を低下し製品回転率を大幅に下げ、単位時間、面積当りの処理能力を大きく低下させる最大の原因となる。品質管理と相俟って工場全体の生産効率を格段に引下げる根源である。
▲４▼一方、外面塗装と内面塗装は１本の管に関して裏表の関係にあるとはいえ、異なる目的を果たすために施されるから、塗料自体の配合内容もかなりの相違があり、ＪＩＳ  Ｇ  ５５２８「ダクタイル鋳鉄管内面エポキシ樹脂粉体塗装」  ＪＤＰＡ  Ｚ  ２０１０「ダクタイル鋳鉄管合成樹脂塗装」に塗装範囲が定められている。とくに内面塗装には長期通水に対する耐久性、外面塗装には耐衝撃性が主に求められるから、同じエポキシ系の粉体塗料であっても内面塗料と外面塗料とでは、原料の混合比や成分範囲がそれぞれ別個に規定される。エポキシ樹脂系粉体塗料（たとえばビスフェノールＡ型）の場合、軟化点、エポキシ当量、硬化剤の種類、たとえば多価フェノール硬化剤であればその水酸基対エポキシ当量の比率などが成形した塗膜の性質を支配する条件となる。
【０００７】
また、上述の規定に定められているのだが、塗装色も内面がグレー、外面が黒のため、黒色の外面塗装が明色の内面塗装範囲内にはみ出すと、製品の美観を著しく損ね、外観検査において手直しの対象となる。従来、溶剤型塗料を適用してスプレーや刷毛塗りによって外面塗装を行なっているときには、外面塗装が内面塗装の上まではみ出しても拭き取って容易に美麗な外観を保持してきたが、内面、外面共に粉体塗料に変えると、とくに外面塗装が内面塗装の上まで回り込んで色彩が交錯したときは簡単に拭き取ることが難しいためまことに見苦しく、著しく製品価値を損ねる原因であった。この回り込みを防止するためマスキング材を使用することが考えられるが、従来のマスキング材はそもそも粉体塗料の使用を想定したものではない粘着シート状のものが用いられており、このタイプをそのまま外面粉体塗装用のマスキング材として流用すれば、被塗装面の温度が高い場合、当然、耐熱性が劣るために剥がれやすく、粘着剤が塗膜に残り、べとついて到底、使用に耐えられないという結果が予想される。
【０００８】
本発明は異形管の内外面の塗装において、溶剤型塗料による外面塗装から粉体塗料に切り替えたために新たに生ずる諸々の課題を解決する具体的な方法と器具の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る異形管内外面の塗装方法は、所定温度に予熱した異形管１の内面にエポキシ樹脂系の内面用粉体塗料を塗布、硬化して内面塗膜１１を形成した後、異形管１を吊支して端面の開口部１２、１３などへ可撓性と耐熱性を具えた円錐面２１よりなる円錐台形のマスキング材２を嵌め込んですべての開口部を密封し、硬化に必要な残熱を維持した異形管１の外面へエポキシ樹脂系の外面用粉体塗料を塗布、硬化して異なる機能を具えた外面塗膜１４を外面に限って形成する手順を経ることによって課題を解決する。
【００１０】
また、この方法に使用する塗装用の器具のうち、内面塗膜１１を形成した異形管１の端面の開口面１２、１３などへ嵌め込んで密封する円錐台形のマスキング材２として、短径の上面２２、長径の下面２３および高さＨを特定する骨格２４を剛性材料により形成し、該上面２２、下面２３の端面を相互に結ぶ円錐面２１を耐熱性可撓材で形成した構成が要件である。さらに具体的には、剛性材料が金属、プラスチック（発泡品も含む）、または木材よりなり、耐熱性可撓材がゴム硬度が７０以下、厚さ１〜５ｍｍのシリコン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンゴムの何れかから選択した材料で勾配が１０〜４０°の円錐面を形成した構成が望ましい形態である。
【００１１】
この塗装方法によって、従来通り異形管を内面塗装に必要な特定の温度に加熱して内面粉体塗装を終えた後、常温に降温するまで待機することなく、その両端の開口部にマスキング材２の円錐面２１を嵌め込んで端面を閉塞密閉し、保有する残熱を利用して引続き外面塗装を施して内外面を一貫した工程によって塗装することにより課題を解決する。この場合、適用するマスキング材２の骨格２４を剛性材料で形成することによって円錐面の傾斜角度を特定し、そのシール面は耐熱性と可撓性を具えているから、鋳造製品である異形管の開口部に許容される寸法上の誤差（直径、真円度）を吸収して密着し、確実に内外面の連通を遮断するから、外面塗装が内面へ回り込む作用を一切遮り、美麗に塗り分けた内外塗装面を形成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態を示す正面図であり、図２は方法の手順を示すフロー図である。また、図３は外面塗装と内面塗装との塗り分けの状態を示した要部の断面図である。これらの図において、まず公知の従来技術に基づいて内面塗膜１１を形成した異形管１は、その一端のフランジ１５へ係止した吊具３１によってホイスト３などで地上から吊り上げ、上下方向に開口した異形管両端の開口部１２および１３へマスキング材２の円錐面２１を嵌め込む。異形管が丁字管、十字管の場合はマスキング材２を嵌め込む端部開口部は３〜４ヵ所となるが、すべての開口部を密封するように嵌合する。
【００１３】
円錐面２１は可撓性を具えているから異形管の開口部の真円度、寸法に多少のバラツキがあってもその傾斜面を多少変形させて添着し、確実に馴染んで内面を密封状態とする。なお、傾斜角度は１０〜４０°が適当であるが、とくに２０〜３０°の範囲が推奨できる態様である。
【００１４】
マスキング材２を装着した状態で公知の手段、この図の例では塗装ガン４によって所望の性能の外面塗料を噴射して外面塗膜１４を形成するが、このとき外面塗装に必要な管温は内面塗装を行なった後の余剰熱を利用することができればエネルギー効率の極めて優秀な塗装ラインの構築が可能となる。いずれにしても内面−外面を連続した塗装一貫ラインで処理すれば、時間と労力とエネルギーが格段に低減されることは明らかである。
【００１５】
図３は本発明の要部を示す縦断正面図であって、この図の場合、内面塗装の段階で既に内面塗料の一部が外面まで回り込んで余分の塗膜がはみ出しているが、これ自体は別に何の支障も起こさないと容認されている。内面塗膜１１の端部コーナーに密着してマスキング材２が嵌め込まれ、一部ははみ出した内面塗膜を含む外面上へ外面用塗料を塗装ガン４で塗布して外面塗膜１４を形成する状態である。
【００１６】
マスキング材２が本発明の重要な要件であるが、マスキング材の具えるべき性能は次の６項目に整理することができる。
▲１▼耐熱性：外面塗装時の管温度（１４０〜１９０℃）において数分から十数分、管と密着しても耐えられること。
▲２▼シール性：外面塗料の内面への回り込みを防止するように管端面を柔軟に密封すること。
▲３▼内面塗膜に対する傷つき性：マスキング装着により内面塗膜に傷がつかないこと。
▲４▼作業性：マスキング材の着脱が容易であり、塗装時に離脱しないこと。
▲５▼清掃性：使用した後に円錐面上に付着した塗料の微粉末や融着などが容易に取り除けること。
▲６▼再使用性：繰り返しの使用に耐えられること。
【００１７】
マスキング材２の実施形態の縦断正面図を図４（Ａ）に、また半截平面図を同図（Ｂ）に示す。マスキング材は円錐台形よりなるから、上面２２、下面２３の短長径と高さＨによって特定できるが、これらを特定する中空の骨格を金属、プラスチック（発泡品を含む）、木材などの剛性材料で軽量、かつ耐熱性を具えた材料によって構成する。また、骨格の側面周囲を取り囲む円錐面２１は、耐熱性に優れた柔軟、かつ弾性のある材料、具体的にはシリコンゴム、ＳＥＰ、フッ素ゴムまたはエチレンプロピレンゴム（特にパーオキサイド加硫タイプ）などの材料を使用する。この弾性材料はゴム硬度７０以下（ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１）、厚さ１〜５ｍｍの被膜を使用することが望ましく、とくには上述した▲２▼及び▲３▼の理由により２〜４mmが好ましい。この中空構造により管内径の寸法公差に対応することを可能とし、また異形管内面形状に追従しやすくして前記の必要な性能を満足する構成とする。
【００１８】
前記６項目の要件を満たしたマスキング材２、具体的には実施例１として骨格：ポリアセタール、弾性材料：シリコンゴム（厚さ２ｍｍ、硬度７０度、傾斜角度２０°）、実施例２として骨格：発泡ウレタン、弾性材料：フッ素ゴム（厚さ２ｍｍ硬度６０度、傾斜角度３０°）、実施例３として骨格金属板（ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４），板厚１．２ｍｍ）、弾性材料：シリコンゴム（厚さ２ｍｍ、硬度７０度、傾斜角度２０度）を使用して、実際の異形管に通常の作業に使用する外面用粉体塗料と内面用粉体塗料を用いて塗装し、実ラインの塗装を想定した手順で耐用性を確認した。すなわち
▲１▼異形管を２００℃まで加温し管内面の粉体塗装を行なう。
▲２▼塗装終了後、１６５℃まで管温が下がったところで受口、挿し口にマスキング材を装着する。
▲３▼管を吊り上げた後、管温が１６０℃になったところで外面塗装を行なう。
▲４▼塗装後、マスキング材を取り外し、管温が常温になったところで吊具から異形管を下ろす。実地テストは完全に成功し、実ラインに組み入れて連続的に塗装作業を実施したとき、外面塗装と内面塗装が所定の範囲に正確に塗り分けられて外観上、優れた美観を提示し、高い製品価値を保持することが確認できた。
【００１９】
【発明の効果】
異形管内外面の塗装において、従来は粉体塗料による内面塗装が完了した後、異なる性能を要求される外面塗装を、溶剤型塗料にを用いていたために種々の課題、とくに労働衛生、職場環境、手待などの非能率、エネルギーロスの悪影響に苦慮していた。この課題を解決するため外面塗装も粉体塗料に切り替えれば、さらにこの切り替えに起因する新たな課題、とくに製品の外観不良という難点に直面する。本発明は溶剤系塗料による外面塗装から粉体塗料に切り替えたために新たに生ずる諸々の課題を確実に解消してその利点だけを享受できる効果をもたらすものである。本発明を実施することによって異形管を多数吊支した塗装の専用ラインをレイアウトして機械的、半自動的に塗装を連続施工する構成も可能となり、省力化を一層促進する要件として評価される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明の手順を示すフロー図である。
【図３】本発明の要部を示す一部縦断正面図である。
【図４】本発明のマスキング材の一部縦断正面図（Ａ）と半截平面図（Ｂ）である。
【図５】従来技術の手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
１  異形管
２  マスキング材
３  ホイスト
４  塗装ガン
11  内面塗膜
12  開口部
13  開口部
15  フランジ
14  外面塗膜
21  円錐面
22  上面
23  下面
24  骨格
31  吊具
Ｈ  マスキング材の高さ
【図１】
0004104204.tif 000002
【図２】
0004104204.tif 000003
【図３】
0004104204.tif 000004
【図４】
0004104204.tif 000005
【図５】
0004104204.tif 000006