JPS6144946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は外面溶融金属ツキ・内面有機被覆鋼管
の製造方法に関する。 溶融金属（亜鉛、アルミ、錫鉛合金等）のメツ
キ鋼管は、一般にメツキ前処理後、管内外面同時
にメツキされるものであるが、内面の金属の溶解
による種々の障害を防止するために、内面は有機
被覆物で被覆することが望まれるようになつて来
ている。亜鉛メツキ鋼管を例として見ると、従来
溶融亜鉛メツキ鋼管は、鋼管を「酸洗―フラツク
ス処理―乾燥」のメツキ前処理後、溶融亜鉛浴に
浸漬して内外両面同時にメツキして製造していた
ものである。然し、近年亜鉛メツキ鋼管に対する
需要家の要望が変化しつゝある。例えば、水道用
鋼管の場合、水道水の需要増大に応ずるため広範
囲に水源を求めなければならず、その水質が悪化
して、白濁現象や赤水を生ずることがある。これ
はいずれも亜鉛の溶解に起因する現象である。そ
のために、鋼管外面は耐蝕性、強度、コスト等の
面から有利な亜鉛メツキとして、内面には水質に
よつても溶解現象を起さない有機塗装或いは化成
処理後プラスチツク被覆を行つた外面亜鉛メツ
キ・内面有機被覆の製品が要求されるようになつ
た。 上記外面亜鉛メツキ・内面有機被覆鋼管の製造
には、有機被覆物が250〜300℃で分解するため
に、先ず外面に亜鉛メツキ処理した後に、内面に
有機被覆を行う工程をとらなければならない。こ
の有機被覆処理前の中間製品である外面メツキ鋼
管の製造には次のような方法がある。 １ 溶解亜鉛を流しかけ或いはシヤワー状に注ぐ
ことによるメツキ設備によつて外面のみメツキ
を行う。 ２ 管端を栓で塞いでメツキを行う。 ３ 従来方法により両面メツキを行い、酸処理或
いは物理的方法で内面の亜鉛メツキを除去す
る。 然し、上記の如き方法には、以下に述べる如き
欠点がある。 １の方法においては、新たなメツキ設備の投資が
必要となり、又この外面メツキラインは外面メツ
キ鋼管の製造には有利であるが、従来の内面メツ
キとの併用が困難である。 ２の方法においては、鋼管の管径が太くなつた場
合、その浮力が大きくなるためにメツキ浴中へ浸
漬する力を大きくとらなければならず、作業性が
悪くなる。 ３の方法においては、除去される亜鉛及び亜鉛溶
解のための酸消費のための費用、或いは物理的な
亜鉛除去処理の費用が大きく製造コストが高くな
る。 本発明は、上記の各方法の欠点を除去し、従来
のメツキ設備により、低コストで中間製品である
外面メツキ鋼管を製造し、しかも次工程の内面被
覆に悪影響を及ぼすことのない内面の鋼素地を得
ることの出来る外面溶融金属メツキ・内面有機被
覆鋼管の製造方法を提供するものである。 本発明の方法は、外面にメツキすべき鋼管の内
面に予め主としてアルカリ炭酸塩粉末よりなるメ
ツキ阻止剤を塗布してメツキ阻止層を形成した
後、溶融金属浴に浸漬して鋼管外面にメツキを施
し、次に鋼管内面を鉱酸（塩酸又は硫酸）によつ
て酸処理して前記メツキ阻止層を除去し、次いで
該内面に有機物の被覆を行うものである。 鋼管の内面にメツキ阻止剤を塗布して外面メツ
キ鋼管を製造する技術に関しては、特許例、実施
例等ほとんど情報はない。然し、連続式溶融亜鉛
メツキ鋼板製造における、自動車用鋼板向けに開
発された片面亜鉛メツキ鋼板の製造法にこれと類
似した例が見られるので、以下それらに関する説
明を行うことにする。 例えば、鋼板の片面にメツキ阻止剤を塗布して
片面溶融亜鉛メツキ鋼板を製造する方法として、
特公昭39―4522号、特公昭42―24966号、特公昭
51―8101号や米国特許3104993号に示される如
く、メツキを阻止すべき面に水ガラス、燐酸塩皮
膜、シリコン樹脂或はシリカゲルを塗布して亜鉛
の付着を防止する方法があり、又特公昭52―
151638号には、メツキ阻止剤として水を媒体とし
て、これにSiO₂、Al₂O₃、CaO、K₂O、MgO、
Mg₂O、TiO、BeO等の酸化物の１種又は２種以
上の複合物を使用する例が示されている。 片面（或は内面）にメツキ阻止剤を塗布し、他
面（或いは外面）に溶融金属（例えば亜鉛）メツ
キをほどこした中間製品の要求される特性として
は、 １ 亜鉛メツキ面は完全であり、不メツキ等の欠
陥がないこと。 ２ メツキ阻止剤を塗布した面のメツキ阻止が完
全なこと。 ３ メツキ後、内面のスケール、メツキ阻止剤を
完全に除去することが可能で、次工程の有機被
覆の形成に支障を生じないこと。 等が挙げられるが、前記鋼板に使用された各種の
メツキ阻止剤は、特性の１）及び２）を満足させ
ることが出来ても、特性３）のメツキ阻止剤の除
去に関しては問題が残る。 鋼管の場合は、鋼板に比較して規格（JIS）を
満足させるためのメツキ付着量が大きく、従つて
鋼板の場合よりもメツキ時間が長時間となるの
で、メツキ阻止性能を増大させるためにメツキ阻
止剤の塗膜層を厚くしなければならない。そのた
めにメツキ阻止剤は特に除去しやすいものでなけ
ればならない。本発明者達の経験によれば、前記
鋼板に使用された水ガラス、コロイダルシリカ主
体のシリケート皮膜を形成するメツキ阻止剤、或
いは酸に溶解性の小さいSiO₂、Al₂O₃等酸化物の
皮膜は塩酸、硫酸等による除去性が悪い。そのた
めにそれを外面溶融亜鉛メツキ・内面有機被覆鋼
管の製造に使用すれば、次工程の塗装の密着性或
いは化成処理皮膜の密着性の劣化という問題が生
じる。 又、鋼板の場合は、不メツキ処理面の、メツキ
時に形成するスケール及びメツキ阻止剤を、メツ
キ後に除去する方法として化学的酸処理を行う
と、酸液のまわりこみによつてメツキ面の亜鉛を
溶解するので、それを避けようとすればバブ研
磨、ブラシがけ等物理的研削方法によらなければ
ならない。それで、前記特公昭52―151638号にお
いては、不メツキ処理面のスケール及びメツキ阻
止剤除去時の亜鉛メツキ面の亜鉛溶解量を減ずる
ために、除去液として燐酸水溶液に燐酸亜鉛と亜
鉛よりイオン化傾向の高い金属の燐酸塩との中か
ら１種以上を選んで混合した薬液の開発例を示し
ている。然し、このような除去剤は塩酸、硫酸等
の通常の鉱酸に比較して特殊なもので、コスト高
となることをまぬがれない。これに対して、鋼管
の場合は、その内面が閉じられた曲面をなすもの
であるから、外面の亜鉛メツキを溶解することな
く、内面のスケール及びメツキ阻止剤を除去する
ために、塩酸、硫酸等を流通する方法をとること
が可能である。 次に本発明の方法の詳細を説明する。 本発明においては、除去性の良好なメツキ阻止
剤として、水を媒体としてこれに粉末状のアルカ
リ物質の炭酸塩、例えばCaCO₃、K₂CO₃、或い
はNa₂CO₃等（その混合物を含む）を混合してな
るスラリー状のメツキ阻止剤を用いることに大き
な特徴がある。上記媒体（水）にバインダーとし
て水ガラス或いはコロイダルシリカをSiO₂含有
量が1.5wt％以下となる程度で添加すると炭酸塩
粒子間の接着及びメツキ阻止剤の鋼管面に対する
付着を良くし、メツキ阻止性能を助長する効果が
ある。 上記炭酸塩粉末は、酸によつて容易に分解され
てその酸の塩を生じ（例えばCaCO₃＋2Hcl→
CaCl₂＋CO₂＋H₂O）、その生成塩は酸溶液或いは
水に対する溶解度が大きく、酸溶液による除去に
好適である。更に分解時にCO₂を発生するので、
メツキ阻止剤の鋼管内面からの剥離を助長する。
従つて、本発明の方法において用いられるメツキ
阻止剤は、前述の鋼板に用いられる酸化物よりな
るメツキ阻止剤と異り、鉱酸によつて極めて除去
が容易であり、次工程の有機被覆に支障を生ずる
恐れは全くない。 本発明の外面溶融金属メツキ・内面有機被覆鋼
管の製造方法の概略の工程は第１図に示される。
本工程は外面メツキ工程と内面有機被覆工程に大
別され、先ず外面メツキ工程の脱脂・酸洗工程に
おいては、鋼管の内外面同時にミルスケールを除
去する。次のメツキ阻止剤塗装工程においては管
内面に流し込み或いは塗装機により、或いはメツ
キ阻止剤をスポンジ等にしみこませて管内を移動
させることによつて、前述の如きアルカリ炭酸塩
を主体とするメツキ阻止剤を塗装する。次のフラ
ツクス処理工程においては、鋼管管端に栓をして
フラツクス中に浸漬し管の外面のみにフラツクス
を塗装した後栓を取外すか、又は管の外面のみに
フラツクスを注いで塗装する。（上記メツキ阻止
剤塗装とフラツクス処理の工程は順序を入替えて
実施してもよい。）乾燥工程においては、管内面
のメツキ阻止剤と管外面のフラツクスを同時に乾
燥させる。続いて通常の鋼管メツキ設備にてメツ
キを行つた後、湯冷（冷却）する。 上記に続く内面有機被覆工程においては、内面
酸処理工程において、メツキ時に形成されるスケ
ール及びメツキ阻止剤を、管内に塩酸或いは硫酸
を流通させることによつて除去し、次いで有機塗
装を行うか又は化成処理後有機被覆を行い本発明
の方法を完結する。 次に本発明の方法の実施例について述べる。 管サイズ65A、管長5.5ｍの鍛接管及び電縫管
を用いて本発明の方法による場合と従来の連続式
溶融亜鉛メツキ鋼板の製造に用いられた方法によ
る場合との比較、及び本発明の方法のメツキ阻止
剤の性能の変化に関する工場実験を行つた。本発
明の方法におけるメツキ阻止剤としては １）CaCO₃＋水、２）CaCO₃＋水＋水ガラス
（SiO₂ １％として）、３）CaCO₃＋水＋コロイダ
ルシリカ（SiO₂ １％として）の３種を用い、従
来方法については４）水ガラス、５）コロイダル
シリカ、６）Al₂O₃・CaOの３種を用いた。 実験は第１図に示した工程に従つて行われた。
メツキ阻止剤の内面塗布には塗装機を使用し、外
面のフラツクス処理は管端に栓をしてフラツクス
槽に浸漬することによつて行い、溶融亜鉛メツキ
を450〜470℃で120秒以内で行い、湯冷した。そ
の後、内面酸洗及び化成処理を行つた。 表１に本発明の方法と従来の方法の比較結果が
示される。（鍛接管でも電縫管でも同様の結果が
得られた。）

【表】 表１に示す如く、メツキ阻止剤として従来の方
法に用いられた前記水ガラス、コロイダルシリカ
を主体として、或いはAl₂O₃・CaO等の金属酸化
物の粉末を水を媒体として使用した例では、メツ
キ阻止性は良好であつたが、メツキ後の管内酸洗
処理によつてメツキ阻止剤を完全に除去すること
は出来ず、其後の化成処理に悪影響を及ぼした。
これに対して、本発明の方法による場合には、メ
ツキ阻止剤のメツキ阻止性は良好で、メツキ工程
においてメツキ阻止面に亜鉛メツキは全く形成さ
れず、又メツキ時に形成するスケール及びメツキ
阻止剤は酸洗工程において完全に除去出来、次工
程が良好な状態で実施出来た。 第２図は表１の本発明の方法１のメツキ阻止剤
の付着量（塗布量）とメツキ阻止性の関係を示し
たもので、横軸はメツキ阻止剤の付着量
（CaCO₃ｇ／m²）、縦軸はメツキ阻止性を示す。
図によつて明かなように、付着量20ｇ／m²未満で
は、メツキ阻止性は不十分で、局部的に亜鉛メツ
キが形成される。付着量が20ｇ／m²以上になれば
メツキ阻止性は良好で、しかもメツキ後の管内面
の塩酸々洗工程によりスケール及びメツキ阻止剤
の除去が十分に出来た。 第３図は表１の本発明の方法２のメツキ阻止剤
を、CaCO₃付着量を10ｇ／m²とした場合の水ガ
ラス添加量に対するメツキ阻止性及びメツキ阻止
剤除去性の関係を示したもので、横軸はCaCO₃
＋水＋水ガラスの組成において、水＋水ガラス中
のSiO₂の重量比（wt％）を示す。 なお、縦軸はＡがメツキ阻止性、Ｂがメツキ阻
止剤除去性を示し、曲線のＡ，Ｂは縦軸のＡ，Ｂ
に対応する。 第３図から、本発明の方法２のメツキ阻止剤
（CaCO₃＋水＋水ガラス）はCaCO₃付着量が10
ｇ／m²の場合SiO₂含有量が1.5wt％まで、メツキ
阻止性とメツキ阻止剤除去性の両方の性能が良好
であるが、1.5wt％以上ではメツキ後の管内面酸
洗工程におけるメツキ阻止剤除去性が急激に悪化
して次の工程に悪影響をあたえることが明らかで
ある。したがつて、SiO₂含有量は1.5wt％以下に
する必要がある。 第４図は、表１の本発明の方法２のメツキ阻止
剤において、SiO₂含有量0.5〜1.5wt％の範囲の
CaCO₃付着量とメツキ阻止性、メツキ阻止剤除
去性及び塗装或いは化学処理皮膜の密着性との関
係を示す線図である。図において、縦軸はメツキ
阻止性、メツキ阻止剤除去性及び塗装或いは化学
処理皮膜の密着性（以下密着性という）を示し、
横軸はメツキ阻止剤（CaCO₃＋水＋水ガラス）
中のCaCO₃付着量を示す。なお曲線のＣはメツ
キ阻止性とCaCO₃付着量、曲線のＤはメツキ阻
止剤除去性とCaCO₃付着量、曲線のＥは密着性
とCaCO₃付着量との関係をそれぞれ示す。 第４図から、メツキ阻止性はCaCO₃付着量が
７ｇ／m²付近から急激に良くなり、10ｇ／m²付近
から、わずかに悪くなる傾向を示す。又メツキ阻
止剤除去性及び密着性はCaCO₃付着量が10ｇ／
m²付近から急激に悪くなる傾向を示す。特に密着
性はメツキ阻止剤除去性の悪くなる傾向よりも低
下する傾向が著しい。なおSiO₂含有量が0.5wt％
以下の場合は、SiO₂含有量の低下に伴つてメツ
キ阻止性が悪くなる。一方メツキ阻止剤除去性及
び密着性は良くなる傾向を示す。ところで、第３
図に示すようにSiO₂含有量が0.3wt％以下では、
実際の操業上実施可能であつたり、実施不可能と
なつたりして性能上のバラツキが大きくなる等の
理由によりメツキ阻止性が著しく悪くなる。しか
しながらSiO₂含有量が0.3〜0.5wt％の範囲ではメ
ツキ阻止性が最良の状態（SiO₂含有量0.5〜1wt
％）より低下してはいるが、操業上支障はなく初
期の目的を達成することができるので許容範囲を
0.3〜1.5wt％とした。 第５図は表１の本発明の方法３のメツキ阻止剤
（CaCO₃＋水＋コロイダルシリカ）において、
SiO₂含有量（水＋コロイダルシリカ中の含有
量）が0.5〜1.5wt％の範囲のCaCO₃付着量とメツ
キ阻止性、メツキ阻止剤除去性及び密着性との関
係を示す線図である。縦軸は第４図と同じであ
り、横軸はメツキ阻止剤（CaCO₃＋コロイダル
シリカ＋水）中のCaCO₃付着量を示す。なお曲
線ｆはメツキ阻止性とCaCO₃付着量、曲線Ｇは
メツキ阻止剤除去性とCaCO₃付着量、曲線Ｈは
密着性とCaCO₃付着量との関係をそれぞれ示
す。第５図からメツキ阻止性、メツキ阻止剤除去
性及び密着性は、CaCO₃付着量が10〜15ｇ／m²
の範囲で、第４図に示す結果と同様な傾向を示
す。しかしメツキ阻止剤除去性、密着性は第４図
の場合より若干低い傾向にある。 なお、SiO₂含有量が0.5wt％以下の場合は、
SiO₂含有量の低下に伴つてメツキ阻止性が悪く
なる。一方メツキ阻止剤除去性及び密着性は良く
なる傾向を示すが、表１の本発明の方法２のメツ
キ阻止剤よりも良くなる程度は小さい。SiO₂含
有量が0.3〜0.5wt％でも、初期の目的を達成でき
るのは、本発明の方法２のメツキ阻止剤の場合と
同様の理由による。従つて本発明の方法３のメツ
キ阻止材もSiO₂含有量は0.3〜1.5wtの範囲にする
のがよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の工程を示すフローシー
ト、第２図は本発明に使用するメツキ阻止剤のメ
ツキ阻止性とメツキ阻止剤付着量の関係を示す線
図、第３図は本発明に使用するメツキ阻止剤のメ
ツキ阻止性及びメツキ阻止剤除去性とSiO₂含有
量（wt％）との関係を示す線図、第４図，第５
図は本発明のメツキ阻止剤のCaCO₃付着量とメ
ツキ阻止性、メツキ阻止剤除去性及び密着性との
関係を示す線図である。 図において、Ａはメツキ阻止性とSiO₂含有量
（wt％）の関係を示す曲線、Ｂはメツキ阻止剤除
去性とSiO₂含有量（wt％）の関係を示す曲線、
Ｃ，ｆはメツキ阻止性とCaCO₃付着量の関係を
示す曲線、Ｄ，Ｇはメツキ阻止剤除去性と
CaCO₃付着量の関係を示す曲線、Ｅ，Ｈは密着
性とCaCO₃付着量の関係を示す曲線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋼管の外面を溶融金属メツキしたのち該鋼管
   の内面を有機物で被覆する外面メツキ内面有機被
   覆鋼管の製造方法において、 (イ) 組成がアルカリ炭酸塩と水とのメツキ阻止剤
   では、アルカリ炭酸塩の付着量が20ｇ／m²以上
   になるように、 (ロ) 組成がアルカリ炭酸塩と水ガラスと水とのメ
   ツキ阻止剤では、組成のうち、該水と水ガラス
   との合計量に対するSiO₂含有量が0.3〜1.5wt％
   になるように組成割合を定め、かつアルカリ炭
   酸塩の付着量が７〜10ｇ／m²になるように、 (ハ) 組成がアルカリ炭酸塩と水とコロイダルシリ
   カとのメツキ阻止剤では、組成のうち、該水と
   コロイダルシリカとの合計量に対するSiO₂含
   有量が0.3〜1.5wt％になるように組成割合を定
   め、かつアルカリ炭酸塩の付着量が10〜15ｇ／
   m²になるように、 して、アルカリ炭酸塩系のメツキ阻止剤を形成
   し、次いで前記鋼管を溶融金属浴に浸漬してその
   外面にメツキし、メツキ湯冷後前記鋼管の内面を
   酸洗処理して残存する前記メツキ阻止層を完全に
   除去し、次いで前記鋼管内面に有機物の被覆を行
   うことを特徴とする外面メツキ内面有機被覆鋼管
   の製造方法。