JP2007277618A - 環境調和鉄塔及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄塔を構成する鋼材自体が発色する材質のものを用いることで、防錆のために定期的に塗装する必要がなく、容易に維持管理することができ、従来の定期的な塗装に要した維持費用の低減を図る。
【解決手段】鉄塔を構成する鋼材に、化学発色するステンレス鋼材を用いた。このステンレス鋼材について、所定の色調に着色するときに、ステンレス鋼材を硫酸とクロム酸の混合溶液に浸漬し、ステンレス鋼材の表面を溶解しながら、その表面に透明な被膜を形成し、かつその被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する。
【選択図】なし

Description

本発明は、送電線又は通信用の鉄塔に係り、特に国立公園、国定公園等を通過している鉄塔で周囲の環境に調和するように着色した環境調和鉄塔及びその製造方法に関するものである。

送電線又は通信用の鉄塔は、野外にあって風雨に曝されているため錆びやすい。そこで、このような鉄塔には、所定期間ごとに防錆を目的とする塗装を施している。国立公園、国定公園等を通過している鉄塔は、いわゆる「環境調和鉄塔」と称され、周囲との調和を図るために，亜鉛引きメッキされた上に、その周囲の色に合わせた色彩に塗装されている。この亜鉛引きの上に施す塗装は、亜鉛引きによる防錆処理の作業費用が安価であり、そのメッキ寿命が５８年程度と長く見込める。また、亜鉛引きメッキは製造段階の工場において実施できるため、品質が一定であるという特徴がある。更に、メッキ面に傷が生じても、亜鉛の犠牲防食作用により鉄塔は錆びずに保護されるという特徴がある。

この鉄塔に施された塗装は経年で減耗するため、約１０年ごとに塗装する必要がある。例えば、送電線用の鉄塔について塗装するときは、足場の悪い高所に、かつ電気的に危険な場所において行われるものであった。そこで、鉄塔の塗装作業に関する技術が提案されている。例えば、特許文献１の特開２００３−２００１００公報「送電線鉄塔の防錆塗装用具」に示すように、塗装具と、この塗装具に塗料を供給する塗料供給部とがあり、この塗料供給部が、塗料容器と、この塗料容器の塗料をチューブを通して前記塗装具へ圧送するポンプと、このポンプを駆動するモータと、このモータの電源用バッテリーとを備え、塗装具にモータのＯＮ／ＯＦＦ操作用スイッチ部を設けた送電線鉄塔の防錆塗装用具が提案されている。
特開２００３−２００１００

しかし、環境調和鉄塔は設置された時点から、その鉄塔の周囲に合わせた緑色、茶色又はベージュ色等に塗装しなければならない。その後、塗膜が薄くなるごとに再塗装が必要になる。特に海岸沿いに近い鉄塔では，およそ１０年と予想された耐用年数まで持たないことが多く、再塗装の周期が短くなるという問題を有していた。

また、鉄塔に傷がついた場合に、亜鉛の犠牲防食作用により防錆されるが、亜鉛が減退して内部の鉄が露出すると、却って錆びが発生しやすかった。このような鉄の錆びは回復することなく進行する。例えば、工業地帯にあるマイクロ鉄塔では、設置後１８年程度で錆びが発生し始めることがあり、鉄塔の設計寿命を遥かに下回ることがあった。

特許文献１の「送電線鉄塔の防錆塗装用具」は、鉄塔の塗装を効率良く、実施することができる。しかし、国立公園・国定公園等に設置されている環境調和鉄塔にこのような塗装用具を取り付けたり、塗装作業するときは、その鉄塔自体に異質な部材又は色彩が付加されるので周囲の景観を損なうという問題を有していた。

また、鉄塔の塗装による防錆処理作業は、例えば、５００ｋＶの送電用鉄塔は１基で約２０００万円程度の塗装費用がかかり、通信用のマイクロ鉄塔でも１基で約７００万円の塗装費用がかかる。鉄塔の塗装による防錆処理では、塗装した鉄製の鉄塔は初期投資が安くても、定期的な塗装が必要となり、メンテナンス費用が高騰するという問題を有していた。そこで、本発明の発明者は、耐食性、耐久性に優れ、通常使用されている環境においてはメンテナンスフリーとなるステンレス鋼材に着目した。ステンレス鋼材は鉄鋼材に比較すると費用が高くなるため、従来は鉄塔には採用されていなかった。しかし、多数ある鉄塔の中、必要とする箇所のみに限定して導入すれば、ステンレス鋼材の鉄塔であっても、定期的な塗装が不要になり、却って費用が低減できることに着目した。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、鉄塔を構成する鋼材自体が発色する材質のものを用いることで、防錆のために定期的に塗装する必要がなく、容易に維持管理することができ、従来の定期的な塗装に要した維持費用の低減を図ることができる環境調和鉄塔及びその製造方法を提供することにある。

本発明の鉄塔によれば、鉄塔を構成する鋼材が、化学発色するステンレス鋼材である、ことを特徴とする環境調和鉄塔が提供される。
前記鉄塔を構成する鋼材全てに前記ステンレス鋼材を用いることが好ましい。
前記ステンレス鋼材にはフェライト系ステンレス鋼を用いることができる。
前記ステンレス鋼材にはオーステナイト・フェライトの二相系ステンレス鋼を用いることができる。

本発明の製造方法によれば、鉄塔を構成する化学発色するステンレス鋼材について、所定の色調に着色するときに、該ステンレス鋼材を溶液に浸漬し、その表面に形成される被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する、ことを特徴とする環境調和鉄塔の製造方法が提供される。
例えば、鉄塔を構成する化学発色するステンレス鋼材について、所定の色調に着色するときに、該ステンレス鋼材を硫酸とクロム酸の混合溶液に浸漬し、該ステンレス鋼材の表面を溶解しながら、その表面に透明な被膜を形成し、かつその被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する「インコ法」を用いることができる。
また、鉄塔を構成する化学発色するステンレス鋼材について、所定の色調に着色するときに、該ステンレス鋼材を水酸化ナトリウム溶液に浸漬し、該ステンレス鋼材の表面に電流を流し電解して酸化被膜を形成し、その酸化被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する「交流電流電解法」を用いることができる。
前記ステンレス鋼材について着色処理する前に、該ステンレス鋼材にブラスト仕上げをすることが好ましい。

上記構成の発明では、「インコ法」又は「交流電流電解法」等の着色方法により化学発色させたステンレス鋼材は、耐食性・耐久性に優れており、通常使用されている環境においては定期的な維持管理が不要になる。そこで、従来のような鉄塔の塗装作業に伴う国立公園・国定公園等の景観を損なうことがないので、国立公園・国定公園等の環境調和鉄塔に適している。

上記製造方法の発明では、「インコ法」又は「交流電流電解法」により化学発色させることができるので、その被膜（酸化被膜）の厚さを可変することで、ブロンズ色、ブラック色、ブルー色、ゴールド色、レッド色又はグリーン色等の特定の色調に着色することができる。そこで、環境調和鉄塔として周囲の景観に調和した色彩をステンレス鋼材に着色することができる。

本発明の環境調和鉄塔は、鉄塔の構成部材である鋼材に、化学発色するステンレス鋼材を用いたものである。その製造方法は、鉄塔を構成する化学発色するステンレス鋼材について、ブロンズ色、ブラック色、ブルー色又はゴールド色等に着色するときに、ステンレス鋼材を溶液に浸漬し、その表面の被膜の厚さを可変することで表面の色を変化させる方法である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
本発明の環境調和鉄塔は、鉄塔の構成部材である鋼材に、化学発色するステンレス鋼材を用いた。化学発色するステンレス鋼材は、ステンレスの金属感をそのままに、表面に色彩を付けることで色鮮やかな美しい金属感を有する。このステンレス鋼材は、従来の塗装やメッキをした場合に比較して、下地金属の美しさを損なうおそれがない。また、ステンレス鋼材は、光沢の美しい仕上がりになるだけでなく下地金属が自ら成長させた皮膜（不働態皮膜）を形成させているため非常に優れた耐候性を有する。

化学発色するステンレス鋼材は、その表面に形成された酸化皮膜が０．１μｍ前後以上に成長すると色が着いて見える。この酸化皮膜の成長を後述するような製造方法により電気的又は化学的に形成した皮膜の厚さによって様々な色に表現させる。即ち、その透明被膜の表面とステンレス鋼材の金属素地の界面で光を反射させ、被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色することができる。

このような化学発色するステンレス鋼材を用いた鉄塔は、国立公園・国定公園等の環境調和鉄塔に応用できる。例えば、瀬戸内海国立公園内にある家族旅行村の中を通過している鉄塔は緑色に塗装されている。また、瀬戸内海等の島嶼部では、海域付近に合わせて青色（ブルー）の色彩に着色する。このような箇所においては本発明の着色ステンレス鋼材の鉄塔が採用できる。一方、山間部における環境調和鉄塔には、目立たない緑色（グリーン）、茶色（ブロンズ）又はベージュ等に着色する。更に、サッカー場、ラグビー場のようなスポーツ施設の側で土が目立つ場所では茶色（ブロンズ）又はベージュに着色した環境調和鉄塔が適している。

このように環境調和鉄塔は、化学発色させたステンレス鋼材自体が発色しているので、塗装する必要がない。このステンレス鋼材は耐食性、耐久性に優れており、通常使用されている環境においてはメンテナンスフリーとなる。従来のような鉄塔の塗装作業による国立公園・国定公園等の景観を損なうことがないので、国立公園・国定公園等の環境調和鉄塔に適している。

鉄塔の構成部材である鋼材全てにステンレス鋼材を用いることが好ましい。ステンレス鋼を採用する場合、部分的に用いると電触（異種金属接触腐食）が生じるおそれがある。特に錆びた鉄とステンレス鋼では鉄の錆をより進行させるので、鉄塔の全てを同じ材質で造る必要がある。例えば、橋脚に限らず、ボルト、ナット又は鋲のような締付具、固定具までステンレス鋼材を用いることが好ましい。

本発明の鉄塔に用いるステンレス鋼材には、フェライト系ステンレス鋼又はオーステナイト＋フェライトの二相系ステンレス鋼が適している。例えば、フェライト系ステンレス鋼「ＳＵＳ−４４５Ｊ２」は経年の使用でも耐候性に優れていることが実証されており、屋根材・建築外装等に使用されている。このフェライト系ステンレスは加工性が劣るとされているが、普通の鉄塔は山形鋼で作られている。ステンレスの山形鋼は既に生産されており新たな加工は必要ない。また、一部鉄塔においては円形鋼管が用いられているが、円形鋼管も同様に生産されており、本体の加工は必要ない。但し、鋼管同士を接続するフランジ部分の溶接が必要となる。溶接ではエアーシールが必要とされているが、技術的に確立されている。

フェライト系ステンレス鋼「ＳＵＳ−Ｒ４１０ＤＨ」は建築材として廉価に開発されたものであり、耐侯性についての実績評価がまだ新しいためできていない。しかし、亜鉛メッキされた上に塗装を施した鋼材と価格が同じ程度となっているので、本発明の鉄塔の鋼材として採用する余地がある。

オーステナイト＋フェライトの二相系ステンレス鋼「ＳＵＳ−３２９Ｊｌ」は、耐海水・耐食性・高強度に優れている。含有成分が多く高価となる。何れのステンレスも、鉄鋼と同等な機械的な強度を有しており、使用強度に関しては全く問題なく、本発明の環境調和鉄塔に適している。
なお，一般的なオーステナイト系ステンレス鋼「ＳＵＳ−３０４」は、使用する環境によっては，表面に薄い錆が生じ、環境調和鉄塔には向いていない。

一般に、ステンレスは錆びないとされているが、ステンレス鋼の種類によっては、孔食・隙間腐食・応力腐食割れ等の錆びが発生するおそれがある。しかし、それぞれに対しての原因が判明しており、それぞれの防錆対策、防食対策が講じることによりメンテナンスフリーを実現することができる。そこで、これらのステンレス鋼は、使用目的に沿って採用する。例えば、塩害の被害を受けやすい海岸線、島嶼部には耐食性、耐久性が高い種類のステンレス鋼を採用し、山間部のように周囲の色彩に調和させることのみ必要な場所では安価なステンレス鋼を採用する。

ステンレス鋼で作った鉄塔では、導電率が僅かではあるが増加するおそれがある。しかし、抵抗値では問題となる値ではなく、これによる逆閃絡の増加には結びつかない。

鉄塔において、アース線の銅と、本発明のステンレス鋼材から成る鉄塔を接続すると異種金属接触となる。しかし、表１に示すように、現状より低い値となるため、異種金属接触による錆は低減される。この表から明確なようにステンレス鉄塔となっても問題とならない値で異種金属接触による錆は生じない。

本発明の環境調和鉄塔を製造するときは、「インコ法」と「交流電流電解法」が適している。
「インコ法」は、ステンレス鋼材を硫酸とクロム酸の混合溶液に浸漬し、ステンレス鋼材の表面を溶解しながら、その表面に透明な被膜を形成し、かつその被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する方法である。例えば、その透明被膜を厚くすることにより、茶色（ブロンズ）、青色（ブルー）、黄色（イエロー）、赤色（レッド）、緑色（グリーン）、黒色（ブラック）の順で色調を調整することができる。

また、「交流電流電解法」は、ステンレス鋼材を水酸化ナトリウム溶液に浸漬し、そのステンレス鋼材の表面に電流を流して電解し、かつ酸化被膜を形成し、その酸化被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する方法である。なお、着色に際して、ステンレス鋼材が溶解される量は１％程度であり、着色による極端な強度の低下は生じないので、鉄塔鋼材としての強度低下はない。予め溶解する量が分かっているので、当初より鉄塔鋼材を厚くすることにより、従来と同じ強度を維持することができる。

本発明の環境調和鉄塔の製造には、上述した「インコ法」又は「交流電流電解法」以外の着色方法も採用することができる。水酸化ナトリウムに硫黄化合物を添加した処理液を高温にし、硫黄化合物の分解による硫化反応を利用して酸化物、硫化物の混合黒色皮膜を形成する「硫化法」といった化学的な方法も採用することができる。この「硫化法」は黒色系の着色に適している。また、水酸化ナトリウムに強力な酸化力を有する化合物を添加した処理液に浸漬して化成皮膜を形成する「低温酸化法」等の化学的な方法も採用することができる。

これらのステンレス鋼材に着色処理する前に、ステンレス鋼材にブラスト仕上げをすることが好ましい。キラキラとするステンレス鋼材の反射加減を抑えるには、ブラスト仕上げをしてから発色処理することで対応できる。因みに、通常見慣れたステンレス鋼は研磨され、光沢があるようにされており、研磨をしなければ反射しない鋼材である。

本発明は、変電所の鉄構においても、ステンレス鋼材を用いることで上述した効果が得られる。特に需要家に送っている送電線は停電が難しく、需要家側で停電作業があった場合に、変電所側でも同調して作業を行っている。しかし、停電作業の時間が短く鉄構の手入れまでには手が回らず錆びた鉄構もある。このような箇所においてはステンレス鋼を採用する事で，メンテナンスフリーとなり有効である。

なお、本発明は、鉄塔を構成する鋼材自体が発色する材質のものを用いることで、防錆のために定期的に塗装する必要がなく、容易に維持管理することができ、従来の定期的な塗装に要した維持費用の低減を図れる鉄塔又はその製造方法であれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明の環境調和鉄塔及びその製造方法は、送電線又は通信用の鉄塔あるいは発変電所における鉄構を構成するステンレス鋼材以外に、屋外において防錆処理と特定色に着色する必要がある鉄塔であれば、例えば、照明塔や監視塔などの種々の鉄塔に利用することができる。

Claims (8)

1. 鉄塔を構成する鋼材が、化学発色するステンレス鋼材である、ことを特徴とする環境調和鉄塔。
2. 前記鉄塔を構成する鋼材全てに前記ステンレス鋼材を用いた、ことを特徴とする請求項１の環境調和鉄塔。
3. 前記ステンレス鋼材はフェライト系ステンレス鋼である、ことを特徴とする請求項１又は２の環境調和鉄塔。
4. 前記ステンレス鋼材はオーステナイト・フェライトの二相系ステンレス鋼である、ことを特徴とする請求項１又は２の環境調和鉄塔。
5. 鉄塔を構成する化学発色するステンレス鋼材について、所定の色調に着色するときに、
   該ステンレス鋼材を溶液に浸漬し、その表面に形成される被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する、ことを特徴とする環境調和鉄塔の製造方法。
6. 鉄塔を構成する化学発色するステンレス鋼材について、所定の色調に着色するときに、
   該ステンレス鋼材を硫酸とクロム酸の混合溶液に浸漬し、該ステンレス鋼材の表面を溶解しながら、その表面に透明な被膜を形成し、かつその被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する「インコ法」を用いる、ことを特徴とする環境調和鉄塔の製造方法。
7. 鉄塔を構成する化学発色するステンレス鋼材について、所定の色調に着色するときに、
   該ステンレス鋼材を水酸化ナトリウム溶液に浸漬し、該ステンレス鋼材の表面に電流を流し電解して酸化被膜を形成し、その酸化被膜の厚さを可変することで特定の色調に着色する「交流電流電解法」を用いる、ことを特徴とする環境調和鉄塔の製造方法。
8. 前記ステンレス鋼材について着色処理する前に、該ステンレス鋼材にブラスト仕上げをする、ことを特徴とする請求項５、６又は７の環境調和鉄塔の製造方法。