JP2007321259A - 樹脂粉体塗装金属ロープ - Google Patents

Abstract

【課題】表面の凹凸の隅々まで完全に塗装されており、塗装していない元の金属ロープに比べて曲げに対して殆ど硬くならず、高耐食性を有するとともに景観性にも優れ、それでいて安価で所望の太さをもつ樹脂塗装金属ロープを提供する。
【解決手段】３本以上の金属素線を撚り合わせてなるストランドの表面全周に直接、樹脂粉体塗装を施した後、これを複数本撚り合わせた。
【選択図】図１

Description

本発明は金属ロープとりわけ耐食性が良好で景観性に優れた粉体樹脂焼付け塗装ロープに関する。

金属ロープ例えばワイヤロープは、その強度、柔軟性などの特性を利用して汎用されており、塩害や種々の腐食環境で使用されるロープには、亜鉛めっきや亜鉛アルミめっきなどのめっきを施している。
しかし、こうした金属系防食は塩害環境、火山地帯などの酸化環境では長期の耐久性を期待できない点、また、外観が銀色系の金属色であるため設置場所の色調に必ずしもマッチせず、景観を損ねる問題があった。

この対策として、従来、素線の１本１本をエポキシ樹脂、塩化ビニール樹脂などで塗装を施し、そうした被覆つき素線を撚り合わせてストランドやロープを得る方法が提案されているが、素線を１本１本樹脂被覆するには時間と手間がかかり、価格や量産性に難点がある。また、複数本の樹脂被覆素線をストランドに撚り合わせる工程と、そのストランドを複数本撚り合せる工程を要するのでロープコストが高くなるうえ、２度の撚り合せにより塗装が損傷されたり剥がれたりすることが避けがたく、実使用において前記損傷部から錆が進行するなど製品の品質が落ちる問題があった。

対応策としてはロープにした状態で外面を塗装することが考えられるが、太径のロープにおいては、素線のような丸断面と異なり凹凸が大きい断面形状であるので谷部がうまく塗装されなくなり、谷部を被覆するために多量の樹脂を付着させる結果、山部の塗装も非常に厚くなりやすい。しかも、非常に太径のロープに塗装する場合には、特にこれに対応できる大掛かりな焼付け用の加熱装置が必要になるので、設備コストが高価となる問題があった。また、全体が一色のものしか製作できないので単調で、迷彩色など多色のカラフルなカラーロープの要望に応えられなかった。

本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、表面の凹凸の隅々まで完全に塗装されており、塗装していない元の金属ロープに比べて曲げに対して殆ど硬くならず、高耐食性を有するとともに景観性にも優れ、それでいて安価で所望の太さをもつ樹脂塗装金属ロープを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、３本以上の金属素線を撚り合わせてなるストランドの表面全周に直接、樹脂粉体塗装が施されており、この樹脂粉体塗装ストランドが複数本撚り合わされていることを特徴としている。

本発明の樹脂粉体塗装金属ロープはその素線１本毎に塗装を行うのではなく、３本以上の素線の撚り合わせたストランドの表面全周を覆って樹脂粉体を付着させ、これを加熱溶融後冷却固着させた塗装ストランドとし、更にこの複数本のストランドを撚り合わせてロープにするので、３度の工程を経る素線塗装法に比べて２度の工程で製造でき、撚りの繰り返しによる塗装へのダメージを軽減することができ、太径の耐食ロープを容易に得ることが可能になると共に、カラフルなロープを簡単に得ることができる。

好適には、塗膜厚さが４０〜１７０μｍで、しかも素線間及びストランド間その他においてもピンホールがなく、かつ以下の（１）式を満たしている。（Ｌ／ｄ）×１００≧６…（１）
Ｌ：隣り合う素線間における塗膜の凹み長さ（ｍｍ）
ｄ：素線の直径（ｍｍ）
これによれば、塗装膜厚が４０〜１７０μｍであるうえに前記のように素線間塗膜の凹み条件を規定し、素線の外形を表面上はっきり識別することができるほど薄く均一かつシャープな輪郭に塗装されているため、ストランドの柔軟性が良好で、これを複数本撚り合せているロープも柔軟性を高くすることができる。また、前記素線間塗膜の凹み条件により、薄く均一かつシャープな輪郭に塗装しているので、使用時にロープ同士を交差させてクランプ金具で挟持したときにロープがずれにくく、確実に直交状に固定することが可能になる。

好適には、樹脂が飽和ポリエステル系合成樹脂でイソフタル酸８〜２０モル％を含み、固有粘度が０.７〜１.０のイソテレフタル酸共重合飽和ポリエステルである。
これによれば、耐候性がよく、塗膜が強靭で例えば引張試験での破断時の強い衝撃でもロープの地肌から塗装が剥離することはないほど密着性にも優れ、更に伸びが３０％以上で密着性が抜群にすぐれ、密着強度がエポキシ樹脂の３〜５倍にも達するので、ロープを曲げたときにも塗装表面に亀裂が発生せず耐久性にも優れている。しかも、溶融温度に達したときに粘性が水に近い物となるので、撚り合わされた素線間の微細な凹凸や隙間をよく濡らして固化される。

好適には、ストランドを構成する素線の表面に防食めっきが施されている。
これによれば、防食めっきと樹脂塗装とにより２重の防食が図られるので、耐久性を一段とよいものにすることができる。
また、本発明においては、ストランド毎に塗装色が異なっているものを含んでいる。
これによれば、ロープ全体を塗装するのでなく、ストランドを塗装しそれを撚り合せるので、ストランド毎に塗装色を変えることにより、所望の色調のカラフルなロープを自在に得ることができる。

以下添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明にかかる樹脂塗装金属ロープの一例を示しており、１は６ｍｍ以上の直径のロープであり、図１（b）や図２のように複数本の素線１ａを撚りあわせたストランド本体１ｂの表面に樹脂粉体焼付け塗装膜２を設けた塗装ストランドを用い、これの複数本を撚り合せてなり、この例では７×７構造となっている。図１（ａ）からわかるように、樹脂粉体焼付け塗装膜２は、隣接する素線１ａ、１ａの山谷がはっきり視認されるように施されている。なお、図で点は塗膜を表現したもので、粉末が点在しているわけではない。

前記素線１ａの材質としては、耐食性が要求されるものであり、通常、鉄または鋼からなっており、表面に亜鉛、亜鉛アルミ合金などによるメッキが施されている。

前記各塗装ストランド１ｂの表面に施された樹脂粉体焼付け塗装膜２の樹脂としては、屋外耐久性、絶縁耐力、耐衝撃性、耐寒性、接着力、耐酸性、耐水性、ガスバリア性のすぐれた熱可塑性のものであることが必須であり、特に、ポリエステル樹脂は最も上記特性が優秀で特に耐侯性にすぐれ、長期の屋外使用での劣化がなく、まためっき層との密着性が高く、傷がついてもその箇所からの腐食の拡がりが小さいため、すぐれた耐食性を持っているので推奨される。

前記ポリエステル樹脂の中で代表的なものは変性飽和ポリエステル系樹脂であり、特に、イソフタレル酸成分が８〜２０モル％を含み、固有粘度：０．７〜１．０のイソレフタル酸共重合飽和ポリエステル（ポリエチレンイソテレフタレート共重合体よりなるポリエステル重合体）が好適である。
ここで、イソフタレル酸成分を限定したのは、８％未満では密着性が損なわれ、２０％を越えると結晶性が低下するからであり。粘度を限定したのは、結晶化の進行を抑制しつつ良好な流動性によってめっき層の表面を被覆するには高い分子量の重合体であることが必要だからである。
かかる樹脂は一定温度に達すると粘性が著しく低下して水のようないわゆるしゃぶしゃぶの状態になる。このため微細な隙間にも入り、そこにある固体を濡らし固化して被膜を形成する。しかも、密着性が非常にすぐれ、密着強度が１５０ｋｇ/cm２にも達する。樹脂粉体には顔料を配合することにより所望の塗装色に調整する。

前記樹脂粉体焼付け塗装膜２は、ストランド表面の凹凸すなわち撚り合わされた各素線１ａの外周と隣接する素線との境界輪郭を目視して確認できる薄いものであり、すなわち図２（ａ）（ｂ）のように、隣接する素線１ａ、１ａの谷間にその輪郭どおりのＶ状の膜２ａとなって隣接する素線の外輪郭に沿って膜を形成している。膜は断面の輪郭に沿って途切れなく連続しており、ロープ表面から塗膜表面に抜けるピンホールのない均一な薄膜となっている。
具体的には、塗装膜の厚さは４０〜１７０μｍであり、厚さの下限を４０μmとしたのは、樹脂の粒径の関係から４０μm以下に薄くするとピンホールが発生してしまうからであり、上限を１７０μmとしたのは、これ以上の厚さではロープがこわくなり、曲げにくくなって取扱い性が悪くなるとともに、小さな曲げ半径で曲げたときに部分的に亀裂が入る危険があるからである。

そして、図2（ｂ）に示すごとく、最表面の隣り合う素線１ａ、１ａ間における塗膜厚の凹み長さをＬとし、素線径をｄとすると、（Ｌ／ｄ）×１００（％）が６％以上にする。これはロープ断面のどの箇所においても塗膜厚さが薄く均一であるための本発明者が創案した指標であり、この条件を満たすことで均一な耐食性やロープの曲がり易さが保たれる。Ｌ／ｄが６％未満では、素線の凹凸が死人できない程度になり、隣り合う素線１ａ、１ａ間の隙間が樹脂で埋まってしまうので、ロープが剛性化して曲げにくくなるので適切でない。

図３は本発明のロープの例を示しており、ストランド本体の表面に樹脂粉体焼付け塗装膜２を施した塗装ストランド１ｂを３本撚り合せて３×７構造としたものである。他の構成は記述したところと同じであるから説明は援用する。

前記本発明の樹脂粉体塗装金属ロープの製造方法には限定はないが、３本以上の素線を撚り合わせたストランド本体を走行させながら、表面にまずショットブラストを施した後、静電塗装装置を用いて樹脂粉体をストランド表面に付着させる。
ショットブラスト工程は、ロープ表面（めっき層）と樹脂との強固な密着性を得るためであり、ショット材がロープ表面全周に噴射されることにより、表面を細かい凹凸からなる梨地状に処理される。

静電塗装装置はたとえば静電吹付けが用いられ、樹脂粉末を荷電させ、エアガンによりストランド表面に吹付けることによって行われる。これにより、樹脂粉末はショットブラストを施されて無数の凹凸が散在している素線とストランド表面に電気的に付着させられる。この工程においては、隣り合う素線間の隙間の隙間に確実に入り込みやすくして凹凸どおりの輪郭で被膜を形成させるために、樹脂粉体は細かい粒度のものすなわち８０メッシュパス好適には１２０メッシュパスを用い、厚さ４０〜１７０μｍになるように塗装条件を制御して行う。

その後、高周波加熱装置内を通過させることにより急速加熱し、樹脂粉体の溶融点以上の所定温度まで昇温溶融し、続いて冷却固着させるものである。
高周波加熱はストランドを走行させながらストランドに高周波コイルにより高周波を印加するのもので、ストランド表面から内部に熱拡散して均一な加熱状態となる。樹脂粉末はストランド表面に接している下層から溶融し、ショットブラストによる無数の凹凸に流入してくさびのように食いこんで密着され、各素線およびこれを集合させたストランドの表面に均一な膜を形成する。

ストランドは丸線と異なって凹凸が大きいので、常温の状態のストランドにいきなり高周波加熱を施すと山部と谷部での温度差が大きいため、加熱ムラが生じて安定した塗装表面が得難い。そこで、前記静電塗装前までに予熱を施しておく。この予熱は、高周波加熱でも雰囲気加熱でもよい。こうした予熱工程を採用して２段階加熱を行ったときには、ロープの山部と谷部の温度差を少なくすることができるため、山部と谷部での被膜厚さの不均一さが抑制され、全体としてピンホールのない均一な薄膜とすることができる。

その後、この塗装ストランド１ｂの複数本を公知の撚線機により撚り合わせてロープにするものである。本ロープにおいては、ストランドに対する塗装→ロープ撚り合わせの２工程であり、素線からの塗装する場合のような素線に対する塗装→ストランドに撚り合わせ→ロープに撚り合わせの３工程に比べ塗装後の撚り合わせが少ないので、その分、撚り線キズによる塗膜の剥離や損傷の発生も少なくできる。

また、本発明においては、ストランドを塗装するので、そのストランドの塗装色を２色以上異なるようにし、そうした異なる色のストランドを撚り合せることでカラフルな模様のロープとすることができる。たとえば黒と黄色のストランドを組み合わせれば安全喚起ロープになり、すべての色をことにしたストランドを撚り合せることでレインボウカラーのロープとなり、緑や肌色に塗装したストランドを組み合わせることにより迷彩色のロープとなしえる。

本発明の具体例を示すと次のとおりである。
具体例１：
樹脂粉体としてイソフタル酸８〜２０モル％を含み、固有粘度０.７〜１.０のイソテレフタル酸共重合飽和ポリエステルを用い、亜鉛めっきを施した７本の素線を撚り合わせたストランドを３本撚り合わせた図２に示す１×７構造の直径１０ｍｍのストランドに塗膜厚が平均１１８μｍの非常に均一で（Ｌ／ｄ）×１００が７.２（％）のピンホールのない薄い樹脂粉末焼付け塗装を施した。この塗装は、引張破断時の衝撃でも剥離することなく、塗膜の密着性も良好であった。
得られたストランド７本を更に撚り合わせて直径３０ｍｍの７×７構造のロープを製作した。ロープを通常の無塗装ロープの巻収用に用いられる直径７１０ｍｍのドラムに緊密に巻いても塗装の剥離やクラックは発生せず、繰り出しても何らの異常の見られず、塩水噴霧試験機にかけて５０００時間を経過しても錆やクラックの発生は皆無であった。

具体例２：
亜鉛めっきを施した７本の素線を撚り合わせた１×７構造の直径８.９ｍｍのストランドの全周に同様に塗装し、この塗装ストランド３本を撚り合わせて図３の３×７構造の直径１８ｍｍのロープを製作した。樹脂粉体としては、イソテレフタル酸共重合飽和ポリエステルに酸化チタンと顔料を３％配合し、攪拌混合したものを使用した。
ストランドの塗膜厚は平均１０３μｍでピンホールがなく、（Ｌ／ｄ）×１００が７.６（％）であった。この塗装は、引張破断時の衝撃でも剥離することなく、塗膜の密着性も良好で、直径５４０ｍｍのドラムに緊密に巻いても剥離やクラックが生じなかった。ロープを直線状態に戻しても何らの異常も見られず、塩水噴霧試験機にかけて５０００時間を経過しても錆やクラックの発生は皆無であった。

（ａ）は本発明にかかる樹脂粉体塗装金属ロープの一例を示す側面図、（ｂ）は拡大断面図である。 （ａ）は本発明におけるストランドの一例を示す断面図、（ｂ）はその一部拡大図である。 本発明にかかる樹脂粉体塗装金属ロープの他の例を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ ロープ
１ａ 素線
１ｂ ストランド
２ 樹脂粉体焼付け塗装膜

Claims (5)

1. ３本以上の金属素線を撚り合わせてなるストランドの表面全周に直接、樹脂粉体塗装が施されており、この樹脂粉体塗装ストランドが複数本撚り合わされていることを特徴とする樹脂粉体塗装金属ロープ。
2. 塗装の厚さが４０〜１７０μｍであってその塗膜が以下の（１）式を満たし、しかも塗膜にピンホールのないことを特徴とする請求項１に記載の樹脂粉体塗装金属ロープ。
   （Ｌ／ｄ）×１００≧６…（１）
   Ｌ：隣り合う素線間における塗膜の凹み長さ（ｍｍ）
   ｄ：素線の直径（ｍｍ）
3. 樹脂が飽和ポリエステル系合成樹脂でイソフタル酸８〜２０モル％を含み、固有粘度が０.７〜１.０のイソテレフタル酸共重合飽和ポリエステルであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂粉体塗装金属ロープ。
4. ストランドを構成している素線の表面に防食めっきを施している請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂粉体塗装金属ロープ。
5. ストランド毎に塗装色が異なっている請求項１ないし４のいずれかに記載の樹脂粉体塗装金属ロープ

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