JP2007321269A - 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しかも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、それでいて安価な樹脂塗装金属ロープを提供する。
【解決手段】３本以上の素線を撚り合わせてなるストランドの複数本を更に撚り合わせた金属ロープ本体表面全体に直接、粉体樹脂が焼き付け塗装されている。
【選択図】図２

Description

本発明は耐食性が良好で景観性に優れた樹脂粉体焼付け塗装ロープに関する。

金属ロープとしてスチールワイヤロープが汎用されているが、海水や潮風にさらされる場所や、塩水流入河川や火山地帯の酸性雰囲気といった厳しい腐食環境で使用される場合においては、耐食性が損なわれて強度、柔軟性が低下し、耐用年数が短くなるとともに、錆により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本に樹脂塗装を施し、そうした塗装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本樹脂塗装するには時間と手間がかかり、また、撚り合せる際に塗装が損傷されることが避けがたく、実使用においてこの損傷部から錆が進行してしまうなど品質が落ちる問題があった。

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しかも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、それでいて安価な樹脂塗装金属ロープを提供することにある。
本発明のロープは、前記のような腐食環境における落石防止柵やガードケーブルなどの各種安全施設に使用される比較的太径のロープに主として供される。

上記目的を達成するため本発明の金属ロープは、３本以上の素線を撚り合わせたストランドを複数本撚り合わせてなる金属ロープ本体表面全体に直接、粉体樹脂が焼き付け塗装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、ロープを構成する素線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を更に複数本撚り合わせてなるロープの表面全周に直接樹脂粉体を付着・溶融後、固化密着させているので１度の工程で能率よくすることが生産できる。また、素線に塗装してその素線を撚りあわせたものでなく、ストランドを撚り合せて作成したロープ全体を直接塗装し、ロープ全体を被膜で覆っているので、撚り合せに伴う塗膜の剥離や損傷が生じない。したがって、良好な耐食性を得ることができる。

好適には、塗膜厚さは４０〜１７０μｍで、ロープの表面の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、しかも以下の（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、ピンホールがなく、塗装膜厚が４０〜１７０μｍであるうえに素線間塗膜の凹み条件を特定し、ロープを構成する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、ロープの柔軟性を十分に発揮させることができる。また、前記素線間塗膜の凹み条件により、塗膜が薄く均一かつシャープな輪郭であるので、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の滑りによるずれが防止され、確実に直交状に固定することが可能になる。

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、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。しかも耐候性がよく、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がなく、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。
なお、樹脂粉体に顔料を配合することにより所望の色調にすることできるので、存在を目立たせ、逆に存在を目立たせない金属ロープとすることができる。
また、好適には、ロープ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、耐久性をよいものにすることができる。

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と図２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本体であり、複数本の素線１ａを撚りあわせたストランド１ｂの複数本を撚り合せて構成され、この例では、３×７構造となっており、各ストランド間には谷部３が形成されている。
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。

２は前記ロープ本体１の表面に施された樹脂粉体焼付け塗装膜である。この樹脂としては、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ものであることが必須であり、特に、ポリエステル系樹脂は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。

前記ポリエステル系樹脂で代表的なものは、変性飽和ポリエステル樹脂であり、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の結晶性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。
前記変性飽和ポリエステル樹脂樹脂は、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/cm^２にも達する特性がある。

前記樹脂粉体焼付け塗装膜２は、ロープ表面の凹凸を目視して確認できる薄いものであり、図１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。図１と図２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。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となっており、また、ストランド１ｂの谷間においても、これを塊状に埋めるのでなく、隣接するストランド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、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である。厚さの下限を４０μmとしたのは、樹脂の粒径の関係から４０μm以下に薄くするとロープ表面から塗膜表面に抜けるオープンポア状の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他の例を示しており、７×１９構造のロープ本体１の全体に樹脂粉体焼付け塗装膜２を施したものであり、谷部３が埋められて棒状になることなくまた均一に被覆されている。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ストランドの複数本を更に撚り合わせてなるロープ本体を作成し、該ロープを走行させながら、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ロープ表面に付着させる。
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、エアガンによりロープ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ロープ表面に静電気により付着させられる。この工程においては、隣り合う素線間の隙間やストランド間の隙間に侵入しやすくするために、樹脂粉体は８０メッシュパスより細かい粒度のもの好適には１２０メッシュパスより細かいものを用い、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。
高周波加熱はロープを走行させながらロープに高周波コイルにより高周波を印加するのもので、ロープ表面から内部に熱拡散して均一な加熱状態となる。樹脂粉末はロープ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、素線の表面、ストランドの表面に均一な膜を形成する。

ロープは丸線と異なって凹凸が大きいので、常温の状態のロープ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品質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。

本発明の具体例を示すと次のとおりである。
具体例１：
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１に示す３×７構造の直径１８ｍｍのワイヤロープ本体に、塗膜厚が平均１２０μｍの非常に均一で（Ｌ／ｄ）×１００が８.２（％）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、引張破断時の強い衝撃でも剥離することなく、塗膜の密着性も良好で、通常の非塗装ロープの巻収に用いられる直径５４０ｍｍのドラムに巻き付けても剥離やクラックが生じないことが確認された。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１９本の素線を撚り合わせたストランドを更に７本撚り合わせた図２に示す７×１９構造の直径６ｍｍのワイヤロープ本体に塗装した。
塗膜厚は平均７０μｍでピンホールがなく、（Ｌ／ｄ）×１００が７.９（％）であった。この塗装は、引張破断時の強い衝撃でも剥離することなく、塗膜の密着性も良好で、通常の非塗装ロープの巻収に用いられる直径２８０ｍｍのドラムに巻き付けても剥離やクラックが生じないことが確認された。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。

本発明にかかる金属ロープの一例を示す側面図である。 （ａ）は図１の金属ロープの一例を示す拡大断面図、（ｂ）はその一部拡大図である。 本発明にかかる金属ロープの一例を示す拡大断面図である。

符号の説明

１ 金属ロープ本体
１ａ 素線
１ｂ ストランド
２ 樹脂粉体焼付け塗装膜
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）

Claims (4)

1. ３本以上の素線を撚り合わせてなるストランドの複数本を更に撚り合わせた金属ロープ本体表面全体に直接、粉体樹脂が焼き付け塗装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. 塗装厚さが４０〜１７０μｍで塗膜にピンホールがなく、しかも以下の（１）式を満たしている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. ロープを構成する素線の表面に防食めっきが施されている請求項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。

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