JP2008144324A - 耐蝕性pc鋼撚線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 鋼線に耐蝕性を附加する方法として導通性の含亜鉛樹脂被覆を施す。
そのため、1)撚線・ホットストレッチされた鋼撚線の表面にそのまま又は軽度の流体ホーニング又は軽度の酸洗を行った後紫外線硬化性又は熱硬化性の樹脂塗装を行い乾燥、硬化させて耐蝕皮膜を形成する。2)耐蝕塗装の直後に防蝕樹脂を付着させて加熱し、耐蝕皮膜と防蝕性被覆を同時併行して硬化させ2重膜を形成する。
【選択図】 図1
Description
被覆に先行して素線となるピアノ線に亜鉛メッキを加える方法では、品質は充分だがコストが極めて割高である。
防蝕性樹脂を厚肉に且つ個々の鋼線表面全周に被覆し隙間にも充填させて被覆する方法では、防蝕性は改善されるが損傷に伴う腐蝕に対しては不充分であり、又樹脂原単位が大きいという厚肉防蝕性鋼材本来のコスト高と言う問題がある。
粉体樹脂被覆は防蝕には良いが粉体付着のための開索がホットストレッチ効果を消滅させリラクセーション性能を低下させる。
第2の効果として、樹脂被覆の防蝕性PC鋼撚線に対して下地に耐蝕性が附加され耐久性がより強化される上に防蝕被覆厚を必要最小限に止め、高価な樹脂コストが削減される。第3の効果として本願発明の耐蝕性PC鋼撚線は比較的簡単な巻替え加工ラインや、既存撚線機の小改造で実施することができ、比較的低コストで製造可能である。耐蝕皮膜の上に防蝕被覆を重ねる場合も比較的簡単な設備改造と簡単な作業でなし得る。
第4の効果として粉体塗装方式の樹脂被覆鋼撚線に対しては、リラクセーション性能を低下させずに耐蝕性をも附加させ、逆にリラクセーション性能の低下を従来同様許容する場合にはより確実な防蝕・耐蝕性のPC鋼撚線とすることができる。
図1は第1発明を実施する設備の一例で、ピアノ線を撚り合わせる撚線工程と、それに直結して後続するホットストレッチ工程を説明する概略側面図である。
素線1となるピアノ線が巻かれた例えば7個のボビン2を撚線機3に装着する。各素線1をボビン2より引き出し、走行させ、中心線の周りにそれぞれ旋回させて捻り、鋼撚線4に成形する。
次ぎに該鋼撚線4を紫外線灯が並列した紫外線硬化炉11に貫通させて塗膜を急速硬化させる。硬化時間は10秒以内である。乾燥硬化により、金属亜鉛が80質量%以上残りは樹脂から成る膜厚が10〜50μmの耐蝕皮膜が形成される。その後巻取機12により巻き取り、耐蝕性鋼撚線13が製造される。紫外線硬化塗料は多少高価であるが、皮膜処理を撚線工程に無理なく組み込むことが可能になる。
該撚線21を直進走行させつつ塗装装置22により第1例と同様に塗装するが、本方法では熱硬化性樹脂を使用する。反応促進のため塗装前又は塗装後、誘導加熱装置23により250℃以下の温度に急熱する。その後保持炉24を貫通させて塗膜を乾燥・硬化させ、水冷装置25により一層硬化させて巻取機26により巻き取って耐蝕性鋼撚線27が製造される。塗装前に軽度のホーニング又は軽度の酸洗を適用するなら多少日にちの遅れた材料に対しても品質管理上の問題が解消されやすくなる。
該鋼撚線27はそのままPC工事に使用、又は防蝕被覆処理の附加に供給される。
耐蝕塗装の前に簡単な流体ホーニング又は簡単な酸洗装置33を付設すると、前項同様に表面の導通性の安定、確実性が得られる。本方法により従来の防蝕被覆の下に耐蝕皮膜が形成され耐久性が格段に向上する。
第1例又は第2例の耐蝕性鋼撚線を材料として供給するなら既存被覆ラインをそのまま使用して同様製品が容易に得られる。
該工程はPC鋼撚線41を直進走行させつつ酸洗処理し、耐蝕塗装し、誘導加熱装置42により250℃以下の温度に急熱し、開索機43により一時的に弾性限内で撚りを戻して鋼線間を離間させ、離間した温間の該鋼線群の表面の未硬化塗膜の上に熱硬化性の粉体樹脂を静電付着装置44で付着・溶融させ、撚り形状を元の撚線に回復し、温間保持炉45により保持し、付着粉体を溶融・平滑化させ、下地と共に同時併行して熱硬化させ、水冷して硬化を完了させ、厚肉の防蝕性樹脂被覆を形成した防蝕耐蝕性鋼撚線46となる。
粉体塗装においては被覆の付着強度を確保するため事前に酸洗処理がなされているが、本発明では耐蝕塗装における溶剤の適切な選定により皮膜の密着性を強化することができることから酸洗工程を省略してもよい。軽度の流体ホーニングや軽度の酸洗を適用することは簡単に実施でき且つ表面性状の安定化が確実になる。
第1例の耐蝕性鋼撚線を材料として使用することには無理がある。開索工程で耐蝕皮膜が部分的に剥離する危険性がある。
ホットストレッチ加工後の鋼線表面が導通性を持つ第1の根拠は、テスターによるチェックにおいて表面の接触抵抗が該加工前後で明らかに異なることである。第2に実態顕微鏡で表面を観察すると、鏡面光沢を持つピアノ線表面が約400℃の加熱と水冷と水冷による洗浄により粉体付着状に変質している。又金属状の面が見られる。伸線により表面積は約3倍に拡張するが下地のリン酸亜鉛化成処理膜は展伸しないからであろう。潤滑剤は通常ステアリン酸Caが使用されるが、400℃加熱により容易に炭化する。発煙もそれを裏付ける。CaはCaOと成っているが潤滑剤の炭化作用によるススが導通性を誘導していると推測される。加熱により極めて薄い酸化鉄膜が形成されるが該物質は本来半導体であり、薄さと合わせて導通性を持つと推測される。
軽度の酸洗という意味は通常少なくとも数10秒を要する酸洗を10秒以内で済ませる程度とする。灰白色金属光沢には遠いが導通性や塗膜の密着性には充分である。撚線工程と皮膜工程が直結せず、その間日数が有る場合には表面性状の劣化もあり得るのでその場合には有効になる。処理酸として硫酸、塩酸、リン酸等が使用され一長一短がある。
膜厚は塗料の粘度により10〜50μm間で可変とされている。溶融メッキの厚さは通常30〜80μmであるから塗料の調整や重ね塗りにより後者と同等ないし以上の耐蝕性とすることも困難ではない。膜厚は10〜100μmが望ましい。10μm程度あれば実用上の耐久性がほぼ得られ且つ低コストになる。電気亜鉛メッキでは数μmでもそれなりに有効であることからも裏付けられる。100μmあれば現行溶融メッキ量を超え、耐蝕性は匹敵ないし凌駕する。これが膜厚上限を100μmと特定した理由である。
粉体付着について弾性限内で開索すると鋼線間の距離は数10mmにはならず数mm程度であり中心線の付着量が不足する傾向が生ずる。しかし下地の耐蝕皮膜が被覆の薄肉化を補う。
下地及び被覆が硬化した後巻取ると特定した理由は、巻取前に硬化が不十分であると巻取後に最終硬化が起こり鋼撚線に捲き癖が付くからである。捲き癖は使用時の巻き戻し作業を煩わせる。
応用例Bにおいて、熱可塑性樹脂としてポリエチレン系、ポリエステル系、ポリウレタン系が強度、延靭性、価格の点で望ましい。応用例B、応用例C及び応用例Dにおいて下地処理の熱硬化性樹脂としてエポキシ系が好ましいがエポキシ系に限定されない。反応時間は充分あるので他の樹脂も使用できる。被覆材についても同様である。
実施するに当たり既存のPC鋼撚線を製造する設備やPC鋼撚線に被覆を施す設備を流用できて小改造で製造可能とすることができ、コスト上の問題も小さい。
Claims (5)
- ホットストレッチ加工された低リラクセーションのPC鋼撚線において、該鋼撚線を走行させつつ、そのまま又は軽度の流体ホーニング又は軽度の酸洗処理を施したのち、該鋼撚線の表面に金属亜鉛粉末を混合した樹脂塗料を塗布し、乾燥し、硬化させて金属亜鉛が80質量%以上で残りは樹脂から成る膜厚が10〜100μmの耐蝕皮膜を形成したことを特徴とする耐蝕性PC鋼撚線の製造方法。
- 塗料が60〜75質量%金属亜鉛粉末と40〜25%の樹脂と溶剤から成り、樹脂分が紫外線硬化性又は熱硬化性合成樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の耐蝕性PC鋼撚線の製造方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の方法によって形成された耐蝕皮膜の上に、1)熱硬化性樹脂の皮膜又は被覆、2)又は熱可塑性樹脂の被覆を施すことを特徴とする防蝕耐蝕性PC鋼撚線の製造方法。
- 耐蝕皮膜の上に熱硬化性樹脂の被覆を施す方法が、金属亜鉛粉末を混合した樹脂塗料を塗布した後250℃以下の温度に誘導加熱し、一時的に弾性範囲内で撚りを戻すよう捻って素線間に隙間を設け、該撚線表面の未硬化塗膜上に熱硬化性の粉体樹脂を静電付着させ、素線の保有熱で溶融させ、捻りを戻し、温間保持して下地の塗膜と外装の溶融被覆を同時・併行して熱硬化させた後、巻取ることを特徴とする請求項3に記載の防蝕耐蝕性PC鋼撚線の製造方法。
- 耐蝕皮膜の上に熱硬化性樹脂の被覆を施す方法が、金属亜鉛粉末を混合した樹脂塗料を塗布した後250℃以下の温度に誘導加熱し、一時的に弾性限を超える撚りを戻して各素線を離間させ、離間した素線表面の未硬化塗膜の上に熱硬化性の粉体樹脂を静電付着させ、鋼線保有熱で溶融させ、撚り形状を元の撚線に回復し、更に該粉体を堆積させ、再加熱と温間保持により下地の塗膜の乾燥・熱硬化と付着粉体の溶融・平滑化・熱硬化とを同時併行的に進め、硬化完了後巻取ることを特徴とする請求項3に記載の防蝕耐蝕性PC鋼撚線の製造方法。
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