JP2010065509A

JP2010065509A - 屋外設置金属支柱

Info

Publication number: JP2010065509A
Application number: JP2008235629A
Authority: JP
Inventors: Motoji Tashiro; 元司田代; Yoshiyuki Oguro; 義之小黒
Original assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-25

Abstract

【課題】既に道路沿いに設置されている安全施設の支柱の融雪剤の散布による腐食を防止でき、しかも現地で比較的簡易に実施可能な防錆性能の高い屋外設置金属支柱を提供することにある。
【解決手段】安全施設の支柱1において、地際の表面の一部4或いは全表面に、溶射樹脂被膜が形成されている。当該溶射樹脂被膜は、下層から上層へと順次溶融温度が高い異なる種類の樹脂材料が、溶射積み重ねられた多層樹脂被膜により形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は屋外に設置される金属支柱とりわけ防錆性能の高い屋外設置金属支柱に関する。

屋外設備たとえば道路沿いに設置されるガードレール、ガードケーブル、ロックフェンス、安全標識、防雪柵、照明灯などの安全施設においては、それら構造物を固定するために、地表から地中に金属支柱が立設されるのを通例としている。
ところで、雪の多い地方では冬場に道路の凍結を防止するために融雪剤を散布することが行なわれており、この融雪剤は金属を腐食する成分を含んでいるので、散布時あるいは散布後に走行する車両に飛ばされた融雪剤や雪解け時の液状の融雪剤が安全施設の特に支柱の地際に付着し、この部分を激しく腐食させ、それによって強度が低下し、安全施設としての機能が早期に低下する問題があった。

上記の対策としては、支柱に防食処理を施すことであり、一般的な防錆処理としては粉体樹脂の焼付け塗装処理が有効で最近広く採用されるようになってきている。
しかし、この方法は被塗装物を粉体樹脂の融点より高い温度に加熱し、その後これを流動状態の粉体樹脂に浸漬して、付着させ引き上げて溶融させた後、冷却固化させる、或いは静電塗装機等を用いて粉体樹脂を吹き付けて付着させ、その後、粉体の融点より高い温度に加熱して樹脂を溶かした後に冷却固化させて仕上げるのが一般的である。

ここで、塗装主設備としてはショットブラスト装置などの前処理装置、熱風加熱炉、樹脂流動槽又は静電塗装機、冷却装置のほかに被塗装物の搬送などの付帯設備が必要になる。
しかし、塗装対象であるガードケーブル支柱などの屋外金属構造物は一般的にボリュームが大きいので、前記の粉体樹脂焼付け塗装では塗装設備も非常に大型になってしまう。
更には、使用する樹脂の溶融温度が高くなると、加熱炉もより耐熱性の高いものが必要で、設備費も高価なものになってしまう。そこで、設置済の支柱への現地でのこの塗装は、前記のように持ち運びが容易にできないことから不可能であるとされていたのである。

本発明は前記課題を解決し、既に道路沿いに設置されている安全施設の支柱の融雪剤の散布による腐食を防止でき、しかも現地で比較的簡易に実施可能な防錆性能の高い屋外設置金属支柱を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため本発明は、道路沿いに設置される安全施設の支柱において、地際の表面のみ、或いは全表面に溶射樹脂被膜を形成させてなることを特徴としている。

本発明は、粉体樹脂焼付け塗装法に代えて、粉体樹脂溶射法を採用するものである。即ち、粉体樹脂塗装のような大掛かりな塗装設備が必要でない樹脂溶射法を採用することにより屋外に設置済の支柱に樹脂溶射被膜を形成し、耐食性を向上させるものである。
樹脂溶射法は燃焼ガスやプラズマを熱源として樹脂材料を加熱により溶融もしくは半溶融状態にさせ、それを圧縮エアにより加速し、母材表面に衝突させて凝着させる方法である。

この方法は、加熱した樹脂の熱量が相対的に少ないため、溶射前に母材を十分に予熱しておかないと金属表面に溶着しにくく良好な密着性が得られないとされていたが、予熱温度が低くてよい低融点樹脂を用いて樹脂溶射をするならば特別な予熱装置を必要としないことを知見した。
即ち、被塗装物の予熱が低温でよいため、手持ち式のバーナー或いは溶射機で予熱を施すことができるので、樹脂溶射を施して耐食性のよい溶射樹脂被膜を形成させるのである。
そして、高い予熱温度を必要とする樹脂を溶射する場合には、予め、低融点樹脂を下地に溶射し、それが溶融或いは半溶融状態にあるうちにその上に下地樹脂より溶融温度が高い２層目樹脂、必要に応じて３層目と順次溶射して多層構造の溶射被膜とすればよく、用途に応じた耐食性を得ることができる。

すなわち、対象の支柱要部に予熱を施した後、粉体樹脂材料を用いて溶射を施して第１層被膜を形成し、この被膜が溶融或いは半溶融状態にあるうちに、第１層被膜樹脂材料より溶融温度の高い樹脂材料を溶射して第２層被膜を形成し、更に必要に応じこの第２層被膜が溶融或いは半溶融状態にあるうちに第２層樹脂材料より溶融温度の高い樹脂材料を溶射して第３層被膜を形成するように下層から上層へと順次溶融温度が高い樹脂材料を溶射積み重ねていくのである。
本発明において最低限必要な設備としては、ハンドグラインダー式研磨機等の前処理工具及び溶射機本体と付帯設備であるガスボンベ（プロパン、酸素）、コンプレッサー及び発電機であり、小型トラックなどで十分持ち運びができ、現場に容易に施工できるものである。

既に道路沿いに設置されている安全施設の支柱の一部、即ち少なくとも地面際から上部のある幅に現地で通常の粉体樹脂焼付け塗装品と同等の耐食性をもつ防錆性能を容易に得ることができ、融雪剤などの散布がなされても腐食しない耐食性の良好な大型構造物が得られる。

好適には、溶射樹脂被膜はＥＶＡ系樹脂被膜である。（請求項２）
ＥＶＡ系樹脂被膜は溶融温度が約１１０℃と低温であり、手持ち式のバーナー或いは樹脂を供給しない状態での溶射機による熱噴射にて対象支柱葉８０〜１００℃に容易に予熱可能であるから、的確に溶射を行なえ、密着性のよい樹脂被膜を形成できる。

好適には、樹脂被膜が、下層から上層へと順次溶融温度が高い異なる種類の樹脂材料が溶射積み重ねされた多層樹脂被膜である。（請求項３）
第１層被膜は金属地肌とできるだけ密着性のよい樹脂を用いることが好ましく、外層被膜は耐候性、耐薬品性、耐塩水腐食性等を考慮して最適な樹脂を選定すればよく、好適には、１層目にＥＶＡ系樹脂、２層目に飽和ポリエステル樹脂を溶射してなる２層樹脂被膜である。（請求項４）
飽和ポリエステル系樹脂はイソフタル酸８〜２０モル％を含み、固有粘度が０．７〜１．０のイソフタル酸共重合ポリエステルである。(請求項５)

図１は本発明を適用したガードケーブルの支柱を示しており、１は支柱、２は支柱１の上部に固定した支持金具、３は支持金具２に装架されたワイヤロープであり、４は前記支柱１の地際すなわち地面Ｇから上の所要範囲の表面に施した溶射樹脂被膜部である。
図２は本発明を適用したロックフェンスの支柱を示しており、１は支柱、３は支柱に装架されたワイヤロープ、５は金網、４は前記支柱１の地際すなわち地面Ｇから上の所要範囲の表面に施した溶射樹脂被膜部である。

図３と図４は溶射樹脂被膜部4の例を示しており、図３は支柱１の表面たる母地１０に１層の溶射樹脂被膜６を形成している。図４は支柱１の表面たる母地１０に第１層溶射樹脂被膜6を形成し、その上に第２層樹脂被膜７を重ねている。
１層の溶射樹脂被膜６または第１層溶射樹脂被膜6は、ＥＶＡ系樹脂で代表される溶融温度の低い樹脂が好適であり、第２層樹脂被膜７は飽和ポリエステル樹脂が好適な例である。

上記溶射樹脂被膜部4を形成する工程を説明すると、被溶射物である支柱１の表面に研磨等の前処理を施した後、手持ちのバーナー或いは溶射機の燃焼熱のみで表面を低温予熱した後、低溶融温度を有する粉体樹脂を溶射機8で溶射する。被膜の厚さは溶射塗り重ね回数（溶射回数）で調整する。

必要とする樹脂が高溶融温度のものであれば、上記の低溶融温度樹脂を溶射した後、続いて当該高溶融温度樹脂をその上に溶射するものである。更に必要であれば低溶融温度の樹脂から順次高溶融温度の樹脂を上層に溶射して、最外層に最も用途にあった樹脂を溶射して多層構造の被膜としてもよい。被溶射物の支柱１は鉄や鋼のままでも良いが、それらに亜鉛や亜鉛−アルミのめっきを施したものが２重防食の意味でより良い。

多層溶射樹脂被膜を得るには、支柱に低温予熱を行った後、溶融温度の低い樹脂を溶射して下塗りとしての第１層被膜を形成させ、当該被膜樹脂が溶融或いは半溶融状態のうちにその上に溶融温度が高い目的とする樹脂を溶射するものである。必要によっては下塗りを２層以上とし、その最外層として目的とする樹脂を溶射して多層構造の被膜を形成させてもよい。
温度的には、金属構造物にその表面が８０〜１２０℃程度になるように低温予熱を施した後、第１層被膜に溶融温度１３０℃以下の樹脂材料、第２層被膜に溶融温度２５０℃以下の樹脂材料を溶射積み重ねていくのである。

本発明の樹脂溶射について詳しく説明すると、まず前処理工程を行なう。これは、基材表面にエアーブラスト装置を用いてショットブラスト処理を行い、表面の梨地化と活性化を行って溶射材の密着性を向上させるもので、ブラスト処理の代わりに研磨紙磨きやハンドグラインダー式研磨機等を使用して処理してもよい。
ついで、対象とする支柱１の表面が８０〜１２０℃程度になるように加熱する低温予熱工程を行なう。これはガンタイプの溶射機を用い、溶射材を噴射させないで燃焼炎のみで基材表面を軽く予熱するか、或いはバーナーを用いて基材表面を軽く予熱する。

ついで、第１層目の樹脂を溶射する。溶射は燃焼ガスやプラズマを熱源として樹脂材料を加熱により溶融もしくは半溶融状態にさせ、それを圧縮エアにより加速し、母材表面に衝突させて凝着させる方法であり、装置としては、ガンタイプの溶射機と、プロパンガスボンベや酸素ボンベなどの熱源と、粉体供給タンクと、エアコンプレッサーなどが用いられる。第１層目の樹脂としては溶融温度１３０℃以下のものが用いられ、好適な例は、ＥＶＡ（エチレン酢酸共重合体）系樹脂材料である。粉体粒度は７５〜３００μｍのごときである。
なお、溶射後、表面平滑性が不十分な場合は溶射材を絶って、燃焼炎で加熱するなどして調整してもよい。被膜の表面平滑性を確保するため、溶射後すぐに溶射機で溶射材の供給を絶って炎のみで加熱し、或いは手持ち式バーナーで熱を加えて樹脂の溶融を助け、平滑な表面になるようにしてやればよい。被膜厚さは主として溶射において塗り重ね回数で自在に調整することができる。

図４のような多層溶射樹脂被膜を形成する場合には、溶射材供給タンクを第１層目樹脂供給タンクから第２層樹脂供給タンクに切替えて１層目樹脂溶射と同様に行う。
第２層の樹脂は溶融温度が第１層より高い２５０℃程度以下のものであり、その例としては、熱可塑性変性飽和ポリエステル樹脂ＴＯＦＦ：飽和ポリエステル系樹脂であってイソフタル酸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樹脂材料が挙げられるが、２層目の溶射は１層目の樹脂が溶融或いは半溶融状態にあるうちに行う。

なお、３層被膜とする場合には、第１層被膜にＥＶＡ系樹脂材料、第２層被膜にエポキシ系樹脂材料、第３層被膜に飽和ポリエステル系樹脂であってイソフタル酸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樹脂材料を用いる。
この場合、第２層被膜に溶融温度２００℃以下の樹脂材料、第３層被膜に溶融温度２５０℃以下の樹脂材料を用いる。その具体例としては、第１層被膜にＥＶＡ系樹脂材料、第２層被膜にエポキシ系樹脂材料、第３層被膜に飽和ポリエステル系樹脂であってイソフタル酸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樹脂材料を用いることがあげられる。
なお、樹脂溶射を終えたならば、溶射部に水をかけ或いは冷気を吹き付けて冷却し、樹脂を固化させる。

図１に示すガードケーブルの支柱（直径：１１４ｍｍφの亜鉛めっきパイプ）及び図２に示すロックフェンス支柱（２００×１００ｍｍの亜鉛めっきＨ形鋼）にそれぞれ地際から上の２５０ｍｍ幅について溶射を行った。
まず、ハンド式研磨機と研磨紙を用いて前処理を施し、非溶射部には耐熱シートでマスキングを行った。続いて、溶射機を用いて表面を８０〜１００℃に予熱した後、溶融温度が約１１０℃のＥＶＡ系粉体樹脂の溶射を行って後、空冷して被膜を形成した。得られた被膜の厚さは０．８６〜０．９５ｍｍ程度であり、JIS K5600に順ずるクロスカット試験においても密着性は十分であった。

実施例１と同じ支柱を用いて２層被膜の樹脂溶射を行った。
即ち、同様に前処理と予熱を行った後、まずＥＶＡ系樹脂の溶射を施して、樹脂が溶融或いは半溶融状態にあるうちにこの上に変性飽和ポリエステル樹脂を溶射して後、水をかけて冷却して２層被膜を形成した。
ここで変性飽和ポリエステル樹脂とは、イソフタル酸成分８〜２０モル％、固有粘度０．７〜１．０の熱可塑性ポリエチレンイソフタレート共重合体より成るポリエステル系重合体の粉体であり、耐候性、耐食性や耐酸性に非常に優れている。
得られた被膜の厚さは０．９０〜１．２３ｍｍであり、前記クロスカット試験でも十分な密着性が確認された。

耐食性の評価：
実施例１及び２と同条件で亜鉛めっき鉄板に溶射を施し、それぞれＥＶＡ系樹脂溶射板（被膜厚＝0.98ｍｍ）及び下層にＥＶＡ系樹脂を上層に変性飽和ポリエステル樹脂の２層溶射板（被膜厚＝1.10ｍｍ）を作製し、これを用いて耐食性試験を行った。なお、比較材として、溶射前の亜鉛めっき鉄板を用いた。

試験方法：
（Ａ）塩水噴霧試験（JIS K 5600）［３５℃、５％塩水噴霧］
（Ｂ）塩サイクル複合サイクル試験（JIS K 5600）［塩水噴霧１時間（３５℃、５％塩水噴霧）→湿潤３時間（３５℃、９５％ＲＨ）→乾燥（５０℃、２０％ＲＨ）→乾燥２時間（３０℃、２０％ＲＨ）の繰り返し（３サイクル／日）
試験期間：（Ａ）を２０００時間実施後、（Ｂ）を３０００時間。

結果：溶射板２種類とも（Ａ）→（Ｂ）試験後において、錆の発生は皆無で、非常に耐食性に優れていた。一方、比較材の亜鉛めっき鉄板は（Ａ）の試験後には部分的に鉄地からの赤錆が発生しており、その後の（Ｂ）の試験後では全面に赤錆が発生した。

本発明を適用したガードケーブルの支柱を示す側面図である。本発明を適用したロックフェンス支柱を示す側面図である。本発明における支柱の部分拡大断面図である。本発明における支柱の部分拡大断面図である。

符号の説明

１支柱
４溶射樹脂被膜部
６１層の溶射樹脂被膜または第１層溶射樹脂被膜
７第２層樹脂被膜
８溶射機

Claims

安全施設の支柱において、地際の表面のみ、或いは全表面に溶射樹脂被膜を形成させてなることを特徴とする屋外設置金属支柱。
溶射樹脂被膜としてＥＶＡ系樹脂被膜を形成してなる請求項１に記載の屋外設置金属支柱。
溶射樹脂被膜が、下層から上層へと順次溶融温度が高い異なる種類の樹脂材料が溶射積み重ねされた多層樹脂被膜である請求項１に記載の屋外設置金属支柱。
１層目にＥＶＡ系樹脂、２層目に飽和ポリエステル系樹脂を溶射してなる２層樹脂被膜をもつ請求項２に記載の屋外設置金属支柱。
飽和ポリエステル系樹脂がイソフタル酸８〜２０モル％を含み、固有粘度が０．７〜１．０のイソフタル酸共重合ポリエステルである請求項４に記載の屋外設置金属支柱。