JPH04153382A

JPH04153382A - 防錆処理を施した吊橋用ケーブルワイヤ

Info

Publication number: JPH04153382A
Application number: JP27865790A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ochiai; 落合　憲二
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1990-10-16
Publication date: 1992-05-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、特に長大橋等の吊橋用ケーブルワイヤに関し
、詳しくは防錆処理層を有する吊橋用ケーブルワイヤに
関するものである。

［従来の技術］例えば本州四国連絡橋等の如き長大吊橋においては、こ
れらの長大吊橋の殆んどが海上橋であることの為、ケー
ブル架設時にはストランドを一方の陸地側から順次引き
出して行くことが必要となり、メインケーブルの完成ま
でには１〜２年にも及ぶ長年月日を要している。また架
設工事期間、更にはメインケーブルの防食塗装工事完了
までを含めると実に３〜５年間もの長期間に亘ってケー
ブル素線が海上に曝された状態に置かれることになる。

こうしたことから、ケーブル素線の防錆処理は不可欠要
件となっている。また吊橋は完成径小なくとも１００年
は使用に供されるため、ケーブルの防食はその橋の寿命
を決める要因として非常に重要である。従来、ケーブル
素線の亜鉛めっき層を更に防食する手段としては、クロ
ム酸系薬剤による化成処理か行なわれていたが、環境破
壊を弓き起こすという欠点があった。このような公害を
生しない手段として、タンニン酸系被覆（特公昭５５−
、１．８７８６号）、水ガラス系被覆（特公昭５５−３
０５９３号）或は有機・無機複合型被覆組成物（特公昭
６２−４０４７３号または特開昭６３−２９７６１３号
）等の技術も提案されている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながらこれまての技術は、夫々下記の様な欠点を
有しており、いずれも現在の要求を満足し得るものでは
ない。

タンニン酸系被覆は倉庫内等の如く雨水に濡れないよう
な保存状態の下では比較的良好な防錆効果を示すが、ケ
ーブル架設工事中の屋外では雨水に曝されたり、太陽光
線を浴びる為、比較的短時日て白錆が発生するという問
題がある。

またガラス系被覆では被覆剤中のカリウムか水に溶解し
易く、このカリウムが乾燥時に再結晶して白化生成物を
作り、これを白錆と見誤るという問題がある。

方有機・無機複合型被覆組成物は有機ポリマーの持つ造
膜性や柔軟性等の特性と無機成分の持つ耐擦傷性や耐候
性等の特性を合わせ有するものであるため、特に長大吊
橋めっき鋼線の白錆防止処理としては優れているが、ケ
ーブル素線を平行に束ねるストランド加工時やケーブル
架設工事中におけるケーブル引き出し工程に際してロー
ラーやカイト等に接触し、塗膜の一部か剥離するという
問題か指摘されている。

以上のように、従来の手段では実験室あるいはワイヤ製
造直後においては目標通りの高い耐食性をボしていたも
のが、ストランドの製造工程中にローラ等に擦られたり
、ストランド加工時の曲げが加わることによって処理被
膜にクラックが入ったり、最悪の場合には塗膜が剥離す
るという問題かある。このため実際のケーブル素線とし
て使用されるときには当初の防錆能力に比べて低いもの
になっているというのが実態である。また橋は最終的に
防食と美観を重ねてメインケーブル全体に多重塗装（１
５０〜２００μｍ）を施して万全な期しているが、これ
らの多重塗膜でも、長年月を経るうちに酸素や水が塗膜
中を透過していくことは防ぎ得ないため、厳しい腐食環
境に十分耐え得るものとは言えない。

従フて、吊橋のケーブル素線に形成される亜鉛めっきに
は、搬送途中やケーブルの架設工事中に脱落しない様な
強い密着力と、数年間の海上におりる太陽光及び潮風曝
露といった過酷条件下でも亜鉛の腐食を防止できる様な
防錆力とを兼備した防錆保護被覆を形成することが要求
されている。

本発明はこうした状況のもとになされたものであって、
その目的は、防錆被膜の耐食性が高いことは勿論、処理
線が最終的に吊橋として完成に至るまでに受ける摩擦や
曲げ加工に対しても被膜が容易に剥離しない様な吊橋用
ケーブルワイヤを提供することにある。

［課題を解決する為の手段〕上記目的を達成し得た本発明とは、抗張力１６０　Ｊｆ
／ｍｍ２以上の硬鋼線に、付着量３００ｇ／ｍ２以上の
溶融亜鉛めっき層を設け、該めっき層の上に化成処理層
を設け、更にその上にエポキシ系樹脂を含む保護層を被
膜量５〜１５ｇ／ｍ２で形成した点に要旨を有する吊橋
用ケーブルワイヤである。また上記構成の保護層中に高
分子エポキシ系樹脂の他、気化性防錆剤を０．１〜１．
０重量％添加することも有効であり、これによってケー
ブルワイヤの防錆効果を更に向上することができる。

［作用］本発明者らは上記のような種々の問題点に鑑み、鋭意研
究・検討を重ねた結果、鋼線表面に溶融亜鉛めっきを設
けた上に化成処理層を設け、更にその上にエポキシ系樹
脂含有または該エポキシ系樹脂に気化性防錆剤を添加し
た保護層を設けることによって上記の諸課題を総て解決
できることを見出し、ここに本発明を完成した。

本発明に係る吊橋用ケーブルワイヤの構造は第１図に示
すように、硬鋼線１の上に溶融亜鉛めっき層２を有し、
該溶融亜鉛めっき層２の上に化成処理層３を有し、更に
その上にエポキシ系樹脂含有保護層４またはエポキシ系
樹脂に気化性防錆剤を添加した保護層４ａを有する三重
措造である。

本発明で用いる硬鋼線工としては、例えはＪＩＳＧ３５
０２に規定されているピアノ線や５ＷＲ５７７Ｂ相当の
線材等を熱間圧延、熱処理、冷間伸線て所定の線径にし
た後、最終的に１６０　ｋｇｆ／ｍｍ２以上の抗張力、
伸び４０％以上の特性を持たせたものを使用できる。

溶融亜鉛めっき層２は通常の手段て設けることができる
か、めっきの付着量は３００　ｇ／ｍ２以上とする必要
かある。即ち吊橋の耐用年数を考慮すると３００　ｇ／
ｍ２未満の付着量では不十分である。また上限は特に制
限しないが、めっきプロセス技術を考慮すれば、３５０
　ｇ／ｍ２程度か好ましい。

亜鉛めフき層２上に形成される化成処理層３は、その上
に形成される保護層４または４ａの密着性を向上せしめ
、更に耐食性を向上させる働きをするものである。この
化成１１層３は、クロメート処理またはリン酸塩処理等
によって形成される比較的薄い層である。

クロメート処理で化成処理層３を形成する場合に、クロ
メート被膜が水易溶性であれば、化成処理層３の上へ被
覆する塗布液の安定性を害するので、水難溶性であるこ
とが好ましい。その為には、クロメート処理液中に還元
剤を添加し、塗布処理後加熱乾燥し、被膜中の６価クロ
ムの多くを３価クロムに還元するか、或は反応性クロメ
ルト液で亜鉛とのクロム化合物を形成した後水易溶性成
分を除去し、乾燥して水難溶性被膜とするのが良い。ま
た化成処理層３中のクロム含有量は１０〜９０　ｍｇ／
ｍ２程度が適当であり、クロム含有量が１０　ｍｇ／ｍ
２未満では耐食性が不十分であり、９０　ｍｇ／ｍ２を
超えると耐食性は良好であってもクロムの溶出量か多く
なり環境汚染上好ましくない。

一方リン酸塩処理で化成処理層３を形成するには、通常
のリン酸亜鉛系またはリン酸鉄系によるリン酸塩処理を
施せばよい。リン酸塩処理による化成処理層３の目付量
は、０．５〜２．５　ｇ／ｍ２程度が適当である。即ち
、目付量が０．５　ｇ／ｍ２未満であると均一なリン酸
塩被膜が形成されず、処理効果が低い。一方目付量が２
．５　ｇ７ｍ２を超えると、リン酸塩被膜自体の密着力
が低下し、衝撃や曲げ加工の際に剥離することがある。

化成処理層３上に被覆する保護層４，４ａは、化成ＩＡ
埋層３との十分な密着力を有し、水分等の通過を抑制す
ると共に、化成処理層３表面への外部からの直接的影響
を防ぐ為の遮蔽膜としての作用を発揮するものである。

本発明で用いるエポキシ系樹脂の分子量は特に限定する
ものではないが、できるたけ高分子量のものを用いるの
がよい。即ちケーブルワイヤの製造は通常亜鉛めっき処
理直後にインラインて防錆処理の工程を経るため、塗膜
の乾燥に長時間を要する訳にはいかず、−数的な乾燥時
間は３０〜６０秒程度と程度ており、エポキシ系樹脂層
を上記防錆処理ライン内で確実に形成するためには、当
該樹脂はできるだけ高分子量のものを用いることが必要
である。こうした作業性の観点からして、エポキシ系樹
脂の分子量はｔｏ、ｏｏｏ〜３０，０００程度が好まし
い。またエポキシ系樹脂は単独でも乾燥性、密着力、耐
衝撃性および曲げ加工性に優れるが、これらの特性を更
に向上させるためにメラミン樹脂やブロックイソシアネ
ート樹脂を架橋用として併用することも有効である。

エポキシ系樹脂層を化成処理層３上に形成するには、当
該樹脂を水または有機溶剤に分散させた溶液として用い
る。このような溶液を塗布し、加熱乾燥すると透明に近
い光沢のある被膜を形成することができる。この溶液の
エポキシ系樹脂濃度は１０〜３０重量％になる様に調合
するのが良く、濃度が１０重量％未満であると一回の塗
布で本発明の被膜量を得ることが難しく、３０重量％を
超えると溶液の安定性に劣り作業性が悪くなる。尚この
被膜量は５〜１５ｇ／ｍ２とする必要がある。これは被
膜量が５　ｇ／ｍ２未満てはケーブル素線間の摩擦疵や
ケーブル架設工事中の当たり疵等で被膜が損傷し、十分
な防錆性能を発揮することができず、−力付着量と防錆
性能は比例するが、この防錆被膜が最終のケーブル防食
工事までに亜鉛めっき層の防食作用を行なわせるために
は、１５ｇ／ｍ２て十分でありこれを超えると密着力の
低下を招来し、素線径が大きくなりケーブル全体の径に
も影響を与える。

本発明に係る吊橋用ケーブルは亜鉛めっき層の防食を目
的としたものであり、一部にても無処理部があってはな
らないので、処理被膜の存在を目視判定できるのが良く
、従って高分子のエポキシ系樹脂溶液に適当な顔料を少
量添加して被膜を着色するのも有効である。このような
顔料としては一般に使用されている各種の顔料であれば
よいが、その添加量は被膜が着色される程度で且つてき
るだけ少量に抑えるのがよく、多量に添加すると被膜の
耐食性に悪影響をおよぼず。

尚気化性防錆剤を用いる場合は、エポキシ系樹脂に気化
性防錆剤を添加した溶液を、硬鋼線の亜鉛めっき層の上
に塗布した後、加熱乾燥して５〜１５ｇ／ｍ２の被ＩＩ
！ａ量とすればよい。

次に、本発明に係る吊橋用ケーブルワイヤの製造手順の
一例を説明すると、まず硬鋼線に亜鉛めっぎを施し、脱
脂、中和、水洗、ブラッシング等により表面を清浄にし
た後、化成処理液をスプレーまたは処理液中に浸漬して
化成処理層３を形成する。次いで、エポキシ系樹脂溶液
または気化性防錆剤を含んたエポキシ系樹脂溶液をスプ
レー、浸漬、またはフローコーターで塗布し、２００〜
４００℃の７囲気で速やかに乾燥する。

このときの被膜の温度は１７０〜２２０℃まで上昇させ
るのが良い。

尚本発明で用いることのできる気化性防錆剤としては、
例えはＤＩＣＩＩＡＮ［Ｄｉｃｙｌｏｈｅｘｙｌａｍｍ
ｏｎｉｕｍ　ｎ１ｔｒｉｌｅ；（Ｃ，Ｈ，、）２ＮＨ２
ＮＯ２］またはＤＩＰＡＮ［Ｄｉｊｓｏｐｒｏｐｙｌ　
ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｎ１ｔｒｉｔｅ；　［（Ｃ１１３）
　２Ｃ１ｌ］　２旧＋２ｘ０２１等が挙げられる。気化
性防錆剤はそれ自身かナフタリンの様に蒸気化（ｙ−華
）し、金属面に付着してこれを覆うとともに金属を囲ん
でいる空気中にも充満飽和し、空気中の水分が金属面に
凝縮する際にこの水の中に溶解し、水と金属か反応して
錆となるのを防ぐ能力をもっている。これらの気化性防
錆剤が塗膜中の微細なピンホールやクラック等から徐々
に抜は出し、特にストランド加工後の線材相互間の空隙
に充満し、防錆効果を維持し続けていく。気化性防錆剤
が０１重量％未満ては加熱乾燥時の揮散のために被膜中
の残存率が悪くなり、結果としてケーブル架設後の防錆
力を発揮で籾ない。また１、０重量％を超えると形成さ
れる被膜自体が脆くなり被膜の密着性を低下させるとと
もに高価なものとなる。

以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下
記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・
後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明
の技術的範囲に含まれるものである。

［実施例］実施例１５ｍｍφのピアノ線　（ＪＩＳ　Ｇ３５０２）に溶融亜
鉛を３５０　ｇ／ｍ２の付着量でめつきした後、第１表
に示す各種化成処理および各種組成物の浸漬塗布を行な
い、３５０℃に設定した熱風循環炉を用いて６０秒間乾
燥して防錆被膜を設けた際の、被膜の各種性能を調査し
た。その結果を第１表に併記した。尚第１表において、
Ｎｏ、１．２．３，４．５は比較例であり、Ｎｏ、６．
７．８．９は本発明に係る吊橋用ケーブルワイヤである
。また第１表の防錆被膜の各種性能は、次の方法により
評価した。

（１）防錆被膜の密着性試験Ｒ＝３０ｍｍのコーナーに沿って試験線を曲げ、その曲
げ部分に粘着セロファンテープを貼り密着させた後剥離
し、防錆被膜の剥離面積を調査した。

○：被被膜剥離がない６１１〜５％のネ皮ＩＩ！　！ｌ　ＩＩＩ佳がある×：
５％以上の被膜剥離がある（２）防錆被膜の耐食性試験並行に重ねた径５ｍｍφの鋼線間に、試験線を挿入し、
鋼線間に１０Ｋｇの荷重をかけた状態で試験線を引き抜
いた後、５０℃相対温度１００％の条件で１６時間、お
よび屋外曝露条件で８時間経過させるのを１サイクルと
し、６０サイクルを繰り返した後の白錆の発生を調査し
た。

○　白錆発生なし △　１〜１０％の白錆発生 ×：１０％以上の白錆発生（３）シごき試験＝ｐｗｓ加工のシミュレーションテス
ト第２図に示すように、非回転ローラ（１，２００φ）に接触して曲げ加工を加えながら弓張
った試験線を、第３図に示す様に回転するローラー間で
５往復のしごきをおこなった。そして、しごき試験後に
塩水噴霧’７２時間試験と湿潤９６時間試験を実施し白
錆の発生を調査した。

○：白錆発生なし △・１〜１０％の白錆発生 ×　１０％以上の白錆発生第１表からも明らかな様に、本発明に係る吊橋用ケーブ
ルワイヤは、いずれも比較例に比べて優れた被膜密着性
および耐食性を示していることがよく分かる。

実施例２５ｍｍφのピアノ線　（ＪＩＳ　Ｇ３５０２）に溶融亜
鉛を３５０　ｇ／ｍ２の付着量でめっきし、第２表に示
す各種化成処理および各種組成物の浸漬塗布を行ない、
３５０℃に設定した熱風循環炉を用いて６０秒間乾燥し
て防錆被膜を設けた際の、被膜の各種性能を調査した。

その結果を第３表に示した。尚第２．３表においてＮｏ
、１０　１１　１２１３．１４，１６．１８．１９，２
１　２２２３．２４は比較例であり、Ｎｏ、１５．　１
７゜２０は本発明に係る吊橋用ケーブルワイヤである。

尚第３表の防錆被膜の各種性能は、大気曝露試験につい
ては下記の方法により、他は前記（１）〜（３）の方法
により評価した。

（４）大気曝露試験第４図に示すような１９木の試験線を平行に束ね両端を
シール加工したものを曝露サンプルとして、海岸地帯で
２年間の大気曝露を実施した後にストランドを開いて白
錆の発生を調査した。

○　白錆発生なし △：１〜１０％の白錆発生 ×・１０％以上の白錆発生表第２表および第３表から明らかな様に、本発明に係る吊
橋用ケーブルワイヤは、いずれも比較例に比べて優れた
被膜密着性および耐食性を示していることがよく分かる
。

［発明の効果］以上述べた如く本発明によれば、耐食性および被膜密着
性に優れ、吊橋用として最適なケーブルワイヤが得られ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吊橋用ケーブルワイヤの概略断面
図、第２図および第３図はしごき試験方法の概要を示す
説明図、第４図は大気曝露試験のサンプルの断面図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）抗張力１６０ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上の硬鋼線に、
付着量３００ｇ／ｍ＾２以上の溶融亜鉛めっき層を設け
、該めっき層の上に化成処理層を設け、更にその上にエ
ポキシ系樹脂を含む保護層を被膜量５〜１５ｇ／ｍ＾２
で形成したことを特徴とする吊橋用ケーブルワイヤ。
（２）抗張力１６０ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上の硬鋼線に、
付着量３００ｇ／ｍ＾２以上の溶融亜鉛めっき層を設け
、該めっき層の上に化成処理層を設け、更にその上にエ
ポキシ系樹脂９９．０〜９９．９重量％および気化性防
錆剤０．１〜１．０重量％からなる保護層を被膜量５〜
１５ｇ／ｍ＾２で形成したことを特徴とする吊橋用ケー
ブルワイヤ。