KR101322215B1 - Pc 강연선의 방청 피막 형성 방법 및 pc 강연선 - Google Patents

Abstract

본 발명은, PC 강연선(鋼撚線)을 꼬임을 풀어 측선(側線)을 심선(芯線)으로부터 완해(緩解)하고, 완해 상태에 있는 심선 및 측선의 각각 외주면에 합성 수지 분체(粉體) 도료를 도포하는 동시에 가열하여 균등하게 부착시킨 후에 냉각하여 수지 피막을 형성하고, 그 후에 심선에 대하여 측선을 원래 상태로 꼬아합치도록 한 일련의 라인에서 PC 강연선의 방청 피막(rustproof film)을 형성하는 방법으로서, 상기 수지 피막의 막 두께를 200㎛ ± 80㎛로 설정하고, 상기 가열은 합성 수지 분체 도료를 도장하기 전의 전가열과 합성 수지 분체 도료의 도장 후의 후가열(後加熱)이며, 상기 전가열(前加熱)의 온도를 60℃ ~ 150℃의 범위 내에서, 상기 후가열의 온도를 150℃ ~ 250℃의 범위 내에서, 또한 상기 전가열을 상기 후가열의 온도보다 낮게 설정하고, 상기 합성 수지 분체 도료의 입경이 0.1㎛ ~ 250㎛의 범위에서 분포된 것을 사용하고, 상기 라인의 스피드를 5m/min ~ 10m/min로 한다.

Description

PC 강연선의 방청 피막 형성 방법 및 PC 강연선{METHOD FOR FORMING RUSTPROOF FILM ON PC STRAND AND PC STRAND}

본 발명은, 건축 구조물 및 토목 구조물 등에 있어서의 프리스트레스트(prestressed) 콘크리트 공법의 포스트 텐쇼닝(post tensioning) 방식 또는 프리텐쇼닝(pretensioning) 방식의 긴장재(緊張材)나 설치재용으로서, 또는 염해(鹽害) 부식의 우려가 있는 해양 구조물이나 사장교(斜張橋)의 설치재 또는 사장재용 케이블로서 사용되는 PC 강연선(鋼撚線)의 심선(芯線) 및 측선(側線)에, 합성 수지 분체(粉體) 도료로 방청 피막(rustproof film)을 형성하는 방법과 상기 방법에 의해 얻어진 PC 강연선에 관한 것이다.

일반적으로 PC 강연선의 구조는, 심선의 주위에 복수 개의 측선이 꼬아합쳐진(twisted back) 구조로 되어 있다. 그 이유는, PC 강연선에 유연성을 부여하기 위한 것과, 측선의 꼬아합쳐짐에 의해 형성되는 나선형 홈부에 의해 콘크리트와의 전단(剪斷) 저항을 얻을 수 있기 때문이다. 따라서, PC 강연선의 방청 가공 방법이라도, 상기한 특성을 저해하지 않는 방법이 요구되고 있다. 현재, PC 강연선의 방청 가공 방법으로서 몇가지 방법이 공지가 되어 있다.

그 공지에 관한 제1 종래 기술로서, PC 강연선의 꼬아합쳐진 부분을 순차적으로 일시적으로 꼬임을 풀고, 그 풀린 부분을 확개(擴開) 유지 수단에 의해 유지하는 동시에 잉여(剩餘)가 되는 심선을 조정하고, 꼬임이 풀린 부분의 심선과 측선의 각각의 외주면 전체면에, 합성 수지 분체 도료 부착막을 각각 형성하고, 이들 부착막을 가열 용착시켜 심선과 측선의 각각의 외주면 전체면에 피막을 형성하고, 이들 피막을 냉각시킨 후에 심선과 측선을 재차 꼬아합치는 것을 특징으로 하는 PC 강연선의 방청 피막 형성 가공 방법이다(일본 특허 제2691113호의 특허 공보).

이와 같이 하여 형성된 PC 강연선은, 심선 및 측선 각각의 외주면 전체면에 분체 도료를 분사하여 부착막을 형성하고, 상기 부착막을 250℃에서 가열함으로써, 심선과 측선에 200㎛의 피막이 형성되어 있으므로, PC 강연선으로서 요구되고 있는 유연성, 및 콘크리트와의 전단 저항 등의 특성이 전혀 저해되지 않고, 또한 방청 기능은 충분하고, 이 방청 방법은 PC 강연선의 궁극의 방청 방법인 것으로 평가되고 있는 것이다.

또한, 공지에 관한 제2 종래 기술로서는, PC 강연선을 꼬임을 풀어 측선을 심선으로부터 완해하고, 완해 상태에 있는 심선 및 측선의 각각 외주면에 합성 수지 분체 도료를 도포하는 동시에 가열하여 균등하게 부착시킨 후에 냉각하여 수지 피막을 형성하고, 그 후에 심선에 대하여 측선을 원래 상태로 꼬아합치도록 한 일련의 라인에서 PC 강연선의 방청 피막을 형성 방법으로서, 상기 가열은 합성 수지 분체 도료를 도장하기 전의 전가열(前加熱)과 합성 수지 분체 도료의 도장 후의 후가열(後加熱)이며, 상기 전가열의 온도를 150℃ ~ 250℃의 범위 내에서 후가열의 온도를 120℃ ~ 220℃의 범위 내로 설정하는 동시에, 상기 전가열을 상기 후가열보다 30℃ ~ 130℃ 높게 설정하고, 상기 수지 피막을 설정한 막 두께로 하기 위해, 상기 합성 수지 분체 도료의 평균 입경을 40㎛ ~ 50㎛의 것을 사용하고, 상기 라인의 스피드를 5m/min ~ 10m/min로 한 것을 특징으로 하는 PC 강연선의 방청 피막 형성 방법이다(일본 특허 제4676009호의 특허 공보).

이와 같이, 전가열의 온도를 후가열보다 높게 설정하고, 합성 수지 분체 도료의 입경에 대하여, 10㎛ ~ 100㎛의 입경의 것이 대략 균등하게 분포되어 평균 입경 40㎛ ~ 50㎛으로 하고, 라인 스피드를 5m/min ~ 10m/min로 한 것에 의해, 생산성을 향상시켜 비용 다운을 도모하는 동시에, 유연성과 콘크리트와의 전단 저항을 손상시키지 않는 균일하며 양호한 피막을 효율적으로 형성할 수 있는라는 것이다.

일본 특허 제2691113호의 특허 공보 일본 특허 제4676009호의 특허 공보

상기 제1 종래 기술에 있어서는, 방청용의 수지 피막의 두께가 200㎛ ± 50㎛이며, 궁극적인 방청 방법인 것으로 평가되고 있지만, 그 두께의 수지 피막을 형성시키기 위해서는, 라인 스피드가 겨우 4.5m/min 이하이며, 그보다 빨리하면 예정된 막 두께를 얻을 수 없는 것이어서, 생산 효율이 나쁘다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 상기 제2 종래 기술에 있어서는, 전가열의 온도를 후가열의 온도보다 30℃ ~ 130℃ 높게 설정하는 동시에, 합성 수지 분체 도료의 입경에 대하여, 10㎛ ~ 100㎛의 입경의 것이 대략 균등하게 분포되어 평균 입경 40㎛ ~ 50㎛으로 하는 정선(精選)된 분체 도료가 아니면 사용에 도움이 되지 않는 것이며, 또한 전가열의 온도를 높게 하면, 도장된 분체 도료가 급격하게 가열 용융되고, 심선 또는 측선의 소지(素地)에 접하고 있는 분체 도료 입자 간의 간극에 존재하는 공기가 다 빠지지 않아, 분체 도료의 경화 반응이 진행되어 도료 수지의 점도가 높아지므로, 간극에 존재하는 공기가 소지와 도료 수지의 사이에 껴안아져 발포 현상이 생기고, 그 발포 현상에 의해 수지 피막에 핀홀(pinhole)이 생기는 결과로 되는 것이며, 동시에, 분체 도료의 입경이 커질수록 껴안아지는 기포가 많아질 확률이 높아져, 보다 한층 핀홀이 쉽게 생기게 될뿐아니라, 도장 후의 피막이 불균일하게 되어 표면이 악화되는 경향이 있으므로, 평균 입경을 40㎛ ~ 50㎛로 정선 또는 엄선된 범위에서 분체 도료를 관리할 필요가 있고, 이 분체 도료의 정선 또는 엄선된 입경 범위의 관리를 태만히 하면, 전가열이 높으므로, 급격한 가열에 의해 입자 간의 간극의 공기를 껴안아, 핀홀의 발생 확률이 높아지는 동시에, 정선 또는 엄선된 입경의 분체 도료가 아니면 예정된 막 두께의 피막을 형성할 수 없는 것이며, 필연적으로 재료비가 높아지므로, 제조 비용이 높아지는 문제점을 가지고 있다.

그런데, 특히, 상기 제1 종래 기술에 있어서는, 전가열과 후가열에 대하여 형성되는 피막의 성질·성능(핀홀 발생) 등에 대하여도, 라인 스피드와 수지 분체와의 관계와 생산성의 향상 등, 및 양호한 피막을 효율적으로 형성하는 것에 대해서는 전혀 언급되어 있지 않은 것이다.

이 제1 종래 기술에 반하여, 상기 제2 종래 기술에서는, 전가열과 후가열의 온도, 및 도료의 입경과 라인 스피드를 특정하여, 생산성을 향상시켜 비용 다운을 도모하는 동시에, 유연성과 콘크리트와의 전단 저항을 손상시키지 않는 균일하며 양호한 피막을 효율적으로 형성할 수 있도록 한 것이지만, 전가열 온도가 고온이므로, 도장 단계에 있어서, 정전(靜電) 건(gun)으로부터 에어 반송(搬送)에 의해 분사되는 분체 도료가, 꼬임을 풀어 완해한 심선 및 측선의 각각 외주면에 접촉하여 신속하게 용융시켜도, 일부 용융되어 점도가 낮아진 부분을 가지는 분체 도료가, 에어 반송압(풍압)으로 가압되어 용착(溶着)되지 않고 오버 스프레이 되어[블로우(blow)되어 흐르게 되고], 극히 가는 실형(絲狀)의 것(실 당김 현상)이 발생한다. 이 극히 가는 실은 가볍기 때문에, 도장 부스 내를 부유하여 서서히 얽혀져 면화상(綿花狀)(솜사탕형)의 덩어리로 되어, 완해 상태에 있는 심선 및 측선의 피막에 부착되어, 피막 표면에 돌기나 부츠 등을 형성하여 형상 불량을 야기한다.

따라서, 종래 기술에 있어서는, PC 강연선에 요구되고 있는 유연성과 콘크리트와의 부착 강도를 손상시키지 않도록 하여, 인장 피로 특성의 향상을 도모하도록 하고, 또한 전가열과 후가열과의 관계에 의해, 사용되는 수지 분체 도료 입경의 정선 또는 엄선 관리를 불필요하게 하고, 수지 분체 도료의 입경 범위를 넓히는 것에 의해, 재료비의 비용 다운을 도모하는 동시에, 라인 스피드를 올려 생산성을 향상시켜도, 핀홀이 없는, 균일하며 양호한 피막을 효율적으로 형성하는 것, 및 분체 도료의 실 당김 현상에 의한 형상 불량이 생기게 하지 않도록 하는 것에 해결 문제점을 가지고 있다.

본 발명은, 전술한 종래예의 문제점을 해결하는 구체적 수단으로서, PC 강연선을 꼬임을 풀어 측선을 심선으로부터 완해하고, 심선을 조정(調整)하면서 완해 상태를 유지하여 전가열을 행하고 나서 심선 및 측선의 각각 외주면에 합성 수지 분체 도료를 도포하여 도막을 부착시키고, 이어서, 후가열한 후에 냉각하여 심선 및 측선의 외주면에 각각 개별적인 수지 피막을 형성하고, 그 후에 심선에 대하여 측선을 원래 상태로 꼬아합치도록 한 일련의 단계에 의해 PC 강연선의 방청 피막을 형성하는 방법으로서, 상기 수지 피막의 막 두께를 200㎛ ± 80㎛로 설정하고, 상기 전가열은, 상기 합성 수지 분체 도료가 용융되어 실 당김 현상을 생기게 하지 않도록 60℃ ~ 150℃의 온도 범위 내에서 가열하는 동시에, 상기 후가열은, 심선 및 측선의 외주면에 각각 부착시킨 도막을 균등한 막 두께로 하기 위해 150℃ ~ 250℃의 온도 범위 내에서 가열하고, 또한 상기 전가열을 상기 후가열의 온도보다 낮게 설정하고, 상기 합성 수지 분체 도료의 입경이 0.1㎛ ~ 250㎛의 범위에서 분포된 것을 사용하고, 상기 일련의 단계에서의 라인 스피드를 5m/min ~ 10m/min로 한 것을 특징으로 하는 PC 강연선의 방청 피막 형성 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서는, 상기 전가열을 상기 후가열의 온도보다 적어도 20℃ 이상 낮게 설정하는 것을 부가적 요건으로서 포함하는 것이다.

본 발명에 관한 PC 강연선의 방청 피막 형성 방법에 의하면, 가열 처리를 합성 수지 분체 도료를 도포하기 전의 전가열과, 도포 후의 후가열이며, 전가열의 온도를 후가열보다 낮게 설정함으로써, 도포되는 합성 수지 분체 도료의 입경을 0.1㎛ ~ 250㎛의 범위에서 분포된 것을 사용해도, 도장된 분체 도료가 급격하게는 가열 용융되지 않고, 경화 반응이 천천히 진행되어 점도가 높아지기 전에, 분체 도료 입자 간의 간극에 존재하는 공기가 빠져 껴안지 않게 되어, 발포 현상이 생기지 않으므로, 수지 피막에 핀홀이 생기지 않게 되고, 또한 실 당김 현상이 없어지는 것이며, 후가열을 높게 함으로써 가열 용융에 의한 수지 피막을 전체적으로 균등한 막 두께로 하는 동시에 원활하게 하고, 입경이 엄선되지 않은 저렴한 분체 도료를 사용해도, 라인 스피드를 5m/min ~ 10m/min로 하여 생산성을 향상시켜 비용 다운이 도모될뿐아니라, 유연성과 콘크리트와의 전단 저항을 손상시키지 않는 균일하며 양호한 피막을 효율적으로 형성할 수 있는 동시에, 요컨대, 전가열을 낮게 하였으므로, 분체 도료의 일부가 용융되어도 그 부분의 점도가 그다지 낮아지지 않아, 에어 반송압에 의해 분체 도료가 블로우되어 흐르게 되지 않으므로 실 당김 현상이 생기지 않는 것이며, 후가열을 높게 함으로써 균등한 막 두께로 하므로, 형상 불량이 생기지 않도록 하는 각종 우수한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예에 관한 가공 방법을 실시하는 가공 라인의 개략을 나타낸 측면도이다.
도 2는 동 가공 방법으로 가공되는 PC 강연선을 나타낸 단면도이다.
도 3은 동 가공 방법에 있어서 사용되는 완해 장치[완폐(緩閉; retwisted) 장치]를 약시적으로 나타낸 정면도이다.
도 4는 동 가공 방법에 있어서 사용되는 확개 장치를 약시적으로 나타낸 정면도이다.
도 5는 동 가공 방법에 있어서 사용되는 일례의 심선 조정 장치를 약시적으로 나타낸 측면도이다.
도 6은 동 가공 방법에 있어서 도장 단계 후의 확개 상태에서의 PC 강연선을 나타낸 단면도이다.
도 7은 동 가공 방법에 있어서 도장 단계 후에 심선에 대하여 측선을 원래 상태로 꼬아합친 상태의 PC 강연선을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 1에 나타낸 가공 라인에서의 라인 스피드와 가열 온도와의 관계를 나타낸 그래프이다.

본 발명을 도시한 실시형태에 기초하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명에 관한 PC 강연선의 방청 피막 형성 가공 방법을 실시하기 위한 가공 라인의 개략도이다.

그리고, 사용되는 일례의 PC 강연선(1)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 심선(1a)이 있고, 그 외주에 복수 개(6개)의 측선(1b)이 나선형으로 꼬아합쳐진 7개의 PC 강연선이다.

일반적으로, 이 종류의 PC 강연선(1)은, 장척(長尺)의 것이 코일 상태로 권취되어 있고, 그 권취되어 있는 PC 강연선(1)을 코일 상태인채 종래예와 마찬가지로 가공 라인의 시단측(始端側)에 세팅하고, 일단부 측으로부터 순차적으로 송출하면서 방청 피막 형성 가공을 행하는 것이다.

본 발명에 관한 가공 라인의 단계 개요는, 코일 형태로 감은 PC 강연선(1)이 세팅되는 가대(架臺)(2)가 설치되고, 그 가대(2)에 세팅된 PC 강연선(1)은, 방청 피막 형성 가공을 위해 순차적으로 각각의 단계를 향해 송출된다.

즉, 전처리 단계 A, 도장 단계 B를 거쳐 원래의 연선 형태로 되돌린 후에, 가공 라인의 종단부(終端部) 측에서 도장이 끝난 PC 강연선을 코일형으로 권취하는 권취 단계 C로 되는 것이다.

이하, 각각의 단계에 대하여 설명한다.

먼저, 연속 운전 개시에 있어서, 준비 작업으로서 동종의 더미의 PC 강연선을 사용하여, 수작업에 의해 가공 라인의 시단으로부터 종단까지, 미리 각각의 단계의 카테고리 또는 방법에 의한 상태로 하여 삽통(揷通)하여 두고, 가대(2)에 세팅된 새롭게 방청 가공하는 PC 강연선(1)의 심선(1a) 및 측선(1b)의 단부와 더미의 PC 강연선의 대응하는 심선 및 측선의 단부를 각각 맞댄 상태로 용접하여 준비하고, 이 준비 작업이 종료된 후에 연속 운전이 개시된다.

장치의 운전이 개시되면, PC 강연선(1)이 시단부 측으로부터 종단부 측까지 일정한 속도로 이동하고, 그 동안에 심선(1a)과 각각의 측선(1b)과의 각 외주면에 각각 균일한 피막(도막)이 형성되고 또한 원래의 꼬아합한 상태로 되어 권취되는 것이다.

가대(2)에 세팅된 PC 강연선(1)은, 먼저 최초에 심선 조정 장치(5)를 거쳐 전처리 단계 A를 통과한다. 이 경우에, 도 3에 나타낸 완해 장치(3)에 의해 심선(1a)으로부터 측선(1b)이 꼬임이 풀려 확개(擴開)되고, 그 확개된 상태를 도 4에 나타낸 확개 유지 장치(4a~4d)에 의해 유지하고, 그 확개 상태로 유지된 상태로 피막이 형성되는 도장 단계 B까지 설정된 속도로 PC 강연선(1)이 통과한다.

완해 장치(3), 베어링(17)을 통하여 회전 링(18)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전 링(18)에는, 그 중앙부에 PC 강연선(1)의 심선(1a)이 삽통되는 심선 통과공(19)이 형성되는 동시에, 상기 심선 통과공(19)으로부터 소요 간격을 두고 방사상으로 6개의 측선(1b)이 삽통되는 측선 통과공(20)이 형성되어 있다.

확개 유지 장치(4a~4d)는, 상기 완해 장치(3)와 대략 같은 구성이며 한층 대경(大徑)으로서, 완해한 PC 강연선(1)의 확개 상태를 유지하는 것이며, 베어링(27)을 통하여 회전 링(28)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전 링(28)에는, 그 중앙부에 PC 강연선(1)의 심선(1a)이 삽통되는 심선 통과공(29)이 형성되는 동시에, 상기 심선 통과공(29)이 소요 간격을 두고 방사상으로 6개의 측선(1b)이 삽통되는 측선 통과공(30)이 형성되어 있고, 상기 완해 장치(3)와 다른 점은, 심선 통과공(29)과 측선 통과공(30)과의 간격이 넓게 되어 있는 점이며, 각 구멍의 크기는 대략 같다.

이 전처리 단계 A에 의한 숏 블라스트(shot blast) 장치(6)에 있어서는, 확개 상태에 있는 심선(1a) 및 측선(1b)의 외주면 전체면에 연소재(硏掃材)[0.3㎜ 정도의 강구(鋼球)]를 고속 회전 블레이드에 의해 투사하여, 각각의 외주면에 부착되어 있는 오일, 녹 등의 이물질을 제거하는 동시에, 외주면 전체면의 소지(素地) 조정, 예를 들면, 배껍질형의 소지 상태로 하여 피막과의 부착 또는 접착성을 향상시키는 것이다.

도 5에 나타낸 심선 조정 장치(5)는, 가대(2)와 전처리 단계 A와의 사이에서, 확개 유지 장치(4a)와 (4b)와의 사이에 설치되는 것이며, 한쌍의 외륜(21)과 상기 한쌍의 외륜(21)을 소정 간격으로 유지하는 풀리 암(pulley arm)(23)과, 상기 풀리 암을 따라 이동하면서 장력 조정 스프링(22)에 의해 완해 장치(3) 측에 일정한 텐션으로 인장(引張)되어 있는 가동 풀리(24)와, 풀리 암(23)에 장착되어 있는 고정 풀리(25)로 이루어지는 것이며, 측선(1b)을 외륜(21)의 외측에서 가이드시켜, PC 강연선(1)의 측선(1b)의 꼬아합친 피치에 대응하여 양 외륜(21)이 자유 회전 가능하게 되어 있고, 확개 유지 장치(4a)의 심선 통과공(29)을 통한 심선(1a)은, 먼저 고정 풀리(25)에 걸어 U턴시켜 가동 풀리(24)에 걸치고나서 확개 유지 장치(4b) 측에 이르도록 함으로써, 순차적으로의 방청 피막 형성과 측선(1b)을 원래의 꼬아합한 상태로 되돌리는 것에 의해 잉여로 된 심선(1a)을 되돌림으로써 조정하는 것이다.

그리고, 가동 풀리(24)의 이동 거리, 또는 풀리의 홈수는 흡수 또는 회수해야 할 잉여 심선의 길이에 따라 정해지는 것이며, 예를 들면, 풀리 홈수를 2개씩으로 하면, 잉여 심선 집적 흡수량은 4배가 된다. 가동 풀리(24)는 상시 장력 상태에 있는 장력 조정 스프링(22)에 의해 완해 장치(3) 측에 일정한 텐션으로 인장되어 있으므로, 종단부 측에서 심선(1a)에 대하여 측선(1b)이 원래 상태로 꼬아합쳐짐으로써 잉여로 된 심선(1a)을 자동적 흡수 또는 회수하는 것이다. 또한, 심선 조정 장치로서는 풀리 방식에 한정하는 것은 아니다.

전처리 단계 A에서 처리된 심선(1a) 및 측선(1b)은, 확개 유지 장치(4c, 4d)에 의해 확개된 상태를 유지하고, 또한 측선 꼬아합친 피치에 대략 대응한 회전을 행하면서 도장 단계 B에 공급되고, 상기 도장 단계 B에 있어서, 전가열 장치(7a)에 의해 가열을 행하고, 분체 도장 장치(8)에 의해 심선(1a)과 측선(1b)과의 각각의 외주면 전체면에 독립 상태로 수지 피막(26)을 형성하고, 그 수지 피막(26)은 전가열에 의해 용융 상태로 되지만, 또한 후가열 장치(7b)에 의한 가열로 전체를 대략 균일하면서 원활하게 하고, 그 수지 피막(26)을 냉각 장치(10)에 의해 충분히 냉각하여 표면 경도를 높인다.

가열 장치(7a, 7b)는 온도 조절이 용이한 고주파 유도 가열 방식이 바람직하다. 또한, 분체 도료의 공급 방법은, 정전 건으로부터 에어 반송으로 분사되는 건 스프레이법, 또는 유동(流動) 침지법 중 어느 것이라도 되고, 요컨대 정전 분체 도장 방법을 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 가열의 방법 및 온도와 정전 건의 종류와 개수 및 배치의 위치, 또한 에어 상태와, 분체 도료의 입경과 그 혼합 비율 등에 의해, 수지 피막(26)의 형성 상태, 즉 두께와 품질이 결정될 수 있는 것이다.

냉각 장치(10)로서는, 어느 정도의 길이에 있어서 냉수를 샤워형으로 뿌려 냉각하면 되지만, 바람직하게는, 2단계로 나누어 냉각시키는 편이 바람직하다.

즉, 1차 냉각과 2차 냉각을 인접 상태로 설치하고, 1차 냉각에서는, 예를 들면, 냉기를 분사하는 공냉 수단을 사용하여 피막 표면의 완만한 냉각을 행하고, 이어서, 냉수를 샤워형으로 뿌려 급속한 냉각을 행하도록 하면 수지 피막(26)의 표면이 대략 균일하면서 원활하게 마무리되는 것이다.

도장 단계 B에서 형성되는 수지 피막(26)의 두께는, 예를 들면, 대략 200㎛ ± 80㎛ 정도이며, 이 도장 단계 B에서 수지 피막(26)이 형성된 후, 측선(1b)은 완폐 장치(11)에 의해 심선(1a)에 대하여 원래의 상태로 꼬여합쳐진다. 이 경우에, 완폐 장치(11)는, 도 3에 나타낸 상기 완해 장치(3)를 역방향으로 사용한 것이며, 실질적으로 동일한 구성을 가지는 것이므로, 그 설명은 생략하고, 완폐 장치(11)로서 부호를 부여한 것이다. 그리고, 완폐 장치(11)에 의해, 측선(1b)은 꼬임 특성이 그대로 남아 있으므로, 심선(1a)에 대하여 신속하게 원래 상태로 꼬아합칠 수가 있고, 그 원래 상태로 꼬아합친 PC 강연선(1)의 단면 형상은, 도 7에 나타낸 바와 같으며, 심선(1a) 및 측선(1b)의 전체 주위에 균일 두께의 수지 피막(26)이 형성되어 있는 것이다.

수지 피막(26)의 형성 후에 원래 상태로 꼬아합쳐진 PC 강연선은, 피막 검사 장치로서의 막 두께 측정 장치(13)에 의해 표면 막 두께가 측정되고, 그 막 두께가 설정된 허용값 이외인 것이면 그것을 통지하기 위한 경보를 발하는 동시에, 허용값에 미치지 않거나 또는 허용값을 넘고 있는지의 신호가 발해진다. 또한, 핀홀 검출 장치(14)에 의해, 피막 상태가 검사된다. 그 검사 방법은 피막에 손상을 주지 않도록 비접촉형의, 예를 들면, 광학식 검출 수단을 이용하여 핀홀이 검출된 경우, 그 검출 위치에 마킹을 행하여 경보 신호를 발하게 되어 있다.

이와 같이 검사된 PC 강연선(1)은, 상하로 무단(無端) 고무 벨트가 배치된 반출 장치(15)에 의해 수지 피막(26)에 손상을 주지 않는 구조이며, 또한 이 인장 장치(15)는 이 가공 라인의 속도 설정 장치가 되어 있으므로, 인버터 모터를 사용하여, 라인 속도를 자유롭게 변환 가능한 구조로 되어 있다. 그리고, 전가열의 온도 조건, 수지 분체 도료의 토출량 등이 같으면, 라인 속도에 따라서 형성되는 피막 두께가 상이하게 되는 것이며, 라인 속도를 선택함으로써 임의 두께의 피막을 형성할 수 있는 것이다.

연속 운전이 진행되어 가대(2)에 세팅되어 있는 PC 강연선(1)이 없어진 시점에서, 가공 라인의 구동을 정지하여 피막 형성을 일시 정지하여 새로운 PC 강연선을 가대(2)에 세팅하고, 앞의 PC 강연선(1)의 엔드측 후단과 새롭게 세팅된 PC 강연선(1)의 선단을 용접하여 접속하고, 운전은 재개된다.

이와 같이 하여 형성된 PC 강연선(1), 심선(1a) 및 측선(1b)의 표면에 각각 독립 또는 단독의 상태로 수지 피막(26)이 형성되어 있으므로, 이 종류의 PC 강연선에서 요구되고 있는 유연성이 없어지지 않을뿐아니라, 내부식성 및 내 인장 피로 특성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 관한 PC 강연선의 방청 피막 형성 방법은, 특히, 라인 스피드와 가열 온도와의 조건에 따라, 사용되는 분체 도료의 입경에 구애받는 일 없이, 넓은 범위의 입경의 것을 사용할 수 있는 것이며, 그에 따라, 정선 또는 엄선된 분체 도료를 관리하지 않고 저렴한 것을 사용하여, 생산 효율을 높여 더욱 양호한 수지 피막을 형성한 PC 강연선을 얻을 수 있는 것이다. 이들 조건에 대해서는 이하와 같고, 도 1에 나타낸 가공 라인에서의 라인 스피드와 가열 온도와의 관계를 나타낸 도 8의 그래프를 참조하여 설명한다.

먼저, 라인 스피드에 대해서는, 5m/min ~ 10m/min이며, 5m/min 미만의 속도에서는 생산성의 향상을 기대할 수 없기 때문에 비용 상승으로 되어 경제적으로 불리하다. 또한, 라인 스피드가 10m/min를 넘으면, 도장한 분체 도료가 충분히 경화되기 전에 꼬임을 풀기 때문에, 심선(1a)과 각각의 측선(1b)에 독립적으로 형성한 피막(도막)끼리가 서로 부착되어 버리는 동시에, 꼬임의 풀림에 의한 압압력(押壓力)에 의해 부분적으로 변형될 우려가 있어, 균일성이 없어질뿐만아니라 요구되고 있는 유연성이 없어진다는 문제점이 발생한다. 가장 바람직한 라인 스피드는, 7m/min ~ 8m/min이지만, 그 하한은 5m/min까지 적용할 수 있고, 상한은 10m/min까지 적용할 수 있는 것이다.

그리고, 도료의 경화 시간을 길게 하기 위해서는, 도장 후의 확개하고 있는 거리를 길게 하는 것을 생각할 수 있지만, 심선(1a)에 대하여 각각의 측선(1b)의 꼬아합침의 특성을 유지하여 확개시켜 도장 처리하고 있으므로, 확개 유지의 길이, 즉 원래 상태로 꼬임의 풀림을 행하기 위한 초점 거리가 어느 정도의 범위로 설정되어 있고, 그보다 길게 하면, 소선(심선 또는 측선)에 느슨해짐이 발생하여 회전 시에 주변 설비에 접촉하거나, 소선끼리가 접촉하거나 하여 생산에 지장을 초래하게 되어, 실질적으로 확개 유지의 길이를 길게 할 수는 없다.

사용되는 분체 도료는, 열경화성의 에폭시 수지이며, 분체의 입경에 대해서는, 최소 입경이 0.1㎛이며 최대 입경이 250㎛이 균등하게 분포하는 것으로서, 평균 입경이 10㎛ ~ 100㎛의 것이 사용되는 것이 바람직하다. 그리고, 입경이 작으면 막 두께가 얇아서 균일성이 우수한 것이 얻어지고, 입경이 크면 두꺼운 막 두께의 것을 얻을 수 있다. 그러나, 도장 영역에서는 일반적으로 잉여로 된 분체 도료가 집진과 리사이클 단계에 의해 나누어져, 입경이 10㎛ 이하의 것뿐이면 집진기로 흡인되어 사용되지 않는 상태로 폐기되는 양이 많아지게 되고, 입경이 100㎛를 초과한 것뿐이면 집진기에 흡인되는 양이 적어 손실은 작아지지만, 소지와 피막과의 사이에 발포 현상이 생겨, 피막에 핀홀이 쉽게 생기게 된다.

그러나, 도장 영역에서는, 정전 도장 수단을 채용하는 동시에 집진기의 흡인력을 약하게 하고, 전가열을 낮게 하여 라인 스피드와의 관계로, 0.1㎛ ~ 250㎛의 입경의 분체 도료를 사용해도, 10㎛ 이하의 소경의 도료는 집진기로 흡인되지 않고 정전기로 선재 표면에 신속하게 흡착하고, 100㎛ 이상의 대경 도료와의 관계로, 대경 도료의 간극을 균일하게 매립할 작용을 하는 동시에, 저온에서도 신속하게 용융하고, 그 후에 용융시키는 대경 도료 사이의 간극의 공기를 배제하여 껴안아짐을 방지하므로, 핀홀이 생기게 하지 않고, 또한 도장 후의 피막이 불균일하게 되지 않도록 하고 있는 것이다. 따라서, 분체 도료로서 평균 입경이 10㎛ ~ 100㎛로서, 전체로서 0.1㎛ ~ 250㎛의 범위에서 분포되어 있는 것을 사용하고, 정선 또는 엄선되어 있지 않은 넓은 범위의 입경으로 저렴한 분체 도료가 사용 가능한 것이다.

전가열 장치(7a)에 의한 소선의 가열 온도는 60℃ ~ 150℃이며, 후가열 장치(7b)에 의한 가열 온도는 150℃ ~ 250℃로 설정한 것이다. 이 경우의 온도 설정은, 각 가열 장치(7a, 7b)에 있어서 가열된 소선의 출구에서의 피크 온도 P1, P2이다. 그리고, 가열된 소선(1a, 1b)은 분체 도장 장치(8)에 도입되어 서서히 그 온도가 하강하지만, 그 동안에 소선의 외주면에 분체 도료가 도포되는 것이다. 요컨대, 전가열을 후가열보다 적어도 20℃ 이상 낮게 설정하여 정전 분체 도장을 행하고, 또한 도장 부스 내에서 소선의 온도가 하강하는 것에 의해, 소선에 부착된 분체 도료는 완만하게 용융되는 것이며, 그러므로, 도료의 용융 점도가 높은 상태로 유지되고, 또한 정전 건으로부터 에어 반송으로 분사되는 에어로 분체 도료가 블로우되어 흐르게 되지 않기 때문에, 실 당김 현상이 일어나지 않으면서 도포되고, 도포된 분체 입자 간에 존재하는 공기를 서서히 배출하여 기포를 껴안지 않는 도막이 되는 것이며, 그 후에, 전가열보다 높은 온도의 후가열에 의해, 수지의 열변성이 생기지 않는 온도 범위에서, 다시 가열하여 경화 반응을 촉진시키는 것이며, 기포를 껴안지 않는 도막이므로, 핀홀이 생기지 않는 균일한 막 두께의 피막으로 되고, 또한 피막이 불균일하지 않고 전체로서 활면(滑面)이면서 형상 불량이 생기지 않도록 마무리할 수 있다. 그 후, 수냉하여 경화시킨다.

이와 같은 조건 범위에서, PC 강연선의 방청 피막을 형성하는 방법을 실시하였다. 먼저, 분체 도료는 상기와 같은 것을 사용하는 동시에, 가열 온도는, 예를 들면, 전가열을 90℃로, 후가열을 200℃로 설정하고, 라인 스피드의 설정을 여러 가지 변화시켜 피막 두께를 60㎛ ~ 220㎛까지 형성시킨 것을 작성하였다. 또한, 라인 스피드를 7m/min로 했을 때 150㎛의 막 두께를 얻을 수 있고, 그 스피드로부터 1m씩 스피드를 올려 10m/min일 때 110㎛의 막 두께를 얻을 수 있었다. 반대로, 그 스피드로부터 0.5m/min씩 지연시키면, 6m/min에서 220㎛의 막 두께를 얻을 수 있었다. 그리고, 전가열의 온도를 피크 온도 근처까지 올려(120℃) 수지 분체 도료의 토출량을 조금 늘리면, 같은 스피드에서도 피막 두께는 필연적으로 두꺼워지는 것이다.

이와 같이 하여 얻어진 것을 염수 분무 시험기를 사용하여, JIS Z2371「염수 분무 시험 방법」(분무탑 방식)에 기초하여 1000 시간의 염수 분무 시험을 행하였다.

시험 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다.

※: 녹발생개시

×: 녹발생상태

○: 이상없음

상기한 실시는 평균적인 것이며, 예를 들면, 전가열 온도를 높게(120℃로) 하면 분체 도료의 부착량이 많아져 막 두께가 조금 두꺼워지지만, 요컨대, 분체 도료의 입경이 작은 것과 큰 것이 넓은 범위에 걸쳐서 혼재하고 있고, 전가열 온도를 낮게 하고 후가열을 높게 함으로써, 초기 도장에 있어서, 입경이 큰 간극에 입경이 작은 것이 들어가는 것에 의해 도료 입자 간의 간극이 메워져, 완만하게 용융시킴으로써, 실 당김 현상이 생기지 않으므로 도료 입자 간의 공기가 신속하게 배출되어 기포의 끌어들임을 없애, 전체로서 핀홀이 없는 균일하며 부드러운 피막을 형성할 수 있는 것이며, 방청성 또는 내식성이 우수한 것으로 되는 것이다.

[산업 상의 이용 가능성]

본 발명에 관한 PC 강연선의 방청 피막 형성 방법은, 사용하는 합성 수지 분체 도료의 입경을 폭넓게 하여, 도장 전가열을 후가열보다 적어도 20℃ 이상 낮게 설정함으로써, 라인 스피드를 합리적으로 조합함으로써, 엄선된 입경의 고가의 분체 도료를 사용하지 않아도, 실 당김 현상이 생기지 않으므로, 형상 불량을 생기게 하지 않도록 하고, 또한 핀홀이 없는, 유연성과 콘크리트와의 전단(剪斷) 저항을 손상시키지 않는 균일하며 양호한 피막을 효율적으로, 또한 생산성을 향상시키면서 형성할 수 있으므로, 이 종류의 PC 강연선의 방청 가공 기술에 널리 이용할 수 있다.

1: PC 강연선, 1a: PC 강연선의 심선, 1b: PC 강연선의 측선, 2: 가대, 3: 완해 장치, 4a, 4b, 4c, 4d: 확개 유지 장치, 5: 심선 조정 장치, 6: 숏 블라스트 장치, 7a: 전가열 장치, 7b: 후가열 장치, 8: 분체 도장 장치, 10: 냉각 장치, 11: 완폐 장치, 13: 막 두께 측정 장치, 14: 핀홀 검출 장치, 15: 반출 장치, 16: 권취 장치, 17, 27: 베어링, 18, 28: 회전 링, 19, 29: 심선 통과공, 20, 30: 측선 통과공, 21: 외륜, 22: 장력 조정 스프링, 23: 풀리 암, 24: 가동 풀리, 25: 고정 풀리, 26: 수지 피막 A: 전처리 단계, B: 도장 단계, C: 권취 단계, P1: 전가열 피크 온도, P2: 후가열 피크 온도

Claims (2)

1. PC 강연선(鋼撚線)의 꼬임을 풀어 측선(側線)을 심선(芯線)으로부터 완해(緩解; loosening)하고, 상기 심선을 조정(調整)하면서 완해 상태를 유지하여 전가열(前加熱)을 행하고 나서 상기 심선 및 상기 측선의 각각 외주면에 합성 수지 분체(粉體) 도료를 도포하여 도막(塗膜)을 부착시키고, 이어서, 후가열(後加熱)한 후에 냉각하여 상기 심선 및 상기 측선의 외주면에 각각 개별적인 수지 피막을 형성하고, 그 후에 상기 심선에 대하여 상기 측선을 원래의 상태로 꼬아합치도록 한 일련의 단계에 의해 PC 강연선의 방청 피막(rustproof film)을 형성하는 방법으로서,
   상기 수지 피막의 막 두께를 200㎛ ± 80㎛로 설정하고,
   상기 전가열은, 상기 합성 수지 분체 도료가 용융되어 실 당김 현상이 생기게 하지 않도록 60℃ ~ 150℃의 온도 범위 내에서 가열하고, 또한 상기 후가열은, 상기 심선 및 상기 측선의 외주면에 각각 부착시킨 도막을 균등한 막 두께로 하기 위해 150℃ ~ 250℃의 온도 범위 내에서 가열하고, 또한 상기 전가열을 상기 후가열의 온도보다 낮게 설정하고,
   상기 합성 수지 분체 도료의 입경이 0.1㎛ ~ 250㎛의 범위에서 분포된 것을 사용하고, 상기 일련의 단계에 있어서의 라인 스피드를 5m/min ~ 10m/min로 한,
   PC 강연선의 방청 피막 형성 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전가열을 상기 후가열의 온도보다 적어도 20℃ 이상 낮게 설정하는, PC 강연선의 방청 피막 형성 방법.

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