KR101429052B1

KR101429052B1 - 이중 방청 ｐｃ 강연선

Info

Publication number: KR101429052B1
Application number: KR1020120103254A
Authority: KR
Inventors: 료헤이 구로사와; 게이 히라이
Original assignee: 구로사와 겐세츠 가부시키가이샤
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2014-08-11
Also published as: CN103374844A; EP2650431A3; KR20130115974A; HK1188618A1; JP2013217001A; JP5172028B1; US8833050B2; TW201341626A; US20130269308A1; EP2650431B1; EP2650431A2; SG194274A1; CN103374844B; MY152766A; TWI477674B

Abstract

고내구성(高耐久性)이 우수한 동시에 반영구적인 방청(rustproof) 성능을 갖게 할 수 있도록, 선의 신장(wire drawing) 처리 및 도금 처리를 행하여 도금층이 형성된 소선(素線)으로 심선(芯線)과 측선(側線)을 구성하고, 또한 외주면에 합성 수지 피막을 형성하여 방청 처리한 이중 방청 PC 강연선(鋼撚線; strand)을 구성한다. 꼬아 합한 피치가 균등하고 일정하게 하기 위해, 상기 심선과 측선은 하기 (A), (B) 또는 (C)의 선 직경의 조정 조건 하에서 각각 조정한 후에 꼬아 합하고, 또한 인장(引張) 강도를 1850N/mm² 이상으로 하고 있다.
(A) 심선의 직경: 4.42±0.05 mm, 측선의 직경: 4.25±0.05 mm
(B) 심선의 직경: 5.22±0.05 mm, 측선의 직경: 5.06±0.05 mm
(C) 심선의 직경: 5.40±0.05 mm, 측선의 직경: 5.25±0.05 mm

Description

이중 방청 ＰＣ 강연선{DOUBLE RUSTPROOF PC STRAND}

본 발명은, 건축 구조물 및 토목 구조물 등에 있어서서의 프리스트레스트(prestressed) 콘크리트 공법의 포스트텐쇼닝(post-tensioning) 방식 또는 프리텐쇼닝(pre-tensioning) 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, 도금층과 합성 수지 피막과의 이중 방청(double rustproof) 가공 처리한 PC 강연선에 관한 것이다.

일반적으로 PC 강연선의 구조는, 심선의 주위에 복수 개의 측선이 꼬아 합쳐진(twisted) 구조로 되어 있다. 그 이유는, PC 강연선에 유연성을 부여하기 위해 측선의 꼬아 합침에 의해 형성되는 나선형 홈부에서 콘크리트와의 전단(剪斷) 저항을 얻기 때문이다. 따라서, 방청 가공 처리된 PC 강연선으로서도, 상기한 특성을 저해하지 않는 처리 방법이 요구되고 있다. 현실적으로, 몇가지의 방청 가공 처리된 PC 강연선과 방청 가공 처리 방법이 공지로 되어 있다.

그 공지에 관한 제1 종래 기술로서, 피로(疲勞) 파괴에 대하여 강화시킨 저항력을 가지는 내식성(耐蝕性) 부재로서, 고강도 강선(鋼線)의 스트랜드(strand)를 포함하고, 그 스트랜드 외부 표면 상에, 에폭시계 수지의 실질적으로 비(非)침투성이며, 연속되고, 강력한 부착성 도장(塗裝)이 형성되고, 또한 맞닿는 인접 강선 간의 내부 간극(間隙)이 에폭시 수지로 충전되고, 그에 따라 스트랜드의 휨 강성(剛性)이 증대되고, 스트랜드의 강선 간의 상대 운동을 경감하고, 휨 피로, 마찰 피로로부터의 파괴에 대한 저항력을 높이고, 상기 도장 및 충전은 권취(卷取) 또는 휨을 받았을 때, 및 긴장되어 신장(伸張)되고 있는 동안에 상기 스트랜드 및 그 강선과 일체적으로 부착되어 있는, 내식성 복합 부재(WO 92/08551)를 들 수 있다.

이 내식성 복합 부재는, 일시적으로 오픈된 상태에 있어서, 공기를 포함한 정전(靜電) 하전(荷電)된 에폭시계 수지 분말의 구름(cloud)에 노출되고, 이로써, 나선(bear)의 중심선 및 측선이 각각 도장되고, 그 도장물이, 스트랜드가 그 직후에 그 원래의 형태로 폐쇄될 때 공극(空隙) 또는 보이드(void)의 충전재 또는 함침재(含浸材)로 되어, 스트랜드에 완전히 함침되고 또한 도장되므로, 내식성이 강화되는 한편, 동시에 선(線)의 상대 운동에 저항하고 또한 마찰 피로를 저감하고 또한 휨 피로를 저감시키는 휨 강성이 증대하는 것이다.

공지에 관한 제2 종래 기술로서, PC 강연선의 꼬아 합한 부분을 순차적으로 일시적으로 꼬임을 풀고(untwisted), 그 풀어진 부분을 확개(擴開) 유지 수단에 의해 유지하고, 또한 잉여(剩餘)로 되는 심선을 조정하고, 풀어진 부분의 심선과 측선의 각각의 외주면 전체면에, 합성 수지 분체(分體) 도료 부착막을 각각 형성하고, 이들 부착막을 가열 용착(溶着)시켜 심선과 측선의 각각의 외주면 전체면에 피막을 형성하고, 이들 피막을 냉각시킨 후에 심선과 측선을 재차 꼬아 합한 것을 특징으로 하는 PC 강연선의 방청 피막 형성 가공 방법(US 5362326A)을 들 수 있다.

이와 같이 하여 형성된 PC 강연선은, 심선 및 측선 각각의 외주면 전체면에 걸쳐 단독으로 1개 1개 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 궁극적인 방청 방법으로 평가되고 있는 것이다.

이 종류의 피막 두께로서는 내식 성능과 역학(力學) 성능(내충격성·휨 특성·콘크리트의 부착성)을 만족시키기 위해 많은 연구 결과에 따라, 분체형 에폭시 수지 도장이면, 200±50 ㎛의 피막 두께가 타당한 것으로 보고되고, 또한 미국의 FHWA(미국 연방 도로국)의 실험 결과에서도 약 170±50 ㎛의 범위가 바람직한 것으로 보고되어 있다.

또한, 공지에 관한 제3 종래 기술에서는, PC 강연선의 측선을 순차적으로 일시적으로 심선으로부터 꼬인 것을 풀고, 그 풀어진 상태에 있어서, 심선, 측선 각각의 외주면 전체면에 방청 피막을 형성하고, 직경이 증대된 것에 의해 잉여로 되는 심선을 집적(集積) 흡수하면서 재차 측선을 심선에 꼬아 합하고, 또한 방호(防護) 피막을 형성하는 PC 강연선의 이중 피막 형성 방법으로서, 특수한 구조물에서 방청 피막의 손상의 우려가 있는 경우에, 안정적으로 유지되는 피막 최대 두께 250㎛ 이상의 막 두께가 요구되는 경우에, 상기 제1 종래 기술의 PC 강연선에 대하여, 또한 그 외주면에 두꺼운 방호 피막을 형성하여 이중의 피막을 형성하는 방법(JPA_1999200267)이 있다.

또한, 공지에 관한 제4 종래 기술로서는, 도금 처리한 소선(素線)을 선의 신장(wire drawing) 처리를 행하고 나서 PC 강연선을 형성하고, 상기 PC 강연선을 풀어서 심선 및 측선을 블라스트(blast) 처리하고, 이 블라스트 처리한 심선 및 측선의 외주면에 수지 피막을 형성하고, 상기 수지 피막을 냉각시킨 후에 재차 꼬아 합하여 방청 피막을 형성하는 방법(JPA_2004263320)이 있다.

이 방법에 의하면, 도금 피막이 형성된 심선 및 측선을 블라스트 처리한 것에 의해, 심선 및 측선의 도금 피막에 대한 수지 피막의 부착성이 양호해지고, 또한 수지 피막의 방청 성능이 높아지는 것이다.

WO 92/08551 US 5362326A JPA_1999200267 JPA_2004263320

상기 제1 내지 제3의 종래 기술에 있어서는, PC 강연선의 꼬아 합한 부분을 순차적으로 일시적으로 풀어서 확개하고, 그 확개 상태를 유지하면서 순차적으로 송출하고, 심선과 측선의 외주면 전체면에 합성 수지 분체 도료를 부착시키고, 그 부착된 도료를 가열 용융(溶融)시킴으로써 합성 수지 피막을 형성하여 방청 피막으로 한 것이다. 그러나, 시공 시에 있어서, 운반이나 언로딩(unloading) 또는 시스(sheath)에 케이블 삽입 시에 외력을 받아 합성 수지 피막의 일부 박리나 기스에 의한 표면 손상이 형성될 우려가 있다. 표면 손상이 생긴 PC 강연선을 해양 구조물이나 사장교의 설치재 또는 사장재용 케이블로서 사용한 경우에, 일부 표면 손상 부분이나 핀홀(pinhole)로부터 염분(鹽分)을 포함하는 물방울이 침입하면 내부의 강선이 부식되는 문제점을 가지고 있다.

또한, 상기 제4 종래 기술에 있어서는, PC 강연선을 풀어서 도금 처리한 심선 및 측선을 사용하는 것이 개시되어 있지만, 도금 처리한 심선 및 측선에 대한 적절한 굵기, 즉 각각의 적절한 직경에 대한 해명은 전혀되어 있지 않다. 그러므로, 심선에 대한 측선의 꼬아 합한 피치가 짧아지거나 길어지거나 하여 균일하지 않게 되는 동시에, 꼬아 합한 측선의 일부가 심선에 접촉하지 않는[부상(浮上)한 상태]에서 꼬여 합쳐지는 부분이 있고, 어느 경우라도, PC 강연선으로서의 사용 시에 예정된 인장(引張) 강도가 부여되었을 때, 심선 또는 측선의 일부에 인장력에 의한 긴장력이 집중되어 늘어나거나 파단(破斷)되거나 하여, 무도장(無塗裝)의 나선(裸線)의 PC 강연선과 동등한 인장 강도를 얻을 수 없는 문제점을 가지고 있다.

그런데, 강재의 도금층, 예를 들면, 아연 도금은, 피막 작용과 희생(犧牲) 양극(陽極) 작용의 2개의 효과를 가지는 방청 수단이며, 대기에 노출되면 서서히 소모되는 소모성 재료이다. 아연 도금의 피막은 산소와 결합되므로 층이 치밀하고, 그 표면에 도장 등을 행함으로써 높은 방청 효과를 기대할 수 있다. 또한, 수분이 부착되면 아연 도금 자체가 녹의 대상으로 되어 녹슬지만(서서히 녹지만), 그것은 희생 양극 작용이 기능하게 함으로써 강재를 유지하는 것이다. 환언하면, 자기(自己) 희생적으로 용해하여, 강재의 적녹(red rust) 발생을 방지하는 자기 희생 방식 효과로서, 만일, 도금의 일부에 상흔(damage)이 생겨도 주위의 도금 피막의 희생 양극 작용에 의해 보호가 되므로, 도장과 같이 상흔 부분에 녹이 발생하지 않는다. 그리고, 유연성이 우수한 재료이며, PC 강연선의 특성으로 하는 가요성(可撓性)이나, 정착 성능의 안정성도 확보할 수 있으므로, PC 강연선의 방청 재료로서 양호하게 사용되고 있다.

그러나, 아연 도금은 소모되므로 영구적인 효과는 없다. 통상의 환경에서는 10~20 년 정도까지는 문제는 생기지 않지만, 해양 또는 연안 등의 환경이 좋지 않은 장소에서는 2~3 년 정도에서 녹이 발생하는 경우도 있다. 아연 도금층을 두껍게 형성하면 할수록 방청 효과는 높아지지만, PC 강연선에서는 심선의 주위에 측선을 꼬아 합하므로, PC 강연선의 소선 외주에 두께가 있는 도금층을 형성하면, 그 도금층의 6배의 두께가 PC 강연선의 외경(外徑)에 영향을 주어 규격 외로 되므로, 도금층을 함부로 두껍게 할 수 없다. 또한, 심선의 직경을 측선의 직경보다 약간 굵게 하지 않으면 심선과 측선과의 꼬아 합한 피치가 길어지거나 짧아지거나 하여 균등한 피치로 꼬아 합할 수 없어 균일하지 않게 되고, 그에 따라 심선 또는 일부의 측선에 집중적인 장력이 걸려 부분적으로 늘어나거나 파단하거나 하여, PC 강연선으로서의 전체적인 강도가 저하되는 문제점을 가지는 것이다.

따라서, 종래 기술의 PC 강연선에 있어서는, 방청 피막의 일부 표면 손상 부분이나 핀홀로부터의 물방울의 침입에 의한 부식을 방지하는 것, 또는 심선에 대한 측선의 권취 피치를 일정하게 하기 위해 심선과 측선의 직경을 각각 설정하여 측선의 권취 피치가 고르게 되도록 함으로써, PC 강연선으로서의 인장 강도의 향상을 도모하고, 또한 안정시켜 장기간에 걸쳐 사용할 수 있도록 하는 것에 해결 문제점을 가지고 있다.

본 발명은, 전술한 종래예의 문제점을 해결하는 구체적 수단인 제1 발명으로서, 외주면에 정전 분체 도장 방식으로 합성 수지 피막을 형성하여 방청 처리한 복수의 굵기 (A), (B), 또는 (C)의 PC 강연선으로서, 상기 PC 강연선을 구성하는 심선과 측선과의 각 소선은, 제1 선의 신장 처리 공정과 제2 선의 신장 처리 공정 사이에서 도금 처리를 행하여 도금층이 형성된 소선이며, 상기 각 소선을 하기 (A), (B), 또는 (C)의 선 직경의 조정 조건 하에서 각각 상기 제2 선의 신장 처리 공정에서 조정한 후에 꼬아 합한 것이며, 또한 인장 강도가 1850N/mm² 이상인 것을 특징으로 하는 이중 방청 PC 강연선을 제공하는 것이다.

선 직경의 조정 조건:

(A) 심선의 직경: 4.42±0.05 mm, 측선의 직경: 4.25±0.05 mm,

(B) 심선의 직경: 5.22±0.05 mm, 측선의 직경: 5.06±0.05 mm, 또는

(C) 심선의 직경: 5.40±0.05 mm, 측선의 직경: 5.25±0.05 mm

제2 발명으로서, 상기 제1 발명에 있어서, 도금층이 형성된 각 소선 사이의 간극(間隙)이 합성 수지로 충전되어 이루어지는 이중 방청 PC 강연선이 제공된다.

제3 발명으로서, 상기 제1 발명에 있어서, 도금층이 형성된 각 소선마다 각각 외주면에 합성 수지 피막이 형성되어 이루어지는 이중 방청 PC 강연선이 제공된다.

제4 발명으로서, 상기 제1 또는 제2 발명에 있어서, 합성 수지 피막의 두께가 적어도 400㎛ 이상인 이중 방청 PC 강연선이 제공된다.

제5 발명으로서, 상기 제3 발명에 있어서, 합성 수지 피막의 두께가 적어도 120㎛ 이상인 이중 방청 PC 강연선이 제공된다.

본 발명에 관한 이중 방청 PC 강연선에 의하면, 심선과 측선을 각각 설정된 상이한 직경 굵기로 조정하고, 또한 도금층 상에 정전 분체 도장 방식으로 합성 수지 피막을 형성한 이중의 방청층 구조로 했으므로, 서로 보완하여 PC 강연선의 내구성이 향상된다. 즉, 외주면에 형성된 합성 수지 피막의 일부 표면 상흔이나 핀홀에 의한 방청 기능의 결락(缺落)이 있어도 도금층에 의해 보완하는 구성으로 되고, 또한 심선과 측선을 설정된 상이한 직경 굵기로 함으로써, 꼬아 합한 피치가 균등하게 일정하게 되어, PC 강연선으로서의 전체의 강도, 즉 인장 강도가 1850N/mm² 이상으로 향상되어 안정된다. 또한, 한쪽의 도금층은 대기 중에 노출되면 소모성 재료이지만, 다른 쪽의 합성 수지 피막은 소모성이 없고 비교적 내구성이 강하기 때문에, 도금층 상에 합성 수지 피막을 중첩된 이중 방청층 구조로 한 것에 의해, 합성 수지 피막이 도금층의 소모성을 보호하고, 도금층은 강선의 방청에 기여하므로, 고내구성(高耐久性)이 우수한 동시에 실질적으로 반영구적인 방청 성능을 발휘하여, 내용(耐用) 연수(年數)가 대폭 향상되는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 PC 강연선에 사용되는 선의 신장 처리 및 도금 처리한 소선을 확대하여 나타낸 단면도(斷面圖)이다.
도 2는 상기 소선의 선의 신장 처리 및 도금 처리를 행하는 공정을 약시적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 상기 공정에서 선의 신장 처리 및 도금 처리를 행한 소선을 사용하여 꼬아 합한 도금층을 가지는 PC 강연선을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 상기 도금층을 가지는 PC 강연선을 사용하여 본 발명의 제1 실시예에 관한 PC 강연선의 2차 방청 피막을 형성하는 공정을 약시적으로 나타낸 측면도이다.
도 5는 상기 제1 실시예에 있어서 제조된 2차 방청 피막 형성 후의 PC 강연선을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 6은 상기 도금층을 가지는 PC 강연선을 사용하여 본 발명의 제2 실시예에 관한 PC 강연선의 2차 방청 피막을 형성하는 공정을 약시적으로 나타낸 측면도이다.
도 7은 상기 제2 실시예에 관한 공정에 있어서 사용되는 완해(緩解; loosening) 장치를 나타낸 정면도이다.
도 8은 상기 제2 실시예에 관한 공정에 있어서 사용되는 확개 유지 장치를 나타낸 정면도이다.
도 9는 상기 제2 실시예에 있어서 제조된 2차 방청 피막 형성 후의 PC 강연선을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 10은 상기 도금층을 가지는 PC 강연선을 사용하여 본 발명의 제3 실시예에 관한 PC 강연선의 2차 방청 피막을 형성하는 공정을 약시적으로 나타낸 측면도이다.
도 11은 상기 제3 실시예에 관한 공정에 있어서 사용되는 심선 조정 장치를 나타낸 측면도이다.
도 12는 상기 제3 실시예에 있어서 제조된 2차 방청 피막 형성 후의 PC 강연선을 확대하여 나타낸 단면도이다.

본 발명을 도시한 실시예에 기초하여 상세하게 설명한다. 먼저 도 1 및 도 2에 나타낸 1차 방청의 도금 처리된 PC 강연선용의 외주면에 도금층(2)을 가지는 소선(1)에 관하여, 그 선의 신장 처리 및 도금 처리를 행하는 공정에 대하여 설명한다. 선의 신장 처리 및 도금 처리되는 소선(1)은, 예를 들면, 그 직경이 대략 10~15 mm 정도이며 길이는 100m를 초과하는 장척(長尺)이며 릴(3)에 권취되어 있다. 이 릴(3)로부터 소선(1)은 제1 선의 신장 처리 공정(4a)과 도금 처리 공정(5)과 제2 선의 신장 처리 공정(4b)을 통해 인출 롤(6)에 의해 강제적으로 인출하여 선의 신장과 동시에 도금 처리를 행하고, 선이 신장되어 도금된 소선(1)은 릴(7)에 순차적으로 권취된다.

선의 신장 처리 공정(4a, 4b)에 있어서는, 각각 구멍 직경을 순차적으로 직경을 작게 한 복수의 다이스(dice) 간을 냉간(冷間) 인발(引拔) 가공함으로써 필요한 직경으로 선의 신장 가공을 행하는 것이며, 예를 들면, 선의 신장을 위한 다이스를 제1 선의 신장 처리 공정(4a)에서는 6 내지 7 단계 이상, 제2 선의 신장 처리 공정(4b)에서는 2 내지 3 단계 정도 사용하고, 1단회마다에서의 스퀴징량(squeezing mount), 즉 축경량(縮徑量)을 적게 하여 서서히 축경하여 선을 신장시키는 것이며, 도금 처리 공정에서는, 용융 도금 수단을 사용하고, 용융 상태에 있는 고온의 아연 도금조를 통과시킴으로써, 소선(1)의 표면에 균일한 도금층(2)을 형성하는 것이다. 그리고, 도시하지 않지만, 각각의 공정의 전에는 소선(1)의 세정 수단이 설치되어 있고, 그 세정 수단에 의해 소선(1)이 세정되는 동시에 냉각되는 것이다.

그리고, 도금층(2)의 형성 후에 재차 선을 신장시키는 공정은, 도금 처리 공정에 있어서 소선(1)이 가열되는 것에 의해 템퍼링되어, 분자의 방향이 흩어지게 되어 인장 강도가 약해지므로, 제2 선의 신장 처리 공정에서 신장시키는 것에 의해 분자의 방향을 정렬하는, 이른바, 오리엔테이션을 행하는 동시에, 주름형의 미세한 균열이 생기지 않도록 선의 신장 가공을 행하는 것이다. 도금 처리로서는 아연 도금 외에, 아연 합금 도금, 알루미늄 합금 도금, 동(銅) 도금, 및 크롬 도금 등이다.

선의 신장 가공된 소선(1)은, 일반적으로 사용되고 있는 통상의 7개 연선의 PC 강연선 가공 장치에 의해, 연선형으로 가공되는 것이며, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 1개의 심선(8)의 주위에 6개의 측선(9)을 결정된 꼬아 합한 피치로 꼬아 합함으로써 예정된 외경(外徑)의 PC 강연선(10)으로 가공하는 것이다. 예를 들면, 가공된 PC 강연선(10)의 직경은, 규격품으로서 소정 범위의 것으로 하기 위해, 심선(8)과 측선(9)의 꼬아 합한 피치가 균등하며 일정할 것이 요구되고 있다. 그리고, 꼬아 합침이 끝난 장척의 PC 강연선(10)은 필요한 릴에 권취되는 것이다.

PC 강연선(10)로서는, 심선(8)의 직경은 측선(9)의 직경보다 약간 굵게 형성한 것이 사용된다. 그 이유는, 심선(8)에 대하여 측선(9)을 결정된 꼬아 합한 피치로 꼬아 합하도록 했을 때, 심선(8)의 외주면에 측선(9)이 나선형으로 권취되는 것이지만, 심선(8)의 직경이 약간 굵게 형성되어 있으므로, 모든 측선(9)은 심선(8)의 외주면에 대하여 균등한 꼬아 합한 힘에 의해 접촉되어 일체화되고, 측선(9)끼리의 외주면의 접촉은, 타이트(tight)하지 않고 다소의 여유를 가지고 접촉되는 것이며, 그에 따라 균등한 꼬아 합한 피치가 가능하게 되는 것이며, 인장 강도가 1850N/mm² 이상으로 되어 강도가 향상되는 것이다.

반대로, 예를 들면, 동일 직경의 소선을 심선(8)과 측선(9)으로 사용하고, 양자를 PC 강연선의 가공 장치에 의해 일정한 피치로 꼬아 합해도, 서로 외주면이 접촉된 상태로 꼬아 합쳐진다고는 할 수 없다. 그 이유는, 선의 신장 처리 공정에 있어서, 일반적으로 환경적(계절·온도) 및 기계적(다이스의 상태·마찰열 등)인 가공 오차가 발생하여 선이 신장된 소선의 직경이 균일하지 않기 때문이므로, 꼬아 합하여 가공했을 때, 측선(9)끼리의 외주면이 서로 과잉으로 접촉되어 합해져, 일부 측선(9)에 있어서 심선(8)의 외주면에 접촉하지 않는 부분이 생기거나, 또는 일부가 심선(8)과 과잉의 꼬아 합한 힘에 의해 접촉하거나 하고, 균등한 꼬아 합한 피치로 꼬아 합해질 수 없어 불규칙하게 되고, 그에 따라 측선(9)에 걸리는 인장력이 각각 달라지므로, PC 강연선(10)으로서의 강도가 저하되는 문제가 발생하는 것이다.

따라서, 시장에서 요구되고 있는 굵기가 상이한 복수 종류의 PC 강연선(10)을 형성하는 데 있어서, 심선(8)에 대하여 측선(9)을 균등한 꼬아 합한 피치로 꼬아 합하여 강도적(强度的)(인장 강도가 1850N/mm² 이상)으로 우수한 PC 강연선을 얻기 위해서는, 상기한 선의 신장 처리 공정에서, 심선(8)과 측선(9)의 직경을 하기 (A), (B) 또는 (C)의 조건 하에서 각각 조정할 필요가 있다. 그리고, 수치 단위는 mm이며, ±0.05는 오차의 범위이다.

(A) 심선의 직경: 4.42±0.05, 측선의 직경: 4.25±0.05

(B) 심선의 직경: 5.22±0.05, 측선의 직경: 5.06±0.05

(C) 심선의 직경: 5.40±0.05, 측선의 직경: 5.25±0.05

다음에, 1차 방청의 도금층(2)의 표면에 2차 방청의 수지 피막을 형성 가공하는 공정에 대하여, 몇가지의 실시예를 들어 설명한다. 그 제1 실시예에 관한 가공 라인의 공정에 대해서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 시단측(始端側)에 있어서, 릴(11)에 감은 PC 강연선(10)이 세팅되는 가대(架臺)(12)가 설치되고, 그 가대(12)에 세팅된 PC 강연선(10)은, 핀치 롤(pinch roll)(13)에 의해 설정된 일정한 속도로 방청 피막 형성 가공을 위해 각각의 공정을 향해 순차적으로 송출된다.

그 공정은, 전처리(前處理) 공정 A, 도장 공정 B, 검사 공정 C를 거쳐 반출 수단(14)으로부터 종단측(終端側)에 있어서 권취용의 릴(15)에 권취되는 것이다. 전처리 공정 A에는 오염 제거 장치(16)를 장비하고 있고, 상기 오염 제거 장치(16)로서는, 예를 들면, 브러시 또는 비교적 약한 숏 블라스트(shot blast) 수단이나 흡인 수단 등이 사용되고, PC 강연선(10) 표면의 도금층에 상흔이 생기지 않도록 하고, 표면에 부착된 오일 성분이나 오염 등을 제거할 정도의 클리닝 수단이 사용된다.

도장 공정 B에는, 가열 장치(17)와 분체 도장 장치(18)와 냉각 장치(19)가 칸막이된 상태로 장비되어 있고, 가열 장치(17)로서는, 전면적으로 효율이 양호하고 균등하게 가열하기 위해, 예를 들면, 고주파 유도 가열 방식을 채용하고 있다. 분체 도장 장치(18)는, 예를 들면, 정전 분체 도장 방식을 채용하고 있고, 가열 상태에 있는 PC 강연선(10)의 외주면에 수지 분체 도료를 균등하게 부착시키고, 즉시 용융되어 외주면을 전면적으로 덮는 피막형의 수지 피막으로 된다. 그리고, 냉각 장치(19)로서는, 예를 들면, 냉각수를 샤워형으로 공급하는 것으로서, 상기 분체 도장 장치(18)에 의해 형성된 수지 피막의 표면에 냉각수를 부어 경화시키는 동시에, PC 강연선(10)을 차게 하는 것이다.

이와 같이 도장 공정 B를 거침으로써, 도 5에 나타낸 바와 같이, PC 강연선(10)의 외주면 전체를 덮도록 수지 피막(20)이 형성되는 것이며, 상기 수지 피막(20)은, PC 강연선(10)의 측선(9)에 형성된 1차 방청의 도금층(2)을 덮어 2차 방청 피막으로 되는 것이다. 이 경우에, 심선(8)과 측선(9)과의 사이에는 공극부(空隙部) a가 생기지만, 그 공극부 a는 도금층(2)과 수지 피막(20)에 의해 둘러싸여 외부와는 차단되어 있으므로 문제는 생기지 않는 것이다.

도장 공정 B의 다음에는 검사 공정 C를 거친다. 이 검사 공정에서는, 두께 검사 장치(21)와, 핀홀 검사 장치(22)를 구비하고 있고, 도장 공정 B에서 형성된 수지 피막(20)이 예정된 두께로 형성되어 있는지 여부의 검사와, 핀홀이 있는지 여부의 검사가 행해지고, 수지 피막(20)이 예정된 두께로 되어 있지 않은 것을 검출했을 때는, 경보를 발해 통지하도록 하고, 핀홀이 발견되었을 때는, 자동적으로 그 부분에 마킹하도록 하고 있다.

제2 실시예에 관한 가공 라인의 공정에 대해서는, 도 6 내지 도 8에 나타낸 장치가 사용된다. 그리고, 상기 제1 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하여 설명한다.

시단측에 있어서, 릴(11)에 감은 PC 강연선(10)이 가대(12)에 세팅되고, 상기 PC 강연선(10)은, 심선(8)으로부터 측선(9)을 풀어서 완해하여 확개한 상태를 유지하여 설정된 일정한 속도로 방청 피막 형성 가공을 위한 각각의 공정, 즉 전처리 공정 A, 도장 공정 B를 거친 후에 심선(8)에 대하여 측선(9)을 원래의 꼬아 합한 상태로 완폐(緩閉; re-twisted)하고, 이어서, 검사 공정 C로 이송되고, 종단측의 반출 수단(14)으로부터 권취용의 릴(15)에 권취되는 것이다.

심선(8)으로부터 측선(9)을 풀어서 완해하여 확개한 상태를 유지하기 위한 수단으로서, 도 7에 나타낸 완해 장치(23)와 도 8에 나타낸 복수의 확개 유지 장치(24a~24c)가 필요한 동시에, 상세도는 나타내고 있지 않지만 PC 강연선(10)을 원래의 꼬아 합한 상태로 되돌리기 위한 완폐 장치(25)가 필요하다.

완해 장치(23)는, 베어링(26)을 통하여 회전반(回轉盤)(27)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전반(27)에는, 그 중앙부에 심선(8)이 삽통(揷通)되어 통과하는 심선 통과공(28)이 형성되고, 또한 상기 심선 통과공(28)으로부터 소요 간격을 두고 방사상으로 6개의 측선(9)이 각각 삽통되어 통과하는 측선 통과공(29)이 형성되어 있다. 그리고, 완폐 장치(25)는, 실질적으로 완해 장치(23)와 같은 구성으로서, 그 사용 상태를 완해 장치(23)와는 역방향으로 세팅한 것이다.

확개 유지 장치(24a~24c)는, 상기 완해 장치(23)와 대략 같은 구성으로서, 한층 직경을 크게 형성한 것이며, 베어링(30)을 통하여 회전반(31)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 상기 회전반(31)에는, 그 중앙부에 심선(8)이 삽통되어 통과하는 심선 통과공(32)이 형성되고, 또한 상기 심선 통과공(32)으로부터 소요 간격을 두고 방사상으로 6개의 측선(9)이 각각 삽통되어 통과하는 측선 통과공(33)이 형성되어 있다. 상기 완해 장치(23)와 다른 점은, 심선 통과공(32)과 측선 통과공(33)과의 간격이 넓게 되어 있는 점이며, 각 구멍의 크기는 거의 같다.

그리고, 시단측에 있어서 세팅된 PC 강연선(10)의 심선(8)으로부터 측선(9)을 완해하여 확개한 상태를 유지하기 위해 완해 장치(23)와 확개 유지 장치(24a)를 전처리 공정 A의 전에 설치한다. 전처리 공정 A는, 상기 제1 실시예와 대략 동일한 오염 제거 장치(16)를 장비하고 있고, 상기 전처리 공정 A와 도장 공정 B와의 사이에 확개 유지 장치(24b)가 설치되고, 또한 확개 유지 장치(24c)는 도장 공정 B의 후에 설치되고, 또한 그 후에 상기 완해 장치(23)와 동일한 구성을 가지는 완폐 장치(25)를 역방향으로 설치하고, 그 후에 상기와 동일한 냉각수에 의한 냉각 장치(19)와 검사 공정 C와 반출 수단(14) 및 권취용의 릴(15)이 설치되어 있다.

도장 공정 B에 있어서는, 전(前)가열 장치(17a)와 분체 도장 장치(18)와 후(後)가열 장치(17b)가 장비되어 있고, 가열 장치로서는, 상기와 마찬가지로 고주파 유도 가열 방식을 채용하고, 분체 도장 장치(18)로서는 정전 분체 도장 방식을 채용하고 있다.

이와 같이 구성되어 있으므로, 시단측에 세팅된 PC 강연선(10)은, 완해 장치(23)에 의해 심선(8)으로부터 측선(9)을 풀어서 완해하고, 확개 유지 장치(24a~24c)에 의해 확개한 상태를 유지하여 설정된 일정한 속도로 방청 피막 형성 가공을 행하는 공정, 즉 전처리 공정 A와 도장 공정 B까지 행하는 것이다.

이 경우, 심선(8)으로부터 측선(9)을 풀어서 확개한 상태로 전처리 공정 A를 통과시키므로, 상기 심선(8) 및 각각의 측선(9)의 주위면은 전면적으로 클린하게 되어 도장 공정 B로 이송된다. 이 도장 공정 B에 있어서는, 전가열 장치(17a)에 의해 심선(8) 및 측선(9)이 가열된 상태로 수지 분말을 정전 도장하므로, 심선(8) 및 각각의 측선(9)의 외주면에는 대략 균등하게 수지 분말이 부착되고, 또한 부착된 수지 분말은 곧바로 용융되어 피막 상태로 된다. 또한, 후가열 장치(17b)에 의해 계속하여 가열되는 것에 의해 수지 피막이 충분히 용융된 상태로 도장 공정 B를 통과하고, 수지 피막이 용융 상태에 있는 내에 완폐 장치(25)에 의해 원래의 꼬아 합한 상태로 풀어진다.

이 원래의 상태로 꼬여 합쳐짐으로써, 심선(8)의 외주면에 측선(9)의 외주면과 측선(9)끼리의 외표면이 일부에 있어서 서로 맞닿는 상태로 되므로, 용융 상태에 있는 수지 피막이 심선(8)과 측선(9)과의 접촉 부분 및 측선(9)끼리의 접촉 부분부터 각각 압출(壓出)되고, 맞닿아 있지 않은 외표면에서 일련으로 소요 두께의 피막으로서 연결되고, 상기 제1 실시예에 있어서, 심선(8)과 측선(9)과의 사이에 생기고 있던 간극 a가 용융 수지에 의해 전면적으로 매립되는 것이다.

그 후에, 냉각 장치(19)에 의해 냉각수를 스프레이하여 심선(8) 및 측선(9)과 수지 피막(20)을 냉각시킴으로써, 도 9에 나타낸 바와 같은 꼬아 합한 것의 내부에 수지가 막혀져 있는 이중 방청 처리된 PC 강연선(10)을 얻을 수 있는 것이다. 그리고, 검사 공정 C나 그 후의 반출(搬出)이나 권취에 대해서는 상기 제1 실시예와 같고, 설명이 중복되므로 생략한다.

제1 및 제2 실시예에 있어서, PC 강연선(10)의 나선형 홈부에는 핀홀이 발생하기 쉽기 때문에, PC 강연선의 외주면에 형성된 수지 피막(20)의 두께가 적어도 400㎛ 이상이 필요하며, 800~1200 ㎛로 하는 것이 바람직하다.

또한, 제3 실시예에 관한 가공 라인의 공정에 대해서는, 도 10 및 도 11에 나타낸 장치가 사용된다. 그리고, 상기 제1 및 제2 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 부여하여 설명한다.

시단측에 있어서, 릴(11)에 감은 PC 강연선(10)이 가대(12)에 세팅되고, 상기 PC 강연선(10)은, 심선(8)으로부터 측선(9)을 풀어서 완해하여 확개한 상태를 유지하여 설정된 일정한 속도로 방청 피막 형성 가공을 위한 각각의 공정, 즉 전처리 공정 A, 도장 공정 B를 거친 후에 심선(8)에 대하여 측선(9)을 원래의 꼬아 합한 상태로 완폐하고, 이어서, 검사 공정 C로 이송되고, 종단측의 반출 수단(14)으로부터 권취용의 릴(15)에 권취되는 점에서는, 상기 제2 실시예와 같지만, 본 실시예에서는 또한, 심선 조정 장치(40)와 확개 유지 장치(24d)가 필요하다.

즉, 심선 조정 장치(40)는, 가대(12)와 전처리 공정 A와의 사이에서, 확개 유지 장치(24a)와 부가한 확개 유지 장치(24d)와의 사이에 설치되는 것이며, 상기 심선 조정 장치(40)는, 외륜(34)을 가지는 한쌍의 지지반(支持盤)(35)과, 상기 지지반(35)을 전후 방향으로 필요한 간격을 두고 유지하는 복수의 지지암(36)과, 상기 지지암(36)에 장착되고, 스프링(37)에 의해 시단측으로 인장되어 있는 가동 풀리(pulley)(38)와 고정 풀리(39)로 구성되는 것이다.

그리고, PC 강연선(10)으로부터 인출된 심선(8)은, 먼저 고정 풀리(39)에 걸어서 감고 가동 풀리(38)에 걸어서 감고 전처리 공정 A 측으로 인출하고, 순차적으로 도장 공정 B 및 검사 공정 C 측에 설정된 일정한 속도로 연속적으로 이송되는 것이며, 그 사이에 심선(8)과 각각의 측선(9)과의 각 외주면에 각각 균일하며 독립된 수지 피막(도막)이 형성되고, 또한 원래의 꼬아 합한 상태로 되어 권취되는 것이다.

본 실시예의 경우에는, 도장 공정 B가 상기 제2 실시예와 상위하게 되어 있다. 즉, 도장 공정 B에 있어서는, 분체 도장 장치(18)를 사이에 두고 전후로 전가열 장치(17a)와 후가열 장치(17b)가 장비되어 있는 점에서는 같지만, 후가열 장치(17b)의 후에 냉각 장치(19)가 설치되어 있다. 그리고, 전가열 장치(17a)에 의해 심선(8) 및 측선(9)이 가열된 상태로 수지 분말을 정전 도장하므로, 심선(8) 및 측선(9)의 외주면에는 대략 균등하게 수지 분말이 부착되고, 또한 부착된 수지 분말은 곧바로 용융되어 피막형으로 되고, 또한 후가열 장치(17b)에 의해 계속하여 가열되는 것에 의해 수지 피막이 충분히 용융되어 심선(8) 및 측선(9)의 외주면에 균일하게 형성되고, 그 후 계속하여 냉각 장치(19)에 의한 냉각수에 의해 냉각되므로, 심선(8) 및 측선(9)의 외주면에 각각 개별적으로 독립된 수지 피막이 형성된다.

이와 같이 도장 공정 B에 있어서, 심선(8) 및 각각의 측선(9)의 외주면에 각각 개별적으로 독립된 수지 피막이 형성되고 나서 송출되고, 인접하는 완폐 장치(25)에 의해 원래의 꼬아 합한 상태로 다시 꼬이는 것이며, 도 12에 나타낸 바와 같이, 심선(8) 및 측선(9)의 각 외주면에 형성되어 있는 1차 방청의 도금층(2)을 각각 개별적으로 피복하는 2차 방청의 수지 피막(20a)이 형성되고 이중 방청 처리된 PC 강연선(10)을 얻을 수 있는 것이다.

또한, 막 두께가 100㎛ 미만이면 핀홀 형성의 원인으로 되고, 수지 피막(20a)의 두께를 적어도 120㎛ 이상으로 하고, 200㎛의 두께가 최적이다.

[산업 상의 이용 가능성]

본 발명에 관한 이중 방청 PC 강연선은, 1차 방청의 도금층 상에 2차 방청의 수지 피막을 형성하여 이중 방청 처리하고 있으므로, 고내구성이 우수하고 내용 연수가 대폭 향상된 것이며, 토목 건축 분야에 있어서 널리 이용할 수 있는 것이다.

Claims

외주면에 정전 분체 도장 방식으로 합성 수지 피막을 형성하여 방청(rustproof) 처리한 복수의 굵기 (A), (B), 또는 (C)의 PC 강연선(鋼撚線; strand)으로서, 상기 PC 강연선을 구성하는 심선(芯線)과 측선(側線)과의 각 소선(素線)은, 제1 선의 신장(wire drawing) 처리 공정과 제2 선의 신장 처리 공정 사이에서 도금 처리를 행하여 도금층이 형성된 소선이며, 상기 각 소선을 하기 (A), (B), 또는 (C)의 선 직경의 조정 조건 하에서 각각 상기 제2 선의 신장 처리 공정에서 조정한 후에 꼬아 합한(twisted) 것이며, 또한 인장(引張) 강도가 1850N/mm² 이상인, 이중 방청 PC 강연선:
선 직경의 조정 조건:
(A) 심선의 직경: 4.42±0.05 mm, 측선의 직경: 4.25±0.05 mm,
(B) 심선의 직경: 5.22±0.05 mm, 측선의 직경: 5.06±0.05 mm, 또는
(C) 심선의 직경: 5.40±0.05 mm, 측선의 직경: 5.25±0.05 mm
제1항에 있어서,
상기 도금층이 형성된 상기 각 소선 사이의 간극(間隙)은 합성 수지로 충전되어 있는, 이중 방청 PC 강연선.
제1항에 있어서, 상기 도금층이 형성된 상기 각 소선마다 각각 외주면에 합성 수지 피막이 형성되어 있는, 이중 방청 PC 강연선.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 합성 수지 피막의 두께는 적어도 400㎛ 이상인, 이중 방청 PC 강연선.
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