PC钢绞线的防锈覆膜形成方法及PC钢绞线

摘要

本发明提供一种形成PC钢绞线的防锈覆膜形成方法，其提高线速度而使生产率提高、谋求成本降低，同时效率良好地形成均匀良好的覆膜。捻开PC钢绞线(1)，使侧线(1b)从芯线(1a)上松缓，在处于松缓状态的芯线及侧线的各自的外周面上涂布合成树脂粉体涂料，同时进行加热使其均匀附着后进行冷却而形成树脂覆膜(26)，然后相对于芯线将侧线捻成原来的状态。在该方法中，在涂布工序之前进行前加热，同时在该涂布工序之后进行后加热，该前加热中的温度设定为比后加热中的温度高30～130℃，使用具有40～50μm的平均粒径的合成树脂粉体涂料，使所述加工线的线速度为5～10m/min。

说明书

技术领域

本发明涉及在PC钢绞线的芯线及侧线上用合成树脂粉体涂料形 成防锈覆膜的方法、及通过该方法得到的PC钢绞线，所述PC钢绞线 作为在建筑结构物及土木结构物等中的预应力混凝土施工法的后拉力 方式或先拉力方式的拉伸材料、拉伸材料用电缆、或作为有盐害腐蚀 的担心的海洋结构物、斜拉桥的拉力材料或斜拉材料用电缆而使用。

背景技术

一般而言，PC钢绞线的结构，是在芯线的周围捻合了多根侧线的 结构。形成这样的结构的理由是为了赋予PC钢绞线柔软性、和为了通 过利用侧线的捻合形成的螺旋状槽部而得到埋设于混凝土情况下的充 分的剪切阻力。因此，即使作为PC钢绞线的防锈加工方法，也期望不 阻碍上述的特性的方法。现在，作为PC钢绞线的防锈加工方法，公知 有数种。

作为其公知的第1现有技术，有如下的PC钢绞线的防锈覆膜形成 加工方法，其特征在于，将PC钢绞线的捻合部分暂时依次地捻开，通 过扩开维持手段维持其被捻开了的部分，同时调整剩余的芯线，在捻 开了的部分的芯线和侧线的各自的外周面整个面上分别形成合成树脂 粉体涂料附着膜，将这些附着膜进行加热熔接而在芯线和侧线的各自 的外周面整个面上形成覆膜，将这些覆膜冷却后再次将芯线和侧线捻 合(专利第2691113号的专利公报)。

这样形成的PC钢绞线，由于遍及芯线及侧线各自的外周面的整个 面一根一根地分别形成覆膜，因此完全不阻碍作为PC钢绞线所要求的 柔软性、及埋设于混凝土情况下的剪切阻力等的特性，而且，防锈功 能充分，该防锈方法被评价为PC钢绞线的最终的防锈方法。

作为这种覆膜厚度的规定，业界中大体是这样的。即，对于覆膜 厚度而言，为了满足耐腐蚀性能和力学性能(耐冲击性·弯曲特性·混 凝土的附着性)，根据大量研究结果，报告为如果是粉体型环氧树脂涂 装，则200±50μm的涂膜厚度是适当的，另外美国的FHWA(美国联邦 道路局)的实验结果也报告为优选约170±50μm的范围。

另外，作为公知的第2现有技术，有以下方法：其为将PC钢绞线 的侧线暂时依次地捻开、在其捻开的状态下、在芯线、侧线各自的外 周面的整个面上形成防锈覆膜、增大直径、由此一边集成吸收剩余的 芯线一边再次在芯线上将侧线捻合、进一步形成防护覆膜的PC钢绞线 的双重覆膜形成方法，在特殊的结构物中有可能存在防锈覆膜的损伤 的情况下、在要求稳定保持的覆膜最大厚度为250μm以上的膜厚的情 况下，对于上述第1现有技术的PC钢绞线，进一步在其外周面上形成 厚的防护覆膜而形成双重覆膜(专利第3172486号的专利公报)。

而且，作为公知的第3现有技术，有以下的方法：将导线束(素 線)进行镀敷处理后形成PC钢绞线，将该PC钢绞线捻开，在芯线及 侧线的外周面的整个面上形成树脂覆膜，将该树脂覆膜冷却后再次捻 合而形成防锈覆膜(专利第3654889号的专利公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2691113号的专利公报

专利文献2：日本专利第3172486号的专利公报

专利文献3：日本专利第3654889号的专利公报

但是，在上述第1的现有技术中，防锈用的树脂覆膜的厚度为200 ±50μm，虽然被评价为最终的防锈方法，但是存在下述问题：为了形 成这样厚度的树脂覆膜，加工线的线速度至多为4.5m/min以下，如果 比其快则得不到预定的膜厚，要得到预定的膜厚，生产效率差。

另外，在上述第2的现有技术中，对于形成了防锈覆膜的PC钢绞 线，为了进一步防止在特殊结构物中的施工中施加外力而损伤防锈覆 膜，形成为在防锈覆膜上形成混入了粒状物的防护覆膜的双重结构， 但因此覆膜的厚度增加，产生了不仅阻碍PC钢绞线所要求的柔软性， 而且生产率差的问题。

进而，在上述第3的现有技术中，实施镀敷和利用树脂覆膜的双 重的覆膜防锈加工，防锈性优异，但存在下述问题：由于在制造PC 钢绞线的初级阶段必须预先进行镀敷、其镀敷了的绞线和没有镀敷的 绞线需要根据用途分别保存管理、同时在另外需要镀敷工序及树脂覆 膜形成中与上述第1现有技术同样地加工线的线速度受到限制，因此 生产效率差，制造及管理的成本升高。

但是，在任意的现有技术中，对于形成的覆膜，关于研究线速度 和树脂粉体的关系而使生产率提高、进而效率良好地形成良好的覆膜， 都没有提到。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明的课题在于，不损害PC钢绞线所要求的柔软性和与 混凝土的附着强度，谋求抗拉疲劳特性的提高，且提高线速度而使生 产率提高，谋求成本降低，同时效率良好地形成均匀良好的覆膜。

本发明的PC钢绞线的防锈覆膜形成方法，是包括以下工序的在 PC钢绞线上形成防锈覆膜的方法：使用一系列的加工线一边使PC钢 绞线移动、一边通过将PC钢绞线捻开而将侧线从芯线松缓(緩解)的 松缓工序；在处于松缓状态的芯线及侧线的各自的外周面整个面上涂 布合成树脂粉体涂料的涂布工序；对处于松缓状态的芯线及侧线进行 加热的加热工序；通过该涂布工序和该加热工序使该涂料均匀地附着 后对附着了该合成树脂粉体涂料的芯线及侧线进行冷却而形成树脂覆 膜的冷却工序；然后相对于芯线将侧线捻合成原来的状态的缓闭(緩 閉)工序，形成以下的构成：上述加热工序包括在涂布该合成树脂粉 体涂料的涂布工序之前进行的前加热和在该涂布工序之后进行的后加 热，同时该前加热中的温度设定为比该后加热中的温度高30～130℃， 为了使上述树脂覆膜形成设定的膜厚，使用具有40～50μm平均粒径 的上述合成树脂粉体涂料，上述加工线的线速度为5～10m/min。

在本发明的在PC钢绞线上形成防锈覆膜的方法中，上述树脂覆膜 的设定膜厚优选为100～280μm。

另外，本发明的PC钢绞线，其特征在于，具有通过在上述PC钢 绞线上形成防锈覆膜的方法而形成的防锈覆膜。

发明的效果

在本发明涉及的PC钢绞线的防锈覆膜形成方法中，作为PC钢绞 线的加热处理，在涂布合成树脂粉体涂料的涂布工序之前进行前加热、 同时在该涂布工序之后进行后加热，而且，将前加热的温度设定得比 后加热高，另外，使涂布的合成树脂粉体涂料的粒径为平均粒径40～ 50μm、线速度为5～10m/min这样比较快的速度，由此实现不仅可使 PC钢绞线的生产率提高来达到成本降低、而且不损害PC钢绞线的柔 软性和埋设于混凝土情况下的剪切阻力、可效率良好地形成均匀良好 的覆膜这样的优异的效果。

附图说明

图1是表示实施本发明实施方式涉及的加工方法的加工线的概略 的侧面图；

图2是表示以相同实施方式加工的PC钢绞线的剖面图；

图3是表示相同实施方式中使用的松缓装置(缓闭装置)的简略正 面图；

图4是表示相同实施方式中使用的扩开装置的简略的正面图；

图5是简略表示相同实施方式中使用的一例的芯线调整装置的侧 面图；

图6是在相同实施方式中、涂装工序后的扩开状态中的PC钢绞线 的剖面图；

图7是在相同实施方式中、涂装工序后相对于芯线使侧线捻合成 原来状态的状态的PC钢绞线的剖面图。

具体实施方式

基于图示的实施方式详细说明本发明。图1是用于实施本发明涉 及的PC钢绞线的防锈覆膜形成加工方法的加工线的概略图。而且，使 用的一例的PC钢绞线1，如图2所示，是在中央部有芯线1a、在其外 周多根(6根)的侧线1b上以螺旋状捻在一起的共计7根导线束组成的 PC钢绞线。

一般而言，这种PC钢绞线1，长的PC钢绞线被卷取成线圈状态， 将该卷绕的PC钢绞线1在线圈状态下与现有例子同样放置在加工线的 开始端侧，将PC钢绞线1一边从其一端部侧依次抽出一边进行防锈覆 膜形成加工。

如图1所示，在本发明涉及的加工线的开始端侧设有放置了卷成 线圈状态的PC钢绞线1的台架2，在台架2上放置的PC钢绞线1，为 了防锈覆膜形成加工，依次向各工序送出。即，包括在将经前处理工 序A、涂装工序B而恢复到原来的绞线状态后、将在加工线的终端部 侧涂装完了的PC钢绞线卷取成线圈状的卷取工序C。以下，对于各工 序进行说明。

首先，作为用于开始加工线的连续运转的准备操作，如下准备： 使用与进行防锈加工的PC钢绞线1同类型的虚拟(ダミ一)的PC钢 绞线，通过手工作业将该虚拟的PC钢绞线从加工线的开始端到终端， 预先以各工序的种类或手法的状态使其穿插，将放置在台架2上的新 进行防锈加工的PC钢绞线1的芯线1a及侧线1b的端部和与虚拟的 PC钢绞线对应的芯线及侧线的端部以分别对接状态进行焊接来准备， 该准备工作结束后开始连续运转。

如果使加工线的装置的运转开始，则PC钢绞线1从加工线的开始 端部侧到终端部侧以一定的速度移动，在其间在芯线1a和各侧线1b 的各外周面上分别形成均匀地覆膜(涂膜)，且形成原来的捻合的状态 而被卷取。

放置于台架2的PC钢绞线1，首先最初经过芯线调整装置5通过 前处理工序A。该情况下，通过图3所示的松缓装置3从芯线1a将侧 线1b捻开，PC钢绞线1被扩开，通过图4所示的扩开维持装置4a～ 4d维持在其被扩开了的状态，PC钢绞线1以设定的线速度通过，直到 在维持其被扩开了的状态的状态下形成覆膜的涂装工序B。

松缓装置3具有轴承17、介有该轴承17而旋转自由地配设的旋 转环18、形成于该旋转环18的中央部、用于穿插PC钢绞线1的芯线 1a的芯线通过孔19、和以距该芯线通过孔19的需要的间隔放射状设 置的、用于穿插6个侧线1b的侧线通过孔20。

扩开维持装置4a～4d，为与上述松缓装置3大致相同的构成，但 比松缓装置3大一圈，是维持松缓了的PC钢绞线1的扩开状态的装置， 介有轴承27旋转自由地配设旋转环28，在该旋转环28上，在其中央 部设置穿插PC钢绞线1的芯线1a的芯线通过孔29，同时以距该芯线 通过孔29的需要的间隔地放射状设有6个穿插侧线1b的侧线通过孔 30。扩开维持装置4a～4d与上述松缓装置3的不同方面为芯线通过孔 29和侧线通过孔30间隔变宽方面，各孔的大小大致相同。

在前处理工序A中使用的喷丸装置6，在处于扩开状态的芯线1a 及侧线1b的外周面整个面通过高速旋转叶片投射研扫料(0.3mm左右 的钢球)，除去附着在各自的外周面的油、锈等的杂质，同时对外周面 整个面进行基体调整，例如，形成梨皮状的基体状态，使与覆膜的附 着或粘接性提高。

图5所示的芯线调整装置5，位于台架2和前处理工序A中使用 的喷丸装置6之间，同时配设于扩开维持装置4a和4b之间。该芯线 调整装置5包括一对外轮21、维持该一对外轮21之间的规定间隔的 滑轮臂23、沿着该滑轮臂移动且被张力调节弹簧22在松缓装置3侧 以一定的拉力牵拉的动滑轮24、安装于滑轮臂23上的定滑轮25，侧 线1b在外轮21外侧被引导，对应于PC钢绞线1的侧线1b的捻合间 距，两外轮21可自由旋转。穿过了扩开维持装置4a的芯线通过孔29 的芯线1a，在该芯线调整装置5内，首先挂在定滑轮25上，使其U形 回绕(Uタ一ンさせ)，挂在动滑轮24上后，配置到为达到扩开维持装置 4b侧。芯线调整装置5，通过上述的构成将作为剩余的芯线1a拉回而 进行调整，所述作为剩余的芯线1a是由于将因形成防锈覆膜而变粗的 1b捻合成原来的状态而剩余的。

予以说明的是，动滑轮24的移动距离或滑轮的槽数，按照应吸收 或回收的剩余的芯线的长度来决定，例如，如果每使滑轮槽数为2条， 则集成、吸收剩余芯线的量变为4倍。由于动滑轮24通常被处于施加 了张力的状态的张力调节弹簧22在松缓装置3侧以一定的拉力被拉 伸，因此自动吸收或回收因在终端部侧相对于芯线1a将侧线1b捻合 成原来的状态而剩余的芯线1a。另外，芯线调整装置不限于上述的滑 轮方式。

在前处理工序A中被处理了的芯线1a及侧线1b，通过扩开维持 装置4c、4d而维持扩开了的状态，且一边进行大致对应侧线捻合间距 的旋转一边向涂装工序B供给。在该涂装工序B中，通过前加热装置 7a实施加热，通过粉体涂装装置8在芯线1a和侧线1b的各自的外周 面的整个面上以独立状态形成树脂覆膜26，该树脂覆膜26通过前加 热的加热温度而形成溶融状态，进而在利用后加热装置7b的加热温度 下使树脂覆膜26整体为大致均匀光滑，通过冷却装置10将该树脂覆 膜26充分冷却而提高树脂覆膜26的表面硬度。

前加热装置7a及后加热装置7b，期望为温度调节容易的高频感 应加热方式的装置。另外，粉体涂料的供给方法，可以是喷枪喷涂法 或流动浸渍法的任何一种，总而言之期望使用静电粉体涂装方法。进 而，基于加热的方法及温度、静电喷枪的种类和个数以及配置的位置、 还有空气状态和粉体涂料的粒径和其混合比率，决定树脂覆膜26的形 成状态、即厚度和质量。

作为冷却装置10，只要在一定程度的长度下淋浴状地喷洒冷水来 将树脂覆膜26冷却即可，优选分两个阶段进行冷却的方法即可。即， 将一次冷却和二次冷却设置为邻接状态，在一次冷却中，例如使用向 树脂覆膜26吹冷气的空冷手段来进行覆膜表面的缓慢冷却，接着淋浴 状地喷洒冷水进行快速冷却，则树脂覆膜26表面大致均匀光滑地形 成。

涂装工序B中形成的树脂覆膜26的厚度，例如为大致100～280μm 左右，在该涂装工序B中形成了树脂覆膜26后，侧线1b通过缓闭装 置11相对于芯线1a捻合成原来的状态。该情况下，对于缓闭装置11 而言，将与图3所示的上述松缓装置3相同的装置如图1所示使导入 PC钢绞线1的侧和导出的侧反向来使用，由于实质上具有相同的构成， 因此省略其说明，对于其构成，实质上参照图3而应该可理解。而且， 即使形成了树脂覆膜26后侧线1b仍残留捻合褶，因此可通过缓闭装 置11相对于芯线1a快速地捻合成原来的状态，该捻合到原来的状态 的PC钢绞线1的剖面形状，如图7所示，在芯线1a及侧线1b的整个 周上形成均匀厚度的树脂覆膜26。

在树脂覆膜26的形成后，捻合成原来状态的PC钢绞线1进行树 脂覆膜26的检查。首先，使用膜厚测定装置13测量树脂覆膜26的膜 厚，如果其膜厚在设定的容许值以外则发出用于通知该情况的警报， 同时发出不足容许值或超过容许值的信号。进而，使用针孔检测装置 14检查树脂覆膜26的状态。其检查方法以不对树脂覆膜26造成损伤 地使用非接触型的、例如光学式检测手段，在树脂覆膜26上检测出针 孔的情况下，在该检测出的位置实施标记、发出警报信号。

这样被检查了的PC钢绞线1，通过领取装置15而被领取，通过 配设于加工线的终端部侧的卷取装置16进行卷取工序C，涂装完了的 PC钢绞线1被卷取成线圈状，全部工序结束。领取装置15具有配于 上下的无接头橡胶带，形成PC钢绞线以被该无接头橡胶带夹持的状态 而移动的结构，因此不会因该领取装置15而对树脂覆膜26造成损伤。 另外，该领取装置15即使作为设定该加工线的线速度的装置而发挥作 用，使用变频调速电动机形成可自由改变线速度的结构。而且，由于 在使前加热的温度条件、树脂粉体涂料的排出量等的条件一定的情况 下，因线速度，导线束上形成的覆膜的厚度不同，因此可通过选择线 速度而形成任意厚度的覆膜。

在进行加工线的连续运转、放置于台架2上的PC钢绞线1没有了 的时刻，停止加工线的驱动，暂时停止覆膜形成而将新的PC钢绞线放 置在台架2上，将前面的PC钢绞线1的后端和新放置的PC钢绞线1 的前端焊接来连接后，再次开启运转。

这样形成了树脂覆膜26的PC钢绞线1，在芯线1a及侧线1b的 表面分别独立地或以单独状态形成有树脂覆膜26，因此不仅不失去PC 钢绞线所要求的柔软性，而且可使耐腐食性及抗拉疲劳特性提高。

根据本申请发明的PC钢绞线的防锈覆膜形成方法，特别是通过加 工线的线速度、粉体涂料的粒径和加热温度的条件，提高生产效率， 同时得到形成了良好的树脂覆膜的PC钢绞线。对于这些条件如以下所 示。

首先，对于线速度，5～10m/min是合适的，不足5m/min的线速 度下，由于不能期待生产率的提高，因此成本变高、在经济上是不利 的。另外，如果线速度超过10m/min，则由于在涂布的粉体涂料充分 固化前芯线1a和侧线1b捻合成原来的状态，因此在芯线1a和各侧线 1b上独立形成的树脂覆膜(涂膜)彼此相互附着，同时因捻合成原来的 状态所产生的挤压力，有各树脂皮膜部分变形的担心，产生不仅失去 均匀性、而且失去所要求的柔软性这样的问题。最优选的线速度为7～ 8m/min，但其下限可适用至5m/min，上限可适用至10m/min。

予以说明的是，在加工线中，为了延长用于使附着于芯线1a和侧 线1b的涂料固化的时间，可以考虑一边以涂装后的芯线1a和侧线1b 扩开的状态进行加热一边长地设定进行移动的距离，但由于相对于芯 线1a使各侧线1b在维持捻合褶的状态下使其扩开来进行涂装处理， 因此维持扩开状态的距离、即、用于捻合成原来的状态的焦点距离被 设定在一定程度的范围内，当比其长时，有不能维持侧线1b的捻合褶 的担心。另外，当延长涂装后的芯线1a和侧线1b扩开的距离时，导 线束(芯线或侧线)发生松动，使加工线在移动中旋转时，或与设备接 触，或导线束彼此接触，给生产造成障碍，因此不能将实质地用于维 持扩开状态的距离延长至设定的范围以上。

使用的粉体涂料为热固性的环氧树脂，对于粉体的粒径，可使用 平均粒径为40～50μm的粉体涂料。作为最优选的粉体涂料，形成平均 粒径为45μm、在最小粒径为10μm、最大粒径为100μm的范围内大致均 等分布的粉体涂料。予以说明的是，如果粒径小，则得到膜厚薄、均 匀性优异的皮膜，如果粒径大，则得到膜厚厚的皮膜。但是，在涂装 工序的领域中，将剩余的粉体涂料分配到吸尘废弃工序和回收工序， 但如果只是粒径为10μm以下的粉体涂料，用吸尘器吸入后不能再次使 用，废弃量增加，材料变得无用，如果只是粒径超过100μm的粉体涂 料，则吸尘器的吸入量少、损失减小，但在导线束和覆膜之间发现起 泡现象，不仅在覆膜上容易产生针孔，而且涂装后的覆膜变得不均匀， 表面质地变差，不能进行作为制品的优良的质量管理。因此，作为粉 体涂料优选平均粒径为45±5μm、作为整体10～100μm的粒径的粉体 涂料大致均等分布。

利用前加热装置7a的导线束加热温度为150～250℃，利用后加 热装置7b的加热温度为120～220℃，同时使前加热的加热温度比后 加热的加热温度高30～130℃。总而言之，在上述范围内，通过在以 比后加热的加热温度高30～130℃的加热温度进行前加热的状态下进 行静电粉体涂装，附着于导线束上的粉体涂料迅速熔融而形成均匀的 膜厚，通过其之后的后加热，在树脂不发生热变性的范围进一步促进 固化反应。

实施例

作为实施例，在上述条件的范围内，如下在PC钢绞线上形成防锈 覆膜。首先，粉体涂料使用相同的涂料，同时设定前加热中的加热温 度为200℃，后加热中的加热温度为140℃，多次改变加工线的线速度 的设定，由此作成具有厚度60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、 120μm、130μm、150μm、180μm、220μm的各防锈覆膜的PC钢绞线。顺 便说一下，将线速度设定为7m/min时得到150μm的膜厚的皮膜，从该 线速度每1m/min地提高线速度在10m/min时，得到110μm的膜厚的皮 膜。相反，如果从该线速度每0.5m/min地减慢，在6m/min下得到220μm 的膜厚的皮膜。予以说明的是，如果提高前加热的温度来使树脂粉体 涂料的排出量增加，则即使在相同的线速度下覆膜的厚度也必然变厚。

对于这样得到的PC钢绞线，适用盐水喷雾试验器，基于JIS Z2371“盐水喷雾试验方法”(喷雾塔方式)进行1000小时的盐水喷雾 试验。试验结果如表1所示。

[表1]

※：开始生锈

×：生锈状态

○：无异常

如表1所示，在100μm以上中至少1000小时之前没有发现生锈， 可以确认形成了良好的皮膜。予以说明的是，上述实施例中的前加热 及后加热的加热温度等的条件是平均的，如果将前加热中的加热温度 提高、例如提高到230℃，则粉体涂料的附着量增多，皮膜变厚，另 外，粉体涂料的粒径小的和大的混杂，粒径小的粉体涂料进入粒径大 的粉体涂料的间隙，由此填充涂料间的间隙，可不产生气泡地形成作 为全体均匀的覆膜。

产业上的可利用性

本发明的PC钢绞线的防锈覆膜形成方法，可通过合理地组合合成 树脂粉体涂料的粒径、涂装前后的加热温度的设定、和线速度，使生 产率提高，不损伤柔软性和埋设于混凝土的情况下的剪切阻力地效率 良好地形成均匀良好的覆膜，因此在可作为在建筑结构物及土木结构 物等中的预应力混凝土施工法的后拉力方式或先拉力方式的拉伸材 料、拉伸材料用电缆、或作为有盐害腐蚀的担心的海洋结构物、斜拉 桥的拉力材料、斜拉材料用电缆而使用的PC钢绞线的防锈加工技术中 进行广泛利用。

符号的说明

1   PC钢绞线

1a  PC钢绞线的芯线

1b  PC钢绞线的侧线

2   台架

3   松缓装置

4a、4b、4c、4d  扩开维持装置

5   芯线调整装置

6   喷丸装置

7a  前加热装置

7b  后加热装置

8   粉体涂装装置

10  冷却装置

11  缓闭装置

13  膜厚测量装置

14  针孔检测装置

15  领取装置

16  卷取装置

17、27  轴承

18、28  旋转环

19、29  芯线通过孔

20、30  侧线通过孔

21  外轮

22  张力调节弹簧

23  滑轮臂

24  动滑轮

25  定滑轮

26  树脂覆膜

A  前处理工序

B  涂装工序

C  卷取工序