(57)【要約】【課題】従来のエポキシ樹脂塗装鉄筋における問題点を一挙に解決することのできる、新規な構成のコンクリート用の樹脂塗装鉄筋の製造方法を提供すること。【解決手段】  鉄筋母材１４が、エポキシ樹脂の粉体塗料を用いた静電塗膜１５によって被覆されるコンクリート用の樹脂塗装鉄筋の製造方法。鉄筋母材１４を加熱後、一次静電塗装して鉄筋本体に下塗り層１５ａを形成し、さらに、該下塗り層１５ａの上に、二次静電塗装して下塗り層１５ａの保持熱を用いて表面凹凸の上塗り層１５ｂを硬化・密着させる方法。上塗り層１５ｂの塗布量を、下塗り層１５ａの上に無数の塗料粒子を部分突出させた状態で散点状に硬化・密着させることが可能となるものとして、上塗り層１５ｂの表面凹凸を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋母材が、エポキシ樹脂の粉体塗料を用いた静電塗膜によって被覆されるコンクリート用の樹脂塗装鉄筋の製造方法であって、
前記鉄筋母材を加熱後、一次静電塗装して前記鉄筋母材に下塗り層を形成し、さらに、該下塗り層の上に、二次静電塗装し、前記下塗り層の保持熱を用いて表面凹凸の上塗り層を硬化・密着させる方法において、
前記上塗り層の塗布量を、前記下塗り層の上に無数の塗料粒子を部分突出させた状態で散点状に硬化・密着させることが可能となるものとして、前記上塗り層の表面凹凸を形成する、
ことを特徴とする樹脂塗装鉄筋の製造方法。
【請求項２】
前記上塗り層の塗布量を、設定膜厚が前記粉体塗料のメジアン粒子径の1/1未満〜1/10となるものとすることを特徴とする請求項1記載の樹脂塗装鉄筋の製造方法。
【請求項３】
前記粉体塗料として、下塗り層と上塗り層とに同一の塗料の使用することを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂塗装鉄筋の製造方法。
【請求項４】
前記粉体塗料として、上塗り層の塗料を、前記下塗り層の塗料に前記鉄筋母材の加熱後の保持温度で軟化しない耐熱性を有する誘電体微粉が添加されて、粉体粒子の相互融着を抑制乃至阻止可能とされたものを使用することを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂塗装鉄筋の製造方法。
【請求項５】
前記誘電体微粉が金属酸化物微粉であることを特徴とする請求項４記載の樹脂塗装鉄筋の製造方法。
【請求項６】
前記金属酸化物微粉が、シリカ、アルミナ又はチタニアを原料とした高熱法酸化物微粉であることを特徴とする請求項５記載の樹脂塗装鉄筋の製造方法。
【請求項７】
鉄筋母材が、熱硬化性樹脂の粉体塗料を用いた静電塗膜によって被覆されたコンクリート用の樹脂塗装鉄筋であって、
鉄筋母材の上に一次静電塗装により形成された下塗り層と、該下塗り層の上に二次静電塗装により硬化・密着して形成される上塗り層とを備え、
該上塗り層が、前記下塗り層の上に無数の塗料粒子が部分突出した状態で散点状に硬化・密着されて表面凹凸に形成されている、
ことを特徴とする樹脂塗装鉄筋。
【請求項８】
前記上塗り層の粉体塗料の粒子が、前記下塗り層の表面温度で軟化しない耐熱性を有する誘電体微粉で塗されたものであることを特徴とする請求項７記載の樹脂塗装鉄筋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋母材が、エポキシ樹脂の粉体塗料を用いる静電塗膜によって被覆されるコンクリート用の樹脂塗装鉄筋の製造方法及び樹脂塗装鉄筋に関する。
【０００２】
具体的には、橋梁、高潮堤（防波堤）や、海岸近辺のホテルその他の観光施設等の建造物をコンクリート施工する際に好適な樹脂塗装鉄筋の発明に係る。なお、本発明の樹脂塗装鉄筋は、現場施工の場合ばかりでなく、プレキャスト等の鉄筋コンクリート製品にも適用できる。
【背景技術】
【０００３】
上記のような建造物を鉄筋コンクリートで施工する際には塩害を考慮して、エポキシ樹脂塗装鉄筋（１）又はステンレス鉄筋（２）を使用している。
【０００４】
（１）ここで、樹脂塗装鉄筋の樹脂材料としてエポキシ樹脂が使用されるのは、エポキシ樹脂が、耐アルカリ性、鉄筋への塗膜付着性、及び塩化物イオン遮蔽性のいずれにも優れているためである。
【０００５】
エポキシ樹脂塗装鉄筋についての、土木学会規格「JSCE−E102(2003)：エポキシ樹脂塗装鉄筋の品質規格」（以下単に「塗装鉄筋規格」という。）の一部を、表１として引用する。
【０００６】
【表１】
2014083530.tif 000003
【０００７】
そして、該エポキシ樹脂塗装鉄筋は、塗膜厚を、防錆上の見地から、上記塗装鉄筋規格に規定されているように「220±40μｍ（設定膜厚220μｍ、公差±40μｍ）」と厚くする必要がある。このため、下記のような課題（問題点）があった。
【０００８】
1)コンクリートとの付着強度が低下する。この付着強度の低下は、鉄筋の構造設計に折り込む必要がある。すなわち、付着強度が15％低下することを見込んで、コンクリート１３への基本定着長さを無塗装鉄筋の1.18倍以上確保する必要がある。すなわち、図１に示す如く、鉄筋１２、１２相互を接続配筋する場合、鉄筋１２、１２の重ね継手とする場合の重ね長さＬ１を塗装品においては、無塗装鉄筋の1.18倍以上とするように前記「塗装鉄筋規格」に規定されている。
【０００９】
このため特許文献１において、エポキシ樹脂塗装鉄筋のコンクリートに対する付着性を改善するために下記鉄筋材の製造方法に係る発明が提案されている（請求項４）。
【００１０】
「鉄筋材を加熱し、鉄筋材の表面温度が250〜390℃にある間に、当該鉄筋材にエポキシ粉体塗料を吹付けて溶融付着させることにより第一防食被膜を形成するとともに、この温度条件下で、溶融状態にある第一防食被膜の表面に、粒状物とエポキシ樹脂及び硬化剤とが混合されてなる粉体塗料を吹付けて溶融付着させることにより第二防食被膜を形成し、しかる後、第一、第二防食被膜付き鉄筋材を冷却することにより、第二防食被膜によって形成された無数の突起を有する高付着防食鉄筋材を製造することを特徴とする。」
【００１１】
しかし、この特許文献１に記載の鉄筋材の製造方法においては、第二防食被膜を形成するためのエポキシ粉体塗料に混合される粒状物が亜鉛金属末（無機粒状物）であるため、これをバインダー成分（エポキシ樹脂）でコーティングされた状態の強固な突起（コンクリートに対する付着性改善のための凹凸）として第二防食被覆の表面に発現させるためには、250〜390℃といった高温条件下で第二防食被覆の吹付け塗装（静電塗装）を行なう必要がある。結果的に、エポキシ樹脂を劣化させて第二防食被膜の性能を保持し難い（特許文献２段落００１４）。
【００１２】
当該問題点を解決するために、特許文献２において、下記各構成の「高付着防食被膜付き鉄筋材の製造方法」が提案されている（請求項２；本願添付図２参照、括弧内は本願明細書で使用する対応技術用語）。なお、「溶融付着」を「硬化・密着」としたのは、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂の界面密着（接着）は、熱可塑性樹脂におけるような相互溶融でなく、硬化しながらの架橋接着と考えられるからである。
【００１３】
「鉄筋材を加熱し、鉄筋材（鉄筋母材）の表面温度が200〜250℃にある間に、当該鉄筋材に、エポキシ粉体塗料を吹付けて溶融付着（硬化・密着）させることにより第一防食被膜（下塗り層）を形成するともに、この温度条件下で、溶融状態にある第一防食被膜の表面に、粒径がエポキシ粉体塗料の粒径の2.5倍〜３倍のアクリル系樹脂ビーズが混合されたエポキシ粉体塗料を吹付けて溶融付着させることにより、第二防食被膜（上塗り層）によって形成された無数の突起を有する高付着防食被膜付鉄筋材を製造することを特徴とする防食被膜付き鉄筋材の製造方法。」
【００１４】
しかし、当該構成の「高付着防食被膜付き鉄筋材およびその製造方法」は、上記特許文献１に記載の問題点を解決できるも、下記のような問題点が発生するものと考えられる。
【００１５】
ＳＰ値においてアクリル樹脂（PMMA）：9.25とエポキシ樹脂：10.9〜11.5と異なり、下塗り層（エポキシ樹脂層）に対するアクリル系樹脂ビーズの接着強度を得難い。すなわち、下塗り層と上塗り層との間に実質的な接着強度を得難い。
【００１６】
また、第二防食被膜の突起を形成するアクリル系樹脂ビーズは、粒径がエポキシ粉体塗料の2.5〜３倍であるため、上塗り層が厚くなり易い。
【００１７】
さらには、アクリル系樹脂ビーズは熱軟化温度（熱変形温度）が80〜100℃と、エポキシ樹脂のそれ110〜160℃に比して低く、高熱環境下で使用される場合に十分な耐熱性を静電塗膜に得難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開2005−66574号公報（請求項４等）
【特許文献２】特開2006−233614号公報（請求項２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記にかんがみて、上記のように一次静電塗装して鉄筋母材に下塗り層を形成し、該下塗り層の上に二次静電塗装して表面凹凸の上塗り層を硬化・密着させる方法において、エポキシ樹脂を劣化させるような高温条件下で上塗り層を形成する二次静電塗装をする必要がないとともに、上塗り層の表面凹凸の耐熱性および耐久性にも優れている樹脂塗装鉄筋の製造方法および樹脂塗装鉄筋を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意開発に努力をした結果、下記構成の樹脂塗装鉄筋の製造方法および樹脂塗装鉄筋に想到した。
【００２１】
鉄筋母材が、エポキシ樹脂の粉体塗料を用いた静電塗膜によって被覆されるコンクリート用の樹脂塗装鉄筋の製造方法であって、
前記鉄筋母材を加熱後、一次静電塗装して前記鉄筋母材に下塗り層を形成し、さらに、該下塗り層の上に、二次静電塗装し、前記下塗り層の保持熱を用いて表面凹凸の上塗り層を硬化・密着させる方法において、
前記上塗り層の塗布量を、前記下塗り層の上に無数の塗料粒子を部分突出させた状態で散点状に硬化・密着させることが可能となるものとして、前記上塗り層の表面凹凸を形成する、ことを特徴とする。
【００２２】
また、樹脂塗装鉄筋は、下記構成のものとなる。
【００２３】
鉄筋母材が、熱硬化性樹脂の粉体塗料を用いた静電塗膜によって被覆されたコンクリート用の樹脂塗装鉄筋であって、
鉄筋母材の上に一次静電塗装により形成された下塗り層と、該下塗り層の上に二次静電塗装により硬化・密着して形成される上塗り層とを備え、
該上塗り層が、前記下塗り層の上に無数の塗料粒子が部分突出した状態で散点状に硬化・密着されて表面凹凸に形成されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成の樹脂塗装鉄筋の製造方法および樹脂塗装鉄筋は、一次静電塗装及び二次静電塗装に使用する下塗り粉体塗料と上塗り粉体塗料が、同一又は実質的に同一なものである。このため、上塗り層と下塗り層との間の密着性に問題が発生するおそれがなく、上塗り層の表面凹凸の耐熱性および耐久性（密着性）にも優れている。当然、エポキシ樹脂を劣化させるような高温条件下で二次静電塗装をする必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】コンクリート鉄筋の配筋接続部を示すモデル断面図である
【図２】従来の静電粉体塗装による付着改善鉄筋の製造方法の概略工程図である。
【図３】本発明の静電粉体塗装による付着改善鉄筋の製造方法の概略工程図である。
【図４】本発明で使用する好適なエポキシ粉体塗料の拡大態様図である。
【図５】実施例１の上塗り層の表面凹凸の断面曲線である。
【図６】実施例２の上塗り層の表面凹凸の断面曲線である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の望ましい形態について説明する。
【００２７】
本発明の方法で製造する樹脂塗装鉄筋は、エポキシ樹脂の粉体塗料を用いた鉄筋母材１４が静電塗膜１５で被覆されているものである（図３参照）。
【００２８】
ここで、鉄筋母材１４の材質は、通常、炭素鋼であるがステンレス鋼も可能である。
【００２９】
鉄筋母材１４の太さは、JIS G3112に規定されている、鉄筋母材径(称呼径)10〜60mmのものを使用できる。
【００３０】
上記粉体塗料のベースとするエポキシ樹脂には、エポキシ樹脂そのものばかりでなくエポキシ樹脂均等物も含む。エポキシ樹脂の変性体は勿論、耐アルカリ性（pH12以上）を有し、且つ、前述のJSCE−E104に規定する鉄筋に対する塗膜密着性および塩化物イオン遮蔽性の各試験方法において基準を満たすものであれば特に限定されない。
【００３１】
そして、上記粉体塗料の平均粒径（メジアン）20〜70μｍ、望ましくは30〜60μｍ、さらに望ましくは45μｍ前後のものを使用する。静電塗装性の見地からである。
【００３２】
そして、本発明の塗装鉄筋は、下記の如くにして製造する（図３参照）。以下の設定数値は、粉体塗料の平均粒径（メジアン）45μｍ前後の場合を想定したものである。
【００３３】
前提的には、鉄筋母材１４が、エポキシ樹脂の粉体塗料を用いた静電塗膜によって被覆されるコンクリート用の樹脂塗装鉄筋の製造方法であって、鉄筋母材１４を加熱後、一次静電塗装して鉄筋母材１４に下塗り層１５ａを形成し、さらに、該下塗り層１５ａの上に、二次静電塗装をし、下塗り層１５ａの保持熱を用いて上塗り層１５ｂを硬化・密着させる。ここまでは、従来技術と同様である。
【００３４】
上記鉄筋母材１４の、上記設定加熱温度はエポキシ樹脂や種類、鉄筋母材の種類（径を含む。）等により変動するものであり絶対的なものではない。通常、エポキシ樹脂の設定硬化温度を180〜200℃とするとき、それより10〜20℃高い190〜220℃の範囲から設定する。下塗り層１５ａを熱硬化させるとともに、上塗り層１５ｂを、下塗り層１５ａの保持熱を用いて熱硬化させる必要があるためである。
【００３５】
下塗り層１５ａの形成は、鉄筋母材１４をブラスト処理（下地処理）後、素材表面温度を、エポキシ樹脂の設定硬化温度より若干高い上記設定温度に加熱維持した状態で、設定乾燥膜厚となるように一次静電塗装（電圧：100ｋV）をすることにより行う。
【００３６】
下塗り層１５ａの塗膜厚は、要求性能（曲げ加工性、防錆性等）により異なる。例えば、要求性能が従来のエポキシ樹脂塗装鉄筋と同等として、合計平均設定膜厚220μmとした場合、下塗り層１５ａの設定塗膜厚は、それより5〜40μｍ（望ましくは20〜30μｍ）減じたもの、すなわち、180〜215μｍ（望ましくは190〜200μｍ）とする。
【００３７】
下塗り層１５ａの膜厚が大きいと上塗り後の合計膜厚の制御が困難となる。膜厚が小さいと所要の防錆性を確保し難くなる。
【００３８】
そして、本発明は、上塗り層１５ｂの塗布量を、無数の塗料粒子を突起させて散点状に硬化・密着させることが可能となるものとして、上塗り層１５ｂの表面凹凸を形成することを特徴とするものである。
【００３９】
上塗り層１５ｂの塗布量は、設定膜厚が前記粉体塗料のメジアン粒子径の約1/1未満〜1/10、望ましくは、1/1.5〜1/6となるものとする。具体的には、メジアン粒子径を45μｍとしたとき、4.5μｍ以上45μｍ未満、望ましくは7.5〜30μmとする。
【００４０】
塗布量が多いと、塗料粒子を散点状に硬化・密着させることが困難となる。すなわち、塗料の粒子相互が近接ないし重なりあって硬化・密着して、上塗り層１５ｂの表面凹凸が起伏高低差の小さい（起伏度に乏しい）ものとなる。逆に塗布量が少ないと、塗料粒子は散点状となるが表面凹凸の起伏密度の粗いものとなる。いずれの場合も、上塗り層１５ｂの表面凹凸によるコンクリート付着改善効果が期待し難くなる。
【００４１】
そして、本発明の一実施形態は、下塗り層１５ａと上塗り層１５ｂともに同一の塗料を使用するものである。
【００４２】
こうして、下塗り層１５ａに対して二次静電塗装することにより、塗料粒子が下塗り層１５ａに密着はするが同化しない。結果的に、塗料粒子を部分突出させた状態で散点状に付着させることが可能となり、上塗り層１５ｂが凹凸状となる。
【００４３】
二次静電塗装の一次静電塗装からの間隔は、通常、15ｓ〜3min、望ましくは、30ｓ〜2minである。
【００４４】
二次静電塗装までの間隔時間が短いと、下塗り層１５ａが加熱溶融時の粘度の低いＢ状態に近く、上塗り層１５ｂを形成する塗料粒子が下塗り層１５ａに埋没し易くなり、塗料粒子を突出させて散点状に硬化・密着させることが困難となる。逆に、二次静電塗装までの間隔が長いと、下塗り層１５ａの温度が低くなり、塗料粒子の硬化・密着が困難となる。結果的に、無数の塗料粒子を部分突出させた状態で散点状に硬化・密着させて、上塗り層１５ｂを表面凹凸に形成することが困難となる。
【００４５】
なお、図例では上塗り層１５ｂは強調して表現してある。
【００４６】
本発明の他の実施形態は、上塗り層１５ｂの粉体塗料として、下塗り層１５ａの表面温度で軟化しない耐熱性を有する誘電体微粉が添加されて、粉体粒子の相互融着を阻止可能とされた塗料を使用する。すなわち、粉体粒子が誘電体微粉（金属酸化物微粉）で塗されている塗料を使用する（図４参照）。
【００４７】
塗料粒子相互の融着が抑制乃至阻止されて、上塗り層１５ｂを凹凸状の度合いの高いものに形成しやすくなる。さらに、上塗り層１５ｂを形成する塗料粒子は、加熱溶融により扁平体となるが、該扁平体の下面の下塗り層１５ａに対する、誘電体微粉の介在により密着度が低くなる。このため、上塗り層１５ｂのその後の硬化収縮に際して、誘電体微分が介在しない場合に比して、溶融により扁平化した粉体粒子の扁平度の回復がし易い（隆起度が高くなり易い。）。結果的に、上塗り層１５ｂの凹凸状の起伏度が高くなってコンクリートに対する付着性改善効果（付着強度）がより増大する。
【００４８】
上記誘電体微粉は、耐熱性熱硬化性樹脂（例えば、メラミン樹脂）等でもよいが、金属酸化物微粉（１μｍ未満）が望ましい。具体的には、シリカ、アルミナ又はチタニアを原料とした高熱法酸化物微粉を挙げることができる。より具体的には、アエロジル（登録商標）の商品名で上市されているもののうち、平均一次粒子径（メジアン径）5〜100nm（より望ましくは5〜50nm）のもの、特に、エポキシ樹脂との親和性の見地から親水性のものを好適に使用できる。なお、通常のエポキシ樹脂粉体塗料にも、流動性改善剤としてアエロジル類が微量（例えば、0.3％前後）添加されているものがあるとされている。
【００４９】
誘電体微粉のエポキシ樹脂に対する添加量は、耐熱性熱硬化性樹脂微粉と金属酸化物微粉では異なるが、金属酸化物微粉のとき0.5〜１5質量％（望ましくは3〜10質量％）とする。
【００５０】
誘電体微粉の添加量が少ないと、塗料粒子相互の融着抑制乃至阻止作用を得難くなる。添加量が多いと、コスト的に問題が発生するとともに、上塗り層１５ａと下塗り層１５ａとの間の融着抑制乃至阻止作用は十分であるが、凹凸を形成する塗装粒子の下塗り層１５ａとの密着性が低下して、上塗り層１５ｂの耐久性(塗装粒子剥離等）に問題が発生し易くなる。
【実施例】
【００５１】
次に本発明の効果を確認するために行なった実施例について説明する。
【００５２】
粉体塗料は、下塗り粉体塗料は、メジアン粒子径：45μｍのエポキシ粉体塗料を使用し、上塗り粉体塗料は、実施例１では、下塗り塗料と同じものを、実施例２では、当該エポキシ粉体塗料100部に、金属酸化物微粉（設定粒径13nm）5部を添加したものを使用した。
【００５３】
また、鉄筋母材は、ブラスト処理した異形鉄筋（炭素鋼ＳＤ３４５、鉄筋径(称呼径)：19mm）を用いた。そして、該鉄筋母材に対して、下記条件で下塗り・および上塗りを行なった。
【００５４】
１）下塗り：鉄筋母材の表面温度を、設定加熱温度：210℃で加熱後、塗布量を設定膜厚200μｍになる量として、下塗り粉体塗料を塗布する。
【００５５】
２）上塗り：上記下塗り後、1.5分後に、塗布量を設定膜厚20μmになる量として、上塗り粉体塗料を塗布する（下塗りの約1/10）。
【００５６】
ここで、鉄筋母材は、上塗り層を形成するエポキシ樹脂（粉体粒子）が、鉄筋母材に硬化（架橋）・密着するのに十分な熱量を有している。
【００５７】
実施例１・２の鉄筋について、表面粗度を非接触式で測定した。その測定結果を表２および図５・６の断面曲線に示す。なお、各パラメータは、EUR15178Nレポートの定義に基づく。
【００５８】
表２および図５・６から、上塗り層の凹凸状の度合い（隆起度）において、実施例２（上塗り層の塗料にアエロジルを添加したもの）が、実施例１（上塗り層、下塗り層ともに同一塗料）に比して高いことが分かる。すなわち、実施例２の樹脂塗装鉄筋が実施例１のそれに比してコンクリートとの付着性改善効果が高いことが期待できる。
【００５９】
【表２】
2014083530.tif 000004
【符号の説明】
【００６０】
１２    (異形)鉄筋
１３    コンクリート(層)
１４    鉄筋母材
１５    静電塗膜
１５ａ    下塗り層
１５ｂ    上塗り層
【図１】
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【図２】
2014083530.tif 000006
【図３】
2014083530.tif 000007
【図４】
2014083530.tif 000008
【図５】
2014083530.tif 000009
【図６】
2014083530.tif 000010