(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル状に巻き取った裸の鋼線材をアンダーローラ上に設置し、低粘度の水乳化型防錆剤が貯蔵された塗布槽に前記鋼線材がつくるコイルの円弧の一部を、この円弧の最内側に位置する鋼線材が前記防錆剤に浸漬されるように浸漬させ、前記アンダーローラにより前記コイルを回転させることで鋼線材に防錆剤を塗布することを特徴とする鋼線材に対する防錆剤の塗布方法。
但し、前記防錆剤は、精製鉱油60質量％以上80質量％以下を含有し、40℃における動粘度が5mm2/sec以上30mm2/sec以下とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた防錆効果を奏する鋼線材、及び鋼線材に対する防錆剤の塗布方法に関するものである。特に、鋼線材が直接水に接触するような環境におかれても、発錆率が低い鋼線材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、橋梁などのコンクリート構造物の補強鋼材として、PC(プレストレストコンクリート)鋼撚り線(ケーブルとも呼ばれる)がよく用いられている。このうち、グラウトタイプの外ケーブル(コンクリート部材の外部に配置してプレストレスを与えるケーブル)には、一般に、ポリエチレン樹脂やエポキシ樹脂などによる防錆被覆を施していない裸のPC鋼撚り線が使用されている。そのため、発錆を防止するべく、PC鋼撚り線をシース内に挿入後、速やかにグラウトを注入している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、樹脂などの防錆被覆を施していない裸のPC鋼撚り線は、長期間の保管、輸送、配筋・コンクリート打設などの施工の際などで、錆が容易に発生するという問題がある。
【０００４】
従来、保管中などに発生する結露に対する防錆処理として、裸のPC鋼撚り線に燐酸鉄被膜を生成させる防錆剤を塗布することが行われている。しかし、燐酸鉄被膜では、結露による細かい水滴が溜まった水や雨水などの水に直接曝される場合、十分な防錆効果が得られにくい。
【０００５】
一方、ポリエチレン樹脂やエポキシ樹脂などをコーティングした被覆PC鋼撚り線は、上記のような水に直接曝されるような場合であっても、優れた防錆効果を有している。しかし、被覆PC鋼撚り線は、定着部において被覆を剥がす必要があり、裸のPC鋼撚り線と比較して施工性が悪いという問題がある。また、樹脂の被覆を施すことでコストがかかるといった問題もある。
【０００６】
他方、PC鋼撚り線以外の鋼線材製品は、保管中の防錆処理として、通常、燐酸亜鉛被膜処理や防錆油(鉱油90質量％超100質量％、40℃における動粘度が4mm2/sec〜5mm2/sec未満)の塗布を行っている。しかし、燐酸亜鉛被膜も、結露により溜まった水や雨水などの水に直接曝されるような場合、十分な防錆効果が得られにくい。また、従来使用されている防錆油では、鋼線材の製造設備やユーザーの加工設備がこの油によって汚れ易く、除去が困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の主目的は、鋼線材が直接水に接触するような場合であっても、長期間の保管、輸送、施工の際などにおいて優れた防錆効果が得られる鋼線材を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、より小型な設備で、かつ鋼線材に防錆剤を一様に塗布することができる鋼線材に対する防錆剤の塗布方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明鋼線材は、裸の鋼線材の外周に低粘度の水乳化型防錆剤を塗布することで上記主目的を達成する。このような防錆剤を鋼線材の全長に塗布するには、コイル状に巻き取った裸の鋼線材をアンダーローラ上に設置し、低粘度の水乳化型防錆剤が貯蔵された塗布槽に上記鋼線材がつくるコイルの円弧の一部を、この円弧の最内側に位置する鋼線材が上記防錆剤に浸漬されるように浸漬させ、上記アンダーローラによりコイルを回転させることで鋼線材に防錆剤を塗布することが最適である。本発明において防錆剤は、精製鉱油60質量％以上80質量％以下を含有し、40℃における動粘度が5mm2/sec以上30mm2/sec以下である。より好ましくは、精製鉱油70質量％以上80質量％以下を含有し、40℃における動粘度が10mm2/sec以上20mm2/sec以下である。また、本発明において防錆剤の塗布量は、2g/m2以上20g/m2が好ましい。
【００１０】
本発明において、低粘度の水乳化型防錆剤を用いる理由を以下に説明する。
従来、結露に対する防錆処理として裸のPC鋼撚り線には、燐酸鉄被膜処理が施されている。しかし、燐酸鉄被膜は、結露で発生する細かい水滴に対する防錆には効果があるものの、水滴が溜まり鋼線材の外周にかかる程度の量の水と直接接触する場合に対しては防錆力が低く、このような場合、1日程度で発錆することが実験により確認された。長期保管では、結露を完全に防ぐことは困難であり結露によって水が溜まりこの水に接触したり、輸送や施工の際などに雨水に曝されたりする恐れがある。即ち、従来のPC鋼線材は、このような水に直接接触することで発錆すると考えられる。そこで、本発明者らは、種々検討した結果、特定の防錆剤を塗布することで、直接水に曝されるような環境であっても、優れた防錆効果が得られるとの知見を得た。この知見に基づき、本発明は、低粘度の水乳化型防錆剤を用いる。
【００１１】
本発明において防錆剤を低粘度、より具体的には40℃における動粘度が5mm2/sec以上30mm2/sec以下に規定するのは、以下の理由による。即ち、低粘度であることで、例えば、PC鋼撚り線を構成する素線の間隙や、コイル状に巻き取られたPC鋼撚り線同士の間隙に防錆剤を充填させ易く、塗布作業性に優れるからである。また、従来用いられていた防錆油と比較してベタつきが少なく、緊張作業時に定着部の油を拭い取る必要がないため、施工性に優れる。更に、施工機器や製造設備などに付着しても除去し易く、施工機器や製造設備などが従来のように油で汚されることも少ない。
【００１２】
本発明において防錆剤を水乳化型に規定するのは、以下の理由による。即ち、水量を調節することで、所望の粘度にコントロールすることが容易であるからである。また、鋼線材に塗布した後、必要に応じて除去を容易に行うことができる。更に、施工設備や施工機器に付着しても、熱湯などにより容易に除去することが可能である。これに対し、従来用いられていた防錆油は、水に乳化せず、上記のように粘度の調整や塗布・付着後の除去を容易に行うことができない。
【００１３】
本発明鋼線材は、上記低粘度の水乳化型防錆剤を裸の鋼線材に塗布することで、従来の燐酸鉄被膜や、燐酸亜鉛被膜、防錆油を施した鋼線材と比較して、より優れた防錆効果が得られる。そのため、本発明鋼線材は、直接水と接触するような環境におかれた場合であっても、発錆しにくい。
【００１４】
本発明塗布方法は、低粘度の防錆剤を用いることで、鋼線材の一部に防錆剤が付着すると、鋼線材を回転させているうちに防錆剤が流動して鋼線材の全周に行き渡り、鋼線材の全周に亘って防錆剤を塗布することができる。従って、例えば、PC鋼撚り線を構成する素線の間隙やPC鋼撚り線同士の間隙にも気泡をほとんど残存させずに一様に塗布することが可能である。また、巻き取った状態で鋼線材に塗布するため、直線状態で塗布する場合に比較して、塗布設備をより小さくすることができ、経済性にも優れる。本発明塗布方法において巻き取った鋼線材は、鋼線材がつくるコイルの円弧の一部が防錆剤に浸漬されるように、コイルの軸方向が水平方向になるように配置することが好ましい。このとき、鋼線材を回転させると鋼線材の軸方向に防錆剤を順次塗布することができるため、巻き取った鋼線材全体を一度に塗布槽に浸漬させなくても、鋼線材の少なくとも一部、即ちコイルの円弧の一部を防錆剤に浸漬することで、鋼線材の全長に亘って防錆剤を塗布することが可能である。従って、本発明塗布方法は、鋼線材の一部が浸漬できる程度の少量の防錆剤で鋼線材の全長に亘る塗布が可能である。加えて、PC鋼材以外の鋼線材製品では、一般的に、圧延線材に燐酸亜鉛被膜処理を施し、さらに伸線加工後に防錆油を塗布することが行われている。しかし、本発明塗布方法では、低粘度の水乳化型防錆剤のみを塗布するだけでよく、従来の燐酸亜鉛被膜処理及び伸線加工後の防錆油塗布と比較して防錆処理工程が少なく、塗布作業性に優れる。
【００１５】
上記のように低粘度の防錆剤を用い、巻き取った状態の鋼線材を回転させることで、鋼線材の全周、全長に及ぶ防錆剤の塗布を可能にする。その際、巻き取って積層された鋼線材の厚み(最内側と最外側間の幅)以上の深さを有する塗布槽を用意し、防錆剤を満たした塗布槽に鋼線材を設置したとき、巻き取った鋼線材の最内側が防錆剤に浸漬されるようにすることが好ましい。この構成により、鋼線材の全周に防錆剤をより確実に付着させることができる。
【００１６】
上記本発明塗布方法において、鋼線材は予めコイル状に巻き取っておくことが好ましい。このとき、コイル状態を保持できるように適当な間隔で結束して束ねておくとよい。そして、コイル状に束ねた鋼線材をアンダーローラ上に設置し、アンダーローラにより鋼線材を回転させることで、鋼線材に防錆剤を塗布することが好ましい。
【００１７】
アンダーローラは、例えば、台部と、この台部上でコイル状の鋼線材を回転自在に支持する支持ローラと、支持ローラの駆動源とを具えるものを用いることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明鋼線材の断面図である。本例において鋼線材は、PC鋼撚り線を用いた。本発明PC鋼撚り線1は、撚り線1を構成する素線2の間隙を含め素線2の外周に全長に亘って低粘度の水乳化型防錆剤3が塗布されている。本例では、低粘度の水乳化型防錆剤3として、精製鉱油70〜80質量％を含有し、40℃における動粘度が10mm2/sec以上20mm2/sec以下のものを用いた。
【００１９】
本発明鋼線材は、防錆性の高い低粘度の水乳化型防錆剤を鋼線材の外周に全長に亘って塗布することで、長期保管やシースへの挿入からグラウト注入までの施工の際における結露及び結露によって溜まった水による発錆、運搬やシース挿入時などの施工の際における雨水接触による発錆をより確実に防止することができる。
【００２０】
次に、鋼線材に防錆剤を塗布する方法を説明する。図2は、アンダーローラを模式的に表した側面図、図3は、その平面図である。本発明塗布方法は、鋼線材を予めコイル状に巻き取っておき、この鋼線材を回転させることで鋼線材の全長に防錆剤を塗布する。
【００２１】
本例では、予め鋼線材をコイル状に巻き取り適当な間隔で結束した鋼線材束(コイル)をアンダーローラ上に設置し、アンダーローラを駆動させることでコイルを回転させる。コイルは、その軸方向がアンダーローラの軸方向と平行になるように配置し、コイルの外周をアンダーローラに接触させて配置する。
【００２２】
アンダーローラは、図2に示すように、台部20と、台部20上でコイル30を回転自在に支持する2本の支持ローラ21、22と、支持ローラ21、22の駆動源23とを具える。駆動源23は、図3に示すようにベルト24によって支持ローラ21と連結されており、ベルト24を介して支持ローラ21を回転させる。また、支持ローラ21は、支持ローラ22とベルト25によって連結されており、ベルト25を介して支持ローラ21の回転を支持ローラ22に伝えて支持ローラ22を回転させる。このような支持ローラ21、22を覆うように塗布槽26を設けている。塗布槽26は、コイル30を支持ローラ21、22上に設置した際、図2においてコイル30の厚み(最内側と最外側間の幅)a以上の深さを有する大きさとした。この塗布槽26には、コイル30の最内側に位置する鋼線材iが十分浸漬できる程度に防錆剤を満たすとよい。
【００２３】
アンダーローラにコイル30を設置すると、コイル30がつくる円弧の一部が、防錆剤に浸漬される。そして、駆動源23を駆動してコイル30を回転させると、コイル30は、順次防錆剤に浸漬され、最終的に鋼線材の全長に亘って防錆剤を塗布することができる。
【００２４】
(試験例)
低粘度の水乳化型防錆剤を塗布した鋼線材と、従来の防錆処理を施した鋼線材とにおいて発錆状態を比較してみた。本試験で用いた試供材は、JIS  G  3536の7本撚りφ15.2mmB種PC鋼撚り線である。主な機械的特性を表1に示す。本試験では、試供材を150mmに切断した試供片を用いた。また、試験条件を表2に示す。
【００２５】
【表１】
0004215440.tif 000002
【００２６】
【表２】
0004215440.tif 000003
【００２７】
本試験で用いた防錆剤、浸漬時間を以下に示す。
本発明例：水乳化型防錆剤  「ラストベト4221」(日本ホートン株式会社製)
原液成分  精製鉱油70〜80質量％  添加剤20〜30質量％
原液動粘度(mm2/sec、40℃)  16
浸漬時間  原液に4sec浸漬し、10分間鉛直に保持した。
従来例  ：燐酸鉄被膜型防錆剤  「シーラー＃10」(日本ペイント株式会社製)
原液主成分  Na2H2P2O7(ピロ燐酸ソーダ)
浸漬時間  試供片を90℃×5分間保温後、濃度1.0重量％の溶液に
4sec浸漬し、エアブローによって90℃×5分間乾燥させた。
【００２８】
試供片は各例3片ずつ用意し、それぞれ100時間、260時間、430時間ごとに1本づつ解体し、試供片内部の発錆状況を観察した。評価は、試供片内部の錆長さを測定し、単位長に対する錆長さの割合(発錆率)(％)を求めて、5段階に分けて行った。その結果を表3、図4に示す。
【００２９】
【表３】
0004215440.tif 000004
【００３０】
本試験例は、表3、図4に示すように大きな錆が発生することがなく、430時間後でも発生率が0％であり、優れた防錆効果を奏することが分かる。これに対し、従来例は、本試験のように直接水に曝される場合は、表3、図4に示すように時間を経るに従って大きな錆が発生し、430時間後の発錆率も8割を越えている。従って、従来例は、直接水に曝されるような環境に保管されたり、運搬の際や施工現場で雨水にあたるような場合は、数日間で発錆する恐れがあることが分かる。なお、比較として試供片に防錆処理を施していない未処理例についても同様に調べてみたが、従来例よりも防錆性が低いことが明らかである。
【００３１】
また、燐酸亜鉛被膜処理(日本パーカーライジング株式会社製)を施した鋼線材についても、同様の試験を行った。すると、従来例と同様に時間を経るに従って大きな錆が発生し、発錆率も従来例と同様であった。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明鋼線材は、長期間の保管、輸送、施工の際などで、直接水と接触するようなことがあっても、従来の燐酸鉄被膜型防錆処理や、燐酸亜鉛被膜処理などを施した鋼線材と比較して優れた防錆効果が得られるという効果を奏し得る。
【００３３】
また、本発明塗布方法は、長尺な鋼線材であっても、より小型な設備で、かつ鋼線材に防錆剤を一様に塗布することが可能である。また、塗布作業工程が従来の鋼線材製品と比較して少ないため、作業性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明鋼線材の断面図である。
【図２】アンダーローラを模式的に表した側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】時間の経過と発錆率との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
1  鋼線材  2  素線  3  防錆剤
20  台部  21、22  支持ローラ  23  駆動源  24、25  ベルト  26  塗布槽
30  コイル
【図１】
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【図２】
0004215440.tif 000006
【図３】
0004215440.tif 000007
【図４】
0004215440.tif 000008