特許 5764051 樹脂被覆防食ＰＣ鋼材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5764051

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】樹脂被覆防食ＰＣ鋼材

(51)【国際特許分類】

   E04C 5/08 20060101AFI20150723BHJP

   E04G 21/12 20060101ALI20150723BHJP

   D07B 1/16 20060101ALI20150723BHJP

   E01D 19/16 20060101ALI20150723BHJP

【ＦＩ】

   E04C5/08

   E04G21/12 104Z

   D07B1/16

   E01D19/16

【請求項の数】3

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2011-282932(P2011-282932)

(22)【出願日】2011年12月26日

(65)【公開番号】特開2013-133598(P2013-133598A)

(43)【公開日】2013年7月8日

【審査請求日】2014年8月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】302061613

【氏名又は名称】住友電工スチールワイヤー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100084858

【弁理士】

【氏名又は名称】東尾 正博

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(72)【発明者】

【氏名】前田 修平

(72)【発明者】

【氏名】菅原 潤

(72)【発明者】

【氏名】前川 智哉

(72)【発明者】

【氏名】松下 公則

【審査官】 土屋 真理子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１９３６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１４６８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２２６９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２０５１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０４８８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９１７７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｃ ５／０８

Ｄ０７Ｂ １／１６

Ｅ０１Ｄ １９／１６

Ｅ０４Ｇ ２１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の素線（１ａ）を撚り合わせたＰＣ鋼線材（１）と、そのＰＣ鋼線材（１）の外周及び前記素線（１ａ）の間に介在されたワックス（２）又はグリースと、前記ＰＣ鋼線材（１）の周りにワックス（２）又はグリースを介在して被覆された樹脂被覆（３）とから成る樹脂被覆防食ＰＣ鋼材（Ｗ）であって、前記ワックス（２）又はグリースに熱収縮抑制用フィラー（４）を混合・分散させたことを特徴とする樹脂被覆防食ＰＣ鋼材。

【請求項2】

上記ワックス（２）又はグリースにフィラー（４）を、体積比で、ワックス又はグリース：１００に対してフィラー：１０以上３０以下としたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆防食ＰＣ鋼材。

【請求項3】

上記ＰＣ鋼線材（１）の端部の上記ワックス（２）又はグリースに吸水性ポリマーを添加したことを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂被覆防食ＰＣ鋼材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、主に、斜張橋の斜材ケーブル等として用いられる樹脂被覆防食ＰＣ鋼材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の樹脂被覆防食ＰＣ鋼材は、例えば、本願に係る発明の一実施形態を示す図１、図２を参照して説明すると、複数の素線１ａを撚り合わせたＰＣ鋼線材（ＰＣ鋼線ストランド）１と、そのＰＣ鋼線材１の外周及び前記素線１ａの間に塗布・介在されたワックス（蝋）２と、前記ＰＣ鋼線材１の周りにワックス２を介在して被覆された樹脂被覆３とから成る（特許文献１請求項１、図１）。
このＰＣ鋼材Ｗは、例えば、素線１ａを撚り合わせたＰＣ鋼線材１を、高圧下のワックス槽中に通してその外周全面及び各素線１ａ間にワックスを塗布・介在した後、そのＰＣ鋼線材１外周面にポリエチレン樹脂等を押出し成形することによって樹脂被覆３して製造される（特許文献１段落０００３、図１等参照）。特に、素線１aの表面に亜鉛メッキを施した樹脂被覆防食ＰＣ鋼材は、亜鉛メッキ、ワックス被覆及び樹脂被覆３していることによって三重防食ストランドと称される。

【0003】

この樹脂被覆防食ＰＣ鋼材が斜張橋の斜材ケーブとして用いられると、風雨や潮風に直接に晒される過酷な条件下での使用となるため、その内部に水等の鋼線材１の腐食物質が浸入する恐れがあり、その浸入が生じると、鋼線材１（素線１ａ）が錆びてその機械的強度（機能）の低下を招く。このため、その浸入を防ぐべく（防錆の有効性を担保すべく）、現場施行前（出荷前）にリークパスの有無を評価する気密性試験が行なわれる。
この気密性試験は、例えば、図３に示すように、５００ｍｍ長さのＰＣ鋼材Ｗの一端を水槽Ｂに漬けるとともに、他端に、空気シリンダＣでもって０．２ＭＰａ×３０秒の空気を印加し、その空気が一端から漏れ出るか否か（リークパスの有無）を測定するものである。そのリークパスの有無は水槽Ｂ内に気泡が生じるか否かによって判別される。図３中、ＡはＬ字状金具からなるＰＣ鋼材Ｗの支持具である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１９３６２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来、上記気密性試験において、約４０％のＰＣ鋼材Ｗにリークパスが生じ、合格率は６０％程度と低い。

【0006】

この発明は、上記ＰＣ鋼材Ｗのリークパスを防ぐことを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、ＰＣ鋼材の製造工程において、樹脂被覆３の形成時、ワックス２が熱履歴を受けて熱収縮し（溶融する樹脂の被覆によって熱膨張した後の冷却過程で熱収縮し）、その膨張・収縮によって、ワックス層に隙間（空隙）が生じ、その状態でリール巻きされると、その巻きによる曲げ応力がワックス層にかかり、それによって、ワックス層内の前記各隙間が繋がって連続気泡状態となり、ＰＣ鋼材全長に亘る（ＰＣ鋼材の両端に通じる）リークパスに成長すると考えた。
上記課題を達成するため、この発明は、上記考察に基づき、上記ワックスの熱収縮を抑制することとしたのである。
ワックスの熱収縮が抑制されれば、ワックス層に生じる隙間も少なくなってリール巻き時の曲げ応力によるリークパスが生じる恐れは少なくなる。

【0008】

この発明の構成としては、上記の複数の素線１ａを撚り合わせたＰＣ鋼線材１と、そのＰＣ鋼線材１の外周及び前記素線１ａの間に塗布・介在されたワックス２と、前記ＰＣ鋼線材１の周りにワックス２を介在して被覆された樹脂被覆３とから成る樹脂被覆防食ＰＣ鋼材において、前記ワックス２に熱収縮抑制用フィラーを混合・分散させた構成を採用することができる。

【0009】

この構成において、ワックス２に代えてグリースを採用することができ、熱収縮抑制用フィラーには、ワックス（グリース）に添加することによって、そのワックスの熱膨張係数を低減する材料、例えば、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー、アルミナ、酸化チタン、ガラス繊維、カーボン等を採用することができる。
そのワックス２とフィラー４との混合比は、上記熱収縮を抑制して（熱膨張係数を低減して）連続気泡状態が生じない程度を実験などによって適宜に設定すれば良いが、例えば、体積比で、ワックス：１００に対してフィラー：１０以上３０以下とすることができる。
また、ＰＣ鋼線材１の端部のワックスに吸水性ポリマーを添加し、その吸水性ポリマーの吸水膨張によってその端部の浸水を防止してＰＣ鋼材全長への浸水をさらに防止するようにすることができる。

【発明の効果】

【0010】

この発明は、以上のように構成したＰＣ鋼材としたので、リークパスによる内部への浸水を有効に防ぐことができ、上記気密性試験における合格率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】この発明に係るＰＣ鋼材の一実施形態の部分斜視図

【図2】同実施形態の切断図

【図3】同実施形態の気密性試験説明図

【発明を実施するための形態】

【0012】

この実施形態のＰＣ鋼材は、従来と同様に、図１、図２に示すように、複数の表面亜鉛メッキした鋼素線（径：１９．０±０．８ｍｍ）１ａを撚り合わせたＰＣ鋼線材１と、そのＰＣ鋼線材１の外周及び前記素線１ａの間に塗布・介在されたワックス２と、ＰＣ鋼線材１の周りにワックス２を介在して被覆されたポリエチレン樹脂被覆３とから成る。このＰＣ鋼材Ｗも、ＰＣ鋼線材１を、高圧下のフィラー混入のワックス槽中に通してその外周全面及び各素線１ａ間にワックスを塗布・介在した後、そのＰＣ鋼線材１外周面にポリエチレン樹脂を押出し成形することによって樹脂被覆３して製造した。このとき、ワックス２へのフィラー４の添加（混合・分散）は、常温のワックス２にフィラー４を添加して混練し、そのワックス２を３本ロールに通してフィラー４を均等分散させた。

【0013】

このように製造するＰＣ鋼材において、表１に示す配合割合の試験例１〜１１を製作し、その各試験例を従来と同様の図３で示す気密性試験を行なった結果を同表１に示す。その表１において、ワックス（炭化水素系）２に対するフィラー４としての炭酸カルシウム（商品名：白艶華ＣＣＲ、一次粒子径：８０ｎｍ）の各割合（比率）において、「○」は水槽Ｂ内に気泡が生じず、リークパスが生じなかったものを示し、「×」は水槽Ｂ内に気泡が生じ、リークパスが生じたものを示す。この表１において、比重の上欄は「２５℃」、同下欄は「１３０℃」の場合を示し、熱膨張係数「ｐｐｍ／Ｋ」は、２５〜１３０℃の温度域における値、熱膨張減少体積は、１３０℃から２５℃に降温し、試験例１の減少率を１００とした時の各試験例１〜１１の減少率である。

【0014】

【表1】

【0015】

この試験結果から、体積比で、ワックス：１００に対してフィラー：１０以上３０以下であれば、混合・塗装が可能であって、例えば、隙間の発生体積は、フィラー無添加の試験例１に比べて試験例８が７８％低減する（熱収縮減少体積）等して、リークパスが生じ難いことが理解できる。
この態様のＰＣ鋼材Ｗにおいて、ワックス２に代えてグラウト材として同等のグリースを採用しても同様な結果を得ることができ、また、ＰＣ鋼材Ｗの端部のワックス（グリース）２に吸水性ポリマーを添加したところ、試験例１、２においても、リークパスが生じなかった。

【0016】

因みに、通常、炭酸カルシウムは、増量材として使用されてワックス（グリース）２に対し価格が低いため、この実施形態におけるワックス２の炭酸カルシウム４の添加は、この発明の作用効果を発揮するとともに価格的にも有利なものとなる。

【0017】

なお、樹脂被覆３にはポリエチレン樹脂でなくても、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ)、ポリアミド系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアリレート、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン系ポリエチレン等を採用し得て、それらの樹脂被覆３にはカーボン等の顔料を混合させて耐候性を高めることが好ましい。また、素線１ａの撚り数も７本に限らず、１９本等と任意である。このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0018】

１ ＰＣ鋼線材
１ａ 鋼線（素線）
２ ワックス
３ 樹脂被覆
４ 熱収縮抑制用フィラー（炭酸カルシウム）
Ｗ 樹脂被覆防食ＰＣ鋼材

【図1】

【図2】

【図3】