特開 2022-99013 砂付き塗膜を有するアンボンドＰＣ鋼より線

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022099013

(43)【公開日】2022-07-04

(54)【発明の名称】砂付き塗膜を有するアンボンドＰＣ鋼より線

(51)【国際特許分類】

   E02D 5/80 20060101AFI20220627BHJP

【ＦＩ】

E02D5/80 Z

【審査請求】有

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020212741

(22)【出願日】2020-12-22

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-06-23

(71)【出願人】

【識別番号】000170772

【氏名又は名称】黒沢建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002435

【氏名又は名称】特許業務法人井上国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077919

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 義雄

(74)【代理人】

【識別番号】100172638

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 隆治

(74)【代理人】

【識別番号】100153899

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100159363

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 淳子

(72)【発明者】

【氏名】黒沢 亮平

【テーマコード（参考）】

2D041

【Ｆターム（参考）】

2D041GA01

2D041GC05

2D041GC14

(57)【要約】      （修正有）

【課題】裸線と同等な付着性能を有し、引張型グラウンドアンカーに適した砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線を用いて形成したアンボンドＰＣ鋼より線を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂塗膜４に埋設した粒状物６は、最大粒径が２００μｍであり、７５μｍ未満の粒子の質量割合が６０パーセント未満、粒径が７５μｍ以上の粒子の質量割合が４０％以上の粒度分布を有する珪砂であり、塗装ＰＣ鋼より線１とグラウトとの付着強度が、塗装を施していない裸のＰＣ鋼より線（裸線）とグラウトとの付着強度と略同等であり、塗装ＰＣ鋼より線１とポリエチレン被覆７との摩擦係数λ（１／ｍ）が０．００２以下であるものとする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＣ鋼より線の外周面にエポキシ樹脂塗膜を形成し、各素線間の隙間にエポキシ樹脂が充填され、前記エポキシ樹脂塗膜に粒状物を埋設した塗装ＰＣ鋼より線と、
前記塗装ＰＣ鋼より線を覆うポリエチレン被覆と、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との隙間に充填された充填材と、を有し、
前記粒状物は、最大粒径が２００μｍであり、７５μｍ未満の粒子の質量割合が６０パーセント未満、粒径が７５μｍ以上の粒子の質量割合が４０％以上の粒度分布を有する珪砂であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度が、塗装を施していない裸のＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度と略同等であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との摩擦係数λ（１／ｍ）が０．００２以下であることを特徴とするアンボンドＰＣ鋼より線。

【請求項2】

前記エポキシ樹脂塗膜のクラウン部の厚さが４００μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のアンボンドＰＣ鋼より線。

【請求項3】

引張型グラウンドアンカーの緊張材として用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンボンドＰＣ鋼より線。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、引張型グラウンドアンカーの緊張材などに用いることができる砂付き塗膜を有するアンボンドＰＣ鋼より線に関するものである。

【背景技術】

【0002】

引張型グラウンドアンカーは、アンカー頭部と、アンカー自由長部およびアンカー体長部で構成されるアンカー長部と、で構成される。

【0003】

アンカーの緊張材としては、表面に合成樹脂塗膜（被膜ともいう）が形成されたＰＣ鋼より線がよく使われている。この種のＰＣ鋼より線には主に以下の２つのタイプがある。

【0004】

タイプ１としては、特許文献１の図３に示すように、ＰＣ鋼より線の心線と側線の全外周面にそれぞれエポキシ樹脂被膜が形成されるものである。このタイプ１は、心線と側線とを１本１本単独で塗装した後に、より合わせたものであるため、側線相互間の螺旋状溝が裸線と同じように形成され、固化材（コンクリートやグラウト）との高い付着力が得られる。

【0005】

タイプ２としては、特許文献１の図６に示すように、ＰＣ鋼より線の表面にエポキシ樹脂被膜を形成し、素線間の隙間にエポキシ樹脂を充填したものである。このタイプ２では、螺旋状溝部分が樹脂被膜に埋もれて浅くなり、タイプ１と比較して、固化材との付着力が低くなる。

【0006】

この問題を解決するため、樹脂被膜の表面に砂状粒子を吹き付けて表面の付着性能を高める方法が特許文献に開示されている。その中で、上記課題に対して具体的な構成を示しており、実用性が高いものは、下記特許文献２である。特許文献２においては、被覆層（本願の塗膜に相当）に埋設された粒状体の粒度分布、摩擦係数、及び、グラウトとの付着強度が特定され、特許が認められている。また、特許文献３にも同様な課題に対する解決手段が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第３１７２４８６号公報

【特許文献2】特許第３６１２４７８号公報

【特許文献3】特許第３８３３６５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本願発明は、引張型グラウンドアンカーに用いることができる上記タイプ２の塗装ＰＣ鋼より線に限定し、上記タイプ１を対象外とする。特許文献２又は３では、ＰＣ鋼より線の被覆層（塗膜層または被膜層）に粒子を付けることに関して、グラウトとの付着性能と、シースとの低摩擦性という相反する２つの要素を、両要素が偏らず、中間的になるように粒子の粒度分布を限定している。

【0009】

ところが、このようにした塗装ＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度は、塗装を施していない裸のＰＣ鋼より線（裸線ともいう）とグラウトとの付着強度の９０％程度に留まり、それと同等な付着強度が得られなかった。引張型グラウンドアンカーにとっては、付着性能が命とも言えるものであり、裸線と同等な付着性能を有する塗装ＰＣ鋼より線の開発が課題となっている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決する本願発明の第１の態様は、
ＰＣ鋼より線の外周面にエポキシ樹脂塗膜を形成し、各素線間の隙間にエポキシ樹脂が充填され、前記エポキシ樹脂塗膜に粒状物を埋設した塗装ＰＣ鋼より線と、
前記塗装ＰＣ鋼より線を覆うポリエチレン被覆と、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との隙間に充填された充填材と、を有し、
前記粒状物は、最大粒径が２００μｍであり、７５μｍ未満の粒子の質量割合が６０パーセント未満、粒径が７５μｍ以上の粒子の質量割合が４０％以上の粒度分布を有する珪砂であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度が、塗装を施していない裸のＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度と略同等であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との摩擦係数λ（１／ｍ）が０．００２以下であることを特徴とするアンボンドＰＣ鋼より線である。

【0011】

また、第２の態様は、
前記エポキシ樹脂塗膜のクラウン部の厚さが４００μｍ以上であることを特徴とする第１の態様に記載のアンボンドＰＣ鋼より線である。

【0012】

また、第３の態様は、
引張型グラウンドアンカーの緊張材として用いられることを特徴とする第１又は第２の態様に記載のアンボンドＰＣ鋼より線である。

【発明の効果】

【0013】

粒子の大きさと粒度分布を合理的かつ適切に定めて付着性能を強化した塗装ＰＣ鋼より線を形成することによって、引張型グラウンドアンカーの緊張材として使用する場合でも、裸のＰＣ鋼より線と同等な付着性能が得られる。また、アンカー体長部では２重防錆構造（エポキシ樹脂塗膜およびグラウト）となる。これにより、安定したアンカー性能が得られると共に、経済的かつ合理的な引張型アンカーとなり、かつ、耐食性、耐久性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本願の実施形態に係るアンボンドＰＣ鋼より線の断面図である。図１（ａ）は砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線の断面図、図１（ｂ）は当該塗装ＰＣ鋼より線の外周にＰＥ被覆をしたアンボンドＰＣ鋼より線の断面図を示している。

【図2】本願の実施形態に係る砂付きエポキシ樹脂塗膜形成加工ラインの塗装装置を示す側面図である。

【図3】本願の実施形態に係る砂付き樹脂塗膜を有するアンボンドＰＣ鋼より線を使用した引張型グラウンドアンカーを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１（ａ）は本願の実施形態に係る砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線１の断面を示している。塗装ＰＣ鋼より線１は、６本の側線２と１本の心線３の計７本の素線で形成される、７本よりのＰＣ鋼より線である。塗装ＰＣ鋼より線１は、素線の外周面全体にエポキシ樹脂塗膜４を形成し、各素線の間にはエポキシ樹脂５が充填されている。エポキシ樹脂塗膜４の表面には、粒状物として珪砂６が埋設され、珪砂６の一部がエポキシ樹脂塗膜４の表面から突出して露出している。エポキシ樹脂塗膜４のクラウン部４ａの塗膜厚は、４００μｍ以上１２００μｍ以下の範囲とすることが好ましい。
なお、樹脂は、エポキシとすることが好ましいが、他の合成樹脂とすることもできる。

【0016】

図１（ｂ）は、砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線１の外周をポリエチレン被覆（以下、「ＰＥ被覆７」とする）で覆い、塗装ＰＣ鋼より線１とＰＥ被覆７の隙間に充填材８を充填して形成されたアンボンドＰＣ鋼より線１０を示している。充填材８としてはグリース又はワックスを用いることができる。

【0017】

アンボンドＰＣ鋼より線１０の摩擦係数λ、つまり、砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線１とＰＥ被覆７との摩擦係数λ（１／ｍ）は、本願発明の限定した用途（引張型グラウンドアンカーの緊張材として使用）に合わせて、λ≦０．００２とする。

【0018】

珪砂６の好ましい粒度分布を表１に示す。

【表1】

【0019】

この粒度分布を用いた塗装ＰＣ鋼より線１とグラウトとの付着試験を行った結果、同一試験条件で実施した裸線の試験結果との比較において、塗装ＰＣ鋼より線１の付着強度は、裸線の付着強度の９７％以上であり、裸線と略同等の付着強度を得られることが確認された。

【0020】

また、塗装ＰＣ鋼より線１を用いて、外周に押出成形方式でＰＥ被覆７を形成したアンボンドＰＣ鋼より線１０の摩擦性能の確認試験（塗装ＰＣ鋼より線１とＰＥ被覆７との摩擦係数測定試験）を行った。その結果として、摩擦係数λ（１／ｍ）が、λ＝０．００１１から０．００１４であり、０．００２以下であることが確認された。

【0021】

これらの試験結果により、本願発明の粒状物の設定値等によって、所要の付着性能と摩擦係数が得られることが確認できた。ただし、表１に示す珪砂の代わりに、マイカ、カオリンを用いても良い。

【0022】

次に、塗装ＰＣ鋼より線１の砂付きエポキシ樹脂塗膜形成方法と加工ラインの塗装装置１１について、図２とともに説明する。

【0023】

７本よりのＰＣ鋼より線の素線１２は、１本の心線３に対して６本の側線２が、螺旋状により合わされたものである。素線１２は、アンコイラー装置１４に巻きコイル状に取られている。アンコイラー装置１４は塗装装置１１の始端部側にセットされる。

【0024】

セットされたアンコイラー装置１４から素線１２が引き出され、緩解装置１５を介して心線３により合わされている側線２がより戻される。より戻された側線２は、樹脂塗膜４の形成加工中においては、長さ方向に所定間隔をもって配設された複数の拡開維持装置１７によって、心線３から所定間隔に広げられた状態に維持される。

【0025】

拡開維持装置１７の次には、拡開した心線３と側線２の表面の汚れや錆を除去するためのショットブラスト装置１８が配設される。ショットブラスト装置１８によるショットブラストの後に、静電粉体塗装法による塗装を行う。

【0026】

静電粉体塗装法による塗装を行う粉体塗装装置１９としては、例えば、熱硬化性の合成樹脂粉体を供給して静電塗装を行うものがある。好ましくは、熱硬化性エポキシ樹脂粉体を、拡開されている心線３と側線２の表面に、静電気により均等に付着させる。熱硬化性エポキシ樹脂粉体の付着前に素線１２（側線２と心線３）を前加熱装置２０により加熱し、熱硬化性エポキシ樹脂粉体の付着後に素線１２を中間加熱装置２１により再度加熱することで、素線１２に付着した熱硬化性エポキシ樹脂粉体が一時的に溶融状態（ゲル状）になって心線３及び側線２の各外周面を覆う。なお、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂以外に、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等を採用することもできる。

【0027】

心線３及び側線２の外周面を覆った樹脂層が硬化する前、即ち、溶融状態（ゲル状）にある間に緩閉装置２２により心線３に側線２をより合わせることによって、より合わされた心線３と側線２とのより合わせの隙間に樹脂が充填される。

【0028】

次いで、粒状物としての珪砂６を、吹き付け装置２３によって、溶融状態（ゲル状）にある樹脂層の表面に付着させる。また、後加熱装置２４によって、熱硬化性樹脂を硬化させてエポキシ樹脂塗膜４が形成される。さらに、エポキシ樹脂塗膜４の表面に珪砂６が固着されて砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線１が形成される。

【0029】

その後、冷却装置２５を通し塗装ＰＣ鋼より線１を速やかに常温に戻し、膜厚測定装置２６により塗装ＰＣ鋼より線１の塗膜の膜厚を測定する。膜厚測定装置２６は、膜厚が許容値を超えると警報と信号を発する。また、ピンホール検出装置２７によって塗膜のピンホールの有無を検出する。ピンホール検出装置２７はピンホールが検出された位置にマーキングを施す。これらの検査後に、上下に無端ベルトが配された引取装置２８によって塗膜を傷つけないように塗装ＰＣ鋼より線１を送り出し、巻取装置２９が塗装ＰＣ鋼より線１を巻き取る。

【0030】

塗装ＰＣ鋼より線１のクラウン部４ａの塗膜の膜厚を４００μｍ以上とすることで、粉状物の最大粒径が２００μｍ、粒径７５μｍ以上の粒子の質量割合が４０％以上の粒度分布を有する珪砂６を吹き付けても、一時的に溶融状態（ゲル状）となった未硬化樹脂層を、珪砂６が貫通して素線１２まで到達するのを防ぐことができる。これにより、防錆層としての樹脂塗膜の形成が確保されると共に、上記特許文献２及び３に比べて、付着力が一層強化される。しかも、引張型グラウンドアンカーの自由長部となる部分において、アンボンド状態（ＰＥ被覆と隙間潤滑充填）とし、かつ、塗装ＰＣ鋼より線１とＰＥ被覆７との摩擦係数λ（１／ｍ）が０．００２以下にしてある。これにより、引用文献２において、緊張材とシースとの摩擦係数λが０．００４であり、本願発明の２倍と大きいことにより、導入された緊張力の損失が大きくなるという問題も解消される。また、上記特許文献２及び３に開示された従来技術よりも粒径が比較的大きい珪砂６を使用して、エポキシ樹脂塗膜４が溶融状態（ゲル状）にあるときに珪砂６を吹き付けて付着させることによって、珪砂６が未硬化樹脂層に所定の深さまで埋め込まれて、硬化した樹脂塗膜４にしっかりと埋設されて固着されるとともに、樹脂層の表面より所要の高さで突出するため、所定の摩擦係数が得られる。しかも、施工時に珪砂６が脱落するのを防ぐこともできる。

【0031】

押し出し成型法によって塗装ＰＣ鋼より線１の外周にＰＥ被覆７を形成することについては、従来技術と相違はないため、図示と詳しい説明は省略する。

【0032】

次に、本願発明のアンボンドＰＣ鋼より線１０を用いて、引張型グラウンドアンカー３０を構築する方法を図３と共に説明する。

【0033】

最初に、緊張材としてのアンボンドＰＣ鋼より線１０の、アンカー自由長部３１となる部分を、ＰＥ被覆７が付いたアンボンドの状態、アンカー体長部３２となる部分を、ＰＥ被覆７を剥離して砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線１を露出した状態にしておく。また、緊張材の頭部（アンカー頭部）にも同様に、所定の長さまでＰＥ被覆７を剥離して塗装ＰＣ鋼より線１を露出した状態にしておく。次に、この状態のアンボンドＰＣ鋼より線１０を、所要の本数、結束具３３によって束ねて削孔内に挿入する。挿入されたアンボンドＰＣ鋼より線１０の頭部においては、露出されている塗装ＰＣ鋼より線１に定着具３４を取り付け、仮止めしておく。

【0034】

その後、アンボンドＰＣ鋼より線１０と削孔との隙間にグラウト３５を注入して硬化させる。グラウト３５が硬化してアンカー体長部３２と付着し、一体化した後に、アンカー頭部にてアンボンドＰＣ鋼より線１０から露出した塗装ＰＣ鋼より線１を、定着具３４を用いて緊張定着する。

【0035】

本実施形態にかかるアンボンドＰＣ鋼より線１０は、アンカー自由長部３１に配置されるＰＥ被覆７と塗装ＰＣ鋼より線１との摩擦係数λ（１／ｍ）を非常に小さくしてあるため、緊張時の緊張力の損失が生じるのを防ぎながら、所定のプレストレスを導入することができる。また、アンカー体長部３２において、塗装ＰＣ鋼より線１とグラウト３５との摩擦係数が、裸線とグラウトとの摩擦係数の９７％以上であり、裸線の摩擦係数と略同等であることによって、緊張材を長くする必要が無く、上記特許文献２及び３に開示された従来技術よりも経済的で安全性の高い引張型グラウンドアンカー３０となる。

【0036】

なお、本願発明に係る砂付き樹脂塗膜を有する塗装ＰＣ鋼より線は、引張型グラウンドアンカーに適用することが最適であるが、その他、プレテンション方式でＰＣ構造部の緊張材とすることもできる。

【符号の説明】

【0037】

１ 塗装ＰＣ鋼より線
２ 側線
３ 心線
４ エポキシ樹脂塗膜
４ａ クラウン部
５ エポキシ樹脂
６ 珪砂
７ ＰＥ被覆
８ 充填剤
１０ アンボンドＰＣ鋼より線
１１ 樹脂塗膜形成加工ラインの塗装装置
１２ 素線
１４ アンコイラー装置
１５ 緩解装置
１７ 拡開維持装置
１８ ショットブラスト装置
１９ 粉体塗装装置
２０ 前加熱装置
２１ 中間加熱装置
２２ 緩閉装置
２３ 吹き付け装置
２４ 後加熱装置
２５ 冷却装置
２６ 膜圧測定装置
２７ ピンホール検出装置
２８ 引取装置
２９ 巻取装置
３０ 引張型グラウンドアンカー
３１ アンカー自由長部
３２ アンカー体長部
３３ 結束具
３４ 定着具
３５ グラウト

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2021-03-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＰＣ鋼より線の外周面にエポキシ樹脂塗膜を形成し、各素線間の隙間にエポキシ樹脂が充填され、前記エポキシ樹脂塗膜に粒状物を埋設した塗装ＰＣ鋼より線と、
前記塗装ＰＣ鋼より線を覆うポリエチレン被覆と、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との隙間に充填された充填材と、を有し、
前記粒状物は、最大粒径が２００μｍであり、７５μｍ未満の粒子の質量割合が６０パーセント以下、粒径が７５μｍ以上の粒子の質量割合が４０％以上の粒度分布を有する珪砂であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度が、塗装を施していない裸のＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度と略同等であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との摩擦係数λ（１／ｍ）が０．００２以下であることを特徴とするアンボンドＰＣ鋼より線。

【請求項2】

前記エポキシ樹脂塗膜のクラウン部の厚さが４００μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のアンボンドＰＣ鋼より線。

【請求項3】

引張型グラウンドアンカーの緊張材として用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンボンドＰＣ鋼より線。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

上記課題を解決する本願発明の第１の態様は、
ＰＣ鋼より線の外周面にエポキシ樹脂塗膜を形成し、各素線間の隙間にエポキシ樹脂が充填され、前記エポキシ樹脂塗膜に粒状物を埋設した塗装ＰＣ鋼より線と、
前記塗装ＰＣ鋼より線を覆うポリエチレン被覆と、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との隙間に充填された充填材と、を有し、
前記粒状物は、最大粒径が２００μｍであり、７５μｍ未満の粒子の質量割合が６０パーセント以下、粒径が７５μｍ以上の粒子の質量割合が４０％以上の粒度分布を有する珪砂であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度が、塗装を施していない裸のＰＣ鋼より線とグラウトとの付着強度と略同等であり、
前記塗装ＰＣ鋼より線と前記ポリエチレン被覆との摩擦係数λ（１／ｍ）が０．００２以下であることを特徴とするアンボンドＰＣ鋼より線である。