JP4871649B2 - 金属ロープの樹脂粉体塗装方法 - Google Patents
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Description
この対策としては、樹脂で被覆ないし塗装を施すことが効果的であり、従来、素線の1本1本に樹脂塗装した後、撚り合わせてストランドやロープを得る方法が採用されているが、素線を1本1本樹脂塗装するには時間と手間がかかり、また、撚り合せる際に塗装が剥離あるいは損傷されて品質が落ちやすい問題がある。
しかし、(1)の流動粉体中に浸漬する方法は、素線と違って多数の素線が撚り合わされているロープは表面の凹凸が大であるため、均一な厚さに粉体を付着させることに難があり、隣り合う素線間や隣り合うストランド間にも粉体が詰まって全体として丸棒に近い形態となり、その結果、柔軟性が大きく低下する欠点がある。
また、上記いずれの方法は、被塗装物を予め樹脂粉体の溶融点以上の温度に加熱しておき、これに樹脂粉体を付着溶融させるものであり、樹脂粉体は被塗装物に接触すると同時に加熱が始まるので、次々にこの粉体が溶融し、結局、厚く塗装されてしまい、ロープ本来の柔軟性も損なわれてしまう問題がある。
すなわち、多数本の素線を撚りあわせたロープは丸棒と異なり曲げると隣り合う素線間やストランド間ですべりが生ずるため、曲げやすく柔軟性を有するものであるが、これに塗装すると素線間やストランド間に密着している塗膜によりそれぞれの間でのすべりが抑えられるのでロープの柔軟性が低下してしまう。そして、塗膜が厚くなるほど柔軟性は低下し、曲げることにより塗膜にクラックが発生しやすくなるのである。
しかし、多数の素線を撚り合わせた金属ロープにおいては、その断面の形状が丸線に比べて著しく複雑で、円形形状からかけ離れている。これを高周波加熱装置のコイル中で加熱すると、ロープの山の部分に比べて谷の部分は昇温が遅れるため温度差が生じて加熱ムラが発生する。この加熱ムラはロープの直径が大きくなるほど顕著である。したがって、ロープの山部では、温度が高くなりすぎて樹脂粉体の劣化又は燃焼が生じやすく、一方、谷部では加熱不足を生じて安定した均一塗装ができないという不具合が生じる。
これによれば、樹脂が溶融温度に達したときに粘性が水に近いものとなるので、撚り合わされた素線間の微細な凹凸や隙間をよく濡らして固化される。しかも塗膜が強靭で例えば引張試験での破断時の強い衝撃でもロープの地肌から塗装が剥離することがなく、更に伸びが30%以上で密着性が抜群にすぐれ、密着強度がエポキシ樹脂の3〜5倍にも達するので、ロープを曲げたときにも塗装表面に亀裂が発生せず耐久性にも優れている。また、得られた塗膜は屋外耐久性、絶縁耐力、耐衝撃性、耐寒性、接着力、耐酸性、耐水性、ガスバリア性にすぐれ、他の樹脂と比べてロープ表面との密着性が著しく高く、傷が付いてもその箇所からの腐食の広がりを小さく抑えることができるので最適であり、長期の屋外使用での劣化が少ない。
素線1aの材質としては、耐食性が要求されるものであり、通常、鉄または鋼からなっている。好適には、素線1aは表面に亜鉛、亜鉛アルミ合金、黄銅などによるめっきが施されている。
ここで、イソフタレル酸成分を限定したのは、8%未満では密着性が損なわれ、20%を越えると結晶性が低下すると共に伸度が低下するからであり、粘度を限定したのは、結晶化の進行を抑制しつつ良好な流動性によってめっき層の表面を被覆するには高い分子量の重合体であることが必要だからである。
前記変性飽和ポリエステル樹脂樹脂は、一定温度に達すると粘性が著しく低下して水のようないわゆるしゃぶしゃぶの状態になる。このため微細な隙間にも入り、そこにある固体を濡らし固化して被膜を形成する。しかも、密着性が非常にすぐれ、密着強度が150kg/cm2にも達する特性がある。
具体的には、塗装膜の厚さは40〜170μmである。厚さの下限を40μmとしたのは、樹脂の粒径の関係から40μm以下に薄くするとロープ表面から塗膜表面に抜けるオープンポア状のピンホールが発生してしまうからであり、上限を170μmとしたのは、これ以上の厚さではロープがこわくなり、曲げにくくなって取扱い性が悪くなるとともに、小さな曲げ半径で曲げたときに部分的に亀裂が入る危険があるからである。
かかる処理は、ロープ表面(めっき層)と後述する樹脂との強固な密着性を得るためであり、アルミナなど硬質のショット材を圧縮エアを媒体として噴射し衝突させることにより行われる。すなわち、ロープ本体1を閉鎖断面の通路中を移動させながら、閉鎖断面の通路壁に円周を3等分ないし5等分した位置に装着したノズルから研削材をエアブラストする。
この工程において、隣り合う素線間の隙間やストランド間の隙間に侵入しやすくするために、樹脂粉体の粒度はたとえば80メッシュパス以下好適には120メッシュパス以下の細かいふるいを通過したものが好適である。
かかる静電塗装工程は、静電流動法たとえば静電吹付けが用いられ、樹脂粉末を荷電させ、エアガンによりロープ表面に吹付けることによって行われる。これにより、樹脂粉末はエアショットブラストを施されて無数の凹凸が散在しているロープ表面に電気的に付着させられる。
樹脂粉末はロープ表面に接している下層から溶融し、ショットブラストによる無数の凹凸に流入してくさびのように食いこんで密着され、素線の表面、ストランドの表面に均一な膜を形成する。この樹脂粉体の溶融に際して、前記のように本加熱前に予備加熱を付加する2段階加熱を行っているため、ロープの山部と谷部の温度差を少なくすることができ、このため、山部と谷部での被膜厚さの不均一さが抑制され、全体としてピンホールのない均一な薄膜とすることができる。
この態様においては、静電塗装前には特にロープを予熱せず、常温のままで静電塗装を行い、それから、上流側の高周波加熱装置7Aでロープを加熱する。このときの加熱温度は樹脂の溶融点以下であり、たとえばロープ表面温度を樹脂溶融点−(50〜80℃)程度となるように加熱する。そして、下流側の高周波加熱装置7Bで樹脂の溶融点以上の温度に本加熱する。
このロープを前記の工程で速度5m/分で塗装した。ブレーキ装置を通過した後、高周波加熱装置でその表面温度を静電塗装直前の位置で約120℃になるように予熱し、続いてショットブラスト処理で表面全体を梨地にし、次に粒度120メッシュパスの飽和ポリエステル樹脂粉体(イソフタル酸8〜20モル%を含み、固有粘度が0.7〜1.0のイソテレフタル酸共重合飽和ポリエステル)を用いて、塗装電圧及びガンからの粉体吐出量等を制御して静電粉体付着を施した。その後、高周波加熱装置を用いて約300℃に本加熱を行って樹脂粉体の溶融を行い、続いて冷却水中に浸潰して固化密着させた。
以上の工程により、塗膜厚が平均120μmの非常に均一でピンホールのない薄い塗装が施され、(L/d)×100=8.2(%)であった。塗膜は、引張破断時の強い衝撃でも剥離することなく、密着性も良好で、通常の非塗装ロープの巻収に用いられる直径540mmのドラムに巻き付けても剥離やクラックが生じないことが確認された。塩水噴霧試験機にかけて5000時間を経過しても錆やクラックの発生は皆無であった。
その結果、塗膜厚が平均102μmの均一でピンホールのない薄い塗装ができ、(L/d)×100=7.2(%)であった。塗膜は引張破断時の強い衝撃でも剥離することなく、密着性も良好で、通常の非塗装ロープの巻収に用いられる直径540mmのドラムに巻き付けても剥離やクラックが生じないことが確認された。塩水噴霧試験機にかけて5000時間を経過しても錆やクラックの発生は皆無であった。
このようにして、塗膜厚が平均90μmの均一でピンホールのない薄い塗装ができ、(L/d)×100=7.9(%)であった。塗膜は引張破断時の強い衝撃でも剥離することなく、密着性も良好で、通常の非塗装ロープの巻収に用いられる直径280mmのドラムに巻き付けても剥離やクラックが生じないことが確認された。塩水噴霧試験機にかけて5000時間を経過しても錆やクラックの発生は皆無であった。
サプライ装置から繰り出した当該ロープをブレーキ装置を通した後、ショットブラスト装置を通過させて表面を梨地にし、その後、静電塗装装置で粉体を付着させた。続いて、第1の高周波加熱装置でロープ表面温度を約200℃に加熱し、前記装置から約1m離れて後に配置された第2の高周波加熱装置で約300℃に本加熱して、粉体を溶融させた。その後、水冷して固化密着させ、乾燥装置を経て巻取り装置で巻き取った。
このようにして、塗膜厚が平均124μmの非常に均一なピンホールのない薄い塗装ができ、(L/d)×100=7.8(%)であった。塗膜の特性については実施例1と同様であることが確認された。
1a 素線
1b ストランド
2 樹脂粉体焼付け塗装膜
7A 予熱用加熱装置
7B 本加熱用加熱装置
9 静電塗装装置
10 冷却装置
Claims (3)
- 3本以上の素線を撚り合わせたストランドを複数本撚り合せてなる直径6mm以上の金属ロープを、樹脂粉体の溶融点以下の温度に予熱し、その予熱後に静電塗装装置で連続的に樹脂粉体を付着させ、その付着後に高周波加熱装置により樹脂粉体の溶融点以上に加熱して焼付け、冷却することを特徴とする金属ロープの樹脂粉体塗装方法。
- 静電塗装装置で粉体樹脂を付着させる以前に、予熱された金属ロープをショットブラスト装置に導入し、これを通過する間にショット材を金属ロープ表面全周に噴射し、金属ロープの表面を細かい凹凸からなる梨地状に処理することを特徴とする請求項1に記載の金属ロープの樹脂粉体塗装方法。
- 樹脂粉体として、飽和ポリエステル系合成樹脂でイソフタレ酸8〜20モル%を含み、固有年度が0.7〜1.0のイソフタレ酸共重合ポリエステルを用いる請求項1〜請求項2のいずれかに記載の金属ロープの樹脂粉体塗装方法。
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