JP2691509B2 - 螺旋凹溝付防錆被覆ｐｃストランドの製造方法 - Google Patents

螺旋凹溝付防錆被覆ｐｃストランドの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてプレストレス
トコンクリートの応力導入材や、斜張橋等の吊り材に使
用する螺旋凹溝付防錆被覆ＰＣストランドの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＰＣストランドの外面を、接着性
を有する合成樹脂材料にて被覆し、これを合成樹脂シー
ス内に挿通し、ポストテンションアンボンド工法に使用
するものや、合成樹脂被覆を施したものを緊張の後、コ
ンクリート内に埋め込むプレテンションボンド工法に使
用するものが開発されている（特開平１−２１５５２８
号公報）。
【０００３】このような従来のＰＣストランドは合成樹
脂被覆が施されていても、ストランドを構成している心
線と、その外側に撚り合せた側線間には空隙があり、こ
の内部空隙に端部から水や空気が侵入し、ＰＣストラン
ドを腐食させるという問題があった。
【０００４】この問題を解決するため、ＰＣストランド
の製造に際し、その各単素線を予め合成樹脂被覆し、こ
れを撚り合せてストランドとなし、更にその外側に合成
樹脂被覆を施したものが提案されている（実開昭６１−
１４４１２１号公報）。
【０００５】しかし、この従来のＰＣストランドはブル
ーイング処理がなされていないため、撚り加工による材
料の加工歪みが残った状態となり、ほぐれ易く、強度も
安定しないという問題があり、また心線及び側線の全周
を別々に被覆しているため、心線と側線間に合成樹脂層
が介在していることとなり、引張した際に、この合成樹
脂層が圧縮されて各線間の間隔が狭まり、ＰＣストラン
ドの伸びが大きくなるという問題があった。
【０００６】このような問題を解決するものとして、そ
れ自体が完成された状態にあるＰＣストランドを使用
し、これを合成樹脂押出成形機に通して防錆被覆を施す
際に成形機に加圧ヘッド部を設け、その内部を高圧（１
００ｋｇｆ／ｃｍ２）程度以上に加圧することによって
ＰＣストランドの内部空隙内に樹脂を圧入させ、心線及
びその外側の側線の外周全面に合成樹脂被覆を施すよう
にした技術が開発されている（特開平５−９８７４２
号、特願平５−３７３３１号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の加圧によってストランド内に溶融合成樹脂を圧入する
ことによる防錆処理方法においては、側線間の隙間から
心線外周部に溶融合成樹脂材料を圧入するものであるた
め、樹脂材料の粘性が高い場合及び側線間の接合度の高
い撚りのストランドの場合には、圧入させるために大き
な加圧力が必要になり、防錆処理能力に限界があった。
【０００８】また、上述した従来方法は、心線の外周に
一重の側線を撚り合せた構造のものを対象にしており、
撚り合わされた側線を中層とし、その外側に複数の外層
線を撚り合せた多重撚りのＰＣストランドには適用でき
ないものであった。
【０００９】本発明はこのような従来の問題にかんが
み、合成樹脂押出成形機にＰＣストランドを通入、加圧
によってストランドの中心部分にまで合成樹脂材料を圧
入することによる方法において、より低い加圧力にて内
部まで防錆被覆処理ができ、しかも従来できなかった多
重撚りのＰＣストランドにも適用できる螺旋凹溝付防錆
被覆ＰＣストランドの製造方法の提供を目的としてなさ
れたものである。
【００１０】
【課題を達成するための手段】上述の如き従来の問題を
解決し、所期の目的を達成するための本発明に係る螺旋
凹溝付防錆被覆ＰＣストランドの特徴は、心線の外周
に、一層もしくは複数層状にそれぞれ複数の側線を撚り
合せ、前記側線の内の少なくとも一部の側線に外周面に
凹凸形状を一体成形した異形ＰＣ鋼材を用いて成形した
ＰＣストランドを、加熱しながら合成樹脂押出成型機の
クロスヘッド部中心部分に通し、該クロスヘッド部にて
溶融状態にある熱可塑性合成樹脂を該ＰＣストランドの
外周に押し出し、更に前記クロスヘッド部から延長させ
た加圧ヘッド部に送り、該加圧ヘッド部にて加圧しなが
ら溶融状態にある熱可塑性合成樹脂材を前記各側線間よ
り心線外周に圧入させ、該ＰＣストランドの心線及び各
側線の全周に熱可塑性合成樹脂材を密着させた後、回転
する成形ダイスに通し、外周面に前記ＰＣストランドの
最外層の各側線間にある螺旋凹溝に沿った凹溝を成形す
ることにある。尚、ＰＣストランドは異形ＰＣ鋼材を心
線に用いてもよく、また全側線に用いる他、一本おきの
側線等各種配置に用いてもよい。
【００１２】
【作用】本発明においては、側線が異形ＰＣ鋼材である
ため、ＰＣストランドの撚り加工の際に側線間を強い接
合力にて撚り合せた場合であって、各側線間には異形の
凹凸によって多数の空隙が積極的に形成されることとな
り、これを合成樹脂押出成形機に通した際に、加圧ヘッ
ド部における加圧によって空隙より溶融合成樹脂が容易
に心線外周に流入される。またＰＣストランドは加熱さ
れながら押出成形機に通されることにより、合成樹脂材
料の流動性を低下させず、心線部分への流入がスムーズ
になされるとともに、冷却固化後に強固な密着力が得ら
れる。また合成樹脂の冷却固化前に回転自在な成形ダイ
スに通すことにより、外周面に側線間の螺旋凹溝に沿っ
た凹溝が形成される。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例を図面について説明す
る。図１は本発明方法によって製造される螺旋凹溝付防
錆被覆ＰＣストランドの一例を示しており、この螺旋凹
溝付防錆被覆ＰＣストランド１は、一本の心線２及び六
本の側線３，３……からなるＰＣストランド４と、防錆
材５とからなっている。ＰＣストランド４は、ＰＣ鋼材
からなる心線２の外周に、同じくＰＣ鋼材からなる側線
３，３……が一重配置に螺旋状に巻き付けた配置に撚り
合わされている。各側線３は図３に示すように外周面に
複数本の凹溝６が連続して一体成形された異形ＰＣ鋼材
が使用されている。
【００１４】また防錆材５は心線２及び側線３のそれぞ
れの外周全面を被覆しており、その材料にはポリエチレ
ン樹脂が使用されているが、ポリプロピレン樹脂又はポ
リエチレン・ポリプロピレンの共重合体及びその変性体
やナイロン樹脂等の熱可塑性合成樹脂が使用できる。
【００１５】防錆材５の外周面には、各側線３，３……
間の外側の螺旋凹溝に沿った凹溝４２が形成されてい
る。
【００１６】図２は本発明方法によって製造される螺旋
凹溝付防錆被覆ＰＣストランドの他 の例を示しており、
この螺旋凹溝付防錆被覆ＰＣストランド１１は一本の心
線１２の外側に九本の中層側線１３，１３が螺旋状配置
に撚り合わされ、更にその外周に九本の外層側線１４，
１４……が螺旋状配置に撚り合わされた多重巻き構造の
ＰＣストランド１５と防錆材５とからなっている。そし
て各中層側線１３は前述した図３に示す異形ＰＣ鋼材が
使用され、心線１２及び各外層側線１４には外周面が平
滑な通常のＰＣ鋼材が使用されている。また防錆材５の
外周面には外層側線１３，１３……間外側の螺旋凹溝に
沿った凹溝４３が形成されている。
【００１７】尚、上述の他、外層側線１４も図３に示す
如き異形ＰＣ鋼材を使用してもよい。また異形ＰＣ鋼材
としては、図３に示すものの他、図４に示すように外表
面に円形その他の凹部１６を一体成形したもの、図５に
示すように長さ方向に直交する向きの短凹溝１７を一体
成形したもの、更には図６に示すように外周に長手方向
に向けて複数本の蛇行凹溝１８を一体成形したもの等、
各種のものが使用できる。
【００１８】次に本発明方法の実施例を図７以下の図面
について説明する。
【００１９】まず、前述した図１，図２に示される如き
螺旋凹溝付防錆被覆ＰＣストランド１又は１１の防錆被
覆前のＰＣストランド４又は１５からなるストランド素
材２３（図１０，図１１に示す）を予め撚加工機によっ
て形成しておき、これを巻き付けたＰＣストランドコイ
ル２１を繰り出し装置２２に乗せて、ＰＣストランド素
材２３を連続して繰り出しができるようにする。
【００２０】このＰＣストランド素材２３は、順次引き
出し、加熱装置２４を通して加熱しながら押出成形機２
５へと導入する。この加熱は、２００℃程度の温度に保
たせる。
【００２１】押出成形機２５は、図８に示すようにクロ
スヘッド部２６の先端に補助加圧ヘッド部２７を連結
し、その先端に成形ダイス２８を取付けている。
【００２２】加熱装置２４を通って加熱されたＰＣスト
ランド素材２３は、押出成形機２５のクロスヘッド部２
６から補助加圧ヘッド部２７及びその先端の成形ダイス
２８を通し、ここで先導ワイヤー（図示せず）にジョイ
ントする。この先導ワイヤーは、引取装置２９によって
引き取られ、先導ワイヤー巻取装置３０によって先導ワ
イヤー用リール３１に巻き取る。
【００２３】一方、熱可塑性合成樹脂材料からなる防錆
材５は、本実施例の場合、押出成形機２５で約２００℃
に加熱溶融され、クロスヘッド部２６から補助加圧ヘッ
ド部２７内に圧入される。熱可塑性合成樹脂材料は、前
述のようにポリエチレン樹脂の他、ポリプロピレン樹脂
又はポリエチレン、ポリプロピレンの共重合体及びその
変性体やナイロン樹脂等の合成樹脂も使用することがで
きる。
【００２４】クロスヘッド部２６に連結した補助加圧ヘ
ッド部２７は、ヒーター３２（図８に示す）によって加
熱可能になっており、溶融した熱可塑性合成樹脂が冷却
されずにＰＣストランド素材２３内に流入できるように
しているが、熱可塑性合成樹脂が分子量の低い非晶性ポ
リマーであるときは、敢えて加熱を必要としない。
【００２５】クロスヘッド部２６内に押出される熱可塑
性合成樹脂からなる防錆材５は、補助加圧ヘッド部２７
に入り、その先端に取付けた成形ダイス２８からＰＣス
トランド素材２３を被覆して出るが、このとき補助加圧
ヘッド部２７内で樹脂圧力を一定以上に昇圧させ、この
昇圧によって、ＰＣストランド素材２３が図１０に示す
ＰＣストランド４の場合には側線３，３……の間から心
線２の外周と側線相互間の内部空隙ａ内に溶融状態の防
錆材５が入り込み、その内部空隙を埋めて側線３のみな
らず、心線２の外周をも被覆する。この側線３，３間へ
の防錆材５の流入は、各側線３が異形であるため、側線
間に大きな隙間が成形されているため、スムーズに、か
つ充分になされる。
【００２６】また、ＰＣストランド素材２３が図１１に
示す多重撚りのＰＣストランドの場合には、外層側線１
４，１４……の間から防錆材５が流入し、更に中層側線
１３，１３間を通って心線１２の外周に至り、中層側線
１３と外層側線１４間の内部空隙ｂ及び心線１２と中層
側線１３間の内部空隙ａを埋め、各線１２，１３，１４
の全ての表面が防錆材５にて覆われる。
【００２７】これらの各ＰＣストランド素材２３を使用
した際の補助加圧ヘッド部２７内の樹脂圧力は、図１０
に示すＰＣストランド素材の場合には、樹脂材料がポリ
エチレン樹脂である場合、８０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２
を要し、また図１１に示す多重撚りＰＣストランド素材
の場合には１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であるを要する。
【００２８】また補助加圧ヘッド部２７の長さＬ２は、
従来のクロスヘッド部の成形ダイス長Ｌ１より長くして
いる。これは低分子量の非晶性ポリマーの場合はＬ１の
２倍以上でよいが、その他の熱可塑性合成樹脂の場合は
Ｌ１の３倍以上であることが望ましい。そして、Ｌ１の
５倍以上の場合には、補助成形ダイス３４を通して再度
絞り直しをする方が好ましい。それは、Ｌ１の５倍を越
えると、過圧力によってダイス２８だけでは被覆層が盛
り上がり、所定の外層が得にくいからである。
【００２９】また各成形ダイス２８，３４は図９に示す
ようにＰＣストランド２３の最外層の側線間の螺旋凹溝
に沿わせた凸部ｄを内周面に有する断面形状に成形し、
図８に示すように、これをそれぞれベアリング４０，４
１を介して回転自在に支持させ、ＰＣストランド２３の
移動によって、その外周の螺旋凹溝に沿って旋回される
ようにしておく。これによって図１，図２に示すように
外周面にＰＣストランド４，１５の外面の螺旋凹溝に沿
った螺旋凹溝４２，４３が形成された螺旋凹溝付防錆被
覆ＰＣストランドが得られる。
【００３０】尚、場合によっては補助加圧ヘッド側の成
形ダイス２８として内面が円筒形に成形されたものを固
定して使用し、成形ダイス３４のみを、内面にＰＣスト
ランド外周面の螺旋凹溝に合わせた凸部ｄを有するもの
としてもよい。
【００３１】このように、熱可塑性合成樹脂からなる防
錆材５で被覆された螺旋凹溝付防錆被覆ＰＣストランド
は、成形ダイス２８又は必要に応じて補助成形ダイス３
４から押し出した後、冷却装置３５を通って冷却され、
巻取装置３６によりリール３７に巻き取られる。図中３
９は圧力計である。
【００３２】なお冷却装置３５を通過した後に、コロナ
放電加工機３８を通す場合がある。これは、特にコンク
リートとの接着性が要求される場合に、防錆被覆された
ＰＣストランドの表面を適度に荒らすためにコロナ放電
をあてるものである。
【００３３】このようにして製造された螺旋凹溝付防錆
被覆ＰＣストランドは、図１，図２の如く、心線及び側
線及び外層線の全周に、防錆被覆層が完全に密着形成さ
せたものが得られる。
【００３４】本発明の螺旋凹溝付防錆被覆ＰＣストラン
ド及びその防錆加工方法に用いる防錆被覆前のＰＣスト
ランドは上記の他、図１２，図１３に示すように心線
２，１２及び側線３，１３，１４の全てに異形ＰＣ鋼材
を使用したものでもよく、また図１４に示すように中層
側線１３及び心線１２に異形ＰＣ鋼材としてもよく、更
に図１５に示すように心線１２を除き全側線１３，１４
に異形ＰＣ鋼材を用いてもよい。
【００３５】更にまた、図１６に示すように側線３を一
本おきに異形ＰＣ鋼材とする等、各種の配置を採り得
る。
【００３６】またＰＣストランドは、上述した７本撚
り、１９本撚りの他、２８本、３７本、４６本等の多数
本撚りであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】上述したように本発明においては、ＰＣ
ストランドの心線外周の側線に異形ＰＣ鋼材を用いたこ
とにより心線外周と側線間とにできる内部空隙に通じる
側線間隙間の空隙率が高く、しかも全周において略一様
に形成されるため、合成樹脂押出成形機の加圧条件下の
ヘッド部内に通す際に加熱溶融された樹脂材料の流入が
スムーズに、しかも一様になされるため、低圧条件下で
も充分な量の防錆被覆樹脂を内部空隙に充填させること
ができることとなったものであり、このため、従来適用
できなかった多重撚りのＰＣストランドに対する内部空
隙への防錆被覆樹脂の充填が可能になったものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法により製造される螺旋凹溝付防錆被
覆ＰＣストランドの一例の断面図である。
【図２】同じく他の例の断面図である。
【図３】（イ）は本発明において使用する側線の一例を
示す側面図、（ロ）は同断面図である。
【図４】（イ）は同上の側線の他の例の側面図、（ロ）
は同断面図である。
【図５】（イ）は同上の側線の更に他の例の側面図、
（ロ）は同断面図である。
【図６】（イ）は同上の側線の更に他の例の側面図、
（ロ）は同断面図である。
【図７】本発明方法の一例の概略工程を示す線図であ
る。
【図８】同上の押出成形機部分の断面図である。
【図９】図８中のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】本発明に使用するＰＣストランド素材の一例
の切断端面図である。
【図１１】同上の更に他の例の切断端面図である。
【図１２】同上の更に他の例の切断端面図である。
【図１３】同上の更に他の例の切断端面図である。
【図１４】同上の更に他の例の切断端面図である。
【図１５】同上の更に他の例の切断端面図である。
【図１６】同上の更に他の例の切断端面図である。
【符号の説明】
１，１１ 螺旋凹溝付防錆被覆ＰＣストランド ２，１２ 心線 ３ 側線 ４，１５ ＰＣストランド ５ 防錆材 ６ 凹溝 １３ 中層側線 １４ 外層側線 １６ 凹部 １７ 短凹溝 １８ 蛇行凹溝 ２１ ＰＣストランドコイル ２２ 繰り出し装置 ２３ ストランド素材 ２４ 加熱装置 ２５ 押出成形機 ２６ クロスヘッド部 ２７ 補助加圧ヘッド部 ２８ 成形ダイス ２９ 引取装置 ３０ 先導ワイヤー巻取装置 ３１ 先導ワイヤー用リール ３２ ヒーター ３４ 補助成形ダイス ３５ 冷却装置 ３６ 巻取装置 ３７ リール ３８ コロナ放電加工機 ３９ 圧力計 ４０，４１ ベアリング ４２，４３ 螺旋凹溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 幸弘 京都府福知山市長田野町１丁目14番地 ヒエン電工株式会社 福知山工場内 (56)参考文献 特開 昭62−133194（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−30962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−69347（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−24297（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 心線の外周に、一層もしくは複数層状に
    それぞれ複数の側線を撚り合せ、前記側線の内の少なく
    とも一部の側線に外周面に凹凸形状を一体成形した異形
    ＰＣ鋼材を用いて成形したＰＣストランドを、加熱しな
    がら合成樹脂押出成型機のクロスヘッド部中心部分に通
    し、該クロスヘッド部にて溶融状態にある熱可塑性合成
    樹脂を該ＰＣストランドの外周に押し出し、更に前記ク
    ロスヘッド部から延長させた加圧ヘッド部に送り、該加
    圧ヘッド部にて加圧しながら溶融状態にある熱可塑性合
    成樹脂材を前記各側線間より心線外周に圧入させ、該Ｐ
    Ｃストランドの心線及び各側線の全周に熱可塑性合成樹
    脂材を密着させた後、回転する成形ダイスに通し、外周
    面に前記ＰＣストランドの最外層の各側線間にある螺旋
    凹溝に沿った凹溝を成形することを特徴としてなる螺旋
    凹溝付防錆被覆ＰＣストランドの製造方法。
  2. 【請求項２】 ＰＣストランドの全ての側線に異形ＰＣ
    鋼材を用いてなる請求項１に記載の螺旋凹溝付防錆被覆
    ＰＣストランドの製造方法。
  3. 【請求項３】 心線を異形ＰＣ鋼材としてなる請求項１
    又は２に記載の螺旋凹溝付防錆被覆ＰＣストランドの製
    造方法。
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