CN114801274A - 钢筋棒体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热塑性树脂材料在增强纤维材料内充分地浸透并与其一体化而发挥足够的强度的钢筋棒体的制造方法。其是一种制造在玄武岩纤维(Fb)内含浸聚丙烯(PP)树脂并一体化而成的钢筋棒体(Sc)的方法，其中，使非扁平的束状的玄武岩纤维(Fb)在蓄积有液状的热塑性树脂材料的蓄积槽(2)内通过，并且在蓄积槽(2)内将通过的非扁平的束状的玄武岩纤维(Fb)压展成扁平状态，并在玄武岩纤维(Fb)间浸透PP树脂，再次将浸透有PP树脂的扁平的玄武岩纤维(Fb)收束成型成非扁平的束状。

Description

钢筋棒体的制造方法
技术领域
本发明涉及制造可以适用于增强混凝土等的钢筋棒体的方法。
背景技术
作为这种钢筋棒体，代替现有的铁制钢筋棒体，不生锈并且能够长期维持混凝土的强度的使用了玄武岩纤维的钢筋棒体受到瞩目。作为这样的钢筋棒体，例如如专利文献1所示那样，提出了以玄武岩纤维束为芯材并以规定厚度的热塑性树脂层包覆其周围的结构的钢筋棒体。而且，作为在芯材的周围形成树脂层的方法，以往如上述专利文献1所示那样，大多利用使芯材在树脂的熔融溶液、乳液中通过的浸渍法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-251378
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在使用了浸渍法的情况下，如果热塑性树脂材料对作为增强纤维材料的玄武岩纤维的浸透不充分，则存在无法得到足够的强度的钢筋棒体的问题。
因此，本发明解决这样的问题，其目的在于，提供热塑性树脂材料在增强纤维材料内充分地浸透并与其一体化而发挥足够的强度的钢筋棒体的制造方法。
用于解决问题的手段
为了达成上述目的，在本第一发明中，其是一种制造在增强纤维材料(Fb)内含浸热塑性树脂材料并一体化而成的钢筋棒体(Sc)的方法，其中，使非扁平的束状的上述增强纤维材料(Fb)在蓄积有液状的热塑性树脂材料的蓄积槽(2)内通过，并且在蓄积槽(2)内将通过的上述非扁平的束状的增强纤维材料(Fb)压展成扁平状态，并在增强纤维材料(Fb)间浸透热塑性树脂材料，再次将浸透有热塑性树脂材料的扁平的增强纤维材料(Fb)收束成型成非扁平的束状。
在本第一发明中，通过将束状的增强纤维材料在蓄积槽内压展成扁平，热塑性树脂材料向增强纤维材料内充分地浸透，因此，将其再次收束成型成非扁平的束状而得到的钢筋棒体发挥足够的强度。
在本第二发明中，在上述蓄积槽(2)内横设多个棒体(21～23)，使上述非扁平的束状的增强纤维材料(Fb)在这些棒体(21～23)之间以压接状态悬架并通过，由此将该增强纤维材料(Fb)压展成扁平状态。
在本第二发明中，能够将为简易的构成且束状的增强纤维材料压展成扁平。
在本第三发明中，通过其他热塑性树脂材料以规定的紧固力包覆收束成型后的上述增强纤维材料(St)的外周。
在本第三发明中，增强纤维材料的外周被其他热塑性树脂材料包覆，因此，手感良好，耐化学药品性也优异，并且由于以规定的紧固力包覆增强纤维材料的外周，因此，增强纤维材料的强度大幅地上升。
在本第四发明中，在上述收束成型后的增强纤维材料(Fb)的外周以规定的紧固力缠绕并包覆了上述其他热塑性树脂材料的规定宽度的膜材料(Lh)。
本第四发明中，由于通过膜材料以规定的紧固力缠绕收束成型后的增强纤维材料，因此，能够使其外形成为整个剖面接近美观的圆形的形状，并且通过以规定的紧固力缠绕膜材料，增强纤维材料的强度大幅地上升。
在本第五发明中，在利用上述其他热塑性树脂材料的包覆前，在上述收束成型后的增强纤维材料(St)的外周的至少一处一体地熔敷有向该增强纤维材料(St)的长度方向延伸、且拉伸强度优异的长条体(4)。作为上述长条体(4)，可使用丝状体。
在本第五发明中，收束成型后的增强纤维材料的拉伸强度大幅提高。
在本第六发明中，在通过上述其他热塑性树脂材料包覆了的上述增强纤维材料(St)的端部熔敷有连结器具。
在本第六发明中，能够将一定长度的增强纤维材料相互连结而制成规定长度的钢筋棒体。
上述括号内的符号参考性地示出与后述的实施方式中记载的具体机构的对应关系。
发明效果
如上所述，根据本发明的制造方法，能够制造热塑性树脂材料在增强纤维材料内充分地浸透并与其一体化而发挥足够的强度的钢筋棒体。
附图说明
图1是实施本发明的制造方法的制造装置的局部立体图。
图2是制造装置的局部放大图。
图3是制造装置的主要部分放大图。
图4是在未蓄积熔融的树脂的状态下的蓄积槽内部的立体图。
图5是蓄积槽的剖面示意图。
图6是原棒体的剖面图。
图7是卷绕机的立体图。
图8是工作时的卷绕机的立体图。
图9是钢筋棒体的剖面图。
图10是示出钢筋棒体的耐碱性的图。
图11是示出钢筋棒体的耐温水性的图。
图12是示出钢筋棒体在暖气下的拉伸强度变化的图。
图13是其他实施方式中的蓄积槽的剖面示意图。
图14是另一个实施方式中的钢筋棒体的剖面图。
符号说明
1…挤出机、2…蓄积槽、21、22、23…棒体、3…整线器具、4…丝状体(长条体)、7…卷绕机、Fb…增强纤维材料、Lh…膜材料、Sc…钢筋棒体、St…原棒体、Sy…包覆层。
具体实施方式
此外，以下进行说明的实施方式只是一个例子，在不脱离本发明的主旨的范围内，本领域技术人员所进行的各种设计性改良也包含于本发明的范围中。
以下对实施本发明方法的制造装置的一个例子进行说明。图1是观察制造装置的上游侧的图，其中设置有具备供给作为热塑性树脂材料的聚丙烯(PP)树脂的进料斗11的公知的结构的挤出机1，在其出口侧连结有蓄积从挤出机1输出的加热熔融了的PP树脂的蓄积槽2。
在本实施方式中，从4根线轴(图示略)以分别将4000根直径17μm的线材捆扎而成的大致圆形的非扁平的粗纱的形式拉出作为增强纤维材料的玄武岩纤维，所拉出的4根玄武岩纤维被供给至设置于挤出机1的框体上表面的整线器具3。对于整线器具3而言，如图2所示，大径环31与小径环32交替地排列，4根玄武岩纤维分别交替地在整线器具3的大径环31的外周孔和小径环32的中心孔中通过并拉齐成直线状。
拉齐后的各玄武岩纤维分别在以水平姿态设置的4根筒状的加热器5中通过，并被加热至与蓄积于后段的蓄积槽2的熔融的PP树脂相同程度的温度。如图3所示，加热了的玄武岩纤维Fb通过滑轮61从朝向水平改变至朝向下方，经过绝热性的筒状引导件62被供给至下方的蓄积槽2内。这样一来，由于向蓄积槽2内供给加热了的玄武岩纤维，因此，不会发生PP树脂在冷却后的玄武岩纤维的周围凝固的不良情况。
在蓄积槽2内，如图4所示，在熔融了的液状的PP树脂内以大致相等的间隔大致水平地横设有作为压接部件的三根圆棒体21、22、23，在本实施方式中，在三根圆棒体21～23之中，如图5所示，供给的玄武岩纤维Fb被悬架于中央的圆棒材料22与位于其下游侧的圆棒材料23并被向下游方向拉出。在被悬架于圆棒体22、23并被拉出期间，大致圆形的非扁平的束状玄武岩纤维Fb与这些圆棒材料22、23的圆周面压接而展开成扁平状态(参照图4)。然后，在被展开成扁平的玄武岩纤维Fb的各线材间高效且充分地浸透熔融了的PP树脂。
充分浸透有PP树脂的玄武岩纤维Fb在设置于圆棒体23的下游侧的引导板24的中心孔内通过并在此被再次收束，进一步在蓄积槽2出口的筒状成型模具25的贯通孔中通过而被成型成异形的非扁平的原棒体St。
将原棒体St的剖面形状的一个例子示于图6。对于原棒体St而言，在玄武岩纤维的线材内充分且良好地浸透有PP树脂，另一方面，在原棒体St的外周产生玄武岩纤维的须状突起，而存在手感差、并且在用作混凝土的增强用的情况下由化学反应导致劣化的担忧。
因此，通过如图7所示的卷绕机7，在从成型模具拉出并向下游侧移动的原棒体St的外周卷绕作为其他热塑性树脂材料的规定宽度的热塑性树脂(在本实施方式中为PP树脂)膜Lh。卷绕机7具备在旋转体71的外周水平地突出设置的保持臂72，在其上保持有卷状的上述PP树脂膜Lh，如图8所示，通过使PP树脂膜Lh的前端固定于原棒体St而使旋转体旋转，由此PP树脂膜Lh在移动的原棒体St的外周以规定的紧固力一边相互具有一定的重合一边卷绕成螺旋状。PP树脂膜Lh的膜厚的一个例子为40μm，优选使用20μm厚～100μm厚的PP树脂膜Lh。
卷绕后的PP树脂膜Lh受到原棒体St的热，其内周部熔融并与原棒体St的外周密合，成为具有平滑的外表面的包覆层，覆盖须状突起并且以PP树脂膜Lh紧固原棒体St的整周，由此，整个剖面成为近似圆形的形状。这样一来，可得到作为最终产品的钢筋棒体Sc。将该剖面的一个例子示于图9，图中的Sy为包覆层。
这样的钢筋棒体Sc在以冷却装置进行了冷却之后，被一对取回带夹持并被拉出。通过以上的方法制造的钢筋棒体Sc在玄武岩纤维Fb的线材间浸透有足够的PP树脂，而且钢筋棒体Sc的整周被PP树脂膜Lh的包覆层紧固，因而发挥足够的强度。此外，通过形成包覆层Sy，手感良好，耐化学药品性优异，而且剖面成为近似圆形的形状，因此也美观。
在将30根通过以上的工序制造的钢筋棒体捆扎而制成直径13mm的大径钢筋棒体的情况下，通过JIS A1192测定的拉伸强度的一个例子可得到125kN以上。考虑到通过现有的浸渍法在与上述直径相同且同样结构的大径钢筋棒体中得到的拉伸强度为90kN左右，拉伸强度变大1.4倍左右。另外，对于在作为混凝土的增强筋使用的情况下成为问题的耐碱性，将30根上述钢筋棒体Sc捆扎(拉伸强度约130kN、拉伸应力约2240MPa)并浸渍于碱液(通常的混凝土的PH12～13)中，将经过7天、经过28天的结果示于图10，虽然其拉伸强度从初始的119.1kN稍微降低至107.1kN、106.0kN，但是维持在100kN以上。
此外，如图11所示，在分别浸渍于60℃的碱液和温水中并经过了7天的情况下的强度降低显示出几乎同样的倾向，可以认为：强度降低的影响不在于碱而在于温水。因此，如图12所示，如果代替温水而在60℃的空气环境中测定拉伸强度的变化，则随着时间的经过，拉伸强度提高。可以认为：如果在此期间的钢筋棒体Sc的重量减小、水分被去除而成为绝对干燥状态，则拉伸强度提高。因此，如果包含水分，则虽然上述钢筋棒体Sc的拉伸强度暂时稍微降低，但是也显示出随着进行干燥而再次恢复。
(其他实施方式)
在蓄积槽内，如图13所示，将玄武岩纤维压接于位于上游侧的两个圆棒体时，能够更高效地将玄武岩纤维压展成扁平状态。此外，压接部件并不必须由圆棒体构成，而且也不必须为棒体。
在原棒体外周形成包覆层的方法除了卷绕上述的PP树脂膜的方法以外，例如还可以采用将成为包覆层的PP树脂以筒状挤出至原棒体的周围的方法、覆盖热收缩性的树脂管的方法等。
作为热塑性树脂材料，除了PP树脂以外，也可以使用聚乙烯树脂、尼龙树脂、聚酯树脂等。另外，作为增强纤维材料，除了玄武岩纤维以外，也可以使用玻璃纤维、碳纤维等无机纤维、芳纶纤维、丙烯酸纤维等有机纤维。
在原棒体St的外周形成包覆层Sy之前，如图14中所示的其剖面那样，可以在原棒体St的外周的径向对称位置分别一体地熔敷有拉伸强度优异的棉纱等丝状体4。即，如果在从成型模具25(图5)拉出而仍然为高温且熔融状态的原棒体St的外周沿着其长度方向抽出丝状体4，则丝状体4良好地熔敷于原棒体St并与其一体化。然后，以包覆层Sy包覆丝状体4成为了一体的原棒体St并冷却，制成钢筋棒体Sc。这样的钢筋棒体Sc更充分地提高拉伸强度。
作为丝状体4，除棉纱以外，还可以使用维尼纶丝、尼龙丝、PP丝、尼龙天蚕丝、尼龙绳等。此外，并不限定于丝状体，只要是向原棒体的长度方向延伸的拉伸强度优异的长条体即可。另外，长条体并不必须在原棒体的径向对称位置的外周设置一对，也可以设置于外周的一处、或三处以上的多处，其设置间隔也不必须是在圆周方向上相等的间隔。
作为上述长条体，可使用导电性优异的铜等金属棒或金属带。
也可以在形成了包覆层的一定长度的原棒体的端部外周熔敷有用于将形成了包覆层的一定长度的其他原棒体连结的连结器具。该连结器具优选具有覆盖于包覆层的外周并与熔融状态的该包覆层熔敷的筒状部，进一步优选在筒状部的内周形成有螺丝部。
在上述实施方式中，并不必须形成包覆层，也可以将原棒体作为最终产品的钢筋棒体。

Claims (7)

1.一种钢筋棒体的制造方法，其特征在于，其是制造在增强纤维材料内含浸热塑性树脂材料并一体化而成的钢筋棒体的方法，其中，
使非扁平的束状的所述增强纤维材料在蓄积有液状的热塑性树脂材料的蓄积槽内通过，并且将通过的所述非扁平的束状的增强纤维材料在蓄积槽内压展成扁平状态，并在该增强纤维材料间浸透热塑性树脂材料，再次将浸透有热塑性树脂材料的扁平的增强纤维材料收束成型成非扁平的束状。
2.根据权利要求1所述的钢筋棒体的制造方法，其中，
在所述蓄积槽内横设多个棒体，使所述束状的增强纤维材料在这些棒体之间以压接状态悬架并通过，由此将该增强纤维材料压展成扁平状态。
3.根据权利要求1所述的钢筋棒体的制造方法，其中，
通过其他热塑性树脂材料以规定的紧固力包覆收束成型后的所述增强纤维材料的外周。
4.根据权利要求3所述的钢筋棒体的制造方法，其中，
在所述收束成型后的增强纤维材料的外周以规定的紧固力缠绕并包覆了所述其他热塑性树脂材料的规定宽度的膜材料。
5.根据权利要求3或4所述的钢筋棒体的制造方法，其中，
在利用所述其他热塑性树脂材料的包覆前，在所述收束成型后的增强纤维材料的外周的至少一处一体地熔敷有向该增强纤维材料的长度方向延伸、且拉伸强度优异的长条体。
6.根据权利要求5所述的钢筋棒体的制造方法，其中，
作为所述长条体，使用了丝状体。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的钢筋棒体的制造方法，其中，
在通过所述其他热塑性树脂材料包覆了的所述增强纤维材料的端部熔敷有连结器具。
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