JP2003328284A - 繊維強化樹脂製撚線及びその製造法 - Google Patents

繊維強化樹脂製撚線及びその製造法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻取機への巻き取り性が向上し、端末部分の
分線化作業が容易であり、また、コンクリート付着力の
良い繊維強化樹脂製撚線及びその製造法を提供する。 【解決手段】 繊維強化樹脂製撚線１は、複数本の素線
２を撚り合わせて成形し、加熱硬化した後、各素線２を
互いに分離して再度撚り合わせて作製される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として、土木、
建築、橋梁などの分野において、コンクリート構造物及
び鋼構造物などの構造物の補強材や緊張材、地盤補強
材、吊り橋等の橋梁のメインケーブルなどとして好適に
使用し得る、炭素繊維などの強化繊維を用いた繊維強化
樹脂製撚線及びその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１に示すように、繊維強化樹脂製撚線
１は、例えば高強度の炭素繊維等とされる強化繊維（フ
ィラメント）ｆと熱硬化性樹脂を複合化した素線２をス
ロープ状に撚って成形したストランドで、高強度、高耐
食性の特徴を有しており、コンクリート構造物の塩害対
策や補強対策に適した材料である。また、比重が鋼材の
１／５程度と軽量であることから、省力化施工を可能と
する材料であり、コンクリート構造物の緊張材や補強材
として様々な工事分野にて好適に使用することができ
る。
【０００３】従来、繊維強化樹脂製撚線１は、先ず、図
２に示すように、多数本の炭素繊維などの強化繊維ｆに
樹脂を含浸させて素線２を作製し、この素線２を複数本
撚り合わせることにより作製される。繊維強化樹脂製撚
線１の従来の製造法の一例を図６に示す。
【０００４】クリールスタンドに取り付けられたクリー
ル２１から解じょされた多数本の強化繊維ｆは、樹脂含
浸工程へと送給され、樹脂が収容された含浸槽２２を通
すことにより樹脂が含浸される。この樹脂が含浸された
強化繊維ｆは、集合されて繊維芯３とされ、収束工程へ
と送られる。収束工程では、図示するように、バラケ止
めのために外装４として、ワインダー２３にて繊維芯３
の回りにテープ４ａが巻き付けられて素線２が作製され
る。素線２は、ドラムワインダー２４を設けた巻取り工
程にてボビンＢ１に巻き取られる。この状態で、素線２
の樹脂は未だ硬化されてはいない。
【０００５】次いで、未硬化状態の素線２を撚線製造工
程へと送り、多数本の素線２が撚掛け工程にて撚られ、
次いで、絞りダイス２５にて所定の径を持った撚線１へ
と賦形される。この賦形された未硬化撚線１は、硬化工
程へと送られて、加熱装置２６にて所定の温度、例えば
２００℃程度に加熱されて硬化される。
【０００６】このようにして作製された繊維強化樹脂製
撚線１は、巻取り工程にて巻取機２７に巻き取られる
か、又は、繊維強化樹脂製撚線１は、定尺切断工程に
て、切断機２８にて所定の長さに切断される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、硬化し
た繊維強化樹脂製撚線１は、柔軟性に欠け、巻き取るこ
とが極めて困難で、必然的にボビン直径は大きなものと
なる。また、繊維強化樹脂製撚線１がトラックなどにて
輸送し得る長さの場合には、ボビンＢ２などに巻き取る
ことなく、工場にて所定長さに切断して輸送されるが、
ボビンに巻き付けたものに比べて長さが長くハンドリン
グし難いことが問題であった。
【０００８】このように、従来の繊維強化樹脂製撚線１
は、ボビンへの巻き取り性、延いては、輸送上の問題を
有していた。
【０００９】また、一般に、繊維強化樹脂製撚線１の端
末は、樹脂又は樹脂モルタルなどを用いて固定金具など
に一体的に定着することが必要とされる。
【００１０】ところが、硬化した繊維強化樹脂製撚線１
は、表面が硬化した樹脂により滑らかな状態となってお
り、このままでは樹脂又は樹脂モルタルに対する付着力
が弱い。
【００１１】そこで、撚線のままでは接着表面積が小さ
いので、分線して多数本の素線とする。この際、素線の
回りの表面が凹凸を有した粗表面となると共に、多数本
の素線とすることにより接着表面積を大きくすることが
でき、樹脂等に対する付着力が向上する。
【００１２】通常、繊維強化樹脂製撚線端末の処理は、
例えば２００℃に加熱して繊維強化樹脂製撚線表面の樹
脂を軟化させ、その後、図７に示すように、繊維強化樹
脂製撚線１の端末部分を加圧しながら解すことにより、
撚線の端末部分を素線単位で解線（分線）することによ
り行われている。この分線化作業により、端末部分には
凹凸が付与され、粗表面となり、定着樹脂などに対する
付着力が増大する。
【００１３】しかしながら、このような分線作業は、煩
雑な作業を必要とし、多くの時間と、費用が余儀なくさ
れる。
【００１４】また、従来の撚線は、プレストレストコン
クリートを作製するような場合や、鉄筋などの代替品と
してコンクリートに埋め込む場合には、表面が滑らかな
ため付着力が小さく、定着長を長く取る必要があった
り、抜け出し易かったりする問題があった。
【００１５】従って、本発明の目的は、巻取機への巻き
取り性が向上し、端末部分の分線化作業が容易であり、
また、コンクリート付着力の良い繊維強化樹脂製撚線及
びその製造法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
繊維強化樹脂製撚線及びその製造法にて達成される。要
約すれば、第１の発明によると、強化繊維と熱硬化性樹
脂を複合化して形成した複数本の素線を撚り合わせて成
形した繊維強化樹脂製撚線であって、前記複数本の素線
を撚り合わせて成形し、加熱硬化した後、各素線を互い
に分離して再度撚り合わせたことを特徴とする繊維強化
樹脂製撚線が提供される。
【００１７】第１の発明の一実施態様によると、強化繊
維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊
維、又は、炭化珪素繊維である。
【００１８】第１の発明の他の実施態様によると、前記
熱硬化性樹脂は、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、
又は不飽和ポリエステル樹脂である。
【００１９】第２の発明によると、（ａ）連続して送給
される、強化繊維と熱硬化性樹脂を複合化して形成した
未だ硬化されていない複数本の素線を、撚り合わせて、
絞りダイスにて所定形状の撚線に成形する工程と、
（ｂ）所定形状に成形された撚線を加熱し硬化する工程
と、（ｃ）硬化した撚線を、分線手段にて素線が互いに
分離するように分線し、そして、再度撚り合わせる工程
と、を有することを特徴とする繊維強化樹脂製撚線の製
造法が提供される。
【００２０】第２の発明の一実施態様によると、前記分
線手段は、各前記素線が送通される孔を有し、回転する
ことにより各前記素線を撚り合わせるダイスである。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る繊維強化樹脂
製撚線及びその製造法を図面に則して更に詳しく説明す
る。
【００２２】本発明の繊維強化樹脂製撚線は、図１及び
図２を参照して説明した従来の繊維強化樹脂製撚線１と
同様の構成とされる。ただ、本発明の繊維強化樹脂製撚
線１は、硬化後において、全長にわたって、分線されて
いる点で相違する。
【００２３】つまり、本発明の繊維強化樹脂製撚線１
は、図１に示すように、素線２が撚り合わせて形成され
ているが、各素線２は互いに分離された状態とされる。
【００２４】従って、本発明の繊維強化樹脂製撚線１
は、従来の、各素線２が樹脂にて一体に硬化された繊維
強化樹脂製撚線に比較すると、柔軟性が極めて高く、ボ
ビンなどに巻き取ることが極めて容易である。
【００２５】また、本発明の繊維強化樹脂製撚線１の表
面は、素線が互いに分離しており、そのために撚線の表
面は極めて粗の状態にある。従って、本発明の繊維強化
樹脂製撚線１では、その端末部分を固定金具に定着する
に際して、従来の加熱による繊維強化樹脂製撚線表面の
樹脂の除去及び撚線解し作業などの特別な分線化作業を
必要とせず、簡単に分線できるので、そのまま、固定金
具に樹脂又は樹脂モルタルで定着することができ、作業
時間の短縮と、作業コストの低減を図ることができる。
【００２６】本発明者らの研究実験の結果によると、樹
脂又は樹脂モルタルに対する付着力は、従来と同様の結
果を得ることができた。また、コンクリート付着強度に
ついては、従来のものの２〜３倍の大きい値を得た。
【００２７】また、本発明の繊維強化樹脂製撚線１は、
全長にわたって素線２が互いに分離しているにも拘わら
ず、繊維強化樹脂製撚線自体の機械的特性、即ち、引張
強度、弾性係数は、従来の繊維強化樹脂製撚線と同等で
あることが確認された。
【００２８】本発明の繊維強化樹脂製撚線１を構成する
素線２は、従来と同様に、多数本の炭素繊維などの強化
繊維ｆに樹脂を含浸させて作製される。
【００２９】強化繊維としては、炭素繊維に限定される
ものではなく、その他に、ガラス繊維、アラミド繊維、
ＰＢＯ繊維、炭化珪素繊維などが使用可能である。又、
樹脂としては、エポキシ樹脂又はビニルエステル樹脂、
更には不飽和ポリエステルのような熱硬化性樹脂が好適
に使用される。エポキシ樹脂としては、主剤（ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂）と硬化剤（アミン系硬化剤）
とを重量比で１００：２４にて混合したものを使用し得
る。また、ビニルエステル樹脂としては、主剤（不飽和
ポリエステル樹脂）と硬化剤（メチルエチルケトンパー
オキサイド）とを重量比で１００：１にて混合したもの
を使用し得る。この時の、強化繊維と樹脂の比は、体積
％で、４０〜８０とされ、好ましくは、５０〜７０とさ
れる。
【００３０】又、素線２のバラケ止めのために繊維芯３
の周りを被覆する外装４としては、ポリエステル製のテ
ープ４ａが好適に使用されるが、その他に、網状体のも
の、フィルム状のものなど、当業者には周知のものを使
用することができる。
【００３１】また、本実施例では、素線２の数は７本で
あるとして説明したが、これに限定されるものではな
く、例えば、表１に示すように、種々の構成が可能であ
る。表１には、強化繊維として炭素繊維を使用した本発
明の繊維強化樹脂製撚線１の種々の形態と、そのときの
機械的特性を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】次に、本発明の繊維強化樹脂製撚線１の製
造法について説明する。
【００３４】図３に、本発明の繊維強化樹脂製撚線１の
製造法の一実施例を示す。本実施例の製造法は、図６を
参照して説明した従来の繊維強化樹脂製撚線の製造法と
同様とされ、ただ、硬化工程において、加熱装置２６内
に分線手段１００が配置され、硬化した撚線を分線（解
線）する点においてのみ相違している。従って、同じ構
成及び作用をなす工程、装置、部材等には同じ参照番号
を付し、詳しい説明は省略し、以下には、本実施例の特
徴とする硬化工程について説明する。
【００３５】従来と同様に、解じょ工程、樹脂含浸工
程、収束工程、巻き取り工程、を介して素線２が作製さ
れる。
【００３６】素線２は、未硬化状態で撚線製造工程へと
送り、多数本の素線２が撚掛け工程にて撚られ、次い
で、絞りダイス２５にて所定の径を持った撚線１へと賦
形される。この賦形された未硬化撚線１は、硬化工程へ
と送られて、加熱装置２６にて所定の温度、例えば２０
０℃程度に加熱されて硬化される。
【００３７】本実施例では、加熱装置２６内に分線手段
１００が配置される。分線手段１００は、加熱装置２６
にて、例えば、２００℃に加熱されることにより硬化し
た繊維強化樹脂製撚線１を、各素線２が互いに分離する
ように分線化する作用をなす。
【００３８】分線手段１００は、本実施例によると、図
４に示すように、加熱装置２６の内側に取り付ける円筒
状の基台１０１と、基台１０１の内側に軸受１０２を介
して取り付けられた分線ダイス１０３とを有する。
【００３９】分線ダイス１０３は、図５をも参照すると
より良く理解されるように、中心部に円錐台形状のガイ
ド部１０４が形成されており、ガイド部１０４の中心及
びその周辺に、繊維強化樹脂製撚線１の素線２が通過す
るに適した孔１０５が、素線２の数だけ、本実施例では
繊維強化樹脂製撚線１が７本の素線２にて形成されてい
るために、７個形成されている。各孔１０５は、互いに
離隔して形成されている。
【００４０】従って、加熱装置２６内へと連続して送給
され、加熱装置２６にて加熱されることにより硬化した
繊維強化樹脂製撚線１は、各素線２が分線ダイス１０３
の孔１０５に通され、そして、加熱装置２６から送出さ
れて、巻取機２７にて巻き取られる。分線ダイス１０３
は、送給される撚線１と共に回転しながら、加熱装置２
６にて一体に加熱硬化された繊維強化樹脂製撚線１を、
各素線２が互いに分離するように分線化すると共に、再
度撚り合わせる。従って、加熱装置２６から送出される
繊維強化樹脂製撚線１は、その全長にわたって素線２が
分離した撚線とされる。
【００４１】本実施例によれば、分線ダイス１０３など
とされる分線手段１００を用いることにより、極めて効
率よく、連続して本発明の繊維強化樹脂製撚線１を製造
することができる。
【００４２】このようにして作製された繊維強化樹脂製
撚線１は、巻き取り性が向上し、巻取り工程における巻
取機２７での巻き取り作業が極めて容易とされる。又、
従来に比べると、ボビンＢ２もより小径のものを使用す
ることが可能となり、運搬性が飛躍的に向上する。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、強化繊
維と熱硬化性樹脂を複合化して形成した複数本の素線を
撚り合わせて成形した繊維強化樹脂製撚線であって、複
数本の素線を撚り合わせて成形し、加熱硬化した後、各
素線を互いに分離して再度撚り合わせる構成とされるの
で、巻取機への巻き取り性が向上し、又、端末部分の分
線化作業を容易とすることができる。また、本発明の撚
線は、コンクリート付着力が良い。
【００４４】又、本発明の製造法によれば、分線ダイス
などとされる分線手段を用いることにより、極めて効率
よく、連続して本発明の繊維強化樹脂製撚線を製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る繊維強化樹脂製撚線の一実施例を
説明するための斜視図である。
【図２】素線の一実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る繊維強化樹脂製撚線の製造法の一
実施例を説明するための工程を示す図である。
【図４】分線手段の一実施例を示す断面図である。
【図５】分線手段の分線ダイスの正面図である。
【図６】従来の繊維強化樹脂製撚線の製造法を説明する
ための工程を示す図である。
【図７】繊維強化樹脂製撚線の分線された端末部分を示
す図である。
【符号の説明】
１ 繊維強化樹脂製撚線 ２ 素線 ３ 繊維芯 ４ 外装 ２１ クリール ２２ 含浸槽 ２３ ワインダー ２４ ドラムワインダー ２５ 絞りダイス ２６ 加熱装置 ２７ 巻取機 ２８ 切断機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E164 AA05 AA31 BA06 3B153 AA08 AA45 AA47 BB01 BB15 CC21 CC23 CC26 CC42 CC43 CC46 DD01 DD30 DD34 FF02 FF03 GG40

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 強化繊維と熱硬化性樹脂を複合化して形
    成した複数本の素線を撚り合わせて成形した繊維強化樹
    脂製撚線であって、 前記複数本の素線を撚り合わせて成形し、加熱硬化した
    後、各素線を互いに分離して再度撚り合わせたことを特
    徴とする繊維強化樹脂製撚線。
  2. 【請求項２】 強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、ア
    ラミド繊維、ＰＢＯ繊維、又は炭化珪素繊維であること
    を特徴とする請求項１の繊維強化樹脂製撚線。
  3. 【請求項３】 前記熱硬化性樹脂は、ビニルエステル樹
    脂、エポキシ樹脂、又は不飽和ポリエステル樹脂である
    ことを特徴とする請求項１又は２の繊維強化樹脂製撚
    線。
  4. 【請求項４】 （ａ）連続して送給される、強化繊維と
    熱硬化性樹脂を複合化して形成した未だ硬化されていな
    い複数本の素線を、撚り合わせて、絞りダイスにて所定
    形状の撚線に成形する工程と、（ｂ）所定形状に成形さ
    れた撚線を加熱し硬化する工程と、（ｃ）硬化した撚線
    を、分線手段にて素線が互いに分離するように分線し、
    そして、再度撚り合わせる工程と、を有することを特徴
    とする繊維強化樹脂製撚線の製造法。
  5. 【請求項５】 前記分線手段は、各前記素線が送通され
    る孔を有し、回転することにより各前記素線を撚り合わ
    せるダイスであることを特徴とする請求項４の繊維強化
    樹脂製撚線の製造法。
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