JP2006070396A

JP2006070396A - 不織布及びその製造方法

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Publication number: JP2006070396A
Application number: JP2004256504A
Authority: JP
Inventors: Nakatoshi Sakai; 中利酒井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】不織布はガラス繊維を熱硬化性の合成樹脂を含浸させ、硬化させることで結合している。従って、柔軟性を失ってしまい、コンクリート構造体に巻き付ける作業が行い難いものになってしまう。更に、そればかりかエポキシ樹脂が繊維間に浸透しないため、コンクリート構造体に対する付着性能及び強度が十分に得られないおそれがある。
【解決手段】少なくとも二層に重ねられ、且つ互いに交叉するように配置された多数の糸３，５を有する。糸５には融着材（糸）１１が粗く螺旋状に巻き付けられており、糸どうしは、その交叉部１５において融着材１１により結合されている。従って、糸５は融着材１１が付着していない非付着部１３を有する。また、糸３は殆どが非付着部２３である。
【選択図】図２

Description

本発明は不織布及びその製造方法に係り、特に糸がもつ柔軟性等の性質を損なわないまま有している不織布及びその製造方法に関するものである。

高速道路の支柱脚や橋脚などのコンクリート構造体の耐震補強の方法として、ガラス繊維をシート状にしたものをコンクリート構造体に巻きつけて、その上からエポキシ樹脂を塗布して硬化させる工法が行われている。
このガラス繊維をシートにしたものとしては織布と不織布の二つがある。このうち織布はガラス繊維を織り機により織って製作している。一方、不織布はガラス繊維間に熱硬化性の合成樹脂を含浸させてから、このガラス繊維を交叉するように配置し、加圧しながら加熱することによりガラス繊維どうしの交叉部を結合して製作している。

しかしながら、織布はガラス繊維を織るのに手間がかかるという問題がある。一方、不織布はガラス繊維間に熱硬化性の合成樹脂を含浸させるため、ガラス繊維どうしの交叉部以外の部位にも合成樹脂が満遍なく付着して硬化する。このため、ガラス繊維のシートが柔軟性を失ってしまい、コンクリート構造体に巻き付ける作業が行い難いものになってしまう。なお、熱可塑性樹脂を用いた場合であっても、熱可塑性樹脂がガラス繊維間に含浸するとガラス繊維の動きが規制されることになるため、ガラス繊維のシートが柔軟性を失ってしまうことになる。
また、エポキシ樹脂が繊維間に浸透しないため、コンクリート構造体に対する付着性能及び強度が十分に得られないおそれがある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、少なくとも二層に重ねられ、且つ互いに交叉するように配置された多数の糸を有し、前記糸どうしは、その交叉部において融着材により結合されており、前記糸は、その交叉部以外の部位に融着材が付着していない非付着部を有することを特徴とする不織布である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した不織布において、融着材は熱融着性の合成樹脂によって構成されていることを特徴とする不織布である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した不織布において、糸は多数の繊維が束ねられて構成されていることを特徴とする不織布である。

請求項４の発明は、請求項３に記載した不織布において、糸を構成する繊維は異なる種類のものが混在していることを特徴とする不織布である。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した不織布を製造する方法において、融着材を互いに交叉させる糸の少なくとも一方に対し糸の周面の一部が露出する状態に備える融着材付与工程と、前記融着材付与工程終了後、糸を少なくとも二層に重ね、且つ交叉するように配置して前記融着材を融着して糸どうしを、その交叉部において結合する糸結合工程とを有することを特徴とする不織布の製造方法である。

請求項６の発明は、請求項５に記載した不織布の製造方法において、融着材付与工程では細糸状に形成した融着材を互いに交叉させる糸の少なくとも一方に対し螺旋状に粗く巻き付けることを特徴とする不織布の製造方法である。

請求項７の発明は、請求項５に記載した不織布の製造方法において、融着材付与工程では細糸状に形成した融着材を編んで編物状とした融着材により糸を被覆することを特徴とする不織布の製造方法である。

請求項８の発明は、請求項５に記載した不織布の製造方法において、融着材付与工程では細糸状に形成した融着材を組んで組み紐状とした融着材により糸を被覆することを特徴とする不織布の製造方法である。

請求項９の発明は、請求項５から８のいずれかに記載した不織布の製造方法において、糸結合工程では糸の交叉部を加圧しながら融着材を融着させることを特徴とする不織布の製造方法である。

本発明の不織布は、コンクリート構造物の補修や補強等に使用されるものであり、柔軟性をもち、凹凸面に対する高い追従性、賦形性を備えることが可能となる。しかもエポキシ樹脂等の不織布を被固定部材に固定するための接着剤の浸透性が良好である。
更に、本発明の製造方法によれば、上記不織布を容易に製造できる。

本発明の第１の実施の形態に係る不織布１を、図１から４にしたがって説明する。
図１と図２の不織布１はコンクリート構造物の補修や補強等に使用されるものである。即ち、不織布１を橋脚等のコンクリート構造物に巻き付けて、その上から合成樹脂を塗布して含浸させたり、コンクリートを打設したりして、不織布１をコンクリート構造物と一体化させて補修や補強を行う。
この不織布１は斜交糸３と斜交糸５とが互いに逆行する斜め方向（±６０°）に交叉するよう配置されて２軸不織布（±６０°）を構成しており、斜交糸３は斜交糸５の上側（片側）に積層配置されている。即ち、斜交糸３と斜交糸５は互いに交叉するように並行に配列されている。
斜交糸３と斜交糸５の長手方向に垂直な断面の形状は、扁平状、中実の丸状、中空状などいずれの形状でもよいが、この実施の形態では、斜交糸３の断面７も、斜交糸５の断面９も横長の扁平状である。

斜交糸３と斜交糸５は、無機繊維でも有機繊維でもよい。例えば、無機繊維としてはガラス、耐アルカリガラス等の特殊ガラス、カーボンなどが使用でき、有機繊維のうち人造繊維としてはポリエステル、ポリアミド、アラミド、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）などが使用でき、天然繊維としては綿などが使用できる。なお、1種類の繊維のみで構成しても、２種類以上の繊維で構成してもよい。上記耐アルカリガラスは、ジルコニア（ＺｒＯ₂）を多く含む耐アルカリ性のものであり、コンクリートに埋設してアルカリ性の環境に置かれても長期間に渡り強度が低下せず、さらに不燃性であるなど優れた性質を有している。
斜交糸３と斜交糸５は、形態面からは、モノフィラメント、マルチフィラメント、スパンなどいずれの形状でもよい。この実施の形態では、斜交糸３と斜交糸５はいずれも耐アルカリガラスのマルチフィラメントである。

符号１１は加熱・融解された融着材を示す。この融着材１１は公知の熱融着性の合成樹脂であるナイロン製の糸によって構成されている。融着材１１は定法により細糸状に形成されている。融着材１１は、ポリエチレン、ポリプロピレン等によって構成してもよい。
融着材１１は斜交糸５に対して螺旋状に粗く巻き付けられて付着している。従って、斜交糸５上には融着材１１の付着していない非付着部１３が形成されている。
符号１５は斜交糸３と斜交糸５の交叉部を示し、この交叉部１５において融着材１１により斜交糸３と斜交糸５が結合されている。

不織布１の製造方法を説明する。
先ず、多数の斜交糸３，５を準備する。なお、この段階では、斜交糸３，５の断面形状は丸である。
斜交糸５の長さ（Ｌ）と半径（ｒ）に対して、融着材１１の長さ（Ｄ）は
Ｄ＝（（２πｒ）²＋Ｌ²）^1/2
となるように巻き付けると、
斜交糸５の太さをａ（ｔｅｘ）、融着材１１の太さをｂ（ｔｅｘ）とすると、付着量＝ｂＬ／（ａＬ＋ｂＤ）×１００（重量％）
となる。
上記の付着量の計算式に基づいて、具体的な使用する融着材１１の太さと巻き付け方を決定し、斜交糸５に対して、図３に示すように、融着材１１を螺旋状に粗く巻き付ける。これにより、斜交糸５の周面の一部が露出する状態で、予め融着材１１が斜交糸５に付与される。
この実施の形態では、斜交糸５（太さ：１１００ｔｅｘ）に対して融着材１１（太さ：１００ｄ）を３ｍｍピッチで巻き付けている。
融着材１１の量は、斜交糸５と融着材１１との合計重量に対し１〜３０重量％の範囲で調整し、好ましくは３〜１０重量％である。

次に、斜交糸３と斜交糸５とを２軸不織布（±６０°）を構成するように、図示しないコンベア上で積層配置して、図４に示すヒートローラー１７にかける。このヒートローラー１７はローラー１９，２１が上下２層に配設されており、ローラー１９，２１の間を通る際に、斜交糸３と斜交糸５が加熱されながらプレスされる。融着材１１が融着して付着するので、交叉部１５においては斜交糸３と斜交糸５とを結合する。また、斜交糸３と斜交糸５は潰されて断面７、９が横長の扁平状になる。
上記した融着材付与工程と糸結合工程を経ると、図１、図２に示す不織布１が製造される。

この実施の形態によれば、斜交糸５は融着材１１が付着していない非付着部１３を有し、斜交糸３は、交叉部１５を除く広い領域にわたって非付着部２３を有する。従って、不織布１は柔らかな風合いを有し、不織布が目曲がりし難い。しかも、エポキシ樹脂等の不織布を被固定部材に固定するための接着剤が、非付着部１３，２３において斜交糸３，５に容易に付着する。
この実施の形態では融着材１１として融着糸を使用しているため、糸の太さや巻き数を変えることにより、付着量を容易に調整できる。更に、融着材１１は交叉部１５にのみ存在しているのではなく、細長く連続して延びているので、上下の斜交糸３，５を引き剥がす方向に力が加えられても容易には剥がれない。

以下、本発明の更なる実施の形態を説明するが、第１の実施の形態と同じ構成部分は同じ符号を付すことで説明を省略する。
本発明の第２の実施の形態に係る不織布２５を、図５にしたがって説明する。
この不織布２５は、横糸２７と縦糸２９とが互いに直角方向（０°、９０°）に交叉するよう配置されて２軸不織布（０°、９０°）を構成している。横糸２７は縦糸２９の上側（片側）に配置されている。
横糸２７と縦糸２９の形状及び材質は、第１の実施の形態に係る不織布１の斜交糸３、５と同じである。
融着材１１は縦糸２９に螺旋状に粗く巻き付けられている。
その他の構成は、不織布１と同じであり、同じ方法によって製造できる。
この実施の形態のように、軸方向を変えてもよい。

本発明の第３の実施の形態に係る不織布３１を、図６にしたがって説明する。
この不織布３１は、縦糸２９を挟んで、斜交糸３と斜交糸５とが互いに逆行する斜め方向（±６０°）に交叉するよう積層配置されて３軸組布（０°、±６０°）を構成している。
融着材１１は縦糸２９に螺旋状に粗く巻き付けられている。
その他の構成は、不織布１と同じであり、同じ方法によって製造できる。
この実施の形態のように、積層する軸を多くしてもよい。

本発明の第４の実施の形態に係る不織布３３を、図７にしたがって説明する。
この不織布３３は、第３の実施の形態に係る不織布３１と同じように、縦糸２９を挟んで、斜交糸３と斜交糸５とが互いに逆行する斜め方向（±６０°）に交叉するよう積層配置され、更に、斜交糸５の下に横糸２７が配置されて、４軸組布（０°、９０°、±６０°）を構成している。
融着材１１は斜交糸５と縦糸２９に螺旋状に粗く巻き付けられている。
その他の構成は、不織布１と同じであり、同じ方法によって製造できる。
この実施の形態のように、積層する軸を多くしてもよい。

本発明の第５の実施の形態を、図８にしたがって説明する。
糸５に対する融着材１１の被覆方法は、第１の実施の形態の被覆方法に限定されず種々のもがあり、例として以下の４つを示す。
図８（ａ）は、２本の融着材１１が互いに逆行する斜め方向に交叉するように螺旋状に巻き付けられている。
図８（ｂ）は、１本の融着材１１が編まれて編み物状になっている。
図８（ｃ）は、融着材１１、３５が組み紐状に形成された状態を示す。なお、融着材３５は融着材１１と同じものであるが、組み紐状であることが容易に視認できるように区別して描かれている。融着材１１、３５を織物状とした場合も、図８（ｃ）に示したものと同様である。即ち、融着材１１、３５が組み紐状となっているものと、織物状となっているものの違いは、組み紐状が筒状となるのに対し、織物状は平状になることであるが、融着材１１、３５を織物状としたものを斜交糸５に巻き付けるので、斜交糸５を被覆した状態は、融着材１１、３５を組み紐状とした場合と織物状とした場合のいずれも図８（ｃ）に示した状態となる。
なお、このように被覆方法を変えれば、当然のことながら、付着量の計算式も変わる。

本発明の第６の実施の形態を、図９にしたがって説明する。
符号３９は融着材１１が被覆される糸を示し、この糸３９は２種類のフィラメント４１，４３が引き揃えられたマルチフィラメントである。
２本の融着材１１が互いに逆行する斜め方向に交叉するように螺旋状に巻き付けられているので、融着材１１がフィラメント４１，４３を束ねる役割を果たしている。従って、フィラメント４１，４３はばらけるのを防止できる。
また、２種類のフィラメント４１，４３が引き揃えられ複合されているが、融着材１１により１本の糸になっているので、モノフィラメントと同じように取り扱える。
この実施の形態によれば、エポキシ樹脂がフィラメント（繊維）間に容易に浸透するので、付着性能及び強度が更に上がる。
また、複数種類の糸を併用できることで、強度や付着性能を用途に応じて調整できる利点がある。

以上、本発明の実施例について詳述してきたが、具体的構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、糸を短繊維のスパンで構成しても、融着材の非付着部の分布を工夫すれば、毛羽の発生を抑制できる。同様に、糸が無撚りでも問題ない。
また、融着材として糸を使用する場合には、積層配置したときに隣接する少なくとも一方の糸に付与すれば足りるが、両方の糸に付与してもよい。

本発明の不織布は、組布として要求される本来の性能を高い満足度で有する上に、組布を構成する糸が未処理状態で露出しているので、種々の二次加工が可能である。従って、用途の広がりを期待できる。

本発明の第1の実施の形態に係る不織布の斜視図である。図１の不織布の正面図である。図１の不織布を構成する1本の糸の斜視図である。図１の不織布の製造方法の説明図である。本発明の第２の実施の形態に係る不織布の正面図である。本発明の第３の実施の形態に係る不織布の正面図である。本発明の第４の実施の形態に係る不織布の正面図である。本発明の第５の実施の形態に係る融着材の種々の被覆方法の説明図である。本発明の第６の実施の形態に係る融着材が付与された糸の斜視図である。

符号の説明

１不織布３，５斜交糸１１融着材
１３非付着部１５交叉部
２５不織布２７横糸２９縦糸
３１不織布３３不織布３５融着材
３９糸４１，４３フィラメント

Claims

少なくとも二層に重ねられ、且つ互いに交叉するように配置された多数の糸を有し、前記糸どうしは、その交叉部において融着材により結合されており、前記糸は、その交叉部以外の部位に融着材が付着していない非付着部を有することを特徴とする不織布。
請求項１に記載した不織布において、融着材は熱融着性の合成樹脂によって構成されていることを特徴とする不織布。
請求項１または２に記載した不織布において、糸は多数の繊維が束ねられて構成されていることを特徴とする不織布。
請求項３に記載した不織布において、糸を構成する繊維は異なる種類のものが混在していることを特徴とする不織布。
請求項１から４のいずれかに記載した不織布を製造する方法において、融着材を互いに交叉させる糸の少なくとも一方に対し糸の周面の一部が露出する状態に備える融着材付与工程と、前記融着材付与工程終了後、糸を少なくとも二層に重ね、且つ交叉するように配置して前記融着材を融着して糸どうしを、その交叉部において結合する糸結合工程とを有することを特徴とする不織布の製造方法。
請求項５に記載した不織布の製造方法において、融着材付与工程では細糸状に形成した融着材を互いに交叉させる糸の少なくとも一方に対し螺旋状に粗く巻き付けることを特徴とする不織布の製造方法。
請求項５に記載した不織布の製造方法において、融着材付与工程では細糸状に形成した融着材を編んで編物状とした融着材により糸を被覆することを特徴とする不織布の製造方法。
請求項５に記載した不織布の製造方法において、融着材付与工程では細糸状に形成した融着材を組んで組み紐状とした融着材により糸を被覆することを特徴とする不織布の製造方法。
請求項５から８のいずれかに記載した不織布の製造方法において、糸結合工程では糸の交叉部を加圧しながら融着材を融着させることを特徴とする不織布の製造方法。