JP2013223995A - 扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法及び扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋 - Google Patents

Abstract

【課題】成形後の製品「格子状筋」に鋭いエッジ面の発生がなく、補強筋として使用する際の安全面での取り扱い性の問題を解決し、また、メッシュの細かい格子状筋を成形することができる扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法及び扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋を提供する。
【解決手段】格子状をなすように配置された縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とにて形成される積層体の両側面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、積層体を加熱された２枚の平板の間に引き込み、縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２の横断面を扁平形状に成形しながら縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２を交点において互いに接着し、且つ、樹脂を１次硬化させる工程、及び、互いに接着されて格子状とされ、且つ、横断面が扁平形状の１次硬化された縦線材２１及び横線材ｆ２２を、加熱された硬化炉を通して２次硬化させる工程、を有して連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋を製造する。
【選択図】図２

Description

本発明は、主に、土木建築構造物であるコンクリート構造物に埋入して補強するのに使用することができる扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法及び斯かる製造方法により作製された扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋に関するものである。

従来、扁平形状の繊維強化プラスチック格子状筋は、主に、補強筋として土木建築構造物であるコンクリート構造物の中に埋め込まれて使用されている。

本願添付の図３（ｂ）に、扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１の一例を示す。扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１は、通常、直角に交差して格子状に配置された複数の扁平形状繊維強化プラスチック線材（筋）、即ち、縦格子筋１０１と横格子筋１０２とを備えている。従来、各筋１０１、１０２は、主にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の強化繊維を一方向に並べて、ビニルエステル樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させた強化繊維を複数積層し、硬化して形成される。扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋、即ち、ＦＲＰ格子材１は、通常、各筋１０１、１０２は、筋幅（ｗ１、ｗ２）３〜１０ｍｍ、厚さ（ｔ）１〜５ｍｍ、であり、格子間距離（Ｗ１、Ｗ２）３〜１５ｃｍとされる。上述のように、各筋１０１、１０２は、互いに直交して配置されるが、所望に応じて互いに９０度以外の所定の角度にて交差し、格子状となるように構成することも可能である。

通常、強化繊維としてガラス繊維を使用した場合には、ＦＲＰ格子材１は５００Ｎ／ｍｍ²以上の引張強度、３００００Ｎ／ｍｍ²以上の引張弾性率を有している。

又、このような構成のＦＲＰ格子材１は、軽量で、耐食性であり、又、曲げ易く、施工性に優れている。また、図示するように、筋１０１、１０２の交差部分が他の筋部分と略同一平面上にあり、薄いシート状とされ、重ねてもかさばらない。

特許文献１に、斯かる繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法が開示されている。特許文献１に記載される製造方法によれば、ベルトコンベアなどとされる担体に、未硬化樹脂材料を含浸させた連続繊維から成る線状縦部材を複数本、担体の進行方向に並列配置する。一方、この線状縦部材に対して直交するように、未硬化樹脂材料を含浸させた連続繊維から成る線状横部材を、担体の両端部でコの字状に折り返しながら線状縦部材の上に積層して格子状体とする。その後、この格子状体を押圧手段により上方から押圧して、縦部材と横部材の交点を圧着させた状態で、未硬化樹脂材料を熱硬化炉にて加熱硬化する。

上記特許文献１に記載の発明によれば、繊維強化樹脂製格子状筋を連続的に製造することができる。

しかしながら、本発明者らの研究実験の結果によれば、上記特許文献１に記載の繊維強化樹脂製格子状筋の製造方法によれば、線状縦部材及び線状横部材は、複数本の連続繊維を並列配置して、未硬化の樹脂を含浸させた繊維束であり、このような樹脂含浸繊維束からなる線状縦部材及び線状横部材を単に押圧手段にて押圧して格子状としているために、成形後の製品「格子状筋」に鋭いエッジ面が発生し、補強筋として使用する際、安全面での取り扱い性に問題があった。また、特許文献１に記載の方法では、メッシュの細かい、即ち、各筋の間隔Ｗ１、Ｗ２が小さい格子状筋を成形するのが困難である。

本発明者らは、上記問題点を解決するべく多くの研究実験を行った結果、特許文献２に記載する本発明者らにより提案された丸形状繊維強化プラスチック線材の製造方法に注目した。

特許文献２に開示される丸形状繊維強化プラスチック線材の第一の製造方法は、
（ａ）一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束に撚りを入れながら連続的に送給する工程、
（ｂ）連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
（ｃ）樹脂含浸された強化繊維束を、所定の強さにて緊張させながら加熱して、強化繊維束の横断面を円形状として樹脂を硬化させる工程、
を備えた製造方法である。

又、第二の製造方法は、
（ａ）一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束を連続的に送給する工程、
（ｂ）連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
（ｃ）樹脂含浸された強化繊維束に撚りを入れる工程、
（ｄ）樹脂含浸され且つ撚りが入った強化繊維束を、所定の強さにて緊張させながら加熱して、強化繊維束の横断面を円形状として樹脂を硬化させる工程、
を備えた製造方法である。

特許文献２に記載される製造方法は、
（１）強化繊維に撚りを入れ、マトリックス樹脂の樹脂含浸量をコントロールし、樹脂含浸強化繊維を加熱硬化させる際、強化繊維にテンション力を付与することにより、金型を用いなくても、丸形状の繊維強化プラスチック線材を製造することができる。
（２）金型を使用することがないため、一度に３０本以上の線材製造も可能となり、且つ、マトリックス樹脂に離型剤を入れる必要もないことから、丸形状繊維強化プラスチック線材の表面目粗し作業も不要となり、大幅なコスト削減と品質改善を達成することができる。
といった利点を有している。

本発明者らは、斯かる特許文献２に記載される製造方法にて得られる丸形状繊維強化プラスチック線材を利用して格子状筋を極めて効率よく製造し得ることが分かった。

つまり、格子状筋を作製する未硬化の樹脂含浸繊維束に対して撚りを入れ、且つ、成形時には、テンションを付与することにより、一旦繊維束の断面形状を丸形状とした上で、一定厚みで押し潰すことにより、格子を構成する筋材の巾の均一性が確保され、且つ、その筋材の断面も丸みを帯び、鋭いエッジ面の発生がなく、補強筋として使用する際の安全性が格段に向上することが分かった。また、小さなメッシュの格子状筋も安定して作製し得ることも分かった。

特開２００３−１０３６４２号公報 特開２００８−２２２８４６号公報

本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。

従って、本発明の目的は、成形後の製品「格子状筋」に鋭いエッジ面の発生がなく、補強筋として使用する際の安全面での取り扱い性の問題を解決し、また、メッシュの細かい格子状筋を成形することができる扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法及び扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋を提供することである。

上記目的は本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法及び扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、
複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を格子状に配置して形成される格子状筋を連続して製造する製造方法において、
（ａ）一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束に撚りを入れながら連続的に送給する工程、
（ｂ）前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
（ｃ）前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状として前記格子状筋の製造方向に連続して送給される縦線材に対して、前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面が円形状とされる横線材を、前記縦線材に対して交差する方向に送給して、前記縦線材と格子状をなすように配置する工程、
（ｄ）次いで、前記格子状をなすように配置された前記縦線材と前記横線材とにて形成される積層体の両側面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、前記積層体を加熱された２枚の平板の間に引き込み、前記縦線材及び前記横線材の横断面を扁平形状に成形しながら前記縦線材及び前記横線材を交点において互いに接着し、且つ、樹脂を１次硬化させる工程、
（ｅ）互いに接着されて格子状とされ、且つ、横断面が扁平形状の１次硬化された前記縦線材及び前記横線材を、加熱された硬化炉を通して２次硬化させる工程、
を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法が提供される。

本発明の第二の態様によれば、
複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を格子状に配置して形成される格子状筋を連続して製造する製造方法において、
（ａ）一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束を連続的に送給する工程、
（ｂ）前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
（ｃ）前記樹脂含浸された強化繊維束に撚りを入れる工程、
（ｄ）前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状として前記格子状筋の製造方向に連続して送給される縦線材に対して、前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面が円形状とされる横線材を、前記縦線材に対して交差する方向に送給して、前記縦線材と格子状をなすように配置する工程、
（ｅ）次いで、前記格子状をなすように配置された前記縦線材と前記横線材とにて形成される積層体の両側面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、前記積層体を加熱された２枚の平板の間に引き込み、前記縦線材及び前記横線材の横断面を扁平形状に成形しながら前記縦線材及び前記横線材を交点において互いに接着し、且つ、樹脂を１次硬化させる工程、
（ｆ）互いに接着されて格子状とされ、且つ、横断面が扁平形状の１次硬化された前記縦線材及び前記横線材を、加熱された硬化炉を通して２次硬化させる工程、
を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法が提供される。

本発明にて一実施態様によれば、前記繊維強化プラスチック線材は、厚み（ｔ）０．２ｍｍ〜５．０ｍｍ、幅（ｗ）１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍである。

本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維束の撚り回数は、５回／ｍ〜２０回／ｍである。

本発明にて他の実施態様によれば、前記樹脂含浸された強化繊維束は、５００ｇ／本〜３０００ｇ／本の強さにて緊張される。

本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維束における前記強化繊維に対する前記マトリックス樹脂の含浸量は、体積比率（Ｖｆ）で３６％〜６０％である。

本発明にて他の実施態様によれば、前記強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ（ポリフェニレンベンズビスオキサゾール）繊維、ポリエステル繊維のいずれかである。

本発明にて他の実施態様によれば、前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかである。

本発明にて他の実施態様によれば、前記高密度織物は、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計本数が２１０本以上投入された平織物である。

本発明にて他の実施態様によれば、前記高密度織物は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、などの連続フィラメント糸の単独織物、若しくは、混合織物のいずれかである。

本発明の第三の態様によれば、複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を格子状に配置して形成される扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋であって、
前記扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋は、上記いずれかの製造方法により作製された扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋が提供される。

本発明によれば、成形後の製品「格子状筋」に鋭いエッジ面の発生がなく、補強筋として使用する際の安全面での取り扱い性の問題を解決し、また、メッシュの細かい格子状筋を成形することができる。

本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法の一実施例を説明するための製造装置の概略構成図である。 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法の一実施例を説明するための製造装置の概略構成図であり、図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は正面図である。 図３（ａ）は、本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法の一実施例を説明する平面図であり、図３（ｂ）は、扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の一実施例を説明する斜視図である。また、図３（ｃ）は、本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造装置における加熱板装置の一実施例を示す概略構成図である。 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法の一実施例を説明するための製造装置における巻出しボビンの作動を説明する概略構成図である。 本発明の格子状筋を構成する扁平形状繊維強化プラスチック線材の断面図である。 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法の他の実施例を説明するため製造装置の概略構成図であり、図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は正面図である。 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック線材の製造方法の他の実施例を説明するための線材製造部の概略構成図である。 本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法の他の実施例を説明するための製造装置における巻取りボビンの作動を説明する概略構成図である。

以下、本発明に係る扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法と、その製造方法にて製造される扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋について、図面に即して詳しく説明する。

本発明に従った、扁平形状繊維強化プラスチック線材を格子状に配置して形成される扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の全体構成は、先に図３（ｂ）を参照して説明した従来の扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋と同様の構成とされる。従って、扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の全体構成についての再度の説明は省略する。

実施例１
［製造装置１００の全体構成］
図１〜図４に、本発明に従って、長尺の扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋を連続して製造するための製造装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）の一実施例を示す。また、図６に、本発明に従って作製された扁平形状の繊維強化プラスチック格子状筋１（図３（ｂ））の線材１０１、１０２の断面構造を示す。

本実施例にて、扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造装置１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、線材製造部１００Ａと、格子状筋製造部１００Ｂとにて構成される。線材製造部１００Ａは、繊維送給、樹脂含浸、巻取りセクション１００Ａ１〜Ａ３を備えており（図１）、格子状筋製造部１００Ｂは、繊維送給緊張、扁平格子筋成形、加熱硬化、巻取りセクション１００Ｂ１〜Ｂ４を備えている。

図１は、線材製造部１００Ａの繊維送給、樹脂含浸、巻取りセクション１００Ａ１〜Ａ３を示しており、図面上、左側から右側に複数本の強化繊維ｆから成る強化繊維ストランド（強化繊維束）ｆ１が移動し、その間に撚り加工と樹脂含浸を行う。

図２（ａ）、（ｂ）は、格子状筋製造部１００Ｂの繊維送給緊張、扁平格子筋成形、加熱硬化、巻取りセクション１００Ｂ１〜Ｂ４を示しており、図面上、左側から右側に撚り加工と樹脂含浸工程を施された未硬化樹脂強化繊維束ｆ２（ｆ２１、ｆ２２）が移動し、所定の緊張下に扁平格子筋成形、樹脂硬化、及び格子状筋巻取りを行う。線材製造部１００Ａ及び格子状筋製造部１００Ｂについて更に説明する。

［線材製造部１００Ａ］
図１に示す繊維送給、樹脂含浸、巻取りセクション１００Ａ１〜Ａ３から成る線材製造部１００Ａでは、複数（通常、３〜１８個）の、本実施例では図面を簡単とするために３つの繊維供給用の巻出しボビン（筒状の糸巻き）１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が用意され、各ボビン１１には、樹脂未含浸の強化繊維ｆを所定本数収束した強化繊維ストランド（強化繊維束）ｆ１が巻回されている。

各ボビン１１に巻回された強化繊維束ｆ１は、樹脂含浸槽１７が配置された樹脂含浸工程へと連続的に送給される。同時に、強化繊維束ｆ１には撚りが入れられる（強化繊維束供給、撚り加工工程）。

つまり、樹脂含浸工程へと送給された強化繊維束ｆ１は、樹脂含浸槽１７にて樹脂含浸され、樹脂含浸された強化繊維束ｆ２は、撚りを入れながら巻取り用ボビン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）に巻き取られる（樹脂含浸、撚り加工工程）。

次に、上記各工程を、更に詳しく説明する。

（強化繊維束供給、撚り加工工程）
本実施例では、図５をも参照するとより良く理解されるように、繊維送給、樹脂含浸、巻取りセクション１００Ａ１〜Ａ３では、ボビン１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）は、巻出し装置５１に設けられた回転軸１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）に取り付けられ、さらに、この回転軸１２は、巻出し装置の回転主軸１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）に回転自在に取り付けられている。

各ボビン１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）は、駆動モータＭ及び歯車伝達機構Ｇにより、各ボビン１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の回転軸１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の回りに回転して、ボビン１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）に巻回された強化繊維束ｆ１を巻き出す。同時に、各ボビン１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）は、それぞれ、上述のように、回転軸１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の回りに回転しながら、回転軸１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と共に回転主軸１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）の回りに回転される。

つまり、ボビン１１は、回転軸１２の回りに回転し、同時に回転主軸１３の回りにも回転して、強化繊維束ｆ１を巻き出す。

ボビン１１から巻き出された一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束ｆ１は、ガイド１４に形成したガイド穴１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）により案内され、入口ガイドロール１６により樹脂含浸槽１７内へと導入される。

上記構成により、樹脂含浸槽１７を設けた含浸工程へと供給される強化繊維束ｆ１には撚りが入ったものが供給される。

ボビン１１の回転主軸１３の回りの回転数と、強化繊維束ｆ１の巻出しスピードとを調節することにより、１ｍ当たりに入れる撚り回数を制御することができる。

強化繊維束ｆ１の撚り回数は、５回／ｍ〜２０回／ｍであることが好ましい。詳しくは、後述するが、図３（ｂ）、図６に本発明の格子状筋１の線材（筋）１０１、１０２が示されているが、このような矩形状断面を有する、即ち、扁平形状の線材は、樹脂含浸した未硬化の複数本の繊維（繊維束）に撚りを入れ、一定張力で引っ張り、丸形状にした後、平板形状の型（金型）で一定厚みに成形しないと、均一に近い幅で製作できない。つまり、扁平にする前の形状がランダムな形状では、一定板厚（ｔ）で、均一に近い幅（ｗ）での成形はできない。

５回／ｍ未満であると樹脂硬化前にテンションをいれても安定した円形状（丸形状）を確保するのが難しく、撚りが２０回／ｍを越えると扁平の形状の成形が難しくなり、２０回／ｍを越えることは好ましくない。特に、撚りは、１０回／ｍから１５回／ｍの範囲が最適である。

なお、本実施例によると、格子状筋１の各筋１０１、１０２は、厚み（ｔ）０．２ｍｍ〜５．０ｍｍ、幅（ｗ１、ｗ２）１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍとされる。厚み（ｔ）が０．２ｍｍ未満であると、扁平押し付け時に線材へダメージを与え、強化繊維ｆの破断が発生したり、また、薄くなりすぎて製品の端面が鋭くなる。一方、厚み（ｔ）が５．０ｍｍを超えると、線材ｆ２を巻取りボビン３１に巻き取る際に、繊維ｆの腰折れが発生し、硬化後の筋材１０１、１０２の強度等の物性低下が著しくなる。格子状筋１の各筋１０１、１０２は、特に、厚み（ｔ）０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ、幅（ｗ１、ｗ２）１．２ｍｍ〜４．５ｍｍ、が好適である。従って、扁平形状とされる前の未硬化樹脂含浸線材ｆ２（ｆ２１、ｆ２２）の線径は、直径０．５ｍｍ〜８．０ｍｍであることが好ましい。

従って、含浸工程へと供給される強化繊維束ｆ１は、例えば、強化繊維として炭素繊維を使用する場合には、線径６〜１０μｍの炭素繊維（フィラメント）ｆを３０００〜３２００００本を収束した炭素繊維ストランド（炭素繊維束）ｆ１を使用することとなる。

線材の強化繊維ｆとしては、炭素繊維の他に、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ（ポリフェニレンベンズビスオキサゾール）繊維、ポリエステル繊維が使用可能であるが、中でも炭素繊維が好適に使用される。電気絶縁を要するマーケット、金属との電気腐食のあるマーケット等の特殊用途向けに他の繊維が使用される。

（樹脂含浸工程）
樹脂含浸槽１７には、マトリックス樹脂Ｒが収容されている。マトリックスス樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂が使用可能であるが、中でもエポキシ樹脂が好適に使用される。高温で使用されるマーケット、特殊耐食性の要求されるマーケット等の特殊用途向けに他の樹脂が用いられる。

含浸槽１７の入口部には、上述のように、強化繊維束ｆ１を案内する入口ガイドローラ１６が配置されている。また、含浸槽１７内には、含浸ローラ１８が配置されており、含浸槽１７の出口部には出口ガイドローラ対１９（１９ａ、１９ｂ）が配置されている。

入口ガイドローラ１６は、強化繊維束ｆ１に樹脂を含浸させる工程において、含浸槽１７に供給される強化繊維束ｆ１を構成する複数の繊維ｆを、含浸前に揃える役目である。

含浸ローラ１８は、強化繊維束ｆ１を強制的に樹脂Ｒに浸ける役目で、含浸槽１７に溜められた樹脂Ｒの中に、少なくとも下半分以上は浸かった状態で使用される。

出口ガイドローラ対１９（１９ａ、１９ｂ）は、樹脂が含浸された強化繊維束ｆ２をしごく役目で、ここで樹脂付着量が制御される。

つまり、上下のローラ１９ａ、１９ｂの押し付け圧力を制御することにより、強化繊維束ｆ２に含浸される樹脂量が制御される。

本実施例では、樹脂含浸線材ｆ２を構成する強化繊維ｆとマトリックス樹脂Ｒとの比率は、マトリックス樹脂の体積比率（Ｖｆ）で、３６％から６０％の範囲が使用可能である。３６％未満であると樹脂が不足し、製造後の繊維強化プラスチック線材１０１、１０２の強度等の物性が低下する。一方、６０％を越えると樹脂が過剰となり、樹脂硬化時に樹脂ダレが発生し丸形状を確保するのが難しくなる。特に、マトリックス樹脂の体積比率は、４０％から５０％の範囲が最適である。

樹脂含浸された強化繊維束ｆ２は、ガイド２０に形成したガイド穴２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）により案内され、巻取り装置５２における巻取りボビン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）により巻き取られる。

各巻取りボビン２２は、それぞれ、回転軸２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）の回りに回転駆動されている。

樹脂含浸された強化繊維束ｆ２を巻きつけたボビン２２は、取り外され、図２に示す繊維送給緊張、扁平格子筋成形、加熱硬化、巻取りセクション１００Ｂ１〜Ｂ４から成る格子筋製造部１００Ｂへと供給される。

［格子状筋製造部１００Ｂ］
先ず、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、格子状筋製造部１００Ｂの全体構成について説明する。

格子状筋製造部１００Ｂは、上記線材製造部１００Ａの巻取り装置５２にて未硬化樹脂含浸強化繊維束ｆ２を巻き取った複数のボビン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）を設置する縦線材巻出し装置５３Ａと、前記線材製造部１００Ａで製造された線材ｆ２の巻取りボビン２２ａ〜２２ｃと同様の他のボビン、本実施例ではボビン２２ｄを設置する横線材巻出し装置５３Ｂとを有している。

格子状筋製造部１００Ｂは、縦線材巻出し装置５３Ａ及び横線材巻出し装置５３Ｂに隣接して、これら装置５３Ａ、５３Ｂから供給される線材（未硬化樹脂含浸強化繊維束ｆ２）、即ち、縦線材ｆ２１、横線材ｆ２２を格子状に配置しながら一次硬化炉２７ａへと送給する搬送手段４０を有している。

搬送手段４０は、長尺とされる格子状筋１の長手方向（製造方向）に沿って配置される。即ち、本実施例では、搬送手段４０は、縦線材ｆ２１の長手軸線方向、即ち、格子状筋１の製造方向に沿って互いに平行に配置された対をなすチェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）とされる。両チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）は、同じ構成とされ、駆動ローラ４２及び従動ローラ４３と、これらローラ４２、４３間に張設されたチェーンベルト４４とを備えており、矢印方向に駆動されている。また、チェーンベルト４４にはその外周にガイドピン４５が所定の間隔にて設置されている。

格子状筋製造部１００Ｂは、一次硬化炉２７ａへと送給された格子状の線材ｆ２１、ｆ２２を更に硬化するための二次硬化炉２７ｂと、二次硬化炉２７ｂにて完全に加熱硬化された格子状筋１を巻き取るための巻取りボビン３１を備えた巻取り装置５４とを備えている。

次に、格子状筋製造部１００Ｂの各セクション１００Ｂ１〜１００Ｂ４について更に説明する。

上記線材製造部１００Ａの巻取り装置５２にて未硬化樹脂含浸強化繊維束ｆ２を巻き取った複数のボビン２２（２２ａ〜２２ｄ）が、縦線材（ｆ２１）及び横線材（ｆ２２）の巻出し装置５３Ａ、５３Ｂの回転軸２４（２４ａ〜２４ｄ）に設置される。即ち、図１に示す前工程の巻取りボビン２２（２２ａ〜２２ｄ）は、格子筋製造部１００Ｂにおける縦線材（ｆ２１）及び横線材（ｆ２２）の巻出しボビン２２（２２ａ〜２２ｄ）として機能する。

巻出しボビン２２（２２ａ〜２２ｄ）に巻かれた樹脂含浸した、撚り加工済みの縦線材（未硬化強化繊維束）ｆ２１及び横線材（未硬化強化繊維束）ｆ２２は、ボビン２２を回転軸２４（２４ａ〜２４ｄ）の回りに回転させることにより巻き出される。

縦線材ｆ２１は、格子状筋１の製造方向に沿って、ガイド２５に形成したガイド穴２６（２６ａ〜２６ｃ）により搬送手段４０、一次、二次硬化炉２７ａ、２７ｂを通され、巻取り装置５４の巻取りボビン３１に巻き取られる。各線材の駆動は、巻取り装置５４の巻取り引張力で行う。

横線材巻出し装置５３Ｂから巻き出された横線材（未硬化強化繊維束）ｆ２２は、図３（ａ）を参照すると、横線材供給装置７０により、搬送手段４０を構成するチェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）に直交（或いは所定の角度傾斜）して、即ち、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）の移動方向に沿って送給される縦線材ｆ２１と交差するように送給される。横線材供給装置７０により送給される横線材ｆ２２が、チェーンコンベア（一側のチェーンコンベア４１Ａ）のガイドピン４５に到達すると、横線材供給装置７０は一端停止する。チェーンコンベア４１Ａの移動により、チェーンコンベア４１Ａの移動方向上流側のガイドピン４５が横線材位置に到達したとき、横線材供給装置７０は、先に横線材を送給した時とは反対の方向へと他側のチェーンコンベア４１Ｂの方に移動する。これにより、横線材ｆ２２は、一側のチェーンコンベア４１Ａの外周に設けたガイドピン４５にコの字状に係止される。

次いで、横線材供給装置７０は、他側のチェーンコンベア４１Ｂの方へと横線材ｆ２２を送給し、前回と同様に、横線材ｆ２２が、チェーンコンベア（他側のチェーンコンベア４１Ｂ）のガイドピン４５に到達すると、横線材供給装置７０は一端停止する。チェーンコンベア４１Ｂの移動により、チェーンコンベア４１Ｂの移動方向上流側のガイドピン４５が横線材位置に到達したとき、横線材供給装置７０は、先に横線材ｆ２２を送給した時とは反対の方向へと一側のチェーンコンベア４１Ａの方へと移動する。これにより、横線材ｆ２２は、他側のチェーンコンベア４１Ｂの外周に設けたガイドピン４５にコの字状に係止される。上記実施例では、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）は連続駆動されるものとして説明したが、間欠駆動（タクト駆動）も可能である。この場合は、横線材供給装置７０は、チェーンコンベア４１が停止している時に一側のチェーンコンベアから他側のチェーンコンベアへと横線材ｆ２２を移動させることができる。また、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）の動きと同じ動きを巻取り装置５４に行わせ、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）が動いた距離と同一距離だけ縦線材ｆ２１を進行させる。

このような横線材供給装置７０の作動を繰り返し行うことにより、横線材ｆ２２は、折り返されながら縦線材ｆ２１に対して交差するように配置される。従って、縦線材２１の上に横線材ｆ２２がチェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）の移動方向に対して直交（或いは所定の角度で交差）する態様で、所定の間隔を持って配置され、縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とが交差して格子形状が形成されるように積層された縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２の積層体が形成される。

上記縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２の搬送手段４０、一次硬化炉２７ａへの送給時には、縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２は所定の張力が付与された状態にて送給される。これにより、縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２は、その断面形状が丸形状とされた状態にて格子状に配置され、一次硬化炉２７ａ内へと送給される。

つまり、格子状筋製造部１００Ｂにおける繊維送給緊張セクション１００Ｂ１及び扁平格子筋形成セクション１００Ｂ２は、樹脂含浸、撚り加工済みの未硬化強化繊維束ｆ２１、ｆ２２を丸形状の断面とすると同時に、縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とを格子形状に配置する作動をなす。

従って、本実施例では、巻出し装置５３（５３Ａ、５３Ｂ）には、電磁ブレーキ等の機能が付与されており、ボビン２２（２２ａ〜２２ｄ）から巻き出される未硬化樹脂含浸強化繊維束ｆ２１、ｆ２２に適切な緊張力を与えることができる。

つまり、縦線材巻出し装置５３Ａと加熱板装置２７ａとの間で、また、横線材巻出し装置５３Ｂとチェーンコンベア４０との間で、撚りが入れられた、且つ、未硬化樹脂含浸の強化繊維束ｆ２１、ｆ２２に適切な緊張力が与えられ、それによって、束となっている強化繊維ｆが一様に緊張され、強化繊維束ｆ２１、ｆ２２の横断面形状を円形断面、即ち、丸形状とすることができる。

尚、本願明細書、特許請求の範囲にて、「円形」とは、断面における縦方向、横方向における直径比が１．０〜１．５の範囲内とされる「略円形」をも含めて意味するものとする。

このように、本実施例によれば、巻出しボビン２２（２２ａ〜２２ｄ）に電磁ブレーキをかけつつ、未硬化強化繊維束ｆ２１、ｆ２２を巻出し、適切な緊張力をかけながら、搬送手段４０へと送給して格子状に配置し、加熱板装置２７ａにて扁平形状へと成形し、且つ１次硬化（半硬化）させ、次いで、加熱硬化炉２７ｂにて樹脂を完全に硬化させる。

本実施例にて、緊張力としては、樹脂含浸された強化繊維束ｆ２１、ｆ２２に５００ｇ／本〜３０００ｇ／本の強さを付与するのが好ましい。

つまり、マトリックッス樹脂を硬化させる際にいれるテンション（緊張）力に関しては繊維束（ストランド）ｆ１に対し５００ｇ／本から３０００ｇ／本が妥当である。５００ｇ／本未満だと、丸形状を確保するのが難しくなり、３０００ｇ／本を越えると製造途中で強化繊維ｆが破断するというトラブルが発生し、安定した製造ができなくなるという問題がでてくる。テンション力は、特に、１０００ｇ／本から２０００ｇ／本の範囲が最適である。

横線材ｆ２２は、加熱板装置２７ａに挟持された後、加熱板装置２７ａの入口端切欠き部２７ａ１０に配置した耳取り手段としての回転刃８０により両端コ字状の耳部が切除される。

図４を参照して、加熱板装置２７ａについて説明する。

加熱板装置２７ａは、本実施例では、上下方向に対称配置され、且つ、互いに平行にしかも本実施例では水平に配置された２枚の第１及び第２加熱板２７ａ１、２７ａ２とを備えている。各加熱板２７ａ１、２７ａ２は、それぞれ、互いに対向する内側面を構成する、通常、例えば、鋼、ステンレススチールなどの金属製とされる成形用平板２７ａ３、２７ａ４と、この成形用平板２７ａ３、２７ａ４の外側に一体に設けられたパネルヒータ（熱源）２７ａ５、２７ａ６と、を備えている。

各加熱板２７ａ１、２７ａ２は、互いに対向する内側面間に挿入される丸形状線材ｆ２１、ｆ２２を厚み（ｔ）、幅（ｗ１、ｗ２）の扁平形状の線材へと成形するために（図３（ａ）、図６参照）、少なくとも幅方向（加熱板装置２７ａ内へと挿入される縦線材ｆ２１の移動方向に対して直交する方向）両側に厚み調整用シム板２７ａ６が配置され、所定の距離（ｔ１、ここで、ｔ１＞ｔ）だけ離間されている。

図示するように、各加熱板２７ａ１、２７ａ２は、厚み調整用シム板２７ａ７を挟持して上下加熱板締付金具２７０にて一体とされる。即ち、上下加熱板締付金具２７０は、第１加熱板２７ａ１の外側（図４にて上側）に位置した水平金具２７１と、第２加熱板２７ａ２の外側（図４にて下側）に位置した水平金具２７２とを備えている。水平金具２７１、２７２は、幅方向において、第１、第２加熱板２７ａ１、２７ａ２の幅（Ｗ２７ａ）より大とされ、両側へと突出している。水平金具２７１、２７２は、この突出した部分を利用して、ボルト２７３が貫通して配置され、ナット２７４にて締め付けることにより、各加熱板２７ａ１、２７ａ２及び厚み調整用シム板２７ａ７を挟持して一体に保持する。図４では、上下加熱板締付金具２７０は、加熱板装置２７ａの長さＬ２７ａに沿って一つだけ図示されているが、加熱板装置２７ａの長さＬ２７ａに応じて適当数、例えば、２〜４個程度配置される。

なお、本実施例によれば、加熱板装置２７ａの入口端側、即ち、線材ｆ２１、ｆ２２の送給入口側には切欠き部２７ａ１０（図３参照）が形成され、線材ｆ２２のコ字状耳部を切除するための回転刃８０が配置されている。

上述のように、本発明によれば、型が平板であることから上下間の隙間を調整することにより１つの型で種々の厚みの形状を作り出すことができる。

また、単に平板形状型内に樹脂を含浸した丸形状繊維束を引き込むだけでよいこと、及び、後述するように、その上下が離型用の薄い布で保護され、金属の型と樹脂含浸の繊維束とが直接触れないことから、樹脂含浸の繊維束へのダメージが少なく、製造中の糸切れの頻度が殆どなく、大幅に成形歩留まりを上げることができる。

一方、加熱硬化炉２７ｂは、入口と出口以外、基本的には閉構造となっており、内部にヒーター機能、若しくは、熱風循環機能等を持ち、加熱板装置２７ａから送給される半硬化された線材ｆ３、即ち、縦線材ｆ３１及び横線材ｆ３２を加熱できるようになっている。

ここで、本発明によれば、図２（ａ）、（ｂ）、図４をも参照すると理解されるように、加熱板装置２７ａは、上下方向に対称配置された第１及び第２加熱板２７ａ１、２７ａ２の内側を、加熱板装置２７ａ内へと挿入される線材の移動方向（即ち、加熱板装置２７ａの長さＬ２７ａの方向）に沿って上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４が配置される。同様に、２次硬化炉２７ｂにおいても、硬化炉２７ｂ内へと挿入される線材の移動方向（即ち、硬化炉２７ｂの長さＬ２７ｂの方向）に沿って上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４が配置される。

本実施例では、上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、加熱板装置２７ａの入口側から２次硬化炉２７ｂの出口側へと貫通して配置されている。つまり、上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４は、それぞれ、加熱板装置２７ａの入口側に配置された巻出しリール６１ａ、６２ａから巻き出され、２次硬化炉２７ｂの出口側に配置された巻取りリール６１ｂ、６２ｂに巻き取られる。しかし、成形後のハンドリング等による油付着などを嫌うユーザーの希望により、このピールプライを付けたまま製品とすることも可能である。

上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４は、成形１次硬化セクション１００Ｂ２（即ち、加熱板装置２７ａ内）及び２次硬化セクション１００Ｂ３（即ち、２次硬化炉２７ｂ内）において、搬送手段４０にて格子状に配置された縦線材ｆ２１（ｆ３１）及び横線材ｆ２２（ｆ３２）にて形成された積層体の両側面、本実施例では上下面を挟持する態様で配置されている。

従って、縦、横巻出し装置５３Ａ、５３Ｂから巻き出され、搬送手段４０及び横線材供給装置７０にて格子状に配置された撚り加工済みの未硬化樹脂含浸強化繊維束ｆ２１、ｆ２２は、上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４にて上下方向から挟持された態様にて成形１次硬化セクション１００Ｂ２（即ち、加熱板装置２７ａ内）を移動される。この工程にて、強化繊維束ｆ２１、ｆ２２は、丸形状から扁平形状へと成形され、且つ、縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２は交点において互いに接着され、半硬化された線材ｆ３１、ｆ３２にて格子状筋が成形される。引き続いて、２次硬化セクション１００Ｂ３（即ち、２次硬化炉２７ｂ内）へと導入され更なる加熱硬化が行われ、格子状筋１が作製される。

通常、成形硬化セクション１００Ｂ２、１００Ｂ３を移動する格子状に積層された強化繊維束ｆ２１、ｆ２２（ｆ３１、ｆ３２）の移動速度は０．３〜２．０ｍ／分とされ、また、加熱板装置２７ａ１内の温度は、１２０〜１４０℃、２次硬化炉２７ｂ内の温度は、１３０〜１５０℃とされる。

成形硬化セクション１００Ｂ２、１００Ｂ３を移動する強化繊維束の移動速度、並びに、加熱板装置２７ａ内の温度及び２次硬化炉２７ｂ内の温度は、含浸されている樹脂の種類によって決められる。

加熱板装置２７ａ、硬化炉２７ｂの長さ（Ｌ２７ａ、Ｌ２７ｂ）を長くすることにより、繊維強化プラスチック格子状筋１の製造スピードを上げることができる。

上記上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４は、強化繊維束に含浸された樹脂との離型性を持った高密度織物とされる。

本発明において、「高密度織物」とは、加熱板装置内に強化繊維束を引き込み、通過させる際、強化繊維束を傷つけないように、金型との間の緩衝材として働き、強化繊維束を守る役目と、２次硬化炉内で一方向に撚りを入れられた扁平形状の製品が捻じれないように拘束し、出側の巻取り装置に捻じれのない扁平ストランドを供給する役目、及び高密度織物を剥いだ後、扁平ストランドの表面に、微小な凹凸を発生させ、構造物に貼り付けて補強する時、若しくは、樹脂の中に入れて補強材として使用する時、樹脂との付着性を大きく向上させる役目を持っている。

そのためには、樹脂との離型性をある程度持っていることは、勿論であるが、織物の折り目の間で入り込まないように、緻密な織り構造であることが必要である。そのためには、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計本数が２１０本以上投入された、高密度の織物が必須となる。例えば、縦糸×緯糸（５０Ｄ×７５Ｄ、７５Ｄ×７５Ｄ、８４Ｄ×８４Ｄなど）をインチ長さ間で投入本数が合計２１０本以上となるように配置された高密度織物である。

このような役目を果たすものとして、離型フィルムも考えられるが、離型フィルムは剥がれやすくするために、離型剤が必要となったり、フィルムを剥いだ後、表面が円滑で樹脂との付着性が十分でないという問題があり、あまり推薦できない。

本実施例にて、高密度織物は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、などの連続フィラメント糸の単独織物、若しくは、混合織物のいずれかとされる。

上述のように、高密度織物は、インチ長さ間の縦糸、緯糸が合計２１０本以上、通常４００本以下、配置された織物であり、平織物であるのが好ましい。また、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計が２１０本未満であると、剥がれ難いといった問題がある。また、４００本を越えると高価となるといった問題がある。また、本実施例にて、織物の厚みｔ２は、０．１〜０．３ｍｍとされ、通常０．１５〜０．２ｍｍの厚みが好適である。

上記説明した本発明に従った製造方法によれば、次のような利点がある。

本発明者らの研究実験の結果によると、扁平形状の線材は、樹脂含浸した複数本の繊維（繊維束）に撚りを入れ、一定張力で引っ張り、丸形状にした後、平板形状の型（金型）で一定厚みに成形しないと、均一に近い幅で製作できないことが分かった。つまり、扁平にする前の形状がランダムな形状では、一定板厚（ｔ）で、均一に近い幅（ｗ）での成形はできない。

更に、本発明者らは、丸形状を扁平形状とするために平板形状の型（金型）を使用し、平板形状型と扁平な製品との離型は、離型剤を使用するのではなく、接着剤と接着しない薄い布（ポリエステル系の織物とされるピールプライ）を、成形する上下面に連続して挿入し、硬化後、剥ぎ取ることで対応し得ることが分かった。

一方、型が平板であることから上下間の隙間を調整することにより１つの型で種々の厚みの形状のものを作り出すことができる。

また、本実施例では、丸形状線材を成形するには、強化繊維にある一定以上の撚りを入れた樹脂含浸した強化繊維に、適切な緊張力を付与することにより達成することができる。また、本実施例では、樹脂含浸の丸形状繊維束を単に平板形状型内に引き込むだけでよいこと、及び、その上下に離型用の薄い布（高密度織物）で保護され、金属の型と樹脂含浸の繊維束とが直接触れないことから、樹脂含浸の繊維束へのダメージが少なく、製造中の糸切れの頻度が殆どなく、大幅に成形歩留まりを上げ得ることが分かった。

上述のように、一定厚で、略一定幅とされる扁平形状の繊維強化プラスチック線材を連続的に極めて効率よく製造することができることから、扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋を、効率良く、連続して製造することができる。また、このようにして製造した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋は、離型剤不要、製作後の製品の目粗し不要、更に、別工程でシート化する作業が不要等で、大幅なコスト削減と品質改善を達成できる。

つまり、本発明によれば、成形後の製品「格子状筋」に鋭いエッジ面の発生がなく、補強筋として使用する際の安全面での取り扱い性の問題を解決し、また、メッシュの細かい格子状筋を成形することができる。

（変更実施例１）
図７を参照して、格子状筋製造部１００Ｂの他の変更実施例について説明する。

上記実施例では、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２を使用して縦格子筋１０１と横格子筋１０２が１本毎で作製された格子状筋１の製造方法について説明した。

上記実施例で説明した製造方法を応用して、縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とを複数本重ねて格子状筋１を製造することができる。本変更実施例では、図７を参照して、縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とを複数本重ねて格子状筋１を製造する方法について説明する。

図７に示す本変更実施例では、縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とを３層重ねて格子状筋１を製造する方法を示している。

図７に示す本変更実施例の格子状製造部１００Ｂは、図２に示す格子状製造部１００Ｂと全体構成は同じとされ、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、詳しい説明は上記実施例の説明を援用して、ここでの再度の説明は省略する。

本変更実施例における、上記実施例との相違点は、次の構成にある。

つまり、上記実施例では、縦格子筋１０１を形成する縦線材ｆ２１を供給するために、格子状製造部１００Ｂの入口側に配置した一つの縦線材巻出し装置５３Ａを使用していたが、本変更実施例では、高さ方向に３段にて縦線材巻出し装置５３Ａ１、５３Ａ２、５３Ａ３が配置して設けられ、縦線材ｆ２１を同一箇所で３層重ねることが可能とされる。

また、上記実施例では、横格子筋１０２を形成する横線材ｆ２２を供給するために、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）の移動方向に沿って一つの横線材巻出し装置５３Ｂを配置していたが、本変更実施例では、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）の長さを長くして、横線材巻出し装置５３Ｂ１、５３Ｂ２、５３Ｂ３を並列に３個並べ、同じ作業を並列に並べた横線材供給装置７０（７０−１、７０−２、７０−３）に行わせ、横線材ｆ２２を同一箇所で３層重ねることが可能とされる。

本変更実施例で使用する上記縦線材巻出し装置５３Ａ１、５３Ａ２、５３Ａ３、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）、横線材巻出し装置５３Ｂ１、５３Ｂ２、５３Ｂ３及び横線材供給装置７０（７０−１、７０−２、７０−３）は、上記実施例で説明した縦線材巻出し装置５３Ａ、チェーンコンベア４１（４１Ａ、４１Ｂ）、横線材巻出し装置５３Ｂ及び横線材供給装置７０と同じ構成及び機能を有し、同じ作動をなすものである。

上述のように、本変更実施例では、横線材供給装置７０（７０−１、７０−２、７０−３）の作動を繰り返し行うことにより、横線材ｆ２２は、折り返されながら縦線材ｆ２１に対して交差するように配置される。従って、縦線材２１の上に横線材ｆ２２がチェーンコンベアの移動方向に対して直交（或いは所定の角度で交差）する態様で、所定の間隔を持って配置され、縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とが３層重ね合わせられた状態で交差して格子形状が形成され、それにより、３層に重ね合わせて積層された縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２の積層体が形成される。

上記縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２の搬送手段４０、一次硬化炉２７ａへの送給時には、縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２は所定の張力が付与された状態にて送給される。これにより、縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２は、その断面形状が丸形状とされた状態にて格子状に配置され、一次硬化炉２７ａ内へと送給される。

つまり、３層に重ね合わせて積層された縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２の積層体は、扁平格子筋形成セクション１００Ｂ２に送り込むことにより、縦格子筋１０１、横格子筋１０２それぞれが３層重ねた扁平形状の格子状筋が成形され、その後、２次硬化部Ｂ３を通り、図７には示してはいないが巻取り部Ｂ４（図２参照）で巻き取ることで、３層重ねた扁平形状格子状筋を得ることができる。

勿論、本変更実施例で説明した製造方法を用いれば、２層構造は勿論、４層以上のものも得ることができる。

（実験例１：扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造）
次に、本実施例の扁平形状繊維強化プラッスチック格子状筋１の製造について更に具体的に実験例について説明する。

本実験例１では、図１〜図４の装置を用いて、下記の態様にて格子状筋１を製造した。

強化繊維ｆは、平均径７μｍ、収束本数１５０００本のＰＡＮ系炭素繊維ストランド（炭素繊維束ｆ１）（三菱レイヨン株式会社製「ＴＲ５０」（商品名））を用い、マトリックス樹脂Ｒとして、１２０℃硬化のエポキシ樹脂（三井化学株式会社製「エポミックＲ１４０Ｐ」（商品名））を使用した。

本実験例にて、撚り回数は１０回／ｍとし、樹脂含浸量として、樹脂体積比率（Ｖｆ）４５％で樹脂未硬化の樹脂含浸ストランド（炭素繊維束ｆ２（ｆ２１、ｆ２２））を製造した。加熱板装置２７ａの両加熱板間隔（ｔ１）は０．８ｍｍとし、ストランド走行方向長さ（Ｌ２７ａ）は、１．５ｍ、幅（Ｗ２７ａ）は、３００ｍｍ、とした。加熱板２７ａ１、２７ａ２の温度は、１２０℃とした。

２次加熱炉２７ｂは、幅（Ｗ２７ｂ）４００ｍｍ、長さ（Ｌ２７ｂ）１０ｍ、硬化炉内温度１４０℃であった。

縦線材ｆ２１、横線材ｆ２２は、テンション力２０００ｇ／本が付加され、搬送手段４０へと送給され、格子状に配置された。格子状に配置され積層された縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２は、上面、下面ピールプライ６３、６４の間に挟持されて、加熱板装置２７ａ及び硬化炉２７ｂ内を移動速度５ｍｍ／ｓｅｃにて移動された。

本実験例では、上面、下面ピールプライ６３、６４としては、エアーテック社製の高密度織物である「Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｌｙ Ｆ」（商品名）を使用した。この高密度織物の仕様は以下の通りであった。

高密度織物
繊維 ポリエステル繊維
目付け ９５ｇ／ｍ²
縦糸、緯糸の合計：２３０本／インチ間
厚さ（ｔ２） ０．１５ｍｍ

上記構成にて、縦線材及び横線材とされる樹脂含浸ストランドｆ２（ｆ２１、ｆ２２）は、加熱板装置２７ａにて断面が矩形状に成形された１次硬化（半硬化）状態のストランドｆ３（ｆ３１、ｆ３２）とされ、その後、２次硬化炉２７ｂ内にて完全に硬化された繊維強化プラスチック格子状筋１が得られた。繊維強化プラスチック格子状筋１は、２次硬化炉２７ｂの出口にて、上面、下面ピールプライ６３、６４から極めて円滑に、何ら問題なく剥離された。

このようにして得られたベルト状の連続した繊維強化プラスチック格子状筋１の各筋１０１、１０２は、厚さ（ｔ）０．６ｍｍ、幅（ｗ１、ｗ２）１．７ｍｍの扁平形状の断面を有していた。

また、成形後の製品「格子状筋」に鋭いエッジ面の発生はなく、補強筋として使用する際の安全面での取り扱い性の問題はなかった。補強筋の幅精度も、１．７ｍｍ±０．４ｍｍ以内に収まっており、格子間隔を小さくできる目処を得た。

（実験例２：扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋によるコンクリート構造物の補強）
本発明のシート状補強材である扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１を使用してコンクリート梁を補強した。

本実験例では、上記実験例１で作製した図３（ｂ）に示す構成の格子状筋１を使用した。

つまり、格子状筋１における各筋材１０１、１０２は、厚み（ｔ）０．６ｍｍ、幅（ｗ１＝ｗ２）１．７ｍｍの扁平断面を有していた。また、各筋材１０１、１０２の間隔（Ｗ１＝Ｗ２）（図３（ｂ））は、５０ｍｍであった。実験では、格子状筋１の長手方向の長さは５００ｃｍ、長さに直交する幅は５０ｃｍに切断して使用した。格子状筋１は、１０００Ｎ／ｍｍ²以上の引張強度、１０００００Ｎ／ｍｍ²以上の引張弾性率を有していた。

次に、上記格子状筋１をコンクリート構造物の表面に埋め込み、補強した。設計通りの所期の補強強度を得ることができた。

実施例２
本発明に係る繊維強化プラスチック格子状筋を製造する際の線材製造部１００Ａは、実施例１で説明した構成に限定されるものではない。

次に、図８を参照して、本発明の繊維強化プラスチック格子状筋１を製造する際の線材製造部１００Ａの他の実施例について説明する。

本実施例の線材製造部１００Ａは、図１を参照して説明した実施例１の線材製造部１００Ａと同様の構成とされ、繊維送給、樹脂含浸、巻取りセクション１００Ａ１〜Ａ３を有している。

ただ、本実施例にて、線材製造部１００Ａは、図８に示すように、繊維に対する撚り加工を樹脂含浸後において実施している点でのみ、実施例１の線材製造部１００Ａと異なっている。従って、実施例１と同じ構成及び同じ機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略する。

図８は、本実施例における線材製造部１００Ａを示しており、図面上、左側から右側に複数本の強化繊維ｆから成る強化繊維ストランド（強化繊維束）ｆ１が移動し、その間に樹脂含浸と撚り加工とを行う。

つまり、図８を参照すると、巻出し装置５１に、複数の強化繊維供給用の巻出しボビン（筒状の糸巻き）１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が用意され、各ボビン１１には、樹脂未含浸の強化繊維ｆを所定本数収束した強化繊維ストランド（強化繊維束）ｆ１が巻回されている。

各ボビン１１（１１ａ〜１１ｂ）に巻回された強化繊維束ｆ１は、ガイド１４のガイド穴１５ａ、１５ｂ、１５ｃにガイドされて、樹脂含浸工程へと連続的に送給される（強化繊維束供給工程）。

樹脂含浸工程へと送給された強化繊維束ｆ１は、樹脂含浸槽１７にて樹脂含浸される。
樹脂含浸工程の構成及びその作業内容は、実施例１と同様である。

樹脂含浸された強化繊維束ｆ２は、巻取り装置５２における巻取り用ボビン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）に巻き取られる。

この時、巻取りボビン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は、図９をも参照するとより良く理解されるように、巻取り装置５２に設けられた回転軸２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）に取り付けられ、さらに、この回転軸２３は、巻取り装置５２の回転主軸３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）に回転自在に取り付けられている。

各ボビン２２は、駆動モータＭ及び歯車伝達機構Ｇにより、各ボビン２２の回転軸２３の回りに回転して、樹脂含浸された強化繊維束ｆ２を巻き取る。同時に、各ボビン２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は、それぞれ、上述のように、回転軸２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）の回りに回転しながら、回転軸２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）と共に回転主軸３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）の回りに回転される。

つまり、ボビン２２は、回転軸２３の回りに回転し、同時に回転主軸３２の回りにも回転して、強化繊維束ｆ２を巻き取る。

従って、樹脂含浸槽１７から、出口ガイドローラ対１９（１９ａ、１９ｂ）及びガイド２０に形成したガイド穴２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）により案内され、ボビン２２により巻き取られた強化繊維束ｆ２には、撚り加工が施される。

ボビン２２の回転主軸３２の回りの回転数と、強化繊維束ｆ２の巻取りスピードとを調節することにより、１ｍ当たりに入れる撚り回数を制御することができる。

本実施例によると、実施例１と同様に、丸形状の未硬化樹脂含浸強化繊維束ｆ２（ｆ２１、ｆ２２）の線径は、直径０．５ｍｍ〜８．０ｍｍであることが好ましい。従って、含浸工程へと供給される強化繊維束ｆ１は、例えば、強化繊維として炭素繊維を使用する場合には、線径６〜１０μｍの炭素繊維（フィラメント）ｆを３０００〜３２００００本を収束した炭素繊維ストランド（炭素繊維束）ｆ１を使用することとなる。

また、強化繊維束ｆ１の撚り回数は、５回／ｍ〜２０回／ｍであることが好ましい。

樹脂含浸された強化繊維束ｆ２を巻きつけたボビン２２は、取り外され、次の、格子状筋製造部１００Ｂに供給される。

本実施例においても、格子状筋製造部１００Ｂは、図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明した実施例１と同様の構成とされる。

つまり、上記線材製造部１００Ａの巻取り装置５２にて未硬化樹脂含浸強化繊維束ｆ２を巻き取った複数のボビン２２が、例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示す格子筋製造部１００Ｂにて、縦線材（ｆ２１）及び横線材（ｆ２２）の巻出し装置５３Ａ、５３Ｂの回転軸２４（２４ａ〜２４ｄ）に設置される。即ち、図８に示す前工程の巻取りボビン２２は、格子筋製造部１００Ｂにおける縦線材（ｆ２１）及び横線材（ｆ２２）の巻出しボビン２２（２２ａ〜２２ｄ）として機能する。

巻出しボビン２２に巻かれた樹脂含浸した、撚り加工済みの縦線材（未硬化強化繊維束）ｆ２１及び横線材（未硬化強化繊維束）ｆ２２は、ボビン２２を回転軸２４（２４ａ〜２４ｄ）の回りに回転させることにより巻き出される。

その後の、格子状筋１の製造工程は、実施例１にて説明したと同様であり、説明は省略する。

実施例１の製造方法と、本実施例の製造方法とを比較すると、両実施例の製造方法の違いは、実施例１の製造方法によると、線材製造部１００Ａの繊維送給、樹脂含浸、巻取りセクション１００Ａ１〜Ａ３と、格子状筋製造部１００Ｂの繊維送給緊張、扁平格子筋成形、加熱硬化、巻取りセクション１００Ｂ１〜Ｂ４とを接続して製造工程を連続化することが可能である。これに対して、本実施例の製造方法によると、製造工程の連続化が難しい。

一方、実施例１の製造方法では、厚み（ｔ）１．０ｍｍ、幅（ｗ）３．３ｍｍを超えるような大きい扁平（矩形断面）形状の繊維強化プラスチック線材を製造する際、撚りを入れた後樹脂含浸すると、強化繊維束ｆ１の内部まで充分に樹脂が含浸するのが難しくなるという問題がある。

従って、実施例１、２の製造方法は、製造する品種により使い分けるのが妥当である。

（実験例３：扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造）
次に、本実施例の扁平形状繊維強化プラッスチック格子状筋１の製造について更に具体的に実験例について説明する。

本実験例１では、図１〜図４の装置を用いて、下記の態様にて格子状筋１を製造した。

本実験例３では、図８、図２の装置を用いて繊維強化プラスチック線材２を製造した。

実施例１で説明した実験例１と同様に、強化繊維ｆは、平均径７μｍ、収束本数１５０００本のＰＡＮ系炭素繊維ストランド（炭素繊維束ｆ１）（三菱レイヨン株式会社製「ＴＲ５０」（商品名））を用い、マトリックス樹脂Ｒとして、１２０℃硬化のエポキシ樹脂（三井化学株式会社製「エポミックＲ１４０Ｐ」（商品名））を使用した。

又、撚り回数は１０回／ｍ、樹脂含浸量は樹脂体積比率４５％、として実施例１と同様にして、繊維強化プラスチック線材２を製造した。

その後、実施例１と同様に、図２（ａ）、（ｂ）に示す格子状筋製造部１００Ｂにて格子状筋１を作製した。

尚、搬送手段４０、加熱板装置２７ａ、硬化炉２７ｂ等の製造装置１００の構成は、実験例１と同じとした。

その結果、製品の断面形状は、実施例１の実験例１の製造方法で製造された格子状筋と外観及び性能において殆ど実験例１のものと同じであった。

また、実験例３で製造した繊維強化プラスチック格子状筋１を使用して、実験例２で説明したと同様にして実験を行った。その結果、実験例１で説明した格子状筋１と同様の結果を得ることができた。

このことから、格子状筋１を製造する方法として、実施例１、２で製造される製品に差がないことが分かった。

上記各実施例にて説明した本発明の製造方法によれば、図３（ｂ）に示すように、例えば、直角に交差して格子状に配置された複数の扁平形状繊維強化プラスチック線材（筋）、即ち、縦格子筋１０１と横格子筋１０２とを備えて構成される扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１が好適に製造された。

本発明によれば、図３（ｃ）に示すように、扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１のいずれかの片面に、或いは、両面に布状メッシュ９０を樹脂で接着した構成の布状メッシュ付き扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１Ａを製造することができる。図３（ｃ）には、片面に布状メッシュ９０が接着して配置された格子筋１Ａを示している。

布状メッシュ９０は、図示するように、ガラス繊維或いは有機繊維にて作製された所定径の糸条とされる縦糸９１及び緯糸９２を２軸配向（或いは、３軸配向など）の構成にて作製することができ、糸条間隔Ｗ９１、Ｗ９２は、それぞれ、格子状筋１の格子間隔Ｗ１、Ｗ２より小さくされる（Ｗ９１＜Ｗ１、Ｗ９２＜Ｗ２）。即ち、布状メッシュ９０は、格子状筋１よりメッシュ（開口面積）が小さくされる。

従って、図３(ｃ)に示すような布状メッシュ付き扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１Ａを用いて、例えば、トンネル天井壁などのコンクリート構造物（被補強物）等の補強工事を行う際に、作業中に被補強物表面から細片が剥離して、格子状筋１Ａの開口部を通り抜けて落下することを防止することができる。

このような布状メッシュ付き扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１Ａは、例えば、図２に示すように、格子状をなすように、配置された縦線材ｆ２１と横線材ｆ２２とにて形成された積層体の片面、或いは、両面に供給リール９０ａから布状メッシュ９０を供給し、その後、その上に樹脂との離型性を持った高密度織物、即ち、上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４を配置する。その後、上面ピールプライ６３及び下面ピールプライ６４を配置した状態にて、積層体を加熱された２枚の平板の間に引き込み、縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２の横断面を扁平形状に形成しながら縦線材ｆ２１及び横線材ｆ２２を交点にて接着し、且つ同時に布状メッシュ９０も接着し、更に、１次硬化させ、次いで、２次硬化させる。これによって、図３（ｃ）に示す布状メッシュ付き扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１Ａが作製される。勿論、図７を参照して説明した本発明の製造方法にても上記と同様にして布状メッシュ付き扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋１Ａが作製することができる。

１ 扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋
１１ 巻出しボビン
１７ 樹脂含浸槽
２２ 巻取りボビン（巻出しボビン）
２７ａ 加熱板装置
２７ａ１、２７ａ２ 第１及び第２加熱板
２７ａ３、２７ａ４ 成形用平板
２７ａ５、２７ａ６ パネルヒータ（熱源）
２７ｂ 加熱硬化炉
３２ 巻取りボビン
４０ 搬送手段
６３ 上面ピールプライ（高密度織物）
６４ 下面ピールプライ（高密度織物）
１０１ 縦格子筋
１０２ 横格子筋

Claims (11)

1. 複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を格子状に配置して形成される格子状筋を連続して製造する製造方法において、
   （ａ）一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束に撚りを入れながら連続的に送給する工程、
   （ｂ）前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
   （ｃ）前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状として前記格子状筋の製造方向に連続して送給される縦線材に対して、前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面が円形状とされる横線材を、前記縦線材に対して交差する方向に送給して、前記縦線材と格子状をなすように配置する工程、
   （ｄ）次いで、前記格子状をなすように配置された前記縦線材と前記横線材とにて形成される積層体の両側面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、前記積層体を加熱された２枚の平板の間に引き込み、前記縦線材及び前記横線材の横断面を扁平形状に成形しながら前記縦線材及び前記横線材を交点において互いに接着し、且つ、樹脂を１次硬化させる工程、
   （ｅ）互いに接着されて格子状とされ、且つ、横断面が扁平形状の１次硬化された前記縦線材及び前記横線材を、加熱された硬化炉を通して２次硬化させる工程、
   を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
2. 複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を格子状に配置して形成される格子状筋を連続して製造する製造方法において、
   （ａ）一方向に配列された複数本の強化繊維から成る強化繊維束を連続的に送給する工程、
   （ｂ）前記連続的に送給される強化繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる工程、
   （ｃ）前記樹脂含浸された強化繊維束に撚りを入れる工程、
   （ｄ）前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を複数本、所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面を円形状として前記格子状筋の製造方向に連続して送給される縦線材に対して、前記樹脂含浸され、撚りが入った強化繊維束を所定の強さにて緊張させて強化繊維束の横断面が円形状とされる横線材を、前記縦線材に対して交差する方向に送給して、前記縦線材と格子状をなすように配置する工程、
   （ｅ）次いで、前記格子状をなすように配置された前記縦線材と前記横線材とにて形成される積層体の両側面に樹脂との離型性を持った高密度織物を配置した状態で、前記積層体を加熱された２枚の平板の間に引き込み、前記縦線材及び前記横線材の横断面を扁平形状に成形しながら前記縦線材及び前記横線材を交点において互いに接着し、且つ、樹脂を１次硬化させる工程、
   （ｆ）互いに接着されて格子状とされ、且つ、横断面が扁平形状の１次硬化された前記縦線材及び前記横線材を、加熱された硬化炉を通して２次硬化させる工程、
   を有することを特徴とする連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
3. 前記繊維強化プラスチック線材は、厚み（ｔ）０．２ｍｍ〜５．０ｍｍ、幅（ｗ）１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
4. 前記強化繊維束の撚り回数は、５回／ｍ〜２０回／ｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
5. 前記樹脂含浸された強化繊維束は、５００ｇ／本〜３０００ｇ／本の強さにて緊張されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
6. 前記強化繊維束における前記強化繊維に対する前記マトリックス樹脂の含浸量は、体積比率（Ｖｆ）で３６％〜６０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
7. 前記強化繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ（ポリフェニレンベンズビスオキサゾール）繊維、ポリエステル繊維のいずれかであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
8. 前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
9. 前記高密度織物は、インチ長さ間の縦糸、緯糸の合計本数が２１０本以上投入された織物であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
10. 前記高密度織物は、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、などの連続フィラメント糸の単独織物、若しくは、混合織物のいずれかであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の連続した扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋の製造方法。
11. 複数本の扁平形状繊維強化プラスチック線材を格子状に配置して形成される扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋であって、
    前記扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋は、請求項１〜１０のいずれかの項に記載の製造方法により作製された扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋であることを特徴とする扁平形状繊維強化プラスチック格子状筋。

Images