JP2015218406A - 引張部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した耐荷力を有する引張部材を形成する。【解決手段】縦糸１０と熱溶融性の横糸１１とを製織する製織工程と、縦糸１０を長さ方向に伸長して直線状に設け、横糸１１を加熱溶融させて直線状の縦糸１０を一体化する成形工程とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、安定した耐荷力を有する引張部材及びその製造方法に関する。

例えば、特許文献１の繊維シートは、縦糸と熱溶融性の横糸とが平織りに製織され、図１に示すように、縦糸１０が横糸１１，１１間に波状に形成されて、平紐状に設けられ、コンクリート構造物の柱や梁等の補強のために巻き付けられるコンクリート巻立て材として用いられている。

特許第３８８０７２１号公報

本件出願人は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、この従来の繊維シートをループ状に複数回巻き付けて、断面構成が複数列複数段となるように従来の繊維シートからループ構造体２０を形成し、このループ構造体２０の長さ方向に引張力を付加すると、横糸１１が破断され、図４に示すように、荷重−変位曲線において、図４中の点線の曲線Ａのように、荷重が増加せずに変位のみが増加する区間（以下、棚と呼ぶ）３０が現れることを見出した。これは、図１に示すように、縦糸１０が波状から直線状に伸長する過程において、横糸１１が縦糸１０からせん断を受けて破断され、横糸１１が破断されることで、縦糸１０の拘束がなくなり、その領域の繊維シートが長さ方向に伸びるからである。

そこで、本件出願人は、このような従来の繊維シートを使用する場合、ループ構造体２０を形成した後に、長さ方向に引張力を付加して、縦糸１０の初期形状を波状から直線状にすることを行っている。しかしながら、繊維シートは、ループ構造体２０を形成していると、内側と外側とでは付加される引張力が異なり、縦糸１０の初期形状を均一に波状から直線状にすることは難しく、引張力にばらつきが生じる虞がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、ループ構造体を形成した場合に生じる荷重−変位曲線の棚を無くし、引張力のばらつきを抑制することが可能な引張部材及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る引張部材の製造方法は、縦糸と熱溶融性の横糸とを製織する製織工程と、上記縦糸を長さ方向に伸長して直線状に設け、上記横糸を加熱溶融させて上記直線状の縦糸を一体化する成形工程とを有する。

また、上記直線状の縦糸を覆うように被覆材を設ける被覆工程を更に有するようにしても良い。

また、上記製織工程では、上記縦糸と上記横糸とを平織りに製織し、上記成形工程では、上記縦糸を波状から直線状にするようにしても良い。

本発明に係る引張部材は、幅方向に複数個並設された直線状の縦糸が、該縦糸の幅方向にライン状に設けられると共に幅方向と略直交する長さ方向に所定の間隔をあけて複数個設けられたバインダによって一体化された。

また、上記縦糸を覆う被覆材を更に備えるようにしても良い。

また、上記バインダは、上記横糸を溶融してなるようにしても良い。

本発明によれば、縦糸と横糸とが製織された後に、縦糸が伸長されて直線状に設けられ、横糸が加熱されて溶融されて縦糸を一体化するバインダとなって消失されることで、ループ構造体を形成した場合に生じる荷重−変位関係に現れる棚を無くすることができ、引張力のばらつきを抑制することができ、引張強度及び引張剛性の向上を図ることができる。

引張部材の製造方法を示した側面図である。 被覆材を設けた引張部材を示した正面断面図である。 （Ａ）はループ構造体を示した斜視図であり、（Ｂ）はループ構造体を示した断面図である。 引張部材の荷重−変位関係を示したグラフである。

以下、本発明を適用した引張部材及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。

引張部材１は、縦糸１０と横糸１１とを例えば平織り等に製織して、紐状（平紐状）、帯状、細長い布状に設けられている。このような引張部材１は、引張力を受ける部材であって、例えば、吊材、牽引材、吊足場の吊材、キャットウォーク（空中足場）、橋桁が地震等の振動によって落下することを防止する落橋防止装置の橋桁と橋脚とを連結する連結材、コンクリート構造物の柱や梁等の補強のために巻き付けられるコンクリート巻立て材、安全帯のロープ部、落石ネット、補強土壁等として用いられる。

最初に、引張部材１の製造方法について説明する。

先ず、図１に示すように、引張部材１は、縦糸１０と横糸１１とが例えば平織り等に製織されて、紐状（平紐状）、帯状、細長い布状等に設けられる。

縦糸１０は、少なくとも、高い引張強度と高い耐熱性とを有する繊維で形成されている。具体的に、縦糸１０は、ポリアリレート繊維、ポリアミド繊維等のスーパー繊維や石油繊維等で形成されている。なお、縦糸１０は、スーパー繊維や石油繊維に加え、環境に配慮して、植物性繊維で形成されるようにしても良い。横糸１１は、縦糸１０よりも溶解し易い、ポリエステルやナイロン（登録商標）等の熱溶融性の繊維で形成されている。また、縦糸１０は、平織りに製織されているので、横糸１１，１１間を波状に形成されている。

次いで、縦糸１０が波状の引張部材１は、長さ方向に伸長されつつ、所定の温度で加熱される。

具体的に、引張部材１は、所定の温度に加熱されたドラムに所定の引張力が付加されながら押し付けられる等して、又は、所定の温度に加熱された一対のローラ間に所定の押圧力で挟まれる等して、長さ方向に所定の引張力が付加されて伸長されつつ、所定の温度で加熱される。例えば、ドラム又はローラは、横糸１１の材質にもよるが、横糸１１を８０℃以上に加熱する。

これにより、縦糸１０は、ドラム又はローラによって長さ方向に引張力が付加されることで、伸長される。この際、横糸１１は、縦糸１０からせん断を受けて破断する。すると、縦糸１０は、横糸１１による拘束がなくなり、長さ方向に伸長される工程で、波状から直線状に設けられる。

更に、横糸１１は、熱溶融性の繊維で形成されているので、ドラム又はローラによって加熱されることで、全部又は一部が溶融する。すると、横糸１１は、直線状に形成された縦糸１０を一体化する。すなわち、横糸１１は、溶融されて、縦糸１０を一体化するバインダとなって、全部又は一部が消失する。更に、横糸１１は、もともと平織りに製織されていたので、複数個並設された縦糸１０の幅方向に糸状（ライン状）に設けられると共に、長さ方向に所定の間隔をあけて複数個設けられている。

以上のようにして、引張部材１が製造される。この際、引張部材１は、縦糸１０がドラム又はローラによって伸長されて波状から直線状に設けられると共に、横糸１１が縦糸１０からせん断を受けて破断しつつ溶融されて、溶融された横糸１１によって、直線状に形成された縦糸１０が一体化されている。更に、横糸１１は、複数個並設された縦糸１０の幅方向に糸状（ライン状）に設けられると共に、長さ方向に所定の間隔をあけて複数個設けられている。

なお、引張部材１は、図２に示すように、被覆材１２を設けるようにしても良い。この被覆材１２は、例えば、ポリ塩化ビニル等、耐候性、耐紫外線性、耐水性等に優れた材料で形成されている。そして、引張部材１は、被覆装置等によって押出被覆されることで、被覆材１２が引張部材１を覆うように外周に設けられる。また、被覆材１２は、気候、紫外線、水等から引張部材１を保護することに加え、横糸１１が溶融されてなるバインダと共に、縦糸１０を一体化させる。更に、被覆材１２は、押出被覆する際に内周面の全部又は一部が溶融して、引張部材１と溶着するので、縦糸１０をより強固に一体化させる。

次に、引張部材をループ状に複数回巻回したループ構造体に行った引張試験について説明する。

具体的には、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、平紐状の引張部材１をループ状に複数回巻回して断面構成が複数列複数段となるように引張部材１からループ構造体２０を形成し、２００ｔ疲労試験機にて引張試験を行った。その結果を図４に示す。図４中の縦軸は、ループ構造体２０の長さ方向に付加した荷重（ｋＮ）を示し、横軸は、ループ構造体２０の長さ方向の変位（ｍｍ）を示している。

図４中の点線の曲線Ａは、縦糸に株式会社クラレ製の高強力ポリアクリレート繊維である商品名「ベクトラン」（登録商標）を使用し、横糸にポリエステル繊維を使用して、平織りされている。図４中の実線の曲線Ｂは、縦糸に株式会社クラレ製の高強力ポリアクリレート繊維である商品名「ベクトラン」（登録商標）を使用し、横糸にポリエステル繊維を使用して、平織りされ、製織後に加熱して横糸を溶融させて縦糸を接着している。すなわち、曲線Ａの引張部材は、初期状態において、縦糸が波状であり、曲線Ｂの引張部材は、加熱と同時に直線状（平坦）に成形されているため、初期状態において、縦糸が直線状となっている。

更に、試験体の繊維量は、４００ｋＮ製品相当の４２７５２００ｄｔｅｘとし、巻き回転数で繊維量が同一となるように調整した。引張部材の幅は、曲線Ａの引張部材で１０ｍｍ、曲線Ｂの引張部材で１５ｍｍである。更に、試験体の幅は、曲線Ａの試験体で８０ｍｍ、曲線Ｂの試験体で１２０ｍｍとした。

図４から明らかなように、曲線Ａは、載荷途中で変位のみが増加する棚３０が認められた。その一方で、曲線Ｂは、高い引張剛性を示し、載荷途中で部分的に破断することもなく、最大荷重まで到達し、棚３０が認められなかった。

以上のように、引張部材１は、縦糸１０と横糸１１とが平織りに製織された後に、縦糸１０が伸長されて波状から直線状に設けられ、横糸１１が縦糸１０からせん断を受けて破断されると共に、横糸１１が加熱されて溶融されて縦糸１０を一体化するバインダとなって消失されることで、ループ構造体２０を形成した場合に生じる荷重−変位関係に現れる棚３０を無くすることができ、引張力のばらつきを抑制することができ、引張強度及び引張剛性の向上を図ることができる。したがって、引張部材１は、ループ状に複数回巻き付けられて断面構成が複数列複数段となるようにループ構造体２０を形成しても、均一な耐荷力を有するので、断面を構成する本数に応じた引張力（強度）を得ることができる。

なお、引張部材１は、縦糸１０と横糸１１とを平織りに製織することに限定されるものではなく、綾織り等の従来公知のその他の織り方で製織するようにしても良い。

１ 引張部材、１０ 縦糸、１１ 横糸、１２ 被覆材、２０ ループ構造体、３０ 棚

Claims (6)

1. 縦糸と熱溶融性の横糸とを製織する製織工程と、
   上記縦糸を長さ方向に伸長して直線状に設け、上記横糸を加熱溶融させて上記直線状の縦糸を一体化する成形工程とを有することを特徴とする引張部材の製造方法。
2. 上記直線状の縦糸を覆うように被覆材を設ける被覆工程を更に有することを特徴とする請求項１に記載の引張部材の製造方法。
3. 上記製織工程では、上記縦糸と上記横糸とを平織りに製織し、
   上記成形工程では、上記縦糸を波状から直線状にすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の引張部材の製造方法。
4. 幅方向に複数個並設された直線状の縦糸が、該縦糸の幅方向にライン状に設けられると共に幅方向と略直交する長さ方向に所定の間隔をあけて複数個設けられたバインダによって一体化されたことを特徴とする引張部材。
5. 上記縦糸を覆う被覆材を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の引張部材。
6. 上記バインダは、上記横糸を溶融してなることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の引張部材。