JPH02243547A

JPH02243547A - 網状成形体

Info

Publication number: JPH02243547A
Application number: JP1060739A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Inaba; 稲場　伸一; Yasuyuki Shindo; 恭行神藤; Shiro Tsubouchi; 司郎坪内; Hironori Naganuma; 長沼　弘規; Yoshio Nakazawa; 中沢　好夫; Ryusuke Hayashi; 隆介林; Kanji Yamada; 寛次山田
Original assignee: Kanebo Ltd; Nippon Steel Corp
Current assignee: Kanebo Ltd; Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1990-09-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、強化用繊維の網状成形体に関し、特に土木建
築分野で用いる構造物、特に屋根、壁、床、ビット等の
板状構造物として使用する繊維強化無機質板、及びＦＲ
Ｐにおいて、補強用繊維のもつ引張り強度、弾性率など
の特性を有効に発現できる網状成形体に関する。

〔従来の技術〕

従来、繊維強化無機質板について種々の提案がされてお
り、補強材としての短繊維をランダムに配向した繊維強
化無機質板、及び連続繊維を一方向または二方向に配向
して積層した繊維強化無機質板が知られている（鹿島建
設技術研究所年報第２９号、第８１〜８８頁、及び第３
０号、第５７〜６８頁：特開昭５９−１３８６４７号公
報）。

繊維強化無機質板は、補強材である繊維と結合材である
無機質材料間の付着強度が充分でなければ、補強材の強
度に見合った補強効果が得られない。この問題は、高強
度の補強材、又は繊維束を用いる場合に特に重要である
。すなわち、８０Ｋｇｆ／ｒｎＩｎ２程度の低密度の炭
素繊維を短繊維モノフィラメントにして使用する場合に
は、繊維の表面積が繊維の断面積に比べて大きいために
、引張り応力が付加された際に繊維が破断するまで補強
効果を発揮する。しかし、高強度の繊維又は繊維束を使
用する場合には、繊維が抜けて補強用の繊維の本来の強
度に見合った補強効果が得られない。

これを改善すべく、連続状の高強度繊維を交点拘束力の
強い絡み織物となし、樹脂を含浸硬化させ網状成形体と
なした後、セメントモルタル内に配置した物が提案され
ている（特開昭６３−１１１０４５号公報、同６３−２
２６３８号公報）。しかし、織物の繊維の本来の引張り
特性、すなわち、引張り強度、弾性率等がまだ充分に生
かされていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来の絡み織物成形体の欠点を解消して、織
物繊維の本来の引張り特性がより発揮されるようにした
網状成形体を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結
果、以下に述べるように特殊な絡み織物を使用すること
によりそれが達成されることを見出し、本発明に到達し
た。

本発明は、樹脂で固定した絡み織物である網状成形体に
おいて、網状成形体の経糸が剛性の異なる二種以上の糸
条からなり、そのうちの最高の剛性を持つ少くとも一種
の糸条について下記式（１）で定義される経糸屈曲度Ｃ
ｗが０．０８未満であり、緯糸について下記式（２）で
定義される緯糸屈曲度Ｃｆが０．０３未満であることを
特徴とする網状成形Ｌｗ：隣接する緯糸間の平均距離Ｄｗ：網状成形体の面において、経糸の中心線の波形の
一頂点と、これに隣接する二つの頂点を結んだ線との平均距離Ｌｆ　：隣接する経糸間の平均距離Ｄｆ　：網状成形体の緯糸方向に沿う断面において、緯
糸の中心線の波形の一頂点と、これに隣接する二つの頂
点を結んだ線との平均距離である。

すなわち本発明の網状成形体においては、経糸のうちの
最高の剛性を持つ糸条及び緯糸が絡み織物中で屈曲する
ことなく、殆んど素直ぐである。

そして、経糸のうちの低剛性糸条が緯糸に絡んで、経糸
と緯糸の交点を拘束する。

以下では本発明を説明する曲に、先ず従来の絡み織物に
ついて説明する。

従来の絡み織物の織組織では、第２（ａ）図に示すよう
に、−組の経糸１，１′が相互に絡み合って屈曲してい
る。また緯糸３は、第２（ｂ）図に示すように、経糸１
，１′によって長さ方向に力を受け、従ってこれも屈曲
している。従来セメントモルタルに使用された網状成形
体は、このような絡み織物を樹脂によって固定したもの
である。この成形体が負荷を受けた時、繊維は樹脂で固
定されているので索直ぐにならず、負荷が増大したとき
屈曲部分に局部的な歪と応力集中が起こりやすく、本来
の繊維強度が１００％発揮されないうちに屈曲部分で破
壊が起こってしまうことを本発明者は見い出した。

一方、本発明の網状成形体を、経糸が二種の糸条から成
る場合について第１（ａ）図、第１（ｂ）図に示す。本
発明の屈曲を低減した網状成形体においては、−組の経
糸１，２が、高剛性の糸条１と低剛性の糸条２から成っ
ており、高剛性のｍ維の屈曲を避は直線性を保つために
、高剛性糸条１は実質上路まず、低剛性糸条２が１に絡
む。従って高剛性糸条１は、殆んど素直ぐであり、織組
織の実質上片面に存在する。一方、緯糸３は第１（ｂ）
図に示すように、経糸１及び２によって長さ方向に曲げ
る力を殆んど受けないので、これも実質上素直ぐでおる
。

本発明において上記で定義した経糸及び緯糸の屈曲度Ｃ
Ｗ及びＯｆは、経糸及び緯糸の屈曲の程度を表わすもの
である。これを第３（ａ）図及び第３（ｂ）図を参照し
ながら説明する。なお、図においては判りやすくするた
めに糸条の屈曲は誇張して示している。

第３（ａ）図は、網状成形品を水平に置き、真上より倣
形した拡大写真であると想定されたい。まず、高剛性糸
１間の中心線４及び緯糸３の中心線１０を描く。波形の
中心線４の頂点は、通常、中心線４と中心線１０の交点
となる。その場合、線４と１０の一つの交点５と、これ
に隣接する交点６゜７を結んだ直線８との距離Ｄ　を測
定する。次に隣接する緯糸間の距離Ｌ　を測定し、Ｄｗ
／Ｌｗを計算し、経糸の屈曲度（Ｃｗ）とする。

次に、第３（ｂ）図は網状成形体（樹脂で硬化しである
）を緯糸方向に沿って切断し、切断面を上に鉛直に置い
て、直上から躍影した拡大写真であると想定されたい。

緯糸３の中心線１１を描き、その中心曲線１１の一頂点
１２と、これに隣接する頂点１３、１４を結んだ直線１
５との距離Ｄｆを測定し、経糸間の距離Ｌｆで除して、
経糸の屈曲度（Ｃｆ）とする。経糸間の距離Ｌ４は、高
剛性糸１間の距離と低剛性糸２間の距離のいずれでも同
じである。

本発明において、Ｃｗ及びＣｆは夫々ランダムに選んだ
少くとも１０個所からの値の平均値とする。

本発明では経糸の屈曲度Ｃｗ＜０．０８、好ましくは＜
　０．０５、緯糸の屈曲度Ｃ（＜０．０３、好ましくは
＜　０．０１である。本発明者が調べた従来の絡み織物
では、一般にＣｗはｏ、ｉ程度であり、Ｃｆは０．０８
程度である。

本発明においてＣｗ及びＯｆで規定したように屈曲の少
い樹脂で固定した網状成形体の引張り特性を以下に説明
する。そのために繊維の強度利用率（Ｆ）と云う概念を
用いる。網状成形体試料（幅２５＃、長さ１５０ｍ＞を
引張り速度２０＃／分で引張って得た破断強度から、繊
維単位断面当りの破断強度Ａを求める。網状成形体を作
った原料の繊維の単位断面当り強度ＢでＡを割る。

Ｆ（％）　＝ＡＸ　１００／Ｂ樹脂で硬めた網状成形体の引張り試験において、引張り
方向の糸の屈曲（もしあれば）が伸びて素直ぐになるこ
とは無く、屈曲の個所で破断する。

樹脂自体は引張り強度に貢献する割合が極めて小さいと
考えられる。従って、Ｆが１００％であれば、用いた繊
維の本来の強度が完全に利用されることを意味する。Ｆ
が大きい程、それを利用した複合材料において所定の引
張り特性を得るために要する強化材の量が少くてすむこ
とになる。

網状成形体の強度利用率Ｆは、繊維の種類、織り方、及
び樹脂量によって異るが、本発明者が検討した従来の絡
み織物ではＣｗが０．１２の時にはＦは約５０％である
。本発明に従いＣｗが０．０８の時にＦは約６０％、Ｃ
ｗが０．０２の時にはＦは７０〜８０％になる。一方、
緯糸については、従来のようにＣｆが０．０８の時には
Ｆは約４０％である。本発明に従いＣｆが０．０３の時
にＦは約６０％、Ｏｆが０．０１の時にはＦは７０〜８
０％になる。

このように、経糸、緯糸の屈曲度を上述の値以下にする
方法としては、強化材として用いる絡み織物において、
高剛性糸と低剛性糸を組合せること、及び必要な場合に
は、織物の樹脂含浸、硬化を行なう際の張力調整を行う
ことにより、高剛性糸の屈曲を少くし、低剛性糸を絡ま
せることができる。一方、このようにすると緯糸を曲げ
ようとする経糸の力が少くなるので、緯糸の屈曲も小さ
くなるのである。

なお、上記では経糸として二種の糸条を用い、緯糸とし
て一種の糸条を用いた場合を示したが、本発明はこれに
限定されない。たとえば、低剛性糸として二本又はそれ
以上の糸条を用い、これを絡ませることができる。二本
以上の高剛性経糸を用い、夫々がＣｗ＜０．０８を満し
て、低剛性糸により絡まれていてもよい。二本以上の緯
糸を用いることもできる。

網状成形体に用いる高剛性糸条は高強度であることが必
要であり、たとえば炭素繊維、アラミド１ＩｉＮ、、高
張力ビニロン繊維、耐アルカリガラス繊維等が挙げられ
る。

高剛性糸条と組合される低剛性糸条には織物の交点拘束
力のみが期待されているので、特に強度はあまり必要と
されず、炭素繊維、アラミド繊維、高張力ビニロン繊維
、アクリル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊５維
等広い範囲から選択することができる。高剛性糸条と低
剛性糸条は、同じ材質でおっても断面積が異なり（たと
えばフィラメント数、繊維径が異なり）糸条としての剛
性に差があれば良い。

なお、本発明の網状成形体で強化される無機質材料マト
リックスとしてセメント成分を用いる場合には、耐アル
カリ性が糸条に必要である。このように無機質材料マト
リックスの配合条件により適正な繊維を選択することは
容易である。

絡み織物の織密度は一般に粗い。たとえば無機質材料マ
トリックスとして骨材入りセメントを用いる場合には、
骨材の粒径（２〜２５＃）が網状成形体中を通過できる
ことを考慮して開口を３〜５０ｍ好ましくは３〜１０ｍ
程度の間隔とすることが望ましい。

絡み織物を固定するための樹脂は、適当な手段たとえば
浸漬、スプレー法などによって織物に含浸される。公知
のプリプレグ製造装置を用いることが好ましい。樹脂と
しては、熱硬化型の樹脂が好ましく、具体的には、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド
樹脂等が挙げられる。マトリックスとして用いる無機質
材料の成分にセメントが存在する場合は、アルカリ性に
対して長期間の耐久性を持つものが望ましく、さらに、
１８０℃×５時間程度のオートクレーブ養生を施しても
強度低下が少ないものが好ましい。含浸した樹脂は、熱
硬化処理を行なうが、これは織物の形態を保持するため
に行なうものであるから、少なくとも樹脂が流動しない
、いわゆるＣステージ状態とすることが必要であり、必
ずしも完全硬化は必要ではない。しかし、製品の安定上
、できるだけ硬化が進んでいる方が好ましい。

本発明の網状成形体で強化されるマトリックスとしての
無機ヌ硬化材料としては、ポルトランドセメント、アル
ミナセメント、高炉セメント等の通常のセメント類、石
灰質と珪酸質よりなる珪酸カルシウム系化合物の粉砕物
、石高（半水石膏、無水石膏等）、高炉スラグ及び水砕
スラグ粉砕物と石膏の混合物等の水砕スラグ系水硬性材
料等の各種バインダーと水に、必要に応じて天然又は人
工の骨材（粒径：２〜２５馴）及び混和剤、混和材を混
練して得られるものが例示される。ＦＲＰにおいて慣用
のプラスチックをマトリックスとすることもできる。

上述のようにして得られた絡み織物を、構造体の引張り
応力のかかる位置に配筋し、マトリックス材料を流し込
み、硬化して繊維強化構造体が得られる。製品の目標と
する強度に応じて、使用する高剛性繊維の強度、弾性率
、フィラメント数等を決め、繊維の種類を選択すれば良
い。本発明の網状成形体を用いた構造体としては、表面
近傍に網状成形体を埋め込んだ板状物品が特に好ましい
。

本発明の絡み織物を用いることにより、繊維強化構造体
の強度、剛性が向上し、あるいは強化材として用いる網
状成形体の繊維量を低減することが可能になる。

（実　施　例）実施例　１一組の経糸において高剛性繊維として引張り強度が４６
０Ｋｇｆ／ｒＮｎ２の炭素繊維束（３，０００又は６．
０００フイラメント（単糸径７ミクロン）、以下３ｋ。

５ｋ　ｆｉｔ　と略す）を、低剛性糸条としてアラミド
繊維　ケブラー２９（４００デニール）を用いた。緯糸
として上記と同じ炭素繊維束（６ｋ　ｆｉｌ）を用いた
。

経糸として炭素繊維束（６ｋ　ｆｉｔ）とケブラー２９
を用い、織密度が経糸、緯糸ともに３．３本／２５ｍの
条件で、第１（ａ）図及び第１（ｂ）図に示す組織の絡
み織物を作製した。

一方、比較のために炭素繊維束（３ｋ　ｆｉｌ）の二本
を経糸として用い、３．３本／２５＃の織密度で絡み織
物を作製した。

次に織物に下記処方のエポキシ樹脂液を含浸させ、１５
０℃×１５分間で乾燥硬化させた。樹脂の量は、硬化網
状成形体重量に対して４１％であった。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂　　　１００部（ＧＹ
−２６０，チバガイギー社製）ジシアンジアミド　　　　　　　　　　　１０部イミダ
ゾール型促進剤　　　　　　　　　　２部（キュアゾー
ル２Ｐ４）ＩＨ２，四国化成株式会社）溶剤（メチルセ
ロソルブ）１２０部樹脂の含浸は、人手によって塗った場合、及びプリプレ
グ機械により浸漬した場合とがある。また、乾燥硬化の
工程で織物に張力をかけた場合、及び張力をかけない場
合の両者を試みた。

このようにして得られた網状成形体の屈曲度、ならびに
利用率を第１表に示す。

実施例１では本発明に従う絡み織物を使用しており、２
本の経糸の剛性バランスが良かった為、乾燥硬化工程で
特に張力を加えなくともＣｗ。

Ｃｆともに小さく、Ｆは経、緯とも６０％を越えている
。実施例２は実施例１と同様であるが但し引張を加えて
硬化させたものであり、経、緯方向ともにＦは８０％近
くに到達している。

比較例１は、従来の絡み織物を無張力にて樹脂を含浸硬
化させたものであり、Ｃｗ、Ｏｆが大きく、Ｆも低かっ
た。比較例２は、比較例１と同様であるが但し樹脂の含
浸硬化の工程を経方向に強い張力のかかるプリプレグマ
シーンによる機械塗工方式で行ったものである。Ｃｗは
減り、Ｆ、は上昇しているが、Ｃｆの増加によるＦｆの
低下が著しく、経、緯のバランスが著しく悪くなってい
る。

なお、第１表の経糸においてケブラー２９の量は炭素繊
維に比べて少いので、これの強度への寄与は少いが、こ
の影響を除くためにケブラー２９を切断してから引張試
験を行った。したがって、同じ高剛性Ｉｌｉ維を用いた
場合、本発明の網状成形体で強化した成形体の方が、従
来のものよりも、原料の繊維が持つ引張り強度、弾性率
を有効に利用していることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明によって、強化繊維の持つ引張り強度、弾性率を
有効に発揮し、ひいては、強化繊維の添加量を軽減する
ことが可能になる網状成形体が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１（ａ）図及び第１（ｂ）図は、本発明に従う絡み織
物の一例の平面図及び断面図である。１・・・高剛性経糸条　　　　２・・・低剛性経糸条３
・・・緯糸条第２（ａ）図及び第２（ｂ）図は、従来の絡み織物の平
面図及び断面図である。１．１′・・・高剛性経糸条　３・・・緯糸条箱３（ａ
）図は、経糸の屈曲度の測定方法の説明図である。１・・・高剛性経糸条　　　　２・・・低剛性経糸条３
・・・緯糸条４・・・高剛性経糸条の中心線５・・・中心線の波形の頂点６．７・・・中心線の波形の隣接頂点８・・・６と７を結ぶ直線第３（ｂ）図は、緯糸の屈曲度の測定方法の説明図であ
る。１・・・高剛性経糸条　　　　２・・・低剛性経糸条３
・・・緯糸条１１・・・高剛性緯糸条の中心線１２・・・中心線の波形の頂点１３、１４・・・中心線の波形の隣接頂点１５・・・１
３と１４を結ぶ直線

Claims

【特許請求の範囲】樹脂で固定した絡み織物である網状成形体において、網
状成形体の経糸が剛性の異なる二種以上の糸条からなり
、そのうちの最高の剛性を持つ少くとも一種の糸条につ
いて下記式（１）で定義される経糸屈曲度Ｃ＿ｗが０．
０８未満であり、緯糸について下記式（２）で定義され
る緯糸屈曲度Ｃ＿ｆが０．０３未満であることを特徴と
する網状成形体Ｃ＿ｗ＝Ｄ＿ｗ／Ｌ＿ｗ（１）Ｌ＿ｗ：隣接する緯糸間の平均距離Ｄ＿ｗ：網状成形体の面において、経糸の中心線の波形
の一頂点と、これに隣接する二つの頂点を結んだ線との平均距離Ｃｆ＝Ｄ＿ｆ／Ｌ＿ｆ（２）Ｌ＿ｆ：隣接する経糸間の平均距離Ｄ＿ｆ：網状成形体の緯糸方向に沿う断面において、緯
糸の中心線の波形の一頂点と、これに隣接する二つの頂点を結んだ線との平均距離。