JPH0617075B2

JPH0617075B2 - 表面に凸条を有する繊維強化プラスチック製ロッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0617075B2
Application number: JP2278569A
Authority: JP
Inventors: 仁治石塚; 礼子久保
Original assignee: FUAA ISUTAN KOMAASHARU KK; Nippon Oil Corp
Current assignee: FUAA ISUTAN KOMAASHARU KK; Eneos Corp
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-10-17
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPH03218817A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は各種コンクリート構造物に埋設され、補強用
鉄筋などの代りに用いられる、表面に凸条を備えた繊維
強化プラスチック製ロッド及びその製造法に関する。

従来、表面に螺旋状の凸部を有する繊維強化プラスチッ
ク製ロッドを成形するに当っては、ガラス繊維，カーボ
ン繊維、合成繊維、などの長繊維フィラメントを50〜3
0,000本合糸したストランドを更に 8〜 120本束ねたロ
ービング又はトウを用意し、当該ロービング又はトウを
引き揃えた状態で不飽和ポリエステル樹脂，エポキシ樹
脂などの合成樹脂液中を連続的に通過し、樹脂を含浸し
た後、ダイスを通し或いはドクターナイフによって余分
な樹脂を除去した後、加熱ダイスまたは加熱炉中を通過
して硬化成形し表面平滑なロッドを得、次いで、該ロッ
ドを旋盤等にかけ、表面に螺旋溝を穿設することにより
凸部を形成していた。

然しながら、この螺旋状凸部付きのロッドは、長繊維が
ロッドの長手方向に引き揃えられた状態で樹脂中に含ま
れているため、螺旋溝を穿設することにより表面側の長
繊維は分断され、その結果、ネジ山に相当する螺旋状凸
部には一方向に配列した短小繊維のみが補強繊維として
存在することとなり、螺旋状凸部の強度が低下し、該螺
旋状凸部が劈開分離し、ロッドの基体部分から欠落損壊
する現象が認められた。

このような現象を回避するものとして特開昭61−235115
号公報に開示されたように、連続した補強繊維を含む合
成樹脂成形素材を圧縮成形型内に導入し、圧縮成形する
ことにより表面に突起を有する補強部材を形成せしめ、
次いで圧縮成形型を開き、該補強部材を引き出すと同時
に該補強部材に連なる該成形素材を圧縮成形型に導入
し、再び型を閉じ圧縮成形を繰り返すことにより、表面
に突起を有する補強部材を得ることも試みられた。

然しながらこの方法は、間歇的な補強部材の成形方法で
あり、成形能率が低いといった問題点が認められる。

更に特開昭63−139735号には、互いに平行状態に配列し
た繊維を有する繊維強化樹脂製棒状物、即ちその長手方
向に引き揃えられた繊維を補強材として使用し、既に硬
化成形された繊維強化樹脂製棒状物の外周に、樹脂を含
浸し且つ該樹脂が未硬化の状態にある樹脂含浸連続状繊
維を螺旋状に巻き付け、硬化成形した繊維強化樹脂製棒
材が開示されている。

然しながら、この棒材は既に加熱硬化成形された繊維強
化プラスチック棒状物の外周に未硬化の樹脂含浸連続状
繊維を巻き付け、再びこれを硬化成形するものであるか
ら、既に硬化している棒状物と、これに巻き付けられた
樹脂含浸連続繊維との間には界面が存在し、両者は該界
面において単に物理的な接着力によって接着しているに
過ぎない。従って、今、何等かの原因により該界面部分
に接着力以上の力が加わると、両者は該界面で容易に剥
離してしまう恐れがある。

この発明は、基体形成部材と一体に形成され剥離する恐
れのない凸条を備えた繊維強化プラスチック製ロッド及
び該ロッドを連続的に成形する成形方法を得ることを目
的とする。

この発明の繊維強化プラスチック製ロッドは、連続長繊
維束を補強材として軸線方向に引揃え状態で含有する未
硬化樹脂よりなる基体形成部材の表面に、繊維束を補強
材として含有する未硬化樹脂よりなる凸条形成部材を捲
回状に形成せしめた後一体に硬化成形してなることを特
徴とする繊維強化プラスチック製ロッドであって、より
具体的には連続長繊維束に樹脂を含浸し、過剰の樹脂を
除去しながら軸線方向に引揃え、樹脂が未硬化状態にあ
る基体形成部材を連続的に形成すると共に、前記凸条形
成部材を連続的に形成されつつある基体形成部材上に連
続的に巻き付け一体化した後、樹脂を完全に硬化するこ
とにより得ることができる。

本発明において基体形成部材の補強材として使用される
連続長繊維束としては、ガラス繊維，カーボン繊維，合
成繊維などの長繊維フィラメントを50〜30,000本合糸し
たストランドを更に 8〜 120本束ねたロービング又はト
ウ等が挙げられる。又、凸条形成部材としては前記基体
形成部材に使用されると同様の、またはツイストした連
続長繊維束，スパンロービング，短繊維ロービングのう
ちの少くとも 1種が、樹脂を含浸せずに、或いは樹脂を
含浸し樹脂が未硬化のままの状態で使用される。基体形
成部材及び凸条形成部材に用いる樹脂としては不飽和ポ
リエステル樹脂，ビニルエステル樹脂，エポキシ樹脂な
どの熱硬化性樹脂が用いられる。

基体形成部材及び凸条形成部材に使用される繊維束は使
用される樹脂の種類に応じて該樹脂との結合力を高める
ため予め酸化処理、シラン処理，ボラン処理など種々の
表面処理を施しておくと適当である。そして該基体形成
部材中に占める連続長繊維束の割合は、容量で30〜70％
程度が最も適当である。

本発明において凸条形成部材を基体形成部材上に巻き付
ける手段としては、以下のような方法によることができ
る。即ち、前記基体形成部材に対する凸条形成部材の巻
き付けは、基体形成部材の周方向の周面から間隔を隔て
て公転するパッケージ架台を配置し、前記凸状形成部材
のパッケージを架台上に装架し、該架台を公転せしめて
行うか、或いは基体形成部材の周方向に周面から間隔を
隔てて公転するパッケージ架台を 2基配置し、前記凸条
形成部材のパッケージを夫々の架台上に装架し、一方の
パッケージ架台は時計方向に、他方のパッケージ架台は
反時計方向に公転せしめて行われ、基体形成部材に対す
る凸条形成部材の巻き付けピッチは、基体形成部材の形
成速度及びパッケージ架台の公転速度によって任意に決
定される。

そして前記したパッケージ架台上には凸状形成部材のパ
ッケージが 1個以上装架される。

前記凸条形成部材は、基体形成部材上に巻き付けられる
迄の間に、別途設けた樹脂槽中を通過せしめ或いは樹脂
をスプレーして、予め樹脂を含浸せしめると、基体形成
部材の樹脂と完全に混和して基体形成部材と凸条形成部
材とをより強固に一体化することができる。又、凸条形
成部材はテンションを与えながら基体形成部材に巻き付
けると、基体形成部材との接合部で強く喰い込みながら
巻き付き、その結果、凸条形成部材に対する未硬化樹脂
の浸透，混和がより完全となって強固な接着性を有する
成形品が得られるだけでなく、喰い込みによる物理的ア
ンカー効果が得られる。

前記過剰樹脂の除去はダイス，スクイズリングによる
外、ドクターナイフによるなど適宜公知の方法が用いら
れる。連続長繊維束及び凸状形成部材は互いに同種繊維
であっても異種繊維であっても差し支えないことは勿論
である。

本発明の繊維強化プラスチック製ロッドは次のようにし
て得ることができる。即ち前記連続長繊維束は、第１図
に示すように図示を省略した連続長繊維束１のパッケー
ジから引き出され、これを樹脂２、例えば不飽和ポリエ
ステル樹脂液を満たした樹脂含浸槽３内に導入し、樹脂
２を含浸しダイス４を通して過剰の樹脂を除去し、連続
長繊維束１を軸線方向に引揃え状態とし、連続的に長尺
の基体形成部材５を形成する。この際、基体形成部材５
は樹脂が未硬化の状態にある。

一方パッケージ６に巻かれた凸条形成部材７は、前記基
体形成部材５の周面上を周方向に間隔を隔てて公転する
パッケージ架台８上に装架される。

該パッケージ架台８は第１図，第２図に示すように、基
体形成部材５が該環状歯車９の中心を通って移動するよ
う位置決めされており、動力源10からの動力を受け積極
回転する歯車11と従動回転する歯車12に噛み合って配置
され、前記環状歯車９の側面に設けられたフック13上に
は凸条形成部材７のパッケージ６が装架され、歯車11の
回転により基体形成部材５の周囲を公転する。

次いで該凸条形成部材７は、前記公転するパッケージ架
台８上のパッケージ６から、連続的に長さ方向に移動し
ながら形成されつつある基体形成部材５に向って引き出
され、パッケージ架台８に設けられ該架台８の公転によ
り共に回動する糸ガイド14を経て基体形成部材５の周面
上に巻き付けられる。そしてその際、基体形成部材５中
の未だ硬化していない樹脂は凸条形成部材７中に浸透
し、その後加熱炉15中を通過して樹脂を硬化し、その結
果、第３図に示す基体形成部材５と凸条形成部材７とが
完全に一体化し、表面に螺旋状の凸条16を備えた本発明
のロッドを得ることができる。

更にこの発明は、連続長繊維束を補強材とする基体形成
部材の表面に、凸条形成部材を綾掛け状に巻き付け一体
に形成して得たロッドも含むものである。そして該繊維
強化プラスチック製ロッドは次の方法により成形され
る。即ち、第４図に示すように前記と同様にして樹脂を
含浸し、樹脂が未硬化の状態にある基体形成部材５の周
面上を、周方向に間隔を隔てて時計方向に公転するパッ
ケージ架台８ａ、及び反時計方向に公転するパッケージ
架台８ｂを設け、パッケージ架台８ａにはパッケージ６
ａを、パッケージ架台８ｂにはパッケージ６ｂを装架す
る。

然して、該パッケージ架台８ａ，８ｂは何れも動力源10
ａ，10ｂからの動力を受け積極回転する歯車11ａ，11ｂ
と、図示を省略した従動回転する歯車とに噛合って配置
され、その構成は第２図に示したパッケージ架台８と全
く同一である。

次いで該凸条形成部材７ａは、時計方向に公転する前記
パッケージ架台８ａ上のパッケージ６ａから、パッケー
ジ架台８ａ上に設けられた糸ガイド14ａを経て連続的に
長さ方向に移動しながら形成されつつある基体形成部材
５に向って繰り出され、その周面上に時計方向の螺旋状
に巻き付けられ、又、凸条形成部材７ｂは、反時計方向
に公転する前記パッケージ架台８ｂ上にパッケージ６ｂ
からパッケージ架台８ｂ上に設けられた糸ガイド14ｂを
経て繰り出され、基体形成部材５の周面上に反時計方向
の螺旋状に巻き付けられる。そしてその際、基体形成部
材５中の未だ硬化していない樹脂を、凸条形成部材７
ａ，７ｂ中に浸み込ませ、以後加熱炉14中を通過して樹
脂を硬化し、その結果、第５図に示す基体成形部材５と
凸条形成部材７ａ，７ｂとは完全に一体化し、表面に綾
掛け状の凸条15を備えたロッドを得ることができる。

実施例１基体形成用として、日東紡績（株）製ＲＳ240 ，ＰＥ53
5 ガラス繊維ロービング（2400ｇ／km）を47パッケージ
より引き出し、ビニルエステル系樹脂槽に導入し樹脂を
含浸し直径11mmのスクイズリングで余剰樹脂を取り除き
ながら軸線方向に引揃えて丸棒状に賦形し、未硬化の基
体形成部材を得た（引張速度１ｍ／min ）。一方凸条形
成部材用として、予め前掲のガラスロービング７を本合
糸し、10回／ｍツイストしたパッケージ２個を準備し、
２台の回転方向が異なる公転架台にそれぞれ装架し、30
回／min ，ロービングのテンション１kgで前述の基体形
成部材に巻き付け、基体形成部材中の樹脂の一部を凸条
形成部材中に浸み込ませ、余剰樹脂を除去後180 ℃の強
制循環式空気恒温槽（長さ４ｍ）で連続的に硬化一体化
させた。硬化物は油圧クランプ式プラーにより連続的に
引き取り、必要長さにカッターで切断し製品とした。

得られた凸条を有するガラス繊維強化プラスチックロッ
ドは中心の基体形成部材の平均直径が10mm、凸部のピッ
チが約３cm，高さ２〜３mmであった。

実施例２実施例１で用いた基体形成用ガラスロービングの代り
に、東レ（株）製トレカＴ300-12Ｋロービング（792 ｇ
／km，ツイスト15回／ｍ）104 パッケージより引き出し
基体形成部材とし、凸条形成部材用としての前掲のＴ30
0-12Ｋを13本合糸し５回／ｍツイストしたパッケージ２
個を準備した以外はすべて実施例１と同じ条件で凸条を
有する炭素繊維強化プラスチックロッドを作製した。外
観寸法は実施例１とほぼ同一であった。

比較例１基本形成部材として日東紡績製ＲＳ240 ＰＥ535 ガラス
ロービング（2400ｇ／km）47パッケージより引き出しビ
ニルエステル系樹脂槽に導入し樹脂を含浸し、直径11mm
のスクイズリングで余剰樹脂を取り除き丸棒状に賦形し
た後180 ℃の丸形金型（直径10mm長さ60cm）に導入し丸
棒硬化物を連続的に得た（引抜き速度１ｍ／min ）必要
な長さに切断し、センターレスグラインダーで表面を粗
くした。凸条形成部材用として前掲のガラスロービング
を７本合糸し10回／ｍツイストした。ロービングと前掲
樹脂を用いてフィラメントワインディング装置により前
述硬化丸棒上に巻き付け180 ℃空気恒温槽で１時間硬化
した。得られた凸条を有するガラス繊維強化プラスチッ
クロッドは基体形成部材の直径が10mm，凸部のピッチが
３cm，高さ３〜４mmであった。

実施例１，２比較例１で作製したロッドを長さ10cmがコ
ンクリート中に埋没する試験片を作製し，ロッドの引抜
力を測定した。（引抜速度１mm／min）。

以上詳細に述べた通り、この発明は連続長繊維束を補強
材として軸線方向に引揃え状態で含有する未硬化樹脂よ
りなる基体形成部材の表面に繊維束を補強材として含有
する未硬化樹脂よりなる凸条形成部材を捲回状に形成せ
しめた後一体に硬化成形してなることを特徴とする表面
に凸状を有する繊維強化プラスチック製ロッド及びその
製造方法に関するものである。

本発明においては、連続長繊維束に樹脂を含浸し、過剰
の樹脂を除去しながら軸線方向に引揃え、樹脂が未硬化
状態にある基体形成部材を連続的に形成すると共に、凸
条形成部材を前記連続的に形成されつつある基体形成部
材上に巻き付けることにより両者は完全に一体化し、次
いで樹脂を完全に硬化することにより極めて強固に一体
となってロッドを構成する。

従って、凸条部に強い力が加えられても該凸条部が欠落
したり剥離することがなく、その結果本発明のロッド
は、軽量で強度に富み、取扱いの容易な繊維強化プラス
チック製ロッドとして各種コンクリート構造物などに埋
設される補強鉄筋の代りに広く使用することができるも
のであり、然も本発明方法によれば該ロッドを連続的に
能率良く形成することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロッドの第１の製造工程を示す概略説
明図、第２図はパッケージ架台の正面図、第３図は本発
明ロッドの第１の実施例を示す正面図、第４図は本発明
ロッドの第２の製造工程の要部を示す概略説明図、第５
図は本発明ロッドの第２の実施例を示す正面図である。１……連続長繊維束，５……基体形成部材，６，６ａ，
６ｂ……パッケージ，７，７ａ，７ｂ……凸条形成部
材，８，８ａ，８ｂ……パッケージ架台，15……凸条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続長繊維束を補強材として軸線方向に引
揃え状態で含有する未硬化樹脂よりなる基体形成部材の
表面に、繊維束を補強材として含有する未硬化樹脂より
なる凸条形成部材を捲回状に形成せしめた後一体に硬化
成形してなることを特徴とする、表面に凸条を有する繊
維強化プラスチック製ロッド。
【請求項２】凸条形成部材は、連続長繊維束，スパンロ
ービング，短繊維ロービングのうち少くとも一種を補強
材として含むことを特徴とする、請求項(1) 記載の表面
に凸条を有する繊維強化プラスチック製ロッド。
【請求項３】連続長繊維束を補強材として軸線方向に引
揃え状態で含有する樹脂よりなる基体と、この基体の表
面に、一部が喰い込む状態でかつ捲回状に一体に設けら
れた凸条とを具備したことを特徴とする繊維強化プラス
チック製ロッド。
【請求項４】連続長繊維束を補強材として軸線方向に引
揃え状態で含有する未硬化樹脂よりなる基体形成部材の
表面に、繊維束を補強材として含有する未硬化の凸条形
成部材を捲回した後一体に硬化成形することを特徴とす
る繊維強化プラスチック製ロッドの製造方法。
【請求項５】凸条形成部材は、テンションを与えながら
基体形成部材上に連続的に巻き付けることを特徴とする
請求項(4) 記載の繊維強化プラスチック製ロッドの製造
方法。
【請求項６】連続長繊維束に樹脂を含浸し、過剰の樹脂
を除去しながら軸線方向に引揃え、樹脂が未硬化状態に
ある基体形成部材を連続的に形成すると共に、繊維束を
補強材として含有する凸条形成部材を、前記連続的に形
成されつつある基体形成部材上に連続的に巻き付け一体
化した後、樹脂を完全に硬化することを特徴とする、表
面に凸条を有する繊維強化プラスチック製ロッドの製造
方法。
【請求項７】凸条形成部材は、連続長繊維束，スパンロ
ービング，短繊維ロービングのうち少なくとも一種を補
強材として含むことを特徴とする、請求項(6) 記載の表
面に凸条を有する繊維強化プラスチック製ロッドの製造
方法。
【請求項８】凸条形成部材は、基体形成部材に対する巻
き付け前に樹脂を含浸した繊維束からなり、巻き付け
後、基体形成部材と共に硬化するものである、ことを特
徴とする請求項(6) 記載の表面に凸条を有する繊維強化
プラスチック製ロッドの製造方法。
【請求項９】基体形成部材に対する凸条形成部材の巻き
付けは、基体形成部材の周方向に周面から間隔を隔てて
公転するパッケージ架台を配置し、前記凸条形成部材の
パッケージを架台上に装架し、該架台を公転せしめて行
うことを特徴とする、請求項(6) 記載の表面に凸条を有
する繊維強化プラスチック製ロッドの製造方法。
【請求項１０】基体形成部材に対する凸条形成部材の繊
維束の巻き付けは、基体形成部材の周方向に周面から間
隔を隔てて公転するパッケージ架台を 2基配置し、前記
凸条形成部材のパッケージを夫々の架台上に装架し、一
方のパッケージ架台は時計方向に、他方のパッケージ架
台は反時計方向に公転せしめて行うことを特徴とする、
請求項(6) 記載の表面に凸条を有する繊維強化プラスチ
ック製ロッドの製造方法。