JPH06316624A - Ｆｒｐ製高張力材用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
Ｆｒｐ製高張力材用エポキシ樹脂組成物Info
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- JPH06316624A JPH06316624A JP24608291A JP24608291A JPH06316624A JP H06316624 A JPH06316624 A JP H06316624A JP 24608291 A JP24608291 A JP 24608291A JP 24608291 A JP24608291 A JP 24608291A JP H06316624 A JPH06316624 A JP H06316624A
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- frp
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は構造用部材としてのＦＲＰ製高張力
材に使用するＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹脂組成物に
係るものである。 【構成】 引張強度が45gf/TEX以上のガラス繊維を使用
し、このガラス繊維が55〜75体積％になるようにエポキ
シ樹脂量を設定し、このエポキシ樹脂をビスフェノール
Ａ型あるいはビスフェノールＦ型または双方の混合エポ
キシ樹脂に選定し、これらのエポキシ樹脂60〜95重量部
とダイマー酸型エポキシ樹脂40〜５重量部とにアミン系
硬化剤２〜35重量部を加え、硬化後の引張破断伸び率を
３.５〜５％に設定したＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹
脂組成物。
材に使用するＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹脂組成物に
係るものである。 【構成】 引張強度が45gf/TEX以上のガラス繊維を使用
し、このガラス繊維が55〜75体積％になるようにエポキ
シ樹脂量を設定し、このエポキシ樹脂をビスフェノール
Ａ型あるいはビスフェノールＦ型または双方の混合エポ
キシ樹脂に選定し、これらのエポキシ樹脂60〜95重量部
とダイマー酸型エポキシ樹脂40〜５重量部とにアミン系
硬化剤２〜35重量部を加え、硬化後の引張破断伸び率を
３.５〜５％に設定したＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹
脂組成物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は構造用部材としてのＦＲ
Ｐ製高張力材に使用するＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹
脂組成物に係るものである。
Ｐ製高張力材に使用するＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹
脂組成物に係るものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】引抜成
形によるガラス繊維強化プラスチックロッドは、長手方
向に高い引張強度を有することから、構造用工業材料と
して、通信ケーブルのテンションメンバーに広く使われ
ている。
形によるガラス繊維強化プラスチックロッドは、長手方
向に高い引張強度を有することから、構造用工業材料と
して、通信ケーブルのテンションメンバーに広く使われ
ている。
【０００３】また、耐腐食性，高強度，軽量性，非磁性
などの特徴を生かしてコンクリート補強筋への応用展開
がはかられている。
などの特徴を生かしてコンクリート補強筋への応用展開
がはかられている。
【０００４】各種補強用繊維の中で、ガラス繊維はその
機能と経済性から最も多く利用されている。
機能と経済性から最も多く利用されている。
【０００５】しかし、複合材料としてみた場合、ガラス
繊維の引張破断伸び率が４〜4.8％あるにもかかわら
ず、マトリックスとして一般に広く使用されているエポ
キシ樹脂硬化物の引張破断伸び率は1.5〜３％程度であ
り、これでは高張力材としての用途を考えた場合、高い
引張荷重が負荷されて素材が伸びた時、先ずマトリック
スが破壊されてその近傍のガラス繊維に応力集中が発生
し、繊維自体が有する高強度の機能を十分発揮すること
は出来ない欠点が生ずる。
繊維の引張破断伸び率が４〜4.8％あるにもかかわら
ず、マトリックスとして一般に広く使用されているエポ
キシ樹脂硬化物の引張破断伸び率は1.5〜３％程度であ
り、これでは高張力材としての用途を考えた場合、高い
引張荷重が負荷されて素材が伸びた時、先ずマトリック
スが破壊されてその近傍のガラス繊維に応力集中が発生
し、繊維自体が有する高強度の機能を十分発揮すること
は出来ない欠点が生ずる。
【０００６】樹脂の中にはいわゆる可撓性タイプのもの
があり破断伸び率が４％以上のものも存在するが強度が
低く実用的ではない。
があり破断伸び率が４％以上のものも存在するが強度が
低く実用的ではない。
【０００７】一方エポキシ樹脂の強靭化をはかる別の手
法としては、柔軟性をもつゴム，エラストマー系ポリマ
ーや強靭な熱可塑性ポリマーを添加する方法も知られて
いる。この場合は前記した添加により樹脂の粘度が上が
るため引抜成形では酸無水物系硬化剤との組み合わせが
適することになる。ところが、高張力体をコンクリート
補強のようなアルカリ性環境下での使用を考慮した場合
酸無水物系硬化ではエステル結合が含まれるため加水分
解による劣化が発生し不適当である。
法としては、柔軟性をもつゴム，エラストマー系ポリマ
ーや強靭な熱可塑性ポリマーを添加する方法も知られて
いる。この場合は前記した添加により樹脂の粘度が上が
るため引抜成形では酸無水物系硬化剤との組み合わせが
適することになる。ところが、高張力体をコンクリート
補強のようなアルカリ性環境下での使用を考慮した場合
酸無水物系硬化ではエステル結合が含まれるため加水分
解による劣化が発生し不適当である。
【０００８】そこで本発明者らは、アルカリ性環境下で
も樹脂が劣化することなくガラス繊維との界面接着が優
れ、繊維の伸びに追従する強靭なエポキシ樹脂処法を鋭
意研究してきた結果、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂あるいは双方の混
合樹脂にダイマー酸型エポキシ樹脂を混合し、アミン系
硬化剤で硬化させたガラス繊維強化プラスチックロッド
が高張力体として従来にない引張強度を発揮することを
確認して本発明を完成した。
も樹脂が劣化することなくガラス繊維との界面接着が優
れ、繊維の伸びに追従する強靭なエポキシ樹脂処法を鋭
意研究してきた結果、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
又はビスフェノールＦ型エポキシ樹脂あるいは双方の混
合樹脂にダイマー酸型エポキシ樹脂を混合し、アミン系
硬化剤で硬化させたガラス繊維強化プラスチックロッド
が高張力体として従来にない引張強度を発揮することを
確認して本発明を完成した。
【０００９】
【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。
明の要旨を説明する。
【００１０】引張強度が45gf/TEX以上のガラス繊維を使
用し、このガラス繊維が55〜75体積％になるようにエポ
キシ樹脂量を設定し、このエポキシ樹脂をビスフェノー
ルＡ型あるいはビスフェノールＦ型または双方の混合エ
ポキシ樹脂に選定し、これらのエポキシ樹脂60〜95重量
部とダイマー酸型エポキシ樹脂40〜５重量部とにアミン
系硬化剤２〜35重量部を加え、硬化後の引張破断伸び率
を３.５〜５％に設定したことを特徴とするＦＲＰ製高
張力材用エポキシ樹脂組成物に係るものである。
用し、このガラス繊維が55〜75体積％になるようにエポ
キシ樹脂量を設定し、このエポキシ樹脂をビスフェノー
ルＡ型あるいはビスフェノールＦ型または双方の混合エ
ポキシ樹脂に選定し、これらのエポキシ樹脂60〜95重量
部とダイマー酸型エポキシ樹脂40〜５重量部とにアミン
系硬化剤２〜35重量部を加え、硬化後の引張破断伸び率
を３.５〜５％に設定したことを特徴とするＦＲＰ製高
張力材用エポキシ樹脂組成物に係るものである。
【００１１】
【作用】ガラス繊維が製品強度を確保する主材であるか
らガラス繊維が55体積％未満になると高張力材としての
機能がなくなる。また、75体積％を超えると繊維間に樹
脂のつかないところが生ずる程樹脂量が不足し、接着力
が出ずＦＲＰとしての特性が発揮されない。
らガラス繊維が55体積％未満になると高張力材としての
機能がなくなる。また、75体積％を超えると繊維間に樹
脂のつかないところが生ずる程樹脂量が不足し、接着力
が出ずＦＲＰとしての特性が発揮されない。
【００１２】エポキシ樹脂量が60重量部以下になると硬
化樹脂が伸び易くなり強度がでなくなる。逆に95重量部
以上になると伸びが小さくなり硬化樹脂が先に破壊して
所期の補強作用を果たさなくなる。
化樹脂が伸び易くなり強度がでなくなる。逆に95重量部
以上になると伸びが小さくなり硬化樹脂が先に破壊して
所期の補強作用を果たさなくなる。
【００１３】ダイマー酸型エポキシ樹脂は前記のエポキ
シ樹脂の伸びを調整する為双方で100部になるように混
合する。
シ樹脂の伸びを調整する為双方で100部になるように混
合する。
【００１４】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は接着
性，物理的化学的特性に優れ、エポキシ樹脂の中で最も
多く使用されている非常に実績のある樹脂（エポキシ樹
脂全体の８割以上がこのタイプ）である。
性，物理的化学的特性に優れ、エポキシ樹脂の中で最も
多く使用されている非常に実績のある樹脂（エポキシ樹
脂全体の８割以上がこのタイプ）である。
【００１５】ビスフェノールＦ型樹脂はビスフェノール
Ａ型樹脂とほぼ似たような特性を有し、且つ低粘度であ
ることから、引抜成形の作業性向上に好適である。
Ａ型樹脂とほぼ似たような特性を有し、且つ低粘度であ
ることから、引抜成形の作業性向上に好適である。
【００１６】両者混合使用は、通常ビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂の粘度が高目のものが多いため、樹脂系の
粘度低下を目的としてビスフェノールＦ型を混合するが
両樹脂の硬化物特性に大きな差がないため混合による問
題はない。
エポキシ樹脂の粘度が高目のものが多いため、樹脂系の
粘度低下を目的としてビスフェノールＦ型を混合するが
両樹脂の硬化物特性に大きな差がないため混合による問
題はない。
【００１７】ＦＲＰ用途に使用されるガラス繊維の引張
破断伸び率は、モノフィラメントで４〜５.５％であ
る。このモノフィラメントが数百本〜数万本集束され
て、いわゆるガラスロービンとなっている。ガラスロー
ビン状態では全てのモノフィラメントを平行に引揃える
事は事実上不可能であり、従ってモノフィラメントの集
束本数は多くなればなる程、その集束本数の倍率で、ガ
ラスロービンの引張強度が発現される事はあり得ない。
破断伸び率は、モノフィラメントで４〜５.５％であ
る。このモノフィラメントが数百本〜数万本集束され
て、いわゆるガラスロービンとなっている。ガラスロー
ビン状態では全てのモノフィラメントを平行に引揃える
事は事実上不可能であり、従ってモノフィラメントの集
束本数は多くなればなる程、その集束本数の倍率で、ガ
ラスロービンの引張強度が発現される事はあり得ない。
【００１８】例えばモノフィラメント４％の伸び率を有
するガラス繊維でも、数百本，数万本集束された状態で
引張荷重を受けた場合、破断伸び率（４％）に到達した
モノフィラメントから逐次破断する事となり、全体とし
て見掛け上モノフィラメントより小さい伸び率で破断し
てしまう。引張強度の場合も同様で、モノフィラメント
の強度から計算される値より低い値で破断に到る。その
理由は必ず弛んだり歪んだりするモノフィラメントは混
在し、それが先ず破断するからである。
するガラス繊維でも、数百本，数万本集束された状態で
引張荷重を受けた場合、破断伸び率（４％）に到達した
モノフィラメントから逐次破断する事となり、全体とし
て見掛け上モノフィラメントより小さい伸び率で破断し
てしまう。引張強度の場合も同様で、モノフィラメント
の強度から計算される値より低い値で破断に到る。その
理由は必ず弛んだり歪んだりするモノフィラメントは混
在し、それが先ず破断するからである。
【００１９】仍って、硬化後の引張破断伸び率を３.５
〜５％に設定する。
〜５％に設定する。
【００２０】
【実施例】本発明は、引張強度がロービング状態で45gf
/TEX以上の引張強力を有するＥガラス繊維束が55〜75体
積％になるように、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂あ
るいはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂または両者の混
合樹脂に選定し、これらのエポキシ樹脂60〜95重量部と
ダイマー酸型エポキシ樹脂40〜５重量部とにアミン系硬
化剤２〜35重量部を加えた樹脂組成物45〜25体積％を含
浸させ、賦形ガイドで棒状体とした後形状保持のため棒
状体周囲に螺旋状に糸を巻回し、加熱炉に引き込んで硬
化させ、引張破断伸び率を3.5〜５％に設定したところ
強靭性に優れた高張力材を得た。
/TEX以上の引張強力を有するＥガラス繊維束が55〜75体
積％になるように、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂あ
るいはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂または両者の混
合樹脂に選定し、これらのエポキシ樹脂60〜95重量部と
ダイマー酸型エポキシ樹脂40〜５重量部とにアミン系硬
化剤２〜35重量部を加えた樹脂組成物45〜25体積％を含
浸させ、賦形ガイドで棒状体とした後形状保持のため棒
状体周囲に螺旋状に糸を巻回し、加熱炉に引き込んで硬
化させ、引張破断伸び率を3.5〜５％に設定したところ
強靭性に優れた高張力材を得た。
【００２１】本発明に用いられるエポキシ樹脂はビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂として例えばチバガイギー社
のＬＹ556，ＧＹ250、油化シェル社のエピコート827，
エポン9302などがあり、ビスフェノールＦ型樹脂として
はチバガイギー社のXPY306，油化シェル社のエピコート
807などが上げられる。
ェノールＡ型エポキシ樹脂として例えばチバガイギー社
のＬＹ556，ＧＹ250、油化シェル社のエピコート827，
エポン9302などがあり、ビスフェノールＦ型樹脂として
はチバガイギー社のXPY306，油化シェル社のエピコート
807などが上げられる。
【００２２】また、ダイマー酸型エポキシ樹脂としては
油化シェル社のエピコート871，エピコート872がある。
油化シェル社のエピコート871，エピコート872がある。
【００２３】アミン系硬化剤としては油化シェル社のエ
ポン9350やチバガイギー社のHY932などがあげられる。
ポン9350やチバガイギー社のHY932などがあげられる。
【００２４】本発明に用いられる補強用繊維基材として
は、ロービング状のＥガラス繊維を用いることが望まし
い。その理由は、Ｅガラス繊維はスチールに比較して軽
量でハンドリング性が向上し、工場生産が容易で且つ運
搬がしやすい上耐腐蝕性に秀れ、コンクリートのかぶり
を薄くできるなどの特長があり、特に、Ｅガラス繊維は
アラミド繊維，カーボン繊維に比較して約１/10も低コ
ストである。
は、ロービング状のＥガラス繊維を用いることが望まし
い。その理由は、Ｅガラス繊維はスチールに比較して軽
量でハンドリング性が向上し、工場生産が容易で且つ運
搬がしやすい上耐腐蝕性に秀れ、コンクリートのかぶり
を薄くできるなどの特長があり、特に、Ｅガラス繊維は
アラミド繊維，カーボン繊維に比較して約１/10も低コ
ストである。
【００２５】
【表１】
【００２６】上記液状の粘度46ポイズ（25℃）のエポキ
シ樹脂組成物を使用し、引抜成形によりＦＲＰロッドを
得た。即ち、Ｅガラスロービング4630番手（TEX）19本
を上記エポキシ樹脂を入れた含浸槽に導き、充分含浸さ
せた後絞りロールで余分な樹脂をスクイズした後集束
し、8.1ｍｍφの賦形ノズルを通過せしめて棒状体と
し、形状保持のため630デニールのナイロン糸を張力120
gfピッチ５ｍｍで螺旋状に巻き付けながら、130℃に設
定した1000ｍｍの加熱炉を通過させ、次に150℃，2000
ｍｍ、更に160℃，2000ｍｍの加熱炉を順次速度0.3ｍ/
分で通過せしめて棒状体を硬化した後、引取機で引き取
り、公称径８ｍｍφのＦＲＰロッドを得た。
シ樹脂組成物を使用し、引抜成形によりＦＲＰロッドを
得た。即ち、Ｅガラスロービング4630番手（TEX）19本
を上記エポキシ樹脂を入れた含浸槽に導き、充分含浸さ
せた後絞りロールで余分な樹脂をスクイズした後集束
し、8.1ｍｍφの賦形ノズルを通過せしめて棒状体と
し、形状保持のため630デニールのナイロン糸を張力120
gfピッチ５ｍｍで螺旋状に巻き付けながら、130℃に設
定した1000ｍｍの加熱炉を通過させ、次に150℃，2000
ｍｍ、更に160℃，2000ｍｍの加熱炉を順次速度0.3ｍ/
分で通過せしめて棒状体を硬化した後、引取機で引き取
り、公称径８ｍｍφのＦＲＰロッドを得た。
【００２７】
【表２】
【００２８】上記液状の粘度28ポイズ（25℃）のエポキ
シ樹脂組成物を実施例１と同様にして速度0.5ｍ/分で引
抜硬化炉を110℃（1000ｍｍ長），130℃（2000ｍｍ
長），140℃（2000ｍｍ長）に設定し、同じく公称径８
ｍｍφのＦＲＰロッドを得た。
シ樹脂組成物を実施例１と同様にして速度0.5ｍ/分で引
抜硬化炉を110℃（1000ｍｍ長），130℃（2000ｍｍ
長），140℃（2000ｍｍ長）に設定し、同じく公称径８
ｍｍφのＦＲＰロッドを得た。
【００２９】次に比較例として実施例１及び２のエポキ
シ樹脂組成物よりダイマー酸型エポキシ樹脂を使用しな
いＦＲＰロッドを成形した。
シ樹脂組成物よりダイマー酸型エポキシ樹脂を使用しな
いＦＲＰロッドを成形した。
【００３０】
【表３】
【００３１】上記液状の粘度36ポイズ（25℃）のエポキ
シ樹脂組成物を実施例１と同様にして成形し公称径８ｍ
ｍφのＦＲＰロッドを得た。
シ樹脂組成物を実施例１と同様にして成形し公称径８ｍ
ｍφのＦＲＰロッドを得た。
【００３２】
【表４】
【００３３】上記液状の粘度７.４ポイズ（25℃）のエ
ポキシ樹脂組成物を実施例１と同様にして成形し公称径
８ｍｍφのＦＲＰロッドを得た。
ポキシ樹脂組成物を実施例１と同様にして成形し公称径
８ｍｍφのＦＲＰロッドを得た。
【００３４】以上の実施例と比較例の比較テストの結果
は次表の通りで、使用樹脂を単に樹脂板に成形した注型
板のテストにおいても、また本発明のＦＲＰロッドとし
ての比較テストにおいても、本発明が引張強度の点でも
秀れていることが立証された。
は次表の通りで、使用樹脂を単に樹脂板に成形した注型
板のテストにおいても、また本発明のＦＲＰロッドとし
ての比較テストにおいても、本発明が引張強度の点でも
秀れていることが立証された。
【００３５】
【表５】
【００３６】
【表６】
【００３７】
【発明の効果】本発明は、上述のように引張強度におい
ても破断伸び率においても秀れた強靭性を発揮するＦＲ
Ｐ製高張力材に使用するＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹
脂組成物となる。
ても破断伸び率においても秀れた強靭性を発揮するＦＲ
Ｐ製高張力材に使用するＦＲＰ製高張力材用エポキシ樹
脂組成物となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 63/02 ＮＪＷ 8830−4Ｊ (71)出願人 000230010 ジオスター株式会社 東京都港区芝４丁目２番３号 (72)発明者 橘田 敏之 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 本田 勉 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 田中 裕一 新潟県上越市南本町１丁目５番５号 株式 会社有沢製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 引張強度が45gf/TEX以上のガラス繊維を
使用し、このガラス繊維が55〜75体積％になるようにエ
ポキシ樹脂量を設定し、このエポキシ樹脂をビスフェノ
ールＡ型あるいはビスフェノールＦ型または双方の混合
エポキシ樹脂に選定し、これらのエポキシ樹脂60〜95重
量部とダイマー酸型エポキシ樹脂40〜５重量部とにアミ
ン系硬化剤２〜３５重量部を加え、硬化後の引張破断伸
び率を３.５〜５％に設定したことを特徴とするＦＲＰ
製高張力材用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3246082A JP2717330B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 引抜成形用ｆｒｐ製高張力材用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3246082A JP2717330B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 引抜成形用ｆｒｐ製高張力材用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06316624A true JPH06316624A (ja) | 1994-11-15 |
| JP2717330B2 JP2717330B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=17143219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3246082A Expired - Lifetime JP2717330B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 引抜成形用ｆｒｐ製高張力材用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2717330B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005047950A1 (ja) * | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Ube-Nitto Kasei Co., Ltd. | ドロップ光ファイバケーブルおよび同ケーブルに使用するｆｒｐ製抗張力体 |
| JP2005281441A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Nitto Boseki Co Ltd | 繊維強化樹脂線状物およびその製造方法 |
| JP2006169921A (ja) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Nakamura Bussan Kk | 建築物又は建造物の補強部材及び補強構造 |
| JP2007527098A (ja) * | 2003-10-22 | 2007-09-20 | シーティーシー ケーブル コーポレイション | アルミニウム導体複合コア補強ケーブルおよびその製造方法 |
| JP2014040770A (ja) * | 2012-07-27 | 2014-03-06 | Sanyo Chem Ind Ltd | 鉄筋継ぎ手用グラウト材組成物 |
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| JPH01185351A (ja) * | 1988-01-18 | 1989-07-24 | Nissan Motor Co Ltd | 炭素繊維強化材用エポキシ樹脂組成物 |
| JPH0214213A (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-18 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物およびプリプレグ |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3246082A patent/JP2717330B2/ja not_active Expired - Lifetime
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