JPS59501220A - 成形可能な材料の補強繊維 - Google Patents

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】 発明の名称 水硬性接合またはその他の鋳造可能材料の補強繊維及びその製造技術分野 る糸状要素、ここでは繊維と称する、に関する。

背景技術 水硬化性接合＠造材料の補強に関−コンクリートを金属繊維、例え定の応用に向 けられた起源を異にするいくつかの種類の繊維が現に自由に咬用可能になってい る。

これら異なる種類の繊維はそれらの複合材料に及ぼす補強効果によって特徴づけ られ、この効果はそれらの幾何学的及び機械的特性によって引起される。

いくつかの異なる種類の繊維を各機的に比較し９るためには、展延性材質の繊維 によって補強された、脆いマトリックスの複合材料の補強の挙動及び工程を想起 することが有用である。

この挙動はマ）　ＩＪソックス脆さによって現われる裂は目の近隣のマトリック ス中における補強繊維の作用に依存し、この裂は目は寸法の変動（熱的、湿度的 ）または曲げもしくは引張りの応力に基づく破壊引張り応力の血過によって引起 されたものである。

理想的には、繊維による補強は材料−マ）　ＩＪツクラ脆件に明し複合材料の破 壊エネルギーの増大をもたらす。破壊に必蚤なエネルギーの増大は補強繊維の延 伸及び破断に必要なエネルギーに相当する。この補強繊維の関与に関する説明は 、廷性繊維と脆いマ）　ＩＪノクスとのｌ＋５に完全な連体化を実根することの 必要性を理解せしめるものである。

これらの原理を適用すると、現に面出しつる各種繊維を特徴づけることが容易で あるニ ー第１図に示される良り＠組状の繊維。

繊維−マ）　ＩＪノクスの界面に沿って（動く付層応力のみがマトリックス中に おける量、敗維の撃留を可能にする。

繊維の破断応力に近い引張り応力に達するまで繊維全引張りのもとＶこ働かし得 るためには、その直径は長さの少くとも２００分の１以Ｆであるべきことが示烙 れる；そのような幾何学的形態の特徴を有する繊維は施工の実際的理由により利 用から除外される。

ｙｆＡ部にフックを備え窒察た長い繊維。

異なる三つの型が第２図に示されている。端部におけるフックの存在繊維の挙ｆ Ｊｈハマトリクラス中のフックの保持性に依存する。

フックの競何学的形状（対向する曲率数、曲率半径）がどのようであろうとも、 それらを拡張するのに必要なエネルギーは常に繊維の引張りによる破断エネルギ ーよりも小さい；従ってフックを備えた繊維ｄ屡々マ）　ｌ）ノクスの裂は１中 で破断に近い状態に１で至ることなくＯＬ、ろフックの拡張によって引き抜かれ てＵ７まう。

要するに、端部におけるフックは、複合材料の保持ｒ著しく改善するとは云え、 理想的な作用を得るのには満足し得ない。

全長に亘って分散した正技曲線波動を有する繊維。

仁の場さ、拡展のエネルギーばここでも繊維の引張りによる破断エネルギーより ｒｌ、ｌ　ｖ、’Ｑ小さい：１本のｒｉ碓の長さに沿う波動の数ｒよ各波動の堝 程に大きい曲率半径を補わない。

これらの繊維は第３図に示されている。

直線状で滑らかでその長きの中に扁平につぶされたいくつかの部分を有しこの部 分は同じく端部にも位置Ｌ７うる、繊維。

これらの繊維は第４図に示されている。

この・局舎、剛性の喪失をもたらす折曲げなしに実現される連結は、それがマト リックス（ＪＣ対し週間に柘榛的であるため、それらの性能の範囲内に限定きれ る。

事実、この繊維を引張り作用に）ＩＫせしめるとき実験的に確かめられる如く、 マ）　ＩＪラックスＮａＦＡ平部分鎖部分て剪断されることができ不吉なし出を 生じる。

でこぼこした線状もしくはそつでないｆＪｌ、雄。

とれらの繊維は第５図に示はれる。

この場合、その粗を及び／または曲至は連結を実現するには不十分である。

以上論じた現に入手ｌ吏用しつる各＞９１！ｉ１．雄の比ｄａは提出された問題 をよく理解するのに役立つニ ー　マトリックスに完とに連結する繊維、即ら職維それ自体による離脱も、撃留 手段に隣接するマ）　ＩＪノクスの破壊による離脱をも決して起さない繊維を考 えつくこと。

このよう、を型の繊維において、複合材料の破壊エネルギーは、簾雄の補強エネ ルギーによって増大された、脆イマトリノクスの破壊エネルギーであろつ。

発明の開示 本発明はそれ自体の破壊以外には、４維それ自身による破壊も、型苗隣接個所に おけるマトリックス自身による破壊も決して起さない、材料−マトリックス例え ばコンクリートの補飾を自力とする例えば鋼製の繊維に関する。

このため、補強繊維は本発明によれは各端部に、そのすべての横断方向の寸法が 糸状本体の直径よりも大きい何らかの形状の容量体の１または数詞より成る撃留 手段を備えている。この撃留手段く各端部において頭部と呼ばれる単一のｇＭＲ 部分から成ることができ、この頭部は繊維の端部の方に向って次第にふくらんで おりそしててれ自体回転に対称的部分を形成する形状を呈することができる。

この立体の回転母曲線はこの曲線と繊維の糸状本体の側面外部表面とのすべての 点における接線との交切が常に頭部容積それ自体の中にあるようなものであるこ とができる；但し頭部は円筒形の一部または全部であることもできる。

望ま１−い繊維は、その端部の各々に頭部を備えた糸状本体を有し、その頭部の 内方部分即ち糸状本体に接触している部分は母曲線のすべての点における接線と 糸状本体の軸との角度が最大２０°〜６０６であるような回転立体形状であるべ きことが見出された。この角度の（直は、理想的作用を得るために、繊維を構成 する材料の性質に依存するであろう。

め１えばＡの場合、機械的性質が弱ければ弱いほど頭部の角度を増大させること を要しそして機械的性質が強ければ強いほど頭部の角度は減少させることを要す る。

前記した“繊維”と呼ばれる糸状要素はいくつかの方法を用いて製造することが できる。

実際に、一つの方法によれば、頭部の横断方向寸法と同じ直径を有する任意長の 糸状要素は、互いに間隔をおいてスロットを有する溝付き圧延ロールの１対の間 を通すことにより、圧延ロールの溝に沿って切削されたスロットの所で頭部が形 成されることを除いては、全長に亘って直径の減少を受ける。

この方法の次の段階ｉｄ、各端部に頭部を備えた正確な長さの繊維を生じるよう に圧延された連続糸状要素を規則的に切断することから成る。

もう一つの方法に繊維本体と同じ直径金石り頭部のな・ハ、系べ÷４の各端部上 におけるドロツデハノマーのスタンピングＣ：つて嬰ＥＦｊ　Ｅ　：　Ｌ。

このスタンピングの際各端部ぽ所望形状の頭部が→ら庇るニつ／Ｃ母型で保持さ ｎ、る。

三奄目の方法は糸状不渾の虫部セこ１或Ｖ料の融忌に近曳ハ偏農で二゛−〜を形 成せしめることによって行なわ′ｎＢ０このビード形成・友催嬶の磯吐釣性質改 善のため統いて急冷焼入几千行なつここができる。

さて本発明による方法ケ添阿■面七参譚しつつ更に詳しく七ミ丁巳。

図面は次の通り二 ＠　６　、（及び６　Ｂ１５Ａｄ本発明による装置全図式δコにあら８丁。

−遍７崗は第６Ａ凶の細部Ｘそめられ丁ニー再８図は再６Ａ図の１対のロールの 前面−でｂらτ丁。

−酸９図は第’＋Ｂ凶の逼つＹｒ祈面であられ丁；−第１０図に史用万云の矩兼 傅らｆ”ＬｆＣ要素のいくつで１の例ｔｊ視図であられす。

こ几らＳなる。、！、１面甲１．勇じ彫り３己域は、百ｊじ安粂τ示す。

１貼６Ａ図で説明でｚＬ６如く１．１力に参照記号１で示す巻線に、竜着の頭部 のスコツト母型を板長上に規則面に備え文１対の溝呵さ圧延ａ　−ルより成る圧 、よ装置２の万ヘラ１張つユ、ぞして第７及び８図に−ψ」を示す７区基み材料 である−の直径は、繊維の頭部個所を除き、嘘維の糸状木本のＩ直径１で一威少 さぜる。

この圧延装置ハ２ば、直径が初めの直径よりも小さく、そして規則的間隔でふく らみを有する線全与える。切断装置４はかくして得られた暇を、頭部を備えた繊 維を作り出すため、各ふくらみの所で半一容量に分割す第６Ｂ図に示す例では、 参照記号１によって一般的（Ｃ示される巻線は切軌装置の方へ引張らオし短かい 一定長の直線状糸状要素が作られ、次いでそれぞれ個別ｆつか凍えられそのｈ部 は、第９図に示す７０く、二つの母型の間にはさまれ、スタンピング・・ンマー の助けによって所望の頭部もらろん本発明は以上詳述したところに限定されるも のではない。それはこの技術範囲を変更しない多くのｉ多節を受けることができ る。

ＦＩＧ、１　＝＝＝＝＝−＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝補正書（翻訳文）提出書　（特 許法に１８４”′）７）第１項 昭和５９年２月２８日 特許庁長官　着　杉　和　夫　殿 １、％許出願の表示 ＰＣＴ／１３Ｅ　８３１０００１４ ２　発明の名称 水硬性接合またはその他の鋳造可能材料の補強繊維及びそのＨＱ３　特許出願人 ５　補正書の提出年月日 １９８３年１２月１９日 ６　添付書類の目録 （１）　補正書の翻訳文 補正てれた請求の範囲 原請求範囲の第１項から第１９項は取り消し；新規な補正された請求範囲第１項 から第４項 ［、各端部にその少くとも一部分が補強繊維の糸状本体の直径よりも大きい横断 方向寸法を有しこの部分に少くとも回転対称をあられすものである“頭部゛と称 する容量体より成るマトリックスへの撃留補強手段を備えた糸状本体から構成さ れた繊維によるマ）　ＩＪノクス゛と称する鋳造可能な材料の補強において、頭 部の回転部分の母曲線のすべての点における接線が補強繊維の糸状本体の外表面 の延長を頭部自身に鵜する点で切ることを特徴とする、補も。

２　頭部の回転対称部分の母曲線のすべての点における接線が繊維の糸状本体の 主軸と最大噴２０〜６０°の角度を形成することを特徴とする請求の範囲第１項 記載の補強繊維。

λ　構成材料が鋼であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の補強繊維。

ｔ　補強繊維は頭部の横断方向寸法と等しい大＠きの直径を有する巻線から出発 し、得られる糸状要素の半径に等しい深さの溝を備えた圧延ａ−ルの重ね合せた １対で圧延することによって得らゎ、ふくらみ部分は溝に沿って規則的に配分さ れたスロット母型の存在によって得られ、得られた糸状要素は規則的にふくらみ 部分が半−容量に切断されること国際調査報告 を特徴とする請求の範囲第１項記載の補強繊維。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　各端部にマ）　ＩＪノクス爛強用の撃留手段を備えた糸状本体より成る細長 い形の要素によって′マトリックス′と呼ぶ鋳造可能な材料を補強するに当り、 撃留手段はすべてのｔ、々断方向の寸法が糸状本体の１１径よりも大きい（６Ｉ らかの形状の容量体であることを特徴とする捕り。 ２　各端部における撃留手段は少くとも一部分が糸状本体の岐汗よりも大きい横 断方向寸法をＭする何らかの形の、゛頭部°と呼ばれる、単−容量体より成るこ とを特徴とする請求の範囲第１項記滅の補強。 ３　頭部は端部に向かって？′に川にジムがる形状の部分であることを特徴とす る請求の砥用第１珀才た（・１第２項記威のｆ咋碩廃漢。 ４、ｉ、＃！碓がその縦長ａｌ＋に従いその中心を端部しζ向けて回転するとき １広たつ７も部分Ｖこ次いで１屯ら〃≧の形状の’ｉｆ木備部分が１■いている ことを特徴とする請求の範囲−ｉ！ｆＪ１〜３項のいずれかに記載の安Ａ。 ｉ　頭部は回転対称の部分を有することを特徴とする請求の範囲第１〜４項のい ずれかに記載の補強要素。 ６、ｒｉ５１転部分の母曲線のすべての点におけるに線が糸状本体の外表面の延 長を頭部自体に属する点で切ること′ＩＣ！Ｐ′ｆ依とする請求の範囲第５項記 載の補強要素。 ７　母曲線のすべての点における接線が糸状本体の主軸と最大値２０〜６０°の 角度を形成することを特徴とする請求の範囲第６項記載の補強−妥素。 ８　、溝数材料が１であることπ待機とする、「１釆の・芭州第１〜７項のいず ｎかに記載の一１強要！。 ９　基体材料は１１７１強用頭部の４’ｊ（ｉ断方向寸法と同じ犬さをの直径を ・珂する巻線であることをイｆ？３とする請求の範囲第１〜８項のいずれかに記 Ｓｔの挿強用糸状９素を得る方ε。 １０　砂の「α径の１夜少汀得られる糸状砂鼻、の半径に寺ｉ〜い桑畑の溝をイ 角えた圧延ロールの重１λ合せた１ヌ・Ｉによる圧力によって得られることを特 徴とする請求のに＃’ｆｊ曲第９項第９頂記載。 １１　ふくらみ部分は溝・て沿って規則的に配分されたスロット母型の存在によ って得られることｒ時機とする拍Ｘの範囲第１００項記載方法。 ］２　得られた糸状要素にふくらみ部分の半　容量に規ＩＩＪ的に切断毛れるこ と金ｒ４徴とする請求の甲帥Ｈ芭１１頂宮己載の方法。 １３　基体材料は伸強用糸状本体の直径と同じ直径を有する巻線であることを特 徴とする請求の範ｔ７Ｕ名１〜８項のいずれかに記載の補強糸状要素を得る方法 。 １４、巻線は所望の長さに規則的に切断されることを特徴とする請求の範囲４１ ３項記載の方法。 １５　得られた要素はその端部がスタンビングツ・ンマーの助けにより所望の頭 部をつくり出す二つの母型のｊｆｊｊにはさ捷れることを特徴とする請求の範囲 第１３項まｆｃは＃２１４項記載の方法。 １６　所望の頭部は熱財形成されることを特徴とする請求の範囲第１４項記載の 方法。 １７．得られた繊維Ｆｉ僑冷冷処理付されることを特徴とする請求の範囲第１６ 項記載の方法。 ｌ＆　所望の頭部は冷却により凝固１〜たピードから形成きれること金特做とす る請求の範囲第１６項記載の方法。 １９、請求の範囲第９〜１５項のいずれかに記載の方法を実施するだめの設備。