JPS63125316A - 繊維強化プラスチツク・ロツドの連続的製造方法及び装置 - 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】 の 本発明は、鉄筋コンクリートの鉄筋の代用として有用な
繊維強化プラスチック・ロッドの連続的な製造方法及び
この方法を実施するための装置に関するものである。

従】！と皮膜− 従来、繊維強化プラスチック（以下、ｒＦＲＰＪとも呼
ぶ）は、その強度、耐食性、電気絶縁性に優れているな
どという特性を利用して各種の分野に広く採用されてい
ることは、周知のところである。

その一つとして、鉄筋コンクリート用の鉄筋として、鉄
筋の外面にプラスチック・モノマーを含浸させたガラス
繊維を巻装し、次いで、このモノマーを硬化させて製造
された異形鉄筋が知られている〈特開昭４８−１４７７
３号公報参照）。

その他、鉄筋コンクリート構造物の施工方法として、あ
らかじめ表面にプラスチック、又は、強化プラスチック
による保護皮膜が被覆された補強鉄筋を配筋して型枠を
組み立て１．同型枠内にコンクリートを打設することを
特徴とする方法も公知となっている（特開昭６１−１７
６５６号公報参照）。

しかしながら、ここに例示したように、従来公知のプラ
スチックを使用した鉄筋コンクリート用の鉄筋は、すべ
て、心材として従来の鉄筋を使用し、その表面にプラス
チックないしは強化プラスチックを被覆するものであっ
た。

日が゛。

しかしながら１本発明者は、種々の実験を重ねて研究を
行った結果、鉄筋コンクリート用の鉄筋として、このよ
うな鉄筋の心材を必要とすること無＜　、ＦＲＰ自体を
所要の強度を有する棒状に形成し、その表面に適当な形
状の節を、例えば、ＪＩＳ　Ｇ　３１１２の規定に適合
するように設ける時は、十分に従来の鉄筋コンクリート
用の鉄筋の代用として使用されることのできることを確
認した。

そこで、本発明は、主として、このような鉄筋コンクリ
ート用鉄筋の代用としての繊維強化プラスチック・ロッ
ドを連続的に製造するための新規な方法及びそのための
装置を得ることを、その目的とするものである。

。　　　　ｔ・めの 本発明は、この目的を達成するために、方法の発明にあ
っては、多数のロービングをほぼ所望の断面形状及び寸
法を有する束に、低次縮合樹脂を主体とする樹脂液を含
浸させることと、この樹脂液を含浸された束を誘導加熱
することにより、その中心部付近の樹脂を硬化反応させ
るが、表面部付近の樹脂は実質的に未硬化（ゲル化）状
態に保持することと、次いで、この中心部付近の樹脂が
硬化された束を成形型内において加圧の下に所定の温度
に加熱し、表面部付近の未硬化（ゲル化）状態の樹脂の
硬化させると共にその表面に所定の節を有する棒状体に
成形することとから成り立っていることを特徴とするの
もであり、また、装置の発明にあっては、多数のロービ
ングを束ねて繊維強化プラスチック・ロッドを連続的に
製造するための装置において、引き取り方向に順次配列
されたロービング含浸装置と、誘導加熱装置と、加熱炉
型引き取り成形装置とから成り立ち、ロービング含浸装
置は、束ねられたロービングに低縮合樹脂を主体とする
樹脂液を含浸させるための樹脂液タンクから成り立ち、
誘導加熱装置は、樹脂液を含浸された束の中心部付近の
樹脂を誘導加熱することにより硬化させるための予備成
形ダイスから成り立っており、また、加熱炉型引き取り
成形装置は、中心部付近の樹脂を誘導加熱により硬化さ
れた束の表面部付近を加圧及び加熱することにより、表
面部付近の樹脂を硬化させるために、少なくとも１対の
成形金型から成り立ち、これらの金型は、それらの間に
おいて束を加圧・加熱すると共にほぼ連続的にロッドの
引き取り方向に移動されるようになっていることを特徴
とするものである。

作−一一囲一 本発明方法は、上記のような工程から成り立ったおり、
また、本発明装置は、上記のような構成から成り立って
いるが、本発明において使用される低重合樹脂としては
、硬化可能である樹脂であれば、任意のものであって良
いが、ＦＲＰ用として慣用されている不飽和ポリエステ
ル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂などが、代表例として挙げられる。その他に、こ
れらの樹脂のアクリル化物、ウレタン化物などの変性樹
脂も、熱論、使用可能である。更に、主鎖がビニル七ツ
マ−の（共）重合体であり、側鎖に（メタ）アクリロイ
ル基などの不飽和基を有するラジカル硬化性樹脂も、使
用することが可能である。これらの樹脂は、通常、スチ
レンなどの架橋用モノマーが併用される他、硬化触媒、
硬化助剤、着色剤、充填剤などが、必要に応じて配合さ
れる。

また、繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維などの無機
繊維及びアラミツド繊維、ポリアミド繊維などの有機繊
維が、挙げられる。また、これらの繊維は、複合して使
用しても良い。

このようにして、本発明においては、上記のような繊維
から成るロービングの必要本数が束とされ、上記のよう
な低重合樹脂を含浸された後、誘導加熱されることによ
り、まず、束の中心部付近の樹脂が硬化され、次いで、
この束を加熱炉型引き取り成形装置へ送り、その内部に
おいて、成形金型により加圧及び加熱することにより、
束の表面部「呼返の樹脂を硬化させると共にその外周面
に必要な断面形状を有する節を形成するものである。

え−１−１ 以下、本発明をその装置の実施例を示す添付図面の第１
〜４図に基づいて詳細に説明する。

まず、第１図は、本発明装置の全体の配置を示す概略図
であるが、図に示すように、本装置が製造を対象として
いるＦＲＰロッドの素材である必要本数のロービング１
゜の束１が、案内ローラ２を経て樹脂液タンク３の中へ
上方から、その底部近くにおいて、その中に収容されて
いる適当な低縮合樹脂、例えば、不飽和ポリエステル樹
脂を主体とする樹脂液４の内部に浸漬されている他の案
内ローラ５まで導かれ、このローラ５により転向された
後、上方にタンク３の上方外部に配置された他の案内ロ
ーラ６まで案内されるようになっている。このようにし
て、ロービング１゜の束７は、タンク３内において樹脂
液４を含浸されるようにする。

その後、樹脂液４を含浸されたロービング１゜の束７は
、ダイス８を通され、所望のガラス繊維強化プラスチッ
ク・ロッドの断面形状及び寸法よりも、やや大きな断面
形状及び寸法を有するように圧縮されると共に余分の樹
脂液４を除去されるようにする。この場合、ダイス８の
内孔は、その内径が入口側が出口側よりも、より大きく
、出口に向かって縮小するようなテーパを付けると好都
合である。

このように、樹脂液タンク３、ダイス８などからロービ
ング含浸装置９が構成されている。

次ぎに、このようにして、ロービング含浸装置９により
、所定量の樹脂液４を含浸され、所定の断面形状及び寸
法とされたロービング１゜の束１０は、誘導加熱装置１
１へ輸送され、その予備成形ダイス１２のダイス穴に通
され、この束９の中心部付近だけを誘導加熱し、この中
心部付近に含浸されている樹脂液４が硬化するまで反応
を進行させるが、その表面部付近は、その後の工程によ
り節付けが可能であるように、未硬化のままの状態、い
わゆる、ゲル化の状態にあるようにする。なお、節の高
さは、上述のＪＩＳ　に　３１１２の規定によると、例
えば、外径の４ｚ〜５ｚである。また、この誘導加熱装
置１１には、ロービング１゜の束１０の誘導加熱温度を
調節するための制御盤１３が付属されている。

次いで、このように、含浸された樹脂液４が、中心部付
近においてだけ硬化されているが、表面部付近は未硬化
ないしはゲル化の状態にあるロービング１０の束１４は
、加熱炉型引き取り成形装置１５へ輸送され、その内部
において、引き取り方向へ連続的に走行する、この走行
方向に対して直角方向ににおいて相互に対向するように
配置された上下の成形金型１６及び１７の対から成り立
っている成形金型の間において圧縮され、それと同時に
、外面から加熱されることにより、ロービング１゜の束
１４は、それに含浸されている樹脂液４が、その表面部
付近においても、硬化反応が完了されるようにする。こ
の場合、各金型の対を構成している上下の金型１６，１
７のキャビテイ面には、規定の間隔に所定の形状の節に
対応する断面輪郭が付与されており、ロービング１゜の
束１４が、これらの金型１Ｂ、１７の間において圧縮さ
れる際に、その外周面に規定の節を形成するようにしで
ある。

なお、本実施例においては、この加熱型引き取り成形装
置１５は、所定温度に調節可能なハウジング１８と、そ
の内部に、水平方向にある長さを相互に間隔を置いて対
向して配置された走行部分を有する無端状の１対のキャ
タピラ１９．２０とから成るものとしてあり、これらの
キャタピラ１９．２０は、それ自身、それぞれ、その走
行方向に対して横方向に間隔を置いて平行に配置された
１対の無端状の鎖と、これらの無端状の鎖の間において
、これらの鎖により連続的に支持された多数の上金型１
６及び下金型１７の組とから構成されており、これらの
無端状の鎖が、それらにかみ合っているスプロケットに
より同期して連続的に駆動されるように構成されている
。このようにして、スプロケットが適宜に電動機により
駆動される時は、上下の金型１６，１７の各組も、無端
状の鎖に同行されて連続的に走行し、上下の対の金型１
６，１フは、無端状の鎖の対向して走行する水平部分に
おいて相互に対向し、それらのキャビティの間において
、ロービング１０の束１４を加圧し。

加熱するようになっている。なお、各金型１６，１フの
列は、この水平部分において、その裏面を、水平に固定
して配置されている横断面がレール状の金型ガイドによ
り案内されると共にその裏面から支持され、金型１６．
１７の束１４の圧縮・成形の際における反力を受けるよ
うにしである。また、これらの金型１６．１７は、ハウ
ジング１８の内部において、例えば。

遠赤外線ヒータなどにより加熱することにより所定の加
熱温度に維持されるものとする。上記のキャタピラ型の
成形機は、同時に、ロービング１゜の束７゜１０．１４
などの引き取り機としても作用をするものであり、これ
により、全体の成形設備を簡略化させることが可能とな
るものである。

最後に、このようにして、含浸された樹脂液４の全体が
硬化反応されたロービング１゜の束２５は、定尺切断機
３０により所望の長さに切断され、節付きのＦＲＰロッ
ド４０として取り出されるようになる。なお、この場合
、ＦＲＰの引き取り速度は、金型１６，１７の温度との
相関関係により変わるが、例えば、硬化温度が１５０°
Ｃであり、束２５の直径が６１である場合には、０．６
〜１．０　ｍ／＋ａｉｎが、好適である。

また、第２及び３図には、金型１６．１７の１例として
、例えば、金型１６を示すものであり、この実施例にお
いては、１組の金型１６，１７により２本のロービング
１゜の束１４を成形するものとして示されているが、金
型１６には、成形されるべきＦＲＰロッド４０の外径に
相当する半円形状のキャビテイ面６１が形成されており
、また、その長平方向の中央部には、成形されるべき節
に対応する半円形状のくぼみ１６２が形成されている他
、その各端部には、１／４の円周から成る円形状のくぼ
み１Ｂ、が形成されており、これらのくぼみ１６、は、
隣接する金型の同様のくぼみ１６．と協同して、半円形
状のくぽみ１６２と同一の輪郭を有する所定に半円形状
のくぼみを形成するようになっている。更に、この金型
１６の裏面には、この金型１６が金型ガイドにより案内
されるように、レール状の断面輪郭を有しているガイド
レール溝１６．が形成されている。その他、この金型１
６の両側壁の中心部には、それぞれ、この金型１６を無
端鎖に連結するための取り付けねじ穴１６．が設けられ
ている他、キャビティ１６．のある面には、金型１６の
位置を規制するためのガイドビン１６．が、その長手方
向の中心線に対して対称的に設けられているが、それら
の作用などについては、自明であるので、ここには、そ
の説明を省略する。なお、他の金型１７も、同様の構成
を有していることは、明らかなところである。

また、第４図には、本発明による方法及び装置により製
造された繊維強化プラスチック・ロッド４０の１例を斜
視図により示しであるが、全体が繊維強化プラスチック
から作られているこのロッド４０の外周面には、その長
さ方向に一定間隔を置いて、半円筒状の横断面を有して
いる節４０１が多数設けられていることが分かる。

九ｉへ旋ｉ 本発明による繊維強化プラスチック・ロッドは、上記の
ような方法及び装置により製造されることができるが、
このロッドは、その外周面に多数の節を設けであるので
、特に、鉄筋コンクリート用の鉄筋の代わりに使用する
時は、その強度は、従来のこの種の目的の鉄筋のそれに
匹敵するだけでは無く、特に、その外周面の節と相持っ
てコンクリートとの接着性にも優れている他、各種の腐
食性の環境に対しても優れた抵抗性を有しているので、
たとえ、協同して使用されるコンクリートの中に、海水
などが浸透して来ても、これによりロッドが腐食され、
その結果、これにより、鉄筋コンクリート構造物の強度
が弱められるという恐れを無くすことが可能できるとい
う効果を発揮するものである０本発明は、このように、
特に、鉄筋コンクリート用鉄筋としての使用に適してい
る繊維強化プラスチック・ロッドを、その品質を均一に
且つ断面形状及び寸法を正しく、シかも、連続的に製造
することを可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の１実施例の全体図、第２図は、
それに使用される金型の１例を示す一部切断正面図、第
３図は、そのキャビティ側から見た平面図、第４図は、
本発明により製造された繊維強化プラスチック・ロッド
の１例を示す斜視図である。 １ｏ・・・ロービング、１，７，１０，１４．２５・・
・ロービングの束、３・・・樹脂液タンク、４・・・樹
脂液、８・・ダイス、９・・・含浸装置、１１・・誘導
加熱装置、１２・・・予備成形ダイス、１３・・・制御
盤、１５・・・加熱炉型引き取り成形装置、１８．１７
・・・金型、３０・・・定尺切断機、４０・・・繊維強
化プラスチック・ロッド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数のロービングをほぼ所望の断面形状及び寸法を
   有する束とすることと、この束に低次縮合樹脂を主体と
   する樹脂液を含浸させることと、この樹脂液を含浸され
   た束を誘導加熱することにより、その中心部付近の樹脂
   を硬化反応させるが、表面部付近の樹脂は実質的に未硬
   化状態に保持することと、次いで、この中心部付近の樹
   脂を硬化された束を成形型内において加圧の下に所定の
   温度に加熱し、表面部付近の未硬化状態の樹脂の硬化反
   応を行なわせると共にその表面に所定の節を有する棒状
   体に成形することとから成り立っていることを特徴とす
   る繊維強化プラスチック・ロッドの連続的製造方法。 ２、樹脂液を含浸されたロービングの束を誘導加熱する
   前にダイスを通過させることにより、その断面形状をや
   や縮小させると同時に余分の樹脂液を絞るようにする特
   許請求の範囲第１項記載の繊維強化プラスチック・ロッ
   ドの連続的製造方法。 ３、表面部付近の未硬化樹脂を型内において加圧及び加
   熱する際に、束の表面に所望の節などの模様を施す特許
   請求の範囲第１又は２項記載の繊維強化プラスチック・
   ロッドの連続的製造方法。 ４、多数のロービングを束ねて繊維強化プラスチック・
   ロッドを連続的に製造するための装置において、引き取
   り方向に順次配列されたロービング含浸装置と、誘導加
   熱装置と、加熱炉型引き取り成形装置とから成り立ち、
   ロービング含浸装置は、束ねられたロービングに低縮合
   樹脂を主体とする樹脂液を含浸させるための樹脂液タン
   クから成り立ち、誘導加熱装置は、樹脂液を含浸された
   束の中心部付近の樹脂を誘導加熱により硬化させるため
   の予備成形ダイスから成り立っており、また、加熱炉型
   引き取り成形装置は、中心部付近の樹脂を誘導加熱によ
   り硬化された束の表面部付近を加圧及び加熱することに
   より表面部付近の樹脂を硬化させるために、少なくとも
   １対の成形金型から成り立ち、これらの金型は、それら
   の間において束を加圧・加熱すると共に引き抜き方向に
   ほぼ連続的に移動されるようになっていることを特徴と
   す繊維強化プラスチック・ロッドの連続的製造装置。 ５、加熱炉型引き取り成形装置に後続して定尺切断装置
   が配置されている特許請求の範囲第４項記載の繊維強化
   プラスチック・ロッドの連続的製造装置。 ６、加熱炉型引き取り成形装置における金型の対が、ロ
   ッドの引き抜き方向に対して直角に対向して配置される
   と共に引き取り方向に連続的に走行するようにされてい
   る特許請求の範囲第４又は５項記載の繊維強化プラスチ
   ック・ロッドの連続的製造装置。 ７、加熱装置における金型が、隣接する多数の対から成
   り立っており、各対の一方を構成する金型同志は、それ
   ぞれ、無端状の経路に沿って連続的に循環走行するよう
   に相互に旋回自在に連結されており、また、それぞれの
   経路は、その一部において相互に対向するように形成さ
   れている特許請求の範囲第４、５又は６項記載の繊維強
   化プラスチック・ロッドの連続的製造装置。 ８、加熱炉型引き取り成形装置が、ハウジングを含んで
   あり、その内部に金型が配置されており、また、このハ
   ウジングは、その内部を遠赤外線ヒータにより加熱され
   るようになっている特許請求の範囲第４〜７項のいずれ
   かに記載の繊維強化プラスチック・ロッドの連続的製造
   装置。