JPS63206548A - 棒材及びその製法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 鉄筋コンクリートの鉄筋代替、ブリストレストコンクリ
ートの鋼線代替、樹脂構造物の補強材などに適性を有す
る新規な棒材及びその製法に関する。

〔従来の技術〕

鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋として、従来は鋼材が
用いられておシ、Ｊ工Ｓにより直径９〜２５ｍの丸鋼や
表面に凹凸金膜けた異形丸鋼か規定されている。またブ
リストレストコンクリートには鋼線が用いられている。

コンクリートの補強には短繊維、ミルドファイバーなど
繊維そのものが用いられることが多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

鋼材による鉄筋は、コックＩＪ−トに対する優れた補強
材であるが、鉄筋が何らかの原因で腐食されるとその補
強効果が低下し、鉄筋コンクＩＪ−ト構造物の寿命が低
下してしまう。塩害はソノ−例であり、コンクリートの
微細なひび割れなどからコンクリート内部へ浸透し拡散
する塩分あるいは砂に含まれる塩分によって鉄筋が腐食
されるということが近年生じておシ、臨海地帯の建築物
や構造物に認められている。塩害の他にも酸性雨、酸性
地下水なども鉄筋を腐食させると思われる。

、　　〔問題点を解決するための手段Ｊこれら腐食の問
題全解決するための手段として本発明者らは、鉄筋とし
ての鋼材の代りに繊維強化樹脂製棒材、特にマ）　ＩＪ
ラックス熱可塑性樹脂である繊維強化樹脂製棒材を提供
するものである。

即ち本発明の要旨とするところは、連続した補強繊維で
長手方向が補強され、マトリックスが熱可塑性樹脂であ
る繊維強化樹脂製棒材において、周期的に一部が扁平化
され且つ長手方向のどこの断面積も実質的に同じである
繊維強化樹脂婁突起付棒材及びその製法にある。

繊維強化樹脂製棒材は、非常に耐食性が高く化学的に安
定である。補強繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、ア
ラミド繊維などが用いられるが、普通これらの繊維はマ
トリックス樹脂で被覆されているので、環境に対する繊
維の耐食性はそれほど問題にならないようである。莢際
、ガラス繊維はアルカリ性雰囲気に弱いか、ビニルエス
テル樹脂で成形されたガラス繊維強化樹脂は、コンクリ
ート中で十分な耐食性愛育することか報告されている。

従って一般に繊維強化樹脂製棒材を用いれば、塩害など
に耐える補強されたコンクリートをつくることができる
。

この棒材を実際に使用するに当って要求されることの１
つとして、棒材の表面に凹凸が付されており、コンフリ
ートラ補強する際、棒材が累抜けてしまわないようにす
ることが必要である。また、棒材の端部を折曲げること
ができる彦ら、一層累抜けしに〈〈な９、現在の鉄筋の
使い方とも同じになるので非常に好ましい。

このよシな要求を満たすものを、マトリックス樹脂とし
て熱硬化性樹脂音用いて製作することもできるが、熱可
塑性樹脂を用いるなら一層容易に製作できる。何故なら
、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂製棒材は熱を加え
ることによっである程度の後加工ができるからである。

以下本発明の棒材の製法全具体的に説明する。

連続した補強用繊維を溶融した熱可塑性樹脂の中に通し
、例えば円形、楕円形、多角形などの形をしたダイスを
通して引取ると、連続した補強繊維で長手方向が補強さ
れ、マトリックスが熱可塑性樹脂である繊維強化樹脂製
棒材を得ることができる。これは、直径数ｍのリールに
巻くことによｐ１数百ｍ以上の長さで得られる。

これは、適当量の熱可塑性プリプレグ全ダイスに通すこ
とによっても得られる。

次に、この棒材の表面に凹凸をつける方法であるが、そ
の１つの方法は、第１図に示すような方法によって行わ
れる。即ち、表面に凹凸を有しない繊維強化熱可塑性ｆ
１脂製棒材１は送ｐ込みロール２，２′によって左から
右へ送られ、ヒーター３によって樹脂の軟化点以上に加
熱される。加熱されたところをエンボスロール４゜４′
によって押えこみ、棒材の表面に凹みｔつける方法であ
り、押えつけたのと直角の方向には凸起が生じ、鉄筋代
替として好ましい形状となる。製品５はこのあと定尺に
切断されたり、あるいはリールに巻れたりする。

第１図ではエンボスロールの圧子が上下に設けられてお
り、上下の位置が同じになっているが、位置はずれても
よく、圧子は片側でもよい。

エンボスのあと冷却することは凹凸の形を固定するのに
有効である。

第１図におめてエンボスロール４．４′かマトリックス
樹脂の軟化点よりも十分に高温に加熱されているなら、
表面に凹凸を賦形することは一層容易である。この場合
に、ヒーター３．６′は用いずに加工することも可能で
ある。

第２図に示すのは別の方法である。即ち、表面に凹凸を
有しない繊維強化熱可塑性樹脂製棒材１は送り込みロー
ル２．２′によって左から右ヘ送られ、超音波ウェルズ
−６によって凹みが賦形され、製品５が得られる。棒材
１は受台７で支えられ、超音波ウェルズ−６の圧子で押
さえられるが、その状態でウェルズ−６と受台７は棒材
１の速度と同じになるようにしている。

つまりこれらは一定の位置で待機しており、ある一定間
隔又は一定時間毎に棒材１に押しつけられ、棒材と共に
右方へ移動し、押しつけることをやめて再ひもとの位置
へ戻ｐ待機する。これを繰り返す。受台７の上部會圧子
のような形にしておき、両側に凹みをつけることも可能
である。

このようにして得られた製品の一部を第５ａ図、第３ｂ
図に示す。第６ａ図は圧子の方向から見た外観であり、
第６ｂ図はこれを９０°回転して見た外観である。圧子
で押された方向には凹みが生じ、それに直角方向には突
起が生じる。

その形状は圧子の形状や加える力によって異なり、また
ピッチも任意に選べる。もとの棒材１は連続した補強繊
維で補強されているが、凹み全村する加工によって切断
されることはない。

凹凸を有しない毅維強化熱可塑性樹脂製棒材１を製作す
る工程と、その棒材に凹凸を何する工程とは別々のもの
であっても差しつかえないが、これを連続化して製作す
ることも可能である。

マ）　ＩＪラックス脂として熱可塑性樹脂を用いること
によるメリットは、まず凹凸を何する加工が容易である
ことである。熱硬化性樹脂をマトリックスとするものに
このような加工をしたい場合には未硬化の状態で金型に
入れて賦形する必要がちり、長尺のものを連続的につく
ることは不可能ではないが大がかりな装置となってくる
。しかし熱可塑性樹脂による場合には上に述べた通り非
常に簡単な装置で実施することができる。

また使用に際し、曲った部分に用いるために製品を曲げ
たいときに、熱を局部的に加えることによって、現場で
容易に行うことができる。

また鉄筋の一般的な形状として素抜は防止のために、端
部が折り曲げられているが、熱可塑性樹脂全マトリック
スとするものは後加工により賦形することができる。

これに用いる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、ア
ラミド繊維などが用いられるか特に限定されるべきもの
ではなく、アルミナ繊維、ボロン繊維、シリコンカーバ
イド繊維などの無機繊維のほか、ポリエステル、ポリエ
チレン、ポリプロピレンなどの有機繊維も用いることが
できる。

コンクリートに用いる場合、一般に補強材は耐食性のほ
か、線膨張係数がコンクリートのそれに近いことが要求
され、Ｉ　Ｘ　１０−’　Ｉ　Ｃ−’程度が望ましいと
されて込る。さもないとコンクリートが補強材の伸縮に
追従でさず、ヒビ割れが生じるからである。それで、本
発明における繊維強化熱可塑性棒材の線膨張係数を制御
することが必要となる場合があるが、用いる繊維を選ぶ
ことにより対応できる。例えばガラス繊維はα５　Ｘ　
１０−’℃−１の線膨張係数を有し、ふされしい材料で
ある。また他の無機繊維は、１×１０−”Ｃ−１よりか
なり小さい値全有するものが多いか、線膨張係数のもっ
と大きい有機繊維と適当な割合でハイブリッドすること
により適当な値を得ることができる。また無機繊維に撚
りをかけて線膨張係数を大きくすることもできる。

本発明による棒材を用いて樹脂構造物を補強する場合に
は、樹脂の伸度が高い値を有するので、線膨張係数はほ
とんど問題にならない。

本発明のマトリックスとして用いる熱可塑性樹脂は、例
えばナイロン６、ナイロン６６、ポリカーボネート、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルフォン、
ポリエーテルエーテルケトンなど金挙げることができる
。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ 高強度タイプ炭素繊維４本”ｅ　３５　＋ｍ巾に均一に
拡げ、厚さα１５ＩＩｌｌにしてナイロン６６の２８０
℃溶融液中を通し、巾５５ｍ、高さα１５態のダイスを
毎分子１５ｍの速度で通して、繊維が一万回に配列した
テープ状物を得た。

このテープ状物２木全２８０℃に加熱されたφ五５ｆｉ
のダイスに通し、２５０℃に冷却しつつ毎分０．５　ｍ
の速度で引＠散り、炭素繊維強化ナイロン６６製棒材を
得た。

続いて、この棒材に１５閣間隔で超音波ウェルズ−の圧
子を押しつけて凹凸のある棒材を得た。これはコンクリ
ートの補強材として用いられるとき、素抜けの生じない
のに十分な粗さであつ九。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明を実施するのに好適な製造工
程を示す概念図、第３図は本発明の棒材の一例を示す側
面図である。 １：繊維強化製棒材　３，３’：ヒーター４．４’：エ
ンポスロール ５：突起付棒材　　　６：超音波ウェルズ−−”ｈｔ　
　図 に ′ｌ 音２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、連続した補強繊維で長手方向が補強され、マトリッ
   クスが熱可塑性樹脂である繊維強化樹脂製棒材において
   、周期的に一部が扁平化され且つ長手方向のどこの断面
   積も実質的に同じであることを特徴とする繊維強化樹脂
   製突起付棒材。 ２、連続した補強繊維で長手方向が補強され、マトリッ
   クスが熱可塑性樹脂である繊維強化樹脂製棒材を、（１
   ）熱によつて可塑化し圧子を周期的に押しつける、もし
   くは（２）加熱した圧子を周期的に押しつけることによ
   り扁平化することによつて、表面に凹部と凸部を設ける
   ことを特徴とする周期的に一部が扁平化され且つ長手方
   向のどこの断面積も実質的に同じである繊維強化樹脂製
   突起付棒材の製法。 ３、加熱した圧子が超音波ウエルダーであることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載の製法。