JPS6359981B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は引張強度、耐久性、耐食性にすぐれる
繊維強化プラスチツク製コンクリート用筋材及び
その製法と該筋材を補強材としたコンクリート成
型物に関するものである。 従来、コンクリート用筋材としては棒鋼（鉄筋
コンクリート用棒鋼）が広く用いられているが、
衝撃荷重等によりコンクリートに亀裂が生じた場
合棒鋼ではサビによる腐蝕の恐れがあり、更に棒
鋼を筋材としたコンクリート製品では製品自体が
過重量となる欠点がある。そこで棒鋼のかかる欠
点に鑑み、近年ガラス（耐アルカリガラス）繊維
や炭素繊維の如き、軽量で引張強度及び耐食性に
すぐれた無機長繊維をコンクリート用筋材として
用いる方法が開示されてきた。 例えば「耐アルカリ性ガラス長繊維の多数本、
あるいは同繊維のストランド又はラツトを棒状体
に成型する前又は後にセメントスラリーを含浸処
理し、次いでこれを養生してなるガラス繊維強化
セメント棒状体の多数本をすだれ状に連結形成せ
しめたことを特徴とするセメント用筋材」（実公
昭54−5538号公報）「合成繊維束乃至はガラス繊
維束からなり長手方向にコブを隔設すると共に表
面を粗面に加工したことを特徴とするコンクリー
ト用の軽量抗張筋」（実公昭47−25453号公報）な
どである。確かにこれらの先行技術は耐アルカリ
ガラスや炭素繊維の長繊維をコンクリート用筋材
として用いているためコンクリート製品の軽量化
ではすぐれた点をもつがコンクリート中での耐食
性能が十分とはいえない。 これに対し本発明では芳香族ポリエーテルアミ
ド繊維の特性について詳細に検討した結果、芳香
族ポリエーテルアミド繊維が、強度、耐食性、耐
加水分解性等の点でガラス繊維や炭素繊維よりも
格段に優れており、従つてコンクリート用筋材の
素材として用いた場合、さらにすぐれたコンクリ
ート用筋材を提供することができることを見出し
本発明に至つたものである。即ち本発明は、 (1) 芯部が芳香族ポリエーテルアミド長繊維束、
鞘部が熱硬化性樹脂からなる棒状体であること
を特徴とするコンクリート用筋材。 (2) 芳香族ポリエーテルアミド長繊維を複数本合
糸し熱硬化性樹脂液にて含浸処理後棒状体に引
抜成形し、加熱硬化せしめることを特徴とする
コンクリート用筋材の製造方法。 (3) 芳香族ポリエーテルアミド長繊維を複数本合
糸し物理的表面処理を施したのち熱硬化性樹脂
液にて含浸処理し棒状体に引抜成形し加熱硬化
せしめることを特徴とするコンクリート用筋材
の製造方法。 (4) 芯部が芳香族ポリエーテルアミド長繊維束、
鞘部が熱硬化性樹脂からなる棒状体であるコン
クリート用筋材を補強材として用いてなるコン
クリート成型物である。 ここに芳香族ポリエーテルアミド繊維とは繰返
し単位(1)〜(4) 〔式中、Ar₁，Ar₂，Ar₃は同一でも相異つても
よく、結合鎖が共に同軸方向又は平行軸方向に伸
びている芳香族性炭素環残基、最大間隔を表わす
環原子によつて結合しなければならない芳香族複
素環残基及びこれらの組合せを表わす。 R₁〜R₅は同一でも相異なつてもよく、炭素数
５以下のアルキル基及び水素原子を表わす。 Ar₄，Ar₅は同一でも相異なつてもよく、パラ
フエニレン基、メタフエニレン基より選ばれる。〕
からなり、繰返し単位のモル数の関係が実質的に
(1)＋(4)＝(2)であり、(1)＋(2)＋(3)＋(4)＝100モル％
とする場合、(3)＝０〜90モル％、(4)＝50〜５モル
％、好ましくは(4)＝30〜10モル％である重合体か
らなる繊維である。 結合鎖が同軸方向に伸びている芳香族性炭素環
残基とは例えば、１，４−フエニレン、１，４−
ナフチレンなどを意味し、結合鎖が平行軸方向に
伸びている芳香族性炭素環残基とは例えば、１，
５−ナフチレン、２，６−ナフチレンなどを意味
する。 該芳香族性残基は、−Ｎ＝Ｎ−，−Ｎ＝CH−，
−CH＝CH−，−Ｃ≡Ｃ−からなる群より選ばれ
る基によつて互に結合していてもよい。例えば、

【式】

【式】

【式】

【式】などを含む。 炭素数５以下のアルキル基としては、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基などが挙げられるが、、好ましくはメチル基で
ある。 式(4)中のAr₄，Ar₅は同一でも相異なつてもよ
く、パラフエニレン基、メタフエニレン基より選
ばれる。 以上の芳香族性炭素環残基及び芳香族性複素環
残基には炭素原子に置換基を結合していてもよ
い。このような置換基には、ハロゲン基（例えば
塩素、臭素、フツ素）、低級アルキル基（例えば
メチル、エチル、イソプロピル、ノルマルプロピ
ル基）、低級アルコキシ基（例えばメトキシ、エ
トキシ基）、シアノ基、アセチル基、ニトロ基が
挙げられ、好ましくは塩素基とメチル基である。 この芳香族ポリエーテルアミド長繊維の使用形
態としてはロービング、ヤーン等が用いられる。 熱硬化性樹脂としては、コンクリート中での強
アルカリ性を考慮し耐アルカリ性能を有するエポ
キシ樹脂及びエポキシアクリレート樹脂が好まし
い。不飽和ポリエステル樹脂は安価であるが耐食
性能が十分とはいえない。これらの樹脂配合や加
熱硬化条件は常法どうりでよい。また硬化は熱硬
化でもも速硬化剤を使用する常温硬化でもよい。 また本発明における芯鞘型棒状体の芯部（芳香
族ポリエーテルアミド長繊維束）の断面当りの容
積比率は40％〜80％であることが好ましい。40％
以下では筋材の強力、剛性が不十分であり80％以
上では成形が困難となり、また熱硬化性樹脂の繊
維中への含浸が不十分となるため耐食性も不十分
となる。 次に棒状体に引抜成形する方法としては通常の
引抜成形機を用いてもよいし、またガラス管等を
利用したハンドメイキングによる引抜成形を行つ
てもよい。かかる棒状体筋材の断面形状は、所定
の形状を有するダイを通過さすことによつて得ら
れるが、円形以外の異形断面とすることもでき
る。またコンクリートとの接着性向上を目的とし
て筋材表面に凹凸加工あるいはらせん状のねじ切
り加工等を行なつてもよい。 次に表面処理とは芳香族ポリエーテルアミド長
繊維と熱硬化性樹脂との界面接着力向上を図るた
めの繊維表面改質処理を施すことであり、物理的
及び化学的処理が用いられる。物理的処理とはプ
ラズマ処理、紫外線処理、電子線処理、コロナ放
電処理等であり、化学的処理とはエポキシ、イソ
シアネート等の接着剤を介して繊維と樹脂界面と
の接着力を向上させ、しかも剤自体の凝集力も大
きい処理剤を付与することをさす。また物理的処
理と化学的処理は単独に用いてもよいし併用して
もよい。 芳香族ポリエーテルアミド繊維束を芯部とする
本発明のコンクリート筋材を鉄筋、または耐アル
カリガラスの繊維束を芯材とするコンクリート筋
材の代替補強材として用い常法によりコンクリー
ト成型物とする。本発明のコンクリート用筋材は
鉄筋あるいはガラス繊維束を芯材とするコンクリ
ート筋材に比べ軽量で取扱作業性がすぐれてお
り、コンクリート成型物としても腐蝕性が低く、
耐たわみ性にすぐれているので長期間使用後の劣
化あるいは地震などによる激しい衝撃力に耐える
ことができるので一挙に崩壊することがない。 以下に実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例 １ 芳香族ポリエーテルアミド繊維としては、パラ
フエニレンジアミン25モル％、テレフタル酸クロ
リド50モル％、３，4′−ジアミノ−ジフエニルエ
ーテル25モル％からなる重合体を湿式紡糸して得
た1500デニール1000フイラメントのフイラメント
繊維を用い、これを141本合糸し211500デニール
の繊維束を得た。得られた繊維束を引抜成形機に
よりエポキシアクリレート樹脂（日本ユピカ(株)
製、ネオポール8250H）100ｇに50％ベンゾイル
パーオキサイド２ｇを加えてなるレジンバス槽に
導き、加熱ダイ中を通して100℃にて加熱硬化さ
せ直径６mmの丸棒を得た。得られた棒の断面積当
りの芳香族ポリエーテルアミド繊維束の容積比率
は60％であつた。 比較のため比較例１として耐アルカリガラス長
繊維（ピルキントン社(株)製、セムフイル）を用い
て、実施例１と同一方法により実施例１で得た丸
棒と同一径を有し、かつ繊維束が同一容積比率を
有するガラス繊維強化プラスチツク丸棒を得た。 実施例１及び比較例１で得た丸棒の１ｍ当りの
重量比、及びルトランドセメント１Kgに水４Kgを
加えてなるセメント上澄液中に95℃で200時間浸
漬したのちの強力保持率、外観の測定結果は下表
のとおりであつた。比較例２は外径６mmの鉄筋コ
ンクリート用棒鋼の場合を示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芯部が芳香族ポリエーテルアミド長繊維束か
   らなり、鞘部が熱硬化性樹脂からなる棒状体であ
   ることを特徴とするコンクリート用筋材。 ２ 芳香族ポリエーテルアミド長繊維を複数本合
   糸し熱硬化性樹脂液にて含浸処理後棒状体に引抜
   成形し、加熱硬化せしめることを特徴とするコン
   クリート用筋材の製造方法。 ３ 芳香族ポリエーテルアミド長繊維を複数本合
   糸し、表面処理を施したのち熱硬化性樹脂液にて
   含浸処理し、棒状体に引抜成形し、加熱硬化せし
   めることを特徴とするコンクリート用筋材の製造
   方法。 ４ 芯部が芳香族ポリエーテルアミド長繊維から
   なり、鞘部が熱硬化性樹脂からなる棒状体である
   コンクリート用筋材を補強材として用いてなるコ
   ンクリート成型物。