WO1994015015A1 - Complex fiber string and method of manufacturing the same - Google Patents

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WO1994015015A1
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thermosetting resin
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semi
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Toshiroh Kido
Yoshifumi Nishimura
Kenichi Yamashita
Susumu Yamamoto
Ikuo Tanaka
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a fibrous composite filament used as a tension member for a PC (prestressed concrete) structure in civil engineering and construction, a power cable or a communication cable, and contains a thermosetting resin. It is formed by twisting a plurality of fiber cores.
  • the base material is a steel fired wire, it is heavy and magnetic, and if the coating of the synthetic resin is damaged, the stranded steel wire will corrode, possibly impairing the mechanical properties.
  • a fiber composite filament described in Japanese Patent Publication No. B2-18B79 is known as one having a high tensile strength.
  • a fiber core is impregnated with a thermosetting resin, the periphery is covered with a dry powder agent, the outer periphery is covered with a fiber braid, and this is heated to cure the thermosetting resin. .
  • the dry powder is used to prevent the thermosetting resin impregnated in the fiber core from leaking.However, the dry powder is evenly spread and the amount of the dry powder is controlled. Required, making production management difficult. If leakage of the thermosetting resin cannot be prevented, the leaked thermosetting resin will bond the fiber cores together and stop the mutual movement during later fitting, resulting in a decrease in mechanical strength and flexibility. Further, the presence of the powder desiccant does not have a favorable effect on the integral fixing of the thermosetting resin of the fiber core and the covering yarn.
  • thermosetting resin of the fiber core when the thermosetting resin of the fiber core is hardened, almost no plasticity is exhibited, so that twisting becomes difficult, and There was a problem that if this were done, the resulting striatum would be broken when it was cut. Disclosure of the invention
  • the present inventors first use high-tensile materials such as carbon fibers, glass fibers, and aramide fibers without using heavy, low-corrosion-resistant steel combustion wires as a base material.
  • high-tensile materials such as carbon fibers, glass fibers, and aramide fibers without using heavy, low-corrosion-resistant steel combustion wires as a base material.
  • the tendon was composed of a low elongation fiber system.
  • the first characteristic of the fiber composite filament of the present invention is that a plurality of fiber cores containing a thermosetting resin and rubbing fiber yarns bundled on the outer periphery in one direction without gaps are twisted. Is what you do.
  • the fiber core impregnated with the thermosetting resin is heated to make the thermosetting resin semi-cured, and the bundled fiber yarns are unidirectionally wound around the fiber core. It is preferable to wrap the fiber cores without any gaps, twist a plurality of the obtained fiber cores, and heat the semi-cured thermosetting resin to produce the core.
  • the fiber yarn In order to prevent the thermosetting resin from leaking by rubbing the fiber yarn bundled around the fiber core without leaving a semi-cured thermosetting resin to prevent leakage of the thermosetting resin, the fiber yarn must be thickened or wrapped. It is necessary to control the manufacturing conditions strictly, for example, by controlling the winding force in the appropriate range. If the fiber yarn is too thick, the diameter increases and the tensile strength per cross-sectional area decreases.
  • Another feature of the present invention is that a composite is obtained by twisting a plurality of fiber cores, each of which has been subjected to secondary rubbing in the opposite direction with fiber yarns further bundled, in the opposite direction with the primary wrapped outer periphery in one direction. To provide a striatum.
  • the fiber core impregnated with the thermosetting resin is heated to make the thermosetting resin semi-cured, and the bundled fiber yarns are wrapped around the fiber core in one direction. Primary rubbing, and secondary wrapping of the same fiber yarn in the opposite direction without any gaps.Two or more obtained fiber cores are twisted and heated to form semi-cured thermosetting. It is preferable to manufacture by curing a conductive resin. In either method, a thermosetting resin is applied to the inside of the bundled fiber yarn to be rubbed, or the semi-cured state of the fiber core is adjusted so that the thermosetting resin penetrates the bundled fiber yarn to be rubbed. As a result, the integral fixation of the fiber core and the rubbed fiber yarn can be improved.
  • the thermosetting resin impregnated in the fiber core is not semi-cured in place of dusting the powder desiccant in order to prevent the thermosetting resin from leaking, and the thermosetting resin is collected around the fiber core by convergence.
  • the fiber yarn is rubbed in one direction without gaps. It is difficult to prevent leakage if the thermosetting resin is in a liquid state, and it is not preferable to add a powder desiccant. Therefore, it is processed in a semi-cured state with high viscosity. And wrapping it over with a fiber thread without gaps can surely prevent leakage.
  • a bundled fiber yarn is further wound around the outer periphery of the wrapping in the opposite direction, and a biaxial rubbing can be used to manufacture a striated body with a fiber core having no twist. That is, when the wrapping with the fiber yarn is performed only in one direction, the fiber core is rotated by the wrapping and the twist is easily generated because the thermosetting resin is not yet cured. Such torsion hinders the uniform elongation of each fiber constituting the fiber core in the longitudinal direction, and is a factor of deteriorating the mechanical properties of the striatum. However, by applying rubbing without any gap in the direction opposite to the one direction as in the present invention, the fiber core can be rotated in the reverse direction to cancel the twist.
  • thermosetting resin is contained, and a plurality of fiber cores, each of which is rubbed without any gaps, around the outer periphery of the bundle, are twisted together.
  • adhesion to fixing body is large.
  • the adhesive force is small, when the end of the striated body is fixed by the wedge and the wedge receiver, the end of the striated body is easily slipped between the wedge and the striated body, and in some cases, slippage occurs. Even when the mortar or resin is filled into the cylinder into which the end of the striatum is inserted and solidified and fixed, the striated body is easily slipped between the mortar or resin and the striated body. However, it is difficult to fix with a practically short fixing section length. Furthermore, when the fiber core constituting the stranded wire alone is viewed, the primary rubbing and the secondary rubbing are not performed. Sliding tends to occur between the rubbings or between the fiber core and the slipping may also occur between them.
  • Yet another important feature of the present invention is that in order to dramatically increase the adhesion, one of the primary wrapping and the secondary wrapping is mottled, that is, the lapping surface is provided with irregularities on the rubbing surface. It was formed.
  • FIG. 1 is a process chart of the manufacturing method in Example 1, wherein (A) shows the former stage and (B) shows the latter stage.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state where the outer periphery of the fiber core is rubbed in one direction by a bundled fiber yarn without any gap.
  • FIGS. 3A and 3B are process diagrams of the manufacturing method in Example 2, wherein FIG. 3A shows the former stage and FIG. 3B shows the latter stage.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which (A) rubs the outer periphery of the fiber core in two directions with the bundled fiber yarns without any gaps, and (B) shows the outer periphery of the fiber core in one direction with the bundled fiber yarns.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a state in which primary lapping is performed without any gap and secondary rubbing is performed at intervals so as to scatter in the opposite direction.
  • Fig. 5 shows the pull-out resistance of the striated body of the present invention to the fixing body by the tensile tester (Appendix).
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for measuring (adhesion). BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a process diagram of Example 1.
  • a plurality of high-tension, low-elongation aramid fibers fed from each supply reel 1 are bundled to form a fiber core A.
  • the fiber core A is led to the thermosetting resin tank 2 and impregnated with a thermosetting resin (for example, unsaturated polyester or epoxy).
  • a die 3 or a metal mold
  • excess resin is dropped and introduced into the heater 4.
  • the thermosetting resin is semi-cured.
  • thermosetting resin is introduced into the wrapping machine 5, and the outer periphery of the fiber core A is bundled with the bundled fiber yarn 10. Wraps without gaps in one direction.
  • the fiber yarn 10 may be coated with a thermosetting resin on the inside of the winding to promote the integration of the fiber core.
  • FIG. 2 shows a state in which the fiber core A is rubbed with the fiber yarn 10 without any gap. Then, the obtained fiber core A is taken up by the take-up reel 6.
  • the fiber core A is unwound from a take-up reel 6 and is introduced into a twisting machine 7 to be twisted.
  • the burned wire was heated by the heater 8 to cure the semi-cured thermosetting resin, and wound up by the take-up reel 9 to produce a composite filament.
  • thermosetting resin when the thermosetting resin is semi-cured, the outer periphery is wrapped without gaps, thereby preventing leakage of the resin without using a powder desiccant. Can be prevented from adhering to each other. In addition, defects in appearance such as protrusions caused by resin leakage can be solved.
  • FIG. 3 is a process chart showing the manufacturing method of Example 2.
  • a plurality of high-tension, low-elongation polyamide fibers drawn from each supply reel are bundled. Construct fiber core A.
  • the fiber core A is led to the thermosetting resin tank 2 and impregnated with a thermosetting resin (for example, unsaturated polyester or epoxy).
  • a thermosetting resin for example, unsaturated polyester or epoxy.
  • the resin is formed into a predetermined outer diameter by passing through a die 3 (or a die), and excess resin is dropped and introduced into the heater 4.
  • the thermosetting resin is semi-cured by heating at 90 ° C.
  • FIG. 4 (A) shows a state where the fiber core A is wrapped with the fiber yarn 10 without any gap. Then, the obtained fiber core A is taken up by the take-up reel 6.
  • the fiber core A is unwound from a take-up reel 6 and introduced into a twisting machine 7 for twisting. Then, the insulated wire was heated by the heater 8 to cure the thermosetting resin in a semi-cured state, and wound up by the take-up reel 9 to produce a composite wire.
  • thermosetting resin when the thermosetting resin is semi-cured, the outer periphery is wrapped without gaps, thereby preventing leakage of the resin and preventing adhesion of the fiber cores at the time of twisting, which has occurred conventionally.
  • twisting of the fiber core can be prevented by bidirectional wrapping.
  • the fiber core carbon fiber, glass fiber, etc. can be used in addition to the amide fiber.
  • the fiber yarn to be wrapped aramide fiber, vinylon, polyester or the like can be used, but as the tension member for the PC structure, aramide fiber is preferable in order to increase alkali resistance.
  • the primary rubbing by the lapping machine 5A is rubbed without gaps in one direction, and the secondary rubbing by the rubbing machine 5B is performed with an interval in the opposite direction, and is applied to the surface.
  • Form mottled irregularities Fig. 4 (B) shows this state, where the bundled fiber yarn 10A formed by the primary wrapping is wound without any gap inside, and the bundled fiber yarn 10B formed by the secondary wrapping is spaced in the opposite direction on the outer circumference. Is placed around and mottled.
  • This mottled winding is performed by changing one or more of the number, shape, pitch, and wrapping tension of the fiber yarns to be bundled, as compared to the case of the primary rubbing honey winding.
  • the thermosetting resin penetrates into the bundled fiber yarns to promote the integral fixation with the fiber core.
  • Example 2 After rubbing in both directions, it is also possible to wrap in mottle by tertiary rubbing. In this case, the diameter increases.
  • a plurality of fiber cores having irregularities formed on the surface in this manner were burned in the same manner as in Examples 1 and 2, and then heated to form irregularities on the target outer surface, and to adhere to the fixing portion.
  • a fiber composite striatum with a high value was obtained.
  • the height difference in the unevenness was 0.5 mm in the example, it is considered that it is preferably about 0.3 to 0.8 mm.
  • Fig. 5 shows the tensile tester used for the test.
  • the tester is designed to fix both ends of the test material 13 with a cylindrical fixing jig 12 filled with mortar 11 and pull it. The evaluation is made at the maximum tensile load at that time.
  • 14 is a crosshead
  • 15 is a plate
  • 1B is a rubber stopper.
  • test materials used were, for comparison, the Example 1 material with one-way wrapping as described above without gaps and the Example 2 material with two-way wrapping without gaps as described above.
  • test material was fixed on a tensile tester under the following conditions, a load was applied, and the tensile load of the test material was measured.
  • Fixing jig size inner diameter 0 3 O mm, length 500 mm Filler: mortar, curing for 5 days
  • the test results are shown below. It was confirmed that all of the examples had higher tensile loads than the comparative examples. This indicates that the example material is suitable as a tension member for a PC structure, a power / communication cable capturing member.
  • thermosetting resin when the thermosetting resin is semi-cured surely prevents leakage of the resin, and the twisted groove can be kept loose by curing after twisting. .
  • twisting of the fiber core can also be prevented, and this tendency seems to be further promoted.
  • the length of the fixing jig 12 was shortened, and the load at which the test material 13 was pulled out of the mortar 11 was measured and defined as the allowable tension load.
  • the test material used was the Example 3-1 material in which the secondary rubbing was mottled, and the Example 3-2 material in which the primary rubbing was mottled.
  • the thermosetting resin impregnated into the fiber core was used for comparison.
  • the state of the fixing unit is shown below.
  • Fixing jig size inner diameter ⁇ 30 mm, length 200 mm Filler: mortar, curing for 5 days
  • the results are as follows, using the index when the allowable tensile load of the comparative material is 100. Is shown.
  • Example 3 2 materials 1 4 0
  • the fiber composite filament according to the present invention reliably prevents leakage of the thermosetting resin impregnated in the fiber core, and prevents the fiber cores from adhering to each other in the subsequent assembling step.
  • a composite filament having excellent mechanical properties can be obtained.
  • the fiber core can be prevented from being twisted, and a striated body having more excellent mechanical properties can be obtained.
  • the one with the mottled one has a feature that the adhesive force at the fixing portion is high.
  • the fiber composite filament according to the present invention has a tensile strength comparable to that of a PC steel material, and also has features such as high corrosion resistance, non-magnetism and light weight that are not available in the material. Therefore, it can be expected to be used for a wide range of applications, such as marine structures and PC structures for linear motors, whose demand is expected to increase gradually.

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Description

明 細 書
繊維複合線条体及びその製造方法
技術分野
本発明は例えば土木， 建築における P C (プレス トレス トコンク リー ト） 構造物用緊張部材， 電力ケーブルや通信ケーブルの捕強部材などとして使用 される繊維複合線条体に関し、 熱硬化性樹脂を含有した複数本の繊維芯を撚 り合わせてなるものである。 背景技術
従来、 土木， 建築における P C構造物用の緊張部材としては圧倒的に鋼材 が使用されている。
この鋼材の構成については実に多くの改良が重ねられており、 特公平 3 - 28 551 号公報記載は最も進んだものの一つである。 即ち、 合成樹脂の被膜によ り耐食性も強く、 定着性が良く、 工事施工も容易とされている。
しかし、 基材は鋼燃り線であるから重量は大きく、 磁性があり、 また合成 樹脂の被覆が損傷を受けると鋼撚り線が腐食し、 機械的性質を損なう恐れが める。
他方、 繊維糸を用いたコードやロープにも色々なものがある。 そのうち引 張強度の高いものとして、 特公昭 B2- 18B79号公報に記載された繊維複合線条 体が知られている。 これは、 繊維芯に熱硬化性樹脂を含浸し、 その周面に乾 燥粉末剤をまぶして外周を繊維の編組体で被覆し、 これを加熱して熱硬化性 樹脂を硬化させるものである。
この技術では、 繊維芯に含浸した熱硬化性樹脂が漏れることを防止するた めに乾燥粉末剤を用いているが、 乾燥粉末材を均一にまぶしたり、 またまぶ す量を制御したりする必要があり、 製造管理が難しくなる。 熱硬化性樹脂の 漏れを防止できない場合、 後により合わせる際、 漏れた熱硬化性樹脂が繊維 芯同士を接着し、 相互の動きを止めることにより機械的強度や可撓性の低下 をもたらす。 また、 粉末乾燥剤の存在は繊維芯の熱硬化性樹脂と被覆する織 維糸の一体固着に好影響を与えるものでもない。 一方、 繊維芯の熱硬化樹脂 を硬化させると、 殆ど塑性を示さなくなるので撚り合わせが困難になり、 無 理にこれを行うと得られた線条体を切断したときばらけてしまうという問題 があった。 発明の開示
本発明者等は上記のような問題を解決するために、 まず基材として重く、 耐食性の低い鋼燃り線を使用せず、 炭素繊維， ガラス繊維， ァラ ミ ド繊維の ような高張力低伸度の繊維系によつて緊張材を構成することに着目した。 そして、 試作， 研究を重ねた結果、 機械的性質が高く、 モルタルや樹脂等 の定着体との付着強度も十分な繊維複合線条体を得ることに成功した。 即ち、 本発明繊維複合線条体は、 熱硬化性樹脂を含有し、 外周に集束され た繊維糸を一方向に隙間なく ラッビングした繊維芯が複数本撚り合わされて なることを第 1の特徴とするものである。
又、 この繊維複合体は、 熱硬化性樹脂を含浸させた繊維芯を加熱して、 こ の熱硬化性樹脂を半硬化状とし、 該繊維芯の外周に、 集束された繊維糸を一 方向に隙間なくラッ ピングして、 得られた繊維芯を複数本撚り合わせ、 加熱 することによつて半硬化状の熱硬化性樹脂を硬化させて製造することが好ま しい。
なお、 熱硬化性樹脂を半硬化状としないで繊維芯の外周に集束された繊維 糸を隙間なくラッビングして熱硬化性樹脂の漏れを防止するには、 繊維糸を 厚くしたり、 ラ ッピングする際の巻き付け力を適正範囲に制御したりして、 製造条件を厳密に管理する必要がある。 繊維糸を厚くし過ぎると直径が大き くなり、 断面積当たりの引張強度の低下をもたらす。
本発明のもう一つの特徴は、 上記一方向の一次ラ ッピングした外周に、 さ らに集束された繊維糸で反対方向に隙間なく二次ラッビングを施した繊維芯 を複数本撚り合わせてなる複合線条体を提供することにある。
この複合線条体は、 熱硬化性樹脂を含浸させた繊維芯を加熱して、 この熱 硬化性樹脂を半硬化状とし、 該繊維芯の外周に、 集束された繊維糸を一方向 に隙間なく一次ラッ ビングして、 さらにこれと反対方向にも同繊維糸を隙間 なく二次ラ ッ ピングし、 得られた繊維芯を複数本撚り合わせ、 加熱すること によつて半硬化状の熱硬化性樹脂を硬化させて製造することが好ましい。 いずれの方法においてもラッビングする集束繊維糸の内側に熱硬化性樹脂 を塗布したり、 あるいは繊維芯の半硬化状態を調整して熱硬化性樹脂をラッ ビングする集束繊維糸に浸透させたりするなどして、 繊維芯とラッビングし た繊維糸の一体固着性を向上をさせることもできる。
本発明方法では、 繊維芯に含浸された熱硬化性樹脂を遺漏させないため粉 末乾燥剤をまぶすことに代わり熱硬化性樹脂を半硬化状として、 該繊維芯の 外周に、 集束により集合された繊維糸を一方向に隙間なくラッビングしてい る。 熱硬化性樹脂が液状のままでは遺漏を防止することが困難で、 また粉末 乾燥剤の添加は好ましくないため、 半硬化状とし、 粘性が高い状態で加工を 行っているのである。 そして、 その上を繊維糸で隙間なくラ ッ ピングするこ とで、 確実に遺漏を防止することができる。
また、 該ラ ッ ピングの外周にさらに集束繊維糸を反対方向に巻き付け、 双 方向ラッ ビングとしたものはねじれのない繊維芯により線条体を製造するこ とができる。 即ち、 繊維糸によるラッ ピングを一方向にしか行わなかった場 合、 熱硬化性樹脂が未だ硬化していないため、 ラ ッ ピングにより繊維芯は回 転させられてねじれを生じ易い。 このようなねじれは繊維芯を構成する各繊 維の長手方向への均等な伸びを阻害し、 線条体の機械的性質を低下させる要 因になる。 しかし、 本発明のように前記一方向と反対の方向にも隙間なくラ ッビングを施すことで繊維芯を逆回転させ、 ねじれを相殺することができ る。
もちろん、 いずれの場合においても熱硬化性樹脂を含有し、 外周に集束繊 維糸を隙間なく ラッビングした繊維芯を複数本撚り合わせてなるものである から、 撚り溝の緩みはなく、 緊張部材に使用した場合、 定着体との付着力が 大きい。
この付着力が小さいと、 線条体の端部を楔と楔受けにより定着する場合、 楔と線条体の間で滑り易く、 場合によっては抜けを生じる。 また、 線条体の 端部を挿入した筒体にモルタルや樹脂を充塡し固化させて定着する場合でも モルタルや樹脂と線条体との間で滑り易く、 場合によっては抜けを生じるの で、 実用的な短い定着部長さで定着することが困難である。 さらに、 撚り線 を構成する繊維芯単独としてみた場合も一次ラッビングと二次ラッビングの 間あるいはラッ ビングと繊維芯との間で滑りが生じ易く、 やはりこれらの間 で抜けが起こることがある。
本発明のさらにもう一つの重要な特徴は、 この付着力を飛躍的に増大させる ため、 一次ラッピングと二次ラッ ピングのいずれか一方をまだら巻き、 即ち 巻き付け間隔を開けてラッ ビング表面に凹凸を形成せしめたことである。
このように一次 ·二次両ラッビングのうち一方を間隔をもってラッビング することで表面に凹凸を形成し、 P C構造物の緊張部材として用いられた 際、 定着具における引き抜き抵抗を増大させて抜けを防止できるよう構成し ラッ ビングは一次ラ ッ ビング （内周側） を隙間なく施し、 二次ラ ッ ビング
(外周側） を間隔をもって施す場合と、 逆に一次ラ ッ ピングを間隔をもって 施し、 二次ラ ッ ピングを隙間なく施す場合があるが、 いずれの場合でも繊維 芯の表面には凹凸が形成できる。
また、 このラッピングは一方が隙間なく施され、 かつ両ラッピングが互い に反対方向に施されていることにより、 熱硬化性樹脂の遺漏と繊維芯のねじ れも防止できる。 ねじれがあれば、 繊維芯を構成する各繊維が長手方向へ均 等に伸びることが阻害され、 線条体の機械的性質が低下するが、 本発明では このような欠点も解消できる。
図面の簡単な説明
図 1は実施例 1における製造方法の工程図で、 （A) は前段、 （B ) は後 段を示している。
図 2は繊維芯外周を、 集束した繊維糸により一方向に隙間なくラッビング する状態を示す斜視図である。
図 3は実施例 2における製造方法の工程図で、 （A) は前段、 （B ) は後 段を示している。
図 4は （A) が織維芯外周を、 集束した繊維糸により双方向に隙間なくラ ッビングする状態を示す斜視図で、 （B ) が繊維芯外周を、 集束した繊維糸 により一方向に隙間なく一次ラッ ピングした上に、 さらに反対方向にもまだ らになる様、 間隔をおいて二次ラッビングする状態を示す斜視図である。 図 5は引張試験機により本発明線条体の定着体に対する抜けの抵抗力 （付 着性） を測定する方法の説明図である。 発明を実施するための最良の形態
(実施例 1 )
本発明の繊維複合線条体が、 P C構造物の緊張部材として用いられるもの の場合において、 短い定着部長においても十分な付着力を発揮するのは後述 の実施例 3である。 しかし、 本発明の構成を的確に理解するには実施例 1， 2 , 3の順序に説明したほうがよいので、 以下その順に説明する。
図 1は実施例 1の工程図で、 （A) 図に示すように、 先ず、 各供給リール 1から繰り出された複数本の高張力低伸度のァラミ ド繊維を集束して繊維芯 Aを形成する。 次に、 この繊維芯 Aを熱硬化性樹脂槽 2に導き、 熱硬化性樹 脂 （例えば、 不飽和ポリエステル、 エポキシ） を含浸させる。 さらに、 ダイ ス 3 (或は金型） を通すことで所定の外径に形成すると共に、 余分な樹脂を 落として加熱器 4に導入する。 ここで、 9 0 °Cにて 3 0秒加熱することで、 熱硬化性樹脂を半硬化状とし、 続いてラッピング機 5に導入して、 繊維芯 A の外周を、 集束した繊維糸 10により一方向に隙間なくラッピングする。 この 繊維糸 10には巻付内側に熱硬化性樹脂を塗布するなどして繊維芯の一体化を 助長してもよい。 繊維芯 Aを繊維糸 10で隙間なくラッビングした状態を図 2 に示す。 そして、 得られた繊維芯 Aを巻き取り リール 6で巻き取るのであ る。
次に、 図 1 ( B ) に示すように、 前記繊維芯 Aを巻き取りリール 6より繰 り出し、 これを撚線機 7に導入して、 撚り合わせを行う。 そして、 燃り合わ された線材を加熱器 8で加熱して半硬化状にある熱硬化性樹脂を硬化させ、 巻き取り リール 9で巻き取って複合線条体を作製した。
このように、 熱硬化性樹脂が半硬化状のときにその外周を隙間なくラッピ ングすることで、 粉末乾燥剤を使用せずとも確実に樹脂の遺漏を防止し、 従 来生じた撚り合わせ時の繊維芯同士の接着を防止することができる。 また、 樹脂の漏れによって生じた突起物などの外観上の不具合な点も解消できる。
(実施例 2 ) 図 3は実施例 2の製造方法を示す工程図で、 （A ) 図に示すように、 まず 各供給リールから繰り出された複数本の高張力低伸度のァラ ミ ド繊維を集束 して繊維芯 Aを構成する。 次に、 この繊維芯 Aを熱硬化性樹脂槽 2に導き、 熱硬化性樹脂 （例えば、 不飽和ポリエステル、 エポキシ） を含浸させる。 さ らに、 ダイス 3 (或は金型） を通すことで所定の外径に形成すると共に、 余 分な樹脂を落として加熱器 4に導入する。 ここで、 9 0 °Cにて 3 0秒加熱す ることで、 熱硬化性樹脂を半硬化状とし、 続いてラッピング機 5Aに導入し て、 繊維芯 Aの外周を、 集束した繊維糸 10により一方向に隙間なく ラッピン グする。 さらにラッビング機 5Bに導入して前記ラッビング方向と反対方向に 隙間なくラ ッピングする。 これら繊維糸 10には巻付内側に熱硬化性樹脂を塗 布するなどして繊維芯の一体化を助長してもよい。 繊維芯 Aを繊維糸 10で隙 間なくラ ッ ピングした状態を図 4 (A ) に示す。 そして、 得られた繊維芯 A を巻き取り リール 6で卷き取るのである。
次に、 図 3 ( B ) に示すように、 前記繊維芯 Aを巻き取り リール 6より繰 り出し、 これを撚線機 7に導入して、 撚り合わせを行う。 そして、 燃り合わ された線材を加熱器 8で加熱して半硬化状にある熱硬化性樹脂を硬化させ、 巻き取り リール 9で巻き取つて複合線条体を作製した。
このように、 熱硬化性樹脂が半硬化状のときにその外周を隙間なくラッピ ングすることで、 確実に樹脂の遺漏を防止し、 従来生じた撚り合わせ時の繊 維芯同士の接着を防止することができ、 さらに双方向のラッ ピングにより繊 維芯のねじれも防止できる。
なお、 繊維芯としてはァラ ミ ド繊維以外に炭素繊維， ガラス繊維等を用い ることができる。 また、 ラッ ピングする繊維糸としては、 ァラミ ド繊維， ビ 二ロン， ポリエステル等を用いることができるが、 P C構造物用の緊張部材 としては耐アルカリ性を高めるためにァラ ミ ド繊維が好ましい。
(実施例 3 )
図 3に示す実施例 2と同様な工程， 方法において、 ラ ッ ピング機 5Aによる 一次ラッビングは一方向に隙間なくラッビングし、 ラッビング機 5Bによる二 次ラッビングは反対方向に間隔をもって施して、 表面にまだらの凹凸を形成 する。 図 4 ( B ) はその状態を示すもので、 一次ラ ッ ピングによる集束繊維糸 10 A は内側で隙間なく巻かれ、 二次ラ ッ ピングによる集束繊維糸 10B はその外 周で反対方向に間隔を置いてまだらに巻かれている。 このまだら巻きは集束 する繊維糸の集束数， 集束形状， ピッチ， ラッ ピングテンショ ンのいずれか 一つ以上を一次ラッビングの蜜巻きの場合と変えることによって行われる。 この集束された繊維糸に熱硬化性樹脂を浸透し、 繊維芯との一体固着を助 長することは前記実施例 1 , 2と同様である。
また、 このまだら巻きを一次と二次ラッ ピングで逆にし、 内側の一次ラッ ビングをまだら巻きにすることもできる。 さらには実施例 2に示すように双 方向にラッビングした後、 三次ラッビングでまだら巻きにすることも可能で ある。 この場合、 直径が大きくなる。
このように表面に凹凸が形成された複数本の繊維芯を実施例 1， 2と同様 に燃り合わせた後加熱して、 目的とする外表面に凹凸が形成され、 定着部分 との付着性が高い繊維複合線条体を得た。 なお、 この凹凸における高さの差 は、 実施例では 0 . 5 m mであったが、 0 . 3〜0 . 8 mm程度が好ましい と思われる。
(引張試験）
上記実施例 1及び 2の方法により、 それぞれ直径 4 . 2 mmのラ ッ ピング した繊維芯 7本を燃り合わせて線条体を製造した。 繊維芯としてァラ ミ ド繊 維 6 0 0 0デニールのものを 1 8本集束し、 繊維と熱硬化性樹脂の割合を織 維体積比率 6 5 %とした。 熱硬化性樹脂としてビニールエステル， ラ ッ ピン グする繊維糸としてァラ ミ ド繊維を用いた。
この線条体の両端を固定して引張試験により引張荷重を測定した。 試験に 用いた引張試験機を図 5に示す。 試験機はモルタル 1 1を充填した円筒形の定 着治具 12で試験材 13の両端を固定して引っ張るもので、 そのときの最大引張 荷重にて評価する。 尚、 同図で 14はクロスへッ ド、 15はプレート、 1 Bはゴム 栓である。
用いた試験材は、 前記のように一方向のラッ ピングを隙間なく施した実施 例 1材、 双方向のラ ッ ピングを隙間なく施した実施例 2材と、 比較のため繊 維芯に含浸した熱硬化性樹脂を半硬化状にしないまま集束繊維糸で一方向に 隙間なくラッビングした後、 樹脂の遺漏のある状態で撚り合わせた比較材の 3種である。
各試験材を下記の条件で引張試験機に定着して荷重をかけ、 試験材の引張 荷重を測定した。
定着治具サイズ：内径 0 3 O mm、 長さ 5 0 0 mm 充填剤： モルタル， 5日間養生
試験結果を下記に示す。 実施例材はいずれも比較例に比べ引張荷重が高い ことが確認された。 これによつて実施例材が P C構造物の緊張部材ゃ電力 · 通信ケーブルの捕強部材として好適なものであることがわかる。
試 験 材 引張荷重 （k N )
実施例 1材 1 6 5
実施例 2材 1 7 5
比 較 材 1 0 0
これは熱硬化性樹脂が半硬化状のときにその外周をラツビングすることで 確実に樹脂の遺漏を防止し、 撚り合わせ後の硬化により撚り溝を緩みのない ものとできるからであると考えられる。 特に、 双方向ラ ッピングのものにお いては繊維芯のねじれも防止でき、 この傾向がさらに助長されているものと 思われる。
(付着力試験）
同様の試験装置で定着治具 12の長さを短くし、 モルタル 11部分における試 験材 13が抜け出す荷重を測定して緊張許容荷重とした。 用いた試験材は二次 ラッビングをまだら巻きとした実施例 3— 1材、 逆に一次ラッビングをまだ ら巻きとした実施例 3— 2材、 比較のため繊維芯に含浸した熱硬化性樹脂を 半硬化状にしないまま集束繊維糸を一方向に隙間なくラ ッピングした後、 撚 り合わせ加熱した比較材の 3種である。
定着部の状態を下記に示す。
定着治具サイズ：内径 ø 3 0 mm、 長さ 2 0 0 mm 充塡剤： モルタル， 5日間養生
結果は下記の通りで、 比較材の緊張許容荷重を 1 0 0としたときの指数で 示している。 実施例 3のもの、 特に二次ラ ッピングをまだら巻きしたものが 卓越した付着力を示している。
試 験 材 緊張許容荷重指数
実施例 3 - 1材 1 8 0
実施例 3— 2材 1 4 0
比 較 材 1 0 0 産業上の利用可能性
以上説明したように本発明による繊維複合線条体は、 繊維芯に含浸された 熱硬化性樹脂の遺漏を確実に防止し、 その後の燃り合わせ工程で繊維芯同士 が接着することを防止して、 機械的性質に優れた複合線条体を得ることがで きる。 特に、 従来のように熱硬化性樹脂遺漏防止用の乾燥粉末剤を使用する 必要がなく、 これを繊維芯にまぶす工程も省略できる。
さらに、 繊維糸によるラッ ピングを双方向に施すことで、 繊維芯のねじれ をなくし、 一層機械的性質に優れた線条体を得ることができる。 また、 双方 向ラッ ピングにおいて、 一方をまだらにしたものは、 定着部での付着力が高 い特徴を有する。
従来、 P C構造物用緊張部材としては、 P C鋼材が圧倒的に多く使用され ている。 しかし上記本発明による繊維複合線条体は、 P C鋼材に匹敵する引 張強度を有すると共に、 同材にはない高耐食性， 非磁性， 軽量の特徴を有す ものである。 従って、 海洋構造物をはじめ、 リニアモータ用 P C構造物等、 次第にその需要が増すと思われる広い用途に利用されることが期待できる。

Claims

請求の範囲
1 . 熱硬化性樹脂を含有し、 外周に集束された繊維糸を一方向に隙間なくラ ッビングされた繊維芯が、 複数本撚り合わされてなることを特徴とする繊維 複合線条体。
2 . 熱硬化性樹脂を含浸させた繊維芯を加熱して、 この熱硬化性樹脂を半硬 化状とし、 該繊維芯の外周に、 集束された繊維糸を一方向に隙間なくラッピ ングして、 得られた繊維芯を複数本撚り合わせ、 加熱することによって半硬 化状の熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする繊維複合線条体の製造方 法。
3 . 熱硬化性樹脂を含有し、 外周に集束された繊維糸を一方向に隙間なくラ ッビングし、 さらにその外周を集束された繊維糸で反対方向に隙間なくラッ ビングした繊維芯が、 複数本撚り合わされてなることを特徴とする繊維複合 線条体。
4 . 熱硬化性樹脂を含浸させた繊維芯を加熱して、 この熱硬化性樹脂を半硬 化状とし、 該繊維芯の外周に、 集束された繊維糸を一方向に隙間なくラ ッ ピ ングし、 さらにこれと反対方向にも集束された繊維糸を隙間なくラヅ ビング して、 得られた繊維芯を複数本撚り合わせ、 加熱することによって半硬化状 の熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする繊維複合線条体の製造方法。
5 . 熱硬化性樹脂を含有させた繊維芯の外周に、 集束された繊維糸が一方向 に隙間なくラッビングされ、 その上にこれと反対方向に繊維糸が間隔をもつ て表面に凹凸が形成されるようラッビングされて、 このような繊維芯が複数 本撚り合わされてなる繊維複合線条体。
6 . 熱硬化性樹脂を含浸させた繊維芯を加熱してこの熱硬化性樹脂を半硬化 状とし、 該繊維芯の外周に、 集束された繊維糸を一方向に隙間なくラッピン グし、 さらにこれと反対方向にも間隔をもって表面に凹凸が形成されるよう 繊維糸をラ ッピングして、 得られた繊維芯を複数本撚り合わせ、 加熱するこ とによつて半硬化状の熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする繊維複合 線条体の製造方法。
7 . 熱硬化性樹脂を含浸させた繊維芯の外周に、 集束された繊維糸が一方向 に間隔をもって表面に凹凸が形成されるようラッビングされ、 その上にこれ と反対方向に繊維糸が隙間なくラッビングされて、 このような繊維芯が複数 本燃り合わされてなる繊維複合線条体。
8 . 熱硬化性樹脂を含浸させた繊維芯を加熱してこの熱硬化性樹脂を半硬化 状とし、 該繊維芯の外周に、 集束された繊維糸を一方向に間隔をもって表面 に凹凸が形成されるようラッビングし、 さらにこれと反対方向にも隙間なく 繊維糸をラ ッ ピングして、 得られた繊維芯を複数本撚り合わせ、 加熱するこ とによつて半硬化状の熱硬化性樹脂を硬化させることを特徴とする繊維複合 線条体の製造方法。
9 . 請求項 1 , 3 , 5または 7記載の繊維複合線条体よりなることを特徴と する P C構造物用緊張部材。
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