JPH09111008A - 強化繊維シート - Google Patents
強化繊維シートInfo
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- JPH09111008A JPH09111008A JP7265998A JP26599895A JPH09111008A JP H09111008 A JPH09111008 A JP H09111008A JP 7265998 A JP7265998 A JP 7265998A JP 26599895 A JP26599895 A JP 26599895A JP H09111008 A JPH09111008 A JP H09111008A
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Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 道路の橋脚、橋梁、建造物の柱等のコンクリ
ート構造物の補修、補強あるいは船舶、自動車等の構造
物の製造に使用される強化繊維シートにおいて、現場で
の取り扱い性が良好で、しかも貼り付け積層作業での樹
脂の含浸が良く、通常この作業で用いられる樹脂の常温
硬化性を大きく阻害することもなく、硬化後十分な補強
効果あるいは機械的特性を発現する強化繊維シートを提
供する。 【解決手段】 樹脂を０．１〜１５重量％含有する強化
繊維束を一方向に配列し、且つ熱融着性繊維を強化繊維
束と直交する方向に強化繊維束の長手方向に沿って５〜
１５０ｍｍの間隔で配置し融着した強化繊維シート。
ート構造物の補修、補強あるいは船舶、自動車等の構造
物の製造に使用される強化繊維シートにおいて、現場で
の取り扱い性が良好で、しかも貼り付け積層作業での樹
脂の含浸が良く、通常この作業で用いられる樹脂の常温
硬化性を大きく阻害することもなく、硬化後十分な補強
効果あるいは機械的特性を発現する強化繊維シートを提
供する。 【解決手段】 樹脂を０．１〜１５重量％含有する強化
繊維束を一方向に配列し、且つ熱融着性繊維を強化繊維
束と直交する方向に強化繊維束の長手方向に沿って５〜
１５０ｍｍの間隔で配置し融着した強化繊維シート。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋脚、橋梁、建造
物の柱等のコンクリート構造物の補修、補強あるいは船
舶、自動車等の大型成形物の製造に使用される強化繊維
シートに関する。
物の柱等のコンクリート構造物の補修、補強あるいは船
舶、自動車等の大型成形物の製造に使用される強化繊維
シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化樹脂を用いて、橋梁、橋脚、建
築物の等のコンクリート構造物を補修、補強すること、
或いは船舶、自動車などの大型構造体を製造することは
広く知られている。その方法の１つとして、炭素繊維、
ガラス繊維、有機繊維等の強化繊維の織物等のシートに
エポキシ等の樹脂を含浸しながら貼り付け、必要に応じ
て複数枚積層して、構造物を補修、補強あるいは構造物
を製造する、いわゆるハンドレイアップ成形法が広く行
われている。この成形法において使用する強化繊維のシ
ートの形態としては、織物の他に、一方向に配列した強
化繊維の少なくとも片面に面状支持体を接着剤層を介し
て接着しシート状にしたもの、あるいは一方向に配列し
た強化繊維に少量の樹脂を含浸し片方の面に面状の支持
体を接着しシート状にしたものが知られている。
築物の等のコンクリート構造物を補修、補強すること、
或いは船舶、自動車などの大型構造体を製造することは
広く知られている。その方法の１つとして、炭素繊維、
ガラス繊維、有機繊維等の強化繊維の織物等のシートに
エポキシ等の樹脂を含浸しながら貼り付け、必要に応じ
て複数枚積層して、構造物を補修、補強あるいは構造物
を製造する、いわゆるハンドレイアップ成形法が広く行
われている。この成形法において使用する強化繊維のシ
ートの形態としては、織物の他に、一方向に配列した強
化繊維の少なくとも片面に面状支持体を接着剤層を介し
て接着しシート状にしたもの、あるいは一方向に配列し
た強化繊維に少量の樹脂を含浸し片方の面に面状の支持
体を接着しシート状にしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、織物を
使用する方法は、シートとしての取り扱い性、樹脂の含
浸性は良好であるものの、強化繊維の縦糸と横糸の交点
で強度が弱く、成形物の強度が十分得られないとか、繊
維強化材料の利点の一つである異方性を十分活かせない
といった問題があった。
使用する方法は、シートとしての取り扱い性、樹脂の含
浸性は良好であるものの、強化繊維の縦糸と横糸の交点
で強度が弱く、成形物の強度が十分得られないとか、繊
維強化材料の利点の一つである異方性を十分活かせない
といった問題があった。
【０００４】また、一方向に配列した強化繊維に支持体
を接着剤層を介して接着したシート材料では、シート面
が全面、接着剤層或いは支持体で覆われるため、含浸性
と取扱性の両立が困難であり、十分な含浸性を付与する
ためには取扱性を犠牲にしなくてはならず、強化繊維が
ばらけやすく取り扱いにくいものになりがちであるとい
う問題があった。
を接着剤層を介して接着したシート材料では、シート面
が全面、接着剤層或いは支持体で覆われるため、含浸性
と取扱性の両立が困難であり、十分な含浸性を付与する
ためには取扱性を犠牲にしなくてはならず、強化繊維が
ばらけやすく取り扱いにくいものになりがちであるとい
う問題があった。
【０００５】更に少量の樹脂を含浸した強化繊維と支持
体からなるシート材料では、強化繊維に十分なシート材
料としての取り扱い性と支持体との接着性を保持せしめ
るためには相当量の樹脂を強化繊維に含浸させる必要が
あり、積層作業で通常用いられる常温硬化樹脂を含浸す
る上において、強化繊維の動きが支持体により強く拘束
されることと相まって常温硬化樹脂の含浸が容易でな
く、また前述した含浸樹脂の影響により室温での十分な
硬化性が得られず、特に深部硬化性に劣るといった問題
があった。
体からなるシート材料では、強化繊維に十分なシート材
料としての取り扱い性と支持体との接着性を保持せしめ
るためには相当量の樹脂を強化繊維に含浸させる必要が
あり、積層作業で通常用いられる常温硬化樹脂を含浸す
る上において、強化繊維の動きが支持体により強く拘束
されることと相まって常温硬化樹脂の含浸が容易でな
く、また前述した含浸樹脂の影響により室温での十分な
硬化性が得られず、特に深部硬化性に劣るといった問題
があった。
【０００６】本発明は、道路の橋脚、橋梁、建造物の柱
等のコンクリート構造物の補修、補強あるいは船舶、自
動車等の構造物の製造に使用される強化繊維シートにお
いて、現場での取り扱い性が良好で、しかも貼り付け積
層作業での樹脂の含浸が良く、通常この作業で用いられ
る樹脂の常温硬化性を大きく阻害することもなく、硬化
後十分な補強効果あるいは機械的特性を発現する強化繊
維シートの提供を課題とする。
等のコンクリート構造物の補修、補強あるいは船舶、自
動車等の構造物の製造に使用される強化繊維シートにお
いて、現場での取り扱い性が良好で、しかも貼り付け積
層作業での樹脂の含浸が良く、通常この作業で用いられ
る樹脂の常温硬化性を大きく阻害することもなく、硬化
後十分な補強効果あるいは機械的特性を発現する強化繊
維シートの提供を課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂を０．１
〜１５重量％含有する強化繊維束を一方向に配列し、且
つ熱融着性繊維を強化繊維束と直交する方向に強化繊維
束の長手方向に沿って５〜１５０ｍｍの間隔で配置し融
着した強化繊維シートによって、上記課題を解決するも
のである。
〜１５重量％含有する強化繊維束を一方向に配列し、且
つ熱融着性繊維を強化繊維束と直交する方向に強化繊維
束の長手方向に沿って５〜１５０ｍｍの間隔で配置し融
着した強化繊維シートによって、上記課題を解決するも
のである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、少量の樹脂を強
化繊維束にあらかじめ含有させ、これにより強化繊維の
ばらけを防止し、かつ一方向に配列し、これらの強化繊
維束と直交する方向に熱融着性繊維をある間隔をおいて
部分的に該強化繊維束に融着させ、強化繊維束をシート
状に固定する点にある。
化繊維束にあらかじめ含有させ、これにより強化繊維の
ばらけを防止し、かつ一方向に配列し、これらの強化繊
維束と直交する方向に熱融着性繊維をある間隔をおいて
部分的に該強化繊維束に融着させ、強化繊維束をシート
状に固定する点にある。
【０００９】これによって強化繊維のばらけを防止する
うえで最小限の樹脂を強化繊維に含有させるだけです
み、後のシートの貼り付け積層作業で使用される第二の
含浸樹脂の硬化性に悪影響を及ぼすことが最低限に抑え
ることができるのみならず、該強化繊維束が部分的に熱
融着性繊維により固定されていることでシート（強化繊
維）の幅方向の動きの拘束が緩やかであることも相まっ
て、この第二の樹脂の含浸が容易となるのである。
うえで最小限の樹脂を強化繊維に含有させるだけです
み、後のシートの貼り付け積層作業で使用される第二の
含浸樹脂の硬化性に悪影響を及ぼすことが最低限に抑え
ることができるのみならず、該強化繊維束が部分的に熱
融着性繊維により固定されていることでシート（強化繊
維）の幅方向の動きの拘束が緩やかであることも相まっ
て、この第二の樹脂の含浸が容易となるのである。
【００１０】本発明に使用される強化繊維としては、炭
素繊維、ガラス繊維、あるいはアラミド繊維等の有機繊
維等、通常強化繊維として使用される高強度或いは高弾
性の繊維がそのまま使用できる。さらにこれらの繊維を
混合したものを使用しても、もちろん差し支えない。
素繊維、ガラス繊維、あるいはアラミド繊維等の有機繊
維等、通常強化繊維として使用される高強度或いは高弾
性の繊維がそのまま使用できる。さらにこれらの繊維を
混合したものを使用しても、もちろん差し支えない。
【００１１】本発明では、これらの強化繊維は樹脂を
０．５〜１５重量％含有しているものを使用する。使用
する樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、フェノール樹脂等の通常の熱硬化性樹脂が挙げられ
る。これらの樹脂には差し支えない範囲で適当な硬化剤
を含んでいてもよい。特に第二の樹脂としてエポキシ樹
脂が多用されるため、樹脂の相溶性の点からエポキシ樹
脂が好適に使用される。
０．５〜１５重量％含有しているものを使用する。使用
する樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、フェノール樹脂等の通常の熱硬化性樹脂が挙げられ
る。これらの樹脂には差し支えない範囲で適当な硬化剤
を含んでいてもよい。特に第二の樹脂としてエポキシ樹
脂が多用されるため、樹脂の相溶性の点からエポキシ樹
脂が好適に使用される。
【００１２】強化繊維に樹脂を含有せしめる方法として
は通常用いられる樹脂に温度をかけ強化繊維に含浸でき
るまで十分に低粘度化したのち強化繊維に付着し含浸す
る方法、適当な溶剤に樹脂を溶解あるいは水などの溶剤
にエマルジョン化、分散させたものの中に強化繊維を通
過した後、溶剤を蒸発除去する方法等を挙げることがで
きる。特に、環境問題及び含浸の容易性を考えるとエポ
キシ樹脂の水系エマルジョンの使用が好適である。
は通常用いられる樹脂に温度をかけ強化繊維に含浸でき
るまで十分に低粘度化したのち強化繊維に付着し含浸す
る方法、適当な溶剤に樹脂を溶解あるいは水などの溶剤
にエマルジョン化、分散させたものの中に強化繊維を通
過した後、溶剤を蒸発除去する方法等を挙げることがで
きる。特に、環境問題及び含浸の容易性を考えるとエポ
キシ樹脂の水系エマルジョンの使用が好適である。
【００１３】樹脂の含有量としては、含有せしめる樹脂
の種類にもよるが、通常０．５重量％以上１５重量％以
下が好ましく、１．０重量％以上１０0重量％以下がよ
り好ましい。０．５重量％よりも少ないと強化繊維束の
十分な収束性、繊維のばらけ防止効果が得られず、シー
ト材料としたときの取り扱い性が悪化する。逆に１５重
量％より多いと強化繊維束が樹脂により堅くなり、また
樹脂の種類によっては粘着性が強すぎてその後の取り扱
い性に支障をきたし、更に第二の樹脂の含浸が難しくな
り、硬化特性に悪影響を及ぼすおそれがある。
の種類にもよるが、通常０．５重量％以上１５重量％以
下が好ましく、１．０重量％以上１０0重量％以下がよ
り好ましい。０．５重量％よりも少ないと強化繊維束の
十分な収束性、繊維のばらけ防止効果が得られず、シー
ト材料としたときの取り扱い性が悪化する。逆に１５重
量％より多いと強化繊維束が樹脂により堅くなり、また
樹脂の種類によっては粘着性が強すぎてその後の取り扱
い性に支障をきたし、更に第二の樹脂の含浸が難しくな
り、硬化特性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００１４】本発明に使用される熱融着性繊維として
は、室温以上の温度で溶融し接着性を示す（この温度を
熱融着温度と呼ぶ）繊維、熱融着性を示す物質を表面に
配する繊維、又は熱融着性繊維と融着性を示さない繊維
との交絡糸等が挙げられる。熱融着温度は室温での取扱
が十分確保される範囲で低い方が好ましく、３０〜１５
０℃が好適であり、５０ 〜１２０℃がより好ましい。
は、室温以上の温度で溶融し接着性を示す（この温度を
熱融着温度と呼ぶ）繊維、熱融着性を示す物質を表面に
配する繊維、又は熱融着性繊維と融着性を示さない繊維
との交絡糸等が挙げられる。熱融着温度は室温での取扱
が十分確保される範囲で低い方が好ましく、３０〜１５
０℃が好適であり、５０ 〜１２０℃がより好ましい。
【００１５】この様な熱融着性繊維としては、代表的に
はポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイ
ロン等の繊維及びそれらの繊維を易融着処理した繊維、
あるいはガラス繊維などの繊維表面にこのような熱融着
可能な物質をコートした繊維、ガラス繊維とナイロン繊
維を交絡処理したもの等を例示することができる。
はポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイ
ロン等の繊維及びそれらの繊維を易融着処理した繊維、
あるいはガラス繊維などの繊維表面にこのような熱融着
可能な物質をコートした繊維、ガラス繊維とナイロン繊
維を交絡処理したもの等を例示することができる。
【００１６】本発明の強化繊維シートは、前述した樹脂
を含有する強化繊維束を一方向に引き揃え、これと直交
する方向に前述した熱融着性繊維を間隔をおいて配置し
熱融着することにより得られる。ここで言う配置すると
は、強化繊維束の表面に熱融着性繊維を単に置くこと、
あるいは強化繊維束を縦糸に、熱融着性繊維を横糸とし
て織ること、あるいは両者を絡ませること等を意味す
る。
を含有する強化繊維束を一方向に引き揃え、これと直交
する方向に前述した熱融着性繊維を間隔をおいて配置し
熱融着することにより得られる。ここで言う配置すると
は、強化繊維束の表面に熱融着性繊維を単に置くこと、
あるいは強化繊維束を縦糸に、熱融着性繊維を横糸とし
て織ること、あるいは両者を絡ませること等を意味す
る。
【００１７】配置する間隔は、５ｍｍ以上１５０ｍｍ以
下が好ましい。より好ましくは、１０ｍｍ以上１００ｍ
ｍ以下である。配置する間隔が５ｍｍより小さいとシー
トとしての取り扱い性は良いが、強化繊維の拘束が強す
ぎて第二の樹脂の含浸性の低下をきたす。また１５０ｍ
ｍよりも大きいとシートとしての扱い性が低下するので
好ましくない。配置後、加熱ロール等により適切な温
度、圧力で熱融着性繊維を融着することにより本発明の
強化繊維シートが得られる。
下が好ましい。より好ましくは、１０ｍｍ以上１００ｍ
ｍ以下である。配置する間隔が５ｍｍより小さいとシー
トとしての取り扱い性は良いが、強化繊維の拘束が強す
ぎて第二の樹脂の含浸性の低下をきたす。また１５０ｍ
ｍよりも大きいとシートとしての扱い性が低下するので
好ましくない。配置後、加熱ロール等により適切な温
度、圧力で熱融着性繊維を融着することにより本発明の
強化繊維シートが得られる。
【００１８】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳しく説明
する。 （実施例）強化繊維として三菱レイヨン社製炭素繊維パ
イロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメント数１２０００
本）、処理液として油化シェルエポキシ社製エポキシ樹
脂水系エマルジョンシステムＥＰＩ ＲＥＺ３５２２Ｗ
６０より調整したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の８
重量％エマルジョンを用い、炭素繊維束をこの処理漕
（全長１０ｃｍ）に３ｍ／分で通過させ、バーにより余
分の処理液をのぞいた後、設定温度１３０℃全長２．５
ｍｍの熱風乾燥ゾーンを通過せしめ冷却後巻き取ること
により、エポキシ樹脂を６重量％含有する炭素繊維束を
得た。
する。 （実施例）強化繊維として三菱レイヨン社製炭素繊維パ
イロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメント数１２０００
本）、処理液として油化シェルエポキシ社製エポキシ樹
脂水系エマルジョンシステムＥＰＩ ＲＥＺ３５２２Ｗ
６０より調整したビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の８
重量％エマルジョンを用い、炭素繊維束をこの処理漕
（全長１０ｃｍ）に３ｍ／分で通過させ、バーにより余
分の処理液をのぞいた後、設定温度１３０℃全長２．５
ｍｍの熱風乾燥ゾーンを通過せしめ冷却後巻き取ること
により、エポキシ樹脂を６重量％含有する炭素繊維束を
得た。
【００１９】得られた炭素繊維束を、２．５ｍｍ間隔３
００ｍｍ幅で一方向に目板を用いて引揃え、炭素繊維束
に直交する方向に炭素繊維束列の両面に炭素繊維束の長
手方向に沿って２５ｍｍ間隔でガラス長繊維４５０番手
と低融点ナイロンフィラメント５０デニールを撚糸した
熱融着性繊維を配置し、温度９０℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ
2に設定した加熱ローラ間を通過させて本発明の強化繊
維シートを得た。得られた強化繊維シートは、良好な取
扱性と優れた樹脂含浸性を兼ね備えた強化繊維シートで
あった。
００ｍｍ幅で一方向に目板を用いて引揃え、炭素繊維束
に直交する方向に炭素繊維束列の両面に炭素繊維束の長
手方向に沿って２５ｍｍ間隔でガラス長繊維４５０番手
と低融点ナイロンフィラメント５０デニールを撚糸した
熱融着性繊維を配置し、温度９０℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ
2に設定した加熱ローラ間を通過させて本発明の強化繊
維シートを得た。得られた強化繊維シートは、良好な取
扱性と優れた樹脂含浸性を兼ね備えた強化繊維シートで
あった。
【００２０】
【発明の効果】本発明の強化繊維シートは、現場での取
り扱い性が良好で、しかも貼り付け積層作業での樹脂の
含浸が良く、通常この作業で用いられる樹脂の常温硬化
性を大きく阻害することもなく、硬化後十分な補強効果
あるいは機械的特性を発現する強化繊維シートである。
り扱い性が良好で、しかも貼り付け積層作業での樹脂の
含浸が良く、通常この作業で用いられる樹脂の常温硬化
性を大きく阻害することもなく、硬化後十分な補強効果
あるいは機械的特性を発現する強化繊維シートである。
Claims (2)
- 【請求項１】 樹脂を０．１〜１５重量％含有する強化
繊維束を一方向に配列し、且つ熱融着性繊維を強化繊維
束と直交する方向に強化繊維束の長手方向に沿って５〜
１５０ｍｍの間隔で配置し融着した強化繊維シート。 - 【請求項２】 熱融着温度が、３０〜１５０℃の熱融着
性繊維を使用する請求項１記載の強化繊維シート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265998A JPH09111008A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 強化繊維シート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7265998A JPH09111008A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 強化繊維シート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09111008A true JPH09111008A (ja) | 1997-04-28 |
Family
ID=17424953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7265998A Pending JPH09111008A (ja) | 1995-10-13 | 1995-10-13 | 強化繊維シート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09111008A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094247A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 繊維強化シート及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-10-13 JP JP7265998A patent/JPH09111008A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011094247A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 繊維強化シート及びその製造方法 |
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