JP5437108B2 - 建造物用補強アンカーおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、建造物用の補強部材の改良、更に詳しくは、形態安定性に優れており、運搬や施工が容易で取扱いがし易く、しかも、炭素繊維材料の強度を発揮することができる建造物補強用アンカーおよびその製造方法に関するものである。

周知のとおり、鉄筋コンクリート製の既設の構造物（建築物や橋脚など）を耐震補強するために、種々の工法が提案されている。

従来の耐震補強工法としては、補強対象となる建造物の壁や床に孔を設け、この孔に炭素繊維束で作製したアンカー部材を挿通して固定した後、このアンカー部材の各強化繊維を樹脂で硬化せしめることによって補強するものがものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、かかる従来の補強用のアンカー部材にあっては、炭素繊維の束がうまく纏められていなかったため、運搬や施工の際に、これらの炭素繊維束がばらけてしまい、非常に使い勝手が悪く、また、これらの炭素繊維は纏まっていないと非常に折れやすいという問題もあった。

特開２０００−４５５６５号公報（第３−６頁、図１−９）

本発明は、従来の建造物用補強アンカーに上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、形態安定性に優れており、運搬や施工が容易で取扱いがし易く、しかも、炭素繊維材料の強度を発揮することができる建造物補強用アンカーおよび、それを合理的に製造可能な方法を提供することにある。

本発明者が上記技術的課題を解決するために採用した手段を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである。

即ち、本発明は、所定本数の炭素繊維フィラメント11・11…を引き揃えられて、これらの周縁にカバー糸12を巻回結束されて炭素繊維束１を形成する一方、
複数の炭素繊維束１を束ねて、かつ、これら炭素繊維束１・１…の外周面の少なくとも一部に、前記カバー糸12よりも低融点の熱融着性を有する止着糸２を付着した状態で巻回してストランドＳに構成して、
このストランドＳの一部を固定した状態で、当該ストランドＳの端部近傍に結束している前記止着糸２を切断して、かつ、融着箇所が剥離することによって前記各炭素繊維束１の端部位を扇状に拡開可能にするという技術的手段を採用したことによって、建造物用補強アンカーを完成させた。

また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、止着糸２同士を交点23において付着せしめるという技術的手段を採用することも可能である。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、止着糸２を、非熱融着性繊維である芯糸21に熱融着糸22を巻回してなるカバーリング組織にするという技術的手段を採用することも可能である。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、止着糸２の芯糸21をガラス系繊維にして、かつ、カバー糸が少なくともポリエステル繊維を含有してなるようにするという技術的手段を採用することも可能である。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、炭素繊維束１の一対のカバー糸12・12をダブルカバーリング組織によって炭素繊維フィラメント11に巻回するという技術的手段を採用することも可能である。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、炭素繊維束１のカバー糸12をポリエステル繊維にするという技術的手段を採用することも可能である。

更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、炭素繊維束１の炭素繊維フィラメント11・11…にサイジング剤を塗布するという技術的手段を採用することも可能である。

また、本発明は、所定本数の炭素繊維フィラメント11・11…を引き揃えて、これらの周縁にカバー糸12を巻回結束して炭素繊維束１を形成する一方、
複数の炭素繊維束１を束ねて、かつ、これら炭素繊維束１・１…の外周面の少なくとも一部に、前記カバー糸12よりも低融点の熱融着性を有する止着糸２を巻回付着せしめてストランドＳに構成するという技術的手段を採用することによって、建造物用補強アンカーの製造方法を完成させた。

また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、炭素繊維束１の炭素繊維フィラメント11・11…にサイジング剤を塗布して、カバー糸12を巻回するという技術的手段を採用することも可能である。

本発明は、所定本数の炭素繊維フィラメントを引き揃えて、これらの周縁にカバー糸を巻回結束して炭素繊維束を形成する一方、複数の炭素繊維束を束ねて、かつ、これら炭素繊維束の外周面の少なくとも一部に、前記カバー糸よりも低融点の熱融着性を有する止着糸を巻回付着せしめてストランドに構成して、このストランドの一部を固定した状態で、当該ストランドの端部近傍に結束している前記止着糸を切断して、かつ、融着箇所が剥離することによって前記各炭素繊維束の端部位を扇状に拡開することができる。

したがって、本発明の建造物用補強アンカーによれば、形態安定性に優れており、運搬や施工が容易で取扱いがし易く、しかも、炭素繊維材料の強度を発揮することができる。

また、本発明の製造方法によれば、炭素繊維束を巻回結束しているカバー糸よりも低融点の止着糸を用いて当該炭素繊維束を止着するため、この融点差により加工時に炭素繊維束のカバー糸が溶融して解けてしまうことがない。

更にまた、必要に応じて、止着糸の交点において止着することによって、運搬時や保管時においても炭素繊維束が解けることがなく、形態安定性を保ちこともできることから、産業上の利用価値は頗る大きいと云える。

本発明の実施形態の補強アンカーを表わす斜視図である。 本発明の実施形態の補強アンカーの炭素繊維束を表わす拡大斜視図である。 本発明の実施形態の止着糸の構造を表わす分解側面図である。 本発明の実施形態の補強アンカーの使用状態を表わす説明側面図である。 本発明の実施形態の補強アンカーの使用状態を表わす説明側面図である。

本発明を実施するための形態を、具体的に図示した図面に基づいて、更に詳細に説明すると、次のとおりである。

本発明の実施形態を図１から図５に基づいて説明する。図中、符号１で指示するものは炭素繊維束であって、この炭素繊維束１は、所定本数の炭素繊維フィラメント11・11…を引き揃えて、これらの周縁にカバー糸12を巻回結束して形成する。

本実施形態では、炭素繊維フィラメント11の単繊維径が０．５〜５０μｍ程度（本実施形態では７μｍ）であるものを採用するとともに、数千〜数万本（本実施形態では２４０００本）を一単位とするマルチフィラメントにしてこれらを引き揃える。

そして、本実施形態では、一対のカバー糸12・12をダブルカバーリング組織によって炭素繊維フィラメント11に巻回する。この際、引き揃えた炭素繊維フィラメント11・11…にサイジング剤を塗布することによって（付着率：０．１〜０．３％（より好ましくは０．２％））、カバー糸12の巻回時の形態安定性を付与することができる。なお、かかるカバーリング組織は、当該炭素繊維フィラメント11を芯材として、２本のカバー糸12を外側に巻回していくものであり、公知の組紐用織機を使用して形成することができる。

また、本実施形態では、カバー糸12は融点が１３０℃以上の熱融着性を有するポリエステル繊維にすることができ、前記炭素繊維フィラメント11・11…に熱融着させることができる。

次に、符号２で指示するものは止着糸であり、この止着糸２は、熱融着性を有する糸である。

しかして、本実施形態の補強アンカーを構成するにあっては、まず、前述のごとく作製した複数の炭素繊維束１・１…を束ねる。本実施形態では、１６本、２４本、３２本、４８本、７２本など、用途に応じた本数を束ねることができ、それぞれを５０〜２００ｍ巻き程度の１本の長尺状に作製する。

そして、これらの炭素繊維束１・１…の外周面の少なくとも一部に、熱融着性を有する止着糸２を付着せしめた状態で巻回してストランド（ひも）Ｓに構成する。この際、止着糸２の熱融着糸材料として採用するポリエステル材料の融点を約１１０℃にすることにより、前記カバー糸12の融点（１３０℃以上）との融点差を利用してこの温度範囲内で熱処理を行うことによって、当該カバー糸12を溶融させることなく、炭素繊維束１の外周面に的確に付着せしめることができる。

また、必要に応じて、図３に示すように、止着糸２を、非熱融着性繊維である芯糸21に熱融着糸22を巻回してなるカバーリング組織にすることができ、更に、止着糸２の芯糸21をガラス系繊維にして、かつ、カバー糸が少なくともポリエステル繊維（融点：約１１０℃）を含有してなるものを採用することによって、芯材21に高強度な部材を残しながら、表面のみを溶融せしめて前記炭素繊維束１の外周面に付着せしめることができる。

また、本実施形態では、止着糸２同士を交点23において付着せしめることによって、この止着糸２を解け難くすることができ、運搬時や保管時などにおける形態安定性を更に向上せしめることもできる。

そして、以上のように構成された補強アンカーは、このストランドＳの一部を固定した状態で、当該ストランドＳの端部近傍に結束している前記止着糸２を切断して、かつ、この止着糸２と炭素繊維束１とが融着した箇所を剥離せしめることによって、前記各炭素繊維束１の端部位を扇状に拡開することができる。

具体的には、図４に示すように、補強すべき構造物に貫通する定着孔Ｈが形成されている場合には、当該定着孔Ｈに本発明の補助アンカーを挿通した後、当該挿通箇所に接着剤を充填して固定する。そして、当該ストランドの端部近傍に結束している前記止着糸２をハサミやカッター等で切断するとともに、この定着孔Ｈの両側に各炭素繊維束１の端部位を扇状に拡開することができる。

然る後、これらにエポキシ系等の接着性樹脂を塗布して含浸させ、硬化せしめるこによって、壁面等の対象箇所を補強することができるのである。

また、図５に示すように、補強すべき構造物に開口された定着孔Ｈが貫通していない場合には、当該定着孔Ｈに本発明の補助アンカーを折り曲げて挿入した後、当該挿入箇所に接着剤を充填して固定する。そして、当該ストランドの端部近傍に結束している前記止着糸２を切断するとともに、この定着孔Ｈから突出した各炭素繊維束１の端部位を扇状に拡開することができる。

本発明は、概ね上記のように構成されるが、図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、カバー糸12と止着糸２とは、カバー糸12の方の融点が止着糸２の融点よりも相対的に高くなっていれば、融点の数値は限定されるものではなく、材料の種類や組み合わせ等も適宜変更することができる。

また、炭素繊維フィラメント11の径や本数は、使用箇所や強度に応じて適宜変更することができ、カバー糸12および止着糸２の熱融着性の熱可塑性樹脂材料は、ポリエステルに限らず、ポリアミド系材料やポリウレタン系材料を採用することもでき、これら何れのものも本発明の技術的範囲に属する。

１ 炭素繊維束
11 炭素繊維フィラメント
12 カバー糸
２ 止着糸
21 芯糸
22 熱融着糸
23 交点
Ｓ ストランド
Ｈ 定着孔

Claims (9)

1. 所定本数の炭素繊維フィラメント11・11…が引き揃えられて、これらの周縁にカバー糸12が巻回結束されて炭素繊維束１が形成されている一方、
   複数の炭素繊維束１が束ねられ、かつ、これら炭素繊維束１・１…の外周面の少なくとも一部に、前記カバー糸12よりも低融点の熱融着性を有する止着糸２が付着した状態で巻回されてストランドＳに構成されており、
   このストランドＳの一部を固定した状態で、当該ストランドＳの端部近傍に結束している前記止着糸２を切断して、かつ、融着箇所が剥離することによって前記各炭素繊維束１の端部位を扇状に拡開可能であることを特徴とする建造物用補強アンカー。
2. 止着糸２同士が交点23において付着していることを特徴とする請求項１記載の建造物用補強アンカー。
3. 止着糸２が、非熱融着性繊維である芯糸21に熱融着糸22を巻回してなるカバーリング組織であることを特徴とする請求項１または２記載の建造物用補強アンカー。
4. 止着糸２の芯糸21がガラス系繊維であり、かつ、カバー糸が少なくともポリエステル繊維を含有してなることを特徴とする請求項３記載の建造物用補強アンカー。
5. 炭素繊維束１の一対のカバー糸12・12がダブルカバーリング組織によって炭素繊維フィラメント11に巻回されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の建造物用補強アンカー。
6. 炭素繊維束１のカバー糸12がポリエステル繊維であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の建造物用補強アンカー。
7. 炭素繊維束１の炭素繊維フィラメント11・11…にサイジング剤が塗布されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の建造物用補強アンカー。
8. 所定本数の炭素繊維フィラメント11・11…を引き揃えて、これらの周縁にカバー糸12を巻回結束して炭素繊維束１を形成する一方、
   複数の炭素繊維束１を束ねて、かつ、これら炭素繊維束１・１…の外周面の少なくとも一部に、前記カバー糸12よりも低融点の熱融着性を有する止着糸２を巻回付着せしめてストランドＳに構成することを特徴とする建造物用補強アンカーの製造方法。
9. 炭素繊維束１の炭素繊維フィラメント11・11…にサイジング剤を塗布して、カバー糸12を巻回することを特徴とする請求項８記載の建造物用補強アンカーの製造方法。