JPH0365549A - 補強された立体構造物およびその製法 - Google Patents

補強された立体構造物およびその製法

Info

Publication number
JPH0365549A
JPH0365549A JP1199813A JP19981389A JPH0365549A JP H0365549 A JPH0365549 A JP H0365549A JP 1199813 A JP1199813 A JP 1199813A JP 19981389 A JP19981389 A JP 19981389A JP H0365549 A JPH0365549 A JP H0365549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fibers
matrix
elastic modulus
spherical
high elastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1199813A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2884169B2 (ja
Inventor
Hiroshi Yazawa
宏 矢沢
Kazuhiko Kurihara
和彦 栗原
Shigezo Kojima
小島 茂三
Riichi Oishi
利一 大石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polymer Processing Research Institute Ltd
Original Assignee
Polymer Processing Research Institute Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polymer Processing Research Institute Ltd filed Critical Polymer Processing Research Institute Ltd
Priority to JP1199813A priority Critical patent/JP2884169B2/ja
Publication of JPH0365549A publication Critical patent/JPH0365549A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2884169B2 publication Critical patent/JP2884169B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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】 a、産業上の利用分野 本発明は、高弾性率1a維で補強された立体構造物およ
びその製法で、強固なFRPやコンクリートなどの製造
に1重用される。
b、従来技術及び本発明が解決しようとする問題点従来
プラスチックやコンクリートなどのマトリックスを補強
する手段として、ガラス繊維や炭素繊維の短繊維を混入
したり、織布の中にマトリックスを含浸させる方式もあ
る。短繊維はta維混入率の割には、補強効率が悪く、
織物では、平面補強は出来るが、立体補強は困難である
。立体補強の方法として、近年盛んに検討されている方
式として、3次元織物(例えば、繊維機械学会誌、昭和
61年1月号、56〜61頁)がある。しかし、この3
次元織物は、生産速度が極端に遅く、装置も複雑で、大
型の製品を製造するには、H置費も高い、したがって、
産業資材として多量に安く使用するのには不適である。
また、出来た製品も糸を複雑に絡ませである0〕で、糸
の直線性を保てず、折角弾性率の高いj#維を使用して
も曲げ弾性率などに効果が小さい。
また、3次元織物の大型の製品が製造できたとしても、
それをII場に輸送したり、保管したり、現場施工した
りするには、非常に不便で作業性が悪い。
3次元織物や短1aii、m物などをFRPやコンクリ
ートに親和性を持たせるためには、繊維表面をアンカー
処理する必要がある場合が多い、そのために、糸または
製品の段階で、アンカー剤をコートする工程が必要で、
コニ化が複雑で、製造コストも高くなる。
C6問題点を解決するための手段 本発明は、大型の立体構造物でも、立体補強効率の良い
硬化されたマトリックス構造物、およびそれを簡便に高
速で安価に作業性良く大量生産できる製法を、鋭意研究
した結果、次のようなシンプルな基本構造単位をまず製
造し、これを組合わせてマトリックス中で硬化させた構
造物を発明するにテリった。
基本構造眼位は2秤類あり、その一つは、中心より高弾
性率ml1iが3次元的に放射している球状構造単位で
ある。′放射している繊維の長さは、数十ミリから数百
ミリの範囲が好ましいが、一つの構造単位より放射して
いる&*維の長さは同一である必要はない0球状は厳密
に断面が円形を示すものばかりでなく、断面が楕円でも
多少変形していても、本発明の球状の公印に含める。も
う一つの基本構造単位は、棒状構造単位で、線状に配置
された支持物体に対して、高弾性率の繊維を、その支持
物体よりヨコにほぼ垂直方向に突出した構造体である。
棒状は、長さ方向は必ずしも剛直である必要はない、棒
状の長軸の断面は、円ばかりでなく、線状、三角、矩形
、楕円でも良い、突出しているa維の長さは、数十ミリ
から数百ミリの範囲より、適宜選択されるが、やはり、
突出している長さが皆同−である必要はない、支持物体
としては、金属線、有機および無機の繊維等が使用でき
るが、やはり高弾性率の物体であることが望ましい。
高弾性率繊維としては弾性率300 k g/ms2以
上あることが望ましく、理想的には2000 kg/1
m112以上あることが望ましい、具体的には、カーボ
ン繊維、ガラス繊維、アラミド1alt11(ケブラー
等)、超高分子徂ポリエチレンの超延伸した繊維、高弾
性率ポリビニルアルコール系繊維(ビニロンなど)、ス
チールファイバー、アモルファス金属繊維、アルミナ繊
維などのセラミック繊維、などを単独または混合して使
用される。m維の形態としては、モノフィラメント、マ
ルチフィラメント、紡績糸、フラットヤーン、ロービン
グ、紐、ローブなどが使用できる。
本発明は、上記の基本構造単位を、マトリックス中で組
合わせて、マトリックスを硬化させて立体構造物とする
ことにある。まず、球状構造単位を組み合わせる例を述
べると、この球状構造単位を、マトリックス中て放a・
1シている高弾性率繊維が互いに交差する程度に近接さ
せて、多数存在させ、マトリックスを硬化させる。この
マトリックスに含まれる球状構造体は、皆同じ大きさや
形態である必要はなく、むしろ種々異なった形態を存在
させる方が良い場合も多い、この補強された構造物はあ
らゆる方向の、破断、曲げ、衝撃、クリープなどの応力
に対して、著しい補強効果を示すことが確認できた。
次ぎに棒状構造単位のマトリックス中の組合わせる方法
に関しては、大きく分けて2通りある。
第1の構造は、棒状構造単位を、複数本並列に、または
長いこの構造(111位を折り藺げて並列に並べ、しか
も支持物体から突出している繊維が互いに交差するよう
に配置することにより、厚みを持っている補強用立体構
造体とする。並列に並べて、床補強にしたり、タテに並
べて壁補強にしたり、円胃形に並べて、円筒補強体とな
すことができる。
この平行に配置された本発明の構造体に、さらに直交す
る形で別の高弾性率の線状物体く例えば鋼鉄棒、鉄線、
ラス、高弾性率a雄、織物など〉を配置することにより
、タテ、ヨコ、高さの3次元的に補強できる。この立体
構造体にマトリックスを含浸して、立体的に補強された
構造物とする。
第2の組合せの例は、棒状構造単位の複数個を、相互に
直交または斜交させて組合わせて配置することにより、
さらに立体的な構造体となす、ia合せの例を具体的に
述べると、丸太小屋、校倉造り、合掌造りなどの丸太や
角材を組合わせるような方式がある。
またこれらの基本構造単位と、先願発明(特願昭63−
186079号〉の高弾性率繊維よりなる粗目管状体と
組合わせて立体構造体となすことも出来る。
これらの立体構造体を、樹脂(ポリオレフィン、ポリエ
ステル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など)、土壌、
石膏、カーボン、アルミニウムなどの金属、コンクリー
トなどのマI・リツクスに含浸して後硬化させることに
より、補強された立体構造物体となる。基本構造単位を
マトリックスへ含浸させる方法は、基本構造単位を立体
的に組合わせた構造体にマトリックスを含浸させても良
いし、マトリックス中に基本構造単位を投入しながら、
段々と大きな構造物にしていく方法もある。含浸させて
行くとき、芯部まで良く含浸するように、バイブレータ
などで振動しながら含浸することが望ましい。
これらの基本構造型IQで補強されたマトリックスの表
面は、高弾性率繊維が突出して、平面を構成するのに不
都合な場合や、また安全でない場合もあるが、そのよう
な場合には、表面にラスや網状物体を配置することによ
り、マトリックスの表面に高弾性率繊維が出てくるのを
防止すると同時に、表面の高弾性率繊維の密度を高め、
繊維の配列を表面に平行に゛することにより表面性状を
向上させることも可能である。
基本構造単位の構造体の製法として、高弾性率all雄
よりなるタテ糸(またはヨコ糸)ピッチの粗目の直交不
織布〔本出願人による先発明(特願昭53−38783
号など)の経tIR積NI機により製造される〕を利用
する方法がある。タテ糸ピッチ間隔が粗い経緯直交不織
布で、1〜数本のタテ糸に対する巾でヨコ糸を切断して
、平面的にヨコ方向に多段に高弾性率繊維が突出してい
る、細いリボン状の平面構造体は間単に製造できる。こ
のようなリボン状平面構造体から、球状および棒状構造
体を製造することができる。まず、球状構造体は、タテ
糸が熱くコンクリート硬化の過程の反応熱も利用できる
)または溶剤や膨潤剤(多くは水や蒸気が使用される)
により大きく収縮させるか、または、タテ糸が形状記憶
物質よりなる糸状物よりなり、これを熱などにより大き
く変形さして、小さくまとまるようにすることにより、
球状の形態に変化させることができる。また、棒状の構
造単位の製法として、前述の平面状リボン状構造体の支
持物体に、張力または回転力または、2本(複数でも良
い)のタテ糸の内の1本〈複数でも良い)に収縮力をか
けて、支持物体よりヨコに出ている高弾性率のall維
を立体的なラセン構造体を含む棒状の立体構造体が製造
できる0以上の説明は、リボン状構造体として、!!緯
直交不織布の例で説明したが、カラミ繊によるm物や、
あるいはタテ編、ヨコ編などの編物でも良い、しかし、
経緯直交不織布の場合は、タテ糸とヨコ糸の接着に使用
した接着剤が、マトリックスとの親和性を増す接着剤に
することにより、アンカーコート処理が不要になる利点
があるばかりでなく、この接着剤で糸の剛性を増すこと
も出来るので、立体構造体にした時、剛性のある構造体
にすることが出来る。
また、棒状構造単位の製法として、工業用棒状ブラシの
製法のように、数本のワイヤー(線状支持物体)をヨリ
合わせていく過程で、ワイヤーの間に目的とする高弾性
率allを挟んで一緒にヨリ合わせていく方法でも、製
造できる。
60図面による説明 本発明の構造の例を、図面により具体的に説明する。
第1図は、球状構造単位の例で、(A)は、高弾性率1
a維1 a 、”1 b、IC・・・が中心より粗に放
44状に突出している例で、芯2で集束して、球状体3
を構成する。(B)、(C)、(D)は、球状体の断面
の斜視図である。(B)は、高弾性率縁I!lが密に放
射状に突出している例である。
(C)は、リング状の高弾性率lJi維1x、1y、1
zが芯2の近くで集束されている例である。集束点2は
、接着でも機械的結束でもよい。(D)は、束状に束ね
られた芯部2より、高弾性率繊維lが、3次元的に放射
している例である。
第2図は、棒状構造単位の具体的な構造の種々のタイプ
を示した斜視図で、(イ)は、2本(もっと多数本でも
良いが簡単のため2本で示す)の支持物体である高弾性
率繊維(iw線でも良い)4a、4bが撚合わせられて
いる間に、高弾性率繊維1を挟んでいった例である。こ
の図では高弾性率繊維は、短い繊維の場合を示したが、
連続した高弾性率繊維を次々に挟んで行ってもよい。(
イ)は高弾性率繊維を間欠的に挟んだ例であるが、(ロ
)は、はぼ連続的に隙間なく挟んで行くことにより、は
ぼ両画状に高弾性率縁!1】が突出した構造の例である
第31′!lは、第1図の球状構造体3a、3b・・・
の多数を、マトリックス(矩形の枠6の内部に存在)中
て■合わtた例で、3aの1個は、断面図で示したが、
他の球状体は丸で示した。
第4図は、第2図の棒状構造体5を組合わせて、さらに
立体構造体となす例で、各棒状体5の支持物体4から円
筒状に突出した高弾性率繊維lは、並列した棒状体5の
重なり部で互いに入り交じり、交差している。これにさ
らにヨコ方向を強化する目的で、図に点線で示した高弾
性率物質(第2図に示した構造体でも良いし、他の高弾
性率物質例えば鋼棒や炭素繊維のストランドでも良い)
7をヨコに渡すと、厚みを持って平面的に補強できる構
造体になる。この層を更に厚み方向に重ねていくと、立
体的に補強できる構造体となる。
第5図は、第2図の棒状構造体5を直交させて、組合わ
せた例である。図を簡略化して判りやすくするために、
第2図の構造体を円筒で示し、しかも組合わせる素材の
ほんの一部だけで示した・第6図は、本発明の構造体を
製造する例を示したもので、(A)は、本出願人による
先発明のタテ糸ピッチ間隔が粗い経緯直交不織布で、高
弾性率繊維よりなりヨ°コ方向に並列したヨコ糸8は、
これを表裏から挟んで互いが重なるように、タテ方向に
数十ミリの間隔をおいて、上下2群のタテ糸9.10に
より接¥J固定されている。隣合うタテ糸間のヨコ糸を
鎖線11で示す位置で切断して、切り離すことにより、
第6図(B)のように、平面で細長い構造体となる。こ
の(B)の構造体の上端を固定して、下端に回転力を与
えて撚を掛けていくと、第2図の構造体となる0例えば
、第6図(B)の平面構造で輸送して、建築現場で第2
図の構造体にして、さらに第4図、第5図の構造にして
、コンクリートの立体補強構造体として使用することも
出来る。
e、効果 本発明の立体構造物は、 ■非常にシンプルな基本構造単位をベースにしているの
で、この構造単位を安価に量産できる。
■基本構造ili位を組合わせるだけなので、大型の構
造物でも、現場で作業性良く立体構造物にすることがで
きる。
■基本構造単位を、安価、量産型の直交不織布より簡単
に製造できる。
■高弾性率縁′!槓が屈+DIが少ない形態で、構造に
組込まれるので、81にのもっている弾性率を有効に発
揮できる。
■マトリックスとの親和性や剛性のある構造体にするこ
とが容易。
以上のことは、従来の立体織物では、期待できないこと
である。
【図面の簡単な説明】
11図(A)(B)(C)(D)は、本発明の基本構造
単位である球状構造単位の例である。第2図(イ)(ロ
)は、本発明の基本構造単位である棒状構造単位の斜視
図である。第3図は、第1図の球状構造体をマトリック
ス中で組合わせて、さらに立体構造に組合わせる構造の
例である。第4図、第5図は、第2図の棒状構造体をマ
トリックス中で組合わせて、さらに立体構造に組合わせ
る構造の例である。第6図(A)(B)は、第1図、第
2図の基本構造単位を、直交不織布より製造する方法の
例を示した。 記号の説明 1% Ia、lb、lc、lx、Iy、1z、8は、高
弾性率織糸イ二 2は、球状構造体の芯部。 3.3a、3bは、高弾性率繊維よりなる球状構造体。 4a、4 bは、棒状構造の芯の線状支持物体。 5は、棒状構造体。 6は、マトリックスが入っている枠。 7は、高弾性率の物質。 9.10は、直交不織布における縦糸。 11の鎖線より切断する。 出駅人 株式会社 高分子加工研究所 オ I 口 (A) fB) (こ) (D’) (イン (b) そ3r’A 第41切 う

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)中心より高弾性率繊維が3次元的に放射している
    球状構造単位が、硬化したマトリックス中に多数存在し
    ている補強された立体構造物。
  2. (2)線状に配置された支持物体に対して、高弾性率の
    繊維を、その支持物体よりヨコにほぼ垂直方向に多数の
    突出した棒状構造単位が、硬化したマトリックス中で2
    次元的または3次元的に組合わされて存在している補強
    された立体構造物。
  3. (3)請求項(1)(2)の球状および棒状の構造単位
    をマトリックス中に多数存在させて硬化させることによ
    る補強された立体構造物の製法。
  4. (4)線状の支持物体に対して、平面的にほぼ垂直方向
    に多段に高弾性率繊維が突出しているリボン状構造体に
    対して、支持物体に収縮力を働かせるか、または変形さ
    して、支持物体を小さくまとめて、中心より高弾性率の
    繊維が放射している球状構造体となすマトリックス補強
    用立体構造体の製法。
  5. (5)線状の支持物体に対して、平面的にほぼ垂直方向
    に多段に高弾性率繊維が突出しているリボン状構造体に
    対して、支持物体に張力、回転力、または収縮力を働か
    せて、支持物体より出ている高弾性率の繊維を、立体的
    なラセン構造体を含む棒状構造体となすマトリックス補
    強用立体構造体の製法。
JP1199813A 1989-08-01 1989-08-01 補強された立体構造物およびその製法 Expired - Fee Related JP2884169B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1199813A JP2884169B2 (ja) 1989-08-01 1989-08-01 補強された立体構造物およびその製法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1199813A JP2884169B2 (ja) 1989-08-01 1989-08-01 補強された立体構造物およびその製法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0365549A true JPH0365549A (ja) 1991-03-20
JP2884169B2 JP2884169B2 (ja) 1999-04-19

Family

ID=16414070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1199813A Expired - Fee Related JP2884169B2 (ja) 1989-08-01 1989-08-01 補強された立体構造物およびその製法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2884169B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020525586A (ja) * 2017-06-28 2020-08-27 キネティック リミテッド 強化用繊維及び形状記憶合金ワイヤを含む製品及びその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5338783B2 (ja) 2010-09-30 2013-11-13 ブラザー工業株式会社 情報通信システム、ノード装置、情報通信方法及びプログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020525586A (ja) * 2017-06-28 2020-08-27 キネティック リミテッド 強化用繊維及び形状記憶合金ワイヤを含む製品及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2884169B2 (ja) 1999-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gries et al. Manufacturing of textiles for civil engineering applications
US5846364A (en) Reinforced concrete structure, reinforcing device, and method for producing same
JP6474813B2 (ja) 3dファブリックの製織方法及び手段、その3dファブリック製品ならびにそれらの使用
US4038440A (en) Three dimensional fabric material
US5077113A (en) Filament-reinforced resinous structural rod
CN1010110B (zh) 混凝土增强件
RU2617484C2 (ru) Однонаправленный армирующий наполнитель и способ получения однонаправленного армирующего наполнителя
CN101263270B (zh) 纤维增强塑料制成的增强体
JPH0781225B2 (ja) 結合部材用三次元織物
US5262230A (en) Lightweight composite material with a thermoset matrix
JP3279049B2 (ja) 一方向性補強織物およびその製造方法
Barman et al. Textile structures in concrete reinforcement
US5791384A (en) Method, machine and diagonal pattern fabric for three-dimensional flat panel fabric
JPH0365549A (ja) 補強された立体構造物およびその製法
RU77309U1 (ru) Стержень для армирования бетона
JP6897705B2 (ja) 補強繊維織物及びその製造方法
KR100345081B1 (ko) 하이브리드 바를 이용한 구조물
JP2639502B2 (ja) 網状管状体よりなるマトリックス補強用構造体
US5720320A (en) Method and machine for three-dimensional fabric with longitudinal wires
JP2688606B2 (ja) 補強された網状管状体による立体構造体
JP2933102B2 (ja) 繊維補強材とその製造方法および同補強材を用いた構造用材料
JP2010024620A (ja) 炭素繊維アンカーの接着構造およびその形成方法
JP2639504B2 (ja) 立体的網状構造体
Yang et al. Energy absorption capability of 3D braided-textile composite tubes with rectangular cross section
JP2714735B2 (ja) 有機合成繊維製太径ロッド

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees