JPH0811132A

JPH0811132A - 強化繊維シート

Info

Publication number: JPH0811132A
Application number: JP16891694A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshizawa; 弘之吉沢; Makoto Saito; 誠斉藤
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】強化繊維に含浸させるマトリクス樹脂の使用
可能時間を長くし、且つ硬化時間を短くすることが可能
な強化繊維シートを提供することである。【構成】一方向強化繊維シート１は、離型性を有する
支持体シート２上に、バインダー層３を介して強化繊維
４を一方向に配列して設け、更にその強化繊維４上に硬
化促進剤層５を塗布してなる。【効果】硬化促進剤層５上から強化繊維４にマトリク
ス樹脂を含浸すると、その樹脂中に硬化促進剤が容易に
溶け出して、樹脂及びこれに配合した硬化剤と良好に混
合され、樹脂の硬化が直ちに始まって短時間で硬化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、支持体シート上にバイ
ンダー層を介して強化繊維を設けた強化繊維シートに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、土木建築の分野において、強化繊
維シートが多岐の用途に亙り使用されている。又機械、
家電等の他の産業用分野においても、材料の剛性向上或
いは強度向上を目的として、強化繊維シートが使用され
つつある。

【０００３】この強化繊維シートは、支持体上に繊維を
一方向又は二方向以上に配列したもので、例えば一方向
強化繊維シートは、図２に示すように、支持体シート１
２上にバインダー層（接着剤層）１３を介して強化繊維
１４を一方向に配列してなっている。

【０００４】この一方向強化繊維シート１１の強化繊維
１４にマトリクス樹脂を含浸して、強化繊維シート１１
を例えば高架道路の橋脚の周囲に巻き付け、樹脂を硬化
して強化繊維シート１１を繊維強化プラスチックとなせ
ば、橋脚の強化や損傷箇所の補修等をすることができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような強化や補修
等の土木建築の用途に使用する場合、マトリクス樹脂の
使用可能時間（ポットライフ）が長く、又硬化までの時
間が短いことが要望される。

【０００６】しかし、現今の技術状況では、その両者を
満足する方法がないのが現状であった。通常、土木建築
用途では、強化繊維に含浸させる樹脂としてエポキシ樹
脂が使用され、又安価で手軽にするにはビニルエステル
樹脂等が使用されているが、エポキシ樹脂及びビニルエ
ステル樹脂等では、使用可能時間を長く調整すると、硬
化までの時間が非常に長くなってしまう。

【０００７】又一方向強化繊維シートのバインダー層に
硬化促進剤を入れることも提案されているが（特開平４
−１４９３６６）、この方法では、バインダー層から硬
化促進剤が含浸したマトリクス樹脂に溶け出すのに時間
がかかり、即硬化性がなくなるという欠点があった。

【０００８】本発明の目的は、強化繊維に含浸させる樹
脂の使用可能時間を長くし、且つ硬化時間を短くするこ
とが可能な強化繊維シートを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
強化繊維シートにて達成される。要約すれば本発明は、
支持体シート上にバインダー層を介して強化繊維を設け
た強化繊維シートにおいて、前記強化繊維の支持体シー
トと反対側に、強化繊維に含浸させるマトリクス樹脂の
硬化を促進する硬化促進剤を塗布したことを特徴とする
強化繊維シートである。

【００１０】本発明の好ましい実施態様は次の通りであ
る。（１）強化繊維は支持体シート上に一方向に配列され
る。（２）硬化促進剤層の厚さが５〜２００μｍである。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明の強化繊維シートの一実施例
を示す断面図である。本実施例は、一方向強化繊維シー
トを示す。図１に示すように、一方向強化繊維シート１
は、離型性を有する支持体シート２上に、バインダー層
３を介して強化繊維４を一方向に配列して設け、更にそ
の強化繊維４上に硬化促進剤層５を塗布してなってお
り、橋梁や高架道路などの補強現場で強化繊維４に室温
硬化型マトリクス樹脂を含浸させて、補強に使用できる
ようにしてある。

【００１２】強化繊維シート１に硬化促進剤層５を設け
たのは、マトリクス樹脂を強化繊維４に含浸させて初め
てマトリクス樹脂の硬化が開始されるようにすることに
より、マトリクス樹脂を使用するまでのポットライフを
長くして、補強現場でのマトリクス樹脂の取扱い性を良
好とするためである。

【００１３】本発明において、その硬化促進剤層５を強
化繊維４上に設けたのは、硬化促進剤層５上から強化繊
維４にマトリクス樹脂を含浸することにより、その樹脂
中に硬化促進剤が容易に溶け出して、樹脂及びこれに配
合した硬化剤と良好に混合されるようになるからであ
る。従って樹脂の含浸と同時に硬化が開始され、樹脂に
即硬化性を発揮させることができる。

【００１４】更に本発明では、その硬化促進剤層５を塗
布により強化繊維４上に設けるので、塗布した硬化促進
剤の一部が強化繊維４中にも侵入しており、このため強
化繊維４に含浸したマトリクス樹脂及び樹脂中の硬化剤
と硬化促進剤との混合がより均一に行なわれ、樹脂の硬
化を一層効果的に行なわせることができる。

【００１５】硬化促進剤層５に使用する硬化促進剤は、
マトリクス樹脂及びこれに配合する室温硬化剤の種類に
よって適宜決められる。マトリクス樹脂として例えば不
飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等の不飽和
ポリエステル系樹脂を使用する場合には、室温硬化剤に
はメチルエチルケトンパーオキサイド等のパーオキサイ
ド系硬化剤が使用され、硬化促進剤にはナフテン酸コバ
ルト等のコバルト系硬化促進剤が使用される。

【００１６】硬化促進剤層５の厚さは、硬化促進剤の配
合量にもよるが、一般に、５〜２００μｍ程度である。
硬化促進剤層５の厚さが２００μｍを超える程度に厚い
と、マトリクス樹脂が強化繊維４に含浸しずらくなる。
一方、５μｍ未満であると、硬化促進剤層５中にマトリ
クス樹脂の硬化に対し有効量の硬化促進剤を含有させる
ことができない。硬化促進剤層５の厚さは、好ましくは
５〜１００μｍである。

【００１７】硬化促進剤層５を強化繊維４上に塗布する
には、硬化促進剤をエポキシ樹脂に１０〜６０重量％配
合し、混和して塗料化し、その塗料化した樹脂液をスプ
レー装置を用いて塗布すればよい。

【００１８】バインダー層３に使用されるバインダー樹
脂は、支持体シ−ト２上に強化繊維４を少なくとも一時
的に接着できるものならば使用可能であるが、マトリク
ス樹脂との相溶性のよい樹脂が好ましい。マトリクス樹
脂が不飽和ポリエステル系樹脂樹脂やエポキシ系樹脂の
場合、バインダー層３にはエポキシ系のバインダー樹脂
を用いることがよい。尚、マトリクス樹脂の硬化特性を
更に向上することを目的として、バインダー層３にも硬
化促進剤を添加することができる。

【００１９】上記の支持体シ−ト２としては、スクリム
クロス、ガラスクロス、離型紙、ナイロンフィルム等が
使用される。通常は支持体シ−ト２は樹脂浸透性を有す
ることを要しないが、マトリクス樹脂をシ−ト２側から
強化繊維４に含浸できるようにしたい場合には、シ−ト
２に上記のスクリムクロス、ガラスクロス等が使用され
る。

【００２０】上記の強化繊維４としては、ピッチ系炭素
繊維、ボロン繊維、ＰＡＮ系炭素繊維、アラミド繊維、
ガラス繊維、スチール繊維、ポリエステル繊維、ポリエ
チレン繊維など各種の強化繊維を使用することができ
る。これらの繊維は単独でも、２種以上を複合して用い
ることもできる。

【００２１】本発明の強化繊維シート１を用いて構築物
の補強を行なうには、次のようにすればよい。

【００２２】橋梁や高架道路の橋脚など構築物の補強現
場で、ロ−ラ、刷毛、吹付け等の適宜な塗布手段により
強化繊維シ−ト１の強化繊維４に室温硬化型マトリクス
樹脂を塗布して含浸し、強化繊維シ−トを補強箇所の周
囲に所望の数だけ貼り付ける。次いでハンドロ−ラ等で
マトリクス樹脂の含浸操作を行った後、その上に押さえ
テ−プを巻回し、その後そのまま放置してマトリクス樹
脂を硬化させればよい。これにより強化繊維シートを繊
維強化プラスチックと為して、構築物を補強することが
できる。

【００２３】或いは、補強箇所の周囲に室温硬化型マト
リクス樹脂を例えば１００μｍ程度の厚みに塗布し、次
いで強化繊維シ−ト１を所望の数だけ積層し、押し付け
て、強化繊維シ−ト４を貼り付けると同時にその強化繊
維４にマトリクス樹脂を含浸させる。必要に応じて、先
に積層した強化繊維シ−ト上に次ぎの強化繊維シ−トを
積層する度に、先の強化繊維シ−ト１の支持体シ−ト２
に更にマトリクス樹脂を塗布してもよい。その後、押さ
えテ−プを巻回し、そのまま放置してマトリクス樹脂を
硬化させればよい。

【００２４】又強化繊維シ−ト１として支持体シ−ト２
が樹脂浸透性のものを使用した場合には、補強箇所の周
囲表面上にマトリクス樹脂と相溶性の高い樹脂をプライ
マーとして塗布し、その上から強化繊維シ−ト１を所望
の数だけ貼り付けて積層し、その後外側から室温硬化型
マトリクス樹脂を塗布して、支持体−ト２を通って強化
繊維４に樹脂を含浸させる。その後は、上記と同様にす
る。

【００２５】いずれも、強化繊維シート１の強化繊維４
へのマトリクス樹脂の含浸により、硬化促進剤層５から
硬化促進剤が樹脂中に溶け出して、樹脂及びその中に配
合した硬化剤と混合され、樹脂の硬化が直ちに始まって
短時間で硬化する。従って構築物の補強を施工性良く行
なうことができる。勿論、マトリクス樹脂を調製してか
ら使用可能までのポットライフは長い。

【００２６】本発明の具体例について説明する。

【００２７】実施例１支持体シートとしてガラスクロス（日東紡（株）製ＫＴ
２２６）を用い、その支持体シート上に、エポキシ樹脂
（油化シェル（株）製エポキシ樹脂：エピコート１００
１＋エピコート８２８（配合比６０：４０（重量比））
のバインダー層を介して、強化繊維としてガラス繊維を
繊維目付が３００ｇ／ｍ² となるように一方向に配列し
て設け、その強化繊維上にスプレー装置を用いて硬化促
進剤を塗布し、本発明の強化繊維シートを作製した。

【００２８】硬化促進剤の量は、硬化促進剤を塗布後の
強化繊維シート総重量の３０重量％で、硬化促進剤の層
厚さは１５μｍであった。硬化促進剤は８％ナフテン酸
コバルト（ハリマ化成（株）製ナフテートＣｏ 8％）
で、これをエポキシ樹脂（東燃（株）製ＦＰ−ＮＳ）
に、エポキシ樹脂：ナフテン酸コバルト＝７：３（重量
比）で配合して用いた。

【００２９】この強化繊維シートに室温硬化型のマトリ
クス樹脂を８０重量％含浸し、室温に放置して完全に硬
化するまでの時間を測定した。又別の同じマトリクス樹
脂をそのまま室温に放置して、ポットライフを測定し
た。結果を表１に示す。

【００３０】室温硬化型のマトリクス樹脂は、ビニルエ
ステル樹脂（日本ユピカ（株）製ネオポール８４１４）
と、ビニルエステル樹脂用のパーオキサイド系硬化剤
（化薬アクゾー（株）製３２８Ｅ）とを１００：１（重
量比）に配合したものを用いた。

【００３１】実施例２室温硬化型のマトリクス樹脂として、不飽和ポリエステ
ル樹脂（昭和高分子（株）製リゴラック１５０ＨＲＮ）
と、不飽和ポリエステル樹脂用の硬化剤メチルエチルケ
トンパーオキサイド（昭和高分子（株）製カヤメック
Ｍ）とを１００：１（重量比）に配合したものを用いた
以外は、実施例１と同様にして、硬化時間及びポットラ
イフを測定した。結果を表１に示す。

【００３２】比較例１ガラスクロス（日東紡（株）製ＫＴ２２６）の支持体シ
ート上に、硬化促進剤を含むバインダー層を介して、ガ
ラス繊維（強化繊維）を繊維目付が３００ｇ／ｍ² とな
るように一方向に配列し、バインダー層に硬化促進剤を
含む強化繊維シートを作製した。

【００３３】硬化促進剤の量は、強化繊維シート総重量
の３０重量％であった。バインダー層には、エポキシ樹
脂（油化シェル（株）製エポキシ樹脂：エピコート１０
０１＋エピコート８２８（配合比９５：５（重量比））
と、硬化促進剤の８％ナフテン酸コバルト（ハリマ化成
（株）ナフテートＣｏ 8％）とを７０：３０（重量比）
に配合したものを用いた。

【００３４】この強化繊維シートに実施例１と同じ室温
硬化型のマトリクス樹脂を８０重量％含浸し、室温に放
置して完全に硬化するまでの時間を測定し、又別の同じ
マトリクス樹脂をそのまま室温に放置して、ポットライ
フを測定した。結果を表１に示す。

【００３５】比較例２強化繊維シートして比較例１で作成したものを使用した
以外は実施例２と同様にして、硬化時間及びポットライ
フを測定した。結果を表１に示す。

【００３６】比較例３ガラスクロス（日東紡（株）製ＫＴ２２６）の支持体シ
ート上に、エポキシ樹脂（油化シェル（株）製エポキシ
樹脂：エピコート１００１＋エピコート８２８配合比６
０：４０（重量比））のバインダー層を介して、ガラス
繊維（強化繊維）を繊維目付が３００ｇ／ｍ² となるよ
うに一方向に配列して設け、硬化促進剤を含まない強化
繊維シートを作製した。

【００３７】この強化繊維シートに、硬化促進剤を含む
室温硬化型のマトリクス樹脂を８０重量％含浸し、室温
に放置して完全に硬化するまでの時間を測定した。又別
の同じマトリクス樹脂をそのまま室温に放置して、ポッ
トライフを測定した。結果を表１に示す。

【００３８】室温硬化型のマトリクス樹脂は、ビニルエ
ステル樹脂（日本ユピカ（株）製ネオポール８４１４）
と、ビニルエステル樹脂用のパーオキサイド系硬化剤
（化薬アクゾー（株）製３２８Ｅ）と、硬化促進剤の８
％ナフテン酸コバルト（ハリマ化成（株）ナフテートＣ
ｏ 8％）とを、１００：１：１（重量比）に配合したも
のを用いた。

【００３９】比較例４室温硬化型のマトリクス樹脂として、不飽和ポリエステ
ル樹脂（昭和高分子（株）製リゴラック１５０ＨＲＮ）
と、不飽和ポリエステル樹脂用の硬化剤メチルエチルケ
トンパーオキサイド（昭和高分子（株）製カヤメック
Ｍ）と、硬化促進剤の８％ナフテン酸コバルト（ハリマ
化成（株）ナフテートＣｏ 8％）とを、１００：１：１
（重量比）に配合したものを用いた。それ以外は比較例
３と同様にして、硬化時間及びポットライフを測定し
た。結果を表１に示す。

【００４０】比較例５強化繊維シートとして比較例３で作製したものを用いた
以外は実施例１と同様にして、硬化時間及びポットライ
フを測定した。結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１に示されるように、本発明の強化繊維
シートによれば、マトリクス樹脂を含浸させてから１時
間の短時間で完全に硬化することができ、又マトリクス
樹脂の調製後のポットライフを１０時間以上に長くでき
ていることが分かる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の強化繊維
シートでは、支持体シート上にバインダー層を介して設
けた強化繊維上に硬化促進剤層を塗布したので、強化繊
維に含浸させる樹脂の使用可能時間を長くし、且つ硬化
時間を短くすることができる。従って強化繊維シートを
用いて橋梁や高架道路などの構築物の補強を施工性良く
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の強化繊維シートの一実施例を示す断面
図である。

【図２】従来の強化繊維シートを示す断面図である。

【符号の説明】

１強化繊維シート２支持体シート３バインダー層４強化繊維５硬化促進剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ３２Ｂ 17/02 Ｅ０１Ｄ 19/02 Ｂ２９Ｋ 105:06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体シート上にバインダー層を介して
強化繊維を設けた強化繊維シートにおいて、前記強化繊
維の支持体シートと反対側に、強化繊維に含浸させるマ
トリクス樹脂の硬化を促進する硬化促進剤を塗布したこ
とを特徴とする強化繊維シート。