JPH0978849A - 柱の補強材及びその製造方法 - Google Patents
柱の補強材及びその製造方法Info
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- JPH0978849A JPH0978849A JP26072195A JP26072195A JPH0978849A JP H0978849 A JPH0978849 A JP H0978849A JP 26072195 A JP26072195 A JP 26072195A JP 26072195 A JP26072195 A JP 26072195A JP H0978849 A JPH0978849 A JP H0978849A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量で機械強度に優れ、施工の作業性向上が
図れる柱の補強材の提供。 【解決手段】 強化繊維を容積含有率で30%以上85
%以下を含み、かつ一方向に連続な繊維強化熱可塑性樹
脂シートを1枚ないし複数枚積層したシートの両端部に
当該シートを緊締させるための緊締部が設けられている
柱の補強材。
図れる柱の補強材の提供。 【解決手段】 強化繊維を容積含有率で30%以上85
%以下を含み、かつ一方向に連続な繊維強化熱可塑性樹
脂シートを1枚ないし複数枚積層したシートの両端部に
当該シートを緊締させるための緊締部が設けられている
柱の補強材。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は繊維強化熱可塑性樹
脂シートからなる柱の補強材に関する。
脂シートからなる柱の補強材に関する。
【0002】
【従来の技術】柱は常に垂直方向の加重を受け、その軸
芯から柱の外側に向かって力が加わる。このため、柱の
構造上もしくは柱が老朽化したときなど柱の破壊を防止
するために、柱の外周に補強材を巻き付けて強化するこ
とが行われる。これらの補強材としては多くは金属が用
いられる。
芯から柱の外側に向かって力が加わる。このため、柱の
構造上もしくは柱が老朽化したときなど柱の破壊を防止
するために、柱の外周に補強材を巻き付けて強化するこ
とが行われる。これらの補強材としては多くは金属が用
いられる。
【0003】また、鋼管杭に代表される海洋鋼構造物
は、海洋環境にあって腐食が激しい。特に大気面と水中
面の境界部分の腐食が大きい。海洋鋼構造物が腐食のた
め損傷すると施設全体の寿命を縮めてしまうので大きな
問題となる。この腐食の問題を解決するための暫定処置
として塗装を施したりすることが行われているが、効果
的にかつ長時間耐えうる防食方法ではない。
は、海洋環境にあって腐食が激しい。特に大気面と水中
面の境界部分の腐食が大きい。海洋鋼構造物が腐食のた
め損傷すると施設全体の寿命を縮めてしまうので大きな
問題となる。この腐食の問題を解決するための暫定処置
として塗装を施したりすることが行われているが、効果
的にかつ長時間耐えうる防食方法ではない。
【0004】近年になって熱硬化性樹脂とガラスマット
繊維及びガラスクロス繊維からなる積層成形品を海洋鋼
構造物に被覆することにより、腐食を防止する方法が普
及しつつある。しかしながら、熱硬化性樹脂を用いた積
層成形品は、衝撃強度が低く破損する場合があること、
衝撃強度を向上させようとすると積層成形品の厚みが厚
くなり重くなって取り扱いにくいことと、樹脂を硬化さ
せるための成形時間が長く量産には不向きなこと等の問
題がある。
繊維及びガラスクロス繊維からなる積層成形品を海洋鋼
構造物に被覆することにより、腐食を防止する方法が普
及しつつある。しかしながら、熱硬化性樹脂を用いた積
層成形品は、衝撃強度が低く破損する場合があること、
衝撃強度を向上させようとすると積層成形品の厚みが厚
くなり重くなって取り扱いにくいことと、樹脂を硬化さ
せるための成形時間が長く量産には不向きなこと等の問
題がある。
【0005】また柱の径が1m以上で、補強する部位が
数mと大きくなると、成型品は展開面積で(3m以上)
×(数m)となり、成形上様々な問題が生じる。例え
ば、熱可塑性樹脂に短繊維を40%程度含有したスタン
パブルシートが海洋鋼構造物の被覆に用いられるが、積
層成形品を製造するにあたり成形圧力が100kg/c
m2程度の高圧を要することから、設備及び成形型が大
型化となり、また成形時に繊維と樹脂の分離あるいは不
均一部分が生じるというような問題が生じる。
数mと大きくなると、成型品は展開面積で(3m以上)
×(数m)となり、成形上様々な問題が生じる。例え
ば、熱可塑性樹脂に短繊維を40%程度含有したスタン
パブルシートが海洋鋼構造物の被覆に用いられるが、積
層成形品を製造するにあたり成形圧力が100kg/c
m2程度の高圧を要することから、設備及び成形型が大
型化となり、また成形時に繊維と樹脂の分離あるいは不
均一部分が生じるというような問題が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題点を解消した柱の補強材及びその製造方法の提供を
目的とする。
問題点を解消した柱の補強材及びその製造方法の提供を
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は一方向に
整列した連続繊維を30容積%以上85容積%以下含む
繊維強化熱可塑性樹脂シートないしはそれらを複数枚積
層した積層体よりなる板状の本体の両端に、一対の緊締
部を有してなる柱の補強材である。以下、本発明につい
て詳細に説明する。
整列した連続繊維を30容積%以上85容積%以下含む
繊維強化熱可塑性樹脂シートないしはそれらを複数枚積
層した積層体よりなる板状の本体の両端に、一対の緊締
部を有してなる柱の補強材である。以下、本発明につい
て詳細に説明する。
【0008】本発明で用いる繊維強化熱可塑性樹脂シー
トとしては、連続繊維を一方向に引き揃えた繊維シート
を骨材とし、これに熱可塑性樹脂を含浸させた一方向繊
維補強熱可塑性樹脂シート(以下、UDプリプレグとい
うことがある)が用いられる。UDプリプレグは特開平
02−042168号に具体的に開示されており、この
ようなシートは繊維が連続であるため力の伝播が確実に
行われる。これらのUDプリプレグは単独で、あるいは
所望の繊維方向、厚さとなるように組み合わせた積層体
として用いられる。好ましくは積層体が用いられ、かつ
UDプリプレグの積層構成の中に繊維が直交する構成を
少なくとも1対以上含ませると、両者の繊維の動きが規
制され好ましい製品が得られる。
トとしては、連続繊維を一方向に引き揃えた繊維シート
を骨材とし、これに熱可塑性樹脂を含浸させた一方向繊
維補強熱可塑性樹脂シート(以下、UDプリプレグとい
うことがある)が用いられる。UDプリプレグは特開平
02−042168号に具体的に開示されており、この
ようなシートは繊維が連続であるため力の伝播が確実に
行われる。これらのUDプリプレグは単独で、あるいは
所望の繊維方向、厚さとなるように組み合わせた積層体
として用いられる。好ましくは積層体が用いられ、かつ
UDプリプレグの積層構成の中に繊維が直交する構成を
少なくとも1対以上含ませると、両者の繊維の動きが規
制され好ましい製品が得られる。
【0009】上記骨材となる繊維としては、ガラス繊
維、炭素繊維、アラミド繊維(登録商標「ケプラー」
等)等の合成樹脂繊維、炭化ケイ素繊維等の無機繊維、
チタン繊維、ボロン繊維、ステンレス等の金属繊維が挙
げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではな
い。
維、炭素繊維、アラミド繊維(登録商標「ケプラー」
等)等の合成樹脂繊維、炭化ケイ素繊維等の無機繊維、
チタン繊維、ボロン繊維、ステンレス等の金属繊維が挙
げられるが、必ずしもこれらに限定されるものではな
い。
【0010】一方、上記骨材繊維間に含浸せしめられる
熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニー
ル、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテル
イミド(商標「ULTEM」)、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる
が、必ずしもこれらに限定されるものではない。
熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポリ塩化ビニー
ル、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテル
イミド(商標「ULTEM」)、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる
が、必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0011】繊維強化熱可塑性樹脂シートの繊維含有率
は容積で30%以上85%以下である。容積含有率が3
0%より少ない場合には、成形時に樹脂の流動が著し
く、適切な賦形ができず、強度も十分でない。また繊維
の含有率が85%を越えると樹脂含有率が少なくなり、
強度的に充分でなく、望ましい成形品が得られない。従
って、本発明において使用される繊維強化熱可塑性樹脂
シートは容積含有率で30%以上85%以下の強化繊維
を含むものが好ましく、繊維の容積含有率が40%〜8
0%のものが、適切な成形加工性を有しかつ望ましい成
形品が得られるという点でより好ましい。繊維強化熱可
塑性樹脂シートの厚さは特に制限はないが、通常は0.
08〜0.6mmである。
は容積で30%以上85%以下である。容積含有率が3
0%より少ない場合には、成形時に樹脂の流動が著し
く、適切な賦形ができず、強度も十分でない。また繊維
の含有率が85%を越えると樹脂含有率が少なくなり、
強度的に充分でなく、望ましい成形品が得られない。従
って、本発明において使用される繊維強化熱可塑性樹脂
シートは容積含有率で30%以上85%以下の強化繊維
を含むものが好ましく、繊維の容積含有率が40%〜8
0%のものが、適切な成形加工性を有しかつ望ましい成
形品が得られるという点でより好ましい。繊維強化熱可
塑性樹脂シートの厚さは特に制限はないが、通常は0.
08〜0.6mmである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を図をもって説明
する。図1は本発明の柱の補強材の斜視図、図2は本体
の構成を表した断面図である。本発明の補強材において
は、本体(1)はシート状の板で、その両端部に補強材
を柱に巻き付けたときに相対する面が本体に対してほぼ
直角になるような一対の緊締部(2)が設けられてい
る。
する。図1は本発明の柱の補強材の斜視図、図2は本体
の構成を表した断面図である。本発明の補強材において
は、本体(1)はシート状の板で、その両端部に補強材
を柱に巻き付けたときに相対する面が本体に対してほぼ
直角になるような一対の緊締部(2)が設けられてい
る。
【0013】本体(1)は、1枚の繊維強化熱可塑性樹
脂シートまたは該シートが複数枚が積層された積層体
(5)よりなる。積層枚数は必要とされる強度と用いる
強化シートの強度により決定される。海洋構造物に用い
られる鋼管杭の防食カバーとして用いる場合は複数枚が
積層された積層体が好ましく、より好ましくは2〜20
層、さらに好ましくは2〜8層、最も好ましくは2〜4
層を積層したものである。各層間の繊維の配列方向は特
に限定されるものではなく、0°〜90°の間の任意の
角度を有することができる。好ましくは、繊維方向が交
互に直角に配列されたものである。
脂シートまたは該シートが複数枚が積層された積層体
(5)よりなる。積層枚数は必要とされる強度と用いる
強化シートの強度により決定される。海洋構造物に用い
られる鋼管杭の防食カバーとして用いる場合は複数枚が
積層された積層体が好ましく、より好ましくは2〜20
層、さらに好ましくは2〜8層、最も好ましくは2〜4
層を積層したものである。各層間の繊維の配列方向は特
に限定されるものではなく、0°〜90°の間の任意の
角度を有することができる。好ましくは、繊維方向が交
互に直角に配列されたものである。
【0014】本発明の柱の補強材を鋼管杭の防食カバー
として用いる場合、鋼管杭に接する側には、海水の流入
を防ぐために図2に示すように、発泡樹脂体(6)が一
体的に接着されているとよい。この場合は、鋼管杭に補
強材を被覆するときに、図3(a)に示すように補強材
の発泡樹脂体(6)が接着された面が裏側になるように
鋼管杭(7)の周囲に巻き付け、緊締部が互いに向き合
ったところを、図3(b)に示すようにキリ穴にボルト
(10)を貫通させ、ボルトの両端をナット(11)及
び平座金(12)を用いて締めつけ防食カバーを固定す
ることができる。発泡樹脂体は、鋼管杭と防食カバーの
固定において密着性を高める為の緩衝材として効果があ
り、海水の流入を防ぐ。発泡樹脂体としては、ポリプロ
ピレン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、ポリウレ
タン系等があるが必ずしもこれらに限定されるものでは
ない。
として用いる場合、鋼管杭に接する側には、海水の流入
を防ぐために図2に示すように、発泡樹脂体(6)が一
体的に接着されているとよい。この場合は、鋼管杭に補
強材を被覆するときに、図3(a)に示すように補強材
の発泡樹脂体(6)が接着された面が裏側になるように
鋼管杭(7)の周囲に巻き付け、緊締部が互いに向き合
ったところを、図3(b)に示すようにキリ穴にボルト
(10)を貫通させ、ボルトの両端をナット(11)及
び平座金(12)を用いて締めつけ防食カバーを固定す
ることができる。発泡樹脂体は、鋼管杭と防食カバーの
固定において密着性を高める為の緩衝材として効果があ
り、海水の流入を防ぐ。発泡樹脂体としては、ポリプロ
ピレン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系、ポリウレ
タン系等があるが必ずしもこれらに限定されるものでは
ない。
【0015】また、図2に示すように、外表側となる面
に耐候性や耐熱性などが要求される場合、耐候性や耐熱
性などを賦与する表面材(4)を配するとよい。表面材
は樹脂フィルムやシート、耐蝕性のある薄い金属板また
は加飾性をあたえるもの例えば木目調シート、織布もし
くは砂などを目的に応じて適宜選択する。樹脂シートと
しては耐候性のアクリルシート、耐磨耗性のナイロンシ
ート等目的に応じて選定される。樹脂フィルムとしては
ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンフィ
ルム、ポリ塩化ビニルフィルム等があるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない。これら樹脂フィルムと
して様々な模様や色彩を有するものを用いることによ
り、都市景観、河川、港湾の海洋鋼構造物の美観等環境
に調和したものとすることができる。
に耐候性や耐熱性などが要求される場合、耐候性や耐熱
性などを賦与する表面材(4)を配するとよい。表面材
は樹脂フィルムやシート、耐蝕性のある薄い金属板また
は加飾性をあたえるもの例えば木目調シート、織布もし
くは砂などを目的に応じて適宜選択する。樹脂シートと
しては耐候性のアクリルシート、耐磨耗性のナイロンシ
ート等目的に応じて選定される。樹脂フィルムとしては
ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンフィ
ルム、ポリ塩化ビニルフィルム等があるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない。これら樹脂フィルムと
して様々な模様や色彩を有するものを用いることによ
り、都市景観、河川、港湾の海洋鋼構造物の美観等環境
に調和したものとすることができる。
【0016】緊締部(2)は、図3に示す如く補強材を
柱に巻いて締め付ける為のものであり、本体の両端部に
位置する。緊締部には緊締の様式にあわせて、キリ穴
(3)やネジ穴が設けられる。締め付けるには、例えば
両締め付け部のキリ穴(3)を通してボルトとナットの
ような締め付け具で締め付けることにより行ってよい。
また、一方の緊締部にキリ穴を開け他方にネジを切っ
て、ボルトで締め付けてもよい。
柱に巻いて締め付ける為のものであり、本体の両端部に
位置する。緊締部には緊締の様式にあわせて、キリ穴
(3)やネジ穴が設けられる。締め付けるには、例えば
両締め付け部のキリ穴(3)を通してボルトとナットの
ような締め付け具で締め付けることにより行ってよい。
また、一方の緊締部にキリ穴を開け他方にネジを切っ
て、ボルトで締め付けてもよい。
【0017】緊締部の材質としては金属、樹脂または樹
脂と繊維の複合体等が用いられる。後述する本発明の好
ましい製造法に鑑みると、本体に用いられる繊維強化シ
ートと同一の樹脂を用いることが好ましく、これにより
緊締部と本体を熱溶着で一体化することが可能となる。
一方、本体の樹脂と異なる素材を用いるときは本体との
接合は機械的にボルト等で結合するか、接着剤を用いて
接合することが一般的である。
脂と繊維の複合体等が用いられる。後述する本発明の好
ましい製造法に鑑みると、本体に用いられる繊維強化シ
ートと同一の樹脂を用いることが好ましく、これにより
緊締部と本体を熱溶着で一体化することが可能となる。
一方、本体の樹脂と異なる素材を用いるときは本体との
接合は機械的にボルト等で結合するか、接着剤を用いて
接合することが一般的である。
【0018】緊締部の形状に特に制限はなく、防食カバ
ーを鋼管杭に巻き付けたときに相対する面が、本体に対
してほぼ直角になるようであればよい。例えば、L字型
フランジ、C型チャンネル、角型チャンネル等を用いて
もよい。しかしながら、例えばL字型フランジを用いた
場合、図4に模式的に示すように図4(a)の状態から
ボルトで緊締部を締め付けたときに図4(b)のように
両緊締部の相対する面が密着し且つ補強材と柱が密着す
るのが望ましいにもかかわらず、通常は図4(c)のよ
うになり、両端の緊締部において柱と補強材の間に隙間
(19)が生じる。これは補強材の内周と柱の外周の寸
法精度を完全に一致させるように工業的に製造すること
が困難なため、前者を後者より若干小さくして締め付け
たときの密着力を増大させるようにするためである。特
に本発明の補強材は本体の積層数を少なくして可撓性を
もたせる一方、緊締部は積層数を多くして硬くするのが
好ましいので、このような問題が生じやすい。本発明者
はこのような問題を解決するために、図5に示す如く断
面がほぼL字型であって、補強材を柱に巻き付けたとき
に緊締部の下端(17)同士がやや間隙を有し上端部
(18)同士が互いに接触するようにL字の上端が屈曲
している緊締部を開発した。このような緊締部のボルト
孔にボルトを通して締め付けると、両緊締部の上端部の
接触部が支点となって補強材本体の両端において柱を押
さえつけるような力が働き補強材全体が柱に密着すると
いう効果をもたらす。
ーを鋼管杭に巻き付けたときに相対する面が、本体に対
してほぼ直角になるようであればよい。例えば、L字型
フランジ、C型チャンネル、角型チャンネル等を用いて
もよい。しかしながら、例えばL字型フランジを用いた
場合、図4に模式的に示すように図4(a)の状態から
ボルトで緊締部を締め付けたときに図4(b)のように
両緊締部の相対する面が密着し且つ補強材と柱が密着す
るのが望ましいにもかかわらず、通常は図4(c)のよ
うになり、両端の緊締部において柱と補強材の間に隙間
(19)が生じる。これは補強材の内周と柱の外周の寸
法精度を完全に一致させるように工業的に製造すること
が困難なため、前者を後者より若干小さくして締め付け
たときの密着力を増大させるようにするためである。特
に本発明の補強材は本体の積層数を少なくして可撓性を
もたせる一方、緊締部は積層数を多くして硬くするのが
好ましいので、このような問題が生じやすい。本発明者
はこのような問題を解決するために、図5に示す如く断
面がほぼL字型であって、補強材を柱に巻き付けたとき
に緊締部の下端(17)同士がやや間隙を有し上端部
(18)同士が互いに接触するようにL字の上端が屈曲
している緊締部を開発した。このような緊締部のボルト
孔にボルトを通して締め付けると、両緊締部の上端部の
接触部が支点となって補強材本体の両端において柱を押
さえつけるような力が働き補強材全体が柱に密着すると
いう効果をもたらす。
【0019】緊締部(2)は繊維強化熱可塑性樹脂シー
トを複数枚積層した積層体を賦形して得ることができ
る。例えば繊維強化熱可塑性樹脂シートの厚さが0.2
mmの場合でいえば、積層数は、20層以上40層以下
が好ましい。20層以下だと緊締部をボルトナットで締
めつけた時、積層体が締めつけで発生する応力の影響を
受け変形する。40層以上だと緊締部の締めつけには何
も問題ないが、緊締部の製造時の加熱時間が長くなる。
一般的には緊締部はボルト締めの際に生じる曲げ応力に
抗するように設計されるので、用いる繊維強化熱可塑性
樹脂シートの強度と求める緊締力によって積層枚数が決
定される。
トを複数枚積層した積層体を賦形して得ることができ
る。例えば繊維強化熱可塑性樹脂シートの厚さが0.2
mmの場合でいえば、積層数は、20層以上40層以下
が好ましい。20層以下だと緊締部をボルトナットで締
めつけた時、積層体が締めつけで発生する応力の影響を
受け変形する。40層以上だと緊締部の締めつけには何
も問題ないが、緊締部の製造時の加熱時間が長くなる。
一般的には緊締部はボルト締めの際に生じる曲げ応力に
抗するように設計されるので、用いる繊維強化熱可塑性
樹脂シートの強度と求める緊締力によって積層枚数が決
定される。
【0020】本発明の柱の補強材を製造する方法として
は、一方向に整列した連続繊維を30容積%以上85容
積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂シートを複数枚積層
した積層体を加熱圧着し、ついで型に挿入し賦形して冷
却することにより1対の緊締部を製造し、この緊締部
を、一方向に整列した連続繊維を30容積%以上85容
積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂シートまたはそれら
を複数枚積層した積層体よりなる本体の両端に加熱溶融
して圧着し冷却することにより接合することを特徴とす
る方法が好ましく挙げられる。
は、一方向に整列した連続繊維を30容積%以上85容
積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂シートを複数枚積層
した積層体を加熱圧着し、ついで型に挿入し賦形して冷
却することにより1対の緊締部を製造し、この緊締部
を、一方向に整列した連続繊維を30容積%以上85容
積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂シートまたはそれら
を複数枚積層した積層体よりなる本体の両端に加熱溶融
して圧着し冷却することにより接合することを特徴とす
る方法が好ましく挙げられる。
【0021】緊締部を製造する際または本体を積層体と
する際は、繊維強化熱可塑性樹脂シートないしはそれら
を複数枚積層した積層体を加熱圧着する。その目的は、
プリプレグ間の脱気を行って成形品の物性を向上させる
と共に、次工程での加工を容易にするために積層体に充
分な熱を与えるためである。加熱の温度と時間は樹脂の
種類と積層数によって異なるが、例えば本体として厚さ
0.2mmのポリプロピレン系の繊維強化樹脂シートを
4層にするときは通常は170〜220℃で0.1〜
0.5分である。圧力は通常0.1〜10kg/c
m2、好ましくは0.1〜5kg/cm2、更に好ましく
は0.1〜2kg/cm2である。成形圧力が0.1k
g/cm2未満の時は脱気が不十分となりがちであり、
10kg/cm2を越えると一方向に配列した繊維の直
線性が乱れて好ましくない。
する際は、繊維強化熱可塑性樹脂シートないしはそれら
を複数枚積層した積層体を加熱圧着する。その目的は、
プリプレグ間の脱気を行って成形品の物性を向上させる
と共に、次工程での加工を容易にするために積層体に充
分な熱を与えるためである。加熱の温度と時間は樹脂の
種類と積層数によって異なるが、例えば本体として厚さ
0.2mmのポリプロピレン系の繊維強化樹脂シートを
4層にするときは通常は170〜220℃で0.1〜
0.5分である。圧力は通常0.1〜10kg/c
m2、好ましくは0.1〜5kg/cm2、更に好ましく
は0.1〜2kg/cm2である。成形圧力が0.1k
g/cm2未満の時は脱気が不十分となりがちであり、
10kg/cm2を越えると一方向に配列した繊維の直
線性が乱れて好ましくない。
【0022】前述の目的で本体に発泡樹脂体や表面材を
接着する場合は例えば次のようにして行う。繊維強化熱
可塑性樹脂シートまたは前述のようにして得られるそれ
らを複数枚積層した積層体の片面に表面材、例えばポリ
オレフィン系樹脂フィルムを、他面に発泡樹脂体を積層
し、加熱溶融して圧着してこれらを一体化する。この際
表面材および発泡体の樹脂が繊維強化熱可塑性樹脂シー
トに用いられる樹脂と熱溶着する樹脂であれば、繊維強
化熱可塑性樹脂シートに用いられる樹脂の軟化温度以上
で圧着する。圧着条件は前述の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートを積層する場合と同様である。この工程において、
繊維強化熱可塑性樹脂シートないしはそれらの積層体と
ポリオレフィン系樹脂フィルムおよび発泡樹脂体は、そ
の境界面において相互に溶融、混和、固化してなる層を
形成し、強固に接着する。従って、通常のラミネートで
用いられるような接着剤を用いる必要がない。また、表
面材および発泡体が繊維強化熱可塑性樹脂シートに用い
られる樹脂と熱溶着しない材料であっても、繊維強化熱
可塑性樹脂シートに用いられる樹脂を溶融状態として表
面材および発泡体とアンカー効果を利用して機械的に接
合することができる。加熱は表面材側から行うと、発泡
体のセルが熱によりつぶれることが少ないので好まし
い。
接着する場合は例えば次のようにして行う。繊維強化熱
可塑性樹脂シートまたは前述のようにして得られるそれ
らを複数枚積層した積層体の片面に表面材、例えばポリ
オレフィン系樹脂フィルムを、他面に発泡樹脂体を積層
し、加熱溶融して圧着してこれらを一体化する。この際
表面材および発泡体の樹脂が繊維強化熱可塑性樹脂シー
トに用いられる樹脂と熱溶着する樹脂であれば、繊維強
化熱可塑性樹脂シートに用いられる樹脂の軟化温度以上
で圧着する。圧着条件は前述の繊維強化熱可塑性樹脂シ
ートを積層する場合と同様である。この工程において、
繊維強化熱可塑性樹脂シートないしはそれらの積層体と
ポリオレフィン系樹脂フィルムおよび発泡樹脂体は、そ
の境界面において相互に溶融、混和、固化してなる層を
形成し、強固に接着する。従って、通常のラミネートで
用いられるような接着剤を用いる必要がない。また、表
面材および発泡体が繊維強化熱可塑性樹脂シートに用い
られる樹脂と熱溶着しない材料であっても、繊維強化熱
可塑性樹脂シートに用いられる樹脂を溶融状態として表
面材および発泡体とアンカー効果を利用して機械的に接
合することができる。加熱は表面材側から行うと、発泡
体のセルが熱によりつぶれることが少ないので好まし
い。
【0023】緊締部の成形は積層体を型に挿入し賦形す
る。緊締部の積層数は20〜30層と多くなり、例えば
0.2mmのシートを20層とすると4mmの厚さとな
る。この場合の成形温度と時間は通常200〜250℃
で1〜3分である。成形圧力は通常0.1〜5kg/c
m2、好ましくは0.5〜2kg/cm2である。このよ
うにして1対の緊締部を成形する。
る。緊締部の積層数は20〜30層と多くなり、例えば
0.2mmのシートを20層とすると4mmの厚さとな
る。この場合の成形温度と時間は通常200〜250℃
で1〜3分である。成形圧力は通常0.1〜5kg/c
m2、好ましくは0.5〜2kg/cm2である。このよ
うにして1対の緊締部を成形する。
【0024】最後に本体と緊締部の接合面を加熱溶融し
て圧着することにより接合する。圧着の条件は通常温度
が170〜250℃、圧力が0.1〜5kg/cm2、
時間が0.5〜1分である。
て圧着することにより接合する。圧着の条件は通常温度
が170〜250℃、圧力が0.1〜5kg/cm2、
時間が0.5〜1分である。
【0025】このようにして得られる、本発明の柱の補
強材を鋼管杭の防食カバーとして用いる場合は次のよう
にして鋼管杭に被覆・固定される。まず最初に鋼管杭表
面の貝類、海草類、浮き錆、浮き塗膜等を落とす素地調
整操作を行う。通常は素地調整した鋼管杭表面に防錆コ
ンパウンドを塗布し、さらにその上に図3(a)に示す
ように合成繊維不織布に防錆コンパウンドを含浸させた
テープ(8)を被覆する。防錆コンパウンドは市販のも
のでよく、通常タンニン、防食剤を含有するパラフィン
系炭化水素を主剤とする。テープを被覆した上に図3
(a)に示すように防食カバーを巻き付け被覆し、図3
(b)に示すように緊締部をボルトナット等で固定す
る。
強材を鋼管杭の防食カバーとして用いる場合は次のよう
にして鋼管杭に被覆・固定される。まず最初に鋼管杭表
面の貝類、海草類、浮き錆、浮き塗膜等を落とす素地調
整操作を行う。通常は素地調整した鋼管杭表面に防錆コ
ンパウンドを塗布し、さらにその上に図3(a)に示す
ように合成繊維不織布に防錆コンパウンドを含浸させた
テープ(8)を被覆する。防錆コンパウンドは市販のも
のでよく、通常タンニン、防食剤を含有するパラフィン
系炭化水素を主剤とする。テープを被覆した上に図3
(a)に示すように防食カバーを巻き付け被覆し、図3
(b)に示すように緊締部をボルトナット等で固定す
る。
【0026】本発明の柱の補強材およびその製造法は以
下のような特徴を有する。一般的に、補強繊維を含有し
ない熱可塑性樹脂板を加熱溶融状態にするとその形状を
保ち得なく、ましてや賦形することは困難である。従っ
て、このような場合閉じられた金型内で賦形するか、も
しくは熱可塑性樹脂の融点以下の軟化点の範囲で賦形が
行われる。しかしながら、本発明において用いる繊維強
化樹脂シートは、多数の整列した繊維に樹脂が含浸また
は接合されているので、熱可塑性樹脂が加熱溶融しても
流れることなく、積層体の形状を保持することができ
る。従って、樹脂の溶融温度以上で圧着、成形をするこ
とができる。そのため、圧着、成形を10kg/cm2
以下、さらには0.1〜2.0kg/cm2というよう
な低圧で行うことができる。また、樹脂を溶融して接合
するため接合面の接着強度は極めて大きく、接着剤を使
用したり、ボルトナット等による機械的接合を要しな
い。
下のような特徴を有する。一般的に、補強繊維を含有し
ない熱可塑性樹脂板を加熱溶融状態にするとその形状を
保ち得なく、ましてや賦形することは困難である。従っ
て、このような場合閉じられた金型内で賦形するか、も
しくは熱可塑性樹脂の融点以下の軟化点の範囲で賦形が
行われる。しかしながら、本発明において用いる繊維強
化樹脂シートは、多数の整列した繊維に樹脂が含浸また
は接合されているので、熱可塑性樹脂が加熱溶融しても
流れることなく、積層体の形状を保持することができ
る。従って、樹脂の溶融温度以上で圧着、成形をするこ
とができる。そのため、圧着、成形を10kg/cm2
以下、さらには0.1〜2.0kg/cm2というよう
な低圧で行うことができる。また、樹脂を溶融して接合
するため接合面の接着強度は極めて大きく、接着剤を使
用したり、ボルトナット等による機械的接合を要しな
い。
【0027】また、繊維強化熱可塑性樹脂シートを繊維
が交互に直行するように積層したもの用いた場合は、ど
の部分も均質な機械強度を有しており、その結果全体的
な強度が向上する。また本体の樹脂は一方向に整列した
繊維により強化されているので引っ張り強度か大きく、
その結果積層数を少なくして撓み易くできるので、柱に
巻き付けることが容易となる。
が交互に直行するように積層したもの用いた場合は、ど
の部分も均質な機械強度を有しており、その結果全体的
な強度が向上する。また本体の樹脂は一方向に整列した
繊維により強化されているので引っ張り強度か大きく、
その結果積層数を少なくして撓み易くできるので、柱に
巻き付けることが容易となる。
【0028】
【実施例】以下に本発明を実施例で説明する。 実施例1 〔UDプリプレグの製造〕本実施例で使用するUDプリ
プレグは特開平02−042168号公報に開示されて
いる方法で製造した。ガラス繊維の場合は太さ13μの
モノフィラメントの表面をγ−メタクリロキシ−プロピ
ルトリメトキシシランで処理し、それを1800本集束
して撚りのないヤーンとし、そのヤーンを均一な張力で
引っ張りながら一方向に整列させて、樹脂をヤーンに絡
ませて、その樹脂を熱ロールでしごきながら、ヤーンに
含浸させてUDプリプレグを製造した。樹脂としては、
ポリプロピレンを用いた。このようにして製造したプリ
プレグの繊維含有率は50容量%で、厚さは0.2mm
であった。
プレグは特開平02−042168号公報に開示されて
いる方法で製造した。ガラス繊維の場合は太さ13μの
モノフィラメントの表面をγ−メタクリロキシ−プロピ
ルトリメトキシシランで処理し、それを1800本集束
して撚りのないヤーンとし、そのヤーンを均一な張力で
引っ張りながら一方向に整列させて、樹脂をヤーンに絡
ませて、その樹脂を熱ロールでしごきながら、ヤーンに
含浸させてUDプリプレグを製造した。樹脂としては、
ポリプロピレンを用いた。このようにして製造したプリ
プレグの繊維含有率は50容量%で、厚さは0.2mm
であった。
【0029】〔防食カバー本体の製造〕前記の方法で製
造されたUDプリプレグ2枚を繊維の方向が互いに直角
になるように重ね合わせた後、200℃の熱板2枚で圧
着し積層体を製造した。次に、200℃に表面が加熱さ
れた熱板の上に表面材としてポリプロピレンフィルム
(タキロンハイプロップ社製:ハイプロップNZCO9
90 200μ)、その上に前工程で作成した積層体、
積層体の他方の側に架橋発泡ポリエチレンフォーム(J
SP社製:独立10倍発泡10mm)をそれぞれ重ね、
発泡体側から0.5kg/cm2の圧力にて30秒間加
圧した後取り出し、80℃に表面が加熱された板2枚の
間に再挿入して同様の圧力0.5kg/cm2で10秒
間冷却固化させた。このように一体化して得た積層体
は、防食カバーの本体となり固化した後は剥離すること
なく完全に接着し、厚みは全体で10.5mmでとなっ
た。
造されたUDプリプレグ2枚を繊維の方向が互いに直角
になるように重ね合わせた後、200℃の熱板2枚で圧
着し積層体を製造した。次に、200℃に表面が加熱さ
れた熱板の上に表面材としてポリプロピレンフィルム
(タキロンハイプロップ社製:ハイプロップNZCO9
90 200μ)、その上に前工程で作成した積層体、
積層体の他方の側に架橋発泡ポリエチレンフォーム(J
SP社製:独立10倍発泡10mm)をそれぞれ重ね、
発泡体側から0.5kg/cm2の圧力にて30秒間加
圧した後取り出し、80℃に表面が加熱された板2枚の
間に再挿入して同様の圧力0.5kg/cm2で10秒
間冷却固化させた。このように一体化して得た積層体
は、防食カバーの本体となり固化した後は剥離すること
なく完全に接着し、厚みは全体で10.5mmでとなっ
た。
【0030】〔緊締部の製造〕図6(a)に示すように
UDプリプレグ(14)を20枚連続繊維の方向が交互
に直角になるように重ねて、200℃で表面が加熱され
た熱板(13)に挿入し、2kg/cm2の圧力にて5
分間加熱した後取り出した。ついで図6(b)に示すよ
うに室温状態の金型(15)に再挿入して、圧力2kg
/cm2にて10秒間冷却固化させた。このようにして
得た緊締部は、図6(c)に示すような形状に賦形され
ている。このようにして1対の緊締部を製造した。
UDプリプレグ(14)を20枚連続繊維の方向が交互
に直角になるように重ねて、200℃で表面が加熱され
た熱板(13)に挿入し、2kg/cm2の圧力にて5
分間加熱した後取り出した。ついで図6(b)に示すよ
うに室温状態の金型(15)に再挿入して、圧力2kg
/cm2にて10秒間冷却固化させた。このようにして
得た緊締部は、図6(c)に示すような形状に賦形され
ている。このようにして1対の緊締部を製造した。
【0031】〔防食カバー本体と緊締部の接合〕前記の
方法で製造し防食カバー本体と緊締部を、図7に示すよ
うに防食カバー本体の両端部上に緊締部をのせて、20
0℃で表面が加熱された金型(16)に挿入し、1kg
/cm2の圧力にて3分間加熱した後、室温状態の金型
に再挿入して圧力1kg/cm2にて30秒間冷却固化
させた。緊締部には電動ドリルを用いてキリ穴を開け
た。このようにして本体と緊締部の接合をし、防食カバ
ーを製造した。
方法で製造し防食カバー本体と緊締部を、図7に示すよ
うに防食カバー本体の両端部上に緊締部をのせて、20
0℃で表面が加熱された金型(16)に挿入し、1kg
/cm2の圧力にて3分間加熱した後、室温状態の金型
に再挿入して圧力1kg/cm2にて30秒間冷却固化
させた。緊締部には電動ドリルを用いてキリ穴を開け
た。このようにして本体と緊締部の接合をし、防食カバ
ーを製造した。
【0032】参考例 〔防食カバーの鋼管杭への固定〕上記で得られた防食カ
バーを1個用意し、これを図3(a)のように鋼管杭に
被覆し、長さ100mmのM12ボルト、ナット及び平
座金を用いてダブルナット方式で緊締し、防食カバーを
完全に固定した。
バーを1個用意し、これを図3(a)のように鋼管杭に
被覆し、長さ100mmのM12ボルト、ナット及び平
座金を用いてダブルナット方式で緊締し、防食カバーを
完全に固定した。
【0033】実施例2 実施例1の方法にて鋼管杭の外径700mmを被覆する
為、幅3000mm、長さ2300mm、積層体の厚み
0.4mm、緊締部の厚み4.4mmの防食カバーを製
造したところ、重量は6.8kgとなった。完成した製
品は作業者1名で楽に持ち運びできることを確認した。
為、幅3000mm、長さ2300mm、積層体の厚み
0.4mm、緊締部の厚み4.4mmの防食カバーを製
造したところ、重量は6.8kgとなった。完成した製
品は作業者1名で楽に持ち運びできることを確認した。
【0034】比較例1 実施例2と同様の大きさ・形状のFRP熱硬化性樹脂防
食カバー(ガラス繊維の重量含有率35%)の重量は3
1.5kgであった。製品を作業者1名で持ち運びさせ
ようとしたところ、あまりにも重く負担が大きい為、作
業者2名を要することを確認した。
食カバー(ガラス繊維の重量含有率35%)の重量は3
1.5kgであった。製品を作業者1名で持ち運びさせ
ようとしたところ、あまりにも重く負担が大きい為、作
業者2名を要することを確認した。
【0035】評価例1 実施例1によって得られた積層体の機械物性を測定し
た。表1はその測定項目、単位、数値を示す。なお耐衝
撃性は、積層体に10倍発泡ポリエチレンシート厚さ1
0mm付きの試験片で測定した。
た。表1はその測定項目、単位、数値を示す。なお耐衝
撃性は、積層体に10倍発泡ポリエチレンシート厚さ1
0mm付きの試験片で測定した。
【0036】比較評価例1 比較例1の防食カバーで使用するFRP熱硬化性樹脂の
機械物性を実施例1と同様に測定した。
機械物性を実施例1と同様に測定した。
【0037】
【表1】
【0038】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の防食カバーを用いることで機械強度に優れ、かつ
軽量化を実現し、施工の作業性向上に貢献する。
発明の防食カバーを用いることで機械強度に優れ、かつ
軽量化を実現し、施工の作業性向上に貢献する。
【図1】本発明の補強材の斜視図である。
【図2】本発明の補強材本体の断面図である。
【図3】本発明の補強材を鋼管杭に被覆した図である。
【図4】補強材を柱に巻いて締め付ける状態を模式的に
表した図である。
表した図である。
【図5】好ましい緊締部を用いた補強材を柱に巻いて締
め付けた状態を模式的に表した図である。
め付けた状態を模式的に表した図である。
【図6】緊締部の製造方法を示す図である。
【図7】本体と緊締部を接合する方法を示す図である。
1 補強材の本体 2 補強材の緊締部 3 緊締部のキリ穴 4 表面材 5 繊維強化熱可塑性シート積層体 6 発泡樹脂体 7 鋼管杭 8 合成繊維不織布 10 ボルト 11 ナット 12 平座金 13 熱板 14 UDプリプレグ 15 金型 16 金型 17 緊締部の下端部 18 緊締部の上端部 19 間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 操 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 冨本 裕昭 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内
Claims (9)
- 【請求項1】 一方向に整列した連続繊維を30容積%
以上85容積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂シートな
いしはそれらを複数枚積層した積層体よりなる板状の本
体の両端に、一対の緊締部を有してなる柱の補強材。 - 【請求項2】 連続繊維がガラス繊維であって、熱可塑
性樹脂がポリプロピレン樹脂である請求項1に記載の柱
の補強材。 - 【請求項3】 繊維強化熱可塑性樹脂シートを複数枚積
層したときの連続繊維の方向が交互にほぼ直角である請
求項1〜2に記載の柱の補強材。 - 【請求項4】 熱可塑性樹脂シートの本体の柱に密着す
る側に発泡樹脂体が、反対側に表面材が一体的に接着し
てなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の柱の補強
材。 - 【請求項5】 緊締部は一方向に整列した連続繊維を3
0容積%以上85容積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂
シートを複数枚積層した積層体を賦形して得られるもの
である請求項1〜4のいずれか1項に記載の柱の補強
材。 - 【請求項6】 両端の緊締部は断面がほぼL字型であっ
て、補強材を柱に巻き付けたときに緊締部の下端同士は
やや間隙を有し、上端同士が互いに接触するようにL字
の上端が屈曲している請求項1記載の柱の補強材。 - 【請求項7】 防食カバーである請求項1〜6のいずれ
か1項に記載の柱の補強材。 - 【請求項8】 一方向に整列した連続繊維を30容積%
以上85容積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂シートを
複数枚積層した積層体を加熱圧着し、ついで型に挿入し
賦形して冷却することにより1対の緊締部を製造し、こ
の緊締部を、一方向に整列した連続繊維を30容積%以
上85容積%以下含む繊維強化熱可塑性樹脂シートまた
はそれらを複数枚積層した積層体よりなる本体の両端に
加熱溶融して圧着し冷却することにより接合することを
特徴とする柱の補強材の製造方法。 - 【請求項9】 本体は柱に密着する側に発泡樹脂体を、
反対側に表面材を表面材側から加熱して溶融し、圧着し
て得られたものである請求項8の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26072195A JPH0978849A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 柱の補強材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26072195A JPH0978849A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 柱の補強材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0978849A true JPH0978849A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=17351842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26072195A Pending JPH0978849A (ja) | 1995-09-13 | 1995-09-13 | 柱の補強材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0978849A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001048337A1 (fr) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Structural Quality Assurance, Inc. | Procede de renforcement de batiment, materiau et structure |
| JP2003096715A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 河川内コンクリート橋脚の補強方法 |
| KR100471509B1 (ko) * | 2001-06-11 | 2005-03-08 | 고조 힌시츠 호쇼켄큐쇼 가부시키가이샤 | 구축물의 보강 방법, 보강 구조체 및 고연성재 |
| KR101007073B1 (ko) * | 2010-03-03 | 2011-01-12 | 주식회사 지엔시에코 | 건축물의 내진보강장치 |
| CN105239787A (zh) * | 2015-08-28 | 2016-01-13 | 河海大学 | 全拼接式混凝土框架加固装置及其施工方法 |
| CN105239788A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-01-13 | 华南理工大学 | 一种用于加固混凝土柱的加固结构及其施工方法 |
-
1995
- 1995-09-13 JP JP26072195A patent/JPH0978849A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001048337A1 (fr) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Structural Quality Assurance, Inc. | Procede de renforcement de batiment, materiau et structure |
| US6964141B2 (en) | 1999-12-27 | 2005-11-15 | Structural Quality Assurance Inc. | Building reinforcing method, material, and structure |
| KR100471509B1 (ko) * | 2001-06-11 | 2005-03-08 | 고조 힌시츠 호쇼켄큐쇼 가부시키가이샤 | 구축물의 보강 방법, 보강 구조체 및 고연성재 |
| JP2003096715A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 河川内コンクリート橋脚の補強方法 |
| KR101007073B1 (ko) * | 2010-03-03 | 2011-01-12 | 주식회사 지엔시에코 | 건축물의 내진보강장치 |
| CN105239787A (zh) * | 2015-08-28 | 2016-01-13 | 河海大学 | 全拼接式混凝土框架加固装置及其施工方法 |
| CN105239788A (zh) * | 2015-10-14 | 2016-01-13 | 华南理工大学 | 一种用于加固混凝土柱的加固结构及其施工方法 |
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