JPH106408A - Ｆｒｐ格子およびその製造方法 - Google Patents
Ｆｒｐ格子およびその製造方法Info
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- JPH106408A JPH106408A JP8184205A JP18420596A JPH106408A JP H106408 A JPH106408 A JP H106408A JP 8184205 A JP8184205 A JP 8184205A JP 18420596 A JP18420596 A JP 18420596A JP H106408 A JPH106408 A JP H106408A
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- modulus reinforcing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 剛性が高く、破壊の予知が可能で安全であ
り、かつ、一層軽量化が可能なＦＲＰ格子を提供する。 【解決手段】 補強繊維と樹脂とを複合してなるＦＲＰ
格子であって、前記補強繊維は高引張弾性率補強繊維２
ａと低引張弾性率補強繊維２ｂとを含み、かつ、高引張
弾性率補強繊維２ａをＦＲＰ格子の全体積に対して４０
％を超えない範囲で含んでいることを特徴とするＦＲＰ
格子。
り、かつ、一層軽量化が可能なＦＲＰ格子を提供する。 【解決手段】 補強繊維と樹脂とを複合してなるＦＲＰ
格子であって、前記補強繊維は高引張弾性率補強繊維２
ａと低引張弾性率補強繊維２ｂとを含み、かつ、高引張
弾性率補強繊維２ａをＦＲＰ格子の全体積に対して４０
％を超えない範囲で含んでいることを特徴とするＦＲＰ
格子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＲＰ（繊維強化
プラスチック）格子およびその製造方法に関し、さらに
詳しくは土木分野や建築分野等で好適に用いられるＦＲ
Ｐ格子およびその製造方法に関する。
プラスチック）格子およびその製造方法に関し、さらに
詳しくは土木分野や建築分野等で好適に用いられるＦＲ
Ｐ格子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲ
Ｐ）からなる格子部材は、メッキ工場や下水処理場など
の耐触性および水はけ性が要求される箇所の床材や、軽
量で強度が要求される高所工事用などの通路、バルコニ
ーなどの床材、道路の側溝や枡などの蓋体、および壁材
や天井材など多目的に土木分野や建築分野における部材
として用いられている。
Ｐ）からなる格子部材は、メッキ工場や下水処理場など
の耐触性および水はけ性が要求される箇所の床材や、軽
量で強度が要求される高所工事用などの通路、バルコニ
ーなどの床材、道路の側溝や枡などの蓋体、および壁材
や天井材など多目的に土木分野や建築分野における部材
として用いられている。
【０００３】ＧＦＲＰはこれら分野に用いられている鉄
に比べ、耐触性に優れ、錆びないという特徴は有する
が、鉄に比べ弾性率が小さいので、ＧＦＲＰで作られた
格子部材は曲げ剛性が小さかったり剪断剛性が小さく、
土木や建築分野の部材として用いると種々の問題が生じ
る。
に比べ、耐触性に優れ、錆びないという特徴は有する
が、鉄に比べ弾性率が小さいので、ＧＦＲＰで作られた
格子部材は曲げ剛性が小さかったり剪断剛性が小さく、
土木や建築分野の部材として用いると種々の問題が生じ
る。
【０００４】たとえば、道路の側溝の蓋として用いる
と、重量車両が上に乗ったとき、蓋の撓み量が大きくな
り、ＧＦＲＰ格子蓋が大きく変形し、ＧＦＲＰ蓋縁側が
持ち上がり、周囲のコンクリートとの間に大きな隙間や
段差ができ、歩行中の人が挟まれたり、躓いてしまう。
と、重量車両が上に乗ったとき、蓋の撓み量が大きくな
り、ＧＦＲＰ格子蓋が大きく変形し、ＧＦＲＰ蓋縁側が
持ち上がり、周囲のコンクリートとの間に大きな隙間や
段差ができ、歩行中の人が挟まれたり、躓いてしまう。
【０００５】また、壁材や天井材に用いると、これらは
地震の際、建物の変形を抑え、建物の耐震性向上に寄与
するものであるが、剪断剛性が小さいので、地震に弱い
建物となってしまう。ＧＦＲＰ部材の高さを大きくした
り格子バーの幅を大きくすることで、剛性を大きくする
ことが可能であるが、部材を組み込むスペースが大きく
なったり、開口率が小さくなって、水はけが悪くなった
りする。また、透視性が悪くなるので人間に圧迫感を与
える、通気性が悪くなる、重くなるという問題もある。
地震の際、建物の変形を抑え、建物の耐震性向上に寄与
するものであるが、剪断剛性が小さいので、地震に弱い
建物となってしまう。ＧＦＲＰ部材の高さを大きくした
り格子バーの幅を大きくすることで、剛性を大きくする
ことが可能であるが、部材を組み込むスペースが大きく
なったり、開口率が小さくなって、水はけが悪くなった
りする。また、透視性が悪くなるので人間に圧迫感を与
える、通気性が悪くなる、重くなるという問題もある。
【０００６】また、ガラス繊維と樹脂からなるＧＦＲＰ
は他の金属材料に比べ軽量、高強度ではあるが、金属材
料のように塑性変形せず、一気に脆性的な破壊を起す。
各種床材などに使用している際、補強繊維や樹脂が薬品
や紫外線で劣化すると、強度劣化が進む。したがって、
望ましくない破壊状態が突然生じるおそれがある。この
ような強度劣化や損傷が生じた場合、その一部あるいは
全部を補修する必要があるが、その根拠となる損傷の程
度を評価する適当な手法がない。
は他の金属材料に比べ軽量、高強度ではあるが、金属材
料のように塑性変形せず、一気に脆性的な破壊を起す。
各種床材などに使用している際、補強繊維や樹脂が薬品
や紫外線で劣化すると、強度劣化が進む。したがって、
望ましくない破壊状態が突然生じるおそれがある。この
ような強度劣化や損傷が生じた場合、その一部あるいは
全部を補修する必要があるが、その根拠となる損傷の程
度を評価する適当な手法がない。
【０００７】さらに、ＧＦＲＰ格子部材は金属格子部材
に比べ軽くはなっているが、一般に土木・建築職場は重
労働を伴う職場であるので、取り扱う各種部材のより一
層の軽量化要求が強い。
に比べ軽くはなっているが、一般に土木・建築職場は重
労働を伴う職場であるので、取り扱う各種部材のより一
層の軽量化要求が強い。
【０００８】また、このようなＧＦＲＰ格子部材の製造
方法として、予め補強繊維に樹脂を含浸した状態（以
下、ウエット状態という。）で引き揃えて、成形溝が格
子状に並んだ成形型に積層した後、硬化・脱型する方法
が採られてきた。しかしこの方法には、積層作業時間が
樹脂のポットライフに制限され、大きな格子部材が製造
できないという問題や、ウエット状態での補強繊維は表
面が滑りやすく、積層作業時に十分な張力を加えられず
成形型の成形溝の中で蛇行するため、格子部材の強度、
剛性が低下するという問題があった。
方法として、予め補強繊維に樹脂を含浸した状態（以
下、ウエット状態という。）で引き揃えて、成形溝が格
子状に並んだ成形型に積層した後、硬化・脱型する方法
が採られてきた。しかしこの方法には、積層作業時間が
樹脂のポットライフに制限され、大きな格子部材が製造
できないという問題や、ウエット状態での補強繊維は表
面が滑りやすく、積層作業時に十分な張力を加えられず
成形型の成形溝の中で蛇行するため、格子部材の強度、
剛性が低下するという問題があった。
【０００９】このような問題の解決策として、補強繊維
を樹脂含浸しない状態（以下、ドライ状態という。）で
成形型に積層し、次いでこの成形型に樹脂を注入して補
強繊維に含浸させ硬化する方法が考えられる。しかしこ
の方法でも、成形溝の底面側にある補強繊維まで含浸す
るのに時間がかかり、生産効率が落ちたり、補強繊維内
に残っている空気が抜け切らず樹脂硬化後にボイドとな
って残り、格子部材の強度、剛性が低下するという問題
がある。
を樹脂含浸しない状態（以下、ドライ状態という。）で
成形型に積層し、次いでこの成形型に樹脂を注入して補
強繊維に含浸させ硬化する方法が考えられる。しかしこ
の方法でも、成形溝の底面側にある補強繊維まで含浸す
るのに時間がかかり、生産効率が落ちたり、補強繊維内
に残っている空気が抜け切らず樹脂硬化後にボイドとな
って残り、格子部材の強度、剛性が低下するという問題
がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような現状に着目し、強度、剛性が高く、破壊の予知が
可能で安全であり、かつ、一層の軽量化が可能なＦＲＰ
格子を提供することにある。
ような現状に着目し、強度、剛性が高く、破壊の予知が
可能で安全であり、かつ、一層の軽量化が可能なＦＲＰ
格子を提供することにある。
【００１１】また、本発明の他の課題は、樹脂のポット
ライフ等に影響を受けないで任意の大きさで製造でき、
かつ、ボイドレスで強度、剛性の高いＦＲＰ格子の製造
用成形型および製造方法を提供することにある。
ライフ等に影響を受けないで任意の大きさで製造でき、
かつ、ボイドレスで強度、剛性の高いＦＲＰ格子の製造
用成形型および製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るＦＲＰ格子は、補強繊維と樹脂とを複
合してなるＦＲＰ格子であって、前記補強繊維は高引張
弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含み、か
つ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全体積に対し
て４０％を超えない範囲で含んでいることを特徴とする
ものからなる。
に、本発明に係るＦＲＰ格子は、補強繊維と樹脂とを複
合してなるＦＲＰ格子であって、前記補強繊維は高引張
弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含み、か
つ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全体積に対し
て４０％を超えない範囲で含んでいることを特徴とする
ものからなる。
【００１３】このＦＲＰ格子においては、高引張弾性率
補強繊維が格子の目を形成する枠の横断面においてラン
ダムに分布していてもよく、規則的に配置されていても
よい。たとえば、高引張弾性率補強繊維が格子の目を形
成する枠の横断面において市松模様を形成するように分
布している構成としてもよい。
補強繊維が格子の目を形成する枠の横断面においてラン
ダムに分布していてもよく、規則的に配置されていても
よい。たとえば、高引張弾性率補強繊維が格子の目を形
成する枠の横断面において市松模様を形成するように分
布している構成としてもよい。
【００１４】また、上記高引張弾性率補強繊維は、格子
の目を形成する枠の横断面全体にわたって、ランダム
に、あるいは市松模様を形成するように配されてもよい
が、以下のような各態様で配されてもよい。
の目を形成する枠の横断面全体にわたって、ランダム
に、あるいは市松模様を形成するように配されてもよい
が、以下のような各態様で配されてもよい。
【００１５】たとえば、格子の目を形成する枠の横断面
において、低引張弾性率補強繊維のみで補強されている
層と、低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊
維で補強されている層とが存在する構成としてもよい。
において、低引張弾性率補強繊維のみで補強されている
層と、低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊
維で補強されている層とが存在する構成としてもよい。
【００１６】また、格子の目を形成する枠の横断面にお
いて、高引張弾性率補強繊維のみで補強されている層
と、低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊維
で補強されている層とが存在する構成としてもよい。
いて、高引張弾性率補強繊維のみで補強されている層
と、低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊維
で補強されている層とが存在する構成としてもよい。
【００１７】さらに、格子の目を形成する枠の横断面に
おいて、低引張弾性率補強繊維のみで補強されている層
と、高引張弾性率補強繊維のみで補強されている層と、
低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊維で補
強されている層とが存在する構成としてもよい。
おいて、低引張弾性率補強繊維のみで補強されている層
と、高引張弾性率補強繊維のみで補強されている層と、
低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊維で補
強されている層とが存在する構成としてもよい。
【００１８】このようなＦＲＰ格子においては、その開
口率が６５〜９５％の範囲にあることが好ましい。ま
た、格子の目を形成する枠の横断面形状が逆台形状であ
ることが好ましい。さらに、格子の目を形成する枠の横
断面に段部を有する形状とすることもできる。但し、格
子の横断面形状は、これらの形状に限定されず、任意の
形状を採ることが可能である。
口率が６５〜９５％の範囲にあることが好ましい。ま
た、格子の目を形成する枠の横断面形状が逆台形状であ
ることが好ましい。さらに、格子の目を形成する枠の横
断面に段部を有する形状とすることもできる。但し、格
子の横断面形状は、これらの形状に限定されず、任意の
形状を採ることが可能である。
【００１９】ＦＲＰ格子を構成する樹脂としては、特に
限定されないが、ビニルエステル樹脂であることが好ま
しい。また、上記高引張弾性率補強繊維が炭素繊維であ
り、高引張弾性率補強繊維の引張弾性率が低引張弾性率
補強繊維のそれの少なくとも３倍であることが好まし
い。２種類の補強繊維の引張弾性率の差が大きい程、荷
重がかかったときの高引張弾性率補強繊維で形成された
ＦＲＰ部分と低引張弾性率補強繊維で形成されたＦＲＰ
部分との層間剪断応力は大きくなるが、その差が余り大
きすぎると、低荷重で剥離が発生してしまい、格子部材
として成立しなくなるおそれがあるので、高引張弾性率
補強繊維は低引張弾性率補強繊維の３倍以上、より好ま
しくは３〜７倍の範囲の引張弾性率を有することが望ま
しい。
限定されないが、ビニルエステル樹脂であることが好ま
しい。また、上記高引張弾性率補強繊維が炭素繊維であ
り、高引張弾性率補強繊維の引張弾性率が低引張弾性率
補強繊維のそれの少なくとも３倍であることが好まし
い。２種類の補強繊維の引張弾性率の差が大きい程、荷
重がかかったときの高引張弾性率補強繊維で形成された
ＦＲＰ部分と低引張弾性率補強繊維で形成されたＦＲＰ
部分との層間剪断応力は大きくなるが、その差が余り大
きすぎると、低荷重で剥離が発生してしまい、格子部材
として成立しなくなるおそれがあるので、高引張弾性率
補強繊維は低引張弾性率補強繊維の３倍以上、より好ま
しくは３〜７倍の範囲の引張弾性率を有することが望ま
しい。
【００２０】また、このように構成されたＦＲＰ格子で
は、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維の両
方を用いて補強されるので、低引張弾性率補強繊維のみ
を用いたＦＲＰ格子に比べて、材料の引張弾性率が向上
し、ＦＲＰ格子としての必要な曲げ剛性が小さな断面積
で得られることになり、重量が軽減される。本発明のＦ
ＲＰ格子の重量は１５ｋｇ／ｍ2 以下とすることが好ま
しく、これによって剛性や強度を確保しつつ、軽量化要
求に応えることができる。ＦＲＰ格子の曲げ剛性は、用
途にもよるが、少なくとも０．７×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ
2 であることが好ましく、曲げ強度としては、少なくと
も４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であることが好ましい。
は、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維の両
方を用いて補強されるので、低引張弾性率補強繊維のみ
を用いたＦＲＰ格子に比べて、材料の引張弾性率が向上
し、ＦＲＰ格子としての必要な曲げ剛性が小さな断面積
で得られることになり、重量が軽減される。本発明のＦ
ＲＰ格子の重量は１５ｋｇ／ｍ2 以下とすることが好ま
しく、これによって剛性や強度を確保しつつ、軽量化要
求に応えることができる。ＦＲＰ格子の曲げ剛性は、用
途にもよるが、少なくとも０．７×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ
2 であることが好ましく、曲げ強度としては、少なくと
も４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であることが好ましい。
【００２１】また、本発明に係るＦＲＰ格子において
は、高引張弾性率補強繊維は、ＦＲＰ格子に負荷される
荷重を、低引張弾性率補強繊維に比較して多く負担す
る。したがって強度劣化等によりＦＲＰ格子に損傷が生
じる場合には、先ず高引張弾性率補強繊維が損傷する。
本発明では高引張弾性率補強繊維を散在させているの
で、この初期の損傷は損傷の起こった補強繊維内部では
伝幡するものの隣接する補強繊維までは伝幡せず、ＦＲ
Ｐ格子の破壊モードを段階的な破壊とする。その結果、
ＦＲＰ格子が全体破壊に至るまでの時間を長くすること
ができ、床材等として望ましくない瞬時の全体破壊を効
果的に防ぐことができる。
は、高引張弾性率補強繊維は、ＦＲＰ格子に負荷される
荷重を、低引張弾性率補強繊維に比較して多く負担す
る。したがって強度劣化等によりＦＲＰ格子に損傷が生
じる場合には、先ず高引張弾性率補強繊維が損傷する。
本発明では高引張弾性率補強繊維を散在させているの
で、この初期の損傷は損傷の起こった補強繊維内部では
伝幡するものの隣接する補強繊維までは伝幡せず、ＦＲ
Ｐ格子の破壊モードを段階的な破壊とする。その結果、
ＦＲＰ格子が全体破壊に至るまでの時間を長くすること
ができ、床材等として望ましくない瞬時の全体破壊を効
果的に防ぐことができる。
【００２２】このような効果をもたらすために、とく
に、高引張弾性率補強繊維の体積のＦＲＰ格子全体積に
占める割合を、４０％を超えない範囲、好ましくは１〜
４０％の範囲としている。１％未満であると、曲げ剛性
の向上が不充分であり、４０％を超えると、高引張弾性
率補強繊維の破壊に伴って、解放されるエネルギーが大
きくなりすぎ、ＦＲＰ格子が瞬時に全体破壊するおそれ
がある。
に、高引張弾性率補強繊維の体積のＦＲＰ格子全体積に
占める割合を、４０％を超えない範囲、好ましくは１〜
４０％の範囲としている。１％未満であると、曲げ剛性
の向上が不充分であり、４０％を超えると、高引張弾性
率補強繊維の破壊に伴って、解放されるエネルギーが大
きくなりすぎ、ＦＲＰ格子が瞬時に全体破壊するおそれ
がある。
【００２３】また高引張弾性率補強繊維に炭素繊維など
の導電性繊維を用いれば、高引張弾性率補強繊維に起こ
る初期の損傷を、炭素繊維の電気伝導性を利用して簡便
にかつ確実に検出することが可能となる。具体的には、
ＦＲＰ格子の端部などの炭素繊維の露出部を利用して、
炭素繊維の電気抵抗あるいは電流を測定する方法であ
る。初期損傷により炭素繊維が切断されれば、電気抵抗
が増大し電流が低下するので、それを容易に検出するこ
とができる。
の導電性繊維を用いれば、高引張弾性率補強繊維に起こ
る初期の損傷を、炭素繊維の電気伝導性を利用して簡便
にかつ確実に検出することが可能となる。具体的には、
ＦＲＰ格子の端部などの炭素繊維の露出部を利用して、
炭素繊維の電気抵抗あるいは電流を測定する方法であ
る。初期損傷により炭素繊維が切断されれば、電気抵抗
が増大し電流が低下するので、それを容易に検出するこ
とができる。
【００２４】また、本発明に係るＦＲＰ格子の成形型
は、格子の目を形成する型の側壁に、成形型の厚み方向
に延びる溝が設けられていることを特徴とするものから
なる。このような成形型を用いて成形されたＦＲＰ格子
は、格子の目を形成する枠の側面に、格子の厚み方向に
延びる突条を有するものとなる。
は、格子の目を形成する型の側壁に、成形型の厚み方向
に延びる溝が設けられていることを特徴とするものから
なる。このような成形型を用いて成形されたＦＲＰ格子
は、格子の目を形成する枠の側面に、格子の厚み方向に
延びる突条を有するものとなる。
【００２５】さらに、本発明に係るＦＲＰ格子の製造方
法は、成形型内に補強繊維を配置し、樹脂を注入してＦ
ＲＰ格子を製造するに際し、前記補強繊維として、高引
張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含み、か
つ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全体積に対し
て４０％を超えない範囲で含むものを用いることを特徴
とする方法からなる。この高引張弾性率補強繊維と低引
張弾性率補強繊維とを予め混合しておき、混合した補強
繊維を成形型内に配置してもよい。
法は、成形型内に補強繊維を配置し、樹脂を注入してＦ
ＲＰ格子を製造するに際し、前記補強繊維として、高引
張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含み、か
つ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全体積に対し
て４０％を超えない範囲で含むものを用いることを特徴
とする方法からなる。この高引張弾性率補強繊維と低引
張弾性率補強繊維とを予め混合しておき、混合した補強
繊維を成形型内に配置してもよい。
【００２６】また、本発明に係るＦＲＰ格子の製造方法
は、上述の、格子の目を形成する型の側壁に、成形型の
厚み方向に延びる溝が設けられている成形型を用い、該
成形型内に補強繊維を配置し、樹脂を注入してＦＲＰ格
子を製造することを特徴とする方法からなる。この場合
にも、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維と
を用い、かつ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全
体積に対して４０％を超えない範囲で含むようにするこ
とが好ましい。
は、上述の、格子の目を形成する型の側壁に、成形型の
厚み方向に延びる溝が設けられている成形型を用い、該
成形型内に補強繊維を配置し、樹脂を注入してＦＲＰ格
子を製造することを特徴とする方法からなる。この場合
にも、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維と
を用い、かつ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全
体積に対して４０％を超えない範囲で含むようにするこ
とが好ましい。
【００２７】上記ＦＲＰ格子の製造方法においては、樹
脂としてビニルエステル樹脂を用いることが好ましい。
また、高引張弾性率補強繊維として炭素繊維を用い、低
引張弾性率補強繊維としてガラス繊維を用いることが好
ましい。
脂としてビニルエステル樹脂を用いることが好ましい。
また、高引張弾性率補強繊維として炭素繊維を用い、低
引張弾性率補強繊維としてガラス繊維を用いることが好
ましい。
【００２８】さらに、これらＦＲＰ格子の製造方法にお
いては、成形を減圧下で行うことが好ましい。
いては、成形を減圧下で行うことが好ましい。
【００２９】上記のような本発明に係るＦＲＰ格子を用
いて、各種土木・建築用部材を構成できる。本発明に係
るＦＲＰ格子は、たとえば、各種床材や高所工事用など
の通路材（たとえば、足場材）、道路の側溝や枡などの
蓋体（溝蓋、枡蓋）、各種壁材や天井材（たとえば、表
面に化粧板等が配置される壁材や天井材のコア材）など
に使用できる。さらに詳しく言えば、たとえば、水関係
では、下水（汚水）処理場の床板や歩廊、レジャー施
設、船舶の床板、海洋構造物等、薬品関係では、石油精
製、薬品等の化学プラントの構築物内の床材、レーダー
周辺等電波透過性を必要とする場所の床材、階段、壁材
等、建築・橋梁関係では、高層建築物の歩廊、非常階段
の踏み板やバルコニーの床、フェンス（たとえば、ベラ
ンダのフェンスや、一般的な柵用フェンスや仕切り）、
ドアのコア材、駐車場の床材、吊橋や桟橋の歩廊、鉄橋
等の点検歩廊、クリーンルームの床材や壁材、天井材、
ヘリポートの敷板等があり、その他にも、メッキ槽、タ
ワー廻りの床板、排水・排液溝の蓋体（たとえば、マン
ホールの蓋、溝蓋）等がある。
いて、各種土木・建築用部材を構成できる。本発明に係
るＦＲＰ格子は、たとえば、各種床材や高所工事用など
の通路材（たとえば、足場材）、道路の側溝や枡などの
蓋体（溝蓋、枡蓋）、各種壁材や天井材（たとえば、表
面に化粧板等が配置される壁材や天井材のコア材）など
に使用できる。さらに詳しく言えば、たとえば、水関係
では、下水（汚水）処理場の床板や歩廊、レジャー施
設、船舶の床板、海洋構造物等、薬品関係では、石油精
製、薬品等の化学プラントの構築物内の床材、レーダー
周辺等電波透過性を必要とする場所の床材、階段、壁材
等、建築・橋梁関係では、高層建築物の歩廊、非常階段
の踏み板やバルコニーの床、フェンス（たとえば、ベラ
ンダのフェンスや、一般的な柵用フェンスや仕切り）、
ドアのコア材、駐車場の床材、吊橋や桟橋の歩廊、鉄橋
等の点検歩廊、クリーンルームの床材や壁材、天井材、
ヘリポートの敷板等があり、その他にも、メッキ槽、タ
ワー廻りの床板、排水・排液溝の蓋体（たとえば、マン
ホールの蓋、溝蓋）等がある。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、
本発明の一実施態様に係るＦＲＰ格子を示している。図
１において、１はＦＲＰ格子全体を示しており、該ＦＲ
Ｐ格子１は、補強繊維を２方向に配置し、樹脂と複合し
たものからなる。すなわち、引揃えられた多数本の補強
繊維を２方向に配置して格子形状となし、それらを樹脂
と複合してなるものである。本実施態様に係るＦＲＰ格
子１は、たとえば、耐触性、水はけ性、耐久性などが要
求される箇所用の部材として使用される。
形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、
本発明の一実施態様に係るＦＲＰ格子を示している。図
１において、１はＦＲＰ格子全体を示しており、該ＦＲ
Ｐ格子１は、補強繊維を２方向に配置し、樹脂と複合し
たものからなる。すなわち、引揃えられた多数本の補強
繊維を２方向に配置して格子形状となし、それらを樹脂
と複合してなるものである。本実施態様に係るＦＲＰ格
子１は、たとえば、耐触性、水はけ性、耐久性などが要
求される箇所用の部材として使用される。
【００３１】このＦＲＰ格子１の各格子バーの横断面形
状、つまり、格子の目を形成する枠の横断面形状は、図
２に示すように、逆台形状に形成されている。そして、
各格子バーの横断面においては、ほぼ全面に低引張弾性
率補強繊維２ｂが配され、その中に高引張弾性率補強繊
維２ａがランダムに、かつ、ＦＲＰ格子の全体積に対し
て１〜４０％の範囲で含まれるように分布している。し
たがって、高引張弾性率補強繊維２ａは、横断面中にほ
ぼ均一に分布されている。
状、つまり、格子の目を形成する枠の横断面形状は、図
２に示すように、逆台形状に形成されている。そして、
各格子バーの横断面においては、ほぼ全面に低引張弾性
率補強繊維２ｂが配され、その中に高引張弾性率補強繊
維２ａがランダムに、かつ、ＦＲＰ格子の全体積に対し
て１〜４０％の範囲で含まれるように分布している。し
たがって、高引張弾性率補強繊維２ａは、横断面中にほ
ぼ均一に分布されている。
【００３２】この高引張弾性率補強繊維２ａに使用する
補強繊維としては、マルチフィラメントからなる炭素繊
維や炭化ケイ素繊維、金属繊維などの高強度・高弾性率
繊維が好ましい。なかでも、炭素繊維は耐薬品性、耐水
性などに優れ、軽量、高強度、高弾性率で、又、樹脂含
浸性、樹脂との接着性なども良く、上記高引張弾性率補
強繊維として最適である。但し、二種以上の補強繊維、
たとえば炭素繊維とガラス繊維を含む補強繊維としても
よい。
補強繊維としては、マルチフィラメントからなる炭素繊
維や炭化ケイ素繊維、金属繊維などの高強度・高弾性率
繊維が好ましい。なかでも、炭素繊維は耐薬品性、耐水
性などに優れ、軽量、高強度、高弾性率で、又、樹脂含
浸性、樹脂との接着性なども良く、上記高引張弾性率補
強繊維として最適である。但し、二種以上の補強繊維、
たとえば炭素繊維とガラス繊維を含む補強繊維としても
よい。
【００３３】低引張弾性率補強繊維２ｂに使用する補強
繊維としては、たとえばガラス繊維を使用できる。但
し、この低引張弾性率補強繊維２ｂにおいても、二種以
上の補強繊維、たとえばガラス繊維と炭素繊維を含むも
のとしてもよい。このような補強繊維と樹脂とが複合さ
れる。
繊維としては、たとえばガラス繊維を使用できる。但
し、この低引張弾性率補強繊維２ｂにおいても、二種以
上の補強繊維、たとえばガラス繊維と炭素繊維を含むも
のとしてもよい。このような補強繊維と樹脂とが複合さ
れる。
【００３４】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、不飽和ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂など熱硬化性樹脂が主に用いられるが、なかでも
ビニルエステル樹脂は耐薬品性、耐候性などに優れてい
るので好ましい。
ニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂など熱硬化性樹脂が主に用いられるが、なかでも
ビニルエステル樹脂は耐薬品性、耐候性などに優れてい
るので好ましい。
【００３５】なお、このマトリックス樹脂は熱硬化性樹
脂に限定する必要はなく、ナイロン樹脂、ＡＢＳ樹脂、
ポリプロピレン樹脂など熱可塑性樹脂であってもよく、
また、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物であっても
よい。
脂に限定する必要はなく、ナイロン樹脂、ＡＢＳ樹脂、
ポリプロピレン樹脂など熱可塑性樹脂であってもよく、
また、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物であっても
よい。
【００３６】このような樹脂は、予め繊維束に含浸させ
ておき、それを引き揃えて形状を賦型してもよいし、ド
ライで賦型したプリフォームに後で樹脂を含浸させても
よい。また、繊維と樹脂を複合した後に、ボイドをなく
すために、真空チャンバ内で脱泡することも可能であ
る。つまり、樹脂の硬化や固化を、減圧下で行うのであ
る。
ておき、それを引き揃えて形状を賦型してもよいし、ド
ライで賦型したプリフォームに後で樹脂を含浸させても
よい。また、繊維と樹脂を複合した後に、ボイドをなく
すために、真空チャンバ内で脱泡することも可能であ
る。つまり、樹脂の硬化や固化を、減圧下で行うのであ
る。
【００３７】このように製造されたＦＲＰ格子は、軽量
でありながら優れた機械的特性を有することができる。
すなわち、重量が１５ｋｇ／ｍ2 以下であり、かつ、曲
げ剛性が少なくとも０．７×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ2 であ
るＦＲＰ格子や、重量が１５ｋｇ／ｍ2 以下であり、か
つ、曲げ強度が少なくとも４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であるＦ
ＲＰ格子を実現できる。
でありながら優れた機械的特性を有することができる。
すなわち、重量が１５ｋｇ／ｍ2 以下であり、かつ、曲
げ剛性が少なくとも０．７×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ2 であ
るＦＲＰ格子や、重量が１５ｋｇ／ｍ2 以下であり、か
つ、曲げ強度が少なくとも４０ｋｇｆ／ｍｍ2 であるＦ
ＲＰ格子を実現できる。
【００３８】図２は、別の実施態様に係るＦＲＰ格子の
格子バーの横断面構造、つまり、格子の目を形成する枠
の横断面構造を示している。本実施態様においては、格
子バーの横断面において、低引張弾性率補強繊維３ｂは
ほぼ全面にわたって均一に配されているが、その中に高
引張弾性率補強繊維３ａが市松模様を形成するように配
置されている。
格子バーの横断面構造、つまり、格子の目を形成する枠
の横断面構造を示している。本実施態様においては、格
子バーの横断面において、低引張弾性率補強繊維３ｂは
ほぼ全面にわたって均一に配されているが、その中に高
引張弾性率補強繊維３ａが市松模様を形成するように配
置されている。
【００３９】このようにある模様状に規則的に高引張弾
性率補強繊維３ａを配置すれば、より正確に目標特性を
実現することが可能となる。また、ＦＲＰ格子全体にわ
たって、より均一な特性とすることも可能となる。
性率補強繊維３ａを配置すれば、より正確に目標特性を
実現することが可能となる。また、ＦＲＰ格子全体にわ
たって、より均一な特性とすることも可能となる。
【００４０】また、格子の目を形成する枠、つまり、格
子バーの横断面形状については、図２や図３に示したよ
うな逆台形状のものに限られず、台形、矩形、楕円、多
角形、つづみ形等任意の形状が可能であり、さらには単
純な形状の断面に限らず、複雑な特殊形状の断面とする
ことも可能である。
子バーの横断面形状については、図２や図３に示したよ
うな逆台形状のものに限られず、台形、矩形、楕円、多
角形、つづみ形等任意の形状が可能であり、さらには単
純な形状の断面に限らず、複雑な特殊形状の断面とする
ことも可能である。
【００４１】さらに、図４に示すように、格子の目を形
成する枠の横断面に段差を有する構造としてもよい。図
示例では、図２に示した態様に比べ、逆台形状の上部側
の部分４ａの幅をより大きくし、下部側の部分４ｂとの
間に段部５を形成してある。高引張弾性率補強繊維６ａ
と低引張弾性率補強繊維６ｂの分布状態は、図２に示し
た態様と同様に設定されている。
成する枠の横断面に段差を有する構造としてもよい。図
示例では、図２に示した態様に比べ、逆台形状の上部側
の部分４ａの幅をより大きくし、下部側の部分４ｂとの
間に段部５を形成してある。高引張弾性率補強繊維６ａ
と低引張弾性率補強繊維６ｂの分布状態は、図２に示し
た態様と同様に設定されている。
【００４２】また、本発明においては、格子の目を形成
する枠の横断面においてランダムにまたは市松模様に配
される高引張弾性率補強繊維は、上述の如く格子枠の横
断面全面にわたって分布してもよいが、部分的に分布し
ていてもよい。したがって、以下に示すような各態様を
採ることができる。なお、以下に示す態様では、高引張
弾性率補強繊維をランダムに分布させた例を示している
が、これを市松模様に分布させることもできる。
する枠の横断面においてランダムにまたは市松模様に配
される高引張弾性率補強繊維は、上述の如く格子枠の横
断面全面にわたって分布してもよいが、部分的に分布し
ていてもよい。したがって、以下に示すような各態様を
採ることができる。なお、以下に示す態様では、高引張
弾性率補強繊維をランダムに分布させた例を示している
が、これを市松模様に分布させることもできる。
【００４３】たとえば図５に示す実施態様では、格子の
目を形成する枠の横断面において、低引張弾性率補強繊
維のみで補強されている層と、低引張弾性率補強繊維お
よび高引張弾性率補強繊維で補強されている層とが存在
する構成とされている。図５の（Ａ）では、格子枠の横
断面において、低引張弾性率補強繊維７ｂのみで補強さ
れた層８ｂが下部側に、高引張弾性率補強繊維７ａと低
引張弾性率補強繊維７ｂで補強された層８ａが上部側に
配置されている。（Ｂ）では、層８ａが下部側に、層８
ｂが上部側に配置されている。（Ｃ）では、層８ａの上
下両側に層８ｂが配置されている。（Ｄ）では、層８ｂ
の上下両側に層８ａが配置されている。（Ｅ）では、層
８ａが上下２位置に配置され、それぞれその上下両側に
層８ｂが配置されている。
目を形成する枠の横断面において、低引張弾性率補強繊
維のみで補強されている層と、低引張弾性率補強繊維お
よび高引張弾性率補強繊維で補強されている層とが存在
する構成とされている。図５の（Ａ）では、格子枠の横
断面において、低引張弾性率補強繊維７ｂのみで補強さ
れた層８ｂが下部側に、高引張弾性率補強繊維７ａと低
引張弾性率補強繊維７ｂで補強された層８ａが上部側に
配置されている。（Ｂ）では、層８ａが下部側に、層８
ｂが上部側に配置されている。（Ｃ）では、層８ａの上
下両側に層８ｂが配置されている。（Ｄ）では、層８ｂ
の上下両側に層８ａが配置されている。（Ｅ）では、層
８ａが上下２位置に配置され、それぞれその上下両側に
層８ｂが配置されている。
【００４４】また、図６に示す実施態様では、格子の目
を形成する枠の横断面において、高引張弾性率補強繊維
のみで補強されている層と、低引張弾性率補強繊維およ
び高引張弾性率補強繊維で補強されている層とが存在す
る構成とされている。図６の（Ａ）では、格子枠の横断
面において、高引張弾性率補強繊維９ａのみで補強され
た層１０ａが上部側に、高引張弾性率補強繊維９ａと低
引張弾性率補強繊維９ｂで補強された層１０ｂが下部側
に配置されている。（Ｂ）では、層１０ａが下部側に、
層１０ｂが上部側に配置されている。（Ｃ）では、層１
０ｂの上下両側に層１０ａが配置されている。（Ｄ）で
は、中央部に層１０ａが配置され、その上下両側に層１
０ｂが配置されている。
を形成する枠の横断面において、高引張弾性率補強繊維
のみで補強されている層と、低引張弾性率補強繊維およ
び高引張弾性率補強繊維で補強されている層とが存在す
る構成とされている。図６の（Ａ）では、格子枠の横断
面において、高引張弾性率補強繊維９ａのみで補強され
た層１０ａが上部側に、高引張弾性率補強繊維９ａと低
引張弾性率補強繊維９ｂで補強された層１０ｂが下部側
に配置されている。（Ｂ）では、層１０ａが下部側に、
層１０ｂが上部側に配置されている。（Ｃ）では、層１
０ｂの上下両側に層１０ａが配置されている。（Ｄ）で
は、中央部に層１０ａが配置され、その上下両側に層１
０ｂが配置されている。
【００４５】さらに、図７に示す実施態様では、格子の
目を形成する枠の横断面において、低引張弾性率補強繊
維のみで補強されている層と、高引張弾性率補強繊維の
みで補強されている層と、低引張弾性率補強繊維および
高引張弾性率補強繊維で補強されている層とが存在する
構成とされている。図７の（Ａ）では、格子枠の横断面
において、高引張弾性率補強繊維１１ａのみで補強され
た層１２ａが上部側に、低引張弾性率補強繊維１１ｂの
みで補強された層１２ｂが中央部に、高引張弾性率補強
繊維１１ａおよび低引張弾性率補強繊維１１ｂで補強さ
れた層１２ｃが下部側に、それぞれ配置されている。
（Ｂ）では、層１２ａが下部側に、層１２ｂが中央部
に、層１２ｃが上部側にそれぞれ配置されている。
（Ｃ）では、上部側に層１２ａが、下部側に層１２ｃが
配置され、その層１２ａと層１２ｃの上下両側に層１２
ｂが配置されている。（Ｄ）では、下部側に層１２ａ
が、上部側に層１２ｃが配置され、その層１２ａと層１
２ｃの上下両側に層１２ｂが配置されている。（Ｅ）で
は、上下の２位置に層１２ａが配置され、２つの層１２
ａ間に層１２ｃが配置され、上側の層１２ａの上側およ
び下側の層１２ａの下側に層１２ｂが配置されている。
（Ｆ）では、上下の２位置に層１２ａが配置され、２つ
の層１２ａ間に層１２ｂが配置され、上側の層１２ａの
上側および下側の層１２ａの下側に層１２ｃが配置され
ている。（Ｇ）では、上下両端部に層１２ａが、それら
の内側に層１２ｃが、中央部に層１２ｂが、それぞれ配
置されている。
目を形成する枠の横断面において、低引張弾性率補強繊
維のみで補強されている層と、高引張弾性率補強繊維の
みで補強されている層と、低引張弾性率補強繊維および
高引張弾性率補強繊維で補強されている層とが存在する
構成とされている。図７の（Ａ）では、格子枠の横断面
において、高引張弾性率補強繊維１１ａのみで補強され
た層１２ａが上部側に、低引張弾性率補強繊維１１ｂの
みで補強された層１２ｂが中央部に、高引張弾性率補強
繊維１１ａおよび低引張弾性率補強繊維１１ｂで補強さ
れた層１２ｃが下部側に、それぞれ配置されている。
（Ｂ）では、層１２ａが下部側に、層１２ｂが中央部
に、層１２ｃが上部側にそれぞれ配置されている。
（Ｃ）では、上部側に層１２ａが、下部側に層１２ｃが
配置され、その層１２ａと層１２ｃの上下両側に層１２
ｂが配置されている。（Ｄ）では、下部側に層１２ａ
が、上部側に層１２ｃが配置され、その層１２ａと層１
２ｃの上下両側に層１２ｂが配置されている。（Ｅ）で
は、上下の２位置に層１２ａが配置され、２つの層１２
ａ間に層１２ｃが配置され、上側の層１２ａの上側およ
び下側の層１２ａの下側に層１２ｂが配置されている。
（Ｆ）では、上下の２位置に層１２ａが配置され、２つ
の層１２ａ間に層１２ｂが配置され、上側の層１２ａの
上側および下側の層１２ａの下側に層１２ｃが配置され
ている。（Ｇ）では、上下両端部に層１２ａが、それら
の内側に層１２ｃが、中央部に層１２ｂが、それぞれ配
置されている。
【００４６】図８は、別の実施態様に係るＦＲＰ格子２
０を示している。本実施態様においては、互いに交又す
るように２方向に配置されている各格子バーの、交点間
のピッチが縦横互いに異なるピッチとされている。な
お、図示は省略するが、交点間のピッチは一定であって
もよく、途中で変化するタイプのものであってもよい。
０を示している。本実施態様においては、互いに交又す
るように２方向に配置されている各格子バーの、交点間
のピッチが縦横互いに異なるピッチとされている。な
お、図示は省略するが、交点間のピッチは一定であって
もよく、途中で変化するタイプのものであってもよい。
【００４７】また、図１、図８に示したＦＲＰ格子１、
２０は、補強繊維を２方向に配置し、実質的に直交する
方向に延びる格子バーを有する構成に形成したが、３方
向以上、たとえば、さらに斜めに延びる補強繊維、格子
バーを有する構成としてもよい。さらに、耐電蝕性を付
与するためや、外層を保護する目的などで、表面にＧＦ
ＲＰ層などの薄い層を設けることも可能である。
２０は、補強繊維を２方向に配置し、実質的に直交する
方向に延びる格子バーを有する構成に形成したが、３方
向以上、たとえば、さらに斜めに延びる補強繊維、格子
バーを有する構成としてもよい。さらに、耐電蝕性を付
与するためや、外層を保護する目的などで、表面にＧＦ
ＲＰ層などの薄い層を設けることも可能である。
【００４８】上記のようなＦＲＰ格子は、少なくとも２
方向に延びる格子成形溝を有する成形型を用いて成形さ
れる。たとえば、図１および図２に示したＦＲＰ格子１
を成形するための成形型は、図９に示すようなものであ
る。成形型３０には、２方向（本実施態様では互いに直
交する２方向）に延びる成形溝３１が形成されている。
各成形溝３１の横断面は、図２に示した逆台形状に対応
する形状に形成されている。
方向に延びる格子成形溝を有する成形型を用いて成形さ
れる。たとえば、図１および図２に示したＦＲＰ格子１
を成形するための成形型は、図９に示すようなものであ
る。成形型３０には、２方向（本実施態様では互いに直
交する２方向）に延びる成形溝３１が形成されている。
各成形溝３１の横断面は、図２に示した逆台形状に対応
する形状に形成されている。
【００４９】このような成形型３０内に、たとえば図２
に示したような補強繊維２ａ、２ｂが配置され、樹脂が
注入されてＦＲＰ格子が成形される。補強繊維２ａ、２
ｂは、予め、高引張弾性率補強繊維２ａを、成形後のＦ
ＲＰ格子の全体積に対し４０％を超えない範囲になるよ
うに低引張弾性率補強繊維２ｂ中に混合しておき、混合
した補強繊維２ａ、２ｂを成形型３０内に配置するよう
にしてもよい。成形を減圧下で行えば、効率よく脱気で
き、ボイドレスのＦＲＰ格子を得ることができる。
に示したような補強繊維２ａ、２ｂが配置され、樹脂が
注入されてＦＲＰ格子が成形される。補強繊維２ａ、２
ｂは、予め、高引張弾性率補強繊維２ａを、成形後のＦ
ＲＰ格子の全体積に対し４０％を超えない範囲になるよ
うに低引張弾性率補強繊維２ｂ中に混合しておき、混合
した補強繊維２ａ、２ｂを成形型３０内に配置するよう
にしてもよい。成形を減圧下で行えば、効率よく脱気で
き、ボイドレスのＦＲＰ格子を得ることができる。
【００５０】成形型として、図１０に示すような型を用
いることもできる。図１０に示す成形型４０において
は、成形溝４１の側壁４１ａに、つまり、格子の目を形
成する型の側壁４１ａに、成形型４０の厚み方向に延び
る溝４２が刻設されている。溝４２は、全ての側壁に設
けてもよく、一部の側壁のみに設けてもよい。溝４２
は、本実施態様ではＶ溝に形成されているが、溝４２の
横断面形状としては、Ｕ字状、円弧状、角形状、台形状
等任意の形状が可能である。
いることもできる。図１０に示す成形型４０において
は、成形溝４１の側壁４１ａに、つまり、格子の目を形
成する型の側壁４１ａに、成形型４０の厚み方向に延び
る溝４２が刻設されている。溝４２は、全ての側壁に設
けてもよく、一部の側壁のみに設けてもよい。溝４２
は、本実施態様ではＶ溝に形成されているが、溝４２の
横断面形状としては、Ｕ字状、円弧状、角形状、台形状
等任意の形状が可能である。
【００５１】このように側壁４１ａに成形型４０の厚み
方向に延びる溝４２を設けておくと、ドライ状態の補強
繊維が成形溝４１に配置された状態の成形型４０に樹脂
を注入する際に、樹脂が溝４２を通って成形溝４１の底
面４１ｂあるいは底面近くまですぐに到達するため、補
強繊維への樹脂の含浸が速くなる。また、樹脂含浸後も
補強繊維内に残っている空気がこの溝４２を通って抜け
やすくなり、ＦＲＰ格子のボイドが低減できる。
方向に延びる溝４２を設けておくと、ドライ状態の補強
繊維が成形溝４１に配置された状態の成形型４０に樹脂
を注入する際に、樹脂が溝４２を通って成形溝４１の底
面４１ｂあるいは底面近くまですぐに到達するため、補
強繊維への樹脂の含浸が速くなる。また、樹脂含浸後も
補強繊維内に残っている空気がこの溝４２を通って抜け
やすくなり、ＦＲＰ格子のボイドが低減できる。
【００５２】さらに、樹脂注入後の成形型４０を真空チ
ャンバー等の中に入れ、成形を減圧下で行えば、一層ボ
イドレスなＦＲＰ格子を得ることができる。
ャンバー等の中に入れ、成形を減圧下で行えば、一層ボ
イドレスなＦＲＰ格子を得ることができる。
【００５３】このようなＦＲＰ格子製造用成形型の溝４
２としては、樹脂の入りやすさ、空気の抜けやすさか
ら、図１０に示したように成形溝底面４１ｂに対し略垂
直方向に設けてあることが好ましいが、斜め方向に設け
てあっても構わない。また、溝４２の大きさとしては、
いくらでも構わないが、幅１０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以
下とするのが好ましい。幅が１０ｍｍを超えると、積層
した補強繊維が溝４２に沿って曲り、溝４２を塞いでし
まうおそれがあるため、上記した効果が十分に得られな
い。また、溝４２の深さが５ｍｍを超えると、この溝４
２に入って硬化した樹脂の重量が増え、ＦＲＰ格子とし
て十分な軽量化効果が得られなくなるおそれがある。
２としては、樹脂の入りやすさ、空気の抜けやすさか
ら、図１０に示したように成形溝底面４１ｂに対し略垂
直方向に設けてあることが好ましいが、斜め方向に設け
てあっても構わない。また、溝４２の大きさとしては、
いくらでも構わないが、幅１０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以
下とするのが好ましい。幅が１０ｍｍを超えると、積層
した補強繊維が溝４２に沿って曲り、溝４２を塞いでし
まうおそれがあるため、上記した効果が十分に得られな
い。また、溝４２の深さが５ｍｍを超えると、この溝４
２に入って硬化した樹脂の重量が増え、ＦＲＰ格子とし
て十分な軽量化効果が得られなくなるおそれがある。
【００５４】また、溝４２は、成形溝４１の側壁４１ａ
の底面４１ｂ部から上面まで貫通して設けてあるのが好
ましいが、上記の効果が得られれば途中で切れていても
構わない。さらに、溝４２は、それぞれの格子部の成形
溝の側壁に１本以上あればよいが、それぞれの格子の各
辺の成形溝の側壁に１本以上あればより効果が大きい。
ただし、このときそれぞれの格子の各辺の成形溝の側壁
に５本以上の溝４２を設けると、この溝に入って硬化し
た樹脂により、軽量化効果が得られなくなるおそれがあ
るので注意が必要である。
の底面４１ｂ部から上面まで貫通して設けてあるのが好
ましいが、上記の効果が得られれば途中で切れていても
構わない。さらに、溝４２は、それぞれの格子部の成形
溝の側壁に１本以上あればよいが、それぞれの格子の各
辺の成形溝の側壁に１本以上あればより効果が大きい。
ただし、このときそれぞれの格子の各辺の成形溝の側壁
に５本以上の溝４２を設けると、この溝に入って硬化し
た樹脂により、軽量化効果が得られなくなるおそれがあ
るので注意が必要である。
【００５５】上記のような成形型４０を用いて成形した
ＦＲＰ格子は、たとえば図１１に示すようになる。ＦＲ
Ｐ格子５０の各格子部の側面には、図１０に示した溝４
２に対応して、格子の厚み方向に延びる突条５１が形成
されている。突条５１の大きさや長さ、横断面形状は、
上述した溝４２のそれらに対応したものとなる。このよ
うなＦＲＰ格子５０は、軽量、高剛性、高強度特性に加
え、ボイドレスの高品質なものとなる。
ＦＲＰ格子は、たとえば図１１に示すようになる。ＦＲ
Ｐ格子５０の各格子部の側面には、図１０に示した溝４
２に対応して、格子の厚み方向に延びる突条５１が形成
されている。突条５１の大きさや長さ、横断面形状は、
上述した溝４２のそれらに対応したものとなる。このよ
うなＦＲＰ格子５０は、軽量、高剛性、高強度特性に加
え、ボイドレスの高品質なものとなる。
【００５６】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 実施例１ 格子状に成形溝を配置した、寸法が縦、横それぞれ１，
００７ｍｍ、厚みが５０ｍｍ、格子間のピッチが４０ｍ
ｍの成形型に、ガラス繊維からなる補強繊維に、炭素繊
維の補強繊維をその体積割合が格子部材全体積の１５％
になるように、炭素繊維同士が接触しないように混合配
置して、２方向に配置し、次いで配置した補強繊維に樹
脂を注入、含浸硬化させた。硬化後成形品を型から取り
出し、４０ｍｍの厚みに面加工し、さらに１，００７ｍ
ｍ長×４０７ｍｍ幅に切り出した。格子部断面は図２に
示したものである。格子の目を形成する枠の横断面の寸
法は、上面幅４．５ｍｍ、下面幅２．５ｍｍ、厚みが４
０ｍｍであった。
００７ｍｍ、厚みが５０ｍｍ、格子間のピッチが４０ｍ
ｍの成形型に、ガラス繊維からなる補強繊維に、炭素繊
維の補強繊維をその体積割合が格子部材全体積の１５％
になるように、炭素繊維同士が接触しないように混合配
置して、２方向に配置し、次いで配置した補強繊維に樹
脂を注入、含浸硬化させた。硬化後成形品を型から取り
出し、４０ｍｍの厚みに面加工し、さらに１，００７ｍ
ｍ長×４０７ｍｍ幅に切り出した。格子部断面は図２に
示したものである。格子の目を形成する枠の横断面の寸
法は、上面幅４．５ｍｍ、下面幅２．５ｍｍ、厚みが４
０ｍｍであった。
【００５７】この格子の重量は約１１ｋｇ／ｍ2 であっ
た。この格子を、スパン間隔６００ｍｍで両端単純支持
し、中央集中荷重にて３点曲げ試験を行った。なおこの
とき、格子部横断面の最下面に近い所に分布している炭
素繊維の両端部分に銀ペーストを塗布して通電し、電気
抵抗をモニターした。
た。この格子を、スパン間隔６００ｍｍで両端単純支持
し、中央集中荷重にて３点曲げ試験を行った。なおこの
とき、格子部横断面の最下面に近い所に分布している炭
素繊維の両端部分に銀ペーストを塗布して通電し、電気
抵抗をモニターした。
【００５８】この結果、このＦＲＰ格子の曲げ剛性は
１．２×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ2 、曲げ強度は４８．７ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であった。また破壊荷重の約７０％である
１６００ｋｇｆで電気抵抗は２６μΩ／ｍから無限大へ
と変化した。
１．２×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ2 、曲げ強度は４８．７ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 であった。また破壊荷重の約７０％である
１６００ｋｇｆで電気抵抗は２６μΩ／ｍから無限大へ
と変化した。
【００５９】比較例１ 実施例１と成形溝の断面寸法以外は同様な成形型にガラ
ス繊維のみを２方向に積層し、次いで樹脂を注入、含浸
硬化させた。硬化後成形品を取り出し４０ｍｍ幅の厚み
に面加工しさらに１，００７ｍｍ長×４０７ｍｍ幅に切
り出した。格子部断面形状は図２に示したと同様のもの
である。格子部横断面の寸法は上面幅７ｍｍ、下面幅５
ｍｍ、厚みが４０ｍｍであった。この格子の重量は８ｋ
ｇであった。この格子を実施例１と同様に３点曲げ試験
した結果、曲げ剛性は１．２×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ2 、
曲げ強度は３１．６ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
ス繊維のみを２方向に積層し、次いで樹脂を注入、含浸
硬化させた。硬化後成形品を取り出し４０ｍｍ幅の厚み
に面加工しさらに１，００７ｍｍ長×４０７ｍｍ幅に切
り出した。格子部断面形状は図２に示したと同様のもの
である。格子部横断面の寸法は上面幅７ｍｍ、下面幅５
ｍｍ、厚みが４０ｍｍであった。この格子の重量は８ｋ
ｇであった。この格子を実施例１と同様に３点曲げ試験
した結果、曲げ剛性は１．２×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ2 、
曲げ強度は３１．６ｋｇｆ／ｍｍ2 であった。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＲＰ格
子によれば、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強
繊維とを含み、かつ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格
子の全体積に対して特定の範囲で含む構成としたので、
軽量で、かつ、高機械特性を有するＦＲＰ格子を形成で
きる。また、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強
繊維の２種の補強繊維を含んでいるので、長期の使用下
で材料が劣化したとき、あるいは過大な荷重がかかった
ときなどに、引張弾性率の異なった２種の補強繊維の層
間で剥離が発生し、繊維の破断による大きな破壊に至る
前に予知が可能となり、安全上すぐれた部材を実現でき
る。
子によれば、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強
繊維とを含み、かつ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格
子の全体積に対して特定の範囲で含む構成としたので、
軽量で、かつ、高機械特性を有するＦＲＰ格子を形成で
きる。また、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強
繊維の２種の補強繊維を含んでいるので、長期の使用下
で材料が劣化したとき、あるいは過大な荷重がかかった
ときなどに、引張弾性率の異なった２種の補強繊維の層
間で剥離が発生し、繊維の破断による大きな破壊に至る
前に予知が可能となり、安全上すぐれた部材を実現でき
る。
【００６１】また、材料使用量が少なくなるので大幅に
軽量化を促進できる。さらには、使用材料低減により材
料コストが下がり、同時に作業時間も少なくなって、従
来品に比べコスト的にも安いものができることになる。
軽量化を促進できる。さらには、使用材料低減により材
料コストが下がり、同時に作業時間も少なくなって、従
来品に比べコスト的にも安いものができることになる。
【００６２】さらに、本発明に係る、格子の目を形成す
る型の側壁に成形型の厚み方向に延びる溝を有する成形
型を用いれば、補強繊維をドライ状態で成形型内に配置
できるので、生産効率が良く、任意の大きさのＦＲＰ格
子を容易に製造できる。さらに、ボイドレスにすること
ができるので、一層強度、剛性の高いＦＲＰ格子を製造
することができる。
る型の側壁に成形型の厚み方向に延びる溝を有する成形
型を用いれば、補強繊維をドライ状態で成形型内に配置
できるので、生産効率が良く、任意の大きさのＦＲＰ格
子を容易に製造できる。さらに、ボイドレスにすること
ができるので、一層強度、剛性の高いＦＲＰ格子を製造
することができる。
【図１】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ格子の部分斜
視図である。
視図である。
【図２】図１のＦＲＰ格子の拡大部分横断面図である。
【図３】本発明の別の実施態様に係るＦＲＰ格子の部分
横断面図である。
横断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ格子
の部分横断面図である。
の部分横断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ格子
の部分横断面図である。
の部分横断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ格子
の部分横断面図である。
の部分横断面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ格子
の部分横断面図である。
の部分横断面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ格子
の部分斜視図である。
の部分斜視図である。
【図９】図１、図２に示したＦＲＰ格子製造用の成形型
の部分斜視図である。
の部分斜視図である。
【図１０】本発明に係る別のＦＲＰ格子製造用の成形型
の部分斜視図である。
の部分斜視図である。
【図１１】図１０の成形型を用いて成形したＦＲＰ格子
の部分斜視図である。
の部分斜視図である。
１、２０、５０ ＦＲＰ格子 ２ａ、３ａ、６ａ、７ａ、９ａ、１１ａ 高引張弾性率
補強繊維 ２ｂ、３ｂ、６ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ 低引張弾性率
補強繊維 ８ａ、１０ｂ、１２ｃ 高引張弾性率補強繊維および低
引張弾性率補強繊維で補強された層 ８ｂ、１２ｂ 低引張弾性率補強繊維のみで補強された
層 １０ａ、１２ａ 高引張弾性率補強繊維のみで補強され
た層 ５ 段部 ３０、４０ 成形型 ３１、４１ 成形溝 ４１ａ 側壁 ４１ｂ 成形溝底面 ４２ 溝 ５１ 突条
補強繊維 ２ｂ、３ｂ、６ｂ、７ｂ、９ｂ、１１ｂ 低引張弾性率
補強繊維 ８ａ、１０ｂ、１２ｃ 高引張弾性率補強繊維および低
引張弾性率補強繊維で補強された層 ８ｂ、１２ｂ 低引張弾性率補強繊維のみで補強された
層 １０ａ、１２ａ 高引張弾性率補強繊維のみで補強され
た層 ５ 段部 ３０、４０ 成形型 ３１、４１ 成形溝 ４１ａ 側壁 ４１ｂ 成形溝底面 ４２ 溝 ５１ 突条
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ２９Ｌ 31:44
Claims (23)
- 【請求項１】 補強繊維と樹脂とを複合してなるＦＲＰ
格子であって、前記補強繊維は高引張弾性率補強繊維と
低引張弾性率補強繊維とを含み、かつ、高引張弾性率補
強繊維をＦＲＰ格子の全体積に対して４０％を超えない
範囲で含んでいることを特徴とするＦＲＰ格子。 - 【請求項２】 高引張弾性率補強繊維が格子の目を形成
する枠の横断面においてランダムに分布している、請求
項１のＦＲＰ格子。 - 【請求項３】 高引張弾性率補強繊維が格子の目を形成
する枠の横断面において市松模様を形成するように分布
している、請求項１のＦＲＰ格子。 - 【請求項４】 格子の目を形成する枠の横断面におい
て、低引張弾性率補強繊維のみで補強されている層と、
低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊維で補
強されている層とが存在している、請求項１ないし３の
いずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項５】 格子の目を形成する枠の横断面におい
て、高引張弾性率補強繊維のみで補強されている層と、
低引張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊維で補
強されている層とが存在している、請求項１ないし３の
いずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項６】 格子の目を形成する枠の横断面におい
て、低引張弾性率補強繊維のみで補強されている層と、
高引張弾性率補強繊維のみで補強されている層と、低引
張弾性率補強繊維および高引張弾性率補強繊維で補強さ
れている層とが存在している、請求項１ないし３のいず
れかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項７】 開口率が６５〜９５％の範囲にある、請
求項１ないし６のいずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項８】 格子の目を形成する枠の横断面形状が逆
台形状である、請求項１ないし７のいずれかに記載のＦ
ＲＰ格子。 - 【請求項９】 格子の目を形成する枠の横断面に段部を
有する、請求項１ないし８のいずれかに記載のＦＲＰ格
子。 - 【請求項１０】 格子の目を形成する枠の側面に、格子
の厚み方向に延びる突条を有する、請求項１ないし９の
いずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項１１】 樹脂がビニルエステル樹脂である、請
求項１ないし１０のいずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項１２】 高引張弾性率補強繊維が炭素繊維であ
り、低引張弾性率補強繊維がガラス繊維である、請求項
１ないし１１のいずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項１３】 高引張弾性率補強繊維の引張弾性率が
低引張弾性率補強繊維のそれの少なくとも３倍である、
請求項１ないし１２のいずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項１４】 重量が１５ｋｇ／ｍ2 以下であり、か
つ、曲げ剛性が少なくとも０．７×１０6 ｋｇｆ・ｍｍ
2 である、請求項１ないし１３のいずれかに記載のＦＲ
Ｐ格子。 - 【請求項１５】 重量が１５ｋｇ／ｍ2 以下であり、か
つ、曲げ強度が少なくとも４０ｋｇｆ／ｍｍ2 である、
請求項１ないし１４のいずれかに記載のＦＲＰ格子。 - 【請求項１６】 請求項１ないし１５のいずれかに記載
のＦＲＰ格子を有する土木・建築用部材。 - 【請求項１７】 請求項１ないし１５のいずれかに記載
のＦＲＰ格子の成形型であって、格子の目を形成する型
の側壁に、成形型の厚み方向に延びる溝が設けられてい
ることを特徴とする、ＦＲＰ格子の成形型。 - 【請求項１８】 成形型内に補強繊維を配置し、樹脂を
注入してＦＲＰ格子を製造するに際し、前記補強繊維と
して、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維と
を含み、かつ、高引張弾性率補強繊維をＦＲＰ格子の全
体積に対して４０％を超えない範囲で含むものを用いる
ことを特徴とする、ＦＲＰ格子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記高引張弾性率補強繊維と低引張弾
性率補強繊維とを予め混合しておき、混合した補強繊維
を成形型内に配置する、請求項１８のＦＲＰ格子の製造
方法。 - 【請求項２０】 請求項１７の成形型内に補強繊維を配
置し、樹脂を注入してＦＲＰ格子を製造する、請求項１
８または１９のＦＲＰ格子の製造方法。 - 【請求項２１】 成形を減圧下で行う、請求項１８ない
し２０のいずれかに記載のＦＲＰ格子の製造方法。 - 【請求項２２】 樹脂としてビニルエステル樹脂を用い
る、請求項１８ないし２１のいずれかに記載のＦＲＰ格
子の製造方法。 - 【請求項２３】 高引張弾性率補強繊維として炭素繊維
を用い、低引張弾性率補強繊維としてガラス繊維を用い
る、請求項１８ないし２２のいずれかに記載のＦＲＰ格
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18420596A JP3591142B2 (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Ｆｒｐ格子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18420596A JP3591142B2 (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Ｆｒｐ格子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH106408A true JPH106408A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3591142B2 JP3591142B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=16149204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18420596A Expired - Fee Related JP3591142B2 (ja) | 1996-06-24 | 1996-06-24 | Ｆｒｐ格子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3591142B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004276453A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Nippon Frp Kk | Ｆｒｐ製格子の製造方法 |
| JP2006077565A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-03-23 | Asahi Glass Co Ltd | 耐力壁及びその施工方法 |
| JP2015078323A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 東レプラスチック精工株式会社 | 熱可塑炭素繊維樹脂基材からなる多孔構造体及びその製造方法 |
| CN105881730A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-24 | 湖南科技大学 | 一种frp格栅混凝土组合板及其制造方法 |
| CN115674586A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-02-03 | 张家港玉成精机股份有限公司 | 一种用于制备玻璃钢格栅的模具 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101309551B1 (ko) * | 2012-01-16 | 2013-09-23 | 리우인더스테크 주식회사 | 메쉬휀스 제조장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0577330A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | 複合材継手構造物 |
| JPH05269873A (ja) * | 1992-01-30 | 1993-10-19 | Nikkiso Co Ltd | 格子状構造物の製造方法 |
| JPH0985843A (ja) * | 1995-07-18 | 1997-03-31 | Toray Ind Inc | Ｆｒｐ格子およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-06-24 JP JP18420596A patent/JP3591142B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0577330A (ja) * | 1991-09-24 | 1993-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | 複合材継手構造物 |
| JPH05269873A (ja) * | 1992-01-30 | 1993-10-19 | Nikkiso Co Ltd | 格子状構造物の製造方法 |
| JPH0985843A (ja) * | 1995-07-18 | 1997-03-31 | Toray Ind Inc | Ｆｒｐ格子およびその製造方法 |
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| JP2006077565A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-03-23 | Asahi Glass Co Ltd | 耐力壁及びその施工方法 |
| JP2015078323A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 東レプラスチック精工株式会社 | 熱可塑炭素繊維樹脂基材からなる多孔構造体及びその製造方法 |
| CN105881730A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-24 | 湖南科技大学 | 一种frp格栅混凝土组合板及其制造方法 |
| CN115674586A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-02-03 | 张家港玉成精机股份有限公司 | 一种用于制备玻璃钢格栅的模具 |
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|---|---|
| JP3591142B2 (ja) | 2004-11-17 |
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