JPH11320729A - 一方向性強化繊維複合基材 - Google Patents
一方向性強化繊維複合基材Info
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- JPH11320729A JPH11320729A JP13666098A JP13666098A JPH11320729A JP H11320729 A JPH11320729 A JP H11320729A JP 13666098 A JP13666098 A JP 13666098A JP 13666098 A JP13666098 A JP 13666098A JP H11320729 A JPH11320729 A JP H11320729A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 繊維強化プラスチックの成形作業及びコンク
リート構造体の補修作業等における作業効率の向上を可
能にする一方向性強化繊維複合基材の提供。 【解決手段】 強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維
束からなる強化繊維層を少なくとも２層重ねた一方向基
材シートと、この一方向基材シートの両表面上に固着さ
れたメッシュ状体とを含む一方向性強化繊維複合基材。
リート構造体の補修作業等における作業効率の向上を可
能にする一方向性強化繊維複合基材の提供。 【解決手段】 強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維
束からなる強化繊維層を少なくとも２層重ねた一方向基
材シートと、この一方向基材シートの両表面上に固着さ
れたメッシュ状体とを含む一方向性強化繊維複合基材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一方向性強化繊維
複合基材及びその製造方法に係り、特に繊維強化プラス
チックの成形作業及びコンクリート構造体の補修作業等
における作業効率を飛躍的に向上させることのできる一
方向性強化繊維複合基材及びその製造方法に関する。
複合基材及びその製造方法に係り、特に繊維強化プラス
チックの成形作業及びコンクリート構造体の補修作業等
における作業効率を飛躍的に向上させることのできる一
方向性強化繊維複合基材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一方向性の強化繊維層とメッシュ状体と
からなる一方向性強化繊維複合基材は、繊維強化プラス
チックの強化用基材として、また、繊維強化プラスチッ
ク及びコンクリート構造体等の補修用基材として用いら
れてきた（特開平８−１４２２３８号公報、特開平９−
１０４０８２号公報等）。ここで、一方向性の強化繊維
層とは、強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維束を単
に並べたものを指すが、従来、この強化繊維層を複数枚
有する一方向性強化繊維複合基材は存在しなかった。
からなる一方向性強化繊維複合基材は、繊維強化プラス
チックの強化用基材として、また、繊維強化プラスチッ
ク及びコンクリート構造体等の補修用基材として用いら
れてきた（特開平８−１４２２３８号公報、特開平９−
１０４０８２号公報等）。ここで、一方向性の強化繊維
層とは、強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維束を単
に並べたものを指すが、従来、この強化繊維層を複数枚
有する一方向性強化繊維複合基材は存在しなかった。
【０００３】したがって従来、例えば、コンクリート柱
の耐震補強等、高強度な補強を必要とする場合には、強
化繊維層を一層のみ含む複合基材をコンクリート構造体
等に複数回重ねて貼り合せることで、強化・補修作業を
行っていた。貼り合せる複合基材の枚数は、工事の目的
により異なるが、通常は３〜５枚、多い時で８枚程度で
あるのが一般的である。
の耐震補強等、高強度な補強を必要とする場合には、強
化繊維層を一層のみ含む複合基材をコンクリート構造体
等に複数回重ねて貼り合せることで、強化・補修作業を
行っていた。貼り合せる複合基材の枚数は、工事の目的
により異なるが、通常は３〜５枚、多い時で８枚程度で
あるのが一般的である。
【０００４】しかしながら、複合基材を１枚施工し樹脂
を充分含浸した後に、すぐ次の複合基材をその上に施工
すると、下地の複合材料との間でローラー掛けなどの作
業によりずれが起き作業が継続できない。そのため、次
の複合基材を貼るためには、１枚目の複合基材に含浸し
たエポキシ樹脂を下地がずれない程度に硬化させる必要
があるが、半日から１日程度放置しなければならず、繊
維複合基材を複数回貼り合せる作業の繰り返しは、作業
の高効率化を図る上で大きな障害となっていた。このた
め、当業界においては、引き揃えられた強化繊維層から
なる基材シートを予め複数枚含む複合基材が強く要望さ
れていた。
を充分含浸した後に、すぐ次の複合基材をその上に施工
すると、下地の複合材料との間でローラー掛けなどの作
業によりずれが起き作業が継続できない。そのため、次
の複合基材を貼るためには、１枚目の複合基材に含浸し
たエポキシ樹脂を下地がずれない程度に硬化させる必要
があるが、半日から１日程度放置しなければならず、繊
維複合基材を複数回貼り合せる作業の繰り返しは、作業
の高効率化を図る上で大きな障害となっていた。このた
め、当業界においては、引き揃えられた強化繊維層から
なる基材シートを予め複数枚含む複合基材が強く要望さ
れていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、強い要望が
ありながら長年の間解決されなかった上記従来技術の問
題点を解決するためになされたものであって、その目的
とするところは、一方向性強化繊維複合基材において一
方向性の強化繊維束からなる強化繊維層を予め複数枚積
層させることによって、強化・補修作業の迅速化を可能
とし、作業効率の飛躍的な向上を図ることにある。
ありながら長年の間解決されなかった上記従来技術の問
題点を解決するためになされたものであって、その目的
とするところは、一方向性強化繊維複合基材において一
方向性の強化繊維束からなる強化繊維層を予め複数枚積
層させることによって、強化・補修作業の迅速化を可能
とし、作業効率の飛躍的な向上を図ることにある。
【０００６】また他の目的は、一方向性の強化繊維層を
複数層有する一方向性強化繊維複合基材を生産効率よく
安価に製造することである。
複数層有する一方向性強化繊維複合基材を生産効率よく
安価に製造することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】要するに本発明の一方向
性強化繊維複合基材は、強化繊維を一方向に引き揃えた
強化繊維束からなる強化繊維層を少なくとも２層重ねた
一方向基材シートと、この一方向基材シートの両表面上
に固着されたメッシュ状体とを含むことを特徴とするも
のである（請求項１）。
性強化繊維複合基材は、強化繊維を一方向に引き揃えた
強化繊維束からなる強化繊維層を少なくとも２層重ねた
一方向基材シートと、この一方向基材シートの両表面上
に固着されたメッシュ状体とを含むことを特徴とするも
のである（請求項１）。
【０００８】また本発明の一方向性強化繊維複合基材に
おいては、前記一方向基材シートと前記メッシュ状体と
の固着を、一方向基材シートとメッシュ状体の繊維の部
分との接着（請求項２）、一方向基材シートとメッシュ
状体の繊維の部分との熱融着（請求項３）、又は一方向
基材シートとメッシュ状体の繊維の部分との粘着固定
（請求項４）とすることができる。
おいては、前記一方向基材シートと前記メッシュ状体と
の固着を、一方向基材シートとメッシュ状体の繊維の部
分との接着（請求項２）、一方向基材シートとメッシュ
状体の繊維の部分との熱融着（請求項３）、又は一方向
基材シートとメッシュ状体の繊維の部分との粘着固定
（請求項４）とすることができる。
【０００９】更に本発明の一方向性強化繊維複合基材に
おいては、メッシュ状体が無機あるいは有機繊維又はこ
れらの併用であることが好ましい（請求項５）。
おいては、メッシュ状体が無機あるいは有機繊維又はこ
れらの併用であることが好ましい（請求項５）。
【００１０】更にまた、本発明の一方向性強化繊維複合
基材の製造方法は、バインダーで集束した一方向に引き
揃えた強化繊維束を並べ強化繊維層にする工程、その強
化繊維層を少なくとも２層重ね一方向基材シートを作成
する工程、及び少なくともこれらの繊維束が２５℃以上
１５０℃以下の温度になる状態で加圧した後、その一方
向基材シートの上下をメッシュ状体で挟み、冷却する工
程を含むことを特徴とする（請求項６）。
基材の製造方法は、バインダーで集束した一方向に引き
揃えた強化繊維束を並べ強化繊維層にする工程、その強
化繊維層を少なくとも２層重ね一方向基材シートを作成
する工程、及び少なくともこれらの繊維束が２５℃以上
１５０℃以下の温度になる状態で加圧した後、その一方
向基材シートの上下をメッシュ状体で挟み、冷却する工
程を含むことを特徴とする（請求項６）。
【００１１】更に、本発明の一方向性強化繊維複合基材
の製造方法は、バインダーで集束した一方向に引き揃え
た強化繊維束を並べ強化繊維層にする工程、その強化繊
維層を少なくとも２層重ね一方向基材シートを作成する
工程、及びその一方向基材シートの上下をメッシュ状体
で挟んだ後、少なくともこれらの繊維束が２５℃以上１
５０℃以下の温度になる状態で加圧し、冷却する工程を
含むことを特徴とする（請求項７）。
の製造方法は、バインダーで集束した一方向に引き揃え
た強化繊維束を並べ強化繊維層にする工程、その強化繊
維層を少なくとも２層重ね一方向基材シートを作成する
工程、及びその一方向基材シートの上下をメッシュ状体
で挟んだ後、少なくともこれらの繊維束が２５℃以上１
５０℃以下の温度になる状態で加圧し、冷却する工程を
含むことを特徴とする（請求項７）。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を更に詳細に説明す
る。図１において、本発明に係る一方向性強化繊維複合
基材１は、一方向に引き揃えられた強化繊維束２からな
る強化繊維層３を２枚重ねた一方向基材シート４と、メ
ッシュ状体５とを含んでいる。なおここで、強化繊維層
３は、（ａ）のように強化繊維束２が互い違いに並んだ
状態でもよく、また（ｂ）のように強化繊維束２が上下
に揃って並んだ状態でもよい。
る。図１において、本発明に係る一方向性強化繊維複合
基材１は、一方向に引き揃えられた強化繊維束２からな
る強化繊維層３を２枚重ねた一方向基材シート４と、メ
ッシュ状体５とを含んでいる。なおここで、強化繊維層
３は、（ａ）のように強化繊維束２が互い違いに並んだ
状態でもよく、また（ｂ）のように強化繊維束２が上下
に揃って並んだ状態でもよい。
【００１３】図１においては、基材シート４を構成する
強化繊維層３の枚数は２枚となっているが、それ以上の
枚数を重ねても良い。
強化繊維層３の枚数は２枚となっているが、それ以上の
枚数を重ねても良い。
【００１４】強化繊維層３に樹脂を万遍なく均一に含浸
させる際、厚いとどうしても含浸不良の部分が出来やす
い。このためシートの厚さは、厚いほど良いというわけ
ではなく、たとえば強化繊維束２として炭素繊維束を使
ったシートの場合は、１０００ｇ／ｍ2 以下、好ましく
は８００ｇ／ｍ2 以下の目付量のものが望ましい。ま
た、層間剥離の起こりやすさから、強化繊維層３の枚数
は、通常２〜４枚、好ましくは２〜３枚、更に好ましく
は２枚である。なおここで、加熱圧着した後の各強化繊
維層３同士は、強化繊維を束にするときに用いるエポキ
シ樹脂などのバインダー、すなわち繊維に対して０．５
〜１．５重量％程度少量付着している集束剤により部分
的に接着又は粘着されている。
させる際、厚いとどうしても含浸不良の部分が出来やす
い。このためシートの厚さは、厚いほど良いというわけ
ではなく、たとえば強化繊維束２として炭素繊維束を使
ったシートの場合は、１０００ｇ／ｍ2 以下、好ましく
は８００ｇ／ｍ2 以下の目付量のものが望ましい。ま
た、層間剥離の起こりやすさから、強化繊維層３の枚数
は、通常２〜４枚、好ましくは２〜３枚、更に好ましく
は２枚である。なおここで、加熱圧着した後の各強化繊
維層３同士は、強化繊維を束にするときに用いるエポキ
シ樹脂などのバインダー、すなわち繊維に対して０．５
〜１．５重量％程度少量付着している集束剤により部分
的に接着又は粘着されている。
【００１５】また、上述のように、強化繊維層３は、強
化繊維束２の１束ずつがばらばらにならない程度の弱い
力で強化繊維束が並び合っているものである。よって、
複数の強化繊維層３からなる基材シート４の片面にのみ
メッシュ状体５を固着させたものでは、重ねられた強化
繊維層３のメッシュ状体５のない側では繊維がたやすく
はがれることとなる。そこで、本発明の複合基材１にお
いては、基材シート４の両面にメッシュ状体５を固着さ
せることが必要である。
化繊維束２の１束ずつがばらばらにならない程度の弱い
力で強化繊維束が並び合っているものである。よって、
複数の強化繊維層３からなる基材シート４の片面にのみ
メッシュ状体５を固着させたものでは、重ねられた強化
繊維層３のメッシュ状体５のない側では繊維がたやすく
はがれることとなる。そこで、本発明の複合基材１にお
いては、基材シート４の両面にメッシュ状体５を固着さ
せることが必要である。
【００１６】本発明に用いられる一方向性に引き揃えら
れた強化繊維束２としては、炭素繊維、アラミド繊維、
又はＥガラス若しくはＴガラス等のガラス繊維等があげ
られる。また、強化繊維束２の形状としては、キシメン
状のもの、楕円状のもの等がある。また、１束の強化繊
維束は、炭素繊維の場合６０００〜２４０００本のフィ
ラメントからなっている。集束のため付与されているバ
インダーは、加熱により接着或いは粘着の作用を示す公
知のバインダー用樹脂、例えば酢酸ビニル樹脂、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂
などの中から使用目的に合わせて選ばれる。
れた強化繊維束２としては、炭素繊維、アラミド繊維、
又はＥガラス若しくはＴガラス等のガラス繊維等があげ
られる。また、強化繊維束２の形状としては、キシメン
状のもの、楕円状のもの等がある。また、１束の強化繊
維束は、炭素繊維の場合６０００〜２４０００本のフィ
ラメントからなっている。集束のため付与されているバ
インダーは、加熱により接着或いは粘着の作用を示す公
知のバインダー用樹脂、例えば酢酸ビニル樹脂、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂
などの中から使用目的に合わせて選ばれる。
【００１７】本発明のメッシュ状体５は、特に制限はな
く、糸が細く、糸の占める面積が小さく開口面積が大き
く、薄いものであれば良い。目開きが狭いと含浸するエ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂
などが浸透し難くなるので、メッシュ状体５を構成する
繊維のピッチは３〜５０ｍｍ程度、好ましくは１０〜１
５ｍｍ程度が望ましい。ピッチが５ｍｍ程度以上のたて
糸とよこ糸を織ることなく接着により構成した２軸、３
軸、４軸組布、平織りで目の粗い織物、目の粗い絡み織
り等が好適である。
く、糸が細く、糸の占める面積が小さく開口面積が大き
く、薄いものであれば良い。目開きが狭いと含浸するエ
ポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂
などが浸透し難くなるので、メッシュ状体５を構成する
繊維のピッチは３〜５０ｍｍ程度、好ましくは１０〜１
５ｍｍ程度が望ましい。ピッチが５ｍｍ程度以上のたて
糸とよこ糸を織ることなく接着により構成した２軸、３
軸、４軸組布、平織りで目の粗い織物、目の粗い絡み織
り等が好適である。
【００１８】また、メッシュ状体５の材質としては、ガ
ラス繊維等の無機繊維、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ＰＶＡ繊維、ナイロン繊維などの熱可塑性有機繊維
が使用でき、これらは用途に応じ単独で又は複数組み合
わせて用いる事が出来る。基材シート４とメッシュ状体
５とが熱融着により固着される場合には、組布、あるい
は織布などのメッシュ状体に低融点のポリオレフィン系
樹脂やエチレン−酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹
脂をロールコーターなどにより付着させたり、熱融着性
を有する繊維を一部に使用してなる２種類の繊維を併用
したメッシュ状体を用いることが好ましい。熱融着性を
有する繊維には、熱融着性のナイロン、ポリプロピレン
などの繊維の他、繊維中心部の芯に融点の高い樹脂を用
い、周囲が融点の低い樹脂からなっている鞘芯型の繊
維、ガラス繊維糸の周囲に熱融着性樹脂をコートしたも
の、或いはガラス繊維糸にナイロン糸を交絡処理した繊
維などが例示される。
ラス繊維等の無機繊維、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ＰＶＡ繊維、ナイロン繊維などの熱可塑性有機繊維
が使用でき、これらは用途に応じ単独で又は複数組み合
わせて用いる事が出来る。基材シート４とメッシュ状体
５とが熱融着により固着される場合には、組布、あるい
は織布などのメッシュ状体に低融点のポリオレフィン系
樹脂やエチレン−酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹
脂をロールコーターなどにより付着させたり、熱融着性
を有する繊維を一部に使用してなる２種類の繊維を併用
したメッシュ状体を用いることが好ましい。熱融着性を
有する繊維には、熱融着性のナイロン、ポリプロピレン
などの繊維の他、繊維中心部の芯に融点の高い樹脂を用
い、周囲が融点の低い樹脂からなっている鞘芯型の繊
維、ガラス繊維糸の周囲に熱融着性樹脂をコートしたも
の、或いはガラス繊維糸にナイロン糸を交絡処理した繊
維などが例示される。
【００１９】本発明において、基材シート４とメッシュ
状体５とは、メッシュ状体５の繊維の部分で互いに接着
するように構成されている。メッシュ状体と基材シート
の固定に用いる接着剤には、酢酸ビニル樹脂溶液型接着
剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、アクリルエマ
ルジョン系接着剤、ポリウレタン系接着剤、各種ゴム系
接着剤、或はエチレン酢酸ビニル共重合樹脂などのホッ
トメルト接着剤などがあり、皮膜の柔軟なものが好まし
い。
状体５とは、メッシュ状体５の繊維の部分で互いに接着
するように構成されている。メッシュ状体と基材シート
の固定に用いる接着剤には、酢酸ビニル樹脂溶液型接着
剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、アクリルエマ
ルジョン系接着剤、ポリウレタン系接着剤、各種ゴム系
接着剤、或はエチレン酢酸ビニル共重合樹脂などのホッ
トメルト接着剤などがあり、皮膜の柔軟なものが好まし
い。
【００２０】上述のように、熱融着性の加熱可塑性有機
繊維をたて糸、よこ糸あるいは斜行糸に、または熱融着
性を有する繊維のみを使用したメッシュ状体、あるい
は、メッシュ状体に熱融着性の樹脂を付着させたもの
は、基材シート積層体の両面に加熱ロール、ベルトプレ
スなど公知の加熱加圧手段を使用して繊維自体あるいは
付着させた熱融着性樹脂の溶融による熱融着により接着
固定される。
繊維をたて糸、よこ糸あるいは斜行糸に、または熱融着
性を有する繊維のみを使用したメッシュ状体、あるい
は、メッシュ状体に熱融着性の樹脂を付着させたもの
は、基材シート積層体の両面に加熱ロール、ベルトプレ
スなど公知の加熱加圧手段を使用して繊維自体あるいは
付着させた熱融着性樹脂の溶融による熱融着により接着
固定される。
【００２１】本発明においてはまた、基材シート４とメ
ッシュ状体５とが、メッシュ状体５の繊維の部分で互い
に粘着固定するように構成されていてもよい。粘着固定
においては、粘着テープなどに用いられるポリビニルエ
チルエーテル、イソブチルエーテル、ポリイソブチレ
ン、ＳＢＲゴム、ブチルゴムなどの粘着剤、アクリル樹
脂系粘着剤、あるいは、液状エポキシ樹脂などの粘着剤
などを用いることができる。
ッシュ状体５とが、メッシュ状体５の繊維の部分で互い
に粘着固定するように構成されていてもよい。粘着固定
においては、粘着テープなどに用いられるポリビニルエ
チルエーテル、イソブチルエーテル、ポリイソブチレ
ン、ＳＢＲゴム、ブチルゴムなどの粘着剤、アクリル樹
脂系粘着剤、あるいは、液状エポキシ樹脂などの粘着剤
などを用いることができる。
【００２２】メッシュ状体への接着剤或いは熱融着性樹
脂の付着量としては、５〜２５ｇ／ｍ2 、粘着剤の場合
は、０．３〜３０ｇ／ｍ2 、特に製品を巻き取る時セパ
レーターを使用しない場合は、０．３〜１．５ｇ／ｍ2
が望ましい。いずれも、付着量が少ないと接着力が弱す
ぎ、多くなりすぎると強化繊維層にしみ込む接着剤、粘
着剤の量が増加し、施工するとき樹脂の含浸速度が遅く
なり、また含浸する樹脂の未含浸部分が発生し、強度低
下を起こす。
脂の付着量としては、５〜２５ｇ／ｍ2 、粘着剤の場合
は、０．３〜３０ｇ／ｍ2 、特に製品を巻き取る時セパ
レーターを使用しない場合は、０．３〜１．５ｇ／ｍ2
が望ましい。いずれも、付着量が少ないと接着力が弱す
ぎ、多くなりすぎると強化繊維層にしみ込む接着剤、粘
着剤の量が増加し、施工するとき樹脂の含浸速度が遅く
なり、また含浸する樹脂の未含浸部分が発生し、強度低
下を起こす。
【００２３】次に、本発明の製造方法について図２によ
り説明する。まず、強化繊維束２を巻いた多数のボビン
９を並べ強化繊維束２を一方向に引き出す。次に、かか
る強化繊維束２を強化繊維束整列ガイド１２を経て櫛状
ガイド６に通し、ピッチとレベルを揃えてシート状の強
化繊維層３にする。このボビン９と櫛状ガイド６とは、
強化繊維層３の重ねる枚数に応じて適宜備えられる。こ
のような強化繊維層３を必要枚数作ったのち、引張りな
がらシート状の強化繊維層３を重ねて、強化繊維層３が
複数重なった一方向基材シート４とする。
り説明する。まず、強化繊維束２を巻いた多数のボビン
９を並べ強化繊維束２を一方向に引き出す。次に、かか
る強化繊維束２を強化繊維束整列ガイド１２を経て櫛状
ガイド６に通し、ピッチとレベルを揃えてシート状の強
化繊維層３にする。このボビン９と櫛状ガイド６とは、
強化繊維層３の重ねる枚数に応じて適宜備えられる。こ
のような強化繊維層３を必要枚数作ったのち、引張りな
がらシート状の強化繊維層３を重ねて、強化繊維層３が
複数重なった一方向基材シート４とする。
【００２４】メッシュ状体５は、熱融着性の繊維を含ん
だ或いは熱融着性の樹脂を繊維表面に付与した物、或い
はあらかじめ接着剤又は粘着剤を塗布したものを重ねて
も良いし、また、基材シート４に貼り付ける直前に粘着
剤或いは接着剤を塗布して重ねてもよい。なお、図２で
示したものは前者で、あらかじめ粘着剤を塗布したメッ
シュ状体５をメッシュ状体を巻いたメッシュ状体ロール
１０ａ及び１０ｂから引き出したものである。
だ或いは熱融着性の樹脂を繊維表面に付与した物、或い
はあらかじめ接着剤又は粘着剤を塗布したものを重ねて
も良いし、また、基材シート４に貼り付ける直前に粘着
剤或いは接着剤を塗布して重ねてもよい。なお、図２で
示したものは前者で、あらかじめ粘着剤を塗布したメッ
シュ状体５をメッシュ状体を巻いたメッシュ状体ロール
１０ａ及び１０ｂから引き出したものである。
【００２５】強化繊維層３は、強化繊維束２を巻いた多
数のボビン９から一方向に揃えて引き出しシート状と
し、櫛状ガイド６を通しピッチを揃える。この一方向基
材シート４を加熱用ドラムシリンダー（加熱圧着ロー
ル）７ａ及び７ｂの様な加熱装置を通して加熱する。な
お、この櫛状ガイド６は強化繊維の幅方向の繊維密度を
均一にするために設けており、シート状強化繊維層３毎
に複数設けてもよいし、あるいは複数の繊維層を合わせ
たものに１個設けても良い。また、強化繊維層３は、図
２のように強化繊維束２を巻いた多数のボビン９から一
方向に揃えて引き出し、それをシート状にせずとも、強
化繊維束２を単に整列させたものでよく、これを櫛状ガ
イド６に通しピッチを揃えることで基材シート４とする
ことができる。
数のボビン９から一方向に揃えて引き出しシート状と
し、櫛状ガイド６を通しピッチを揃える。この一方向基
材シート４を加熱用ドラムシリンダー（加熱圧着ロー
ル）７ａ及び７ｂの様な加熱装置を通して加熱する。な
お、この櫛状ガイド６は強化繊維の幅方向の繊維密度を
均一にするために設けており、シート状強化繊維層３毎
に複数設けてもよいし、あるいは複数の繊維層を合わせ
たものに１個設けても良い。また、強化繊維層３は、図
２のように強化繊維束２を巻いた多数のボビン９から一
方向に揃えて引き出し、それをシート状にせずとも、強
化繊維束２を単に整列させたものでよく、これを櫛状ガ
イド６に通しピッチを揃えることで基材シート４とする
ことができる。
【００２６】基材シート４が一定温度以上に加熱された
加熱用ドラムシリンダー７ａ及び７ｂを通過した直後
に、一方向性の基材シート４はメッシュ状体５により挟
まれ、積層し水冷されたプレスローラ８で圧着すると同
時に冷却される。このようにドラムシリンダー７ａ及び
７ｂにより積層加熱圧着し、プレスローラ８より圧着、
冷却することで、基材シート４の両面がメッシュ状体５
で粘着或いは接着により固着された一方向性強化繊維複
合基材１が得られる。この時、基材シート４を２５〜１
５０℃、好ましくは４０〜１００℃、最も好ましくは６
０℃〜９０℃に加熱すると、繊維束の形状が変形し易く
なり、加圧により繊維束間の空間が少なくなり、繊維束
が密着する結果、基材シート４の積層した繊維層３の結
合が強くなり、層間剥離が起こりにくくなる。一方、繊
維層の加熱温度が２５℃以下の場合、強化繊維束の上下
の接着が弱く、強化繊維層内の層間剥離、分離が起きや
すくなる。特に、層間剥離が起こる或いは起こり易い
と、施工現場では、シートをはさみでカットするときに
層がずれて逃げるのでまっすぐ切断できない、含浸時に
ローラでしごくと層間のずれが大きいなどの問題が起き
る。また、繊維層の加熱が１５０℃以上では、メッシュ
状体の接着、粘着、繊維間の接着が向上しないばかりで
なく、集束剤の種類により繊維シートの柔軟性が悪くな
るなどの悪影響がでる。
加熱用ドラムシリンダー７ａ及び７ｂを通過した直後
に、一方向性の基材シート４はメッシュ状体５により挟
まれ、積層し水冷されたプレスローラ８で圧着すると同
時に冷却される。このようにドラムシリンダー７ａ及び
７ｂにより積層加熱圧着し、プレスローラ８より圧着、
冷却することで、基材シート４の両面がメッシュ状体５
で粘着或いは接着により固着された一方向性強化繊維複
合基材１が得られる。この時、基材シート４を２５〜１
５０℃、好ましくは４０〜１００℃、最も好ましくは６
０℃〜９０℃に加熱すると、繊維束の形状が変形し易く
なり、加圧により繊維束間の空間が少なくなり、繊維束
が密着する結果、基材シート４の積層した繊維層３の結
合が強くなり、層間剥離が起こりにくくなる。一方、繊
維層の加熱温度が２５℃以下の場合、強化繊維束の上下
の接着が弱く、強化繊維層内の層間剥離、分離が起きや
すくなる。特に、層間剥離が起こる或いは起こり易い
と、施工現場では、シートをはさみでカットするときに
層がずれて逃げるのでまっすぐ切断できない、含浸時に
ローラでしごくと層間のずれが大きいなどの問題が起き
る。また、繊維層の加熱が１５０℃以上では、メッシュ
状体の接着、粘着、繊維間の接着が向上しないばかりで
なく、集束剤の種類により繊維シートの柔軟性が悪くな
るなどの悪影響がでる。
【００２７】なお、このときメッシュ状体５でシートの
両面を挟んだ後に加熱加圧しても良い。特に、基材シー
ト４とメッシュ状体５との固着が熱融着により行われる
場合には、加熱用ドラムシリンダー７ａ及び７ｂを通す
前にメッシュ状体５を櫛状ガイド６を通過した基材シー
ト４と重ね、基材シート４の上下をメッシュ状体５で挟
んだ状態で加熱用ドラムシリンダー７ａ及び７ｂにより
加熱することが好ましい。また、基材シート４とメッシ
ュ状体５との固着が熱融着以外の方法により行われる場
合にも、基材シート４及びメッシュ状体５とを加熱して
固着することが可能である。すなわち、あらかじめ粘着
剤或いは接着剤が塗布されたメッシュ状体を基材シート
と貼り合わせ、加熱加圧することもでき、また、基材シ
ートのみを先に加熱した後にメッシュ状体を合わせ加圧
（圧着）することもできる。
両面を挟んだ後に加熱加圧しても良い。特に、基材シー
ト４とメッシュ状体５との固着が熱融着により行われる
場合には、加熱用ドラムシリンダー７ａ及び７ｂを通す
前にメッシュ状体５を櫛状ガイド６を通過した基材シー
ト４と重ね、基材シート４の上下をメッシュ状体５で挟
んだ状態で加熱用ドラムシリンダー７ａ及び７ｂにより
加熱することが好ましい。また、基材シート４とメッシ
ュ状体５との固着が熱融着以外の方法により行われる場
合にも、基材シート４及びメッシュ状体５とを加熱して
固着することが可能である。すなわち、あらかじめ粘着
剤或いは接着剤が塗布されたメッシュ状体を基材シート
と貼り合わせ、加熱加圧することもでき、また、基材シ
ートのみを先に加熱した後にメッシュ状体を合わせ加圧
（圧着）することもできる。
【００２８】熱可塑性樹脂繊維を含むメッシュ状体５の
熱融着の場合には、その繊維が溶融して補強繊維層３に
しみ込んでしまわないが、一方向性の基材シート４の表
面には十分接着する温度で加熱加圧することが必要であ
る。一方、溶剤を含む接着剤等を使用したときは、溶剤
を加熱乾燥する過程で圧着すればこの効果が得られる。
いずれの加熱においても、加熱の方法は加熱空気の循
環、通気、赤外線、加熱ロールなど公知の加熱方法によ
り行うことが出来る。加熱圧着されたシートは冷却後、
巻き取り装置１１においてロール状に巻き取られて製品
となる。
熱融着の場合には、その繊維が溶融して補強繊維層３に
しみ込んでしまわないが、一方向性の基材シート４の表
面には十分接着する温度で加熱加圧することが必要であ
る。一方、溶剤を含む接着剤等を使用したときは、溶剤
を加熱乾燥する過程で圧着すればこの効果が得られる。
いずれの加熱においても、加熱の方法は加熱空気の循
環、通気、赤外線、加熱ロールなど公知の加熱方法によ
り行うことが出来る。加熱圧着されたシートは冷却後、
巻き取り装置１１においてロール状に巻き取られて製品
となる。
【００２９】更に、本発明の一方向性強化繊維複合基材
１の施工方法としては、従来の方法と同様の方法でよ
い。その一例を具体的に説明すると、まず、下地のコン
クリート面に存在する大きい凹凸を無くし、表面を清浄
し、プライマー処理をした後に、液状のエポキシ樹脂を
厚めに塗り、その上に一方向性強化繊維複合基材１を圧
着する。次いで、圧着した一方向性強化繊維複合基材１
の上をローラーで均一且つまんべんなく押さえ、更にそ
の上を液状エポキシ樹脂を含ませたローラーで押さえ、
エポキシ樹脂の複合基材への未含浸部分が無くなるよう
にする。
１の施工方法としては、従来の方法と同様の方法でよ
い。その一例を具体的に説明すると、まず、下地のコン
クリート面に存在する大きい凹凸を無くし、表面を清浄
し、プライマー処理をした後に、液状のエポキシ樹脂を
厚めに塗り、その上に一方向性強化繊維複合基材１を圧
着する。次いで、圧着した一方向性強化繊維複合基材１
の上をローラーで均一且つまんべんなく押さえ、更にそ
の上を液状エポキシ樹脂を含ませたローラーで押さえ、
エポキシ樹脂の複合基材への未含浸部分が無くなるよう
にする。
【００３０】施工した直後の樹脂を含浸させた複合基材
の上につぎの層を重ねて施工すると、ローラーで複合基
材の上を押さえたとき、複合基材が移動する。そのた
め、この含浸したエポキシ樹脂がその上に新たな複合基
材を貼り合わせても施工済み複合基材がずれない程度に
まで硬化するのを待って、さらに、液状のエポキシ樹脂
を厚めに塗り、新たな複合基材１を貼り合わせる。
の上につぎの層を重ねて施工すると、ローラーで複合基
材の上を押さえたとき、複合基材が移動する。そのた
め、この含浸したエポキシ樹脂がその上に新たな複合基
材を貼り合わせても施工済み複合基材がずれない程度に
まで硬化するのを待って、さらに、液状のエポキシ樹脂
を厚めに塗り、新たな複合基材１を貼り合わせる。
【００３１】
【実施例】実施例１ 炭素繊維束として東レＴ７００Ｂ−１２０００−５０Ｃ
を使用し、３００ｇ／ｍ2 になるよう引き揃えたシート
状のものを２層重ねた。次いで、その２層からなるシー
ト状の基材の両面に、３４ＴＥＸ（ｇ／ｋｍ）の太さの
ガラス繊維を使用した糸の間隔が１０ｍｍの３軸組布
（日東紡績（株）製、ＫＴ−２２８Ａ）の片面にアクリ
ル樹脂系粘着剤を１．０ｇ／ｍ2 塗布したものを積層し
た。そして、炭素繊維束のシートの両面に加熱加圧用ド
ラムシリンダー（ロール）により、８０℃に加熱しなが
ら圧着後冷却ロール（加圧ロール）を通して目付重量６
００ｇ／ｍ2 のシートとして、直径１５ｃｍの紙管に巻
き取った。このシートを巻き戻したが巻き芯に近い部分
でも層間剥離は見られなかった。
を使用し、３００ｇ／ｍ2 になるよう引き揃えたシート
状のものを２層重ねた。次いで、その２層からなるシー
ト状の基材の両面に、３４ＴＥＸ（ｇ／ｋｍ）の太さの
ガラス繊維を使用した糸の間隔が１０ｍｍの３軸組布
（日東紡績（株）製、ＫＴ−２２８Ａ）の片面にアクリ
ル樹脂系粘着剤を１．０ｇ／ｍ2 塗布したものを積層し
た。そして、炭素繊維束のシートの両面に加熱加圧用ド
ラムシリンダー（ロール）により、８０℃に加熱しなが
ら圧着後冷却ロール（加圧ロール）を通して目付重量６
００ｇ／ｍ2 のシートとして、直径１５ｃｍの紙管に巻
き取った。このシートを巻き戻したが巻き芯に近い部分
でも層間剥離は見られなかった。
【００３２】この製品を用いて施工試験を行った。すな
わち、コンクリート柱（高さ３ｍ、幅６０ｃｍ）の一面
にプライマ―を塗布したのち、エポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ（株）エピコート８２５）に硬化剤を入れ下
塗りとして約４００ｇ／ｍ2塗布した。この上に５０ｃ
ｍ角の一方向性強化繊維複合基材のシートを手で圧着
し、ハンドローラで押さえながら樹脂をしみこませた。
さらに上塗り樹脂を４００ｇ／ｍ2 ローラで上から塗
布、圧入し、ハンドローラで繰り返し加圧し完全に含浸
させた。所要時間は、２０分であった。
わち、コンクリート柱（高さ３ｍ、幅６０ｃｍ）の一面
にプライマ―を塗布したのち、エポキシ樹脂（油化シェ
ルエポキシ（株）エピコート８２５）に硬化剤を入れ下
塗りとして約４００ｇ／ｍ2塗布した。この上に５０ｃ
ｍ角の一方向性強化繊維複合基材のシートを手で圧着
し、ハンドローラで押さえながら樹脂をしみこませた。
さらに上塗り樹脂を４００ｇ／ｍ2 ローラで上から塗
布、圧入し、ハンドローラで繰り返し加圧し完全に含浸
させた。所要時間は、２０分であった。
【００３３】比較例１ 繊維層を３００ｇ／ｍ2 の一方向性強化繊維層１層とし
た他は実施例１と同様にして製品を作った。樹脂は実施
例１で使用したものを使い、３００ｇ／ｍ2 の強化繊維
層を施工した。そして、ローラで押さえても動かない程
度に樹脂が硬化してから次の３００ｇ／ｍ2 の強化繊維
層を同様に施工し、使用した強化繊維層の重量が６００
ｇ／ｍ2 となるようにした。所要時間は、気温が２０℃
で比較的樹脂の硬化は早かったが、２層目の施工が終わ
ったのは、６時間後であった。
た他は実施例１と同様にして製品を作った。樹脂は実施
例１で使用したものを使い、３００ｇ／ｍ2 の強化繊維
層を施工した。そして、ローラで押さえても動かない程
度に樹脂が硬化してから次の３００ｇ／ｍ2 の強化繊維
層を同様に施工し、使用した強化繊維層の重量が６００
ｇ／ｍ2 となるようにした。所要時間は、気温が２０℃
で比較的樹脂の硬化は早かったが、２層目の施工が終わ
ったのは、６時間後であった。
【００３４】比較例２ ドラムシリンダーを加熱しないで、その表面温度を２０
℃の室温と同じにした他は、実施例１と同様にし、目付
量６００ｇ／ｍ2 のシートとして直径１５ｃｍの紙管に
巻き取った。このシートを巻き戻したところ、巻き芯に
近い部分で強化繊維束の上下間の層間剥離が起こった。
℃の室温と同じにした他は、実施例１と同様にし、目付
量６００ｇ／ｍ2 のシートとして直径１５ｃｍの紙管に
巻き取った。このシートを巻き戻したところ、巻き芯に
近い部分で強化繊維束の上下間の層間剥離が起こった。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、一方向性強化繊維複合
基材において一方向性の強化繊維束からなる強化繊維層
を予め複数枚積層させることができるため、強化・補修
作業の迅速化が可能となり、作業効率が飛躍的に向上す
る。
基材において一方向性の強化繊維束からなる強化繊維層
を予め複数枚積層させることができるため、強化・補修
作業の迅速化が可能となり、作業効率が飛躍的に向上す
る。
【００３６】また本発明の製造方法では、圧着ロールに
より強化繊維層を複数枚有する基材シートとメッシュ状
体とを積層圧着することにより、一方向性の強化繊維複
合基材を製造する。したがって、複数の繊維束の層をす
だれ織によりまとめてシート状にしたり、ステッチによ
り細いガラス繊維糸などで太い繊維束を編んでシート状
にすることで強化繊維層にするという製造工程に比べ、
生産効率よく安価に一方向性の強化繊維複合基材を製造
することが可能となる。
より強化繊維層を複数枚有する基材シートとメッシュ状
体とを積層圧着することにより、一方向性の強化繊維複
合基材を製造する。したがって、複数の繊維束の層をす
だれ織によりまとめてシート状にしたり、ステッチによ
り細いガラス繊維糸などで太い繊維束を編んでシート状
にすることで強化繊維層にするという製造工程に比べ、
生産効率よく安価に一方向性の強化繊維複合基材を製造
することが可能となる。
【００３７】更に、図２において示されるように、本発
明における強化繊維層を繊維束の層を一層ずつに分ける
ことにより作った場合には、積層すると強化繊維層の繊
維束の分布にばらつきが少ない。また、あらかじめ整列
させるため繊維束の並び方が整然としており、且つ表面
の乱れが少ないので、少ない接着剤或いは粘着剤でメッ
シュ状体を両面に張り付けることができる。
明における強化繊維層を繊維束の層を一層ずつに分ける
ことにより作った場合には、積層すると強化繊維層の繊
維束の分布にばらつきが少ない。また、あらかじめ整列
させるため繊維束の並び方が整然としており、且つ表面
の乱れが少ないので、少ない接着剤或いは粘着剤でメッ
シュ状体を両面に張り付けることができる。
【図１】本発明の一方向性強化繊維複合基材の概念を表
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明の一方向性強化繊維複合基材を製造する
ための装置の概略断面図である。
ための装置の概略断面図である。
１ 一方向性強化繊維複合基材 ２ 強化繊維束 ３ 強化繊維層 ４ 一方向基材シート ５ メッシュ状体 ６ 櫛状ガイド ７ａ、７ｂ 加熱用ドラムシリンダー ８ プレスローラ １０ａ、１０ｂ メッシュ状ロール １１ 巻き取り装置 １２ 強化繊維束整列ガイド
Claims (7)
- 【請求項１】 強化繊維を一方向に引き揃えた強化繊維
束からなる強化繊維層を少なくとも２層重ねた一方向基
材シートと、この一方向基材シートの両表面上に固着さ
れたメッシュ状体とを含む一方向性強化繊維複合基材。 - 【請求項２】 前記一方向基材シートと前記メッシュ状
体との固着が、一方向基材シートとメッシュ状体の繊維
の部分との接着である、請求項１に記載の一方向性強化
繊維複合基材。 - 【請求項３】 前記一方向基材シートと前記メッシュ状
体との固着が、メッシュ状体の繊維自体の溶融による一
方向基材シートとメッシュ状体の繊維の部分との熱融着
である、請求項１に記載の一方向性強化繊維複合基材。 - 【請求項４】 前記一方向基材シートと前記メッシュ状
体との固着が、一方向基材シートとメッシュ状体の繊維
の部分との粘着固定である、請求項１に記載の一方向性
強化繊維複合基材。 - 【請求項５】 前記メッシュ状体が無機あるいは有機繊
維又はこれらの併用からなる、請求項１〜４の何れか１
項に記載の一方向性強化繊維複合基材。 - 【請求項６】 バインダーで集束した一方向に引き揃え
た強化繊維束を並べ強化繊維層にする工程、その強化繊
維層を少なくとも２層重ね一方向基材シートを作成する
工程、及び少なくともこれらの繊維束が２５℃以上１５
０℃以下の温度になる状態で加圧した後、その一方向基
材シートの上下をメッシュ状体で挟み、冷却する工程を
含む一方向性強化繊維複合基材の製造方法。 - 【請求項７】 バインダーで集束した一方向に引き揃え
た強化繊維束を並べ強化繊維層にする工程、 その強化繊維層を少なくとも２層重ね一方向基材シート
を作成する工程、及びその一方向基材シートの上下をメ
ッシュ状体で挟んだ後、少なくともこれらの繊維束が２
５℃以上１５０℃以下の温度になる状態で加圧し、冷却
する工程を含む一方向性強化繊維複合基材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13666098A JPH11320729A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 一方向性強化繊維複合基材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13666098A JPH11320729A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 一方向性強化繊維複合基材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11320729A true JPH11320729A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15180530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13666098A Pending JPH11320729A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 一方向性強化繊維複合基材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11320729A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004149929A (ja) * | 2001-10-03 | 2004-05-27 | Kurabo Ind Ltd | 補強用不織基布および補強方法 |
| JP2006045917A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Nippon Steel Composite Co Ltd | 地中に埋設されたコンクリート構造物の補強方法及び補強されたコンクリート構造物 |
| WO2008062818A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Fukui Prefectural Government | Reinforced thermoplastic-resin multilayer sheet material, process for producing the same, and method of forming molded thermoplastic-resin composite material |
| JP2008149708A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-07-03 | Fukui Prefecture | 熱可塑性樹脂多層補強シート材及びその製造方法、並びに熱可塑性樹脂多層補強成型品 |
| JP2009023163A (ja) * | 2007-07-18 | 2009-02-05 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂面材 |
| JP2009113369A (ja) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Fukui Prefecture | 熱可塑性樹脂複合材料成形品の成形方法 |
| JP2014000821A (ja) * | 2006-10-05 | 2014-01-09 | Novameer Bv | 一方向に配向したポリマーテープの積層体を製造する方法 |
| JP2016151007A (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 三菱航空機株式会社 | 繊維基材を積層する方法、繊維基材群ロールの製造方法、繊維基材群、および航空機 |
| JP2018035657A (ja) * | 2017-02-01 | 2018-03-08 | 積水成型工業株式会社 | コンクリート養生シート及びそれを用いたコンクリート構造物の製造方法 |
| JP2020514133A (ja) * | 2017-03-17 | 2020-05-21 | ハンファ アズデル インコーポレイテッド | １つ以上のメッシュ層を備えた多層アセンブリ |
| JP2023019668A (ja) * | 2021-07-29 | 2023-02-09 | 日本電気硝子株式会社 | 補強用メッシュの製造方法及び補強用メッシュ巻回体 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP13666098A patent/JPH11320729A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2008062818A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Fukui Prefectural Government | Reinforced thermoplastic-resin multilayer sheet material, process for producing the same, and method of forming molded thermoplastic-resin composite material |
| US10322530B2 (en) | 2006-11-22 | 2019-06-18 | Fukui Prefectural Government | Reinforced thermoplastic-resin multilayer sheet material |
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| US10369753B2 (en) | 2015-02-19 | 2019-08-06 | Mitsubishi Aircraft Corporation | Fiber substrate stacking method, manufacturing method of roll of fiber substrate group, fiber substrate group, and aircraft |
| JP2018035657A (ja) * | 2017-02-01 | 2018-03-08 | 積水成型工業株式会社 | コンクリート養生シート及びそれを用いたコンクリート構造物の製造方法 |
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| JP2023019668A (ja) * | 2021-07-29 | 2023-02-09 | 日本電気硝子株式会社 | 補強用メッシュの製造方法及び補強用メッシュ巻回体 |
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