JPH0238038A - 立体的網状構造体 - Google Patents

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）発明の技術分野 本発明は糸状繊維より構成された立体的網状構造物に関
するものであって、コンクリート補強材、プラスチック
ス補強材、繊維主体の立体的軽量構造物を提供するもの
である。

ｂ）従来の技術と発明が解決しようとする問題点従来コ
ンクリートの補強には専ら鋼線、鋼棒が用いられていた
が、近時コンクリート構造物を軽量にし、又海水等に対
する耐蝕性を高めるため、比重が小さく錆びるおそれが
ない繊維材料を以て鋼材に置き換えようとする要求が大
きくなってきた。更にマトリックスにも軽量物を用いて
、軽量で強度を有する材料を作ることも要求され始めて
いる。

繊維をコンクリートに入れて補強材とすることは、既に
モルタルに短ｌ１ｌＩＩＩを入れて分散せしめた後、型
に注入する方法がある。この方法は板状物を作るに適し
ていて、コンクリートの引っ張り強度を著しく高める。

糸状繊維による補強法は、繊維を棒状に建材用鉄筋の形
に固めたＦＲＰがあるが、之は鉄筋の代用になる棒材で
あるに過ぎない。

糸状繊維によって立体的網状構造を形成し之をコンクリ
ートの中に繊維にたるみがない状態で埋没せしめれば、
鉄筋コンクリートと同様の強度を有するコンクリート材
が得られる。プラスチックスを繊維によって補強するこ
とは短繊維をマトリックスの中に分散せしめてその強度
を高めるものと、むしろ繊維を主体として之を樹脂によ
って固めたと見るべきものとがある。繊維の立体構成物
によってプラスチックスを補強することは未だその例を
見ないが、コンクリートに対すると同様に補強材として
使用することは可能であり、更に繊維立体構成物を樹脂
等によって固めれば、独立して強度のある立体構造物と
して使用することも可能である。

従来立体網状構造体としては３次元織物が有名であるが
、この方法は生産速度が遅く、また装置が複雑で大形の
製品を製造する装置は高価であるので、一般のコンクリ
ート補強体やＦＲＰ分野への適応は困難であった。

織物やランダム不織布を成層構造にして立体構造体を製
造する試みもあるが、何れも構成している糸が屈曲して
おり、糸の持っている伸張弾性率を十分に発揮させるこ
とができない。また織物では２１＊ｌＷ以上の粗目のＭ
織を作るには特殊製法を用いねばならず、ランダム不織
布では粗目の網状構造はできない。

このように従来技術によるのでは、糸をその持っている
弾性率を十分に発揮させるよう直線状を保たせて構成し
た立体構造を作ることは困難で、又粗い網目の立体構造
体を生産性良く低コストで製造することもできなかった
。

Ｃ）問題点を解決するための手段 繊維材料の特徴は抗張力と柔軟性をもつことである。之
を立体的構成を有する補強材として用いようとする時に
、その柔軟性を加工の際に利用し、構造体を構成した後
は抗張力を発揮せしめれば有利に使用することができる
。＊維は圧縮には弱いと言ってもその束を樹脂等を用い
て固めれば圧縮、曲げに耐えるようになる。

本出願人等は性能の良い立体構造体を効率良く安価に製
造することを鋭意研究した結果、伸張弾性率１０００１
（ｇ／ｍｍ２以上を有する糸状物が直交又は斜交して粗
目の網目を構成する網状不織布を用い、之を層状に平行
に配宣し、その眉間を波形、山形、コの字形等に屈曲す
る網状不織布によって結合した多層（構造の立体的網状
構造体に到達した。

本出願人等は既に糸による直交積層体の製法（特公昭５
１−９０６７号、特公昭５３−３８７８３号）や斜交不
織布の製法（特公昭６２−１５４’９０４号）を発明し
工業化しているが、本発明はこれらの不織布の応用発明
でもある。これらの不織布の生産速度は、織物に比較し
て桁違いに速く（４０−５０ｍ／分）、構成する糸は基
本的には直線状を保っており、広範囲なピッチの粗目構
造の組織を作ることができる。この粗目の組織は接着材
で固定されているので網目の乱れがなく、マトリックス
充填の抵抗にもよく耐える。糸間の接着に使用する接着
剤を適当に選べば、マトリックスとの親和性を増し、特
別のアンカー処理をする必要がないので物性的にも経済
的にも有利である。

立体網状構造体の目的とするところは、樹脂やコンクリ
ートなどをマトリックスとして充填して曲げ強度や引張
り強度が高く、ひび割れ等にも抵抗力のある構造体を造
ることである。そのために伸張弾性率の高い糸を使用し
、しかもその糸を直線的に配置し、マトリックス充填の
ためには充填抵抗を小さくするために網状の構造にする
。網目間隔は少なくとも２ｍｍ以上、ＦＲＰの場合には
５１’１ｌｌｌ＋以上、コンクリートの場合には３０ｍ
ｍ以上が必要である。ここで網目間隔とは平行して走行
する糸の間の間隔である。

糸状物による網状平面材としては経緯積層不織布、斜交
積層不織布を用いる。ここに於て糸状物とは糸、糸の束
、トウ、スライバー、ロービング等繊維、又はｍ維の集
合によって構成されている連続体を意味する。構造物中
にあって長年月に亙って強力を維持する繊維材料として
はビニロン、カーボンａ　！ＩＩ　、ガラス［Ｉ、ケブ
ラー等がある。

この不織布を別に用意した剛性をもつ枠の中に張る、又
は樹脂などによって固めれば、剛性をもって平面状を保
つようになる。数枚の平面状不織布を平行に置き、各層
の間に波状に屈曲させた不織布網を置き各要素を接着、
糸状物による結び等の結合法などを用いて接合せしめれ
ば平面状不織布は一定の間隔に保たれる。各構成要素に
なる不織布は必ずしも剛性をもっていなくてもよい、少
なくとも最も外側にある平面状不織布を剛性を保つ如く
しておいて、補助具を用いてその不織布を所定の距離を
保たしめる如く引きはなせば、中間にある要素はそれぞ
れ引っ張られて緊張し、中間の平面不織布も平面状を保
つ。閏に用いる波状不織布は必ずしも予め網状に積層加
工したものでなくとも、糸状物を直接用いてもよい。

最外層にある積層不織布に平面を保持させるよう剛性を
与えることは、立体的構成を組む前に行ってもよいし、
構成後に加工してもよい。この構成物を構成する糸状物
は柔軟なので、補強材として使用する直前まで中間要素
の柔軟性を残して置けば両側より押しつぶして偏平なも
のとして扱うことができる。更に最外層の不織布の柔軟
性も残しておけば、之をロール状に巻き取っておくこと
もできる。但しガラス繊維、カーボン繊維の如く脆い繊
維によ）て構成される場合には、偏平に押しつぶすこと
は困難である。しかし中間の波状部に柔軟な材料を使用
しておけば偏平につぶして尿管することはできる。網状
物の目の粗さは、使用するモルタル中にある骨材が自由
に通過し得る程度のものがよい。立体的網目構造を構成
する主成分は繊維糸状物であるが、便宜上部分的には金
属等を用いることがあっても立体的網状構造体の機能、
重量に大した影響はない。

ｄ）　図面による説明 以下図面によって本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の繊維による立体的網状構造体の主原料
とする積層不織布の一例を示す。図に於て１は経糸とな
る糸状物、２は緯糸となる糸状物であり、３は経と緯の
糸状物の接着点である。第２図は斜交積層不織布の一例
を示す。４．４′は斜交する糸状物である。複数の糸が
一点で交る必要は必ずしもない。

第１又は２図に示す如き平面状積層不織布ＡＯ。

ＡＩ・・・、Ａｎを第３図に断面によって示す如く平行
に配置し、路網の間にそれぞれ波状に屈曲させた積層不
織布ＢＯ，Ｂ１・・・・・・を配置し、その接点Ｃを接
合する。接合の方法は接着でもよいし池の糸状物によっ
て結んでもよい。或は第４図に示す如く糸状物５を接点
Ｃの近くの網を構成する糸状物に旙組して接点を接合し
てもよい。又波状の不織布ＢＯ，Ｂｌ・・・・・・は積
層不織布でなくとも糸状物を糸状のま繁用いてもよい、
糸状のま繁用いる例の一つとして第５図に示す如く、ス
パイラル状にして網目の間に一部を突出せしめ、そこに
結合ＭＥを挿入することによって接合点を連続的に形成
する方法がある。結合線としては金属線、又は予め硬化
した糸状物等を用いればよい。第６図に示す如く、糸状
物等によって楕円形のリンクＤを作っておき、そのリン
クと結合線Ｅを組み合せて連続接合部を形成させること
もてきる。

本発明の繊維による構造体は、上記の如く直線状を保つ
糸状物による網状平面体を接合点の間に於てはは家直線
を傑つ糸状物又はリンクを用いて結合し、直線糸状物の
組合せによって組み立てた立体的構造体である。之をコ
ンクリートの補強用に使用して効果を上げるのみならず
、プラスチックスの補強用として使用することもできる
。殊に発泡プラスチックスの補強体として埋め込めば、
発泡体の弾性変形を制限し、或は変形に方向性を与える
ことができる。又小さな力には殆ど変形しない超軽量プ
ラスチックスを作ることも可能になる。

コンクリート等、固化した後は剛性を有する物質の補強
材として使用する場合には、マトリックスが固化するま
での間、繊維構成体の各成分に緊張を与え、少なくとも
たるまないように維持してあれば、例えば、第３図に於
ける積層不織布ＡＯ。

ＡＩ・・・・・・が緊張していて、ＢＯ，Ｂｌ・・・・
・・の接点の間にある要素がたるまず、又第５図に於け
るスパイラル線Ｆが緊張を保ち、更に又第６図に於てリ
ンクＤＯ，ＤＩ・・・・・・が接合点に於て緊密に連結
されてあれば、マトリックスの同化後も緊張を維持して
、補強材としての効果を発揮する。

発泡体の如き弾性体物質の補強に用い、或は繊維主体の
立体構造物を目的とする場合には、構成各成分を樹脂等
を用いて硬化しておく。若しその構造体に特殊な弾性変
形が要求される場合には、硬化しない成分要素を残せば
その部分は変形し易く、その未硬化部の分布を計画する
ことにより要求に応じた弾性変形をする物を得ることが
できる。

実施例　１ ビニロン糸の束を糸状物原料とする斜交積層不織布を平
面状に広げ、その上に同じビニロン糸斜交積層不織布を
波状に屈曲させてのせ、波状物の谷が下の平面網と接す
る点を糸によって逐次結び、更に波状不織布の上に別の
平面状不織布をのせて、その接点を逐次同様に接合して
第３図にその断面を示す立体的網状構成体を得た。この
構成体の最外層にある平面状網ＡＯ，Ａｎを外枠（図示
してない）に張って緊張させ、別の補助具（図示してな
い）によフてＡ　Ｏ，Ａ　ｎの距離を離して保てば、各
構成成分は緊張して立体的構造を保った。

更にこの立体的構造体を組立てる際、糸状物に熱硬化成
樹脂を含浸させ、組立後緊張下ｔこ熱硬化処理を行った
。硬化後の立体的構成体は使用する糸状物の太さが大き
い程高い強度と弾性度を有する構造物であった。又之を
樹脂発泡体の中に埋め込んだ処、極めて軽量な方向によ
って弾性率が異なる樹脂塊を得た。

実施例　２ カーボンＷ！雄ロービングによって作られた経緯積層不
織布ＡＯ，ＡＩ・・・を第５図に示す如く平行に置き、
糸状物によって構成したＡＯ等の目のピッチに相当する
ピッチを有するスパイラル線Ｆの一部を網目を通しての
ぞかせ、その間に剛性を有する結合線Ｅを通すことによ
って、逐次平面状積層布とスパイラル線を組み、立体的
網状構造体を組み上げた。この構造体は最外層の積層布
を張ると共に規定間隔に引き離せば剛的立体構造を保つ
。

又最外層の間隔を縮めれば、接合点が緩み且つスパイラ
ル状の糸状物が変形し、その占有する体積を小さくする
ことができる。

この構成体の最外層の不織布を樹脂によって固め、その
間隔をヂスタントピースによって維持せしめてコンクリ
ート補強材として用いた処、所期の強度のコンクリート
築造物を得た。

実施例　３ ビニロン糸を原料とする経緯積層不織布　ＡＯ。

ＡＩ・・・を第６図に示す如く平行に置き、金属線又は
糸状物で作られた楕円形リンクＤを積層布の目を通して
逐次直線状に並べ、リンクの端の空間を通して金属線を
挿入し、リンクと平面的網状物を図示する如く接合した
。この立体的網状構造物は最外層の網Ａ　Ｏ＋　Ａ　ｎ
を広げて規定距離を保たせれば、構成各要素は緊張して
立体的構造物になる。

つぶせば偏平となり、又その連続体は芯の上に巻いて保
存することができる。

この立体的構造体を熱硬化性発泡樹脂の中に補強材とし
て埋没させた。得られた樹脂塊は極めて軽量であって高
い強度と剛性度をもっていた。

ｅ）　発明の効果 本発明の繊維構成体は従来コンクリート補強用に使用さ
れていた鉄筋に比べ軽量で且つ海水等による腐蝕のおそ
れがないので、之を使用することによりコンクリート構
造物の設計が容易になったばかりでなく、予め作っであ
る繊維構成体を便宜な場所で広げて緊張硬化せしめてか
ら型枠に別込んで補強材とすれば゛よいので、建設現場
に於ける作業が簡素化された。

更にプラスチックスその池の材料の、殊に発泡体の補強
に使用して、強度、剛性、弾性について特長を与えるこ
とができ、又＊！ｌＩ主体の立体的構造体を強度を有す
る軽量な構造要素として利用し得る途を開いた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原料とする経緯積層不織布の一例を示
す。第２図は斜交積層不織布の一例を示す。 第３図は平面網状構造ｆｆｆｆｆ縁布と波形網状構造積
層不織布を数７！！１重ねたものの断面図。第４図は平
面網状構造積層不織布をその間の波形不織布に編組によ
って接合する例を説明する平面図。第５図は平面網状構
造積層不織布をスパイラル線によって結合する例を示す
斜視図、第６図は平面網状構造積層不織布の各層をリン
クによって結合する例を説明する断面図である。 図中の番号、記号の説明 １−系状物、経　　　　　２−系状物、緯３−接着点　
　　　　４．４−一系状物、斜交５−Ｍ１組糸 八−平面網状構造積層不織布 Ｂ−層間波状網状構造積層不織布 Ｃ−接合点　　　Ｄ−リンク　　　Ｅ−結合線Ｆ−スパ
イラル線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．伸張弾性率１０００Ｋｇ／ｍｍ＾２以上を有する糸
   状物を基本的には直線状を保って組織することによって
   得られた網目間隔２ｍｍ以上の網状構造の不織布の複数
   枚を、平行に平面を保って並ばしめ、その間を波形、山
   形、コの字形等に屈曲させた網状構造の不織布又は糸状
   物によって結合して成層構成した立体的網状構造体
2. ２．請求項１に於ける立体的網状構造に於て、平面状不
   織布と波形、山形、コの字形の不織布又は糸状物を接着
   、糸による結び又は編組によって点状又は線状に接合し
   た結合構造を有する立体的網状構造体
3. ３．請求項１に於ける立体的網状構造に於て、複数の平
   面網状構造積層不織布を一定長の多数のリンクによって
   結合してそれぞれの間隔を保たしめる構造の立体的網状
   構造体
4. ４．請求項１，２，３に於ける立体的網状構造体に於て
   、構成要素の一部又は全部が柔軟であり少なくとも最外
   層にある平面網状構造積層不織布に平面を保たしめ、且
   つそれを規定距離に保持する補助手段を用いることによ
   って各構成要素の緊張を保たしめ得ることを特徴とする
   立体的網状構造体
5. ５．請求項１，２，３に於ける立体的網状構造体の各構
   成成分が樹脂等によって固められている立体的網状構造
   体