JP2829762B2 - 網状成形体の製造法 - Google Patents
網状成形体の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、網状成形体の製造法に関し、特に土木建築
分野で用いる構造物、特に屋根、壁、床、ピット等の板
状構造物として使用する繊維強化無機質板、及びFRPに
おいて、補強用繊維のもつ引張り強度、弾性率などの特
性を有効に発現できる網状成形体を作る方法に関する。
分野で用いる構造物、特に屋根、壁、床、ピット等の板
状構造物として使用する繊維強化無機質板、及びFRPに
おいて、補強用繊維のもつ引張り強度、弾性率などの特
性を有効に発現できる網状成形体を作る方法に関する。
従来、繊維強化無機質板について種々の提案がされて
おり、補強材としての短繊維をランダムに配向した繊維
強化無機質板、及び連続繊維を一方向または二方向に配
向して積層した繊維強化無機質板が知られている（鹿島
建設技術研究所年報第29号，第81〜88頁，及び第30号，
第57〜68頁：特開昭59-138647号公報）。
おり、補強材としての短繊維をランダムに配向した繊維
強化無機質板、及び連続繊維を一方向または二方向に配
向して積層した繊維強化無機質板が知られている（鹿島
建設技術研究所年報第29号，第81〜88頁，及び第30号，
第57〜68頁：特開昭59-138647号公報）。
繊維強化無機質板は、補強材である繊維と結合材であ
る無機質材料間の付着強度が充分でなければ、補強材の
強度に見合った補強効果が得られない。この問題は、高
強度の補強材、又は繊維束を用いる場合に特に重要であ
る。すなわち、80kgf/mm2程度の低強度の炭素繊維を短
繊維モノフィラメントにして使用する場合には、繊維の
表面積が繊維の断面積に比べて大きいために、引張り応
力が付加された際に繊維が破断するまで補強効果を発揮
する。しかし、高強度の繊維又は繊維束を使用する場合
には、繊維が抜けて補強用の繊維の本来の強度に見合っ
た補強効果が得られない。
る無機質材料間の付着強度が充分でなければ、補強材の
強度に見合った補強効果が得られない。この問題は、高
強度の補強材、又は繊維束を用いる場合に特に重要であ
る。すなわち、80kgf/mm2程度の低強度の炭素繊維を短
繊維モノフィラメントにして使用する場合には、繊維の
表面積が繊維の断面積に比べて大きいために、引張り応
力が付加された際に繊維が破断するまで補強効果を発揮
する。しかし、高強度の繊維又は繊維束を使用する場合
には、繊維が抜けて補強用の繊維の本来の強度に見合っ
た補強効果が得られない。
これを改善すべく、連続状の高強度繊維を交点拘束力
の強い絡み織物となし、樹脂を含浸硬化させ網状成形体
となした後、セメントモルタル内に配置した物が提案さ
れている（特開昭63-111045号公報，同63-22636号公
報）。しかし、織物の繊維の本来の引張り特性、すなわ
ち、引張り強度、弾性率等がまだ充分に生かされていな
いのが現状である。
の強い絡み織物となし、樹脂を含浸硬化させ網状成形体
となした後、セメントモルタル内に配置した物が提案さ
れている（特開昭63-111045号公報，同63-22636号公
報）。しかし、織物の繊維の本来の引張り特性、すなわ
ち、引張り強度、弾性率等がまだ充分に生かされていな
いのが現状である。
本発明は、従来の絡み織物成形体の欠点を解消して、
織物繊維の本来の引張り特性がより発揮されるようにし
た網状成形体を作る方法を提供することを目的とする。
織物繊維の本来の引張り特性がより発揮されるようにし
た網状成形体を作る方法を提供することを目的とする。
本発明は、 絡み織物が樹脂で固定されてなる網状成形体を作る方
法において、絡み織物に樹脂を含浸した後に、該織物の
緯糸方向に張力をかけた状態で樹脂を固化させること、
及び該張力は下記式で定義される網状成形体の緯糸屈曲
度Cfが0.03未満となるような強さであることを特徴とす
る網状成形体の製造法 Lf：隣接する経糸間の平均距離 Df：網状成形体の緯糸方向に沿う断面において、緯糸の
中心線の波形の一頂点と、これに隣接する二つの頂点を
結んだ線との平均距離 である。
法において、絡み織物に樹脂を含浸した後に、該織物の
緯糸方向に張力をかけた状態で樹脂を固化させること、
及び該張力は下記式で定義される網状成形体の緯糸屈曲
度Cfが0.03未満となるような強さであることを特徴とす
る網状成形体の製造法 Lf：隣接する経糸間の平均距離 Df：網状成形体の緯糸方向に沿う断面において、緯糸の
中心線の波形の一頂点と、これに隣接する二つの頂点を
結んだ線との平均距離 である。
以下では本発明を説明する前に、先ず従来の絡み織物
について説明する。
について説明する。
絡み織物の織組織では、第１（ａ）図に示すように、
一組の経糸1,1′が相互に絡み合って屈曲している。ま
た緯糸３は、第１（ｂ）図に示すように、経糸1,1′に
よって長さ方向に力を受け、従ってこれも屈曲してい
る。従来セメントモルタルに使用された織物を利用した
網状成形体は、このような絡み織物を樹脂によって固定
したものである。この成形体が負荷を受けた時、繊維は
樹脂で固定されているのでまっすぐにならず、負荷が増
大したとき屈曲部分に局部的な歪と応力集中が起こりや
すく、本来の繊維強度が100％発揮されないうちに屈曲
部分で破壊が起こってしまうことを本発明者は見出し
た。
一組の経糸1,1′が相互に絡み合って屈曲している。ま
た緯糸３は、第１（ｂ）図に示すように、経糸1,1′に
よって長さ方向に力を受け、従ってこれも屈曲してい
る。従来セメントモルタルに使用された織物を利用した
網状成形体は、このような絡み織物を樹脂によって固定
したものである。この成形体が負荷を受けた時、繊維は
樹脂で固定されているのでまっすぐにならず、負荷が増
大したとき屈曲部分に局部的な歪と応力集中が起こりや
すく、本来の繊維強度が100％発揮されないうちに屈曲
部分で破壊が起こってしまうことを本発明者は見出し
た。
特に、従来、絡み織物から網状成形体を連続的に製造
する場合、プリプレグ製造装置を用いて絡み織物に樹脂
液を含浸し、続いて乾燥硬化を行っている。この際、織
物の経方向に張力がかかるので、経糸による力を緯糸が
受けて緯糸の屈曲が大きくなり、そのまま樹脂で固定さ
れてしまっている。これが、網状成形体の特に緯方向の
強度を低下させる原因となっている事が判った。
する場合、プリプレグ製造装置を用いて絡み織物に樹脂
液を含浸し、続いて乾燥硬化を行っている。この際、織
物の経方向に張力がかかるので、経糸による力を緯糸が
受けて緯糸の屈曲が大きくなり、そのまま樹脂で固定さ
れてしまっている。これが、網状成形体の特に緯方向の
強度を低下させる原因となっている事が判った。
本発明に従い、絡み織物を樹脂で固定する際に緯糸方
向に張力をかけ、かつ下記で説明する屈曲度を特定の値
未満にした場合に、繊維本来の引張特性が生かされる。
向に張力をかけ、かつ下記で説明する屈曲度を特定の値
未満にした場合に、繊維本来の引張特性が生かされる。
本発明において上記で定義した緯糸の屈曲度Cfは、緯
糸の屈曲の程度を表わすものである。これを第２図を参
照しながら説明する。なお、図においては判りやすくす
るために糸条の屈曲は誇張して示している。
糸の屈曲の程度を表わすものである。これを第２図を参
照しながら説明する。なお、図においては判りやすくす
るために糸条の屈曲は誇張して示している。
第２図は網状成形体（樹脂で固定してある）を緯糸方
向に沿って切断し、切断面を上に鉛直に置いて、真上か
ら撮影した拡大写真であると想定されたい。緯糸３の中
心線11を描き、その中心曲線11の一頂点12と、これに隣
接する頂点13,14を結んだ直線15との距離Dfを測定し、
経糸間の距離Lfで除して、緯糸の屈曲度（Cf）とする。
本発明において、Cfはランダムに選んだ少くとも10個所
からの値の平均値とする。
向に沿って切断し、切断面を上に鉛直に置いて、真上か
ら撮影した拡大写真であると想定されたい。緯糸３の中
心線11を描き、その中心曲線11の一頂点12と、これに隣
接する頂点13,14を結んだ直線15との距離Dfを測定し、
経糸間の距離Lfで除して、緯糸の屈曲度（Cf）とする。
本発明において、Cfはランダムに選んだ少くとも10個所
からの値の平均値とする。
本発明では、緯糸の屈曲度Cf＜0.03、好ましくは＜0.
02である。本発明者が調べた従来の絡み織物では、一般
にCfは0.08程度もしくはそれ以上である。
02である。本発明者が調べた従来の絡み織物では、一般
にCfは0.08程度もしくはそれ以上である。
本発明においてCfで規定したように屈曲の少い状態で
固定された網状成形体の引張り特性を以下に説明する。
そのために繊維の強度利用率（Ｆ）と云う概念を用い
る。網状成形体試料（幅25mm,長さ15mm）を引張り速度2
0mm/分で引張って得た破断強度から、繊維単位断面当り
の破断強度Ａを求める。網状成形体を作った原料の繊維
の単位断面当り強度ＢでＡを割る。
固定された網状成形体の引張り特性を以下に説明する。
そのために繊維の強度利用率（Ｆ）と云う概念を用い
る。網状成形体試料（幅25mm,長さ15mm）を引張り速度2
0mm/分で引張って得た破断強度から、繊維単位断面当り
の破断強度Ａを求める。網状成形体を作った原料の繊維
の単位断面当り強度ＢでＡを割る。
Ｆ（％）＝Ａ×100/B 樹脂で固めた網状成形体の引張り試験においては、引
張り方向の糸の屈曲（もしあれば）が伸びて、何らかの
局部的応力集中なしにまっすぐになることは無く、屈曲
の個所で破断する。樹脂自体は引張り強度に貢献する割
合は極めて小さいと考えられる。従って、Ｆが100％で
あれば、用いた繊維の本来の強度が完全に利用されるこ
とを意味する。Ｆが大きい程、これを利用した複合材料
において所定の引張り特性を得るために要する強化材の
量が少くてすむことになる。
張り方向の糸の屈曲（もしあれば）が伸びて、何らかの
局部的応力集中なしにまっすぐになることは無く、屈曲
の個所で破断する。樹脂自体は引張り強度に貢献する割
合は極めて小さいと考えられる。従って、Ｆが100％で
あれば、用いた繊維の本来の強度が完全に利用されるこ
とを意味する。Ｆが大きい程、これを利用した複合材料
において所定の引張り特性を得るために要する強化材の
量が少くてすむことになる。
網状成形体の強度利用率Ｆは、繊維の種類、織り方、
及び樹脂量によって異るが、本発明者が検討した従来の
絡み織物成形体では従来のようにCfが0.08の時にはＦは
約40％である。本発明に従いCfが0.03の時にＦは約60
％、Cfが0.01の時にはＦは70〜80％になる。
及び樹脂量によって異るが、本発明者が検討した従来の
絡み織物成形体では従来のようにCfが0.08の時にはＦは
約40％である。本発明に従いCfが0.03の時にＦは約60
％、Cfが0.01の時にはＦは70〜80％になる。
このように、緯糸の屈曲度を上述の値以下にするに
は、樹脂で固定する際に緯方向に張力をかければよい。
必要な張力の大きさは、場合により異り、実験によって
容易に決めることができる。
は、樹脂で固定する際に緯方向に張力をかければよい。
必要な張力の大きさは、場合により異り、実験によって
容易に決めることができる。
また、好ましくは経糸を特殊な構成とすることによ
り、緯方向の屈曲を少くでき、かつ同時に経糸方向の屈
曲も少くできる。即ち、経糸が剛性の異なる二種以上の
糸条から成り、そのうちの最高の剛性を持つ少くとも一
種の糸条が織組織の実質上片面側にあるようにする。経
糸が二種の糸条から成る場合について第３（ａ）図、第
３（ｂ）図に示す。一組の経糸1,2が、高剛性の糸条１
と低剛性の糸条２から成っており、高剛性の繊維の屈曲
を避け直線性を保つために、高剛性糸条１は実質上絡ま
ず、低剛性糸条２が１に絡む。従って高剛性糸条１は、
殆どまっすぐであり、織組織の実質上片面に存在する。
一方、緯糸３は第３（ｂ）図に示すように、経糸１及び
２によって曲げる力を殆んど受けないので、これも実質
上まっすぐである。このような糸使いにすると、緯方向
に張力をかけても、高剛性糸条１を屈曲させる力は殆ん
どかからないので、経方向の強度を犠牲にせずに緯方向
の強度を改善できる。なお、上記では経糸として二種の
糸条を用い、緯糸として一種の糸条を用いた場合を示し
たが、本発明はこれに限定されない。たとえば、低剛性
糸として二本又はそれ以上の糸条を用い、これを絡ませ
ることができる。二本以上の高剛性経糸を用い、夫々が
低剛性糸により絡まれていてもよい。二本以上の緯糸を
用いることもできる。高剛性糸条は高強度であることが
必要であり、たとえば炭素繊維、アラミド繊維、高強力
ビニロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。高剛性糸条
と組合される低剛性糸条には織物の交点拘束力のみが期
待されているので、特に強度はあまり必要とされず、炭
素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、高強力ビニロン繊
維、アクリル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維
等広い範囲から選択することができる。高剛性糸条と低
剛性糸条は、同じ材質であっても断面積が異なり（たと
えばフィラメント数、繊維径が異なり）糸条としての剛
性に差があれば良い。
り、緯方向の屈曲を少くでき、かつ同時に経糸方向の屈
曲も少くできる。即ち、経糸が剛性の異なる二種以上の
糸条から成り、そのうちの最高の剛性を持つ少くとも一
種の糸条が織組織の実質上片面側にあるようにする。経
糸が二種の糸条から成る場合について第３（ａ）図、第
３（ｂ）図に示す。一組の経糸1,2が、高剛性の糸条１
と低剛性の糸条２から成っており、高剛性の繊維の屈曲
を避け直線性を保つために、高剛性糸条１は実質上絡ま
ず、低剛性糸条２が１に絡む。従って高剛性糸条１は、
殆どまっすぐであり、織組織の実質上片面に存在する。
一方、緯糸３は第３（ｂ）図に示すように、経糸１及び
２によって曲げる力を殆んど受けないので、これも実質
上まっすぐである。このような糸使いにすると、緯方向
に張力をかけても、高剛性糸条１を屈曲させる力は殆ん
どかからないので、経方向の強度を犠牲にせずに緯方向
の強度を改善できる。なお、上記では経糸として二種の
糸条を用い、緯糸として一種の糸条を用いた場合を示し
たが、本発明はこれに限定されない。たとえば、低剛性
糸として二本又はそれ以上の糸条を用い、これを絡ませ
ることができる。二本以上の高剛性経糸を用い、夫々が
低剛性糸により絡まれていてもよい。二本以上の緯糸を
用いることもできる。高剛性糸条は高強度であることが
必要であり、たとえば炭素繊維、アラミド繊維、高強力
ビニロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。高剛性糸条
と組合される低剛性糸条には織物の交点拘束力のみが期
待されているので、特に強度はあまり必要とされず、炭
素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、高強力ビニロン繊
維、アクリル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維
等広い範囲から選択することができる。高剛性糸条と低
剛性糸条は、同じ材質であっても断面積が異なり（たと
えばフィラメント数、繊維径が異なり）糸条としての剛
性に差があれば良い。
本発明の網状成形体の経糸（低剛性でない）及び緯糸
は、高強度である炭素繊維、アラミド繊維、高強力ビニ
ロン繊維、ガラス繊維などから選択できる。なお、本発
明の網状成形体で強化される無機質材料マトリックスと
してセメント成分を用いる場合には、糸条が耐アルカリ
性を有することが好ましい。このように無機質材料マト
リックスの配合条件により適正な繊維を選択することは
容易である。
は、高強度である炭素繊維、アラミド繊維、高強力ビニ
ロン繊維、ガラス繊維などから選択できる。なお、本発
明の網状成形体で強化される無機質材料マトリックスと
してセメント成分を用いる場合には、糸条が耐アルカリ
性を有することが好ましい。このように無機質材料マト
リックスの配合条件により適正な繊維を選択することは
容易である。
絡み織物の織密度は一般に粗い。たとえば無機質材料
マトリックスとして骨材入りセメントを用いる場合に
は、骨材の粒径（２〜25mm）が網状成形体中を通過でき
ることを考慮して開口を３〜50mm程度の間隔とすること
が望ましい。
マトリックスとして骨材入りセメントを用いる場合に
は、骨材の粒径（２〜25mm）が網状成形体中を通過でき
ることを考慮して開口を３〜50mm程度の間隔とすること
が望ましい。
絡み織物を固定するための樹脂は、適当な手段たとえ
ば浸漬、スプレー法などによって織物に含浸される。樹
脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれ
をも使用できる。本発明においては熱硬化型の樹脂を使
用するのが好ましく、具体的には、エポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエ
ステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂、塩化
ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂等が使用できる。マトリ
ックスとして用いる無機質材料の成分にセメントが存在
する場合は、アルカリ性に対して長期間の耐久性を持つ
ものが望ましく、さらに、可能であれば、180℃×５時
間程度のオートクレーブ養生を施しても強度低下が少な
いものが好ましい。
ば浸漬、スプレー法などによって織物に含浸される。樹
脂としては、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれ
をも使用できる。本発明においては熱硬化型の樹脂を使
用するのが好ましく、具体的には、エポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエ
ステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリフェニレンサルファイド（PPS）樹脂、塩化
ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂等が使用できる。マトリ
ックスとして用いる無機質材料の成分にセメントが存在
する場合は、アルカリ性に対して長期間の耐久性を持つ
ものが望ましく、さらに、可能であれば、180℃×５時
間程度のオートクレーブ養生を施しても強度低下が少な
いものが好ましい。
樹脂を含浸した後には、絡み織物に緯方向に張力をか
けた状態で樹脂を固定させる。まず、熱硬化性樹脂を使
用する場合について述べる。通常の熱硬化性樹脂では、
張力をかけた状態で樹脂を硬化させればよい。これによ
り、絡み織物は樹脂で固定される。張力をかける手段と
しては、わん曲ゴムローラー、回転しゅう動ローラー、
スクロール、テンター等を用いることができるが、織物
が全面接触しないテンターが最も適している。硬化前の
樹脂は、Ａステージ又はＢステージにある。ここで行う
樹脂の硬化は織物の形態を保持するために行なうもので
あるから、少なくとも樹脂が流動しない状態とすること
が必要である。必ずしも完全硬化は必要ではなく、Ｃス
テージに近いＢステージ状態であっても良い。しかし、
製品の安定上、できるだけ硬化が進んでいる方が好まし
い。硬化の手段については特に制限はなく、公知の方法
が使用できる。
けた状態で樹脂を固定させる。まず、熱硬化性樹脂を使
用する場合について述べる。通常の熱硬化性樹脂では、
張力をかけた状態で樹脂を硬化させればよい。これによ
り、絡み織物は樹脂で固定される。張力をかける手段と
しては、わん曲ゴムローラー、回転しゅう動ローラー、
スクロール、テンター等を用いることができるが、織物
が全面接触しないテンターが最も適している。硬化前の
樹脂は、Ａステージ又はＢステージにある。ここで行う
樹脂の硬化は織物の形態を保持するために行なうもので
あるから、少なくとも樹脂が流動しない状態とすること
が必要である。必ずしも完全硬化は必要ではなく、Ｃス
テージに近いＢステージ状態であっても良い。しかし、
製品の安定上、できるだけ硬化が進んでいる方が好まし
い。硬化の手段については特に制限はなく、公知の方法
が使用できる。
なお、ここで使用した硬化の各ステージについて簡単
に説明する。Ａステージ、ＢステージおよびＣステージ
とは定性的な分け方であり、厳密な定義ではない。Ａス
テージとはまだ架橋反応がほとんど生じておらず、個々
の分子が拘束されずに自由に運動している状態を指し、
Ｂステージとは、一部に架橋が見られるが、個々の分子
の自由度は大きく、加熱すると流動性が観察される状態
をいう。また、Ｃステージとは、架橋はかなり進み、も
はや加熱による流動性が見られなくなった状態である。
なお本発明においては、Ｃステージの定義として、熱硬
化性樹脂の硬化時間試験法（JIS C 6487）で示されるよ
うに、いかなる温度の熱板上で加熱しても樹脂が曳糸性
を持たない状態であるとした。
に説明する。Ａステージ、ＢステージおよびＣステージ
とは定性的な分け方であり、厳密な定義ではない。Ａス
テージとはまだ架橋反応がほとんど生じておらず、個々
の分子が拘束されずに自由に運動している状態を指し、
Ｂステージとは、一部に架橋が見られるが、個々の分子
の自由度は大きく、加熱すると流動性が観察される状態
をいう。また、Ｃステージとは、架橋はかなり進み、も
はや加熱による流動性が見られなくなった状態である。
なお本発明においては、Ｃステージの定義として、熱硬
化性樹脂の硬化時間試験法（JIS C 6487）で示されるよ
うに、いかなる温度の熱板上で加熱しても樹脂が曳糸性
を持たない状態であるとした。
硬化性樹脂の中でも、硬化前に流動性が低い硬化性樹
脂を使用する場合には、絡み織物に含浸させた樹脂を軟
化させた状態にした後（もしくは軟化させつつ）緯方向
に張力をかけ、そのまま樹脂を硬化させる方法を用いる
ことができる。樹脂を軟化させることなく織物に張力を
かけても、緯糸がまっすぐにならず、目的とするCfの値
が達成されないので、樹脂を一旦加熱して軟化させる。
加熱温度は樹脂の軟化点以上であり、樹脂が変性しない
程度に高い温度にする。
脂を使用する場合には、絡み織物に含浸させた樹脂を軟
化させた状態にした後（もしくは軟化させつつ）緯方向
に張力をかけ、そのまま樹脂を硬化させる方法を用いる
ことができる。樹脂を軟化させることなく織物に張力を
かけても、緯糸がまっすぐにならず、目的とするCfの値
が達成されないので、樹脂を一旦加熱して軟化させる。
加熱温度は樹脂の軟化点以上であり、樹脂が変性しない
程度に高い温度にする。
また、硬化後にも加熱変形しやすい硬化性樹脂を使用
する場合には、絡み織物に樹脂を含浸し、これを硬化さ
せ、次いで樹脂の軟化点以上に加熱した後（または加熱
しつつ）緯方向に張力をかけ、しかる後樹脂の軟化点よ
り下にまで冷却してから張力を解放させる方法が使用で
きる。この方法では、樹脂の硬化は、含浸に続く一連の
乾燥工程の中で行うことができる。硬化は、樹脂がいわ
ゆるＣステージ化するまで行う。なお、軟化を容易にす
るために、Ｃステージ状態の中でも硬化があまり進んで
いない状態、つまり軟化点が低い状態とするのが好まし
い。張力をかける手段は上記したのと同様の方法を使用
できる。この場合には、樹脂の変形し易さを考慮する
と、軟化点より50℃以上加熱するのが好ましい。このと
き、軟化点より下に冷却する前に張力を解放すると、樹
脂が三次元架橋構造を有するため、張力をかける以前の
状態に戻ろうとする力が働く。したがって、緯糸屈曲度
Cfの値を0.03未満にすることは極めて困難となる。ま
た、軟化点以上への加熱の間に硬化が進んで、樹脂の軟
化点はさらに上昇し得る。よって張力を解放するときの
冷却はこのときの軟化点より下までにすれば良いことに
なる。
する場合には、絡み織物に樹脂を含浸し、これを硬化さ
せ、次いで樹脂の軟化点以上に加熱した後（または加熱
しつつ）緯方向に張力をかけ、しかる後樹脂の軟化点よ
り下にまで冷却してから張力を解放させる方法が使用で
きる。この方法では、樹脂の硬化は、含浸に続く一連の
乾燥工程の中で行うことができる。硬化は、樹脂がいわ
ゆるＣステージ化するまで行う。なお、軟化を容易にす
るために、Ｃステージ状態の中でも硬化があまり進んで
いない状態、つまり軟化点が低い状態とするのが好まし
い。張力をかける手段は上記したのと同様の方法を使用
できる。この場合には、樹脂の変形し易さを考慮する
と、軟化点より50℃以上加熱するのが好ましい。このと
き、軟化点より下に冷却する前に張力を解放すると、樹
脂が三次元架橋構造を有するため、張力をかける以前の
状態に戻ろうとする力が働く。したがって、緯糸屈曲度
Cfの値を0.03未満にすることは極めて困難となる。ま
た、軟化点以上への加熱の間に硬化が進んで、樹脂の軟
化点はさらに上昇し得る。よって張力を解放するときの
冷却はこのときの軟化点より下までにすれば良いことに
なる。
熱可塑性樹脂を使用する場合には、含浸樹脂のプリプ
レグを樹脂の軟化点以上に加熱した後（または加熱しつ
つ）織物の緯方向に張力を加えて、緯糸の屈曲をなくし
た状態にし、その後冷却し、固化させる。張力をかける
手段は、上記の熱硬化性樹脂について述べた方法がまた
使用できる。
レグを樹脂の軟化点以上に加熱した後（または加熱しつ
つ）織物の緯方向に張力を加えて、緯糸の屈曲をなくし
た状態にし、その後冷却し、固化させる。張力をかける
手段は、上記の熱硬化性樹脂について述べた方法がまた
使用できる。
ここで、本発明における樹脂の軟化点とは、樹脂構成
分子が運動の自由度を急速に増す温度のことであり、定
性的にはいわゆるガラス転移点と同義である。具体的な
測定法としては、示差走査熱量計（DSC）による変曲点
の測定、粘弾性測定装置による弾性率の変曲点の測定、
熱機械分析装置（TMA）による熱膨脹率の変曲点による
測定、TMAによる軟化点の測定等の方法があり、いずれ
もほぼ近い値を示すが、本発明においてはTMAによる軟
化点の測定法を採用した。すなわち、次のようにして軟
化点を測定した：まず、網状成形体の小片（樹脂で固め
た糸条１本分）を切り取り、その厚み方向の変位を測定
すべくTMA内に設置した。荷重は20g、昇温速度は５℃／
分とし、昇温による変位を記録した。この温度−変位曲
線では、ある温度で厚みの急激な減少が観察される。こ
の変曲点前後の直線部分の延長線の交点の温度を軟化点
と定義した。
分子が運動の自由度を急速に増す温度のことであり、定
性的にはいわゆるガラス転移点と同義である。具体的な
測定法としては、示差走査熱量計（DSC）による変曲点
の測定、粘弾性測定装置による弾性率の変曲点の測定、
熱機械分析装置（TMA）による熱膨脹率の変曲点による
測定、TMAによる軟化点の測定等の方法があり、いずれ
もほぼ近い値を示すが、本発明においてはTMAによる軟
化点の測定法を採用した。すなわち、次のようにして軟
化点を測定した：まず、網状成形体の小片（樹脂で固め
た糸条１本分）を切り取り、その厚み方向の変位を測定
すべくTMA内に設置した。荷重は20g、昇温速度は５℃／
分とし、昇温による変位を記録した。この温度−変位曲
線では、ある温度で厚みの急激な減少が観察される。こ
の変曲点前後の直線部分の延長線の交点の温度を軟化点
と定義した。
本発明では絡み織物の緯方向に張力をかけることが必
須であるが、経方向にも適度の張力をかけることを除外
するものではない。
須であるが、経方向にも適度の張力をかけることを除外
するものではない。
本発明の網状成形体で強化されるマトリックスとして
の無機質硬化材料としては、ポルトランドセメント、ア
ルミナセメント、高炉セメント等の通常のセメント類、
石灰質と珪酸質よりなる珪酸カルシウム系化合物の粉砕
物、石膏（半水石膏、無水石膏等）、高炉スラグ及び水
砕スラグ粉砕物と石膏の混合物等の水砕スラグ系水硬性
材料等の各種バインダーと水に、必要に応じて天然又
は、人工の骨材及び混和剤、混和材を混練して得られる
ものが例示される。FRPで慣用のプラスチックを用いる
こともできる 上述のようにして得られた網状成形体を構造体の引張
り応力のかかる位置に配筋し、マトリックス材料を流し
込み、硬化して繊維強化構造体が得られる。製品の目標
とする強度に応じて、使用する高剛性繊維の強度、弾性
率、フィラメント数等を決め、繊維の種類を選択すれば
良い。本発明の網状成形体を用いた構造体としては、表
面近傍に網状成形体を埋め込んだ板状物品が特に好まし
い。本発明の網状成形体を用いることにより、繊維強化
構造体の強度、剛性が向上し、あるいは強化材として用
いる網状成形体の繊維量を低減することが可能になる。
の無機質硬化材料としては、ポルトランドセメント、ア
ルミナセメント、高炉セメント等の通常のセメント類、
石灰質と珪酸質よりなる珪酸カルシウム系化合物の粉砕
物、石膏（半水石膏、無水石膏等）、高炉スラグ及び水
砕スラグ粉砕物と石膏の混合物等の水砕スラグ系水硬性
材料等の各種バインダーと水に、必要に応じて天然又
は、人工の骨材及び混和剤、混和材を混練して得られる
ものが例示される。FRPで慣用のプラスチックを用いる
こともできる 上述のようにして得られた網状成形体を構造体の引張
り応力のかかる位置に配筋し、マトリックス材料を流し
込み、硬化して繊維強化構造体が得られる。製品の目標
とする強度に応じて、使用する高剛性繊維の強度、弾性
率、フィラメント数等を決め、繊維の種類を選択すれば
良い。本発明の網状成形体を用いた構造体としては、表
面近傍に網状成形体を埋め込んだ板状物品が特に好まし
い。本発明の網状成形体を用いることにより、繊維強化
構造体の強度、剛性が向上し、あるいは強化材として用
いる網状成形体の繊維量を低減することが可能になる。
比較例１ 経糸として引張強度が460kgf/mm2の炭素繊維束（3,00
0フィラメント，単糸径７ミクロン）の２本から成る
組、緯糸として同様の炭素繊維束（6,000フィラメン
ト）を用いて織密度が経糸、緯糸ともに3.3本/25mmの条
件で、第１（ａ）図及び第１（ｂ）図に示す組織の絡み
織物を作製した。
0フィラメント，単糸径７ミクロン）の２本から成る
組、緯糸として同様の炭素繊維束（6,000フィラメン
ト）を用いて織密度が経糸、緯糸ともに3.3本/25mmの条
件で、第１（ａ）図及び第１（ｂ）図に示す組織の絡み
織物を作製した。
下記処方の含浸用樹脂溶液を用意した。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 100部 （GY-260,チバガイギー社製） ジシアンジアミド 10部 イミダゾール型促進剤 ２部 （キュアゾール2P4MHZ,四国化成株式会社） 溶剤（メチルセロソルブ） 120部 プリプレグマシンを用いて織物に樹脂を含浸させ（成
形体に対し41重量％）、150℃で15分間乾燥硬化させ
た。
形体に対し41重量％）、150℃で15分間乾燥硬化させ
た。
比較例２ 比較例１と同様に樹脂を含浸させた後に、乾燥させて
Ｂステージのプリプレグとして巻取ってから、これをク
リップテンターにより緯方向に張力をかけながら、160
℃で８分間硬化させた。但し、張力を弱くしたので、Cf
は0.04であった。
Ｂステージのプリプレグとして巻取ってから、これをク
リップテンターにより緯方向に張力をかけながら、160
℃で８分間硬化させた。但し、張力を弱くしたので、Cf
は0.04であった。
実施例１ 比較例２と同様であるが、但し張力を強くしてCfを0.
01となるようにした。結果を下記の表に示す。
01となるようにした。結果を下記の表に示す。
ここで、Ffは緯糸方向の、Fwは経糸方向の強度利用率
を表す。
を表す。
実施例２ 一組の経糸において高剛性繊維として引張り強度が46
0kgf/mm2の炭素繊維束（6,000フィラメント、単糸径７
ミクロン）を、低剛性糸条としてアラミド繊維ケブラー
29（400デニール）を用いた。緯糸として上記と同じ炭
素繊維束（6k,fil）を用いた。
0kgf/mm2の炭素繊維束（6,000フィラメント、単糸径７
ミクロン）を、低剛性糸条としてアラミド繊維ケブラー
29（400デニール）を用いた。緯糸として上記と同じ炭
素繊維束（6k,fil）を用いた。
織密度が経糸、緯糸とも3.3本/25mmの条件で第３
（ａ）図及び第３（ｂ）図に示す組織の絡み織物を作製
した。
（ａ）図及び第３（ｂ）図に示す組織の絡み織物を作製
した。
実施例１と同様に樹脂を含浸し、プリプレグを作り、
次に緯方向に張力をかけて硬化した。結果は下記のとお
りであった。
次に緯方向に張力をかけて硬化した。結果は下記のとお
りであった。
Cf Ff Fw 0.005 79％ 78％ 比較例３ 比較例１と同様の絡み織物を用い、イミダゾール型促
進剤を１部とした他は比較例１と同様の処方の含浸用樹
脂溶液を用いた。プリプレグマシンを用いて織物に樹脂
を含浸させ（成形体に対し41重量％）、150℃で５分間
乾燥硬化させた。
進剤を１部とした他は比較例１と同様の処方の含浸用樹
脂溶液を用いた。プリプレグマシンを用いて織物に樹脂
を含浸させ（成形体に対し41重量％）、150℃で５分間
乾燥硬化させた。
実施例３ 比較例３と同様にして絡み織物に樹脂を含浸させ、15
0℃で５分間乾燥硬化させた。このときの樹脂の軟化点
は53℃であった。この絡み織物を、経緯２方向に張力を
かけることができる枠状の簡易型テンターに留めた。こ
れを180℃のオーブン中に１分間置き、十分軟化したと
ころで、織物の緯糸方向に張力をかけた。ただちにオー
ブンより取り出し室温に冷却した後、簡易型テンターよ
り網状成形体を取り出した。この網状成形体のCfは0.02
であった。
0℃で５分間乾燥硬化させた。このときの樹脂の軟化点
は53℃であった。この絡み織物を、経緯２方向に張力を
かけることができる枠状の簡易型テンターに留めた。こ
れを180℃のオーブン中に１分間置き、十分軟化したと
ころで、織物の緯糸方向に張力をかけた。ただちにオー
ブンより取り出し室温に冷却した後、簡易型テンターよ
り網状成形体を取り出した。この網状成形体のCfは0.02
であった。
実施例４ 実施例２と同様の絡み織物に対して、実施例３を繰り
返した。得られた網状成形体のCfは0.01であった。
返した。得られた網状成形体のCfは0.01であった。
比較例４ 実施例４と同様であるが、織物をオーブンより取り出
した直後に張力を解放し、その後室温に冷却した。ここ
で得られた網状成形体は、軟化点より高い温度で張力を
解放したために、元の糸の屈曲が回復し、Cfは0.07とな
った。
した直後に張力を解放し、その後室温に冷却した。ここ
で得られた網状成形体は、軟化点より高い温度で張力を
解放したために、元の糸の屈曲が回復し、Cfは0.07とな
った。
実施例３〜４および比較例３〜４での結果を下記の表
に示す。
に示す。
比較例５ 比較例１と同様の絡み織物を使用した。また、下記処
方の含浸用樹脂溶液を用意した。
方の含浸用樹脂溶液を用意した。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 100部 （ECN 1280,チバガイギー社製） ジシアンジアミド 10部 溶剤（メチルセロソルブ） 120部 プリプレグマシンを用いて織物に樹脂を含浸させ（成
形体に対し41重量％）、150℃で５分間乾燥させた。樹
脂はＢステージであるが、室温で固体状態であった。こ
れをプリプレグとして巻き取ってから、クリップテンタ
ーにより緯方向に張力をかけ、クリップがスリップする
程引張った後、クリップを固定して、160℃で15分間硬
化させた。張力は可能な限り強くしたが、張力をかける
際のプリプレグが室温状態におかれていて樹脂が固体状
態のために、緯糸の屈曲がかなり残ったまま硬化した。
形体に対し41重量％）、150℃で５分間乾燥させた。樹
脂はＢステージであるが、室温で固体状態であった。こ
れをプリプレグとして巻き取ってから、クリップテンタ
ーにより緯方向に張力をかけ、クリップがスリップする
程引張った後、クリップを固定して、160℃で15分間硬
化させた。張力は可能な限り強くしたが、張力をかける
際のプリプレグが室温状態におかれていて樹脂が固体状
態のために、緯糸の屈曲がかなり残ったまま硬化した。
実施例５ 比較例５と同様にプリプレグを作製した。これを、ク
リップテンターにより緯方向に張力をかけたが、その際
プリプレグに150℃の熱風を１分間あて、樹脂を十分に
軟化させてから張力をかけた。その後、クリップを固定
し、160℃で15分間硬化させた。得られた網状成形体の
緯糸の屈曲度は極めて小さかった。
リップテンターにより緯方向に張力をかけたが、その際
プリプレグに150℃の熱風を１分間あて、樹脂を十分に
軟化させてから張力をかけた。その後、クリップを固定
し、160℃で15分間硬化させた。得られた網状成形体の
緯糸の屈曲度は極めて小さかった。
実施例６ 実施例２と同様の絡み織物を使用し、実施例５と全く
同一の条件で樹脂含浸、乾燥、加熱軟化および硬化を行
った。
同一の条件で樹脂含浸、乾燥、加熱軟化および硬化を行
った。
比較例５および実施例５〜６での結果を下記の表に示
す。
す。
〔発明の効果〕 本発明の方法により、交点での糸条間の拘束力が強く
マトリックスへの靱性付与に有効である絡み織物の利点
を生かしつつ、特に緯糸方向における強化繊維の持つ引
張り強度、弾性率を有効に発揮し、ひいては、強化繊維
の添加量を軽減することが可能な網状成形体が得られ
た。
マトリックスへの靱性付与に有効である絡み織物の利点
を生かしつつ、特に緯糸方向における強化繊維の持つ引
張り強度、弾性率を有効に発揮し、ひいては、強化繊維
の添加量を軽減することが可能な網状成形体が得られ
た。
第１（ａ）図及び第１（ｂ）図は、絡み織物の平面図及
び断面図である。 1,1′……経糸条、３……緯糸条 第２図は、緯糸の屈曲度の測定方法の説明図である。 1,2……経糸条、３……緯糸条 11……緯糸条の中心線 12……中心線の波形の頂点 13,14……中心線の波形の隣接頂点 15……13と14を結ぶ直線 第３（ａ）図及び第３（ｂ）図は、本発明に従う特殊絡
み織物成形体の一例の平面図及び断面図である。 １……高剛性経糸条、２……低剛性経糸条 ３……緯糸条
び断面図である。 1,1′……経糸条、３……緯糸条 第２図は、緯糸の屈曲度の測定方法の説明図である。 1,2……経糸条、３……緯糸条 11……緯糸条の中心線 12……中心線の波形の頂点 13,14……中心線の波形の隣接頂点 15……13と14を結ぶ直線 第３（ａ）図及び第３（ｂ）図は、本発明に従う特殊絡
み織物成形体の一例の平面図及び断面図である。 １……高剛性経糸条、２……低剛性経糸条 ３……緯糸条
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沼 弘規 埼玉県浦和市北浦和５丁目15番地39号 819 (72)発明者 中沢 好夫 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新 日本製鐵株式会社第１技術研究所内 (72)発明者 林 隆介 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新 日本製鐵株式会社第１技術研究所内 (72)発明者 山田 寛次 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新 日本製鐵株式会社第１技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 70/00 - 70/24 D06M 15/00 - 15/70
Claims (2)
- 【請求項１】絡み織物が樹脂で固定されてなる網状成形
体を作る方法において、絡み織物に樹脂を含浸した後
に、該織物の緯糸方向に張力をかけた状態で樹脂を固化
させること、及び該張力は下記式で定義される網状成形
体の緯糸屈曲度Cfが0.03未満となるような強さであるこ
とを特徴とする網状成形体の製造法 Lf：隣接する経糸間の平均距離 Df：網状成形体の緯糸方向に沿う断面において、緯糸の
中心線の波形の一頂点と、これに隣接する二つの頂点を
結んだ線との平均距離。 - 【請求項２】絡み織物の経糸が剛性の異なる二種以上の
糸条からなり、そのうちの最高の剛性を持つ少くとも一
種の糸条は織組織の実質上片面側に存在するように屈曲
が少いところの請求項第１項記載の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2047825A JP2829762B2 (ja) | 1989-03-15 | 1990-02-28 | 網状成形体の製造法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074089 | 1989-03-15 | ||
| JP1-60740 | 1989-03-15 | ||
| JP2047825A JP2829762B2 (ja) | 1989-03-15 | 1990-02-28 | 網状成形体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03254928A JPH03254928A (ja) | 1991-11-13 |
| JP2829762B2 true JP2829762B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=26388016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2047825A Expired - Fee Related JP2829762B2 (ja) | 1989-03-15 | 1990-02-28 | 網状成形体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829762B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102318802B1 (ko) * | 2020-08-03 | 2021-10-27 | 디엘이앤씨 주식회사 | 부상형 메쉬의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 부상형 메쉬 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0838977A1 (en) * | 1996-10-25 | 1998-04-29 | Gividi Italia S.P.A. | Laminates for printed circuits using unidirectional glass fabric |
| US7625827B2 (en) * | 2003-12-19 | 2009-12-01 | Basf Construction Chemicals, Llc | Exterior finishing system and building wall containing a corrosion-resistant enhanced thickness fabric and method of constructing same |
-
1990
- 1990-02-28 JP JP2047825A patent/JP2829762B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102318802B1 (ko) * | 2020-08-03 | 2021-10-27 | 디엘이앤씨 주식회사 | 부상형 메쉬의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 부상형 메쉬 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03254928A (ja) | 1991-11-13 |
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