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JP2957587B2 - Reinforcement made of high-strength polyvinyl alcohol-based fiber and method for producing the same - Google Patents
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JP2957587B2 - Reinforcement made of high-strength polyvinyl alcohol-based fiber and method for producing the same - Google Patents

Reinforcement made of high-strength polyvinyl alcohol-based fiber and method for producing the same

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JP2957587B2
JP2957587B2 JP63288599A JP28859988A JP2957587B2 JP 2957587 B2 JP2957587 B2 JP 2957587B2 JP 63288599 A JP63288599 A JP 63288599A JP 28859988 A JP28859988 A JP 28859988A JP 2957587 B2 JP2957587 B2 JP 2957587B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はコンクリート及びプラスチツク等に埋設され
る補強筋、及びプレストレスコンクリート用抗張材、送
電線や光フアイバー通信ケーブル等の補強材等に用いる
補強筋及び抗張材に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial application field> The present invention relates to reinforcing bars buried in concrete and plastics, tensile materials for prestressed concrete, reinforcing materials for transmission lines and optical fiber communication cables, and the like. The present invention relates to reinforcing bars and tensile members used.

<従来技術および発明が解決しようとする課題> 従来からコンクリートの補強にはJIS G 3112,3117に
規定される各種鉄筋が用いられている。またプレストレ
スコンクリート用の抗張材としては、PC鋼材としてJIS
G 2536,3109,3538他に規定された各種が用いられてい
る。これらは鉄を主成分とした素材であるため錆を発生
する。この錆は、コンクリートの炭酸化や、ひび割れに
よる水の侵入と空気中の酸素により発生すると言われて
おり、これを防止するために一定以上の厚さ(カブリ厚
さと称す)にすることが定められている。しかしコンク
リート中の塩類、イオンや、環境内の電気的作用により
内部電池をつくり錆を発生させる原因とも言われ鉄筋の
腐蝕の原因である錆の発生に対して大きな欠点となって
いる。特に海洋構造物、沿岸構造物、建築物に対する錆
発生に対しては無力である。さらに鉄の特長である通電
性があること、磁性を帯びることが一方では大きな欠点
となっている。その一つに通信信号の漏洩や短絡を起す
こと、外部磁界により起電し、錆の発生の原因となるこ
と、更には外部磁界の影響を大きく作用する等磁界を用
いる構造材には不適当である。加うるに鉄は重いために
作業性を悪くし、防錆のためのカブリ厚さをとる必要に
加え、構造体自身重量の大きなものにせざるを得ない欠
点を有している。鉄の有するこれら欠点を解消する技術
として、たとえば特開昭60−215559号公報や同62−1383
47号公報に記載された技術、さらに第6回コンクリート
工学年次講演会論文集(1984,369〜372頁)や第8回コ
ンクリート工学年次講演会論文集(1986,657〜660頁お
よび661〜664頁)に記載された技術などがある。これら
技術は、抗張材としてガラス繊維、アラミド繊維、炭素
繊維を、そしてその接着剤としてアクリルエポキシ樹
脂、ビニルエステル樹脂を用いたものである。また強化
プラスチツク(1988 36巻 6号 9−17頁)には、コンク
リート補強用格子材料;土木技術(13巻 12号 88頁)に
はコンクリート補強用各種ロッドについての検討がなさ
れている。さらに特開昭62−260947号公報、同62−2882
48号公報、さらに同63−139735号公報には、繊維強化補
強筋があり、特開昭62−288248号にはPC鋼線代替の組紐
状物が示されている。補強筋や抗張材として必要な条件
は、高強力、高ヤング率の合成繊維であり、その合
成繊維が耐アルカリ性であること、非磁性であるこ
と、通電性がないこと、荷重に対しクリープ現象の
少ないことが必要である。また補強筋及び抗張材として
利用する場合繊維の強力利用率を高めるため、繊維が
一定以上ひきそろえられて成形されていること、繊維
成形体に加わる応力が繊維に伝播するに足りる繊維と樹
脂の接着力を有し、かつセメント用に用いる場合の樹
脂は耐アルカリ性を有するものでなければならない。更
には工業材料として用いられる経済性を有し、大量の
給供の可能性のあるものであることである。
<Related Art and Problems to be Solved by the Invention> Conventionally, various reinforcing bars specified in JIS G 3112 and 3117 have been used for reinforcing concrete. As tensile material for prestressed concrete, JIS is used as PC steel.
G 2536, 3109, 3538, and various other prescribed types are used. Since these are materials containing iron as a main component, they generate rust. It is said that this rust is generated by carbonation of concrete and the intrusion of water due to cracks and oxygen in the air. To prevent this, it is necessary to make the thickness more than a certain level (called fog thickness). Have been. However, this is a major drawback to the generation of rust, which is said to be the cause of the formation of internal batteries due to salts and ions in the concrete and the electrical action in the environment, which causes corrosion of the reinforcing steel. In particular, it is powerless against rusting of marine structures, coastal structures and buildings. On the other hand, the fact that iron has the electrical conductivity and the magnetism, which are the characteristics of iron, are major drawbacks. One of them is unsuitable for structural materials that use magnetic fields, such as causing leakage or short circuit of communication signals, generating electromotive force by external magnetic field, causing rust, and greatly affecting external magnetic field. It is. In addition, since iron is heavy, the workability is deteriorated. In addition to the necessity of increasing the fog thickness for rust prevention, the structure itself has a disadvantage that the weight of the structure itself must be large. Techniques for solving these disadvantages of iron include, for example, JP-A-60-215559 and JP-A-62-1383.
In addition to the technology described in Japanese Patent No. 47, the 6th Annual Conference on Concrete Engineering (1984, 369-372) and the 8th Annual Conference on Concrete Engineering (1986, 657-660 and 661) To 664). These techniques use glass fiber, aramid fiber, and carbon fiber as a tensile material, and acrylic epoxy resin and vinyl ester resin as an adhesive. In addition, reinforcement plastics (1988, 36, pp. 9-17) discuss concrete lattice materials; civil engineering (13, 12 pp. 88) discusses various types of concrete reinforcement rods. JP-A-62-260947 and JP-A-62-28882
JP-A-48-63 and JP-A-63-139735 have a fiber-reinforced reinforcing bar, and JP-A-62-288248 discloses a braided material that substitutes for a PC steel wire. The necessary conditions for reinforcing bars and tensile materials are high-strength, high-modulus synthetic fibers that are alkali-resistant, non-magnetic, non-conductive, and creep against loads. It is necessary to reduce the phenomenon. In addition, when used as reinforcing bars and tensile materials, the fibers must be aligned and molded to a certain degree or more in order to increase the strength utilization rate of the fibers. When used for cement, the resin must have alkali resistance. Furthermore, it is economical to be used as an industrial material and has the potential to be supplied in large quantities.

これらの点から鑑み、ガラス繊維は耐アルカリガラス
繊維といえども耐久的な使用には不適当である。またカ
ーボン繊維は通電性、樹脂と接着性の点から好ましくな
い。さらに形態状の違いでは組紐状のものは綾が生じ、
繊維の引き揃えの点から繊維強力が充分発揮されないの
みならず、時間経過によるクリープ現象が起こり、補強
筋及び抗張材の本来の実力を発揮することができない欠
点を有している。本発明者らはこれら問題を解決すべく
鋭意研究の結果本発明に到達した。
In view of these points, glass fibers are not suitable for durable use even though they are alkali-resistant glass fibers. Further, carbon fibers are not preferable in terms of electrical conductivity and adhesiveness to resin. Furthermore, in the form difference, the braided shape has a twill,
In addition to the fact that the fiber strength is not sufficiently exhibited from the viewpoint of fiber alignment, a creep phenomenon occurs with the lapse of time, and the reinforcing bars and the tensile material have the disadvantage that they cannot exhibit their original abilities. The present inventors have intensively studied to solve these problems and arrived at the present invention.

<課題を解決するための手段> 本発明は、引張り強度が15g/dr以上、ヤング率300g/d
r以上のポリビニルアルコール系合成繊維が60体積%以
上と熱硬化性樹脂からなり、かつ該ポリビニルアルコー
ル系合成繊維の50%以上が引きそろえられてなる棒状体
表面に糸状物を巻き付けてなる棒状の補強材、そして、
その好適な製造方法として、引張り強度が15g/dr以上、
ヤング率300g/dr以上、単繊維の繊度が0.5〜20デニール
のポリビニルアルコール系合成繊維を熱硬化性樹脂に含
浸し、延伸率を0.05〜2%となるような張力を与えなが
らその繊維含有率が60体積%以上で引抜き同時加熱成型
することにより単繊維の50%以上が引出し方向に引きそ
ろえられた棒状体を製造し、次いで該棒状体表面に糸状
物を巻き付けて接合する補強材の製造方法を用いるもの
である。
<Means for Solving the Problems> The present invention has a tensile strength of 15 g / dr or more and a Young's modulus of 300 g / d.
At least 60% by volume of the polyvinyl alcohol-based synthetic fiber is made of a thermosetting resin, and at least 50% of the polyvinyl alcohol-based synthetic fiber is aligned. Reinforcement, and
As a preferred production method, the tensile strength is 15 g / dr or more,
A thermosetting resin is impregnated with a polyvinyl alcohol-based synthetic fiber having a Young's modulus of 300 g / dr or more and a fineness of a single fiber of 0.5 to 20 deniers, and the fiber content is given while giving a tension so that a draw ratio becomes 0.05 to 2%. Draws at 60% by volume or more and simultaneously heat-molds to produce a rod with 50% or more of the single fiber aligned in the drawing direction, and then wraps a thread on the surface of the rod to join the reinforcement. Method.

本発明に用いられるポリビニルアルコール(以下PVA
と略す)系合成繊維は、重合度1000〜20000でケン化度9
8モル%以上のPVAを用いたもので、その繊維の引張り強
度としては15g/dr以上、ヤング率は300g/dr以上が必要
である。好ましくは引張り強度17〜30g/dr、ヤング率45
0〜1000g/drである。引張り強度及びヤング率が15g/dr
未満、300g/dr未満では繊維補強材としての性能を十分
発揮することはできない。
Polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) used in the present invention
Abbreviation) synthetic fiber has a degree of polymerization of 1,000 to 20,000 and a degree of saponification of 9
A PVA of 8 mol% or more is used. The fiber must have a tensile strength of 15 g / dr or more and a Young's modulus of 300 g / dr or more. Preferably tensile strength 17-30 g / dr, Young's modulus 45
It is 0 to 1000 g / dr. Tensile strength and Young's modulus 15g / dr
If it is less than 300 g / dr, the performance as a fiber reinforcing material cannot be sufficiently exhibited.

本発明者らは高強度、高ヤング率のPVA系合成繊維を
用いることにより驚くべきことに鉄筋の欠点をカバー
し、更に耐久性、耐クリープ性を賦与した抗張材を発明
するに到った。
The present inventors have surprisingly used a PVA-based synthetic fiber having a high strength and a high Young's modulus to invent a tensile material that surprisingly covers the defects of a reinforcing bar and further imparts durability and creep resistance. Was.

繊度0.5〜20デニールという条件は、高強度及び高ヤ
ング率の繊維を製造する好適条件であるうえに、繊維の
表面積を大きくとることにより樹脂との接着力を高める
ために必要である。表面積の点からは0.5デニール未満
の細デニールの方がより好ましいものの、引抜き成型時
の繊維の引き揃え及び樹脂含浸後の繊維の体積%を低下
させ好ましくない。一方20デニールを越えては高強度、
高ヤング率の繊維は得られないこと、及び樹脂との接着
面積が減少するため充分な補強筋又は抗張材が得られな
いこととなる。
The condition that the fineness is 0.5 to 20 deniers is a suitable condition for producing a fiber having a high strength and a high Young's modulus, and is necessary for increasing the surface area of the fiber to enhance the adhesive force with the resin. From the viewpoint of surface area, fine denier of less than 0.5 denier is more preferable, however, it is not preferable because the fiber alignment during pultruding and the volume% of the fiber after resin impregnation are reduced. On the other hand, high strength beyond 20 denier,
A fiber having a high Young's modulus cannot be obtained, and a sufficient reinforcing bar or a tensile material cannot be obtained due to a decrease in the adhesive area with the resin.

熱硬化性樹脂は種々選択することができるが、セメン
トコンクリート用に用いる補強筋及びプレストレスコン
クリート用抗張材はセメントアルカリ中で使用するもの
であるから、接着剤がアルカリ劣化したり、繊維との接
着界面で剥離するものは使用できない。また送電線や光
フアイバー通信用ケーブルの補強材用には耐熱性のある
樹脂を用いる必要があり、これらの点で、さらに繊維を
集束した時の集束体としての力を充分に発揮できる点
で、熱硬化性樹脂が用いられ、なかでもセメントコンク
リート用補強材または抗張材用には、グリコール類、ポ
リオール類にエピクロルヒドリンを反応して得られるポ
リグリシジルエーテル化合物、又はアルコール類やフエ
ノール類から得られるモノグリシジルエーテル化合物、
代表的にはビスフエノールAとエピクロルヒドリンから
縮合反応で得られるエポキシ系樹脂が好適であり、エポ
キシ系樹脂はPVAの水酸基とエポキシ基の開環による作
用のためか、接着性は特に優れており、セメントアルカ
リ液での劣化もなく、PVA繊維との接着力の低下もみら
れない。
Although various thermosetting resins can be selected, the reinforcing bars used for cement concrete and the tensile material for prestressed concrete are used in cement alkali. Cannot be used at the bonding interface. In addition, it is necessary to use a heat-resistant resin for the reinforcing material of transmission lines and optical fiber communication cables, and in these respects, it is possible to sufficiently exert the power as a bundle when the fibers are bundled. A thermosetting resin is used, and among them, for a reinforcing material or a tensile material for cement concrete, glycols, polyols, polyglycidyl ether compounds obtained by reacting epichlorohydrin, or alcohols or phenols are used. Monoglycidyl ether compound,
Typically, an epoxy resin obtained by a condensation reaction from bisphenol A and epichlorohydrin is preferable, and the epoxy resin is particularly excellent in adhesiveness, probably because of the action by opening the hydroxyl group and the epoxy group of PVA. There is no deterioration with the cement alkaline solution, and no decrease in the adhesive strength with the PVA fiber is observed.

またメラミン−ホルマリン系、フエノール系、尿素系
の熱硬化性樹脂も用いることができる。さらにケーブル
等の補強用には前述の樹脂に加え不飽和ポリエステル系
の樹脂を用いることができる。
Melamine-formalin-based, phenol-based, and urea-based thermosetting resins can also be used. Further, in order to reinforce a cable or the like, an unsaturated polyester resin can be used in addition to the above-mentioned resins.

樹脂中の繊維含有体積が60%以上であらねばならない
が、その理由は補強材として繊維の力を発揮することが
可能なのは連続繊維を用いた複合則より、マトリツクス
成分である樹脂が少ない方が複合材の引張り強度、ヤン
グ率は高まることは明らかである。本発明において複合
材における繊維の占める体積が60%以上でないと繊維の
強力、ヤング率等の機械的性能が低下してしまい意味が
ない。また引抜き成形においては繊維が引抜きノズル内
を通過する時空気のだき込みをおさえ、かつ潤滑に成型
するためには樹脂は多い方が好ましいにもかかわらず複
合体の機構的性質を満足するためには40%以下の樹脂量
にする必要がある。
The fiber content volume in the resin must be 60% or more. The reason that the strength of the fiber as a reinforcing material can be exhibited is that the resin with less matrix component is less than the composite rule using continuous fiber. It is clear that the tensile strength and Young's modulus of the composite material increase. In the present invention, if the volume occupied by the fibers in the composite material is not 60% or more, the mechanical properties such as the fiber strength and Young's modulus are reduced, and it is meaningless. In addition, in the case of the pultrusion molding, in order to suppress the infiltration of air when the fiber passes through the inside of the pulverization nozzle, and in order to mold the lubrication, it is preferable to use a large amount of resin, but in order to satisfy the mechanical properties of the composite. Should be less than 40% resin.

複合体の中の繊維集合体の形態は補強筋ないしは抗張
材として用いる場合重要な意味を有する。即ち引抜き成
形した棒状物中の繊維の配向が50%以上、好ましくは70
%以上繊維方向に引き揃えられていなければ、どんなに
接着が完全であつてもその繊維の集合体にかかる引張り
応力を単繊維各々に分担しても繊維一本一本が受ける応
力が異るため繊維集合体が100%の力を発揮せず、30〜5
0%の力しか発揮することができなくなるためと考えら
れる。
The form of the fiber aggregate in the composite has important significance when used as reinforcement or tensile material. That is, the orientation of the fibers in the pultruded rod is 50% or more, preferably 70% or more.
% Or more, if the fibers are not aligned in the fiber direction, no matter how perfect the bonding is, even if the tensile stress applied to the aggregate of the fibers is shared among the individual fibers, the stress received by each fiber will be different. Fiber aggregate does not show 100% power, 30 ~ 5
It is considered that only 0% of the force can be exerted.

従来技術として、繊維を撚り合せて集束化したのち、
接着剤樹脂を含浸することにより補強用繊維束を製造す
る方法は公知である。この方法で得られる繊維束では、
一般に単繊維は撚により繊維束方向にストレートに伸び
ていない。したがつてこのような繊維束では、繊維の強
度を十分に発揮すること、特にクリープを抑えることが
できない。本発明では、繊維集合体の引き抜き方向に繊
維が実質的に撚が付与されずにストレートな状態で存在
していることが重要である。換言すれば、繊維の50%以
上が実質的に完全に引きそろえられていることが大切で
ある。
As a conventional technology, after twisting and bundling fibers,
A method for producing a reinforcing fiber bundle by impregnating an adhesive resin is known. In the fiber bundle obtained by this method,
Generally, single fibers do not extend straight in the fiber bundle direction due to twisting. Therefore, with such a fiber bundle, it is not possible to sufficiently exhibit the strength of the fiber, and particularly to suppress creep. In the present invention, it is important that the fibers exist in a straight state without substantially twisting in the drawing direction of the fiber assembly. In other words, it is important that at least 50% of the fibers are substantially perfectly aligned.

引抜き成型体の任意の部分を1cm長にとり繊維軸方向
に平行に切断して、切断平面中の繊維成型軸方向の引揃
え本数を顕微鏡で計数することにより引き揃えられてい
る割合を求めることができる。繊維の引き揃えをコント
ロールすること及び負荷后のクリープを最小限にするた
め樹脂含浸後に延伸率が0.05〜2%となるような成形ノ
ズルでの張力を与えつつ引抜き成型を行うことによって
50%以上の繊維が引き揃えられながら成形することが可
能となつた。
An arbitrary part of the drawn molded body is taken in a length of 1 cm and cut in parallel to the fiber axis direction, and the number of aligned fibers in the fiber molding axis direction in the cutting plane is counted with a microscope to determine the ratio of the aligned fibers. it can. To control the fiber alignment and to perform crimping while applying tension at the forming nozzle so that the draw ratio is 0.05 to 2% after resin impregnation to minimize creep after loading.
It became possible to mold while 50% or more of the fibers were aligned.

成形体の表面はプレストレスコンクリート用抗張材、
送電ケーブルや光フアイバーケーブル等の補強材は直径
1mm〜10mm、好ましくは3〜9mmで表面凹凸のないまゝ巻
取つて使用することができる。一方コンクリート用鉄筋
代替としては直径6〜60mmとするのが好ましい。また本
発明においては、コンクリート等との接着性を機械的に
付与するため異形鉄筋と同様に棒状表面に突起物を生じ
せしめる必要がある。突起物を付与する方法として、本
発明者等は棒状体表面に糸状物を巻き付ける方法を見出
した。該糸状物としては成型棒状体成型時の全繊度の1
〜5%のデニールの太さであるのが好ましく、また異形
性を高めるために1m当り50〜200回の撚を付与したもの
が好ましい。たとえばPVA系合成繊維、アラミド系合成
繊維、ポリアリレート系合成繊維などよりなる撚糸に引
抜き成型時に用いた樹脂を含浸したものを、引抜き成型
后の棒状物に軸線方向に対し40〜50゜の角度をもつて斜
めふしをつけるように2本のコードで巻きつけ熱処理し
て接合する方法により異形棒状体を得ることができるこ
とを見出した。巻き付けピツチは斜めふし間隔と呼ば
れ、ふしの平均間隔を棒状態の直径で割つた値が0.6〜
0.8が好ましく、最も好ましくは0.7程度のピツチがよ
い。
The surface of the molded body is a tensile material for prestressed concrete,
Reinforcing materials such as power transmission cables and optical fiber cables have diameters
It can be wound up to 1 mm to 10 mm, preferably 3 to 9 mm without any surface irregularities. On the other hand, it is preferable that the diameter is 6 to 60 mm as a substitute for the reinforcing steel for concrete. Further, in the present invention, in order to mechanically impart adhesiveness to concrete or the like, it is necessary to produce protrusions on the rod-like surface similarly to the deformed reinforcing bar. As a method of providing projections, the present inventors have found a method of winding a thread on the surface of a rod. The filamentous material has a total fineness of 1 at the time of molding a molded rod.
It is preferable that the denier has a thickness of about 5% and that twisting is applied 50 to 200 times per meter in order to enhance deformability. For example, a twisted yarn made of PVA-based synthetic fiber, aramid-based synthetic fiber, polyarylate-based synthetic fiber, etc., impregnated with the resin used at the time of the draw-molding, and the rod-shaped material after the draw-molding is formed at an angle of 40 to 50 ° with respect to the axial direction It has been found that a deformed rod can be obtained by a method of winding and heat-treating with two cords so as to be obliquely attached and joining them. The winding pitch is called the diagonal steeping interval, and the value obtained by dividing the average interval of the stitching by the diameter of the rod state is 0.6 to
0.8 is preferred, and a pitch of about 0.7 is most preferred.

次に本発明の製造方法について述べる。まず、重合度
1000〜200000でケン化度98モル%以上のPVAを用い湿式
紡糸方式により単繊維デニール0.5〜20デニール、引張
り強度が15g/dr以上、好ましくは17〜30g/dr、ヤング率
が350g/dr以上、好ましくは450〜1000g/drのPVA系合成
繊維を得る。かかるPVA繊維は500〜5000デニールのヤー
ンとしてチーズ状に巻き取られ、送り出し張力一定装置
のついたボビンクリールにセツトし、ヤーンは引き出さ
れ樹脂含浸槽へ導かれディップされ、引抜き成型ノズル
へ導かれ樹脂の付着と脱泡を行いつつ引き抜かれ130〜2
50℃の加熱炉中を通る。加熱により樹脂が硬化して成型
される。樹脂含浸槽と加熱引抜き時の間の糸のひき揃え
は前述したようにほぼ完全なものでなくてはならず、ま
た引き抜き時のひき揃えを50%以上とするためには繊維
に0.05〜2%の延伸を与えるような張力をかけつつ成型
する必要がある。またこれは繊維のクリープを抑える効
果を与える。異型性の付与は加熱硬化后樹脂ディップコ
ードを同一工程内で行つてもよいし、別工程として行つ
てもよい。
Next, the production method of the present invention will be described. First, the degree of polymerization
Single fiber denier 0.5 to 20 denier, tensile strength 15 g / dr or more, preferably 17 to 30 g / dr, Young's modulus 350 g / dr or more by wet spinning using PVA of 1000 to 200,000 and saponification degree of 98 mol% or more And preferably 450 to 1000 g / dr of PVA synthetic fiber. The PVA fiber is wound in a cheese form as a yarn of 500 to 5000 denier, set on a bobbin creel equipped with a constant feeding tension device, the yarn is drawn out, guided to a resin impregnation tank, dipped, and guided to a drawing molding nozzle. Pulled out while adhering and defoaming resin 130-2
Pass through a heating furnace at 50 ° C. The resin is cured and molded by heating. The thread alignment between the resin impregnation tank and the hot drawing must be almost perfect as described above, and 0.05 to 2% of the fiber must be used for the drawing to be 50% or more. It is necessary to mold while applying tension to give stretching. This also has the effect of reducing fiber creep. The application of the deformability may be performed in the same step as the resin dip code after the heat curing, or may be performed as a separate step.

<作用> 本発明による補強材としてモルタル、コンクリートの
鉄筋代替品として機械的強度、耐久性、経済性の点から
あらゆる部材に利用することが出来る。特にリニヤモー
ターカー用の非磁性、非電導性の特殊補強筋として利用
できる。一方PC鋼線、送電線ケーブル、光フアイバー通
信用ケーブルの抗張材、補強材として引張りの強度はも
とよりクリープ(リラクゼーシヨン)の少ない線材とし
て利用できる。また棒状物はネジ切を加えることにより
発錆のない繊維補強ボルト、木ネジなどにも利用するこ
とができる。以下実施例で説明する。
<Function> As a reinforcing material according to the present invention, it can be used as a reinforcing steel substitute for mortar and concrete for all members in terms of mechanical strength, durability and economy. In particular, it can be used as a non-magnetic, non-conductive special reinforcement for linear motor cars. On the other hand, it can be used as a tensile material and reinforcing material for PC steel wire, power transmission cable, and optical fiber communication cable, as well as a wire material with low creep (relaxation) as well as tensile strength. The rod-shaped material can also be used for fiber-reinforced bolts, wood screws, and the like that do not rust by being threaded. Hereinafter, an embodiment will be described.

実施例1 重合度4500、ケン化度99.9モル%のPVA溶液から湿式
紡糸することにより、単繊維繊度1.8デニール、引張り
強度18.5g/dr、伸度3.5%、ヤング率460g/drの1800デニ
ール1000フイラメントのPVA繊維を得た。該繊維140チー
ズを張力制御装置付クリールに取りつけ全デニールを25
2000デニールとし、エポキシ樹脂(油化シエルエポキシ
社製エピコード828)含浸槽内にトウが乱れないように
回転デイツプロール中に注意深く導入した。樹脂の付着
率は体積率で30%となるように絞り、繊維の体積%は70
%であつた。引抜き成型ノズル直径は6mmの円形のもの
を用いた。樹脂の硬化温度は180℃とし毎分3mで成形を
行つた。更に加熱硬化後の引抜きロール速度はデイツプ
ロールの0.7%増であつた。成型棒状体を1cm切り取り、
繊維の引き揃えを顕微鏡で見ると平均85%以上は繊維軸
方向に引き揃えられていることが観察された。
Example 1 Wet spinning from a PVA solution having a degree of polymerization of 4500 and a degree of saponification of 99.9 mol% was carried out to give 1800 denier 1000 having a single fiber fineness of 1.8 denier, a tensile strength of 18.5 g / dr, an elongation of 3.5% and a Young's modulus of 460 g / dr. Filament PVA fiber was obtained. Attach the fiber 140 cheese to a creel equipped with a tension control device and reduce the total denier to 25.
The density was set to 2000 denier, and it was carefully introduced into the rotating date roll so that the tow was not disturbed in the impregnation tank of the epoxy resin (Epicor 828 manufactured by Yuka Shell Epoxy). The resin adhesion rate is reduced to 30% by volume, and the fiber volume is 70%.
%. A pultruding nozzle having a circular diameter of 6 mm was used. The curing temperature of the resin was 180 ° C., and molding was performed at 3 m / min. Further, the drawing roll speed after heat curing was 0.7% higher than that of the date roll. Cut out the molded rod 1cm,
When the alignment of the fibers was observed with a microscope, it was observed that an average of 85% or more was aligned in the fiber axis direction.

比較例1としてポリビニルアルコール繊維は、繊度1.
8デニールの1800デニールの1000フイラメント、引張り
強度9.6g/dr、伸度6.8%、ヤング率280g/drを用い、こ
れを140チーズ、比較例2としてアラミド繊維(Dupon′
t社製ケブラー29,1500dr/1000f)で、繊度1.5デニー
ル、引張り強度21g/dr、伸度3.9%、ヤング率470g/drの
ものを168チーズ用い、実施例1と全く同様の方法で成
型した。なお異形性を付与するために実施例1及び比較
例1の成型体には、1800デニールのヤーンを2本用い1m
当り120回の撚りをかけ引抜き成型品と同一のエポキシ
樹脂に含浸し、軸線方向に対しピツチ8.5mm間隔で時計
まわり方向と反時計まわり方向にまきつけ更に180℃に
て熱接着した。実施例2は1500デニールヤーンを2本用
い実施例1、比較例1と同一に行つた。
As Comparative Example 1, the polyvinyl alcohol fiber had a fineness of 1.
An 8-denier 1800 denier 1000 filament, a tensile strength of 9.6 g / dr, an elongation of 6.8% and a Young's modulus of 280 g / dr were used, and this was used as 140 cheese. As Comparative Example 2, aramid fiber (Dupon '
Kevlar manufactured by T Co., Ltd., 29,1500dr / 1000f), a denier of 1.5 denier, a tensile strength of 21g / dr, an elongation of 3.9%, and a Young's modulus of 470g / dr were molded using 168 cheese in the same manner as in Example 1. . In order to impart deformability, the molded articles of Example 1 and Comparative Example 1 were made of two 1800 denier yarns and used for 1 m.
The same epoxy resin as that of the pultruded product was impregnated with 120 twists per time, and was impregnated clockwise and counterclockwise at pitches of 8.5 mm with respect to the axial direction. Example 2 was carried out in the same manner as Example 1 and Comparative Example 1 using two 1500 denier yarns.

実施例1、比較例1,2で得た棒状物の物性値を表−1
に示す。
Table 1 shows the physical properties of the rods obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
Shown in

引張り強力の測定はインストロンTT−CMを用い試長30
cmでストレーンゲージを試料にはりつけて行つた。
The tensile strength was measured using an Instron TT-CM with a test length of 30.
The strain gauge was attached to the sample in cm.

なお実施例1、比較例1,2に用いる繊維のクリープ性
能をJIS−L−1017に準じて調べた。初荷重は破断強度
の1/30荷重、荷重は破断強力の1/3.5とし、試長1m、室
温25℃、相対湿度60%中に放置した。そのクリープ(リ
ラクゼーシヨン率)性能を表−2に示した。
The creep performance of the fibers used in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was examined in accordance with JIS-L-1017. The initial load was 1/30 of the breaking strength, the load was 1 / 3.5 of the breaking strength, and the sample was left in a test length of 1 m, room temperature of 25 ° C, and relative humidity of 60%. The creep (relaxation rate) performance is shown in Table-2.

実施例1は比較例1のクリープ率の大きいものに比し
大変小さく、瞬時にしてクリープが止まるという大きな
特長を有している。比較例2は高強度、高ヤング率繊維
であるにもかかわらず、長時間にわたつて応力緩和が起
こつており抗張材、補強材として好ましくない。
Example 1 is very small as compared with Comparative Example 1 having a large creep rate, and has a great feature that creep stops instantaneously. Although Comparative Example 2 is a fiber having high strength and high Young's modulus, stress relaxation occurs over a long period of time, which is not preferable as a tensile material or a reinforcing material.

実施例2、比較例3,4,5 セメントマトリツクスに補強筋として実施例1で作製
した異型筋(実施例2,3)と比較のために比較例2で作
製した異型筋を用いて比較例3,4、比較例5,6として市販
のD6異型筋を用い、配筋率0.28%として補強効果を調べ
た。また配筋しないプレーンのものを比較例7,8とし
た。
Example 2, Comparative Examples 3, 4, 5 Comparison of the deformed muscle prepared in Example 1 (Examples 2 and 3) with the deformed muscle prepared in Comparative Example 2 for comparison as a reinforcing bar in cement matrix. A commercially available D6 atypical muscle was used as Examples 3 and 4 and Comparative Examples 5 and 6, and the reinforcing effect was examined at a bar arrangement rate of 0.28%. In addition, planes with no reinforcement were used as Comparative Examples 7 and 8.

実施例2、比較例3,5,7に用いたセメントモルタル配
合は早強セメント(アサノ早強セメント)100重量部
(以下全て重量部)、硅砂(硯硅砂6.5号)300部、砂利
(岡山旭川5mm粒径以下)150部を計量しオムニミキサー
にてドライミツクス1分間実施后、水52部、減水剤(花
王マイテイ150)2.5部添加し、2分間混合してモルタル
を得た。
The cement mortar used in Example 2 and Comparative Examples 3, 5, and 7 was 100 parts by weight of fast-strength cement (Asano fast-strength cement) (hereinafter, all parts by weight), 300 parts of silica sand (Inkstone silica sand No. 6.5), and gravel (Okayama). 150 parts of Asahikawa (5 mm particle size or less) were weighed, and dry mixing was carried out for 1 minute with an omni mixer. Then, 52 parts of water and 2.5 parts of a water reducing agent (Kao Mighty 150) were added and mixed for 2 minutes to obtain a mortar.

実施例3、比較例4,6,8に用いた軽量セメントモルタ
ルの配合は早強セメント(アサノ早強セメント)100
部、微粉パーラメイト(宇部1型)10部、膨脹(電気化
学工業社デンカCSA#20)を加えオムニミキサーにて1
分間ドライミツクスし、起泡剤(ハマノ工業社製フオー
ミツクスC2)3部、減水剤1部を加えオムニミキサーに
て2分間混合しモルタルを得た。
The compounding of the lightweight cement mortar used in Example 3 and Comparative Examples 4, 6, and 8 was 100% of early-strength cement (Asano early-strength cement).
Parts, 10 parts of fine powder parla mate (Ube 1 type) and expansion (Denka CSA # 20, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
After mixing for 3 minutes, 3 parts of a foaming agent (formix C2, manufactured by Hamano Industry Co., Ltd.) and 1 part of a water reducing agent were added and mixed for 2 minutes with an omni mixer to obtain a mortar.

成型は10cm×10cm×40cmの標準型枠を用い、かぶり厚
さが1cmとなるように長さ方向2本(配筋率0.28%)を8
cmの間隔に固定した。配筋しないものは10cm×10cm×40
cmの型わくそのまゝを用いた。
For molding, use a standard formwork of 10cm x 10cm x 40cm, and apply 2 pieces in the length direction (bar arrangement ratio 0.28%) so that the cover thickness is 1cm.
The distance was fixed at cm. 10cm × 10cm × 40 for those not arranging
A cm-shaped frame was used.

実施例2、比較例3,5,7のセメントモルタル及び実施
例3、比較例4,6,8の軽量セメントモルタルを流し込み
成型を行つた。
The cement mortar of Example 2, Comparative Examples 3, 5, and 7, and the lightweight cement mortar of Example 3, Comparative Examples 4, 6, and 8 were cast and molded.

養生は、実施例2、比較例3,5,7については室温中に
一昼夜放置硬化后脱型して4週間水中養生を行つた。ま
た長期安定性をみるため海水中に放置し、1年后の変化
を観察した。
Curing was carried out in Example 2 and Comparative Examples 3, 5 and 7 at room temperature for 24 hours, followed by curing for 4 weeks. In addition, they were left in seawater to observe long-term stability, and changes after one year were observed.

実施例3、比較例4,6,8については室温中に一昼夜放
置後脱型してその後気中放置にて4週間養生した。
Example 3 and Comparative Examples 4, 6, and 8 were left at room temperature for 24 hours and then demolded, and then left to stand in the air for 4 weeks.

測定は島津製万能試験機にて曲げ強度を測定した。ス
パン長30cmとし、中央載荷方式により最大破壊荷重と、
そのたわみを測定した。曲げ強度は断面係数と2次モー
メントの比から (但し、Pは荷重、Lはスパン長、bは部材の巾、tは
部材の厚さ)より求めた。それを表−3に示す。
The bending strength was measured by a universal tester manufactured by Shimadzu. With a span length of 30 cm, the maximum breaking load and
The deflection was measured. The bending strength is calculated from the ratio between the section modulus and the second moment. (Where P is the load, L is the span length, b is the width of the member, and t is the thickness of the member). It is shown in Table-3.

セメントモルタルの補強については実施例2は比較例
7に比し5倍の補強性と比較例3,5よりも優れ、かつ耐
久性も優れている。
Regarding the reinforcement of the cement mortar, Example 2 is five times as strong as Comparative Example 7, is superior to Comparative Examples 3 and 5, and has excellent durability.

軽量セメントモルタルの補強においても実施例2は他
の比較例に比べ優れている。
Example 2 is superior to other comparative examples also in reinforcing lightweight cement mortar.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−40113(JP,A) 特開 昭56−128309(JP,A) 特開 昭63−4160(JP,A) 特開 平1−174533(JP,A) 特開 平2−127583(JP,A) 実開 昭62−149910(JP,U) 実開 昭61−202443(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 16/06 D01F 6/14 Continuation of the front page (56) References JP-A-61-40113 (JP, A) JP-A-56-128309 (JP, A) JP-A-63-4160 (JP, A) JP-A-1-174533 (JP) , A) JP-A-2-127583 (JP, A) JP-A 62-149910 (JP, U) JP-A 61-202443 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB Name) C04B 16/06 D01F 6/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】引張り強度が15g/dr以上、ヤング率300g/d
r以上のポリビニルアルコール系合成繊維が60体積%以
上と熱硬化性樹脂からなり、かつ該ポリビニルアルコー
ル系合成繊維の50%以上が引きそろえられてなる棒状体
表面に糸状物を巻き付けてなる棒状の補強材。
1. A tensile strength of 15 g / dr or more and a Young's modulus of 300 g / d.
At least 60% by volume of the polyvinyl alcohol-based synthetic fiber is made of a thermosetting resin, and at least 50% of the polyvinyl alcohol-based synthetic fiber is aligned. Reinforcement.
【請求項2】引張り強度が15g/dr以上、ヤング率が300g
/dr以上、単繊維の繊度が0.5〜20デニールのポリビニル
アルコール系合成繊維を熱硬化性樹脂に含浸し、延伸率
を0.05〜2%となるような張力を与えながらその繊維含
有率が60体積%以上で引抜き同時加熱成型することによ
り単繊維の50%以上が引出し方向に引きそろえられた棒
状体を製造し、次いで該棒状体表面に糸状物を巻き付け
て接合する補強材の製造方法。
2. A tensile strength of 15 g / dr or more and a Young's modulus of 300 g.
/ dr or more, impregnating a thermosetting resin with a polyvinyl alcohol-based synthetic fiber having a single fiber fineness of 0.5 to 20 denier and applying a tension so that the draw ratio becomes 0.05 to 2%, and the fiber content is 60 volume %. A method for producing a reinforcing material in which a rod-like body in which 50% or more of a single fiber is aligned in the drawing direction is produced by simultaneously drawing and heating at a ratio of at least 50%, and a thread is wound around the rod-like body and joined.
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