(57)【要約】【課題】必要とされる耐アルカリ性を安定して確保することが可能な無機系繊維の製造方法を提供する。【解決手段】被覆材によって覆われた無機系繊維の製造方法である。  そして、無機系繊維を構成する複数の原糸（バサルト繊維ＢＹ）を１本ずつ引き出す工程と、複数の原糸を樹脂含浸槽３でエポキシ樹脂液３１に含浸させながら撚って１本の繊維束ＢＺに束ねる工程と、繊維束に付着した余分なエポキシ樹脂液を除去する工程と、繊維束を加熱炉６で加熱してエポキシ樹脂液を硬化させる工程とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆材によって覆われた無機系繊維の製造方法であって、
無機系繊維を構成する複数の原糸を１本ずつ引き出す工程と、
前記複数の原糸を樹脂含浸槽で樹脂液に含浸させながら撚って１本の繊維束に束ねる工程と、
前記繊維束に付着した余分な前記樹脂液を除去する工程と、
前記繊維束を加熱して前記樹脂液を硬化させる工程とを備えたことを特徴とする無機系繊維の製造方法。
【請求項２】
前記複数の原糸は、引き出された後にガイド板の穴に通されて誘導されることを特徴とする請求項１に記載の無機系繊維の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂液を除去する工程は、前記繊維束を所定の穴径に通すことで行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の無機系繊維の製造方法。
【請求項４】
前記原糸はバサルト繊維であって、前記樹脂液はエポキシ樹脂液であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無機系繊維の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂液を硬化させる工程を経て製造された無機系繊維を、切断機によって所定の長さに切断する工程を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無機系繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆材によって覆われた無機系繊維の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、コンクリートの補強用の短繊維として、無機系繊維を使用する開発が行われている。コンクリートの補強用の短繊維としては、鋼繊維又はポリプロピレン繊維やビニロン繊維などの有機系繊維が使用されることが多いが、鋼繊維は錆などの発生により美観が低下する、有機系繊維は紫外線劣化の可能性が有るなどの課題があった。
【０００３】
一方において、コンクリートの内部はアルカリ性の環境下となるため、アルカリ性に弱い無機系繊維をそのまま使用すると、短期間で劣化して期待する引張強度が確保できなくなるおそれがある。そこで、特許文献１の補強用繊維においては、無機系繊維の芯材をアルカリ性に強い有機系樹脂からなる被覆材によって覆う構造とすることで、耐アルカリ性に優れた補強用繊維としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１８８１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、被覆材によって覆われた無機系繊維は、製造方法によっては充分に繊維が被覆されないものが発生して、安定して所望される耐アルカリ性が確保できないおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、必要とされる耐アルカリ性を安定して確保することが可能な無機系繊維の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明の無機系繊維の製造方法は、被覆材によって覆われた無機系繊維の製造方法であって、無機系繊維を構成する複数の原糸を１本ずつ引き出す工程と、前記複数の原糸を樹脂含浸槽で樹脂液に含浸させながら撚って１本の繊維束に束ねる工程と、前記繊維束に付着した余分な前記樹脂液を除去する工程と、前記繊維束を加熱して前記樹脂液を硬化させる工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、前記複数の原糸は、引き出された後にガイド板の穴に通されて誘導される構成とすることができる。
また、前記樹脂液を除去する工程は、前記繊維束を所定の穴径に通すことで行うことができる。
【０００９】
さらに、前記原糸をバサルト繊維とし、前記樹脂液をエポキシ樹脂液とすることができる。
また、前記樹脂液を硬化させる工程を経て製造された無機系繊維を、切断機によって所定の長さに切断する工程を備えた構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
このように構成された本発明の無機系繊維の製造方法は、１本ずつ引き出された原糸を誘導して樹脂含浸槽の樹脂液に含浸させるとともに、樹脂含浸槽内でそれらの原糸を撚って１本の繊維束に束ねる。
【００１１】
このため、原糸間にも樹脂液が介在されて、１本１本の原糸が充分に被覆されることになって、繊維束となった際に必要とされる耐アルカリ性を安定して確保することができる。
【００１２】
また、１本ずつ引き出された原糸はガイド板の穴を通すことで、きれいに引き揃えることができる。さらに、繊維束を所定の穴径に通すことで余分な樹脂液を除去することで、繊維束の直径を均一に成形できるうえに、原糸間に介在された樹脂液が取り去られるのを防ぐことができる。
【００１３】
このような無機系繊維は、バサルト繊維の原糸とエポキシ樹脂液とで製造することができる。また、製造された無機系繊維は、切断機によって所定の長さに切断することで、短繊維や長繊維など繊維補強コンクリートに混入可能な形態に容易に仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の無機系繊維の製造方法を模式的に示した説明図である。
【図２】本実施の形態の無機系繊維の製造方法の各工程を説明するフロー図である。
【図３Ａ】本実施の形態の無機系繊維の製造方法によって製造された短繊維の断面を模式的に示した説明図である。
【図３Ｂ】比較繊維の断面を模式的に示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の無機系繊維の製造方法を模式的に示した説明図、図２は各工程を説明するフロー図である。
【００１６】
この無機系繊維の製造方法は、（短）繊維補強コンクリートなどに混入される被覆材によって覆われた無機系繊維を製造するための方法である。以下では、無機系繊維を構成する複数の原糸として、バサルト繊維を使用する場合について説明する。
【００１７】
バサルト繊維（バサルトヤーン）は、玄武岩を1500℃程度で溶融して紡糸された直径13μmの原糸である。このバサルト繊維（原糸）は、例えば264tex（繊度の単位。1texは、長さ1000mで重さ1g）の繊維である。バサルト繊維は、腐食が生じないうえに、紫外線の劣化も起き難い。また、バサルト繊維は、低磁性であるため、リニアモーターカーのガイドウェイの構築にも適している。
【００１８】
そして、複数の原糸を撚って束ねることで１本の繊維束としたものが、短繊維などとして使用される無機系繊維となる。無機系繊維は、所望する長さに切断されて硬化前のコンクリートに混入される。
【００１９】
コンクリートに混入される無機系繊維は、耐アルカリ性を確保するために被覆材によって覆われる。この被覆材の原材料は、エポキシ樹脂やビニエステル樹脂などの合成樹脂である。この合成樹脂は、樹脂液の状態のときに原糸に含浸させる。
【００２０】
次に、本実施の形態の無機系繊維の製造方法について説明する。
まず、図２のステップＳ１に示すように、バサルト繊維が巻き付けられたリール１１を束ねる原糸の数だけ用意し、クリール１（糸巻き軸架）に設置する。以下では、３本の原糸を束ねて１本の繊維束にする無機系繊維の製造方法について説明する。
【００２１】
図１に示すようにリール１１から引き出されたバサルト繊維ＢＹは、ガイド板２に通される。このガイド板２には、複数の穴が穿孔されている。この穴は、原糸となる１本のバサルト繊維ＢＹの直径よりも大きな内径に形成されている。リール１１から引き出されたバサルト繊維ＢＹは、ガイド板２を経由することによって引き揃えられる。
【００２２】
ガイド板２を通過したバサルト繊維ＢＹは、ガイドローラ２１によって転向されて、樹脂含浸槽３に向けて誘導される（ステップＳ２）。この樹脂含浸槽３には、エポキシ樹脂液３１が貯留されている。
【００２３】
また、樹脂含浸槽３の内部には、束ねローラ４が配置されている。この束ねローラ４は、複数の原糸を撚って束ねる加工をするためのローラである。なお、ここでは、模式的に１つのローラを図示しているが、これに限定されるものではなく、複数のローラを組み合わせて撚り加工を施す構成とすることもできる。
【００２４】
樹脂含浸槽３を通過するバサルト繊維ＢＹは、エポキシ樹脂液３１中にある間は、樹脂液が含浸される。さらに、１本１本のバサルト繊維ＢＹ，・・・にエポキシ樹脂液３１が含浸される工程の中で、３本のバサルト繊維ＢＹ，・・・は、束ねローラ４で撚られながら１本の繊維束ＢＺに束ねられていく（ステップＳ３）。
【００２５】
このため図３Ａに示すように、３本のバサルト繊維ＢＹ，・・・の周囲にはエポキシ樹脂液３１がまわり込み、それぞれのバサルト繊維ＢＹ，・・・がエポキシ樹脂ＥＲによってコーティングされた状態にできる。
【００２６】
樹脂含浸槽３で１本の繊維束ＢＺに撚り束ねられた後には、樹脂含浸槽３から引き出されて転向ローラ４１によって向きを変えられて、ブッシング５に向けて誘導される。
【００２７】
このブッシング５には、穴が設けられている。この穴の内径は、繊維束ＢＺの周囲に残したい被覆材の厚さに応じて設定することができる。例えば、穴径を1.0mmに設定することができる。
【００２８】
そして、エポキシ樹脂液３１が付着した繊維束ＢＺをブッシング５に設けられた所定の穴径の穴に通すことで、余分なエポキシ樹脂液３１を除去することができる（ステップＳ４）。
【００２９】
続いて、所望する被覆材の厚さになるように成形された繊維束ＢＺは、加熱炉６に向けて搬送される。加熱炉６においては、ヒーターによる加熱が行われる（ステップＳ５）。この加熱は、約150℃−200℃で5分間程度、行われる。
【００３０】
繊維束ＢＺに付着したエポキシ樹脂液３１は、加熱炉６における加熱工程によって硬化し、３本のバサルト繊維ＢＹ，・・・は硬化したエポキシ樹脂ＥＲによって一体化される（図３Ａ参照）。
【００３１】
加熱炉６の先の経路には、繊維を引っ張るための装置であるプーラー７が配置されている。プーラー７に通される繊維束ＢＺは、硬化したエポキシ樹脂ＥＲによって一体化されているため、強い力で引っ張ることができる。
【００３２】
プーラー７によって繊維束ＢＺを引っ張ることで、製造速度の調整を行うことができる。また、繊維束ＢＺに与える引張力を調整することで、ガイド板２、樹脂含浸槽３、ブッシング５及び加熱炉６を通過する際の弛みや伸びを調整することができる。
【００３３】
このプーラー７を通過した繊維束ＢＺは、巻取り機８によって巻き取られる（ステップＳ６）。巻取り機８に巻き取られた繊維束ＢＺは、３本のバサルト繊維ＢＹ，ＢＹ，ＢＹが硬化したエポキシ樹脂ＥＲによって一体化された無機系繊維となっている。
【００３４】
この巻取り機８に巻き取られた無機系繊維は、１本の連続した長いワイヤロープ状になっている。ステップＳ７では、短繊維Ｂや長繊維に加工するために、切断機である繊維切断機によって、所定の長さに切断する。例えば、繊維長が40mmの短繊維に加工することができる。
【００３５】
次に、本実施の形態の無機系繊維の製造方法の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の無機系繊維の製造方法は、１本ずつ引き出されたバサルト繊維ＢＹをガイド板２の穴に通して誘導することで樹脂含浸槽３のエポキシ樹脂液３１に含浸させるとともに、樹脂含浸槽３内でそれらのバサルト繊維ＢＹ，・・・を撚って１本の繊維束ＢＺに束ねる。
【００３６】
このため、バサルト繊維ＢＹ，ＢＹ間にもエポキシ樹脂液３１が介在されて、１本１本のバサルト繊維ＢＹが充分に被覆されることになる。ここで、図３Ａは、本実施の形態の無機系繊維の製造方法によって製造された短繊維Ｂの断面を模式的に示した説明図である。
【００３７】
この図を見るとわかるように、バサルト繊維ＢＹは１本の独立した状態で樹脂含浸槽３に誘導されるため、バサルト繊維ＢＹの周囲にはエポキシ樹脂液３１（エポキシ樹脂ＥＲ）が充分にまわり込んで囲繞させることができる。さらに、バサルト繊維ＢＹ，ＢＹ間にはエポキシ樹脂ＥＲが介在部ＥＲ１として存在することになる。
【００３８】
これに対して、図３Ｂは、比較繊維ＢＪの断面を模式的に示した説明図である。比較繊維ＢＪは、３本のバサルト繊維ＢＹ，・・・を撚って束ねた後に、樹脂含浸槽３に誘導してエポキシ樹脂液３１を含浸させるという方法によって製造されたものである。このため、バサルト繊維ＢＹ，・・・同士が密着して、それらの外周にのみ外殻部ＥＲ２が形成された状態となっている。
【００３９】
そして、本実施の形態の無機系繊維の製造方法によって製造された短繊維Ｂと比較繊維ＢＪとを対比すると、短繊維Ｂは、バサルト繊維ＢＹが露出しにくく、必要とされる耐アルカリ性を安定して確保することができる構造となっていることが言える。
【００４０】
また、繊維束ＢＺをブッシング５の所定の穴径に通すことで余分なエポキシ樹脂液３１を除去することで、繊維束ＢＺの直径を均一に成形できるうえに、バサルト繊維ＢＹ，ＢＹ間に介在された樹脂液（介在部ＥＲ１）が取り去られるのを防ぐことができる。
さらに、ブッシング５の穴径を変更することで、容易に被覆材の厚みを変更することができる。
【００４１】
そして、このようにして製造された無機系繊維は、繊維切断機によって所定の長さに切断することで、短繊維や長繊維など繊維補強コンクリートに混入可能な形態に容易に仕上げることができる。
【００４２】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００４３】
例えば前記実施の形態では、無機系繊維としてバサルト繊維を原糸の例にして説明したが、これに限定されるものではなく、ガラス繊維など他の無機系繊維を製造する場合にも本発明を適用することができる。また、被覆材にする合成樹脂も、エポキシ樹脂に限定されるものではない。
【００４４】
さらに、前記実施の形態では、ガイド板２を使用して引き出された原糸の誘導を行ったが、これに限定されるものではなく、ガイドローラなどで誘導させることもできる。
【００４５】
また、前記実施の形態では、ブッシング５の穴にエポキシ樹脂液３１が付着した繊維束ＢＺを通すことで余分な樹脂液を除去する工程を説明したが、これに限定されるものではなく、所望する厚みになるように余分な樹脂液が除去できる工程であればよい。
【符号の説明】
【００４６】
Ｂ              短繊維（無機系繊維）
ＢＹ            バサルト繊維（原糸）
ＢＺ            繊維束
ＥＲ            エポキシ樹脂（被覆材）
２              ガイド板
３              樹脂含浸槽
３１            エポキシ樹脂液（樹脂液）
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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