(57)【要約】【課題】繊維強化コンクリートの製造において金属繊維や化学繊維をコンクリート中に平均的に分散配置するための技術で、一体化された粗骨材と繊維体を一度で投入完了し通常の生コン混練を実施することで初期目的の達成をなしたものである該一体化物の効率的製造が求められていた。【解決手段】粗骨材である粒石の表面に必要数の繊維を接着することによって一体物化しこの粗骨材の必要量を生コン中に投入混練することで同時に繊維の投入と分散を果し得る技術を前提として、繊維一体化粗骨材の効果的な製造方法とその装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２液別塗布型の瞬間接着剤をもって粒石と繊維を接着一体化するための製造方法であって、Ａ液及びＢ液を回転するＡローラー及びＢローラーの外周面に夫々塗布して仮載置した後、連続供給する粒石と繊維又は繊維束の２素材が夫々のライン上を移動しながら該Ａ，Ｂローラーに接触することで該Ａ、Ｂ液が夫々独自に各素材の一端に転写塗布され、その後該２ライン同士が接近し粒石と繊維束の一端に転写塗布させた該Ａ，Ｂ各液部同士がライン上で接触交接し、その部分で２液の持つ特性により瞬間接着力が発現され接着する工程からなり、少なくとも該２ラインのうち一方は接着剤をローラーから素材へ転写するものである繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造方法。
【請求項２】
２液別塗布型の瞬間接着剤をもって粒石と繊維を接着一体化するための製造方法であって、２液のうち少なくとも一方がゲル状であるＡ液を回転するローラー外周面に塗布して仮載置した後に、連続供給する粒石をこれに接触させることで粒石の一端にＡ液の一定量を転写塗布し、塗布されたＡ液の上に繊維又は繊維束の一端を当接介在させた上で、この上からＢ液を滴下させて２液を混じらせることによって瞬間接着力を発現させ接着することを特長とした特許請求の範囲第１項に記載の繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造方法。
【請求項３】
２液別塗布型の瞬間接着剤をもって粒石と繊維を接着一体化するための製造方法であって、接着剤２液が素材の表面一部に夫々塗布がなされた両素材を後背部側から押圧を加えて接着する手段において、別途ビニロン繊維シート、ポリプロピレン繊維シート、ポリエチレン繊維シート、炭素繊維シート、アラミド繊維シートから選ばれる１種以上のシート片を繊維の補助材として繊維と接着機械装置局部との間に介在させたうえで押圧接着する工程からなる特許請求の範囲第１項及び第２項に記載の繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造方法。
【請求項４】
２液別塗布型の瞬間接着剤をもって粒石と繊維を接着一体化するための製造方法であって、接着剤２液が素材の表面一部に夫々塗布がなされた両素材を後背部から押圧し接着する手段において、別途ビニロン繊維シート、ポリプロピレン繊維シート、ポリエチレン繊維シート、炭素繊維シート、アラミド繊維シート、紙質シートから選ばれる１種以上のシートを繊維の介助材として繊維と接着機械装置局部との間に介在させたうえで押圧接着する工程、接着後該シートを排除する工程、からなる特許請求の範囲第１項、第２項に記載の繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造方法。
【請求項５】
接着させる２素材に塗布された接着剤部同士を当接し繊維と接着機械装置局部との間に補助材または介助材を介して接着する工程からなる製造装置において、接着部に接圧振動を加えることにより該２液の混剤を促進するものである特許請求の範囲第１〜第４項に記載の繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造方法。
【請求項６】
２液別塗布型の瞬間接着剤をもって粒石と繊維を接着一体化するための製造装置であって、接着剤２液を２素材の表面一部に夫々塗布をした後、該両素材を後背部側から押圧力を加えて塗布後の２液部を交接、接着する手段をもって２素材の接着を行う特許請求の範囲第１〜第５項に記載する繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造装置。
【請求項７】
ローラー外周面に塗布して仮載置した接着剤を、当ローラーと被接着素材を接触させることで接着剤を被接着素材へ転写塗布させる手段による繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造装置であって、ローラーの１回転毎に塗布済みの接着剤を練り替える装置を併設することを特長とする特許請求の範囲第６項に記載の繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造装置。
【請求項８】
接着動作完了後の繊維一体化粗骨材に対して冷風、常温風、温風、熱風のうちから選ばれる風力を当晒し接着剤の硬化促進を図る工程を経ることを特長とした特許請求の範囲第６項及び第７項に記載の繊維一体のコンクリート粗骨材粒石製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント、細骨材、粗骨材、水、減水剤の他金属繊維や化学繊維などの添加剤を混入し混練製造される繊維強化コンクリートの添加剤製造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
化学繊維などを混練して強化コンクリートの実現を図るとき、短繊維の場合繊維同士が絡まるなどして固まり、均一に分散することが困難になることがあり、それを避けるために繊維の分散を良くする技術として（特公昭６０−４５１４２）、（特公昭６２−２０４９）、（特公平０５−８０４２３）などが知られている。
【０００３】
短繊維以外の繊維、定義するならば３０ｍｍ以上２００ｍｍ程度までの長さを有する繊維であり、これを随時投入混練し、良好な結果を得る技術は存在が無い。
【０００４】
本発明は、先に特許出願中の（特許文献１）を具体的に実現する過程における技術であり、従ってこれまでに類似する先例が無いものである。
【０００５】
【特許文献１】提出日      平成１３年７月２３日
発明の名称  崩落予防コンクリートとその製造方法
特許出願人
識別番号  ５０１１０７４６６
住所      島根県江津市和木町６０３−１９
名称      有限会社  景松開発
代表者    取締役  藤田  義弘
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記（特許文献１）の実用化を図る時、二つの素材を接着剤を用いて接着一体化すると言う、接着剤の硬化時間を必要とする作業の性質上比較的機械生産には馴染みにくい作業を、機械上で効率的に行って製造生産しなければならないと言う課題があった。
【０００７】
本発明において繊維一体の粗骨材を工業生産製造しようとする時、２素材間の接着を如何に短時間で完了するか、また接着の必要範囲外に接着力が不本意に拡大したりすることの無い様、さらにそれによって発生する装置の不調等を回避する手段の確立も解決すべき大きな課題である。
【０００８】
効率的に製造せんとするとき、接着動作完了後接着剤の硬化を速やかに完了し、完成品を装置から離脱させなければならない。製造装置から解放離脱した完成品を山積みで滞積する工程に移った時点では、少なくとも石粒個々が他へ粘着することなく独立性も完成していることが求められる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために、鋭意研究開発を進めた結果、繊維一体化粗骨材製造方法及び装置はここに完成を見たものでその製造方法と装置を以下に述べる。
【００１０】
通常のコンクリートを混練するときの混合物は液体系や薬剤等を除くと主としてセメント、粗骨材（粒石）、細骨材（砂）の３種類であるが、その中で１固体として大なるものは粒石（砕石）であり配合単位中占める割合も最大となっている。
【００１１】
配合の一例として、セメント：砂：粒石の比率が１：２：４を考察するとき粒石は全体の５７％を占めることとなり、型枠中に投入された生コンはその中で主たる粗骨材である砕石の周囲をあたかも目潰しの如き作用でセメントと砂が取り囲み、全体として片寄ることなく全ての配合材料は平均に分散分布して安定の中で夫々の存在は落ち着き、硬化の工程へと移行して行く。
【００１２】
骨材の配合は目的とする構築物によって変わり、粗骨材粒度も径２０ｍｍ〜４０ｍｍと幅があるが粒度が変わっても配合割合は粗骨材が多いのが通常であり、この中で素材として取扱いがし易く安定的であるのは粒石（粗骨材）であることに着目し、粒石と繊維材を接着によって一体として抱き合わせることで「粗骨材のある所必ず繊維在り」という結果が必然として導き出されることを前記（特許文献１）では解決の手段としている。
【００１３】
従って投入する繊維量の調整は粗骨材に接着する繊維量の調整によって行い得るものである。
【００１４】
繊維は金属の場合その太さ径は０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であり、化学繊維の場合０．００５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の太さであって、長さは両者とも３０ｍｍ〜２００ｍｍ程度が効果的である。
【００１５】
これらの繊維の１本又はそれ以上を粒石の表面に接着剤をもって接着することで二つの素材を一体化するのであるが、前述した目的からして結果は強力な接着であることを必要とするも、生コン混練動作中に接着物が離脱することのない程度の接着強度があれば可とする。
【００１６】
金属繊維でありまた化学繊維であっても１粒石に２本以上を接着するときはこれを束ねて用いる場合もあり、この場合の繊維を繊維束と称する。
【００１７】
前述した、機械生産には馴染みにくい作業を効率的に行うために、２液別塗布型の所謂瞬間接着剤を使用するものであり、接着しようとする２素材に夫々２液を別途塗布した後２素材を寄せ合い交接、押圧すると２液が交わり接着剤特性が作用して瞬間接着力を発現、接着する。
【００１８】
機械生産に馴染みにくいとは接着剤が機器に付着してしまうことでもあり、このことに対して、２液を回転する２個の専用ローラーの外周面に塗り広げて一旦預け置くことを第１段階とし、このローラー面に該２素材を夫々別途接触させることで専用する接着剤を２素材へ移し転写する。
【００１９】
この２段階を経て接着の前工程とするのであるが、２液は交じり合わせない限り空気中に晒しても短時間で硬化することはない特性を利用して、接着の準備を整えて置く手段をもって、次工程で一気に接触、接着を完了させる。
【００２０】
接着剤の硬化を速やかに完了するために２液方式の瞬間接着剤を前記の手段で用いるのであり、さらに接着動作後に成果品を温風に晒して硬化を促進し、さらに必要であれば硬化時間を得る長さの搬送機を経て滞積工程へと至ることで完成品が速やかに得られ効率的製造が実現する。
【００２１】
接着剤が必要外の箇所に付着するなどの不慮の事態を避ける手段として、シート等の介助材やシート片等の補助材を接着剤と機械との間に介在させ、また対する粒石の側もその表面に接着剤を転写塗布した後その背後から押圧を加えることで接着を完了させて機械に２液が接触することを無しとする。
【００２２】
【発明の実施例】
第１図において、粒石を制御する装置はＡ記号のライン側であり、ホッパーＡ１から供給される粒石１は駆動輪２に駆動されるベルトコンベアＡ２上にある凹穴部３の一箇所に一個ずつ載置され、一列をなして仮置きされた状態で該駆動輪２の回転に従って進行する。
【００２３】
ベルトコンベアＡ２上に列をなして並ぶ石粒を石列と表現し、この石列の上部にローラーＡ３が位置し該コンベアＡ２の進行に同調して矢印の方向へ回転するが、該ローラーの表面は石列を一定の力で押圧し接触した状態で回転している。
【００２４】
粒石は通常破砕機によって破砕加工がなされ粒度調整によって選別された砕石が使用されるが、加工されたとは言え自然石であるからその形状は千差万別で一定し得ない道理であり、最大径と最小径のみが管理されその許容限度内に納められている。
【００２５】
従って並ぶ石列の個々は夫々高さが少しづつ異なるのが自然であるから、高い粒石は該ローラーＡ３によって強く押し下げられるが、該凹穴部３の底部にある緩衝材４の作用によって過剰にかかる力は吸収されて全ての粒石は平均された力で該ローラーＡ３と接触する。
【００２６】
ローラーＡ３の外周面には近接して上部にＡ液用接着剤容器Ａ４が位置し、そのノズルＡ５からゲル状を呈する接着剤Ａ液Ａ６が適宜押出され該ローラー表面に供給されるが、該ローラーの回転に沿ってＡ液練替装置Ａ７によって該Ａ液は既に先に付着しているローラー１回転以前のＡ液共々練り替えられ、該ローラーの外周面に均一な層として均され回転しながら粒石１との接触に備える。
【００２７】
第１図において、繊維を制御する装置はＢ記号のライン側であり、極細である繊維１０はホッパーＢ１に横置きされ、これを下からカギ１１で一定量をまとめて繊維束５としてベルトコンベアＢ２上に供給されるが、該粒石１の流れと同調して同ピッチと速度で流れ、連続して供給される。
【００２８】
コンベアＢ２に近接してローラーＢ３があり、これの外周面にＢ液用接着剤容器Ｂ４からノズルＢ５を経て接着剤Ｂ液Ｂ６が供給され、ローラーの回転に沿って、Ｂ液練替え装置Ｂ７によって常に練直しながら均一に均されローラーとして回転しながら繊維束５との接触に備える。接着剤Ｂ液はゲル状体であるか若しくは液体である。
【００２９】
ベルトコンベアＢ２に集束される繊維束５はある時点で回転するローラーＢ３に接触し、このとき外周表面のＢ液が繊維束５の一部へと転写塗布される。
【００３０】
ベルトコンベアＡ２及びＢ２の流れは同時進行しながらやがて互いが向かい合う様に接近し、遂には夫々のコンベアに支持される粒石１と繊維束５とが接触する運びとなり、双方に転写塗布した接着剤つまりＡ液とＢ液の部分同士が交接し同時に若干程度の押圧を加えてコンベア上での接着が完了する。
【００３１】
また、押圧を加えたままで若干程度の振動を加える事も２液の混合動作が促進されるため、接着促進効果が高い。
【００３２】
前記Ａ液とＢ液部分を交接する手段として、Ｂ液部の繊維束５とこれを支持する機械部分との間に別途シート状の物、一例としてビニロン繊維シート、ポリプロピレン繊維シート、ポリエチレン繊維シート、炭素繊維シート、アラミド繊維シートから選ばれる１種以上のシートを介助材６として介在させ、接着完了後にこれを取り除く手段と、同様な該化学繊維シートから選ばれる１種以上のシート片を第３図、第４図に示す補助材７として介在させ、これをその後取り除くことを行わず該繊維束５と接着一体化したままに添加物の中に含めるものとする手段と２通りがある。
【００３３】
２つの手段は何れも当該接着剤が機械に直接接触付着することを回避するためのものであり、何れの手段においても製造上の機械トラブルを未然に防止する上で極めて重要且つ有効な手段である。図中符号１２は介助材シートを繰り出すロールである。
【００３４】
コンベア上で接着が完了し、出来上がった繊維一体化粒石がコンベアの進行に連れて製造機械の終末点に到達したなら機械の拘束から解き放たれ、次工程の完成品集積工程へ移ることとなる。符号１３は繊維一体化粒石の完成体である。
【００３５】
この次工程へ移る前に接着剤の硬化をより確実なものとするために、温風に晒すなど送風機８等による風力を当てて硬化促進を図ることは極めて有効な手段である。
【００３６】
また、自然硬化のための時間を必要とするとき、集積工程へ至る道程により長い搬送手段をとることも有効であり、前記手段との組み合わせも効果的である。
【００３７】
用いる２液のうちＢ液が液体状であるとき、ローラーを介することなく図２に示す様に接着剤供給チュウブ９から直接に一滴を絞り出して粒石上のＡ液および繊維束５の上から滴下させ２液を交わらせることも効果がある。
【００３８】
粒石とは河川等から採取される天然の砂利や、岩石を砕いて選別生産した砕石のことを云い、何れも粗骨材として利用がなされているもので、繊維との接着効果を高めるために素材とする粒石は洗浄後、使用するまでの間を乾燥状態で維持することが望ましい。
【００３９】
前述した介助材とは、製造機械によって該２液を直接接触することは機械と該素材を接着する恐れがあり極めて不都合である。そこで素材と機械との間に該シートを介在させて押圧によって染み出した接着剤をシートで遮断するのであり、この時のシートを介助材と言い押圧の後に取り除くものである。
【００４０】
前述する補助材とは前記同様の目的で介在するが、その形はシート片として必要最小限の面積を有し押圧後にも取り除くことなく素材と一体化接着したままにして置くものである。
【発明の効果】
コンクリートを構成する素材である粗骨材と繊維とを複合材料化するに当り本発明によると以下の効果が生まれる。
【００４１】
本発明によれば、従来存在がなかった新規な複合材料である繊維一体化粒石を提供することが出来、しかも安定的に生産、提供することが可能である。
【００４２】
２液別途塗布型の接着剤をもって２素材の接着を機械上で完了させようとする本発明は、極めて不安定な接着剤特性を、逆に特長的に活かして完成させる独創的なものであり、それは機械による接着動作の最先端の部分でその一部たりとも直接接着剤に触れる事無く接着動作を完了させたことにある。これは必要外に接着剤が付着することがあるとその硬化と共に機械のトラブルを発生させる要因となるために回避すべき課題となっていた。
【００４３】
２液型瞬間接着剤２液のうち少なくとも一方（仮にＡ液）の状態をゲル状液とし、これを一度ローラーの外周面に移して預け均一な厚みの層に調整形成し、この層に接触した石粒の一部面のみにＡ液を転写塗布させる手段を実現したことは、Ａ液の石粒への付着量を確実かつ必要最小限に留める動作を連続して早い速度で出来得ることを可能とした。
【００４４】
繊維類をコンクリート中に添加するとき、設計上求められる投入量が決定されるが、一単位中に構成するその割合は目的物である構造物の種類や用途によって異なり一定したものではない。つまり要求される配合のコンクリートは、提供者からは常時完全に応えなければならない性質のものであるが、本発明によれば柔軟かつ明確完全にその要求を満たすことが可能である。
【００４５】
すなわち、コンクリート１立方ｍ中に分散させるべき繊維量が示されると、粗骨材である石粒の量を単体の個数で算出し、１粒に接着すべき繊維量が算定できる。それを本発明製造装置にその都度反映させることで随時要求される目標に応え得るのである。
【００４６】
種々あるコンクリート添加剤の中でも極細繊維体である化学繊維は他の添加剤に比して極めて異質な存在であり、形態も特異である。短繊維以外は従来不可能であったこの異質物の混入を可能ならしめ自在に制御することを可能とした本発明の製造方法及び製造装置は今後のコンクリート工の可能性を飛躍的に拡大するものであると言える。
【００４７】
本発明製造装置は材料の投入から完成品の回収までの製造中、全て機械の回転動作によって成立させているが、これは生産速度が接着剤の硬化速度そのものであることから硬化速度に合わせた微細な速度調整が自在に実現し易い利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明製造装置の見取り図である。
【図２】本発明製造装置実施例の一部を示す見取り図である。
【図３】本発明製造装置実施例における補助材の関連を示す拡大一部断面図である。
【図４】本発明製造装置実施例における補助材の関連を示す斜視図である。
【符号の説明】
１：粒石
２：駆動輪
３：凹穴部
４：緩衝材
５：繊維束
６：介助材
７：補助材
８：送風機
９：接着剤供給チュウブ
１０：繊維
１１：カギ
１３：繊維一体化粒石完成体
Ａ１，Ｂ１：ホッパー
Ａ２，Ｂ２：ベルトコンベア
Ａ３，Ｂ３：ローラー
Ａ４，Ｂ４：接着剤容器
Ａ５，Ｂ５：ノズル
Ａ６，Ｂ６：接着剤
Ａ７，Ｂ７：練替装置、である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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