(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）連続して送給される、強化繊維と熱硬化性樹脂を複合化して形成した未だ硬化されていない複数本の素線を、撚り合わせて、絞りダイスにて所定形状の撚線に成形する工程と、
（ｂ）所定形状に成形された撚線を加熱し硬化する工程と、
（ｃ）硬化した撚線を、分線手段にて素線が互いに分離するように分線し、そして、再度撚り合わせる工程と、
を有し、前記分線手段は、各前記素線が送通される孔を有し、回転することにより各前記素線を撚り合わせるダイスであることを特徴とする繊維強化樹脂製撚線の製造法。
【請求項２】
強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、又は炭化珪素繊維であることを特徴とする請求項１の繊維強化樹脂製撚線の製造法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂は、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、又は不飽和ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１又は２の繊維強化樹脂製撚線の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、土木、建築、橋梁などの分野において、コンクリート構造物及び鋼構造物などの構造物の補強材や緊張材、地盤補強材、吊り橋等の橋梁のメインケーブルなどとして好適に使用し得る、炭素繊維などの強化繊維を用いた繊維強化樹脂製撚線の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、繊維強化樹脂製撚線１は、例えば高強度の炭素繊維等とされる強化繊維（フィラメント）ｆと熱硬化性樹脂を複合化した素線２をスロープ状に撚って成形したストランドで、高強度、高耐食性の特徴を有しており、コンクリート構造物の塩害対策や補強対策に適した材料である。また、比重が鋼材の１／５程度と軽量であることから、省力化施工を可能とする材料であり、コンクリート構造物の緊張材や補強材として様々な工事分野にて好適に使用することができる。
【０００３】
従来、繊維強化樹脂製撚線１は、先ず、図２に示すように、多数本の炭素繊維などの強化繊維ｆに樹脂を含浸させて素線２を作製し、この素線２を複数本撚り合わせることにより作製される。繊維強化樹脂製撚線１の従来の製造法の一例を図６に示す。
【０００４】
クリールスタンドに取り付けられたクリール２１から解じょされた多数本の強化繊維ｆは、樹脂含浸工程へと送給され、樹脂が収容された含浸槽２２を通すことにより樹脂が含浸される。この樹脂が含浸された強化繊維ｆは、集合されて繊維芯３とされ、収束工程へと送られる。収束工程では、図示するように、バラケ止めのために外装４として、ワインダー２３にて繊維芯３の回りにテープ４ａが巻き付けられて素線２が作製される。素線２は、ドラムワインダー２４を設けた巻取り工程にてボビンＢ１に巻き取られる。この状態で、素線２の樹脂は未だ硬化されてはいない。
【０００５】
次いで、未硬化状態の素線２を撚線製造工程へと送り、多数本の素線２が撚掛け工程にて撚られ、次いで、絞りダイス２５にて所定の径を持った撚線１へと賦形される。この賦形された未硬化撚線１は、硬化工程へと送られて、加熱装置２６にて所定の温度、例えば２００℃程度に加熱されて硬化される。
【０００６】
このようにして作製された繊維強化樹脂製撚線１は、巻取り工程にて巻取機２７に巻き取られるか、又は、繊維強化樹脂製撚線１は、定尺切断工程にて、切断機２８にて所定の長さに切断される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、硬化した繊維強化樹脂製撚線１は、柔軟性に欠け、巻き取ることが極めて困難で、必然的にボビン直径は大きなものとなる。また、繊維強化樹脂製撚線１がトラックなどにて輸送し得る長さの場合には、ボビンＢ２などに巻き取ることなく、工場にて所定長さに切断して輸送されるが、ボビンに巻き付けたものに比べて長さが長くハンドリングし難いことが問題であった。
【０００８】
このように、従来の繊維強化樹脂製撚線１は、ボビンへの巻き取り性、延いては、輸送上の問題を有していた。
【０００９】
また、一般に、繊維強化樹脂製撚線１の端末は、樹脂又は樹脂モルタルなどを用いて固定金具などに一体的に定着することが必要とされる。
【００１０】
ところが、硬化した繊維強化樹脂製撚線１は、表面が硬化した樹脂により滑らかな状態となっており、このままでは樹脂又は樹脂モルタルに対する付着力が弱い。
【００１１】
そこで、撚線のままでは接着表面積が小さいので、分線して多数本の素線とする。この際、素線の回りの表面が凹凸を有した粗表面となると共に、多数本の素線とすることにより接着表面積を大きくすることができ、樹脂等に対する付着力が向上する。
【００１２】
通常、繊維強化樹脂製撚線端末の処理は、例えば２００℃に加熱して繊維強化樹脂製撚線表面の樹脂を軟化させ、その後、図７に示すように、繊維強化樹脂製撚線１の端末部分を加圧しながら解すことにより、撚線の端末部分を素線単位で解線（分線）することにより行われている。この分線化作業により、端末部分には凹凸が付与され、粗表面となり、定着樹脂などに対する付着力が増大する。
【００１３】
しかしながら、このような分線作業は、煩雑な作業を必要とし、多くの時間と、費用が余儀なくされる。
【００１４】
また、従来の撚線は、プレストレストコンクリートを作製するような場合や、鉄筋などの代替品としてコンクリートに埋め込む場合には、表面が滑らかなため付着力が小さく、定着長を長く取る必要があったり、抜け出し易かったりする問題があった。
【００１５】
従って、本発明の目的は、巻取機への巻き取り性が向上し、端末部分の分線化作業が容易であり、また、コンクリート付着力の良い繊維強化樹脂製撚線の製造法を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る繊維強化樹脂製撚線の製造法にて達成される。要約すれば、本発明によると、
（ａ）連続して送給される、強化繊維と熱硬化性樹脂を複合化して形成した未だ硬化されていない複数本の素線を、撚り合わせて、絞りダイスにて所定形状の撚線に成形する工程と、
（ｂ）所定形状に成形された撚線を加熱し硬化する工程と、
（ｃ）硬化した撚線を、分線手段にて素線が互いに分離するように分線し、そして、再度撚り合わせる工程と、
を有し、前記分線手段は、各前記素線が送通される孔を有し、回転することにより各前記素線を撚り合わせるダイスであることを特徴とする繊維強化樹脂製撚線の製造法が提供される。
【００１７】
本発明の一実施態様によると、強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、又は、炭化珪素繊維である。
【００１８】
本発明の他の実施態様によると、前記熱硬化性樹脂は、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、又は不飽和ポリエステル樹脂である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る繊維強化樹脂製撚線の製造法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２２】
本発明の繊維強化樹脂製撚線は、図１及び図２を参照して説明した従来の繊維強化樹脂製撚線１と同様の構成とされる。ただ、本発明の繊維強化樹脂製撚線１は、硬化後において、全長にわたって、分線されている点で相違する。
【００２３】
つまり、本発明の繊維強化樹脂製撚線１は、図１に示すように、素線２が撚り合わせて形成されているが、各素線２は互いに分離された状態とされる。
【００２４】
従って、本発明の繊維強化樹脂製撚線１は、従来の、各素線２が樹脂にて一体に硬化された繊維強化樹脂製撚線に比較すると、柔軟性が極めて高く、ボビンなどに巻き取ることが極めて容易である。
【００２５】
また、本発明の繊維強化樹脂製撚線１の表面は、素線が互いに分離しており、そのために撚線の表面は極めて粗の状態にある。従って、本発明の繊維強化樹脂製撚線１では、その端末部分を固定金具に定着するに際して、従来の加熱による繊維強化樹脂製撚線表面の樹脂の除去及び撚線解し作業などの特別な分線化作業を必要とせず、簡単に分線できるので、そのまま、固定金具に樹脂又は樹脂モルタルで定着することができ、作業時間の短縮と、作業コストの低減を図ることができる。
【００２６】
本発明者らの研究実験の結果によると、樹脂又は樹脂モルタルに対する付着力は、従来と同様の結果を得ることができた。また、コンクリート付着強度については、従来のものの２〜３倍の大きい値を得た。
【００２７】
また、本発明の繊維強化樹脂製撚線１は、全長にわたって素線２が互いに分離しているにも拘わらず、繊維強化樹脂製撚線自体の機械的特性、即ち、引張強度、弾性係数は、従来の繊維強化樹脂製撚線と同等であることが確認された。
【００２８】
本発明の繊維強化樹脂製撚線１を構成する素線２は、従来と同様に、多数本の炭素繊維などの強化繊維ｆに樹脂を含浸させて作製される。
【００２９】
強化繊維としては、炭素繊維に限定されるものではなく、その他に、ガラス繊維、アラミド繊維、ＰＢＯ繊維、炭化珪素繊維などが使用可能である。又、樹脂としては、エポキシ樹脂又はビニルエステル樹脂、更には不飽和ポリエステルのような熱硬化性樹脂が好適に使用される。エポキシ樹脂としては、主剤（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）と硬化剤（アミン系硬化剤）とを重量比で１００：２４にて混合したものを使用し得る。また、ビニルエステル樹脂としては、主剤（不飽和ポリエステル樹脂）と硬化剤（メチルエチルケトンパーオキサイド）とを重量比で１００：１にて混合したものを使用し得る。この時の、強化繊維と樹脂の比は、体積％で、４０〜８０とされ、好ましくは、５０〜７０とされる。
【００３０】
又、素線２のバラケ止めのために繊維芯３の周りを被覆する外装４としては、ポリエステル製のテープ４ａが好適に使用されるが、その他に、網状体のもの、フィルム状のものなど、当業者には周知のものを使用することができる。
【００３１】
また、本実施例では、素線２の数は７本であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、表１に示すように、種々の構成が可能である。表１には、強化繊維として炭素繊維を使用した本発明の繊維強化樹脂製撚線１の種々の形態と、そのときの機械的特性を示す。
【００３２】
【表１】
0003967957.tif 000002
【００３３】
次に、本発明の繊維強化樹脂製撚線１の製造法について説明する。
【００３４】
図３に、本発明の繊維強化樹脂製撚線１の製造法の一実施例を示す。本実施例の製造法は、図６を参照して説明した従来の繊維強化樹脂製撚線の製造法と同様とされ、ただ、硬化工程において、加熱装置２６内に分線手段１００が配置され、硬化した撚線を分線（解線）する点においてのみ相違している。従って、同じ構成及び作用をなす工程、装置、部材等には同じ参照番号を付し、詳しい説明は省略し、以下には、本実施例の特徴とする硬化工程について説明する。
【００３５】
従来と同様に、解じょ工程、樹脂含浸工程、収束工程、巻き取り工程、を介して素線２が作製される。
【００３６】
素線２は、未硬化状態で撚線製造工程へと送り、多数本の素線２が撚掛け工程にて撚られ、次いで、絞りダイス２５にて所定の径を持った撚線１へと賦形される。この賦形された未硬化撚線１は、硬化工程へと送られて、加熱装置２６にて所定の温度、例えば２００℃程度に加熱されて硬化される。
【００３７】
本実施例では、加熱装置２６内に分線手段１００が配置される。分線手段１００は、加熱装置２６にて、例えば、２００℃に加熱されることにより硬化した繊維強化樹脂製撚線１を、各素線２が互いに分離するように分線化する作用をなす。
【００３８】
分線手段１００は、本実施例によると、図４に示すように、加熱装置２６の内側に取り付ける円筒状の基台１０１と、基台１０１の内側に軸受１０２を介して取り付けられた分線ダイス１０３とを有する。
【００３９】
分線ダイス１０３は、図５をも参照するとより良く理解されるように、中心部に円錐台形状のガイド部１０４が形成されており、ガイド部１０４の中心及びその周辺に、繊維強化樹脂製撚線１の素線２が通過するに適した孔１０５が、素線２の数だけ、本実施例では繊維強化樹脂製撚線１が７本の素線２にて形成されているために、７個形成されている。各孔１０５は、互いに離隔して形成されている。
【００４０】
従って、加熱装置２６内へと連続して送給され、加熱装置２６にて加熱されることにより硬化した繊維強化樹脂製撚線１は、各素線２が分線ダイス１０３の孔１０５に通され、そして、加熱装置２６から送出されて、巻取機２７にて巻き取られる。分線ダイス１０３は、送給される撚線１と共に回転しながら、加熱装置２６にて一体に加熱硬化された繊維強化樹脂製撚線１を、各素線２が互いに分離するように分線化すると共に、再度撚り合わせる。従って、加熱装置２６から送出される繊維強化樹脂製撚線１は、その全長にわたって素線２が分離した撚線とされる。
【００４１】
本実施例によれば、分線ダイス１０３などとされる分線手段１００を用いることにより、極めて効率よく、連続して本発明の繊維強化樹脂製撚線１を製造することができる。
【００４２】
このようにして作製された繊維強化樹脂製撚線１は、巻き取り性が向上し、巻取り工程における巻取機２７での巻き取り作業が極めて容易とされる。又、従来に比べると、ボビンＢ２もより小径のものを使用することが可能となり、運搬性が飛躍的に向上する。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造法によれば、分線ダイスとされる分線手段を用いることにより、極めて効率よく、連続して繊維強化樹脂製撚線を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る繊維強化樹脂製撚線の一実施例を説明するための斜視図である。
【図２】素線の一実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る繊維強化樹脂製撚線の製造法の一実施例を説明するための工程を示す図である。
【図４】分線手段の一実施例を示す断面図である。
【図５】分線手段の分線ダイスの正面図である。
【図６】従来の繊維強化樹脂製撚線の製造法を説明するための工程を示す図である。
【図７】繊維強化樹脂製撚線の分線された端末部分を示す図である。
【符号の説明】
１          繊維強化樹脂製撚線
２          素線
３          繊維芯
４          外装
２１        クリール
２２        含浸槽
２３        ワインダー
２４        ドラムワインダー
２５        絞りダイス
２６        加熱装置
２７        巻取機
２８        切断機
【図１】
0003967957.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003967957.tif 000009