JP4262461B2

JP4262461B2 - Nonwoven fabric for reinforcement and reinforcement method

Info

Publication number: JP4262461B2
Application number: JP2002262927A
Authority: JP
Inventors: 明粕谷; 歴堀本; 和也楠; 惠一前川
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2022-09-09
Also published as: JP2004149929A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、補強用の不織基布に関する。特にプラスチックフィルムやシート、またはコンクリート、モルタルや合成樹脂の補強用不織基布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
補強基布は補強と軽量化を目的として、樹脂と複合化され、ＦＲＰとして使用されたり、コンクリートまたはモルタル内に複合化されたり、コンクリートまたはモルタル表面に張り付けられて各部材の補強を担う。従来の補強用の基布として、一般的には織物が用いられてきた。
織物は経糸と緯糸が上下に交叉することによって平面を形成するものである。織物はその製造時に、経糸を選択的に上下に開き、その間に緯糸を挿入しているため、密度によらず、経糸は緯糸の厚さの分だけ上下に屈曲している（図１および図２）。そのため基本構成面に対して平行な応力を角度を持った経糸で支えることになる。
【０００３】
このため、織物を補強基布として使用する場合、以下のような問題がある。
織物の場合、緯糸に撚りがある場合、製造時の張力によって糸の円形断面の径が小さくなり、経糸の屈曲半径が小さくなり、織物交点で応力集中が発生し、補強効果が低下することが知られている（図２）。
更に、織物の場合、経糸に撚りがある場合、製造時の張力によって糸の円形断面の径が小さくなり、経糸と緯糸の接触面積が小さくなり、織物交点での応力集中は顕著になり、補強効果が低下する。
また、織物を構成する糸がガラス繊維や炭素繊維の場合、撚りにより繊維素が切断され、補強効果が低下する。
【０００４】
経糸または緯糸のいずれか一方または両方が撚りなどにより、収束して小さな円形断面になると、マルチフィラメントとしての表面積が低下し、被補強基材との密着性が低下し、補強効果が低下する。
普通の織物では経緯の糸と糸の間隔を１０ｍｍ以上あけた状態で間隔を固定することは、マルチフィラメントでは困難であり、経糸間隔、緯糸間隔は狭くならざるを得ず、メッシュ間隔は狭くなっていた。このため、流し込みによるセメント構造物の補強などでは、セメントが織物の開口部を通していきわたらずに、ボイドが発生していた。
【０００５】
織物において表面の毛羽の抑制とある程度の硬さを付与させるため、樹脂を含浸させることがあるが、織物では必ず、製織工程と樹脂含浸工程が分かれており、樹脂含浸し乾燥させるまでに補強繊維マルチフィラメントの表面が傷つけられ、補強効果が低下する。
マルチフィラメントのばらけを防止する目的で織物で経糸または緯糸に低融点の糸を巻き付け、織物の製造中にヒータで交点を接着するもの（特許文献１）が提案されている。この場合、低融点の糸を巻き付けられた経糸または緯糸は、このことにより、収束され円形断面となり、補強効果が低下する。
【０００６】
これらの対策として経糸および緯糸が扁平で実質的に撚りがない補強繊維マルチフィラメント糸からなる織物（特許文献２）が提案されているが、織物であるかぎり製造方法に関連する経糸の屈曲は解消されない（図３）。また、糸が扁平であることから円形に伴う屈曲というものは減少するが、緯糸のエッジ部で経糸が急激に曲げられ、この部分に応力が集中することになり、やはり補強効果が低下する（図３）。この場合、交点の接着に低融点の糸を補強繊維マルチフィラメントの片面のみに配置させるので、もう一方の面はマルチフィラメントの繊維素が露出しており、使用上の次工程までに毛羽立ちが生じたり、繊維素に傷が入りやすく、切断などが発生し、補強効果が低下する。更にこの特許の実施例において、経糸の上面へ低融点ナイロンを供給しており、この低融点ナイロンの分だけ、交点での厚みが増加し、それによりかえって緯糸の屈曲が顕著になり、補強効果の低下がある。
【０００７】
織物では補強繊維マルチフィラメント自体は屈曲しやすいので、織物自体も、柔軟すぎ、平面やある程度の凹凸面へ沿わせる場合、作業性に欠ける。
【０００８】
応力が集中する屈曲を実質的に有しない補強繊維を互いに平行かつシート状に引き揃えてなる２組の糸条群を交叉させた状態で補助糸によって保持し、補強繊維マルチフィラメントに固め剤が付与された織物が提案されている（特許文献３）が、この補助糸により交点が変形し応力集中が発生すること、および経糸もしくは緯糸が収束され、全体の表面積が低下することにより、補強効果が低下する。
【０００９】
また甘撚りの補強繊維マルチフィラメントを経糸として、接着剤または低融点糸を巻き付けた甘撚りまたは無撚りの糸を緯糸とし、糸を一定間隔で配列した緯糸シートの上下に経糸シートを重ね、その交点において両者を接着して得られる補強用不織基布（特許文献４）が提案され、経糸の屈曲をなくしているが、経糸に甘撚りを使用しており、断面形状が円形になり、交点での接着面積が低下し、メッシュ構造が崩れやすい。またこの欠点をカバーするため接着樹脂を多く付けると、基布の重量が増え軽量化とは反対の方向であり、また基布自体が硬くなりすぎるという問題を含んでいた（図５および図６）。
また補強用不織基布（特許文献５）には、多数本配列した高い強度、剛性、弾性率を有するマルチフィラメントの無撚糸または甘撚りからなる経糸の片面に、接着剤を含む甘撚り糸又は無撚り糸からなる緯糸を重ねて接着させてなる、熱硬化性樹脂複合成形体に好適な補強用基布が提案されている。しかし、一般的に単にマルチフィラメントが無撚りだけでは、その収束剤の凝集力と製造工程の張力より扁平な状態を得ることはできず、シートの厚さや交点の接着、相手材料との接着面積などの点で問題を生じていた。
【００１０】
上記特許文献４に開示された基布において、経糸シートと緯糸シートを積層したのちに、全体に接着剤を塗布したものにより、毛羽立ちを押さえることができでるが、樹脂の収束作用により、経糸の円形断面がより小さくなり、交点接着力の低下、または交点が接着しないという欠点が存在する。
【００１１】
上記特許文献２に開示されているメッシュ織物に関して、経糸、緯糸の各間隔を一定にし、基布の縦方向または横方向の一方、もしくは両方の補強効果を上げたい場合、扁平で無撚りの糸を２層以上重ねたメッシュ織物が提案されている（図４）。しかし、このようにすることにより、２層以上積層された糸は実質的に厚みが増え、経糸の屈曲を増やすことになり、補強効果が低下する。
【００１２】
フィルムシートの補強として、補強基布を片面、またはフィルムで挟み込む場合、織物では引張応力に対して、織物特有の構成糸の屈曲のため、たとえ扁平な糸を使用しても補強効果が低い。また上記特許文献４記載の補強基布では撚りにより、厚みが増大し、フィルム自体の厚みが増大するか、もしくは、厚さを一定にするとフィルム側の厚みが減少し、強度面や表面の平面性が失われる。
【００１３】
またコンクリートまたはモルタル成形体の補強のためには、補強基布を埋設する場合、コンクリートまたはモルタルの表面からできる限り浅い位置に一定の深さで基布を複合させる必要がある。しかし従来の補強基布では基布自体の厚さが厚いため、かなり深い位置に埋設せざるを得なくなっていた。
コンクリートまたはモルタル面の補強として、補強基布をエポキシなどの樹脂でコンクリートまたはモルタル表面へ貼り合わせる場合、織物では構成糸の屈曲性から、たとえ扁平な糸を使用しても補強効果が低い。また上記特許文献４に開示の補強基布では撚りにより、厚さが増大するため、貼り合わせにあたり使用する樹脂で表面を均一平坦にするのに、多くの樹脂を必要とする。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１-２０１４７号公報
【特許文献２】
特開平７−２４３１５０号公報
【特許文献３】
実開平０４−７６３１号公報
【特許文献４】
特開昭５８−１０４２５５号公報
【特許文献５】
特開昭５９−８３６１９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術の問題点に着目し、基布を構成する補強繊維マルチフィラメントの強度を十分に生かすことができる構造であり、軽量であり、取り扱いが容易な硬さを備え、基布の表面がダメージの少ない、メッシュ交点が作業時にはずれることのないメッシュ状の不織基布およびその不織基布を使用した補強方法を提案することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記の課題を解決するために、基布を構成する糸について、経糸または緯糸のどちらか一方、または両方に、扁平で無撚りのマルチフィラメントを用いる。すなわち、
本発明は、一定間隔で配列された経糸シート群と、一定間隔で配列された緯糸シート群を２層以上積層させ、接着剤により接着一体化された２軸の不織基布であって、経糸、緯糸の両方またはどちらか一方が無撚り、かつ扁平状態に収束されたマルチフィラメント、または無撚り、かつ扁平状態に収束されたマルチフィラメントが２層以上積層されて１本のマルチフィラメントとされた積層マルチフィラメントからなる不織基布に関する。
【００１７】
詳しくは、本発明は上記マルチフィラメントおよび積層マルチフィラメントが扁平度（マルチフィラメントの厚さに対する幅の割合）が２以上である上記不織基布に関する。
本発明は、特に、無撚り、かつ扁平状態に収束されたマルチフィラメントまたは積層マルチフィラメントが扁平度２０〜７００を有する上記の不織基布に関する。
更に詳しくは、本発明は、扁平度２０〜７００の無撚り、かつ扁平状態に収束されたマルチフィラメントまたは積層マルチフィラメントが、無撚り、かつ扁平状態に収束されたマルチフィラメントまたは積層マルチフィラメントに更に開繊処理を加えることによって得られたことを特徴とする上記の不織基布に関する。
【００１８】
また、本発明は、上記の不織基布を水硬性材料の片側または両面の表面の０.５〜２ｍｍの深さに埋設することによって補強された成形体に関する。
更にまた、本発明は、上記の不織基布をフィルムまたはシートの片面もしくはフィルムまたはシート間に挟み込むことにより補強されたフィルムまたはシートに関する。
加えて、本発明は、上記の不織基布をコンクリートまたはモルタル表面に沿わし、硬化樹脂で固定するコンクリートまたはモルタルの補強方法に関する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の不織基布は、経糸が一定間隔で面状に配列されてなる経糸シート群と、緯糸が一定間隔で面状に配列されてなる緯糸シート群とが交互に２層以上積層され、ネット状に接着一体化されていること、およびその構成繊維として、経糸および緯糸の少なくとも一方に、無撚りで且つ扁平な形態のマルチフィラメントが用いられていることを特徴とする。
本発明で用いる上記の無撚りで且つ扁平な形態のマルチフィラメントは、このような無撚りで且つ扁平な形態のマルチフィラメントが更に２層以上積層された積層マルチフィラメントとして用いることもできる。
【００２０】
本発明で用いるマルチフィラメントは、単層のものであれ、積層のものであれ、その厚さに対する幅の比率で定義される扁平度が２以上であることが好ましく、１０以上がより好ましい。特に好ましい扁平度は２０〜７００である。
扁平度が２０〜７００であるマルチフィラメントは、無撚り且つ扁平な形態のマルチフィラメントまたは積層マルチフィラメントを更に開繊処理することによって得ることができる。
【００２１】
開繊処理とは、複数のフィラメントの集合体である繊維束を繊維幅方向に解き分けることを言い、開繊処理を加えることによって繊維束の幅をより広くすることができる。本発明では、マルチフィラメントまたは積層マルチフィラメントは開繊処理によって元のマルチフィラメントに対して幅が２〜５倍、好ましくは２〜４倍に広げられたものを用いることができる。例えば、直径７μｍの炭素繊維が１２０００本収束された幅約６ｍｍの炭素繊維マルチフィラメントを開繊処理することによって幅１８ｍｍの扁平なマルチフィラメントとすることができる。
【００２２】
面状の経糸シート群と緯糸シート群からなり、その少なくとも一方が扁平なマルチフィラメントで構成されているため、本発明の不織基布は、織布や編地と異なり厚さを小さくすることができるという長所がある。加えて、扁平なマルチフィラメントを使用しているため従来の不織基布よりも少ない接着剤でネット構造の格子を維持することができる。そのため格子間隔の十分に広い基布を保持することができ、マルチフィラメントの表面積が広いこととともに、被補強材料マトリックスへの高い接着強度をもたらすことができる。また少ない接着剤の使用は基布の剛直化を防ぐため従来の不織基布よりも柔軟性に優れ、巻き取りが可能で、使用時の取り扱い性にも優れることとなる。
【００２３】
本発明の不織基布は、その少なくとも一方が無撚りで、且つ扁平なマルチフィラメントで構成されているが、経糸と緯糸の両方が無撚りで、且つ扁平なマルチフィラメントであることがより好ましい。
【００２４】
本発明の不織基布では、経糸間、緯糸間の各間隔、すなわち糸の中心間距離は好ましくはそれぞれ２〜１００ｍｍである。より好ましくはそれぞれ５〜５０ｍｍである。経糸間の間隔と緯糸間の間隔は同じであっても異なってもよい。このように適度のネットの開きは不織基布の両側のマトリックス基材の連通を可能にし、また両側のフィルムまたはシートの接触を可能にして補強をより確実強固なものにすることができる。
【００２５】
本発明において、緯糸シート群の上下に経糸シート群が積層されている３層以上の構成では、経糸の位置が上下で同一であるもの（図７）と、経糸の位置が上下でずれているもの、例えば１／２ピッチずれているもの（図８）の２種の態様が可能である。
【００２６】
糸の構成は一般の織物の場合と同様に考えることができ、経糸と緯糸が同一の素材、同一の太さの場合やそれぞれが異なる組み合わせを用いることもできる。また経糸内や緯糸内で異種の素材を混在させることや、または異種の番手を混在させることも可能である。
【００２７】
経糸が無撚り且つ扁平のマルチフィラメントである場合、経糸を構成する繊維は好ましくは炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維および高強力ポリエチレンからなる群から選ばれる。これらのマルチフィラメントは単独で経糸を構成してもよいし、または複数種から構成されてもよい。
【００２８】
また、経糸が無撚り且つ扁平のマルチフィラメントである場合、経糸を構成する繊維は、好ましくはポリエステル繊維またはナイロン繊維のいずれかの単一種マルチフィラメント、またはこのいずれかと炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ビニロン繊維および高強力ポリエチレンからなる群から選ばれる１種または複数種との複合マルチフィラメントであってもよい。
【００２９】
経糸を構成する無撚り且つ扁平のマルチフィラメントは、好ましくはフィラメント数が３０００〜３００００本からなる。より好ましくはフィラメント数が３０００〜２４０００本からなる。あるいはマルチフィラメントの繊度が１０００〜３００００デニールのものが好ましい。繊度はより好ましくは１０００〜１５０００デニールである。
【００３０】
経糸が上記いずれかに記載の無撚り且つ扁平のマルチフィラメントである場合、本発明の不織基布を構成する緯糸は無撚り且つ扁平のマルチフィラメントであってもそうでなくてもよく、そのフィラメント数は好ましくは５００〜３０００本、より好ましくは５００〜２０００本であり、または繊度が好ましくは３０〜１０００デニール、より好ましくは１００〜６００デニールであるガラス繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、炭素繊維、アラミド繊維および高強力ポリエチレンから選ばれるマルチフィラメントの単一または複数種からなる。
あるいは、上記において、本発明の不織基布を構成する緯糸はフィラメント数が好ましくは１０００〜３００００本、より好ましくは１０００〜２４０００本であり、または繊度が好ましくは１００〜３００００デニール、より好ましくは３００〜２４０００デニールのガラス繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、炭素繊維、アラミド繊維および高強力ポリエチレンから選ばれるマルチフィラメントの単一または複数種からなる。
上記説明において、無撚り且つ扁平のマルチフィラメントでない繊維とは、例えば、撚りの入ったマルチフィラメント、無撚りであっても扁平でないマルチフィラメント、無撚りのマルチフィラメントであってもその上からカバーリングされて収束されているもの等を意味する。
【００３１】
上記の基布構成に用いる接着剤は、基布の形態を安定して保持できるものであり、また被補強材との密着性に優れたものを用いることにより、補強効果が向上する。
熱可塑性接着剤、熱硬化性接着剤のいずれも使用することができ、具体的にはアクリル酸エステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等を挙げることができる。
【００３２】
上記の基布構造と扁平で無撚りの糸を用いることにより、メッシュを固定する樹脂の付着量を減少してもメッシュ構造を安定でき、これらのため、織物全体として扱う上で非常に好適な柔軟性（硬さ）を持った基布とすることができる。付着量はアクリル酸エステルのエマルジョンを接着剤に用いた場合、経糸および緯糸に炭素繊維（１２Ｋ）の撚り糸を使用した場合には３０％だったものが、扁平で無撚り糸にすることで１５％に減少でき、メッシュの交点強度は同等だった。
【００３３】
このような不織基布の糸に扁平で無撚りの糸を用いることで、経糸の位置が緯糸を挟んで交互の場合は、経糸と緯糸の交点の接着強度が撚りのある糸を用いた場合よりも高くなり、メッシュの形態が安定する。また経糸の位置が緯糸を挟んで同一の場合は、緯糸との接着強度が高くなると共に、上下の経糸同士も接着面積が、撚りのある糸の場合よりも広くなり、経糸がはずれにくい安定したメッシュ構造となる。更に、緯糸を挟んで上下の経糸が同じ場合の組織では、織物で経糸に関して２本の糸を重ね合わせる場合よりも、高い補強効果が得られる。それは織物では経糸の太さが増えるに従って、屈曲が目立ち、交点での応力集中が顕著に現れるためである。
【００３４】
このような不織基布を構成する糸に扁平で無撚りの糸を用いることで、被補強物のマトリックスとの接着面積が広くなることで被補強物のマトリックスとの接着強度が向上し、補強効果が上がる。
このように無撚りで扁平な糸による不織基布は、従来の撚りのある糸による不織基布よりも平面性を保持しつつも、柔軟であり、コンクリートまたはモルタル表面へ沿わせ、張り付ける際の平面追従性に優れる。
【００３５】
またコンクリートまたはモルタル表面へ沿わせ、例えばエポキシ樹脂などの硬化樹脂にて一体化させ、コンクリート建造物の補強を行う場合、基布の構造と糸の無撚りかつ扁平という組み合わせにより、コンクリートまたはモルタル面と平行な応力を、直線的な糸で支えることになり、また糸の構成繊維もコンクリートまたはモルタル面と直接接触する本数が、撚り糸より多くなり、従来品よりも高い補強効果が得られる。
【００３６】
さらに、従来の不織基布よりも厚さが薄いため、コンクリートまたはモルタル面へ貼り合わせる際の硬化樹脂の使用量が少なくて済むという利点も得られる。従来のネットでは不織基布が厚いため、全体の厚みが一定である場合、フィルムの厚さを薄くする必要があり、表面層が剥離したり、痛みやすい構造であった。上記の不織基布をフィルムで挟み、加熱圧縮することによって一体化させたシート状物は、効果的に補強されており、薄いシートとして形成される。
【００３７】
またこの不織基布構造において、炭素繊維などの無撚りのマルチフィラメントをさらに開繊して使用することにより、更に厚さが薄くなり、交点の接着面積が広がり、構成繊維素も数多く表面に現れ、被補強マトリックスとも直接接着する数が増え、補強効果は増大する。この場合、マルチフィラメントの開繊度は、例えば１２Ｋの炭素繊維の場合最大２０ｍｍ幅まで開繊される。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に且つより詳細に説明する。
実施例１
経糸として糸幅約６ｍｍ、厚さ約０.１６ｍｍの無撚りの１２Ｋ(フィラメント数１２０００本)炭素繊維マルチフィラメント（三菱レイヨン社製；商品名「パイロフィル」）で、扁平度が３７.５である糸を用い、図９に示す装置により、横取りできる経糸クリールスタンドを用いて、横取りで解舒し、扁平状態を維持し、緯糸の上下に挿入した。
緯糸には糸幅約６ｍｍ、厚さ約０．１６ｍｍの無撚り１２Ｋ(フィラメント数１２０００本)炭素繊維マルチフィラメント（三菱レイヨン社製；商品名「パイロフィル」）を用い、図９に示す装置の緯糸としてセットし、こちらは解舒撚りを掛けた状態で供給されるようにした。この状態で緯糸には撚りが最大で約５回／ｍで入ることになる。
【００３９】
基布のメッシュ構成は図８に示すような、緯糸を挟んで上下に経糸が積層され、上下の経糸では構成繊維が約１／２ピッチずれるように配列された、上下それぞれの経糸のピッチが２ｃｍ、緯糸のピッチが２ｃｍとなるように構成された。メッシュを構成した後に、接着剤としてウレタン樹脂エマルジョン（大日本インキ(株)社製；商品名「ＨＷ-９４０」）を含浸し、乾燥ロールで加熱乾燥させてメッシュ全体に樹脂を含浸させメッシュ状の不織基布を作成し、巻き取った。得られた不織基布において、経糸は樹脂の含浸・加熱乾燥後に巾が約５.５ｍｍの扁平な状態を維持していた。また緯糸は幅が約３ｍｍの楕円形状であった。この基布は巻き取った状態から、取り出しても交点がはずれることがなく、取り扱い時に十分な交点接着力を維持していた。また樹脂の付着量は３０％であった。ここで付着量については１５％まで減少させてもメッシュ構造の形成・維持に問題がなかった。
【００４０】
比較例１
経糸として実施例１と同じ炭素繊維マルチフィラメントを用いたが、解舒は図９の装置により、縦取りの経糸クリールスタンドを用いて縦取りで解舒したため、解舒撚りが最大約５回／ｍ入った。そのため糸の扁平度が低下し、扁平度は１.３となり、張力により、断面形状はだ円状で、これを緯糸群の上下に挿入した。
緯糸には実施例１と同じ炭素繊維マルチフィラメントを用い、同様に図９の装置の緯糸としてセットし、解除撚りにより最大で約５回／ｍの撚りが入った。
【００４１】
基布のメッシュ構成は図６および図８に示すような、緯糸を挟んで上下に経糸が積層され、上下の経糸では構成繊維が約１／２ピッチずれるように配列され、た、上下それぞれの経糸のピッチが２ｃｍ、緯糸のピッチが２ｃｍとなるように構成された。
メッシュを構成した後に、接着剤としてウレタン樹脂エマルジョン（大日本インキ(株)社製；商品名「ＨＷ-９４０」）を含浸し、乾燥ロールで加熱乾燥させてメッシュ全体に樹脂を含浸させメッシュ状の不織基布を作成し、巻き取った。得られた不織基布において、経糸は樹脂の含浸・加熱乾燥後に収縮し、断面形状は楕円形であった。この状態での経糸の幅は約３ｍｍであった。樹脂の付着量はメッシュ構造を形成・維持するために３０％必要であった。
【００４２】
比較例２
経糸および緯糸として無撚りの扁平糸で糸幅約６.５ｍｍ、厚さ約０.１５ｍｍの１２Ｋ炭素繊維（東レ(株)；商品名「トレカ」）へ、３０ｄのポリエステルフィラメント（帝人社製；商品名「テトロン」）で２.５回／インチのカバリングしたものを用いた。このときの、断面形状は円形に近いものになり、扁平度が１.１で、直径が約２ｍｍであった。この糸を経糸および緯糸として用いて、図９の装置により、経糸は縦取りの経糸クリールスタンドを用い、図９の装置の緯糸としてセットし供給されるようにした。
基布のメッシュ構成は図６のような、緯糸を挟んで経糸が交互に配列された、上下それぞれの経糸のピッチが２ｃｍ、緯糸のピッチが２ｃｍとなるように構成した。
【００４３】
メッシュを構成した後に、接着剤としてウレタン樹脂エマルジョン（大日本インキ(株)社製；商品名「ＨＷ-９４０」）を含浸し、乾燥ロールで加熱乾燥させてメッシュ全体に樹脂を含浸させてメッシュ状の不織基布を作成し、巻き取った。経糸は樹脂の含浸・加熱乾燥後に収縮し、断面形状は、円形状であった。この状態での経糸の巾は約２ｍｍであった。
樹脂の付着量は４０％であり、これよりも付着量を下げるとメッシュ構造を形成、維持できなかった。
【００４４】
上記の実施例１および比較例１、２によって得た不織基布の各種物性を測定し測定結果を表１に比較して示した。
【表１】

【００４５】
表１において、
交点接着力は、不織基布の経糸の端と、それと接着している緯糸の端をオートグラフの２点間に保持させ、引張によって生じる負荷を測定した。
格子体積とは、経糸および緯糸それぞれの糸ピッチから糸の太さを差し引いたものとして得られる開口面積に交点厚さを掛けた計算値を意味する。
【００４６】
これらの数値から、本発明の不織基布は従来のものと比較して、薄く、交点接着力の高いものであることがわかる。
また、不織基布をコンクリート面へ沿わせて張り付け、エポキシ樹脂などの硬化性樹脂で接着する際に、樹脂は表面が均一になるまで塗る必要があり、従来の不織基布では格子体積が大きく、樹脂を多く必要としたが、本発明の不織基布では従来の３０〜５７％の量で、表面を均一にできることになり、塗布する樹脂の量を節減でき、作業時間も短くなる利点がある。
【００４７】
実施例２
上記の実施例１の不織基布をコンクリート板の曲げ補強材として、片側表面から深さ１〜１.５ｍｍのところに埋設した。不織基布は経糸をコンクリート板の長手方向にセットした。
コンクリートの重量配合比を以下に示す。
普通ポルトランドセメント／標準砂＝１／２
普通ポルトランドセメント／水＝１／０.５
養生条件：７０℃、５時間の蒸気養生
得られたコンクリート板の大きさは
長さ×幅×高さ＝３００×１５０×１５(ｍｍ)
であった。
このサンプルの３点曲げ試験を行った結果、最大曲げ荷重は
不織基布なしコンクリート板：最大曲げ荷重＝４００Ｎ
不織基布ありコンクリート板：最大曲げ荷重＝１２００Ｎ
であり、本発明の不織基布で補強することにより、入れない場合の３倍の補強効果を示した。
なお３点曲げ試験の条件は次の通りである：
スパン長：２５０ｍｍ
荷重速度：１ｍｍ／分
【００４８】
比較例３
実施例１で得た不織基布の代わりに比較例１で得た不織基布を用いた以外は実施例２と同様にして、不織基布補強コンクリート板を製造した。
得られたコンクリート板について３点曲げ試験を行った結果、最大曲げ荷重は
不織基布なしコンクリート板：最大曲げ荷重＝４００Ｎ
不織基布ありコンクリート板：最大曲げ荷重＝５２０Ｎ
であり、不織基布を入れない場合の１.３倍程度であり、大きな補強効果が得られなかった。
下記に実施例２と比較例３のコンクリート板の最大曲げ荷重の値を比較して表２に示す。
【００４９】
【表２】

この結果より、本発明の不織基布を用いたコンクリート板の補強方法が特に優れていることがわかる。
【００５０】
実施例３
経糸として、本来約６ｍｍ幅の１２Ｋ炭素繊維（フィラメント１２０００本）を約２０ｍｍに開繊処理した炭素繊維マルチフィラメント（扁平度３００）を使用し、約２０ｍｍの糸幅を維持した状態で緯糸の上下に配置した。
緯糸には糸幅約６ｍｍの無撚り１２Ｋ(フィラメント数１２０００本)炭素繊維マルチフィラメント（扁平度３７.５）を用い、約６ｍｍの糸幅を維持した状態で供給した。
基布のメッシュ構成は図８に示すような、緯糸を挟んで上下に経糸が積層され、上下の経糸では構成繊維が約１／２ピッチずれるように配列され、上下各経糸のピッチが４ｃｍ、緯糸のピッチが４ｃｍとなるように構成した。
メッシュを構成した後に、接着剤としてウレタン樹脂エマルジョン（大日本インキ(株)社製；商品名「ＨＷ-９４０」）を含浸し、乾燥ロールで加熱乾燥させてメッシュ全体に樹脂を含浸させメッシュ状の不織基布を作成した。
得られた不織基布は、経糸は糸幅２０ｍｍ、緯糸は６ｍｍを維持した状態であり、交点厚さは０.２２ｍｍであった。
【００５１】
実施例４
経糸は実施例３と同様に、本来約６ｍｍ幅の１２Ｋ炭素繊維（フィラメント１２０００本）を約２０ｍｍに開繊処理した炭素繊維マルチフィラメント（扁平度３００）を使用し、約２０ｍｍの糸幅を維持した状態で緯糸の上下に配置した。緯糸にも糸幅約２０ｍｍに開繊処理した１２Ｋ炭素繊維フィラメント（フィラメント１２０００本；扁平度３００）を使用し、経糸と同様に約２０ｍｍの糸幅を維持した状態で、供給した。
基布のメッシュ構成は実施例３と同様に、緯糸を挟んで上下に経糸が積層され、上下の経糸では構成繊維が約１／２ピッチずれるように配列された、上下各経糸のピッチが４ｃｍ、緯糸のピッチが４ｃｍとなるように構成した。
メッシュを構成した後に、接着剤としてウレタン樹脂エマルジョン（大日本インキ(株)社製；商品名「ＨＷ-９４０」）を含浸し、乾燥ロールで加熱乾燥させてメッシュ全体に樹脂を含浸させメッシュ状の不織基布を作成した。
得られた不織基布は、経糸、緯糸共に２０ｍｍの糸幅を保持した状態であり、交点厚さは０.１５ｍｍであった。
【００５２】
実施例５
実施例３により得た不織基布を用い、実施例２と同様に、モルタル板の曲げ補強材として片側表面の深さ約１〜１.５ｍｍに埋設したモルタル板を作成した。ここで、不織基布は、経糸がモルタル板の長手方向になるよう配置。
コンクリートの重量配合比を以下に示す。
普通ポルトランドセメント／パーライト＝１／０．４
普通ポルトランドセメント／水＝１／０.６
養生条件：７０℃、５時間の蒸気養生
得られたコンクリート板の大きさは
長さ×幅×高さ＝３００×１５０×１５(ｍｍ)
であった。
この補強モルタル板の３点曲げ試験を行った結果、最大曲げ荷重は４００Ｎであった。
【００５３】
比較例４
比較例１により作製した不織基布を用いて、実施例５と同様に不織基布補強モルタル板を作製した。この補強モルタル板の３点曲げ試験を行った結果、最大曲げ荷重は９５Ｎであった。下記に実施例３と比較例４の補強モルタル板の３点曲げ試験による最大曲げ荷重を比較して表３に示す。
【００５４】
【表３】

この結果から、開繊された状態のマルチフィラメントを用いることで、繊維量が１／２であるにも関わらず、優れた補強効果を発現することがわかる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の不織基布は、同目付け量の従来の不織基布に較べて、厚さが均一で且つ小さくすることができ、またコンクリートまたはモルタルや樹脂等のマトリックスに埋め込んで基材を補強した場合やシートまたはフィルムに積層した場合に、従来の不織基布よりも優れた補強効果を発揮する。更に本発明では少ない接着剤使用量でより強固に一体化しの不織基布が得られるため、経済面だけでなく、不織基布自体も柔軟で使用に当たっての取り扱い性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来補強材として使用されてきた織物の布構造の模式図。
（ａ）平面図、
（ｂ）緯糸に平行な断面図、
（ｃ）経糸に平行な断面図。
【図２】図１の織物の断面拡大図。
【図３】扁平な糸を用いた織物の１例を示す模式図。
（ａ）平面図、
（ｂ）緯糸に平行な断面図、
（ｃ）経糸に平行な断面図。
【図４】扁平な糸を用いた織物の他の例を示す模式図。
（ａ）平面図、
（ｂ）緯糸に平行な断面図、
（ｃ）経糸に平行な断面図。
【図５】一定間隔で配列した緯糸シート群の上下に甘撚りの経糸シート群を積層したメッシュ状不織基布の構造を示す模式図（上下の経糸が重なる状態に配置された例）。
（ａ）平面図、
（ｂ）緯糸に平行な断面図、
（ｃ）経糸に平行な断面図。
【図６】一定間隔で配列した緯糸シート群の上下に甘撚りの経糸シート群を積層したメッシュ状不織基布の構造を示す模式図（上下の経糸が約１／２ピッチずれている例）。
（ａ）平面図、
（ｂ）緯糸に平行な断面図、
（ｃ）経糸に平行な断面図。
【図７】本発明の不織基布の構造を示す模式図（上下の経糸が重なる状態に配置された例）。
（ａ）平面図、
（ｂ）緯糸に平行な断面図、
（ｃ）経糸に平行な断面図。
【図８】本発明の不織基布の構造を示す模式図（上下の経糸が約１／２ピッチずれている例）。
（ａ）平面図、
（ｂ）緯糸に平行な断面図、
（ｃ）経糸に平行な断面図。
【図９】本発明の不織基布を製造するの装置の配置図。
【符号の説明】
１,１'：経糸、
２：緯糸、
３：２本の糸を積層させ一体化した糸、
３',３''：無撚り且つ扁平糸、
４,４'：シート状に整経された経糸群、
５：一体化された経糸と緯糸からなる状積層糸、
６：巻き取られた不織基布、
７：クリールスタンド、
８：乾燥熱ロール
９：接着剤付着槽。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reinforcing nonwoven fabric. In particular, the present invention relates to a non-woven base fabric for reinforcing plastic films and sheets, or concrete, mortar and synthetic resins.
[0002]
[Prior art]
The reinforcing base fabric is combined with a resin for the purpose of reinforcement and weight reduction, and is used as FRP, combined in concrete or mortar, or attached to the surface of concrete or mortar to support each member. As a conventional reinforcing base fabric, a woven fabric has been generally used.
A woven fabric forms a plane by warp and weft crossing up and down. In the woven fabric, warp yarns are selectively opened up and down at the time of manufacture, and weft yarns are inserted between them, so that the warp yarns are bent up and down by the thickness of the weft yarns regardless of the density (FIGS. 1 and 2). Therefore, stress parallel to the basic constituent surface is supported by warps having an angle.
[0003]
For this reason, when using a textile fabric as a reinforcing base fabric, there are the following problems.
In the case of woven fabrics, when wefts are twisted, the diameter of the circular cross section of the yarn is reduced by the tension during manufacture, the bending radius of the warp is reduced, stress concentration occurs at the intersection of the fabrics, and the reinforcing effect may be reduced. Known (FIG. 2).
Furthermore, in the case of woven fabrics, when the warp yarn is twisted, the diameter of the circular cross section of the yarn is reduced by the tension at the time of manufacture, the contact area between the warp yarn and the weft yarn is reduced, and the stress concentration at the intersection of the fabric becomes significant, reinforcing The effect is reduced.
Moreover, when the thread | yarn which comprises a textile fabric is glass fiber or carbon fiber, a fiber element is cut | disconnected by twist and the reinforcement effect falls.
[0004]
When either one or both of the warp and the weft are converged to form a small circular cross section by twisting or the like, the surface area as a multifilament is reduced, the adhesion to the substrate to be reinforced is lowered, and the reinforcing effect is lowered.
In ordinary woven fabrics, it is difficult to fix the distance with a distance of 10 mm or more between the weft and the weft. With multifilaments, the warp and weft intervals must be reduced, and the mesh interval is reduced. It was. For this reason, in the reinforcement of the cement structure by pouring, the cement did not pass through the opening of the fabric, and voids were generated.
[0005]
Resin impregnation may be used to suppress surface fluff and give a certain degree of hardness in woven fabrics, but in woven fabrics the weaving process and resin impregnation process are always separated, and the reinforcing fibers are impregnated before resin impregnation and drying. The surface of the multifilament is damaged and the reinforcing effect is reduced.
In order to prevent the multifilament from being scattered, a woven fabric in which a low-melting yarn is wound around a warp or a weft and an intersection is bonded with a heater during the production of the woven fabric (Patent Document 1) has been proposed. In this case, the warp or weft wound with the low melting point yarn is thereby converged into a circular cross section, and the reinforcing effect is reduced.
[0006]
As a countermeasure against this, a woven fabric (Patent Document 2) consisting of a multifilament yarn with flat and substantially untwisted warps and wefts has been proposed. However, as long as the fabric is a woven fabric, the warp bending related to the manufacturing method is eliminated. Not (FIG. 3). In addition, since the yarn is flat, bending due to the circle is reduced, but the warp yarn is bent suddenly at the edge portion of the weft yarn, stress is concentrated on this portion, and the reinforcing effect is also reduced ( FIG. 3). In this case, since the low melting point yarn is arranged on only one side of the reinforcing fiber multifilament for bonding at the intersection, the multifilament fiber is exposed on the other side, and fluffing occurs until the next process in use. In addition, the fiber element is easily damaged, cutting occurs, and the reinforcing effect is reduced. Furthermore, in the embodiment of this patent, low melting point nylon is supplied to the upper surface of the warp, and the thickness at the intersection increases by the amount of this low melting point nylon, so that the bending of the wefts becomes conspicuous, and the reinforcing effect There is a decline.
[0007]
In the woven fabric, the reinforcing fiber multifilament itself is easily bent, so that the woven fabric itself is too flexible and lacks workability when it is made to follow a flat surface or some uneven surface.
[0008]
A reinforcing fiber having substantially no stress-concentrated bending is held by an auxiliary yarn in a state where two sets of yarns formed by aligning them in parallel and in a sheet form are crossed, and a reinforcing agent is applied to the reinforcing fiber multifilament. A given woven fabric has been proposed (Patent Document 3). However, this auxiliary yarn deforms the intersection and generates stress concentration, and the warp or weft is converged and the entire surface area is reduced. Decreases.
[0009]
In addition, sweet-twisted reinforcing fiber multifilaments are used as warps, sweet-twisted or non-twisted yarns wound with adhesive or low-melting yarn are used as wefts, and warp sheets are stacked on the upper and lower sides of a weft sheet in which yarns are arranged at regular intervals. A reinforcing non-woven base fabric obtained by bonding the two at the intersection (Patent Document 4) has been proposed, and the warp is not bent, but a sweet twist is used for the warp, and the cross-sectional shape is circular, The adhesion area at the intersection is reduced, and the mesh structure tends to collapse. In addition, if a large amount of adhesive resin is applied to cover this defect, the weight of the base fabric increases, which is in the opposite direction to the weight reduction, and the base fabric itself becomes too hard (FIGS. 5 and 6). ).
In addition, the reinforcing non-woven base fabric (Patent Document 5) includes a multi-filament non-twisted yarn having a high strength, rigidity, and elastic modulus, or a single twisted warp yarn containing an adhesive on one side of a warp yarn having a sweet twist. A reinforcing base fabric suitable for a thermosetting resin composite molded body, in which wefts made of untwisted yarns are stacked and bonded, has been proposed. However, in general, when the multifilament is simply untwisted, it is not possible to obtain a flatter state than the cohesive strength of the sizing agent and the tension of the manufacturing process. There was a problem in such a point.
[0010]
In the base fabric disclosed in Patent Document 4, after the warp sheet and the weft sheet are laminated, it is possible to suppress fuzz by applying the adhesive to the whole. There are drawbacks in that the circular cross-section is smaller and the cross-point adhesion is reduced or the cross-points do not adhere.
[0011]
Regarding the mesh fabric disclosed in Patent Document 2, when the warp and weft yarns are made constant and it is desired to increase the reinforcement effect in one or both of the longitudinal and / or transverse directions of the base fabric, a flat and untwisted yarn A mesh fabric in which two or more layers are stacked has been proposed (FIG. 4). However, by doing in this way, the thickness of the two or more layers is substantially increased, and the warp is bent more, and the reinforcing effect is lowered.
[0012]
When the reinforcing base fabric is sandwiched between one side or a film as the reinforcement of the film sheet, the reinforcing effect of the woven fabric is low even if a flat yarn is used because of the bending of the constituent yarn unique to the woven fabric against the tensile stress. Further, in the reinforcing base fabric described in Patent Document 4, the thickness increases by twisting, and the thickness of the film itself increases, or when the thickness is made constant, the thickness on the film side decreases, and the strength surface and the surface flat surface. Sex is lost.
[0013]
In order to reinforce a concrete or mortar molded body, when embedding a reinforcing base cloth, it is necessary to combine the base cloth at a certain depth at a position as shallow as possible from the surface of the concrete or mortar. However, in the conventional reinforcing base fabric, since the thickness of the base fabric itself is thick, it had to be buried in a considerably deep position.
As a reinforcement of the concrete or mortar surface, when the reinforcing base fabric is bonded to the concrete or mortar surface with a resin such as epoxy, the woven fabric has a low reinforcing effect even if flat yarn is used because of the flexibility of the constituent yarn. Further, since the thickness of the reinforcing base fabric disclosed in Patent Document 4 increases due to twisting, a large amount of resin is required to uniformly flatten the surface with the resin used for bonding.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-20147 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-243150
[Patent Document 3]
Japanese Utility Model Publication No. 04-7631
[Patent Document 4]
JP 58-104255 A
[Patent Document 5]
JP 59-83619
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
Paying attention to the above-mentioned problems of the prior art, it is a structure that can make full use of the strength of the reinforcing fiber multifilament that constitutes the base fabric, it is lightweight, has a hardness that is easy to handle, and the surface of the base fabric Is to propose a mesh-like non-woven base fabric with little damage and mesh intersections that do not shift during work, and a reinforcing method using the non-woven base fabric.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, flat and untwisted multifilaments are used for either one or both of the warp and the weft as the yarn constituting the base fabric. That is,
The present invention is a biaxial nonwoven base fabric obtained by laminating two or more layers of warp sheet groups arranged at regular intervals and two or more weft sheet groups arranged at regular intervals, and bonded and integrated with an adhesive, Two or more layers of multifilaments in which warps and / or wefts are untwisted and converged in a flat state, or multifilaments untwisted and converged in a flat state are laminated into one multifilament. The present invention relates to a nonwoven fabric composed of laminated multifilaments.
[0017]
Specifically, the present invention relates to the nonwoven base fabric in which the multifilament and the laminated multifilament have a flatness (ratio of the width to the thickness of the multifilament) of 2 or more.
In particular, the present invention relates to the above-mentioned non-woven base fabric in which a multifilament or laminated multifilament that is untwisted and converged in a flat state has a flatness of 20 to 700.
More specifically, the present invention further relates to a multifilament or laminated multifilament that is flattened in a flat state and has a flatness of 20 to 700, but is not twisted and flattened into a flat state. The present invention relates to the above non-woven base fabric obtained by applying a fiber-opening treatment.
[0018]
The present invention also relates to a molded body reinforced by embedding the above-mentioned nonwoven base fabric to a depth of 0.5 to 2 mm on one or both surfaces of a hydraulic material.
Furthermore, the present invention relates to a film or sheet reinforced by sandwiching the above-mentioned nonwoven base fabric on one side of the film or sheet or between the film or sheet.
In addition, the present invention relates to a method for reinforcing concrete or mortar in which the above-mentioned nonwoven base fabric is placed along a concrete or mortar surface and fixed with a cured resin.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the nonwoven fabric of the present invention, two or more layers of warp sheet groups in which warp yarns are arranged in a plane at regular intervals and weft sheet groups in which wefts are arranged in a plane at regular intervals are alternately laminated. It is characterized in that it is bonded and integrated in a net shape, and as its constituent fibers, a non-twisted and flat multifilament is used for at least one of warp and weft.
The untwisted and flat multifilament used in the present invention can also be used as a laminated multifilament in which two or more layers of such untwisted and flat multifilaments are further laminated.
[0020]
Whether the multifilament used in the present invention is a single layer or a laminate, the flatness defined by the ratio of the width to the thickness is preferably 2 or more, and more preferably 10 or more. Particularly preferred flatness is 20 to 700.
A multifilament having a flatness of 20 to 700 can be obtained by further opening the multifilament or laminated multifilament in a non-twisted and flat form.
[0021]
The term “opening process” refers to breaking a fiber bundle that is an aggregate of a plurality of filaments in the fiber width direction, and the width of the fiber bundle can be made wider by applying the fiber opening process. In the present invention, the multifilament or the laminated multifilament can be used that has been widened 2 to 5 times, preferably 2 to 4 times the width of the original multifilament by the opening process. For example, a flat multifilament having a width of 18 mm can be obtained by opening a carbon fiber multifilament having a width of about 6 mm in which 12,000 carbon fibers having a diameter of 7 μm are converged.
[0022]
Because it consists of a planar warp sheet group and a weft sheet group, at least one of which is composed of flat multifilaments, the non-woven base fabric of the present invention has a reduced thickness unlike woven fabrics and knitted fabrics. There is an advantage that you can. In addition, since a flat multifilament is used, the net structure lattice can be maintained with a smaller amount of adhesive than a conventional nonwoven fabric. Therefore, a base fabric having a sufficiently wide lattice interval can be held, and the surface area of the multifilament is large, and a high adhesive strength to the reinforced material matrix can be provided. Also, the use of a small amount of adhesive prevents the base fabric from becoming stiff, so that it is more flexible than the conventional non-woven base fabric, can be wound up, and has excellent handleability during use.
[0023]
The nonwoven base fabric of the present invention is composed of at least one non-twisted and flat multifilament, but it is more preferable that both the warp and the weft are non-twisted and are a flat multifilament. .
[0024]
In the nonwoven base fabric of the present invention, the distance between warps and wefts, that is, the distance between the centers of the yarns is preferably 2 to 100 mm. More preferably, it is 5-50 mm respectively. The spacing between the warps and the spacing between the wefts may be the same or different. Thus, the appropriate net opening allows the matrix base material on both sides of the nonwoven fabric to communicate with each other, and enables the film or sheet on both sides to come into contact with each other, thereby reinforcing the reinforcement more reliably.
[0025]
In the present invention, in the configuration of three or more layers in which the warp sheet groups are laminated on the upper and lower sides of the weft sheet group, the warp positions are shifted in the vertical direction from those in which the warp positions are the same in the vertical direction (FIG. 7). Two types are possible, for example, one that is offset by 1/2 pitch (FIG. 8).
[0026]
The configuration of the yarn can be considered in the same way as in the case of a general woven fabric, and the warp and weft can be the same material, the same thickness, or different combinations. It is also possible to mix different materials in the warp and weft, or to mix different counts.
[0027]
When the warp is an untwisted and flat multifilament, the fibers constituting the warp are preferably selected from the group consisting of carbon fibers, aramid fibers, glass fibers, vinylon fibers and high strength polyethylene. These multifilaments may constitute a warp alone or may be composed of a plurality of types.
[0028]
Further, when the warp is a non-twisted and flat multifilament, the fiber constituting the warp is preferably a single type multifilament of either polyester fiber or nylon fiber, or any of these and carbon fiber, aramid fiber, glass fiber The composite multifilament may be one or more selected from the group consisting of vinylon fibers and high-strength polyethylene.
[0029]
The untwisted and flat multifilament constituting the warp preferably has 3000 to 30000 filaments. More preferably, the number of filaments is 3000 to 24000. Or the thing of 1000-30000 denier of the fineness of a multifilament is preferable. The fineness is more preferably 1000 to 15000 denier.
[0030]
When the warp is an untwisted and flat multifilament as described above, the weft constituting the nonwoven base fabric of the present invention may or may not be an untwisted and flat multifilament, The number of filaments is preferably 500-3000, more preferably 500-2000, or the fineness is preferably 30-1000 denier, more preferably 100-600 denier, glass fiber, polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber It consists of single or multiple types of multifilaments selected from carbon fiber, aramid fiber and high strength polyethylene.
Alternatively, in the above, the weft constituting the nonwoven fabric of the present invention preferably has 1000 to 30000 filaments, more preferably 1000 to 24000 filaments, or preferably has a fineness of 100 to 30000 denier, more preferably It consists of single or multiple types of multifilaments selected from 300 to 24,000 denier glass fiber, polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber, carbon fiber, aramid fiber and high strength polyethylene.
In the above description, non-twisted and non-flat multifilament fibers are, for example, a twisted multifilament, a non-twisted or non-flat multifilament, and a non-twisted multifilament covering from above Means something that has been converged.
[0031]
The adhesive used in the above-mentioned base fabric configuration can stably maintain the shape of the base fabric, and the reinforcing effect is improved by using an adhesive having excellent adhesion to the material to be reinforced.
Any of thermoplastic adhesives and thermosetting adhesives can be used, and specific examples include acrylic ester resins, polyester resins, polyurethane resins, epoxy resins, and polymethyl methacrylate resins.
[0032]
By using flat and non-twisted yarn with the above-mentioned base fabric structure, the mesh structure can be stabilized even if the amount of the resin that fixes the mesh is reduced, which makes it very suitable for handling as a whole fabric. A base fabric having flexibility (hardness) can be obtained. When the acrylic ester emulsion is used as the adhesive, the amount of adhesion is 30% when carbon fiber (12K) yarn is used for warp and weft, but 15% when flat and non-twisted yarn is used. The mesh intersection strength was the same.
[0033]
By using flat and non-twisted yarns for the nonwoven fabric, the yarns with twisted adhesive strength at the intersection of the warp and the weft were used when the warp positions were alternated with the weft interposed therebetween. It becomes higher than the case, and the shape of the mesh is stabilized. In addition, when the position of the warp is the same across the weft, the adhesive strength with the weft is increased, and the upper and lower warps have a larger adhesion area than that of the twisted yarn, and the warp is not easily detached. It becomes a mesh structure. Furthermore, in a structure where the upper and lower warps are the same across the weft, a higher reinforcing effect can be obtained than when two yarns are overlapped with each other in the woven fabric. This is because, in a woven fabric, as the warp thickness increases, the bending becomes more conspicuous and the stress concentration at the intersection appears more remarkably.
[0034]
By using flat and non-twisted yarn as the yarn constituting such a non-woven base fabric, the adhesive area with the matrix of the reinforced material is improved by increasing the bonding area with the matrix of the reinforced material, Increases the effect of reinforcement.
The non-twisted, non-twisted non-woven base fabric is more flexible than the conventional non-twisted non-woven base fabric, but is flexible and is applied along the concrete or mortar surface. Excellent flatness when following
[0035]
Also, when reinforcing concrete structures along the concrete or mortar surface, for example, by integrating with a cured resin such as epoxy resin, the surface of the concrete or mortar surface is a combination of the structure of the base fabric and the untwisted and flattened yarn. The number of fibers that are in direct contact with the concrete or mortar surface is greater than that of the twisted yarn, and a higher reinforcing effect than that of the conventional product can be obtained.
[0036]
Furthermore, since the thickness is thinner than the conventional non-woven base fabric, there is also an advantage that the amount of the cured resin used when being bonded to the concrete or mortar surface can be reduced. In the conventional net, since the nonwoven fabric is thick, when the whole thickness is constant, it is necessary to reduce the thickness of the film, and the surface layer is peeled off or the structure is easily damaged. The sheet-like material integrated by sandwiching the non-woven base fabric with a film and compressing by heating is effectively reinforced and formed as a thin sheet.
[0037]
In this non-woven base fabric structure, the use of untwisted multifilaments such as carbon fibers is further opened to further reduce the thickness, increase the bonding area of the intersection, and make many constituent fiber elements on the surface. Appearance increases the number of direct adhesion with the matrix to be reinforced, and the reinforcing effect increases. In this case, the opening degree of the multifilament is opened to a maximum width of 20 mm in the case of, for example, 12K carbon fiber.
[0038]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically and in detail with reference to examples.
Example 1
Non-twisted 12K (12,000 filaments) carbon fiber multifilament (Made by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .; trade name “Pyrofil”) with a width of about 6 mm and a thickness of about 0.16 mm as warp and a flatness of 37.5 Using the warp creel stand that can be cut by the apparatus shown in FIG. 9 using the yarn, the yarn was unwound by horizontal cutting, kept flat, and inserted above and below the weft.
For the weft, we used untwisted 12K (12,000 filaments) carbon fiber multifilament (Mitsubishi Rayon Co., Ltd .; trade name “Pyrofil”) with a width of about 6 mm and a thickness of about 0.16 mm. It was set as, and here it was made to supply with the state where the unwinding twist was applied. In this state, the weft yarn enters at a maximum of about 5 times / m.
[0039]
The mesh structure of the base fabric is as shown in FIG. 8, in which the warp yarns are stacked on top and bottom with the weft interposed therebetween, and the upper and lower warp yarns are arranged so that the constituent fibers are shifted by about 1/2 pitch. The pitch was 2 cm and the weft pitch was 2 cm. After composing the mesh, impregnated with urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name “HW-940”) as an adhesive and heat-dried with a drying roll to impregnate the entire mesh with resin. A non-woven base fabric was made and wound up. In the obtained non-woven base fabric, the warp maintained a flat state with a width of about 5.5 mm after impregnation of the resin and heat drying. The weft was an ellipse having a width of about 3 mm. Even when the base fabric was taken out from the wound state, the intersection did not come off, and a sufficient adhesion at the intersection was maintained during handling. The amount of resin adhered was 30%. Here, even if the adhesion amount was reduced to 15%, there was no problem in the formation and maintenance of the mesh structure.
[0040]
Comparative example 1
Although the same carbon fiber multifilament as in Example 1 was used as the warp, the unwinding was unwound in the longitudinal direction using the longitudinal warp creel stand by the apparatus shown in FIG. m. Therefore, the flatness of the yarn decreased, the flatness became 1.3, and the cross-sectional shape was elliptical due to the tension, and these were inserted above and below the weft yarn group.
The same carbon fiber multifilament as in Example 1 was used as the weft, and it was similarly set as the weft of the apparatus shown in FIG. 9, and a maximum of about 5 turns / m was twisted by the release twist.
[0041]
The mesh structure of the base fabric is as shown in FIGS. 6 and 8, in which the warp yarns are stacked on the upper and lower sides of the weft, and the upper and lower warps are arranged so that the constituent fibers are shifted by about 1/2 pitch. The warp pitch was 2 cm, and the weft pitch was 2 cm.
After composing the mesh, impregnated with urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name “HW-940”) as an adhesive and heat-dried with a drying roll to impregnate the entire mesh with resin. A non-woven base fabric was made and wound up. In the obtained nonwoven base fabric, the warp was shrunk after impregnation of the resin and heat drying, and the cross-sectional shape was elliptical. The width of the warp in this state was about 3 mm. The amount of resin adhered was 30% in order to form and maintain the mesh structure.
[0042]
Comparative example 2
Non-twisted flat yarn as warp and weft, 12K carbon fiber (Toray Industries, Inc .; trade name “Trekka”) having a yarn width of about 6.5 mm and a thickness of about 0.15 mm, 30d polyester filament (manufactured by Teijin; The product covered by 2.5 times / inch under the trade name “Tetron”) was used. At this time, the cross-sectional shape was almost circular, the flatness was 1.1, and the diameter was about 2 mm. By using this yarn as a warp and a weft, the warp is set and supplied as a weft of the device of FIG.
As shown in FIG. 6, the mesh structure of the base fabric was such that the warp yarns were alternately arranged with the weft yarns interposed between them, so that the upper and lower warp pitches were 2 cm and the weft pitches were 2 cm.
[0043]
After composing the mesh, impregnated with urethane resin emulsion (Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name “HW-940”) as an adhesive, heat and dry with a drying roll to impregnate the entire mesh with resin A non-woven fabric was prepared and wound up. The warp yarn contracted after impregnation with resin and heat drying, and the cross-sectional shape was circular. The warp width in this state was about 2 mm.
The adhesion amount of the resin was 40%, and if the adhesion amount was lowered below this, the mesh structure could not be formed and maintained.
[0044]
Various physical properties of the nonwoven fabrics obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were measured, and the measurement results are shown in Table 1.
[Table 1]

[0045]
In Table 1,
The cross-point adhesive force was measured by holding the end of the warp of the nonwoven fabric and the end of the weft adhering to it between two points of the autograph, and measuring the load caused by tension.
The lattice volume means a calculated value obtained by multiplying the opening area obtained by subtracting the thickness of the yarn from the yarn pitch of the warp and the weft, and the intersection thickness.
[0046]
From these numerical values, it can be seen that the non-woven base fabric of the present invention is thin and has high adhesive strength at the intersection as compared with the conventional one.
In addition, when the nonwoven fabric is pasted along the concrete surface and bonded with a curable resin such as epoxy resin, the resin must be applied until the surface is uniform. Is large and requires a lot of resin, but with the nonwoven fabric of the present invention, the surface can be made uniform in the conventional amount of 30 to 57%, the amount of resin to be applied can be reduced, and the working time is also short. There are advantages.
[0047]
Example 2
The non-woven base fabric of Example 1 was embedded at a depth of 1 to 1.5 mm from the surface on one side as a bending reinforcement for a concrete plate. The nonwoven fabric was set with warp in the longitudinal direction of the concrete board.
The weight ratio of concrete is shown below.
Ordinary Portland cement / Standard sand = 1/2
Normal Portland cement / water = 1 / 0.5
Curing conditions: 70 ° C, steam curing for 5 hours
The size of the concrete board obtained is
Length x width x height = 300 x 150 x 15 (mm)
Met.
As a result of three-point bending test of this sample, the maximum bending load is
Non-woven base fabric concrete board: Maximum bending load = 400N
Concrete board with non-woven base fabric: Maximum bending load = 1200N
And by reinforcing with the non-woven base fabric of the present invention, the reinforcing effect of 3 times when not put in was shown.
The conditions for the three-point bending test are as follows:
Span length: 250mm
Load speed: 1mm / min
[0048]
Comparative example 3
A non-woven base fabric reinforced concrete board was produced in the same manner as in Example 2, except that the non-woven base fabric obtained in Comparative Example 1 was used instead of the non-woven base fabric obtained in Example 1.
As a result of conducting a three-point bending test on the obtained concrete plate, the maximum bending load is
Non-woven base fabric concrete board: Maximum bending load = 400N
Concrete board with non-woven base fabric: Maximum bending load = 520N
That is about 1.3 times that when a non-woven base fabric is not inserted, and a large reinforcing effect was not obtained.
Table 2 compares the maximum bending load values of the concrete plates of Example 2 and Comparative Example 3 below.
[0049]
[Table 2]

From this result, it can be seen that the concrete plate reinforcing method using the nonwoven fabric of the present invention is particularly excellent.
[0050]
Example 3
As the warp, we used carbon fiber multifilament (flatness 300), which was originally 12K carbon fiber (12,000 filaments) with a width of about 6 mm and opened to about 20 mm. Arranged.
As the weft, a non-twisted 12K (12,000 filaments) carbon fiber multifilament (flatness 37.5) having a yarn width of about 6 mm was used, and the yarn width was supplied while maintaining a yarn width of about 6 mm.
As shown in FIG. 8, the mesh structure of the base fabric is such that warp yarns are stacked on the upper and lower sides of the weft, and the constituent fibers are arranged so that the constituent fibers are shifted by about 1/2 pitch in the upper and lower warps. The weft pitch was set to 4 cm.
After composing the mesh, impregnated with urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name “HW-940”) as an adhesive and heat-dried with a drying roll to impregnate the entire mesh with resin. A non-woven base fabric was made.
The obtained non-woven base fabric was in a state in which the warp yarn was maintained at a width of 20 mm, the weft yarn was maintained at 6 mm, and the intersection thickness was 0.22 mm.
[0051]
Example 4
As in Example 3, the warp yarn is a carbon fiber multifilament (flatness 300) obtained by opening 12K carbon fiber (12,000 filaments) originally about 6 mm wide to about 20 mm, and maintains a yarn width of about 20 mm. In this state, it was placed above and below the weft. 12K carbon fiber filaments (12,000 filaments; flatness 300) that were spread to a width of about 20 mm were used for the wefts, and the weft was supplied in a state where the width of about 20 mm was maintained as in the case of the warp.
The mesh structure of the base fabric is the same as in Example 3, in which warp yarns are stacked on the upper and lower sides of the weft, and the upper and lower warp yarns are arranged so that the constituent fibers are shifted by about 1/2 pitch. The weft yarn pitch was 4 cm.
After composing the mesh, impregnated with urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name “HW-940”) as an adhesive and heat-dried with a drying roll to impregnate the entire mesh with resin. A non-woven base fabric was made.
The obtained non-woven base fabric was in a state in which both the warp and weft had a yarn width of 20 mm, and the intersection thickness was 0.15 mm.
[0052]
Example 5
Using the non-woven base fabric obtained in Example 3, a mortar board embedded at a depth of about 1 to 1.5 mm on one side surface was prepared as a bending reinforcement for the mortar board in the same manner as in Example 2. Here, the nonwoven fabric is arranged so that the warp is in the longitudinal direction of the mortar board.
The weight ratio of concrete is shown below.
Normal Portland cement / pearlite = 1 / 0.4
Ordinary Portland cement / water = 1 / 0.6
Curing conditions: 70 ° C, steam curing for 5 hours
The size of the concrete board obtained is
Length x width x height = 300 x 150 x 15 (mm)
Met.
As a result of performing a three-point bending test of this reinforced mortar plate, the maximum bending load was 400N.
[0053]
Comparative example 4
Using the non-woven base fabric prepared in Comparative Example 1, a non-woven base fabric reinforced mortar board was prepared in the same manner as in Example 5. As a result of conducting a three-point bending test of this reinforced mortar plate, the maximum bending load was 95N. Table 3 shows the maximum bending load in the three-point bending test of the reinforced mortar plates of Example 3 and Comparative Example 4 below.
[0054]
[Table 3]

From this result, it can be seen that by using the opened multifilament, an excellent reinforcing effect is exhibited even though the fiber amount is ½.
[0055]
【The invention's effect】
The non-woven base fabric of the present invention can be made uniform and small in thickness as compared with the conventional non-woven base fabric of the same weight, and is embedded in a matrix such as concrete or mortar or resin to form a base material. When reinforced or laminated on a sheet or film, the reinforcing effect is superior to that of a conventional nonwoven fabric. Furthermore, in the present invention, a non-woven base fabric that is more strongly integrated can be obtained with a small amount of adhesive, so that the non-woven base fabric itself is flexible and excellent in handleability in use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a fabric structure of a woven fabric that has been conventionally used as a reinforcing material.
(A) Plan view,
(B) a sectional view parallel to the weft,
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the fabric of FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a woven fabric using flat yarn.
(A) Plan view,
(B) a sectional view parallel to the weft,
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of a fabric using flat yarn.
(A) Plan view,
(B) a sectional view parallel to the weft,
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of a mesh-shaped nonwoven base fabric in which sweet-twisted warp sheet groups are stacked on top and bottom of weft sheet groups arranged at regular intervals (example in which upper and lower warps are arranged in an overlapping state).
(A) Plan view,
(B) a sectional view parallel to the weft,
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the structure of a mesh nonwoven base fabric in which sweet-twisted warp sheet groups are stacked on top and bottom of weft sheet groups arranged at regular intervals (an example in which the upper and lower warps are displaced by about 1/2 pitch) ).
(A) Plan view,
(B) a sectional view parallel to the weft,
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 7 is a schematic view showing the structure of the nonwoven fabric according to the present invention (an example in which upper and lower warps are arranged in an overlapping state).
(A) Plan view,
(B) a sectional view parallel to the weft,
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 8 is a schematic view showing the structure of the nonwoven fabric of the present invention (an example in which the upper and lower warps are displaced by about 1/2 pitch).
(A) Plan view,
(B) a sectional view parallel to the weft,
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 9 is a layout view of an apparatus for producing the nonwoven fabric of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,1 ': warp,
2: Weft,
3: Two yarns laminated and integrated,
3 ', 3' ': untwisted and flat yarn,
4,4 ′: a warp group warped in a sheet shape,
5: Laminated yarn composed of integrated warp and weft,
6: Wrapped nonwoven fabric,
7: Creel stand,
8: Drying heat roll
9: Adhesive adhesion tank.

Claims

Two or more warp sheet groups arranged with an interval between warp yarns (center distance between fibers) of 2 to 100 mm and two or more weft sheet groups arranged with an interval between weft yarns (distance between fiber centers) of 2 to 100 mm are laminated. , A biaxial mesh-like non-woven base fabric bonded and integrated with an adhesive, wherein warps and / or wefts are untwisted and have a flatness of 20 to 700 converged in a flat state Nonwoven fabric for reinforcement and repair of concrete or mortar made of multifilament.

A multifilament having a flatness of 20 to 700 that is untwisted and converged in a flat state is a laminated multifilament in which two or more layers of untwisted and flat multifilaments are laminated to form a single multifilament. Item 10. A nonwoven fabric according to item 1.

A non-twisted multifilament or laminated multifilament having a flatness of 20 to 700 is obtained by further opening the multifilament or laminated multifilament untwisted and converged in a flat state. The nonwoven fabric according to claim 1, wherein the nonwoven fabric is formed.

2. The warp is at least a non-twisted and flat multifilament, and the warp is a multifilament composed of one or more kinds selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, vinylon fiber and high strength polyethylene. The nonwoven base fabric in any one of -3.

At least the warp is a non-twisted and flat multifilament, and the warp is a single multifilament of either polyester fiber or nylon fiber, or any of these fibers and carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, vinylon fiber and high strength The nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 3, which is a composite multifilament with one or more kinds of fibers selected from the group consisting of polyethylene.

The nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 5, wherein the warp which is a non-twisted and flat multifilament is composed of 3000 to 30000 filaments or is a multifilament having a fineness of 1000 to 30000 denier.

A single multifilament selected from glass fiber, polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber, carbon fiber, aramid fiber and high-strength polyethylene having a weft of 500 to 3000 filaments or a fineness of 30 to 1000 denier Or the nonwoven fabric of any one of Claims 4-5 which is multiple types.

Single or multiple types of multifilaments selected from glass fiber, polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber, carbon fiber, aramid fiber and high-strength polyethylene with a weft of 1000 to 30000 filaments or a fineness of 100 to 30000 denier The nonwoven fabric according to any one of claims 4 to 5.

A molded body reinforced by embedding the nonwoven base fabric according to any one of claims 1 to 4 at a depth of 0.5 to 2 mm on one or both surfaces of concrete or mortar.

A method for reinforcing concrete or mortar, wherein the nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 8 is placed along a concrete or mortar surface and fixed with a cured resin.

A method for reinforcing and repairing a concrete or mortar structure using the nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 8.