JP2004149929A

JP2004149929A - Nonwoven base fabric for reinforcing and method for reinforcing

Info

Publication number: JP2004149929A
Application number: JP2002262927A
Authority: JP
Inventors: Akira Kasuya; 明粕谷; Reki Horimoto; 歴堀本; Kazuya Kusunoki; 和也楠; Keiichi Maekawa; 惠一前川
Original assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurabo Industries Ltd; Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2001-10-03
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-09-09
Also published as: JP4262461B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonwoven base fabric having high reinforcing effects and comprising linear yarns of a warp and a weft yarns without bending thereof in each crossing part of the warp and the weft yarns. <P>SOLUTION: The nonwoven base fabric is a biaxial nonwoven base fabric obtained by laminating two or more layers of a warp yarn sheet group arranged at a prescribed interval and a weft yarn sheet group arranged at a prescribed interval and integrating the resultant laminate by bonding with an adhesive. Both or either one of the warp and weft yarns comprises a nontwist multifilament yarn converged into a flat state. The flatness degree of the nontwist multifilament yarn converged into the flat state is ≥2, preferably 20-700. Furthermore, the flatness degree is obtained by carrying out an opening treatment of the nontwist multifilament yarn in the flat state to a width of 2-5 times. A method for reinforcing concrete or mortar comprises passing the nonwoven base fabric along the concrete or mortar surface and fixing the nonwoven base fabric with a curing resin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nonwoven base fabric for reinforcement. In particular, the present invention relates to a nonwoven base fabric for reinforcing plastic films or sheets, or concrete, mortar or synthetic resin.
[0002]
[Prior art]
The reinforcing base fabric is compounded with a resin for the purpose of reinforcement and weight reduction, and is used as an FRP, compounded in concrete or mortar, or adhered to the surface of concrete or mortar to reinforce each member. Generally, a woven fabric has been used as a conventional reinforcing base cloth.
The woven fabric forms a plane by the warp and the weft intersecting up and down. At the time of manufacturing the fabric, the warp is selectively opened up and down, and the weft is inserted therebetween, so that the warp is bent up and down by the thickness of the weft regardless of the density (see FIGS. 1 and 2). 2). Therefore, the stress parallel to the basic configuration surface is supported by the warp having an angle.
[0003]
Therefore, when a woven fabric is used as a reinforcing base fabric, there are the following problems.
In the case of woven fabric, if the weft is twisted, the diameter of the circular cross section of the yarn becomes smaller due to the tension during manufacturing, the bending radius of the warp becomes smaller, stress concentration occurs at the intersection of the woven fabric, and the reinforcing effect may be reduced. It is known (FIG. 2).
Furthermore, in the case of a woven fabric, if the warp is twisted, the diameter of the circular cross section of the yarn becomes smaller due to the tension during manufacturing, the contact area between the warp and the weft becomes smaller, the stress concentration at the intersection of the fabric becomes remarkable, and reinforcement The effect is reduced.
When the yarn constituting the woven fabric is glass fiber or carbon fiber, the fibrous material is cut by twisting, and the reinforcing effect is reduced.
[0004]
When one or both of the warp and the weft converge to have a small circular cross section due to twisting or the like, the surface area of the multifilament decreases, the adhesion to the substrate to be reinforced decreases, and the reinforcing effect decreases.
In ordinary woven fabrics, it is difficult to fix the spacing between the warp yarns with a spacing of 10 mm or more in multifilaments, and the warp spacing and weft spacing must be narrow, and the mesh spacing is narrow. I was For this reason, when reinforcing a cement structure by pouring, voids were generated because the cement did not spread through the openings of the woven fabric.
[0005]
Resin may be impregnated to reduce fluff on the surface and provide some degree of hardness in the woven fabric.However, in the woven fabric, the weaving process and the resin impregnation process are always separated. The surface of the multifilament is damaged, and the reinforcing effect is reduced.
For the purpose of preventing the multifilament from scattering, there has been proposed a method in which a low-melting-point yarn is wound around a warp or a weft in a woven fabric, and the intersections are bonded with a heater during the production of the woven fabric (Patent Document 1). In this case, the warp or the weft wound with the low melting point yarn is converged to have a circular cross section, and the reinforcing effect is reduced.
[0006]
As a countermeasure, a woven fabric comprising a multifilament reinforcing fiber in which the warp and the weft are flat and substantially free from twisting has been proposed (Patent Document 2), but as long as the woven fabric is used, the warp of the warp associated with the manufacturing method is eliminated. Not performed (FIG. 3). Also, since the yarn is flat, the bending associated with the circular shape is reduced, but the warp is sharply bent at the edge of the weft, and stress is concentrated on this portion, so that the reinforcing effect is also reduced ( (Fig. 3). In this case, since the low-melting-point yarn is disposed on only one surface of the reinforcing fiber multifilament for bonding at the intersection, the other surface has the multifilament fibrous material exposed, and fuzzing occurs by the next process in use. Or the fibrous material is easily damaged, cuts and the like occur, and the reinforcing effect is reduced. Further, in the embodiment of this patent, the low-melting nylon is supplied to the upper surface of the warp, and the thickness at the intersection is increased by the amount of the low-melting nylon, whereby the bending of the weft becomes conspicuous and the reinforcing effect is increased. There is a decline.
[0007]
In a woven fabric, the reinforcing fiber multifilament itself is easily bent, so that the woven fabric itself is too soft and lacks workability when it is made to conform to a flat surface or some uneven surface.
[0008]
A reinforcing fiber having substantially no bending in which stress concentrates is held by an auxiliary yarn in a state in which two sets of yarns, which are parallel to each other and are aligned in a sheet shape, are held by an auxiliary yarn. An applied woven fabric has been proposed (Patent Document 3). However, the auxiliary yarn deforms the intersection to generate stress concentration, and the warp or weft converges to reduce the overall surface area, thereby enhancing the reinforcing effect. Decreases.
[0009]
In addition, as a warp yarn, a twisted reinforcing fiber multifilament, an adhesive or a low-melting-point yarn wound around a sweet or non-twisted yarn is used as a weft, and a warp sheet is stacked on top and bottom of a weft sheet in which the yarns are arranged at regular intervals. A nonwoven fabric for reinforcement obtained by bonding both at the intersection (Patent Document 4) has been proposed, and the warp is not bent, but the warp uses sweet twist and the cross-sectional shape becomes circular, The bonding area at the intersection decreases, and the mesh structure easily collapses. Also, if a large amount of adhesive resin is added to cover this defect, the weight of the base fabric increases, which is in the opposite direction to the reduction in weight, and the base fabric itself becomes too hard (FIGS. 5 and 6). ).
In addition, a nonwoven base fabric for reinforcement (Patent Document 5) includes a multi-filament non-twisted yarn having a high strength, rigidity, and modulus of elasticity, and a twisted yarn containing an adhesive on one surface of a warp yarn made of a sweet twist. There has been proposed a reinforcing base fabric suitable for a thermosetting resin composite formed by laminating and adhering non-twisted wefts. However, if the multifilament is not simply twisted, a flat state cannot be obtained due to the cohesive force of the sizing agent and the tension in the manufacturing process. And so on.
[0010]
In the base fabric disclosed in Patent Document 4, fuzzing can be suppressed by laminating a warp sheet and a weft sheet and then applying an adhesive to the entirety of the base cloth. The disadvantage is that the circular cross section becomes smaller, the intersection adhesion decreases, or the intersection does not adhere.
[0011]
With respect to the mesh fabric disclosed in Patent Document 2, when the spacing between the warp and the weft is constant and the reinforcement effect in the longitudinal direction or the lateral direction of the base fabric or both is desired, a flat and non-twisted yarn Has been proposed (FIG. 4). However, by doing so, the yarn laminated in two or more layers substantially increases in thickness, increases the bending of the warp, and reduces the reinforcing effect.
[0012]
When the reinforcing base cloth is sandwiched on one side or between films to reinforce the film sheet, the reinforcing effect is low even if a flat yarn is used even if a flat yarn is used due to the bending of the constituent yarn peculiar to the fabric against tensile stress in the woven fabric. Further, in the reinforcing base fabric described in Patent Document 4, the thickness increases due to twisting, and the thickness of the film itself increases, or the thickness on the film side decreases when the thickness is made constant, and the strength surface and surface flatness are reduced. 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 with a certain depth at a position as shallow as possible from the surface of the concrete or mortar. However, in the conventional reinforcing base cloth, since the base cloth itself is thick, it has to be buried at a considerably deep position.
When a reinforcing base cloth is bonded to the concrete or mortar surface with a resin such as epoxy to reinforce the concrete or mortar surface, the reinforcing effect is low even if a flat yarn is used due to the flexibility of the constituent yarns in the woven fabric. Further, in the reinforcing base cloth disclosed in Patent Document 4, since the thickness is increased by twisting, a large amount of resin is required to make the surface uniform and flat with the resin used for bonding.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-20147 A
[Patent Document 2]
JP-A-7-243150
[Patent Document 3]
Japanese Utility Model Publication No. 04-7631
[Patent Document 4]
JP-A-58-104255
[Patent Document 5]
JP-A-59-83619
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
Focusing on the problems of the prior art described above, it is a structure that can fully utilize the strength of the reinforcing fiber multifilament constituting the base fabric, is lightweight, has hardness that is easy to handle, and has a surface of the base fabric. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to propose a mesh-like nonwoven base cloth which is less damaged and whose mesh intersection does not shift during operation, and a reinforcing method using the nonwoven base cloth.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a flat and non-twisted multifilament is used for one or both of a warp and a weft as a yarn constituting a base fabric. That is,
The present invention is a biaxial nonwoven base fabric in which two or more layers of warp sheet groups arranged at regular intervals and two or more weft sheet groups arranged at regular intervals are laminated and bonded and integrated with an adhesive. One or more multifilaments in which at least one of the warp and the weft is non-twisted and converged in a flat state, or two or more layers of non-twisted and flattened multi-filaments are laminated. A nonwoven base fabric comprising a laminated multifilament.
[0017]
More specifically, the present invention relates to the nonwoven base fabric, wherein the multifilament and the laminated multifilament have a flatness (ratio of width to multifilament thickness) of 2 or more.
The present invention particularly relates to the above-mentioned nonwoven base fabric in which the multifilament or the laminated multifilament converged in a non-twisted and flat state has a flatness of 20 to 700.
More specifically, the present invention relates to a non-twisted and flat multi-filament or a multi-filament having a flatness of 20 to 700, further converted to a non-twisted and flat multi-filament or a multi-filament. The present invention relates to the above nonwoven base fabric, which is obtained by applying a fiber opening treatment.
[0018]
The present invention also relates to a molded article reinforced by embedding the above nonwoven fabric at 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 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 fabric is fixed along with the surface of concrete or mortar with a hardening resin.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The nonwoven base fabric of the present invention is formed by alternately laminating two or more layers of a warp sheet group in which warps are arranged in a plane at regular intervals and a weft sheet group in which wefts are arranged in a plane at regular intervals. It is characterized in that it is bonded and integrated in a net shape, and as a constituent fiber thereof, a non-twisted and flat multifilament is used for at least one of a warp and a weft.
The non-twisted and flat multifilament used in the present invention can also be used as a laminated multifilament in which two or more layers of the non-twisted and flat multifilament are further laminated.
[0020]
Regarding the multifilament used in the present invention, whether it is a single layer or a multilayer, the flatness defined by the ratio of the width to the thickness is preferably 2 or more, more preferably 10 or more. Particularly preferred flatness is 20 to 700.
The multifilament having a flatness of 20 to 700 can be obtained by further opening the non-twisted and flat multifilament or the laminated multifilament.
[0021]
The opening process refers to separating a fiber bundle, which 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 adding the opening process. In the present invention, a multifilament or a laminated multifilament whose width has been expanded to 2 to 5 times, preferably 2 to 4 times the width of the original multifilament by the fiber opening treatment can be used. For example, by flattening 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, a flat multifilament having a width of 18 mm can be obtained.
[0022]
Since the nonwoven fabric of the present invention is composed of a flat warp sheet group and a weft sheet group, at least one of which is formed of flat multifilaments, the thickness of the nonwoven fabric is different from that of a woven fabric or a knitted fabric. There is an advantage that can be. In addition, since a flat multifilament is used, a grid having a net structure can be maintained with less adhesive than a conventional nonwoven base fabric. Therefore, the base fabric having a sufficiently large lattice spacing can be held, and the surface area of the multifilament is large, and the high bonding strength to the matrix of the material to be reinforced can be provided. In addition, the use of a small amount of adhesive is superior to the conventional nonwoven base fabric in that it is more flexible than conventional nonwoven base fabrics in order to prevent stiffening of the base fabric.
[0023]
The nonwoven base fabric of the present invention has at least one non-twisted and flat multifilament, but it is more preferable that both the warp and the weft are non-twisted and a flat multifilament. .
[0024]
In the nonwoven base fabric of the present invention, each interval between the warps and between the wefts, that is, the distance between the centers of the yarns is preferably 2 to 100 mm. More preferably, each is 5 to 50 mm. The spacing between the warps and the spacing between the wefts may be the same or different. Such proper opening of the net allows communication of the matrix base material on both sides of the nonwoven base fabric, and also allows contact of the film or sheet on both sides, thereby making the reinforcement more reliable and strong.
[0025]
In the present invention, in a configuration of three or more layers in which the warp sheet groups are stacked above and below the weft sheet group, the warp positions are vertically shifted from those in which the warp positions are the same vertically (FIG. 7). There are two possible embodiments, for example, one that is shifted by 1/2 pitch (FIG. 8).
[0026]
The configuration of the yarn can be considered in the same manner as in the case of a general woven fabric, and the warp and the weft can be made of the same material, of the same thickness, or different combinations can be used. It is also possible to mix different types of materials in the warp or the weft, or to mix different types of counts.
[0027]
When the warp is a non-twisted and flat multifilament, the fiber constituting the warp is preferably selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, vinylon fiber and high-strength polyethylene. These multifilaments may constitute a warp alone or may consist of plural kinds.
[0028]
Further, when the warp is a non-twisted and flat multifilament, the fiber constituting the warp is preferably a single kind multifilament of polyester fiber or nylon fiber, or any of these and carbon fiber, aramid fiber, glass fiber And a composite multifilament with one or more selected from the group consisting of vinylon fiber and high-strength polyethylene.
[0029]
The non-twisted and flat multifilament constituting the warp preferably has 3000 to 30,000 filaments. More preferably, the number of filaments is from 3000 to 24000. Alternatively, a multifilament having a fineness of 1,000 to 30,000 denier is preferable. The fineness is more preferably from 1000 to 15000 denier.
[0030]
When the warp is a non-twisted and flat multifilament according to any of the above, the weft constituting the nonwoven base fabric of the present invention may be a non-twisted and flat multifilament or not. The number of filaments is preferably 500 to 3000, more preferably 500 to 2000, or the fineness is preferably 30 to 1000 denier, more preferably 100 to 600 denier. Glass fiber, polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber , Carbon fibers, aramid fibers, and high-strength polyethylene.
Alternatively, in the above, the number of filaments of the weft constituting the nonwoven base fabric of the present invention is preferably 1,000 to 30,000, more preferably 1,000 to 24,000, or the fineness is preferably 100 to 30,000 denier, more preferably It consists of single or plural kinds of multifilaments selected from glass fibers of 300 to 24000 denier, polyester fibers, nylon fibers, vinylon fibers, carbon fibers, aramid fibers and high-strength polyethylene.
In the above description, non-twisted and flat non-multifilament fibers are, for example, twisted multifilaments, non-twisted or non-flat multifilaments, and non-twisted multifilaments even if they are covered from above. And the like converged.
[0031]
The adhesive used in the above-described base fabric configuration can stably maintain the form of the base fabric, and the reinforcing effect is improved by using an adhesive having excellent adhesion to the material to be reinforced.
Either a thermoplastic adhesive or a thermosetting adhesive can be used, and specific examples thereof include an acrylate resin, a polyester resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, and a polymethyl methacrylate resin.
[0032]
By using the above-described base fabric structure and flat and non-twisted yarns, the mesh structure can be stabilized even when the amount of the resin fixing the mesh is reduced, and these are very suitable for handling as a whole woven fabric. It can be a base fabric having flexibility (hardness). When the emulsion of acrylic acid ester was used for the adhesive, the amount of attachment was 30% when the twisted yarn of carbon fiber (12K) was used for the warp and the weft, but it was reduced to 15% by using a flat, non-twisted yarn. And the intersection strength of the meshes was equivalent.
[0033]
By using a flat, non-twisted yarn for the yarn of such a nonwoven base fabric, when the warp positions are alternately sandwiching the weft, a yarn having a twisted bond strength at the intersection of the warp and the weft was used. And the morphology of the mesh becomes stable. In addition, when the position of the warp is the same across the weft, the adhesive strength with the weft is increased, and the bonding area between the upper and lower warps is also wider than that of the twisted yarn, and the warp is less likely to slip off and is stable. It has a mesh structure. Further, in a structure in which the upper and lower warps sandwich the weft, a higher reinforcing effect can be obtained than in the case where two yarns are superimposed on the warp in a woven fabric. This is because in a woven fabric, as the thickness of the warp increases, the bend becomes conspicuous, and the stress concentration at the intersection appears remarkably.
[0034]
By using a flat, non-twisted yarn as the yarn constituting such a nonwoven base fabric, the adhesion area with the matrix of the reinforced object is improved by increasing the bonding area with the matrix of the reinforced object, The reinforcing effect increases.
The non-woven base fabric made of non-twisted flat yarn is more flexible than the conventional non-woven base fabric made of twisted yarn, and is more flexible. It has excellent flat surface followability at the time of mounting.
[0035]
When the concrete structure is reinforced along the concrete or mortar surface and integrated with a hardened resin such as epoxy resin, for example, when the concrete or mortar surface is combined with the combination of the base fabric structure and the untwisted and flat yarn. , And the number of fibers that directly contact the concrete or mortar surface is greater than that of the twisted yarn, and a higher reinforcing effect than conventional yarns can be obtained.
[0036]
Further, since the thickness is smaller than that of the conventional nonwoven base fabric, there is also obtained an advantage that the amount of the cured resin used for bonding to the concrete or mortar surface can be reduced.
In a conventional net, since the nonwoven base fabric is thick, if the overall thickness is constant, it is necessary to reduce the thickness of the film, so that the surface layer peels off and has a structure that is easily damaged. The sheet-like material obtained by sandwiching the nonwoven base fabric with a film and heat-compressing the same is effectively reinforced and formed as a thin sheet.
[0037]
In addition, in this non-woven base fabric structure, the untwisted multifilament such as carbon fiber is further opened and used, so that the thickness is further reduced, the bonding area at the intersection is expanded, and many constituent fiber elements are applied to the surface. Appearing, the number of direct bonding with the matrix to be reinforced increases, and the reinforcing effect increases. In this case, the degree of opening of the multifilament is, for example, up to a maximum width of 20 mm in the case of 12K carbon fiber.
[0038]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically and in more detail with reference to examples.
Example 1
A non-twisted 12K (12,000 filaments) carbon fiber multifilament (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .; trade name "Pyrofil") having a flatness of 37.5 as a warp having a yarn width of about 6 mm and a thickness of about 0.16 mm. Using the yarn, the yarn was unwound in a horizontal direction using a warp creel stand capable of horizontal direction by the apparatus shown in FIG. 9 to maintain a flat state, and was inserted above and below the weft yarn.
As the weft, a non-twisted 12K (12,000 filaments) carbon fiber multifilament (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd .; trade name "Pyrofil") having a yarn width of about 6 mm and a thickness of about 0.16 mm was used. This is set to be supplied in a state where it is unwound and twisted. In this state, the twist enters the weft at a maximum of about 5 turns / m.
[0039]
As shown in FIG. 8, the mesh structure of the base fabric is such that the warp is vertically stacked with the weft interposed therebetween, and the upper and lower warps are arranged so that the constituent fibers are shifted by about 1/2 pitch. It was configured so that the pitch of the weft was 2 cm.
After the mesh is formed, the mesh is impregnated with a urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name "HW-940") as an adhesive, and dried by heating with a drying roll to impregnate the entire mesh with the resin. Was prepared and wound up.
In the obtained nonwoven base fabric, the warp maintained a flat state with a width of about 5.5 mm after impregnation with resin and heating and drying. The weft had an elliptical shape with a width of about 3 mm. This base cloth did not lose its intersection even when it was taken out from the wound state, and maintained a sufficient intersection adhesive strength during handling. The amount of resin adhered was 30%. Here, there was no problem in forming and maintaining the mesh structure even if the amount of adhesion was reduced to 15%.
[0040]
Comparative example 1
Although the same carbon fiber multifilament as in Example 1 was used as the warp, the unwinding was unwound by a vertical warp creel stand by the apparatus shown in FIG. m. For this reason, the flatness of the yarn was reduced, the flatness was 1.3, and the cross-sectional shape was elliptical due to the tension, which was inserted above and below the weft group.
As the weft, the same carbon fiber multifilament as in Example 1 was used, and similarly set as the weft of the apparatus shown in FIG. 9, and a maximum twist of about 5 turns / m was formed by release twist.
[0041]
As shown in FIGS. 6 and 8, the mesh structure of the base fabric is such that the warp yarns are vertically stacked with the weft interposed therebetween, and the constituent fibers are arranged so that the upper and lower warp yarns are shifted by about 1/2 pitch. The warp pitch was 2 cm, and the weft pitch was 2 cm.
After forming the mesh, the mesh is impregnated with a urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name "HW-940") as an adhesive, and dried by heating with a drying roll to impregnate the resin into the entire mesh. Was prepared and wound up.
In the obtained nonwoven base fabric, the warp shrank after impregnation with resin and heating and drying, and the cross-sectional shape was elliptical. The width of the warp in this state was about 3 mm. The amount of resin attached was required to be 30% in order to form and maintain a mesh structure.
[0042]
Comparative example 2
30d polyester filament (manufactured by Teijin Limited) to 12K carbon fiber (Toray Co., Ltd .; trade name "Treca") having a width of about 6.5 mm and a thickness of about 0.15 mm using a non-twisted flat yarn as a warp and a weft; The product was covered 2.5 times / inch under the trade name “Tetron”. At this time, the cross-sectional shape was nearly circular, the flatness was 1.1, and the diameter was about 2 mm. Using the yarn as a warp and a weft, the warp was set and supplied as a weft of the device of FIG.
As shown in FIG. 6, the mesh structure of the base fabric was configured such that the pitch of the upper and lower warps was 2 cm, and the pitch of the wefts was 2 cm, in which the warps were alternately arranged with the weft interposed therebetween.
[0043]
After forming the mesh, the mesh is impregnated with a urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name "HW-940") as an adhesive, and dried by heating with a drying roll to impregnate the entire mesh with the resin. A non-woven base fabric was prepared and wound. The warp shrank after impregnation of the resin and drying by heating, and the cross-sectional shape was circular. The width of the warp in this state was about 2 mm.
The amount of resin adhered was 40%, and a mesh structure could not be formed and maintained if the amount of resin was lower than this.
[0044]
Various physical properties of the nonwoven base 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 intersection adhesive force was measured by holding the end of the warp of the nonwoven base fabric and the end of the weft bonded to it between two points on 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 each of the warp and the weft by the intersection thickness.
[0046]
From these figures, it can be seen that the nonwoven base fabric of the present invention is thinner and has higher intersection adhesive strength than the conventional one.
In addition, when a nonwoven fabric is adhered along a concrete surface and bonded with a curable resin such as epoxy resin, the resin must be applied until the surface becomes uniform. However, with the nonwoven base fabric of the present invention, the surface can be made uniform with the conventional amount of 30 to 57%, the amount of resin to be applied can be reduced, and the working time can be shortened. There are advantages.
[0047]
Example 2
The nonwoven fabric of Example 1 was buried as a bending reinforcing material for a concrete plate at a depth of 1 to 1.5 mm from one surface. For the non-woven fabric, the warp was set in the longitudinal direction of the concrete plate.
The weight ratio of concrete is shown below.
Normal Portland cement / standard sand = 1/2
Normal Portland cement / water = 1 / 0.5
Curing condition: 70 ° C, steam curing for 5 hours
The size of the obtained concrete plate is
Length x width x height = 300 x 150 x 15 (mm)
Met.
As a result of performing a three-point bending test on this sample, the maximum bending load was
Concrete board without non-woven fabric: Maximum bending load = 400N
Concrete board with non-woven base fabric: Maximum bending load = 1200N
By reinforcing with the nonwoven base fabric of the present invention, the reinforcing effect was tripled as compared with the case where the nonwoven fabric was not used.
The conditions of the three-point bending test are as follows:
Span length: 250mm
Loading speed: 1mm / min
[0048]
Comparative example 3
A non-woven base fabric reinforced concrete plate was manufactured 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 performing a three-point bending test on the obtained concrete plate, the maximum bending load was
Concrete board without non-woven fabric: Maximum bending load = 400N
Concrete board with non-woven fabric: Maximum bending load = 520N
Approximately 1.3 times that in the case where the nonwoven base cloth was not inserted, and a large reinforcing effect was not obtained.
The values of the maximum bending loads of the concrete plates of Example 2 and Comparative Example 3 are shown in Table 2 below.
[0049]
[Table 2]

The results show that the method of reinforcing a concrete plate using the nonwoven fabric of the present invention is particularly excellent.
[0050]
Example 3
As a warp, a carbon fiber multifilament (flatness: 300), which is obtained by opening a 12K carbon fiber (12,000 filaments) having a width of about 6 mm to about 20 mm, and keeping the yarn width of about 20 mm up and down, Was placed.
As the weft, a non-twisted 12K (12,000 filaments) carbon fiber multifilament (having a flatness of 37.5) with a yarn width of about 6 mm 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 warps are stacked vertically with the weft interposed therebetween, and the constituent fibers are arranged so as to be shifted by about 1/2 pitch in the upper and lower warps, and the pitch of each of the upper and lower warps is 4 cm. The weft pitch was set to 4 cm.
After forming the mesh, the mesh is impregnated with a urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name "HW-940") as an adhesive, and dried by heating with a drying roll to impregnate the resin into the entire mesh. Of non-woven fabric.
The obtained nonwoven base fabric had a warp of 20 mm in width and a weft of 6 mm, and the intersection thickness was 0.22 mm.
[0051]
Example 4
As in the case of Example 3, a warp yarn is a carbon fiber multifilament (flatness: 300) which is obtained by opening a 12K carbon fiber (12,000 filaments) having a width of about 6 mm to about 20 mm, and maintains a yarn width of about 20 mm. In this state, they were arranged above and below the weft.
A 12K carbon fiber filament (12,000 filaments; flatness: 300) which had been opened to a yarn width of about 20 mm was also used for the weft yarn, and was supplied while maintaining a yarn width of about 20 mm similarly to the warp yarn.
The mesh structure of the base fabric is the same as that of Example 3, and the warp is vertically stacked with the weft interposed therebetween, and the upper and lower warps are arranged so that the constituent fibers are shifted by about 1/2 pitch. The weft pitch was 4 cm.
After forming the mesh, the mesh is impregnated with a urethane resin emulsion (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd .; trade name "HW-940") as an adhesive, and dried by heating with a drying roll to impregnate the resin into the entire mesh. Of non-woven fabric.
The obtained nonwoven base fabric was in a state where both the warp and the weft had a yarn width of 20 mm, and the intersection thickness was 0.15 mm.
[0052]
Example 5
Using the nonwoven base fabric obtained in Example 3, as in Example 2, a mortar plate buried at a depth of about 1 to 1.5 mm on one surface was prepared as a bending reinforcing material for the mortar plate. Here, the nonwoven base fabric is arranged such that the warp is in the longitudinal direction of the mortar plate.
The weight ratio of concrete is shown below.
Normal Portland cement / Perlite = 1 / 0.4
Normal Portland cement / water = 1 / 0.6
Curing condition: 70 ° C, steam curing for 5 hours
The size of the obtained concrete plate is
Length x width x height = 300 x 150 x 15 (mm)
Met.
As a result of performing a three-point bending test on this reinforced mortar plate, the maximum bending load was 400N.
[0053]
Comparative example 4
Using the nonwoven fabric produced in Comparative Example 1, a nonwoven fabric reinforced mortar board was produced in the same manner as in Example 5. As a result of performing a three-point bending test on this reinforced mortar plate, the maximum bending load was 95N. Table 3 below compares the maximum bending loads of the reinforced mortar plates of Example 3 and Comparative Example 4 by a three-point bending test.
[0054]
[Table 3]

From these results, it can be seen that the use of the opened multifilament exhibits an excellent reinforcing effect despite the fact that the fiber amount is １／.
[0055]
【The invention's effect】
The nonwoven base fabric of the present invention can have a uniform and small thickness as compared with a conventional nonwoven base fabric having the same basis weight, and can be embedded in a matrix such as concrete or mortar or resin to form a substrate. When reinforced or laminated on a sheet or film, it exerts a reinforcing effect superior to conventional nonwoven base fabrics. Further, in the present invention, a nonwoven base fabric which is more firmly integrated with a small amount of adhesive is obtained, so that not only the economical aspect, but also the nonwoven base fabric itself is flexible and excellent in handling in use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a fabric structure of a woven fabric conventionally used as a reinforcing material.
(A) plan view,
(B) a cross-sectional view parallel to the weft;
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the woven fabric of FIG.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a woven fabric using flat yarn.
(A) plan view,
(B) a cross-sectional view parallel to the weft;
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 4 is a schematic view showing another example of a woven fabric using flat yarn.
(A) plan view,
(B) a cross-sectional view parallel to the weft;
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 5 is a schematic view showing a structure of a mesh-like nonwoven base fabric in which a group of warp sheets of sweet twist is laminated above and below a group of weft sheets arranged at regular intervals (an example in which upper and lower warps are arranged in an overlapping state).
(A) plan view,
(B) a cross-sectional view parallel to the weft;
(C) Sectional view parallel to the warp.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a structure of a mesh-like nonwoven fabric in which a group of warp sheets of sweet twist is laminated above and below a group of weft sheets arranged at regular intervals (an example in which the upper and lower warps are shifted by about 1/2 pitch). ).
(A) plan view,
(B) a cross-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 of the present invention (an example in which upper and lower warps are arranged in an overlapping state).
(A) plan view,
(B) a cross-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 base fabric of the present invention (an example in which upper and lower warps are shifted by about 1/2 pitch).
(A) plan view,
(B) a cross-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: a yarn in which two yarns are laminated and integrated,
3 ′, 3 ″: non-twisted and flat yarn
4,4 ': warp group warped in sheet form,
5: laminated yarn composed of integrated warp and weft,
6: rolled up nonwoven fabric
7: Creel stand,
8: Drying heat roll
9: Adhesive adhesion tank.

Claims

A biaxial nonwoven base fabric in which two or more layers of a warp sheet group arranged at regular intervals and a weft sheet group arranged at regular intervals are laminated and integrated with an adhesive. A nonwoven base fabric comprising a multifilament, both or one of which is non-twisted and converged in a flat state.

The nonwoven base fabric according to claim 1, wherein the flatness (the ratio of the width of the multifilament to the thickness of the multifilament) of the multifilament converged into a flat state is 2 or more.

2. The nonwoven fabric according to claim 1, wherein the non-twisted and flat multifilament is a multifilament in which two or more non-twisted and flat multifilaments are stacked to form one multifilament. 3. Base cloth.

The nonwoven base fabric according to claim 3, wherein the flatness of the laminated multifilament that is untwisted and converged to a flat state is 2 or more.

The nonwoven base fabric according to claim 2 or 4, wherein the multifilament or the laminated multifilament converged in a non-twisted and flat state has a flatness of 20 to 700.

The non-twisted and flattened multifilament or laminated multifilament having a flatness of 20 to 700 is obtained by further performing a fiber opening treatment on the non-twisted and flattened multifilament or laminated multifilament. The nonwoven base fabric according to claim 5, wherein

The nonwoven base fabric according to any one of claims 1 to 6, wherein each interval between warps and wefts (distance between centers of fibers) is 2 to 100 mm.

The nonwoven base fabric according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the interval between the warps and the interval between the wefts is formed without providing a gap.

The warp is a non-twisted and flat multifilament at least, and the warp is a multifilament composed of one or more selected from the group consisting of carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, vinylon fiber and high-strength polyethylene. 9. The nonwoven base fabric according to any one of items 1 to 8.

At least the warp is a non-twisted and flat multifilament, and the warp is a single type multifilament of either polyester fiber or nylon fiber, or any of these fibers and carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, vinylon fiber and high tenacity The nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 8, which is a composite multifilament with one or more kinds of fibers selected from the group consisting of polyethylene.

The nonwoven base fabric according to any one of claims 1 to 10, wherein the warp as a non-twisted and flat multifilament is a multifilament having 3000 to 30,000 filaments or a fineness of 1,000 to 30,000 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 number of 500 to 3000 filaments or a fineness of 30 to 1000 denier. Or the nonwoven base fabric according to any one of claims 5 to 11, which is a plurality of types.

Single or plural kinds of multifilaments whose wefts have a number of filaments of 1,000 to 30,000 or a fineness of 100 to 30,000 denier selected from glass fiber, polyester fiber, nylon fiber, vinylon fiber, carbon fiber, aramid fiber and high-strength polyethylene The nonwoven base fabric according to any one of claims 5 to 11, wherein

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 the hydraulic material.

A film or sheet reinforced by sandwiching the nonwoven base fabric according to any one of claims 1 to 6 on one side of the film or sheet or between the film or sheet.

A method for reinforcing concrete or mortar, comprising fixing the nonwoven base fabric according to any one of claims 1 to 6 along a surface of the concrete or mortar with a cured resin.

A method for reinforcing and repairing a concrete or mortar structure with the nonwoven base fabric according to any one of claims 1 to 6.