繊維強化シート及びその製造方法
【課題】運搬、張り付け作業時等の取り扱い時においてもスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材がバラケルといった問題が生じることのない繊維強化シート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートの製造方法において、線材固定材３は、連続繊維を使用した芯材Ｆと、芯材Ｆの周りに被覆された熱可塑性樹脂層Ｒｆと、を有した熱可塑樹脂被覆糸であり、線材固定材３の横断面積をＳ１とし、芯材Ｆの横断面積をＳ２とすると、繊維比率（Ｓ２／Ｓ１）×１００は、２〜３０％であって、線材固定材３を加熱し、繊維強化プラスチック線材２へと加圧することにより、複数本の繊維強化プラスチック線材２に接着される。
【解決手段】平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートの製造方法において、線材固定材３は、連続繊維を使用した芯材Ｆと、芯材Ｆの周りに被覆された熱可塑性樹脂層Ｒｆと、を有した熱可塑樹脂被覆糸であり、線材固定材３の横断面積をＳ１とし、芯材Ｆの横断面積をＳ２とすると、繊維比率（Ｓ２／Ｓ１）×１００は、２〜３０％であって、線材固定材３を加熱し、繊維強化プラスチック線材２へと加圧することにより、複数本の繊維強化プラスチック線材２に接着される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細径の繊維強化プラスチック線材をシート状に配列して作製される、長手方向に連続した繊維強化シート及びその製造方法に関するものである。本発明の繊維強化シートは、例えば、土木建築構造物であるコンクリート構造物或いは鋼構造物（本願明細書では、コンクリート構造物、鋼構造物を含めて単に「構造物」という。）に接着して補強するのに有効に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
構造物の補強方法として、近年、既存或いは新設の構造物の表面に連続繊維強化シートを貼り付けたり、巻き付けたりする接着工法が開発されている。
【０００３】
本発明者らは、特許文献１に記載するように、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸され、硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、その後線材を互いに固定用繊維材にて固定した繊維強化シートを提案した。
【０００４】
また、特許文献１には、上記繊維強化シート１を製造するに際しては、固定用繊維材として、図７（ａ）に示すように、横糸及び縦糸４から成るメッシュ状支持体シート３を使用するか、或いは、図７（ｂ）に示すように、粘着テープ又は接着テープ３を使用して、これら固定用繊維材３を複数本の前記繊維強化プラスチック線材の片側面、又は、両面に貼り付けて固定することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９７３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らの研究実験の結果、上述のような固定用繊維材３を使用して繊維強化シートを製造する方法においては、次のような問題があることが分かった。
【０００７】
つまり、図７（ａ）に示すメッシュ状支持体シート３は、図８（ａ）に示すように、ガラス繊維から成る糸Ｆｏを複数本合糸した糸条４を１軸、２軸或いは３軸に配向して形成されているが、糸条４には、図８（ａ）に示すように、予め表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂Ｒｆが含浸されている。このようなメッシュ状支持体シート３をスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材２に押しつけ、加熱する。これにより、糸条４表面の融解した樹脂Ｒｆによりメッシュ状支持体シート３を繊維強化プラスチック線材２に溶着するものである。
【０００８】
従って、図８（ｂ）に示すように、固定用繊維材４は、繊維強化プラスチック線材２に対して、点接触、即ち、接点部領域にて僅かの樹脂量にて接着されているに過ぎず、メッシュ状支持体シート１が繊維強化プラスチック線材２から剥離し易く、繊維強化シートの運搬、張り付け作業時等の取り扱い時にスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材がバラケルといった問題があった。
【０００９】
図７（ｂ）に示す粘着テープ又は接着テープ３を使用した場合にも同様の問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、運搬、張り付け作業時等の取り扱い時においてもスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材がバラケルといった問題が生じることのない繊維強化シート及びその製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、平坦な繊維強化シート及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は本発明に係る繊維強化シート及びその製造方法にて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によれば、平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートの製造方法において、
前記線材固定材は、連続繊維を使用した芯材と、前記芯材の周りに被覆された熱可塑性樹脂層と、を有した熱可塑樹脂被覆糸であり、
前記熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、前記芯材の横断面積をＳ２とすると、繊維比率（Ｓ２／Ｓ１）×１００は、２〜３０％であって、
前記熱可塑樹脂被覆糸を加熱し、前記繊維強化プラスチック線材へと加圧することにより、前記複数本の繊維強化プラスチック線材に接着されることを特徴とする繊維強化シートの製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の一実施態様によれば、前記熱可塑樹脂被覆糸の芯材は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、綿糸、アラミド繊維、バサルト繊維、又は、ナイロン繊維である。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、前記芯材は、４０〜８００ｔｅｘとされるガラス繊維から成る糸条であるか又は２０〜４００ｔｅｘとされるポリエステル繊維から成る糸条である。
【００１５】
本発明の他の実施態様によれば、前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂、塩化ビニル樹脂又はＡＢＳ樹脂である。
【００１６】
本発明の他の実施態様によれば、前記熱可塑樹脂被覆糸の外径は０．７〜１．８ｍｍである。
【００１７】
本発明の他の実施態様によれば、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して直交する方向に配置され、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に所定間隔にて配置される。
【００１８】
本発明の他の実施態様によれば、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して傾斜して配向されてジグザグ形状に配置される。
【００１９】
本発明の他の実施態様によれば、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材にて形成される線材シートの片面又は両面に設けられる。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、前記熱可塑樹脂被覆糸は、前記芯材か前記熱可塑性樹脂層の少なくとも一方が、着色されている。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化プラスチック線材は、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され、
前記強化繊維は、炭素繊維；ガラス繊維：ボロン繊維；バサルト繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用され、
前記マトリクス樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂若しくはポリビニルブチラール樹脂などの熱可塑性樹脂である。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化プラスチック線材は、直径が０．５〜５ｍｍの円形断面形状であるか、又は、幅が１〜２０ｍｍ、厚みが０．１〜１０ｍｍとされる矩形断面形状である。
【００２３】
本発明の他の実施態様によれば、前記各繊維強化プラスチック線材は、互いに０．１〜３．０ｍｍだけ離間している。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートであって、
上記いずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする繊維強化シートが提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の繊維強化シートによれば、運搬、張り付け作業時等の取り扱い時においてもスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材がバラケルといった問題が生じない。また、本発明の繊維強化シートは、平坦である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の繊維強化シートの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の繊維強化シートの他の実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明の繊維強化シートの他の実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明の繊維強化シートを構成する繊維強化プラスチック線材の断面図である。
【図５】図５（ａ）は、線材固定材の一実施例の断面構成図であり、図５（ｂ）、（ｃ）は、線材固定材による線材シートへの接着態様を説明する図である。
【図６】本発明の繊維強化シートを製造するための製造装置の一実施例を説明する図であり、図６（ａ）は、正面図であり、図６（ｂ）は、平面図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、従来の繊維強化シートの一例を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、従来の線材固定材の一例の断面構成図であり、図８（ｂ）は、従来の線材固定材による線材シートへの接着態様を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る繊維強化シート及びその製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２８】
実施例１
（繊維強化シート）
図１〜図４に、本発明に係る構造物の補強方法に使用する繊維強化シート１の一実施例を示す。繊維強化シート１は、連続した繊維強化プラスチック線材２を複数本、長手方向に平行に配列して、所謂、スダレ状に引き揃え、各線材２を互いに線材固定材３にて固定する。本発明の特徴は、使用する線材固定材３にある。線材固定材３については後述する。
【００２９】
繊維強化プラスチック線材２は、一方向に配向された多数本の連続した強化繊維ｆにマトリクス樹脂Ｒが含浸され硬化された細長形状（細径）のものであり、弾性を有している。従って、斯かる弾性の繊維強化プラスチック線材２をスダレ状に、即ち、線材２が互いに近接離間して引き揃えられたシート形状とされる繊維強化シート１は、その長手方向に弾性を有している。そのために、例えば、繊維強化シート１は、搬送時には、所定半径にて巻き込んだ状態にて持ち運びが可能であり、極めて可搬性に富んでいる。また、繊維強化シート１は、繊維強化プラスチック線材２にて構成されているために、搬送時に、従来の未含浸強化繊維シートのように、強化繊維の配向が乱れたり、糸切れを生じるといった心配は全くない。
【００３０】
更に説明すると、細径の繊維強化プラスチック線材２は、直径（ｄ）が０．５〜５ｍｍの略円形断面形状（図４（ａ））であるか、又は、幅（ｗ）が１〜２０ｍｍ、厚み（ｔ）が０．１〜１０ｍｍとされる略矩形断面形状（図４（ｂ））とし得る。勿論、必要に応じて、その他の種々の断面形状とすることができる。また、繊維強化プラスチック線材２は、使用時における接着力を向上させるために、その表面が、ショットブラストや、金ブラシなどを用いて目荒らしを行い粗面とするのが好ましい。
【００３１】
上述のように、一方向に引き揃えスダレ状とされた繊維強化シート１において、各線材２は、互いに空隙（ｇ）＝０．１〜３．０ｍｍだけ近接離間して、線材固定材３にて固定される。また、このようにして形成された繊維強化シート１の長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）は、補強される構造物の寸法、形状に応じて適宜決定されるが、取扱い上の問題から、一般に、全幅（Ｗ）は、１０〜３０００ｍｍとされる。又、長さ（Ｌ）は、１〜５ｍ程度の短冊状のもの、或いは、１００ｍ以上のものを製造し得るが、使用時においては、適宜切断して使用される。
【００３２】
また、繊維強化シート１の長さ（Ｌ）を１〜５ｍ程度として、幅Ｗをこれより長く１〜１０ｍ程度として製造することも可能である。この場合、繊維強化プラスチック線材２を伸ばした状態で繊維強化プラスチック線材２に対して直角方向に巻き、スダレ状に巻き込んで搬送することもできる。
【００３３】
強化繊維ｆとしては、炭素繊維；ガラス繊維：ボロン繊維；バサルト繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。
【００３４】
繊維強化プラスチック線材２に含浸されるマトリクス樹脂Ｒは、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂若しくはポリビニルブチラール樹脂などの熱可塑性樹脂などが好適に使用可能である。又、樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。
【００３５】
又、各線材２は、線材固定材３にて固定される。即ち、本実施例では、図１に示すように、横糸とされる線材固定材３を、一方向にスダレ状に配列された複数本の線材２から成るシート形態とされる線材、即ち、連続した線材シートの線材２に対して直交して所定間隔（Ｐ）にて配置し、加熱し押圧する。
【００３６】
横糸３の打ち込み間隔（Ｐ）は、特に制限されないが、作製された繊維強化シート１の取り扱い性を考慮して、通常１０〜１００ｍｍ間隔の範囲で選定される。
【００３７】
線材固定材３による各線材２の固定方法は、図１の形態に限定されるものではなく、図２及び図３に示す形態であっても良い。
【００３８】
つまり、図２に示すように、線材固定材３は、複数本の繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して傾斜して配向されてジグザグ形状に配置しても良い。また、別法として、図３に示すように、図２に示すジグザグ形状配置を繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して対称に配置しても良い。ジグザグ形状配置された線材固定材３の隣接する山間隔Ｐは、特に制限されないが、図１の実施例と同様に、通常１０〜１００ｍｍ間隔の範囲で選定される。
【００３９】
また、図１〜図３では、線材固定材３は、複数本の繊維強化プラスチック線材にて形成される線材シートの片面に設けられるものとして説明したが、両面に設けることもできる。
【００４０】
（線材固定材）
次に、本発明の特徴をなす、本実施例にて横糸を構成する線材固定材３について説明する。
【００４１】
本実施例によれば、線材固定材３は、図５（ａ）に示すように、芯材としての糸条Ｆの周りに樹脂層Ｒｆが形成される。
【００４２】
つまり、線材固定材３は、糸条Ｆの周りに熱可塑性の樹脂層（樹脂材）Ｒｆが形成される、所謂、熱可塑樹脂被覆糸とされる。
【００４３】
芯材としての糸条Ｆは、細くて、引っ張りに強く、耐熱性のある連続繊維が好ましい。一例を挙げれば、ガラス繊維、ポリエステル繊維、綿糸、アラミド繊維、バサルト繊維又はナイロン繊維などである。例えば、ガラス繊維或いはポリエステル繊維などを複数本束ねた糸Ｆｏを複数本、本実施例では３本の糸Ｆｏを合糸して形成された糸条Ｆとされる。
【００４４】
なお、特にポリエステル繊維は、着色繊維を使うことができ、製品としての繊維強化シート１の性能を、線材固定材３を着色することにより視覚により区別することが可能となり、利便性が向上する。
【００４５】
樹脂層Ｒｆの樹脂としては、熱可塑樹脂とされ、ポリアミド（ナイロン）樹脂が好適に使用される。繊維強化プラスチック線材２の含浸樹脂としてエポキシ樹脂を使用した場合には、特に好適である。熱可塑樹脂としては、ポリアミド樹脂の他、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂、塩化ビニル樹脂又はＡＢＳ樹脂なども使用し得る。
【００４６】
ここで、本実施例にて好適に使用される線材固定材３を構成する熱可塑樹脂被覆糸の構成について考察する。
【００４７】
本発明者らの実験結果によれば、線材固定材３を構成する熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、糸条Ｆにて構成される芯材の横断面積をＳ２とすると、断面積比ＶＦ＝Ｓ２／Ｓ１から求められる繊維比率１００×ＶＦ（％）は、２〜３０％とされるのが好ましいことが分かった。従って、熱可塑樹脂被覆糸３における樹脂比率は、（１００−１００×ＶＦ）％、即ち、９８〜７０％とされる。
【００４８】
また、線材固定材３、即ち、熱可塑樹脂被覆糸の直径ｄｆは、線材固定材３の線材２への加熱融着の効率、固着時の強度などから、０．７〜１．８ｍｍとされるのが良い。線径が１．８ｍｍを超えると、糸条Ｆの周りの樹脂量が多くなり過ぎ、加熱温度を高くすることが要求され、製造効率の面から好ましくない。また、０．７ｍｍ未満だと、線材固定材３としての線材２に対する固着強度の点で問題が生じてくる。好ましくは、１〜１．２ｍｍである。
【００４９】
本発明者らは、熱可塑樹脂被覆糸３の直径ｄｆを１〜１．２ｍｍとして、糸条Ｆと樹脂材（樹脂層Ｒｆ）との比率を変えて線材固定材としての特性、及び、使い易さを評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
上記表１にて、繊維比率は、上述のように、線材固定材３を構成する熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、糸条Ｆにて構成される芯材の横断面積をＳ２とすると、断面積比ＶＦ×１００＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００（％）である。残りが、即ち、（１００−繊維比率）が、樹脂比率（％）である。
【００５２】
実験１は、糸条Ｆが使用されていない場合であって、樹脂を溶融させたときに繊維状につながっていた樹脂が溶けて切れてしまう。線材固定材としての使用は不可であった。
【００５３】
実験２〜５で使用した熱可塑樹脂被覆糸３は、繊維比率が２〜３０％とされ、線材固定材としての特性、及び、使い易さが良かった。特に、実験３、４で使用した熱可塑樹脂被覆糸３は、繊維比率が５〜１０％とされ、線材固定材としての特性、及び、使い易さが優れていた。
【００５４】
実験６で使用した熱可塑樹脂被覆糸３は、繊維比率が５０％（樹脂の比率５０％）とされ、樹脂の比率が明らかに少なく、又、樹脂の流れ性も不良で、接着性能が悪い。
【００５５】
そこで、具体的には、糸条Ｆとしては、ガラス繊維の場合、４０〜８００ｔｅｘ（ｇ／ｋｍ）、ポリエステル繊維などの有機繊維の場合、２０〜４００ｔｅｘ（ｇ／ｋｍ）、が好適である。その理由は、切れない繊維強度が必要で、また、シート状に横糸を融着させたときにシート厚みをできるだけ薄く仕上げたいといった理由からである。
【００５６】
本実施例によれば、線材固定材３は、糸条Ｆとして、ポリエステル繊維から成る７０ｔｅｘの糸Ｆｏを３本、撚りをかけて合糸したもの（２１０ｔｅｘ）を使用し、その周りに、外径ｄｆが１．２〜１．０ｍｍとなるように、樹脂層Ｒｆを形成した。この場合、繊維比率は１５〜２２％である。
【００５７】
樹脂層Ｒｆを形成する樹脂材としては、熱可塑性樹脂が使用され、次の特性を有することが要求される。
【００５８】
つまり、本実施例で使用し得る樹脂材としては、
（１）繊維強化シートに融着した後、冷却することで直ちに固化する。
（２）繊維強化シート製造時に冷却ローラに付着し難い。
（３）融着後の接着性が良い。
（４）融点が低めで使い易い。
（５）低温でも、脆くなって割れたり剥がれたりしない。
（６）線材固定材の製造に際し、巻取り時にブロッキングを起こさない。
（７）カラーペレットを混ぜて使うことで樹脂に着色できる。即ち、着色した樹脂を使うことができ、製品としての繊維強化シート１の性能を、線材固定材の色により視覚的により区別することが可能となり、利便性が向上する。
【００５９】
上記要件を満足する樹脂層Ｒｆを形成する樹脂材としては、ポリアミド（ナイロン）樹脂が好適に使用される。
【００６０】
上述のようにして作製した線材固定材３を、図１〜図３、及び、図５（ｂ）に示すように、連続した繊維強化プラスチック線材２を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃えて形成された線材シートの上に配置し、加熱加圧して、各線材２を互いに線材固定材３にて固定した。
【００６１】
図５（ｂ）、（ｃ）を参照すると理解されるように、上述のように、熱可塑樹脂被覆糸とされる線材固定材３を複数本の繊維強化プラスチック線材２の上に配置し、次いで、加熱加圧しながら熱融着させる。
【００６２】
つまり、線材固定材３の樹脂層Ｒｆは、加熱されることにより融解し、且つ、線材固定材３が複数本の繊維強化プラスチック線材２の方へと押圧されることで、樹脂層Ｒｆの融解した樹脂材は、各繊維強化プラスチック線材２の間に流動し、樹脂材は、線材２の表面に付着する。その後、冷却されることにより、樹脂が直ちに冷却され、線材固定材３の芯材糸条Ｆは、樹脂材により繊維強化プラスチック線材２に接着される。本実施例によれば、融着後の線材固定材３は、図７に示す従来例と比較すると、より多くの樹脂量によって各線材２と接着されており、接着性が著しく向上する。しかも、線材固定材３は、繊維強化プラスチック線材２の方へと加圧されることにより、繊維強化プラスチック線材２面上の厚さが最小とされ、即ち、実質的に芯材糸条Ｆの直径分の厚さとされ、製品としての繊維強化シート１の平面性が保持される。
【００６３】
また、本実施例の繊維強化シート１は、柔軟性があり、且つ、複数本の繊維強化プラスチック線材２が長手方向にズレなく、幅方向にも伸びにくい、といった特長を有している。
【００６４】
また、上記実施例にて、線材固定材３は、シート形態を成すスダレ状に引き揃えた複数本の線材２、即ち、線材シートの片側面に設けるものとして説明したが、勿論、両面に配置することも可能である。
【００６５】
（繊維強化シートの製造方法）
図６（ａ）、（ｂ）に、図１に示す強化繊維シート１を製造するための製造装置の一実施例を示す。
【００６６】
本実施例にて、製造装置１００は、搬送ベルト１０１がローラ１０２、１０３に張設されて、矢印方向に回動するベルト搬送装置とされる。搬送ベルト１０１には、搬送ベルト１０１の移動方向に対して直交する方向（即ち、ベルト１０１の幅方向）の両側周端縁部に近接して等間隔にて係止ピン１０４が取り付けられている。また、ベルト搬送装置１００の上方には、搬送ベルト１０１の上走行面に隣接して上流側から下流側へと順に、トラバース装置１０５、加熱装置１０６、冷却ローラ１０７、端縁カッター装置１０８、が配置されている。
【００６７】
ベルト搬送装置１００の入口側、本実施例では、図６の左側から、連続した繊維強化プラスチック線材２が複数本、幅方向に互いに所定間隔ｇだけ離間するようにして、搬送ベルト１０１上に送給される。従って、搬送ベルト１０１上に配置された繊維強化プラスチック線材２は、長手方向にスダレ状に引き揃えられた線材シートとされる。
【００６８】
トラバース装置１０５は、搬送ベルト１０１の幅方向に往復移動し、搬送ベルト１０１の両側周端縁部に取り付けた係止ピン１０４を利用して、搬送ベルト１０１にて搬送される線材シート上に線材固定材３を配置する。
【００６９】
線材シートに対する線材固定材３の配向態様は、搬送ベルト１０１の移動速度、トラバース装置１０５のトラバース速度、搬送ベルト１０１の両側周端縁部の係止ピン１０４の配置、等を調整することにより任意に調整可能である。
【００７０】
線材固定材３は、加熱装置１０６により所定の温度、例えば、１２０〜１８０℃に加熱され、樹脂層Ｒｆが融解される。次いで、冷却ローラ１０７により、線材固定材３が線材シートに押圧されると同時に、線材固定材３の融解した樹脂が冷却される。樹脂が冷却され、固化することにより、線材固定材３が線材シートに接着され、連続した繊維強化シート１が作製される。
【００７１】
その後、端縁カッター１０８により、繊維強化シート１の幅方向両側よりはみ出した線材固定材３が切り落とされる。また、連続した繊維強化シート１は、所要長さにて、幅方向に切断するか、或いは、巻取りローラ（図示せず）に巻き取られる。
【００７２】
上述のように、本実施例にて作製された繊維強化シート１は、線材固定材３が、繊維強化シート１の各線材２にしっかりと接着しているために、線材２が長手方向及び幅方向にズレることはない。また、線材固定材３は、芯材Ｆの周りの樹脂層Ｒｆが融解した状態で、冷却ロールにより線材へと押しつけられるので、厚みが最小とされ、繊維強化シート１の平面性が保持される。
【符号の説明】
【００７３】
１ 繊維強化シート
２ 繊維強化プラスチック線材
３ 熱可塑樹脂被覆糸（線材固定材）
Ｆｏ 芯材
Ｒｆ 樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細径の繊維強化プラスチック線材をシート状に配列して作製される、長手方向に連続した繊維強化シート及びその製造方法に関するものである。本発明の繊維強化シートは、例えば、土木建築構造物であるコンクリート構造物或いは鋼構造物（本願明細書では、コンクリート構造物、鋼構造物を含めて単に「構造物」という。）に接着して補強するのに有効に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
構造物の補強方法として、近年、既存或いは新設の構造物の表面に連続繊維強化シートを貼り付けたり、巻き付けたりする接着工法が開発されている。
【０００３】
本発明者らは、特許文献１に記載するように、強化繊維にマトリックス樹脂が含浸され、硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、その後線材を互いに固定用繊維材にて固定した繊維強化シートを提案した。
【０００４】
また、特許文献１には、上記繊維強化シート１を製造するに際しては、固定用繊維材として、図７（ａ）に示すように、横糸及び縦糸４から成るメッシュ状支持体シート３を使用するか、或いは、図７（ｂ）に示すように、粘着テープ又は接着テープ３を使用して、これら固定用繊維材３を複数本の前記繊維強化プラスチック線材の片側面、又は、両面に貼り付けて固定することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９７３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者らの研究実験の結果、上述のような固定用繊維材３を使用して繊維強化シートを製造する方法においては、次のような問題があることが分かった。
【０００７】
つまり、図７（ａ）に示すメッシュ状支持体シート３は、図８（ａ）に示すように、ガラス繊維から成る糸Ｆｏを複数本合糸した糸条４を１軸、２軸或いは３軸に配向して形成されているが、糸条４には、図８（ａ）に示すように、予め表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂Ｒｆが含浸されている。このようなメッシュ状支持体シート３をスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材２に押しつけ、加熱する。これにより、糸条４表面の融解した樹脂Ｒｆによりメッシュ状支持体シート３を繊維強化プラスチック線材２に溶着するものである。
【０００８】
従って、図８（ｂ）に示すように、固定用繊維材４は、繊維強化プラスチック線材２に対して、点接触、即ち、接点部領域にて僅かの樹脂量にて接着されているに過ぎず、メッシュ状支持体シート１が繊維強化プラスチック線材２から剥離し易く、繊維強化シートの運搬、張り付け作業時等の取り扱い時にスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材がバラケルといった問題があった。
【０００９】
図７（ｂ）に示す粘着テープ又は接着テープ３を使用した場合にも同様の問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、運搬、張り付け作業時等の取り扱い時においてもスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材がバラケルといった問題が生じることのない繊維強化シート及びその製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、平坦な繊維強化シート及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は本発明に係る繊維強化シート及びその製造方法にて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によれば、平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートの製造方法において、
前記線材固定材は、連続繊維を使用した芯材と、前記芯材の周りに被覆された熱可塑性樹脂層と、を有した熱可塑樹脂被覆糸であり、
前記熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、前記芯材の横断面積をＳ２とすると、繊維比率（Ｓ２／Ｓ１）×１００は、２〜３０％であって、
前記熱可塑樹脂被覆糸を加熱し、前記繊維強化プラスチック線材へと加圧することにより、前記複数本の繊維強化プラスチック線材に接着されることを特徴とする繊維強化シートの製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の一実施態様によれば、前記熱可塑樹脂被覆糸の芯材は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、綿糸、アラミド繊維、バサルト繊維、又は、ナイロン繊維である。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、前記芯材は、４０〜８００ｔｅｘとされるガラス繊維から成る糸条であるか又は２０〜４００ｔｅｘとされるポリエステル繊維から成る糸条である。
【００１５】
本発明の他の実施態様によれば、前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂、塩化ビニル樹脂又はＡＢＳ樹脂である。
【００１６】
本発明の他の実施態様によれば、前記熱可塑樹脂被覆糸の外径は０．７〜１．８ｍｍである。
【００１７】
本発明の他の実施態様によれば、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して直交する方向に配置され、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に所定間隔にて配置される。
【００１８】
本発明の他の実施態様によれば、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して傾斜して配向されてジグザグ形状に配置される。
【００１９】
本発明の他の実施態様によれば、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材にて形成される線材シートの片面又は両面に設けられる。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、前記熱可塑樹脂被覆糸は、前記芯材か前記熱可塑性樹脂層の少なくとも一方が、着色されている。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化プラスチック線材は、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され、
前記強化繊維は、炭素繊維；ガラス繊維：ボロン繊維；バサルト繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用され、
前記マトリクス樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂若しくはポリビニルブチラール樹脂などの熱可塑性樹脂である。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化プラスチック線材は、直径が０．５〜５ｍｍの円形断面形状であるか、又は、幅が１〜２０ｍｍ、厚みが０．１〜１０ｍｍとされる矩形断面形状である。
【００２３】
本発明の他の実施態様によれば、前記各繊維強化プラスチック線材は、互いに０．１〜３．０ｍｍだけ離間している。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートであって、
上記いずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする繊維強化シートが提供される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の繊維強化シートによれば、運搬、張り付け作業時等の取り扱い時においてもスダレ状に引き揃えた複数本の繊維強化プラスチック線材がバラケルといった問題が生じない。また、本発明の繊維強化シートは、平坦である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の繊維強化シートの一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の繊維強化シートの他の実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明の繊維強化シートの他の実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明の繊維強化シートを構成する繊維強化プラスチック線材の断面図である。
【図５】図５（ａ）は、線材固定材の一実施例の断面構成図であり、図５（ｂ）、（ｃ）は、線材固定材による線材シートへの接着態様を説明する図である。
【図６】本発明の繊維強化シートを製造するための製造装置の一実施例を説明する図であり、図６（ａ）は、正面図であり、図６（ｂ）は、平面図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、従来の繊維強化シートの一例を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、従来の線材固定材の一例の断面構成図であり、図８（ｂ）は、従来の線材固定材による線材シートへの接着態様を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る繊維強化シート及びその製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２８】
実施例１
（繊維強化シート）
図１〜図４に、本発明に係る構造物の補強方法に使用する繊維強化シート１の一実施例を示す。繊維強化シート１は、連続した繊維強化プラスチック線材２を複数本、長手方向に平行に配列して、所謂、スダレ状に引き揃え、各線材２を互いに線材固定材３にて固定する。本発明の特徴は、使用する線材固定材３にある。線材固定材３については後述する。
【００２９】
繊維強化プラスチック線材２は、一方向に配向された多数本の連続した強化繊維ｆにマトリクス樹脂Ｒが含浸され硬化された細長形状（細径）のものであり、弾性を有している。従って、斯かる弾性の繊維強化プラスチック線材２をスダレ状に、即ち、線材２が互いに近接離間して引き揃えられたシート形状とされる繊維強化シート１は、その長手方向に弾性を有している。そのために、例えば、繊維強化シート１は、搬送時には、所定半径にて巻き込んだ状態にて持ち運びが可能であり、極めて可搬性に富んでいる。また、繊維強化シート１は、繊維強化プラスチック線材２にて構成されているために、搬送時に、従来の未含浸強化繊維シートのように、強化繊維の配向が乱れたり、糸切れを生じるといった心配は全くない。
【００３０】
更に説明すると、細径の繊維強化プラスチック線材２は、直径（ｄ）が０．５〜５ｍｍの略円形断面形状（図４（ａ））であるか、又は、幅（ｗ）が１〜２０ｍｍ、厚み（ｔ）が０．１〜１０ｍｍとされる略矩形断面形状（図４（ｂ））とし得る。勿論、必要に応じて、その他の種々の断面形状とすることができる。また、繊維強化プラスチック線材２は、使用時における接着力を向上させるために、その表面が、ショットブラストや、金ブラシなどを用いて目荒らしを行い粗面とするのが好ましい。
【００３１】
上述のように、一方向に引き揃えスダレ状とされた繊維強化シート１において、各線材２は、互いに空隙（ｇ）＝０．１〜３．０ｍｍだけ近接離間して、線材固定材３にて固定される。また、このようにして形成された繊維強化シート１の長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）は、補強される構造物の寸法、形状に応じて適宜決定されるが、取扱い上の問題から、一般に、全幅（Ｗ）は、１０〜３０００ｍｍとされる。又、長さ（Ｌ）は、１〜５ｍ程度の短冊状のもの、或いは、１００ｍ以上のものを製造し得るが、使用時においては、適宜切断して使用される。
【００３２】
また、繊維強化シート１の長さ（Ｌ）を１〜５ｍ程度として、幅Ｗをこれより長く１〜１０ｍ程度として製造することも可能である。この場合、繊維強化プラスチック線材２を伸ばした状態で繊維強化プラスチック線材２に対して直角方向に巻き、スダレ状に巻き込んで搬送することもできる。
【００３３】
強化繊維ｆとしては、炭素繊維；ガラス繊維：ボロン繊維；バサルト繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。
【００３４】
繊維強化プラスチック線材２に含浸されるマトリクス樹脂Ｒは、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂若しくはポリビニルブチラール樹脂などの熱可塑性樹脂などが好適に使用可能である。又、樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。
【００３５】
又、各線材２は、線材固定材３にて固定される。即ち、本実施例では、図１に示すように、横糸とされる線材固定材３を、一方向にスダレ状に配列された複数本の線材２から成るシート形態とされる線材、即ち、連続した線材シートの線材２に対して直交して所定間隔（Ｐ）にて配置し、加熱し押圧する。
【００３６】
横糸３の打ち込み間隔（Ｐ）は、特に制限されないが、作製された繊維強化シート１の取り扱い性を考慮して、通常１０〜１００ｍｍ間隔の範囲で選定される。
【００３７】
線材固定材３による各線材２の固定方法は、図１の形態に限定されるものではなく、図２及び図３に示す形態であっても良い。
【００３８】
つまり、図２に示すように、線材固定材３は、複数本の繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して傾斜して配向されてジグザグ形状に配置しても良い。また、別法として、図３に示すように、図２に示すジグザグ形状配置を繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して対称に配置しても良い。ジグザグ形状配置された線材固定材３の隣接する山間隔Ｐは、特に制限されないが、図１の実施例と同様に、通常１０〜１００ｍｍ間隔の範囲で選定される。
【００３９】
また、図１〜図３では、線材固定材３は、複数本の繊維強化プラスチック線材にて形成される線材シートの片面に設けられるものとして説明したが、両面に設けることもできる。
【００４０】
（線材固定材）
次に、本発明の特徴をなす、本実施例にて横糸を構成する線材固定材３について説明する。
【００４１】
本実施例によれば、線材固定材３は、図５（ａ）に示すように、芯材としての糸条Ｆの周りに樹脂層Ｒｆが形成される。
【００４２】
つまり、線材固定材３は、糸条Ｆの周りに熱可塑性の樹脂層（樹脂材）Ｒｆが形成される、所謂、熱可塑樹脂被覆糸とされる。
【００４３】
芯材としての糸条Ｆは、細くて、引っ張りに強く、耐熱性のある連続繊維が好ましい。一例を挙げれば、ガラス繊維、ポリエステル繊維、綿糸、アラミド繊維、バサルト繊維又はナイロン繊維などである。例えば、ガラス繊維或いはポリエステル繊維などを複数本束ねた糸Ｆｏを複数本、本実施例では３本の糸Ｆｏを合糸して形成された糸条Ｆとされる。
【００４４】
なお、特にポリエステル繊維は、着色繊維を使うことができ、製品としての繊維強化シート１の性能を、線材固定材３を着色することにより視覚により区別することが可能となり、利便性が向上する。
【００４５】
樹脂層Ｒｆの樹脂としては、熱可塑樹脂とされ、ポリアミド（ナイロン）樹脂が好適に使用される。繊維強化プラスチック線材２の含浸樹脂としてエポキシ樹脂を使用した場合には、特に好適である。熱可塑樹脂としては、ポリアミド樹脂の他、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂、塩化ビニル樹脂又はＡＢＳ樹脂なども使用し得る。
【００４６】
ここで、本実施例にて好適に使用される線材固定材３を構成する熱可塑樹脂被覆糸の構成について考察する。
【００４７】
本発明者らの実験結果によれば、線材固定材３を構成する熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、糸条Ｆにて構成される芯材の横断面積をＳ２とすると、断面積比ＶＦ＝Ｓ２／Ｓ１から求められる繊維比率１００×ＶＦ（％）は、２〜３０％とされるのが好ましいことが分かった。従って、熱可塑樹脂被覆糸３における樹脂比率は、（１００−１００×ＶＦ）％、即ち、９８〜７０％とされる。
【００４８】
また、線材固定材３、即ち、熱可塑樹脂被覆糸の直径ｄｆは、線材固定材３の線材２への加熱融着の効率、固着時の強度などから、０．７〜１．８ｍｍとされるのが良い。線径が１．８ｍｍを超えると、糸条Ｆの周りの樹脂量が多くなり過ぎ、加熱温度を高くすることが要求され、製造効率の面から好ましくない。また、０．７ｍｍ未満だと、線材固定材３としての線材２に対する固着強度の点で問題が生じてくる。好ましくは、１〜１．２ｍｍである。
【００４９】
本発明者らは、熱可塑樹脂被覆糸３の直径ｄｆを１〜１．２ｍｍとして、糸条Ｆと樹脂材（樹脂層Ｒｆ）との比率を変えて線材固定材としての特性、及び、使い易さを評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
上記表１にて、繊維比率は、上述のように、線材固定材３を構成する熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、糸条Ｆにて構成される芯材の横断面積をＳ２とすると、断面積比ＶＦ×１００＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００（％）である。残りが、即ち、（１００−繊維比率）が、樹脂比率（％）である。
【００５２】
実験１は、糸条Ｆが使用されていない場合であって、樹脂を溶融させたときに繊維状につながっていた樹脂が溶けて切れてしまう。線材固定材としての使用は不可であった。
【００５３】
実験２〜５で使用した熱可塑樹脂被覆糸３は、繊維比率が２〜３０％とされ、線材固定材としての特性、及び、使い易さが良かった。特に、実験３、４で使用した熱可塑樹脂被覆糸３は、繊維比率が５〜１０％とされ、線材固定材としての特性、及び、使い易さが優れていた。
【００５４】
実験６で使用した熱可塑樹脂被覆糸３は、繊維比率が５０％（樹脂の比率５０％）とされ、樹脂の比率が明らかに少なく、又、樹脂の流れ性も不良で、接着性能が悪い。
【００５５】
そこで、具体的には、糸条Ｆとしては、ガラス繊維の場合、４０〜８００ｔｅｘ（ｇ／ｋｍ）、ポリエステル繊維などの有機繊維の場合、２０〜４００ｔｅｘ（ｇ／ｋｍ）、が好適である。その理由は、切れない繊維強度が必要で、また、シート状に横糸を融着させたときにシート厚みをできるだけ薄く仕上げたいといった理由からである。
【００５６】
本実施例によれば、線材固定材３は、糸条Ｆとして、ポリエステル繊維から成る７０ｔｅｘの糸Ｆｏを３本、撚りをかけて合糸したもの（２１０ｔｅｘ）を使用し、その周りに、外径ｄｆが１．２〜１．０ｍｍとなるように、樹脂層Ｒｆを形成した。この場合、繊維比率は１５〜２２％である。
【００５７】
樹脂層Ｒｆを形成する樹脂材としては、熱可塑性樹脂が使用され、次の特性を有することが要求される。
【００５８】
つまり、本実施例で使用し得る樹脂材としては、
（１）繊維強化シートに融着した後、冷却することで直ちに固化する。
（２）繊維強化シート製造時に冷却ローラに付着し難い。
（３）融着後の接着性が良い。
（４）融点が低めで使い易い。
（５）低温でも、脆くなって割れたり剥がれたりしない。
（６）線材固定材の製造に際し、巻取り時にブロッキングを起こさない。
（７）カラーペレットを混ぜて使うことで樹脂に着色できる。即ち、着色した樹脂を使うことができ、製品としての繊維強化シート１の性能を、線材固定材の色により視覚的により区別することが可能となり、利便性が向上する。
【００５９】
上記要件を満足する樹脂層Ｒｆを形成する樹脂材としては、ポリアミド（ナイロン）樹脂が好適に使用される。
【００６０】
上述のようにして作製した線材固定材３を、図１〜図３、及び、図５（ｂ）に示すように、連続した繊維強化プラスチック線材２を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃えて形成された線材シートの上に配置し、加熱加圧して、各線材２を互いに線材固定材３にて固定した。
【００６１】
図５（ｂ）、（ｃ）を参照すると理解されるように、上述のように、熱可塑樹脂被覆糸とされる線材固定材３を複数本の繊維強化プラスチック線材２の上に配置し、次いで、加熱加圧しながら熱融着させる。
【００６２】
つまり、線材固定材３の樹脂層Ｒｆは、加熱されることにより融解し、且つ、線材固定材３が複数本の繊維強化プラスチック線材２の方へと押圧されることで、樹脂層Ｒｆの融解した樹脂材は、各繊維強化プラスチック線材２の間に流動し、樹脂材は、線材２の表面に付着する。その後、冷却されることにより、樹脂が直ちに冷却され、線材固定材３の芯材糸条Ｆは、樹脂材により繊維強化プラスチック線材２に接着される。本実施例によれば、融着後の線材固定材３は、図７に示す従来例と比較すると、より多くの樹脂量によって各線材２と接着されており、接着性が著しく向上する。しかも、線材固定材３は、繊維強化プラスチック線材２の方へと加圧されることにより、繊維強化プラスチック線材２面上の厚さが最小とされ、即ち、実質的に芯材糸条Ｆの直径分の厚さとされ、製品としての繊維強化シート１の平面性が保持される。
【００６３】
また、本実施例の繊維強化シート１は、柔軟性があり、且つ、複数本の繊維強化プラスチック線材２が長手方向にズレなく、幅方向にも伸びにくい、といった特長を有している。
【００６４】
また、上記実施例にて、線材固定材３は、シート形態を成すスダレ状に引き揃えた複数本の線材２、即ち、線材シートの片側面に設けるものとして説明したが、勿論、両面に配置することも可能である。
【００６５】
（繊維強化シートの製造方法）
図６（ａ）、（ｂ）に、図１に示す強化繊維シート１を製造するための製造装置の一実施例を示す。
【００６６】
本実施例にて、製造装置１００は、搬送ベルト１０１がローラ１０２、１０３に張設されて、矢印方向に回動するベルト搬送装置とされる。搬送ベルト１０１には、搬送ベルト１０１の移動方向に対して直交する方向（即ち、ベルト１０１の幅方向）の両側周端縁部に近接して等間隔にて係止ピン１０４が取り付けられている。また、ベルト搬送装置１００の上方には、搬送ベルト１０１の上走行面に隣接して上流側から下流側へと順に、トラバース装置１０５、加熱装置１０６、冷却ローラ１０７、端縁カッター装置１０８、が配置されている。
【００６７】
ベルト搬送装置１００の入口側、本実施例では、図６の左側から、連続した繊維強化プラスチック線材２が複数本、幅方向に互いに所定間隔ｇだけ離間するようにして、搬送ベルト１０１上に送給される。従って、搬送ベルト１０１上に配置された繊維強化プラスチック線材２は、長手方向にスダレ状に引き揃えられた線材シートとされる。
【００６８】
トラバース装置１０５は、搬送ベルト１０１の幅方向に往復移動し、搬送ベルト１０１の両側周端縁部に取り付けた係止ピン１０４を利用して、搬送ベルト１０１にて搬送される線材シート上に線材固定材３を配置する。
【００６９】
線材シートに対する線材固定材３の配向態様は、搬送ベルト１０１の移動速度、トラバース装置１０５のトラバース速度、搬送ベルト１０１の両側周端縁部の係止ピン１０４の配置、等を調整することにより任意に調整可能である。
【００７０】
線材固定材３は、加熱装置１０６により所定の温度、例えば、１２０〜１８０℃に加熱され、樹脂層Ｒｆが融解される。次いで、冷却ローラ１０７により、線材固定材３が線材シートに押圧されると同時に、線材固定材３の融解した樹脂が冷却される。樹脂が冷却され、固化することにより、線材固定材３が線材シートに接着され、連続した繊維強化シート１が作製される。
【００７１】
その後、端縁カッター１０８により、繊維強化シート１の幅方向両側よりはみ出した線材固定材３が切り落とされる。また、連続した繊維強化シート１は、所要長さにて、幅方向に切断するか、或いは、巻取りローラ（図示せず）に巻き取られる。
【００７２】
上述のように、本実施例にて作製された繊維強化シート１は、線材固定材３が、繊維強化シート１の各線材２にしっかりと接着しているために、線材２が長手方向及び幅方向にズレることはない。また、線材固定材３は、芯材Ｆの周りの樹脂層Ｒｆが融解した状態で、冷却ロールにより線材へと押しつけられるので、厚みが最小とされ、繊維強化シート１の平面性が保持される。
【符号の説明】
【００７３】
１ 繊維強化シート
２ 繊維強化プラスチック線材
３ 熱可塑樹脂被覆糸（線材固定材）
Ｆｏ 芯材
Ｒｆ 樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートの製造方法において、
前記線材固定材は、連続繊維を使用した芯材と、前記芯材の周りに被覆された熱可塑性樹脂層と、を有した熱可塑樹脂被覆糸であり、
前記熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、前記芯材の横断面積をＳ２とすると、繊維比率（Ｓ２／Ｓ１）×１００は、２〜３０％であって、
前記熱可塑樹脂被覆糸を加熱し、前記繊維強化プラスチック線材へと加圧することにより、前記複数本の繊維強化プラスチック線材に接着されることを特徴とする繊維強化シートの製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑樹脂被覆糸の芯材は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、綿糸、アラミド繊維、バサルト繊維、又は、ナイロン繊維であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項３】
前記芯材は、４０〜８００ｔｅｘとされるガラス繊維から成る糸条であるか又は２０〜４００ｔｅｘとされるポリエステル繊維から成る糸条であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂、塩化ビニル樹脂又はＡＢＳ樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑樹脂被覆糸の外径は０．７〜１．８ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項６】
前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して直交する方向に配置され、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に所定間隔にて配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項７】
前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して傾斜して配向されてジグザグ形状に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項８】
前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材にて形成される線材シートの片面又は両面に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項９】
前記熱可塑樹脂被覆糸は、前記芯材か前記熱可塑性樹脂層の少なくとも一方が、着色されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１０】
前記繊維強化プラスチック線材は、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され、
前記強化繊維は、炭素繊維；ガラス繊維：ボロン繊維；バサルト繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用され、
前記マトリクス樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂若しくはポリビニルブチラール樹脂などの熱可塑性樹脂である、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１１】
前記繊維強化プラスチック線材は、直径が０．５〜５ｍｍの円形断面形状であるか、又は、幅が１〜２０ｍｍ、厚みが０．１〜１０ｍｍとされる矩形断面形状であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１２】
前記各繊維強化プラスチック線材は、互いに０．１〜３．０ｍｍだけ離間していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１３】
平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートであって、
請求項１〜１２のいずれかの項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする繊維強化シート。
【請求項１】
平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートの製造方法において、
前記線材固定材は、連続繊維を使用した芯材と、前記芯材の周りに被覆された熱可塑性樹脂層と、を有した熱可塑樹脂被覆糸であり、
前記熱可塑樹脂被覆糸の横断面積をＳ１とし、前記芯材の横断面積をＳ２とすると、繊維比率（Ｓ２／Ｓ１）×１００は、２〜３０％であって、
前記熱可塑樹脂被覆糸を加熱し、前記繊維強化プラスチック線材へと加圧することにより、前記複数本の繊維強化プラスチック線材に接着されることを特徴とする繊維強化シートの製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑樹脂被覆糸の芯材は、ガラス繊維、ポリエステル繊維、綿糸、アラミド繊維、バサルト繊維、又は、ナイロン繊維であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項３】
前記芯材は、４０〜８００ｔｅｘとされるガラス繊維から成る糸条であるか又は２０〜４００ｔｅｘとされるポリエステル繊維から成る糸条であることを特徴とする請求項１に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＥ樹脂、ＰＰ樹脂、塩化ビニル樹脂又はＡＢＳ樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑樹脂被覆糸の外径は０．７〜１．８ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項６】
前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して直交する方向に配置され、前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に所定間隔にて配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項７】
前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材の長手方向に対して傾斜して配向されてジグザグ形状に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項８】
前記線材固定材は、前記複数本の繊維強化プラスチック線材にて形成される線材シートの片面又は両面に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項９】
前記熱可塑樹脂被覆糸は、前記芯材か前記熱可塑性樹脂層の少なくとも一方が、着色されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１０】
前記繊維強化プラスチック線材は、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され、
前記強化繊維は、炭素繊維；ガラス繊維：ボロン繊維；バサルト繊維；アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用され、
前記マトリクス樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、熱可塑性エラストマー樹脂若しくはポリビニルブチラール樹脂などの熱可塑性樹脂である、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１１】
前記繊維強化プラスチック線材は、直径が０．５〜５ｍｍの円形断面形状であるか、又は、幅が１〜２０ｍｍ、厚みが０．１〜１０ｍｍとされる矩形断面形状であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１２】
前記各繊維強化プラスチック線材は、互いに０．１〜３．０ｍｍだけ離間していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかの項に記載の繊維強化シートの製造方法。
【請求項１３】
平行に配列された複数本の繊維強化プラスチック線材を長手方向に引き揃え、線材固定材にて前記複数本の繊維強化プラスチック線材をシート状に保持した繊維強化シートであって、
請求項１〜１２のいずれかの項に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする繊維強化シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−９４２４７（Ｐ２０１１−９４２４７Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７０５４（Ｐ２００９−２４７０５４）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（３０６０３２３１６）新日鉄マテリアルズ株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（３０６０３２３１６）新日鉄マテリアルズ株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
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