JPH0985843A

JPH0985843A - Ｆｒｐ格子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0985843A
Application number: JP8162300A
Authority: JP
Inventors: Minoru Nakamura; 実中村; Akira Nishimura; 明西村; Hiroshi Onishi; 博大西; Nobuhiko Shimizu; 信彦清水; Yasuyuki Kawanomoto; 靖之川野元
Original assignee: KYOKUTO JUSHI KK; Toray Industries Inc
Current assignee: KYOKUTO JUSHI KK; Toray Industries Inc
Priority date: 1995-07-18
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2016-06-03
Also published as: JP3590693B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐薬品性等に優れ、剛性が高く、破壊の予知
が可能で安全であり、かつ、一層軽量化が可能なＦＲＰ
格子を提供する。【解決手段】重量が１５ｋｇ／ｍ²以下であり、か
つ、曲げ剛性が少なくとも０．７×１０⁶ｋｇｆ・ｍｍ
²、あるいは曲げ強度が少なくとも４０ｋｇｆ／ｍｍ²
であるＦＲＰ格子、および、補強繊維を層状に配置し、
樹脂と複合してなるＦＲＰ格子であって、上記補強繊維
は高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含
み、かつ、少なくとも外層２ａ、２ｂが高引張弾性率補
強繊維を含んでいることを特徴とするＦＲＰ格子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＲＰ（繊維強化
プラスチック）格子およびその製造方法に関し、さらに
詳しくは土木分野や建築分野等で好適に用いられるＦＲ
Ｐ格子およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲ
Ｐ）からなる格子部材は、メッキ工場や下水処理場など
の耐触性および水はけ性が要求される箇所の床材や、軽
量で強度が要求される高所工事用などの通路、バルコニ
ーなどの床材、道路の側溝や枡などの蓋体、および壁材
や天井材など多目的に土木分野や建築分野における部材
として用いられている。

【０００３】ＧＦＲＰはこれら分野に用いられている鉄
に比べ、耐触性に優れ、錆びないという特徴は有する
が、鉄に比べ弾性率が小さいので、ＧＦＲＰで作られた
格子部材は曲げ剛性が小さかったり剪断剛性が小さく、
土木や建築分野の部材として用いると種々の問題が生じ
る。

【０００４】たとえば、道路の側溝の蓋として用いる
と、重量車両が上に乗ったとき、蓋の撓み量が大きくな
り、ＧＦＲＰ格子蓋が大きく変形し、ＧＦＲＰ蓋縁側が
持ち上がり、周囲のコンクリートとの間に大きな隙間や
段差ができ、歩行中の人が挟まれたり、躓いてしまう。

【０００５】また、壁材や天井材に用いると、これらは
地震の際、建物の変形を抑え、建物の耐震性向上に寄与
するものであるが、剪断剛性が小さいので、地震に弱い
建物となってしまう。ＧＦＲＰ部材の高さを大きくした
り格子バーの幅を大きくすることで、剛性を大きくする
ことが可能であるが、部材を組み込むスペースが大きく
なったり、開口率が小さくなって、水はけが悪くなった
りする。また、透視性が悪くなるので人間に圧迫感を与
える、通気性が悪くなる、重くなるという問題もある。

【０００６】また、ガラス繊維と樹脂からなるＧＦＲＰ
は鉄に比べ軽量、高強度ではあるが、鉄のように塑性変
形せず、一気に脆性的な破壊を起す。各種床材などに使
用している際、補強繊維や樹脂が薬品や紫外線で劣化す
ると、強度劣化が進む。したがって、望ましくない破壊
状態が突然生じるおそれがある。

【０００７】さらに、ＧＦＲＰ格子部材は鉄格子部材に
比べ軽くはなっているが、一般に土木・建築職場は重労
働を伴う職場であるので、取り扱う各種部材のより一層
の軽量化要求が強い。

【０００８】また、このようなＧＦＲＰ格子部材の製造
方法として、予め補強繊維束に樹脂を含浸した状態（以
下、ウエット状態という。）で引き揃えて、成形溝が格
子状に並んだ成形型に積層した後、硬化・脱型する方法
が採られてきた。しかしこの方法には、積層作業時間が
樹脂のポットライフに制限され、大きな格子部材が製造
できないという問題や、ウエット状態での補強繊維は表
面が滑りやすく、積層作業時に十分な張力を加えられず
成形型の成形溝の中で蛇行するため、格子部材の強度、
剛性が低下するという問題があった。

【０００９】このような問題の解決策として、補強繊維
束を樹脂含浸しない状態（以下、ドライ状態という。）
で成形型に積層し、次いでこの成形型に樹脂を注入して
補強繊維束に含浸させ硬化する方法が考えられる。しか
しこの方法でも、成形溝の底面側にある補強繊維束まで
含浸するのに時間がかかり、生産効率が落ちたり、繊維
束内に残っている空気が抜け切らず樹脂硬化後にボイド
となって残り、格子部材の強度、剛性が低下するという
問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような現状に着目し、耐薬品性等に優れ、強度、剛性が
高く、破壊の予知が可能で安全であり、かつ、一層の軽
量化が可能なＦＲＰ格子を提供することにある。

【００１１】また、本発明の他の課題は、樹脂のポット
ライフ等に影響を受けないで任意の大きさで製造でき、
かつ、ボイドレスで強度、剛性の高いＦＲＰ格子の製造
用成形型および製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るＦＲＰ格子は、重量が１５ｋｇ／ｍ²
以下であり、かつ、曲げ剛性が少なくとも０．７×１０
⁶ｋｇｆ・ｍｍ²であることを特徴とするものからな
る。

【００１３】また、本発明に係るＦＲＰ格子は、重量が
１５ｋｇ／ｍ²以下であり、かつ、曲げ強度が少なくと
も４０ｋｇｆ／ｍｍ²であることを特徴とするものから
なる。

【００１４】このようなＦＲＰ格子は、次のような構成
によって達成される。すなわち、本発明に係るＦＲＰ格
子は、補強繊維を層状に配置し、樹脂と複合してなるＦ
ＲＰ格子であって、前記補強繊維は高引張弾性率補強繊
維と低引張弾性率補強繊維とを含み、かつ、少なくとも
外層が高引張弾性率補強繊維を含んでいることを特徴と
するものからなる。

【００１５】このようなＦＲＰ格子においては、その開
口率が６５〜９５％の範囲にあることが好ましい。ま
た、格子の目を形成する枠の横断面形状が逆台形状であ
ることが好ましい。さらに、格子の目を形成する枠の横
断面に段部を有する形状とすることもできる。但し、格
子の横断面形状は、これらの形状に限定されず、任意の
形状を採ることが可能である。

【００１６】ＦＲＰ格子を構成する樹脂としては、特に
限定されないが、ビニルエステル樹脂であることが好ま
しい。また、上記高引張弾性率補強繊維が炭素繊維であ
り、高引張弾性率補強繊維の引張弾性率が低引張弾性率
補強繊維のそれの少なくとも３倍であることが好まし
い。さらに、上記外層の厚みが、全体厚みの少なくとも
２０％を占めていることが好ましい。

【００１７】また、このように構成されたＦＲＰ格子の
重量は１５ｋｇ／ｍ²以下とすることが好ましく、これ
によって剛性や強度を確保しつつ、軽量化要求に応える
ことができる。ＦＲＰ格子の曲げ剛性は、用途にもよる
が、少なくとも０．７×１０⁶ｋｇｆ・ｍｍ²であるこ
とが好ましく、曲げ強度としては、少なくとも４０ｋｇ
ｆ／ｍｍ²であることが好ましい。

【００１８】また、本発明に係るＦＲＰ格子の成形型
は、補強繊維を層状に配置し、樹脂と複合してなるＦＲ
Ｐ格子の成形型であって、格子の目を形成する型の側壁
に、成形型の厚み方向に延びる溝が設けられていること
を特徴とするものからなる。このような成形型を用いて
成形されたＦＲＰ格子は、格子の目を形成する枠の側面
に、格子の厚み方向に延びる突条を有するものとなる。

【００１９】さらに、本発明に係るＦＲＰ格子の製造方
法は、成形型内に補強繊維を層状に配置し、樹脂を注入
してＦＲＰ格子を製造するに際し、前記補強繊維とし
て、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを
用い、かつ、少なくとも外層に高引張弾性率補強繊維を
配置することを特徴とする方法からなる。

【００２０】また、本発明に係るＦＲＰ格子の製造方法
は、上述の、格子の目を形成する型の側壁に、成形型の
厚み方向に延びる溝が設けられている成形型を用い、該
成形型内に補強繊維を層状に配置し、樹脂を注入してＦ
ＲＰ格子を製造することを特徴とする方法からなる。こ
の場合にも、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強
繊維とを用い、かつ、高引張弾性率補強繊維を少なくと
も外層に配置することが好ましい。

【００２１】上記ＦＲＰ格子の製造方法においては、樹
脂としてビニルエステル樹脂を用いることが好ましい。
また、高引張弾性率補強繊維として炭素繊維を用い、低
引張弾性率補強繊維としてガラス繊維を用いることが好
ましい。

【００２２】また、これらＦＲＰ格子の製造方法におい
ては、成形を減圧下で行うことが好ましい。

【００２３】上記のような本発明に係るＦＲＰ格子を用
いて、各種土木・建築用部材を構成できる。本発明に係
るＦＲＰ格子は、たとえば、各種床材や高所工事用など
の通路材（たとえば、足場材）、道路の側溝や枡などの
蓋体（溝蓋、枡蓋）、各種壁材や天井材（たとえば、表
面に化粧板等が配置される壁材や天井材のコア材）など
に使用できる。さらに詳しく言えば、たとえば、水関係
では、下水（汚水）処理場の床板や歩廊、レジャー施
設、船舶の床板、海洋構造物等、薬品関係では、石油精
製、薬品等の化学プラントの構築物内の床材、レーダー
周辺等電波透過性を必要とする場所の床材、階段、壁材
等、建築・橋梁関係では、高層建築物の歩廊、非常階段
の踏み板やバルコニーの床、フェンス（たとえば、ベラ
ンダのフェンスや、一般的な柵用フェンスや仕切り）、
ドアのコア材、駐車場の床材、吊橋や桟橋の歩廊、鉄橋
等の点検歩廊、クリーンルームの床材や壁材、天井材、
ヘリポートの敷板等があり、その他にも、メッキ槽、タ
ワー廻りの床板、排水・排液溝の蓋体（たとえば、マン
ホールの蓋、溝蓋）等がある。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、
本発明の一実施態様に係るＦＲＰ格子を示している。図
１において、１はＦＲＰ格子全体を示しており、該ＦＲ
Ｐ格子１は、補強繊維を２方向に、かつ、層状に配置
し、樹脂と複合したものからなる。すなわち、引揃えら
れた多数本の補強繊維を２方向に交互に積層して格子形
状となし、それらを樹脂と複合してなるものである。ま
た、繊維体積含有率は３０％程度となるように設定す
る。本実施態様に係るＦＲＰ格子１は、たとえば、耐触
性、水はけ性、耐久性などが要求される箇所用の部材と
して使用される。

【００２５】このＦＲＰ格子１の各格子バーの横断面形
状、つまり、格子の目を形成する枠の横断面形状は、図
２に示すように、逆台形状に形成されている。そして、
各格子バーは、両最外層に高引張弾性率補強繊維を含む
層２ａ、２ｂ、中央層に低引張弾性率補強繊維を含む層
３を配置した、実質的に２種の層の３層構造に構成され
ている。

【００２６】最外層２ａ、２ｂに使用する補強繊維とし
ては、マルチフィラメントからなる炭素繊維や炭化ケイ
素繊維、金属繊維などの高強度・高弾性率繊維が好まし
い。なかでも、炭素繊維は耐薬品性、耐水性などに優
れ、軽量、高強度、高弾性率で、又、樹脂含浸性、樹脂
との接着性なども良く、上記高引張弾性率補強繊維を含
む層の補強繊維として最適である。但し、二種以上の補
強繊維、たとえば炭素繊維とガラス繊維を含む層として
もよい。

【００２７】中央層３に使用する補強繊維としては、た
とえばガラス繊維を使用できる。但し、この層において
も、二種以上の補強繊維、たとえばガラス繊維と炭素繊
維を含む層としてもよい。このような補強繊維の繊維束
からなる層は、いずれも樹脂で複合されてなる。

【００２８】このように、本発明に係るＦＲＰ格子１
は、外層に（本実施態様では最外層に）高引張弾性率補
強繊維、内層（中央層）に低引張弾性率補強繊維を配し
てなるので、長期の使用による部材の劣化や過大な荷重
がかかった時などに、繊維破断による大きな破壊を生じ
る前に、まず、外層と内層との界面に発生する剪断応力
で層間剥離を起す。さらに荷重が増大し繊維を破断する
ようになると、大きな破壊に至る。

【００２９】上記層間剥離は、繊維が破断するときのよ
うな破壊モードではなく、単に部材の剛性が低下し、破
損の感知は可能であるが脆性的で致命的破壊は生じない
モードである。したがって、この層間剥離は、危険予知
モードとしては最適なものである。

【００３０】この層間剥離を起こす応力は、２種類の補
強繊維層における補強繊維の引張弾性率およびＦＲＰ部
材の曲げ中心軸からの距離に左右される。

【００３１】たとえば、高引張弾性率補強繊維を有する
層の厚みが全体厚みの１／３を越えると、剥離後のＦＲ
Ｐ部材の曲げ強度が初期強度の約半分となり、剥離後の
部材の残存強度としては低すぎることになる。また、１
／５（２０％）未満の場合には、２種の引張弾性率の異
なる補強繊維を有する層間に発生する剪断応力が小さ
く、破壊がいきなり繊維破断モードとなる可能性が高く
なり、破壊予知の効果がなくなるおそれがある。したが
って、上記最外層の厚みとしては、全体厚みの少なくと
も１／５（２０％）を占めていることが望ましく、より
好ましくは１／５〜１／３の範囲が望ましい。

【００３２】また、２種類の補強繊維の引張弾性率の差
が大きい程、荷重がかかったときの層間剪断応力は大き
くなるが、その差が余り大きすぎると、低荷重で剥離が
発生してしまい、格子部材として成立しなくなるので、
高引張弾性率補強繊維は低引張弾性率補強繊維の３倍以
上、より好ましくは３〜７倍の範囲の引張弾性率を有す
ることが望ましい。

【００３３】また、本発明に係るＦＲＰ格子は、外層に
内層よりも引張弾性率の高い繊維を使用するため、高剛
性となり、各格子バーの幅を小さくすることが可能にな
り、開口率を従来のＧＦＲＰ製のものに比べ１０〜２０
％大きくすることが可能である。その結果、容易に、開
口率６５〜９５％のＦＲＰ格子を構成できる。

【００３４】さらに、開口率を大きくとれる結果、使用
する材料が少なくて済み、全容積も小さくなる。さら
に、補強繊維束に炭素繊維を含む場合、炭素繊維の比重
はガラス繊維の比重より小さいこともあり、部材全体の
重量を大幅に軽減できる。

【００３５】使用する樹脂としては、エポキシ樹脂、ビ
ニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノー
ル樹脂など熱硬化性樹脂が主に用いられるが、なかでも
ビニルエステル樹脂は耐薬品性、耐候性などに優れてい
るので好ましい。

【００３６】なお、このマトリックス樹脂は熱硬化性樹
脂に限定する必要はなく、ナイロン樹脂、ＡＢＳ樹脂、
ポリプロピレン樹脂など熱可塑性樹脂であってもよく、
また、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物であっても
よい。

【００３７】このような樹脂は、予め繊維束に含浸させ
ておき、それを引き揃えて形状を賦型してもよいし、ド
ライで賦型したプリフォームに後で樹脂を含浸させても
よい。また、繊維と樹脂を複合した後に、ボイドをなく
すために、真空チャンバ内で脱泡することも可能であ
る。つまり、樹脂の硬化や固化を、減圧下で行うのであ
る。

【００３８】このように製造されたＦＲＰ格子は、軽量
でありながら優れた機械的特性を有することができる。
すなわち、重量が１５ｋｇ／ｍ²以下であり、かつ、曲
げ剛性が少なくとも０．７×１０⁶ｋｇｆ・ｍｍ²であ
るＦＲＰ格子や、重量が１５ｋｇ／ｍ²以下であり、か
つ、曲げ強度が少なくとも４０ｋｇｆ／ｍｍ²であるＦ
ＲＰ格子を実現できる。

【００３９】図３は、別の実施態様に係るＦＲＰ格子１
０を示している。本実施態様においては、互いに交又す
るように２方向に配置されている各格子バーの、交点間
のピッチが縦横互いに異なるピッチとされている。な
お、図示は省略するが、交点間のピッチは一定であって
もよく、途中で変化するタイプのものであってもよい。

【００４０】また、図１、図３に示したＦＲＰ格子１、
１０は、補強繊維を２方向に層状に配置し、実質的に直
交する方向に延びる格子バーを有する構成に形成した
が、３方向以上、たとえば、さらに斜めに延びる補強繊
維、格子バーを有する構成としてもよい。さらに、図２
には３層構成のＦＲＰを示したが、他の断面層状構成と
することもできる。たとえば、内層を低引張弾性率補強
繊維を含む２層構成とし、両最外層に高引張弾性率補強
繊維を含む層を配置することもできる。また、耐電蝕性
を付与するためや、最外層高引張弾性率繊維層を保護す
る目的などで、表面にＧＦＲＰ層などの薄い層を設ける
ことも可能である。

【００４１】また、格子の目を形成する枠、つまり、格
子バーの横断面形状については、図２に示したような逆
台形状のものに限られず、台形、矩形、楕円、多角形、
つづみ形等任意の形状が可能であり、さらには単純な形
状の断面に限らず、複雑な特殊形状の断面とすることも
可能である。

【００４２】さらに、図２に示した実施態様では、高引
張弾性率補強繊維を含む補強繊維２ａ、２ｂを両最外層
に配置したが、この態様に限定されるものではない。た
とえば図４（Ａ）に示すように、中央層２０に対し、両
外側に高引張弾性率補強繊維を含む補強繊維２１ａ、２
１ｂを配置し、さらにその外側に別の層２２ａ、２２ｂ
を配置する構成としてもよい。

【００４３】また、（Ｂ）に示すように、図２に示した
態様に比べ、一方の最外層としてのみ高引張弾性率補強
繊維を含む補強繊維２４を配置し、残りは全て別の補強
繊維２３とする構成としてもよい。同様に（Ｃ）に示す
ように、（Ａ）に示した態様に比べ、一方の外層として
のみ高引張弾性率補強繊維を含む補強繊維２６を配置
し、その両側に別の補強繊維２５、２７を配置する構成
としてもよい。

【００４４】さらに（Ｄ）に示すように、図２に示した
態様に比べ、中央にも高引張弾性率補強繊維を含む補強
繊維２ｃを配置し、その両側に別の補強繊維３ａ、３ｂ
が配置され、最外層に補強繊維２ａ、２ｂが配置される
構成としてもよい。

【００４５】すなわち、本発明に係るＦＲＰ格子におい
ては、少なくとも一層の外層が、高引張弾性率補強繊維
を含む補強繊維を用いて構成されていればよい。

【００４６】さらにまた、（Ｅ）に示すように、格子断
面に段差を有する構造としてもよい。図示例では、図２
に示した態様に比べ、高引張弾性率補強繊維を含む補強
繊維２８部を大きくし、中央層３との間に段部２９を形
成してある。

【００４７】上記のようなＦＲＰ格子は、少なくとも２
方向に延びる格子成形溝を有する成形型を用いて成形さ
れる。たとえば、図１および図２に示したＦＲＰ格子１
を成形するための成形型は、図５に示すようなものであ
る。成形型３０には、２方向（本実施態様では互いに直
交する２方向）に延びる成形溝３１が形成されている。
各成形溝３１の横断面は、図２に示した逆台形状に対応
する形状に形成されている。

【００４８】このような成形型３０内に、たとえば図２
に示したような補強繊維２ｂ、３、２ａが、順に層状に
配置され、樹脂が注入されてＦＲＰ格子が成形される。
補強繊維２ａ、２ｂは高引張弾性率補強繊維を含み、か
つ、それら補強繊維２ａ、２ｂが外層に配置される。成
形を減圧下で行えば、効率よく脱気でき、ボイドレスの
ＦＲＰ格子を得ることができる。

【００４９】成形型として、図６に示すような型を用い
ることもできる。図６に示す成形型４０においては、成
形溝４１の側壁４１ａに、つまり、格子の目を形成する
型の側壁４１ａに、成形型４０の厚み方向に延びる溝４
２が刻設されている。溝４２は、全ての側壁に設けても
よく、一部の側壁のみに設けてもよい。溝４２は、本実
施態様ではＶ溝に形成されているが、溝４２の横断面形
状としては、Ｕ字状、円弧状、角形状、台形状等任意の
形状が可能である。

【００５０】このように側壁４１ａに成形型４０の厚み
方向に延びる溝４２を設けておくと、ドライ状態の補強
繊維束が成形溝４１に積層された状態の成形型４０に樹
脂を注入する際に、樹脂が溝４２を通って成形溝４１の
底面４１ｂあるいは底面近くまですぐに到達するため、
補強繊維への樹脂の含浸が速くなる。また、樹脂含浸後
も補強繊維内に残っている空気がこの溝４２を通って抜
けやすくなり、ＦＲＰ格子のボイドが低減できる。

【００５１】さらに、樹脂注入後の成形型４０を真空チ
ャンバー等の中に入れ、成形を減圧下で行えば、一層ボ
イドレスなＦＲＰ格子を得ることができる。

【００５２】このようなＦＲＰ格子製造用成形型の溝４
２としては、樹脂の入りやすさ、空気の抜けやすさか
ら、図６に示したように成形溝底面４１ｂに対し略垂直
方向に設けてあることが好ましいが、斜め方向に設けて
あっても構わない。また、溝４２の大きさとしては、い
くらでも構わないが、幅１０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下
とするのが好ましい。幅が１０ｍｍを超えると、積層し
た補強繊維が溝４２に沿って曲り、溝４２を塞いでしま
うおそれがあるため、上記した効果が十分に得られな
い。また、溝４２の深さが５ｍｍを超えると、この溝４
２に入って硬化した樹脂の重量が増え、ＦＲＰ格子とし
て十分な軽量化効果が得られなくなるおそれがある。

【００５３】また、溝４２は、成形溝４１の側壁４１ａ
の底面４１ｂ部から上面まで貫通して設けてあるのが好
ましいが、上記の効果が得られれば途中で切れていても
構わない。さらに、溝４２は、それぞれの格子部の成形
溝の側壁に１本以上あればよいが、それぞれの格子の各
辺の成形溝の側壁に１本以上あればより効果が大きい。
ただし、このときそれぞれの格子の各辺の成形溝の側壁
に５本以上の溝４２を設けると、この溝に入って硬化し
た樹脂により、軽量化効果が得られなくなるおそれがあ
るので注意が必要である。

【００５４】上記のような成形型４０を用いて成形した
ＦＲＰ格子は、たとえば図７に示すようになる。ＦＲＰ
格子５０の各格子部の側面には、図６に示した溝４２に
対応して、格子の厚み方向に延びる突条５１が形成され
ている。突条５１の大きさや長さ、横断面形状は、上述
した溝４２のそれらに対応したものとなる。このような
ＦＲＰ格子５０は、軽量、高剛性、高強度特性に加え、
ボイドレスの高品質なものとなる。

【００５５】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。実施例１格子状に成形溝を配置した、寸法が縦、横それぞれ１，
００７ｍｍ、厚みが５０ｍｍ、格子間のピッチが４０ｍ
ｍの成形型に、引き揃えられた炭素繊維の補強繊維
（Ａ）およびガラス繊維の補強繊維（Ｂ）を所定の厚み
になるように２方向にＡ／Ｂ／Ａの積層構成にて積層
し、次いで積層した繊維に樹脂を注入、含浸、硬化させ
た。硬化後成形品を取り出し、４０ｍｍの厚みに面加工
し、さらに１，００７ｍｍ長×４０７ｍｍ幅に切り出し
た。格子部断面は図２に示したものである。格子の目を
形成する枠の横断面の寸法は、上面幅４．５ｍｍ、下面
幅２．５ｍｍ、厚みが４０ｍｍであった。この成形品
を、両端単純支持し（スパン間隔６００ｍｍ）、中央集
中荷重にて曲げ試験を行った。

【００５６】結果を表１に示すが、成形品の重量当たり
の強度、剛性ともに従来のＧＦＲＰ製の格子に比べ大幅
にすぐれていた。また、破壊モードも層間破壊が先行
し、安全性の高いものであった。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＲＰ格
子は、軽量でありながら、優れた曲げ剛性や曲げ強度等
の機械的特性を有する。また、本発明のＦＲＰ格子によ
れば、外層に高引張弾性率補強繊維を含む層を有するの
で、長期の使用下で材料が劣化したとき、あるいは過大
な荷重がかかったときなどに、引張弾性率の異なった２
種の補強繊維の層間で剥離が発生し、繊維の破断による
大きな破壊に至る前に予知が可能となり、安全上すぐれ
た部材を実現できる。

【００５９】また、外層に高引張弾性率の補強繊維を使
用するため、部材剛性が高くなり、格子バーの幅を小さ
くできるので、開口率を大きくとることができ、水はけ
性、透視性、通気性などが大幅に向上し、ＦＲＰ格子と
しての性能が向上する。

【００６０】また、材料使用量が少なくなるので大幅に
軽量化を促進できる。さらには、使用材料低減により材
料コストが下がり、同時に作業時間も少なくなって、従
来品に比べコスト的にも安いものができることになる。

【００６１】また、外層、とくに最外層を炭素繊維を有
する層とすれば、耐薬品性、耐水性等の一層の向上をは
かることができる。

【００６２】さらに、本発明に係る、格子の目を形成す
る型の側壁に成形型の厚み方向に延びる溝を有する成形
型を用いれば、補強繊維をドライ状態で成形型内に積層
できるので、生産効率が良く、任意の大きさのＦＲＰ格
子を容易に製造できる。さらに、ボイドレスにすること
ができるので、一層強度、剛性の高いＦＲＰ格子を製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ格子の部分斜
視図である。

【図２】図１のＦＲＰ格子の拡大部分横断面図である。

【図３】本発明の別の実施態様に係るＦＲＰ格子の部分
斜視図である。

【図４】本発明に係るＦＲＰ格子のさらに別の実施態様
に係る部分横断面図である。

【図５】図１、図２に示したＦＲＰ格子製造用の成形型
の部分斜視図である。

【図６】本発明に係る別のＦＲＰ格子製造用の成形型の
部分斜視図である。

【図７】図６の成形型を用いて成形したＦＲＰ格子の部
分斜視図である。

【符号の説明】

１、１０、５０ＦＲＰ格子２ａ、２ｂ、２１ａ、２１ｂ、２４、２６、２８高引
張弾性率補強繊維を含む外層３、３ａ、３ｂ、２０、２３、２５低引張弾性率補強
繊維を含む中央層（内層）２２ａ、２２ｂ、２７その他の外層２９段部３０、４０成形型３１、４１成形溝４１ａ側壁４１ｂ成形溝底面４２溝５１突条

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 307:04 309:08 Ｂ２９Ｌ 9:00 31:10 (72)発明者大西博愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地東レ株式会社愛媛工場内 (72)発明者清水信彦愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地東レ株式会社愛媛工場内 (72)発明者川野元靖之愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地東レ株式会社愛媛工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量が１５ｋｇ／ｍ²以下であり、か
つ、曲げ剛性が少なくとも０．７×１０⁶ｋｇｆ・ｍｍ
²であることを特徴とするＦＲＰ格子。
【請求項２】重量が１５ｋｇ／ｍ²以下であり、か
つ、曲げ強度が少なくとも４０ｋｇｆ／ｍｍ²であるこ
とを特徴とするＦＲＰ格子。
【請求項３】補強繊維を層状に配置し、樹脂と複合し
てなるＦＲＰ格子であって、前記補強繊維は高引張弾性
率補強繊維と低引張弾性率補強繊維とを含み、かつ、少
なくとも外層が高引張弾性率補強繊維を含んでいること
を特徴とするＦＲＰ格子。
【請求項４】開口率が６５〜９５％の範囲にある、請
求項３のＦＲＰ格子。
【請求項５】格子の目を形成する枠の横断面形状が逆
台形状である、請求項３または４のＦＲＰ格子。
【請求項６】格子の目を形成する枠の横断面に段部を
有する、請求項３ないし５のいずれかに記載のＦＲＰ格
子。
【請求項７】格子の目を形成する枠の側面に、格子の
厚み方向に延びる突条を有する、請求項３ないし６のい
ずれかに記載のＦＲＰ格子。
【請求項８】樹脂がビニルエステル樹脂である、請求
項３ないし７のいずれかに記載のＦＲＰ格子。
【請求項９】高引張弾性率補強繊維が炭素繊維であ
り、低引張弾性率補強繊維がガラス繊維である、請求項
３ないし８のいずれかに記載のＦＲＰ格子。
【請求項１０】高引張弾性率補強繊維の引張弾性率が
低引張弾性率補強繊維のそれの少なくとも３倍である、
請求項３ないし９のいずれかに記載のＦＲＰ格子。
【請求項１１】外層の厚みが全体厚みの少なくとも２
０％を占めている、請求項３ないし１０のいずれかに記
載のＦＲＰ格子。
【請求項１２】重量が１５ｋｇ／ｍ²以下であり、か
つ、曲げ剛性が少なくとも０．７×１０⁶ｋｇｆ・ｍｍ
²である、請求項３ないし１１のいずれかに記載のＦＲ
Ｐ格子。
【請求項１３】重量が１５ｋｇ／ｍ²以下であり、か
つ、曲げ強度が少なくとも４０ｋｇｆ／ｍｍ²である、
請求項３ないし１２のいずれかに記載のＦＲＰ格子。
【請求項１４】請求項１ないし１３のいずれかに記載
のＦＲＰ格子を有する土木・建築用部材。
【請求項１５】補強繊維を層状に配置し、樹脂と複合
してなるＦＲＰ格子の成形型であって、格子の目を形成
する型の側壁に、成形型の厚み方向に延びる溝が設けら
れていることを特徴とする、ＦＲＰ格子の成形型。
【請求項１６】成形型内に補強繊維を層状に配置し、
樹脂を注入してＦＲＰ格子を製造するに際し、前記補強
繊維として、高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率補強
繊維とを用い、かつ、少なくとも外層に高引張弾性率補
強繊維を配置することを特徴とする、ＦＲＰ格子の製造
方法。
【請求項１７】請求項１５の成形型内に補強繊維を層
状に配置し、樹脂を注入してＦＲＰ格子を製造すること
を特徴とする、ＦＲＰ格子の製造方法。
【請求項１８】成形を減圧下で行う、請求項１６また
は１７のＦＲＰ格子の製造方法。
【請求項１９】樹脂としてビニルエステル樹脂を用い
る、請求項１６ないし１８のいずれかに記載のＦＲＰ格
子の製造方法。
【請求項２０】高引張弾性率補強繊維と低引張弾性率
補強繊維とを用い、かつ、高引張弾性率補強繊維を少な
くとも外層に配置する、請求項１７ないし１９のいずれ
かに記載のＦＲＰ格子の製造方法。
【請求項２１】高引張弾性率補強繊維として炭素繊維
を用い、低引張弾性率補強繊維としてガラス繊維を用い
る、請求項１６または２０のＦＲＰ格子の製造方法。