特許 6794152 接合構造体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6794152

(24)【登録日】2020年11月13日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】接合構造体

(51)【国際特許分類】

   E04C 5/07 20060101AFI20201119BHJP

【ＦＩ】

   E04C5/07

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-124666(P2016-124666)

(22)【出願日】2016年6月23日

(65)【公開番号】特開2017-227059(P2017-227059A)

(43)【公開日】2017年12月28日

【審査請求日】2018年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000184687

【氏名又は名称】小松マテーレ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(74)【代理人】

【識別番号】100195327

【弁理士】

【氏名又は名称】森 博

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(72)【発明者】

【氏名】奥谷 晃宏

(72)【発明者】

【氏名】林 豊

(72)【発明者】

【氏名】中山 武俊

(72)【発明者】

【氏名】野田 穂奈美

【審査官】 土屋 保光

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０９６０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１４６４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３２２８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５６１３３３４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１０−００３８８７０（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｃ ５／０７，５／２０

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の素線から構成された棒状繊維強化複合材からなる第１部材と、
前記第１部材の端部に重ねてまたは挿入されて配置される第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との重なり部の少なくとも一部を合成樹脂により覆って接合する合成樹脂被覆部と
から構成され、
前記素線が、固化剤により一体化された繊維束を有し、
前記第１部材の端部は、前記第２部材が重ねてまたは挿入されて配置される空隙部を有し、
前記第２部材がボルトであり、
前記固化剤が、重合型の熱可塑性エポキシ樹脂であり、
前記合成樹脂被覆部の長さは１０ｍｍ〜５０ｃｍであり、
前記合成樹脂被覆部の直径が３ｍｍ〜５００ｍｍであり、
前記重なり部の長さが１０ｍｍ〜５００ｍｍであり、
前記重なり部の直径が２ｍｍ〜２５０ｍｍである
ことを特徴とする接合構造体。

【請求項2】

前記棒状繊維強化複合材は、芯線とその周囲に配置された素線とを有し、
前記第１部材の端部は、前記第２部材が挿入されて配置される空隙部を有することを特徴とする請求項１に記載の接合構造体。

【請求項3】

前記棒状繊維強化複合材が炭素繊維を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の接合構造体。

【請求項4】

前記合成樹脂がウレタン樹脂またはエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合構造体。

【請求項5】

破断荷重が３〜３００ｋＮであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の接合構造体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、棒状の繊維強化複合材を用いた接合構造体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

炭素繊維やアラミド繊維などの強化繊維と樹脂を複合して得られた棒状繊維強化複合材は、軽量であることから作業性に優れ、金属製のケーブルや鉄筋の代替材料と種々のものに検討されている。
このような棒状繊維強化複合材は、鉄骨や木材やコンクリートと接合するために、棒状繊維強化複合材の端部は、管状の継手などを介し定着用治具となる金属製や樹脂製の棒状のボルトなどの端部と接合され、前記ボルトと鉄骨等に設けられている前記ボルトに対応したナット部などを有する接合部と接合したり、鉄骨に溶接にて接合したり、接着剤、紐状物・帯状物などを用い鉄骨や木材などに接合されていた。

【0003】

また、棒状繊維強化複合材の端部を、管状部を有する金属製や樹脂製などの定着治具の管状部に挿入し樹脂等を用い接合し、定着治具を接合した棒状繊維強化複合材を用い、当該定着治具を介し鉄骨に溶接したり、接着剤やボルトや紐・帯状物などを用い鉄骨や木材に接合されていた（例えば、特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−９７７４６号公報

【特許文献2】特開２０１３−１１１６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、管状の継手や管状の端部を有する定着冶具を用いた場合には、次のような課題を有していた。
鋼鉄製の管状の継手や管状の端部を有する定着冶具（以下、これらを鋼管ともいう。）は重いため、繊維強化複合材と鋼管とを組み合わせた複合材料は、補強する構造物に対し、負荷が大きい。また、鋼管と棒状繊維強化複合材と合成樹脂で接着する場合、樹脂と鋼管、樹脂と棒状繊維強化複合材の接着強度が異なるため、鋼管の内側に螺子を切るなどして凹凸を形成し、合成樹脂と鋼管との接着強度を向上させる必要があり、工程が増えてしまう。さらに、鋼管が目視できる部分に使用される場合は構造物の美観を損なうおそれがあった。

【0006】

また、樹脂製の管状物の継手や管状の端部を有する定着冶具（以下、これらを樹脂管ともいう。）は、鋼管に比べれば軽いものの、引張強さや破断荷重などの引張強度が十分ではなく、大きな力がかかると、棒状繊維強化複合材の破断や棒状繊維強化複合材と樹脂管の接合部から棒状繊維強化複合材が抜けるのではなく、樹脂管が層状破壊などにより破壊されることがあった。このような樹脂管の破壊を防ぐためには、樹脂管を太くしたり、長くしたりする必要性があり、鋼管と同様に構造物の美観を損ねるおそれがあった。

【0007】

よって、本発明は、軽量で強度があり、かつ、接合構造体で補強された構造物の外観品位の悪化を抑制することが可能な接合構造体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の接合構造体は、複数の素線から構成された棒状繊維強化複合材からなる第１部材と、前記第１部材の端部に重ねてまたは挿入されて配置される第２部材と、前記第１部材と前記第２部材との重なり部の少なくとも一部を合成樹脂により覆って接合する合成樹脂被覆部とから構成されることを特徴とする接合構造体である。
このような構成にすることにより、軽量でありながら優れた引張強さや破断荷重などの引張強度を有し、構造物に対して負荷も小さい、接合構造体とすることができる。また、本発明の接合構造体を用いた構造物の外観の悪化も抑制することが可能である。
また、前記第１部材の端部の素線をバラケさせることができるので、大きさや形状が異なる第２部材を重ねてまたは挿入して配置しやすい。
なお、「重なり部」とは、前記第１部材の端部に前記第２部材が重ねてまたは挿入され配置されることで、前記第１部材と前記第２部材が重なった部分を意味する。

【0009】

また、前記第１部材の端部は、前記第２部材が重ねてまたは挿入されて配置される空隙部を有することが好ましい。
このような構造とすることにより、得られる接合構造体の重なり部の合成樹脂によって覆われている部分（接合部分）が太くなることを抑制し、得られる接合部構造体の外観の美観の低下を抑制する。また、前記第１部材と前記第２部材との接着強度を安定させ、優れた引張強さや破断荷重などの引張強度を発揮でき好ましい。

【0010】

また、棒状繊維強化複合材は、芯線とその周囲に配置された素線とを有し、前記第２部材が挿入されて配置される空隙部を有することが好ましい。
このような構成にすることにより、前記第１部材と前記第２部材との接着強度をより安定させることができ、得られる接合構造体は、優れた引張強さや破断荷重などの引張強度を発揮することができる。また、前記第２部材の端部が、芯線の周囲に配置された素線でかこまれており、外観品位（意匠性）の観点からも好ましい。

【0011】

また、難燃性、強度、耐光性の観点より、前記棒状繊維強化複合材が炭素繊維を含むことが好ましい。

【0012】

また、前記合成樹脂がウレタン樹脂またはエポキシ樹脂であると第１部材と第２部材とをより強固に接着しやすいため、前記合成樹脂がウレタン樹脂またはエポキシ樹脂であることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の接合構造体によれば、軽量でありながら優れた強度を有し、接合構造体を用いた構造物の外観の悪化も抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1A】本発明の実施形態１に係る接合構造体の側面図である。

【図1B】図１Ａの接合構造体の断面図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る素線の斜視図である。

【図3A】本発明の実施形態２に係る接合構造体の側面図である。

【図3B】図３Ａの接合構造体の断面図である。

【図4A】本発明の実施形態３に係る接合構造体の側面図である。

【図4B】図４Ａの接合構造体の断面図である。

【図5】実施例１の接合構造体の写真である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る接合構造体の実施形態について、説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。また、本明細書において「〜」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。

【0016】

（実施形態１）
図１Ａは、本発明の実施形態１における接合構造体１００を示す側面図である。また、図１Ｂは、接合構造体１００の断面図である。
本発明の実施形態における接合構造体１００は、芯線となる素線１３１とその周囲に配置された素線１３２から構成された棒状繊維強化複合材１１０からなる第１部材１２０と、前記第１部材１２０の端部に挿入されて配置される第２部材１４０と、第１部材１２０と第２部材１４０との重なり部を合成樹脂によって覆って接合する合成樹脂被覆部１５０とから構成されている。また、素線１３１の長さが棒状繊維強化複合材１１０の長さより短くなっており、第１部材１２０の端部は、第２部材１４０が挿入されて配置される空隙部を有する。すなわち、第１部材１２０と第２部材１４０との重なり部は、第１部材１２０の端部の空隙部に、第２部材１４０の端部が挿入され構成されている。第１部材１２０及び第２部材１４０、合成樹脂被覆部１５０を形成する合成樹脂の詳細については後述する。

【0017】

また、第１部材１２０と第２部材１４０との重なり部は、第１部材１２０の端部の少なくとも一方に形成されていればよく、第１部材の複数の端部において第２部材１４０との重なり部を形成されていてもよい。
また、本実施形態においては、合成樹脂被覆部１５０は、第１部材１２０と第２部材１４０との重なり部の全体を覆っているが、重なり部の少なくとも一部を覆っている構成でもよい。

【0018】

本実施形態の接合構造体１００の合成樹脂被覆部１５０の長さＬ２は、必要とする強度に応じて設定すればよいが、１０ｍｍ〜１０００ｍｍがよい。また、合成樹脂被覆部の直径（太さ）Ｗ２も必要とする強度に応じて設定すればよいが、３ｍｍ〜５００ｍｍがよい。なお、施工後の建築物や家具など構造物の外観上の観点からは合成樹脂被覆部１５０の長さＬ２は短い方が、好ましく、長さは５０ｃｍ以下、３０ｃｍ以下、２０ｃｍ以下がより好ましい。また、その太さは、１０ｃｍ以下、５ｃｍ以下、３ｃｍ以下がより好ましい。
なお、「合成樹脂被覆部１５０の直径」とは、図１Ｂに示すように接合構造体１００の合成樹脂被覆部１５０の長さＬ２方向に垂直な断面の最大の直径をいう。接合構造体１００の合成樹脂被覆部１５０の長さＬ２方向に垂直に切断した際の断面が円でない場合は、その断面の長径を直径という。

【0019】

重なり部の長さ方向の長さＬ１や重なり部の直径（太さ）Ｗ１も、必要とされる強度に応じて設定すればよいが、重なり部の長さ方向の長さＬ１は１０ｍｍ〜５００ｍｍ、重なり部の直径Ｗ１は２ｍｍ〜２５０ｍｍがよい。なお、「重なり部の直径」とは、重なり部の長さＬ１方向に垂直な断面の最大の直径であり、重なり部の長さＬ１方向に垂直に切断した際の断面が円でない場合は、その断面の長径を直径という。

【0020】

本実施形態においては、重なり部の長さＬ１は、合成樹脂被覆部１５０の長さＬ２より短く、重なり部の直径Ｗ１は、合成樹脂被覆部１５０の直径Ｗ２より細くなっているが、重なり部の長さと合成樹脂被覆部１５０の長さの関係及び重なり部の直径と合成樹脂被覆部１５０の直径の関係は、本発明の目的を達成できる範囲で、使用目的に応じて適宜設定できる。

【0021】

例えば、本発明の目的を達成できれば、接合構造体は、重なり部の長さが合成樹脂被覆部１５０の長さより長く、合成樹脂被覆部１５０の直径が重なり部の直径よりも太い構造であってもよい。

【0022】

また、接合構造体は、重なり部の長さが合成樹脂被覆部１５０の長さより短く、合成樹脂被覆部１５０の直径が重なり部の直径よりも細い構造であってもよい。すなわち、重なり部の棒状繊維強化複合材の表面の少なくとも一部が合成樹脂によって覆われずにはみ出し、外部に出ている構造であってもよい。また、このとき、合成樹脂で、重なり部の第２部材は全て覆われていることが好ましい。

【0023】

なお、本実施形態の接合構造体１００は、破断荷重が３〜３００ｋＮであることが望ましい。接合構造体は、用いる場所や施工方法や用途にもよるが、下限値は５ｋＮ以上であることが好ましく、１０ｋＮ以上であることがより好ましく、３０ｋＮ以上であることがさらに好ましい。破断荷重が３ｋＮ以上であれば、優れた強度を有する接合構造体１００が得られる。

【0024】

一方、上限値は２００ｋＮ以下であることが好ましく、１００ｋＮ以下であることがより好ましい。３００ｋＮを超えると、合成樹脂被覆部１５０の長さＬ２が長くなったり、合成樹脂被覆部１５０の直径Ｗ２が太くなり、外観品位が悪化するおそれがある。

【0025】

また、本実施形態の接合構造体１００の質量は、特に限定されるものではないが、伝統建築物の補強材として用いる場合には、５ｋｇ以下であるとよい。好ましくは３ｋｇ以下、より好ましくは１ｋｇ以下がよい。第１部材１２０の長さ、直径や材質、第２部材１４０の材料や大きさにより、接合構造体１００の質量は変わるが、軽量で重機等をもちいなくとも、運搬が可能で、高所での作業性の観点より、５ｋｇ以下が好ましい。本実施形態の接合構造体であれば容易に上記の質量以下の接合構造体が得られる。また、下限は、特に限定されないが、強度の観点からは５ｇ以上が好ましい。

【0026】

また、接合構造体１００を構成する第１部材１２０及び第２部材１４０、合成樹脂被覆部１５０を形成する合成樹脂は、接合構造体１００が用いられる構造物の意匠性に合わせて、着色してもよい。また、合成樹脂は透明であっても、不透明であってもよい。このようにすることで外観品位の低下を抑制するだけではなく、接合構造体１００を用いることで、構造物の様々なデザインに応じ、より構造物の外観の意匠性を高めることができる。

【0027】

以下、本発明の炭素繊維複合材の構成要素である第１部材１２０及び第２部材１４０、合成樹脂被覆部１５０について詳細に説明する。

【0028】

（第１部材１２０）

【0029】

第１部材１２０は、芯線となる素線１３１とその周囲に配置された素線１３２から構成された棒状繊維強化複合材１１０である。本実施形態において、素線１３１および素線１３２は、繊維材料を束ねてなる繊維束を固化剤により一体化した素線１３０Ａ、または、繊維材料を束ねてなる繊維束がその周囲に拘束材を巻き回して結束され、当該繊維束と当該拘束材とが共に固化剤によって一体化された素線１３０Ｂのいずれか一方または両方である。

【0030】

以下、素線１３０Ａ、素線１３０Ｂについて詳細に説明する。なお、棒状繊維強化複合材１１０の詳細は後述する。

【0031】

（素線１３０Ａ）
棒状繊維強化複合材１１０を構成する素線１３０Ａは、繊維材料を束ねてなる繊維束を固化剤により一体化したものである。
用いられる繊維材料としては、例えば、炭素繊維、バサルト繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール）繊維、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維、ポリイミド繊維、フッ素繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ繊維）などが使用できる。用いられる繊維材料は、特に、難燃性、強度、耐光性の観点より、炭素繊維またはガラス繊維が好ましい。難燃性の観点からはガラス繊維が好ましい。

【0032】

以下、繊維材料として炭素繊維、特に炭素繊維を素線の芯材として用いたものを例として、詳細に説明を行う。なお、炭素繊維以外の繊維材料を用いたものを除くものではない。

【0033】

炭素繊維を複数本（通常、数千本から数十万本、あるいは数百万本）束ねた炭素繊維束を用いる。炭素繊維束は、炭素繊維束の長さ方向に垂直に切断した場合のその断面は円形状、扁平状等任意であってもよいが、円形状が好ましい。本実施形態の棒状繊維強化複合材１１０に用いられる素線１３０Ａでは、炭素繊維の束は所定の回数の撚りがかけられた状態で固化剤により、一体化されていると好ましい。炭素繊維束の撚り数は、得られる棒状繊維強化複合材１１０の曲げ応力に対する耐性、炭素繊維束のバラケ防止性、炭素繊維束の撚りに対する強度（撚りにより炭素繊維糸が切れない）や後に説明する素線を得る工程において、固化剤が付与され炭素繊維束と後述する拘束材とが一体化される前の状態のときに拘束材の間から炭素繊維束が飛び出す（目むき）ことが無いようにすることを考慮して決定される。
炭素繊維束の撚り数は、０〜１００回／ｍ、好ましくは２〜５０回／ｍであり、より好ましくは５〜４０回／ｍであり、さらに好ましくは１０〜３０回／ｍである。

【0034】

素線１３０Ａは、直径０．５〜２０ｍｍであることが好ましく、直径１〜５ｍｍであることがより好ましい。なお、本実施形態の棒状繊維強化複合材１１０に用いられる素線１３０Ａの直径は、固化剤で一体化した素線１３０Ａの長さ方向に垂直に切断した断面の直径あり、目的とする直径になるように炭素繊維束の直径、固化剤の付与量が選択される。素線１３０Ａの長さ方向に垂直に切断した際の断面が円でない場合は、その断面の長径を直径という。

【0035】

また、素線１３０Ａの長さ方向に垂直に切断した際の断面は、円形状、扁平状等任意であってもよいが、円形状が好ましい。得られる素線１３０Ａの強度が安定するとともに、棒状繊維強化複合材１１０（ストランド構造体）やマルチストランド構造体とする場合にも、安定した構造体を得ることができる。
また、素線１３０Ａの直径が直径０．５〜２０ｍｍ（より好適には１〜５ｍｍ）であると、素線１３０Ａおよび後に説明する棒状繊維強化複合材１１０がドラムに巻きやすくなり、また、任意の形状に追従するなどのフレキシブル性を高めることができる。

【0036】

本実施形態の炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、ピッチ系等任意の炭素繊維を使用できる。この中でも、得られる棒状繊維強化複合材１１０の強度と弾性率とのバランスの観点から、ＰＡＮ系炭素繊維糸が好ましい。
また、この炭素繊維を束ねた炭素繊維束は、炭素繊維メーカーから供給される炭素繊維を３０００本（３Ｋ）、６０００本（６Ｋ）、１２０００本（１２Ｋ）、２４０００本（２４Ｋ）、４００００本（４０Ｋ）、６００００本（６０Ｋ）などに束ねた炭素繊維束を、必要とされる強度に応じて１本、または複数本（２本以上）束ねたものを用いることができる。炭素繊維を束ねた炭素繊維束を複数本束ねる場合の炭素繊維束の本数に特に制限はなく、目的用途に応じで適宜決定されるが、通常、１００本以下である。

【0037】

本実施形態の固化剤としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも使用できる。また、炭素繊維と親和性の高い固化剤が好ましい。特に加熱することにより可変性を持たせることができるため、また、合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂と棒状繊維強化複合材１１０とを接着剤を用いて接合した場合の接着性に優れるとの観点からは、固化剤として熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。

【0038】

好適な具体例としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン４２等）、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、レゾルシノール樹脂などが挙げられるが、これに制限されない。

【0039】

この中でも酸やアルカリに対する耐久性の観点から、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、レゾルシノール樹脂が好適であり、特に耐衝撃性に優れ、エポキシ樹脂が好適である。また、熱可塑性エポキシ樹脂であれば、ケトン溶剤に溶解が可能で素材分別しリサイクルができる。また、耐熱性の観点より、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂が好ましい。
また、棒状繊維強化複合材１１０と合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂との接着性に優れるとの観点からは、固化剤として熱可塑性エポキシ樹脂が好ましく用いられる。

【0040】

また、特に熱可塑性エポキシ樹脂の中でも、炭素繊維束に付与した後、重合する重合型の熱可塑性エポキシ樹脂が好ましく、特に直鎖状に重合する重合型の熱可塑性エポキシ樹脂が好ましい。
棒状繊維強化複合材１１０の芯材に用いられる炭素繊維束に撚りがかけられたものや、後に説明を行う炭素繊維束の周りが拘束材で覆われている素線１３０Ｂでは、炭素繊維束の内部にまで樹脂を含侵させることが困難である。
一方、重合型の熱可塑性エポキシ樹脂は、重合させる前の熱可塑性エポキシ樹脂を有機溶剤で希釈することができるので粘度調整が容易である。
そのため、有機溶媒で希釈した低粘度の樹脂溶液を用いることにより、撚りがかけられている炭素繊維束の内部まで（さらには拘束材で覆われている素線１３０Ｂであっても外周の拘束材から内部の炭素繊維束まで）重合前の熱可塑性エポキシ樹脂を含浸させることができる。重合前の熱可塑性エポキシ樹脂を炭素繊維束の内部に含侵させた後、当該重合型の熱可塑性エポキシ樹脂を重合させることにより炭素繊維束と拘束材が熱可塑性エポキシ樹脂で一体化された、強度の優れた素線が得られる。

【0041】

また、加熱溶融することにより流動性を付与し用いられる一般的な熱可塑性樹脂は、粘度調整が困難であると共に、一般に結晶性樹脂であるためか加熱溶融を行うことにより結晶配列が変化し、当初の樹脂が有している強度などの性質が変質するおそれがあるが、重合型の熱可塑性エポキシ樹脂は、重合前および重合後も非晶質であるため、加熱溶融や加熱変形させても変質のリスクが小さい。

【0042】

炭素繊維束への上述の樹脂（固化剤）を付与する方法は、スプレーコート法や刷毛で炭素繊維に樹脂をコートする方法などでもよいが、生産性の観点から、ディップ−ニップ法や樹脂（固化剤）溶液にディップした後、ダイスを通して余分な樹脂を除去し、また、炭素繊維束の長さ方向に垂直な断面の断面形状を整える方法が好適である。

【0043】

また、素線１３０Ａは、固化剤により一体化した炭素繊維束のさらにその外周の全面を覆うように別途樹脂層が設けられていてもよい。不燃性向上の観点からは、ポリイミド樹脂やシリコーン樹脂や塩化ビニル樹脂を用いた樹脂層を設けるとよい。また、意匠性の観点からは、着色のための顔料などの着色剤を含む樹脂層を設けるとよい。これらの樹脂層は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれであっても用いることはできるが、固化剤として、熱可塑性樹脂を用いた場合には、別途層に用いられる樹脂も熱可塑性樹脂が好ましい。

【0044】

（素線１３０Ｂ）
次に、本発明の他の実施形態の素線１３０Ｂについて説明する。
図２は、素線１３０Ｂを示す斜視図である。素線１３０Ｂは、繊維材料を束ねてなる繊維束２がその周囲に拘束材３ａを巻き回して結束され、当該繊維束２と当該拘束材３ａとが共に固化剤によって一体化されたものである。
なお、繊維束２がその周囲に拘束材３ａを巻き回して結束される構造とすることにより、素線１３０Ｂと合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂との接触面積や構造的な抵抗が増加し、棒状繊維強化複合材１１０と合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂との接着力が向上し、得られる接合構造体１００の引張強さ、破断荷重の大きさの観点より好ましい。
拘束材３ａ以外の基本的構成は、上述した素線１３０Ａと同様であるため、適宜説明を省略する。
また、素線１３０Ｂでは、上述した素線１３０Ａと同様に、繊維材料として炭素繊維、特に炭素繊維を芯材として用いたものを例として、詳細に説明を行う。以下、炭素繊維を束ねてなる繊維束を炭素繊維束ともいう。なお、炭素繊維以外の繊維材料を用いたものを除くものではない。

【0045】

拘束材３ａは、炭素繊維束２を周囲面から炭素繊維がばらばらにならないように結束するとともに素線１３０Ｂの形状を安定させることができるものである。本実施形態では、素線１３０Ｂは、炭素繊維束２を拘束材３ａで拘束して、そこに固化剤を付与することで、炭素繊維束２と拘束材３ａとが固化剤によって一体化している。また、素線１３０Ａと同様に炭素繊維束２は撚りがかかっていると好ましい。

【0046】

本実施形態の素線１３０Ｂでは、拘束材３ａとなる繊維を炭素繊維束２の外周に巻きまわして筒状の組紐（丸打）を組むことで、組紐状の拘束材３ａを形成している（筒状の組紐の筒内に炭素繊維束２を有することで、炭素繊維束２の外周を拘束材３ａで形成された組紐構造で覆ったもの。）。拘束材３ａを組紐状にすることで、炭素繊維束２を結束すると共に、得られる素線１３０Ｂの形状をより安定させることができ、また、拘束材３ａが内部の炭素繊維束２を構成する炭素繊維の保護を行う保護層として機能する。また、日本伝統の組紐技術が用いられているため、意匠性にも優れる。

【0047】

そのため、このような構成の素線１３０Ｂを用いた接合構造体１００を引張材などに用いた場合では、安定した強度を発揮し、外観品位も良く、砂利などの鋭利物と接触しても断線することを防ぐことができる。
また、拘束材３ａで拘束された炭素繊維束２を樹脂（固化剤）溶液にディップした後、ダイスで扱いて余分な樹脂を絞るときに炭素繊維束２の長さ方向に張力がかかるが、炭素繊維束２の外周を拘束材３ａによる組紐構造で覆ったものであれば編物のように目が開いてしまうのではなく、目が閉じた状態で組紐の径が細くなる。そのため、内部の炭素繊維束２の露出を抑えつつ、拘束材３ａと炭素繊維束２の密着性を高めることができるので、得られる接合構造体１００の強度の観点より好ましい。

【0048】

なお、拘束材３ａは炭素繊維束２を構成する炭素繊維がばらばらにならないように結束できればよく、拘束材３ａの配置は組紐状に限定されない。また、炭素繊維束２の表面を拘束材３ａで完全に被覆する必要もなく、炭素繊維束２の表面の一部が被覆されていなくてもよい。
他の拘束材による結束の例として、１本の拘束材を螺旋状に巻きつけて炭素繊維束を結束したり、炭素繊維束の周囲面に拘束材となる繊維を巻き回して目の粗い筒状の丸編を編んだ編紐状の拘束材によって炭素繊維束を結束したり、繊維等を所定間隔に配置した拘束材によって炭素繊維束を結束したりする形態であってもよい。
一方で、炭素繊維束の保護、素線１３０Ｂの形状の安定による強度の安定、外観品位の低下の抑制との観点からは、拘束材を筒状の組紐にして、当該筒状の組紐の内部に炭素繊維束を配置し、炭素繊維束の表面全体を被覆したものが好ましい。

【0049】

拘束材３ａとしては、柔軟なものが好ましく、ポリアミド（ナイロン等）、ビニロン、ポリアクリル、ポリプロピレン、塩化ビニル、アラミド、セルロース、ポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール等の合成繊維や、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、絹、羊毛、麻、綿などの天然繊維等が使用できる。また、熱安定性に優れる繊維が好ましく、ガラス繊維、バサルト繊維が好ましく、特にはガラス繊維が好ましい。ガラス繊維のように熱安定性に優れる繊維を用いることにより、熱がかかったときに、不燃性に優れるとともに、炭素繊維束と拘束材とのずれの発生を抑制し、安定した引張に対する強度と不燃性を発現することができる。

【0050】

なお、素線１３０Ｂにおいては、炭素繊維束２をより強固に結束するために、特に拘束材３ａにより結束した炭素繊維束２に固化剤を含浸させ、拘束材３ａと共に炭素繊維束２を硬化させることが好ましい。そうすることで、炭素繊維束２および拘束材３ａを強固に一体化させることができ、得られる棒状繊維強化複合材１１０、これを用いて得られる接合構造体１００の形状の安定性が向上したり、強度、特に引張強度が向上する。

【0051】

素線１３０Ｂの太さは、直径１〜２５ｍｍ、より好適には１〜１０ｍｍ、さらにより好ましくは１〜５ｍｍであると、素線１３０Ｂおよび後に説明する棒状繊維強化複合材１１０（ストランド構造体）やマルチストランド構造体がドラムに巻きやすくなり、また、任意の形状に追従するなどのフレキシブル性を高めることができる。なお、本実施形態の棒状繊維強化複合材１１０に用いられる素線１３０Ｂの直径は、炭素繊維束２と当該拘束材３ａと共に固化剤によって一体化した素線１３０Ｂの長さ方向に垂直に切断した断面の直径であり、目的とする直径になるように炭素繊維束２の直径、拘束材３ａでの被覆の厚み、固化剤の付与量が選択される。素線１３０Ｂの長さ方向に垂直に切断し際の断面が円でない場合は、その断面の長径を直径という。

【0052】

また、素線１３０Ｂは、拘束材および固化剤が付与された炭素繊維束の外周の全面を覆うように別途層（繊維材料からなる筒状体や樹脂層等）が設けられていてもよい。不燃性向上の観点から、ポリイミド樹脂やシリコーン樹脂や塩化ビニル樹脂を用いた樹脂層を設けるとよい。また、意匠性の観点からは、着色のための顔料などの着色剤を含む樹脂層を別途設けてもよい。これらの樹脂層は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれであっても用いることはできるが、固化剤として、熱可塑性樹脂を用いた場合には、別途層に用いられる樹脂も熱可塑性樹脂が好ましい。

【0053】

（棒状繊維強化複合材１１０）
本発明の棒状繊維強化複合材１１０について説明する。
棒状繊維強化複合材１１０は、中心に配置された芯線となる１本の素線１３１を他の６本の素線１３２が取り囲む構造を有するストランド構造体である。このような構造とすることにより、合成樹脂被覆部１５０において、棒状繊維強化複合材１１０と合成樹脂との接触面積や構造的な抵抗が増加し、合成樹脂と棒状繊維強化複合材１１０との接着力が向上し、得られる接合構造体１００の引張強度の向上および安定性の観点より好ましい。
なお、「ストランド構造体」とは、同一径又は異なる直径の２本〜数十本の素線が単層又は多層に引き揃えられた構造、または、同一径又は異なる直径の２本〜数十本の素線が単層又は多層に撚り合わされた構造を意味する。

【0054】

なお、棒状繊維強化複合材１１０は、上記の素線１３０Ａおよび素線１３０Ｂのいずれか一方または両方を構成体として用い、これらを複数本、撚り合せて形成したストランド構造体の代わりに、上記の素線１３０Ａおよび素線１３０Ｂのいずれか一方または両方を構成体として用い、これらを複数本、引き揃えて形成したストランド構造体としてもよい。

【0055】

また、棒状繊維強化複合材を構成する素線としては、素線１３０Ａ、素線１３０Ｂを例示したがこれに限定されず、本発明の素線の構成のものであればいずれものでもよい。また、本発明の素線の要件を満たす素線であれば、異なる素線を複合して用いてもよい。

【0056】

また、本実施形態に係る棒状繊維強化複合材１１０では、芯（芯線）となる素線１３１と、芯となる素線１３１を取り囲む他の６本の素線１３２が撚り合されているストランド構造を有していることで、樹脂を用いて７本の素線を一体化しなくとも、バラケを防ぎ一体化できる。棒状繊維強化複合材１１０は、さらにドラムに巻き曲げ応力がかけられた後、伸ばして用いた場合や、曲げ応力がかかる箇所にもちいても優れた引張強度を維持することができる。

【0057】

また、撚りを形成する方向として、
炭素繊維束×ストランド構造体＝Ｓ方向×Ｚ方向、Ｓ方向×Ｓ方向、Ｚ方向×Ｚ方向、Ｚ方向×Ｓ方向、のいずれでも可能である。

【0058】

ストランド構造体の撚り数は、目的に応じて１.１〜５０回／ｍで選択される。撚り数が少なすぎると、芯材単位でバラケやすくなる。一方、撚り数が多くなりすぎると引張強度が低下するおそれがある。素線の本数が７〜３７本の場合には、１．５〜２０回／ｍが好ましい。より好ましくは２〜１０回／ｍがよい。

【0059】

また、ストランド構造体を構成する素線の本数は７本であるが、これに限定されず、目的とする性能（特に破断荷重）、用途を考慮して適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常、２〜５０本である。好ましくは、７〜３７本がよい。
例えば、炭素繊維を２４０００本束ねたもの（２４ｋ）１本を炭素繊維束として用いた棒状繊維強化複合材１１０の場合には、ストランド構造体を構成する素線の本数は２本〜５０本程度であるとブレース材等の用途として好適である。

【0060】

なお、本実施形態の棒状繊維強化複合材１１０は、芯線として用いた一本の素線を取り囲むように構成された他の素線とが一体に撚り合わせられているが、ストランド構造体の構造として、芯となる芯線を設けず、必要本数（例えば、２〜５０本）の素線を束ね、束ねられた素線全体に撚りを掛けてもよい。

【0061】

また、本実施形態の棒状繊維強化複合材１１０は、芯線として１本の素線１３１を用いているが、より太い芯線が必要な場合には、複数本の素線を束ねるように配置すればよく、特に断面が円形になるように配置することが好ましい。
なお、芯線を構成する素線の本数はその使用目的に合わせて適宜決定すればよい。

【0062】

また、棒状繊維強化複合材１１０は、芯線となる素線１３１の長さが棒状繊維強化複合材１１０の長さより短く、棒状繊維強化複合材１１０の端部は、第２部材１４０が挿入されて配置される空隙部を有する。すなわち、空隙部は、棒状繊維強化複合材１１０の端面に向かって開口した中空部となっている。
棒状繊維強化複合材１１０の端部は、空隙部を有することで、第１部材の端部に第２部材の端部を挿入しやすく、また、第１部材１２０と第２部材１４０との軸が直線状となり、得られる接合構造体はより優れた引張強さや破断荷重などの引張強度を発揮することができる。

【0063】

棒状繊維強化複合材１１０の端部に空隙部ができるように長さの異なる素線を用いてストランド構造体を形成したり、ストランド構造体を形成させた後に素線を切り取って形成させることもできる。

【0064】

なお、第１部材の端部に第２部材が挿入され配置されていれば、芯線となる素線の長さは、棒状繊維強化複合材１１０の長さと同等であってもよい。
棒状繊維強化複合材の両端部は、同一形状でもよいが、同一形状である必要はなく、一方の端部に空隙部を有し、一方の端部は空隙部を有さない構造でもよい。

【0065】

棒状繊維強化複合材１１０の直径が直径２〜１００ｍｍ、より好適には４〜５０ｍｍ、さらにより好適には６〜２０ｍｍであると、棒状繊維強化複合材１１０がドラムに巻きやすくなり、また、任意の形状に追従するなどのフレキシブル性を高めることができる。

【0066】

なお、棒状繊維強化複合材１１０として、前記ストランド構造体をさらにより合せた、マルチストランド構造体であってもよい。

【0067】

また、棒状繊維強化複合材１１０は、ストランド構造体やマルチストランド構造体の外周を覆うように被覆層（繊維材料からなる筒状体や樹脂層等）が設けられていてもよい。
ただし、棒状繊維強化複合材１１０は、少なくとも一方の端部に、第２部材１４０が挿入されて配置でき、棒状繊維強化複合材１１０と第２部材との重なり部の少なくとも一部を合成樹脂により覆って接合できる状態にする必要がある。棒状繊維強化複合材１１０の端部をバラケさせたり、重なり部の内部に合成樹脂が染み込んで接着できるように、重なり部は被覆層がない状態にする必要がある。なお、棒状繊維強化複合材の端部の被覆層を裂いて用いる場合は、重なり部に被覆層が残っていてもよい。

【0068】

ストランド構造体やマルチストランド構造体は撚られた素線と素線の間に埃等が付着しやすいが、別途、被覆層を設けることで、これらの埃の付着を抑制することができる。
また、不燃性向上の観点からは、前記の全面を覆うように被覆層は、ポリイミド樹脂やシリコーン樹脂や塩化ビニル樹脂を用いた樹脂層を設けるとよい。
また、意匠性の観点からは、全面を覆うように被覆層として着色のための顔料などの着色剤を含む樹脂層を別途設けてもよい。
これらの樹脂層は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれであっても用いることはできるが、固化剤として、熱可塑性樹脂を用いた場合には、被覆層に用いられる樹脂も熱可塑性樹脂が好ましい。

【0069】

棒状繊維強化複合材１１０は、その密度が、１．０〜２．５ｇ／ｃｍ³であることが望ましい。下限値は、好ましくは１．２ｇ／ｃｍ³以上、より好ましくは１．４ｇ／ｃｍ³以上がよい。１．０ｇ／ｃｍ³以上であれば、優れた強度を有する接合構造体１００が得られる。一方、上限値は、好ましくは２．２ｇ／ｃｍ³以下、より好ましくは２．０ｇ／ｃｍ³、さらに好ましくは１．８ｇ／ｃｍ³以下がよい。２．５ｇ／ｃｍ³以下であれば、軽い接合構造体１００が得られる。

【0070】

また、棒状繊維強化複合材１１０の質量は、２〜１５０ｇ／ｍであることが望ましい。下限値は、好ましくは５ｇ／ｍ以上、より好ましくは１０ｇ／ｍ、さらに好ましくは４０ｇ／ｍ以上がよい。２ｇ／ｍ以上であれば、優れた強度を有する接合構造体１００が得られる。一方、上限値は、好ましくは１２０ｇ／ｍ以下、より好ましくは１００ｇ／ｍ以下である。１５０ｇ／ｍ以下であれば軽い接合構造体１００が得られる。

【0071】

また、棒状繊維強化複合材１１０は、引張強さが１００〜５０００ＭＰａであることが望ましい。下限値について、好ましくは５００ＭＰａ以上が良く、より好ましくは１０００ＭＰａ以上であるとよい。１００ＭＰａ以上であれば、優れた強度を有する接合構造体１００が得られる。一方、上限値について、好ましくは４０００ＭＰａ以下が良く、より好ましくは３０００ＭＰａ以下がよい。５０００ＭＰａを超えると接合構造体が重くなってしまったり、柔軟性を失ってしまったりして、巻き取っての移動や保管ができなくなるおそれがある。

【0072】

（第２部材１４０）
第２部材１４０は、Ｍ８の鋼鉄製のボルトを用いている。
なお、第２部材１４０としては、第１部材１２０の端部に挿入されて配置できる構造のものであればよく、例えば、螺子を切った鋼鉄製のボルト（Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２の鋼鉄製ボルトなど）等少なくとも一方の端部が棒状となっているものを用いることができる。第２部材１４０の第１部材に挿入されて配置される端部は、棒状であることが好ましいが、らせん状や、板状であってもよいし、Ｕ字状、輪っか状であってもよい。
第２部材は第１部材と同一素材であってもよい。第１部材１２０の端部に重ねられる第２部材１４０の端部は、表面が螺子を切るなどして凹凸を有すると合成樹脂被覆部１５０において、合成樹脂と第２部材１４０との接着力が向上し、得られる接合構造体１００は、優れた引張強度が得られるとの観点から好ましい。

【0073】

また、第２部材１４０の形状は特に限定されず、第１部材１２０の端部に挿入されていない側の端部は、棒状であってもよいし、棒状でネジが切ってあってもよく、また、板状であってもよいし、Ｕ字状、輪っか状であってもよく、補強される柱、梁、床、壁、地面に、第１部材１２０の端部に挿入されない側の端部をナットやボルト、釘、紐や布状物や杭等で定着できればよい。また、接合構造体１００は、第２部材１４０の第１部材１２０の端部に挿入されない側の端部をナットやボルト、釘、紐や布状物や杭等と接合後、さらに他の定着治具を介して、柱、梁、床、壁、地面等に定着してもよい。

【0074】

（合成樹脂被覆部１５０）
合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂は、ウレタン樹脂である。なお、合成樹脂は、ウレタン樹脂に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で、合成樹脂は適宜選択できる。合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂として、ウレタン樹脂の代わりに、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、天然ゴム、合成ゴムなどのゴム系、α―オレフィン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの合成樹脂を用いてもよい。接着性の観点からはウレタン樹脂またはエポキシ樹脂が好ましく用いられる。
具体的には、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物であるポリオール及びポリイソシアネートを含むウレタン樹脂が好ましい。ポリオールの重量平均分子量は６００以下のものがよい。また、多価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン或いは、ペンタエリトリトールが好ましい。また、耐熱性の観点から、ガラス転移温度（Ｔｇ）は７０℃以上が好ましく、より好ましくは８０℃以上、さらに好ましくは９０℃以上である。上限は特にないが、１３０℃程度である。

【0075】

＜実施形態２＞
図３Ａは、本発明の実施形態２における接合構造体１０１の側面図である。また、図３Ｂは、接合構造体１０１の断面図である。なお、図３Ａ、図３Ｂにおいては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
図３Ａに示すように、接合構造体１０１は、第１部材である棒状繊維強化複合材１１１と、棒状繊維強化複合材１１１の端部に重ねて配置される第２部材１４０と、重なり部の少なくとも一部を合成樹脂により覆って接合する合成樹脂被覆部１５０からなる。

【0076】

本実施形態においては、重なり部の長さＬ３は、合成樹脂被覆部１５０の長さＬ４より長く、重なり部の直径Ｗ３は、合成樹脂被覆部１５０の直径Ｗ４より細くなっているが、重なり部の長さＬ３と合成樹脂被覆部１５０の長さＬ４の関係及び重なり部の直径Ｗ３と合成樹脂被覆部１５０の直径Ｗ３の関係は、実施形態１と同様に使用目的に応じて適宜設定できる。

【0077】

棒状繊維強化複合材１１１は、芯線となる素線１３３を他の６本の素線１３４が取り囲む構造を有するストランド構造体であり、素線１３３の長さが棒状繊維強化複合材１１１の長さとほぼ同じで端部に空隙部を有さない構造である他は、棒状繊維強化複合材１１０と同様である。芯線となる素線１３３は、長さが異なる以外は、素線１３１と同様である。素線１３４は素線１３２と同様である。
なお、実施形態１と同様に、本発明の目的を阻害しない範囲で、棒状繊維強化複合材１１１の素線の種類や本数等は適宜変更できる。また、棒状繊維強化複合材１１１は、素線を複数本、引き揃えた構成や、芯線がない構成であってもよい。また、棒状繊維強化複合材１１１は、マルチストランド構造体であってもよい。

【0078】

第２部材１４０は、実施形態１と同様に、棒状繊維強化複合材１１１の端部に重ねて配置できる構造のものであればよく、例えば、螺子を切った鋼鉄製のボルト（Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２の鋼鉄製ボルトなど）等少なくとも一方の端部が棒状となっているものを用いることができる。なお、第２部材１４０の棒状繊維強化複合材１１１に重ねて配置される端部は、棒状であることが好ましいが、らせん状や、板状であってもよいし、Ｕ字状、輪っか状であってもよい。第２部材１４０は、棒状繊維強化複合材１１１と同一であってもよい。

【0079】

合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂は、ウレタン樹脂であるが、実施形態１と同様に、ウレタン樹脂に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で、合成樹脂は適宜選択できる。合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂として、ウレタン樹脂の代わりに、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、天然ゴム、合成ゴムなどのゴム系、α―オレフィン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの合成樹脂を用いてもよい。

【0080】

＜実施形態３＞
図４Ａは、本発明の実施形態３における接合構造体１０２の側面図である。また、図４Ｂは、接合構造体１０２の断面図である。なお、図４Ａ、図４Ｂにおいては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。

【0081】

接合構造体１０２は、第１部材である棒状繊維強化複合材１１２と、棒状繊維強化複合材１１２の端部に重ねて配置される第２部材１４０と、重なり部を合成樹脂により覆って接合する合成樹脂被覆部１５０からなる。また、棒状繊維強化複合材１１２の端部は、第２部材１４０が重ねて配置される空隙部を有する。

【0082】

本実施形態においては、重なり部の長さＬ５は、合成樹脂被覆部１５０の長さＬ６より短く、重なり部の直径Ｗ５は、合成樹脂被覆部１５０の直径Ｗ６より細くなっているが、重なり部の長さＬ５と合成樹脂被覆部１５０の長さＬ６の関係及び重なり部の直径Ｗ５と合成樹脂被覆部１５０の直径Ｗ６の関係は、実施形態１と同様に使用目的に応じて適宜設定できる。

【0083】

第１部材である棒状繊維強化複合材１１２は、芯線となる素線１３５を４本の素線１３６と２本の素線１３７の計６本の素線が取り囲む構造を有するストランド構造体である。図４Ａに示すように、棒状繊維強化複合材１１２は、芯線となる素線１３５の周囲に配置された６本の素線のうち２本の素線１３７の長さが他の４本の素線１３６の長さより短く、端部に空隙部を有する構造である。
棒状繊維強化複合材１１２は、素線１３５及び素線１３７の長さが異なる他は、棒状繊維強化複合材１１０と同様である。芯線となる素線１３５は、長さが異なる以外は、素線１３１と同様である。素線１３６は素線１３２と同様である。素線１３７は、長さが異なる以外は、素線１３２と同様である。
なお、実施形態１と同様に、本発明の目的を阻害しない範囲で、棒状繊維強化複合材１１２の素線の種類や本数等は適宜変更できる。また、棒状繊維強化複合材１１２は、素線を複数本、引き揃えた構成や、芯線がない構成であってもよい。また、棒状繊維強化複合材１１２は、マルチストランド構造体であってもよい。

【0084】

第２部材１４０は、実施形態１と同様に、棒状繊維強化複合材１１２の端部に重ねて配置できる構造のものであればよく、例えば、螺子を切った鋼鉄製のボルト（Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２の鋼鉄製ボルトなど）等少なくとも一方の端部が棒状となっているものを用いることができる。なお、第２部材１４０の棒状繊維強化複合材１１２に重ねて配置される端部は、棒状であることが好ましいが、らせん状や、板状であってもよいし、Ｕ字状、輪っか状であってもよい。第２部材１４０は、棒状繊維強化複合材１１１と同一であってもよい。

【0085】

合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂は、エポキシ樹脂であるが、実施形態１と同様に、当該樹脂に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で、合成樹脂は適宜選択できる。合成樹脂被覆部１５０の合成樹脂として、エポキシ樹脂の代わりに、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、天然ゴム、合成ゴムなどのゴム系、α―オレフィン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの合成樹脂を用いてもよい。

【0086】

［接合構造体の用途］
以上の構成を有する本実施形態の接合構造体１００、１０１、１０２は、軽量でかつ優れた強度を有し、意匠性、外観品位の低下を抑制することにより、クレーン車などの重機の入れない場所に建てられた伝統建築物や従来の耐震補強材の質量に耐えることができず耐震補強できなかった伝統建築物の耐震補強を行うことができる。さらに、鉄鋼、鉄筋、木造などの一般の建築物やテーブル、椅子、手すりなどの家具類、植物用の誘引紐、ワーヤー代替物、柵など種々の構造物の補強材や構造材として用いることができる。

【0087】

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、本発明の技術的思想の範囲内で上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【実施例】

【0088】

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
また、本実施例における各種データは以下の方法で測定を行った。

【0089】

＜直径＞
素線、棒状繊維強化複合材の直径、重なり部、合成樹脂被覆部の長さ、太さはノギスで測定した。
＜質量＞
棒状繊維強化複合材および素線を１０ｃｍに切断し、電子天秤を用いて質量を測定し、その値を１０倍して、１ｍ当たりの質量を求めた。
＜密度＞
ＪＩＳ Ｋ７１１２：１９９９ Ａ法（水中置換法）に準じて測定をおこなった。
＜引張強さおよび破断荷重＞
引張強さおよび破断荷重は、インストロンジャパンカンパニリミテッドから供給されている５９８０フロア型高容量万能試験機 型式５９８５を使用し、２ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定した（測定環境は室温（約２５℃））。試料が破断したときの荷重（ｋＮ）を破断荷重とした。試料が破断したときの荷重（ｋＮ）を破断荷重とし、破断荷重を棒状繊維強化複合材の長さ方向に垂直に切断した断面積（有効断面積）で割ったものを引張強さ（ＭＰａ）とした。

【0090】

（実施例１）
２４Ｋの炭素繊維束（ＰＡＮ系炭素繊維。東レ株式会社製。Ｔ７００ＳＣ。）を３本束ね、Ｓ方向に１０回／ｍ撚りをかけたもの１本を炭素繊維束として用い、拘束材としてガラス繊維を用い、製紐機（２４打機）を用いて、１６打ちの石目打にて、炭素繊維束の外周の全面を組紐状にガラス繊維で拘束した。

【0091】

次に、
重合型の熱可塑性エポキシ樹脂（ＤＥＮＡＴＩＴＥ ＸＮＲ６８５０Ｖ、固形分８５質量％、ナガセケムテックス株式会社製）１００質量部、
硬化剤（ＤＥＮＡＴＩＴＥ ＸＮＨ６８５０Ｖ、固形分３０質量％、ナガセケムテックス株式会社製） ６．５質量部、
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）１０質量部
からなる溶液（粘度１５０ｍＰａ・ｓ）にデッピングし、ダイスを通し、余分な溶液を除去するとともに、炭素繊維束の長さ方向に対し垂直に切断した際の断面形状が円形になるように形状を整え、拘束された炭素繊維束に対し、固化剤を付与した。その後、熱処理（１５０℃、２０分間）を行うことで、前記重合型の熱可塑性エポキシ樹脂を重合させて、炭素繊維束と拘束材と熱可塑性エポキシ樹脂（固化剤）を一体化させて素線を得た。

【0092】

得られた実施例１の素線の断面は円形状で、直径３ｍｍ、質量は１２．８ｇ／ｍであった。破断荷重１３ｋＮ、引張強さは１８００ＭＰａ（有効断面積７．１ｍｍ²）であった。
であった。
素線は、室温で直径１００ｃｍのドラムに３０００ｍ巻きとったところ、折れることなく、スムーズに巻き取ることができた。

【0093】

次に、得られた素線を７本用い、中心に芯線として１本の素線、その周りを６本の素線で覆うように、１２０℃に加熱しながら撚り合わせて、ストランド構造とし、棒状繊維強化複合材を得た。
得られた実施例１の棒状繊維強化複合材は、直径９ｍｍ、密度は１．６ｇ／ｍ³、質量は８０ｇ／ｍであった。破断荷重９０ｋＮ、引張強さは１８００ＭＰａ（有効断面積５０ｍｍ²）であった。
次に、棒状繊維強化複合材の芯材を端部から９ｃｍ切り取った。これを第１部材として用いた。

【0094】

次に、第２部材として、長さ１５ｃｍの螺子を切った鋼鉄製のボルト（以下、Ｍ８ボルトという。太さ（太い部分７．７ｍｍ））を用い、Ｍ８ボルトを棒状繊維強化複合材の芯材を切り取った部分に、挿入し、重なり部を構成した。重なり部の長さは９ｃｍであった。また、重なり部の太さは、太い部分で１.５５ｃｍであった。

【0095】

次に、重なり部を合成樹脂で接合するために、長さ１０ｃｍ、内径２１ｍｍの合成樹脂製の管内（剥離用フィルムが管内壁に取り付けた物）に、重なり部が全て入るように挿入し、当該管内に、多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物であるポリエーテルポリオールとポリイソシアネートの混合物を充填し、室温（２５℃）で１時間放置し、前記ポリオールとポリイソシアネートを反応・硬化させウレタン樹脂（Ｔｇ９３℃）を生成した。ウレタン樹脂の硬化後、当該管を取り除き、室内に１週間養生し、第１部材と、第２部材と、第１部材と第２部材が重なり合う重なり部の全体がウレタン樹脂で覆われ接合される合成樹脂被覆部から構成される接合構造体を得た。図５に接合構造体の写真を示す。

【0096】

得られた接合構造体の破断荷重を測定したところ、２０ｋＮであった。破断の状態は、合成樹脂被覆部の破壊ではなく、Ｍ８ボルトが破断しており、重なり部はウレタン樹脂により十分な強度を有しているものであった。ウレタン樹脂つまり合成樹脂で接合された合成樹脂被覆部の太さは２ｃｍ、長さは１０ｃｍと細く、短いものであり意匠性に優れていた。さらに、合成樹脂被覆部は透明であり、ウレタン樹脂で覆われた棒状繊維強化複合材、素線、Ｍ８ボルトが透けて見えるものであり、この観点からも意匠性に優れていた。

【産業上の利用可能性】

【0097】

本発明の接合構造体は、軽量でかつ優れた強度を有し、意匠性、外観品位の低下を抑制することにより、クレーン車などの重機の入れない場所に建てられた伝統建築物や従来の耐震補強材の質量に耐えることができず耐震補強できなかった伝統建築物の耐震補強を行うことができる。さらに、鉄鋼、鉄筋、木造、コンクリートなどの一般の建築物やテーブル、椅子、手すりなどの家具類、植物用の誘引紐、ワイヤー代替物、柵など種々の構造物の補強材や構造材として用いることができる。

【符号の説明】

【0098】

２ 炭素繊維束
３ａ 拘束材
１００、１０１、１０２ 接合構造体
１１０、１１１、１１２ 棒状繊維強化複合材
１２０ 第１部材
１３０Ａ、１３０Ｂ 素線
１３１、１３３、１３５ 芯線
１３２、１３４、１３６、１３７ 芯線の周囲に配置された素線
１４０ 第２部材
１５０ 合成樹脂被覆部

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】