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技術 ガラスロービング

出願人 日本電気硝子株式会社
発明者 堀内雅弘福原一馬苗村健
出願日 2002年2月28日 (18年4ヶ月経過) 出願番号 2002-052900
公開日 2003年9月10日 (16年9ヶ月経過) 公開番号 2003-252645
状態 未査定
技術分野 ガラス繊維の製造、処理
主要キーワード 崩落現象 Eガラス 結び目部分 下巻き 巻き位置 ストランド束 巻き取りチューブ 崩れ落ち
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年9月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

目的

特に大型ガラスロービングからストランド束解舒する時に、その内側面のストランド束が崩落しても、持ち上がりの発生が少ないガラスロービングを提供する。

構成

ガラスロービング10は、垂直方向に配置した時、その内層部における、下方向から上方向へ解舒されるストランド束11aの上巻き角度αが11°であり、上方向から下方向へ解舒されるストランド束11bの下巻き角度βが6°である。

概要

背景

一般にSMCスプレーアップフィラメントワインディング、引き抜き等の成形法に使用されるガラスロービングは、次のような方法で作製される。

まずブッシングの底部に形成された多数のノズルから溶融ガラスを紡出して直径が数〜数十μmのガラスフィラメント成形し、各ガラスフィラメントを巻取機で引っ張りながら、その表面に集束剤を塗布した後、これらを数十本〜数千本集束することによってストランドとしてから、綾振装置掛けながら巻取チューブに巻き取ることによってケーキを作製する。次いで複数個のケーキを乾燥してから、各々の内層からストランドを解舒し、これらを引き揃えて(合糸して)ストランド束とした後、綾を掛けながら円筒状に巻き取る。

こうして作製されたガラスロービングを、例えばSMC、スプレーアップ成形等に使用する場合、生産効率を高めるため、複数個のガラスロービングのストランド束の端部同士を結ぶことによって連続的に引き出すようにしている。すなわち最初に使用するガラスロービングのストランド束の終端に、次に使用するガラスロービングのストランド束の始端繋ぎ足すことによって、最初のガラスロービングを使い終わった後、引き続いて次のガラスロービングを使うようにしている。

しかしながら、このように複数個のガラスロービングの終端と始端を結ぶ作業は手間がかかり、またこの結び目部分には樹脂含浸されにくく、樹脂の含浸不良等の欠陥が発生しやすくなる。

そこで、かかるストランド束の結び作業による手間と、結び目による欠陥を減少させるためにガラスロービングを大型化し、ガラスロービング1個当たりのストランド束の長さを長くすることが望まれている。

概要

特に大型ガラスロービングからストランド束を解舒する時に、その内側面のストランド束が崩落しても、持ち上がりの発生が少ないガラスロービングを提供する。

ガラスロービング10は、垂直方向に配置した時、その内層部における、下方向から上方向へ解舒されるストランド束11aの上巻き角度αが11°であり、上方向から下方向へ解舒されるストランド束11bの下巻き角度βが6°である。

目的

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、特に大型ガラスロービングからストランド束を解舒する時に、その内側面のストランド束が崩落しても、持ち上がりの発生が少ないガラスロービングを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

ガラス繊維ストランド複数本引き揃えて円筒状に巻き取ったガラスロービングであって、垂直方向に配置した状態で、下方向から上方向へ解舒されるストランド束上巻き角度をα、上方向から下方向へ解舒されるストランド束の下巻き角度をβとする時、α>βの式を満足することを特徴とするガラスロービング。

請求項2

上巻き角度αが、2〜25°であることを特徴とする請求項1記載のガラスロービング。

請求項3

外径が300mm以上、巻き高さが300mm以上、質量が30kg以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のガラスロービング。

技術分野

0001

本発明は、SMCスプレーアップフィラメントワインディング、引き抜き等の成形法により、FRPもしくは、その成形材料を製造する際に使用するガラスロービングに関するものである。

背景技術

0002

一般にSMC、スプレーアップ、フィラメントワインディング、引き抜き等の成形法に使用されるガラスロービングは、次のような方法で作製される。

0003

まずブッシングの底部に形成された多数のノズルから溶融ガラスを紡出して直径が数〜数十μmのガラスフィラメント成形し、各ガラスフィラメントを巻取機で引っ張りながら、その表面に集束剤を塗布した後、これらを数十本〜数千本集束することによってストランドとしてから、綾振装置掛けながら巻取チューブに巻き取ることによってケーキを作製する。次いで複数個のケーキを乾燥してから、各々の内層からストランドを解舒し、これらを引き揃えて(合糸して)ストランド束とした後、綾を掛けながら円筒状に巻き取る。

0004

こうして作製されたガラスロービングを、例えばSMC、スプレーアップ成形等に使用する場合、生産効率を高めるため、複数個のガラスロービングのストランド束の端部同士を結ぶことによって連続的に引き出すようにしている。すなわち最初に使用するガラスロービングのストランド束の終端に、次に使用するガラスロービングのストランド束の始端繋ぎ足すことによって、最初のガラスロービングを使い終わった後、引き続いて次のガラスロービングを使うようにしている。

0005

しかしながら、このように複数個のガラスロービングの終端と始端を結ぶ作業は手間がかかり、またこの結び目部分には樹脂含浸されにくく、樹脂の含浸不良等の欠陥が発生しやすくなる。

0006

そこで、かかるストランド束の結び作業による手間と、結び目による欠陥を減少させるためにガラスロービングを大型化し、ガラスロービング1個当たりのストランド束の長さを長くすることが望まれている。

発明が解決しようとする課題

0007

ガラスロービングを大型化する方法としては、その外径を大きくする方法と、巻き高さを高くする方法があるが、いずれの大型ガラスロービングについても、使用時にストランド束を解舒する際、その内側面でストランド束の崩落現象が発生しやすいという問題がある。

0008

通常、ガラスロービングは、内層からストランドの解舒が行われるが、外径の大きな大型ガラスロービングの内層から外層に向けてストランド束を解舒する場合、解舒作業が外層付近に達した時に、ガラスロービングの内側面の数層部で、ストランド束が自重によって崩れ落ちやすくなる。例えば、外径が520mmのガラスロービングの場合、解舒作業が450〜520mmの径付近に達すると、その内側面でストランド束の崩落現象が起こりやすくなる。

0009

ガラスロービングの最外層部の崩落現象を防止するには、その外側面に粘着フィルムを巻けば良いが、このガラスロービングは、最外層部分、すなわち表面から数mm厚さ程度の部分しかストランド束を保持する効果がなく、十分な効果は得られない。

0010

また巻き高さを高くした大型ガラスロービングの内層から外層に向けて徐々にストランド束が解舒する場合、解舒を開始した時点から、その内側面の数層部でストランド束が自重によって崩落しやすい。

0011

こうして崩落したストランド束は、ガラスロービングから解舒されるストランド束に絡み付き、これに引っ掛かった状態、いわゆる持ち上がりを発生させる。この持ち上がったストランド束は、ストランド束の通り道であるガイド部に引っ掛かり、解舒作業を中断させることがあった。この現象は、特にロービング上端面とストランド束の通り道であるガイドとの距離の高低差が1m未満の場合には、顕著に発生し、生産性を低下させる大きな原因となっている。

0012

また、このようなガラスロービングのストランド束の崩落を防止する方法として、予めガラスロービングを50〜100℃の温度雰囲気下で1〜8時間程度加熱し、ストランド束同士を軽く接着させておく方法が考えられるが、この方法では、一旦巻き上がったガラスロービングを加熱しなければならないため、やはり生産性が低下し、コストアップになるという問題がある。

0013

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、特に大型ガラスロービングからストランド束を解舒する時に、その内側面のストランド束が崩落しても、持ち上がりの発生が少ないガラスロービングを提供することである。

課題を解決するための手段

0014

本発明のガラスロービングは、ガラス繊維ストランド複数本引き揃えて円筒状に巻き取ったガラスロービングであって、垂直方向に配置した状態で、下方向から上方向へ解舒されるストランド束の上巻き角度をα、上方向から下方向へ解舒されるストランド束の下巻き角度をβとする時、α>βの式を満足することを特徴とする。

0015

また本発明のガラスロービングは、好ましくは、上巻き角度αが、2〜25°であることを特徴とし、さらに外径が300mm以上、巻き高さが300mm以上、質量が30kg以上であることを特徴とする。

0016

尚、本発明における上巻き角度とは、ガラスロービングを垂直方向に配置した時、下方向から上方向へ解舒されるストランド束の巻き位置の水平方向に対する角度(鋭角)を意味し、また下巻き角度とは、上方向から下方向へ解舒されるストランド束の巻き位置の水平方向に対する角度(鋭角)を意味している。

発明を実施するための最良の形態

0017

本発明のガラスロービングは、ガラス繊維ストランドを複数本引き揃えて円筒状に巻き取ったガラスロービングであって、垂直方向に配置した状態で、下方向から上方向へ解舒されるストランド束の上巻き角度をα、上方向から下方向へ解舒されるストランド束の下巻き角度をβとする時、α>βの式を満足するため、ガラスロービングの内層部からストランド束を解舒する時、下方向から上方向へのストランド束の自重に比べて、下方向から上方向へのストランド束の自重が小さくなり、解舒途中で内側面のストランド束が崩落しても、持ち上がりの発生が著減する。

0018

すなわち、通常のガラスロービングは、下方向から上方向へ解舒されるストランド束の上巻き角度をαと、上方向から下方向へ解舒されるストランド束の下巻き角度をβとが略同一(例えば約9°)となるように巻き取られているが、このガラスロービングを解舒する時に、その内側面でストランド束が崩落すると、その崩落したストランド束が、解舒されているストランド束に引っ掛かった状態、つまり持ち上がりが発生することがある。この持ち上がりは、ストランド束を上方向から下方向へ解舒する時に比べ、下方向から上方向へ解舒する時に多い。そのため上方向から下方向へ解舒されるストランド束の自重に比べ、下方向から上方向へ解舒されるストランド束の自重を小さくすると、崩落したストランド束が、解舒されているストランド束に引っ掛かりにくくなり、持ち上がりが発生しにくくなる。

0019

また一般のガラスロービングの寸法は、内径100mm、外径270mm、巻き高さ270mmで、質量が17kg程度であるが、上記したようにガラスロービングが大型化するほど、解舒時にストランド束の崩落が起こりやすく、持ち上がりが発生しやすいため、本発明のガラスロービングは、外径が300mm以上、巻き高さが300mm以上、質量が30kg以上の大型ガラスロービングとして好適であり、より具体的には、外径が400mm以上、巻き高さが500〜1200mm、質量が50〜300kgのガラスロービングとして好適である。

0020

また本発明のガラスロービングは、α≧(β+2°)の式を満足すると、ストランド束の持ち上がりを抑える効果が顕著となるため好ましい。よって大型ガラスロービングの場合は、α≧(β+2°)の式を満足することが望ましく、さらには、α≧(β+5°)の式を満足することがより望ましい。

0021

さらに本発明のガラスロービングは、上巻き角度αが2〜25°であることが好ましい。その理由は、上巻き角度αが、2°より小さいと、下方向から上方向へ解舒されるストランド束の自重が大きくなるため、持ち上がりを抑える効果が小さくなり、また25°より大きいと、トラバースによるストランド束の綾掛け作業が困難となるからである。尚、ガラスロービングの上巻き角度αと下巻き角度βは、その内層部と外層部で若干異なる(具体的には、1〜3°程度)が、本発明におけるαとβの角度は、ガラスロービングの内層部の角度を指している。

0022

また本発明のガラスロービングは、その外側面に粘着フィルムが貼り付けられていると、外層付近での崩落現象を抑えることができるため好ましい。さらに、ガラスロービング全体をポリ塩化ビニル等の熱収縮フィルムに入れてから熱処理することによってシュリンクパッケージにすると、ガラスロービングの汚れ付着や変形を防止できるため好ましい。

0023

本発明のガラスロービングは、例えば本出願人が、特開平8−290869号公報で提案しているような、ストランド束をトラバースを経て回転スピンドル綾巻きするガラス繊維巻取り装置を使用し、トラバースの横方向の速度を規定するトラバースレールカム交換し、往路と復路で、回転スピンドルに対するストランド束の入射角度が変化するように設定することによって作製することができる。

0024

尚、本発明のガラスロービングは、複数のケーキからストランドを引き揃えて合糸することによって作製するガラスロービング(合糸ロービング)に限定されるものではなく、紡糸工程で多数本のガラスフィラメントの表面に集束剤を塗布し、これらのガラスフィラメントをそのまま引き揃えて一本のロービングとする直巻ロービング(DWR)であっても良い。

0025

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明する。
(実施例1)図1は、本発明のガラスロービングを示す斜視図である。

0026

図1のガラスロービング10は、外径520mm、内径150mm、巻き高さ520mmの寸法を有し、質量が140kgの円筒形状を有している。このガラスロービング10は、垂直方向に配置した時、その内層部における、下方向から上方向へ解舒されるストランド束11aの上巻き角度αが11°であり、上方向から下方向へ解舒されるストランド束11bの下巻き角度βが6°である。

0027

このガラスロービング10は、次のようにして作製した。

0028

まずEガラス溶融し、これをブッシングの底部に形成された多数のノズルから紡出して直径が13μmのガラスフィラメントを形成し、各ガラスフィラメントを巻取機で引っ張りながら、それらの表面に対し、浴槽用SMC成形ロービング用集束剤(主成分として、エポキシ樹脂エマルジョンアクリルシランカップリング剤、第4級アンモニウム塩を含む)を塗布した後、200本集束することによってストランドとしてから綾振装置で綾を掛けながら巻き取りチューブに巻き取ってケーキを作製した。

0029

こうして得られたケーキを乾燥し、複数個のケーキの内層からストランドを引き出し、これらを引き揃えて合糸したストランド束を円筒状に巻き取ることによって、4800tex(texとは、1000m当たりのグラム数を意味する)のガラスロービングを作製した。

0030

尚、上記ガラスロービングは、特開平8−290869号公報のガラス繊維巻取り装置を使用し、トラバースの横方向の速度を規定するトラバースレールのカムを交換し、上巻き角度αが11°、下巻き角度βが6°となるように設定した。

0031

(実施例2)外径が450mm、質量が100kgであり、上巻き角度αが9°であり、下巻き角度βが4°である以外は、全て実施例1と同じ構成を有するガラスロービングを作製した。

0032

(比較例1)上巻き角度αが9°であり、下巻き角度βも9°である以外は、全て実施例1と同じ構成を有するガラスロービングを作製した。

0033

(比較例2)外径が450mm、質量が100kgであり、上巻き角度αが9°であり、下巻き角度βも9°である以外は、全て実施例1と同じ構成を有するガラスロービングを作製した。

0034

上記した実施例と比較例の各ガラスロービングについて、これらの内層からストランド束を50m/分の速度で解舒し、目視観察によって、ストランド束の崩落や持ち上がりの回数を求め、その発生頻度をストランド束1kg当たりに換算した。結果を表1に示す。

0035

0036

表1から、実施例1、2のガラスロービングは、ストランド束の崩落が起きても、持ち上がりが発生せず、比較例1、2のガラスロービングに比べて、持ち上がりを抑える効果に優れていることが明らかである。

発明の効果

0037

以上のように、本発明のガラスロービングは、ストランド束を解舒する時に内側面のストランド束が崩落しても、崩落したストランド束が、解舒されているストランド束に引っ掛かって持ち上がる現象が発生し難く、特に崩落現象が発生しやすい大型ガラスロービングとして好適である。

図面の簡単な説明

0038

図1本発明のガラスロービングを示す斜視図である。

--

0039

10ガラスロービング
11a 下方向から上方向へ解舒されるストランド束
11b 上方向から下方向へ解舒されるストランド束

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