JP2003165739A - ガラスチョップドストランド - Google Patents
ガラスチョップドストランドInfo
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
して好適なガラスチョップドストランドを提供するこ
と。 【解決手段】 本発明のガラスチョップドスト
ランド1は、複数本のガラス製フィラメント2を集束し
たチョップドストランド1の切断面のフィラメント長手
方向aに対する角度をθ、フィラメント2の直径をD、
切断面の角度方向に隣り合うフィラメント2の端面間の
ずれをΔLとするとき、θが10°〜80°であり、且
つフィラメント2の直径Dに対するずれΔLの比である
ΔL/Dの平均値が0.2以上であることを特徴とす
る。
Description
ストランドに関し、特に、ガラスペーパーと呼ばれるガ
ラス繊維不繊布の製造に適したガラスチョップドストラ
ンドに関する。
グ等の建築資材、及びプリント配線基材には、寸法安定
性や強度の付与のためにガラス繊維不繊布(以降、ガラ
スペーパーと称す)が使用されている。
融ガラスをブッシングと呼ばれる底面に数百〜数千のノ
ズルを有するプレートより引き出しフィラメントとし、
フィラメントの表面に、集束剤液と呼ばれる界面活性剤
や水溶性高分子等を集束剤成分とした水溶液を塗布した
後、ギャザリングシューと呼ばれる集束器により一本の
ストランドに束ね、このストランドを3〜50mmの長
さに切断することによりガラスペーパー用のチョップド
ストランドが製造される。
の切断面とフィラメントの長手方向とがほぼ直角(約9
0°)となるように切断される。
ップドストランドは、パルプから製造される紙と同様の
方法により、白水中においてプロペラ羽根等により撹拌
され、一本一本のフィラメントに解され、メッシュコン
ベアー上に供給されて抄造され、脱水及び乾燥された
後、ガラスペーパーとなる。ガラスチョップドストラン
ドがフィラメント一本一本に解れることを、フィラメン
ト化、または開繊、あるいは解繊等と呼び、このフィラ
メント化に要する時間を開繊時間または解繊時間と呼
ぶ。
呼ばれる水溶液は、紡糸工程においてガラス繊維に通常
6〜15質量%塗布される。集束剤液は、一般に水溶性
高分子、界面活性剤等の集束剤成分を固形分として0.
1〜10質量%程度含むため、フィラメントの表面には
0.01〜1.5質量%程度の集束剤成分が塗布される
こととなる。このような集束剤液は、紡糸されたフィラ
メント表面の保護、フィラメントをストランドとして束
ねる集束(結束)性の付与、またパルプから製造される紙
と同様の抄造時における白水中でのフィラメント同士の
滑性付与といった効果がある。
目的に、ガラスペーパーの抄造時における白水の投入法
が回分式から連続式に変わり、さらに、抄紙機一台当た
りの生産量の増大が図られている。このため、ガラスチ
ョップドストランドの撹拌から抄造までの時間は、近年
益々短くなりつつあり、ガラスペーパー用のガラスチョ
ップドストランドには、開繊時間の短縮が要求されてい
る。
は、集束剤液の付着量と集束剤成分の白水への溶解性に
依存する。即ち、白水撹拌過程において、フィラメント
とフィラメントとの間に存在する集束剤成分は白水中に
溶出し、この溶出に伴いフィラメント間の集束力が低下
し、その結果、白水の撹拌力に耐えきれないフィラメン
トから白水中に一本一本解れることになる。従って、開
繊時間の短縮には、集束剤成分の溶解時間短縮、すなわ
ち、集束剤液の付着量を減少させることや白水への集束
剤成分の溶解性を増大させることが有効である。
ガラスチョップドストランドに施されている、集束剤液
の付着量低減や集束剤成分の白水への溶解性を増大させ
る処理は、抄造時の開繊時間を短縮させるが、その反
面、フィラメントの再凝集を発生させるという問題があ
る。すなわち、集束剤液の付着量低減や集束剤成分の白
水への溶解性増大が、フィラメント表面から集束剤成分
の白水中への溶解を早め、その結果、フィラメント表面
の滑性が失われ、フィラメント同士が絡まる二次凝集を
早めるという問題があり、これらの処置にはおのずと限
界がある。
であり、開繊性に優れガラスペーパー用として好適なガ
ラスチョップドストランドを提供することを目的とす
る。
達成すべく、種々の実験を繰り返した結果、図1に示す
ように、切断面角θが10°〜80°であり、フィラメ
ントの直径Dに対する切断面の角度方向に隣り合うフィ
ラメントの端面間のずれΔLの比であるΔL/Dの平均
値が0.2以上であるガラスチョップドストランドが開
繊性に優れることを見出し、本発明を提案するに至っ
た。即ち、本発明に係るガラスチョップドストランド
は、複数本のガラス製フィラメントを集束したチョップ
ドストランドの切断面のフィラメント長手方向に対する
角度をθ、フィラメントの直径をD、切断面の角度方向
に隣り合うフィラメントの端面間のずれをΔLとすると
き、θが10°〜80°であり、且つフィラメントの直
径Dに対するずれΔLの比であるΔL/Dの平均値が
0.2以上であることを特徴とする。
メントを集束したチョップドストランドの切断面角θと
は、図1に示すストランド切断面とフィラメントの長手
方向の軸aとの角度θ(以下、切断面角θと呼ぶ)を意
味する。従って、従来のガラスチョップドストランド
は、図1および図2に示す切断面角θが90°であり、
このようなチョップドストランド中の切断面の角度方向
に隣り合うフィラメント同士は、端面のずれΔLは切断
によるばらつきを無視するとほぼ0となる。即ち、比Δ
L/D=0である。
が10°未満であると切断部が長くなりすぎ、安定した
切断が行えなくなるので実用的でない。一方、ガラスチ
ョップドストランドの切断面角θが80°を超えると、
フィラメントの長手方向に伸びた形をしていないので、
ガラスチョップドストランド全体に白水の流れの抵抗を
受けにくくなり、解繊性の向上がほとんど望めない。本
発明によるガラスチョップドストランドの切断面角θと
しては、フィラメントの長手方向に対して10°〜80
°であることが重要である。
合には、ガラスチョップドストランドの切断が困難であ
る上に、切断したチョップドストランドが輸送中などに
おいて解れる。一方、角度θが70°以上になると従来
の直角(90°)の切断面に対して白水中での解繊性に
及ぼす効果の優位差が小さい。本発明のガラスチョップ
ドストランドの切断面角θとしては、30°〜70°で
あることが好ましい。
ドは、フィラメントの直径Dに対する切断面の角度方向
に隣り合うフィラメントの端面間のずれΔLの比である
ΔL/Dの平均値が0.2以上であることを特徴とす
る。
ドストランドのフィラメントの直径Dに対する切断面の
角度方向に隣り合うフィラメントの端面間のずれΔLの
比であるΔL/Dの平均値が0である場合やΔL/Dの
平均値が0.2未満の場合、白水中での攪拌時に、各々
のフィラメント端面に対する白水の流れの抵抗が僅かで
あり、実質的に露出するΔLが小さく白水中での解繊性
に及ぼす効果が僅かとなる。
以上である本発明のガラスチョップドストランドでは、
切断面の角度方向に隣り合うフィラメントの端面のずれ
ΔLが十分に大きくなるため、図2(A)に示すよう
に、各々のフィラメント端面のずれ部に対する白水の流
れの抵抗が大きくなる。この結果として、ガラスチョッ
プドストランドは白水の攪拌により容易にフィラメント
化すると考えられる。
ンドは、ガラス繊維不繊布の製造に使用されることを特
徴とする。
ストランドの切断面の角度が、フィラメントの長手方向
に対して10°〜80°、好ましくは30°〜70°で
あり、フィラメントの直径Dに対する切断面の角度方向
に隣り合うフィラメントの端面間のずれΔLの比である
ΔL/Dの平均値が0.2以上であるので、白水中での
撹拌過程における開繊性に優れ、ガラスペーパーの製造
に適するものである。
の切断面角θが略直角(約90°)であるチョップドス
トランドと全く同じ寸法及び本数のフィラメントからな
り、全く同じ集束剤を用いた場合でも、ガラスチョップ
ドストランドの切断面角θがフィラメントの長手方向に
対して10°〜80°であるので、ガラスチョップドス
トランドがフィラメントの長手方向に長くなって白水中
での攪拌によりガラスチョップドストランド全体に大き
な抵抗を受け易くなる。
ドは、フィラメントの直径Dに対する切断面の角度方向
に隣り合うフィラメントの端面間のずれΔLの比である
ΔL/Dの平均値が0.2以上である大きいので、切断
面の角度方向に隣り合うフィラメントの端面間のずれΔ
Lが0.2D以上であることにより、各フィラメントの
ずれΔLの露出面に攪拌による白水の流れが十分に接し
て大きい剥離力が作用し、隣り合うフィラメント同士の
接触面積が従来よりも減少しており結束力が弱くなって
いるので、白水中での開繊時間をさらに短くすることが
できる。
ンドは、ガラス繊維不繊布の製造に使用されるので、白
水中での開繊時間が従来のガラスチョップドストランド
よりも大幅に短くなり、ガラスペーパーの製造効率を大
幅に向上させることができる。
チョップドストランドを、実施例に基づいて説明する。
が10μmで、長さLが13mmの約4000本のフィ
ラメントを集束剤液で集束したもので、その切断面角θ
がそれぞれ80°、60°、45°、30°であるガラ
スチョップドストランドを準備した。また、比較例とし
て、同じフィラメント数で、切断面角θが90°の従来
のガラスチョップドストランド及び切断面角θが85°
のガラスチョップドストランドを準備した。
面の角度方向に隣り合うフィラメントの端面間のずれΔ
Lの比ΔL/Dは、顕微鏡観察により50組の切断面の
角度方向に隣り合うフィラメント同士のずれΔLを測定
し、フィラメントの平均直径Dで除算することにより比
ΔL/Dの平均値を求めた。
は、イオン交換水にポリエチレングリコール型ノニオン
界面活性剤を2質量%添加し、ポリビニルアルコールを
用いて粘度が10mPa・sとなるよう調整した。この
白水1kgを1リットルのビーカーに投入し、直径70
mmのプロペラ羽根を用い200rpmで撹拌する。上
記ガラスチョップドストランドを3g投入し、ガラスチ
ョップドストランドがフィラメント化して解れ、ストラ
ンドが見当たらなくなるまでに要する時間を開繊時間と
した。
プドストランド(試料1〜4)を、表2に比較例のチョ
ップドストランド(試料5、6)それぞれの切断面角
θ、比ΔL/Dの平均値、および開繊時間を示す。
〜4のガラスチョップドストランドは、切断面角θが8
0°以下であり、且つ比ΔL/Dの平均値が0.2以上
であるため、何れも開繊時間が45秒以内と極めて短
い。また、切断面角θが小さくなるにつれ、開繊時間は
短縮し、実施例の試料2〜4のように、切断面角θが7
0°以下のガラスチョップドストランドの場合は、切断
面角θが80°の実施例1の場合よりも開繊時間が短縮
された。
ある試料5の従来のチョップドストランド及び試料6の
チョップドストランドは、切断面角θが80°よりも大
きく、開繊時間が何れも60秒であり、実施例と比較す
ると開繊時間は長くなっている。
ストランドは、以下の方法により作製した。
を有するブッシングから直径10μmのフィラメントを
引き出し、ポリエチレンオキサイド5質量%、及び、2
−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン3質
量%を含有した集束剤液を塗布し、ギャザリングシュー
により一本のストランドに集束し、このストランドをワ
インダーに巻き取る事によりケーキを得る。その後、こ
のケーキを解舒し、チョップドストランドを切断面角θ
がそれぞれ80°、60°、45°、30°となるよう
にストランドに斜めにカッターを当てて切断し、カット
長さが13mmのガラスチョップドストランドを得た。
ストランドの切断面の角度方向に隣り合うフィラメント
間の端面に所望のずれΔLを生じさせるには、ストラン
ドを切断する際に、ストランドをカッター刃の刃先に対
して滑らせながら当て、切断させることが肝要である。
ストランドを切断する際に、各フィラメントの端面を砕
いてしまうと所望のずれΔLを確保できなくなる。カッ
ター刃の刃先を斜めに当てることによりストランドの各
フィラメントの表面にオリジンとなる傷を設け、即座に
クラックをフィラメントの長手方向に対して略直角とな
るフィラメントの直径方向に走らせることにより切断す
ることがフィラメント間の端面に所望のずれΔLを生じ
させる上で重要となる。
ドストランドは、開繊性に優れるので、ガラス繊維不繊
布(ガラスペーパー)の抄造に要する時間を従来よりも
大幅に短縮することができ、ガラス繊維不繊布の生産性
を飛躍的に向上させることが可能となる実用上優れた効
果を奏するものである。
明図であって、(A)は斜視図、(B)は要部断面によ
る切断面角θ及びΔLの説明図。
て、(A)は本発明のガラスチョップドストランドの説
明図、(B)は従来のガラスチョップドストランドの説
明図。
間のずれ θ ガラスチョップドストランドの切断面の角度
Claims (2)
- 【請求項1】 複数本のガラス製フィラメントを集束し
たチョップドストランドの切断面のフィラメント長手方
向に対する角度をθ、フィラメントの直径をD、切断面
の角度方向に隣り合うフィラメントの端面間のずれをΔ
Lとするとき、θが10°〜80°であり、且つフィラ
メントの直径Dに対するずれΔLの比であるΔL/Dの
平均値が0.2以上であることを特徴とするガラスチョ
ップドストランド。 - 【請求項2】 ガラス繊維不繊布の製造に使用されるこ
とを特徴とする請求項1に記載のガラスチョップドスト
ランド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001360894A JP4154724B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | ガラスチョップドストランド、及びガラス繊維不織布の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008149615A1 (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Toray Industries, Inc. | チョップド繊維束、成形材料、および、繊維強化プラスチック、ならびに、これらの製造方法 |
KR20180022814A (ko) | 2015-07-01 | 2018-03-06 | 도레이 카부시키가이샤 | 촙드 섬유 다발의 제조 장치 및 그 제조 방법 |
KR20190068523A (ko) * | 2016-10-12 | 2019-06-18 | 도레이 카부시키가이샤 | 랜덤 매트 및 그의 제조 방법 그리고 그것을 사용한 섬유 강화 수지 성형 재료 |
-
2001
- 2001-11-27 JP JP2001360894A patent/JP4154724B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8329280B2 (en) | 2007-06-04 | 2012-12-11 | Toray Industries, Inc. | Chopped fiber bundle, molding material, and fiber reinforced plastic, and process for producing them |
EP2151418A4 (en) * | 2007-06-04 | 2017-11-29 | Toray Industries, Inc. | Chopped fiber bundle, molding material, and fiber reinforced plastic, and process for producing them |
KR20180022814A (ko) | 2015-07-01 | 2018-03-06 | 도레이 카부시키가이샤 | 촙드 섬유 다발의 제조 장치 및 그 제조 방법 |
US11110622B2 (en) | 2015-07-01 | 2021-09-07 | Toray Industries, Inc. | Device for manufcaturing chopped fiber bundle and method for manufacturing same |
KR20190068523A (ko) * | 2016-10-12 | 2019-06-18 | 도레이 카부시키가이샤 | 랜덤 매트 및 그의 제조 방법 그리고 그것을 사용한 섬유 강화 수지 성형 재료 |
EP3527344A4 (en) * | 2016-10-12 | 2019-11-27 | Toray Industries, Inc. | REGULATED MAT AND MANUFACTURING METHOD AND FIBER REINFORCED RESIN MATERIAL USING A MATERALLY STENNED MAT |
KR102405008B1 (ko) | 2016-10-12 | 2022-06-07 | 도레이 카부시키가이샤 | 랜덤 매트 및 그의 제조 방법 그리고 그것을 사용한 섬유 강화 수지 성형 재료 |
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