JP2564053B2 - 連続ガラス繊維ストランドマットの製造法およびそれに用いる装置 - Google Patents
連続ガラス繊維ストランドマットの製造法およびそれに用いる装置Info
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- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
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- Y10T442/69—Autogenously bonded nonwoven fabric
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維状材料のマット、
特に連続ガラス繊維ストランドのマットの製造法および
装置に関する。加熱したカレンダーロールおよび連続ベ
ルトがマットをコンパクト化し(compacted) 、過剰の湿
気を追い出し、マットを構成するガラスストランド全体
に分布された樹脂を溶融し、硬化させるために使用され
る。そのマットは、連続ストランドマットであって、そ
の中で樹脂が粉末樹脂または連続糸状体の形で付着して
いると共に、ガラス繊維ストランドを動いているコンベ
アの上表面に放出して形成されているゆるい(loose )
マット構造体からなるマットである。
特に連続ガラス繊維ストランドのマットの製造法および
装置に関する。加熱したカレンダーロールおよび連続ベ
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る。そのマットは、連続ストランドマットであって、そ
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マット構造体からなるマットである。
【0002】
【従来の技術】これまで当技術分野では、ガラス繊維お
よびガラス繊維ストランドは、強化材料用の種々の種類
のガラス繊維マットを製造するために使用されてきてい
る。マット製造の基本原理は当技術分野でよく知られて
おり、ケイ・エル・ローウェンスタイン(K. L. Lowens
tein)著、“マニュファクチュアリング・テクノロジ・
オブ・コンティニュアス・グラス・ファイバーズ(Manu
facturing Technologyof Continuous Glass Fibers
)”、エルスヴァイアー・パプリッシング・カンパニ
ー(the Elsevier Publishing Company )発行(1973
年)第234 〜251 頁に充分に記載されている。
よびガラス繊維ストランドは、強化材料用の種々の種類
のガラス繊維マットを製造するために使用されてきてい
る。マット製造の基本原理は当技術分野でよく知られて
おり、ケイ・エル・ローウェンスタイン(K. L. Lowens
tein)著、“マニュファクチュアリング・テクノロジ・
オブ・コンティニュアス・グラス・ファイバーズ(Manu
facturing Technologyof Continuous Glass Fibers
)”、エルスヴァイアー・パプリッシング・カンパニ
ー(the Elsevier Publishing Company )発行(1973
年)第234 〜251 頁に充分に記載されている。
【0003】ガラス繊維マットの特別な有用性は、樹脂
または高分子材料の強化にある。その理由は、一体成形
されたガラス繊維マットの存在がこれらの材料の強度を
実質的に増加させるからである。通常、マットと溶融樹
脂は、一緒に加工され、熱硬化性または熱可塑性ラミネ
ート体を形成する。熱可塑性ラミネート体の使用に特に
魅力があるのは、航空機、船舶および自動車産業であ
る。その理由は、再加熱して半溶融状態とし、ついでプ
レス加工して種々の形のパネル板、たとえばドア、フェ
ンダー、バンパーなどとすることができるからである。
同様に、熱硬化性マットは、ハシゴの縦木、電気部品お
よび窓枠木の強化のためのプルトルージョン法に用いる
ことができる。
または高分子材料の強化にある。その理由は、一体成形
されたガラス繊維マットの存在がこれらの材料の強度を
実質的に増加させるからである。通常、マットと溶融樹
脂は、一緒に加工され、熱硬化性または熱可塑性ラミネ
ート体を形成する。熱可塑性ラミネート体の使用に特に
魅力があるのは、航空機、船舶および自動車産業であ
る。その理由は、再加熱して半溶融状態とし、ついでプ
レス加工して種々の形のパネル板、たとえばドア、フェ
ンダー、バンパーなどとすることができるからである。
同様に、熱硬化性マットは、ハシゴの縦木、電気部品お
よび窓枠木の強化のためのプルトルージョン法に用いる
ことができる。
【0004】これらのすべての応用で重要なことは、こ
れらのラミネート体の製造に用いられるガラスマットが
できるだけ均一な繊維密度をもつことである。均一でな
いマットを強化のために用いるときは、それから製造さ
れた製品は強度の点で実質的に変動することがある。と
いうのは、ガラス繊維による強化の欠如によってより弱
い所とより強い所が生ずるからである。そのうえ、もっ
と重要なことは、生産される最終部品に均一な強度を与
えるために、ガラス繊維マットがプレス加工操作中にラ
ミネート体内で自由に流動し移動することを保証する必
要性である。
れらのラミネート体の製造に用いられるガラスマットが
できるだけ均一な繊維密度をもつことである。均一でな
いマットを強化のために用いるときは、それから製造さ
れた製品は強度の点で実質的に変動することがある。と
いうのは、ガラス繊維による強化の欠如によってより弱
い所とより強い所が生ずるからである。そのうえ、もっ
と重要なことは、生産される最終部品に均一な強度を与
えるために、ガラス繊維マットがプレス加工操作中にラ
ミネート体内で自由に流動し移動することを保証する必
要性である。
【0005】連続ストランドマットの製造においては、
複数のストランド供給機が、動いているベルトまたはコ
ンベア、典型例としては、連続駆動されるフレキシブル
なステンレス鋼の鎖または孔あき表面の上方に配置され
ている。ストランド供給機は、これと並行なコンベアの
上方でかつ、動いているコンベアの移動方向に一般的に
は垂直な方向で、往復させられまたは前後に横断させら
れる。多数本のガラス単繊維からなるストランドが適当
な供給源たとえば複数の既製のパッケージから供給機へ
供給される。
複数のストランド供給機が、動いているベルトまたはコ
ンベア、典型例としては、連続駆動されるフレキシブル
なステンレス鋼の鎖または孔あき表面の上方に配置され
ている。ストランド供給機は、これと並行なコンベアの
上方でかつ、動いているコンベアの移動方向に一般的に
は垂直な方向で、往復させられまたは前後に横断させら
れる。多数本のガラス単繊維からなるストランドが適当
な供給源たとえば複数の既製のパッケージから供給機へ
供給される。
【0006】また、当技術分野でよく知られていること
は、供給機が、ガラス繊維製造用ブッシングから直接ガ
ラス繊維を引き出し、最後にそれから形成されるストラ
ンドを直接コンベアの上に堆積させる細線製造機として
働くものであってもよいことである。これについての記
載は前記ローウェンスタインの文献の 248〜251 頁にあ
り、さらに実例での説明が米国特許第 3,883,333号(ア
クレイ)および同第4,158,557(ドラムモンド)の各明
細書ならびにアメリカ特許出願第07/418,058 号(バイ
レイら)および同第07/435,903 号(シェファー)の各
明細書にある。
は、供給機が、ガラス繊維製造用ブッシングから直接ガ
ラス繊維を引き出し、最後にそれから形成されるストラ
ンドを直接コンベアの上に堆積させる細線製造機として
働くものであってもよいことである。これについての記
載は前記ローウェンスタインの文献の 248〜251 頁にあ
り、さらに実例での説明が米国特許第 3,883,333号(ア
クレイ)および同第4,158,557(ドラムモンド)の各明
細書ならびにアメリカ特許出願第07/418,058 号(バイ
レイら)および同第07/435,903 号(シェファー)の各
明細書にある。
【0007】各供給機は、ストランドを供給源から送
り、最終的にそれを動いているコンベアの表面に堆積さ
せるのに必要な引き出し力を備えている。典型的な製造
環境では、12〜16台ものストランド供給機が同時にまた
は相互にガラス繊維マットの製造に使用されてきてい
る。そのような往復動供給機の操作および制御を記載し
ている著名な先行技術文献は、米国特許第 3,915,681号
(アクレイ)および同第4,340,406 号(ノイバウァー
ら)の各明細書ならびに米国特許出願第07/418,058 号
(バイレイら)および同07/435,903 号(シェファー)
の各明細書であり、これらはすべて、本出願人に譲渡さ
れている。
り、最終的にそれを動いているコンベアの表面に堆積さ
せるのに必要な引き出し力を備えている。典型的な製造
環境では、12〜16台ものストランド供給機が同時にまた
は相互にガラス繊維マットの製造に使用されてきてい
る。そのような往復動供給機の操作および制御を記載し
ている著名な先行技術文献は、米国特許第 3,915,681号
(アクレイ)および同第4,340,406 号(ノイバウァー
ら)の各明細書ならびに米国特許出願第07/418,058 号
(バイレイら)および同07/435,903 号(シェファー)
の各明細書であり、これらはすべて、本出願人に譲渡さ
れている。
【0008】ストランドをコンベアの上に堆積して、い
ったんゆるいガラスストランドのランダムなパターンを
形成すると、機械的一体性をある程度それに付与しなけ
ればならない。それにより、これらのゆるいストランド
を実質的に一つのマットとして取り扱うことができ、最
終的に仕上りのラミネート体に成形することができる。
これを遂行するための当技術分野で知られる一つの方法
は、ゆるいストランドをニードリング織機(needling l
oom )を通す方法である。そこでは、かえりのついた複
数の針をストランドを貫通するように上下に往復させ、
これによりストランドを相互にからませる。この技術
は、米国特許第3,713,962 号(アクレイ)、同第4,277,
531 号(ピーコン)および同第4,404,717 号(ノイバウ
ァーら)の各明細書に記載されている。別の方法は、ゆ
るいストランドをマットの形に結合することができる方
法で、ストランドを化学樹脂で含浸し、ついでこれを溶
融してマット構造体を構成する個々のストランドを相互
に結合する方法である。通常、この溶融操作が行なわれ
るのは炉内であり、そこをコンベアおよびストランドが
連続的に通過する。その炉は、充分な長さがありかつ加
熱されていなければならない。その程度は、樹脂付きガ
ラスストランドの炉内の滞留時間が樹脂を完全に溶融さ
せ、過剰の水分をストランドから乾燥除去するに充分な
時間となる程度でなければならない。通常、6.1m(20フ
ィート)以上の長さの炉である。前記ローウェンスタイ
ンの文献の 245〜246 頁で指摘されたとおり、炉は、し
ばしばチョップドストランドマットの生産ラインのうち
の最も大規模な部分を占め、同じことを連続ストランド
マット生産ラインにもいうことができる。炉の物理的な
大きさのほかに、それの建設およびそれの連続操業維持
に伴う費用もある。
ったんゆるいガラスストランドのランダムなパターンを
形成すると、機械的一体性をある程度それに付与しなけ
ればならない。それにより、これらのゆるいストランド
を実質的に一つのマットとして取り扱うことができ、最
終的に仕上りのラミネート体に成形することができる。
これを遂行するための当技術分野で知られる一つの方法
は、ゆるいストランドをニードリング織機(needling l
oom )を通す方法である。そこでは、かえりのついた複
数の針をストランドを貫通するように上下に往復させ、
これによりストランドを相互にからませる。この技術
は、米国特許第3,713,962 号(アクレイ)、同第4,277,
531 号(ピーコン)および同第4,404,717 号(ノイバウ
ァーら)の各明細書に記載されている。別の方法は、ゆ
るいストランドをマットの形に結合することができる方
法で、ストランドを化学樹脂で含浸し、ついでこれを溶
融してマット構造体を構成する個々のストランドを相互
に結合する方法である。通常、この溶融操作が行なわれ
るのは炉内であり、そこをコンベアおよびストランドが
連続的に通過する。その炉は、充分な長さがありかつ加
熱されていなければならない。その程度は、樹脂付きガ
ラスストランドの炉内の滞留時間が樹脂を完全に溶融さ
せ、過剰の水分をストランドから乾燥除去するに充分な
時間となる程度でなければならない。通常、6.1m(20フ
ィート)以上の長さの炉である。前記ローウェンスタイ
ンの文献の 245〜246 頁で指摘されたとおり、炉は、し
ばしばチョップドストランドマットの生産ラインのうち
の最も大規模な部分を占め、同じことを連続ストランド
マット生産ラインにもいうことができる。炉の物理的な
大きさのほかに、それの建設およびそれの連続操業維持
に伴う費用もある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】かくして、とくに工業
生産環境においては、連続ストランド繊維ガラスマット
に含浸された樹脂を溶融しおよび/または硬化するため
の炉の使用を排除することが望まれている。
生産環境においては、連続ストランド繊維ガラスマット
に含浸された樹脂を溶融しおよび/または硬化するため
の炉の使用を排除することが望まれている。
【0010】また、均一な密度および機械的性質をもつ
連続繊維ガラスストランドマットを製造することも望ま
れている。
連続繊維ガラスストランドマットを製造することも望ま
れている。
【0011】さらにまた、個々のガラス繊維ストランド
を相互に結合するために入れた樹脂をできるだけ均一に
分布させて、前記の均一な物理的性質を仕上りマットに
おいても、つづくラミネートシートおよびそれからえら
れる製品においても保証することが望まれている。
を相互に結合するために入れた樹脂をできるだけ均一に
分布させて、前記の均一な物理的性質を仕上りマットに
おいても、つづくラミネートシートおよびそれからえら
れる製品においても保証することが望まれている。
【0012】以下の説明から明らかになるとおり、本発
明は、充分にこれらの要望に当技術分野における現在の
技術水準を超える改良を提供することにより、応えるも
のである。
明は、充分にこれらの要望に当技術分野における現在の
技術水準を超える改良を提供することにより、応えるも
のである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、連続繊維ガラ
スストランドマットを製造する方法およびその装置に関
する。複数台のストランド供給機が動いている孔あきの
コンベアの表面を横切って、往復するとともに各該供給
機が供給源から少なくとも1本のストランドを引き出
し、それを該コンベアの上表面に堆積させて、ゆるい繊
維状マット構造体を形成する。このゆるいマット構造体
は湿潤され、ついで樹脂材料はこのゆるいマット全体に
分布され、ついで該ゆるいマットを第2の動いているコ
ンベアまたはベルトと少なくとも1台の加熱されたカレ
ンダーロールとの間に通し、そこにおいて、該ゆるいマ
ットを圧縮して体積を減らすコンパクト化が行なわれる
と共に、残留する水分を追い出し、該樹脂材料を溶融お
よび/または硬化して、該マットを形成する個々のガラ
スストランドを結合する。
スストランドマットを製造する方法およびその装置に関
する。複数台のストランド供給機が動いている孔あきの
コンベアの表面を横切って、往復するとともに各該供給
機が供給源から少なくとも1本のストランドを引き出
し、それを該コンベアの上表面に堆積させて、ゆるい繊
維状マット構造体を形成する。このゆるいマット構造体
は湿潤され、ついで樹脂材料はこのゆるいマット全体に
分布され、ついで該ゆるいマットを第2の動いているコ
ンベアまたはベルトと少なくとも1台の加熱されたカレ
ンダーロールとの間に通し、そこにおいて、該ゆるいマ
ットを圧縮して体積を減らすコンパクト化が行なわれる
と共に、残留する水分を追い出し、該樹脂材料を溶融お
よび/または硬化して、該マットを形成する個々のガラ
スストランドを結合する。
【0014】
【実施例】本発明の一つの特別な実施態様においては、
マットに水を噴霧してマットを湿らせることによって樹
脂材料をマットの中に分布させる。
マットに水を噴霧してマットを湿らせることによって樹
脂材料をマットの中に分布させる。
【0015】水は、コンベアの上に堆積される前でスト
ランドが空中にあるときにストランドに直接噴霧しても
よく、あるいは孔あきのコンベアを通して下から噴霧し
てもよい。ついで粉末樹脂がマット構造体の表面にふり
まかれ、マットもコンベアも共に揺動させられて粉末樹
脂を分散させ、それをマットの内部全体に均等に分布さ
せる。ついでマットはコンパクト化され、加熱されて過
剰の水分を取り除かれ、共に結合される。好ましい粉末
樹脂は、熱硬化性のポリエチレングリコールフマレート
である。もっとも、他の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹
脂の使用も期待される。
ランドが空中にあるときにストランドに直接噴霧しても
よく、あるいは孔あきのコンベアを通して下から噴霧し
てもよい。ついで粉末樹脂がマット構造体の表面にふり
まかれ、マットもコンベアも共に揺動させられて粉末樹
脂を分散させ、それをマットの内部全体に均等に分布さ
せる。ついでマットはコンパクト化され、加熱されて過
剰の水分を取り除かれ、共に結合される。好ましい粉末
樹脂は、熱硬化性のポリエチレングリコールフマレート
である。もっとも、他の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹
脂の使用も期待される。
【0016】本発明の他の一つの実施態様においては、
予め製造された樹脂材料製の少なくとも1本の繊維また
はストランドを、往復動する供給機から放出し、ガラス
ストランドと共に、直接第1の動いているコンベアの上
表面へ同時に堆積させる。これにより、樹脂材料がゆる
いマット構造体全体に均一に分布される。マットは、つ
いで、加熱されコンパクト化されて残留する水分が追い
出され、糸状の樹脂材料を溶融および/または硬化し
て、マットを形成する個々のガラスストランドを相互に
共に結合する。
予め製造された樹脂材料製の少なくとも1本の繊維また
はストランドを、往復動する供給機から放出し、ガラス
ストランドと共に、直接第1の動いているコンベアの上
表面へ同時に堆積させる。これにより、樹脂材料がゆる
いマット構造体全体に均一に分布される。マットは、つ
いで、加熱されコンパクト化されて残留する水分が追い
出され、糸状の樹脂材料を溶融および/または硬化し
て、マットを形成する個々のガラスストランドを相互に
共に結合する。
【0017】図1および図2により、ガラス繊維の製造
のための従来の工程を説明する。該工程では、溶融ガラ
スがブッシングアセンブリ1の最上部に供給され、複数
の先端金具またはオリフィス2から出て、個々のガラス
円錐体または噴出体を形成し、ついでこれらは冷却され
細線化される。溶融ガラスは、直接溶融前炉床(direct
-melt forehearth)から供給されてもよく、または固体
のガラス砕片をブッシング内で直接溶融してもよい。こ
れらの方法は、どちらも当技術分野でよく知られてお
り、前記ローウェンスタインの文献の97〜106 頁に充分
記載されている。
のための従来の工程を説明する。該工程では、溶融ガラ
スがブッシングアセンブリ1の最上部に供給され、複数
の先端金具またはオリフィス2から出て、個々のガラス
円錐体または噴出体を形成し、ついでこれらは冷却され
細線化される。溶融ガラスは、直接溶融前炉床(direct
-melt forehearth)から供給されてもよく、または固体
のガラス砕片をブッシング内で直接溶融してもよい。こ
れらの方法は、どちらも当技術分野でよく知られてお
り、前記ローウェンスタインの文献の97〜106 頁に充分
記載されている。
【0018】円錐体または噴出体を個々のガラス単繊維
へ細線化のために引く力は、適当に駆動される回転捲回
機3によってでも、またはガラス繊維をつかみ、それら
を連続コンベアの表面上に放出する往復式ベルト細線化
機によってでも供給されうる。後者については、米国特
許第3,883,333 号(アクレイ)および同4,158,557 号
(ドラムモンド)の各明細書に開示されている。
へ細線化のために引く力は、適当に駆動される回転捲回
機3によってでも、またはガラス繊維をつかみ、それら
を連続コンベアの表面上に放出する往復式ベルト細線化
機によってでも供給されうる。後者については、米国特
許第3,883,333 号(アクレイ)および同4,158,557 号
(ドラムモンド)の各明細書に開示されている。
【0019】個々のガラス繊維または単繊維4(以下、
単に「繊維」という)は、一旦充分に冷却されて実質的
に固化され、液体の化学サイズ剤組成物で被覆するため
にローラー塗布機5と接触させられる。サイズ剤組成物
は、個々の繊維に潤滑性を付与するのを助けるものであ
り、通常、結合剤として働くバインダーを含有する。サ
イズ剤組成物およびバインダーの化学的性質は、繊維の
意図された最終用途と適合性をもつものである。たとえ
ば、熱可塑性樹脂をガラス繊維で強化するときは、バイ
ンダーおよび/またはサイズ剤も通常、相溶性のある熱
可塑性樹脂を含むことになろう。他方、強化される材料
が熱硬化性樹脂であるときは、バインダーおよび/また
はサイズ剤は、通常、相溶する熱硬化性樹脂を含むこと
になろう。
単に「繊維」という)は、一旦充分に冷却されて実質的
に固化され、液体の化学サイズ剤組成物で被覆するため
にローラー塗布機5と接触させられる。サイズ剤組成物
は、個々の繊維に潤滑性を付与するのを助けるものであ
り、通常、結合剤として働くバインダーを含有する。サ
イズ剤組成物およびバインダーの化学的性質は、繊維の
意図された最終用途と適合性をもつものである。たとえ
ば、熱可塑性樹脂をガラス繊維で強化するときは、バイ
ンダーおよび/またはサイズ剤も通常、相溶性のある熱
可塑性樹脂を含むことになろう。他方、強化される材料
が熱硬化性樹脂であるときは、バインダーおよび/また
はサイズ剤は、通常、相溶する熱硬化性樹脂を含むこと
になろう。
【0020】たとえば、ポリエステル、ポリウレタン、
エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ酢酸ビニルなどの樹脂は、すべてガラス繊維
で強化することに成功している。連続ガラスストランド
マットで典型的に強化される重要な樹脂は、ポリプロピ
レン、ポリエステルおよびナイロンである。好ましいポ
リプロピレンの強化用のガラス繊維のためのバインダー
/サイズ剤組成物は、米国特許第3,849,148 号(テンプ
ル)明細書に開示されている。連続ガラスストランドマ
ットがナイロン樹脂を強化するために用いられるときの
好ましいバインダー/サイズ剤組成物は、米国特許第3,
814,592 号(マックウィリアムら)明細書に記載されて
いるものである。
エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ酢酸ビニルなどの樹脂は、すべてガラス繊維
で強化することに成功している。連続ガラスストランド
マットで典型的に強化される重要な樹脂は、ポリプロピ
レン、ポリエステルおよびナイロンである。好ましいポ
リプロピレンの強化用のガラス繊維のためのバインダー
/サイズ剤組成物は、米国特許第3,849,148 号(テンプ
ル)明細書に開示されている。連続ガラスストランドマ
ットがナイロン樹脂を強化するために用いられるときの
好ましいバインダー/サイズ剤組成物は、米国特許第3,
814,592 号(マックウィリアムら)明細書に記載されて
いるものである。
【0021】ブッシング1から引き出した繊維4は、複
数の個々の繊維をギャザリングシュー(gathering sho
e)7の上を通すことにより集められて1本または多数
のストランド6となる。
数の個々の繊維をギャザリングシュー(gathering sho
e)7の上を通すことにより集められて1本または多数
のストランド6となる。
【0022】ギャザリングシュー7は、典型的にはグラ
ファイトのシリンダーまたはディスクで、その円周の上
に複数の溝が切ってあるものである。溝の数は、単一の
ブッシングから形成される個々のストランドの数に等し
い。ストランド6はついで、回転するスパイラル8の上
を通って厚紙製のチューブ9に捲かれる。チューブ9
は、適当に動力駆動される捲回機3によって回転する。
捲回機3は形成チューブ9、スパイラル8またはその両
方を回転軸に沿って前後に往復運動させることができ、
その結果スパイラル8を通過するストランド6はチュー
ブ9の長さに沿って均等に捲かれ、最後に繊維ガラスス
トランドの仕上りパッケージ54になる。冷却用フィン10
は、チップ2の平行列の間に入れられており、各フィン
の一端がマニホールド11に取りつけられている。マニホ
ールド11には、冷却流体たとえば水がポンプで流されて
いる。フィン10は、各ガラス円錐体からの放射熱を吸収
し、それをマニホールド11に導くように配置され、マニ
ホールド11の所で放射熱が冷却流体によって除去され
る。フィンは、チッププレート12から放射される熱も除
去する。
ファイトのシリンダーまたはディスクで、その円周の上
に複数の溝が切ってあるものである。溝の数は、単一の
ブッシングから形成される個々のストランドの数に等し
い。ストランド6はついで、回転するスパイラル8の上
を通って厚紙製のチューブ9に捲かれる。チューブ9
は、適当に動力駆動される捲回機3によって回転する。
捲回機3は形成チューブ9、スパイラル8またはその両
方を回転軸に沿って前後に往復運動させることができ、
その結果スパイラル8を通過するストランド6はチュー
ブ9の長さに沿って均等に捲かれ、最後に繊維ガラスス
トランドの仕上りパッケージ54になる。冷却用フィン10
は、チップ2の平行列の間に入れられており、各フィン
の一端がマニホールド11に取りつけられている。マニホ
ールド11には、冷却流体たとえば水がポンプで流されて
いる。フィン10は、各ガラス円錐体からの放射熱を吸収
し、それをマニホールド11に導くように配置され、マニ
ホールド11の所で放射熱が冷却流体によって除去され
る。フィンは、チッププレート12から放射される熱も除
去する。
【0023】図3、図4および図5は、マット生産ライ
ン13に用いられる本発明の装置の斜視図であり、連続ス
トランドガラス繊維のマットを製造するためのものであ
る。エンドレスオープンメッシュベルト、好ましくはス
テンレス鋼のチェーンがコンベア14として働き、これは
モーター(図示せず)およびローラー15によって連続的
に駆動されるが、本発明はこれらに限定されない。商業
用では、コンベア14は約6.1 〜7.6 m/min (20〜25ft
/min )までの速度で動くことになるであろう。ストラ
ンド6は、2台の往復動をするストランド供給機16によ
って、下向きにコンベアの表面に放出されているのが示
される(2台のかかるストランド供給機しか図面には示
されていないが、これは説明を目的とするもので、実際
に使用される数はもっと多くすることができる)。
ン13に用いられる本発明の装置の斜視図であり、連続ス
トランドガラス繊維のマットを製造するためのものであ
る。エンドレスオープンメッシュベルト、好ましくはス
テンレス鋼のチェーンがコンベア14として働き、これは
モーター(図示せず)およびローラー15によって連続的
に駆動されるが、本発明はこれらに限定されない。商業
用では、コンベア14は約6.1 〜7.6 m/min (20〜25ft
/min )までの速度で動くことになるであろう。ストラ
ンド6は、2台の往復動をするストランド供給機16によ
って、下向きにコンベアの表面に放出されているのが示
される(2台のかかるストランド供給機しか図面には示
されていないが、これは説明を目的とするもので、実際
に使用される数はもっと多くすることができる)。
【0024】図3に示すとおり、各供給機16は、コンベ
ア14の一定幅を横断し、一方、ストランドがそれから堆
積される。個々のストランド6は、供給源、たとえば複
数の既製のパッケージ54(図4に示される)または直接
紡糸もしくは砕片溶融繊維ガラスブッシング(図示せ
ず)から引き出すことができる。その方法は、米国特許
3,883,333 号(アクレイ)および同第4,158,557 号(ド
ラムモンド)の各明細書に説明されている。
ア14の一定幅を横断し、一方、ストランドがそれから堆
積される。個々のストランド6は、供給源、たとえば複
数の既製のパッケージ54(図4に示される)または直接
紡糸もしくは砕片溶融繊維ガラスブッシング(図示せ
ず)から引き出すことができる。その方法は、米国特許
3,883,333 号(アクレイ)および同第4,158,557 号(ド
ラムモンド)の各明細書に説明されている。
【0025】先行技術では、ストランド6は各供給機16
から直接動いているコンベア14の上に堆積されていた。
この技術は、許容できるマットを製造したが、のちに観
察されたことは、そのように堆積されたストランドは、
しばしば特定の配向を呈しがちであることである。これ
を克服するために、各供給機にストランドが突きあたっ
てコンベアの上へあちこち偏向するように固定して取り
つけられている偏向板(deflector) の使用が採用され
た。これで製造されたマットは、より均一な引張り特性
をもつものであった(米国特許第4,345,927 号(ピコー
ン)明細書参照)。他のタイプの固定偏向器、たとえば
米国特許第4,615,717 号(ノイバウアーら)明細書に開
示されるものは、その後に開発されたものであるが、ス
トランドが供給機によって射出されるとき、ストランド
を複数の単繊維の列に分割するものであり、これが偏向
されコンベアの上表面に長い楕円形の輪の形に堆積され
ていた。さらに最近、米国特許出願第07/418,005 号
(シェファーら)明細書に示されたものは、調整可能な
静止偏向器17であってマット生産ライン13の枠に直接取
りつけられたものを使用しており、先行技術を超える改
良がなされている。これは、同時にまた往復動をする供
給機16に伴うモーメントを軽減するものであった。
から直接動いているコンベア14の上に堆積されていた。
この技術は、許容できるマットを製造したが、のちに観
察されたことは、そのように堆積されたストランドは、
しばしば特定の配向を呈しがちであることである。これ
を克服するために、各供給機にストランドが突きあたっ
てコンベアの上へあちこち偏向するように固定して取り
つけられている偏向板(deflector) の使用が採用され
た。これで製造されたマットは、より均一な引張り特性
をもつものであった(米国特許第4,345,927 号(ピコー
ン)明細書参照)。他のタイプの固定偏向器、たとえば
米国特許第4,615,717 号(ノイバウアーら)明細書に開
示されるものは、その後に開発されたものであるが、ス
トランドが供給機によって射出されるとき、ストランド
を複数の単繊維の列に分割するものであり、これが偏向
されコンベアの上表面に長い楕円形の輪の形に堆積され
ていた。さらに最近、米国特許出願第07/418,005 号
(シェファーら)明細書に示されたものは、調整可能な
静止偏向器17であってマット生産ライン13の枠に直接取
りつけられたものを使用しており、先行技術を超える改
良がなされている。これは、同時にまた往復動をする供
給機16に伴うモーメントを軽減するものであった。
【0026】ストランド6は偏向器17に突きあたり、偏
向されたのちコンベア14の表面に至り、ランダムな配向
を呈して固められていない(unconsolidated)ストラン
ドのカーペットまたはゆるい繊維マット構造体18を形成
する。図3〜5に示す特定の実施態様は、マット18がコ
ンベア14と共に前方に送られるとき、粉末樹脂をマット
18に付着させるまえにストランド6を湿らすものである
が、本発明はこれに限定されない。これについては、の
ちに詳細に述べる。ノズル20をもった供給管44は、枠50
(図5にだけ示す)で支持され、これは順次各供給機16
から吊るされている。各供給機16がコンベア14を横切っ
て横断するとき、ノズル20がそれと共に移動し、空中の
ストランド6に水のスプレー19を噴霧する。これはスト
ランド6が偏向器17に突きあたったのちでストランド6
がコンベア14に堆積されるまえに行なう。ノズル20から
の水のスプレーの残りは、さらに固められていないマッ
ト18を湿らす。この湿り調整では、噴霧された水19の約
90%がマット18によって保持される。これは、噴霧後、
4〜6重量%の水分含量を示すものであることがわかっ
た。つぎに、ホッパー22に入れられている粉末樹脂粒子
21がマット18の表面に散布される。図3および図5に示
される特定の実施態様においては、樹脂粒子21がマット
18の上表面に、溝の切られた回転供給ロール23によって
ふりまかれるが、これのみに限定されるものではない。
粒子は、ホッパーの底から重力の働きにより出て、供給
ロールの溝に落ち、供給ロールが回転するのにつれて、
マット18上に落ちる。要すれば、横板を取りつけた回転
たたき棒(rotating beater bar) 24を使用して、コンベ
ア14およびゆるいマット18の両方を上下に揺動し、粉末
樹脂粒子21をマット18の内部全体に分散させるのを助け
てもよい(多くの木の葉カム、木の葉軸その他の機械的
往復動装置もまたこの同じ結果を果たすために使用する
ことができる)。
向されたのちコンベア14の表面に至り、ランダムな配向
を呈して固められていない(unconsolidated)ストラン
ドのカーペットまたはゆるい繊維マット構造体18を形成
する。図3〜5に示す特定の実施態様は、マット18がコ
ンベア14と共に前方に送られるとき、粉末樹脂をマット
18に付着させるまえにストランド6を湿らすものである
が、本発明はこれに限定されない。これについては、の
ちに詳細に述べる。ノズル20をもった供給管44は、枠50
(図5にだけ示す)で支持され、これは順次各供給機16
から吊るされている。各供給機16がコンベア14を横切っ
て横断するとき、ノズル20がそれと共に移動し、空中の
ストランド6に水のスプレー19を噴霧する。これはスト
ランド6が偏向器17に突きあたったのちでストランド6
がコンベア14に堆積されるまえに行なう。ノズル20から
の水のスプレーの残りは、さらに固められていないマッ
ト18を湿らす。この湿り調整では、噴霧された水19の約
90%がマット18によって保持される。これは、噴霧後、
4〜6重量%の水分含量を示すものであることがわかっ
た。つぎに、ホッパー22に入れられている粉末樹脂粒子
21がマット18の表面に散布される。図3および図5に示
される特定の実施態様においては、樹脂粒子21がマット
18の上表面に、溝の切られた回転供給ロール23によって
ふりまかれるが、これのみに限定されるものではない。
粒子は、ホッパーの底から重力の働きにより出て、供給
ロールの溝に落ち、供給ロールが回転するのにつれて、
マット18上に落ちる。要すれば、横板を取りつけた回転
たたき棒(rotating beater bar) 24を使用して、コンベ
ア14およびゆるいマット18の両方を上下に揺動し、粉末
樹脂粒子21をマット18の内部全体に分散させるのを助け
てもよい(多くの木の葉カム、木の葉軸その他の機械的
往復動装置もまたこの同じ結果を果たすために使用する
ことができる)。
【0027】代替法として、水をコンベア14の上方から
マット18の上へ直接噴霧してもよく、または固定したノ
ズルの組合せ(図示せず)を偏向器17の下に配置して、
前述したように空中でストランド6を湿らせてもよい。
しかしながら、こうした代替法は、図3および図5に示
す実施態様よりも多くの水を必要とし、マット18に噴霧
した添加した水をマット18の加工中に取り除かねばなら
ない。これについては、後述する。そのほか、判明した
ことは、マット18の上表面にある過剰の水がマット18全
体に粉末樹脂21のまんべんな分布を妨げがちであること
である。
マット18の上へ直接噴霧してもよく、または固定したノ
ズルの組合せ(図示せず)を偏向器17の下に配置して、
前述したように空中でストランド6を湿らせてもよい。
しかしながら、こうした代替法は、図3および図5に示
す実施態様よりも多くの水を必要とし、マット18に噴霧
した添加した水をマット18の加工中に取り除かねばなら
ない。これについては、後述する。そのほか、判明した
ことは、マット18の上表面にある過剰の水がマット18全
体に粉末樹脂21のまんべんな分布を妨げがちであること
である。
【0028】図6で説明するのは、空中でストランド6
に噴霧する別の代替法である。これにおいては、水19を
複数のノズル60(図6にのみ示す)から上方へ噴霧す
る。ノズル60は、コンベア14の幅の下方に延長する供給
管61に沿って配置される。水スプレー62は、コンベア14
のオープンメッシュおよびゆるい繊維マット構造体18を
貫通して分散し、マット18の内部を湿らす。マット18を
形成するストランド6を下から湿らすときは、コンベア
14およびマット18を充分貫通するために、水を高圧で
(54.7ニュートン/cm2 (80psi)より大)噴霧しなけ
ればならない。
に噴霧する別の代替法である。これにおいては、水19を
複数のノズル60(図6にのみ示す)から上方へ噴霧す
る。ノズル60は、コンベア14の幅の下方に延長する供給
管61に沿って配置される。水スプレー62は、コンベア14
のオープンメッシュおよびゆるい繊維マット構造体18を
貫通して分散し、マット18の内部を湿らす。マット18を
形成するストランド6を下から湿らすときは、コンベア
14およびマット18を充分貫通するために、水を高圧で
(54.7ニュートン/cm2 (80psi)より大)噴霧しなけ
ればならない。
【0029】前述の代替法と同様に、コンベア14の下か
らの噴霧は、図3から図5に示す実施態様よりも多くの
水を必要とする。さらに、噴霧された水の約25〜35%が
マット18によって保持され、マット18は15〜25重量%の
水を含み、場所によってはなおいっそう高い水分含量と
なっている。この高水分含量のため、前述の空中でスト
ランド6に水を噴霧してえられるマット18の4〜6%と
いう水分含有量と比較すると、マット18から水分を除去
するためにより多くの時間を要する。これについては、
後述する。これらの理由により、好ましいのは、水を図
3および図5に示すように、ストランド6の上で移動す
るノズル20により、ストランド6がコンベア14の上に堆
積されるまえの空中にあるときに、噴霧することであ
る。
らの噴霧は、図3から図5に示す実施態様よりも多くの
水を必要とする。さらに、噴霧された水の約25〜35%が
マット18によって保持され、マット18は15〜25重量%の
水を含み、場所によってはなおいっそう高い水分含量と
なっている。この高水分含量のため、前述の空中でスト
ランド6に水を噴霧してえられるマット18の4〜6%と
いう水分含有量と比較すると、マット18から水分を除去
するためにより多くの時間を要する。これについては、
後述する。これらの理由により、好ましいのは、水を図
3および図5に示すように、ストランド6の上で移動す
るノズル20により、ストランド6がコンベア14の上に堆
積されるまえの空中にあるときに、噴霧することであ
る。
【0030】マット18はついで、第2の連続コンベアま
たはベルト25に移される。このコンベア25は、図3に示
される行路に沿って別に駆動されるローラー26および複
数の回転自在の遊動ローラーによって動く。望まれる最
終製品により、第2コンベア25は第1コンベア14と同じ
速さで動いてもよいし、そうでなくてもよい。特に、い
くつかの適用によれば、マット18を第1コンベア14から
第2コンベア25へ円滑に移すのを保証するために少しマ
ット18を延伸することが望ましいばあいがある。
たはベルト25に移される。このコンベア25は、図3に示
される行路に沿って別に駆動されるローラー26および複
数の回転自在の遊動ローラーによって動く。望まれる最
終製品により、第2コンベア25は第1コンベア14と同じ
速さで動いてもよいし、そうでなくてもよい。特に、い
くつかの適用によれば、マット18を第1コンベア14から
第2コンベア25へ円滑に移すのを保証するために少しマ
ット18を延伸することが望ましいばあいがある。
【0031】マット18は、第2コンベア25に移ると、コ
ンベア25の表面と別個に駆動される回転するカレンダー
ロール27との間にはされまる。カレンダーロール27は、
先にマット18内に分布された樹脂粒子21を溶融し、蒸気
28として過剰の水分を追い出すのに充分な表面の温度と
なるように加熱されている。マット18を加熱しなければ
ならない時間の長さは、マット18がコンベア25とカレン
ダーロール27との間を移動するときのマット18の水分含
量に直接関係する。マット18の水分含量が高ければ高い
ほど、過剰の水分を追い出すために長時間マット18を加
熱しなければならない。この蒸気28はフード29によって
取り除かれ、排出される。さらに、ゆるいマット18は、
カレンダーロール27の周囲を通過するとき、これに対し
てベルト25の張力により圧縮されコンパクト化される。
ベルトの張力は、調節可能なブロックベアリング43(図
5にだけ示す)または圧縮空気制御シリンダー(図示せ
ず)によって変えることができる。ベルト25は、最上部
の左の遊動ロール30を曲ると、コンパクト化されたマッ
ト18と別れ、他の遊動ロールを通過してその行路を引き
続き進む。コンパクト化されたマット18は遊動ロール31
a の上を越え、追い出された蒸気28を排出するために使
用されるフード29の入口を通ってフード29の前方にある
第2の遊動ロール31b の上へ移動する。この配置は、加
熱されたカレンダーロール27によってマットから追い出
された蒸気28がマットの下面上へ再び凝縮するのを防止
する。
ンベア25の表面と別個に駆動される回転するカレンダー
ロール27との間にはされまる。カレンダーロール27は、
先にマット18内に分布された樹脂粒子21を溶融し、蒸気
28として過剰の水分を追い出すのに充分な表面の温度と
なるように加熱されている。マット18を加熱しなければ
ならない時間の長さは、マット18がコンベア25とカレン
ダーロール27との間を移動するときのマット18の水分含
量に直接関係する。マット18の水分含量が高ければ高い
ほど、過剰の水分を追い出すために長時間マット18を加
熱しなければならない。この蒸気28はフード29によって
取り除かれ、排出される。さらに、ゆるいマット18は、
カレンダーロール27の周囲を通過するとき、これに対し
てベルト25の張力により圧縮されコンパクト化される。
ベルトの張力は、調節可能なブロックベアリング43(図
5にだけ示す)または圧縮空気制御シリンダー(図示せ
ず)によって変えることができる。ベルト25は、最上部
の左の遊動ロール30を曲ると、コンパクト化されたマッ
ト18と別れ、他の遊動ロールを通過してその行路を引き
続き進む。コンパクト化されたマット18は遊動ロール31
a の上を越え、追い出された蒸気28を排出するために使
用されるフード29の入口を通ってフード29の前方にある
第2の遊動ロール31b の上へ移動する。この配置は、加
熱されたカレンダーロール27によってマットから追い出
された蒸気28がマットの下面上へ再び凝縮するのを防止
する。
【0032】マット18は、最後に幾つかのローラー32に
よって移動させられ、その縁が回転カッター33によって
トリミングされ、最後に回転する軸駆動または表面駆動
式の巻取りロール34に集められる。
よって移動させられ、その縁が回転カッター33によって
トリミングされ、最後に回転する軸駆動または表面駆動
式の巻取りロール34に集められる。
【0033】図4において、個々のストランド6は、複
数のセラミックのひも通し孔(図示せず)を導通し、各
供給機16に通され、そこで下方に放出され、動いている
チェーンコンベア14の上に堆積する。複数のストランド
は、個々の供給機それぞれに供給してもよい。ここにお
いて、ストランドがクリール51に収めた多数の予め製造
したフォーミングパッケージ54から供給されることが示
されている。しかし、当技術分野の技術者によれば、他
の供給源たとえばロービング(roving)パッケージおよ
び直接紡糸と砕片溶融ブラッシングの組合せも同様に使
用することができる(各供給機16に供給されるストラン
ドの正確な数は、コンベア14の速さ、操業する供給機16
の数および仕上りマット18の所望の密度または厚さによ
り決められる)。供給機16は、コンベア14の幅を横切っ
て往復動または前後に横断し、これは、屈曲性のある駆
動チェーンまたは駆動ケーブル52によってなされる。前
述したとおり、ノズル20(図3および図5に示す)は、
供給機16に取りつけられ、それとともに往復動をしてス
トランド6を湿らす。第2のフレキシブル駆動ベルトま
たはチェーン53は、可逆モーター35の出力軸と連結し、
第1の回転可能なプーリーまたはドラム36と連結してい
る。ドラム36の周囲にフレキシブル駆動チェーン、好ま
しくはより線鋼ケーブル52が巻きつけられている。ケー
ブル52の一端がしっかりと、図4に示されるように、供
給機枠37の一側面に取りつけられている。ケーブル52
は、ついで、駆動されるドラム36の周囲に1回または2
回巻かれ、コンベア14の幅を横切り、第2の回転自在の
遊動ドラム38上を通過し、そこでケーブル52の反対の一
端が供給機枠37の他の側面に取りつけられている。各供
給機16は、軌道39内に乗っており、移動するコンベア14
を横切って往復動する。このようにして、図4に示され
る駆動ドラム36が電動モーター35によって時計回りに回
転するとき、供給機16およびノズル20(図4には図示せ
ず)は、左の方へ進む。モーター35がその回転を反転
し、ドラム36を時計の反対回りに回転させるときは、供
給機16は右の方へ進む。
数のセラミックのひも通し孔(図示せず)を導通し、各
供給機16に通され、そこで下方に放出され、動いている
チェーンコンベア14の上に堆積する。複数のストランド
は、個々の供給機それぞれに供給してもよい。ここにお
いて、ストランドがクリール51に収めた多数の予め製造
したフォーミングパッケージ54から供給されることが示
されている。しかし、当技術分野の技術者によれば、他
の供給源たとえばロービング(roving)パッケージおよ
び直接紡糸と砕片溶融ブラッシングの組合せも同様に使
用することができる(各供給機16に供給されるストラン
ドの正確な数は、コンベア14の速さ、操業する供給機16
の数および仕上りマット18の所望の密度または厚さによ
り決められる)。供給機16は、コンベア14の幅を横切っ
て往復動または前後に横断し、これは、屈曲性のある駆
動チェーンまたは駆動ケーブル52によってなされる。前
述したとおり、ノズル20(図3および図5に示す)は、
供給機16に取りつけられ、それとともに往復動をしてス
トランド6を湿らす。第2のフレキシブル駆動ベルトま
たはチェーン53は、可逆モーター35の出力軸と連結し、
第1の回転可能なプーリーまたはドラム36と連結してい
る。ドラム36の周囲にフレキシブル駆動チェーン、好ま
しくはより線鋼ケーブル52が巻きつけられている。ケー
ブル52の一端がしっかりと、図4に示されるように、供
給機枠37の一側面に取りつけられている。ケーブル52
は、ついで、駆動されるドラム36の周囲に1回または2
回巻かれ、コンベア14の幅を横切り、第2の回転自在の
遊動ドラム38上を通過し、そこでケーブル52の反対の一
端が供給機枠37の他の側面に取りつけられている。各供
給機16は、軌道39内に乗っており、移動するコンベア14
を横切って往復動する。このようにして、図4に示され
る駆動ドラム36が電動モーター35によって時計回りに回
転するとき、供給機16およびノズル20(図4には図示せ
ず)は、左の方へ進む。モーター35がその回転を反転
し、ドラム36を時計の反対回りに回転させるときは、供
給機16は右の方へ進む。
【0034】供給機16について述べると、ストランド6
は、複数のセラミックのひも通し孔(図示せず)によっ
て導かれ、それによって、フレキシブルなベルト45の外
側表面に沿って通過する。ベルト45およびストランド6
は、ボールベアリング(図示せず)に搭載された回転自
在の円筒状ハブ46のまわりを通される。上部遊動ローラ
ー47および下部遊動ローラー48も備えられている。ベル
ト45は、それの内側表面と第2のモーター50によって駆
動される円筒ケージ49との間の摩擦によって進められ
る。ケージ49は、複数のピンまたは棒(図示せず)をも
ち、これらはケージ49の表面から突き出し、それの長さ
に沿って平行に並んでいる。ストランド6はこれらの棒
に接触し、それらとベルト45の外側表面との間にはさま
れる。これが、個々のパッケージ54、ブッシングアセン
ブリ1または他の供給源からストランド6を進めるため
に必要な牽引力を産み出す。
は、複数のセラミックのひも通し孔(図示せず)によっ
て導かれ、それによって、フレキシブルなベルト45の外
側表面に沿って通過する。ベルト45およびストランド6
は、ボールベアリング(図示せず)に搭載された回転自
在の円筒状ハブ46のまわりを通される。上部遊動ローラ
ー47および下部遊動ローラー48も備えられている。ベル
ト45は、それの内側表面と第2のモーター50によって駆
動される円筒ケージ49との間の摩擦によって進められ
る。ケージ49は、複数のピンまたは棒(図示せず)をも
ち、これらはケージ49の表面から突き出し、それの長さ
に沿って平行に並んでいる。ストランド6はこれらの棒
に接触し、それらとベルト45の外側表面との間にはさま
れる。これが、個々のパッケージ54、ブッシングアセン
ブリ1または他の供給源からストランド6を進めるため
に必要な牽引力を産み出す。
【0035】機械的リミットスイッチ40および磁気接近
センサー41を、供給機16を反転させる適切なときを信号
で知らせたり、その位置を監視するために用いてもよ
い。従来の電気スイッチ回路で、当技術分野の技術者が
充分理解しているものを、供給機16を制御するために使
用してもよい。しかしながら、本発明ではステップモー
タを使用するプログラム可能な論理制御器またはサーボ
モーターを使用するボードーレベル(board-level)移動
制御器の使用が好ましい(米国特許出願第07/418,058
号(ベイレィら)および同第07/435,903 号(シェファ
ー)の各明細書)。
センサー41を、供給機16を反転させる適切なときを信号
で知らせたり、その位置を監視するために用いてもよ
い。従来の電気スイッチ回路で、当技術分野の技術者が
充分理解しているものを、供給機16を制御するために使
用してもよい。しかしながら、本発明ではステップモー
タを使用するプログラム可能な論理制御器またはサーボ
モーターを使用するボードーレベル(board-level)移動
制御器の使用が好ましい(米国特許出願第07/418,058
号(ベイレィら)および同第07/435,903 号(シェファ
ー)の各明細書)。
【0036】図5は、マット生産ライン13の側面図であ
り、種々の部品の関係をいっそう詳細に示すものであ
る。前述のとおり、本発明の実施態様においては、供給
機16で支えられるノズル20からの水のスプレー19を使用
し、これはマット18を湿らすためであり、それの表面に
粉末樹脂粒子を散布するまえに行なわれる。つぎの回転
たたき棒24による揺動の結果、ゆるいマット構造体の内
部に樹脂粒子21の均等な分布が生じる。図3ないし図5
に示される本発明の実施態様においては、ゆるいマット
18が含浸される。この含浸は、ホッパー22および回転供
給ロール23によってマット18の表面に直接ふりまかれた
粉末樹脂粒子21によってなされる。数種の粉末状の熱硬
化性および熱可塑性樹脂をこの目的のために使用するこ
とができる。たとえば、熱可塑性樹脂、たとえば(1) ハ
ロゲン化ビニルの単独または共重合によって、またはハ
ロゲン化ビニルと不飽和の重合可能な化合物との共重合
によって製造されるビニル樹脂類で、前記不飽和の重合
可能な化合物の例がビニルエステル類、α,β- 不飽和
酸類、α,β- 不飽和酸エステル類、α,β- 不飽和酸
ケトン類、α,β- 不飽和酸アルデヒド類および不飽和
炭化水素類たとえばブタジエン類およびスチレン類であ
るもの、(2) ポリα- オレフィン類、たとえばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソプレン
など、およびこれらα- オレフィンの共重合体など、
(3) フェノキシ樹脂、(4) ポリアミドたとえばポリアジ
ピン酸ヘキサメチレンジアミドなど、(5) ポリスルホン
類、(6) ポリカーボネート類、(7) ポリアセチル類、
(8) ポリエチレンオキサイド類、(9)ポリスチレンおよ
びスチレンと他の単量体、たとえばアクリロニトリル、
ブタジエンなどとの共重合体など、(10)アクリル樹脂、
たとえばアクリル酸メチル、アクリル酸アミド、メタク
リルアミド、アクリロニトリルおよびこれらとスチレ
ン、ビニルピリジン類などとの共重合体、(11)ネオプレ
ン、(12)ポリフェニレンオキシド樹脂、(13)ポリブチレ
ンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートな
どの重合体、および(14)セルロースエステル類、たとえ
ば硝酸セルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セル
ロースなどを使用することができる。これらのみに限定
されるものではなく、本発明において使用することがで
きる重合体材料の広い範囲を単に例示するものである。
また、所望によりフィラーを熱可塑性樹脂の中で使用し
てもよい。これらのフィラーは、当技術分野で知られる
種々の従来の樹脂用フィラーのいずれも使用することが
できる。典型的な例を2、3あげると、たとえばタル
ク、炭酸カルシウム、クレーまたは珪藻土である。
り、種々の部品の関係をいっそう詳細に示すものであ
る。前述のとおり、本発明の実施態様においては、供給
機16で支えられるノズル20からの水のスプレー19を使用
し、これはマット18を湿らすためであり、それの表面に
粉末樹脂粒子を散布するまえに行なわれる。つぎの回転
たたき棒24による揺動の結果、ゆるいマット構造体の内
部に樹脂粒子21の均等な分布が生じる。図3ないし図5
に示される本発明の実施態様においては、ゆるいマット
18が含浸される。この含浸は、ホッパー22および回転供
給ロール23によってマット18の表面に直接ふりまかれた
粉末樹脂粒子21によってなされる。数種の粉末状の熱硬
化性および熱可塑性樹脂をこの目的のために使用するこ
とができる。たとえば、熱可塑性樹脂、たとえば(1) ハ
ロゲン化ビニルの単独または共重合によって、またはハ
ロゲン化ビニルと不飽和の重合可能な化合物との共重合
によって製造されるビニル樹脂類で、前記不飽和の重合
可能な化合物の例がビニルエステル類、α,β- 不飽和
酸類、α,β- 不飽和酸エステル類、α,β- 不飽和酸
ケトン類、α,β- 不飽和酸アルデヒド類および不飽和
炭化水素類たとえばブタジエン類およびスチレン類であ
るもの、(2) ポリα- オレフィン類、たとえばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソプレン
など、およびこれらα- オレフィンの共重合体など、
(3) フェノキシ樹脂、(4) ポリアミドたとえばポリアジ
ピン酸ヘキサメチレンジアミドなど、(5) ポリスルホン
類、(6) ポリカーボネート類、(7) ポリアセチル類、
(8) ポリエチレンオキサイド類、(9)ポリスチレンおよ
びスチレンと他の単量体、たとえばアクリロニトリル、
ブタジエンなどとの共重合体など、(10)アクリル樹脂、
たとえばアクリル酸メチル、アクリル酸アミド、メタク
リルアミド、アクリロニトリルおよびこれらとスチレ
ン、ビニルピリジン類などとの共重合体、(11)ネオプレ
ン、(12)ポリフェニレンオキシド樹脂、(13)ポリブチレ
ンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートな
どの重合体、および(14)セルロースエステル類、たとえ
ば硝酸セルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セル
ロースなどを使用することができる。これらのみに限定
されるものではなく、本発明において使用することがで
きる重合体材料の広い範囲を単に例示するものである。
また、所望によりフィラーを熱可塑性樹脂の中で使用し
てもよい。これらのフィラーは、当技術分野で知られる
種々の従来の樹脂用フィラーのいずれも使用することが
できる。典型的な例を2、3あげると、たとえばタル
ク、炭酸カルシウム、クレーまたは珪藻土である。
【0037】同様に、スチレンに不溶な粉末熱硬化性樹
脂、たとえば、イタリアのマッフェイ・キミカ社(Maff
ei Chimica)から入手することができるFILCO 657 (FI
LCOは商標)として知られる脂肪族ポリエステルも使用
することができる。優れた接着性を与えることがわかっ
た特別な樹脂は、ポリエチレングリコールフマレートと
して知られる不飽和ポリエステルである。この樹脂は、
ストラティル(STRATYL)P-80(STRATYL は商標) として普
通知られ、フランス、パリのローヌ- プラン・アンデュ
ストリー社(Rhone-Poulenc Industries)から入手する
ことができる。
脂、たとえば、イタリアのマッフェイ・キミカ社(Maff
ei Chimica)から入手することができるFILCO 657 (FI
LCOは商標)として知られる脂肪族ポリエステルも使用
することができる。優れた接着性を与えることがわかっ
た特別な樹脂は、ポリエチレングリコールフマレートと
して知られる不飽和ポリエステルである。この樹脂は、
ストラティル(STRATYL)P-80(STRATYL は商標) として普
通知られ、フランス、パリのローヌ- プラン・アンデュ
ストリー社(Rhone-Poulenc Industries)から入手する
ことができる。
【0038】本発明の別の実施態様においては、熱可塑
性樹脂、たとえばポリエチレン類、ポリ酢酸ビニル、エ
チレン- 酢酸ビニル共重合体およびポリエステルなどの
本質的に連続する糸状の形にすることができるものの糸
を、粉末樹脂の代わりに使用することができる。この形
で供給される樹脂は、ガラス繊維ストランドとともにス
トランド供給機16に同時に供給することができる。これ
は、図3および図5に示されるホッパー22、供給ロール
23およびたたき棒24を不要とする。というのは、糸状樹
脂は、ガラス繊維とともにチェーンコンベア14の表面の
上にまんべんなく分布させることができるからである。
性樹脂、たとえばポリエチレン類、ポリ酢酸ビニル、エ
チレン- 酢酸ビニル共重合体およびポリエステルなどの
本質的に連続する糸状の形にすることができるものの糸
を、粉末樹脂の代わりに使用することができる。この形
で供給される樹脂は、ガラス繊維ストランドとともにス
トランド供給機16に同時に供給することができる。これ
は、図3および図5に示されるホッパー22、供給ロール
23およびたたき棒24を不要とする。というのは、糸状樹
脂は、ガラス繊維とともにチェーンコンベア14の表面の
上にまんべんなく分布させることができるからである。
【0039】いずれの技術が樹脂をマット構造体の内側
に堆積するため用いられるかに関係なく、熱をかけるこ
とは樹脂を溶融しおよび/または硬化し、ガラスストラ
ンドが相互に接着することを可能にするために必要であ
る。先行技術においては、炉がこれを遂行するために典
型的に用いられていた。本発明においては、加熱された
カレンダーロール27および第2の孔あきベルトコンベア
25がその代わりにゆるいマット18を圧縮し、蒸気28の形
で水分を追い出し、樹脂を溶融するために用いられる。
カレンダーロール27は、内部的に輻射電気ヒーターによ
って加熱することができる。商業的マット生産ラインの
プロトタイプにおいては、この型のカレンダードラムは
ロードアイランド、コヴェントリーのレイディアント・
ヒーティング社(Radiant Heating Inc.)からえられ
た。また、工業的な適用においては、連続的に液体熱移
動媒体を通すことにより内部的に加熱するいっそう大規
模なドラムを使用することができる。たとえばダウサー
ム(DOWTHEM 、商標)HもしくはG、またはサーミノー
ル(THERMINOL 、商標)55、60もしくは66などの液体熱
移動媒体を使用することができる(ダウサームおよびサ
ーミノールは、それぞれミシガン州、ミッドランドのダ
ウ・ケミカル社およびミズリー州、セントルイスのモン
サント社の登録商標である)。
に堆積するため用いられるかに関係なく、熱をかけるこ
とは樹脂を溶融しおよび/または硬化し、ガラスストラ
ンドが相互に接着することを可能にするために必要であ
る。先行技術においては、炉がこれを遂行するために典
型的に用いられていた。本発明においては、加熱された
カレンダーロール27および第2の孔あきベルトコンベア
25がその代わりにゆるいマット18を圧縮し、蒸気28の形
で水分を追い出し、樹脂を溶融するために用いられる。
カレンダーロール27は、内部的に輻射電気ヒーターによ
って加熱することができる。商業的マット生産ラインの
プロトタイプにおいては、この型のカレンダードラムは
ロードアイランド、コヴェントリーのレイディアント・
ヒーティング社(Radiant Heating Inc.)からえられ
た。また、工業的な適用においては、連続的に液体熱移
動媒体を通すことにより内部的に加熱するいっそう大規
模なドラムを使用することができる。たとえばダウサー
ム(DOWTHEM 、商標)HもしくはG、またはサーミノー
ル(THERMINOL 、商標)55、60もしくは66などの液体熱
移動媒体を使用することができる(ダウサームおよびサ
ーミノールは、それぞれミシガン州、ミッドランドのダ
ウ・ケミカル社およびミズリー州、セントルイスのモン
サント社の登録商標である)。
【0040】本発明の好ましい実施態様においては、粉
末熱硬化性樹脂、ストラティル(STRATYL 、商標)P-80
は前述したものであるが、約64〜 108℃( 147〜226 °
F)で溶融し、完全硬化は、約 132℃( 270°F)で起
こる。マットの内部がこれらの温度に達することを保証
するためには、カレンダードラムの表面温度を約 204〜
260℃( 400〜 500°F)の範囲内に保持し、約 237℃
( 430°F)がこの特別な樹脂には好ましい。93℃〜 2
60℃( 200°F〜 500°F)のいずれかの温度範囲を連
続的にカレンダーロールは維持することができるが、 2
88℃(550°F)までの間欠的な操作も可能である。カレ
ンダーロールの前に設置したサーモカップル42をその表
面温度を測定するために使用することができる。本発明
においては、サーモカップル42は、実際にはそのユニッ
トの表面に接触させないでそれから少し距離を置いて載
置することに注意しなければならない。実際に測定され
る熱は、カレンダーロール27の表面から放射され、つい
でサーモカップル42によって検出される熱である。前述
したとおり、回転するカレンダーロール27と第2の連続
して駆動されるフレキシブルベルト25との間で、ゆるい
マット18は圧縮されまたはコンパクト化される。
末熱硬化性樹脂、ストラティル(STRATYL 、商標)P-80
は前述したものであるが、約64〜 108℃( 147〜226 °
F)で溶融し、完全硬化は、約 132℃( 270°F)で起
こる。マットの内部がこれらの温度に達することを保証
するためには、カレンダードラムの表面温度を約 204〜
260℃( 400〜 500°F)の範囲内に保持し、約 237℃
( 430°F)がこの特別な樹脂には好ましい。93℃〜 2
60℃( 200°F〜 500°F)のいずれかの温度範囲を連
続的にカレンダーロールは維持することができるが、 2
88℃(550°F)までの間欠的な操作も可能である。カレ
ンダーロールの前に設置したサーモカップル42をその表
面温度を測定するために使用することができる。本発明
においては、サーモカップル42は、実際にはそのユニッ
トの表面に接触させないでそれから少し距離を置いて載
置することに注意しなければならない。実際に測定され
る熱は、カレンダーロール27の表面から放射され、つい
でサーモカップル42によって検出される熱である。前述
したとおり、回転するカレンダーロール27と第2の連続
して駆動されるフレキシブルベルト25との間で、ゆるい
マット18は圧縮されまたはコンパクト化される。
【0041】この過程に関係する高温のために、孔あき
のテフロン(TEFLON、商標)被覆ガラス繊維ベルトをプ
ロトタイプのマット生産ラインにおいて用いた。
のテフロン(TEFLON、商標)被覆ガラス繊維ベルトをプ
ロトタイプのマット生産ラインにおいて用いた。
【0042】本発明の工業生産用の仕様においては、ノ
メックス(NOMEX、商標)アラミド繊維の使用が考えら
れる(テフロンおよびノメックスは共にイー・アイ・デ
ュポン・ド・ネモア・アンド・カンパニー(デラウェア
州、ウィルミントン)の登録商標である)。これらの材
料で製造されたベルトをニューヨーク州、オーチャード
パークのアプライド・ファブリック・テクノロジーズ社
(Applied FabricTechnologies, Inc. )またはバーモ
ント州、ノース・ベニングトンのザ・ケミカル・ファブ
リックス・コーポレーション(the Chemical Fabrics C
orporation)からうることができる。カレンダー操作に
使用される温度に耐えることができる他の材料で製造さ
れたベルトもまた使用することができる。これらのベル
ト25は、マットに存在する水を蒸気として追い出し排気
フード29によって引き出すことを許容するために孔をあ
けることができる。ゆるいマット18をカレンダーロール
27に対して圧縮してコンパクト化するベルトの張力、し
たがって量は、カレンダーロール枠の各側面に配置した
調節可能なベアリングブロック43によって調節すること
ができる。本発明の工業規模仕様においては、圧縮空気
シリンダーをベアリングブロックの代わりに使用してベ
ルトに張力をかけることができる。熱硬化樹脂を使用す
る、連続ガラス繊維ストランドマットの製造における本
発明の使用をつぎの実施例により詳細に説明する。
メックス(NOMEX、商標)アラミド繊維の使用が考えら
れる(テフロンおよびノメックスは共にイー・アイ・デ
ュポン・ド・ネモア・アンド・カンパニー(デラウェア
州、ウィルミントン)の登録商標である)。これらの材
料で製造されたベルトをニューヨーク州、オーチャード
パークのアプライド・ファブリック・テクノロジーズ社
(Applied FabricTechnologies, Inc. )またはバーモ
ント州、ノース・ベニングトンのザ・ケミカル・ファブ
リックス・コーポレーション(the Chemical Fabrics C
orporation)からうることができる。カレンダー操作に
使用される温度に耐えることができる他の材料で製造さ
れたベルトもまた使用することができる。これらのベル
ト25は、マットに存在する水を蒸気として追い出し排気
フード29によって引き出すことを許容するために孔をあ
けることができる。ゆるいマット18をカレンダーロール
27に対して圧縮してコンパクト化するベルトの張力、し
たがって量は、カレンダーロール枠の各側面に配置した
調節可能なベアリングブロック43によって調節すること
ができる。本発明の工業規模仕様においては、圧縮空気
シリンダーをベアリングブロックの代わりに使用してベ
ルトに張力をかけることができる。熱硬化樹脂を使用す
る、連続ガラス繊維ストランドマットの製造における本
発明の使用をつぎの実施例により詳細に説明する。
【0043】実施例1 連続ストランド繊維ガラスマットのプロトタイプを製造
する本発明の一適用例を図4および図5により説明す
る。ストランドのフォーミングパッケージ54をクリール
51で保持した。多数のストランド6をクリールの上に配
置したセラミックひも通し孔ガイドを通し、つぎにガイ
ドバー44に通した。ついでストランド6を2台の往復動
式ストランド供給機に通した。前記固定偏向器17を使用
してストランドを偏向し、それを各供給機から動いてい
るチェーンコンベア14の上表面に放出した。約0.091 リ
ットル/hr(0.024 ガロン/hr)を放出するノズル6個
からなる水噴射器を使用してチェーンコンベア14の下側
を湿らした。この水は、チェーンを貫通してマットを湿
らせて15〜20%の水分含量をうるに足りるほどの量とし
た。好ましくは実施態様において、ステラティル(STER
ATYL、商標)P-80として知られる不飽和熱硬化性ポリエ
ステル樹脂をマットの表面の上へ散布し、この樹脂性材
料約2〜4重量%を、ガラスストランドに製造過程の結
果としてすでに存する結合剤に加えて添加した。
する本発明の一適用例を図4および図5により説明す
る。ストランドのフォーミングパッケージ54をクリール
51で保持した。多数のストランド6をクリールの上に配
置したセラミックひも通し孔ガイドを通し、つぎにガイ
ドバー44に通した。ついでストランド6を2台の往復動
式ストランド供給機に通した。前記固定偏向器17を使用
してストランドを偏向し、それを各供給機から動いてい
るチェーンコンベア14の上表面に放出した。約0.091 リ
ットル/hr(0.024 ガロン/hr)を放出するノズル6個
からなる水噴射器を使用してチェーンコンベア14の下側
を湿らした。この水は、チェーンを貫通してマットを湿
らせて15〜20%の水分含量をうるに足りるほどの量とし
た。好ましくは実施態様において、ステラティル(STER
ATYL、商標)P-80として知られる不飽和熱硬化性ポリエ
ステル樹脂をマットの表面の上へ散布し、この樹脂性材
料約2〜4重量%を、ガラスストランドに製造過程の結
果としてすでに存する結合剤に加えて添加した。
【0044】第1のチェーンコンベア14は、約2.13m/
min(7ft/min )の定速で前進させた。ゆるいマット
は、たたき棒24により揺動されたのち、第2の孔あきベ
ルトコンベア25に移動し、これとカレンダーロール27と
の間で圧縮された。マットは、移動操作間で約1〜2%
引き延ばされた。カレンダーロールは約221 ℃( 430°
F)の表面温度に加熱し、2.13m/min (7ft/min )
よりも少し大きい周速で回転させた。第2のコンベア25
は、ベルトとカレンダー27の表面とで圧縮するものであ
り、カレンダーロール27の相対動作と第2のベルトコン
ベア25との間で滑らないように、対応する周速で動かし
た。
min(7ft/min )の定速で前進させた。ゆるいマット
は、たたき棒24により揺動されたのち、第2の孔あきベ
ルトコンベア25に移動し、これとカレンダーロール27と
の間で圧縮された。マットは、移動操作間で約1〜2%
引き延ばされた。カレンダーロールは約221 ℃( 430°
F)の表面温度に加熱し、2.13m/min (7ft/min )
よりも少し大きい周速で回転させた。第2のコンベア25
は、ベルトとカレンダー27の表面とで圧縮するものであ
り、カレンダーロール27の相対動作と第2のベルトコン
ベア25との間で滑らないように、対応する周速で動かし
た。
【0045】2台の供給機を往復動させた。1回毎 8.5
秒で前後進し約42インチの距離を平均速度約25ft/min
で移動させた。モーター50が各供給機に取りつけられ、
これらが連続ストランドを前進させ、フォーミングパッ
ケージ54からコンベアの表面へ供給した。供給速度は約
305〜427 m/min (1000〜1400ft/min )であった
が、好ましくは約 389m/min (1275ft/min )であっ
た。
秒で前後進し約42インチの距離を平均速度約25ft/min
で移動させた。モーター50が各供給機に取りつけられ、
これらが連続ストランドを前進させ、フォーミングパッ
ケージ54からコンベアの表面へ供給した。供給速度は約
305〜427 m/min (1000〜1400ft/min )であった
が、好ましくは約 389m/min (1275ft/min )であっ
た。
【0046】製造された連続ストランドマットにおい
て、ランダムに堆積されるストランドは“H”繊維であ
った。H繊維は、H-52、フォア- ウェイ・スプリット・
フォーミングパッケージから供給された。それは、スト
ランド1本につき約 400本のガラス繊維をもち、1パッ
ケージの重量が0.45kg(1ポンド)、ストランドの長さ
は約4756m(5200ヤード)であった(このアルファベッ
ト表示が繊維の直径を示すために使用されることは当技
術分野でよく知られ、ここにおいて、“H”の表示は個
々のガラス繊維の直径が約10.8ミクロン程度であること
を示す。前記のローウェンスタインの文献25頁を参
照)。
て、ランダムに堆積されるストランドは“H”繊維であ
った。H繊維は、H-52、フォア- ウェイ・スプリット・
フォーミングパッケージから供給された。それは、スト
ランド1本につき約 400本のガラス繊維をもち、1パッ
ケージの重量が0.45kg(1ポンド)、ストランドの長さ
は約4756m(5200ヤード)であった(このアルファベッ
ト表示が繊維の直径を示すために使用されることは当技
術分野でよく知られ、ここにおいて、“H”の表示は個
々のガラス繊維の直径が約10.8ミクロン程度であること
を示す。前記のローウェンスタインの文献25頁を参
照)。
【0047】密度約0.31kg/m2 (1oz/ft2 )のマッ
トを製造するために、かかるスプリットストランドの10
端(ends)を、各供給機に約44.5kg/hr(98lb /hr)
のガラスをコンベアの表面の上に堆積させるように供給
した。密度約0.62kg/m2 (2oz/ft2 )のマットを製
造するために、第1のチェーンコンベアの速さを約1.1
m/min (3.5 ft/min )に減じ、他のパラメーターの
変更はしなかった。
トを製造するために、かかるスプリットストランドの10
端(ends)を、各供給機に約44.5kg/hr(98lb /hr)
のガラスをコンベアの表面の上に堆積させるように供給
した。密度約0.62kg/m2 (2oz/ft2 )のマットを製
造するために、第1のチェーンコンベアの速さを約1.1
m/min (3.5 ft/min )に減じ、他のパラメーターの
変更はしなかった。
【0048】商業的規模の量の繊維ガラスストランドマ
ットの製造においては、本発明をその発明思想または範
囲を逸脱することなく、修正することができる。たとえ
ばクリール51を出るときと供給機16に入るときの間に、
ストランドを少し水または他の液体帯電防止剤で湿らせ
て、可能性のある静電気の蓄積を軽減してもよい。これ
は、ストランドがベルトで駆動される供給機のまわりで
破損し、相互に付着する傾向を減ずるのを助ける。一般
に、水または帯電防止剤、たとえばトリトン(Triton)
X-100 (非イオン性オクチルフェノキシポリエトキシエ
タノール界面活性剤の一種)を推奨する。とくに、スト
ランドが数カ月貯蔵されていたかも知れない極端に乾燥
したフォーミングパッケージから供給されるときは、そ
うである。
ットの製造においては、本発明をその発明思想または範
囲を逸脱することなく、修正することができる。たとえ
ばクリール51を出るときと供給機16に入るときの間に、
ストランドを少し水または他の液体帯電防止剤で湿らせ
て、可能性のある静電気の蓄積を軽減してもよい。これ
は、ストランドがベルトで駆動される供給機のまわりで
破損し、相互に付着する傾向を減ずるのを助ける。一般
に、水または帯電防止剤、たとえばトリトン(Triton)
X-100 (非イオン性オクチルフェノキシポリエトキシエ
タノール界面活性剤の一種)を推奨する。とくに、スト
ランドが数カ月貯蔵されていたかも知れない極端に乾燥
したフォーミングパッケージから供給されるときは、そ
うである。
【0049】また、米国特許出願第07/418,058 号(バ
イレイら)および同第07/435,903号(シェファー)の
各明細書に開示されるように、12台までの往復する供給
機を商業的規模の量の連続繊維ガラスストランドマット
を製造するために、同時に使用することができる。
イレイら)および同第07/435,903号(シェファー)の
各明細書に開示されるように、12台までの往復する供給
機を商業的規模の量の連続繊維ガラスストランドマット
を製造するために、同時に使用することができる。
【0050】これらの例は、すべてマットが巻取りロー
ル34に収集されるときのストランド・樹脂マットの空気
乾燥に委ねるものであるが、普通の当技術分野周知の実
施手段として、巻取りロールに巻くまえに冷却用ローラ
ーによってマットを固化するものがある。
ル34に収集されるときのストランド・樹脂マットの空気
乾燥に委ねるものであるが、普通の当技術分野周知の実
施手段として、巻取りロールに巻くまえに冷却用ローラ
ーによってマットを固化するものがある。
【0051】以上の開示および前述の実施例に記載のマ
ットは、すべて繊維ガラスストランドから製造されるも
のとして説明したが、この明細書に記載されている方法
の適用が必ずそれに限定することを意図するものではな
い。たとえば、ここに記載される方法と同じ方法を他の
天然または合成繊維から製造されるマットの製造におい
て、ガラス繊維マットと同様に使用することができる。
ナイロン、ポリエステルなどからなるストランドで置換
しまたはガラス繊維のパッケージと同様に相互に混合
し、同時にコンベアの表面上に同時に堆積することもで
きる。この思想は、適当な樹脂の繊維またはストランド
を供給機により放出されるガラスストランドと混合し、
ついで加熱したカレンダーロールによって溶融および/
または硬化することも包含する。
ットは、すべて繊維ガラスストランドから製造されるも
のとして説明したが、この明細書に記載されている方法
の適用が必ずそれに限定することを意図するものではな
い。たとえば、ここに記載される方法と同じ方法を他の
天然または合成繊維から製造されるマットの製造におい
て、ガラス繊維マットと同様に使用することができる。
ナイロン、ポリエステルなどからなるストランドで置換
しまたはガラス繊維のパッケージと同様に相互に混合
し、同時にコンベアの表面上に同時に堆積することもで
きる。この思想は、適当な樹脂の繊維またはストランド
を供給機により放出されるガラスストランドと混合し、
ついで加熱したカレンダーロールによって溶融および/
または硬化することも包含する。
【0052】また、前記実施例は、“H”繊維からなる
ガラスストランドから製造されるマットの製造を説明し
たものであるが、本発明は任意の繊維の直径たとえば
“D”型繊維またはこれよりも大きい直径のものからな
るストランドからマットを製造するために、本発明を適
用することができるものと理解されなければならない。
ガラスストランドから製造されるマットの製造を説明し
たものであるが、本発明は任意の繊維の直径たとえば
“D”型繊維またはこれよりも大きい直径のものからな
るストランドからマットを製造するために、本発明を適
用することができるものと理解されなければならない。
【0053】さらに、各成分や部品につき具体的なもの
の使用を記載したが、それらに限定されることを意図す
るものではない。すべてのものが、商業的に入手するこ
とができる品目、および実質的に同じ結果を達するため
に容易に置換することができる同種のもので置き換えら
れる。
の使用を記載したが、それらに限定されることを意図す
るものではない。すべてのものが、商業的に入手するこ
とができる品目、および実質的に同じ結果を達するため
に容易に置換することができる同種のもので置き換えら
れる。
【0054】以上のとおり、本発明を具体的な実施態様
および構成要件に関して説明し、実施例で具体的な製品
の具体的製造への本発明の適用について説明したが、本
発明は、それらにより限定されるものではない。
および構成要件に関して説明し、実施例で具体的な製品
の具体的製造への本発明の適用について説明したが、本
発明は、それらにより限定されるものではない。
【0055】
【発明の効果】従来使用されていた加熱溶融炉を不要と
し、かつ均一な密度と機械的性質をもつ連続ガラス繊維
ストランドマットを提供することができる。
し、かつ均一な密度と機械的性質をもつ連続ガラス繊維
ストランドマットを提供することができる。
【図1】従来のガラス繊維の製造法を説明するための正
面図であり、ブッシング、アプリケータおよび捲回機を
示す。
面図であり、ブッシング、アプリケータおよび捲回機を
示す。
【図2】従来のブッシングとその付属部品を説明するた
めの斜視図である。
めの斜視図である。
【図3】本発明の装置の一実施態様を示す斜視図であ
る。
る。
【図4】図3の4−4線断面図である。
【図5】図3の実施態様の側面図である。
【図6】本発明の別の実施態様の部分側面図である。
6 ストランド 14 第1コンベア 16 ストランド供給機 17 偏向器 18 マット 19 水のスプレー 20 ノズル 21 粉末樹脂粒子 24 回転たたき棒 25 第2コンベア 27 カレンダーロール 28 蒸気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アナスタシア モルフェシス アメリカ合衆国、15218 ペンシルベニ ア州、ピッツバーグ、ゴードン アブニ ュ 172 (72)発明者 ジョージ トーマス サレゴ アメリカ合衆国、15014 ペンシルベニ ア州、ブラッケンリッジ、オーナー ス トリート 909 (72)発明者 ディビッド アルビン ボープ アメリカ合衆国、15613 ペンシルベニ ア州、アポロ、ワシントン ロード 1521 (56)参考文献 特開 昭62−78248(JP,A) 特開 昭50−132268(JP,A) 特開 平2−14060(JP,A) 特開 昭61−43538(JP,A) 特公 昭50−18087(JP,B1) 特公 昭55−8621(JP,B1) 特公 昭47−49469(JP,B1)
Claims (24)
- 【請求項1】 動いているコンベアの表面を横切って複
数のストランド供給機を往復動させ、該各供給機により
供給源から少なくとも1本のストランドを引き出し、供
給機からストランドを放出させ、コンベアの上表面にス
トランドを堆積させてゆるい繊維状のマット構造体を形
成させることによって連続ガラス繊維ストランドマット
を製造する方法において、 該ゆるい繊維状のマット構造体を、その水分含量が約4
〜6重量%となるように湿潤する湿潤工程、 該ゆるい繊維状のマット構造体のほぼ全体を通して樹脂
を分布させる分布工程、該ゆるいマット構造体と樹脂と
を該コンベアと回転しているカレンダーロールとの間で
コンパクト化するべく該コンベアを該カレンダーロール
の周囲の一部に巻きつける巻きつけ工程、および該ゆる
いマットが該カレンダーロールとコンベアの間でコンパ
クト化されている間に、該マットから水分を除去し樹脂
を溶融してマット構造体を形成している個々のガラスス
トランドを互いに結合するのに充分な表面温度に該カレ
ンダーロールを加熱する加熱工程を有することを特徴と
する連続ガラス繊維ストランドマットの製造法。 - 【請求項2】 前記分布工程が、ゆるいマット構造体の
上表面に粉末樹脂を堆積する堆積工程、およびコンベア
とその上のマットを揺動して粉末樹脂をゆるいマット構
造体の内部全体を通して均等に分布させる工程を含む請
求項1記載の製造法。 - 【請求項3】 前記湿潤工程が、ストランド供給機から
放出されたのちでかつコンベア上に堆積するまえのスト
ランドに水を噴霧してゆるい繊維状のマット構造体を湿
らす噴霧工程を含む請求項2記載の製造法。 - 【請求項4】 前記噴霧工程が、コンベア上に堆積され
るまえのストランドに水が噴霧されるように噴霧手段を
動いているコンベア表面を横切って往復動させる工程を
含む請求項3記載の製造法。 - 【請求項5】 前記湿潤工程が、第1のコンベアの下か
ら水を噴霧してコンベア上に支持されている前記ゆるい
繊維状のマット構造体を貫通して水を分散させ、該マッ
ト構造体を、その水分含量が約15〜25重量%となる
ように湿らせる工程を含む請求項2記載の製造法。 - 【請求項6】 前記堆積工程が、予め形成された樹脂材
料の連続糸の少なくとも1本を少なくとも1台のストラ
ンド供給機に配給し、該糸を該供給機から放出されるガ
ラスストランドと共にコンベア上に同時に堆積させる工
程を含む請求項2記載の製造法。 - 【請求項7】 前記分布工程が、マット構造体全体を通
して熱可塑性樹脂を分布する工程を含む請求項1記載の
製造法。 - 【請求項8】 前記分布工程のコンベアが第1のコンベ
アであり、前記巻きつけ工程がコンパクト化および加熱
工程のまえにマットと樹脂を第2のコンベアを通過させ
る工程を含み、さらに加熱されたローラーと第2コンベ
アとから出てくるガラスマットと樹脂を冷却する工程を
含む請求項7記載の製造法。 - 【請求項9】 前記分布工程が、ストランド供給機から
放出されたのちでかつコンベア上に堆積するまえのスト
ランドに水を噴霧してゆるい繊維状のマット構造体を湿
らす工程、該ゆるいマット構造体の上表面に粉末樹脂を
堆積する堆積工程、およびコンベアとその上のマットを
揺動して粉末樹脂をゆるいマット構造体の内部全体を通
して均等に分布させる工程を含む請求項8記載の製造
法。 - 【請求項10】 前記第1のコンベアが孔のあいたコン
ベアであり、前記分布工程が、第1のコンベアの下から
水を噴霧してコンベア上に支持されている前記ゆるい繊
維状のマット構造体を貫通して水を分散させ、該マット
構造体を、その水分含量が約15〜25重量%となるよ
うに湿潤させる工程、該ゆるいマット構造体の上表面に
粉末樹脂を堆積する堆積工程、および該第1のコンベア
とその上のマットを揺動して粉末樹脂をゆるいマット構
造体の内部全体を通して均等に分布させる工程を含む請
求項8記載の製造法。 - 【請求項11】 前記堆積工程が、予め形成された樹脂
材料の連続糸の少なくとも1本を少なくとも1台のスト
ランド供給機に配給し、該糸を該供給機から放出される
ガラスストランドと共にコンベア上に同時に堆積させる
工程を含む請求項9または10記載の製造法。 - 【請求項12】 前記分布工程が、マット構造体全体を
通して熱硬化性樹脂を分布する工程を含む請求項1記載
の製造法。 - 【請求項13】 前記回転しているカレンダーロール
を、前記樹脂を溶融し硬化するのに充分な内部温度にま
でコンパクト化されたマット構造全体を加熱するのに充
分な表面温度に維持する維持工程をさらに含む請求項12
記載の製造法。 - 【請求項14】 前記分布工程が、ストランド供給機か
ら放出されたのちでかつコンベア上に堆積するまえのス
トランドに水を噴霧してゆるい繊維状のマット構造体を
湿らす工程、該ゆるいマット構造体の上表面に粉末樹脂
を堆積する堆積工程、および第1のコンベアとその上の
マットを揺動して粉末樹脂をゆるいマット構造体の内部
全体を通して均等に分布させる工程を含む請求項13記載
の製造法。 - 【請求項15】 前記第1のコンベアが孔のあいたコン
ベアであり、前記分布工程が、第1のコンベアの下から
水を噴霧してコンベア上に支持されている前記ゆるい繊
維状のマット構造体を貫通して水を分散させ、該マット
構造体を、その水分含量が約15〜25重量%となるよ
うに湿潤させる工程、該ゆるいマット構造体の上表面に
粉末樹脂を堆積する堆積工程、および該第1のコンベア
とその上のマットを揺動して粉末樹脂をゆるいマット構
造体の内部全体を通して均等に分布させる工程を含む請
求項13記載の製造法。 - 【請求項16】 前記堆積工程が、予め形成された樹脂
材料の連続糸の少なくとも1本を少なくとも1台のスト
ランド供給機に配給し、該糸を該供給機から放出される
ガラスストランドと共にコンベア上に同時に堆積させる
工程を含む請求項14または15記載の製造法。 - 【請求項17】 前記熱硬化性樹脂が粉末化されたポリ
エチレングリコールフマレートである請求項13記載の製
造法。 - 【請求項18】 前記維持工程が、各カレンダーロール
の表面温度を93〜260℃の間に維持する工程を含む請求
項17記載の製造法。 - 【請求項19】 供給源から少なくとも1本のストラン
ドを引き出し、該ストランドを放出し、コンベア上に該
ストランドを堆積させてゆるい繊維状のマット構造体を
形成させることができる往復動するストランド供給機を
複数台有し、該マットを、その水分含量が約4〜6重量
%となるように湿潤する手段を有し、該ゆるいマット構
造体のほぼ全体を通して樹脂を分布させる分布手段を有
し、回転するカレンダーロールを有し、 該ゆるいマット構造体と樹脂とを該コンベアとカレンダ
ーロールとの間でコンパクト化するべく該コンベアをカ
レンダーロールの一部に巻きつける手段を有し、かつゆ
るいマットが該カレンダーロールとコンベアの間でコン
パクト化されている間に、マットから水分を除去し樹脂
を溶融してマット構造体を形成している個々のガラスス
トランドを互いに結合するのに充分な表面温度に該カレ
ンダーロールを加熱する手段を有することを特徴とする
連続繊維ガラスストランドマットの製造装置。 - 【請求項20】 前記分布手段が、ゆるいマット構造体
の上表面に粉末樹脂を堆積する手段、およびコンベアと
その上のマットを揺動して粉末樹脂をゆるいマット構造
体の内部全体を通して均等に分布させる手段を含む請求
項19記載の装置。 - 【請求項21】 前記湿潤手段が、ストランド供給機か
ら放出されたのちでかつコンベア上に堆積するまえのス
トランドに水を噴霧してゆるい繊維状のマット構造体を
湿らすことのできる位置に設けられているスプレーノズ
ルを含む請求項20記載の装置。 - 【請求項22】 前記往復動する供給機のうちの幾台か
に前記ノズルを支持する手段をさらに含む請求項21記載
の装置。 - 【請求項23】 前記湿潤手段がコンベアの下方に設け
られているスプレーノズルを含み、該スプレーノズルが
コンベアを通して水を噴霧してその上に支持されている
ゆるい繊維状のマット構造体を、その水分含量が約15
〜25重量%となるように湿らすことができる請求項19
記載の装置。 - 【請求項24】 前記分布手段が、予め形成された樹脂
材料の連続糸の少なくとも1本を少なくとも1台のスト
ランド供給機に配給し、該糸を該供給機から放出される
ガラスストランドと共にコンベア上に同時に堆積させる
手段を含む請求項19記載の装置。
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