JP3671601B2

JP3671601B2 - ガラスロービングの解舒方法

Info

Publication number: JP3671601B2
Application number: JP12027697A
Authority: JP
Inventors: 功田口; 忠夫藤森; 俊明高木; 一馬福原
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH10291832A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の成形法であるフィラメントワインディング成形（以下、ＦＷ成形という）や引き抜き成形等に用いられるガラスロービングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＲＰは、ガラス繊維等の補強繊維に液状の熱硬化性樹脂を含浸させた後、樹脂を硬化させることによって製造されるものであり、従来からパイプや棒材等として広く用いられている。
【０００３】
このようなＦＲＰの成形法としては、ＦＷ成形法や引き抜き成形法等が知られている。ＦＷ成形法は、パイプ状や円筒状の成形体を作製するのに適しており、液状の熱硬化性樹脂を含浸したガラスロービング等の補強材に張力を加えた状態で型（マンドレル）に弛みのない状態で巻き付けてから樹脂を硬化させる方法である。
【０００４】
また引き抜き成形法は、パイプ状、板状、無空棒状の成形体を作製するのに適しており、液状の熱硬化性樹脂を含浸させたガラスロービング等の補強材を所定の断面形状を有する型を通しながら引き抜き、この間に加熱して樹脂を硬化させる方法である。
【０００５】
一般にこの種のガラスロービングを製造するには、まず直径が６〜１５μｍのガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、５０〜１６００本集束し、ストランド番手が２０〜７３５番手のストランドとしてから綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取ることによってケーキを形成した後で乾燥する。次いで、この乾燥したケーキを複数個準備し、各ケーキの内層からストランドを解舒し、所定本数引き揃え、合糸する方法が採られる。
【０００６】
このようにして作製されたガラスロービングは、円筒状に回巻きされ、ロービングを使用解舒する際に取り出すための開口部を一端に有する熱収縮フィルム等で包装されて出荷される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなケーキを作製する場合、一般に同一の直径を有するガラスフィラメントを集束し、１本のストランドにしてから巻き取ったり、同一の直径を有するガラスフィラメントをほぼ同一本数に分割し、集束して複数本のストランドにしてからそれらを巻き取る方法が採られる。
【０００８】
また通常、ガラスロービングは、ほぼ同一の番手を有するストランドの複数本を合糸することによって作製されてから円筒状に回巻きされるが、一定の円筒形状を得るためには、ガラスロービングを構成するストランド束全体のテンションを制御する必要がある。このように同種のケーキから解舒されたストランドの場合、その解舒テンションや最も簡便なテンション付与装置であるバーテンサーによってかかるテンションのトータルタンションが各ストランドでほぼ均一となるため、いずれのストランドもほとんど弛みがない状態で円筒状に巻き取られる。
【０００９】
そのためこのようなガラスロービングの回巻体内層からガラスロービングを解舒し、これをＦＷ成形や引き抜き成形で樹脂に含浸しても、ストランド束が広がりにくく、含浸不良が発生しやすくなる。
【００１０】
特に引き抜き成形の場合、ガラス繊維がほとんど一方向に配向しているため、ガラス繊維と直角方向にはほとんど補強効果がなく、成形品に落下等のわずかな衝撃が加わったたけで破断することがある。
【００１１】
このような成形品の破断を防止するため、ガラスストランドを渦状に堆積した後、ストランドを接着し、シート状にしたコンティニュアスストランドマットやガラスストランドを１０〜１００ｍｍに切断、無配向に堆積した後、ストランドを接着し、シート状にしたチョップドストランドマットをロービングと併用し、成形することがなされているが、この場合、コンティニュアスストランドマットやチョップドストランドマットが高価であったり、成形時にこれらがちぎれやすい等の問題がある。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、解舒した際にストランド束が広がりやすいため、ＦＷ成形や引き抜き成形で含浸不良が発生しにくく、ガラス繊維と直角方向にも補強効果を持つガラスロービングの解舒方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成すべく種々の実験を繰り返した結果、ガラスロービングを構成するストランド束を広がりやすくするには、番手の異なる２種類のストランドの複数本を使用すると共に、一部或いは全部のストランドのケーキ内層からの解舒方向と、ガラスロービングを使用する際の回巻体内層からの解舒方向を逆にすれば良いことを見いだした。
【００１４】
つまりガラスロービングを番手の異なる２種類のストランドから構成すると、番手の小さいストランドは、番手の大きいストランドに比べて剛直性に劣るため、若干弛んだ状態で合糸され、ガラスロービングより解舒した際にストランド束は広がりやすくなる。
【００１５】
また通常、ストランドは、合糸する際にケーキの内層から解舒されるため、解舒されたストランドの全てに、その解舒方向と逆方向の撚りがかかる。例えばケーキ内層からストランドが解舒される際、時計回りに解舒されると、ストランドには反時計回りの撚り（Ｚ撚り）がかかり、逆にケーキ内層からストランドが解舒される際、反時計回りに解舒されると、ストランドには時計回りの撚り（Ｓ撚り）がかかることになる。
【００１６】
そのため例えば複数個のケーキ内層から時計回りに解舒されたストランドを合糸、巻き取り、ガラスロービング回巻体を作製し、このガラスロービングの回巻体内層から再度時計回りにガラスロービングを解舒すると、ガラスロービングを構成するストランドには合糸時と解舒使用時の２回に亘って反時計回りの解舒撚りがかかることになり、ストランド束は広がりにくくなるが、本発明ではガラスロービングの解舒使用時にストランドの撚りがほぐれるようにした。
【００１７】
すなわち本発明のガラスロービングの解舒方法は、第１のストランドの１本及至複数本と、第１のストランドに比べて番手の小さい第２のストランドの複数本が合糸され、円筒状に回巻きされてなるガラスロービングで、このガラスロービングを使用する際の回巻体内層からの解舒方向と、このガラスロービングを製造する際の第１のストランドの半分以上及び／又は第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向であることを特徴とする。
【００１８】
また本発明のガラスロービングの解舒方法は、好ましくは第１のストランドと第２のストランドの番手差が、４００番手以上であることを特徴とし、また第１のストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が１６μｍ以上であり、第２のストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が１５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
【作用】
本発明における第１のストランドは、第２のストランドに比べて、ストランド番手が大きいため、第１のストランドは、第２のストランドに比べて剛直となる。よって第１のストランドを、第２のストランドと合糸すると、その剛直さにより第１のストランドは合糸される際のテンションが第２のストランドのそれより大きくなるため、第２のストランドは第１のストランドの周囲に若干弛んだ状態で合糸されることになる。このことにより、これらを合糸したガラスロービングを構成するストランド束は広がりやすくなる。
【００２０】
また本発明においては、ガラスロービングを使用する際の回巻体内層からの解舒方向と、このガラスロービングを製造する際の第１のストランドの半分以上及び／又は第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向を逆方向にしているため、ガラスロービングを使用する際に、一部或いは全部のストランドの撚りがほぐれ、広がりやすくなる。
【００２１】
さらに本発明においては、ガラスロービングを製造する際の第１のストランドのケーキ内層からの解舒方向と、第２のストランドのケーキ内層からの解舒方向を逆方向にすると、ガラスロービングの解舒時に撚りがほぐされるストランド（ストランドＡ）と、さらに撚りがかかるストランド（ストランドＢ）が併存することになるため、より好ましい。
【００２２】
すなわち時計回りに解舒されたストランドと、反時計回りに解舒されたストランドを合糸すると、それらはお互い逆方向に解舒撚りがかかることになる。こうして作製したガラスロービングを使用する際、回巻体内層からの解舒時に一方のストランド（ストランドＡ）は撚りがほぐされることになり、他方のストランド（ストランドＢ）には、さらに撚りがかかることになる。
【００２３】
その結果、合糸された際には、ほぼ等長であったストランドＡ、Ｂは、ロービング回巻体から解舒されることによって、ストランドＡの見かけ糸長が長くなり、ストランドＢの見かけ糸長が短くなる。このことによりストランドＡは、ストランドＢの周囲に弛んで位置する状態となり、ストランド束が広がりやすい。
【００２４】
こうして作製されたガラスロービングをＦＷ成形や引き抜き成形に使用すると、ガラス繊維と直角方向にも補強効果を持ち、また成形品での含浸不良が少なくなり、良品率が向上する。
【００２５】
このような効果は、ＦＷ成形や引き抜き成形を行う成形設備の含浸装置、マンドレル、金型にもよるが、通常、ガラスロービングの回巻体内層からの解舒方向と、このガラスロービングを製造する際の第１のストランドの半分以上もしくは、第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向であれば得られ、特にガラスロービング回巻体内層からの解舒方向と、第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向を逆方向にすると効果が大きい。さらにガラスロービングの回巻体内層からの解舒方向と、第１のストランドの全てのケーキ内層からの解舒方向、又は第２のストランドの全てのケーキ内層からの解舒方向を逆方向にした方が効果は顕著である。因みにここで言う半分以上とは、番手を基準とするものである。
【００２６】
また本発明において第１のストランドと第２のストランドの番手差を４００番手以上にすると、第２のストランドの弛みがより大きくなり、さらに第１のストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径を１６μｍ以上、第２のストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径を１５μｍ以下にすると、第１のストランドを構成するガラスフィラメント自体が第２のストランドを構成するガラスフィラメントより剛直となり、第１のストランドは、第２のストランドに比べてより一層剛直となる。その結果、両者の糸長差が大きくなり、且つ、ストランドの弛みがより大きくなり、ストランド束がさらに広がりやすくなるため好ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明のガラスロービングの解舒方法を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
（実施例１）
まず単繊維直径１８．７μｍのガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、これらの１６００本を集束し、１１５０番手のストランド（第１のストランド）としてから綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取り、乾燥することによって強熱減量０．４重量％のケーキ（第１のケーキ）を作製した。
【００２９】
また単繊維直径１３．３μｍのガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、これらの８００本を集束し、２９０番手のストランド（第２のストランド）としてから綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取り、乾燥することによって強熱減量０．４重量％のケーキ（第２のケーキ）を作製した。
【００３０】
上記集束剤としては、結束剤として酢ビエマルジョン（日本エヌエスシー株式会社製：ヨドゾールＬＤ−１０１０）を７．０重量％、シランカップリング剤としてγ−メタクリロキシプロピル・トリメトキシシラン（日本ユニカー株式会社製：Ａ−１７４）を０．２重量％、潤滑剤としてカチオン界面活性剤を０．０３重量％、残部水からなるものを使用した。
【００３１】
次に第１のケーキ２個の内層から第１のストランドを時計回りに解舒し、また第２のケーキ２４個の内層から第２のストランドを時計回りに解舒し、各ストランドを合糸してから円筒状に巻き取ることによって、９２６０番手のガラスロービングの回巻体を作製した。
【００３２】
そして、このガラスロービング回巻体を３個準備し、これらの内層から反時計回りにロービングを解舒し、ニップロール式含浸槽にて不飽和ポリエステル樹脂を含浸、０．５ｍ／分の速さで引き抜き成形を実施し、直径６ｍｍの無空棒状引き抜き成形品を作製した。尚、引き抜き成形の際にはストランド束の弛みが見られた。
【００３３】
こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目視にて観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエステル樹脂の含浸状態は良好であった。
【００３４】
（実施例２）
実施例１の第１のケーキを２個準備し、その内層から第１のストランドを反時計回りに解舒した以外は、全て実施例１と同じ条件でガラスロービングの回巻体を作製し、このガラスロービング回巻体を３個準備し、これらの内層から反時計回りにガラスロービングを解舒し、ニップロール式含浸槽にて不飽和ポリエステル樹脂を含浸、０．５ｍ／分の速さで引き抜き成形を実施し、直径６ｍｍの無空棒状引き抜き成形品を作製したところ、引き抜き成形の際に、ストランド束の弛みが見られた。
【００３５】
こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目視で観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエステル樹脂の含浸状態は良好であった。
【００３６】
（比較例）
実施例１と同様に１３．３μｍのガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、これらの８００本を集束し、２９０番手のストランドとしてから綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取り、乾燥することによって強熱減量０．４重量％のケーキを作製した。
【００３７】
そしてこれらのケーキ３２個の内層からストランドを反時計回りに解舒し、これらを合糸してから円筒状に巻き取ることによって９２８０番手のガラスロービングの回巻体を作製した。
【００３８】
次いでこのガラスロービング回巻体を３個準備し、これらの内層から反時計回りにガラスロービングを解舒し、実施例１と同様の方法で直径６ｍｍの無空棒状引き抜き成形品を作製したところ、引き抜き成形の際にストランド束の弛みは見られなかった。
【００３９】
こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目視にて観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエステル樹脂の含浸状態に一部不具合があり、未含浸状態のストランドが観察された。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明のガラスロービングの解舒方法をＦＷ成形や引き抜き成形に使用すると、成形時にストランド束が広がりやすく、樹脂のストランドへの含浸が良好になり、成形品での含浸不良が少なくなり、良品率が向上する。またガラス繊維と直角方向にも補強効果を有する引き抜き成形品を得ることができる。

Claims

第１のストランドの１本乃至複数本と、第１のストランドに比べて番手の小さい第２のストランドの複数本が合糸され、円筒状に回巻きされてなるガラスロービングで、このガラスロービングを使用する際の回巻体内層からの解舒方向と、このガラスロービングを製造する際の第１のストランドの半分以上及び／又は第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向であることを特徴とするガラスロービングの解舒方法。
第１のストランドと第２のストランドの番手差が、４００番手以上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の解舒方法。
第１のストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が１６μｍ以上であり、第２のストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２記載のガラスロービングの解舒方法。