JP4180354B2 - ガラス短繊維切断装置及びシートモールディングコンパウンドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス繊維切断片を強化剤として含有するシートモールディングコンパウンド（以下、ＳＭＣという）の製造法に関するもので、詳しくはガラス切断ピッチの相違する複数の切断ロールを有する切断装置を設け、この切断ロールを切り替えることで、それにより得られるガラス短繊維を用いて多機能のＳＭＣを製造することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂に充填材、硬化剤、増粘剤等を配合した樹脂ペーストに切断されたガラス繊維等の補強繊維材を混合して製造されたＳＭＣは、熱圧縮成形して、住宅設備、輸送用機器、工業製品等の成型品に使用される。
【０００３】
ＳＭＣは、熱可塑性フィルム上に熱硬化性樹脂を塗布し、その上にガラスストランドを特定のピッチで切断したガラス片を分散させ、もう一方の熱硬化性樹脂を塗布した熱可塑性フィルムを挟み込み、後工程の含浸装置で熱硬化性樹脂をガラス繊維に十分に含浸せしめて製造するものである。
【０００４】
ガラス繊維ストランドを切断する装置として、円筒状回転体の外周長手方向に複数の溝を形成し、この溝に薄板状の切断刃を立設した切断ロールと、外周にゴム等の弾性体材料を巻き付けた円筒状のゴムロールとを、切断刃の先端が僅かにゴムロール表面に圧接されるような位置関係に配置させるものが知られている。このとき両ロールの接触部分に複数束のガラス繊維ストランドを平行に通過させることによって、切断刃の取り付け間隔の長さに対応するガラス短繊維切断片が作られる（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００５】
ＳＭＣの原反幅は１０００から１２００ｍｍと幅広く、これに分散させるガラスストランドも５０束前後と多くなるので、切断に要する圧力も大きくなり、切断反力或いは衝撃力に耐えるためにロール本体及び切断装置は強度および耐久性を考え、堅固なものが求められ、ロール自体もかなり重いものとなる。
【０００６】
例えば切断ロールがロール面長１０００ｍｍの場合、１５０ｋｇ前後とかなり重いので交換のためには、軸受け６を外しチェーンブロック等を用いて、吊り上げ、別の保管場所に降ろし、予め準備した別の切断ロールと交換しなければならない。さらに簡単に切断ロールを分解し、交換することができない構造のものなので、交換に長時間を要し、２０ｍを越えるＳＭＣ生産ラインの全体の稼働率を低下させることと、作業面からは切断ロール表面に取り付けられた切断刃は鋭利なものなので、安全性の観点からみて極めて危険を伴う作業であるという問題もあった。
【０００７】
また近年、成型品の大型化、複雑な形状に対応するために、厚肉または多層のＳＭＣ製品を複数の塗工機を用いて生産するようになった（例えば、特許文献３参照）。この際、切断装置を塗工装置の間に複数設ける必要がある。これにより中央部と表面部に違うピッチのガラス短繊維切断片を供給し、強度と、成形表面の見映えの良さを得ることができる。また熱可塑性樹脂とガラス繊維層とを交互に、サンドイッチ状にシート化させて含浸効率が良くなるという効果も得られるので、これらハイブリッドＳＭＣの需要が増大している。
【０００８】
図８は３層ハイブリッドＳＭＣの製造ラインを示すもので、下部樹脂塗布装置２８、上部樹脂塗布装置３１および中間層樹脂塗布装置３２の３つを設けてある。しかしながらこの場合でも、切断ロール１は切断装置Ｂに１つしか設けられていないので、中間層樹脂塗布装置の下流側に切断装置Ｂ’を設けてもガラスの切断ピッチが一定であり、１つの組み合わせしかできず、製造できる種類、品目に制限が生じることになる。ＳＭＣの製品に合わせ最適なピッチのガラス切断片を供給するには、切断ロール１を製品切り替え時に交換することが必要であるが、交換に長時間を要し、生産性を劣化させるので好ましいものではなかった。このため別の専用切断装置で前もってガラスストランド束１７を切断し、図８に示すように箱形状のガラス短繊維供給装置Ｃに貯え、塗工された樹脂上に分散する方法も考えられるが、生産効率上からも、また樹脂上でのガラス切断片の分散のバラツキも大きく、品質上からも良いものが出来なかった。
【０００９】
また予め作ったガラス切断片を樹脂の入ったニーダーに投入して混練し、この樹脂をＳＭＣ製造ラインの塗工装置上に供給する方法もあるが、塗工前の混練ではガラス片の均一な分散を得ることが困難であった。いずれも広幅のシートであるＳＭＣやＢＭＣなどの製造ラインに組み込んで大量のガラス短繊維を連続的に供給することができないもので、品質安定性にも問題があった。
そのため、一般には複数の製造ラインを設置し、それぞれに特定ピッチの切断ロールを設けて専用ライン化して製造せざるを得ず、生産量が少ない場合、また多品種少量生産の製造現場においては、品質の良いＳＭＣを効率よく生産する上で大きな問題となっていた。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５７−１６９３６号公報（図２）
【特許文献２】
実開昭５７−１２５７３５号公報（図１）
【特許文献３】
特開平５−２２０７４２号公報（図２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ガラス繊維切断片を強化剤として含有するシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）の製造法において、簡単な切断ロールの切り替えにより複数のガラス繊維切断片を供給し、成型品の要求品質に応じて、強度と、外観性を保つとともに、生産性を向上させて、ＳＭＣやＢＭＣの製造ラインに組み込んで使用することができるガラス繊維ストランド切断装置及びその装置を用いて簡便な切断ロールの交換によりＳＭＣを製造する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ゴムロールに対向して円筒表面に切断刃からなる複数の切断刃列を有する切断ロールを設け、回転するゴムロールと切断ロールとの間にガラスストランド繊維を供給し、圧接して切断する装置に於いて、切断ロールが複数具備され、且つそれぞれ異なる長さのガラス短繊維を切り出し、更に切断ロールを装置本体から取り外すことなく他の切断ロールに代えてガラス短繊維を切り出すことができることを特徴とするガラス短繊維切断装置に関する。
【００１３】
また、本発明は、キャリアフィルム上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布し、前記不飽和樹脂組成物の上に請求項１〜８のガラス繊維切断装置の少なくとも一つから切り出したガラス短繊維を分散、堆積させた後、その上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布した他のキャリアフィルムを、該キャリアフィルムの不飽和樹脂組成物の塗布面が接するように積層させることを特徴とするＳＭＣの製造法に関する。
【００１４】
さらには、設置された複数の請求項１〜８のガラス繊維切断装置の少なくとも一つの該装置のゴムロールに対向する切断ロールを他の切断ロールに切り替え、液状の不飽和樹脂組成物を塗布したキャリアフィルムの該不飽和樹脂組成物上に上記各ガラス繊維切断装置から切り出したガラス短繊維を分散、堆積させた後、その上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布した他のキャリアフィルムを、該キャリアフィルムの不飽和樹脂組成物の塗布面が接するように積層させることを特徴とする多層或いは肉厚のＳＭＣの製造法に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図８を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は本発明のガラス繊維ストランド切断装置（以下、切断装置という）の一実施形態を示す装置の概略平面図（部分断面含む）、図２は図１の側面図、図３は２つの切断ロールを切り替えたときの状態を示す模式図、図４は本発明の切断装置の他の実施形態を示す装置の模式図、図５は本発明の切断装置を組み込んだ実施例を示すＳＭＣ製造ラインの工程の模式図、図６は図５の実施例で製造されたＳＭＣ製品の断面模式図、図７は切断ロールを固定した切断装置を示す装置の平面模式図、図８は切断装置を組み込んだＳＭＣ製造ラインの工程の模式図である。各図において同じ機能のものは同じ符号を用いている。それぞれの実施例は、本発明の単なる一実施態様を示すものであって、特にこれらに限定されるものではない。
【００１６】
図１から図８において、Ａ，Ａ’，Ａ”は本発明にかかる切断装置、Ｂ、Ｂ’は従来の切断装置、Ｃはガラス短繊維供給装置、１は切断ロール、２は切断刃、３はゴムロール、４はゴム、５はフレーム、６は軸受け、７は減速機、８は駆動モータ、９は移動フレーム、１０はエアーシリンダ、１１はエアー供給パイプ、１２はエアーノズル、１３はフィードロール、１４は張力調整装置、１５はエアーシリンダ、１６はガラスロービング装置、１７はガラスストランド、１８はガラス切断片、１９はターレット支持フレーム、２０はピニオンギヤ、２１はセグメントギヤ、２２はターレット、２３はアーム、２４は支持架台、２５は切断ロールギヤ、２６はゴムロールギヤ、２７は下部キャリヤフィルム、２８は下部樹脂塗布装置、２９は樹脂組成物、３０は上部キャリヤフィルム、３１は下部樹脂塗布装置、３２は中間層樹脂塗布装置、３３は含浸装置である。
【００１７】
図１および図２を用いて本発明の切断装置Ａを説明する。一対のフレーム５の略中間部に表面にゴム４をライニングしたゴムロール３が軸受け６で回転自由に支持されており、片端側を軸継ぎ手を介して、減速機７を備えた駆動モータ８が連結されていてＳＭＣの製造ラインの走行速度に合わせて回転させられる。切断ロール１の円筒表面には複数の溝が等ピッチで穿たれており、製造するＳＭＣの最大幅に対応した切断ロールの面長に渡り切断刃２を取り付ける。これを両側に設けられた移動フレーム９に軸受けで回転自由に支持し、移動フレームに連結されたエアーシリンダ１０を作動させることによりゴムロール３に対し移動させ、ガラスストランド１７の切断に必要な接触圧の着脱および接圧力の調整ができるようになっている。
【００１８】
図１において、外径および切断刃の取り付けピッチの異なる切断ロール１ａ、１ｂがゴムロールの両側に対向して配置されている。また切断ロール下部排出側には図示しない圧縮空気源に接続されたエアー供給パイプ１１に複数のエアーノズル１２が取り付けられていて、切断後のガラス切断片が切断ロールに付着するのを防止する役目をする。
【００１９】
ゴムロール３の斜め上部には図２に示すようにガラスストランド１７を切断ロール１へ送り込むフィードロール１３ａ、１３ｂが、さらにその上部にはガラスストランドに適度な張力を与えるためのＳ字形にロールを配置した張力調整装置１４が設けられている。フィードロールはエアーシリンダ１５により、ゴムロール３に対し着脱することができ、使用する切断ロール１に応じ選択し、動作させる。
【００２０】
上記のように構成された切断装置Ａにおいて、図１から図３に基づき、切断ロール１の切り替えの方法、ガラスストランド１７の流れ、切断ロールの動作、切断の工程を説明する。
製造すべきＳＭＣ製品の形状、要求品質に基づき好ましいガラス切断片のピッチが選定される。ここで、例えば切断ロール１ａの切断ピッチを１インチ、切断ロール１ｂのピッチを１／４インチとし、次の製品が切断ピッチを切り替える必要のある１／４インチとすれば、まず図３（Ｉ）に示す製造終了後の状態においてエアーシリンダ１０ａを作動させ、切断ロール１ａをゴムロール３より離脱させる。同じくエアーシリンダ１５ａを働かせフィードロール１３ａをゴムロールより離脱させ、ガラスストランド１７をフリーにし、これを切断ロール１ｂ側へ導引する。
【００２１】
次に、エアーシリンダ１５ｂを作動させ図３（ＩＩ）に示すようにフィードロール１３ｂをゴムロール３に圧着させて、ガラスストランド１７を切断部へ送り込み、エアーシリンダ１０ｂを作動させ、切断ロール１ｂをゴムロールに押し当てる。駆動モータ８を図３（I）の時とは逆に回転させ、切れ具合をエアーシリンダ１０ｂの圧力、或いは図示しない圧調整装置を用いて調整する。またこのときガラスストランド１７の張力を張力調整装置１４で適正に調整する。このようにして次の生産に必要な１／４インチのガラス切断片１８’を得ることが出来る。
【００２２】
図４は他の実施形態を示す切断装置の模式図であり、１つの切断装置にさらに多くの切断ロール１を設けることのできる切断装置Ａ”を示したものである。ターレット支持フレーム１９にターレット２２を軸受け支持し、ターレット外周上に複数のアーム２３を取り付け、その先端側に切断ロール１を回転自在に取り付ける。この例では切断ピッチの異なる切断ロール１ａ、１ｂ、１ｃが設けられている。
【００２３】
ターレット支持フレームには図示しない駆動モータが取り付けられていて、駆動軸にピニオンギヤ２０を固着し、ターレットに取り付けられているセグメントギヤ２１と噛み合い回転できるようになっている。使用する切断ロールを選択し、駆動モータを必要角度回転させて、切断ロール１をゴムロール３の対向位置に設定する。切断ロールは切断ピッチの違いにより外径の差が大きいので、エアーシリンダ１０或いは公知の移動調整装置により、ターレットの回転に妨げにならない位置に逃がすと共に、角度位置設定後、切断圧を調整できる移動機構を設ければよい。
【００２４】
ターレット機構を用いると、切断装置の増大を招かずに多種類の切断ロールを取り付けることができるので効率的である。図４において、ゴムロール３の反対側にも更に１基ターレットを増設すると、多種類の切断ロールを装備することができる。切断ロール切り替えの方式としてターレット構造を用いる場合、角度検出器等のセンサーを設け、制動機能付き高減速比ギヤモータと、直進位置検出機能を有する移動装置と公知の制御装置を用いて、次の生産に必要な切断ロールを選択することにより、切断ロール交換作業を自動で行うことができる。
【００２５】
ゴムロール３に対する切断ロール１の移動調整機構の駆動力として油圧、空圧、電動等が、機構としてはラック、スクリュー、ピストン等の推力手段をリニアガイド等の直進機構を用いて構成すれば、精度の高い、切断中の高負荷にも耐えうる構造を達成できるので、ゴムロール３に対し切断ロール１を両側に設ける構成の場合特に有効な構造である。
【００２６】
図１に示すように、切断ロール１とゴムロール３はギヤの噛み合いによる回転ではなく、エアーシリンダ１０によるゴムロールへの押し圧によりスベリのない摩擦回転をするものである。切断ロールの切り替え、投入時のギヤの歯面合わせも不要になるので、複数の切断ロールを設けた切断装置のロール駆動として有利な方式である。また図７に示すように切断ロール１とゴムロール３がフレーム５に固定され、両者のロールがそれぞれのギヤ２５及び２６で噛み合って連動する切断装置Ｂの本発明のものと相違する構造に比べ、本発明の切断装置Ａでは、切断刃２が常にゴム４の同じ表面箇所に食い込まないので、ゴムの寿命を長くし、ゴム巻替え頻度を減らすことができるとともに、ゴムの摩耗による外径の変化、任意の切断ロール外径に対しても歯車によるコロガリ回転の制約を受けないので、構造が簡単になることと併せ有効な駆動の方法でもある。
【００２７】
切断刃２が切断ロール１の軸心に対し平行に取り付けられると、切断反力が同時にロール軸にかかるので、衝撃も大きく、機械の損耗も増してくる。また機械的強度を必要とし切断装置自体も大きなものとなるので、切断刃の取り付け角度を切断ロール１の軸心に対して捻らせ、スパイラル状にすれば、切断反力が分散し、平準化されので衝撃も軽減し、安定した切断をすることができる。
【００２８】
ゴムロール３表面にライニングされたゴム４の硬度としては切断刃２とガラスストランド１７に押圧されて僅かに凹むことと、繰り返し押圧による表面の復元性を保つこと、また切断刃の食い込みによる割れを生じさせないことからショアＡ硬度として７０〜８５°程度が好ましい。
【００２９】
切断ロール１の出口側下部に、切断ロールの長さに渡り複数のエアーノズル１２を設けた。ガラス切断片１８が切断刃２の間に挟まったり、あるいは静電気の発生により切断ロール円筒面に付着しやすいガラス切断片を剥離させ、下方へ落下させることができる。
【００３０】
而して、本発明の切断装置Ａは、複数設けた切断ロール１を簡単に切り替えて、連続的に長さ１／８インチ〜１インチのガラス短繊維を供給でき、ＳＭＣの製造ラインに組み込むことができる。
【００３１】
図５は本発明による切断装置ＡをＳＭＣ製造ラインに組み込んだ１つの実施例で、塗布装置を３つ以上用いて多層あるいは、肉厚のＳＭＣを製造する方法を示したものである。巻出装置より引き出された下部キャリアフィルム２７の上に図示しない樹脂タンクより送給され、下部樹脂塗布装置２８に貯留された液状の不飽和樹脂組成物２９をドクターを介して塗布する。次に上方に配置されたガラスロービング装置１６より複数束のガラスストランド１７をフィードロール１３を介して切断装置Ａに送り込み、切断ロール１ａで圧接して切断し、切断ロール１ａの切断ピッチで切断されたガラス切断片１８を塗布された樹脂層に均一に分散、堆積させる。
【００３２】
次の工程で、中間層樹脂塗布装置３２により樹脂組成物２９を塗布し、この下流側に２番目の切断装置Ａ’を設け、切断ロール１ｂ’の切断ピッチで切断されたガラス切断片１８’を塗布された樹脂層に均一に分散堆積させる。さらに上部キャリアフィルム３０の上に上部樹脂塗布装置３１にある樹脂組成物２９をドクターを介して塗布し、中間層樹脂を挟み込んで上下キャリアフィルム上の樹脂を重ね合わせる。次に脱泡・含浸ロールよりなる含浸装置３３でガラス切断片を樹脂層に十分に含浸させて、ロール状に巻き取るか、或いは織布のように折り畳んでもよい。尚、上下部のキャリアフィルム及び中間層に塗布される液状の不飽和樹脂組成物２９は、同じものが好ましいが、場合によっては相違したものでもよい。
【００３３】
図５において、上流側に配置された切断装置Ａと下流側の切断装置Ａ’に取り付けられる切断ロール１ａ、１ｂの切断ピッチはそれぞれ同じものでも良いし違うものでよい。生産するＳＭＣの製品の種類、生産量に応じて、ガラス切断片のピッチの必要度と使用頻度とを考え、適宜選択して組み合わせて取り付ければよい。
【００３４】
また従来は予めガラス短繊維を樹脂に混練して、押出機等を用いて小ブロック単位で生産しているＢＭＣにおいても、本発明の切断装置を組み込めば図５に示すＳＭＣ製造ラインと同じような構成での連続製造方法が可能となり、効率の良い生産と品質の安定した製品を得ることができる。また一般的な２層のＳＭＣの製造ラインにおいて、従来の切断装置Ｂに代えて本発明の切断装置Ａを組み込んでも十分な効果を発揮することができる。
【００３５】
ＳＭＣ成型品の性状に合ったガラス切断片を樹脂組成物上に均一に分散させることができるので、従来困難であった薄肉形状のものでも安定した成形加工が可能となり、強度の十分な、品質のよい製品を得ることができる。尚、樹脂塗布装置としては公知のナイフコーター、ダイコーター、バーコーター、コンマコータ等を用いればよい。中間層の樹脂組成物２９を塗布する時にはキャリアフィルムを用いることができないので、中間層樹脂塗布装置３２としては非接触型のカーテンコーター、或いはスリットコーター等を用いればよい。またキャリアフィルムとしては、通常使用されているポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂フィルムのもので差し支えなく、好適にはポリエチレンテレフタレートフィルムが使用される。
【００３６】
図６は前記図５に示す実施例で製造されたＳＭＣ製品の模式的な断面図である。例えば両側の樹脂組成物２９に比べ中空・軽量の樹脂組成物２９’、即ちシラスバルーンなどの軽量な充填剤を含有する液状の不飽和樹脂組成物を中間層樹脂塗布装置３２で塗布し、先のガラス短繊維１８と長さの相違するガラス短繊維１８’を中間層樹脂上に分散させれば、表面層と中間層とで強度の違う、成型目的にあった特性のＳＭＣ製品を製造することができる。
【００３７】
ＳＭＣを製造する原料である液状の不飽和樹脂組成物としては、不飽和ポリエステル樹脂或いはビニルエステル樹脂と重合性単量体とを主成分とする液状樹脂組成物が好ましい。
【００３８】
かかる不飽和ポリエステル樹脂としては、不飽和多塩基酸又は場合により飽和多塩基酸を含む不飽和多塩基酸と多価アルコールから得ることができる。不飽和多塩基酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸あるいはこれらのアルキルエステルなどを挙げることができる。これらの不飽和多塩基酸は１種を単独で用いることができ、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。また、不飽和多塩基酸の一部を置き換える飽和多塩基酸としては、例えば、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸などを挙げることができる。これらの飽和多塩基酸は１種を単独で用いることができ、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３９】
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１,２−ブタンジオール、１,３−ブタンジオール、１,４−ブタンジオール、１,２−ペンタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、２,２,４−トリメチル−１,３−ペンタンジオール、グリセリンモノアリルエーテル、水素化ビスフェノールＡ、２,２−ビス(４−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、２,２−ビス(４−ヒドロキシプロポキシフェニル)プロパンなどのジオール類；トリメチロールプロパンなどのトリオール類；ペンタエリスリトールなどのテトラオール類などを挙げることができる。これらの多価アルコールは、１種を単独で用いることができ、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００４０】
また、ビニルエステル樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂などにアクリル酸やメタクリル酸を付加したものを挙げることができる。
【００４１】
上記不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、通常液状重合性単量体に溶解した状態で使用する。かかる液状重合性単量体は、（メタ）アクリル酸エステルや芳香族ビニル化合物を好適に使用することができる。（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどを挙げることができる。また、芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、α−クロロスチレン、ジクロロスチレン、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。これらの液状重合性単量体の中で、スチレンを特に好適に使用することができる。
【００４２】
液状の不飽和樹脂組成物には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、マイカ、タルク、カオリン、クレー、セライト、アスベスト、バーライト、バライタ、シリカ、ケイ砂、ドロマイト石灰石、セッコウ、アルミニウム微粉、アルミナ、ガラス粉、水酸化アルミニウム、寒水石、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、酸化チタン、二酸化モリブデン、シラスバルーン、中空樹脂粒子などの充填剤；酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属の酸化物や熱可塑性樹脂粉末などの増粘剤；ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジサクシニックアシドパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシエチルヘキサノエート、デカノイルパーオキサイド、３,５,５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの硬化用触媒；ステアリン酸などの高級脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの高級脂肪酸塩、アルキルリン酸エステル、ワックスなどの内部離型剤；ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカプロラクタム、飽和ポリエステル、スチレン−アクリロニトリル共重合体などの熱可塑性樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体などのゴム状重合体などの低収縮化剤；着色剤などを添加することができる。
【００４３】
本発明により得られるＳＭＣは、自動車外装品、鉄道車両内外装品、壁パネル、ユニットバス、浴槽などの住宅部品の成形材料として有用である。
【００４４】
【実施例】
図５に示すＳＭＣ製造ラインにて、図１に示す本発明の切断装置Ａ，Ａ’の２台を用いてＳＭＣを製造した。その際、ＳＭＣ製造開始前に各装置にセットされていた切断ロールを所望の切断ピッチの切断ロールに切り替えて実施した。
使用した樹脂は不飽和ポリエステル樹脂組成物で、大日本インキ化学工業（株）社製のポリライトＭＰＳ−５２０で、粘度 １５０ｍＰａ・ｓのものであった。
また、切断装置に組み込まれた切断ロールの構成は次の通りである。
・切断装置Ａ
切り替え前の切断ロールの切断ピッチ １／２インチ
切り替え後の切断ロールの切断ピッチ １インチ
・切断装置Ａ’
切り替え前の切断ロールの切断ピッチ １／２インチ
切り替え後の切断ロールの切断ピッチ １／４インチ
その結果、切断ロールの交換は作業員１人で約１０分程度で完了した。
【００４５】
【比較例】
図７に示す切断ロールが固定された切断装置Ｂ、Ｂ’の２台を用いて実施例と同様にしてＳＭＣを製造した。その際、ＳＭＣの製造前に切断装置ＢおよびＢ’の切断ロールの切り替え作業は、作業員が手作業で実施した。作業には、２人で延べ３時間以上を要し、ＳＭＣの生産性に大きく影響した。
【００４６】
本発明による切断装置を用いた実施例において切断ロールの切り替え、ガラス切断の調整を含めた時間は１０分で、切断ロールが固定された切断装置を用いたものでは約３時間を要した。本発明の切断装置は、切り替え準備時間を短縮することができ、生産効率を大きく向上することができた。
【００４７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明による切断装置によりピッチの相違するガラス短繊維を簡単に得られるので、本装置をＳＭＣの製造ラインに装備することにより、切断ロールを切り替えて、性状および要求品質の異なるＳＭＣ或いはＢＭＣを連続的に生産することが可能となる。また切り替えの時間も従来と比べて大幅に短縮できるので、小ロットのハイブリッド、多層のＳＭＣ製品の生産効率向上にも大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の切断装置の一実施形態を示す装置の概略平面図（部分断面含む）。
【図２】 図１の側面図。
【図３】 本発明の２つの切断ロールを設けた切断装置を切り替えたときの状態を示す模式図。
【図４】 本発明の他の実施形態を示す切断装置の模式図
【図５】 本発明の切断装置を組み込んだ実施例を示すＳＭＣ製造ラインの工程の模式図。
【図６】 図５の実施例で製造されたＳＭＣ製品の断面模式図。
【図７】 切断ロールを固定した切断装置を示す装置の平面模式図
【図８】 切断装置を組み込んだＳＭＣ製造ラインの工程の模式図。
【符号の説明】
Ａ、Ａ’、Ａ” 切断装置
Ｂ、Ｂ’ 切断ロールを固定した切断装置
Ｃ ガラス短繊維供給装置
１ 切断ロール
２ 切断刃
３ ゴムロール
４ ゴム
５ フレーム
６ 軸受け
７ 減速機
８ 駆動モータ
９ 移動フレーム
１０ エア−シリンダ
１１ エアー供給パイプ
１２ エアーノズル
１３ フィードロール
１４ 張力調整装置
１５ エア−シリンダ
１６ ガラスロービング装置
１７ ガラスストランド
１８、１８’ ガラス切断片
１９ ターレット支持フレーム
２０ ピニオンギヤ
２１ セグメントギヤ
２２ ターレット
２３ アーム
２４ 支持架台
２５ 切断ロールギヤ
２６ ゴムロールギヤ
２７ 下部キャリヤフィルム
２８ 下部樹脂塗布装置
２９ 樹脂組成物
３０ 上部キャリヤフィルム
３１ 上部樹脂塗布装置
３２ 中間層樹脂塗布装置
３３ 含浸装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス繊維切断片を強化剤として含有するシートモールディングコンパウンド（以下、ＳＭＣという）の製造法に関するもので、詳しくはガラス切断ピッチの相違する複数の切断ロールを有する切断装置を設け、この切断ロールを切り替えることで、それにより得られるガラス短繊維を用いて多機能のＳＭＣを製造することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂に充填材、硬化剤、増粘剤等を配合した樹脂ペーストに切断されたガラス繊維等の補強繊維材を混合して製造されたＳＭＣは、熱圧縮成形して、住宅設備、輸送用機器、工業製品等の成型品に使用される。
【０００３】
ＳＭＣは、熱可塑性フィルム上に熱硬化性樹脂を塗布し、その上にガラスストランドを特定のピッチで切断したガラス片を分散させ、もう一方の熱硬化性樹脂を塗布した熱可塑性フィルムを挟み込み、後工程の含浸装置で熱硬化性樹脂をガラス繊維に十分に含浸せしめて製造するものである。
【０００４】
ガラス繊維ストランドを切断する装置として、円筒状回転体の外周長手方向に複数の溝を形成し、この溝に薄板状の切断刃を立設した切断ロールと、外周にゴム等の弾性体材料を巻き付けた円筒状のゴムロールとを、切断刃の先端が僅かにゴムロール表面に圧接されるような位置関係に配置させるものが知られている。このとき両ロールの接触部分に複数束のガラス繊維ストランドを平行に通過させることによって、切断刃の取り付け間隔の長さに対応するガラス短繊維切断片が作られる（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００５】
ＳＭＣの原反幅は１０００から１２００ｍｍと幅広く、これに分散させるガラスストランドも５０束前後と多くなるので、切断に要する圧力も大きくなり、切断反力或いは衝撃力に耐えるためにロール本体及び切断装置は強度および耐久性を考え、堅固なものが求められ、ロール自体もかなり重いものとなる。
【０００６】
例えば切断ロールがロール面長１０００ｍｍの場合、１５０ｋｇ前後とかなり重いので交換のためには、軸受け６を外しチェーンブロック等を用いて、吊り上げ、別の保管場所に降ろし、予め準備した別の切断ロールと交換しなければならない。さらに簡単に切断ロールを分解し、交換することができない構造のものなので、交換に長時間を要し、２０ｍを越えるＳＭＣ生産ラインの全体の稼働率を低下させることと、作業面からは切断ロール表面に取り付けられた切断刃は鋭利なものなので、安全性の観点からみて極めて危険を伴う作業であるという問題もあった。
【０００７】
また近年、成型品の大型化、複雑な形状に対応するために、厚肉または多層のＳＭＣ製品を複数の塗工機を用いて生産するようになった（例えば、特許文献３参照）。この際、切断装置を塗工装置の間に複数設ける必要がある。これにより中央部と表面部に違うピッチのガラス短繊維切断片を供給し、強度と、成形表面の見映えの良さを得ることができる。また熱可塑性樹脂とガラス繊維層とを交互に、サンドイッチ状にシート化させて含浸効率が良くなるという効果も得られるので、これらハイブリッドＳＭＣの需要が増大している。
【０００８】
図８は３層ハイブリッドＳＭＣの製造ラインを示すもので、下部樹脂塗布装置２８、上部樹脂塗布装置３１および中間層樹脂塗布装置３２の３つを設けてある。しかしながらこの場合でも、切断ロール１は切断装置Ｂに１つしか設けられていないので、中間層樹脂塗布装置の下流側に切断装置Ｂ’を設けてもガラスの切断ピッチが一定であり、１つの組み合わせしかできず、製造できる種類、品目に制限が生じることになる。ＳＭＣの製品に合わせ最適なピッチのガラス切断片を供給するには、切断ロール１を製品切り替え時に交換することが必要であるが、交換に長時間を要し、生産性を劣化させるので好ましいものではなかった。このため別の専用切断装置で前もってガラスストランド束１７を切断し、図８に示すように箱形状のガラス短繊維供給装置Ｃに貯え、塗工された樹脂上に分散する方法も考えられるが、生産効率上からも、また樹脂上でのガラス切断片の分散のバラツキも大きく、品質上からも良いものが出来なかった。
【０００９】
また予め作ったガラス切断片を樹脂の入ったニーダーに投入して混練し、この樹脂をＳＭＣ製造ラインの塗工装置上に供給する方法もあるが、塗工前の混練ではガラス片の均一な分散を得ることが困難であった。いずれも広幅のシートであるＳＭＣやＢＭＣなどの製造ラインに組み込んで大量のガラス短繊維を連続的に供給することができないもので、品質安定性にも問題があった。
そのため、一般には複数の製造ラインを設置し、それぞれに特定ピッチの切断ロールを設けて専用ライン化して製造せざるを得ず、生産量が少ない場合、また多品種少量生産の製造現場においては、品質の良いＳＭＣを効率よく生産する上で大きな問題となっていた。
【００１０】
【特許文献１】
特公昭５７−１６９３６号公報（図２）
【特許文献２】
実開昭５７−１２５７３５号公報（図１）
【特許文献３】
特開平５−２２０７４２号公報（図２）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ガラス繊維切断片を強化剤として含有するシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）の製造法において、簡単な切断ロールの切り替えにより複数のガラス繊維切断片を供給し、成型品の要求品質に応じて、強度と、外観性を保つとともに、生産性を向上させて、ＳＭＣやＢＭＣの製造ラインに組み込んで使用することができるガラス繊維ストランド切断装置及びその装置を用いて簡便な切断ロールの交換によりＳＭＣを製造する方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ゴムロールに対向して円筒表面に切断刃からなる複数の切断刃列を有する切断ロールを設け、回転するゴムロールと切断ロールとの間にガラスストランド繊維を供給し、圧接して切断する装置に於いて、切断ロールが複数具備され、且つそれぞれ異なる長さのガラス短繊維を切り出し、更に切断ロールを装置本体から取り外すことなく他の切断ロールに代えてガラス短繊維を切り出すことができることを特徴とするガラス短繊維切断装置に関する。
【００１３】
また、本発明は、キャリアフィルム上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布し、前記不飽和樹脂組成物の上に請求項１〜８のガラス繊維切断装置の少なくとも一つから切り出したガラス短繊維を分散、堆積させた後、その上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布した他のキャリアフィルムを、該キャリアフィルムの不飽和樹脂組成物の塗布面が接するように積層させることを特徴とするＳＭＣの製造法に関する。
【００１４】
さらには、設置された複数の請求項１〜８のガラス繊維切断装置の少なくとも一つの該装置のゴムロールに対向する切断ロールを他の切断ロールに切り替え、液状の不飽和樹脂組成物を塗布したキャリアフィルムの該不飽和樹脂組成物上に上記各ガラス繊維切断装置から切り出したガラス短繊維を分散、堆積させた後、その上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布した他のキャリアフィルムを、該キャリアフィルムの不飽和樹脂組成物の塗布面が接するように積層させることを特徴とする多層或いは肉厚のＳＭＣの製造法に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１から図８を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図１は本発明のガラス繊維ストランド切断装置（以下、切断装置という）の一実施形態を示す装置の概略平面図（部分断面含む）、図２は図１の側面図、図３は２つの切断ロールを切り替えたときの状態を示す模式図、図４は本発明の切断装置の他の実施形態を示す装置の模式図、図５は本発明の切断装置を組み込んだ実施例を示すＳＭＣ製造ラインの工程の模式図、図６は図５の実施例で製造されたＳＭＣ製品の断面模式図、図７は切断ロールを固定した切断装置を示す装置の平面模式図、図８は切断装置を組み込んだＳＭＣ製造ラインの工程の模式図である。各図において同じ機能のものは同じ符号を用いている。それぞれの実施例は、本発明の単なる一実施態様を示すものであって、特にこれらに限定されるものではない。
【００１６】
図１から図８において、Ａ，Ａ’，Ａ”は本発明にかかる切断装置、Ｂ、Ｂ’は従来の切断装置、Ｃはガラス短繊維供給装置、１は切断ロール、２は切断刃、３はゴムロール、４はゴム、５はフレーム、６は軸受け、７は減速機、８は駆動モータ、９は移動フレーム、１０はエアーシリンダ、１１はエアー供給パイプ、１２はエアーノズル、１３はフィードロール、１４は張力調整装置、１５はエアーシリンダ、１６はガラスロービング装置、１７はガラスストランド、１８はガラス切断片、１９はターレット支持フレーム、２０はピニオンギヤ、２１はセグメントギヤ、２２はターレット、２３はアーム、２４は支持架台、２５は切断ロールギヤ、２６はゴムロールギヤ、２７は下部キャリヤフィルム、２８は下部樹脂塗布装置、２９は樹脂組成物、３０は上部キャリヤフィルム、３１は下部樹脂塗布装置、３２は中間層樹脂塗布装置、３３は含浸装置である。
【００１７】
図１および図２を用いて本発明の切断装置Ａを説明する。一対のフレーム５の略中間部に表面にゴム４をライニングしたゴムロール３が軸受け６で回転自由に支持されており、片端側を軸継ぎ手を介して、減速機７を備えた駆動モータ８が連結されていてＳＭＣの製造ラインの走行速度に合わせて回転させられる。切断ロール１の円筒表面には複数の溝が等ピッチで穿たれており、製造するＳＭＣの最大幅に対応した切断ロールの面長に渡り切断刃２を取り付ける。これを両側に設けられた移動フレーム９に軸受けで回転自由に支持し、移動フレームに連結されたエアーシリンダ１０を作動させることによりゴムロール３に対し移動させ、ガラスストランド１７の切断に必要な接触圧の着脱および接圧力の調整ができるようになっている。
【００１８】
図１において、外径および切断刃の取り付けピッチの異なる切断ロール１ａ、１ｂがゴムロールの両側に対向して配置されている。また切断ロール下部排出側には図示しない圧縮空気源に接続されたエアー供給パイプ１１に複数のエアーノズル１２が取り付けられていて、切断後のガラス切断片が切断ロールに付着するのを防止する役目をする。
【００１９】
ゴムロール３の斜め上部には図２に示すようにガラスストランド１７を切断ロール１へ送り込むフィードロール１３ａ、１３ｂが、さらにその上部にはガラスストランドに適度な張力を与えるためのＳ字形にロールを配置した張力調整装置１４が設けられている。フィードロールはエアーシリンダ１５により、ゴムロール３に対し着脱することができ、使用する切断ロール１に応じ選択し、動作させる。
【００２０】
上記のように構成された切断装置Ａにおいて、図１から図３に基づき、切断ロール１の切り替えの方法、ガラスストランド１７の流れ、切断ロールの動作、切断の工程を説明する。
製造すべきＳＭＣ製品の形状、要求品質に基づき好ましいガラス切断片のピッチが選定される。ここで、例えば切断ロール１ａの切断ピッチを１インチ、切断ロール１ｂのピッチを１／４インチとし、次の製品が切断ピッチを切り替える必要のある１／４インチとすれば、まず図３（Ｉ）に示す製造終了後の状態においてエアーシリンダ１０ａを作動させ、切断ロール１ａをゴムロール３より離脱させる。同じくエアーシリンダ１５ａを働かせフィードロール１３ａをゴムロールより離脱させ、ガラスストランド１７をフリーにし、これを切断ロール１ｂ側へ導引する。
【００２１】
次に、エアーシリンダ１５ｂを作動させ図３（ＩＩ）に示すようにフィードロール１３ｂをゴムロール３に圧着させて、ガラスストランド１７を切断部へ送り込み、エアーシリンダ１０ｂを作動させ、切断ロール１ｂをゴムロールに押し当てる。駆動モータ８を図３（I）の時とは逆に回転させ、切れ具合をエアーシリンダ１０ｂの圧力、或いは図示しない圧調整装置を用いて調整する。またこのときガラスストランド１７の張力を張力調整装置１４で適正に調整する。このようにして次の生産に必要な１／４インチのガラス切断片１８’を得ることが出来る。
【００２２】
図４は他の実施形態を示す切断装置の模式図であり、１つの切断装置にさらに多くの切断ロール１を設けることのできる切断装置Ａ”を示したものである。ターレット支持フレーム１９にターレット２２を軸受け支持し、ターレット外周上に複数のアーム２３を取り付け、その先端側に切断ロール１を回転自在に取り付ける。この例では切断ピッチの異なる切断ロール１ａ、１ｂ、１ｃが設けられている。
【００２３】
ターレット支持フレームには図示しない駆動モータが取り付けられていて、駆動軸にピニオンギヤ２０を固着し、ターレットに取り付けられているセグメントギヤ２１と噛み合い回転できるようになっている。使用する切断ロールを選択し、駆動モータを必要角度回転させて、切断ロール１をゴムロール３の対向位置に設定する。切断ロールは切断ピッチの違いにより外径の差が大きいので、エアーシリンダ１０或いは公知の移動調整装置により、ターレットの回転に妨げにならない位置に逃がすと共に、角度位置設定後、切断圧を調整できる移動機構を設ければよい。
【００２４】
ターレット機構を用いると、切断装置の増大を招かずに多種類の切断ロールを取り付けることができるので効率的である。図４において、ゴムロール３の反対側にも更に１基ターレットを増設すると、多種類の切断ロールを装備することができる。切断ロール切り替えの方式としてターレット構造を用いる場合、角度検出器等のセンサーを設け、制動機能付き高減速比ギヤモータと、直進位置検出機能を有する移動装置と公知の制御装置を用いて、次の生産に必要な切断ロールを選択することにより、切断ロール交換作業を自動で行うことができる。
【００２５】
ゴムロール３に対する切断ロール１の移動調整機構の駆動力として油圧、空圧、電動等が、機構としてはラック、スクリュー、ピストン等の推力手段をリニアガイド等の直進機構を用いて構成すれば、精度の高い、切断中の高負荷にも耐えうる構造を達成できるので、ゴムロール３に対し切断ロール１を両側に設ける構成の場合特に有効な構造である。
【００２６】
図１に示すように、切断ロール１とゴムロール３はギヤの噛み合いによる回転ではなく、エアーシリンダ１０によるゴムロールへの押し圧によりスベリのない摩擦回転をするものである。切断ロールの切り替え、投入時のギヤの歯面合わせも不要になるので、複数の切断ロールを設けた切断装置のロール駆動として有利な方式である。また図７に示すように切断ロール１とゴムロール３がフレーム５に固定され、両者のロールがそれぞれのギヤ２５及び２６で噛み合って連動する切断装置Ｂの本発明のものと相違する構造に比べ、本発明の切断装置Ａでは、切断刃２が常にゴム４の同じ表面箇所に食い込まないので、ゴムの寿命を長くし、ゴム巻替え頻度を減らすことができるとともに、ゴムの摩耗による外径の変化、任意の切断ロール外径に対しても歯車によるコロガリ回転の制約を受けないので、構造が簡単になることと併せ有効な駆動の方法でもある。
【００２７】
切断刃２が切断ロール１の軸心に対し平行に取り付けられると、切断反力が同時にロール軸にかかるので、衝撃も大きく、機械の損耗も増してくる。また機械的強度を必要とし切断装置自体も大きなものとなるので、切断刃の取り付け角度を切断ロール１の軸心に対して捻らせ、スパイラル状にすれば、切断反力が分散し、平準化されので衝撃も軽減し、安定した切断をすることができる。
【００２８】
ゴムロール３表面にライニングされたゴム４の硬度としては切断刃２とガラスストランド１７に押圧されて僅かに凹むことと、繰り返し押圧による表面の復元性を保つこと、また切断刃の食い込みによる割れを生じさせないことからショアＡ硬度として７０〜８５°程度が好ましい。
【００２９】
切断ロール１の出口側下部に、切断ロールの長さに渡り複数のエアーノズル１２を設けた。ガラス切断片１８が切断刃２の間に挟まったり、あるいは静電気の発生により切断ロール円筒面に付着しやすいガラス切断片を剥離させ、下方へ落下させることができる。
【００３０】
而して、本発明の切断装置Ａは、複数設けた切断ロール１を簡単に切り替えて、連続的に長さ１／８インチ〜１インチのガラス短繊維を供給でき、ＳＭＣの製造ラインに組み込むことができる。
【００３１】
図５は本発明による切断装置ＡをＳＭＣ製造ラインに組み込んだ１つの実施例で、塗布装置を３つ以上用いて多層あるいは、肉厚のＳＭＣを製造する方法を示したものである。巻出装置より引き出された下部キャリアフィルム２７の上に図示しない樹脂タンクより送給され、下部樹脂塗布装置２８に貯留された液状の不飽和樹脂組成物２９をドクターを介して塗布する。次に上方に配置されたガラスロービング装置１６より複数束のガラスストランド１７をフィードロール１３を介して切断装置Ａに送り込み、切断ロール１ａで圧接して切断し、切断ロール１ａの切断ピッチで切断されたガラス切断片１８を塗布された樹脂層に均一に分散、堆積させる。
【００３２】
次の工程で、中間層樹脂塗布装置３２により樹脂組成物２９を塗布し、この下流側に２番目の切断装置Ａ’を設け、切断ロール１ｂ’の切断ピッチで切断されたガラス切断片１８’を塗布された樹脂層に均一に分散堆積させる。さらに上部キャリアフィルム３０の上に上部樹脂塗布装置３１にある樹脂組成物２９をドクターを介して塗布し、中間層樹脂を挟み込んで上下キャリアフィルム上の樹脂を重ね合わせる。次に脱泡・含浸ロールよりなる含浸装置３３でガラス切断片を樹脂層に十分に含浸させて、ロール状に巻き取るか、或いは織布のように折り畳んでもよい。尚、上下部のキャリアフィルム及び中間層に塗布される液状の不飽和樹脂組成物２９は、同じものが好ましいが、場合によっては相違したものでもよい。
【００３３】
図５において、上流側に配置された切断装置Ａと下流側の切断装置Ａ’に取り付けられる切断ロール１ａ、１ｂの切断ピッチはそれぞれ同じものでも良いし違うものでよい。生産するＳＭＣの製品の種類、生産量に応じて、ガラス切断片のピッチの必要度と使用頻度とを考え、適宜選択して組み合わせて取り付ければよい。
【００３４】
また従来は予めガラス短繊維を樹脂に混練して、押出機等を用いて小ブロック単位で生産しているＢＭＣにおいても、本発明の切断装置を組み込めば図５に示すＳＭＣ製造ラインと同じような構成での連続製造方法が可能となり、効率の良い生産と品質の安定した製品を得ることができる。また一般的な２層のＳＭＣの製造ラインにおいて、従来の切断装置Ｂに代えて本発明の切断装置Ａを組み込んでも十分な効果を発揮することができる。
【００３５】
ＳＭＣ成型品の性状に合ったガラス切断片を樹脂組成物上に均一に分散させることができるので、従来困難であった薄肉形状のものでも安定した成形加工が可能となり、強度の十分な、品質のよい製品を得ることができる。尚、樹脂塗布装置としては公知のナイフコーター、ダイコーター、バーコーター、コンマコータ等を用いればよい。中間層の樹脂組成物２９を塗布する時にはキャリアフィルムを用いることができないので、中間層樹脂塗布装置３２としては非接触型のカーテンコーター、或いはスリットコーター等を用いればよい。またキャリアフィルムとしては、通常使用されているポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂フィルムのもので差し支えなく、好適にはポリエチレンテレフタレートフィルムが使用される。
【００３６】
図６は前記図５に示す実施例で製造されたＳＭＣ製品の模式的な断面図である。例えば両側の樹脂組成物２９に比べ中空・軽量の樹脂組成物２９’、即ちシラスバルーンなどの軽量な充填剤を含有する液状の不飽和樹脂組成物を中間層樹脂塗布装置３２で塗布し、先のガラス短繊維１８と長さの相違するガラス短繊維１８’を中間層樹脂上に分散させれば、表面層と中間層とで強度の違う、成型目的にあった特性のＳＭＣ製品を製造することができる。
【００３７】
ＳＭＣを製造する原料である液状の不飽和樹脂組成物としては、不飽和ポリエステル樹脂或いはビニルエステル樹脂と重合性単量体とを主成分とする液状樹脂組成物が好ましい。
【００３８】
かかる不飽和ポリエステル樹脂としては、不飽和多塩基酸又は場合により飽和多塩基酸を含む不飽和多塩基酸と多価アルコールから得ることができる。不飽和多塩基酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸あるいはこれらのアルキルエステルなどを挙げることができる。これらの不飽和多塩基酸は１種を単独で用いることができ、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。また、不飽和多塩基酸の一部を置き換える飽和多塩基酸としては、例えば、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸などを挙げることができる。これらの飽和多塩基酸は１種を単独で用いることができ、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３９】
多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、１,２−ブタンジオール、１,３−ブタンジオール、１,４−ブタンジオール、１,２−ペンタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、２,２,４−トリメチル−１,３−ペンタンジオール、グリセリンモノアリルエーテル、水素化ビスフェノールＡ、２,２−ビス(４−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、２,２−ビス(４−ヒドロキシプロポキシフェニル)プロパンなどのジオール類；トリメチロールプロパンなどのトリオール類；ペンタエリスリトールなどのテトラオール類などを挙げることができる。これらの多価アルコールは、１種を単独で用いることができ、あるいは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００４０】
また、ビニルエステル樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂などにアクリル酸やメタクリル酸を付加したものを挙げることができる。
【００４１】
上記不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂は、通常液状重合性単量体に溶解した状態で使用する。かかる液状重合性単量体は、（メタ）アクリル酸エステルや芳香族ビニル化合物を好適に使用することができる。（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどを挙げることができる。また、芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｔ−ブチルスチレン、α−クロロスチレン、ジクロロスチレン、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。これらの液状重合性単量体の中で、スチレンを特に好適に使用することができる。
【００４２】
液状の不飽和樹脂組成物には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、マイカ、タルク、カオリン、クレー、セライト、アスベスト、バーライト、バライタ、シリカ、ケイ砂、ドロマイト石灰石、セッコウ、アルミニウム微粉、アルミナ、ガラス粉、水酸化アルミニウム、寒水石、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、酸化チタン、二酸化モリブデン、シラスバルーン、中空樹脂粒子などの充填剤；酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属の酸化物や熱可塑性樹脂粉末などの増粘剤；ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジサクシニックアシドパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシエチルヘキサノエート、デカノイルパーオキサイド、３,５,５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの硬化用触媒；ステアリン酸などの高級脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの高級脂肪酸塩、アルキルリン酸エステル、ワックスなどの内部離型剤；ポリスチレン、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカプロラクタム、飽和ポリエステル、スチレン−アクリロニトリル共重合体などの熱可塑性樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体などのゴム状重合体などの低収縮化剤；着色剤などを添加することができる。
【００４３】
本発明により得られるＳＭＣは、自動車外装品、鉄道車両内外装品、壁パネル、ユニットバス、浴槽などの住宅部品の成形材料として有用である。
【００４４】
【実施例】
図５に示すＳＭＣ製造ラインにて、図１に示す本発明の切断装置Ａ，Ａ’の２台を用いてＳＭＣを製造した。その際、ＳＭＣ製造開始前に各装置にセットされていた切断ロールを所望の切断ピッチの切断ロールに切り替えて実施した。
使用した樹脂は不飽和ポリエステル樹脂組成物で、大日本インキ化学工業（株）社製のポリライトＭＰＳ−５２０で、粘度 １５０ｍＰａ・ｓのものであった。
・切断装置Ａ
切り替え前の切断ロールの切断ピッチ １／２インチ
切り替え後の切断ロールの切断ピッチ １インチ
・切断装置Ａ’
切り替え前の切断ロールの切断ピッチ １／２インチ
切り替え後の切断ロールの切断ピッチ １／４インチ
その結果、切断ロールの交換は作業員１人で約１０分程度で完了した。
【００４５】
【比較例】
図７に示す切断ロールが固定された切断装置Ｂ、Ｂ’の２台を用いて実施例と同様にしてＳＭＣを製造した。その際、ＳＭＣの製造前に切断装置ＢおよびＢ’の切断ロールの切り替え作業は、作業員が手作業で実施した。作業には、２人で延べ３時間以上を要し、ＳＭＣの生産性に大きく影響した。
【００４６】
本発明による切断装置を用いた実施例において切断ロールの切り替え、ガラス切断の調整を含めた時間は１０分で、切断ロールが固定された切断装置を用いたものでは約３時間を要した。本発明の切断装置は、切り替え準備時間を短縮することができ、生産効率を大きく向上することができた。
【００４７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明による切断装置によりピッチの相違するガラス短繊維を簡単に得られるので、本装置をＳＭＣの製造ラインに装備することにより、切断ロールを切り替えて、性状および要求品質の異なるＳＭＣ或いはＢＭＣを連続的に生産することが可能となる。また切り替えの時間も従来と比べて大幅に短縮できるので、小ロットのハイブリッド、多層のＳＭＣ製品の生産効率向上にも大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の切断装置の一実施形態を示す装置の概略平面図（部分断面含む）。
【図２】 図１の側面図。
【図３】 本発明の２つの切断ロールを設けた切断装置を切り替えたときの状態を示す模式図。
【図４】 本発明の他の実施形態を示す切断装置の模式図
【図５】 本発明の切断装置を組み込んだ実施例を示すＳＭＣ製造ラインの工程の模式図。
【図６】 図５の実施例で製造されたＳＭＣ製品の断面模式図。
【図７】 切断ロールを固定した切断装置を示す装置の平面模式図
【図８】 切断装置を組み込んだＳＭＣ製造ラインの工程の模式図。
【符号の説明】
Ａ、Ａ’、Ａ” 切断装置
Ｂ、Ｂ’ 切断ロールを固定した切断装置
Ｃ ガラス短繊維供給装置
１ 切断ロール
２ 切断刃
３ ゴムロール
４ ゴム
５ フレーム
６ 軸受け
７ 減速機
８ 駆動モータ
９ 移動フレーム
１０ エア−シリンダ
１１ エアー供給パイプ
１２ エアーノズル
１３ フィードロール
１４ 張力調整装置
１５ エア−シリンダ
１６ ガラスロービング装置
１７ ガラスストランド
１８、１８’ ガラス切断片
１９ ターレット支持フレーム
２０ ピニオンギヤ
２１ セグメントギヤ
２２ ターレット
２３ アーム
２４ 支持架台
２５ 切断ロールギヤ
２６ ゴムロールギヤ
２７ 下部キャリヤフィルム
２８ 下部樹脂塗布装置
２９ 樹脂組成物
３０ 上部キャリヤフィルム
３１ 上部樹脂塗布装置
３２ 中間層樹脂塗布装置
３３ 含浸装置
Claims (11)
- ゴムロールに対向して円筒表面に切断刃からなる複数の切断刃列を有する切断ロールを設け、回転するゴムロールと切断ロールとの間にガラスストランド繊維を供給し、圧接して切断する装置に於いて、該切断ロールが複数具備され、且つそれぞれ異なる長さのガラス短繊維を切り出し、更に切断ロールを装置本体から取り外すことなく他の切断ロールに代えてガラス短繊維を切り出すことができることを特徴とするガラス短繊維切断装置。
- 切り出されるガラス短繊維が長さ１／８〜１インチである請求項１記載のガラス短繊維切断装置。
- 更にガラス繊維ストランドを切断ロールに供給するためのガラス繊維ガイドロールを有する請求項１又は２記載のガラス短繊維切断装置。
- ２本の切断ロールが、それぞれゴムロールの反対側に設置され、機械的にゴムロールに圧接し、又は遊離することができる請求項１〜３のいずれかに記載のガラス短繊維切断装置。
- ガラス短繊維を切り出す際に、１本の切断ロールが、ゴムロールに圧接し、回転駆動するゴムロールに連動して回転し、且つ他の切断ロールがゴムロールから遊離している請求項４記載のガラス短繊維切断装置。
- ゴムロールに圧接している切断ロールを遊離し、遊離している他の切断ロールをゴムロールに圧接し、且つゴムロールの回転方向を反対方向に変更することができる請求項４記載のガラス短繊維切断装置。
- 主軸に接続し、円周方向に位置した支持部材に複数の切断ロールを設置し、該主軸を回転することによりゴムロールに圧接する切断ロールが選択できる請求項１記載のガラス短繊維切断装置。
- 支持部材が棒状又は円板状である請求項７記載のガラス短繊維切断装置。
- キャリアフィルム上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布し、前記不飽和樹脂組成物の上に請求項１〜８のガラス繊維切断装置の少なくとも一つから切り出したガラス短繊維を分散、堆積させた後、その上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布した他のキャリアフィルムを、該キャリアフィルムの不飽和樹脂組成物の塗布面が接するように積層させることを特徴とするシートモールディングコンパウンドの製造法。
- 設置された複数の請求項１〜８のガラス繊維切断装置の少なくとも一つの該装置のゴムロールに対向する切断ロールを他の切断ロールに切り替え、液状の不飽和樹脂組成物を塗布したキャリアフィルムの該不飽和樹脂組成物上に上記各ガラス繊維切断装置から切り出したガラス短繊維を分散、堆積させた後、その上に液状の不飽和樹脂組成物を塗布した他のキャリアフィルムを、該キャリアフィルムの不飽和樹脂組成物の塗布面が接するように積層させることを特徴とするシートモールディングコンパウンドの製造法。
- ガラス繊維切断装置から切り出されるガラス繊維が長さ１／８〜１インチである請求項９又は１０記載のシートモールディングコンパウンドの製造法。
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