JP4960396B2

JP4960396B2 - ガラスマットの裁断方法、ガラスマット裁断具およびガラスマット裁断装置

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Publication number: JP4960396B2
Application number: JP2009064903A
Authority: JP
Inventors: 勝力滑川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2029-03-17
Also published as: JP2009255283A

Description

本発明は、ガラスマットの裁断方法、ガラスマット裁断具およびガラスマット裁断装置に関する。本発明のガラスマットの裁断方法は、特にチョップドストランドガラスマット（以下単にガラスマットという）の裁断に適し、ＦＲＰの成形材料の１種として広く使用されているガラスマットを経済的に裁断することができる。

従来、不飽和ポリエステル樹脂をガラス繊維により補強した成形物、いわゆるＦＲＰは各種タンク、容器、ボート、その他の成形物として広く利用されている。ＦＲＰの補強材としては各種のガラス繊維が使用されているが、最も広く使用されているのは、ガラスストランドを適当な長さに裁断し、これを無方向性にして適当なバインダーによってマット状にしたものであり、これらのガラスマットは約１ｍｍ前後の厚さのもので、幅１０４０ｍｍまたは１８６０ｍｍのものをロール状に巻き取った形状となっている。

これらのロール状ガラスマットを実際に使用する場合は、ガラスマットをロールから巻戻して必要なサイズに裁断する。この裁断方法としては、鋭利なカッターナイフや鋏を使用するのが一般的である。このように所望のサイズに裁断したガラスマットを不飽和ポリエステル樹脂で含浸させながら、複数枚を重ね合せることにより目的の成形物が得られる。

以上の如き従来のガラスマットの裁断方法は、ガラスマットを適当な台の上に置き、カッターナイフや鋏で所望のサイズに人手によってその都度裁断するため、危険であるとともに、多くの労力を要し、非常に不経済であるという欠点がある。
従って、本発明の目的は、ガラスマットを人手により裁断するという不経済性の問題や危険性の問題を解決する簡便なガラスマットの裁断方法、ガラスマット裁断具およびガラスマット裁断装置を提供することである。

上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、ガラスマットの裁断台上に、１枚または複数枚のガラスマットを設置し、該ガラスマット層を、上下動する鋸刃により任意の方向に裁断する方法において、上記裁断台には、鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が設けられており、かつ、上記鋸刃の上下動を許容する、その幅が該鋸刃の厚さの１．０５〜２．０倍である開口部を有するベースを用い、該ベースの下面を上記マット面に押し当てつつ鋸刃を切り込み方向と同じ方向に進行させることで、鋸刃の上昇の際にガラス繊維を刃先に掛けて持ち上げ、ベースの開口部の内側端部との間でガラス繊維を屈曲させてガラス繊維を破断させてガラスマット層を裁断することを特徴とするガラスマットの裁断方法を提供する。

上記鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段としては、例えば、裁断台に設けられ、鋸刃の下死点よりも厚い厚さの発泡樹脂板；裁断台に設けられた、鋸刃の厚さよりも広くかつ鋸刃の下死点よりも深い溝を有する台；および基台と該基台面に立設され、その先端部においてガラスマットを支持し得る多数の可撓性棒状体を有する台が挙げられる。

また、本発明は、鋸刃により任意の方向にガラスマットを裁断するためのガラスマット裁断具であり、駆動源と、該駆動源によって上下動する鋸刃と、該鋸刃の上下動を許容する開口部を有するベースと、前記鋸刃と前記ベースとが、ベースの下面を上記マット面に押し当てつつ鋸刃を切り込み方向と同じ方向に進行させることができるように連結している連結部とからなり、上記開口部の幅が上記鋸刃の厚さの１．０５〜２．０倍であり、該開口部の内側端部と上記鋸刃との間で、鋸刃の上昇の際に鋸刃の刃先に掛けて持ち上げたガラス繊維を屈曲させて破断することでガラスマットを裁断するものであることを特徴とするガラスマット裁断具を提供する。前記ベースの下面には、被裁断マットの逃げを防ぐマット押えが形成されていることが好ましい。

また、本発明は、ガラスマットの裁断台と、ガラスマット裁断具と、該ガラスマット裁断具をＸＹ方向に移動させるロボットと、該ロボットの駆動源とからなり、上記ガラスマットの裁断台が、鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が設けられている裁断台であり、上記ガラスマット裁断具が前記ガラスマット裁断具であることを特徴とするガラスマット裁断装置を提供する。

本発明によれば、従来、木質板材の裁断に広く使用されているジグソーのベースを改造したガラスマット裁断具と、特定構成のガラスマット裁断台とを用いることで、ガラスラスマットを人手により裁断するという不経済性の問題や危険性の問題が容易に解決される。

本発明の方法を図解的に示す図本発明の方法を図解的に示す図本発明のガラスマット裁断具を図解的に示す図本発明のガラスマット裁断具を図解的に示す図本発明のガラスマット裁断具のベースを図解的に示す図従来のジグソーを図解的に示す図

次に発明を実施するための最良の形態を図面を参照してさらに詳しく説明する。図６は、従来広く使用されているジグソーの斜視図である。このような公知のジグソーは、ハウジングに内蔵されたモータと、該モータの回転運動を鋸刃の往復運動に変換する往復運動変換機構と該往復運動変換機構を支持するギヤホルダと、該ギヤホルダまたは前記ハウジングに取りけられたベースとを備えており、該ベースには、鋸刃の往復運動を可能にし、かつ鋸屑を放散させるための開口部が設けられている。

上記ジクソーは、適当な支持台に支持されたベニヤ板などの板材の端部から切り込み、ベースを板材の表面に押し当てつつ、ジグソーを前進させることで板材を任意の方向に裁断することができる。

本発明者は、上記ジグソーによるガラスマットの裁断を試みたところ、公知のジグソーでは、鋸刃の上下動によって、柔らかいガラスマットが撓み、裁断が困難であることを認めた。本発明者は、従来公知のジグソーのベースにおける開口部を、図３に示す如く開口部の幅を鋸刃に沿って狭く（鋸刃の厚さの１．０５〜２．０倍程度）にし、さらに複数枚のガラスマットを厚い発泡樹脂板面に載置し、図３に示すガラスマット裁断具により発泡樹脂ごとガラスマットを裁断したところ、複数層のガラスマットが見事に奇麗に裁断できることを見いだした。上記において、上記開口部の幅が、鋸刃の幅の１．０５倍より小さいと、開口部内における鋸刃の可動性が劣る場合があり、一方、２．０倍よりも大きいと、ガラスマットの裁断面に乱れが発生する場合がある。

ガラスマットを構成するガラス繊維は、１０〜３００ｋｇ／ｍｍ²の引張強さを有しており、この引張強さは、他の繊維（羊毛１１ｋｇ／ｍｍ²、木綿３４．５ｋｇ／ｍｍ^2、ナイロン３０〜６０ｋｇ／ｍｍ²）などの引張強さに比べて著しく大である。ところが、ガラス繊維は、他の繊維に比べて非常に脆く、折れ易いという特徴を有している。

本発明は、このガラス繊維の特徴を有効利用したものである。すなわち、上記の開口部面積が大であると、ガラスマット内を上下する鋸刃が上昇する際、ガラス繊維が刃先に掛かり持ち上げられ、ベースの内側端部との間でガラス繊維が屈曲する。この際のガラス繊維の曲率（Ｒ）は大きくなるので、ガラス繊維は切れ（折れ）が悪く、マットを奇麗に裁断することができない。これに対して上記開口部の幅を非常に小さくすると、ガラスマット内を上下する鋸刃が上昇する際、同様にガラス繊維が刃先に掛かり持ち上げられ、ベースの内側端部との間でガラス繊維が屈曲するが、この際の曲率Ｒは非常に小さくなることから、ガラス繊維の引張方向には殆ど力が掛かからず、ガラス繊維が容易に破断し、マットが奇麗に裁断されることを見いだした。

すなわち、本発明のガラスマットの裁断方法は、ガラスマットの裁断台上に、１枚または複数枚のガラスマットを設置し、該ガラスマット層を、鋸刃により任意の方向に裁断する方法において、上記裁断台には、鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が設けられていることを特徴としている。本発明の方法をさらに詳しく説明する。

本発明では、本発明で使用するマットの裁断台に１つの特徴がある。本発明で使用する裁断台の１例は、図１に示すように、適当な支持台の上に発泡樹脂板を載置したものである。この発泡樹脂板の材質としては、発泡スチロール、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレンなど、何れの発泡体でもよい。以下発泡スチロール板を用いた場合で説明する。発泡スチロール板の厚みは、鋸刃の下死点と、マットの厚みを加えたベースまでの距離と同じか、それよりも厚くする。この発泡スチロール板の面に１枚または複数枚のガラスマットを敷設し、その端部から鋸刃を切り入れ、ベースの下面をマット面に押し当てつつ、ガラスマット裁断具を任意の方向に進行させて、発泡スチロールごとマットを裁断する。

このような裁断台を使用することにより、ガラスマットを任意の形状に裁断することができる。また、発泡スチロール板は、その最下部で連結していることから、複数回の使用が可能である。さらに発泡スチロール板が、多数の切り込みによって、脆弱になった場合には、その表面に接着剤を塗布したり、またはその上に比較的薄い発泡スチロール板を重ねることで使用回数を増やすことができる。

本発明で使用する裁断台の他の例を図２ａに示す。図２ａに示す例は、裁断台に適当な切り込みが設けられている。切り込みの深さは、図１に示す例と同様に、鋸刃の下死点と、マットの厚みを加えたベースまでの距離と同じか、それよりも深く形成する。この裁断台の面に１枚または複数枚のガラスマットを敷設し、その切り込みの端部から鋸刃を切り入れ、ベースの下面をマット面に押し当てつつ、ガラスマット裁断具を切り込み方向と同じ方向に進行させることでマットが裁断される。この例における裁断台は無限回数の使用が可能であり、切り込みの形状が異なる裁断台を複数個用意しておくことで、切り込みに対応したマットの裁断が可能である。

本発明で使用する裁断台のさらに別の例を図２ｂに示す。前記図１に示す発泡樹脂を裁断台に用いると、マットの裁断時に無数の発泡樹脂の破片が発生するが、図２ｂに示す例ではこのような課題は発生しない。図２ｂに示す例は、金属、プラスチック、木材などの基台の表面に、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製で太さ０．５〜５ｍｍ程度の可撓性棒状体を剣山の如く（但し先端は尖っていない）多数立設し、その先端部を揃え、先端部にガラスマットを支持可能としたものである。棒状体の長さは、図１に示す例と同様に、鋸刃の下死点と、マットの厚みを加えたベースまでの距離と同じか、それよりも長く形成する。この裁断台の面に１枚または複数枚のガラスマットを敷設し、任意の個所から鋸刃を切り入れ、ベースの下面をマット面に当てつつ、ガラスマット裁断具を任意の方向に進行させることで、鋸刃は可撓性のある棒状体を掻き分けながら進行し、マットが裁断される。この例における裁断台は、無限回数の使用が可能であり、かつマットの裁断方向は任意に変更可能である。

本発明の方法は、上記の如き裁断台を使用することにより、従来のジグソーを用いてもガラスマットを裁断することができるが、従来のジグソーは図６に示すように、その開口部が大面積に形成されており、この大面積開口部であるが故に、鋸刃が上昇または下降する際、柔らかいマットを持ち上げまたは押し下げ、マットの裁断線が不明瞭であり、裁断線がバラバラとなり、しかもガラス繊維の破片が飛び散るという課題がある。本発明は該課題も解決した。

すなわち、本発明で使用するガラスマット裁断具は、図３に示すように、駆動源と、該駆動源によって上下動する鋸刃と、該鋸刃の上下動を許容する開口部を有すベースと、前記鋸刃と前記ベースとを連結している連結部とからなり、上記開口部の幅が上記鋸刃の厚さの１．０５〜２．０倍であることを特徴としている。このように開口部の幅を非常に狭くすることにより、マットの裁断線近傍の両側が、ベースによってしっかりと押圧され、マット裁断時のガラス繊維の曲率が小さいことから、ガラス繊維は非常に折れ易く、マットの裁断線は奇麗であり、ガラス繊維の破片の飛散量を顕著に少なくすることができる。なお、図３に示す例は、従来のジグソーのベースを図のように変更した本発明のマット裁断具であるが、本発明のマット裁断具は、図４に示すように、従来のジグソーのベースの下面に、図４に示す如きベース部材を取り付けたものであってもよい。

なお、本発明のガラスマット裁断具においては、図５に示すようにベースの下面に鋸刃形状のマット押えを設けておくことにより、マットの裁断に際し、マットが鋸刃から逃げるのを防止することができる。また、上記開口部両側のマット押えの間隔を上記開口部幅と同様にすることで、裁断されるガラス繊維の逃げ場がなくなり、マットを形成しているガラス繊維が一層折れ易くなるので好ましい。

また、本発明は、ガラスマットの裁断台と、ガラスマット裁断具と、該ガラスマット裁断具を水平方向に移動させるロボットアームと、該ロボットアームの駆動源とからなることを特徴とするガラスマット裁断装置を提供する。上記のガラスマットの裁断台として図１、２に示す如き裁断台を使用し、ガラスマット裁断具として、図３、４、５に示すものを使用し、該ガラスマット裁断具をロボットアームに連結し、該ロボットアームによりガラスマット裁断具を作動させることによって、マットの裁断を自動化することができる。

以上の如き本発明によれば、従来、木質板材の裁断に広く使用されているジグソーのベースを改造したガラスマット裁断具と特定の裁断台とを用いることで、ガラスマットを人手により裁断するという不経済性の問題や危険性の問題が容易に解決される。

Claims

ガラスマットの裁断台上に、１枚または複数枚のガラスマットを設置し、該ガラスマット層を、上下動する鋸刃により任意の方向に裁断する方法において、上記裁断台には、鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が設けられており、かつ、上記鋸刃の上下動を許容する、その幅が該鋸刃の厚さの１．０５〜２．０倍である開口部を有するベースを用い、該ベースの下面を上記マット面に押し当てつつ鋸刃を切り込み方向と同じ方向に進行させることで、鋸刃の上昇の際にガラス繊維を刃先に掛けて持ち上げ、ベースの開口部の内側端部との間でガラス繊維を屈曲させてガラス繊維を破断させてガラスマット層を裁断することを特徴とするガラスマットの裁断方法。
前記鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が、裁断台に設けられ、鋸刃の下死点よりも厚い厚さの発泡樹脂板である請求項１に記載の裁断方法。
前記鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が、裁断台に設けられた、鋸刃の厚さよりも広くかつ鋸刃の下死点よりも深い溝である請求項１に記載の裁断方法。
前記鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が、基台と該基台面に立設され、その先端部においてガラスマットを支持し得る多数の可撓性棒状体である請求項１に記載の裁断方法。
鋸刃により任意の方向にガラスマットを裁断するためのガラスマット裁断具であり、駆動源と、該駆動源によって上下動する鋸刃と、該鋸刃の上下動を許容する開口部を有するベースと、前記鋸刃と前記ベースとが、ベースの下面を上記マット面に押し当てつつ鋸刃を切り込み方向と同じ方向に進行させることができるように連結している連結部とからなり、上記開口部の幅が上記鋸刃の厚さの１．０５〜２．０倍であり、該開口部の内側端部と上記鋸刃との間で、鋸刃の上昇の際に鋸刃の刃先に掛けて持ち上げたガラス繊維を屈曲させて破断することでガラスマットを裁断するものであることを特徴とするガラスマット裁断具。
前記ベースの下面には、被裁断マットの逃げを防ぐマット押えが形成されている請求項５に記載のガラスマット裁断具。
ガラスマットの裁断台と、ガラスマット裁断具と、該ガラスマット裁断具をＸＹ方向に移動させるロボットと、該ロボットの駆動源とからなり、上記ガラスマットの裁断台が、鋸刃の進行と鋸刃の先端の下降を妨げない手段が設けられている裁断台であり、上記ガラスマット裁断具が、請求項５または６に記載のガラスマット裁断具であることを特徴とするガラスマット裁断装置。