JP6043155B2

JP6043155B2 - ガラスチョップドストランドマットの製造方法、及び製造装置

Info

Publication number: JP6043155B2
Application number: JP2012238569A
Authority: JP
Inventors: 剛瀬古; 聡西江
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd; New Manpower Service Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd; New Manpower Service Co Ltd
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: JP2013151773A; EP2610383A1; EP2610383B1

Description

本発明は、ガラス繊維を切断して得られるガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造方法、及び製造装置に関する。

ガラスチョップドストランドマットは、従来から、浴槽、浄化槽等のガラス繊維強化プラスティック（ＧＦＲＰ）成型品の補強材として用いられている。近年では、自動車成形天井材の補強基材として採用され、発泡ポリウレタンシートの表裏面にガラスチョップドストランドマットを接着させた自動車成形天井材が開発されている。

ガラスチョップドストランドマットを製造するには、先ず、チャンバーの天井部に設置された複数のカッターによってガラス繊維を所定の長さに切断して、ガラスチョップドストランドを得る。次に、ガラスチョップドストランドを、チャンバー内に落下させながら、コンベアの上に分散し、シート状に堆積する。このガラスチョップドストランドは、コンベアによって搬送されながら、複数の工程を経る。例えば、結合剤をガラスチョップドストランドに散布する工程、結合剤が付着した状態のガラスチョップドストランドを加熱する工程、及び加熱後のガラスチョップドストランドを冷却、プレスする工程等である。これらの工程を経て完成したガラスチョップドストランドマットは、ロール状になるように、巻取機等によって巻芯に巻回され、その後出荷される。

チャンバー内を落下するガラスチョップドストランドは、気流による影響や複数のカッターの位置関係等により、コンベア上に均一に堆積しない場合がある。コンベア上に堆積したガラスチョップドストランドにおいて、ガラスチョップドストランドの堆積量が局所的に少ない又は多い領域が発生すると、製品としてのガラスチョップドストランドマットの厚みが不均一となり得る。ガラスチョップドストランドマットの厚みが小さい領域は引張強度が小さくなり、厚みが大きい領域は柔軟性が低下し得る。従って、高品質のガラスチョップドストランドマットを安定的に製造するためには、ガラスチョップドストランドを均一な厚みでコンベア上に堆積することが重要である。

従来、製造後のガラスチョップドストランドマットに対し、質量検出機によって当該ガラスチョップドストランドマットの質量分布を全面に亘って連続的に測定し、予め設定した基準値よりも小さい質量分布を有する箇所が検出された場合、当該箇所に対してガラスチョップドストランドを追加供給するガラスチョップドストランドマットの製造方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１によれば、均一な質量分布を有するガラスチョップドストランドマットを得ることが可能となる、とされている。

また、ガラス繊維を切断する複数のカッターの下に矩形のチャンバーを設け、且つカッター毎にチャンバー内の幅方向に仕切板を設けたガラスチョップドストランドマットの製造方法が知られている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２によれば、特に幅方向に質量のバラツキの少ないガラスチョップドストランドマットを得ることが可能となる、とされている。

特開平７−１３８８６１号公報特開平７−０１６８３６号公報

特許文献１のガラスチョップドストランドマットの製造方法では、予め製造したガラスチョップドストランドマットにおいて、基準値よりも小さい質量分布を有する箇所を検出することにより、その後に製造するガラスチョップドストランドマットにおける当該箇所を予測する。しかしながら、予め製造したガラスチョップドストランドマットと、製造過程にあるガラスチョップドストランドマットとの間にタイムラグが発生するため、質量検出機の予測が常に正確であるとは限らない。また、ガラスチョップドストランドマットの厚みが大きい領域については、厚みを均一化するための対策は特に講じられていない。従って、特許文献１に記載の製造方法では、均一な厚みを有するガラスチョップドストランドマットを製造出来ない場合がある。なお、予め製造したガラスチョップドストランドマットに対しては、質量検出機による予測が実行されないため、廃棄処分される。従って、製品化されない無駄なガラスチョップドストランドマットが発生することになる。

特許文献２のガラスチョップドストランドマットの製造方法では、隣接するカッターによって切断されたガラスチョップドストランド同士の付着や、チャンバー内の気流によるガラスチョップドストランドの落下方向の乱れ等への対策として、仕切板を設置している。しかし、仕切板にガラスチョップドストランドが接触すると、ガラスチョップドストランドは仕切板に付着したまま落下しない状態となる。当該状態を放置すると、仕切板へのガラスチョップドストランドの付着が進行し、コンベア上に落下するガラスチョップドストランドの量が減少する。その結果、局所的にガラスチョップドストランドの堆積量が少ない領域が発生する。近年需要が高まっている目付の小さいガラスチョップドストランドマットを製造する場合、ガラスチョップドストランドの落下量の低減は、完成後のガラスチョップドストランドマットにおける穴あきや破断等の原因となり得る。

このように、現状においては、ガラスチョップドストランドを厚みが均一となるようにコンベア上に堆積するガラスチョップドストランドマットの製造技術は未だ開発されていない。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、近年のデザイン性に富み軽量化が進んだ自動車における成形天井材にも利用可能な、特に目付の小さい高品質のガラスチョップドストランドマットを製造する技術を確立することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドマットの製造方法の特徴構成は、
ガラス繊維を切断して得られるガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造方法であって、
前記ガラスチョップドストランドをチャンバー内で落下させながら配置する配置工程と、
前記ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する調整工程と、
を包含し、
前記チャンバーは、前記ガラスチョップドストランドを供給する複数の供給部と、当該複数の供給部を互いに隔離する仕切部材とを備え、
前記ガラスチョップドストランドが落下中に前記仕切部材に接触しないように、前記調整工程を実行することにある。

上記課題で説明したように、従来技術では、コンベア上に堆積したガラスチョップドストランドの厚みにバラツキが生じ易かった。これは、ガラスチョップドストランドの落下状態、及びコンベア上への配置について、特に考慮していなかったためである。
この点、本構成のガラスチョップドストランドマットの製造方法では、ガラスチョップドストランドをチャンバー内で落下させながら配置する配置工程と、ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する調整工程と、を包含し、チャンバーは、ガラスチョップドストランドを供給する複数の供給部と、当該複数の供給部を互いに隔離する仕切部材とを備え、ガラスチョップドストランドが落下中に仕切部材に接触しないように、調整工程を実行する。これにより、ガラスチョップドストランドがチャンバー内を落下中に仕切部材に接触し、付着することが防止されるので、仕切部材への付着に起因するガラスチョップドストランドの落下量の減少、及び落下量のバラツキを防ぐことが出来る。従って、厚みが均一となるように、ガラスチョップドストランドを配置することが可能となる。その結果、均一の厚みを有するガラスチョップドストランドマットを確実に製造することが出来る。特に、ガラスチョップドストランドの堆積量のバラツキによって穴あきや破断等が発生し易い目付の小さいガラスチョップドストランドマットを製造する場合においては、上記調整工程を実行する本構成のガラスチョップドストランドマットの製造方法は有効である。

本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法において、
前記複数の供給部は、前記仕切部材によって仕切られた夫々個別の区画室に収容され、上面視で、前記ガラスチョップドストランドが前記区画室の中央寄りに落下するように、前記調整工程を実行することが好ましい。

本構成のガラスチョップドストランドマットの製造方法では、複数の供給部は、仕切部材によって仕切られた夫々個別の区画室に収容され、上面視で、ガラスチョップドストランドが区画室の中央寄りに落下するように、調整工程を実行する。これにより、ガラスチョップドストランドが落下中に仕切部材に接触し、付着することが確実に防止されるので、仕切部材への付着に起因するガラスチョップドストランドの落下量の減少、及び落下量のバラツキをより確実に防ぐことが出来る。従って、厚みが確実に均一となるように、ガラスチョップドストランドを配置することが可能となる。その結果、均一の厚みを有するガラスチョップドストランドマットをより確実に製造することが出来る。

本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法において、
前記複数の供給部は、互いに均等な間隔で、前記チャンバー内に配置されていることが好ましい。

本構成のガラスチョップドストランドマットの製造方法では、複数の供給部は、互いに均等な間隔で、チャンバー内に配置されている。これにより、シート状に堆積したガラスチョップドストランド全体の厚みが確実に均一となるように、ガラスチョップドストランドを配置することが出来る。その結果、均一の厚みを有するガラスチョップドストランドマットをより確実に製造することが可能となる。

上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドマットの製造装置の特徴構成は、
ガラス繊維を切断して得られるガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造装置であって、
前記ガラスチョップドストランドを供給する複数の供給部と、当該複数の供給部を互いに隔離する仕切部材とを設けたチャンバーと、
前記ガラスチョップドストランドを前記チャンバー内で落下させながら配置する配置手段と、
前記ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する調整手段と、
を備え、
前記調整手段は、前記ガラスチョップドストランドが落下中に前記仕切部材に接触しないように、前記ガラスチョップドストランドの落下状態を調整することにある。

本構成のガラスチョップドストランドマットの製造装置では、ガラスチョップドストランドマットの製造方法と実質的に同一の作用効果を有する。すなわち、ガラスチョップドストランドを供給する複数の供給部と、当該複数の供給部を互いに隔離する仕切部材とを設けたチャンバーと、ガラスチョップドストランドをチャンバー内で落下させながら配置する配置手段と、ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する調整手段と、を備え、調整手段は、ガラスチョップドストランドが落下中に仕切部材に接触しないように、ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する。これにより、ガラスチョップドストランドがチャンバー内を落下中に仕切部材に接触し、付着することが防止されるので、仕切部材への付着に起因するガラスチョップドストランドの落下量の減少、及び落下量のバラツキを防ぐことが出来る。従って、厚みが均一となるように、ガラスチョップドストランドを配置することが可能となる。その結果、均一の厚みを有するガラスチョップドストランドマットを確実に製造することが出来る。特に、ガラスチョップドストランドの堆積量のバラツキによって穴あきや破断等が発生し易い目付の小さいガラスチョップドストランドマットを製造する場合においては、上記調整手段を備えた本構成のガラスチョップドストランドマットの製造装置は有効である。

図１は、本発明の実施形態に係るガラスチョップドストランドマット製造装置の全体構成を示した概略図である。図２は、本発明の実施形態に係るガラスチョップドストランドマット製造装置の要部拡大図である。図３は、第一実施形態に係るガラスチョップドストランドマット製造装置の要部の上面図である。図４は、第二実施形態に係るガラスチョップドストランドマット製造装置の要部の上面図である。図５は、ガラス繊維を切断する一つの切断機を拡大した概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。

以下、本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法、及びガラスチョップドストランドマットの製造装置に関する２つの実施形態を、図１〜図５に基づいて説明する。なお、本明細書では、説明の便宜上、初めにガラスチョップドストランドマットの製造装置について説明し、次いでガラスチョップドストランドマットの製造方法について説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。

図１は、本発明の実施形態に係るガラスチョップドストランドマットＭの製造装置（以下、単に「製造装置」と省略する。）１００，２００の全体構成を示した概略図である。図１は、後述の第一実施形態及び第二実施形態において共通の図面である。図１において点線で囲まれている領域Ｘは、製造装置１００，２００の要部である。図２は、当該要部領域Ｘの拡大図である。製造装置１００，２００は、ガラスチョップドストランドからガラスチョップドストランドマットＭを製造するための装置であり、チャンバー１０、供給部である切断機２０、配置手段である分散コンベア３０、ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する調整手段１、仕切部材である仕切板２、結合剤散布機４０、第一コンベア５０、第二コンベア６０、加熱炉７０、冷圧ロール８０、及び巻取機９０等を備えている。これらの構成のうち、仕切板２、チャンバー１０、切断機２０、分散コンベア３０、及び調整手段１は本発明独特の特徴を有しており、本発明の主要な構成となる。以下、夫々の構成について説明する。

製造装置１００，２００において、ガラスチョップドストランドの搬送方向（図１中の矢印で示す方向）を流れ方向と規定すると、分散コンベア３０、第一コンベア５０、及び第二コンベア６０は、この順で上流側から下流側に連続的に設置される。各コンベアは、モーターＤによって駆動され、制御手段としてのコンピューター１１が、夫々の搬送速度（ベルトの移動速度）を制御している。ただし、作業員がマニュアル操作により、各コンベアの搬送速度を適宜調整するようにしても構わない。

分散コンベア３０は、ガラスチョップドストランドを分散配置するためのベルトを備え、ガラスチョップドストランドを収容するチャンバー１０の下方に設置される。チャンバー１０の天井部にはガラス繊維投入口１０ｃが設けられ、後述のガラス繊維Ｆを切断してガラスチョップドストランドを生成する複数の切断機２０が取り付けられている。複数の切断機２０は、ガラスチョップドストランドをチャンバー１０内に供給する役割を担い、互いに均等な間隔で配置される。ここで、「均等な間隔で配置される」とは、チャンバー１０の天井部において、切断機２０の配置に略偏りがないことを意味する。また、切断機２０には、単一の切断機である場合と、単一の切断機を等間隔で一列に配列した切断機群である場合との両方が含まれる。従って、複数の「単一の切断機」を均等な間隔で配置する場合は、チャンバー１０の天井部の全体に単一の切断機が万遍なく配置されている状態を意味し、複数の「切断機群」を均等な間隔で配置する場合は、チャンバー１０の天井部に各切断機群の列が均等な間隔で配置されている状態を意味する。

〔第一実施形態〕
図３は、第一実施形態に係る製造装置１００の要部領域Ｘ１の上面図である。同図に示すように、チャンバー１０の天井部には、１２個の切断機２０を等間隔で一列に配列して構成される切断機群２０Ａ〜２０Ｈが、ガラスチョップドストランドの搬送方向に沿って均等な間隔で８列設置される。切断機２０は、カッターローラー２１とゴムローラー２２とからなり、回転しているカッターローラー２１とゴムローラー２２との間にガラスケーキＣから引き出されたガラス繊維Ｆが送り込まれ、連続的に切断されることで、長さ約５０ｍｍのガラスチョップドストランドＳが生成される。ガラスチョップドストランドＳは、重力によりチャンバー１０内を落下し、分散コンベア３０のベルト上に略均一に分散配置される。分散コンベア３０のベルトの幅は上面視で、チャンバー１０内を落下したガラスチョップドストランドＳが確実に配置されるサイズを有する。チャンバー１０の下端部と分散コンベア３０とは、堆積したガラスチョップドストランドＳが通過可能な程度に離間している。

並列する各切断機群２０Ａ〜２０Ｈの間には、互いを隔離するための仕切板２ａが設置される。仕切板２ａの材質としては、表面が平滑であり、且つ静電気が帯電し難いアルミニウムやセラミック等が最適である。仕切板２ａの下端部と分散コンベア３０とは、堆積したガラスチョップドストランドＳが通過可能な程度に離間している。仕切板２ａはチャンバー１０の天井部に取り付けられ、交差する内壁１０ｂと接続している。これにより、上面視で、各切断機群２０Ａ〜２０Ｈを収容する個別の区画室が形成される。仕切板２ａの設置により、搬送方向で隣接する切断機群２０Ａ〜２０Ｈが切断したガラスチョップドストランドＳ同士の付着や、チャンバー１０内の気流によるガラスチョップドストランドＳの落下方向の乱れ等を防止することができる。

切断機群２０Ａ〜２０Ｈを構成する複数の切断機２０は、チャンバー１０内を落下したガラスチョップドストランドＳの落下状態を調整する調整手段１を備える。調整手段１は、ガラスチョップドストランドＳが落下中に仕切板２ａに接触しないように、落下状態を調整する。これにより、ガラスチョップドストランドＳがチャンバー１０内を落下中に仕切板２ａに接触し、付着することが防止されるので、仕切板２ａへの付着に起因するガラスチョップドストランドＳの落下量の減少、及び落下量のバラツキを防ぐことが出来る。従って、調整手段１による調整を実行すれば、厚みが均一となるようにガラスチョップドストランドＳを配置することが可能となる。なお、後述の吸引装置３３は、空気を吸引する力でガラスチョップドストランドＳの落下状態をある程度調整することができるので、これを調整手段１に含めることも可能である。

第一コンベア５０の上方には、結合剤散布機４０が設置され、結合剤Ａ（樹脂粉末）を第一コンベア５０のベルト上のガラスチョップドストランドＳに向けて散布する。結合剤Ａの種類としては、熱可塑性樹脂粉末が好適であり、例えば、粉末ポリエステル樹脂（花王株式会社製ニュートラック５１４等）を使用することができる。その他、使用可能な熱可塑性樹脂粉末として、ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂粉末が挙げられる。

なお、ガラスチョップドストランドＳに結合剤Ａを付着し易くするため、第一コンベア５０の上方又は下方であって、結合剤散布機４０の上流側に水噴霧機（図示せず）を設置することも有効である。水噴霧機は、第一コンベア５０のベルト上のガラスチョップドストランドＳに向けて水を噴霧する。ガラスチョップドストランドＳが予め水で湿潤状態にされていると、水の表面張力の作用によりガラスチョップドストランドＳの表面に結合剤Ａが付着し易くなるため、ガラスチョップドストランドＳ同士の接着効果がより高まる。

ガラスチョップドストランドＳが堆積するベルトの下方には、バイブレーター５１が配置され、第一コンベア５０のベルトを振動させる。これにより、ガラスチョップドストランドＳの表面に散布された結合剤Ａが、シート状に堆積したガラスチョップドストランドＳ同士の隙間に入り込む。その結果、結合剤Ａが、ガラスチョップドストランドＳ全体に均一に付着する。

第二コンベア６０の途中には、ガラスチョップドストランドＳを載せたベルトを囲い込むように加熱炉７０が設置され、第二コンベア６０に載って加熱炉７０内に進入する物体を加熱処理する。加熱炉７０内の雰囲気温度はコンピューター１１によって制御されており、散布する結合剤Ａの種類に応じて、結合剤Ａを構成する合成樹脂の融点以上の温度となるように適宜調整される。ただし、作業員がマニュアル操作により、加熱炉７０の温度調整を行うようにすることも可能である。第二コンベア６０のベルトは高温に晒されるため、金属等の耐熱性材料で構成される。

第二コンベア６０の下流には冷圧ロール８０が配置され、加熱処理された物体が冷却されながらプレスされる。冷圧ロール８０は、一対のロールで構成される。溶融状態の結合剤Ａが付着したガラスチョップドストランドＳ´（以下、加熱前のガラスチョップドストランドＳと区別するため、加熱後のものをＳ´とする。）は、冷圧ロール８０に搬送され、ニップ間を通過する。ガラスチョップドストランドＳ´は、冷圧ロール８０を通過することで冷却、プレスされ、ガラスチョップドストランドＳ´同士が結合する。これにより、ガラスチョップドストランドマットＭが生成する。冷圧ロール８０は、空冷によりガラスチョップドストランドＳ´の冷却を行うものであるが、ロール内部に冷却水を通流させて強制冷却を行っても構わない。

冷圧ロール８０を通過して生成したガラスチョップドストランドマットＭは、巻取機９０の巻芯に巻回され、ロール状の製品とされる。なお、巻取機９０は、巻芯に巻き取るタイプの他、サーフェイスロールによりガラスチョップドストランドマットＭをロール表面で回転させながら巻き取る方式であっても構わない。

〔第二実施形態〕
図４は、本発明の第二実施形態に係る製造装置２００の要部領域Ｘ２の上面図である。第二実施形態の製造装置２００は、第一実施形態の製造装置１００における仕切板２ａに加えて、複数の仕切板２ｂをガラスチョップドストランドＳの搬送方向と平行に設置している点が、第一実施形態とは異なる。その他の構成は、第一実施形態と同様である。従って、仕切板２ｂ以外の構成についての詳細な説明は省略する。

第一実施形態では、仕切板２ａを設けることにより、ガラスチョップドストランドＳの搬送方向で隣接する切断機群２０Ａ〜２０Ｈが切断したガラスチョップドストランドＳ同士の付着を防止することが出来る。しかし、各切断機群内の切断機２０においても、隣接する夫々の切断機２０が切断したガラスチョップドストランドＳ同士が付着することもあり得る。そこで、第二実施形態では、各切断機群２０Ａ〜２０Ｈにおいて切断機２０同士を互いに隔離する仕切板２ｂを新たに設けている。仕切板２ａ及び仕切板２ｂを設けた第二実施形態に係る仕切板２の配置形態であれば、上面視で、各切断機２０を収容する個別の区画室が形成されるので、隣接する切断機２０によって切断されたガラスチョップドストランドＳ同士の付着や、チャンバー１０内の気流によるガラスチョップドストランドＳの落下方向の乱れ等を略完全に防ぐことができる。第一実施形態と同様に、仕切板２ｂの下端部は分散コンベア３０から離間しており、分散コンベア３０上に堆積したガラスチョップドストランドＳが通過可能になっている。また、仕切板２ｂはチャンバー１０の天井部に取り付けられ、交差する内壁１０ａと接続している。

〔ガラスチョップドストランドマットの製造方法〕
本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法（以下、単に「製造方法」と省略する。）は、上述の第一実施形態又は第二実施形態に係る製造装置１００，２００を用いて実施することができる。本発明の製造方法によれば、ガラスチョップドストランドの準備工程、配置工程、調整工程、結合剤散布工程、加熱工程、冷圧工程、及び巻取工程を経て、ガラスチョップドストランドマットＭが製造される。これらの工程のうち、配置工程、及び調整工程は本発明独特の特徴を有しており、本発明の主要な工程となる。以下、夫々の工程について説明する。

＜準備工程＞
ガラスチョップドストランドマットＭを製造する前段階として、ガラス繊維ＦからガラスチョップドストランドＳを準備する。ガラスケーキＣから引き出されたガラス繊維Ｆは、チャンバー１０の天井部に設置された切断機２０で長さ約５０ｍｍに切断され、ガラスチョップドストランドＳとなる。ガラスチョップドストランドＳの準備は、ガラスチョップドストランドマットＭの製造直前に行う必要はなく、予め生成しておいたものを使用しても構わない。その場合、例えば、フレキシブルコンテナ等の容器に収納してあるガラスチョップドストランドＳを、ガラス繊維投入口１０ｃからチャンバー１０内に直接投入する。

＜配置工程＞
準備工程で得られたガラスチョップドストランドＳは、チャンバー１０内を落下し、分散コンベア３０のベルト上にシート状に配置される。上述の通り、複数の切断機２０又は切断機群２０Ａ〜２０Ｈは互いに均等な間隔で配置されている。これにより、シート状に堆積するガラスチョップドストランドＳ全体の厚みのバラツキが低減する。また、切断機又は切断機群の設置台数を増やせば、一台の切断機２０又は一列の切断機群２０Ａ〜２０Ｈから生成される単位時間当たりのガラスチョップドストランドＳの量（すなわち、ガラス繊維Ｆの処理量）を低減することが可能となる。ガラスチョップドストランドＳが堆積するベルトの下方には、吸引ダクト３１及びブロア３２からなる吸引装置３３が配置され、ベルト上は負圧状態に維持されている。これにより、ガラスチョップドストランドＳは、分散コンベア３０のベルト上に略均一に分散配置された状態でベルト面に吸引されて安定し、周囲に飛散することはない。

＜調整工程＞
図５（ａ）は、ガラス繊維Ｆを切断する一つの切断機２０の上面図であり、例えば、図３の領域Ｚで示される仕切板２ａによって仕切られた個別の区画室を一部拡大したものである。図５（ｂ）は、図５（ａ）の側面図である。図５（ａ）の二点鎖線で囲んだ領域Ｙは、一つの切断機２０からガラスチョップドストランドＳを生成する際に、当該ガラスチョップドストランドＳが落下する範囲を示す。ガラスチョップドストランドＳの落下状態を調整する調整手段１は、上面視で、ガラスチョップドストランドＳが区画室の中央寄りに落下するように、調整工程を実行する。例えば、カッターローラー２１及びゴムローラー２２の回転速度を所定速度より小さくし、切断直後のガラスチョップドストランドＳが周囲に飛散することを防止する。あるいは、カッターローラー２１とゴムローラー２２とが接する箇所が、隣接する仕切板２ａ同士の間（切断機群２０Ａ及び２０Ｈにおいては、仕切板２ａとチャンバー１０の内壁１０ａとの間）の中央に位置するように切断機２０を設置し、切断したガラスチョップドストランドＳを当該箇所の直下である区画室の中央寄りに落下させる。調整工程の実施により、図５（ｂ）で示すように、チャンバー１０内を落下するガラスチョップドストランドＳは仕切板２ａに接触せず、分散コンベア３０のベルト上に堆積する。このように、仕切板２ａへのガラスチョップドストランドＳの付着を確実に防止できるので、仕切板２への付着に起因するガラスチョップドストランドＳの落下量の減少、及び落下量のバラツキを確実に防ぐことが出来る。従って、厚みが確実に均一となるように、ガラスチョップドストランドＳを配置することが可能となる。分散コンベア３０のベルト上のガラスチョップドストランドＳは、シート状に堆積した状態で、下流の次工程に搬送される。

＜結合剤散布工程＞
シート状に堆積したガラスチョップドストランドＳは、第一コンベア５０に移動する。第一コンベア５０の上方には、結合剤散布機４０が設置されている。結合剤散布機４０によって、ガラスチョップドストランドＳの表面に結合剤（樹脂粉末）Ａが散布される。ガラスチョップドストランドＳに結合剤Ａを添加することにより、後述の加熱処理を行うことでガラスチョップドストランドＳ同士が接着し、マットの形状を維持することができる。

＜加熱工程＞
結合剤Ａが付着したガラスチョップドストランドＳは第二コンベア６０に移動する。当該ガラスチョップドストランドＳは加熱炉７０内を通過するときに加熱処理され、付着した結合剤Ａが軟化、溶融する。その結果、ガラスチョップドストランドＳ同士が接着された状態のガラスチョップドストランドＳ´となる。

＜冷圧工程＞
冷圧工程は、加熱処理したガラスチョップドストランドＳ´を第二コンベア６０の下流に設置された冷圧ロール８０に通すことで実行される。ガラスチョップドストランドＳ´は、冷圧ロール８０によって冷却及びプレスされ、ガラスチョップドストランドマットＭに加工される。

＜巻取工程＞
最後に、冷圧ロール８０の後段に設置された巻取機９０において、ガラスチョップドストランドマットＭを巻き取る巻取工程が実行される。ガラスチョップドストランドマットＭは、巻取機９０の巻芯に巻回され、ロール状の製品とされる。

実施例として、本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法により、ガラスチョップドストランドマットの製造試験を行った。

実施例では、図１の第一実施形態に係る製造装置１００と同タイプであって、上面視で幅方向３ｍ×搬送方向５ｍの矩形形状を有するチャンバーを備えた製造装置を使用した。先ず、チャンバーの天井部に、１２個の切断機で構成される切断機群を、ガラスチョップドストランドの搬送方向に沿って４列設置した。次いで、切断機群の設置列数を１列ずつ増やし、最終的に８列の切断機群を有する製造装置を使用した。各実施例では、上記の「ガラスチョップドストランドマットの製造方法」において記載した内容と同一の工程を実行した。なお、単位時間あたりの結合剤散布機４０による結合剤Ａの散布量は同一である。

切断機群の列数、単位面積あたりの切断機の設置台数、及び一台の切断機による単位時間あたりのガラスチョップドストランドの生成量が夫々異なる５通りの試験条件（試験１〜５）、並びに、切断機群の列数、及び単位面積あたりの切断機の設置台数が試験５と同条件であり、一台の切断機による単位時間あたりのガラスチョップドストランドの生成量が夫々異なる２通りの試験条件（試験６及び７）の合計７通りの試験条件を設定した。これらの試験条件に基づき、目付（単位面積当たりのガラスチョップドストランドの質量）が１４２ｇ／ｍ^２（試験１〜５）であるガラスチョップドストランドマットの製造試験、並びに、目付が９０ｇ／ｍ^２（試験６）、及び８０ｇ／ｍ^２（試験７）であるガラスチョップドストランドマットの製造試験を行った。製造試験の終了後、各製造試験で得られたガラスチョップドストランドマットの目付の標準偏差を計測した。目付の標準偏差は、完成した１枚のガラスチョップドストランドマットから、３００ｍｍ四方のガラスチョップドストランドマット片を６０枚切り出し、当該ガラスチョップドストランドマット片の質量を測定して求めた。本発明者らによる経験から、目付の標準偏差は７．５以下が好ましいことが判明している。
試験１〜７の製造条件、及び試験結果を以下の表１に示す。

上記試験結果（試験１〜７）より、単位面積あたりの切断機の設置台数を４．０台／ｍ^２以上とすると、一台の切断機による単位時間あたりのガラスチョップドストランドの生成量が０．６０ｋｇ／分／台以下となり、ガラスチョップドストランドが落下中に飛散して仕切部材に接触するおそれがなくなる。そのため、目付の標準偏差は７．５以下になり、厚みのバラツキが少なく商品価値の高いガラスチョップドストランドマットを製造し得ることが分かった。また、目付を変化させた試験結果（試験５〜７）より、切断機群の列数、及び単位面積あたりの切断機の設置台数を同一に設定した場合、目付を９０ｇ／ｍ^２又は８０ｇ／ｍ^２まで小さくすると目付の標準偏差が大きくなる傾向が見られるが、標準偏差の値は７．５以下に維持されるため、この程度まで目付を小さくしても厚みのバラツキが少なく商品価値の高いガラスチョップドストランドマットを製造し得ることが分かった。本実施例で説明した上面視で幅方向３ｍ×搬送方向５ｍのサイズを有するチャンバーにおいて、１２台の切断機からなる切断機群を配置する場合、厚みのバラツキが少ないガラスチョップドストランドマットを製造するためには、当該切断機群を少なくとも５列設置する必要がある。

以上より、本発明に係るガラスチョップドストランドマットの製造方法、及び製造装置によれば、厚みのバラツキが少ないガラスチョップドストランドマットを製造し得ることが判明した。特に、ガラスチョップドストランドの堆積量のバラツキによって穴あきや破断等が発生し易い目付の小さいガラスチョップドストランドマットを製造する場合においては、ガラスチョップドストランドの落下状態の調整を行う本発明の製造技術は有効である。

本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法、及び製造装置によって得られるガラスチョップドストランドマットは、自動車成形天井材に利用可能であるが、自動車以外の乗物の内装材や、建築物の内装材についても応用することができる。

１調整手段
２仕切板（仕切部材）
１０チャンバー
２０切断機（供給部）
３０分散コンベア（配置手段）
４０結合剤散布機
５０第一コンベア
６０第二コンベア
７０加熱炉
８０冷圧ロール
９０巻取機
１００，２００ガラスチョップドストランドマットの製造装置
Ｆガラス繊維
Ｓ，Ｓ´ ガラスチョップドストランド
Ａ結合剤（樹脂粉末）
Ｍガラスチョップドストランドマット

Claims

ガラス繊維を切断して得られるガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造方法であって、
前記ガラスチョップドストランドをチャンバー内で落下させながら配置する配置工程を包含し、
前記チャンバーは、前記ガラスチョップドストランドを供給する均等な間隔で配置された複数の供給部と、当該複数の供給部を互いに隔離する仕切部材とを備え、
前記複数の供給部は、前記チャンバー内において、前記ガラスチョップドストランドの搬送方向に複数列設けられるガラスチョップドストランドマットの製造方法。
前記ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する調整工程をさらに包含し、
前記ガラスチョップドストランドが落下中に前記仕切部材に接触しないように、単位面積あたりの供給部の設置台数を４．０台／ｍ ^２以上とし、一台の供給部による単位時間あたりの前記ガラスチョップドストランドの生成量を０．６０ｋｇ／分／台以下として、前記調整工程を実行する請求項１に記載のガラスチョップドストランドマットの製造方法。
前記ガラスチョップドストランドマットは、目付けが８０〜１４２ｇ／ｍ ^２である請求項１又は２に記載のガラスチョップドストランドマットの製造方法。
ガラス繊維を切断して得られるガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造装置であって、
前記ガラスチョップドストランドを供給する均等な間隔で配置された複数の供給部と、当該複数の供給部を互いに隔離する仕切部材とを設けたチャンバーと、
前記ガラスチョップドストランドを前記チャンバー内で落下させながら配置する配置手段と、
を備え、
前記複数の供給部は、前記チャンバー内において、前記ガラスチョップドストランドの搬送方向に複数列設けられるガラスチョップドストランドマットの製造装置。
前記ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する調整手段をさらに備え、
前記調整手段は、前記ガラスチョップドストランドが落下中に前記仕切部材に接触しないように、単位面積あたりの供給部の設置台数を４．０台／ｍ ^２以上とし、一台の供給部による単位時間あたりの前記ガラスチョップドストランドの生成量を０．６０ｋｇ／分／台以下として、前記ガラスチョップドストランドの落下状態を調整する請求項４に記載のガラスチョップドストランドマットの製造装置。