JPH0413300B2 - - Google Patents
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- JPH0413300B2 JPH0413300B2 JP60010800A JP1080085A JPH0413300B2 JP H0413300 B2 JPH0413300 B2 JP H0413300B2 JP 60010800 A JP60010800 A JP 60010800A JP 1080085 A JP1080085 A JP 1080085A JP H0413300 B2 JPH0413300 B2 JP H0413300B2
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- JP
- Japan
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- glass fiber
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- glass
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
- C03B37/083—Nozzles; Bushing nozzle plates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/075—Manufacture of non-optical fibres or filaments consisting of different sorts of glass or characterised by shape, e.g. undulated fibres
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
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- Y10T428/2976—Longitudinally varying
Landscapes
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は異形断面のガラス繊維及びその製造方
法に関する。 従来の技術 一般に、ガラス繊維は溶融ガラスを円形断面の
多数のノズルを形成したブツシングから吐出して
多数のフイラメントに形成し、これらのフイラメ
ントをストランドに集束して巻取ることにより製
造されており、製造されたガラス繊維の各単糸は
円形の断面形状を有している。ガラス繊維の主た
る用途は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などに混
入する補強材である。ガラス繊維の表面には一般
に処理剤を付着させ、ガラス−樹脂界面の接着力
を与えている。 発明が解決しようとする問題点 近年、樹脂とガラス繊維とを含む複合材の強度
向上がますます望まれている。また、フイラメン
トワインデイング、プルトルージヨン、ロービン
グクロス、電絶クロス等の長繊維用途には薄いス
トランドが要求されるようになつてきた。 従つて、本発明の目的は複合材の補強材として
使用された時該複合材の強度を向上することがで
き、また偏平なストランドを形成することのでき
るガラス繊維を提供すること、及びそのガラス繊
維の製造方法を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明者は上記問題点を解消すべく鋭意検討の
結果、複合材、特に比較的短いチヨツプドストラ
ンドを用いた複合材の強度向上には、ガラス繊維
と樹脂との間の界面接着力を強めることが重要で
あり、ガラス繊維と樹脂との間の接着力は従来の
ような円形断面ではなく、長円形、楕円形等の非
円形断面即ち異形断面のガラス繊維により向上す
ることを見出した。また、このような断面のフイ
ラメントを多数集束して得られるストランドは、
テンシヨンをかけた状態で、集束剤塗布ローラや
ガイド上を走行する為、これらのローラやガイド
上で全フイラメントが偏平に倒れて重なり合い、
従来よりも偏平な(全フイラメントが同方向を向
いて並んだ)ストランドとなることも見出した。 本発明はかかる知見に基づいてなされたもの
で、本発明のガラス繊維は、断面における最大寸
法と最小寸法との比が1.2対1から3対1の間に
ある非円形断面を有することを特徴とする。 ここで、最大寸法、最小寸法とは長径、短径
を、或いは長辺、短辺の各寸法を意味する。この
ような寸法比を有する非円形断面のガラス繊維は
偏平な形状であり、表面積が円形断面のものに比
べて大きい為、ガラス繊維と樹脂との間の接着力
が強く、補強効果が大きいものと考えられる。最
大寸法と最小寸法との比即ち長短比は、1.2対1
よりも小さいと、非円形断面の効果が少なく従つ
て複合材の強度向上の効果が少ない。逆に、この
寸法比が3対1よりも大きいと複合材の補強効果
は大きいが、繊維がリボン状となり、巻取時や後
処理工程等において割れたり折れたりすることが
多くなり、不都合が生じる。このため、本発明で
は非円形断面の長短寸法比を1.2対1から3対1
の間に選定している。 このような断面のガラス繊維は次に述べる方法
で製造できる。 溶融ガラスを吐出するために使用するブツシン
グとして、長円形、楕円形、長方形又は端部の形
状がいかなるものであれ本質的に長辺と短辺とか
らなる非円形断面の孔形状をしたノズルを有する
ノズル板を底部に持つブツシングを用いる。その
ノズルには従来のガラス繊維製造の際のようなガ
ラスヘツドによる圧力(例えば0.03Kg/cm2程度)
よりも遥かに高い圧力に耐えうるように強度を持
たせておく。このようなブツシングを用い且つ溶
融ガラスに高圧を加えてノズルから吐出させ、ノ
ズル板から吐出された多数のフイラメントを従来
と同様に集束剤を塗布してストランドに集束し、
巻取機で巻取る。この方法により、長円形、楕円
形等の異形断面を有するガラス繊維が得られる。 ここで、溶融ガラスに高圧を加えてノズルから
吐出することは異形断面フイラメントの形成に極
めて重要な意味を持つている。従来のガラス繊維
製造では、上記した如く溶融ガラスのヘツドのみ
によりノズルからガラスを吐出しており、このよ
うに単にヘツド圧のみで溶融ガラスを吐出する場
合にはいくらノズルの断面形状を長方形若しくは
長円形等にしても異形断面のフイラメントは得ら
れず、円形になつてしまう。この理由は溶融ガラ
スの表面張力が大きい為ノズルを出たガラスが直
ちに円形に戻る為と思われる。これに対し、本発
明では溶融ガラスに高圧をかけて押し出してお
り、こうするとそのノズルの長短比よりは小さい
が明らかに長短比が1より大きい長円或いは楕円
断面のガラス繊維が得られることが確認された。
なお、この際、溶融ガラスの吐出量が多くなり過
ぎないよう、溶融ガラスの粘度は若干高めに(溶
融ガラス温度を低めに)してある。溶融ガラスに
加える背圧(ノズル入口部での圧力)は、0.3
Kg/cm2よりも小さいとフイラメントの断面を異形
にする効果が少ないので、0.3Kg/cm2以上が好ま
しい。また、ブツシングを構成する白金ロジウム
合金の高温での強度はそう高くないので、8Kg/
cm2を越えた圧力には耐え難く、この点からは8
Kg/cm2以下が好ましい。 ノズルから吐出する溶融ガラスに高圧をかける
方法は、ガラス棒をブツシングに差し込みモータ
付きローラでその棒を押し込む方法、ガラスマー
ブル若しくはカレツトをボールバルブでブツシン
グに供給し気密を保ち、窒素等の高圧ガスを供給
するか或いはコンプレツサーで加圧する方法等が
ある。また、0.5Kg/cm2位までなら上記のような
加圧手段を用いる必要はなく、ガラスヘツドを
2m位にする特殊な方法もある。 ノズル断面の長短比とフイラメント断面の長短
比とにはほぼ次の関係があることが判明した。即
ち、ノズル長短比が1.5対1の時フイラメントの
長短比が1.2対1位になり、ノズル長短比が6対
1の時フイラメントの長短比が3対1位になる。
従つて本発明ではノズル断面の長短比を1.5対1
から6対1の間とする。 上記した異形断面のノズルから吐出されて形成
された多数の偏平フイラメントはストランドに集
束され、巻取機に巻取られるが、その途中におい
て集束剤塗布ローラやガイド上を走行するさい、
各フイラメントが同方向に並び、そのため従来の
円形断面のフイラメントを集束したストランドに
比べて、ストランド幅の広い偏平な糸が得られ
る。 かくして得られたストランドをFRTPのチヨツ
プドストランドとして使用した所、引張り強さが
10〜15%向上した。また、このストランドを織物
に使用した場合は従来の2/3位の厚さにすること
が可能であつた。 実施例 次表に示す形状のノズルを有するノズル板(厚
さ1.5mm)を用いてガラス繊維製造を行つたとこ
ろ、次表に示すような異形断面のガラス繊維の製
造が可能であつた。
法に関する。 従来の技術 一般に、ガラス繊維は溶融ガラスを円形断面の
多数のノズルを形成したブツシングから吐出して
多数のフイラメントに形成し、これらのフイラメ
ントをストランドに集束して巻取ることにより製
造されており、製造されたガラス繊維の各単糸は
円形の断面形状を有している。ガラス繊維の主た
る用途は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などに混
入する補強材である。ガラス繊維の表面には一般
に処理剤を付着させ、ガラス−樹脂界面の接着力
を与えている。 発明が解決しようとする問題点 近年、樹脂とガラス繊維とを含む複合材の強度
向上がますます望まれている。また、フイラメン
トワインデイング、プルトルージヨン、ロービン
グクロス、電絶クロス等の長繊維用途には薄いス
トランドが要求されるようになつてきた。 従つて、本発明の目的は複合材の補強材として
使用された時該複合材の強度を向上することがで
き、また偏平なストランドを形成することのでき
るガラス繊維を提供すること、及びそのガラス繊
維の製造方法を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明者は上記問題点を解消すべく鋭意検討の
結果、複合材、特に比較的短いチヨツプドストラ
ンドを用いた複合材の強度向上には、ガラス繊維
と樹脂との間の界面接着力を強めることが重要で
あり、ガラス繊維と樹脂との間の接着力は従来の
ような円形断面ではなく、長円形、楕円形等の非
円形断面即ち異形断面のガラス繊維により向上す
ることを見出した。また、このような断面のフイ
ラメントを多数集束して得られるストランドは、
テンシヨンをかけた状態で、集束剤塗布ローラや
ガイド上を走行する為、これらのローラやガイド
上で全フイラメントが偏平に倒れて重なり合い、
従来よりも偏平な(全フイラメントが同方向を向
いて並んだ)ストランドとなることも見出した。 本発明はかかる知見に基づいてなされたもの
で、本発明のガラス繊維は、断面における最大寸
法と最小寸法との比が1.2対1から3対1の間に
ある非円形断面を有することを特徴とする。 ここで、最大寸法、最小寸法とは長径、短径
を、或いは長辺、短辺の各寸法を意味する。この
ような寸法比を有する非円形断面のガラス繊維は
偏平な形状であり、表面積が円形断面のものに比
べて大きい為、ガラス繊維と樹脂との間の接着力
が強く、補強効果が大きいものと考えられる。最
大寸法と最小寸法との比即ち長短比は、1.2対1
よりも小さいと、非円形断面の効果が少なく従つ
て複合材の強度向上の効果が少ない。逆に、この
寸法比が3対1よりも大きいと複合材の補強効果
は大きいが、繊維がリボン状となり、巻取時や後
処理工程等において割れたり折れたりすることが
多くなり、不都合が生じる。このため、本発明で
は非円形断面の長短寸法比を1.2対1から3対1
の間に選定している。 このような断面のガラス繊維は次に述べる方法
で製造できる。 溶融ガラスを吐出するために使用するブツシン
グとして、長円形、楕円形、長方形又は端部の形
状がいかなるものであれ本質的に長辺と短辺とか
らなる非円形断面の孔形状をしたノズルを有する
ノズル板を底部に持つブツシングを用いる。その
ノズルには従来のガラス繊維製造の際のようなガ
ラスヘツドによる圧力(例えば0.03Kg/cm2程度)
よりも遥かに高い圧力に耐えうるように強度を持
たせておく。このようなブツシングを用い且つ溶
融ガラスに高圧を加えてノズルから吐出させ、ノ
ズル板から吐出された多数のフイラメントを従来
と同様に集束剤を塗布してストランドに集束し、
巻取機で巻取る。この方法により、長円形、楕円
形等の異形断面を有するガラス繊維が得られる。 ここで、溶融ガラスに高圧を加えてノズルから
吐出することは異形断面フイラメントの形成に極
めて重要な意味を持つている。従来のガラス繊維
製造では、上記した如く溶融ガラスのヘツドのみ
によりノズルからガラスを吐出しており、このよ
うに単にヘツド圧のみで溶融ガラスを吐出する場
合にはいくらノズルの断面形状を長方形若しくは
長円形等にしても異形断面のフイラメントは得ら
れず、円形になつてしまう。この理由は溶融ガラ
スの表面張力が大きい為ノズルを出たガラスが直
ちに円形に戻る為と思われる。これに対し、本発
明では溶融ガラスに高圧をかけて押し出してお
り、こうするとそのノズルの長短比よりは小さい
が明らかに長短比が1より大きい長円或いは楕円
断面のガラス繊維が得られることが確認された。
なお、この際、溶融ガラスの吐出量が多くなり過
ぎないよう、溶融ガラスの粘度は若干高めに(溶
融ガラス温度を低めに)してある。溶融ガラスに
加える背圧(ノズル入口部での圧力)は、0.3
Kg/cm2よりも小さいとフイラメントの断面を異形
にする効果が少ないので、0.3Kg/cm2以上が好ま
しい。また、ブツシングを構成する白金ロジウム
合金の高温での強度はそう高くないので、8Kg/
cm2を越えた圧力には耐え難く、この点からは8
Kg/cm2以下が好ましい。 ノズルから吐出する溶融ガラスに高圧をかける
方法は、ガラス棒をブツシングに差し込みモータ
付きローラでその棒を押し込む方法、ガラスマー
ブル若しくはカレツトをボールバルブでブツシン
グに供給し気密を保ち、窒素等の高圧ガスを供給
するか或いはコンプレツサーで加圧する方法等が
ある。また、0.5Kg/cm2位までなら上記のような
加圧手段を用いる必要はなく、ガラスヘツドを
2m位にする特殊な方法もある。 ノズル断面の長短比とフイラメント断面の長短
比とにはほぼ次の関係があることが判明した。即
ち、ノズル長短比が1.5対1の時フイラメントの
長短比が1.2対1位になり、ノズル長短比が6対
1の時フイラメントの長短比が3対1位になる。
従つて本発明ではノズル断面の長短比を1.5対1
から6対1の間とする。 上記した異形断面のノズルから吐出されて形成
された多数の偏平フイラメントはストランドに集
束され、巻取機に巻取られるが、その途中におい
て集束剤塗布ローラやガイド上を走行するさい、
各フイラメントが同方向に並び、そのため従来の
円形断面のフイラメントを集束したストランドに
比べて、ストランド幅の広い偏平な糸が得られ
る。 かくして得られたストランドをFRTPのチヨツ
プドストランドとして使用した所、引張り強さが
10〜15%向上した。また、このストランドを織物
に使用した場合は従来の2/3位の厚さにすること
が可能であつた。 実施例 次表に示す形状のノズルを有するノズル板(厚
さ1.5mm)を用いてガラス繊維製造を行つたとこ
ろ、次表に示すような異形断面のガラス繊維の製
造が可能であつた。
【表】
【表】
で測定
発明の効果 以上に説明した如く、本発明方法によれば、最
大寸法と最小寸法との比即ち長短比が1.2対1か
ら3対1の間の異形断面を有するガラス繊維を製
造することが可能である。かくして製造された異
形断面のガラス繊維は従来の円形断面のガラス繊
維に比べ比表面積が増加しており、複合材の補強
材として使用した時樹脂に対する接着力が大き
く、複合材の強度を向上させることができる。ま
た、このガラス繊維から幅広の薄いストランドを
得ることができ、このストランドを用いて薄い織
物を製造できる利点をも有している。
発明の効果 以上に説明した如く、本発明方法によれば、最
大寸法と最小寸法との比即ち長短比が1.2対1か
ら3対1の間の異形断面を有するガラス繊維を製
造することが可能である。かくして製造された異
形断面のガラス繊維は従来の円形断面のガラス繊
維に比べ比表面積が増加しており、複合材の補強
材として使用した時樹脂に対する接着力が大き
く、複合材の強度を向上させることができる。ま
た、このガラス繊維から幅広の薄いストランドを
得ることができ、このストランドを用いて薄い織
物を製造できる利点をも有している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 断面における最大寸法と最小寸法との比が
1.2対1から3対1の間にある非円形断面を有す
ることを特徴とするガラス繊維。 2 溶融ガラスを、断面における最大寸法と最小
寸法との比が1.5対1から6対1の間にある非円
形断面の孔形状をしたノズルから、高圧下で吐出
させることを特徴とするガラス繊維の製造方法。 3 前記溶融ガラスの吐出圧力が0.3Kg/cm2以上
であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載のガラス繊維の製造方法。 4 前記ノズルの断面形状が長円形であることを
特徴とする特許請求の範囲第2項又は第3項記載
のガラス繊維の製造方法。 5 前記ノズルの断面形状が長方形であることを
特徴とする特許請求の範囲第2項又は第3項記載
のガラス繊維の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60010800A JPS61174141A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | ガラス繊維及びその製造方法 |
DE8686300451T DE3663022D1 (en) | 1985-01-25 | 1986-01-23 | Glass fiber strand and method of manufacture thereof |
EP86300451A EP0190011B1 (en) | 1985-01-25 | 1986-01-23 | Glass fiber strand and method of manufacture thereof |
US06/943,821 US4759784A (en) | 1985-01-25 | 1986-12-29 | Method of manufacturing glass fiber strand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60010800A JPS61174141A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | ガラス繊維及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61174141A JPS61174141A (ja) | 1986-08-05 |
JPH0413300B2 true JPH0413300B2 (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=11760408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60010800A Granted JPS61174141A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | ガラス繊維及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4759784A (ja) |
EP (1) | EP0190011B1 (ja) |
JP (1) | JPS61174141A (ja) |
DE (1) | DE3663022D1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007080754A1 (ja) | 2006-01-13 | 2007-07-19 | Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation | 携帯電子機器用ポリアミド樹脂組成物および携帯電子機器用成形品 |
WO2013021848A1 (ja) | 2011-08-05 | 2013-02-14 | 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 | パネル及びパネル設置構造 |
WO2014010607A1 (ja) | 2012-07-09 | 2014-01-16 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | ポリアミド、ポリアミド組成物及び成形品 |
WO2014109300A1 (ja) | 2013-01-11 | 2014-07-17 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | ポリアミド組成物及び成形品 |
WO2018181995A1 (ja) | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 旭化成株式会社 | ポリアミド組成物及び成形品 |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5062876A (en) * | 1989-05-26 | 1991-11-05 | Ppg Industries, Inc. | Method and apparatus for forming round glass fibers |
CA1335158C (en) * | 1989-05-26 | 1995-04-11 | Thomas Hulegaard Jensen | Reinforced glass fiber forming bushing and tips |
US5173096A (en) * | 1991-07-10 | 1992-12-22 | Manville Corporation | Method of forming bushing plate for forming glass filaments with forming tips having constant sidewall thickness |
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