JPH0575705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はガラス繊維糸（以下ガラスヤーンと称
す）の製造方法、特に多ホールブツシングから紡
出される多数のガラスフイラメントを分割集束し
て形成される複数本のストランドから複数本のガ
ラスヤーンを同時に製造する方法に関する。 ［従来の技術］ 周知の通り、ガラス繊維はブツシングの底部に
形成された数100個のオリフイスを通して流出し
た溶融ガラスを高速延伸して数100本のフイラメ
ントとし、これ等フイラメントに集束剤を塗布し
た後集束装置を通して１本のストランドに集束
し、これを綾振装置により綾振りながら巻取装置
により巻取ることにより一旦ケーキに形成され
る。ガラス繊維は使用の際にケーキから巻戻され
て大別して２つの形態で利用される。その１つは
ケーキを一定時間加熱乾燥してから巻取チユーブ
を抜取りケーキの内側からストランドを引き出し
（通常これを内取り方式と呼んでいる）、これを所
定本数（通常10〜30本）引き揃えてワインダーに
巻取りガラスロービングとするかカツターに供給
してチヨツプドストランドの形態にしFRP、
FRTPの補強材等として利用するものであり、他
の１つはケーキを一定時間自然乾燥してから巻返
機にかけケーキの外側からストランドを引き出し
（通常これを外取り方式と呼んでいる）て撚りを
かけガラスヤーンの形態としてボビンに巻き取り
ガラス繊維織物等に利用するものである。 ところでガラス繊維の生産効率は１個のブツシ
ングから単位時間に引き出されるガラス繊維の重
量（通常１錘量といつている）で決定され、この
１錘量を増加するためにブツシングの多ホール化
を進めることが行われているが、この多ホールブ
ツシングによりロービングを形成する場合ロービ
ングが太いストランドで形成されるためFRPに
使用する場合に樹脂の含浸や表面平滑性が問題と
なつている。しかしこの問題は１本のストランド
を数本の小ストランドに分割し１個の巻取チユー
ブに巻取る方法により容易に解決することができ
る。即ちガラスロービングの場合には巻取られた
ストランドは複数本の小ストランドに分割された
状態で乾燥され更にケーキの内側より小ストラン
ドの束の状態で引き出されロービングワインダー
又はカツターに供される。従つて、FRP、
FRTPの成型の際に起る樹脂の含浸の問題や、成
型物表面の平滑性の問題は解決される。 これに対しガラスヤーンとなされるストランド
を構成するフイラメントは通常5μ〜10μという小
径のもので澱粉系を主体とした粗成の集束剤を塗
布してストランドに集束され、ケーキは自然乾燥
により乾燥されたものであるからストランドの集
束性がロービングの場合に比べて劣り、このため
毛羽立ちやすい性質をもつている。更にガラスヤ
ーンの場合にはストランドは外取り方式で巻返機
にかけられケーキを回転させながら引出さなけれ
ばならないために一層毛羽立ちやすい状況に置か
れており、従つて巻返し工程の良し悪しが直ちに
品質に大きく影響する。しかもガラスヤーンの用
途はプリント基板用ガラスクロス等高品質を要求
される分野であるためガラスロービングに適用さ
れる手法はそのままガラヤーンの製造に適用でき
ないというのが当業界における一般的な考え方で
ある。 従つてガラスヤーンの生産において１錘量を高
める方法の一つはフイラメントの紡糸速度を上げ
ることであるが生産量を２倍にするために紡糸速
度を２倍にすることはフイラメントの切断が生ず
るために不可能である。他の方法はロービングの
場合と同様に多ホールブツシングを使用して分割
ストランドを形成する方法であるがこれ等の分割
ストランドは従来１本のコレツトに長手方向に並
べて配置された複数本の巻取チユーブの各々に１
本づつ独立して巻取られている。例えば600ホー
ルのブツシングを使用する場合これを３つのブロ
ツクに分け200本のフイラメントから成るストラ
ンドを３本形成しその各々を１本のコレツトに独
立して取付けられた３本の巻取チユーブの各各に
巻取るようになされる。従つて各巻取チユーブに
１本のストランドで構成された１個のケーキが形
成されることになる。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の多ホールブツシングを使用してガラ
スヤーンを製造する方法は多数の巻取チユーブを
長手方向に配列するために１ｍ以上に及ぶ長いコ
レツトを必要とし、このため高速回転における安
全性に欠け、又コレツトからのケーキの抜取り作
業に手間がかかり、更にコレツトとブツシングの
相対位置関係がコレツトの両端間で大きく変化す
るためストランドの品質に悪影響を及ぼす等の問
題をかかえており、このため巻取可能なストラン
ドの数は３本が限度で大きな生産性の向上を期待
することはできなかつた。従つて、ロービングス
トランドの場合と同様に、１本の巻取りチユーブ
に複数本のストランドを１個のケーキとして巻取
り、このケーキから複数本のストランドを複数個
のボービンの各々に巻返すことが考えられたが、
この考えは巻返時の毛羽発生や糸切断の問題及び
負数のストランドが巻取られているためストラン
ド端部の引き出し作業が困難である等の理由によ
りガラスヤーンの場合には実用化されていない。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記従来の問題点を解決するため
に、ブツシングの底部に形成された多数のオリフ
イスを通して流出した溶融ガラスを延伸して多数
のガラスフイラメントを形成し、該多数のガラス
フイラメントに集束剤を塗布した後一定間隔に並
置された複数個の集束器により分割集束して複数
本のストランドを形成し、該複数本のストランド
を１個の綾振り装置に綾振りながらコレツトに装
着された１本の巻取りチユーブに巻取つて１個の
ケーキを形成し、該ケーキを風乾後該ケーキ外周
よりストランド端部を引出し巻返機にかけて１個
のケーキから複数本のストランドを相互に分離さ
れた状態で同時に巻返し、該ストランドの各々を
撚りをかけながらガラスヤーンとして複数本のボ
ビンの各々に巻取るガラスヤーンの製造方法にお
いて、 前記綾振り装置がトラバースワイヤによつて構
成され、前記ケーキを形成すべく巻取チユーブに
巻取られる複数本のストランドが２〜３mmの間隔
をもつて巻取られ、かつ複数本のストランドが綾
振り運動の折り返し点において形成されるストラ
ンド相互の接着部分の平均長さが150〜350mmとな
るように、前記集束器の間隔、紡糸速度、トラバ
ースワイヤの回転数およびトラバースワイヤの形
状を設定することを特徴とするガラスヤーンの製
造方法を提供するものである。 ［作用］ 本発明によれば複数本のストランドが１本の巻
取チユーブに巻取られるためコレツトの長さは短
くて済み、従来の長いコレツトを使用するために
生ずる問題点は解消される。これに対し本発明は
複数本のストランドで１個のケーキを形成するた
めにストランドの巻返し工程において若干品質に
悪影響を及ぼす問題点を生ずるが、この問題は複
数個の集束器の間隔、紡糸速度、綾振り装置の回
転数および綾振り装置の形状を調整し、巻取チユ
ーブに同時に巻取られる複数本のストランドの間
隔および複数本のストランドが綾振り運動の折返
し点において形成されるストランド相互の接着部
分の長さを所定範囲内に収めることによつて解決
できる。 ［実施例］ 第１図は本発明によりガラスヤーンを製造する
前段階として多ホールブツシングからケーキを形
成する装置の一実施例の概要を示す正面図であ
る。多ホールブツシング１の底面に形成された多
数のオリフイスを通して多数のフイラメント２が
紡出される。フイラメント２は集束剤塗布装置３
により集束剤を塗布され、所定の間隔ｄを置いて
配置された２個の集束器４により分割集束され２
本のストランド５に形成される。図示の実施例は
２本のストランドを形成する例を示しているが集
束器４の数に応じて３本、４本等複数本のストラ
ンドを同時に形成することができ、このような場
合も発明は実施可能であることを理解すべきであ
る。２本のストランド５は１個の綾振り装置６に
より同時に綾振られ巻取コレツト７上に嵌挿され
た１個の巻取チユーブ９上に巻取られケーキ８を
形成する。 図示の綾振り装置６は公知のもので第２ａ図お
よび第２ｂ図に詳細に示す如くトラバースシヤフ
トＳの周りに約180°の巻角を有しトラバースシヤ
フトからの半径が漸次減少するスパイラルに形成
された２本のワイヤＡ，Ｂを取付けたものでこれ
等２本のワイヤＡ，Ｂは同形で夫々トラバースシ
ヤフトＳに対して180°位相を異にするようにトラ
バースシヤフトＳの軸線を含む平面の各側に配置
されたトラバースシヤフトからの半径の減少方
向、取付位置とも互に全く逆になるように取付け
られている。集束器４から巻取チユーブ９に至る
ストランド５は綾振り装置６のワイヤＡ又はＢに
接して張力を受けており、トラバースシヤフトが
回転するとき一方のワイヤ上を大径部から小径部
に移行し最小径部に達したとき他方のワイヤの最
大径部に乗り移り次いで他方のワイヤ上を小径部
に向つて反対方向に移行する。こうしてストラン
ド５はワイヤＡおよびＢによつて交互に反対方向
に動かされ綾振り運動が与えられる。これと同時
にトラバースシヤフトＳは軸線方向に所定のスト
ロークで往復運動しており、その結果巻取チユー
ブに巻取られるストランド５は断面台形状の１個
のケーキ８を形成する。２本のストランド５ａ，
５ｂは綾振り運動の折返し点、即ち１方のトラバ
ースワイヤＡ又はＢの小径部から他方のトラバー
スワイヤＢ又はＡの大径部に移る際一時的に軸線
方向の動きが停止され２本のストランド５ａ，５
ｂは１本に合体される。従つてケーキ８の中に巻
かれているストランドは１本に合体されている部
分と２本に分離して平行に並んでいる部分とが週
期的に現れることになる。 複数本（２本）のストランド５によつて形成さ
れた１個のケーキ８は一定時間放置されて風乾さ
れて集束剤の集束効果を発揮させる。放置条件は
温度が25°〜30℃、湿度が40〜55％の所に５〜15
時間放置する。この結果綾振り装置の折り返し点
において合体された２本のストランド部分に軽い
接着効果が発生する。 風乾されたケーキ８は巻返機のクリールにかけ
られる。巻返機のタイプにはクリールが強制回転
するものとストランドの引出力により自由回転す
るものとがあるが、本発明はいずれのタイプにも
実施可能である。クリールにかけられたケーキ８
の表面からストランドの端部が引出される。この
際複数本のストランドの端部が交錯して切断しな
いように注意しなければならない。引出された複
数本のストランド５の端部は第３図に示す通り複
数本のボビン１０の各々に巻き付けられ巻返し工
程がスタートする。巻返し工程において、ケーキ
８から引出された各ストラント５はセンターリン
グアイ１１を通り、リング１３に架けられたトラ
ベラー１４を通り一定速度で回転するボビン１０
に巻取られる。この際トラベラー１４の回転によ
りストランド５には一定の撚りが与えられてガラ
スヤーンとなりボビンの周りにヤーンパツケージ
１２を形成する。 本発明は上述の通り複数本のストランドから１
個のケーキを形成し、１個のケーキから複数本の
ストランドを巻返し、複数本のガラスヤーンを同
時に形成することを特徴とするものであるが、高
品質のガラスヤーンを製造するためには以下の要
件を満足するよう紡糸条件を設定することが必要
であることが実験により判明した。即ち巻返し工
程において毛羽立ちが少なく又フイラメントの切
断の少ないストランドは複数本のストランド５の
間隔が巻取チユーブの個所において２〜３mmであ
り、綾振り装置の折返し点で形成されるストラン
ドの接着部分の平均長さが150〜350mmになるよう
に紡糸条件を定めることによつて得られることが
判明した。この場合における紡糸条件とは集束器
４の間隔ｄ、紡糸速度、綾振り装置６の回転数、
トラバースワイヤＡ，Ｂの形状、集束器４の位置
関係等であり、これ等の条件を適当に調整するこ
とにより上述の数値範囲が得られるようにするこ
とが重要である。即ち上記紡糸条件を変化させる
とストランド５の間隔とストランド接着部分の長
さは次のような関係で変化する。集束器４の間隔
ｄを広げると複数本のストランドの間隔は広がる
が、接着部分の長さは短くなり、ある程度以上集
束器の間隔を広げると接着部分はなくなる。紡糸
速度は速くすると、ストランドの間隔は狭くなり
逆に接着部分の長さは長くなる。また綾振り装置
の回転数を上げるとストランドの間隔は狭くな
り、接着部分の長さは長くなる。更にトラバース
ワイヤの形状については、トラバースワイヤのス
パイラル部分のふくらみ程度、即ちトラバースワ
イヤとその回転軸との距離が関係し、その距離の
最長径部の距離を大きくすると、ストランドの間
隔は広くなり、接着部分の長さは短かくなるが、
ある点を過ぎると逆にストランドの間隔は狭くな
り、接着部分の長さが長くなる傾向がある。即ち
ストランドの間隔が最も広く接着部分の長さが最
も長くなる屈曲点がある。このことはトラバース
ワイヤとその回転軸との距離の最短径部について
も同様で最短径部の距離を長くしていくと、スト
ランドの間隔が最も広く、接着部分の長さが最も
短い屈曲点がある。このような関係を考慮しなが
ら、いくつかの条件を組合わせて適当に調整する
ことによりストランドの間隔および接着部分の長
さを所定範囲に設定することができる。接着部分
の平均長さは150〜350mmであるが、個々の接着部
分の長さは或る程度の長さ範囲（約50〜500mm）
にわたつてばらつく。これは紡糸張力の変化やケ
ーキ形状が変化する等の理由による。 ストランドの間隔が３mmより大きいと第４図に
示す如くケーキ８のテーパ部から引出される５
ａ，５ｂのストランドの巻き半径に差が出るため
に一方のストランド５ｂにたるみが生じ、その結
果センターリングアイ１１とトラベラー１４の間
においてストランドにループが発生し、このルー
プがトラベラーに引つかかり、これが原因となつ
てストランドが切断する等のトラブルが発生す
る。ストランドの間隔が２〜３mmの場合には一方
のストランドに多少のたるみが生じても第３図に
示す如くセンターリングアイ１１とトラベラー１
４の間でストランドに与えられるバーニングによ
り吸収されるため上述のようなトラブルは発生し
ない。ストランドの間隔が１mm以下の場合には綾
振り装置の折返し点以外でも複数本のストランド
が接触して巻取られ危険があり、このようなこと
が屡繁に発生すると複数本のストランドが接着し
ストランド間でフイラメントが絡み合う可能性が
高くなり、巻返しの際にフイラメントが切断し毛
羽立ちが発生し易くなる。毛羽の発生はガラスヤ
ーンの品質を低下せしめるばかりでなくストラン
ド切断の原因ともなる。 綾振り装置の折り返し点で形成されるストラン
ドの接着部分の平均長さが長過ぎる（350mm以上）
と、接着しているストランド間のフイラメントの
絡み合いが起り易くなり毛羽の発生につながる。
この長さを150mmより短くすることは本発明で使
用される一般的なトラバース方式では接着部分の
長さのコントロールが実際上困難である。 複数本のストランドが１本に接着している部分
があることは巻返し工程の準備作業においてケー
キからストランド端部を引出し易くする。ロービ
ング用ケーキの場合はストランド端部の引出し作
業は内取り方式であることとケーキが加熱乾燥さ
れたものであるため比較的簡単であるが、ヤーン
用ケーキの場合はケーキが風乾であるためストラ
ンドの集束がロービング用ケーキと比較して十分
強くないことに加えて外取り方式であること、お
よびストランドの太さが細いこと、フイラメント
径が細いこと等のためストランド端部の引出し作
業に熟練を要し、通常の１ストランド１ケーキの
場合でもこの作業は注意深く行なう必要がある。
従つて本発明の如く複数本に分割されたストラン
ドが１ケーキに巻かれている場合にはストランド
端部の引出し作業には一層の注意が必要である
が、本発明の場合１本に接着した部分ができるの
でそこを基準にして引出すことにより複数本のス
トランドを比較的簡単に揃えて引出すことができ
る。引出された複数本のストランドはケーキに巻
き並べられている順にボビンに巻きつける。こう
してストランドは交錯することなく引出されるた
め巻返し初期におけるストランドの切断が生ずる
ことはなくなる。このようにストランドに接着部
分があることは巻返し工程の準備作業をし易くす
る。 ガラスヤーンECE225 １／０ 1Zについて本
発明の方法に従つて作られた７つの実施例と従来
例とを比較した結果を表１に示す。

【表】

【表】 表１の結果が示すようにケーキ上のストランド
間隔を２〜３mmに、綾振り装置の折り返し点にお
いて形成される接着部分の長さが平均で150〜350
mmになるように紡糸条件を選定することにより本
発明は１ケーキ１ストランドの場合とほぼ同じ程
度に良好な巻返しを行えることが判明した。 「発明の効果」 本発明のガラスヤーンの製造法によると従来の
方法と比較して１ブツシング当りの生産量を２倍
又はそれ以上に増加することが可能である。かつ
生産量の増大をブツシング以外は殆ど現状の設備
のままで行い得る点も大きな利点である。 更に同一フイラメント径でフイラメント数が異
なるヤーンへの製造の変更はブツシングを交換す
ることなしに紡糸条件を変更するだけで簡単に行
うことができる。例えば製造されるヤーンの変更
が ECD900（5μ・100本）と ECD450（5μ・200本）との間、 ECE225（7μ・200本）と ECE110（7μ・400本）との間、 ECG150（9μ・200本）と ECG75（9μ・400本）との間 で行われるときは極めて簡単である。この結果従
来ブツシング交換に要していた手間と時間および
費用を節減することができる。 又ケーキの個数が半分又はそれ以上に減少する
ことにより巻返し工程の準備作業において端糸の
引出し作業やクリールへの仕掛作業がそれだけ少
なくなるので省力化をはかることができる。更に
ケーキの運搬、ケーキの保管スペースの点でも有
利でこの点でも省力化に寄与することができる。 更に従来の巻返し機の場合はクリール数をスピ
ンドル数と同じ数だけ必要としたが、本発明の方
法においてはクリール数はスピンドル数の1/2以
下にすることができるので設備投資が安くなる利
点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガラスヤーンの製造方法にお
いて多ホールブツシングからケーキを形成するた
めに使用される装置の一実施例の概要を示す正面
図である。第２ａ図および第２ｂ図は第１図の装
置に使用される綾振り装置の詳細と綾振り運動の
メカニズムを説明するための側面図および正面図
である。第３図は第１図の装置により形成された
ケーキより引出された２本のストランドからガラ
スヤーンを形成している模様を示す概要図であ
る。第４図は第１図の装置により形成されたケー
キの拡大図で断面台形状のケーキのテーパ部から
引出される２本のストランドの状態を示す。 １……ブツシング、２……フイラメント、３…
…集束剤塗布装置、４……集束器、５……ストラ
ンド、６……綾振り装置、７……巻取コレツト、
８……ケーキ、９……巻取チユーブ、１０……ボ
ビン、１１……センターリングアイ、１２……ヤ
ーンパツケージ、１３……リング、１４……トラ
ベラー、Ａ，Ｂ……トラバースワイヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブツシングの底部に形成された多数のオリフ
   イスを通して流出した溶融ガラスを延伸して多数
   のガラスフイラメントを形成し、該多数のガラス
   フイラメントに集束剤を塗布した後一定間隔に並
   置された複数個の集束器により分割集束して複数
   本のストランドを形成し、該複数本のストランド
   を１個の綾振り装置により綾振りながらコレツト
   に装着された１本の巻取チユーブに巻取つて１個
   のケーキを形成し、該ケーキを風乾後該ケーキ外
   周よりストランド端部を引出し巻返機にかけて１
   個のケーキから複数本のストランドを相互に分離
   された状態で同時に巻返し、該ストランドの各々
   を撚りをかけながらガラスヤーンとして複数本の
   ボビンの各々に巻取るガラスヤーンの製造方法に
   おいて、 前記綾振り装置がトラバースワイヤによつて構
   成され、前記ケーキを形成すべく巻取チユーブに
   巻取られる複数本のストランドが２〜３mmの間隔
   をもつて巻取られ、かつ複数本のストランドが綾
   振り運動の折り返し点において形成されるストラ
   ンド相互の接着部分の平均長さが150〜350mmとな
   るように、前記集束器の間隔、紡糸速度、トラバ
   ースワイヤの回転数およびトラバースワイヤの形
   状を設定することを特徴とするガラスヤーンの製
   造方法。 ２ 前記ケーキ外周よりストランド端部を引き出
   す際に、複数本のストランドが綾振り運動の折り
   返し点において形成されるストランド相互の接着
   部分を把持して引き出すことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のガラスヤーンの製造方法。