JPH0617245B2

JPH0617245B2 - ガラス繊維のロ−ビングの製造方法

Info

Publication number: JPH0617245B2
Application number: JP61070568A
Authority: JP
Inventors: 正義長谷川
Original assignee: Nippon Glass Fiber Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1986-03-28
Filing date: 1986-03-28
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPS62226837A

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のロービングの製造方法に係り、特
にフィラメントワインディング法などによるＦＲＰの製
造に有用なガラス繊維ロービングの製造方法に関する。

［従来の技術］ガラス長繊維の最大の用途は、複合材料の強化用であ
り、強化するマトリックスとしては熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂、ゴム、石コウ、セメント、金属などがある。
この中で最も発達しているのが熱硬化性樹脂との組合せ
による複合材料で、一般にＦＲＰ（fiberglass reinfor
ced plasticsの略）と呼ばれている。ＦＲＰに使用され
る熱硬化性樹脂は不飽和ポリエステル樹脂が中心で、そ
の他、フェノール樹脂、エポキシ樹脂なども使用され
る。ＦＲＰ製品は例えばヘルメット、ベンチ、スキー、
釣竿、船、浴槽、ロケット、容器など、幅広い分野に採
用されている。

ＦＲＰ製品の製造法としては、フィラメントワインディ
ング法、ハンドレーアップ法、スプレーアップ法あるい
はシートモールディングコンパウンド法、バルクモール
ディングコンパウンド法などが行なわれている。

ＦＲＰ製品のなかでも特に断面円形状のものの製品に
は、一般にフィラメントワインディング法が採用されて
いる。この方法は、ガラス繊維のロービングを熱硬化性
樹脂の液に浸漬して型に巻き付けて成形する方法で、巻
き付けに際し、型を回転する方法と、型を固定して樹脂
液を浸漬させたロービングを巻き付ける方法とがある。
フィラメントワインディング法による製品は、ガラス繊
維含有率を７０％以上にすることもでき、ＦＲＰ製品中
最も強度が高く精密な製品がつくれる方法である上、自
動化や、巻き方によりいろいろな方向性をもたせること
も可能で、高級製品の量産にも好適な方法である。

ところで、フィラメントワインディング法によりＦＲＰ
を製造する際には、ロービングを型に巻き付ける際の巻
き付け効率の面から、ロービングはフィラメント数の多
いものほど好ましい。一方、ロービングの樹脂液の含浸
性能の面からは、ロービングの長さ方向に直交する断面
の厚さが薄いものほど好ましい。

また、ハンドレーアップ法やスプレーアップ法でも、薄
く偏平なロービングを用いれば、含浸性の向上、成形型
への型なじみの向上が図れ、好適である。

従来、フィラメントワインディング法等に好適なストラ
ンドやロービングとしては、次のものが知られている。

細く偏平なストランド、あるいはこのストランドを複
数本引き揃えたロービング（特開昭５６−１４６７９
４）。

第２図（ａ）（正面図）、（ｂ）（側面図）に示す如
く、ロービングの製造にあたり、ブッシング１のチップ
からひき出される多数のフィラメント２を幾つかの群に
分けてスプリットストランド３にし、これを巻きとって
ロービングとしたもの（スプリットストランドロービン
グ）。（特開昭５７−３５０５５、特開昭５９−１３８
５６７）。なお、第２図（ａ）、（ｂ）において、４は
バインダアプリケータ、５は集束用部材、６は巻取装置
である。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、上記従来の技術のうち、によるもの
は、偏平ストランドを作製してケーキ状にしてから、複
数のケーキからストランドを引き揃えてロービングとす
るため、工程数が多く効率が悪い上に歩留も悪い。この
ため、相当にコスト高となるという欠点がある。

また、のスプリットストランドロービングは、その製
造工程において、紡糸スタート時にフィラメントをいく
つかに分けてガイドに導き巻き取る必要があるため、作
業性が悪い。

また、巻取装置にロービングを巻き取るに際し、端面の
揃った巻取体とするには、巻取体端面部分ではスプリッ
ト化を避けなければならない。このため、このスプリッ
ト化されていない部分においては樹脂液が含浸されにく
くなり、含浸ムラの原因となる。

［問題点を解決するための手段］本発明のガラス繊維のロービングの製造方法は、ブッシ
ングから引き出される多数のフィラメントに集束剤を付
着させ、これらをそのまま引き揃えて一本の偏平帯状体
となし、これを巻取装置で巻き取ることによりガラス繊
維のロービングを製造する方法において、該巻取装置は
前記偏平帯状体の幅方向と軸心方向が平行となるように
設けられたドラムと、該ドラムの軸心方向に往復動され
るトラバースガイドとを備えており、該トラバースガイ
ドに前記引き揃えたフィラメントを通過させることによ
り略均等厚さの偏平帯状体としてドラムに巻き取る方法
であって、該トラバースガイドはフィラメントが通過す
る部分が略二等辺三角形又は円弧形状であって、該三角
形の底辺又は円弧の弦の長さ方向が前記往復動方向であ
り、その長さｌが５〜７５mm、該三角形の高さ又は円弧
の高さｄが１０〜２０mm、前記長さｌと高さｄとの比ｌ
／ｄが０．５〜７．５であり、１６００〜１００００本
のフィラメントを引き揃え、長さ方向と直交する断面の
厚さａが０．０５〜１．０mm、幅ｂが５〜３０mm、最大
幅ｂと最大厚さａとの比ｂ／ａが２０〜４００である偏
平帯状体として巻き取ることを特徴とするものである。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施に好適なガラス繊
維のロービングの製造装置を示す図であって、第１図
（ａ）は正面図、第１図（ｂ）は側面図である。

図示の如く、本発明の方法によりガラス繊維のロービン
グを製造するには、ブッシング１０から引き出される多
数のフィラメント１１にバインダアプリケータ１２によ
り集束剤（バインダ）を付着させ、集束剤を付着させた
フィラメント群１３をそのまま引き揃えて一本の偏平帯
状体１４となし、これを巻取装置１５で巻き取るもので
ある。

なお、バインダアプリケータ１２からの集束剤として
は、でん粉系のもの、プラスチックエマルジョン系のも
の、シラン系のものなど各種のものを用いることができ
る。

巻取装置１５は、駆動装置（図示せず）によって回転さ
れるドラム１６と、該ドラム１６の軸心方向（第１図
（ａ）の矢印Ａ方向）に往復動されるトラバースガイド
１７とを備えており、トラバースガイド１７に引き揃え
たフィラメント群１３を通過させることにより、略均等
厚さの偏平帯状体１４をドラム１６に巻き取ることがで
きるように構成されている。なお、１８は巻取りを安定
させるためのタッチロールである。

フィラメント群１３を通過させて偏平帯状体１４とする
（以下「偏平帯状体１４を通過させる」と称する場合が
ある。）トラバースガイド１７の材質としては、フィラ
メントの摺動性の点から真鍮が最適である。また、その
形状は、偏平帯状体１４がその通過部分のガイド面に整
列滑らかに案内されるもの、即ち、第３図に示す如く、
偏平帯状体１４が通過する部分１４ａが略二等辺三角形
（第３図（ａ））ないし円弧形（第３図（ｂ））状であ
って、該三角形の底辺又は円弧の弦の長さｌが５〜７５
mmとりわけ２０〜６０mm、該三角形の高さ又は円弧の高
さｄが１０〜２０mm、前記長さｌと高さｄとの比ｌ／ｄ
が０．５〜７．５とりわけ１．０〜６．０、また三角形
の頂角の角度θが好ましくは３０〜１５０°程度のもの
が用いられる。なお、第３図（ａ）、（ｂ）において１
７ｂはガイド面、１７ｃはトラバースガイドの保持板で
ある。

このようなトラバースガイド１７を用いることにより、
フィラメントの偏平帯状体１４は、トラバースガイド１
７のガイド面１７ｂに整然と配列されて通過部１７ａを
通過するため、偏平帯状形状を保持しつつ、良好にドラ
ム１６に巻き取ることができる。しかも、トラバースガ
イド１７の偏平帯状体１４の通過部１７ａの形状を変え
ることにより、巻き取るロービングの幅を所望のものに
変化させることができる。

第１図（ａ）、（ｂ）に示す装置では、集束剤を付着さ
せたフィラメント群１３を、ギャザリングロール１９で
案内し、更に集束幅調整ロール２０で案内してトラバー
スガイド１７に導いている。このギャザリングロール１
９及び集束幅調整ロール２０を設けることにより、フィ
ラメント群１３を良好な幅を保持して、偏平帯状体とし
て導くことが可能となる。

ギャザリングロール１９は、周方向に延びる多数の溝が
形成されているものである。その材質としては、摺動性
が高いことからグラファイトが好適である。また、ロー
ル径は７５mm程度が適当である。ギャザリングロール１
９はブッシング１０のチップ１０ａから引き出されてフ
ィラメント群の幅Ｗを維持する作用を有する。なお、こ
のギャザリングロールの代わりに、溝のない平滑なグラ
ファイト製ロールを用いても良い。

集束幅調整ロール２０としては、摺動性の面からグラフ
ァイト製のものが好ましく、その形状は長さ方向に等径
の円柱状でもよいが、第１図（ａ）、（ｂ）に示す如
く、両端部よりも中心部において、その軸心に直交する
断面積が大きい略円柱形状とするのが好適である。この
ような形状の場合、集束幅調整ロール２０は、例えば、
長さ（軸心方向の長さ）が３００mmで、軸心に直交する
断面の直径が中心部で６０mm、両端部で５０mmであるよ
うなものが好ましい。なお、集束幅調整ロールは、真鍮
のワイヤをく字形あるいは円弧形に曲げたものでも代用
できる。これらの集束幅調整ロール２０やワイヤは、フ
ィラメント群１３の幅を拡げる作用を有しており、幅広
偏平なロービングの製造を容易なものとする。

なお、本発明においては、フィラメント群１３を幅広に
保ちながらトラバースガイド１７に導くことが可能であ
るならば、ギャザリングロール１９、集束幅調整ロール
２０はなくても良く、また、いずれか一方のみでも良
い。ギャザリングロール１９及び集束幅調整ロール２０
のいずれか一方のみを設ける場合には、上述の如く、フ
ィラメント群１３の幅をトラバースガイド１７に致るま
で、できるだけ広く保持するために、ギャザリングロー
ル１９又は集束幅調整ロール２０は、設置位置をなるべ
く下方に位置させて設けるのが好ましい。

ギャザリングロール１９、集束幅調整ロール２０は、ま
た、各々複数個設けても良い。

このような本発明のガラス繊維のロービングの製造方法
によれば、第４図に示す如く、偏平断面形状のロービン
グを容易に製造することができる。

なお、第４図（ａ）、（ｂ）は本発明で製造されるガラ
ス繊維のロービングを示し、第４図（ａ）は断面（ロー
ビングの長さ方向と直交する断面）図、第４図（ｂ）は
第４図（ａ）のＢの部分の拡大図である。

本発明においてロービングに引き揃えて集束させるフィ
ラメントの本数は１６００〜１００００本とする。この
フィラメント本数が少ないとロービングをフィラメント
ワインディング法に採用した場合の巻き付け効率の向上
効果が低く、また逆に多過ぎるとロービングとして集束
し難くなる。特に好ましいフィラメントの本数は２００
０〜４００００本である。なお、このフィラメントの径
は特に制限されないが、一般には、平均直径１５〜３０
μｍ、特に約２４μｍ程度のものとするのが好ましい。

また、本発明において、製造されるロービング１は、第
４図（ａ）における偏平断面の厚さａが０．０５〜１．
０mm、幅ｂが５〜３０mm、幅ｂと厚さａとの比ｂ／ａが
２０〜４００とする。厚さａが０．０５mmより薄いとロ
ービングの幅方向の引張強度が不足し、裂け易くなる
等、取り扱い性が悪くなり、１．０mmより厚いと樹脂液
の含浸性能が低下して、ロービングの中心部まで樹脂液
が十分に含浸されなくなる。また、幅ｂが５mmよりも小
さいとフィラメントワインディング法における巻き付け
効率が悪く、作業性も低下する。逆に、幅ｂが３０mmよ
り大きいと使用時に裂けたり折れ曲ったりして取り扱い
性が悪くなる。同様の理由から、幅ｂと厚さａとの比ｂ
／ａは、２０≦ｂ／ａ≦４００、好ましくは３０≦ｂ／
ａ≦２００とする。

本発明の方法によれば、このようなガラス繊維のロービ
ングを、従来のダイレクトロービングワインダー装置を
用いて、極めて容易に製造することが可能であり、ロー
ビングの偏平断面の幅ｂ及び厚さａも、集束幅調整ロー
ルやトラバースガイド等の組み合せで自在に変化させる
ことができる。

［作用］本発明のガラス繊維ロービングの製造方法は、ブッシン
グから引き出される多数のフィラメントをそのまま引き
揃えて、特定形状のトラバースガイドを通過させること
により一本の偏平帯状体として巻き取るため、製造工程
数が少なく、また製造作業も容易であり、極めて高い生
産性でロービングを製造することができる。

しかも、その製造にあたっては、従来のダイレクトロー
ビングワインダー装置を用いることができるため、極め
て有利である。

また、製造されたロービングは、特定寸法のフィラメン
トが平行かつ均一に並んだ偏平帯状体であるため、樹脂
液の含浸性も良好で、しかも、フィラメントワインディ
ング法における巻き付け作業効率の極めて高いものとな
る。勿論、ハンドレーアップ法やスプレーアップ法にお
いても極めて有用である。

［実施例］以下、実施例について説明する。

実施例１第１図（ａ）、（ｂ）に示すような装置を用い、ブッシ
ングから２０００本のフィラメントを引出し、これを引
き揃えて偏平帯状体とし、巻取装置で巻き取り、ガラス
繊維のロービングを製造した。

なお、この際に、集束幅調整ロールとしては、長さ２５
０mmのグラファイトロールを、その軸心とドラムの軸心
との距離が８００mmとなるように設け、ドラムは長さ２
５０mmのものを用いた。また、トラバースガイドとして
は、直径２mmの真鍮棒を曲げて、保持板に溶接した。第
３図（ａ）に示すような形状のものとし、その大きさ
ｌ、ｄ、θを第１表に示す如く種々換えて、製造される
ロービングの偏平形状との関係、即ち、第４図（ａ）に
おける偏平断面の厚さａ、幅ｂ、を調べた。結果を第１
表に示す。

第１表より、本発明の方法によれば、容易に偏平帯状ロ
ービングを製造することができることが明らかである。
しかもトラバースガイドの形状を変えることにより、得
られるロービングの断面形状を変化させることが可能で
ある。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明のガラス繊維のロービングの
製造方法によれば、偏平帯状のロービングを極めて高効
率で製造することができ、その製造コストを大幅に低下
させることができる。また、製造にあたっては、得られ
るロービングの断面形状を変化させることも可能であ
る。しかも、その製造には、従来のダイレクトロービン
グワインター装置を応用することができ、設備費等の面
からも極めて有利である。

しかして、このような本発明の方法で得られたロービン
グはフィラメントが平行かつ均一に並んだ偏平帯状体で
あるため、フィラメントワインディング法における巻き
付け効率が良く、樹脂液の含浸性能に優れ、しかもその
取り扱い性も極めて良好である。このため、本発明で得
られるガラス繊維のロービングによれば、フィラメント
ワインディング法等にて、ＦＲＰを極めて効率良く製造
することができ、しかもロービングの樹脂液含浸ムラ等
がないことから、製造されるＦＲＰは極めて品質良いも
のとなる。本発明で製造されるガラス繊維のロービング
は、ＦＲＰの製造の他、あらゆるガラス繊維製品の製造
分野において極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の実施に好適なガラス繊
維のロービングの製造装置を示す図であって、第１図
（ａ）は正面図、第１図（ｂ）は側面図である。第２図
（ａ）、（ｂ）は従来のスプリットストランドロービン
グの製造装置を示す図であって、第２図（ａ）は正面
図、第２図（ｂ）は側面図である。第３図（ａ）、
（ｂ）はトラバースガイドの例を示す正面図である。第
４図（ａ）、（ｂ）は本発明で製造されるガラス繊維の
ロービングを示し、第４図（ａ）は断面図、第４図
（ｂ）は第４図（ａ）のＢの部分の拡大図である。１０……ブッシング、１１……フィラメント、１２……バインダアプリケータ、１３……フィラメント群、１４……偏平帯状体、１５……巻取装置、１６……ドラム、１７……トラバースガイド、１９……ギャザリングロール、２０……集束幅調整ロール、２１……ガラス繊維のロービング、２２……フィラメント、２３……バインダ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブッシングから引き出される多数のフィラ
メントに集束剤を付着させ、これらをそのまま引き揃え
て一本の偏平帯状体となし、これを巻取装置で巻き取る
ことによりガラス繊維のロービングを製造する方法にお
いて、該巻取装置は、前記偏平帯状体の幅方向と軸心方向とが
平行となるように設けられたドラムと、該ドラムの軸心
方向に往復動されるトラバースガイドとを備えており、
該トラバースガイドに前記引き揃えたフィラメントを通
過させることにより略均等厚さの偏平帯状体としてドラ
ムに巻き取る方法であって、該トラバースガイドはフィラメントが通過する部分が略
二等辺三角形又は円弧形状であって、該三角形の底辺又
は円弧の弦の長さ方向が前記往復動方向であり、その長
さｌが５〜７５mm、該三角形の高さ又は円弧の高さｄが
１０〜２０mm、前記長さｌと高さｄとの比ｌ／ｄが０．
５〜７．５であり、１６００〜１００００本のフィラメントを引き揃え、長
さ方向と直交する断面の厚さａが０．０５〜１．０mm、
幅ｂが５〜３０mm、最大幅ｂと最大厚さａとの比ｂ／ａ
が２０〜４００である偏平帯状体として巻き取ることを
特徴とするガラス繊維のロービングの製造方法。
【請求項２】集束剤を付着させたフィラメントを、周方
向に多数の溝が形成されたギャザリングロールで案内す
る特許請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項３】集束剤を付着させたフィラメントを、平滑
面を有する集束幅調整ロールで案内する特許請求の範囲
第１項又は第２項に記載の方法。
【請求項４】集束幅調整ロールは、両端部よりも中心部
において、その軸心に直交する断面積が大きい略円柱形
状である特許請求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項５】集束幅調整ロールは円柱形状である特許請
求の範囲第３項に記載の方法。
【請求項６】集束剤を付着させたフィラメントをギャザ
リングロール及び集束幅調整ロールで案内する特許請求
の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の方
法。