JPH10296867A - ガラスロービング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解舒した際にストランド束が広がりやすいた
め、ＦＷ成形や引き抜き成形で含浸不良が発生しにく
く、ガラス繊維と直角方向にも補強効果を持つガラスロ
ービングを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のガラスロービングは、シングル
エンドロービングから解舒された第１のストランドの１
本乃至複数本と、ケーキから解舒され、第１のストラン
ドに比べて番手の小さい第２のストランドの複数本が合
糸され、円筒状に回巻きされてなるガラスロービングで
あって、このガラスロービングを使用する際の回巻体内
層からの解舒方向と、このガラスロービングを製造する
際の第１のストランドの半分以上のシングルエンドロー
ビング内層からの解舒方向及び／又は第２のストランド
の半分以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向である
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）の成形法であるフィラメントワインディング
成形（以下、ＦＷ成形という）や引き抜き成形等に用い
られるガラスロービングに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＦＲＰは、ガラス繊維等の補強繊維に液
状の熱硬化性樹脂を含浸させた後、樹脂を硬化させるこ
とによって製造されるものであり、従来からパイプや棒
材等として広く用いられている。

【０００３】このようなＦＲＰの成形法としては、ＦＷ
成形法や引き抜き成形法等が知られている。ＦＷ成形法
は、パイプ状や円筒状の成形体を作製するのに適してお
り、液状の熱硬化性樹脂を含浸したガラスロービング等
の補強材に張力を加えた状態で型（マンドレル）に弛み
のない状態で巻き付けてから樹脂を硬化させる方法であ
る。

【０００４】また引き抜き成形法は、パイプ状、板状、
無空棒状の成形体を作製するのに適しており、液状の熱
硬化性樹脂を含浸させたガラスロービング等の補強材を
所定の断面形状を有する型を通しながら引き抜き、この
間に加熱して樹脂を硬化させる方法である。

【０００５】一般にこの種のガラスロービングを製造す
るには、まず直径が６〜１５μｍのガラスフィラメント
に集束剤を塗布した後、５０〜１６００本集束し、スト
ランド番手が２０〜７３５番手のストランドとしてから
綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取ることによって
ケーキを形成した後で乾燥する。次いで、この乾燥した
ケーキを複数個準備し、各ケーキの内層からストランド
を解舒し、所定本数引き揃え、合糸する方法が採られ
る。

【０００６】またこれとは別の方法として、直径１３〜
２４μｍのガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、
８００〜４０００本集束し、２７５〜４８００番手のス
トランドを作製してから巻き取ることによってシングル
エンドロービングとし、このシングルエンドロービング
からストランドを解舒し、他のストランドと合糸してガ
ラスロービングを作製する方法もある。

【０００７】このようにして円筒状に回巻きされて作製
されたガラスロービングは、ロービングを使用解舒する
際に取り出すための開口部を一端に有する熱収縮フィル
ム等で包装されて出荷される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなケーキを
作製する場合、一般に同一の直径を有するガラスフィラ
メントを集束し、１本のストランドにしてから巻き取っ
たり、同一の直径を有するガラスフィラメントをほぼ同
一本数に分割し、集束して複数本のストランドにしてか
らそれらを巻き取る方法が採られる。

【０００９】また通常、ガラスロービングは、ほぼ同一
の番手を有するストランドの複数本を合糸することによ
って作製されてから円筒状に回巻きされるが、一定の円
筒形状を得るためには、ガラスロービングを構成するス
トランド束全体のテンションを制御する必要がある。こ
のように同種のケーキから解舒されたストランドの場
合、その解舒テンションや最も簡便なテンション付与装
置であるバーテンサーによってかかるテンションのトー
タルタンションが各ストランドでほぼ均一となるため、
いずれのストランドもほとんど弛みがない状態で円筒状
に巻き取られる。

【００１０】そのためこのようなガラスロービングの回
巻体内層からガラスロービングを解舒し、これをＦＷ成
形や引き抜き成形で樹脂に含浸しても、ストランド束が
広がりにくく、含浸不良が発生しやすくなる。

【００１１】特に引き抜き成形の場合、ガラス繊維がほ
とんど一方向に配向しているため、ガラス繊維と直角方
向にはほとんど補強効果がなく、成形品に落下等のわず
かな衝撃が加わったたけで破断することがある。

【００１２】このような成形品の破断を防止するため、
ガラスストランドを渦状に堆積した後、ストランドを接
着し、シート状にしたコンティニュアスストランドマッ
トやガラスストランドを１０〜１００ｍｍに切断、無配
向に堆積した後、ストランドを接着し、シート状にした
チョップドストランドマットをロービングと併用し、成
形することがなされているが、この場合、コンティニュ
アスストランドマットやチョップドストランドマットが
高価であったり、成形時にこれらがちぎれやすい等の問
題がある。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、解舒した際にストランド束が広がりやすいため、Ｆ
Ｗ成形や引き抜き成形で含浸不良が発生しにくく、ガラ
ス繊維と直角方向にも補強効果を持つガラスロービング
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく種々の実験を繰り返した結果、ガラスロー
ビングを構成するストランド束を広がりやすくするに
は、シングルエンドロービングから解舒したストランド
と、このストランドに比べて番手が小さく、ケーキから
解舒したストランドの複数本を合糸すると共に、一部或
いは全部のストランドのシングルエンドロービング内層
及び／又はケーキ内層からの解舒方向と、このガラスロ
ービングを使用する際の回巻体内層からの解舒方向を逆
にすれば良いことを見いだした。

【００１５】つまりガラスロービングを番手の異なる２
種類のストランドから構成すると、番手の小さいストラ
ンドは、番手の大きいストランドに比べて剛直性に劣る
ため、若干弛んだ状態で合糸され、ガラスロービングよ
り解舒した際にストランド束は広がりやすくなる。

【００１６】またこれらのストランドは、合糸する際に
シングルエンドロービングやケーキの内層から解舒され
るため、解舒されたストランドの全てに、その解舒方向
と逆方向の撚りがかかる。例えばシングルエンドロービ
ングやケーキの内層からストランドが解舒される際、時
計回りに解舒されると、ストランドには反時計回りの撚
り（Ｚ撚り）がかかり、逆にシングルエンドロービング
やケーキの内層からストランドが解舒される際、反時計
回りに解舒されると、ストランドには時計回りの撚り
（Ｓ撚り）がかかることになる。

【００１７】そのため例えばシングルエンドロービング
やケーキの内層から時計回りに解舒されたストランド束
を合糸、巻き取り、ガラスロービング回巻体を作製し、
このガラスロービングの回巻体内層から再度時計回りに
ガラスロービングを解舒すると、ガラスロービングを構
成するストランドには合糸時と解舒使用時の２回に亘っ
て反時計回りの解舒撚りがかかることになり、ストラン
ド束は広がりにくくなるが、本発明では、ガラスロービ
ングの解舒使用時に一部或いは全部のストランドの撚り
がほぐれるようにした。

【００１８】すなわち本発明のガラスロービングは、シ
ングルエンドロービングから解舒された第１のストラン
ドの１本乃至複数本と、ケーキから解舒され、第１のス
トランドに比べて番手の小さい第２のストランドの複数
本が合糸され、円筒状に回巻きされてなるガラスロービ
ングであって、このガラスロービングを使用する際の回
巻体内層からの解舒方向と、このガラスロービングを製
造する際の第１のストランドの半分以上のシングルエン
ドロービング内層からの解舒方向及び／又は第２のスト
ランドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向
であることを特徴とする。

【００１９】また本発明のガラスロービングは、好まし
くは第１のストランドと、第２のストランドの番手差が
４００番手以上であることを特徴とし、また第１のスト
ランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が１
６μｍ以上であり、第２のストランドを構成するガラス
フィラメントの単繊維直径が１５μｍ以下であることを
特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明における第１のストランドは、第２のス
トランドに比べて、ストランド番手が大きいため、剛直
となる。よって第１のストランドを、第２のストランド
と合糸すると、その剛直さにより第１のストランドは合
糸される際のテンションが第２のストランドのそれより
大きくなるため、第２のストランドは第１のストランド
の周囲に若干弛んだ状態で合糸されることになる。この
ことにより、これらを合糸したガラスロービングを構成
するストランド束は広がりやすくなる。

【００２１】また本発明においては、ガラスロービング
を使用する際の回巻体内層からの解舒方向と、このガラ
スロービングを製造する際の第１のストランドの半分以
上のシングルエンドロービングからの解舒方向及び／又
は第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解舒
方向を逆方向にしているため、ガラスロービングを使用
する際に、一部或いは全部のストランドの撚りがほぐ
れ、広がりやすくなる。

【００２２】さらに本発明においては、ガラスロービン
グを製造する際の第１のストランドのシングルエンドロ
ービング内層からの解舒方向と、第２のストランドのケ
ーキ内層からの解舒方向を逆方向にすると、ガラスロー
ビングの解舒時に撚りがほぐされるストランド（ストラ
ンドＡ）と、さらに撚りがかかるストランド（ストラン
ドＢ）が併存することになるため、より好ましい。

【００２３】すなわち時計回りに解舒されたストランド
と、反時計回りに解舒されたストランドを合糸すると、
それらはお互い逆方向に解舒撚りがかかることになる。
こうして作製したガラスロービングを使用する際、回巻
体内層からの解舒時に一方のストランド（ストランド
Ａ）は撚りがほぐされることになり、他方のストランド
（ストランドＢ）には、さらに撚りがかかることにな
る。

【００２４】その結果、合糸された際には、ほぼ等長で
あったストランドＡ、Ｂは、ロービング回巻体から解舒
されることによって、ストランドＡの見かけ糸長が長く
なり、ストランドＢの見かけ糸長が短くなる。このこと
によりストランドＡは、ストランドＢの周囲に弛んで位
置する状態となるため、ストランド束が広がりやすい。

【００２５】こうして作製されたガラスロービングをＦ
Ｗ成形や引き抜き成形に使用すると、ガラス繊維と直角
方向にも補強効果を持ち、また成形品での含浸不良が少
なくなり、良品率が向上する。

【００２６】このような効果は、ＦＷ成形や引き抜き成
形を行う成形設備の含浸装置、マンドレル、金型にもよ
るが、通常、ガラスロービングの回巻体内層からの解舒
方向と、このガラスロービングを製造する際の第１のス
トランドの半分以上のシングルエンドロービング内層か
らの解舒方向もしくは、第２のストランドの半分以上の
ケーキ内層からの解舒方向が逆方向であれば得られ、特
にガラスロービング回巻体内層からの解舒方向と、第２
のストランドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向を
逆方向にすると効果が大きい。さらにガラスロービング
の回巻体内層からの解舒方向と、第１のストランドの全
てのシングルエンドロービング内層からの解舒方向、又
は第２のストランドの全てのケーキ内層からの解舒方向
を逆方向にした方が効果は顕著である。因みにここで言
うストランドの半分以上とは、番手を基準とするもので
ある。

【００２７】また本発明において第１のストランドと第
２のストランドの番手差を４００番手以上にすると、第
２のストランドの弛みがより大きくなり、さらに第１の
ストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径
を１６μｍ以上、第２のストランドを構成するガラスフ
ィラメントの単繊維直径を１５μｍ以下にすると、第１
のストランドを構成するガラスフィラメント自体が第２
のストランドを構成するガラスフィラメントより剛直と
なり、第１のストランドは、第２のストランドに比べて
より一層剛直となる。その結果、両者の糸長差が大きく
なり、且つ、第２のストランドの弛みがより大きくな
り、ストランド束がさらに広がりやすくなるため好まし
い。

【００２８】尚、本発明のようにシングルエンドロービ
ングから解舒された第１のストランドを用いると、ケー
キから解舒されたストランドだけを用いる場合に比べ
て、ガラス繊維の解舒方向を確認、区別、管理すること
が容易であり、特に高速で多数のストランドを合糸する
際の作業性が向上するという利点もある。

【００２９】

【実施例】以下、本発明のガラスロービングを実施例及
び比較例に基づいて詳細に説明する。

【００３０】（実施例１）まず単繊維直径１６．７μｍ
のガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、これらの
２０００本を集束し、１１５０番手のストランド（第１
のストランド）としてから綾を掛けながら円筒状に巻き
取り、乾燥することによって強熱減量０．４重量％のシ
ングルエンドロービングを作製した。

【００３１】上記集束剤としては、結束剤として常温液
状エポキシエマルジョン（日本エヌエヌシー株式会社
製：エポルジョンＥＡ−７）を７．０重量％、シランカ
ップリング剤としてγ−メタクリロキシプロピル・トリ
メトキシシラン（日本ユニカー株式会社製：Ａ−１７
４）を０．２重量％、潤滑剤としてカチオン界面活性剤
を０．０３重量％、残部水からなるものを使用した。

【００３２】また単繊維直径１３．３μｍのガラスフィ
ラメントに集束剤を塗布した後、これらの８００本を集
束し、２９０番手のストランド（第２のストランド）と
してから綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取り、乾
燥することによって強熱減量０．４重量％のケーキを作
製した。

【００３３】上記集束剤としては、結束剤として酢ビエ
マルジョン（日本エヌエスシー株式会社製：ヨドゾール
ＬＤ−１０１０）を７．０重量％、シランカップリング
剤としてγ−メタクリロキシプロピル・トリメトキシシ
ラン（日本ユニカー株式会社製：Ａ−１７４）を０．２
重量％、潤滑剤としてカチオン界面活性剤を０．０３重
量％、残部水からなるものを使用した。

【００３４】次に上記シングルエンドロービング２個の
内層から第１のストランドを時計回りに解舒し、また上
記ケーキ２４個の内層から第２のストランドを時計回り
に解舒し、各ストランドを合糸してから円筒状に巻き取
ることによって、９２６０番手のガラスロービングの回
巻体を作製した。

【００３５】そして、このガラスロービング回巻体を３
個準備し、これらの内層から反時計回りにロービングを
解舒し、ニップロール式含浸槽にて不飽和ポリエステル
樹脂を含浸、０．５ｍ／分の速さで引き抜き成形を実施
し、直径６ｍｍの無空棒状引き抜き成形品を作製した。
尚、引き抜き成形の際にはストランド束の弛みが見られ
た。

【００３６】こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目
視にて観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエス
テル樹脂の含浸状態は良好であった。

【００３７】（実施例２）実施例１と同様に作製したシ
ングルエンドロービングを２個準備し、その内層から第
１のストランドを反時計回りに解舒した以外は、全て実
施例１と同じ条件でガラスロービングの回巻体を作製し
た。次いでこのガラスロービング回巻体を３個準備し、
これらの内層から反時計回りにガラスロービングを解舒
し、ニップロール式含浸槽にて不飽和ポリエステル樹脂
を含浸、０．５ｍ／分の速さで引き抜き成形を実施し、
直径６ｍｍの無空棒状引き抜き成形品を作製したとこ
ろ、引き抜き成形の際に、ストランド束の弛みが見られ
た。

【００３８】こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目
視で観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエステ
ル樹脂の含浸状態は良好であった。

【００３９】（比較例）実施例１と同様に１３．３μｍ
のガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、これらの
８００本を集束し、２９０番手のストランドとしてから
綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取り、乾燥するこ
とによって強熱減量０．４重量％のケーキを作製した。

【００４０】そしてこれらのケーキ３２個の内層からス
トランドを反時計回りに解舒し、これらを合糸してから
円筒状に巻き取ることによって９２８０番手のガラスロ
ービングの回巻体を作製した。

【００４１】次いでこのガラスロービング回巻体を３個
準備し、これらの内層から反時計回りにガラスロービン
グを解舒し、実施例１と同様の方法で直径６ｍｍの無空
棒状引き抜き成形品を作製したところ、引き抜き成形の
際にストランド束の弛みは見られなかった。

【００４２】こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目
視にて観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエス
テル樹脂の含浸状態に一部不具合があり、未含浸状態の
ストランドが観察された。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明のガラスロービング
をＦＷ成形や引き抜き成形に使用すると、成形時にスト
ランド束が広がりやすく、樹脂のストランドへの含浸が
良好になり、成形品での含浸不良が少なくなり、良品率
が向上する。またガラス繊維と直角方向にも補強効果を
有する引き抜き成形品を得ることができる。

【００４４】さらに本発明では、シングルエンドロービ
ングを用いるため、ガラス繊維の解舒方向を確認、区
別、管理することが容易となり、多数のストランドを合
糸する際に特に有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 一馬 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本電 気硝子株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シングルエンドロービングから解舒され
   た第１のストランドの１本乃至複数本と、ケーキから解
   舒され、第１のストランドに比べて番手の小さい第２の
   ストランドの複数本が合糸され、円筒状に回巻きされて
   なるガラスロービングであって、このガラスロービング
   を使用する際の回巻体内層からの解舒方向と、このガラ
   スロービングを製造する際の第１のストランドの半分以
   上のシングルエンドロービング内層からの解舒方向及び
   ／又は第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの
   解舒方向が逆方向であることを特徴とするガラスロービ
   ング。
2. 【請求項２】 第１のストランドと、第２のストランド
   の番手差が、４００番手以上であることを特徴とする請
   求項１記載のガラスロービング。
3. 【請求項３】 第１のストランドを構成するガラスフィ
   ラメントの単繊維直径が１６μｍ以上であり、第２のス
   トランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が
   １５μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２記載
   のガラスロービング。