JPH10297932A - 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、１個乃至
複数個の予備ロービングから解舒された第１のストラン
ドの複数本と、ケーキから解舒され、第１のストランド
に比べて番手の大きい第２のストランドの１本乃至複数
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
造する際の半分以上の第１のストランドの予備ロービン
グの内層からの解舒方向及び／又は半分以上の第２のス
トランドのケーキの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】このようにして作製されたガラスロービン
グは、円筒状に回巻きされ、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。

【０００７】

【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。

【０００８】また通常、ガラスロービングは、複数個の
ケーキから、ほぼ同一の番手を有するストランドの複数
本を合糸してから円筒状に回巻きすることによって作製
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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】

【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、予め複数本のストランドを合糸した予備ロービング
の内層から解舒したストランドと、この予備ロービング
を構成するストランドに比べて番手が大きく、ケーキの
内層から解舒したストランドを合糸すると共に、一部或
いは全部の予備ロービングの内層からのストランドの解
舒方向及び／又は一部或いは全部のケーキの内層からの
ストランドの解舒方向と、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。

【００１４】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、広がりやすくなる。

【００１５】また通常、ストランドは、合糸する際にケ
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
ばケーキ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、逆にケーキ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。

【００１６】さらに本発明における予備ロービングは、
複数個のケーキからストランドを解舒し、これらを合
糸、巻き取ることによって作製され、合糸されたストラ
ンドの束は、１１５０〜７０００番手となるが、このよ
うなストランドの束が予備ロービング内層から解舒され
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】そのため例えば複数個のケーキ内層や予備
ロービングの内層から時計回りに解舒されたストランド
や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やストランド束には合
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やストランド束の撚りがほぐれ
るようにした。

【００１８】すなわち本発明のガラスロービングは、１
個及至複数個の予備ロービングから解舒された第１のス
トランドの複数本と、ケーキから解舒され、第１のスト
ランドに比べて番手の大きい第２のストランドの１本乃
至複数本が合糸され、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
グを製造する際の半分以上の第１のストランドの予備ロ
ービングの内層からの解舒方向及び／又は半分以上の第
２のストランドの半分以上のケーキの内層からの解舒方
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
５μｍ以下であり、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１６μｍ以上であることを
特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明における第２のストランドは、第１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２のストランドを、第１のストランド
と合糸すると、その剛直さにより第２のストランドは合
糸される際のテンションが第１のストランドのそれより
大きくなるため、第１のストランドは第２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半分以上の第１のストラン
ドの予備ロービングの内層からの解舒方向及び／又は半
分以上の第２のストランドのケーキの内層からの解舒方
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やストランド束の
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
グを製造する際の半分以上の第１のストランドの予備ロ
ービングの内層からの解舒方向と、半分以上の第２のス
トランドのケーキの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
ランドやストランド束（ストランドＡ）と、さらに撚り
がかかるストランドやストランド束（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
やストランド束と、反時計回りに解舒されたストランド
やストランド束を合糸すると、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
方のストランドやストランド束（ストランドＡ）は撚り
がほぐされることになり、他方のストランドやストラン
ド束（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、ガラス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り、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
際の半分以上の第１のストランドの予備ロービングの内
層からの解舒方向もしくは半分以上の第２のストランド
のケーキの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１のストランドの予備ロービングの内層からの解
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、全ての第１の
ストランドの予備ロービングの内層からの解舒方向、又
は全ての第２のストランドのケーキの内層からの解舒方
向を逆方向にした方が効果は顕著である。因みにここで
言う半分以上とは、ストランド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
１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１５μｍ以下、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１６μｍ以上にすると、第２
のストランドを構成するガラスフィラメント自体が第１
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２のストランドは、第１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１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、本発明では予め複数本のストランドが
合糸された予備ロービングを用いるが、この予備ロービ
ングを作製する際のケーキ内層からの解舒方向は特に限
定されない。また、予備ロービングを用いればケーキか
ら解舒されたストランドのみ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束を合糸する際に
作業性が向上するという利点も得られる。

【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１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、次いでこのケーキ８個の内層から第
１のストランドを時計回りに解舒し、合糸することによ
って、２３２０番手の予備ロービングを巻き取り、作製
した。

【００３１】また単繊維直径１８．７μｍのガラスフィ
ラメントに集束剤を塗布した後、これらの１６００本を
集束し、１１５０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（第２のケーキ）を作製した。

【００３２】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。

【００３３】次に第１のストランドからなる予備ロービ
ング３個の内層から予備ロービングを時計回りに解舒
し、また第２のケーキ２個の内層から第２のストランド
を時計回りに解舒し、これらを合糸してから円筒状に巻
き取ることによって、９２６０番手のガラスロービング
回巻体を作製した。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】（実施例２）実施例１と同様の第２のケー
キを２個準備し、それらの内層から第２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、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。

【００３７】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。

【００３８】（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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】

【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、しかも合糸時
に解舒される解舒体の個数が少なくなるので、ケーキよ
り解舒された複数本のストランドだけを合糸する場合に
比べて作業性を大幅に向上させることができる。

【００４３】さらに本発明では、予め複数本のストラン
ドが合糸されてある予備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】 １個及至複数個の予備ロービングから解
   舒された第１のストランドの複数本と、ケーキから解舒
   され、第１のストランドに比べて番手の大きい第２のス
   トランドの１本乃至複数本が合糸され、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半分以上の第１のス
   トランドの予備ロービングの内層からの解舒方向及び／
   又は半分以上の第２のストランドのケーキの内層からの
   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１５μｍ以下であり、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
   １６μｍ以上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。