JPH11147211A - 竹繊維を主材としたチョップドストランドマット及びその製造方法 - Google Patents
竹繊維を主材としたチョップドストランドマット及びその製造方法Info
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- JPH11147211A JPH11147211A JP31493697A JP31493697A JPH11147211A JP H11147211 A JPH11147211 A JP H11147211A JP 31493697 A JP31493697 A JP 31493697A JP 31493697 A JP31493697 A JP 31493697A JP H11147211 A JPH11147211 A JP H11147211A
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- Japan
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- chopped strand
- bamboo
- strand mat
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガラス繊維のように製造現場での健康上の悪影
響がなく、廃棄物の焼却も容易で、ガラス繊維に匹敵す
る弾性力や剛性を有し、軽量で安価に製造できるチョッ
プドストランドマットを提供する。 【解決手段】最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜５００ｍ
ｍの竹の線材を接着、成形して成ることを特徴とする。
響がなく、廃棄物の焼却も容易で、ガラス繊維に匹敵す
る弾性力や剛性を有し、軽量で安価に製造できるチョッ
プドストランドマットを提供する。 【解決手段】最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜５００ｍ
ｍの竹の線材を接着、成形して成ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック（ＦＲＰ）に用いるチョップドストランドマットに
関し、特に竹繊維を主材としたチョップドストランドマ
ットとその製造方法に関する。
ック（ＦＲＰ）に用いるチョップドストランドマットに
関し、特に竹繊維を主材としたチョップドストランドマ
ットとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハンドレイアップ法によるＦＲＰ成型の
強化用繊維には、ガラス繊維、麻クロス、ナイロンクロ
ス、ポリエステルクロスなどの無機質繊維、植物性繊
維、合成樹脂繊維などが用いられる。これらの繊維には
それぞれ一長一短があり、使用目的に応じて使い分けら
れるが、その中でも弾力性に富み、剛性の高いガラスチ
ョップドストランドマットが最も一般的にかつ大量に使
用されている。
強化用繊維には、ガラス繊維、麻クロス、ナイロンクロ
ス、ポリエステルクロスなどの無機質繊維、植物性繊
維、合成樹脂繊維などが用いられる。これらの繊維には
それぞれ一長一短があり、使用目的に応じて使い分けら
れるが、その中でも弾力性に富み、剛性の高いガラスチ
ョップドストランドマットが最も一般的にかつ大量に使
用されている。
【０００３】しかしながら、ガラス繊維は、折れた小片
が浮遊し、人体に刺さったり吸引されたりするため、そ
の作業現場は健康上劣悪な状態にある。また、使用済み
ＦＲＰ製品の廃棄物も、含有するガラス繊維が焼却され
ず、その処理が社会問題化しているのが現状である。
が浮遊し、人体に刺さったり吸引されたりするため、そ
の作業現場は健康上劣悪な状態にある。また、使用済み
ＦＲＰ製品の廃棄物も、含有するガラス繊維が焼却され
ず、その処理が社会問題化しているのが現状である。
【０００４】ＦＲＰ製品は、ガラス繊維の出現によって
大きく発達したが、その劣悪な作業環境は当初から変わ
らず、廃棄品の処理にも多大の問題があった。
大きく発達したが、その劣悪な作業環境は当初から変わ
らず、廃棄品の処理にも多大の問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためなされたものであり、その目的とすると
ころは、ガラス繊維のような健康上の悪影響がなく、廃
棄物の焼却も容易で、しかもガラス繊維に匹敵する弾性
力や剛性を有し、ガラス繊維によるものより軽量で安価
に製造できるチョップドストランドマットとその製造方
法を提供することにある。
を解決するためなされたものであり、その目的とすると
ころは、ガラス繊維のような健康上の悪影響がなく、廃
棄物の焼却も容易で、しかもガラス繊維に匹敵する弾性
力や剛性を有し、ガラス繊維によるものより軽量で安価
に製造できるチョップドストランドマットとその製造方
法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意検討の結果、適当な弾力性と剛性を持
つ竹に着目し、本発明を完成した。即ち、本発明に係る
チョップドストランドマットは、竹の線材を接着、成形
して成ることを特徴とする。竹の線材としては、最大径
0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜５００ｍｍのものが好適に用
いられる。製造すべきチョップドストランドマットの厚
さは約１ｍｍのものが最も多く利用され、また、１ｍ2
当たり５０〜１０００ｇの密度で竹の線材を用いること
により、所望の弾力性等を得ることができる。
解決するため鋭意検討の結果、適当な弾力性と剛性を持
つ竹に着目し、本発明を完成した。即ち、本発明に係る
チョップドストランドマットは、竹の線材を接着、成形
して成ることを特徴とする。竹の線材としては、最大径
0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜５００ｍｍのものが好適に用
いられる。製造すべきチョップドストランドマットの厚
さは約１ｍｍのものが最も多く利用され、また、１ｍ2
当たり５０〜１０００ｇの密度で竹の線材を用いること
により、所望の弾力性等を得ることができる。
【０００７】また、本発明に係るチョップドストランド
マットの製造方法は、最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜
５００ｍｍの竹の線材を作製するステップと、上記竹の
線材に接着剤を塗布又は混合するステップと、接着剤を
塗布又は混合した竹線材を加圧、賦型するステップと、
から成ることを特徴とする。上記竹の線材を作製するス
テップにおいて、竹の線材の水分含有率を３３重量％程
度にする乾燥ステップを設けることが推奨される。
マットの製造方法は、最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜
５００ｍｍの竹の線材を作製するステップと、上記竹の
線材に接着剤を塗布又は混合するステップと、接着剤を
塗布又は混合した竹線材を加圧、賦型するステップと、
から成ることを特徴とする。上記竹の線材を作製するス
テップにおいて、竹の線材の水分含有率を３３重量％程
度にする乾燥ステップを設けることが推奨される。
【０００８】ガラス繊維のヤーンと呼ばれる単繊維の太
さは数μｍから数十μｍであり、これを数百本合わせた
ものがストランドと称される。このストランドを数十ｍ
ｍに切断し、ランダムにシート状に接着したものがガラ
スチョップドストランドマットである。一方、竹の単繊
維の太さは数十μｍであり、この単繊維が数百本含まれ
る程度に原料の竹を切削、破砕したものが、本発明でい
う「竹の線材（『竹線材』ともいう。）」であり、ガラ
スストランドに相当するものであって、この「竹の線
材」は植物繊維ながら、弾性力、剛性等においてガラス
繊維に十分匹敵するものである。
さは数μｍから数十μｍであり、これを数百本合わせた
ものがストランドと称される。このストランドを数十ｍ
ｍに切断し、ランダムにシート状に接着したものがガラ
スチョップドストランドマットである。一方、竹の単繊
維の太さは数十μｍであり、この単繊維が数百本含まれ
る程度に原料の竹を切削、破砕したものが、本発明でい
う「竹の線材（『竹線材』ともいう。）」であり、ガラ
スストランドに相当するものであって、この「竹の線
材」は植物繊維ながら、弾性力、剛性等においてガラス
繊維に十分匹敵するものである。
【０００９】
【実施例】本発明で用いる竹の線材は、マダケ、モウソ
ウダケ、ササ、バンブー等の原料竹を切削、殴打、ロー
ラー開繊等の手段により最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０
〜５００ｍｍ、望ましくは太さ0.５〜１.5ｍｍ、長さ3
０〜1 ００ｍｍ程度に調整される。竹線材の径が0.３ｍ
ｍ未満、長さが１０ｍｍ未満であると、必要な弾力性や
剛性が得られず、径が２ｍｍ、長さが５００ｍｍを超え
ると成型が困難になる。また、マット１ｍ2 当たりの竹
線材の集積密度は５０〜１０００ｇとするのが望まし
く、５０ｇ／ｍ2 未満では必要な弾力性や剛性が得られ
ず、１０００ｇ／ｍ2 を超えると接着性が低下したり、
ハンドレイアップされる樹脂の量が不充分となり、ＦＲ
Ｐに必要を物性が得られない。なお、生の竹は５０重量
％程度の水分を含有しているので、これが３３重量％程
度になるまで乾燥させるのが望ましい。このように乾燥
させた竹の線材の比重は0.８程度であり、ガラス繊維の
比重が２.5程度であるのに比べて３分の１程度であるの
で、製品を大幅に軽量化できる。また、竹の線材は、Ｆ
ＲＰのマトリックスに使用される不飽和ポリエステル樹
脂等との相和性も良好である。
ウダケ、ササ、バンブー等の原料竹を切削、殴打、ロー
ラー開繊等の手段により最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０
〜５００ｍｍ、望ましくは太さ0.５〜１.5ｍｍ、長さ3
０〜1 ００ｍｍ程度に調整される。竹線材の径が0.３ｍ
ｍ未満、長さが１０ｍｍ未満であると、必要な弾力性や
剛性が得られず、径が２ｍｍ、長さが５００ｍｍを超え
ると成型が困難になる。また、マット１ｍ2 当たりの竹
線材の集積密度は５０〜１０００ｇとするのが望まし
く、５０ｇ／ｍ2 未満では必要な弾力性や剛性が得られ
ず、１０００ｇ／ｍ2 を超えると接着性が低下したり、
ハンドレイアップされる樹脂の量が不充分となり、ＦＲ
Ｐに必要を物性が得られない。なお、生の竹は５０重量
％程度の水分を含有しているので、これが３３重量％程
度になるまで乾燥させるのが望ましい。このように乾燥
させた竹の線材の比重は0.８程度であり、ガラス繊維の
比重が２.5程度であるのに比べて３分の１程度であるの
で、製品を大幅に軽量化できる。また、竹の線材は、Ｆ
ＲＰのマトリックスに使用される不飽和ポリエステル樹
脂等との相和性も良好である。
【００１０】〔実施例１〕上記の如く製造した竹線材４
５０ｇを、攪拌棒を備えたミキサー中で攪拌しつつ、遊
離のイソシアネート基６％を含むウレタンプレポリマー
７０ｇをスプレーしてまんべんなく吹き付けた。これ
を、１０００ｍｍ×１０００ｍｍの金型中にランダムに
振り撒き、ほぼ均一になるように平らにならした。この
ときの金型の底面からの材料の厚みは１０ｍｍであっ
た。これを上方よりプレス用平板で圧縮して１ｍｍの厚
さになるように保持し、プレポリマーが硬化した後取り
出した。成型物は１ｍｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍ
の竹線材マットであり、ＦＲＰに用い得るいわゆるチョ
ップドストランドマットを得た。なお、イソシアネート
系の接着剤を用いる場合は、金型の底面に無数の小孔を
明け、ここから５ｋｇ程度の蒸気を注入するようにすれ
ば、接着剤の硬化時間を１〜２分にまで短縮できる。
５０ｇを、攪拌棒を備えたミキサー中で攪拌しつつ、遊
離のイソシアネート基６％を含むウレタンプレポリマー
７０ｇをスプレーしてまんべんなく吹き付けた。これ
を、１０００ｍｍ×１０００ｍｍの金型中にランダムに
振り撒き、ほぼ均一になるように平らにならした。この
ときの金型の底面からの材料の厚みは１０ｍｍであっ
た。これを上方よりプレス用平板で圧縮して１ｍｍの厚
さになるように保持し、プレポリマーが硬化した後取り
出した。成型物は１ｍｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍ
の竹線材マットであり、ＦＲＰに用い得るいわゆるチョ
ップドストランドマットを得た。なお、イソシアネート
系の接着剤を用いる場合は、金型の底面に無数の小孔を
明け、ここから５ｋｇ程度の蒸気を注入するようにすれ
ば、接着剤の硬化時間を１〜２分にまで短縮できる。
【００１１】〔実施例２〕上記竹線材３００ｇに、熱硬
化性のパウダー状のフェノール樹脂３０ｇを混ぜ合わせ
た後、２２０℃の加熱装置を備えた１０００ｍｍ×１０
００ｍｍの金型中にランダムに投入し、均一になるよう
に平らにならした。これを上方よりプレス用平板で１ｍ
ｍの厚さに圧縮すると共に２２０℃に加熱し、１分間保
持した後取り出した。得られた竹線材チョップドストラ
ンドマットは、見掛け密度0.３ｇ／ｃｍ2 であった。
化性のパウダー状のフェノール樹脂３０ｇを混ぜ合わせ
た後、２２０℃の加熱装置を備えた１０００ｍｍ×１０
００ｍｍの金型中にランダムに投入し、均一になるよう
に平らにならした。これを上方よりプレス用平板で１ｍ
ｍの厚さに圧縮すると共に２２０℃に加熱し、１分間保
持した後取り出した。得られた竹線材チョップドストラ
ンドマットは、見掛け密度0.３ｇ／ｃｍ2 であった。
【００１２】〔実施例３〕上記竹線材１００ｇに、熱可
塑性のパウダー状ポリエステル樹脂１０ｇを混ぜ合わせ
た後、１７０℃の加熱装置及び冷却装置を備えた１００
０ｍｍ×１０００ｍｍの金型中にランダムに投入し、均
一になるように平らにならした。これを上方よりプレス
用平板で１ｍｍの厚さに圧縮すると共に１７０℃に加熱
し、１分間保持した後、更に３分間冷却した後取り出し
た。得られた竹線材チョップドストランドマットは、見
掛け密度0.１ｇ／ｃｍ2 であった。
塑性のパウダー状ポリエステル樹脂１０ｇを混ぜ合わせ
た後、１７０℃の加熱装置及び冷却装置を備えた１００
０ｍｍ×１０００ｍｍの金型中にランダムに投入し、均
一になるように平らにならした。これを上方よりプレス
用平板で１ｍｍの厚さに圧縮すると共に１７０℃に加熱
し、１分間保持した後、更に３分間冷却した後取り出し
た。得られた竹線材チョップドストランドマットは、見
掛け密度0.１ｇ／ｃｍ2 であった。
【００１３】〔実施例４〕これまでの実施例は、金型を
用いて竹線材チョップドストランドマットを１枚づつ製
造する形式であったが、次に、これを連続的に製造する
実施例につき、図１を参照しつつ説明する。前記と同様
にして製造した竹線材に、接着剤として重量比１０％の
イソシアネート系プレポリマーを混じた材料Ａを、幅１
ｍのコンベアー１上に載せ、分速５ｍで送りながら、回
転ブラシ５を高速で回転させ、材料Ａを下のコンベアー
２上に吹き飛ばす。回転ブラシ５は、弾性に富む真鍮製
等の剛毛を用い、毛長５０ｍｍ程度のものが望ましい。
また、ブラシの回転スピードは、１０００〜２０００Ｒ
ＰＭ程度とするのが好ましい。このように吹き飛ばされ
た材料Ａは、金網製のコンベアー２上に薄く均一に撒布
され、堆積する。この場合、コンベアー２上に３０ｇ／
ｍ2 程度の不織布６を連続的に供給して敷いておくよう
にしてもよい。コンベアー２は、分速１ｍ〜１０ｍ程度
の範囲内で変速可能なようにしておくことにより、その
速度に応じて製品の単位面積当たりの重さを容易に調節
できる。この実施例の場合、分速５ｍで動かし、ランダ
ムに撒布された材料Ａが約１０ｍｍの厚さに均一に堆積
した上に、もう１枚の不織布７をかぶせ、竹線材を２枚
の不織布でサンドイッチ状に挟んだ状態にして、コンベ
アー３で厚さ１ｍｍに圧縮する。コンベアー３は約５ｍ
の長さを有する。竹線材に接着剤を混合した材料Ａは、
コンベアー３で圧縮された状態で移動しながら、コンベ
アー３の下面に設けた無数の小孔を有する蒸気噴射パイ
プ４からの蒸気を吹き付けられる。これにより、材料Ａ
に混入された前記イソシアネート系プレポリマーは約１
分間で硬化し、材料Ａは不織布と共に接着されて、厚さ
１ｍｍ、幅１ｍの長尺ロール状の竹線材チョップドスト
ランドマットＢが得られる。接着剤の種類に応じて、蒸
気噴射パイプ４の代わりに、加熱装置や冷却装置を設け
ることも勿論可能であり、そうすることによって、前記
実施例２や実施例３で製造したチョップドストランドマ
ットを連続的に量産できる。
用いて竹線材チョップドストランドマットを１枚づつ製
造する形式であったが、次に、これを連続的に製造する
実施例につき、図１を参照しつつ説明する。前記と同様
にして製造した竹線材に、接着剤として重量比１０％の
イソシアネート系プレポリマーを混じた材料Ａを、幅１
ｍのコンベアー１上に載せ、分速５ｍで送りながら、回
転ブラシ５を高速で回転させ、材料Ａを下のコンベアー
２上に吹き飛ばす。回転ブラシ５は、弾性に富む真鍮製
等の剛毛を用い、毛長５０ｍｍ程度のものが望ましい。
また、ブラシの回転スピードは、１０００〜２０００Ｒ
ＰＭ程度とするのが好ましい。このように吹き飛ばされ
た材料Ａは、金網製のコンベアー２上に薄く均一に撒布
され、堆積する。この場合、コンベアー２上に３０ｇ／
ｍ2 程度の不織布６を連続的に供給して敷いておくよう
にしてもよい。コンベアー２は、分速１ｍ〜１０ｍ程度
の範囲内で変速可能なようにしておくことにより、その
速度に応じて製品の単位面積当たりの重さを容易に調節
できる。この実施例の場合、分速５ｍで動かし、ランダ
ムに撒布された材料Ａが約１０ｍｍの厚さに均一に堆積
した上に、もう１枚の不織布７をかぶせ、竹線材を２枚
の不織布でサンドイッチ状に挟んだ状態にして、コンベ
アー３で厚さ１ｍｍに圧縮する。コンベアー３は約５ｍ
の長さを有する。竹線材に接着剤を混合した材料Ａは、
コンベアー３で圧縮された状態で移動しながら、コンベ
アー３の下面に設けた無数の小孔を有する蒸気噴射パイ
プ４からの蒸気を吹き付けられる。これにより、材料Ａ
に混入された前記イソシアネート系プレポリマーは約１
分間で硬化し、材料Ａは不織布と共に接着されて、厚さ
１ｍｍ、幅１ｍの長尺ロール状の竹線材チョップドスト
ランドマットＢが得られる。接着剤の種類に応じて、蒸
気噴射パイプ４の代わりに、加熱装置や冷却装置を設け
ることも勿論可能であり、そうすることによって、前記
実施例２や実施例３で製造したチョップドストランドマ
ットを連続的に量産できる。
【００１４】
【発明の効果】上記の如く生産された本発明の竹線材チ
ョップドストランドマットは、その剛性、弾力性、樹脂
との相和性等の点でいずれもガラス繊維に劣らず、これ
により、ガラス繊維を使用しないＦＲＰ製品の開発が可
能となり、作業環境の改善、比重がガラス繊維の約１／
３と軽いこと等の特徴を有するため、コストダウン、軽
量化、廃棄物の焼却の容易さなど、多大のメリットが見
込まれる。特に、近年、自動車内装材の補強材としてガ
ラスチョップドストランドマットが大量に使用されてい
るが、前述したような欠点に悩まされており、それらの
問題はいまだ全く解決されていないが、本発明に係る竹
繊維を主材としたチョップドストランドマットによると
きは、かかる問題点のすべてを解決し得るものである。
ョップドストランドマットは、その剛性、弾力性、樹脂
との相和性等の点でいずれもガラス繊維に劣らず、これ
により、ガラス繊維を使用しないＦＲＰ製品の開発が可
能となり、作業環境の改善、比重がガラス繊維の約１／
３と軽いこと等の特徴を有するため、コストダウン、軽
量化、廃棄物の焼却の容易さなど、多大のメリットが見
込まれる。特に、近年、自動車内装材の補強材としてガ
ラスチョップドストランドマットが大量に使用されてい
るが、前述したような欠点に悩まされており、それらの
問題はいまだ全く解決されていないが、本発明に係る竹
繊維を主材としたチョップドストランドマットによると
きは、かかる問題点のすべてを解決し得るものである。
【図１】本発明に係る竹繊維を主材としたチョップドス
トランドマットを連続的に製造する装置の概要を示す説
明図である。
トランドマットを連続的に製造する装置の概要を示す説
明図である。
Ａ 竹線材に接着剤を混入した材料 Ｂ チョップドストランドマット製品 １〜３ コンベアー ４ 蒸気噴射パイプ ５ 回転ブラシ ６，７ 不織布
Claims (6)
- 【請求項１】竹の線材を接着、成形して成るチョップド
ストランドマット。 - 【請求項２】最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜５００ｍ
ｍの竹の線材を用いる請求項１に記載のチョップドスト
ランドマット。 - 【請求項３】厚さ約１ｍｍに成形した請求項１又は２に
記載のチョップドストランドマット。 - 【請求項４】１ｍ2 当たり５０〜１０００ｇの密度で竹
の線材を用いた請求項１から３までのいずれかに記載の
チョップドストランドマット。 - 【請求項５】最大径0.３〜２ｍｍ、長さ１０〜５００ｍ
ｍの竹の線材を作製するステップと、 上記竹の線材に接着剤を塗布又は混合するステップと、 接着剤を塗布又は混合した竹線材を加圧、賦型するステ
ップと、 から成る竹繊維を主材としたチョップドストランドマッ
トの製造方法。 - 【請求項６】上記竹の線材を作製するステップが、竹の
線材の水分含有率を３３重量％程度にする乾燥ステップ
を含む請求項５に記載の竹繊維を主材としたチョップド
ストランドマットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31493697A JPH11147211A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 竹繊維を主材としたチョップドストランドマット及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31493697A JPH11147211A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 竹繊維を主材としたチョップドストランドマット及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11147211A true JPH11147211A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18059443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31493697A Pending JPH11147211A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | 竹繊維を主材としたチョップドストランドマット及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11147211A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002210838A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Kyodo Kumiai Create Pia Hiroshima | 竹繊維補強成形材料及び成形体 |
| US7060211B2 (en) | 2001-09-19 | 2006-06-13 | Katsuyama Technos Ltd. | Yam and cloths made mainly from bamboo sheaths and methods for manufacturing the same |
| US7744143B2 (en) | 2007-01-10 | 2010-06-29 | Federal Mogul Powertrain | Nonwoven panel and method of construction thereof |
| ES2382856A1 (es) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Universidad Miguel Hernández De Elche | Procedimiento de desfibrado de caña común y dispositivo para llevarlo a cabo. |
| CN102922584A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-02-13 | 邓和平 | 一种弹性竹地板的加工方法 |
| CN104771959A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-07-15 | 南京航空航天大学 | 一种玻璃纤维过滤材料制备方法和装置 |
| CN106390595B (zh) * | 2016-11-21 | 2018-11-20 | 天津工业大学 | 一种耐高温空气过滤材料生产线 |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP31493697A patent/JPH11147211A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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