JPS61174141A - ガラス繊維及びその製造方法 - Google Patents

ガラス繊維及びその製造方法

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JPS61174141A
JPS61174141A JP60010800A JP1080085A JPS61174141A JP S61174141 A JPS61174141 A JP S61174141A JP 60010800 A JP60010800 A JP 60010800A JP 1080085 A JP1080085 A JP 1080085A JP S61174141 A JPS61174141 A JP S61174141A
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塩浦　康三
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    • C03B37/083—Nozzles; Bushing nozzle plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • Y10T428/2973—Particular cross section
    • Y10T428/2976—Longitudinally varying

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は異形断面のガラス繊維及びその製造方法に関す
る。
従来の技術 一般に、ガラス繊維は溶融ガラスを円形断面の多数のノ
ズルを形成したブッシングから吐出して多数のフィラメ
ントに形成し、これらのフィラメントをストランドに集
束して看取ることにより製造されており、製造されたガ
ラス繊維の各単糸は円形の断面形状を有している。ガラ
ス繊維の主たる用途は、熱硬化性樹脂。
熱可塑性樹脂などに混入する補強材である。ガラス繊維
の表面には一般に処理剤を付着させ、ガラス−樹脂界面
の接着力を与えている。
発明が解決しようとする問題点 近年、樹脂とガラス繊維とを含む複合材の強度向上がま
すます望まれている。また、フィラメントワインディン
グ、プルトルージョン、ロービングクロス、電絶クロス
等の長繊維用途には薄いストランドが要求されるように
なってきた。
従って１本発明の目的は複合材の補強材として使用され
た時該複合材の強度を向上することができ、また偏平な
ストランドを形成することのできるガラス繊維を提供す
ること、及びそのガラス繊維の製造方法を提供すること
にある。
問題点を解決するための手段 本発明者は上記問題点を解消すべく鋭意検討の結果。
複合材、特に比較的短いチョツプドストランドを用いた
複合材の強度向上には、ガラス繊維と樹脂との間の界面
接着力を強めることが重要であり、ガラス繊維と樹脂と
の間の接着力は従来のような円形断面ではなく。
長円形、楕円形等の非円形断面即ち異形断面のガラス繊
維により向上することを見出した。また、このような断
面のフィラメントを多数集束して得られるストランドは
、テンションをかけた状態で、集束剤塗布ローラやガイ
ド上を走行する為、これらのローラやガイド上で全フィ
ラメントが偏平に倒れて重なり合い、従来よりも偏平な
（全フィラメントが同方向を向いて並んだ）ストランド
となることも見出した。
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので９本発明
のガラス繊維は、断面における最大寸法と最小寸法との
比が１．２対１から３対１の間にある非円形断面を有す
ることを特徴とする。
ここで、最大寸法、最小寸法とは長径、短径を、或いは
長辺、短辺の各寸法を意味する。このような寸法比を有
する非円形断面のガラス繊維は偏平な形状であり１表面
積が円形断面のものに比べて大きい為、ガラス繊維と樹
脂との間の接着力が強く、補強効果が大きいものと考え
られる。最大寸法と最小寸法との比即ち長短比は、１．
２対ｌよりも小さいと、非円形断面の効果が少なく従っ
て複合材の強度向上の効果が少ない。
逆に、この寸法比が３対ｌよりも大きいと複合材の補強
効果は大きいが、繊維がリボン状となり１巻取時や後処
理工程等において割れたり折れたりすることが多（なり
、不都合が生じる。このため９本発明では非円形断面の
長短寸法比を１．２対１から３対１の間に選定している
。
このような断面のガラス繊維は次に述べる方法で製造で
きる。
溶融ガラスを吐出するために使用するブッシングとして
、長円形、楕円形、長方形又は端部の形状がいかなるも
のであれ本質的に長辺と短辺とからなる非円形断面の孔
形状をしたノズルを有するノズル板を底部に持つブッシ
ングを用いる。そのノズルには従来のガラス繊維製造の
際のようなガラスヘッドによる圧力（例えば０．０３ｋ
ｇ／ｃｊ程度）よりも遥かに高い圧力に耐えうるように
強度を持たせておく、このようなブッシングを用い且つ
溶融ガラスに高圧を加えてノズルから吐出させ、ノズル
板から吐出された多数のフィラメントを従来と同様に集
束剤を塗布してストランドに集束し。
巻取機で巻取る。この方法により、長円形、楕円形等の
異形断面を有するガラス繊維が得られる。
ここで、溶融ガラスに高圧を加えてノズルから吐出する
ことは異形断面フィラメントの形成に極めて重要な意味
を持っている。従来のガラス繊維製造では、上記した如
く溶融ガラスのヘッドのみによりノズルからガラスを吐
出しており、このように単にヘッド圧のみで溶融ガラス
を吐出する場合にはいくらノズルの断面形状を長方形若
しくは長円形等にしても異形断面のフッ　：、Ｊ　％ｔ
　　Ｌ　＋、＋　ｉｎ　？−柄ヂ　　田甥ｌマψ？　−
プｔ　士シ　　　サバ頂由は溶融ガラスの表面張力が大
きい為ノズルを出たガラスが直ちに円形に戻る為と思°
われる。これに対し。
本発明では溶融ガラスに高圧をかけて押し出しており。
こうするとそのノズルの長短比よりは小さいが明らかに
長短比が１より大きい長円或いは楕円断面のガラス繊維
が得られることが確認された。なお、この際、溶融ガラ
スの吐出量が多くなり過ぎないよう、溶融ガラスの粘度
は若干高めに（溶融ガラス温度を低めに）しである、溶
融ガラスに加える背圧（ノズル入口部での圧力）は、０
．３ｋｇ／−よりも小さいとフィラメントの断面を異形
にする効果が少ないので、０．３ｋｇ／−以上が好まし
い、また、ブッシングを構成する白金ロジウム合金の高
温での強度はそう高くないので、９ｋｇ／ａＪを越えた
圧力には耐え難＜、この点からは８ｋｇ／−以下が好ま
しい。
ノズルから吐出する溶融ガラスに高圧をかける方法は、
ガラス棒をブッシングに差し込みモータ付きローラでそ
の棒を押し込む方法、ガラスマーブル若しくはカレント
をボールパルプでブッシングに供給し気密を保ち、窒素
等の高圧ガスを供給するか或いはコンブレ７サーで加圧
する方法等がある。また、　　０．５ｋｇ／ｃ＋ｊ位ま
でなら上記のような加圧手段を用いる必要はなく。
ガラスヘッドを２ｍ位にする特殊な方法もある。
ノズル断面の長短比とフィラメント断面の長短比とには
ほぼ次の関係があることが判明した。即ち、ノズル長短
比が１．５対１の時フィラメントの長短比が１．２対ｌ
位になり、ノズル長短比が６対ｌの時フィラメントの長
短比が３対ｌ位になる。従って本発明ではノズル断面の
長短比を１．５対１から６対ｌ０間とする。
上記した異形断面のノズルから吐出されて形成された多
数の偏平フィラメントはストランドに集束され。
巻取機に巻取られるが、その途中において集束剤塗布ロ
ーラやガイド上を走行するさい、各フィラメントが同方
向に並び、そのため従来の円形断面のフィラメントを集
束したストランドに比べて、ストランド幅の広い偏平な
糸が得られる。
かくして得られたストランドをＦＲＴＰＯチョツプドス
トランドとして使用した所、引張り強さが１０〜１５％
向上した。また、このストランドを織物に使用した場合
は従来の２／３位の厚さにすることが可能であった。
実施例 次表に示す形状のノズルを有するノズル板（厚さ１．５
ｍｍ）を用いてガラス繊維製造を行ったところ９次表に
示すような異形断面のガラス繊維の製造が可能であった
。
注：溶融ガラス温度はノズル上方１ｏｆｉの位置で測定
発明の効果 以上に説明した如く９本発明方法によれば、ｉｋ大寸法
と最小寸法との比即ち長短比が１．２対ｌがら３対ｌの
間の異形断面を有するガラス繊維を製造することが可能
である。かくして製造された異形断面のガラス繊維は従
来の円形断面のガラス繊維に比べ比表面積が増加してお
り、？３１合材の補強材として使用した時樹脂に対する
接着力が大きく、複合材の強度を向上させることができ
る。また、このガラス繊維から幅広の薄いストランドを
得ることができ、このストランドを用いて薄い織物を製
造できる利点をも有している。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）断面における最大寸法と最小寸法との比が１．２
    対１から３対１の間にある非円形断面を有することを特
    徴とするガラス繊維。
  2. （２）溶融ガラスを、断面における最大寸法と最小寸法
    との比が１．５対１から６対１の間にある非円形断面の
    孔形状をしたノズルから、高圧下で吐出させることを特
    徴とするガラス繊維の製造方法。
  3. （３）前記溶融ガラスの吐出圧力が０．３ｋｇ／ｃｍ＾
    ２以上であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
    載のガラス繊維の製造方法
  4. （４）前記ノズルの断面形状が長円形であることを特徴
    とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載のガラス繊
    維の製造方法。
  5. （５）前記ノズルの断面形状が長方形であることを特徴
    とする特許請求の範囲第２項又は第３項記載のガラス繊
    維の製造方法。
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