JPH03180563A - 連続繊維ストランドのマットを製造する方法 - Google Patents

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】 り粟±旦机里公立 本発明は、繊維状物質のマットを製造する方法に係わ一
層と特に本発明は、均等な密度および厚さのマットを形
成するために往復ストランド・フィーダと、往復速度お
よびフィーダから移動コンベヤ上ヘストランドが置かれ
る速度の双方を制御するプログラミング可能な作動制御
器とを用いて連続ストランド・マットを製造する方法に
関するものである。また特に本発明は、プログラミング
自在に制御される往復フィーダを用いて、改良された均
等性と機械的性質とを有する連続ガラス繊維ストランド
・マットの製造方法に関するものである。

および　　が”°しよ゛と　る 以前、ガラス繊維およびガラス繊維ストランドは、技術
上、補強材としての用途に向けて各種形式のガラス繊維
マットを生産するために用いられていた。このマット製
造の基本原理は技術上周知されてお一層とＫ−Ｌ・ロウ
エンスタイン（Ｌｏｗｅｎｓｔｅｉｎ）著「ザ・マヌフ
ァクチュアリング・テクノロジー・オブ・コンティニュ
アス・グラス・ファイバーズ（Ｔｈｅ　Ｍａｎｕｆａｃ
ｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｔ
ｉｎｕ−ｏｕｓ　Ｇｌａｓｓ　Ｆｉｂｅｒｓ）　」と題
する書籍（１９７３年、エルスヴイーア・パブリジング
・カンパニー（Ｅｌｓｅ−ｖｉｅｒ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉ
ｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ）刊、２３４〜２５１）ページに
充分に説明されている。連続ガラス繊維ストランドのマ
ットを製造する一般的プロセスもまた、米国特許第３，
８８３．３３３号および第４．１５８，５５７号に記載
されている。

概して、これらのプロセスで形成されたマットは、それ
らの機械的結合性を向上させるために針を通される。一
般的に用いられるこの針通し作業は、米国特許第３，７
１３，９６２号、第４．２７７．５３１号および第４．
４０４．７１７号に更に充分に説明されている。

マットへは、その表面へ樹脂を置き、次いでそれを、個
々のストランドが一緒に接合されるように硬化または溶
融させることによ一層と機械的な結合性を付与すること
もできる。

ガラス繊維マットに関する著しい効用は、樹脂もしくは
重合体の材料の補強にある。一体に成形されたガラス繊
維マットの存在は、さもなければ補強されない材料の強
さを増大させるものである。

通常、マットおよび溶融樹脂は一緒に処理加工されて、
熱硬化性または熱可塑性積層品を形成する。

熱可塑性積層品は、それらを半溶融状態に再加熱し、次
いでドア、フェンダ、バンパなどのような各種形状のパ
ネルに型押し加工できるので、航空機、船舶および自動
車産業における用途に対し特に魅力的である。積層品を
製造するために用いられるガラスのマットができる限り
均等な繊維密度分布を有することが重要である。不均等
な密度のマットが補強の目的に用いられた場合、ある部
分はガラス繊維補強の欠如のため更に弱く、その他は更
に強くなる。更に一層重要なのは、最終構成要素に均等
な強度特性を付与するために、型押し作業中、熱可塑性
積層品内へガラス繊維マットが自由に流れまたは移動す
ることを保証する必要性である。

前述の特許されたプロセスによる連続ストランド・マッ
トの生産中には、移動するベルトまたはコンベヤ、一般
には連続的に駆動されるたわみ性ステンレス鋼のチェー
ンまたはケーブル、の上方に複数のストランド・フィー
ダが置かれる。このストランド・フィーダは、互いに平
行に、且つ移動コンベヤの移動方向に概ね垂直な方向へ
、コンベヤ上方を前後に往復動または横行させられる。

多重ガラス繊維フィラメントから成るストランドが、予
め作られた複数の成形パッケージのような適宜の供給源
からフィーダへ給送される。各フィーダ装置によ一層と
供給源からストランドを前進させ、ついにはそれを移動
コンベヤの表面上へ置くに必要な引張り力が得られる。

一般的な生産環境においては、ガラス繊維マットを生産
するために、１２〜１６組もの上記ストランド・フィー
ダが互いに同時に使用されている。

ロウエンスタイン（Ｌｏｗｅｎｓｔｅｉｎ）により２４
８〜２５１ページに説明され、更に米国特許第３，８８
３．３３３号、および第４，１５８．５５７号に例示さ
れた如く、フィーダは、ガラス繊維形成プッシュからガ
ラス繊維を直接に細長化させるアテニュエータとして作
用し、そこから形成されたストランドをついにはコンベ
ヤ上へ直接に置き得ることも技術上周知されている。

上述の横行システムの作動中、使用される機器の構成は
、その機械的な耐久性について本質的な制約を受ける。

第一に、フィーダは実に重く、通常、１３．６〜２２．
７ｋｇｆ　（３０〜５０１　ｂｆ）以上である。この重
い機器がコンベヤの幅を横切って往復動される場合には
、方向の反転の度毎に何とかして克服または吸収すべき
移動フィーダの運動量と衝撃力とにより横行速度が制約
される。横行速度に対するこの機械的な制約もまた、マ
ット生産の速度を制限する。第二に、フィーダの一定な
往復運動が振動を発生させ、これが結果としてフィーダ
機構およびそれらのトラック・ガイドに、ついには機械
的な故障をもたらす恐れのある多量の摩耗を生する可能
性がある。

米国特許第３．９１５．６８１号の場合、通常、フィー
ダの反転に関連する振動の低減は、モータで駆動される
連続チェーンによりフィーダが前進されるようにした横
行システムの利用により達成された。

チェーンは、フィーダ・キャリジ内へフライス加工され
たスロットと係合する延長部材、即ちビン、をそれに付
けていた。スロットは、その長さがチェーンの運動方向
に平行となるように位置していた。スロットの長さは、
ビンの直径よりも可成り大であった。従ってフィーダが
一つの方向へ移動する際、ビンは、スロットの周縁に接
して押圧することによ一層とそれを前進させるに必要な
力を働かせていた。フィーダがその方向を反転する場合
には、先ずビンが、それが反対側の周縁に接触するまで
スロットの長さに沿って滑一層とその個所でフィーダの
運動が反転された。往復行程の終点で、フィーダは、そ
れを減速させ且つ運動量の変化による衝撃を吸収する緩
衝装置に接触した。その後、この設計の改良点として、
緩衝装置がガス・ピストンに置き換えられ、逆方向へフ
ィーダを加速するのを助けるため、吸収されたエネルギ
を蓄積し得る貯蔵器が用いられた（米国特許第４．３４
０．４（１６号参照）。

従来技術に示されたシステムについての第二の問題点は
、均等なストランド密度の、−様なマットを生産する能
力であった。フィーダの減速／加速サイクルにおいては
、各横行行程の終端で、より多くのガラスのストランド
がコンベヤ上に蓄積する傾向があった。フィーダが、減
速／加速サイクルの生起されるマットの部分、即ち両エ
ツジ、の上により長時間、局部的に滞留するので、フィ
ーダがその方向を反転した時に、マットのエツジ付近の
付加的なガラスのストランドの蓄積が生起された。転向
サイクル中にフィーダが一定速度でストランドを配分す
る限一層とマットのエツジは、更に中央の領域に存在す
るよりも大きな深さのガラスのストランドを蓄積させる
ほかなかった。従って均等な密度を有する完成マットを
生成するためには、マットを、それがコンベヤを離れた
際にトリミングすることが必要であった。トリミングさ
れた材料は廃物として棄却されるので、これによりこの
プロセスの効率は、可成りの量まで低下される。

従って、従来技術によってなされた諸進歩にも拘わらず
、（１）フィーダ装置をその転向サイクル中に急速に反
転させ、（２）フィーダ装置の急速な転向に関連する機
械的振動を最小限にさせ且つ（３）マットのエツジの均
等性および密度を制御する必要性は依然存在する。ここ
で残余の開示により明らかとなるように、これらの要求
を満足させる改良されたマット製造方法が提示されてい
る。

ｉ　　　゛　るための 本発明によ一層とプログラミング自在に制御されるスト
ランド・フィーダを用いて連続ガラス繊維ストランド・
マットを製造する方法の改良点が開示されている。特に
本発明には、より均等なストランド密度および厚さの分
布を有するマットを生産するために往復速度とフィーダ
から移動コンベヤ上ヘストランドが置かれる速度との双
方を、プログラミング可能な作動制御器の使用により正
確に制御できるようにされた在来の往復ストランド・フ
ィーダの効用が利用されている。ストランドは、予め作
られたガラス繊維成形パッケージ、粗紡バンドル、直接
引出し粗紡パッケージ、またはマーブル溶融もしくは直
接引出しガラス繊維プッシュ組立体の何れかからフィー
ダへ供給できる。

本発明の目的は、フィーダ装置の急速な転向に関連する
機械的振動を最小限にさせることにある。

本発明のその上の目的は、マットの表面を横切るマット
の密度および厚さの全体的な均等性をより良く制御する
ことにある。本発明の更にその上の目的は、ここに開示
されたようなプログラミング可能なフィーダを利用して
エツジの不均等性を除去または低減することにある。

これらの諸口的は、フィーダを往復動させ且つそれらの
方向を急速に反転させるブラシレス・サーボモータの作
動を正確に始動させ、監視し、且つ制御するためのプロ
グラミング可能な作動制御器の使用により達成されてい
る。また、プログラごング可能な作動制御器は、移動コ
ンベヤの表面上へ各フィーダからストランドが置かれる
速度を、コンベヤの幅に対するフィーダの位置の予めプ
ログラミングされた関数として最適化するように、第二
ブラシレス・サーボモータを制御するためにも使用され
ている。

実長１０ムはと１里 図面について説明する。第１図および第２図は、プッシ
ュ組立体１の頂部内へ溶融ガラスが供給され、複数のチ
ップまたはオリフィス２から出て何個のガラスの円すい
またはジェットを形威し、次いでそれらが冷却され、細
長化されるようにした、ガラス繊維の生産のための在来
のプロセスを示す。

ガラスは直接溶融する前炉から供給しても良く、あるい
はガラスマーブルをプッシュの内側で直接に溶融しても
良い。これらの方法は何れも技術上周知されてお一層と
またロウエンスタイン（Ｌｏｗｅｎ−ｓｔｅｉｎ）著書
の９７〜１（１６ページには充分に説明されている。個
々のガラスのフィラメントへの円すいまたはジェットの
細長化のための引出し力は、米国特許第３，８８３，３
３３号および第４，１５８，５５７号に開示されたよう
な、適切に動力を供給される回転ワインダ３またはガラ
ス繊維をつかんでそれを連続コンベヤの表面上に突出さ
せる往復ベルト・アテニュエータの何れかにより付加さ
れる。

個々のガスラ繊維またはフィラメント４（以下単に「繊
維」と呼称する）は、いったんそれが充分凝固するに足
りるだけ冷却されると、それに化学のり付は配合物を塗
布するローラ塗布器５に接触される。こののり付は配合
物は個々の繊維に潤滑性を付与するのに役立ち、また通
常、結合因子を提供する結合剤を包有している。のり付
は配合物および結合剤の化学的特性はこれ程のものなの
で、それらはガラス繊維の所期の最終用途に適応可能で
ある。例えば、熱可塑性プラスチックのような樹脂がガ
ラス繊維で補強されるとすれば、結合剤および／または
のりも、通常、適応可能な熱可塑性樹脂を包有する。他
方、補強されるべき材料が熱硬化性樹脂である場合、結
合剤および／またはのりは通常、適応可能な熱硬化性樹
脂を包含している。

ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ、ポリアミド、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニルなどの
ような樹脂はガラス、繊維で補強されている。−船釣に
連続的なガラスのストランド・マットで補強される著名
な樹脂は、ポリプロピレン、ポリエステルおよびナイロ
ンである。ポリプロピレンの補強に使用すべく意図され
た、ガラス繊維用の好適な結合剤／のり配合物が、米国
特許第３．８４９，１４８号に開示されている。ナイロ
ン樹脂を補強するために連続的なガラスのストランド・
マットが使用される場合、好適な結合剤／のり配合物は
、米国特許第３，８１４，５９２号に開示されたそれで
ある。

プッシュ１から引き出された繊維４は、集束シュー７の
上に複数の個々の繊維４を通すことによ一層と単一また
は多重ストランド６に集められる。

集束シュー７は一般に、その周縁を囲んで刻まれた複数
の溝をそこに備える黒鉛のシリンダまたはディスクであ
る。溝の数は、単一プッシュにより形成される個々のス
トランドの数に等しい。次いでストランド６は、回転ス
パイラル８をこえ、適切な動力を供給されるワインダ３
により回転されるカードボード形成管９へ巻き付けられ
る。ワインダ３は、スパイラル８をこえて通るストラン
ド６が形成管９の長さに沿い一様に巻かれるように、形
成管９、スパイラル８または双方、の何れかを、それら
の回転軸線に沿い前後に往復動させることができる。冷
却フィン１０が、水などの冷却液がポンプ圧送されて通
るマニホルド１１へ各フィンの一端を取り付けて、チッ
プ２の隣接する列の間に挿入されている。フィン１０は
、個々のガラスの円すいからの放射熱を吸収してそれを
マニホルド１１に伝導し、それがそこで冷却液によって
、除去されるように配設される。フィンはまた、チップ
・プレート１２により放射される若干の熱も除去する。

第３図は、電動８！（図示せず）と、隔置された駆動ロ
ーラ１４とにより継続的に駆動されるエンドレス多孔ベ
ルト、望ましくはステンレス鋼チェ−ン、の形のコンベ
ヤ１３を示す。商業的な用途の場合、３．６６　ｍ／ｍ
１ｎ（１２ｆｔ／ｍ１ｎ）以上ものコンベヤ速度が用い
られていた。ストランド６が、複数の往復ストランド・
フィーダ１５によ一層とコンベヤの表面上へ下向きに突
き出て示されている。

（この図面には５組のこの種ストランド・フィーダしか
示されていないが、これは例示の目的のみのためであ一
層と使用される実際の数は更に多くても少なくても良い
。実際、商業的用途の場合には、コンベヤ１３上ヘスト
ランドを置くために、１２組もの個々のストランド・フ
ィーダが同時に使用されている。） 第３図に示されているように、各フィーダ１５は、スト
ランドが置かれる間に、コンベヤ１３の予定の幅を横切
って横行する。個々のストランド６は、米国特許第３，
８８３．３３３号および第４．１５８，５５７号に示す
方法で、予め作られた複数の成形パッケージのような供
給源から、または直接引出しもしくはマーブル溶融ガラ
ス繊維プッシュから、引き出すことができる。

従来技術においては、ストランド６が各フィーダ装置１
５から移動コンベヤ上へ直接に引き出されていた。この
技法により満足なマットが生産されたが、このように置
かれたストランドがしばしば勝手な方向性を帯びる傾向
を有することが後で見いだされた。これを克服するため
、各フィーダ装置へ堅固に取り付けられたデフレクタ・
プレートの、それにストランドが当たってコンベヤ上へ
ランダムに偏向されるようなやり方での利用が採択され
た。これによ一層と更に均等な強さを有するマットが生
産された（米国特許第４，３４５，９２７号参照）。米
国特許第４．６１５．７１７号に開示されたそれのよう
な、別の形式の堅固に取り付けられたデフレクタが、ス
トランドを、それがフィーダにより吐出された際に偏向
されてコンベヤの面上へ細長いだ円形のループの形に置
かれる複数のフィラメントの列に分割するよう、後で開
発された。更に最近では、マット製造装置のフレームへ
取り付けられた調整式定置デフレクタ１９の使用により
従来技術を超える進歩がもたらされると同時にまた、往
復するフィーダ１５に関連する運動量が低減されること
が、米国特許出願第（１７／４１８．（１０５号に示さ
れている。

ストランドからいかなる余剰水分をも除去するため、マ
ットは連続的に炉１７を通過させられる。

炉１７はダクト２０へ接続され、且つそれを通過するガ
スを加熱するためのヒータ（図示せず）を備えている。

加熱されたガス、望ましくは２１．１１’Ｃ（７０°Ｆ
）〜６０°Ｃ（１４０°Ｆ）に加熱された空気、は炉１
７のフード２１を通過させられる。炉１７はコンベヤ１
３の幅を完全にカバーし、マットの含水量を許容レベル
、通常１〜０．５％、まで低減させるに充分な滞留時間
を生み出すに足る、その長さに沿った距離だけ延在する
。

炉１７から現出した後、ルース・マツ）１６は通常、コ
ンベヤ１３０表面からニー１１３７９ｍ機１８まで前進
する。マットは、コンベヤのそれよりわずかに高い速度
で回転し得る駆動ローラ２２によ一層と織機を通って引
かれる。織機１８にはニードル・ボード２３があ一層と
一般に互いに平行に配置された複数の有刺ニードル２４
がそれに付けられる。ｍ１ｉｓには、貫通してあけられ
た複数の孔を有するストリッパ・プレート２５が包含さ
れ、従ってそれを貫いてニードル２４を容易に往復動さ
せることができる。織機１８をマット１６が通過する際
にそれが載るベツド・プレート２６が設けられ、それに
も複数の適切な大きさの孔があ一層と従って往復するニ
ードルがそれらを通過できる。破砕されたいかなるガラ
スのフィラメントをも浦そくするためにトレイ２７が設
けられる。

ニードル・ボード２３は、ルース・マット１６、ストリ
ッパ２５およびベツド・プレート２６を貫きある程度ニ
ードルを押してマットを形成するガラスのルース・スト
ランドを互いにからむようにならせるため、第３図に矢
印で示す如く、上下に往復動する。

ここで第４図に移ると、個々のストランド６が複数のセ
ラミック・アイレット（図示せず）により案内されて各
フィーダ装置１５へ送られ、そこでそれらが下向きに突
き出されて移動チェーン・コンベヤ１３の表面上に置か
れる。個々の各フィーダ１５へは複数のストランドを供
給できる。

（厳密な数は、コンベヤ１３の速度、作動中のフィーダ
の数および仕上がっ、たマットの所望の密度もしくは厚
さに依る。）本発明の好適な実施例の場合、以前に論議
された調整式定置デフレクタ１９は、各フィーダから突
出したストランドがそれらの表面に当た一層と次いで移
動コンベヤに向かい落下し、そこでそれらがランダムな
方向性を帯びるような様態でコンベヤ上方に配設される
。

フィーダ１５は、たわみ性の駆動チェーンまたハケ−プ
ル２８によ一層とコンベヤ１３の幅を横切って前後に往
復動または横行するようにされる。

第二のたわみ性駆動ベルトまたはチェーン２９がブラシ
レス・サーボモータ３０の出力軸を、周囲にたわみ性駆
動チェーンまたは、望ましくは、より合わせたスチール
・ケーブル２８が巻き付けられた第一回転ブーりまたは
ドラム３８と接続させている。このケーブルは、コンベ
ヤの幅のほぼ２倍の長さである。ケーブルの一端は、第
５図に示ス如＜、フィーダ・フレームの一方側３９ａへ
確実に取り付けられる。次いでこのケーブルは、コンベ
ヤの幅を横切一層と第二の自由回転アイドルドラム４０
をこえて導かれ、そこでケーブルの対向端がフィーダ・
フレームの他方側３９ｂへ取り付けられる。従って、第
４図に示す被動ドラム３８がブラシレス・サーボモータ
３０によって時計回りに回動されると、フィーダは左方
へ前進する。

サーボモータがその方向を反転させてドラム３８を逆時
計間りに回すと、フィーダは右方に向かって前進する。

各フィーダ１５は、それが移動コンベヤ１３を横切って
往復動する際、トラック内に支えられて動く。一般に、
フィーダがコンベヤを横切って往復する際のその速度は
２２．９〜６１ｍ／ｍ１ｎ（７５〜２（１０　ｆｐｍ）
である。フィーダは、コンベヤ表面１３の運動に対し概
ね垂直な方向へ横行する。各フィーダ１５からのストラ
ンド６の巻出し速度は一般に、約３（１５〜１５２５ｍ
／ｍ１ｎ（１（１００〜５（１００ｆｐｍ）の範囲内で
ある。

第５図に戻ると、ストランド・フィーダ１５の詳細図が
示されている。予め作られた成形パッケージまたはガラ
ス繊維プッシュ組立体１の何れかにより供給されるスト
ランド６は、たわみベルト３３の外表面に沿って送られ
るように、複数のセラミック・アイレット３２に案内さ
れる。ベルト３３およびストランド６は、玉軸受（図示
せず）に取り付けられた自由回転円筒ハブ３４の回りへ
送られる。上部および下部アイドル・ローラ４１゜４２
も設けられている。ストランド６はベルト３３の外表面
の回りを通る。ベルトは、その外表面と、可変速電気サ
ーボモータ３５で駆動される円筒状ケージ３６との間の
摩擦により前進させられる。

ケージ３６は、その長さに沿って平行に延びる、その表
面から突出する複数のビンまたはバー３７を備えている
。ストランド６はこれらのバーと接触し、それらとベル
ト３３の外表面との間に挾まれる。これによ一層と個々
の成形パッケージ９またはプッシュ組立体１からストラ
ンド６を前進させるために必要な引張力が生成される。

本発明には、プロゲラくング可能な作動制御器４３を用
いて移動コンベヤの表面上にストランドを均等に配分す
る改良された方法が開示されている。このプログラミン
グ可能な作動制御器は、予めプログラミングされた速度
および位置のプロファイルによ一層とコンベヤ１３の幅
を横切って各ストランド・フィーダ１５を前後に往復動
させるために用いられる。

作動制御器は、チップまたはボード・レベル装置の何れ
かとして類別することができる。チップ・レベル装置に
おいては、作動制御の一次ソースとして、単一マイクロ
プロセッサまたは集積回路が使用されている。過去数年
にわたって開発された集積回路は現在、作動制御のため
に最適化された幾つかの特徴を包有している。これらに
は、電動機を駆動するために使用できる。パルス幅変調
（ＰＷＭ）波形を生成するための特殊なタイマ、カウン
タ、発振器および増幅器が包含されている。

特殊化された集積回路はまた、電動機速度制御のための
閉ループ・フィードバックを実施することもできる。

第６図に示すようなボード・レベル作動制御器は一般に
、１組以上の上述の集積回路を有する幾つかの印刷配線
盤を包有している。第６図に示す如く、これらの盤は通
常、拡張可能なラック・シャシ・キャビネットの内側に
取り付けられる。−方の盤４４は概ね計算機または中央
処理装置（ＣＰＵ）およびその関連回路を包有し、別の
盤４５は一般に、ハード・ディスク駆動機構のような大
容量記憶装置または陰極線管（ＣＲＴ）端子５２のよう
な他の周辺諸装置を接続するのに必要なインタフェース
・ハードウェアを包有する。個々の電動機を制御するパ
ルス幅変調（ＰＷＭ）波形を生威し増幅するために多数
の個々の軸線制御盤４９を用いることができる。計算機
は、予め定められた位置、速度および加速度によ一層と
幾つかの電動機を始動し、停止し、且つ位置決めするよ
うにプログラミングすることができる。個々の盤は、標
準ディジタル通信母線５０の使用を通じて、互いに且つ
ＣＰＵと交信する。（母線とは、幾つかの盤およびＣＰ
Ｕ間の交信を可能にするために単一ディジタル・フォー
マットを使用する回路である。） 数多くの商業的に入手可能なボード・レベル諸装置が、
とくに作動制御について入手可能である。

本発明の好適な実施例にあっては、ペンシルバニア（Ｐ
ｅｎｎｓｙ　１ｖａｎ　ｉａ）州、ピッツバーグ（Ｐｉ
　ｔｔｓｂｕｒｇｈ）のモディコン・モーション（ＭＯ
ＤＩＣＯＮ　Ｍｏｔｉｏｎ）−１ＣＣより入手可能な、
ゴールド・エレクトロニクス（Ｇｏｕｌｄ　Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ）で製造されるモデル３２２０フレキシブ
ル・オートメーション・コントローラ（Ｆｌｅｘｉｂｌ
ｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）が
使用された。

この特定の制御器は、予めプログラミングされた位置決
め指令によ一層と同時に、８組までの個々のモータの作
動を独立に制御することができる。

それはまた、機能停止したモータ、フィーダの行き過ぎ
、もしくは個々の盤の誤動作のような、内部および外部
双方の故障状態を監視することができる。

種々の速度プロファイル情報や位置決め指令を包有する
表を、ＣＲＴ端子５２を介して記録し且つ制御器４３の
計算機記憶装置部分へ記憶させることもできる６次いで
操作員は特定形式のマット製品を製造するための適切な
表を選定し、ＣＰＵは選定されたプロファイルをシステ
ム記憶装置内へダウンロードする。プロファイルは、一
連の５（１０以上ものデータポイントの形で記録するこ
とができる。本発明においては、固定時間間隔内に各フ
ィーダ１５によって横行するコンベヤ１３の幅に沿った
位置の順序または位置決め指令を定めるために各データ
ポイント 器内のプロファイリング・ソフトウェアは、三次スプラ
イン補間として周知されている方法によ一層と平滑な曲
線がデータに合わせて調整される。三次スプライン法の
使用によ一層と線形補間とは対称的に、既に記録された
位置決め指令に対応する速度および加速度プロファイル
を表現する連続第一および第二導関数の計算が可能とな
る。この可能性はまた、プッシュ組立体がストランドの
供給源として直接に使用される場合、はぼ一定な直径な
繊維の細長化を結果として生ずる速度プロファイルを以
てフィーダが横行することも可能にさせる。

従って、プログラミング可能な作動制動器の可能性を利
用して、米国特許第４，１５８，５５７号に開示された
機械的アテニュエータをシミュレートすることができる
。

特定のマット製品の生産に使用すべき実際の速度プロフ
ァイルの決定は、実際のマット製造プロセスに使用され
る特定の要素やパラメタに基づいた試行錯誤により経験
的に展開されなければならない。電動機の形式、コンベ
ヤのチェーン速度、ストランドの形式およびフィーダの
質量や慣性のような因子は全て考慮されなければならな
い。構成諸要素の何れかの特定の組合せの正味の効果が
何であろうかを前以て予測し得る一般原則は全く存在し
ない。

既述の如く、マットのエツジ付近には、マットの厚さの
不均等性が支配的に発生している。このストランド密度
の増大は、ストランド・フィーダが、それらの反転行程
中に、それらが他の何れの場所にあるよりも長い期間、
マットのエツジ付近に局部的に滞留する、という事実に
よるものである。ストランドがフィーダから一定速度で
連続的に置かれる限一層と更にそれは内部よりもマット
のエッ゛ジへより多く蓄積しようとするほかない。

この問題を克服する一つの試みにおいては、米国特許出
願第（１７／４１８，（１５８号に開示されたように、
ストランドがフィーダから置かれる速度を制御するため
の周波数インバータに結合された可変速ＡＣ誘導電動機
が使用された。そこでは、フィーダがマットのエツジに
近づく際にその位置を検出する近接センサの使用によ一
層とフィードモータ３５の速度が低下された。本発明の
場合には、次に論議する理由で、均等な密度のストラン
ドを置くためにはマットのエツジ付近でフィードモータ
３５の速度を減少させず、実際に増大させなければなら
なかった。これは、コンベヤを横切ってフィーダ１５を
前後へ横行させるために使用された電気サーボモータ３
０の急速な加速および減速特性のためであった。

在来のモータと異な一層とサーボモータは極めて少ない
ロータ慣性を備えるように設計されている。

これによって、それらに比較的高いトルク慣性比が付与
され且つ急速な応答時間が許容される。本発明の好適な
実施例の場合、フィーダ１５を往復動させるために使用
されたサーボモータ３０は、ゲティ・コーポレーション
（Ｇｅｔｔｙ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）で製造され、
１２２ｃｍ−）ｃｇ　（１（１６ｉｎ　　−１！、ｂ）
の最大ストール・トルクと、０．０３７ｃｍ−ｋｇ・ｓ
”（０，０３２ｉｎ　　−ｆｂ−ｓ”）のロータ慣性と
を有し、重量は約２１．３２ｋｇ　（４７ｆｂ　）であ
った。

フィーダ自体は重量が約４５．３６ｋｇ（１（１０ｊｌ
！ｂ　）で、約４８．８　ｍ／ｓの最大横行速度から約
０．３８で零まで減速された。これらの特定のサーボモ
ータを用いて可能にされた急速な反転の故に、フィーダ
から置かれたストランドの慣性によ一層と過去に見られ
たそれらよりも実際に薄いマットのエツジが生成された
。従って、ストランドの供給速度は、往復行程の各端部
で増大されなければならなかった。このことの理由は、
第５図に示すフィーダを考察することによ一層と最も良
く説明できる。

フィーダ１５が右方へ前進し、次いで反対方向へ移動す
べく反転すると、それをストランド６の慣性が一種の揺
動運動で右方へ動き続けさせようとする。ストランドは
瞬間的に駆動ベルト３３との接触を失い、被動ケージ３
６の回りで破断する。

これによりストランドはコンベヤ表面の右側エツジに向
かって揺動させられ、ついにはそれがその直線運動量を
失い、ベルトとの接触を回復しようとする。この時まで
にフィーダ１５は既に、コンベヤの左側へ向かって加速
されてお一層と従ってストランドは、被動ケージ３６と
下部ローラ４２との間のどこかでベルトとの部分的接触
を達成することしかできない。フィーダがその最も左の
横行位置へ到達して反転されると、移動するストランド
の慣性がそれを移動するベルト３３の全面に向かって瞬
間的に押圧する。しかしこの時は、フィーダが方向を反
転して再び接触が失われるまで、ストランドは実際に押
されてベルトの全面と接触する。ストランドのこの揺動
の影響と、接触が失われ且つ回復されるベルト上の点と
の故に、ストランドは、コンベヤの右側へ向かって、左
側よりも長い距離を実際に揺動する。フィーダからスト
ランドが置かれる速度が全反転サイクル中に一定のまま
であれば、結果として得られるマットは、マットの残部
よりも実際に薄いエツジを備えている。マットを横切っ
て均等なストランド密度を達成するためには、ストラン
ドの供給速度を増大させて、マットのエツジへより多く
のストランドが置かれ得るようにさせ、従って揺動の影
響を相殺しなければならない。実際、ストランドが３９
３ｍ／５ｉｎ（１２９０ｆｔ／ｒＡｉｎ）の公称供給速
度で置かれる一用途にあっては、ストランドがベルト３
３との接触を瞬間的に失う横行行程の最も右の部分にお
いて供給速度を約７％増大しなければならなかったが、
横行行程の最も左の部分ではわずかに３％の供給速度の
増大しか必要としなかった。

既述の如く、厳密な相殺の程度は、考慮に容れるべき変
量の数の故に、経験的に定めなければならない。プログ
ラミング可能な作動制御器の使用によ一層と試行され最
適化されるべき加速度、減速度および供給速度の幾つか
の組合せの評価が容易に可能となる。いったん最善の組
合せが遠戚されると、これらの最適化された位置および
速度プロファイルを制御器の記憶装置へ記憶させること
ができる。

それらの低いロータ慣性、高いトルクおよび優れた応答
時間の故に、電気サーボモータもまた、ストランドを供
給源からコンベヤ上へ前進させるためフィーダ１５に用
いられた。本発明の好適な実施例においては、各フィー
ダに、パシフィック・サイエンス・コーポレーション（
Ｐａｃｉｆｉｃ　５ｃｉｅｎｃｅＣｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ）で製造されたサーボモータが装備された。これらの
モータは、３８ｃｍ−ｋｇ　（３３ｉｎ・ｐ、ｂ＞のス
トール・トルクと、０．（１０２２ｃｍ−ｋｇ　−ｓ”
（０，（１０１９ｉｎ　　−１，ｂ　　−５２）　ノ０
　９慣性トヲ有シ、重量は約７．２６ｋｇ　（１６ｌｂ
　）であった。これらのサーボモータの速度も、プログ
ラミング可能な作動制御器によ一層と予めプログラミン
グされた位置プロファイルに従って漸増的に制御できる
ので、従来技術に示された近接センサや周波数インバー
タの必要性は除去されている。供給速度の制御も−それ
を、コンベヤの幅を横切る位置の本質的に連続な関数と
して変化させ得るので、向上されている。これを、米国
特許出願第（１７／４１８．（１５８号に開示されてい
るような、現在の最新技術を用いて行うには、はとんど
無限の近接センサの配列が必要となる。ここに使用され
た作動制御器によれば、供給速度が容易に定められた計
算機を介して人力されるように変化される位置の変化が
可能となるが、従来技術においては、供給速度を変更す
る位置の変化には、トラック３１に取り付けられた近接
センサの物理的な再配置が必要となる。

プログラミング自在に制御されるサーボモータを本発明
に使用する別の利点は、それらを、過去に使用されてい
たモータよりも一層正確に制御し、位置決めし得ること
である。フィーダを往復動させるためにステップモータ
の効用を用いて（また従来技術のシステムにおいては、
トラック３１を横切るフィーダ１５の直線的な前進が、
適切な数の電気的パルスを生成することにより制御され
ていた。この種のシステムの場合、位置のフィードバッ
クは一般に必要とされない。このアプローチ方法を用い
るについての一つの不利点は、多くの状況において、滑
一層とひずみおよびその他の諸因子によ一層とステップ
・モータがそれらの所望の位置へ正確且つ精密に移動す
ることが妨げられることである。この問題を克服するた
め、本発明には、位置検出装置を介して精確な位置決め
制御情報が得られるように、当業者には充分に理解され
る閉ループ・フィードバック制御装置が用いられている
。閉ループ・フィードバックの使用は、任意の個所にお
けるフィーダの所望の位置とその実際位置との間の差異
または誤差を適時に最小化しようとするものである０本
発明の好適な実施例においては、各横行サーボモータ３
０の出力軸と、フィーダを通してストランドを前進させ
るために使用される各サーボモータ３５の軸とにレゾル
バ５１が結合されていた。このレゾルバは、各サーボモ
ータの回転の度合に比例した電気信号を生成する。

この信号は次いでプログラミング可能な作動制御器４３
ヘフイードバツクされ、フィーダの位置ならびにフィー
ダからコンベヤ上ヘストランドが置かれる速度を更新す
べく、計算機により指令が生成される。

多数が互いに同時に使用される場合には、フィーダの適
正な始動と順序付けとを保証するため、第４図、第６図
および第７図に示す如く、トラック３１の片側に位置す
るリミット・スイッチ４７が各フィーダ用に備えられる
。このリミット・スイッチ４７の目的は、プログラミン
グ可能な作動制御器４３へ信号を送ることによりフィー
ダ１５の定位置を表示することにある。各フィーダ１５
が、各定位置のりξット・スイッチ４７の状態で表示さ
れる如く、それらの定位置に在ることを制御器がいった
ん検出すると、各フィーダは制御器４３によって適切な
始動位置へ動かされる。コンベヤを自動的に横行するこ
とを開始する位置へ各フィーダが来ると、それが第二リ
ミット・スイッチ４８に接触し、そこで制御器へ信号が
送られてフィーダが始動位置に存ることか表示される。

始動信号がいったん各フィーダから受信されると制御器
４３は、コンベヤの幅を横行することを各フィーダに開
始させるべく、適切な時機に指令を発する。

各フィーダ・トラック３１上のコンベヤの上方、且つコ
ンベヤ表面の幅を横切る中途にも電磁近接スイッチまた
はセンサ４６が位置している。フィーダ１５が近接セン
サを通ってそれを閉じさせる度毎に信号が作動制御器４
３へ送信され、それが、フィーダが横行サイクルの半分
を完了したという意味に翻訳される。多数のフィーダが
互いに調和して作動すべく同時に使用されている商業的
な用途においては、個々の各フィーダに関連するセンタ
ーライン・センサからの信号のプリセット・シーケンス
を認識するように制御器４３をプログラミングすること
ができる０作動制御器４３に検出された信号シーケンス
がプログラミングされたものと一致しなければ、制御器
はこれをフィーダ１５の一つにおける誤動作と翻訳して
修正アクシジンを行う。例えば、制御器がフィーダ１，
３．２（その順序通り）からのクロスオーバ信号のある
シーケンスを期待するようにプログラミングされ、その
代りにフィーダ１．２からの信号の受信しかそれが認識
しなかったとすれば、その場合作動制御器４３は、それ
が代りにフィーダ３からと期待されていた場合、フィー
ダ２からのクロスオーバ信号の受信が、このシーケンス
を期待されたものと異なるものにさせる機能停止したモ
ータや動かな（なったフィーダのような重大な問題が存
在し得ることを意味する、と認識するであろう。次いで
作動制御器は、第三フィーダの故障によりコンベヤ上に
置かれなかった分のストランドについてやり直しをする
ために、更にラインに沿った位置に置かれた予備フィー
ダの始動を信号で知らせることになる。商業的な用途に
おいては、１２組までの作動可能なフィーダが、４組も
の付加的な予備フィーダと同時に使用されている。

ここで２種の異なる形式のガラス繊維マットの生産にお
ける本発明の用途を詳細に例示する。

艇Ｂ 均等な機械的性質を有する試作の連続ストランドの針通
しをされたガラス繊維マットを生産するための本発明の
一用途においては、第７図に示す如く、プログラミング
自在に制御されたフィーダ１５が移動コンベヤの表面を
横切って往復動していた。ストランドの形成パッケージ
９がクリール５４により保持されていた。多重ストラン
ド６は、クリール上のセラミック・アイレフト・ガイド
５５を貫き、次いでガイド・バー５６を経て通されてい
た。次いでストランド６は２組のストランド・フィーダ
１５を通された。既に述べた固定デフレクタ１９もまた
、ストランドが各フィーダから吐出されるにそれを偏向
させるために使用された。

コンベヤ表面は１、約１４．６３ｍ／ｍ１ｎ（４，８ｆ
ｔ／ｍ１ｎ）の速度で連続的に移動した。約４８．９°
Ｃ（１２０°Ｆ）に加熱された炉１７も、ストランドか
らの何等かの余剰水分を蒸発させるために用いられた。

炉を出るマットは、次いで約１．４９４ｍ／ｍ１ｎ（４
，９ｆｔ／ｎ＋ｉｎ）の速度でニードリング織機１８を
通して引かれた。

次いで個々のストランドが、それらをもつれさせ且つ次
の完成したマットの加工やハンドリングを可能にさせる
に充分なｉ械的結合性を付与するため、−緒に針を通さ
れた。ニードリング織機１８は、２．５４ＣＩｌ　（ｌ
ｉｎ）当たり約４０ニードルの線ニードル密度を備えて
いた。ニードルは、６．５４ｃｎ＋”（１ｉｎ”　）当
たり約１４０針人の針入密度を生ずるように往復動され
た。針入深度は約１．５２　ｃｍ（０，６ｉｎ）であっ
た。

Ｈｌｌのフィーダが、約２５　ｍ／ｌｌｌ１ｎ（８２ｆ
ｔ／ｗｉｎ）の平均速度で、約１．２２ｍ　（４Ｂｉｎ
）の横行距離にわた一層と２．９３ｓ毎に１回、前後に
往復動させられた。これらのフィーダは、プログラミン
グ可能な作動制御器によ一層と約３ｓで３２　ｍ／ｍｉ
ｎ　（１（１５ｆ　ｔ／ｗｉｎ）から零まで減速され、
次いで約０．１５　ｓで３２　ｍ／ｍ１１１（１（１５
ｆｔ／ｍ１ｎ）まで戻して加速された。各フィーダ１５
に保持されたサーボモータ３５は、成形パッケージから
供給された連続ストランドを、おおよそ３９０〜３９６
　ｍ／ｗｉｎ（１２８０−１３（１０ｆｔ／ｗｉｎ）望
ましくは約３９３ｍ／ｗｉｎ（１２９０ｆｔ／ｓ＋ｉｎ
）の速度で前進させた。既に述べたストランドの揺動の
影響を相殺するため、往復行程の左方部分においては供
給速度が、約４（１５ｍ／ｍ１１１（１３２９ｆｔ／ｍ
１ｎ）に対し３％まで増大された。最も右の部分におい
ては供給速度が、約４２１　ｍ／ｌｌｌ１ｎ（１３８０
ｆｔ／＋ｉｎ）に対し７％まで減少された。

生産された、針通しをされたストランド・マットの中で
、Ｔ−１１，５成形パツケージから供給された、ランダ
ムに置かれた「Ｔ」繊維のストランドは、ストランド毎
に約４（１０の個々のガラス繊維を有し、０．４５３６
ｋｇ　（ｌ　ｊ２ｂ）に約１（１５２ｍ　（１１５０ｙ
ｄ）のストランドが包有されている。（このアルファベ
ット表示の用法は技術上周知されてお一層とここで「Ｔ
」繊維表示は、個々の各ガラス繊維が約９０〜９５μの
直径を有することを示している。）（ロウエンスタイン
（Ｌｏｗｅｎｓｔａｉｎ）著書の２５ページ参照。）約
８３．６３ｇ１０．（１９ｈ”（２，９５ｏｚ／ｆｔ”
）の密度を有するマットを生産するため、コンベヤの表
面上に約６１．２４　ｋｇ／ｈ　（１３５ｆｂ／ｈ）の
ガラスが置かれるよう、各フィーダに６本のＴ−１１，
５ストランドが供給された。約５６．７ｇ１０．（１９
３ｍ”（２ｏｚ／ｆｔ２）の密度を有するマットを生産
するため、各フィーダから４１　ｇ／ｈ（９０ｌ　ｂ／
ｈ）　Ｌか置かれないよう、４本のストランドが供給さ
れた。

皿−り 若干の用途については、異方性または一方向の材料の性
質を有するマットを生産することが望ましいとみなされ
ていた。引張り強さのような、方向に依存する機械的性
質を有するマットは、タイヤ・リム、自動車用バンパ、
または一つの方向に強化された引張り強さが備わってい
ることが望ましい何等かの構造体の生産に使用される積
層品を続いて補強するために用いることができる。

方向に依存する機械的性質を有する試作マットの生産に
おいては、ストランドの形の数千の個々のフィラメント
を移動コンベヤ上に供給し、互いに大体平行に置くよう
にしてコンベヤと同じ運動方向へ引くことができる。

第８図に示す如く、ストランド６は、コンベヤの前面に
位置するクリール５７に保持される粗紡パッケージから
供給された。ストランド６は、クリール５７上に位置す
る複数のセラミック・アイレット５８を通過し、次いで
矢張りコンベヤ１３の前面に位置するアイボード５９を
経て運ばれた。

ストランドは、アイボードと、矢張りコンベヤの直前に
位置するアコーディオン状の精密可調整コーム６０の歯
との双方を通して引かれた。このコームは、マットの幅
を横切って２．５４ｃｍ（ｆｉｎ）について均等な数の
ストランドを供給するために用いられたが、作られる特
定のマットに応じて種々の線ストランド密度を付与する
ように調整することもできる。

第８図に示す如く、付加的なストランド６が、個々の成
形パッケージから、プロゲラ果ング自在に制御される２
Ｍの往復フィーダ１５の各々へ供給された。これらのス
トランドがフィーダ１５によりコンベヤ１３の表面に向
かって前進すると、既にコンベヤの方向へ動いていたス
トランドの第一層の頂上のそれらの積重ねの重量が、大
体平行な方向にそれらを保持し、維持しようとする。往
復フィーダ１５から突き出されたストランドも、それら
がコンベヤ上に置かれる直前に矢張り固定デフレクタ１
９の表面上に当てられた。これが、ランダムに方向づけ
られた連続ストランドの上部層と、大体平行なストラン
ドの底部層とを有する緩く結合されたマットを結果とし
て生じている。

これらの緩く結合された層は次いで、例１で説明したそ
れと同様に、いかなる過剰水分も除去するため、炉１７
を通過させられた。炉を出るマットは次いでニードリン
グ織機１日を通して引かれ、そこで上部および下部層が
、ストランドをもつれさせ且つ次の完成したマットの加
工やハンドリングを可能にさせるに充分な機械的結合性
を付与するため、−緒に針を通された。

マットは、並んだ平行ストランドの重量で約３０ないし
６０％、またランダムに置かれた連続ストランドの約７
０ないし４０％の含量であれば良い。

生産された好適なガラス繊維ストランド・マットにおい
ては、マットの約５５％が並んだ平行ストランドを包有
し、残余の４５％はここに説明したプログラミング可能
なフィーダ１５によりランダムに置かれた。平行ストラ
ンドは直接引出しＴ−２，５０粗紡パツケージから供給
され、ストランド毎に約１８（１０の「Ｔ」繊維を備え
ていた。精密可調整コーム６０は、コンベヤ表面の１．
３７ｍ（５４ｉｎ）の幅を横切って２．５４　ｃｍ当た
り約７．２ないし７．４本のストランドを供給するよう
にセットされた。ランダムに置かれたストランドも、ス
トランド毎に約４（１０本の繊維を有し、０．４５３６
ｋｇ　（１ｆｂ）に約１（１５２ｍ　（１１５０ｙｄ）
のストランドが包有されているＴ−１１，５戒形パツケ
ージから供給された「Ｔ」繊維であった。コンベヤ表面
は約１．７７　ｍ／ｍ１ｎ（５，８ｆｔ／ｍ１ｎ）の均
等な速度で移動した。

２組のフィーダが、約４２．４〜４３．　Ｏｎ／ｗｉｎ
（１３９〜１４１ｆｔ／ｗｉｎ）の平均速度で、約１．
１２ｍ　（４４ｉｎ）の横行距離にわた一層と３．１５
　ｓ毎に１回、前後に往復動させられた。各フィーダに
保持されたサーボモータ３５は、成形パッケージから供
給された連続ストランドを、おおよそ３９０〜３９６ｍ
／ｌｌｌ１ｎ（１２８０〜１３（１０ｆｔ／ｌｌｌ１ｎ
）　、望ましくは約３９３ｍ１ｎ（１２９０ｆｔ／ｍ１
ｎ）の速度で前進させた。

横行行程の最も左の部分においてはストランドの供給速
度が４（１５ｍ／ｍ１ｎ（１３２９ｆｔ／ｌｌｌ１ｎ）
まで増大され、行程の最も右の端においては供給速度が
、４２１　ｍ／ｗｉｎ（１３８０ｆｔ／ｍ１ｎ）まで増
大された。これらの供給速度は、既に論議したストラン
ドの揺動の問題を修正するため、経験的に定められた。

炉１７は約４８．９°Ｃ（１２０°Ｆ）に加熱され、緩
く形成されたマットからの余剰水分を蒸発させるため、
コンベヤの約６．１ｍ（２０ｆｔ）の長さを包囲した。

マットは、約２．１　ｍ／ｍｉｎ　（６ｆ　ｔ／ｗｉｎ
）の速度でニドリング織機１８を通して引かれた。ニー
ドリング織機１８は、２．５４ｃｍ（ｔｉｎ）当たり約
４０ニードルの線ニードル密度を備えていた。ニードル
は、約１．１４ｃｍ　（０，４５ｉｎ）の深さに対し、
６．５４ｃｍ”　（１ｉｎ”）当たり約１４０針人の針
入密度を生ずるように往復動された。

約９６．３９ｇ１０．（１９３ｍ”（３，４ｏｚ／ｆｔ
”）の密度を有するマットを生産するため、各フィーダ
からコンベヤの表面上に約６１．２４　ｋｇ／ｈ　（１
３５ｆｉｂ／ｈ）のガラスが置かれるよう、各フィーダ
に６本のＴ−１１，５ストランドが供給された。

商業的な量の針通しされたガラス繊維連続ストランド・
マットを生産するためにプログラミング自在のフィーダ
を使用する場合、本発明は、その精神または範囲を逸脱
することなく、わずかに修正することができる。例えば
それらがクリール５４を離れてフィーダ１５へ入る時間
の間、静電気の蓄積を低減させるために、水またはその
他若干の液体静電防止剤でストランドを湿らせることも
できる。一般にストランドは、重量で約５〜１５％の含
水量を備えるべきである。これは、ストランドが破断し
てそれ自体をベルト駆動フィーダの回りへ巻き付けるい
かなる傾向をも低減させるのに役立つ。−船釣に、非イ
オン・オクチルフェノキシ・ポリエトキシ・エタノール
界面活性剤である「トリトン（Ｔｒｉｔｏｎ）　Ｊ　（
商標名）Ｘ−１（１０のような静電防止剤の使用が、特
に、数か月間貯蔵された可能性のある極端に乾燥した成
形パッケージからストランドが供給される場合に認めら
れている。

また、米国特許出願第（１７／４１８，（１５８号に開
示されていたように、商業的な量の連続ガラス繊維マッ
トを生産するために、１２組までの往復フィーダを互い
に同時に使用することもできる。本発明は、各ストラン
ド・フィーダの往復動および供給速度を制御することが
できる。

緩いマット構造体に機械的結合性を付与するため、上記
諸例の全てがストランドのニードリングに依存していた
が、粉末樹脂の粒子をマット上に置き、次いで、ニード
リングにより生成される機械的な結合に依存せずにスト
ランドと樹脂とを結合させるために、それらを続けて加
熱することも、技術上周知の一般的な慣習である。連続
的なガラスのストランド・マットに含浸させるためには
、樹脂を、トラフによりマットの表面上へ直接にそれを
散布することによって置き、次いで技術上周知の方法に
よりマットをかくはんして緩い繊維状マット構造体の内
側に粒子を分散させることで、通常は充分である。次い
でマットは炉に入一層と樹脂を溶融させるに充分な温度
まで加熱される。

次いでマットと樹脂とが、矢張り技術上周知の冷却ロー
ラにより固化される。ＩＣＩ−ＵＳＡ　Ｉｎｃ、社によ
り製造されるＡＴＬＡＣ−３（１０のような樹脂の使用
は、この用途には特に好適である。ストランド・フィー
ダを制御するために用いられた上述の諸方法は、同様に
密度および厚さの変動を低減させた樹脂結合マットを生
産するためにも利用できることが予想される。

上記の開示および前述の諸例に説述されたマットは全て
ガラス繊維ストランドから作れている如く示されている
が、本明細書により開示された方法の適用はそれに必ず
しも限定されるものではない。例えば、ここに説述され
たと同じ方法を、他の何れかの天然または合成繊維なら
びにガラスで作られたマットの生産に利用することがで
きる。

ナイロン、ポリエステルなどで構成されるストランドは
また、相互に、ならびにガラス繊維を保持するパッケー
ジと、置換または混合させることもできる。

また、諸例には、「Ｔ」繊維から成るガラスのストラン
ドで作られたマットの生産が示されているが、本発明が
、「ＤＪ型またはそれより太い型の繊維のような、任意
の繊維直径から成るストランドからマットを生産するこ
とにも適していることは理解されるべきである。

更に、ある特定の電気諸部品が記載されているが、それ
らは、全てが商業的に入手可能な装置であ一層と大体同
じ結果を達成するために他の類似の諸装置を容易に置換
し得るので、必ずしも限定的なものではない。例えば、
移動するフィーダの位置を正確に特定するためのレゾル
バの利用は、エンコーダ、シンクロ、発光ダイオード、
磁気センサ、光電センサおよび機械的りξット・スイッ
チのような装置の利用も予想させる。更に、ここに述べ
たボード・レベルのプログラミング可能な作動制御器と
ほぼ同じ結果を生成する装置も予想される。例えば、プ
ログラミング可能な論理制御器（ＰＬＣ）は、最近数年
間にますます複雑化し、最早、単純なスイッチ回路をエ
ミュレートするためのリレー・ラダー形式の言語の使用
には拘束されていない。現在、多くの会社が、１６，（
１００までの入出力（Ｉｌｏ）ポイントと、アナログＩ
１０信号を処理する能力とを包有するＰＬＣを生産して
いる。比例、積分および微分制御を遂行するアルゴリズ
ムも進歩したＰＬＣに実施することができ、サーボ制御
機能を遂行するために特殊なカードが入手可能である。

システムをプログラミングするためにＦＯＲＴＲＡＮま
たはＲＡＳＩＣのような高級計算機言語を使用できるよ
うに、ＰＬＣをパーソナル・コンピュータと接続するた
め、Ｉ１０スキャナとして知られる別のカードが入手可
能である。

かくして、本発明を、ある特定の諸実施例および構成諸
要素に関連して説明し、且つある諸製品の生産に対する
その用途を挙げて示したが、添付フレイムに述べた限り
のものを除き、それによって限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はプッシュ、塗布器およびワインダを示す在来の
ガラス繊維形成プロセスの側面図、第２図はプッシュ、
その関連冷却フィン、個々のチップおよびそこから現出
する繊維を示す斜視図、 第３図は針通しされた連続ストランド・マットを生産す
るために用いられる代表的なマット・ラインの斜視図、 第４図は往復フィーダの制御に関連する各種の要素をも
詳細に示す、断面４−４について視た第３図のマット・
ラインの前端の斜視図、第５図は往復フィーダ、固定デ
フレクタおよび移動コンベヤ上に置かれているストラン
ドの正面図、 第６図は各往復フィーダの運動と、ストランドがコンベ
ヤ上に置かれる速度とを制御するために用いられる電気
回路をブロック図の形式で示す図、第７図は各往復フィ
ーダに関連する構成諸要素の方向付けをも示す第３図の
断面７−７についての代表的なマット・ラインの正面図
、 第８図は均等に並べられた平行ストランドの下部雇僑通
しされた、ランダムの方向付けされたスト°ランドの頂
部層から成る形式のマットを製造すべく構成された代表
的なマット・ラインの側面図である。 ｌ：プッシュ組立体 ４ニガラス繊維 ６：多重ストランド １３：コンベヤ １５：ストランド・フィーダ １６：ルース・マット ３０：第一電動機 ３５：第二電動機 ４３：作動制御盤 ５１：レゾルバ。 代 理 人 浅 村

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動コンベヤの表面を横切って複数のストランド
   ・フィーダを前後に往復動させることにより連続繊維ス
   トランドのマットを製造する方法にて、前記各ストラン
   ド・フィーダが第一電動機により前記コンベヤの幅を横
   行するようにされ、前記各フィーダが少なくとも１本の
   ストランドを供給源から前記コンベヤの表面上へ引き、
   前記ストランドが第二電動機により引き出され且つ前進
   させられ、前記供給源が、溶融ガラスの複数の個々の流
   れを発出し、次いでそれらが個々のガラス繊維へ冷却さ
   れて少なくとも１本のガラス繊維の連続ストランドヘ集
   束されるガラス繊維プッシュ組立体であるようにした方
   法において、前記フィーダによりストランドが前記コン
   ベヤの表面上へ引かれ且つ前進させられる速度を、スト
   ランドをその上へ均等に配分してガラスのストランドの
   ルース・マットを形成するように、前記コンベヤの幅に
   対する前記各ストランド・フィーダの変化位置の関数と
   して制御する段階を含むことを特徴とする方法。
2. （２）請求項１に記載された方法において、前記各スト
   ランド・フィーダを前記に横行させるために使用される
   前記第一電動機が電気サーボモータであるようにした方
   法。
3. （３）請求項２に記載された方法においては、ストラン
   ドを前記供給源から引き出し且つ前進させるために使用
   される前記第二電動機が電気サーボモータであるように
   した方法。
4. （４）請求項３に記載された方法において、ストランド
   が前記各フィーダから前進させられる速度が、前記供給
   源からほぼ一定の直径の繊維を引き出して前記移動コン
   ベヤの表面上ヘストランドを均等に置くように、プログ
   ラミング可能な作動制御器により、前記移動コンベヤの
   幅を横切る予定の位置で漸増的に変化するようにした方
   法。
5. （５）請求項４に記載された方法において、前記各スト
   ランド・フィーダを往復動させるために使用される前記
   第一電気サーボモータの出力軸へ結合されたレゾルバに
   より前記コンベヤの幅に対する前記各ストランド・フィ
   ーダの変化位置を電子的に監視する段階と、前記各スト
   ランド・フィーダの実際位置を、予めプログラミングさ
   れた期待位置と電子的に比較する段階と、前記各ストラ
   ンド・フィーダの横行速度をその前記コンベヤの幅に対
   する位置を補正するように変化させて、実際および期待
   位置間のいかなる相違も補正する段階とを含むことを特
   徴とする方法。
6. （６）請求項５に記載された方法にして、個々のガラス
   のストランドを互いに一緒にからませるように前記マッ
   トに針を通し、それにより、機械的性質の改良された均
   等性と、次の加工やハンドリングに耐えるに充分な強さ
   とを有するマットを形成する段階を含む方法。
7. （７）請求項５に記載された方法にして、前記マット上
   へ粉末樹脂を散布する段階と、前記樹脂を溶融させ個々
   のガラスのストランドを互いに一緒に接合させるように
   前記マットおよび樹脂を加熱し、それにより、機械的性
   質の改良された均等性と、次の加工やハンドリングに耐
   えるに充分な強さとを有するマットを形成する段階とを
   含む方法。
8. （８）移動コンベヤの表面を横切って複数のストランド
   ・フィーダを前後に往復動させることにより連続繊維ス
   トランドのマットを製造する方法にて、前記各ストラン
   ド・フィーダが第一電動機により前記コンベヤの幅を横
   行するようにされ、前記各フィーダが少なくとも１本の
   ストランドを供給源から前記コンベヤの表面上へ引き、
   前記ストランドが第二電動機により引き出され且つ前進
   させられるようにした方法において、前記フィーダによ
   りストランドが前記コンベヤの表面上へ前進させられる
   速度を、ストランドをその上へ均等に配分してガラスの
   ストランドのルース・マットを形成するように、前記コ
   ンベヤの幅に対する前記各ストランド・フィーダの変化
   位置の関数として制御する段階を含むことを特徴とする
   方法。
9. （９）請求項８に記載された方法において、前記各スト
   ランド・フィーダを前後に横行させるために使用される
   前記第一電動機が電気サーボモータであるようにした方
   法。
10. （１０）請求項９に記載された方法において、ストラン
    ドを前記供給源から前進させるために使用される前記第
    二電動機が電気サーボモータであるようにした方法。
11. （１１）請求項１０に記載された方法において、ストラ
    ンドが前記各フィーダから前進させられる速度が、前記
    移動コンベヤの表面上ヘストランドを均等に置くように
    、プログラミング可能な作動制御器により、前記移動コ
    ンベヤの幅を横切る予定の位置で漸増的に変化するよう
    にした方法。
12. （１２）請求項１１に記載された方法において、前記各
    ストランド・フィーダを往復動させるために使用される
    前記第一電気サーボモータの出力軸へ結合されたレゾル
    バにより前記コンベヤの幅に対する前記各ストランド・
    フィーダの変化位置を電子的に監視する段階と、前記各
    ストランド・フィーダの実際位置を、予めプログラミン
    グされた期待位置と電子的に比較する段階と、前記各ス
    トランド・フィーダの横行速度をその前記コンベヤの幅
    に対する位置を補正するように変化させて、実際および
    期待値間のいかなる相違も補正する段階とを含むことを
    特徴とする方法。
13. （１３）請求項１２に記載された方法にして、個々のガ
    ラスのストランドを互いに一緒にからませるように前記
    マットに針を通し、それにより、機械的性質の改良され
    た均等性と、次の加工やハンドリングに耐えるに充分な
    強さとを有するマットを形成する段階を含む方法。
14. （１４）請求項１３に記載された方法において、前記ス
    トランドが多重ガラス繊維のストランドであるようにし
    た方法。
15. （１５）請求項１２に記載された方法にして、前記マッ
    ト上へ粉末樹脂を散布する段階と、前記樹脂を溶融させ
    個々のガラスのストランドを互いに一緒に接合させるよ
    うに前記マットおよび樹脂を加熱し、それにより、機械
    的性質の改良された均等性と、次の加工やハンドリング
    に耐えるに充分な強さとを有するマットを形成する段階
    とを含む方法。
16. （１６）請求項１５に記載された方法において、前記ス
    トランドが多重ガラス繊維のストランドであるようにし
    た方法。
17. （１７）第一供給源からのストランドの第一層を移動コ
    ンベヤの表面上へ送り、個々のストランドを互いにほぼ
    平行に整列させるように前記コンベヤと同じ運動方向に
    沿って前記ストランドを引き、前記移動コンベヤの表面
    とストランドの第一層とを横切って複数のストランド・
    フィーダを前後に往復動させることにより連続ストラン
    ドのマットを製造する方法にて、前記各フィーダが第一
    電動機により前記コンベヤの幅を横行するようにされ、
    前記各フィーダが更に第二供給源からのストランドを前
    進させてそれらを、整列されたストランドの前記第一層
    と移動コンベヤ表面との上に置き、次いで個々のストラ
    ンドを互いにからませるようにストランドの前記第一お
    よび第二層の双方へ一緒に針を通し、それにより、異方
    性の機械的性質と次の加工やハンドリングに耐えるに充
    分な結合性とを有するマットを形成するようにした方法
    において、前記フィーダによりストランドが前記第二供
    給源から、前記コンベヤの表面および整列したストラン
    ドの第一層へ前進させられる速度を、ストランドをその
    上に置いて本質的に均等な密度を有するストランドの第
    二層を形成するように、前記コンベヤに対する前記各ス
    トランド・フィーダの変化位置の関数として制御する段
    階を含むことを特徴とする方法。
18. （１８）請求項１７に記載された方法において、ストラ
    ンドが前記各フィーダから前進させられる速度が、整列
    されたストランドの前記第一層と前記移動コンベヤとの
    上にストランドを置くように、プログラミング可能な作
    動制御器により、前記移動コンベヤの幅を横切る予定の
    位置で漸増的に変化するようにした方法。
19. （１９）請求項１８に記載された方法において、前記ス
    トランド・フィーダを往復動させるために使用される前
    記第一電気サーボモータの出力軸へ結合されたレゾルバ
    により前記コンベヤの幅に対する前記各ストランド・フ
    ィーダの変化位置を電子的に監視する段階と、前記各ス
    トランド・フィーダの実際位置を、期待される予めプロ
    グラミングされた位置と電子的に比較する段階と、前記
    各フィーダの横行速度をその前記コンベヤの幅に対する
    位置を補正するように変化させて、実際および期待位置
    間のいかなる差違も補正する段階とを含むことを特徴と
    する方法。
20. （２０）請求項１９に記載された方法において、ストラ
    ンドの前記第二供給源が、溶融ガラスの複数の個々の流
    れを発出し、次いでそれらが個々のガラス繊維へ冷却さ
    れて少なくとも１本のガラス繊維の連続ストランドヘ集
    束されるガラス繊維ブッシュ組立体であるようにした方
    法。
21. （２１）請求項２０に記載された方法において、ストラ
    ンドが前記各フィーダから前進させられる速度が、前記
    ブッシュ組立体からほぼ一定の直径の繊維を引き出して
    、整列されたストランドの前記第一層と前記移動コンベ
    ヤとの上にストランドを置くように、プログラミング可
    能な作動制御器により、前記移動コンベヤの幅を横切る
    予定の位置で更に変化するようにした方法。