JPH0438704B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〓産業上の利用分野〓 本発明はガラス繊維ストランドケーキの製造
法、特にケーキの内外においてサイジング剤の付
着量が一定に保たれたガラス繊維ストランドケー
キの製造法に関する。 〓従来の技術〓 一般にガラス繊維ストランドは溶融ガラスを多
数のノズルを備えたブツシングから引出して多数
の単繊維を形成し、その単繊維に用途に応じて
種々のサイジング剤を塗布し、通常該単繊維を
200〜2000本づつ集束してストランドとし、この
ストランドの１本又は複数本を高速で回転するコ
レツト上のチユーブに巻取ることによりケーキを
製造していた。このようにしてチユーブ上に巻取
られたケーキは平均８〜15％の水分を含有してお
り乾燥機中で４〜15時間かけて乾燥させた後、ロ
ービング等に加工されていた。 然しながら乾燥前のケーキは巻取中回転による
遠心力を受けてケーキの内部から外周表面の方に
サイジング剤が移動し、然もこのケーキを乾燥す
るとケーキ表面からの乾燥による水分の表面への
移動に伴つてサイジング剤中の水溶性成分もケー
キの表面に向つて移動し、所謂マイグレーシヨン
によりケーキの表面側にサイジング剤の付着量の
多い部分ができ、更には乾燥によりケーキ表面に
着色を生ずることもあつた。 そして、マイグレーシヨンによつてケーキの表
面に移動するサイジング剤はガラス繊維束のスト
ランド中を移動し易く、その結果、紡錘形、チー
ズ形に巻取られたケーキの中央部形成面に比しケ
ーキの両端部形成面に高濃度のサイジング剤の集
積部分を作り、サイジング剤によつては中心部の
サイジング剤付着量の10倍以上となることもめず
らしくない。 このようなサイジング剤の付着量の不均一なス
トランドを例えばプラスチツクの強化材として使
用した場合、サイジング剤の付着量がストランド
の長さに沿つて変化するので、樹脂の含浸がうま
くいかなかつたり、樹脂とガラス繊維の正常な結
合ができなくてガラス繊維強化プラスチツク成形
品の強度上の欠陥を生じたり、或いは成形品の表
面に汚れとなつて表れるなど種々の問題点が認め
られた。 このような現象を防止する方法として従来は、
特開昭48−63094号に見られるように、サイズ剤
自身を移動しにくいものとする方法、特開昭49−
13432号にみられるようにストランドに塗布した
サイズ剤をストランドの巻取りの前にマイクロウ
エーブ加熱することによつて乾燥させサイズ剤の
移動がないようにする方法、特開昭53−139827号
にみられるように、ケーキの両端に湿潤状態にお
いて変形しうる蒸発制御部材、即ち湿つたケーキ
に押圧されケーキ中の水分を吸収して湿潤状態で
自由に変形し、ケーキの両端部でロービングの交
錯した状態に追従してケーキ表面に隙間なく密着
するゴム製スポンジや紙のような弾性変形又は塑
性変形するものを密着せしめて結合剤に含まれる
水がこの部分から蒸発しにくゝして、マイグレー
シヨンを防止する方法、特開昭54−160825号にみ
られるようにケーキを乾燥後最外層のサイズ剤含
有量の多いストランド部分のみを取除くことがで
きるよう巻取りに工夫をしたもの、特開昭55−
27848号にみられるように紡出されつゝあるガラ
ス繊維ストランドに対し直接水滴を噴霧するもの
等が知られている。然しながら前記第１の方法で
は完全なサイズ剤の移動防止は難しく、第２の方
法では、最近の高速高能率の紡糸工程ではサイズ
剤塗布後巻き取りまでの時間が非常に短いので、
マイクロウエーブ加熱装置による加熱では乾燥能
力が不足し完全に乾燥させることができないので
遠心力によるサイジング剤の移動は防止できず、
第３の方法は蒸発制御部材をケーキ両端に取付
け、取外す工程が必要となる事と、チーズ状（円
筒状）のケーキ以外には使いにくいといつた問題
点が認められ、又は、第４の方法では製品の一部
を廃棄するため製品のコストアツプとなるばかり
か廃棄物の処理の問題が発生する。 又、第５の方法は、ストランド表面に付着した
過剰のサイズ剤を減少させることにより、ケーキ
中でのストランド同志の接着を防止し、それによ
つて起るストランドのもつれ、切断、フイラメン
トへの分離等を防止するもので、本発明が解決し
ようとするサイジング剤のマイグレーシヨン防止
効果は期待できない。 〓発明が解決しようとする課題〓 本発明はケーキ中におけるサイジング剤の付着
量を各所一定とし、前記した多くの問題点を解決
するにある。 〓課題を解決するための手段〓 この発明は、溶融ガラスを多数のノズルを備え
たブツシングから引出して単繊維を形成し、該単
繊維にサイジング剤を塗布し集束して得られたス
トランドを高速回転するコレツト上のチユーブに
巻取るガラス繊維ストランドケーキの製造法にお
いて、回転するチユーブ上に形成されつゝある硝
子繊維ケーキの表面に水または微量のガラス繊維
表面処理剤を含む水溶液をケーキ中央部形成面に
比し両端部形成面に多量に噴霧する。そしてこの
方法の実施により乾燥前はケーキ表面層のサイジ
ング剤含有量は中心部に比しケーキ両端部形成面
において最も少なく次いでケーキ中央部形成面に
おいて少ないが、乾燥することによるマイグレー
シヨンによつて、サイジング剤は表面に移行し、
乾燥が終了した時は、表面層のサイジング剤の量
と中心部のそれとはほぼ等しくなる。 即ち、第１図、第２図により本発明方法をより
具体的に説明すると、１は紡出されたガラス繊維
の単繊維２にサイジング剤３を塗布するサイジン
グ剤塗布装置であつて、サイジング剤３を収容す
る容器４の中に図示を省略した駆動装置により回
転する積極回転ローラー５を塗布ローラーとして
一部浸漬し、該ローラー５の表面に付着するサイ
ジング剤３をローラー５に接触走行するガラス単
繊維２に塗布する形式のものであつて、６はサイ
ジング剤３の送入口、７はオーバーフローしたサ
イジング剤３の排出口である。そして該サイジン
グ剤塗布装置１は主として低粘性のサイジング剤
の塗布に適し、主としてロービング用のガラス繊
維を得るために用いられている。 前記サイジング剤塗布装置１によりサイジング
剤３を塗布された単繊維は、集束装置８により集
束されてストランド９を形成しトラバース装置１
０によりトラバースされながら高速回転するコレ
ツト１１上のチユーブ１２に巻取られケーキ１３
を形成する。 １４ａ，１４ｂ，１４ｃはコレツト１１のチユ
ーブ１２上のケーキ１３に水又は微量のガラス繊
維表面処理剤を含む水溶液を噴霧するスプレーノ
ズルであつて、ケーキ１３の全表面に該スプレー
ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃから噴霧された水
滴が直接到達するようその位置や角度が調節され
ている。微量のガラス繊維表面処理剤を含む水溶
液としては、樹脂とガラス繊維の強固な結合を得
るために使用されるステアリン酸クロミツククロ
ライドのようなポラン系表面処理剤や、オルガノ
シリコン化合物のようなシラン系表面処理剤を
0.05〜0.5重量％程度含む水溶液が適当である。 又、噴霧する液体の吹付量は、マイグレーシヨ
ンの大きい部分、即ちケーキ両端部形成面にはケ
ーキ中央部形成面より多く吹付ける。然しその量
は巻取るケーキの寸法、スプレー圧力、液滴の大
きさによつても変化するが、ノズル１個当り0.1
〜10／min噴霧する事が望ましい。噴霧液量が
0.1／minより小さい場合は表面に付着したサ
イジング剤の希釈には効果がなく、10／minよ
り大きい場合はサイジング剤希釈の効果に差がな
い。 又、ノズルの取付位置はケーキにノズルから噴
霧された、液体が効果的にかゝる位置であれば良
い。通常は第２図ノズル１４ａ，１４ｂ，１４ｃ
のように、ケーキの両端部と中央部の３ケ所に噴
霧される。しかし、ケーキの形状が円筒形のチー
ズ型であるときは、ケーキの側面にかゝる様に横
方向から噴霧されることが望ましい。 液体の噴霧時間は、例えば１ケーキ30分で巻終
る場合は、巻始めから25分間経過後５分間だけ噴
霧する。特にサイジング剤が乾燥により集まり易
い部分には少量の水を巻始めから巻終りまで噴霧
する。このように噴霧時間は目的に合うように調
整され、限定はない。なお、第３図はこのように
して得られたケーキ１３の縦断面図であつて、後
述する実施例でサイジング剤付着量の測定のため
サンプリングを行つた場所を示す図である。 〓作用〓 巻取られつゝあるケーキの表面に水を噴霧する
ことにより、ケーキ表面層部分のサイジング剤の
含有量を減少させ、これにストランド巻取中の遠
心力によるケーキ内部から外部に向うサイジング
剤の移動、乾燥時のマイグレーシヨンによるサイ
ジング剤中の水溶性成分の移動が加わつて、ケー
キ内外部全体のサイジング剤付着量が平均化す
る。 〓実施例〓 実施例 １ ブツシングから引出された直径14μ、フイラメ
ント本数800本のガラス単繊維にサイジング剤塗
布装置でポリエステル系エマルジヨンタイプのサ
イジング剤（固形分4.2％）を１分間に70回転す
る直径75mmの黒鉛製サイジング剤塗布ローラーに
より塗布し集束し、コレツト回転軸方向に往復運
動するトラバース装置でストランドを綾振りしな
がら、フラツト型スプレーノズル３個を用い、左
右両端部のスプレーノズルからは水を水圧5.0
Kg／cm²で4.5／min、中央のスプレーノズル２
からは0.5／minの量を巻始めから25分経過後
５分間噴霧し、巻取装置のコレツトにさし込んだ
外径200mmの紙製のチユーブ上に25mm厚さに巻取
つた。含水率８％のこのケーキを125℃で10時間
乾燥後、第３図に示す紡錘型ケーキの傾斜面とチ
ユーブとの接触部Ａ、紡錘型ケーキの傾斜面中央
部Ｂ、該ケーキ中央円筒部表面Ｃから夫々１層を
切りとり105℃で１時間乾燥後600℃で１時間加熱
し、重量減少量を求め、サイジング剤付着量とし
た。この結果を第１表に示す。 実施例 ２ 水の代りにユニオンカーバイド社製 商品名
A172として知られるビニルトリスβメトキシエ
トキシシラン表面処理剤0.09重量％の水溶液を噴
霧した外は、実施例１と同条件でケーキを製造し
た。このケーキから実施例１と同じ場所からスト
ランドをサンプリングして重量減少を求めた。そ
の結果を第１表に示す。 比較例 水の噴霧を停止した以外は実施例１の製造条件
と同一でケーキを製造した。これは通常の製造条
件である。このケーキから、実施例１と同じ場所
からサンプリングして重量減少を求めた結果を第
１表に示す。この表からわかるように紡錘型ケー
キの傾斜面とチユーブとの接する部分のサイジン
グ剤付着量はケーキ中部中心の役4.3倍、紡錘型
ケーキの傾斜面中央部で2.6倍、ケーキ中央円筒
部表面で1.8倍の値となつていた。なおこれと同
条件で製造したケーキは巻き戻しの時チユーブに
接する部分Ａの近くではストランド相互の接着が
強く、ストランドを引き出すとそれを構成するガ
ラス単繊維の切断が多く、毛羽立ちと糸残りが生
じ、接着した部分は捨てざるを得なかつた。

【表】 〓発明の効果〓 以上詳細に述べた通り本発明のガラス繊維スト
ランドケーキの製造法は、溶融ガラスを多数のノ
ズルを備えたブツシングから引出して単繊維を形
成し、該単繊維にサイジング剤を塗布し集束して
得られたストランドを高速回転するコレツト上の
チューブに巻取るガラス繊維ストランドケーキの
製造法において、回転するチユーブ上に形成され
つゝある硝子繊維ケーキの表面に水又は微量のガ
ラス繊維表面処理剤を含む水溶液をケーキ中央部
形成面に比し両端部形成面に多量に噴霧すること
によつてコーキ内外のサイジング剤の付着量を一
定に保つことができたから、従来のようにサイジ
ング剤の付着量の多いケーキ表面部分を廃棄する
必要がなく、製品のコストアツプや廃棄物処理の
問題も解決される許りでなく、ケーキを構成する
ストランドのどこをとつてもサイジング剤の付着
量を均一にできるから、ガラス繊維強化プラスチ
ツク成型のための強化材として均一な樹脂の含浸
と、樹脂とガラス繊維の正常な結合が得られその
結果物性のすぐれた成型品を得ることができる。
又、この方法によつて得られるガラス繊維ヤーン
はサイジング剤の付着量が各所均一であるから、
撚糸工程、織成工程などにおける糸切れ、毛羽立
ちなどのトラブルの発生も減少しサイジング剤の
過剰付着部分の存在による着色の発生なども完全
に防止できるなど製造上の面からも製品上の面か
らも多くの効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す正面図、第２図
は同上巻取部分の側面図、第３図はガラス繊維ス
トランドケーキの縦断面図である。 １……サイジング剤塗布装置、２……単繊維、
８……集束装置、９……ストランド、１３……ケ
ーキ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ……スプレーノズ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融ガラスを多数のノズルを備えたブツシン
   グから引出して単繊維を形成し、該単繊維にサイ
   ジング剤を塗布し集束して得られたストランドを
   高速回転するコレツト上のチユーブに巻取るガラ
   ス繊維ストランドケーキの製造法において、回転
   するチユーブ上に形成されつゝある硝子繊維ケー
   キの表面に水または微量のガラス繊維表面処理剤
   を含む水溶液をケーキ中央部形成面に比し両端部
   形成面に多量に噴霧することを特徴とする、硝子
   繊維ストランドケーキの製造法。