JPH05220855A

JPH05220855A - 繊維補強発泡樹脂体の製造法

Info

Publication number: JPH05220855A
Application number: JP3326780A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Taguchi; 昌道田口; Yuuhachi Ninomiya; 佑八二宮
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 1991-11-15
Filing date: 1991-11-15
Publication date: 1993-08-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ＧＣの小さい、均質な繊維補強樹脂体を製造す
る。【構成】ストランド２をループ状に堆積させて、高速の
空気流をこの堆積物中を通過させ、ストランドを開繊し
て互いに絡ませることによりストランド同志を結合して
マット１１とし、このマットに樹脂を含侵させて発泡さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維補強発泡樹脂体の
製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維補強発泡樹脂体（補強発泡体と略
称）は、ガラス繊維マットに樹脂を含浸させ、該樹脂を
発泡させることにより製造することができる。ガラス繊
維マットは、ブッシングから引出した多数のガラス繊維
に集束剤を附与、集束してガラス繊維束（ストランド）
とし、このストランドを複数本、直接、移動するコンベ
ア上に落下させてループ状をなして堆積させることによ
って製造される。或は、ストランドを一旦ケーキとして
巻取り、乾燥した後、ケーキからストランドを引出し、
複数本、移動するコンベア上に落下させてループ状に堆
積させることによって製造される。或は又、ケーキから
引出したストランドを所定長さに切断し、この切断物を
移動するコンベア上に落下、堆積させることによって製
造される。

【０００３】上述のようにして製造されたガラス繊維マ
ットを、そのまま次工程へ送り、樹脂を含浸発泡させる
ことにより補強発泡体を製造することもできるが、通常
はマットを一旦ロールに巻取った後、次工程でマットを
巻戻して使用する。巻取り、巻戻しの際、マットがスト
ランドに分離するのを防止し、巻取り、巻戻し操作を円
滑ならしめるために、マットを構成するストランド同志
を互いに結合する必要がある。ストランド同志の結合
は、マットをニードリングし、或はマットに結合剤（マ
ットバインダ）を附与することによって行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、次のよう
な問題点を有する。いずれの方法で製造されたマットに
おいても、マットを発泡性樹脂補強用として使用する
と、樹脂が発泡によって膨らんでも、ストランド同志は
結合されているため、マットは膨らむことができず、発
泡樹脂中にマットが偏在し易い。更に又、ストランド同
志は互いに密着しているので、嵩密度が大きく、マット
単位面積あたりのマットの重量を所定値とした場合、厚
さの大きいものは得られず、厚みが大きく、ガラス含有
率（ＧＣ）の小さいＦＲＰをうることはできない。この
ためＧＣの小さい、均質な、ＧＣの小さい繊維補強発泡
樹脂体をうることは困難である。

【０００５】マットバインダを使用した場合、更に次の
ような難点が生ずる。マットバインダとしては通常樹脂
粉末が使用され、この粉末状のバインダをマット上面に
撒布することによってバインダが附与されるが、粉末状
のバインダがストランドの間を通り抜けて落下してしま
い、バインダの使用量が増加し、又、作業環境が汚染さ
れる。マットバインダを附与したガラス繊維マットは、
加熱装置に送られ、マットバインダを硬化、或は軟化さ
せることにより、ストランド同志がマットバインダで結
合される。又、マットバインダとして熱可塑性樹脂を使
用した場合、加熱されたマットを巻取る前に、マットを
一旦冷却する必要が生じ、余分な装置、エネルギーが必
要となる。更に又、このようにして得られたマットに
液状の樹脂を含浸させようとすると、マットバインダに
よって樹脂の含浸が阻害され易い。

【０００６】ニードリングによるときは、上述のような
難点を生ずることはないが、ニードリング装置は複雑で
あり、多大の設備費を要するばかりでなく、ニードル
（針）を上下する間、マットを間欠的に停止状態とする
必要があり、バインダを使用した場合に比し、生産性が
低く、又ニードルが折損した場合、ニードルの折片がマ
ットに混入し、不良品を発生し易い。

【０００７】本発明は、前述した従来技術の問題点を解
消し、複雑な設備を必要とすることなく、生産性も大き
く、均質な、ＧＣの小さい、繊維補強発泡樹脂体を得る
ための製造法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、多数のガラス繊維に集束剤を附
与、集束してなるガラス繊維束を、複数本、移動するコ
ンベア上に落下させてループ状をなして堆積させ、高速
の空気流を上記堆積物中を通過させ、この空気流により
ガラス繊維束を開繊させて互いに絡ませてマットとな
し、このマットに樹脂を含浸させ、該樹脂を発泡させる
ことにより繊維補強発泡樹脂体を製造する。

【０００９】又、集束剤を附与、集束してなるガラス繊
維束を管状通路中に導き、上記管状通路に開孔する空気
供給管から圧縮空気を該通路に噴射してガラス繊維束を
開繊し、開繊したガラス繊維束を、複数本、移動するコ
ンベア上に落下させてループ状をなして堆積させ、高速
の空気流を上記堆積物中を通過させ、この空気流により
ガラス繊維束を開繊させて互いに絡ませてマットとな
し、このマットに樹脂を含浸させ、該樹脂を発泡させる
ことにより繊維補強発泡樹脂体を製造する。

【００１０】次に、請求項１記載の本発明を、図１、図
２、図３に基いて更に具体的に説明する。ブッシングか
ら引出したガラス繊維に集束剤をアプリケータで附与
し、集束部材中で集束し、回転するスパイラルワイヤ
（綾振り装置）で綾振りしつつ、高速で回転するマンド
レルに嵌挿したチューブ上に巻取ることによってガラス
繊維束（ストランド）を製造することができる。本発明
において使用するストランドとしては、平均直径３〜３
０μｍ、望ましくは６〜２０μｍのガラス繊維に、集束
剤を、固型分として、ガラス繊維に対し０．０１〜２ｗ
ｔ％、望ましくは０．０５〜１．５ｗｔ％附与し、１０
０〜８，０００本、望ましくは２００〜４，０００本集
束したものが適当である。

【００１１】集束剤としては、ポリエステル樹脂、エポ
キン樹脂、ＰＶＡ樹脂の水溶液、又はエマルジョン等の
被膜形成剤を、固型分として０．５〜８ｗｔ％、ステア
リン酸とテトラエチレンペンタミンの縮合物等の潤滑剤
を、０．０１〜０．１ｗｔ％、アミノシラン、ビニルシ
ラン、アクリルシランのようなカップリング剤を、０．
１〜１ｗｔ％含むものを好適に使用できる。巻取られた
ストランド（ケーキ）を加熱、乾燥装置に送り乾燥す
る。

【００１２】加熱温度は、通常１１０〜１５０℃、加熱
時間は８〜２４ｈｒ程度である。乾燥後、ケーキ１から
紙管を取外し、架台（図示せず）上に複数個支持し、ス
トランド２を一対の回転ロール３，３で挟んで夫々のケ
ーキから引出し、移動するコンベア４上に落下せしめ、
ループ状をなして堆積させる。なお、５はガイドロー
ル、６は押えロールである。ストランドの引出し速度と
コンベアの移動速度の比を所定値に調整することによ
り、ループの形状を調整することができる。なお、スト
ランドの堆積量は、２０〜５，０００ｇｒ／ｍ² 、望ま
しくは、５０〜１，０００ｇｒ／ｍ² とするのが適当で
ある。

【００１３】このようにして得られたマット状の堆積物
（以下本堆積物という）７に向けて高速の空気流を吹付
けて、高速の空気流を本堆積物中を通過させる。この空
気流によりガラス繊維束は開繊され、互いに絡み合って
ガラス繊維束同志が結合される。空気流は本堆積物の一
方の面（例えば上面）のみから吹付けることもできる
が、その両面から吹き付けるのが特に望ましい。この
際、堆積物の上、下両面から吹き付ける空気流の位置
を、水平方向に若干ずらすのが適当である。空気流の流
速は、５０〜２００ｍ／ｓｅｃ、望ましくは、１００〜
１７０ｍ／ｓｅｃとするのが適当である。この流速があ
まり小さいと、本発明の効果が充分でなく、又この流速
があまり大きいと、ストランドの破損が生じ易い。

【００１４】空気流を吹付ける方法に特に限定はない
が、図に示すように、空気噴出管８，９（ノズル）を、
本堆積物の上面及び下面に近接して多数配列し、このノ
ズルに高圧空気を供給して噴出させるのが実際的であ
る。高圧空気の圧力を２〜１０ｋｇ／ｃｍ² Ｇ、望まし
くは４〜７ｋｇ／ｃｍ² Ｇ、ノズルの内径を１〜５ｍｍ
φ、望ましくは２〜４ｍｍφとすることにより、好適な
結果をうることができる。又、ノズル同志の間隔（ノズ
ル中心間の距離）は、ノズル内径の１．０５〜３倍、望
ましくは１．１〜１．５倍とし、上部のノズル８及び下
部のノズル９の位置を、図２に示すように若干ずらすの
が適当であり、又、ノズル８，９は２列以上に配列する
のが好ましい。（図面では１列のみ示されている。）更に又、堆積物７を一対の網状体で挾圧支持した状態
で、高速の空気流を吹き付けるのが好ましい。

【００１５】網状体は、細い金属線で構成し、その目の
大きさは３〜１０ｍｍ程度とするのが適当である。網状
体で無端ベルトを構成し、このベルトを所定速度で回転
させることにより、堆積物７を所望速度で移動させるの
が実際的である。図１、図２に示す態様においては、コ
ンベア４、コンベア１０を上記のような網状体よりなる
無端ベルトで構成しており、又、堆積物は金網で形成さ
れたコンベア１０の自重により、コンベア４に押圧さ
れ、コンベア４，１０で挾圧、支持される。なお、図
１、図２で示す態様においては、ノズル８，９、コンベ
ア１０は２ケ所に配置されているが、これらは１ケ所の
みに配列してもよく、又、３ケ所以上に配列することも
できる。

【００１６】又、ノズルに圧縮空気を供給してノズルか
ら噴出させる代りに、下面に複数の小孔を穿設した密閉
容器に圧縮空気を供給して小孔から噴出させしめてもよ
く、或は又、本堆積物の上面に密着して小孔を有する多
孔板を設け、断面積の大きい空気流を、多孔板を通して
本堆積物に吹付けることもできる。上記の多孔板として
は、パンチングメタルを用いることができるが、多孔板
を堆積物に密着させ、堆積物を多孔板で押圧した状態
で、高速の空気流を吹付けるのが望ましい。例えば、表
面を多孔板で形成した円筒状の回転ロールを、その表面
速度が堆積物の送り速度と同一となるように回転させ、
回転ロール中に設けた複数のノズルから高速空気を噴出
させることにより、効率よく連続的にガラス繊維マット
を製造することができる。

【００１７】このように空気流を吹付けると、本堆積物
を構成するストランドはモノフィラメント或は少数のモ
ノフィラメントの引揃え物に開繊され、開繊によって生
じたモノフィラメント等が互いに絡み合って、ストラン
ド同志が長手方向に沿った複数個所で結合された繊維マ
ット（本ガラス繊維マット）が得られる。なお、１２は
マットの巻取りロールである。なお又、マットを間欠的
に移動させ、マットの停止時にのみ空気流を吹き付ける
こともできるが、本発明においてはマットを連続的に移
動させ、その間絶えず空気流を吹き付けることも可能で
あるり、生産性を向上させることができる。

【００１８】本ガラス繊維マットを構成するストランド
同志は、モノフィラメント等がその長手方向に沿った複
数の個所で三次元的に絡み合うことによって結合されて
いるので、マットを巻取り、又は巻戻す際、ストランド
がバラバラになることはなく、しかもストランド同志は
比較的自由に三次元方向に相対的に動きうるので、マッ
トを深絞りしてもマットが破断したり、ストランドの分
布が不均一となることもない。又、ストランド同志はマ
ットバインダを使用することなく結合されているので、
マットバインダに起因する樹脂含浸の阻害が生じること
もない。又、本ガラス繊維マットを構成するストランド
は開繊されているので、本ガラス繊維マットは嵩密度も
小さく、厚さも大きく、断熱性も良好であり、樹脂の含
浸も良好であり、含浸させた樹脂を発泡させた場合、ス
トランドは樹脂の発泡に対応して動きうるので、ストラ
ンドを発泡樹脂中に均一に分布させることができる。

【００１９】なお、上記説明中には、一旦ストランドを
巻取り、乾燥した後引きだして堆積させるように説明し
たが、ブッシングから引出されたストランドを直接コン
ベア上に落下させることもでき、又、一旦乾燥したスト
ランドに水分を附与して湿らせてからコンベア上に落下
させることもできる。ストランドが湿った状態で高速の
空気流を吹付けることにより、開繊、絡み合いを一層良
好な状態とするこどができる。更に又、ストランドを６
０ｃｍ以上、望ましくは１００ｃｍ以上に切断した長尺
の切断物を使用することも可能である。

【００２０】本ガラス繊維マット１１に発泡性樹脂を附
与、含浸させ、発泡させる。発泡性樹脂としては、発泡
性ウレタン樹脂、発泡性塩化ビニル樹脂、発泡性フェノ
ール樹脂等が例示される。本ガラス繊維マット１１に発
泡性樹脂を含浸させる方法に特に限定はないが、例えば
図３に示すように、一旦巻取った本ガラス繊維マット１
１を引出し、発泡性樹脂１３を所定量塗布した合成樹脂
フィルム１４で、本ガラス繊維マット１１の少なくとも
一方の面を覆うことにより、マットに樹脂を含浸させる
ことができる。図中、１５は発泡性樹脂の貯槽、１６は
ドクターブレード、１７はガイドロール、１８は抑えロ
ール、１９はコンベアである。上述のようにして得られ
た発泡性樹脂を含浸させたガラス繊維マットを、加熱炉
２０に送って加熱し、発泡させ、繊維補強発泡樹脂体２
１をうる。２２は加熱炉中に加熱空気を供給するための
送風ダクト、２３は排気ダクト、２４はカッターであ
る。

【００２１】次に、請求項２記載の発明を図４、図５、
図６、図７、図８、図９、図１０に基いて説明する。請
求項２記載の発明においては、請求項１記載の発明のス
トランド２に代え、ストランド２を予め管状通路２５中
を通過せしめ、上記管状通路にスリット状に開孔する空
気供給管２６から圧縮空気を該通路に噴射して、開繊し
たストランド２７を使用する。なお、２８は、管状通路
２５及び空気供給管２６を備えた開繊装置である。管状
通路に供給するストランドの供給速度は２００〜２，０
００ｍ／ｓｅｃ、望ましくは５００〜１，０００ｍ／ｓ
ｅｃ、圧縮空気の圧力は５〜１０ｋｇ／ｃｍ² Ｇとする
のが適当である。矢印の方向に流れる空気によって開繊
されたストランド２７は、開繊装置２８から邪魔板２９
に向けて噴射され、コンベア４上に落下し、ループ状を
なして堆積される。

【００２２】請求項２記載の方法によるときは、一旦開
繊されたストランドが、高速の空気流によって更に開繊
されて絡み合う。このため、絡み合いは請求項１記載の
方法によるよりも一層充分に行われ、深絞り性、嵩高性
の一層良好なマットが得られる。発泡性樹脂の含浸工
程、その他の構成は、請求項１記載の発明と同様なの
で、図面に同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００２３】

【作用】多数のガラス繊維に集束剤を附与、集束してな
るガラス繊維束を、複数本、移動するコンベア上に落下
させてループ状をなして堆積させ、高速の空気流を上記
堆積物中を通過させ、この空気流によりガラス繊維束を
開繊させて互いに絡ませてマットとなし、このマットに
樹脂を含浸させ、該樹脂を発泡させることにより、ＧＣ
の小さい、均質な繊維補強樹脂体をうる。

【００２４】多数のガラス繊維に集束剤を附与、集束し
てなるガラス繊維束を、管状通路に導き、上記管状通路
に開孔する空気供給管から圧縮空気を該通路に噴射して
ガラス繊維束を開繊し、開繊したガラス繊維束を複数
本、移動するコンベア上に落下させてループ状をなして
堆積させ、高速の空気流を上記堆積物中を通過させ、こ
の空気流によりガラス繊維束を開繊させて互いに絡ませ
てマットとなし、このマットに樹脂を含浸させ、該樹脂
を発泡させることによりることにより、上記作用を一層
増大させる。

【００２５】

【実施例１】ブッシングから引出した平均直径１１μの
ガラス繊維に酢酸ビニルを５ｗｔ％、潤滑剤を０．０５
ｗｔ％、アミノシランを０．５ｗｔ％含む集束剤を、固
形分として、０．４ｗｔ％附与し、２，４００本集束し
て、回転するマンドレルに嵌挿したチューブ上に巻き取
ってケーキとした。ケーキを１２５℃において、１０ｈ
ｒ加熱乾燥し、このケーキを２０個、架台に支持し、ス
トランドを一対の回転ロールで挟んで夫々のケーキから
１１８ｍ／ｍｉｎの速さで引出し、５ｍ／ｍｉｎの速さ
で移動するコンベア上に落下させ、ループ上に堆積させ
た。堆積量は１５０ｇｒ／ｍ² 、厚みは３ｍｍであっ
た。図１、図２に示すように、約３ｍｍ間隔で配列され
た上、下ノズルに８ｋｇ／ｃｍ² Ｇの圧縮空気に供給
し、ノズルから噴出した空気流を、堆積物中を通過させ
た。発泡性ウレタン樹脂を、合成樹脂フィルムに塗布し
た。上述のマットの両面を、このフィルムで覆い、マッ
トに樹脂を含浸させ、１１５℃に加熱して、均質な、厚
み３７．５ｍｍ、のガラス繊維補強発泡樹脂をうること
ができた。

【００２６】

【比較例１】実施例１と同様にストランドを堆積させ、
マットバインダを、ガラス繊維に対し、６ｗｔ％の割合
で附与し、２００℃に２分間加熱し、厚さ１．５ｍｍの
マットを得た。このマットを使用し、実際例と同様に成
形を行ったが均質な発泡樹脂体をうることはできなかっ
た。又、マットバインダの歩留りは７０％であった。

【００２７】

【実施例２】実施例１のストランドを、７５０ｍ／ｍｉ
ｎの速さで引出して、管状通路に供給し、この管状通路
に開孔する空気供給孔に７ｋｇ／ｃｍ² Ｇの圧縮空気を
供給し、ストランドを開繊した。このストランドを邪魔
板に当ててコンベア上に落下させ、１５０ｇｒ／ｍ² の
割合で堆積させて、厚み１ｍｍのマットを得た。このよ
うにして得られたマットを使用し、実施例１より一層均
質な、ガラス繊維補強発泡樹脂体をうることができた。

【００２８】

【発明の効果】均質な、ＧＣの小さい繊維補強発泡樹脂
体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造法を示す側面図である。

【図２】図１の一部を矢印で示すように破断した平面図
である。

【図３】本発明の製造法を示す断面図である。

【図４】本発明の製造法を示す側面図である。

【図５】図４の一部を矢印で示すように破断した平面図
である。

【図６】開繊装置の平面図である。

【図７】開繊装置の側面図である。

【図８】図６のＡＡ断面図である。

【図９】図６のＢＢ断面図である。

【符号の説明】

１ケーキ２ストランド３ロール４コンベア５ガイドロール６押えロール７堆積物８ノズル９ノズル１０コンベア１１ガラス繊維マット１２巻取りロール１３発泡性樹脂１４合成樹脂フィルム１５貯槽１６ドクターブレート１７ガイドロール１８抑えロール１９コンベア２０加熱炉２１繊維補強発泡樹脂体２２送風ダクト２３排気ダクト２４カッター２５管状通路２６空気供給管２７開繊ストランド２８開繊装置２９邪魔板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:12 Ｂ２９Ｌ 7:00 4ＦＤ０６Ｍ 101:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のガラス繊維に集束剤を附与、集束
してなるガラス繊維束を、複数本、移動するコンベア上
に落下させてループ状をなして堆積させ、高速の空気流
を上記堆積物中を通過させ、この空気流によりガラス繊
維束を開繊させて互いに絡ませてマットとなし、このマ
ットに樹脂を含浸させ、該樹脂を発泡させることを特徴
とする繊維補強発泡樹脂体の製造法。
【請求項２】多数のガラス繊維に集束剤を附与、集束
してなるガラス繊維束を、管状通路中に導き、上記管状
通路に開孔する空気供給管から圧縮空気を該通路に噴射
してガラス繊維束を開繊し、開繊したガラス繊維束を、
複数本、移動するコンベア上に落下させてループ状をな
して堆積させ、高速の空気流を上記堆積物中を通過さ
せ、この空気流によりガラス繊維束を開繊させて互いに
絡ませてマットとなし、このマットに樹脂を含浸させ、
該樹脂を発泡させることを特徴とする繊維補強発泡樹脂
体の製造法。