JPH10291832A - ガラスロービング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 解舒した際にストランド束が広がりやすいた
め、ＦＷ成形や引き抜き成形で含浸不良が発生しにく
く、ガラス繊維と直角方向にも補強効果を持つガラスロ
ービングを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のガラスロービングは、第１のス
トランドの１本乃至複数本と、第１のストランドに比べ
て番手の小さい第２のストランドの複数本が合糸され、
円筒状に回巻きされてなるガラスロービングであって、
このガラスロービングを使用する際の回巻体内層からの
解舒方向と、このガラスロービングを製造する際の第１
のストランドの半分以上及び／又は第２のストランドの
半分以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向であるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化プラスチック
（ＦＲＰ）の成形法であるフィラメントワインディング
成形（以下、ＦＷ成形という）や引き抜き成形等に用い
られるガラスロービングに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＦＲＰは、ガラス繊維等の補強繊維に液
状の熱硬化性樹脂を含浸させた後、樹脂を硬化させるこ
とによって製造されるものであり、従来からパイプや棒
材等として広く用いられている。

【０００３】このようなＦＲＰの成形法としては、ＦＷ
成形法や引き抜き成形法等が知られている。ＦＷ成形法
は、パイプ状や円筒状の成形体を作製するのに適してお
り、液状の熱硬化性樹脂を含浸したガラスロービング等
の補強材に張力を加えた状態で型（マンドレル）に弛み
のない状態で巻き付けてから樹脂を硬化させる方法であ
る。

【０００４】また引き抜き成形法は、パイプ状、板状、
無空棒状の成形体を作製するのに適しており、液状の熱
硬化性樹脂を含浸させたガラスロービング等の補強材を
所定の断面形状を有する型を通しながら引き抜き、この
間に加熱して樹脂を硬化させる方法である。

【０００５】一般にこの種のガラスロービングを製造す
るには、まず直径が６〜１５μｍのガラスフィラメント
に集束剤を塗布した後、５０〜１６００本集束し、スト
ランド番手が２０〜７３５番手のストランドとしてから
綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取ることによって
ケーキを形成した後で乾燥する。次いで、この乾燥した
ケーキを複数個準備し、各ケーキの内層からストランド
を解舒し、所定本数引き揃え、合糸する方法が採られ
る。

【０００６】このようにして作製されたガラスロービン
グは、円筒状に回巻きされ、ロービングを使用解舒する
際に取り出すための開口部を一端に有する熱収縮フィル
ム等で包装されて出荷される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなケーキを
作製する場合、一般に同一の直径を有するガラスフィラ
メントを集束し、１本のストランドにしてから巻き取っ
たり、同一の直径を有するガラスフィラメントをほぼ同
一本数に分割し、集束して複数本のストランドにしてか
らそれらを巻き取る方法が採られる。

【０００８】また通常、ガラスロービングは、ほぼ同一
の番手を有するストランドの複数本を合糸することによ
って作製されてから円筒状に回巻きされるが、一定の円
筒形状を得るためには、ガラスロービングを構成するス
トランド束全体のテンションを制御する必要がある。こ
のように同種のケーキから解舒されたストランドの場
合、その解舒テンションや最も簡便なテンション付与装
置であるバーテンサーによってかかるテンションのトー
タルタンションが各ストランドでほぼ均一となるため、
いずれのストランドもほとんど弛みがない状態で円筒状
に巻き取られる。

【０００９】そのためこのようなガラスロービングの回
巻体内層からガラスロービングを解舒し、これをＦＷ成
形や引き抜き成形で樹脂に含浸しても、ストランド束が
広がりにくく、含浸不良が発生しやすくなる。

【００１０】特に引き抜き成形の場合、ガラス繊維がほ
とんど一方向に配向しているため、ガラス繊維と直角方
向にはほとんど補強効果がなく、成形品に落下等のわず
かな衝撃が加わったたけで破断することがある。

【００１１】このような成形品の破断を防止するため、
ガラスストランドを渦状に堆積した後、ストランドを接
着し、シート状にしたコンティニュアスストランドマッ
トやガラスストランドを１０〜１００ｍｍに切断、無配
向に堆積した後、ストランドを接着し、シート状にした
チョップドストランドマットをロービングと併用し、成
形することがなされているが、この場合、コンティニュ
アスストランドマットやチョップドストランドマットが
高価であったり、成形時にこれらがちぎれやすい等の問
題がある。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、解舒した際にストランド束が広がりやすいため、Ｆ
Ｗ成形や引き抜き成形で含浸不良が発生しにくく、ガラ
ス繊維と直角方向にも補強効果を持つガラスロービング
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成すべく種々の実験を繰り返した結果、ガラスロー
ビングを構成するストランド束を広がりやすくするに
は、番手の異なる２種類のストランドの複数本を使用す
ると共に、一部或いは全部のストランドのケーキ内層か
らの解舒方向と、ガラスロービングを使用する際の回巻
体内層からの解舒方向を逆にすれば良いことを見いだし
た。

【００１４】つまりガラスロービングを番手の異なる２
種類のストランドから構成すると、番手の小さいストラ
ンドは、番手の大きいストランドに比べて剛直性に劣る
ため、若干弛んだ状態で合糸され、ガラスロービングよ
り解舒した際にストランド束は広がりやすくなる。

【００１５】また通常、ストランドは、合糸する際にケ
ーキの内層から解舒されるため、解舒されたストランド
の全てに、その解舒方向と逆方向の撚りがかかる。例え
ばケーキ内層からストランドが解舒される際、時計回り
に解舒されると、ストランドには反時計回りの撚り（Ｚ
撚り）がかかり、逆にケーキ内層からストランドが解舒
される際、反時計回りに解舒されると、ストランドには
時計回りの撚り（Ｓ撚り）がかかることになる。

【００１６】そのため例えば複数個のケーキ内層から時
計回りに解舒されたストランドを合糸、巻き取り、ガラ
スロービング回巻体を作製し、このガラスロービングの
回巻体内層から再度時計回りにガラスロービングを解舒
すると、ガラスロービングを構成するストランドには合
糸時と解舒使用時の２回に亘って反時計回りの解舒撚り
がかかることになり、ストランド束は広がりにくくなる
が、本発明ではガラスロービングの解舒使用時にストラ
ンドの撚りがほぐれるようにした。

【００１７】すなわち本発明のガラスロービングは、第
１のストランドの１本及至複数本と、第１のストランド
に比べて番手の小さい第２のストランドの複数本が合糸
され、円筒状に回巻きされてなるガラスロービングであ
って、このガラスロービングを使用する際の回巻体内層
からの解舒方向と、このガラスロービングを製造する際
の第１のストランドの半分以上及び／又は第２のストラ
ンドの半分以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向で
あることを特徴とする。

【００１８】また本発明のガラスロービングは、好まし
くは第１のストランドと第２のストランドの番手差が、
４００番手以上であることを特徴とし、また第１のスト
ランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が１
６μｍ以上であり、第２のストランドを構成するガラス
フィラメントの単繊維直径が１５μｍ以下であることを
特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明における第１のストランドは、第２のス
トランドに比べて、ストランド番手が大きいため、第１
のストランドは、第２のストランドに比べて剛直とな
る。よって第１のストランドを、第２のストランドと合
糸すると、その剛直さにより第１のストランドは合糸さ
れる際のテンションが第２のストランドのそれより大き
くなるため、第２のストランドは第１のストランドの周
囲に若干弛んだ状態で合糸されることになる。このこと
により、これらを合糸したガラスロービングを構成する
ストランド束は広がりやすくなる。

【００２０】また本発明においては、ガラスロービング
を使用する際の回巻体内層からの解舒方向と、このガラ
スロービングを製造する際の第１のストランドの半分以
上及び／又は第２のストランドの半分以上のケーキ内層
からの解舒方向を逆方向にしているため、ガラスロービ
ングを使用する際に、一部或いは全部のストランドの撚
りがほぐれ、広がりやすくなる。

【００２１】さらに本発明においては、ガラスロービン
グを製造する際の第１のストランドのケーキ内層からの
解舒方向と、第２のストランドのケーキ内層からの解舒
方向を逆方向にすると、ガラスロービングの解舒時に撚
りがほぐされるストランド（ストランドＡ）と、さらに
撚りがかかるストランド（ストランドＢ）が併存するこ
とになるため、より好ましい。

【００２２】すなわち時計回りに解舒されたストランド
と、反時計回りに解舒されたストランドを合糸すると、
それらはお互い逆方向に解舒撚りがかかることになる。
こうして作製したガラスロービングを使用する際、回巻
体内層からの解舒時に一方のストランド（ストランド
Ａ）は撚りがほぐされることになり、他方のストランド
（ストランドＢ）には、さらに撚りがかかることにな
る。

【００２３】その結果、合糸された際には、ほぼ等長で
あったストランドＡ、Ｂは、ロービング回巻体から解舒
されることによって、ストランドＡの見かけ糸長が長く
なり、ストランドＢの見かけ糸長が短くなる。このこと
によりストランドＡは、ストランドＢの周囲に弛んで位
置する状態となり、ストランド束が広がりやすい。

【００２４】こうして作製されたガラスロービングをＦ
Ｗ成形や引き抜き成形に使用すると、ガラス繊維と直角
方向にも補強効果を持ち、また成形品での含浸不良が少
なくなり、良品率が向上する。

【００２５】このような効果は、ＦＷ成形や引き抜き成
形を行う成形設備の含浸装置、マンドレル、金型にもよ
るが、通常、ガラスロービングの回巻体内層からの解舒
方向と、このガラスロービングを製造する際の第１のス
トランドの半分以上もしくは、第２のストランドの半分
以上のケーキ内層からの解舒方向が逆方向であれば得ら
れ、特にガラスロービング回巻体内層からの解舒方向
と、第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解
舒方向を逆方向にすると効果が大きい。さらにガラスロ
ービングの回巻体内層からの解舒方向と、第１のストラ
ンドの全てのケーキ内層からの解舒方向、又は第２のス
トランドの全てのケーキ内層からの解舒方向を逆方向に
した方が効果は顕著である。因みにここで言う半分以上
とは、番手を基準とするものである。

【００２６】また本発明において第１のストランドと第
２のストランドの番手差を４００番手以上にすると、第
２のストランドの弛みがより大きくなり、さらに第１の
ストランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径
を１６μｍ以上、第２のストランドを構成するガラスフ
ィラメントの単繊維直径を１５μｍ以下にすると、第１
のストランドを構成するガラスフィラメント自体が第２
のストランドを構成するガラスフィラメントより剛直と
なり、第１のストランドは、第２のストランドに比べて
より一層剛直となる。その結果、両者の糸長差が大きく
なり、且つ、ストランドの弛みがより大きくなり、スト
ランド束がさらに広がりやすくなるため好ましい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明のガラスロービングを実施例及
び比較例に基づいて詳細に説明する。

【００２８】（実施例１）まず単繊維直径１８．７μｍ
のガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、これらの
１６００本を集束し、１１５０番手のストランド（第１
のストランド）としてから綾を掛けながらそろばん玉形
状に巻き取り、乾燥することによって強熱減量０．４重
量％のケーキ（第１のケーキ）を作製した。

【００２９】また単繊維直径１３．３μｍのガラスフィ
ラメントに集束剤を塗布した後、これらの８００本を集
束し、２９０番手のストランド（第２のストランド）と
してから綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取り、乾
燥することによって強熱減量０．４重量％のケーキ（第
２のケーキ）を作製した。

【００３０】上記集束剤としては、結束剤として酢ビエ
マルジョン（日本エヌエスシー株式会社製：ヨドゾール
ＬＤ−１０１０）を７．０重量％、シランカップリング
剤としてγ−メタクリロキシプロピル・トリメトキシシ
ラン（日本ユニカー株式会社製：Ａ−１７４）を０．２
重量％、潤滑剤としてカチオン界面活性剤を０．０３重
量％、残部水からなるものを使用した。

【００３１】次に第１のケーキ２個の内層から第１のス
トランドを時計回りに解舒し、また第２のケーキ２４個
の内層から第２のストランドを時計回りに解舒し、各ス
トランドを合糸してから円筒状に巻き取ることによっ
て、９２６０番手のガラスロービングの回巻体を作製し
た。

【００３２】そして、このガラスロービング回巻体を３
個準備し、これらの内層から反時計回りにロービングを
解舒し、ニップロール式含浸槽にて不飽和ポリエステル
樹脂を含浸、０．５ｍ／分の速さで引き抜き成形を実施
し、直径６ｍｍの無空棒状引き抜き成形品を作製した。
尚、引き抜き成形の際にはストランド束の弛みが見られ
た。

【００３３】こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目
視にて観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエス
テル樹脂の含浸状態は良好であった。

【００３４】（実施例２）実施例１の第１のケーキを２
個準備し、その内層から第１のストランドを反時計回り
に解舒した以外は、全て実施例１と同じ条件でガラスロ
ービングの回巻体を作製し、このガラスロービング回巻
体を３個準備し、これらの内層から反時計回りにガラス
ロービングを解舒し、ニップロール式含浸槽にて不飽和
ポリエステル樹脂を含浸、０．５ｍ／分の速さで引き抜
き成形を実施し、直径６ｍｍの無空棒状引き抜き成形品
を作製したところ、引き抜き成形の際に、ストランド束
の弛みが見られた。

【００３５】こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目
視で観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエステ
ル樹脂の含浸状態は良好であった。

【００３６】（比較例）実施例１と同様に１３．３μｍ
のガラスフィラメントに集束剤を塗布した後、これらの
８００本を集束し、２９０番手のストランドとしてから
綾を掛けながらそろばん玉形状に巻き取り、乾燥するこ
とによって強熱減量０．４重量％のケーキを作製した。

【００３７】そしてこれらのケーキ３２個の内層からス
トランドを反時計回りに解舒し、これらを合糸してから
円筒状に巻き取ることによって９２８０番手のガラスロ
ービングの回巻体を作製した。

【００３８】次いでこのガラスロービング回巻体を３個
準備し、これらの内層から反時計回りにガラスロービン
グを解舒し、実施例１と同様の方法で直径６ｍｍの無空
棒状引き抜き成形品を作製したところ、引き抜き成形の
際にストランド束の弛みは見られなかった。

【００３９】こうして得られたＦＲＰ成形品の断面を目
視にて観察したところ、ストランドへの不飽和ポリエス
テル樹脂の含浸状態に一部不具合があり、未含浸状態の
ストランドが観察された。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明のガラスロービング
をＦＷ成形や引き抜き成形に使用すると、成形時にスト
ランド束が広がりやすく、樹脂のストランドへの含浸が
良好になり、成形品での含浸不良が少なくなり、良品率
が向上する。またガラス繊維と直角方向にも補強効果を
有する引き抜き成形品を得ることができる。

フロントページの続き (72)発明者 福原 一馬 滋賀県大津市晴嵐２丁目７番１号 日本電 気硝子株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のストランドの１本乃至複数本と、
   第１のストランドに比べて番手の小さい第２のストラン
   ドの複数本が合糸され、円筒状に回巻きされてなるガラ
   スロービングであって、このガラスロービングを使用す
   る際の回巻体内層からの解舒方向と、このガラスロービ
   ングを製造する際の第１のストランドの半分以上及び／
   又は第２のストランドの半分以上のケーキ内層からの解
   舒方向が逆方向であることを特徴とするガラスロービン
   グ。
2. 【請求項２】 第１のストランドと第２のストランドの
   番手差が、４００番手以上であることを特徴とする請求
   項１記載のガラスロービング。
3. 【請求項３】 第１のストランドを構成するガラスフィ
   ラメントの単繊維直径が１６μｍ以上であり、第２のス
   トランドを構成するガラスフィラメントの単繊維直径が
   １５μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２記載
   のガラスロービング。