JPH1171128A - ガラス繊維切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切断されたガラス繊維を直接ＳＭＣの成形ラ
インに組み込んで成形を行っても、ガラス繊維の供給量
のバラツキが発生せず、最終的に得られる成形品強度に
バラツキの少ない、ガラス繊維切断装置を提供する。 【解決手段】 ロール体１１の外周に多数のカッター刃
１２をロール体１１の回転方向に直交する面方向に向け
て固定してなるカッターロール１に対向してゴム質ロー
ル２を設け、上記カッターロール１とゴム質ロール２と
の間にガラス繊維３を供給して切断するようにしたガラ
ス繊維切断装置において、上記カッター刃１２が千鳥状
に配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス繊維切断装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ガラス繊維強化プラスチック
製品を成形するには、例えば、ロービング等のガラス繊
維を所定長さに切断し、不飽和ポリエステル樹脂等に含
浸させた成形材料（シートモールディングコンパウン
ド：以下ＳＭＣという）と呼ばれるシート状の成形材料
が用いられる。

【０００３】上記ロービングを所定長さに切断するため
のガラス繊維切断装置としては、例えば図５に示すよう
に、ロール体ａに多数のカッター刃ｂをロール体の回転
方向に直交する面方向に固定してなるカッターロールｃ
に対向してゴム質ロールｄを設け、上記カッターロール
ｃとゴム質ロールｄとの間にガラス繊維ｅを供給して切
断するようにした装置が使用される（特開平７−３３４
７５号公報）。

【０００４】このような装置でロービングを切断する
と、切断されたガラス繊維の長さは略等しくなる。この
ようなガラス繊維でＳＭＣを作製し、プレス成形を行っ
た場合、金型内の樹脂が流動する終端部等においては、
ガラス繊維が樹脂の流れ方向に沿って配向して、強度に
方向性が生じるという問題があった。

【０００５】そこで、この問題を解決するため、２種類
の長さ分布を有するガラス繊維を使用して、ＳＭＣを作
製する方法が提案されている（特開平５─４６０号公
報）。このような、２種類の長さ分布を有するガラス繊
維を製造する装置としては、図６に示すようなロータリ
ーカッターｈとゴムロールｋとからなる切断装置ｇが提
案されている。上記切断装置ｇのロータリーカッターｈ
には、回転軸方向に、所望とする長い方の繊維（以下、
「第２の短繊維」という）の切断長さに相当する間隔を
あけて複数本の長刃ｉが平行に設けられ、長刃ｉの間に
は長刃ｉと平行に所定間隔をあけて短刃ｊが設けられ、
長刃ｉと短刃ｊ間、および短刃ｊ同士間の間隔は、所望
とする短い方の繊維（以下、「第１の短繊維」という）
の切断長さに相当する間隔とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した２種
類の装置でもって、ロービングを所定長さに切断する
際、カッター刃が、カッターロールの外周面に等間隔に
しかも格子状に配設されているため、一旦切断したガラ
ス繊維をバッチで供給する場合はよいが、直接ＳＭＣの
成形ラインに組み込んで成形を行うとき、図７に示すよ
うに、成形ラインの方向に対して切断されたガラス繊維
ｆの供給量のバラツキが発生し、この工程によって得ら
れたＳＭＣを押圧成形等によって成形すると、成形品強
度にバラツキを発生するという問題があった。

【０００７】本発明は上記の課題を解決し、切断された
ガラス繊維を直接ＳＭＣの成形ラインに組み込んで成形
を行っても、ガラス繊維の供給量のバラツキが発生せ
ず、最終的に得られる成形品強度にバラツキの少ない、
ガラス繊維切断装置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】請求項１記載の発明（以
下、「本発明１」という）のガラス繊維切断装置は、ロ
ール体の外周に多数のカッター刃をロール体の回転方向
に直交する面方向に固定してなるカッターロールに対向
してゴム質ロールを設け、上記カッターロールとゴム質
ロールとの間にガラス繊維を供給して切断するようにし
たガラス繊維切断装置において、上記カッター刃が千鳥
状に配設されているものである。

【０００９】本発明のガラス繊維切断装置において、カ
ッター刃はロール体の回転方向に略等間隔で配設されて
いるのが好ましい。

【００１０】本発明のガラス繊維切断装置にて使用され
るガラス繊維としては、通常ＳＭＣに用いられるガラス
ロービングが使用でき、一般にＥガラス、Ｃガラス及び
Ｔガラスなどのガラスロービングが使用される。上記ガ
ラスロービングの形態は限定されず、一般に１〜５０μ
ｍのモノフィラメントを５０〜４０００本収束したもの
が使用される。

【００１１】上記装置でもって切断されたガラス繊維
（以下、単に「短繊維」という）を用いてＳＭＣを得る
には、上記短繊維をＳＭＣの成形ライン上に供給し、熱
硬化性樹脂液、硬化触媒及び必要に応じて増粘剤、充填
材、着色剤、離型剤、安定剤などを混合した液又はペー
スト中に含浸させる。上記短繊維の量は、少なすぎると
補強材としての効果が小さく、多すぎると樹脂成分を含
浸することが困難となるので、熱硬化性樹脂液１００重
量部に対して５〜２００重量部が好ましく、さらに好ま
しくは１０〜１５０重量部である。

【００１２】上記熱硬化性樹脂液としては、例えば、不
飽和ポリエステルやアクリル化エポキシのようにカルボ
ン酸残基をもった熱硬化性樹脂に、必要に応じてスチレ
ン樹脂等の収縮防止用樹脂３０重量％以下の範囲で配合
し、これにスチレン等の重合性モノマー５〜７０重量％
で希釈した樹脂液が好適に用いられる。

【００１３】上記硬化触媒としては、例えば、ベンゾイ
ルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート
等の有機過酸化物などが用いられる。硬化触媒の量は熱
硬化性樹脂液１００重量部に対して０．５〜５重量部が
好ましい。

【００１４】上記増粘剤としては、例えば、酸化マグネ
シウム、水酸化マグネシウム等の化学増粘剤などが用い
られる。増粘剤の量は熱硬化性樹脂液１００重量部に対
して０．１〜１０重量部が好ましい。

【００１５】上記充填材としては、例えば、炭酸カルシ
ウム、クレー、水酸化アルミニウムなどが用いられる。
増粘剤の量は熱硬化性樹脂液１００重量部に対して２０
〜６００重量部が好ましい。

【００１６】上記安定剤としては、例えば、ハイドロキ
ノン、パラベンゾキノンなどが用いられる。

【００１７】上記ＳＭＣから成形品を得るには、例え
ば、ＳＭＣを１３０〜１６０℃に加熱された従来公知の
押圧成形機に供給し、４０〜１２０ｋｇ／ｃｍ² の圧力
で３〜４分間加圧成形する。

【００１８】請求項２記載の発明（以下、「本発明２」
という）のガラス繊維切断装置は、ロール体の外周に多
数のカッター刃をロール体の回転方向に直交する面方向
に向けて固定してなるカッターロールに対向してゴム質
ロールを設け、上記カッターロールとゴム質ロールとの
間にガラス繊維を供給して切断するようにしたガラス繊
維切断装置において、上記カッター刃の回転軸方向の長
さが相対的に刃の長さの短い短刃と、刃の長さの長い長
刃とからなり、上記短刃と長刃とが周方向に交互に配設
され、かつ、回転軸方向には、短刃と長刃とが互いに異
なった間隔で配設されているものである。

【００１９】本発明２において、周方向の長刃同士の間
隔を所望とする第２の短繊維の長さとし、短刃と長刃と
の間隔を所望とする第１の短繊維の長さとしてロービン
グを切断することにより、２種類の長さの繊維を得るこ
とができる。

【００２０】本発明２において、カッター刃の回転軸方
向の長さ（以下、「刃の幅」という）は、長刃と短刃の
幅の比で３〜５：１が好ましい。この比が３：１より小
さくなると、得られる第２の短繊維の比率が増大し、こ
のガラス繊維を用いてＳＭＣを作製し、成形品を得る際
に、繊維が一方向に配向し易くなって、成形品の強度に
方向性が生じる傾向があり、上記長刃と短刃の幅の比が
５：１より大きくなると、得られる第１の短繊維の比率
が増大し、得られる成形品の強度が低くなる傾向がある
からである。

【００２１】本発明２のガラス繊維切断装置を用いてガ
ラスロービングを切断してＳＭＣを得る方法、及び、Ｓ
ＭＣから成形品を得る方法は、本発明１で説明したのと
同様である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基いて説明する。図１は本発明１のガラス繊維切断装
置の一例を示す斜視図である。

【００２３】図１において、Ａは本発明１のガラス繊維
切断装置、１はカッターロール、１１はロール体、１２
はカッター刃、２はゴム質ロール、３はガラス繊維（ロ
ービング）である。本発明１のガラス繊維切断装置Ａ
は、カッターロール１と、カッターロール１に対向して
設けられたゴム質ロール２とからなり、上記カッターロ
ール１とゴム質ロール２との間にガラスロービング３を
供給して切断するようにしたものである。

【００２４】上記カッターロール１は、ロール体１１の
外周に多数のカッター刃１２をロール体１１の回転方向
に直交する面方向に向けて固定してなり、上記カッター
刃１２が千鳥状に配設されている。カッター刃１２は、
幅６３．５ｍｍとされ、回転方向に２５．４ｍｍ間隔で
（図１中Ｌ１）、回転軸方向には１２７ｍｍ（刃の間
隔：図中Ｌ２）で配設されている。

【００２５】上記ガラス繊維切断装置Ａで得られた短繊
維３１は、図２に示したように、ＳＭＣ成形ラインに略
均一に分散されて供給される。

【００２６】図３は本発明２のガラス繊維切断装置の一
例を示す斜視図である。

【００２７】図３において、Ｂは本発明２のガラス繊維
切断装置、４はカッターロール、４１はロール体、４２
は短刃、４３は長刃、５はゴム質ロールである。本発明
２のガラス繊維切断装置Ｂは、カッターロール４と、カ
ッターロール４に対向して設けられたゴム質ロール５と
からなり、上記カッターロール４とゴム質ロール５との
間にガラスロービング３を供給して切断するようにした
ものである。

【００２８】上記カッターロール４は、ロール体４１の
外周に多数の短刃４２と長刃４３をロール体４１の回転
方向に直交する面方向に向けて固定してなり、上記短刃
４２と長刃４３が周方向に交互に配設され、かつ、回転
軸方向には、短刃４２と長刃４３とが互いに異なった間
隔で配設されている。短刃４２は幅９０ｍｍ、長刃４３
は幅１９０ｍｍとされ、回転方向に１２．７ｍｍ間隔
（図３中Ｌ３）で交互に配設されている。回転軸方向に
は、短刃４２が１２７ｍｍ間隔（図３中Ｌ４）、長刃４
３が１９０ｍｍ間隔（図３中Ｌ５）で配設されている。

【００２９】上記ガラス繊維切断装置Ｂで得られた短繊
維と短繊維とからなる切断繊維３２は、本発明１で説明
したのと同様に、ＳＭＣ成形ラインに略均一に分散され
て供給される。

【００３０】

【実施例】本発明を実施例をもってさらに詳細に説明す
る。 （実施例１）図１に示したガラス繊維切断装置に、ガラ
スロービング（日東紡績社製、品番「ＲＳ４８０ＰＧ−
５８０」）を供給して切断し、平均長さ２５．４ｍｍの
短繊維３２を得た。

【００３１】一方で熱硬化性樹脂液としてポリエステル
系樹脂（武田薬品社製、ポリスチレン成分約７重量％、
スチレンモノマー約５０重量％に溶解）１００重量部、
炭酸カルシウム（日東粉化社製、品番「ＮＳ−１０
０」）１４０重量部、硬化触媒としてｔ−ブチルパーオ
キシベンゾエート（純度９８重量％）１重量部、離型剤
としてステアリン酸亜鉛（堺化学社製、品番「ＳＺ−２
０００」）５重量部を混合し、十分に攪拌して熱硬化性
樹脂ペーストを得た。

【００３２】得られた熱硬化性樹脂ペースト中に上記短
繊維を含浸させ、ＳＭＣシートを得た。得られたＳＭＣ
シートを３０×３０ｍｍに切断し、１０枚をランダムサ
ンプリングし、焼却して、ＳＭＣシート中のガラス繊維
の含有率を測定したところ、平均２６重量％、Ｒ（最大
値と最小値の差）＝２重量％であった。

【００３３】一方で、得られたＳＭＣシートを、上型を
１５０℃、下型を１３５℃に加熱した浴槽成形用金型内
に２０ｋｇ供給し、１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力で２００
秒間加圧した後金型を開割し、図４に示した浴槽６を得
た。

【００３４】得られた浴槽の底部及び側部を切断して各
１０枚の試験片を得、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて曲げ
試験を行ったところ、それぞれの曲げ強度は、底部が平
均１６ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｒ＝２ｋｇｆ／ｍｍ² ；側部が
平均１５ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｒ＝２ｋｇｆ／ｍｍ² であっ
た。

【００３５】（実施例２）図２に示したガラス繊維切断
装置に、ガラスロービング（日東紡績社製、品番「ＲＳ
４８０ＰＧ−５８０」）を供給して切断し、平均長さ２
５．４ｍｍの第２の短繊維と長さ１２．７ｍｍの第１の
短繊維が、１：１で混合されている切断繊維３２を得
た。

【００３６】一方で熱硬化性樹脂液としてポリエステル
系樹脂（武田薬品社製、ポリスチレン成分約７重量％、
スチレンモノマー約５０重量％に溶解）１００重量部、
炭酸カルシウム（日東粉化社製、品番「ＮＳ−１０
０」）１４０重量部、硬化触媒としてｔ−ブチルパーオ
キシベンゾエート（純度９８重量％）１重量部、離型剤
としてステアリン酸亜鉛（堺化学社製、品番「ＳＺ−２
０００」）５重量部を混合し、十分に攪拌して熱硬化性
樹脂ペーストを得た。

【００３７】得られた熱硬化性樹脂ペースト中に上記切
断繊維３２を含浸させ、ＳＭＣシートを得た。得られた
ＳＭＣシートを１００×１００ｍｍに切断し、３枚をラ
ンダムサンプリングし、焼却して、ＳＭＣシート中のガ
ラス繊維の含有率を測定したところ、平均２６重量％、
Ｒ（最大値と最小値の差）＝２重量％であった。

【００３８】一方で、得られたＳＭＣシートを、上型を
１５０℃、下型を１３５℃に加熱した浴槽成形用金型内
に２０ｋｇ供給し、１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力で２００
秒間加圧した後金型を開割し、図４に示した浴槽６を得
た。

【００３９】得られた浴槽の底部及び側部を切断して、
樹脂の流れと平行な方向と、直交する方向、各３枚の試
験片を得、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて曲げ試験を行っ
たところ、それぞれの曲げ強度は、樹脂の流れと平行な
方向が平均１６ｋｇｆ／ｍｍ ² 、Ｒ＝２ｋｇｆ／ｍ
ｍ² ；直交する方向が平均１７ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｒ＝２
ｋｇｆ／ｍｍ² であった。

【００４０】さらに浴槽６の上端部６１を切断し、断面
を軟Ｘ線写真撮影したところ、切断繊維はランダムに配
向されていた。

【００４１】（比較例１）図５に示した従来のガラス繊
維切断装置（カッター刃の配設を格子状としたこと以
外、実施例１と同様）により短繊維を得たこと以外は、
実施例１と同様にしてＳＭＣシートを得た。

【００４２】得られたＳＭＣシートを用いて、実施例１
と同様にして、ＳＭＣシート中のガラス繊維の含有率を
測定したところ、平均２５重量％、Ｒ＝５重量％であっ
た。さらに実施例１と同様にして、成形品の曲げ強度を
測定したところ、底部が平均１５ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｒ＝
８ｋｇｆ／ｍｍ² ；側部が平均１４ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｒ
＝７ｋｇｆ／ｍｍ² であった。

【００４３】（比較例２）図６に示した従来のガラス繊
維切断装置（長刃ｉ同士の間隔２５．４ｍｍ、長刃ｉと
短刃ｊ間、および短刃ｊ同士の間隔８．４ｍｍ））によ
り切断繊維を得たこと以外は、実施例２と同様にしてＳ
ＭＣシートを得た。

【００４４】得られたＳＭＣシートを用いて、実施例２
と同様にして、ＳＭＣシート中のガラス繊維の含有率を
測定したところ、平均２６重量％、Ｒ＝６重量％であっ
た。さらに実施例２と同様にして、成形品の曲げ強度を
測定したところ、それぞれの曲げ強度は、樹脂の流れと
平行な方向が平均１５ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｒ＝６ｋｇｆ／
ｍｍ² ；直交する方向が平均１６ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｒ＝
５ｋｇｆ／ｍｍ² であった。

【００４５】

【発明の効果】本発明１のガラス繊維切断装置は、ロー
ル体の外周に多数のカッター刃をロール体の回転方向に
直交する面方向に向けて固定してなるカッターロールに
対向してゴム質ロールを設け、上記カッターロールとゴ
ム質ロールとの間にガラス繊維を供給して切断するよう
にしたガラス繊維切断装置において、上記カッター刃が
千鳥状に配設されているものであるから、本発明１のガ
ラス繊維切断装置を用いて切断されたガラス繊維を直接
ＳＭＣの成形ラインに組み込んで成形を行っても、ガラ
ス繊維の供給量のバラツキが発生せず、最終的に得られ
る成形品強度のバラツキが少ないものとなる。

【００４６】本発明２のガラス繊維切断装置は、ロール
体の外周に多数のカッター刃をロール体の回転方向に直
交する面方向に向けて固定してなるカッターロールに対
向してゴム質ロールを設け、上記カッターロールとゴム
質ロールとの間にガラス繊維を供給して切断するように
したガラス繊維切断装置において、上記カッター刃の回
転軸方向の長さが相対的に刃の長さの短い短刃と、刃の
長さの長い長刃とからなり、上記短刃と長刃とが周方向
に交互に配設され、かつ、回転軸方向には、短刃と長刃
とが互いに異なった間隔で配設されているものであるか
ら、本発明２のガラス繊維切断装置を用いて切断された
ガラス繊維を直接ＳＭＣの成形ラインに組み込んで成形
を行っても、ガラス繊維の供給量のバラツキが発生せ
ず、最終的に得られる成形品強度のバラツキが少ないも
のとなり、且つ、得られる成形品の強度に方向性が生じ
ることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明１のガラス繊維切断装置の一例を示す斜
視図である。

【図２】図１のガラス繊維切断装置を用いて切断された
ガラス繊維の分散状態を示す斜視図である。

【図３】本発明２のガラス繊維切断装置の一例を示す斜
視図である。

【図４】実施例１、２及び比較例１、２で成形した浴槽
を示す斜視図である。

【図５】従来のガラス繊維切断装置の一例を示す斜視図
である。

【図６】従来のガラス繊維切断装置の別の例を示す斜視
図である。

【図７】図５のガラス繊維切断装置を用いて切断された
ガラス繊維の分散状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１、４ カッターロール １１、４１ ロール体 １２、４２ カッター刃 ２、５ ゴム質ロール ３ ガラス繊維（ロービング） ４２ 短刃 ４３ 長刃 Ｌ４ 回転軸方向の短刃の間隔 Ｌ５ 回転軸方向の長刃の間隔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロール体の外周に多数のカッター刃をロ
   ール体の回転方向に直交する面方向に向けて固定してな
   るカッターロールに対向してゴム質ロールを設け、上記
   カッターロールとゴム質ロールとの間にガラス繊維を供
   給して切断するようにしたガラス繊維切断装置におい
   て、上記カッター刃が千鳥状に配設されていることを特
   徴とするガラス繊維切断装置。
2. 【請求項２】 ロール体の外周に多数のカッター刃をロ
   ール体の回転方向に直交する面方向に向けて固定してな
   るカッターロールに対向してゴム質ロールを設け、上記
   カッターロールとゴム質ロールとの間にガラス繊維を供
   給して切断するようにしたガラス繊維切断装置におい
   て、上記カッター刃の回転軸方向の長さが相対的に刃の
   長さの短い短刃と、刃の長さの長い長刃とからなり、上
   記短刃と長刃とが周方向に交互に配設され、かつ、回転
   軸方向には、短刃と長刃とが互いに異なった間隔で配設
   されていることを特徴とするガラス繊維切断装置。