JPS602421B2 - 硝子繊維マツトの製造方法 - Google Patents

硝子繊維マツトの製造方法

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JPS602421B2 JP54079693A JP7969379A JPS602421B2 JP S602421 B2 JPS602421 B2 JP S602421B2 JP 54079693 A JP54079693 A JP 54079693A JP 7969379 A JP7969379 A JP 7969379A JP S602421 B2 JPS602421 B2 JP S602421B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硝子繊維マット特にFRP用の補強繊維として
有用な硝子繊維マットの製造方法に関するものである。
ブッシングから引出した多数の硝子繊維に袋東剤を附与
して集東し繊維東(ストランド)となし、このストラン
ドを高速で回転する円筒体(プリングホイール)の表面
に接触させることにより高速で引張り、振飛ばして移動
コンベヤ上に無方向に堆積させることによって硝子繊維
マットを製造することは知られている。例えば実公昭4
3一2乳号公報には上記マットの製造方法(ホイールプ
リング法と呼ぶ)が詳細に開示されている。ホイールプ
リング法で製造されたマットは無方向にループ状をなし
た多数の連続したストランドから構成され、各ストラン
ドは合成樹脂等の結合剤によって緩く結合されており、
コンティニュアスストランドマット(CSMと略称)と
呼ばれ次のような優れた性質を有しFRP補強材等とし
て広く用いられている。CSMを構成するストランドは
鯵曲連続して緩く結合しており、CSMはチョップドス
トランドに比し嵩比重も4・さく形成でき、又、これを
FRPの補強用に用いてプレス成型法により深絞りをし
てもマットが破断することがない。
又CSMは樹脂の含浸性(ウェットスルー)がよく、C
SM上に液状樹脂を注ぐと樹脂は遠に惨み込み均一に含
浸させるため作業性が良好である。
しかしながら、CSMを補強用に使用し、これに樹脂を
含浸せしめて硬化させFRPとする際、収縮率の大きい
樹脂を用いると樹脂の懐イひ反縮に伴ないCSMを構成
する個々のストランドが、FRPの表面に筋状をなして
浮出し平滑な表面の得難い欠点がある。
本発明者は上述したCSMの最諺所を損うことなく欠点
を鱗消すべく種々研究を重ねた結果、上記欠点は■CS
Mはウェットスルーが良好なため、樹脂はCSM内部へ
引き込まれ易く、樹脂の硬化収縮の際、CSM表面のス
トランドが取残され、浮出す鏡向のあること、■しかも
CSMのストランドは(以下述べるような)通常のマン
ドレルを用いて巻取る方法で製造されたストランドのよ
うに「偏平ではなく円形断面を有するため浮出し高さが
大きくなり易いこと、の二つの原因に起因することを確
かめた。本発明はかかる知見に基づきCSMの上記欠点
を解消する為、更に研究を重ねた結果ホイールプリング
法によって製造された硝子繊維マット上に、ブッシング
から引出した多数の硝子繊維に集東剤を附与して集東し
た繊維東を回転するマンドレル上に巻取り、乾燥したス
トランド(以下乾燥ストランドという)を引出し、これ
を無方向に薄く堆積せしめることにより好適な結果の得
られることを見出し本発明として提案したものである。
本発明は即ち‘1} ブッシングから引出した多数の硝
子繊維に築東剤を附与して集東し繊維東となす工程【2
1 回転する円筒体の表面に上記綴総東を接触させて引
張り振飛ばして移動コンベヤ上に無方向に堆積させる工
程{3’ケーキとして巻取られた繊維東を加熱乾燥する
工程‘41 乾燥された繊維東を引出し無方向に、工程
{2’で得られた堆積物上に薄層として堆積せしめる工
程に関するものである。
本発明の作用はおよそ次のもののように考えられる。
ストランドはマンドレル上に巻取られる際、張力を受け
マンドレル上に巻き締められるので偏平となり、この状
態で加熱乾燥され、偏平状態を保つたまま集東剤が硬化
するので、再び引出されたストランドは偏平な状態を保
っている。なお短径と長径の比は1:3〜1:1の崖度
である。これに対し、ホイールプリング法によりマット
状に堆積せしめられたストランドは、マンドレル上に巻
き締められることもなく、又、高速で回転するマンドレ
ルと共に回転し、この回転に伴なう遠心力によって集東
剤が振飛ばされて除去されることがないので過剰の集東
剤を含有しており、この過剰に含まれる液状集東剤の界
面張力により丸い断面を有している。本発明の方法によ
って製造されたマットは上述のような丸いストランド層
上に偏平な乾燥ストランドよりなる薄い層が形成されて
いる。
偏平なストランド層は丸いストランド層に比してウェッ
トスルーが悪く、ために偏平なストランド層上にFRP
用の樹脂が残留する懐向が生じ、又偏平なストランドは
浮き出し高さも低く、浮き出しが生じ難いものと思われ
る。しかも本発明の方法において製造されたマットでは
、全ストランドが連続したループ状をなして緩く結合さ
れた従来法のCSMと同機なストランド配置を有するの
で、従来法によるCSMの長所が失われることがない。
次に本発明を更に具体的に説明する。
ブッシング1から引出した多数の硝子繊維2にアプリケ
ーター3で集東剤を附与して集東装置4で築東してスト
ランド5となし、このストランド5をロール6を経て高
速で回転する円筒7の表面8に接触させる。
しかるときはストランドは円筒表面8との摩擦力により
円筒の回転につれて引張られ〜ブッシングから流出した
溶融硝子流条9は延伸されて細い硝子繊維2となる。集
東剤としてはポリエステル系又はェポキシ系ヱマルジョ
ン或はポリビニールアルコール等の高分子水溶液等が好
適に使用できる。美東すべき硝子繊維の本数は通常30
〜300本程度である。集東剤は溶液として充分多量に
供給され、ストランドを形成する個々の硝子繊維同志の
間には過剰の集東剤が介在し、硝子織絵は築東剤の界面
張力によりほぼ円形断面をなす様配列される。ストラン
ド‘ま円筒表面8に接触して引張られ、ストランド離脱
歯車10(第3図参照)の位置で功線方向に振飛ばされ
、移動する有孔コンベヤ11上にループ状をなして無方
向に堆積する。
離脱歯の位置を周期的に変化させることにより、ストラ
ンドの離脱位置を変え、ストランドの堆積をコンベヤの
中方向に対し均一ならしめる。有孔コンベヤ11の下面
は減圧状対に保たれ、大気を吸引することによりストラ
ンドをコンベヤ上に吸い寄せ保持するとともに過剰の結
合剤を除去するこができる。12は結合剤の頃霧装置で
ある。
ストランド同志は祭東剤で補った状態で接触しており、
後述するように加熱乾燥されると、集束剤により相互に
按摩丸点で結合し、一体のマット状物となるが、この結
合を一層強固とするため結合剤が附与される。結合剤と
してはポリエステル系、ェポキシ系等のェマルジョン若
しくは徴粉等が使用できる。なお堆積すべきストランド
の量は300〜100雌r/〆程度である。13はブッ
シングから引出された多数の硝子繊維に集東剤を附与し
て集東し回転するマンドレル上に鉄挿された紙管上に銭
振りしつつ巻取り、次いで紙管と共にマンドレルから取
外し加熱乾燥した、、ケーキ″である。
この工程は長繊維の製造方法として慣用のものであるか
ら詳細な説明は省略する。なお集東本数は通常50〜2
00本程度又、集東剤としてはホイールプリング法で使
用可能な上述の集東剤の他に酢酸ビニール系、アクリル
系ェマルジョン等が使用できる。
(これらの集東剤はホイールプリング法の回転円筒上に
付着堆積し、円滑な作業が阻害されるので、使用するこ
とが製品の性質上望ましい場合でもホイールプリング法
では使用できない。14はケーキからストランド5′を
引出すための引出し装置であり、ストランド入口端15
(第4図参照)を太く出口端16を細く形成した引出し
通路17と該通路に運通する高圧空気送入孔18を備え
ている。
高圧空気送入孔18は引出し通路17と斜交し、高圧空
気を引出し遍路の先端に向け噴出する。ストランドは他
の手段によって引出すこともできるが、上述の空気噴射
式引出し装置(ェアノズル)を使用することにより次の
如き利点が得られる。‘1’ストランドをケーキから引
出す際、ストランド同志が縫れ合い、塊状をなして引出
されることがあり、この塊状ストランドが製品中に混入
することは望ましくなく、又ストランドが綴れた場合強
い力でストランドを引張って引出すと、ストランドの切
断を生ずることがあるが、ェアノズルでストランドを引
出すと強い引張り力が働かないのでストランドの切断を
生ずることもなく、鍵れたストランドは引出し通路で進
行を阻止されて製品中に混入することはない。
■ ェアノズルでストランドを引出すと、高圧空気によ
ってストランド表面の硝子繊維が個々の繊維に解織され
る。解織されたストランドは使用して本願の方法で製造
されたマットをFRPの補強用に使用すると、その表面
が(解緩されてし、ないストランドを使用した場合に比
し)一層滑らかなFRPをうろことができる。ェアノズ
ルを使用して引出すケーキの数に特に限定はなく、有孔
コンベヤの移動速度、ホイールプリング法で形成された
マット上に堆積すべき偏平ストランドの量、マットの中
等に応じて定められる。
なおェアノズルを使用するとストランドがコンベヤ上に
落下する向きは絶えず変化し無方向に轡曲したストラン
ドよりなる均質な層を形成させることができるが、必要
に応じェアノズルを首振りさせることもできる。
偏平なストランドの堆積量は50〜30雌r/〆程度と
し「ホイールプリング法によるストランド量の1′3以
下とするのが好適である。この量があまり大となるとウ
ェットスルー性が低下し、好ましくない。上述のように
して得られたマット状のストランド堆積物を加熱し、結
合剤、集東剤を硬化せしめる。加熱時間、加熱温度は結
合剤、桑東剤の種類等に応じて相関連して定められるが
、通常120〜180qo、1〜3分間程度である。以
下の実施例にも見るように、本発明のマットをFRPの
補強用に用いると、ウェットスルーも良好で、樹脂は均
一に含浸され、ストランドがFRP表面に浮出すことも
なく、平滑表面を有するFRPをうろことができ、又プ
レス成型によって深絞りしてもマットが切断することも
なく、本発明の方法は硝子繊維マットの製造方法として
好適なものである。
次に本発明の実施例を示す。
比較例マットの製造 ブッシングから引出した太さ17山の硝子繊維50本に
集東剤として不飽和ポリエステル系ェマルジョンを附与
し、グラフアィト製集束部材中に設けられた藩中を通過
せしめて集速したストランドを100本を高速で回転す
る円筒表面に触接させ、移動する有孔コンベヤ上に45
雌r′〆の割合で堆積させた。
なお硝子繊維東の太さはほぼ120〆の円形であった。
実施例マットの製造 比較例マットと同様な方法で製造された40雌r′あの
マット上に次の方法によりケーキから引出されたストラ
ンドを5雌r/〆の割合で不飽和ポリェステル樹脂結合
剤を附与しつつ堆積せしめた。
ブツシングから引出した太さ10仏の硝子繊維80本に
集東剤として酢酸ビニールェマルジョンを附与し、比較
例と同機に集東して高速で回転するマンドレル上に巻取
り長径約200r、短径約40ムの偏平なストランドと
て巻取りケーキとした。このケーキを130℃に8時間
加熱乾燥した後このケーキ3の固を使用しこれらからス
トランドを夫々ェアノズルを用いて引出した。FRPの
製造 比較例のマット及び実施例のマットを16ぴ0に2分間
加熱しFRP補強用に用い、不飽和ポリエステル(DI
C8010 商品名)樹脂を103酸r′〆の割合でそ
の上部から注ぎ含浸せしめて硬化させた。
実施例のマットを用いた場合平滑な表面が得られたが、
比較例のマットではス:ランドの浮出し,が多く見られ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の硝子繊維マットの製造方法に用いられ
る装置の正面図、第2図はホイールブリング法に用いら
れる装置の側面図、第3図は回転する円筒体の1部を破
断した拡大正面図、第4図即乾燥された硝子繊維東の引
出いこ用いられるェアノズルの拡大断面図である。 図中1はブッシング、2は硝子繊維、3はアプリlケー
ター(築東剤附与装置)、4は集東装置、5iは繊維東
、11はコンベヤ、12は巻取り、乾燥された繊維東、
5′は繊維東を示す。 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 (1)ブツシングから引出した多数の硝子繊維に集
    束剤を附与して集束し繊維束となす工程(2)回転する
    円筒体の表面に上記繊維束を接触させて引張り振飛ばし
    て移動コンベヤ上に無方向に堆積させる工程(3)ケー
    キとして巻取られた繊維束を加熱乾燥する工程(4)乾
    燥された繊維束を引出し無方向に、工程(2)で得られ
    た堆積物上に薄層として堆積せしめる工程とを含む硝子
    繊維マツトの製造方法。
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