JP2000017557A - チョップドストランドの分散方法、分散機装置、ガラス繊維切断装置及び成形材料の製造方法 - Google Patents
チョップドストランドの分散方法、分散機装置、ガラス繊維切断装置及び成形材料の製造方法Info
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Abstract
ド(以下CS)のCSの集束をほぐし、方向性無く均一
に分散させることを目的とする。 【解決手段】 本発明は、落下するガラス繊維のチョッ
プドストランドを回転ドラムで叩くことを特徴とするチ
ョップドストランドの分散方法、分散機装置、ガラス繊
維切断装置を提供する。
Description
ンドの分散方法、分散機装置、ガラス繊維切断装置及び
成形材料の製造方法に係わり、走行する帯状物の基材に
ガラス繊維のチョップドストランドの集束をほぐし、方
向性無く均一に分散させるのに好適な技術に関するもの
である。
に、一般に切断刃を有するカッターローラー5、ローラ
ー駆動モーター6、およびゴムローラー7で構成されて
おり、カッターローラー5をゴムローラー7に圧着させ
ながらゴムローラー7を回転させることにより、カッタ
ーローラー5とゴムローラー7の隙間に導かれたガラス
繊維10(ガラス繊維ロービング)が、カッターローラ
ー切断刃により切断される。ガラス繊維ロービングの切
断長は、切断刃の間隔で決定されるが、一般的に切断長
は1インチ(inch)程度である。切断されたガラス繊維
は、基材搬送装置9上の帯状基材11上に自由落下し自
然堆積され、帯状基材11と共に水平方向に搬送され
る。
トランドは、ガラス繊維切断装置下部に縦長状態で自由
落下し、ガラス繊維のチョップドストランド先端が着地
後も帯状基材11が搬送されているため、ガラス繊維の
チョップドストランドは搬送方向に倒れ易い。即ち、ガ
ラス繊維のチョップドストランドは、一定方向(基材搬
送方向)に配向し易い。この現象は、ガラス繊維のチョ
ップドストランドの切断長が長いほど、帯状基材11の
搬送速度が速いほど顕著に現れる。
脂を含浸硬化した樹脂成形品は、成形材料のガラス繊維
のチョップドストランドが一定方向に配向しているため
に、成形材料の搬送方向の強度は強く、搬送方向に直角
方向の強度が弱く、成形品の強度に方向性が発生してし
まう問題があった。
0m当たりの重量g)が80TEXの単繊維を60本集束させ
て、4800TEXとして製造されている。ガラス繊維に
は、束ねるために集束剤が塗布されており、成形材料を
製造するにあたり、切断直後に4800TEXのガラス繊
維のチョップドストランドを、400TEX以下にほぐさ
なければ、ガラス繊維のチョップドストランドの液状硬
化性樹脂との濡れが悪くなり、未含浸部分が発生しやす
くなる。成形材料の未含浸部分は、成形品の欠陥となる
ガラス焼けを発生させる。よって、成形材料の製造にあ
たっては未含浸を防ぐために、ガラス繊維のチョップド
ストランドの集束をほぐす必要がある。
んどだが、ガラス繊維のチョップドストランドを無方向
に均一に分散させる方法としてガラスを帯電させる方法
(特開平5−263349号公報)も報告されている。
しかし、集束を十分にほぐすことはできなかった。
する課題は、次の点を満足する分散方法、分散機装置、
ガラス切断装置及び成形材料の製造方法にある。 ガラス繊維のチョップドストランドの集束を効率よく
ほぐす(4800TEXを400TEX以下に)こと、 ガラス繊維チョップドストランドが、平面に落ちた際
の方向性持たないこと、 均一に散布すること、 装置設備は小さいこと。
について、鋭意研究した結果、本発明を完成するに至っ
たものである。
のチョップドストランドを分散機装置の回転ドラム1で
叩くことを特徴とするチョップドストランドの分散方
法、平面に垂直に相対立する平盤1-1と、その平盤1-1の
中心を貫通する回転軸1-2と、その相対する平板同士の
周辺位置を結ぶ棒1-3を複数本有する回転ドラム1、回
転ドラム支持台2、回転ドラム駆動モーター3、回転ド
ラムと駆動モーター連結部4から構成されることを特徴
とする分散機装置、該分散機装置と回転ト゛ラム1の上部位
置にガラス繊維カッターローラー5、ローラー駆動モー
ター6を有することを特徴とするガラス繊維切断装置、
そのガラス繊維切断装置を製造装置として用いることを
特徴とする成形材料の製造方法を提供するものである。
は、図3に示すような、平面に垂直に相対立する同形状
の平盤1-1と、その平盤1-1の中心を貫通する水平な回転
軸1-2とからなり、平盤1-1同士の距離は、ガラス繊維カ
ッターローラー5の幅とし、その相対する平盤1-1同士
の周辺位置を結ぶ棒1-3を複数本有する構成からなるも
のである。
回転ドラム1をガラス繊維カッターローラー5及びゴム
ローラー7の下部、好ましくは該ローラー5とゴムロー
ラー7との接触する部分の真下より、やや後ろに回転ド
ラム1の回転軸1-2が来るように設置する。この設置箇
所は、ガラス繊維の集束をほぐす上、方向性をなくす上
及び均一分散性を得る上で重要である。
然落下してくるガラス繊維のチョップドストランドを棒
1-3でたたき上げることにより、ガラス繊維のチョップ
ドストランドの集束をほぐし、さらに衝撃を受けたガラ
ス繊維のチョップドストランドはランダムな回転や落下
方向が変化することにより、ガラス繊維のチョップドス
トランドが着地時の方向、角度がランダムになり、ガラ
ス繊維のチョップドストランドを無方向に均一分散させ
ることができるのである。即ち、限られた設置面積の中
で、連続的に落下するガラス繊維のチョップドストラン
ドの集束をほぐすためには、ガラス繊維のチョップドス
トランドに回転ドラム1で叩いて衝撃を与えることが重
要である。
うに回転ドラム1、回転ドラム支持台2、回転ドラム駆
動モーター3、回転ドラムと駆動モーターとの連結部4
から構成され、必要によりサイドフード8、基材搬送装
置9を有する。平盤1-1同士の距離はガラス繊維カッタ
ーローラー5の幅とするのが好ましい。
れるように平面に垂直に相対立する同形状の平盤1-1
と、その平盤1-1の中心を貫通する水平な回転軸1-2とか
らなり、盤同士の距離はガラス繊維カッターローラー5
の幅とし、その相対する平盤1-1同士の周辺位置を結ぶ
棒1-3を複数本有する構成からなる。この平盤1-1の平面
形状は、三角、四角、六角、円等いずれの形状でも良い
が、好ましくは円形である。図3、4の棒1-3は、断面
円形で直線のものを採用したが、真っ直ぐな棒でなくジ
グザグ形状の棒では回転の際にバランスを崩しやすく、
効果も期待できないので適切ではない。その断面形状
は、円形にこだわらず角形状でも効果は等しい。
くは15〜25cm、より好ましくは18〜22cmであ
る。図4では、平盤1-1の6箇所(六角形の頂点の位
置)に穴を開け、円盤同士を結ぶように6本の丸棒1-3
を固定した平盤1-1で直径210mm、棒本数6本のもの
の構成を例示してる。平盤1-1には、好ましくは2〜1
2箇所(六角形の頂点の位置)に穴を開け、平盤1-1同
士を結ぶように好ましくは2〜12本の棒1-3を固定す
る。
り、回転の際に問題が生じなければ良い。棒1-3は、好
ましくは太さ3mm〜10mmの棒で、断面形状は三角、四
角、六角、丸等いずれの形状でも良い。材質は、金属、
鋼材である。その本数は、好ましくは2〜12本、より
好ましくは4〜8本からなる。ガラス分散機装置の棒1-
3の本数は、本数が少なければ、回転数を早くすれば効
果は同等であるが、本数を増やしすぎた場合は、円筒形
に近くなり、ガラス繊維のチョップドストランドが棒1-
3と棒1-3との間隔に入りにくくなり、ガラス繊維のチョ
ップドストランドに的確に当てることができず逆効果で
ある。また、本数を増やし回転数を遅くし、ガラス繊維
のチョップドストランドが棒1-3の間隔に入りやすくし
た場合は、ガラス繊維のチョップドストランドに与える
衝撃力が弱く、ガラス繊維のチョップドストランドの集
束をほぐすことができなくなる。
持し、ドラム1の回転時に揺れたり、動かないよう支え
る。回転ドラム駆動モーター3は、連結部4により、回
転ドラム1結合し、該モーター3の回転で該ドラム1を
高速で回転させる。その回転数は、50〜500回転/
分、好ましくは80〜180回転/分である。特に好ま
しくは回転数は100〜150回転/分程度が妥当であ
る。
い、ガラス繊維のチョップドストランドの集束をほぐ
し、無方向、均一に散布させる。また、ガラス繊維切断
装置の下部に設置するため、設備の大きさは小さくする
必要がある。
されるように分散機装置の回転ドラム1の上部に、切断
刃を有するカッターローラー5、ローラー駆動モーター
6、ゴムローラー7、必要によりサイドフード8で構成
され、更に分散機装置の下には基材搬送装置9が設けら
れる。ローラー駆動モーター6により回転するのは、ガ
ラス繊維カッターローラー5かゴムローラー7いずれで
も良い。ガラス繊維カッターローラー5をゴムローラー
7に圧着させながらゴムローラー7を回転させることに
より、カッターローラー5とゴムローラー7との隙間
に、上から必要により設けられるガラス繊維導管により
導かれたガラス繊維ロービングが、カッターローラー5
の切断刃により切断される。その切断長は、切断刃の間
隔で決定されるが、切断長は1インチ(inch)が一般的
である。
水平方向に切断ガラス繊維積層物を乗せて搬送され、最
終的に成形材料を包むものである。帯状基材11の材質
は、特に限定されないが、成形材料とする上で、合成樹
脂フィルム・シートが好ましく用いられる。
ーローラー5とゴムローラー7の接触する位置の真下よ
り基材搬送方向の上側にややずらして設置するのが好ま
しい。分散機装置の回転ドラム1は、回転ドラム駆動モ
ーター3の駆動により、連結部4を経由して回転を行
う。回転方向は、落下するガラス繊維のチョップドスト
ランドが叩き上げられる方向が望ましい。切断されたガ
ラス繊維のチョップドストランドが、基材搬送方向の左
右に飛び散らないように、分散機装置の断面を円形に切
り抜いたサイドフード8を設置するのが好ましい。
モールディングコンパウンド(SMCと略記する)であ
る。SMCは、熱硬化性樹脂を、基材上に分散したガラ
ス繊維積層体に、含浸し、更に上から基材で覆い基材同
士のサンドイッチ構造にしたものである。熱硬化性樹脂
とは、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂
(ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、不飽
和ポリエステルアクリレート)、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂等が挙げられる。
性樹脂組成物を塗布しておいた帯状基材11を、その下
部に本発明の分散機装置を持つガラス繊維切断装置の下
を基材搬送装置9により、帯状基材11が該装置の下を
通る時、ガラス繊維チョップドストランドが自由落下し
降り積もり、更に、その上に十分含浸する量の熱硬化性
樹脂組成物を塗布し、更に、帯状基材11を上からかぶ
せることで、上下からロールで押さえて十分に含浸さ
せ、成形材料を製造する。
に説明するが本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。以下において部および%は特に断りのない限
り、すべて重量基準であるものとする。
維ロービング)4800TEXを下記の条件で切断、分散
散布し、本発明の分散機装置の実施例、本発明分散機装
置を用いない比較例の実施を行った。 (比較条件) ・ガラス繊維 4800TEX ・ガラス繊維本数 42本 ・切断長 1inch ・ガラス切断量 1000g/m2 ・基材搬送速度 10m/min ・ガラス分散機回転数 150rpm
ラス板上にガラス繊維を散布させ比較した。
法、分散機装置は、回転ドラムによりガラス繊維の分散
性、非方向性、集束がほぐされているので、優れた成形
材料が得られる。この分散装置は、ガラス繊維切断装置
に用いることにより、ガラス繊維のチョップドストラン
ドの集束をほぐし、無方向、均一に散布させることが可
能となった。また、ガラス繊維切断装置の下部に設置す
るため、設備の大きさは最小限に実施することが可能で
ある。つまり、本発明の効果は、 ガラス繊維のチョップドストランドの集束を十分にほ
ぐす(4800TEXを400TEX以下に) ガラス繊維のチョップドストランドの方向性を無くせ
る 均一に散布するできる、 設備は小さくできる。
および搬送基材上のガラス繊維にかかる上平面図であ
る。
ある。
面図である。
る。
を示す正面図、側面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 落下するガラス繊維のチョップドストラ
ンドを分散機装置の回転ドラム1で叩くことを特徴とす
るチョップドストランドの分散方法。 - 【請求項2】 平面に垂直に相対立する平盤1-1と、そ
の平盤1-1の中心を貫通する回転軸1-2と、その相対する
平板同士の周辺位置を結ぶ棒1-3を複数本有する回転ド
ラム1、回転ドラム支持台2、回転ドラム駆動モーター
3、回転ドラムと駆動モーター連結部4から構成される
ことを特徴とする分散機装置。 - 【請求項3】 請求項2の分散機装置と回転ト゛ラム1の上
部位置にガラス繊維カッターローラー5、該ローラー駆
動モーター6を有することを特徴とするガラス繊維切断
装置。 - 【請求項4】 請求項3のガラス繊維切断装置を製造装
置として用いることを特徴とする成形材料の製造方法。
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