特許 6903962 ガラスロービング及びその製造方法、並びにガラス繊維強化複合樹脂材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6903962

(24)【登録日】2021年6月28日

(45)【発行日】2021年7月14日

(54)【発明の名称】ガラスロービング及びその製造方法、並びにガラス繊維強化複合樹脂材

(51)【国際特許分類】

   C03B 37/12 20060101AFI20210701BHJP

【ＦＩ】

   C03B37/12 Z

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-48611(P2017-48611)

(22)【出願日】2017年3月14日

(65)【公開番号】特開2018-150201(P2018-150201A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2019年9月19日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】特許業務法人 宮▲崎▼・目次特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松永 達樹

【審査官】 若土 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１８４０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１２６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１７２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２５１０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５４０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１４８３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｂ ３７／００−３７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラスストランドが巻き取られてなるガラスロービングであって、
前記ガラスストランドが、１９００〜１００００本のモノフィラメントと、前記モノフィラメントの表面を覆っている被膜とを備え、
前記モノフィラメントの繊維径が、６〜１０．５μｍの範囲内にあり、
前記ガラスストランドの番手が、６００〜１４００ｔｅｘの範囲内にあり、
前記ガラスロービングの内径が、１４０〜２５０ｍｍの範囲内にあり、
前記ガラスロービングより任意に切断された長さ２ｍ以上の前記ガラスストランドの両端側を、水平方向において２ｍ離間して配置された支持部材により固定した状態で、前記ガラスストランドを解繊することによりモノフィラメント化したときに、前記ガラスストランドの固定位置間を結んだ直線に対する、前記解繊されたモノフィラメントの垂れ下がり量の最大値が、４０ｍｍ以下である、ガラスロービング。

【請求項2】

前記被膜が、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂により構成されている、請求項１に記載のガラスロービング。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のガラスロービングの製造方法であって、
ブッシングから引き出された溶融ガラスを冷却して複数本のモノフィラメントを形成する工程と、
前記複数本のモノフィラメントの表面に集束剤を塗布し、前記複数本のモノフィラメントを集束することにより、前記ガラスストランドを形成する工程と、
前記ガラスストランドを、直径が１４０〜２５０ｍｍの範囲内にあるコレットに巻き取って巻回体を作製する工程と、
前記集束剤を乾燥させ、前記巻回体を構成する前記モノフィラメントの表面に前記被膜を形成する工程とを備える、ガラスロービングの製造方法。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のガラスロービングを構成しているガラスストランドと、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂とを含む、ガラス繊維強化複合樹脂材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスストランドが巻き取られてなるガラスロービング、該ガラスロービングの製造方法、及び該ガラスロービングを用いたガラス繊維強化複合樹脂材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ガラス繊維は、樹脂の補強材として広く用いられている。

【0003】

下記の特許文献１には、熱可塑性樹脂からなるペレット中に、断面が扁平な複数のモノフィラメントが配置されてなる扁平ガラス繊維含有ペレットが開示されている。特許文献１では、各モノフィラメントの両端面がペレット表面に至るように、一方向に配列されている。特許文献１の扁平ガラス繊維含有ペレットは、射出成形により成形されて用いられている。特許文献１の扁平ガラス繊維含有ペレットは、以下のようにして製造されている。

【0004】

まず、断面が扁平な複数のモノフィラメントを集束剤により集束し、ガラスストランドを得る。このガラスストランドを巻芯に巻き取って巻回体（ガラスロービング）を作製する。次に、作製した巻回体からガラスストランドを引き出し、連続製造装置に適用することにより扁平ガラス繊維含有ペレットを製造する。なお、連続製造装置においては、ガラスストランドを熱溶融させた樹脂中に搬送して樹脂を付着させた後、付着した樹脂を固化させた状態でガラスストランドを所定の長さに切断することにより、扁平ガラス繊維含有ペレットが製造されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２００７／０９１２９３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１のような連続製造装置を用いてガラス繊維含有ペレットを製造する際には、製造工程においてガラスストランドの断線が生じ、生産性が低下することがあった。

【0007】

本発明の目的は、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際にガラスストランドの断線を少なくすることができる、ガラスロービング、該ガラスロービングの製造方法、及び該ガラスロービングを用いたガラス繊維強化複合樹脂材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るガラスロービングは、ガラスストランドが巻き取られてなるガラスロービングであって、前記ガラスロービングより任意に切断された長さ２ｍ以上の前記ガラスストランドの両端側を、水平方向において２ｍ離間して配置された支持部材により固定した状態で、前記ガラスストランドを解繊することによりモノフィラメント化したときに、前記ガラスストランドの固定位置間を結んだ直線に対する、前記解繊されたモノフィラメントの垂れ下がり量の最大値が、４０ｍｍ以下であることを特徴としている。

【0009】

本発明に係るガラスロービングでは、前記被膜が、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂により構成されていることが好ましい。

【0010】

本発明に係るガラスロービングでは、前記ガラスストランドが、１９００〜１００００本のモノフィラメントと、前記モノフィラメントの表面を覆っている被膜とを備え、前記モノフィラメントの繊維径が、６〜２４μｍの範囲内にあり、前記ガラスロービングの内径が、１４０〜２５０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。

【0011】

本発明に係るガラスロービングの製造方法は、本発明に従って構成されるガラスロービングの製造方法であって、ブッシングから引き出された溶融ガラスを冷却して複数本のモノフィラメントを形成する工程と、前記複数本のモノフィラメントの表面に集束剤を塗布し、前記複数本のモノフィラメントを集束することにより、前記ガラスストランドを形成する工程と、前記ガラスストランドを、直径が１４０〜２５０ｍｍの範囲内にあるコレットに巻き取って巻回体を作製する工程と、前記集束剤を乾燥させ、前記巻回体を構成する前記モノフィラメントの表面に前記被膜を形成する工程とを備えることを特徴としている。

【0012】

本発明に係るガラス繊維強化複合樹脂材は、本発明に従って構成されるガラスロービングを構成しているガラスストランドと、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂とを含むことを特徴としている。

【発明の効果】

【0013】

本願発明によれば、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際にガラスストランドの断線を少なくすることができる、ガラスロービングを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るガラスロービングを示す模式的斜視図である。

【図2】図２（ａ）及び（ｂ）は、イーブンの試験方法を説明するための模式図である。

【図3】図３は、本発明に係るガラス繊維強化複合樹脂材の製造方法の一例で用いられる製造装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

【0016】

（ガラスロービング）
図１は、本発明の一実施形態に係るガラスロービングを示す模式的斜視図である。図１に示すように、ガラスロービング１０は、ガラスストランド１１が巻き取られてなる。より具体的に、ガラスロービング１０は、ガラスストランド１１が層状になるように重ねて巻き取られた円筒形状の構造を有している。

【0017】

本発明においては、以下に示すイーブンの試験を行ったときに、モノフィラメント１１ａの垂れ下がり量が、４０ｍｍ以下である。

【0018】

以下、イーブンの試験方法について、図２（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。

【0019】

まず、ガラスロービング１０から引き出されたガラスストランド１１を所定の長さ（２〜２．２ｍ程度）に切断する。続いて、図２（ａ）に示すように、支持部材２１ａ，２１ｂを水平方向ｘにおいて２ｍ離間するように配置する。この際、ガラスストランド１１の両端側は、接着剤などを用いて支持部材２１ａ，２１ｂに固定する。なお、支持部材２１ａ，２１ｂは、水平方向ｘにおいて、同じ高さ位置で互いに対向するように設けられており、かつガラスストランド１１を水平に保持できるように配置されている。

【0020】

次に、図２（ｂ）に示すように、支持部材２１ａ，２１ｂに固定されたガラスストランド１１を解繊することにより、モノフィラメント化する。続いて、モノフィラメント化した状態で、支持部材２１ａ，２１ｂにおいてガラスストランド１１が接着剤により固定された位置同士を結んだ直線に対する、モノフィラメント１１ａの垂れ下がり量が最大値となる位置で垂れ下がり量を測定する。なお、その測定位置は、ほとんどの場合、支持部材２１ａ，２１ｂ間の水平方向ｘにおける略中央部になる。モノフィラメント１１ａの垂れ下がり量は、この略中央部において、水平方向ｘに直交する方向ｙにおける垂れ下がり量である。なお、複数本のモノフィラメント１１ａが存在しているが、モノフィラメント１１ａの垂れ下がり量は、複数本のモノフィラメント１１ａのうち、最も垂れ下がったモノフィラメント１１ａの垂れ下がり量Ｌであるものとする。

【0021】

ガラスストランド１１の解繊とは、互いに集束剤で結合していたモノフィラメント１１ａを手作業により一本ずつに分離し、目視でガラスストランド１１全体が解れたと認識された状態をいう。モノフィラメント１１ａの垂れ下がり量の測定において、１回目解繊後の垂れ下がり量と、２回目解繊後の垂れ下がり量とが同じであれば、その値を垂れ下がり量Ｌとし、異なる場合は、再度解繊を行い、垂れ下がり量が前回測定値と同じ値になるまで繰り返し、最後に測定した値を垂れ下がり量Ｌとする。

【0022】

このような方法で測定されたガラスストランド１１の垂れ下がり量の最大値は、好ましくは２０ｍｍ以上、より好ましくは３５ｍｍ以下である。

【0023】

ガラスストランド１１の垂れ下がり量の最大値が上述の上限値以下である場合、各モノフィラメント１１ａの長さの差が小さい。そのため、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際に、ガラスストランド１１の断線を少なくすることができる。

【0024】

図１に戻り、ガラスロービング１０の内径Ｄは、１４０〜２５０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。ガラスロービング１０の内径Ｄは、より好ましくは２３０ｍｍ以下、さらに好ましくは２００ｍｍ以下である。

【0025】

巻き取られるガラスストランド１１を構成するモノフィラメントの長さが揃うことにより、ガラスストランド１１の断線が少なくなる。モノフィラメントの長さが揃うためには、ガラスストランド１１が、コレットに規則正しく、かつガラスストランド１１が、緩みが無くコレットに巻き取られることが必要である。

【0026】

ガラスストランド１１を構成するモノフィラメントの本数が多く、かつモノフィラメントの繊維径が小さくなるにつれて、モノフィラメントの長さが不揃いになりやすい。

【0027】

ガラスロービング１０の内径Ｄが上述の下限値以上である場合、ガラスロービング１０を製造する際におけるコレットの角速度が小さくてもコレットにガラスストランド１１を巻き取ることができる。角速度が小さいと、ガラスストランド１１を巻き取る際に、コレット上でガラスストランド１１が蛇行しにくくなるため、ガラスストランド１１がより一層規則正しく巻き取られる。ガラスストランド１１がより一層規則正しく巻き取られることで、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際に、ガラスストランド１１の断線をより一層生じ難くできる。加えて、ガラスストランド１１が規則正しく巻き取られることで、機械的強度により一層優れたガラス繊維強化複合樹脂材が得られやすくなる。

【0028】

また、ガラスロービング１０の内径Ｄが上述の上限値以下である場合、ガラスロービング１０を製造する際に、ガラスストランド１１に適度なテンションが加わるため、ガラスストランド１１をコレットに巻き取る際に、緩みが生じにくく、ガラスストランド１１がより一層規則正しく巻き取られる。ガラスストランド１１がより一層規則正しく巻き取られることで、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際に、ガラスストランド１１の断線をより一層少なくすることができる。加えて、ガラスストランド１１がより一層規則正しく巻き取られることで、機械的強度により一層優れたガラス繊維強化複合樹脂材が得られやすくなる。

【0029】

ガラスロービング１０を構成しているガラスストランド１１は、１９００〜１００００本のモノフィラメントと、モノフィラメントの表面を覆っている被膜とを備えることが好ましい。

【0030】

モノフィラメントの本数は、より好ましくは６０００本以下、さらに好ましくは４０００本以下である。モノフィラメントの本数が、上述の下限値以上である場合、より一層機械的強度に優れたガラス繊維強化複合樹脂材を得ることができる。また、モノフィラメントは、ブッシングの底部に設けられたノズルから引き出されるが、モノフィラメントの本数が増えると、コレットと各ノズルの距離に偏差が生じるため、各々のモノフィラメントの長さに偏差が生じやすい。モノフィラメントの本数が、上述の上限値以下である場合、各モノフィラメントの長さが揃いやすい。そのため、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際に、ガラスストランド１１の断線をより一層少なくすることができる。

【0031】

モノフィラメントの具体的組成は、特に限定されないが、例えば、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＡＲガラス等が用いられる。これらの中でも、Ｅガラスは、安価であり、且つ機械的強度により一層優れたガラス繊維強化複合樹脂材を得ることができるため好ましい。また、Ｓガラスは、機械的強度にさらに一層優れたガラス繊維強化複合樹脂材を得ることができるため好ましい。

【0032】

ガラスストランド１１は、このようなモノフィラメントの表面に集束剤を塗布することにより集束される。従って、ガラスストランド１１は、複数本のモノフィラメントの集束体である。なお、集束剤の塗布後、１００〜１３０℃の温度範囲で、１〜２４時間程度乾燥させることにより被膜が形成される。

【0033】

被膜の材料は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。変性ポリプロピレン樹脂としては、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、エポキシ樹脂などが挙げられる。なお、樹脂と複合化してガラス繊維強化複合樹脂材を製造する場合、被膜の材料は、複合化する樹脂との親和性を考慮して適宜選択することができる。

【0034】

本発明において、モノフィラメントの繊維径は、６〜２４μｍの範囲内にあることが好ましい。モノフィラメントの繊維径は、より好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１７μｍ以下である。モノフィラメントの繊維径が、上述の下限値以上である場合、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際に、ガラスストランド１１の断線をより一層少なくすることができる。モノフィラメントの繊維径が、上述の上限値以下である場合、より一層機械的強度に優れたガラス繊維強化複合樹脂材が得られやすくなる。

【0035】

ガラスストランド１１の番手は、特に限定されないが、好ましくは６００ｔｅｘ以上、より好ましくは１２００ｔｅｘ以上、好ましくは３０００ｔｅｘ以下、より好ましくは２４００ｔｅｘ以下である。ガラスストランド１１の番手が上述の下限値以上である場合、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際に、ガラスストランド１１の断線をより一層少なくすることができる。ガラスストランド１１の番手が、上述の上限値以下である場合、より一層機械的強度に優れたガラス繊維強化複合樹脂材を得ることができる。

【0036】

以下、ガラスロービング１０などの本発明のガラスロービングの製造方法について説明する。

【0037】

（ガラスロービングの製造方法）
本発明のガラスロービングは、例えば、以下の方法により製造することができる。

【0038】

まず、ガラス溶融炉内に投入されたガラス原料を溶融して溶融ガラスとする。この溶融ガラスを均質な状態とした後に、白金製のブッシングから引き出す。その後、引き出された溶融ガラスを冷却して複数本のモノフィラメントを形成する。この際、１９００個〜１００００個のノズルを有するブッシングを用い、１９００〜１００００本のモノフィラメントを形成することが好ましい。

【0039】

次に、得られた複数本のモノフィラメントの表面に、集束剤を塗布する。集束剤が均等に塗布された状態で、複数本のモノフィラメントを、集束シューにより引き揃え、集束する。それによって、ガラスストランドを得る。なお、モノフィラメントの繊維径は、６〜２４μｍの範囲内となるように調整することが好ましい。モノフィラメントの繊維径は、例えば、巻取り速度や溶融ガラスの粘度等を変更することにより調整することができる。

【0040】

次に、得られたガラスストランドを回転するコレットに綾をかけながら巻き取り、巻回体を作製する。続いて、コレットから巻回体を外し、集束剤を乾燥させ、ガラスストランドを構成するモノフィラメントの表面に被膜を形成し、ガラスロービングを得る。なお、得られた数個のガラスロービングから解舒されたガラスストランドを一緒に束ねて巻き取ることによりガラスロービングとしてもよい。また、ガラスストランドを巻き取る際のコレットとしては、直径が１４０〜２５０ｍｍのコレットが用いられる。

【0041】

上記のようにして作製されたガラスロービングは、巻回形状に巻き取られ、その形状でストックし、必要に応じて使用することができる。巻回形状に巻き取られたガラスロービングは、防塵や汚れの防止や、繊維表面の保護などの目的のため、有機フィルム材、例えばシュリンク包装やストレッチフィルム等、用途に応じた包装を施して保管することができる。複数段に積層した状態で保管してもよい。

【0042】

モノフィラメントを集束する際の集束剤としては、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂などが挙げられる。変性ポリプロピレン樹脂としては、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、エポキシ樹脂などが挙げられる。

【0043】

集束剤は、上記成分以外に、例えばシランカップリング剤を含んでいてもよい。上記シランカップリング剤としては、具体的には、アミノシラン、エポキシシラン、ビニルシラン、アクリルシラン、クロルシラン、メルカプトシラン、ウレイドシランなどが使用できる。なお、シランカップリング剤を添加することで、ガラスストランド表面の集束剤との反応性を改善でき、ガラス繊維強化複合樹脂材における引張強度等の機械的強度をさらに一層向上させることができる。また、上記集束剤中には、上述のシランカップリング剤以外に、潤滑剤、ノニオン系の界面活性剤、帯電防止剤等の各成分を含むことができ、それぞれの成分の配合比は、必要に応じて決定すればよい。

【0044】

集束剤の塗布量は、ガラスストランドの強熱減量が０．５〜２．０質量％となるように調整することが好ましい。なお、強熱減量は、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２０１３年）に従い測定できる。

【0045】

本発明においては、ガラスストランドを巻き取る際に、直径が１４０〜２５０ｍｍのコレットが用いられる。コレットの直径は、好ましくは２３０ｍｍ以下、より好ましくは２００ｍｍ以下である。

【0046】

本発明においては、コレットの直径が上記の範囲内にあるので、各モノフィラメントの長さが揃いやすい。そのため、樹脂と複合化してガラス繊維含有ペレットを製造する際に、ガラスストランドの断線をより一層少なくすることができる。また、ブッシングのノズルの個数を多くしても、モノフィラメントの長さが揃いやすくなり、形成されるモノフィラメントの本数を多くすることができる。ノズルを多くするとブッシングの端部と中央部より引き出されたモノフィラメントの長さが、コレット上でのガラスストランドの蛇行や、ガラスストランドの緩みの影響を受けて不揃いになり易いが、コレットの直径を上記の範囲内とすることで、各モノフィラメントの長さを均一にすることができるためである。このように、本発明においては、モノフィラメントの本数を多くすることができるため、樹脂と複合化してより一層機械的強度に優れたガラス繊維強化複合樹脂材を得ることもできる。また、後述するガラス繊維含有ペレット２０を生産する際の生産性をより一層高めることができる。この際、ガラスストランドの番手を大きくすることにより、より一層生産性を高めることができる。

【0047】

（ガラス繊維強化複合樹脂材）
本発明のガラス繊維強化複合樹脂材は、本発明のガラスロービングを構成しているガラスストランドと、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂とを含む。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。変性ポリプロピレン樹脂としては、マレイン酸変性ポリプロピレン樹脂、などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、エポキシ樹脂、などが挙げられる。

【0048】

ガラス繊維強化複合樹脂材中におけるガラスストランドの含有量は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂１００質量部に対し、好ましくは３０質量部以上、好ましくは７０質量部以下である。ガラスストランドの含有量が上記範囲内にある場合、ガラス繊維強化複合樹脂材の機械的強度をより一層高めることができる。

【0049】

また、ガラスストランドは、本発明のガラスロービングからカットされて用いられることが望ましい。ガラスストランドのカット長としては、特に限定されないが、１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。ガラスストランドのカット長が上記範囲内にある場合、ガラス繊維強化複合樹脂材の機械的強度をより一層高めることができる。

【0050】

以下、図３を参照して、本発明に係るガラス繊維強化複合樹脂材の製造方法の一例について説明する。

【0051】

まず、図３に示すように、ガラスロービング１０の内層からガラスストランド１１を引き出し、テンションバー１２ａを３本備えた解繊装置１２に搬送する。ガラスストランド１１は、解繊装置１２により解繊される。ガラスストランド１１は、解繊されることによって、内部に樹脂を含浸し易い状態となる。

【0052】

次に、解繊されたガラスストランド１１を、含浸装置１３に搬送する。なお、含浸装置１３においては、予め樹脂Ｂを投入口１３ａから投入し加熱することにより加熱溶融体１３ｂを作製しておく。ガラスストランド１１は、引き取り機１５によって引き取られることにより加熱溶融体１３ｂ内に搬送される。それによって、ガラスストランド１１に樹脂を含浸させる。

【0053】

樹脂を含浸させたガラスストランド１１は、冷却装置１４に搬送する。それによって、ガラスストランド１１に含浸させた樹脂を固化させる。含浸させた樹脂が固化されたガラスストランド１１をペレターザー１６に搬送し、複数の切断刃が放射状に配設された切断ロール１６ａにより、所定の長さにカットする。それによって、ガラス繊維含有ペレット２０を得る。

【0054】

得られたガラス繊維含有ペレット２０は、射出成形などによりガラス繊維強化複合樹脂材に成形される。この際、ガラス繊維含有ペレット２０にさらに樹脂を加えて混錬した後、成形することによりガラス繊維強化複合樹脂材を得てもよい。

【0055】

本発明のガラス繊維強化複合樹脂材は、本発明のガラスロービングを構成しているガラスストランドを含んでいる。そのため、上記の製造工程においてガラス繊維強化複合樹脂材を製造する際に、ガラスストランドの断線が生じ難くできる。このことについては、以下のようにして説明することができる。

【0056】

従来、ガラスロービングから引き出されたガラスストランドを用いて、ガラス繊維強化複合樹脂材を製造する場合、ガラスストランドが加熱溶融体内の出口に設けられたノズルを通過する際に、断線することがあった。これは、ガラスストランドを構成する各モノフィラメントの長さが不揃いであることから、加熱溶融体内のテンションバーでテンションが十分にかからず、ノズル詰まりが生じ、その結果断線が生じるためである。

【0057】

これに対して、本願発明のガラスロービングは、特にイーブンの試験における垂れ下がり量が上記の範囲内にあるため、各モノフィラメントの長さが揃いやすい。そのため、ガラスストランドが加熱溶融体内の出口に設けられたノズルを通過する際に、断線が生じ難い。従って、ガラス繊維含有ペレットの生産性を高めることができ、このことが、ガラス繊維強化複合樹脂材の生産性を高める。

【0058】

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

【0059】

（実施例１）
まず、集束剤を、集束剤全体に対して、重量平均分子量１０００００の無水マレイン酸変性ポリプロピレン（以下、変性ＰＰ）が２．０質量％、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン（以下アミノシラン、信越化学工業株式会社製、商品名「ＫＢＥ−９０３」）が０．３質量％、潤滑剤としてのポリエチレンワックスが０．１質量％、潤滑剤としてのテトラエチルペンタアミンとステアリン酸との縮合物（以下ＴＥＰＡ／ＳＡ）が０．０１５質量％となるように、イオン交換水により均質混合して調製した。

【0060】

次に、Ｅガラスの組成となるように溶融ガラスを、２０００個のノズルを有するブッシングから引き出して２０００本のモノフィラメントを得た。

【0061】

次に、得られたモノフィラメントの表面にアプリケーターを用いて、予め調製した上記集束剤を強熱減量が０．７質量％となるように調製して塗布し、繊維径が１７μｍの２０００本のモノフィラメントを集束することにより得たガラスストランドを直径が１５０ｍｍのコレットに巻き取って巻回体を作製した。次いで、作製した巻回体を１００℃、２０時間の条件で乾燥させてガラスロービングを得た。なお、ガラスストランドの番手は１２００ｔｅｘである。

【0062】

次に、図３に示すように、得られたガラスロービング１０の内層からガラスストランド１１を引き出し、テンションバー１２ａを３本備えた解繊装置１２に搬送した。それによって、ガラスストランド１１を解繊した。

【0063】

次に、解繊されたガラスストランド１１を、含浸装置１３に搬送した。なお、含浸装置１３においては、予めポリプロピレン樹脂材（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製、商品名「ＥＸＸＥＬＯＲ ＰＯ−１０１５」）を投入口１３ａから投入し３００℃に加熱することにより加熱溶融体１３ｂを作製した。ガラスストランド１１は、引き取り機１５によって１０ｍ／分の速度で引き取ることにより加熱溶融体１３ｂ内に搬送した。それによって、ガラスストランド１１にポリプロピレン樹脂材を含浸させた。なお、含浸装置１３の出口のノズル径は、２．２ｍｍである。また、含浸装置１３内のテンションバーの本数は、３本である。

【0064】

次に、ポリプロピレン樹脂材を含浸させたガラスストランド１１を、冷却装置１４に搬送した。それによって、ガラスストランド１１に含浸させたポリプロピレン樹脂材を水冷により固化させた。含浸させたポリプロピレン樹脂材が固化されたガラスストランド１１をペレターザー１６に搬送し、複数の切断刃が放射状に配設された切断ロール１６ａにより、所定の長さ１０ｍｍにカットした。それによって、ペレット状のガラス繊維含有ペレットを得た。なお、ガラス繊維含有ペレット中において、ガラスストランドの含有量は５０質量％であった。

【0065】

（実施例２）
コレットの直径を２００ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0066】

（実施例３）
ノズルの個数を４０００個とし、モノフィラメントの本数を４０００本に変更し、ガラスストランドの番手を２４００ｔｅｘに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0067】

（実施例４）
ノズルの個数を４０００個とし、モノフィラメントの本数を４０００本に変更し、ガラスストランドの番手を２４００ｔｅｘに変更したこと以外は、実施例２と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0068】

（実施例５）
ノズルの個数を６０００個とし、モノフィラメントの本数を６０００本に変更し、ガラスストランドの番手を２４００ｔｅｘに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0069】

（実施例６）
ノズルの個数を６０００個とし、モノフィラメントの本数を６０００本に変更し、ガラスストランドの番手を２４００ｔｅｘに変更したこと以外は、実施例２と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0070】

（実施例７）
ガラスストランドの番手を１４００ｔｅｘとし、モノフィラメントの繊維径を１０．５μｍに変更したこと以外は、実施例６と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0071】

（実施例８）
ガラスストランドの番手を６００ｔｅｘとし、モノフィラメントの繊維径を７μｍに変更したこと以外は、実施例６と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0072】

（実施例９）
変性ＰＰの代わりに水系高分子であるポリエチレンオキサイドを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0073】

（実施例１０）
ガラスストランドの番手を３６００ｔｅｘとし、モノフィラメントの繊維径を２１μｍに変更したこと以外は、実施例３と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0074】

（比較例１）
コレットの直径を１００ｍｍに変更したこと以外は、実施例３と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0075】

（比較例２）
コレットの直径を３００ｍｍに変更したこと以外は、比較例１と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0076】

（比較例３）
ノズルの個数を６０００個とし、モノフィラメントの本数を６０００本に変更したこと以外は、比較例１と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0077】

（比較例４）
ノズルの個数を６０００個とし、モノフィラメントの本数を６０００本に変更したこと以外は、比較例２と同様にして、ガラスロービング及びガラス繊維含有ペレットを得た。

【0078】

［評価］
実施例１〜１０及び比較例１〜４で得られたガラスロービング又はガラス繊維含有ペレットを用いて以下の評価を行なった。

【0079】

［イーブン］
イーブンの試験においては、実施例１〜１０及び比較例１〜４で得られたガラスロービングから引き出されたガラスストランドを切断した。続いて、前述した方法により垂れ下がり量を測定した。結果を下記の表１及び表２に示す。

【0080】

［引張強度］
実施例１〜１０及び比較例１〜４で得られたペレット状のガラス繊維含有ペレットとポリプロピレン樹脂材（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製、商品名「ＥＸＸＥＬＯＲ ＰＯ−１０１５」）とを混錬し、２６０℃で射出成形することによりガラス繊維強化複合樹脂材を得た。なお、ポリプロピレン樹脂材は、得られたガラス繊維強化複合樹脂材中におけるガラスストランドの含有量は３０質量％となるように添加した。ガラス繊維強化複合樹脂材の引張強度は、インストロン社製の引張試験機により測定した。ガラス繊維強化複合樹脂材の引張強度は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に従い、引張試験片を作製し、作製した引張試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準拠して測定した。結果を下記の表１及び表２に示す。

【0081】

［断線評価］
実施例１〜１０及び比較例１〜４で得られたガラスロービングを用いて、断線評価を行なった。断線評価においては、含浸装置１３の出口のノズル径を２．２ｍｍから２．０ｍｍに変更し、テンションバーの本数を３本から６本に変更したこと以外は、上述のガラス繊維強化複合樹脂材の製造方法と同様の方法で製造ラインを稼働させた。稼働後、含浸装置１３の出口のノズルにおいて断線が生じるまでの時間を測定した。結果を下記の表１及び表２に示す。

【0082】

【表1】

【0083】

【表2】

【0084】

表１からも明らかな通り、垂れ下がり量が４０ｍｍ以下であることにより、ガラスストランドの断線が生じるまでの時間が５５０秒以上となり、ガラス繊維含有ペレットを製造する際にガラスストランドの断線が少なかった。

【符号の説明】

【0085】

１０…ガラスロービング
１１…ガラスストランド
１１ａ…モノフィラメント
１２…解繊装置
１２ａ…テンションバー
１３…含浸装置
１３ａ…投入口
１３ｂ…加熱溶融体
１４…冷却装置
１５…引き取り機
１６…ペレターザー
１６ａ…切断ロール
２０…ガラス繊維含有ペレット
２１ａ，２１ｂ…支持部材

【図1】

【図2】

【図3】