JP4110923B2 - Glass roving and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直接巻き取り法により製造さ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】
一般に、直接巻き取り法により製造されるガラスロービング(DWR:Direct Wound Roving)は、数百〜数千のノズルを有する白金製ブッシングより引き出された溶融ガラスを、数ミクロンから二十数ミクロンのガラスフィラメントに引き伸ばし、それぞれのガラスフィラメントの表面に集束剤を塗布した後、ガラスフィラメントを数百〜数千本引き揃え、ガラスストランドとし、回転するコレットに綾を掛けながら巻き取ることにより製造される。綾を掛ける方法としては、トラバースを用いガラスストランドの導糸ガイドをコレット近傍において左右に往復移動させる方法が一般的である。ガラスストランドがコレットと成す角、綾角度は、コレットの回転数とトラバースの往復運動の速度比により決定される。巻き取られたガラスストランドは、集束剤に含まれる水分を蒸発させ、集束剤の皮膜を形成させるために乾燥し、内外層部分を除去した後、製品とされる。
【0003】
また、ガラスロービングには、DWR以外に、溶融ガラスを一旦ケーキに巻き取り、乾燥後、数個〜数十個のケーキを引き揃え、再度円筒状に巻き取ることにより製造する方法もある。このようにケーキから再度巻き取る方法により製造されるガラスロービングは、DWRと区別して合糸ロービングと呼ばれている。合糸ロービングは、比較的細いガラスストランドを数本から数十本束ねた事を特徴とし、1本の太いガラスストランドからなるDWRとこの点において大きく異なっている。
【0004】
これらのガラスロービングは、フィラメントワインディング法(FW法)、引抜法、シートモールディングコンパウンド法(SMC法)、スプレーアップ法、プリフォーム法などの成形法により、FRP成形品の強化材として広く使用されているが、一般に細いガラスストランドを束ねた合糸ロービングはSMC法、スプレーアップ法、プリフォーム法などの切断して使用する製法に多く用いられ、一方、1本のガラスストランドからなるDWRは、FW法や引抜法といった連続して用いる製法に多く用いられる。特に、ガラス繊維のイーブネス(ガラスロービングに巻き取られたガラスフィラメント1本1本の等長性)を要求される分野において、DWRは大きな優位性を有している。
【0005】
ところで、DWRは、通常20kg程度の重量があり、その形状は、高さ(軸方向長さ)が約250mm、直径(巻径)が約300mmの円筒状であり、その中心部には、直径約150mmの円筒状のコレットを有し、肉厚のあるパイプ形状を成している。
【0006】
DWRは、紡糸工程において多量の水を含有する集束剤を塗布するため、巻き上がり直後には約10%の水を含有する。この約10%の水を蒸発除去するためには、DWRを乾燥する必要がある。
【0007】
乾燥方法は、120℃〜140℃の乾燥炉内に数〜数十時間DWRを滞留させ乾燥する熱風乾燥法と、マイクロ波、高周波を利用し数時間程度で乾燥する誘電乾燥法(例えば、特許文献1参照)がある。何れの方法にせよ、DWR内部の水は、外部からのエネルギー補給により温度上昇し、DWR表面より空気中に蒸発・拡散する。
【0008】
一般に、水は大気圧下において熱せられた場合には、温度の上昇に伴い蒸発速度を速め100℃において沸騰し、それ以上温度上昇しないが、圧力釜のような閉鎖空間においては、圧力の上昇に伴い100℃以上に温度が上がってしまう。ガラスストランドが密に巻かれたDWRの中層部においては、水の蒸発がガラスストランドにより妨げられるため、いわば圧力釜の様になる。この結果、水温は蒸発する水の気化熱と、外部からのエネルギー補給熱が釣り合う点まで上昇し、DWR内部の蒸気圧もそれに伴って上昇する。DWRがこの蒸気圧上昇に耐えられない場合には、その圧力によりDWRが高さ方向に広がり、極端な場合には、パンクと呼ばれるDWRの破裂が起こる。
【0009】
このパンクは、DWRの巻き密度の増加だけでなくDWRの持込み水分量の増加、効率化のための乾燥時間短縮による乾燥温度の上昇等により著しく増加する。また、パンクは、DWRに塗布する集束剤の滑性(滑り易さ)や、コレットとガラスストランドの角度(綾角度)等の様々な要因にも影響を受ける。
【0010】
DWRの巻き密度や綾角度を決定する因子としてワインド数がある。ワインド数は、往復運動するトラバースの半往復間におけるコレットの回転数を表し、例えば、ワインド数3とは、トラバースが右端から左端(或いはその逆)まで移動する間に、コレットが3回転したことを意味し、トラバースが1往復する間に、コレットが6回転したことになる。従って、ワインド数が小さい値であれば綾角度が大きくなり、トラバースの往復運動が比較的速い速度で行われていることになり、逆にワインド数が大きい値であれば綾角度が小さくなり、トラバースの往復運動が比較的遅い速度で行われており、コレットの回転軸に対してより直角に近い綾角度でガラスストランドが巻かれていることになる。
【0011】
通常、DWRにおいては、ワインド数が1.5〜6であるが、これは、ワインド数が1.5より小さいと、綾角度が大きくなり過ぎるためガラスストランドが定められた位置に巻き取られず生産できず、6より大きいと、ガラスストランドがコレットの回転軸に対して垂直に近い綾角度で巻かれ、毛羽や持ち上がり等の品質問題が多く発生するためである。なお、このようにして巻き上げられた円筒形状のDWRの高さは、トラバースによって往復運動される距離であり、その直径は巻き取られるガラスストランドの量により決定される。
【0012】
一般に、ワインド数が、3や3.333・・・(10/3)、或いは、3.25(13/4)のように、整数や、それ以上約分できず、分子が比較的小さい分数であると、DWRは、巻き密度が高くならない。トラバースがワインド数の分母と等しい回数往復する間に、分子の2倍の回数、ガラスストランドがコレット上に巻かれた後、再び最初に巻かれた位置に戻る。例えば、ワインド数が、10/3(3.333・・・)のように分子が小さい場合には、トラバースが3往復する間に、ガラスストランドは10×2=20回巻かれ、再び最初に巻かれた位置に戻り、DWRはこの工程を繰り返して巻き上げられるため、その形状は、図3に示すような大きな菱形の穴の開いた開口部6を持つ円筒形状となるが、DWRの形状が崩れて円筒形状が維持できなくなるため、ロービングの解舒性が悪化し、また、DWRの輸送効率が低下するため好ましくない。なお、ガラスストランドが最初に巻かれた位置に再び戻るまでのコレットの回転数(この場合10×2=20回)は回帰回転数と呼ばれている。
【0013】
ワインド数は、機械式の場合、DWRを巻き取るワインダーに用いられる歯車の歯数により決定される。例として、図5にA〜F合計6個の歯車を用いたワインダーを示す。コレット9及びトラバース11は、ワインダー駆動用モータ8とそれぞれ3個の歯車12〜14、15〜17を介して動力が伝達され回転運動する。
【0014】
各歯車A〜Fの歯数を、それぞれa〜fとしたとき、ワインド数はa×c×e/(b×d×f)により与えられ、例えば、各歯車A〜Fの歯数を、a=30、b=29、c=28、d=17、e=25、f=13としたとき、ワインド数は、30×28×25/(29×17×13)、即ち、3.27664・・・となり、回帰回転数は30×28×25×2=21000×2=42000となる。
【0015】
この例のように、ワインド数を計算するに当たり、分母に用いられる歯車B、D及びFとして、素数の歯数を持つ歯車を用いることが多い。これは、分母に素数を用いることにより、ワインド数がそれ以上約分できない分数となり、回帰回転数が小さくならず、DWRは、大きな菱形の穴の開いた開口部を有することなく、密に巻くことができるからである。
【0016】
尚、最近では、更に多くの歯車を用いて望ましいワインド数を設定できる機械式ワインダーや、電気信号を用い小数点以下五桁以上のワインド数を制御するワインダーも開発され、変更時間の短縮等が図られている。
【0017】
このように、DWRのワインド数は、DWRの形状や巻き密度を決定する重要な要因であり、これまでは生産性や輸送効率の向上のため、高い巻き密度のDWRを生産することが一般的であった。
【0018】
【特許文献1】
特公昭53−6255号公報
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に開示されているように、特にDWR内部の水分がほぼ同時に蒸発する誘電乾燥法によって、密に巻かれたDWRを乾燥する場合、DWR内部における水の蒸発が抑制され、水の蒸気圧上昇を伴い、DWRがパンクしやすいという問題がある。
【0020】
このようなDWRのパンクを防止するためには、DWRの持込み水分量の減少、蒸気圧低下のための乾燥時間の延長、或いは、高い蒸気圧に耐え得る集束剤や綾角度の選定などが考えられるが、水分量の低下、集束剤の制限や綾角度の増大は、紡糸性の低下や毛羽の増大、また、乾燥時間の延長は生産効率の低下や巨大設備の設置等、何れも大きな問題が残る。また、これらの対策では、パンクまで至らないが、数ミリから1cm程度のDWRの膨張、いわゆる微小破裂は完全に防止できない。微小破裂したDWRは、検査工程において異常品として見分けることが難しく、顧客での使用時において毛羽の発生や持ち上がりといった作業性の問題を引き起こす。
【0021】
本発明の目的は、これらの問題に鑑み、誘電乾燥法による乾燥工程を経ても、DWRのパンクや微小破裂が発生しないガラスロービングを提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題を解決すべく種々の実験を行った結果、DWRの内表面から外表面に貫通する小さい開口部がガラスロービング端面からみた投影図でスパイラル状に設けられることにより、水蒸気がこの開口部から容易に蒸発するため、DWR内部における蒸気圧が低下し、DWRのパンクや微小破裂を防止できる事を見出し、本発明を提案するに至った。
【0023】
すなわち本発明のガラスロービングは、ガラスストランドが直接巻き取り法により円筒状に綾巻きされて製造されるガラスロービングにおいて、前記ガラスロービングの径の増大に伴い、ガラスロービングの内表面から外表面までコレットの回転軸方向に広げられた、貫通した1つの穴である菱形の開口部を備え、ガラスストランドが最初に巻かれた位置の真上に対し、コレットの回転軸に対して垂直方向にずれて巻かれることにより該開口部がガラスロービングの端面上部からの投影図においてスパイラル状であることを特徴とする。また本発明のガラスロービングは、上述に加え開口部の総数Nが、96.1×h/√W<N<250.0×h/√W(但し、hはDWRの高さ(mm)、Wはガラスストランドの番手(g/1000m)を表す。)である。また本発明のガラスロービングは、上述に加えDWRの高さhが、250mmである。さらに本発明のガラスロービングは、上述に加え誘電乾燥による乾燥工程を経て得られるものである。また本発明のガラスロービングは、上述に加え回帰回転数とガラスストランドの幅の積が、DWRの高さhより小さくなるようにしたものである。本発明のガラスロービングの製造方法は、ガラスストランドが直接巻き取り法により円筒状に綾巻きされるガラスロービングの製造方法において、ガラスロービングの内表面から外表面に貫通して形成される、ガラスロービングの端面上部からの投影図においてスパイラル状の開口部の総数Nが、96.1×h/√W<N<250.0×h/√W(但し、hはDWRの高さ(mm)、Wはガラスストランドの番手(g/1000m)を表す。)となるようにガラスロービングを形成する。また本発明のガラスロービングの製造方法は、上述に加え誘電加熱による乾燥工程を経て形成するものである。
【0024】
上記構成とすることによって、誘電乾燥法によりDWRを乾燥する際でも、DWRの中心部で蒸発した水を開口部から外部に逃がすことができ、DWRの中心部の蒸気圧を低下させてDWRのパンクや微小破裂を防止することができる。すなわち、開口部がスパイラル状になっているため、DWRの何れの位置からも開口部までの距離が短くなり、ガラスロービング内部で蒸気となった水は、ガラスロービングの外表面に達する前に開口部に到達し、その開口部から外部に逃げやすくなるからである。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1はスパイラル状に形成された開口部を持つDWRの端面部から見た開口部の投影模式図である。図2はDWRの概略斜視図、図3は図2のDWRにおける開口部の部分拡大図、図4はワインド数が3.3333・・・のDWRを横から観察した図、図5は機械式ワインダーの模式図、図6はDWRの端面部から見た開口部の投影模式図である。
【0026】
DWR1の表面に開口部6を形成するには、回帰回転数とガラスストランド5の幅の積が、DWR1の巻き高さhより小さくなるように、図5に示すコレット9及びトラバース11の往復運動用カム10のそれぞれの歯車12〜17の歯数を設定する必要がある。例えば、図5に示すワインダーにおいては、A、B、C、D、E、Fの歯車12〜17の歯数をそれぞれ30、30、30、30、41、15とすれば、ワインド数はa・c・e/b・d・fより、41/15、即ち、2.73333・・・となる。この値は、トラバース11が15往復する間にコレット9が41×2=82回転することになり、15往復後には、ガラスストランド5は最初に巻かれた位置(図4の符号7参照)の真上に巻かれることを意味する。即ち、このDWR1は、その高さ250mmの間にDWR1の軸方向に対して同じ傾きを持つ41本のガラスストランド5が巻き付けられ、ガラスストランド5の幅が5mmの場合には、DWR1の高さh方向に対し45mmの隙間が残されることとなる。従って、開口部6を成す菱形のDWRの軸方向の幅は、約1.1mm、即ち、(250mm−41mm×5)÷41≒1.1mmとなる。また、開口部6の総数は、交差する41×15×2=1230個に形成される。
【0027】
このように、歯車12〜17の歯数を適した歯数に設定することにより、回帰回転数だけコレットが回転した後、ガラスストランド5が最初に巻き取られた位置7の上に巻き取られ、その後においてもガラスストランド5が開口部6の上に巻かれることはなく、言い換えれば、図3に示すように、一度形成された開口部6の上に次々に開口部6が形成され、最終的には内表面3から外表面4まで貫通するように直線的に開口部6が形成される。この開口部6の様子を図式化すると図6のようになり、開口部6は中心から放射状に伸びることとなる。
【0028】
図1に示すように、本発明のガラスロービング20は、ガラスロービング20の内表面21から外表面22に貫通して形成された開口部23が、ガラスロービング20の端面上部24からの投影図においてスパイラル状に形成されている。この様に、開口部23をスパイラル状に形成するためには、前記ワインド数に極めて近いワインド数に設定することが必要となる。例えば、ワインド数を2.73333・・・に近い2.73320に設定すれば、ガラスストランドは、ワインド数が2.73333・・・の場合、最初に巻かれた位置7の真上にくるのに対し、ワインド数が2.73320ではその差0.00013ずれて巻かれる。すなわち、トラバースが15往復する間に、ガラスストランドがコレット9上を41×2=82回転し、最初の巻かれた位置7よりコレットの回転軸に対して垂直方向に約0.36mmずれて巻かれ、更に15往復後には、また約0.36mmずれる。この結果、開口部23は、15往復毎にコレットの回転軸に対して垂直に約0.36mmずれることに加え、DWR20の径が増大するに伴い、次第にその面積が大きくなる。従って、約11000周巻かれたDWR20では、開口部23は、図6に示すようにガラスロービング20の端面上部24からの投影図においてスパイラル状に形成され、外表面22における開口部23の位置は、内表面21の開口部23の位置より約400mmずれることとなる。このようにDWR20内部にスパイラル状に形成された開口部23は、DWR20の何れの位置からも開口部23迄の距離が小さくなるため、図6に示す放射状の開口部6と比較し、蒸気圧低下の効果は飛躍的に向上し、パンクの発生を防止できる。
【0029】
一般に、開口部23の総数は、開口部23の1個の面積に反比例し、開口部23の数が増加すれば開口部23の1個の面積が減少し、ある一定数を超えると開口部23はガラスストランドの滑りにより消滅する。また、開口部23の総数が少ないと、DWR20の巻き密度が低下し、形状が崩れて円筒形状が維持できなくなるという問題が発生する。従って、DWR20に形成する開口部23の総数Nには望ましい範囲があり、次式で規定される。
96.1×h/√W < N < 250.0×h/√W
但し、ここでhはDWR20の高さ(mm)を、また、Wはガラスストランドの番手(g/1000m)を表す。
【0030】
開口部23の総数Nが96.1×h/√Wより少ないと、開口部23の1個の面積が大きくなり、巻き密度が低下し、また、250.0×h/√Wよりも多いと、開口部23の1個の面積が小さくなりすぎ、乾燥時にDWR20内部の水の蒸気圧が低下しにくいためこのましくない。
【0031】
一般的なDWR20、即ち、高さ250mm、番手2310texにおいて、望ましい開口部23の総数Nは、500〜1300である。番手2310texとは、ガラスストランドの1000m当たりの重量が2310gであることを表す。
【0032】
望ましい開口部23の総数Nは、当然ながら、DWR20の高さhに比例し、例えば、高さhが2倍の500mmの場合には1000〜2600となる。一方、DWR20の直径に関しては、望ましい開口部23の総数Nは変わらない。これは、開口部23が内表面21から外表面22まで貫通した1つの穴であり、開口部23の形状が、DWR20の径の増大に伴い、コレットの回転軸方向に広げられた菱形となり、開口部23の面積も増大するため、外周表面に占める開口率が、DWR20の端面部24を除く何れの部位においても等しいからである。
【0033】
ガラスストランドの番手Wも、望ましい開口部23の総数に影響を及ぼす。ガラスストランドの番手Wが大きくなると、ガラスストランドの巻き幅(ストランド幅)が増大するため、開口部23が形成されるためには、コレット9に巻かれるガラスストランドの本数の減少、即ち、回帰回転数の減少が必要となる。回帰回転数の減少に伴い、開口部23の総数が減少する。従って、望ましい開口部23の総数Nは、ガラスストランドの幅に反比例し、また、ガラスストランドは番手に関わらず断面形状が相似形であるため、望ましい開口部23の数は番手Wの二分の一乗に反比例する。即ち、番手2310texに対し、ほぼ4分の1となる575texのDWR20において、望ましい開口部23の総数Nは2倍の1000〜2600となる。
【0034】
表1に本発明の実施例1〜4及び比較例5、6を示す。
【0035】
【表1】
【0036】
実施例及び比較例は、まず、表1に示す単繊維径を有するガラスフィラメントに、集束剤(固形分50質量%のポリエステルエマルジョンを10.0質量%、メタクリルシランカップリング剤を0.6質量%、カチオン系潤滑剤を0.1質量%、イオン交換水を89.3質量%)を塗布し、ギャザリングシューを用いて集束させ表1に示す番手のガラスストランドとし、図5に示すように、ガラスストランドを、ワインダーの駆動用モータ8と連動するカム10により往復運動するトラバース11を経由して、表1に示すワインド数となるようにコレット9上に巻き取り、水分を約10%含有した高さ250mmのDWRを作製した。
【0037】
次いで、水分を除去するため、ガラスロービングを誘電加熱炉で8時間乾燥し、集束剤付着量0.4質量%、水分率0.03質量%のDWR20を得た。
【0038】
表1から明らかなように、実施例1〜4は、開口部がスパイラル状に形成されているため、誘電加熱による乾燥工程においても、パンクは全く発生しなかった。
【0039】
一方、比較例5は、ガラスロービングが密に巻かれ、開口部がないため、誘電加熱による乾燥工程において、非常に高い確率でパンクが発生した。比較例6は、開口部が形成されているものの、開口部が放射状に形成されているため、誘電加熱による乾燥工程において、100個中、15個のDWRでパンクが観察された。
【0040】
【発明の効果】
本発明のガラスロービングは、誘電乾燥法による乾燥工程を経ても、DWRの品質低下や生産性の低下といった問題を招くことがなく、DWRのパンクや微小破裂を防止させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】スパイラル状に形成された開口部を持つDWR端面部から見た開口部の投影模式図。
【図2】ガラスストランドが綾巻きされたDWRの概略斜視図。
【図3】図1のDWRの開口部の部分拡大図。
【図4】ワインド数が3.3333・・・のDWRを横から観察した図。
【図5】機械式ワインダーの模式図。
【図6】放射状に形成された開口部を持つDWRの端面部から見た開口部の投影模式図。
【符号の説明】
1、20 DWR(ガラスロービング)
2、24 端面部
3、21 内表面
4、22 外表面
5 ガラスストランド
6、23 開口部
7 最初に巻かれた位置
8 ワインダーの駆動用モータ
9 コレット
10 往復運動用カム
11 トラバース
12〜17 歯車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to glass roving manufactured by a direct winding method.
[0002]
[Prior art]
In general, glass roving (DWR: Direct Wound Roving) manufactured by a direct winding method is a method in which a molten glass drawn from a platinum bushing having hundreds to thousands of nozzles is made from a glass of several microns to a few tens of microns. The glass filaments are stretched and coated with a sizing agent on the surface of each glass filament, and then several hundred to several thousand glass filaments are drawn to form glass strands, which are wound around a rotating collet with a twill. As a method of applying the twill, a method of reciprocating the yarn guide of the glass strand in the vicinity of the collet using a traverse is generally used. The angle formed by the glass strand with the collet and the traverse angle are determined by the speed ratio of the reciprocating motion of the traverse and the collet rotation speed. The wound glass strand is dried to evaporate moisture contained in the sizing agent and form a sizing agent coating, and after removing the inner and outer layer portions, the product is made into a product.
[0003]
In addition to DWR, glass roving includes a method of winding a molten glass once on a cake, drying, drawing several to several tens of cakes, and winding them again into a cylindrical shape. Thus, the glass roving manufactured by the method of rewinding from a cake is called the combined yarn roving in distinction from DWR. Combined yarn roving is characterized in that several to several tens of relatively thin glass strands are bundled, and is greatly different in this respect from DWR composed of one thick glass strand.
[0004]
These glass rovings are widely used as reinforcing materials for FRP molded products by forming methods such as filament winding method (FW method), drawing method, sheet molding compound method (SMC method), spray-up method, and preform method. In general, however, combined yarn roving in which thin glass strands are bundled is often used in production methods such as SMC method, spray-up method, preform method, etc., while DWR consisting of a single glass strand is FW It is often used for continuous production methods such as the method and drawing method. In particular, DWR has a great advantage in a field that requires the glass fiber evenness (the length of each glass filament wound around a glass roving is equal).
[0005]
By the way, the DWR usually has a weight of about 20 kg, and its shape is a cylindrical shape having a height (axial length) of about 250 mm and a diameter (winding diameter) of about 300 mm. It has a cylindrical collet of about 150 mm and has a thick pipe shape.
[0006]
The DWR is coated with a sizing agent containing a large amount of water in the spinning process, and therefore contains about 10% of water immediately after winding. In order to evaporate and remove about 10% of the water, it is necessary to dry the DWR.
[0007]
The drying method includes a hot air drying method in which DWR is kept in a drying furnace at 120 ° C. to 140 ° C. for several to several tens of hours for drying, and a dielectric drying method for drying in about several hours using microwaves and high frequencies (for example, patents) Reference 1). Whichever method is used, the temperature of the water inside the DWR rises due to external energy supply, and evaporates and diffuses into the air from the surface of the DWR.
[0008]
In general, when water is heated under atmospheric pressure, the evaporation rate increases as the temperature rises and it boils at 100 ° C. and does not rise any further. However, in a closed space such as a pressure cooker, the pressure rises. As a result, the temperature rises to 100 ° C. or higher. In the middle layer portion of the DWR in which the glass strands are densely wound, the evaporation of water is hindered by the glass strands. As a result, the water temperature rises to a point where the heat of vaporization of the evaporating water balances with the energy replenishment heat from the outside, and the vapor pressure inside the DWR rises accordingly. When the DWR cannot withstand this increase in vapor pressure, the DWR spreads in the height direction due to the pressure, and in an extreme case, bursting of the DWR called puncture occurs.
[0009]
This puncture increases not only due to an increase in the winding density of the DWR but also due to an increase in the amount of moisture brought into the DWR and an increase in the drying temperature due to a shortening of the drying time for efficiency. Puncture is also affected by various factors such as the slidability (slidability) of the sizing agent applied to the DWR and the angle between the collet and the glass strand (twill angle).
[0010]
The number of winds is a factor that determines the winding density and twill angle of the DWR. The number of winds represents the number of rotations of the collet between half-reciprocations of the reciprocating traverse. For example, the number of winds of 3 means that the collet has rotated 3 times while the traverse moves from the right end to the left end (or vice versa). This means that the collet has rotated 6 times while the traverse makes one round trip. Therefore, if the value of the wind number is small, the traverse angle becomes large, and the reciprocating motion of the traverse is performed at a relatively high speed. Conversely, if the value of the wind number is large, the traverse angle becomes small, The reciprocating motion of the traverse is performed at a relatively slow speed, and the glass strand is wound at a twill angle closer to a right angle with respect to the rotation axis of the collet.
[0011]
Usually, in DWR, the number of winds is 1.5-6, but if the number of winds is less than 1.5, the twill angle becomes too large and the glass strand is not wound up at a predetermined position. If it is not possible and is larger than 6, the glass strand is wound at a twill angle that is nearly perpendicular to the rotation axis of the collet, and many quality problems such as fluff and lifting occur. The height of the cylindrical DWR wound up in this way is a distance reciprocated by the traverse, and its diameter is determined by the amount of the glass strand to be wound.
[0012]
In general, the number of winds is an integer or a fraction with a relatively small numerator, such as 3, 3.333 (10/3) or 3.25 (13/4). If it is, DWR does not have a high winding density. While the traverse reciprocates the number of times equal to the denominator of the wind number, the glass strand is wound on the collet twice as many times as the numerator, and then returns to the initial winding position. For example, when the number of winds is small, such as 10/3 (3.333 ...), the glass strand is wound 10x2 = 20 times while the traverse is reciprocated 3 times, Returning to the wound position, the DWR is rolled up by repeating this process, so the shape becomes a cylindrical shape having an
[0013]
In the case of the mechanical type, the number of winds is determined by the number of gear teeth used in the winder that winds the DWR. As an example, a winder using a total of six gears A to F is shown in FIG. The collet 9 and the
[0014]
When the number of teeth of each gear A to F is a to f, the number of winds is given by a × c × e / (b × d × f). For example, the number of teeth of each gear A to F is When a = 30, b = 29, c = 28, d = 17, e = 25, and f = 13, the number of winds is 30 × 28 × 25 / (29 × 17 × 13), that is, 3.27664. The regression rotation speed is 30 × 28 × 25 × 2 = 21000 × 2 = 42000.
[0015]
As in this example, in calculating the wind number, gears having a prime number of teeth are often used as the gears B, D, and F used for the denominator. By using a prime number as the denominator, the wind number becomes a fraction that cannot be further reduced, the regression speed is not reduced, and the DWR is tightly wound without having an opening with a large diamond-shaped hole. Because it can.
[0016]
Recently, a mechanical winder that can set the desired number of winds using more gears and a winder that controls the number of winds with five or more decimal places using electric signals have been developed, which can shorten the change time. It has been.
[0017]
Thus, the number of DWR winds is an important factor in determining the shape and winding density of the DWR, and until now it has been common to produce DWRs with a high winding density in order to improve productivity and transportation efficiency. Met.
[0018]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 53-6255 [0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, as disclosed in
[0020]
In order to prevent such DWR puncture, it is conceivable to reduce the amount of moisture brought into the DWR, extend the drying time to reduce the vapor pressure, or select a sizing agent or a twill angle that can withstand high vapor pressure. However, reduction of moisture content, restriction of bundling agent and increase of twill angle are major problems such as decrease in spinning property and increase in fluff, and extension of drying time results in decrease in production efficiency and installation of huge equipment. Remains. Moreover, although these measures do not lead to puncture, the expansion of DWR of several millimeters to 1 cm, that is, so-called micro-rupture cannot be completely prevented. The micro-ruptured DWR is difficult to distinguish as an abnormal product in the inspection process, and causes workability problems such as fluff generation and lifting when used by customers.
[0021]
In view of these problems, an object of the present invention is to provide a glass roving which does not cause DWR puncture or micro-rupture even after a drying process using a dielectric drying method.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
As a result of conducting various experiments to solve the above problems, the present inventor has provided a small opening penetrating from the inner surface to the outer surface of the DWR in a spiral shape in a projection view seen from the glass roving end surface. However, since it evaporates easily from this opening, the vapor pressure inside the DWR is reduced, and it has been found that the puncture and microburst of the DWR can be prevented, and the present invention has been proposed.
[0023]
That is, the glass roving of the present invention is a glass roving produced by winding a glass strand into a cylindrical shape by a direct winding method, and a collet from the inner surface to the outer surface of the glass roving as the diameter of the glass roving increases. It has a diamond-shaped opening that is a single through- hole that is widened in the direction of the axis of rotation of the glass strand, and is shifted in a direction perpendicular to the axis of rotation of the collet, just above the position where the glass strand was first wound. the opening characterized in that it is a spiral in a projection view from the end face the top of the glass roving by being wound Te. In addition to the above, the glass roving of the present invention has a total number N of openings of 96.1 × h / √W <N <250.0 × h / √W (where h is the height of DWR (mm), W represents the count of glass strands (g / 1000 m). In addition to the above, the glass roving of the present invention has a DWR height h of 250 mm. Furthermore, the glass roving of the present invention is obtained through a drying step by dielectric drying in addition to the above. In addition to the above, the glass roving of the present invention is such that the product of the revolving speed and the width of the glass strand is smaller than the height h of the DWR. The glass roving manufacturing method of the present invention is a glass roving formed by penetrating from the inner surface of the glass roving to the outer surface in a glass roving manufacturing method in which glass strands are wound in a cylindrical shape by a direct winding method. The total number N of spiral openings in the projection view from the upper end face of 96.1 × h / √W <N <250.0 × h / √W (where h is the height of DWR (mm), The glass roving is formed so that W represents the count of glass strands (g / 1000 m). Moreover, the manufacturing method of the glass roving of this invention forms through the drying process by dielectric heating in addition to the above.
[0024]
With the above configuration, even when the DWR is dried by the dielectric drying method, the water evaporated at the center of the DWR can be released to the outside from the opening, and the vapor pressure at the center of the DWR is reduced to reduce the DWR. It can prevent puncture and micro burst. In other words, since the opening has a spiral shape, the distance from any position of the DWR to the opening is shortened, and the water that has become steam inside the glass roving is opened before reaching the outer surface of the glass roving. This is because it is easy to escape to the outside from the opening.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic projection view of an opening as viewed from the end face of a DWR having an opening formed in a spiral shape. 2 is a schematic perspective view of the DWR, FIG. 3 is a partially enlarged view of the opening in the DWR of FIG. 2, FIG. 4 is a view of the DWR having a wind number of 3.3333. FIG. 6 is a schematic diagram of the winder, and FIG. 6 is a schematic projection diagram of the opening as viewed from the end face of the DWR.
[0026]
In order to form the
[0027]
As described above, by setting the number of teeth of the
[0028]
As shown in FIG. 1, the glass roving 20 of the present invention has an
[0029]
In general, the total number of
96.1 × h / √W <N <250.0 × h / √W
Here, h represents the height (mm) of the
[0030]
When the total number N of the
[0031]
In a
[0032]
The total number N of
[0033]
The count W of the glass strand also affects the desired total number of
[0034]
Table 1 shows Examples 1 to 4 and Comparative Examples 5 and 6 of the present invention.
[0035]
[Table 1]
[0036]
In Examples and Comparative Examples, first, a glass filament having a single fiber diameter shown in Table 1 is combined with a sizing agent (a polyester emulsion having a solid content of 50% by mass is 10.0% by mass, and a methacrylsilane coupling agent is 0.6% by mass. %, Cationic lubricant 0.1% by weight, ion-exchanged water 89.3% by weight), and gathered using a gathering shoe to form a glass strand with the count shown in Table 1, as shown in FIG. The glass strand is wound on the collet 9 through the
[0037]
Next, in order to remove moisture, the glass roving was dried in a dielectric heating furnace for 8 hours to obtain DWR20 having a sizing agent adhesion amount of 0.4 mass% and a moisture content of 0.03 mass%.
[0038]
As is clear from Table 1, in Examples 1 to 4, since the opening was formed in a spiral shape, puncture did not occur at all even in the drying process by dielectric heating.
[0039]
On the other hand, in Comparative Example 5, since the glass roving was densely wound and there was no opening, puncture occurred with a very high probability in the drying process by dielectric heating. In Comparative Example 6, although the openings were formed, the openings were formed in a radial pattern. Therefore, puncture was observed in 15 out of 100 DWRs in the drying process by dielectric heating.
[0040]
【The invention's effect】
Even if the glass roving of the present invention undergoes a drying process by a dielectric drying method, it does not cause problems such as a decrease in quality of DWR or a decrease in productivity, and it is possible to prevent puncture or micro-rupture of DWR.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic projection view of an opening viewed from an end face of a DWR having an opening formed in a spiral shape.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a DWR in which glass strands are traversed.
3 is a partially enlarged view of the opening of the DWR in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a view of a DWR having a wind number of 3.3333.
FIG. 5 is a schematic view of a mechanical winder.
FIG. 6 is a schematic projection view of an opening viewed from an end surface portion of a DWR having a radially formed opening.
[Explanation of symbols]
1, 20 DWR (Glass roving)
2, 24
Claims (7)
前記ガラスロービングの径の増大に伴い、ガラスロービングの内表面から外表面までコレットの回転軸方向に広げられた、貫通した1つの穴である菱形の開口部を備え、
ガラスストランドが最初に巻かれた位置の真上に対し、コレットの回転軸に対して垂直方向にずれて巻かれることにより該開口部がガラスロービングの端面上部からの投影図においてスパイラル状であることを特徴とするガラスロービング。In glass roving manufactured by winding glass strands in a cylindrical shape by a direct winding method,
Along with the increase in the diameter of the glass roving, it is provided with a rhombus opening that is a single through- hole that is expanded in the direction of the collet rotation axis from the inner surface to the outer surface of the glass roving,
To just above the position where the glass strand is first wound, that said opening by being wound vertically offset with respect to the rotation axis of the collet is spiral in a projection view from the end face the top of the glass roving Glass roving characterized by.
ガラスロービングの内表面から外表面に貫通して形成される、ガラスロービングの端面上部からの投影図においてスパイラル状の開口部の総数Nが、96.1×h/√W<N<250.0×h/√W(但し、hはDWRの高さ(mm)、Wはガラスストランドの番手(g/1000m)を表す。)となるようにガラスロービングを形成することを特徴とするガラスロービングの製造方法。The total number N of spiral openings in the projection from the upper end face of the glass roving formed through the inner surface of the glass roving to the outer surface is 96.1 × h / √W <N <250.0. X h / √W (where h is the height of DWR (mm), W is the glass strand count (g / 1000 m)), and the glass roving is formed. Production method.
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