JPH0684188B2 - ロービングパッケージ包装体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラス繊維等のロービン
グを巻き取って形成したロービングパッケージを包装し
た包装体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰとい
う）の補強材としてロービングが使用されている。この
ロービングは通常、中空の円筒状に巻き取ったパッケー
ジの形態で供給される。

【０００３】従来、ガラス繊維のロービングパッケージ
は次の方法で作られている。すなわち、クリールに取付
けられた複数のガラス繊維ストランドのケーキからそれ
ぞれストランドを引き出し、各ストランドに若干のテン
ションをかけて束に集め、ガイドとテンションゲートを
経て、巻取機のトラバースガイドアイに通し、該トラバ
ースガイドアイによってトラバースさせながら巻取機の
マンドレル上に巻取る。ここで、各ストランドにテンシ
ョンを与えるのは、パッケージからロービングを内取り
をする場合において外層に達した際崩れたり、ループが
生じたりすることがないようにきつく巻くために必要で
あるからである。これは屑ものの発生を防ぐばかりでな
く、成型工程を連続的に操業するためにも重要である。
巻取機は回転するマンドレルと、そのマンドレル上に形
成されつつあるパッケージの表面近くで往復運動するガ
イドアイを備えており、マンドレルは巻取が進むにつれ
て回転速度を減じて周速を一定にする駆動調整機構に連
結されている。また、ロービングをきつく巻くため、マ
ンドレル上に形成中のパッケージは、連続的に圧力ロー
ラで押えられている。パッケージの通常の寸法は、直径
で２４０〜２８０ｍｍ、高さで２５０〜３００ｍｍ、重
量は１３〜２０ｋｇ程度である。

【０００４】ロービングパッケージの他の製造方法は直
巻きロービングと言われる方法であり、ブッシングから
紡出され繊維化された多数のガラス繊維を集束して直接
巻取る方法である。この方法は、宇宙開発や高性能のＦ
ＲＰ部品の製造に不可欠の、ストランドにかかるテンシ
ョンが均一なものが要求されるロービングを製造するた
めに用いられる。生産仕様は、１０００ホール又はそれ
以上のブッシングを使用し、１０ミクロン以上の繊維径
の生産が可能である。巻取機は、通常のガラス繊維製造
装置に使用されるものを改造し、トラバース動作の端に
特別の制御装置を組み込み、ロービングパッケージの端
部を直角にすることができるように、すなわち、スクエ
アエンドパッケージを形成しうるようになっている。コ
レットの回転速度はプログラム化され、一定の巻取速度
が得られるようになっている。この製造方法において
も、製造パッケージの寸法、重量は上記したものと同様
である。

【０００５】この様に製造されたロービングパッケージ
は、輸送中或いは取り扱い中にロービングが傷付かぬよ
う、それぞれが熱収縮フィルムによって包装される。輸
送に当たっては、複数個を縦に積み重ね、その様なもの
をパレット上に複数組並列に並べ、全体を直方体状と
し、外周を段ボール紙などで傷付かないように覆い、そ
の外側部を熱収縮フィルムにより緊縛している。

【０００６】ロービングをＳＭＣ法、フィラメントワイ
ンディング法、スプレーアップ法などによるＦＲＰの製
造に使用する場合、図３に示すようにロービングパッケ
ージ１の巻き初めである内側からロービング２を引き出
し、カッターなど（図示せず）に供給しながら使用す
る。また、複数のロービングパッケージを連続して使用
するため、一つのロービングパッケージの最外層の巻き
終わり部分のロービング２ａを、パッケージを包んだ熱
収縮フィルムの上部中央の開口から引き出し、次に引き
出すロービングパッケージ１の巻き始めの部分のロービ
ング２ｂにあらかじめ結んでおく。

【０００７】しかし、パッケージの内側からロービング
を引き出して使用する場合において、巻き終わりに近付
きロービングの巻き厚さが薄くなると、ロービングを引
っ張るわずかの外力が加わるだけで、パッケージに残っ
ている最外層のロービングが自重で内側に崩れることが
あり、ループ状の部分や複雑に絡まり合った部分がで
き、これが供給装置のガイドなどに詰まり、連続的にロ
ービングを引き出すことができなくなるという問題があ
った。

【０００８】この事故の生産に及ぼす具体的な悪影響と
しては、生産の一時停止或いは複数のロービングを同時
に使用しているパネル、スプレーアップ、ＳＭＣ等の製
造などでは供給量の減少によるガラス含有量の不均一な
製品ができるなどが挙げられる。特に大型のパッケージ
では、パッケージの外径及び高さが大きくなるため、パ
ッケージ最外層の部分を引き出す際に残っていたロービ
ングの崩れの発生頻度が多くなっていた。

【０００９】このような問題点を解決するため、パッケ
ージの外周面に、自立しうる強度を有するシート材を粘
着剤或いは接着剤によって接着しておき、最外層のロー
ビングをそのシート材で保持し、内側に崩れないように
構成したものが米国特許第３，７３１，７９２号明細書
に提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
方法では、パッケージ外周面にシート材を接着するため
に、粘性の高い流動体である粘着剤或いは接着剤を用い
るため、作業性が悪く、従ってロービングパッケージ包
装体の製造が困難であるという問題があった。更に、パ
ッケージ外周面にシート材を粘着剤或いは接着剤によっ
て接着した包装体では、パッケージ外周部のロービング
を引き出した時、そのロービングに粘着剤或いは接着剤
が付着したまま、引き出されてしまい、このためパッケ
ージの最外層のロービング品質が、他の部分のロービン
グ品質に比べて低下していた。すなわち、最外層のロー
ビングから得られるチョップドストランドの分散性、マ
トリックス樹脂への含浸性が悪くなり、このことはチョ
ップドストランドを補強材とする成形品の品質に種々の
問題を生じさせていた。

【００１１】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ロービングパッケージの最内層から最外
層まで崩れを生じることなく、且つ品質を低下させるこ
となくロービングを引き出すことの可能なロービングパ
ッケージ包装体を容易に製造することの可能な製造方法
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の問題
点を解決すべく鋭意検討の結果、パッケージの最外層の
ロービングを崩れないように支持するシート材として熱
収縮フィルムを用い、且つ熱収縮フィルムをパッケージ
外周面に接合させるためにエチレン−酢酸ビニル共重合
体のフィルム又はチューブを用いると、極めて作業性が
良く、しかも得られた包装体ではロービングを引き出し
た時、そのロービングには接着に用いたエチレン−酢酸
ビニル共重合体がほとんど付着せず、品質劣化を生じな
いことを見出し、本発明を達成した。

【００１３】すわなち、本発明は、ロービングを円筒状
に巻いてなるロービングパッケージを、筒状の熱収縮フ
ィルム内に入れ、そのロービングパッケージ外周面と熱
収縮フィルムとの間の１個所以上に、そのロービングパ
ッケージのほぼ全長に延びるように、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体フィルム又はチューブをガイド棒を利用し
て差し込み、その後、前記熱収縮フィルムを加熱、収縮
させてロービングパッケージに密着させると共に前記エ
チレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブをロ
ービングパッケージ及び熱収縮フィルムに接着すること
を特徴とするロービングパッケージ包装体の製造方法を
要旨とする。

【００１４】以下、図面を参照して本発明を更に詳細に
説明する。図１（ａ）は本発明方法によってロービング
パッケージ包装体を製造する途中の状態を示す概略斜視
図、図１（ｂ）は製造されたロービングパッケージ包装
体の概略斜視図、図２はそのロービングパッケージ包装
体からロービングを引き出す状態を示す概略断面図であ
る。本発明方法によって製造したロービングパッケージ
包装体３は、ロービングパッケージ１を熱収縮フィルム
４で包み、且つその熱収縮フィルム４をロービングパッ
ケージ１の外周面にエチレン−酢酸ビニル共重合体フィ
ルム又はチューブ５によって接着したものである。本発
明に用いるロービングパッケージ１はロービング２を円
筒状に巻いたものであり、そのロービングは、通常ガラ
ス繊維であるが、これ以外にも炭素繊維等任意である。
また、ロービングを構成する単繊維数としては、１００
０〜３００００本程度が好ましい。ロービングパッケー
ジは、公知の方法によって形成しうるものであり、ケー
キから引き出したストランドを合わせて巻き取ったもの
であってもよいし、或いは紡糸した繊維を集束して直接
巻き取ったものであってもよい。ロービングパッケージ
の重量も特に限定されるものではないが、５０ｋｇ〜３
００ｋｇといったラージパッケージに対して本発明を適
用することが特に効果的である。なお、ロービングパッ
ケージ１を形成するロービングの巻き終わり端２ａと巻
き始め端２ｂとは結んでおり、容易に引き出すことがで
きるようにしている。

【００１５】本発明に用いる熱収縮フィルム４は、図１
（ａ）に示すように、ロービングパッケージ１を入れる
ことができる大きさの筒状に形成されている。通常、そ
の底部は閉じ、上端のみがロービングパッケージを入れ
ることができるように開口した袋状としているが、両端
を開口したものを用いてもよい。この熱収縮フィルム４
は、単独で、或いはそれに接着したエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体フィルム又はチューブ５と共に、自立して最
外周のロービングを崩れないように支持しうる強度を持
ったものである。熱収縮フィルム４の材質としては、特
に制限されないが、具体的には、ポリ塩化ビニル、ポリ
プロピレン等のシュリンク包装に使用できる通常の樹脂
フィルムを挙げることができ、また、その厚さは２０〜
３００ミクロン程度とすることが好ましい。

【００１６】ロービングパッケージ包装体３の製造にあ
たっては、まず、図１（ａ）に示すように、筒状の熱収
縮フィルム４にロービングパッケージ１を入れる。な
お、ロービングパッケージ１が大きい場合には、ロービ
ングパッケージに筒状の熱収縮フィルム４をかぶせるこ
とによって、熱収縮フィルム４にロービングパッケージ
１を入れればよい。次に、そのロービングパッケージ１
の外周面と熱収縮フィルム４との間にそのロービングパ
ッケージのほぼ全長に延びるように、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体フィルム又はチューブ５をガイド棒６を利
用して差し込む。このエチレン−酢酸ビニル共重合体フ
ィルム又はチューブ５は、熱収縮フィルム４を熱収縮さ
せる際に軟化或いは溶融してパッケージ１の外周面のロ
ービング及び熱収縮フィルム４に接着させるためのもの
であり、エチレン−酢酸ビニル共重合体のみからなるフ
ィルム又はチューブのみを意味するものではなく、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体を少なくとも表面の一方に有
するフィルム又はチューブ（例えば、ラミネートフィル
ム、コートしたフィルム等）をも含む。エチレン−酢酸
ビニル共重合体の組成としては、酢酸ビニル含量が２〜
２０重量％、好ましくは５〜１５重量％である。酢酸ビ
ニル含量が２％よりも小さいと、ロービングに対する接
着力が低くロービングの崩れ防止効果があまり得られな
い。逆にこの含量が２０％を越えるとロービングに対す
る接着力が大きくなり過ぎ、引き出されたロービングに
接着しロービング品質を低下させる。このため、上記の
組成の範囲が好ましい。

【００１７】エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又
はチューブ５の挿入に使用するガイド棒６は、パッケー
ジ１の外周面と熱収縮フィルム４との間の隙間に容易に
挿入できるよう、細長く且つ薄い板状のものである。エ
チレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブ５を
ロービングパッケージ外周面と熱収縮フィルムとの間に
差し込むには、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム
をガイド棒６に巻き付けるか、或いはエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体チューブにガイド棒６を差し込み、そのエ
チレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブ５を
取り付けたガイド棒６を所定位置に差し込み、その後ガ
イド棒６のみを引き抜けばよい。これにより、エチレン
−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブ５を容易に
パッケージ外周面と熱収縮フィルムとの間の狭い隙間に
挿入することができる。挿入されたフィルム又はチュー
ブ５は、狭い隙間に挿入されているので、動くことがな
く、このため、粘着剤や接着剤を用いて仮止めするとい
う動作が不必要となる。なお、エチレン−酢酸ビニル共
重合体フィルムを用いる場合には、ガイド棒６にそのフ
ィルムを巻き付けてパッケージ外周面と熱収縮フィルム
との間に挿入した後、ガイド棒６を円周方向に動かすこ
とによって、巻き付けたフィルムを平坦に延ばしてもよ
い。

【００１８】エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又
はチューブ５は、パッケージ１の外周面の少なくとも１
個所に設ければよいが、好ましくは円周方向に一定の間
隔を開けて２又は３個所に配置する。その際、そのフィ
ルム又はチューブ５は、パッケージの軸線方向に配置し
てもよいし、その軸線方向に対して傾斜するように配置
してもよい。

【００１９】エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又
はチューブ５をパッケージ１の外周面と熱収縮フィルム
４との間に挿入した後、そのパッケージ全体をヒートセ
ット炉に入れて加熱し、熱収縮フィルム４を熱収縮させ
る。これにより、図１（ｂ）に示すように、熱収縮フィ
ルム４がパッケージ１の外面に密着し、且つその時にエ
チレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブ５に
加わる温度と圧力（熱収縮フィルムによる圧力）によっ
て、そのフィルム又はチューブ５の表面が軟化或いは溶
融し、パッケージ１の外周面のロービング及び熱収縮フ
ィルム４に押し付けられ、両者に接着する。ここで、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブ５の
ロービングに対する接着は、化学的な接着というよりは
むしろ、フィルム又はチューブ５の軟化した部分がロー
ビングに押し付けられて食い込むことにより生ずる物理
的な結合が主であり、このため使用時にロービングをエ
チレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブから
剥がした時、そのエチレン−酢酸ビニル共重合体がロー
ビングに付着し、残存するということがあまり生じな
い。熱収縮を行うための加熱温度としては、９０〜１５
０°Ｃ、好ましくは、１００〜１３０°Ｃに、加熱時間
としては、１０分〜８時間、好ましくは１〜５時間とす
る。この範囲を越えると熱収縮フィルムが破れる恐れが
あり、また、下回るとエチレン−酢酸ビニル共重合体フ
ィルム又はチューブの接着性が発現しづらい。以上の工
程により、ロービングパッケージ包装体３が製造され
る。

【００２０】以上のようにして製造したロービングパッ
ケージ包装体３は、パッケージ１の外周面を熱収縮フィ
ルム４で包装しており、かつその熱収縮フィルム４がエ
チレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブ５を
介してパッケージ１の外周のロービングに接着されてい
る。このロービングパッケージ包装体３も従来と同様に
使用される。すなわち、図２（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ロービング２がパッケージ１の内側から引き出さ
れ、消費される。そして、そのロービング２が残り少な
くなり、最外層のロービング２のみが残った時、そのロ
ービング２は自立している熱収縮フィルム４に接着し保
持されているので、崩れ落ちることはない。この残った
ロービング２は引き出される時の張力で熱収縮フィルム
４から剥がされ、使用される。ここで、ロービング２は
熱収縮フィルム４に対してエチレン−酢酸ビニル共重合
体フィルム又はチューブ５によって接着しているので、
引き出されたロービング２にエチレン−酢酸ビニル共重
合体が付着することが少なく、このためロービングの品
質を低下させることがない。なお、ロービング２を熱収
縮フィルム４から剥がす時の力によって熱収縮フィルム
４が持ち上げられたり、移動したりしてトラブルを起こ
す恐れがある時には、その熱収縮フィルム４が動かない
よう適当な手段で床等に固定しておけばよい。かくし
て、パッケージ１の最外層のロービングまで、崩れ、ず
り落ち等のトラブルを生じることなく、引き出すことが
でき、ロービング使用工程における一時停止等の問題を
回避できる。なお、このパッケージ包装体においても、
ロービングの末端を次のパッケージのロービング先端に
あらかじめ結んでおくことにより、ロービングを連続的
に引き出すことができる。また、その際、最初のパッケ
ージのロービングを使い終わった時には、残った熱収縮
フィルム４は除去すればよい。

【００２１】

【実施例】

実施例１ 外径５５０ｍｍ、高さ６００ｍｍ、重量２００ｋｇのガ
ラス繊維のロービングパッケージに融点１７０°Ｃの塩
化ビニル樹脂製熱収縮フィルムの袋をかけ、パッケージ
外周の対向する２個所において、パッケージと熱収縮フ
ィルムとの間に、長さ６００ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚さ７
５ミクロンのエチレン−酢酸ビニル共重合体チューブを
差し込み、１３０°Ｃの熱風の循環するヒートセット炉
で加熱処理した。これにより、ロービングパッケージ包
装体Ａを得た。

【００２２】比較例１ アセトンに溶解した飽和ポリエステル接着剤（無水フタ
ル酸１．０モル、無水コハク酸１．０モル、プロピレン
グリコール２．３モル）を固形分３ｇ／ｍ² となるよう
塩化ビニル樹脂製熱収縮フィルムの袋の内面に塗布し、
風乾した後、これを実施例１と同じ外径５５０ｍｍ、高
さ６００ｍｍ、重量２００ｋｇのロービングパッケージ
にかぶせた。次にこれを１３０°Ｃの熱風の循環するヒ
ートセット炉で加熱処理した。これにより、ロービング
パッケージ包装体Ｂを得た。

【００２３】上記実施例１及び比較例１で製造したロー
ビングパッケージ包装体Ａ、Ｂそれぞれについて、ロー
ビングパッケージの内側からロービングを引き出し、最
外層のロービングに至った時、ロービングの崩れが発生
するか否かを調べたところ、いずれの包装体についても
崩れの発生はなかった。

【００２４】上記ロービングパッケージ包装体Ａ、Ｂか
ら引き出したロービングのロービングパッケージ中間層
相当部分、最外層相当部分をそれぞれ１０ｇ採取し、空
気雰囲気中約６２５°Ｃの炉で、一時間加熱した、加熱
前後のロービング重量より、次式を用いてロービング中
の有機物付着率（％）を求めた。 その結果は次の通りであった。 試料 中間層 最外層 Ａ ０．９４ ０．９２ Ｂ ０．９５ １．３５ なお、このロービングにはガラス繊維紡糸時に、ポリ酢
酸ビニルを主成分とする集束剤を付着率約０．９％とな
るようにガラス繊維に付与してある。

【００２５】上記結果から明らかなように、比較例１に
よる包装体Ｂの場合、中間層からの採取試料に比べ最外
層からの採取試料の有機物付着率はかなり増加してい
る。これはロービングパッケージ外周面と熱収縮フィル
ムとを接着するために用いた接着剤がロービングに付着
し残存したことによると考えられる。これに対し、実施
例１による包装体Ａでは中間層からの採取試料と最外層
の採取試料の有機物付着率に差がなく、このことはこの
包装体においては、最外層ロービングにいかなる成分も
新たに付着することはないことを示している。

【００２６】次に、上記したロービングパッケージ包装
体Ａ、Ｂから引き出した各ロービングを長さ２５ｍｍに
カットし、チョップドストランドとし、そのチョップド
ストランドの分散性、すなわちロービングがそれを構成
するストランドへ分散するか否かを観察した。その結
果、比較例１による包装体Ｂの場合、そのロービングパ
ッケージ中間層相当部分では分散性は良好であったが、
最外層相当部分においては、ストランドが相互に結合し
分散しないものが相当認められ、分散性良好とは言えな
い。これに対し、実施例１の包装体Ａでは、中間層相当
部分と最外層相当部分に分散性の差はなく、いずれも良
好な分散性を示した。

【００２７】更に、上記のように製造したチョップドス
トランドへの樹脂の含浸性を次のようにして調べた。５
ｇのチョップドストランドを、縦１００ｍｍ、横１００
ｍｍに積層したチョップドストランドマットを形成し、
これに不飽和ポリエステル樹脂ワニス（不飽和ポリエス
テル樹脂 ６５重量％、スチレン ３５重量％）を注い
だ。ワニスがマットに次第に浸透し、ついには全体が透
明化する。透明化に要する時間を含浸時間と呼ぶ。含浸
時間はガラス繊維と不飽和ポリエステル樹脂ワニスとの
親和性を表す指標となる。結果を次に示す 試料 中間層 最外層 Ａ １５分 １５分 Ｂ １５分 １８分

【００２８】上記の結果より明らかなように、比較例１
の包装体Ｂの場合、そのロービングパッケージ中間層相
当部分では、含浸時間１５分であったのに対し、最外層
相当部分においては、１８分を要した。最外層相当部分
では含浸性が低下していることがわかる。これに対し、
実施例１の包装体Ａの場合、中間層相当部分も最外層相
当部分も、含浸時間に差はなかった。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明のロービングパッケ
ージ包装体の製造方法では、パッケージを筒状の熱収縮
フィルムに入れた後、そのパッケージ外周面と熱収縮フ
ィルムとの間にエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム
又はチューブをガイド棒を用いて差し込み、その後、熱
収縮フィルムを加熱することによって熱収縮させ、同時
にエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチューブ
をその熱収縮フィルムとパッケージ外周面に接着させる
ことができ、包装体の製造を極めて容易とすることがで
きる。更に得られたロービングパッケージ包装体は、そ
の最外周のロービングが熱収縮フィルムにエチレン−酢
酸ビニル共重合体フィルム又はチューブを介して接着し
ているので、パッケージの内側からロービングを引き出
し、最外層のロービングのみが残った場合においても、
その最外層のロービングが熱収縮フィルムに保持されて
いて、崩れおちることがなく、ロービングのもつれ等を
生じることなく、最後まで良好にロービングを引き出す
ことができ、また、引き出されたロービングには接着剤
等の有機物が付着、残存することがないので品質が低下
しないという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明方法によってロービングパッケ
ージ包装体を製造する途中の状態を示す概略斜視図、
（ｂ）は製造されたロービングパッケージ包装体の概略
斜視図

【図２】（ａ）はそのロービングパッケージ包装体から
ロービングを引き出し始めた状態を示す概略断面図 （ｂ）はそのロービングパッケージ包装体から最外周の
ロービングを引き出している状態を示す概略断面図

【図３】ロービングパッケージからロービングを引き出
している状態を示す概略斜視図

【符号の説明】

１ ロービングパッケージ ２ ロービング ３ ロービングパッケージ包装体 ４ 熱収縮フィルム ５ エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム又はチュー
ブ ６ ガイド棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロービングを円筒状に巻いてなるロービ
   ングパッケージを、筒状の熱収縮フィルム内に入れ、そ
   のロービングパッケージ外周面と熱収縮フィルムとの間
   の１個所以上に、そのロービングパッケージのほぼ全長
   に延びるように、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィル
   ム又はチューブをガイド棒を利用して差し込み、その
   後、前記熱収縮フィルムを加熱、収縮させてロービング
   パッケージに密着させると共に前記エチレン−酢酸ビニ
   ル共重合体フィルム又はチューブをロービングパッケー
   ジ及び熱収縮フィルムに接着することを特徴とするロー
   ビングパッケージ包装体の製造方法。