の製造原理と適用基準を徹底解説
グラスファイバーチョップドストランドマット
ガラス繊維チョップドストランドマットの形成には、ガラス繊維ロービング（無撚糸も使用可能）を取り出し、切断ナイフを使用して長さ 50 mm のストランドに切断することが含まれます。これらのストランドは、無秩序に散在して配置され、ステンレススチールメッシュコンベアベルト上に沈降してマットを形成します。次のステップでは、チョップト ストランドを結合するために、スプレー接着剤またはスプレー水分散性接着剤の形態の結合剤を適用することが含まれます。マットを高温乾燥し、再成形してエマルションチョップドストランドマットまたはパウダーチョップドストランドマットを作成します。
タイのグラスファイバー産業のパイオニア
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I. 原材料
グラスファイバー製品に一般的に使用されるガラスは、アルカリ含有量が 1% 未満のホウケイ酸カルシウムアルミニウムの一種です。電気絶縁システム用に開発されたため、「E ガラス」と呼ばれることがよくあります。
ガラス繊維の製造には、溶融炉から多数の小さな穴が開いた白金ブッシングを通して溶融ガラスを運び、ガラスフィラメントに引き伸ばします。商業目的の場合、フィラメントの直径は通常 9 ～ 15 マイクロメートルです。これらのフィラメントは、繊維に集められる前にサイジングでコーティングされます。ガラス繊維は非常に強く、特に高い引張強度を持っています。また、優れた耐薬品性、耐湿性、優れた電気的特性を示し、生物的攻撃を受けず、融点が 1500°C で不燃性であるため、複合材料での使用に非常に適しています。
ガラス繊維は、さまざまな形状で使用できます。短く切断したり (「チョップド ストランド」)、緩く束ねたロービング (「ロービング」) に集めたり、連続した糸を撚ったり撚ったりしてさまざまな生地に織り込んだりします。英国では、ガラス繊維材料の広く使用されている形態はチョップドストランドマットです。これは、ガラス繊維ロービングを約 50 mm の長さに切断し、それらをポリ酢酸ビニルまたはポリエステルバインダーを使用して結合してマットに形成することによって作られます。チョップドストランド マットの重量範囲は 100gsm から 1200gsm までさまざまで、一般的な補強に役立ちます。
II.バインダー塗布段階
ガラス繊維は沈降セクションからコンベアベルトに輸送され、そこでバインダーが塗布されます。沈降セクションは清潔で乾燥した状態に保つ必要があります。バインダーの塗布は、2 台の粉末バインダー アプリケーターと一連の脱塩水スプレー ノズルを使用して実行されます。
チョップドストランドマットの上面と下面の両方に、脱塩水を穏やかにスプレーします。このステップは、バインダーの接着力を高めるために不可欠です。特殊なパウダー アプリケーターにより、パウダーが均一に分散されます。 2 つのアプリケーター間の振動子は、パウダーをマットの下側に移すのに役立ちます。
Ⅲ．エマルジョンによる結合
使用されるカーテン システムにより、バインダーが完全に分散されます。余分なバインダーは特殊な吸引システムによって回収されます。
このシステムにより、空気がマットから余分な結合剤を運び去り、結合剤が均一に分散され、余分な結合剤が除去されます。明らかに、バインダー内の濾過された汚染物質は再利用できます。
バインダーは混合室のコンテナに保管され、マット工場近くの小さなトラフから低圧パイプを通じて輸送されます。
特別な装置がタンクのレベルを一定に維持します。リサイクルされたバインダーもタンクに送られます。ポンプは接着剤をタンクから接着剤塗布ステージに輸送します。
IV.生産
ガラス繊維チョップドストランドマットは、長いフィラメントを25～50mmの長さに切断し、水平面上にランダムに並べ、適切なバインダーで固定した不織布です。バインダーには粉末とエマルジョンの 2 種類があります。複合材料の物理的特性は、フィラメントの直径、バインダーの選択、量の組み合わせによって決まり、主に使用するマットの種類と成形プロセスによって決まります。
チョップドストランドマットを製造するための原材料はガラス繊維メーカーのロービングケーキですが、スペースを節約する目的などからロービングを頻繁に使用するメーカーもあります。
マットの品質のためには、優れた繊維切断特性、低い静電気帯電、および低いバインダー消費量を備えていることが重要です。
V. 工場生産は次の部分で構成されます。
ファイバークリール
細断工程
成形セクション
バインダー塗布システム
乾燥炉
コールドプレスセクション
トリミングと巻き取り
VI.クリールエリア
回転クリールスタンドは適切な数のボビンとともにフレーム上に配置されます。これらのクリール スタンドにはファイバー ケーキが保管されているため、クリール エリアは相対湿度 82 ～ 90% の湿度管理された部屋に置く必要があります。
VII.切断装置
糸はロービングケーキから引き出され、各チョッピングナイフにはいくつかの糸が通っています。
Ⅷ.成形セクション
チョップドストランドマットの形成には、形成チャンバー内でチョップドストランドが等間隔で均一に分布することが含まれます。各装置には可変速モーターが装備されています。切断装置は独立して制御され、繊維が均一に分散されるようにします。
コンベアベルトの下の空気もベルトの上から繊維を吸い込みます。排出された空気は清浄器を通過します。
IX.ガラス繊維チョップドストランドマット層の厚さ
ほとんどのガラス繊維強化製品にはガラス繊維チョップドストランドマットが使用されており、チョップドストランドマットの量や使用方法は製品や工程によって異なります。層の厚さは必要な製造プロセスによって異なります。
たとえば、グラスファイバー冷却塔の製造では、1 つの層が樹脂でコーティングされ、続いて 1 つの層が薄いマットまたは 02 ファブリックでコーティングされます。その間には04生地を6～8層重ね、さらに表面に薄いマットを重ねて内層の継ぎ目をカバーします。この場合、薄いマットは合計2層だけ使用されます。同様に、自動車のルーフの製造においても、織布、不織布、PPプラスチック、薄型マット、発泡体などのさまざまな材料が層状に組み合わされますが、薄型マットは通常製造工程で2層のみで使用されます。ホンダの自動車のルーフ製造でも、プロセスは非常に似ています。したがって、グラスファイバーに使用されるチョップドストランドマットの量は工程によって異なり、使用する必要がない工程もあれば、必要な工程もあります。
チョップドストランドマットと樹脂を用いてガラス繊維1トンを製造すると、総重量300Kgのうちチョップドストランドマットの重量は約30％を占めます。つまり、樹脂含有率は70％ということになります。
同じプロセスで使用されるチョップドストランドマットの量も層の設計によって決まります。層の設計は、機械的要件、製品形状、表面仕上げ要件、およびその他の要素に基づいて行われます。
X. 適用基準
無アルカリガラス繊維チョップドストランドマットの使用はますます普及しており、自動車、海洋、航空、風力発電、軍事生産などのさまざまなハイテク分野を網羅しています。しかし、無アルカリガラス繊維チョップドストランドマットの関連規格についてはご存じないかもしれません。以下に、アルカリ金属酸化物の含有量、単位面積質量偏差、可燃性含有量、水分含有量、および引張破断強度に関する国際規格の要件を紹介します。
アルカリ金属含有量
無アルカリガラス繊維チョップドストランドマットのアルカリ金属酸化物の含有量は 0.8% を超えてはなりません。
単位面積質量
可燃性の内容物
特に指定がない限り、可燃性物質の含有量は 1.8% ～ 8.5% であり、最大偏差は 2.0% である必要があります。
水分含有量
粉体接着剤を使用したマットの含水率は 2.0% 以下、エマルション接着剤を使用したマットの場合は 5.0% 以下としてください。
引張破断強度
通常、無アルカリガラス繊維チョップドストランドマットの品質は、上記の要件を満たしていれば、適合とみなされます。ただし、製品の用途によっては、製造プロセスで引張強度と単位面積質量偏差に対してより高い要件が求められる場合があります。したがって、サプライヤーがそれに応じて生産できるように、当社の調達担当者が製品の製造プロセスとチョップドストランドマットの特定の要件を熟知することが不可欠です。」
投稿日時: 2023 年 10 月 23 日
