(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の強化用に用いられる、高流動性及び高品質のチョップドストランドの製造方法及びその製造装置を提供する。【解決手段】多数本のガラスフィラメントに集束剤を付着させて引き揃えてなるガラス繊維束を所定の長さに切断し、得られたチョップドストランドを湿潤状態で、障害羽根１５が所定のピッチで交互に対向して設置されている振動トラフ１に供給し、該振動トラフ上において障害羽根１５の間を蛇行しながら流動する前記チョップドストランドに転がり振動を与えることにより、チョップドストランド同士及び／又はチョップドストランドのガラスフィラメントを接着してほぼ円形断面のチョップドストランドに造粒する。【選択図】図２
2007015883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数本のガラスフィラメントに集束剤を付着させて引き揃えてなるガラス繊維束を所定の長さに切断し、得られたチョップドストランドに２次処理剤を付着し又は付着しないで、障害羽根が所定のピッチで交互に対向して設置されている振動トラフに供給し、該振動トラフの障害羽根の間を蛇行しながら流動する前記チョップドストランドに転がり振動を与えることにより、ほぼ円形断面で高密度のチョップドストランドに造粒することを特徴とするチョップドストランドの製造方法。
【請求項２】
前記障害羽根のチョップドストランドに対する流動抵抗が振動トラフの入口部から出口部に向かって大きくなっている請求項１に記載のチョップドストランドの製造方法。
【請求項３】
多数本のガラスフィラメントを集束してなるガラス繊維束を所定の長さに切断して得られるチョップドストランドを振動トラフに供給し、該振動トラフ上を流動するチョップドストランドに転がり振動を与えることにより、ほぼ円形断面のチョップドストランドを製造する装置であって、前記振動トラフはトラフ内に所定のピッチで交互に対向して設置されている複数枚の障害羽根と、チョップドストランドに転がり振動を与えるための振動発生装置とを具備しており、前記障害羽根はチョップドストランドの流動方向に傾斜して設置され、対向する障害羽根の間に蛇行する流動経路を形成しており、振動トラフの入口部に供給されたチョップドストランドが該流動経路を蛇行しながら流動する間に転がり振動の作用でほぼ円形断面に造粒されるように構成されていることを特徴とするチョップドストランドの製造装置。
【請求項４】
前記振動トラフにおいて、対向する障害羽根と障害羽根との間に形成される流動経路の最小幅が振動トラフの入口部から出口部に向かって次第に小さくなっている請求項３に記載のチョップドストランドの製造装置。
【請求項５】
前記障害羽根の幅が振動トラフの入口部から出口部に向かって次第に大きくなっており、少なくとも出口部側の障害羽根は先端部が重なり合って設置されており、かつ重なり部分が出口部に近づくに従って大きくなっている請求項３又は４に記載のチョップドストランドの製造装置。
【請求項６】
前記障害羽根がチョップドストランドの流動方向に対し３０〜８０度傾けて設置されている請求項３〜５のいずれかに記載のチョップドストランドの製造装置。
【請求項７】
前記振動トラフがチョップドストランドの流動方向に植立された仕切り板によって複数個の処理領域に区画されており、区画された各処理領域は障害羽根によって蛇行する流動経路が形成されており、振動トラフの入口部に供給されたチョップドストランドを各処理領域に分配して造粒する請求項３〜６のいずれかに記載のチョップドストランドの製造装置。
【請求項８】
前記処理領域の一部又は全部の入口部に、各処理領域に対するチョップドストランド供給量を均等化するための手段を具備する請求項７に記載のチョップドストランドの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の強化用に用いられる、高流動性及び高品質のガラスチョップドストランドの製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のようにガラス繊維（ガラスフィラメント）を集束してなるガラス繊維束（ストランド）を所定の長さに切断して得られるチョップドストランド（以下、ＣＳということもある）を熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等に混合して繊維強化樹脂とし、この繊維強化樹脂から製造される成形品の強度、熱変形温度、弾性率等の物性を改善することが知られている。
【０００３】
例えば、ガラス繊維強化熱可塑性樹脂の成形品においては、ＣＳと熱可塑性樹脂と充填剤とを一定の割合で配合した混合物から押出し装置で強化材入りペレットを製造し、このペレットを射出成形機に供給して成形品を製造するか、あるいは射出成形機中にＣＳと熱可塑性樹脂と充填剤とを一定の割合で直接に供給して成形品を製造する方法が採用されている。
【０００４】
上記のペレット及び成形品の製造工程において、ＣＳは自動供給装置によって供給され、その過程で自動計量手段や、空気輸送などの搬送手段が用いられるため、取り扱い中にＣＳが毛羽立ちしたり、糸（ストランド）割れしたり、分繊したりするおそれが生じる。ＣＳにこのような現象が発生すると、計量や輸送の作業性が損なわれるばかりでなく、均一な計量や輸送が得られ難くなるため最終的に得られる成形品の品質、強度にばらつきが生じる、などの問題がある。
【０００５】
したがって、このような問題が解消されるためには、毛羽立ちや糸割れや分繊が生じない、すなわちガラスフィラメントの集束性が強く、またＣＳ同士の一部が接着してほぼ円柱体又はほぼ楕円体に造粒された高密度のＣＳが望ましい。
【０００６】
しかしながら、通常のガラス繊維の製造方法において、ブッシングから引き出されたガラスフィラメントはガラス繊維束に集束され、このガラス繊維束は紡糸張力と集束ローラや綾振り装置などとの接触によって生じる摩擦抵抗とが作用した状態で、高速回転するドラムに巻き取られるため、巻き取られたケーキのガラス繊維束は断面が扁平となる。ＣＳは一般にはこのガラス繊維束をケーキから取り出して切断装置で所定の長さに切断して得るので、この断面扁平のガラス繊維束は更に切断の際にも強く押圧される。このため、切断されたＣＳは必然的に扁平構造となり、かつガラスフィラメントの集束性が弱い緊密度の小さい構造となっており、取り扱い中に衝撃や外力を受けると、毛羽立ちや糸割れや分繊が生じやすくなっている。
【０００７】
そこで、このようなＣＳをほぼ円形状断面にし、ガラスフィラメントの集束性を強くして緊密度が大きいＣＳに改善する方法が提案されている。すなわち、この有効な方法として、例えば特許文献１、特許文献２、及び特許文献３には、集束剤を付与した湿潤状態のＣＳに振動作用を付与することによってＣＳを造粒し、ＣＳを構成しているガラスフィラメントを緊密化することが開示されている。
【０００８】
そして、湿潤状態のＣＳに振動作用を付与する手段として、例えば特許文献１には、切断されたＣＳをスパイラル振動トラフに供給し、このスパイラル振動トラフに鉛直軸回り往復振動及び上下振動を与えることにより、ほぼ円柱体又はほぼ楕円柱体にしてＣＳ全体の粒度を揃えることが記載されている。また、特許文献２には、底面部に流れを阻む堰を設置した振動トラフでＣＳに振動を与え、振動を与えられたＣＳはこの振動によって前方に流れ進み、振動トラフ内の堰に前進を阻まれて堰の内側であふれ出るまで反転を続け、この反転によりガラスフィラメント、ＣＳの一部が接着されて扁平な断面形状が円形又は楕円形に造粒されることが記載されている。さらに、特許文献３には振動ボックス内の造粒板上に切断されたＣＳを落下せしめ、振動発生装置で振動ボックスに振動を付与し造粒板に適当な振動を与えることによって、上記ＣＳが転動作用を受けて毛羽立ち及び分繊が少ない高密度のＣＳに形成されることが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２３３６３０号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１３６５０号公報
【特許文献３】特開昭５８−９１８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１のスパイラル振動トラフではＣＳの粒度を揃えることは可能であるものの、過度の造粒化が避けられないため、すなわちガラスフィラメントやＣＳ同士が強固に接着されるために、造粒されたＣＳで強化した成形された成形品は、ガラスフィラメントの分散性が劣り、強度低下を招くおそれがあった。さらにスパイラル振動トラフ構造のため、トラフが大型化するとともにその構造が複雑となり、設備費の高騰や操作の煩雑化を招いている。
【００１０】
また、特許文献２の堰を設けた振動トラフでは、ＣＳはトラフの流動経路に直交して植立した複数個の堰を順次乗り越えて前進しながら造粒される。そのため、一部のＣＳが堰部で滞留して前進が阻害され、均一な転動作用が受けられなくなる結果、ＣＳの造粒にむらが生じ均一な品質のＣＳが得られ難くなる。また、特許文献３の振動ボックスでは、振動する造粒板上にＣＳを落下させＣＳに振動を与えて造粒するため、造粒板上にＣＳを連続的に供給して造粒しようとすると、落下位置によってＣＳの転がり振動時間が変わるためＣＳの造粒にばらつきが生じる。すなわち、一部のＣＳは十分に造粒されないで取り出されることがあるため、毛羽立ちや糸割れ等を十分に減少できる品質のＣＳが得られ難くなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、湿潤状態にあるＣＳに転がり振動を付与する振動トラフについて検討した結果、複数個の障害羽根を所定のピッチで先端部を交互に対向させて設置した振動トラフを使用し、上記ＣＳをこれらの障害羽根の間を蛇行して流動させながら転がり振動を付与し造粒することによって、ＣＳを過度に造粒させずにその集束力を強化し、ほぼ円形断面の流動性が優れるＣＳが得られることを見出し得られたものである。すなわち、本発明は次のガラスチョップドストランドの製造方法及びその製造装置を提供する。
【００１２】
１）多数本のガラスフィラメントに集束剤を付着させて引き揃えてなるガラス繊維束を所定の長さに切断し、得られたチョップドストランドに２次処理剤を付着し又は付着しないで、障害羽根が所定のピッチで交互に対向して設置されている振動トラフに供給し、該振動トラフの障害羽根の間を蛇行しながら流動する前記チョップドストランドに転がり振動を与えることにより、ほぼ円形断面で高密度のチョップドストランドに造粒することを特徴とするチョップドストランドの製造方法。
２）前記障害羽根のチョップドストランドに対する流動抵抗が振動トラフの入口部から出口部に向かって大きくなっている上記１のチョップドストランドの製造方法。
３）多数本のガラスフィラメントを集束してなるガラス繊維束を所定の長さに切断して得られるチョップドストランドを振動トラフに供給し、該振動トラフ上を流動するチョップドストランドに転がり振動を与えることにより、ほぼ円形断面のチョップドストランドを製造する装置であって、前記振動トラフはトラフ内に所定のピッチで交互に対向して設置されている複数枚の障害羽根と、チョップドストランドに転がり振動を与えるための振動発生装置とを具備しており、前記障害羽根はチョップドストランドの流動方向に傾斜して設置され、対向する障害羽根の間に蛇行する流動経路を形成しており、振動トラフの入口部に供給されたチョップドストランドが該流動経路を蛇行しながら流動する間に転がり振動の作用でほぼ円形断面に造粒されるように構成されていることを特徴とするチョップドストランドの製造装置。
４）前記振動トラフにおいて、対向する障害羽根と障害羽根との間に形成される流動経路の最小幅が振動トラフの入口部から出口部に向かって次第に小さくなっている上記３のチョップドストランドの製造装置。
５）前記障害羽根の幅が振動トラフの入口部から出口部に向かって次第に大きくなっており、少なくとも出口部側の障害羽根は先端部が重なり合って設置されており、かつ重なり部分が出口部に近づくに従って大きくなっている上記３又は４のチョップドストランドの製造装置。
６）前記障害羽根がチョップドストランドの流動方向に対し３０〜８０度傾けて設置されている上記３、４又は５のチョップドストランドの製造装置。
７）前記振動トラフがチョップドストランドの流動方向に植立された仕切り板によって複数個の処理領域に区画されており、区画された各処理領域は障害羽根によって蛇行する流動経路が形成されており、振動トラフの入口部に供給されたチョップドストランドを各処理領域に分配して造粒する上記３〜６のいずれかのチョップドストランドの製造装置。
８）前記処理領域の一部又は全部の入口部に、各処理領域に対するチョップドストランド供給量を均等化するための手段を具備する上記７のチョップドストランドの製造装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記したように障害羽根を交互に対向して設置した振動トラフでＣＳを造粒することにより、障害羽根の間を蛇行して流動させながら湿潤状態にあるＣＳに転がり振動を均一に与えることができる。これにより、ＣＳをほぼ円形断面の柱状体に造粒できるので、高密度で流動性に優れ、かつ搬送等の取り扱い中の小さな衝撃や刺激による毛羽立ちや糸割れなどの発生を減少できるＣＳを得ることができる。このようなＣＳは、過度の解繊や毛羽の発生を減少させることができるので、ＣＳを自動送給して正確に計量し確実に空気搬送することが可能となり、結果として成形品の品質や生産性を向上できる。
【００１４】
また、振動トラフの流動経路に対向して設置する障害羽根の流動抵抗を入口部から出口部に向かって漸増させることにより、ＣＳが造粒の進行で流動しやすくなるのに従ってＣＳの流動を抑制できるので、振動トラフの全流動域においてＣＳに転がり振動を効率よく均一に付与できる。これにより、造粒したＣＳの品質を均一にできるとともにその生産性を向上できる。
【００１５】
さらに、振動トラフを仕切り壁で複数個の流動経路に区画して各流動経路に障害羽根を設置し、これらの各流動経路にＣＳを分配して供給することにより、大量のＣＳを均一に生産性よく造粒できる。また、振動トラフは障害羽根の設置だけで作れる簡単な構造であるので、設備費も低廉で済み、使い勝手も優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明について好ましい実施形態を挙げて更に詳細に説明する。
本発明において、ＣＳの材料としては各種ガラス組成の強化用ガラス繊維を用いることができ限定されないが、ガラス繊維化が容易でしかも優れた特性を有しているＥガラスのガラス繊維が特に好ましく使用できる。この強化用ガラス繊維は通常のガラス長繊維製造装置によって、ブッシングから紡糸した多数本（例えば８００〜６０００本）のガラスフィラメントに集束剤を付着させて引き揃えて集束することにより製造できる。
【００１７】
本発明のＣＳは上記ガラス繊維束を所定の長さに切断したものである。すなわち、紡糸されたガラスフィラメントに集束剤を付着させて集束してなるガラス繊維束をケーキに巻き取って乾燥したのち、このガラス繊維束をケーキから巻き戻して切断する方法、又は集束剤を付着させて集束したガラス繊維束をケーキに巻き取らずに直ちに切断する方法によって得られる。好ましくは、一旦ケーキに巻き取ったガラス繊維束を切断装置でＣＳに切断する。
【００１８】
このガラス繊維束の切断は特に限定されないで、周知の方法及び装置によって行うことができる。例えばケーキから取り出したガラス繊維束を、ゴム等の弾性材料からなるフィードロールと、放射状に植設された多数の切刃を周囲に有するカッターロールとの間に挟み、カッターロールをフィードロールに圧接することによって切断できる。ガラス繊維束の切断寸法（ＣＳの長さ）は特に限定されないが、通常１〜１３ｍｍ程度であり、典型的には１〜６ｍｍ程度である。
【００１９】
紡糸されたガラスフィラメントを集束するための上記集束剤としては、これまでに知られている表面処理剤が適宜使用できる。例えば、γ−アミノプロビルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤が好ましく使用できる。これらのランカップリング剤は、一種又は二種以上を組み合わせて用いる。更に、かかるシランカップリング剤には、ウレタンエマルジョン、エポキシエマルジョン、アクリルエマルジョン、酢酸ビニルエマルジョン等のフィルム形成剤や潤滑剤、更に必要に応じて界面活性剤等を単独又は組み合わせて併用してもよい。
【００２０】
上記集束剤は紡糸後のガラスフィラメントに例えば噴霧法やロールコーター法などによって付着できる。この場合、集束剤の付着量が少なすぎると十分な集束力が得られなくなるため、ガラス繊維束をＣＳに切断する際あるいは切断後において糸割れや分繊が過度に発生し、また逆に多すぎると成形品のマトリックス樹脂との混合時に解繊不良が生じやすくなるので、集束剤の種類、ＣＳの長さ等に合わせて適切な量の集束剤を付着する。
【００２１】
本発明は、ガラス繊維束を切断して得られたＣＳに転がり振動を付与し、扁平構造で糸割れや分繊が発生しやすいＣＳをほぼ円形断面のＣＳに造粒する。転がり振動の付与は湿潤状態のＣＳに対して行われる。湿潤状態において転がり振動を受けると、それまで扁平状であったＣＳ及び一部のガラスフィラメントがバラケているＣＳは、ＣＳ同士及び／又はバラケているガラスフィラメントが接着してほぼ円形、ほぼ楕円またはこれらに近似する断面形状、すなわちほぼ円形断面の柱状体に造粒される。
【００２２】
このため、切断されたＣＳには必要に応じてＣＳを湿潤状態にするために処理剤（以下、２次処理剤とする）が施される。この２次処理剤の付着は切断するガラス繊維束の状態によって異なる。具体的には、切断する前のガラス繊維束がケーキから巻き戻したガラス繊維束のように乾燥状態にある場合には、切断後のＣＳに適量の２次処理剤を吹き付けて湿潤状態にする。一方、紡糸されたガラスフィラメントを集束剤で集束してなるガラス繊維束をケーキに巻き取ることなくＣＳに切断するときのように、切断時のガラス繊維束が湿潤している場合には湿り度を調整する程度で足り、十分に湿潤しているときには２次処理剤の散布を省くこともできる。また、乾燥しているガラス繊維束の場合には、切断をしやすくするために切断前のガラス繊維束に対して処理剤を施してもよい。
【００２３】
上記２次処理剤としては、通常、有機化合物を含有する溶液又は懸濁液が使用できる。例えば先行特許文献等において知られている処理剤やガラス繊維束の製造の際に用いる前記集束剤等が使用でき、また単に湿り度（水分）の調整だけを目的としているときは水だけを散布してもよい。したがって、２次処理剤は水をも含んでいる。２次処理剤の散布の方法は、ＣＳに均一に吹き付けできる方法であれば特に限定されないが、回転ドラム内でＣＳを撹拌しながら散布する方法が好ましい。
【００２４】
本発明は、障害羽根が所定のピッチで交互に対向して設置されている振動トラフを用いて、湿潤状態になっているＣＳに前記転がり振動を付与し造粒することを特徴とする。障害羽根を所定のピッチで交互に対向して設置した振動トラフには、該障害羽根の間に蛇行する流動経路が形成される。本発明は、振動トラフの入口部に供給されたＣＳをこの蛇行する流動経路に沿って出口部に向かって流動させ、この流動中のＣＳに振動トラフの振動発生装置で転がり振動を付与することによって造粒する。その際、障害羽根でＣＳの流動を制御し、ＣＳに転がり振動を一様に付与することによって、ＣＳを均一に効率よく造粒するものである。
【００２５】
以下、本発明におけるＣＳの製造装置の好ましい実施形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図１は、ＣＳの好ましい製造装置を概略的に示す説明図で、本例は複数のケーキ（不図示）から取り出したガラス繊維束を引き揃えて切断しＣＳを得る場合である。
【００２６】
図１に示すようにケーキから取り出された複数本のガラス繊維束２は、集束ガイド３で引き揃えられたあとガイドロール２０を経て切断装置に送られる。切断装置は、対をなすカッターロール４とフィードロール５とからなり、カッターロール４は周部に複数個の切刃が放射状に植設されており、またフィードロール５はその表面が例えばゴム等のガラス繊維束２に対する摩擦係数が大きく、かつカッターロール４の切刃を損傷しない弾性体で形成されており、カッターロール４をフィードロール５に圧接した状態で回転させると、前記切刃がフィードロール５に食い込んでガラス繊維束を切断するようになっている。これにより、ガラス繊維束２はカッターロール４の切刃の間隔で定まる所定の長さに切断されＣＳ６となる。この場合、切断時のガラス繊維束２の湿り度が小さすぎるときには、必要に応じ切断装置に供給する過程において水又は集束剤等の処理剤を吹き付けてもよい。
【００２７】
切断装置で得られたＣＳ６は、切断時のガラス繊維束自体がケーキの巻き取り、集束ロールやガイドロールとの密着あるいは切断時の押圧などにより扁平構造であるため、図８に示すようにガラスフィラメントが横広に集積した形態をなしており、更に一部のガラスフィラメントが集束力の弱化でバラケを生じやすい、低密度の状態になっている。
【００２８】
このＣＳ６はホッパ７によって回転ドラム８に導入され、この回転ドラム８内において２次処理剤を散布して造粒処理に適した湿潤状態に調整される。該回転ドラム８は矢印方向に一定速度で回転し、その内部には掻上げ送り羽根が設けてあって、該回転ドラム内に送入されたＣＳを撹拌しながら出口側（図の左側）に送り、出口側の開口部から排出する構造になっている。この回転ドラム８の出口側の開口部には２次処理剤用のノズル９が設けられており、該ノズル９から適量の２次処理剤を回転ドラム内のＣＳに噴霧することにより、ＣＳを湿潤状態に調整できる。この場合、ＣＳは必ずしも内部まで完全に湿潤される必要はなく、表面層だけが湿潤されていてもよい。湿潤状態に調整されたＣＳ６ａは、回転ドラム８から排出されたあと、該回転ドラム８の下方に弾性体１１によって揺動可能に設置された振動トラフ１上に落下し、この振動トラフ１の振動作用によって造粒される。この振動トラフ１によるＣＳの造粒については後述する。
【００２９】
次いで、振動トラフ１において造粒されたＣＳ６ｂは、コンベヤ１３によって乾燥装置１２に送られ乾燥される。この乾燥工程には従来の乾燥装置及び方法が適宜使用でき、例えばコンベヤ１３としては振動コンベヤが好ましく使用できる。ＣＳ６ｂを振動コンベヤで振動させながら搬送すると、振動トラフ１で造粒されたＣＳ６ｂに搬送中及び乾燥中も引き続いて適度の振動を付与できるので、ＣＳを造粒した状態に保持したまま効率よく乾燥できる。
【００３０】
乾燥装置１２においてＣＳ６ｂを乾燥すると、ガラスフィラメントに付着している処理剤が固化され、ガラスフィラメントの集束力が向上するために、高緊密のＣＳとなり容器１４に集積される。
【００３１】
図２は本例の振動トラフ１の平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ部における断面図である。図２及び図３に示すように振動トラフ１は全体的に樋状をしており、トラフ内に所定のピッチで交互に対向して設置されている複数枚の障害羽根１５と、該障害羽根１５の間を蛇行しながら流動するＣＳに転がり振動を付与するための振動発生装置１０（図１参照）とを具備している。振動発生装置１０は弾性体の介在で揺動可能な振動トラフ１に連結しており、例えば振動数４０〜６０Ｈｚ、振幅１〜５ｍｍの振動を振動トラフ１に付与できるようになっている。特に、振幅を制御することにより、得られるＣＳの嵩密度を制御することができ、例えば振幅を大きくすることで、嵩密度の大きいＣＳを得ることができる。
【００３２】
本例の振動トラフ１は、図２に示すようにＣＳの流動方向に植立した例えば３個の仕切り板１７によって、トラフの入口部１８と出口部１９の間をＣＳの流動方向に４個の処理領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に区画し、これらの各処理領域にそれぞれ障害羽根１５を上記のように設置している。本例では振動トラフ１をこのように３個の仕切り板１７で区画しているが、仕切り板１７の個数は振動トラフ１の処理能力などに合わせて設計変更し増減できる。例えば、図６はトラフ内を１個の仕切り板１７により２個の処理領域に区画した場合である。このようにトラフ内を複数の処理領域に区画することによって、ＣＳの処理量が増加しても、ＣＳを各処理領域に分配して処理できるため、多量のＣＳを均一に造粒できるという利点が得られる。もちろん、処理量の少ない振動トラフ１は、仕切り板１７で区画しない単一の処理領域でよい。
【００３３】
振動トラフ１の処理領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に所定のピッチで交互に対向して設置される障害羽根１５は、ＣＳの流動方向に角度θ傾斜しており、各障害羽根１５の傾斜面によって矢印方向の蛇行する流動経路１６が形成される。上記角度θは限定されないが、通常は３０〜８０度であり、より好ましくは４０〜７０度である。θが
３０度より小さいと、ＣＳが障害羽根１５から受ける流動抵抗が減少するために、ＣＳの流動速度が増大し十分な造粒が得られなくなるおそれが生じる。また、θが８０度超になると、逆に過度の流動抵抗によってＣＳの流動が阻害されるので好ましくない。
【００３４】
本発明において典型的な障害羽根１５は平板状の金属板が好ましく使用できる。該障害羽根１５は、例えば側辺の一つをトラフ側面又は仕切り板１７に溶接し固定することによって振動トラフ１に取り付けできる。しかし、障害羽根１５は金属板に限定されるものでなく、例えばプラスチック材や異なる材料の複合材等であってもよい。また、障害羽根１５の形状もトラフ内においてＣＳの流動を適度に抑制できる機能が得られるものであればよく限定されない。図７は他の好ましい障害羽根を示す。この障害羽根は、管体を押しつぶして得られる扁平管のような二重構造を有し、端部２１が丸味を帯びているので、ＣＳを蛇行させながら円滑に流動させることができる。図示はしないが、単板の障害羽根であっても、例えば障害羽根の先端部をＣＳの流動面側が凸状になるように彎曲させることにより、同じようにＣＳの流動を円滑にできる。なお、障害羽根は溶接以外の方法で設置してもよい。
【００３５】
本発明の振動トラフ１において、前記障害羽根のＣＳに対する流動抵抗は、振動トラフの入口部から出口部に向かって大きくなっているのが好ましく、特に漸増しているのが好ましい。振動トラフ１の入口部に供給されたＣＳは扁平構造のものが多いため、入口部に近い領域では流動性が悪いが、振動トラフ１上を蛇行しながら流動するに従って振動トラフ１から受ける転がり振動の作用で造粒の程度が大きくなるのにつれて流動性がよくなる。そのため、障害羽根１５の流動抵抗が同じである場合には、ＣＳは振動トラフ１の出口部１９に近づくに従って早く流動し、十分な転がり振動が受けられなくなるため、出口部に達するまでに所望の造粒が得られなくなるおそれが生じる。
【００３６】
そこで、本発明の好ましい実施の形態では、振動トラフ１の出口部側の障害羽根１５の流動抵抗を入口部側の障害羽根１５の流動抵抗より大きくし、ＣＳが振動トラフ１の入口部から出口部までできるだけ同速度で流動するようにしている。障害羽根１５の流動抵抗を変える手段としては、障害羽根の幅、設置角度（θ）、設置ピッチ、振動発生装置の取り付け角度及び振動周波数等を単独又は組み合わせて変える方法を挙げることができる。具体的は、本例のように障害羽根１５の幅を振動トラフ１の出口部に向かって順次大きくし、または本例ではすべての障害羽根を同じ角度θとピッチで設置しているのを、出口部に近づくに従って、θを大きくしたりピッチを小さくし、流動経路の幅を漸次減少させたり流動経路の蛇行を徐々に強化することによって障害羽根１５による流動抵抗を増大させることができる。これらの中で障害羽根１５の幅を変える方法は、振動トラフの設計や製作がしやすいなどの点で優れている。以下、この方法について図面を参照して説明する。
【００３７】
図２において、振動トラフ１の各処理領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に交互に対向して設置された障害羽根１５は、出口部１９寄りの障害羽根１５の幅ｄ２は入口部１８寄りの障害羽根１５の幅ｄ１より大きくなっており、両者の間に設置される障害羽根１５の幅はｄ１からｄ２に実質的に漸増している。このため、入口部側の障害羽根１５の先端部は実質的に重なっていないが、出口部側の障害羽根１５の先端部は対向する障害羽根１５の先端部を超えて延びて重なり合っており、かつこの重なりの程度が出口部に近づくに従って大きくなっている。
【００３８】
このように障害羽根１５の幅が大きくなると、交互に対向して設置した障害羽根の間に蛇行して形成される流動経路１６の幅が減少するとともに、蛇行の程度も強くもしくは大きくなって、障害羽根１５による流動抵抗が増大する。これを図５に従って説明する。図５は図２のＸ部の拡大図であり、図のＬは対向する障害羽根１５、１５’の間の最小距離（最小幅）を示す。このＬは障害羽根１５の幅によって変わり、幅が大きくなるほど先端部が障害羽根１５’に接近するため、Ｌは小さくなる。これは他の各障害羽根についても同様である。ＣＳの流動経路１６はこれら障害羽根１５、１５’の間に蛇行して形成され、その流動幅は障害羽根１５、１５’の間の最小幅Ｌによって決まる。したがって、障害羽根１５の幅が増大すると、流動経路１６の幅が縮小しかつ蛇行が大きくなるので、障害羽根１５の流動抵抗は増大するのである。本発明において流動経路１６の幅は、この障害羽根の最小距離Ｌを意味する。
【００３９】
図２のようにトラフ内を仕切り板１７で複数の処理領域Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に区画している振動トラフ１の場合には、必要に応じ各処理領域に分配するＣＳ供給量を均等化するための手段を処理領域の入口部に具備するのが好ましい。前記手段はすべての処理領域の入口部に設けてもよいし、一部の処理領域だけに設けてもよい。本例では、図４（図２のＹ部の拡大図）に示すように処理領域Ｔ２及びＴ３の入口部の障害羽根１５の幅をねじ２２で調節できる可変構造にし、振動トラフ１の中央部分に位置する処理領域Ｔ２及びＴ３へのＣＳの分配量を、該障害羽根の幅を伸縮させて調節することによって、各処理領域へのＣＳの分配量が均等化できるようになっている。しかし、ＣＳの供給量を均等化するための手段はこれに限定されない。例えば各処理領域の入口部の障害羽根を図２に鎖線で示すように仕切り板１７に位置が変えられるように設け、該障害羽根を矢印方向に移動させることによって分配量を加減してもよい。図２には処理領域Ｔ４のみについて示しているが、他の処理領域においても同様に構成される。
【００４０】
また、図３に示すように振動トラフ１の高さをＨ、障害羽根１５の高さをｈとしたとき、これらＨ及びｈは振動トラフ１の処理能力に関与する設計上の主要要素として適宜決められる。具体的には、Ｈ、ｈを変えることで、単位時間当たりの処理量（生産量）の増減に対応することができる。例えば、ＣＳの生産量を増加させる場合には、Ｈ、ｈをより高くして流動経路１６を深くすることによって、振動トラフ１の造粒処理量を増加させて対応することができる。
【００４１】
本発明の振動トラフは以上説明したように構成しているので、回転ドラム８において適正な湿潤状態に調整されたＣＳが振動トラフ１の入口部１８に送入されると、送入されたＣＳは各処理領域に分配されたあと、それぞれの処理領域に所定のピッチで交互に対向して設置されている障害羽根１５の間を流動抵抗を受けながら蛇行して所定の速度で流動し、その間に振動トラフ１から転がり振動を受けて造粒される。振動トラフ１の入口部１８に送入されたＣＳの多くは、図８に例示するような扁平構造を有し、また一部のガラスフィラメントがバラケていても、ＣＳが湿潤状態にあるため振動トラフ１によって振動が付与されると、ＣＳ同士が接着されたりバラケていたガラスフィラメントが緊密に接着され、図９に示すようなほぼ円形断面のＣＳに造粒される。
【００４２】
このように造粒されたＣＳは、嵩密度の大きい、バラケや毛羽立ちが少ない、流動性が優れたＣＳとなるため、空気搬送や取り扱いが容易となり、更に空気搬送中や取り扱い中に衝撃が加わってもバラケや毛羽の発生を低減できる。しかも、ＣＳは振動トラフ上を蛇行しながら均一に造粒されるため、ＣＳを成形品のマトリックス樹脂中に混練するときＣＳが均一に解繊し、成形品の生産性及び品質を向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、バラケや毛羽が少なく嵩密度の大きい流動性が優れる、繊維強化樹脂成形材料用チョップドストランドの製造に有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の好ましい実施形態であるチョップドストランド製造装置の概略を示す説明図。
【図２】本発明の好ましい振動トラフの平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ部の断面説明図。
【図４】図２のＹ部の拡大図。
【図５】図２のＸ部の拡大図。
【図６】本発明の他の実施形態である振動トラフの平面図。
【図７】他の実施形態である障害羽根の斜視図。
【図８】ガラス繊維束を切断して得られるチョップドストランドの斜視図。
【図９】本発明によって造粒されたチョップドストランドの斜視図。
【符号の説明】
【００４５】
１：振動トラフ、                    ２：ガラス繊維束、
３：集束ガイド、                    ４：カッターロール、
５：フィードロール、                ６：チョップドストランド（ＣＳ）、
７：ホッパ、                        ８：回転ドラム、
９：ノズル、                      １０：振動発生装置、
１１：ばね、                      １２：乾燥装置、
１３：コンベヤ、                  １４：容器、
１５：障害羽根、                  １６：流動経路、
１７：仕切り板、                  １８：入口部、
１９：出口部、                    ２０：ガイドロール、
２１：端部、                      ２２：ねじ、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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