JP2013119675A - ガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法、結合剤の再生方法、及びガラスチョップドストランドマットの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスチョップドストランドマットの製造時に回収された水分を多く含む結合剤を安定して処理することが可能な結合剤の処理方法を提供する。
【解決手段】ガラスチョップドストランドＳをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットＭの製造に使用する結合剤Ａ１の処理方法であって、湿潤状態にしたガラスチョップドストランドＳに結合剤Ａ１を散布する際、当該ガラスチョップドストランドＳに付着することなく回収された１０〜６０％の水分を含有する含水結合剤Ａ２を処理対象とし、含水結合剤Ａ２を遠心分離により含水率３〜９％に調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法、結合剤の再生方法、及びガラスチョップドストランドマットの製造装置に関する。

ガラスチョップドストランドマットは、従来から、浴槽、浄化槽等のガラス繊維強化プラスティック（ＧＦＲＰ）成型品の補強材として用いられている。他にも、自動車成形天井材の補強基材として採用され、発泡ポリウレタンシートの両表面にガラスチョップドストランドマットを接着させた自動車成形天井材が開発されている。近年、自動車の軽量化が進み、自動車成形天井材の重量の軽減が要求されている。そのため、原料となるガラスチョップドストランドの使用量を減らした、目付の小さいガラスチョップドストランドマットの需要が高まっている。

ガラスチョップドストランドマットを製造するには、先ず、ガラス繊維を所定の長さに切断して、ガラスチョップドストランドを得る。次に、ガラスチョップドストランドを、コンベア等の搬送手段の上に分散し、シート状に堆積する。このガラスチョップドストランドは、コンベアによって搬送されながら、複数の工程を経る。例えば、ガラスチョップドストランドに水を噴霧する工程、結合剤をガラスチョップドストランドに散布する工程、結合剤が付着した状態のガラスチョップドストランドを加熱する工程、及び加熱後のガラスチョップドストランドを冷却、プレスする工程等である。結合剤をガラスチョップドストランドに散布する工程の前段に、水を噴霧する工程を実行することで、ガラスチョップドストランドが予め水で湿潤状態となる。すると、水の表面張力の作用によりガラスチョップドストランドの表面に結合剤が付着し易くなる。その結果、その後のガラスチョップドストランドを加熱する工程において、ガラスチョップドストランド同士の接着効果が高まり、強度に優れたガラスチョップドストランドマットを製造することが可能となる。これらの工程を経て完成したガラスチョップドストランドマットは、ロール状になるように、巻取機等によって巻芯に巻回され、その後出荷される。

ところが、結合剤をガラスチョップドストランドに散布する工程において、全ての結合剤がガラスチョップドストランドに付着するとは限らない。結合剤の一部は、ガラスチョップドストランドの隙間をすり抜けて、ネット状のコンベアの網目から下方に落下する。特に、目付の小さいガラスチョップドストランドマットを製造する場合、ガラスチョップドストランドの密集度及び厚みが小さくなるため、ガラスチョップドストランドの隙間の間隔が大きくなる。その結果、ガラスチョップドストランドに付着せずにコンベアの下方に落下する結合剤の割合が高くなる傾向がある。

コンベアの下方に落下した結合剤を全て廃棄すると、大量の産業廃棄物が発生してしまう。そこで、コンベア上のガラスチョップドストランドの載置面下方に回収容器を設置し、ガラスチョップドストランドの隙間及びコンベアの網目を通過して落下した結合剤を回収し、ガラスチョップドストランドマットの製造工程で再利用することが行われている。これにより、産業廃棄物の発生量が低減するため、環境保全に貢献することが可能となる。また、結合剤の使用量を節約できるので、ガラスチョップドストランドマットの製造コストを低減することが出来る。

ガラスチョップドストランドに付着せず、コンベアの下方に落下した結合剤は、湿潤状態にあるガラスチョップドストランドの隙間を通過したものであるため、水に濡れた状態となっている。コンベアの下方に落下した水に濡れた結合剤（以下、「含水結合剤」と称する場合がある）は凝集して塊（フロック）となる。このような塊となった含水結合剤は容易に分散しないので、これをそのまま結合剤散布機に戻しても、ガラスチョップドストランドに対して均一に散布することは困難である。仮に、高圧のエアー等を利用して含水結合剤を強制的に噴射したとしても、当該含水結合剤を完全に分散させることは困難なため、付着ムラが発生する。そこで、含水結合剤を再利用するためには、当該含水結合剤から水分を除去する必要がある。

従来、ガラスチョップドストランドに散布した結合剤のうち、当該ガラスチョップドストランドに付着しなかった湿潤状態の結合剤を回収し、回収した結合剤をそのまま減圧乾燥させて、ガラスチョップドストランドに散布する結合剤として再利用するガラスチョップドストランドマットの製造方法があった（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１によれば、減圧乾燥を行っているため、結合剤粒子が軟化して塊状に凝集することがない、とされている。

特開２００９−２５６８６６号公報

特許文献１のガラスチョップドストランドマットの製造方法は、湿潤状態にある結合剤をそのまま減圧乾燥している。このため、結合剤に含まれる全水分量が少ない場合はそれほど乾燥時間を要さないが、結合剤に含まれる全水分量が多い場合は比較的長い乾燥時間を要する。つまり、乾燥対象となる結合剤の含水率や結合剤の分量によって、乾燥時間が異なることになる。このため、特許文献１の製造方法では、安定した乾燥処理を行うことは困難である。また、乾燥前の結合剤の含水率にばらつきがあると、乾燥後の結合剤の含水率もばらつく虞がある。特に、目付の小さいガラスチョップドストランドマットの製造においては、上述のように、結合剤はガラスチョップドストランドマットに付着せずにコンベアの下方に落下し易い。そうすると、乾燥対象となる結合剤が多く回収され、減圧乾燥に長時間を要する。なお、減圧乾燥は、比較的大きなエネルギーコストが掛かるため、乾燥前の結合剤に含まれる全水分量をなるべく少なくしておくことが望ましい。

天日乾燥によって、水に濡れた結合剤の水分を除去する方法もあるが、結合剤を完全に乾燥させるためには長時間を要する。天日乾燥は、結合剤の配置や日光の当て方によって乾燥の進行にばらつきが生じるうえ、気候による影響を大きく受けるため、安定的且つ効率的に乾燥することが出来ない。

このように、現状においては、ガラスチョップドストランドマットの製造に使用した結合剤の含水率を一定に、効率的に、且つ確実に調整することが可能な結合剤の処理方法は未だ開発されていない。本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ガラスチョップドストランドマットの製造時に回収された水分を多く含む結合剤を安定して処理することが可能な結合剤の処理方法を提供することを目的とする。また、上記処理方法を利用して行う結合剤の再生方法、ならびに、ガラスチョップドストランドマットの製造装置も提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法の特徴構成は、
ガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法であって、
湿潤状態にした前記ガラスチョップドストランドに前記結合剤を散布する際、当該ガラスチョップドストランドに付着することなく回収された１０〜６０％の水分を含有する含水結合剤を処理対象とし、
前記含水結合剤を遠心分離により含水率３〜９％に調整する脱水工程を包含することにある。

上記課題で説明したように、従来では、ガラスチョップドストランドマットの製造工程において発生した含水結合剤を再利用可能な結合剤（以下、「再生結合剤」と称する場合がある）に再生するには長時間の乾燥処理を要し、しかも含水率が低く且つ一定範囲に収まる高品質な再生結合剤を得ることは困難であった。これは、含水率及びそのばらつきが大きい結合剤を、何の前処理をすることもなく、そのまま乾燥させていたからである。つまり、従来技術においては、結合剤の含水率を予め所定範囲に調整してから乾燥を行うという技術思想は見られなかった。
この点、本構成のガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法では、湿潤状態にしたガラスチョップドストランドに結合剤を散布する際、当該ガラスチョップドストランドに付着することなく回収された１０〜６０％の水分を含有する含水結合剤を処理対象とし、含水結合剤を遠心分離により含水率３〜９％に調整する脱水工程を実行する。このように、回収された含水結合剤の含水率が大きく、且つ含水率にばらつきがある場合でも、乾燥前に一定の低い含水率に調整することが出来る。ここで、脱水工程は、遠心分離によって高速脱水を行うものであるから、短時間で脱水作業を完了することが出来る。脱水工程により含水率を３〜９％に調整した結合剤（これを「脱水結合剤」と称する場合がある）を、その後、減圧乾燥機等の乾燥手段を用いて乾燥させることにより、結合剤として再利用可能な含水率１％未満の再生結合剤が得られる。
このように、本構成の結合剤の処理方法であれば、含水結合剤の含水率を一定に、効率的に、且つ確実に調整することが可能となる。本発明は、特に、目付の小さいガラスチョップドストランドマットを製造する場合において有効である。再生対象となる結合剤が多く回収され、結合剤全体の水分量が多くなるが、脱水工程を予め行っておくことで、後の乾燥が容易となる。

本発明のガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法において、
前記脱水工程において、遠心分離を５００〜３０００ｒｐｍで実行することが好ましい。

本構成のガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法では、脱水工程において、遠心分離を５００〜３０００ｒｐｍで実行する。遠心分離を５００ｒｐｍ未満で実行した場合、含水結合剤の脱水が不十分になる虞があり、たとえ脱水が可能であったとしても、処理に長時間を要する。遠心分離を３０００ｒｐｍより高回転で実行しても、脱水効果の顕著な向上は見られない。また、高回転の遠心分離を実現するには、高回転型のモーターを使用する必要があり、装置コストが増大し得る。従って、遠心分離を５００〜３０００ｒｐｍで実行することが好ましい。これにより、含水結合剤を短時間で確実に含水率３〜９％に調整することが出来る。

上記課題を解決するための本発明に係る結合剤の再生方法の特徴構成は、
前記結合剤の処理方法において、前記脱水工程を経て得られた結合剤を乾燥させ、含水率１％未満の再生結合剤を生成することにある。

本構成の結合剤の再生方法では、上記結合剤の処理方法において、脱水工程を経て得られた結合剤を乾燥させ、含水率１％未満の再生結合剤を生成する。このようにして得られた再生結合剤は、結合剤同士が塊状に凝集することなく、容易に分散し得るので、散布によりガラスチョップドストランドに均一に付着させることが出来る。

上記課題を解決するための本発明に係るガラスチョップドストランドマットの製造装置の特徴構成は、
ガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造装置であって、
湿潤状態にした前記ガラスチョップドストランドに結合剤を散布する散布手段と、
前記ガラスチョップドストランドに付着しなかった結合剤を１０〜６０％の水分を含有する含水結合剤として回収する回収手段と、
前記含水結合剤を遠心分離により含水率３〜９％に調整する脱水手段と、
脱水後の結合剤を含水率１％未満まで乾燥させて再生する乾燥手段と、
を備え、
乾燥により得られた再生結合剤を、前記散布手段で使用する前記結合剤として再利用することにある。

本構成のガラスチョップドストランドマットの製造装置は、上述した結合剤の処理方法、及び再生方法を実施するものであるため、回収された含水結合剤の含水率が大きく、且つ含水率にばらつきがある場合でも、乾燥前に一定の低い含水率に調整することが出来る。ここで、脱水手段は、遠心分離によって高速脱水を行うものであるから、短時間で脱水作業を完了することが出来る。１０〜６０％の水分を含有する含水結合剤を脱水手段により含水率を３〜９％に調整し、その後、乾燥手段を用いて乾燥させることにより、結合剤として再利用可能な含水率１％未満の再生結合剤が得られる。
このように、本構成のガラスチョップドストランドマットの製造装置では、含水結合剤の含水率を一定に、効率的に、且つ確実に調整することが可能となる。本発明は、特に、目付の小さいガラスチョップドストランドマットを製造する場合において有効である。再生対象となる結合剤が多く回収され、結合剤全体の水分量が多くなるが、脱水手段による脱水を予め行っておくことで、乾燥が容易となる。

本発明のガラスチョップドストランドマットの製造装置において、
前記脱水手段による遠心分離を実行する際、前記含水結合剤の脱水を促進するためのフィルターを併用することにある。

本構成のガラスチョップドストランドマットの製造装置では、脱水手段による遠心分離を実行する際、含水結合剤の脱水を促進するためのフィルターを併用するため、脱水手段の目詰まりを防止することができる。また、遠心分離を実行した脱水結合剤は、フィルターから取り出すだけで容易に回収できることから回収率もよく、さらに脱水手段が汚染されないのでメンテナンスも容易である。

本発明のガラスチョップドストランドマットの製造装置において、
前記フィルターの目開きが２〜５００μｍであることにある。

本構成のガラスチョップドストランドマットの製造装置では、フィルターの目開きが２〜５００μｍである。フィルターの目開きが２μｍ未満である場合、含水結合剤から分離した水分がフィルターを通過し難いため、脱水に長時間を要したり、脱水が不十分となり得る。フィルターの目開きが５００μｍより大きい場合、フィルターから結合剤が抜け落ちる虞がある。

図１は、ガラスチョップドストランドマットの製造装置の全体構成を示した概略図である。 図２は、ガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤を処理及び再生するための手順を示した工程図である。

以下、本発明のガラスチョップドストランドマットＭの製造に使用する結合剤の処理方法、結合剤の再生方法、及びガラスチョップドストランドマットＭの製造装置を、図１及び図２に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、本発明のガラスチョップドストランドマットＭの製造装置とともに、ガラスチョップドストランドマットＭの製造方法についても説明し、その後、本発明のガラスチョップドストランドマットＭの製造に使用する結合剤の処理方法、及び結合剤の再生方法について説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。

〔ガラスチョップドストランドマットの製造装置〕
図１は、ガラスチョップドストランドマットＭの製造装置（以下、単に「製造装置」と省略する。）１００の全体構成を示した概略図である。図１において点線で囲まれている領域Ｘは、製造装置１００の要部であり、後述の結合剤Ａ１を散布する結合剤散布機１、及び含水結合剤Ａ２が落下する回収容器２を含む。また、図２では、製造装置１００の要部Ｘとともに、当該要部Ｘの回収容器２から回収した含水結合剤Ａ２を処理及び再生するための手順を示してある。製造装置１００は、ガラスチョップドストランドからガラスチョップドストランドマットＭを製造するための装置であり、チャンバー１０、切断機２０、分散コンベア３０、水噴霧機４０、結合剤散布機１、第一コンベア５０、回収容器２、第二コンベア６０、加熱炉７０、冷圧ロール８０、及び巻取機９０等を備えている。また、製造装置１００は、回収容器２で回収された含水結合剤Ａ２を処理及び再生するための遠心分離機３及び減圧乾燥機４も備えている。これらの構成のうち、結合剤散布機１、回収容器２、遠心分離機３、及び減圧乾燥機４は本発明独特の特徴を有しており、本発明に必須の構成となる。

ガラスチョップドストランドの搬送方向を流れ方向と規定すると、分散コンベア３０、第一コンベア５０、及び第二コンベア６０は、この順で上流側から下流側に連続的に設置される。各コンベアにはベルトが巻回されているが、少なくとも第一コンベア５０にはネット状のベルトが巻回されている。各コンベアは、モーターＤによって夫々駆動される。制御手段としてのコンピューター１１は、夫々の搬送速度（ベルトの移動速度）等を制御する。ただし、作業員がマニュアル操作により、各コンベアの搬送速度等を適宜調整するようにしても構わない。

分散コンベア３０は、ガラスチョップドストランドを分散配置するためのベルトを備え、ガラスチョップドストランドを収容するチャンバー１０の下方に設置される。チャンバー１０の天井部に設けられたガラス繊維投入口１０ａには、後述のガラス繊維Ｆを切断する切断機２０が取り付けられている。切断機２０は、カッターローラー２１とゴムローラー２２とからなる。回転しているカッターローラー２１とゴムローラー２２との間にガラスケーキＣから引き出されたガラス繊維Ｆが送り込まれ、連続的に切断されることで、長さ約５０ｍｍのガラスチョップドストランドＳが生成される。ガラスチョップドストランドＳは、重力によりチャンバー１０内を落下し、分散コンベア３０のベルト上に略均一に分散配置される。なお、ガラスチョップドストランドＳが堆積するベルトの下方には、吸引ダクト３１及びブロア３２からなる吸引装置３３が配置され、ベルト上は負圧状態に維持されている。これにより、ガラスチョップドストランドＳは、分散コンベア３０のベルト上に略均一に分散配置された状態でベルト面に吸引されて安定し、周囲に飛散することはない。当該ガラスチョップドストランドＳは、分散コンベア３０から第一コンベア５０に搬送される。

第一コンベア５０の上方には、水噴霧機４０が設置され、第一コンベア５０のベルト上のガラスチョップドストランドＳに向けて水を噴霧する。第一コンベア５０の上方であって、水噴霧機４０の下流側には結合剤散布機１が設置され、結合剤Ａ１（樹脂粉末）を第一コンベア５０のベルト上のガラスチョップドストランドＳに向けて散布する。結合剤Ａ１の種類としては、熱可塑性樹脂粉末が好適であり、例えば、粉末ポリエステル樹脂（花王株式会社製ニュートラック５１４等）を使用することができる。その他、使用可能な熱可塑性樹脂粉末として、ナイロン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂粉末が挙げられる。結合剤Ａ１のサイズ（径）は、１０μｍ〜５００μｍが好ましい。水噴霧機４０によって水が噴霧されたガラスチョップドストランドＳは湿潤状態となっているため、その後結合剤Ａ１を散布することで、表面張力によりガラスチョップドストランドＳに結合剤Ａ１が付着し易い。

ここで、ガラスチョップドストランドマットＭが目付の小さい製品である場合、ガラスチョップドストランドＳの密集度及び厚みが小さくなるため、ガラスチョップドストランドＳの隙間の間隔が大きくなる。その結果、結合剤散布機１から散布された結合剤Ａ１は、ガラスチョップドストランドＳに付着せずにネット状ベルトを通り抜けて下方に落下し易い。そこで、第一コンベア５０上のガラスチョップドストランドＳの載置面下方には回収容器２が設置され、ガラスチョップドストランドＳに付着することなく、第一コンベア５０のネット状ベルトの網目から落下した含水結合剤Ａ２を回収する。含水結合剤Ａ２は、湿潤状態にあるガラスチョップドストランドの隙間を通過したものであるため、水に濡れた状態となっており、１０〜６０％の水分を含有する。なお、以後説明する水分含有量（含水率）は、すべて重量％として表される。回収容器２は耐水性の箱形形状であり、上部が開放されている。回収容器２のサイズは、落下した含水結合剤Ａ２を可能な限り回収できるように、第一コンベア５０と略同一の幅又は若干大きい幅で、且つ結合剤散布機１による結合剤Ａ１の散布領域を十分にカバーできる長さに構成される。

第二コンベア６０の途中には、ベルトを囲い込むように加熱炉７０が設置され、第二コンベア６０に載って加熱炉７０内に進入する物体を加熱処理する。加熱炉７０内の雰囲気温度はコンピューター１１によって制御されており、散布する結合剤Ａ１の種類に応じて、結合剤Ａ１を構成する合成樹脂の融点以上の温度となるように適宜調整される。ただし、作業員がマニュアル操作により、加熱炉７０の温度調整を行うようにすることも可能である。第二コンベア６０のベルトは高温に晒されるため、金属等の耐熱性材料で構成される。

第二コンベア６０の下流には冷圧ロール８０が配置され、加熱処理された物体が冷却されながらプレスされる。冷圧ロール８０は、一対のロールで構成される。溶融状態の結合剤Ａ１が付着したガラスチョップドストランドＳ´（以下、加熱前のガラスチョップドストランドＳと区別するため、加熱後のものをＳ´とする。）は、冷圧ロール８０に搬送され、ニップ間を通過する。ガラスチョップドストランドＳ´は、冷圧ロール８０を通過することで冷却、プレスされ、ガラスチョップドストランドＳ´同士が結合する。これにより、ガラスチョップドストランドマットＭが生成する。冷圧ロール８０は、空冷によりガラスチョップドストランドＳ´の冷却を行うものであるが、ロール内部に冷却水を通流させて強制冷却を行っても構わない。

冷圧ロール８０を通過して生成したガラスチョップドストランドマットＭは、巻取機９０の巻芯に巻回され、ロール状の製品とされる。なお、巻取機９０は、巻芯に巻き取るタイプの他、サーフェイスロールによりガラスチョップドストランドマットＭをロール表面で回転させながら巻き取る方式であっても構わない。

製造装置１００には、上述の構成に加えて、脱水手段としての遠心分離機３、及び乾燥手段としての減圧乾燥機４が設置される。遠心分離機３は、内槽３ａと外槽３ｂとを備え、内槽３ａに水分を含有する物体を投入し、内槽３ａを回転させて物体から離脱した水分を外槽３ｂに一旦貯留し得る。回収容器２に落下した含水結合剤Ａ２は、遠心分離機３により脱水が行われる。含水結合剤Ａ２の含水率は当初１０〜６０％であるが、脱水により含水率が３〜９％に調整された脱水結合剤Ａ３となる。

遠心分離を実行する際、含水結合剤Ａ２の脱水を促進するため、フィルターＲを併用することが好ましい。回収工程で回収した含水結合剤Ａ２を袋状のフィルターＲに収容し、当該フィルターＲを遠心分離機３に投入する。フィルターＲを併用することで、含水結合剤Ａ２による遠心分離機３の目詰まりを防止することができる。また、遠心分離を実行した脱水結合剤Ａ３は、フィルターＲから取り出すだけで容易に回収できることから回収率もよく、さらに遠心分離機３が汚染されないのでメンテナンスも容易である。フィルターＲの材料としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、コットン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、金属、ＰＴＦＥ等を採用し得る。なお、袋状のフィルターＲを使用せず、遠心分離機３の内槽３ａに沿って、濾紙又は濾布を貼り付けた状態で遠心分離を行っても構わない。

結合剤Ａ１は熱可塑性樹脂粉末であり、吸水性はそれほど高くないので、回収した含水結合剤Ａ２のサイズは、結合剤Ａ１のサイズと実質同一とみなすことができる。従って、含水結合剤Ａ２のサイズ（径）は、１０μｍ〜５００μｍ程度である。この場合、フィルターＲとして目開きが２〜５００μｍのものを使用することが好ましい。フィルターＲの目開きが２μｍ未満である場合、含水結合剤Ａ２から分離した水分がフィルターＲを通過し難いため、脱水に長時間を要したり、脱水が不十分になったりする。フィルターＲの目開きが５００μｍより大きい場合、フィルターＲから含水結合剤Ａ２が抜け落ちる虞がある。

脱水が完了したら、脱水結合剤Ａ３を遠心分離機３から取り出し、これを減圧乾燥機４で乾燥させる。減圧乾燥器４は、乾燥室４ａとポンプ４ｂとを備え、乾燥室４ａの内部圧力をポンプ４ｂで減圧することにより乾燥が行われる。乾燥後、最終的に含水率が１％未満となった再生結合剤Ａ４が得られる。再生結合剤Ａ４は、未使用の結合剤Ａ１ともに結合剤散布機１に投入可能であり、結合剤Ａ１として再利用することができる。

〔ガラスチョップドストランドマットの製造方法〕
ガラスチョップドストランドマットＭは、ガラスチョップドストランドの準備工程、分散配置工程、水噴霧工程、結合剤散布工程、加熱工程、冷圧工程、及び巻取工程によって製造される。当該製造方法は、近年、需要が増大している目付の小さいガラスチョップドストランドマットの製造にも対応する。以下、夫々の工程について説明する。

＜ガラスチョップドストランドの準備工程＞
ガラスチョップドストランドマットＭを製造する前段階として、ガラス繊維ＦからガラスチョップドストランドＳを準備する。ガラスケーキＣから引き出されたガラス繊維Ｆは、チャンバー１０の天井部に設置された切断機２０で長さ約５０ｍｍに切断され、ガラスチョップドストランドＳとなる。ガラスチョップドストランドＳの準備は、ガラスチョップドストランドマットＭの製造直前に行う必要はなく、予め製造しておいたものを使用しても構わない。その場合、例えば、フレキシブルコンテナ等の容器に収納してあるガラスチョップドストランドＳを、チャンバー１０内に直接投入する。

＜分散配置工程＞
ガラスチョップドストランドの準備工程で得られたガラスチョップドストランドＳを、分散コンベア３０のベルト上に分散配置する。分散コンベア３０のベルト上のガラスチョップドストランドＳは、シート状に堆積した状態で、下流の次工程に搬送される。

＜水噴霧工程＞
シート状に堆積したガラスチョップドストランドＳは、第一コンベア５０に移動する。第一コンベア５０では、ベルト上のガラスチョップドストランドＳに向けて水を噴霧する。図１では、第一コンベア５０の上方から水を噴霧しているが、下方から水を噴霧しても構わない。ガラスチョップドストランドＳが予め水で湿潤状態にされていると、水の表面張力の作用によりガラスチョップドストランドＳの表面に結合剤Ａ１が付着し易くなるため、ガラスチョップドストランドＳ同士の接着効果が高まる。

＜結合剤散布工程＞
第一コンベア５０上では、次に、水噴霧工程によって湿潤状態となったガラスチョップドストランドＳに向けて結合剤Ａ１を散布する。ガラスチョップドストランドＳに結合剤Ａ１を添加することにより、後述の加熱処理を行うことでガラスチョップドストランドＳ同士が接着し、マットの形状を維持することができる。ところが、上記結合剤散布工程において、全ての結合剤Ａ１がガラスチョップドストランドＳに付着するとは限らない。結合剤Ａ１の一部は、ガラスチョップドストランドＳの隙間をすり抜けて、ネット状の第一コンベア５０の網目から下方に落下する。第一コンベア５０から下方に落下した結合剤は水分を１０〜６０％含有しているので、含水結合剤Ａ２として後述の「結合剤の処理方法」で説明する「回収工程」に移行する。第一コンベア５０上の結合剤Ａ１が均一に付着したガラスチョップドストランドＳは、下流の第二コンベア６０に搬送される。

＜加熱工程＞
第二コンベア６０に載置された結合剤Ａ１が付着したガラスチョップドストランドＳは、加熱炉７０内を通過するときに加熱処理され、結合剤Ａ１が軟化、溶融する。その結果、ガラスチョップドストランドＳ同士が接着された状態のガラスチョップドストランドＳ´となる。

＜冷圧工程＞
冷圧工程は、加熱処理したガラスチョップドストランドＳ´を第二コンベア６０の下流に設置された冷圧ロール８０に通すことで実行される。ガラスチョップドストランドＳ´は、冷圧ロール８０によって冷却及びプレスされ、ガラスチョップドストランドマットＭに加工される。

＜巻取工程＞
最後に、冷圧ロール８０の後段に設置された巻取機９０において、ガラスチョップドストランドマットＭを巻き取る巻取工程が実行される。ガラスチョップドストランドマットＭは、巻取機９０の巻芯に巻回され、ロール状の製品とされる。

〔結合剤の処理方法〕
結合剤散布工程において、ガラスチョップドストランドＳに付着することなく、ガラスチョップドストランドＳの隙間をすり抜けて、ネット状の第一コンベア５０の網目から下方に落下した結合剤Ａ１は、以下の回収工程、及び脱水工程によって処理される。これらの工程のうち、脱水工程は本発明独特の特徴を有しており、本発明に必須の工程となる。

＜回収工程＞
第一コンベア５０上のガラスチョップドストランドＳの載置面下方には、回収容器２が設置される。上述の結合剤散布工程において散布された結合剤Ａ１のうち、第一コンベア５０上のガラスチョップドストランドＳに付着せずに、ガラスチョップドストランドＳの隙間をすり抜けた含水結合剤Ａ２は、ネット状の第一コンベア５０の網目から回収容器２に落下し、回収される。含水結合剤Ａ２は、水噴霧機４０から噴霧された水によって湿潤状態にあるガラスチョップドストランドＳの隙間を通過したため、水分を含有している。含水結合剤Ａ２の含水率は１０〜６０％である。含水結合剤Ａ２に含まれる水分は、ごく一部が含水結合剤Ａ２の粒子に吸収されているものの、大部分は含水結合剤Ａ２の表面に付着した状態にある。回収容器２に含水結合剤Ａ２がある程度蓄積されたら、当該含水結合剤Ａ２を回収容器２から取り出し、次段の脱水工程に移行する。なお、回収工程を複数回実行し、複数回分の含水結合剤Ａ２を一旦別の容器等に回収した後、まとめて脱水工程に移行しても構わない。

＜脱水工程＞
回収された含水結合剤Ａ２は、脱水工程においてその含水率の調整が行われる。本実施形態のように、目付の小さいガラスチョップドストランドマットＭを製造する場合においては、ガラスチョップドストランドＳの密集度及び厚みが小さくなるため、ガラスチョップドストランドＳの隙間の間隔が大きくなる。そうすると、ガラスチョップドストランドＳに付着せずに第一コンベア５０の下方に落下する含水結合剤Ａ２の割合が高くなり、再生対象となる含水結合剤Ａ２が多く回収される。結果として、結合剤全体の水分量が多くなる。そこで、脱水工程を予め行い、含水率を３〜９％に調整しておくことで、後述の「結合剤の再生方法」における乾燥工程が容易となる。脱水工程は、脱水手段である遠心分離機３によって実行される。遠心分離機３は、高速脱水が可能であるため、短時間で脱水作業を完了することが出来る。本実施形態のように、含水結合剤Ａ２の含水率が１０〜６０％と高く、且つ含水率にばらつきがある場合でも、遠心分離によって脱水工程を実行することで、含水結合剤Ａ２の含水率を一定に、効率的に、且つ確実に調整することが可能となる。なお、含水結合剤Ａ２から分離した水分は排水されるが、これを水噴霧工程で再利用しても構わない。

脱水工程において、遠心分離は５００〜３０００ｒｐｍの回転数で実行される。遠心分離の回転数が５００ｒｐｍ未満である場合、含水結合剤Ａ２の脱水が不十分になる虞があり、たとえ脱水が可能であったとしても、処理に長時間を要する。遠心分離を３０００ｒｐｍより高回転で実行しても、脱水効果の顕著な向上は見られない。また、高回転の遠心分離を実現するには、高回転型のモーターを使用する必要があり、装置コストが増大し得る。従って、遠心分離を５００〜３０００ｒｐｍで実行することが好ましい。これにより、含水結合剤Ａ２を短時間で確実に含水率３〜９％に調整することが出来る。より好ましい回転速度は、１０００〜２０００ｒｐｍである。

以上のように、回収工程で回収した含水率１０〜６０％の含水結合剤Ａ２は、脱水工程を経て、含水率３〜９％の脱水結合剤Ａ３となる。当該脱水結合剤Ａ３は、遠心分離機３から取り出された後、次の「結合剤の再生方法」で説明する「乾燥工程」に移行する。

〔結合剤の再生方法〕
本実施形態に係る結合剤の再生方法は、上記結合剤の処理方法を実行した後、乾燥工程をさらに実行するものである。

＜乾燥工程＞
乾燥工程では、脱水工程を経て含水率が３〜９％となった脱水結合剤Ａ３を乾燥し、含水率が更に低くなるよう調整する。これにより、ガラスチョップドストランドマットＭの製造方法に使用される結合剤Ａ１として再利用可能な、含水率１％未満の再生結合剤Ａ４を得る。本実施形態における乾燥工程は減圧乾燥機４によって実行されるが、天日干し等によって実行しても構わない。通常、減圧乾燥機４や天日干し等による乾燥は、比較的長時間を要し、且つ乾燥後の結合剤の含水率にばらつきが生じ易い。しかし、本発明では脱水工程を予め行っているため、脱水結合剤Ａ３を一定範囲の低い含水率（３〜９％）に処理し、含水率１％未満の再生結合剤Ａ４を確実に生成することが可能となる。このようにして得られた再生結合剤Ａ４は、結合剤同士が塊状に凝集することなく、容易に分散し得るので、ガラスチョップドストランドに均一に付着させることが出来る。再生結合剤Ａ４は、未使用の結合剤Ａ１と遜色のない品質を有する。

本発明のガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法、及び結合剤の再生方法は、近年、需要が増大している目付の小さいガラスチョップドストランドマットの製造時に発生した含水結合剤の処理及び再生に特に有効であるが、ＪＩＳ規格に基づく通常のガラスチョップドストランドマットの製造時に発生した含水結合剤の処理及び再生にも当然に適用可能である。また、本発明のガラスチョップドストランドマットの製造装置によって得られるガラスチョップドストランドマットは、例えば、自動車成形天井材、自動車以外の乗物の内装材、建築物の内装材等に利用することができる。

１ 結合剤散布機
２ 回収容器
３ 遠心分離機
４ 減圧乾燥機
１０ チャンバー
２０ 切断機
３０ 分散コンベア
４０ 水噴霧機
５０ 第一コンベア
６０ 第二コンベア
７０ 加熱炉
８０ 冷圧ロール
９０ 巻取機
１００，２００ ガラスチョップドストランドマットの製造装置
Ｆ ガラス繊維
Ｓ，Ｓ´ ガラスチョップドストランド
Ａ１ 結合剤（樹脂粉末）
Ａ２ 含水結合剤
Ａ３ 脱水結合剤
Ａ４ 再生結合剤
Ｍ ガラスチョップドストランドマット

Claims (6)

1. ガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造に使用する結合剤の処理方法であって、
   湿潤状態にした前記ガラスチョップドストランドに前記結合剤を散布する際、当該ガラスチョップドストランドに付着することなく回収された１０〜６０％の水分を含有する含水結合剤を処理対象とし、
   前記含水結合剤を遠心分離により含水率３〜９％に調整する脱水工程を包含する結合剤の処理方法。
2. 前記脱水工程において、遠心分離を５００〜３０００ｒｐｍで実行する請求項１に記載の結合剤の処理方法。
3. 請求項１又は２の結合剤の処理方法において、
   前記脱水工程を経て得られた結合剤を乾燥させ、含水率１％未満の再生結合剤を生成する結合剤の再生方法。
4. ガラスチョップドストランドをシート状に成形してなるガラスチョップドストランドマットの製造装置であって、
   湿潤状態にした前記ガラスチョップドストランドに結合剤を散布する散布手段と、
   前記ガラスチョップドストランドに付着しなかった結合剤を１０〜６０％の水分を含有する含水結合剤として回収する回収手段と、
   前記含水結合剤を遠心分離により含水率３〜９％に調整する脱水手段と、
   脱水後の結合剤を含水率１％未満まで乾燥させて再生する乾燥手段と、
   を備え、
   乾燥により得られた再生結合剤を、前記散布手段で使用する前記結合剤として再利用するガラスチョップドストランドマットの製造装置。
5. 前記脱水手段による遠心分離を実行する際、前記含水結合剤の脱水を促進するためのフィルターを併用する請求項４に記載のガラスチョップドストランドマットの製造装置。
6. 前記フィルターの目開きが２〜５００μｍである請求項５に記載のガラスチョップドストランドマットの製造装置。