ガラス繊維織物の開繊装置及び開繊方法
【課題】処理後のガラス繊維糸束の糸幅のばらつきが小さいガラス繊維織物の開繊方法及び開繊装置を提供する。
【解決手段】開繊装置１では、ローラ３１〜３４の駆動により、ガラス繊維織物２００がＸ方向に搬送され、上槽１０の水系液Ｗ１内に浸漬される。下槽２０内に載置された超音波発生装置の振動子４０の振動で超音波振動が発生し、水系液Ｗ２を介して上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域に振動が伝播し、底部１１及び側部１２が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより上槽１０の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。水系液Ｗ１内の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物２００の開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【解決手段】開繊装置１では、ローラ３１〜３４の駆動により、ガラス繊維織物２００がＸ方向に搬送され、上槽１０の水系液Ｗ１内に浸漬される。下槽２０内に載置された超音波発生装置の振動子４０の振動で超音波振動が発生し、水系液Ｗ２を介して上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域に振動が伝播し、底部１１及び側部１２が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより上槽１０の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。水系液Ｗ１内の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物２００の開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維織物の開繊装置及び開繊方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板用積層板として主に用いられるガラス繊維織物の樹脂の含浸性及び表面平滑性の向上を目的として、ガラス繊維織物に対して開繊処理を施すことが知られている。この開繊処理方法として、超音波を利用する方法が開示されている。特許文献１では、脱気水の存在下で、無機繊維織物を超音波で処理することで開繊を行う方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９６６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、開繊処理後のガラス繊維織物を構成するガラス繊維糸束の経糸及び緯糸の糸幅にばらつきがあると、表面平滑性及び樹脂含浸性が低下することが知られている。近年、表面平滑性及び樹脂含浸性がより高いガラス繊維織物が求められていて、開繊処理後のガラス繊維織物を構成するガラス繊維糸束の糸幅のばらつきをより低下させる必要がある。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、処理後のガラス繊維糸束の糸幅のばらつきが小さいガラス繊維織物の開繊装置及び開繊方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明は処理槽と搬送手段とからなる。すなわち、本発明に係るガラス繊維織物の開繊装置は、水系液Ｗ２を貯留する下槽に対して水系液Ｗ１を貯留する上槽の下部を前記水系液Ｗ２に浸漬させ、下槽の水系液Ｗ２中であり且つ上槽に対して下側となる位置に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、上槽の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るガラス繊維織物の開繊装置の他の態様として、水系液Ｗ１を貯留する下槽に対して水系液Ｗ２を貯留する上槽の下部を前記水系液Ｗ１に浸漬させた処理槽であって、上槽の水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、下槽の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るガラス繊維織物の開繊装置の他の態様として、内部を隔壁により上槽及び下槽の二槽に区画された処理槽であって、下槽に水系液Ｗ２が充填されると共に、上槽に水系液Ｗ１が貯留され、下槽の水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子が設けられた処理槽と、上槽の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記のガラス繊維織物の開繊装置によれば、ガラス繊維織物が搬送手段により搬送されながら浸漬される水系液Ｗ１が貯留される水槽と、超音波発生装置の振動子が設けられて水系液Ｗ２が貯留される水槽とが区別される。そして、超音波発生装置の振動子が振動することにより、超音波が発生すると、水系液Ｗ２が振動し、この振動が水系液Ｗ２を介して水系液Ｗ１が貯留される水槽に伝播し、ガラス繊維織物が浸漬される水系液Ｗ１が振動する。このとき、振動子の振動の影響を受けて水系液Ｗ１が貯留される水槽のうち水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２と接する領域全体が振動し、この振動を受けて水系液Ｗ１が振動する。このようにガラス繊維織物が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される水槽の外部から水系液Ｗ１が貯留される水槽に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００１０】
また、ガラス繊維織物は、厚さが５０μｍ以下であることが好ましい。ガラス繊維織物の厚さが上記の範囲であることで、上記の開繊装置を用いた処理により、ガラス繊維織物の開繊が好適に行われる。
【００１１】
なお、本発明は上記のようにガラス繊維織物の開繊装置として記述する他に、以下のようにガラス繊維織物の開繊方法としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。
【００１２】
すなわち、本発明に係るガラス繊維織物の開繊方法は、水槽中に貯留された水系液中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させ、水槽の外部に設けられた超音波発生装置の振動子の振動により水系液を振動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理後のガラス繊維糸束の糸幅のばらつきが小さいガラス繊維織物の開繊装置及び開繊方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る開繊装置における超音波発生装置の振動子の配置を説明する図であり、下槽と振動子とを上方から見た図である。
【図３】第２実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【図４】第３実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１，２を用いて第１実施形態に係る開繊装置の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。また、図２は、第１実施形態に係る開繊装置における超音波発生装置の振動子の配置を説明する図であり、下槽と振動子とを上方から見た図である。図１に示すように、開繊装置１は、上槽１０と下槽２０とからなる処理槽１００と、ローラ３１〜３４（搬送手段）と、振動子４０と水改質装置５０と、を含んで構成される。
【００１７】
上槽１０及び下槽２０はそれぞれが水系液を貯留可能な槽であって、上槽１０と比較して下槽２０の内径が大きくされていて、下槽２０の内側に上槽１０が設けられたいわゆる二重槽となっている。上槽１０には、水系液Ｗ１が貯留される。また、下槽２０には、水系液Ｗ２が貯留される。そして、上槽１０の底部１１と側部１２のうちの下方の領域は、内側において水系液Ｗ１と接すると共に、外側において水系液Ｗ２と接触する状態となるまで、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２が貯留されている。このように、本実施形態の開繊装置１では、上槽１０の底部１１及び側部１２のうち、その内側で水系液Ｗ１と接触すると共にその外側で水系液Ｗ２と接触する領域、すなわち、上槽１０の底部１１全体と、側部１２のうちの下方の領域とが、処理槽の上槽１０と下槽２０とを区画している。このように、上槽１０と下槽２０とを区画する領域は、その全てが上槽１０の水系液Ｗ１及び下槽２０の水系液Ｗ２の両者と接する構成とされる。
【００１８】
そして、ローラ３１〜３４によってガラス繊維織物２００がＸ方向に対して搬送されることにより、上槽１０に貯留された水系液Ｗ１に対してガラス繊維織物２００が浸漬される。
【００１９】
一方、下槽２０の底部２１の内側には２つの超音波発生装置の振動子３０が配置される。振動子４０は、図２に示すように下槽２０の底部２１において、ガラス繊維織物２００の搬送方向Ｘに対して垂直な方向に沿って、搬送されるガラス繊維織物２００に対応する位置に所定の間隔をあけて配置される。なお図２の破線は、上槽及びローラの配置を示している。
【００２０】
さらに、下槽２０には、水改質装置５０が接続される。この水改質装置５０は下槽２０に貯留される水系液Ｗ２の溶存気体量を制御する装置であり、吸引ライン５１により水系液Ｗ２を吸引すると共に溶存気体量を調整された水系液Ｗ２が返送ライン５２から下槽２０に対して返送される構成となっている。
【００２１】
次に、上記の開繊装置１を構成する各部について詳細に説明する。
【００２２】
まず、開繊処理を行う対象であるガラス繊維織物２００は、複数本のガラス繊維（フィラメント）により構成されたガラス繊維束を製織して得られ、例えば、経糸及び緯糸が製織されて形成されたものである。また、本実施形態に係る開繊装置１により開繊を好適に行うためには、ガラス繊維織物２００の厚さが５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ〜４５μｍがさらに好ましい。ガラス繊維織物２００の厚さが５０μｍよりも大きい場合には、本実施形態のように超音波を利用した開繊を十分に行うことができない場合がある。また、ガラス繊維織物２００の厚さが１０μｍ未満である場合には、織物の目曲がりが発生しやすいため、取り扱い性が低下する可能性がある。また、本実施形態では、ガラス繊維織物２００の幅は１２８０ｍｍとされている。この幅は特に限定されない。
【００２３】
ガラス繊維織物２００を構成するガラス繊維の材料であるガラスの組成は特に限定されないが、例えば、代表的な無アルカリガラスであるＥガラス、低誘電率ガラス、高弾性率ガラス等が用いられる。また、ガラス繊維の太さは３μｍ〜２５μｍの範囲にあることが好ましい。そして、ガラス繊維束は、複数のガラスフィラメントをサイズ剤により集束して作製される。このサイズ剤は、例えば被膜形成剤成分がでんぷん系またはＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）系のサイズ剤である。
【００２４】
ガラス繊維束の番手は５０ｔｅｘ〜１２００ｔｅｘの範囲にあることが好ましい。なお、ガラス繊維束の番手（ｔｅｘ）は、ガラス繊維の１０００ｍあたりの質量（グラム数）に相当する。また、ガラス繊維織物２００の織組織としては、平織り・綾織等が挙げられるが、平織りが好適である。
【００２５】
なお、ガラス繊維織物の開繊処理は、ガラス繊維を集束するために用いられるサイズ剤を除去するために加熱炉等で熱処理する脱油工程よりも前段で行うことが好ましい。開繊処理は、水系液中で超音波振動を与えることでサイズ剤を軟化させて繊維束の開繊を行うものである。これに対して、脱油工程後はガラス繊維織物のサイズ剤が熱によって固化するいわゆるヒートセット現象が発生し、その結果開繊が十分に行われない可能性があるため、脱油工程前に開繊処理を行うことが好ましい。
【００２６】
上記のガラス繊維織物２００を浸漬するために上槽１０に貯留される水系液Ｗ１は、その種類は特に限定されず、例えば水道水、工業用水を使用してもよい。また、ガラス繊維束に付着したサイズ剤が溶けていてもよく、例えば、コロイダルシリカなどの粒子を含含有してもよい。
【００２７】
コロイダルシリカ含有水系液は、超高分子量無水珪酸からなる微粒子をコロイド溶液としたものである。より詳細には、この微粒子の体積平均粒子径は５μｍ〜２０００μｍであることが好ましく、７０μｍ〜１００μｍであることがさらに好ましい。コロイダルシリカ含有水系液に対するコロイダルシリカの質量の割合は、０．０１質量％〜５質量％であることが好ましく、０．１質量％〜２質量％であることがより好ましい。コロイダルシリカ含有水系液にガラス繊維織物２００を浸漬して開繊処理が行った場合、コロイダルシリカの微粒子がガラスフィラメント間に十分に入り込み、この微粒子がガラスフィラメント間の隙間を確保するので、特に樹脂含浸性に優れたガラス繊維織物を得ることができる。
【００２８】
水系液Ｗ１の水温を６０℃〜９０℃とすることが好ましい。水系液Ｗ１の水温を上記の範囲とすることで、ガラス繊維束に付着したサイズ剤の軟化が促進され、開繊装置１によるガラス繊維織物２００の開繊効果を高めることができる。なお、水温が６０℃未満である場合にはサイズ剤の軟化が不十分となりやすく、また、水温が９０℃より高くしても、サイズ剤の軟化は促進されない。
【００２９】
また、ガラス繊維織物２００を水系液Ｗ１中でローラ３１〜３４により搬送させる際の移動速度と、水系液Ｗ１中での浸漬時間については特に限定されず、ガラス繊維織物２００の厚さやガラス繊維束の番手等によって適宜変更することができる。
【００３０】
超音波発生装置の振動子４０が載置される下槽２０に貯留される水系液Ｗ２は、その種類は特に限定されず、例えば水道水等を使用してもよい。また、水系液Ｗ２の水温を６０℃〜９０℃とすることが好ましい。水系液Ｗ２の水温を上記の範囲とすることで、水系液Ｗ２中の例えば空気、酸素などの溶存気体量を低減させることができる。溶存気体量を低減させた場合、振動子４０の振動によって発生する圧力が溶存気体によって低減されることを抑制でき、ガラス繊維織物２００の開繊を促進することができる。なお、この溶存気体量を低減させる方法は、水系液Ｗ２の水温を上昇させる方法のほかに、下槽２０に接続された水改質装置５０を使用する方法がある。水改質装置５０を用いて溶存気体量を低下させた場合でも水温を６０℃〜９０℃とする場合と同様の効果が得られる。
【００３１】
なお、水系液Ｗ１と水系液Ｗ２とは上槽１０と下槽２０とに区画されて貯留するため、上槽１０及び下槽２０は個別に温度制御を行うことができる。ここで、上記のように水系液Ｗ１の水温及び水系液Ｗ２の水温のいずれも６０℃〜９０℃であることが好ましいので、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の両者を加温する構成としてもよいが、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の間の隔壁となる上槽１０の底部１１が熱伝導性を有する場合には、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の少なくとも一方を加温する構成とすることで水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の双方の加温を行うこともできる。また、一方のみ加温する構成としてもよい。
【００３２】
上槽１０及び下槽２０は、水系液Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ貯留することができる材質であれば特に限定されず、例えば鋼製、プラスチック製、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製等とすることができる。なお、比重及び弾性率が高い材質からなる場合のほうが、超音波振動による圧力の低下を低減することができるため、比重及び弾性率が高い鋼製であることが好ましい。上槽１０及び下槽２０が例えば振動を吸収しやすい柔軟性の高い材料等であると、下槽２０から上槽１０へ（又はその逆方向へ）超音波振動を効率よく伝播させることが困難となる。また、水系液Ｗ１，Ｗ２による腐食を考慮すると、ステンレス製であることがより望ましい。また、上槽１０と下槽２０とを区画すると共に、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の双方に接触する上槽１０の底部１１と側部１２は、超音波振動を伝播させる目的と水槽の強度面を考慮して、その厚さが２〜５ｍｍであることが好ましい。また、ガラス繊維織物２００の幅が１２８０ｍｍである場合には、上槽１０は、ガラス繊維織物２００の幅と同じ方向の幅が１４４０ｍｍ、幅に対して垂直な方向の長さが１７００ｍｍ、深さが２００ｍｍとされる。なお、この大きさは、ガラス繊維織物２００の大きさやローラ３１〜３４の仕様等によって適宜変更される。
【００３３】
上槽１０中でガラス繊維織物２００を浸漬させる位置についても特に限定されないが、ガラス繊維織物２００は上槽１０の底部１１に近いほうが、下槽２０で発生し伝播する超音波の振動を受けやすいので好ましい。ただし上槽１０の底部１１とガラス繊維織物２００との距離が２ｃｍ未満である場合には、ガラス繊維織物２００が底部１１に接触して破損する可能性がある。また、上槽１０の底部１１とガラス繊維織物２００との距離が２０ｃｍよりも大きくなった場合には、超音波の振動が十分に伝わらない可能性がる。
【００３４】
下槽２０内の底部には超音波発生装置の振動子４０が載置される。超音波発生装置としては、特に限定されず、公知の装置を使用することができる。振動子４０はガラス繊維織物２００の幅が１２８０ｍｍである場合、搬送方向Ｘに垂直な方向に沿って図２に示すように３台載置することができる。また、振動子４０の数は限定されず、適宜変更することができる。また、振動子４０の数を変更して超音波振動の強度を変更することに代えて、超音波発生装置による超音波の平均出力密度を調整することで超音波振動の強度を変更することもできる。ただし、振動子４０のコストに対するガラス繊維織物２００の開繊効果を考慮すると、振動子４０は２台又は３台とすることが好ましい。振動子４０は１台であってもよいが、上槽１０の底部を均一に振動させることが困難となる可能性がある。
【００３５】
超音波発生装置の出力は、水系液中での周波数が約５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚとなるように適宜選択することができる。
【００３６】
さらに、下槽２０には水改質装置５０が接続される。水改質装置５０は、水系液Ｗ２の溶存気体量を制御するために設けられる。水改質装置５０としては公知の装置を用いることができる。なお水改質装置５０は必須の構成ではなく、例えば水系液Ｗ２の水温を制御することで、溶存気体量を低減させることができる場合には、水改質装置５０を備えていなくてもよい。
【００３７】
上記の開繊装置１では、ローラ３１〜３４の駆動により、ガラス繊維織物２００がＸ方向に搬送され、上槽１０の水系液Ｗ１内に浸漬される。ここで、下槽２０内に載置された超音波発生装置の振動子４０が振動することにより、超音波振動が発生し、この振動は、水系液Ｗ２を介して上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域に伝播し、底部１１及び側部１２が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより上槽１０の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。
【００３８】
すなわち、本実施形態に係るガラス繊維織物２００の開繊方法は、水系液Ｗ２を貯留する下槽２０に対して水系液Ｗ１を貯留する上槽１０の下部を浸漬させた処理槽１００のうち、上槽１０中に貯留された水系液Ｗ１中にガラス繊維織物２００を搬送させながら浸漬させ、下槽２０の水系液Ｗ２中であり且つ該上槽１０に対して下側となる位置に設けた超音波発生装置の振動子４０の振動により水系液Ｗ２を振動させることを特徴とする。
【００３９】
このように、上記実施形態に係る開繊装置１では、超音波発生装置の振動子４０の振動の影響を受けて上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域が振動し、この振動を受けて水系液Ｗ１が振動する。すなわち、ガラス繊維織物２００が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される上槽１０の外部に設けられた振動子４０によって、水系液Ｗ１が貯留される上槽１０に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の２００開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００４０】
さらに、水系液Ｗ１としてコロイダルシリカ含有水系液を使用した場合には、超音波発生装置の振動子４０が載置されている下槽２０と、コロイダルシリカ含有水系液が貯留される上槽１０とが区画されているため、コロイダルシリカ含有水系液が超音波振動した場合に、超音波発生装置の振動子４０に作用することで金属粉が発生することが抑制される。したがって、この金属粉がガラス繊維織物２００に混入することによるガラス繊維織物２００の製品不良の発生や、振動子４０を含む超音波発生装置の破損を抑制することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、図３を用いて第２実施形態に係る開繊装置を説明する。図３は、第２実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【００４２】
第２実施形態に係る開繊装置２が第１実施形態に係る開繊装置１と異なる点は以下の点である。すなわち、ガラス繊維織物２００が下槽２０内を搬送されている点、これ応じて水系液Ｗ１と水系液Ｗ２とが入れ替わっている点、及び、超音波発生装置の振動子４０が上槽１０内の底部１１に載置されている点が第１実施形態と相違する。なお水改質装置は必要に応じて振動子４０が載置され、且つ水系液Ｗ２が貯留される上槽１０に対して接続される。
【００４３】
図３に示すように、開繊装置２では、ガラス繊維織物２００が下槽２０内にＸ方向に搬送されるようにローラ３１〜３４が配置される。そして、下槽２０内には、上槽の底部１１及び側部１２の下側の領域と水系液Ｗ１とが接触するように水系液Ｗ１が所定量貯留され、この水系液Ｗ１に対してガラス繊維織物２００が浸漬される構成とされる。一方、上槽１０内には超音波発生装置の振動子４０が載置され、この振動子４０と接するように水系液Ｗ２が貯留される。これにより、上槽１０と下槽２０とを区画する上槽の底部１１及び側部１２の下側の領域は、上槽１０の水系液Ｗ２及び下槽２０の水系液Ｗ１の両者と接する構成とされる。
【００４４】
この開繊装置２では、上槽１０内に載置された超音波発生装置の振動子４０が振動することにより、超音波振動が発生し、この振動は、水系液Ｗ２を介して上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域に伝播し、底部１１及び側部１２が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより下槽２０の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。
【００４５】
すなわち、本実施形態に係るガラス繊維織物２００の開繊方法は、水系液Ｗ１を貯留する下槽２０に対して水系液Ｗ２を貯留する上槽１０の下部を浸漬させた処理槽のうち、下槽２０中に貯留された水系液Ｗ１中にガラス繊維織物２００を搬送させながら浸漬させ、上槽１０の水系液Ｗ１中に設けた超音波発生装置の振動子４０の振動により水系液Ｗ２を振動させることを特徴とする。
【００４６】
このように、本実施形態に係る開繊装置２においても第１実施形態の開繊装置１と同様に超音波発生装置の振動子４０の振動の影響を受けて上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域が振動する。すなわち、ガラス繊維織物２００が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される下槽２０の外部に設けられた振動子４０によって、下槽２０内の水系液Ｗ１に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の２００開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、図４を用いて第３実施形態に係る開繊装置を説明する。図４は、第３実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【００４８】
第３実施形態に係る開繊装置３が第１実施形態に係る開繊装置１と異なる点は以下の点である。すなわち、上槽の外側に下槽が設けられている構成ではなく、１つの処理槽６０において中段に隔壁６１が設けられていることにより上槽６２と下槽６３とに区画されている点が第１実施形態と相違する。
【００４９】
この処理槽６０は、上槽６２と下槽６３とは、上槽６２の底部を形成する隔壁６１によって区画されている。そして、上槽６２の内部には水系液Ｗ１が貯留されると共に、ローラ３１〜３４によってガラス繊維織物２００がＸ方向に搬送されることでこの水系液Ｗ１に対してガラス繊維織物２００が浸漬する構成となっている。また、下槽６３にはその底部に超音波発生装置の振動子４０が載置されると共に、下槽６３の内部には水系液Ｗ２が充填されている。ここで充填とは、下槽６３内の空間全てが水系液Ｗ２により満たされていることをいう。
【００５０】
そして、上槽６２の底部を形成る隔壁６１は、水系液Ｗ１が貯留される上槽６２と水系液Ｗ２が充填される下槽６３とが連通しないように設けられていて、上槽６２内の水系液Ｗ１と下槽６３内の水系液Ｗ２が混合することがないように区切られている。
【００５１】
また、下槽６３にはその底部に超音波発生装置の振動子４０が載置されると共に、下槽６３の内部には水系液Ｗ２が満たされる。これにより隔壁６３は上面側では水系液Ｗ１と接触し、下面側では水系液Ｗ２と接触する。なお水改質装置は必要に応じて振動子４０が載置され、且つ水系液Ｗ２が貯留される下槽６３に対して接続される。
【００５２】
なお、上槽６２、下槽６３及び隔壁６１は、水系液Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ貯留することができる材質であれば特に限定されず、例えば鋼製、プラスチック製、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製等とすることができる。なお、比重及び弾性率が高い材質からなる場合のほうが、超音波振動による圧力の低下を低減することができるため、比重及び弾性率が高い鋼製であることが好ましい。また、本実施形態の隔壁６１としては平面形状の部材が用いられるが、隔壁６１は平面形状でなくてもよく、例えば、その一部が凹凸を有している形状であってもよい。
【００５３】
ここで、処理槽６０の下槽６３内に載置された超音波発生装置の振動子４０が振動することにより、超音波振動が発生し、この振動は、水系液Ｗ２を介して隔壁６３に伝播し、この隔壁６３が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより上槽６２の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。
【００５４】
すなわち、本実施形態に係るガラス繊維織物２００の開繊方法は、内部を隔壁１０により上槽６２及び下槽６３の二槽に区画され、下槽６３に水系液Ｗ２が充填されると共に、上槽６２に水系液Ｗ１が貯留された処理槽６０のうち上槽６２の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させ、下槽６３の該水系液Ｗ２中に設けられた超音波発生装置の振動子４０の振動により水系液Ｗ２を振動させることを特徴とする。
【００５５】
このように、本実施形態に係る開繊装置３においても第１実施形態の開繊装置１と同様に超音波発生装置の振動子４０の振動の影響を受けて隔壁６１が振動し、この振動を受けて水系液Ｗ１が振動するする。すなわち、ガラス繊維織物２００が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される上槽６２の外部に設けられた振動子４０によって、上槽６２内の水系液Ｗ１に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の２００開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず種々の変更を行うことができる。
【００５７】
例えば、振動子４０の配置は上記実施形態に限定されない。具体的には、ガラス繊維織物２００の搬送方向Ｘに対して垂直な方向に沿って複数の振動子４０を載置せず、搬送方向Ｘに対して所定の角度を有する方向に沿って複数の振動子４０を配置する構成としてもよい。ただし、ガラス繊維織物２００における開繊の均一性を考慮すると、ガラス繊維織物２００の幅方向（搬送方向Ｘに対して垂直な方向）のうち一方側のみに振動子４０が配置される構成よりも、ガラス繊維織物２００の幅方向のどの位置に対しても振動子４０が近接されるように配置されることが好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
第１実施形態に記載の開繊装置１（図１参照）を用いてガラス繊維織物の開繊を行った。具体的には、処理槽１００は図１に示すように上槽１０と下槽２０とからなるステンレス製の二重槽を用いた。この処理槽の上槽１０は、ガラス繊維織物２００の幅と同じ方向の幅が１４４０ｍｍ、幅に対して垂直な方向の長さが１７００ｍｍ、深さが２００ｍｍであった。また、開繊前のガラス繊維織物２００としては、厚さが２０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ１０２７、日東紡社製）を用いた。このガラス繊維織物２００の幅は１２８０ｍｍであった。
【００６０】
また、上槽１０に貯留する水系液Ｗ１及び下槽２０に貯留する水系液Ｗ２はいずれも水道水とし、水系液Ｗ２のみ温調器（型式：ＭＣIII−６０Ｌ、株式会社松井製作所製）により水温を６０℃に調整した。なお水改質装置５０は使用しなかった。水系液Ｗ２の溶存酸素を溶存酸素測定器により測定したところ、３ｐｐｍであった。また、超音波発生装置（品番：７５２０３、株式会社カイジョー製）の振動子４０は３台とし、ガラス繊維織物２００の幅が１２８０ｍｍであるのに対して下槽２０の図２に示すように搬送方向Ｘに対して垂直な方向に３台載置した。振動子４０の一辺の大きさは２００ｍｍであり、出力周波数は１００ｋＨｚとし、超音波の出力密度１．２ｋＷとした。
【００６１】
また、ローラ３１〜３４によるガラス繊維織物２００の搬送速度は５ｍ／分とし、上槽１０内部におけるガラス繊維織物２００の搬送位置は、ガラス繊維織物２００が上槽１０の底部１１及び側部１２に接触しない範囲の位置とした。
【００６２】
上記の開繊装置によりガラス繊維織物に対して開繊処理を行い、実施例１に係るガラス繊維織物を得た。
【００６３】
（実施例２）
水系液Ｗ１として水道水に代えてコロイダルシリカ含有水系液を用いた以外は実施例１と同様の開繊処理を行った。なお、実施例２で用いたコロイダルシリカは、粒径が７０μｍであり、コロイダルシリカ含有水系液の濃度が０．２重量％であった。以上により、実施例２に係るガラス繊維織物を得た。
【００６４】
（実施例３）
水系液Ｗ２の温度を９０℃としたこと以外は実施例２と同様にして開繊処理を行い、実施例３に係るガラス繊維織物を得た。
【００６５】
（実施例４）
水系液Ｗ２の温度を９０℃としたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例４に係るガラス繊維織物を得た。
【００６６】
（実施例５）
下槽２０に対して、水改質装置（型式：４０００７、株式会社カイジョー製）を接続して、水系液Ｗ２の溶存気体量が溶存酸素の測定値で３ｐｐｍ以下となるように調整し、水温の調整を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例５に係るガラス繊維織物を得た。
【００６７】
（実施例６）
水系液Ｗ２の温度を２０℃としたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例４に係るガラス繊維織物を得た。なお、水系液Ｗ２の溶存酸素を溶存酸素測定器により測定したところ、５ｐｐｍであった。
【００６８】
（実施例７）
開繊前のガラス繊維織物２００として、厚さが４２μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ１０７８、日東紡社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例７に係るガラス繊維織物を得た。
【００６９】
（実施例８）
開繊前のガラス繊維織物２００として、厚さが７０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ３３１３、日東紡社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例８に係るガラス繊維織物を得た。
【００７０】
（比較例１）
比較例１として、実施例１において開繊前のガラス繊維織物、すなわち、厚さが２０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ１０２７、日東紡社製）を用いた。
【００７１】
（比較例２）
実施例１に用いた開繊前のガラス繊維織物に対して、単槽からなる処理槽を用いて開繊処理を行ったこと以外は実施例１と同様にした。
【００７２】
具体的には、単槽からなる処理槽の内部に超音波発生装置の振動子４０を載置すると共に水系液Ｗ２を貯留し、処理槽の内部に対してローラを用いてガラス繊維織物を搬送することで、ガラス繊維織物を水系液Ｗ２に浸漬させることで、ガラス繊維織物に対して超音波処理を施すことで、比較例２に係るガラス繊維織物を得た。
【００７３】
（比較例３）
比較例３として、実施例８において開繊前のガラス繊維織物、すなわち、厚さが７０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ３３１３、日東紡社製）を用いた。
【００７４】
（評価方法・結果）
実施例１〜８及び比較例１〜３のガラス繊維織物から、５０ｍｍ×５０ｍｍサイズのサンプルをそれぞれ９箇所採取し、各サンプルの経糸・緯糸の糸幅を、それぞれ２０箇所レーザ顕微鏡により測定した。これにより、各実施例・比較例においてそれぞれ１８０箇所の測定を行い、経糸及び緯糸のそれぞれについて、平均値、最大値、最小値、標準偏差を算出した。
【００７５】
実施例１〜８及び比較例１〜３のガラス繊維織物の製造条件及び評価結果を表１に示す。単槽の装置で超音波処理を行った比較例２と比して、実施例１〜８のガラス繊維織物では、経糸及び緯糸の双方について、糸幅の標準偏差が低いことが確認された。
【００７６】
また、実施例２，３はガラス繊維織物が浸漬される水系液Ｗ１がコロイダルシリカ含有水系液であったが、ガラス繊維織物が浸漬される上槽と超音波発生装置が載置される下槽とが区画されていたため、超音波発生装置の破損や、ガラス繊維織物に対する金属破片の混入等はなかった。
【００７７】
【表１】
【符号の説明】
【００７８】
１，２，３…開繊装置、１０…上槽、１１…底部、１２…側部、２０…下槽、２１…底部、３１〜３４…ローラ、４０…振動子（超音波発生装置）、５０…水改質装置、１００…処理槽、２００…ガラス繊維織物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維織物の開繊装置及び開繊方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板用積層板として主に用いられるガラス繊維織物の樹脂の含浸性及び表面平滑性の向上を目的として、ガラス繊維織物に対して開繊処理を施すことが知られている。この開繊処理方法として、超音波を利用する方法が開示されている。特許文献１では、脱気水の存在下で、無機繊維織物を超音波で処理することで開繊を行う方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９６６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、開繊処理後のガラス繊維織物を構成するガラス繊維糸束の経糸及び緯糸の糸幅にばらつきがあると、表面平滑性及び樹脂含浸性が低下することが知られている。近年、表面平滑性及び樹脂含浸性がより高いガラス繊維織物が求められていて、開繊処理後のガラス繊維織物を構成するガラス繊維糸束の糸幅のばらつきをより低下させる必要がある。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、処理後のガラス繊維糸束の糸幅のばらつきが小さいガラス繊維織物の開繊装置及び開繊方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明は処理槽と搬送手段とからなる。すなわち、本発明に係るガラス繊維織物の開繊装置は、水系液Ｗ２を貯留する下槽に対して水系液Ｗ１を貯留する上槽の下部を前記水系液Ｗ２に浸漬させ、下槽の水系液Ｗ２中であり且つ上槽に対して下側となる位置に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、上槽の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るガラス繊維織物の開繊装置の他の態様として、水系液Ｗ１を貯留する下槽に対して水系液Ｗ２を貯留する上槽の下部を前記水系液Ｗ１に浸漬させた処理槽であって、上槽の水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、下槽の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るガラス繊維織物の開繊装置の他の態様として、内部を隔壁により上槽及び下槽の二槽に区画された処理槽であって、下槽に水系液Ｗ２が充填されると共に、上槽に水系液Ｗ１が貯留され、下槽の水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子が設けられた処理槽と、上槽の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記のガラス繊維織物の開繊装置によれば、ガラス繊維織物が搬送手段により搬送されながら浸漬される水系液Ｗ１が貯留される水槽と、超音波発生装置の振動子が設けられて水系液Ｗ２が貯留される水槽とが区別される。そして、超音波発生装置の振動子が振動することにより、超音波が発生すると、水系液Ｗ２が振動し、この振動が水系液Ｗ２を介して水系液Ｗ１が貯留される水槽に伝播し、ガラス繊維織物が浸漬される水系液Ｗ１が振動する。このとき、振動子の振動の影響を受けて水系液Ｗ１が貯留される水槽のうち水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２と接する領域全体が振動し、この振動を受けて水系液Ｗ１が振動する。このようにガラス繊維織物が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される水槽の外部から水系液Ｗ１が貯留される水槽に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００１０】
また、ガラス繊維織物は、厚さが５０μｍ以下であることが好ましい。ガラス繊維織物の厚さが上記の範囲であることで、上記の開繊装置を用いた処理により、ガラス繊維織物の開繊が好適に行われる。
【００１１】
なお、本発明は上記のようにガラス繊維織物の開繊装置として記述する他に、以下のようにガラス繊維織物の開繊方法としても記述することができる。これはカテゴリが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。
【００１２】
すなわち、本発明に係るガラス繊維織物の開繊方法は、水槽中に貯留された水系液中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させ、水槽の外部に設けられた超音波発生装置の振動子の振動により水系液を振動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、処理後のガラス繊維糸束の糸幅のばらつきが小さいガラス繊維織物の開繊装置及び開繊方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る開繊装置における超音波発生装置の振動子の配置を説明する図であり、下槽と振動子とを上方から見た図である。
【図３】第２実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【図４】第３実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１，２を用いて第１実施形態に係る開繊装置の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。また、図２は、第１実施形態に係る開繊装置における超音波発生装置の振動子の配置を説明する図であり、下槽と振動子とを上方から見た図である。図１に示すように、開繊装置１は、上槽１０と下槽２０とからなる処理槽１００と、ローラ３１〜３４（搬送手段）と、振動子４０と水改質装置５０と、を含んで構成される。
【００１７】
上槽１０及び下槽２０はそれぞれが水系液を貯留可能な槽であって、上槽１０と比較して下槽２０の内径が大きくされていて、下槽２０の内側に上槽１０が設けられたいわゆる二重槽となっている。上槽１０には、水系液Ｗ１が貯留される。また、下槽２０には、水系液Ｗ２が貯留される。そして、上槽１０の底部１１と側部１２のうちの下方の領域は、内側において水系液Ｗ１と接すると共に、外側において水系液Ｗ２と接触する状態となるまで、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２が貯留されている。このように、本実施形態の開繊装置１では、上槽１０の底部１１及び側部１２のうち、その内側で水系液Ｗ１と接触すると共にその外側で水系液Ｗ２と接触する領域、すなわち、上槽１０の底部１１全体と、側部１２のうちの下方の領域とが、処理槽の上槽１０と下槽２０とを区画している。このように、上槽１０と下槽２０とを区画する領域は、その全てが上槽１０の水系液Ｗ１及び下槽２０の水系液Ｗ２の両者と接する構成とされる。
【００１８】
そして、ローラ３１〜３４によってガラス繊維織物２００がＸ方向に対して搬送されることにより、上槽１０に貯留された水系液Ｗ１に対してガラス繊維織物２００が浸漬される。
【００１９】
一方、下槽２０の底部２１の内側には２つの超音波発生装置の振動子３０が配置される。振動子４０は、図２に示すように下槽２０の底部２１において、ガラス繊維織物２００の搬送方向Ｘに対して垂直な方向に沿って、搬送されるガラス繊維織物２００に対応する位置に所定の間隔をあけて配置される。なお図２の破線は、上槽及びローラの配置を示している。
【００２０】
さらに、下槽２０には、水改質装置５０が接続される。この水改質装置５０は下槽２０に貯留される水系液Ｗ２の溶存気体量を制御する装置であり、吸引ライン５１により水系液Ｗ２を吸引すると共に溶存気体量を調整された水系液Ｗ２が返送ライン５２から下槽２０に対して返送される構成となっている。
【００２１】
次に、上記の開繊装置１を構成する各部について詳細に説明する。
【００２２】
まず、開繊処理を行う対象であるガラス繊維織物２００は、複数本のガラス繊維（フィラメント）により構成されたガラス繊維束を製織して得られ、例えば、経糸及び緯糸が製織されて形成されたものである。また、本実施形態に係る開繊装置１により開繊を好適に行うためには、ガラス繊維織物２００の厚さが５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ〜４５μｍがさらに好ましい。ガラス繊維織物２００の厚さが５０μｍよりも大きい場合には、本実施形態のように超音波を利用した開繊を十分に行うことができない場合がある。また、ガラス繊維織物２００の厚さが１０μｍ未満である場合には、織物の目曲がりが発生しやすいため、取り扱い性が低下する可能性がある。また、本実施形態では、ガラス繊維織物２００の幅は１２８０ｍｍとされている。この幅は特に限定されない。
【００２３】
ガラス繊維織物２００を構成するガラス繊維の材料であるガラスの組成は特に限定されないが、例えば、代表的な無アルカリガラスであるＥガラス、低誘電率ガラス、高弾性率ガラス等が用いられる。また、ガラス繊維の太さは３μｍ〜２５μｍの範囲にあることが好ましい。そして、ガラス繊維束は、複数のガラスフィラメントをサイズ剤により集束して作製される。このサイズ剤は、例えば被膜形成剤成分がでんぷん系またはＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）系のサイズ剤である。
【００２４】
ガラス繊維束の番手は５０ｔｅｘ〜１２００ｔｅｘの範囲にあることが好ましい。なお、ガラス繊維束の番手（ｔｅｘ）は、ガラス繊維の１０００ｍあたりの質量（グラム数）に相当する。また、ガラス繊維織物２００の織組織としては、平織り・綾織等が挙げられるが、平織りが好適である。
【００２５】
なお、ガラス繊維織物の開繊処理は、ガラス繊維を集束するために用いられるサイズ剤を除去するために加熱炉等で熱処理する脱油工程よりも前段で行うことが好ましい。開繊処理は、水系液中で超音波振動を与えることでサイズ剤を軟化させて繊維束の開繊を行うものである。これに対して、脱油工程後はガラス繊維織物のサイズ剤が熱によって固化するいわゆるヒートセット現象が発生し、その結果開繊が十分に行われない可能性があるため、脱油工程前に開繊処理を行うことが好ましい。
【００２６】
上記のガラス繊維織物２００を浸漬するために上槽１０に貯留される水系液Ｗ１は、その種類は特に限定されず、例えば水道水、工業用水を使用してもよい。また、ガラス繊維束に付着したサイズ剤が溶けていてもよく、例えば、コロイダルシリカなどの粒子を含含有してもよい。
【００２７】
コロイダルシリカ含有水系液は、超高分子量無水珪酸からなる微粒子をコロイド溶液としたものである。より詳細には、この微粒子の体積平均粒子径は５μｍ〜２０００μｍであることが好ましく、７０μｍ〜１００μｍであることがさらに好ましい。コロイダルシリカ含有水系液に対するコロイダルシリカの質量の割合は、０．０１質量％〜５質量％であることが好ましく、０．１質量％〜２質量％であることがより好ましい。コロイダルシリカ含有水系液にガラス繊維織物２００を浸漬して開繊処理が行った場合、コロイダルシリカの微粒子がガラスフィラメント間に十分に入り込み、この微粒子がガラスフィラメント間の隙間を確保するので、特に樹脂含浸性に優れたガラス繊維織物を得ることができる。
【００２８】
水系液Ｗ１の水温を６０℃〜９０℃とすることが好ましい。水系液Ｗ１の水温を上記の範囲とすることで、ガラス繊維束に付着したサイズ剤の軟化が促進され、開繊装置１によるガラス繊維織物２００の開繊効果を高めることができる。なお、水温が６０℃未満である場合にはサイズ剤の軟化が不十分となりやすく、また、水温が９０℃より高くしても、サイズ剤の軟化は促進されない。
【００２９】
また、ガラス繊維織物２００を水系液Ｗ１中でローラ３１〜３４により搬送させる際の移動速度と、水系液Ｗ１中での浸漬時間については特に限定されず、ガラス繊維織物２００の厚さやガラス繊維束の番手等によって適宜変更することができる。
【００３０】
超音波発生装置の振動子４０が載置される下槽２０に貯留される水系液Ｗ２は、その種類は特に限定されず、例えば水道水等を使用してもよい。また、水系液Ｗ２の水温を６０℃〜９０℃とすることが好ましい。水系液Ｗ２の水温を上記の範囲とすることで、水系液Ｗ２中の例えば空気、酸素などの溶存気体量を低減させることができる。溶存気体量を低減させた場合、振動子４０の振動によって発生する圧力が溶存気体によって低減されることを抑制でき、ガラス繊維織物２００の開繊を促進することができる。なお、この溶存気体量を低減させる方法は、水系液Ｗ２の水温を上昇させる方法のほかに、下槽２０に接続された水改質装置５０を使用する方法がある。水改質装置５０を用いて溶存気体量を低下させた場合でも水温を６０℃〜９０℃とする場合と同様の効果が得られる。
【００３１】
なお、水系液Ｗ１と水系液Ｗ２とは上槽１０と下槽２０とに区画されて貯留するため、上槽１０及び下槽２０は個別に温度制御を行うことができる。ここで、上記のように水系液Ｗ１の水温及び水系液Ｗ２の水温のいずれも６０℃〜９０℃であることが好ましいので、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の両者を加温する構成としてもよいが、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の間の隔壁となる上槽１０の底部１１が熱伝導性を有する場合には、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の少なくとも一方を加温する構成とすることで水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の双方の加温を行うこともできる。また、一方のみ加温する構成としてもよい。
【００３２】
上槽１０及び下槽２０は、水系液Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ貯留することができる材質であれば特に限定されず、例えば鋼製、プラスチック製、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製等とすることができる。なお、比重及び弾性率が高い材質からなる場合のほうが、超音波振動による圧力の低下を低減することができるため、比重及び弾性率が高い鋼製であることが好ましい。上槽１０及び下槽２０が例えば振動を吸収しやすい柔軟性の高い材料等であると、下槽２０から上槽１０へ（又はその逆方向へ）超音波振動を効率よく伝播させることが困難となる。また、水系液Ｗ１，Ｗ２による腐食を考慮すると、ステンレス製であることがより望ましい。また、上槽１０と下槽２０とを区画すると共に、水系液Ｗ１及び水系液Ｗ２の双方に接触する上槽１０の底部１１と側部１２は、超音波振動を伝播させる目的と水槽の強度面を考慮して、その厚さが２〜５ｍｍであることが好ましい。また、ガラス繊維織物２００の幅が１２８０ｍｍである場合には、上槽１０は、ガラス繊維織物２００の幅と同じ方向の幅が１４４０ｍｍ、幅に対して垂直な方向の長さが１７００ｍｍ、深さが２００ｍｍとされる。なお、この大きさは、ガラス繊維織物２００の大きさやローラ３１〜３４の仕様等によって適宜変更される。
【００３３】
上槽１０中でガラス繊維織物２００を浸漬させる位置についても特に限定されないが、ガラス繊維織物２００は上槽１０の底部１１に近いほうが、下槽２０で発生し伝播する超音波の振動を受けやすいので好ましい。ただし上槽１０の底部１１とガラス繊維織物２００との距離が２ｃｍ未満である場合には、ガラス繊維織物２００が底部１１に接触して破損する可能性がある。また、上槽１０の底部１１とガラス繊維織物２００との距離が２０ｃｍよりも大きくなった場合には、超音波の振動が十分に伝わらない可能性がる。
【００３４】
下槽２０内の底部には超音波発生装置の振動子４０が載置される。超音波発生装置としては、特に限定されず、公知の装置を使用することができる。振動子４０はガラス繊維織物２００の幅が１２８０ｍｍである場合、搬送方向Ｘに垂直な方向に沿って図２に示すように３台載置することができる。また、振動子４０の数は限定されず、適宜変更することができる。また、振動子４０の数を変更して超音波振動の強度を変更することに代えて、超音波発生装置による超音波の平均出力密度を調整することで超音波振動の強度を変更することもできる。ただし、振動子４０のコストに対するガラス繊維織物２００の開繊効果を考慮すると、振動子４０は２台又は３台とすることが好ましい。振動子４０は１台であってもよいが、上槽１０の底部を均一に振動させることが困難となる可能性がある。
【００３５】
超音波発生装置の出力は、水系液中での周波数が約５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚとなるように適宜選択することができる。
【００３６】
さらに、下槽２０には水改質装置５０が接続される。水改質装置５０は、水系液Ｗ２の溶存気体量を制御するために設けられる。水改質装置５０としては公知の装置を用いることができる。なお水改質装置５０は必須の構成ではなく、例えば水系液Ｗ２の水温を制御することで、溶存気体量を低減させることができる場合には、水改質装置５０を備えていなくてもよい。
【００３７】
上記の開繊装置１では、ローラ３１〜３４の駆動により、ガラス繊維織物２００がＸ方向に搬送され、上槽１０の水系液Ｗ１内に浸漬される。ここで、下槽２０内に載置された超音波発生装置の振動子４０が振動することにより、超音波振動が発生し、この振動は、水系液Ｗ２を介して上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域に伝播し、底部１１及び側部１２が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより上槽１０の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。
【００３８】
すなわち、本実施形態に係るガラス繊維織物２００の開繊方法は、水系液Ｗ２を貯留する下槽２０に対して水系液Ｗ１を貯留する上槽１０の下部を浸漬させた処理槽１００のうち、上槽１０中に貯留された水系液Ｗ１中にガラス繊維織物２００を搬送させながら浸漬させ、下槽２０の水系液Ｗ２中であり且つ該上槽１０に対して下側となる位置に設けた超音波発生装置の振動子４０の振動により水系液Ｗ２を振動させることを特徴とする。
【００３９】
このように、上記実施形態に係る開繊装置１では、超音波発生装置の振動子４０の振動の影響を受けて上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域が振動し、この振動を受けて水系液Ｗ１が振動する。すなわち、ガラス繊維織物２００が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される上槽１０の外部に設けられた振動子４０によって、水系液Ｗ１が貯留される上槽１０に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の２００開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００４０】
さらに、水系液Ｗ１としてコロイダルシリカ含有水系液を使用した場合には、超音波発生装置の振動子４０が載置されている下槽２０と、コロイダルシリカ含有水系液が貯留される上槽１０とが区画されているため、コロイダルシリカ含有水系液が超音波振動した場合に、超音波発生装置の振動子４０に作用することで金属粉が発生することが抑制される。したがって、この金属粉がガラス繊維織物２００に混入することによるガラス繊維織物２００の製品不良の発生や、振動子４０を含む超音波発生装置の破損を抑制することができる。
【００４１】
（第２実施形態）
次に、図３を用いて第２実施形態に係る開繊装置を説明する。図３は、第２実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【００４２】
第２実施形態に係る開繊装置２が第１実施形態に係る開繊装置１と異なる点は以下の点である。すなわち、ガラス繊維織物２００が下槽２０内を搬送されている点、これ応じて水系液Ｗ１と水系液Ｗ２とが入れ替わっている点、及び、超音波発生装置の振動子４０が上槽１０内の底部１１に載置されている点が第１実施形態と相違する。なお水改質装置は必要に応じて振動子４０が載置され、且つ水系液Ｗ２が貯留される上槽１０に対して接続される。
【００４３】
図３に示すように、開繊装置２では、ガラス繊維織物２００が下槽２０内にＸ方向に搬送されるようにローラ３１〜３４が配置される。そして、下槽２０内には、上槽の底部１１及び側部１２の下側の領域と水系液Ｗ１とが接触するように水系液Ｗ１が所定量貯留され、この水系液Ｗ１に対してガラス繊維織物２００が浸漬される構成とされる。一方、上槽１０内には超音波発生装置の振動子４０が載置され、この振動子４０と接するように水系液Ｗ２が貯留される。これにより、上槽１０と下槽２０とを区画する上槽の底部１１及び側部１２の下側の領域は、上槽１０の水系液Ｗ２及び下槽２０の水系液Ｗ１の両者と接する構成とされる。
【００４４】
この開繊装置２では、上槽１０内に載置された超音波発生装置の振動子４０が振動することにより、超音波振動が発生し、この振動は、水系液Ｗ２を介して上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域に伝播し、底部１１及び側部１２が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより下槽２０の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。
【００４５】
すなわち、本実施形態に係るガラス繊維織物２００の開繊方法は、水系液Ｗ１を貯留する下槽２０に対して水系液Ｗ２を貯留する上槽１０の下部を浸漬させた処理槽のうち、下槽２０中に貯留された水系液Ｗ１中にガラス繊維織物２００を搬送させながら浸漬させ、上槽１０の水系液Ｗ１中に設けた超音波発生装置の振動子４０の振動により水系液Ｗ２を振動させることを特徴とする。
【００４６】
このように、本実施形態に係る開繊装置２においても第１実施形態の開繊装置１と同様に超音波発生装置の振動子４０の振動の影響を受けて上槽１０の底部１１及び側部１２のうち水系液Ｗ２と接する領域が振動する。すなわち、ガラス繊維織物２００が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される下槽２０の外部に設けられた振動子４０によって、下槽２０内の水系液Ｗ１に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の２００開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、図４を用いて第３実施形態に係る開繊装置を説明する。図４は、第３実施形態に係る開繊装置の構成を説明する概略構成図である。
【００４８】
第３実施形態に係る開繊装置３が第１実施形態に係る開繊装置１と異なる点は以下の点である。すなわち、上槽の外側に下槽が設けられている構成ではなく、１つの処理槽６０において中段に隔壁６１が設けられていることにより上槽６２と下槽６３とに区画されている点が第１実施形態と相違する。
【００４９】
この処理槽６０は、上槽６２と下槽６３とは、上槽６２の底部を形成する隔壁６１によって区画されている。そして、上槽６２の内部には水系液Ｗ１が貯留されると共に、ローラ３１〜３４によってガラス繊維織物２００がＸ方向に搬送されることでこの水系液Ｗ１に対してガラス繊維織物２００が浸漬する構成となっている。また、下槽６３にはその底部に超音波発生装置の振動子４０が載置されると共に、下槽６３の内部には水系液Ｗ２が充填されている。ここで充填とは、下槽６３内の空間全てが水系液Ｗ２により満たされていることをいう。
【００５０】
そして、上槽６２の底部を形成る隔壁６１は、水系液Ｗ１が貯留される上槽６２と水系液Ｗ２が充填される下槽６３とが連通しないように設けられていて、上槽６２内の水系液Ｗ１と下槽６３内の水系液Ｗ２が混合することがないように区切られている。
【００５１】
また、下槽６３にはその底部に超音波発生装置の振動子４０が載置されると共に、下槽６３の内部には水系液Ｗ２が満たされる。これにより隔壁６３は上面側では水系液Ｗ１と接触し、下面側では水系液Ｗ２と接触する。なお水改質装置は必要に応じて振動子４０が載置され、且つ水系液Ｗ２が貯留される下槽６３に対して接続される。
【００５２】
なお、上槽６２、下槽６３及び隔壁６１は、水系液Ｗ１，Ｗ２をそれぞれ貯留することができる材質であれば特に限定されず、例えば鋼製、プラスチック製、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製等とすることができる。なお、比重及び弾性率が高い材質からなる場合のほうが、超音波振動による圧力の低下を低減することができるため、比重及び弾性率が高い鋼製であることが好ましい。また、本実施形態の隔壁６１としては平面形状の部材が用いられるが、隔壁６１は平面形状でなくてもよく、例えば、その一部が凹凸を有している形状であってもよい。
【００５３】
ここで、処理槽６０の下槽６３内に載置された超音波発生装置の振動子４０が振動することにより、超音波振動が発生し、この振動は、水系液Ｗ２を介して隔壁６３に伝播し、この隔壁６３が振動することにより水系液Ｗ１に振動が伝播する。これにより上槽６２の水系液Ｗ１内のガラス繊維織物２００に対して超音波振動が与えられ、ガラス繊維織物２００が開繊される。
【００５４】
すなわち、本実施形態に係るガラス繊維織物２００の開繊方法は、内部を隔壁１０により上槽６２及び下槽６３の二槽に区画され、下槽６３に水系液Ｗ２が充填されると共に、上槽６２に水系液Ｗ１が貯留された処理槽６０のうち上槽６２の水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させ、下槽６３の該水系液Ｗ２中に設けられた超音波発生装置の振動子４０の振動により水系液Ｗ２を振動させることを特徴とする。
【００５５】
このように、本実施形態に係る開繊装置３においても第１実施形態の開繊装置１と同様に超音波発生装置の振動子４０の振動の影響を受けて隔壁６１が振動し、この振動を受けて水系液Ｗ１が振動するする。すなわち、ガラス繊維織物２００が浸漬される水系液Ｗ１が貯留される上槽６２の外部に設けられた振動子４０によって、上槽６２内の水系液Ｗ１に対して振動が与えられるため、水系液Ｗ１の振動が均一となり、この振動により開繊するガラス繊維織物の２００開繊後の糸幅のばらつきが抑制される。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず種々の変更を行うことができる。
【００５７】
例えば、振動子４０の配置は上記実施形態に限定されない。具体的には、ガラス繊維織物２００の搬送方向Ｘに対して垂直な方向に沿って複数の振動子４０を載置せず、搬送方向Ｘに対して所定の角度を有する方向に沿って複数の振動子４０を配置する構成としてもよい。ただし、ガラス繊維織物２００における開繊の均一性を考慮すると、ガラス繊維織物２００の幅方向（搬送方向Ｘに対して垂直な方向）のうち一方側のみに振動子４０が配置される構成よりも、ガラス繊維織物２００の幅方向のどの位置に対しても振動子４０が近接されるように配置されることが好ましい。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５９】
（実施例１）
第１実施形態に記載の開繊装置１（図１参照）を用いてガラス繊維織物の開繊を行った。具体的には、処理槽１００は図１に示すように上槽１０と下槽２０とからなるステンレス製の二重槽を用いた。この処理槽の上槽１０は、ガラス繊維織物２００の幅と同じ方向の幅が１４４０ｍｍ、幅に対して垂直な方向の長さが１７００ｍｍ、深さが２００ｍｍであった。また、開繊前のガラス繊維織物２００としては、厚さが２０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ１０２７、日東紡社製）を用いた。このガラス繊維織物２００の幅は１２８０ｍｍであった。
【００６０】
また、上槽１０に貯留する水系液Ｗ１及び下槽２０に貯留する水系液Ｗ２はいずれも水道水とし、水系液Ｗ２のみ温調器（型式：ＭＣIII−６０Ｌ、株式会社松井製作所製）により水温を６０℃に調整した。なお水改質装置５０は使用しなかった。水系液Ｗ２の溶存酸素を溶存酸素測定器により測定したところ、３ｐｐｍであった。また、超音波発生装置（品番：７５２０３、株式会社カイジョー製）の振動子４０は３台とし、ガラス繊維織物２００の幅が１２８０ｍｍであるのに対して下槽２０の図２に示すように搬送方向Ｘに対して垂直な方向に３台載置した。振動子４０の一辺の大きさは２００ｍｍであり、出力周波数は１００ｋＨｚとし、超音波の出力密度１．２ｋＷとした。
【００６１】
また、ローラ３１〜３４によるガラス繊維織物２００の搬送速度は５ｍ／分とし、上槽１０内部におけるガラス繊維織物２００の搬送位置は、ガラス繊維織物２００が上槽１０の底部１１及び側部１２に接触しない範囲の位置とした。
【００６２】
上記の開繊装置によりガラス繊維織物に対して開繊処理を行い、実施例１に係るガラス繊維織物を得た。
【００６３】
（実施例２）
水系液Ｗ１として水道水に代えてコロイダルシリカ含有水系液を用いた以外は実施例１と同様の開繊処理を行った。なお、実施例２で用いたコロイダルシリカは、粒径が７０μｍであり、コロイダルシリカ含有水系液の濃度が０．２重量％であった。以上により、実施例２に係るガラス繊維織物を得た。
【００６４】
（実施例３）
水系液Ｗ２の温度を９０℃としたこと以外は実施例２と同様にして開繊処理を行い、実施例３に係るガラス繊維織物を得た。
【００６５】
（実施例４）
水系液Ｗ２の温度を９０℃としたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例４に係るガラス繊維織物を得た。
【００６６】
（実施例５）
下槽２０に対して、水改質装置（型式：４０００７、株式会社カイジョー製）を接続して、水系液Ｗ２の溶存気体量が溶存酸素の測定値で３ｐｐｍ以下となるように調整し、水温の調整を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例５に係るガラス繊維織物を得た。
【００６７】
（実施例６）
水系液Ｗ２の温度を２０℃としたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例４に係るガラス繊維織物を得た。なお、水系液Ｗ２の溶存酸素を溶存酸素測定器により測定したところ、５ｐｐｍであった。
【００６８】
（実施例７）
開繊前のガラス繊維織物２００として、厚さが４２μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ１０７８、日東紡社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例７に係るガラス繊維織物を得た。
【００６９】
（実施例８）
開繊前のガラス繊維織物２００として、厚さが７０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ３３１３、日東紡社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして開繊処理を行い、実施例８に係るガラス繊維織物を得た。
【００７０】
（比較例１）
比較例１として、実施例１において開繊前のガラス繊維織物、すなわち、厚さが２０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ１０２７、日東紡社製）を用いた。
【００７１】
（比較例２）
実施例１に用いた開繊前のガラス繊維織物に対して、単槽からなる処理槽を用いて開繊処理を行ったこと以外は実施例１と同様にした。
【００７２】
具体的には、単槽からなる処理槽の内部に超音波発生装置の振動子４０を載置すると共に水系液Ｗ２を貯留し、処理槽の内部に対してローラを用いてガラス繊維織物を搬送することで、ガラス繊維織物を水系液Ｗ２に浸漬させることで、ガラス繊維織物に対して超音波処理を施すことで、比較例２に係るガラス繊維織物を得た。
【００７３】
（比較例３）
比較例３として、実施例８において開繊前のガラス繊維織物、すなわち、厚さが７０μｍのガラス繊維織物（型番：Ａ３３１３、日東紡社製）を用いた。
【００７４】
（評価方法・結果）
実施例１〜８及び比較例１〜３のガラス繊維織物から、５０ｍｍ×５０ｍｍサイズのサンプルをそれぞれ９箇所採取し、各サンプルの経糸・緯糸の糸幅を、それぞれ２０箇所レーザ顕微鏡により測定した。これにより、各実施例・比較例においてそれぞれ１８０箇所の測定を行い、経糸及び緯糸のそれぞれについて、平均値、最大値、最小値、標準偏差を算出した。
【００７５】
実施例１〜８及び比較例１〜３のガラス繊維織物の製造条件及び評価結果を表１に示す。単槽の装置で超音波処理を行った比較例２と比して、実施例１〜８のガラス繊維織物では、経糸及び緯糸の双方について、糸幅の標準偏差が低いことが確認された。
【００７６】
また、実施例２，３はガラス繊維織物が浸漬される水系液Ｗ１がコロイダルシリカ含有水系液であったが、ガラス繊維織物が浸漬される上槽と超音波発生装置が載置される下槽とが区画されていたため、超音波発生装置の破損や、ガラス繊維織物に対する金属破片の混入等はなかった。
【００７７】
【表１】
【符号の説明】
【００７８】
１，２，３…開繊装置、１０…上槽、１１…底部、１２…側部、２０…下槽、２１…底部、３１〜３４…ローラ、４０…振動子（超音波発生装置）、５０…水改質装置、１００…処理槽、２００…ガラス繊維織物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水系液Ｗ２を貯留する下槽に対して水系液Ｗ１を貯留する上槽の下部を浸漬させ、該下槽の該水系液Ｗ２中であり且つ該上槽に対して下側となる位置に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、
前記上槽の前記水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、
を備えることを特徴とするガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項２】
水系液Ｗ１を貯留する下槽に対して水系液Ｗ２を貯留する上槽の下部を浸漬させた処理槽であって、該上槽の該水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、
前記下槽の前記水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、
を備えることを特徴とするガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項３】
内部を隔壁により上槽及び下槽の二槽に区画された処理槽であって、該下槽に水系液Ｗ２が充填されると共に、該上槽に水系液Ｗ１が貯留され、該下槽の該水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子が設けられた処理槽と、
前記上槽の該水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、
を備えることを特徴とするガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項４】
前記ガラス繊維織物は、厚さが５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項５】
水槽中に貯留された水系液中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させ、
該水槽の外部に設けられた超音波発生装置の振動子の振動により該水系液を振動させる
ことを特徴とするガラス繊維織物の開繊方法。
【請求項１】
水系液Ｗ２を貯留する下槽に対して水系液Ｗ１を貯留する上槽の下部を浸漬させ、該下槽の該水系液Ｗ２中であり且つ該上槽に対して下側となる位置に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、
前記上槽の前記水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、
を備えることを特徴とするガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項２】
水系液Ｗ１を貯留する下槽に対して水系液Ｗ２を貯留する上槽の下部を浸漬させた処理槽であって、該上槽の該水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子を設けた処理槽と、
前記下槽の前記水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、
を備えることを特徴とするガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項３】
内部を隔壁により上槽及び下槽の二槽に区画された処理槽であって、該下槽に水系液Ｗ２が充填されると共に、該上槽に水系液Ｗ１が貯留され、該下槽の該水系液Ｗ２中に超音波発生装置の振動子が設けられた処理槽と、
前記上槽の該水系液Ｗ１中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させる搬送手段と、
を備えることを特徴とするガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項４】
前記ガラス繊維織物は、厚さが５０μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス繊維織物の開繊装置。
【請求項５】
水槽中に貯留された水系液中にガラス繊維織物を搬送させながら浸漬させ、
該水槽の外部に設けられた超音波発生装置の振動子の振動により該水系液を振動させる
ことを特徴とするガラス繊維織物の開繊方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２４１５１５（Ｐ２０１１−２４１５１５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６４９５（Ｐ２０１０−１１６４９５）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００３９７５）日東紡績株式会社 (251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００３９７５）日東紡績株式会社 (251)
【Ｆターム（参考）】
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