JP2005350815A - Glass chopped strand mat and molded ceiling material for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス繊維強化プラスチック（以下、ＧＦＲＰという）の補強材や自動車成形天井材料等の発泡ポリウレタンの補強材として使用されるガラスチョップドストランドマット及びそれを用いた成形材に関する。 The present invention relates to a glass chopped strand mat used as a reinforcing material for foamed polyurethane, such as a reinforcing material for glass fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as GFRP) and an automotive molding ceiling material, and a molding material using the same.
ガラスチョップドストランドマットは、多数本のガラスフィラメント表面に付着量が０．１〜２重量％程度となるよう集束剤を塗布し、これらを集束することによって得られたガラスストランドを所定長に切断し、ガラスチョップドストランドの多数本を、均等無秩序にシート状に堆積した後、その上から結合剤として、粉末ポリエステル樹脂を散布し、次いでこれらの粉末ポリエステル樹脂を加熱溶融してからプレス成形して冷却固化するか、あるいはシート状堆積物に樹脂を乳化したエマルジョンを塗布後に乾燥することによって製造される。通常、ガラスチョップドストランドマットを製造する場合、例えば、単繊維直径１１μｍ、ストランド番手が４５テックス（テックスは長さ１０００ｍ当たりのグラム単位での重量）のガラスストランドを約５０ｍｍ長に切断し、目付が３００〜９００ｇ／ｍ2となるように均等無秩序に堆積し、粉末ポリエステル樹脂付着量が１〜６質量％となるように散布して加熱溶融後に冷却固化するか、あるいは樹脂乳化エマルジョン付着量が１〜６質量％となるように塗布し、乾燥して各ガラスストランド同士を接着する方法が採用されている。 The glass chopped strand mat is obtained by applying a sizing agent on the surface of a large number of glass filaments so that the attached amount is about 0.1 to 2% by weight, and cutting the glass strands obtained by squeezing them into a predetermined length. After a large number of glass chopped strands are deposited evenly and randomly in the form of a sheet, powder polyester resin is sprayed as a binder from above, and then the powder polyester resin is heated and melted, and then press-molded and cooled. It is produced by solidifying or drying an emulsion obtained by emulsifying a resin in a sheet-like deposit. Usually, when producing a glass chopped strand mat, for example, a glass strand having a single fiber diameter of 11 μm and a strand count of 45 tex (tex is a weight in grams per 1000 m of length) is cut into a length of about 50 mm, and the basis weight is It is deposited evenly and randomly so as to be 300 to 900 g / m 2, and is sprayed so that the powder polyester resin adhesion amount becomes 1 to 6% by mass and is cooled and solidified after heating and melting, or the resin emulsion emulsion adhesion amount is 1 The method of apply | coating so that it may become -6 mass%, and drying and adhere | attaching each glass strand is employ | adopted.
ガラスチョップドストランドマットは、浴槽、浄化槽等のＧＦＲＰ成形品の補強材として用いられ、主にハンドレイアップ法と呼ばれる不飽和ポリエステル樹脂を含浸して成形する方法に多用されてきた。しかし、近年では、これまで段ボールやフェルト等で成形されていた自動車成形天井材の代替として、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することによって、その剛性や寸法安定性を向上させたものが開発されている。 Glass chopped strand mats are used as reinforcing materials for GFRP molded products such as bathtubs and septic tanks, and have been widely used mainly in a method of impregnating an unsaturated polyester resin called a hand lay-up method. However, in recent years, as an alternative to automotive molded ceiling materials that have been molded with corrugated cardboard, felt, etc., glass chopped strand mats are bonded to both surfaces of the polyurethane foam sheet to improve its rigidity and dimensional stability. Have been developed.
ところで自動車成形天井材には、剛性、寸法安定性、断熱性、遮音性等の特性が必要とされるが、これ以外にも、自動車全体の重量を軽減することを目的として、単位面積当たりの重量が軽いことが要求される。またガラスチョップドストランドマットを発泡ポリウレタンシートと接着する際、フェノール、メラミン、イソシアネート等の接着剤を使用するが、接着剤がガラスチョップドストランドマットの裏面まで浸透しないと、成形された自動車成形天井材の剛性が不足するという問題や、接着後に、マットからガラスチョップドストランドが剥がれ落ちるという問題があるため、必ずマット裏面まで接着剤を浸透させる必要がある。 By the way, automobile molded ceiling materials require characteristics such as rigidity, dimensional stability, heat insulation, and sound insulation, but besides this, for the purpose of reducing the weight of the entire automobile, Light weight is required. Also, when adhering the glass chopped strand mat to the foamed polyurethane sheet, an adhesive such as phenol, melamine, or isocyanate is used. If the adhesive does not penetrate to the back surface of the glass chopped strand mat, Since there is a problem that the rigidity is insufficient and a problem that the glass chopped strand is peeled off from the mat after bonding, it is necessary to infiltrate the adhesive to the back surface of the mat.
成形天井材重量を軽減し、かつ接着剤の浸透性を向上させるためには、ガラスチョップドストランドマットの目付を小さくすれば良いが、目付が小さくなるほど、ガラスチョップドストランドマットのストランド分布が不均一な状態となってマットの引張強度が低下し、マットを巻き芯に巻き取った後、その外層から引っ張ってほどき出す時にその途中で破断する危険性が高くなり、作業性が大幅に低下するという問題がある。 In order to reduce the weight of the molded ceiling material and improve the permeability of the adhesive, the basis weight of the glass chopped strand mat may be reduced. However, as the basis weight decreases, the strand distribution of the glass chopped strand mat becomes uneven. The tensile strength of the mat is reduced, and after the mat is wound around the core, when it is pulled out from its outer layer, there is a higher risk of breakage in the middle, and workability is greatly reduced. There's a problem.
また、軽量のガラス繊維補強材としては、直径が１５〜２４μｍ程度のガラスフィラメント（単繊維）を５０〜１００本程度束ね、連続繊維状態で堆積させたガラスコンティニアスストランドマットや、直径が６〜１３μｍのガラスフィラメントを数十本から数百本束ね、長さ３〜２５ｍｍに切断したガラスチョップドストランドを白水中でモノフィラメントに分散し、抄紙したガラスペーパーが知られている。しかしガラスコンティニアスストランドマットは、その製造効率が低く、その上高価であるという問題があり、またガラスペーパーは、ガラス繊維がモノフィラメント状態であるため、補強効果が小さく、自動車成形天井材としては剛性が不足するという問題がある。 Further, as a lightweight glass fiber reinforcing material, a glass continuous strand mat in which about 50 to 100 glass filaments (single fibers) having a diameter of about 15 to 24 μm are bundled and deposited in a continuous fiber state, or a diameter of 6 to 6 is used. A glass paper made by bundling several tens to several hundreds of 13 μm glass filaments and dispersing glass chopped strands cut to a length of 3 to 25 mm into monofilaments in white water and making paper is known. However, the glass continuous strand mat has a problem that its production efficiency is low and it is expensive, and the glass paper is in a monofilament state because the glass fiber is in a monofilament state. There is a problem of shortage.
チョップドストランドマットについて、その強度を向上しようという改善はこれまでにも種々行われてきており、特許文献１には、ニードルパンチング処理に適応することができる圧縮強度と曲げ強度を合わせ持つ繊維複合体についての発明が提示された。また、特許文献２には、ガラスチョップドストランドの形態を規定することによって、搬送コンベヤからの崩落を防ぐだけの強度を実現することができる旨の発明が行われている。さらに特許文献３では、強熱減量値を大きくすることによって引張強度を１５０ｋｇｆ以上に大きくすることができるという発明が開示されている。
自動車成形天井材には、単繊維直径１０〜１４μｍ、ストランド平均番手２０〜４０テックスのガラスストランドを約５０ｍｍの長さに切断し、目付が３００〜９００ｇ／ｍ2となるように均等無秩序に堆積し、粉末ポリエステル樹脂を、付着量８〜１６質量％となるように散布し、次いで加熱溶融して冷却固化するか、あるいは樹脂を乳化したエマルジョンを、付着量が６〜１０質量％となるよう塗布して乾燥し、各ガラスチョップドストランド同士を接着して得られるガラスチョップドストランドマットが使用されてきた。 For automotive molded ceiling materials, glass strands with a single fiber diameter of 10-14 μm and average strand count of 20-40 tex are cut to a length of about 50 mm and deposited in a uniform and random manner so that the basis weight is 300-900 g / m 2. Then, a powdered polyester resin is sprayed so that the adhesion amount becomes 8 to 16% by mass, and then heated and melted to cool and solidify, or an emulsion obtained by emulsifying the resin so that the adhesion amount becomes 6 to 10% by mass A glass chopped strand mat obtained by applying and drying and bonding the glass chopped strands together has been used.
発泡ポリウレタンシートの両表面にチョップドストランドマットが接着された構造を有する自動車用天井材では、一方の面に目付が５０〜２５０ｇ／ｍ2のチョップドストランドマットが使用されるようになってきた。このようなマットでは、ガラスチョップドストランドにフェノール、メラミン、イソシアネート等の接着剤を塗布する際には、ガラスチョップドストランドの分散状態に問題がある等の原因のため、マットが部分的に断裂しやすくなる危険性があった。そしてこのような状態で接着剤を塗布したチョップドストランドマットを表皮（自動車の室内側）、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、ガラスチョップドストランドマット及び保護シート（自動車の天井側）の順に重ねるため、ロールからマットを引き出す際にマットが断裂する、即ち、千切れる場合があるという問題点があった。 In automotive ceiling materials having a structure in which chopped strand mats are bonded to both surfaces of a foamed polyurethane sheet, chopped strand mats having a basis weight of 50 to 250 g / m 2 have been used on one surface. In such a mat, when an adhesive such as phenol, melamine or isocyanate is applied to the glass chopped strand, the mat is likely to be partially broken due to a problem in the dispersion state of the glass chopped strand. There was a risk of becoming. And in order to stack the chopped strand mat coated with the adhesive in such a state in the order of the skin (the interior side of the car), the glass chopped strand mat, the foamed polyurethane sheet, the glass chopped strand mat and the protective sheet (the ceiling side of the car), When pulling out the mat from the roll, there is a problem that the mat is torn, that is, torn off.
また、前記したマットでは、ガラスチョップドストランドマットにフェノール、メラミン、イソシアネート等の接着剤を含浸させ、表皮（自動車の室内側）、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、ガラスチョップドストランドマット及び保護シート（自動車の天井側）の順に重ね、成形天井の形状にプレス成形した際、ガラス目と呼ばれるガラスチョップドストランドの形状が表皮に浮き出る現象が発生する場合がある。そして、近年、このような現象は、特にコストダウンを目的として表皮に目付け５０ｇ／ｍ2以下の薄い不織布が使用されるようになり、顕著になってきた。また、プレス成形時にガラスチョップドストランドが引き伸ばされ、ガラス繊維の非常に少ない箇所が生じ、発泡ポリウレタンシートと表皮が直接接触することによって、アバタ状の模様となる問題点があった。このような問題については、ガラスチョップドストランドを使用した天井材を深絞り成形する際に、特に高い発生率となることが確認されてきた。 Further, in the above-described mat, a glass chopped strand mat is impregnated with an adhesive such as phenol, melamine, isocyanate, etc., and the skin (inside the automobile), a glass chopped strand mat, a foamed polyurethane sheet, a glass chopped strand mat and a protective sheet ( When stacked in the order of the car's ceiling side) and press-molded into the shape of the molded ceiling, a phenomenon of the glass chopped strands called glass eyes appearing on the skin may occur. In recent years, such a phenomenon has become prominent because thin nonwoven fabrics having a weight per unit area of 50 g / m 2 or less have been used for the purpose of cost reduction. In addition, the glass chopped strands are stretched during press molding, and there are very few portions of glass fibers. When the foamed polyurethane sheet and the skin are in direct contact, there is a problem that an avatar pattern is formed. About such a problem, when deep-drawing the ceiling material using a glass chopped strand, it has been confirmed that it becomes a particularly high incidence.
本発明は、上記事情に鑑み行われたものであり、ＧＦＲＰ成形品となった後の必要な剛性を確保した上で、ロールから引き出した際にマットが部分的に損傷するのを防止し、あるいはガラスチョップドストランドの形状が成形品の表面に浮き出るガラス目を防止し、さらに自動車成形天井材をプレス成形した際、ガラスチョップドストランドマットが局所的に引き伸ばされることによって発泡ポリウレタンシートと表皮が直接接触することによるアバタ状模様の発生が十分に抑制されたガラスチョップドストランドマットと、それを使用する自動車成形天井材を提供することを課題とする。 The present invention was made in view of the above circumstances, and after securing the necessary rigidity after becoming a GFRP molded product, preventing the mat from being partially damaged when pulled out from the roll, Alternatively, the shape of the glass chopped strand prevents the glass eyes from appearing on the surface of the molded product, and when the automotive molding ceiling material is pressed, the glass chopped strand mat is locally stretched to directly contact the polyurethane foam sheet and the skin. It is an object of the present invention to provide a glass chopped strand mat in which the occurrence of an avatar-like pattern is sufficiently suppressed, and an automobile molded ceiling material using the glass chopped strand mat.
本発明者等は、上記目的を達成すべく、種々の実験を行い、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ2で、平均ストランド番手が１０〜２０テックスのガラスチョップドストランドから構成され、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値と標準偏差、マット長手方向の引張強さの平均値を規定することによって、自動車成形天井材が所望の強度を実現し、ガラス目やアバタ状模様の発生が抑止できることを見出し、本発明を提出するに至った。 In order to achieve the above object, the present inventors have conducted various experiments, and are composed of glass chopped strands having a basis weight of 50 to 150 g / m 2 and an average strand count of 10 to 20 tex, JIS R3420 (1999). By defining the average value and standard deviation of the tensile strength in the mat width direction in the tensile fracture test according to Appendix 13, the average value of the tensile strength in the mat longitudinal direction, the automobile molded ceiling material achieves the desired strength, The inventors have found that the occurrence of glass eyes and avatar-like patterns can be suppressed, and have submitted the present invention.
すなわち、本発明のガラスチョップドストランドマットは、平均ストランド番手が１０〜２０テックスのガラスチョップドストランドから構成されてなり、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ2であり、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その引張強さの標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上であることを特徴とする。 That is, the glass chopped strand mat of the present invention is composed of glass chopped strands having an average strand count of 10 to 20 tex, a basis weight of 50 to 150 g / m 2 , and tensile according to JIS R3420 (1999) appendix 13. The average value of the tensile strength in the mat width direction in the fracture test is 150 N or less, the standard deviation of the tensile strength is 50 N or less, and the average value of the tensile strength in the mat longitudinal direction is 100 N or more. And
ここで、ガラスチョップドストランドの目付が５０〜１５０ｇ／ｍ2に限定した理由は、以下のようなものである。目付は単位面積当たりのガラスチョップドストランドの質量を表すものであるが、目付が５０ｇ／ｍ2より小さいと、ガラスチョップドストランドマットに穴あきが発生し易くなり、アバタ状の模様が生じやすくなるので本発明には適さない。また、５０ｇ／ｍ2より小さいとガラスチョップドストランドマットのストランド分布が不均一な状態となってマットの引張強度が低下し、マットを巻き芯に巻き取った後、その外層から引っ張ってほどき出す時にその途中で破断する危険性が高くなり、作業性が大幅に低下するという問題もある。一方で目付が１５０ｇ／ｍ2より大きいと、自動車成形天井材の重量を軽減し、接着剤の浸透性を向上させるという目的の達成が危ぶまれることになる。 Here, the reason why the basis weight of the glass chopped strand is limited to 50 to 150 g / m 2 is as follows. The basis weight represents the mass of the glass chopped strand per unit area, but if the basis weight is less than 50 g / m 2 , the glass chopped strand mat is likely to be perforated and an avatar-like pattern is likely to occur. It is not suitable for the present invention. On the other hand, if it is less than 50 g / m 2, the strand distribution of the glass chopped strand mat becomes uneven and the tensile strength of the mat decreases, and after the mat is wound around the winding core, it is pulled out from its outer layer. There is also a problem that the risk of breakage in the middle is sometimes increased, and workability is greatly reduced. On the other hand, if the basis weight is larger than 150 g / m 2 , the achievement of the purpose of reducing the weight of the automobile molded ceiling material and improving the permeability of the adhesive is jeopardized.
また、ガラスチョップドストランドの平均ストランド番手を１０〜２０テックスと限定したのは、平均ストランド番手が１０テックスより小さいガラスストランドを得るためには、ストランド1本当たりのガラスフィラメントの集束本数を少なくする必要があるが、このようなガラスストランドを製造する場合に、紡糸時に使用するブッシングのホール数を少なくするか、より多くのストランドに分糸する必要がある。そのために、ブッシングのホール数を小さくすると、１ブッシング当たりの生産量が低下し、材料コストの上昇につながるため好ましくない。また、分糸数を増加させると紡糸時にストランドが切断しやすくなり、材料コストの上昇につながることになる。またストランド番手が小さくなるとストランドが軟らかくなり、自動車成形天井材に必要な剛性が得られなくなるという問題もある。一方、平均ストランド番手が２０テックスより大きくなると、ストランドの巾が広くなり、ストランドが硬くなって自動車成形天井の表皮にガラス目が発生するため好ましくない。 The average strand count of the glass chopped strands is limited to 10 to 20 tex, in order to obtain a glass strand having an average strand count of less than 10 tex, it is necessary to reduce the number of glass filaments bundled per strand. However, when manufacturing such a glass strand, it is necessary to reduce the number of holes in the bushing used at the time of spinning or to split the yarn into a larger number of strands. For this reason, reducing the number of holes in the bushing is not preferable because the production amount per bushing is reduced and the material cost is increased. Further, when the number of split yarns is increased, the strands are easily cut during spinning, leading to an increase in material cost. Further, when the strand count is reduced, the strand becomes soft, and there is a problem that the rigidity required for the automobile molded ceiling material cannot be obtained. On the other hand, when the average strand count exceeds 20 tex, the width of the strand becomes wide, the strand becomes hard, and glass eyes are generated on the skin of the automobile molded ceiling, which is not preferable.
また、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上であるとは、次のような理由によるものである。 Moreover, the average value of the tensile strength in the mat width direction in the tensile fracture test according to JIS R3420 (1999) appendix 13 is 150 N or less, the standard deviation is 50 N or less, and the average value of the tensile strength in the mat longitudinal direction is That it is 100N or more is based on the following reason.
マット幅方向の引張強さを限定した理由は、マット幅方向の引張強さが１５０Ｎを超える値であったり、標準偏差が５０Ｎより大きい数値であると、全体あるいは部分的にマットの引張強さが強くなる。このようなチョップドストランドマットをプレス成形した際にチョップドストランドマットが充分に成形型に追随しない状態となる場合があり、部分的にチョップドストランドマットが破れる、あるいは引き伸ばされることによって、発泡ポリウレタンシートと表皮とが直接接触し、アバタ状の模様ができるため本発明には適さない。 The reason for limiting the tensile strength in the mat width direction is that if the tensile strength in the mat width direction exceeds 150 N, or if the standard deviation is a value greater than 50 N, the tensile strength of the mat in whole or in part. Becomes stronger. When such a chopped strand mat is press-molded, the chopped strand mat may not sufficiently follow the mold, and the chopped strand mat may be partially broken or stretched to partially expand the polyurethane foam sheet and the skin. Are in direct contact with each other, and an avatar-like pattern is formed.
さらに、マット長手方向の引張強さが１００Ｎ未満であると、ガラスチョップドストランドマットにフェノール、メラミン、イソシアネート等の接着剤を塗布する際や、接着剤を塗布したチョップドストランドマットを表皮（自動車の室内側）、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、ガラスチョップドストランドマット及び保護シート（自動車の天井側）の順に重ね合わるためにロールから引き出す際に、マットがちぎれることがあるため本発明には適さない。 Further, when the tensile strength in the longitudinal direction of the mat is less than 100 N, when applying an adhesive such as phenol, melamine or isocyanate to the glass chopped strand mat, or when the chopped strand mat coated with the adhesive is applied to the skin (car room) Inner), glass chopped strand mat, foamed polyurethane sheet, glass chopped strand mat, and protective sheet (automobile ceiling side), which are not suitable for the present invention because the mat may tear when pulled out from the roll. .
そして、上記のような構成のガラスチョップドストランドマットを実現するには、結合剤のマット幅方向における散布状態が均等になるように調整した状態で散布することが重要であり、これによって、幅方向のガラス繊維結合強度を所望範囲の値に調整することが可能となり、その結果として前記した所望の特徴を有し、しかもマット幅方向の引張強度の標準偏差も所望範囲の数値もを実現することが可能となるものである。 And, in order to realize the glass chopped strand mat having the above-described configuration, it is important to spread the binder in a state in which the dispersion state in the mat width direction of the binder is adjusted to be uniform. It is possible to adjust the glass fiber bond strength of the steel sheet to a desired range value, and as a result, it has the above-mentioned desired characteristics, and also realizes the standard deviation of the tensile strength in the mat width direction and the numerical value of the desired range. Is possible.
なお、本発明に係るガラスチョップドストランド同士を結合させるための結合剤としては、粉末ポリエステル樹脂に限定されず、その形態は、繊維状、シート状、フィルム状等であっても良く、またポリエステル以外に、ポリプロピレン、酢酸ビニル、アクリル、ＰＥＴ等の樹脂素材も使用可能である。 The binder for bonding the glass chopped strands according to the present invention is not limited to a powdered polyester resin, and the form thereof may be fibrous, sheet-like, film-like, or other than polyester. In addition, resin materials such as polypropylene, vinyl acetate, acrylic, and PET can be used.
また、結合材の散布状態を調整する具体的な方法としては、例えば、結合剤をマットに含浸する方法として単純な浸漬等による方法を採用する場合であっても、マットの上方より所定量の結合剤を供給ノズル等から流量を調整して供給する等の方法を併用することによって、最終的な含有量のばらつきを解消することができる。 Further, as a specific method for adjusting the dispersion state of the binder, for example, even when a simple dipping method or the like is used as a method for impregnating the binder with the mat, a predetermined amount of the binder is applied from above the mat. By using a method of adjusting the flow rate from the supply nozzle or the like and supplying the binder in combination, the final content variation can be eliminated.
そして、結合剤が均等に散布されたかどうかを調査する手段の一つとしては、例えば強熱減量を計測することが考えられ、例えばＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）により計測することで評価することが可能である。 And as one of the means for investigating whether or not the binder has been evenly sprayed, it is conceivable to measure, for example, ignition loss, and for example, it can be evaluated by measuring according to JIS R3420 (1999). is there.
ガラス繊維目付を５０〜１５０ｇ／ｍ2の範囲内とするためには、マットを成形する際のガラスチョップドストランドの分布むらを極力少なくすることによって達成することができ、その評価法としてはガラスチョップドストランドマットの任意の位置に長さ３００ｍｍ×幅１５０ｍｍの矩形面を切り出して質量を計測し、その計測値が設定値±３０％以内となるようにチョップドストランドの散布状態を調整することによって、ストランドの均等な分布状態を実現することができるものである。 In order to make the glass fiber basis weight within the range of 50 to 150 g / m 2 , it can be achieved by minimizing the uneven distribution of the glass chopped strands when the mat is formed. By cutting out a rectangular surface of length 300mm x width 150mm at an arbitrary position on the strand mat, measuring the mass, and adjusting the dispersion state of the chopped strand so that the measured value is within a set value ± 30%, the strand It is possible to realize an even distribution state.
そしてこの計測についての具体的な手順は、次のようになる。まず、このマットを構成するチョップドストランドの分布を調整するための方法としては、ストランドをカッター等で切断した後に、チョップドストランドをチャンバー内で搬送コンベア上に分散させ、マット状に堆積する際の気流を制御することにより、チョップドストランドが均等な分布状態となるように工夫を行ってもよい。あるいは一旦散布され、マット状に堆積したチョップドストランドに適切な所定周波数の振動を付与したり、所望の流速のエアーを噴射する等、必要となる箇所に適切な処置を施すことで、ガラスチョップドストランドの分散状態を改善する方法を採用し、ガラスチョップドストランドの分布状態の調整を行うことも可能である。 The specific procedure for this measurement is as follows. First, as a method for adjusting the distribution of the chopped strands constituting the mat, an air flow when the strands are cut with a cutter or the like and then the chopped strands are dispersed on the transport conveyor in the chamber and deposited in a mat shape. By controlling the above, it may be devised so that the chopped strands are evenly distributed. Alternatively, glass chopped strands can be dispersed by applying appropriate treatments to the necessary locations, such as applying vibrations of an appropriate predetermined frequency to chopped strands that have been once dispersed and deposited in a mat shape, or injecting air at a desired flow rate. It is also possible to adjust the distribution state of the glass chopped strands by adopting a method of improving the dispersion state of.
また、本発明の自動車成形天井材は、平均ストランド番手が１０〜２０テックスのガラスチョップドストランドから構成され、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ2であり、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その引張強さの標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上であるガラスチョップドストランドマットが、発泡ポリウレタンシートの表皮側に接着されてなることを特徴とする。 The automotive molded ceiling material of the present invention is composed of glass chopped strands having an average strand count of 10 to 20 tex, a basis weight of 50 to 150 g / m 2 , and a tensile fracture test according to JIS R3420 (1999) appendix 13. A glass chopped strand mat having an average tensile strength in the mat width direction of 150 N or less, a standard deviation of the tensile strength of 50 N or less, and an average tensile strength in the longitudinal direction of the mat of 100 N or more. It is characterized by being adhered to the skin side of the foamed polyurethane sheet.
ここで、平均ストランド番手が１０〜２０テックスのガラスチョップドストランドから構成され、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ2であり、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その引張強さの標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上であるガラスチョップドストランドマットが、発泡ポリウレタンシートの表皮側に接着されてなるとは、前記したような限定条件を満たすガラスチョップドストランドマットが、発泡ポリウレタンシートの表皮側に接着された自動車成形天井材であることを意味している。 Here, the tensile strength in the mat width direction in the tensile rupture test according to JIS R3420 (1999) appendix 13 having an average strand count of 10 to 20 tex of glass chopped strand and a basis weight of 50 to 150 g / m 2. A glass chopped strand mat having an average value of 150 N or less, a standard deviation of tensile strength of 50 N or less, and an average value of tensile strength in the longitudinal direction of the mat of 100 N or more is on the skin side of the polyurethane foam sheet Being bonded means that the glass chopped strand mat satisfying the above-mentioned limiting conditions is an automobile molded ceiling material bonded to the skin side of the polyurethane foam sheet.
マットをポリウレタンシートの表皮側に接着する接着剤としては、所望の性能を実現することのできるものであれば、どのようなものを採用してもよく、その接着方法についても接着強度に支障の生じないものであれば、特に限定せずに使用することができるものである。 As an adhesive for adhering the mat to the skin side of the polyurethane sheet, any adhesive can be used as long as it can achieve the desired performance, and the adhesive strength of the adhesive can also be hindered. If it does not occur, it can be used without any particular limitation.
（１）以上のように、本発明のガラスチョップドストランドマットは、平均ストランド番手が１０〜２０テックスのガラスチョップドストランドから構成されてなり、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ2であり、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その引張強さの標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上であるため、強度面での不安がなく、しかも自動車成形天井材として成形した後にガラス目等の概観状の問題の発生する危険性が小さい優れた品位を有するものである。 (1) As described above, the glass chopped strand mat of the present invention is composed of glass chopped strands having an average strand count of 10 to 20 tex, a basis weight of 50 to 150 g / m 2 , and JIS R3420 (1999). ) The average value of the tensile strength in the mat width direction in the tensile fracture test according to Appendix 13 is 150 N or less, the standard deviation of the tensile strength is 50 N or less, and the average value of the tensile strength in the mat longitudinal direction is 100 N Thus, there is no anxiety in terms of strength, and it has excellent quality with a low risk of appearance problems such as glass eyes after being molded as an automobile molded ceiling material.
（２）また、本発明の自動車成形天井材は、平均ストランド番手が１０〜２０テックスのガラスチョップドストランドから構成され、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ2であり、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その引張強さの標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上であるガラスチョップドストランドマットが、発泡ポリウレタンシートの表皮側に接着されてなるため、大型自動車成形天井材、あるいは深絞り成形や複雑な形状を有する自動車成形天井材として利用でき、汎用性が高く軽量な構成材料であって、優れた性能を安価に実現することができるものである。 (2) Moreover, the automobile molded ceiling material of the present invention is composed of glass chopped strands having an average strand count of 10 to 20 tex, has a basis weight of 50 to 150 g / m 2 , and complies with JIS R3420 (1999) appendix 13. Glass chopped with an average value of the tensile strength in the mat width direction of 150 N or less, a standard deviation of the tensile strength of 50 N or less, and an average value of the tensile strength in the mat longitudinal direction of 100 N or more in the tensile breaking test Since the strand mat is bonded to the skin side of the polyurethane foam sheet, it can be used as a large automotive molded ceiling material, or a deep-drawn molded or complex shaped automotive molded ceiling material. Therefore, excellent performance can be realized at low cost.
以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて本発明のガラスチョップドストランドマットとそれを使用する自動車用天井材について詳細に説明する。なお、図１は、ガラスチョップドストランドマットの製造工程を示す説明図である。 Hereinafter, the glass chopped strand mat of the present invention and an automobile ceiling material using the same will be described in detail based on examples and comparative examples. In addition, FIG. 1 is explanatory drawing which shows the manufacturing process of a glass chopped strand mat.
まず、Ｅガラス材質のガラス繊維を１２００本のノズルを有する白金製ブッシングから直径１１．６μｍのガラスフィラメントとして成形する。この際、ガラスフィラメントには、集束剤（固形分５０質量％のポリ酢酸ビニルエマルジョンを６質量％、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを０．３質量％、第４級アンモニウム塩を０．５質量％、イオン交換水を９３．２質量％で構成されたもの）を付着量が０．４質量％となるように塗布し、その後カーボン製のシューによって１８分糸して巻き取り、ガラスケーキを得、所定時間乾燥した。 First, glass fiber made of E glass is formed as a glass filament having a diameter of 11.6 μm from a platinum bushing having 1200 nozzles. At this time, the glass filament includes a sizing agent (polyvinyl acetate emulsion having a solid content of 50 mass%, 6 mass%, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 0.3 mass%, and quaternary ammonium salt, 0.5 mass%. (Mass%, composed of 93.2% by mass of ion-exchanged water) was applied so that the amount of adhesion was 0.4% by mass, and then wound with a carbon shoe for 18 minutes. And dried for a predetermined time.
この乾燥されたケーキの内層からガラスストランド１０を解舒し、チャンバー１１の天井部分に取り付けられた複数個の切断機１２に送り込み、長さ５０ｍｍに切断した。この時、１２００本のフィラメントからなるストランドは１８本に分割された状態になる。各切断機１２は、カッターローラー１２ａとゴムローラー１２ｂから構成され、互いに回転するカッターローラー１２ａとゴムローラー１２ｂの間にガラスストランド１０が送り込まれることによって切断される。 The glass strand 10 was unwound from the inner layer of the dried cake, sent to a plurality of cutting machines 12 attached to the ceiling portion of the chamber 11, and cut to a length of 50 mm. At this time, the strand composed of 1200 filaments is divided into 18 strands. Each cutting machine 12 is comprised from the cutter roller 12a and the rubber roller 12b, and it is cut | disconnected by sending the glass strand 10 between the cutter roller 12a and the rubber roller 12b which rotate mutually.
チャンバー１１の底部には、第１の搬送コンベア１３が配置され、長さ５０ｍｍに切断されたガラスストランド１０は、第１の搬送コンベア１３の上で均一になるように分散され、シート状に堆積されてからチャンバー１１の外へ搬送され、次の第２の搬送コンベア１４に搬送された。第２の搬送コンベア１４上で移動するガラスチョップドストランド上には、散布機１５によって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）が、所定の付着量（％）となるように均一になるように調整した状態で散布された。そして、ガラスチョップドストランドと樹脂が分散された状態を維持しつつ第３の搬送コンベア１６に搬送された。第３の搬送コンベア１６の途中には、加熱炉１７が配置され、粉末ポリエステル樹脂が散布されたガラスチョップドストランドのシート状堆積物が、加熱炉１７中に移動して所定温度で加熱されることによって、粉末ポリエステル樹脂が軟化、溶融した。次いでこのガラスチョップドストランドを、加熱炉１７の外部に移動させ、水冷ロール１８の間を通して冷却、プレスを行った。これにより溶融していた粉末ポリエステル樹脂が固化されて、ガラスチョップドストランドマット１９（目付１００ｇ／ｍ2）が作製され、その後、巻き取り機２０によって巻き取られた。 A first conveyor 13 is disposed at the bottom of the chamber 11, and the glass strands 10 cut to a length of 50 mm are uniformly distributed on the first conveyor 13 and accumulated in a sheet form. Then, it was transported out of the chamber 11 and transported to the next second transport conveyor 14. On the glass chopped strands that move on the second conveyor 14, the powder polyester resin (New Track 514 manufactured by Kao Co., Ltd.) is made uniform by the spreader 15 so as to have a predetermined adhesion amount (%). It was sprayed in the adjusted state. And it was conveyed by the 3rd conveyance conveyor 16, maintaining the state with which the glass chopped strand and resin were disperse | distributed. A heating furnace 17 is arranged in the middle of the third conveyor 16, and the sheet-like deposit of glass chopped strands on which the powdered polyester resin is dispersed moves into the heating furnace 17 and is heated at a predetermined temperature. As a result, the powdered polyester resin was softened and melted. Next, the glass chopped strand was moved to the outside of the heating furnace 17, cooled through a water-cooled roll 18, and pressed. As a result, the melted powdered polyester resin was solidified to produce a glass chopped strand mat 19 (weight per unit area: 100 g / m 2 ), and then wound up by the winder 20.
こうして得られたガラスチョップドストランドマット１９を使用して自動車天井材を作製する場合について説明する。まず、ガラスチョップドストランドマット１９にイソシアネート系の接着剤を含浸させた後、表皮（自動車の室内側）、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、別のガラスチョップドストランドマット及び保護シート（自動車の天井側）の順に重ね合わせ、周囲に超硬刃を取り付けた成形天井の形状をしたプレス型に入れた状態でプレス成形を行う。次いで、所定の形状とすると同時に周囲をトリミングして整える。 The case where an automobile ceiling material is produced using the glass chopped strand mat 19 thus obtained will be described. First, the glass chopped strand mat 19 is impregnated with an isocyanate-based adhesive, and then the skin (the interior side of the automobile), the glass chopped strand mat, the foamed polyurethane sheet, another glass chopped strand mat and a protective sheet (on the ceiling side of the automobile) ) In order, and press molding is performed in a state where it is placed in a press die having a shape of a molding ceiling with a cemented carbide blade attached to the periphery. Next, the periphery is trimmed and trimmed at the same time as a predetermined shape.
次いで、図２に示したように、目付け５０〜１５０ｇ/ｍ2のマットＭのマット長手方向Ｌとマット幅方向Ｈの引張強さをＪＩＳ Ｒ３４２０ 付属書１３の方法により計測した。ここでの測定回数は５０回とした。 Next, as shown in FIG. 2, the tensile strength in the mat longitudinal direction L and the mat width direction H of the mat M having a basis weight of 50 to 150 g / m 2 was measured by the method of JIS R3420 Appendix 13. Here, the number of measurements was 50.
強熱減量についてもＪＩＳ Ｒ３４２０記載の方法によって計測した。また、マット幅方向の性能を比較するため、実施例１、２及び比較例６のチョップドストランドマットから、図２に示すようにマットの幅方向Ｈに1列に長さ３００ｍｍ×幅１５０ｍｍを切りだし結合剤のマット幅方向散布量を調査したところ、実施例１、２はそれぞれ２．５ｇ／ｍ2、３．５ｇ／ｍ2の差であったが、比較例６の差は５．７ｇ／ｍ2と大きいものであった。 The ignition loss was also measured by the method described in JIS R3420. Further, in order to compare the performance in the mat width direction, from the chopped strand mats of Examples 1 and 2 and Comparative Example 6, a length of 300 mm × width of 150 mm was cut in one row in the width direction H of the mat as shown in FIG. When checking the mat width direction sprayed amount of out-binding agent, respectively example 1, 2 2.5 g / m 2, was the difference between 3.5 g / m 2, the difference in Comparative example 6 5.7g It was as large as / m 2 .
また、１０００枚の自動車天井材について、その表皮側にガラス目やアバタ状の模様の数量及びその状態について目視観察によって熟練者が検査を行った。以上の結果を表１に表す。 Moreover, about 1000 automobile ceiling materials, the expert inspect | inspected by visual observation about the quantity and the state of the glass eyes or avatar-like pattern on the skin side. The above results are shown in Table 1.
表１から明らかなように、実施例である試料Ｎｏ．１〜５のガラスチョップドストランドマットは、いずれもマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その標準偏差が５０Ｎ以下、マット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上であり、自動車成形天井材とした後の目視観察のガラス目やアバタ模様による不良率が０．３％以下であって、非常に低かった。 As is clear from Table 1, sample No. The glass chopped strand mats 1 to 5 all have an average value of tensile strength in the mat width direction of 150 N or less, a standard deviation of 50 N or less, and an average value of tensile strength in the mat longitudinal direction of 100 N or more, The defective rate due to the glass pattern and avatar pattern in visual observation after the automobile molded ceiling material was 0.3% or less, which was very low.
それに対し、比較例である試料Ｎｏ．６とＮｏ.７の各ガラスチョップドストランドマットは、自動車成形天井材成形材に成形した状態でガラス目やアバタ模様による不良率が２％、２．５％と大きい値となった。 In contrast, Sample No. as a comparative example. Each of the glass chopped strand mats No. 6 and No. 7 had a large defect rate of 2% and 2.5% due to glass eyes and an avatar pattern in a state where the glass chopped strand mat was molded into an automotive molded ceiling material molding material.
なおガラスチョップドストランドマット中のストランド番手（テックス）の測定は、チョップドストランドマットを６２０℃で３０分間焼却した後、チョップドストランドマットを構成するストランド５０本を抜き取り、その長さＬ（ｍｍ）を測定した後、感量が０．１ｍｇ以下の秤を用いて質量Ｗ（ｇ）を測定し、次式により算出することができる。この式は、ストランド長１０００ｍの重量を表すため、単位をｍｍ（ミリメートル）からｍ（メートル）に換算するものとなっている。 The strand count (tex) in the glass chopped strand mat is measured by incinerating the chopped strand mat at 620 ° C. for 30 minutes, then extracting 50 strands constituting the chopped strand mat and measuring the length L (mm). Then, the mass W (g) is measured using a scale having a sensitivity of 0.1 mg or less, and can be calculated by the following formula. Since this equation represents the weight of a strand length of 1000 m, the unit is converted from mm (millimeter) to m (meter).
（数１）
ストランド番手（ｔｅｘ）＝（Ｗ×１００００００）÷（Ｌ×５０）
(Equation 1)
Strand count (tex) = (W × 1000000) ÷ (L × 50)
以上のように、本発明のガラスチョップドストランドマットと自動車成形天井材は、強度的な問題を生じさせることなく軽量化が可能であり、外観品位についてもガラス目やアバタ模様の認められることのない優れた品位を有するものであることが明瞭になった。 As described above, the glass chopped strand mat and the automobile molded ceiling material of the present invention can be reduced in weight without causing a problem in strength, and the appearance quality is not recognized by glass eyes or avatar patterns. It became clear that it had excellent quality.
１０ ガラスストランド
１１ チャンバー
１２ 切断機
１３ 第１の搬送コンベア
１４ 第２の搬送コンベア
１５ 散布機
１６ 第３の搬送コンベア
１７ 加熱炉
１８ 水冷ロール
１９、Ｍ ガラスチョップドストランドマット
２０ 巻き取り機
Ｌ ガラスチョップドストランドマットの長手方向
Ｈ ガラスチョップドストランドマットの幅方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Glass strand 11 Chamber 12 Cutting machine 13 1st conveyance conveyor 14 2nd conveyance conveyor 15 Spreader 16 3rd conveyance conveyor 17 Heating furnace 18 Water cooling roll 19, M Glass chopped strand mat 20 Winding machine L Glass chopped strand Longitudinal direction of mat H Width direction of glass chopped strand mat
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