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WO2017068872A1 - ガラスチョップドストランドマット及び自動車成形天井材 - Google Patents

ガラスチョップドストランドマット及び自動車成形天井材 Download PDF

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Publication number
WO2017068872A1
WO2017068872A1 PCT/JP2016/075811 JP2016075811W WO2017068872A1 WO 2017068872 A1 WO2017068872 A1 WO 2017068872A1 JP 2016075811 W JP2016075811 W JP 2016075811W WO 2017068872 A1 WO2017068872 A1 WO 2017068872A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass chopped
chopped strand
glass
strand mat
range
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/075811
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
晃 國友
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電気硝子株式会社 filed Critical 日本電気硝子株式会社
Publication of WO2017068872A1 publication Critical patent/WO2017068872A1/ja

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4209—Inorganic fibres
    • D04H1/4218—Glass fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/60—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in dry state, e.g. thermo-activatable agents in solid or molten state, and heat being applied subsequently

Definitions

  • the present invention relates to a glass chopped strand mat used as a reinforcing material for glass fiber reinforced plastic (GFRP), a reinforcing material such as an automotive molded ceiling material, and an automotive molded ceiling material provided with the glass chopped strand mat.
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • the glass chopped strand mat is a reinforcing material in which a large number of glass chopped strands are bonded to each other and formed into a mat shape, and is known to be lightweight and have high mechanical strength.
  • a sizing agent is applied to the surface of a large number of glass filaments, and a large number of glass chopped strands are prepared by cutting glass strands obtained by focusing to a predetermined length.
  • the glass chopped strand mat manufactured in this way is widely used as a constituent material of various fiber-reinforced molded composite materials such as automobile molded ceiling materials.
  • a glass chopped strand mat is used by being adhered to both surfaces of a foamed resin sheet.
  • Patent Documents 1 to 4 listed below disclose glass chopped strand mats used for automobile molded ceiling materials.
  • Patent Documents 1 and 2 describe that the basis weight of the glass chopped strand mat is 80 g / m 2 to 200 g / m 2 .
  • Patent Documents 3 and 4 describe that the basis weight of the glass chopped strand mat is preferably 50 g / m 2 to 200 g / m 2 .
  • automobile molded ceiling materials are required to reduce the weight per unit area in order to reduce the weight of the entire automobile.
  • an adhesive is used when bonding the glass chopped strand mat and the foamed resin sheet, but if the adhesive does not sufficiently penetrate the mat, the molded automobile molded ceiling material lacks rigidity, After bonding, the glass chopped strands sometimes peeled off from the mat.
  • the basis weight of the glass chopped strand mat may be reduced as in Patent Documents 1 to 4, but the basis weight becomes smaller.
  • the distribution of the glass chopped strands may become non-uniform, and the tensile strength of the glass chopped strand mat may decrease.
  • the glass chopped strand mat drawn from the outer layer of the wound body is wound into a roll again after the adhesive is applied, and is drawn out from the outer layer again at the time of molding. Therefore, if the tensile strength is low, the mat is easily broken in this case, and the workability may be greatly reduced.
  • An object of the present invention is to provide a glass chopped strand mat and an automobile molded ceiling material that are excellent in workability and are less likely to cause glass wrinkling during molding when used in a fiber reinforced molded composite material.
  • the glass chopped strand mat according to the present invention is a glass chopped strand mat in which sheet-like deposits of glass chopped strands are bonded by a binder, and the basis weight of the glass chopped strand mat is xg / m 2
  • x is in the range of 60 or more and 150 or less
  • the mass ratio of the adhesion amount of the binder is x ⁇ 100
  • the range of ⁇ 1.5% of A represented by the following formula (1)
  • x> 100 it is in the range of ⁇ 1.5% or more of A and + 0.9% or less of A
  • the full width tensile strength is ⁇ 300 N of B represented by the following formula (2) / M.
  • the glass chopped strand mat according to the present invention is preferably in the range of ⁇ 1.2% of A represented by the formula (1) when the mass ratio of the adhesion amount of the binder is x ⁇ 100. , X> 100, it is in the range of -1.2% or more of A and + 0.6% or less of A.
  • the full width tensile strength is in a range of ⁇ 200 N / m of B represented by the formula (2).
  • the count of the glass chopped strand is preferably in the range of 10 tex or more and 30 tex or less.
  • the length of the glass chopped strand is in the range of 30 mm or more and 150 mm or less.
  • the automobile molded ceiling material according to the present invention includes a base material sheet and the above-described glass chopped strand mat laminated on both sides or one side of the base material sheet.
  • the present invention it is possible to provide a glass chopped strand mat and an automotive molded ceiling material that are excellent in workability and are less likely to cause glass wrinkling during molding when used in a fiber reinforced molded composite material.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a cake according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view showing an example of a glass chopped strand mat manufacturing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of an automotive molded ceiling material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the basis weight of the samples obtained in Examples and Comparative Examples and the amount of binder attached.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the basis weight of the samples obtained in Examples and Comparative Examples and the full width tensile strength.
  • the glass chopped strand mat of the present invention is formed by bonding glass chopped strand sheet-like deposits with a binder.
  • the inventors of the present invention limited the basis weight of the glass chopped strand mat, the mass ratio of the adhesion amount of the binder, and the total width tensile strength to a specific range, thereby improving the workability of the glass chopped strand mat and fiber reinforced molding. It has been found that glass wrinkles can be improved during molding of composite materials.
  • the specific range of the basis weight of the glass chopped strand mat, the mass ratio of the adhesion amount of the binder, and the full width tensile strength in the present invention will be described in detail.
  • the basis weight of the glass chopped strand mat is in the range of 60 g / m 2 or more and 150 g / m 2 or less.
  • the glass chopped strand mat of the present invention has a basis weight of 60 g / m 2 or more, it is difficult for perforation to occur and has excellent tensile strength. Moreover, since a basis weight is 150 g / m ⁇ 2 > or less, the weight reduction of a glass chopped strand mat can be achieved.
  • the basis weight of the glass chopped strand mat is preferably 70 g / m 2 or more, and preferably 145 g / m 2 or less.
  • the basis weight of the glass chopped strand mat is more preferably 80 g / m 2 or more, and more preferably 130 g / m 2 or less.
  • the basis weight of the glass chopped strand mat can be measured in accordance with “7.2 Mass (mass) of cloth and mat” of JIS R3420 (2013).
  • the basis weight of the glass chopped strand mat may be expressed as xg / m 2 .
  • the glass chopped strand mat according to the present invention is in the range of ⁇ 1.5% of A represented by the following formula (1) when the mass ratio of the adhesion amount of the binder is x ⁇ 100, and x> 100 In this case, it is in the range of ⁇ 1.5% or more of A and + 0.9% or less of A.
  • the range of ⁇ 1.5% of A refers to a range of ⁇ 1.5% or more of A and + 1.5% or less of A.
  • the glass chopped strand mat of the present invention is excellent in tensile strength because the mass ratio of the adhesion amount of the binder is not less than the above lower limit. Moreover, the adhesiveness between the glass chopped strands becomes good, and the glass chopped strands do not fall apart when the ceiling material is formed. On the other hand, since the mass ratio of the adhesion amount of the binder is equal to or less than the above upper limit, the glass chopped strand does not adhere to the cooling mill water cooling roll 18 when cooling and pressing through the cooling mill water cooling roll 18 described later, Thickness is uniform and tensile strength is difficult to be non-uniform. Furthermore, the glass chopped strand mat has moderate flexibility and can be used for forming ceiling materials having various shapes.
  • the mass ratio of the adhesion amount of the binder is x ⁇ 100, it is ⁇ 1.2% of A represented by the above formula (1).
  • x> 100 it is preferable to be within the range of ⁇ 1.2% or more of A and + 0.6% or less of A.
  • x ⁇ 100 it is represented by the above formula (1).
  • A is more preferably within a range of ⁇ 0.9% of A, and when x> 100, it is more preferably within a range of ⁇ 0.9% or more of A and + 0.3% or less of A.
  • the adhesion amount of a binder is an ignition loss measured based on "7.3 Moisture content and ignition loss" of JIS R3420 (2013).
  • the glass chopped strand mat of the present invention has a full width tensile strength in the range of ⁇ 300 N / m of B represented by the following formula (2).
  • the B within the range of ⁇ 300 N / m refers to a range of ⁇ 300 N or more of B and +300 N or less of B.
  • the glass chopped strand mat of the present invention since the full width tensile strength of the glass chopped strand mat is equal to or more than the above lower limit, it is difficult to break when the mat is pulled out from the outer layer of the wound body, and the strand is not easily dropped from the mat. Therefore, the glass chopped strand mat of the present invention is excellent in workability. Further, when used in a fiber reinforced molded composite material, the glass is not easily torn during molding, and the composite material is less likely to have reduced rigidity.
  • the full width tensile strength of the glass chopped strand mat is not more than the above upper limit, when used in a fiber reinforced molded composite, glass wrinkles are unlikely to occur during molding.
  • the total width tensile strength of the glass chopped strand mat is ⁇ 200 N / m of B in the above formula (2). It is preferably within the range, and more preferably within the range of ⁇ 150 N / m of B.
  • full width tensile strength can be adjusted as follows, for example, in addition to the adhesion amount and basis weight of the binder.
  • the glass chopped strand mat is obtained by spraying a binder and water on the deposited glass chopped strand, melting the binder in an oven, and then solidifying by cooling with a press roller. Manufactured. At this time, if the binder is sufficiently melted, the tensile strength tends to be high, whereas if it is insufficient, the tensile strength tends to be low. Therefore, the tensile strength can be adjusted by adjusting the oven temperature. In this case, if the oven temperature is lowered too much to adjust the tensile strength, the binder will not be sufficiently melted and the adhesive strength will be lowered, and the chopped strands may fall off from the glass chopped strand mat. It is necessary to note that.
  • the tensile strength increases as the pressure of the press roller increases, and the tensile strength tends to decrease as the pressure of the press roller decreases. Therefore, the tensile strength can be adjusted also by adjusting the pressure of the press roller.
  • the pressure of a press roller can be adjusted with methods, such as adjusting the clearance gap between the upper and lower sides of a press roller, or making a rubber layer adhere to the outer periphery of a press roller.
  • the full width tensile strength of the glass chopped strand mat can be adjusted by changing the heating temperature and pressing pressure of the binder in the production process, in addition to the basis weight and the amount of the binder attached.
  • the full width tensile strength is measured by the following procedure.
  • the width is 1260 mm
  • the glass chopped strand mat taken up by the winder 20 described later is pulled out by an arbitrary length
  • the width direction ends of the drawn-out part are two places each, for a total of four places.
  • Chuck Note that the distance between chucks in the width direction is 1260 mm
  • the distance between chucks in the winding direction (perpendicular to the width direction) is 100 mm.
  • the glass chopped strand mat in the drawn portion is viewed in a plan view
  • the chuck positions are connected by a straight line
  • a position that becomes a rectangle having a long side of 1260 mm and a short side of 100 mm is chucked.
  • the glass chopped strand mat was pulled in the winding direction at a speed of 200 mm / min, the maximum load until the mat broke was measured, and converted to N / m.
  • the value is the full width tensile strength.
  • the basis weight of the glass chopped strand mat, the mass ratio of the adhesion amount of the binder, and the full width tensile strength are within the above ranges. Therefore, the workability of the glass chopped strand mat and the fiber reinforced molded composite material The glass wrinkle at the time of shaping can be improved. Further, the glass chopped strand mat can be reduced in weight.
  • the glass chopped strand mat of the present invention is excellent in workability and can improve the glass wrinkle at the time of molding a fiber reinforced molded composite material, and therefore can be suitably used for a fiber reinforced molded composite material.
  • the glass chopped strand mat of the present invention can be more suitably used as a reinforcing material for automobile molded ceiling materials.
  • the glass chopped strand mat of the present invention is formed by bonding sheet-like deposits of glass chopped strands with a binder.
  • glass chopped strands constituting the glass chopped strand mat examples include glass chopped strands made of E glass, S glass, T glass, and the like.
  • the count of the glass chopped strands constituting the glass chopped strand mat is preferably in the range of 10 tex or more and 30 tex or less, and more preferably in the range of 15 tex or more and 25 tex or less.
  • a count is a count measured based on "7.1 count" of JISR3420 (2013).
  • the count of the glass chopped strand is less than the lower limit, when producing the glass chopped strand, it is necessary to spin a glass filament with a small diameter, or to reduce the number of converging glass filaments per glass strand, When manufacturing such a glass filament or glass strand, it may be cut during spinning. In addition, the cost may increase.
  • the distribution of the glass chopped strand constituting the glass chopped strand mat is likely to be non-uniform, and the mat is perforated or the mat has a low tensile strength. There are things to do.
  • the length of the glass chopped strand constituting the glass chopped strand mat is preferably 30 mm or more and 150 mm or less, and more preferably 40 mm or more and 100 mm or less.
  • the tensile strength of the glass chopped strand mat may be lowered. If the length of the glass chopped strand exceeds the upper limit, the dispersion of the glass chopped strands constituting the glass chopped strand mat tends to be non-uniform, and the mat may be perforated.
  • the manufacturing method of the glass chopped strand mat of this invention is not specifically limited, For example, it can manufacture with the following method.
  • the glass raw material put in the glass melting furnace is melted to form molten glass, and after the molten glass is made into a homogeneous state, the molten glass is drawn out from a heat-resistant nozzle attached to the bushing. Thereafter, the drawn molten glass is cooled to form a glass filament.
  • this glass filament is coated with a sizing agent, and with the sizing agent evenly applied, the glass filaments are aligned and bundled to form glass strands.
  • the obtained glass strand is wound around a production paper tube in the aligned state to produce a wound body. Subsequently, the wound wound body is dried, and a film of a sizing agent is formed on the surface of the glass strand to obtain a cake 1 shown in FIG.
  • the glass strand 10 is unwound from the inner layer of the dried cake 1 and sent to a plurality of cutting machines 12 attached to the ceiling portion of the chamber 11 and cut into a predetermined length.
  • a glass chopped strand 10A is obtained.
  • each cutting machine 12 is comprised from the cutter roller 12a and the rubber roller 12b, and cut
  • the glass chopped strands 10A are uniformly dispersed on the first conveyor 13 disposed at the bottom of the chamber 11, and are deposited in a sheet form.
  • the glass chopped strands 10 ⁇ / b> A deposited in a sheet shape are transported out of the chamber 11 and transported to the second transport conveyor 14.
  • the binder is uniformly sprayed by the spreader 15 on the glass chopped strand 10 ⁇ / b> A moving on the second transport conveyor 14, and transported to the next third transport conveyor 16.
  • the binder is softened and melted.
  • the sheet-like deposit of the glass chopped strand 10 ⁇ / b> A is moved to the outside of the heating furnace 17, and is cooled and pressed through the cooling roll water cooling rolls 18. Thereby, the binder which has been melted is solidified, and the glass chopped strand mat 19 can be obtained. In addition, the glass chopped strand mat 19 can be used by being wound by the winder 20 and being pulled out.
  • the bundling agent for bundling the glass filament is not particularly limited, and for example, a polyvinyl acetate emulsion can be used.
  • the sizing agent may further contain, for example, a silane coupling agent.
  • a silane coupling agent include amino silane, epoxy silane, vinyl silane, acrylic silane, chloro silane, mercapto silane, and ureido silane.
  • the reactivity with the said bundling agent on the surface of a glass strand can be improved by adding a silane coupling agent, and tensile strength can be improved further.
  • the sizing agent may contain components such as a lubricant, a nonionic surfactant, and an antistatic agent in addition to the silane coupling agent described above, and the mixing ratio of each component is necessary. It may be determined according to.
  • the binder for binding the glass chopped strand is not particularly limited, and a resin material such as polyester, polypropylene, vinyl acetate, acrylic, or epoxy can be used.
  • a resin material such as polyester, polypropylene, vinyl acetate, acrylic, or epoxy.
  • the binder is preferably a polyester resin, and particularly preferably a powdered unsaturated polyester resin. .
  • the form of the binder is not particularly limited, and for example, a powder form, a liquid form, a fiber form, a sheet form, or a film form can be used.
  • the full width tensile strength can be adjusted within the range of the present invention by adjusting the temperature in the heating furnace 17 and the cooling press pressure. For example, by setting the temperature in the heating furnace 17 high, the binder is easily melted, the adhesion between the glass chopped strands is improved, and as a result, the full width tensile strength is increased. In addition, by narrowing the gap amount between the water-cooling rolls 18 of the cold rolling mill, the adhesiveness between the glass chopped strands is improved by the pressure, and as a result, the full width tensile strength is increased.
  • the correlation between the adhesion amount of the binder, the temperature in the heating furnace 17, the gap amount between the water-cooling rolls 18 of the cold rolling mill and the full width tensile strength is investigated, and the full width tensile strength is calculated.
  • the full width tensile strength is calculated.
  • the automobile molded ceiling material of the present invention includes a base material sheet and the above-described glass chopped strand mat laminated on both sides or one side of the base material sheet.
  • the automobile molded ceiling material 21 includes a skin material 22 (inside the automobile), the above-described glass chopped strand mats 23, 23, a foamed urethane sheet 24 that is a base material sheet, and a back skin material 25 ( The vehicle body side).
  • Example 1 First, a sizing agent was applied to a glass filament having an E glass composition with a diameter of 11 ⁇ m so that the amount of adhesion was 0.4% by mass, and then 80 strands were formed to form a strand (count: 20 tex), and then wound, cake And then dried for a predetermined time.
  • the sizing agent is 6% by mass of polyvinyl acetate emulsion, 0.3% by mass of ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, 0.5% by mass of quaternary ammonium salt, and 93.2% by mass of ion-exchanged water. What was prepared in this way was used.
  • 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 into a predetermined length.
  • Each cutting machine 12 is comprised from the cutter roller 12a and the rubber roller 12b, and it is cut
  • a first conveyor 13 is disposed at the bottom of the chamber 11, and glass chopped strands 10 ⁇ / b> A 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.
  • a powder polyester resin (trade name: New Track 514, manufactured by Kao Corporation) is uniformly applied to the glass chopped strand 10A moving on the second conveyor 14 by a spreader 15 so that the amount of adhesion becomes 10% by mass. After spraying, it was conveyed to the next third conveyor 16. In the middle of the third conveyor 16, a heating furnace 17 is arranged, and the sheet-like deposit of the glass chopped strands 10 A on which the powdered polyester resin is dispersed is moved into the heating furnace 17 and heated at 230 ° C. The powdered polyester resin was softened and melted.
  • the adhesion amount of the binder of the glass chopped strand mat of Example 1 thus obtained was measured and found to be 10% by mass, and the full width tensile strength was measured to be 2217 N / m.
  • the basis weight of the glass chopped strand mat and the amount of binder attached, that is, the loss on ignition, were measured according to JIS R3420 (2013). Specifically, the adhesion amount of the binder was determined by subtracting the ignition loss of the cake used for the production of the glass chopped strand from the ignition loss of the glass chopped strand mat measured in accordance with JIS R3420 (2013).
  • Examples 2 to 19 and Comparative Examples 1 to 19 A glass chopped strand mat was produced in the same manner as in Example 1 except that the strand count, basis weight, and adhesion amount of the binder were set as shown in Tables 1 to 6 below. Further, the full width tensile strengths of the glass chopped strand mats of Examples 2 to 19 and Comparative Examples 1 to 19 were measured. The results are shown in Tables 1 to 6 below.
  • the glass chopped strand mat was pulled out from the wound body, and the presence or absence of breakage of the mat when pulled out was observed. In addition, it pulled out by applying force so that a drawing speed might be 20 m / min.
  • Formability The formability when the obtained glass chopped strand mat was used for reinforcing a molded ceiling material was evaluated.
  • two glass chopped strand mat 22 to the isocyanate resin is 50cm square size was applied so as to 15 g / m 2, of 180 g / m 2 of foamed urethane sheet 24,70g / m 2 knitted
  • the material skin material 22, 30 g / m 2 of the back skin material 25 is laminated as shown in FIG. 3, and the ceiling material is molded by heating at 200 ° C. for 1 minute with a mold heated to 200 ° C., and molded 100 times.
  • the rate of occurrence of glass wrinkles was defined as the defective rate.
  • the glass chopped strand mats of Examples 1 to 19 do not break when the mat is pulled out, and the defect rate such as glass wrinkles in the molded ceiling material is low.
  • the glass chopped strand mats of Comparative Examples 1 to 19 had a high defect rate such as breaking when the mat was pulled out, glass wrinkles in the molded ceiling material, and a decrease in rigidity.
  • FIG. 4 is a view showing the relationship between the basis weight of the samples obtained in Examples and Comparative Examples and the amount of binder attached. From FIG. 4, it was confirmed that in Examples 1 to 19, the mass ratio of the adhesion amount of the binder was between the curve showing the maximum value and the curve showing the minimum value in FIG. That is, when the mass ratio of the adhesion amount of the binder is x ⁇ 100, it is within the range of A ⁇ 1.5% represented by the following formula (1), and when x> 100, A ⁇ 0.9% As mentioned above, it has confirmed that it exists in the range of A + 1.5% or less.
  • the curve which shows the maximum value and minimum value in FIG. 4 shall satisfy
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the basis weight of the samples obtained in Examples and Comparative Examples and the full width tensile strength. From FIG. 5, it was confirmed that in Examples 1 to 19, the full width tensile strength was between the curve showing the maximum value and the curve showing the minimum value in FIG. That is, in Examples 1 to 19, it was confirmed that the full width tensile strength was in the range of B ⁇ 300 N / m represented by the following formula (2).
  • the curve which shows the maximum value and minimum value in FIG. 5 shall satisfy
  • the basis weight was in the range of 60 g / m 2 or more and 150 g / m 2 or less.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
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  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

作業性に優れ、かつ繊維強化成形複合材に用いた場合、成形時にガラスしわが発生し難い、ガラスチョップドストランドマットを提供する。　ガラスチョップドストランドのシート状堆積物が、バインダーによって結合されている、ガラスチョップドストランドマットであって、ガラスチョップドストランドマットの目付をｘｇ／ｍ２としたときに、ｘが、６０以上、１５０以下の範囲内にあり、前記バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、下記式（１）で表されるＡの±１．５％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－１．５％以上、Ａの＋０．９％以下の範囲内にあり、全幅引張強度が、下記式（２）で表されるＢの±３００Ｎ／ｍの範囲内にある、ガラスチョップドストランドマット。　Ａ（％）＝０．００１９ｘ２－０．５４４３ｘ＋４５．４　…式（１）　Ｂ（Ｎ／ｍ）＝０．５７６８ｘ２－９７．１９７ｘ＋６０００　…式（２）

Description

ガラスチョップドストランドマット及び自動車成形天井材
　本発明は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）の補強材や、自動車成形天井材等の補強材として用いられるガラスチョップドストランドマット及び該ガラスチョップドストランドマットを備える自動車成形天井材に関する。
　ガラスチョップドストランドマットは、多数本のガラスチョップドストランドを互いに結合してマット状に成形した補強材であって、軽量であり、高い機械的強度を有することが知られている。
　ガラスチョップドストランドマットの製造方法としては、多数本のガラスフィラメントの表面に集束剤を塗布し、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てなるガラスチョップドストランドを多数本用意し、これらを均等無秩序にシート状に堆積した後、得られたシート状堆積物に結合剤と水を散布し、次いでこの結合剤を加熱溶融した後にシート状堆積物をプレス成形し、冷却固化させる方法が知られている。あるいは、均等無秩序にシート状に堆積して得られたシート状堆積物に、樹脂を乳化したエマルジョンを塗布した後、乾燥することによって製造する方法が知られている。
　このようにして製造されるガラスチョップドストランドマットは、自動車成形天井材など各種の繊維強化成形複合材の構成材料として広く用いられている。特に、自動車成形天井材として用いる場合、ガラスチョップドストランドマットは、発泡樹脂シートの両表面に接着させて用いられている。
　下記の特許文献１～４には、自動車成形天井材に用いられるガラスチョップドストランドマットが開示されている。特許文献１，２には、上記ガラスチョップドストランドマットの目付が、８０ｇ／ｍ２～２００ｇ／ｍ２であることが記載されている。また、特許文献３，４には、上記ガラスチョップドストランドマットの目付が、５０ｇ／ｍ２～２００ｇ／ｍ２であることが好ましい旨が記載されている。
特許第３８４２４２５号公報 特開２００３－１７５７７７号公報 特開２０１０－３１４３８号公報 特開２０１１－５８１０２号公報
　ところで、自動車成形天井材には、剛性、寸法安定性、断熱性及び遮音性等の特性に加え、自動車全体の重量を軽減させることを目的として、単位面積あたりの重量を小さくすることが求められる。また、ガラスチョップドストランドマットと発泡樹脂シートとを接着させる際には接着剤が使用されるが、接着剤がマットに十分に浸透しないと、成形された自動車成形天井材の剛性が不足したり、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たりすることがあった。
　ここで、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ためには、特許文献１～４のように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よいが、目付が小さくなるほど、ガラスチョップドストランドの分布が不均一になって、ガラスチョップドストランドマットの引張強度が低下することがある。
　引張強度が低下すると、巻回体の外層からガラスチョップドストランドマットを引っ張ってほどき出す際に、破断しやすくなる。そのため、作業性が大幅に低下するという問題があった。また、巻回体の外層から引き出されたガラスチョップドストランドマットは、接着剤が塗布された後、再びロール状に巻き取られ、成形時に再び外層から引き出される。従って、引張強度が低いと、この場合にもマットが破断しやすくなり、作業性が大幅に低下することがあった。
　このような作業性の大幅な低下を避けるためには、接着剤の量を増やすことで、ガラスチョップドストランドマットの引張強度を向上させる方法がある。しかしながら、ガラスチョップドストランドマットの引張強度が高すぎると、自動車成形天井材を圧縮成形する際に、ガラスチョップドストランドのストランド同士の接着がほどかれない場合がある。この場合、ガラスチョップドストランドマットは、圧縮時のウレタンの変形に追随することなく原形を保持するために、ウレタンが屈曲した箇所でガラスがウレタンを押しつぶし表皮にしわとして表れる、いわゆるガラスしわと呼ばれる現象が発生することがある。ガラスしわが発生した場合、多くの成形品は不良品として取り扱われるため、歩留まりが低下することとなる。
　本発明の目的は、作業性に優れ、かつ繊維強化成形複合材に用いた場合、成形時にガラスしわが発生し難い、ガラスチョップドストランドマット及び自動車成形天井材を提供することにある。
　本発明に係るガラスチョップドストランドマットは、ガラスチョップドストランドのシート状堆積物が、バインダーによって結合されている、ガラスチョップドストランドマットであって、前記ガラスチョップドストランドマットの目付をｘｇ／ｍ２としたときに、ｘが、６０以上、１５０以下の範囲内にあり、前記バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、下記式（１）で表されるＡの±１．５％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－１．５％以上、Ａの＋０．９％以下の範囲内にあり、全幅引張強度が、下記式（２）で表されるＢの±３００Ｎ／ｍの範囲内にある。
　Ａ（％）＝０．００１９ｘ２－０．５４４３ｘ＋４５．４　…式（１）
　Ｂ（Ｎ／ｍ）＝０．５７６８ｘ２－９７．１９７ｘ＋６０００　…式（２）
　本発明に係るガラスチョップドストランドマットは、好ましくは、前記バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、前記式（１）で表されるＡの±１．２％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－１．２％以上、Ａの＋０．６％以下の範囲内にある。
　本発明に係るガラスチョップドストランドマットは、好ましくは、前記全幅引張強度が、前記式（２）で表されるＢの±２００Ｎ／ｍの範囲内にある。
　本発明に係るガラスチョップドストランドマットは、好ましくは、前記ガラスチョップドストランドの番手が、１０ｔｅｘ以上、３０ｔｅｘ以下の範囲内にある。
　本発明に係るガラスチョップドストランドマットは、好ましくは、前記ガラスチョップドストランドの長さが、３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下の範囲内にある。
　本発明に係る自動車成形天井材は、母材シートと、前記母材シートの両面または片面に積層されてなる上述のガラスチョップドストランドマットとを備える。
　本発明によれば、作業性に優れ、かつ繊維強化成形複合材に用いた場合、成形時にガラスしわが発生し難い、ガラスチョップドストランドマット及び自動車成形天井材を提供することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係るケーキを示す模式的斜視図である。 図２は、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一例を示す模式図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る自動車成形天井材の模式的部分断面図である。 図４は、実施例及び比較例で得られたサンプルの目付とバインダー付着量の関係を示す図である。 図５は、実施例及び比較例で得られたサンプルの目付と全幅引張強度との関係を示す図である。
　以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
　本発明のガラスチョップドストランドマットは、ガラスチョップドストランドのシート状堆積物が、バインダーによって結合されてなる。
　本願発明者は、鋭意検討した結果、ガラスチョップドストランドマットの目付、バインダーの付着量の質量割合及び全幅引張強度を特定の範囲に限定することで、ガラスチョップドストランドマットの作業性や、繊維強化成形複合材の成形時におけるガラスしわを改善できることを見出した。以下、本発明におけるガラスチョップドストランドマットの目付、バインダーの付着量の質量割合及び全幅引張強度の具体的な範囲について詳細に説明する。
　（目付）
　本発明においては、上記ガラスチョップドストランドマットの目付が、６０ｇ／ｍ２以上、１５０ｇ／ｍ２以下の範囲内にある。
　本発明のガラスチョップッドストランドマットは、目付が６０ｇ／ｍ２以上であるので、穴あきが発生し難く、引張強度に優れている。また、目付が１５０ｇ／ｍ２以下であるので、ガラスチョップドストランドマットの軽量化を図ることができる。
　ガラスチョップドストランドマットをより一層軽量化し、かつ引張強度をより一層高める観点から、ガラスチョップドストランドマットの目付は、７０ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、１４５ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。また、ガラスチョップドストランドマットの目付は、８０ｇ／ｍ２以上であることがより好ましく、１３０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましい。
　なお、本明細書において、ガラスチョップドストランドマットの目付は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０（２０１３年）の「７．２　クロス及びマットの質量（質量）」に準拠して測定することができる。
　以下、ガラスチョップドストランドマットの目付をｘｇ／ｍ２として表す場合があるものとする。
　（バインダーの付着量）
　本発明に係るガラスチョップドストランドマットは、バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、下記式（１）で表されるＡの±１．５％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－１．５％以上、Ａの＋０．９％以下の範囲内にある。なお、Ａの±１．５％の範囲内とは、Ａの－１．５％以上、Ａの＋１．５％以下の範囲内をいうものとする。
　Ａ（％）＝０．００１９ｘ２－０．５４４３ｘ＋４５．４　…式（１）
　本発明のガラスチョップドストランドマットは、バインダーの付着量の質量割合が、上記下限以上であるため、引張強度に優れている。また、ガラスチョップドストランド同士の接着性が良好となり、天井材を成形する際に、ガラスチョップドストランドがバラバラにならない。他方、バインダーの付着量の質量割合が、上記上限以下であるため、後述する冷却圧延機水冷ロール１８の間を通して冷却プレスする際に、ガラスチョップドストランドが冷却圧延機水冷ロール１８に付着せず、厚みが均一となり、引張強度が不均一になり難い。さらに、ガラスチョップドストランドマットが適度な柔軟性を有し、様々な形状の天井材の成形に対応することができる。
　ガラスチョップドストランドマットの引張強度をより一層最適な範囲とする観点から、バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、上記式（１）で表されるＡの±１．２％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－１．２％以上、Ａの＋０．６％以下の範囲内にあることが好ましく、ｘ≦１００のとき、上記式（１）で表されるＡの±０．９％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－０．９％以上、Ａの＋０．３％以下の範囲内にあることがより好ましい。
　なお、本明細書において、バインダーの付着量は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０（２０１３年）の「７．３　水分率及び強熱減量」に準拠して測定された強熱減量である。
　（全幅引張強度）
　また、本発明のガラスチョップドストランドマットは、全幅引張強度が、下記式（２）で表されるＢの±３００Ｎ／ｍの範囲内にある。なお、Ｂの±３００Ｎ／ｍの範囲内とは、Ｂの－３００Ｎ以上、Ｂの＋３００Ｎ以下の範囲内をいうものとする。
　Ｂ（Ｎ／ｍ）＝０．５７６８ｘ２－９７．１９７ｘ＋６０００　…式（２）
　本発明においては、ガラスチョップドストランドマットの全幅引張強度が上記下限以上であるため、巻回体の外層からマットを引き出す際に破断し難く、しかもマットからストランドが脱落し難い。そのため、本発明のガラスチョップドストランドマットは、作業性に優れている。また、繊維強化成形複合材に用いた場合、成形時にガラスが裂け難く、複合材の剛性が低下し難い。
　また、本発明においては、ガラスチョップドストランドマットの全幅引張強度が上記上限以下であるため、繊維強化成形複合材に用いた場合、成形時にガラスしわが発生し難い。
　ガラスチョップドストランドマットの作業性をより一層高め、複合材成形時におけるガラスしわをより一層抑制する観点から、ガラスチョップドストランドマットの全幅引張強度は、上記式（２）におけるＢの±２００Ｎ／ｍの範囲内にあることが好ましく、Ｂの±１５０Ｎ／ｍの範囲内にあることがより好ましい。
　なお、全幅引張強度は、バインダーの付着量や目付以外にも、例えば、以下のようにして調整することができる。
　後述の製造方法の欄で説明するように、ガラスチョップドストランドマットは、堆積されたガラスチョップドストランドの上にバインダーと水を散布し、オーブンでバインダーを溶融した後に、プレスローラーによって冷却固化することにより製造される。この際、バインダーの溶融が十分であると引張強度が高くなり、他方不十分であると引張強度が低くなる傾向がある。そのため、オーブン温度を調整することによって、引張強度を調整することができる。なお、この場合、引張強度の調整のためオーブン温度を下げすぎるとバインダーの溶融が不十分になって接着力が低下し、ガラスチョップドストランドマットからのガラスチョップドストランドの脱落が顕著になる場合があることに留意する必要がある。
　また、上記プレスローラーの圧力が大きいほど引張強度は高くなり、プレスローラーの圧力が小さいほど引張強度は低くなる傾向がある。そのため、プレスローラーの圧力の調整によっても、引張強度を調整することができる。なお、プレスローラーの圧力は、プレスローラーの上下の隙間を調節したり、プレスローラーの外周にゴム層を固着させたりする等の方法によって調整することができる。
　このように、ガラスチョップドストランドマットの全幅引張強度は、目付やバインダーの付着量の他、製造工程におけるバインダーの加熱温度やプレス圧力を変更することにより調整することができる。
　なお、本明細書において、全幅引張強度は、以下の手順で測定する。まず、幅１２６０ｍｍであり、後述する巻き取り機２０によって巻き取られたガラスチョップドストランドマットを任意の長さ分引き出し、引き出された部分の幅方向両端を各２か所ずつ、計４か所でチャックする。なお、幅方向のチャック間距離は１２６０ｍｍであり、巻取り方向（幅方向に対して垂直方向）のチャック間距離は１００ｍｍである。具体的には、引き出された部分のガラスチョップドストランドマットを平面視した場合、チャック位置を直線で結ぶと、長辺１２６０ｍｍ、短辺１００ｍｍの長方形となる位置をチャックする。そして、ガラスチョップドストランドマットを巻き取り方向に２００ｍｍ／分の速さで引っ張り、マットが破断するまでの最大荷重を測定し、Ｎ／ｍに換算した。その値が全幅引張強度である。
　このように、本発明においては、ガラスチョップドストランドマットの目付、バインダーの付着量の質量割合及び全幅引張強度が上記範囲内にあるため、ガラスチョップドストランドマットの作業性や、繊維強化成形複合材の成形時におけるガラスしわを改善することができる。また、ガラスチョップドストランドマットの軽量化を図ることもできる。
　本発明のガラスチョップドストランドマットは、作業性に優れており、繊維強化成形複合材の成形時におけるガラスしわを改善することができるので、繊維強化成形複合材に好適に用いることができる。特に、本発明のガラスチョップドストランドマットは、自動車成形天井材の補強材としてより好適に用いることができる。
　以下、本発明のガラスチョップドストランドマットの他の詳細や、製造方法について具体的に説明する。
　（他の詳細）
　上述したように、本発明のガラスチョップドストランドマットは、ガラスチョップドストランドのシート状堆積物が、バインダーによって結合されてなる。
　ガラスチョップドストランドマットを構成するガラスチョップドストランドとしては、例えば、Ｅガラス、Ｓガラス、Ｔガラス等からなるガラスチョップドストランドがある。
　ガラスチョップドストランドマットを構成するガラスチョップドストランドの番手は、１０ｔｅｘ以上、３０ｔｅｘ以下の範囲内にあることが好ましく、１５ｔｅｘ以上、２５ｔｅｘ以下の範囲内にあることがより好ましい。なお、本願において、番手は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０（２０１３年）の「７．１　番手」に準拠して測定された番手である。
　上記ガラスチョップドストランドの番手が、上記下限未満である場合、ガラスチョップドストランドの製造に際し、直径の小さいガラスフィラメントを紡糸したり、ガラスストランド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生じ、このようなガラスフィラメントやガラスストランドを製造する際には、紡糸時に切断することがある。また、コストが高くなる場合がある。
　また、上記ガラスチョップドストランドの番手が、上記上限を超えると、ガラスチョップドストランドマットを構成するガラスチョップドストランドの分布が不均一になり易く、マットに穴あきが発生したり、マットの引張強度が低下することがある。
　ガラスチョップドストランドマットを構成するガラスチョップドストランドの長さは、３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下であることが好ましく、４０ｍｍ以上、１００ｍｍ以下であることがより好ましい。
　上記ガラスチョップドストランドの長さが、上記下限未満である場合、ガラスチョップドストランドマットの引張強度が低下することがある。また、上記ガラスチョップドストランドの長さが上記上限を超えると、ガラスチョップドストランドマットを構成するガラスチョップドストランドの分散が不均一になりやすく、マットに穴あきが生じることがある。
　（製造方法）
　本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法は、特に限定されず、例えば、以下の方法により製造することができる。
　まず、ガラス溶融炉内に投入されたガラス原料を溶融して溶融ガラスとし、溶融ガラスを均質な状態とした後に、ブッシングに付設された耐熱性を有するノズルから溶融ガラスを引き出す。その後、引き出された溶融ガラスを冷却してガラスフィラメントとする。
　このガラスフィラメントの表面に、集束剤を塗布し、集束剤が均等に塗布された状態で、そのガラスフィラメントを数百から数千本引き揃え、集束してガラスストランドとする。得られたガラスストランドは、引き揃えた状態で、製造紙管に巻き取って巻回体を作製する。続いて、巻き取られた巻回体を乾燥し、集束剤の被膜をガラスストランドの表面に形成し、図１に示すケーキ１を得る。
　次に、図２に示すように、乾燥されたケーキ１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、所定長に切断して、ガラスチョップドストランド１０Ａを得る。なお、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と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ガラスストランド１０を切断する。
　次に、ガラスチョップドストランド１０Ａを、チャンバー１１の底部に配置された第１の搬送コンベア１３の上で均一になるように分散させ、シート状に堆積する。シート状に堆積されたガラスチョップドストランド１０Ａは、チャンバー１１の外へ搬送し、次の第２の搬送コンベア１４に搬送する。
　続いて、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１０Ａ上に散布機１５によってバインダーを均一に散布し、次の第３の搬送コンベア１６に搬送する。バインダーが散布されたガラスチョップドストランド１０Ａのシート状堆積物を、加熱炉１７中に移動させ加熱することによって、バインダーを軟化させ、溶融させる。
　次いで、ガラスチョップドストランド１０Ａのシート状堆積物を、加熱炉１７の外部に移動させ、冷却圧延機水冷ロール１８の間を通して冷却プレスする。これにより、溶融していたバインダーを固化させ、ガラスチョップドストランドマット１９を得ることができる。なお、ガラスチョップドストランドマット１９は、巻き取り機２０によって巻き取られ、引き出すことによって使用することができる。
　上記ガラスフィラメントを集束させるための集束剤としては、特に限定されず、例えば、ポリ酢酸ビニルエマルジョンを用いることができる。
　上記集束剤は、例えばシランカップリング剤をさらに含んでいてもよい。上記シランカップリング剤としては、具体的には、アミノシラン、エポキシシラン、ビニルシラン、アクリルシラン、クロルシラン、メルカプトシラン、ウレイドシランなどが使用できる。なお、シランカップリング剤を添加することで、ガラスストランド表面の上記集束剤との反応性を改善することができ、引張強度をより一層向上させることができる。
　さらに、上記集束剤中には、上述のシランカップリング剤以外に、潤滑剤、ノニオン系の界面活性剤、帯電防止剤等の各成分を含むことができ、それぞれの成分の配合比は、必要に応じて決定すればよい。
　上記ガラスチョップドストランドを結合させるバインダーとしては、特に限定されず、ポリエステル、ポリプロピレン、酢酸ビニル、アクリル又はエポキシ等の樹脂素材を用いることができる。ガラス転移温度が室温より高く、融点が約１００℃であると、溶融と冷却固化がより一層容易であるため、上記バインダーとしては、ポリエステル樹脂が好ましく、粉末不飽和ポリエステル樹脂を用いることが特に好ましい。
　上記バインダーの形態としては、特に限定されず、例えば、粉末状、液状、繊維状、シート状又はフィルム状のものを用いることができる。
　全幅引張強度は、加熱炉１７中の温度や冷却プレス圧を調整することにより本発明の範囲内とすることができる。例えば、加熱炉１７中の温度を高く設定することにより、バインダーが溶融しやすくなり、ガラスチョップドストランドどうしの接着性が良くなり、結果として全幅引張強度が高くなる。また、冷却圧延機水冷ロール１８の間の隙間量を狭くすることにより、圧力でガラスチョップドストランドどうしの接着性が良くなり、結果として全幅引張強度が高くなる。これらの相関関係に基づいて、バインダーの付着量、加熱炉１７中の温度、冷却圧延機水冷ロール１８の間の隙間量と全幅引張強度の相関関係を調べておくことで、全幅引張強度を本発明の範囲内とすることができる。
　本発明の自動車成形天井材は、母材シートと、母材シートの両面または片面に積層されてなる上記のガラスチョップドストランドマットとを備える。自動車成形天井材２１は、図３に示すように、表皮材２２（自動車の室内側）、上記のガラスチョップドストランドマット２３，２３、母材シートである発泡ウレタンシート２４、及び裏皮材２５（自動車のボディ側）により構成される。
　以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
　（実施例１）
　まず、直径１１μｍのＥガラス組成のガラスフィラメントに集束剤を付着量が０．４質量％となるように塗布した後、８０本集束させることによってストランド（番手：２０ｔｅｘ）としてから、巻き取り、ケーキを得た後、所定時間乾燥させた。なお、集束剤としては、ポリ酢酸ビニルエマルジョン６質量％、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン０．３質量％、第４級アンモニウム塩０．５質量％及びイオン交換水９３．２質量％となるように調製したものを用いた。
　次に、図２に示すように、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、所定長に切断した。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と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。
　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チョップドストランド１０Ａを、第１の搬送コンベア１３の上で均一になるように分散、シート状に堆積してからチャンバー１１の外へ搬送し、次の第２の搬送コンベア１４に搬送した。
　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１０Ａ上に散布機１５によって粉末ポリエステル樹脂（花王株式会社製、商品名：ニュートラック５１４）を、付着量が１０質量％となるように均一に散布した後、次の第３の搬送コンベア１６に搬送した。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１０Ａのシート状堆積物を、加熱炉１７中に移動させ２３０℃で加熱することによって、粉末ポリエステル樹脂を軟化、溶融させた。
　次いで、このガラスチョップドストランド１０Ａのシート状堆積物を、加熱炉１７の外部に移動した後、下方のロールの外周に厚み２ｍｍ、硬度５０度のゴム層を固着した冷却圧延機水冷ロール１８の間を通して冷却、プレスを行い、これにより溶融していた粉末ポリエステル樹脂が固化し、目付１００ｇ／ｍ２のガラスチョップドストランドマット１９が作製され、その後、巻き取り機２０によって巻き取った。
　このようにして得られた実施例１のガラスチョップドストランドマットのバインダーの付着量を測定したところ、１０質量％であり、全幅引張強度を測定したところ、２２１７Ｎ／ｍであった。
　なお、ガラスチョップドストランドマットの目付と、バインダーの付着量、すなわち強熱減量とは、ＪＩＳ　Ｒ３４２０（２０１３年）に準拠して測定した。具体的にバインダーの付着量は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０（２０１３年）に準拠して測定したガラスチョップドストランドマットの強熱減量からガラスチョップドストランドの製造に使用したケーキの強熱減量を差し引くことにより求めた。
　また、全幅引張強度は、上述した方法により測定した。
　（実施例２～１９及び比較例１～１９）
　ストランド番手、目付及びバインダーの付着量を下記の表１～６のように設定したこと以外は、実施例１と同様にして、ガラスチョップドストランドマットを作製した。また、実施例２～１９及び比較例１～１９のガラスチョップドストランドマットの全幅引張強度を測定した。結果を下記の表１～表６に示す。
　［評価］
　実施例１～１９及び比較例１～１９で得られたガラスチョップドストランドマットについて、下記の評価を行った。結果を下記の表１～６に示す。
　（ガラスチョップドストランドマットの破断）
　ガラスチョップドストランドマットを回巻体から引き出して、引き出す際におけるマットの破断の有無を観察した。なお、引き出し速度が２０ｍ／分となるように力を加えて引き出した。
　（成形性）
　得られたガラスチョップドストランドマットを成形天井材の補強用として使用した際の成形性を評価した。成形性については、大きさが５０ｃｍ四方の２枚のガラスチョップドストランドマット２２にイソシアネート樹脂が１５ｇ／ｍ２になるように塗布し、１８０ｇ／ｍ２の発泡ウレタンシート２４、７０ｇ／ｍ２のニット素材の表皮材２２、３０ｇ／ｍ２の裏皮材２５を図３のように積層し、２００℃に熱した金型で圧力３ＭＰａで１分間加熱することにより天井材を成形し、１００回成形したときのガラスしわの発生率を不良率とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表１～６から明らかなように、実施例１～１９のガラスチョップドストランドマットでは、マットを引き出す際に破断せず、成形天井材におけるガラスしわなどの不良率も低いことがわかる。他方、比較例１～１９のガラスチョップドストランドマットでは、マットを引き出す際に破断したり、成形天井材におけるガラスしわや、剛性の低下などの不良率が高くなっていた。
　図４は、実施例及び比較例で得られたサンプルの目付とバインダーの付着量の関係を示す図である。図４より、実施例１～１９においては、バインダーの付着量の質量割合が、図４の最大値を示す曲線と、最小値を示す曲線との間にあることが確認できた。すなわち、バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、下記式（１）で表されるＡ±１．５％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａ－０．９％以上、Ａ＋１．５％以下の範囲内にあることが確認できた。
　Ａ（％）＝０．００１９ｘ２－０．５４４３ｘ＋４５．４　…式（１）
　なお、図４における最大値及び最小値を示す曲線は、それぞれ、各目付において、下記の表７に示す最大値及び最小値を満たすものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　図５は、実施例及び比較例で得られたサンプルの目付と全幅引張強度との関係を示す図である。図５より、実施例１～１９においては、全幅引張強度が、図５の最大値を示す曲線と、最小値を示す曲線との間にあることが確認できた。すなわち、実施例１～１９においては、全幅引張強度が、下記式（２）で表されるＢ±３００Ｎ／ｍの範囲内にあることが確認できた。
　Ｂ（Ｎ／ｍ）＝０．５７６８ｘ２－９７．１９７ｘ＋６０００　…式（２）
　なお、図５における最大値及び最小値を示す曲線は、それぞれ、各目付において、下記の表８に示す最大値及び最小値を満たすものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　なお、上記表１～表６に示すように、実施例１～１９においては、目付が、６０ｇ／ｍ２以上、１５０ｇ／ｍ２以下の範囲内であった。
　一方、比較例１～１９においては、バインダーの付着量が図４の最大値を示す曲線と、最小値を示す曲線との間にないか、全幅引張強度が、図５の最大値を示す曲線と、最小値を示す曲線との間にないか、あるいは表１～表６に示す目付が、６０ｇ／ｍ２以上、１５０ｇ／ｍ２以下の範囲外であった。
　このことから、バインダーの付着量、全幅引張強度及び目付が上記範囲内にあるサンプルが、作業性に優れ、かつ繊維強化成形複合材に用いた場合、成形時にガラスしわが発生し難いことが確認できた。
　１…ケーキ
　１０…ガラスストランド
　１０Ａ…ガラスチョップドストランド
　１１…チャンバー
　１２…切断機
　１２ａ…カッターローラー
　１２ｂ…ゴムローラー
　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…冷却圧延機水冷ロール
　１９…ガラスチョップドストランドマット
　２０…巻き取り機
　２１…自動車成形天井材
　２２…表皮材
　２３…ガラスチョップドストランドマット
　２４…発泡ウレタンシート
　２５…裏皮材

Claims (6)

  1. 　ガラスチョップドストランドのシート状堆積物が、バインダーによって結合されている、ガラスチョップドストランドマットであって、
    　前記ガラスチョップドストランドマットの目付をｘｇ／ｍ２としたときに、ｘが、６０以上、１５０以下の範囲内にあり、
    　前記バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、下記式（１）で表されるＡの±１．５％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－１．５％以上、Ａの＋０．９％以下の範囲内にあり、
    　全幅引張強度が、下記式（２）で表されるＢの±３００Ｎ／ｍの範囲内にある、ガラスチョップドストランドマット。
    　Ａ（％）＝０．００１９ｘ２－０．５４４３ｘ＋４５．４　…式（１）
    　Ｂ（Ｎ／ｍ）＝０．５７６８ｘ２－９７．１９７ｘ＋６０００　…式（２）
  2. 　前記バインダーの付着量の質量割合が、ｘ≦１００のとき、前記式（１）で表されるＡの±１．２％の範囲内にあり、ｘ＞１００のとき、Ａの－１．２％以上、Ａの＋０．６％以下の範囲内にある、請求項１に記載のガラスチョップドストランドマット。
  3. 　前記全幅引張強度が、前記式（２）で表されるＢの±２００Ｎ／ｍの範囲内にある、請求項１又は２に記載のガラスチョップドストランドマット。
  4. 　前記ガラスチョップドストランドの番手が、１０ｔｅｘ以上、３０ｔｅｘ以下の範囲内にある、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラスチョップドストランドマット。
  5. 　前記ガラスチョップドストランドの長さが、３０ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下の範囲内にある、請求項１～４のいずれか１項に記載のガラスチョップドストランドマット。
  6. 　母材シートと、前記母材シートの両面または片面に積層されてなる請求項１～５のいずれか１項に記載のガラスチョップドストランドマットとを備える、自動車成形天井材。
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