(57)【要約】      （修正有）【課題】回巻体からマットを引き出す際にマットに断裂が生じず、マット使用の成形品にひけと呼ばれる欠点の発生を抑制することができるガラスチョップドストランドマットの製造方法、ガラスチョップドストランドマット、及び自動車成形天井材を提供する。【解決手段】マットの製造方法は、ガラスチョップドストランド１０ａを堆積させたシート１０ｂに粒径加積曲線における有効粒径であるＤ５０（平均粒子径）が１５０μｍ以上２００μｍ以下、Ｄ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下の粒度を有する粉粒状結合剤Ｐを散布して加熱後、軟化流動した結合剤を冷却固化することによりガラスチョップドストランド１０ａを互いに結合させるものである。マット２０は、目付が５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内である。自動車成形天井材は、マット２０が発泡樹脂シートの表裏面のいずれか一面側に接着されてなる。【選択図】図１
2010031438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスチョップドストランドのシート状堆積物に結合剤を散布して加熱した後、軟化した結合剤を冷却固化することによって該ガラスチョップドストランドを互いに結合するガラスチョップドストランドマットの製造方法であって、
前記結合剤は、粒径加積曲線における有効粒径のＤ５０（平均粒子径）が１５０μｍ以上２００μｍ以下、Ｄ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下となる粒度分布を有する粉粒状結合剤であることを特徴とするガラスチョップドストランドマットの製造方法。
【請求項２】
結合剤が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂を含むものであることを特徴とする請求項１に記載のガラスチョップドストランドマットの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２の何れかに記載のガラスチョップドストランドマットの製造方法によって製造されたものであり、目付が５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であることを特徴とするガラスチョップドストランドマット。
【請求項４】
請求項３に記載のガラスチョップドストランドマットが、発泡樹脂シートの表裏面のいずれか一面側に接着されてなることを特徴とする自動車成形天井材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化成形複合材の構成材料として使用されるガラスチョップドストランドマットと、その製造方法、及びガラスチョップドストランドマットにより得られる自動車成形天井材に関する。
【０００２】
ガラスチョップドストランドマットは、結合剤によって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り、その軽量性と優れた機械的強度を有し、さらに経済的に入手のし易い材料であるため、多くの繊維強化成形複合材の構成材料として用いられるようになってきた。このようなガラスチョップドストランドマットは、一般に次のような工程で製造される。まず、均質な状態に熔融された所定組成を有する無機熔融ガラスを貴金属製のノズルより連続的に引き出して得られるガラスフィラメントの表面に、予め複数の薬剤を混合、調整した集束剤を塗布し、集束剤が付着した複数本のガラスフィラメントを束ねて集束させることにより、所定太さのガラスストランドを得る。例えば、Ｅガラス組成のガラス繊維で、その単繊維直径が１１μｍ、ストランド番手が２５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とすればよい。
【０００３】
次いで、このガラスストランドを切断装置によって所定長に切断し、その多数本を均等無秩序に堆積させてシート状の堆積物とする。例えば、ガラスストランドの長さ寸法が、約５０ｍｍとなるようにカッターで切断し、目付が５０〜９００ｇ／ｍ２となるように均等無秩序に堆積すればよい。そしてこのシート状の堆積物の上方より結合剤として粉末ポリエステル樹脂を適量散布する。粉末ポリエステル樹脂の付着量は、１〜２０質量％となるように散布すればよい。こうして粉末ポリエステル樹脂が散布された状態のシート状堆積物を加熱することで、粉末ポリエステル樹脂を溶融させた後に冷却固化することによって、ガラスチョップドストランドを互いに結合させると、ガラスチョップドストランドマットが得られることになる。
【０００４】
このような工程で製造されたガラスチョップドストランドマットは、各種の繊維強化成形複合材の構成材料として用いられる。例えば、自動車成形天井材として利用する場合には、発泡樹脂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天井材が製造されることになる。自動車成形天井材に求められる性能は、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することである。よって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は、その目付けの低減、すなわち単位面積当たりの質量を小さくすることが必要とされる。しかしガラスチョップドストランドマットの目付けが小さくなるほど、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るため、マットの機械的強度の指標となる引張強さ（引張強度とも称す）が低下したものとなる。その結果、マットを巻き芯に巻き取った後、その外層からマットを引っ張って解き出す、いわゆる解舒作業の途中でマットが破断するという現象の発生率が高くなり、マットの破断に注意を払いながら作業することとなるので作業性が大幅に低下するという問題がある。
【０００５】
このためチョップドストランドマットの機械的な強度を向上させる試みは、これまでにも行われてきている。例えば特許文献１では、チョップドストランドの形態を規定する事によって、搬送コンベアからのチョップドストランドの崩落を防ぐ発明が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２では、強熱減量値を大きくすることによって引張強さを１５０ｋｇｆ以上に大きくできるという発明が開示されている。また上記以外にも本発明者はガラス目や痘痕等と呼ばれる成形天井材の欠点を減少させるため、目付や強度との因果関係についての研究を行っている。
【０００７】
また特許文献３では、ガラスチョップドストランドを結合させる結合剤にポリエチレン樹脂を５質量％以上含有させたものを使用することによって十分な強度を有し、成形性を向上させるという発明も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−９３５４６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７５７７７号公報
【特許文献３】特開２００８−０３８２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、これまでに行われた発明だけでは従来品を超える、より安定した品位と性能を発揮することのできる優れたガラスチョップドストランドマットを提供するには充分ではない。例えば自動車成形天井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については、ガラスフィラメント直径が１０μｍから１４μｍのもので、ストランド平均番手１８テックスから３０テックスのガラスストランドを約５０ｍｍの長さに切断してガラスチョップドストランドとし、目付が５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲となるように均等無秩序に堆積し、その上方から粉末ポリエステル樹脂を、付着量が８質量％から２０質量％の範囲となるように散布し、次いで加熱して粉末ポリエステル樹脂を溶融して冷却固化し、各ガラスチョップドストランド同士を互いに結合して得られるものが用いられてきた。ガラスチョップドストランド同士を互いに均質、かつ強固に結合させるためには、粉末ポリエステル樹脂を過不足なくガラスチョップドストランドの結合に寄与させる必要がある。このため、ガラスチョップドストランドが均等無秩序に堆積したシート状堆積物の上方から予め水を散布し、湿潤状態となったシート状堆積物の上方から粉末ポリエステル樹脂を散布することによって結合剤をガラスチョップドストランドの表面に水を介して均等に付着させることが行われている。しかしながら、このような操作だけでは十分ではなく、粉末ポリエステル樹脂が不均等になり、部分的にガラスチョップドストランドマットの結合に寄与することができず、その結果、結合状態が不十分になった箇所が生じる場合がある。このような状況となると、ガラスチョップドストランドマットの引張強さの偏りが生じることになるため、局所的に脆弱なガラスチョップドストランドマットとなる虞がある。
【００１０】
発泡樹脂シート、例えば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成形天井材では、少なくともその一方の表面に目付が５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲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いる。このような自動車成形天井材を製造する場合、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、あるいはイソシアネート等の接着剤を塗布する際に、ガラスチョップドストランドの分散堆積状態、あるいは上記した結合剤による結合状態に、マットの部位による不均等性の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虞がある。そして自動車成形天井材を成形する工程において、このような状態で接着剤を塗布したガラスチョップドストランドマットは、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）の順に重ねて使用されるものである。このため、ロール状に巻き取られたマット回巻体から引張強さに問題のあるガラスチョップドストランドマットが連続的に引き出されると、マットが断裂する、即ち、ちぎれる虞がある。これまでに行われた結合剤を限定する等の対応は、それなりの成果を上げるものであるが、さらに高い品位を目指すためには十分とは言えない。
【００１１】
また、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、あるいはイソシアネート等の接着剤を含浸させて、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、成形天井のシェードなどの深絞り部に相当するコーナーにひけと呼ばれる表皮のしわが発生するという欠点が生じる場合がある。このようなひけ不良の発生率は、特にコスト削減を目的として、表皮に目付け５０ｇ／ｍ２以下の薄い不織布が使用されるか、あるいはデザイン性を重視し、フラットニットの表皮が使用されるようになり、近年顕著になっている。
【００１２】
本発明は、上記した様々な事情に鑑み行われたもので、得られる自動車成形天井材に必要な剛性を確保した上で、回巻体からガラスチョップドストランドマットを引き出して使用する際にそのマットが柔軟で強度的にも強靭であり、部分的に断裂、あるいは損傷するのを防止することが可能であって、しかもマットを使用した自動車成形天井材にひけと呼ばれる外観上の欠点の発生を十分に抑制できるガラスチョップドストランドマットの製造方法、この製造方法により得られるガラスチョップドストランドマット、及び本発明のガラスチョップドストランドマット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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、ガラスチョップドストランドマットについての各種研究を行う中で、チョップドストランドマットの製造に一般的に使用される不飽和ポリエステル樹脂などの結合剤はシート状に堆積したガラスチョップドストランドに散布され、溶融された後、冷却固化されることにより、ガラスチョップドストランド同士を結合させるものであるが、散布される結合剤の分散状態によって機械的強度が均等にならない場合が生じ、それには結合剤の粒度が関与していることを見出した。そして過不足のない最適な散布状態が得られる結合剤の粒度分布に関する研究を行うことによって、ガラスチョップドストランドマットの強度品位を向上させ、自動車成形天井材として利用する場合に製造工程でのマットの断裂などの引張強度のバラツキに関わる問題を抑止することのできることを見出し、ここにその内容を提示するものである。
【００１４】
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、ガラスチョップドストランドのシート状堆積物に結合剤を散布して加熱した後、軟化した結合剤を冷却固化することによって該ガラスチョップドストランドを互いに結合するガラスチョップドストランドマットの製造方法であって、前記結合剤は、粒径加積曲線における有効粒径のＤ５０（平均粒子径）が１５０μｍ以上２００μｍ以下、Ｄ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下となる粒度分布を有する粉粒状結合剤であることを特徴とする。
【００１５】
ここで、ガラスチョップドストランドのシート状堆積物に結合剤を散布して加熱した後、軟化流動した結合剤を冷却固化することによって該ガラスチョップドストランドを互いに結合するガラスチョップドストランドマットの製造方法であって、前記結合剤は、粒径加積曲線における有効粒径Ｄ５０（平均粒子径）が１５０μｍ以上２００μｍ以下、Ｄ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下の粒度を有する粉粒状結合剤であるとは、次のようなものである。すなわち、本発明の製造方法では、層状に堆積しているガラスチョップドストランドの上方から散布することによって、ガラスチョップドストランド同士を相互に結合するために使用される結合剤（２次結合剤、または２次バインダともいう）の粒度について、その結合剤の粒度分布を計測し、粒径加積曲線における平均粒径Ｄ５０に相当する粒度が１５０μｍから２００μｍの範囲にあり、かつＤ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下の条件を満足するものを前記シート状堆積物上に散布する。そして本発明では、この粉粒状結合剤を散布後に、ガラスチョップドストランドの層状堆積体を結合剤の軟化温度まで加熱して散布された結合剤を軟化流動させてガラスチョップドストランドに馴染ませ、その後、冷却して固化させガラスチョップドストランド同士を互いに結合した状態にすることでガラスチョップドストランドマットを得るというものである。
【００１６】
本発明に係る粉粒状結合剤の粒径加積曲線における平均粒径Ｄ５０、Ｄ１０、あるいはＤ９０の計測については、まず結合剤を代表する形でサンプリングし、サンプリングした結合剤についてレーザー回折散乱式粒度分析計（例えば、日機装株式会社製Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ、株式会社島津製作所製ＳＡＬＤ２０００Ｊ等）の粒度精密測定装置を使用してμｍ単位で小数点１桁までの精度で計測すればよい。
【００１７】
シート状に堆積されたガラスチョップドストランド（シート状堆積物）上に粉粒状結合剤を散布する場合に、その結合剤の粒径加積曲線における有効粒径であるＤ５０（平均粒子径）が１５０μｍ未満である場合、あるいはＤ１０が１２０μｍ未満になる場合には結合剤の粒度が細かくなりすぎて、一つ一つの接着点が小さくなる傾向になるため、結合剤によるチョップドストランド同士の個々の接着点が弱くなり、ガラスチョップドストランドマットのちぎれる虞があるので好ましくない。また結合剤の粒度が小さくなると、散布を行う工程内の雰囲気の対流や、散布位置から堆積物までの距離などの影響によって均等に散布されるのが妨げられる場合があり、このような観点からも好ましくない。一方、結合剤の粒径加積曲線における有効粒径であるＤ５０（平均粒子径）が２００μｍを超える場合、あるいはＤ９０が２９５μｍを超える場合には、同じ量の結合剤を使用した場合に接着点の数が少なくなり、チョップドストランドの脱落、すなわちストランド落ちが増加し、チョップドストランドマット全体の引張強さが弱くなり、ちぎれに繋がる虞があるので好ましくない。また結合剤の粒度が大きくなると、シート状物の隅々まで均等に散布し難くなり、散布位置直下の堆積されたガラスチョップドストランドのシート状堆積物上の散布量が局所的に多くなり過ぎることになって、結合剤の均等な散布が妨げられることになるので好ましくない。
【００１８】
上記のように、粉粒状結合剤が均等に散布されない場合に、結合剤の付着量が多くなった部位が他の部位に比べて硬くなり、柔軟性がなくなる。このような状態のガラスチョップドストランドマットを自動車成形天井材として成形した時に、シェードなどの開口部や深絞りのコーナー部にこの硬い部位を配置すると、「ひけ」と呼ばれる表皮のしわの生じる欠陥が発生する場合がある。また、ひけの発生を避けるために、結合剤の量を減らすとチョップドストランドマットの目付けの小さい部分の引張強さが弱くなる。このため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、あるいはイソシアネート等の接着剤を塗布するためにロールからマットを引き出す際、あるいは天井材を成形する工程において表皮（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、接着剤が塗布されたガラスチョップドストランドマットにより形成されたロールからマットを順次引き出す際に、ガラスチョップドストランドマットの目付けの薄い部分からマットが断裂する、即ち、ちぎれるといった問題が生じることになる。
【００１９】
本発明で使用する結合剤の材質としては、５０〜３００℃で軟化し、急冷固化したときに十分な接着力が得られるものであればよく、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂やその混合物等を使用してもよいが、マットになった後の結合性能等に起因する機械的強度や、マットを取り扱い易い柔軟性等の性能面では、ビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂を含むものが最も好ましい。
【００２０】
すなわち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、上述に加えて結合剤がビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂を含むものであるならば、加熱によってガラスチョップドストランドの表面上で容易に溶融して、固化し、それによってガラスチョップドストランド同士を互いに十分な接着力で結合することになるため好ましい。
【００２１】
結合剤がビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂を含むものであるとは、例えばビスフェノールＡ系不飽和ポリエステル樹脂、ビスフェノールＦ系不飽和ポリエステル樹脂などを含有する樹脂を結合剤として用いるというものである。
【００２２】
また本発明のガラスチョップドストランドマットは、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によって製造されたものであり、目付が５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であることを特徴とする。
【００２３】
ここで、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によって製造されたものであり、目付が５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であるという点について、以下に説明する。こ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に結合剤を散布して加熱した後、軟化流動した結合剤を冷却固化することによって該ガラスチョップドストランドを互いに結合する製造方法であって、前記結合剤が、粒径加積曲線における有効粒径のＤ５０（平均粒子径）が１５０μｍ以上２００μｍ以下、Ｄ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下の粒度を有する粉粒状結合剤であるガラスチョップドストランドマットの製造方法によって製造されたものであり、ＪＩＳ  Ｒ３４２０（２００６）に従い測定した目付けが、５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲内となるように散布されたガラスチョップドストランドを加熱した後に所定圧で圧延して、冷却固化することによって得られるものである。
【００２４】
目付が５０ｇ／ｍ２に満たないガラスチョップドストランドマットであると、目付が小さすぎて十分高い引張強度を有していないため、マットの解舒作業時に断裂などの問題が発生し易くなるので好ましくない。一方、ガラスチョップドストランドマットの目付が２００ｇ／ｍ２を超えると、目付が大きすぎて、マットを使用した複合材の重量が重くなりすぎてしまうため、用途が限られたものとなり、例えば自動車成形天井材として用いるには不適なものとなる。本発明のガラスチョップドストランドマットは、前記したような所定の粒度の粉粒状結合剤を使用することによって、偏りなくかつ均等に強固に結合されたガラスチョップドストランドが、５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内の目付となることで、十分な機械的強度を有し、しかも軽量なマット材となるのである。
【００２５】
また本発明の自動車成形天井材は、本発明のガラスチョップドストランドマットが、発泡樹脂シートの表裏面のいずれか一面側に接着されてなることを特徴とする。
【００２６】
ここで、本発明のガラスチョップドストランドマットが、発泡樹脂シートの表裏面のいずれか一面側に接着されてなるとは、以下に示すようなものである。すなわち、本発明の自動車成形天井材は、ガラスチョップドストランドのシート状堆積物に結合剤を散布して加熱した後、軟化流動した結合剤を冷却固化することによって該ガラスチョップドストランドを互いに結合する製造方法であって、前記結合剤が、粒径加積曲線における有効粒径のＤ５０（平均粒子径）が１５０μｍ以上２００μｍ以下、Ｄ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下の粒度を有する粉粒状結合剤であるガラスチョップドストランドマットの製造方法によって製造されたものであり、ＪＩＳ  Ｒ３４２０（２００６）に従い測定した目付が５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲内であるガラスチョップドストランドマットが、フェノール、メラミン、あるいはイソシアネートの何れかの接着剤によって発泡樹脂シートの表面あるいは裏面の少なくとも一方の面側に接着されて構成された自動車成形天井材である。発泡樹脂を用いたシート材の一方の面のみに採用する場合については、他方の面に他の補強材を使用することについては、特に限定するものではない。
【００２７】
また本発明の自動車成形天井材は、上述に加えてその断面厚さが３ｍｍから３０ｍｍの範囲であるならば、様々な自動車に適用できるものであり、本発明のガラスチョップドストランドマットの性能、軽量性、剛性を十分に生かした天井材である。
【発明の効果】
【００２８】
（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の製造方法は、ガラスチョップドストランドのシート状堆積物に結合剤を散布して加熱した後、軟化流動した結合剤を冷却固化することによって該ガラスチョップドストランドを互いに結合するガラスチョップドストランドマットの製造方法であって、前記結合剤は、粒径加積曲線における有効粒径のＤ５０（平均粒子径）が１５０μｍ以上２００μｍ以下、Ｄ１０が１２０μｍ以上、Ｄ９０が２９５μｍ以下となる粒度分布を有する粉粒状結合剤であるため、粉粒状結合剤はガラスチョップドストランドのシート状堆積物上に偏りなく均等に散布を行うことが容易であり、それによってガラスチョップドストランドの接着点の密度を均等に分散した状態とすることができ、その結果、ガラスチョップドストランドマットの機械的強度の指標となる引張強さに部位による偏りが生じないものとすることができる。そしてこのような均等な強度を有するものであるので、マットの回巻体からガラスチョップドストランドマットを解舒して引き出す際に円滑に解舒することができ、しかも機械的強度としても強靭であるためガラスチョップドストランドマットの断裂等の問題の発生を抑止することが可能となるものである。
【００２９】
（２）また、本発明のガラスチョップドストランドマットの製造方法は、結合剤がビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂を含むものであるならば、結合剤がガラスチョップドストランドのシート状堆積物上で容易に軟化し、ガラスチョップドストランドを互いに強固に結合した状態となるように急冷固化させることができるため、ガラスチョップドストランドマットの安定生産を行うことができる。
【００３０】
（３）また本発明のガラスチョップドストランドマットは、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によって製造されたものであり、目付が５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であるため、十分な柔軟性を有する補強用マット材であり、深絞り部等の複雑な形状部を有する自動車成形天井材等に使用する際に、ひけ等の成形欠陥の発生を低減して確実に補強することが可能なものとなる。
【００３１】
（４）また本発明の自動車成形天井材は、本発明のガラスチョップドストランドマットが、発泡樹脂シート表裏面のいずれか一面側に接着されてなるため、多くの自動車に適用することができ、軽量でかつ十分な強度を有し、さらに高い剛性、断熱性及び遮音性等の多くの性能を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の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。
【図２】本発明のガラスチョップドストランドマットの部分拡大説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、実施例及び比較例に基づき、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、ガラスチョップドストランドマット、及び本発明のガラスチョップドストランドマットを使用した自動車用天井材について図１、及び図２を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００３４】
最初に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について工程順に従って説明する。
【００３５】
まず、予め調整したガラス原料をガラス熔融炉にて均質に熔融し、得られた均質な状態のＥガラス材質の熔融ガラスを白金製ブッシングへと導く。次いで１２００本のノズルを持つ白金製ブッシングから直径１１．６μｍのガラスフィラメントを連続的に引き出して成形する。引き出されたガラスフィラメントの表面に、固形分５０質量％のポリ酢酸ビニルエマルジョンが６質量％、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが０．３質量％、第４級アンモニウム塩が０．５質量％、イオン交換水が９３．２質量％となるように調整した集束剤を、その付着量が０．４質量％となるように塗布する。集束剤の塗布された１２００本のガラスフィラメントは、カーボン製のシューによって１８分糸して凡そ６８本のガラスフィラメントよりなる１８本のガラスストランド１０になり、巻き取られて図１に示すガラスケーキ５となる。その後このガラスケーキ５を、所定時間乾燥して、ガラスフィラメントの表面上に集束剤を定着させる。
【００３６】
図１に示すように、ガラス繊維マット製造装置５０の各切断機１２は、チャンバー１１の天井部分に配設されており、反対方向に回転する一対のカッターロール１２ａとゴムロール１２ｂから構成されている。乾燥工程を終えたガラスケーキ５の内層から連続的に解舒された各ガラスストランド１０は、各切断機１２の互いに回転するカッターロール１２ａとゴムロール１２ｂの間に順次送り込まれて、長さ５０ｍｍの寸法に連続的に切断される。
【００３７】
長さ５０ｍｍの寸法に切断されたガラスチョップドストランド１０ａは、チャンバー１１の底部に配設された第一搬送コンベア１３の上で均一に分散された状態になるように積もり、次々にシート状に堆積された状態となって第一搬送コンベア１３によってチャンバー１１の外へと搬送される。次いで堆積されたガラスチョップドストランド１０ａは次の第二搬送コンベア１４に移載され、第二搬送コンベア１４上で移動するガラスチョップドストランド１０ａのシート状堆積物１０ｂ上に、平均粒子径（Ｄ５０）が１８６μｍであり、Ｄ１０が１３４μｍ、Ｄ９０が２８６μｍであるビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂からなる粉粒状の結合剤Ｐが、均一状態に調整されてチョップドストランド１０ａの結合剤として所定の付着量（１１質量％）となるように散布機１５によって均等に散布される。この粉粒状結合剤の、平均粒子径等の計測には、株式会社島津製作所製ＳＡＬＤ２０００Ｊを用いた。
【００３８】
そしてベルトコンベア１４上に均一に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１０ｂとその上から散布された粉粒状の結合剤Ｐとが互いに散乱した状態のままで第二搬送コンベア１４から第三搬送コンベア１６上へと移載される。第三搬送コンベア１６の途中には、加熱炉１７が配置されており、粉粒状の結合剤Ｐが散布されたシート状堆積物１０ｂ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、散布された粉粒状の結合剤Ｐが軟化し、ガラスチョップドストランド１０ａの表面上で溶融状態となる。次いでこのガラスチョップドストランド１０ａのマット前駆体を、加熱炉１７の外部に移動させ、冷却圧延機１８の水冷プレスロール１８ａ、１８ｂ間を通して冷却、プレスを行う。ちなみにこの冷却圧延機１８は、図１にも示されているようにマットに対して下方に配された送り方向に回転する水冷プレスロール１８ｂと、反対方向に回転するマット上方に配された水冷プレスロール１８ａとの間隙に上記した加熱後のマット前駆体を送り方向に挿入して圧延するための装置である。この冷却圧延操作を行うことによって、溶融していた粉粒状の結合剤Ｐが固化されて、その後巻き取り機２１によって巻き取られて最終的にガラスチョップドストランドマット１９（目付１０７ｇ／ｍ２）の回巻体２０が得られる。
【００３９】
このようにして得られた、ガラスチョップドストランドマットから巾１５０ｍｍ、長さ３１６ｍｍのサンプルを巾方向に８枚×５列採取し、その引張強さをＪＩＳ  Ｒ３４２０（２００６）に従い、チャック間距離２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで測定した。測定結果はその平均値と標準偏差の値を表１にまとめて示す。
【００４０】
また、以上の工程によって得られたガラスチョップドストランドマット１９では、図２にそのガラスチョップドストランド１０ａの分散状態と結合剤の粉粒状樹脂によって得られる接着点２の分布状態をモデルとして示したように、ガラスチョップドストランド１０ａの表面に均等に分布する接着点２が得られるようになり、接着点２の偏りが認められない構造となる。
【実施例２】
【００４１】
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を使用して製造される自動車天井材について、その性能を調査した。以下にその内容を説明する。
【００４２】
まず表１に示すように、本発明の実施例である試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．５および比較例である試料Ｎｏ．６及びＮｏ．７、計７種類の試料を作成した。すなわち表１のストランド番手となるＥガラス材質の所定の寸法を有し、所定のマット目付となるように調整した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１９、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１９及び保護シート（自動車の天井側）の順に重ね合わせてゆく。次いで、この積層物を成形天井の形状をしたプレス型に入れ、その状態でプレス成形を行い所定の形状にした後、その周囲をトリミングして整えた。
【００４３】
なおガラスチョップドストランドマット１９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１９を６２０℃で３０分間焼却した後、チョップドストランドマット１９を構成するストランド５０本を抜き取り、その平均長さＬ（ｍｍ）を測定した後、感量が０．１ｍｇ以下の秤を用いて５０本の総質量Ｗ（ｇ）を測定し、数１に示した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、単位をミリメートル（ｍｍ）からメートル（ｍ）に換算するものとなっている。
【００４４】
【表１】
2010031438.tif 000003
【００４５】
【数１】
2010031438.tif 000004
【００４６】
以上の手順によって作成された各試料をそれぞれ次に示す評価方法によって調査した。
【００４７】
ガラスチョップドストランドマットの結合剤の付着量については、ＪＩＳ  Ｒ３４２０（２００６）に記載の方法によって計測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（０．４質量％）を差し引くことにより求めた。
【００４８】
また本発明の自動車成形天井材の評価は、１０００枚の自動車成形天井材について、その表皮側にひけの発生した数量を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。
【００４９】
表１からも明らかなように、実施例の試料Ｎｏ．１は、ストランド番手が２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤の付着量が１１．０％の試料で、粉粒状結合剤の粒度がＤ５０＝１８６μｍ、Ｄ１０＝１３４μｍ、Ｄ９０＝２８６μｍを使用して製造したものであるが、ガラスチョップドストランドマットの引張強さは、その平均値が１８０Ｎで標準偏差が４３Ｎであり、十分に高い引張強さを有し、しかもそのバラツキも小さい値となっている。このためガラスチョップドストランドマットの回巻体からマットを解舒して引き出す際に、マットが柔軟であるため円滑に引き出すことができ、マットがちぎれることもなく、ひけ不良による不良は０％であった。
【００５０】
また、試料Ｎｏ．２は、ストランド番手が１８ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤の付着量が１０．５％の試料で、粉粒状結合剤の粒度がＤ５０＝１８６μｍ、Ｄ１０＝１３４μｍ、Ｄ９０＝２８６μｍを使用して製造したものである。得られたガラスチョップドストランドマットの引張強さは、その平均値が１７５Ｎで標準偏差が４２Ｎであり、問題のない品位であった。そしてこのガラスチョップドストランドマットを回巻体に巻き取り、その後成形されたマットの回巻体からマットを解舒して引き出す際にマットがちぎれることもなく、ひけ不良による不良も試料Ｎｏ．１と同様に全く認められないものであった。
【００５１】
さらに試料Ｎｏ．３から試料Ｎｏ．５については、それぞれ試料Ｎｏ．３が、ストランド番手が２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、粉粒状結合剤の付着量が１２．０％、結合剤の粒度がＤ５０＝１７０μｍ、Ｄ１０＝１２５μｍ、Ｄ９０＝２７０μｍを使用して製造した試料、試料Ｎｏ．４が、ストランド番手が２２ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤の付着量が１１．０％、結合剤の粒度がＤ５０＝１９５μｍ、Ｄ１０=１４５μｍ、Ｄ９０=２９５μｍを使用して製造した試料、試料Ｎｏ．５が、ストランド番手が１９ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤の付着量が１２．０％、結合剤の粒度がＤ５０＝１９５μｍ、Ｄ１０＝１４５μｍ、Ｄ９０＝２９５μｍを使用して製造した試料である。これら試料Ｎｏ．３から試料Ｎｏ．５の試料については、ひけによる不良は全く認められず、ガラスチョップドストランドマットの回巻体からマットを解舒して引き出す際にマットがちぎれることもなかった。またガラスチョップドストランドマットの引張強さは、試料Ｎｏ．３が、その平均値が１８３Ｎで標準偏差が４４Ｎであり、試料Ｎｏ．４が、その平均値が１９０Ｎで標準偏差が４５Ｎ、試料Ｎｏ．５が、その平均値が２００Ｎで標準偏差が４８Ｎであって、いずれも引張強さについて全く問題のない品位を有するものであった。
【００５２】
すなわち本発明の実施例のガラスチョップドストランドマットは、引張強さの平均値が１７５Ｎから２００Ｎの範囲にあり、その標準偏差は４２Ｎから４８Ｎの範囲にあることが判明した。
【００５３】
一方、比較例である試料Ｎｏ．６は、ストランド番手が１８ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤の付着量が１０.０％で、粉粒状結合剤の粒度がＤ５０＝１８３μｍ、Ｄ１０＝７８μｍ、Ｄ９０＝３００μｍを使用して製造した試料であるが、Ｄ１０とＤ９０が本特許の請求項の範囲外であるため、結合剤が均等に分散散布された状態とならず、接着点が均等に分布しないため、引張強さの平均値は１４０Ｎで、その標準偏差が６０Ｎであって、バラツキの大きい品位であり、ガラスチョップドストランドマットに部分的に引張強さが低い部分が存在するので、マットロール、すなわち回巻体からマットを解舒して引き出す時にちぎれが発生した。
【００５４】
また比較例である試料Ｎｏ．７は、ストランド番手が２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤の付着量が１５.０％で、粉粒状結合剤の粒度がＤ５０＝１８３μｍ、Ｄ１０＝７８μｍ、Ｄ９０＝３００μｍを使用して製造した試料であるが、Ｄ１０とＤ９０が本特許の請求項の範囲外であるため、ガラスチョップドストランドマットに部分的に硬い部分が存在し、柔軟性がなくなり、ひけ不良の発生率が１６％と高い値となった。
【００５５】
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の製造方法は安定した品位を有する本発明のガラスチョップドストランドマットを効率よく製造することのできるものである。また本発明の自動車成形天井材は、強度不足による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ひけ不良の発生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。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
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、自動車成形天井材に使用され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利用することが好ましいものであるが、他にも電子工業等の各種精密ハウジング構成体や建築用材料、工業用途の各種構成部材等、種々の用途に使用されるチョップドストランドマットの製造にも適用が可能なものである。
【符号の説明】
【００５７】
２    接着点
５    ガラスケーキ
１０    ガラスストランド
１０ａ    ガラスチョップドストランド
１０ｂ    シート状堆積物
１１    チャンバー
１２    切断装置
１２ａ    カッターロール
１２ｂ    ゴムロール
１３    第一搬送コンベア
１４    第二搬送コンベア
１５    散布機
１６    第三搬送コンベア
１７    加熱炉
１８    冷却圧延機
１８ａ、１８ｂ    冷却プレスロール
１９    ガラスチョップドストランドマット
２０    ガラスチョップドストランドマット回巻体（マットロール）
２１    巻き取り機
５０    ガラス繊維マット製造装置
Ｐ    粉粒状結合剤
Ｌ    ガラスチョップドストランドの平均長さ
Ｗ    ガラスチョップドストランドの５０本の総質量
【図２】
2010031438.tif 000005
【図１】
2010031438.tif 000006