(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車成形天井材に必要な剛性を確保した上で、巻回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ガラスチョップドストランドマットが強度的にも強靭であり、プレス成形時の部分的に断裂、あるいは損傷するのを防止することが可能な、ガラスチョップドストランドマットの構成材料であるガラスストランドの提供。【解決手段】酢酸ビニルの単独重合体に対してアクリル基含有化合物をグラフト重合させた酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体を含有してなる集束剤が、塗布されてなることを特徴とするガラスストランド。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスチョップドストランドマット製造用のガラスストランドであって、
酢酸ビニルの単独重合体に対してアクリル基含有化合物をグラフト重合させた酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体を含有してなる集束剤が塗布されてなることを特徴とするガラスストランド。
【請求項２】
前記グラフト重合は、カチオン系乳化剤存在下でなされたこと特徴とする請求項１に記載のガラスストランド。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガラスストランドを１３〜１００ｍｍに切断したことを特徴とするガラスチョップドストランド。
【請求項４】
請求項４に記載のガラスチョップドストランドを結合剤により結合させてな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５】
目付が５０〜２００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項４に記載のガラスチョップドストランドマット。
【請求項６】
請求項４または５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、ガラスチョップドストランドマットの構成材料として使用されるガラスストランドと、このガラスストランドにより製造されたガラスチョップドストランドと、このガラスチョップドストランドにより製造されたガラスチョップドストランドマットと、このガラスチョップドストランドマットを用いることにより得られる自動車成形天井材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスチョップドストランドマットは、ガラスストランドを所定のサイズに切断したガラスチョップドストランドを結合剤によって互いに結合し、マット状に成形することにより製造される。ガラスチョップドストランドマットは、軽量であり、優れた機械的強度を有し、且つ、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。以下に、ガラスチョップドストランドマットの製造工程について説明する。
【０００３】
まず、均質な状態に溶融された所定組成を有する溶融ガラスを、白金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、調製した集束剤を、アプリケーター等を用いて塗布し、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、そのガラスフィラメント直径が１０〜２０μｍ、ガラスストランド番手が１０〜５０テックス（テックスは、長さ１０００ｍ当たりのグラム単位での質量）のガラスストランドなどがガラスストランドの例として挙げられる。そして、ガラスストランドを巻回体として巻き取ることで、ガラスストランド巻回体を得る。
【０００４】
そして、複数のガラスストランド巻回体からガラスストランドを引き出し、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することでガラスチョップドストランドを得、ガラスチョップドストランド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（単位面積当たりの質量）が５０〜９００ｇ／ｍ２となるように均等無秩序に、シート状となるように堆積する。そして、このシート状の堆積物の上方より、粉末ポリエステル樹脂等の結合剤を適量散布する。結合剤の付着量は、ガラスチョップドストランドの総質量に対して１〜１５質量％となるように散布される。そして、結合剤が散布されたシート状堆積物を加熱することで、結合剤が溶融してガラスチョップドストランドに湿潤し、冷圧ロール等を用いて冷却固化させることによって、ガラスチョップドストランド同士が互いに結合し、それによって、ガラスチョップドストランドマットが得られる。
【０００５】
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、発泡ポリウレタンシートの片面または両表面にガラスチョップドストランドマットが接着されることになる。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、及び遮音性等がある。これらに加えて、自動車重量の軽減に寄与することも求められている。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の太さが一定であれば単位面積当たりに存在する数が少なくなる為、ガラスチョップドストランドの分布が不均一な状態となると、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度の低下が顕著になる。その結果、ガラスチョップドストランドマットを巻き芯に巻き取った後、そ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引出す作業の途中でガラスチョップドストランドマットが破断する割合が高くなる。すなわち、ガラスチョップドストランドマットの破断に注意を払いながら作業することとなり、作業性が大幅に低下するという問題が発生する。
【０００６】
このため、ガラス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。
【０００７】
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度を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検討を行っている。
【０００８】
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】
【０００９】
【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】
【００１０】
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。ガラスチョップドストランド及び結合剤を均一に分散し、結合剤に様々な工夫を講じたとしても、理由は明確ではないが、完全に均一にすることができず、部分的にガラスチョップドストランドマットの結合性が弱くなる。その結果、上記の通り、引張り強度が低下した箇所が存在する。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度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。
【００１１】
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、車両の軽量化を目的として、目付が５０〜２００ｇ／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。このような目付けの小さなガラスチョップドストランドマットを用いて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が不均一であり、ガラスチョップドストランドマットの引張強度が均一でない場合、製造時においてガラスチョップドストランドマットが部分的に断裂してしまう虞がある。このように、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。
【００１２】
また、ガラスチョップドストランドマットに接着剤を含浸させて、表皮材、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裏皮材の順に重ね、成形天井の形状にプレス成形した際、成形天井材のシェード等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、特に自動車重量の軽量化を目的として、目付け２００ｇ／ｍ２以下の薄いガラスチョップドストランドマットが使用されたり、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ことで、近年顕著になっている。
【００１３】
本発明は、上記した様々な事情に鑑み行われたものであり、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、巻回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ガラスチョップドストランドマットが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抑制することが可能であって、しかもガラスチョップドストランド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ストランド、このガラスストランドから製造されたガラスチョップドストランド、このガラスチョップドストランドから製造されたガラスチョップドストランドマット、及びこ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】
【００１４】
本発明者は、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、ガラスチョップドストランドをシート状に堆積させるためにガラスチョップドストランド及び結合剤を均一に散布する必要があるが、ガラスチョップドストランドの均一分散性を向上させる要因として、ガラスチョップドストランド自体の結束性が関与していることを見出した。つまり、結束性が弱い場合は、チョップドストランドを構成しているガラスフィラメントが解れるとともに、解れたガラスフィラメントが他のチョップドストランドと絡み合い、均一分散性が悪化すること、一方で、結束性が強い場合は、ケーキからガラスストランドを引出す際の引き出し性が悪化するためにフィラメントが切断する、所謂、毛羽の発生が増え、均一分散性が悪化することを見出した。そして、過不足のない最適な分散状態が得られる結束性をもつ集束剤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ガラスチョップドストランドマットの断裂等の引張強度のバラツキに関わる問題を抑制することのできることを見出した。
【００１５】
すなわち、本発明のガラスストランドは、ガラスチョップドストランドマット製造用であり、酢酸ビニルの単独重合体に対してアクリル基含有化合物をグラフト重合させた酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体を含有してなる集束剤が塗布されてなることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明のガラスストランドは、グラフト重合が、カチオン系乳化剤存在下でなされたこと特徴とするものである。
【００１７】
本発明のガラスチョップドストランドは、上記のガラスストランドを１３〜１００ｍｍに切断したガラスチョップドストランドを結合剤により結合させてなることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明のガラスチョップドストランドマットは、上記のガラスチョップドストランドを結合剤により結合させてなることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明のガラスチョップドストランドマットは、目付が５０〜２００ｇ／ｍ２であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の自動車成形天井材は、上記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ものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、ガラスチョップドストランドをシート堆積状に偏りなく均一に散布を行うことが容易となり、それによってガラスチョップドストランドマットの厚薄を均一とすることができ、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度の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、ガラスチョップドストランドマットの巻回体からガラスチョップドストランドマットを引出す際に円滑に引出すことができ、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。
【００２２】
また、本発明により、ガラスチョップドストランドマットの目付が５０〜２００ｇ／ｍ２と、従来よりも目付けが小さな範囲であったとしても、十分な引張強度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。
【００２３】
また、本発明により、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とともに、ひけの無い自動車成形天井材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係るガラスチョップドストランドマットを製造する際に用いられる製造装置の概略斜視図である。
【図２】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を用いて製作した自動車成形天井材の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００２６】
〔ガラスストランド〕
本発明のガラスストランドは、ガラスチョップドストランドマット製造用として用いられ、酢酸ビニルの単独重合体に対してアクリル基含有化合物をグラフト重合させた酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体を含有してなる集束剤が塗布されてなることを特徴とするものである。
【００２７】
ガラスストランドは、以下の工程により製造される。始めに、ガラス原料を、ガラス原料に応じた温度に加熱することより、溶融ガラスを得る。そして、白金製であり、底部に多数のノズルが設けられたブッシングの各ノズルから、溶融ガラスを引き出すことによって、ノズル数に応じた本数のガラスフィラメントが形成される。次に、ガラスフィラメントに、アプリケーター等によって後述する集束剤が塗布された後、束ねられて１本のガラスストランドとされ、ケーキとして巻き取られる。
【００２８】
なお、本明細書中において、「ガラスストランド」は、複数のケーキからガラスストランドを引出し、複数本のガラスストランドを合糸することにより得られた「ガラスストランド束」や、ガラスフィラメントを束ねて製造した「ＤＷＲ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｗｉｎｄｉｎｇ  Ｒｏｖｉｎｇ）」も含むものとする。
【００２９】
本発明のガラスフィラメントとしては、３〜３０μｍの平均直径を有するガラス長繊維を適用することができる。なお、集束性の観点を鑑みると、ガラスフィラメントの平均直径は、８〜１６μｍであることが好ましい。
【００３０】
ガラス繊維の平均直径は、長さ１０００ｍのガラス繊維の質量の計測、ガラス繊維の密度の計測等からガラス繊維の直径値を算出してもよく、またレーザー計測機等により繊維径を計測して得たものであってもよい。
【００３１】
ガラスフィラメントを構成するガラスは、特に限定されない。ガラスフィラメントを構成するガラスとしては、Ｅガラス（アルカリ成分２．０質量％以下の組成を有する）、ＡＲガラス（耐アルカリ性を有するガラスの組成を有する）、Ｃガラス（耐酸性を有するアルカリ石灰含有ガラスの組成を有する）、Ｄガラス（低誘電率を有するガラスの組成を有する）、Ｈガラス（高誘電率を有するガラスの組成を有する）、Ｓガラス（高強度、高弾性率を有するガラスの組成を有する）、Ｔガラス（高強度、高弾性率を有するガラスの組成を有する）、Ｍガラス（高弾性率を有するベリリウムを含有するガラスの組成を有する）、ＮＥガラス（低誘電率、低誘電正接を有するガラスの組成を有する）等が挙げられる。
【００３２】
〔集束剤〕
本発明における集束剤は、酢酸ビニルの単独重合体に対してアクリル基含有化合物をグラフト重合させた酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体を含有してなる。
【００３３】
酢酸ビニルの単独重合体とは、酢酸ビニル単量体のみを重合させてなるものである。重合は、例えば、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合、紫外線（ＵＶ）による重合等、ポリマーの合成手法として一般的に用いられる重合方法であり、重合の際には、必要に応じて任意の適切な添加剤を用いることができる。
【００３４】
例えば、溶液重合としては、モノマー組成物に、重合開始剤および溶剤を加え、必要により任意の適切な添加剤を加えて、溶液重合を行う。
【００３５】
溶液重合に用いられる重合開始剤としては、任意の適切な重合開始剤を採用し得る。このような重合開始剤としては、例えば、アゾ系化合物や過酸化物等が挙げられる。このような重合開始剤としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビスイソバレロニトリル、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、ジメチル−２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ベンゾイルパーオキシド、ｔ−ブチルハイドロパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルハイドロパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキシド、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン等が挙げられる。これらは単独で使用、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３６】
上記の乳化重合に使用できる乳化剤は、公知の界面活性剤であればいずれも使用することができ、例えば、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及び両性界面活性剤が挙げられる。
【００３７】
アニオン界面活性剤としては、高級脂肪酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、硫化オレフィン塩、高級アルキルスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、硫酸化脂肪酸塩、スルホン化脂肪酸塩、リン酸エステル塩、脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、グリセライド硫酸エステル塩、脂肪酸エステルのスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸メチルエステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド、脂肪酸アルカノールアミド又はそのアルキレンオキサイド付加物の硫酸エステル塩、スルホコハク酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンスルホコハク酸塩、Ｎ−アシル−Ｎ−メチルタウリンの塩、Ｎ−アシルグルタミン酸又はその塩、アシルオキシエタンスルホン酸塩、アルコキシエタンスルホン酸塩、Ｎ−アシル−β−アラニン又はその塩、Ｎ−アシル−Ｎ−カルボキシエチルタウリン又はその塩、Ｎ−アシル−Ｎ−カルボキシメチルグリシン又はその塩、アシル乳酸塩、Ｎ−アシルサルコシン塩、及びアルキル又はアルケニルアミノカルボキシメチル硫酸塩等が挙げられる。これらは単独で使用、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３８】
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル（エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの付加形態は、ランダム状、ブロック状の何れでもよい。）、ポリエチレングリコールプロピレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、グリセリン脂肪酸エステル又はそのエチレンオキサイド付加物、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸モノエタノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸−Ｎ−メチルモノエタノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸ジエタノールアミド又はそのエチレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキル（ポリ）グリセリンエーテル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸メチルエステルエトキシレート、Ｎ−長鎖アルキルジメチルアミンオキサイド等が挙げられる。これらは単独で使用、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３９】
カチオン界面活性剤としては、アルキル（アルケニル）トリメチルアンモニウム塩、ジアルキル（アルケニル）ジメチルアンモニウム塩、アルキル（アルケニル）四級アンモニウム塩、エーテル基或いはエステル基或いはアミド基を含有するモノ或いはジアルキル（アルケニル）四級アンモニウム塩、アルキル（アルケニル）ピリジニウム塩、アルキル（アルケニル）ジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキル（アルケニル）イソキノリニウム塩、ジアルキル（アルケニル）モルホニウム塩、ポリオキシエチレンアルキル（アルケニル）アミン、アルキル（アルケニル）アミン塩、ポリアミン脂肪酸誘導体、アミルアルコール脂肪酸誘導体、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム等が挙げられる。これらは単独で使用、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４０】
両性界面活性剤としては、カルボキシベタイン、スルホベタイン、ホスホベタイン、アミドアミノ酸、イミダゾリニウムベタイン系界面活性剤等が挙げられる。これらは単独で使用、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４１】
また、分子内に二重結合を有する反応性界面活性剤も使用することができ、こうした反応性界面活性剤としては、例えば、特開昭５８−２０３９６０号公報、特開昭６１−２２２５３０号公報、特開昭６３−０２３７２５号公報、特開昭６３−０９１１３０号公報、特開平０４−２５６４２９号公報、特開平０６−２３９９０８号公報、特開平０８−０４１１１３号公報、特開２００２−３０１３５３号公報等に記載されたものが挙げられる。  
【００４２】
紫外線（ＵＶ）による重合に使用できる光重合開始剤としては、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４,４’-ジアミノベンゾフェノン、メチルベンゾイン、ベンゾフェノン、アクリジン誘導体等が挙げられる。これらは単独で使用、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４３】
上記の方法により製造された酢酸ビニルの単独重合体とアクリル基含有化合物をグラフト重合することにより、本発明における集束剤に含まれる酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体を製造することができる。
【００４４】
グラフト重合は、通常ラジカル開始剤、酢酸ビニルの単独重合体及びアクリル基含有化合物の存在下に行われる。本発明は、カチオン系乳化剤の存在下で行うことで、酢酸ビニルの単独重合体をエマルジョン化させた後に、アクリル基含有化合物をグラフト重合させることにより、グラフト重合が促進されやすくなる。
【００４５】
カチオン系乳化剤としては、上述のカチオン界面活性剤を用いることができる。
【００４６】
ラジカル開始剤としては、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。これらは単独で使用、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４７】
また、アクリル基含有化合物としては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、シクロへキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、多価アルコールのポリ（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂に（メタ）アクリル酸を付加反応させて得られるエポキシ（メタ）アクリレート、ウレタンポリ（メタ）アクリレート、ポリエステルポリ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物のジ（メタ）アクリレート等の重合性（メタ）アクリルモノマー、または、これらの混合物が挙げられる。
【００４８】
なお、酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体は、蒸留水、工業用水、水道水等の無機溶媒やアルコール類等の有機溶媒等の揮発成分に溶解した後に、ガラス繊維に塗布することにより、ガラス繊維の外表面全体に対して、集束剤を塗布することができる。
【００４９】
また、集束剤は、酢酸ビニルモノマーのみを重合させた酢酸ビニル単独重合体を含有していても良い。酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体の含有量は、酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体と酢酸ビニル単独重合体の合量に対して、１０〜８０質量％であることが好ましい。酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体の含有量が１０質量％未満である場合、ガラスチョップドストランドの結束性が低くなる傾向にあるため、ガラスチョップドストランドの末端がモノフィラ化し、ストランドが絡まり、分散不良が発生するおそれがある。一方、酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体の含有量が８０質量％より大きい場合、ケーキからガラスストランドを引出す際の解舒性が悪化し、毛羽の発生や持ち上がりが発生するおそれがあり、その結果、毛羽の塊がガラスチョップドストランドマットに混入し、厚薄のバラツキが増加するおそれがある。
【００５０】
また、集束剤は、アミノシラン等のカップリング剤、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の結合剤、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、リン酸等のｐＨ調整剤、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルスルホネート、第４級アンモニウムクロライド等の帯電防止剤、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸エーテル、芳香族系エステル、芳香族系エーテル等の界面活性剤を含有していても良い。これらを含有することにより、集束性の向上や帯電の抑制が図れる。
【００５１】
集束剤は、アプリケーターなどによってガラスストランドに塗布され、ガラスストランドを乾燥させることにより完全に水分を揮発させた時における強熱減量が、０．１〜１．２質量％であることが好ましい。ガラスストランドに塗布された集束剤の強熱減量が０．１質量％未満である場合には、上述した効果を十分に発揮することができなくなるおそれがある。一方、ガラスストランドに塗布された集束剤の強熱減量が１．２質量％より大きい場合、塗布量の増加にもかかわらず、性能の向上が認められず、コストパフォーマンスの低いものとなるので経済的ではない。より好ましい強熱減量は、０．２〜０．８質量％である。
【００５２】
なお、ガラスストランドの強熱減量は、ＪＩＳ  Ｒ  ３４２０（２００６）７．３．２  に従い測定した値である。
【００５３】
〔ガラスチョップドストランド及びガラスチョップドストランドマット〕
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、図１を用いて説明する。図１は、ガラスチョップドストランドマットの製造装置１００の概略斜視図を示している。まず、本発明のガラスストランドＦが巻き取られてなるケーキＣからガラスストランドＦを引出す。ガラスチョップドストランドを収容するチャンバー１０の天井部にはガラス繊維投入口が設けられており、ガラス繊維投入口には、ガラスストランドＦを切断する切断機２０が取り付けられている。切断機２０は、カッターローラー２１とゴムローラー２２とからなり、回転しているカッターローラー２１とゴムローラー２２との間にケーキＣから引き出されたガラスストランドＦが送り込まれ、連続的に切断されることで、ガラスチョップドストランドＳが生成される。ガラスチョップドストランドＳは、重力によりチャンバー１０内を落下し、分散コンベア３０のベルト上に略均一に分散配置され、シート状に堆積する。
【００５４】
本発明において、ガラスチョップドストランドの長さは１３〜１００ｍｍである。長さが１３ｍｍ未満である場合、ネット状の分散コンベア３０や後述する第一コンベア５０及び第二コンベア６０のネット隙間から落下するおそれがある。一方、長さが１００ｍｍより大きい場合、均一分散に支障をきたし、目付けの小さなガラスチョップドストランドマットを得ることが困難となる。
【００５５】
次いで、ガラスチョップドストランドＳは、分散コンベア３０から第一コンベア５０に移動する。第一コンベア５０の上方には、結合剤散布機４０が設置され、結合剤（樹脂粉末）Ａを第一コンベア５０のベルト上のガラスチョップドストランドＳに向けて散布する。ガラスチョップドストランドＳに結合剤Ａを添加することにより、後述の加熱処理を行うことでガラスチョップドストランドＳ同士が接着し、マットの形状を維持することができる。ガラスチョップドストランドＳが堆積するベルトの下方には、バイブレーター（図示せず）が配置され、第一コンベア５０のベルトを振動させる。これにより、ガラスチョップドストランドＳの表面に散布された結合剤Ａが、シート状に堆積したガラスチョップドストランドＳ同士の隙間に入り込む。その結果、結合剤Ａが、ガラスチョップドストランドＳ全体に均一に付着する。結合剤Ａの種類としては、熱可塑性樹脂粉末が好適であり、粉末ポリエステル樹脂（花王株式会社製ニュートラック５１４等）を使用することができる。なお、第一コンベア５０の上方又は下方であって、結合剤散布機４０の上流側に、水噴霧機（図示せず）を設けることも可能である。ガラスチョップドストランドＳが予め水で湿潤状態にされていると、水の表面張力の作用によりガラスチョップドストランドＳの表面に結合剤Ａが付着し易くなるため、ガラスチョップドストランドＳ同士の接着効果がより高まる。第一コンベア５０上のガラスチョップドストランドＳは、結合剤Ａが均一に付着した状態で、下流の第二コンベア６０に搬送される。
【００５６】
第二コンベア６０には、ベルトを囲い込むように加熱炉６１が設置されている。加熱炉６１内の雰囲気温度は散布する結合剤Ａの種類に応じて、結合剤Ａを構成する合成樹脂の融点以上の温度となるように適宜調整される。第二コンベア６０のベルト上の結合剤Ａが付着したガラスチョップドストランドＳは、加熱炉６１内を通過するときに加熱処理され、結合剤Ａが軟化、溶融する。その結果、ガラスチョップドストランドＳ同士が接着された状態のガラスチョップドストランドＳ’（便宜上結合剤Ａにより接着していないガラスチョップドストランドＳと区別するために、Ｓ’とする）となる。第二コンベア６０のベルトは、高温に晒されるため、金属等の耐熱性材料で構成される。
【００５７】
第二コンベア６０の下流には冷圧ロール７０及び巻取機９０が配置される。冷圧ロール７０は、一対のロール７１、７２で構成される。溶融状態の結合剤Ａが付着したガラスチョップドストランドＳ’は、冷圧ロール７０に搬送され、一対のロール７１、７２間を通過する。ガラスチョップドストランドＳ’は、冷圧ロール７０を通過することで冷却、プレスされ、ガラスチョップドストランドＳ’同士が結合する。これにより、ガラスチョップドストランドマットＭが生成する。冷圧ロール７０は、空冷によりガラスチョップドストランドＳ’の冷却を行うものであるが、一対のロール７１、７２内部に冷却水を通流させて強制冷却を行っても構わない。生成したガラスチョップドストランドマットＭは、巻取機８０によって本発明の巻回工程が実施され、ロール状物Ｒに巻き取られる。
【００５８】
上記ガラスチョップドストランドマットの製造方法により製造されるガラスチョップドストランドマットとしては、目付が５０〜２００ｇ／ｍ２であることが好ましい。従来よりも目付けの小さなガラスチョップドストランドマットは、強度を保つために、結合状態が重要となる。特に、目付けが２００ｇ／ｍ２以下のガラスチョップドストランドマットは、単位面積あたりのガラスチョップドストランドの密度が小さいため（単位面積当たりのガラスチョップドストランドの数が少ない）、結合状態が良好でない場合、ガラスチョップドストランドの破れや穴あきが起こり易い。そのため、本発明を適用することにより、ガラスチョップドストランドの破れや穴あきを抑制することができる。
【００５９】
〔自動車成形天井材〕
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Ｍを用いて製作した自動車成形天井材１００の部分断面図である。自動車成形天井材１００の製造方法は、次の通りである。上述のロール状に巻回したガラスチョップドストランドマットＭを一旦引き出し、表面に接着剤を塗布する。接着剤としては、例えば、イソシアネート系接着剤が使用される。接着剤を塗布したガラスチョップドストランドマットＭを、再度巻き直す。自動車成形天井材１００は、一般に、表皮材１０１、ガラスチョップドストランドマットＭ、母材となる発泡ウレタンシート１０２、及び裏皮材１０３から構成される。夫々の材料はロール状に巻回されており、成形加工の前段で引き出される。成形加工するにあたり、表皮材１０１（自動車の室内側）、第一のガラスチョップドストランドマットＭ、発泡ウレタンシート１０２、第二のガラスチョップドストランドマットＭ、及び裏皮材１０３（自動車のボディ側）をこの順に下から積層する。なお、ガラスチョップドストランドマットＭは、発泡ウレタンシート１０２の片面側のみに積層しても構わない。その後、積層物を開放端縁に超硬刃が取り付けられたプレス型に投入する。プレス型は、所望の自動車成形天井材１００の形状を有する。プレス加工後、端部をトリミングして整えることで、自動車成形天井材１００が完成する。
【実施例】
【００６０】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６１】
（実施例）
以下に、実施例である試料Ｎｏ．１〜５の集束剤の調製方法を示す。試料Ｎｏ．１の集束剤は、酢酸ビニル単量体のみを重合させた酢酸ビニルの単独重合体が３．０質量％、酢酸ビニルの単独重合体にアクリル基含有化合物をグラフト重合させた酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体が３．０質量％、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン  ＫＢＭ９０３（信越化学工業株式会社製）（以下、アミノシラン）が０．３質量％、第４級アンモニウム塩  アンステックスＣ−２００（東邦化学工業株式会社製）が０．５質量％となるようにイオン交換水で調製することで作製した。
【００６２】
試料Ｎｏ．２の集束剤は、酢酸ビニルの単独重合体が１．５質量％、酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体が４．５質量％となるように調製したこと以外は、試料Ｎｏ．１の集束剤と同様の方法で作製した。
【００６３】
試料Ｎｏ．３の集束剤は、酢酸ビニルの単独重合体が２．０質量％、酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体が４．０質量％となるように調製したこと以外は、試料Ｎｏ．１の集束剤と同様の方法で作製した。
【００６４】
試料Ｎｏ．４の集束剤は、酢酸ビニルの単独重合体が５．０質量％、酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体が１．０質量％となるように調製したこと以外は、試料Ｎｏ．１の集束剤と同様の方法で作製した。
【００６５】
試料Ｎｏ．５の集束剤は、酢酸ビニルの単独重合体が４．０質量％、酢酸ビニル−アクリル基含有化合物共重合体が２．０質量％となるように調製したこと以外は、試料Ｎｏ．１の集束剤と同様の方法で作製した。
【００６６】
（比較例）
以下に、比較例である試料Ｎｏ．６、７の集束剤の調製方法を示す。試料Ｎｏ．６の集束剤は、酢酸ビニル単量体のみを重合させた酢酸ビニルの単独重合体が１．０質量％、アクリル基含有化合物単量体のみを重合させたアクリル基含有化合物の単独重合体が５．０質量％、アミノシランが０．３質量％、第４級アンモニウム塩が０．５質量％となるようにイオン交換水で調製することで作製した。
【００６７】
試料Ｎｏ．７の集束剤は、酢酸ビニルの単独重合体が５．５質量％、アクリル基含有化合物の単独重合体が０．５質量％となるように調製したこと以外は、試料Ｎｏ．６の集束剤と同様の方法で作製した。
【００６８】
Ｅガラス材質の溶融ガラスを白金製のブッシングから連続的に引出すことで作製された、直径１３．０μｍのガラスフィラメントに、上記試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の集束剤を、強熱減量が０．４質量％となるようにアプリケーターにより塗布し、シューにより６８本のガラスフィラメントからなるガラスストランドを作製し、コレットに巻き取り、所定時間乾燥することによりケーキを作製した。なお、ガラスストランドの番手は、表１に示すように、約２０ｔｅｘとなる。なお、番手（ｔｅｘ）は、ケーキからガラスストランドを引き出し、検尺器により１０ｍを測りとり、感量が０．１ｍｇ以下の秤を用いて測定した、１０ｍのガラスストランドの質量Ｗ（ｇ）により求めることができ、
番手（ｔｅｘ）＝（Ｗ×１０２）
となる。
【００６９】
ケーキからガラスストランドを引出し、図１に示すガラスチョップドストランドマットの製造装置でガラスチョップドストランドマットを製造する。切断機により長さ５０ｍｍとなるように連続的に切断し、切断速度またはコンベアの速度を調整することにより、ガラスチョップドストランドの目付けが１０７ｇ／ｍ２であるガラスチョップドストランドを作製した。なお、結合剤の含有量が１０〜１５質量％となるように散布した。
【００７０】
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３００ｍｍのサンプルを巾方向に８枚×５列採取し、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。また、目視観察によって、ちぎれの有無及びばらつきを調査した。測定結果はその平均値と標準偏差の値を表１に示す。
【００７１】
こうして得られたガラスチョップドストランドマット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。
【００７２】
ガラスチョップドストランドマットにイソシアネート系の接着剤を含浸させた後、表皮材（自動車の室内側）、第一のガラスチョップドストランドマット、発泡ウレタンシート、第二のガラスチョップドストランドマット及び裏皮材（自動車のボディ側）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することで自動車天井材を得た。
【００７３】
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行った。以上の結果を表１に表す。
【００７４】
【表１】
2014108914.tif 000002
【００７５】
以上のように、本発明のガラスストランドを用いることで、十分な引張強度を有し、引張強度のばらつきの小さなガラスチョップドストランドマットを製造することができた。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った。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
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】
【００７７】
１０    チャンバー
２０    切断機
３０    分散コンベア
４０    結合剤散布機
５０    第一コンベア
６０    第二コンベア
７０    冷圧ロール
８０    巻取機
１００  自動車成形天井材
【図１】
2014108914.tif 000003
【図２】
2014108914.tif 000004