(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  泡状物中に繊維を入れたスラリーを形成することであって、そこで前記泡状物スラリー中の繊維の少なくとも２０％が繊維束状になっており、それら繊維が実質的に水不溶性サイジングによって前記束中に保持されていること、
（ｂ）  有孔部材上に前記泡状物スラリーから不織ウエブを形成すること、そして
（ｃ）  前記有孔部材上の前記泡状物スラリーから泡状物を取り出し、不織マットを形成すること、
を含む細断糸不織マットを製造する方法。
【請求項２】
（ｂ）を、少なくとも６０ｍ／分の速度で行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ａ）を、繊維の少なくとも５０％が５〜４５０本の繊維を有する繊維束中に存在し、前記束の長さが、それら束を構成する繊維の長さと実質的に同じであり、前記束中の繊維の少なくとも８５％が７〜５００ミクロンの直径を有する、泡状物スラリーを形成するように実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ａ）を、ガラス、アクリル、アラミド、炭素、ポリプロピレン、及びＰＥＴ繊維、及びそれらの組合せから本質的になる群から選択された補強用繊維を、繊維束中少なくとも１０％用いて実施する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
（ａ）〜（ｃ）を、５０〜１５０ｇ／ｍ2の実質的に均一な坪量を有するマットを生ずるように実施する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
（ｂ）及び（ｃ）を、少なくとも８０ｍ／分の速度で実施する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
（ａ）からの泡状物スラリーとは異なった繊維組成又は密度を有する少なくとも一つの第二の泡状物スラリーから第二マットを形成すること、及び前記少なくとも一つの第二泡状物スラリーを実質的に混合しないやり方で前記（ａ）からの泡状物スラリー上に置き、少なくとも二つの実質的に区別される層で、異なる繊維組成又は密度の少なくとも一方を有する少なくとも二つの層を有する複合体マットを形成すること、を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
（ｄ）マット上に少なくとも一つの表面層を与え、前記少なくとも一つの表面層を結合剤により前記マットに貼付することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
（ｄ）からの結合剤を硬化し、ウエブを乾燥炉中で乾燥することを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
（ａ）〜（ｃ）を、製造されたマットの一部分になる移動する織物ウエブを有孔部材として用いて実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
（ａ）を、泡状物スラリー中に熱活性化結合剤粉末又は繊維を用いて更に実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
（ａ）を、０．５〜５重量％の繊維を有する泡状物スラリーを生ずるように実施する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）を、繊維の少なくとも５０％が５〜４５０本の繊維を有する繊維束中に存在し、前記束の長さが前記束を構成する繊維の長さと実質的に同じであり、前記束中の繊維の少なくとも８５％が７〜５００ミクロンの直径を有する、泡状物スラリーを形成するように実施し、（ａ）を、ガラス、アクリル、アラミド、炭素、ポリプロピレン、及びＰＥＴ繊維、及びそれらの組合せから本質的になる群から選択された補強用繊維を、前記繊維束中少なくとも１０％用いて実施する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項５に記載の方法に従い、（ａ）〜（ｃ）を、７５ｇ／ｍ2以下の実質的に均一な坪量を有するマットを生ずるように実施することにより製造された不織マット。
【請求項１５】
（ａ）  泡状物中に繊維を入れたスラリーを形成することであって、そこで前記泡状物スラリー中の繊維の少なくとも２０％が１０〜４５０本／束の繊維を有する繊維束中に存在し、前記繊維束の長さと実質的に同じ長さを有し、その長さが束中の繊維の少なくとも８５％については５〜１００ｍｍであり、束中の繊維の直径が７〜５００ミクロンであること、
（ｂ）  有孔部材上に前記泡状物スラリーから不織ウエブを形成すること、及び
（ｃ）  前記有孔部材上の前記泡状物スラリーから泡状物を取り出し、不織マットを形成すること、
を含む、細断糸不織マットを製造する方法。
【請求項１６】
繊維束中の繊維の少なくとも１０％が、ガラス、アラミド、炭素、ポリプロピレン、アクリル、及びＰＥＴ繊維、及びそれらの組合せから本質的になる群から選択された補強用繊維を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
（ｂ）及び（ｃ）を、少なくとも８０ｍ／分の速度で実施し、（ａ）を粘度増大添加剤を用いずに、０．５〜５重量％の繊維を有する泡状物スラリーを生ずるように実施する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
二つの層の間に、スクラップ繊維、スクラップガラス繊維、プラスチック繊維、及び複数の外側層よりも密度の低い材料の少なくとも一種類からなる１つの内側層を形成することを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１９】
（ａ）からの泡状物スラリーと少なくとも実質的に同じ泡状物スラリーから第二マットを形成すること、及び前記マットの間に、スクラップ繊維、スクラップガラス繊維、プラスチック繊維、及び複数の外側層よりも密度の低い材料の少なくとも一種類からなる１つの内側層を形成し、異なった繊維組成又は密度の少なくとも一つを有する少なくとも二つの実質的に区別される層を有する複合体マットを形成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
樹脂含浸及び硬化マットから作られた複数の外側層を有する複合体生成物を形成する、請求項７又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
不織繊維複合体ウェブを泡状物に基づく方法を用い、多層ヘッドボックス又は区分ヘッドボックスを用いて製造し、異なった密度、異なった材料、異なった補強用糸、及び異なった補強用ウエブの少なくとも一つを含めた実質的に異なった性質を有する少なくとも二つの層、又は層部分を有する複合体ウエブを形成する、請求項７又は１９に記載の方法。
【請求項２２】
異なった繊維組成又は密度の少なくとも一つを有する少なくとも二つの実質的に区別される層を有し、
前記層の一つは、不織布状態に配置した多数の繊維によって定められ、
繊維束状になった前記繊維の少なくとも２０％が一束当たり５〜４５０本の繊維になっており、前記束の長さが前記束を形成する繊維の長さと実質的に同じであり、前記繊維束の前記繊維の少なくとも８５％が７〜５００ミクロンの直径を有し、そして
前記層の別の層が、前記一つの層とは実質的に異なった性質を有し、前記性質には、異なった材料、異なった補強用糸、異なった補強用ウエブ、異なった繊維組成、及び異なった密度の少なくとも一つが含まれている、
請求項７に記載の方法により製造された細断糸の不織複合体マット。
【請求項２３】
束中の繊維の少なくとも８５％が５〜１００ｍｍの長さを有する、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項２４】
束中の繊維の少なくとも８５％が７〜３５ミクロンの直径を有する、請求項２３に記載の不織複合体マット。
【請求項２５】
繊維束中の繊維の少なくとも１０％が、ガラス、アラミド、炭素、ポリプロピレン、アクリル、及びＰＥＴ繊維、及びそれらの組合せから本質的になる群から選択された補強用繊維を含む、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項２６】
繊維束中の繊維の少なくとも５０％がガラス繊維を含む、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項２７】
束中の繊維の少なくとも８５％が、５〜１００ｍｍの長さを有し、前記束中の繊維の少なくとも８５％が７〜３５ミクロンの直径を有する、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項２８】
繊維束中の繊維の少なくとも８５％が、前記の群から選択されている、請求項２５に記載の不織複合体マット。
【請求項２９】
繊維束中の繊維の少なくとも８５％が、７〜５０ｍｍの長さを有する、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項３０】
一つの層が、５０〜９００ｇ／ｍ2の坪量を有する、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項３１】
繊維束状になった繊維の少なくとも８５％が、１０〜４５０本／束の繊維になっており、前記繊維束の長さと実質的に同じ長さ及び７〜３５ミクロンの直径を有し、サイジングがエポキシ樹脂又はＰＶＯＨである、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項３２】
繊維束の少なくとも６０％が、一束当たり１０〜２００本の繊維を有し、前記束中の実質的に全ての繊維が実質的に直線状である、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項３３】
繊維が実質的に水不溶性のサイジングにより束中に保持されている、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【請求項３４】
スクラップ繊維、スクラップガラス繊維、プラスチック繊維、及び複数の外側層よりも密度の低い材料の少なくとも一種類からなる１つの内側層を更に有する、請求項２２に記載の不織複合体マット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（背景技術）
種々の製品、特に成形製品を製造する場合に、その成形操作で細断繊維（例えば、ガラス繊維）マットが用いられ、典型的には樹脂で飽和されている。これらのマットは、従来通常約２０〜３０ｍ／分の製造速度で空気分布(air laid)法により製造されており、比較的厚く緻密にしなければならない。さもないとそれらは余りにも多くの孔を有し、不連続的になり、他の後の処理操作で成形が充分効果的なものにならなくなる。これらのマットは、典型的には一束当たり５本以上の繊維、典型的には約１０〜４５０本／束の繊維を有する繊維束から作られている。
【０００２】
湿式分布(wet laid)法又は発泡法により製造されたガラスティッシュ(glass tissue)は、一束中に非常に僅か（典型的には、５本未満）の繊維を有する繊維束又は個々の繊維を含む。時々、幾つかの繊維の束が完全にはスラリー中に分散されていないことがある。これらのよく分散していない繊維束は長くなった束になっている。なぜなら、束の個々の繊維は互いに滑り合うからである。長くなった繊維束の長さは、個々の繊維の長さよりも遥かに長い。スラリー形成工程中へ入る繊維束は、繊維束と同じ長さを有する繊維を含む。なぜなら、ヤーン（典型的には、約１０〜４５０本の繊維）が、予め定められた長さを有する束に切断機で切断されるからである。長くなった繊維束は繊維ティッシュ中の欠陥になり、ティッシュの表面形状を不均一にする。品質のよくないガラスティッシュでは、約５〜１０％程の多くの長くなった繊維束が存在することがある。
【０００３】
空気分布法によりガラス繊維マットを製造したり、湿式分布法によりガラス繊維ティッシュを製造する従来法の技術の例は、Ｋ．Ｌ．レーウェンステイン(Loewenstein)「連続ガラス繊維の製造技術」(The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibres)１９９３（これは参考のためここに入れてある）に記載されている。
【０００４】
米国特許第４，２８４，４７０号明細書には、ガラス繊維マットを用いた高強度屋根用製品が論じられている。その特許で論じられているマットは、多数の実質的に均一に巻き込んだ個々のフィラメント繊維を含み、それらは、重量で少なくとも７０％、好ましくは８０％、場合により約９０％以上のマットの繊維成分を含有する。マットの領域の約２０％未満が空洞であり、それはマットの厚みを通って伸びており、残余が繊維材料である。繊維は約1/4〜３インチの長さを有し、約３〜２０ミクロンの直径を有する。マットは約０．１〜３ｍｍ、好ましくは０．３〜２ｍｍの厚さを有し、繊維を一緒に保持する結合剤材料を含め約２０〜２００ｇ／ｍ2の基礎重量を有する。繊維材料は通常マットの重量で約７０％〜９０％を占め、結合剤は約１０％〜３０％を占める。通常樹脂材料であるどのような適当な結合剤物質を用いてもよい。
【０００５】
前記米国特許の製品は、湿式分布(wet laid)法により製造され、それは、先ず、夫々一束当たり約２０〜３００本の繊維を含有する多数のガラス繊維細断束を、混合タンク中の分散媒体中に入れてそれら束を激しく撹拌することにより、その水性懸濁物又は分散物を形成することを含む。その方法は、水性分散媒体中に束中の繊維を分離することを目的としている。次に分散剤組成物を移動スクリーンへ供給し、その上で水が除去されながらフィラメントが捕捉される。
【０００６】
（発明の開示）
本発明により、上で述べた従来技術のマットの短所が、一つ以上の簡単で、然も効果的な技術を用いることにより実質的に解決されるか、又は最小限にされる。本発明により、好ましくは繊維をエポキシ樹脂又はＰＶＯＨのような水不溶性サイジングを用いて束中に保持し、且つ（又は）５〜４５０本（例えば、約１０〜４５０本）の繊維を各束中に与え、各繊維は約７〜５００ミクロン、好ましくは約７〜３５ミクロンの直径を有し、それら繊維の少なくとも約８５％が５〜１００ｍｍ、好ましくは約７〜５０ｍｍ（及びこれらの広い範囲内に入る全ての狭い範囲）の長さを有する。
【０００７】
本発明により、実質的に均一な密度（坪量）を有し、然も、空気分布法を用いて製造されるものよりも遥かに低い密度を有するマットを製造することができる。例えば、５０ｇ／ｉｎ2位に低いか、又はそれより更に低いことさえある密度を有するマットを製造することができる。それらマットは空気分布法によるよりも遥かに迅速に製造することができ、種類を一層多くすることも可能である。例えば、異なった物理的性質及び（又は）組成を有する複数の層を有するマットを容易に製造することができる。これらの有利な結果は、泡状物(foam)分布法を用いて達成され、従って、６０ｍ／分よりかなり大きく（典型的には、８０ｍ／分より大きく、例えば、約１２０ｍ／分）の製造速度が容易に達成されると共に、極めて多種類の構造を有する高度に均一なマットが達成される。方法の効率を含めた多くの理由から、泡状物による方法(foam process)を用いるのが好ましい。泡状物による方法を用いることにより、スラリーは０．５〜５重量％（又はその広い範囲内のどのような狭い範囲内）の繊維を含むことができるのに対し、湿式分布法では、最大繊維含有量は約０．０５重量％である。湿式分布法で一層大きな％の繊維を用いると、液体の粘度を（添加剤を導入することにより）増大しなければならず、そのことは気泡の発生を含めた幾つかの問題を起こす。このことは更に別の添加剤を必要とすることになり、湿式分布法を泡状物による方法と比較して遥かに困難で高価なものにしている。
【０００８】
本発明の一つの態様に従い、マットを定める不織布状態に(in a non-woven configuration)配置した多数の繊維であって、繊維束状になった前記繊維の少なくとも２０％が一束当たり５〜４５０本の繊維になっており、前記束の長さが前記束を形成する繊維の長さと実質的に同じであり、前記繊維束の前記繊維の少なくとも８５％が約７〜５００ミクロンの直径を有する上記多数の繊維、を含む細断糸の不織マット(non-woven mat of chopped strands)が与えられる。
【０００９】
束中の繊維の好ましくは少なくとも８５％、実質的に１００％までが５〜１００ｍｍ、好ましくは７〜５０ｍｍ、最も好ましくは約２０〜３０ｍｍの長さを有し、束中の繊維の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも８５％、実質的に１００％が７〜３５ミクロンの直径を有する。繊維束中の繊維は、エポキシ樹脂又はＰＶＯＨのような実質的に水不溶性のサイジングを用いて一緒に保持されているのが典型的である。束中の繊維の実質的に全てが実質的に直線状であるのが好ましい。
【００１０】
本発明は、繊維束中の繊維の少なくとも１０％（好ましくは少なくとも約５０％、実質的に１００％まで）が、ガラス、アラミド、炭素、ポリプロピレン、アクリル、及びＰＥＴ繊維、及びそれらの組合せから本質的になる群から選択された補強用繊維を含む場合に特に有用である。本発明は、特にガラス繊維と共に用いるのに適している。
【００１１】
本発明を実施することにより、極めて広い密度（坪量）範囲、例えば、約５０〜９００ｇ／ｍ2の密度を有し、然も、実質的に均一な密度を有するマットを製造することができる。例えば、そのマットは７５ｇ／ｍ2より小さく（用いる繊維次第で５０ｇ／ｍ2より低くなることさえある）実質的に均一な密度を有することができる。マットが約５０〜１５０ｇ／ｍ2の密度を有する場合、繊維束状になっている繊維の９０％は一束当たり１０〜２００本の繊維になっている。典型的には、繊維束状になっている繊維の少なくとも８５％が一束当たり１０〜４５０本の繊維になっており、繊維束の長さと実質的に同じ長さを有する。
【００１２】
本発明の別の態様に従い、（ａ）泡状物中に繊維を入れたスラリーを形成することであって、そこで前記スラリー中の繊維の少なくとも２０％が繊維束状になっており、それら束中に繊維が実質的水不溶性サイジング(sizing)によって保持されていること、（ｂ）有孔部材上に前記スラリーから不織ウエブを形成すること、及び（ｃ）前記有孔部材上のスラリーから少なくとも泡状物を取り出し、不織マットを形成することを含む、細断糸不織マットを製造する方法が与えられる。（ａ）中のスラリーは約０．５〜５重量％の繊維を有するのが好ましい。泡状物による方法の実施は、１９９９年５月１８日に発行された米国特許第５，９０４，８０９号明細書（それらの記載は参考のためここに入れてある）に示されているような方法でもよい。本発明は、この方法により製造された製品にも関する。
【００１３】
本発明は、空気分布法とは異なり、泡状物による方法を用いているため、製造速度が遥かに大きい。即ち、（ｂ）及び（ｃ）は、少なくとも６０ｍ／分、典型的には、少なくとも８０ｍ／分の速度で実施することができ、１２０ｍ／分の速度を容易に達成することができる。有孔部材は、慣用的ワイヤー、又は二重又は多重ワイヤー等のようなどのような適当な慣用的構造を持っていてもよい。例えば、（ａ）〜（ｃ）は、製造されるマットの一部分になる移動する織物ウエブ(moving web of fabric)を有孔部材（又は複数のそのような部材の一つ）として用いて実施することさえできる。本発明を用いることによっても、特に、例えば、１９９９年２月２３日に出願された係属中の米国特許出願Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．０９／２５５，７５５（この記載は参考のためここに入れてある）又は米国特許第４，４４５，９７４号明細書に示されているような区分されたヘッドボックス(segmented head box)を用いることにより、実施することができる。
【００１４】
本方法では、典型的には、（ａ）泡状物中に繊維を入れたスラリーを形成することであって、そこで前記スラリー中の繊維の少なくとも２０％が繊維束状になっており、それら束中に繊維が実質的水不溶性サイジングによって保持されていること、（ｂ）有孔部材上に前記スラリーから不織ウエブを形成すること、及び（ｃ）前記有孔部材上のスラリーから少なくとも泡状物を取り出し、不織マットを形成することからなる。例えば（ａ）は、ガラス、アクリル、アラミド、炭素、ポリプロピレン、及びＰＥＴ繊維、及びそれらの組合せから本質的になる群から選択された補強用繊維を少なくとも１０％（例えば、少なくとも５０％、少なくとも８５％、実質的に１００％まで）を繊維束中に用いて実施する。また、（ａ）〜（ｃ）は、約５０〜１５０ｇ／ｍ2の実質的に均一な密度を有するマットを生ずるように実施することができる。
【００１５】
本方法は、（ａ）からのスラリーとは異なった繊維組成又は密度を有する少なくとも一つの第二のスラリーから第二マットを形成すること、及び前記少なくとも一つの第二のスラリーを実質的に混合しないやり方で前記（ａ）からのスラリー上に置き、異なる繊維組成又は密度を有する少なくとも二つの実質的に区別される層を有する複合体マット(composite mat)を形成することを更に含んでもよい。別法として、又は付加的に、本方法は、（ｄ）マット上に少なくとも一つの表面層を与え、前記少なくとも一つの表面層を結合剤によりマットに固定すること、を更に含んでもよい。本方法は、（ｄ）での結合剤を硬化し、ウエブを乾燥炉中で乾燥することを更に含むのが典型的である。例えば、（ａ）は、スラリー中に熱活性化結合剤粉末又は繊維を用いて更に実施する。
【００１６】
本発明の別の態様に従い、（ａ）泡状物中に繊維を入れたスラリーを形成することであって、そこで前記スラリー中の繊維の少なくとも２０％が１０〜４５０本／束の繊維を有する繊維束中に存在し、前記繊維束の長さと実質的に同じ長さを有し、その長さが束中の繊維の少なくとも８５％については５〜１００ｍｍであり、束中の繊維の直径が７〜５００ミクロンであること、（ｂ）有孔部材上に前記スラリーから不織ウエブを形成すること、及び（ｃ）前記有孔部材上のスラリーから少なくとも泡状物を取り出し、不織マットを形成すること、を含む細断糸不織マットを製造する方法が与えられる。本発明のこの態様の詳細は、上に述べたものと実質的に同じであるのが好ましい。
【００１７】
本発明の別の態様に従い、上で述べたような樹脂含浸及び硬化マットから製造された複数の外側層と、安価な繊維、スクラップ繊維、及び前記外側層よりもかなり密度が低い材料の少なくとも一種類からなる１つの内側層とを有する複合体生成物が与えられる。異なった物理的又は化学的性質を有する少なくとも二つの層（又は層部分）を有する繊維を基礎にしたウエブは、泡状物を用いた方法により製造することができる。
【００１８】
本発明は、「多層ヘッドボックス」(“multi-layer headbox”)及び（又は）「区分されたヘッドボックス」(“divided headbox”)を用いた泡状物に基づく方法を用いて製造され、異なった密度、異なった材料、異なった補強用糸、異なった補強用ウエブの少なくとも一つを含む実質的に異なった性質を持った少なくとも二つの層を有する不織繊維複合体ウエブ(non-woven fibrous composite web)にも関する。複合体ウエブは、実質的に連続的繊維からなる方向特性を有する糸又はウエブ、例えば、ヘッドボックスを通ってウエブへ供給された方向性強度特性を有する補強用糸及びウエブを含んでもよい。複合体ウエブの少なくとも一部分は、粉末状又は繊維状の熱活性化結合剤(heat-activated binder)を含有していてもよい。ヘッドボックスへ供給される繊維の少なくとも２０％（例えば、少なくとも４０％）は、エポキシ樹脂又はＰＶＯＨのような幾らかの適当な疎水性サイジング剤を用いることにより互いに付着させて繊維束を形成するようにしてもよい。繊維束中の繊維の長さは、繊維束の長さと実質的に同じであるのが好ましく、繊維束中の繊維の数は変動してもよく、約１０〜４５０本の繊維であるのが好ましく、繊維束中の繊維の長さは約５〜１００ｍｍ、好ましくは約７〜５０ｍｍである。複合体不織ウエブの少なくとも一方の側の上に、少なくとも一つの織物表面層が存在していてもよく、それは、ウエブ形成装置（ヘッドボックス）の後に配置した乾燥炉（又は同様なもの）の中で織物の表面上又はウエブ上で結合剤によりその不織複合体ウエブに付着することができるものである。
【００１９】
本発明により、上に記載した広い範囲内の全ての狭い範囲が特別にここに与えられている。例えば、束中の繊維の７〜５００ミクロンの直径は、９〜４５０ミクロン、１０〜３０ミクロン、９〜３００ミクロンを含み、他の全ての狭い範囲が、この特定化した広い範囲内に含まれる。
【００２０】
本発明の主たる目的は、従来法の細断ガラス繊維マット及びガラスティッシュ物品で起きる多くの問題を解決する、極めて有利なマット、そのマットから製造された製品、及びそのマットの製造方法を与えることにある。本発明のこの目的及び他の目的は、本発明の詳細な説明及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００２１】
（図面の詳細な説明）
図１は、本発明による繊維束を参照番号１０で模式的に示している。繊維束１０は、複数の個々の繊維１１、典型的には、５〜４５０本の繊維、一層好ましくは約１０〜４５０本の繊維、前記広い範囲内のいずれかの他の狭い範囲（下の表１に記載されているような範囲）の繊維から構成されている。束１０中の繊維１１は、ＰＶＯＨ又はエポキシ樹脂のような実質的に水不溶性のサイジング（図１の１２で概略示されている）を用いて一緒に保持されているのが好ましいが、極めて多種類の他の慣用的サイジングを用いてもよい。
【００２２】
本発明による繊維束１０について、ガラスティッシュの束中に保持された僅かな数の繊維とは対照的に、繊維束１０の長さ１３は束１０を形成する個々の繊維に１１の長さと実質的に同じである。個々の繊維（サイジング１２の被覆を有する図２に示した繊維１１も参照されたい）の長さ１３は、この場合も実質的に繊維束の長さと同じであり、典型的には、約５〜１００ｍｍ、好ましくは約７〜５０ｍｍ、最も好ましくは約２０〜３０ｍｍである。典型的には、束中の繊維の少なくとも８５％が、５〜１００ｍｍ、好ましくは約７〜５０ｍｍ、最も好ましくは約２０〜３０ｍｍの長さを有する。同じく繊維１１は、約７〜５００ミクロン、好ましくは７〜３５ミクロンである直径１４を有するのが好ましい（図２参照）。
【００２３】
束１０中の繊維１１の実質的に全てが、それらが製造されている材料（例えば、ガラス、アラミド、炭素等）とは無関係に、実質的に直線状であることに注意されたい。サイジング１２は、各繊維１１に保護被覆を与え、繊維１１（典型的には５〜４５０本、例えば約１００本の数）を束１０中で一緒に付着させている。
【００２４】
図３は、本発明による方法を実施するやり方の例を概略示している。四角１６は、泡状物中に繊維１１を入れたスラリーを形成することを概略例示しており、この場合、スラリー中の繊維の少なくとも２０％（好ましくは少なくとも５０％、一層好ましくは少なくとも８５％から実質的に１００％まで）が繊維束１０中に存在し、それら繊維が水不溶性サイジング１２により束中に保持されている。或る状況下では結合剤を１６の所で、又は処理工程中の或る後の手順の所でスラリーに添加してもよく（それは別の状況下では不必要である）、その結合剤は後で硬化して製造されるマットの一体性を増大する。四角１７は、慣用的有孔部材の上にスラリーから不織ウエブを形成することを概略例示しており、その部材は製造されるマットの一部分になる織物、単一ワイヤー、二重ワイヤー、又は他のいずれかの適当な慣用的有孔部材でもよい。四角１７により例示したように実施された手順は、米国特許第５，９０４，８０９号明細書に示されているような発泡法でもよい。
【００２５】
この方法は更に進行して図３の１８で概略例示したように、有孔部材上のウエブから泡状物を取り出し、典型的には、真空箱又はロール等を用いて取り出す。１９で概略例示したように、泡状物除去、及び好ましくは後の炉での乾燥及び（又は）硬化によりマット２０を生成する結果になる（図４及び５に模式的に例示されているマット２６参照）。２０からのマットを、２１で示したように、更に処理してもよく、それは成形法で補強用構造体としてそのマットを用いることを含むのが典型的であり、この場合そのマットはウォータースポーツボード、電気部品ケース、工業的容器、自動車、ボート、又は他の乗り物部品等（それらに限定されるものではない）を含めた機能的物品を製造するために樹脂を含浸させる。
【００２６】
図３の２２で概略的に例示したように、異なった繊維組成又は物理的性質（例えば、密度）を有する他のスラリーを形成し、図３の２３で概略例示したように、係属中の米国特許出願Ｓｅｒｉａｌ  Ｎｏ．０９／２５５，７５５に示されているように、有孔部材上に多層を与えてもよい。四角２４は、上で述べたように、結合剤添加のための任意的別法としての又は付加的な位置を概略的に例示している。どこで結合剤が添加されても（用いる場合）、それは液体、粉末、又は繊維状態で添加することができる。
【００２７】
本発明を実施する場合、繊維束１０中の繊維１１の少なくとも１０％（好ましくは少なくとも５０％、しばしば少なくとも８５％から実質的に１００％まで）が、ガラス、アラミド、炭素、ポリプロピレン、アクリル、及びＰＥＴ繊維、及びそれらの組合せから本質的になる群から選択された補強用繊維を含むのが特に望ましい。例えば、繊維束中の繊維の約５０％が、多くの一般的物品を製造する時のガラス繊維を含む。製造されたマット２６（図４及び５参照）の密度は広く変化させることができ、約５０〜９００ｇ／ｍ2の間にある。例えば、下の表１は、本発明に従い製造されたマット密度の例を示し、そのように製造されたマットの少なくとも約８５％を形成する束１０中の繊維１１の最小数と最大数を示している。表１に与えた分割％(split percentage)は、表１中の対応する密度のマットについて記載した束中の繊維数を有する繊維束１０の最小及び最大％を示している。
【００２８】
0004651897.tif 000002
【００２９】
表１に記載されている値は大略のものである。
表１で用いた用語「分割数」(“split”)及び「分割％」(“split ％”)は、ガラス繊維束の通常の製造方法に関連して説明するのが最もよい。用いた繊維の直径は７〜３５μｍ、例えば、約１１μｍである。
【００３０】
繊維（例えば、ガラス繊維）を製造するのに用いたノズルの数は、１６００〜４０００の範囲にあり、通常少なくとも二つの套管に分けられている。もし二つの套管に分けられた１６００のノズルが存在するならば、それらのノズルから８００＋８００本の繊維が下へ引き出される。最初にそれらをアプリケーターによりサイジング剤のスプレーで処理する。本発明に従い、サイジング剤は実質的に水不溶性である。
【００３１】
その場合、用語「分割数８」(“split 8”)とは、第一の８００本の繊維と第二の８００本の繊維とを、夫々１００本ずつの繊維を含有する８＋８本の束を形成するように収集受け金又は櫛により一緒に収集することを意味する。８本の束の各々を、次に巻いて繊維ケーキ(fiber cake)を形成する。それら束中の繊維は撚られておらず、それらは丁度真っすぐな平行な連続的繊維の束を形成している。
【００３２】
次にそれら繊維ケーキを切断機の方へ引き、例えば、夫々１００本の繊維を有する束を、或る長さ、例えば、２０〜３０ｍｍの長さに切断し、次に循環する鎖連結ベルトへ供給する。本発明により、それら２０〜３０ｍｍの長さの繊維を切断機から泡状物による処理工程へ送り、泡状物中に繊維を入れたスラリーを形成する。
【００３３】
本発明により用いられる実質的に全ての繊維が水不溶性サイジング剤により処理され、従って、それらを収集受け金により一緒に収集した時、それらは束状に一緒にされたままになっている。繊維が一緒に集められる前にサイジング剤を用い、サイジングが実質的に全繊維表面を覆うようにし、それら繊維が分割、即ち、複数の束を形成するように一緒に集められた時、繊維が一緒に「接着」(“glue”)されるようにする。
【００３４】
表１で用いた用語「分割数」(“split”)を、特別な例に関連して説明する。５０ｇ／ｍ2重量のマットの場合、１６００のノズルで、２０の最大分割数を用いた場合、それは、８００＋８００本の繊維が２０＋２０本の繊維束に分割され、夫々の束が４０本の繊維を有することを意味する。もし５の最小分割数を用いるならば、５＋５本の束を与え、一束当たり１６０本の繊維が存在する。５０ｇ／ｍ2のマットで平らな表面を生じさせるのに必要な束の最小数が存在する。束が余りにも少な過ぎると、マットの表面は非常に粗くなる。僅かな数の太い「丸太状束」(“log”)しか存在しないと、マットは非常に粗くなる。存在する束が多くなる程、即ち、一束当たりの繊維数が少なくなる程、製造されるマットの表面は一層よく、一層平坦になる。本発明により、泡状物を用いた方法により製造されたマットの形成は、同じｇ／ｍ2及び同じ分割数を有し、慣用的空気分布法により製造された同様な繊維のマットと比較して、一層優れている。このことは、泡状物による方法を用いることにより、空気分布法により生じた分布と比較して、マットの表面上に束が非常に均一に分布されていることを意味する。
【００３５】
表１で用いた用語「分割％」(“split ％”)は、２０〜３０ｍｍの長さの束で、例えば、夫々が１００本の繊維を含有する束中に、どのようによくこれらの繊維が一緒に接着されているかを示している。このことは、細断糸マット（それが製造される方法、空気分布方法、又は液体又は泡状物による方法とは無関係に）と、ティッシュマット、特に品質のよくないティッシュマットとの間の差を例示するのに非常に重要である。
【００３６】
ティッシュマットでは、繊維は個々の繊維になっているか、又はなっているのがよい。しかし時々、それらは束を形成する傾向がある。品質のよくないティッシュマットの場合、繊維の１０％位多くのものが束状になっていることがある。時々、「品質のよくない」ティッシュマットは、特定の製品、例えば、屋根覆いのための基礎材料を製造するために意図的に製造されている。この「品質のよくない」場合には、幾つかの個々の繊維が束を形成しているが、これらの束は、丁度無作為的なやり方で配列した個々の繊維の集合物になっている。この種の束の長さは、個々の繊維の長さよりも実質的に長くなっている。
【００３７】
泡状物を用いた方法により製造された細断糸マットと、泡状物を用いた方法により製造されたテッイシュマットとの間には差がある。細断糸マットでは、全ての繊維が束状になっているべきであるが、用いた技術（束の形成及び切断機の使用）のため、細断糸マット中の束の長さは、束を形成する繊維の長さと実質的に同じになっている。また、ヘッドボックスへ入る繊維の少なくとも２０％が束になっており、実際には約６０〜９８％、例えば、約８０％が束になっている。１００％の理想的状態は現実的ではないが、二つの束が時々一緒に接着され、また、繊維束中の或る繊維上のサイジングが乏しいため、束がワイヤーに入る前に、或は水を基礎とする泡状物に曝される間に、機械的衝突により一つの束が個々の繊維に分裂することもある。
【００３８】
「分割％」は、細断糸束を製造するのにどの位よく成功したかを示している。分割％は、細断糸マット中に入る繊維のうち、どの位多くの繊維が個々の束になっているかを示している。本発明によれば、細断糸束は、切断機の後に収集され、泡状物を基礎とした工程中で用いられる。表１中の「分割％」の下の「最小」及び「最大」の欄は、細断糸マット（切断機の後）中の繊維の６０〜９８％（平均８０％）が個々の束の中にあり、個々の繊維として解けておらず、或は二つの束の「丸太状物」のように一緒に結合していることもない、ということを示している。
【００３９】
泡状物による方法を本発明の実施で用いるので、マット２６の形成速度は、慣用的細断糸マットのために用いられ、空気が殆ど又は全く取り込まれない空気分布法と比較して、著しく増大しているかもしれない。本発明によれば、図３の１７〜１９の四角中に記載した手順は、少なくとも６０ｍ／分、典型的には、少なくとも８０ｍ／分で実施することができ、少なくとも１２０ｍ／分の速度も容易に達成することができる。
【００４０】
同様に本発明を実施することにより、慣用的方法を用いたのでは実現されにくい７５ｇ／ｍ2未満の実質的に均一な密度を有するマット２６を製造することができる。マットが約１００ｇ／ｍ2以下の密度を有する慣用的方法では、マットの構造は不均一であり、それにより製造された製品（例えば、工業的成形容器又は乗り物部品）の強度に悪影響を与える孔又は不連続部が存在する。しかし、本発明によれば約５０〜１５０ｇ／ｍ2の密度、時にはそれより低くさえある密度を有し、典型的には繊維束１０の少なくとも６０％（例えば、約６０〜９５％）が一束当たり１０〜２００本の繊維１１を有し、然も、夫々の繊維１１が７〜３５ミクロンの直径を有する、実質的に均一な密度を有するマット２６を容易に製造することができる。
【００４１】
図４は、本発明により製造することができる複合体マット構造２５を例示しており、この場合、四角１６中に例示されたスラリーから製造されたマットが、有孔部材としての織物２７の上に形成されており、従って、その織物２７は最終的製品２５の一体的部分になっている。図４は、別のスラリー２２から形成された第二マット２８も点線で模式的に例示しており、そのスラリーはマット２６のスラリーとは異なった繊維及び（又は）物理的性質を有する（繊維組成／混合物及び物理的性質の両方で少なくとも５％異なるのが典型的であり、好ましくは少なくとも１０％異なる）。
【００４２】
本発明を用いて、大きな強度を有するが、従来の構造物の場合よりも遥かに安価に複合体製品を製造することができる。図５は、一つのそのような複合体製品２９を模式的に例示しており、それは本発明によるマット２６（実質的に同じか又は異なる繊維組成及び物理的性質を持っていてもよい）を有し、それらは図３に概略例示した更に別の処理２１で処理し、複数の外側マット層２６よりも密度がかなり（例えば、少なくとも５％、好ましくは少なくとも２０％）低い材料、及び安価な又はスクラップ繊維の少なくとも一種類からなる１つの内側層３０を有するサンドイッチ構造を形成する。例えば、層３０は、スクラップガラス繊維及びプラスチック繊維、又は発泡体（密度がマット２６の密度よりも２０％低い）、又は発泡体中のスクラッブ繊維等でもよい。
【００４３】
本発明を実施する場合、泡状物を用いた方法が好ましく、どのような粘度増大又は気泡形成減少添加剤でも必要とすることなく、スラリー１６（図３参照）中に約０．５〜５重量％の繊維１１が（束１０状態で）存在する。
【００４４】
本発明により極めて有利な方法及び製品及び複合体が与えられることが分かるであろう。本発明は、関連する従来法よりも数多くの利点を有し、然も、簡単でコスト的に効果的なやり方で実施することができる。本発明の殆どの実際的で好ましい態様を例示し、記述してきたが、本発明の範囲内でそれらに多くの修正を行えることは分かるであろう。本発明の範囲は全ての同等な方法、マット、及び複合体を包含するように、特許請求の範囲の最も広い解釈に一致させるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明により使用される繊維束の例の模式的拡大斜視図である。
【図２】図２は、本発明により用いられる繊維の例で、サイジングで被覆した繊維の模式的部分の側面及び部分的末端図である。
【図３】図３は、本発明による方法の例の四角で示した工程図である。
【図４】図４は、本発明によるマットの例の、その種々の変更を点線で示した模式的側面図である。
【図５】図５は、本発明による複合体製品の例の模式的側断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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