JP2008308768A - Glass chopped strand mat, method for producing the same, and automotive molded ceiling material - Google Patents
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本発明は、ガラス繊維強化プラスチック（以下、ＧＦＲＰという）の補強材や自動車成形天井材等の発泡樹脂シートの補強材として使用されるガラスチョップドストランドマット、その製造方法及びそれを用いた自動車成形天井材に関する。 The present invention relates to a glass chopped strand mat used as a reinforcing material for a foamed resin sheet such as a reinforcing material for glass fiber reinforced plastic (hereinafter referred to as GFRP) or an automotive molded ceiling material, a method for producing the same, and an automotive molded ceiling using the same. Regarding materials.
無機ガラス長繊維を切断し、マット状に成形されたガラスチョップドストランドマットは、その機械的な強度等の優れた性能を生かして様々な用途で使用されている。このマットは、例えば浴槽、浄化槽等のＧＦＲＰ成形品の補強材等として種々の用途で用いられ、主にハンドレイアップ法と呼ばれる製造方法によって不飽和ポリエステル樹脂を含浸して成形する方法で多用されてきた。そして近年これまで段ボールやフェルト等で成形されていた自動車成形天井材の代替としても、発泡ポリウレタンシートの両表面にガラスチョップドストランドマットを接着することによって、その剛性や寸法安定性を向上させたものが開発されている。 Glass chopped strand mats obtained by cutting long inorganic glass fibers and formed into a mat shape are used in various applications by taking advantage of excellent performance such as mechanical strength. This mat is used in various applications, for example, as a reinforcing material for GFRP molded products such as bathtubs, septic tanks, etc., and is often used by a method of impregnating unsaturated polyester resin by a manufacturing method called a hand lay-up method. I came. In recent years, as an alternative to automotive molded ceiling materials that have been molded with corrugated cardboard, felt, etc., the rigidity and dimensional stability have been improved by bonding glass chopped strand mats to both surfaces of the polyurethane foam sheet. Has been developed.
このガラスチョップドストランドマットの具体的な製造方法は、次のようなものである。例えば調整された各種集束剤を０．１〜２質量％程度の付着量となるようにガラスフィラメントの表面に塗布して、多数本を集束することによって、単繊維直径が１１μｍ、ストランド番手が３５ｔｅｘ（あるいはテックスとも記述し、テックスは長さ１０００ｍ当たりのグラム単位での重量）のガラス長繊維のガラスストランドを製造する。このガラスストランドをその寸法が約５０ｍｍの寸法になるようにカッター等の切断装置で切断してガラスチョップドストランドとする。次いでこのガラスチョップドストランドを目付が３００〜９００ｇ／ｍ2となるように均等無秩序にシート状に堆積する。そして、堆積物の上から結合剤として粉末ポリエステル樹脂をガラスチョップドストランドマットに対して付着量が１〜６質量％となるように散布して加熱熔融後にプレス成形して冷却固化するか、あるいは樹脂乳化エマルジョンを付着量が１〜６質量％となるように塗布した後、乾燥して各ガラスストランド同士を接着する方法が採用される。 The specific manufacturing method of this glass chopped strand mat is as follows. For example, various adjusted sizing agents are applied to the surface of a glass filament so as to have an adhesion amount of about 0.1 to 2% by mass, and a large number of the sizing agents are bundled, so that the single fiber diameter is 11 μm and the strand count is 35 tex. (Also described as tex, and tex is the weight in grams per 1000 m length) glass strands of long glass fibers are produced. This glass strand is cut into a glass chopped strand by a cutting device such as a cutter so that the dimension is about 50 mm. Next, the glass chopped strands are deposited in a sheet form evenly and randomly so that the basis weight is 300 to 900 g / m 2 . Then, a powdered polyester resin is applied as a binder to the glass chopped strand mat from the top of the deposit so that the adhesion amount is 1 to 6% by mass, and after heating and melting, it is press-molded and cooled and solidified. A method is adopted in which the emulsified emulsion is applied so that the adhesion amount is 1 to 6% by mass, and then dried to bond the glass strands together.
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利用する場合、自動車成形天井材の性能としては、剛性、寸法安定性、断熱性、あるいは遮音性等の性能に加え、自動車全体の重量を軽減するために、使用される材料は単位面積当たりの重量をなるべく小さくすることが要求される。またガラスチョップドストランドマットを発泡ポリウレタンシートなどの発泡樹脂シートと接着する場合に、フェノール、メラミン、あるいはイソシアネート樹脂等の接着剤を使用することとなるが、この種の接着剤がガラスチョップドストランドマットの裏面まで浸透しないと、成形された自動車成形天井材の剛性が不足するという問題や、接着後に、マットと発泡樹脂シートや表皮との間で剥離が生じるという問題があるため、必ずマット裏面にまで接着剤を充分に浸透させる必要がある。 When a glass chopped strand mat is used as an automotive molded ceiling material, the performance of the automotive molded ceiling material is to reduce the weight of the entire vehicle in addition to performance such as rigidity, dimensional stability, thermal insulation, or sound insulation. The material used is required to reduce the weight per unit area as much as possible. In addition, when a glass chopped strand mat is bonded to a foamed resin sheet such as a foamed polyurethane sheet, an adhesive such as phenol, melamine or isocyanate resin is used. This type of adhesive is used for a glass chopped strand mat. If it does not penetrate to the back side, there is a problem that the rigidity of the molded automotive ceiling material is insufficient, or there is a problem that peeling occurs between the mat and the foamed resin sheet or skin after bonding. It is necessary to sufficiently penetrate the adhesive.
これまでにもチョップドストランドマットの強度を向上しようという試みは、種々行われてきており、例えば、特許文献１では、ガラスチョップドストランドの形態を規定することによって、搬送コンベヤからの崩落を防ぐだけの強度を実現できるとする発明が行われている。さらに特許文献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。また特許文献３には、目付量が６０から１２０ｇ／ｍ2であって、引張強度が６０Ｎ以上の繊維マットとするという発明も開示されている。そして特許文献４には、高温に長時間晒されてもヒートサグが発生しないものとしてポリプロピレン系樹脂発泡シートの両面に、無機繊維シート及びポリエチレン系樹脂フィルムからなる複合シートを積層する発明も開示されている。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構造欠陥を減少させるため、目付や強度との因果関係についての研究を行っている。
しかしながら、自動車成形天井材の重量を軽減し、かつ接着剤のマットへの浸透性を向上させるためには、ガラスチョップドストランドマットの目付を小さくすればよいが、目付が小さくなるほど、ガラスチョップドストランドマットのストランド分布が不均質な状態となり、マットの引張強度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途中でマットの破断の発生率が高くなり、マットの破断等に注意して作業することとなるため作業性が大幅に低下するという問題がある。 However, in order to reduce the weight of the automotive molded ceiling material and improve the permeability of the adhesive to the mat, the basis weight of the glass chopped strand mat may be reduced. However, the smaller the basis weight, the glass chopped strand mat. As a result, the strand distribution becomes inhomogeneous and the tensile strength of the mat decreases. As a result, after the mat is wound on the winding core, the mat breakage rate increases during the unwinding by pulling the mat from its outer layer, and work is performed with attention to the mat breakage etc. There is a problem that is significantly reduced.
また一般の軽量ガラス繊維補強材としては、直径が１５μｍから２４μｍ程度のガラスフィラメント（単繊維）を５０本から１００本程度束ね、連続繊維状態で堆積させたガラスコンティニアスストランドマットや、直径が６μｍから１３μｍのガラスフィラメントを数十本から数百本程度束ね、長さ３ｍｍから２５ｍｍに切断したガラスチョップドストランドを白水中でモノフィラメントに分散して、抄紙したガラスペーパーが知られている。しかしガラスコンティニアスストランドマットは、ガラスの原材料あたりの製造効率が低く、そのため高価であるという問題があり、またガラスペーパーは、ガラス繊維がモノフィラメント状態であるため、補強効果が小さく、自動車成形天井材としては剛性が不足するという問題がある。 Further, as a general lightweight glass fiber reinforcing material, a glass continuous strand mat in which about 50 to 100 glass filaments (single fibers) having a diameter of about 15 μm to 24 μm are bundled and deposited in a continuous fiber state, or a diameter of 6 μm is used. From about 10 to several hundreds of glass filaments having a diameter of 13 to 10 μm, glass chopped strands cut to a length of 3 to 25 mm are dispersed into monofilaments in white water, and paper is made. However, glass continuous strand mats have the problem of low production efficiency per glass raw material and are therefore expensive, and glass paper has a small reinforcing effect because glass fibers are in a monofilament state. However, there is a problem that rigidity is insufficient.
さらに、これまでに公開されたガラスチョップドストランドマットに係る発明に使用されている結合剤は、石油系の原料から合成された不飽和ポリエステル樹脂やポリ酢酸ビニル樹脂などであり、これらの樹脂をガラスチョップドストランドマットの結合剤として使用する場合には、使用済みのこれらの部材を燃焼焼却する際に多量の炭酸ガスが発生するため、地球温暖化の原因の一つとされている炭酸ガス削減効果が得られないという問題がある。また化石原料の将来的な枯渇を憂慮し、その使用量をなるべく抑制するという背景からも、それに替わるものが求められ続けている。このような状況の下、近年自動車産業では、製造される様々な自動車に搭載される各種の構造部品を全て見直して、いわゆる地球環境に優しいと一般に認識される構造部品を採用する動きが急速に拡がってきている。 Further, the binders used in the inventions related to the glass chopped strand mats disclosed so far are unsaturated polyester resins and polyvinyl acetate resins synthesized from petroleum-based raw materials. When used as a binder for chopped strand mats, a large amount of carbon dioxide gas is generated when these used components are burned and incinerated, so the carbon dioxide gas reduction effect that is one of the causes of global warming is achieved. There is a problem that it cannot be obtained. In view of the future depletion of fossil raw materials, there is a continuing demand for alternatives from the background of reducing the amount of use as much as possible. Under these circumstances, in recent years, the automobile industry has been making a rapid movement to review all the structural parts mounted on various manufactured automobiles and adopt structural parts that are generally recognized as being friendly to the global environment. It is spreading.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ＧＦＲＰ成形品となった後に必要となる優れた剛性を確保することが可能であり、しかもマットロールからマットを引き出した際にマットが部分的に損傷する問題を防止することができ、さらに構造部材として使用された後の環境問題にも十分に対応することのできるガラスチョップドストランドマットと、その製造方法及びその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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to ensure the excellent rigidity required after becoming a GFRP molded product, and when the mat is pulled out from the mat roll, the mat is partially Glass chopped strand mat, which can prevent the problem of damage to the environment, and can sufficiently cope with environmental problems after being used as a structural member, its manufacturing method, and automobile molded ceiling material using the mat It is an issue to provide.
本発明のガラスチョップドストランドマットは、シート状に堆積したガラスチョップドストランドが結合剤により互いに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、前記結合剤は、熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を含有するものであり、且つ該変性フェノール樹脂は植物由来の糖誘導体の含有率が質量百分率表示で２０質量％から４０質量％の範囲にあるものであることを特徴とする。 The glass chopped strand mat of the present invention is a glass chopped strand mat in which glass chopped strands deposited in a sheet form are bonded to each other by a binder, and the binder contains a modified phenolic resin having thermoplasticity. The modified phenolic resin is characterized in that the content of plant-derived sugar derivatives is in the range of 20% by mass to 40% by mass in terms of mass percentage.
ここで、シート状に堆積したガラスチョップドストランドが結合剤により互いに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、前記結合剤は、熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を含有するものであり、且つ該変性フェノール樹脂は植物由来の糖誘導体の含有率が質量百分率表示で２０質量％から４０質量％の範囲にあるものであるとは、次のようなものである。すなわち、ガラスチョップドストランドを結合するために使用される結合剤として、熱可塑性、すなわち加熱することにより塑性を示し、軟化変形する性質を有する変性フェノール樹脂を含有するものであり、この変性フェノール樹脂は様々な植物、例えばトウモロコシあるいはサトウキビ等の各種の植物に由来する糖誘導体を含有するものであり、糖誘導体の変性フェノール樹脂中に含有する比率として、結合剤に含有される変性フェノール樹脂の量を１００として質量百分率表示で表すと、２０％から４０％の範囲内にあるものであることを意味している。 Here, a glass chopped strand mat in which glass chopped strands deposited in a sheet form are bonded to each other by a binder, the binder containing a modified phenolic resin having thermoplasticity, and the modified The phenol resin has a content of plant-derived sugar derivatives in the range of 20% by mass to 40% by mass in terms of mass percentage as follows. That is, as a binder used to bond glass chopped strands, it contains a modified phenolic resin that has thermoplasticity, that is, plasticity when heated and has a property of being softened and deformed. It contains sugar derivatives derived from various plants, for example, various plants such as corn or sugar cane, and the amount of the modified phenolic resin contained in the binder is the ratio of the sugar derivative to the modified phenolic resin. When the mass percentage is expressed as 100, it means that it is within the range of 20% to 40%.
変性フェノール樹脂とは、介在する反応性化学物質や水素イオン濃度の変化、あるいは圧力、超音波、熱エネルギー等の物理的作用によってフェノール樹脂の構造から、定量的にフェノール水酸基が修飾、置換された状態等とし、その分子構造を部分的に変化させた樹脂のことである。 A modified phenolic resin is a phenolic hydroxyl group that has been quantitatively modified and replaced from the structure of the phenolic resin by changes in the concentration of reactive chemicals and hydrogen ions, or by physical actions such as pressure, ultrasound, and thermal energy. A resin whose molecular structure is partially changed.
本発明者は、ガラスチョップドストランドマットに求められる多様で、しかも高い水準の要求性能を充分に満足させることができるガラスチョップドストランドを探求する中で、ガラスチョップドストランドマットに使用する結合剤を選択する様々な評価を行ってきた。この研究の中で、植物由来原料を含有する結合剤について検討を行い、植物由来の糖誘導体の含有率が特定範囲にある変性フェノール樹脂を含む結合剤を使用することによって、従来から使用されている不飽和ポリエステル樹脂と遜色ない性能を発揮するガラスチョップドストランドマットを得ることが可能となり、さらに変性フェノール樹脂の熱的特性を特定範囲内に限定することによって、一層高い性能を備えるガラスチョップドストランドマットを得ることができることを見いだし、ここに提示するものである。 The present inventor selects various binders to be used for a glass chopped strand mat while searching for glass chopped strands that can sufficiently satisfy various and high level required performance required for the glass chopped strand mat. Various evaluations have been conducted. In this research, binders containing plant-derived raw materials were examined and used conventionally by using binders containing modified phenolic resins whose content of plant-derived sugar derivatives is in a specific range. It is possible to obtain a glass chopped strand mat that exhibits performance comparable to that of unsaturated polyester resin, and further, by limiting the thermal properties of the modified phenolic resin to a specific range, a glass chopped strand mat having higher performance Find out what you can get and present here.
変性フェノール樹脂に含有される植物由来の糖誘導体の含有量が２０質量％に満たないと植物由来原料への置き換え量が少なく、マットを使用後に焼却する際に十分な炭酸ガス排出抑制効果が得られない。一方植物由来の糖誘導体の含有量が４０質量％を超えると変性フェノール樹脂が高い吸湿性を示す状態となり、保管中等に潮解したり、チョップドストランドマットに粘着性が生じたりするため、結合剤として使用できないものとなる。 If the content of the plant-derived sugar derivative contained in the modified phenolic resin is less than 20% by mass, the amount replaced with the plant-derived raw material is small, and a sufficient carbon dioxide emission suppression effect is obtained when incinerated after using the mat. I can't. On the other hand, if the content of the plant-derived sugar derivative exceeds 40% by mass, the modified phenolic resin is in a state of high hygroscopicity, and is deliquescent during storage or the chopped strand mat becomes sticky. It cannot be used.
この結合剤については、原料として植物由来の糖誘導体を２０質量％から４０質量％含有する変性フェノール樹脂以外の成分を含有することを妨げるものではない。 About this binder, it does not prevent containing components other than the modified phenol resin which contains 20-40 mass% of plant-derived sugar derivatives as a raw material.
また本発明のガラスチョップドストランドマットは、上述に加え結合剤に含有される変性フェノール樹脂の植物由来の糖誘導体がアルキルグルコシドを含有するものであれば、糖誘導体がブドウ糖とアルコールから合成されたアルキルグルコシドであるので、その製造が容易で安価であって、安全性も高いので好ましい。 In addition to the above, the glass chopped strand mat of the present invention has an alkyl synthesized from glucose and alcohol as long as the plant-derived sugar derivative of the modified phenolic resin contained in the binder contains an alkyl glucoside. Since it is a glucoside, its production is easy and inexpensive, and it is highly safe, which is preferable.
結合剤に含有される変性フェノール樹脂の植物由来の糖誘導体がアルキルグルコシドを含有するものであるとは、糖誘導体の主要成分として糖とアルコールがグリコシド結合したものであるということを表している。具体的にはアルキルグルコシドとフェノール樹脂とを反応させてフェノール樹脂を変性させ、植物由来の糖誘導体により変性されたフェノール樹脂となっている状態を意味している。 The plant-derived sugar derivative of the modified phenolic resin contained in the binder contains an alkyl glucoside means that sugar and alcohol are glycoside-bonded as the main component of the sugar derivative. Specifically, it means a state in which a phenol resin is modified by reacting an alkyl glucoside and a phenol resin to denature the phenol resin, and is modified with a plant-derived sugar derivative.
また本発明のガラスチョップドストランドマットは、上述に加え結合剤に含有される変性フェノール樹脂は、その熱特性として、ＪＩＳ Ｋ５６０１−２−２（１９９９）に従う軟化温度が１４０℃以下であり、ＪＩＳ Ｋ７１１７−１（１９９９）に従う熔融粘度が１５０℃で４ｄＰａ・ｓから６ｄＰａ・ｓの範囲内にあるならば、ガラスチョップドストランドマットに加えられる引張力に充分に対向することが可能となる高い引張強さが得られる状態となるので好ましい。 Further, in the glass chopped strand mat of the present invention, the modified phenol resin contained in the binder in addition to the above has a softening temperature of 140 ° C. or less according to JIS K5601-2-2 (1999) as its thermal characteristics, and JIS K7117. -1 (1999) If the melt viscosity in accordance with -1 (1999) is in the range of 4 dPa · s to 6 dPa · s at 150 ° C., it is possible to sufficiently oppose the tensile force applied to the glass chopped strand mat. This is preferable because
ここで、結合剤に含有される変性フェノール樹脂は、その熱特性として、ＪＩＳ Ｋ５６０１−２−２（１９９９）に従う軟化温度が１４０℃以下であり、ＪＩＳ Ｋ７１１７−１（１９９９）に従う熔融粘度が、１５０℃で４ｄＰａ・ｓから６ｄＰａ・ｓの範囲内にあるとは、次のようなものである。すなわち、本発明のガラスチョップドストランドマットにおいて、ガラスチョップドストランドを互いに結合させるために使用される結合剤に含まれる変性フェノール樹脂の熱的性能として、１９９９年発行の日本工業規格ＪＩＳ Ｋ５６０１−２−２「塗料成分試験方法−第２部：溶剤可溶物中の成分分析−第２節：軟化点（環球法）」に従って計測した軟化点が１４０℃以下であり、また１９９９年発行の「プラスチック−液状、乳濁状又は分散状の樹脂−ブルックフィールド形回転粘度計による見掛け粘度の測定方法」に従って計測した熔融粘度が１５０℃での計測値が４ｄＰａ・ｓから６ｄＰａ・ｓの範囲内にあることを意味している。 Here, the modified phenol resin contained in the binder has, as its thermal characteristics, a softening temperature according to JIS K5601-2-2 (1999) of 140 ° C. or less, and a melt viscosity according to JIS K7117-1 (1999), The range of 4 dPa · s to 6 dPa · s at 150 ° C. is as follows. That is, in the glass chopped strand mat of the present invention, as the thermal performance of the modified phenolic resin contained in the binder used for bonding the glass chopped strands to each other, Japanese Industrial Standard JIS K5601-2-2 issued in 1999 The softening point measured in accordance with “Coating Component Test Method-Part 2: Component Analysis in Soluble Solvents-Section 2: Softening Point (Ring and Ball Method)” is less than 140 ° C. Liquid, emulsified or dispersed resin—Measurement of apparent viscosity with Brookfield rotary viscometer ”The melt viscosity measured at 150 ° C. is within the range of 4 dPa · s to 6 dPa · s. Means.
ＪＩＳ Ｋ５６０１−２−２（１９９９）に従う軟化温度については、水平の環の中に保持した円盤状の被検体を水浴又はグリセンリン、あるいは流動パラフィン浴中に保持して規定温度で加熱した時に鋼球の重みによって２５ｍｍ垂下した時の温度を軟化点とすることによって計測できる。 As for the softening temperature according to JIS K5601-2-2 (1999), when a disc-shaped specimen held in a horizontal ring is held in a water bath, glycerin or liquid paraffin bath and heated at a specified temperature, a steel ball It can be measured by setting the temperature at 25 mm depending on the weight of the softening point as the softening point.
またＪＩＳ Ｋ７１１７−１（１９９９）に従う熔融粘度については、円筒又はそれと関連する形状を有するスピンドルを被検体中で回転させ、その際の流体抵抗によって被検体の見掛け粘度を計測するもので、ここでは１５０℃に被検体を加熱した状態での見掛け粘度を熔融粘度と呼んでいる。 As for melt viscosity according to JIS K7117-1 (1999), a cylinder or a spindle having a shape related thereto is rotated in the subject, and the apparent viscosity of the subject is measured by the fluid resistance at that time. The apparent viscosity when the specimen is heated to 150 ° C. is called melt viscosity.
結合剤に含有される変性フェノール樹脂の軟化温度が１４０℃を超えると、安定した軟化状態を得るためには、高温で結合剤を加熱する必要性が生じ、過度に高温状態で加熱する必要のある場合には処理に要する時間や労力が掛かるものとなるので好ましくない。また結合剤に含有される変性フェノール樹脂の熔融粘度が１５０℃で４ｄＰａ・ｓから６ｄＰａ・ｓの範囲内から外れる場合には、適正な粘性域を外れることとなる。すなわち、粘性値が１５０℃で６ｄＰａ・ｓを超えると、結合剤の粘性が大きくなり過ぎるので、ガラスチョップドストランドがシート状に堆積された状態にある場合に、ガラスチョップドストランド同士の互いの狭い間隙にまで流入しにくくなり、その結果ガラスチョップドストランドマットの裏面にまで結合剤が染み込んでガラスチョップドストランドを強固に結合した状態とすることができなくなる。一方、粘性値が１５０℃で４ｄＰａ・ｓを超えたものとならないと、結合剤の粘性が低すぎるため結合剤がガラスチョップドストランド同士の互いの狭い間隙に留まらずに下方へと流れてしまい、ガラスチョップドストランドマットの表面側の結合状態が不均等なものとなってしまうので、この場合にもガラスチョップドストランドを強固に結合した状態とすることができなくなる。 When the softening temperature of the modified phenolic resin contained in the binder exceeds 140 ° C., it is necessary to heat the binder at a high temperature in order to obtain a stable softened state, and it is necessary to heat at an excessively high temperature. In some cases, processing time and labor are required, which is not preferable. In addition, when the melt viscosity of the modified phenol resin contained in the binder is out of the range of 4 dPa · s to 6 dPa · s at 150 ° C., the proper viscosity range is deviated. That is, when the viscosity value exceeds 6 dPa · s at 150 ° C., the viscosity of the binder becomes too large, so that when the glass chopped strands are deposited in a sheet form, the narrow gap between the glass chopped strands is mutually As a result, the binder soaks into the back surface of the glass chopped strand mat so that the glass chopped strand cannot be firmly bonded. On the other hand, if the viscosity value does not exceed 4 dPa · s at 150 ° C., the viscosity of the binder is too low and the binder flows downward without remaining in the narrow gap between the glass chopped strands, Since the bonding state on the surface side of the glass chopped strand mat becomes uneven, the glass chopped strand cannot be firmly bonded in this case as well.
また本発明では、このような結合剤として、他の添加成分を必要に応じて含有させることができる。すなわち、変性フェノール樹脂の性能をより一層充分に発揮させるためには、変性フェノール樹脂以外の主成分は不飽和ポリエステル樹脂とすることが好ましい。ここで主成分としたのは、変性フェノール樹脂と不飽和ポリエステル樹脂とが、結合剤の総質量に対して５割以上であることを意味している。 Moreover, in this invention, another additive component can be contained as needed as such a binder. That is, in order to make the performance of the modified phenolic resin more fully, it is preferable that the main component other than the modified phenolic resin is an unsaturated polyester resin. Here, the main component means that the modified phenolic resin and the unsaturated polyester resin are 50% or more based on the total mass of the binder.
また本発明のガラスチョップドストランドマットは、上述に加え結合剤の付着量がガラスチョップドストランドマットに対して６質量％から２５質量％の範囲であり、平均ストランド番手が１０ｔｅｘから３０ｔｅｘの範囲にあり、目付が５０ｇ／ｍ2から２５０ｇ／ｍ2の範囲にあるならば、ガラス繊維の紡糸からガラスチョップドストランドマットとする工程、さらにガラスチョップドストランドマットの使用時に至るまでのそれぞれの工程で、優れた性能を発揮するものである。 Further, in the glass chopped strand mat of the present invention, in addition to the above, the adhesion amount of the binder is in the range of 6% by mass to 25% by mass with respect to the glass chopped strand mat, and the average strand count is in the range of 10 tex to 30 tex, If the weight per unit area is in the range of 50 g / m 2 to 250 g / m 2 , excellent performance in each process from spinning fiberglass to glass chopped strand mat and when using glass chopped strand mat To demonstrate.
ここで結合剤の付着量がガラスチョップドストランドマットに対して６質量％から２５質量％の範囲であり、平均ストランド番手が１０ｔｅｘから３０ｔｅｘの範囲にあり、目付が５０ｇ／ｍ2から２５０ｇ／ｍ2の範囲にあるとは、ガラスチョップドストランドマットの結合剤の付着量が、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）記載の強熱減量の測定方法によって計測したチョップドストランドマットの強熱減量値からチョップドストランドマットの製造に使用したガラスケーキの強熱減量値を差し引くことによってガラスチョップドストランドマットに対して６質量％から２５質量％の範囲内の値となり、かつかつそのチョップドストランドの長さ寸法が１０００ｍに相当するガラスストランドの質量を表す平均ストランド番手が１０ｔｅｘから３０ｔｅｘの範囲内にあって、単位面積当たりのガラスチョップドストランドの質量に相当する目付が５０ｇ／ｍ2から２５０ｇ／ｍ2の範囲にあることを表している。
Here, the adhesion amount of the binder is in the range of 6% by mass to 25% by mass with respect to the glass chopped strand mat, the average strand count is in the range of 10 tex to 30 tex, and the basis weight is 50 g / m 2 to 250 g / m 2. If the amount of the binder adhering to the glass chopped strand mat is determined by the ignition loss value of the chopped strand mat measured by the ignition loss measurement method described in JIS R3420 (2006), the chopped strand mat is manufactured. By subtracting the ignition loss value of the used glass cake, a value within the range of 6% to 25% by weight with respect to the glass chopped strand mat is obtained, and the length dimension of the chopped strand corresponds to 1000 m. Is the average strand
結合剤の付着量がガラスチョップドストランドマットに対して６質量％から２５質量％の範囲である点については、結合剤の付着量が６質量％未満では、ガラスチョップドストランドに十分な量の結合剤が付着していない状態になるため、ガラスチョップドストランドマットが十分な引張強さを有するものとならない。ガラスチョップドストランドマットが十分な引張強さでないと、ガラスチョップドストランドマットにフェノール、メラミン、あるいはイソシアネート樹脂等の接着剤を塗布するため、マットロールからマットを引き出す際や天井材を成形するために表皮（自動車の室内側）、ガラスチョップドストランドマット、発泡樹脂シート、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チョップドストランドマットにより形成されたマットロールからマットを順次引き出す際にチョップドストランドマットの目付けムラにより目付けが薄い部分からマットが断裂する、すなわち、ちぎれるといった問題が生じる場合があるため好ましくない。一方、結合剤の付着量が２５質量％を越える値になると、チョップドストランドマットの目付けムラで目付けが厚くなった部分が硬くなり、硬くなった部分が、シェードなどの深絞りを要するコーナー部の施工に使用される場合には、天井材のプレス時にチョップドストランドマットが十分に伸びず、天井材の表皮にひけと呼ばれるしわが生じ、外観上の欠陥となるので好ましくない。 Regarding the amount of binder adhering to the glass chopped strand mat in the range of 6% by mass to 25% by mass, if the amount of adhering binder is less than 6% by mass, a sufficient amount of binder for the glass chopped strands Therefore, the glass chopped strand mat does not have sufficient tensile strength. If the glass chopped strand mat does not have sufficient tensile strength, an adhesive such as phenol, melamine, or isocyanate resin is applied to the glass chopped strand mat. From the mat roll formed by the chopped strand mat coated with an adhesive for stacking in order of the (car interior side), glass chopped strand mat, foamed resin sheet, glass chopped strand mat and protective sheet (car ceiling side) When the mat is pulled out sequentially, the mat may be broken from a portion having a low basis weight due to unevenness in the basis weight of the chopped strand mat, that is, it may not be preferable. On the other hand, when the adhesion amount of the binder exceeds 25% by mass, the portion where the basis weight becomes thick due to unevenness in the basis weight of the chopped strand mat becomes hard, and the hard portion becomes a corner portion that requires deep drawing such as a shade. When used for construction, the chopped strand mat is not sufficiently stretched when the ceiling material is pressed, and wrinkles called sink marks are generated in the skin of the ceiling material, which is not preferable.
また、ガラスチョップドストランドマットの平均ストランド番手が１０ｔｅｘから３０ｔｅｘの範囲にあれば、生産時及びマットの利用時に様々な問題が発生することがないので好ましい。すなわち平均ストランド番手が１０ｔｅｘより小さいガラスストランドを製造するには、ストランド１本当たりのガラスフィラメントの集束本数を少なくする必要があるが、このようなガラスストランドを製造する場合には、紡糸時に使用するブッシングのホール数を少なくするか、より多くのストランドに分糸することになる。ブッシングのホール数を少なくすると、１ブッシング当たりのガラス繊維の生産量が低下し、材料コストの上昇につながる。また、分糸数を増加すると紡糸時にストランドが切断しやすくなり、これも材料コストの上昇に繋がることになる。またストランド番手が小さくなるとストランドが軟らかくなり、自動車成形天井材に必要な剛性が得られなくなるという問題も生じる。一方、ガラスチョップドストランドマットの平均ストランド番手が３０ｔｅｘより大きくなると、ストランドの巾が広くなり、ストランドが硬くなって自動車成形天井の表皮にガラス目が発生する場合があるため好ましくない。 Moreover, it is preferable that the average strand count of the glass chopped strand mat is in the range of 10 tex to 30 tex because various problems do not occur during production and use of the mat. That is, in order to produce a glass strand having an average strand count of less than 10 tex, it is necessary to reduce the number of glass filaments bundled per strand. When producing such a glass strand, it is used at the time of spinning. Either the number of holes in the bushing is reduced or the yarn is split into more strands. When the number of holes in the bushing is reduced, the production amount of glass fiber per bushing is reduced, leading to an increase in material cost. Further, when the number of split yarns is increased, the strands are easily cut during spinning, which also leads to an increase in material cost. Further, when the strand count is reduced, the strand becomes soft, and there is a problem that the rigidity required for the automobile molded ceiling material cannot be obtained. On the other hand, if the average strand count of the glass chopped strand mat exceeds 30 tex, the width of the strand becomes wide, the strand becomes hard, and glass eyes may be generated on the skin of the automobile molded ceiling.
また、ガラスチョップドストランドマットの目付が５０ｇ／ｍ2から２５０ｇ／ｍ2の範囲にあるならば、ガラスチョップドストランドの分布を均等な状態に維持しつつ、しかも自動車成形天井材のような軽量化を課題とする用途にも適用できるマットとすることができる。目付は単位面積当たりのガラスチョップドストランドの質量を表すものであるが、目付が５０ｇ／ｍ2より小さいとガラスチョップドストランドマットのストランド分布が不均一な状態となってマットの引張強度が低下し、マットを巻き芯に巻き取った後、その外層から引っ張ってほどき出す操作を行う時にその途中でマットが破断する虞が多くなり、それを避けようとするとマットを解除する作業性が大幅に低下するという問題が生じる。一方で目付が２５０ｇ／ｍ2より大きいと、自動車成形天井材の重量を軽減し、接着剤の浸透性を向上させるという目的の達成が危ぶまれることになる。 Moreover, if the basis weight of the glass chopped strand mat is in the range of 50 g / m 2 to 250 g / m 2 , the distribution of the glass chopped strands can be maintained in a uniform state, and the weight can be reduced as in the case of automobile molded ceiling materials. It can be set as the mat applicable also to the use made into a subject. The basis weight represents the mass of the glass chopped strand per unit area, but if the basis weight is less than 50 g / m 2 , the strand distribution of the glass chopped strand mat becomes uneven and the tensile strength of the mat decreases, When the mat is wound around the core and then pulled out from the outer layer, there is a high risk of the mat breaking in the middle of the process. Problem arises. On the other hand, if the basis weight is larger than 250 g / m 2 , the achievement of the object of reducing the weight of the automobile molded ceiling material and improving the permeability of the adhesive will be jeopardized.
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をランダムに堆積したシート状物を形成する堆積工程と、該シート状物に結合剤を散布する散布工程と、結合剤を加熱熔融した後に固化させて該シート状堆積物のガラスチョップドストランドを互いに結合する固化工程とを有し、前記固化工程が上記本発明のガラスチョップドストランドマット（請求項１から請求項３の何れかに記載）の結合剤を使用するものであるため、これまでに蓄積された数多くの製造設備に関連する技術を充分に生かすことができ、高い性能、品位を有する上記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ができる。 The manufacturing method of the glass chopped strand mat of the present invention includes a deposition step of forming a sheet-like material on which glass chopped strands are randomly deposited, a spraying step of spraying a binder on the sheet-like material, and a binder being heated and melted. A glass chopped strand mat according to the present invention, wherein the glass chopped strand mat of the present invention is solidified after the glass chopped strand of the sheet-like deposit is bonded to each other. Therefore, the glass chopped strand mat of the present invention having high performance and quality can be efficiently used because the technology related to many manufacturing facilities accumulated so far can be fully utilized. Can be manufactured.
ここでガラスチョップドストランドをランダムに堆積したシート状物を形成する堆積工程と、該シート状物に結合剤を散布する散布工程と、結合剤を加熱熔融した後に固化させて該シート状堆積物のガラスチョップドストランドを互いに結合する固化工程とを有するとは、ガラスストランドを所望の寸法となるように切断した後に、それをランダムに積み重ねてシート状となるように堆積してゆき、所定厚寸法を有するシート状物とする堆積工程を経て、このシート状物上より結合剤を所定量だけ散布することによってガラスチョップドストランドマット上をほぼ被覆するように結合剤を分散させる散布工程の後、結合剤が流動する温度まで加熱することによって、ガラスストランドの裏面側まで充分に結合剤を行き渡らせてガラスチョップドストランド同士をそれぞれ互いに強固に結合した状態とする固化工程、以上の３工程を含むものであることを意味している。 Here, a deposition step of forming a sheet-like material in which glass chopped strands are randomly deposited, a spraying step of spraying a binder on the sheet-like material, and solidifying after heating and melting the binder, the sheet-like deposit Having a solidification step for bonding glass chopped strands to each other means that glass strands are cut to a desired size, and then stacked randomly to form a sheet, with a predetermined thickness dimension. After the spraying step of dispersing the binder so as to substantially cover the glass chopped strand mat by spraying a predetermined amount of the binder from the sheet-like material through the deposition step to have the sheet-like material having, the binder By heating to the temperature at which the glass flows, the glass chop is spread sufficiently to the back side of the glass strand. Solidifying step of the strands together with each state of tightly bound to one another, which means that the invention will include more than three steps.
ガラスチョップドストランドをシート状に堆積してシート状堆積物を形成する際には、ガラスチョップドストランドを切断した直後にシート状に堆積してもよく、また一旦保管後にシート状に堆積してもよい。またシート状堆積物上に結合剤を散布する際には、シートをベルトコンベア上に形成した後に、そこに結合剤を散布する方法であってもよく、またシートを形成しつつ、散布も同時に行うものであってもよい。散布後の結合剤の固化についても、強制的にプレス成形して冷却固化しても、放冷固化するものであってもよい。 When the glass chopped strands are deposited in a sheet form to form a sheet-like deposit, the glass chopped strands may be deposited in a sheet form immediately after cutting, or may be deposited in a sheet form once stored. . Further, when the binder is sprayed on the sheet-like deposit, it may be a method in which the binder is sprayed on the belt conveyor after the sheet is formed. You may do it. Regarding the solidification of the binder after spraying, the binder may be forcibly pressed and solidified by cooling, or may be solidified by cooling.
本発明で、上記のガラスチョップドストランドマットを製造するというのは、所定材質となるように調整した熔融ガラスをブッシングから引き出して紡糸し、得られた所定の直径を有するガラスストランドを所定長に切断してガラスチョップドストランドとした後、上述した結合剤を使用してガラスチョップドストランドを互いに結合させてガラスチョップドストランドマットとすることを意味している。 In the present invention, the above-mentioned glass chopped strand mat is manufactured by drawing a molten glass adjusted to be a predetermined material from a bushing and spinning it, and cutting the obtained glass strand having a predetermined diameter into a predetermined length. Thus, after making a glass chopped strand, the above-mentioned binder is used to bond the glass chopped strands together to form a glass chopped strand mat.
固化工程で、シート状堆積物のガラスチョップドストランドを互いに結合させるための請求項１から請求項３の何れかに記載の結合剤に含有させる熱可塑性を有する変性フェノール樹脂としては、どのような形態のものであってもよく、どのような散布方法を採用するものであってもよい。すなわちその形態としては、粉末に限定されず、顆粒状、繊維状、シート状あるいはフィルム状等の種々の形態が可能である。また結合剤の散布状態を調整する具体的な方法としては、マットの上方より所定量の結合剤を供給ノズル等から流量を調整して供給するものが一般的である。いずれにせよ任意の散布方法を採用することによって、最終的な含有量のばらつきを解消することができるものであればよい。また、変性フェノール樹脂と変性フェノール樹脂以外の樹脂を併用する方法は、両者を混合した後塗布してもよいし、あるいは両者を別々に塗布してもよい。
What kind of form is used as the modified phenolic resin having thermoplasticity to be contained in the binder according to any one of
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、発泡樹脂シートの少なくとも表皮側に接着されてなることを特徴とする。 The automobile molded ceiling material of the present invention is characterized in that the glass chopped strand mat is bonded to at least the skin side of the foamed resin sheet.
ここで、上記のガラスチョップドストランドマットが、発泡樹脂シートの少なくとも表皮側に接着されてなるとは、本発明の成形材を実現するには自動車成形天井材を構成する発泡樹脂シートの少なくとも一方の表面について、本発明のガラスチョップドストランドマット、すなわち結合剤に植物由来の糖誘導体の含有率が、質量百分率表示で２０質量％から４０質量％の範囲にある熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を使用しているガラスチョップドストランドマット、好ましくは、植物由来の糖誘導体がアルキルグルコシドを含有するものであるガラスチョップドストランドマットが、発泡樹脂シートの少なくとも一方の表面に接着された構成とすることを表している。発泡樹脂シートの一方の表面のみに採用する場合、他方の面に他の被覆材を使用するかどうかについては、特に限定するものではない。 Here, the glass chopped strand mat is bonded to at least the skin side of the foamed resin sheet. To realize the molding material of the present invention, at least one surface of the foamed resin sheet constituting the automobile molded ceiling material About the glass chopped strand mat of the present invention, that is, using a modified phenolic resin having thermoplasticity in which the content of plant-derived sugar derivatives is in the range of 20% by mass to 40% by mass in the binder. The glass chopped strand mat, preferably the glass chopped strand mat in which the plant-derived sugar derivative contains an alkyl glucoside is adhered to at least one surface of the foamed resin sheet. When employing only one surface of the foamed resin sheet, there is no particular limitation as to whether or not another coating material is used on the other surface.
また、本発明の自動車成形天井材は、発泡樹脂シートの表皮側のみに限らず、当然ではあるが、その両表面について上記の結合剤を付着した本発明のガラスチョップドストランドマットが接着された構成とするものであってもよい。また天井材とは限らず他の自動車用構造部材として使用することができるというのも言うまでもない。 In addition, the automobile molded ceiling material of the present invention is not limited to the skin side of the foamed resin sheet. Naturally, the glass chopped strand mat of the present invention having the above-mentioned binder attached to both surfaces thereof is adhered. It may be. Moreover, it cannot be overemphasized that it can use as not only a ceiling material but another structural member for motor vehicles.
本発明の自動車成形天井材を成形する際には、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の接着には公知の接着方法を採用することができ、フェノール、メラミン、あるいはイソシアネート樹脂等の接着剤を単独あるいは複数併用してガラスチョップドストランドマットに含浸させて使用することができる。 When molding the automobile molded ceiling material of the present invention, a known bonding method can be adopted for bonding the glass chopped strand mat and the foamed resin sheet, and an adhesive such as phenol, melamine, or isocyanate resin is used. It can be used alone or in combination with a plurality of glass chopped strand mats.
（１）以上のように、本発明のガラスチョップドストランドマットは、シート状に堆積したガラスチョップドストランドが結合剤により互いに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、前記結合剤は、熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を含有するものであり、且つ該変性フェノール樹脂は植物由来の糖誘導体の含有率が質量百分率表示で２０質量％から４０質量％の範囲にあるものであるため、マットロールからマットを引き出した際にマットの部分的な損傷を防止することができ、さらにマット使用後に焼却せねばならない場合であっても、植物由来の糖誘導体を主成分とするものであるので炭酸ガスの排出削減効果が得られるものである。 (1) As described above, the glass chopped strand mat of the present invention is a glass chopped strand mat in which glass chopped strands deposited in a sheet form are bonded to each other by a binder, and the binder has thermoplastic properties. Since the modified phenolic resin has a content of the plant-derived sugar derivative in the range of 20% by mass to 40% by mass, the modified phenolic resin has a modified phenolic resin. This can prevent partial damage to the mat when it is pulled out, and even if it must be incinerated after using the mat, it is composed mainly of plant-derived sugar derivatives, so it emits carbon dioxide. A reduction effect can be obtained.
（２）また本発明のガラスチョップドストランドマットは、結合剤に含有される変性フェノール樹脂の植物由来の糖誘導体がアルキルグルコシドを含有するものであるならば、ガラスチョップドストランドマットの製造コストを抑えることができ、さらにガラスチョップドストランドマットが使用される際に人体に及ぼす影響ついて、その安全性の観点からも問題のないものである。 (2) Moreover, the glass chopped strand mat of the present invention suppresses the production cost of the glass chopped strand mat if the plant-derived sugar derivative of the modified phenolic resin contained in the binder contains an alkyl glucoside. Furthermore, the influence on the human body when the glass chopped strand mat is used is not problematic from the viewpoint of safety.
（３）さらに本発明のガラスチョップドストランドマットでは、結合剤に含有される変性フェノール樹脂は、その熱特性として、ＪＩＳ Ｋ５６０１−２−２（１９９９）に従う軟化温度が１４０℃以下であり、ＪＩＳ Ｋ７１１７−１（１９９９）に従う熔融粘度が１５０℃で４ｄＰａ・ｓから６ｄＰａ・ｓの範囲内にあるならば、チョップドストランドマットを製造するためにシート状のガラスチョップドストランドの堆積物に散布した結合剤を熔融させた際に、結合剤の流動性が良く、複数のガラスチョップドストランド同士の狭い間隙にまで結合剤が流れ込み、マットの隅々まで均質に滲み込んだ状態となるので、十分な接着強度を得ることができ、マット全体について強度分布のない均質な強度を実現できるものである。 (3) Further, in the glass chopped strand mat of the present invention, the modified phenolic resin contained in the binder has a thermal property of 140 ° C. or less according to JIS K5601-2-2 (1999) as its thermal characteristics, and JIS K7117. -1 (1999), if the melt viscosity is in the range of 4 dPa · s to 6 dPa · s at 150 ° C., the binder sprinkled on the sheet-like glass chopped strand deposit to produce a chopped strand mat When melted, the fluidity of the binder is good, the binder flows into the narrow gaps between the glass chopped strands, and the matte is infiltrated into every corner of the mat. It is possible to obtain a uniform strength having no strength distribution over the entire mat.
（４）本発明のガラスチョップドストランドマットは、結合剤の付着量がガラスチョップドストランドマットに対して６質量％から２５質量％の範囲であり、平均ストランド番手が１０ｔｅｘから３０ｔｅｘの範囲にあり、目付が５０ｇ／ｍ2から２５０ｇ／ｍ2の範囲にあるならば、深絞り成形や複雑な形状を有する自動車成形天井材の構成部材として利用することができ、汎用性が高く軽量な構成材料であって、優れた性能を安価に実現することができるものである。 (4) The glass chopped strand mat of the present invention has an adhesion amount of the binder in the range of 6% by mass to 25% by mass with respect to the glass chopped strand mat, and the average strand count in the range of 10 tex to 30 tex. If it is in the range of 50 g / m 2 to 250 g / m 2 , it can be used as a structural member for automotive molded ceiling materials having deep drawing or complex shapes, and is a highly versatile and lightweight structural material. Thus, excellent performance can be realized at low cost.
（５）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をランダムに堆積したシート状物を形成する堆積工程と、該シート状物に結合剤を散布する散布工程と、結合剤を加熱熔融した後に固化させて該シート状堆積物のガラスチョップドストランドを互いに結合する固化工程とを有し、前記固化工程が上記本発明のガラスチョップドストランドマット（請求項１から請求項３の何れかに記載）を構成する結合剤を使用するものであるため、効率のよいガラスチョップドストランドマットの成形が可能であって、製造時に問題となる様々な欠陥を抑止した高い品位を有する上記本発明のガラスチョップドストランドマットを迅速かつ円滑に成形することが可能なものである。
(5) The manufacturing method of the glass chopped strand mat of the present invention includes a deposition step of forming a sheet-like material in which glass chopped strands are randomly deposited, a spraying step of spraying a binder on the sheet-like material, and a binder. And solidifying the glass chopped strands of the sheet-like deposits to each other, the solidifying step comprising the glass chopped strand mat of the present invention (any one of
（６）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、発泡樹脂シートの少なくとも表皮側に接着されてなるものであるため、多種多様なデザインが要求される各種の自動車成形天井材に容易に適用することができ、複雑な形状を有する天井材が必要となる場合であってもひけ等の欠陥が生じにくい高い性能を有するものである。 (6) Since the above-mentioned glass chopped strand mat is bonded to at least the skin side of the foamed resin sheet, the automotive molded ceiling material of the present invention is a variety of automotive molded ceilings that require a wide variety of designs. It can be easily applied to a material, and has a high performance in which defects such as sink marks are unlikely to occur even when a ceiling material having a complicated shape is required.
以下、実施例に基づき、本発明のガラスチョップドストランドマット、その製造方法、及び本発明のガラスチョップドストランドを使用した自動車用天井材について詳細に説明する。なお、図１は、本発明のガラスチョップドストランドマット１の部分斜視図で、図２はガラスチョップドストランドマットの製造工程を示す説明図である。図２では、２はガラスチョップドストランドマット、５はストランドを巻き取ったガラスケーキ、１０はガラスストランド、１０ａはガラスチョップドストランド、１０ｂはシート状堆積物、１１はチャンバー、１２は切断装置、１２ａはカッターローラー、１２ｂはゴムローラー、１３は第一搬送コンベア、１４は第二搬送コンベア、１５は散布機、１６は第三搬送コンベア、１７は加熱炉、１８は水冷ロール、１９はマットロール、２０は巻き取り機、Ｐは結合剤を表している。また下記の数１では、Ｌはガラスチョップドストランドの平均長さ、Ｗはガラスチョップドストランドの５０本の総質量をそれぞれ表している。
Hereinafter, based on an Example, the glass chopped strand mat of this invention, its manufacturing method, and the ceiling material for motor vehicles using the glass chopped strand of this invention are demonstrated in detail. FIG. 1 is a partial perspective view of the glass chopped
本発明のガラスチョップドストランドマットの一例は、図１の概略斜視図に示すようなものであり、これは自動車成形天井材用途としてガラス長繊維より切断されて製造されている。このガラスチョップドストランドマット１は、そのガラス材質が、Ｅガラスよりなるものであり、ストランド番手が２０ｔｅｘで、マット目付が１０７ｇ／ｃｍ2であって、結合剤として植物由来の糖誘導体、すなわちアルキルグルコシドの含有率が、質量百分率表示で２８質量％の熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を結合剤中に４５質量％含有し、その他に不飽和ポリエステル樹脂を５５質量％含有しており、両者の合量は１００％であって、結合剤の総質量に対して５割以上の樹脂混合物となっている。またこの変性フェノール樹脂の熱的特性は、ＪＩＳ Ｋ５６０１−２−２（１９９９）に従う軟化温度が１０５℃であり、ＪＩＳ Ｋ７１１７−１（１９９９）に従う熔融粘度が１５０℃で５．１ｄＰａ・ｓを示すものであって、このガラスガラスチョップドストランドマット１は、本発明の構成要件を備えているものである。
An example of the glass chopped strand mat of the present invention is as shown in the schematic perspective view of FIG. 1, which is manufactured by cutting from long glass fibers for use as an automotive molded ceiling material. This glass chopped
次いで、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とそれによって得られる本発明の他のガラスチョップドストランドマットについて説明する。本発明の製造方法については、その工程の主要箇所について、図２を参照しながら説明する。 Subsequently, the manufacturing method of the glass chopped strand mat of this invention and the other glass chopped strand mat of this invention obtained by it are demonstrated. About the manufacturing method of this invention, the main location of the process is demonstrated, referring FIG.
まず白金合金製のブッシングに供給されたＥガラス材質の熔融ガラスが１２００本の白金製ノズルを有する耐熱性ブッシングから直径が１１．６μｍのガラスフィラメントとして連続成形される。この際に固形分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、付着量が０．４質量％となるように、成形されたガラスフィラメントの表面に塗布する。このようにして製造されたガラスストランドは、カーボン製のシューによって１８分糸して巻き取られ、図２に示すようなガラスケーキ５となる。次いでこのガラスケーキ５は、所定時間乾燥され、集束剤はガラスフィラメントの表面上に定着される。 First, molten glass of E glass material supplied to a platinum alloy bushing is continuously formed as a glass filament having a diameter of 11.6 μm from a heat-resistant bushing having 1200 platinum nozzles. At this time, 6% by mass of a polyvinyl acetate emulsion having a solid content of 50% by mass, 0.3% by mass of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 0.5% by mass of a quaternary ammonium salt, and 93% of ion-exchanged water. The sizing agent adjusted to 2 mass% is applied to the surface of the molded glass filament so that the adhesion amount is 0.4 mass%. The glass strand produced in this way is wound by being divided into 18 pieces by a carbon shoe to form a glass cake 5 as shown in FIG. The glass cake 5 is then dried for a predetermined time, and the sizing agent is fixed on the surface of the glass filament.
次いで図２に示すように、この乾燥工程の終了したガラスケーキ５の内層からガラスストランド１０を連続的に解舒して、複数のカッターが放射状に配設された切断装置１２に送り込み、長さ５０ｍｍのチョップドストランド１０ａに切断する。この際、１８分糸されて巻き取られていた１２００本のガラスフィラメントからなるストランド１０は、１８本に分割された状態のチョップドストランド１０ａになる。各切断機１２は、カッターローラー１２ａとゴムローラー１２ｂから構成され、互いに回転するカッターローラー１２ａとゴムローラー１２ｂの間にガラスストランド１０が送り込まれることによってガラスストランド１０は連続的に切断される。この切断装置１２は、チャンバー１１の天井部分に取り付けられており、５０ｍｍの寸法に切断された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上に落下することになる。
Next, as shown in FIG. 2, the
そして長さ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、第一搬送コンベア１３の上で均一になるようにランダムに分散され、シート状に堆積された状態のシート状堆積物１０ｂとなってから第一搬送コンベア１３によってチャンバー１１の外へと搬送される。次いでシート状堆積物１０ｂは次の第２の搬送コンベア１４上に搬送され、第二搬送コンベア１４上で移動するシート状堆積物１０ｂのガラスチョップドストランド１０ａの上に、散布機１５によって、結合剤Ｐを散布している。この結合剤Ｐ中を構成する変性フェノール樹脂は、軟化温度が１１０℃、１５０℃での熔融粘度が４．６ポイズの熱可塑性を有しており、変性フェノール樹脂以外の他の添加物は結合剤に添加されておらず、変性フェノール樹脂中の植物由来の糖誘導体、すなわちアルキルグルコシドの含有率は、３０質量％である。そしてチョップドストランド１０ａの結合剤Ｐは、その付着量が１３質量％となるように均一状態に調整して散布される。軟化温度と熔融粘度の測定については、前記したと同様の計測方法により計測したものである。
And the glass chopped
そしてベルトコンベア１４上に均一に分散されたガラスチョップドストランド１０ａと散布された結合剤Ｐとが互いに分散された状態が維持されたままで第二搬送コンベア１４から第三搬送コンベア１６へと搬送される。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、粉末状の結合剤Ｐ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、散布された粉末状の結合剤Ｐが加熱されて軟化し、ガラスチョップドストランド１０ａの表面上で熔融状態となる。次いでこの軟化した結合剤Ｐが付着しているシート状堆積物１０ｂを、加熱炉１７の外部に移動させ、水冷ロール１８の間を通して冷却、プレスを行う。これにより熔融していた結合剤Ｐが固化されて、その後巻き取り機２０によって巻き取られて最終的に目付１０７ｇ／ｍ2のガラスチョップドストランドマット２のマットロール１９が得られる。
Then, the glass chopped
以上のような工程を経て得られたガラスチョップドストランドマット２のマットロール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べる調査を行った。以下でその調査内容について説明する。
An investigation was conducted to examine the performance of automobile ceiling materials manufactured using the
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の計５種類の試料を作製した。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２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２、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２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、この積層物をその周囲に超硬刃を取り付けた成形天井の形状をしたプレス型に入れ、その状態でプレス成形を行う。最後に所定の形状にすると同時にその周囲をトリミングして整えた。 First, as shown in Table 1, sample No. 1 to sample no. A total of 5 types of samples were prepared. That is, after impregnating a glass chopped strand mat 2 having a predetermined dimension of an E glass material as a strand count in Table 1 and adjusting to a predetermined mat basis weight with an isocyanate-based adhesive, Indoor side), glass chopped strand mat 2, foamed polyurethane sheet, another glass chopped strand mat 2 and protective sheet (automobile ceiling side) are stacked in this order. Subsequently, this laminate is put into a press die having a shape of a molding ceiling with a cemented carbide blade attached around the laminate, and press molding is performed in that state. Finally, the periphery was trimmed and trimmed at the same time.
なお、ガラスチョップドストランドマット２中のストランド番手（ｔｅｘ）の測定は、チョップドストランドマット２を６２０℃で３０分間焼却した後、チョップドストランドマット２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ｍｍ（ミリメートル）からｍ（メートル）に換算するものとなっている。
The strand count (tex) in the glass chopped strand mat 2 was measured by incinerating the chopped strand mat 2 at 620 ° C. for 30 minutes, and then extracting 50 strands constituting the chopped strand mat 2 and measuring the average length L After measuring (mm), 50 total masses W (g) are measured using a scale having a sensitivity of 0.1 mg or less, and can be calculated by the equation shown in
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。 Each sample prepared by the above procedure was investigated by the following evaluation method.
ガラスチョップドストランドマットについては、結合剤の付着量について、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）「ガラス繊維一般試験方法の７．３水分率及び強熱減量」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を引くことにより求めた。また引張強さについては、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）「ガラス繊維一般試験方法の７．４引張強さ」に記載の方法で測定した。 For glass chopped strand mats, the amount of binder adhering was measured by the method described in JIS R3420 (2006) “7.3 Moisture content and loss on ignition of glass fiber general test method”. It calculated | required by subtracting the ignition loss of the cake used for manufacture of the glass chopped strand from weight loss. The tensile strength was measured by the method described in JIS R3420 (2006) “7.4 Tensile Strength of Glass Fiber General Test Method”.
熱可塑性を有する変性フェノール樹脂については、軟化温度については、ＪＩＳ Ｋ５６０１−２−２（１９９９）に記載された方法によって、また１５０℃での熔融粘度については、ＪＩＳ Ｋ ７１１７−１（１９９９）に記載された方法によって測定した。 Regarding the modified phenolic resin having thermoplasticity, the softening temperature is determined according to the method described in JIS K5601-2-2 (1999), and the melt viscosity at 150 ° C. is determined according to JIS K7117-1 (1999). Measured by the method described.
また自動車成形天井材については、熟練者が１０枚の自動車成形天井材について、その表皮側にひけが発生した数量を目視観察によって検査を行った結果を表１に表す。 As for automobile molded ceiling materials, Table 1 shows the results of an inspection conducted by visual observation on the number of sinks on the skin side by skilled workers of 10 automobile molded ceiling materials.
表１からも明らかなように実施例である試料Ｎｏ．１は、ストランド番手が２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｃｍ2、結合剤として本発明の熱可塑性を有する変性フェノール樹脂のみを含有する樹脂を使用している。変性フェノール樹脂中のアルキルグルコシド含有率は３０質量％である。この試料は、結合剤のガラスチョップドストランドマットに対する付着量が１３％の試料であるが、引張強さが１２０Ｎと十分大きい値を有するものであり、マットロールからマットを引き出す際にマットがちぎれることもなく、自動車成形天井材のひけによる不良は０枚であった。 As is apparent from Table 1, the sample No. No. 1 uses a resin having a strand count of 20 tex, a mat basis weight of 107 g / cm 2 , and containing only the modified phenolic resin having thermoplasticity of the present invention as a binder. The alkyl glucoside content in the modified phenolic resin is 30% by mass. This sample is a sample with an adhesion amount of 13% to the glass chopped strand mat of the binder, but has a sufficiently large tensile strength of 120 N, and the mat is torn off when the mat is pulled out from the mat roll. There were no defects due to sinking of the molded automotive ceiling material.
また、試料Ｎｏ．２は、ストランド番手が１８ｔｅｘでマット目付が１３５ｇ／ｃｍ2、結合剤としては本発明の熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を含有する上記のものを使用し、その付着量が１２％の試料であるが、引張強さは１８０Ｎであり、マットロールからマットを引き出す際にマットがちぎれることもなく、天井材のひけによる不良は０枚であった。ちなみに変性フェノール樹脂中のアルキルグルコシド含有率は、試料Ｎｏ．１と同様に３０質量％である。 Sample No. No. 2 is a sample having a strand count of 18 tex, a mat basis weight of 135 g / cm 2 , the binder containing the above modified phenolic resin having thermoplasticity of the present invention, and an adhesion amount of 12%. However, the tensile strength was 180 N, the mat was not torn when the mat was pulled out from the mat roll, and there was no defect due to sinking of the ceiling material. Incidentally, the alkyl glucoside content in the modified phenolic resin is the sample No. Similar to 1, 30% by mass.
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／ｃｍ2、結合剤の付着量が１４％の試料、試料Ｎｏ．４が、ストランド番手が２２ｔｅｘでマット目付が１０５ｇ／ｃｍ2、結合剤の付着量が１７％の試料、試料Ｎｏ．５が、ストランド番手が１９ｔｅｘでマット目付が１００ｇ／ｃｍ2、結合剤の付着量が２０％の試料であるが、引張強さはそれぞれ、１６０Ｎ、１７０Ｎ、１８０Ｎと十分に強く、マットロールからマットを引き出す際にマットがちぎれることもなく、天井材のひけによる不良はいずれも０枚で問題のないものであった。いずれの試料でも変性フェノール樹脂中のアルキルグルコシド含有率は３０質量％である。 Furthermore, sample no. 3 to sample no. For sample No. 5, sample no. 3 is a sample having a strand count of 20 tex, a mat basis weight of 107 g / cm 2 , and a binder adhesion amount of 14%. No. 4 is a sample having a strand count of 22 tex, a mat basis weight of 105 g / cm 2 , and a binder adhesion amount of 17%. 5 is a sample having a strand count of 19 tex, a mat basis weight of 100 g / cm 2 , and a binder adhesion amount of 20%, but the tensile strength is sufficiently strong, 160N, 170N and 180N, respectively. The mats were not torn when pulling out, and any defects due to sinking of the ceiling material were zero and no problem. In any sample, the alkyl glucoside content in the modified phenolic resin is 30% by mass.
［比較例］一方本発明の比較例に相当する試料Ｎｏ．６は、本発明の実施例のＮｏ．２と同じストランド番手で同じマット目付のガラスチョップドストランドマットであるが、結合剤中の変性フェノール樹脂のＪＩＳ Ｋ７１１７−１（１９９９）に従う熔融粘度が１５０℃で１２６ｄＰａ・ｓと大きく、粘度が高いものであったためにマット裏面にまで結合剤が流れにくく、その結果引張強さが８０Ｎと小さくなり、マットロールからマットを引き出す際にマットがちぎれることが確認された。また本発明の比較例に相当する試料Ｎｏ．７は、本発明の実施例のＮｏ．５と同じストランド番手で同じマット目付のガラスチョップドストランドマットであるが、結合剤の付着量が２７％と高く、その結果天井材にひけと呼ばれる表皮上のしわの発生しているものが１枚認められ、外観上の欠陥が発生するものとなっている。 [Comparative Example] On the other hand, the sample No. corresponding to the comparative example of the present invention. No. 6 of the embodiment of the present invention. 2 is a glass chopped strand mat with the same strand count and the same mat basis weight, but the melt viscosity according to JIS K7117-1 (1999) of the modified phenolic resin in the binder is as high as 126 dPa · s at 150 ° C. and has a high viscosity Therefore, it was confirmed that the binder did not easily flow to the back surface of the mat, and as a result, the tensile strength was reduced to 80 N, and the mat was torn off when the mat was pulled out from the mat roll. Sample No. corresponding to a comparative example of the present invention is also shown. No. 7 of the embodiment of the present invention. A glass chopped strand mat with the same strand count as 5 and the same mat basis weight, but the amount of binder attached is as high as 27%, and as a result, one sheet of wrinkles on the skin called sink is generated on the ceiling material. It is recognized and the appearance defect is generated.
以上のように、本発明のガラスチョップドストランドマットとこのマットを採用した自動車成形天井材は、結合剤として使用している熱可塑性を有する変性フェノール樹脂に含有される植物由来の糖誘導体の結合剤に対する含有率が、質量百分率表示で２０質量％から４０質量％の範囲にあるため、炭酸ガスの排出抑制に著しい効果があり、天井材の外観品位についてもひけ不良の発生することのない優れた品位を有するものであることが明瞭になった。 As described above, the glass chopped strand mat of the present invention and the automobile molded ceiling material employing this mat are a binder of a plant-derived sugar derivative contained in a modified phenolic resin having thermoplasticity used as a binder. Since the content ratio with respect to is in the range of 20% by mass to 40% by mass in terms of mass percentage, it has a remarkable effect on suppressing the discharge of carbon dioxide gas, and the appearance quality of the ceiling material is excellent without causing a sink defect. It became clear that the product had quality.
本発明のガラスチョップドストランドマットは、その用途としてガラスチョップドストランドマットを使用して成形される自動車成形天井材として好適なものであるが、その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、種々分野において利用できるものであって、他の部材等と併用することによって所望の機能を実現することができるものである。 The glass chopped strand mat of the present invention is suitable as an automotive molded ceiling material formed using the glass chopped strand mat as its application, but also for various precision housing components such as electronics industry and architectural use. It can be used in various fields such as various components for materials and industrial applications, and can be used in combination with other members to achieve a desired function.
１、２ ガラスチョップドストランドマット
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 カッターローラー
１２ｂ ゴムローラー
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 水冷ロール
１９ マットロール
２０ 巻き取り機
Ｐ 結合剤
Ｌ ガラスチョップドストランドの平均長さ
Ｗ ５０本のガラスチョップドストランドの総質量
1, 2 Glass chopped strand mat 5
Claims (6)
前記結合剤は、熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を含有するものであり、且つ該変性フェノール樹脂は植物由来の糖誘導体の含有率が質量百分率表示で２０質量％から４０質量％の範囲にあるもの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。 A glass chopped strand mat in which glass chopped strands deposited in a sheet form are bonded to each other by a binder,
The binder contains a modified phenolic resin having thermoplasticity, and the modified phenolic resin has a plant-derived sugar derivative content in the range of 20% by mass to 40% by mass. A glass chopped strand mat characterized by being.
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