WO2015136817A1 - 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ロール、ガラスチョップドストランドマットの製造方法及び自動車成形天井材 - Google Patents

ガラスチョップドストランドマット、ガラスチョップドストランドマットロール、ガラスチョップドストランドマットの製造方法及び自動車成形天井材 Download PDF

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WO2015136817A1
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光宏 大宮
正利 鈴木
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日東紡績株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a glass chopped strand mat in which glass chopped strands are deposited in a sheet form and bonded with a binder, a glass chopped strand roll, a method of manufacturing a glass chopped strand mat, and an automobile molded ceiling material.
  • JP-A-6-93546 is known as a technical document in such a field.
  • a glass chopped strand produced by dispersing a binder (binder) on a glass chopped strand deposited in a sheet form, heating and melting the binder, cooling and solidifying it, and bonding the glass chopped strand.
  • the mat is described.
  • a short glass chopped strand having a length of 3 cm or more and less than 8 cm and a long glass chopped strand having a length of 8 cm or more and less than 15 cm are uniformly dispersed and then fixed by a binder. is doing.
  • the length of the glass chopped strand is generally cut to 2 inches (50.8 mm), and the same amount of glass chopped strand is dropped and deposited at two locations before and after the conveying direction. .
  • the glass chopped strands are lowered by the same method at two locations before and after the conveying direction.
  • the glass chopped strand mat is shipped and distributed as a glass chopped strand mat roll wound around a winding core in a roll shape.
  • the workability is reduced if the glass chopped strand mat is torn off. Therefore, there is a demand for a glass chopped strand mat that is stretchable and difficult to break.
  • the glass chopped strand mat is used as a reinforcing material for a molded product laminated and adhered to a resin sheet, for example.
  • a glass chopped strand mat if the dispersion of the glass chopped strands is non-uniform, when the material is processed into a molded product by press molding, it will be broken at the part where the shape changes, such as deep drawing, and rigidity will be reduced. There is a risk of
  • the appearance may be lowered.
  • An object of the present invention is to provide a mat, a glass chopped strand mat roll, a method for producing a glass chopped strand mat, and an automobile molded ceiling material.
  • One aspect of the present invention is a glass chopped strand mat in which glass chopped strands are deposited in a sheet form and bonded with a thermoplastic resin binder and have an average length of 1 to 3 inches (25.4 to 76.2 mm).
  • the difference between the average length of the first glass chopped strands and the average length of the second glass chopped strands is 1 inch (25.4 mm) or more, and the short chopped with respect to 100 parts by mass of the glass chopped strand mat.
  • the strand layer is 50 to 70 parts by mass
  • the long chopped strand layer is 30 to 50 parts by mass.
  • Mass per unit area of the glass chopped strand mat is a 180 g / m 2 or less, loss on ignition of glass chopped strand mat was measured according to JIS R3420 is less than 10%.
  • the mass per unit area of the glass chopped strand mat is 180 g / m 2 or less, the basis weight is small, and the weight is reduced.
  • the glass chopped strand mat has a short chopped strand layer having a first glass chopped strand having an average length of 1 to 3 inches (25.4 to 76.2 mm), and an average length longer than that of the first glass chopped strand.
  • a long chopped strand layer having a second glass chopped strand having a long length and an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.2 mm) is laminated. Improvements are being made.
  • the glass chopped strand mat has a loss on ignition measured based on JIS R3420 of less than 10%, and the adhesion amount of the binder is small as compared with the conventional one.
  • the glass chopped strand mat can improve the strength even if the adhesion amount of the binder is reduced while reducing the weight per unit weight and reducing the weight.
  • the glass chopped strand mat includes a long chopped strand layer having a second glass chopped strand having an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.2 mm). For this reason, when processing into a molded product by performing press molding, tearing at a portion where the shape changes, such as a deep drawing portion, and a reduction in rigidity can be suppressed. In addition, since the amount of binder adhering is small compared to the prior art, it is possible to prevent a thin portion from being formed on the mat, and since it has moderate flexibility without becoming too hard, workability and workability are improved. .
  • a glass chopped strand mat roll according to one aspect of the present invention is a glass chopped strand mat roll in which the glass chopped strand mat is wound into a roll around a winding core, and a long chopped strand layer is disposed inside. Yes.
  • the long chopped strand is disposed inside in the radial direction of the core, and the short chopped strand layer is disposed outside in the radial direction of the core.
  • the longer chopped strand layer is covered with the shorter chopped strand, and the glass chopped strand is less likely to protrude outward.
  • One aspect of the present invention is a method of manufacturing a glass chopped strand mat in which glass chopped strands cut to a predetermined length are deposited in a sheet shape and bonded with a thermoplastic resin binder.
  • a first glass chopped strand having an average length of 1 to 3 inches (25.4 to 76.2 mm) is formed by cutting with a first cutter, and the first glass chopped strand is deposited in a sheet shape to shorten the length.
  • the difference from the average length of the glass chopped strands is 1 inch (25.4 mm) or more, and 50 to 70 parts by mass of the short chopped strand layer and 30 to 30 parts of the long chopped strand layer with respect to 100 parts by mass of the glass chopped strand mat. is 50 parts by mass per unit area of the glass chopped strand mat is a 180 g / m 2 or less, Ignition loss of the glass chopped strand mat was measured according to IS R
  • a glass chopped strand mat having a small basis weight and a reduced weight is manufactured by setting the mass per unit area of the glass chopped strand mat to 180 g / m 2 or less. can do.
  • a long chopped strand layer having a second glass chopped strand having an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.2 mm) can be laminated.
  • An improved glass chopped strand mat can be produced.
  • the glass chopped strand mat manufactured by this manufacturing method has an ignition loss measured based on JIS R3420 of less than 10%, and can reduce the amount of binding of the binder as compared with the conventional one. . Accordingly, a glass chopped strand mat can be manufactured that can improve the strength even if the adhesion amount of the binder is reduced while reducing the weight and reducing the weight.
  • the glass chopped strand further includes a winding step of winding the glass chopped strand in a roll shape around a core, and in the winding step, the long chopped strand layer is disposed inside. It is preferable to wind it up like this.
  • An automobile molded ceiling material includes the above-described glass chopped strand mat and a foamed resin sheet laminated and adhered to the glass chopped strand mat.
  • the strength can be improved while reducing the weight.
  • the glass chopped strand mat has a long chopped strand layer having a second glass chopped strand having an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.2 mm).
  • the amount of the binder attached is small as compared with the conventional one, it is possible to prevent the mat from forming a thin portion and to have an appropriate flexibility without becoming too hard. For this reason, wrinkles are prevented from being caused on the skin laminated on the glass chopped strand mat. Thereby, impairing appearance as an automobile molded ceiling material is suppressed.
  • the weight can be reduced by reducing the basis weight, and the strength can be improved even if the adhesion amount of the binder is reduced.
  • the glass chopped strand mat 1 is obtained by bonding a large number of glass chopped strands 2 deposited in a sheet form with a thermoplastic resin binder 3 (see FIG. 4). It is.
  • the glass chopped strand mat 1 is used as a reinforcing material in, for example, an automobile molded ceiling material 31 (see FIG. 3).
  • the glass chopped strand mat 1 has a mass per unit area of 180 g / m 2 or less, preferably 20 to 150 g / m 2 , more preferably 40 to 120 g / m 2 , particularly preferably from ⁇ 100g / m 2, and most preferably 45 ⁇ 95g / m 2.
  • the mass ratio of the binder 3 to the glass chopped strand 2 is less than 10 wt%, preferably 8.0 to 9.9 wt%, and more preferably 8.5 to 9.5 wt%.
  • the glass chopped strand 2 constituting the glass chopped strand mat 1 is formed by cutting the glass fiber bundle 5 drawn from the glass cake 4 into a predetermined length.
  • the glass chopped strand 2 includes a first glass chopped strand 2a having an average length of 1 to 3 inches (25.4 to 76.2 mm) and an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.203). 2 mm) and the second glass chopped strand 2b.
  • the average length of the first glass chopped strands 2a is preferably 1 to 2.5 inches (25.4 to 63.5 mm), and the average length of the second glass chopped strands 2b is 3 to 5 It is preferably an inch (76.2 to 127.0 mm).
  • the average length of the second glass chopped strand 2b is 1 inch (25.4 mm) or longer than the average length of the first glass chopped strand 2a.
  • the difference between these average lengths is 1 inch (25.4 mm) or more, the strength of the glass chopped strand mat 1 is significantly improved as compared with the case where only the first glass chopped strand 2a is used, Moreover, compared with the case where only the 2nd glass chopped strand 2b is used, it is preferable at the point which the dispersibility of the glass chopped strand 2 in the glass chopped strand mat 1 improves notably. Further, it is preferable that the difference between these average lengths is 1 to 2 inches (25.4 to 50.8 mm) because both improvement in strength and improvement in dispersibility are achieved. Further, the average value of the average length of the first glass chopped strands 2a and the average length of the second glass chopped strands 2b is preferably 2 to 5 inches (50.8 to 127.0 mm). More preferably, it is 3 inches (50.8-76.2 mm).
  • the glass chopped strand mat 1 has a short chopped strand layer 1a composed of the first glass chopped strand 2a and a long chopped strand layer 1b composed of the second glass chopped strand 2b.
  • a short chopped strand layer 1a and a long chopped strand layer 1b are laminated in the thickness direction.
  • the glass chopped strand mat 1 has a short chopped strand layer 1a and a long length when the following conditions 1), 2) and 3) are satisfied. It is assumed that the chopped strand layer 1b is laminated. 1) When 100 glass chopped strands 2 (group i) are sequentially drawn from the outermost layer of one plane in the thickness direction and the length thereof is measured, the median value of these lengths plus or minus 0.5 inches 90% or more of the drawn glass chopped strand is included in the range (range i) of (12.7 mm).
  • the short chopped strand layer 1a is 50 to 70 parts by mass and the long chopped strand layer 1b is 30 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass chopped strand mat 1.
  • the average length is the average length of the glass chopped strands 2 after being cut.
  • the coefficient of variation (standard deviation of length / average length) of the length of the first glass chopped strand 2a included in the short chopped strand layer 1a is preferably 0.1 or less.
  • the variation coefficient of the length of the second glass chopped strand 2b included in the long chopped strand layer 1b is preferably 0.1 or less.
  • a length variation coefficient of 0.1 or less is preferable because the accuracy of weight management of the glass chopped strand mat 1 is increased.
  • the combination of the first glass chopped strand 2a and the second glass chopped strand 2b a combination of 2 inches (50.8 mm) and 4 inches (101.6 mm) is preferable. Moreover, as a combination of the 1st glass chopped strand 2a and the 2nd glass chopped strand 2b, the combination of 1 inch (25.4 mm) and 3 inches (76.2 mm) may be sufficient, for example, and other combinations may be sufficient.
  • the count of the glass chopped strand 2 is preferably 10 to 25 tex. Moreover, in order to make formation of the glass chopped strand 2 by cutting
  • the counts of the first glass chopped strand 2a and the second glass chopped strand 2b may be the same or different, but from the viewpoint of production efficiency, these counts are preferably the same.
  • the count of the glass chopped strand 2 can be selected according to the basis weight of the glass chopped strand mat 1. For example, for a glass chopped strand mat 1 of 80 g / m 2 or less, it is preferable to use a glass chopped strand 2 of 10 to 15 tex. Since the count of the glass chopped strand 2 is within this range, the number of strands per unit weight is increased, so that the opening of the glass chopped strand mat 1 can be suppressed. On the other hand, in the glass chopped strand mat 1 exceeding 80 g / m 2, it is preferable to use the glass chopped strand 2 of 15 to 25 tex from the viewpoint of production efficiency.
  • a powdered body of a thermoplastic resin such as an unsaturated polyester resin is used as the binder 3 for bonding the glass chopped strand 2.
  • the powder body preferably has a weight average particle diameter of 50 to 300 ⁇ m.
  • the binder 3 is melted by heating at a temperature of 170 to 280 ° C. for 20 to 70 seconds, and then cooled to solidify and bond the glass chopped strands 2 to each other.
  • the binder 3 is spread
  • the ratio of the mass of the binder 3 to the glass chopped strand 2 to which the binder 3 is adhered is preferably 8.0 to 9.9 wt%, and more preferably 8.5 to 9.5 wt%.
  • the ratio of the mass of the binder 3 to the glass chopped strand 2 to which the binder 3 is adhered is substantially equivalent to the ignition loss value of the entire glass chopped strand mat 1 measured based on JIS R3420. . If the glass chopped strand mat 1 contains 10 wt% or more of the binder 3, the glass chopped strand mat 1 becomes too hard, the moldability is lowered, and uneven color and wrinkles of the molded product are likely to occur. May arise.
  • the binder 3 present in the short chopped strand layer 1a is present in the long chopped strand layer 1b with respect to 100 parts by mass of the binder 3 present in the glass chopped strand mat 1 after production.
  • the binder 3 is preferably 60 to 80 parts by mass.
  • the binder 3 present in the long chopped strand layer 1b is larger than the binder 3 contained in the short chopped strand layer 1a.
  • the connection can be increased efficiently, and the strength of the glass chopped strand mat 1 is improved.
  • FIG. 2 is a view showing the glass chopped strand mat roll according to the embodiment from the axial direction of the winding core.
  • the glass chopped strand mat 1 is shipped as a glass chopped strand mat roll (hereinafter referred to as a mat roll) 21 wound around the winding core 22 in a roll shape.
  • the mat roll 21 in the radial direction, the long chopped strand layer 1b is disposed on the inner side, and the short chopped strand layer 1a is disposed on the outer side.
  • the short chopped strand layer 1a is disposed on the lower side, the long chopped strand layer 1b is disposed thereon, and the core 22 is transported in the horizontal direction and disposed upward.
  • Rolled up the glass chopped strand mat roll
  • the glass chopped strand mat 1 conveyed in the right direction in the drawing is wound around a winding core 22 that rotates counterclockwise, the long chopped strand layer 1b is disposed inside in the radial direction, and the short chopped strand layer 1a is in the radial direction. It is arranged outside.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an automotive molded ceiling member provided with a glass chopped strand mat.
  • the automobile molded ceiling material 31 includes a glass chopped strand mat 1 as a reinforcing material.
  • the automobile molded ceiling material 31 includes a foamed resin sheet 32 and a skin 33 bonded to the foamed resin sheet 32 via the glass chopped strand mat 1.
  • a foamed resin sheet 32 for example, a foamed urethane material can be used.
  • the skin 33 for example, a nonwoven fabric can be used.
  • a resin for example, isocyanate
  • the glass chopped strand mat 1 is aged for 2 to 3 days to be in a semi-cured state.
  • the semi-cured glass chopped strand mat 1 is disposed on both sides of the foamed resin sheet 32 in the thickness direction, and the skin 33 is disposed on the surface of the glass chopped strand mat 1 that is the front (vehicle compartment) side of the automobile molded ceiling material 31. Then, the automobile molded ceiling material 31 is manufactured by performing press molding.
  • the glass chopped strand mat 1 functions as an adhesive for bonding the foamed resin sheet 32 and the skin 33 and also functions as a reinforcing material for improving the strength of the automobile molded ceiling material 31.
  • each of the two glass chopped strand mats 1 used for the automobile molded ceiling material 31 it is preferable that the short chopped strand layer 1a is disposed on the vehicle interior side and the long chopped strand layer 1b is disposed on the opposite side.
  • the male mold is usually on the vehicle interior side and the female mold is on the outside. That is, compression is applied to the vehicle interior side and tensile stress is applied to the outside.
  • the first glass chopped strand 2a included in the short chopped strand layer 1a is compressed due to its shorter average length compared to the second glass chopped strand 2b included in the long chopped strand layer 1b. Less deformation due to stress.
  • the short chopped strand layer 1a when the short chopped strand layer 1a is disposed on the vehicle interior side, the occurrence of wrinkles in the deep drawn portion or the like is suppressed even when subjected to compressive stress.
  • the second glass chopped strand 2b included in the long chopped strand layer 1b has a longer average length and is smaller than the first glass chopped strand 2a included in the short chopped strand layer 1a. Due to the large number of binder adhesion points, the tensile strength is excellent. For this reason, when the long chopped strand layer 1b is disposed on the outside, the occurrence of tearing in the deep-drawn portion or the like is suppressed even when subjected to tensile stress.
  • the glass fiber bundle 5 drawn from the plurality of glass cakes 4 is fed into a cutting device 10 and cut into a predetermined length.
  • the cutting device 10 has a plurality of cutter rollers 11 a and 11 b and a plurality of rubber rollers 12 in the conveying direction by the first conveyor 13 disposed below.
  • a blade 11 c for cutting the glass fiber bundle 5 is provided on the outer periphery of the cutter rollers 11 a and 11 b.
  • the cutter roller 11a front cutter arranged in the front in the conveying direction cuts the glass fiber bundle 5 into an average length of 1 to 3 inches (25.4 to 76.2 mm), and the first glass chopped strand 2a. Functions as a first cutter.
  • the cutter roller 11b rear cutter disposed in the direction of the cutter roller 11a in the transport direction cuts the glass fiber bundle 5 into an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.2 mm), and the second It functions as a second cutter for forming the glass chopped strand 2b.
  • the glass fiber bundle 5 is continuously cut to form the first glass chopped strand 2a.
  • the glass fiber bundle 5 is cut into an average length of 1 to 3 inches (25.4 to 76.2 mm) according to the interval between the blades 11c in the circumferential direction of the cutter roller 11a.
  • the first glass chopped strand 2 a cut by the cutter roller 11 a falls on the belt 13 a of the first conveyor (deposition belt conveyor) 13 disposed below the cutting device 10.
  • the belt 13a of the first conveyor 13 circulates at a constant speed, and the first glass chopped strands 2a dropped from the cutting device 10 are deposited in a uniform sheet shape on the belt 13a. Thereby, the 1st glass chopped strand 2a is deposited, and the short chopped strand layer 1a is formed (1st deposition process).
  • the glass fiber bundle 5 is fed between the rotating cutter roller 11b and the rubber roller 12, whereby the glass fiber bundle 5 is continuously cut to form the second glass chopped strand 2b.
  • the glass fiber bundle 5 is cut into an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.2 mm) according to the interval of the blades 11c in the circumferential direction of the cutter roller 11b.
  • the second glass chopped strand 2b cut by the cutter roller 11b falls on the first glass chopped strand 2a deposited on the belt 13a of the first conveyor 13.
  • the second glass chopped strand 2b dropped from the cutting device 10 is deposited in a uniform sheet shape on the first glass chopped strand 2a on the belt 13a. Thereby, the 2nd glass chopped strand 2b is deposited on the short chopped strand layer 1a, and the long chopped strand layer 1b is formed (2nd deposition process).
  • the difference between the average length of the first glass chopped strands 2a and the average length of the second glass chopped strands 2b is 1 inch (25.4 mm) or more.
  • the first glass chopped strands 2a and the second glass chopped strands 2b are deposited so that the mass of the material becomes 180 g / m 2 or less.
  • the first conveyor 13 conveys the glass chopped strand 2 in a predetermined conveyance direction, and has four drive rollers 13b extending in the width direction of the conveyor.
  • An endless roller chain 13c is stretched around each end of the drive rollers 13b so as to form a trapezoidal shape with the four drive rollers 13b as apexes.
  • the two roller chains 13c mesh with the gear portions at both ends of the drive roller 13b.
  • the two roller chains 13c are connected in a ladder shape by a plurality of connecting rods 13d, and an endless belt 13a is stretched from the outside of the connecting rods 13d.
  • the roller chain 13c circulates in a predetermined rotational direction.
  • the connecting rod 13d circulates together with the roller chain 13c, the belt 13a on the connecting rod 13d circulates, and the glass chopped strand 2 (2a, 2b) on the upper surface of the belt 13a is conveyed in a predetermined conveying direction.
  • a second conveyor (binder conveyor belt for dispersing the binder) 14 that is connected to the first conveyor 13 and forms the transport path of the glass chopped strand 2 is disposed.
  • the second conveyor 14 has the same configuration as the first conveyor 13.
  • the glass chopped strand 2 on the belt 13a of the first conveyor 13 is conveyed onto the belt 14a of the second conveyor 14 while maintaining the state of being accumulated in a sheet shape.
  • a water spreader 15 that spreads water on the glass chopped strands 2 is disposed above and below the second conveyor 14.
  • the water spreader 15 spreads water uniformly so as to wet both the upper and lower surfaces of the glass chopped strands 2 accumulated in a sheet shape on the belt 14a (water spreading step).
  • the water spreader 15 has a mass ratio between the water adhering to the glass chopped strand 2 and the glass chopped strand 2 (the mass of water adhering to the glass chopped strand 2 / the mass of the glass chopped strand 2) of 30 to 90 wt.
  • Spraying is carried out by adjusting the spraying amount and spraying state of water so that it becomes a% (more preferably 50 to 80 wt%).
  • the water droplets are selectively arranged at the intersections of the glass chopped strands constituting the glass chopped strand mat 1 by capillary action, and the binder 3 moves so as to be pulled by the water droplets. Be placed. For this reason, the binder 3 can be efficiently bonded to the intersection of the glass chopped strands.
  • a binder spreader 16 for spraying the powdery binder 3 on the glass chopped strand 2 is disposed above the second conveyor 14, a binder spreader 16 for spraying the powdery binder 3 on the glass chopped strand 2 is disposed.
  • the binder spreader 16 is disposed behind the water spreader 15 and uniformly spreads the binder 3 on the glass chopped strand 2 to which water has adhered (binder spreading step).
  • binder spreading step the ratio of the mass of the binder 3 to the glass chopped strand 2 in the glass chopped strand mat 1 after manufacture (the mass of the binder 3 / the mass of the glass chopped strand mat 1) is less than 10%. In such a manner, the amount of application of the binder 3 and the state of application are adjusted to perform application.
  • the application amount of the binder 3 is preferably adjusted such that the mass ratio of the binder 3 to the glass chopped strand 2 is 8.0 to 9.9 wt%, and 8.5 to 9.5 wt%. More preferably, it is adjusted to be.
  • the ratio of the mass of the binder 3 to the glass chopped strand 2 can be measured by ignition loss based on JIS R3420.
  • 20 to 40 parts by mass of the binder 3 present in the short chopped strand layer 1a and 100% by mass of the binder 3 present in the glass chopped strand mat 1 are present in the long chopped strand layer 1b. It is preferable to perform spraying by adjusting the spraying amount and spraying state of the binder 3 so that 3 is 60 to 80 parts by mass.
  • the binder 3 As a shape of the binder 3, not a powder form but a fibrous form can be used.
  • the binder 3 formed in a fiber form is less likely to fall from the gaps between the glass chopped strands 2 and can be bonded by bonding the separated glass chopped strands 2 with a smaller mass than the powdered one. It is advantageous for improving the yield.
  • the binder when used as an emulsion rather than a solid, it is difficult to suppress the outflow from the gaps of the glass chopped strands 2.
  • a third conveyor (heating belt conveyor) 17 that is connected to the second conveyor 14 to form the transport path of the glass chopped strand 2 is disposed.
  • the third conveyor 17 includes four drive rollers 17b extending in the width direction of the conveyor. Endless roller chains 17c are looped around one end of each of these drive rollers 17b so as to form a trapezoidal shape with the four drive rollers 17b as apexes.
  • the two roller chains 17c mesh with the gear portions at both ends of the drive roller 17b.
  • the two roller chains 17c are connected in a ladder shape by a plurality of connecting rods 17d, and an endless belt 17a is suspended from the outside of these connecting rods 17d.
  • the glass chopped strand 2 and the binder 3 on the belt 14a of the second conveyor 14 are conveyed onto the belt 17a of the third conveyor 17 while maintaining a state of being dispersed in a sheet shape.
  • a heating device 18 for heating the binder 3 is disposed in the middle of the third conveyor 17.
  • the heating device 18 heats the glass chopped strand 2 and the binder 3 conveyed by the third conveyor 17 at a temperature of 170 to 280 ° C. for 20 to 70 seconds (heating step). By this heating, the binder 3 attached to the glass chopped strands 2 is melted and enters a portion where the glass chopped strands 2 are in contact with each other.
  • a pair of upper and lower cooling rollers 19 that draws the glass chopped strand 2 and the binder 3 on the belt 17a are disposed.
  • the cooling roller 19 cools the glass chopped strand 2 and the binder 3 while pressing them in a mat shape (cooling step). By this cooling, the binder 3 in a molten state is solidified and the glass chopped strands 2 are bonded to each other, and the glass chopped strand mat 1 is manufactured.
  • the cooling roller 19 feeds the manufactured glass chopped strand mat 1 toward the winder 20, and the glass chopped strand mat 1 is wound around the winding core 22 in a roll shape by the winder 20 so that the mat roll 21 is can get.
  • the specifications and deposition amount of the glass chopped strand 2, the type of the binder 3, the spraying amount of water and the binder, the heating and cooling temperature, etc. are appropriately set. By doing so, the glass chopped strand mat 1 whose mass per unit area will be 180 g / m ⁇ 2 > or less can be manufactured.
  • a glass chopped strand mat 1 having a loss on ignition measured based on JIS R3420 of less than 10% can be produced.
  • the adhesion amount of the binder 3 present in the glass chopped strand mat 1 can be measured.
  • the glass chopped strand mat 1 is heated at 625 ° C. until there is no weight change, and the binder 3 is burned, whereby the decrease in mass can be measured as the amount of the binder 3 attached. .
  • the mass per unit area of the glass chopped strand mat can be 180 g / m 2 or less, and the basis weight can be reduced to reduce the weight.
  • the glass chopped strand mat 1 includes a short chopped strand layer 1a having a first glass chopped strand 2a having an average length of 1 to 3 inches (25.4 to 76.2 mm), and a first glass chopped strand 2a. And a long chopped strand layer 1b having a second glass chopped strand 2b having an average length of 3 to 8 inches (76.2 to 203.2 mm). For this reason, the strength of the glass chopped strand mat 1 is improved compared to the conventional one.
  • the glass chopped strand mat 1 has a loss on ignition measured in accordance with JIS R3420 of less than 10%, and the amount of adhesion of the binder can be reduced as compared with the conventional one.
  • the glass chopped strand mat 1 can improve the strength even if the adhesion amount of the binder 3 is reduced while reducing the basis weight and reducing the weight. If the adhesion amount of the binder 3 becomes too large, the adhesion point becomes excessive, and the glass chopped strand mat 1 tends to become thin and hard when press-cooled.
  • the glass chopped strand mat 1 becomes thin and hard, when the glass chopped strand mat 1 is press-molded into an automobile-molded ceiling material 31 or the like, the glass chopped strand mat 1 is not suitably deformed and the followability deteriorates. End up. If the adhesion amount of the binder 3 is small, the glass chopped strand mat 1 is relatively thick and soft, so that it is stretchable and does not cause excessive pulling during press molding, thereby suppressing wrinkles. it can. Moreover, when the adhesion amount of the binder 3 is small, the glass chopped strand mat 1 does not become too hard, and the impregnation with a resin (for example, isocyanate) is also improved.
  • a resin for example, isocyanate
  • the long chopped strand layer 1 b is disposed on the inner side in the radial direction of the core 22, and the short chopped strand layer 1 a is disposed on the outer side in the radial direction of the core 22. ing. For this reason, the longer second glass chopped strand 2b is covered with the shorter first glass chopped strand 2a, and the glass chopped strand 2 is unlikely to protrude from the mat roll 21. Thereby, when pulling out the glass chopped strand mat 1 from the mat roll 21, it is possible to prevent the glass chopped strand 2 from being caught. Therefore, fraying of the glass chopped strand mat 1 can be prevented, and tearing and thread dropout can be prevented, and a decrease in strength can be suppressed. Moreover, the glass chopped strand mat 1 can be easily pulled out from the mat roll 21, and workability at the time of processing can be improved.
  • the strength can be improved while reducing the weight.
  • the amount of the binder attached is small as compared with the conventional one, it is possible to prevent the mat from forming a thin portion and to have an appropriate flexibility without becoming too hard. For this reason, wrinkles are prevented from occurring on the skin 33 laminated on the glass chopped strand mat 1. Thereby, impairing the appearance as the automobile molded ceiling material 31 is suppressed.
  • the water spraying on the glass chopped strands 2 may be performed almost simultaneously with the deposition of the glass chopped strands 2 on the first conveyor 13. Further, the water spreader 15 may be configured to spray from below instead of from above the belt.
  • the aspect which manufactures the glass chopped strand mat 1 with one conveyor may be sufficient, without dividing a conveyor into three units
  • the belt of a conveyor is comprised from the mesh which consists of a woven fabric of an aramid fiber, carbon fiber, or glass fiber.
  • the conveyance direction may include a plurality of cutter rollers 11a and / or a plurality of cutter rollers 11b.
  • the glass chopped strand mat 1 is set as the structure provided with the short chopped strand layer 1a and the long chopped strand layer 1b.
  • the 1st glass chopped strand 2a and the 2nd glass chopped strand 2b may be the structure provided with the other chopped strand layer comprised by the 3rd glass chopped strand from which average length differs.
  • the 1st glass chopped strand 2a is deposited, and the 2nd glass chopped strand 2b is deposited on it.
  • the second glass chopped strand 2b may be deposited and the first glass chopped strand 2a may be deposited thereon.
  • a glass chopped strand mat 1 having three or more layers may be used.
  • the automotive molded ceiling material 31 which has the glass chopped strand mat 1 is demonstrated.
  • the glass chopped strand mat 1 may be processed as other molded products.
  • the glass chopped strand mat 1 can be used for other purposes such as waterproof construction.
  • Example 1 the glass chopped strand mat 1 was manufactured using the equipment described in the method for manufacturing the glass chopped strand mat according to the embodiment shown in FIG.
  • the average length of the first glass chopped strands 2a was 2 inches (50.8 mm)
  • the average length of the second glass chopped strands 2b was 4 inches (101.6 mm).
  • the first glass chopped strand 2a and the second glass chopped strand 2b were both 23 tex.
  • the variation coefficient of these length was less than 0.05.
  • Example 1 after depositing the first glass chopped strand 2a on the belt 13a the second glass chopped strand 2b was deposited, and the long chopped strand layer 1b was laminated on the short chopped strand layer 1a.
  • Example 1 the binder 3 present in the short chopped strand layer 1a is 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder 3 present in the glass chopped strand mat 1, and the long chopped strand layer 1b.
  • the binder 3 present therein was 70 parts by mass.
  • Example 1 the short chopped strand layer 1a was 50 parts by mass and the long chopped strand layer 1b was 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the glass chopped strand mat 1.
  • the heating temperature in the heating device 18 was set to 220 ° C., and the heating time was set to 40 seconds.
  • the glass chopped strand mat was manufactured under the above conditions.
  • Example 2 a glass chopped strand mat was produced under the same conditions as in Example 1 except that the stacking order was changed so that the short chopped strand layer 1a was laminated on the long chopped strand layer 1b.
  • Comparative Example 1 glass was used under the same conditions as in Example 1, except that 100 parts by mass of the glass chopped strand mat 1 was 20 parts by mass of the short chopped strand layer 1a and 80 parts by mass of the long chopped strand layer 1b. A chopped strand mat was produced.
  • Comparative Example 2 glass was used under the same conditions as in Example 1 except that 100 parts by mass of the glass chopped strand mat 1 was 80 parts by mass of the short chopped strand layer 1a and 20 parts by mass of the long chopped strand layer 1b. A chopped strand mat was produced.
  • Comparative Example 3 Comparative Example 3 was the same as Example 1 except that the first glass chopped strand 2a and the second glass chopped strand 2b were mixed in the same amount without forming the short chopped strand layer 1a and the long chopped strand layer 1b. A glass chopped strand mat was produced under the same conditions.
  • Comparative Example 4 a glass chopped strand mat was produced under the same conditions as in Example 1 except that the amount of glass chopped strand 2 was increased so that the basis weight was about twice that of Example 1.
  • Reference Example 1 is the same as Example 1 except that glass chopped strands 2 having an average length of 2 inches (50.8 mm) are deposited on the belt 13a from two cutter rollers arranged before and after in the transport direction. A glass chopped strand mat was produced under the conditions.
  • Evaluation of the glass chopped strand mat includes the basis weight (g / mm 2 ), loss on ignition (%), tensile strength in the width direction of the mat (N), elongation at break (mm), open space ratio (%), variation in molding quality.
  • the molded product appearance was carried out.
  • the weight ratio between the binder 3 in the short chopped strand layer 1a and the binder 3 in the long chopped strand layer 1b was measured as follows.
  • test pieces of 1 inch (25.4 mm) ⁇ 1 inch (25.4 mm) were prepared from a glass chopped strand mat 1 of 30 cm (length) ⁇ 30 cm (width).
  • both sides of each test piece were observed with a microscope, and the number of points of adhesion intersection with the binder 3 in the long chopped strand layer 1b (4 inches (101.6 mm)) on one side and the short chopped strand layer on the other side
  • the number of intersection points of adhesion by the binder 3 in 1a (2 inches (50.8 mm)) was measured.
  • the intersection existence ratio by the binder 3 was calculated
  • the intersection existence ratio by the binder 3 and the weight ratio of the binder 3 are substantially equal.
  • the basis weight was measured as follows. First, a test piece of 30 cm (length) ⁇ 30 cm (width) was cut out from the glass chopped strand mat 1, and the weight of the test piece was read to the second decimal place with a balance. Then, the weight was divided by an area of 30 cm (length) ⁇ 30 cm (width), and the basis weight was determined as a unit g / m 2 .
  • the ignition loss (%) was measured based on JIS R3420.
  • loss on ignition (%) was measured by the following method. First, 30 cm (length) ⁇ 30 cm (width) was cut out from the glass chopped strand mat 1 to obtain a test piece. Next, the weight of the test piece was read to the third decimal place with a balance and heated at 625 ° C. until there was no change in weight according to JIS R3420 to burn off the binder 3. After heating, the specimen is cooled to room temperature and read again to the third decimal place with a balance. The weight loss from before heating is expressed as a percentage as the loss on ignition (weight loss / weight before heating x 100; unit%). did.
  • Example 1 the ignition loss was 8.9%. In Comparative Example 3, the ignition loss was 10%.
  • Matt width direction tensile strength (N) and elongation at break (mm) were measured by the following methods.
  • the direction along the winding direction of the glass chopped strand mat 1 was defined as the length, and 15 cm (length) ⁇ 30 cm (width) was cut out as a test piece.
  • this test piece is placed in a tensile / compression tester (manufactured by Imada Seisakusho Co., Ltd.) with a 30 cm (lateral) direction along the vertical direction, and grips both upper and lower ends, a span distance of 200 mm, a test speed of 200 mm / min
  • the maximum load was measured as the mat width direction tensile strength (N).
  • the stroke distance when the point indicating the maximum load was reached was recorded as elongation at break (mm).
  • Example 1 had a higher value and higher strength, although the amount of the binder 3 adhered was smaller than those of Comparative Examples 1 to 3. In Example 2, although the amount of the binder 3 deposited was smaller than that in Comparative Example 2, the strength was high.
  • the measurement of the open space ratio (%) was performed by preparing a test piece from the glass chopped strand mat 1, taking a photograph of the test piece, and performing binarization processing on the acquired image. Next, the black and white area of the open space by binarization was measured (the portion where the glass fiber is present is white, the portion where the glass fiber is not present is black, and the numerical values in Table 1 indicate the ratio of the portion where the glass fiber is not present to the whole. ing.).
  • Example 1 In the open space ratio, Example 1 has a lower value than that of Comparative Examples 1 and 3, and it can be said that there is no poor dispersion of glass fibers and there are few holes.
  • Examples 1 and 2 had a small weight fluctuation, and Comparative Example 1 had a large weight fluctuation.
  • the pattern generated due to the density of the glass fiber distribution in the glass chopped strand mat 1 was observed with the naked eye.
  • the case where the pattern could hardly be confirmed with the naked eye was evaluated as A, the faint pattern could be confirmed with the naked eye, but the case where it was acceptable as a product was evaluated as B, and the pattern could be confirmed with the naked eye as a product.
  • the case where it was not acceptable was evaluated as C.
  • Example 1 the density of the glass fibers could not be confirmed.
  • Comparative Example 1 the pattern resulting from the density of the glass fibers could be confirmed with the naked eye.
  • Example 3 and Comparative Example 5 the glass chopped strand mat 1 of Example 1 was wound around the winding core as shown in Table 2, and the mat roll was created. And it measured about the glass fiber (glass chopped strand) which protrudes from a mat roll. The measurement results are shown in Table 2. 2 and 4 show the glass chopped strand mat roll of Example 3 and the manufacturing process thereof.
  • the mat roll was evaluated as follows. A test piece of 30 cm ⁇ 30 cm is cut out from the glass chopped strand mat 1, wound around a core having an outer diameter of 100 mm, and the number of glass chopped strands 2 protruding from the range of about 470 cm 2 minutes, which is a half circumference of the core. Measured with the naked eye. The case where it was less than the reference value (30) was evaluated as A, and the case where it was larger than the reference value was evaluated as B.
  • Example 3 there were 21 glass chopped strands 2 protruding from the mat roll, compared to Comparative Example 5.
  • SYMBOLS 1 Glass chopped strand mat, 1a ... Short chopped strand layer, 1b ... Long chopped strand layer, 2 ... Glass chopped strand, 2a ... 1st glass chopped strand, 2b ... 2nd glass chopped strand, 3 ... Binder 4 ... Glass cake, 10 ... Cutting device, 11a ... Cutter roller (first cutter), 11b ... Cutter roller (second cutter), 13 ... First conveyor, 13a, 14a, 17a ... Belt, 14 ... First 2 conveyors, 15 ... water spreader, 16 ... binder spreader, 17 ... third conveyor, 18 ... heating device, 19 ... cooling roller, 20 ... winder, 21 ... glass chopped strand mat roll, 22 ... Winding core, 31 ... automobile molded ceiling material, 32 ... foamed resin sheet, 33 ... skin.

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Abstract

　ガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて熱可塑性樹脂の結合剤で接着したガラスチョップドストランドマットであって、平均長さが２５．４～７６．２ｍｍの第１のガラスチョップドストランドを有する短チョップドストランド層と、平均長さが７６．２～２０３．２ｍｍの第２のガラスチョップドストランドを有する長チョップドストランド層と、が積層され、前記第１のガラスチョップドストランドの平均長さと、前記第２のガラスチョップドストランドの平均長さとの差は２５．４ｍｍ以上であり、前記ガラスチョップドストランドマット１００質量部に対して、前記短チョップドストランド層が５０～７０質量部、前記長チョップドストランド層が３０～５０質量部であり、前記ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量は１８０ｇ／ｍ２以下であり、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した前記ガラスチョップドストランドマットの強熱減量が１０％未満である。

Description

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ロール、ガラスチョップドストランドマットの製造方法及び自動車成形天井材
　本発明は、ガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて結合剤で接着した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ロール、ガラスチョップドストランドマットの製造方法及び自動車成形天井材に関するものである。
　このような分野の技術文献として、特開平６－９３５４６号公報が知られている。この文献には、シート状に堆積したガラスチョップドストランドの上に結合剤（バインダー）を散布し、結合剤を加熱溶融した後に冷却固化させてガラスチョップドストランドを結合させることにより製造されたガラスチョップドストランドマットが記載されている。このガラスチョップドストランドマットの製造方法では、長さが３ｃｍ以上、８ｃｍ未満の短いガラスチョップドストランドと、長さが８ｃｍ以上、１５ｃｍ未満の長いガラスチョップドストランドと、を均一に分散した後に、バインダーによって固着している。
特開平６－９３５４６号公報
　ガラスチョップドストランドマットにおいて、軽量化を図りつつ強度を向上させることが求められている。従来のガラスチョップドストランドマットでは、ガラスチョップドストランドの長さを一般的に２インチ（５０．８ｍｍ）として切断し、搬送方向の前後の２箇所において同量のガラスチョップドストランドを降らせて堆積させていた。特許文献１に記載の従来技術では、異なる長さのガラスチョップドストランドを均一に分散させるために、搬送方向の前後の２箇所において同一の方法によってガラスチョップドストランドを降らせていた。
　また、ガラスチョップドストランドマットは、巻芯にロール状に巻き付けられたガラスチョップドストランドマットロールとして出荷され流通している。ガラスチョップドストランドマットロール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ちぎれると作業性が低下するので、伸び性を有し分断されにくいガラスチョップドストランドマットが求められている。
　また、ガラスチョップドストランドマットは、例えば樹脂シートに積層されて接着された成形品の補強材として利用される。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の分散が不均一であると、プレス成形を行って成形品に加工する際に、深絞り部などの形状が変化する部分で、ちぎれたり、剛性が低下したりするおそれがある。
　また、結合剤の付着量が多くなり過ぎると、接着箇所が過剰となり、プレス成形後冷却した際に、マットに薄い部分ができたり、硬い部分ができたりするおそれがある。そのため、ガラスチョップドストランドマットの表面の形状が影響して、積層された表皮などに皺がよってしまい、例えば自動車成形天井材として成形した場合に見栄えが低下するおそれがある。
　本発明の一側面は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、目付を小さくして軽量化を図りつつ、結合剤の付着量を少なくしても強度を向上させることができる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ロール、ガラスチョップドストランドマットの製造方法及び自動車成形天井材を提供することを目的とする。
　本発明の一側面は、ガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて熱可塑性樹脂の結合剤で接着したガラスチョップドストランドマットであって、平均長さが１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）の第１のガラスチョップドストランドを有する短チョップドストランド層と、平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）の第２のガラスチョップドストランドを有する長チョップドストランド層と、が積層され、第１のガラスチョップドストランドの平均長さと、第２のガラスチョップドストランドの平均長さとの差は１インチ（２５．４ｍｍ）以上であり、ガラスチョップドストランドマット１００質量部に対して、短チョップドストランド層が５０～７０質量部、長チョップドストランド層が３０～５０質量部であり、ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量は１８０ｇ／ｍ２以下であり、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定したガラスチョップドストランドマットの強熱減量が１０％未満である。
　本発明の一側面に係るガラスチョップドストランドマットでは、ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量が１８０ｇ／ｍ２以下であり、目付が小さく軽量化が図られている。また、ガラスチョップドストランドマットは、平均長さが１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）の第１のガラスチョップドストランドを有する短チョップドストランド層と、第１のガラスチョップドストランドよりも平均長さが長く、その平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）である第２のガラスチョップドストランドを有する長チョップドストランド層とが積層されているので、従来と比較して強度の向上が図られている。また、ガラスチョップドストランドマットは、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した強熱減量が１０％未満であり、結合剤の付着量は従来と比較して少ないものである。これらにより、ガラスチョップドストランドマットは、目付を小さくして軽量化を図りつつ、結合剤の付着量を少なくしても強度を向上させることができる。
　また、ガラスチョップドストランドマットは平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）の第２のガラスチョップドストランドを有する長チョップドストランド層を備えている。このため、プレス成形を行って成形品に加工する際に、深絞り部などの形状が変化する部分でのちぎれ、剛性の低下を抑制することができる。また、結合剤の付着量が従来と比較して少ないので、マットに薄い部分ができることが防止されると共に、硬くなり過ぎず適度な柔軟性を有するため、作業性及び加工性が向上されている。
　また、ガラスチョップドストランドマット中に存在する結合剤１００質量部に対して、短チョップドストランド層に存在する結合剤が２０～４０質量部、長チョップドストランド層に存在する結合剤が６０～８０質量部であってもよい。
　本発明の一側面のガラスチョップドストランドマットロールは、上記のガラスチョップドストランドマットが、巻芯にロール状に巻き取られたガラスチョップドストランドマットロールであって、長チョップドストランド層が内側に配置されている。
　本発明の一側面のガラスチョップドストランドマットロールでは、長チョップドストランドが巻芯の径方向において内側に配置され、短チョップドストランド層が巻芯の径方向において外側に配置されている。このため、長い方のチョップドストランド層が短い方のチョップドストランドによって覆われることになり、ガラスチョップドストランドが外側に突出しにくくなる。これにより、ガラスチョップドストランドマットロールからガラスチョップドストランドマットを引き出す際に、チョップドストランドの引っ掛かりを抑制することができる。そのため、ガラスチョップドストランドマットのほつれを防止することができ、ちぎれや糸抜けを防止して、強度低下を抑制することができる。また、ガラスチョップドストランドマットロールからガラスチョップドストランドマットが引き出しやすく、加工時の作業性を向上させることができる。
　本発明の一側面は、所定の長さに切断されたガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて熱可塑性樹脂の結合剤で接着したガラスチョップドストランドマットを製造する方法であって、ガラスチョップドストランドを第１のカッターで切断して平均長さが１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）の第１のガラスチョップドストランドを形成し、第１のガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて短チョップドストランド層を形成する第１の堆積工程と、ガラスチョップドストランドを第２のカッターで切断して平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）の第２のガラスチョップドストランドを形成し、第２のガラスチョップドストランドを短チョップドストランド層上にシート状に堆積させて長チョップドストランド層を形成する第２の堆積工程と、短チョップドストランド層及び長チョップドストランド層が積層された積層体に熱可塑性樹脂の結合剤を散布する結合剤散布工程と、積層体中に存在する結合剤を加熱して溶融する加熱工程と、加熱工程の後に、結合剤を冷却してガラスチョップドストランド同士を結合する冷却工程と、を含み、第１のガラスチョップドストランドの平均長さと、第２のガラスチョップドストランドの平均長さとの差は１インチ（２５．４ｍｍ）以上であり、ガラスチョップドストランドマット１００質量部に対して、短チョップドストランド層が５０～７０質量部、長チョップドストランド層が３０～５０質量部であり、ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量は１８０ｇ／ｍ２以下であり、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定したガラスチョップドストランドマットの強熱減量が１０％未満である。
　本発明の一側面のガラスチョップドストランドマットの製造方法によれば、ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量を１８０ｇ／ｍ２以下として、目付が小さく軽量化が図られた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る。この製造方法によれば、平均長さが１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）の第１のガラスチョップドストランドを有する短チョップドストランド層と、第１のガラスチョップドストランドよりも平均長さが長く、その平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）である第２のガラスチョップドストランドを有する長チョップドストランド層とを積層させることができ、従来と比較して強度の向上が図られた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る。また、この製造方法によって製造されたガラスチョップドストランドマットは、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した強熱減量が１０％未満であり、結合剤の付着量を従来と比較して少ないものとすることができる。これらにより、目付を小さくして軽量化を図りつつ、結合剤の付着量を少なくしても強度を向上させることができる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る。
　また、ガラスチョップドストランドマットの製造方法において、冷却工程の後に、ガラスチョップドストランドを巻芯にロール状に巻き取る巻取工程を更に有し、巻取工程では、長チョップドストランド層が内側に配置されるように巻き取ることが好ましい。
　本発明の一側面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と、ガラスチョップドストランドマットに積層されて接着された発泡樹脂シートと、を備える。
　本発明の一側面の自動車成形天井材によれば、上記のガラスチョップドストランドマットを備えているので、軽量化を図りつつ強度を向上させることができる。また、ガラスチョップドストランドマットは平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）の第２のガラスチョップドストランドを有する長チョップドストランド層を備えているので、プレス成形を行って成形品に加工する際に、深絞り部などの形状が変化する部分でのちぎれ、剛性の低下を抑制することができる。また、結合剤の付着量が従来と比較して少ないので、マットに薄い部分ができることが防止されると共に、硬くなり過ぎず適度な柔軟性を有する。このため、ガラスチョップドストランドマットに積層された表皮に皺がよってしまうことが防止される。これにより、自動車成形天井材として見栄えを損なうことが抑制される。
　本発明の一側面によれば、目付を小さくして軽量化を図りつつ、結合剤の付着量を少なくしても強度を向上させることができる。
　また、本発明の一側面によれば、ガラスチョップドストランドの分散不良をなくし、加工時におけるガラスチョップドストランドマットのちぎれを防止することができる。
実施形態に係るガラスチョップドストランドマットを示す図である。 実施形態に係るガラスチョップドストランドマットロールを巻芯の軸線方向から示す図である。 実施形態に係るガラスチョップドストランドマットを備えた自動車成形天井材の概略断面図である。 実施形態に係る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。 カッターローラを軸線方向から示す概略図である。
　以下、図面を参照しつつ本発明に係る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ロール、ガラスチョップドストランドマットの製造方法及び自動車成形天井材の実施形態について詳細に説明する。
　図１～４に示すように、本実施形態に係るガラスチョップドストランドマット１は、シート状に堆積した多数のガラスチョップドストランド２を熱可塑性樹脂の結合剤３（図４参照）によって結合させたものである。ガラスチョップドストランドマット１は、例えば自動車成形天井材３１（図３参照）における補強材として利用される。このようなガラスチョップドストランドマット１は、単位面積あたりの質量は１８０ｇ／ｍ２以下であり、２０～１５０ｇ／ｍ２であることが好ましく、４０～１２０ｇ／ｍ２であることが更に好ましく、４０～１００ｇ／ｍ２であることが特に好ましく、４５～９５ｇ／ｍ２であることが最も好ましい。またガラスチョップドストランド２に対する結合剤３の質量の比は１０ｗｔ％未満であり、８．０～９．９ｗｔ％であることが好ましく、８．５～９．５ｗｔ％であることが更に好ましい。
　ガラスチョップドストランドマット１を構成するガラスチョップドストランド２は、ガラスケーキ４から引き出したガラス繊維束５を所定の長さに切断することで形成される。ガラスチョップドストランド２としては、平均長さが１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）である第１のガラスチョップドストランド２ａと、平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）である第２のガラスチョップドストランド２ｂと、が用いられている。第１のガラスチョップドストランド２ａの平均長さは、１～２．５インチ（２５．４～６３．５ｍｍ）であることが好ましく、第２のガラスチョップドストランド２ｂの平均長さは、３～５インチ（７６．２～１２７．０ｍｍ）であることが好ましい。
　第２のガラスチョップドストランド２ｂの平均長さは、第１のガラスチョップドストランド２ａの平均長さより１インチ（２５．４ｍｍ）以上長くなっている。これらの平均長さの差が１インチ（２５．４ｍｍ）以上であると、第１のガラスチョップドストランド２ａだけを用いた場合と比較して、ガラスチョップドストランドマット１の強度が顕著に向上し、また、第２のガラスチョップドストランド２ｂだけを用いた場合と比較して、ガラスチョップドストランドマット１中のガラスチョップドストランド２の分散性が顕著に向上する点で好ましい。また、これらの平均長さの差が１～２インチ（２５．４～５０．８ｍｍ）であることが、強度向上と分散性向上とが両立されるため好ましい。さらに、第１のガラスチョップドストランド２ａの平均長さと、第２のガラスチョップドストランド２ｂの平均長さとの平均値は、２～５インチ（５０．８～１２７．０ｍｍ）であることが好ましく、２～３インチ（５０．８～７６．２ｍｍ）であることがより好ましい。
　ガラスチョップドストランドマット１は、第１のガラスチョップドストランド２ａで構成される短チョップドストランド層１ａと、第２のガラスチョップドストランド２ｂで構成される長チョップドストランド層１ｂとを有する。ガラスチョップドストランドマット１では、厚み方向に、短チョップドストランド層１ａと長チョップドストランド層１ｂとが積層されている。
　なお、ガラスチョップドストランドマット１を加熱し、結合剤３を焼却した後に、下記の１）、２）及び３）の条件を満たす場合に、ガラスチョップドストランドマット１は、短チョップドストランド層１ａと長チョップドストランド層１ｂとが積層されて構成されているものとする。１）一方の平面の最表層から厚み方向に順番に１００本のガラスチョップドストランド２（グループｉ）を引き抜いてその長さを計測した場合に、これらの長さの中央値プラスマイナス０．５インチ（１２．７ｍｍ）の範囲（範囲ｉ）に、引き抜いたガラスチョップドストランドの９０％以上が含まれる。２）他方の平面の最表層から厚み方向に順番に１００本のガラスチョップドストランド２（グループｉｉ）を引き抜いてその長さを計測した場合に、これらの長さの中央値プラスマイナス０．５インチ（１２．７ｍｍ）の範囲（範囲ｉｉ）に、引き抜いたガラスチョップドストランドの９０％以上が含まれる。３）グループｉに含まれ、その長さが範囲ｉ内のガラスチョップドストランド（すなわち、ガラスチョップドストランド２ａ（２ｂ））の平均長さと、とグループｉｉに含まれ、その長さが範囲ｉｉ内のガラスチョップドストランド（すなわち、ガラスチョップドストランド２ｂ（２ａ））の平均長さとが前述した条件を満たす。
　ガラスチョップドストランドマット１の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａが５０～７０質量部、長チョップドストランド層１ｂが３０～５０質量部である。
　平均長さとは、切断された後のガラスチョップドストランド２の長さの平均である。短チョップドストランド層１ａに含まれる第１のガラスチョップドストランド２ａの長さの変動係数（長さの標準偏差／平均長さ）は０．１以下であることが好ましい。長チョップドストランド層１ｂに含まれる第２のガラスチョップドストランド２ｂの長さの変動係数は０．１以下であることが好ましい。長さの変動係数が０．１以下であると、ガラスチョップドストランドマット１の重量管理の精度が高まるため好ましい。
　第１のガラスチョップドストランド２ａ及び第２のガラスチョップドストランド２ｂの組み合わせとしては、２インチ（５０．８ｍｍ）と４インチ（１０１．６ｍｍ）との組合せが好ましい。また、第１のガラスチョップドストランド２ａ及び第２のガラスチョップドストランド２ｂの組み合わせとしては、例えば１インチ（２５．４ｍｍ）と３インチ（７６．２ｍｍ）との組合せでもよく、その他の組み合わせでもよい。
　ガラスチョップドストランド２の番手としては１０～２５ｔｅｘであることが好ましい。また、ガラス繊維束の切断によるガラスチョップドストランド２の形成を容易にするため、ガラスケーキ４の含有水分は５．０ｗｔ％以下であることが好ましい。
　第１のガラスチョップドストランド２ａと第２のガラスチョップドストランド２ｂの番手は、同一でも、異なってもよいが、生産効率の観点からは、これらの番手が同一であることが好ましい。
　また、ガラスチョップドストランド２の番手はガラスチョップドストランドマット１の目付に応じて選択することができる。例えば、８０ｇ/ｍ２以下のガラスチョップドストランドマット１では、１０～１５ｔｅｘのガラスチョップドストランド２を用いることが好ましい。ガラスチョップドストランド２の番手がこの範囲であることで、単位重量当たりのストランド数が増加するので、ガラスチョップドストランドマット１の目空きを抑制することができる。一方、８０ｇ/ｍ２超のガラスチョップドストランドマット１では、生産効率の観点から、１５～２５ｔｅｘのガラスチョップドストランド２を用いることが好ましい。
　また、ガラスチョップドストランド２を結合させる結合剤３としては、不飽和ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂の粉末体が用いられる。粉末体は重量平均粒子径が５０～３００μｍであることが好ましい。結合剤３は、１７０～２８０℃の温度で２０～７０秒の間加熱することで溶融し、その後冷却されることで固化してガラスチョップドストランド２同士を結合する。
　また、結合剤３は、製造後のガラスチョップドストランドマット１において、結合剤３の付着したガラスチョップドストランド２に対する結合剤３の質量の比が１０ｗｔ％未満となるように、散布される。結合剤３の付着したガラスチョップドストランド２に対する結合剤３の質量の比は、８．０～９．９ｗｔ％であることが好ましく、８．５～９．５ｗｔ％であることが更に好ましい。ここで、結合剤３の付着したガラスチョップドストランド２に対する結合剤３の質量の比は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づき測定される、ガラスチョップドストランドマット１全体の強熱減量の値と実質的に等価である。なお、ガラスチョップドストランドマット１に１０ｗｔ％以上の結合剤３が含まれると、ガラスチョップドストランドマット１が硬くなり過ぎて、成形性が低下してしまい、成形品の色むらや皺が発生しやすいという問題が生じる場合がある。
　製造後のガラスチョップドストランドマット１中に存在する結合剤３の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａ中に存在する結合剤３が２０～４０質量部、長チョップドストランド層１ｂ中に存在する結合剤３が６０～８０質量部であることが好ましい。長チョップドストランド層１ｂ中に存在する結合剤３は、短チョップドストランド層１ａに含まれる結合剤３よりも多くなっている。長チョップドストランド層１ｂに多くの結合剤３が存在する場合、長チョップドストランド層１ｂに含まれる第２のガラスチョップドストランド２ｂ１本当たりの結合剤３の接着点数が多く存在することになる。短チョップドストランド層１ａに含まれる第１のチョップドストランドよりも多くのストランドと絡みあう、第２のガラスチョップドストランド２ｂにより多くの結合剤接着点が存在することで、複数のガラスチョップドストランド２間の連結を効率的に高めることができ、ガラスチョップドストランドマット１の強度が向上する。
　図２は、実施形態に係るガラスチョップドストランドマットロールを巻芯の軸線方向から示す図である。図２に示されるようにガラスチョップドストランドマット１は、巻芯２２に対してロール状に巻き付けられたガラスチョップドストランドマットロール（以下、マットロールという）２１として出荷される。マットロール２１では、径方向において、内側に長チョップドストランド層１ｂが配置され、外側に短チョップドストランド層１ａが配置されている。シート状のガラスチョップドストランドマット１は、下側に短チョップドストランド層１ａが配置され、その上に長チョップドストランド層１ｂが配置されて、水平方向に搬送されて、上方に配置された巻芯２２に巻き取られる。図示右方向に搬送されたガラスチョップドストランドマット１は、反時計回りに回転する巻芯２２に巻き取られ、長チョップドストランド層１ｂが径方向の内側に配置され、短チョップドストランド層１ａが径方向の外側に配置される。
　図３は、ガラスチョップドストランドマットを備えた自動車成形天井材の概略断面図である。自動車成形天井材３１は、補強材としてガラスチョップドストランドマット１を備えている。自動車成形天井材３１は、発泡樹脂シート３２と、ガラスチョップドストランドマット１を介して発泡樹脂シート３２に接着される表皮３３とを備える。発泡樹脂シート３２としては、例えば発泡ウレタン材を使用することができる。表皮３３としては、例えば不織布を使用することができる。
　自動車成形天井材３１として加工する前に、ガラスチョップドストランドマット１には樹脂（例えばイソシアネート）が塗布されて、ガラスチョップドストランドマット１は２～３日熟成されて半硬化状態となる。
　半硬化状態のガラスチョップドストランドマット１を、厚み方向において発泡樹脂シート３２の両側に配置し、自動車成形天井材３１の表（車室内）側となるガラスチョップドストランドマット１の表面に表皮３３を配置して、プレス成形を行うことにより、自動車成形天井材３１を製造する。ガラスチョップドストランドマット１は、発泡樹脂シート３２と、表皮３３とを接着するための接着剤として機能すると共に、自動車成形天井材３１の強度を向上させるための補強材として機能する。
　自動車成形天井材３１に使用される２枚のガラスチョップドストランドマット１は、いずれも、短チョップドストランド層１ａを車室内側に配置し、長チョップドストランド層１ｂをその反対側に配置することが好ましい。自動車成形天井材３１をプレス成形する際、通常、雄型が車室内側となり、雌型が外側となる。すなわち、車室内側には圧縮、外側には引張の応力がかかる。短チョップドストランド層１ａに含まれる第１のガラスチョップドストランド２ａは、長チョップドストランド層１ｂに含まれる第２のガラスチョップドストランド２ｂと比較して、その平均長さが短いことに起因して、圧縮応力よる変形量が少ない。このため、短チョップドストランド層１ａが車室内側へ配置されると、圧縮応力を受けても、深絞り部分等における皺の発生が抑制される。一方、長チョップドストランド層１ｂに含まれる第２のガラスチョップドストランド２ｂは、短チョップドストランド層１ａに含まれる第１のガラスチョップドストランド２ａと比較して、その平均長さが長いこと及び１本当たりの結合剤接着点数が多いことに起因して、引張強度に優れる。このため、長チョップドストランド層１ｂが外側へ配置されると、引張応力を受けても、深絞り部分等におけるちぎれ発生が抑制される。
　次に、本実施形態に係るガラスチョップドストランドマット１の製造方法について説明する。
　図４に示すように、本実施形態に係るガラスチョップドストランドマット１の製造方法では、まず複数のガラスケーキ４から引き出されたガラス繊維束５を切断装置１０に送り込み、所定の長さに切断してガラスチョップドストランド２を形成する。切断装置１０は、下方に配置されている第１のコンベア１３による搬送方向において、カッターローラ１１ａ，１１ｂ及びゴムローラ１２を複数有している。図５に示されるように、カッターローラ１１ａ，１１ｂの外周には、ガラス繊維束５を切断するための刃１１ｃが設けられている。
　搬送方向の前方に配置されたカッターローラ１１ａ（前カッター）は、ガラス繊維束５を平均長さ１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）に切断して、第１のガラスチョップドストランド２ａを形成する第１のカッターとして機能する。搬送方向においてカッターローラ１１ａの方向に配置されたカッターローラ１１ｂ（後カッター）は、ガラス繊維束５を平均長さ３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）に切断して、第２のガラスチョップドストランド２ｂを形成する第２のカッターとして機能する。
　回転するカッターローラ１１ａとゴムローラ１２との間にガラス繊維束５を送り込むことで、ガラス繊維束５を連続的に切断して、第１のガラスチョップドストランド２ａを形成する。ここで、ガラス繊維束５は、カッターローラ１１ａの周方向における刃１１ｃの間隔に応じて、平均長さ１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）に切断される。カッターローラ１１ａで切断された第１のガラスチョップドストランド２ａは、切断装置１０の下方に配置された第１のコンベア（堆積用ベルトコンベア）１３のベルト１３ａ上に落下する。第１のコンベア１３のベルト１３ａは、一定の速度で周回しており、切断装置１０から落下した第１のガラスチョップドストランド２ａは、ベルト１３ａ上で均一なシート状に堆積する。これにより、第１のガラスチョップドストランド２ａを堆積させて、短チョップドストランド層１ａを形成する（第１の堆積工程）。
　回転するカッターローラ１１ｂとゴムローラ１２との間にガラス繊維束５を送り込むことで、ガラス繊維束５を連続的に切断して、第２のガラスチョップドストランド２ｂを形成する。ここで、ガラス繊維束５は、カッターローラ１１ｂの周方向における刃１１ｃの間隔に応じて、平均長さ３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）に切断される。カッターローラ１１ｂで切断された第２のガラスチョップドストランド２ｂは、第１のコンベア１３のベルト１３ａ上に堆積する第１のガラスチョップドストランド２ａ上に落下する。切断装置１０から落下した第２のガラスチョップドストランド２ｂは、ベルト１３ａ上の第１のガラスチョップドストランド２ａ上で均一なシート状に堆積する。これにより、短チョップドストランド層１ａ上に第２のガラスチョップドストランド２ｂを堆積させて、長チョップドストランド層１ｂを形成する（第２の堆積工程）。
　また、第１の堆積工程及び第２の堆積工程では、第１のガラスチョップドストランド２ａの平均長さと、第２のガラスチョップドストランド２ｂの平均長さとの差が１インチ（２５．４ｍｍ）以上であり、ガラスチョップドストランドマット１の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａが５０～７０質量部、長チョップドストランド層１ｂが３０～５０質量部であり、ガラスチョップドストランドマット１の単位面積当たりの質量が１８０ｇ／ｍ２以下となるように、第１のガラスチョップドストランド２ａ及び第２のガラスチョップドストランド２ｂを堆積させる。
　第１のコンベア１３は、所定の搬送方向にガラスチョップドストランド２を搬送するものであり、コンベアの幅方向に延びる４本の駆動ローラ１３ｂを有している。これらの駆動ローラ１３ｂの両端には、４本の駆動ローラ１３ｂを頂点とした台形状をなすように、無端のローラチェーン１３ｃが一本ずつ掛け渡されている。２本のローラチェーン１３ｃは、駆動ローラ１３ｂ両端の歯車部とそれぞれ噛み合っている。２本のローラチェーン１３ｃの間は、複数の連結棒１３ｄによって梯子状に連結されており、これらの連結棒１３ｄの外側から無端のベルト１３ａが掛け渡されている。
　このように構成された第１のコンベア１３では、図示しないモータによりいずれかの駆動ローラ１３ｂが回転駆動されると、ローラチェーン１３ｃが所定の回転方向に周回する。このローラチェーン１３ｃと共に連結棒１３ｄが周回すると、連結棒１３ｄ上のベルト１３ａが周回され、ベルト１３ａ上面のガラスチョップドストランド２（２ａ，２ｂ）が所定の搬送方向に向かって搬送される。
　第１のコンベア１３の搬送方向には、第１のコンベア１３と接続してガラスチョップドストランド２の搬送路を形成する第２のコンベア（結合剤散布用ベルトコンベア）１４が配置されている。この第２のコンベア１４は、第１のコンベア１３と同様の構成である。第１のコンベア１３のベルト１３ａ上のガラスチョップドストランド２は、シート状に堆積した状態を維持しながら第２のコンベア１４のベルト１４ａ上に搬送される。
　第２のコンベア１４の上方及び下方には、ガラスチョップドストランド２に水を散布する水散布機１５が配置されている。水散布機１５は、ベルト１４ａ上でシート状に堆積しているガラスチョップドストランド２に対して上下両面を濡らすように水を均一に散布する（水散布工程）。ここで、水散布機１５は、ガラスチョップドストランド２に付着した水とガラスチョップドストランド２との質量の比（ガラスチョップドストランド２に付着した水の質量／ガラスチョップドストランド２の質量）が３０～９０ｗｔ％（より好ましくは５０～８０ｗｔ％）となるように、水の散布量や散布状態を調整して散布を行う。このように水を散布することで、その水滴がガラスチョップドストランドマット１を構成するガラスチョップドストランド同士の交点に毛管現象により選択的に配置され、結合剤３がこの水滴に引かれるように移動し配置される。このため、効率的にガラスチョップドストランドの交点に結合剤３を接着させることが出来る。
　また、第２のコンベア１４の上方には、ガラスチョップドストランド２に粉末状の結合剤３を散布する結合剤散布機１６が配置されている。結合剤散布機１６は、水散布機１５の後方に配置されており、水が付着したガラスチョップドストランド２に対して結合剤３を均一に散布する（結合剤散布工程）。ここで、結合剤散布機１６は、製造後のガラスチョップドストランドマット１におけるガラスチョップドストランド２に対する結合剤３の質量の比（結合剤３の質量／ガラスチョップドストランドマット１の質量）が１０％未満となるように、結合剤３の散布量や散布状態を調整して散布を行う。結合剤３の散布量は、ガラスチョップドストランド２に対する結合剤３の質量の比が、８．０～９．９ｗｔ％であるように調整されることが好ましく、８．５～９．５ｗｔ％であるように調整されることがより好ましい。ここで、ガラスチョップドストランド２に対する結合剤３の質量の比は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づく強熱減量により測定できる。また、ガラスチョップドストランドマット１中に存在する結合剤３の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａに存在する結合剤３が２０～４０質量部、長チョップドストランド層１ｂに存在する結合剤３が６０～８０質量部となるように、結合剤３の散布量や散布状態を調整して散布を行うことが好ましい。
　なお、結合剤３の形状としては、粉末状ではなく繊維状のものを用いることもできる。繊維状に形成された結合剤３は、ガラスチョップドストランド２の隙間から落ちにくくなり、離れたガラスチョップドストランド２間を粉末状のものより少ない質量で繋いで接着することができるので、結合剤３の歩留まり向上に有利である。一方、結合剤を固形ではなくエマルジョンとして使用した場合には、ガラスチョップドストランド２の隙間からの流出を抑制することは困難である。
　第２のコンベア１４の搬送方向には、第２のコンベア１４と接続してガラスチョップドストランド２の搬送路を形成する第３のコンベア（加熱用ベルトコンベア）１７が配置されている。この第３のコンベア１７は、第１のコンベア１３と同様に、第３のコンベア１７は、コンベアの幅方向に延びる４本の駆動ローラ１７ｂを有している。これらの駆動ローラ１７ｂの両端には、４本の駆動ローラ１７ｂを頂点とした台形状をなすように、無端のローラチェーン１７ｃが一本ずつ掛け渡されている。２本のローラチェーン１７ｃは、駆動ローラ１７ｂ両端の歯車部とそれぞれ噛み合っている。２本のローラチェーン１７ｃの間は、複数の連結棒１７ｄによって梯子状に連結されており、これらの連結棒１７ｄの外側から無端のベルト１７ａが掛け渡されている。
　第２のコンベア１４のベルト１４ａ上のガラスチョップドストランド２及び結合剤３は、シート状に分散した状態を維持しながら第３のコンベア１７のベルト１７ａ上に搬送される。
　第３のコンベア１７の途中には、結合剤３を加熱するための加熱装置１８が配置されている。加熱装置１８は、第３のコンベア１７により搬送されてきたガラスチョップドストランド２及び結合剤３を２０～７０秒の間１７０～２８０℃の温度で加熱する（加熱工程）。この加熱によって、ガラスチョップドストランド２に付着した結合剤３が溶融して、ガラスチョップドストランド２同士の接する部位に入り込む。
　第３のコンベア１７の搬送方向には、ベルト１７ａ上のガラスチョップドストランド２及び結合剤３を引き込む上下一対の冷却ローラ１９が配置されている。この冷却ローラ１９により、ガラスチョップドストランド２及び結合剤３をマット状に加圧しながら冷却を行う（冷却工程）。この冷却によって、溶融状態の結合剤３が固化してガラスチョップドストランド２同士が結合し、ガラスチョップドストランドマット１が製造される。冷却ローラ１９は、製造したガラスチョップドストランドマット１を巻き取り機２０に向かって送り出し、巻き取り機２０で巻芯２２に対してロール状にガラスチョップドストランドマット１が巻き取られてマットロール２１が得られる。ここでは、第２のガラスチョップドストランド２ｂが内側（巻芯２２側）に配置されるように巻き取る（巻取工程）。
　以上説明した本実施形態に係るガラスチョップドストランドマットの製造方法において、ガラスチョップドストランド２の仕様や堆積量、結合剤３の種類、水及び結合剤の散布量、加熱冷却の温度などを適切に設定することで、単位面積あたりの質量が１８０ｇ／ｍ２以下となるガラスチョップドストランドマット１を製造することができる。
　また、このガラスチョップドストランドマットの製造方法では、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した強熱減量が１０％未満であるガラスチョップドストランドマット１を製造することができる。強熱減量を測定することで、ガラスチョップドストランドマット１中に存在する結合剤３の付着量を測定することができる。具体的には、ガラスチョップドストランドマット１を、６２５℃で、重量変化がなくなるまで加熱して結合剤３を燃焼することで、質量の減少分を結合剤３の付着量として測定することができる。
　本実施形態によるガラスチョップドストランドマット１及びその製造方法によれば、ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量を１８０ｇ／ｍ２以下として、目付を小さくして軽量化を図ることができる。また、ガラスチョップドストランドマット１は、平均長さが１～３インチ（２５．４～７６．２ｍｍ）の第１のガラスチョップドストランド２ａを有する短チョップドストランド層１ａと、第１のガラスチョップドストランド２ａよりも平均長さが長く、その平均長さが３～８インチ（７６．２～２０３．２ｍｍ）である第２のガラスチョップドストランド２ｂを有する長チョップドストランド層１ｂとが積層されている。このため、ガラスチョップドストランドマット１は、従来と比較して強度の向上が図られている。
　また、ガラスチョップドストランドマット１は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した強熱減量が１０％未満であり、結合剤の付着量が従来と比較して少ないものとすることができる。これらにより、ガラスチョップドストランドマット１では、目付を小さくして軽量化を図りつつ、結合剤３の付着量を少なくしても強度を向上させることができる。結合剤３の付着量が多くなり過ぎると接着点が過剰になり、プレス冷却した際にガラスチョップドストランドマット１が薄くなると共に固くなりやすい。ガラスチョップドストランドマット１が薄くなり、固くなると自動車成形天井材３１などにプレス成形した際、ガラスチョップドストランドマット１が好適に変形せず、追随性が悪くなるため深絞り部分等で皺が寄ってしまう。結合剤３の付着量が少ないと相対的にガラスチョップドストランドマット１が適度に厚く、軟らかくなるため伸び性があり、プレス成形の際も無理な引っ張りが生じず、皺の発生を抑制することができる。また結合剤３の付着量が少ないと、ガラスチョップドストランドマット１が固くなり過ぎず内部への樹脂（例えばイソシアネートなど）の含浸も良くなる。
　本実施形態のガラスチョップドストランドマット１及びマットロール２１では、長チョップドストランド層１ｂが巻芯２２の径方向において内側に配置され、短チョップドストランド層１ａが巻芯２２の径方向において外側に配置されている。このため、長い方の第２のガラスチョップドストランド２ｂが短い方の第１のガラスチョップドストランド２ａによって覆われることになり、ガラスチョップドストランド２がマットロール２１から突出しにくくなる。これにより、マットロール２１からガラスチョップドストランドマット１を引き出す際に、ガラスチョップドストランド２の引っ掛かりを抑制することができる。そのため、ガラスチョップドストランドマット１のほつれを防止することができ、ちぎれや糸抜けを防止して、強度低下を抑制することができる。また、マットロール２１からガラスチョップドストランドマット１が引き出しやすく、加工時の作業性を向上させることができる。
　本実施形態の自動車成形天井材３１によれば、上記のガラスチョップドストランドマット１を備えているので、軽量化を図りつつ強度を向上させることができる。また、プレス成形を行って成形品に加工する際に、深絞り部などの形状が変化する部分でのちぎれ、剛性性の低下を抑制することができる。また、結合剤の付着量が従来と比較して少ないので、マットに薄い部分ができることが防止されると共に、硬くなり過ぎず適度な柔軟性を有する。このため、ガラスチョップドストランドマット１に積層された表皮３３に皺がよってしまうことが防止される。これにより、自動車成形天井材３１として見栄えを損なうことが抑制される。
　本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。
　例えば、ガラスチョップドストランド２に対する水の散布は、第１のコンベア１３でガラスチョップドストランド２の堆積とほぼ同時に行う態様であっても良い。また、水散布機１５は、ベルトの上からではなく下から散布する構成であっても良い。
　また、コンベアを三台に分けることなく、一台のコンベアでガラスチョップドストランドマット１を製造する態様であっても良い。この場合、コンベアのベルトは、アラミド繊維、炭素繊維、又はガラス繊維の織物からなるメッシュから構成されていることが好ましい。
　また、上記の実施形態では、第１のガラスチョップドストランド２ａを形成するためのカッターローラ１１ａ、第２のガラスチョップドストランド２ｂを形成するためのカッターローラ１１ｂをそれぞれ１つずつ備える構成としているが、搬送方向において、複数のカッターローラ１１ａ及び／又は複数のカッターローラ１１ｂを備える構成でもよい。
　また、上記の実施形態では、ガラスチョップドストランドマット１は、短チョップドストランド層１ａと、長チョップドストランド層１ｂとを備える構成としている。しかしながら、第１のガラスチョップドストランド２ａ及び第２のガラスチョップドストランド２ｂとは、平均長さが異なる第３のガラスチョップドストランドで構成される他のチョップドストランド層を備える構成でもよい。
　また、上記実施形態では、第１のガラスチョップドストランド２ａを堆積させて、その上に、第２のガラスチョップドストランド２ｂを堆積させている。しかしながら、第２のガラスチョップドストランド２ｂを堆積させて、その上に第１のガラスチョップドストランド２ａを堆積させてもよい。また、３層以上のガラスチョップドストランドマット１でもよい。
　また、上記実施形態では、ガラスチョップドストランドマット１を有する自動車成形天井材３１について説明している。しかしながら、ガラスチョップドストランドマット１はその他の成形品として加工してもよい。例えば、自動車のその他の部品に用いてもよく、航空機、船舶に、ガラスチョップドストランドマット１を使用してもよい。ガラスチョップドストランドマット１は、例えば防水工事用など、その他の用途に使用することができる。
　以下、本発明に係るガラスチョップドストランドマットの実施例について説明する。
　（実施例１）
　実施例１では図４で示す上記実施形態に係るガラスチョップドストランドマットの製造方法で説明した設備を使用し、ガラスチョップドストランドマット１を製造した。実施例１では、第１のガラスチョップドストランド２ａの平均長さを２インチ（５０．８ｍｍ）とし、第２のガラスチョップドストランド２ｂの平均長さを４インチ（１０１．６ｍｍ）とした。なお、第１のガラスチョップドストランド２ａ及び第２のガラスチョップドストランド２ｂは、いずれも２３ｔｅｘであった。また、第１のガラスチョップドストランド２ａ及び第２のガラスチョップドストランド２ｂにおいて、これらの長さの変動係数は０．０５未満であった。実施例１では、ベルト１３ａ上に、第１のガラスチョップドストランド２ａを堆積させた後に、第２のガラスチョップドストランド２ｂを堆積させ、短チョップドストランド層１ａ上に長チョップドストランド層１ｂを積層した。
　また、実施例１では、ガラスチョップドストランドマット１中に存在する結合剤３の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａ中に存在する結合剤３を３０質量部とし、長チョップドストランド層１ｂ中に存在する結合剤３を７０質量部とした。
　また、実施例１では、ガラスチョップドストランドマット１の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａを５０質量部とし、長チョップドストランド層１ｂを５０質量部とした。
　加熱装置１８における加熱温度は２２０℃、加熱時間は４０秒となるように設定した。以上の条件でガラスチョップドストランドマットの製造を行った。
　（実施例２）
　実施例２では、長チョップドストランド層１ｂ上に短チョップドストランド層１ａが積層されるように、積層順を入れ替えた以外は実施例１と同じ条件でガラスチョップドストランドマットの製造を行った。
　（比較例１）
　比較例１では、ガラスチョップドストランドマット１の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａを２０質量部とし、長チョップドストランド層１ｂを８０質量部とした以外は実施例１と同じ条件でガラスチョップドストランドマットの製造を行った。
　（比較例２）
　比較例２では、ガラスチョップドストランドマット１の１００質量部に対して、短チョップドストランド層１ａを８０質量部とし、長チョップドストランド層１ｂを２０質量部とした以外は実施例１と同じ条件でガラスチョップドストランドマットの製造を行った。
　（比較例３）
　比較例３では、短チョップドストランド層１ａ及び長チョップドストランド層１ｂを形成せずに、第１のガラスチョップドストランド２ａ及び第２のガラスチョップドストランド２ｂを同量ずつ混在させた以外は実施例１と同じ条件でガラスチョップドストランドマットの製造を行った。
　（比較例４）
　比較例４では、目付が実施例１の約２倍となるようにガラスチョップドストランド２を増量した以外は実施例１と同じ条件でガラスチョップドストランドマットの製造を行った。
　（参考例１）
　参考例１では、搬送方向の前後に配置された２つのカッターローラから、平均長さが２インチ（５０．８ｍｍ）のガラスチョップドストランド２をベルト１３ａ上に堆積させた以外は実施例１と同じ条件でガラスチョップドストランドマットの製造を行った。
　以上の実施例１，２、比較例１～４及び参考例１について、評価を行った。実施例１，２、比較例１～４及び参考例１の実施条件及び製造されたガラスチョップドストランドマットの評価を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　ガラスチョップドストランドマットの評価としては、目付（ｇ／ｍｍ２）、強熱減量（％）、マット幅方向引張強度（Ｎ）、破断伸び（ｍｍ）、目空き率（％）、成形品質量変動、成形品外観について実施した。
　短チョップドストランド層１ａ中の結合剤３と長チョップドストランド層１ｂ中の結合剤３との重量比の測定は下記の通り行った。
　３０ｃｍ（縦）×３０ｃｍ（横）のガラスチョップドストランドマット１から、１インチ（２５．４ｍｍ）×１インチ（２５．４ｍｍ）の試験片を１６枚作成した。次いで、各試験片の両面を顕微鏡で観察して、一面における長チョップドストランド層１ｂ（４インチ（１０１．６ｍｍ））中の結合剤３による付着交点数、及び、別の面における短チョップドストランド層１ａ（２インチ（５０．８ｍｍ））中の結合剤３による付着交点数を計測した。そして、各試験片における交点数比の平均値をとることで、結合剤３による交点存在比を求めた。結合剤３による交点存在比と結合剤３の重量比は実質的に等しいものである。
　目付は、以下の通り測定した。まず、ガラスチョップドストランドマット１より３０ｃｍ（縦）×３０ｃｍ（横）の試験片を切り出し、天秤で小数点第２位までその試験片の重量を読み取った。次いで、その重量を３０ｃｍ（縦）×３０ｃｍ（横）の面積で割り、単位ｇ／ｍ２として目付を求めた。
　強熱減量（％）は、ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した。
　具体的には以下の方法によって強熱減量（％）を測定した。まず、ガラスチョップドストランドマット１より３０ｃｍ（縦）×３０ｃｍ（横）を切り出し、試験片とした。次いで、試験片重量を天秤にて小数点第３位まで読み取りＪＩＳ　Ｒ３４２０に従い６２５℃で重量変化がなくなるまで加熱し、結合剤３を焼き飛ばした。加熱後、試験片が室温まで冷えてから再び天秤にて少数点第３位まで読み取り、加熱前からの重量減少を強熱減量（重量減少／加熱前重量×１００；単位 ％）として百分率で表した。
　実施例１では強熱減量は８．９％だった。比較例３では強熱減量は１０％だった。
　マット幅方向引張強度（Ｎ）と破断伸び（ｍｍ）は以下の方法で測定した。まず、ガラスチョップドストランドマット１の巻取り方向に沿う方向を縦とし、１５ｃｍ（縦）×３０ｃｍ（横）を切り出し試験片とした。次いで、この試験片を引張圧縮試験機（（株）今田製作所製）にて３０ｃｍ（横）方向を上下方向に沿って配置して、上下両端を掴み、スパン間距離２００ｍｍ、試験速度２００ｍｍ／ｍｉｎで試験し、最大荷重をマット幅方向引張強度（Ｎ）として測定した。さらに最大荷重を示した点に達したときのストローク距離を破断伸び（ｍｍ）として記録した。
　マット幅方向引張強度について、実施例１は、比較例１～３よりも結合剤３の付着量が少ないにも関わらず、高い値であり、強度が高かった。実施例２は、比較例２よりも結合剤３の付着量が少ないにも関わらず、強度が高くなった。
　目空き率（％）の測定は、ガラスチョップドストランドマット１から試験片を作成し、試験片について写真撮影を行い、取得した画像について２値化処理を行なった。次いで、２値化による目空きの白黒の面積を計測した（ガラス繊維が存在する部分が白、存在しない部分が黒、表１中の数値はガラス繊維が存在しない部分が全体に占める割合を示している。）。
　目空き率において、実施例１は、比較例１，３と比べて低い値となり、ガラス繊維の分散不良がなく、穴が少ないと言える。
　成形品重量変動については、ガラスチョップドストランドマット１を用いて１．５ｍ２の自動車成形天井材３１を１０枚制作し、その重量を測定した。測定した１０枚のうち、基準重量からの重量変動が３０ｇを超えたものがない場合をＡと評価し、基準重量からの重量変動が３０を超えたものがある場合をＢと評価した。
　実施例１，２は、重量変動が小さく、比較例１は重量変動が大きかった。
　成形品外観については、ガラスチョップドストランドマット１を用いて自動車成形天井材３１を制作した場合に、ガラスチョップドストランドマット１中のガラス繊維分布の粗密に起因して発生する模様を肉眼で観察した。肉眼では模様をほとんど確認できなかった場合をＡと評価し、肉眼でかすかな模様を確認することができるが製品として許容できる場合をＢと評価し、肉眼で模様を確認することができ製品として許容できない場合をＣと評価した。
　実施例１，２ではガラス繊維の粗密を確認できなかった。比較例１ではガラス繊維の粗密に起因する模様を肉眼で確認することができた。
　また、上記の実施例３及び比較例５について、実施例１のガラスチョップドストランドマット１を、表２に示す通り、巻き方向を変えて、巻芯に巻き付けて、マットロールを作成した。そして、マットロールから突出するガラス繊維（ガラスチョップドストランド）について測定を行った。測定結果を表２に示す。なお、図２及び４は、実施例３のガラスチョップドストランドマットロール及びその製造工程を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　マットロールの評価は以下の通り行った。ガラスチョップドストランドマット１から３０ｃｍ×３０ｃｍの試験片を切り出し、外径１００ｍｍの巻芯に巻き付けて、巻芯の半周分であり面積約４７０ｃｍ２分の範囲から突出する、ガラスチョップドストランド２の本数を肉眼で計測した。基準値（３０本）よりも少ない場合をＡと評価し、基準値よりも多い場合をＢと評価した。
　実施例３では、２１本であり、比較例５よりも、マットロールから突出するガラスチョップドストランド２が少なかった。
　１…ガラスチョップドストランドマット、１ａ…短チョップドストランド層、１ｂ…長チョップドストランド層、２…ガラスチョップドストランド、２ａ…第１のガラスチョップドストランド、２ｂ…第２のガラスチョップドストランド、３…結合剤、４…ガラスケーキ、１０…切断装置、１１ａ…カッターローラ（第１のカッター）、１１ｂ…カッターローラ（第２のカッター）、１３…第１のコンベア、１３ａ，１４ａ，１７ａ…ベルト、１４…第２のコンベア、１５…水散布機、１６…結合剤散布機、１７…第３のコンベア、１８…加熱装置、１９…冷却ローラ、２０…巻き取り機、２１…ガラスチョップドストランドマットロール、２２…巻芯、３１…自動車成形天井材、３２…発泡樹脂シート、３３…表皮。

Claims (6)

  1. 　ガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて熱可塑性樹脂の結合剤で接着したガラスチョップドストランドマットであって、
    　平均長さが２５．４～７６．２ｍｍの第１のガラスチョップドストランドを有する短チョップドストランド層と、
    　平均長さが７６．２～２０３．２ｍｍの第２のガラスチョップドストランドを有する長チョップドストランド層と、が積層され、
    　前記第１のガラスチョップドストランドの平均長さと、前記第２のガラスチョップドストランドの平均長さとの差は２５．４ｍｍ以上であり、
    　前記ガラスチョップドストランドマット１００質量部に対して、前記短チョップドストランド層が５０～７０質量部、前記長チョップドストランド層が３０～５０質量部であり、
    　前記ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量は１８０ｇ／ｍ２以下であり、
    　ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した前記ガラスチョップドストランドマットの強熱減量が１０％未満である、ガラスチョップドストランドマット。
  2. 　前記ガラスチョップドストランドマット中に存在する前記結合剤１００質量部に対して、前記短チョップドストランド層に存在する前記結合剤が２０～４０質量部、前記長チョップドストランド層に存在する前記結合剤が６０～８０質量部である、請求項１に記載のガラスチョップドストランドマット。
  3. 　請求項１又は２に記載のガラスチョップドストランドマットが、巻芯にロール状に巻き取られたガラスチョップドストランドマットロールであって、
    　前記長チョップドストランド層が内側に配置されている、ガラスチョップドストランドマットロール。
  4. 　所定の長さに切断されたガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて熱可塑性樹脂の結合剤で接着したガラスチョップドストランドマットを製造する方法であって、
    　ガラスチョップドストランドを第１のカッターで切断して平均長さが２５．４～７６．２ｍｍの第１のガラスチョップドストランドを形成し、前記第１のガラスチョップドストランドをシート状に堆積させて短チョップドストランド層を形成する第１の堆積工程と、
    　ガラスチョップドストランドを第２のカッターで切断して平均長さが７６．２～２０３．２ｍｍの第２のガラスチョップドストランドを形成し、前記第２のガラスチョップドストランドを前記短チョップドストランド層上にシート状に堆積させて長チョップドストランド層を形成する第２の堆積工程と、
    　前記短チョップドストランド層及び前記長チョップドストランド層が積層された積層体に熱可塑性樹脂の結合剤を散布する結合剤散布工程と、
    　前記積層体中に存在する前記結合剤を加熱して溶融する加熱工程と、
    　前記加熱工程の後に、前記結合剤を冷却して前記ガラスチョップドストランド同士を結合する冷却工程と、を含み、
    　前記第１のガラスチョップドストランドの平均長さと、前記第２のガラスチョップドストランドの平均長さとの差は２５．４ｍｍ以上であり、
    　前記ガラスチョップドストランドマット１００質量部に対して、前記短チョップドストランド層が５０～７０質量部、前記長チョップドストランド層が３０～５０質量部であり、
    　前記ガラスチョップドストランドマットの単位面積当たりの質量は１８０ｇ／ｍ２以下であり、
    　ＪＩＳ　Ｒ３４２０に基づいて測定した前記ガラスチョップドストランドマットの強熱減量が１０％未満である、ガラスチョップドストランドマットの製造方法。
  5. 　前記冷却工程の後に、前記ガラスチョップドストランドを巻芯にロール状に巻き取る巻取工程を更に有し、
    　前記巻取工程では、前記長チョップドストランド層が内側に配置されるように巻き取る、請求項４に記載のガラスチョップドストランドマットの製造方法。
  6. 　請求項１又は２に記載のガラスチョップドストランドマットと、
    　前記ガラスチョップドストランドマットに積層されて接着された発泡樹脂シートと、を備える、自動車成形天井材。
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