JP2001140143A - ガラス繊維基材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 積層に際しポリオレフィン樹脂層と強固
に接着するガラス繊維基材を提供する。 【解決手段】 ポリオレフィン系接着剤で処理したガラ
ス繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業上有用なガラ
ス繊維基材に関する。さらに詳しくは、本発明は、例え
ば屋根材、壁材、床材等の建築用材料、例えば冬季に農
産物、有用植物を霜害から保護するための保護シート等
農業用材料、例えば散水ホースなどの家庭用材料、自動
車部品材料等として広範囲の産業分野で有用なガラス繊
維基材に関する。

【０００２】

【従来技術】ガラス繊維は、物理的特性、耐薬品性及び
熱寸法安定性が優れているので、例えば屋根材、壁材、
床材、防煙・防火シートなど種々の建築用材料として、
又、農業資材、家庭用品、自動車部品等として、従来繁
用されて来た。多くの場合、ガラス繊維がそのまま用い
られるのではなく、ガラス繊維と高分子樹脂との積層体
又は複合材料成形品として使用されてきた。そしてその
場合、ガラス繊維層を接着剤で処理したのち高分子樹脂
層と積層させた積層体乃至複合材料の形式で用いられる
場合が多い。高分子樹脂としては、優れた機械的性質、
耐薬品性、難燃性及び加工性を有している塩化ビニル樹
脂が最も繁用されて来た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年環境問題がますま
す深刻化する中で、塩化ビニル樹脂製品が焼却処理時に
燃焼条件如何によって猛毒の塩素ガスやダイオキシンの
発生源となることが判明し、さらには「環境ホルモン」
との関連性も問題視されるに至り、環境保全への地球的
関心の高まりを背景として、塩化ビニル樹脂の加工・使
用を回避すべく、その対応が急がれている。そのために
有力視されているのが、塩化ビニル樹脂のポリオレフィ
ン樹脂への切り替えであり、多くの分野で努力がなされ
ている。本発明は特にポリオレフィン樹脂層との積層の
ために工業的に有利な新規なガラス繊維基材を提供する
ものである。特に、ポリオレフィン樹脂層と積層した場
合に、接着性が強く、積層後には、機械的な剥離強度を
加えてもポリオレフィン樹脂層又は／及びガラス繊維層
の破壊なくして、ガラス繊維層とポリオレフィン層とを
分離乃至剥離させることができない程接着性に優れ、
熱、温度及び経過時間が積層体に加わってもその優れた
接着力が安定して持続する、理想的なガラス繊維基材を
提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、種々検討した結果、ポリオレフィン
系接着剤（特にアイオノマーポリオレフィン系接着剤）
で処理したガラス繊維基材の創製に成功すると共に、当
該基材が、ポリオレフィン樹脂と、例えば熱圧着により
積層した場合、両層の接着性が強めて強固であって、し
かも熱、温度、経過時間に安定であって、理想的なヒー
トシール性のよい基材であるとの新知見を得て、さらに
検討を重ねて本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち本発明は、（１）ガラス繊維とポ
リオレフィン系接着剤とを含有することを特徴とするガ
ラス繊維基材、（２）ポリオレフィン系接着剤で処理し
たガラス繊維布帛を含有することを特徴とするガラス繊
維基材、（３）前記（１）又は（２）のガラス繊維基材
と他基材の層とを積層させた積層体、（４）他基材の層
がポリオレフィン樹脂層であることを特徴とする前記
（３）の積層体、及び（５）ポリオレフィン系接着剤が
アイオノマ−であることを特徴とする前記（４）記載の
積層体、に関する。このようなガラス繊維層とポリオレ
フィン樹脂層からなる積層体は、さらに他の層と積層す
ることにより種々の産業用材料を得ることができる。

【０００６】本発明の基材は種々の産業上有用な用途を
有する。例えばガラス繊維に対してその両面にアイオノ
マ−、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタ
クリル酸共重合体、マレイン酸変性ポリプロピレンなど
をベ−スとした水性接着剤またはホットメルト型接着剤
など感熱性のポリオレフィン系接着剤で接着層を設けて
本発明の基材を構成し、種々の発泡ポリオレフィン樹脂
等のポリオレフィン系樹脂層を例えば熱圧着などの簡単
な接着法を用いることによってサンドウイッチ積層した
場合、積層体として良好な機械的性質を有し、而も表面
外観がよくかつ形状保持性が優れた積層体乃至ハイブリ
ド複合材料が得られるのである。このようにして得られ
る上記（３）、（４）又は（５）の本発明の積層体にお
いて、ポリオレフィン層（好ましくは発泡ポリオレフィ
ン樹脂層）をガラス繊維層の下面にポリオレフィン系接
着剤を介して、例えば熱圧着によって、さらにガラス繊
維層の上面に絵模様印刷意匠フィルム層を例えば熱圧着
で積層し、さらにその表面に保護フィルム層を設けるな
どしてエンボス加工を施せば、歩行感がよく、而も断熱
・遮音効果の優れた、従って居住性に優れた床仕上げ材
が得られる。また上記の意匠フィルム、保護フィルムを
用いる代わりに本発明の積層体をアルミ板又は鋼板など
と積層し、さらに適宜の化粧表面プラスチック層とをサ
ンドウイッチ積層することによって、内外装サイディン
グ材が得られる。なおこの際使用するガラス繊維として
ガラス繊維平織織布を使用した場合、織布の織り密度、
単位重量、厚さや開口率を調節し、かつ難燃剤を接着層
に混入することなどによって、適度の難燃性を賦与する
ことが可能であり、このようにして得られる建築材料は
従来使用されてきた塩化ビニル樹脂をベ−スとした建築
材料、例えばビニルタイル、ビニル積層タイルなど、ま
た塩化ビニル波板などを効果的に代替できる。

【０００７】

【発明の実施の態様】まず、本発明に用いられるガラス
繊維について説明すると、ガラス繊維の形態として、そ
れ自体がシート状を呈し、強化の対象となる母材として
の熱可塑性樹脂（好ましくはポリオレフィン樹脂）と積
層一体化する際に、積層可能な形態の物が好適に用いら
れる。例えば、ヤーンから織成された平織、からみ織、
朱子織、綾織等のガラスクロス、ロービングから織成さ
れたロービングクロス、直交ネット、からみ織、あるい
は編物などの織布状のもの、又チョップドストランドマ
ット、サーフェ−シングマット等の短繊維マットやある
いはダイヤモンドマット、スワールマット等の長繊維マ
ットなどによる不織布状のものが適用され、一般市販品
が便宜に適用される。ガラス繊維は布帛の形状が好まし
い。又ガラス繊維は樹脂強化ガラス繊維であってもよ
い。

【０００８】本発明に用いられるガラス繊維は、ガラス
繊維とそれ以外の一種以上の素材が介在する布帛であっ
てもよい。そのような布帛として、ガラス繊維と例えば
ポリエステル繊維、炭素繊維、ナイロン繊維、アラミド
繊維（例えばケブラー４９）、金属繊維（ステンレス繊
維、銅線等）及びＰＢＯ繊維（たとえば株式会社東洋紡
製のザイロン（登録商標）など）から成る群から選ばれ
る一種以上の繊維との混織物、混撚物、混紡物等が挙げ
られる。上記のガラス繊維やガラス繊維以外の繊維のそ
れぞれは、複合素材からなっていてもよい。そのような
複合素材繊維として、具体的には、例えば二重構造にな
っていて、芯側がポリエステル樹脂であって、当該ポリ
エステル樹脂をポリエチレン樹脂で被覆してなる繊維な
どが挙げられる。繊維の種類の選択は所望する機械的、
熱的や物理的特性やコストを勘案して適宜に行なう。

【０００９】又、ガラス繊維の素材としては、Ｅガラ
ス、Ｃガラス、Ａガラス等が好んで用いられる。本発明
で使用されるガラス繊維の製造において、自体公知の方
法に従った場合、通常集束剤が使用されるが、集束剤に
あらかじめ添加剤を加えて、ガラス繊維とポリオレフィ
ン系接着剤との密着性乃至相溶性を高めてもよい。

【００１０】そのような添加剤としては、具体的には例
えばポリエチレン系アイオノマー、ポリプロピレン系ア
イオノマー、ＥＡＡ（エチレン、アクリル酸共重合
体）、ＥＭＡＡ（エチレン、メタクリル酸共重合体）、
マレイン酸変性ポリプロピレン、ＥＶＯＨ（エチレン、
ビニルアルコール共重合体）などの変性ポリオレフィン
やУ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（У
−ＭＰＳ）等のシランカップリング剤を含むカップリン
グ剤が例示される。

【００１１】ガラス繊維を含む平織織布については、ガ
ラス繊維のみあるいはガラス繊維と上記それ以外の繊維
とを組合わせて、それぞれ経糸及び緯糸として、一本毎
に交錯した織り組織とすることによって、開口率が約１
０％〜９９．９％程度であり、かつ厚さが約０．０２ｍ
ｍ〜０．５ｍｍ程度であるような平織織布とするのが好
ましい。但し、開口率とは織布２５ｍｍ角、すなわち６
２５ｍｍ^２の面積における開口部分のパーセント比率で
ある。平織織布は、構造的に繊維の交錯状態が緊密であ
るため地合いが強く、積層体又は複合材料とした場合応
力負担が均等でかつ大きいことに加えて、上面にオーバ
ーレイした意匠フィルム・保護フィルムなどの表面プラ
スチック層へ平織織布の目が浮き出さないという大きな
特徴があり、からみ織など他の織物組織とは異なる効果
を奏する。

【００１２】なお、本発明にあっては平織織布の代わり
に直交積層ネット、多軸積層ネット又は編物を使用して
もよい。直交積層ネット又は編物の開口率及び厚さは、
平織織布と同程度でよい。このような直交積層ネット又
は編物は公知の方法又はそれに準じる方法によって容易
に製造されうる。

【００１３】本発明で使用される接着剤はポリオレフィ
ン系接着剤であり、具体的にはベースポリマ−としてポ
リエチレン系アイオノマー、ポリプロピレンアイオノマ
ー、マレイン酸変性ポリプロピレン、ＥＶＯＨ、ＥＡＡ
やＥＭＡＡなどの変性ポリオレフィンなどが挙げられ
る。さらに所望により上記したシランカップリング剤等
のカップリング剤を添加してもよい。これらの接着剤
は、通常はディスパージョン型、エマルジョン型又はホ
ットメルト型接着剤で使用されるが、特にディスパージ
ョン型が好ましい。ディスパ−ジョン型接着剤を使用す
る場合、ガラス繊維をディスパージョン型接着剤浴に浸
漬処理後、公知手段に従って乾熱乾燥させればよく、ま
たホットメルト型接着剤は、加熱によって軟化または溶
融させた後、ガラス繊維を浸漬処理するか若しくはガラ
ス繊維にホットメルト型接着剤を塗布適用処理し、その
後に冷却することによってポリオレフィン系接着剤をガ
ラス繊維に固着させればよい。いずれの接着剤において
も、ベ−スポリマ−としては、上記したエチレン系アイ
オノマ−、ＥＡＡやＥＭＡＡなど変性ポリオレフィン等
のポリオレフィン系接着剤が使用されるのであるが、特
にポリオレフィンなど汎用樹脂に対して良好な接着性を
示す、金属架橋結合を有するアイオノマ−が好ましい。
かかるベ−スポリマ−には必要または所望に応じて公知
の粘着付与剤、ワックス、酸化防止剤、難燃剤、充填
材、可塑剤など適宜配合してもよい。なお、かかる接着
剤を塗布適用するに先立って、当該ガラス繊維の表面に
は、適宜のプライマ−を塗布適用して一層強固な接着を
確保してもよい。ポリオレフィン系接着剤としてアイオ
ノマ−ベ−スの水性ディスパ−ジョン型接着剤は、特に
接着性と加工性において優れており、ガラス繊維を浸漬
処理後約１５０乃至１６０℃に加熱乾燥することによっ
てガラス繊維に接着剤層を好便に設けることが可能であ
り、このような水性接着剤としては、ケミパール（三井
化学株式会社製）やアクアテックス（中央理化工業株式
会社製）などが挙げられる。ガラス繊維に対するポリオ
レフィン系接着剤の適用割合は、接着剤のベ−ス樹脂の
種類によって異なるが、約５乃至２０重量％程度、好ま
しくは約５乃至１５重量％程度である。

【００１４】このようにして製造される本発明の基材
は、そのまま適宜にフィルムで包装して種々の積層体乃
至ハイブリド複合材料を製造する中間材料として供給販
売してもよく、また種々の弾性、硬質または可撓性のプ
ラスチック材料または金属材料をサンドウイッチ積層し
て所望とする積層体乃至ハイブリド複合材料、例えば弾
性床仕上げ材、サイディング材、また内装用壁紙、防水
ル−フィング材など機械的性質、耐薬品性の他に寸法安
定性に優れた工業材料に加工することができる。

【００１５】かくして製造された、本発明の基材は、中
間材料として供給・販売する場合はその両面を、好まし
くは耐薬品性で耐ガス透過性を有する、適度の強度を有
する単一層フィルムか複層ラミネ−トフィルムで着脱可
能に被覆包装し、基材の汚染や配合成分の漏出や散逸を
防止して品質を保持し、形状保持や相互接着の防止を確
保して取扱い・保管を容易にしてもよい。

【００１６】かくして製造された、本発明のガラス繊維
基材は、公知手段に従って発泡または非発泡の、好まし
くはボ−ド状または可撓性シ−ト状のポリオレフィン樹
脂層と、または所望によりさらにアルミニウム板、ステ
ンレス鋼板、トタン板などの金属材料また模様、色彩を
含む意匠フィルムと表面保護フィルムとを適宜の組合せ
てサンドウイッチ積層することによって、エンドレス弾
性床材、内装用壁紙、防水ル−フィング材やサイディン
グボ−ド材などハイブリド複合材料の製品とすることも
できる。

【００１７】本発明の好ましい実施態様について述べる
と、本発明に係るガラス繊維基材とサンドウイッチ積層
に使用するポリオレフィン樹脂層のポリオレフィンとし
ては、低密度、中密度および高密度ポリエチレンや超高
分子量ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレン−酢
酸ビニルコポリマ−、エチレン−プロピレンコポリマ
−、エチレン−プロピレン−ジエンタ−コポリマ−、プ
ロピレンのホモポリマ−およびコポリマ−からなる各種
熱可塑性ポリオレフィン、ブタジエン、イソプレンとス
チレンをベ−スとした各種熱可塑性エラストマ−類など
が挙げられる。これらのポリオレフィン樹脂は、必要な
場合は用いる樹脂に応じて分解性発泡剤、石油系溶剤な
どの揮発性発泡剤を用いて低発泡成形法または高発泡成
形法を用いた公知の方法で発泡プラスチックとし、断熱
機能、衝撃吸収機能、軽量機能、遮音・吸音機能、弾性
機能、装飾機能などを付与してもよい。積層は自体公知
の熱圧着によって行なわれる。かくしてガラス繊維基材
層はポリオレフィン樹脂層に強固に接着され、その接着
性は熱、湿度、光に対して経時的に安定であって、両層
を剥離するために力を加える場合、ガラス繊維層又は／
及びポリオレフィン樹脂層の破壊なくして、両層を引き
離すことはできない。上記積層体のガラス繊維基材の下
面にポリオレフィン樹脂層が接して積層されているとす
ると、ガラス繊維基材の上面に、自体公知の手段、例え
ば熱圧着によって、公知の意匠フィルム層を積層してよ
い。なお意匠フィルムにも所望によりガラス繊維基材と
の接着性を上げるため公知のプライマー処理をしてもよ
い。意匠フィルム層の上にさらに保護フィルム層を積層
してもよい。又、保護フィルム層にエンボス加工しても
よい。

【００１８】意匠フィルム層の上に積層される保護フィ
ルムは、機械的性質、熱的性質の他特に透明性に優れた
ものがよく、例えばポリエステル、アラミドなど単独プ
ラスチックフィルムやポリエステル、ナイロン、ポリエ
チレン、ＥＶＡ鹸化物などのプラスチックラミネ−トフ
ィルム、アイオノマーフィルムなどの透明なフィルムが
挙げられる。さらに保護フィルム層にエンボス加工を施
せば、居住性に優れた床材が製造される。

【００１９】かくして、本発明に従った基材を用いて得
られた汎用プラスチックベ−スの積層体乃至ハイブリド
複合材料は、異種の基礎材料や高機能材料を併用しかつ
ガラス繊維を基材としているため機械的強度、熱的性
質、耐薬品性、外観などの諸特性が著しく改善されてお
り而もコストの上昇が最低限に抑えられるため、各種工
業分野において高機能材料として幅広い用途を有する。

【００２０】

【実施例１】以下に実施例を記載して、本発明を詳細に
説明する。積層体を製造するための基材として、目開き
平織グラスファイバ−クロス（ユニチカグラスファイバ
−社製、品番Ｍ８５Ｆ１０４）をアイオノマ−水性接着
剤ディスパ−ジョン液（三井化学株式会社製、商品名、
ケミパールＳ−３００）に浸漬処理し、接着剤付着率を
１５％となるようにマングルで過剰付着ディスパ−ジョ
ンを絞り取った後、１５０℃で乾熱乾燥させて、本発明
に従った基材を製造した。

【００２１】

【実施例２】実施例１で得られたガラス繊維基材に厚さ
１００μｍのポリエチレンシートを重ねて市販の低圧カ
レンダー機で常法に従って、１４０℃で熱圧着して積層
体を製造した。ＪＩＳＫ６８４５に従って、９０°剥離
試験を行なった結果、両層の剥離前に樹脂層が破壊した
ことによって、満足すべき性能を有する積層体であるこ
とが判明した。

【００２２】

【発明の効果】本発明のガラス繊維基材はポリオレフィ
ン樹脂層と強固に接着して、機械的接着強度及び熱寸法
安定性に優れた積層体を与える。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス繊維とポリオレフィン系接着剤と
   を含有することを特徴とするガラス繊維基材。
2. 【請求項２】 ポリオレフィン系接着剤で処理したガラ
   ス繊維布帛を含有することを特徴とするガラス繊維基
   材。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のガラス繊維基材と他基
   材の層とを積層させた積層体。
4. 【請求項４】 他基材の層がポリオレフィン樹脂層であ
   ることを特徴とする請求項３の積層体。
5. 【請求項５】 ポリオレフィン系接着剤がアイオノマ−
   であることを特徴とする請求項４記載の積層体。