JP2001508711A - ガラス繊維と薄葉紙とで作られた層を有する複合織物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多層織物(20)を、チョップトガラス繊維ストランドマット(34)、少なくとも一層の連続ガラス繊維ロービング(22,28,30,32)および多孔質薄葉紙の裏地層（36）から調製する。薄葉紙(36)を、チョップトストランドマット(34)の第一の面上に配置する。ロービング層(22，28，30，32)を、マット(34)の反対側の面上に置く。これらの層を、一緒にステッチ結合して、複合製品の強化材として使用する際に有利な樹脂湿潤性をもつ、複合織物を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラス繊維と薄葉紙とで作られた層を有する複合織物 発明の分野および産業上の利用性 本発明は、一般的にはチョップトガラス繊維ストランドマットを含む、複合織 物に関するものである。この複合織物は、更に１又は２以上の連続ガラス繊維ロ ービングの層およびチョップトストランドマットを包囲する薄葉紙の裏地層をも 含む。これら種々の層を一緒にステッチ結合して、この複合織物を形成する。 この織物は、様々な用途、例えばプラスチック成形部品または複合製品におけ る補強部材として使用できる。例えば、本発明の織物は、適当な樹脂を湿潤また は含浸させて、ポール(例えば、照明用のまたは電気通信用のポール)、バスおよ びトイレ、自動車およびブァンルーフ、形材、バンパー、エンジンカバー、ブレ ード(例えば、ウインドミル用のブレード)、およびスキーおよびスノーボードを 製造することができる。 発明の背景 ガラス繊維ロービングの層を含む複合織物は、当分野において一般的に知られ ている。例えば、製紙におけるガラス繊維の使用は、以前から公知である(例え ば、Brandonに付与された米国特許第5,318,844号明細書を参照のこと)。高耐熱 性繊維は、寸法安定性、耐火性および曲げ強さを与える、可撓性の織物または紙 に成形されている。これらの紙は、公知の製紙装置を使用して製造されており、 ここではステープルファイバーが均一な層状に配置され、繊維層は圧縮されて、 紙または織物とされる。 これらの多層、複合織物は、通常、ガラス繊維のランダムに配置されたストラ ンドの層を含むチョップトマットにより支持されている。このチョップトストラ ンドマットを製造するための、多くの公知の方法は、バインダー、接着剤、糊ま たは他の水分含有ペーストを使用して、繊維を結合し、チョップトストランドマ ットを製造する必要がある。これらの方法は、バインダー、接着剤、糊またはペ ーストを乾燥し、あるいは硬化する工程を必要とする。従って、このような方法 は、余分な材料の使用を含み、複合織物を製造するときに余分な時間を必要とす る。 種々の複合織物が公知である。Whitely等に付与された米国特許第4,499,134号 明細書は、厚さが約0.01〜0.05インチ(約0.254〜1.27mm)で嵩密度が5〜15lb/ft³ (80.092および240.277kg/m³)の範囲内にある紙、およびこの紙の１以上の面に配 置された、ガラス繊維等の繊維で構成されているのがよい、耐摩耗性かつ耐熱性 のスクリムを含む複合体を開示している。Bean等に付与された米国特許第4,983, 453号明細書は、ガラスロービングストランドおよび一般的には100〜800g/m³の 坪量をもつセルロースマットから作成された、複合引き抜き成形製品を開示して いる。 種々の複合織物材料が知られているが、強化複合製品の製造に使用する場合に 、樹脂による高い湿潤または含浸性をもつ複合織物に対する需要がある。更に、 有利な湿潤または含浸性をもつ、比較的低コストの織物に対する需要もある。 更に、複合織物の多重層を支持する、チョップトストランドマットを形成する 際の、バインダー、接着剤またはペーストの必要性を排除する、改良された複合 織物に対する需要もある。また、複合織物用チョップトストランドマットを製造 する際の、乾燥または硬化工程を排除する、このような多層複合織物の製造法に 対する需要もある。 発明の概要 従って、本発明の目的の一つは、低コストで製造可能な、改善された湿潤性を もつ、複合織物を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、マットを乾 燥または硬化工程を必要とすること無しに製造できる、多層複合織物の製法を提 供することにある。 このような目的は、本発明の複合織物により達成され、複合織物は、チョップ トガラス繊維またはストランドマット、薄葉紙裏地、および少なくとも１層の、 好ましくは連続繊維で作成される、ガラス繊維ロービングを含む。チョップトガ ラス繊維ストランドマットは、二つの面を有し、かつランダムに配置されかつ配 向されたガラス繊維ストランドを含む。薄葉紙裏地は、チョップトストランドマ ットの第一の面に配置され、マットを支持する。チョップトストランドマットは 、好ましくは本質的に接着剤、バインダー、ペーストまたは糊を含まない。各ロ ービング層は、好ましくは複合織物の軸に沿って、一方向に配列された、複数の ガ ラス繊維ロービングを含む。ガラスロービング層は、チョップトストランドマッ トの反対側の側面に配置される。複合織物の種々の層、即ち薄葉紙裏地、チョッ プトストランドマットおよびガラスロービング層は、一緒にステッチ結合されて 、複合織物を生成する。 本発明の好ましい態様による、多層複合織物の製法の好ましい一態様は、薄葉 紙裏地を作成し、薄葉紙層上に、ランダムに配置されかつ配向された様式で、チ ョップトガラス繊維ストランドを配列し、かくして薄葉紙裏地の面上に、チョッ プトストランドマットを形成する。次に、連続ガラス繊維ロービングを、チョッ プトストランドマット上に載せ、次いで薄葉紙裏地、チョップトストランドマッ ト、およびガラス繊維ロービング層を、一緒にステッチして、本発明の複合織物 を生成する。 本発明の織物の有利な特徴の一つは、複合製品の製造における強化材として使 用する場合の、ポリマー樹脂による改良された湿潤性および含浸性である。樹脂 はより一層容易に複合織物を湿潤し、かつ含浸する。というのは、薄葉紙が織物 の全体としての吸収性を高めているからである。更に、ステッチにより織物中に 形成された孔、並びにマット内のチョップトガラス繊維間の開口が、樹脂の含浸 性の改善に役立つ。また、低コストの裏地を使用したことにより、コスト減が達 成される。対的に、ガラス繊維マットまたは複合織物用の裏地として使用される 公知の材料は、よりコスト高であるばかりか、湿潤性における改善を与えない。 本発明のこれらおよび他の利点、目的および特徴は、添付図との関連で以下に 記載される詳細な説明から明らかとなろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による複層複合織物の平面図である。 第２図は、第１図のライン2-2に沿った、第１図の複合織物の断面図である。 第３図は、第１図の複合織物の一部分の分解斜視図である。 本発明の詳細な説明および好ましい態様 本発明の複合織物は、一緒にステッチ結合されて、単一の製品を生成する、種 々の層を含む。これらの層は、チョップトガラス繊維マット、１または２以上の 連続ガラス繊維ロービング層、および薄葉紙の裏地を含む。この複合織物は、多 数 の用途をもつが、織物が、プラスチック製品用の支持体、強化材、またはベース を構成する場合の、熱可塑性または熱硬化性樹脂から、複合製品を当分野で周知 の方法により製造する上で、特別な用途をもつ。 添付図を参照すると、同様な参照番号は、幾つかの図面全体を通して、類似の 対応する部品を示しており、添付図には、本発明による複合織物20の好ましい態 様が、概略的に示されている。複合織物20は、複数の層を含み、より詳しくは頂 部のガラス繊維ロービング層22およびガラス繊維ロービング層28、30、32を含ん でいる。複合織物20は、また、チョップトガラス繊維ストランドマット層34およ び薄葉紙裏地層36をも含む。複合織物20の種々の層は、第１図に好ましいジグザ グパターンで示されている、縫製糸26により一緒にステッチ結合されている。頂 部層22は、多数の、一方向的に配列された、ガラス繊維ロービング24を含む。各 ロービング24は、捩じれ無しにほぼ平行な配列で、一緒に集められた、多数のガ ラス繊維フィラメントを含む。 チョップトストランドマット34は、ランダムに配置され、かつ配向されたガラ ス繊維ストランド35の層を含み、ストランドは、第２および３図において模式的 に示されている。以下に記載されるような、公知の乾式堆積法によりストランド 35を堆積させるのがよい。ガラス繊維ストランド35は、相互に絡み合ってマット 34を形成する。チョップトストランドマット34は、実質的に接着剤、バインダー 、ペーストまたは糊を含まないのが好ましい。マット34は、軽量でしかもガラス 繊維ロービング層22、28、30、32用の支持体を与える。好ましくは、マット34は 、約0.50mm〜約3.00mm、より好ましくは約1mm〜約2mmの範囲内の厚味を持ち、か つ約0.040lb/in³〜約0.080lb/in³(1.11〜2.21g/cm³)の範囲の嵩密度を有する。 チョップトストランドマット34は、対向する水平面38および40を有し、その上に は以下に記載するように、付随的な層が設けられている。 チョップトストランドマット34を形成している、ガラス繊維ストランド35また はフィラメントは、当分野で公知の適当なタイプのガラス繊維、例えば種々の長 さに裁断されたロービングまたは種々の長さに裁断されたコスモストランド（Co smostrand;単一端部ダイレクトマルチコンパーチブルロービング(single-end direct multicompatible roving)）を含む。本発明において使用できるチョップ トストランドマットの例は、Owens Corningおよび他の幾つかの製造元から入手 できる。繊維35は、ステープルまたは連続形状の何れであってもよい。例えば、 チョップトストランドマット34の製法の一つは、ガラス繊維を連続フィラメント 形状に押し出し、かつ連続フィラメントを絡み合いかつもつれさせる工程を含む 。同様に、マット34を、ランダムに配列され、かつ配向されたステープルフィラ メントから生成してもよい。 薄葉紙裏地層36は、チョップトストランドマット34の下側面40に設けられる。 裏地36は、特に以下に記載する複合織物20の製法においては、ガラス繊維ストラ ンド35およびマット34用の支持体を与える。薄葉紙裏地層36は、約20g/m²〜約60 g/m²、より好ましくは約20g/m²〜約35g/m²の範囲内の嵩重量(bulk weight)をも つ標準的な薄葉紙製品を含む。薄葉紙裏地層は、嵩重量が25g/m²であるのが最も 好ましい。比較的多孔質であり、かつ木材、植物またはボロ繊維から公知の方法 で製造できる、公知のまたは標準的な薄葉紙を使用することが、裏地層36を製造 するのに好ましい。適当な薄葉紙は、Errebi Paper Srl(Cuneo．Italy)およびそ の他の供給元から入手できる。薄葉紙裏地は、本発明の複合織物を製造するため に使用できるが、使用時に織物に構造的結合性を付与する必要はない。従って、 この層は、高温を適用した際に、例えば織物の性能に悪影響を与えること無しに 、部分的にまたは完全に破壊される可能性がある。薄葉紙裏地36は、チョップト ストランドマット34を、如何なる接着剤、バインダー、ペーストまたは糊をも使 用するこなしに作成できるように、チョップストランドマット34を支持するのが 好ましい。 ガラス繊維ロービング層22は、複数のロービング24を含む。各ロービング24は 、概して捩じれ無しに、ほぼ平行な配列で一緒に集められた、複数のガラス繊維 23を含む。ロービング24は、複合織物20の長軸に沿って、一方向に配列される。 このため、各ロービング24は、一般的に各他のロービング24と平行である。従っ て、ガラス繊維ロービング層22は、複合織物20の長軸に沿った強度を高める。ガ ラス繊維ストランド23は、ステープルまたは連続形状の何れであってもよい。ガ ラス繊維ロービング層22の製造において、ガラス繊維23 は、連続フィラメント形状に押し出すことができる。ガラス繊維は、公知の様式 で、複数の他のガラス繊維と組み合わせることができる。ガラス繊維ストランド を束ねて、ガラス繊維ロービング24を形成するのが好ましい。あるいはまた、短 い均一な長さのステープル繊維を、公知の湿式または乾式堆積法によって、ガラ ス繊維ロービング層とすることができる。 ガラス繊維ロービング28は、ロービング層22と同様である。しかしながら、層 28内のロービング42は、複合織物20の長軸から約+45°の角度で一方向に配列さ れている。複数のガラス繊維ストランド23を捩じれ無しにほぼ平行に束ねて、層 28のロービング42を形成する。ガラス繊維ロービング42は、複合織物20に、ロー ビング42の方向に沿った、即ち複合織物20の長軸から約+45°の角度をなす軸に 沿った強度を与える。 ガラス繊維ロービング層30において、ロービング44は、複合織物20の長軸から 約-45°の角度をなして、一方向に配列されている。このように、層30のロービ ング44は、層28内のロービング43に対してほぼ直交している。ガラス繊維ロービ ング層30は、複合織物20の長軸から約-45°の角度をなす軸に沿った強度を与え る。 ガラス繊維ロービング層32は、複合織物20の長軸に対してほぼ直角に、一方向 に配列された、複数のロービング46を含む。各ロービング46は、捩じれ無しにほ ぼ平行な配列で束ねられた、多数のガラス繊維ストランド23を含む。ガラス繊維 ロービング層32は、複合織物20に、複合織物20の長軸に対して直角な軸に沿った 強度を与える。 好ましくは、各ガラス繊維ロービング層22、28、30、32は、約0.50mm〜約3.00 mm、より好ましくは約1mm〜約2mmの範囲の厚みをもつ。ロービング層22、28、30 、32は、チョップトストランドマット34の反対側面38に重ねられる。詳細には、 ロービング層32の下側面48が、チョップトストランドマット34の上側面38と接し ている。ロービング層30は、ロービング層32の上側面50上に重ねられる。ロービ ング層28は、ロービング層30上に重ねられ、かつロービング層22は、ロービング 層28上に重ねられる。これら種々のガラス繊維ロービング層は、所定の設計に適 した、任意の所定の順序で配列し得る。さらに、 複合織物20は、図示した４つのロービング層22、28、30、32よりも多くの、また はそれより少ないロービング層を備えていてもよい。複合織物20が、複合織物20 に付随的な強度および結合性を与えるように少なくとも２つのロービング層を含 んでいるのが典型的である。 複合織物20の種々の層（図示した態様においては、頂部ガラス繊維ロービング 層22、ガラス繊維ロービング層28、30、32、チョップトストランドマット34、お よび薄葉紙の裏地層36）を、ステッチにより一緒に結合して、単一の製品を形成 する。縫製糸26は、複合織物20の頂部面から、種々の層を介して、織物20の下部 面まで、任意の適当な縫製またはステッチパターンで通されている。縫製糸26は 、ロービング中のフィラメントと同様な材料、即ちガラス繊維を含むことができ る。しかしながら、縫製糸26はポリマー材料、例えばポリアミド、ポリエステル 、またはポリプロピレン材料を含むことが好ましい。適当な縫製糸は、種々の供 給元、例えばLa Seda de Barcelona(Barcelona，Spain)から入手できる。好まし い一態様において、縫製糸26は、ジグザグパターンを形成する。このようなジグ ザグパターンにおいて、縫製糸26は、交互綾目状に、層22の頂部面25上のロービ ング24と交差している。縫製糸26は、複合織物20を、層22の個々のガラス繊維ロ ービング24間において、貫通している。複合織物20は、ガラス繊維ロービング層 22、28、30、32の方向における高い強度を持つ、軽量かつ自己支持型の製品であ る。 好ましい方法において、これら種々の層を組み込んだ複合織物20は、以下のよ うにして形成する。好ましくはまず薄葉紙の層36を、支持体（図示せず）表面上 に載せる。この方法では、次に、順次、ほぼ均一なチョップトガラス繊維ストラ ンド35を、薄葉紙の層36上に載せ、これによって薄葉紙の裏地層36の側面上に、 チョップトストランドマット34を形成する。チョップトガラス繊維ストランド35 は、ランダムに配置されかつ配向された様式で設けられる。薄葉紙の層36は、ガ ラス繊維ストランド35の支持体または裏地を形成し、かくしてチョップトストラ ンドマット34の製造における、如何なるバインダー、ペーストまたは糊の必要性 も排除される。次いで、複数のガラス繊維ロービング46を、マット34上に載せて 、その上に第一のガラス繊維ロービング層32を形成する。 このロービング46は、複合織物の長軸に対して実質的に直交する一方向に配置さ れる。各ロービング46は、捩じれ無しにほぼ平行な配列で、一緒に集められた多 数のフィラメントまたは繊維23を含む。次に、ガラス繊維ロービング30の付随的 な層を、第一のロービング層32の上に、第一の層と実質的に同一の様式で、例え ばもう一つの軸に対して一方向に、例えば複合織物の長軸に対して実質的に直交 するように配置される。ガラス繊維ロービングの付随的な層22、28も、同様に順 次所望のごとく異なる軸に沿って、前のロービング層上に、配置することができ る。これら種々の層を、次に適当な様式で糸により一緒にステッチして、複合織 物を形成する。 以上、本発明の好ましい態様および局面を説明した。当業者は、本発明の精神 を逸脱すること無しに、種々の改良が可能であることを認識するであろう。従っ て、本発明は、上記詳細な説明により何等限定されるものではなく、添付した請 求の範囲およびその等価なものによって規定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1.（a）第一の面と、該第一の面に対向する第二の面とを有し、ランダムに配置 されたチョップトガラス繊維ストランドの層を備えているチョップストランド マットと、 該チョップトストランドマットの該第一の面上に設けられた、ガラス繊維ロ ービングの第一のロービング層と、 約20g/m²〜約60g/m²の範囲の嵩重量を有し、前記チョップトストランドマッ トの第二の面上に配置されて、チョップトストランドマットを支持している、 多孔質薄葉紙裏地層とを含む複数の層と、 （b）該複数の層を一緒に結合しているステッチ糸とを備えていることを特 徴とする、織物。 2.（a）(i)第一の面と、該第一の面に対向する第二の面を持ち、ランダムに配置 されたチョップトガラス繊維ストランドを含むチョップストランドマットと; 該チョップトストランドマットの第一の面上に設けられた、ガラス繊維ロービ ングの第一のロービング層と;約20g/m²〜約60g/m²の範囲の嵩重量を有し、 前記チョップトストランドマットの第二の面上に配置されて、該チョップトス トランドマットを支持している多孔質薄葉紙裏地層と;を含む複数の層と、 （ii）該複数の層を一緒に結合しているステッチ糸とを含む、強化織物と、 （b）該強化織物を含浸しているポリマー樹脂とを含有することを特徴とす る、複合製品。 3.（a）(i)約20g/m²〜約60g/m²の範囲の嵩重量を有する、多孔質薄葉紙裏地層の 面上に、ランダムに配置されかつ配向された状態で、チョップトガラス繊維を 配置して、チョップトストランドマットを形成し、および （ii）該チョップトストランドマット上に、ガラス繊維ロービングを配置さ せて、第一のロービング層を形成する工程により複数の層を形成し、 （b）糸で、該複数の層をステッチすることを特徴とする、織物の製造方法 。