JPH0775846B2

JPH0775846B2 - ガラス繊維マット並びにスタンプ成形用シートの製造法

Info

Publication number: JPH0775846B2
Application number: JP3335867A
Authority: JP
Inventors: 啓太郎井上; 千春伊藤; 昌道田口; 浩一示野
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH05147032A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スタンプ成形用シート
の製造に特に好適なガラス繊維マット並びにスタンプ成
形用シートの製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス繊維マット等の補強材に、熱可塑
性樹脂を含浸させたシートは、スタンプ成形法によりＦ
ＲＴＰを製造するための成形材料（スタンプ成形用シー
ト）として広く用いられる。又、補強材としては、ガラ
ス繊維よりなるマットが用いられることが多い。ガラス
繊維マットとしては、長尺のガラス繊維束をルーブ状に
堆積させたＣＳＭ又はガラス繊維束切断物（ＣＳ）を堆
積させたＣＭ、或はＣＳを分散液中に投入撹拌して開繊
し、抄紙することによって得られるガラス紙等が用いら
れる。補強材と熱可塑性樹脂シートとを重ねて挟圧、加
熱し、或は補強材に熱可塑性樹脂の粉末を撒布し、加
圧、加熱する等の方法で補強材に、軟化、或は溶融した
熱可塑性樹脂を含浸することにより、スタンプ成形用シ
ートが製造される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術は、次のよう
な問題点を有する。ＣＳＭは製造が容易で、低コストで
製造できるが、ＣＳＭを補強材として用いたスタンプ成
形用シートは成形性が悪く、複雑な曲面或は細い凹凸を
有するＦＲＴＰ成形品を製造することは困難である。
又、単に長尺のガラス繊維束を堆積させただけでは、繊
維束同志は互いに結合されていないので、ハンドリング
が悪く、ハンドリング性を向上させるためには、結合剤
（マットバインダ）を附与して、繊維束同志結合する必
要がある。マットバインダの附与は、粉末状の樹脂をＣ
ＳＭの上部に撒布することによって行なわれるが、樹脂
粉末がＣＳＭ中を通り抜けてしまい、歩留りも悪く、作
業環境を悪化させる。更に、ＣＳＭに熱可塑性樹脂を含
浸させると、マットバインダにより樹脂の含浸が阻害さ
れることがある。さらに又、マットバインダは、ＣＳＭ
に含浸せしむべき熱可塑性樹脂の種類に応じて、その種
類を変える必要があり、汎用性が失われる。

【０００４】ＣＭを用いることにより成形性を向上させ
ることができるが、ＣＭはＣＳＭに比し更にハンドリン
グ性が悪く、更に多量のマットバインダを使用する必要
が生じ、マットバインダに起因する上述の欠点は一層大
となる。

【０００５】ニードリングにより、ガラス繊維束同志
を、マットバインダを使用することなく、結合すること
も提案されているが、ニードリング法は、複雑な設備を
要するだけでなく、針を上下する間、マットを一旦停止
させる必要があるため、生産性が低く、又折損した針が
マットに混入することもある。ガラス紙はハンドリング
性も良好であり、ガラス紙を用いたスタンプ成形用シー
トは成形性も良好であるが、抄紙設備は高価であり、コ
ストも大きく、生産性も低い。

【０００６】本発明は、前述した従来技術の問題点を解
消し、成形性も良好であり、製造も簡単で、熱可塑性樹
脂の含浸性も良好なガラス繊維マット並びにスタンプ成
形用シートの製造法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の目的を達成するために、開繊した長尺のガラス繊維束
がループ状をなして堆積した第１層と、ガラス繊維束切
断物が堆積した第２層とよりなる積層物に、高速の空気
流を貫通させ、繊維束同志を結合させることによりガラ
ス繊維マットを製造し、又開繊した長尺のガラス繊維束
がループ状をなして堆積した第１層と、ガラス繊維束切
断物が堆積した第２層とよりなる積層物に、高速の空気
流を貫通させて繊維束同志を結合させ、次いで熱可塑性
樹脂を繊維束に含浸させることによりスタンプ成形用シ
ートを製造する。

【０００８】次に、請求項１記載の本発明を、図１、図
２に基いて更に具体的に説明する。ブッシングから引出
したガラス繊維に集束剤を付与、集束してガラス繊維束
（ストランド）とする。ストランドとしては平均直径６
〜２５μｍ、望ましくは９〜２０μｍのガラス繊維を、
５０〜８，０００本、望ましくは８０〜４，０００本集
束してなる、Ｔｅｘ即ち、１，０００ｍ当りの重量（ｇ
ｒ）が１０〜１０，０００、望ましくは１５〜５，００
０のものが適当である。集束剤としては、被膜形成剤と
して、ポリオレフィンエマルジョン等を０．２〜５ｗｔ
％、望ましくは０．５〜３ｗｔ％、潤滑剤としてステア
リン酸とテトラエチレンペンタミンの縮合物等を０．０
１〜０．１ｗｔ％、望ましくは０．０２〜０．０８ｗｔ
％、アミノシラン等のカップリング剤を０．０５〜１．
５ｗｔ％、望ましくは０．１〜１ｗｔ％含むものが適当
である。％集束剤の附与量は、固型分として、ガラス繊
維に対し０．０１〜２ｗｔ％、望ましくは０．０５〜
１．５ｗｔ％とするのが適当である。集束剤を附与した
ガラス繊維は、常法に従って集束してストランドとな
し、巻取ってケーキとする。ケーキは通常加熱装置へ送
って加熱、乾燥する。

【０００９】複数のケーキ（図示せず）を架台（図示せ
ず）に載置し、ケーキからストランド１を引出し、常法
にしたがって、開繊装置２に送り、空気流により開繊
し、開繊した長尺のガラス繊維束（開繊ストランド）３
とする。開繊装置２から空気流で噴射された開繊ストラ
ンド３を、邪魔板４に当ててコンベア５上に落下させ、
ループ状に堆積させて第１層６とする。第１層の堆積量
は１０〜２，０００ｇｒ／ｍ² 、望ましくは５０〜１，
０００ｇｒ／ｍ² とするのが適当である。

【００１０】コンベア５の上部に設置された切断装置７
へ、ストランド８を送り切断する。切断装置は、カッタ
ーロール９、ゴムロール１０とで構成されている。１１
はカッター刃である。切断物１２を第１層上に落下堆積
させ、第２層１３を形成させ、堆積物１４をうる。切断
長さは、３〜１，０００ｍｍ、望ましくは６〜３００ｍ
ｍ、堆積量は、１０〜２，０００ｇｒ／ｍ² 、望ましく
は５０〜１，０００ｇｒ／ｍ² とするのが適当である。
ストランド８としては、未開繊のものを使用できるが、
ストランド１と同様に開繊したものを使用するのが望ま
しく、ストランド１と同様な方法で開繊できる。なお、
ストランド８としては、平均直径６〜２５μｍ、望まし
くは９〜２０μｍのガラス繊維を５０〜８，０００本、
望ましくは５０〜４，０００本集束してなる、Ｔｅｘ即
ち、１，０００ｍ当りの重量（ｇｒ）が１０〜１０，０
００、望ましくは１５〜５，０００のものが適当であ
る。集束剤としては、被膜形成剤として、ポリオレフィ
ンエマルジョン等を１〜１０ｗｔ％、望ましくは２〜６
ｗｔ％、潤滑剤として、ノニオン系界面活性剤等を０．
０５〜１．５ｗｔ％、望ましくは０．１〜１．０ｗｔ
％、アミノシランのようなカップリング剤を０．０５〜
１．５ｗｔ％、望ましくは０．１〜１ｗｔ％含むものが
適当である。集束剤の附与量、固型分としてガラス繊維
に対し０．１〜１．５ｗｔ％、望ましくは０．２〜１．
５ｗｔ％とするのが適当である。

【００１１】積層物１４を、繊維束結合装置１５へ送
り、高速空気流を吹付けて、空気流を積層物中を貫通さ
せることにより、ストランド同志を結合しうることが判
明した。このように得られたガラス繊維マット（本マッ
ト）１６を構成するガラス繊維束同志は、充分強固に結
合されており、ハンドリング性も良好で、熱可塑性樹脂
の含浸性も良好で、又ガラス繊維同志は成形時に自由に
動くことができ、本マットを補強材として使用すること
により、成形性の良好なスタンプ成形用シートをうるこ
とができた。

【００１２】次に、繊維結合装置１５、及び結合方法に
ついて詳細に説明する。このようにして得られたマット
状の積層物１４に向けて、高速の空気流を吹付けて、高
速の空気流を本積層物中を通過させる。この空気流によ
りガラス繊維束は開繊され、互いに絡み合ってガラス繊
維束同志が結合される。空気流は本積層物の一方の面
（例えば上面）のみから吹付けることもできるが、その
両面から吹き付けるのが特に望ましい。この際、積層物
の上、下両面から吹き付ける空気流の位置を、水平方向
に若干ずらすのが適当である。空気流の流速は、５０〜
２００ｍ／ｓｅｃ、望ましくは１００〜１７０ｍ／ｓｅ
ｃとするのが適当である。この流速があまり小さいと、
本発明の効果が充分でなく、又この流速があまり大きい
と、ストランドの破損が生じ易い。

【００１３】空気流を吹付ける方法に特に限定はない
が、図１、図２に示すように空気噴出管（ノズル）１
７，１８を、積層物の上面及び下面に近接して多数配列
し、このノズルに、高圧空気を供給して噴出させるのが
実際的である。高圧空気の圧力を、２〜１０ｋｇ／ｃｍ
² Ｇ、望ましくは４〜７ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、ノズルの内径
を、１〜５ｍｍφ、望ましくは２〜４ｍｍφとすること
により、好適な結果をうることができる。又、ノズル同
志の間隔（ノズル中心間の距離）は、ノズル内径の１．
０５〜３倍、望ましくは１．１〜１．５倍とし、上部の
ノズル１７及び下部のノズル１８の位置を、図２に示す
ように若干ずらすのが適当であり、又、ノズル１７，１
８は２列以上に配列するのが好ましい。（図面では１列
のみ示されている。）更に又、積層物１４を一対の網状
体で挾圧支持した状態で、高速の空気流を吹き付けるの
が好ましい。

【００１４】網状体は、細い金属線で構成し、その目の
大きさは３〜１０ｍｍ程度とするのが適当である。網状
体で無端ベルトを構成し、このベルトを所定速度で回転
させることにより、積層物１４を所望速度で移動させる
のが実際的である。図１、図２に示す態様においては、
コンベア５、コンベア１９を上記のような網状体よりな
る無端ベルトで構成しており、又、堆積物は金網で形成
されたコンベア１９の自重により、コンベア５に押圧さ
れ、コンベア５，１９で挾圧、支持される。なお、図
１、図２で示す態様においては、ノズル１７，１８、コ
ンベア１９は２ケ所に配列されているが、これらは１ケ
所のみに配列してもよく、又、３ケ所以上に配列するこ
ともできる。

【００１５】又、ノズルに圧縮空気を供給してノズルか
ら噴出させる代りに、下面に複数の小孔を穿設した密閉
容器に圧縮空気を供給して小孔から噴出せしめてもよ
く、或は又、本積層物の上面に密着して、小孔を有する
多孔板を設け、断面積の大きい空気流を多孔板を通して
本積層物に吹付けることもできる。又、上記の多孔板と
しては、パンチングメタルを用いることができるが、多
孔板を積層物に密着させ、積層物を多孔板で押圧した状
態で、高速の空気流を吹付けるのが望ましい。例えば、
表面を多孔板で形成した円筒状の回転ロールを、その表
面速度が積層物の送り速度と同一となるように回転さ
せ、回転ロール中に設けた複数のノズルから高速空気を
噴出させることにより、効率よく連続的にガラス繊維マ
ットを製造することができる。

【００１６】このように空気流を吹付けると、積層物を
構成するストランドはモノフィラメント或は少数のモノ
フィラメントの引揃え物に開繊され、開繊によって生じ
たモノフィラメント等が互いに絡み合って、ストランド
同志が長手方向に沿った複数個所で結合されたガラス繊
維マット１６が得られる。なお、２０はマットの巻取り
ロールである。なお又、積層物を間欠的に移動させ、積
層物の停止時にのみ空気流を吹き付けることもできる
が、本発明においては積層物を連続的に移動させ、その
間絶えず空気流を吹き付けることも可能であり、生産性
を向上させることができる。

【００１７】本ガラス繊維マットを構成するストランド
同志は、モノフィラメント等がその長手方向に沿った複
数の個所で三次元的に絡み合うことによって結合されて
いるので、マットを巻取り、又は巻戻す際、ストランド
がバラバラになることはなく、しかもストランド同志は
比較的自由に三次元方向に相対的に動きうるので、マッ
トを深絞りしてもマットが破断したり、ストランドの分
布が不均一となることもない。又、ストランド同志は、
マットバインダを使用することなく結合されているの
で、マットバインダに起因する樹脂含浸の阻害が生じる
こともない。

【００１８】なお、上記説明中には、一旦ストランドを
巻取り、乾燥した後引き出して堆積させるように説明し
たが、ブッシングから引出されたストランドを、直接コ
ンベア上に落下させることもでき、又、一旦乾燥したス
トランドに水分を附与して湿らせてからコンベア上に落
下させることもできる。ストランドが湿った状態で高速
の空気流を吹付けることにより、開繊、絡み合いを一層
良好な状態とすることができる。更に又、ストランドを
６０ｃｍ以上、望ましくは１００ｃｍ以上に切断した長
尺の切断物を使用することも可能である。

【００１９】次に請求項２記載の発明について詳細に説
明する。前述の方法で得られたマットに熱可塑性樹脂を
含浸させる。熱可塑性樹脂としては、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥ
Ｔ、ＰＶＣ、ＮＹ、ＰＣ、ＰＢＴ、ＰＰＳ等を好適に使
用できる。含浸方法に特に限定はなく、常法を使用でき
る。例えば、マットと熱可塑性樹脂フィルムを重ね合わ
せ挾圧、加熱しても、或はマットに熱可塑性樹脂粉末を
撒布し、加圧、加熱してもよい。マットに含浸せしむべ
き熱可塑性樹脂の量は、用途等に応じて適宜定められる
が、通常マットの重量が、マットと熱可塑性樹脂の合計
量の１０〜５０ｗｔ％、望ましくは２０〜４０ｗｔ％程
度となるように定めるのが適当である。

【００２０】

【作用】開繊した長尺のガラス繊維束がループ状をなし
て堆積した第１層と、ガラス繊維束切断物が堆積した第
２層とよりなる積層物に、高速の空気流を貫通させ、繊
維束同志を結合させることにより、マットバインダを使
用し、或はニードリングを行なうことなく、ハンドリン
グが容易で、熱可塑性樹脂の含浸性の良好な補強材を工
業的に製造する。又、開繊した長尺のガラス繊維束がル
ープ状をなして堆積した第１層と、ガラス繊維束切断物
が堆積した第２層とよりなる積層物に、高速の空気流を
貫通させて繊維束同志を結合させ、次いで熱可塑性樹脂
を繊維束に含浸させることにより、成形の良好なスタン
プ成形用シートを工業的に製造する。

【００２１】

【実施例１】平均直径１３μｍのガラス繊維に、ポリオ
レフィンエマルジョンを１．５ｗｔ％、ステアリン酸と
テトラエチレンペンタミンの縮合物を０．５ｗｔ％、ア
ミノシランを０．３ｗｔ％含む集束剤を、固型分として
０．３ｗｔ％附与し、１，６００本集束してストランド
とした。ストランドを、１３０℃で、１６ｈｒ加熱乾燥
した後、開繊装置へ送り、３Ｋｇ／ｃｍ² Ｇの圧縮空気
を供給してストランドを開繊し、開繊ストランドを得
た。この開繊ストランドを、開繊装置から邪魔板に向け
て噴射し、１ｍ／ｍｉｎの速度で移動するコンベア上に
落下させ、ループ状に、１００ｇｒ／ｍ² の割合で堆積
させて第１層とした。平均直径１３μｍのガラス繊維
に、ポリオレフィンエマルジョンを３ｗｔ％、ノニオン
系界面活性剤を０．５ｗｔ％、アミノシランを０．５ｗ
ｔ％含む集束剤を固型分として０．４ｗｔ％附与し、
１，６００本集束してストランドとした。ストランドを
１３０℃で１６ｈｒ加熱乾燥した後、開繊装置へ送り、
３Ｋｇ／ｃｍ² Ｇの圧縮空気を供給してストランドを開
繊し、開繊ストランドを得た。このストランドを切断装
置へ送り、１３ｍｍの長さに切断し、切断物を、８５０
ｇｒ／ｍ² の割合で第１層上に落下、堆積させて第２層
とした。第１層、第２層よりなる積層物を繊維束結合装
置へ送り、図１、図２に示すように設置されたノズルに
４Ｋｇ／ｃｍ² Ｇの高圧空気を供給して高速空気流を形
成させ、この空気流を積層物に貫通させて繊維束同志を
結合し、補強材（マット）を得た。このマットはハンド
リング性が良好であった。

【００２２】

【実施例２】実施例１で得られた補強材の両面に、０．
８ｍｍのＰＰ製フィルムを重ね、１０Ｋｇ／ｃｍ² Ｇの
圧力を加えつつ、２００℃に加熱し、ＰＰを補強材に含
浸させ、ＰＰが均一に含浸されたスタンプ成形用シート
を得た。

【００２３】

【実験例】実施例２で得られたスタンプ成形用シートを
用い、一対の型を用いて、圧力２００Ｋｇ／ｃｍ² 、温
度２００℃でスタンプ成形を行ない、型の凹凸を忠実に
再現した、均質なＦＲＴＰ成形品をうることができた。

【００２４】

【発明の効果】ハンドリング性、樹脂の含浸性、成形性
の良好なマットを工業的に製造できる。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造法を説明するための正面図であ
る。

【図２】図１の一部を矢印の方向に破断した平面図であ
る。

【符号の説明】

１ストランド２開繊装置３開繊ストランド４邪魔板５コンベア６第１層７切断装置８ストランド９カッターロール１０ゴムロール１１カッター刃１２切断物１３第２層１４積層物１５繊維束結合装置１６ガラス繊維マット１７ノズル１８ノズル１９コンベア２０巻取りロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｊ 5/08 7310−4ＦＤ０４Ｈ 3/00 5/00 // Ｂ２９Ｋ 105:08 105:12 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】開繊した長尺のガラス繊維束がループ状
をなして堆積した第１層と、ガラス繊維束切断物が堆積
した第２層とよりなる積層物に、高速の空気流を貫通さ
せ、繊維束同志を結合させることを特徴とするガラス繊
維マットの製造法。
【請求項２】開繊した長尺のガラス繊維束がループ状
をなして堆積した第１層と、ガラス繊維束切断物が堆積
した第２層とよりなる積層物に、高速の空気流を貫通さ
せて繊維束同志を結合させ、次いで熱可塑性樹脂を繊維
束に含浸させることを特徴とするスタンプ成形用シート
の製造法。