JPH10501855A

JPH10501855A - 軽量強化マット及び引抜成形方法

Info

Publication number: JPH10501855A
Application number: JP8502209A
Authority: JP
Inventors: ラルフイーブランドン; グレゴリーエスヘルウィグ; ジェームズヴィーゴーシェル
Original assignee: オウェンスコーニング
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1998-02-17
Also published as: EP0765409A1; AU2692495A; TW282431B; WO1995034703A1

Abstract

(57)【要約】不織布が、引抜成形を含む種々の工程に使用するために用意される。不織布は、不織布のいたるところにランダムに散布したばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを有する。

Description

【発明の詳細な説明】軽量強化マット及び引抜成形方法〔背景技術〕この発明はガラス繊維不織布、特に、ランダムに散布したばらばらのガラス繊維を有する不織布に関する。引抜成形は、ばらつきのない断面外形を有する強化プラスチック材料を連続的に形成する方法である。用語“引抜成形”は、用語“引っ張り”と“押出し”とを結合する混成語である。製品はフォーミングダイを通して文字通り引っ張られる。最も通常の形態では、引抜成形は、適当な幅のガラスマットの追的の層とともに、多量のガラス繊維ロービングを、樹脂、通常はポリエステルのような熱硬化性材料を強化材に施す含浸装置の中に供給することを含む。次いで、樹脂を含浸させた強化材を引抜成形ダイに近い形状に再形成する。ダイそれ自体を加熱する。製品をダイから引き抜いたとき、樹脂は硬化されるか、ほとんど硬化される。次いで、そのようにして形成されたエンドレスの製品を、適当な長さに切断する。技術が成熟するにつれて、この一般的な方法の多くの変形が開発されてきた。引抜成形製品は広範な用途に使用される。多くの場所で、それらは、金属構造材料、特に高い腐食性の環境で使用される金属構造材料に取って代わってきた。構造用ビーム、床格子、手すり、梯子及び多くの同様な製品が今、引抜成形方法によって作られる。連続的なフィラメントガラス繊維マットが種々の引抜成形製品に使用される。しかしながら、連続的なフィラメントマットは、引抜成形用途で問題となることがある幾つかの制限を受ける。例えば、連続的なガラス繊維マットは、１つの部分から次の部分まで１５％まで重量が変化する。この一貫性の欠如は、重さの均一性が主な関心事である引抜成形製品では望ましくない。第２に、連続的な繊維を集めて繊維のストランド又は束にすることにより、マットの見掛密度は比較的大きい。即ち、連続的なフィラメントマットの重量はその厚さに対して比較的高く、これはかかるマットのコストを加れる。連続的なフィラメントガラス繊維から形成されたマットに代わるものは、ばらばらの又は切ったガラス繊維から形成されたマットである。ばらばらのガラス繊維は長さが比較的短く、典型的に幾ミリメートル（数インチ）より短い。従来、引抜成形製品にばらばらのガラス繊維マットを使用する試みがなされていた。しかしながら、かかるマットは、強度の不足、適合性、即ち、複雑な形状に形成される能力、母材樹脂との適合性、又は上記項目の組み合わせのためにほとんど容認できなかった。又、殆どのばらばらの繊維マットは、引抜成形工程に耐える十分な常態引張強さ及び湿潤引張強さを有さない。従って、複雑な形状に成形されるのに十分可撓性であり、母材樹脂と適合でき、軽量ではあるが、引抜成形製品に満足に使用できるような十分な強度特性を有するガラス繊維不織布の要望がある。〔発明の開示〕本発明は、軽量であり、複雑な形状に成形でき、引抜成形用途に許容可能に使用しうる十分な強度特性を有する改良したガラス繊維マットを提供することによってその要望を満たす。本発明の不織布は、典型的にちょうど２倍重い先行技術の連続的なフィラメントマットとほぼ同じ体積を占めることがわかった。従って、本発明のマットは、２倍の重さを有する連続的なフィラメントマットの体積とほぼ同じ引抜成形製品の体積を占めるであろう。横断面及び積み重ね順序により、引抜成形された部分は、連続的なフィラメントマットで生産された同じ断面に匹敵する断面性能特性を有することができる。本発明のマットの使用は又、分離性能及び重さの均一性を高めた連続的なフィラメントマットを生じる。本発明の第１の特徴によれば、引抜成形用途に使用するのに適合する不織布を提供する。マットは、ばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを有する。好ましくは、バインダーは本質的に熱硬化性アクリル樹脂からなる。ガラス繊維は、好ましくは、長さが約１２．７ミリメートル（０．５インチ）乃至約７６ミリメートル（３．０インチ）であり、最も好ましくは、長さが約３８ミリメートル（１．５インチ）である。ガラス繊維は又、好ましくは、約１０ミクロン乃至約３０ミクロンの直径を有し、最も好ましくは、１６ミクロン乃至２３ミクロンである。カップリング剤は好ましくはシランである。不織布は又、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft²乃至１．０oz /ft²）の公称基本重量を有するのが望ましい。本発明の不織布は、引抜成形工程中、遭遇する圧縮圧力の典型である２３９kP a（２０psi）の圧力を受けたとき、０．０３６mm/gと０．０５４mm/g（ポンド当たり０．０４０インチと０．０６０インチ）との間のマット材料の平均厚さを有する。本発明の第２の特徴によれば、引抜成形用途に使用されるようになったガラス繊維不織布を形成するための方法を提供する。方法は、“湿式堆積方法”として典型的に知られる変更された抄紙作業方法である。ガラス繊維不織布を形成するための方法は次の通りである。ばらばらの又は切った特定の直径及び長さのサイズ剤を施した繊維を、機械的な振動と化学的な分散剤との組み合わせにより水性スラリーの中に分散させる。適当に希釈したこのスラリーを連続的な細いメッシュコンベヤ即ち二次成形ワイヤに与え、それを通して水分の大部分を排水させ、繊維のランダムに配向させた均一の連続的な層又はウエブを残す。余分な水分を典型的には減圧排気によってマットから除去する。ウェブを第２のスクリーンコンベヤに移し、ウェブにアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを浸み込ませる。次いで、バインダーを浸み込ませたウェブをオーブンの中に通し、そこで水分を蒸発させ、バインダーを硬化させる。出来た連続的な乾燥したマットを更なる工程のためにスプール又はマンドレルに巻く。本発明の第３の特徴によれば、ロービングの少なくとも１つの層、ベールの少なくとも１つの層、樹脂、及び不織布を有する引抜成形製品を用意する。不織布は本質的にばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液からなる群から選択された化合物からなるバインダーとを含む。樹脂は、好ましくは、スチレンを基剤としたポリエステル又はビニルエステルである。本発明の第４の特徴によると、本方法は引抜成形製品を形成するために提供される。本方法は、ガラスロービングの層を用意し、ばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液からなる群から選択されたバインダーとを各々有する不織布の第１及び第２の層を用意し、第１の不織布と第２の不織布との間にロービング層を配置し、ベールの第１及び第２の層を供給し、第１のベールの層と第２のベールの層との間にロービング層と第１及び第２の不織布とを配置し、ベールの層、第１及び第２の不織布、及びロービング層に熱硬化性樹脂を含浸させ、ベール、マット及びロービングの含浸層を加熱した引抜成形ダイから引き抜いて引抜成形製品を形成する段階からなる。ベールの層、マット及びロービングを含浸する段階は一般的にダイの前方にある樹脂浴で生じるが、ベール層、ロービング層及び第１及び第２のマットが加熱した引抜成形ダイの最初の部分を通るときに生じても良い。好ましくは、熱硬化性樹脂はスチレンを基剤としたポリエステル又はビニルエステルである。従って、本発明の目的は、複雑な形状に成形するのに十分な可撓性があり、軽量ではあるが十分な強度特性を有するので引抜成形製品に満足に使用できるガラス繊維不織布を提供することにある。本発明の更なる目的は、ランダムに散布したばらばらのガラス繊維を有する不織布を提供することにある。本発明の別の目的は、引抜成形用途に使用するための、ランダムに散布したばらばらのガラス繊維を含む不織布を形成するための方法を提供することにある。本発明の更なる目的は、引抜成形された製品を形成するための改良された方法を提供することにある。本発明のこれらのそして他の目的及び利点は以下の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。〔発明を実施する形態〕本発明の不織布は、該不織布全体にわたってランダムに散布されたばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維を備える。“ばらばらの繊維”は、長さが比較的短い、典型的には幾ミリメートル（数インチ）又はそれより短い非連続繊維である。繊維は、好ましくは、長さが約１２．７ミリメートル（０．５インチ）から約７６ミリメートル（３．０インチ）までであり、最も好ましくは、長さが約３８ミリメートル（１．５インチ）である。加えて、ガラス繊維は、好ましくは、直径が約１０ミクロンから約３０ミクロンまでであり、最も好ましくは、１６ミクロンから２３ミクロンまでである。ガラス材料は、好ましくは、Ｅガラス又はＳガラスであるが、他の適当なガラス製品でも良い。不織布は又、６１．０３０g/ m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft²乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有するのが望ましい。不織布は又、カップリング剤とバインダーとを有する。バインダーは、アクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択される。好ましい実施の形態では、バインダーは本質的には、熱硬化性樹脂アクリル樹脂からなる。他の好ましい実施の形態では、バインダーは、１％ＢＰＯ（ベンゾイル酸化物）で触媒作用を受けたスチレン不飽和ポリエステル乳濁液からなる。最も好ましくは、バインダーは熱硬化性アクリル樹脂であり、その一例は製品名称“実験用樹脂（ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｉｎ）ＨＦ−０５”のもとに、ロームアンドハース（ＲｏｈｍａｎｄＨａａｓ）社から商業的に入手できる。このバインダーは、ポリアクリル酸、トリエタノールアミン及び酸群のエステル化のための促進剤とからなる。このバインダーは強くかつ以下に述べるように引抜成形中、使用される多くの樹脂の中にあるスチレンに対して事実上不活性であるため好ましい。カップリング剤は、ガラス繊維に対するバインダー又は母材樹脂の接着性を増大させるのに役立つどんな化合物でも良い。好ましいカップリング剤はシランであり、その一例は製品名称“Ａ−１７４”のもとに、オーエスアイスペシャリティーズ（ＯＳｉＳｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ）社から商業的に入手できる。カップリング剤は、好ましくは、最終マット製品の０．１重量％から０．０４重量％までである。カップリング剤は、好ましくは、バインダーの中に入れられ、カップリング剤がマットの製造中、白水によって洗い流される場合に、バインダーがガラス繊維と混合されのではなく最終マット中に一定レベルで存在するようにし、かつ又、カップリング剤が繊維散布を妨げないようにする。好ましい実施の形態では、本発明のバインダーはシランカップリング剤の約１．４実重量％を含有する。サイズ剤が、例えば、ガラスに滑らかさを与えるべく、ガラスの表面特性を変えるために施される。サイズ剤は適当なガラスサイズ剤配合物で良い。サイズ剤配合物の典型的な成分は、トリステアレート（ｔｒｉｓｔｅａｒａｔｅｓ）、トリオレエート（ｔｒｉｏｌｅａｔｅｓ）、ポリビニルピロリドン及びこれらの混合物のような滑剤、水溶性ポリマーのような皮膜成形剤、シランのようなカップリング剤を含む。好ましいサイズ剤配合物は、脂肪酸アミド、シラン、及び水溶性ポリマーを含有し、本発明のアクリル樹脂と適合できる。かかるサイズ剤配合物を有するガラス繊維は、サイズ剤番号６８５の製品名称“ウエットチョップドストランズ（ＷｅｔＣｈｏｐｐｅｄＳｔｒａｎｄｓ）”のもとに、オウエンズコーニングファイバーガラス（ＯｗｅｎｓＣｏｒｎｉｎｇＦｉｂｅｒｇｌａｓ）社から商業的に入手可能である。不織布は、空気堆積（ａｉｒ−ｌａｉｄ）法及び湿式堆積（ｗｅｔ−ｌａｉｄ）法を含む種々の方法によって形成することができる。不織布は好ましくは湿式堆積法によって形成される。湿式堆積法は、最初に、混合タンクの中で一般的な化学分散剤及び攪拌によってばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維の水性分散体即ちスラリーを形成することを含む。繊維を分散するのに使用されるプロセス水、“白水”は、分散剤に加えて、脱泡剤及び粘度調整剤を含有する。分散剤の例は、第４アンモニウム化合物及びポリオキシエチレン硬脂アミンのようなアミン化合物である。スラリーの総実含有率は、好ましくは、約０．５％から約０．９％までであり、最も好ましくは、約０．７％である。水性分散液は、バルメット−サンディヒル（Ｖａｌｍｅｔ−ＳａｎｄｙＨｉｌｌ）社から入手できる“デルタフォーマー（ＤｅｌｔａＦｏｒｍｅｒ） ”又はドリーズ（Ｄｏｒｒｉｅｓ）（ボイズ−グルーペ（Ｖｏｉｔｈ−Ｇｒｕｐｐｅ）の一部門）から入手できる“ハイドロフォーマー（Ｈｙｄｒｏｆｏｒｍｅｒ）”のような傾斜したワイヤ長網抄紙機を利用する、変更された抄紙工程によって湿性堆積マットに加工される。本発明のマットを生産するのに使用できる他の機械の例は、ロトフォマーズ（Ｒｏｔｏｆｏｒｍｅｒｓ）及びそれの変形を含み、これらはバルメット−サンディヒル（Ｖａｌｍｅｔ−ＳａｎｄｙＨｉｌｌ）社から入手でき、“バーチフォーマー（Ｖｅｒｔｉｆｏｒｍｅｒ）”は、ブラッククラウスン（ＢｌａｃｋＣｌａｗｓｏｎ）社から商業的に入手できる。水性繊維分散体即ちスラリーは、以下の方法で湿式堆積マットに加工される。上で説明した希釈されたスラリーは、スクリーンコンベヤ又は傾斜したワイヤ長網抄紙機の形成用ワイヤの上に堆積される。水の大部分は形成用ワイヤから流れ出て、ランダム配向された繊維ウェブを残し、該繊維ウェブは、吸引スロット等の装置によって更に脱水される。湿ったウェブは第２のスクリーンコンベヤに運ばれ、バインダー及びカップリング剤が施される。マットに、流し塗、噴霧、対ワイヤ浸漬浴、又は２つのロールパジングのような従来の方法でカップリング剤及びバインダーを含浸させる。水分、余分なバインダー、及び余分なカップリング剤は吸引装置によって取り除かれる。最後に、バインダーを含浸したガラス繊維製品は１つ又はそれ以上のオーブンで乾燥されて硬化される。乾燥するための典型的な温度範囲は、約２１８°Ｃ（４２５°Ｆ）から約３０４°Ｃ（５８０° Ｆ）である。乾燥されかつ硬化された製品は仕上がったガラス繊維マットである。ガラス繊維マットは、従来の引抜成形法によって引抜成形製品を形成するのに使用することができる。典型的には、ロービングの１つ又はそれ以上の層、ベールの１つ又はそれ以上の層、及び樹脂が引抜成形製品を形成するのに使用される。ロービングの層は、長手方向の強度及び構造用支持体を有する引抜成形製品を提供する。ロービング又は糸は、ガラス、グラファイト、ホウ素、又はポリアラミド繊維で作られる。好ましくは、ロービングはガラス繊維で作られる。不織布は、引抜成形製品に曲げ強さ及び構造支持を与える。本発明の不織布は、ロービングをステッチによって不織布に固着する横方向にロービングを導入する機会を提供する。この構成により、引抜成形ダイフィレッジの要量をマット重量を調整することによってマッチさせ、横方向のロービングの量を、引抜成形製品の強度の要求を満たすように独立に調整することができる。ベール層は、ガラス繊維マットを覆う保護外側層を作るのに使用される。各ベール層は、ガラス又はポリエステルのような熱可塑性プラスチック材料から形成されたファブリックからなる。Ｅ．Ｃ．又はＥＣＲで作られたガラスベールのような無機ベールは、オーエンスコーニングファイバーグラス（Ｏｗｅｎｓ− ＣｏｒｎｉｎｇＦｉｂｅｒｇｌａｓ）社から商業的に入手できる。有機ベールは、製品名称“ネクサス（Ｎｅｘｕｓ）”のもとに、プレシジョンファブリックスグループ（ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＦａｂｒｉｃｓＧｒｏｕｐ）から商業的に入手できる紡績レースポリエステルベールからなる。紡績織成ポリエステルベールは、製品名称“リーメイ（Ｒｅｅｍａｙ）”のもとに、プレシジョンファブリックスグループ（ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＦａｂｒｉｃｓＧｒｏｕｐ）から商業的に入手できる。引抜成形製品は、次のように（上から下まで）順序正しく積み重ねられた前述の層を含む：ガラス又は熱可塑性プラスチックベール、ガラス繊維マット、ロービング、ガラス繊維マット、ロービング、ガラス繊維マット、ガラス又は熱可塑性プラスチックベール。これらの層は樹脂で互いに結合される。商業的に入手可能な樹脂化合物の例は、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ及びフェノール化合物である。樹脂は、最も一般的にはスチレンポリエステル又はビニルエステルである。従来の引抜成形装置を本発明の引抜成形製品を形成するのに使用することができる。例えば、１つのかかる装置が、ゴールズワーシー（Ｇｏｌｄｓｗｏｒｔｈｙ）等への米国特許第３，５５６，８８８号に開示され、その開示をここに援用する。引抜成形製品は次の方法で形成される。ガラスロービングの第１及び第２の層、ベールの第１及び第２の層、及び不織布の第１及び第２の層を用意する。層を次のように（上から下まで）順序正しくする。：ベール、ガラス繊維マット、ロービング、ガラス繊維マット、ロービング、ガラス繊維マット、ベール。次いで、結合された層に熱硬化性樹脂を含浸させ、そしてその層を加熱された引抜成形ダイから引き抜く。その後、引抜成形製品を硬化し、そして冷却して、仕上がった引抜成形製品を生じる。本発明のガラス繊維不織布は又、従来の反応性熱可塑性プラスチック製造法のような他の方法に使用することができる。本発明をもっと容易に理解するために、本発明を例示し、本発明の範囲を限定するものではない以下の実施例を参照する。〔実施例〕ランダムに散布したガラス繊維を有する不織布を、本発明に従って次の方法で形成する。４７．１７４kg（１０４ポンド）のシランカップリング剤（製品名称 “Ａ−１７４”のもとに、オーエスアイスペシャリティーズ（ＯＳｉＳｐｅｃｉａｌｔｉｅs）社から商業的に入手できる）を、１．６３３kg（３．６ポンド）の氷酢酸を加えた２．６トン（５８００ポンド）の水で３０分間、加水分解した。４．０トン（８９１１ポンド）のホルムアルデヒド遊離アクリル樹脂（“ 実験用樹脂（ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＲｅｓｉｎ）ＨＦ−０５”として、ロームアンドハース（ＲｏｈｍａｎｄＨａａｓ）社から商業的に入手できる）をその混合物に加えた。次いで、１１．３kg（２５ポンド）の脱泡剤（製品名称ドルーエル（ＤｒｅｗＬ）―１３９のもとに、アシランドケミカル（ＡｓｈｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌ）社のドルーインダストリアルディビジョン（ＤｒｅｗＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｉｖｉｓｉｏｎ）から商業的に入手できる）を十分な量の水とともに混合物に加えて、バインダー混合物の総体積を６．８トン（１５，０００ポンド）にした。混合物の総実含有率は３０．５重量パーセントであった。一般に２３ミクロンの直径、３８mm（１．５インチ）の長さを有するガラス繊維を、湿式堆積工程を使用してマットに形成した。湿式堆積工程に使用されるプロセス水、即ち、白水は、約１０ppm（ｐａｒｔｓｐｅｒｍｉｌｌｉｏｎ）の分散剤（製品名称“ローダミーン（Ｒｈｏｄａｍｅｅｎ）ＶＰ５３２”のもとに、ローン―ポーレンス（Ｒｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃ）から商業的に入手できる）と、１５ppmの粘度改質剤（製品名称“マグニフロック（Ｍａｇｎｉｆｌｏｃ）１８８５Ａ”のもとに、アメリカンカナミッド（ＡｍｅｒｉｃａｎＣｙａｎａｍｉｄ）から商業的に入手できる）と、５ppm乃至１０ppmの脱泡剤（製品名称“エヌエックスゼット（ＮＸＺ）”のもとに、ヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）から商業的に入手できる）とを含有し、アンモニアによって約８．０に調整されたｐＨであった。上記バインダーを約１０％固体でマットに施した。出来たマットは、マットに０．０８重量パーセントのシランレベルを与える公称５．６パーセントの強熱減量（ＬＯＩ）を行った。上に述べたマットと本質的に同じ方法で製造した公称３０５．１５２g/m²（１．０oz/ft²）の不織布の３つの層は、２３９ｋＰａ（２０ｐｓｉ）の圧力で圧縮され、０．０４１mm/g（１オンス）の材料当たり０．７７８mm（０．０４６インチ）の平均厚さを示す、３．５３１mm（０．１３９インチ）の総厚みを示した。上に述べたマットと本質的に同じ方法で製造した公称２２８．８６４g/m²（０．７５oz/ft²）の不織布の３つの層は、２３９ｋＰａ（２０ｐｓi）の圧力で圧縮され、０．０４２mm/g（１オンス）の材料当たり１．１９４mm（０．０４７インチ）の平均厚さを示す、２．７００mm（０．１０６インチ）の総厚みを示した。上に述べたマットと本質的に同じ方法で製造された公称１５２．５７６g/m²（０．５oz/ft²）の不織布の３つの層は２３９ｋＰａ（２０ｐｓi）の圧力で圧縮され、０．０４７mm/g（１オンス）の材料当たり１．３２mm（０．０５２インチ）の平均厚さを示す、１．９６９mm（０．０７７５インチ）の総厚みを示した。不織布は、３０５．１１５２g/m²（１．０oz /ft²）の公称基本重量を有した。マットの長手方向の平均引張強さは、１６．２kg/５１−mm（３５．８１bs/2 インチ）ストリップで、マットの機械と直交する方向の平均引張強さは、１４. ２kg/５１−mm（３１．３lbs/2インチ）ストリップであった。幾つかの代表的な実施の形態及び詳細を本発明の説明の目的のために示したが、ここに開示した本方法及び製品の種々の変形を、添付の特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく行うことができることは当業者にとって明らかであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年６月３日【補正内容】明細書軽量強化マット及び引抜成形方法〔背景技術〕この発明はガラス繊維不織布、特に、ランダムに散布したばらばらのガラス繊維を有する不織布に関する。引抜成形は、ばらつきのない断面外形を有する強化プラスチック材料を連続的に形成する方法である。用語“引抜成形”は、用語“引っ張り”と“押出し”とを結合する混成語である。製品はフォーミングダイを通して文字通り引っ張られる。最も通常の形態では、引抜成形は、適当な幅のガラスマットの追的の層とともに、多量のガラス繊維ロービングを、樹脂、通常はポリエステルのような熱硬化性材料を強化材に施す含浸装置の中に供給することを含む。次いで、樹脂を含浸させた強化材を引抜成形ダイに近い形状に再形成する。ダイそれ自体を加熱する。製品をダイから引き抜いたとき、樹脂は硬化されるか、ほとんど硬化される。次いで、そのようにして形成されたエンドレスの製品を、適当な長さに切断する。技術が成熟するにつれて、この一般的な方法の多くの変形が開発されてきた。引抜成形製品は広範な用途に使用される。多くの場所で、それらは、金属構造材料、特に高い腐食性の環境で使用される金属構造材料に取って代わってきた。構造用ビーム、床格子、手すり、梯子及び多くの同様な製品が今、引抜成形方法によって作られる。連続的なフィラメントガラス繊維マットが種々の引抜成形製品に使用される。しかしながら、連続的なフィラメントマットは、引抜成形用途で問題となることがある幾つかの制限を受ける。例えば、連続的なガラス繊維マットは、１つの部分から次の部分まで１５％まで重量が変化する。この一貫性の欠如は、重さの均一性が主な関心事である引抜成形製品では望ましくない。第２に、連続的な繊維を寄せ集めて繊維のストランド又は束にすることにより、マットの見掛密度は比較的大きい。即ち、連続的なフィラメントマットの重量はその厚さに対して比較的高く、これはかかるマットのコストを加れる。連続的なフィラメントガラス繊維から形成されたマットに代わるものは、ばらばらの又は切ったガラス繊維から形成されたマットである。ばらばらのガラス繊維は長さが比較的短く、典型的に幾ミリメートル（数インチ）より短い。従来、引抜成形製品にばらばらのガラス繊維マットを使用する試みがなされていた。例えば、米国特許第４，５９２，９５６号は、切り刻まれた処理されたガラス繊維の成形マットを開示する。同様に、欧州特許公開第０３７０５１２号は、熱硬化性アクリルポリマーをバインダーとして使用する切り刻まれたガラス繊維の成形マットを開示する。しかしながら、かかるマットは、強度の不足、適合性、即ち、複雑な形状に形成される能力、母材樹脂との適合性、又は上記項目の組み合わせのためにほとんど容認できなかった。又、殆どのばらばらの繊維マットは、引抜成形工程に耐える十分な常態引張強さ及び湿潤引張強さを有さない。従って、複雑な形状に成形されるのに十分可撓性であり、母材樹脂と適合でき、軽量ではあるが、引抜成形製品に満足に使用できるような十分な強度特性を有するガラス繊維不織布の要望がある。〔発明の開示〕本発明は、軽量であり、複雑な形状に成形でき、引抜成形用途に許容可能に使用しうる十分な強度特性を有する改良したガラス繊維マットを提供することによってその要望を満たす。本発明の不織布は、典型的にちょうど２倍重い先行技術の連続的なフィラメントマットとほぼ同じ体積を占めることがわかった。従って、本発明のマットは、２倍の重さを有する連続的なフィラメントマットの体積とほぼ同じ引抜成形製品の体積を占めるであろう。横断面及び積み重ね順序により、引抜成形された部分は、連続的なフィラメントマットで生産された同じ断面に匹敵する断面性能特性を有することができる。本発明のマットの使用は又、分離性能及び重さの均一性を高めた連続的なフィラメントマットを生じる。本発明の第１の特徴によれば、引抜成形用途に使用するのに適合する不織布を提供する。マットは、ばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを有する。好ましくは、バインダーは本質的に熱硬化性アクリル樹脂からなる。ガラス繊維は、好ましくは、長さが約１２．７ミリメートル（０．５インチ）から約７６ミリメートル（３．０インチ）までであり、最も好ましくは、長さが約３８ミリメートル（１．５インチ）である。請求の範囲１．引抜成形製品に使用される十分な強度を有する不織布であって、前記不織布全体にわたってランダムに散布したばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及び熱硬化性樹脂アクリル樹脂から本質的になるバインダーを有する、不織布。２．前記ガラス繊維は、長さが約１２．７mm（０．５インチ）乃至７６mm（３．０インチ）である、請求項１に記載の不織布。３．前記カップリング剤はシランである、請求項１に記載の不織布。４．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロン乃至２３ミクロンである、請求項１に記載の不織布。５．前記不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft² 乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有する、請求項１に記載の不織布。６．ａ．ばらばらのサイズ剤を施した被覆されたガラス繊維を分散し、前記繊維を支持体の上にほぼランダムに配置し、ｂ．ばらばらのガラス繊維の前記層にカップリング剤と熱硬化性アクリル樹脂バインダーを含浸させ、ｃ．望まない余分の前記バインダー及び、前記カップリング剤を含浸させたガラス繊維から除去し、ｄ．含浸されたガラス繊維を加熱してガラス繊維から揮発成分を除去し、前記バインダーを硬化させて前記ガラス繊維マットを形成する段階からなる、ガラス繊維不織布を形成する方法。７．前記カップリング剤はシランである、請求項６に記載の方法。８．前記ガラス繊維は、長さが約３８mm（１．５インチ）である、請求項６に記載の方法。９．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロン乃至約２３ミクロンである、請求項６に記載の方法。 10．前記ガラス繊維不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft²乃至１．０oz/ft²）の呼称基本重量を有する、請求項６に記載の方法。 11．樹脂と、ばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを有する引抜成形製品。 12．前記バインダーは本質的にアクリル樹脂からなる、請求項１１に記載の引抜成形製品。 13．前記カップリング剤はシランである、請求項１１に記載の引抜成形製品。 14．前記樹脂は、スチレンポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、及びフェノール化合物とからなる群から選択された、請求項１１に記載の引抜成形製品。 15．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロン乃至約２３ミクロンである、請求項１１に記載の引抜成形製品。 16．前記ガラス繊維は、長さが約１２．７mm（０．５インチ）乃至約７６mm（３．０インチ）である、請求項１１に記載の引抜成形製品。 17．前記不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft² 乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有する、請求項１１に記載の引抜成形製品。 18．ａ．ガラスロービングの連続的な層を用意し、ｂ．ばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを各々有する第１及び第２の不織布を用意し、ｃ．第１の不織布と第２の不織布との間に前記ロービング層を配置し、ｄ．ベールの第１及び第２の層を用意し、ｅ．前記ベールの第１の層と第２の層との間に前記ロービング層と前記第１及び第２の不織布とを配置し、ｆ．ベールの前記第１及び第２の層、前記第１及び第２の不織布、前記ロービングの層に熱硬化性樹脂を含浸させ、ｅ．ベール、マット及び、ロービングの含浸層を加熱した引抜成形ダイから引き抜いて引抜成形製品を形成する段階からなる、引抜成形製品の形成方法。 19．前記バインダーは本質的にアクリル樹脂からなる、請求項１８に記載の方法。 20．前記カップリング剤はシランである、請求項１８に記載の方法。 21．前記ベールの層、前記ロービングの層、及び前記マットとを含浸する段階は、前記ベールの層、前記ロービングの層、及び前記マットとが前記加熱した引抜成形ダイの最初の部分を通過したときに起こる、請求項１８に記載の方法。 22．前記熱硬化性樹脂は、スチレンポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、及びフェノール化合物とからなる群から選択された、請求項１８に記載の方法。 23．前記ガラス繊維は、長さが約１２．７mm（０．５インチ）乃至約７６mm（３．０インチ）である、請求項１８に記載の方法。 24．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロン乃至約２３ミクロンである、請求項１８に記載の方法。 25．前記ガラス繊維不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft²乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有する、請求項１８に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ゴーシェルジェームズヴィーアメリカ合衆国オハイオ州 43055 ニューアークハドソンアベニュー 468

Claims

【特許請求の範囲】１．引抜成形製品に使用される十分な強度を有する不織布であって、前記不織布全体にわたってランダムに散布したばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを有する、不織布。２．前記バインダーは本質的にアクリル樹脂からなる、請求項１に記載の不織布。３．前記ガラス繊維は、長さが約１２．７mm（０．５インチ）乃至７６mm（３. ０インチ）である、請求項１に記載の不織布。４．前記カップリング剤はシランである、請求項１に記載の不織布。５．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロンから２３ミクロンまでである、請求項１に記載の不織布。６．前記不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft² 乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有する、請求項１に記載の不織布。７．ａ．ばらばらのサイズ剤を施した被覆されたガラス繊維を分散し、前記繊維を支持体の上にほぼランダムに配置し、ｂ．ばらばらのガラス繊維の前記層にカップリング剤及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを含浸させ、ｃ．望まない余分の前記バインダー及び、前記カップリング剤を、含浸されたガラス繊維から除去し、ｄ．含浸させたガラス繊維を加熱してガラス繊維から揮発成分を除去し、前記バインダーを硬化させて前記ガラス繊維マットを形成する段階からなる、ガラス繊維不織布を形成する方法。８．前記バインダーは本質的にアクリル樹脂からなる、請求項７に記載の方法。９．前記カップリング剤はシランである、請求項７に記載の方法。 10．前記ガラス繊維は、長さが約３８mm（１．５インチ）である、請求項７に記載の方法。 11．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロン乃至約２３ミクロンである、請求項７に記載の方法。 12．前記ガラス繊維不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft²乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有する、請求項７に記載の方法。 13．樹脂と、ばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを有する引抜成形製品。 14．前記バインダーは本質的にアクリル樹脂からなる、請求項１３に記載の引抜成形製品。 15．前記カップリング剤はシランである、請求項１３に記載の引抜成形製品。 16．前記樹脂は、スチレンポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、及びフェノール化合物とからなる群から選択された、請求項１３に記載の引抜成形製品。 17．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロン乃至約２３ミクロンである、請求項１３に記載の引抜成形製品。 18．前記ガラス繊維は、長さが約１２．７mm（０．５インチ）から約７６mm（３．０インチ）である、請求項１３に記載の引抜成形製品。 19．前記不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft² 乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有する、請求項１３に記載の引抜成形製品。 20．ａ．ガラスロービングの連続的な層を用意し、ｂ．ばらばらのサイズ剤を施したガラス繊維、カップリング剤、及びアクリル樹脂とスチレンポリエステル乳濁液とからなる群から選択されたバインダーを各々有する第１及び第２の不織布を用意し、ｃ．第１の不織布と第２の不織布との間に前記ロービング層を配置し、ｄ．ベールの第１及び第２の層を用意し、ｅ．前記ベールの第１の層と第２の層との間に前記ロービング層と前記第１及び第２の不織布とを配置し、ｆ．ベールの前記第１及び第２の層、前記第１及び第２の不織布、前記ロービングの層に熱硬化性樹脂を含浸させ、ｅ．ベール、マット及び、ロービングの含浸層を加熱した引抜成形ダイから引き抜いて引抜成形製品を形成する段階からなる、引抜成形製品の形成方法。 21．前記バインダーは本質的にアクリル樹脂からなる、請求項２０に記載の方法。 22．前記カップリング剤はシランである、請求項２０に記載の方法。 23．前記ベールの層、前記ロービングの層、及び前記マットとを含浸する段階は前記ベールの層、前記ロービングの層、及び前記マットとが前記加熱した引抜成形ダイの最初の部分を通るときに起こる、請求項２０に記載の方法。 24．前記熱硬化性樹脂は、スチレンポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、及びフェノール化合物とからなる群から選択された、請求項２０に記載の方法。 25．前記ガラス繊維は、長さが約１２．７mm（０．５インチ）乃至約７６mm（３．０インチ）である、請求項２０に記載の方法。 26．前記ガラス繊維は、直径が約１６ミクロン乃至約２３ミクロンである、請求項２０に記載の方法。 27．前記ガラス繊維不織布は、６１．０３０g/m²乃至３０５．１５２g/m²（０．２０oz/ft²乃至１．０oz/ft²）の公称基本重量を有する、請求項２０に記載の方法。