JPS63315652A - 硝子繊維チョップドストランドマット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セメント、珪酸カルシウム、石膏などのよう
な水硬性物質を補強するための硝子繊維チョツプドスト
ランドマットに閃するものである。

従来技術とその問題点 硝子繊維は他の仔機質、無機質繊維と比較してイ夏れた
引っ張り強度と高い弾性率を有するために、ＦＲｒ’（
硝子繊維強化プラスチック）などの繊維強化複合材料に
好適な補強材として広く使われているが、中でもチョツ
プドストランドマットは、ＦＲＩ）の成形方法として最
も一般的なハンドレイアップ法に最適なため、大量に使
用されている。

ＦＲＰ用として広く用いられているチョツプドストラン
ドマットは概ね次のようにして作られている。ブッシン
グから引き出された多数の硝子Ｕ維フィラメントに集束
剤を塗布して成る硝子Ｌｌ　ｔｆｌｊ束（ストランド）
を、高速で回転するワイングーにより紙管に巻きとりケ
ーキを作る。乾燥したケーキを多数並べ、各ケーキから
引き出したストランドを切断装置により所定の長さく通
常５　ｃ−）に切断し、無端ベルト上に均一に分散堆積
せしめ、次いでバインダーを散布して加熱し、チコップ
ドストランド同士をＢｎせしめてチョツプドストランド
マットとする。この際、強度の高いＦＲＰを得るために
は、マットの１１１位体４Ｊｉ肖りの硝子繊４（１量を
大きくする必要があり、またマント自身の引っ張り強度
が弱いと取り扱い時にマットが引きちぎれたりして作業
性が悪くなるために、一般的にはマットを加熱する際に
ロールプレスなどによりマットを圧縮することが行われ
ている。

かかるチョツプドストランドマットをＦＲＰ用として使
用する場合には、ＦＲＰ樹脂液中に溶媒として多量に存
在するスチレンモノマーがマットバインダーを溶解する
ために、ＦＲｒ’樹脂液はチ３ソブドストランドマット
中にすみやかに含浸し得るが、セメント、珪酸カルシウ
ム、石膏などのような水硬性物質の補強用として使用す
る場合には、セメントなどの水系スラリーをかかる圧縮
された嵩密度の大きなマットに含浸せしめることは不可
能である。ＦＲＰ用のチョツプドストランドマットにセ
メントなどの水系スラリーを含浸せしめるのが困難であ
る原因は、マットバインダーが水に不溶ということだけ
ではなく、嵩密度が大きいこと自体にある。仮にマット
バインダーが水溶性であっても、水系スラリーにおける
水はＦＲＰ樹脂液におけるスチレンモノマーとは異なり
、セメントなど水硬性物質の溶媒ではなく、単なる混和
物にずぎないため、マ）Ｉ）の嵩密度が大きいと水だけ
がマット中に浸透するという水と水硬性物質の分離現象
が発生ずるからである。たとえ何らかの強制的手段によ
りこの分離を防いだとしても、そのための費用と労力は
莫大なものになり、品質の安定性という新たな問題にも
直面する。セメントなど水硬性物質を硝子線維で補強し
た製品、例えばＧＲＣ製品の成形法としては、既にダイ
レクトスプレー法、プレミックス鋳込み法などが実施さ
れており、これから先に提案される成形法は、これらの
方法よりコストが安（、品質の安定性を保証するもので
なければならない。

Ｆ　ＲＰ用マットとしてはチ３ツブトストランドマット
の他に、コンティニュアスストランドマットが知られて
いる。コンティニュアスストランドマットはブッシング
から引き出された多数の硝子繊維フィラメントに集束剤
を塗布して成るストランドを、高速で回転するホイール
ブリングに接触せしめて引っ張り、振りとばして無端ベ
ルト上にループ状に堆積せしめ、バインダーを散布して
加熱し、ストランド同士を接着せめることによって製造
される。コンティニュアスストランドマットえられてい
る。かかるコンティニュアスストランドマットをセメン
トなど水硬性物質の補強材として使用する場合の問題点
は、上述した嵩密度が大きいことに起因する含浸不良に
加えて、連続ストランドが小さい曲率をもってループ状
をなしているため、本来連続繊維に期待する補強効果が
発揮され難いということである。更にコンティニュアス
ストランドマットはチョツプドストランドマットに比べ
て高価であり、需要量も少（、一つの生産設備当りの生
産量が大きいため、多品種のものが生産され難いという
難点もある。

かかるコンティニュアスストランドマットの問題点を解
決するものとして、ストランドの長さが１ｍ以上のヂ３
ツブトストランドマットが提案されている。しかしこの
チョツプドストランドマットもＦＲＰ用に開発されたた
め、単位体積当りの硝子繊維量すなわち嵩密度をいかに
大きくするかに重点が置かれており、かかるマットをセ
メノドなど水硬性物質の補強材として使用する場合には
、含浸不良の問題に直面することは明らかである。また
本発明者等の研究によれば、通常のチョツプドストラン
ドマットマシンでは、ストランドの長さが５０ｃ讃を超
えると、ストランド同士が弯曲したりループを作ったり
してからみ合い、均一に分散されず、補強効果の均一な
マットか得られないことが判明した。

発明の目的 本発明の目的は、上に述べた既存の硝子繊維マットの欠
点を改良し、セメント、珪酸カルシウム、石膏などの水
系スラリーが容易に含浸し、補強効果が均一で扱いやず
く、安価な硝子繊ル１［チョツプドストランドマットを
提供することにある。

発明の構成 本発明の硝子繊維チョップトストラ７ドマ・ノドは、硝
子繊維チョツプドストランドを均一に分散し、バインダ
ーで相互に接着して成る硝子繊維チョツプドストランド
マットにおいて、該硝子繊維ヂ３ツブトストランドの長
さが５〜５０ｃ■であり、該硝子繊維チョツプドストラ
ンドマットのＫＫ　密Ｗが０．０２〜０．１ｇ／ｃｍシ
であることを特徴とする。

＼、本発明におけるチョツプドストランドマットは７淡
のようにして製造することができる。乾燥ケーキを多数
並べ、各ケーキから引き出したストランドを切断装置に
より長さ５〜５０ｃ１１に切断し、無端ベルト上に均一
に分散堆４Ｊ″ｔせしめ、次いでバインダーを散布して
加熱し、予め間隙が１〜３−■に設定されたローラーの
間を通し、チョツプドストランド同士を接着せしめてチ
ョツプドストランドマットとする。ここで重要なことは
、従来のＦＲＰ用マットではローラー間に間隙を設けず
、マットをローラーの重量によりプレスするという形で
圧杆ｉするのに対し、本発明のチョツプドストランドマ
ットでは、ローラー間に１〜３曹１の間隙”を設けるこ
とである。これによって）、゛を密１ｆ’０．０２〜０
．１ｇ／（１５のチョツプドストランドマットを製造す
ることが可能になった。

本発明者等の研究の結果、ローラー間隙が１．１より小
さいと、チョツプドストランドマットのに片密度は０．
１ｇ／ｃｍ’より大きくなり、またローラー間隙が３箇
箇より大きいと、マットの嵩密度は０．０２ｇ／ｒｗｓ
より小さくなることが判明した。本発明においては、チ
ョツプドストランドマットの’ｒ：に密度は０゜Ｘ″９
２〜０．Ｉｇ／♂、好ましくは０．０３〜０．０８ｇ／
ｃｗ’であることが必要である、嵩密度が０．０２ｇ／
ｃｍ”より小さいと、マット自身の強度が弱く事実上取
り扱いが国別となり、嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ５より大
きいと、セメントなどの水系スラリーをマットに含浸せ
しめることが不可能となる。また、本発明におけるチョ
ツプドストランドの長さは５〜５０１１好ましくは７〜
３０ｃ■であることが必要である。チョツプドストラン
ドの長さが５１より小さいと、該マットが）！、９高で
あるためにマット自身の強度か弱く、取り扱いが困難と
なり、チ３ツブトストラ／ドの長さが５０ｃ１を超える
と、ストランド同士が弯゛曲したりループを作ったりし
てからみ合い、均一に分散されず、補強効果の均一なマ
ットが得られない。

バインダーには特に限定はないが、粉末状あるいは液状
のＪ５リエステル樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂
、アクリル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、フェノール
樹脂などを使用することができ、バイ／グー付着量は固
形分で硝子繊維に対し３〜２０重量％程度が好適である
。

本発明においては、チョツプドストランドマットのたて
方向に、必要に応じてロービング、ヤーンなどのたて糸
を５　ｕ＋〜５０ｃｍ間隔で混入せしめることも可能で
ある。本発明のチョツプドストランドマットに、セメン
トなどの水系スラリーを連続的に含浸せしめる連続成形
法においては、特にマットのたて方向の強度が要求され
る。このような場合にたて糸を混入せしめるのは、成形
の能率を」−げるうえて効果的である。

本発明に用いる硝子繊維としては、どんな種類の硝子繊
維も使用可能であるが、セメント、珪酸カルシウムなど
アルカリ性の高い水硬性物質を補強する場合には、１０
重量％以上のＺｒＯ２を含有する耐アルカリ性硝子繊維
を使用するのが好適である。

本発明によるマットは、セメント、珪酸カルシウム、石
膏などの水系スラリーが容易に含浸し、補強効果が均一
で扱いやす＜、シかも従来のチョツプドストランドマッ
トマシンを使って製造できるため、新たな設備投資の必
要がなく、安価であるというメリットがある。

以下実施例を用いて本発明を説明するか、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

実施例ｌ ＺｒＯ２を２０重量％含有する耐アルカリ性硝子をプツ
シフグから引き出して１３μの硝子繊維とし、酢酸ビニ
ルを主成分とする集束剤をや布して、１ストランドが２
００フイラメントとなるように集束し、高速で回転する
ワイングーにより紙管に巻きとりケーキとなし、１３０
℃で１０時間朝乾燥た。この乾燥ケーキを３８０個並べ
、各ケーキからストランドを］００ｍ７分の速度で引き
出し、ｌ０ｒｖの長さに切断し、８ｍ１分の速度で移動
する無端ベルト上に８００ｇ／＋／の目付けとなるよう
に分散堆ＪＪ１せしめ、次いで飽和ポリエステル樹脂粉
末を散布して４、加熱し、チ３ソプドストランド同士を
接着せしめ（′てチョツプドストランドマットとした。

この際、ローラー間隙を０．５〜４龍の範囲で調整して
７種類のマットを作成した。バインダー付着量はいずれ
も約８％であった。

これらのマットについて、嵩密度、引っ張り強度を測定
し、取り扱い作業性を評価した。嵩密度は、３０ｃ■角
のマットを６枚重ねてその厚さと重量を測定することに
より求め、引っ張り強度は７．５ｃ＋＋　Ｘ　３０ｃ冒
のマ・ソトの両端５ｃ■づつをチャ・ツクでつかみ、イ
ンストロンで引っ張ったときの破壊荷重（ｂｇｆ）で表
した。

上記７種類のマ・ソトを所定の枚数型枠に載置し、重量
比で普通ポルトランドセメ７　）　＋００．５弓珪砂６
０、減水剤（マイティ＋５０）　０．７、水３５から成
るモルタルを厚さ１ｃ■になるように打設し、３分間振
動を加えてＧＲＣ（硝子繊維強化セメント）仮を作った
。この場合、マットの厚さがＩｃｍ以上のものについて
は、振動中にこてを使って１１の厚さにおさえこんた。

翌日脱型後モルタルの含浸の程度を観察した。また、材
令２８日における曲げ強度を測定した。これらの結果を
第１表に示′１．＼ ；、慣。なお、第１表には参考のため市販のＦ　Ｒｒ’
川用ブーヨソプトストラ／ドマット　（目付け４５０ｇ
／　ｒＺ、ストランド長さ５　ａｓ　、嵩密６０．（ｊ
ｇ／ｃ＋＋’　）についての試験結果をも示した（試料
康８）６ 以下余白 第１表の結果、チョツプドストランドマットの）、１９
密度が０，０２より小さい試料（Ｎａｌ）は、マットの
取り扱い作業性が悪く、また０、１より大きい試料（Ｎ
ｕ　７〜８）はモルタルが含浸し難いことがわかる。特
に嵩密度０．８の市販のＩ’ＲＰチョツプドストランド
マット（試料隈８）に至っては、全く含浸しないことが
判明した。

実施例２ 実施例１で用いた屹燥ケーキを３８０個並べ、各ケーキ
からストランドを１００ｍ／分の速度で引き出し、所定
の長さく２．５〜７５ｃｍの範囲内で７種類）に切断し
、８ｍ１分の速度で移動する無端ベルト上に８００ｇ／
−の目付けとなるように分散堆積せしめ、次いで飽和ポ
リエステル樹脂粉末を散布して加熱し、ローラー間隙２
．簡のローラー間を超過せしめて、嵩密度約０．０５ｇ
／ｃ■５のチョップトストラ／ドマ・ノドとした。バイ
ンダー付着量は実施例１と同様的８％であった。

これらのマットについて、引っ張り強度を測定し、取り
扱い作業性および均一性をｔト価した。マットの引、、
張り強度は実施例１と同様の方法で■１定した。また、
実施例１と同様に、ＧＲＣ仮を作り、モルタル含浸性、
曲げ強度などの＝ｆ価を行った。これらの結果を第２表
に示す。なお、第２表には、参考のため、市販のＦＲＰ
用コンティニュアスストランドマット（目イ寸け４５０
ｇ／ｍ　、嵩密度０．Ｉ５ｇ／ｃｕ’）についての試験
結果をも示した（試料）ｋ１６） 以下余白 第２表の結果、ストランドの長さが５１より短し、試ｉ
ト（ＮａＯ）では、ストランドの脱落が多い、マント自
身の強度が小さいなどマットの取り扱い作業性が極めて
悪く、また５０ｃｍより長い試料（階１５）では、チョ
ツプドストランドの分散不良による厚薄ムラが顕著とな
り、モルタルが部分的にし、か含浸しないため、強度の
バラツキが著しく大きット（試料Ｎａ１６）でモルタル
含浸性が悪いのは、このマットの嵩密度が大きい（０，
＋５ｇ／ｃｍ’　）ためである。

発明の効果 以上のように本発明の硝子繊維チョツプドストランドマ
ットは嵩密度が０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ’であるため
セメント、珪酸カルシウム、石膏などの水系スラリーが
容易に含浸し、また、チョツプドストランドの長さが５
〜５００であるため、補強効果が均一で且つ安価に生産
することが可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　硝子繊維チョップドストランドを均一に分散し、バイ
   ンダーで相互に接着してなる硝子繊維チョップドストラ
   ンドマットにおいて、該硝子繊維チョップドストランド
   の長さが５〜５０ｃｍであり、該硝子繊維チョップドス
   トランドマットの嵩密度が０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ＾
   ３であることを特徴とする硝子繊維チョップドストラン
   ドマット。