顆粒状結合剤、ガラス繊維マットとガラス繊維マットの製造方法、及び自動車用成形天井材
【課題】含水ガラスガラスストランド堆積物上に結合剤を散布され、堆積物に付着せずに再利用される含水状態の結合剤を、未使用の結合剤と高い混合率で使用でき、さらに再生結合剤を単独使用できる顆粒状結合剤と、均等な品位を有するガラス繊維マット及びその製造方法、さらにガラス繊維マットを使用した自動車成形天井材を提供する。
【解決手段】本発明の顆粒状結合剤は、ガラスストランド同士を結合するもので、除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有するものである。ガラス繊維マットは本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなる。ガラス繊維マット１の製造方法は、本発明の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成する。自動車成形天井材は、本発明のガラス繊維マット１を発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものである。
【解決手段】本発明の顆粒状結合剤は、ガラスストランド同士を結合するもので、除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有するものである。ガラス繊維マットは本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなる。ガラス繊維マット１の製造方法は、本発明の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成する。自動車成形天井材は、本発明のガラス繊維マット１を発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顆粒状結合剤とこの結合剤により得られるガラス繊維マットと、その製造方法、及びそのガラス繊維マットを用いた自動車用成形天井材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスチョップドストランドや、ガラスコンティニュアスストランドによって構成されたガラス繊維マットは、その高い機械的強度と軽量性、そして加工性等の点で優れた性能を有しており、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂またはスーパーエンジニアリングプラスチック（略称スーパーエンプラ）のような熱可塑性樹脂などの樹脂材を構造的に補強する強化材として広く利用されている。このようなガラス繊維マットは、例えば自動車の成形天井材や電子機器の構造材等として数多く用いられている。そしてガラス繊維マットは、自動車産業や電子産業の興隆に応じてより高い性能の向上が求められており、そのためこれまでにも多数の発明が行われてきた。例えば特許文献１には、単繊維直径が１３．１〜２０μｍであり、平均ストランド番手が１０〜３０ｔｅｘのガラスチョップドストランドから構成され、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ２であるガラスチョップドストランドマットとすることによってプレス成形して所定の寸法の自動車成形天井材に切断した際に、端面に切れ残ったガラスチョップドストランドがなく、端部の補修を必要としないものとなるという発明が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、マットをロールから引き出した時のマットの損傷防止、自動車成形天井材とした際にアバタ状模様の発生の危険性を低減するために、平均ストランド番手が１０〜２０ｔｅｘのガラスチョップドストランドから構成され、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ２であり、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その引張強さの標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上のガラスチョップドストランドマットとするという発明が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、マットになった後に剛性を確保でき、また構造部材として使用後の環境問題にも対応できるガラスチョップドストランドマットとするため、シート状に堆積したガラスチョップドストランドを相互に結合する結合剤が熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を含有し、この変性フェノール樹脂は植物由来の糖誘導体の含有率が質量百分率表示で２０質量％から４０質量％とする発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７７９５１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５０８１５号公報
【特許文献３】特開２００８−３０８７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようなガラス繊維マットは、ガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランド、あるいはその両方を搬送ネットの上に堆積させた後、このストランド堆積物に上から顆粒状の結合剤（バインダ、または２次結合剤、２次バインダなどとも称す）を散布し、次いで加熱炉で加熱溶融した後に冷却固化することにより製造される。この際、ストランド堆積物に散布される結合剤は乾燥した顆粒状であるため、結合剤がストランド堆積物の空隙部や搬送ネットの隙間等から落下してしまい、ストランド堆積物に十分に結合剤を付着させることができないという問題が生じていた。そこで、結合剤を散布する前にストランド堆積物を予め水で湿潤させておき、結合剤がストランド堆積物に付着し易くするという改善が行われた。
【０００７】
しかし、水で湿潤された含水ストランド堆積物を用いても、上述と同様に、散布した結合剤の一部は含水したまま、搬送ネットの隙間から落下してしまう。落下した結合剤をそのまま廃棄すると、産業廃棄物が大量に発生することとなり、また経済的な観点からも好ましくはないため、結合剤は、回収されて再利用される。結合剤の再利用を行うには、湿潤状態の結合剤を散布し易い乾燥状態にする必要がある。しかし湿潤状態の結合剤を乾燥する再生作業は、単に乾燥しただけでは適切な結合剤の流動性が失われたままになるという問題があった。このため、再生された結合剤（再生結合剤ともいう）は未使用の結合剤と混合した状態で利用されるが、均一に散布するためには適切な流動性を得る必要がある。なぜなら、流動性の低い再生結合剤は、未使用結合剤と併用する場合、均一性に十分配慮して均一な状態になるまで混合する必要がある。さらに、たとえ均一な混合ができても、再生結合剤の混合比率が大きくなるほど流動性は顕著に悪化するため、未使用結合剤への再生結合剤の混合率は数％程度の僅かなものに抑えねばならない。しかしながら流動性が損なわれた再生結合剤はストランド堆積物上に散布する際にも、均等な落下をしていないことが判明し、この点についての解決が強く望まれている。ストランド堆積物上に均等な結合剤の散布が行われないと、製造されたマットの強度にばらつきが生じ、安定した品位のマットを製造する妨げになるからである。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、含水ストランド堆積物上に結合剤を散布する際に、ストランドに付着することなく落下してしまった含水状態にある結合剤を再生した結合剤で、未使用の結合剤と高い混合率で使用することができる上、均一混合する必要がなく、さらには再生結合剤を単独使用することをも可能とする顆粒状結合剤と、均等な品位を有するガラス繊維マット、その製造方法、及びガラス繊維マットを使用した自動車成形天井材を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、ガラス繊維マットの製造品位の向上に関わる研究を重ね、上述した困難な課題の解決を図るべく鋭意努力した結果、再生バインダの流動性の欠如の原因は再生バインダの帯電現象に関連するものであることを究明し、その改善に際して再生バインダの帯電を抑制することのできる添加剤を使用することを見いだし、ここにこの発明の全容を提示するものである。
【００１０】
本発明の顆粒状結合剤は、ガラスストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする顆粒状結合剤であって、除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有するものであることを特徴とする。
【００１１】
顆粒状結合剤は、樹脂を主成分とするものであるが、それ以外に特定の性能を発揮する添加物も含有している。本発明に係る除電性粉末は、顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした時に、その含有量が０．０２５質量％未満では、十分な除電性を得られないため、顆粒状結合剤の帯電性を改善できず、その結果、顆粒状結合剤の十分な流動性を得ることができない。一方、除電性粉末は、顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした時に１．０質量％を超える含有量としても、より高い除電性は確保できず経済的でもなく、また顆粒状結合剤のガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドのストランド同士の結合という性能の発揮を阻害することも懸念させるため好ましいことではない。
【００１２】
以上のような観点から、本発明に係る顆粒状結合剤に対する除電性粉末の含有量は、より好ましくは顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした時に０．０５質量％以上０．８質量％以下とすることであり、より好ましくは０．１質量％以上０．５質量％以下である。
【００１３】
以上のような構成であれば、未使用の顆粒状結合剤と再生した顆粒状結合剤とを混合して使用する場合、あるいは再生した顆粒状結合剤のみを使用する場合であっても顆粒状結合剤に発生する帯電現象によって工程内における作業に多くの労力を要することなく、円滑な作業を実現することができる。
【００１４】
また本発明の顆粒状結合剤は、上述に加えて平均粒径、すなわち粒径加積曲線における有効粒径であるＤ５０が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末を、顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした場合に０．０２５質量％以上１．０質量％以下含有したものであるならば、除電性粉末を顆粒状結合剤に添加して、均一な状態になるように混合しやすく、そのため再生した結合剤の帯電性を偏りなく改善することが可能である。また過不足ない適正な添加量であるため、顆粒状結合剤の性能を十分に発揮させるものである。上記平均粒径については、以後平均粒径（Ｄ５０）と表記する。平均粒径（Ｄ５０）の計測は、篩分級法やレーザー回折法等を用いる粒度計測方法によって算出すればよい。
【００１５】
本発明に係る除電性粉末の平均粒径（Ｄ５０）は２５ｎｍ未満となるとその取り扱い作業において、様々な制約が生じ、取り扱い容易性が損なわれるため好ましくない。２００μｍを超えると、除電性粉末の顆粒状結合剤に対する存在数の比率が低下するものとなり、顆粒状結合剤表面の帯電を十分に除電することができない。
【００１６】
本発明に係る除電性粉末は、本発明の顆粒状結合剤の有する性能、すなわち加熱されて軟化し、溶融した後に冷却されると固化し適正な強度をもって、ストランド同士を強固に結合するという性能を阻害するものではなく、さらに顆粒状結合剤よりも帯電性が高いために顆粒状結合剤の除電を容易に行えるものであればどのような粒子であってもよい。
【００１７】
本発明の顆粒状結合剤は、上述に加え顆粒状結合剤が樹脂を主成分とし、該樹脂材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂であれば、バインダによって強固に結合されたマットに適度な柔軟性を付与することが可能であるため好ましい。
【００１８】
顆粒状結合剤が樹脂を主成分とするというのは、顆粒状結合剤の全質量に対する樹脂材質の質量の百分率表示が少なくとも５０％を超える含有量であるということである。本発明に係る顆粒状結合剤は、様々な性能を向上させる目的で、必要に応じて樹脂以外の成分を適量含有してもよい。そして本発明の顆粒状結合剤は、質量百分率表示で５割を超える樹脂材の材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂であるとしており、必要に応じて他の成分を添加してもよい。
【００１９】
本発明の顆粒状結合剤は、上述に加え除電性粉末が、Ｓｉ、Ａｌ及びＣの何れか一つ以上を含有する物質であれば、経済的に入手が容易で、しかも十分な除電性を発揮するものであるので好ましい。具体的には、Ｓｉ、Ａｌ及びＣを含有する無機粒子、有機粒子、有機無機ハイブリッド粒子、セラミックス系粒子、セラミックスハイブリッド系粒子あるいはカーボン系粒子などの構成を有するものが好適である。そして上述した利点を有し、顆粒状結合剤の帯電防止効果を十分に発揮できるものとしては、より具体的には、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、非晶質アルミナ（ａ−Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、非晶質シリカ（ａ−ＳｉＯ２）、カーボン（例えば黒鉛）、含水性樹脂材（例えばポリアクリラマイド）等が好ましい。また界面活性剤等のように、一分子中に正電荷と負電荷とを合わせもつ分子を含有するものについても、本発明に関わるバインダの機能を阻害することなく、ガラス繊維マットになった後の各種性能に悪影響を及ぼさないものであれば使用してよい。
【００２０】
本発明のガラス繊維マットは、本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなることを特徴とする。
【００２１】
本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなるというのは、除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有する顆粒状結合剤によって、互いに堆積した状態で重なり合ったガラスストランドが、夫々架橋されて結合し合い、互いに強固に結合した一体のマットになっているということである。またこの顆粒状結合剤は、樹脂を主成分とし、該樹脂材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂であれば好ましく、除電性粉末が、Ｓｉ、Ａｌ及びＣの何れか１以上を含有する粉末であればさらに好ましい。
【００２２】
また、本発明のガラス繊維マットは、上述に加えて目付が５０ｇ／ｍ２以上、２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であれば、柔軟性や機械的強度の安定性、そして軽量性がマット全体に偏りなく具現されることに繋がるため均質なマットが得られ、安定した品位のガラス繊維マットとなる。
【００２３】
上記目付について説明すると、目付とは、単位ｍ２当たりのマットの質量を表しているが、本発明のガラス繊維マットは、上述の製造方法に従って製造され、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に従う測定法によって得られる目付けが、５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲内となるものである。
【００２４】
ガラス繊維マットの目付が５０ｇ／ｍ２に満たないものであると、目付が小さすぎるため十分高い機械的強度を有していないため、マットの解舒作業時に断裂などの問題が発生し易くなるので好ましくない。一方、ガラス繊維マットの目付が２００ｇ／ｍ２を超えると、目付が大きすぎるため、マットを使用した複合材の重量が重くなりすぎてしまうため、用途が限られたものとなり、例えば軽量であることが要求される自動車成形天井材として用いるには不適なものとなる。本発明のガラス繊維マットは、例えば前記含水ストランド堆積物に付着せずに、水で湿潤された状態で落下した含水結合剤の乾燥を含む再生工程にて平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末を０．０２５質量％以上１．０質量％以下添加し、その樹脂の材質がビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂である結合剤を使用することによって、均等に偏りなく結合されたガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドが、５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲内の目付となることで、十分な強度を有し、しかも軽量なフレキシビィティのあるマット材となるものである。
【００２５】
本発明のガラス繊維マットは、上述に加えガラス繊維が切断加工されたチョップドストランドであれば、チョップドストランドの長さが所定長に揃っており、ストランドの分布を均等にし易く、またストランドの分布が均等になるので、顆粒状結合剤による結合部の分布も均等にし易い構成である。また用途によってガラスチョップドストランドの長さ寸法を変更することによってマットの性状をも調整することが容易である。
【００２６】
連続した繊維外観を呈するガラスストランドからチョップドストランドへの切断加工は、例えば間隔を揃えて放射状に配設された切断刃を有する回転式の切断装置等を使用して切断を行い、揃った長さのチョップドストランドを得ればよい。
【００２７】
本発明のガラス繊維マットの製造方法は、本発明の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、該顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成することを特徴とする。
【００２８】
本発明の顆粒状結合剤は、前述したようにガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドのストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする結合剤であって、平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末が０．０２５質量％以上１．０質量％以下の含有量となるように添加したものである。顆粒状結合剤は、ストランド上に均等に付着した状態になっている。そしてこの状態で本発明の顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成するとは、堆積されたガラスストランドの上に顆粒状結合剤が水を介して付着された状態で、その結合剤の軟化温度まで加熱を行い、結合剤を軟化させて溶融状態とし、その後冷却して固結することによって２以上のガラスチョップドストランドのストランド同士、あるいは２以上のガラスコンティニュアスストランドのストランド同士を互いに結合した結合部を形成するということである。
【００２９】
顆粒状結合剤を軟化させるために行う加熱手段は、顆粒状結合剤の軟化温度になるように加熱状態を調整することができるものであれば、どのような熱源でも使用可能である。例えば、液体燃料、気体燃料あるいは固体燃料の燃焼によって発生した熱を循環させる等して顆粒状結合剤を軟化させるものでもよく、また赤外線等の電磁波の放射熱源によって加熱を行うものでも、あるいはガラスチョップドストランドやコンティニュアスストランド自体の温度を何らかの手段によって上昇させて、これらのガラス繊維からの熱伝導によって結合剤を軟化するものであってもよい。
【００３０】
また軟化、溶融した後に、溶融状態の結合剤を冷却して固化する方法についても、十分な強度を有する結合部が得られる方法であればよい。例えば、前述した加熱源を除くことによって自然に温度が低下するのに任せてもよく、また、より高速な冷却を実現するため、冷却された気流中に曝してもよく、さらにマットの厚みを薄くするためにロール状等の形状の部材を有する冷却装置によってマット厚みの薄肉化処理を行いつつ、室温まで冷却を行うものであってもよい。
【００３１】
また上述した加熱工程と冷却工程とは夫々独立した装置内で行うものであっても、連続した装置内で行うものであってもよい。
【００３２】
本発明のガラス繊維マットの製造方法は、上述に加えて本発明の顆粒状結合剤を散布するものであれば、ガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランド上への顆粒状結合剤の均等な付着状態を高い製造効率で経済的に得ることが容易である。
【００３３】
顆粒状結合剤の散布の方法は、ガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランド堆積物上への均等な散布ができる方法であれば、特に限定するものではない。
【００３４】
顆粒状結合剤の散布は、顆粒結合剤の自由落下によるものを基本とするが、必要に応じて気流の調整や分散装置などの手段を併用してもよい。
【００３５】
本発明の自動車用成形天井材は、本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであることを特徴とする。
【００３６】
本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであるというのは、以下に示すようなものである。例えば、本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの一面側に接着した発泡樹脂シートの一形態としては、所定の接着剤を塗布したチョップドストランドマットを表皮、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、ガラスチョップドストランドマット及び保護シートの順に重ね合わるといった使用方法があり、このようにしてガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着した構成とできる。また上記については、発泡樹脂シートの一面側のみではなく必要に応じて両面に施してもよい。
【００３７】
ここで用いられる本発明のガラス繊維マットは、上述したようにガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドのストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする結合剤であって、結合剤再生時に平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末が０．０２５質量％以上、１．０質量％以下の含有量となるように添加された顆粒状結合剤を結合剤の少なくとも一部として使用し、結合剤の軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成することによって得られ、目付が５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内にあるものであるため、例えばフェノール系、メラミン系、あるいはイソシアネート系の何れかの接着剤によって発泡樹脂シートの表面あるいは裏面の少なくとも一面側に接着されて構成された自動車成形天井材とすると、軽量でしかも高い剛性を有した自動車成形天井材が製造ロットによる天井材の性能変動を抑制したものとして得られるので好適である。
【００３８】
また本発明の自動車成形天井材は、上述に加えてその断面平均厚さが３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の範囲内であるならば、様々な自動車に適用できるものであり、本発明のガラス繊維マットの性能に加えて、軽量性及び剛性を十分に生かした優れた自動車用の天井材となるので好ましい。
【００３９】
自動車成形天井材の断面平均厚さが３ｍｍ未満であると、高い剛性や吸音性を要求される場合に所望の性能を発揮できなくなる場合があるので好ましくない。一方自動車成形天井材の断面平均厚さが３０ｍｍを超えると、天井材の質量が大きくなりすぎて軽量性を要求される場合に、その要求を満足しないものとなるので好ましくない。
【００４０】
断面平均厚さの計測は、成形された後に断面平均厚さが同寸法の厚さとなるように設計された自動車成形天井材の任意の１０点の断面厚さを校正された計測装置で計測して得た各値の算術平均値であればよい。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように本発明の顆粒状結合剤は、ガラスストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする結合剤であって、除電性粉末が０．０２５質量％以上１．０質量％以下含有するように添加されたものであるため、再生結合剤を、未使用の結合剤と高い混合率で使用することができ、さらには再生結合剤を単独使用することをも可能とするものである。
【００４２】
本発明のガラス繊維マットは、本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなるため、高い剛性を有し、軽量でしかもそれに加えて様々な変形形状に加工できる柔軟な性能をも有しており、汎用性を有して多くの用途で利用することが可能である。
【００４３】
本発明のガラス繊維マットの製造方法は、本発明の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、該顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成するものであるため、マット内の結合部の分布状態を均等に揃えることが容易であり、安定した強度、偏りのない重量等を有するガラス繊維マットを効率よく製造することができるものである。
【００４４】
本発明の自動車用成形天井材は、本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであるため、安定した強度品位と軽量性とを有しており、多くの車種に適用可能な優れた性能を発揮する自動車用の天井材である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のガラス繊維マットの斜視図である。
【図２】本発明のガラス繊維マットの製造に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、順番に本発明の顆粒状結合剤とこの顆粒状結合剤を使用して得られるガラス繊維マット、そのマットの製造方法、及びガラス繊維マットを使用した自動車成形天井材について説明する。
【実施例１】
【００４７】
本発明のガラス繊維マットと、その製造方法について以下説明する。
【００４８】
まず自動車成形天井材に用いられるガラスチョップドストランドを堆積して成形された図１に示すようなガラスチョップドストランドマット１を製造する。このガラスチョップドストランドは、例えば以下のような工程で製造される。予め調製したガラス原料をガラス熔融炉にて均質に熔融し、得られた均質な状態のＥガラス材質の熔融ガラスを白金製ブッシングへと導く。次いで例えば１２００本のノズルを持つ白金製ブッシングから直径１１．６μｍのガラスフィラメントが、連続的に引き出されて成形される。引き出されたガラスフィラメントの表面に、ポリ酢酸ビニルエマルジョンが固形で５質量％、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが０．３質量％、第４級アンモニウム塩が０．５質量％、イオン交換水が９４．２質量％となるように調整した集束剤を、その付着量が０．４質量％となるように塗布する。集束剤が塗布された１２００本のガラスフィラメントは、集束されてガラスストランドとなり、カーボン製のシューと呼ばれる分糸機によって１８分糸され、分糸後のガラスストランドは６７本のガラスフィラメントよりなる１８本のガラスストランドとなって、巻き取られてガラスケーキとなる。その後、このガラスケーキは、所定時間乾燥され、集束剤はガラスフィラメントの表面上に定着される。
【００４９】
次いで、得られたケーキからガラスチョップドストランドマットを製造する。まず図２に示すように複数のケーキ２からガラスストランド８を連続的に解舒し、所定長、例えば５０ｍｍ長のガラスチョップドストランド９を得ることになる。その際に、ガラスチョップドストランド９は、ガラスストランド８の切断機を用いて連続的に切断が行われる。この切断機は、装置の天井付近に配設されており、対向する回転方向を有する一対のカッターロール３ａとゴムロール３ｂから構成されている。乾燥工程を終えたケーキ２の内層から連続的に解舒された各ガラスストランド８は、各切断機の回転するカッターロール３ａとゴムロール３ｂの間に順次送り込まれて、カッターロール３ａに放射状に配設された切断刃３によって、例えば長さ５０ｍｍの寸法に連続的に切断されることになる。
【００５０】
こうして得られたガラスチョップドストランド９を用いて、ガラスチョップドストランドマット１の製造が行われる。この製造装置１３はベルトコンベヤによって移動する搬送ネット４上のガラスチョップドストランド９に対して各種操作を行うように構成されている。長さ５０ｍｍの寸法に切断されたガラスチョップドストランド９は、切断装置の下方に配設された第一搬送コンベヤ４ａの上に、均一に分散された状態になるように分散されて積もり、ストランド堆積物１０となって第一搬送コンベヤ４ａによって切断装置の外へと搬送される。
【００５１】
次いで、ストランド堆積物は第二搬送コンベヤ４ｂに移載され、第二搬送コンベヤ４ｂ上で移動するストランド堆積物１０上に散水手段５から水１１を散布して湿潤させた状態とする。次いで本発明の顆粒状結合剤１２として、その材質がビスフェノール系不飽和ポリエステルの顆粒状結合剤１２をバインダ散布装置６によって散布する。この顆粒状結合剤１２は、予め平均粒径（Ｄ５０）が６．５μｍの二酸化珪素（非晶質シリカ）粉末を除電粉末として０．１５質量％含有する、いわゆる再生された顆粒状結合剤が３５％含まれている。この顆粒状結合剤は、ガラスチョップドストランドマット１３となった後に所定の付着量（具体的に例示すると１０〜１４％）になるように散布されている。
【００５２】
この再生に関わる回収後の一連の操作等については後述するが、顆粒状結合剤１２は上述したような構成であるため、顆粒の帯電量が適切に抑制されたものとなっており、移送、及び散布等の際に流動性に優れ、ガラスチョップドストランド９の表面に偏ることなく均等に付着することになる。そしてベルトコンベヤ４ａ上に堆積したストランド堆積物１０とその上から散布された結合剤１２とが付着した状態のままで、これらの堆積物１０は第二搬送コンベヤ４ｂから第三搬送コンベヤ４ｃ上へと移載される。第三搬送コンベヤ４ｃの途中には、発熱体を有する加熱炉７が配置されており、結合剤１２が散布されたガラスチョップドストランド堆積物１０が、加熱炉７中に移動して所定温度で加熱されることによって、付着した顆粒状結合剤１２が軟化し、ガラスチョップドストランド９の表面上で溶融状態となる。次いでこのストランド堆積物１０はベルトコンベヤによって加熱炉７の外部に移動させられ、冷却圧延水冷プレスロール１５間を通して冷却、プレスが行われる。ちなみにこの冷却圧延水冷プレスロール１５はマット１に対して下方に配された送り方向に回転する水冷プレスロール１５ａと、反対方向に回転するマット１上方に配された水冷プレスロール１５ｂとの間隙に上記した加熱後のストランド堆積物１０を送り方向に挿入して圧延するための装置である。この圧延操作を行うことによって、溶融していた結合剤１２が固化されて、その後巻き取り機によって巻き取られて最終的にガラスチョップドストランドマット１（このマット１の目付は１０７ｇ／ｍ２である）の回巻体６９が得られる。また、こうして上述の工程によって溶融した顆粒状結合剤１２の冷却固化された箇所は、複数のガラスストランド同士を互いに結合する結合部となる。よって顆粒状結合剤１２の散布が均等に行われているため、ガラスストランドの結合部も均等にガラスチョップドストランドマット１内に形成されることになる。
【００５３】
ちなみに、ここではビスフェノール系不飽和ポリエステルの顆粒状結合剤に添加する除電性粉末として平均粒径（Ｄ５０）が６．５μｍの二酸化珪素（非晶質シリカ）を用いたが、それ以外にも例えば一次粒子の平均粒子径３０ｎｍのＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）（ヒュームドシリカ：酸化アルミニウム含有）等を使用してもよい。
【００５４】
このようにして得られたガラスチョップドストランドマットの性能に関しては、例えば引張強さに関する評価を行えばよいため、ここでは引張強さの評価を実施した。具体的には、ガラスチョップドストランドマットから巾１５０ｍｍ、長さ３２５ｍｍのサンプルを巾方向に８枚×５列採取し、その引張強さを日本工業規格、すなわちＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に従い、チャック間距離２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで測定したところ、平均引張強さは、１８０Ｎであり、引張強さの標準偏差は４５Ｎと小さく、高い品位を有するものであることが判明した。
【００５５】
また上記の評価に加えて、ガラスチョップドストランドマットの結合部の分布状態について、ガラスチョップドストランドを長年に亘り評価している経験者が目視観察によって確認を行ったところ、接着部の分布に偏りは認められず、均等な接着部の分散を有するガラスチョップドストランドマットが得られたことが明瞭となった。
【実施例２】
【００５６】
次いで本発明のガラス繊維マット、及びガラスマットの製造方法で使用した本発明の顆粒状結合剤について、さらに詳細に説明する。
【００５７】
本発明の顆粒状結合剤は、上述したように除電性粉末を適正量だけ添加している。除電性粉末の添加は、顆粒状結合剤の帯電性を改善するためのものであるが、その含有量によっては十分な除電効果が得られない場合がある。そこで本発明の顆粒状結合剤に関して、以下に示すような評価を実施した。すなわち、上記したと同様のガラス繊維マットの製造方法を適用して、種々の顆粒状結合剤を使用した場合に、得られたガラスチョップドストランドマットはどのような品位になるのかという評価である。
【００５８】
本発明者らは、評価に際して表１に示すような除電性粉末を準備し、これらの除電性粉末を結合剤に添加して評価を行った。得られた顆粒状結合剤の評価と、上述したと同様の工程によって得られたガラスチョップドストランドマットの引張強さの評価を行った。以上の結果を表１にまとめて示す。
【００５９】
まず、ここで使用した顆粒状結合剤、前記と同様にビスフェノール系不飽和ポリエステルを主成分とする顆粒状結合剤を使用した。そして、この顆粒状結合剤は、一旦堆積したガラスチョップドストランド上から散布して、水によって湿潤状態となったものを再利用する際に除電性粉末を添加したものである。具体的には、図２に示したように、ガラスチョップドストランド９を堆積した後に、水１１で湿潤させた含水ストランド堆積物１０に、ビスフェノール系不飽和ポリエステル材質の顆粒状結合剤１２を散布した後、前記含水ストランド堆積物１０に付着せずに、水で湿潤された状態で落下した含水した顆粒状結合剤１２ａはコンベヤ４ｂの下方に設けられた回収槽１４で回収される。このように回収される顆粒状結合剤１２ａの多くは、含水ストランド堆積物１０の間隙などを通じて落下したものであるので、水分を含んだ含水状態となっている。回収した含水結合剤１２ａを再利用するためには、回収した含水状態の顆粒状結合剤１２ａに平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末を０．０２５〜１．０質量％添加し、乾燥させる必要がある。そこで、表１に示した実施例１から実施例３の様々な除電性粉末を添加した。次いで含水状態で除電性粉末が添加された状態の顆粒状結合剤１２ａは、減圧乾燥を行うため耐圧性容器を有する減圧乾燥装置を用いて減圧乾燥を行う。具体的には、回収槽１４に所定量の含水バインダ(結合剤)が回収されると、この回収槽１４ごとに減圧乾燥装置へ搬送され、回収槽１４内の含水結合剤（１バッチ分、乾燥後約７０ｋｇ）が、減圧乾燥装置の耐圧性容器内へと投入される。
【００６０】
耐圧性容器内に投入された含水状態の顆粒状結合剤は、所定の同条件で減圧乾燥を行う。この際、含水状態の顆粒状結合剤は攪拌されながら乾燥処理が行われる構造となっている。これにより、含水状態の顆粒状結合剤を効率よく乾燥することが可能となる。したがって、含水状態の顆粒状結合剤に含まれる水分を短時間で脱水、乾燥することが可能となるとともに、除電性粉末を均一に混合することにより顆粒状結合剤の帯電性の抑止性能が発現されることになる。こうして所定条件で乾燥された顆粒状結合剤は、以下の評価を行った。
【００６１】
まず、顆粒状粉末を乾燥操作終了後の減圧乾燥機の耐圧性容器からフレキシブルコンテナへと充填する際、さまざまな箇所に付着していないかを「充填評価」として評価した。充填作業の実務経験者が判断し、減圧乾燥機の耐圧性容器からの排出とフレキシブルコンテナへの充填が滞りなく円滑に行える場合を「○」と判定した。一方、容器周辺に帯電した顆粒状結合剤が付着するとともに、顆粒状結合剤自体がフロック状に凝集するなどして流動性が著しく劣化したことによって長い作業時間が必要となり、製造工程全体へも悪影響を及ぼすことが顕著である場合を「×」と判定した。以上の結果は、表１にまとめて示す。
【００６２】
また顆粒状結合剤の帯電性の評価の一つとして、顆粒状結合剤の静電気の帯電量をシシド静電気株式会社製の静電電位測定器（スタチロン−ＤＺ４）を使用して測定した。測定は顆粒状結合剤の異なる測定点について５回の計測を行いその平均値を、表１にまとめて示す。
【００６３】
さらに上記のようにして得られた顆粒状結合剤を、チョップドストランドマットへと散布して支障が生じないか、実務経験者による観察等を参考とし、実際の工程内で評価を実施した。その結果、散布を行う際にまったく偏りが認められない均等な散布状態が得られていると判断できたものを「良好」とし、散布時に様々な付随する問題、例えば顆粒状結合剤の散布装置周辺のノズル付近への付着を取り除く作業が必要になるといった問題などが生じるものを「良好でない」と判定した。また経験者が散布状態を観察すると、明らかに偏った散布が行われていると判断できるものを「悪化」と判定した。
【００６４】
さらにこうした上述の工程によって得られたガラスチョップドストランドマットについても、一連の評価を行い、その結果を表１にまとめた。
【００６５】
まず、ガラスチョップドストランドマットの結合剤付着量は、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に記載の方法によって計測したガラスチョップドストランドマットの強熱減量からガラスチョップドストランドの製造に使用したケーキの強熱減量を差し引くことにより算出したものである。すなわち、予めケーキの強熱減量を求めることで、このガラス繊維の集束剤の付着量のみをケーキの強熱減量によって知ることができ、その後ガラスチョップドストランドマットについての強熱減量を計測し、マットについての強熱減量からケーキの強熱減量を引くことにより、ガラスチョップドストランドマットに付着している顆粒状結合剤（バインダ）の付着量を算出したものである。
【００６６】
ガラスチョップドストランドマット中のストランド番手（ｔｅｘ）は、チョップドストランドマットを６２０℃で３０分間焼却した後、チョップドストランドマットを構成するストランド５０本を抜き取り、その平均長さＬ（ｍｍ）を測定した後、感量が０．１ｍｇ以下の秤を用いて５０本の総質量Ｗ（ｇ）を測定し、数１に示した式により算出することにより得た。この式は、ストランド長１０００ｍの重量を表すため、単位をｍｍ（ミリメートル）からｍ（メートル）に換算するものとなっている。
【００６７】
【数１】
【００６８】
またガラスチョップドストランドマットの引張強さは、上述したと同様にＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に従い、チャック間距離２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで測定して得た。この結果についても表１にまとめて示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
以下に夫々の試作製造番号の実施例に関して、代表的な試料の評価結果を説明する。
【００７１】
まず、表１の実施例である試作製造番号１は、前述した平均粒径７μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．１５質量％含有した顆粒状結合剤を使用するものであり、これを減圧乾燥して得られた再生結合剤について評価を行ったところ、滞りなく効率よい充填操作が可能であった。また静電気の帯電量については、１．５ＫＶと十分に低い値であった。さらに得られた再生結合剤を全量（１００％）使用し、すなわち未使用の結合剤の使用率を０％にしてガラスチョップドストランドの上方より散布を行い、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。そして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．０％であった。またこのチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは１８０Ｎであり、引張強さの偏差は４５Ｎと小さく、高い強度性能を有し、再生結合剤、すなわち上記の非晶質シリカ粒子を含み減圧乾燥して得られたもの（以下、再生品と呼ぶ）を３５％だけを用いた場合と同等の評価結果が得られた。
【００７２】
試作製造番号２は、平均粒径（Ｄ５０）が３０ｎｍの酸化アルミニウムを含有するヒュームドシリカを０．１５質量％含有する顆粒状結合剤を使用したものであるが、充填性に関しては試作製造番号１とほぼ同様で、スムーズな充填ができることが確認され十分に良好なものであった。また静電気の帯電量は１．０ＫＶで低く、散布性の評価でも申し分ない結果が得られた。そしてこの顆粒状結合剤についても再生品を１００％使用して評価を使用してチョップドストランドマットを製造した。得られたチョップドストランドマットの評価結果としては、まずストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２について、結合剤付着量は１１．８％であった。このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは、１８５Ｎであり、引張強さの偏差は４３Ｎと小さく、試作製造番号１と同様に高い強度品位を有していた。
【００７３】
試作製造番号３は、平均粒径（Ｄ５０）が７μｍの黒鉛粒子を０．１５質量％含有する顆粒状結合剤を使用するものである。評価について、まず充填性は、他の実施例と同様に支障の認められるものではなく高速な充填ができ「○」判定であった。また帯電量は３．０ＫＶであって、低い値であった。そして散布性の評価結果も他の実施例と同様に良好な結果を得ることができた。次いでガラスチョップドストランドマットに関しての評価は、以下のようであった。このガラスチョップドストランドマットの番手は１９ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．５％であった。そしてこのチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは１７５Ｎであり、引張強さの偏差は４８Ｎと十分に小さく、試作製造番号１及び２と同様に優れた強度品位を有していた。
【００７４】
試作製造番号４は、平均粒径（Ｄ５０）が４μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．４５質量％含有した顆粒状結合剤を使用するものである。試作製造番号１と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生結合剤について評価を行ったところ、効率よい充填操作が可能であった。また静電気の帯電量については、１．２ＫＶと十分に低い値であった。そしてこの再生品を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。そして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行った結果、ストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１１０ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．２％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは、１８３Ｎであり、引張強さの偏差は４３Ｎと小さく、他の実施例と同様に優れた強度品位を有していた。
【００７５】
試作製造番号５は、平均粒径（Ｄ５０）が１１μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．０３質量％含有した顆粒状結合剤を使用した。試作製造番号１等と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生品について評価を行ったところ、効率よい充填操作が可能であった。また静電気の帯電量については、１．５ＫＶと十分に低い値であった。そして試作製造番号１等と同様にこの再生結合剤を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。こうして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１１．９％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは１７５Ｎであり、引張強さの偏差は４０Ｎと小さく、他の実施例と同様に優れた強度品位を有していた。
【００７６】
試作製造番号６は、平均粒径（Ｄ５０）が２５μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．９８質量％含有した顆粒状結合剤を使用したものである。試作製造番号１等と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生品について評価を行ったところ、効率よい充填操作ができた。また静電気の帯電量については、１．０ＫＶと十分に低い値であった。そして試作製造番号１等と同様にこの再生結合剤を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。こうして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は２２ｔｅｘでマット目付が１１２ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．０％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価の結果は、平均引張強さは１８２Ｎであり、引張強さの偏差は４８Ｎと十分に小さく、優れた強度品位を有していた。
【００７７】
試作製造番号７は、平均粒径（Ｄ５０）が０．３５μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．３５質量％含有した顆粒状結合剤を使用したものである。試作製造番号１等と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生品について評価を行ったところ、効率よい充填操作ができた。また静電気の帯電量については、１．０ＫＶと十分に低い値であった。そして試作製造番号１等と同様にこの再生結合剤を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。こうして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は１９ｔｅｘでマット目付が１１０ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．１％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは、１８５Ｎであり、引張強さの偏差は４２Ｎと十分に小さく、優れた強度品位を有していた。
【００７８】
試作製造番号８は、ガラスチョップドストランドマットの引張強度まで評価していないため表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．４５質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は２．１ＫＶであり、散布性についても同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００７９】
試作製造番号９は、試作製造番号８と同様に表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．１質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は２．５ＫＶであり、散布性についても同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００８０】
試作製造番号１０は、試作製造番号８と同様に表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．１２質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は１．８ＫＶであり、散布性についても同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００８１】
試作製造番号１１は、試作製造番号８と同様に表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．０２６質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は２．９ＫＶで十分に許容できる値であり、散布性についても他の実施例の試作製造番号と同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００８２】
以上のように、試作製造番号８〜１１は、マットの評価までは実施しなかったが、散布性などの一連の性能は十分に実用化できる品位であると判断できるものであった。
【００８３】
次いで、これらの実施例に対して、本発明の比較例として、試作製造番号２１、及び試作製造番号２２を実施例同様の製造方法で製造し、評価についても同様の評価を実施した。結果は、実施例と同様に表１にまとめて示す。
【００８４】
比較例の試作製造番号２１は、試作製造番号１と同様に非晶質シリカ粒子を使用したものであるが、平均粒径（Ｄ５０）が２５０μｍと大きすぎるため、それ故含有量が１．０５％と多くとも除電性を発揮できないことが懸念され、評価結果は、それを裏付けるものとなった。すなわち実施例と同様に充填性の評価を行うと、充填性は「×」と判定されるものであった。また静電気の帯電量については、８．５ＫＶとなって非常に大きく、散布性は全く悪い結果になった。
【００８５】
比較例の試作製造番号２２は、試作製造番号１と同様に平均粒径（Ｄ５０）７μｍの非晶質シリカ粒子を添加したものであるが、その含有量が０．０１４質量％と少ない点だけが異なっていた。この評価結果は、総じて十分に除電性粉末の性能を活かせないものであった。すなわち、実施例と同様に充填性の評価を行うと、充填性は「×」と判定されるものであった。また静電気の帯電量については、１０ＫＶを超える高い値となって非常に大きく、散布性は非常に悪い結果となった。
【００８６】
また、表１には示してないが、比較例の試作製造番号２３は、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．０２３質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものである。この試作製造番号２３の評価結果は、充填評価は除電性が十分に発揮されず「×」で、静電気は５．１ＫＶと大きく、散布性についても「悪化」と判断されるものであった。試作製造番号２３は、ガラスチョップドストランドマットの評価までは行わなかった。
【００８７】
以上のように、本発明の一連の実施例と比較例とを参照すると、本発明の顆粒状結合剤は、１００％再使用品を用いても、高い流動性を有し、安定した品位のガラスチョップドストランドマットを製造することのできるものであることが明瞭となった。
【実施例３】
【００８８】
次いで、本発明の自動車成形天井材について、以下に実施例を説明する。
【００８９】
自動車成形天井材については、表１に示した、本発明の実施例である試作製造番号１〜試作製造番号７および比較例である試作製造番号２１、及び試作製造番号２２、以上の計９種類の試料を作成した。すなわち表１のストランド番手となるＥガラス材質の所定の寸法を有し、所定のマット目付となるように調整したガラスチョップドストランドマットにイソシアネート系の接着剤を含浸させた後、表皮（自動車の室内側）、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、別のガラスチョップドストランドマット及び保護シート（自動車の天井側）の順に重ね合わせてゆく。次いで、この積層物をその周囲に超硬刃を取り付けた成形天井の形状をしたプレス型に入れ、その状態でプレス成形を行う。最後に所定の形状にすると同時にその周囲をトリミングして整えた。
【００９０】
本発明の自動車成形天井材の外観に関する評価は、製造した１０００枚の自動車成形天井材について、その表皮側に「ヒケ」と呼ばれる成形不良の発生した数量を目視観察によって熟練者が検査を行い、「ヒケ」の認められるものの発生率について、調査件数１０００枚を母数とした百分率表示でまとめた。ここで、「ヒケ」は、マットの柔軟性の優劣を示すもので、柔軟性があれば「ヒケ」は発生し難いが、柔軟性がないと発生する外見上の不具合である。以上の結果を表１に表す。
【００９１】
以下に自動車成形天井材としての評価結果をまとめる。
【００９２】
表１からも明らかなように、実施例の試作製造番号１は、ストランド番手が２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｃｍ２、結合剤付着量が１２．０％のもので、結合剤に平均粒径（Ｄ５０）が６．５μｍの非晶質シリカを０．１５質量％含有し、乾燥処理したものを使用してガラスチョップドストランドマットを製造したものである。このマットの引張強度は、その平均値が１８０Ｎで標準偏差が４５Ｎであり、十分に高い引張強度で標準偏差も小さい値を有していたが、自動車成形天井材とするためにこのマットを引き出す操作を行った際にマットは「チギレ」が発生することもなく、また「ヒケ」についても全く認められない品位を有していた。このため「チギレ」については「無」、「ヒケ」については０％の判定となった。
【００９３】
実施例の試作製造番号２についても、上述したように本発明としての要件を全て満足する品位であったが、試作製造番号１と同様に自動車成形天井材とするためにこのマットを引き出す操作を行った際にマットは「チギレ」が発生することはなかった。そして「ヒケ」についても全く認められない品位であった。よって試作製造番号１と同様に「チギレ」、について「無」であり、「ヒケ」について０％の判定となった。
【００９４】
実施例の試作製造番号３についても、上述した他の実施例同様に本発明としての要件を全て満足する品位であったが、他の実施例と同様に自動車成形天井材とするためにこのマットを引き出す操作を行った際にマットは「チギレ」が発生することはなかった。そして「ヒケ」についても全く認められない品位であった。よって試作製造番号１と同様に「チギレ」について「無」であり、「ヒケ」について０％の判定となった。
【００９５】
実施例の試作製造番号４から試作製造番号７についても、同様の評価を行い、いずれのマット、及び自動車成形天井材ともに問題のない結果が得られた。
【００９６】
また実施例と同様に試作製造した比較例の自動車成形天井材については、以下のような結果となった。
【００９７】
試作製造番号２１は、平均粒径（Ｄ５０）が２００μｍと大きすぎて除電性に問題のある非晶質シリカ粒子を用いた顆粒状結合剤を用いたものであるが、自動車成形天井材とするためにこのマットを回巻体のロールから引き出す操作を行った際にマットに「チギレ」が認められ、また自動車成形天井材とした後の判定でも８％の「ヒケ」が認められる品位であった。
【００９８】
試作製造番号２２は、試作製造番号１と同様に平均粒径（Ｄ５０）が７μｍの非晶質シリカ粒子を添加したものであるが、その添加量が０．０１４質量％と少ない顆粒状結合剤を用いたものであるが、自動車成形天井材とするためにこのマットを回巻体のロールから引き出す操作を行った際にマットに大きな「チギレ」が認められ、また自動車成形天井材とした後の判定でも、実に１５％もの「ヒケ」が認められる品位となった。
【００９９】
以上のように、本発明の自動車成形天井材は、実施例と比較例とを対比して例示したように、本発明の顆粒状結合剤を用いたガラスチョップドストランドマットによって製造された自動車成形天井材が、極めて優れた外観品位を有していることが明瞭となった。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の顆粒状結合剤を用いるガラスチョップドストランドマットの製造方法は、自動車成形天井材に使用されるマットの製造方法として利用することが好ましいものであるが、他にも電子工業等の各種精密ハウジング構成体や建築用材料、工業用途の各種構成部材等、種々の用途に使用されるチョップドストランドマットの製造に利用が可能なものである。
【０１０１】
さらに、上記の実施形態ではガラスチョップドストランドを使用した場合を例示して説明したが、本発明はガラスコンティニュアスストランドを使用した場合についても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ ガラスチョップドストランドマット
２ ガラスストランド回巻体
３ 切断刃
３ａ カッターロール
３ｂ ゴムロール
４ 搬送ネット
４ａ 第一搬送コンベヤ
４ｂ 第二搬送コンベヤ
４ｃ 第三搬送コンベヤ
５ 散水手段
６ バインダ散布手段（バインダ散布装置）
７ 加熱炉
８ ガラスストランド
９ ガラスチョップドストランド
１０ ストランド堆積物，含水ストランド堆積物
１１ 水
１２ 顆粒状結合剤（バインダ）
１２ａ 含水した顆粒状結合剤の回収物
１３ ガラス繊維マットの製造装置
１４ 回収槽
１５ 冷却圧延プレスロール
１５ａ、１５ｂ 水冷プレスロール
６９ ガラスチョップドストランドマットの回巻体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顆粒状結合剤とこの結合剤により得られるガラス繊維マットと、その製造方法、及びそのガラス繊維マットを用いた自動車用成形天井材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスチョップドストランドや、ガラスコンティニュアスストランドによって構成されたガラス繊維マットは、その高い機械的強度と軽量性、そして加工性等の点で優れた性能を有しており、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂またはスーパーエンジニアリングプラスチック（略称スーパーエンプラ）のような熱可塑性樹脂などの樹脂材を構造的に補強する強化材として広く利用されている。このようなガラス繊維マットは、例えば自動車の成形天井材や電子機器の構造材等として数多く用いられている。そしてガラス繊維マットは、自動車産業や電子産業の興隆に応じてより高い性能の向上が求められており、そのためこれまでにも多数の発明が行われてきた。例えば特許文献１には、単繊維直径が１３．１〜２０μｍであり、平均ストランド番手が１０〜３０ｔｅｘのガラスチョップドストランドから構成され、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ２であるガラスチョップドストランドマットとすることによってプレス成形して所定の寸法の自動車成形天井材に切断した際に、端面に切れ残ったガラスチョップドストランドがなく、端部の補修を必要としないものとなるという発明が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、マットをロールから引き出した時のマットの損傷防止、自動車成形天井材とした際にアバタ状模様の発生の危険性を低減するために、平均ストランド番手が１０〜２０ｔｅｘのガラスチョップドストランドから構成され、目付が５０〜１５０ｇ／ｍ２であり、ＪＩＳ Ｒ３４２０（１９９９）付属書１３に従う引張破断試験におけるマット幅方向の引張強さの平均値が１５０Ｎ以下で、その引張強さの標準偏差が５０Ｎ以下であり、かつマット長手方向の引張強さの平均値が１００Ｎ以上のガラスチョップドストランドマットとするという発明が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、マットになった後に剛性を確保でき、また構造部材として使用後の環境問題にも対応できるガラスチョップドストランドマットとするため、シート状に堆積したガラスチョップドストランドを相互に結合する結合剤が熱可塑性を有する変性フェノール樹脂を含有し、この変性フェノール樹脂は植物由来の糖誘導体の含有率が質量百分率表示で２０質量％から４０質量％とする発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７７９５１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５０８１５号公報
【特許文献３】特開２００８−３０８７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようなガラス繊維マットは、ガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランド、あるいはその両方を搬送ネットの上に堆積させた後、このストランド堆積物に上から顆粒状の結合剤（バインダ、または２次結合剤、２次バインダなどとも称す）を散布し、次いで加熱炉で加熱溶融した後に冷却固化することにより製造される。この際、ストランド堆積物に散布される結合剤は乾燥した顆粒状であるため、結合剤がストランド堆積物の空隙部や搬送ネットの隙間等から落下してしまい、ストランド堆積物に十分に結合剤を付着させることができないという問題が生じていた。そこで、結合剤を散布する前にストランド堆積物を予め水で湿潤させておき、結合剤がストランド堆積物に付着し易くするという改善が行われた。
【０００７】
しかし、水で湿潤された含水ストランド堆積物を用いても、上述と同様に、散布した結合剤の一部は含水したまま、搬送ネットの隙間から落下してしまう。落下した結合剤をそのまま廃棄すると、産業廃棄物が大量に発生することとなり、また経済的な観点からも好ましくはないため、結合剤は、回収されて再利用される。結合剤の再利用を行うには、湿潤状態の結合剤を散布し易い乾燥状態にする必要がある。しかし湿潤状態の結合剤を乾燥する再生作業は、単に乾燥しただけでは適切な結合剤の流動性が失われたままになるという問題があった。このため、再生された結合剤（再生結合剤ともいう）は未使用の結合剤と混合した状態で利用されるが、均一に散布するためには適切な流動性を得る必要がある。なぜなら、流動性の低い再生結合剤は、未使用結合剤と併用する場合、均一性に十分配慮して均一な状態になるまで混合する必要がある。さらに、たとえ均一な混合ができても、再生結合剤の混合比率が大きくなるほど流動性は顕著に悪化するため、未使用結合剤への再生結合剤の混合率は数％程度の僅かなものに抑えねばならない。しかしながら流動性が損なわれた再生結合剤はストランド堆積物上に散布する際にも、均等な落下をしていないことが判明し、この点についての解決が強く望まれている。ストランド堆積物上に均等な結合剤の散布が行われないと、製造されたマットの強度にばらつきが生じ、安定した品位のマットを製造する妨げになるからである。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、含水ストランド堆積物上に結合剤を散布する際に、ストランドに付着することなく落下してしまった含水状態にある結合剤を再生した結合剤で、未使用の結合剤と高い混合率で使用することができる上、均一混合する必要がなく、さらには再生結合剤を単独使用することをも可能とする顆粒状結合剤と、均等な品位を有するガラス繊維マット、その製造方法、及びガラス繊維マットを使用した自動車成形天井材を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、ガラス繊維マットの製造品位の向上に関わる研究を重ね、上述した困難な課題の解決を図るべく鋭意努力した結果、再生バインダの流動性の欠如の原因は再生バインダの帯電現象に関連するものであることを究明し、その改善に際して再生バインダの帯電を抑制することのできる添加剤を使用することを見いだし、ここにこの発明の全容を提示するものである。
【００１０】
本発明の顆粒状結合剤は、ガラスストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする顆粒状結合剤であって、除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有するものであることを特徴とする。
【００１１】
顆粒状結合剤は、樹脂を主成分とするものであるが、それ以外に特定の性能を発揮する添加物も含有している。本発明に係る除電性粉末は、顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした時に、その含有量が０．０２５質量％未満では、十分な除電性を得られないため、顆粒状結合剤の帯電性を改善できず、その結果、顆粒状結合剤の十分な流動性を得ることができない。一方、除電性粉末は、顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした時に１．０質量％を超える含有量としても、より高い除電性は確保できず経済的でもなく、また顆粒状結合剤のガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドのストランド同士の結合という性能の発揮を阻害することも懸念させるため好ましいことではない。
【００１２】
以上のような観点から、本発明に係る顆粒状結合剤に対する除電性粉末の含有量は、より好ましくは顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした時に０．０５質量％以上０．８質量％以下とすることであり、より好ましくは０．１質量％以上０．５質量％以下である。
【００１３】
以上のような構成であれば、未使用の顆粒状結合剤と再生した顆粒状結合剤とを混合して使用する場合、あるいは再生した顆粒状結合剤のみを使用する場合であっても顆粒状結合剤に発生する帯電現象によって工程内における作業に多くの労力を要することなく、円滑な作業を実現することができる。
【００１４】
また本発明の顆粒状結合剤は、上述に加えて平均粒径、すなわち粒径加積曲線における有効粒径であるＤ５０が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末を、顆粒状結合剤と除電性粉末の合量を１００質量％とした場合に０．０２５質量％以上１．０質量％以下含有したものであるならば、除電性粉末を顆粒状結合剤に添加して、均一な状態になるように混合しやすく、そのため再生した結合剤の帯電性を偏りなく改善することが可能である。また過不足ない適正な添加量であるため、顆粒状結合剤の性能を十分に発揮させるものである。上記平均粒径については、以後平均粒径（Ｄ５０）と表記する。平均粒径（Ｄ５０）の計測は、篩分級法やレーザー回折法等を用いる粒度計測方法によって算出すればよい。
【００１５】
本発明に係る除電性粉末の平均粒径（Ｄ５０）は２５ｎｍ未満となるとその取り扱い作業において、様々な制約が生じ、取り扱い容易性が損なわれるため好ましくない。２００μｍを超えると、除電性粉末の顆粒状結合剤に対する存在数の比率が低下するものとなり、顆粒状結合剤表面の帯電を十分に除電することができない。
【００１６】
本発明に係る除電性粉末は、本発明の顆粒状結合剤の有する性能、すなわち加熱されて軟化し、溶融した後に冷却されると固化し適正な強度をもって、ストランド同士を強固に結合するという性能を阻害するものではなく、さらに顆粒状結合剤よりも帯電性が高いために顆粒状結合剤の除電を容易に行えるものであればどのような粒子であってもよい。
【００１７】
本発明の顆粒状結合剤は、上述に加え顆粒状結合剤が樹脂を主成分とし、該樹脂材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂であれば、バインダによって強固に結合されたマットに適度な柔軟性を付与することが可能であるため好ましい。
【００１８】
顆粒状結合剤が樹脂を主成分とするというのは、顆粒状結合剤の全質量に対する樹脂材質の質量の百分率表示が少なくとも５０％を超える含有量であるということである。本発明に係る顆粒状結合剤は、様々な性能を向上させる目的で、必要に応じて樹脂以外の成分を適量含有してもよい。そして本発明の顆粒状結合剤は、質量百分率表示で５割を超える樹脂材の材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂であるとしており、必要に応じて他の成分を添加してもよい。
【００１９】
本発明の顆粒状結合剤は、上述に加え除電性粉末が、Ｓｉ、Ａｌ及びＣの何れか一つ以上を含有する物質であれば、経済的に入手が容易で、しかも十分な除電性を発揮するものであるので好ましい。具体的には、Ｓｉ、Ａｌ及びＣを含有する無機粒子、有機粒子、有機無機ハイブリッド粒子、セラミックス系粒子、セラミックスハイブリッド系粒子あるいはカーボン系粒子などの構成を有するものが好適である。そして上述した利点を有し、顆粒状結合剤の帯電防止効果を十分に発揮できるものとしては、より具体的には、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、非晶質アルミナ（ａ−Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、非晶質シリカ（ａ−ＳｉＯ２）、カーボン（例えば黒鉛）、含水性樹脂材（例えばポリアクリラマイド）等が好ましい。また界面活性剤等のように、一分子中に正電荷と負電荷とを合わせもつ分子を含有するものについても、本発明に関わるバインダの機能を阻害することなく、ガラス繊維マットになった後の各種性能に悪影響を及ぼさないものであれば使用してよい。
【００２０】
本発明のガラス繊維マットは、本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなることを特徴とする。
【００２１】
本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなるというのは、除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有する顆粒状結合剤によって、互いに堆積した状態で重なり合ったガラスストランドが、夫々架橋されて結合し合い、互いに強固に結合した一体のマットになっているということである。またこの顆粒状結合剤は、樹脂を主成分とし、該樹脂材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂であれば好ましく、除電性粉末が、Ｓｉ、Ａｌ及びＣの何れか１以上を含有する粉末であればさらに好ましい。
【００２２】
また、本発明のガラス繊維マットは、上述に加えて目付が５０ｇ／ｍ２以上、２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であれば、柔軟性や機械的強度の安定性、そして軽量性がマット全体に偏りなく具現されることに繋がるため均質なマットが得られ、安定した品位のガラス繊維マットとなる。
【００２３】
上記目付について説明すると、目付とは、単位ｍ２当たりのマットの質量を表しているが、本発明のガラス繊維マットは、上述の製造方法に従って製造され、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に従う測定法によって得られる目付けが、５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲内となるものである。
【００２４】
ガラス繊維マットの目付が５０ｇ／ｍ２に満たないものであると、目付が小さすぎるため十分高い機械的強度を有していないため、マットの解舒作業時に断裂などの問題が発生し易くなるので好ましくない。一方、ガラス繊維マットの目付が２００ｇ／ｍ２を超えると、目付が大きすぎるため、マットを使用した複合材の重量が重くなりすぎてしまうため、用途が限られたものとなり、例えば軽量であることが要求される自動車成形天井材として用いるには不適なものとなる。本発明のガラス繊維マットは、例えば前記含水ストランド堆積物に付着せずに、水で湿潤された状態で落下した含水結合剤の乾燥を含む再生工程にて平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末を０．０２５質量％以上１．０質量％以下添加し、その樹脂の材質がビスフェノール系不飽和ポリエステル樹脂である結合剤を使用することによって、均等に偏りなく結合されたガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドが、５０ｇ／ｍ２から２００ｇ／ｍ２の範囲内の目付となることで、十分な強度を有し、しかも軽量なフレキシビィティのあるマット材となるものである。
【００２５】
本発明のガラス繊維マットは、上述に加えガラス繊維が切断加工されたチョップドストランドであれば、チョップドストランドの長さが所定長に揃っており、ストランドの分布を均等にし易く、またストランドの分布が均等になるので、顆粒状結合剤による結合部の分布も均等にし易い構成である。また用途によってガラスチョップドストランドの長さ寸法を変更することによってマットの性状をも調整することが容易である。
【００２６】
連続した繊維外観を呈するガラスストランドからチョップドストランドへの切断加工は、例えば間隔を揃えて放射状に配設された切断刃を有する回転式の切断装置等を使用して切断を行い、揃った長さのチョップドストランドを得ればよい。
【００２７】
本発明のガラス繊維マットの製造方法は、本発明の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、該顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成することを特徴とする。
【００２８】
本発明の顆粒状結合剤は、前述したようにガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドのストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする結合剤であって、平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末が０．０２５質量％以上１．０質量％以下の含有量となるように添加したものである。顆粒状結合剤は、ストランド上に均等に付着した状態になっている。そしてこの状態で本発明の顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成するとは、堆積されたガラスストランドの上に顆粒状結合剤が水を介して付着された状態で、その結合剤の軟化温度まで加熱を行い、結合剤を軟化させて溶融状態とし、その後冷却して固結することによって２以上のガラスチョップドストランドのストランド同士、あるいは２以上のガラスコンティニュアスストランドのストランド同士を互いに結合した結合部を形成するということである。
【００２９】
顆粒状結合剤を軟化させるために行う加熱手段は、顆粒状結合剤の軟化温度になるように加熱状態を調整することができるものであれば、どのような熱源でも使用可能である。例えば、液体燃料、気体燃料あるいは固体燃料の燃焼によって発生した熱を循環させる等して顆粒状結合剤を軟化させるものでもよく、また赤外線等の電磁波の放射熱源によって加熱を行うものでも、あるいはガラスチョップドストランドやコンティニュアスストランド自体の温度を何らかの手段によって上昇させて、これらのガラス繊維からの熱伝導によって結合剤を軟化するものであってもよい。
【００３０】
また軟化、溶融した後に、溶融状態の結合剤を冷却して固化する方法についても、十分な強度を有する結合部が得られる方法であればよい。例えば、前述した加熱源を除くことによって自然に温度が低下するのに任せてもよく、また、より高速な冷却を実現するため、冷却された気流中に曝してもよく、さらにマットの厚みを薄くするためにロール状等の形状の部材を有する冷却装置によってマット厚みの薄肉化処理を行いつつ、室温まで冷却を行うものであってもよい。
【００３１】
また上述した加熱工程と冷却工程とは夫々独立した装置内で行うものであっても、連続した装置内で行うものであってもよい。
【００３２】
本発明のガラス繊維マットの製造方法は、上述に加えて本発明の顆粒状結合剤を散布するものであれば、ガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランド上への顆粒状結合剤の均等な付着状態を高い製造効率で経済的に得ることが容易である。
【００３３】
顆粒状結合剤の散布の方法は、ガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランド堆積物上への均等な散布ができる方法であれば、特に限定するものではない。
【００３４】
顆粒状結合剤の散布は、顆粒結合剤の自由落下によるものを基本とするが、必要に応じて気流の調整や分散装置などの手段を併用してもよい。
【００３５】
本発明の自動車用成形天井材は、本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであることを特徴とする。
【００３６】
本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであるというのは、以下に示すようなものである。例えば、本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの一面側に接着した発泡樹脂シートの一形態としては、所定の接着剤を塗布したチョップドストランドマットを表皮、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、ガラスチョップドストランドマット及び保護シートの順に重ね合わるといった使用方法があり、このようにしてガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着した構成とできる。また上記については、発泡樹脂シートの一面側のみではなく必要に応じて両面に施してもよい。
【００３７】
ここで用いられる本発明のガラス繊維マットは、上述したようにガラスチョップドストランド又はガラスコンティニュアスストランドのストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする結合剤であって、結合剤再生時に平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末が０．０２５質量％以上、１．０質量％以下の含有量となるように添加された顆粒状結合剤を結合剤の少なくとも一部として使用し、結合剤の軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成することによって得られ、目付が５０ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下の範囲内にあるものであるため、例えばフェノール系、メラミン系、あるいはイソシアネート系の何れかの接着剤によって発泡樹脂シートの表面あるいは裏面の少なくとも一面側に接着されて構成された自動車成形天井材とすると、軽量でしかも高い剛性を有した自動車成形天井材が製造ロットによる天井材の性能変動を抑制したものとして得られるので好適である。
【００３８】
また本発明の自動車成形天井材は、上述に加えてその断面平均厚さが３ｍｍ以上、３０ｍｍ以下の範囲内であるならば、様々な自動車に適用できるものであり、本発明のガラス繊維マットの性能に加えて、軽量性及び剛性を十分に生かした優れた自動車用の天井材となるので好ましい。
【００３９】
自動車成形天井材の断面平均厚さが３ｍｍ未満であると、高い剛性や吸音性を要求される場合に所望の性能を発揮できなくなる場合があるので好ましくない。一方自動車成形天井材の断面平均厚さが３０ｍｍを超えると、天井材の質量が大きくなりすぎて軽量性を要求される場合に、その要求を満足しないものとなるので好ましくない。
【００４０】
断面平均厚さの計測は、成形された後に断面平均厚さが同寸法の厚さとなるように設計された自動車成形天井材の任意の１０点の断面厚さを校正された計測装置で計測して得た各値の算術平均値であればよい。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように本発明の顆粒状結合剤は、ガラスストランド同士を結合するために用いられる樹脂を主成分とする結合剤であって、除電性粉末が０．０２５質量％以上１．０質量％以下含有するように添加されたものであるため、再生結合剤を、未使用の結合剤と高い混合率で使用することができ、さらには再生結合剤を単独使用することをも可能とするものである。
【００４２】
本発明のガラス繊維マットは、本発明の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなるため、高い剛性を有し、軽量でしかもそれに加えて様々な変形形状に加工できる柔軟な性能をも有しており、汎用性を有して多くの用途で利用することが可能である。
【００４３】
本発明のガラス繊維マットの製造方法は、本発明の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、該顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成するものであるため、マット内の結合部の分布状態を均等に揃えることが容易であり、安定した強度、偏りのない重量等を有するガラス繊維マットを効率よく製造することができるものである。
【００４４】
本発明の自動車用成形天井材は、本発明のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであるため、安定した強度品位と軽量性とを有しており、多くの車種に適用可能な優れた性能を発揮する自動車用の天井材である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のガラス繊維マットの斜視図である。
【図２】本発明のガラス繊維マットの製造に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、順番に本発明の顆粒状結合剤とこの顆粒状結合剤を使用して得られるガラス繊維マット、そのマットの製造方法、及びガラス繊維マットを使用した自動車成形天井材について説明する。
【実施例１】
【００４７】
本発明のガラス繊維マットと、その製造方法について以下説明する。
【００４８】
まず自動車成形天井材に用いられるガラスチョップドストランドを堆積して成形された図１に示すようなガラスチョップドストランドマット１を製造する。このガラスチョップドストランドは、例えば以下のような工程で製造される。予め調製したガラス原料をガラス熔融炉にて均質に熔融し、得られた均質な状態のＥガラス材質の熔融ガラスを白金製ブッシングへと導く。次いで例えば１２００本のノズルを持つ白金製ブッシングから直径１１．６μｍのガラスフィラメントが、連続的に引き出されて成形される。引き出されたガラスフィラメントの表面に、ポリ酢酸ビニルエマルジョンが固形で５質量％、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランが０．３質量％、第４級アンモニウム塩が０．５質量％、イオン交換水が９４．２質量％となるように調整した集束剤を、その付着量が０．４質量％となるように塗布する。集束剤が塗布された１２００本のガラスフィラメントは、集束されてガラスストランドとなり、カーボン製のシューと呼ばれる分糸機によって１８分糸され、分糸後のガラスストランドは６７本のガラスフィラメントよりなる１８本のガラスストランドとなって、巻き取られてガラスケーキとなる。その後、このガラスケーキは、所定時間乾燥され、集束剤はガラスフィラメントの表面上に定着される。
【００４９】
次いで、得られたケーキからガラスチョップドストランドマットを製造する。まず図２に示すように複数のケーキ２からガラスストランド８を連続的に解舒し、所定長、例えば５０ｍｍ長のガラスチョップドストランド９を得ることになる。その際に、ガラスチョップドストランド９は、ガラスストランド８の切断機を用いて連続的に切断が行われる。この切断機は、装置の天井付近に配設されており、対向する回転方向を有する一対のカッターロール３ａとゴムロール３ｂから構成されている。乾燥工程を終えたケーキ２の内層から連続的に解舒された各ガラスストランド８は、各切断機の回転するカッターロール３ａとゴムロール３ｂの間に順次送り込まれて、カッターロール３ａに放射状に配設された切断刃３によって、例えば長さ５０ｍｍの寸法に連続的に切断されることになる。
【００５０】
こうして得られたガラスチョップドストランド９を用いて、ガラスチョップドストランドマット１の製造が行われる。この製造装置１３はベルトコンベヤによって移動する搬送ネット４上のガラスチョップドストランド９に対して各種操作を行うように構成されている。長さ５０ｍｍの寸法に切断されたガラスチョップドストランド９は、切断装置の下方に配設された第一搬送コンベヤ４ａの上に、均一に分散された状態になるように分散されて積もり、ストランド堆積物１０となって第一搬送コンベヤ４ａによって切断装置の外へと搬送される。
【００５１】
次いで、ストランド堆積物は第二搬送コンベヤ４ｂに移載され、第二搬送コンベヤ４ｂ上で移動するストランド堆積物１０上に散水手段５から水１１を散布して湿潤させた状態とする。次いで本発明の顆粒状結合剤１２として、その材質がビスフェノール系不飽和ポリエステルの顆粒状結合剤１２をバインダ散布装置６によって散布する。この顆粒状結合剤１２は、予め平均粒径（Ｄ５０）が６．５μｍの二酸化珪素（非晶質シリカ）粉末を除電粉末として０．１５質量％含有する、いわゆる再生された顆粒状結合剤が３５％含まれている。この顆粒状結合剤は、ガラスチョップドストランドマット１３となった後に所定の付着量（具体的に例示すると１０〜１４％）になるように散布されている。
【００５２】
この再生に関わる回収後の一連の操作等については後述するが、顆粒状結合剤１２は上述したような構成であるため、顆粒の帯電量が適切に抑制されたものとなっており、移送、及び散布等の際に流動性に優れ、ガラスチョップドストランド９の表面に偏ることなく均等に付着することになる。そしてベルトコンベヤ４ａ上に堆積したストランド堆積物１０とその上から散布された結合剤１２とが付着した状態のままで、これらの堆積物１０は第二搬送コンベヤ４ｂから第三搬送コンベヤ４ｃ上へと移載される。第三搬送コンベヤ４ｃの途中には、発熱体を有する加熱炉７が配置されており、結合剤１２が散布されたガラスチョップドストランド堆積物１０が、加熱炉７中に移動して所定温度で加熱されることによって、付着した顆粒状結合剤１２が軟化し、ガラスチョップドストランド９の表面上で溶融状態となる。次いでこのストランド堆積物１０はベルトコンベヤによって加熱炉７の外部に移動させられ、冷却圧延水冷プレスロール１５間を通して冷却、プレスが行われる。ちなみにこの冷却圧延水冷プレスロール１５はマット１に対して下方に配された送り方向に回転する水冷プレスロール１５ａと、反対方向に回転するマット１上方に配された水冷プレスロール１５ｂとの間隙に上記した加熱後のストランド堆積物１０を送り方向に挿入して圧延するための装置である。この圧延操作を行うことによって、溶融していた結合剤１２が固化されて、その後巻き取り機によって巻き取られて最終的にガラスチョップドストランドマット１（このマット１の目付は１０７ｇ／ｍ２である）の回巻体６９が得られる。また、こうして上述の工程によって溶融した顆粒状結合剤１２の冷却固化された箇所は、複数のガラスストランド同士を互いに結合する結合部となる。よって顆粒状結合剤１２の散布が均等に行われているため、ガラスストランドの結合部も均等にガラスチョップドストランドマット１内に形成されることになる。
【００５３】
ちなみに、ここではビスフェノール系不飽和ポリエステルの顆粒状結合剤に添加する除電性粉末として平均粒径（Ｄ５０）が６．５μｍの二酸化珪素（非晶質シリカ）を用いたが、それ以外にも例えば一次粒子の平均粒子径３０ｎｍのＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）（ヒュームドシリカ：酸化アルミニウム含有）等を使用してもよい。
【００５４】
このようにして得られたガラスチョップドストランドマットの性能に関しては、例えば引張強さに関する評価を行えばよいため、ここでは引張強さの評価を実施した。具体的には、ガラスチョップドストランドマットから巾１５０ｍｍ、長さ３２５ｍｍのサンプルを巾方向に８枚×５列採取し、その引張強さを日本工業規格、すなわちＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に従い、チャック間距離２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで測定したところ、平均引張強さは、１８０Ｎであり、引張強さの標準偏差は４５Ｎと小さく、高い品位を有するものであることが判明した。
【００５５】
また上記の評価に加えて、ガラスチョップドストランドマットの結合部の分布状態について、ガラスチョップドストランドを長年に亘り評価している経験者が目視観察によって確認を行ったところ、接着部の分布に偏りは認められず、均等な接着部の分散を有するガラスチョップドストランドマットが得られたことが明瞭となった。
【実施例２】
【００５６】
次いで本発明のガラス繊維マット、及びガラスマットの製造方法で使用した本発明の顆粒状結合剤について、さらに詳細に説明する。
【００５７】
本発明の顆粒状結合剤は、上述したように除電性粉末を適正量だけ添加している。除電性粉末の添加は、顆粒状結合剤の帯電性を改善するためのものであるが、その含有量によっては十分な除電効果が得られない場合がある。そこで本発明の顆粒状結合剤に関して、以下に示すような評価を実施した。すなわち、上記したと同様のガラス繊維マットの製造方法を適用して、種々の顆粒状結合剤を使用した場合に、得られたガラスチョップドストランドマットはどのような品位になるのかという評価である。
【００５８】
本発明者らは、評価に際して表１に示すような除電性粉末を準備し、これらの除電性粉末を結合剤に添加して評価を行った。得られた顆粒状結合剤の評価と、上述したと同様の工程によって得られたガラスチョップドストランドマットの引張強さの評価を行った。以上の結果を表１にまとめて示す。
【００５９】
まず、ここで使用した顆粒状結合剤、前記と同様にビスフェノール系不飽和ポリエステルを主成分とする顆粒状結合剤を使用した。そして、この顆粒状結合剤は、一旦堆積したガラスチョップドストランド上から散布して、水によって湿潤状態となったものを再利用する際に除電性粉末を添加したものである。具体的には、図２に示したように、ガラスチョップドストランド９を堆積した後に、水１１で湿潤させた含水ストランド堆積物１０に、ビスフェノール系不飽和ポリエステル材質の顆粒状結合剤１２を散布した後、前記含水ストランド堆積物１０に付着せずに、水で湿潤された状態で落下した含水した顆粒状結合剤１２ａはコンベヤ４ｂの下方に設けられた回収槽１４で回収される。このように回収される顆粒状結合剤１２ａの多くは、含水ストランド堆積物１０の間隙などを通じて落下したものであるので、水分を含んだ含水状態となっている。回収した含水結合剤１２ａを再利用するためには、回収した含水状態の顆粒状結合剤１２ａに平均粒径（Ｄ５０）が２５ｎｍ以上、２００μｍ以下の除電性粉末を０．０２５〜１．０質量％添加し、乾燥させる必要がある。そこで、表１に示した実施例１から実施例３の様々な除電性粉末を添加した。次いで含水状態で除電性粉末が添加された状態の顆粒状結合剤１２ａは、減圧乾燥を行うため耐圧性容器を有する減圧乾燥装置を用いて減圧乾燥を行う。具体的には、回収槽１４に所定量の含水バインダ(結合剤)が回収されると、この回収槽１４ごとに減圧乾燥装置へ搬送され、回収槽１４内の含水結合剤（１バッチ分、乾燥後約７０ｋｇ）が、減圧乾燥装置の耐圧性容器内へと投入される。
【００６０】
耐圧性容器内に投入された含水状態の顆粒状結合剤は、所定の同条件で減圧乾燥を行う。この際、含水状態の顆粒状結合剤は攪拌されながら乾燥処理が行われる構造となっている。これにより、含水状態の顆粒状結合剤を効率よく乾燥することが可能となる。したがって、含水状態の顆粒状結合剤に含まれる水分を短時間で脱水、乾燥することが可能となるとともに、除電性粉末を均一に混合することにより顆粒状結合剤の帯電性の抑止性能が発現されることになる。こうして所定条件で乾燥された顆粒状結合剤は、以下の評価を行った。
【００６１】
まず、顆粒状粉末を乾燥操作終了後の減圧乾燥機の耐圧性容器からフレキシブルコンテナへと充填する際、さまざまな箇所に付着していないかを「充填評価」として評価した。充填作業の実務経験者が判断し、減圧乾燥機の耐圧性容器からの排出とフレキシブルコンテナへの充填が滞りなく円滑に行える場合を「○」と判定した。一方、容器周辺に帯電した顆粒状結合剤が付着するとともに、顆粒状結合剤自体がフロック状に凝集するなどして流動性が著しく劣化したことによって長い作業時間が必要となり、製造工程全体へも悪影響を及ぼすことが顕著である場合を「×」と判定した。以上の結果は、表１にまとめて示す。
【００６２】
また顆粒状結合剤の帯電性の評価の一つとして、顆粒状結合剤の静電気の帯電量をシシド静電気株式会社製の静電電位測定器（スタチロン−ＤＺ４）を使用して測定した。測定は顆粒状結合剤の異なる測定点について５回の計測を行いその平均値を、表１にまとめて示す。
【００６３】
さらに上記のようにして得られた顆粒状結合剤を、チョップドストランドマットへと散布して支障が生じないか、実務経験者による観察等を参考とし、実際の工程内で評価を実施した。その結果、散布を行う際にまったく偏りが認められない均等な散布状態が得られていると判断できたものを「良好」とし、散布時に様々な付随する問題、例えば顆粒状結合剤の散布装置周辺のノズル付近への付着を取り除く作業が必要になるといった問題などが生じるものを「良好でない」と判定した。また経験者が散布状態を観察すると、明らかに偏った散布が行われていると判断できるものを「悪化」と判定した。
【００６４】
さらにこうした上述の工程によって得られたガラスチョップドストランドマットについても、一連の評価を行い、その結果を表１にまとめた。
【００６５】
まず、ガラスチョップドストランドマットの結合剤付着量は、ＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に記載の方法によって計測したガラスチョップドストランドマットの強熱減量からガラスチョップドストランドの製造に使用したケーキの強熱減量を差し引くことにより算出したものである。すなわち、予めケーキの強熱減量を求めることで、このガラス繊維の集束剤の付着量のみをケーキの強熱減量によって知ることができ、その後ガラスチョップドストランドマットについての強熱減量を計測し、マットについての強熱減量からケーキの強熱減量を引くことにより、ガラスチョップドストランドマットに付着している顆粒状結合剤（バインダ）の付着量を算出したものである。
【００６６】
ガラスチョップドストランドマット中のストランド番手（ｔｅｘ）は、チョップドストランドマットを６２０℃で３０分間焼却した後、チョップドストランドマットを構成するストランド５０本を抜き取り、その平均長さＬ（ｍｍ）を測定した後、感量が０．１ｍｇ以下の秤を用いて５０本の総質量Ｗ（ｇ）を測定し、数１に示した式により算出することにより得た。この式は、ストランド長１０００ｍの重量を表すため、単位をｍｍ（ミリメートル）からｍ（メートル）に換算するものとなっている。
【００６７】
【数１】
【００６８】
またガラスチョップドストランドマットの引張強さは、上述したと同様にＪＩＳ Ｒ３４２０（２００６）に従い、チャック間距離２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで測定して得た。この結果についても表１にまとめて示す。
【００６９】
【表１】
【００７０】
以下に夫々の試作製造番号の実施例に関して、代表的な試料の評価結果を説明する。
【００７１】
まず、表１の実施例である試作製造番号１は、前述した平均粒径７μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．１５質量％含有した顆粒状結合剤を使用するものであり、これを減圧乾燥して得られた再生結合剤について評価を行ったところ、滞りなく効率よい充填操作が可能であった。また静電気の帯電量については、１．５ＫＶと十分に低い値であった。さらに得られた再生結合剤を全量（１００％）使用し、すなわち未使用の結合剤の使用率を０％にしてガラスチョップドストランドの上方より散布を行い、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。そして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．０％であった。またこのチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは１８０Ｎであり、引張強さの偏差は４５Ｎと小さく、高い強度性能を有し、再生結合剤、すなわち上記の非晶質シリカ粒子を含み減圧乾燥して得られたもの（以下、再生品と呼ぶ）を３５％だけを用いた場合と同等の評価結果が得られた。
【００７２】
試作製造番号２は、平均粒径（Ｄ５０）が３０ｎｍの酸化アルミニウムを含有するヒュームドシリカを０．１５質量％含有する顆粒状結合剤を使用したものであるが、充填性に関しては試作製造番号１とほぼ同様で、スムーズな充填ができることが確認され十分に良好なものであった。また静電気の帯電量は１．０ＫＶで低く、散布性の評価でも申し分ない結果が得られた。そしてこの顆粒状結合剤についても再生品を１００％使用して評価を使用してチョップドストランドマットを製造した。得られたチョップドストランドマットの評価結果としては、まずストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２について、結合剤付着量は１１．８％であった。このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは、１８５Ｎであり、引張強さの偏差は４３Ｎと小さく、試作製造番号１と同様に高い強度品位を有していた。
【００７３】
試作製造番号３は、平均粒径（Ｄ５０）が７μｍの黒鉛粒子を０．１５質量％含有する顆粒状結合剤を使用するものである。評価について、まず充填性は、他の実施例と同様に支障の認められるものではなく高速な充填ができ「○」判定であった。また帯電量は３．０ＫＶであって、低い値であった。そして散布性の評価結果も他の実施例と同様に良好な結果を得ることができた。次いでガラスチョップドストランドマットに関しての評価は、以下のようであった。このガラスチョップドストランドマットの番手は１９ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．５％であった。そしてこのチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは１７５Ｎであり、引張強さの偏差は４８Ｎと十分に小さく、試作製造番号１及び２と同様に優れた強度品位を有していた。
【００７４】
試作製造番号４は、平均粒径（Ｄ５０）が４μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．４５質量％含有した顆粒状結合剤を使用するものである。試作製造番号１と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生結合剤について評価を行ったところ、効率よい充填操作が可能であった。また静電気の帯電量については、１．２ＫＶと十分に低い値であった。そしてこの再生品を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。そして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行った結果、ストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１１０ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．２％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは、１８３Ｎであり、引張強さの偏差は４３Ｎと小さく、他の実施例と同様に優れた強度品位を有していた。
【００７５】
試作製造番号５は、平均粒径（Ｄ５０）が１１μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．０３質量％含有した顆粒状結合剤を使用した。試作製造番号１等と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生品について評価を行ったところ、効率よい充填操作が可能であった。また静電気の帯電量については、１．５ＫＶと十分に低い値であった。そして試作製造番号１等と同様にこの再生結合剤を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。こうして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１１．９％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは１７５Ｎであり、引張強さの偏差は４０Ｎと小さく、他の実施例と同様に優れた強度品位を有していた。
【００７６】
試作製造番号６は、平均粒径（Ｄ５０）が２５μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．９８質量％含有した顆粒状結合剤を使用したものである。試作製造番号１等と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生品について評価を行ったところ、効率よい充填操作ができた。また静電気の帯電量については、１．０ＫＶと十分に低い値であった。そして試作製造番号１等と同様にこの再生結合剤を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。こうして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は２２ｔｅｘでマット目付が１１２ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．０％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価の結果は、平均引張強さは１８２Ｎであり、引張強さの偏差は４８Ｎと十分に小さく、優れた強度品位を有していた。
【００７７】
試作製造番号７は、平均粒径（Ｄ５０）が０．３５μｍの非晶質シリカ粒子（表１では「二酸化珪素」と示す）を含有量が０．３５質量％含有した顆粒状結合剤を使用したものである。試作製造番号１等と同様に、これを減圧乾燥して得られた再生品について評価を行ったところ、効率よい充填操作ができた。また静電気の帯電量については、１．０ＫＶと十分に低い値であった。そして試作製造番号１等と同様にこの再生結合剤を全量（１００％）使用し、ガラスチョップドストランドの上方より散布を行ったところ、その散布性は極めて良好であり「良好」と判定した。こうして得られたガラスチョップドストランドマットの評価を行ったところ、ストランド番手は１９ｔｅｘでマット目付が１１０ｇ／ｍ２、結合剤付着量は１２．１％であった。また、このチョップドストランドマットの引張強さの評価結果は、平均引張強さは、１８５Ｎであり、引張強さの偏差は４２Ｎと十分に小さく、優れた強度品位を有していた。
【００７８】
試作製造番号８は、ガラスチョップドストランドマットの引張強度まで評価していないため表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．４５質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は２．１ＫＶであり、散布性についても同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００７９】
試作製造番号９は、試作製造番号８と同様に表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．１質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は２．５ＫＶであり、散布性についても同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００８０】
試作製造番号１０は、試作製造番号８と同様に表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．１２質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は１．８ＫＶであり、散布性についても同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００８１】
試作製造番号１１は、試作製造番号８と同様に表１に示してはいないが、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．０２６質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものであるが、その結果、充填評価は「○」で、静電気は２．９ＫＶで十分に許容できる値であり、散布性についても他の実施例の試作製造番号と同様に「良好」と判断できるものが得られた。
【００８２】
以上のように、試作製造番号８〜１１は、マットの評価までは実施しなかったが、散布性などの一連の性能は十分に実用化できる品位であると判断できるものであった。
【００８３】
次いで、これらの実施例に対して、本発明の比較例として、試作製造番号２１、及び試作製造番号２２を実施例同様の製造方法で製造し、評価についても同様の評価を実施した。結果は、実施例と同様に表１にまとめて示す。
【００８４】
比較例の試作製造番号２１は、試作製造番号１と同様に非晶質シリカ粒子を使用したものであるが、平均粒径（Ｄ５０）が２５０μｍと大きすぎるため、それ故含有量が１．０５％と多くとも除電性を発揮できないことが懸念され、評価結果は、それを裏付けるものとなった。すなわち実施例と同様に充填性の評価を行うと、充填性は「×」と判定されるものであった。また静電気の帯電量については、８．５ＫＶとなって非常に大きく、散布性は全く悪い結果になった。
【００８５】
比較例の試作製造番号２２は、試作製造番号１と同様に平均粒径（Ｄ５０）７μｍの非晶質シリカ粒子を添加したものであるが、その含有量が０．０１４質量％と少ない点だけが異なっていた。この評価結果は、総じて十分に除電性粉末の性能を活かせないものであった。すなわち、実施例と同様に充填性の評価を行うと、充填性は「×」と判定されるものであった。また静電気の帯電量については、１０ＫＶを超える高い値となって非常に大きく、散布性は非常に悪い結果となった。
【００８６】
また、表１には示してないが、比較例の試作製造番号２３は、試作製造番号１と同様の非晶質シリカを０．０２３質量％含有する以外は、試作製造番号１と同様な条件で製造したものである。この試作製造番号２３の評価結果は、充填評価は除電性が十分に発揮されず「×」で、静電気は５．１ＫＶと大きく、散布性についても「悪化」と判断されるものであった。試作製造番号２３は、ガラスチョップドストランドマットの評価までは行わなかった。
【００８７】
以上のように、本発明の一連の実施例と比較例とを参照すると、本発明の顆粒状結合剤は、１００％再使用品を用いても、高い流動性を有し、安定した品位のガラスチョップドストランドマットを製造することのできるものであることが明瞭となった。
【実施例３】
【００８８】
次いで、本発明の自動車成形天井材について、以下に実施例を説明する。
【００８９】
自動車成形天井材については、表１に示した、本発明の実施例である試作製造番号１〜試作製造番号７および比較例である試作製造番号２１、及び試作製造番号２２、以上の計９種類の試料を作成した。すなわち表１のストランド番手となるＥガラス材質の所定の寸法を有し、所定のマット目付となるように調整したガラスチョップドストランドマットにイソシアネート系の接着剤を含浸させた後、表皮（自動車の室内側）、ガラスチョップドストランドマット、発泡ポリウレタンシート、別のガラスチョップドストランドマット及び保護シート（自動車の天井側）の順に重ね合わせてゆく。次いで、この積層物をその周囲に超硬刃を取り付けた成形天井の形状をしたプレス型に入れ、その状態でプレス成形を行う。最後に所定の形状にすると同時にその周囲をトリミングして整えた。
【００９０】
本発明の自動車成形天井材の外観に関する評価は、製造した１０００枚の自動車成形天井材について、その表皮側に「ヒケ」と呼ばれる成形不良の発生した数量を目視観察によって熟練者が検査を行い、「ヒケ」の認められるものの発生率について、調査件数１０００枚を母数とした百分率表示でまとめた。ここで、「ヒケ」は、マットの柔軟性の優劣を示すもので、柔軟性があれば「ヒケ」は発生し難いが、柔軟性がないと発生する外見上の不具合である。以上の結果を表１に表す。
【００９１】
以下に自動車成形天井材としての評価結果をまとめる。
【００９２】
表１からも明らかなように、実施例の試作製造番号１は、ストランド番手が２０ｔｅｘでマット目付が１０７ｇ／ｃｍ２、結合剤付着量が１２．０％のもので、結合剤に平均粒径（Ｄ５０）が６．５μｍの非晶質シリカを０．１５質量％含有し、乾燥処理したものを使用してガラスチョップドストランドマットを製造したものである。このマットの引張強度は、その平均値が１８０Ｎで標準偏差が４５Ｎであり、十分に高い引張強度で標準偏差も小さい値を有していたが、自動車成形天井材とするためにこのマットを引き出す操作を行った際にマットは「チギレ」が発生することもなく、また「ヒケ」についても全く認められない品位を有していた。このため「チギレ」については「無」、「ヒケ」については０％の判定となった。
【００９３】
実施例の試作製造番号２についても、上述したように本発明としての要件を全て満足する品位であったが、試作製造番号１と同様に自動車成形天井材とするためにこのマットを引き出す操作を行った際にマットは「チギレ」が発生することはなかった。そして「ヒケ」についても全く認められない品位であった。よって試作製造番号１と同様に「チギレ」、について「無」であり、「ヒケ」について０％の判定となった。
【００９４】
実施例の試作製造番号３についても、上述した他の実施例同様に本発明としての要件を全て満足する品位であったが、他の実施例と同様に自動車成形天井材とするためにこのマットを引き出す操作を行った際にマットは「チギレ」が発生することはなかった。そして「ヒケ」についても全く認められない品位であった。よって試作製造番号１と同様に「チギレ」について「無」であり、「ヒケ」について０％の判定となった。
【００９５】
実施例の試作製造番号４から試作製造番号７についても、同様の評価を行い、いずれのマット、及び自動車成形天井材ともに問題のない結果が得られた。
【００９６】
また実施例と同様に試作製造した比較例の自動車成形天井材については、以下のような結果となった。
【００９７】
試作製造番号２１は、平均粒径（Ｄ５０）が２００μｍと大きすぎて除電性に問題のある非晶質シリカ粒子を用いた顆粒状結合剤を用いたものであるが、自動車成形天井材とするためにこのマットを回巻体のロールから引き出す操作を行った際にマットに「チギレ」が認められ、また自動車成形天井材とした後の判定でも８％の「ヒケ」が認められる品位であった。
【００９８】
試作製造番号２２は、試作製造番号１と同様に平均粒径（Ｄ５０）が７μｍの非晶質シリカ粒子を添加したものであるが、その添加量が０．０１４質量％と少ない顆粒状結合剤を用いたものであるが、自動車成形天井材とするためにこのマットを回巻体のロールから引き出す操作を行った際にマットに大きな「チギレ」が認められ、また自動車成形天井材とした後の判定でも、実に１５％もの「ヒケ」が認められる品位となった。
【００９９】
以上のように、本発明の自動車成形天井材は、実施例と比較例とを対比して例示したように、本発明の顆粒状結合剤を用いたガラスチョップドストランドマットによって製造された自動車成形天井材が、極めて優れた外観品位を有していることが明瞭となった。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の顆粒状結合剤を用いるガラスチョップドストランドマットの製造方法は、自動車成形天井材に使用されるマットの製造方法として利用することが好ましいものであるが、他にも電子工業等の各種精密ハウジング構成体や建築用材料、工業用途の各種構成部材等、種々の用途に使用されるチョップドストランドマットの製造に利用が可能なものである。
【０１０１】
さらに、上記の実施形態ではガラスチョップドストランドを使用した場合を例示して説明したが、本発明はガラスコンティニュアスストランドを使用した場合についても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１ ガラスチョップドストランドマット
２ ガラスストランド回巻体
３ 切断刃
３ａ カッターロール
３ｂ ゴムロール
４ 搬送ネット
４ａ 第一搬送コンベヤ
４ｂ 第二搬送コンベヤ
４ｃ 第三搬送コンベヤ
５ 散水手段
６ バインダ散布手段（バインダ散布装置）
７ 加熱炉
８ ガラスストランド
９ ガラスチョップドストランド
１０ ストランド堆積物，含水ストランド堆積物
１１ 水
１２ 顆粒状結合剤（バインダ）
１２ａ 含水した顆粒状結合剤の回収物
１３ ガラス繊維マットの製造装置
１４ 回収槽
１５ 冷却圧延プレスロール
１５ａ、１５ｂ 水冷プレスロール
６９ ガラスチョップドストランドマットの回巻体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスストランド同士を結合するために用いられる顆粒状結合剤であって、
除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有することを特徴とする顆粒状結合剤。
【請求項２】
顆粒状結合剤が樹脂を主成分とし、該樹脂材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂である請求項１に記載の顆粒状結合剤。
【請求項３】
除電性粉末が、Ｓｉ、Ａｌ及びＣの何れか１以上を含有する粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の顆粒状結合剤。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかに記載の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなることを特徴とするガラス繊維マット。
【請求項５】
目付が５０ｇ／ｍ２以上、２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載のガラス繊維マット。
【請求項６】
請求項１から請求項３の何れかに記載の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、該顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成することを特徴とするガラス繊維マットの製造方法。
【請求項７】
顆粒状結合剤を散布することを特徴とする請求項４に記載のガラス繊維マットの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであることを特徴とする自動車用成形天井材。
【請求項１】
ガラスストランド同士を結合するために用いられる顆粒状結合剤であって、
除電性粉末を０．０２５質量％以上、１．０質量％以下含有することを特徴とする顆粒状結合剤。
【請求項２】
顆粒状結合剤が樹脂を主成分とし、該樹脂材質が、ビスフェノール系不飽和ポリエステル系樹脂である請求項１に記載の顆粒状結合剤。
【請求項３】
除電性粉末が、Ｓｉ、Ａｌ及びＣの何れか１以上を含有する粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の顆粒状結合剤。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかに記載の顆粒状結合剤により複数のガラスストランドが相互に結合して一体化されてなることを特徴とするガラス繊維マット。
【請求項５】
目付が５０ｇ／ｍ２以上、２００ｇ／ｍ２以下の範囲内であることを特徴とする請求項４に記載のガラス繊維マット。
【請求項６】
請求項１から請求項３の何れかに記載の顆粒状結合剤をガラスストランド堆積物に付着させ、該顆粒状結合剤を軟化、溶融後に冷却固化して結合部を形成することを特徴とするガラス繊維マットの製造方法。
【請求項７】
顆粒状結合剤を散布することを特徴とする請求項４に記載のガラス繊維マットの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のガラス繊維マットを発泡樹脂シートの少なくとも一面側に接着したものであることを特徴とする自動車用成形天井材。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２４８６８２（Ｐ２０１０−２４８６８２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３４５２（Ｐ２０１０−６３４５２）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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