JPH0643659B2

JPH0643659B2 - エフアールピープレス成形用コンティニュアスストランドマット

Info

Publication number: JPH0643659B2
Application number: JP62077467A
Authority: JP
Inventors: 貞男川島; 千春伊藤
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: JPS63249757A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業の利用分野）本発明は、エフアールピープレス成形用コンティニュア
スストランドマットに関するものである。

（従来の技術）構造体パネル又は腰板パネルのようなＦＲＰ（エフアー
ルピー）製品をプレス成形法によって製造する場合、下
型上にガラス繊維マットを載置し、マットに液状の熱硬
化性樹脂を注ぎ、下型と雌雄対をなす上型を降下せしめ
てマットを型で挾圧加熱し、樹脂を硬化せしめる。

ガラス繊維マットとしてはＣＳＭ（コンティニュアスス
トランドマット）、ＣＭ（チヨップストランドマット）
等が広く使用される。

（発明が解決しようとする問題点）均質な所定強度を有するＦＲＰ成形品を得るためには、
ガラス繊維マットと液状の樹脂の分布、即ち両者の割
合、（或はガラス繊維の含有割合、ＧＣと呼ぶ）を設計
値（或は所望値）に保つ必要がある。

ＧＣにバラツキが生じ、ＧＣの少ない箇所或は樹脂の含
有不良の箇所が生ずると成形品が不均一となり所定強度
が得られない、通常ＧＣは成形品全体に亘って一定とす
る。部分的に強度を大きくする必要があるときには、Ｇ
Ｃをこの部分だけ、他の部分に比し大とすることもある
が、この場合でも所定範囲内のＧＣは一定とする必要が
ある。

下型の全面を覆って均質にガラス繊維マットを載置し、
樹脂を均質に注ぎ、ガラス繊維マットがずれない様に上
型を降下させ、ついで型を加熱することはＧＣを均一と
するのに有効であるが、この様な方法は手間を必要と
し、又成型所要時間が大となり生産能率が低下するので
実際的ではなく、工業生産において次のような方法が採
用される。

ガラス繊維マットで予め加熱してある下型を覆い、この
ほぼ中央部に所定量の液状樹脂を注ぎ、予め加熱してあ
る上型を急速に降下させ、上型の下降によって生ずる圧
力によって樹脂を流動させて、ガラス繊維マット全体に
行き亘らせて硬化させる。

この方法においては、型は予め加熱してあるので、ガラ
ス繊維マットに注がれた樹脂の粘度は急速に上昇し、樹
脂が充分行き亘らない部分、或は樹脂が全く行き亘らな
い部分を生じたりすることが多く、又ガラス繊維マット
が急速に降下する上型によって移動して裂け目を生じた
り、マットを構成するガラス繊維束が移動して分布が不
均一となったり、或は型の移動方向に沿った方向に配列
されて、これに直向する方向の強度が低下したりするこ
とも有り、均質なＦＲＰ成形品の得られないことが屡々
生じ、歩留り低下の原因となる。

このような問題点を解消するためには、次のような性質
を有するガラス繊維マットが要望される。

（１）ガラス繊維マットに注がれた液状樹脂の流れに対
する抵抗が少なく、樹脂が滲み込み易いこと。（wet th
ruが良好なこと。） wet thruが悪いと、樹脂がマット全体に行き亘る迄に樹
脂粘度が上昇し、樹脂分布が付近一となる。

（２）マットを構成するガラス繊維束の厚み方向の分布
にムラが生じたり、或は上型の下降に伴ってガラス繊維
束の位置がずれたり、マットに裂け目が生じたり、或は
ガラス繊維束の型の移動方向に一方向に配列されたりす
ることのないようガラス繊維束同志が強固に結合されて
いること。

このようなマットとしては、ＣＳＭが適当であり、９〜
２７μのガラス繊維に集束剤を、固型分として０．１〜
１．５ｗｔ％附与して、２０〜１００本集束してなり、
１，０００ｍ当りの重量が３〜１４５ｇｒである長尺の
ガラス繊維束が湾曲した形状をなしてマット状に堆積せ
しめられており、ガラス繊維束同志はその交点において
２〜６ｗｔ％の結合剤で互いに結合されており、且つそ
の無荷重時の厚みが３．５〜６．５ｍｍ／４５０ｇｒ／
ｍ^２４０ｇｒ／ｍ^２の荷重を与えた時の厚みが１．５〜
３．５ｍｍ／４５０ｇｒ／ｍ^２であるＣＳＭを用いるこ
とにより特に好適な結果を得られることを見出し特許出
願を行なった。

ＣＳＭは、ブッシングから引出したガラス繊維に集束剤
を附与して集束してガラス繊維束となし、このガラス繊
維束を回転する円筒表面に接触させて引張り、移動する
コンベア上にランダムに湾曲した形状をなして落下、堆
積せしめることによって好適に製造できる。

或は、ケーキから引出したガラス繊維束を用いて上述の
方法で製造されたものと類似したコンティニアスストラ
ンドマットを製造できる。これらのＣＳＭは、ＣＳＭを
構成するガラス繊維束がプレス成形時に移動しないよう
に固定する必要があり、結合剤を附与してガラス繊維束
同志を結合する必要がある。

ＣＳＭで補強すべき熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリ
エステル樹脂が最も広く使用される。結合剤としては、
不飽和ポリエステル樹脂中に含まれるスチレンによって
結合力が低下しないアルキッド樹脂を好適に用いること
ができる。

このような結合剤を、湾曲した形状をなしてマット状に
堆積せしめられている長尺のガラス繊維束に附与し、加
熱効果せしめる。加熱は、所定温度に保たれた加熱炉中
を通過せしめることによって連続的に行なうのが実際的
であるが、生産能率を向上させるためには硬化速度が速
く、しかも上述した諸特性を満足する結合剤が要望され
る。

本発明は前述した従来技術の問題点を解消し、エフアー
ルピープレス成形用として好適なＣＳＭを提供するため
の新たな提案である。

［発明の構成］（問題点を解決する為の手段）本発明は、前述した問題点を解決すべくなされたもので
あり、スチレンに不溶性の集束剤で集束したガラス繊維
束が湾曲した形状をなして堆積せしめられており、且つ
このガラス繊維束同志がフマール酸又はマレイン酸とエ
チレングリコールの反応生成物を主体とする高不飽和度
のアルキッド樹脂粉末よりなる結合剤で結合されている
ことを特徴とするエフアールピープレス成形用コンティ
ニュアスストランドマットに関するものである。

次に本発明を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附与して
集束し、移動するコンベア上に湾曲した形状をなして落
下せしめ、マット状に堆積せしめる。このためのマット
製造装置としては、実公昭４３−２３４号公報記載のも
のを好適に使用することができ、ガラス繊維束を湾曲し
た形状をなして均一に分布せしめることができる。

本発明においては、スチレンに不溶性の集束剤で集束し
たガラス繊維束を使用する。ここにスチレン不溶性と
は、ガラス繊維束をスチレン中に３０秒間浸漬し、指で
つまんでも繊維束が崩れないことを云う。

このような繊維束を使用したマットはwet thruが良好で
あることが判明した。

ガラス繊維の太さ（直径）は、９〜２７μ、好ましくは
１３〜２３μ、集束本数は、２０〜１００本、好ましく
は３０〜７０本、繊維束の１，０００ｍ当りの重量（ｇ
ｒ）（以下ｔｅｘという）は、３〜１４５、好ましく
は、７〜７５、集束剤の附与量は、固型分として、０．
１〜１．５ｗｔ％、好ましくは０．５〜１ｗｔ％とする
ので適当である。

ガラス繊維集束剤としては、シランカップリング剤、フ
ィルムフォーマー、潤滑剤を含有する溶液が好適に使用
でき、公知の方法で附与される。

フィルムフォーマーとして、不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などを使
用することにより、本発明に好適なスチレンに不溶性の
集束剤を得ることができる。

シランカップリング剤としては、アクリルシラン（Ａ１
７４商品名）が、フィルムフォーマーとしては、不飽
和ポリエステル樹脂が、潤滑剤としては、アーコ１８５
が特に好適である。

上述したマットに結合剤を附与する。

本発明においては、繊維束結合剤としてフマール酸又は
マレイン酸とエチレングリコールの反応生成物たる高不
飽和度のアルキッド樹脂（以下本結合剤という）粉末を
使用する。

本結合剤は、硬化速度が大きく、又スチレンにより結合
力が低下することもなく、プレス成形中ガラス繊維束の
位置がずれないよう固定することができる。

なお、この樹脂粉末には、０．２〜１．５ｗｔ％程度の
ＢＰＯのような過酸化物を添加しておくのが好ましく、
硬化速度を一層大とすることができる。

本結合剤は、不飽和二塩基酸であるフマール酸又はマレ
イン酸とエチレングリコールの反応生成物よりなるた
め、不飽和二塩基酸および飽和二塩基酸を併用しグリコ
ールと反応させた反応生成物である”不飽和アルキッド
樹脂”、或は”不飽和ポリエステル樹脂”に比し、不飽
和度が極めて大きい。ＦＲＰ用の不飽和ポリエステル樹
脂の不飽和度を１とすると本結合剤は２倍以上の不飽和
度を有している。

なお、マレイン酸はフマール酸の異性体である。マレイ
ン酸とエチレングリコールの反応生成物を主体とする結
合剤は、実施例で用いられているフマール酸とエチレン
グリコールの反応生成物を主体とする結合剤と同一の性
質を有し、両者の効果は同一である。

結合剤附与の方法に特に限定はないが、５０〜２００メ
ツシュの本結合剤粉末を、水で湿潤したマット上面に落
下させることにより好適な結果をうることができる。

本結合剤粉末は、ガラス繊維束同志の交点に特に多量に
附着し、後述するように、本結合剤粉末を附与したマッ
トを加熱することによって硬化し、ガラス繊維束同志
を、その交点において結合する。

本結合剤の附与量は、２〜６ｗｔ％望ましくは、３〜５
ｗｔ％とするのが適当である。

この量があまり少ないと、ガラス繊維同志の結合が不充
分となってプレス成形時にガラス繊維束の位置がずれ、
得られるＦＲＰ成形品が不均一となり易い。

又、この量があまり多いと、ＦＲＰ成形品の表面に結合
剤に起因する斑点が発生し易い。

本結合剤を附与したガラス繊維マットを、加熱炉に連続
的に送り、加熱炉中をマットが通過する間に、マットを
加熱し、結合剤を硬化させる。

加熱温度、加熱時間は、相関聨して定められるが、２５
０〜３５０℃において０．５〜１ｍｉｎ程度であり、成
形用不飽和ポリエステル樹脂を使用した場合に比し、硬
化時間を１／２程度に短縮することができる。

又、本発明の結合剤は粉末状であるため、液状の成形用
不飽和ポリエステルを使用した場合のように繊維束表面
に結合剤被膜が形成され、このためＦＰＲの白化現象を
生じ、或は樹脂の含浸不良を生ずることもない。

単位面積当り所定の重量を有するマットの厚みは、主と
してガラス繊維の太さ、集束本数、ｔｅｘ、ガラス繊維
束に結合剤を附与して加熱するときの条件によって定ま
る。例えばｔｅｘが小さい場合、マットが嵩高となり、
厚みが大となる傾向を有する。又、加熱時にマットをロ
ールで挟圧することによりマットの厚みを小とすること
ができる。又加熱時にマットの下面から熱風を吹付ける
ことにより、マットの厚みを大とすることができる。

このような条件を適宜選択し、マットの厚みを３．５〜
６．５ｍｍ／４５０ｇｒ／ｍ^２とするのが特に好まし
く、wet thruを良好とすることができる。

（実施例）太さ１８μのガラス繊維に、不飽和ポリエステル樹脂エ
マルジョンを３．４ｗｔ％、ガンマメタアクリロオキシ
プロピルトリメトキシシランを０．２ｗｔ％、潤滑剤と
してアーコ１８５を０．１ｗｔ％含有する集束剤を、固
形分として、０．３５ｗｔ％附与して、４０本集束して
なる連続したガラス繊維束を、連続的に移動するコンベ
ア上に、４５０ｇｒ／ｍ^２の割合で落下させ、マット状
に堆積させた。

結合剤としてフマール酸とエチレングリコールの反応生
成物を主体とする高不飽和度のアルキッド樹脂の５０〜
２００メッシュの粉末（ＢＰＯ粉末１％添加）を使用
し、このマットに、３．５ｗｔ％附与して加熱し、長尺
の２６ｔｅｘのガラス繊維束が湾曲した形状をなしてお
り、互いにその交点において結合されている、厚み５．
８ｍｍのマットを得た。

加熱時間は、２８０℃〜３００℃で０．５〜１ｍｉｎで
あり、加熱時間を約４５％に短縮することができた。

このマット製造に用いられた集束剤はスチレンに不溶性
であり、又このマットのwet thruは良好であり、以下述
べるように不飽和ポリエステル樹脂を注いだ場合、樹脂
をマット中に均一に分布させることができた。

大きさ、１００ｃｍ×１００ｃｍの上記マットを、８
枚、１１５℃に保たれた下型上に重ね、不飽和ポリエス
テル樹脂を注ぎ、１２０℃に保たれた上型を下降させ、
その温度に１０分間加熱し、８ｍｍ厚のＦＲＰを得た。
成型中ガラス繊維束のずれが生じることもなく、均質な
ＦＲＰが得られた。このＦＲＰの曲げ強度は１９．５Ｋ
ｇ／ｍｍ^２、引張り強度は９．７Ｋｇ／ｍｍ^２であっ
た。又、パネルに欠点はまったく発生しなかった。

（比較例１、集束剤、結合剤共に本願発明の構成要件を
充たさない例）実施例の集束剤に代え、酢酸ビニル樹脂エマルジョンを
３．４ｗｔ％、ガンマメタアクリロオキシプロピルトリ
メトキシシランを０．２ｗｔ％、潤滑剤としてアーコ１
８５を０．１ｗｔ％含有する集束剤を使用し、又結合剤
としてフマール酸とフタル酸の等モル混合物とプロピレ
ングリコールの反応生成物を使用した以外実施例と同一
条件で実験を行った。結果は次の通りであった。

なお、比較例１で使用された集束剤はスチレン不溶性で
はなく、wet thruは良好ではなく、マットに樹脂を含有
させた場合、樹脂の含浸は不均一であった。

又、得られたマットの厚みは３．８ｍｍであり、このマ
ットを得るための加熱所要時間は実施例の加熱時間の約
２．２倍であった。

ＦＲＰ成形中、ガラス繊維束のずれが多発し、均質なＦ
ＲＰを得ることはできなかった。

ＦＲＰの曲げ強度は１４．２Ｋｇ／ｍｍ^２、引張り強度
は６．１Ｋｇ／ｍｍ^２であり、ＦＲＰには成形用樹脂の
未含浸部分が生じ、かつガラス繊維のずれに起因するそ
りも発生し、不合格品発生率は８０％であった。

（比較例２、結合剤のみ本願発明の構成要件を充たさな
い例）実施例の結合剤に代え、フマール酸とフタル酸の等モル
混合物とプロピレングリコールの反応生成物を使用した
以外実施例と同一の条件で実験例を行った。結果は次の
通りであった。

得られたマットの厚みは４．３ｍｍであり、このマット
を得るための加熱所要時間は実施例の加熱所要時間の約
２．２倍であった。

比較例２のマットはwet thruは良好であり、樹脂の含浸
は均一に行なわれたが、ＦＲＰ成型中、ガラス繊維束の
ずれが多発し、均質なＦＲＰを得ることはできなかっ
た。

得られたＦＲＰの曲げ強度は１５．３Ｋｇ／ｍｍ^２、引
張り強度は６．５Ｋｇ／ｍｍ^２であり、ＦＲＰにはガラ
ス繊維のずれに起因するそりが発生し、不合格品発生率
は５０％であった。

（比較例３、集束剤のみ本願発明の構成要件を充たさな
い例）実施例の集束剤に代え酢酸ビニル樹脂エマルジョンを
３．４ｗｔ％、ガンマメタアクリロオキシプロピルトリ
メトキシシランを０．２ｗｔ％、潤滑剤としてアーコ１
８５を０．１ｗｔ％含有する集束剤を使用した以外実施
例と同一条件で実験を行った。結果は次の通りであっ
た。

なお、比較例３で使用された集束剤はスチレン不溶性で
はなく、wet thruは良好ではなく、マットに樹脂を含浸
させた場合の含浸は不均一であり、均質なＦＲＰを得る
ことはできなかった。

得られたマットの厚みは５．３ｍｍであり、このマット
を得るための加熱所要時間は実施例の加熱所要時間とほ
ぼ同一であった。

得られたＦＲＰの曲げ強度は１４．９Ｋｇ／ｍｍ^２、引
張り強度は６．３Ｋｇ／ｍｍ^２であり、ＦＲＰには成形
用樹脂の未含浸部分が生じ、不合格発生率は５０％であ
った。

なお、上述の実施例、比較例のデータをまとめれば別表
の通りとなる。

（発明の効果） wet thruが良好であり、プレス成形に際し、マットを構
成する繊維束が移動することなく、均質な、強度の大き
いＦＲＰを良好な収率で生産することができる。又結合
剤の硬化速度が大きく、マットの生産性を向上させるこ
とができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチレンに不溶性の集束剤で集束した長尺
ガラス繊維束が湾曲した形状をなして堆積せしめられて
おり、且つこのガラス繊維束同志がフマール酸又はマレ
イン酸とエチレングリコールの反応生成物を主体とする
高不飽和度のアルキッド樹脂粉末よりなる結合剤で結合
されていることを特徴とするエフアールピープレス成形
用コンティニュアスストランドマット。
【請求項２】ガラス繊維束は直径９〜２７μのガラス繊
維に集束剤を固型分として０．１〜１．５ｗｔ％附与集
束したものであり、且つ１，０００ｍ当りの重量が３〜
１４５ｇｒであり、又マットの厚みは３．５〜６．５ｍ
ｍ／４５０ｇｒ／ｍ^２である特許請求の範囲第１項記載
のエフアールピープレス成形用コンティニアスストラン
ドマット。