CN117642263A - 片状模塑料的制造方法、分散辊装置、以及片状模塑料制造装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实现防止SMC制造线的污染、保持SMC制造装置所包含的机械元件的清洁性、防止设置于SMC制造装置的内部或周边的控制设备的故障、以及防止操作环境的恶化中的至少任一项。片状模塑料的制造方法包括:(i)一边使用分散辊装置使短纤维束分散一边使其落下至行进的载体膜上,堆积纤维堆;和(ii)用热固性树脂组合物浸渗上述纤维堆,上述分散辊装置具有被旋转驱动的分散辊、轴承、第一侧盖、以及第二侧盖,上述分散辊具有辊主体和辊主体邻接部,分别设置于上述第一侧盖和上述第二侧盖的圆形开口的内周面与辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
Description
技术领域
本发明主要涉及片状模塑料(SMC)的制造方法。
另外,本发明涉及可适宜地用于SMC的制造的分散辊装置、以及包含该分散辊装置的SMC制造装置。
本申请基于2021年7月19日在日本申请的日本特愿2021-118818号、以及2022年3月25日在日本申请的日本特愿2022-050649号主张优先权,将其内容援引于此。
背景技术
碳纤维增强塑料(CFRP)是适于载人航空器、无人航空器、汽车、船舶、铁道车辆、其它输送机器的部件的轻质且力学特性优异的复合材料,近年来,其重要程度日益提高。
通过压缩成形制造CFRP产品时优选使用的是被称为预浸料的中间材料。CFRP产品用的预浸料通过用未固化的热固性树脂组合物浸渗碳纤维加强材料而制造。
CF-SMC是预浸料的一种,在其制造工序中,通过用切碎机将连续碳纤维束(continuous carbon fiber bundle)切断,制成短碳纤维束(short carbon fiberbundle),使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,从而形成碳纤维堆。CF-SMC通过用热固性树脂组合物浸渗该碳纤维堆而制作。
在CF-SMC的制造中,为了使落下至载体膜上的短碳纤维束分散,提出了将在切碎机的下方设置分散辊(专利文献1、专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2019/142851号
专利文献2:国际公开第2021/010084号
发明内容
发明所要解决的问题
本发明涉及为了使落下至载体膜上的短纤维束分散而使用分散辊的SMC的制造技术,其主要目的在于,在实现防止SMC制造线的污染、保持SMC制造装置所包含的机械元件的清洁性、防止设置于SMC制造装置的内部或周边的控制设备的故障、以及防止操作环境的恶化中的至少任一方面提供有利的改良。
在本说明书中,有时通过明示或暗示的方式公开可以通过本发明的各实施方式解决的问题。
解决问题的方法
根据本发明的一个实施方式,可提供一种片状模塑料的制造方法,该方法包括:
(i)一边使用分散辊装置使短纤维束分散一边使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,堆积纤维堆,上述分散辊装置具有被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖;和
(ii)用热固性树脂组合物浸渗上述纤维堆,
在上述分散辊装置中,上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体具有圆柱体和配置于上述圆柱体的周面上的多个销,设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
根据本发明的另一个实施方式,可提供一种片状模塑料的制造方法,该方法包括:
(i)一边使用分散辊装置使短纤维束分散一边使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,堆积纤维堆,上述分散辊装置具有被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖;和
(ii)用热固性树脂组合物浸渗上述纤维堆,
在上述分散辊装置中,上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体以旋转轴为中心具有n阶旋转对称性(其中,n为1以上的整数且有限,可以为72以下),设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
根据本发明的又一个实施方式,可提供一种分散辊装置,其用于在片状模塑料的制造中使落下至载体膜上的短纤维束分散,该分散辊装置具有:被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖,
上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体具有圆柱体和配置于上述圆柱体的周面上的多个销,设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
根据本发明的再一个实施方式,可提供一种分散辊装置,其用于在片状模塑料的制造中使落下至载体膜上的短纤维束分散,该分散辊装置具有:被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖,
上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体以旋转轴为中心具有n阶旋转对称性(其中,n为1以上的整数且有限,可以为72以下),设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
发明的效果
为了使落下至载体膜上的短纤维束分散而使用分散辊制造SMC时,可在实现防止SMC制造线的污染、保持SMC制造装置所包含的机械元件的清洁性、防止设置于SMC制造装置的内部或周边的控制设备的故障、以及防止操作环境的恶化中的至少任一方面提供有利的改良。
附图说明
图1是SMC制造装置的示意图。
图2是分散辊装置的示意图。
图3是分散辊的示意图。
图4示出分散辊所具有的辊主体的周面上的销配置的一例。
图5示出分散辊所具有的辊主体的周面上的销配置的一例。
图6示出分散辊所具有的辊主体的周面上的销配置的一例。
图7是分散辊的示意图。
图8是分散辊装置的示意图。
图9是用于对侧盖的作用之一进行说明的示意图。
图10是示出分散辊装置的一部分的示意图。
图11是分散辊装置的示意图。
图12是示出分散辊装置的一个方式中的2个辊主体的位置关系等的示意图。
图13是用于对调节板的作用之一进行说明的示意图。
图14是分散辊装置的一个方式中的笼辊型的辊主体的示意图。
图15是示出从轴向观察分散辊所具有的辊主体的情况的示意图。
符号说明
1 连续纤维束
2 短纤维束
3 纤维堆
4a 第一载体膜
4b 第二载体膜
5a 第一树脂糊
5b 第二树脂糊
6a 第一树脂糊层
6b 第二树脂糊层
7 层叠体
10SMC制造装置
20 第一涂敷机
30 第二涂敷机
40 切碎机
50 分散辊装置
51 分散辊
510 辊主体
511 轴体
513、514 辊主体邻接部
53、54 侧盖
531 盖主体
532 环
55 前盖
56 后盖
60 浸渗机
70 层压机
具体实施方式
1.片状模塑料制造装置
1.1.装置的概要
本发明的一个实施方式涉及包括以下的(i)及(ii)的片状模塑料(SMC)的制造方法,尤其涉及可以在CF-SMC的制造方法中优选使用的SMC制造装置。
(i)一边使用分散辊使短纤维束分散一边使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,堆积纤维堆。
(ii)用热固性树脂组合物浸渗上述纤维堆。
将一个实施方式的SMC制造装置的概念图示于图1。
参照图1,SMC制造装置10具有第一涂敷机20、第二涂敷机30、切碎机40、分散辊装置50、以及浸渗机60。
第一涂敷机20用于在第一载体膜4a上涂布第一树脂糊5a而形成第一树脂糊层6a。
第二涂敷机30用于在第二载体膜4b上涂布第二树脂糊5b而形成第二树脂糊层6b。
切碎机40配置于第一载体膜4a的运送路的上方,用于将连续纤维束1切断而制成短纤维束2。
在切碎机40的下方,运送路上的第一载体膜4a的表面保持为基本水平。这是为了使落下的短纤维束2及堆积的纤维堆3不会因重力而在第一载体膜4a的表面上发生移动。
切碎机40是在现有的SMC制造装置中使用的类型的切碎机,其具备切割辊41、支承辊(橡胶辊)42及引导辊43。
切割辊41、支承辊42及引导辊43的旋转轴均与T方向平行。
T方向是指水平且与M方向垂直的方向。M方向是指第一载体膜4a的行进方向。
在图1中,T方向与纸面垂直。
为了使落下至第一载体膜4a上的短纤维束2分散,分散辊装置50配置于切碎机40的下方。
在浸渗机60的上游侧配置有将第一载体膜4a与第二载体膜4b贴合的层压机70。
通过层压机70,将第一载体膜4a与第二载体膜4b贴合,形成层叠体7。在层叠体7中,在第一载体膜4a与第二载体膜4b之间夹有第一树脂糊层6a、纤维堆3及第二树脂糊层6b。浸渗机60是以往以来在SMC制造装置中使用的类型的浸渗机,其具备用于以2个输送带夹持层叠体7并运送的上下2个带输送机、和用于将层叠体7连同输送带一起夹持并加压的辊。
1.2.分散辊装置
图2是从上方观察SMC制造装置10中包含的分散辊装置50的剖视图。分散辊装置50具备由一对轴承B1、B2支撑的分散辊51、侧盖(右)53及侧盖(左)54。
侧盖(右)53及侧盖(左)54均配置于轴承B1与轴承B2之间。因此,侧盖与轴承未一体化。
在图2中,省略了电动机、动力传动系统这样的旋转驱动分散辊51的装置的图示(在其它附图中也同样)。
在本说明书中,如图2所示,设为第一载体膜4a在分散辊装置50的下方从后方朝向前方行进,在朝向前方时右手在右侧,左手在左侧,以此定义分散辊装置50的前后左右。
如图3所示,分散辊51具有:辊主体510、分别与辊主体510的轴向的一端(右端)和另一端(左端)邻接的辊主体邻接部(右)513及辊主体邻接部(左)514、以及沿着轴向贯穿辊主体及左右的辊主体邻接部的轴体511。
辊主体510为销辊(pin roll)型,其具有圆柱体510a、和配置于圆柱体510a的周面的多个销510b。
分散辊51的辊主体510及轴体511均具有高的刚性,由例如不锈钢这样的金属材料形成。
在使分散辊51旋转时,销510b沿着圆周方向移动,因此,短纤维束2能够被销510b的侧面击打。
辊主体邻接部(右)513和辊主体邻接部(左)514均具有圆筒状的周面。辊主体邻接部的材质可以与圆柱体510a不同,也可以相同。在辊主体邻接部与圆柱体的材质不同的情况下,辊主体邻接部的材质可以为金属(包括合金,以下也同样),或者可以全部或一部分为树脂。在辊主体邻接部与圆柱体的材质相同的情况下,辊主体邻接部513、514可以与圆柱体510a一体形成。
辊主体邻接部513、514所具有的圆筒状周面的直径大于轴体511的直径,可以与圆柱体510a的直径相同,也可以不同。优选辊主体邻接部513、514所具有的圆筒状周面的直径等于或大于圆柱体510a的直径。在一例中,辊主体邻接部513、514的半径可以等于或大于辊主体510的最大半径rM。辊主体510的最大半径rM是指,中心轴与辊主体510的旋转轴一致且与辊主体510外接的圆柱体的半径。在销辊型的情况下,辊主体的最大半径等于从旋转轴至最长的销的前端的距离。
与圆柱体510a的直径相比,辊主体邻接部513、514的直径可以明显小,在该情况下,在圆柱体510a与侧盖53、54之间产生的间隙容易被纤维尘污染,其清扫也不容易,从这方面考虑是不利的。
销辊型的辊主体510的优选方式如下所述。
圆柱体510a的直径没有限定,例如为30mm~300mm,可以为60mm~150mm。圆柱体510a的直径越大,使分散辊51旋转时,销510b整体以越高的圆周速度移动,因此,使短纤维束2分散的能力越高。
销510b与分散辊51的旋转轴(中心轴)垂直地延伸,例如具有圆柱形状,但没有限定。销510b的端面与周面的边界可以经倒角。
销510b的直径没有限定,例如为1mm~15mm,可以为10mm以下,优选为5mm以下。
销510b的长度、即从销的前端至根部的距离没有限定,例如为10mm~150mm,可以为10mm~100mm,还可以为10mm~50mm。
多个销510b优选全部具有彼此相同的形状和尺寸。
圆柱体510a的周面上的销510b的配置是周期性的。销510b的配置例如在轴向上偏移5mm以上且小于20mm、20mm以上且小于40mm、或40mm以上且60mm以下时可以与原来的位置重合,另外,在圆周方向上偏移例如10°、15°、18°、20°、22.5°、30°、45°、60°、90°、120°或180°时可以与原来的配置重合。在图3的例子中,在圆周方向上偏移90°时销510b的配置与原来的配置重合,因此,辊主体510以旋转轴为中心具有4阶旋转对称性。例如,如果是在圆周方向上偏移22.5°时销510b的配置与原来的配置重合的情况,则辊主体以旋转轴为中心具有16阶旋转对称性。
在图3所示的分散辊51中,如果将圆柱体510a的周面进行平面展开,则如图4所示,在由与轴向平行的格子线和与圆周方向平行的格子线构成的四方格子(以虚线表示)的格子位置配置有销510b。
在其它代表例中,如图5所示,可以在由从轴向倾斜的格子线和与圆周方向平行的格子线构成的倾斜四方格子(以虚线表示)的格子位置配置有销510b,或者可以如图6所示,可以在以一边与轴向平行的方式平面填充的正三角形(以虚线表示)的各顶点配置有销510b。
在一例中,如图7所示,可以使圆柱体兼用于轴体511。然而,对于该方式而言,以销510b前端的圆周速度达到最佳的方式使分散辊51旋转时,纤维尘容易附着于轴体511的表面、销510b的根部附近这样的圆周速度低的部位,在这方面是不利的。
侧盖(右)53及侧盖(左)54优选由金属板形成,但没有限定。在使用金属板的情况下,其厚度例如为3mm~5mm,根据所要求的刚性、强度,可以比其更薄,也可以比其更厚。
在右侧和左侧的任一侧,从侧盖53、54至水平距离上最近的销510b的水平距离DS可以为60mm以下、50mm以下、40mm以下、30mm以下、20mm以下或10mm以下。
如图8所示,在侧盖(右)53设置有圆形开口(右)53a,如图2所示,该圆形开口(右)53a的内周面与配置于辊主体510的正右侧的辊主体邻接部(右)513的圆筒状周面相对。同样地,在侧盖(左)54设置有圆形开口(左)54a,该圆形开口(左)54a的内周面与配置于辊主体510的正左侧的辊主体邻接部(左)514的圆筒状周面相对。
通过采用这样的构成,短纤维束2、通过用分散辊51使短纤维束2分散而产生的纤维尘不易漏出至侧盖53、54的外侧。这在实现防止SMC制造线的污染、保持SMC制造装置所包含的机械元件的清洁性、防止设置于SMC制造装置的内部或周边的控制设备的故障、以及防止操作环境的恶化中的至少任一个方面是有利的。
对于本领域技术人员而言,侧盖(右)53的圆形开口(右)53a的内周面与辊主体邻接部(右)513的圆筒状周面的间隙G1、以及侧盖(左)54的圆形开口(左)54a的内周面与辊主体邻接部(左)514的圆筒状周面的间隙G2越小,上述的效果越高,这是显而易见的。
间隙G1、G2例如为10mm以下、优选为5mm以下、更优选为3mm以下、进一步优选为1mm以下,可以为0.5mm以下。间隙G1、G2一般小于销510b的长度(在全部销不具有相同长度时为最长的销的长度),优选为其的1/2以下、更优选为1/5以下、进一步优选为1/10以下。
在短纤维束2包含碳纤维的情况下,通过抑制纤维尘向侧盖的外侧漏出而获得的益处特别大。这是由于,碳纤维一般具有小于10μm的很小的纤丝直径,因此会产生细且容易飘浮的纤维尘。此外,还可以举出如下理由:由碳纤维产生的纤维尘具有导电性,因此,会对电气/电子设备的动作造成障碍。
通过将圆形开口53a、54a的内周面的材质和辊主体邻接部513、514的圆筒状周面的材质中的任一者设为金属,并将另一者设为树脂,能够将该间隔减小至0.2mm左右。
这里所谓的树脂的优选例是通常作为滑动轴承的材料而使用的树脂,例如可示例出四氟乙烯树脂(PTFE)、聚缩醛、尼龙、聚乙烯、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺等。
侧盖53可以由多个部件组装而成,侧盖54也同样。
在图10所示的例子中,侧盖53包含盖主体531和环532,在设置于盖主体531的主体开口531a的位置固定有具有直径比主体开口531a小的孔532a的环532。在这样的情况下,环532的孔532a相当于设置于侧盖53的圆形开口53a,辊主体邻接部(右)513的圆筒状周面与环532的孔532a的内周面相对。
在一例中,准备分散辊装置50时,首先将辊主体邻接部(右)513插入环532的孔532a,然后将环532固定于盖主体531。该固定时,调整环532的位置,使得孔532a的内周面与辊主体邻接部(右)513不接触。为了能够进行上述调整,使固定于盖主体531时的环532的位置在与分散辊51的旋转轴垂直的面内是可变的。该方法在准备辊主体邻接部513的圆筒状周面与环532的孔532a的间隙G1小的分散辊装置50时特别有利。
盖主体531优选为金属板。环532的材质可以与盖主体531相同,也可以不同。
环532的材质为树脂时,辊主体邻接部513优选至少圆筒状周面由金属形成。
环532的材质为金属时,优选辊主体邻接部513的至少圆筒状周面由树脂形成。
辊主体邻接部513可以由2个以上部件构成,例如,在包含圆筒状周面的部分和除此以外的部分,材质可以不同。
参照图10记载的以上的内容可以完全相同地应用于侧盖(左)54和辊主体邻接部(左)514。
为了使侧盖53更有效地发挥作用,从分散辊51的旋转轴至侧盖53的上缘的垂直距离DU优选大于分散辊51中的辊主体510的最大半径rM(参照图8)。
同样地,从分散辊51的旋转轴至侧盖53的下缘的垂直距离DL、从分散辊51的旋转轴至侧盖53的前缘的水平距离DF、从分散辊51的旋转轴至侧盖53的后缘的水平距离DB也分别优选大于辊主体510的最大半径rM。
关于侧盖54,也同样,从分散辊51的旋转轴至侧盖54的上缘及下缘的各垂直距离、和至前缘及后缘的各水平距离优选大于辊主体510的最大半径rM。
如图11所示,在一例中,可以在分散辊51的辊主体510的前方配置前盖55、在后方配置后盖56。在图11的例子中,2个侧盖53、54、前盖55以及后盖56成为一体,形成围绕辊主体510的护罩。
在侧盖53、54与前盖55之间可以存在接缝,在侧盖53、54与后盖56之间也同样。
如图9所示,在一例中,可以使侧盖(右)53及侧盖(左)54具有作为限定形成于第一载体膜4a上的纤维堆3的宽度(T方向的尺寸)的调节器的作用。在图9中,堆积于第一载体膜4a上的纤维堆3的宽度反映了2个侧盖53、54的下缘间的间隔S。
在另一例中,如图13所示,可以在侧盖(右)53及侧盖(左)54之间分别配置与M方向平行的2个调节板57、58。分散辊51的辊主体510从在各调节板57、58开设的圆形的孔通过。该圆形的孔的半径仅稍大于辊主体510的最大半径rM,短纤维束2基本上全部从2个调节板57、58之间通过并落下至第一载体膜4a上。将2个调节板57、58的下缘充分接近于第一载体膜4a的上表面,以使形成于第一载体膜4a上的纤维堆的宽度反映2个调节板57、58的间隔。
短纤维束2的极少一部分和由短纤维束2产生的纤维尘均可从在调节板57、58开设的圆形的孔通过,但不易漏出至侧盖53、54的外侧。
1.3.第一变形实施方式
在第一变形实施方式中,设置于分散辊装置的分散辊的数量为2个以上。在该2个以上分散辊全部设置具有圆筒状周面的辊主体邻接部,以使该圆筒状周面与设置于侧盖的圆形开口的内周面相对的方式构成。
在优选例中,可以将前后并列的2个分散辊设置于分散辊装置。通过这样地配置2个分散辊(后侧分散辊及前侧分散辊)时的辊主体的位置关系的一例示于图12。
如图12所示,优选后侧分散辊的辊主体5101的最大半径rM1与前侧分散辊的辊主体5102的最大半径rM2之和大于这2个分散辊的旋转轴间距离d12,使得更多的短纤维束在从后侧分散辊的辊主体5101与前侧分散辊的辊主体5102之间通过时被设置于这些辊主体的销5101b、5102b击打。
后侧分散辊的辊主体的最大半径rM1与前侧分散辊的辊主体5102的圆柱体半径rC2之和、以及后侧分散辊的辊主体5101的圆柱体半径rC1与前侧分散辊的辊主体的最大半径rM2之和均小于2个分散辊的旋转轴间距离d12。
图12的配置为一例,但并不限定于此。
也可以将图12的配置进行变形,使后侧分散辊的辊主体的最大半径rM1与前侧分散辊的辊主体的最大半径rM2之和等于2个分散辊的旋转轴间距离d12。
此外,还可以使后侧分散辊的辊主体的最大半径rM1与前侧分散辊的辊主体的最大半径rM2之和稍小于2个分散辊的旋转轴间距离d12。其中,其差值{d12-(rM1+rM2)}优选为10mm以下、更优选为5mm以下。
将前后并列的2个分散辊设置于分散辊装置时,优选如图12中所示的那样,使后侧分散辊以辊主体的销5101b在面对前侧分散辊的一侧从上向下移动的方式旋转,使前侧分散辊以辊主体的销5102b在面对后侧分散辊的一侧从上向下移动的方式旋转。
1.4.第二变形实施方式
在第二变形实施方式中,将分散辊装置中的分散辊的辊主体从销辊型替换为笼辊型。
笼辊型的辊主体具有在以旋转轴为中心的圆筒面上以相等间隔配置有沿着旋转轴方向延伸的多个棒的结构。使分散辊旋转时,棒沿着圆周方向移动,因此,短纤维束会被棒的侧面击打。也可以使用销和张紧的线材(wire)来代替棒。
棒的材质优选为金属。棒的截面形状没有限定,可以是圆、椭圆、正方形、长方形、六边形、其它各种形状。
笼辊型的辊主体可以具有上述的结构多次重复而成的结构、即在具有互不相同的半径的2个以上的同心圆筒面上分别以相等间隔配置有沿着旋转轴方向延伸的多个棒的结构。
在图14中示出了在第二变形实施方式中分散辊装置可以具有的具备笼辊型的辊主体的分散辊的一例。
参照图14,分散辊51具有:辊主体510、分别与辊主体510的轴向的一端(右端)和另一端(左端)邻接的辊主体邻接部(右)513及辊主体邻接部(左)514、以及沿着轴向贯穿辊主体及左右的辊主体邻接部的轴体511。
辊主体510包含6根圆棒510c,所述圆棒510c架设于辊主体邻接部(右)513所包含的支撑构件513a与辊主体邻接部(左)514所包含的支撑构件514a之间。6根圆棒510c以相等间隔配置于以轴体511的中心轴为中心线的圆筒面上,因此辊主体510具有6阶旋转对称性。
圆棒510c的直径例如为3mm以下,可以为1.5mm以下,另外,可以为1mm以上。
辊主体510的最大半径rM、即中心轴与辊主体510的旋转轴一致且与辊主体510外接的圆筒(与6根圆棒510c外接的圆筒)的半径例如可以为100mm以上且200mm以下的范围内,但没有限定。
辊主体邻接部(右)513包含支撑构件513a和圆盘513b,辊主体邻接部(左)514包含支撑构件514a和圆盘514b。在将分散辊51导入至分散辊装置时,圆盘513b的圆筒状周面与设置于侧盖(右)的圆形开口(右)的内周面相对,圆盘514b的圆筒状周面与设置于侧盖(左)的圆形开口(左)的内周面相对,
圆盘513b、514b的圆筒状周面的半径优选与辊主体510的最大半径rM相等或大于辊主体510的最大半径rM。
圆盘513b、514b的圆筒状周面的直径可以显著地小于支撑构件513a、514a的直径,但在该情况下,在支撑构件513a、514a与侧盖53、54之间产生的间隙容易被纤维尘污染,其清扫也困难,从这方面考虑是不利的。
在一例中,支撑构件513a、514a可以兼用圆盘513b、514b。即,将分散辊51导入分散辊装置时,可以使设置于侧盖(右)的圆形开口(右)的内周面与支撑构件513a的圆筒状周面相对,使设置于侧盖(左)的圆形开口(左)的内周面与支撑构件514a的圆筒状周面相对。
辊主体510为笼辊型时,从各侧盖53、54至辊主体510的水平距离可以为60mm以下、50mm以下、40mm以下、30mm以下、20mm以下或10mm以下。
1.5.其它实施方式
分散辊装置中的分散辊的辊主体并不限定于销辊型和笼辊型,只要以旋转轴为中心具有n阶旋转对称性(其中,n为1以上的整数且有限)即可。n优选为2以上且72以下,可以为3以上,另外,可以为36以下、24以下。
例如,辊主体可以是与旋转轴垂直的截面为正三角形的三棱柱,或者上述三棱柱可以具有以旋转轴为中心而扭转的形状。这些是以旋转轴为中心具有3阶旋转对称性的辊主体的一例。
如图15所示,在使这样的辊主体旋转时,该3个侧面除了法线的方向与辊主体的半径方向一致的部位以外均沿着圆周方向移动。
无论想要使辊主体具有何种结构,辊主体的最大半径均定义为以辊主体的旋转轴为中心线且与辊主体外接的圆柱体的半径。
分别与辊主体的轴向的一端和另一端邻接的辊主体邻接部所具有的圆筒状周面的半径可以优选设为等于或大于辊主体510的最大半径。
2.片状模塑料的制造方法
对使用SMC制造装置10制造SMC时的步骤进行说明,如下所述。
首先,从预先准备的纤维包装中抽出连续纤维束1。连续纤维束1可以通过外接从安装于筒子架的卷装抽出,或者可以通过内接从将线轴拔出后的包装抽出。
连续纤维束1优选包含碳纤维,但并不限定于此,也可以包含玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等除碳纤维以外的纤维。
连续纤维束1为碳纤维束时的平均每束的纤丝数没有限定,例如可以为3000~100000根。连续纤维束可以预先被部分地分割成多根亚束。
将多根连续纤维束1以相互平行的方式拉齐,然后从与T方向正交的方向供给至切碎机40,将其切断,成为短纤维束2。
在制造CF-SMC的情况下,短纤维束2的纤维长度例如为5mm~100mm、优选为10mm~60mm、更优选为10mm~30mm,代表性地可以为0.5英寸(约1.3cm)、1英寸(约2.5cm)、2英寸(约5.1cm)等,但没有限定。
在变形例中,可以使用料斗等使通过另外的工序预先制造的短纤维束2从上方向分散辊装置50落下,以此来代替当场使用切碎机40由连续纤维束1制作短纤维束2。
一边通过分散辊装置50将短纤维束2分散,一边使其落下至第一载体膜4a上,形成纤维堆3。
在制造CF-SMC的情况下,分散辊装置50的运行条件(分散辊51的旋转速度)可以优选以如下方式设定:不产生纤丝数500根以下的纤维束及单一纤丝,或者即使产生,纤维堆3中其含量也小于1重量%。
在制造CF-SMC的情况下,在连续纤维束1为预先被部分地分割成多个亚束的碳纤维束、且各亚束的纤丝数小于2K这样的例子中,分散辊装置50的运行条件优选可以以如下方式设定:尽可能不产生纤丝数小于0.2K的纤维束,而且即使产生,纤维堆3中其含量也小于1重量%。
在制造CF-SMC的情况下,期望在确定分散辊装置50的运行条件时也进一步考虑到使纤维堆3的单位面积重量不会因分散辊51的旋转所产生的气流而变得明显不均匀。
在分散辊装置50具备以旋转轴相互平行的方式并列的2个销辊型分散辊的方式中,如图12所示,如果以使销在面对另一分散辊的一侧从上向下移动的方式将各分散辊进行旋转驱动,则即使在短纤维束2存在重量分布的情况下,纤维堆3也不容易表里不一致。
其原因是由于重的短纤维束和轻的短纤维束均通过2个分散辊的辊主体间的间隙而落下至第一载体膜上。换言之,其原因是由于不容易发生重的短纤维束落下的位置与轻的短纤维束落下的位置沿着第一载体膜的行进方向偏移的倾向。
在堆积纤维堆3之前,使用第一涂敷机20将第一树脂糊5a涂布于第一载体膜4a。
第一树脂糊5a为热固性树脂组合物,其基础树脂没有限定,例如为乙烯基酯树脂(也称为环氧丙烯酸酯树脂)、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、马来酰亚胺树脂或酚醛树脂。可以将乙烯基酯树脂与不饱和聚酯树脂的混合树脂作为基础树脂。根据需要,可以在第一树脂糊5a中配合固化剂、阻聚剂、增粘剂、反应性稀释剂、低收缩剂、阻燃剂、抗菌剂等。
在另外的工序中,使用第二涂敷机30将与第一树脂糊5a相同组成的第二树脂糊5b涂布于第二载体膜4b。
对于第二载体膜4b,将涂布有第二树脂糊5b的一面朝下,与在上表面载置有纤维堆3的第一载体膜4a重叠,通过浸渗机60对由此形成的层叠体7进行加压,由此,用热固性树脂组合物浸渗纤维堆3,成为树脂浸渗纤维堆。
将树脂浸渗纤维堆在被第一载体膜4a和第二载体膜4b夹持的状态下直接卷绕于线轴。经过使树脂浸渗纤维堆增粘的工序,完成片状模塑料。
片状模塑料可用于使用了例如压缩成形法的FRP(纤维增强塑料)产品的成形。特别是可以使用CF-SMC制造的CFRP产品的用途除了用于航空器、无人航空器、汽车、船舶及其它各种输送机器的部件以外,还涉及体育用品、休闲用品等多个方面。
3.实施方式的总结
本发明的优选实施方式包括但不限于以下实施方式。
[实施方式1]一种片状模塑料的制造方法,该方法包括:
(i)一边使用分散辊装置使短纤维束分散一边使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,堆积纤维堆,上述分散辊装置具备被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖;和
(ii)用热固性树脂组合物浸渗上述纤维堆,
在上述分散辊装置中,上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体具有圆柱体和配置于上述圆柱体的周面上的多个销,设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
[实施方式2]根据实施方式1的制造方法,其中,
上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的直径及上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的直径与上述圆柱体的直径相等。
[实施方式3]根据实施方式1的制造方法,其中,
上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的直径及上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的直径大于上述圆柱体的直径。
[实施方式4]根据实施方式1~3中的任一制造方法,其中,
上述圆柱体的直径为30mm~300mm、优选为60mm~150mm。
[实施方式5]根据实施方式1~4中的任一制造方法,其中,
上述分散辊具有沿着轴向贯穿上述辊主体、上述第一辊主体邻接部及上述第二辊主体邻接部的轴体,上述轴体的直径小于上述圆柱体的直径。
[实施方式6]根据实施方式1~5中的任一制造方法,其中,
设置于上述第一侧盖的上述圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙、以及设置于上述第二侧盖的上述圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙均小于上述多个销中最长的销的长度。
[实施方式7]根据实施方式1~6中的任一制造方法,其中,
上述分散辊装置具有以旋转轴相互平行的方式并列的第一分散辊及第二分散辊作为上述分散辊。
[实施方式8]根据实施方式7的制造方法,其中,
上述第一分散辊以上述辊主体所具有的上述销在面对上述第二分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动,上述第二分散辊以上述辊主体所具有的上述销在面对上述第一分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动。
[实施方式9]根据实施方式7或8的制造方法,其中,
上述第一分散辊的辊主体的最大半径与上述第二分散辊的辊主体的最大半径之和大于上述第一分散辊与上述第二分散辊的旋转轴间距离。
[实施方式10]一种片状模塑料的制造方法,该方法包括:
(i)一边使用分散辊装置使短纤维束分散一边使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,堆积纤维堆,上述分散辊装置具备被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖;和
(ii)用热固性树脂组合物浸渗上述纤维堆,
在上述分散辊装置中,上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体以旋转轴为中心具有n阶旋转对称性(其中,n为1以上的整数且有限,可以为72以下),设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
[实施方式11]根据实施方式10的制造方法,其中,
上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的半径及上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的半径等于或大于上述辊主体的最大半径。
[实施方式12]根据实施方式10或11的制造方法,其中,
上述辊主体为笼辊型,且具有架设于上述第一辊主体邻接部所包含的支撑构件与上述第二辊主体邻接部所包含的支撑构件之间的多根棒或线材。
[实施方式13]根据实施方式1~12中的任一制造方法,其中,
分别设置于上述第一侧盖及上述第二侧盖的上述圆形开口的内周面的材质为树脂,上述第一辊主体邻接部及上述第二辊主体邻接部各自的上述圆筒状周面的材质为金属。
[实施方式14]根据实施方式1~12中的任一制造方法,其中,
分别设置于上述第一侧盖及上述第二侧盖的上述圆形开口的内周面的材质为金属,上述第一辊主体邻接部及上述第二辊主体邻接部各自的上述圆筒状周面的材质为树脂。
[实施方式15]根据实施方式13或14的制造方法,其中,
上述树脂包含选自四氟乙烯树脂、聚缩醛、尼龙、聚乙烯、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮及聚酰胺酰亚胺中的任意树脂。
[实施方式16]根据实施方式1~15中的任一制造方法,其中,
设置于上述第一侧盖的上述圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙、以及设置于上述第二侧盖的上述圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙均为10mm以下、5mm以下、3mm以下、1mm以下或0.5mm以下。
[实施方式17]根据实施方式1~16中的任一制造方法,其中,
上述分散辊装置满足下述条件(A)及(B)中的至少一者。
(A)上述第一侧盖包含第一盖主体和固定于上述第一盖主体的第一环,上述第一环的孔相当于设置于上述第一侧盖的上述圆形开口。
(B)上述第二侧盖包含第二盖主体和固定于上述第二盖主体的第二环,上述第二环的孔相当于设置于上述第二侧盖的上述圆形开口。
[实施方式18]根据实施方式17的制造方法,该方法进一步包括:准备上述分散辊装置,
在准备上述分散辊装置时,上述分散辊装置满足上述条件(A)时,在将上述第一辊主体邻接部插入上述第一环的孔之后,将上述第一环固定于上述第一盖主体,上述分散辊装置满足上述条件(B)时,在将上述第二辊主体邻接部插入上述第二环的孔之后,将上述第二环固定于上述第二盖主体。
[实施方式19]根据实施方式17或18的制造方法,其中,
上述分散辊装置满足上述条件(A)时,固定于上述第一盖主体时的上述第一环的位置在与上述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的,上述分散辊装置满足上述条件(B)时,固定于上述第二盖主体时的上述第二环的位置在与上述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的。
[实施方式20]根据实施方式1~19中的任一制造方法,其中,
从上述分散辊的旋转轴至上述第一侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、从上述分散辊的旋转轴至上述第一侧盖的前缘及后缘各自的水平距离、从上述分散辊的旋转轴至上述第二侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、以及从上述分散辊的旋转轴至上述第二侧盖的前缘及后缘各自的水平距离大于上述辊主体的最大半径。
[实施方式21]根据实施方式1~20中的任一制造方法,其中,
在上述第一侧盖与上述第二侧盖之间,与上述载体膜的行进方向平行地配置有1对调节板,上述分散辊的上述辊主体通过上述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口这两个开口。
[实施方式22]根据实施方式21的制造方法,其中,
上述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口均为圆形,且具有比上述辊主体的最大半径大的半径。
[实施方式23]根据实施方式1~22中的任一制造方法,其中,
上述短纤维束包含碳纤维。
[实施方式24]一种分散辊装置,其用于在片状模塑料的制造中使落下至载体膜上的短纤维束分散,所述分散辊装置具有:被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖,
上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体具有圆柱体和配置于上述圆柱体的周面上的多个销,设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
[实施方式25]根据实施方式24的装置,其中,
上述第一辊主体邻接部所具有的上述圆筒状周面的直径及上述第二辊主体邻接部所具有的上述圆筒状周面的直径与上述圆柱体的直径相等。
[实施方式26]根据实施方式24的装置,其中,
上述第一辊主体邻接部所具有的上述圆筒状周面的直径及上述第二辊主体邻接部所具有的上述圆筒状周面的直径大于上述圆柱体的直径。
[实施方式27]根据实施方式24~26中的任一装置,其中,
上述圆柱体的直径为30mm~300mm、优选为60mm~150mm。
[实施方式28]根据实施方式24~27中的任一装置,其中,
上述分散辊具有沿着轴向贯穿上述辊主体、上述第一辊主体邻接部及上述第二辊主体邻接部的轴体,上述轴体的直径小于上述圆柱体的直径。
[实施方式29]根据实施方式24~28中的任一装置,其中,
设置于上述第一侧盖的上述圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙、以及设置于上述第二侧盖的上述圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙均小于上述多个销中最长的销的长度。
[实施方式30]根据实施方式24~29中的任一装置,其中,
上述分散辊装置具有以旋转轴相互平行的方式并列的第一分散辊及第二分散辊作为上述分散辊。
[实施方式31]根据实施方式30的装置,其中,
上述第一分散辊以上述辊主体所具有的上述销在面对上述第二分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动,上述第二分散辊以上述辊主体所具有的上述销在面对上述第一分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动。
[实施方式32]根据实施方式30或31的装置,其中,
上述第一分散辊的辊主体的最大半径与上述第二分散辊的辊主体的最大半径之和大于上述第一分散辊与上述第二分散辊的旋转轴间距离。
[实施方式33]一种分散辊装置,其用于在片状模塑料的制造中使落下至载体膜上的短纤维束分散,所述分散辊装置具有:被旋转驱动的分散辊、支撑上述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖,
上述第一侧盖及上述第二侧盖配置于上述2个轴承之间,并且上述分散辊具有辊主体、以及分别与上述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,上述辊主体以旋转轴为中心具有n阶旋转对称性(其中,n为1以上的整数且有限,可以为72以下),设置于上述第一侧盖的圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
[实施方式34]根据实施方式33的装置,其中,
上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的半径及上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的半径等于或大于上述辊主体的最大半径。
[实施方式35]根据实施方式33或34的装置,其中,
上述辊主体为笼辊型,且具有架设于上述第一辊主体邻接部所包含的支撑构件与上述第二辊主体邻接部所包含的支撑构件之间的多根棒或线材。
[实施方式36]根据实施方式24~35中的任一装置,其中,
分别设置于上述第一侧盖及上述第二侧盖的上述圆形开口的内周面的材质为树脂,上述第一辊主体邻接部及上述第二辊主体邻接部各自的上述圆筒状周面的材质为金属。
[实施方式37]根据实施方式24~35中的任一装置,其中,
分别设置于上述第一侧盖及上述第二侧盖的上述圆形开口的内周面的材质为金属,上述第一辊主体邻接部及上述第二辊主体邻接部各自的上述圆筒状周面的材质为树脂。
[实施方式38]根据实施方式36或37的装置,其中,
上述树脂包含选自四氟乙烯树脂、聚缩醛、尼龙、聚乙烯、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮及聚酰胺酰亚胺中的任意树脂。
[实施方式39]根据实施方式24~38中的任一装置,其中,
设置于上述第一侧盖的上述圆形开口的内周面与上述第一辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙、以及设置于上述第二侧盖的圆形开口的内周面与上述第二辊主体邻接部的上述圆筒状周面的间隙均为10mm以下、5mm以下、3mm以下、1mm以下或0.5mm以下。
[实施方式40]根据实施方式24~39中的任一装置,其满足下述条件(A)及(B)中的至少一者。
(A)上述第一侧盖包含第一盖主体和固定于上述第一盖主体的第一环,上述第一环的孔相当于设置于上述第一侧盖的上述圆形开口。
(B)上述第二侧盖包含第二盖主体和固定于上述第二盖主体的第二环,上述第二环的孔相当于设置于上述第二侧盖的上述圆形开口。
[实施方式41]根据实施方式40的装置,其中,
满足上述条件(A)时,固定于上述第一盖主体时的上述第一环的位置在与上述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的,满足上述条件(B)时,固定于上述第二盖主体时的上述第二环的位置在与上述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的。
[实施方式42]根据实施方式24~41中的任一装置,其中,
从上述分散辊的旋转轴至上述第一侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、从上述分散辊的旋转轴至上述第一侧盖的前缘及后缘各自的水平距离、从上述分散辊的旋转轴至上述第二侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、以及从上述分散辊的旋转轴至上述第二侧盖的前缘及后缘各自的水平距离大于上述辊主体的最大半径。
[实施方式43]根据实施方式24~42中的任一装置,其中,
在上述第一侧盖与上述第二侧盖之间,与上述载体膜的行进方向平行地配置有1对调节板,上述分散辊的上述辊主体通过上述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口这两个开口。
[实施方式44]根据实施方式43的装置,其中,
上述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口均为圆形,且具有比上述辊主体的最大半径大的半径。
[实施方式45]实施方式24~44中的任一装置在片状模塑料制造装置中的用途。
[实施方式46]根据实施方式45的用途,其中,
上述片状模塑料制造装置具备:2个涂敷机、层压机、以及浸渗机。
[实施方式47]根据实施方式46的用途,其中,
上述片状模塑料制造装置进一步具备切碎机。
[实施方式48]一种片状模塑料制造装置,其具备实施方式24~44中的任一装置。
[实施方式49]根据实施方式48的片状模塑料制造装置,其进一步具备:2个涂敷机、层压机、以及浸渗机。
[实施方式50]根据实施方式49的片状模塑料制造装置,其进一步具备切碎机。
[实施方式51]一种片状模塑料的制造方法,该方法使用实施方式48~50中的任一片状模塑料制造装置。
[实施方式52]根据实施方式51的制造方法,其为CF-SMC的制造方法。
以上,尽管已经结合具体的实施方式对本发明进行了说明,但各实施方式作为例子而示出,并不限定本发明的范围。在不脱离发明主旨的范围内,本说明书中记载的各实施方式可以进行各种变形,而且,可以在可实施的范围内与通过其它实施方式说明的特征进行组合。
Claims (52)
1.一种片状模塑料的制造方法,该方法包括:
(i)一边使用分散辊装置使短纤维束分散一边使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,堆积纤维堆,所述分散辊装置具有被旋转驱动的分散辊、支撑所述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖;和
(ii)用热固性树脂组合物浸渗所述纤维堆,
在所述分散辊装置中,所述第一侧盖及所述第二侧盖配置于所述2个轴承之间,并且所述分散辊具有辊主体、以及分别与所述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,所述辊主体具有圆柱体和配置于所述圆柱体的周面上的多个销,设置于所述第一侧盖的圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于所述第二侧盖的圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,
所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的直径及所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的直径与所述圆柱体的直径相等。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其中,
所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的直径及所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的直径大于所述圆柱体的直径。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的制造方法,其中,
所述圆柱体的直径为30mm~300mm。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的制造方法,其中,
所述分散辊具有沿着轴向贯穿所述辊主体、所述第一辊主体邻接部及所述第二辊主体邻接部的轴体,所述轴体的直径小于所述圆柱体的直径。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的制造方法,其中,
设置于所述第一侧盖的所述圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙、以及设置于所述第二侧盖的所述圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙均小于所述多个销中最长的销的长度。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的制造方法,其中,
所述分散辊装置具有以旋转轴相互平行的方式并列的第一分散辊及第二分散辊作为所述分散辊。
8.根据权利要求7所述的制造方法,其中,
所述第一分散辊以所述辊主体所具有的所述销在面对所述第二分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动,所述第二分散辊以所述辊主体所具有的所述销在面对所述第一分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动。
9.根据权利要求7或8所述的制造方法,其中,
所述第一分散辊的辊主体的最大半径与所述第二分散辊的辊主体的最大半径之和大于所述第一分散辊与所述第二分散辊的旋转轴间距离。
10.一种片状模塑料的制造方法,该方法包括:
(i)一边使用分散辊装置使短纤维束分散一边使其落下至将表面设为基本水平而行进的载体膜上,堆积纤维堆,所述分散辊装置具有被旋转驱动的分散辊、支撑所述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖;和
(ii)用热固性树脂组合物浸渗所述纤维堆,
在所述分散辊装置中,所述第一侧盖及所述第二侧盖配置于所述2个轴承之间,并且所述分散辊具有辊主体、以及分别与所述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,所述辊主体以旋转轴为中心具有n阶旋转对称性(其中,n为1以上的整数且有限),设置于所述第一侧盖的圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于所述第二侧盖的圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
11.根据权利要求10所述的制造方法,其中,
所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的半径及所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的半径等于或大于所述辊主体的最大半径。
12.根据权利要求10或11所述的制造方法,其中,
所述辊主体为笼辊型,且具有架设于所述第一辊主体邻接部所包含的支撑构件与所述第二辊主体邻接部所包含的支撑构件之间的多根棒或线材。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的制造方法,其中,
分别设置于所述第一侧盖及所述第二侧盖的所述圆形开口的内周面的材质为树脂,所述第一辊主体邻接部及所述第二辊主体邻接部各自的所述圆筒状周面的材质为金属。
14.根据权利要求1~12中任一项所述的制造方法,其中,
分别设置于所述第一侧盖及所述第二侧盖的所述圆形开口的内周面的材质为金属,所述第一辊主体邻接部及所述第二辊主体邻接部各自的所述圆筒状周面的材质为树脂。
15.根据权利要求13或14所述的制造方法,其中,
所述树脂包含选自四氟乙烯树脂、聚缩醛、尼龙、聚乙烯、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮及聚酰胺酰亚胺中的任意树脂。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的制造方法,其中,
设置于所述第一侧盖的所述圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙、以及设置于所述第二侧盖的所述圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙均为10mm以下、5mm以下、3mm以下、1mm以下或0.5mm以下。
17.根据权利要求1~16中任一项所述的制造方法,其中,
所述分散辊装置满足下述条件(A)及(B)中的至少一者:
(A)所述第一侧盖包含第一盖主体和固定于所述第一盖主体的第一环,所述第一环的孔相当于设置于所述第一侧盖的所述圆形开口;
(B)所述第二侧盖包含第二盖主体和固定于所述第二盖主体的第二环,所述第二环的孔相当于设置于所述第二侧盖的所述圆形开口。
18.根据权利要求17所述的制造方法,该方法进一步包括:
准备所述分散辊装置,
在准备所述分散辊装置时,所述分散辊装置满足所述条件(A)时,在将所述第一辊主体邻接部插入所述第一环的孔之后,将所述第一环固定于所述第一盖主体,所述分散辊装置满足所述条件(B)时,在将所述第二辊主体邻接部插入所述第二环的孔之后,将所述第二环固定于所述第二盖主体。
19.根据权利要求17或18所述的制造方法,其中,
所述分散辊装置满足所述条件(A)时,固定于所述第一盖主体时的所述第一环的位置在与所述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的,所述分散辊装置满足所述条件(B)时,固定于所述第二盖主体时的所述第二环的位置在与所述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的。
20.根据权利要求1~19中任一项所述的制造方法,其中,
从所述分散辊的旋转轴至所述第一侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、从所述分散辊的旋转轴至所述第一侧盖的前缘及后缘各自的水平距离、从所述分散辊的旋转轴至所述第二侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、以及从所述分散辊的旋转轴至所述第二侧盖的前缘及后缘各自的水平距离大于所述辊主体的最大半径。
21.根据权利要求1~20中任一项所述的制造方法,其中,
在所述第一侧盖与所述第二侧盖之间,与所述载体膜的行进方向平行地配置有1对调节板,所述分散辊的所述辊主体通过所述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口这两个开口。
22.根据权利要求21所述的制造方法,其中,
所述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口均为圆形,且具有比所述辊主体的最大半径大的半径。
23.根据权利要求1~22中任一项所述的制造方法,其中,
所述短纤维束包含碳纤维。
24.一种分散辊装置,其用于在片状模塑料的制造中使落下至载体膜上的短纤维束分散,所述分散辊装置具有:被旋转驱动的分散辊、支撑所述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖,
所述第一侧盖及所述第二侧盖配置于所述2个轴承之间,并且所述分散辊具有辊主体、以及分别与所述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,所述辊主体具有圆柱体和配置于所述圆柱体的周面上的多个销,设置于所述第一侧盖的圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于所述第二侧盖的圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
25.根据权利要求24所述的装置,其中,
所述第一辊主体邻接部所具有的所述圆筒状周面的直径及所述第二辊主体邻接部所具有的所述圆筒状周面的直径与所述圆柱体的直径相等。
26.根据权利要求24所述的装置,其中,
所述第一辊主体邻接部所具有的所述圆筒状周面的直径及所述第二辊主体邻接部所具有的所述圆筒状周面的直径大于所述圆柱体的直径。
27.根据权利要求24~26中任一项所述的装置,其中,
所述圆柱体的直径为30mm~300mm。
28.根据权利要求24~27中任一项所述的装置,其中,
所述分散辊具有沿着轴向贯穿所述辊主体、所述第一辊主体邻接部及所述第二辊主体邻接部的轴体,所述轴体的直径小于所述圆柱体的直径。
29.根据权利要求24~28中任一项所述的装置,其中,
设置于所述第一侧盖的所述圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙、以及设置于所述第二侧盖的所述圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙均小于所述多个销中最长的销的长度。
30.根据权利要求24~29中任一项所述的装置,其中,
所述分散辊装置具有以旋转轴相互平行的方式并列的第一分散辊及第二分散辊作为所述分散辊。
31.根据权利要求30所述的装置,其中,
所述第一分散辊以所述辊主体所具有的所述销在面对所述第二分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动,所述第二分散辊以所述辊主体所具有的所述销在面对所述第一分散辊的一侧从上向下移动的方式被旋转驱动。
32.根据权利要求30或31所述的装置,其中,
所述第一分散辊的辊主体的最大半径与所述第二分散辊的辊主体的最大半径之和大于所述第一分散辊与所述第二分散辊的旋转轴间距离。
33.一种分散辊装置,其用于在片状模塑料的制造中使落下至载体膜上的短纤维束分散,所述分散辊装置具有:被旋转驱动的分散辊、支撑所述分散辊的2个轴承、第一侧盖、以及第二侧盖,
所述第一侧盖及所述第二侧盖配置于所述2个轴承之间,并且所述分散辊具有辊主体、以及分别与所述辊主体的轴向的一端和另一端邻接的第一辊主体邻接部及第二辊主体邻接部,所述辊主体以旋转轴为中心具有n阶旋转对称性(其中,n为1以上的整数且有限),设置于所述第一侧盖的圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对,并且设置于所述第二侧盖的圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部所具有的圆筒状周面相对。
34.根据权利要求33所述的装置,其中,
所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的半径及所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的半径等于或大于所述辊主体的最大半径。
35.根据权利要求33或34所述的装置,其中,
所述辊主体为笼辊型,且具有架设于所述第一辊主体邻接部所包含的支撑构件与所述第二辊主体邻接部所包含的支撑构件之间的多根棒或线材。
36.根据权利要求24~35中任一项所述的装置,其中,
分别设置于所述第一侧盖及所述第二侧盖的所述圆形开口的内周面的材质为树脂,所述第一辊主体邻接部及所述第二辊主体邻接部各自的所述圆筒状周面的材质为金属。
37.根据权利要求24~35中任一项所述的装置,其中,
分别设置于所述第一侧盖及所述第二侧盖的所述圆形开口的内周面的材质为金属,所述第一辊主体邻接部及所述第二辊主体邻接部各自的所述圆筒状周面的材质为树脂。
38.根据权利要求36或37所述的装置,其中,
所述树脂包含选自四氟乙烯树脂、聚缩醛、尼龙、聚乙烯、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚醚酮及聚酰胺酰亚胺中的任意树脂。
39.根据权利要求24~38中任一项所述的装置,其中,
设置于所述第一侧盖的所述圆形开口的内周面与所述第一辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙、以及设置于所述第二侧盖的圆形开口的内周面与所述第二辊主体邻接部的所述圆筒状周面的间隙均为10mm以下、5mm以下、3mm以下、1mm以下或0.5mm以下。
40.根据权利要求24~39中任一项所述的装置,其满足下述条件(A)及(B)中的至少一者:
(A)所述第一侧盖包含第一盖主体和固定于所述第一盖主体的第一环,所述第一环的孔相当于设置于所述第一侧盖的所述圆形开口;
(B)所述第二侧盖包含第二盖主体和固定于所述第二盖主体的第二环,所述第二环的孔相当于设置于所述第二侧盖的所述圆形开口。
41.根据权利要求40所述的装置,其中,
满足所述条件(A)时,固定于所述第一盖主体时的所述第一环的位置在与所述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的,满足所述条件(B)时,固定于所述第二盖主体时的所述第二环的位置在与所述分散辊的旋转轴垂直的面内是可变的。
42.根据权利要求24~41中任一项所述的装置,其中,
从所述分散辊的旋转轴至所述第一侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、从所述分散辊的旋转轴至所述第一侧盖的前缘及后缘各自的水平距离、从所述分散辊的旋转轴至所述第二侧盖的上缘及下缘各自的垂直距离、以及从所述分散辊的旋转轴至所述第二侧盖的前缘及后缘各自的水平距离大于所述辊主体的最大半径。
43.根据权利要求24~42中任一项所述的装置,其中,
在所述第一侧盖与所述第二侧盖之间,与所述载体膜的行进方向平行地配置有1对调节板,所述分散辊的所述辊主体通过所述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口这两个开口。
44.根据权利要求43所述的装置,其中,
所述1对调节板中的一者所具有的开口和另一者所具有的开口均为圆形,且具有比所述辊主体的最大半径大的半径。
45.权利要求24~44中任一项所述的装置在片状模塑料制造装置中的用途。
46.根据权利要求45所述的用途,其中,
所述片状模塑料制造装置具备:2个涂敷机、层压机、以及浸渗机。
47.根据权利要求46所述的用途,其中,
所述片状模塑料制造装置进一步具备切碎机。
48.一种片状模塑料制造装置,其具备权利要求24~44中任一项所述的装置。
49.根据权利要求48所述的片状模塑料制造装置,其进一步具备:2个涂敷机、层压机、以及浸渗机。
50.根据权利要求49所述的片状模塑料制造装置,其进一步具备切碎机。
51.一种片状模塑料的制造方法,该方法使用权利要求48~50中任一项所述的片状模塑料制造装置。
52.根据权利要求51所述的制造方法,其为CF-SMC的制造方法。
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