JP2022023246A - シートモールディングコンパウンド及び成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
エポキシ樹脂(1)(シグマアルドリッチ社製「テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン」、エポキシ当量110~130g/eq、4官能の芳香族エポキシ樹脂)40質量部、エポキシ樹脂(2)(DIC株式会社製「EPICLON 840LV」、ビスフェノールA型、エポキシ当量:178g/eq、官能基数:2)40質量部、エポキシ希釈剤(ANHUI XINYUAN Chemical社製「XY-622」、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、エポキシ当量131g/eq、官能基数:2)5質量部、エポキシ希釈剤(長瀬産業社製「EX-313」、グリセロールポリグリシジルエーテル、官能基数:2以上)15質量部、内部離型剤(ダイキン工業社製「FB-962」)2質量部、エポキシ樹脂用硬化剤(三菱ケミカル株式会社製「DICY7」、ジシアンジアミド)8質量部、硬化促進剤(DIC株式会社製「B-605-IM」、アルキル尿素系)5質量部を三本ロールにて混合し、熱可塑性樹脂粒子(アイカ工業株式会社製「F303」、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系有機微粒子)9質量部を混合し、樹脂組成物(1)を得た。この樹脂組成物の粘度は6480mPa・sであり、ガラス転移温度(Tg)は137.1℃であった。
上記で得られた樹脂組成物(1)を、ポリエチレンとポリプロピレンのラミネートフィルム上に塗布量が平均860g/m2となるよう塗布し、この上に、炭素繊維ロービング(東レ株式会社製「T700SC-12000-50C」)を12.5mmにカットした炭素繊維(以下、炭素繊維(1)と略記する。)を繊維方向性が無く厚さが均一で炭素繊維含有率が57質量%になるよう空中から均一落下させ、同様に樹脂組成物(1)を塗布したフィルムで挟み込み炭素繊維(1)に樹脂を含浸させた。この際、炭素繊維の嵩高さ4mmのSMCシートを、第一含浸工程として、圧力及びクリアランスを調整した含浸ロールにて、炭素繊維の嵩高さ3mmに押し潰し、さらに、第二含浸工程として、圧力及びクリアランスを調整した含浸ロールにて、炭素繊維の嵩高さ2mmに押し潰した。
この後、80℃中に2時間静置し、SMC(1)を得た。このSMCの目付け量は、2kg/m2であった。
SMCの断面方向からにおいて、表面との平行線と裏面との平行線の間の中線部において、SMCを2分割し、内部を露出させた。次に、露出させた内部の表面に存在する炭素繊維束を30cmあたり30個任意に取り出して質量測定し、平均値を算出した。これを5箇所の部分において、繰り返し、含浸後繊維質量を測定した。この含浸後繊維質量を未含浸繊維質量と比較し、以下の基準により含浸性を評価した。未含浸繊維質量は、12.5mmにカットした炭素繊維1000本の質量を測定し、その平均値とした。なお、質量の測定には、分析用電子天秤GR-202(A&D社製、秤量単位0.01mg)を使用した。
5:含浸後繊維質量が未含浸繊維質量と比較し40%以上増加
4:含浸後繊維質量が未含浸繊維質量と比較し20%以上40%未満増加
3:含浸後繊維質量が未含浸繊維質量と比較し10%以上20%未満増加
2:含浸後繊維質量が未含浸繊維質量と比較し3%以上10%未満増加
1:含浸後繊維質量が未含浸繊維質量と比較し3%未満増加量、又は、SMCシート端部における樹脂のみの流出が30mm以上
上記で得られたSMC(1)を、金型温度140℃、加圧時間5分、加圧力10MPaの成形条件にて30cm角金型の投影面積に対し75%チャージ率にて加圧成形し、板厚2mmの成形品(1)を得た。
[成形品の含浸性評価]
上記で得られた成形品(1)の断面をデジタルマイクロスコープVHX-5000(キーエンス社製)を用いて、拡大率50倍にて観察し、以下の基準により含浸性を評価した。なお、観察は、任意の一方向とその垂直方向の2方向の断面(300mm長さの2方向合計)を観察した。
5 未含浸部が2個以下
4 未含浸部が3~4個以下
3 未含浸部が5個
2 未含浸部が6~10個
1 未含浸部が11個以上
表1の含浸条件となるように第一含浸工程の含浸ロールの圧力及びクリアランス、第二含浸工程の含浸ロールの圧力及びクリアランスを調整した以外は、実施例1と同様にして、SMC(2)~(6)、及び成形品(2)~(6)を得て、各評価を行った。
表2の含浸条件となるように第一含浸工程の含浸ロールの圧力及びクリアランス、第二含浸工程の含浸ロールの圧力及びクリアランスを調整した以外は、実施例1と同様にして、SMC(R1)及び(R2)、及び成形品(R1)及び(R2)を得て、各評価を行った。
8、9、10、11 平面ロール
8’ SMCシート
12 キャリアフィルム
13 含浸ロール
19 巻出装置
20 移送ベルト
21 樹脂塗布装置
22 樹脂ペースト
23 ロービング
24 ストランド
25 切断装置
Claims (4)
- 樹脂組成物を炭素繊維に含浸するシートモールディングコンパウンドの製造方法であって、含浸工程前の炭素繊維の嵩高さH0が3mm以上であり、含浸工程における炭素繊維の圧縮比RC(HC/H0)が1未満であり、シートモールディングコンパウンドの厚さが10mm以下であり、炭素繊維含有率Wcが40質量%以上であることを特徴とするシートモールディングコンパウンドの製造方法。(但し、HCは含浸工程後の炭素繊維の嵩高さ(mm)であり、H0は含浸工程前の炭素繊維の嵩高さ(mm)である。)
- 前記樹脂組成物の粘度が800mPa・s以上である請求項1記載のシートモールディングコンパウンドの製造方法。
- 前記樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が130℃以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のシートモールディングコンパウンドの製造方法。
- 請求項1~3いずれか1項記載の製造方法により得られたシートモールディングコンパウンドを成形して得られる成形品の製造方法。
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