JP2022106544A - Sheet molding compound product, and method for manufacturing sheet molding compound product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートモールディングコンパウンド製品およびシートモールディングコンパウンド製品の製造方法に関する。 The present invention relates to a sheet molding compound product and a method for manufacturing the sheet molding compound product.
繊維強化プラスチック(FRP)は繊維強化材とマトリックス樹脂とからなる複合材料であり、航空機、自動車、船舶その他各種の輸送機器の部品、スポーツ用品、レジャー用品などに幅広く使用されている。
ある種のFRP製品は、シートモールディングコンパウンド(SMC)から圧縮成形法により成形される。
シートモールディングコンパウンドは、繊維長5~100mmのチョップド繊維束からなる繊維マットを熱硬化性樹脂組成物で含浸させる方法で製造されるプリプレグ型の成形材料である。
図1に模式的に示すように、シートモールディングコンパウンド110は、略一定の厚さdを有するシートであって、互いに反対方向を向いた2つの主面、すなわち第一主面111と第二主面112を有している。
本明細書では、図1(b)に示すように、第一主面111および第二主面112から等距離d/2にある平面Cをシートモールディングコンパウンド110の中心面と呼ぶ。中心面は、シートモールディングコンパウンドを厚さ方向に二等分する平面といってもよい。
Fiber reinforced plastic (FRP) is a composite material composed of a fiber reinforced material and a matrix resin, and is widely used in parts of aircraft, automobiles, ships and other various transportation equipment, sports equipment, leisure equipment and the like.
Certain FRP products are molded from a sheet molding compound (SMC) by a compression molding method.
The sheet molding compound is a prepreg type molding material produced by a method of impregnating a fiber mat composed of chopped fiber bundles having a fiber length of 5 to 100 mm with a thermosetting resin composition.
As schematically shown in FIG. 1, the
In the present specification, as shown in FIG. 1B, the plane C equidistant d / 2 from the first
繊維強化材の組成が中心面に関して非対称であるシートモールディングコンパウンドが知られている(特許文献1、特許文献2)。
特許文献1(特開平8-197541)には、含有する繊維強化材の長さが一方の主面側から他方の主面側に向かって増加するシートモールディングコンパウンドが記載されている。このシートモールディングコンパウンドから成形されるFRP板の片側主面に金属メッキを施して鏡を製作する場合に、より短い繊維強化材を含有する側の主面を金属でメッキすると、設計通りの鏡面が得られるという。
A sheet molding compound in which the composition of the fiber reinforcing material is asymmetric with respect to the central surface is known (
Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-197541) describes a sheet molding compound in which the length of the fiber reinforcing material contained increases from one main surface side to the other main surface side. When making a mirror by plating one side of the main surface of the FRP plate formed from this sheet molding compound with metal, if the main surface on the side containing the shorter fiber reinforced plastic is plated with metal, the mirror surface as designed will be obtained. It is said that it can be obtained.
特許文献2(WO2020/090877)には、回転軸の両端に取り付けられた一対の円盤を複数のワイヤで繋いだ円筒状の回転体からなる分散器を備えたシートモールディングコンパウンド製造装置が記載されている。このシートモールディングコンパウンド製造装置を用いたとき、繊維長、束幅および束厚がより大きなチョップド繊維束は、分散器との接触の衝撃でキャリアフィルムの走行方向に沿ってより遠くまで弾き飛ばされるので、含有するチョップド繊維束の繊維長、束幅および束厚が一方の主面側(「最外層F1」側)から他方の主面側(「最外層Fn」側)に向かって漸増するシートモールディングコンパウンドが得られるという。
このシートモールディングコンパウンドを複数重ねて成形に用いる場合に、隣接するシートモールディングコンパウンド間の積層界面で「最外層F1」と「最外層Fn」が接するように重ねると、力学特性に優れた成形品が得られるという。
Patent Document 2 (WO2020 / 090877) describes a sheet molding compound manufacturing apparatus including a disperser composed of a cylindrical rotating body in which a pair of disks attached to both ends of a rotating shaft are connected by a plurality of wires. There is. When this sheet molding compound manufacturing apparatus is used, chopped fiber bundles having a larger fiber length, bundle width and bundle thickness are blown farther along the traveling direction of the carrier film by the impact of contact with the disperser. , Sheet molding in which the fiber length, bundle width and bundle thickness of the chopped fiber bundle contained gradually increase from one main surface side (“outermost layer F1” side) to the other main surface side (“outermost layer Fn” side). It is said that the compound can be obtained.
When a plurality of sheet molding compounds are stacked and used for molding, if the "outermost layer F1" and the "outermost layer Fn" are stacked so as to be in contact with each other at the laminated interface between adjacent sheet molding compounds, a molded product having excellent mechanical properties can be obtained. It is said that it can be obtained.
特許文献1や特許文献2に記載されたシートモールディングコンパウンドのように、中心面に関して繊維強化材の組成が非対称であるシートモールディングコンパウンドにおいては、2つの主面が等価ではない。かかるシートモールディングコンパウンドを使用する場合には、等価でない2つの主面を取り違えないようにしないと、意図した結果とは異なる結果が生じ得る。
In a sheet molding compound in which the composition of the fiber reinforcing material is asymmetric with respect to the central surface, such as the sheet molding compound described in
本発明の主たる目的は、等価でない2つの主面を有するシートモールディングコンパウンドと該2つの主面をそれぞれ覆う保護フィルムとからなり、使用時にシートモールディングコンパウンドの該2つの主面の取り違えを防止できるようにしたシートモールディングコンパウンド製品を提供することである。 A main object of the present invention is a sheet molding compound having two non-equivalent main surfaces and a protective film covering the two main surfaces, respectively, so that the two main surfaces of the sheet molding compound can be prevented from being mixed up during use. It is to provide the seat molding compound products that have been made into.
本発明の実施形態には以下が含まれる。
[1]互いに等価でない第一主面および第二主面を有するシートモールディングコンパウンドと、前記第一主面を覆う第一保護フィルムと、前記第二主面を覆う第二保護フィルムとからなり、前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムとが視覚的に識別可能である、シートモールディングコンパウンド製品。
[2]前記シートモールディングコンパウンドにおいて、繊維強化材の組成が、前記第一主面および第二主面から等距離にある平面に関して非対称である、[1]に記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[3]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムの透明度が異なる、[1]または[2]に記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[4]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムが互いに異なる色に着色されている、[1]~[3]のいずれかに記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[5]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムは、いずれも、前記シートモールディングコンパウンドに接しない側の表面が無光沢である、[4]に記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[6]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムの、前記シートモールディングコンパウンドに接しない側の表面の光沢が異なる、[1]~[4]のいずれかに記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[7]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムの一方にのみ表面印刷が施されている、[1]~[6]のいずれかに記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[8]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムに、互いに異なる表面印刷が施されている、[1]~[6]のいずれかに記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[9]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムの少なくとも一方が透明または半透明である、[1]~[8]のいずれかに記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[10]前記第一保護フィルムと前記第二保護フィルムは、どちらも半透明または不透明である、[1]~[8]のいずれかに記載のシートモールディングコンパウンド製品。
[11](i)第一キャリアフィルムを走行させながら、第一キャリアフィルムの表面である第一フィルム表面に第一樹脂ペーストを塗布し、次いで、前記第一フィルム表面上にチョップド繊維束を落下させて繊維マットを形成すること、(ii)第二キャリアフィルムの表面である第二フィルム表面に第二樹脂ペーストを塗布すること、(iii)前記第一フィルム表面と前記第二フィルム表面とが向かい合い、かつ、前記第一フィルム表面と前記第二フィルム表面の間に前記繊維マットが挟まれるように、前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムとを貼り合わせること、および、(iv)前記炭素繊維マットに前記第一樹脂ペーストおよび前記第二樹脂ペーストを含浸させることを含み、前記繊維マットを形成するときに、回転体を備える分散器を用いて前記第一フィルム表面上における前記チョップド繊維束の落下位置を前記第一キャリアフィルムの走行方向に沿って分散させること、および、前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムとが視覚的に識別可能であること、を特徴とするシートモールディングコンパウンド製品の製造方法。
[12]前記チョップド繊維束の少なくとも一部は、前記分散器との接触により断片化されている、[11]に記載の製造方法。
[13]前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムの透明度が異なる、[11]または[12]に記載の製造方法。
[14]前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムが互いに異なる色に着色されている、[11]~[13]のいずれかに記載の製造方法。
[15]前記第一キャリアフィルムの前記第一フィルム表面とは反対側の表面と、前記第二キャリアフィルムの前記第二フィルム表面とは反対側の表面が、いずれも無光沢である、[14]に記載の製造方法。
[16]前記第一キャリアフィルムの前記第一フィルム表面とは反対側の表面と、前記第二キャリアフィルムの前記第二フィルム表面とは反対側の表面とで、光沢が異なる、[11]~[14]のいずれかに記載の製造方法。
[17]前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムの一方にのみ表面印刷が施されている、[11]~[16]のいずれかに記載の製造方法。
[18]前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムに、互いに異なる表面印刷が施されている、[11]~[16]のいずれかに記載の製造方法。
[19]前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムの少なくとも一方が透明または半透明である、[11]~[18]のいずれかに記載の製造方法。
[20]前記第一キャリアフィルムと前記第二キャリアフィルムは、どちらも半透明または不透明である、[11]~[18]のいずれかに記載の製造方法。
Embodiments of the present invention include:
[1] It is composed of a sheet molding compound having a first main surface and a second main surface that are not equivalent to each other, a first protective film that covers the first main surface, and a second protective film that covers the second main surface. A sheet molding compound product in which the first protective film and the second protective film are visually distinguishable.
[2] The sheet molding compound product according to [1], wherein in the sheet molding compound, the composition of the fiber reinforcing material is asymmetric with respect to a plane equidistant from the first main surface and the second main surface.
[3] The sheet molding compound product according to [1] or [2], wherein the first protective film and the second protective film have different transparency.
[4] The sheet molding compound product according to any one of [1] to [3], wherein the first protective film and the second protective film are colored in different colors.
[5] The sheet molding compound product according to [4], wherein both the first protective film and the second protective film have a matte surface on the side not in contact with the sheet molding compound.
[6] The sheet molding compound product according to any one of [1] to [4], wherein the surface of the first protective film and the second protective film on the side not in contact with the sheet molding compound have different glosses.
[7] The sheet molding compound product according to any one of [1] to [6], wherein surface printing is applied to only one of the first protective film and the second protective film.
[8] The sheet molding compound product according to any one of [1] to [6], wherein the first protective film and the second protective film are surface-printed differently from each other.
[9] The sheet molding compound product according to any one of [1] to [8], wherein at least one of the first protective film and the second protective film is transparent or translucent.
[10] The sheet molding compound product according to any one of [1] to [8], wherein both the first protective film and the second protective film are translucent or opaque.
[11] (i) While running the first carrier film, the first resin paste is applied to the surface of the first film, which is the surface of the first carrier film, and then the chopped fiber bundle is dropped on the surface of the first film. To form a fiber mat, (ii) apply a second resin paste to the surface of the second film, which is the surface of the second carrier film, (iii) the surface of the first film and the surface of the second film The first carrier film and the second carrier film are bonded to each other so as to face each other and the fiber mat is sandwiched between the surface of the first film and the surface of the second film, and (iv) the above. The chopped fibers on the surface of the first film include impregnating the carbon fiber mat with the first resin paste and the second resin paste, and when forming the fiber mat, a disperser including a rotating body is used. Sheet molding characterized in that the drop position of the bundle is dispersed along the traveling direction of the first carrier film, and the first carrier film and the second carrier film are visually distinguishable. How to make compound products.
[12] The production method according to [11], wherein at least a part of the chopped fiber bundle is fragmented by contact with the disperser.
[13] The production method according to [11] or [12], wherein the first carrier film and the second carrier film have different transparency.
[14] The production method according to any one of [11] to [13], wherein the first carrier film and the second carrier film are colored in different colors.
[15] Both the surface of the first carrier film opposite to the surface of the first film and the surface of the second carrier film opposite to the surface of the second film are matte. [14] ] The manufacturing method described in.
[16] The gloss is different between the surface of the first carrier film opposite to the surface of the first film and the surface of the second carrier film opposite to the surface of the second film, [11] to The production method according to any one of [14].
[17] The production method according to any one of [11] to [16], wherein surface printing is applied to only one of the first carrier film and the second carrier film.
[18] The production method according to any one of [11] to [16], wherein the first carrier film and the second carrier film are subjected to different surface printings.
[19] The production method according to any one of [11] to [18], wherein at least one of the first carrier film and the second carrier film is transparent or translucent.
[20] The production method according to any one of [11] to [18], wherein both the first carrier film and the second carrier film are translucent or opaque.
等価でない2つの主面を有するシートモールディングコンパウンドと該2つの主面をそれぞれ覆う保護フィルムとからなり、使用時にシートモールディングコンパウンドの該2つの主面の取り違えを防止できるようにしたシートモールディングコンパウンド製品が提供される。 A sheet molding compound product consisting of a sheet molding compound having two non-equivalent main surfaces and a protective film covering each of the two main surfaces, which can prevent the two main surfaces of the sheet molding compound from being mixed up during use. Provided.
1.シートモールディングコンパウンド製品
本発明の一態様はシートモールディングコンパウンドと2枚の保護フィルムとからなるシートモールディングコンパウンド製品に関する。
図2は、実施形態に係るシートモールディングコンパウンド製品の、MD(Machine Direction)に垂直な切断面を示す断面図である。
図2を参照すると、シートモールディングコンパウンド製品100は、シートモールディングコンパウンド110と、第一保護フィルム121と、第二保護フィルム122とからなる。シートモールディングコンパウンド110は、互いに反対方向を向いた2つの主面、すなわち第一主面111および第二主面112を有している。第一保護フィルム121と第二保護フィルム122は、それぞれ、シートモールディングコンパウンド110の第一主面111と第二主面112を覆っている。
1. 1. Sheet Molding Compound Product One aspect of the present invention relates to a sheet molding compound product comprising a sheet molding compound and two protective films.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cut surface of the sheet molding compound product according to the embodiment, which is perpendicular to the MD (Machine Direction).
Referring to FIG. 2, the sheet molding
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122には、シートモールディングコンパウンド110の製造時に使用されたキャリアフィルムが流用されている。シートモールディングコンパウンド110が製造されたときの、該キャリアフィルムの走行方向に平行な方向がMDである。第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の役割については後述する。
For the first
シートモールディングコンパウンド110は、熱硬化性樹脂組成物と、該熱硬化性樹脂組成物で含浸された繊維強化材とからなっている。
熱硬化性樹脂組成物のベース樹脂は、限定するものではないが、例えばビニルエステル樹脂(エポキシアクリレート樹脂ともいう)、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂である。好適例ではビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の混合樹脂をベース樹脂としてもよい。ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂は、好ましくは、スチレンや液状(メタ)アクリレートのようないわゆるエチレン性不飽和モノマー(反応性希釈剤)と共に用いられる。
熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じて、硬化剤、重合禁止剤、増粘剤、低収縮剤、内部離型剤、着色剤、難燃化剤その他の添加剤が配合される。
The
The base resin of the thermosetting resin composition is, for example, but not limited to, vinyl ester resin (also referred to as epoxy acrylate resin), unsaturated polyester resin, epoxy resin or phenol resin. In a preferred example, a mixed resin of a vinyl ester resin and an unsaturated polyester resin may be used as the base resin. Vinyl ester resins and unsaturated polyester resins are preferably used with so-called ethylenically unsaturated monomers (reactive diluents) such as styrene and liquid (meth) acrylates.
The thermosetting resin composition contains, if necessary, a curing agent, a polymerization inhibitor, a thickener, a low shrinkage agent, an internal mold release agent, a colorant, a flame retardant and other additives.
繊維強化材の好適例は炭素繊維、アラミド繊維およびガラス繊維であるが、これらに限定されるものではない。
シートモールディングコンパウンド110が含有する繊維強化材のうち、重量にして80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上が、繊維長を5~100mmの範囲内に有する。
繊維強化材の実質的に全てが炭素繊維であるとき、シートモールディングコンパウンド110の炭素繊維含有量は、例えば40~80重量%であり、40重量%以上45重量%未満、45重量%以上55重量%未満、55重量%以上65重量%未満などであり得る。
シートモールディングコンパウンド110の目付は、例えば500g/m2~5000g/m2であり、使用者の求めに応じて500~1500g/m2、1500~2500g/m2、2500~3500g/m2、3500~5000g/m2などとし得る。
Preferable examples of the fiber reinforced material are carbon fiber, aramid fiber and glass fiber, but are not limited thereto.
Among the fiber reinforcing materials contained in the
When substantially all of the fiber reinforcing material is carbon fiber, the carbon fiber content of the
The basis weight of the
シートモールディングコンパウンド110の第一主面111と第二主面112は等価でない。それ故に、シートモールディングコンパウンド110を用いて製品を製造するときに、第一主面111と第二主面112を取り違えると、良品が得られなかったり、あるいは、不良品の発生率が高くなったりする場合がある。
The first
例えば、繊維強化材の組成が中心面に関して非対称であるとき、シートモールディングコンパウンド110の第一主面111と第二主面112は等価でない。中心面とは、第一主面111と第二主面112から等距離にある平面であり、言い換えれば、シートモールディングコンパウンド110を厚さ方向に二等分する平面である。
一例として、シートモールディングコンパウンド110が含有する繊維強化材の長さが、第一主面111側から第二主面112側に向かって増加しているとき、繊維強化材の組成は中心面に関して非対称である。
For example, when the composition of the fiber reinforcing material is asymmetric with respect to the central surface, the first
As an example, when the length of the fiber reinforcing material contained in the
他の一例として、シートモールディングコンパウンド110が繊維強化材を繊維束の形態で含有しており、繊維束の束サイズが第一主面111側から第二主面側に向かって増加する傾向を有しているとき、繊維強化材の組成は中心面に関して非対称である。ここで、繊維束の束サイズとは、繊維束を構成するフィラメントの本数である。
フィラメント同士が強く交絡するように製造された炭素繊維束は、フィラメントとフィラメントの間が樹脂組成物で充たされたときであっても、完全に壊れることはない。
As another example, the
The carbon fiber bundle produced so that the filaments are strongly entangled with each other is not completely broken even when the space between the filaments is filled with the resin composition.
更に他の一例として、シートモールディングコンパウンド110が繊維強化材として複数種の繊維を含有し、その複数種の繊維の存在比が中心面に関して非対称であるときも、第一主面111と第二主面112は等価でない。
繊維強化材の組成が中心面に関して非対称であることに代えて、あるいは、繊維強化材の組成が中心面に関して非対称であることに加えて、熱硬化性樹脂組成物の組成が中心面に関して非対称であるときも、シートモールディングコンパウンド110の第一主面111と第二主面112は等価でない。
As yet another example, when the
Instead of the composition of the fiber reinforced material being asymmetric with respect to the central plane, or in addition to the composition of the fiber reinforced material being asymmetric with respect to the central plane, the composition of the thermosetting resin composition is asymmetric with respect to the central plane. At some time, the first
前述の通り、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122には、シートモールディングコンパウンド110の製造時に使用されたキャリアフィルムが流用される。従って、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122は、どちらも、シートモールディングコンパウンド110を構成する熱硬化性樹脂組成物の成分に対し耐性を有する合成樹脂フィルムである。
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の材料は、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル樹脂、ポリアミド等から適宜選択することができる。
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122は、いずれか一方または両方が多層フィルムであってもよい。
As described above, the carrier film used in the production of the
The materials of the first
Either one or both of the first
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の役割のひとつは、シートモールディングコンパウンド110の第一主面111と第二主面112に異物が付着しないようにすることである。
シートモールディングコンパウンド110が揮発成分を含有するときは、その揮発成分が揮発してシートモールディングコンパウンド110から抜け出すのを防ぐことも、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の役割に含まれる。シートモールディングコンパウンド110が含有し得る揮発成分の典型例は、熱硬化性樹脂組成物に配合される反応性希釈剤である。
One of the roles of the first
When the
実施形態に係るシートモールディングコンパウンド製品100では、更に、シートモールディングコンパウンド110を使用するときに第一主面111と第二主面112の取り違えが起こらないようにするために、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122が利用される。
具体的には、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122とが視覚的に識別可能とされる。
In the sheet
Specifically, the first
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122を視覚的に識別可能とするための手段に限定はないが、一例を挙げると以下の通りである。
(第一手段)
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の透明度を異ならしめる。
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の一方が透明で、他方が不透明であるとき、最も識別が容易であるが、限定するものではなく、一方が透明で他方が半透明であってもよいし、あるいは、一方が不透明で他方が半透明であってもよい。
The means for visually distinguishing the first
(First resort)
The transparency of the first
When one of the first
(第二手段)
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122を互いに異なる色に着色する。ここでは、白も色の一種であると見なす。
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122は、フィルム材料に添加する顔料の種類に応じて任意の色に着色され得る。
色の判別を間違い難くするために、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122は、いずれも、シートモールディングコンパウンド110に接しない側の表面を無光沢とすることができる。
この第二手段は、簡便に採用できる点で有利であるだけでなく、視覚の代替として色センサを用いた第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の自動識別にも適している。
(Second means)
The first
The first
In order to make it difficult to distinguish colors, both the first
This second means is advantageous not only in that it can be easily adopted, but also suitable for automatic identification of the first
(第三手段)
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の、シートモールディングコンパウンド110に接しない側の表面の光沢を異ならしめる。
一例として、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の一方に表面シボ加工されたフィルムを用い、他方には表面シボ加工されていないフィルムを用いることができる。第一保護フィルム121と第二保護フィルム122として、互いに異なるシボ加工が施されたフィルムを用いてもよい。
(Third means)
The gloss of the surfaces of the first
As an example, a film having a surface textured on one of the first
(第四手段)
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122のいずれか一方に表面印刷を施す。
第一保護フィルム121または第二保護フィルム122の表面に印刷されるものは、視覚的な識別に役立つものでありさえすればよく、例えば文字、記号、模様、イラストなどであり得るが、これらに限定されない。
(Fourth means)
Surface printing is applied to either the first
What is printed on the surface of the first
(第五手段)
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122に、互いに異なる表面印刷を施す。
第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の間の表面印刷の違いは、視覚的な識別に役立つものでありさえすればよい。
一例では、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122に、同じものが異なる色で印刷されてもよい。
他の一例では、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122に、異なる文字、異なる記号、異なる模様、または、異なるイラストが、同じ色または異なる色で印刷されてもよい。
他の一例では、第一保護フィルム121には文字が印刷され、第二保護フィルム122には文字以外が印刷されるといったように、印刷されるものの種類が異なってもよい。
(Fifth means)
The first
The difference in surface printing between the first
In one example, the same material may be printed on the first
In another example, different characters, different symbols, different patterns, or different illustrations may be printed on the first
In another example, characters may be printed on the first
以上に例示した第一手段から第五手段は、それぞれを単独で採用することができる。あるいは、第一手段から第五手段の中から任意に2以上を選択して併用することができる。
保護フィルムの透明度については、次のこともいえる。
保護フィルムが透明または半透明であるとき、シートモールディングコンパウンドが外側から透けて見えるので、シートモールディングコンパウンド製品と他の物品との取り違えを防止できる。従って、好ましい一例では、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122の少なくとも一方が透明または半透明である。
保護フィルムが不透明または半透明であるとき、シートモールディングコンパウンドの表面上に保護フィルムがあるかないかを目視で容易に確認できるので、シートモールディングコンパウンドの使用時における保護フィルムの剥がし忘れを防止できる。従って、好ましい一例では、第一保護フィルム121と第二保護フィルム122は、どちらも不透明または半透明である。
Each of the first to fifth means exemplified above can be adopted independently. Alternatively, two or more of the first means to the fifth means can be arbitrarily selected and used in combination.
The following can also be said about the transparency of the protective film.
When the protective film is transparent or translucent, the sheet molding compound can be seen through from the outside, so that the sheet molding compound product can be prevented from being mixed up with other articles. Therefore, in a preferred example, at least one of the first
When the protective film is opaque or translucent, it is possible to easily visually check whether or not there is a protective film on the surface of the sheet molding compound, so that it is possible to prevent forgetting to peel off the protective film when using the sheet molding compound. Therefore, in a preferred example, both the first
2.シートモールディングコンパウンド
本発明の他の一態様は、シートモールディングコンパウンド製品の製造方法に関する。
実施形態に係るシートモールディングコンパウンド製品の製造方法では、例えば、図1に示すSMC製造装置が使用される。
以下では図1を参照しつつ、繊維強化材として炭素繊維を用いる場合を例に、実施形態に係るシートモールディングコンパウンド製品の製造方法を説明する。
2. Sheet Molding Compound Another aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a sheet molding compound product.
In the method for manufacturing the sheet molding compound product according to the embodiment, for example, the SMC manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used.
In the following, with reference to FIG. 1, a method for manufacturing a sheet molding compound product according to an embodiment will be described by taking as an example a case where carbon fiber is used as a fiber reinforcing material.
繊維強化材の原料である連続炭素繊維束10が繊維パッケージPから引き出され、ロータリーカッター1に送られる。
連続炭素繊維束10は、例えば3000~100000本の炭素繊維フィラメントからなる。10000本以上、とりわけ15000本以上、中でも40000本以上のフィラメントからなる連続炭素繊維束は、断続的にスリットを入れることによって、部分的に複数のサブ束に分割してから使用してもよい。
The continuous
The continuous
連続炭素繊維束10はロータリーカッター1により切断されてチョップド炭素繊維束20となる。
チョップド炭素繊維束20の繊維長は、5mm~100mmの範囲内であり、1cm以上2cm未満、2cm以上3cm未満、3cm以上4cm未満、4cm以上6cm未満などであり得る。
チョップド炭素繊維束20は、回転体を備える分散器2で分散されたうえで、分散器2の下方を走行する第一キャリアフィルム51の一方の表面である第一フィルム表面51a上に落下し、炭素繊維マット30を形成する。
分散器2が備える回転体は、図4に示すように、一対の円盤を複数のワイヤまたはロッドで繋いだ構造を有していてもよいし、あるいは、図5に示すような、シリンダーの周面上に複数のピンを配置してなるピンローラーであってもよい。
チョップド炭素繊維束20は分散器2との接触により断片化し得る。断片化とは、チョップド炭素繊維束20が割れて、より小さな束サイズのチョップド炭素繊維束に分かれることをいう。
The continuous
The fiber length of the chopped
The chopped
The rotating body included in the
The chopped
分散器2の回転軸は第一キャリアフィルム41の走行方向と直交しており、分散器2に接触して弾き飛ばされることにより、第一フィルム表面51a上におけるチョップド炭素繊維束20の落下位置は、第一キャリアフィルム51の走行方向に沿って分散される。従って、炭素繊維マット30においては、チョップド炭素繊維束20の束長、束幅、束厚および束重量の少なくともいずれかが、第一フィルム表面51aから離れるにつれて単調に増加または減少する傾向が生じ得る。
その理由は、弾き飛ばされたチョップド炭素繊維束20の落下位置から分散器2までの距離が、チョップド炭素繊維束20の束長、束幅、束厚および束重量の少なくともいずれかに応じて変動する可能性があるからである。通常、ロータリーカッター1によって次々と切り出されるチョップド炭素繊維束20の全てが同じ束長、束幅、束厚および束重量を有することはない。
The rotation axis of the
The reason is that the distance from the drop position of the chopped
炭素繊維マット30を堆積させる前に、ドクターブレードを備える第一塗工機3aによって、第一キャリアフィルム51の第一フィルム表面51aに第一樹脂ペースト41が塗布される。
第一キャリアフィルム51は、第一樹脂ペースト41の成分に対し耐性を有する合成樹脂フィルムである。
第一キャリアフィルム51の材料は、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル樹脂、ポリアミド等から適宜選択することができる。
第一キャリアフィルム51は多層フィルムであってもよい。
Before depositing the
The
The material of the
The
第一樹脂ペースト41は熱硬化性樹脂組成物であり、そのベース樹脂は、限定するものではないが、例えばビニルエステル樹脂(エポキシアクリレート樹脂ともいう)、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂である。好適例ではビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂の混合樹脂をベース樹脂としてもよい。
ビニルエステル樹脂と不飽和ポリエステル樹脂は、好ましくは、スチレンや液状(メタ)アクリレートのようないわゆるエチレン性不飽和モノマー(反応性希釈剤)と共に用いられる。
第一樹脂ペースト41には、必要に応じて、硬化剤、重合禁止剤、増粘剤、低収縮剤、内部離型剤、着色剤、難燃化剤その他の添加剤が配合される。
The
Vinyl ester resins and unsaturated polyester resins are preferably used with so-called ethylenically unsaturated monomers (reactive diluents) such as styrene and liquid (meth) acrylates.
The
第一樹脂ペースト41の25℃における粘度は例えば10Pa・s以下であり、0.1Pa・s以上1Pa・s未満、1Pa・s以上2Pa・s未満、2Pa・s以上5Pa・s未満、5Pa・s以上10Pa・s未満などであり得る。
炭素繊維マット30の目付と、キャリアフィルムへの第一樹脂ペースト41および後述する第二樹脂ペースト42の塗布量は、製造すべきシートモールディングコンパウンドの炭素繊維含有量および目付を考慮して設定される。
The viscosity of the
The texture of the
シートモールディングコンパウンドの炭素繊維含有量は例えば40~80重量%であり、40重量%以上45重量%未満、45重量%以上55重量%未満、55重量%以上65重量%未満などであり得る。
シートモールディングコンパウンドの目付は、例えば500g/m2~5000g/m2であり、500~1500g/m2、1500~2500g/m2、2500~3500g/m2、3500~5000g/m2などであり得る。
The carbon fiber content of the sheet molding compound is, for example, 40 to 80% by weight, and may be 40% by weight or more and less than 45% by weight, 45% by weight or more and less than 55% by weight, 55% by weight or more and less than 65% by weight, and the like.
The basis weight of the sheet molding compound is, for example, 500 g / m 2 to 5000 g / m 2 , 500 to 1500 g / m 2 , 1500 to 2500 g / m 2 , 2500 to 3500 g / m 2 , 3500 to 5000 g / m 2 , and the like. obtain.
炭素繊維マット30の形成に続いて、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52が、間に炭素繊維マット30を挟んで貼り合わされることにより、積層体60が形成される。貼り合わせの前に、ドクターブレードを備える第二塗工機3bによって、第二キャリアフィルム52の一方の表面である第二フィルム表面52aに第二樹脂ペースト42が塗布される。積層体60は、第一フィルム表面51aと第二フィルム表面52aとが向かい合うように形成される。
第二樹脂ペースト42は熱硬化性樹脂組成物である。第一樹脂ペースト41と第二樹脂ペーストの組成は通常は同一であるが、限定するものではない。
第二キャリアフィルム52は、第二樹脂ペースト42の成分に対し耐性を有する合成樹脂フィルムである。
第二キャリアフィルム52の材料は、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル樹脂、ポリアミド等から適宜選択することができる。
第二キャリアフィルム52は多層フィルムであってもよい。
Following the formation of the
The
The
The material of the
The
炭素繊維マット30を第一樹脂ペースト41および第二樹脂ペースト42で含浸させるために、積層体60は含浸機4で加圧される。
含浸機4を通過した積層体60はボビンに巻き取られる。
ここまでの工程が、図3に示すSMC製造装置を用いて実行される。
In order to impregnate the
The laminate 60 that has passed through the
The steps up to this point are performed using the SMC manufacturing apparatus shown in FIG.
ボビン上の積層体60を所定温度で一定時間保持し、炭素繊維マット30に浸透した樹脂ペーストを増粘させることにより、シートモールディングコンパウンドが完成する。
増粘後の樹脂ペーストの25℃における粘度は、例えば1000Pa・s以上100000Pa・s以下であり、1000Pa・s以上2000Pa・s未満、2000Pa・s以上5000Pa・s未満、5000Pa・s以上10000Pa・s未満、10000Pa・s以上20000Pa・s未満、20000Pa・s以上50000Pa・s未満、50000Pa・s以上100000Pa・s未満などであり得る。
The sheet molding compound is completed by holding the laminate 60 on the bobbin at a predetermined temperature for a certain period of time and thickening the resin paste that has permeated the
The viscosity of the resin paste after thickening at 25 ° C. is, for example, 1000 Pa · s or more and 100,000 Pa · s or less, 1000 Pa · s or more and less than 2000 Pa · s, 2000 Pa · s or more and less than 5000 Pa · s, 5000 Pa · s or more and 10000 Pa · s. It can be less than 10,000 Pa · s or more and less than 20000 Pa · s, 20000 Pa · s or more and less than 50,000 Pa · s, 50,000 Pa · s or more and less than 100,000 Pa · s, and the like.
図6は、完成時点におけるシートモールディングコンパウンド31のMD(Machine Direction)に垂直な切断面を示す断面図である。完成時点において、シートモールディングコンパウンド31の一方の主面である第一主面31aと他方の主面である第二主面31bは、それぞれ、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52で覆われている。
シートモールディングコンパウンド31が使用されるときまで、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52は除去されることなく、シートモールディングコンパウンド31の表面に異物が付着するのを防ぐための保護フィルムとして利用される。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cut surface perpendicular to the MD (Machine Direction) of the
Until the
シートモールディングコンパウンド31では、第一主面31aと第二主面31bが等価でない可能性がある。なぜならば、製造過程で形成された炭素繊維マット30において、チョップド炭素繊維束20の束長、束幅、束厚および束重量の少なくともいずれかが、第一フィルム表面51aから離れるにつれて増加または減少している可能性があり、そのせいで、シートモールディングコンパウンド31における炭素繊維の組成が、第一主面31aと第二主面12から等距離にある平面(中心面)に関して非対称である可能性があるからである。
従って、シートモールディングコンパウンド31では、使用時に主面の取り違えが生じないための対策を講じることが望ましいといえる。
そこで、実施形態にかかる製造方法では、シートモールディングコンパウンド31の完成後に保護フィルムとして利用される第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52が、視覚的に互いに識別可能とされる。
In the
Therefore, in the
Therefore, in the manufacturing method according to the embodiment, the
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52を視覚的に識別可能とするための手段に限定はないが、一例を挙げると以下の通りである。
(第一手段)
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52の透明度を異ならしめる。
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52の一方が透明で、他方が不透明であるとき、最も識別が容易であるが、限定するものではなく、一方が透明で他方が半透明であってもよいし、あるいは、一方が不透明で他方が半透明であってもよい。
The means for visually distinguishing the
(First resort)
The transparency of the
When one of the
(第二手段)
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52を互いに異なる色に着色する。ここでは、白も色の一種であると見なす。
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52は、フィルム材料に添加する顔料の種類に応じて任意の色に着色され得る。
色の判別を間違い難くするために、第一キャリアフィルム51の第一フィルム表面51aとは反対側の表面と、第二キャリアフィルム52の第二フィルム表面52aとは反対側の表面を、無光沢とすることができる。
この第二手段は、簡便に採用できる点で有利であるだけでなく、視覚の代替として色センサを用いた第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52の自動識別にも適している。
(Second means)
The
The
In order to make it difficult to distinguish colors, the surface of the
This second means is advantageous not only in that it can be easily adopted, but also suitable for automatic discrimination between the
(第三手段)
第一キャリアフィルム51の第一フィルム表面51aとは反対側の表面と、第二キャリアフィルム52の第二フィルム表面52aとは反対側の表面とで、光沢を異ならしめる。
一例として、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52の一方に表面シボ加工されたフィルムを用い、他方には表面シボ加工されていないフィルムを用いることができる。第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52として、互いに異なるシボ加工が施されたフィルムを用いてもよい。
(Third means)
The surface of the
As an example, a film having a surface textured finish can be used for one of the
(第四手段)
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52のいずれか一方に表面印刷を施す。
第一キャリアフィルム51または第二キャリアフィルム52の表面に印刷されるものは、視覚的な識別に役立つものでありさえすればよく、例えば文字、記号、模様、イラストなどであり得るが、これらに限定されない。
(Fourth means)
Surface printing is applied to either the
What is printed on the surface of the
(第五手段)
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52に、互いに異なる表面印刷を施す。
第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52の間の表面印刷の違いは、視覚的な識別に役立つものでありさえすればよい。
一例では、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52に、同じものが異なる色で印刷されてもよい。
他の一例では、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52に、異なる文字、異なる記号、異なる模様、または、異なるイラストが、同じ色または異なる色で印刷されてもよい。
更に他の一例では、第一キャリアフィルム51には文字が印刷され、第二キャリアフィルム122には文字の代わりに模様が印刷されるといったように、印刷されるものの種類が異なってもよい。
(Fifth means)
The
The difference in surface printing between the
In one example, the same material may be printed on the
In another example, different characters, different symbols, different patterns, or different illustrations may be printed on the
In yet another example, the type of what is printed may be different, such that characters are printed on the
以上に例示した第一手段から第五手段は、それぞれを単独で採用することができる。あるいは、第一手段から第五手段の中から任意に2以上を選択して併用することができる。
キャリアフィルムの透明度については、次のこともいえる。
キャリアフィルムが透明または半透明であるとき、シートモールディングコンパウンドが外側から透けて見えるので、シートモールディングコンパウンド製品と他の物品との間違えを防止できる。従って、好ましい一例では、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52の少なくとも一方が透明または半透明である。
キャリアフィルムが不透明または半透明であるとき、シートモールディングコンパウンドの表面上にキャリアフィルムがあるかないかを目視で容易に確認できるので、シートモールディングコンパウンドの使用時におけるキャリアフィルムの剥がし忘れを防止できる。従って、好ましい一例では、第一キャリアフィルム51と第二キャリアフィルム52は、どちらも不透明または半透明である。
Each of the first to fifth means exemplified above can be adopted independently. Alternatively, two or more of the first means to the fifth means can be arbitrarily selected and used in combination.
The following can also be said about the transparency of the carrier film.
When the carrier film is transparent or translucent, the sheet molding compound can be seen through from the outside, so that it is possible to prevent the sheet molding compound product from being mistaken for other articles. Therefore, in a preferred example, at least one of the
When the carrier film is opaque or translucent, it can be easily visually confirmed whether or not there is a carrier film on the surface of the sheet molding compound, so that it is possible to prevent forgetting to peel off the carrier film when using the sheet molding compound. Therefore, in a preferred example, both the
以上、本発明を具体的な実施形態に即して説明したが、各実施形態は例として提示されたものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書に記載された各実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、様々に変形することができ、かつ、実施可能な範囲内で、他の実施形態により説明された特徴と組み合わせることができる。 Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments, each embodiment is presented as an example and does not limit the scope of the present invention. Each of the embodiments described herein can be variously modified without departing from the spirit of the invention and, to the extent practicable, combined with features described by other embodiments. be able to.
1 ロータリーカッター
2 分散器
3a 第一塗工機
3b 第二塗工機
4 含浸機
10 連続炭素繊維束
20 チョップド炭素繊維束
30 炭素繊維マット
31 シートモールディングコンパウンド
31a 第一主面
31b 第二主面
41 第一樹脂ペースト
41L 第一樹脂ペースト層
42 第二樹脂ペースト
42L 第二樹脂ペースト層
51 第一キャリアフィルム
51a 第一フィルム表面
52 第二キャリアフィルム
52a 第二フィルム表面
60 積層体
100 シートモールディングコンパウンド製品
110 シートモールディングコンパウンド
111 第一主面
112 第二主面
121 第一保護フィルム
122 第二保護フィルム
1
Claims (20)
Priority Applications (1)
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