JP5979426B2 - シートモールディングコンパウンド - Google Patents
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Description
シートモールディングコンパウンドに含まれる全ての繊維の体積の合計が、シートモールディングコンパウンドの体積の35〜55%、炭素繊維トウの総体積とガラス繊維ストランドの総体積の比が、45/55〜80/20であり、
炭素繊維トウの長さが5〜60mm、炭素繊維トウの目付けが50〜1600mg/m、
ガラス繊維ストランドの長さが5〜60mm、ガラス繊維ストランドの目付けが40〜1000mg/m、
1本の炭素繊維トウと1本のガラス繊維ストランドの体積比(炭素繊維トウの単位体積/ガラス繊維ストランドの単位体積)が10以下であるシートモールディングコンパウンドである。なお、単位体積は、1本の炭素繊維トウまたは、1本のガラス繊維ストランドの体積をその質量で割って求めた値、目付は、カット後の1本の炭素繊維トウまたは、1本のガラス繊維ストランドの質量を、長さで割って求めた値、体積は、1本の炭素繊維トウまたは、1本のガラス繊維ストランドの質量をそれぞれの比重で割って求めた値である。
シートモールディングコンパウンドに含まれる全ての繊維の体積の合計が、シートモールディングコンパウンドの体積の35〜55%、炭素繊維トウの総体積とガラス繊維ストランドの総体積の比が、45/55〜80/20であり、
炭素繊維トウの長さが5〜60mm、目付けが50〜1600mg/m、
ガラス繊維ストランドの長さが5〜60mm、目付けが40〜1000mg/m、
1本の炭素繊維トウと1本のガラス繊維ストランドの体積比(炭素繊維トウの単位体積/ガラス繊維ストランドの単位体積)が10以下であるシートモールディングコンパウンドであることが必要である。
炭素繊維トウの総体積とガラス繊維ストランドの総体積の比が、45/55〜80/20であれば、ガラス繊維と炭素繊維を合わせた繊維強化材から製造された成形物が同じ体積の炭素繊維のみから製造された成形物と同等な機械的特性が得られるので好ましい。
炭素繊維トウの長さが、5〜60mmの範囲であれば、プレス成形時に良好な流動性が得られるとともに成形物に十分な機械的特性が得られるので好ましい。
増粘剤は使用する熱硬化性樹脂に適した公知のものから選ぶことができる。酸化マグネシウムや酸化カルシウム等の金属酸化物やMDIやその変性物等のイソシアネート類、有機過酸過物等を使用する方法が一般的である。
・炭素繊維トウ1 三菱レイヨン社製 TR50S:フィラメント数12000本、トウ目付け 800mg/m
・炭素繊維トウ2 三菱レイヨン社製 TR50S:フィラメント数48000本、トウ目付け 1000mg/m
・炭素繊維トウ3 三菱レイヨン社製 TR50S:フィラメント数24000本、トウ目付け 1600mg/m
・炭素繊維トウ4 三菱レイヨン社製 TR50S:フィラメント数6000本、トウ目付け 400mg/m
・炭素繊維トウ5 三菱レイヨン社製 TR50S:フィラメント数3000本、繊維目付け 200mg/m
表1に示した樹脂等をその配合量で加え、混合撹拌し、樹脂組成物を得た。
製造するシートモールディングコンパウンドの目付けが、3100g/m2になるように、樹脂組成物を所定量フィルム上に塗布し、その塗布面に炭素繊維トウ1を25.4mm長にカットしたものと、ガラス繊維ロービング1を40本のストランド(ガラス繊維ストランド1、目付:121.5mg/m)に分割し、さらに25.4mm長にカットしたものを、体積比が、50/50となるように混合して散布した後、同様のコンパウンドが塗布されたフィルムで上面を覆って閉じた。ついで、全体を含浸ローラーにかけて同コンパウンドを炭素繊維に含浸させ、引き続きシート状にして巻き取り、25℃で4日間熟成させ、シートモールディングコンパウンドを得た。
SMCの組成:
樹脂組成物 42.0質量%
炭素繊維トウ1 23.8質量%
ガラス繊維ストランド1 34.2質量%
炭素繊維トウ1とガラス繊維ストランド1の体積比を、表2に記載されているように変更して、用いる以外は実施例1と同様にしてシートモールディングコンパウンドを得た。
繊維質量含有率を表3のとおりとする以外は実施例2と同様にしてシートモールディングコンパウンドを得た。
炭素繊維トウのトウサイズを表4のとおりとする以外は実施例2と同様にしてシートモールディングコンパウンドを得た。
ガラス繊維ロービング1からの分割本数を2本、5本、40本、60本に変更して、ストランド目付を表5のとおりとする以外は実施例2と同様にしてシートモールディングコンパウンドを得た。
炭素繊維トウのトウサイズ、炭素繊維トウ目付を表6のとおりとする以外は比較例8と同様にしてシートモールディングコンパウンドを得た。
炭素繊維トウのカット長さを表7のとおりとする以外は実施例2と同様にしてシートモールディングコンパウンドを得た。
ガラス繊維ストランドのカット長さを表8のとおりとする以外は実施例2と同様にしてシートモールディングコンパウンドを得た。
シートモールディングコンパウンドの成形は、一般的なプレス成形法に基づいて実施した。140℃に温調された鋼材製の30cm角の平板金型を用い、2mm厚みの成形板を成形した。シートモールディングコンパウンドは一辺が20〜27cmの範囲の正方形を切り出し、所定枚数を積層することで所定量になるように切り出し使用した。成形圧力は8MPa、成形時間は5分で成形した。
成形板から曲げ試験ASTM D790、引っ張り試験はASTMD3039に規定された切片を切り出し、機械的特性を評価した。
2…キャリアフィルム
3…コーター
4…強化繊維
5…チョッパー
6…含浸ロール
7…巻き取りロール
Claims (1)
- 炭素繊維トウとガラス繊維ストランドと樹脂組成物からなるシートモールディングコンパウンドであって、
シートモールディングコンパウンドに含まれる全ての繊維の体積の合計が、シートモールディングコンパウンドの体積の35〜55%、炭素繊維トウの総体積とガラス繊維ストランドの総体積の比が、45/55〜80/20であり、
炭素繊維トウの長さが5〜60mm、炭素繊維トウの目付けが50〜1600mg/m、
ガラス繊維ストランドの長さが5〜60mm、ガラス繊維ストランド目付けが40〜1000mg/m、
1本の炭素繊維トウと1本のガラス繊維ストランドの単位体積比(炭素繊維トウ単位体積/ガラス繊維ストランド単位体積)が10以下であるシートモールディングコンパウンド。
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