JP7193040B2 - 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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Description
温度計、窒素導入管、撹拌機を設けた2Lフラスコに、エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン850」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量188)667質量部、ビスフェノールA 96.9質量部、及び2-メチルイミダゾール0.38質量部を仕込み、120℃に昇温して3時間反応させ、エポキシ当量を測定した。エポキシ当量が設定通り283になったことを確認後、60℃付近まで冷却した後、メタクリル酸228質量部、及びt-ブチルハイドロキノン0.29質量部を仕込み、窒素と空気とを1対1で混合したガス流通下で、90℃まで昇温した。ここに2-メチルイミダゾール0.23質量部を入れ、110℃に昇温して10時間反応させると、酸価が6以下になったので、反応を終了した。60℃付近まで冷却した後、反応容器より取り出し、水酸基価206mgKOH/gのビニルエステル(A-1)を得た。
(実施例1)
合成1で得たビニルエステル樹脂(A-1)52.1質量部をフェノキシエチルメタクリレート35.0質量部に溶解させた樹脂溶液に、ポリイソシアネート(三井化学SKCポリウレタン社製「コスモネートLL」、芳香族ポリイソシアネート)22.0質量部、及び重合開始剤(化薬アクゾ株式会社製「カヤカルボンAIC-75」、有機過酸化物)1.2質量部、及び重合禁止剤(パラベンゾキノン)0.035質量部を混合し、樹脂組成物(A’-1)を得た。
上記で得られた樹脂組成物(A’-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1200g/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、繊維強化材(E-1)と略記する。)を繊維方向性が無く厚みが均一になるよう分散ローラーで炭素繊維をたたき空中から均一に落下させ、炭素繊維含有率が40質量%になるよう調整した。ここで分散ローラーはシャフトの両端に円盤を取り付け、円盤の外周に沿って等間隔でφ5mmの丸棒を8本取り付けており、カット後の繊維が分散ローラーの丸棒に当たる衝撃で繊維を分散させる装置を使用した。分散ローラーで分散された繊維がラミネートフィルム上に落下し、カッター装置より出てきたところでレーザー変位計にて初期嵩高さを測定し、幅方向における嵩高さの差を算出し、その直後にライン上に設置した櫛の高さを調整し、嵩高さの差を調整した。嵩高さの差調整直後に樹脂組成物(A’-1)を塗布したフィルムで挟み込み炭素繊維に樹脂を表1の条件にて含浸させた後、40℃中に20時間静置し、SMC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
分散ローラー回転数(糸道の変更)以外は、実施例1と同様にして、SMC(2)~(4)、及び成形品(2)~(4)を得て、各評価を行った。
炭素繊維集積体の嵩高さを測定せず、嵩高さの差を修正しなかった以外は、実施例1と同様にして、SMC(R1)、及び成形品(R1)を得て、各評価を行った。
炭素繊維集積体の嵩高さを測定せず、嵩高さの差を修正しなかった以外は、実施例2と同様にして、SMC(R2)、及び成形品(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
26 計測装置
Claims (7)
- 含浸工程前の樹脂組成物塗布面に散布された炭素繊維によって形成された炭素繊維集積体の嵩高さの計測工程を有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、前記炭素繊維集積体の嵩高さの計測工程が、レーザー変位計により、前記樹脂組成物上の炭素繊維集積体の嵩高さを計測するもの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。
- シートモールディングコンパウンドの幅方向における嵩高さの差(初期嵩高さ差)に応じ て、嵩高さを修正する、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。
- 前記軸方向における嵩高さの差(初期嵩高さ差)が3.5mm以上であった場合に、嵩高 さの差を修正する、請求項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。
- 前記幅方向における嵩高さの差(初期嵩高さ差)が3.5mm以上であった場合に、当該 値を3.5mm未満に調整する、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。
- 炭素繊維含有量が30~65質量%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。
- 得られるシートモールドコンパウンドのキャリアフィルムを除いた部分の厚さが10mm 以下である、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。
- 請求項1~6の何れか一項に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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