JPH0771805B2

JPH0771805B2 - シートモールディングコンパウンド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0771805B2
Application number: JP4134252A
Authority: JP
Inventors: 哲二幾田; 昌道田口
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1992-04-27
Publication date: 1995-08-02
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH05301220A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続ガラス繊維とガラ
ス繊維切断物とを強化材として含有するシートモールデ
ィングコンパウンド及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】シートモールディングコンパウンド（以
下ＳＭＣと称す）は、一般に、熱硬化性樹脂組成物に、
切断長が８０ｍｍ以下のガラス繊維切断物（チョップド
ストランド、以下ＣＳと称す）を強化材として含有さ
せ、増粘してなるもので、金型に入れて加圧し、加熱す
るだけで成形品が得られるものである。

【０００３】しかしながら、上記ＣＳを含有するＳＭＣ
を用いる場合、特に構造部材等ではＳＭＣ単独では強度
が不足するので、それを補うために、ガラスペーパー、
ガラス繊維織布、連続ガラス繊維マット（コンティニュ
アスストランドマット、以下ＣＳＭと称す）等を加圧成
形時に補強用基材として併用している。なお、ＣＳＭ
は、２次結合剤（マットバインダー）を散布して、ガラ
スストランド同志を接着させてマット状としたものであ
る。

【０００４】この方法では、所要の成形品強度は得られ
るものの、補強用基材として用いるガラスペーパー、ガ
ラス繊維織布、ＣＳＭ等は、ＳＭＣシートと重ねて加圧
成形する際に、ＳＭＣとは異なり流動することがないた
め、成形用金型とほぼ同一の大きさに裁断する必要があ
り、そのための工程が必要となる。

【０００５】また、これらの補強用基材とＳＭＣ中の樹
脂との含浸は、加圧成形時の短時間のうちになされなく
てはならず、樹脂と補強用基材とのなじみを良くするた
めには、ＳＭＣの増粘後の粘度を低く設定する必要があ
り、その結果、ＳＭＣシートが軟らかくべとつき易い
等、成形作業時の作業性が低下する。更に、成形品表面
にガラスパターンが表われやすく、外観が不良となるこ
とがある。

【０００６】一方、加圧成形時に補強用基材を併用しな
くても、所要の強度の成形品が得られるようにしたＳＭ
Ｃとして、特公昭６３−６３３１号公報には、切断長８
０ｍｍ〜４５０ｍｍという比較的長いＣＳを強化材とし
て含有させたものが開示されている。

【０００７】しかしながら、このＳＭＣでは、強化材と
して使用するＣＳが比較的剛直でしかも８０ｍｍ〜４５
０ｍｍと寸法が長いため、これを方向性無く均一に分散
させることは難しく、得られるＳＭＣにはどうしてもガ
ラス繊維の配向が生じ易い。このため、成形品強度が、
ライン縦方向１００に対して横方向では５０程度となる
ことがしばしばある。また、ガラス繊維の配向によって
は、成形品にそりを生じることもある。そのため、加工
成形時に複数枚のＳＭＣシートを重ねて投入する際に
は、強度の方向性や成形後のそりを無くすために、その
方向性を考慮した重ね合わせ投入パターンを検討しなけ
ればならない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の有していたこれらの欠点を解消し、成形時の作業
性が良好で、ＳＭＣ単独で方向性の無い所要の強度を得
ることができ、更に外観も強化材としてＣＳのみからな
るＳＭＣ成形品に近いものを与えることができるＳＭＣ
及びその製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、熱硬化性樹脂組成物
にガラス繊維を強化材として含有させ、増粘してなるシ
ートモールディングコンパウンドにおいて、このガラス
繊維強化材として、無方向に配入させた連続ガラス繊維
と、無方向に分散させた長さ１２ｍｍ〜５０ｍｍのガラ
ス繊維切断物とを配合したことを特徴とするＳＭＣを提
供するものである。

【００１０】また、本発明は、２枚の熱可塑性フィルム
の一方の内面に、熱硬化性樹脂組成物層を形成し、この
熱硬化性樹脂組成物層の上に、連続ガラス繊維とガラス
切断物とを無方向に分散させて堆積し、前記熱可塑性フ
ィルムの他方の内面にも、熱硬化性樹脂組成物層を形成
し、前記２枚の熱可塑性フィルムを、前記熱硬化性樹脂
層がそれぞれ内側になるようにして重ね合わせ、前記熱
硬化性樹脂組成物を前記連続ガラス繊維と前記ガラス切
断物とに含浸させた後、熟成させ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を提供する
ものである。

【００１１】本発明のＳＭＣに用いる熱硬化性樹脂組成
物は、熱硬化性樹脂に、必要に応じて、充填材やその他
の添加剤を配合したものからなる。ここで、熱硬化性樹
脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル
樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が用いられる
が、好ましくは不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステ
ル樹脂が用いられる。

【００１２】充填材は、用途に応じて種々のものが種々
の割合で混合使用されるが、通常の混合比率は熱硬化性
樹脂１００重量部に対して１５０重量部以下である。充
填材としては、例えば炭酸カルシウム、水酸化アルミニ
ウム、ガラス微粉末、ガラスバルーン等が用いられる
が、通常は炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムが使用
される。

【００１３】熱硬化性樹脂組成物中には、必要に応じ
て、重合開始剤、離型剤、着色剤、低収縮剤、増粘剤及
びその他の公知の添加剤を適宜含有させることができ、
これらは常法に従い混合使用される。

【００１４】本発明において、ＳＭＣの強化材の１つと
して用いる連続ガラス繊維は、マットバインダー等によ
ってストランド同志が接着されていない点で、従来より
補強用基材として用いられていたＣＳＭとは異なってい
る。これによって、ＳＭＣ中に方向性なく均一に分散さ
せられた、連続ガラス繊維とＣＳ、あるいは連続ガラス
繊維同志が、ＳＭＣ製造時や、加圧成形時の流動によっ
て相互に交絡しあい、それによって方向性のない高い強
度の成形品が得られる。なお、ＣＳとしては、ＳＭＣ製
造時の作業性と成形強度の方向性から、切断長１２ｍｍ
〜５０ｍｍのものが用いられる。

【００１５】強化材として用いる連続ガラス繊維のＳＭ
Ｃに対する含有率は、好ましくは５〜５５ｗｔ％、更に
好ましくは１０〜３５ｗｔ％とし、また、切断長１２ｍ
ｍ〜５０ｍｍのＣＳのＳＭＣに対する含有率は、好まし
くは５〜５５ｗｔ％、更に好ましくは１０〜３５ｗｔ％
とし、かつ、連続ガラス繊維とＣＳを合わせたガラス繊
維の含有率は、ＳＭＣに対して２０〜６０ｗｔ％となる
よう調節するのが適当である。

【００１６】上記において、連続ガラス繊維が５ｗｔ％
以下では、ＣＳの含有量を増やしても所要の成形品強度
が得られず、ＣＳ量が５ｗｔ％以下では、ＣＳと連続ガ
ラス繊維の交絡が少なすぎるため、ＣＳを併用したこと
による流動性の向上の効果が不十分となり、従来の２５
ｍｍ長さのＣＳのみから成るＳＭＣに比べて流動性が大
きく低下する。

【００１７】また、連続ガラス繊維が５５ｗｔ％以上で
は、連続ガラス繊維による、より以上の強度向上は得ら
れず、むしろ加圧成形時のＳＭＣの流動を阻害し、成形
品流動末端での強度低下を起こし易い。一方、ＣＳが５
５ｗｔ％以上では、他の補強材が必要という従来のＳＭ
Ｃと同様な欠点が発生する。すなわち、適切な全ガラス
繊維含有量にしたとき、相対的に連続ガラス繊維量が５
％以下となってしまうため、連続ガラス繊維による補強
効果が現れない。

【００１８】更に、連続ガラス繊維とＣＳを合わせた全
ガラス繊維含有率がＳＭＣに対して２０ｗｔ％以下で
は、ガラス繊維の構成にかかわらず所要の強度を得るこ
とができない。また、６０ｗｔ％以上では、ＳＭＣ製造
時において熱硬化性樹脂組成物ペーストとの含浸が難し
くなり、未含浸部が加圧成形品の内部剥離を生じさせる
等、むしろ強度的に悪影響を及ぼす場合があり実際的で
ない。

【００１９】また、強化材であるガラス繊維の仕様とし
ては、連続ガラス繊維、ＣＳ共に、フィラメント径が６
〜１６μ、好ましくは９〜１３μで、かつ、ストランド
１本当りのＴｅｘは、連続ガラス繊維では１０〜３００
Ｔｅｘ、好ましくは２０〜７５Ｔｅｘ、ＣＳについて
は、２０〜３００Ｔｅｘ、好ましくは３０〜１５０Ｔｅ
ｘのものが適当である。

【００２０】上記において、フィラメント径が６μ未満
では、ガラス繊維の生産性が低くコスト高となり現実的
でない。また、１６μを超えると、フィラメントの剛直
性が増して脆くなるため、加圧成形時の金型−ガラス繊
維間あるいは、ガラス繊維同志の摩擦によってフィラメ
ントが切断され易くなり、成形品強度に悪影響を及ぼし
易い。

【００２１】一方、１ストランド当りのＴｅｘが上記よ
り小さいと、必要とされるガラス含有率に対するストラ
ンド本数が多く嵩高なものとなり、熱硬化性樹脂組成物
ペーストとの含浸が難しくなり易い。また、１ストラン
ド当りのＴｅｘが上記より大きいと、ストランドが太す
ぎてＳＭＣシート内におけるガラス繊維分布が不均一と
なり易く、成形品の強度にむらを生じ易い。

【００２２】本発明のＳＭＣは、従来公知のＳＭＣ製造
装置を一部変更するだけで製造可能である。図１は本発
明のＳＭＣ製造装置の一例を示す概略図である。

【００２３】本装置では、樹脂タンク１、３に前述の熱
硬化性樹脂組成物ペースト２、４を仕込み、樹脂タンク
１、３から供給された樹脂ペースト２、４をドクターナ
イフ５、７により熱可塑性フィルム（例えばポリエチレ
ンフィルム等）６、８の内面上に塗布して樹脂層を形成
し、一方の熱可塑性フィルム８の内面上に塗布した樹脂
層の上にケーキ１４から引き出された連続ガラス繊維１
６を互いに反対方向に回転する２つのロールからなるス
トランド供給装置１５によって、無方向に均一に散布さ
せる。

【００２４】更に、ロービング１０をロービングカッタ
ー１１で切断して得られたＣＳ９を、上記連続ガラス繊
維の上から熱可塑性フィルム８の樹脂層上に散布させ、
次いで上記２枚の熱可塑性フィルム６、８の樹脂層が形
成された内面同志を重ね合わせ、脱泡・含浸ロール１２
にてガラス繊維強化材に樹脂ペーストを含浸、混入した
後、巻取ロール１３により巻取り、熟成を行い、本発明
のＳＭＣを得る。

【００２５】なお、連続ガラス繊維とＣＳを散布、分散
させる順番は、上述の順番でも、あるいは逆でも、同時
もしくは交互に２層以上重ねて分散させてもよい。

【００２６】また、熱可塑性フィルム６、８の内面に、
熱硬化性樹脂組成物ペースト２、４による樹脂層を形成
する方法としては、前述のドクターナイフによる方法以
外にもカーテンコート、シャワーコート及びスプレーす
る方法等が使用できる。

【００２７】本発明のＳＭＣ製造装置において、連続ガ
ラス繊維の供給装置に用いる２つのロールは通常のゴム
製ロールでもよいが、少なくとも一方が金属あるいは硬
質プラスチック製である方が、ストランドを滑ることな
く引き出す上で好ましく、更に好ましくは、金属あるい
は硬質プラスチック製ロールの長手方向に溝又は突起を
有するものを用いるのがよい。

【００２８】また、連続ガラス繊維の供給方法として
は、この他にも以下の方法が考えられる。すなわち、小
型の互いに逆方向に回転する２つのロールによって、連
続ガラス繊維を供給しながら、ＳＭＣ製造装置の幅方向
にこの供給装置を往復させる、あるいは、この供給装置
をＳＭＣ製造装置の幅方向に複数個並べることにより、
樹脂層上に連続ガラス繊維を散布させる方法である。こ
の場合のロールも、少なくとも一方が金属あるいは硬質
プラスチック製であることが、ストランドを滑ることな
く引き出すうえで好ましく、更に好ましくは、金属ある
いは硬質プラスチック製ロールの長手方向に溝又は突起
を有するものを用いるのがよい。

【００２９】更に、他の方法としては、高速空気流と共
にノズルから連続ガラス繊維を吹き出しながら、このノ
ズルをＳＭＣ製造装置の幅方向に往復させるか、あるい
はＳＭＣ製造装置の幅方向に複数個のノズルを設けて樹
脂ペーストに連続ガラス繊維を散布させてよい。

【００３０】以上のような方法によって、連続ガラス繊
維とＣＳとが適度に交絡し、方向性なく分散した本発明
のＳＭＣを得ることができる。こうして得られたＳＭＣ
における連続ガラス繊維及びＣＳの加圧成形時の流動性
は良好で、その結果、方向性が無い強度の高いかつ外観
が良好な成形品が得られる。

【００３１】

【作用】本発明のＳＭＣは、強化材に方向性がなく、連
続ガラス繊維とＣＳとが適度に交絡し、かつ、２５ｍｍ
程度のＣＳのみからなるＳＭＣに近い成形流動性を有す
るので、ＳＭＣの裁断工程での金型の大きさ、形状によ
る制約が少なく、作業性が向上する。

【００３２】また、方向性のない高い強度の成形品が得
られるばかりでなく、その外観も従来の２５ｍｍ程度の
ＣＳのみからなる成形品に近いものが得られる。

【００３３】そして、従来と異なり２種類以上の素材を
併用したり、成形条件の細かな検討を要することなく、
ＳＭＣのみで水タンクパネル、ケーシング、自動車部
品、ハウジング等の多岐にわたる構造部材等も成形可能
となる。

【００３４】

【実施例１】連続ガラス繊維と切断長２５ｍｍのＣＳ
を、それぞれＳＭＣに対して１０ｗｔ％と、２５ｗｔ％
含有させて、ガラス繊維含有率３５ｗｔ％のＳＭＣを作
り、それを２４０ｍｍ×２４０ｍｍの寸法に切断して平
板成形用金型に投入し、温度１４０℃、加圧力８０ｋｇ
／ｃｍ² 、加圧時間３分で、３００ｍｍ×３００ｍｍで
厚さ３ｍｍの平板を成形した。

【００３５】

【実施例２】連続ガラス繊維と切断長２５ｍｍのＣＳ
を、それぞれＳＭＣに対して２５ｗｔ％と１０ｗｔ％含
有させて、ガラス繊維含有率３５ｗｔ％のＳＭＣを作
り、実施例１と同様に成形した。

【００３６】

【実施例３】連続ガラス繊維と切断長２５ｍｍのＣＳ
を、それぞれＳＭＣに対して１０ｗｔ％と１０ｗｔ％含
有させて、ガラス繊維含有率２０ｗｔ％のＳＭＣを作
り、実施例１と同様に成形した。

【００３７】

【実施例４】連続ガラス繊維と切断長２５ｍｍのＣＳ
を、それぞれＳＭＣに対して１５ｗｔ％と３５ｗｔ％含
有させて、ガラス繊維含有率５０ｗｔ％のＳＭＣを作
り、実施例１と同様に成形した。

【００３８】

【実施例５】連続ガラス繊維と切断長２５ｍｍのＣＳ
を、それぞれＳＭＣに対して３５ｗｔ％と１５ｗｔ％含
有させて、ガラス含有率５０ｗｔ％のＳＭＣを作り、実
施例１と同様に成形した。

【００３９】

【比較例１】切断長１００ｍｍのＣＳをＳＭＣに対して
３５ｗｔ％含有するＳＭＣを作り、実施例１と同様に成
形した。

【００４０】

【比較例２】切断長２５ｍｍのＣＳをＳＭＣに対して３
５ｗｔ％含有するＳＭＣを作り、それを２４０ｍｍ×２
４０ｍｍの寸法に切断し、更に、単位面積当りの重量が
４５０ｇ／ｍ² のＣＳＭを３００ｍｍ×３００ｍｍの寸
法に切断して、前記のＳＭＣ切断物上に重ねて、平板成
形用金型に投入し、温度１４０℃、加圧力８０ｋｇ／ｃ
ｍ² 、加圧時間３分で、３００ｍｍ×３００ｍｍで厚さ
３ｍｍの平板を成形した。成形後の平板には、ＣＳＭの
ガラス目が目立ち、外観的に不良であった。

【００４１】次に、前述の実施例１、２、３、４、５及
び比較例１、２の平板成形品より、端部４０ｍｍを除く
中央部から試験片を切り出し、引張強度（ＪＩＳＫ７
０５４−８７準拠）をＳＭＣ製造ラインの縦方向及び横
方向で測定した。その結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１の結果から、本発明の実施例１〜５の
ＳＭＣから得られた成形品は、いずれもライン横方向と
縦方向における引張強度にほとんど差がなく、方向性の
ない優れた強度が得られ、外観も良好であることがわか
る。これに対して、切断長１００ｍｍのＣＳのみを配合
した比較例１は、ライン横方向と縦方向における引張強
度に大きな差があり、強度上の偏りが生じてしまうこと
がわかる。また、切断長２５ｍｍのＣＳのみを含むＳＭ
Ｃに、ＣＳＭを接合した比較例２では、引張強度には優
れているが、ＣＳＭのガラスパターンが目立つなどの外
観上の問題が生じると共に、ＣＳＭを金型と同じ大きさ
に裁断、投入しなければならないため、作業性もよくな
いという問題があった。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＳＭＣ
は、他の補強材を併用しなくても十分な強度が得られる
ため、他の補強材を併用した場合の成形時の補強材と樹
脂とのなじみについて考慮する必要がなくなる。従っ
て、増粘後の粘度を高く設定できるため、硬く、べとつ
きのないＳＭＣシートに仕上げることが可能になり、成
形時の作業性が向上する。

【００４５】また、本発明のＳＭＣにおいては、強化材
の連続ガラス繊維とＣＳが、方向性なく、かつ適度に交
絡するように散布されているので、方向性のない高い強
度の成形品が得られる。更に、加圧成形時の流動性も２
５ｍｍ程度のＣＳのみを強化材として含有するＳＭＣに
近く、外観的にも良好な成形品が得られるという優れた
効果を有する。

【００４６】更にまた、連続ガラス繊維とＣＳは、ＳＭ
Ｃの製造工程において両者が交絡して熱硬化性樹脂組成
物中に包含されるので、各種の補強材を併用するＳＭＣ
に比べ、成形時におけるＳＭＣの流動性が良好となる。

【００４７】従って、本発明のＳＭＣを用いれば、従来
のように２種類以上の成形用の素材を用いたり、ＳＭＣ
の成形条件について細かな検討を要することなく、ＳＭ
Ｃのみで、例えば水タンクパネル、ケーシング、自動車
用部品、ハウジング等の構造部材等、多岐にわたる成形
品を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＳＭＣ製造方法を説明するためのもの
で、ＳＭＣ製造装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１樹脂タンク２樹脂ペースト３樹脂タンク４樹脂ペースト５ドクターナイフ６熱可塑性フィルム７ドクターナイフ８熱可塑性フィルム９ＣＳ１０ロービング１１ロービングカッター１２脱泡・含浸ロール１３巻取ロール１４ケーキ１５ストランド供給ロール１６連続ガラス繊維ストランド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 101:10 105:08 105:12 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱硬化性樹脂組成物にガラス繊維を強化
材として含有させ、増粘してなるシートモールディング
コンパウンドにおいて、このガラス繊維強化材として、
無方向に配入させた連続ガラス繊維と、無方向に分散さ
せた長さ１２ｍｍ〜５０ｍｍのガラス繊維切断物とを配
合したことを特徴とするシートモールディングコンパウ
ンド。
【請求項２】前記連続ガラス繊維の含有率は、シート
モールディングコンパウンド全体に対して５〜５５ｗｔ
％、前記ガラス繊維切断物の含有率は、シートモールデ
ィングコンパウンド全体に対して５〜５５ｗｔ％であっ
て、かつ、前記連続ガラス繊維と前記ガラス繊維切断物
とを合わせたガラス繊維含有率は、シートモールディン
グコンパウンド全体に対して２０〜６０ｗｔ％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。
【請求項３】２枚の熱可塑性フィルムの一方の内面
に、熱硬化性樹脂組成物層を形成し、この熱硬化性樹脂
組成物層の上に、連続ガラス繊維とガラス切断物とを無
方向に分散させて堆積し、前記熱可塑性フィルムの他方
の内面にも、熱硬化性樹脂組成物層を形成し、前記２枚
の熱可塑性フィルムを、前記熱硬化性樹脂層がそれぞれ
内側になるようにして重ね合わせ、前記熱硬化性樹脂組
成物を前記連続ガラス繊維と前記ガラス切断物とに含浸
させた後、熟成させ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。