WO2021106585A1 - 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

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 Download PDF

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WO2021106585A1
WO2021106585A1 PCT/JP2020/042178 JP2020042178W WO2021106585A1 WO 2021106585 A1 WO2021106585 A1 WO 2021106585A1 JP 2020042178 W JP2020042178 W JP 2020042178W WO 2021106585 A1 WO2021106585 A1 WO 2021106585A1
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WO
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resin
resin composition
molding compound
mass
sheet molding
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PCT/JP2020/042178
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一迅 人見
永田　幸司
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Dic株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K2995/00—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037—Other properties

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a sheet molding compound and a molded product.
  • thermosetting resin in which thermosetting resin is reinforced with fiber reinforced plastic
  • fiber-reinforced resin composite materials reinforced with thermosetting resins such as epoxy resin and unsaturated polyester resin using carbon fiber as a fiber reinforced material are attracting attention for their excellent heat resistance and mechanical strength while being lightweight. Its use in structural applications is expanding.
  • discontinuous fibers are used as the fiber reinforcing material, the range of application of the molded shape is wider than that of continuous fibers, the scraps can be reused, and different material members can be inserted. Due to its wide range, sheet molding compounds (hereinafter, may be abbreviated as "SMC”) are widely used.
  • SMC sheet molding compounds
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing SMC having excellent carbon fiber impregnation property regardless of the carbon fiber content.
  • the present inventors have found that a method for producing a sheet molding compound obtained by impregnating carbon fibers with specific conditions and a specific resin composition can solve the above problems, and have completed the present invention.
  • a method for producing a sheet molding compound obtained by impregnating carbon fibers with a resin composition wherein the resin composition has a viscosity at 25 ° C. of 300 to 20000 mPa ⁇ s, and is placed on carrier films installed above and below.
  • the method is a method for producing a sheet molding compound obtained by impregnating carbon fibers with a resin composition, wherein the resin composition has a viscosity at 25 ° C. of 300 to 20000 mPa ⁇ s, and is placed on carrier films installed above and below.
  • the seat molding compound and its molded product obtained from the present invention are excellent in impregnation property of carbon fiber and the like, automobile members, railroad vehicle members, aerospace aircraft members, ship members, housing equipment members, sports members, light vehicle members, etc. , Building civil engineering members, exteriors and structures of OA equipment, etc. can be suitably used.
  • the method for producing SMC of the present invention is a method for producing a sheet molding compound obtained by impregnating carbon fibers with a resin composition, wherein the resin composition has a viscosity of 300 to 20000 mPa ⁇ s at 25 ° C. and is up and down.
  • the carbon fiber temperature Tc when sandwiched between the resin compositions on the carrier film installed in the sheet molding compound is 15 to 115 ° C., and the carbon fiber content in the sheet molding compound is 25 to 80% by mass. ..
  • the resin composition is applied to the carrier films installed on the upper and lower sides so as to have a uniform thickness (coating step), and the fiber reinforcing material is sprayed on one of the resin composition coated surfaces.
  • coating step the resin composition is sandwiched between the carrier films installed above and below, and then the whole is passed between the impregnation rolls, and pressure is applied to impregnate the fiber reinforcing material with the resin composition (impregnation).
  • Step) a method of winding into a roll or folding into a zigzag fold, and the method of producing SMC of the present invention has a carbon fiber temperature Tc of 15 when sandwiched between resin compositions on carrier films installed above and below. Since the temperature is about 115 ° C., the impregnation property of the resin composition with respect to carbon fibers is excellent.
  • the impregnation method for example, a press method, a mesh belt method, or the like can be applied in addition to the method using the impregnation roll.
  • thermoplastic resin film having a thickness of 10 to 50 ⁇ m drawn out by the unwinding device 19a is placed on the transfer belt 20 as a lower carrier film 12a, and the resin composition 22a is placed on the lower carrier film with a doctor blade or the like.
  • the resin coating device 21a provided is used to coat the film to a predetermined thickness.
  • the coating width of the resin composition 22a is applied so as to be located about 30 to 60 mm inward from the width of the carrier film so as not to protrude from both sides of the lower carrier film 12a.
  • a guide roll for the transfer belt is appropriately arranged inside the transfer belt 20.
  • the material of the lower carrier film 12a may be a thermoplastic resin film such as polyethylene or polyethylene terephthalate film which is usually used, and a polypropylene film is preferably used.
  • the resin composition 22a contains a thermosetting resin such as an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, or a vinyl ester resin as a main component, a filler, a thickener such as a thermoplastic resin powder, a curing catalyst, and internal release. It is a paste-like product in which a mold, a low shrinkage agent, a colorant, and the like are appropriately mixed.
  • a plurality of bundles of strands 24 are sent to the cutting device 25 by roving 23 to form a cut piece 24a of carbon fiber having a size of about 1/16 to 1.5 inches. Sprinkle and deposit so that it is evenly dispersed on top.
  • thermoplastic resin film such as a polyethylene film having a thickness of 10 to 50 ⁇ m drawn by the unwinding device 19b is used as an upper carrier film 12b, which is similar to the resin composition 22a described above on the upper carrier film.
  • the resin composition 22b is coated with a resin coating device 21b provided with a doctor blade or the like to a predetermined thickness, and is arranged so as to be in contact with the cut piece 24a of the carbon fiber. Also in this case, the coating width of the resin composition 22b is applied so as to be located inward by about 30 to 60 mm so as not to protrude from both sides of the upper carrier film 12b.
  • the SMC sheet 1 having a layer structure of the lower carrier film 12a / resin composition 22a / carbon fiber cut pieces 24a / resin composition 22b / upper carrier film 12b can be obtained.
  • the thickness of the portion excluding both carrier films 12a and 12b is about 5 to 10 mm, which is sent to the impregnation device 13 in the subsequent process as shown in FIG. 1, and a plurality of impregnation rolls 14 having various surface groove shapes 14
  • the resin composition 22a is impregnated and defoamed so that the cut pieces 24a of the carbon fiber can be sufficiently wetted by passing through the roll, and the surface is further smoothed to obtain an SMC sheet 1 of about 2 mm.
  • the method for producing SMC of the present invention preferably satisfies the following conditional expressions (a) and (b) because the impregnation property is further improved.
  • Tr is the carbon on the resin composition on the carrier films installed on the top and bottom. It is the resin composition temperature (° C.) when the fibers are sandwiched, Wc is the carbon fiber content (mass%) in the sheet molding compound, and Wr is the resin composition content (mass) in the sheet molding compound. %).
  • Tc and Tr are temperatures when sandwiched between the resin compositions on the carrier films installed above and below, and are the temperatures immediately before the impregnation step (immediately before the second heating step).
  • the surface temperature of the SMC sheet is measured with Tr, an ultrafine coated thermocouple, etc. at the center in the thickness direction.
  • Tc be the carbon fiber temperature of.
  • the method for producing SMC of the present invention further improves the impregnation property and suppresses the outflow of the resin from the side portion. Therefore, the step of heating the resin composition and the carbon fibers before impregnation with the carbon fibers (No. 1).
  • Heating step preferably including a step of heating the mixture of the resin composition and the carbon fiber at the time of impregnation (second heating step).
  • the method for producing SMC of the present invention is a stepwise cooling step, and since it is possible to suppress the occurrence of wrinkles due to rapid shrinkage of the SMC sheet or carrier film, a step of cooling after the impregnation step (first cooling step). ), And a step of cooling at the end of production stage (second cooling step) is preferably included.
  • the temperature immediately before impregnation is reached, and the carbon fiber cut piece 24a deposit (about 5 to 10 mm) is compressed with an impregnation roll or the like to reduce the thickness of the carbon fiber cut piece 24a deposit. Since the resin is most impregnated when crushed and reduced (about 3 to 8 mm), it is preferable that the carbon fibers and the resin composition are sufficiently heated in the first heating step, and the second heating is performed. It is preferable that the temperature is higher than that of the process.
  • the heating method for example, there are a contact type heating method and a non-contact type heating method, and either of them may be adopted.
  • Examples of the contact heating method include a metal plate through which heat sources such as steam, water, and oil are passed, arc heating, induction heating, dielectric heating, resistance heating, etc., but they are easy to industrialize and can be controlled. From the viewpoint of ease, resistance heating is preferable.
  • Examples of the resistance heating include heating with a sheathed heater, a cartridge heater, a square coil heater, a micro (thin tube) heater, a mica heater, a (silicon) rubber heater, etc. From the viewpoint of ease, heating of a metal plate through a rubber heater or each heat source is preferable.
  • the non-contact heating method includes radiant heat from a metal plate or the like through heat sources such as infrared rays, microwaves, halogens, steam, water, and oil, resistance heating, high frequency induction heating, and electron beam (EB). ) Heating, hot air heating and the like can be mentioned, but infrared rays and hot air heating are preferable because they can be heated quickly and are easy to industrialize.
  • heat sources such as infrared rays, microwaves, halogens, steam, water, and oil, resistance heating, high frequency induction heating, and electron beam (EB).
  • EB electron beam
  • the non-contact heating method is preferable for heating the carbon fibers before the impregnation step because the carbon fibers do not flow when they come into contact with the heated body and SMC having a desired carbon fiber content can be easily obtained. ..
  • infrared rays capable of selectively heating carbon fibers are preferable, infrared rays having a wavelength of 1 to 40 ⁇ m are more preferable, and infrared rays having a wavelength of 1 to 25 ⁇ m are particularly preferable.
  • the carbon fiber temperature Tc is 15 to 115 ° C., but even at a high carbon fiber content, the fluidity of the resin between the carbon fibers becomes better and the impregnation property is further improved. Is preferable, and 25 to 100 ° C. is more preferable. If the temperature is lower than 15 ° C If the penetration of the resin between the carbon fibers and in the thickness direction is insufficient and exceeds 115 ° C, the temperature of the resin is greatly affected, so the temperature of the resin is raised and the viscosity increases due to the curing reaction. It occurs and the impregnation property becomes low.
  • the resin in 22a and 22b, the resin can be heated in advance.
  • the amount of heating can be reduced in a later step, which is efficient.
  • the resin composition temperature Tr is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher, still more preferably 20 ° C. or higher, because the amount of heating in the subsequent step is small and efficient. Further, since the viscosity increase due to the curing reaction is small and the impregnation property is more excellent, 80 ° C. or lower is preferable, 70 ° C. or lower is more preferable, and 60 ° C. or lower is further preferable.
  • the lower carrier film 12a / resin composition 22a and the resin composition 22b / upper carrier film 12b are heated by the rubber heater 27', and the carbon fiber cut pieces 24a are heated by the far infrared heater 26. Can be made to.
  • the second heating step is heating during the step of impregnating the SMC sheet 1, and either contact heating or non-contact heating can be applied.
  • a hot air heating 29 and a rubber heater 28 can be applied.
  • the temperature of the SMC sheet 1 in the second heating step is preferably 10 to 80 ° C, more preferably 15 to 70 ° C, and particularly preferably 20 to 60 ° C. If it is lower than 10 ° C., the amount of heating in the subsequent process becomes large, and the efficiency is inferior. If the temperature is higher than 60 ° C., the curing reaction starts, the viscosity increases, and the impregnation property deteriorates, which is not preferable.
  • the SMC sheet 1 is heated by a rubber heater 27 (used by passing the two rubber heaters in contact with each other in FIG. 1).
  • the first cooling step is a step of cooling by air cooling, cooling rolls 8 and 11 through which cooling water is passed, and cooling rolls 9 and 10 by radiating heat from metal.
  • the SMC sheet 1 after the first cooling step is preferably 5 to 60 ° C., more preferably 10 to 50 ° C., and particularly preferably 10 to 40 ° C. If the temperature is lower than 5 ° C., the carrier film may be torn, and if the temperature is higher than 60 ° C., the resin composition may flow out from the reinforcing fibers when the rolls are wound or folded, which is not preferable.
  • the wind speed By setting the wind speed to 0.1 m / sec or more, efficient cooling becomes possible.
  • the wind speed can be adjusted with an air conditioner, a blower, or the like.
  • Examples of the second cooling step include cooling by a low-temperature constant temperature bath, air cooling, and air conditioning, which are carried out after the SMC roll 7.
  • the temperature is preferably 5 to 40 ° C, more preferably 5 to 30 ° C, and particularly preferably 10 to 25 ° C. If the temperature is lower than 5 ° C, the carrier film may be torn during transportation, and if the temperature is higher than 40 ° C, the resin composition may flow out from the reinforcing fibers during roll-like winding or folding. Not preferable.
  • By setting the wind speed to 0.1 m / sec or more, efficient cooling becomes possible. The wind speed can be adjusted with an air conditioner, blower, or the like.
  • thermosetting resins such as epoxy resin, vinyl ester resin, vinyl urethane resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, melamine resin, and furan resin.
  • Epoxy resin, vinyl ester resin and vinyl urethane resin are more preferable from the viewpoint of mechanical properties such as strength. These resins may be used alone or in combination of two or more.
  • a diluent for example, a curing agent, a curing accelerator, a polymerization inhibitor, a filler, a low shrinkage agent, a thermoplastic resin particle, a mold release agent, a thickener, and the like. It can contain a thickener, a pigment, an antioxidant, a plasticizer, a flame retardant, an antibacterial agent, an ultraviolet stabilizer, a storage stabilizer, a reinforcing material, a photocuring agent and the like.
  • the filler includes inorganic compounds and organic compounds, which can be used to adjust physical properties such as strength, elastic modulus, impact strength, and fatigue durability of molded products.
  • Examples of the inorganic compound include calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, mica, talc, kaolin, clay, celite, asbestos, burlite, baryta, silica, silica sand, dolomite limestone, gypsum, aluminum fine powder, hollow balloon, and the like.
  • Alumina, glass powder, aluminum hydroxide, cold water stone, zirconium oxide, antimony trioxide, titanium oxide, molybdenum dioxide, iron powder and the like can be mentioned.
  • organic compound examples include natural polysaccharide powders such as cellulose and chitin, synthetic resin powders, and the like, and synthetic resin powders are composed of hard resins, soft rubbers, elastomers, polymers (copolymers), and the like.
  • Particles having a multilayer structure such as organic powder or core-shell type can be used. Specific examples thereof include particles made of butadiene rubber and / or acrylic rubber, urethane rubber, silicon rubber and the like, polyimide resin powder, fluororesin powder, phenol resin powder and the like. These fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • release agent examples include zinc stearate, calcium stearate, paraffin wax, polyethylene wax, carnauba wax, and fluorine-based compounds. Fluorine compounds and paraffin wax are preferable. These release agents may be used alone or in combination of two or more.
  • thickener examples include metal oxides such as magnesium oxide, magnesium hydroxide, calcium oxide and calcium hydroxide, acrylic resin-based fine particles such as metal hydroxides, and the fiber-reinforced molding material of the present invention. It can be selected as appropriate depending on the handleability of. These thickeners can be used alone or in combination of two or more.
  • the resin composition can be obtained by mixing and dispersing each of the above components using a mixer such as a normal mixer, an intermixer, a planetary mixer, a roll mill, a kneader, or an extruder.
  • a mixer such as a normal mixer, an intermixer, a planetary mixer, a roll mill, a kneader, or an extruder.
  • the carbon fiber for example, a fiber cut to a length of 2.5 to 50 mm is used, but since the fluidity in the mold at the time of molding, the appearance of the molded product and the mechanical properties are further improved, 5 to 5 to Fibers cut to 40 mm are more preferred.
  • carbon fiber various types such as polyacrylonitrile-based, pitch-based, rayon-based, etc. can be used, but among these, polyacrylonitrile-based one is preferable because high-strength carbon fiber can be easily obtained.
  • the number of filaments of the fiber bundle used as the carbon fiber is preferably 1,000 to 60,000 because the resin impregnation property and the mechanical physical characteristics of the molded product are further improved.
  • the content of the carbon fibers in the components of the SMC of the present invention is preferably in the range of 35 to 80% by mass, more preferably in the range of 40 to 70% by mass, because the mechanical properties of the obtained molded product are further improved. It is preferable, and 45 to 65% by mass is particularly preferable. If the fiber reinforced plastic content is too low, a high-strength molded product may not be obtained, and if the fiber reinforced plastic content is too high, the resin impregnation property of the fiber reinforced plastic is insufficient, resulting in a molded product. There is a possibility that swelling will occur and a high-strength molded product cannot be obtained.
  • the viscosity of the resin composition of the present invention is 3000 to 20000 mPa ⁇ s at 25 ° C. because it suppresses the outflow of the resin from the edge of the SMC sheet and has excellent impregnation property into the reinforcing fibers. It is preferably from 17,000 mPa ⁇ s, more preferably from 2000 to 15,000 mP.
  • the carbon fibers in the SMC of the present invention are impregnated with the resin in a state where the fiber directions are random.
  • the method for producing a molded product of the present invention is a method for molding an SMC obtained by the above-mentioned production method, but from the viewpoint of excellent productivity and excellent design diversity, heat compression molding is preferable as the molding method. ..
  • the SMC is weighed in a predetermined amount, put into a mold preheated to 110 to 180 ° C., molded by a compression molding machine, and the molding material is molded.
  • a manufacturing method is used in which a molding material is cured by maintaining a molding pressure of 1 to 30 MPa, and then the molded product is taken out to obtain a molded product.
  • molding conditions in which the molding pressure of 1 to 20 MPa is maintained in the mold at a mold temperature of 120 to 160 ° C. for 1 to 5 minutes per 1 mm of thickness of the molded product is preferable, and the productivity is good. More preferably, the molding conditions are such that the molding pressure of 1 to 20 MPa is maintained for 1 to 3 minutes per 1 mm of the thickness of the molded product at a mold temperature of 140 to 160 ° C.
  • the SMC of the present invention is excellent in productivity, formability, etc., and the obtained molded products are automobile members, railroad vehicle members, aerospace aircraft members, ship members, housing equipment members, sports members, light vehicle members, building civil engineering members. , Can be suitably used for housings of OA equipment and the like.
  • the viscosity of the epoxy resin was measured at 25 ° C. using an E-type viscometer (TV-22 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
  • Epoxy resin (1) Tetraglycidyl diaminodiphenylmethane manufactured by Sigma Aldrich, epoxy equivalent 110-130 g / eq, tetrafunctional aromatic epoxy resin
  • epoxy resin (2) epoxy resin (2)
  • EPICLON 840LV manufactured by DIC Co., Ltd.
  • EX-313 glycerol polyglycidyl ether, number of functional groups: 2 or more) 15 parts by mass, internal mold release agent (manufactured by Daikin Kogyo Co., Ltd.) "FB-962") 2 parts by mass, epoxy resin curing agent (Mitsubishi Chemical Co., Ltd. "DICY7”, dicyandiamide) 8 parts by mass, curing accelerator (DIC Co., Ltd. "B-605-IM", alkylurea-based ) 5 parts by mass are mixed with three rolls, and 9 parts by mass of epoxy resin particles (“F303” manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd., poly (meth) acrylic acid ester-based organic fine particles) are mixed to form a resin composition (1). ) Was obtained.
  • the resin composition (1) obtained above is applied onto a laminated film of polyethylene and polypropylene so that the average coating amount is 860 g / m 2, and carbon fiber roving ("T700SC-" manufactured by Toray Industries, Inc.) is applied thereto. 12000-50C ") cut into 12.5 mm carbon fiber (hereinafter abbreviated as carbon fiber (1)) from the air so that the thickness is uniform and the carbon fiber content is 57% by mass without fiber directionality.
  • the carbon fibers (1) were uniformly dropped, sandwiched between films coated with the resin composition (1) in the same manner, impregnated with the resin, and then allowed to stand at 80 ° C. for 2 hours to obtain SMC (1).
  • the basis weight of this SMC was 2 kg / m 2 .
  • the ambient temperature, rubber heater, heating plate, and far-infrared heater were adjusted, the carbon fiber temperature Tc and the resin composition temperature Tr were set to 17 ° C, the hot air device was adjusted, and the second heating step was 35 ° C (step).
  • SMC sheet surface temperature at the middle time) the temperature of the first cooling step is 28 ° C (SMC sheet surface temperature at the middle of the process), and the temperature of the second cooling step is 23 ° C (SMC sheet surface temperature at the middle of the process).
  • An SMC sheet was prepared as described above.
  • the SMC (1) obtained above was pressure-molded at a mold temperature of 140 ° C., a pressurization time of 5 minutes, and a pressurizing pressure of 10 MPa at a 75% charge rate with respect to the projected area of a 30 cm square mold. , A molded product (1) having a plate thickness of 2 mm was obtained.
  • the cross section of the molded product (1) obtained above was observed using a digital microscope VHX-5000 (manufactured by KEYENCE CORPORATION) at a magnification of 50 times, and the invasiveness was evaluated according to the following criteria.
  • Example 2 SMCs (2) to (6) and molded products (2) to (6) were obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the impregnation conditions were set in Table 1. The atmospheric temperature, rubber heater, heating plate, and far-infrared heater were adjusted, and an SMC sheet was prepared according to the conditions shown in Table 1.
  • Example 7 Epoxy resin (1) 35 parts by mass, epoxy resin (2) 35 parts by mass, epoxy diluent ("XY-622") 10 parts by mass, epoxy diluent ("EX-313") 20 parts by mass A resin composition was obtained in the same manner as in Example 1. Further, an SMC sheet was obtained by using carbon fibers as Wc shown in Table 2. The ambient temperature, rubber heater, heating plate, and far-infrared heater were adjusted to prepare an SMC sheet as shown in Table 2.
  • Example 5 The resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the epoxy resin (2) was 87 parts by mass, the epoxy diluent (“XY-622”) was 10 parts by mass, and the epoxy diluent (“EX-313”) was 3 parts by mass. Obtained. Further, an SMC sheet was obtained by using carbon fibers as Wc shown in Table 1. The ambient temperature, rubber heater, heating plate, and far-infrared heater were adjusted to prepare an SMC sheet as shown in Table 1.
  • Comparative Examples 1 and 3 are examples in which the carbon fiber temperature Tc is lower than the lower limit of 15 ° C. of the present invention, but the resin composition is impregnated in a high viscosity state, and it is confirmed that the impregnation is defective. Was done.
  • Comparative Example 2 is an example in which the carbon fiber temperature Tc is higher than the upper limit of 115 ° C. of the present invention, but it is confirmed that the curing reaction proceeds and the viscosity increases, the resin does not flow between the carbon fibers, and the impregnation is defective. Was done.
  • Comparative Example 4 is an example in which the carbon fiber content Wc is smaller than the lower limit of 35% by mass of the present invention, but it was confirmed that the outflow of only the resin at the edge of the SMC sheet was 30 mm or more.
  • Comparative Example 5 is an example in which the viscosity of the resin composition is smaller than the lower limit of 300 mPa ⁇ s of the present invention, but it was confirmed that the outflow of only the resin at the edge of the SMC sheet was 30 mm or more.

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Abstract

樹脂組成物を炭素繊維に含浸して得られ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、前記樹脂組成物の２５℃における粘度が３００～２００００ｍＰａ・ｓであり、上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込まれる際の炭素繊維温度Ｔｃが１５～１１５℃であり、前記シートモールディングコンパウンド中の炭素繊維の含有率が３５～８０質量％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を提供する。このシートモールディングコンパウンドの製造方法は、炭素繊維含有率に依らず、炭素繊維の含浸性に優れるＳＭＣが得られることから、自動車部材、鉄道車両部材、航空宇宙機部材、船舶部材、住宅設備部材、スポーツ部材、軽車両部材、建築土木部材、ＯＡ機器等の外装や構造体等に好適に用いることができる。

Description

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
　本発明は、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に関するものである。
　熱硬化性樹脂を繊維強化材で補強したいわゆるＦＲＰは、工業部品、住設部材、自動車部材等の多方面において使用されている。さらに、炭素繊維を繊維強化材としてエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を強化した繊維強化樹脂複合材料は、軽量でありながら耐熱性や機械強度に優れる特徴が注目され、様々な構造体用途での利用が拡大している。また、繊維強化材として、不連続繊維を使用するため、連続繊維に比べて、成形形状の適用範囲が広く、端材も再利用でき、異素材部材インサートができるなど、生産性や設計適用範囲広いことから、シートモールディングコンパウンド（以下、「ＳＭＣ」と略記する場合がある。）が広く用いられている。
　このようなＳＭＣから得られる成形品の外観や強度の向上を目的とし、ＳＭＣの成形性や含浸性の改良が検討されている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この圧着ロールを加熱して用いるＳＭＣの製造方法は、高い粘度の樹脂と高い強化繊維含有率において製造する際には、含浸性が不十分であるという問題があった。
特開２００４－３５７１４号公報
　本発明が解決しようとする課題は、炭素繊維含有率に依らず、炭素繊維の含浸性に優れるＳＭＣの製造方法を提供することである。
　本発明者等は、特定の条件化、特定の樹脂組成物を炭素繊維に含浸して得られるシートモールディングコンパウンドの製造方法が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
　すなわち、樹脂組成物を炭素繊維に含浸して得られ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、前記樹脂組成物の２５℃における粘度が３００～２００００ｍＰａ・ｓであり、上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込まれる際の炭素繊維温度Ｔｃが１５～１１５℃であり、前記シートモールディングコンパウンド中の炭素繊維の含有率が２５～８０質量％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に関する。
　本発明から得られるシートモールディングコンパウンド及びその成形品は、炭素繊維の含浸性等に優れることから、自動車部材、鉄道車両部材、航空宇宙機部材、船舶部材、住宅設備部材、スポーツ部材、軽車両部材、建築土木部材、ＯＡ機器等の外装や構造体等に好適に用いることができる。
本発明の一実施の形態におけるシートモールディングコンパウンドの製造工程を示す概略図である。
　本発明のＳＭＣの製造方法は、樹脂組成物を炭素繊維に含浸して得られ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、前記樹脂組成物の２５℃における粘度が３００～２００００ｍＰａ・ｓであり、上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込まれる際の炭素繊維温度Ｔｃが１５～１１５℃であり、前記シートモールディングコンパウンド中の炭素繊維の含有率が２５～８０質量％であるものである。
ＳＭＣの一般的な製造方法としては、樹脂組成物を上下に設置されたキャリアフィルムに均一な厚さになるように塗布し（塗布工程）、繊維強化材を一方の樹脂組成物塗布面に散布し（添加工程）、前記上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込み、次いで、全体を含浸ロールの間に通して、圧力を加えて繊維強化材に樹脂組成物を含浸させ（含浸工程）、ロール状に巻き取る又はつづら折りに畳む方法が挙げられるが、本発明のＳＭＣの製造方法は、上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込まれる際の炭素繊維温度Ｔｃが１５～１１５℃であることから、炭素繊維に対する樹脂組成物の含浸性が優れる。
　なお、含浸方法としては、前記含浸ロールを用いる方法以外に、例えば、プレス方式やメッシュベルト方式等も適用することができる。
　図１により、ＳＭＣの製造工程及びＳＭＣシート１の流れを説明する。巻出装置１９ａにより引き出された１０～５０μｍの厚さの熱可塑性樹脂フィルムを下部キャリアフィルム１２ａとして移送ベルト２０上に載置し、この下部キャリアフィルム上に、樹脂組成物２２ａをドクターブレード等を備えた樹脂塗布装置２１ａにより所定の厚さに塗工する。
樹脂組成物２２ａの塗布幅は、下部キャリアフィルム１２ａの両側からはみ出さないようにするために、キャリアフィルムの幅より３０～６０ｍｍ程度内側に位置するように塗布される。なお、移送ベルト２０の内側には、適宜移送ベルトのガイドロールが配置されている。
下部キャリアフィルム１２ａの材質としては、通常使用されているポリエチレンやポリエチレンテレフタレートフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムのもので差し支えなく、好適にはポリプロピレンフィルムが使用される。
樹脂組成物２２ａは、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分としたものに、充填剤、熱可塑性樹脂粉末等の増粘剤、硬化用触媒、内部離型剤、低収縮化剤、着色剤等を適宜混合したペースト状物である。
一方、樹脂組成物２２ａに含浸させる炭素繊維は、例えばロービング２３により複数束のストランド２４を切断装置２５に送り込み、１／１６～１．５インチ程度の炭素繊維の切断片２４ａとして樹脂組成物２２ａ上に均一に分散するように散布させて堆積させる。
さらに、巻出装置１９ｂにより引き出された、１０～５０μｍの厚さのポリエチレンフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムを、上部キャリアフィルム１２ｂとして、この上部キャリアフィルム上に、上述した樹脂組成物２２ａと同様の樹脂組成物２２ｂをドクターブレード等を備えた樹脂塗布装置２１ｂにより所定の厚さ塗工して、炭素繊維の切断片２４ａ上に接触させるようにして配置させる。この場合にも、樹脂組成物２２ｂの塗布幅は、上部キャリアフィルム１２ｂの両側からはみ出さないようにするために、３０～６０ｍｍ程度内側に位置するように塗布される。
こうして下部キャリアフィルム１２ａ／樹脂組成物２２ａ／炭素繊維の切断片２４ａ／樹脂組成物２２ｂ／上部キャリアフィルム１２ｂとなる層構成のＳＭＣシート１が得られることとなる。
両キャリアフィルム１２ａ、１２ｂを除いた部分の厚さとしては約５～１０ｍｍ程度とし、これを図１に示すように後工程の含浸装置１３に送り、種々の表面溝形状の複数の含浸ロール１４ロールを通過して炭素繊維の切断片２４ａが十分に濡れるよう、樹脂組成物２２aに含浸させつつ、脱泡させ、さらに表面をならすことにより、約２ｍｍのＳＭＣシート１にする。
　また、本発明のＳＭＣの製造方法は、含浸性がより向上することから、以下の条件式（ａ）及び（ｂ）を満たすことが好ましい。
（ａ）１５＜Ｔｃ×Ｗｃ＋Ｔｒ×Ｗｒ＜１８０
（ｂ）Ｔｒ＜１１０
（但し、Ｔｃは上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で炭素繊維が挟み込まれる際の炭素繊維温度（℃）であり、Ｔｒは上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で炭素繊維が挟み込まれる際の樹脂組成物温度（℃）であり、Ｗｃはシートモールディングコンパウンド中の炭素繊維の含有率（質量％）であり、Ｗｒはシートモールディングコンパウンド中の樹脂組成物の含有率（質量％）を表す。）
　Ｔｃ、Ｔｒは、上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込まれる際の温度であり、含浸工程直前（第二加温工程の直前）の温度となる。なお、上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込まれる時点から含浸工程開始時までに間隔を生じる際は、ＳＭＣシート表面温度をＴｒ、極細被覆熱電対などで測定の厚み方向中央部の炭素繊維温度をＴｃとする。
　さらに、本発明のＳＭＣの製造方法は、含浸性がより向上し、側部よりの樹脂の流失を抑止することから、炭素繊維の含浸前に樹脂組成物及び炭素繊維を加温する工程（第一加温工程）、含浸時に樹脂組成物及び炭素繊維の混合物を加温する工程（第二加温工程)を含むことが好ましい。
　また、本発明のＳＭＣの製造方法は、段階的な冷却となり、急激なＳＭＣシートやキャリアフィルムの収縮によるシワの発生等を抑制することができるため、含浸工程後に冷却する工程（第一冷却工程)、及び製造終了段階に冷却する工程（第二冷却工程)を含むことが好ましい。
　前記第一加温工程では、含浸の直前の温度となり、炭素繊維の切断片２４ａの堆積体（約５～１０ｍｍ）を含浸ロール等で圧縮し、炭素繊維の切断片２４ａの堆積体の厚みを潰して低減（約３～８ｍｍ）させる際に、樹脂が最も含浸されるため、第一加温工程において、炭素繊維及び樹脂組成物が十分に加温されていることが好ましく、第二加温工程より高い温度とすることが好ましい。
加温方法としては、例えば、接触式加熱方式および非接触式加熱方式があり、いずれを採用してもよい。
前記接触式加熱方式としては、蒸気・水・油などの各熱源を通した金属製の板やアーク加熱、誘導加熱、誘電加熱、抵抗加熱などが挙げられるが、工業化が容易であり、制御しやすい観点から、抵抗加熱であることが好ましい。
前記抵抗加熱としては、シーズヒーター、カートリッジヒーター、角コイルヒーター、マイクロ（細管） ヒーター、マイカヒーター、（シリコン）ラバーヒーター等による加熱が挙げられるが、厚み薄いために施工が容易であり、制御しやすい観点から、ラバーヒーターや各熱源を通した金属製の板の加熱が好ましい。
前記非接触式加熱方式としては、赤外線、マイクロ波、ハロゲン、蒸気・水・油などの各熱源を通した金属製の板等からの輻射熱、抵抗加熱、高周波誘導加熱、電子ビ－ム（ＥＢ）加熱、熱風加熱などが挙げられるが、迅速に加熱できる点及び工業化の容易さから、赤外線、及び、熱風加熱が好ましい。
含浸工程前の炭素繊維の加熱は、加熱体に接触した際に炭素繊維が流動する恐れがなく、容易に所望の炭素繊維含有率を有するＳＭＣが得られることから、非接触式加熱方式が好ましい。
非接触式加熱方式としては、炭素繊維を選択的に加熱できる赤外線が好ましく、波長１～４０μｍの赤外線がより好ましく、波長１～２５μｍの赤外線が特に好ましい。
前記炭素繊維温度Ｔｃは、１５～１１５℃であるが、高い炭素繊維含有率においても、樹脂の炭素繊維間での流動性がより良好となり、含浸性がより向上することから、２０～１１０℃が好ましく、２５～１００℃がより好ましい。１５℃未満の場合、
炭素繊維間、及び、厚み方向への樹脂の浸み込みが不十分となり、１１５℃を超える場合、樹脂への温度影響が大きいため、樹脂の温度を高くすることとなり、硬化反応による粘度上昇が起こり、含浸性が低くなる。
２２ａ、及び、２２ｂにおける樹脂の加温の場合、予め樹脂を加温しておくことができる。予め樹脂を加温することによって後の工程において加熱量を低減することができるため効率的である。
　前記樹脂組成物温度Ｔｒは、後の工程での加熱量が少なく、効率的であることから、１０℃以上が好ましく、１５℃以上がより好ましく、２０℃以上がさらに好ましい。また、硬化反応による粘度上昇が少なく、より含浸性に優れることから、８０℃以下が好ましく、７０℃以下がより好ましく、６０以下がさらに好ましい。
下部キャリアフィルム１２ａ／樹脂組成物２２ａ、及び、樹脂組成物２２ｂ／上部キャリアフィルム１２ｂは、ラバーヒーター２７′にて加温され、炭素繊維の切断片２４ａは、遠赤外線ヒーター２６にて、加温させることができる。
第二加温工程は、ＳＭＣシート１を含浸する工程中の加温であり、接触加熱、非接触加熱の何れも適用することができる。特に限定はされないが、図１のように、例えば、熱風加熱２９、及び、ラバーヒーター２８を適用することができる。
第二加温工程におけるＳＭＣシート１の温度は、１０～８０℃が好ましく、１５～７０℃がさらに好ましく、２０～６０℃が特に好ましい。１０℃より低いと後の工程での加熱量が多大となり、効率に劣る。６０℃より高温な場合、硬化反応が始まり、粘度が上昇し、含浸性が悪くなり、好ましくない。
ＳＭＣシート１は、ラバーヒーター２７（図１では２枚のラバーヒーターの間を接触させながら通過させて使用）等で加熱される。
第一冷却工程としては、空冷、及び、冷却水を通水した冷却ロール８、１１、金属による放熱による冷却ロール９、１０により冷却する工程となる。
第一冷却工程後のＳＭＣシート１は、５～６０℃とすることが好ましく、１０～５０℃がさらに好ましく、１０～４０℃が特に好ましい。５℃より低いとキャリアフィルムの裂けなどが発生し、６０℃より高温な場合、強化繊維から樹脂組成物がロール状の巻取り時や折り畳み時に流出する可能性があり、好ましくない。なお、風速を０．１ｍ／秒以上とすることで、効率的な冷却が可能となる。風速の調整としては、空調機やブロア等にて調整することができる。
第二冷却工程としては、ＳＭＣロール７以後に実施され、低温恒温槽や空冷や空調による冷却などが挙げられる。５～４０℃とすることが好ましく、５～３０℃がさらに好ましく、１０～２５℃が特に好ましい。５℃より低いと搬送時にキャリアフィルムの裂けなどが発生する可能性があり、４０℃より高温な場合、強化繊維から樹脂組成物がロール状の巻取り時や折り畳み時に流出する可能性があり、好ましくない。なお、風速が０．１ｍ／秒以上とすることで、効率的な冷却が可能となる。風速の調整としては、空調機やブロア等にて調整するとこができる。
　前記樹脂組成物中の樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ビニルウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられるが、成形後の強度などの機械物性の点からエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂及びビニルウレタン樹脂がより好ましい。なお、これらの樹脂は、単独で用いることも２種以上併用することもできる。
　前記樹脂組成物中には、樹脂以外の成分として、例えば、希釈剤、硬化剤、硬化促進剤、重合禁止剤、充填剤、低収縮剤、熱可塑性樹脂粒子、離型剤、増粘剤、減粘剤、顔料、酸化防止剤、可塑剤、難燃剤、抗菌剤、紫外線安定剤、保存安定剤、補強材、光硬化剤等を含有することができる。
　前記充填剤としては、無機化合物、有機化合物があり、成形品の強度、弾性率、衝撃強度、疲労耐久性等の物性を調整するために使用できる。
　前記無機化合物としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、マイカ、タルク、カオリン、クレー、セライト、アスベスト、バーライト、バライタ、シリカ、ケイ砂、ドロマイト石灰石、石こう、アルミニウム微粉、中空バルーン、アルミナ、ガラス粉、水酸化アルミニウム、寒水石、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、酸化チタン、二酸化モリブデン、鉄粉等が挙げられる。
　前記有機化合物としては、セルロース、キチン等の天然多糖類粉末や、合成樹脂粉末等があり、合成樹脂粉末としては、硬質樹脂、軟質ゴム、エラストマーまたは重合体（共重合体）などから構成される有機物の粉体やコアシェル型などの多層構造を有する粒子を使用できる。具体的には、ブタジエンゴムおよび／またはアクリルゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等からなる粒子、ポリイミド樹脂粉末、フッ素樹脂粉末、フェノール樹脂粉末などが挙げられる。これらの充填剤は、単独で用いることも、２種以上を併用することもできる。
　前記離型剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、フッ素系化合物などが挙げられる。好ましくは、フッ素化合物、パラフィンワックスが挙げられる。これらの離型剤は、単独で用いることも、２種以上を併用することもできる。
　前記増粘剤としては、例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム等の金属酸化物や金属水酸化物など、アクリル樹脂系微粒子などが挙げられ、本発明の繊維強化成形材料の取り扱い性によって適宜選択できる。これらの増粘剤は、単独で用いることも、２種以上を併用することもできる。
　前記樹脂組成物は、通常のミキサー、インターミキサー、プラネタリーミキサー、ロールミル、ニーダー、押し出し機などの混合機を用いて、上記した各成分を混合・分散することにより得られる。
　前記炭素繊維は、例えば、２．５～５０ｍｍの長さにカットした繊維が用いられるが、成形時の金型内流動性、成形品の外観及び機械的物性がより向上することから、５～４０ｍｍにカットした繊維がより好ましい。
　前記炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系等の各種のものが使用できるが、これらの中でも、容易に高強度の炭素繊維が得られることから、ポリアクリロニトリル系のものが好ましい。
　また、前記炭素繊維として使用される繊維束のフィラメント数は、樹脂含浸性及び成形品の機械的物性がより向上することから、１，０００～６０，０００が好ましい。
　本発明のＳＭＣの成分中の前記炭素繊維の含有率は、得られる成形品の機械的物性がより向上することから、３５～８０質量％の範囲が好ましく、４０～７０質量％の範囲がより好ましく、４５～６５質量％が特に好ましい。繊維強化材含有率が低すぎる場合、高強度な成形品が得られない可能性があり、繊維強化材含有率が高すぎる場合、繊維強化材への樹脂含浸性が不十分で、成形品に膨れが生じ、高強度な成形品が得られない可能性がある。
　本発明の樹脂組成物の粘度は、ＳＭＣシート端部からの樹脂の流出を抑制し、かつ、強化繊維への含浸性に優れることから、２５℃において、３０００～２００００ｍＰａ・ｓであるが、１０００～１７０００ｍＰａ・ｓが好ましく、２０００～１５０００ｍＰがより好ましい。
　また、本発明のＳＭＣ中の前記炭素繊維は、繊維方向がランダムな状態で樹脂に含浸していることが好ましい。
　本発明の成形品の製造方法は、上記した製造方法により得られるＳＭＣを成形する方法であるが、生産性に優れる点とデザイン多様性に優れる観点からその成形方法としては、加熱圧縮成形が好ましい。
　前記加熱圧縮成形としては、例えば、前記ＳＭＣを所定量計量し、予め１１０～１８０℃に加熱した金型に投入し、圧縮成形機にて型締めを行い、成形材料を賦型させ、０．１～３０ＭＰａの成形圧力を保持することによって、成形材料を硬化させ、その後成形品を取り出し成形品を得る製造方法が用いられる。具体的な成形条件としては、金型内で金型温度１２０～１６０℃にて、成形品の厚さ１ｍｍ当たり１～５分間、１～２０ＭＰａの成形圧力を保持する成形条件が好ましく、生産性がより向上することから、金型温度１４０～１６０℃にて、成形品の厚さ１ｍｍ当たり１～３分間、１～２０ＭＰａの成形圧力を保持する成形条件がより好ましい。
　本発明のＳＭＣは、生産性、成形性等に優れ、得られる成形品は、自動車部材、鉄道車両部材、航空宇宙機部材、船舶部材、住宅設備部材、スポーツ部材、軽車両部材、建築土木部材、ＯＡ機器等の筐体等に好適に用いることができる。
　以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、エポキシ樹脂の粘度はＥ型粘度計（東機産業株式会社製　ＴＶ－２２）を用いて、２５℃における粘度を測定したものである。
（実施例１）
　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。
［ＳＭＣの作製］
　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み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。
なお、雰囲気温度、ラバーヒーター、加温板、遠赤外線ヒーターを調整し、炭素繊維温度Ｔｃ及び樹脂組成物温度Ｔｒは１７℃とし、熱風装置を調整し、第二加温工程は３５℃（工程中間時のＳＭＣシート表面温度）、第一冷却工程の温度は２８℃（工程中間時のＳＭＣシート表面温度）、第二冷却工程の温度は２３℃（工程中間時のＳＭＣシート表面温度）として、上記の通りＳＭＣシートを作製した。
［ＳＭＣの含浸性評価］
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
［成形品の作製］
　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侵性を評価した。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　未含浸領域が２個以下
４　未含浸領域が３～４個以下
３　未含浸領域が５個
２　未含浸領域が６～１０個
１　未含浸領域が１１個以上
（実施例２～６）
　表１の含浸条件とした以外は実施例１と同様にして、ＳＭＣ（２）～（６）、及び成形品（２）～（６）を得、各評価を行った。なお、雰囲気温度、ラバーヒーター、加温板、遠赤外線ヒーターを調整し、表１の条件によりＳＭＣシートを作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例７及び８）
エポキシ樹脂（１）３５質量部、エポキシ樹脂（２）３５質量部、エポキシ希釈剤（「ＸＹ－６２２」）１０質量部、エポキシ希釈剤（「ＥＸ－３１３」）２０質量部とした以外は実施例１と同様に樹脂組成物を得た。さらに、炭素繊維を表２に示すＷｃとして、ＳＭＣシートを得た。なお、雰囲気温度、ラバーヒーター、加温板、遠赤外線ヒーターを調整し、表２の通りＳＭＣシートを作製した。
（比較例１～３）
表２の含浸条件とした以外は実施例１と同様にして、ＳＭＣ（Ｒ１）～（Ｒ３）、及び成形品（Ｒ１）～（Ｒ３）を得、各評価を行った。なお、雰囲気温度、ラバーヒーター、加温板、遠赤外線ヒーターを調整し、表２の通りＳＭＣシートを作製した。
（比較例４）
エポキシ樹脂（１）３５質量部、エポキシ樹脂（２）３５質量部、エポキシ希釈剤（「ＸＹ－６２２」）１０質量部、エポキシ希釈剤（「ＥＸ－３１３」）２０質量部とした以外は実施例１と同様に樹脂組成物を得た。さらに、炭素繊維を表２に示すＷｃとして、ＳＭＣシートを得た。なお、雰囲気温度、ラバーヒーター、加温板、遠赤外線ヒーターを調整し、表２の通りＳＭＣシートを作製した。
（比較例５）
エポキシ樹脂（２）８７質量部、エポキシ希釈剤（「ＸＹ－６２２」）１０質量部、エポキシ希釈剤（「ＥＸ－３１３」）３質量部とした以外は実施例１と同様に樹脂組成物を得た。さらに、炭素繊維を表１に示すＷｃとして、ＳＭＣシートを得た。なお、雰囲気温度、ラバーヒーター、加温板、遠赤外線ヒーターを調整し、表１の通りＳＭＣシートを作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１～８の本発明の製造方法で得られたＳＭＣ及び成形品は、含浸性に優れることが確認された。
　一方、比較例１及び３は炭素繊維温度Ｔｃが、本発明の下限である１５℃よりも低い例であるが、樹脂組成物の粘度が高い状態での含浸となり、含浸不良であることが確認された。
　比較例２は炭素繊維温度Ｔｃが、本発明の上限である１１５℃よりも高い例であるが、硬化反応が進み粘度が上昇し、炭素繊維間に樹脂が流れず含浸不良であることが確認された。
　比較例４は、炭素繊維の含有率Ｗｃが、本発明の下限である３５質量％よりも小さい例であるが、ＳＭＣシート端部における樹脂のみの流出が３０ｍｍ以上であることが確認された。
　比較例５は、樹脂組成物の粘度が、本発明の下限である３００ｍＰａ・ｓよりも小さい例であるが、ＳＭＣシート端部における樹脂のみの流出が３０ｍｍ以上であることが確認された。
７　　ＳＭＣシートロール
８、９、１０、１１　　冷却ロール
１　ＳＭＣシート
１２ 　キャリアフィルム
１３ 　含浸装置
１４ 　含浸ロール
１９ 　巻出装置
２０ 　移送ベルト
２１ 　樹脂塗布装置
２２ 　樹脂組成物
２３ 　ロービング
６  　加温板　
２４ 　ストランド
２４ａ　炭素繊維の切断片
２５ 　切断装置
２６ 　赤外線ヒーター
２７　 ラバーヒーター（２枚）
２７’ ラバーヒーター（１枚）
２８　 ラバーヒーター（２枚）
２９　 熱風装置
３０　 熱風流入口

Claims (3)

  1. 樹脂組成物を炭素繊維に含浸して得られ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、前記樹脂組成物の２５℃における粘度が３００～２００００ｍＰａ・ｓであり、上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で挟み込まれる際の炭素繊維温度Ｔｃが１５～１１５℃であり、前記シートモールディングコンパウンド中の炭素繊維の含有率が３５～８０質量％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。
  2. 以下の条件式（ａ）及び（ｂ）を満たす請求項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。
    （ａ）１５＜Ｔｃ×Ｗｃ／１００＋Ｔｒ×Ｗｒ／１００＜１８０
    （ｂ）Ｔｒ＜１１０
    （但し、Ｔｃは上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で炭素繊維が挟み込まれる際の炭素繊維温度（℃）であり、Ｔｒは上下に設置されたキャリアフィルム上の樹脂組成物で炭素繊維が挟み込まれる際の樹脂組成物温度（℃）であり、Ｗｃはシートモールディングコンパウンド中の炭素繊維の含有率（質量％）であり、Ｗｒはシートモールディングコンパウンド中の樹脂組成物の含有率（質量％）を表す。）
  3. 　請求項１又は２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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