WO2021187123A1 - 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

Info

Publication number
WO2021187123A1
WO2021187123A1 PCT/JP2021/008322 JP2021008322W WO2021187123A1 WO 2021187123 A1 WO2021187123 A1 WO 2021187123A1 JP 2021008322 W JP2021008322 W JP 2021008322W WO 2021187123 A1 WO2021187123 A1 WO 2021187123A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
members
sheet
resin
molding compound
producing
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/008322
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一迅 人見
Original Assignee
Dic株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dic株式会社 filed Critical Dic株式会社
Priority to JP2021574277A priority Critical patent/JP7028389B2/ja
Priority to US17/907,853 priority patent/US20230131657A1/en
Priority to CN202180016374.0A priority patent/CN115135474B/zh
Priority to EP21770710.8A priority patent/EP4122665A4/en
Publication of WO2021187123A1 publication Critical patent/WO2021187123A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/14Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for dividing shaped articles by cutting
    • B28B11/16Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for dividing shaped articles by cutting for extrusion or for materials supplied in long webs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10Thermosetting resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • C08J2363/02Polyglycidyl ethers of bis-phenols

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 molding 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
  • An object to be solved by the present invention is to provide a method for producing a sheet molding compound having excellent fiber impregnation property regardless of the fiber content.
  • the present inventors have found that a method for producing a sheet molding compound having a specific aging process can solve the above-mentioned problems, and have completed the present invention.
  • the present invention relates to a method for producing a sheet molding compound, which comprises applying a load of 0.2 to 50 g / cm 2 for 1 hour or more.
  • 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 having a aging step of thickening a sheet-shaped resin compound, and in the aging step, the sheet-shaped resin compound is subjected to a condition of an internal temperature of 20 to 120 ° C.
  • This is a manufacturing method in which at least a part of the resin compound of No. 1 is applied at a load of 0.2 to 50 g / cm 2 for 1 hour or more.
  • the sheet-shaped resin compound before the aging step can be obtained by a known method for producing SMC.
  • a resin composition is applied to a carrier film placed on the upper and lower sides so as to have a uniform thickness, and a fiber reinforced material is used. Is sprayed on one of the resin composition coated surfaces, sandwiched between the resin compositions on the carrier films installed above and below, and then the whole is passed between the impregnated rolls, and pressure is applied to the resin composition on the fiber reinforced plastic. Obtained by impregnating an object.
  • a polyethylene film, a polypropylene film, a polyethylene-polypropylene laminate film, polyethylene terephthalate, nylon or the like can be used.
  • 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.
  • the viscosity of the resin composition is a viscosity ratio (V 30 / ) of the viscosity V 20 (m ⁇ Pas) at 20 ° C. and the viscosity V 30 (m ⁇ Pas) at 30 ° C. because the impregnation property of SMC is further improved.
  • V 20 is preferably 0.5 to 0.9.
  • 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 multi-layer 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 may 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 can 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 fiber reinforcing material fibers cut to a length of 2.5 to 50 mm are 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, the fiber reinforcing material is 5 to 40 mm. Fibers cut into pieces are more preferable.
  • the fiber reinforcing material examples include glass fiber, carbon fiber, silicon carbide fiber, pulp, linen, cotton, nylon, polyester, acrylic, polyurethane, polyimide, polyamide fiber made of aramid such as Kevlar and Nomex, and the like. Be done. Among these, carbon fiber is preferable because a high-strength molded product can be obtained.
  • 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 fiber reinforced material in the components of the SMC of the present invention is preferably in the range of 25 to 80% by mass, preferably in the range of 40 to 70% by mass, because the mechanical properties of the obtained molded product are further improved. Is more preferable, and 45 to 65% by mass is particularly preferable. If the fiber content is too low, a high-strength molded product may not be obtained, and if the carbon fiber content is too high, the resin impregnation property of the fibers is insufficient, causing swelling of the molded product and high. There is a possibility that a strong molded product cannot be obtained.
  • the carbon fibers in the SMC of the present invention are impregnated in the resin in a state where the fiber directions are random.
  • the sheet-shaped resin compound is applied under a load of 0.2 to 50 g / cm 2 for 1 hour or more under the condition that the internal temperature of the sheet-shaped resin compound is 20 to 120 ° C. Must have been.
  • the internal temperature is preferably 30 to 100 ° C., more preferably 40 to 90 ° C., because the impregnation property is further improved.
  • the rate of temperature rise for raising the internal temperature of the sheet-shaped resin compound is preferably 1 to 15 ° C./min, more preferably 2.5 to 15 ° C./min, because the impregnation property of SMC is further improved.
  • the load since the penetration of the resin in the thickness direction is further promoted, 1 g / cm 2 or more is preferred, 3 g / cm 2 or more, and also to prevent excessive flow of the resin, more easily Since the fiber content in SMC can be controlled, 40 g / cm 2 or less is preferable, and 30 g / cm 2 or less is more preferable.
  • Examples of the method of applying the sheet-shaped resin compound include a method of winding the obtained sheet into a roll and a method of folding it into a zigzag.
  • the at least partially 0.2 ⁇ 50g / cm 2 of the sheet-like resin compound being applied 1 hour or more at a load, a portion being applied 1 hour or more at a load of 0.2 ⁇ 50g / cm 2
  • 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 heat compression molding is preferable as the molding method from the viewpoints of excellent productivity and design diversity. ..
  • the SMC is weighed in a predetermined amount, put into a mold heated to 110 to 180 ° C. in advance, 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 was measured using a B-type viscometer (“RB-85H” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), and the internal temperature of the sheet-shaped resin compound was 0.32 mm in diameter of the terminal core wire.
  • the following ultrafine coated thermocouple (measured using "TI-SP-K” manufactured by Toa Electric Co., Ltd.), and the applied load was measured using a pressure measuring film ("prescale” manufactured by Fujifilm Co., Ltd.). Is.
  • Epoxy resin (1) ("Tetraglycidyl diaminodiphenylmethane” manufactured by Sigma Aldrich) 40 parts by mass, epoxy resin (2) ("EPICLON 840LV” manufactured by DIC Co., Ltd., bisphenol A type) 40 parts by mass, epoxy diluent (ANHUI XINYUAN) Chemical "XY-622", 1,4-butanediol diglycidyl ether) 5 parts by mass, epoxy diluent (Nagase Sangyo "EX-313", glycerol thermoplastic ether) 15 parts by mass, internal mold release agent (“FB-962” manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 2 parts by mass, 8 parts by mass of epoxy resin curing agent ("DICY7” manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., dicyandiamide), curing accelerator (“B-605-IM” manufactured by DIC Co., Ltd.) , Alkyl urea-based) 5 parts by mass are mixed with three rolls, and 9
  • the SMC (1) obtained above was peeled off from the film, three pieces cut into 265 mm ⁇ 265 mm were stacked, set in the center of a 30 ⁇ 30 cm 2 flat plate die, and pressed at a press die temperature of 150 ° C. Molding was performed at a press pressure of 12 MPa for 5 minutes to obtain a flat plate-shaped molded product (1) having a thickness of 3 mm.
  • Example 2 SMCs (2) to (7) and molded products (2) to (7) were obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the aging process conditions of Table 1 or Table 2 were used.
  • Comparative Example 1 is an example in which the internal temperature of SMC in the aging step is lower than the lower limit of 20 ° C. of the present invention, but the impregnation property of SMC is insufficient.
  • Comparative Example 2 is an example in which the load applied to the SMC in the aging step is larger than the upper limit of 50 g / cm 2 of the present invention, but an SMC having a predetermined carbon fiber content was not obtained.
  • Comparative Example 3 is an example in which the SMC was not applied in the aging step, but the impregnation property of the SMC was insufficient.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

シート状の樹脂コンパウンドを増粘させる熟成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、前記熟成工程において、内部温度20~120℃の条件下、前記シート状の樹脂コンパウンドの少なくとも一部が、0.2~50g/cmの荷重で1時間以上印加されてい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。

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、繊維含有率に依らず、繊維の含浸性に優れ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とである。
 本発明者等は、特定の熟成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、シート状の樹脂コンパウンドを増粘させる熟成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、前記熟成工程において、内部温度20~120℃の条件下、前記シート状の樹脂コンパウンドの少なくとも一部が、0.2~50g/cmの荷重で1時間以上印加されてい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SMCの製造方法は、シート状の樹脂コンパウンドを増粘させる熟成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、前記熟成工程において、内部温度20~120℃の条件下、前記シート状の樹脂コンパウンドの少なくとも一部が、0.2~50g/cmの荷重で1時間以上印加されている製造方法である。
 熟成工程前のシート状の樹脂コンパウンドは、公知のSMCの製造方法により得られるが、例えば、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、繊維強化材を一方の樹脂組成物塗布面に散布し、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ることにより得られる。キャリアフィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンとポリプロピレンのラミネートフィルム、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等を用いることができる。
 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。
 前記樹脂組成物の粘度は、SMCの含浸性がより向上することから、20℃における粘度V20(m・Pas)と30℃における粘度V30(m・Pas)との粘度比(V30/V20)が0.5~0.9であることが好ましい。
 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。
 前記繊維強化材は、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。
 前記繊維強化材としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、シリコンカーバイド繊維、パルプ、麻、綿、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、ポリイミド、あるいはケブラー、ノーメックス等のアラミド等からなるポリアミド繊維等が挙げられる。これらの中でも高強度の成形品が得られることから炭素繊維が好ましい。
 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、前記繊維強化材の含有率は、得られる成形品の機械的物性がより向上することから、25~80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、炭素繊維含有率が高すぎる場合、繊維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。
 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。
前記熟成工程においては、前記シート状の樹脂コンパウンドの内部温度20~120℃の条件下、前記シート状の樹脂コンパウンドの少なくとも一部が、0.2~50g/cmの荷重で1時間以上印加されている必要がある。
前記内部温度が20℃よりも低い場合は、粘度低下が発生せず含浸が不十分となり、120℃よりも高い場合は、硬化剤の反応により高粘度となり、含浸が不十分となる。前記内部温度は、含浸性がより向上することから、30~100℃が好ましく、40~90℃がより好ましい。
前記シート状の樹脂コンパウンドの内部温度を上昇させる昇温速度としては、SMCの含浸性がより向上することから、1~15℃/分が好ましく、2.5~15℃/分がより好ましい。
前記荷重は、厚み方向への樹脂の浸透がより促進されることから、1g/cm以上が好ましく、3g/cm以上がより好ましく、また、樹脂の過剰な流動を防止し、より容易にSMC中の繊維含有量を制御できることから、40g/cm以下が好ましく、30g/cm以下がより好ましい。
 前記シート状の樹脂コンパウンドの印加方法としては、得られたシートをロール状に巻き取る方法又はつづら折りに畳む方法等が挙げられる。
少なくとも一部が0.2~50g/cmの荷重で1時間以上印加されているシート状の樹脂コンパウンドとは、0.2~50g/cmの荷重で1時間以上印加されている箇所を含む同一面もしくは連続的に繋がりのあるシート状の樹脂コンパウンドをいう。
 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、粘度はB型粘度計(東機産業株式会社製「RB-85H」)を用いて、粘度を測定したものであり、シート状の樹脂コンパウンドの内部温度は、端末芯線を直径0.32mm以下の極細被覆熱電対(東亜電機社製「TI-SP-K」を用いて測定したものであり、印加荷重は、圧力測定フィルム(富士フイルム社製「プレスケール」)を用いて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」)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)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)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)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。この樹脂組成物(1)の粘度比(V30/V20)は0.67であった。
[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/m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55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、ガラス板を載せ、SMC表面に0.5g/cmの荷重を印加した状態にて、60℃中に4時間静置し、SMC(1)を得た。このSMCの目付け量は、2kg/mであった。
[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)をフィルムから剥離し、265mm×265mmにカットしたものを3枚重ね、30×30cmの平板金型の中央部にセットし、プレス金型温度150℃、プレス時間5分間、プレス圧力12MPaで成形し、厚さ3mmの平板状の成形品(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
(実施例2~6)
 表1又は表2の熟成工程条件とした以外は実施例1と同様にして、SMC(2)~(7)、及び成形品(2)~(7)を得、各評価を行った。
(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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例1~7の本発明のシートモールディングコンパウンド(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は、熟成工程におけるSMCの内部温度が、本発明の下限である20℃より低い例であるが、SMCの含浸性が不十分であった。
 比較例2は、熟成工程におけるSMCへの印加荷重が、本発明の上限である50g/cmより大きい例であるが、所定の炭素繊維含有率を有するSMCが得られなかった。
 比較例3は、熟成工程において、SMCへの印加がなかった例であるが、SMCの含浸性が不十分であった。

Claims (4)

  1. シート状の樹脂コンパウンドを増粘させる熟成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、前記熟成工程において、内部温度20~120℃の条件下、前記シート状の樹脂コンパウンドの少なくとも一部が、0.2~50g/cmの荷重で1時間以上印加されてい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. 前記熟成工程中に、前記シート状の樹脂コンパウンドの内部温度を1~15℃/分で昇温させる工程を有する請求項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。
  3.  前記樹脂コンパウンドの原料である樹脂組成物の20℃における粘度V20(m・Pas)と30℃における粘度V30(m・Pas)との粘度比(V30/V20)が0.5~0.9である請求項1又は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。
  4.  請求項1~3いずれか1項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。
PCT/JP2021/008322 2020-03-19 2021-03-04 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 WO2021187123A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021574277A JP7028389B2 (ja) 2020-03-19 2021-03-04 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
US17/907,853 US20230131657A1 (en) 2020-03-19 2021-03-04 Method for producing sheet molding compound and method for producing molded article
CN202180016374.0A CN115135474B (zh) 2020-03-19 2021-03-04 片状模塑料和成形品的制造方法
EP21770710.8A EP4122665A4 (en) 2020-03-19 2021-03-04 METHOD FOR PRODUCING A SHEET MOLDING COMPOUND AND METHOD FOR PRODUCING A MOLDED ARTICLE

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-049229 2020-03-19
JP2020049229 2020-03-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021187123A1 true WO2021187123A1 (ja) 2021-09-23

Family

ID=77768127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/008322 WO2021187123A1 (ja) 2020-03-19 2021-03-04 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

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230131657A1 (ja)
EP (1) EP4122665A4 (ja)
JP (1) JP7028389B2 (ja)
CN (1) CN115135474B (ja)
WO (1) WO2021187123A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03270906A (ja) * 1990-03-20 1991-12-03 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 樹脂含浸繊維シート材の熟成保管方法
JP2004035714A (ja) 2002-07-03 2004-02-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd シートモールディングコンパウンド及びその製造方法並びにシートモールディングコンパウンドを用いた成形体
JP2005505439A (ja) * 2001-10-12 2005-02-24 オウェンス コーニング 特性が改善されたシートモールディングコンパウンド
WO2016182077A1 (ja) * 2015-05-13 2016-11-17 三菱レイヨン株式会社 シートモールディングコンパウンド及び繊維強化複合材料
JP2017160308A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 プレス成形用繊維強化樹脂シートとそれを用いた繊維強化樹脂板およびその製造方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4474845A (en) * 1982-08-26 1984-10-02 General Motors Corporation Compacted sheet molding compound
JP3473911B2 (ja) * 1994-06-30 2003-12-08 日本ゼオン株式会社 不飽和ポリエステル樹脂組成物及び該組成物の成形方法
JPH08174759A (ja) * 1994-12-27 1996-07-09 Mitsui Toatsu Chem Inc シートモールディングコンパウンド・亜鉛板の複合板
JPH09150415A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Sekisui Chem Co Ltd Smcの製造方法
JPH09176331A (ja) * 1995-12-26 1997-07-08 Nippon Zeon Co Ltd 不飽和ポリエステル樹脂高強度シートモールディングコンパウンド及びその成形方法
JPH09183122A (ja) * 1995-12-28 1997-07-15 Nippon Zeon Co Ltd シートモールディングコンパウンドの製造方法
JPH1121440A (ja) * 1997-06-27 1999-01-26 Nippon Zeon Co Ltd シートモールディングコンパウンド及びその製造方法
JP2001040164A (ja) * 1999-08-02 2001-02-13 Mitsubishi Rayon Co Ltd シート・モールディング・コンパウンド用アクリル系樹脂組成物
JP2001150434A (ja) * 1999-11-30 2001-06-05 Hitachi Chem Co Ltd シートモールディングコンパウンドの製造方法、この方法により得られるシートモールディングコンパウンド及びこれを用いたシートモールディングコンパウンド成形品
DE10233300B4 (de) * 2002-07-22 2014-09-11 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Verfahren und Anlage zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen
CN100482451C (zh) * 2003-09-29 2009-04-29 北京汽车玻璃钢制品总公司 中温成型片状模塑料及其加工方法
JP2005139257A (ja) * 2003-11-05 2005-06-02 Hitachi Housetec Co Ltd 成形材料及び成形品
CN100564449C (zh) * 2005-10-13 2009-12-02 武汉理工大学 低压成型片状模塑料片材的生产设备及用途
EP1816178A1 (en) * 2006-02-01 2007-08-08 POLYNT GmbH & Co. KG Molding compounds containing luminescent pigments
JP5170506B2 (ja) * 2006-03-09 2013-03-27 Dic化工株式会社 加熱圧縮成形用シートモールディングコンパウンド成形材料、それを用いた成形品及びその製造方法
CN100556682C (zh) * 2007-07-10 2009-11-04 武汉理工大学 一种环氧片状模塑料及其制备方法
DE102010002843A1 (de) * 2010-03-13 2011-09-15 Dieffenbacher Gmbh + Co. Kg Verfahren , Anlage und Harzmatte zur Herstellung von faserverstärkten Formteilen in einer Formpresse
CN101927570A (zh) * 2010-05-11 2010-12-29 合肥华欣自控设备成套厂 一种高光表面的smc复合材料的制备方法
JP5416797B2 (ja) * 2012-03-07 2014-02-12 パナソニック株式会社 Smc及びその製造方法
US9975987B2 (en) * 2014-03-25 2018-05-22 Dic Corporation Epoxy resin, method for producing epoxy resin, curable resin composition and cured product thereof, fiber-reinforced composite material, and molded article
JP2016088036A (ja) * 2014-11-10 2016-05-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 シートモールディングコンパウンドの製造方法
JP2016196590A (ja) * 2015-04-06 2016-11-24 三菱レイヨン株式会社 熱硬化性樹脂組成物および該熱硬化性樹脂組成物を用いるシートモールディングコンパウンドの製造方法
JP6772460B2 (ja) * 2015-12-21 2020-10-21 Dic株式会社 シートモールディングコンパウンドおよびその成形品
CN106589878A (zh) * 2016-12-21 2017-04-26 振石集团华美新材料有限公司 连续定向玻璃纤维增强耐腐蚀片状模塑料及其制备方法
WO2018193908A1 (ja) * 2017-04-18 2018-10-25 三菱ケミカル株式会社 繊維強化複合材料成形品およびその製造方法
ES2935840T3 (es) * 2017-11-20 2023-03-10 Dainippon Ink & Chemicals Material de moldeo reforzado con fibras y artículo moldeado que utiliza el mismo
JP7110834B2 (ja) * 2018-08-31 2022-08-02 Dic株式会社 シートモールディングコンパウンド用エポキシ樹脂組成物、シートモールディングコンパウンド、及び成形品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03270906A (ja) * 1990-03-20 1991-12-03 Mitsubishi Plastics Ind Ltd 樹脂含浸繊維シート材の熟成保管方法
JP2005505439A (ja) * 2001-10-12 2005-02-24 オウェンス コーニング 特性が改善されたシートモールディングコンパウンド
JP2004035714A (ja) 2002-07-03 2004-02-05 Mitsubishi Rayon Co Ltd シートモールディングコンパウンド及びその製造方法並びにシートモールディングコンパウンドを用いた成形体
WO2016182077A1 (ja) * 2015-05-13 2016-11-17 三菱レイヨン株式会社 シートモールディングコンパウンド及び繊維強化複合材料
JP2017160308A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 プレス成形用繊維強化樹脂シートとそれを用いた繊維強化樹脂板およびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4122665A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP4122665A1 (en) 2023-01-25
JPWO2021187123A1 (ja) 2021-09-23
JP7028389B2 (ja) 2022-03-02
US20230131657A1 (en) 2023-04-27
CN115135474A (zh) 2022-09-30
EP4122665A4 (en) 2024-04-10
CN115135474B (zh) 2024-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3661194B2 (ja) 織物プリプレグおよびハニカムサンドイッチパネル
KR101425334B1 (ko) 프리프레그 및 섬유 강화 복합 재료
WO2022024773A1 (ja) 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
WO2016060062A1 (ja) 繊維強化複合材料の製造方法、樹脂基材およびプリフォーム
US11865794B2 (en) Prepreg and method for manufacturing molded prepreg article
JP7272406B2 (ja) 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
US20230016883A1 (en) Methods for producing sheet molding compound and for producing molded product
WO2021200793A1 (ja) 繊維強化プラスチック成形材料
WO2018193908A1 (ja) 繊維強化複合材料成形品およびその製造方法
WO2016031637A1 (ja) 3次元織物を用いた難燃性成形体及び製造方法
JP7028389B2 (ja) 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
TWI815628B (zh) 碳纖維束、預浸體、纖維強化複合材料
JP6287074B2 (ja) 樹脂シート、およびそれを用いた繊維強化複合成形体の製造方法
US20210230356A1 (en) Sheet molding compound and molded article
WO2021131571A1 (ja) シートモールディングコンパウンド用樹脂組成物、シートモールディングコンパウンド、成形品、及びシートモールディングコンパウンドの製造方法
JP7468804B2 (ja) シートモールディングコンパウンド及びその製造方法
KR101746026B1 (ko) 다층 하이브리드 프리프레그 및 이의 제조방법
JP2006077202A (ja) 難燃性プリプレグ
JP2021130822A (ja) プリプレグ及びその製造方法、並びに繊維強化複合材料
JP2009179716A (ja) 共役ジエン系ポリマー含有のプリプレグ、プリプレグを用いた繊維強化複合材料及び繊維強化複合材料積層体
JPH1135794A (ja) 繊維強化複合材料用樹脂組成物の製造方法
KR20110076309A (ko) 경량 유리섬유 복합재료 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21770710

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021574277

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021770710

Country of ref document: EP

Effective date: 20221019