JPS6335666B2 - - Google Patents

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JPS6335666B2
JPS6335666B2 JP52105003A JP10500377A JPS6335666B2 JP S6335666 B2 JPS6335666 B2 JP S6335666B2 JP 52105003 A JP52105003 A JP 52105003A JP 10500377 A JP10500377 A JP 10500377A JP S6335666 B2 JPS6335666 B2 JP S6335666B2
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JP
Japan
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resin
smc
release paper
fibers
viscosity
Prior art date
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JP52105003A
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English (en)
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JPS5439469A (en
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Hiroyuki Kosuda
Takayuki Tanaka
Yoshasu Matsumoto
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Teijin Ltd
Original Assignee
Toho Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toho Rayon Co Ltd filed Critical Toho Rayon Co Ltd
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Publication of JPS5439469A publication Critical patent/JPS5439469A/ja
Publication of JPS6335666B2 publication Critical patent/JPS6335666B2/ja
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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、取扱い容易でかつ高性能の成形物を
得るためのシートモールデイングコンパウンド
(以下SMCと略記する)の製造方法に関するもの
である。 従来、短繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたシー
ト状の成形前駆体、いわゆるSMCを用いての成
形法が発達してきた。このSMCは、未硬化の熱
硬化性樹脂を強化材繊維に含浸させたシート状物
を剥離紙あるいはフイルム(以下単に剥離紙と総
称する)に挾持し、使用時に剥離紙をはがして成
形する方法が一般的に採用されている。このよう
なSMCにおいては、強化材繊維が短繊維のため
剥離紙との剥離操作及びその工程以後での取扱性
に問題がある。つまり、短繊維の場合、繊維間の
連絡性がないため、樹脂を含浸して得られた
SMCを離型紙から剥離させようとすると、樹脂
の粘度が低くシートが切れてしまい、連続的に離
型紙から剥すことができなくなり、その後の取扱
性も悪い。 そこで、このような問題解決のために、樹脂素
材に増粘剤を混合する方法、予備硬化を行う方法
或は少量のバインダーで予め繊維相互を固定する
方法等が提案されている。 しかるに増粘剤を添加する方法は、増粘剤によ
つて複合材料の物性、特に強度を低下させる原因
となり好ましくない。又繊維を予めバインダーで
固定する方法は、取扱性はよくなるが、増粘剤の
場合と同様の問題がある。予備硬化させる方法は
そのための熱処理、熟成工程が必要となる。 本発明者等は、このようなSMCの従来法の欠
点を解決し、増粘剤、バインダーを使用せず、し
かも予備硬化工程の不用なSMCについて研究の
結果本発明に至つたものである。 すなわち本発明は、短繊維を強化材とし、熱硬
化性樹脂をマトリツクスとする複合材用SMCに
おいて、室温において半固体状であり且つ150℃
以下の温度で500ポイズ以下となる熱硬化性樹脂
組成物を、該組成物の粘度が10〜500ポイズの時
に剥離紙上に展延し、次いで該組成物層と短繊維
からなるシート状繊維層とを積層し、樹脂組成物
の軟化点以上の温度で圧着させ、該繊維層に樹脂
を含浸させることによるSMCの製造法である。 かゝる方法によつて得たSMCは、増粘剤、バ
インダー等を使用せずしかも予備硬化等の操作も
必要とせず、その取扱も容易である。 ここで半固体状とは、流動性を示さないが柔軟
性があり、わずかに接着性を有し、かつシート状
繊維層に含浸後室温で剥離紙からはがすことがで
きるような状態を意味する。 又、ここで樹脂の軟化点とは、該樹脂組成物の
フイルムとシート状繊維層を合わせローラー等で
圧着した場合、繊維が流動し、該繊維層に樹脂が
含浸する最低の温度を意味する。具体的には、該
樹脂組成物の粘度が1万ポイズになる温度が軟化
点の目安である。樹脂の粘度が150℃以下の温度
で500ポイズより高くなると、硬化剤との混合、
展延操作等を円滑に行うことが困難となる。樹脂
の温度を上げれば粘度は低下するが、高温では樹
脂の硬化が起るため操作温度には上限がある。 一般に経済的な成形条件は、200℃以下の温度
で一時間以内好ましくは数分以内に硬化できるこ
とが望ましく、このような条件で硬化する樹脂
を、硬化させることなく硬化剤と混合、展延、含
浸等を行うには、150℃以下で行うことが必要で
ある。このため、樹脂は、150℃以下の温度で500
ポイズ以下の粘度であることが必要である。又剥
離紙への展延時、粘度が10ポイズ以下だと均一な
展延が困難である。 樹脂が室温で固体となると、得られたSMCの
柔軟性がなくなり、立体的な成形物を得ることが
出来なくなり取扱性も悪い等SMCの利点が失わ
れる。このため樹脂は室温において半固体でなけ
ればならない。 本発明に用いられる樹脂は上記の如き粘度特性
を満足する樹脂であり不飽和ポリエステル樹脂、
ビニルエステル樹脂、フエノール樹脂、エポキシ
樹脂等のうちより選定され使用される。エポキシ
樹脂について説明すると、例えばフエノールノボ
ラツク型エポキシ樹脂(チバ社製EPN―1138)
等は単独で本発明の条件を満足する。又エピコー
ト152(シエル化学社製フエノールノボラツク型エ
ポキシ樹脂)40〜60部とエピコート1002(同ビス
フエノールAジグリシジルエーテル型エポキシ樹
脂)60〜40部の混合物、エピコート828(同ビスフ
エノールAジグリシジルエーテル型エポキシ樹
脂)30〜60とエピコート1002、70〜40部の混合物
も本発明の条件を満足する。 硬化剤の選定は、樹脂との混合、展延、含浸等
の操作温度では操作中に硬化しないものを選ぶこ
とが必要である。エポキシ樹脂の場合、BF3モノ
エチルアミン、ジアミノジフエニルスルフオン
(DDS)ジシアンジアミド等を用いることができ
る。又、これらの硬化剤と硬化促進剤を併用する
こともできる。当然のことであるが、前述の樹脂
の粘度特性は、硬化剤と混合後の粘度特性であ
る。BF3モノエチルアミン、ジシアンジアミドの
如く、少量(樹脂100部に対し、硬化剤2〜10部)
で硬化可能な硬化剤は、混合後も樹脂粘度を大巾
に変化させることはないが、ジアミノジフエニル
スルフオンの如く、多量(樹脂100部に対し、硬
化剤20〜50部)に添加する場合には、混合後の樹
脂粘度が、上記粘度になる如く、硬化剤の種類に
より、樹脂の配合を選択すべきである。 本発明における短繊維からなる繊維層に用いる
繊維の種類としては、ガラス繊維、炭素繊維の如
き無機繊維、ステンレス繊維の如き金属繊維、ケ
プラー(デユポン社)の如き高弾性有機繊維既存
の天然繊維、合成繊維等がある。 本発明は、例えば第1図〜第3図に示される工
程で実施される。第1図に於て、ホツトロール
2、フイルムコーター3により、あらかじめ硬化
剤と混合してある樹脂4を剥離紙1にコートし、
ワインダー6で巻取る。必要により、冷却帯5を
設け、樹脂を冷却後巻取ることもできる。剥離紙
は表裏の剥離度に差のある両面剥離紙を用い、剥
離度の低い方の面に、樹脂をコートすることが好
ましい。剥離度に差のない場合は、次の工程で、
樹脂をコートした剥離紙を引出す時に、樹脂の部
分的な転写が起り、好ましくない。ここで転写と
は、剥離紙のA面にコートした樹脂が巻取後、巻
戻す時にB面の方に移動する現象を意味する。 第2、第3図は、樹脂をコートした剥離紙を用
いて、SMCを製造する工程の例示するものであ
る。 第2図に於て高弾性繊維のロービング7をカツ
ター8で切断し、コンベアベルト9の上に捕集
し、シート状高弾性繊維集合体(以下マツトと記
す)12を形成させる。この時、コンベアベルト
9をネツト状とし、その下に吸引部11を設け、
繊維の飛散を防ぐこともできる。 得られたマツト12はコンベアベルト10上を
移動している樹脂をコートした剥離紙13の樹脂
上に移動し、更に剥離紙13′で上部をおさえ、
樹脂が液状になるには充分であるが、硬化は起き
ない温度に加熱されている。加圧ローラー14に
よりプレスされ剥離紙上の樹脂を繊維層に含浸さ
せ、巻取機17で巻取る。 第3図は、樹脂をコートした剥離紙13の上
に、直接マツトを形成させる場合について示す。
第2図、第3図に於て、通常のSMC製造工程の
如く、剥離紙13,13′の供給部に樹脂コート
装置を設け、樹脂をコートしつつ、剥離紙13,
13′を供給すること、加圧ローラー14の前に
予熱体15を、加圧ローラー14の後に、冷却帯
16を設けることもできる。又、マツト12に樹
脂を含浸後、剥離紙13,13′のどちらか一方
を剥し取つた後で巻取ること、及びマツト12に
樹脂を含浸後、巻取ることなく、所定の形状に切
断することもできる。更に又、剥離紙13,1
3′は両方に樹脂をコートする必要はなく、片面
のみにコートし、片側から含浸させて、SMCを
得ることもできる。樹脂と繊維の割合は繊維の容
量分率で10〜70%が適当である。集束したチヨツ
プドストランドの形状でマツトを形成している場
合は20〜70%が適当であるが、単繊維1本1本に
まで分繊されている場合はかさ高となるので、10
〜50%が適当である。一般的にはSMCの状態で
の樹脂の割合は、最終成形品に予定される樹脂の
割合よりも多少多くしておき、成形時に余分な樹
脂を絞り出すのが脱泡がより完全になされ、高品
質の成形物が得られる。 本発明によつて得られるSMCは、前述の如く、
強度を低下させる無機粉末やバインダーを含まな
いので、高強度、高弾性を有する成形物が得ら
れ、又、成形性が良いので、通常のSMCの主な
用途であるバスタブ等の他に自動車のバンバー、
ボデイー、タイヤホイール等に使用され又、分繊
されたマツトからなる薄いSMCを用いた場合に
は、スピーカーコーン等に応用することもでき
る。 以下実施例にて本発明を説明する。 実施例 1 エピコート828とエピコート1002を種々の割合
で混合した樹脂100部に対し、ジシアンジアミド
(以下DICYと略)を10部(重量米、以下同)混
合した樹脂系について、硬化剤(DICY)との混
合性、展延時の操作性、短繊維からなる強化繊維
層への含浸性、得られたSMCの取扱性を検討し
た。結果を第1表、第2表に示す。
【表】
【表】 第1表、第2表に示す結果に見られる通り粘度
500ポイズ以上では硬化剤との混合や展延の操作
が困難となり、かつ短繊維からなる強化繊維層と
の含浸性も悪い。又、50ポイズ以下では展延時に
樹脂が島状に分離してしまい、剥離紙上に均一な
フイルムを形成できない。 No.1,2の場合120℃前後で展延、繊維への含
浸は可能であるが、得られたSMCは室温では非
常に硬く、曲げようとすると折れた。又、No.6,
7の場合、40℃前後で行なえば展延、含浸等の操
作は可能であるが、室温で剥離紙から剥そうとす
ると、SMCが切れてしまい連続的に剥すことが
できなかつた。 実施例 2 エピコート152(日本シエル化学(株))45部、エピ
コート1002、55部、DICY10部とをロールミルを
用い、80℃で混合した。この混合樹脂の粘度は80
℃で約90ポイズ、軟化点は約40℃で、密度は約
1.20g/cm3であつた。この場合樹脂を用いて、表
裏の剥離度に差のある両面剥離紙の剥離度の低い
方の面に、フイルムコーターを用いて、巾50cm、
目付260g/m2となる如く80℃でコートし巻取つ
た。 次いでこの樹脂コートした剥離紙を密度約1.75
g/cm3、直径7μの炭素繊維6000本からなり、エ
ポキシ樹脂約1.5%により集束されている炭素繊
維(東邦ベスロン(株)製ベスフアイト7―6000)を
50mm長に切断しつつ目付が500g/m2となる如く、
剥離紙の樹脂上に均一なシート状炭素繊維集合体
を形成させ、この上を、同じく先に樹脂コートし
た剥離紙でおさえ、80℃の予熱帯を通過させた後
100℃の加圧ローラーでプレスし、樹脂を含浸さ
せることにより、目付1020g/m2、繊維の容量分
率40%のSMCが得られた。得られたSMCは炭素
繊維が約6000本集束した状態でシートを形成して
いた。得られたSMCは取扱性、成形性が良好で
あり、190℃、60分圧力20Kg/cm2で圧縮成形して
得られた平板の物性は下記の通りであつた。 曲げ強度 :40Kg/mm2 曲げ弾性率:2.8ton/mm2 密 度:1.37g/cm3 繊維含有率:41vol% 実施例 3 強化繊維としてシランカツプリング剤で集束さ
れているガラス繊維を用い、剥離紙にコートした
樹脂の目付が180g/m2の他は、実施例2と同様
にし、目付860g/m2、巾50cmのSMCを得た。得
られたSMCは取扱性、成形性共に良好であり、
実施例2と同様に成形して得られた平板の物性は
次の通りであり、通常のSMCから得られる成形
物の曲げ強度が10〜15Kg/cm2であるのと比較し
て、高い強度を有していた。 曲げ強度 :24Kg/mm2 曲げ弾性率:0.9ton/mm2 密 度:1.51g/cm3 繊維含有率:41vol% 実施例 4 ポリエステル樹脂、ポリマール6228(武田薬品
(株))を用いて、SMCを製造した。ポリマール
6228には、約40wt%の溶剤(アセトンとトルエ
ンの混合物)が含まれているので、減圧下で蒸発
させて、固体の樹脂を得た。得られた樹脂75部、
ジアリルフタレート(DAP)25部、ターシヤル
ブチルパーベンゾエート(TBPB)5部を70℃
で混合した。得られた樹脂を巾350mm、目付46.5
g/m2となる如く70℃で実施例2で用いたと同じ
剥離紙にコートし巻取つた。 次に集束剤が付着していない点を除いては実施
例2で用いたと同じ炭素繊維を供給し、3000rpm
で回転している針布付ローターで平均繊維長23mm
に切断し、第2図に示す如くネツトの下で吸引し
つつ、ネツトコンベアの上で目付50g/m2の均一
なマツトを形成させた。このマツトは単繊維の状
態に分繊された炭素繊維により形成されていた。
次いで、得られたマツトを連続的に先に樹脂をコ
ートした剥離紙で挾み、70℃の予熱帯を通過後80
℃の加圧ローラーで樹脂を含浸させ、SMCを得
た。得られたSMCは取扱性、成形性共に良好で
あつた。 このSMCを積層し、140℃、圧力40Kg/cm2で圧
縮成形したところ、5分間で硬化し、下記の物性
が得られた。尚成形時の圧力により、樹脂の一部
が金型からあふれ出した為、成形物の繊維含有量
は26vol%(SMCの繊維含有量は20vol%)とな
つた。 曲げ強度 :24Kg/mm2 曲げ弾性率:1.8ton/mm2 密 度:1.31g/cm3 このSMC1枚を金型に入れ成形することによ
り、厚さ0.1〜0.15mmの均一な厚さの比弾性率の
高いスピーカー振動板を得た。又数十〜数百枚を
積層して成形して得られた厚さ数〜数十ミリの成
形品は、ギヤー等に加工して、良好な耐摩耗性を
示した。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明の実施に際し使用され
る工程を例示したものである。第1図は剥離紙上
への樹脂の展延工程を示す第2図及び第3図は樹
脂上への繊維層の形成及び繊維層への樹脂の含浸
工程を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 室温において半固体状であり且つ150℃以下
    の温度で500ポイズ以下となる熱硬化性樹脂組成
    物を、該組成物の粘度が10〜500ポイズの時に剥
    離紙上に展延し、次いで該組成物層と短繊維から
    なるシート状繊維層とを積層し、樹脂組成物の軟
    化点以上の温度で圧着させ、該繊維層に樹脂を含
    浸させることを特徴とするシートモールデイング
    コンパウンドの製造法。
JP10500377A 1977-09-02 1977-09-02 Preparation of sheet molding compound Granted JPS5439469A (en)

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JPS5439469A JPS5439469A (en) 1979-03-26
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