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公開番号2025010548
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-22
出願番号2021195690
出願日2021-12-01
発明の名称シートプリプレグの製造方法及びシートプリプレグ製造装置
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B29B 15/10 20060101AFI20250115BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】炭素繊維マットのマトリックス樹脂含浸を促進してライン速度を上げるための、又は室温粘度の高い樹脂組成物をマトリックス樹脂として使用可能とするための、CF-SMCを製造するうえで有用な技術を提供すること。
【解決手段】複数の短尺炭素繊維束20をベルトコンベア140で搬送した後に、その排出端から第一キャリアフィルム41上に落下させることにより、第一キャリアフィルム41の前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された面上に炭素繊維マット30を堆積させることと、複数の短尺炭素繊維束20をベルトコンベア140で搬送する間にヒーター150で加熱することと、を含むシートプリプレグの製造方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第一キャリアフィルムと第二キャリアフィルムのそれぞれの表面に熱硬化性樹脂ペーストを塗布することと、複数の短尺炭素繊維束をベルトコンベアで搬送した後に前記ベルトコンベアの排出端から前記第一キャリアフィルム上に落下させることにより、前記第一キャリアフィルムの前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された面上に炭素繊維マットを堆積させることと、前記第二キャリアフィルムを、前記炭素繊維マットを間に挟んで、前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された表面同士が互いに向き合うように前記第一キャリアフィルムに貼り合わせて積層体を形成することと、前記積層体を加圧することにより前記炭素繊維マットを前記熱硬化性樹脂ペーストで含浸させることと、前記複数の短尺炭素繊維束を前記ベルトコンベアで搬送する間にヒーターで加熱することと、を含むシートプリプレグの製造方法。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記ベルトコンベアの排出端と、前記第一キャリアフィルム上に前記炭素繊維マットが堆積する部位である炭素繊維マット堆積部とを少なくとも含む空間を、周囲よりも高温に保持する、請求項１に記載のシートプリプレグの製造方法。
【請求項３】
第一キャリアフィルムに熱硬化性樹脂ペーストを塗布するための第一塗工機と、
第二キャリアフィルムに熱硬化性樹脂ペーストを塗布するための第二塗工機と、
複数の短尺炭素繊維束を搬送した後に排出端から前記第一キャリアフィルム上に落下させることにより、前記第一キャリアフィルムの前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された面上に炭素繊維マットを堆積させるための、前記排出端を有するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアで搬送される前記複数の短尺炭素繊維束を加熱するためのヒーターと、
前記第二キャリアフィルムを、前記炭素繊維マットを間に挟んで、前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された表面同士が互いに向き合うように前記第一キャリアフィルムに貼り合わせて、積層体を形成するための貼り合わせ機と、
前記積層体を加圧することにより前記炭素繊維マットを前記熱硬化性樹脂ペーストで含浸させるための含浸機と、
を備えるシートプリプレグ製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、シートプリプレグの製造方法、とりわけ、炭素繊維（ＣＦ）を用いたシートプリプレグの製造方法に関する。本発明は、また、シートプリプレグの製造に好適に用い得るシートプリプレグ製造装置に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ＣＦ－ＳＭＣは、炭素繊維プリプレグの一種であり、その製造工程では、長尺炭素繊維束をチョッパーで切断して短尺炭素繊維束とし、走行するキャリアフィルム上に落下させることによって、炭素繊維マットが形成される。
ＣＦ－ＳＭＣの製造において、炭素繊維マットのマトリックス樹脂含浸を促進してライン速度を上げることや、室温粘度の高い樹脂組成物をマトリックス樹脂として使用可能とするために、含浸時にマトリックス樹脂を加熱して低粘度化することが検討されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２１／１０６５８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
キャリアフィルム上に落下させる短尺炭素繊維束の温度を上げないと、キャリアフィルム表面に塗布されたマトリックス樹脂の温度が、その上に炭素繊維マットを堆積させることによって下がってしまい、マトリックス樹脂の加熱の効果が十分に得られない。
チョッパーで切断された短尺炭素繊維束を直接キャリアフィルム上に落下させる場合、落下時間が短いために、落下中に短尺炭素繊維束を加熱することにより温度を十分に高めるのは困難である。
【０００５】
本発明の主たる目的は、炭素繊維マットのマトリックス樹脂含浸を促進してライン速度を上げるための、又は室温粘度の高い樹脂組成物をマトリックス樹脂として使用可能とするための、ＣＦ－ＳＭＣを製造するうえで有用な技術を提供することにある。
本明細書中には、本発明の各実施形態により解決され得る課題が明示的に又は黙示的に開示されている場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい実施形態には以下が含まれるが、限定するものではない。
［１］第一キャリアフィルムと第二キャリアフィルムのそれぞれの表面に熱硬化性樹脂ペーストを塗布することと、複数の短尺炭素繊維束をベルトコンベアで搬送した後に前記ベルトコンベアの排出端から前記第一キャリアフィルム上に落下させることにより、前記第一キャリアフィルムの前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された面上に炭素繊維マットを堆積させることと、前記第二キャリアフィルムを、前記炭素繊維マットを間に挟んで、前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された表面同士が互いに向き合うように前記第一キャリアフィルムに貼り合わせて積層体を形成することと、前記積層体を加圧することにより前記炭素繊維マットを前記熱硬化性樹脂ペーストで含浸させることと、前記複数の短尺炭素繊維束を前記ベルトコンベアで搬送する間にヒーターで加熱することと、を含むシートプリプレグの製造方法。
［２］前記ベルトコンベアの排出端と、前記第一キャリアフィルム上に前記炭素繊維マットが堆積する部位である炭素繊維マット堆積部とを少なくとも含む空間を、周囲よりも高温に保持する、［１］に記載のシートプリプレグの製造方法。
［３］第一キャリアフィルムに熱硬化性樹脂ペーストを塗布するための第一塗工機と、
第二キャリアフィルムに熱硬化性樹脂ペーストを塗布するための第二塗工機と、
複数の短尺炭素繊維束を搬送した後に排出端から前記第一キャリアフィルム上に落下させることにより、前記第一キャリアフィルムの前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された面上に炭素繊維マットを堆積させるための、前記排出端を有するベルトコンベアと、
前記ベルトコンベアで搬送される前記複数の短尺炭素繊維束を加熱するためのヒーターと、
前記第二キャリアフィルムを、前記炭素繊維マットを間に挟んで、前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された表面同士が互いに向き合うように前記第一キャリアフィルムに貼り合わせて、積層体を形成するための貼り合わせ機と、
前記積層体を加圧することにより前記炭素繊維マットを前記熱硬化性樹脂ペーストで含浸させるための含浸機と、
を備えるシートプリプレグ製造装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、炭素繊維マットのマトリックス樹脂含浸を促進してライン速度を上げるための、又は室温粘度の高い樹脂組成物をマトリックス樹脂として使用可能とするための、ＣＦ－ＳＭＣを製造するうえで有用な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、ＣＦ－ＳＭＣ製造装置の模式図である。
図２は、チョッパーの下方にピンロール型の分散ロールが配置されたところを示す模式図である。
図３は、かご型の分散ロールの模式図である。
図４は、ベルトコンベアの排出部から炭素繊維マット堆積部までをベルトコンベアの搬送方向から見た模式図である。
図５は、ベルトコンベアの排出部から炭素繊維マット堆積部までをベルトコンベアの搬送方向と直交する向きから見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施態様は、次の（i）～（v）を含むＳＭＣの製造方法に関する。
（i）第一キャリアフィルムと第二キャリアフィルムのそれぞれの表面に熱硬化性樹脂ペーストを塗布すること。
（ii）複数の短尺炭素繊維束をベルトコンベアの排出端から前記第一キャリアフィルム上に供給することにより、前記第一キャリアフィルムの前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された面上に炭素繊維マットを堆積させること。
（iii）前記第二キャリアフィルムを、前記炭素繊維マットを間に挟んで、前記熱硬化性樹脂ペーストが塗布された表面同士が互いに向き合うように前記第一キャリアフィルムに貼り合わせて積層体を形成すること。
（iv）前記積層体を加圧することにより前記炭素繊維マットを前記熱硬化性樹脂ペーストで含浸させること。
（v）前記複数の短尺炭素繊維束を前記ベルトコンベアで搬送する間にヒーターで加熱すること。
【００１０】
１．ＣＦ－ＳＭＣ製造装置
実施形態に係る上記の製造方法を用いてＳＭＣを製造するときに好ましく用い得るＣＦ－ＳＭＣ製造装置の概念図を図１に示す。
図１を参照すると、ＣＦ－ＳＭＣ製造装置１００は、第一塗工機１１０、第二塗工機１２０、チョッパー１３０、ベルトコンベア１４０、ヒーター１５０及び含浸機１６０を有する。
第一塗工機１１０は、第一キャリアフィルム４１に第一樹脂ペースト５１を塗布して、第一キャリアフィルム４１の一方の表面に第一樹脂ペースト層５１Ｌを形成するために用いられる。
第二塗工機１２０は、第二キャリアフィルム４２に第二樹脂ペースト５２を塗布して、第二キャリアフィルム４２の一方の表面に第二樹脂ペースト層５２Ｌを形成するために用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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