特許ウォッチ

公開番号2025123965
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2024019780
出願日2024-02-13
発明の名称炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造方法および炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造装置
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D02J 1/18 20060101AFI20250818BHJP(糸;糸またはロープの機械的な仕上げ;整経またはビーム巻き取り)
要約【課題】主たる目的のひとつは、炭素繊維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改良を提供することである。
【解決手段】一例に係る炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造方法は、カッターローラーと、ゴムまたはエラストマーでできた周面を有する受けローラーと、を有するチョッパーで連続炭素繊維束を切断することと、前記切断により生じるチョップド炭素繊維束を走行するキャリアフィルム上に落下させてランダムマットを形成することと、前記切断の前に、前記受けローラーと周面上に突出部を有する緩めローラーとでプレスすることにより前記連続炭素繊維束を緩めることとを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭素繊維シートモールディングコンパウンドを製造する方法であって、
カッターローラーと、ゴムまたはエラストマーでできた周面を有する受けローラーと、を有するチョッパーで連続炭素繊維束を切断することと、
前記切断により生じるチョップド炭素繊維束を走行するキャリアフィルム上に落下させてランダムマットを形成することと、
を含み、
更に、前記切断の前に、前記受けローラーと周面上に突出部を有する緩めローラーとでプレスすることにより前記連続炭素繊維束を緩めることを含む、方法。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記緩めローラーの周面は前記受けローラーの周面よりも硬度が高い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記緩めローラーがこぶ付きローラーである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記こぶ付きローラーがスパイク付きローラーである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記緩めローラーが波形ローラーである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記波形ローラーは、リッジが回転軸と平行に延びるタイプである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記波形ローラーは、リッジが周方向に延びるタイプである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記波形ローラーは、リッジが螺旋状であるタイプである、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記プレスにより前記連続炭素繊維束がジグザグ変形する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記プレスのとき、前記突出部が前記連続炭素繊維束を貫通する、請求項３または４に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造方法および炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は、補強材に炭素繊維を用いた複合材料である。ＣＦＲＰは高強度かつ軽量であることから、近年、自動車、船舶、鉄道車両、有人航空機および無人航空機を含む各種の輸送機器の部品に使用されるようになっている。
【０００３】
ＣＦＲＰ製品の成形に用いられる中間材料のひとつに炭素繊維シートモールディングコンパウンド（以下「ＣＦ－ＳＭＣ」とも呼ぶ）がある。
ＣＦ－ＳＭＣは、連続炭素繊維束を短く切断することにより得られるチョップド炭素繊維束でランダムマットを形成し、そのランダムマットを熱硬化性樹脂組成物のペーストで含浸させることにより製造される。
【０００４】
チョップド炭素繊維束で補強した複合材料を製造するときに、こぶ付きローラー（nubbed roller）を用いて張力を加えることによって、チョッパーで切断する前の連続炭素繊維束を緩める技法が提案されている。この技法によって緩めてから連続炭素繊維束を切断すると、切断前の連続炭素繊維束の束サイズよりも小さな束サイズを有する、補強効果の高いチョップド炭素繊維束が数多く生じる（特許文献１）。炭素繊維束の束サイズとは、当該炭素繊維束を構成する炭素繊維フィラメントの本数を意味する（以下においても同様とする）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許出願公開第２０１２／０２１３９９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的のひとつは、炭素繊維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改良を提供することである。
本発明の目的の他のひとつは、炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造装置に関する改良を提供することである。
本発明の各実施形態により解決される課題は、本明細書中に明示的または黙示的に開示される場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、炭素繊維シートモールディングコンパウンドを製造する方法であって、カッターローラーと、ゴムまたはエラストマーでできた周面を有する受けローラーと、を有するチョッパーで連続炭素繊維束を切断することと、前記切断により生じるチョップド炭素繊維束を走行するキャリアフィルム上に落下させてランダムマットを形成することとを含み、更に、前記切断の前に、前記受けローラーと周面上に突出部を有する緩めローラーとでプレスすることにより前記連続炭素繊維束を緩めることを含む、方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の一態様によれば、連続炭素繊維束を切断し、それにより生じるチョップド炭素繊維束を走行するキャリアフィルム上に落下させてランダムマットを形成するために、キャリアフィルムの走行路の上方に配置されたチョッパーを備える、炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造装置であって、前記チョッパーは、カッターローラーと、ゴムまたはエラストマーでできた周面を有する受けローラーと、周面上に突出部を有する緩めローラーとを有し、前記切断の前に前記連続炭素繊維束が緩められるように前記受けローラーと前記緩めローラーとで前記連続炭素繊維束をプレスするようにした、製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
炭素繊維シートモールディングコンパウンドの製造方法または製造装置に関する改良が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、一実施形態に係るＣＦ－ＳＭＣ製造装置の構成を示す。
図２は、チョッパーの一例を示す。
図３は、緩めローラーが周面上に有する突出部の形状の一例を示す。
図４は、波形ローラーの一例を示す。
図５は、波形ローラーの一例を示す。
図６は、波形ローラーの一例を示す。
図７は、緩めローラーと受けローラーとでプレスされることにより連続炭素繊維束が幅方向にジグザグ変形したところを示す。
図８は、緩めローラーと受けローラーとでプレスされることにより連続炭素繊維束が長手方向にジグザグ変形したところを示す。
図９は、チョッパーの一例を示す。
図１０は、スパイク付きローラー型の分散ローラーの一例を示す。
図１１は、ケージローラー型の分散ローラーの一例を示し、分散ローラーを回転軸に平行な方向から見たところを示す。
図１２は、図１１の分散ローラーを回転軸に垂直な方向から見たところを示す。
図１３は、ブースを設けて、その中にスパイク付きローラー型の分散ローラーを配置したところを示す。第一キャリアフィルムの走行方向は、紙面内を左から右へ向かう方向である。
図１４は、ブースを設けて、その中にスパイク付きローラー型の分散ローラーを配置したところを示す。第一キャリアフィルムの走行方向は紙面奥から手前に向かう方向である。
図１５は、チョッパーの下方に配置したパーティションによって、連続炭素繊維束をチョッパーで切断することにより生じるチョップド炭素繊維束が落下する空間を、Ｔ方向に沿って複数の領域に区画したところを示す。第一キャリアフィルムの走行方向は紙面奥から手前に向かう方向である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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