スプリットトウカーボンファイバーがSMCのパフォーマンスを向上

シートモールディングコンパウンド（SMC）の性能を向上させるように設計およびサイズ設定された新しい炭素繊維製品が、東レグループの会社であるZoltek Corp.（Bridgeton、MO、U.S。）によって商品化されました。 PX35 KSと呼ばれる特許取得済みのプレスプレッドファイバーは、トウバンドが製造されるときにスコアリングされ、50Kトウ製品を3Kサブバンドルに変換します。サブバンドルは、スプールされ、マルチエンドトウとして供給されます。事前にスコアリングされたトウがチョッパーユニットに供給され、トウの繊維長が切断されると、SMC生地に配合されるときに、3Kサブバンドルに分解されます。伝えられるところによると、これにより繊維の取り扱い、分散、ウェットアウトが改善され、圧縮成形中の複合材料の流れを改善するより均一な繊維床が提供されます。

「分散性の向上の利点は、メーカーが低コストの炭素繊維を使用できると同時に、小型の牽引車で通常見られるより高い特性を実現できることです」と、Zoltekの自動車ビジネスディレクターであるアメリカのクリストファー・トーマスは述べています。 「基本的には50K [自動車品質の牽引]の費用を支払いますが、3K [航空宇宙品質の牽引]のパフォーマンスを得ることができます」と、Zoltekの自動車ビジネスディレクターであるヨーロッパのTobiasPotyra氏は付け加えます。

大型トウ、低コストの炭素繊維で知られるZoltekは、特にSMCのようなチキソトロピーポリマーシステムでの大型繊維束の分散という課題に対処するために、日本で新製品を開発しました。 「コンセプトは、大きなトウを小さなトウサイズに分割すると、カッターでの分散が向上するというものでした」とトーマスは続けます。彼は、ヨーロッパと北アメリカの顧客を選択するためのサンプリングが、過去1年半から2年の間に増加し、構造部品と外観部品の両方について評価されていると付け加えています。 「製品を試した顧客は、その利点を直接目にしました」と彼は付け加えます。当然のことながら、スプリットトウ製品が開発された主な市場は自動車ですが、伝えられるところによると、SMCコンパウンダーまたは成形業者はPX35KSで採用されたアプローチの恩恵を受けることができます。

SMC樹脂材料に関しては、新しいスプリットトウ製品は、ビニルエステル、エポキシ、ウレタンマトリックスの3つの単一樹脂システムでテストされています。炭素繊維強化材の存在は、配合物がより高温の環境で、および/またはより高い機械的性能を必要とする荷重ケースの用途で使用されることをすでに示しているため、不飽和ポリエステルマトリックスは調査されませんでした。ビニルエステル配合物は、従来のスチレン化から還元スチレン/揮発性有機化合物（VOC）、スチレン/ VOCなしのシステムまでの範囲でしたが、溶媒和（ホットメルトではなく）システムとして説明されました。伝えられるところによると、各樹脂システムで同じ分散の改善が見られました。

この製品は、他の熱硬化性または熱可塑性化学物質でまだ評価されておらず、圧縮成形以外の他の成形システムでも試されていません。 「繊維はSMC用に開発され、SMC樹脂用のサイジングで利用できますが、この技術を他の加工技術や樹脂タイプ、場合によっては熱可塑性プラスチックにも適用できる可能性があります」とPotyra氏は説明します。 「ただし、他のテクノロジーに使用を拡大する前に、最初にこのファイバータイプをSMCに正常に実装したかったため、これらのシステムではまだテストしていません。」

他のいくつかのプロセス変更が分散を最適化するかもしれないが、チョッパーへの重要な変更は新製品では必要ないと言われています。 「SMCラインの設計はさまざまである可​​能性があるため、ファイバーの取り扱い、分散、サイジングなどを支援するためにZoltekから技術支援を利用できます」とThomas氏は付け加えます。

PX35 KSは、Zoltekの人気のあるPX3550Kファイバーをベースにしています。 「PX35KSは、可用性と価格設定の点で産業ニーズに対応し、対応していますが、もちろん、一部のアプリケーション向けに標準の50K製品をわずかに低い価格で提供しています」とPotyra氏は述べています。 「最終的には、市場に決定を任せます。」

Zoltekの関係者は、より細かいまたはより粗いトウサイズの製品に他のバリエーションがあるかどうかについては述べていませんが、さらなる評価が続くと付け加えました。非公式には、製品名の「KS」は「分割」の日本語の単語である「カッセン」の略語であると報告されています。