JP2000336191A - Prepreg and fiber-reinforced composite material - Google Patents

Prepreg and fiber-reinforced composite material

Info

Publication number
JP2000336191A
JP2000336191A JP2000081534A JP2000081534A JP2000336191A JP 2000336191 A JP2000336191 A JP 2000336191A JP 2000081534 A JP2000081534 A JP 2000081534A JP 2000081534 A JP2000081534 A JP 2000081534A JP 2000336191 A JP2000336191 A JP 2000336191A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
prepreg
carbon fiber
resin composition
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2000081534A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mutsuko Fujino
睦子 藤野
Hideki Okita
英樹 沖田
Shunsaku Noda
俊作 野田
Hiroyuki Takagishi
宏至 高岸
Hiroki Ooseto
浩樹 大背戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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 Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2000081534A priority Critical patent/JP2000336191A/en
Publication of JP2000336191A publication Critical patent/JP2000336191A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a prepreg useful for producing a tubular body such as a golf club shaft excellent in flexural and/or torsional strength(s) and also excellent in crushing strength and impact strength by impregnating specific carbon fibers with a specific epoxy resin composition. SOLUTION: This prepreg is prepared by impregnating carbon fibers having 5-40 Å of a crystal size Lc in a carbon network plane found through a wide-angle X-ray diffraction method with an epoxy resin composition comprising an epoxy resin such as a bisphenol A-type epoxy resin and a curing agent such as dicyandiamide and having >=8% of a tensile elongation at break of a resin cured product obtained by curing the resin composition at 130 deg.C for 2 h. A bifunctional epoxy resin preferably is included in a content of 70-100 wt.% based on 100 wt.% of all epoxy resins in the above epoxy resin composition. The prepreg is useful for obtaining a fiber reinforced composite material exhibiting high mechanical strength characteristics e.g. in sports uses and aerospace uses.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スポーツ用途、航
空宇宙用途、一般産業用途において、高度の機械強度特
性を発揮する繊維強化複合材料を得るためのプリプレグ
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a prepreg for obtaining a fiber-reinforced composite material exhibiting high mechanical strength characteristics in sports, aerospace and general industrial applications.

【0002】[0002]

【従来の技術】強化繊維とマトリックス樹脂とからなる
繊維強化複合材料を製造するに当たっては、各種の方式
が適用されるが、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸さ
れたシート状中間基材であるプリプレグを用いる方法が
繁用される。この方法ではプリプレグを複数枚積層し、
加熱して硬化させることによって繊維強化複合材料であ
る成形体とする。
2. Description of the Related Art In producing a fiber-reinforced composite material comprising a reinforcing fiber and a matrix resin, various methods are applied. A prepreg, which is a sheet-like intermediate base material in which a reinforcing fiber is impregnated with a matrix resin, is used. The method used is often used. In this method, multiple prepregs are laminated,
By heating and curing, a molded body that is a fiber-reinforced composite material is obtained.

【0003】かかる繊維強化複合材料は、軽量であり、
かつ機械強度特性に優れるために、スポーツ用途をはじ
め、航空宇宙用途、一般産業用途に広く用いられてい
る。特にスポーツ用途では、ゴルフシャフト、釣り竿、
テニスやバトミントン等のラケット、ホッケー等のステ
ィック等が主要な用途として挙げられる。
[0003] Such fiber-reinforced composite materials are lightweight,
Because of their excellent mechanical strength characteristics, they are widely used in sports applications, aerospace applications, and general industrial applications. Especially for sports applications, golf shafts, fishing rods,
Rackets such as tennis and badminton, and sticks such as hockey are mainly used.

【0004】スポーツ用途では、機械強度特性を高める
観点から、強化繊維として炭素繊維、マトリックス樹脂
としてはエポキシ樹脂とからなるプリプレグを中間基材
とする繊維強化複合材料が主として用いられる。中で
も、ゴルフシャフト、釣り竿等は、軽量化が強く要求さ
れる用途であるが、軽量化を図る前に材料の機械強度特
性を高めることが必要となる。
[0004] In sports applications, from the viewpoint of enhancing the mechanical strength characteristics, a fiber-reinforced composite material using a prepreg composed of carbon fiber as a reinforcing fiber and epoxy resin as a matrix resin as an intermediate base material is mainly used. Above all, golf shafts, fishing rods and the like are applications in which weight reduction is strongly required, but it is necessary to increase the mechanical strength characteristics of the material before achieving weight reduction.

【0005】かかる目的のために、強化繊維、特に炭素
繊維について、得られる繊維強化複合材料の機械強度特
性を高めるための努力が払われてきてたが、ゴルフシャ
フトや釣り竿において、特にそれら軽量部材の破壊現象
の精密な解析によると、必ずしも炭素繊維の機械強度特
性を高めるだけでは、材料全体の機械強度特性を高める
には不充分であることが判明した。
For this purpose, efforts have been made to enhance the mechanical strength characteristics of the resulting fiber-reinforced composite material with respect to reinforcing fibers, particularly carbon fibers. Accurate analysis of the fracture phenomena revealed that simply increasing the mechanical strength characteristics of the carbon fiber was not sufficient to increase the mechanical strength characteristics of the entire material.

【0006】ゴルフシャフトや釣り竿は、通常、一方向
プリプレグを方向を変えて数層捲回し積層することによ
り構成される。かかる構成体が破壊するときは、材料構
成や外力の作用方法(曲げ、捻り、圧壊等)に依存して
破壊モードが変化するが、いずれかの層の0度(層内で
強化繊維と平行な方向)圧縮又は90度(層内で強化繊
維と直交する方向)引張のいずれかの破壊モードが支配
要因であることが多く、これらに次いで剪断破壊が支配
的である場合が多い。
[0006] Golf shafts and fishing rods are usually constructed by winding and laminating several layers of unidirectional prepregs in different directions. When such a structure breaks, the fracture mode changes depending on the material composition and the method of action of the external force (bending, twisting, crushing, etc.), but at 0 ° of any layer (parallel to the reinforcing fiber in the layer). In most cases, the mode of failure, either compression or compression at 90 degrees (orthogonal to the reinforcing fibers in the layer), is the dominant factor, followed by shear failure in many cases.

【0007】このうち、0度圧縮強度は、強化繊維の圧
縮強度、マトリックス樹脂の弾性率、及び強化繊維とマ
トリックス樹脂との接着性に依存し、これらの値を高め
ることにより0度圧縮強度を高めることができる。
[0007] Of these, the 0 degree compressive strength depends on the compressive strength of the reinforcing fiber, the elastic modulus of the matrix resin, and the adhesiveness between the reinforcing fiber and the matrix resin. Can be enhanced.

【0008】一方、90度引張強度は、マトリックス樹
脂の引張強度に依存する。このマトリックス樹脂の引張
強度は、マトリックス樹脂の弾性率と引張伸度が高くな
る程高くなる傾向がある。しかし、マトリックス樹脂の
弾性率と引張伸度は、いずれか一方を高めると他方が犠
牲となるいわゆるトレードオフの関係にあり、これらを
同時に高めることは困難であった。また、マトリックス
樹脂の引張強度を高くしても、強化繊維とマトリックス
樹脂との接着性が不足しているために、強化繊維とマト
リックス樹脂との界面領域で破壊が起こり、得られる繊
維強化複合材料に充分な機械強度特性を実現するのは困
難であった。
On the other hand, the 90-degree tensile strength depends on the tensile strength of the matrix resin. The tensile strength of the matrix resin tends to increase as the elastic modulus and tensile elongation of the matrix resin increase. However, the elastic modulus and tensile elongation of the matrix resin are in a so-called trade-off relationship in which one of them is sacrificed if the other is increased, and it has been difficult to increase them simultaneously. Even when the tensile strength of the matrix resin is increased, the adhesion between the reinforcing fiber and the matrix resin is insufficient. It was difficult to realize sufficient mechanical strength characteristics.

【0009】従って、材料構成や外力の作用方法に依存
せず、得られる繊維強化複合材料に、高い機械強度特性
を定常的に得るためには、マトリックス樹脂の引張強度
と弾性率を高めると共に、強化繊維とマトリックス樹脂
との接着性を高めることが極めて有効である。更にかか
る接着性を高めると、得られる複合材料の剪断強度を高
める効果も得られ、圧縮強度や引張強度等の静的な機械
強度特性のみならず、耐衝撃性等の動的な機械強度特性
をも高められる。
Accordingly, in order to constantly obtain high mechanical strength characteristics in the obtained fiber-reinforced composite material without depending on the material composition and the method of action of external force, it is necessary to increase the tensile strength and elastic modulus of the matrix resin, It is extremely effective to increase the adhesion between the reinforcing fiber and the matrix resin. Further increasing the adhesiveness also has the effect of increasing the shear strength of the resulting composite material, and provides not only static mechanical strength properties such as compressive strength and tensile strength but also dynamic mechanical strength properties such as impact resistance. Can also be increased.

【0010】強化繊維とマトリックス樹脂との接着性を
高めるには、強化繊維がガラス繊維のときは、ガラス繊
維にシランカップリング剤処理を施すことが知られ、強
化繊維が炭素繊維の場合は、繊維に電解酸化処理等の表
面処理を施すことが知られているが、炭素繊維の場合
は、電解酸化処理によって、強化繊維とマトリックス樹
脂との接着性は向上するものの、同時に炭素繊維の強度
特性の低下を招く場合があった。
In order to enhance the adhesiveness between the reinforcing fiber and the matrix resin, it is known that when the reinforcing fiber is a glass fiber, a silane coupling agent treatment is applied to the glass fiber, and when the reinforcing fiber is a carbon fiber, It is known that the fiber is subjected to surface treatment such as electrolytic oxidation treatment.In the case of carbon fiber, although the adhesion between the reinforcing fiber and the matrix resin is improved by the electrolytic oxidation treatment, the strength characteristics of the carbon fiber are simultaneously improved. In some cases.

【0011】強化繊維に何らかの処理を施すのみでは、
強化繊維とマトリックス樹脂との接着性を向上させるに
は限界があり、その他マトリックス樹脂を改質すること
による接着性向上手法が考えられるが、現在のところ、
マトリックス樹脂となるエポキシ樹脂組成物について、
ある種の熱可塑性樹脂を配合するのが有効であるという
知見はあるものの、得られる効果は依然として不充分な
のが現状である。
[0011] By merely performing some treatment on the reinforcing fiber,
There is a limit to improving the adhesion between the reinforcing fiber and the matrix resin, and other methods of improving the adhesion by modifying the matrix resin can be considered.
About the epoxy resin composition to be the matrix resin,
Although there is a finding that it is effective to mix a certain type of thermoplastic resin, the obtained effect is still insufficient at present.

【0012】繊維強化複合材料は、用途により多様な形
状のものがあるが、形状が管状体の場合は、引張強度、
圧縮強度、曲げ強度、捻り強度等の強度特性が重視さ
れ、それら強度特性を高めることが重要視されている。
The fiber reinforced composite material has various shapes depending on the application. When the shape is a tubular body, the tensile strength,
Strength properties such as compressive strength, bending strength, and torsional strength are emphasized, and increasing these strength properties is regarded as important.

【0013】しかし、近年、ゴルフクラブ用シャフト
等、精密な設計が要求される軽量部材では、前記した強
度特性に加えて、管状体の衝撃強度や、圧壊強度が重要
視されつつある。しかしながら、これら特性について
は、それらを向上せしめる要因が各種試験によっても特
定し難いことから、充分な強度特性を備えたものを製造
するのが困難であった。
However, in recent years, in lightweight members such as golf club shafts, which require precise design, the impact strength and crushing strength of the tubular body are becoming increasingly important in addition to the strength characteristics described above. However, with respect to these properties, it is difficult to identify factors that improve the properties by various tests, and thus it is difficult to produce those having sufficient strength properties.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、各種特性に
優れた炭素繊維強化複合材料を得ることができるプリプ
レグを提供せんとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a prepreg from which a carbon fiber reinforced composite material excellent in various properties can be obtained.

【0015】さらに詳しくは、本発明は、曲げ強度や捻
り強度に優れながら、圧壊強度、衝撃強度にも優れるゴ
ルフクラブ用シャフト等の管状体が得られるプリプレ
グ、及びを提供せんとするものである。
More specifically, the present invention is to provide a prepreg capable of obtaining a tubular body such as a golf club shaft having excellent crushing strength and impact strength while having excellent bending strength and torsional strength. .

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、次の構成を有する。即ち、エポキシ樹脂
及び硬化剤を含んでなり、130℃で2時間硬化して得
られる樹脂硬化物の引張伸度が8%以上であるエポキシ
樹脂組成物が、広角X線回折により求まる炭素網面の結
晶サイズLcが5〜40オンク゛ストロームである炭素繊維に含
浸されて構成されていることを特徴とするプリプレグで
ある。
In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement. That is, an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a curing agent and having a tensile elongation of 8% or more of a cured resin obtained by curing at 130 ° C. for 2 hours is a carbon net surface determined by wide-angle X-ray diffraction. Is a prepreg characterized by being impregnated with carbon fibers having a crystal size Lc of 5 to 40 angstroms.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明者らは、前記課題について
鋭意検討し、特定される炭素繊維と、特定の性状を備え
たエポキシ樹脂組成物を構成要素とするプリプレグによ
って、かかる課題を一挙に解決することを見い出したも
のである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventors diligently studied the above-mentioned problems, and at a glance, these problems were solved by a carbon fiber specified and a prepreg containing an epoxy resin composition having specific properties as constituent elements. They have found a solution.

【0018】本発明において、エポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂と硬化剤を含むものである。また、本発明
では、エポキシ樹脂とは、分子内に2個以上のエポキシ
基を有する化合物、即ち、2官能以上のエポキシ樹脂を
意味する。具体的には、ポリオールから得られるグリシ
ジルエーテル、分子内に活性水素を複数個有するアミン
より得られるグリシジルアミン、ポリカルボン酸より得
られるグリシジルエステル、グリシジル基を有するエポ
キシ樹脂、分子内に複数の2重結合を有する化合物を酸
化して得られるポリエポキシド等が挙げられる。
In the present invention, the epoxy resin composition comprises:
It contains an epoxy resin and a curing agent. In the present invention, the epoxy resin means a compound having two or more epoxy groups in a molecule, that is, a bifunctional or more epoxy resin. Specifically, a glycidyl ether obtained from a polyol, a glycidylamine obtained from an amine having a plurality of active hydrogens in a molecule, a glycidyl ester obtained from a polycarboxylic acid, an epoxy resin having a glycidyl group, a plurality of 2 A polyepoxide obtained by oxidizing a compound having a heavy bond is exemplified.

【0019】ポリオールから得られるグリシジルエーテ
ルの具体例としては、後述するようなビスフェノールA
型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールS型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エ
ポキシ樹脂や、剛直骨格を有するエポキシ樹脂等が挙げ
られる。
Specific examples of the glycidyl ether obtained from the polyol include bisphenol A as described below.
Examples include bisphenol type epoxy resins such as a type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, and a bisphenol S type epoxy resin, and an epoxy resin having a rigid skeleton.

【0020】分子内に活性水素を複数個有するアミンよ
り得られるグリシジルアミンの具体例としては、ジグリ
シジルアニリンや、分子内に活性水素を複数個有するア
ミンより得られるグリシジルアミンであるテトラグリシ
ジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノ
フェノール、テトラグリシジルm−キシリレンジアミン
等が挙げられる。
Specific examples of glycidylamine obtained from an amine having a plurality of active hydrogens in the molecule include diglycidylaniline and tetraglycidyldiaminodiphenylmethane which is a glycidylamine obtained from an amine having a plurality of active hydrogens in the molecule. , Triglycidylaminophenol, tetraglycidyl m-xylylenediamine and the like.

【0021】ポリカルボン酸より得られるグリシジルエ
ステルの具体例としては、フタル酸ジグリシジルエステ
ル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジ
グリシジルエステル等が挙げられる。フタル酸ジグリシ
ジルエステルの市販品としては、ショーダイン508
(登録商標、昭和電工(株)製)等を使用することがで
きる。
Specific examples of the glycidyl ester obtained from the polycarboxylic acid include diglycidyl phthalate, diglycidyl terephthalate, diglycidyl dimer, and the like. Commercial products of diglycidyl phthalate include Shodyne 508
(Registered trademark, manufactured by Showa Denko KK) or the like can be used.

【0022】グリシジル基を有するエポキシ樹脂の具体
例としては、トリグリシジルイソシアヌレート等が挙げ
られる。トリグリシジルイソシアヌレートの市販品とし
ては、アラルダイトPT810(登録商標、チバガイギ
ー社製)、エピコートRXE15(登録商標、油化シェ
ル社製)、EPITEC(型番、日産化学(株)製)等
を使用することができる。
Specific examples of the epoxy resin having a glycidyl group include triglycidyl isocyanurate. As commercial products of triglycidyl isocyanurate, Araldite PT810 (registered trademark, manufactured by Ciba Geigy), Epikote RXE15 (registered trademark, manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.), EPITEC (model number, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) and the like may be used. Can be.

【0023】分子内に複数の2重結合を有する化合物を
酸化して得られるポリエポキシドの具体例としては、エ
ポキシシクロヘキサン環を有するエポキシ樹脂等が挙げ
られる。エポキシシクロヘキサン環を有するエポキシ樹
脂の市販品としては、ERL−4206(型番、ユニオ
ンカーバイド社製、エポキシ当量70〜74)、ERL
−4221(型番、ユニオンカーバイド社製、エポキシ
当量131〜143)、ERL−4234(型番、ユニ
オンカーバイド社製、エポキシ当量133〜154)等
を使用することができる。さらにエポキシシクロヘキサ
ン環を有するエポキシ樹脂としてエポキシ化大豆油等も
使用することができる。
Specific examples of the polyepoxide obtained by oxidizing a compound having a plurality of double bonds in the molecule include an epoxy resin having an epoxycyclohexane ring. Commercially available epoxy resins having an epoxycyclohexane ring include ERL-4206 (model number, manufactured by Union Carbide Co., epoxy equivalent 70-74), ERL
-4221 (model number, manufactured by Union Carbide, epoxy equivalents 131 to 143), ERL-4234 (model number, manufactured by Union Carbide, epoxy equivalents 133 to 154) and the like can be used. Further, epoxidized soybean oil and the like can also be used as an epoxy resin having an epoxycyclohexane ring.

【0024】本発明においては、分子内に2個のエポキ
シ基を有する2官能エポキシ樹脂を使用するのが好まし
い。2官能エポキシ樹脂は、架橋密度を低くし架橋点間
の距離を大きくすることにより、樹脂硬化物の引張伸度
が高められる。かかる2官能エポキシ樹脂は、全エポキ
シ樹脂100重量%に対して、70〜100重量%、好
ましくは80〜100重量%配合するのが良い。70重
量%未満であると樹脂硬化物の引張伸度が不足すること
がある。
In the present invention, it is preferable to use a bifunctional epoxy resin having two epoxy groups in a molecule. The bifunctional epoxy resin increases the tensile elongation of the cured resin by lowering the crosslinking density and increasing the distance between crosslinking points. Such a bifunctional epoxy resin is blended in an amount of 70 to 100% by weight, preferably 80 to 100% by weight, based on 100% by weight of the total epoxy resin. If it is less than 70% by weight, the cured resin may have insufficient tensile elongation.

【0025】架橋点間の距離を大きくするためには、2
つのエポキシ基の間隔の大きい2官能エポキシ樹脂を使
用するのが有利であり、この意味でエポキシ当量が45
0以上の高分子量ビスフェノールA型エポキシ樹脂及び
エポキシ当量が450以上の高分子量ビスフェノールF
型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種の高分子量
2官能エポキシ樹脂が好ましく使用される。ここでビス
フェノールA型エポキシ樹脂とは、以下の構造式で示さ
れるエポキシ樹脂であり、
In order to increase the distance between the crosslinking points, 2
It is advantageous to use a bifunctional epoxy resin with a large spacing between two epoxy groups, in which case the epoxy equivalent is 45.
0 or more high molecular weight bisphenol A type epoxy resin and high molecular weight bisphenol F having an epoxy equivalent of 450 or more
At least one high molecular weight bifunctional epoxy resin selected from a type epoxy resin is preferably used. Here, the bisphenol A type epoxy resin is an epoxy resin represented by the following structural formula,

【0026】[0026]

【化1】 Embedded image

【0027】ビスフェノールF型エポキシ樹脂とは、以
下の構造式で示されるエポキシ樹脂である。
The bisphenol F type epoxy resin is an epoxy resin represented by the following structural formula.

【0028】[0028]

【化2】 Embedded image

【0029】高分子量ビスフェノールA型エポキシ樹脂
の市販品としては、エピコート1001(エポキシ当量
450〜500)、エピコート1002(エポキシ当量
600〜700)、エピコート1003(エポキシ当量
670〜770)、エピコート1004(エポキシ当量
875〜975)、エピコート1007(エポキシ当量
1750〜2200)、エピコート1009(エポキシ
当量2400〜3300)、エピコート1010(エポ
キシ当量3000〜5000)(以上、登録商標、油化
シェルエポキシ(株)製)、エピクロン1050 (エ
ポキシ当量450〜500)、エピクロン3050(エ
ポキシ当量740〜860)、エピクロンHM−101
(エポキシ当量3200〜3900)(以上、登録商
標、大日本インキ化学工業(株)製)、エポトートYD
−011(エポキシ当量450〜500)、エポトート
YD−014(エポキシ当量900〜1000)、エポ
トートYD−017(エポキシ当量1750〜210
0)、エポトートYD−019(エポキシ当量2400
〜3000)、エポトートYD−022(エポキシ当量
4000〜6000)(以上、登録商標、東都化成
(株)製)等を使用することができる。
Commercially available high molecular weight bisphenol A type epoxy resins include Epicoat 1001 (epoxy equivalent 450-500), Epicoat 1002 (epoxy equivalent 600-700), Epicoat 1003 (epoxy equivalent 670-770), Epicoat 1004 (epoxy equivalent). Equivalent 875-975), Epicoat 1007 (epoxy equivalent 1750-2200), Epicoat 1009 (epoxy equivalent 2400-3300), Epicoat 1010 (epoxy equivalent 3000-5000) (all registered trademarks, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) , Epicron 1050 (epoxy equivalent 450-500), Epicron 3050 (epoxy equivalent 740-860), Epicron HM-101
(Epoxy equivalent: 3200-3900) (registered trademark, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Epototo YD
-011 (epoxy equivalent 450-500), Epotote YD-014 (epoxy equivalent 900-1000), Epotote YD-017 (epoxy equivalent 1750-210)
0), Epototh YD-019 (epoxy equivalent 2400
To 3000), Epototh YD-022 (epoxy equivalent 4000 to 6000) (registered trademark, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like.

【0030】高分子量ビスフェノールF型エポキシ樹脂
の市販品としては、エピコートE4002P(エポキシ
当量610)、エピコートE4003P(エポキシ当量
800)、エピコートE4004P(エポキシ当量93
0)、エピコートE4007P(エポキシ当量206
0)、エピコートE4009P (エポキシ当量303
0)、エピコートE4010P(エポキシ当量440
0)(以上、登録商標、油化シェルエポキシ(株)
製)、エポトートYDF−2001(エポキシ当量45
0〜500)、エポトートYDF−2004(エポキシ
当量900〜1000)(以上、登録商標、東都化成
(株)製)等を使用することができる。
Commercially available high molecular weight bisphenol F type epoxy resins include Epicoat E4002P (epoxy equivalent 610), Epicoat E4003P (epoxy equivalent 800), and Epicoat E4004P (epoxy equivalent 93).
0), Epicoat E4007P (epoxy equivalent 206
0), Epicoat E4009P (epoxy equivalent 303
0), Epicoat E4010P (epoxy equivalent 440)
0) (Registered trademark, Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.)
Manufactured), Epotote YDF-2001 (epoxy equivalent 45
0 to 500), Epototo YDF-2004 (epoxy equivalent: 900 to 1000) (registered trademark, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like can be used.

【0031】高分子量ビスフェノールA型エポキシ樹脂
及び高分子量ビスフェノールF型エポキシ樹脂より選ば
れる少なくとも1種の高分子量2官能エポキシ樹脂は、
例示した市販品について、純品で使用しても良いし、複
数種混合して使用しても良い。かかる高分子量2官能エ
ポキシ樹脂(複数種使用するときはその合計)は、全2
官能エポキシ樹脂100重量%に対して、15〜70重
量%配合するのが良く、好ましくは30〜60重量%配
合するのが良い。15重量%未満では樹脂硬化物の引張
伸度を高める効果が不足することがあり、70重量%を
越えると樹脂組成物のレオロジー特性が損なわれたり、
樹脂硬化物の機械強度特性が不足することがある。
At least one high molecular weight bifunctional epoxy resin selected from high molecular weight bisphenol A type epoxy resin and high molecular weight bisphenol F type epoxy resin is
The commercial products exemplified above may be used as pure products or may be used as a mixture of a plurality of types. The high molecular weight bifunctional epoxy resin (when a plurality of types are used, the total thereof) is
The amount is preferably 15 to 70% by weight, more preferably 30 to 60% by weight, based on 100% by weight of the functional epoxy resin. If it is less than 15% by weight, the effect of increasing the tensile elongation of the cured resin may be insufficient. If it exceeds 70% by weight, the rheological properties of the resin composition may be impaired,
The mechanical strength characteristics of the cured resin may be insufficient.

【0032】これら以外に、本発明においては、2官能
エポキシ樹脂としては、弾性率や耐熱性を損なわずに引
張伸度を向上させる成分である、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂と2官能イソシアネートを反応させて得られ
るオキサゾリドン型エポキシ樹脂等を使用するのが好ま
しい。オキサゾリドン型エポキシ樹脂の市販品として
は、XAC4151(型番、旭チバ社製、エポキシ当量
412)、XAC4152(型番、旭チバ社製、エポキ
シ当量338)等を使用することができる。このオキサ
ゾリドン型エポキシ樹脂は、前記したような高分子量2
官能エポキシ樹脂と混合して使用することができる。オ
キサゾリドン型エポキシ樹脂は、全2官能エポキシ樹脂
100重量%に対して、5〜50重量%配合するのが良
く、好ましくは15〜40重量%配合するのが良い。5
重量%未満では樹脂硬化物の引張伸度を高める効果が不
足することがあり、50重量%を越えると樹脂組成物の
レオロジー特性が損なわれたり、樹脂硬化物の機械強度
特性が不足することがある。
In addition to the above, in the present invention, as the bifunctional epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, which is a component for improving tensile elongation without impairing the elastic modulus and heat resistance, is reacted with a bifunctional isocyanate. It is preferable to use an oxazolidone type epoxy resin obtained by the above method. As commercial products of the oxazolidone type epoxy resin, XAC4151 (model number, manufactured by Asahi Ciba, epoxy equivalent: 412), XAC4152 (model number, manufactured by Asahi Ciba, epoxy equivalent: 338) and the like can be used. This oxazolidone type epoxy resin has a high molecular weight of 2 as described above.
It can be used by mixing with a functional epoxy resin. The oxazolidone type epoxy resin is preferably blended in an amount of 5 to 50% by weight, and more preferably 15 to 40% by weight, based on 100% by weight of the total bifunctional epoxy resin. 5
If the amount is less than 50% by weight, the effect of increasing the tensile elongation of the cured resin may be insufficient. If the amount exceeds 50% by weight, the rheological properties of the resin composition may be impaired, or the mechanical strength properties of the cured resin may be insufficient. is there.

【0033】また、本発明においては、エポキシ当量が
450未満の低分子量ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、エポキシ当量が450未満の低分子量ビスフェノー
ルF型エポキシ樹脂、エポキシ当量が450未満の低分
子量ビスフェノールS型エポキシ樹脂(ビスフェノール
Sとエピクロロヒドリンの反応により得られるエポキシ
樹脂)から選ばれる少なくとも1種の低分子量2官能エ
ポキシ樹脂も好ましく使用することができる。
Also, in the present invention, a low-molecular-weight bisphenol A epoxy resin having an epoxy equivalent of less than 450, a low-molecular-weight bisphenol F-type epoxy resin having an epoxy equivalent of less than 450, and a low-molecular-weight bisphenol S-type epoxy resin having an epoxy equivalent of less than 450 At least one low molecular weight bifunctional epoxy resin selected from resins (epoxy resins obtained by a reaction between bisphenol S and epichlorohydrin) can also be preferably used.

【0034】低分子量ビスフェノールA型エポキシ樹脂
の市販品としては、エピコート825(エポキシ当量1
72〜178)、エピコート828(エポキシ当量18
4〜194)、エピコート834(エポキシ当量230
〜270)、(以上、登録商標、油化シェルエポキシ
(株)製)、エポトートYD−128(登録商標、東都
化成(株)製、エポキシ当量184〜194)、エピク
ロン840(エポキシ当量180〜190)、エピクロ
ン850(エポキシ当量184〜194)、エピクロン
830(エポキシ当量165〜185)(以上、登録商
標、大日本インキ化学工業(株)製)、スミエポキシE
LA−128(登録商標、住友化学工業(株)製、エポ
キシ当量184〜194)、DER331(型番、ダウ
ケミカル社製、エポキシ当量182〜192)等を使用
することができる。
As a commercially available low molecular weight bisphenol A type epoxy resin, Epicoat 825 (epoxy equivalent 1
72-178), Epicoat 828 (epoxy equivalent 18
4-194), Epicoat 834 (epoxy equivalent 230)
270), (the above are registered trademarks, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), Epototo YD-128 (registered trademark, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent: 184-194), Epicron 840 (epoxy equivalent: 180-190) ), Epicron 850 (epoxy equivalents 184 to 194), Epicron 830 (epoxy equivalents 165 to 185) (registered trademark, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Sumiepoxy E
LA-128 (registered trademark, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent: 184-194), DER331 (model number, manufactured by Dow Chemical Company, epoxy equivalent: 182-192) and the like can be used.

【0035】低分子量ビスフェノールF型エポキシ樹脂
の市販品としては、エピコート806(エポキシ当量1
60〜170)、エピコート807(エポキシ当量16
0〜175)(以上、登録商標、油化シェルエポキシ
(株)製)、エピクロン830(エポキシ当量165〜
180)(以上、登録商標、大日本インキ化学工業
(株)製、)、エポトートYDF−170(登録商標、
東都化成(株)製、エポキシ当量160〜180)等を
使用することができる。
As a commercially available low molecular weight bisphenol F type epoxy resin, Epicoat 806 (epoxy equivalent 1
60-170), Epicoat 807 (epoxy equivalent 16
0 to 175) (registered trademark, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), Epicron 830 (epoxy equivalent: 165 to 175)
180) (registered trademark, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Incorporated), Epototo YDF-170 (registered trademark,
Epoxy equivalents 160 to 180, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) can be used.

【0036】低分子量ビスフェノールS型エポキシ樹脂
の市販品としては、デナコールEX−251(登録商
標、ナガセ化成工業(株)製、エポキシ当量189)等
を使用することができる。
As a commercially available low-molecular-weight bisphenol S-type epoxy resin, Denacol EX-251 (registered trademark, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., epoxy equivalent: 189) can be used.

【0037】上記した低分子量2官能エポキシ樹脂は、
前記したような高分子量2官能エポキシ樹脂と混合して
使用することができる。低分子量2官能エポキシ樹脂
は、例示した市販品について、純品で使用しても良い
し、複数種混合して使用しても良い。かかる低分子量2
官能エポキシ樹脂(複数種使用するときはその合計)
は、全2官能エポキシ樹脂100重量%に対して、5〜
75重量%配合するのが良く、好ましくは20〜50重
量%配合するのが良い。5重量%未満では樹脂硬化物の
引張伸度を高める効果が不足することがあり、75重量
%を越えると樹脂組成物のレオロジー特性が損なわれた
り、樹脂硬化物の機械強度特性が不足することがある。
The low-molecular weight bifunctional epoxy resin described above is
It can be used by mixing with the high molecular weight bifunctional epoxy resin as described above. The low-molecular-weight bifunctional epoxy resin may be used as a pure product or a mixture of two or more of the commercially available products exemplified above. Such low molecular weight 2
Functional epoxy resin (Total when multiple types are used)
Is 5 to 100% by weight of the total bifunctional epoxy resin.
75% by weight is preferable, and preferably 20 to 50% by weight. If it is less than 5% by weight, the effect of increasing the tensile elongation of the cured resin may be insufficient, and if it exceeds 75% by weight, the rheological properties of the resin composition may be impaired, or the mechanical strength properties of the cured resin may be insufficient. There is.

【0038】本発明においては、樹脂硬化物の弾性率を
より高めるために、3官能以上の多官能エポキシ樹脂や
剛直骨格を有する2官能エポキシ樹脂も使用することが
できる。剛直骨格を有する2官能エポキシ樹脂は、樹脂
硬化物の引張伸度の低下を最小限に抑えながら、弾性率
を向上させる効果を有するため、特に好ましく使用でき
る。
In the present invention, a trifunctional or higher polyfunctional epoxy resin or a bifunctional epoxy resin having a rigid skeleton can be used to further increase the elastic modulus of the cured resin. A bifunctional epoxy resin having a rigid skeleton is particularly preferably used because it has the effect of improving the elastic modulus while minimizing the decrease in tensile elongation of the cured resin.

【0039】3官能以上の多官能エポキシ樹脂の具体例
としては、フェノールやアルキルフェノール、ハロゲン
化フェノール等のフェノール誘導体から得られるノボラ
ックのグリシジルエステルであるノボラック型エポキシ
樹脂、分子内に活性水素を複数個有するアミンより得ら
れるグリシジルアミンであるテトラグリシジルジアミノ
ジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、
テトラグリシジルm−キシリレンジアミン、トリグリシ
ジルアミノクレゾール等の多官能グリシジルアミン型エ
ポキシ樹脂、テトラキス(グリシジルオキシフェニル)
エタンやトリス(グリシジルオキシ)メタン等の多官能
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。
Specific examples of the polyfunctional epoxy resin having three or more functional groups include a novolak type epoxy resin which is a glycidyl ester of novolak obtained from a phenol derivative such as phenol, alkylphenol, or halogenated phenol; Glycidylamine obtained from an amine having tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidylaminophenol,
Polyfunctional glycidylamine type epoxy resin such as tetraglycidyl m-xylylenediamine, triglycidylaminocresol, tetrakis (glycidyloxyphenyl)
Examples include polyfunctional glycidyl ether type epoxy resins such as ethane and tris (glycidyloxy) methane.

【0040】ノボラック型エポキシ樹脂の市販品として
は、エピコート152(登録商標、油化シェルエポキシ
(株)製、エポキシ当量172〜179)、エピコート
154(登録商標、油化シェルエポキシ(株)製、エポ
キシ当量176〜181)、DER438(登録商標、
ダウケミカル社製、エポキシ当量176〜181)、ア
ラルダイトEPN1138(登録商標、チバ社製、エポ
キシ当量176〜181)、アラルダイトEPN113
9(登録商標、チバ社製、エポキシ当量172〜17
9)、エポトートYCPN−702(登録商標、エポキ
シ当量200〜230、東都化成(株)製)、BREN
−105(エポキシ当量262〜278、日本化薬
(株)製)等を使用することができる。
Commercial products of novolak type epoxy resins include Epicoat 152 (registered trademark, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent: 172 to 179), Epicoat 154 (registered trademark, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), Epoxy equivalent 176-181), DER438 (registered trademark,
Dow Chemical Co., epoxy equivalent 176-181), Araldite EPN1138 (registered trademark, Ciba Co., epoxy equivalent 176-181), Araldite EPN113
9 (registered trademark, manufactured by Ciba, epoxy equivalent: 172 to 17)
9), Epotote YCPN-702 (registered trademark, epoxy equivalent: 200 to 230, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), BREN
-105 (epoxy equivalents 262 to 278, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) or the like can be used.

【0041】グリシジルアミンの具体例としては、ジグ
リシジルアニリン、テトラグリシジルジアミノジフェニ
ルメタンである“スミ−エポキシ”ELM434(住友
化学工業(株)製、エポキシ当量110〜130)、テ
トラグリシジルm-キシリレンジアミンであるTETRAD-X
(三菱ガス化学(株)製、エポキシ当量90〜105)
等が挙げられる。
Specific examples of glycidylamine include “Sumi-Epoxy” ELM434 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent: 110 to 130), which is diglycidylaniline and tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, and tetraglycidyl m-xylylenediamine. TETRAD-X
(Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent 90-105)
And the like.

【0042】トリグリシジルアミノフェノールの市販品
としては、トリグリシジル−m−アミノフェノールであ
るスミ−エポキシELM120(登録商標、住友化学工
業(株)製、エポキシ当量118)、及びトリグリシジ
ル−p− アミノフェノールであるアラルダイトMY0
510(登録商標、チバガイギー社製、エポキシ当量9
4〜107)等を使用することができる。
Commercial products of triglycidylaminophenol include Sumi-Epoxy ELM120 (registered trademark, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent 118) which is triglycidyl-m-aminophenol, and triglycidyl-p-aminophenol. Araldite MY0 which is phenol
510 (registered trademark, manufactured by Ciba Geigy, epoxy equivalent 9
4 to 107) can be used.

【0043】テトラグリシジルm−キシリレンジアミン
の市販品としてはTETRAD−X(型番、三菱ガス化
学(株)製、エポキシ当量94〜107)等を使用する
ことができる。
As commercial products of tetraglycidyl m-xylylenediamine, TETRAD-X (model number, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent 94-107) and the like can be used.

【0044】これら、多官能エポキシ樹脂は、前記した
ような高分子量2官能エポキシ樹脂や低分子量2官能エ
ポキシ樹脂と混合して使用することができる。また、多
官能エポキシ樹脂は、例示した市販品について、純品で
使用しても良いし、複数種混合して使用しても良い。多
官能エポキシ樹脂(複数種使用するときはその合計)
は、架橋密度を高め引張伸度を犠牲にする副作用がある
ため、全エポキシ樹脂100重量%に対して0〜30重
量%、好ましくは0〜20重量%配合するのが良い。
These polyfunctional epoxy resins can be used by mixing with the high-molecular weight bifunctional epoxy resin or the low molecular weight bifunctional epoxy resin as described above. The commercially available polyfunctional epoxy resin may be used as a pure product or as a mixture of a plurality of types. Multifunctional epoxy resin (when using multiple types, total of them)
Has a side effect of increasing the cross-linking density and sacrificing tensile elongation, so it is preferable to add 0 to 30% by weight, preferably 0 to 20% by weight based on 100% by weight of the total epoxy resin.

【0045】また、剛直骨格を有する2官能エポキシ樹
脂の具体例としては、次に示す一般式(I)〜(V)で表
されるエポキシ樹脂が一例として挙げられる。
Further, specific examples of the bifunctional epoxy resin having a rigid skeleton include epoxy resins represented by the following general formulas (I) to (V).

【0046】[0046]

【化3】 Embedded image

【0047】(ここで、R1〜R4は、それぞれ独立に水
素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基を表
す)
(Where R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms)

【0048】[0048]

【化4】 Embedded image

【0049】(ここで、R5〜R8は、それぞれ独立に水
素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基を表
す)
(Here, R 5 to R 8 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.)

【0050】[0050]

【化5】 Embedded image

【0051】[0051]

【化6】 Embedded image

【0052】[0052]

【化7】 Embedded image

【0053】一般式(I)で表されるエポキシ樹脂は、
レゾルシン、ヒドロキノン、ピロカテコール、あるいは
これらの置換基誘導体とエピクロロヒドリンの反応によ
り得られる。
The epoxy resin represented by the general formula (I)
It can be obtained by the reaction of resorcin, hydroquinone, pyrocatechol, or a derivative thereof with epichlorohydrin.

【0054】一般式(I)で表されるエポキシ樹脂の市
販品としては、レゾルシンジグリシジルエーテルである
デナコールEX−201(登録商標、ナガセ化成工業
(株)製、エポキシ当量118)、ヒドロキノンジグリ
シジルエーテルであるデナコールEX−203(登録商
標、ナガセ化成工業(株)製、エポキシ当量112)、
2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノンジグリシジルエー
テルであるエポトートYDC−1312(登録商標、東
都化成(株)製、エポキシ当量170〜185)、2,
3,5−トリメチルヒドロキノンジグリシジルエーテル
であるRE−701(型番、日本化薬(株)製、エポキ
シ当量143)等を使用することができる。
Commercial products of the epoxy resin represented by the general formula (I) include resorcin diglycidyl ether Denacol EX-201 (registered trademark, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., epoxy equivalent: 118), hydroquinone diglycidyl Denacol EX-203 which is an ether (registered trademark, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd., epoxy equivalent 112),
Epotote YDC-1312 which is 2,5-di-t-butylhydroquinone diglycidyl ether (registered trademark, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent 170-185), 2,
RE-701 (model number, Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent: 143), which is 3,5-trimethylhydroquinone diglycidyl ether, and the like can be used.

【0055】一般式(II)で表されるエポキシ樹脂は、
4,4’−ジヒドロキシビフェニルあるいはその置換基
誘導体とエピクロロヒドリンの反応により得られる。
The epoxy resin represented by the general formula (II)
It is obtained by the reaction of 4,4′-dihydroxybiphenyl or a substituent derivative thereof with epichlorohydrin.

【0056】一般式(II)で表されるエポキシ樹脂の市
販品としては、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,
5,5’−テトラメチルビフェニルジグリシジルエーテ
ルであるエピコートYX4000(登録商標、油化シェ
ルエポキシ(株)製、エポキシ当量180〜192)、
4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’− ビフ
ェニルジグリシジルエーテルと4,4’−ジヒドロキシ
ビフェニルジグリシジルエーテルの混合物であるエピコ
ートYL6121H(登録商標、油化シェルエポキシ
(株)製、エポキシ当量175)等を使用することがで
きる。
Commercially available epoxy resins represented by the general formula (II) include 4,4'-dihydroxy-3,3 ',
Epicoat YX4000 which is 5,5′-tetramethylbiphenyl diglycidyl ether (registered trademark, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., epoxy equivalent 180-192),
Epicoat YL6121H (registered trademark, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), which is a mixture of 4,4'-dihydroxy-3,3 ', 5,5'-biphenyldiglycidyl ether and 4,4'-dihydroxybiphenyldiglycidyl ether , Epoxy equivalent 175) and the like can be used.

【0057】一般式(III)で表されるエポキシ樹脂
は、テトラブロモビスフェノールAとエピクロロヒドリ
ンの反応により得られる。
The epoxy resin represented by the general formula (III) is obtained by reacting tetrabromobisphenol A with epichlorohydrin.

【0058】一般式(III)で表されるエポキシ樹脂の
市販品としては、エピコート5050(登録商標、油化
シェルエポキシ(株)製、エポキシ当量380〜41
0)、エピクロン152(登録商標、大日本インキ化学
工業(株)製、エポキシ当量340〜380)、スミ−
エポキシESB−400T(登録商標、住友化学工業
(株)製、エポキシ当量380〜420)、エポトート
YBD−360 (登録商標、東都化成(株)製、エポ
キシ当量350〜370)等を使用することができる。
As a commercially available epoxy resin represented by the general formula (III), Epicoat 5050 (registered trademark, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent: 380-41)
0), Epicron 152 (registered trademark, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., epoxy equivalent: 340 to 380),
Epoxy ESB-400T (registered trademark, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent: 380 to 420), Epototo YBD-360 (registered trademark, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent: 350 to 370) and the like can be used. it can.

【0059】一般式(IV)で表されるエポキシ樹脂は、
ジヒドロキシナフタレンとエピクロロヒドリンの反応に
より得られる。
The epoxy resin represented by the general formula (IV)
Obtained by the reaction of dihydroxynaphthalene with epichlorohydrin.

【0060】一般式(IV)で表されるエポキシ樹脂の市
販品としては、1,6−ジヒドロキシナフタレンジグリ
シジルエーテルであるエピクロンHP−4032H(登
録商標、大日本インキ化学工業(株)製、エポキシ当量
250)等を使用することができる。
Commercially available epoxy resins represented by the general formula (IV) include 1,6-dihydroxynaphthalenediglycidyl ether, Epicron HP-4032H (registered trademark, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Equivalents 250) and the like can be used.

【0061】一般式(V)で表されるエポキシ樹脂は、
9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンと
エピクロロヒドリンの反応により得られる。
The epoxy resin represented by the general formula (V)
It is obtained by the reaction of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene with epichlorohydrin.

【0062】一般式(V)で表されるエポキシ樹脂の市
販品としては、エポンHPTレジン1079(登録商
標、シェル社製、エポキシ当量250〜260)、ES
F−300(型番、新日鐵化学製、エポキシ当量24
6)等を使用することができる。
Commercially available epoxy resins represented by the general formula (V) include Epon HPT resin 1079 (registered trademark, manufactured by Shell Co., epoxy equivalent 250-260), ES
F-300 (model number, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent 24
6) etc. can be used.

【0063】これら、剛直骨格を有するエポキシ樹脂
は、一般式(I)〜(V)で表されるエポキシ樹脂から選
ばれる少なくとも1種を使用することができる。剛直骨
格を有するエポキシ樹脂は、前記したような高分子量2
官能エポキシ樹脂、低分子量2官能エポキシ樹脂、又は
多官能エポキシ樹脂と混合して使用することができる。
また、剛直骨格を有するエポキシ樹脂は、例示した市販
品について、純品で使用しても良いし、複数種混合して
使用しても良い。多官能エポキシ樹脂(複数種使用する
ときはその合計)は、架橋密度を高め引張伸度を犠牲に
する副作用があるため、全エポキシ樹脂100重量%に
対して0〜70重量%、好ましくは0〜50重量%配合
するのが良い。
As the epoxy resin having a rigid skeleton, at least one selected from the epoxy resins represented by the general formulas (I) to (V) can be used. The epoxy resin having a rigid skeleton has a high molecular weight of 2 as described above.
It can be used in combination with a functional epoxy resin, a low molecular weight bifunctional epoxy resin, or a polyfunctional epoxy resin.
The epoxy resin having a rigid skeleton may be a pure product or a mixture of two or more of the commercially available products exemplified above. The polyfunctional epoxy resin (when a plurality of types are used, the total thereof) has a side effect of increasing the crosslink density and sacrificing the tensile elongation. Therefore, 0 to 70% by weight, preferably 0% based on 100% by weight of the total epoxy resin. It is good to mix it by 50% by weight.

【0064】本発明において、エポキシ樹脂組成物は、
次の構成要素(A)又は(B)のいずれか一方を含んで
なるのが好ましい。 (A)分子内にエポキシ樹脂又は硬化剤と反応しうる官
能基1個と1個以上のアミド結合を有する化合物 (B)分子中に芳香環を有するポリエステルポリウレタ
ン 本発明において、構成要素(A)は、強化繊維とマトリ
ックス樹脂との接着性(以下、単に接着性と略記)を高
めるための高極性化合物として配合される。
In the present invention, the epoxy resin composition comprises:
It is preferable to include one of the following components (A) and (B). (A) a compound having one functional group capable of reacting with an epoxy resin or a curing agent in the molecule and one or more amide bonds (B) a polyester polyurethane having an aromatic ring in the molecule In the present invention, the component (A) Is compounded as a highly polar compound for enhancing the adhesion between the reinforcing fibers and the matrix resin (hereinafter simply referred to as adhesion).

【0065】ここでアミド結合とは、カルボニル基、チ
オカルボニル基、スルホニル基、ホスホリル基から選ば
れる基とそれら官能基内の炭素に単結合で結合する窒素
原子とからなる部分構造を意味する。アミド結合を有す
る典型的な化合物はカルボン酸アミドであるが、それ以
外にも環の一部にアミド結合を有する化合物でも良く、
あるいはさらに複雑な部分構造、例えば、イミド、ウレ
タン、尿素、ビウレット、ヒダントイン、カルボン酸ヒ
ドラジド、ヒドロキサム酸、セミカルバジド、セミカル
バゾン等のような部分構造を有する化合物でも良い。
Here, the amide bond means a partial structure composed of a group selected from a carbonyl group, a thiocarbonyl group, a sulfonyl group, and a phosphoryl group, and a nitrogen atom bonded to carbon in the functional group by a single bond. A typical compound having an amide bond is carboxylic acid amide, but may be a compound having an amide bond in a part of the ring,
Alternatively, a compound having a more complicated partial structure such as imide, urethane, urea, biuret, hydantoin, carboxylic hydrazide, hydroxamic acid, semicarbazide, semicarbazone, or the like may be used.

【0066】アミド結合のカルボニル酸素は酸素又は窒
素に結合した水素原子と強い水素結合を形成する。従っ
て、炭素繊維の表層面に存在するカルボキシル基や水酸
基等の水素原子との水素結合により接着性が高められ
る。
The carbonyl oxygen of the amide bond forms a strong hydrogen bond with a hydrogen atom bonded to oxygen or nitrogen. Therefore, the adhesiveness is enhanced by hydrogen bonding with a hydrogen atom such as a carboxyl group or a hydroxyl group present on the surface of the carbon fiber.

【0067】アミド結合におけるカルボニル基は強い永
久双極子であり、炭素繊維のように分極率の高い強化繊
維の内部に誘起双極子を作り、双極子−双極子の電気的
引力により接着性が高められる。
The carbonyl group in the amide bond is a strong permanent dipole, forms an induced dipole inside a reinforcing fiber having a high polarizability such as carbon fiber, and enhances the adhesion due to the electric attraction between the dipole and the dipole. Can be

【0068】もし、アミド結合を有する化合物がエポキ
シ樹脂又は硬化剤と反応しうる官能基を有しないと、相
分離により接着性が充分に高められなかったり、可塑剤
として作用し耐熱性が大きく低下する恐れがあるが、ア
ミド結合を有する化合物がエポキシ樹脂又は硬化剤と反
応しうる官能基を有するときは、エポキシ樹脂組成物の
硬化に伴い、エポキシ樹脂組成物の硬化物のネットワー
クの一部となるため、そのような弊害を生じる恐れがな
い。
If the compound having an amide bond does not have a functional group capable of reacting with the epoxy resin or the curing agent, the adhesion cannot be sufficiently increased due to phase separation, or the heat resistance is greatly reduced due to the action as a plasticizer. However, when the compound having an amide bond has a functional group that can react with an epoxy resin or a curing agent, with the curing of the epoxy resin composition, a part of a network of a cured product of the epoxy resin composition may be formed. Therefore, there is no possibility that such an adverse effect occurs.

【0069】尚、分子内にエポキシ樹脂又は硬化剤と反
応しうる官能基2個以上と1個以上のアミド結合を有す
る化合物を含むエポキシ樹脂組成物を繊維強化複合材料
(以下、複合材料と略記)に適用することは公知である
が、これら公知技術によれば、接着性は充分に高められ
ないが、本発明者らの見出した、分子内にエポキシ樹脂
又は硬化剤と反応しうる官能基1個と1個以上のアミド
結合を有する化合物を含むエポキシ樹脂組成物では、著
しく接着性が高められる。
An epoxy resin composition containing a compound having two or more functional groups capable of reacting with an epoxy resin or a curing agent and one or more amide bonds in the molecule is used as a fiber-reinforced composite material (hereinafter abbreviated as composite material). )) Is known, but according to these known techniques, the adhesiveness is not sufficiently enhanced, but the functional group capable of reacting with an epoxy resin or a curing agent in a molecule found by the present inventors. An epoxy resin composition containing a compound having one and one or more amide bonds has remarkably improved adhesiveness.

【0070】この理由は、エポキシ樹脂又は硬化剤と反
応しうる官能基を2個以上有する化合物はエポキシ樹脂
のネットワークと2カ所以上で化学結合するため、アミ
ド結合を含む部分構造におけるカルボニル基の酸素原子
が強化繊維の表面に充分接近できないのに対し、エポキ
シ樹脂又は硬化剤と反応しうる官能基を1個有する化合
物は、エポキシ樹脂のネットワークと1カ所のみで化学
結合するため、その化合物に含まれる、アミド結合を含
む部分構造の運動自由度が大きく、カルボニル基の酸素
原子が強化繊維の表面に接近し易くなるためと本発明者
らは推定している。
The reason for this is that a compound having two or more functional groups capable of reacting with an epoxy resin or a curing agent is chemically bonded to the epoxy resin network at two or more places, so that the oxygen of the carbonyl group in the partial structure containing an amide bond is changed. Compounds having one functional group that can react with the epoxy resin or curing agent, while atoms cannot approach the surface of the reinforcing fiber sufficiently, are included in that compound because they are chemically bonded to the epoxy resin network at only one place. The present inventors presume that the degree of freedom of movement of the partial structure containing an amide bond is large, and that the oxygen atom of the carbonyl group easily approaches the surface of the reinforcing fiber.

【0071】尚、構成要素(A)を配合することで接着
性が高められるのみならず、エポキシ樹脂組成物の硬化
物の曲げ弾性率をも高められる。これは、エポキシ樹脂
中に存在する水酸基とカルボニル基の酸素が強い水素結
合を作り分子運動を拘束するためと推定される。
It should be noted that, by blending the component (A), not only the adhesiveness can be improved, but also the flexural modulus of the cured product of the epoxy resin composition can be increased. This is presumed to be because the oxygen of the hydroxyl group and the carbonyl group present in the epoxy resin forms a strong hydrogen bond and restricts the molecular motion.

【0072】エポキシ樹脂と反応しうる官能基として
は、カルボキシル基、フェノール性水酸基、アミノ基、
第2アミン構造、メルカプト基等が挙げられる。また硬
化剤と反応しうる官能基としては、エポキシ基、カルボ
ニル基と共役した二重結合等が挙げられる。カルボニル
基と共役した二重結合は、硬化剤中のアミノ基やメルカ
プト基とマイケル付加反応を行う。
The functional groups capable of reacting with the epoxy resin include carboxyl groups, phenolic hydroxyl groups, amino groups,
Examples include a secondary amine structure and a mercapto group. Examples of the functional group that can react with the curing agent include an epoxy group and a double bond conjugated to a carbonyl group. The double bond conjugated with the carbonyl group performs a Michael addition reaction with an amino group or a mercapto group in the curing agent.

【0073】カルボキシル基を1個有し、アミド結合を
有する化合物の具体例としては、スクシンアミド酸、オ
キサミン酸、N−アセチルグリシン、N−アセチルアラ
ニン、4−アセトアミド安息香酸、N−アセチルアント
ラニル酸、4−アセトアミド酪酸、6−アセトアミドヘ
キサン酸、馬尿酸、5−ヒダントイン酢酸、ピログルタ
ミン酸、2−(フェニルカルバモイルオキシ)プロピオ
ン酸等が挙げられる。
Specific examples of the compound having one carboxyl group and having an amide bond include succinamic acid, oxamic acid, N-acetylglycine, N-acetylalanine, 4-acetamidobenzoic acid, N-acetylanthranilic acid, 4-acetamidobutyric acid, 6-acetamidohexanoic acid, hippuric acid, 5-hydantoin acetic acid, pyroglutamic acid, 2- (phenylcarbamoyloxy) propionic acid and the like.

【0074】フェノール性水酸基を1個有し、アミド結
合を有する化合物の具体例としては、サリチルアミド、
4−ヒドロキシベンズアミド、4−ヒドロキシフェニル
アセトアミド、4−ヒドロキシアセトアニリド、3−ヒ
ドロキシアセトアニリド等が挙げられる。
Specific examples of the compound having one phenolic hydroxyl group and having an amide bond include salicylamide and
4-hydroxybenzamide, 4-hydroxyphenylacetamide, 4-hydroxyacetanilide, 3-hydroxyacetanilide and the like.

【0075】アミノ基を1個有し、アミド結合を有する
化合物の具体例としては、4−アミノベンズアミド、3
−アミノベンズアミド、4’−アミノアセトアニリド、
4−アミノブチルアミド、6−アミノヘキサンアミド、
3−アミノフタルイミド、4−アミノフタルイミド等が
挙げられる。
Specific examples of the compound having one amino group and having an amide bond include 4-aminobenzamide, 3
-Aminobenzamide, 4'-aminoacetanilide,
4-aminobutylamide, 6-aminohexaneamide,
3-aminophthalimide, 4-aminophthalimide and the like can be mentioned.

【0076】第2アミン構造を1個有し、アミド結合を
有する化合物の具体例としては、ニペコタミド、N,N
−ジエチルニペコタミド、イソニペコタミド、1−アセ
チルピペラジン等が挙げられる。
Specific examples of compounds having one secondary amine structure and having an amide bond include nipecotamide, N, N
-Diethylnipecotamide, isonipecotamide, 1-acetylpiperazine and the like.

【0077】メルカプト基を1個有し、アミド結合を有
する化合物の具体例としては、4−アセトアミドチオフ
ェノール、N−(2−メルカプトエチル)アセトアミド
等が挙げられる。
Specific examples of the compound having one mercapto group and having an amide bond include 4-acetamidothiophenol, N- (2-mercaptoethyl) acetamide and the like.

【0078】エポキシ基を1個有し、アミド結合を有す
る化合物の具体例としては、グリシダミド、N−フェニ
ルグリシダミド、N,N−ジエチルグリシダミド、N−
メトキシメチルグリシダミド、N−ヒドロキシメチルグ
リシダミド、2,3−エポキシ−3−メチルブチルアミ
ド、2,3−エポキシ−2−メチルプロピオンアミド、
9,10−エポキシステアラミド、N−グリシジルフタ
ルイミド等が挙げられる。
Specific examples of the compound having one epoxy group and having an amide bond include glycidamide, N-phenylglycidamide, N, N-diethylglycidamide, N-
Methoxymethylglycidamide, N-hydroxymethylglycidamide, 2,3-epoxy-3-methylbutyramide, 2,3-epoxy-2-methylpropionamide,
9,10-epoxystearamide, N-glycidylphthalimide and the like.

【0079】カルボニル基と共役した二重結合を1個有
し、アミド結合を有する化合物は、二重結合と共役する
カルボニル基がアミド結合のカルボニル基と同一であっ
てもよく、異なっていても良い。二重結合と共役するカ
ルボニル基がアミド結合のカルボニル基と同一である化
合物としては、α,β−不飽和カルボン酸のアミド及び
その窒素原子上に置換基を有する置換基誘導体が該当す
る。具体的には、アクリルアミド、メタクリルアミド、
N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルア
クリルアミド、N−tert−ブチルアクリルアミド、
N−n−ブトキシメチルアクリルアミド、N−イソプロ
ピルアクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N−
ヒドロキシメチルアクリルアミド、N−メトキシメチル
アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、1−アク
リロイルモルホリン、1−アクリロイルピペリジン等が
挙げられる。またそれ以外にもマレイミド、N−エチル
マレイミド、N−フェニルマレイミドのような不飽和ジ
カルボン酸のイミド等も該当する。一方、二重結合と共
役するカルボニル基がアミド結合のカルボニル基と同一
でない化合物としては、2−(フェニルカルバモイルオ
キシ)エチルメタクリレート等が挙げられる。
The compound having one double bond conjugated to a carbonyl group and having an amide bond may have the same or different carbonyl group conjugated to the double bond as the carbonyl group of the amide bond. good. Examples of the compound in which the carbonyl group conjugated to the double bond is the same as the carbonyl group of the amide bond include amides of α, β-unsaturated carboxylic acids and substituent derivatives having a substituent on the nitrogen atom thereof. Specifically, acrylamide, methacrylamide,
N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-tert-butylacrylamide,
Nn-butoxymethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-butylacrylamide, N-
Examples include hydroxymethylacrylamide, N-methoxymethylacrylamide, diacetoneacrylamide, 1-acryloylmorpholine, 1-acryloylpiperidine and the like. In addition, imides of unsaturated dicarboxylic acids such as maleimide, N-ethylmaleimide, N-phenylmaleimide, and the like also apply. On the other hand, examples of the compound in which the carbonyl group conjugated to the double bond is not the same as the carbonyl group of the amide bond include 2- (phenylcarbamoyloxy) ethyl methacrylate.

【0080】カルボニル基と共役した二重結合を1個有
し、アミド結合を有する化合物の市販品としては、DM
AA(型番、(株)興人製)、アクリロイルモルホリン
((株)興人製)、アクリルアミド(ナカライテスク
(株)製)、N−ヒドロキシメチルアクリルアミド(日
東化学工業(株)製)、デナコールEX731(登録商
標、ナガセ化成工業(株)製)、p−ヒドロキシフェニ
ルアセトアミド(大塚化学(株)製)等を使用すること
ができる。
Commercially available compounds having one amide bond and one double bond conjugated to a carbonyl group include DM
AA (model number, manufactured by Kojin Co., Ltd.), acryloylmorpholine (manufactured by Kojin Co., Ltd.), acrylamide (manufactured by Nakarai Tesque Co., Ltd.), N-hydroxymethylacrylamide (manufactured by Nitto Chemical Industry Co., Ltd.), Denacol EX731 (Registered trademark, manufactured by Nagase Kasei Kogyo Co., Ltd.), p-hydroxyphenylacetamide (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) and the like can be used.

【0081】本発明において、構成要素(A)は1種又
は複数種、エポキシ樹脂組成物に配合することができ
る。
In the present invention, one or more components (A) can be blended in the epoxy resin composition.

【0082】構成要素(A)(複数種使用するときはそ
の合計)は、全エポキシ樹脂100重量部に対して0.
5〜15重量部配合するのが好ましい。0.5重量部未
満であると、得られる複合材料において接着性が充分に
高められず、15重量部を越えると得られる複合材料に
おいて耐熱性の低下等の弊害が生じる恐れがある。
Component (A) (when a plurality of types are used, the sum of them) is 0.1 to 100 parts by weight of all epoxy resins.
It is preferable to add 5 to 15 parts by weight. If the amount is less than 0.5 part by weight, the adhesiveness of the obtained composite material cannot be sufficiently enhanced, and if the amount exceeds 15 parts by weight, there may be a problem such as a decrease in heat resistance of the obtained composite material.

【0083】尚、構成要素(A)は、室温で液状のもの
も固形のものも使用できる。固形のものを用いるとき
は、エポキシ樹脂組成物中に配合した後、加熱撹拌等の
手段で溶解してもよく、溶解せずに配合しても良い。固
形を溶解せずに配合するときは、粒径10μm以下に粉
砕して使用するのが好ましい。
The component (A) may be a liquid or a solid at room temperature. When a solid is used, it may be blended in the epoxy resin composition and then dissolved by means such as heating and stirring, or may be blended without being dissolved. When compounding without dissolving the solid, it is preferable to use it after pulverizing to a particle size of 10 μm or less.

【0084】本発明において、構成要素(B)は、樹脂
硬化物の引張伸度を低下させることなく弾性率を高める
ための化合物として配合される。
In the present invention, the component (B) is compounded as a compound for increasing the elastic modulus without lowering the tensile elongation of the cured resin.

【0085】即ち、構成要素(B)の分子中に存在する
ウレタン構造がエポキシ樹脂中に存在する水酸基と強い
水素結合を形成して分子運動を拘束するため、樹脂硬化
物の弾性率が高められるようになると推定される。
That is, since the urethane structure present in the molecule of the constituent element (B) forms a strong hydrogen bond with the hydroxyl group present in the epoxy resin and restrains the molecular motion, the elastic modulus of the cured resin is increased. It is estimated that

【0086】また、構成要素(B)は、分子中のエステ
ル構造が硬化剤中のアミノ基、メルカプト基、フェノー
ル性水酸基等と求核置換反応により反応してエポキシ樹
脂硬化物のネットワークの一部となることから、相分離
が生じず、樹脂硬化物の弾性率が低下し難いという特徴
も有する。
The constituent element (B) has a structure in which the ester structure in the molecule reacts with an amino group, mercapto group, phenolic hydroxyl group or the like in the curing agent by a nucleophilic substitution reaction to form a part of the network of the cured epoxy resin. Therefore, there is also a characteristic that phase separation does not occur and the elastic modulus of the cured resin is hardly reduced.

【0087】本発明において、構成要素(B)として
は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールの重縮合
によって得られるポリエステルポリオールにイソシアネ
ート基を2個以上有するポリイソシアネート及び必要に
応じて連鎖延長剤を用いてワンショット法やプレポリマ
ー法といった従来公知の方法を適用して得られるポリエ
ステルポリウレタンが使用できる。尚、本発明におい
て、構成要素(B)は、1種又は複数種、樹脂組成物に
配合することができる。
In the present invention, the constituent component (B) includes, for example, a polyisocyanate having two or more isocyanate groups in a polyester polyol obtained by polycondensation of a polyvalent carboxylic acid and a polyhydric alcohol, and optionally a chain extension. Polyester polyurethane obtained by applying a conventionally known method such as a one-shot method or a prepolymer method using an agent can be used. In the present invention, one or more components (B) can be blended in the resin composition.

【0088】多価カルボン酸としては、マロン酸、コハ
ク酸、無水コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸、フタル酸、無水フタル酸、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、イソ
フタル酸、テレフタル酸、無水ナジック酸、マレイン
酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコ
ン酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリ
ット酸、無水ピロメリット酸等が挙げられ、中でもコハ
ク酸やアジピン酸等の脂肪族多価カルボン酸が好ましく
用いられる。
Examples of the polycarboxylic acid include malonic acid, succinic acid, succinic anhydride, glutaric acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and isophthalic acid. Acid, terephthalic acid, nadic acid anhydride, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic acid, pyromellitic anhydride, etc., among which succinic acid And aliphatic polycarboxylic acids such as adipic acid.

【0089】多価アルコールとしては、エチレングリコ
ール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピ
レングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4
−ブチレングリコール、1,5−ブチレングリコール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−
1,3−ペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、
ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェ
ノールAプロピレンオキサイド付加物、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール等が
挙げられ、中でも1,2−プロピレングリコール、1,
4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール等
が好ましく用いられる。
As the polyhydric alcohol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4
-Butylene glycol, 1,5-butylene glycol,
1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol,
Dipropylene glycol, 2,2,4-trimethyl-
1,3-pentanediol, cyclohexanediol,
Bisphenol A ethylene oxide adduct, bisphenol A propylene oxide adduct, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol and the like, among which 1,2-propylene glycol, 1,
4-butylene glycol, 1,6-hexanediol and the like are preferably used.

【0090】ポリイソシアネートとしては、エポキシ樹
脂組成物が加熱硬化されて得られる硬化物の弾性率がよ
り高まることから、芳香族ポリイソシアネートが好まし
く用いられる。例えば、2,4−トリレンジイソシアネ
ート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−
ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシ
アネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、イソ
ホロンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネ
ート、m−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジ
イソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネー
ト、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス
(イソシアネートフェニル)チオホスフェート、及びこ
れらのオリゴマーが挙げられ、中でも2,4−トリレン
ジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネー
ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが好
ましく用いられる。
As the polyisocyanate, an aromatic polyisocyanate is preferably used because the cured product obtained by heating and curing the epoxy resin composition has a higher elastic modulus. For example, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-
Diphenylmethane diisocyanate, tolidine diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, isophorone diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethyl xylene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanate phenyl) thiophosphate, and These oligomers are exemplified, and among them, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate are preferably used.

【0091】連鎖延長剤としては、1,2−プロピレン
グリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコールや、これらの混合物が用いられる。
As the chain extender, 1,2-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol and a mixture thereof are used.

【0092】本発明において、構成要素(B)は、全エ
ポキシ樹脂100重量部に対して1〜15重量部、好ま
しくは1〜10重量部配合するのが良い。1重量部未満
であると樹脂硬化物の弾性率の向上効果が不充分とな
り、15重量部を超えると樹脂硬化物の耐熱性が低下す
ることがある。
In the present invention, the component (B) is used in an amount of 1 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total epoxy resin. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of improving the elastic modulus of the cured resin becomes insufficient, and if it exceeds 15 parts by weight, the heat resistance of the cured resin may decrease.

【0093】本発明において、エポキシ樹脂組成物に
は、硬化剤として、4,4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’
−ジアミノジフェニルスルホン、m−フェニレンジアミ
ン、m−キシリレンジアミンのような活性水素を有する
芳香族アミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテ
トラミン、イソホロンジアミン、ビス(アミノメチル)
ノルボルナン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタ
ン、ポリエチレンイミンのダイマー酸エステルのような
活性水素を有する脂肪族アミン、これらの活性水素を有
するアミンにエポキシ化合物、アクリロニトリル、フェ
ノールとホルムアルデヒド、チオ尿素等の化合物を反応
させて得られる変性アミン、ジメチルアニリン、ジメチ
ルベンジルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミ
ノメチル)フェノールや1−置換イミダゾールのような
活性水素を有しない第三アミン、ジシアンジアミド、テ
トラメチルグアニジン、ヘキサヒドロフタル酸無水物、
テトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタ
ル酸無水物、メチルナジック酸無水物のようなカルボン
酸無水物、アジピン酸ヒドラジドやナフタレンジカルボ
ン酸ヒドラジドのようなポリカルボン酸ヒドラジド、ノ
ボラック樹脂等のポリフェノール化合物、チオグリコー
ル酸とポリオールのエステルのようなポリメルカプタ
ン、三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸
錯体、芳香族スルホニウム塩等を使用することができ
る。
In the present invention, the epoxy resin composition contains 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and 3,3 ′ as curing agents.
Aromatic amines having active hydrogen such as diaminodiphenyl sulfone, m-phenylenediamine, m-xylylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine, bis (aminomethyl)
Aliphatic amines having active hydrogen such as norbornane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, dimer acid ester of polyethyleneimine, and compounds having active hydrogen such as epoxy compounds, acrylonitrile, phenol and formaldehyde, thiourea Tertiary amines having no active hydrogen such as modified amine, dimethylaniline, dimethylbenzylamine, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol and 1-substituted imidazole, dicyandiamide, tetramethyl Guanidine, hexahydrophthalic anhydride,
Tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, carboxylic anhydrides such as methylnadic anhydride, polycarboxylic acid hydrazides such as adipic hydrazide and naphthalenedicarboxylic acid hydrazide, polyphenol compounds such as novolak resins, Polymercaptans such as esters of thioglycolic acid and polyol, Lewis acid complexes such as boron trifluoride ethylamine complex, aromatic sulfonium salts and the like can be used.

【0094】これらの硬化剤には、硬化活性を高めるた
めに適当な硬化助剤を組合わせ使用することができる。
好ましい例としては、ジシアンジアミドに、3−フェニ
ル−1,1−ジメチル尿素、3−(3,4−ジクロロフ
ェニル)−1,1−ジメチル尿素(DCMU)、3−
(3−クロロ−4−メチルフェニル)−1,1−ジメチ
ル尿素、2,4−ビス(3,3−ジメチルウレイド)ト
ルエンのような尿素誘導体を硬化助剤として組合わせる
例、カルボン酸無水物やノボラック樹脂に第三アミンを
硬化助剤として組合わせる例等が挙げられる。
These curing agents may be used in combination with a suitable curing aid to enhance the curing activity.
Preferred examples include dicyandiamide, 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU),
Examples of combining urea derivatives such as (3-chloro-4-methylphenyl) -1,1-dimethylurea and 2,4-bis (3,3-dimethylureido) toluene as curing aids, carboxylic anhydrides And a combination of a novolak resin with a tertiary amine as a curing aid.

【0095】本発明において、エポキシ樹脂組成物に
は、改質剤として、高分子化合物、有機粒子、無機粒
子、その他成分を配合することができる。
In the present invention, a high molecular compound, organic particles, inorganic particles, and other components can be added to the epoxy resin composition as a modifier.

【0096】本発明におけるエポキシ樹脂組成物に配合
する高分子化合物としては、熱可塑性樹脂が好ましい。
熱可塑性樹脂を配合することにより、樹脂を含浸する際
の粘度制御、プリプレグの取り扱い性、及び接着性向上
等の効果が高められる。
As the polymer compound to be mixed in the epoxy resin composition of the present invention, a thermoplastic resin is preferable.
By blending the thermoplastic resin, effects such as viscosity control at the time of impregnating the resin, handleability of the prepreg, and improvement of the adhesiveness can be enhanced.

【0097】ここで使用する熱可塑性樹脂は、接着性向
上のために、相乗作用が期待できる水素結合性の官能基
を有する熱可塑性樹脂が特に好ましい。水素結合性の官
能基の具体例としては、アルコール性水酸基、アミド結
合、スルホニル基等が挙げられる。
The thermoplastic resin used here is particularly preferably a thermoplastic resin having a hydrogen-bonding functional group which can be expected to have a synergistic effect in order to improve adhesiveness. Specific examples of the hydrogen-bonding functional group include an alcoholic hydroxyl group, an amide bond, and a sulfonyl group.

【0098】アルコール性水酸基を有する熱可塑性樹脂
としては、ポリビニルホルマールやポリビニルブチラー
ル等のポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルアルコー
ル、フェノキシ樹脂等、アミド結合を有する熱可塑性樹
脂としては、ポリアミド、ポリイミド等、スルホニル基
を有する熱可塑性樹脂としては、ポリスルホン等をそれ
ぞれ挙げることができる。ポリアミド、ポリイミド及び
ポリスルホンは主鎖にエーテル結合、カルボニル基等の
官能基を有しても良い。ポリアミドは、アミド基の窒素
原子に置換基を有しても良い。
Examples of the thermoplastic resin having an alcoholic hydroxyl group include polyvinyl acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol and phenoxy resins. Examples of the thermoplastic resin having an amide bond include sulfonyl groups such as polyamide and polyimide. Examples of the thermoplastic resin include polysulfone and the like. Polyamide, polyimide and polysulfone may have a functional group such as an ether bond or a carbonyl group in the main chain. The polyamide may have a substituent at the nitrogen atom of the amide group.

【0099】エポキシ樹脂に可溶で、水素結合性官能基
を有する熱可塑性樹脂の市販品としては、ポリビニルア
セタール樹脂であるデンカブチラール及びデンカホルマ
ール(登録商標、電気化学工業(株)製)、ビニレック
(登録商標、チッソ(株)製)、フェノキシ樹脂である
UCARPKHP(型番、ユニオンカーバイド社製)、
ポリアミド樹脂としてマクロメルト(登録商標、ヘンケ
ル白水株式会社製)、アミランCM4000(登録商
標、東レ(株)製)、ポリイミドであるウルテム(登録
商標、ジェネラル・エレクトリック社製)、Matri
mid5218(登録商標、チバ社製)、ポリスルホン
としてVictrex(登録商標、三井東圧化学(株)
製)、UDEL(登録商標、ユニオン・カーバイド社
製)等を使用することができる。
Commercially available thermoplastic resins having a hydrogen-bonding functional group which are soluble in an epoxy resin include polyvinyl acetal resins such as denkabutyral and denkaformal (registered trademark, manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK) and vinylek (Registered trademark, manufactured by Chisso Corporation), UCARPKHP (model number, manufactured by Union Carbide), which is a phenoxy resin,
As a polyamide resin, Macromelt (registered trademark, manufactured by Henkel Hakusui Co., Ltd.), Amilan CM4000 (registered trademark, manufactured by Toray Industries, Inc.), Ultem (registered trademark, manufactured by General Electric Co., Ltd.), a polyimide, Matri
Victrex (registered trademark, Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) as mid5218 (registered trademark, manufactured by Ciba) and polysulfone
And UDEL (registered trademark, manufactured by Union Carbide Co.) can be used.

【0100】熱可塑性樹脂は、エポキシ樹脂組成物に適
度な粘弾性を与え、得られる複合材料に良好な物性を得
るために、エポキシ樹脂100重量部に対して1〜20
重量部配合するのが良く、好ましくは、2〜10重量部
配合するのが良い。
The thermoplastic resin is used in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin in order to give the epoxy resin composition an appropriate viscoelasticity and obtain good physical properties in the obtained composite material.
It is preferable to mix them in parts by weight, and preferably 2 to 10 parts by weight.

【0101】本発明におけるエポキシ樹脂組成物に配合
する有機粒子としては、ゴム粒子及び熱可塑性樹脂粒子
等が好ましく使用される。これらの粒子はマトリックス
樹脂の靭性向上、複合材料の耐衝撃性向上の効果を有す
る。
As the organic particles to be added to the epoxy resin composition of the present invention, rubber particles and thermoplastic resin particles are preferably used. These particles have the effect of improving the toughness of the matrix resin and the impact resistance of the composite material.

【0102】ゴム粒子としては、架橋ゴム粒子、及び架
橋ゴム粒子の表面に異種ポリマーをグラフト重合したコ
アシェルゴム粒子が好ましく使用される。
As the rubber particles, crosslinked rubber particles and core-shell rubber particles obtained by graft-polymerizing a heterogeneous polymer on the surface of the crosslinked rubber particles are preferably used.

【0103】架橋ゴム粒子の市販品としては、カルボキ
シル変性のブタジエン−アクリロニトリル共重合体の架
橋物からなるXER−91(型番、日本合成ゴム工業
(株)製)、アクリルゴム微粒子からなるCX−MNシ
リーズ(型番、日本触媒(株)製)、YR−500シリ
ーズ(型番、東都化成(株)製)等を使用することがで
きる。
Commercially available crosslinked rubber particles include XER-91 (model number, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Industry Co., Ltd.) composed of a crosslinked product of a carboxyl-modified butadiene-acrylonitrile copolymer, and CX-MN composed of acrylic rubber fine particles. Series (model number, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), YR-500 series (model number, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like can be used.

【0104】コアシェルゴム粒子の市販品としては、ブ
タジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物か
らなるパラロイドEXL−2655(登録商標、呉羽化
学工業(株)製)、アクリル酸エステル・メタクリル酸
エステル共重合体からなるスタフィロイドAC−335
5、TR−2122(登録商標、型番、武田薬品工業
(株)製)、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共
重合物からなるPARALOIDEXL−2611、E
XL−3387(型番、Rohm&Haas社製)等を
使用することができる。
Examples of commercially available core-shell rubber particles include paraloid EXL-2655 (registered trademark, manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) made of butadiene / alkyl methacrylate / styrene copolymer, acrylic acid ester / methacrylic acid ester copolymer. Staphyloid AC-335 consisting of coalescence
5, TR-2122 (registered trademark, model number, manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), PARALOIDEXL-2611, E comprising butyl acrylate / methyl methacrylate copolymer
XL-3387 (model number, manufactured by Rohm & Haas) or the like can be used.

【0105】熱可塑性樹脂粒子としては、ポリアミドあ
るいはポリイミドの粒子が好ましく使用される。ポリア
ミド粒子の市販品として、東レ(株)製、型番:SP−
500、ATOCHEM社製オルガソール(登録商標)
等を使用することができる。
As the thermoplastic resin particles, polyamide or polyimide particles are preferably used. A commercially available polyamide particle, manufactured by Toray Industries, Inc., model number: SP-
500, Orgasol (registered trademark) manufactured by ATOCHEM
Etc. can be used.

【0106】無機粒子としては、シリカ、アルミナ、ス
メクタイト、合成マイカ等が好ましく使用される。これ
らの無機粒子は、主としてレオロジー制御、即ち樹脂の
増粘や揺変性付与のために配合される。
As the inorganic particles, silica, alumina, smectite, synthetic mica and the like are preferably used. These inorganic particles are mainly blended for rheological control, that is, for increasing the viscosity of the resin and imparting thixotropic properties.

【0107】本発明におけるエポキシ樹脂組成物は、上
記したような組成により、その樹脂硬化物は、高い引張
伸度と弾性率を発現するようになる。
The epoxy resin composition of the present invention has a composition as described above, and the cured resin exhibits high tensile elongation and elastic modulus.

【0108】また、本発明において、エポキシ樹脂組成
物は、伸度、弾性率、及び、いわゆる塑性変形能に優れ
ているのが、ゴルフクラブ用シャフト等の管状体を得る
に当たり好ましい。具体的には、130℃で2時間硬化
して得られる樹脂硬化物の引張伸度が8%以上、好まし
くは10%以上であるのが良い。また、130℃で2時
間硬化して得られる樹脂硬化物の曲げ弾性率は、3.1
GPa以上、好ましくは3.3GPa以上、より好まし
くは3.5GPa以上であるのが良い。尚、引張伸度は
16%あれば本発明の効果を奏するに当たり十分であ
り、一方、曲げ弾性率は7.5GPaあれば本発明の効
果を奏するにあたり十分であることが多い。
In the present invention, it is preferable that the epoxy resin composition has excellent elongation, elastic modulus, and so-called plastic deformability in obtaining a tubular body such as a golf club shaft. Specifically, the cured resin obtained by curing at 130 ° C. for 2 hours has a tensile elongation of 8% or more, preferably 10% or more. The flexural modulus of the cured resin obtained by curing at 130 ° C. for 2 hours is 3.1.
GPa or more, preferably 3.3 GPa or more, more preferably 3.5 GPa or more. It is to be noted that a tensile elongation of 16% is sufficient for achieving the effects of the present invention, whereas a flexural modulus of 7.5 GPa is often sufficient for achieving the effects of the present invention.

【0109】また、本発明において、塑性変形能は、硬
化物(成形板)の3点曲げ撓み量や、動的粘弾性測定よ
り得られるゴム状態の弾性率G'を指標として評価する
ことができる。即ち、エポキシ樹脂組成物を130℃で
2時間硬化して得られる成形板は、3点曲げ撓み量が1
0〜25mm、好ましくは15〜25mmであるか、或
いは、周波数0.5Hzでの動的粘弾性におけるゴム状
態の弾性率G'(MPa)が次式(1)、好ましくは次
式(2)を満足するのが良い。
In the present invention, the plastic deformability can be evaluated by using the three-point bending amount of the cured product (formed plate) and the elastic modulus G ′ in the rubber state obtained from the dynamic viscoelasticity measurement as an index. it can. That is, the molded plate obtained by curing the epoxy resin composition at 130 ° C. for 2 hours has a three-point bending deflection of 1
The elastic modulus G ′ (MPa) of the rubber state in dynamic viscoelasticity at 0 to 25 mm, preferably 15 to 25 mm or at a frequency of 0.5 Hz is represented by the following equation (1), preferably the following equation (2). It is good to satisfy.

【0110】 1≦G'≦8 …(1) 1≦G'≦5 …(2) 得られる複合材料において、0度圧縮強度と90度引張
強度を高めるためには、マトリックス樹脂の引張伸度と
弾性率が高いのみならず、できる限り接着性も高いこと
が好ましい。
1 ≦ G ′ ≦ 8 (1) 1 ≦ G ′ ≦ 5 (2) In the obtained composite material, in order to increase the 0-degree compressive strength and the 90-degree tensile strength, the tensile elongation of the matrix resin is required. It is preferable that not only the elastic modulus is high but also the adhesiveness is as high as possible.

【0111】従って、本発明においては、高い引張伸度
と接着性を有するエポキシ樹脂組成物との相乗作用を持
たせるため、強化繊維には、高い接着性を有し、より耐
久性の高い成形体が得られる炭素繊維を用いるのが良
い。尚、本発明においては、その他強化繊維として、適
度に接着性を高めるために表面処理を施したガラス繊
維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケ
イ素繊維等も用いることができ、これらの繊維は2種以
上混在させて用いることもできる。
Therefore, in the present invention, in order to have a synergistic action with the epoxy resin composition having high tensile elongation and adhesiveness, the reinforcing fibers have high adhesiveness and are more durable. It is preferable to use carbon fiber from which the body can be obtained. In the present invention, as other reinforcing fibers, glass fibers, aramid fibers, boron fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, etc., which have been surface-treated to appropriately increase the adhesiveness, can also be used. May be used in combination of two or more.

【0112】本発明において、炭素繊維には、具体的に
は、アクリル系、ピッチ系、レーヨン系等の各種の炭素
繊維が使用できる。中でも、高強度の炭素繊維が容易に
得られるアクリル系の炭素繊維が好ましく使用される。
In the present invention, various types of carbon fibers such as acrylic, pitch and rayon can be used as the carbon fibers. Above all, acrylic carbon fibers from which high-strength carbon fibers can be easily obtained are preferably used.

【0113】また、本発明における炭素繊維は、X線光
電子分光法により測定される炭素Cに対する酸素Oの原
子数比、即ち表面比酸素濃度(以下、O/Cと略記)を
特定の範囲とすると、エポキシ樹脂組成物との親和性や
接着性を向上させることができる。具体的には、本発明
における炭素繊維は、O/Cが0.30以下、好ましく
は0.25以下、より好ましくは0.20以下であるの
が良い。O/Cが0.30を超えると、エポキシ樹脂組
成物中に存在する官能基と炭素繊維の表層面に存在する
官能基との化学結合自体は強固になるものの、炭素繊維
の基質自体よりも、かなり強度特性において劣る酸化物
の層が炭素繊維の表面部分を占めることになるため、得
られる複合材料において、却って接着性が低下し、複合
材料の機械強度特性が損なわれることがある。ここで、
O/Cの下限値は、0.02、好ましくは0.04、よ
り好ましくは0.06が良い。O/Cが0.02未満で
あると、炭素繊維とエポキシ樹脂組成物との化学結合の
反応性や反応進行度が低下することがある。
The carbon fiber in the present invention has a specific ratio of the atomic ratio of oxygen O to carbon C measured by X-ray photoelectron spectroscopy, that is, the surface specific oxygen concentration (hereinafter abbreviated as O / C) within a specific range. Then, affinity and adhesiveness with the epoxy resin composition can be improved. Specifically, the carbon fiber in the present invention has an O / C of 0.30 or less, preferably 0.25 or less, and more preferably 0.20 or less. When O / C exceeds 0.30, the chemical bond between the functional group present in the epoxy resin composition and the functional group present on the surface layer of the carbon fiber itself becomes stronger, but the chemical bond itself becomes stronger than the carbon fiber substrate itself. Since an oxide layer having considerably poor strength characteristics occupies the surface portion of the carbon fiber, the resulting composite material may have reduced adhesiveness and the mechanical strength characteristics of the composite material may be impaired. here,
The lower limit of O / C is 0.02, preferably 0.04, and more preferably 0.06. If the O / C is less than 0.02, the reactivity or progress of the chemical bond between the carbon fiber and the epoxy resin composition may decrease.

【0114】さらに、本発明における炭素繊維は、X線
光電子分光法により測定される炭素Cに対する窒素Nの
原子数比、即ち表面比窒素濃度(以下、N/Cと略記)
を特定の範囲とすると、エポキシ樹脂組成物との親和性
や接着性を向上させることができる。具体的には、本発
明における炭素繊維は、N/Cが0.02以上、好まし
くは0.03以上、より好ましくは0.04以上である
のが良い。N/Cが0.02未満であると、炭素繊維と
エポキシ樹脂組成物との化学結合の反応性や反応進行度
が低下することがある。ここで、N/Cの上限値として
は0.30、好ましくは0.25、より好ましくは0.
20が良い。N/Cが0.30を超えると、エポキシ樹
脂組成物中に存在する官能基と炭素繊維の表層面に存在
する官能基との化学結合自体は強固になるものの、炭素
繊維とエポキシ樹脂組成物との反応性や反応進行度が過
剰となり、接着性向上効果が不充分となることがある。
Further, the carbon fiber in the present invention has an atomic ratio of nitrogen N to carbon C measured by X-ray photoelectron spectroscopy, that is, a surface specific nitrogen concentration (hereinafter abbreviated as N / C).
Is within a specific range, it is possible to improve the affinity and adhesiveness with the epoxy resin composition. Specifically, the carbon fiber in the present invention has an N / C of 0.02 or more, preferably 0.03 or more, and more preferably 0.04 or more. If the N / C is less than 0.02, the reactivity or progress of the chemical bond between the carbon fiber and the epoxy resin composition may decrease. Here, the upper limit of N / C is 0.30, preferably 0.25, and more preferably 0.2.
20 is good. When N / C exceeds 0.30, the chemical bond between the functional group present in the epoxy resin composition and the functional group present on the surface of the carbon fiber itself becomes strong, but the carbon fiber and the epoxy resin composition And the degree of progress of the reaction may become excessive, and the effect of improving the adhesiveness may be insufficient.

【0115】また、本発明における炭素繊維は、化学修
飾X線光電子分光法により測定される表面カルボキシル
基濃度COOH/C(以下、COOH/Cと略記)が、0.2%
以上、好ましくは0.5%以上であるのが良い。ここ
で、COOH/Cの上限値としては3.0%、好ましくは
2.0%が良い。COOH/Cが0.2%未満であると、後
述するマトリックス樹脂との親和性が低下し、CFRP
において、面内剪断強度の向上効果が不充分となること
がある。COOH/Cが3.0%を超えると、炭素繊維とマ
トリックス樹脂との親和性は強固になるものの、炭素繊
維自体の強度特性より大幅に低い強度特性を有する酸化
物層が炭素繊維の表面を被うことになるため、得られる
CFRPの強度特性が損なわれる傾向があり、またマト
リックス樹脂の硬化速度を遅延させることもある。
The carbon fiber according to the present invention has a surface carboxyl group concentration COOH / C (hereinafter abbreviated as COOH / C) of 0.2% as measured by chemically modified X-ray photoelectron spectroscopy.
It is preferably at least 0.5%. Here, the upper limit of COOH / C is 3.0%, preferably 2.0%. If COOH / C is less than 0.2%, the affinity with a matrix resin described below decreases, and CFRP
In some cases, the effect of improving the in-plane shear strength may be insufficient. When COOH / C exceeds 3.0%, the affinity between the carbon fiber and the matrix resin becomes strong, but the oxide layer having a strength characteristic significantly lower than the strength characteristic of the carbon fiber itself causes the surface of the carbon fiber to change. Therefore, the strength characteristics of the obtained CFRP tend to be impaired, and the curing speed of the matrix resin may be delayed.

【0116】また、本発明において、炭素繊維には、接
着性がさらに高まることから、結晶が小さく治性点が多
いものを使用するのが好ましい。
Further, in the present invention, it is preferable to use a carbon fiber having a small crystal and a large number of curable points, since the adhesiveness is further enhanced.

【0117】本発明において、炭素繊維の0度引張弾性
率E(GPa)と広角X線回折により求まる炭素網面の
結晶サイズLc(オンク゛ストローム)は、次式(3)を満足す
るのが好ましく、次式(4)を満足するのがより好まし
い。
In the present invention, the 0-degree tensile modulus E (GPa) of the carbon fiber and the crystal size Lc (Ongstrom) of the carbon network plane determined by wide-angle X-ray diffraction preferably satisfy the following expression (3). It is more preferable to satisfy the following expression (4).

【0118】 Lc≦0.14×E−13.0 …(3) Lc≦0.14×E−14.0 …(4) 炭素繊維は弾性率が高くなると、広角X線回折により求
まる炭素網面の結晶サイズLcが大きくなるため接着性
は低下する傾向にある。本発明では繊維の引張弾性率を
高く維持したまま炭素網面の結晶サイズLcを小さくし
て接着性の低下を防ぐことが重要であるが、前記した関
係式を満たすことにより、かかる接着性の引張弾性率と
のトレードオフ関係が改善されるようになる、本発明に
おける炭素繊維は、得られる複合材料の機械強度特性を
高める観点から、その引張伸度が1.1%以上、好まし
くは1.4%以上であるのが良い。
Lc ≦ 0.14 × E-13.0 (3) Lc ≦ 0.14 × E-14.0 (4) When the carbon fiber has a high elastic modulus, a carbon network determined by wide-angle X-ray diffraction is obtained. Since the crystal size Lc of the plane increases, the adhesiveness tends to decrease. In the present invention, it is important to reduce the crystal size Lc of the carbon network surface to prevent a decrease in adhesiveness while maintaining a high tensile modulus of fiber. From the viewpoint of improving the mechanical strength characteristics of the obtained composite material, the carbon fiber in the present invention, in which the trade-off relation with the tensile modulus is improved, has a tensile elongation of 1.1% or more, preferably 1%. It is preferably at least 4%.

【0119】尚、引張強度は、2.5%あれば、本発明
の効果を奏するに当たり充分であることが多い。
Incidentally, if the tensile strength is 2.5%, it is often sufficient to achieve the effects of the present invention.

【0120】また、炭素繊維は、弾性率が同レベルであ
れば、可能な限り接着性の高いものを使用するのが好ま
しい。即ち、炭素繊維の径を細径化し、炭素繊維の表面
積を増加させることで接着性を高めることができる。具
体的には単糸の直径が4〜7μm、好ましくは4〜6μ
mの範囲内であり、その断面形状が実質的に真円状であ
る炭素繊維、或いは、単糸の直径が3〜7μm、好まし
くは3〜6μmの範囲内であり、その断面形状が繭状で
ある炭素繊維を使用するのが好ましい。ここで、断面形
状が実質的に真円状である炭素繊維とは、単糸の断面の
長径と短型の比が0.7以上の炭素繊維をいう。
Further, it is preferable to use a carbon fiber having the highest possible adhesiveness as long as the elastic modulus is the same level. That is, the adhesiveness can be enhanced by reducing the diameter of the carbon fiber and increasing the surface area of the carbon fiber. Specifically, the diameter of the single yarn is 4 to 7 μm, preferably 4 to 6 μm.
m, and the cross-sectional shape of the carbon fiber is substantially a perfect circle, or the diameter of a single yarn is 3 to 7 μm, preferably 3 to 6 μm, and the cross-sectional shape is a cocoon shape. It is preferable to use carbon fibers that are Here, the carbon fiber having a substantially perfect circular cross-sectional shape refers to a carbon fiber having a ratio of the major axis to the minor axis of the single yarn of 0.7 or more.

【0121】本発明において、プリプレグは、130℃
で2時間硬化して得られる樹脂硬化物の0度引張弾性率
が230GPa以上、0度層間剪断強度が60MPa以
上、板端剥離強度が110MPa以上、かつ90度引張
強度は35MPa以上であるのが好ましい。かかる範囲
から外れると、プリプレグをゴルフシャフトのバイアス
材、或いは釣り竿の0度材に適用する場合、プリプレグ
よりなる層間でマイクロクラックや剥離が生じ、圧縮強
度や引張強度等の静的な機械強度特性ばかりでなく、動
的な機械強度特性である、耐衝撃性が低下することがあ
る。ここで、0度引張弾性率は330GPa、0度層間
剪断強度は90MPa、板端剥離強度は260MPa、
90度引張強度は60MPa、それぞれあれば本発明の
効果を奏するに当たり充分であることが多い。
In the present invention, the prepreg is set at 130 ° C.
The cured resin obtained by curing for 2 hours has a 0-degree tensile modulus of 230 GPa or more, a 0-degree interlaminar shear strength of 60 MPa or more, a board end peel strength of 110 MPa or more, and a 90-degree tensile strength of 35 MPa or more. preferable. When the prepreg is out of the above range, when the prepreg is applied to a bias material of a golf shaft or a 0 degree material of a fishing rod, microcracks and peeling occur between layers made of the prepreg, and static mechanical strength characteristics such as compressive strength and tensile strength. In addition, impact resistance, which is a dynamic mechanical strength characteristic, may be reduced. Here, the 0-degree tensile modulus is 330 GPa, the 0-degree interlaminar shear strength is 90 MPa, the plate edge peel strength is 260 MPa,
The 90-degree tensile strength is 60 MPa, which is often sufficient for achieving the effects of the present invention.

【0122】また、本発明において、プリプレグは、1
30℃で2時間硬化して得られる樹脂硬化物の0度引張
弾性率が160GPa以上、0度層間剪断強度が75M
Pa以上、板端剥離強度が150MPa以上、かつ90
度引張強度は55MPa以上であるのが好ましい。かか
る範囲から外れると、プリプレグをゴルフシャフトのス
トレート材、或いは釣り竿の90度材に適用する場合、
プリプレグよりなる層間でマイクロクラックや剥離が生
じ、圧縮強度や引張強度等の静的な機械強度特性ばかり
でなく、動的な機械強度特性である、耐衝撃性が低下す
ることがある。ここで、0度引張弾性率が250GP
a、0度層間剪断強度は95MPa、板端剥離強度は3
00MPa、90度引張強度は80MPa、それぞれあ
れば本発明の効果を奏するに当たり充分であることが多
い。
Further, in the present invention, the prepreg comprises 1
The cured resin obtained by curing at 30 ° C. for 2 hours has a 0 ° tensile elastic modulus of 160 GPa or more and a 0 ° interlayer shear strength of 75 M
Pa or more, plate edge peel strength is 150 MPa or more, and 90
The tensile strength is preferably 55 MPa or more. When the prepreg is out of the range, when the prepreg is applied to a straight material of a golf shaft or a 90-degree material of a fishing rod,
Microcracks and peeling may occur between layers of the prepreg, and the impact resistance, which is not only static mechanical strength characteristics such as compressive strength and tensile strength but also dynamic mechanical strength characteristics, may be reduced. Here, the 0 degree tensile modulus is 250 GP.
a, 0 degree interlayer shear strength is 95MPa, board edge peel strength is 3
00MPa and 90 degree tensile strength are 80MPa, respectively, and if they are each, it is often sufficient to achieve the effects of the present invention.

【0123】さらに、本発明において、プリプレグは、
130℃で2時間硬化して得られる成形板の0度引張弾
性率が130GPa以上、0度層間剪断強度が80MP
a以上、板端剥離強度が270MPa以上、かつ90度
引張強度が75MPa以上であるのが好ましい。かかる
範囲から外れると、プリプレグを航空機一次構造材や、
自動車車体部品、CNGタンク、ドライブシャフト等の
一般産業用途に適用する場合、プリプレグよりなる層間
でマイクロクラックや剥離が生じ、圧縮強度や引張強度
等の静的な機械強度特性ばかりでなく、動的な機械強度
特性である、耐衝撃性が低下することがある。ここで、
0度引張弾性率が220GPa、0度層間剪断強度は1
10MPa、板端剥離強度は500MPa、90度引張
強度は100MPa、それぞれあれば本発明の効果を奏
するに当たり充分であることが多い。
Furthermore, in the present invention, the prepreg is
A molded plate obtained by curing at 130 ° C. for 2 hours has a 0 ° tensile elastic modulus of 130 GPa or more and a 0 ° interlayer shear strength of 80 MPa.
a, the plate edge peel strength is preferably 270 MPa or more, and the 90 ° tensile strength is preferably 75 MPa or more. Outside of this range, prepregs may be used for aircraft primary structural materials,
When applied to general industrial applications such as automotive body parts, CNG tanks, drive shafts, etc., microcracks and peeling occur between layers made of prepreg, not only static mechanical strength characteristics such as compressive strength and tensile strength, but also dynamic Impact resistance, which is a high mechanical strength characteristic, may be reduced. here,
0 degree tensile modulus is 220 GPa, 0 degree interlayer shear strength is 1
10 MPa, the peel strength at the edge of the plate is 500 MPa, and the tensile strength at 90 ° is 100 MPa, which is often sufficient for achieving the effects of the present invention.

【0124】本発明においては、プリプレグをゴルフシ
ャフトや釣り竿のような管状体に適用する場合、炭素網
面の結晶サイズLcが10〜35オンク゛ストロームの範囲内で
あり、かつ130℃で2時間硬化して得られる樹脂硬化
物の90度引張強度が60MPa以上であるプリプレグ
を用いるのが好ましい。これにより、得られる成形体に
おいて、圧縮強度や引張強度等の静的な機械強度特性ば
かりでなく、動的な機械強度特性である、耐衝撃性をも
高めることができる。
In the present invention, when the prepreg is applied to a tubular body such as a golf shaft or a fishing rod, the crystal size Lc of the carbon net plane is in the range of 10 to 35 angstroms, and the prepreg is cured at 130 ° C. for 2 hours. It is preferable to use a prepreg in which the cured resin obtained by the above method has a 90 ° tensile strength of 60 MPa or more. Thereby, in the obtained molded body, not only static mechanical strength characteristics such as compressive strength and tensile strength but also dynamic mechanical strength characteristics such as impact resistance can be enhanced.

【0125】尚、90度引張強度は、100MPa程度
あれば、本発明の効果を奏するに当たり充分であること
が多い。
The 90-degree tensile strength of about 100 MPa is often sufficient for achieving the effects of the present invention.

【0126】以下、アクリル系の炭素繊維を例にとり、
本発明における炭素繊維の製造方法について、詳細に説
明する。
Hereinafter, taking acrylic carbon fiber as an example,
The method for producing carbon fibers according to the present invention will be described in detail.

【0127】ポリマー成分としては、95モル%以上、
好ましくは98モル%以上のアクリロニトリルと、5モ
ル%以下、好ましくは2モル%以下の耐炎化を促進し、
アクリロニトリルと共重合性のある、耐炎化促進成分を
共重合した共重合体が好ましく使用される。この耐炎化
促進成分には、ビニル基含有化合物(以下ビニル系モノ
マーと云う)を使用するのが好ましい。ビニル系モノマ
ーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタ
コン酸等が挙げられる。また、共重合体の一部又は全量
を、アンモニアで中和したアクリル酸、メタクリル酸、
又はイタコン酸のアンモニウム塩からなる共重合体は、
耐炎化の促進作用を高めるためより好ましく使用され
る。尚、ポリマー成分を重合する方法には、常法通り溶
液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等が適用できる。
As the polymer component, 95 mol% or more,
Preferably 98% by mole or more of acrylonitrile and 5% by mole or less, preferably 2% by mole or less of flame resistance are promoted,
A copolymer which is copolymerizable with acrylonitrile and has a flame retardant component promoted is preferably used. It is preferable to use a vinyl group-containing compound (hereinafter, referred to as a vinyl monomer) for the flame retardant component. Specific examples of the vinyl monomer include acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid. Also, part or all of the copolymer, acrylic acid neutralized with ammonia, methacrylic acid,
Or a copolymer comprising an ammonium salt of itaconic acid,
It is more preferably used to enhance the effect of promoting flame resistance. In addition, as a method for polymerizing the polymer component, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, and the like can be applied as usual.

【0128】前記ポリマー成分からなる紡糸原液を、湿
式紡糸法、乾湿式紡糸法、乾式紡糸法、又は溶融紡糸法
により紡糸して糸条とするが、中でも高強度糸が得られ
やすい湿式紡糸法又は乾湿式紡糸法が好ましく適用でき
る。ここで紡糸原液に使用する溶媒には、有機又は無機
の従来公知の溶媒が使用できるが、有機溶媒を使用する
のが好ましい。具体的には、ジメチルスルホキシド、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等が挙げら
れる。紡糸原液に使用する溶媒に、硝酸、ロダンソーダ
水溶液、塩化亜鉛水溶液等の無機塩の濃厚水溶液を使用
すると、所望する表面粗さを有する炭素繊維が得られな
い場合がある。紡糸後、さらに水洗、延伸、乾燥及び油
剤付与等の製糸工程を経て、アクリル系前駆体繊維とす
る。
The spinning stock solution comprising the polymer component is spun into a yarn by a wet spinning method, a dry-wet spinning method, a dry spinning method, or a melt spinning method. Among them, a wet spinning method in which high strength yarn is easily obtained Alternatively, a dry-wet spinning method can be preferably applied. Here, as the solvent used for the spinning dope, a conventionally known organic or inorganic solvent can be used, but an organic solvent is preferably used. Specifically, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide and the like can be mentioned. If a concentrated aqueous solution of an inorganic salt such as an aqueous solution of nitric acid, an aqueous solution of rhodan soda, or an aqueous solution of zinc chloride is used as a solvent for the spinning solution, carbon fibers having a desired surface roughness may not be obtained. After spinning, the fiber is further subjected to a thread-forming process such as washing with water, drawing, drying, and application of an oil agent to obtain an acrylic precursor fiber.

【0129】続いてこの前駆体繊維を耐炎化に供する
が、ここで前駆体繊維は、生産性を確保する観点から、
その単糸繊度が0.3〜1.5d(d:デニール)好ま
しくは0.5〜1.3d、より好ましくは0.6〜1.
1dであるのが良い。また、この前駆体繊維1糸条当た
りの単繊維本数は、1000〜50000本、好ましく
は6000〜48000本、より好ましくは12000
〜30000本であるのが良い。
Subsequently, the precursor fiber is subjected to oxidization. Here, the precursor fiber is used in view of securing productivity.
The single fiber fineness is 0.3 to 1.5 d (d: denier), preferably 0.5 to 1.3 d, more preferably 0.6 to 1.
1d is preferred. The number of single fibers per one thread of the precursor fiber is 1,000 to 50,000, preferably 6,000 to 48,000, more preferably 12,000.
The number is preferably up to 30,000.

【0130】耐炎化工程では、延伸比を0.85〜1.
1として耐炎化するのが好ましい。かかる延伸比は、糸
束としての焼けムラを抑制するために、0.87〜0.
94がより好ましい。0.85未満であると、いわゆる
プロセス性が低下し、1.1を超えると糸条内への酸素
の拡散が妨げられ、糸条中心部の焼けムラが顕著となる
ことがある。
In the flame-proofing step, the stretching ratio is set to 0.85 to 1.
It is preferable to make it flame-resistant as 1. The draw ratio is set to 0.87 to 0.5 to suppress burn unevenness as a yarn bundle.
94 is more preferred. If it is less than 0.85, the so-called processability decreases, and if it exceeds 1.1, diffusion of oxygen into the yarn is hindered, and burn unevenness at the center of the yarn may become remarkable.

【0131】耐炎化は、温度を200〜300℃に設定
して行うのが良く、反応熱の蓄熱によって糸切れが生じ
る温度より10〜20℃低い温度に設定するのがコスト
削減及び炭素繊維の特性を向上させる観点から好まし
い。耐炎化進行度は、得られる耐炎化糸について後述す
る方法によって測定される炎収縮保持率によって観測す
ることができる。
[0131] The flame resistance is preferably set at a temperature of 200 to 300 ° C. Setting the temperature at 10 to 20 ° C lower than the temperature at which the yarn breaks due to the heat storage of the reaction heat reduces the cost and reduces the carbon fiber. It is preferable from the viewpoint of improving characteristics. The degree of progress of flame resistance can be observed by the flame shrinkage retention measured by the method described later for the flame resistant yarn obtained.

【0132】本発明において、耐炎化は、かかる炎収縮
保持率が、70〜90%、好ましくは74〜86%、よ
り好ましくは76〜84%となるように行うのが好まし
い。
In the present invention, the flame resistance is preferably adjusted so that the flame shrinkage retention is 70 to 90%, preferably 74 to 86%, more preferably 76 to 84%.

【0133】耐炎化は、生産性及び炭素繊維の特性を向
上させる観点から、10〜100分、好ましくは30〜
60分行うのが良い。この耐炎化時間とは、糸条が耐炎
化炉内に滞留している全時間をいう。10分未満である
と、糸条に焼けムラが顕著となることがあり、100分
を越えると、生産性が低下することがある。
From the viewpoint of improving the productivity and the properties of the carbon fiber, the flame resistance is preferably from 10 to 100 minutes, preferably from 30 to 100 minutes.
It is good to do it for 60 minutes. This oxidization time refers to the total time during which the yarn stays in the oxidization furnace. If the time is less than 10 minutes, the burn unevenness may be remarkable on the yarn, and if it exceeds 100 minutes, the productivity may be reduced.

【0134】このようにして、前駆体繊維を耐炎化して
いわゆる耐炎化繊維とした後、続く炭化工程で炭化する
ことによって、所望する特性を有する炭素繊維が得られ
る。
[0134] In this way, the precursor fiber is oxidized into so-called oxidized fiber and then carbonized in the subsequent carbonization step to obtain carbon fiber having desired characteristics.

【0135】炭化工程では、不活性雰囲気中、300〜
900℃で予備炭化する。予備炭化工程における延伸比
としては、1.0〜1.5が良く、好ましくは1.02
〜1.3、より好ましくは1.04〜1.15が良い。
かかる延伸比は高い程、弾性率を発現させる点で有利で
あるが、1.5を超えるとプロセス性の低下が顕著とな
る場合がある。
In the carbonization step, 300 to 300
Precarbonization at 900 ° C. The stretching ratio in the preliminary carbonization step is preferably 1.0 to 1.5, and more preferably 1.02 to 1.5.
1.3 to 1.3, more preferably 1.04 to 1.15.
The higher the stretching ratio, the more advantageous it is in exhibiting the elastic modulus, but if it exceeds 1.5, the processability may be significantly reduced.

【0136】さらに不活性雰囲気中、900〜1600
℃、好ましくは1100〜1500℃、より好ましくは
1200〜1500℃で炭化する。900℃未満では、
得られる炭素繊維に含まれる水分率が過剰となることが
ある。また、1600℃を越えると、繊維内部で結晶の
成長が顕著となり、得られる炭素繊維の圧縮強度や接着
性が低下することがある。
Further, in an inert atmosphere, 900 to 1600
° C, preferably 1100 to 1500 ° C, more preferably 1200 to 1500 ° C. Below 900 ° C,
The moisture content contained in the obtained carbon fiber may be excessive. On the other hand, when the temperature exceeds 1600 ° C., crystal growth becomes remarkable inside the fiber, and the compressive strength and adhesiveness of the obtained carbon fiber may decrease.

【0137】炭化工程における炉の昇温速度及び処理時
間については、炭素繊維に要求する特性と所要コストを
勘案の上、適宜選択できる。この際、300〜500℃
および1000〜1200℃の領域での昇温速度を、好
ましくは500℃/分以下、より好ましくは300℃/
分以下とすることが、ボイド等、内部欠陥の少ない緻密
な炭素繊維を得るために有利である。また、炭化処理時
間は、炭化の程度が問題とならない範囲で、できるだけ
短縮を図るのが、所要コストの削減の観点から好まし
い。
The heating rate of the furnace and the processing time in the carbonization step can be appropriately selected in consideration of the characteristics required for the carbon fiber and the required cost. At this time, 300-500 ° C
And the temperature rising rate in the range of 1000 to 1200 ° C. is preferably 500 ° C./min or less, more preferably 300 ° C./min.
It is advantageous to obtain a fine carbon fiber having few internal defects such as voids in order to obtain a minute carbon fiber. In addition, it is preferable to shorten the carbonization treatment time as much as possible within a range in which the degree of carbonization does not matter, from the viewpoint of reducing required costs.

【0138】本発明においては、必要に応じて、炭素繊
維を、不活性雰囲気中、2000〜3300℃、好まし
くは2000〜3000℃、より好ましくは2000〜
2800℃で黒鉛化しても良い。
In the present invention, if necessary, carbon fibers may be heated in an inert atmosphere at 2000 to 3300 ° C., preferably 2000 to 3000 ° C., more preferably 2000 to 3000 ° C.
It may be graphitized at 2800 ° C.

【0139】こうして得られる炭素繊維は、炭化後、電
解酸化処理を施したり、気相又は液相で酸化処理を施す
ことにより前記O/C、COOH/C、N/Cが特定の範囲
にある炭素繊維が容易に得られる。
The carbon fiber thus obtained is subjected to electrolytic oxidation treatment after carbonization, or to oxidation treatment in a gas phase or a liquid phase, so that the O / C, COOH / C, and N / C are in specific ranges. Carbon fiber is easily obtained.

【0140】電解酸化処理の電解液としては酸性及びア
ルカリ性のいずれかの水溶液が使用できる。
Either acidic or alkaline aqueous solution can be used as the electrolytic solution for the electrolytic oxidation treatment.

【0141】酸性水溶液の電解質としては、水に溶解さ
せたときに酸性を示すものが良く、具体的には硫酸、硝
酸、塩酸、燐酸、硼酸、炭酸等の無機酸、酢酸、酪酸、
シュウ酸、アクリル酸、マレイン酸等の有機酸、又は硫
酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム等の無機塩類を
使用することができる。中でも、強酸性を示す硫酸、硝
酸が好ましく使用できる。
As the electrolyte of the acidic aqueous solution, those exhibiting acidity when dissolved in water are preferable, and specific examples thereof include inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, boric acid, and carbonic acid, acetic acid, butyric acid, and the like.
Organic acids such as oxalic acid, acrylic acid, and maleic acid, or inorganic salts such as ammonium sulfate and ammonium hydrogen sulfate can be used. Among them, sulfuric acid and nitric acid exhibiting strong acidity can be preferably used.

【0142】アルカリ水溶液の電解質としては、水に溶
解させたときにアルカリ性を示すものが良く、具体的に
は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム
等の水酸化物、アンモニア、炭酸ナトリウム、炭酸水素
ナトリウム等の無機塩類、酢酸ナトリウム、安息香酸ナ
トリウム等の無機塩類、さらにこれらのカリウム塩、バ
リウム塩、その他の金属塩、又はアンモニウム塩、ヒド
ラジン等の有機化合物を使用することができる。中で
も、エポキシ樹脂組成物との硬化反応を阻害する懸念の
あるアルカリ金属や、アンモニウムイオンを含まない無
機塩類が好ましく使用できる。具体的には、炭酸水素ア
ンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化テトラアルキル
アンモニウム塩等、又はそれらの混合物を用いるのが好
ましい。特に前記N/Cを高める作用のある炭酸水素ア
ンモニウム、炭酸アンモニウム、水酸化テトラアルキル
アンモニウム等を使用するのが好ましい。
As the electrolyte of the alkaline aqueous solution, those exhibiting alkalinity when dissolved in water are preferable, and specifically, hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, ammonia, sodium carbonate, and the like. Inorganic salts such as sodium hydrogen carbonate, inorganic salts such as sodium acetate and sodium benzoate, and further, potassium salts, barium salts, other metal salts, and organic compounds such as ammonium salts and hydrazine can be used. Among them, an alkali metal which does not interfere with the curing reaction with the epoxy resin composition or an inorganic salt containing no ammonium ion can be preferably used. Specifically, it is preferable to use ammonium hydrogen carbonate, ammonium carbonate, a tetraalkylammonium hydroxide salt, or the like, or a mixture thereof. In particular, it is preferable to use ammonium bicarbonate, ammonium carbonate, tetraalkylammonium hydroxide or the like which has the effect of increasing the N / C.

【0143】電解酸化処理の電解液の濃度は0.01〜
5モル/lとするのが良く、好ましくは0.1〜1モル
/lとするのが良い。また、電解溶液の温度は0〜10
0℃とするのが良く、好ましくは室温付近の20〜25
℃とするのが良い。
The concentration of the electrolytic solution in the electrolytic oxidation treatment is from 0.01 to
The concentration is preferably 5 mol / l, more preferably 0.1 to 1 mol / l. The temperature of the electrolytic solution is 0 to 10
0 ° C., preferably 20 to 25 around room temperature.
℃ is good.

【0144】電解酸化処理に要する電気量は、炭素繊維
の炭化度に合わせて最適化するのが良いが、炭素繊維の
引張強度の低下を抑止し、かつ表層部分における結晶性
を低くし、治性点を多くする観点から、電解酸化処理
は、処理1回当たりの電気量をなるべく少なくし、電解
槽を複数槽設けることにより、複数回に分けて処理する
のが好ましい。具体的には電気量は1クーロン/g・槽
(炭素繊維1g、1槽当たりのクーロン数)〜40クー
ロン/g・槽とするのが好ましい。
The amount of electricity required for the electrolytic oxidation treatment is preferably optimized in accordance with the degree of carbonization of the carbon fiber. However, the reduction in the tensile strength of the carbon fiber is suppressed, and the crystallinity in the surface layer is reduced. From the viewpoint of increasing the number of properties, the electrolytic oxidation treatment is preferably performed in a plurality of times by minimizing the amount of electricity per treatment and providing a plurality of electrolytic baths. Specifically, the amount of electricity is preferably 1 coulomb / g tank (1 g of carbon fiber, the number of coulombs per tank) to 40 coulomb / g tank.

【0145】通電方法には、炭素繊維を電極ローラに直
接接触させて通電させる直接通電、又は炭素繊維と電極
の間に電解液を介して通電させる間接通電のいずれも採
用することができるが、炭素繊維の引張強度を高めるた
め、電解酸化処理時の糸条の毛羽立ち、電気スパークが
押さえられる間接通電が好ましい。
As the energization method, either direct energization in which the carbon fiber is brought into direct contact with the electrode roller and energization, or indirect energization in which the carbon fiber and the electrode are energized via an electrolytic solution can be employed. In order to increase the tensile strength of the carbon fiber, it is preferable to use indirect energization in which the yarn is fluffed during the electrolytic oxidation treatment and the electric spark is suppressed.

【0146】また電解処理後は、水洗、乾燥するのが好
ましい。このとき、エポキシ樹脂組成物との親和性や接
着性を向上させるため、炭素繊維の表層面に存在する官
能基が熱分解しないように、できるだけ低い温度で乾燥
することが望ましく、具体的には乾燥温度は180〜2
50℃とするのが良く、好ましくは180〜210℃と
するのが良い。
After the electrolytic treatment, it is preferable to wash and dry. At this time, in order to improve the affinity and adhesiveness with the epoxy resin composition, it is desirable to dry at a temperature as low as possible so that the functional group present on the surface layer of the carbon fiber is not thermally decomposed. Drying temperature is 180-2
The temperature is preferably 50 ° C., and more preferably 180 to 210 ° C.

【0147】こうして得られた炭素繊維に、さらにサイ
ジング処理をして、繊維束に集束性をもたせるととも
に、マトリックス樹脂との親和性を向上させることもで
きる。
The carbon fiber thus obtained can be further subjected to a sizing treatment so that the fiber bundle has a convergence property and the affinity with the matrix resin can be improved.

【0148】本発明による複合材料は、従来公知の方法
で製造することができる。具体的には、特にゴルフシャ
フト、釣り竿、ラケット等のスポーツ用部材の製造に適
した方法として、強化繊維にエポキシ樹脂組成物を含浸
させたプリプレグを作製し、これを積層して加熱し、硬
化させて複合材料を得る方法が採用される。
The composite material according to the present invention can be produced by a conventionally known method. Specifically, as a method particularly suitable for the production of sports members such as golf shafts, fishing rods, rackets, etc., a prepreg in which an epoxy resin composition is impregnated into reinforcing fibers is prepared, laminated, heated, and cured. Then, a method of obtaining a composite material is employed.

【0149】プリプレグは、エポキシ樹脂組成物をメチ
ルエチルケトン、メタノール等の溶媒に溶解して低粘度
化することにより、強化繊維に含浸させるウエット法
と、加熱して低粘度化することにより、強化繊維に含浸
させるホットメルト法等の方法により製造される。
The prepreg is prepared by dissolving the epoxy resin composition in a solvent such as methyl ethyl ketone or methanol to reduce the viscosity, thereby impregnating the reinforcing fibers, or by heating to reduce the viscosity to form the reinforcing fibers. It is manufactured by a method such as a hot melt method of impregnation.

【0150】ウェット法では、強化繊維をエポキシ樹脂
組成物からなる液に浸漬した後引き上げ、オーブン等を
用いて溶媒を蒸発させてプリプレグが得られる。
In the wet method, a prepreg is obtained by immersing a reinforcing fiber in a liquid comprising an epoxy resin composition, pulling it up, and evaporating a solvent using an oven or the like.

【0151】ホットメルト法では、加熱により低粘度化
したエポキシ樹脂組成物を直接強化繊維に含浸させる
か、又はエポキシ樹脂組成物を離型紙等の上にコーティ
ングしたフィルムを作製した後、強化繊維の両側又は片
側から該フィルムを重ね、加熱加圧することにより樹脂
を含浸させプリプレグが得られる。このホットメルト法
は、プリプレグ中に溶媒が残留することがないため好ま
しい。
In the hot melt method, the epoxy resin composition whose viscosity has been reduced by heating is directly impregnated into the reinforcing fibers, or a film in which the epoxy resin composition is coated on release paper or the like is prepared. The prepreg is obtained by impregnating the resin by laminating the films from both sides or one side and applying heat and pressure. This hot melt method is preferable because no solvent remains in the prepreg.

【0152】プリプレグにおける強化繊維の形態や配列
は特に限定されず、例えば、一方向に引き揃えた長繊
維、単一のトウ、織物、マット、ニット、組み紐等が良
い。
The form and arrangement of the reinforcing fibers in the prepreg are not particularly limited, and may be, for example, long fibers aligned in one direction, a single tow, a woven fabric, a mat, a knit, a braid, or the like.

【0153】複合材料は、プリプレグを積層後、積層物
に圧力を付与しながら樹脂を加熱し、硬化させて成形す
る方法等により製造できる。
The composite material can be produced by, for example, a method of laminating a prepreg, heating the resin while applying pressure to the laminate, and curing and molding the resin.

【0154】熱及び圧力を付与する方法には、プレス成
形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッ
ピングテープ法、内圧成形法等があり、特にスポーツ用
品に関しては、ラッピングテープ法、内圧成形法が好ま
しく適用される。
The method of applying heat and pressure includes a press molding method, an autoclave molding method, a bagging molding method, a wrapping tape method, an internal pressure molding method, and the like. Particularly, for sports goods, the wrapping tape method and the internal pressure molding method are used. It is preferably applied.

【0155】本発明において、ゴルフシャフト、釣り竿
等の棒状体を製造するに当たっては、ラッピングテープ
法が好ましく適用できる。ラッピングテープ法は、マン
ドレル等の芯金にプリプレグを巻いて、円筒状成形体を
成形する方法である。具体的には、マンドレルにプリプ
レグを巻き付け、プリプレグの固定及び圧力付与のため
に、プリプレグの外側に熱可塑性樹脂フィルムからなる
ラッピングテープを巻き付け、オーブン中で樹脂を加熱
し、硬化させた後、芯金を抜き去って円筒状成形体とす
る方法である。
In the present invention, a wrapping tape method can be preferably used for producing a rod-shaped body such as a golf shaft and a fishing rod. The wrapping tape method is a method in which a prepreg is wound around a core metal such as a mandrel to form a cylindrical molded body. Specifically, wrapping a prepreg around a mandrel, wrapping a wrapping tape made of a thermoplastic resin film around the outside of the prepreg for fixing the prepreg and applying pressure, heating the resin in an oven and curing the resin, This is a method of removing gold and forming a cylindrical molded body.

【0156】また、ゴルフシャフト、釣り竿等の棒状体
を製造するに当たり、内圧成形法も好ましく適用でき
る。内圧成形法は、熱可塑性樹脂のチューブ等の内圧付
与体にプリプレグを巻きつけたプリフォームを金型中に
セットし、次いで内圧付与体に高圧の気体を導入して圧
力をかけると同時に金型を加熱し成形する方法である。
本方法は、ゴルフシャフト、バット、テニスやバトミン
トン等のラケットのような複雑な形状物を成形する際に
好ましく適用される。
In producing a rod-shaped body such as a golf shaft and a fishing rod, an internal pressure molding method can be preferably applied. The internal pressure molding method is a method in which a preform in which a prepreg is wound around an internal pressure applying body such as a tube of a thermoplastic resin is set in a mold, and then a high pressure gas is introduced into the internal pressure applying body to apply pressure, and at the same time, the mold is used. Is a method of heating and molding.
The method is preferably applied when molding a complicated shape such as a golf shaft, a bat, a racket such as tennis or badminton.

【0157】本発明におけるエポキシ樹脂組成物を使用
することにより、プリプレグを用いない方法によっても
各種複合材料を製造することができる。具体的には、ハ
ンド・レイアップ法、フィラメント・ワインディング
法、プルトルージョン法、レジン・インジェクション・
モールディング法、レジン・トランスファー・モールデ
ィング法等の成形法によっても複合材料を製造すること
ができる。これらの方法では、エポキシ樹脂からなる主
剤と硬化剤との2液を使用直前に混合してエポキシ樹脂
組成物を調製する方法が好ましく適用される。
By using the epoxy resin composition of the present invention, various composite materials can be produced by a method without using a prepreg. Specifically, hand lay-up method, filament winding method, pultrusion method, resin injection method
The composite material can also be manufactured by a molding method such as a molding method, a resin transfer molding method, or the like. In these methods, a method of preparing an epoxy resin composition by mixing two liquids of a main agent composed of an epoxy resin and a curing agent immediately before use is preferably applied.

【0158】[0158]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。樹脂硬化物の物性測定、プリプレグの作製、円筒複
合材料(管状体)の作製、円筒複合材料の物性測定、一
方向複合材料の作製、一方向複合材料の物性測定は次の
方法で行った。尚、物性測定はすべて温度23℃、相対
湿度50%の環境で行った。 (1)樹脂硬化物(板)の物性の測定 A.曲げ弾性率、3点曲げ撓み量 エポキシ樹脂組成物を80℃に加熱してモールドに注入
し、135℃の熱風乾燥機中で2時間加熱し、硬化させ
て厚さ2mmの樹脂硬化物(成形板)を作製した。次
に、成形板から幅10mm、長さ60mmの試験片を切
り出し、試験速度2.5mm、支点間距離32mmで3
点曲げ試験を行い、JIS K7203に従い曲げ弾性
率と3点曲げ撓み量を求めた。 B.引張伸度 上記A項と同様にして作製した成形板より、JIS K
7113に従い、小型1(1/2)号形試験片を切り出
し、引張伸度を求めた。 C.ゴム状態の弾性率の測定 Aと同様にして作製した成形板より、SACMA SR
M18R−94に従い、DMA法によりゴム状態の弾性
率G'を求めた。G’曲線においてガラス転移領域の直
線部分を延長した線とゴム状態領域の直線部分を延長し
た線との交点の弾性率値をゴム状態の弾性率G'とし、
塑性変形能の指標とした。ここでは、Rheometric Scien
tific社製粘弾性測定システム拡張型“ARES”を用
い、昇温速度5℃/分、周波数1Hzで測定した。 (2)広角X線回折による炭素網面の結晶ザイズLcの
測定 A.測定試料の作製 上記(1)項のAと同様にして作製した成形板より、長
さ4cmの試験片を切り出し、金型とコロジオン・アル
コール溶液を用いて固め、角柱を作り測定試料とした。 B.測定条件 X線源:CuKα(Niフィルター使用) 出力:40kV20mA C.結晶サイズLcの測定 透過法により得られた面指数(002)のピークの半値
幅から、次のScherrerの式を用いて計算した。 Lc(hkl)=Kλ/β0cosθB ここで、 Lc(hkl):微結晶の(hkl)面に垂直な方向の
平均の大きさ K:1.0,λ:X線の波長、β0:(βE2−β121/2 βE:見かけの半値幅(測定値)、β12:1.05×1
-2rad. θB:ブラッグ角 (3)プリプレグの作製 エポキシ樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて
離型紙上に塗布し、樹脂フィルムを作製した。次に、シ
ート状に一方向に整列させた炭素繊維トレカ(登録商
標、東レ(株)製)に、この樹脂フィルム2枚を炭素繊
維の両面から重ね、加熱加圧して樹脂を含浸せしめ、炭
素繊維目付125g/m2、樹脂重量分率24重量%の
一方向プリプレグを作製した。 (4)円筒複合材料の作製 下記(a)〜(e)の手順により、円筒軸方向に対して
[0゜3/±45゜3]の積層構成を有し、内径が6.3
mm及び10mmの2種類の円筒複合材料を作製した。
マンドレルにはそれぞれ、直径6.3mm及び10mm
(いずれも長さ1000mm)のステンレス製丸棒を使
用した。 (a)一方向プリプレグを強化繊維の方向がマンドレル
軸方向に対して45度になるように、直径6.3mmの
マンドレルでは縦800mm×横68mmの一方向プリ
プレグを使用し、直径10mmのマンドレルでは縦80
0mm×横103mmの一方向プリプレグを使用した。
この2枚を繊維方向が互いに交差するように、かつ横方
向に直径6.3mmのマンドレルでは10mm、直径1
0mmのマンドレルでは16mm(マンドレル半周分に
対応)ずらせて貼り合わせた。 (b)貼り合わせたプリプレグを、離型処理したマンド
レルに、プリプレグの縦方向とマンドレルの軸方向が一
致するように巻き付けた。 (c)その上に、プリプレグを繊維の方向が縦方向にな
るように、直径6.3mmのマンドレルでは縦800m
m×横77mm、直径10mmのマンドレルでは縦80
0mm×横112mmの長方形に切り出したものをプリ
プレグの縦方向とマンドレルの軸方向が一致するように
巻き付けた。 (d)ラッピングテープ(耐熱性フィルムテープ)を巻
きつけ、硬化用の炉の中で130℃、2時間加熱し成形
した。 (e)成形後、マンドレルを抜き取り、ラッピングテー
プを除去して円筒複合材料を得た。 (5)円筒複合材料の物性の測定 A.曲げ強度 内径10mmの円筒複合材料を用い、「ゴルフクラブ用
シャフトの認定基準及び基準確認方法」(製品安全協会
編、通商産業大臣承認5産第2087号、1993年)
に記載の3点曲げ試験方法に基づき、曲げ破壊荷重を測
定し、該荷重値を曲げ強度とした。ここでは、支点間距
離を300mm、試験速度を5mm/分とした。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments. The following methods were used for measuring the physical properties of the cured resin, preparing the prepreg, preparing the cylindrical composite material (tubular body), measuring the physical properties of the cylindrical composite material, preparing the unidirectional composite material, and measuring the physical properties of the unidirectional composite material. All the physical property measurements were performed in an environment at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. (1) Measurement of physical properties of cured resin (plate) Flexural modulus, 3-point bending amount The epoxy resin composition is heated to 80 ° C., poured into a mold, heated in a hot air dryer at 135 ° C. for 2 hours, and cured to form a cured resin product having a thickness of 2 mm (molding). Plate). Next, a test piece having a width of 10 mm and a length of 60 mm was cut out from the molded plate, and a test piece was cut at a test speed of 2.5 mm and a fulcrum distance of 32 mm.
A point bending test was performed, and a bending elastic modulus and a three-point bending amount were determined in accordance with JIS K7203. B. Tensile elongation JIS K
According to 7113, a small 1 (1/2) type test piece was cut out, and the tensile elongation was determined. C. Measurement of Elastic Modulus in Rubber State From a molded plate prepared in the same manner as in A, SACMA SR
According to M18R-94, the elastic modulus G ′ in a rubber state was determined by a DMA method. In the G ′ curve, the elastic modulus value at the intersection of the line extending the linear portion of the glass transition region and the line extending the linear portion of the rubber state region is defined as the elastic modulus G ′ in the rubber state,
It was used as an index of plastic deformability. Here, Rheometric Scien
The measurement was performed at a temperature rising rate of 5 ° C./min and a frequency of 1 Hz using a viscoelasticity measurement system expansion type “ARES” manufactured by Tific. (2) Measurement of crystal size Lc of carbon network plane by wide-angle X-ray diffraction Preparation of Measurement Sample A test piece having a length of 4 cm was cut out from a molded plate prepared in the same manner as A in the above section (1), and was solidified with a mold and a collodion-alcohol solution to form a prism and obtain a measurement sample. B. Measurement conditions X-ray source: CuKα (using Ni filter) Output: 40 kV, 20 mA Measurement of crystal size Lc The crystal size Lc was calculated from the half width of the peak of the plane index (002) obtained by the transmission method using the following Scherrer equation. Lc (hkl) = Kλ / β 0 cos θ B where Lc (hkl): average size of microcrystal in the direction perpendicular to the (hkl) plane K: 1.0, λ: wavelength of X-ray, β 0 : (Β E2 −β 12 ) 1/2 β E : Apparent half width (measured value), β 12 : 1.05 × 1
0 -2 rad. θ B : Bragg angle (3) Preparation of prepreg The epoxy resin composition was applied on release paper using a reverse roll coater to prepare a resin film. Next, two resin films are stacked on both sides of carbon fiber on carbon fiber trading card (registered trademark, manufactured by Toray Industries, Inc.) arranged in one direction in a sheet shape, and heated and pressed to impregnate the resin. A unidirectional prepreg having a fiber weight of 125 g / m 2 and a resin weight fraction of 24% by weight was prepared. (4) Preparation of Cylindrical Composite Material According to the following procedures (a) to (e), it has a laminated configuration of [0 / 3 / ± 45 ゜3 ] with respect to the cylinder axis direction, and has an inner diameter of 6.3.
Two types of cylindrical composite materials, mm and 10 mm, were made.
The mandrels have a diameter of 6.3 mm and 10 mm, respectively.
A stainless steel round bar (each having a length of 1000 mm) was used. (A) A unidirectional prepreg is formed by using a unidirectional prepreg having a length of 800 mm × width 68 mm for a mandrel having a diameter of 6.3 mm and a mandrel having a diameter of 10 mm so that the direction of the reinforcing fiber is 45 degrees with respect to the mandrel axial direction. Height 80
A unidirectional prepreg of 0 mm × 103 mm in width was used.
These two sheets are crossed so that the fiber directions cross each other, and the mandrel having a diameter of 6.3 mm in the transverse direction has a diameter of 10 mm and a diameter of 1 mm.
In the case of a 0 mm mandrel, they were staggered by 16 mm (corresponding to a half circumference of the mandrel) and bonded. (B) The bonded prepreg was wound around the release-treated mandrel so that the longitudinal direction of the prepreg and the axial direction of the mandrel coincided. (C) On the prepreg, a mandrel with a diameter of 6.3 mm is 800 m long so that the direction of the fiber is vertical.
mx 77 mm wide, 80 mm long for a 10 mm diameter mandrel
A rectangular cutout of 0 mm x 112 mm was wound so that the longitudinal direction of the prepreg coincided with the axial direction of the mandrel. (D) A wrapping tape (heat-resistant film tape) was wrapped and heated at 130 ° C. for 2 hours in a curing furnace to form a molding. (E) After molding, the mandrel was pulled out and the wrapping tape was removed to obtain a cylindrical composite material. (5) Measurement of physical properties of cylindrical composite material Bending strength Using a cylindrical composite material with an inner diameter of 10 mm, "Certification Standards and Standard Confirmation Methods for Shafts for Golf Clubs" (Edited by the Japan Product Safety Association, approved by the Minister of International Trade and Industry No. 5, 2087, 1993)
The bending fracture load was measured based on the three-point bending test method described in (1), and the load value was used as the bending strength. Here, the distance between the fulcrums was 300 mm, and the test speed was 5 mm / min.

【0159】B.捻り強度 内径10mmの円筒複合材料から長さ400mmの試験
片を切り出し、「ゴルフクラブ用シャフトの認定基準及
び基準確認方法」(製品安全協会編、通商産業大臣承認
5産第2087号、1993年)に記載の方法に従い、
捻り試験を行った。試験片ゲージ長は300mmとし、
試験片両端の50mmを固定治具で把持した。捻り強度
は次式により求めた。
B. Torsion strength A 400 mm long test piece is cut out from a cylindrical composite material having an inner diameter of 10 mm, and "Certification criteria and standards confirmation method for golf club shafts" (edited by the Japan Society for Product Safety, approved by the Minister of International Trade and Industry, No. 2087, 1993) Follow the method described in
A torsion test was performed. The test piece gauge length is 300 mm,
50 mm at both ends of the test piece were gripped by a fixing jig. The torsional strength was determined by the following equation.

【0160】捻り強度(N・m・deg)=破壊トルク(N・m)×破
壊時の捻れ角(deg) C.圧壊強度 内径10mmの円筒複合材料から長さ15mmの試験片
を切り出し、ステンレス平板を介して円筒の半径方向に
圧縮荷重を加えて破壊し、破壊時の荷重を圧壊強度とし
た。ここで試験速度は5mm/分とした。
B. Torsion strength (N · m · deg) = torque torque (N · m) × torsion angle at break (deg) Crushing strength A test piece having a length of 15 mm was cut out from a cylindrical composite material having an inner diameter of 10 mm, and was broken by applying a compressive load in the radial direction of the cylinder via a stainless steel plate, and the load at the time of breaking was defined as the crushing strength. Here, the test speed was 5 mm / min.

【0161】D.シャルピー衝撃破壊強度 円筒複合材料を試験片に用いたこと、及び支点間距離を
40mmとしたこと以外はJIS K7077記載の方
法に従い、シャルピー衝撃試験を行った。内径6.3m
mの円筒複合材料から長さ90mmの試験片を切り出
し、支点間距離40mm、ハンマー振り上げ角135
度、秤量300kg・cmで円筒軸方向と垂直な方向か
ら衝撃を与え、最大衝撃荷重を測定し、該荷重値をシャ
ルピー衝撃破壊強度とした。 (6)一方向複合材料の作製 上記(3)項に示す方法で作製した一方向プリプレグ
を、強化繊維の方向が同一になるよう所定枚数積層し、
オートクレーブを用いて温度135℃、圧力290Pa
で2時間、加熱加圧して硬化させ、一方向複合材料を作
製した。 (7)一方向複合材料の物性の測定 A.90度引張強度、90度引張伸度 一方向プリプレグを22枚積層して得られる一方向複合
材料から、ASTMD3039に従い、幅25.4m
m、長さ38.1mmの試験片を作製し、引張試験を行
い、90度引張伸度及び90度引張強度を測定した。
D. Charpy impact fracture strength A Charpy impact test was performed according to the method described in JIS K7077 except that the cylindrical composite material was used for the test piece and the distance between the fulcrums was 40 mm. 6.3m inside diameter
A test piece having a length of 90 mm was cut out from a cylindrical composite material having a length of 40 m, a distance between supporting points was 40 mm, and a hammer swing angle was 135
An impact was applied from a direction perpendicular to the cylinder axis direction at a weight of 300 kg · cm, the maximum impact load was measured, and the load value was defined as the Charpy impact breaking strength. (6) Manufacture of unidirectional composite material A predetermined number of unidirectional prepregs manufactured by the method described in the above item (3) are laminated so that the directions of the reinforcing fibers are the same.
135 ° C, pressure 290 Pa using an autoclave
For 2 hours to cure by heating and pressing to produce a one-way composite material. (7) Measurement of physical properties of one-way composite material A. 90 degree tensile strength, 90 degree tensile elongation From a unidirectional composite material obtained by laminating 22 unidirectional prepregs, a width of 25.4 m according to ASTM D3039.
A test piece having a length of m and a length of 38.1 mm was prepared and subjected to a tensile test to measure 90 ° tensile elongation and 90 ° tensile strength.

【0162】B.0度層間剪断強度(ILSS) 一方向プリプレグを22枚積層して得られた一方向複合
材料から、ASTMD2344に従い、幅6.4mm、
長さ14mmの試験片を作製し、3点曲げ試験を行い、
0度層間剪断強度を測定した。 (8)板端剥離強度(EDS)測定用試料の作製 上記(3)項に示す方法で作製した一方向プリプレグを
10枚積層し[±25/±25/90]S構成の積層板
を成形した。この成形板の厚さは1mmであった。 (9)板端剥離強度(EDS)の測定 上記(8)項にて得られた積層板から幅(90度方向)
25mm、長さ(0度方向)300mmの短冊状試験片
を切り出した。切り出しにはブレード粒度#170のダ
イアモンドカッターを使用し、ブレード周速度は180
0m/分、送り速度は70mm/分とした。この試験片
にグリップ間200mmで0度方向から引張張力を負荷
し、板端剥離強度(EDS)を測定した。 (10)炭素繊維の引張強度、引張弾性率の測定 測定する炭素繊維に、ユニオンカーバイド(株)製 、
ベークライト(登録商標)ERL−4221を1000
g(100重量部)、三フッ化ホウ素モノエチルアミン
(BF3・MEA)を30g(3重量部)及びアセトン
を40g(4重量部)混合した樹脂組成物を含浸させ、
次に130℃で、30分間加熱し、硬化させ、樹脂含浸
ストランドを得た。樹脂含浸ストランド試験法(JIS
R7601)により引張強度と引張弾性率を求めた。 (11)炭素繊維の引張伸度の測定 JIS R7601に従い測定する。
B. 0 degree interlaminar shear strength (ILSS) From a unidirectional composite material obtained by laminating 22 unidirectional prepregs, according to ASTM D2344, a width of 6.4 mm,
A test piece having a length of 14 mm was prepared and subjected to a three-point bending test.
The 0-degree interlaminar shear strength was measured. (8) Preparation of Sample for Peeling Edge Strength (EDS) Measurement Ten unidirectional prepregs prepared by the method described in the above section (3) are laminated to form a laminated plate of [± 25 / ± 25/90] S configuration. did. The thickness of this molded plate was 1 mm. (9) Measurement of board edge peel strength (EDS) Width (90 degree direction) from the laminate obtained in the above section (8)
A strip test piece having a length of 25 mm and a length (0 degree direction) of 300 mm was cut out. A diamond cutter with a blade grain size of # 170 is used for cutting, and the peripheral speed of the blade is 180.
0 m / min and the feed rate were 70 mm / min. A tensile force was applied to this test piece from the 0 degree direction at a grip distance of 200 mm, and the plate edge peel strength (EDS) was measured. (10) Measurement of Tensile Strength and Tensile Elastic Modulus of Carbon Fiber The carbon fiber to be measured is manufactured by Union Carbide Co., Ltd.
Bakelite (registered trademark) ERL-4221 1000
g (100 parts by weight), a resin composition obtained by mixing 30 g (3 parts by weight) of boron trifluoride monoethylamine (BF 3 .MEA) and 40 g (4 parts by weight) of acetone,
Next, the mixture was heated at 130 ° C. for 30 minutes and cured to obtain a resin-impregnated strand. Resin-impregnated strand test method (JIS
R7601) to determine the tensile strength and tensile modulus. (11) Measurement of tensile elongation of carbon fiber Measured according to JIS R7601.

【0163】以下、実施例、比較例について説明する。
実施例、比較例中に記載の部数はすべて重量部を表す。
実施例、比較例の結果は表1〜4に纏めて示した。 (12)炭素繊維表面の官能基量測定 A.表面比酸素濃度O/C 表面比酸素濃度O/Cは、次の手順に従ってX線光電子
分光法により求めた。
Hereinafter, examples and comparative examples will be described.
All parts described in Examples and Comparative Examples represent parts by weight.
The results of Examples and Comparative Examples are summarized in Tables 1 to 4. (12) Measurement of Functional Group Amount on Carbon Fiber Surface Surface specific oxygen concentration O / C Surface specific oxygen concentration O / C was determined by X-ray photoelectron spectroscopy according to the following procedure.

【0164】先ず、測定する炭素繊維束から、溶媒でサ
イジング剤等を除去後、適当な長さにカットしてステン
レス製の試料支持台上に拡げて並べた後、下記条件にて
測定した。
First, a sizing agent or the like was removed from the carbon fiber bundle to be measured with a solvent, cut to an appropriate length, spread on a stainless steel sample support, and measured under the following conditions.

【0165】・光電子脱出角度:90度 ・X線源:MgKα1,2 ・試料チャンバー内真空度:1×10-8Torr 次に、測定時の帯電に伴うピークの補正のため、C1S
主ピークの結合エネルギー値B.E.を284.6eV
に合わせた。
[0165] - photoelectron escape angle: 90 ° · X-ray source: MgKarufa1,2-sample chamber vacuum: 1 × 10 -8 Torr Next, for the correction of the peak due to the measurement time of the charging, the main of C 1S B. Peak binding energy value E. FIG. 284.6 eV
I adjusted to.

【0166】次いで、C1sピーク面積[O1s]は、28
2〜296eVの範囲で直線のベースラインを引いて求
め、O1sピーク面積[C1s]は、528〜540eVの
範囲で直線のベースラインを引いて求めた。
Next, the C 1s peak area [O 1s ] is 28
A linear base line was drawn in the range of 2 to 296 eV, and the O 1s peak area [C 1s ] was obtained by drawing a linear base line in the range of 528 to 540 eV.

【0167】表面比酸素濃度O/Cは、上記O1sピーク
面積[O1s]、C1sピーク面積[C 1s]の比、及び装置
固有の感度補正値より、次式により求めた。
The surface specific oxygen concentration O / C is calculated as1speak
Area [O1s], C1sPeak area [C 1s] Ratio and apparatus
From the intrinsic sensitivity correction value, it was obtained by the following equation.

【0168】 O/C=([O1s]/[C1s])/(感度補正値) 尚、ここでは、測定装置として島津製作所(株)製、E
SCA−750を用い、前記装置固有の感度補正値を
2.85とした。 (実施例1〜8)強化繊維として、下記製法による炭素
繊維を使用した。
O / C = ([O 1s ] / [C 1s ]) / (sensitivity correction value) In this case, as a measuring device, E / C manufactured by Shimadzu Corp.
Using SCA-750, the sensitivity correction value unique to the device was set to 2.85. (Examples 1 to 8) As the reinforcing fibers, carbon fibers produced by the following method were used.

【0169】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、湿式紡糸法
により単繊維デニール0.7d、フィラメント数120
00のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, a single fiber denier of 0.7 d and a filament number of 120 were obtained by wet spinning.
Acrylic precursor fiber No. 00 was obtained.

【0170】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、1400℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.80g/m、比重は1.80であっ
た。
This precursor fiber is heated at 240 to 280 ° C. in air.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. It was fired to 1400 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.80 g / m, and the specific gravity was 1.80.

【0171】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量5クーロン/g・槽で電解酸化処理
した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、150℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was performed using a 0.1 mol / l aqueous solution of sulfuric acid as an electrolytic solution in a tank of 5 coulombs / g. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 150 ° C.

【0172】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表1に示す。
Table 1 shows various strength properties of the carbon fibers thus obtained.

【0173】全エポキシ樹脂に対して2官能エポキシ樹
脂を70重量%以上含む表1に示す樹脂組成物を調製し
た。前記(1)の方法に従い、この樹脂硬化物の強度物
性を測定した結果を表1に示す。
A resin composition shown in Table 1 was prepared containing at least 70% by weight of a bifunctional epoxy resin with respect to all epoxy resins. Table 1 shows the results of measuring the strength properties of the cured resin according to the method (1).

【0174】前記炭素繊維と、上記エポキシ樹脂組成物
を用いて前記(3)の方法に従い、一方向プリプレグを
作製し、さらに前記(4)の方法に従い、これらを積
層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物性を測
定した結果を表2に示す。 (実施例9)全エポキシ樹脂が2官能エポキシ樹脂から
なり、全エポキシ樹脂100重量%に対して、分子量が
450以上の高分子量2官能エポキシ樹脂(エピコート
1001、登録商標)が75重量%からなる表1に示す
樹脂組成物を調製した。この樹脂硬化物の強度特性を測
定した結果を表1に示す。
Using the carbon fiber and the epoxy resin composition, a unidirectional prepreg is prepared according to the method (3), and these are laminated and cured according to the method (4) to form a cylindrical composite material. Table 2 shows the results of measurement of various strength properties. (Example 9) All epoxy resins consist of a bifunctional epoxy resin, and 75 wt% of a high molecular weight bifunctional epoxy resin having a molecular weight of 450 or more (Epicoat 1001, registered trademark) based on 100 wt% of the total epoxy resin. The resin compositions shown in Table 1 were prepared. Table 1 shows the results of measuring the strength characteristics of the cured resin.

【0175】このエポキシ樹脂組成物から実施例1の方
法に従い、一方向プリプレグを作製し、これらを積層、
硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物性を測定し
た結果を表2に示す。 (比較例1)全エポキシ樹脂に対して、2官能エポキシ
樹脂65重量%と多官能エポキシ樹脂(エピコート15
4、登録商標)35重量%からなる表3に示す樹脂組成
物を調製した。この樹脂硬化物の強度物性を測定した結
果を表3に示す。
A one-way prepreg was prepared from the epoxy resin composition according to the method of Example 1, and these were laminated.
Table 2 shows the results of measurement of various strength physical properties after curing to produce a cylindrical composite material. Comparative Example 1 65% by weight of a bifunctional epoxy resin and a polyfunctional epoxy resin (Epicoat 15)
4, a resin composition shown in Table 3 consisting of 35% by weight was prepared. Table 3 shows the results of measuring the strength properties of the cured resin.

【0176】このエポキシ樹脂組成物から実施例1の方
法に従い、一方向プリプレグを作製し、これらを積層、
硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物性を測定し
た結果を表4に示す。 (比較例2)全エポキシ樹脂に対して、低分子量2官能
エポキシ樹脂(エピコート828、登録商標)が17重
量%、剛直骨格を有する2官能エポキシ樹脂であるデナ
コ−ルEX−201(登録商標)、エピコートYX40
00H(登録商標)、エピクロン152(登録商標)
が、それぞれ20重量%、33重量%、30重量%から
なる表3に示す樹脂組成物を調製した。この樹脂硬化物
の強度物性を測定した結果を表3に示す。
A one-way prepreg was prepared from the epoxy resin composition according to the method of Example 1, and these were laminated.
Table 4 shows the results of measurement of various strength physical properties by curing to produce a cylindrical composite material. (Comparative Example 2) Denacol EX-201 (registered trademark), which is a bifunctional epoxy resin having a rigid skeleton, is 17% by weight of a low-molecular weight bifunctional epoxy resin (Epicoat 828, registered trademark) based on all epoxy resins. , Epicoat YX40
00H (registered trademark), Epicron 152 (registered trademark)
The resin compositions shown in Table 3 were prepared, each consisting of 20% by weight, 33% by weight, and 30% by weight. Table 3 shows the results of measuring the strength properties of the cured resin.

【0177】このエポキシ樹脂組成物から実施例1の方
法に従い、一方向プリプレグを作製し、これらを積層、
硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物性を測定し
た結果を表4に示す。 (比較例3)全エポキシ樹脂に対して、低分子量2官能
エポキシ樹脂(エピコート828、登録商標)が60重
量%、分子量が450以上の高分子量2官能エポキシ樹
脂(エピコート1001、登録商標)が10重量%から
なる表3に示す樹脂組成物を調製した。この樹脂硬化物
の強度物性を測定した結果を表3に示す。
According to the method of Example 1, a unidirectional prepreg was prepared from the epoxy resin composition, and these were laminated.
Table 4 shows the results of measurement of various strength physical properties by curing to produce a cylindrical composite material. Comparative Example 3 Low-molecular weight bifunctional epoxy resin (Epicoat 828, registered trademark) was 60% by weight, and high molecular weight bifunctional epoxy resin having a molecular weight of 450 or more (Epicoat 1001, registered trademark) was 10% of all epoxy resins. A resin composition shown in Table 3 was prepared by weight%. Table 3 shows the results of measuring the strength properties of the cured resin.

【0178】このエポキシ樹脂組成物から実施例1の方
法に従い、一方向プリプレグを作製し、これらを積層、
硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物性を測定し
た結果を表4に示す。 (実施例10)強化繊維として、下記製法による炭素繊
維を使用した。
A one-way prepreg was prepared from the epoxy resin composition according to the method of Example 1, and these were laminated.
Table 4 shows the results of measurement of various strength physical properties by curing to produce a cylindrical composite material. (Example 10) As reinforcing fibers, carbon fibers produced by the following method were used.

【0179】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸
法により単繊維デニール1.0d、フィラメント数12
000のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, single fiber denier 1.0d, filament number 12
000 acrylic precursor fibers were obtained.

【0180】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、1400℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.58g/m、比重は1.81であっ
た。
This precursor fiber is heated at 240 to 280 ° C. in air.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. It was fired to 1400 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.58 g / m, and the specific gravity was 1.81.

【0181】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量5クーロン/g・槽で電解酸化処理
した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、150℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was performed using a 0.1 mol / l aqueous solution of sulfuric acid as an electrolytic solution in an electric quantity 5 coulomb / g tank. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 150 ° C.

【0182】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表5に示す。
Table 5 shows various strength physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0183】かかる炭素繊維と、実施例1と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表6に示す。 (実施例11)実施例10と同じ炭素繊維と、実施例2
と同じエポキシ樹脂組成物により、一方向プリプレグを
作製し、これらを積層、硬化して円筒複合材料を作製
し、各種強度物性を測定した結果を表6に示す。 (実施例12)実施例10と同じ炭素繊維と、実施例3
と同じエポキシ樹脂組成物により、一方向プリプレグを
作製し、これらを積層、硬化して円筒複合材料を作製
し、各種強度物性を測定した結果を表6に示す。 (実施例13)実施例10と同じ炭素繊維と、実施例4
と同じエポキシ樹脂組成物により、一方向プリプレグを
作製し、これらを積層、硬化して円筒複合材料を作製
し、各種強度物性を測定した結果を表6に示す。 (実施例14)強化繊維として、下記製法による炭素繊
維を使用した。
Using the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 1, a unidirectional prepreg was prepared, and these were laminated and cured to prepare a cylindrical composite material. Shown in (Example 11) The same carbon fiber as in Example 10 and Example 2
A unidirectional prepreg was prepared from the same epoxy resin composition as described above, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. The results of measuring various physical properties are shown in Table 6. (Example 12) The same carbon fiber as in Example 10 and Example 3
A unidirectional prepreg was prepared from the same epoxy resin composition as described above, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. The results of measuring various physical properties are shown in Table 6. (Example 13) The same carbon fiber as in Example 10 and Example 4
A unidirectional prepreg was prepared from the same epoxy resin composition as described above, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. The results of measuring various physical properties are shown in Table 6. (Example 14) As reinforcing fibers, carbon fibers produced by the following method were used.

【0184】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、湿式紡糸法
により単繊維デニール1.0d、フィラメント数120
00のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, a single fiber denier of 1.0 d and a filament count of 120 were obtained by wet spinning.
Acrylic precursor fiber No. 00 was obtained.

【0185】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、1450℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.42g/m、比重は1.79であっ
た。
The precursor fiber is heated in air at 240 to 280 ° C.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. At 1450 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.42 g / m, and the specific gravity was 1.79.

【0186】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量5クーロン/g・槽で電解酸化処理
した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、150℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was performed using a 0.1 mol / l sulfuric acid aqueous solution as an electrolytic solution in an electric quantity 5 coulomb / g tank. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 150 ° C.

【0187】こうして得た炭素繊維の各種強度物性値を
表5に示す。
Table 5 shows various physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0188】かかる炭素繊維と、実施例5と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表6に示す。 (実施例15)強化繊維として、下記製法による炭素繊
維を使用した。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 5, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Example 15) As the reinforcing fiber, a carbon fiber manufactured by the following method was used.

【0189】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸
法により単繊維デニール1.0d、フィラメント数12
000のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, single fiber denier 1.0d, filament number 12
000 acrylic precursor fibers were obtained.

【0190】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、1800℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.60g/m、比重は1.76であっ
た。
This precursor fiber is heated in air at 240 to 280 ° C.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. It was baked to 1800 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.60 g / m, and the specific gravity was 1.76.

【0191】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量5クーロン/g・槽で電解酸化処理
した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、150℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was performed using a 0.1 mol / l sulfuric acid aqueous solution as an electrolytic solution in an electric quantity 5 coulomb / g tank. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 150 ° C.

【0192】こうして得た炭素繊維の各種強度物性値を
表5に示す。
Table 5 shows various physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0193】かかる炭素繊維と、実施例2と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表6に示す。 (実施例16)強化繊維として、下記製法による炭素繊
維を使用した。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 2, and these were laminated and cured to prepare a cylindrical composite material. Shown in (Example 16) As the reinforcing fiber, a carbon fiber manufactured by the following method was used.

【0194】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸
法により単繊維デニール0.9d、フィラメント数12
000のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, a single fiber denier of 0.9 d and a filament number of 12 were obtained by a dry-wet spinning method.
000 acrylic precursor fibers were obtained.

【0195】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、2000℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.80g/m、比重は1.76であっ
た。
The precursor fiber is heated at 240 to 280 ° C. in air.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. To 2000 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.80 g / m, and the specific gravity was 1.76.

【0196】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量5クーロン/g・槽で電解酸化処理
した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、150℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was carried out using a 0.1 mol / l sulfuric acid aqueous solution as an electrolytic solution in an electric quantity 5 coulomb / g tank. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 150 ° C.

【0197】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表5に示す。
Table 5 shows various strength physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0198】かかる炭素繊維と、実施例2と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表6に示す。 (実施例17)強化繊維として、下記製法による炭素繊
維を使用した。
Using the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 2, a unidirectional prepreg was prepared, and these were laminated and cured to prepare a cylindrical composite material. Shown in (Example 17) As the reinforcing fiber, a carbon fiber manufactured by the following method was used.

【0199】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、湿式紡糸法
により単繊維デニール0.7d、フィラメント数120
00のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, a single fiber denier of 0.7 d and a filament count of 120 were obtained by wet spinning.
Acrylic precursor fiber No. 00 was obtained.

【0200】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、1400℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.45g/m、比重は1.77であっ
た。
This precursor fiber is heated at 240-280 ° C. in air.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. It was fired to 1400 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.45 g / m, and the specific gravity was 1.77.

【0201】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量5クーロン/g・槽で電解酸化処理
した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、150℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was performed using a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.1 mol / l as an electrolytic solution in an electric quantity 5 coulomb / g tank. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 150 ° C.

【0202】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表7に示す。
Table 7 shows various physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0203】かかる炭素繊維と、実施例1と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表8に示す。 (比較例4)強化繊維として、下記製法による炭素繊維
を使用した。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 1, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Comparative Example 4) As the reinforcing fiber, a carbon fiber manufactured by the following method was used.

【0204】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、湿式紡糸法
により単繊維デニール0.7d、フィラメント数120
00のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, a single fiber denier of 0.7 d and a filament count of 120 were obtained by a wet spinning method.
Acrylic precursor fiber No. 00 was obtained.

【0205】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、1400℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.73g/m、比重は1.80であっ
た。
This precursor fiber is heated at 240 to 280 ° C. in air.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. It was fired to 1400 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.73 g / m, and the specific gravity was 1.80.

【0206】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量5クーロン/g・槽で電解酸化処理
した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、150℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was carried out using a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 0.1 mol / l as an electrolytic solution in an electric quantity of 5 coulomb / g. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 150 ° C.

【0207】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表1に示す。
Table 1 shows various strength physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0208】全エポキシ樹脂に対して、2官能エポキシ
樹脂を70重量%以上含む表1に示す樹脂組成物を調製
した。前記(1)の方法に従い、この樹脂硬化物の強度
物性を測定した結果を表1に示す。 (実施例17)乾湿式紡糸法により単繊維デニール1.
0d、フィラメント数12000のアクリル系前駆体繊
維を得た。次いで焼成温度を1350℃とした以外は実
施例1と同様にして炭素繊維を得た。
A resin composition shown in Table 1 was prepared containing at least 70% by weight of a bifunctional epoxy resin based on all epoxy resins. Table 1 shows the results of measuring the strength properties of the cured resin according to the method (1). (Example 17) Single fiber denier by dry-wet spinning method
0d, an acrylic precursor fiber having 12000 filaments was obtained. Next, a carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 1350 ° C.

【0209】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表9に示す。
Table 9 shows various strength physical property values of the carbon fibers thus obtained.

【0210】かかる炭素繊維と、実施例1と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表10に示す。 (実施例18)湿式紡糸法により単繊維デニール1.0
d、フィラメント数12000のアクリル系前駆体繊維
を得た。次いで焼成温度を1300℃とした以外は実施
例1と同様にして炭素繊維を得た。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 1, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Example 18) Single fiber denier 1.0 by wet spinning
d. An acrylic precursor fiber having 12000 filaments was obtained. Next, a carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 1300 ° C.

【0211】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表9に示す。
Table 9 shows various strength physical property values of the carbon fibers thus obtained.

【0212】かかる炭素繊維と、実施例5と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表10に示す。 (実施例19)湿式紡糸法により単繊維デニール1.0
d、フィラメント数12000のアクリル系前駆体繊維
を得た。次いで焼成温度を1350℃とした以外は実施
例1と同様にして炭素繊維を得た。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 5, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Example 19) Single fiber denier 1.0 by wet spinning
d. An acrylic precursor fiber having 12000 filaments was obtained. Next, a carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 1350 ° C.

【0213】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表9に示す。
Table 9 shows various strength physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0214】かかる炭素繊維と、実施例4と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表10に示す。 (実施例20)乾湿式紡糸法により単繊維デニール0.
7d、フィラメント数12000のアクリル系前駆体繊
維を得た。次いで焼成温度を1750℃とした以外は実
施例1と同様にして炭素繊維を得た。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 4, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Example 20) A single fiber denier of 0.1 was obtained by a dry-wet spinning method.
7d, an acrylic precursor fiber having 12,000 filaments was obtained. Next, a carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature was 1750 ° C.

【0215】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表9に示す。
Table 9 shows various physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0216】かかる炭素繊維と、実施例4と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表10に示す。 (実施例21)表面処理方法を濃度2モル/lの炭酸水
素アンモニウム水溶液を電解液として電気量35クーロ
ン/g・槽で電解酸化処理した以外は実施例16と同様
にして炭素繊維を得た。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 4, and these were laminated and cured to prepare a cylindrical composite material. Shown in (Example 21) Carbon fibers were obtained in the same manner as in Example 16 except that the surface treatment was performed using an aqueous solution of ammonium bicarbonate having a concentration of 2 mol / l as an electrolytic solution and electrolytic oxidizing treatment in an electric quantity of 35 coulomb / g. .

【0217】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表9に示す。
Table 9 shows various physical properties of the carbon fibers thus obtained.

【0218】かかる炭素繊維と、実施例4と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表10に示す。 (実施例22)強化繊維として、下記製法による炭素繊
維を使用した。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 4, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Example 22) As reinforcing fibers, carbon fibers produced by the following method were used.

【0219】アクリロニトリル99.4%とメタクリル
酸0.6モル%からなる共重合体を用いて、乾湿式紡糸
法により単繊維デニール1.0d、フィラメント数12
000のアクリル系前駆体繊維を得た。
Using a copolymer consisting of 99.4% of acrylonitrile and 0.6 mol% of methacrylic acid, single fiber denier 1.0d, filament number 12
000 acrylic precursor fibers were obtained.

【0220】この前駆体繊維を空気中240〜280℃
で、延伸比1.05で加熱し、耐炎化繊維に転換し、さ
らに窒素雰囲気中300〜900℃の温度領域での昇温
速度を200℃/分とし、延伸比1.10で加熱した
後、2000℃まで焼成し炭化を進めた。得られた炭素
繊維の目付は0.80g/m、比重は1.76であっ
た。
This precursor fiber is heated at 240 to 280 ° C. in air.
After heating at a draw ratio of 1.05 to convert to oxidized fiber and heating at a draw rate of 1.10 in a nitrogen atmosphere at a rate of 200 ° C./min in a temperature range of 300 to 900 ° C. To 2000 ° C. to advance carbonization. The basis weight of the obtained carbon fiber was 0.80 g / m, and the specific gravity was 1.76.

【0221】次に、濃度0.1モル/lの硫酸水溶液を
電解液として電気量40クーロン/g・槽で電解酸化処
理した。次いで、この電解酸化処理後の炭素繊維を水洗
し、200℃の空気中で乾燥した。
Next, electrolytic oxidation treatment was carried out using a 0.1 mol / l sulfuric acid aqueous solution as an electrolytic solution in an electric quantity of 40 coulomb / g tank. Next, the carbon fiber after the electrolytic oxidation treatment was washed with water and dried in air at 200 ° C.

【0222】こうして得られた炭素繊維の各種強度物性
値を表9に示す。
Table 9 shows various strength properties of the carbon fibers thus obtained.

【0223】かかる炭素繊維と、実施例1と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表10に示す。 (実施例23)乾燥温度を400℃とした以外は実施例
13と同様にして炭素繊維を得た。この炭素繊維は、表
9に示すとおりN/Cが0.003と低かった。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 1, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Example 23) A carbon fiber was obtained in the same manner as in Example 13 except that the drying temperature was changed to 400 ° C. As shown in Table 9, this carbon fiber had a low N / C of 0.003.

【0224】かかる炭素繊維と、実施例1と同じエポキ
シ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製し、これ
らを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各種強度物
性を測定した結果を表10に示す。 (比較例5)実施例17と同じ炭素繊維と比較例1と同
じエポキシ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製
し、これらを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各
種強度物性を測定した結果を表12に示す。 (比較例6)実施例18と同じ炭素繊維と比較例1と同
じエポキシ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製
し、これらを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各
種強度物性を測定した結果を表12に示す。 (比較例7)実施例20と同じ炭素繊維と比較例1と同
じエポキシ樹脂組成物により、一方向プリプレグを作製
し、これらを積層、硬化して円筒複合材料を作製し、各
種強度物性を測定した結果を表12に示す。
A unidirectional prepreg was prepared from the carbon fiber and the same epoxy resin composition as in Example 1, and these were laminated and cured to produce a cylindrical composite material. Shown in (Comparative Example 5) A unidirectional prepreg was prepared from the same carbon fiber as in Example 17 and the same epoxy resin composition as in Comparative Example 1, and these were laminated and cured to form a cylindrical composite material, and various strength properties were measured. Table 12 shows the results. (Comparative Example 6) A unidirectional prepreg was prepared from the same carbon fiber as in Example 18 and the same epoxy resin composition as in Comparative Example 1, and these were laminated and cured to prepare a cylindrical composite material, and various strength properties were measured. Table 12 shows the results. (Comparative Example 7) A unidirectional prepreg was prepared from the same carbon fiber as in Example 20 and the same epoxy resin composition as in Comparative Example 1, and these were laminated and cured to form a cylindrical composite material, and various strength properties were measured. Table 12 shows the results.

【0225】[0225]

【表1】 [Table 1]

【0226】[0226]

【表2】 [Table 2]

【0227】[0227]

【表3】 [Table 3]

【0228】[0228]

【表4】 [Table 4]

【0229】[0229]

【表5】 [Table 5]

【0230】[0230]

【表6】 [Table 6]

【0231】[0231]

【表7】 [Table 7]

【0232】[0232]

【表8】 [Table 8]

【0233】[0233]

【表9】 [Table 9]

【0234】[0234]

【表10】 [Table 10]

【0235】[0235]

【表11】 [Table 11]

【0236】[0236]

【表12】 [Table 12]

【0237】[0237]

【発明の効果】本発明によれば、強化繊維とマトリック
ス樹脂との接着性、及びマトリックス樹脂の引張伸度と
曲げ弾性率に優れた樹脂組成物が得られる。この樹脂組
成物と炭素繊維等の強化繊維織物とから良質なプリプレ
グを作製することができ、さらにこのプリプレグを積層
して成形することにより、機械強度特性に優れた繊維強
化複合材料を製造することができる。
According to the present invention, a resin composition having excellent adhesion between the reinforcing fibers and the matrix resin, and excellent tensile elongation and flexural modulus of the matrix resin can be obtained. A high-quality prepreg can be produced from this resin composition and a reinforced fiber woven fabric such as carbon fiber. Further, by laminating and molding this prepreg, a fiber-reinforced composite material having excellent mechanical strength properties can be produced. Can be.

【0238】本発明による繊維強化複合材料は、0度圧
縮強度と0度層間剪断強度(ILSS)に優れたものと
なる。かかる効果は、マトリックス樹脂の曲げ弾性率が
高い場合に顕著である。この原因としては、曲げ弾性率
が高いマトリックス樹脂は、強化繊維のオイラー座屈を
防ぐ効果を有するためと推定される。
The fiber reinforced composite material according to the present invention has excellent 0 degree compression strength and 0 degree interlaminar shear strength (ILSS). Such an effect is remarkable when the flexural modulus of the matrix resin is high. This is presumed to be because a matrix resin having a high flexural modulus has an effect of preventing Euler buckling of the reinforcing fibers.

【0239】本発明による繊維強化複合材料は、非繊維
方向引張強度、曲げ強度、捻り強度、圧壊強度、面内剪
断強度、及びEnd Notched Flexure法で測定したモードI
I層間靭性に優れたものとなる。これは、マトリックス
樹脂の引張伸度が高い場合に顕著である。この原因とし
ては、引張伸度が高いマトリックス樹脂は、局所的な繊
維破断による微小亀裂の伝搬を防ぐとともに、強化繊維
とマトリックス樹脂との剥離を防ぐ効果を有するためと
推定される。
The fiber-reinforced composite material according to the present invention has a non-fiber directional tensile strength, a bending strength, a torsional strength, a crushing strength, an in-plane shear strength, and a mode I measured by an End Notched Flexure method.
I It has excellent interlayer toughness. This is remarkable when the tensile elongation of the matrix resin is high. It is presumed that this is because a matrix resin having a high tensile elongation has the effect of preventing the propagation of microcracks due to local fiber breakage and the prevention of separation between the reinforcing fibers and the matrix resin.

【0240】本発明による繊維強化複合材料は、シャル
ピー衝撃破壊強度に代表される耐衝撃性に優れたものと
なる。
The fiber reinforced composite material according to the present invention has excellent impact resistance typified by Charpy impact fracture strength.

【0241】本発明による繊維強化複合材料は、スポー
ツ用途では、ゴルフシャフト、釣り竿、テニス、バトミ
ントン、スカッシュ等のラケット用途、ホッケー等のス
ティック用途、スキーポール用途等に好適に用いられ
る。また、航空宇宙用途では、主翼、尾翼、フロアビー
ム等の航空機一次構造材用途、フラップ、エルロン、カ
ウル、フェアリング、内装材等の二次構造材用途、ロケ
ットモーターケース、人工衛星構造材用途等に好適に用
いられる。さらに一般産業用途では、自動車、船舶、鉄
道車両等の移動体の構造材、ドライブシャフト、板バ
ネ、風車ブレード、圧力容器、フライホイール、製紙用
ローラ、屋根材、ケーブル、補強筋、補修補強材料等の
土木・建築材料用途等に好適に用いられる。
The fiber reinforced composite material according to the present invention is suitably used for sports applications such as golf shafts, fishing rods, rackets for tennis, badminton, squash, etc., sticks for hockey, etc., and ski poles. In aerospace applications, primary structural materials such as wings, tails, floor beams, etc., secondary structural materials such as flaps, ailerons, cowls, fairings, interior materials, rocket motor cases, artificial satellite structural materials, etc. It is preferably used. In general industrial applications, structural materials for vehicles such as automobiles, ships, and railway vehicles, drive shafts, leaf springs, windmill blades, pressure vessels, flywheels, papermaking rollers, roofing materials, cables, reinforcing bars, repair reinforcing materials It is suitably used for civil engineering and building material applications.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 63/00 C08L 63/00 Z (72)発明者 高岸 宏至 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東 レ株式会社愛媛工場内 (72)発明者 大背戸 浩樹 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東 レ株式会社愛媛工場内 Fターム(参考) 4F072 AA02 AB10 AG03 AH21 AJ04 AK11 AL04 AL09 4J002 CD021 CD041 CD051 CD061 CD071 CK032 DA016 EL137 EN047 EN077 EN098 EN107 EN108 EN117 EN118 EP018 ER027 EV227 FA046 FD016 FD147 FD202 FD208 4J036 AA01 AC01 AC08 AD01 AF06 CA15 CB09 CB18 DB15 DB21 DC02 DC03 DC06 DC10 DC21 DC31 DD04 JA11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat 参考 (Reference) C08L 63/00 C08L 63/00 Z (72) Inventor Hiroshi Takagishi 1515 Tsutsui, Matsu-machi, Matsumae-cho, Iyo-gun, Ehime Prefecture Toray Co., Ltd. Ehime Plant (72) Inventor Hiroki Oshito 1515 Otsutsui, Matsumae-cho, Iyo-gun, Ehime Prefecture F-term in Toray Co., Ltd. Ehime Plant (Reference) CD061 CD071 CK032 DA016 EL137 EN047 EN077 EN098 EN107 EN108 EN117 EN118 EP018 ER027 EV227 FA046 FD016 FD147 FD202 FD208 4J036 AA01 AC01 AC08 AD01 AF06 CA15 CB09 CB18 DB15 DB21 DC02 DC03 DC06 DC10 DC21 DC31 DD04 JA11

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂及び硬化剤を含んでなり、1
30℃で2時間硬化して得られる樹脂硬化物の引張伸度
が8%以上であるエポキシ樹脂組成物が、広角X線回折
により求まる炭素網面の結晶サイズLcが5〜40オンク゛
ストロームである炭素繊維に含浸されて構成されているプリ
プレグ。
1. The method according to claim 1, comprising an epoxy resin and a curing agent.
An epoxy resin composition having a tensile elongation of 8% or more of a cured resin obtained by curing at 30 ° C. for 2 hours is a carbon having a crystal size Lc of 5 to 40 angstroms on a carbon network plane determined by wide-angle X-ray diffraction. A prepreg impregnated with fibers.
【請求項2】前記エポキシ樹脂組成物が、2官能エポキ
シ樹脂を含んでなり、該2官能エポキシ樹脂が、該エポ
キシ樹脂組成物中の全エポキシ樹脂100重量%に対し
て、70〜100重量%である請求項1記載のプリプレ
グ。
2. The epoxy resin composition comprises a bifunctional epoxy resin, wherein the bifunctional epoxy resin is 70 to 100% by weight based on 100% by weight of the total epoxy resin in the epoxy resin composition. The prepreg according to claim 1, wherein
【請求項3】前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ当量
が450以上の高分子量2官能エポキシ樹脂を含んでな
り、該高分子量2官能エポキシ樹脂が、該エポキシ樹脂
組成物中の全2官能エポキシ樹脂100重量%に対し
て、15〜70重量%である請求項2記載のプリプレ
グ。
3. The epoxy resin composition comprises a high molecular weight bifunctional epoxy resin having an epoxy equivalent of 450 or more, wherein the high molecular weight bifunctional epoxy resin is a total bifunctional epoxy resin in the epoxy resin composition. The prepreg according to claim 2, wherein the amount is 15 to 70% by weight based on 100% by weight.
【請求項4】前記エポキシ樹脂組成物が、次の構成要素
(A)を含んでなる請求項1〜3のいずれかに記載のプ
リプレグ。 (A)分子内にエポキシ樹脂又は硬化剤と反応しうる官
能基1個と1個以上のアミド結合を有する化合物
4. The prepreg according to claim 1, wherein the epoxy resin composition comprises the following component (A). (A) Compound having one functional group and one or more amide bonds capable of reacting with an epoxy resin or a curing agent in a molecule
【請求項5】前記構成要素(A)の配合量が全エポキシ
樹脂100重量部に対して0.5〜15重量部である請
求項4記載のプリプレグ。
5. The prepreg according to claim 4, wherein the amount of the component (A) is 0.5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the total epoxy resin.
【請求項6】前記構成要素(A)におけるエポキシ樹脂
又は硬化剤と反応しうる官能基が、カルボキシル基、フ
ェノール性水酸基、アミノ基、第2アミン構造、メルカ
プト基、エポキシ基、及びカルボニル基と共役した二重
結合からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求
項4又は5記載のプリプレグ。
6. A functional group capable of reacting with an epoxy resin or a curing agent in the component (A) includes a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, an amino group, a secondary amine structure, a mercapto group, an epoxy group, and a carbonyl group. The prepreg according to claim 4 or 5, wherein the prepreg is at least one selected from the group consisting of conjugated double bonds.
【請求項7】前記エポキシ樹脂組成物が次の構成要素
(B)を含んでなる請求項1〜3のいずれかに記載のプ
リプレグ。 (B)分子中に芳香環を有するポリエステルポリウレタ
7. The prepreg according to claim 1, wherein the epoxy resin composition comprises the following component (B). (B) Polyester polyurethane having an aromatic ring in the molecule
【請求項8】前記構成要素(B)の配合量が全エポキシ
樹脂100重量部に対して1〜15重量部である請求項
7記載のプリプレグ。
8. The prepreg according to claim 7, wherein the amount of the component (B) is 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the total epoxy resin.
【請求項9】前記炭素繊維の、化学修飾X線光電子分光
法により測定される表面比酸素濃度O/Cが0.02〜
0.3である請求項1〜8のいずれかに記載のプリプレ
グ。
9. The carbon fiber according to claim 1, wherein said surface specific oxygen concentration O / C measured by chemical modified X-ray photoelectron spectroscopy is 0.02 to 0.02.
The prepreg according to any one of claims 1 to 8, wherein the prepreg is 0.3.
【請求項10】前記炭素繊維の、化学修飾X線光電子分
光法により測定される表面比窒素濃度N/Cが0.02
〜0.3である請求項1〜9のいずれかに記載のプリプ
レグ。
10. The carbon fiber has a surface specific nitrogen concentration N / C of 0.02 as measured by chemically modified X-ray photoelectron spectroscopy.
The prepreg according to any one of claims 1 to 9, wherein
【請求項11】前記エポキシ樹脂組成物が130℃で2
時間硬化してなる成形板の3点曲げの撓み量が10〜2
5mmである請求項1〜10のいずれかに記載のプリプ
レグ。
11. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein
Deformation of three-point bending of molded plate obtained by curing over time is 10 to 2
The prepreg according to any one of claims 1 to 10, which is 5 mm.
【請求項12】前記エポキシ樹脂組成物が130℃で2
時間硬化してなる硬化物の測定周波数0.5Hzでの動
的粘弾性におけるゴム状態の弾性率G'(MPa)が次
式(1)を満足する請求項1〜11のいずれかに記載の
プリプレグ。 1≦G'≦8 …(1)
12. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein
The elastic modulus G ′ (MPa) of a rubber state in dynamic viscoelasticity at a measurement frequency of 0.5 Hz of a cured product obtained by time curing satisfies the following expression (1). Prepreg. 1 ≦ G ′ ≦ 8 (1)
【請求項13】前記炭素繊維の引張伸度が1.1%以上
である請求項1〜12のいずれかに記載のプリプレグ。
13. The prepreg according to claim 1, wherein the carbon fiber has a tensile elongation of 1.1% or more.
【請求項14】前記炭素繊維が、単糸の直径が4〜7μ
mの範囲内にあり、かつ該炭素繊維の断面形状が、実質
的に真円状である請求項1〜13のいずれかに記載のプ
リプレグ。
14. The carbon fiber according to claim 1, wherein the diameter of the single yarn is 4 to 7 μm.
The prepreg according to any one of claims 1 to 13, wherein the prepreg is in a range of m and the cross-sectional shape of the carbon fiber is substantially a perfect circle.
【請求項15】前記炭素繊維が、単糸の直径が3〜7μ
mの範囲内にあり、かつ該炭素繊維の断面形状が、繭状
である請求項1〜13のいずれかに記載のプリプレグ。
15. The carbon fiber, wherein the single yarn has a diameter of 3 to 7 μm.
The prepreg according to any one of claims 1 to 13, wherein the prepreg is in a range of m and the cross-sectional shape of the carbon fiber is a cocoon shape.
【請求項16】前記炭素繊維が、その引張弾性率Eと広
角X線回折により求まる炭素網面の結晶サイズLc(オン
ク゛ストローム)が次式(3)を満足するものである請求項1
〜15のいずれかに記載のプリプレグ Lc≦0.14×E−13 …(3)
16. The carbon fiber according to claim 1, wherein a tensile modulus E thereof and a crystal size Lc (angstrom) of a carbon network surface determined by wide-angle X-ray diffraction satisfy the following expression (3).
The prepreg according to any one of (1) to (15), Lc ≦ 0.14 × E-13 (3)
【請求項17】前記炭素繊維の、炭素網面の結晶サイズ
Lcが10〜35オンク゛ストロームの範囲内であり、かつ13
0℃で2時間硬化して得られる成形板の90度引張強度
が60MPa以上である請求項1〜16のいずれかに記
載のプリプレグ。
17. The carbon fiber, wherein the crystal size Lc of the carbon network plane is in the range of 10 to 35 angstroms, and 13
The prepreg according to any one of claims 1 to 16, wherein a 90-degree tensile strength of a molded plate obtained by curing at 0 ° C for 2 hours is 60 MPa or more.
【請求項18】請求項1〜17のいずれかに記載のプリ
プレグが加熱され、硬化されてなる繊維強化複合材料。
18. A fiber-reinforced composite material obtained by heating and curing the prepreg according to claim 1.
JP2000081534A 1999-03-23 2000-03-23 Prepreg and fiber-reinforced composite material Pending JP2000336191A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000081534A JP2000336191A (en) 1999-03-23 2000-03-23 Prepreg and fiber-reinforced composite material

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7756399 1999-03-23
JP11-77563 1999-03-23
JP2000081534A JP2000336191A (en) 1999-03-23 2000-03-23 Prepreg and fiber-reinforced composite material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000336191A true JP2000336191A (en) 2000-12-05

Family

ID=26418642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000081534A Pending JP2000336191A (en) 1999-03-23 2000-03-23 Prepreg and fiber-reinforced composite material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000336191A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003002661A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition excellent in weather resistance and fiber-reinforced composite materials
JP2003064199A (en) * 2001-08-28 2003-03-05 Toray Ind Inc Prepreg and tubular body made of fiber-reinforced composite material
JP2004277192A (en) * 2003-03-13 2004-10-07 Toray Ind Inc Carbon fiber for carbon fiber-reinforced carbon composite material, and production method therefor
JP2009074009A (en) * 2007-09-25 2009-04-09 Toray Ind Inc Prepreg and golf club shaft
JP2010053476A (en) * 2008-08-28 2010-03-11 Toray Ind Inc Methods for producing carbon fiber woven fabric and fiber-reinforced plastic
CN104343396A (en) * 2013-08-02 2015-02-11 中国石油天然气股份有限公司 Production method for coiled sucker rod made of fiber reinforced composite material
CN104532407A (en) * 2014-12-24 2015-04-22 暨南大学 Carbon nanofibers based on carbonized bacterial cellulose as well as composition and application of carbon nanofibers
KR20180112877A (en) * 2015-10-07 2018-10-12 다이셀에보닉 주식회사 Fiber-reinforced resin, process for producing same, and molded article
WO2022138432A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-30 東レ株式会社 Thermosetting epoxy resin composition, molded article of same, fiber-reinforced composite material, molding material for fiber-reinforced composite materials, and method for producing fiber-reinforced composite material
US20220289922A1 (en) * 2019-06-20 2022-09-15 Fukuvi Chemical Industry Co., Ltd. Fiber-reinforced epoxy resin composite sheet, fiber-reinforced composite plate and fiber-reinforced molded article, and method for producing same
RU2788749C1 (en) * 2022-08-08 2023-01-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" Method for producing prepregs for high-strength composites

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003002661A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition excellent in weather resistance and fiber-reinforced composite materials
EP1454956A4 (en) * 2001-06-28 2004-12-22 Toray Industries Epoxy resin composition excellent in weather resistance and fiber-reinforced composite materials
US6902811B2 (en) 2001-06-28 2005-06-07 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition excellent in weather resistance and fiber-reinforced composite materials
JP2003064199A (en) * 2001-08-28 2003-03-05 Toray Ind Inc Prepreg and tubular body made of fiber-reinforced composite material
JP2004277192A (en) * 2003-03-13 2004-10-07 Toray Ind Inc Carbon fiber for carbon fiber-reinforced carbon composite material, and production method therefor
JP2009074009A (en) * 2007-09-25 2009-04-09 Toray Ind Inc Prepreg and golf club shaft
JP2010053476A (en) * 2008-08-28 2010-03-11 Toray Ind Inc Methods for producing carbon fiber woven fabric and fiber-reinforced plastic
CN104343396A (en) * 2013-08-02 2015-02-11 中国石油天然气股份有限公司 Production method for coiled sucker rod made of fiber reinforced composite material
CN104532407A (en) * 2014-12-24 2015-04-22 暨南大学 Carbon nanofibers based on carbonized bacterial cellulose as well as composition and application of carbon nanofibers
CN104532407B (en) * 2014-12-24 2016-07-20 暨南大学 A kind of carbon nano-fiber based on carbonization Bacterial cellulose and compositions thereof and application
KR20180112877A (en) * 2015-10-07 2018-10-12 다이셀에보닉 주식회사 Fiber-reinforced resin, process for producing same, and molded article
KR102345788B1 (en) 2015-10-07 2022-01-03 다이셀에보닉 주식회사 Fiber-reinforced resin, process for producing same, and molded article
US20220289922A1 (en) * 2019-06-20 2022-09-15 Fukuvi Chemical Industry Co., Ltd. Fiber-reinforced epoxy resin composite sheet, fiber-reinforced composite plate and fiber-reinforced molded article, and method for producing same
WO2022138432A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-30 東レ株式会社 Thermosetting epoxy resin composition, molded article of same, fiber-reinforced composite material, molding material for fiber-reinforced composite materials, and method for producing fiber-reinforced composite material
JP7160219B1 (en) * 2020-12-21 2022-10-25 東レ株式会社 Thermosetting epoxy resin composition and molded article thereof, fiber-reinforced composite material, molding material for fiber-reinforced composite material, and method for producing fiber-reinforced composite material
RU2788749C1 (en) * 2022-08-08 2023-01-24 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук" Method for producing prepregs for high-strength composites

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6399199B1 (en) Prepeg and carbon fiber reinforced composite materials
TWI595030B (en) High modulus fiber reinforced polymer composite and method for manufacturing the same
JP5061813B2 (en) Prepreg and golf club shaft
TWI586735B (en) Fiber reinforced high modulus polymer composite with a reinforced interphase
KR101836960B1 (en) Tubular body made of carbon fiber-reinforced composite material and golf club shaft
US20020007022A1 (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material, prepreg, and fiber-reinforced composite material
JP6056517B2 (en) Sizing agent-coated carbon fiber, method for producing sizing agent-coated carbon fiber, prepreg, and carbon fiber-reinforced thermoplastic resin composition
JP6115461B2 (en) Carbon fiber coated with sizing agent and method for producing the same, carbon fiber reinforced thermoplastic resin composition
JP2019526650A (en) Epoxy resin composition, prepreg, and fiber reinforced plastic material
JP2000336191A (en) Prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2000355630A (en) Member made from fiber-reinforced plastic
JP6394085B2 (en) Carbon fiber coated with sizing agent and production method thereof, prepreg and carbon fiber reinforced composite material
JP2003103519A (en) Prepreg sheet, tubular article, and golf club shaft
JP4144136B2 (en) Prepreg and carbon fiber reinforced composite materials
JP2001049013A (en) Prepreg and carbon fiber reinforced composite material
JP2001106879A (en) Epoxy resin comoposition, prepreg, and fiber-reinforced composite
JP2001031783A (en) Prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2001040122A (en) Prepreg and fiber reinforced composite material
JP2001031781A (en) Prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2009215481A (en) Prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2001054602A (en) Shaft for golf club
JP2000355649A (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material, prepreg, and fiber-reinforced composite material
JP2001011287A (en) Fiber-reinforced plastic member
JP2001026720A (en) Resin composition for fiber-reinforced composite material, prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2000239417A (en) Cloth prepreg and fiber-reinforced composite material