JP2003165824A

JP2003165824A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JP2003165824A
Application number: JP2001364405A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tanaka; 剛田中; Toshiya Kamae; 俊也釜江; Shinji Kawachi; 真二河内; Mariko Matsuda; 満理子松田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂の注入作業性と強化繊維への含浸性に優
れ、かつ機械強度に優れた繊維強化複合材料を提供する
こと。【解決手段】少なくとも、下記の構成要素（Ａ）、
（Ｂ）を含むエポキシ樹脂組成物。（Ａ）特定の構造式で表されるエポキシ樹脂。（Ｂ）液状芳香族アミン化合物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機部材、宇宙
機部材、自動車部材などに好適に用いられるエポキシ樹
脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維な
どの強化繊維と不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹
脂、ビスマレイミド樹脂などのマトリックス樹脂からな
る繊維強化複合材料は、軽量でありながら、強度や剛性
や耐衝撃性などの機械物性に優れるため、航空機部材、
宇宙機部材、人工衛星部材、自動車部材、鉄道車両部
材、船舶部材、スポーツ用具部材などの数多くの分野に
応用されてきた。これらの分野のうち、航空機部材、宇
宙機部材では、特に優れた機械物性や耐熱性が要求され
るため、強化繊維としては炭素繊維、マトリックス樹脂
としては熱硬化性樹脂のうち、優れた耐熱性、弾性率、
耐薬品性を有し、かつ硬化収縮が小さいエポキシ樹脂が
最もよく用いられる。これらの繊維強化複合材料の製造
には、強化繊維に未硬化の熱硬化性樹脂が含浸されたシ
ート状中間基材であるプリプレグが用いられることが多
い。この方法ではプリプレグを複数枚積層した後、加熱
することによって繊維強化複合材料としての成形物が得
られる。ところが、この方法はプリプレグという中間基
材を作らなければならないため、生産性は必ずしも優れ
ない。

【０００３】これに対して、強化繊維からなるプリフォ
ームを型内に入れ、型内に液状の樹脂を注入してプリフ
ォームに含浸させ、その後、加熱硬化して繊維強化複合
材料を得るＲＴＭ（ＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒＭ
ｏｌｄｉｎｇ）法が、より生産性の優れる繊維強化複合
材料の製造方法として近年注目されている。ＲＴＭ法で
は複雑な形状を有する大型の部材を短時間で成形できる
という利点がある。

【０００４】ここで、ＲＴＭ法に用いる樹脂は、プリフ
ォームへの含浸を容易にするため低粘度である必要があ
る。これは樹脂の粘度が高いと、注入に時間を要するた
め生産性が低くなったり、得られる繊維強化複合材料に
未含浸部が生じるためである。ＲＴＭ法においては、樹
脂の温度を上げることにより樹脂の粘度を低下させる方
法が考えられる。しかしながら樹脂の温度を１００℃以
上に上げた場合、熱により硬化反応が進行するため、か
えって樹脂の粘度が高くなり、注入性が低下するととも
に、得られる繊維強化複合材料に未含浸部が生じること
がある。そこで、樹脂の温度は、２５〜９０℃程度と
し、この温度範囲において十分に低粘度な樹脂が望まれ
ていた。これを達成する技術として、３官能以上のエポ
キシ基を有する高粘度な芳香族エポキシ樹脂を主成分と
し、これに比較的低粘度な２官能以上のエポキシ基を有
するグリシジルエーテル型脂肪族エポキシを加えること
によって樹脂粘度を最適化する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２官能
以上のエポキシ基を有するグリシジルエーテル型脂肪族
エポキシを大量に添加した場合、マトリックス樹脂のネ
ットワーク構造が柔軟性に富む構造となり、エポキシ樹
脂硬化物の弾性率が低下する問題があった。さらに、エ
ポキシ樹脂硬化物の弾性率は、繊維強化複合材料の圧縮
強度と相関があるため、得られた繊維強化複合材料の圧
縮強度も低下する問題があった。このため、従来の技術
では優れた機械特性と低粘度化を同時に達成することが
できなかったのである。

【０００６】本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、
樹脂の注入作業性と強化繊維への含浸性に優れたエポキ
シ樹脂組成物、およびこれを用いた圧縮強度に優れた繊
維強化複合材料を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明のエポキシ樹脂組成物は、少なくとも、下
記の構成要素（Ａ）〜（Ｂ）を含有する。（Ａ）：次の一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂。

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₄は、それぞれ水素、ハロ
ゲン、炭素数１〜８のアルキル基から選ばれる置換基で
ある。）（Ｂ）：液状芳香族アミン化合物。また、本発明のエポキシ樹脂硬化物は、上記エポキシ樹
脂組成物を硬化して得られるものであり、本発明の繊維
強化複合材料は、上記エポキシ樹脂硬化物をマトリック
ス樹脂として含むものである。また、本発明の繊維強化
複合材料の製造方法は、上記エポキシ樹脂組成物をマト
リックス樹脂の原料として用い、ＲＴＭ法で成形するこ
とを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において、エポキシ樹脂と
は、分子内に複数のオキシラン環を有するエポキシ化合
物を意味している。また、エポキシ樹脂組成物とは、上
記エポキシ樹脂を含む未硬化の組成物を意味している。

【００１１】本発明において用いられる構成要素（Ａ）
は、次の一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂である。

【００１２】

【化３】

【００１３】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₄は、それぞれ水素、ハロ
ゲン、炭素数１〜８のアルキル基から選ばれる置換基で
ある。）一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂は、例えば、ヘキ
サヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸またはそ
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
得ることができる。一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹
脂としては、例えば、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジ
ルエステル、ヘキサヒドロテレフタル酸ジクリシジルエ
ステル等を使用することができ、好ましくはヘキサヒド
ロフタル酸ジグリシジルエステルが使用される。

【００１４】ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステ
ルの市販品としてはＡＫ−６０１（日本化薬（株）製）
等を使用することができる。

【００１５】また、本発明において、構成要素（Ａ）の
配合量（複数種用いる場合はその合計）は、全エポキシ
樹脂１００重量％に対して、１０〜５０重量％、好まし
くは２０〜３０重量％であるのが良い。１０重量％未満
であると、樹脂硬化物の弾性率が低下することがあり、
５０重量％を超えると樹脂硬化物の耐熱性が低下するこ
とがある。

【００１６】本発明においては、構成要素（Ａ）で表さ
れるエポキシ樹脂以外に、樹脂硬化物の耐熱性を高める
ため、下記の構成要素（Ｃ）を含むことが好ましい。（Ｃ）：分子内に３官能以上のエポキシ基を有するエポ
キシ樹脂。

【００１７】なお、本発明では、エポキシ基１個につい
て１官能と称し、例えば、分子内に２個のエポキシ基を
有するエポキシ樹脂を２官能エポキシ樹脂と称する。し
たがって、構成要素（Ｃ）とは、分子内に３個以上のエ
ポキシ基を有するエポキシ樹脂である。

【００１８】本発明において、構成要素（Ｃ）である３
官能以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、
例えば、ノボラック型エポキシ樹脂（ノボラックとエピ
クロロヒドリンの反応により得られるエポキシ樹脂）や
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）メタンのようなグリシジルエー
テル型エポキシ樹脂、及び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、ト
リグリシジルアミノクレゾール、テトラグリシジルキシ
リレンジアミンのようなグリシジルアミン型エポキシ樹
脂などが挙げられる。構成要素（Ｃ）は、好ましくは、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，４’−ジ
アミノジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ
グリシジル−キシレンジアミン、トリグリシジルアミノ
フェノールから選ばれる１種以上である。

【００１９】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、“エピコート”１５４（以
上、ジャパンエポキシレジン（株）製）、ＤＥＲ４３８
（ダウケミカル社製）、“アラルダイト”ＥＰＮｌ１３
８、“アラルダイト”ＥＰＮｌ１３９（以上、チバ社
製）等を挙げることができる。

【００２０】また、テトラグリシジルジアミノジフェニ
ルメタンの市販品としては“スミエポキシ”ＥＬＭ４３
４（住友化学工業（株）製）、“アラルダイト”ＭＹ−
７２０、“アラルダイト”ＭＹ−７２１（以上、Ｖａｎ
ｔｉｃｏ社製）等を挙げることができる。

【００２１】また、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（住友化学工業
（株）社製）、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”ＭＹ０５１０（Ｖａｎｔｉ
ｃｏ社製）等を挙げることができる。

【００２２】また、本発明において、構成要素（Ｃ）の
配合量（複数種用いる場合はその合計）は、全エポキシ
樹脂１００重量％に対して、１０〜５０重量％、好まし
くは３０〜５０重量％とするのが良い。１０重量％未満
であると、樹脂硬化物の耐熱性が低下することがあり、
５０重量％を越えると、樹脂硬化物の伸度が低下するこ
とがある。

【００２３】本発明のエポキシ樹脂組成物は、構成要素
（Ａ）、構成要素（Ｃ）以外の多官能エポキシ樹脂を含
むことができる。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの反応に
より得られるエポキシ樹脂）、ビスフェノールＦ型エポ
キシ樹胎（ビスフェノールＦ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）、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）等が挙げられ、好
ましく使用される。

【００２４】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、“エピコート”８２
８、“エピコート”８３４、“エピコート”１００１、
“エピコート１００４、“エピコート”１００９（以
上、ジャパンエポキシレジン（株）製）、“エポトー
ト”ＹＤ−１２８（東都化成（株）製）、“エピクロ
ン”８４０、“エピクロン”８５０、“エピクロン”８
３０、“エピクロン”１０５０（以上、大日本インキ化
学工業（株）製）、“スミエポキシ”ＥＬＡ−１２８
（住友化学工業（株）製）、ＤＥＲ３３１（ダウケミカ
ル社製）等を使用することができる。

【００２５】また、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、“エビコー
ト”８０７（以上、ジャパンエポキシレジン（株）
製）、“エピクロン”８３０（大日本インキ化学工業
（株）製）等を使用することができる。

【００２６】また、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂の
市販品としては、“エピクロン”１５１４、“エピクロ
ン”ＥＸＡ−４０２３、“エピクロン”ＥＸＡ−４０３
１（以上、大日本インキ化学工業（株）製）等を使用す
ることができる。

【００２７】本発明のエポキシ樹脂組成物において、構
成要素Ａ、構成要素Ｃ以外の多官能エポキシ樹脂の配合
量は、樹脂硬化物の伸度を向上させる観点から、全エポ
キシ樹脂１００重量％に対して、０〜５０重量％、好ま
しくは１０〜３０重量％であるのが良い。

【００２８】本発明において用いられる構成要素（Ｂ）
は、液状の芳香族アミン化合物である。芳香族アミン化
合物は、硬化剤として用いられ、前記したエポキシ樹脂
との混合により、これらと反応して硬化物を与えること
ができる。

【００２９】液状の芳香族アミン化合物としては、例え
ば、２，４−ジエチル−６−メチル−ｍ−フェニレンジ
アミン、４，６−ジエチル−２−メチル−ｍ−フェニレ
ンジアミン、２，２’−ジエチル−４，４’−メチレン
ジアニリン、４，４’−メチレンジアニリン等が挙げら
れる。中でも、２，４−ジエチル−６−メチル−ｍ−フ
ェニレンジアミンと４，６−ジエチル−２−メチル−ｍ
−フェニレンジアミンの混合物（ジエチルトルエンジア
ミン）は、低粘度性と得られる硬化物の物性を両立する
ことから、本発明のエポキシ樹脂組成物を調製するに当
たり好適に用いられる。

【００３０】ここで、２，４−ジエチル−６−メチル−
ｍ−フェニレンジアミンと４，６−ジエチル−２−メチ
ル−ｍ−フェニレンジアミンとの混合物（ジエチルトル
エンジアミン）の市販品としては“エピキュア”Ｗ（ジ
ャパンエポキシレジン（株）製）を挙げることができ
る。

【００３１】また、２，２’−ジエチル−４，４’−メ
チレンジアニリンの市販品としては“カヤハード”Ａ−
Ａ、２，２’−ジエチル−４，４’−メチレンジアニリ
ンと４，４’−メチレンジアニリンとの混合物の市販品
としては“カヤハード”Ａ−Ｂ（以上、日本化薬（株）
製）などを挙げることができる。

【００３２】本発明においては、構成要素（Ｂ）以外の
アミン化合物を硬化剤として配合することもできる。例
えば、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は、得られる樹脂硬
化物が、線膨張係数が小さく、優れた耐熱性を有するた
め、硬化剤の一部に好適に用いられる。

【００３３】本発明において、構成要素（Ａ）〜（Ｃ）
以外に、例えば、後述する１３０℃以下の比較的低い温
度で型内で硬化するプロセスに適合させるためなどの目
的で、硬化促進剤を配合することもできる。硬化促進剤
の例としては、例えば、ハロゲン化ホウ素アミン錯体、
オニウム塩、スルホン酸エステル、３級アミン、イミダ
ゾール化合物、フェノール化合物などが挙げられ、これ
ら以外にもあらゆる公知の硬化促進剤を使用することが
できる。

【００３４】本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに任
意の成分として、界面活性剤、内部離型剤、染料、顔料
などの添加剤を含むことができる。

【００３５】本発明のエポキシ樹脂組成物は、７０℃に
おける粘度が、１〜１０００ｍＰａ・ｓの範囲にあるこ
とが好ましく、より好ましくは１０〜５００ｍＰａ・
ｓ、さらに好ましくは５０〜２００ｍＰａ・ｓの範囲に
あるのが良い。７０℃における粘度が１ｍＰａ・ｓ未満
であると、得られる繊維強化複合材料に未含浸部が生じ
ることがあり、一方、粘度が１０００ｍＰａ・ｓよりも
高いと樹脂の注入に時間を要し、生産性が低下するとと
もに、得られる繊維強化複合材料に未含浸部が生じるこ
とがある。

【００３６】本発明のエポキシ樹脂硬化物は、本発明の
エポキシ樹脂組成物を硬化して得ることができる。エポ
キシ樹脂硬化物の２３℃における曲げ弾性率は３．３〜
４．５ＧＰａの範囲内であることが好ましい。曲げ弾性
率が３．３ＧＰａ未満であると、得られた繊維強化複合
材料とした場合の圧縮強度が低下傾向となり、４．３Ｇ
Ｐａよりも大きいと繊維強化複合材料の靭性が低下する
ことがある。

【００３７】本発明の繊維強化複合材料は、本発明のエ
ポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂として含み、繊維
強化されたものである。

【００３８】また、本発明の繊維強化複合材料の製造方
法は、本発明のエポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂
の原料として用い、ＲＴＭ法で成形する方法である。

【００３９】ここで、ＲＴＭ法とは、型内に設置した強
化繊維基材に液状の熱硬化性樹脂を注入し、硬化して繊
維強化複合材料を得る方法である。本発明においては、
液状の熱硬化性樹脂組成物として前述のエポキシ樹脂組
成物を用いる。

【００４０】強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガ
ラス繊維、アラミド繊維、金属繊維、あるいはこれらを
組合せたものなどが使用される。航空機、宇宙機部材に
は、炭素繊維が好ましく使用される。

【００４１】強化繊維基材の形態は特に限定されず、例
えば、強化繊維の織物、ブレイド、マットなどをそのま
ま用いてもよく、これらを積層、賦形し、結着剤やステ
ッチなどの手段で形態を固定しプリフォームとしたもの
を用いても良い。

【００４２】型の構造に制限はなく、例えば、剛体から
なるクローズドモールドを用いてもよく、剛体のオープ
ンモールドと可撓性フィルム（バッグ）を用いてもよ
い。後者の場合、強化繊維基材は、剛体オープンモール
ドと可撓性フィルムの間に設置する。

【００４３】剛体からなる型を用いる場合、型の材料と
しては特に制限が無く、例えば、金属（スチール、アル
ミニウムなど）、ＦＲＰ（繊維強化樹脂）、木材、石膏
など、既存の各種材料を使用することができる。

【００４４】また、可撓性フィルムの材料に制限はな
く、例えば、ナイロン、フッ素樹脂、シリコーン樹脂な
どが用いられる。

【００４５】剛体のクローズドモールドを用いる場合
は、加圧して型締めし、エポキシ樹脂組成物を加圧して
注入することが通常行われる。このとき、注入口とは別
に吸引口を設け、真空ポンプに接続して吸引することも
可能である。また、吸引を行い、かつ、特別な加圧手段
を用いず、大気圧のみでエポキシ樹脂を注入することも
可能である。

【００４６】剛体のオープンモールドと可撓性フィルム
を用いる場合は、通常、吸引と大気圧による注入を用い
る。大気圧による注入で、良好な含浸を実現するために
は、米国特許４９０２２１５号公報に示されるような、
樹脂拡散媒体を用いることが有効である。

【００４７】また、型内には、強化繊維基材以外にフォ
ームコア、ハニカムコア、金属部品などを設置し、これ
らと一体化した複合材料を得ることも可能である。特に
フォームコアの両面に強化繊維基材を配置して、成型し
て得られるサンドイッチ構造体は、軽量で大きな曲げ剛
性を持つので、外板材料として好適に使用される。

【００４８】また、強化繊維基材の設置に先立って、型
の表面にゲルコートを塗布することも好ましく行われ
る。

【００４９】エポキシ樹脂組成物への型内への注入方法
に制限はなく、例えば、エポキシ樹脂組成物の全成分を
混合した単一の液体を単一の容器から型内に注入するこ
とも、構成要素Ａと構成要素Ｂを直前に混合して単一の
容器に格納し、そこから注入することも、構成要素Ａと
構成要素Ｂを別々の容器に格納し、混合器を経由して型
内に注入することも可能である。

【００５０】エポキシ樹脂の粘度特性は温度に敏感に依
存するため、エポキシ樹脂組成物注入工程では、エポキ
シ樹脂組成物の容器、型ともにそれぞれ一定の温度に保
持されることが好ましい。エポキシ樹脂組成物、あるい
は構成要素Ａおよび構成要素Ｂが入った容器の温度は、
２５〜１００℃であることが好ましく、注入工程におけ
る型の温度は２５〜１３０℃であることが好ましい。

【００５１】エポキシ樹脂組成物注入完了後の硬化は、
型内で熱硬化が行われる。型内の熱硬化条件は特に制限
が無く、例えば、注入時の型の温度のまま一定時間保持
して行う方法、注入時の型の温度と最高硬化温度の中間
の温度まで昇温し一定時間保持して硬化させる方法、最
高硬化温度まで昇温し一定時間保持して硬化させる方法
などを用いることができる。

【００５２】ここで、型内での硬化における硬化温度の
保持時間は０．５〜１２時間が好ましい。

【００５３】最高硬化温度より低い温度で型内で硬化し
た場合は、脱型した後、通常、オーブンなどで最高硬化
温度で一定時間加熱して後硬化する。後硬化を行う場
合、最高硬化温度に保持する時間は１〜４時間であるこ
とが好ましい。

【００５４】いずれの場合も、最高硬化温度は１７５〜
２１０℃が好ましく、１７５から１８５℃であることが
さらに好ましい。型内での硬化温度は、低い方が型の材
質、副資材、熱源に安価なものを使用できるので、経済
的に有利である。このような経済的観点から、型内では
１３０℃以下で硬化を行い、脱型後に後硬化を行う方法
が有利である。

【００５５】本発明のエポキシ樹脂組成物は、ＲＴＭ法
以外にもフィラメントワインディング法や、プルトルー
ジョン法などの液状エポキシ樹脂組成物を用いる繊維強
化複合材料の製造に適用することができる。

【００５６】本発明のエポキシ樹脂組成物を用いること
で、軽量、高強度、高剛性で耐熱性に優れた繊維強化複
合材料を経済的に製造することができる。

【００５７】本発明の繊維強化複合材料は、航空機の胴
体、主翼、尾翼、動翼、フェアリング、カウル、ドアな
ど、宇宙機のモーターケース、主翼など、人工衛星の構
体、自動車のシャシー、鉄道車両の構体などに好適に用
いることができる。

【００５８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。なお、実施例、比較例においては、各種サンプル
の作成、物性値の測定は次に示すような条件で行った。

【００５９】（粘度）ＪＩＳＺ８８０３における、
円錐−平板形回転粘度計を使用した粘度の測定方法に従
い、７０℃にて、エポキシ樹脂組成物の粘度を測定し
た。粘度計は、東機産業（株）、Ｅ型粘度計（ＴＶＥ−
３０Ｈ型）を用いて測定した。Ｅ型粘度計のローター
は、角度１°３４’とし、半径は２４ｍｍとした。

【００６０】（樹脂硬化板の作成）エポキシ樹脂と硬化
剤とを混合して得たエポキシ樹脂組成物を厚み２ｍｍの
板状キャビティーを有する型に注入し、オーブンを用い
て３０℃から１８０℃まで速度１．５℃／分で昇温し、
１８０℃で２時間加熱硬化した後、３０℃まで速度２．
５℃／分で降温し、厚み２ｍｍの樹脂硬化板を得た。

【００６１】（樹脂硬化物の曲げ弾性率）上記の方法で
得た樹脂硬化板から、幅１０ｍｍ、長さ６０ｍｍの試験
片を切り出し、スパン間３２ｍｍの３点曲げを測定し、
ＪＩＳＫ７１７１に準拠し、２３℃における曲げ弾
性率を測定した。

【００６２】（ガラス転移温度：Ｔｇ）上記の方法で得
た樹脂硬化板について、ＳＡＣＭＡＳＲＭ１８Ｒ−９
４に準拠し、ＤＭＡ法により測定した。具体的には、レ
オメトリックス社製ダイナミックアナライザーＲＤＡII
型を用い、昇温速度５℃／ｍｉｎ、周波数１Ｈｚで測定
した。

【００６３】（繊維強化複合材料の作製）300mm×400mm
×5mmの板状キャビティーを持つ金型内に、295mm×395m
mに切り出した炭素繊維織物（炭素繊維：Ｔ８００Ｈ、
目付：１９０g/cm²、東レ（株）製）を４枚積層し、上
型をして型締めを行った。続いて、金型を７０℃に加温
した後、予め別途７０℃に加温したマトリックス用エポ
キシ樹脂を型内に注入し、炭素繊維織物内に樹脂を含浸
させ、130℃×2時間プレキュアを行った。その後、得ら
れた繊維強化複合材料を型から脱型し、さらに180℃×
２時間のアフターキュアを行い、繊維強化複合材料を得
た。

【００６４】（複合材料の０°圧縮強度）上述の方法に
より作成した繊維強化複合材料から、ＡＳＴＭＤ６９
５に従い、幅２５．４ｍｍ、長さ７９．４ｍｍの試験片
を作成し、繊維強化複合材料の圧縮強度を測定した。

【００６５】（実施例１）ヘキサヒドロフタル酸ジグリ
シジルエステル、ＡＫ−６０１（日本化薬（株）製）３
０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−
４，４’−ジアミノジフェニルメタン“アラルダイト”
ＭＹ−７２１（Ｖａｎｔｉｃｏ社製）５０重量部、およ
びネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル“ヘロ
キシ”６８（ジャパンエポキシレジン（株）製）２０重
量部を６０℃で１時間攪拌して液体Ａとした。ジエチル
トルエンジアミン“エピキュア”Ｗ（ジャパンエポキシ
レジン（株）製）６６．６重量部、３，３’−ジアミノ
ジフェニルスルホン（三井化学ファイン（株）製）２
２．２重量部、および４，４’−ジアミノジフェニルス
ルホン（住友化学工業（株）製）２２．２重量部を１０
０℃で１時間攪拌し均一溶解させた混合物を液体Ｂとし
た。液体Ａ１００重量部と液体Ｂ３２．５重量部とを混
合してエポキシ樹脂組成物とし、７０℃における粘度を
測定した結果、６０ｍＰａ・ｓであり、ＲＴＭ用樹脂と
して十分に低粘度であった。さらに、前述の方法により
樹脂硬化板を作成し、物性測定した結果、曲げ弾性率は
３．９ＧＰａ、ガラス転移温度Ｔｇは１５０℃であり、
繊維強化複合材料に用いる樹脂硬化物として十分な強度
を有していた。また、繊維強化複合材料の０°圧縮強度
は１８０ｋｓｉと高い圧縮強度を有していた。

【００６６】（実施例２）ヘキサヒドロフタル酸ジグリ
シジルエステルＡＫ−６０１（日本化薬（株）製）３０
重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−４，
４’−メチレンジアニリン“アラルダイト”ＭＹ−７２
１（Ｖａｎｔｉｃｏ社製）５０重量部、およびビスフェ
ノールＦジグリシジルエーテル“エピコート”８０７
（ジャパンエポキシレジン（株）製）２０重量部を６０
℃で１時間攪拌して液体Ａとした。実施例１で用いた液
体Ｂと全く同一組成の液体を液体Ｂとした。液体Ａ１０
０重量部と液体Ｂ３１．０重量部とを混合してエポキシ
樹脂組成物とし、７０℃における粘度を測定した結果、
１２４ｍＰａ・ｓであり、ＲＴＭ用樹脂として十分に低
粘度であった。さらに、前述の方法により樹脂硬化板を
作成し、物性測定した結果、曲げ弾性率は３．８ＧＰ
ａ、、ガラス転移温度Ｔｇは１７０℃であり、繊維強化
複合材料に用いる樹脂硬化物として十分な強度を有して
いた。また、繊維強化複合材料の０°圧縮強度は２００
ｋｓｉと、高い圧縮強度を有していた。

【００６７】（比較例１）Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ
グリシジル−４，４’−メチレンジアニリン“アラルダ
イト”ＭＹ−７２１（Ｖａｎｔｉｃｏ社製）５０重量
部、およびビスフェノールＦジグリシジルエーテル“エ
ピコート”８０７（ジャパンエポキシレジン（株）製）
２０重量部、ネオペンチルグリコールジグリシジルエー
テル“ヘロキシ”６８（ジャパンエポキシレジン（株）
製）２０重量部、およびＮ，Ｎ，Ｏ−トリグリシジル−
ｐ−アミノフェノール“エピコート”６３０（ジャパン
エポキシレジン（株）製）１０重量部を６０℃で１時間
攪拌して液体Ａとした。実施例１で用いた液体Ｂと全く
同一組成の液体を液体Ｂとした。液体Ａ１００重量部と
液体Ｂ３３．７重量部とを混合してエポキシ樹脂組成物
とし、７０℃における粘度を測定した結果、９５ｍＰａ
・ｓであり、ＲＴＭ用樹脂として十分に低粘度であっ
た。さらに、前述の方法により樹脂硬化板を作成し、物
性測定した結果、曲げ弾性率は３．２ＧＰａ、ガラス転
移温度Ｔｇは１７３℃であった。一般式（Ｉ）で表され
るエポキシ樹脂を含まない本比較例は、曲げ弾性率が低
下したことから繊維強化複合材料に用いる樹脂硬化物と
して、不十分なものであった。また、繊維強化複合材料
の０°圧縮強度は１６５ｋｓｉであり、圧縮強度が劣っ
ていた。

【００６８】

【発明の効果】本発明により、注入作業性と強化繊維へ
の含浸性に優れたエポキシ樹脂組成物、およびこれを用
いた機械強度に優れた繊維強化複合材料を提供すること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｂ２９Ｋ 63:00 Ｂ２９Ｋ 63:00 105:06 105:06 Ｃ０８Ｌ 63:00 Ｃ０８Ｌ 63:00 Ｚ (72)発明者松田満理子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 AB06 AB09 AB10 AB11 AD23 AG03 AL01 4F204 AA39 AD16 AH17 AH31 EA03 EA04 EB01 EB11 EF01 EF05 EK13 EK17 4J036 AG06 DC02 DC03 DC10 JA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、下記の構成要素（Ａ）、
（Ｂ）を含むエポキシ樹脂組成物。（Ａ）：次の一般式（Ｉ）で表されるエポキシ樹脂。【化１】（式中、Ｒ₁〜Ｒ₄は、それぞれ水素、ハロゲン、炭素数
１〜８のアルキル基から選ばれる置換基である。）（Ｂ）：液状芳香族アミン化合物。
【請求項２】構成要素（Ａ）が、ヘキサヒドロフタル酸
ジグリシジルエステルである請求項１記載のエポキシ樹
脂組成物。
【請求項３】構成要素（Ｂ）が、ジエチルトルエンジア
ミンである請求項１または２記載のエポキシ樹脂組成
物。
【請求項４】さらに下記構成要素（Ｃ）を含む請求項１
〜３のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。（Ｃ）：分子内に３個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂。
【請求項５】構成要素（Ｃ）が、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
テトラグリシジル−４，４’−ジアミノジフェニルメタ
ン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−キシレン
ジアミン、トリグリシジルアミノフェノールから選ばれ
る少なくとも１種である請求項４記載のエポキシ樹脂組
成物。
【請求項６】７０℃における粘度が、１〜１０００ｍＰ
ａ・ｓである請求項１〜５のいずれかに記載のエポキシ
樹脂組成物。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかのエポキシ樹脂組
成物を硬化して得られるエポキシ樹脂硬化物。
【請求項８】２５℃における曲げ弾性率Ｅが、３．３〜
４．５ＧＰａである請求項７記載のエポキシ樹脂硬化
物。
【請求項９】請求項７または８記載のエポキシ樹脂硬化
物をマトリックス樹脂として含む繊維強化複合材料。
【請求項１０】請求項１〜６のいずれかに記載のエポキ
シ樹脂組成物をマトリックス樹脂の原料として用い、Ｒ
ＴＭ法で成形することを特徴とする繊維強化複合材料の
製造方法。