JP2005281440A - ガラス繊維強化樹脂線状物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】破断のびが5%以上のガラス繊維と、マトリックス樹脂とを含むガラス繊維強化樹脂線状物及びその製造方法。前記マトリックス樹脂は、25℃にて粘度が15000mPa・s以下の液状エポキシ樹脂を、熱カチオン重合触媒又は酸無水物により硬化させたものである。
【選択図】図1
Description
液状エポキシ樹脂は、エポキシシクロヘキサン環又は2,3−エポキシプロピロキシ基(2,3−epoxypropyloxy)を含むことが好ましい。熱カチオン重合触媒を用いる場合には、エポキシシクロヘキサン環を含む液状エポキシ樹脂が特に好ましい。液状エポキシ樹脂が低粘度であるのにもかかわらず、カチオン重合性が高く、硬化後物性が優れているからである。なお、2,3−エポキシプロピロキシ基を含むということは、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂ということである。
熱カチオン重合触媒としては、加熱により活性化されエポキシ基の開環を誘発する触媒が用いられ、第四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩およびスルホニウム塩等の各種オニウム塩、並びに、有機金属錯体類などが例示される。
酸無水物は、水素添加されていてもよい無水フタル酸骨格を有することが好ましい。酸無水物としては、例えば、無水メチルテトラヒドロフタル酸(Me−THPA)(Quinhard200(日本ゼオン)、HN−2200(日立化成工業)、リカシッドMT−500(新日本理化))、無水メチルヘキサヒドロフタル酸(Me−HHPA)(Quinhard500(日本ゼオン)、HN−5500(日立化成工業)、リカシッドMH−700(新日本理化)),無水メチルナジック酸(25)(MHAC−P(日立化成工業))、無水メチルナジック酸の水素添加物(26)(HNA(新日本理化)),アルキル変性酸無水物(27)(エピキュアYH−306、エピキュアYH−307(ジャパンエポキシレジン))などが挙げられる。
本発明では、マトリックス樹脂は、前記液状エポキシ樹脂を平均分子量900以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂と共に硬化させたものであることが好ましい。平均分子量900以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂は、一般的には、25℃にて固体である。
可撓性付与剤としては、例えば、カルボン酸末端脂肪族ポリエステルのエポキシ樹脂アダクト物(29)、例えば、SD551(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)を用いることができる。
硬化剤として酸無水物を用いた場合には、硬化促進剤を用いることが好ましい。硬化促進剤としては、イミダゾール誘導体を用いることができる。例えば、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のアルキルイミダゾール;1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のジアルキルイミダゾール;2−フェニルイミダゾール等のアリールイミダゾール;2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−(2’−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−ウンデシルイミダゾリル)−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−エチル−4−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン イソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾール イソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾール イソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニル−4,5−ジ(2−シアノエトキシ)メチルイミダゾール等を用いることができる。
日東紡績(株)から販売されている高強度ガラス繊維(商品名「Tガラス」、破断伸びが5.5%,弾性率が84.3GPa)を用いた。Tガラスは、65重量%のSiO2、23重量%のAl2O3、11重量%のMgO、1重量%未満のZrO2を含む。この高強度ガラス繊維の詳細な仕様を表1に示す。
次に、実施例3のマトリックス樹脂とガラス繊維の組み合わせで金型の寸法を変化させ、外径0.42mm(実施例4)と0.51mm(実施例5)のガラス繊維強化樹脂組成物を成形した。実施例1〜3と同様に最小曲げ直径を測定し、最小曲げ直径は、それぞれ7.0mmと9.0mmであり、線状物の直径のそれぞれ16.7倍と17.6倍であった。
実施例1〜5と同様に、日東紡績(株)から販売されている高強度ガラス繊維(商品名「Tガラス」、破断伸びが5.5%,弾性率が84.3GPa)を用いた。マトリックス樹脂として、酸無水物によるエポキシ樹脂を用いた。実施例6及び7の配合成分を表5に示す。
比較例として、破断のびが5%以下のガラス繊維とマトリックス樹脂に熱硬化性ビニルエステル樹脂とを使用し、同様な条件でガラス繊維強化樹脂線状物を成形した。
2 ガラス繊維
3 ヤーン
4 マトリックス樹脂
6 熱可塑性樹脂
10 クリール
11a、11b ガイド
12 含浸槽
13 絞りノズル
14 金型
15 キャタピラ
16 巻き取り装置
Claims (11)
- 破断のびが5%以上のガラス繊維と、マトリックス樹脂とを含むガラス繊維強化樹脂線状物であって、
前記マトリックス樹脂は、25℃にて粘度が15000mPa・s以下の液状エポキシ樹脂を、熱カチオン重合触媒又は酸無水物により硬化させたものであることを特徴とするガラス繊維強化樹脂線状物。 - ガラス繊維強化樹脂線状物の最小曲げ直径Dとガラス繊維強化樹脂線状物の直径dの比であるD/dが20以下であり、かつ、dが0.6mm以下である請求項1に記載のガラス繊維強化樹脂線状物。
- 前記マトリックス樹脂は、前記液状エポキシ樹脂を平均分子量900以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂と共に硬化させたものである請求項1又は2に記載のガラス繊維強化樹脂線状物。
- 前記マトリックス樹脂は、前記液状エポキシ樹脂を可撓性付与剤と共に硬化させたものである請求項1、2又は3に記載のガラス繊維強化樹脂線状物。
- 前記マトリックス樹脂は、25℃にて粘度が3500mPa・s以下の液状エポキシ樹脂を前記熱カチオン重合触媒により硬化させたものである請求項1〜4の何れかに記載のガラス繊維強化樹脂線状物。
- 前記酸無水物が、25℃にて液体である請求項1〜5の何れかに記載のガラス繊維強化樹脂線状物。
- 前記液状エポキシ樹脂が、エポキシシクロヘキサン環又は2,3−エポキシプロピロキシ基を含む請求項1〜6の何れかに記載のガラス繊維強化樹脂線状物。
- 前記ガラス繊維が、55〜79.9重量%のSiO2、12.6〜32重量%のAl2O3、4〜20重量%のMgOを含む請求項1〜7の何れかに記載のガラス繊維強化樹脂線状物。
- 破断のびが5%以上のガラス繊維と、マトリックス樹脂とを含むガラス繊維強化樹脂線状物の製造方法であって、
25℃にて粘度が15000mPa・s以下の液状エポキシ樹脂を、熱カチオン重合触媒又は酸無水物により硬化させる工程
を含むことを特徴とするガラス繊維強化樹脂線状物の製造方法。 - 80〜200℃の雰囲気温度にて10分以内で硬化させる請求項9に記載のガラス繊維強化樹脂線状物の製造方法。
- 前記液状エポキシ樹脂と、熱カチオン重合触媒又は酸無水物とを含む未硬化の樹脂組成物の粘度が、25℃にて10000mPa・s以下である請求項9又は10に記載のガラス繊維強化樹脂線状物の製造方法。
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