JP2013181112A - Binder composition, reinforcing fiber base material, preform, fiber-reinforced composite material and method for producing the same - Google Patents

Binder composition, reinforcing fiber base material, preform, fiber-reinforced composite material and method for producing the same Download PDF

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雅幸 三好
Shinji Kawachi
真二 河内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a binder composition excellent in long-term storage stability and impact resistance, and a carbon fiber composite material having excellent impact resistance against external shock and high compression strength after impact properties (CAI) by applying the binder composition, and most suitable as aircraft members, etc.SOLUTION: There is provided a binder composition containing an element [A]: an amorphous polyamide having a dicyclohexylmethane skeleton in a molecule and a glass transition temperature of ≥140°C, an element [B]: a specific sulfonamide compound and an element [C]: a sulfonamide compound.

Description

本発明は、繊維強化複合材料およびその製造方法、ならびに繊維強化複合材料に用いるプリフォーム、強化繊維基材およびバインダー組成物に関する。   The present invention relates to a fiber reinforced composite material and a method for producing the same, and a preform, a reinforced fiber base material, and a binder composition used for the fiber reinforced composite material.

従来、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、シアネートエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の硬化物からなる繊維強化複合材料は、軽量でありながら、強度、弾性率などの機械特性や耐熱性、さらには耐食性に優れるため、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材、船舶部材、土木建築材、スポーツ用品などの多くの分野に応用されてきた。特に、高性能が要求される用途では、連続繊維を用いた繊維強化複合材料が用いられ、強化繊維としては比強度、比弾性率に優れた炭素繊維が、マトリックス樹脂としては機械特性、耐熱性および耐薬品性が高く、炭素繊維との接着性に優れたエポキシ樹脂が多く用いられている。   Conventionally, fibers made of reinforced fibers such as glass fibers, carbon fibers, and aramid fibers, and cured products of thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins, phenol resins, cyanate ester resins, and bismaleimide resins. Reinforced composite materials are lightweight, yet have excellent mechanical properties such as strength and elastic modulus, heat resistance, and corrosion resistance, so they are used in aircraft members, spacecraft members, automobile members, ship members, civil engineering materials, sports equipment, etc. It has been applied in many fields. Especially in applications where high performance is required, fiber reinforced composite materials using continuous fibers are used, carbon fibers with excellent specific strength and specific elastic modulus are used as reinforcing fibers, and mechanical properties and heat resistance are used as matrix resins. In addition, many epoxy resins having high chemical resistance and excellent adhesion to carbon fibers are used.

繊維強化複合材料は様々な方法で製造されるが、型内に配置した強化繊維基材に液状の熱硬化性樹脂を含浸させ、加熱硬化して繊維強化複合材料を得るレジン・トランスファー・モールディング(Resin Transfer Molding、以下RTMと略記する)が、生産性にすぐれ、低コストな成形方法として近年注目されている。   Fiber reinforced composite materials are manufactured by various methods. Resin transfer molding (in which a fiber reinforced composite material is obtained by impregnating a reinforced fiber base placed in a mold with a liquid thermosetting resin and heat curing. Resin Transfer Molding (hereinafter abbreviated as RTM) has recently attracted attention as a low-cost molding method with excellent productivity.

RTMで繊維強化複合材料を製造する場合、強化繊維基材を所望の複合材料に近い形状に加工したプリフォームを作成し、プリフォームを型内に設置した後、液状熱硬化性樹脂を注入する方法が多く採用されている。   When manufacturing a fiber reinforced composite material by RTM, a preform is prepared by processing a reinforcing fiber base into a shape close to a desired composite material, and after the preform is placed in a mold, a liquid thermosetting resin is injected. Many methods are adopted.

プリフォームの作製方法としては、強化繊維から3次元ブレイドを作成する方法や、強化繊維織物を積層してステッチする方法など、いくつかの方法が知られており、汎用性の高い方法としては、ホットメルト性のバインダー(タッキファイアーとも呼ばれる)を用いて強化繊維織物などのシート状基材を積層、賦形する方法がある。   As a method for producing a preform, several methods such as a method of creating a three-dimensional braid from reinforcing fibers and a method of stacking and stitching reinforcing fiber fabrics are known. As a highly versatile method, There is a method of laminating and shaping a sheet-like substrate such as a reinforced fiber fabric using a hot-melt binder (also called a tackifier).

これらのホットメルト性のバインダーとしては、室温では粘着性を持たず、高温で軟化して接着性を有するような樹脂組成物が用いられる。例えば、特許文献1で述べられているように、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂ともに適用可能である。   As these hot-melt binders, resin compositions that do not have tackiness at room temperature but soften at high temperatures and have adhesiveness are used. For example, as described in Patent Document 1, both a thermoplastic resin and a thermosetting resin can be applied.

バインダー成分として熱可塑性樹脂を使用する場合、熱可塑性樹脂のガラス転移温度または融点が比較的高いため、強化繊維基材同士を熱融着するためには非常に高い温度が必要となり生産性が劣る問題がある。   When a thermoplastic resin is used as a binder component, the glass transition temperature or melting point of the thermoplastic resin is relatively high, so a very high temperature is required to heat-bond the reinforcing fiber bases together, resulting in poor productivity. There's a problem.

また、バインダー成分として熱硬化性樹脂を使用する場合、例えば、特許文献2〜4で述べられているようなバインダー単体で硬化性を有するタイプと、例えば、特許文献5〜6で述べられているようなバインダー単体では硬化性を有さないタイプがある。前者は液状熱硬化性樹脂に依存せずに硬化可能である点で優れ、後者は保存安定性に優れる。   Moreover, when using a thermosetting resin as a binder component, for example, the type which has sclerosis | hardenability with the binder simple substance as described in patent documents 2-4, for example, patent documents 5-6 are described. There is a type in which such a binder alone has no curability. The former is excellent in that it can be cured without depending on the liquid thermosetting resin, and the latter is excellent in storage stability.

他方、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とした繊維強化複合材料は、一般的に熱硬化性樹脂の硬化物の破壊靱性が、熱可塑性樹脂に比べて低いため、繊維強化複合材料の耐衝撃性が低下する問題がある。特に航空機用構造部材の場合、組立中の工具落下や運用中の雹の衝撃等に対して優れた耐衝撃性が要求されるため、耐衝撃性の向上は大きな課題であった。   On the other hand, a fiber reinforced composite material using a thermosetting resin such as an epoxy resin as a matrix resin generally has a lower fracture toughness of a cured product of the thermosetting resin than a thermoplastic resin. There is a problem that impact resistance is lowered. In particular, in the case of aircraft structural members, improvement in impact resistance has been a major issue because excellent impact resistance is required against tool dropping during assembly and impact of a kite during operation.

繊維強化複合材料は一般に積層構造をとっており、これに衝撃が加わると層間に高い応力が発生し、クラックが発生する。クラック発生を抑制するには熱硬化性樹脂の塑性変形能力を高めることが有効であり、その手段としては塑性変形能力に優れている熱可塑性樹脂を配合することが有効である。   The fiber reinforced composite material generally has a laminated structure, and when an impact is applied to the fiber reinforced composite material, a high stress is generated between the layers, and a crack is generated. In order to suppress the generation of cracks, it is effective to increase the plastic deformation ability of the thermosetting resin, and as a means for that, it is effective to blend a thermoplastic resin having an excellent plastic deformation ability.

熱可塑性樹脂を配合する方法は、繊維強化複合材料の成形法の一つであるプリプレグ法では様々な検討がなされてきた。例えば、特許文献7〜8で述べられている熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を溶解させて高靭性化した高靭性熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂として用いる方法がある。しかしながら、熱可塑性樹脂を熱硬化性樹脂に配合すると著しく粘度が上昇するため、マトリックス樹脂の粘度に制限のあるRTMには適さない。   As a method of blending a thermoplastic resin, various studies have been made in a prepreg method which is one of the methods for forming a fiber-reinforced composite material. For example, there is a method of using, as a matrix resin, a high toughness thermosetting resin obtained by dissolving a thermoplastic resin in a thermosetting resin described in Patent Documents 7 to 8, thereby increasing the toughness. However, when a thermoplastic resin is blended with a thermosetting resin, the viscosity is remarkably increased, so that it is not suitable for an RTM with a limited viscosity of the matrix resin.

また、他の手段として、クラックの入りやすい層間に熱可塑性樹脂もしくはエラストマーを存在させる手法が知られている。この手法は前記したバインダー技術の応用によりRTMにも適用可能である。例えば、熱可塑性樹脂からなるバインダーを用いて強化繊維織物などのシート状基材同士を接着して得たプリフォームに、液状の熱硬化性樹脂を注入、硬化して作製した繊維強化複合材料において、バインダー成分は層間に存在することになる。   As another means, there is known a technique in which a thermoplastic resin or an elastomer is present between layers where cracks easily occur. This technique can also be applied to RTM by applying the binder technology described above. For example, in a fiber reinforced composite material produced by injecting and curing a liquid thermosetting resin into a preform obtained by bonding sheet-like substrates such as reinforced fiber fabrics using a binder made of a thermoplastic resin The binder component will be present between the layers.

バインダー成分として熱可塑性樹脂を使用する場合、前記したように、熱融着するためには非常に高い温度が必要となり生産性が劣る問題がある。この問題を解決するため、例えば特許文献9〜12に述べられているように、熱可塑性樹脂に可塑剤を配合することで、加工温度を調整する方法がある。   When a thermoplastic resin is used as the binder component, as described above, a very high temperature is required for heat fusion, and there is a problem that productivity is inferior. In order to solve this problem, for example, as described in Patent Documents 9 to 12, there is a method of adjusting the processing temperature by blending a plasticizer with a thermoplastic resin.

しかしながら、熱可塑性樹脂の分野において、例えば非特許文献1で述べられているように、可塑剤を大量に配合する場合、保管中の温度や湿度の変動によって、熱可塑樹脂中に相溶していた可塑剤が分離して、熱可塑性樹脂の表層に出てくる現象が知られている。   However, in the field of thermoplastic resins, for example, as described in Non-Patent Document 1, when a large amount of plasticizer is blended, it is compatible with the thermoplastic resin due to fluctuations in temperature and humidity during storage. It is known that the plasticizers separated and appear on the surface of the thermoplastic resin.

可塑剤が分離すると、熱可塑性樹脂に相溶している可塑剤の量が減少するため可塑化効果が弱まり、ひいてはバインダーのガラス転移温度が変動することがあり、最終形態である繊維強化複合材料の諸特性に影響を与える可能性がある。   When the plasticizer is separated, the amount of the plasticizer compatible with the thermoplastic resin is reduced, so that the plasticizing effect is weakened. As a result, the glass transition temperature of the binder may fluctuate, and the fiber reinforced composite material which is the final form May affect the characteristics of

この様なバインダーは、可塑剤の分離を防止するため、温度や湿度などの保管環境の管理を厳格に行う必要があり、管理コストが非常に高くなるという問題があった。
以上の様な理由により、繊維強化複合材料の耐衝撃性の改善に有効である熱可塑性樹脂を主成分とするバインダーに関し、加工性の改善のため配合する可塑剤の分離を抑制し、厳格な保管環境の管理を行わなくても長期的に安定保存が可能な技術が必要である。
In order to prevent the plasticizer from being separated, it is necessary to strictly manage the storage environment such as temperature and humidity, and the management cost becomes very high.
For the reasons as described above, regarding the binder mainly composed of a thermoplastic resin that is effective for improving the impact resistance of the fiber reinforced composite material, the separation of the plasticizer to be compounded for improving the workability is suppressed, and the binder is strict. There is a need for technology that enables stable storage over the long term without managing the storage environment.

特開平2−198815号公報JP-A-2-198815 米国特許第5427725号明細書US Pat. No. 5,427,725 米国特許第5698318号明細書US Pat. No. 5,698,318 米国特許第5369192号明細書US Pat. No. 5,369,192 米国特許第4992228号明細書US Pat. No. 4,992,228 米国特許第5217766号明細書US Pat. No. 5,217,766 特開昭62−297314号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-297314 特開昭62−297315号公報JP-A 62-297315 国際公開第2011/034040号International Publication No. 2011/0334040 特開2004−43621号公報JP 2004-43621 A 特開2005−53961号公報JP 2005-53961 A 特開2006−326892号公報JP 2006-326892 A

「工業材料」、日刊工業新聞社、2011年12月号、p65"Industrial Materials", Nikkan Kogyo Shimbun, December 2011, p65

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、耐衝撃性に優れ、航空機一次構造用部材に最適な繊維強化複合材料を得ることができ、保存安定性に優れたバインダー組成物、および該バインダー組成物を適用した強化繊維基材ならびにプリフォームを提供することにある。   In view of the background of such prior art, the present invention can provide a fiber-reinforced composite material excellent in impact resistance, optimal for aircraft primary structural members, and excellent in storage stability, and the binder composition An object of the present invention is to provide a reinforcing fiber substrate and a preform to which the object is applied.

本発明は、かかる課題を解決するために次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のバインダー樹脂組成物は、次の構成要素[A]、構成要素[B]および構成要素[C]を含むバインダー組成物である。
構成要素[A]:分子内にジシクロヘキシルメタン骨格を有し、ガラス転移温度が140℃以上である非晶性ポリアミド
構成要素[B]:次式(I)で表されるスルホンアミド化合物
The present invention employs the following means in order to solve such problems. That is, the binder resin composition of the present invention is a binder composition containing the following component [A], component [B] and component [C].
Component [A]: Amorphous polyamide component having a dicyclohexylmethane skeleton in the molecule and a glass transition temperature of 140 ° C. or higher [B]: A sulfonamide compound represented by the following formula (I)

Figure 2013181112
Figure 2013181112

(式(I)中Rは、1〜3個の芳香環を有する置換基である。)
構成要素[C]:次式(II)で表されるスルホンアミド化合物。
(In formula (I), R 1 is a substituent having 1 to 3 aromatic rings.)
Component [C]: a sulfonamide compound represented by the following formula (II).

Figure 2013181112
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(式(II)中RおよびRは、それぞれ水素、炭素数1〜4のアルキル基、シクロヘキシル基およびハロゲン基から選ばれる置換基である。)
ハロゲンとしてはフッ素、塩素、臭素などが挙げられる。
(In formula (II), R 2 and R 3 are each a substituent selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexyl group, and a halogen group.)
Examples of the halogen include fluorine, chlorine, bromine and the like.

本発明のバインダー組成物の好ましい様態は、構成要素[A]におけるジシクロヘキシルメタン骨格が3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン骨格であり、さらに好ましい態様は、構成要素[A]100質量部に対して、構成要素[B]と構成要素[C]を合わせて11〜67質量部含有し、かつ、構成要素[B]と構成要素[C]の配合量の比率が1:1〜0.5:1であって、ガラス転移温度が40〜110℃である。   In a preferable embodiment of the binder composition of the present invention, the dicyclohexylmethane skeleton in the component [A] is 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane skeleton, and a more preferable embodiment is the component [A]. Containing 100 to 100 parts by mass, the component [B] and the component [C] are contained in an amount of 11 to 67 parts by mass, and the ratio of the blending amount of the component [B] and the component [C] is 1: 1 to 0.5: 1 and the glass transition temperature is 40 to 110 ° C.

本発明の強化繊維基材の好ましい様態は、本発明のバインダー組成物が少なくとも片面に付与されたものであり、より好ましい態様は、炭素繊維束からなる経糸とこれに平行に配列されたガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸と、これらと直交するように配列されたガラス繊維または化学繊維からなる緯糸からなり、該補助経糸と該緯糸が互いに交差することにより、炭素繊維束が一体に保持されて織物が形成されているノンクリンプ構造の織物であり、前記バインダー組成物が目付5〜50g/mの含有量で強化繊維基材両面に付与されていることである。 A preferred embodiment of the reinforcing fiber substrate of the present invention is one in which the binder composition of the present invention is applied to at least one side, and a more preferred embodiment is a warp composed of carbon fiber bundles and glass fibers arranged parallel thereto. Alternatively, the auxiliary warp of the fiber bundle made of the chemical fiber and the weft made of the glass fiber or the chemical fiber arranged so as to be orthogonal thereto, and the auxiliary warp and the weft intersect each other so that the carbon fiber bundle is integrated. It is a non-crimp structure woven fabric that is held in a woven fabric, and the binder composition is applied to both surfaces of the reinforcing fiber base with a basis weight of 5 to 50 g / m 2 .

本発明のプリフォームの好ましい態様は、前記強化繊維基材を積層してなり、該強化繊維基材の層間に前記バインダー組成物を存在させたものである。   In a preferred embodiment of the preform of the present invention, the reinforcing fiber base material is laminated, and the binder composition is present between layers of the reinforcing fiber base material.

本発明の繊維強化複合材料の好ましい態様は、前記プリフォームと熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含むものである。   The preferable aspect of the fiber reinforced composite material of this invention contains the hardened | cured material of the said preform and a thermosetting resin composition.

本発明の繊維強化複合材料製造方法の好ましい態様は、前記プリフォームを、剛体オープンモールドと可撓性フィルムによって形成されたキャビティ内に設置し、該キャビティを真空ポンプにて吸引し、大気圧との差圧にて注入口からキャビティ内に液状熱硬化性樹脂組成物を注入してプリフォームに含浸させた後、該液状熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させる工程を含むものである。   In a preferred embodiment of the method for producing a fiber-reinforced composite material of the present invention, the preform is placed in a cavity formed by a rigid open mold and a flexible film, the cavity is sucked by a vacuum pump, The step of injecting the liquid thermosetting resin composition into the cavity from the injection port with the differential pressure of the above and impregnating the preform, followed by heat curing the liquid thermosetting resin composition.

本発明のバインダー組成物は可塑剤の分離がないことから長期間安定保存が可能であり、また、本発明のバインダー組成物を適用した強化繊維基材は加熱により形態を固定することでプリフォームを作成することができ、得られたプリフォームを使用してRTMで成形した繊維強化複合材料は、外部からの衝撃に対する耐衝撃性が優れ、高い衝撃後圧縮強度(CAI)を有することから、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材および船舶部材などの構造部材に好適に用いることができる。   The binder composition of the present invention can be stably stored for a long time because there is no separation of the plasticizer, and the reinforcing fiber substrate to which the binder composition of the present invention is applied is preformed by fixing its form by heating. The fiber reinforced composite material molded with RTM using the obtained preform has excellent impact resistance against external impact and has high post-impact compressive strength (CAI). It can be suitably used for structural members such as aircraft members, spacecraft members, automobile members, and ship members.

本発明のバインダー組成物は、少なくとも次の構成要素[A]、構成要素[B]、および構成要素[C]から構成される。
構成要素[A]:分子内にジシクロヘキシルメタン骨格を有し、ガラス転移温度が140℃以上である非晶性ポリアミド
構成要素[B]:前記した式(I)で表されるスルホンアミド化合物
構成要素[C]:前記した式(II)で表されるスルホンアミド化合物
The binder composition of the present invention comprises at least the following component [A], component [B], and component [C].
Component [A]: Amorphous polyamide component having a dicyclohexylmethane skeleton in the molecule and a glass transition temperature of 140 ° C. or higher [B]: A sulfonamide compound component represented by the above formula (I) [C]: Sulfonamide compound represented by the above formula (II)

ここで、構成要素[A]として規定される非晶性ポリアミドの「非晶性」とは、具体的には、JIS K7121(1987)に従い、示差走査熱量計(DSC)でポリアミドを測定した際に、結晶融解熱量が5cal/g以下であることを言う。結晶融解熱量は、好ましくは1cal/g以下である。かかる特性を満足させるため、本発明では、ジシクロヘキシルメタン骨格を有するジアミン単位を必須成分として含むポリアミドを用いる。かかるジアミンとして、例えば、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンおよび4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンなどを挙げることができ、1種または複数種を混合して使用することができる。ジシクロヘキシルメタン骨格を有するジアミンの中でも、特に3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタンは、物性のバランスに優れたポリアミドを得ることができるため好ましく用いることができる。   Here, the “amorphous” of the amorphous polyamide defined as the constituent element [A] is specifically, when the polyamide is measured with a differential scanning calorimeter (DSC) according to JIS K7121 (1987). In addition, the heat of crystal fusion is 5 cal / g or less. The heat of crystal melting is preferably 1 cal / g or less. In order to satisfy such characteristics, in the present invention, a polyamide containing a diamine unit having a dicyclohexylmethane skeleton as an essential component is used. Examples of such diamines include 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane and 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, which may be used alone or in combination. it can. Among diamines having a dicyclohexylmethane skeleton, in particular, 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane can be preferably used because a polyamide having an excellent balance of physical properties can be obtained.

また、構成要素[A]である非晶性ポリアミドには、前記した成分以外で、例えば、分子内にシクロヘキサン環を1つ有するジアミン、例えば1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサンなどを少量共重合することも可能である。   In addition to the above-described components, the amorphous polyamide as the constituent element [A] includes, for example, a diamine having one cyclohexane ring in the molecule, such as 1,3-bisaminomethylcyclohexane, 1,4-bis. A small amount of aminomethylcyclohexane or the like can be copolymerized.

構成要素[A]である非晶性ポリアミドは、前記したジアミンと、ジカルボン酸を重合して得ることができる。好ましいジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、シクロヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸などを挙げることかできる。   The amorphous polyamide as the constituent element [A] can be obtained by polymerizing the diamine and the dicarboxylic acid. Preferred examples of the dicarboxylic acid include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and the like.

構成要素[A]である非晶性ポリアミドを得るためには、ジアミン95〜30質量%、ジカルボン酸5〜70質量%の比率で重合することが好ましい。   In order to obtain the amorphous polyamide as the constituent element [A], it is preferable to polymerize at a ratio of 95 to 30% by mass of diamine and 5 to 70% by mass of dicarboxylic acid.

かかる非晶性ポリアミドは、JIS K7121(1987)に従い、示差走査熱量計(DSC)で測定したガラス転移温度が140℃以上であることが必須であり、好ましくは150℃以上である。非晶性ポリアミドのガラス転移温度が140℃より低い場合、得られる繊維強化複合材料の耐熱性が低下し、特に吸水後の高温時における力学物性の低下が大きくなる。ガラス転移温度を140℃以上とすることで、物性低下を抑制することができる。   Such an amorphous polyamide must have a glass transition temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC) of 140 ° C. or higher according to JIS K7121 (1987), preferably 150 ° C. or higher. When the glass transition temperature of the amorphous polyamide is lower than 140 ° C., the heat resistance of the obtained fiber-reinforced composite material is lowered, and the mechanical properties are particularly lowered at a high temperature after water absorption. By setting the glass transition temperature to 140 ° C. or higher, deterioration of physical properties can be suppressed.

非晶性ポリアミドは、前記したように合成するか、あるいは市販されているものを用いることができる。市販品としては“ノバミッド”(登録商標)(三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製)、“グラマイド”(登録商標)(東洋紡績(株)製)、“グリルアミド”(登録商標)TR(エムスケミー・ジャパン(株)製)、“トロガミド”(登録商標)T(ダイセル・エボニック(株)製)などが挙げられる。   The amorphous polyamide can be synthesized as described above, or a commercially available one can be used. Commercially available products are “Novamid” (registered trademark) (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics), “Gramide” (registered trademark) (manufactured by Toyobo Co., Ltd.), “Grillamide” (registered trademark) TR (MS Chemie Japan) And “Trogamide” (registered trademark) T (manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd.).

本発明のバインダー組成物は、例えば保管や輸送時の温度にてバインダー組成物同士が融着して凝集体を形成したり、配合する可塑剤成分が分離したりする現象を抑制するために、特定のガラス転移温度以上であることが重要であり、また、比較的低温、例えば60〜150℃の温度範囲でプリフォームの形状を固定できるようにするために特定のガラス転移温度以下であることが重要である。具体的にはバインダー組成物のガラス転移温度が40〜110℃の温度範囲であることが好ましく、より好ましくは50〜100℃の範囲であり、さらに好ましくは60〜95℃の範囲である。ここで、バインダー組成物のガラス転移温度は、JIS K7121(1987)に従い測定して得られた値である。   The binder composition of the present invention, for example, in order to suppress the phenomenon that the binder compositions are fused together at a temperature during storage and transportation to form an aggregate, or the plasticizer component to be blended is separated. It is important that the temperature is higher than a specific glass transition temperature, and is lower than a specific glass transition temperature so that the shape of the preform can be fixed at a relatively low temperature, for example, a temperature range of 60 to 150 ° C. is important. Specifically, the glass transition temperature of the binder composition is preferably in the temperature range of 40 to 110 ° C, more preferably in the range of 50 to 100 ° C, and still more preferably in the range of 60 to 95 ° C. Here, the glass transition temperature of the binder composition is a value obtained by measurement according to JIS K7121 (1987).

本発明において構成要素[B]は、上記式(I)で示されるスルホンアミド化合物である。ここで化学式中Rは、1〜3個の芳香環を有する置換基であることが必須である。 In the present invention, the constituent element [B] is a sulfonamide compound represented by the above formula (I). Here, R 1 in the chemical formula is essential to be a substituent having 1 to 3 aromatic rings.

構成要素[B]のスルホンアミド化合物は、得られるバインダー組成物のガラス転移温度を40〜110℃の温度範囲となるように調整するため、いわゆる可塑剤として構成要素[A]に配合される。   The sulfonamide compound of component [B] is blended with component [A] as a so-called plasticizer in order to adjust the glass transition temperature of the resulting binder composition to be in the temperature range of 40 to 110 ° C.

本発明において、構成要素[B]は、構成要素[A]である非晶性ポリアミドとの相溶性に優れるという観点からRが次式(III)〜(XIII)で表される置換基であることが好ましい。 In the present invention, component [B] is a substituent R 1 from the viewpoint of excellent compatibility with the amorphous polyamide is a component [A] is represented by the following formula (III) ~ (XIII) Preferably there is.

ここで、相溶した状態とは、レーザー顕微鏡を用いて倍率50倍においての観察において、連続層の中に分離した固形相が存在しない状態である。   Here, the compatible state is a state in which no separated solid phase exists in the continuous layer in the observation at a magnification of 50 times using a laser microscope.

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かかる構成要素[B]のスルホンアミド化合物として、例えば、N−フェニル−p−トルエンスルホンアミド、N−フェニル−o−トルエンスルホンアミド、N−ベンジル−4−メチルベンゼンスルホンアミド、N−ベンジル−3−メチルベンゼンスルホンアミド、N−(ビフェニル−4−イル)−4−メチルベンゼンスルホンアミド、N−(ビフェニル−4−イル)−3−メチルベンゼンスルホンアミド、4−メチル−N−(4−(2−フェニルプロパン−2−イル)フェニル)ベンゼンスルホンアミド、3−メチル−N−(4−(2−フェニルプロパン−2−イル)フェニル)ベンゼンスルホンアミド、N−(4−ベンジルフェニル)−4−メチルベンゼンスルホンアミド、N−(4−ベンジルフェニル)−3−メチルベンゼンスルホンアミド、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、3−メチル−N−(4−(フェニルアミノ)フェニル)ベンゼンスルホンアミド、N−(4−(4−ブチルアミノ)フェニルアミノ)フェニル)−4−メチルベンゼンスルホンアミド、N−(4−(4−ブチルアミノ)フェニルアミノ)フェニル)−3−メチルベンゼンスルホンアミド、4−メチル−N−(4−(フェニルスルホニル)フェニル)ベンゼンスルホンアミド、3−メチル−N−(4−(フェニルスルホニル)フェニル)ベンゼンスルホンアミド、N−(4−ベンゾイルフェニル)−4−メチルベンゼンスルホンアミド、N−(4−ベンゾイルフェニル)−3−メチルベンゼンスルホンアミド、4−メチル−N−(ナフタレン−2−イル)ベンゼンスルホンアミド、3−メチル−N−(ナフタレン−2−イル)ベンゼンスルホンアミド、4−メチル−N−(4−(ナフタレン−2−イルアミノ)フェニル)ベンゼンスルホンアミド、3−メチル−N−(4−(ナフタレン−2−イルアミノ)フェニル)ベンゼンスルホンアミドなどが挙げられる。なかでも、構成要素[B]においてRの置換基が1〜2個の芳香環を有する置換基であることが好ましく、より好ましくは2個である。構成要素[B]のRの置換基が1個以上の芳香環を有することで、優れた可塑化効果を得ることができ、また、構成要素[B]のRの置換基が3個以下の芳香環を有することで、スルホンアミド化合物の融点が高すぎないため、バインダー組成物のガラス転移温度を110℃以下に調整することができる。 Examples of the sulfonamide compound of the constituent element [B] include N-phenyl-p-toluenesulfonamide, N-phenyl-o-toluenesulfonamide, N-benzyl-4-methylbenzenesulfonamide, N-benzyl-3. -Methylbenzenesulfonamide, N- (biphenyl-4-yl) -4-methylbenzenesulfonamide, N- (biphenyl-4-yl) -3-methylbenzenesulfonamide, 4-methyl-N- (4- ( 2-phenylpropan-2-yl) phenyl) benzenesulfonamide, 3-methyl-N- (4- (2-phenylpropan-2-yl) phenyl) benzenesulfonamide, N- (4-benzylphenyl) -4 -Methylbenzenesulfonamide, N- (4-benzylphenyl) -3-methylbenzenesulfone Amide, p- (p-toluenesulfonylamide) diphenylamine, 3-methyl-N- (4- (phenylamino) phenyl) benzenesulfonamide, N- (4- (4-butylamino) phenylamino) phenyl) -4 -Methylbenzenesulfonamide, N- (4- (4-butylamino) phenylamino) phenyl) -3-methylbenzenesulfonamide, 4-methyl-N- (4- (phenylsulfonyl) phenyl) benzenesulfonamide, 3 -Methyl-N- (4- (phenylsulfonyl) phenyl) benzenesulfonamide, N- (4-benzoylphenyl) -4-methylbenzenesulfonamide, N- (4-benzoylphenyl) -3-methylbenzenesulfonamide, 4-Methyl-N- (naphthalen-2-yl) benzenesulfone 3-methyl-N- (naphthalen-2-yl) benzenesulfonamide, 4-methyl-N- (4- (naphthalen-2-ylamino) phenyl) benzenesulfonamide, 3-methyl-N- (4- (Naphthalen-2-ylamino) phenyl) benzenesulfonamide and the like. Among them, it is preferable that the substituent of R 1 is a substituent having one or two aromatic rings in component [B], more preferably 2. The R 1 substituent of the constituent element [B] has one or more aromatic rings, whereby an excellent plasticizing effect can be obtained, and the R 1 substituent of the constituent element [B] is three. By having the following aromatic ring, since the melting point of the sulfonamide compound is not too high, the glass transition temperature of the binder composition can be adjusted to 110 ° C. or lower.

かかるスルホンアミド化合物は、1種だけ使用することも、複数種を混合して使用することもできる。   Such sulfonamide compounds can be used alone or in combination of two or more.

本発明において、構成要素[C]は、上記式(II)で示されるスルホンアミド化合物である。ここで化学式中R〜Rは、それぞれ水素、炭素数1〜4のアルキル基、シクロヘキシル基およびフッ素、塩素、臭素などのハロゲン基から選ばれる置換基であることが必須である。 In the present invention, the constituent element [C] is a sulfonamide compound represented by the above formula (II). Here, it is essential that R 2 to R 3 in the chemical formula are each a substituent selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexyl group, and a halogen group such as fluorine, chlorine, and bromine.

構成要素[C]のスルホンアミド化合物は、構成要素[B]と共存させることで、得られるバインダー組成物の保管あるいは輸送の環境下において、可塑剤である構成要素[B]および[C]のバインダー組成物からの分離を抑制することができ、バインダー組成物の保存安定性を大幅に向上することができる。   The sulfonamide compound of the constituent element [C] coexists with the constituent element [B], so that the constituent elements [B] and [C], which are plasticizers, are stored in the environment of storage or transportation of the resulting binder composition. Separation from the binder composition can be suppressed, and the storage stability of the binder composition can be greatly improved.

本発明において、構成要素[C]のスルホンアミド化合物として、例えば、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンアミド、N−エチル−o/p−トルエンスルホンアミド、N−シクロヘキシル−p−トルエンスルホンアミド、N−シクロヘキシル−o−トルエンスルホンアミド、p−エチルベンゼンスルホンアミド、o−エチルベンゼンスルホンアミド、N−n−ブチルベンゼンスルホンアミドなどが挙げられ、1種でも複数種を混合して使用することもできる。なかでも、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンアミドおよびこれらの混合物が、構成要素[B]と併用することで可塑剤の分離を大幅に抑制することができるため好ましい。   In the present invention, as the sulfonamide compound of the component [C], for example, o-toluenesulfonamide, p-toluenesulfonamide, N-ethyl-o / p-toluenesulfonamide, N-cyclohexyl-p-toluenesulfonamide , N-cyclohexyl-o-toluenesulfonamide, p-ethylbenzenesulfonamide, o-ethylbenzenesulfonamide, Nn-butylbenzenesulfonamide, and the like. . Among these, o-toluenesulfonamide, p-toluenesulfonamide, and a mixture thereof are preferable because they can significantly suppress the separation of the plasticizer when used in combination with the component [B].

本発明のバインダー組成物において、構成要素[A]100質量部に対して、構成要素[B]と構成要素[C]を合わせて11〜67質量部含有し、かつ、構成要素[B]と構成要素[C]の配合量の比率が1:1〜0.5:1であることが好ましく、より好ましくは構成要素[A]100質量部に対して、構成要素[B]と構成要素[C]を合わせて11〜42質量部含有し、かつ、構成要素[B]と構成要素[C]の配合量の比率が1:1〜0.8:1である。構成要素[A]、構成要素[B]および構成要素[C]の配合量をかかる範囲内とすることにより、バインダー組成物のガラス転移温度を40〜110℃の温度範囲に調整できるので好ましい。   The binder composition of the present invention contains 11 to 67 parts by mass of the component [B] and the component [C] in total with respect to 100 parts by mass of the component [A], and the component [B] It is preferable that the ratio of the compounding amount of the component [C] is 1: 1 to 0.5: 1, and more preferably, the component [B] and the component [ C] is contained in an amount of 11 to 42 parts by mass, and the ratio of the blending amount of the constituent element [B] and the constituent element [C] is 1: 1 to 0.8: 1. By making the compounding quantity of component [A], component [B], and component [C] into this range, since the glass transition temperature of a binder composition can be adjusted to the temperature range of 40-110 degreeC, it is preferable.

また、構成要素[B]と構成要素[C]の配合量の比率が1:1〜0.5:1であることが好ましく、より好ましくは1:1〜0.8:1であり両者の比率が近いほど、可塑剤の分離を抑制する効果は高くなるため好ましい。   Moreover, it is preferable that the ratio of the compounding quantity of component [B] and component [C] is 1: 1-0.5: 1, More preferably, it is 1: 1-0.8: 1. The closer the ratio, the better the effect of suppressing the separation of the plasticizer.

本発明のバインダー組成物には、本発明の効果を損なわない範囲内で、構成要素[D]として熱可塑性エラストマーをさらに配合することができる。ここで熱可塑性エラストマーとは、分子内にハードセグメント成分とソフトセグメント成分を有するブロック共重合体であり、25℃以下のガラス転移温度と25℃以上の融点を有しており、融点以上に加熱すると流動性を示し、ガラス転移温度と融点の間の温度まで冷却するとゴム弾性を示すポリマーである。バインダー組成物に熱可塑性エラストマーを配合することで、プリフォームの形状を固定する時の温度、例えば60〜150℃の範囲の温度におけるバインダー組成物の変形性および強化繊維との接着性が向上し、かつ、得られる繊維強化複合材料の衝撃後圧縮強度(CAI)が向上するなどの利点がある。   In the binder composition of the present invention, a thermoplastic elastomer can be further blended as the component [D] within a range not impairing the effects of the present invention. Here, the thermoplastic elastomer is a block copolymer having a hard segment component and a soft segment component in the molecule, and has a glass transition temperature of 25 ° C. or lower and a melting point of 25 ° C. or higher. Then, it is a polymer that exhibits fluidity and exhibits rubber elasticity when cooled to a temperature between the glass transition temperature and the melting point. By blending the thermoplastic elastomer into the binder composition, the deformability of the binder composition and the adhesion to the reinforcing fibers at the temperature when fixing the shape of the preform, for example, in the range of 60 to 150 ° C., are improved. And there exists an advantage that the compressive strength after impact (CAI) of the fiber reinforced composite material obtained improves.

かかる熱可塑性エラストマーとしては、ウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマーおよびポリアミドエラストマーなどの熱可塑性エラストマーから選ばれる1種または複数種を使用することができる。特にポリアミド系の熱可塑性エラストマー、すなわちポリアミドエラストマーは、耐熱性や靭性などの物性のバランスに優れるため好適に使用することができる。   As the thermoplastic elastomer, one or more selected from thermoplastic elastomers such as urethane elastomers, polyester elastomers, and polyamide elastomers can be used. In particular, a polyamide-based thermoplastic elastomer, that is, a polyamide elastomer, can be suitably used because of its excellent balance of physical properties such as heat resistance and toughness.

ポリアミド系の熱可塑性エラストマーとは、ポリアミド6、ポリアミド12などのポリアミドをハードセグメント成分とし、ポリエステルまたはポリオールをソフトセグメント成分とするブロック共重合体である。中でも重合脂肪酸またはダイマー酸をベースとしたポリアミドをハードセグメント成分とするポリアミドエラストマーが、加水分解性、耐熱性および靭性のバランスに優れるため好適に用いることができる。   The polyamide-based thermoplastic elastomer is a block copolymer in which polyamide such as polyamide 6 or polyamide 12 is a hard segment component and polyester or polyol is a soft segment component. Among them, a polyamide elastomer having a hard segment component of a polyamide based on a polymerized fatty acid or dimer acid is preferably used because of its excellent balance of hydrolyzability, heat resistance and toughness.

熱可塑性エラストマーは合成するか、あるいは市販されているものを用いることができる。市販品としては、例えばポリエステルエラストマーである“ハイトレル”(登録商標)(東レ・デュポン(株)製)や“ベルプレン”(登録商標)(東洋紡(株)製)、ウレタンエラストマーである“PANDEX”(登録商標)(ディーアイシーバイエルポリマー(株)製)、“ミラクトラン”(登録商標)(日本ミラクトラン(株)製)、ポリアミドエラストマーである“UBESTA XPA”(登録商標)(宇部興産(株)製)、“GRILFLEX”(登録商標)(エムスケミー・ジャパン(株)製)などを挙げることができる。中でも重合脂肪酸またはダイマー酸をベースとしたポリアミドエラストマーであるTPAEシリーズ(富士化成工業(株)製)が上記理由から好ましく用いることができる。   The thermoplastic elastomer can be synthesized or commercially available. Commercially available products include, for example, “Hytrel” (registered trademark) (manufactured by Toray DuPont), which is a polyester elastomer, “Belprene” (registered trademark) (manufactured by Toyobo), and “PANDEX” (which is a urethane elastomer) ( (Registered trademark) (manufactured by DIC Bayer Polymer Co., Ltd.), "Milactolan" (registered trademark) (manufactured by Nippon Milactolan Co., Ltd.), polyamide elastomer "UBESTA XPA" (registered trademark) (manufactured by Ube Industries, Ltd.) "GRILFLEX" (registered trademark) (manufactured by Ms. Chemie Japan Co., Ltd.). Among them, the TPAE series (made by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.), which is a polyamide elastomer based on polymerized fatty acid or dimer acid, can be preferably used for the above reasons.

構成要素[D]である熱可塑性エラストマーの含有量は、好ましくは5〜25質量部、より好ましくは7〜20質量部である。構成要素[D]の含有量をかかる範囲にすることで、得られるバインダー組成物の熱変形性や強化繊維との接着性を向上でき、また、得られる繊維強化複合材料の衝撃後圧縮強度(CAI)を向上することができる。   Content of the thermoplastic elastomer which is component [D] becomes like this. Preferably it is 5-25 mass parts, More preferably, it is 7-20 mass parts. By making content of component [D] into such a range, the heat deformation property of the obtained binder composition and adhesiveness with a reinforced fiber can be improved, and the compressive strength after impact of the obtained fiber reinforced composite material ( CAI) can be improved.

本発明のバインダー組成物には、さらに、本発明の効果を損なわない範囲内で構成要素[A]、構成要素[B]、構成要素[C]および構成要素[D]以外の成分、例えばヒンダードフェノールやヒンダードアミンといった酸化防止剤;サリチル酸系、ベンゾフェノン系、トリアジン系などの紫外線吸収剤;ゴム粒子、コアシェル型ポリマー粒子;無機粒子などを適宜配合することができる。   The binder composition of the present invention further includes components other than the constituent element [A], the constituent element [B], the constituent element [C] and the constituent element [D], for example, a hinder within the range not impairing the effects of the present invention. Antioxidants such as dophenol and hindered amines; UV absorbers such as salicylic acid-based, benzophenone-based, and triazine-based materials; rubber particles, core-shell polymer particles; inorganic particles, and the like can be appropriately blended.

繊維強化複合材料は一般に積層構造をとっており、これに衝撃が加わると層間に高い応力が発生し、剥離損傷が生じる。よって、外部からの衝撃に対する耐衝撃性を向上させる場合は、繊維強化複合材料の層間を形成する樹脂層の靭性を向上すればよい。繊維強化複合材料を形成するマトリックス樹脂は、脆性材料である熱硬化性樹脂、とりわけエポキシ樹脂が多く使用されている。エポキシ樹脂の靭性を向上するために、熱可塑性樹脂を配合する技術が知られている。しかしながら、RTMの場合、マトリックス樹脂は低粘度であることが望まれることから、著しく粘度を上昇させる熱可塑性樹脂を予めマトリックス樹脂に溶解させることは好ましくない。   The fiber reinforced composite material generally has a laminated structure, and when an impact is applied to the fiber reinforced composite material, high stress is generated between the layers, and peeling damage occurs. Therefore, when improving the impact resistance against an external impact, the toughness of the resin layer forming the interlayer of the fiber reinforced composite material may be improved. As the matrix resin forming the fiber reinforced composite material, a thermosetting resin, particularly an epoxy resin, which is a brittle material is often used. In order to improve the toughness of an epoxy resin, a technique for blending a thermoplastic resin is known. However, in the case of RTM, since the matrix resin is desired to have a low viscosity, it is not preferable to previously dissolve a thermoplastic resin that significantly increases the viscosity in the matrix resin.

よって、マトリックス樹脂に熱可塑性樹脂を溶解させる場合は、成形中に溶解させることが好ましい。しかし、この場合、成形条件、特に温度や昇温速度の変動で熱可塑性樹脂の溶解性が変わるため、靭性を安定して発現することが難しい。特に航空機用部材などは大型で複雑な形状であることが多く、そのような部材を成形する場合は、成形条件の変動が起こりやすい。   Therefore, when the thermoplastic resin is dissolved in the matrix resin, it is preferably dissolved during molding. However, in this case, since the solubility of the thermoplastic resin changes due to variations in molding conditions, particularly temperature and temperature rise rate, it is difficult to stably develop toughness. In particular, aircraft members and the like are often large and have complicated shapes, and when such members are molded, the molding conditions are likely to vary.

以上のことから、本発明のバインダー組成物は、マトリックス樹脂の主剤として多用されているエポキシ樹脂に溶解されにくいものであることが好ましい。   From the above, it is preferable that the binder composition of the present invention is hardly dissolved in an epoxy resin that is frequently used as a main component of a matrix resin.

本発明における構成要素[A]である非晶性ポリアミドは、エポキシ樹脂との相溶性が非常に悪く、単体ではエポキシ樹脂に不溶のため、構成要素[A]100質量部に対して、構成要素[B]と構成要素[C]を合わせて11〜67質量部含有し、かつ、構成要素[B]と構成要素[C]の配合量の比率が1:1〜0.5:1の範囲とすることで、バインダー組成物がエポキシ樹脂に顕著に溶解されにくくなる。特に、構成要素[A]が3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン単位を含むポリアミドの場合は、この傾向が顕著になるので好ましい。   The amorphous polyamide, which is the constituent element [A] in the present invention, has very poor compatibility with the epoxy resin and is insoluble in the epoxy resin alone, so that the constituent element is 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the constituent element [A]. 11 to 67 parts by mass of [B] and component [C] are combined, and the ratio of the blending amount of component [B] and component [C] is in the range of 1: 1 to 0.5: 1. As a result, the binder composition is significantly less likely to be dissolved in the epoxy resin. In particular, in the case where the component [A] is a polyamide containing 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane units, this tendency becomes remarkable, which is preferable.

本発明のバインダー組成物の形態としては、通孔を設けたフィルム、テープ、長繊維、短繊維、紡績糸、織物、ニット、不織布、網状体、粒子などを採用することができる。本発明のバインダー組成物と強化繊維を組み合わせた強化繊維基材を使用して部材を成形する場合、複雑な形状へ強化繊維基材を賦型することとなる。その場合、形状追従性に優れるのは粒子や不織布の形態であることから、バインダー組成物の形状は粒子や不織布であることが好ましい。   As the form of the binder composition of the present invention, a film, tape, long fiber, short fiber, spun yarn, woven fabric, knit, non-woven fabric, net-like body, particle and the like provided with through holes can be employed. When a member is molded using a reinforcing fiber substrate in which the binder composition of the present invention and reinforcing fibers are combined, the reinforcing fiber substrate is shaped into a complicated shape. In that case, since it is a form of particle | grains and a nonwoven fabric that is excellent in shape followability, it is preferable that the shape of a binder composition is a particle | grains and a nonwoven fabric.

本発明のバインダー組成物の形状が粒子の場合は、JIS Z8825−1(2001)に従って、レーザー回析・散乱式粒度分布測定装置で測定した体積平均粒子径が30〜200μmであることが好ましく、35〜180μmであればさらに好ましい。ここで、レーザー回析・散乱式粒度分布測定装置として、Partica LA−950V2((株)堀場製作所製)を用い、取込回数15回にて測定した。得られる粒度分布は、測定する粒子が球状と仮定したものになる。粒子の、実際の形状が非球状(不定形粒子)の場合、得られる粒度分布がブロードなものとなる。また、測定対象の粒子が針状の場合、通常、短径軸の信号は読みとりが困難なため、得られる粒度分布は長径軸のものとなる。体積平均粒径を30μm以上とすることで、粒子が強化繊維基材の中に入り込み過ぎず、少量のバインダー組成物でも強化繊維基材を結着させる効果を効率よく発現させることができ、また、粒子の流動性を十分なものとし、バインダー組成物の取扱いを容易にすることができる。一方、体積平均粒径を200μm以下とすることにより、プリフォームとしたときにうねりが生じて繊維強化複合材料の物性に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。   When the shape of the binder composition of the present invention is a particle, the volume average particle size measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer is preferably 30 to 200 μm according to JIS Z8825-1 (2001). If it is 35-180 micrometers, it is still more preferable. Here, Partica LA-950V2 (manufactured by Horiba, Ltd.) was used as a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus, and the number of acquisitions was 15 times. The resulting particle size distribution assumes that the particles to be measured are spherical. When the actual shape of the particles is non-spherical (indefinite particles), the resulting particle size distribution is broad. In addition, when the particles to be measured are needle-shaped, the minor axis signal is usually difficult to read, and the obtained particle size distribution is that of the major axis. By setting the volume average particle size to 30 μm or more, the particles do not excessively enter the reinforcing fiber base, and the effect of binding the reinforcing fiber base can be efficiently expressed even with a small amount of the binder composition. Further, the fluidity of the particles can be made sufficient, and the handling of the binder composition can be facilitated. On the other hand, by setting the volume average particle size to 200 μm or less, it is possible to prevent waviness when the preform is formed and adversely affect the physical properties of the fiber-reinforced composite material.

本発明のバインダー組成物の形状が不織布の場合、繊維としては短繊維と長繊維のいずれも用いることができる。また、繊維の直径は1〜30μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは1〜10μmの範囲内である。繊維の直径が1μmよりも小さいと、繊維の製造が容易でない場合がある。ただし、繊維の直径が30μmより大きいと、層間の厚みが必要以上に大きくなり、繊維体積含有率(Vf)が小さくなるために、繊維強化プラスチックの強度や弾性率などの機械特性が低下する場合がある。 不織布の単位面積当たりの重量、すなわち目付は1〜20g/mの範囲内であることが好ましく、より好ましくは1〜10g/mの範囲内である。目付が20g/mより大きいと、層間の厚みが必要以上に大きくなり、繊維体積含有率(Vf)が小さくなるために、繊維強化プラスチックの強度、弾性率などの機械特性が低下する場合がある。ただし、目付が1g/mより小さいと、層間のバインダー組成物の量が少なく、繊維強化プラスチックの衝撃後圧縮強度が不十分となる場合がある。 When the shape of the binder composition of the present invention is a nonwoven fabric, both short fibers and long fibers can be used as the fibers. Moreover, it is preferable that the diameter of a fiber exists in the range of 1-30 micrometers, More preferably, it exists in the range of 1-10 micrometers. If the fiber diameter is smaller than 1 μm, the fiber may not be easily manufactured. However, when the fiber diameter is larger than 30 μm, the thickness between layers becomes larger than necessary, and the fiber volume content (Vf) decreases, so that the mechanical properties such as the strength and elastic modulus of the fiber reinforced plastic deteriorate. There is. Weight per unit area of the nonwoven fabric, i.e. basis weight is preferably in the range of from 1 to 20 g / m 2, more preferably in the range of 1 to 10 g / m 2. When the basis weight is larger than 20 g / m 2 , the interlayer thickness becomes unnecessarily large and the fiber volume content (Vf) becomes small, so that the mechanical properties such as strength and elastic modulus of the fiber reinforced plastic may be lowered. is there. However, if the basis weight is smaller than 1 g / m 2 , the amount of the binder composition between layers is small, and the post-impact compressive strength of the fiber reinforced plastic may be insufficient.

本発明のバインダー組成物は、その調製方法には大きな制限はなく、様々な公知の方法を用いることができる。最も経済的な方法は、各成分を150〜240℃程度で、押出機、ニーダーなどを用いて混練する方法である。得られたバインダー組成物は、粉砕して粒子にしたり、口金から溶融押出することにより、繊維やフィルムの形態に加工したりすることもできる。また、バインダー組成物を一度溶剤に溶解して溶液を調製し、しかる後に溶剤を除去する方法も可能である。さらに、有機溶剤溶液を水中に分散させてエマルジョンとし、そのエマルジョンを加熱して溶媒を揮発させてディスパーションとした後、ろ過して粒子を取り出す方法も可能である。   The preparation method of the binder composition of the present invention is not particularly limited, and various known methods can be used. The most economical method is a method of kneading each component at about 150 to 240 ° C. using an extruder, a kneader or the like. The obtained binder composition can be pulverized into particles, or processed into a fiber or film form by melt extrusion from a die. Further, a method is also possible in which the binder composition is once dissolved in a solvent to prepare a solution, and then the solvent is removed. Furthermore, a method is also possible in which an organic solvent solution is dispersed in water to form an emulsion, the emulsion is heated to volatilize the solvent to form a dispersion, and then filtered to extract the particles.

前記方法にて得られたバインダー組成物は、構成要素[A]、構成要素[B]および構成要素[C]が均一に溶解している状態であることが好ましい。ここで、均一に溶解している状態とは、レーザー顕微鏡を用いて倍率50倍においての観察において、連続層の中に分離した固形相が存在しない状態である。   The binder composition obtained by the above method is preferably in a state where the component [A], the component [B] and the component [C] are uniformly dissolved. Here, the uniformly dissolved state is a state in which no separated solid phase exists in the continuous layer in observation at a magnification of 50 times using a laser microscope.

また、本発明のバインダー組成物は、保存安定性が良好である。一般的に、熱可塑性樹脂に可塑剤などの添加剤を配合すると、添加剤が分離してくる現象が知られている。本発明のバインダー組成物は、構成要素[A]、構成要素[B]および構成要素[C]を前記した配合量の範囲にて配合することで、保存中における構成要素[B]および構成要素[C]のバインダー組成物からの分離現象を抑制した。   In addition, the binder composition of the present invention has good storage stability. In general, it is known that when an additive such as a plasticizer is added to a thermoplastic resin, the additive is separated. The binder composition of the present invention comprises component [B] and component during storage by blending component [A], component [B] and component [C] in the range of the blending amounts described above. The separation phenomenon of [C] from the binder composition was suppressed.

ここで、保存安定性は、次の方法にて評価できる。すなわち、バインダー組成物から厚さ2mm、長さ50mm、幅50mmの試験片を切り出し、70℃の温度、95%RHの湿度に調整した恒温恒湿槽(たとえば、EC−35LHPS、日立アプライアンス社製を使用する)内で7日静置保管した後、レーザー顕微鏡(たとえば、VK−9510、(株)キーエンス製を使用する)を用いて倍率50倍にて観察する。   Here, the storage stability can be evaluated by the following method. Specifically, a test piece having a thickness of 2 mm, a length of 50 mm, and a width of 50 mm was cut out from the binder composition and adjusted to a temperature of 70 ° C. and a humidity of 95% RH (for example, EC-35LHPS, manufactured by Hitachi Appliances, Inc.). The sample is allowed to stand for 7 days and then observed using a laser microscope (for example, VK-9510, manufactured by Keyence Corporation) at a magnification of 50 times.

前記した保管条件は極めて厳しい環境であり、保存安定性が悪い組成物の場合、保管1日で可塑剤が分離する現象が見られるが、本発明のバインダー組成物は保管7日後においても構成要素[B]および構成要素[C]に由来する成分分離は見られない。また、保存安定性のより好ましい条件としては、前記した保管条件にて保管14日後でも可塑剤の分離現象がないことである。   The storage conditions described above are extremely severe environments, and in the case of a composition having poor storage stability, a phenomenon that the plasticizer is separated in one day of storage is observed, but the binder composition of the present invention is a constituent element even after 7 days of storage. There is no separation of components from [B] and component [C]. Further, a more preferable condition for storage stability is that the plasticizer does not separate even after 14 days of storage under the storage conditions described above.

本発明のバインダー組成物において、構成要素[B]および構成要素[C]が分離すると、構成要素[A]である熱可塑性樹脂に相溶している可塑剤の量が減少するため可塑化効果が弱まり、ひいてはバインダーのガラス転移温度の上昇が発生する。バインダーのガラス転移温度が上昇すると、タッキファイヤーとして強化繊維基材への融着することが困難になったり、プリフォーム工程等での変形性が低下し、得られた繊維複合材料の繊維の体積含有率が低くなり過ぎることで、繊維強化複合材料の重量が重くなったりする。そのため、前記したように保存安定性が重要となる。   In the binder composition of the present invention, when the constituent element [B] and the constituent element [C] are separated, the amount of the plasticizer compatible with the thermoplastic resin as the constituent element [A] is reduced, so that the plasticizing effect is achieved. Weakens, and as a result, the glass transition temperature of the binder increases. When the glass transition temperature of the binder rises, it becomes difficult to fuse to a reinforcing fiber substrate as a tackifier, or the deformability in the preforming process decreases, and the fiber volume of the obtained fiber composite material If the content is too low, the weight of the fiber-reinforced composite material becomes heavy. Therefore, storage stability is important as described above.

本発明のバインダー組成物は、該バインダー組成物と強化繊維を含む強化繊維基材として使用される。   The binder composition of the present invention is used as a reinforcing fiber substrate containing the binder composition and reinforcing fibers.

強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などが使用できる。なかでも特に軽量でありながら、強度、弾性率などの機械特性に優れる繊維強化複合材料が得られるという観点から炭素繊維が好ましく用いられる。   As the reinforcing fiber, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber or the like can be used. Among these, carbon fiber is preferably used from the viewpoint of obtaining a fiber-reinforced composite material that is particularly lightweight and excellent in mechanical properties such as strength and elastic modulus.

炭素繊維としては、アクリル系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が挙げられ、なかでも引張強度の高いアクリル系の炭素繊維が好ましく用いられる。   Examples of carbon fibers include acrylic, pitch, and rayon carbon fibers. Among them, acrylic carbon fibers having high tensile strength are preferably used.

炭素繊維の形態としては、有撚糸、解撚糸および無撚糸等を使用することができるが、繊維強化複合材料の成形性と強度特性のバランスが良いため、解撚糸または無撚糸が好ましく用いられる。   As the form of the carbon fiber, twisted yarn, untwisted yarn, untwisted yarn and the like can be used, but untwisted yarn or untwisted yarn is preferably used because the balance between moldability and strength characteristics of the fiber reinforced composite material is good.

本発明で用いる炭素繊維としては、成形された構造部材の特性と重量との観点から、200GPa〜400GPaの範囲であることが好ましい。弾性率がこの範囲より低いと、構造部材の剛性が不足し軽量化が不十分となる場合があり、逆に弾性率がこの範囲より高いと、一般に炭素繊維の強度が低下する傾向がある。より好ましい弾性率は、250GPa〜370GPaの範囲内である。ここで、炭素繊維の引張弾性率は、JIS R7601−2006に従い測定される。   The carbon fiber used in the present invention is preferably in the range of 200 GPa to 400 GPa from the viewpoint of the characteristics and weight of the molded structural member. If the elastic modulus is lower than this range, the rigidity of the structural member may be insufficient and weight reduction may be insufficient. Conversely, if the elastic modulus is higher than this range, the strength of the carbon fiber generally tends to decrease. A more preferable elastic modulus is in the range of 250 GPa to 370 GPa. Here, the tensile elastic modulus of the carbon fiber is measured according to JIS R7601-2006.

強化繊維は、前記強化繊維単独または複数種、さらには他の化学繊維などと組み合わせてシート状の強化繊維基材として用いる。かかる強化繊維基材としては、少なくとも炭素繊維を有するものであることが好ましい。強化繊維基材としては、強化繊維がほぼ同方向に引き揃えられたものや、織物、ニット、ブレイド、マットなどを用いることができる。なかでも高い力学物性および強化繊維の繊維体積含有率が高い繊維強化複合材料が得られるという観点から、強化繊維が実質的に一方向に配向されており、ガラス繊維または化学繊維で固定された、いわゆる一方向織物が好ましく用いられる。   Reinforcing fibers are used as a sheet-like reinforcing fiber substrate by combining the reinforcing fibers alone or in combination with other chemical fibers and other chemical fibers. Such a reinforcing fiber substrate preferably has at least carbon fiber. As the reinforcing fiber base material, those in which the reinforcing fibers are aligned substantially in the same direction, woven fabric, knit, braid, mat or the like can be used. Among them, from the viewpoint of obtaining a fiber-reinforced composite material having high mechanical properties and a high fiber volume content of the reinforcing fibers, the reinforcing fibers are substantially oriented in one direction and fixed with glass fibers or chemical fibers. So-called unidirectional fabrics are preferably used.

一方向織物としては、例えば、炭素繊維束を経糸として一方向に互いに平行に配置し、それと直交するガラス繊維または化学繊維からなる繊維束を緯糸として、経糸と緯糸とが、互いに交差して平織組織をなしたものや、炭素繊維束からなる経糸とこれに平行に配列された炭素繊維より繊度の小さいガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸と、これらと直交するように配列されたガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の緯糸からなり、該補助経糸と該緯糸が互いに交差することにより、炭素繊維束が一体に保持されて織物が形成されているノンクリンプ構造の織物等が挙げられる。   As a unidirectional woven fabric, for example, carbon fiber bundles are arranged parallel to each other in one direction as warps, and fiber bundles made of glass fibers or chemical fibers orthogonal to the fiber bundles are used as wefts. An auxiliary warp made of a textured fiber bundle made of a glass fiber or a chemical fiber having a fineness than a carbon fiber bundle and a warp made of a carbon fiber bundle and a carbon fiber arranged in parallel thereto, and arranged perpendicular to these Non-crimp woven fabrics, etc., which are composed of wefts of fiber bundles made of glass fibers or chemical fibers, and in which the auxiliary warp yarns and the weft yarns cross each other so that the carbon fiber bundles are integrally held to form a woven fabric, etc. .

ここで、繊度とは繊維束1000m当たりの重量(g)を言い、単位texで表す。本発明において、炭素繊維束は6,000〜70,000フィラメントで構成され、繊度が400〜5,000texの範囲であることが好ましく、より好ましくは12,000〜25,000フィラメントで構成され、繊度が800〜1,800texである。炭素繊維フィラメント数および繊度が上記範囲より小さいと、織物での交錯点が多すぎ、力学物性が低下する場合がある。逆に炭素繊維フィラメント数および繊度が上記範囲より大きいと、織物での交錯点が少なすぎ、織物の形態安定性および取扱い性が低下する場合があるため好ましくない。   Here, the fineness means the weight (g) per 1000 m of the fiber bundle, and is expressed by the unit tex. In the present invention, the carbon fiber bundle is composed of 6,000 to 70,000 filaments, and the fineness is preferably in the range of 400 to 5,000 tex, more preferably composed of 12,000 to 25,000 filaments, The fineness is 800 to 1,800 tex. If the number and fineness of the carbon fiber filaments are smaller than the above ranges, there are too many intersection points in the woven fabric, and the mechanical properties may be lowered. Conversely, if the number of carbon fiber filaments and the fineness are larger than the above ranges, the number of crossing points in the woven fabric is too small, and the morphological stability and handleability of the woven fabric may be lowered.

平織組織をなした織物の場合、炭素繊維束と緯糸が直交するため、炭素繊維束が屈曲するが、ノンクリンプ構造の織物の場合、直交するのはガラス繊維または化学繊維からなる補助経糸とガラス繊維または化学繊維からなる緯糸であるため、炭素繊維束は屈曲し難くなる。補助経糸を形成するガラス繊維または化学繊維の繊維束の繊度は炭素繊維束の繊度の20%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下である。補助経糸の繊度を炭素繊維束の繊度の20%以下とすることで、補助経糸が炭素繊維束より変形しやすくなり、炭素繊維束を屈曲させることなく織物を形成することができる。補助経糸の繊度の下限は特になく、小さければ小さいほどよいが、織物の形態安定性、製造安定性の面から、炭素繊維束の繊度の0.05%以上であるのが好ましい。また、織り組織を形成する緯糸の繊度が大きすぎると、炭素繊維束の屈曲を促す場合がある。そのため、緯糸を形成するガラス繊維または化学繊維の繊維束の繊度は炭素繊維束の繊度の10%以下であることが好ましく、より好ましくは5%以下である。緯糸の繊度の下限は特になく、小さければ小さいほどよいが、織物の形態安定性および製造安定性の面から、炭素繊維束の繊度の0.05%以上であるのが好ましい。   In the case of a woven fabric having a plain weave structure, the carbon fiber bundle and the weft are orthogonal, so the carbon fiber bundle is bent. However, in the case of a non-crimped woven fabric, the orthogonal warp and glass fiber made of glass fiber or chemical fiber are orthogonal. Or since it is a weft which consists of chemical fibers, a carbon fiber bundle becomes difficult to bend. The fineness of the fiber bundle of glass fiber or chemical fiber forming the auxiliary warp is preferably 20% or less, more preferably 10% or less of the fineness of the carbon fiber bundle. By setting the fineness of the auxiliary warp to 20% or less of the fineness of the carbon fiber bundle, the auxiliary warp is more easily deformed than the carbon fiber bundle, and a woven fabric can be formed without bending the carbon fiber bundle. The lower limit of the fineness of the auxiliary warp is not particularly limited. The smaller the better, the better. However, from the viewpoint of the form stability and production stability of the fabric, it is preferably 0.05% or more of the fineness of the carbon fiber bundle. In addition, if the fineness of the weft forming the woven structure is too large, bending of the carbon fiber bundle may be promoted. Therefore, the fineness of the fiber bundle of glass fiber or chemical fiber forming the weft is preferably 10% or less, more preferably 5% or less of the fineness of the carbon fiber bundle. There is no particular lower limit for the fineness of the weft, and the smaller the better, but it is preferably 0.05% or more of the fineness of the carbon fiber bundle from the viewpoint of the form stability and production stability of the fabric.

炭素繊維束が屈曲した場合、繊維束内において炭素繊維が占める体積分布のムラが生じ、炭素繊維の単糸同士の接触が発生する可能性がある。炭素繊維の単糸同士の接触が発生した場合、その部分には熱硬化性樹脂が含浸しないため、欠陥となり、接着性や力学物性を低下させる可能性がある。よって、炭素繊維束が屈曲し難いノンクリンプ構造の織物が特に好ましく用いられる。   When the carbon fiber bundle is bent, there is a possibility of unevenness in volume distribution occupied by the carbon fiber in the fiber bundle, and contact between the single fibers of the carbon fiber may occur. When the contact between the single yarns of carbon fibers occurs, the portion is not impregnated with the thermosetting resin, so that it becomes a defect and there is a possibility that adhesiveness and mechanical properties are reduced. Accordingly, a non-crimp woven fabric in which the carbon fiber bundle is difficult to bend is particularly preferably used.

強化繊維基材におけるバインダー組成物の含有量は目付で5〜50g/mであることが好ましく、より好ましくは7〜40g/mである。含有量が5g/mより少ないと、得られる繊維強化複合材料の層間において、靭性を向上する効果が小さくなる。含有量が50g/mより多い場合には、層間のみが厚くなり、得られる繊維強化複合材料中の炭素繊維の体積含有率が下がることにより、部材に必要な物性を発現するためには厚い繊維強化複合材料が必要となる場合があり、その結果、部材の重量が大きくなることがある。 The content of the binder composition in the reinforcing fiber base material is preferably from 5 to 50 g / m 2 in basis weight, and more preferably from 7~40g / m 2. When the content is less than 5 g / m 2, the effect of improving toughness is reduced between layers of the obtained fiber-reinforced composite material. When the content is more than 50 g / m 2 , only the interlayer is thick, and the volume content of the carbon fiber in the obtained fiber-reinforced composite material is lowered, so that it is thick to express the physical properties necessary for the member. A fiber reinforced composite material may be required, and as a result, the weight of the member may increase.

本発明のバインダー組成物は、強化繊維基材の片面に融着されていても、また、両面に融着されていてもよく、適宜使い分けることができる。なお、前記した強化繊維基材におけるバインダー組成物の含有量は、両面における総量を示している。バインダー組成物を強化繊維基材の表面に融着させる好ましい方法としては、例えば、バインダー組成物を、エンボスロールとドクターブレードにて計量しながら、強化繊維基材表面に自然落下させ、振動ネットを介して均一分散させ、その後、遠赤外線ヒーターを通過させることで加熱して、バインダー組成物と強化繊維基材を融着させる方法がある。また、定量フィーダーにてバインダー組成物をスプレーノズルに供給し、エアースプレーを用いて、バインダー組成物を強化繊維基材表面に吹き付けた後、遠赤外線ヒーターを通過させることで加熱して、バインダー組成物と強化繊維基材を融着させる方法もある。   The binder composition of the present invention may be fused to one side of the reinforcing fiber base or may be fused to both sides, and can be appropriately used. In addition, content of the binder composition in an above-described reinforcing fiber base has shown the total amount in both surfaces. As a preferred method for fusing the binder composition to the surface of the reinforcing fiber base, for example, while the binder composition is measured with an embossing roll and a doctor blade, the binder composition is naturally dropped on the surface of the reinforcing fiber base to form a vibration net. There is a method in which the binder composition and the reinforcing fiber base material are fused together by being uniformly dispersed, and then heated by passing through a far infrared heater. In addition, the binder composition is supplied to the spray nozzle with a quantitative feeder, and the binder composition is sprayed onto the surface of the reinforcing fiber base using air spray, and then heated by passing through a far-infrared heater. There is also a method of fusing the substrate and the reinforcing fiber base.

このような方法で、強化繊維基材上に融着されたバインダー組成物は、散点状に点在しており、好ましくはバインダー組成物の80体積%以上が強化繊維基材上に露出した状態である。バインダー組成物が散点状に点在することで、RTMにおいて、樹脂注入性の低下を抑制できる。また、バインダー組成物の80体積%以上が強化繊維基材上に露出した状態であれば、繊維強化複合材料としたとき、バインダー組成物がスペーサー的に働いて適切な層間厚みを形成し、外部からの衝撃を効率よく層間で吸収できるので好ましい。   The binder composition fused on the reinforcing fiber substrate by such a method is scattered in the form of dots, and preferably 80% by volume or more of the binder composition is exposed on the reinforcing fiber substrate. State. When the binder composition is scattered in the form of dots, it is possible to suppress a decrease in resin injection property in RTM. Further, if 80% by volume or more of the binder composition is exposed on the reinforcing fiber base material, when the fiber reinforced composite material is obtained, the binder composition works as a spacer to form an appropriate interlayer thickness, and externally Is preferable because it can efficiently absorb the impact from the interlayer.

強化繊維基材は、積層されてプリフォームとして使用される。特に、少なくとも片側表面に本発明のバインダー組成物を付与した強化繊維基材を積層することにより、強化繊維基材の層間にバインダー組成物を存在させたプリフォームが好ましい。かかる構成とすることにより、強化繊維基材同士を、層間においてバインダー組成物で接着することができ、強化繊維基材の形態を保持できるようになるからである。そしてこの態様は、所望の形状に自由かつ簡単に加工ができ、強度を発現せるため任意の繊維軸角度にて積層が可能なため、宇宙機、航空機、鉄道車両、自動車、船舶などの構造材に特に好適に用いることができる。   The reinforcing fiber substrate is laminated and used as a preform. In particular, a preform in which the binder composition is present between the layers of the reinforcing fiber base by laminating the reinforcing fiber base to which the binder composition of the present invention is applied on at least one surface is preferable. By setting it as this structure, it is because reinforcement fiber base materials can be adhere | attached with a binder composition between layers, and the form of a reinforcement fiber base material can be hold | maintained now. And since this aspect can be processed into a desired shape freely and easily, and can be laminated at any fiber axis angle in order to develop strength, structural materials such as spacecraft, aircraft, railway vehicles, automobiles, ships, etc. It can be particularly preferably used.

プリフォームを得る手段としては、例えば、強化繊維基材の形状が3次元ブレイドの場合には、そのままプリフォームとして用いることもできる。また、強化繊維基材の形状がストランドの場合には、強化繊維基材をマンドレルに捲回した後、加熱して強化繊維ストランド同士を接着し、プリフォームとすることができる。さらに、少なくとも片側表面に本発明のバインダー組成物を付与したシート状の強化繊維基材を積層することにより、強化繊維基材の層間にバインダー組成物を存在させたプリフォームについては、本発明のバインダー組成物を予め付与したシート状強化繊維基材を、所定の形状に切り出し、型の上で積層し、適切な熱と圧力を加えることによりプリフォームを得ることができる。あるいは、プリフォームとしての所望の形状を形成する際に、シート状強化繊維織物の積層と本発明のバインダー組成物の付与とを交互に行った後、適切な熱と圧力を加えるという方法を採用しても良い。   As a means for obtaining a preform, for example, when the shape of the reinforcing fiber base is a three-dimensional blade, it can be used as it is as a preform. Moreover, when the shape of a reinforced fiber base material is a strand, after winding a reinforced fiber base material on a mandrel, it can be heated to bond the reinforced fiber strands together to form a preform. Furthermore, for the preform in which the binder composition is present between the layers of the reinforcing fiber base material by laminating the sheet-like reinforcing fiber base material to which the binder composition of the present invention is applied on at least one side surface, A preform can be obtained by cutting a sheet-like reinforcing fiber base to which a binder composition has been applied in advance into a predetermined shape, laminating on a mold, and applying appropriate heat and pressure. Alternatively, when forming a desired shape as a preform, a method of applying appropriate heat and pressure after alternately laminating the sheet-like reinforcing fiber fabric and applying the binder composition of the present invention is adopted. You may do it.

圧力を加えてプリフォームを作製する場合、加圧の手段はプレスを用いてもよく、バギングして内部を真空ポンプで吸引して大気圧によって加圧する方法を用いてもよい。プリフォームを作製するときの加熱温度としては、60〜150℃が好ましい。加熱温度が60℃未満の場合は、プリフォームを形成する各層の固定が充分されていない場合があり、加熱温度が150℃を超える場合は、バインダー組成物がつぶれすぎて熱硬化性樹脂の流路を塞ぎ、得られる繊維強化複合材料中に未含浸部分が発生する恐れがある。   In the case of producing a preform by applying pressure, the pressurizing means may be a press, or a method of bagging and sucking the inside with a vacuum pump and pressurizing with atmospheric pressure. The heating temperature for producing the preform is preferably 60 to 150 ° C. When the heating temperature is less than 60 ° C., the layers forming the preform may not be sufficiently fixed. When the heating temperature exceeds 150 ° C., the binder composition is too crushed and the thermosetting resin flows. There is a possibility that unimpregnated portions may occur in the fiber-reinforced composite material obtained by blocking the road.

プリフォームには、強化繊維と本発明のバインダー組成物の他にフォームコア、ハニカムコア、金属部品などを入れても良い。   In addition to the reinforcing fiber and the binder composition of the present invention, the preform may contain a foam core, a honeycomb core, a metal part, and the like.

本発明のプリフォームは、プリフォームを型内に設置した後、型内に液状の熱硬化性樹脂組成物を注入して、プリフォームに該熱硬化性樹脂組成物を含浸させ、硬化させることにより、繊維強化複合材料を得るRTMに好適に用いることができる。   In the preform of the present invention, after the preform is placed in the mold, a liquid thermosetting resin composition is injected into the mold, and the preform is impregnated with the thermosetting resin composition and cured. Thus, it can be suitably used for RTM to obtain a fiber-reinforced composite material.

本発明において、RTM法に用いる型は、剛性材料からなるクローズドモールドを用いてもよく、剛性材料のオープンモールドと可撓性のフィルム(バッグ)を用いることも可能である。後者の場合、強化繊維基材は、剛性材料のオープンモールドと可撓性フィルムの間に設置することができる。剛性材料としては、スチールやアルミニウムなどの金属、繊維強化プラスチック(FRP)、木材、石膏など既存の各種のものが用いられる。可撓性のフィルムの材料には、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などが用いられる。   In the present invention, the mold used for the RTM method may be a closed mold made of a rigid material, or an open mold of a rigid material and a flexible film (bag) can be used. In the latter case, the reinforcing fiber substrate can be placed between an open mold of rigid material and a flexible film. As the rigid material, various existing materials such as metals such as steel and aluminum, fiber reinforced plastic (FRP), wood, and plaster are used. As the flexible film material, polyamide, polyimide, polyester, fluororesin, silicone resin, or the like is used.

RTM法において、剛性材料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、液状の熱硬化性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。吸引を行い、特別な加圧手段を用いることなく大気圧のみでエポキシ樹脂組成物を注入することも可能である。この方法は、複数の吸引口を設けることにより大型の部材を製造することができるため、好適に用いることができる。この場合、真空度は−90kPa以下にすることが好ましい。真空度が−90kPaより大きいと得られる繊維強化複合材料中にボイドが発生し、機械物性が低下する場合がある。   In the RTM method, when a closed mold of a rigid material is used, it is usually performed by pressurizing and clamping and injecting a liquid thermosetting resin composition under pressure. At this time, it is also possible to provide a suction port separately from the injection port and connect it to a vacuum pump for suction. It is also possible to perform the suction and inject the epoxy resin composition only at atmospheric pressure without using any special pressurizing means. This method can be suitably used because a large member can be manufactured by providing a plurality of suction ports. In this case, the degree of vacuum is preferably −90 kPa or less. If the degree of vacuum is greater than -90 kPa, voids are generated in the fiber-reinforced composite material obtained, and the mechanical properties may deteriorate.

RTM法において、剛性材料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、吸引を行い、特別な加圧手段を用いることなく大気圧のみで液状の熱硬化性樹脂組成物を注入する。大気圧のみでの注入で良好な含浸を実現するためには、樹脂拡散媒体を用いることが有効である。さらに、強化繊維からなる繊維基材あるいはプリフォームの設置に先立って、剛性材料の表面にゲルコートを塗布することが好ましく行われる。   In the RTM method, when an open mold of a rigid material and a flexible film are used, suction is usually performed, and a liquid thermosetting resin composition is injected only at atmospheric pressure without using a special pressurizing means. In order to achieve good impregnation by injection only at atmospheric pressure, it is effective to use a resin diffusion medium. Furthermore, it is preferable to apply a gel coat to the surface of the rigid material prior to installation of the fiber base material or preform made of reinforcing fibers.

なお、型として剛性材料のクローズドモールドを用いる場合、型内とは、当該クローズドモールドで形成されるキャビティー内のことを意味し、剛性材料のオープンモールドと可撓性フィルムを用いる場合、型内とは、当該オープンモールドと可撓性フィルムに囲まれる空間内のことを意味する。   When a rigid material closed mold is used as the mold, the inside of the mold means a cavity formed by the closed mold, and when a rigid material open mold and a flexible film are used, The term “in the space surrounded by the open mold and the flexible film” means.

本発明において、RTM法の一種である、例えば、VaRTM法、SCRIMP(Seeman’s Composite Resin Infusion Molding Process)法、特表2005−527410記載の樹脂供給タンクを大気圧よりも低い圧力まで排気し、循環圧縮を用い、かつ正味の成形圧力を制御することにとよって、樹脂注入プロセス、特にVaRTM法をより適切に制御するCAPRI(Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion)法などを好適に用いることができる。   In the present invention, a type of RTM method, for example, VaRTM method, SCRIMP (Seeman's Composite Resin Infusion Molding Process) method, evacuating a resin supply tank described in JP 2005-527410 to a pressure lower than atmospheric pressure, By using the cyclic compression and controlling the net molding pressure, a resin injection process, particularly a CAPRI (Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion) method, which controls the VaRTM method more appropriately, can be suitably used.

本発明で用いられる液状の熱硬化性樹脂組成物は、主にモノマー成分からなる液状樹脂とモノマー成分を3次元架橋させて硬化させる作用を有する硬化剤とからなる。   The liquid thermosetting resin composition used in the present invention comprises a liquid resin mainly composed of monomer components and a curing agent having a function of curing the monomer components by three-dimensional crosslinking.

かかる液状樹脂としては力学特性や強化繊維との接着性に優れることから、エポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールADジグリシジルエーテル、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ビフェノールジグリシジルエーテル、N,N,O−トリグリシジル−m−アミノフェノール、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノール、N,N,O−トリグリシジル−4−アミノ−3−メチルフェノール、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジル−o−トルイジン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−メチレンジアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−2,2’−ジエチル−4,4’−メチレンジアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、エチレングリコールジグリジジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、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、ビニルシクロヘキセンジエポキシド、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、アジピン酸ビス−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル、1,6−ジヒドロキシナフタレンのジグリシジルエーテル、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンのジグリシジルエーテル、トリス(p−ヒドロキシフェニル)メタンのトリグリシジルエーテル、テトラキス(p−ヒドロキシフェニル)エタンのテトラグリシジルエーテル、フェノールノボラックグリシジルエーテル、クレゾールノボラックグリシジルエーテル、フェノールとジシクロペンタジエンの縮合物のグリシジルエーテル、フェノールアラルキル樹脂のグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、N−グリシジルフタルイミド、5−エチル−1,3−ジグリシジル−5−メチルヒダントイン、1,3−ジグリシジル−5,5−ジメチルヒダントイン、ビスフェノールAジグリシジルエーテルとトリレンイソシアネートの付加により得られるオキサゾリドン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシなどが挙げられる。特に、3官能以上のエポキシ樹脂が、耐熱性に優れているため好ましい。N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−メチレンジアニリンは、耐熱性を高める効果が高く、硬化物の耐薬品性に優れているので好ましい。また、N,N,O−トリグリシジル−p−アミノフェノールは、耐熱性を高める効果があるエポキシ樹脂の中で粘度が非常に低く、熱硬化性樹脂組成物の粘度を低下させる効果があるので好ましい。   As such a liquid resin, an epoxy resin is preferable because it is excellent in mechanical properties and adhesiveness with reinforcing fibers. Epoxy resins include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, tetrabromobisphenol A diglycidyl ether, bisphenol AD diglycidyl ether, 2,2 ′, 6,6′-tetramethyl-4,4′-biphenol Diglycidyl ether, N, N, O-triglycidyl-m-aminophenol, N, N, O-triglycidyl-p-aminophenol, N, N, O-triglycidyl-4-amino-3-methylphenol, N, N-diglycidylaniline, N, N-diglycidyl-o-toluidine, N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-methylenedianiline, N, N, N ′, N′- Tetraglycidyl-2,2′-diethyl-4,4′-methylenedianiline, N, N, N ′, '-Tetraglycidyl-m-xylylenediamine, 1,3-bis (diglycidylaminomethyl) cyclohexane, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, Sorbitol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, phthalic acid diglycidyl ester, terephthalic acid diglycidyl ester, vinylcyclohexene diepoxide, 3,4-epoxycyclohexanecarboxylic acid-3,4-epoxycyclohexylmethyl, Diglycidyl ether of bis-3,4-epoxycyclohexylmethyl adipate and 1,6-dihydroxynaphthalene 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene diglycidyl ether, tris (p-hydroxyphenyl) methane triglycidyl ether, tetrakis (p-hydroxyphenyl) ethane tetraglycidyl ether, phenol novolac glycidyl ether, Cresol novolac glycidyl ether, glycidyl ether of condensate of phenol and dicyclopentadiene, glycidyl ether of phenol aralkyl resin, triglycidyl isocyanurate, N-glycidyl phthalimide, 5-ethyl-1,3-diglycidyl-5-methylhydantoin, 1 , 3-Diglycidyl-5,5-dimethylhydantoin, bisphenol A diglycidyl ether and tolylene isocyanate are added to obtain an oxazolidone type ester Poxy resin, phenol aralkyl type epoxy and the like can be mentioned. In particular, a trifunctional or higher functional epoxy resin is preferable because of its excellent heat resistance. N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-methylenedianiline is preferable because it has a high effect of improving heat resistance and is excellent in chemical resistance of a cured product. In addition, N, N, O-triglycidyl-p-aminophenol has an extremely low viscosity among epoxy resins having an effect of improving heat resistance, and thus has an effect of reducing the viscosity of the thermosetting resin composition. preferable.

3官能以上のエポキシ樹脂は、全エポキシ樹脂100質量部中に40〜85質量部含有されることが好ましく、より好ましくは45〜75質量部である。3官能以上のエポキシ樹脂の含有量を40質量部以上とすることにより、得られる硬化物、ひいては得られる繊維強化複合材料のガラス転移温度を高くすることができる。3官能以上のエポキシ樹脂の含有量を85質量部以下とすることにより、エポキシ樹脂硬化物の破壊靭性を向上できる。   It is preferable that 40-85 mass parts of epoxy resins more than trifunctional are contained in 100 mass parts of all the epoxy resins, More preferably, it is 45-75 mass parts. By setting the content of the trifunctional or higher functional epoxy resin to 40 parts by mass or more, it is possible to increase the glass transition temperature of the obtained cured product, and thus the obtained fiber-reinforced composite material. By setting the content of the trifunctional or higher epoxy resin to 85 parts by mass or less, the fracture toughness of the cured epoxy resin can be improved.

また、3官能以上のエポキシ樹脂以外の好ましいエポキシ樹脂としては、ジグリシジルアニリン骨格を有するN,N−ジグリシジルアニリン、N,N−ジグリシジル−o−トルイジンなどの2官能のエポキシ樹脂が、低粘度であり、かつ、硬化物中における自由体積を低減し弾性率を向上させる効果が高いため、好ましく用いることができる。2官能のエポキシ樹脂の含有量は、全エポキシ樹脂100質量部中に10〜55質量部が好ましく、より好ましくは15〜50質量部である。2官能のエポキシ樹脂の含有量を10質量部以上とすることにより、得られる熱硬化性樹脂組成物の粘度を下げ、得られる硬化物の弾性率を高め、かつ、得られる繊維強化複合材料の圧縮特性を向上することができる。2官能のエポキシ樹脂の含有量を55質量部以下とすることにより、得られる硬化物の耐熱性および破壊靭性を向上できる。   Further, as a preferable epoxy resin other than the tri- or higher functional epoxy resin, a bifunctional epoxy resin such as N, N-diglycidylaniline or N, N-diglycidyl-o-toluidine having a diglycidylaniline skeleton has a low viscosity. In addition, since the effect of reducing the free volume in the cured product and improving the elastic modulus is high, it can be preferably used. As for content of a bifunctional epoxy resin, 10-55 mass parts is preferable in 100 mass parts of all the epoxy resins, More preferably, it is 15-50 mass parts. By setting the content of the bifunctional epoxy resin to 10 parts by mass or more, the viscosity of the obtained thermosetting resin composition is lowered, the elastic modulus of the obtained cured product is increased, and the obtained fiber-reinforced composite material Compression characteristics can be improved. By setting the content of the bifunctional epoxy resin to 55 parts by mass or less, the heat resistance and fracture toughness of the obtained cured product can be improved.

これらのエポキシ樹脂を硬化させうる硬化剤としては、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、ジシアンジアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸ヒドラジド、酸無水物、ポリメルカプタン、ポリフェノールなど、量論的反応を行う化合物と、イミダゾール、ルイス酸錯体、オニウム塩のように触媒的に作用する化合物が挙げられる。量論的反応を行う化合物を用いる場合には、硬化促進剤、例えばイミダゾール、ルイス酸錯体、オニウム塩、ホスフィンなどを配合する場合がある。   Curing agents that can cure these epoxy resins include aliphatic polyamines, aromatic polyamines, dicyandiamides, polycarboxylic acids, polycarboxylic acid hydrazides, acid anhydrides, polymercaptans, polyphenols, and the like compounds that undergo a quantitative reaction. , Imidazole, Lewis acid complex, and onium salts. When a compound that undergoes a stoichiometric reaction is used, a curing accelerator such as imidazole, Lewis acid complex, onium salt, phosphine, and the like may be blended.

RTMにより繊維強化複合材料を成形する場合は、硬化剤として、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、酸無水物またはイミダゾールが適している。特に耐熱性に優れた構造材の製造を目的とする場合は、芳香族ポリアミンが最も適しており、液状のものが好ましく使用される。液状芳香族ポリアミンとしては、例えば、ジエチルトルエンジアミン(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を主成分とする混合物)や2,2’−ジエチル−4,4’−メチレンジアニリン、2,2’−イソプロピル−6,6’−ジメチル−4,4’−メチレンジアニリン、2,2’,6,6’テトライソプロピル−4,4’−メチレンジアニリン等のジアミノジフェニルメタンのアルキル基誘導体およびポリオキシテトラメチレンビス(p−アミノベンゾエート)などが挙げられる。特に、低粘度で、かつ、得られる硬化物のガラス転移温度などの物性が優れるジエチルトルエンジアミンが好ましく使用できる。   When a fiber reinforced composite material is molded by RTM, aliphatic polyamines, aromatic polyamines, acid anhydrides or imidazoles are suitable as curing agents. In particular, for the purpose of producing a structural material having excellent heat resistance, aromatic polyamines are most suitable, and liquid ones are preferably used. Examples of the liquid aromatic polyamine include diethyltoluenediamine (a mixture containing 2,4-diethyl-6-methyl-m-phenylenediamine and 4,6-diethyl-2-methyl-m-phenylenediamine as main components), 2,2′-diethyl-4,4′-methylenedianiline, 2,2′-isopropyl-6,6′-dimethyl-4,4′-methylenedianiline, 2,2 ′, 6,6′tetraisopropyl And alkyl group derivatives of diaminodiphenylmethane such as -4,4'-methylenedianiline and polyoxytetramethylene bis (p-aminobenzoate). In particular, diethyltoluenediamine having low viscosity and excellent physical properties such as glass transition temperature of the obtained cured product can be preferably used.

液状芳香族ポリアミンには結晶が析出しない範囲で固形の芳香族ポリアミンを配合することができる。固形の芳香族ポリアミンとしては3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、および4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが、耐熱性および弾性率に優れた硬化物が得られ、さらに線膨張係数および吸湿による耐熱性の低下が小さいので好ましく使用できる。一般に、ジアミノジフェニルスルホンは結晶性が強く、液状芳香族ポリアミンと高温で混合して液体としても、冷却過程で結晶として析出しやすいが、ジアミノジフェニルスルホンの2種の異性体と液状芳香族ポリアミンを混合した場合、単一のジアミノジフェニルスルホンと液状芳香族ポリアミンの混合物より遙かに結晶の析出を抑制でき、ジアミノジフェニルスルホンの含有量を多くできるため好ましい。ジアミノジフェニルスルホンの含有量は、全芳香族アミン100質量部中に10〜40質量部が好ましく、20〜35質量部であればさらに好ましい。含有量が10質量部以上であれば前述したような硬化物の効果が得られやすく、さらに含有量が40質量部以下であれば結晶の析出を抑制しやすくなり好ましい。3,3’−ジアミノジフェニルスルホンと4,4’−ジアミノジフェニルスルホンを、結晶の析出を抑制するために併用する場合は、両者の質量比は10:90〜90:10であることが好ましく、両者の比率が近いほど、結晶析出の抑制効果は高くなる。   The liquid aromatic polyamine can be mixed with a solid aromatic polyamine as long as no crystals are precipitated. As solid aromatic polyamines, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone and 4,4′-diaminodiphenyl sulfone can provide a cured product having excellent heat resistance and elastic modulus, and further, linear expansion coefficient and heat resistance due to moisture absorption. Can be preferably used since the decrease in the resistance is small. In general, diaminodiphenyl sulfone has a strong crystallinity, and even if it is mixed with liquid aromatic polyamine at a high temperature to form a liquid, it tends to precipitate as a crystal in the cooling process. However, two isomers of diaminodiphenyl sulfone and liquid aromatic polyamine are used. In the case of mixing, it is preferable because precipitation of crystals can be further suppressed and the content of diaminodiphenylsulfone can be increased more than a mixture of a single diaminodiphenylsulfone and a liquid aromatic polyamine. The content of diaminodiphenyl sulfone is preferably 10 to 40 parts by mass and more preferably 20 to 35 parts by mass in 100 parts by mass of the wholly aromatic amine. If the content is 10 parts by mass or more, the effect of the cured product as described above can be easily obtained, and if the content is 40 parts by mass or less, it is easy to suppress the precipitation of crystals. When 3,3′-diaminodiphenylsulfone and 4,4′-diaminodiphenylsulfone are used in combination in order to suppress the precipitation of crystals, the mass ratio of both is preferably 10:90 to 90:10, The closer the ratio between the two, the higher the effect of suppressing crystal precipitation.

ポリアミン系硬化剤を使用する場合、エポキシ樹脂と硬化剤の配合量は、全エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基1個に対し、硬化剤中の活性水素が0.7〜1.3個の範囲になる量であることが好ましく、より好ましくは0.8〜1.2個の範囲になる量である。ここで、活性水素とは有機化合物において窒素、酸素または硫黄と結合していて、反応性の高い水素原子をいう。エポキシ基と活性水素の比率が前記範囲を外れた場合、得られた樹脂硬化物の耐熱性や弾性率が低下する可能性がある。   When using a polyamine curing agent, the blending amount of the epoxy resin and the curing agent is such that the active hydrogen in the curing agent is in the range of 0.7 to 1.3 with respect to one epoxy group contained in the entire epoxy resin. It is preferable that the amount be in the range of 0.8 to 1.2. Here, active hydrogen refers to a highly reactive hydrogen atom bonded to nitrogen, oxygen or sulfur in an organic compound. When the ratio between the epoxy group and the active hydrogen is out of the above range, the heat resistance and elastic modulus of the obtained resin cured product may be lowered.

硬化剤として芳香族ポリアミンを用いる場合、芳香族ポリアミンは、一般的に架橋反応の進行が遅いことが知られているため、反応を促進するため硬化促進剤を配合してもよい。硬化促進剤としては、例えば、三級アミン、ルイス酸錯体、オニウム塩、イミダゾール、フェノール化合物などの硬化促進剤を用いることができる。   When an aromatic polyamine is used as the curing agent, it is known that the aromatic polyamine generally has a slow crosslinking reaction, and therefore a curing accelerator may be added to accelerate the reaction. As the curing accelerator, for example, a curing accelerator such as a tertiary amine, a Lewis acid complex, an onium salt, an imidazole, or a phenol compound can be used.

RTMを用いて繊維強化複合材料を製造する場合、液状熱硬化性樹脂組成物を注入する間の粘度増加を抑えることが好ましい。t−ブチルカテコールは樹脂組成物注入時の温度(50〜80℃)では硬化促進効果は少なく、100℃以上の温度域で硬化促進効果が増加する特徴があるのでRTMに適している。   When manufacturing a fiber reinforced composite material using RTM, it is preferable to suppress an increase in viscosity during the injection of the liquid thermosetting resin composition. t-Butylcatechol is suitable for RTM because it has a small curing acceleration effect at a temperature (50 to 80 ° C.) at the time of injecting the resin composition and has a characteristic that the curing acceleration effect increases in a temperature range of 100 ° C. or higher.

硬化促進剤を配合する場合の含有量は、全エポキシ樹脂100質量部に対し、0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部、さらに好ましくは1〜2.5質量部である。硬化促進剤の含有量がこの範囲から外れると、未硬化時の取扱時間と高温時の反応速度のバランスが崩れるので好ましくない。   The content when the curing accelerator is blended is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, and still more preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin. 2.5 parts by mass. If the content of the curing accelerator is out of this range, it is not preferable because the balance between the uncured handling time and the reaction rate at high temperature is lost.

液状の熱硬化性樹脂組成物は、70℃で粘度を測定したときに、測定開始から5分以内の粘度が300mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは200mPa・s以下である。なお、粘度の測定はJIS Z8803(1991)における「円すい−板形回転粘度計による粘度測定方法」に従い、標準コーンローター(1°34’×R24)を装備したE型粘度計(東機産業(株)製、TVE−30H)を使用して、回転速度50回転/分で測定する。測定開始から5分以内の粘度が上記の範囲より高いと、熱硬化性樹脂組成物の含浸性が不十分になることがある。70℃における粘度の下限は、特に制限なく、粘度が低いほどRTMにおいて、熱硬化性樹脂組成物の注入および含浸が容易になる。   When the viscosity of the liquid thermosetting resin composition is measured at 70 ° C., the viscosity within 5 minutes from the start of the measurement is preferably 300 mPa · s or less, more preferably 200 mPa · s or less. The viscosity was measured in accordance with JIS Z8803 (1991) "Viscosity measurement method using a cone-plate rotary viscometer" and an E-type viscometer equipped with a standard cone rotor (1 ° 34 'x R24) (Toki Sangyo ( Using a TVE-30H), the measurement is performed at a rotation speed of 50 rotations / minute. If the viscosity within 5 minutes from the start of measurement is higher than the above range, the impregnation property of the thermosetting resin composition may be insufficient. The lower limit of the viscosity at 70 ° C. is not particularly limited, and the lower the viscosity, the easier the injection and impregnation of the thermosetting resin composition in RTM.

液状の熱硬化性樹脂組成物の注入および含浸が行われた後に、50〜200℃の範囲の温度で0.5〜10時間の範囲の時間で加熱硬化が行われる。加熱条件は1段階でも良く、複数の加熱条件を組み合わせた多段階条件でも良い。温度が高い方が繊維強化複合材料の耐熱性が高くなるが、温度が高いと、設備、熱源等のコストが高くなり、また型の占有時間が長くなるため経済性が悪くなる。そのため、初期硬化を50〜140℃の範囲の温度、好ましくは130℃付近の温度で行い、成形物を型から脱型した後、オーブンなどの装置を用いてより高温で最終硬化を行うことが好ましい。   After the liquid thermosetting resin composition is injected and impregnated, heat curing is performed at a temperature in the range of 50 to 200 ° C. for a time in the range of 0.5 to 10 hours. The heating condition may be one stage or may be a multistage condition in which a plurality of heating conditions are combined. The higher the temperature, the higher the heat resistance of the fiber-reinforced composite material. However, the higher the temperature, the higher the cost of equipment, heat source, etc., and the longer the occupation time of the mold, the worse the economy. Therefore, initial curing is performed at a temperature in the range of 50 to 140 ° C., preferably around 130 ° C., and after the molded product is removed from the mold, final curing is performed at a higher temperature using an apparatus such as an oven. preferable.

航空機用の構造部材を想定した場合は、最終硬化条件としては、例えば、160〜180℃の範囲の温度で1〜10時間の範囲の時間で硬化することにより所望する繊維強化複合材料を得ることができる。   When assuming a structural member for an aircraft, as a final curing condition, for example, a desired fiber-reinforced composite material is obtained by curing at a temperature in a range of 160 to 180 ° C. for a time in a range of 1 to 10 hours. Can do.

本発明における繊維強化複合材料は、強化繊維の繊維体積含有率が45〜70%の範囲内であることが好ましく、50〜65%の範囲内であることがより好ましく、さらには55〜60%の範囲内であることが好ましい。繊維体積含有率が45%以上の場合、さらに高弾性率であり軽量化効果に優れる繊維強化複合材料が得られ、70%以下の場合、強化繊維同士の擦過による強度低下がなく、さらに引張強度などの力学特性に優れる繊維強化複合材料が得られる。   In the fiber reinforced composite material in the present invention, the fiber volume content of the reinforcing fibers is preferably in the range of 45 to 70%, more preferably in the range of 50 to 65%, and further 55 to 60%. It is preferable to be within the range. When the fiber volume content is 45% or more, a fiber-reinforced composite material having a higher elastic modulus and excellent weight reduction effect can be obtained. When the fiber volume content is 70% or less, there is no decrease in strength due to abrasion between the reinforcing fibers, and the tensile strength. Thus, a fiber-reinforced composite material having excellent mechanical properties can be obtained.

本発明のバインダー組成物を層間に存在させた繊維強化複合材料は外部からの衝撃に対する耐衝撃性に優れており、特に衝撃後圧縮強度(CAI)が高い。かかる繊維強化複合材料を航空機用の構造部材として使用するためには、CAIが230MPa以上であることが好ましく、より好ましくは240MPa以上である。なお、繊維強化複合材料のCAI測定は、JIS K 7089(1996)に従って、試験片の厚さ1mmあたり6.76Jの落錘衝撃を試験片に与えた後、JIS K 7089(1996)に従いCAI測定を行う。CAIが230MPaより低いと、構造部材として使用するためには積層厚みが厚くなり、そのため重量が増加する。重量が増加すると航空機の燃費が悪くなるため好ましくない。   The fiber-reinforced composite material in which the binder composition of the present invention is present between the layers is excellent in impact resistance against external impact, and particularly has high post-impact compressive strength (CAI). In order to use such a fiber reinforced composite material as a structural member for an aircraft, the CAI is preferably 230 MPa or more, more preferably 240 MPa or more. The CAI measurement of the fiber reinforced composite material was performed according to JIS K 7089 (1996), after applying a drop weight impact of 6.76 J per 1 mm thickness of the test piece to the test piece according to JIS K 7089 (1996). I do. When the CAI is lower than 230 MPa, the laminate thickness increases for use as a structural member, and the weight increases accordingly. An increase in weight is not preferable because the fuel efficiency of the aircraft deteriorates.

本発明はRTMに特に適したものであるが、RTM以外の成形法も好適に用いることができる。例えば、本発明の強化繊維基材の形状がストランドやテープ状の場合にはフィラメントワインディング法、プルトルージョン法、プリプレグ法等にも適している。また、本発明の強化繊維基材の形状がシート状の場合には、ハンドレイアップ法、プリプレグ法等にも適している。   Although the present invention is particularly suitable for RTM, molding methods other than RTM can also be suitably used. For example, when the shape of the reinforcing fiber substrate of the present invention is a strand or a tape, it is suitable for a filament winding method, a pultrusion method, a prepreg method, and the like. Moreover, when the shape of the reinforcing fiber substrate of the present invention is a sheet, it is also suitable for hand lay-up method, prepreg method and the like.

本発明のバインダー組成物は、保管中の温度や湿度の変動による可塑剤の分離が抑制されているため、バインダー組成物および該バインダー組成物を用いた強化繊維機材の長期保存安定性を向上することができる。   Since the binder composition of the present invention suppresses the separation of the plasticizer due to fluctuations in temperature and humidity during storage, it improves the long-term storage stability of the binder composition and the reinforcing fiber equipment using the binder composition. be able to.

また、本発明のバインダー組成物を用いて製造した繊維強化複合材料は、軽量であり、かつ、外部からの衝撃に対し優れた耐性を有しているため、胴体、主翼、尾翼、動翼、フェアリング、カウル、ドア、座席および内装材などの航空機部材;モーターケースおよび主翼などの宇宙機部材;構体およびアンテナなどの人工衛星部材;外板、シャシー、空力部材および座席などの自動車部材;構体および座席などの鉄道車両部材;船体および座席などの船舶部材など多くの構造材料に好適に用いることができる。   Further, the fiber reinforced composite material produced using the binder composition of the present invention is lightweight and has excellent resistance to external impact, so the fuselage, main wing, tail wing, moving blade, Aircraft members such as fairings, cowls, doors, seats and interior materials; spacecraft members such as motor cases and main wings; satellite members such as structures and antennas; automobile members such as skins, chassis, aerodynamic members and seats; It can be suitably used for many structural materials such as railway vehicle members such as seats and ship members such as hulls and seats.

以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。なお、組成比の単位「部」は、特に注釈のない限り質量部を意味する。
実施例で用いたバインダー原料、バインダー組成物の調整法、炭素繊維複合材料の作成法、各特性の測定法を次に示した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The unit “part” of the composition ratio means part by mass unless otherwise specified.
The binder raw materials used in the examples, the adjustment method of the binder composition, the preparation method of the carbon fiber composite material, and the measurement methods of the respective characteristics are shown below.

<バインダー組成物の原料>バインダー組成物の調整には次の市販品を用いた。
(1)構成要素[A]のポリアミド樹脂
・“グリルアミド”(登録商標)TR55(3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン骨格を有する非晶性ポリアミド、ガラス転移温度160℃、エムスケミー・ジャパン(株)製)
・“グリルアミド”(登録商標)TR90(3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン骨格を有する非晶性ポリアミド、ガラス転移温度155℃、エムスケミー・ジャパン(株)製)
・“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ(3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン骨格を有する非晶性ポリアミド、ガラス転移温度153℃、エムスケミー・ジャパン(株)製)
(b)その他のポリアミド樹脂
・ナイロン12(結晶性のポリアミド、融点:176℃、ガラス転移温度:50℃)
(2)構成要素[B]のスルホンアミド化合物
・“ノクラック”(登録商標)TD(p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、Rの置換基:フェニルアミノフェニル基、融点:135℃、大内新興化学社製)
・“トップサイザー”(登録商標)108(N−フェニル−p−トルエンスルホンアミド、Rの置換基:フェニル基、融点:101℃、富士アミドケミカル(株)製)
(3)構成要素[C]のスルホンアミド化合物
・“トップサイザー”(登録商標)1号S(p−トルエンスルホンアミド、Rの置換基:メチル基、Rの置換基:水素、融点:138℃、富士アミドケミカル(株)製)
・“トップサイザー”(登録商標)5号(o/p−トルエンスルホンアミド、Rの置換基:メチル基、Rの置換基:水素、融点:113℃、富士アミドケミカル(株)製)
・“トップサイザー”(登録商標)8号(N−シクロヘキシル−p−トルエンスルホンアミド、Rの置換基:メチル基、Rの置換基:シクロヘキシル基、融点:84℃、富士アミドケミカル(株)製)
・EBSA(p−エチルベンゼンスルホンアミド、Rの置換基:エチル基、Rの置換基:水素、融点:110℃、富士アミドケミカル(株)製)
(4)熱可塑性エラストマー
(a)構成要素[D]の熱可塑性エラストマー
・TPAE−8(重合脂肪酸系ポリアミドエラストマー、富士化成工業(株)製)
・“PANDEX”(登録商標)T−1185(ウレタン系エラストマー、ディーアイシーバイエルポリマー(株)製)
(5)その他の可塑剤
・“CHIMASSORB”(登録商標)2020FDL(ヒンダートアミン系可塑剤、融点:133℃、BASFジャパン(株)製)
<Raw Material of Binder Composition> The following commercially available products were used for adjusting the binder composition.
(1) Polyamide resin of component [A] “Grillamide” (registered trademark) TR55 (amorphous polyamide having 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane skeleton, glass transition temperature of 160 ° C., (Ms Chemie Japan Co., Ltd.)
“Grillamide” (registered trademark) TR90 (amorphous polyamide having 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane skeleton, glass transition temperature of 155 ° C., manufactured by Ems Chemie Japan Co., Ltd.)
“Grillamide” (registered trademark) TR90NZ (amorphous polyamide having 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminodicyclohexylmethane skeleton, glass transition temperature 153 ° C., manufactured by Ems Chemie Japan Co., Ltd.)
(B) Other polyamide resin / nylon 12 (crystalline polyamide, melting point: 176 ° C., glass transition temperature: 50 ° C.)
(2) Sulfonamide compound of component [B] “NOCRACK” (registered trademark) TD (p- (p-toluenesulfonylamido) diphenylamine, R 1 substituent: phenylaminophenyl group, melting point: 135 ° C., large (Made by Shinsei Chemical)
“Topsizer” (registered trademark) 108 (N-phenyl-p-toluenesulfonamide, substituent of R 1 : phenyl group, melting point: 101 ° C., manufactured by Fujiamide Chemical Co., Ltd.)
(3) Sulfonamide compound of component [C] “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S (p-toluenesulfonamide, R 2 substituent: methyl group, R 3 substituent: hydrogen, melting point: 138 ° C, manufactured by Fujiamide Chemical Co., Ltd.)
· "Top sizer" (registered trademark) No. 5 (o / p-toluenesulfonamide, R 2 substituents: methyl group, R 3 substituents: hydrogen, melting point: 113 ° C., manufactured by Fuji Amide Chemical Co.)
“Topsizer” (registered trademark) No. 8 (N-cyclohexyl-p-toluenesulfonamide, R 2 substituent: methyl group, R 3 substituent: cyclohexyl group, melting point: 84 ° C., Fujiamide Chemical Co., Ltd. ) Made)
EBSA (p-ethylbenzenesulfonamide, R 2 substituent: ethyl group, R 3 substituent: hydrogen, melting point: 110 ° C., manufactured by Fujiamide Chemical Co., Ltd.)
(4) Thermoplastic elastomer (a) Thermoplastic elastomer of component [D] TPAE-8 (Polymerized fatty acid polyamide elastomer, manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.)
・ "PANDEX" (registered trademark) T-1185 (urethane elastomer, manufactured by DCI Bayer Polymer Co., Ltd.)
(5) Other plasticizers “CHIMASSORB” (registered trademark) 2020FDL (hindered amine plasticizer, melting point: 133 ° C., manufactured by BASF Japan Ltd.)

<バインダー組成物の調整>
バインダー組成物の原料を、二軸押出機を用いて混練温度180〜220℃で混練して、ペレットを得た。得られたペレットを、液体窒素を用いてハンマーミル(PULVERIZER、ホソカワミクロン(株)製)にて凍結粉砕し、粒子状のバインダー組成物を得た。
<Adjustment of binder composition>
The raw material of the binder composition was kneaded at a kneading temperature of 180 to 220 ° C. using a twin screw extruder to obtain pellets. The obtained pellets were freeze pulverized with a hammer mill (PULVERIZER, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) using liquid nitrogen to obtain a particulate binder composition.

<可塑剤の分離開始時間の測定>
バインダー組成物の原料を前記の二軸押出機にて混練して、得られたポリマーが冷却される前に、厚み2mmのスペーサーを備えた上下ツール板で挟み込み、必要によりプレス機にて圧力を加えて、厚み2mmの板状とした。得られた板状のバインダー組成物から長さ50mm、幅50mmの試験片を切り出し、恒温恒湿槽(EC−35LHPS、日立アプライアンス(株)製)を用いて温度70℃かつ相対湿度95%RHの環境下に測定枚数投入して保管し、所定時間毎にサンプリングし、結晶体(可塑剤)析出の有無を確認した。サンプリングしたバインダー組成物をキーエンス社製のレーザー顕微鏡VK−9510を用い、倍率50倍において結晶体析出の有無を確認した。この測定において、結晶体が析出するまでの時間を、バインダー組成物の可塑剤の分離開始時間とした。
<Measurement of plasticizer separation start time>
The raw material of the binder composition is kneaded with the above-mentioned twin screw extruder, and before the obtained polymer is cooled, it is sandwiched between upper and lower tool plates equipped with a spacer having a thickness of 2 mm, and if necessary, pressure is applied with a press machine. In addition, a plate shape with a thickness of 2 mm was formed. A test piece having a length of 50 mm and a width of 50 mm was cut out from the obtained plate-shaped binder composition, and the temperature was 70 ° C. and the relative humidity was 95% RH using a constant temperature and humidity chamber (EC-35LHPS, manufactured by Hitachi Appliances). In this environment, a measured number of sheets were put in and stored, and sampled at predetermined intervals to confirm the presence or absence of crystal (plasticizer) precipitation. The sampled binder composition was checked for the presence or absence of crystal precipitation at a magnification of 50 using a laser microscope VK-9510 manufactured by Keyence Corporation. In this measurement, the time until the crystal was precipitated was defined as the separation start time of the plasticizer of the binder composition.

<炭素繊維からなる強化繊維織物の製造>
強化繊維織物は以下のように作製した。炭素繊維束“トレカ”(登録商標)T800S−24K−10E(東レ(株)製、PAN系炭素繊維、フィラメント数:24,000本、繊度:1,033tex、引張弾性率:294GPa)を経糸として1.8本/cmの密度で引き揃え、これに平行、かつ交互に配列された補助経糸としてガラス繊維束ECDE−75−1/0−1.0Z(日東紡(株)製、フィラメント数:800本、繊度:67.5tex)を1.8本/cmの密度で引き揃えて一方向性シート状強化繊維束群を形成した。緯糸としてガラス繊維束E−glassヤーンECE−225−1/0−1.0Z(日東紡(株)製、フィラメント数:200本、繊度:22.5tex)を用い、前記一方向性シート状強化繊維束群に直交する方向に3本/cmの密度で配列し、織機を用いて該補助経糸と該緯糸が互いに交差するように織り込み、実質的に炭素繊維が一方向に配列されクリンプがない、一方向性ノンクリンプ織物を作製した。なお、得られた強化繊維織物の炭素繊維束繊度に対する緯糸の繊度割合は2.2%、補助経糸の繊度割合は6.5%であり、炭素繊維の目付は192g/mであった。
<Manufacture of reinforced fiber fabric made of carbon fiber>
The reinforcing fiber fabric was produced as follows. Carbon fiber bundle “Trekka” (registered trademark) T800S-24K-10E (manufactured by Toray Industries, Inc., PAN-based carbon fiber, number of filaments: 24,000, fineness: 1,033 tex, tensile elastic modulus: 294 GPa) as warp Glass fiber bundles ECDE-75-1 / 0-1.0Z (manufactured by Nittobo Co., Ltd., number of filaments) as auxiliary warps aligned at a density of 1.8 pieces / cm, parallel to this, and alternately arranged. The unidirectional sheet-like reinforcing fiber bundle group was formed by aligning 800 pieces and fineness: 67.5 tex) at a density of 1.8 pieces / cm. Glass fiber bundle E-glass yarn ECE-225-1 / 0-1.0Z (manufactured by Nittobo Co., Ltd., number of filaments: 200, fineness: 22.5 tex) is used as the weft to reinforce the unidirectional sheet. Arranged at a density of 3 / cm in a direction perpendicular to the fiber bundle group, weaving using a loom so that the auxiliary warp and the weft intersect each other, carbon fibers are arranged substantially in one direction and there is no crimp A unidirectional non-crimp fabric was prepared. In addition, the fineness ratio of the weft to the carbon fiber bundle fineness of the obtained reinforcing fiber fabric was 2.2%, the fineness ratio of the auxiliary warp was 6.5%, and the basis weight of the carbon fiber was 192 g / m 2 .

<強化繊維基材の作製>
前記の<バインダー組成物の調整>で得られた粒子状のバインダー組成物を、前記の<炭素繊維からなる強化繊維織物の製造>で得られた強化繊維織物の片面にエンボスロールとドクターブレードにて計量しながら自然落下させ、振動ネットを介して均一分散させながら、25g/mの目付で散布した。その後、その強化繊維織物を温度160〜210℃、速度0.3m/分の条件にて遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させ、両側表面にバインダー組成物が付与された強化繊維基材を得た。
<Production of reinforcing fiber base>
The particulate binder composition obtained in <Preparation of Binder Composition> is applied to an embossing roll and a doctor blade on one side of the reinforcing fiber fabric obtained in <Manufacturing of a reinforcing fiber fabric comprising carbon fibers>. The sample was naturally dropped while weighed and dispersed with a basis weight of 25 g / m 2 while being uniformly dispersed through a vibration net. Thereafter, the reinforcing fiber fabric was passed through a far-infrared heater under the conditions of a temperature of 160 to 210 ° C. and a speed of 0.3 m / min to fuse the binder composition, and the reinforcing fibers provided with the binder composition on both surfaces. A substrate was obtained.

<プリフォームの作製>
得られた強化繊維基材を所定の大きさにカットした後、4層の強化繊維基材1を、炭素繊維の長手方向が、[+45°/0°/−45°/90°]と、隣り合う層同士で45度ずつずれるように積層し、それを3回繰り返して、合計12層の積層体を得た。次に該12層の積層体2つを90度層同士が向かい合うように対称に積層し、合計24層の積層体を得た。得られた積層体をアルミニウム製の平面状成形型の面上に配置し、その上をバッグ材(ポリアミドフィルム)とシーラントにて密閉した。成形型とバッグ材により形成されたキャビティを真空にした後、成形型を熱風乾燥機に移し、80〜130℃の温度下で1時間加熱した。その後、キャビティの真空状態を保ちながら大気中にて60℃以下に冷却した後、キャビティを大気解放してプリフォームを得た。
<Preform production>
After cutting the obtained reinforcing fiber base into a predetermined size, the longitudinal direction of the carbon fibers of the four layers of reinforcing fiber base 1 is [+ 45 ° / 0 ° / −45 ° / 90 °]. The adjacent layers were laminated so as to be shifted by 45 degrees, and this was repeated three times to obtain a total of 12 laminated bodies. Next, the two 12-layer laminates were laminated symmetrically so that the 90-degree layers face each other to obtain a total of 24 laminates. The obtained laminate was placed on the surface of an aluminum flat mold, and the top was sealed with a bag material (polyamide film) and a sealant. After the cavity formed by the mold and the bag material was evacuated, the mold was transferred to a hot air dryer and heated at a temperature of 80 to 130 ° C. for 1 hour. Then, after cooling to 60 ° C. or lower in the atmosphere while maintaining the vacuum state of the cavity, the cavity was released to the atmosphere to obtain a preform.

<液状の熱硬化性樹脂組成物の調製>
繊維強化複合材料の成形で用いた熱硬化性樹脂組成物は、二液型のアミン硬化型エポキシ樹脂であり、以下のように調製した。
<Preparation of liquid thermosetting resin composition>
The thermosetting resin composition used in the molding of the fiber reinforced composite material is a two-component amine curable epoxy resin, and was prepared as follows.

“アラルダイト”(登録商標)MY721(ハンツマン・ジャパン(株)製、成分:N,N,N’,N’−テトラグリシジル−4,4’−メチレンジアニリン)50部およびGAN(日本化薬(株)製、成分:N,N−ジグリシジルアニリン)50部を70℃の温度下で混合し、主剤とした。   “Araldite” (registered trademark) MY721 (manufactured by Huntsman Japan K.K., component: N, N, N ′, N′-tetraglycidyl-4,4′-methylenedianiline) 50 parts and GAN (Nippon Kayaku ( Co., Ltd., component: N, N-diglycidyl aniline) 50 parts was mixed at a temperature of 70 ° C. to obtain a main agent.

主剤とは別に、“jERキュア”(登録商標)W(三菱化学(株)製、成分:ジエチルトルエンジアミン)29.3部、3,3’−DAS(小西化学工業(株)製、成分:3,3’−ジアミノジフェニルスルホン)6.3部、“セイカキュア”(登録商標)S(セイカ(株)製、成分:4,4’−ジアミノジフェニルスルホン)6.3部を130℃の温度下で攪拌しながら混合し、固形物が存在しない状態になったら70℃の温度まで冷却してDIC−TBC(DIC(株)製、成分:4−t−ブチルカテコール)1.5部を添加して、さらに70℃の温度下で攪拌しながら固形物が存在しない状態まで混合して硬化剤とした。   Apart from the main agent, “jER Cure” (registered trademark) W (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, component: diethyltoluenediamine) 29.3 parts, 3,3′-DAS (manufactured by Konishi Chemical Industries, Ltd., component: 3,3′-Diaminodiphenylsulfone) 6.3 parts, “Seika Cure” (registered trademark) S (manufactured by Seika Co., Ltd., component: 4,4′-diaminodiphenylsulfone) 6.3 parts at a temperature of 130 ° C. The mixture was mixed with stirring, and when solids were not present, the mixture was cooled to a temperature of 70 ° C. and 1.5 parts of DIC-TBC (manufactured by DIC Corporation, component: 4-t-butylcatechol) was added. The mixture was further mixed with stirring at a temperature of 70 ° C. until no solids existed to obtain a curing agent.

前記主剤100部に対して前記硬化剤43.4部を混合して液状の熱硬化性樹脂組成物を得た。   43.4 parts of the curing agent was mixed with 100 parts of the main agent to obtain a liquid thermosetting resin composition.

<繊維強化複合材料の成形>
得られたプリフォームをアルミニウム製の平面状成形型の面上に配置し、その上にピールプライとして離型処理を施したポリエステル布帛、樹脂拡散媒体としてポリプロピレン製ニットを順に配置し、その上をバッグ材とシーラントを用いて、樹脂注入口と減圧吸引口を設けた以外は密閉してキャビティを形成した。そして、減圧吸引口から真空ポンプによってキャビティ内を吸引して、真空度を−90kPa以下になるよう調整した後、成形型およびプリフォームを70℃に温度調節した。温度調整には熱風乾燥機を使用した。
<Molding of fiber reinforced composite material>
The obtained preform is placed on the surface of an aluminum flat mold, a polyester fabric subjected to a release treatment as a peel ply, and a polypropylene knit as a resin diffusion medium are placed in this order, and a bag is placed thereon. Using a material and a sealant, except for providing a resin injection port and a vacuum suction port, it was sealed to form a cavity. Then, the inside of the cavity was sucked from the vacuum suction port by a vacuum pump to adjust the degree of vacuum to −90 kPa or less, and then the temperature of the mold and the preform was adjusted to 70 ° C. A hot air dryer was used for temperature adjustment.

別途、前記の<液状の熱硬化性樹脂組成物の調製>で得られた主剤と硬化剤を、主剤100部に対して前記硬化剤43.4部の割合で混合して、液状熱硬化性樹脂組成物を作成した。液状熱硬化性樹脂組成物を70℃の温度下で30分間予備加熱を行い、真空脱気処理を行った。   Separately, the main agent and the curing agent obtained in <Preparation of liquid thermosetting resin composition> are mixed at a ratio of 43.4 parts of the curing agent with respect to 100 parts of the main agent to obtain a liquid thermosetting property. A resin composition was prepared. The liquid thermosetting resin composition was preheated at a temperature of 70 ° C. for 30 minutes to perform vacuum deaeration treatment.

予備加熱および脱気処理を行った液状熱硬化性樹脂組成物を成形型の樹脂注入口にセットし、真空にしたキャビティ内に、キャビティ内の圧力と大気圧との差圧を利用することによって熱硬化性樹脂組成物を注入し、プリフォームに含浸させた。液状熱硬化性樹脂組成物が減圧吸引口に到達したら樹脂注入口を閉じ、減圧吸引口から吸引を継続したままさらに1時間保持した後、減圧吸引口を閉じた。   By setting the liquid thermosetting resin composition that has been preheated and degassed in the resin inlet of the mold, and utilizing the pressure difference between the pressure in the cavity and the atmospheric pressure in the vacuumed cavity A thermosetting resin composition was injected and impregnated into the preform. When the liquid thermosetting resin composition reached the vacuum suction port, the resin injection port was closed, and the vacuum suction port was closed after holding for another hour while continuing the suction from the vacuum suction port.

次いで、1分間に1.5℃ずつ140℃の温度まで昇温した後、140℃の温度下で2時間予備硬化した。予備硬化品を型から取り出し、ピールプライ等の各副資材を除去した後に、熱風乾燥機中で1分間に1.5℃ずつ、180℃の温度まで昇温した後、180℃の温度下で2時間硬化して繊維強化複合材料を得た。   Next, the temperature was raised to 140 ° C. at a rate of 1.5 ° C. per minute, and then precured at a temperature of 140 ° C. for 2 hours. After removing the pre-cured product from the mold and removing each auxiliary material such as peel ply, the temperature is raised to 180 ° C. in a hot air dryer at a rate of 1.5 ° C. per minute, and then at a temperature of 180 ° C. Time-cured to obtain a fiber reinforced composite material.

<バインダー組成物の体積平均粒子径の測定>
得られたバインダー組成物を、JIS Z8825−1(2001)に従い、レーザー回析・散乱式粒度分布測定装置Partica LA−950V2((株)堀場製作所製)を用い、取込回数15回にて測定した。
<Measurement of volume average particle diameter of binder composition>
The obtained binder composition was measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device Partica LA-950V2 (manufactured by Horiba, Ltd.) in accordance with JIS Z8825-1 (2001) at a loading count of 15 times. did.

<ガラス転移温度の測定>
実施例で使用した構成要素[A]である非晶性ポリアミド、および各実施例および比較例で得られたバインダー組成物をそれぞれ5〜10mgを採取し、JIS K7121(1987)に従い、中間点ガラス転移温度(Tmg)を測定した。測定には示差走査熱量計DSC Q2000(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用い、サンプル数は2とし、平均値を求めた。
<Measurement of glass transition temperature>
5 to 10 mg each of the amorphous polyamide which is the constituent element [A] used in the examples and the binder composition obtained in each of the examples and comparative examples was sampled, and in accordance with JIS K7121 (1987), the midpoint glass The transition temperature (T mg ) was measured. For the measurement, a differential scanning calorimeter DSC Q2000 (manufactured by TA Instruments Inc.) was used, the number of samples was 2, and an average value was obtained.

<繊維強化複合材料中の強化繊維の体積含有率(Vf)の測定>
得られた繊維強化複合材料から質量0.2〜0.5gのサンプルを切り出し、JIS K7075(1991)に記載された硝酸分解法にてVfを測定した。サンプル数は5とし、平均値を求めた。
<Measurement of volume content (Vf) of reinforcing fiber in fiber-reinforced composite material>
A sample having a mass of 0.2 to 0.5 g was cut out from the obtained fiber-reinforced composite material, and Vf was measured by the nitric acid decomposition method described in JIS K7075 (1991). The number of samples was 5, and the average value was obtained.

<繊維強化複合材料の衝撃後圧縮強度の測定>
得られた繊維強化複合材料から、試験片の長手方向を炭素繊維配向角0度として縦150mm、横100mmの矩形試験片を切り出し、その矩形試験片の中心に、JIS K 7089(1996)に従って、試験片の厚さ1mmあたり6.76Jの落錘衝撃を与えた後、JIS K 7089(1996)に従い残存圧縮強度(CAI)を測定した。サンプル数は5とし、平均値を求めた。
<Measurement of compressive strength after impact of fiber reinforced composite material>
From the obtained fiber-reinforced composite material, a rectangular test piece having a longitudinal direction of the test piece with a carbon fiber orientation angle of 0 degree and a length of 150 mm and a width of 100 mm was cut out, and at the center of the rectangular test piece, according to JIS K 7089 (1996), After applying a falling weight impact of 6.76 J per 1 mm thickness of the test piece, the residual compressive strength (CAI) was measured according to JIS K 7089 (1996). The number of samples was 5, and the average value was obtained.

<実施例1>
“グリルアミド”(登録商標)TR55 70部、“トップサイザー”(登録商標)108 15部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 15部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例1のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は83μm、ガラス転移温度は76℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は10日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 1>
70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR55, 15 parts of “Topsizer” (registered trademark) 108 and 15 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S were used as raw materials and the kneading temperature was 220 ° C. Preparation of Composition> A binder composition of Example 1 was obtained according to the following. The obtained binder composition had a volume average particle size of 83 μm and a glass transition temperature of 76 ° C. Moreover, the separation start time of the plasticizer was 10 days, and it was found that the long-term storage stability was excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは56%であった。また、衝撃後圧縮強度は234MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 56%. Moreover, the compressive strength after impact was 234 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例2>
“グリルアミド”(登録商標)TR90 70部、“トップサイザー”(登録商標)108 15部とEBSA 15部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例2のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は83μm、ガラス転移温度は89℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は10日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 2>
Example 2 in accordance with <Preparation of Binder Composition> described above using 70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90, 15 parts of “Topsizer” (registered trademark) 108 and 15 parts of EBSA at a kneading temperature of 220 ° C. A binder composition was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 83 μm and a glass transition temperature of 89 ° C. Moreover, the separation start time of the plasticizer was 10 days, and it was found that the long-term storage stability was excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは54%であった。また、衝撃後圧縮強度は240MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 54%. Moreover, the compressive strength after impact was 240 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例3>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 70部、“トップサイザー”(登録商標)108 15部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 15部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例3のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は81μm、ガラス転移温度は69℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は7日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 3>
70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ, 15 parts of “Topsizer” (registered trademark) 108 and 15 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S were used as the raw materials and the kneading temperature was 220 ° C. Preparation of composition> A binder composition of Example 3 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 81 μm and a glass transition temperature of 69 ° C. Moreover, it was found that the separation start time of the plasticizer was 7 days, and the long-term storage stability was excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは56%であった。また、衝撃後圧縮強度は245MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 56%. Moreover, the compressive strength after impact was 245 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例4>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 70部、“ノクラック”(登録商標)TD 15部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 15部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例4のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は78μm、ガラス転移温度は78℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は14日であり長期保存安定性が特に優れることが分かった。
<Example 4>
70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ, 15 parts of “Nocrack” (registered trademark) TD and 15 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S were used as the raw materials and the kneading temperature was 220 ° C. Preparation of product> The binder composition of Example 4 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 78 μm and a glass transition temperature of 78 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 14 days, and the long-term storage stability was particularly excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは56%であった。また、衝撃後圧縮強度は249MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 56%. Moreover, the compressive strength after impact was 249 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例5>
“グリルアミド”(登録商標)TR90 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 4部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 16部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例5のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は86μm、ガラス転移温度は82℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は7日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 5>
“Grill amide” (registered trademark) TR90 80 parts, “NOCRACK” (registered trademark) TD 4 parts and “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S 16 parts as raw materials, kneading temperature 220 ° C. Preparation of product> A binder composition of Example 5 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 86 μm and a glass transition temperature of 82 ° C. Moreover, it was found that the separation start time of the plasticizer was 7 days, and the long-term storage stability was excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは54%であった。また、衝撃後圧縮強度は265MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 54%. Moreover, the compressive strength after impact was 265 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例6>
“グリルアミド”(登録商標)TR90 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 16部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 4部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例6のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は82μm、ガラス転移温度は103℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は8日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 6>
<Ginder amide> (registered trademark) TR90 80 parts, "Nocrack" (registered trademark) TD 16 parts and "Topsizer" (registered trademark) No. 1 S 4 parts as raw materials, kneading temperature 220 ° C. Preparation of product> A binder composition of Example 6 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 82 μm and a glass transition temperature of 103 ° C. The plasticizer separation start time was 8 days, and it was found that the plasticizer was excellent in long-term storage stability.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは53%であった。また、衝撃後圧縮強度は252MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 53%. Moreover, the compressive strength after impact was 252 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例7>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 7部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 13部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例7のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は88μm、ガラス転移温度は85℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は8日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 7>
“Grill amide” (registered trademark) TR90NZ 80 parts, “NOCRACK” (registered trademark) TD 7 parts and “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S 13 parts as raw materials, kneading temperature 220 ° C. Preparation of product> A binder composition of Example 7 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 88 μm and a glass transition temperature of 85 ° C. The plasticizer separation start time was 8 days, and it was found that the plasticizer was excellent in long-term storage stability.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは56%であった。また、衝撃後圧縮強度は264MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 56%. Moreover, the compressive strength after impact was 264 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例8>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 13部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 7部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例8のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は85μm、ガラス転移温度は98℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は9日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 8>
“Grill amide” (registered trademark) TR90NZ 80 parts, “NOCRACK” (registered trademark) TD 13 parts and “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S 7 parts as raw materials, kneading temperature 220 ° C. Preparation of product> A binder composition of Example 8 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 85 μm and a glass transition temperature of 98 ° C. Moreover, the separation start time of the plasticizer was 9 days, and it was found that the long-term storage stability was excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは54%であった。また、衝撃後圧縮強度は259MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 54%. Moreover, the compressive strength after impact was 259 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例9>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 10部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 10部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例9のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は86μm、ガラス転移温度は88℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は21日以上であり長期保存安定性が特に優れることが分かった。
<Example 9>
“Grill amide” (registered trademark) TR90NZ 80 parts, “NOCRACK” (registered trademark) TD 10 parts and “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S 10 parts as raw materials, kneading temperature 220 ° C. Preparation of product> A binder composition of Example 9 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 86 μm and a glass transition temperature of 88 ° C. Moreover, it was found that the separation start time of the plasticizer was 21 days or longer, and the long-term storage stability was particularly excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは55%であった。また、衝撃後圧縮強度は265MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 55%. Moreover, the compressive strength after impact was 265 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例10>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 10部と“トップサイザー”(登録商標)8号 10部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例10のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は88μm、ガラス転移温度は84℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は21日以上であり長期保存安定性が特に優れることが分かった。
<Example 10>
<Ginder amide> (registered trademark) TR90NZ 80 parts, "NOCRACK" (registered trademark) TD 10 parts and "Topsizer" (registered trademark) No. 8 10 parts as raw materials, kneading temperature 220 ° C. Of the binder composition of Example 10 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 88 μm and a glass transition temperature of 84 ° C. Moreover, it was found that the separation start time of the plasticizer was 21 days or longer, and the long-term storage stability was particularly excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは54%であった。また、衝撃後圧縮強度は261MPaであり耐衝撃性に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 54%. Moreover, the compressive strength after impact was 261 MPa, and it was found that the impact resistance was excellent.

<実施例11>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 7.5部、“トップサイザー”(登録商標)5号 7.5部とTPAE−8 5部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例11のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は93μm、ガラス転移温度は98℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は14日であり長期保存安定性が特に優れることが分かった。
<Example 11>
“Grillamide” (registered trademark) TR90NZ 80 parts, “NOCRACK” (registered trademark) TD 7.5 parts, “Topsizer” (registered trademark) No. 5 7.5 parts and TPAE-8 5 parts, and kneading temperature The binder composition of Example 11 was obtained at 220 ° C. according to <Preparation of Binder Composition> described above. The obtained binder composition had a volume average particle size of 93 μm and a glass transition temperature of 98 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 14 days, and the long-term storage stability was particularly excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは58%であった。また、衝撃後圧縮強度は276MPaであり耐衝撃性が特に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 58%. Moreover, the compressive strength after impact was 276 MPa, and it was found that the impact resistance was particularly excellent.

<実施例12>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 75部、“ノクラック”(登録商標)TD 7.5部、“トップサイザー”(登録商標)5号 7.5部とTPAE−8 10部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例12のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は101μm、ガラス転移温度は91℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は7日であり長期保存安定性に優れることが分かった。
<Example 12>
“Grill amide” (registered trademark) TR90NZ 75 parts, “NOCRACK” (registered trademark) TD 7.5 parts, “Topsizer” (registered trademark) No. 5 7.5 parts and TPAE-8 10 parts, and kneading temperature The binder composition of Example 12 was obtained at 220 ° C. according to <Preparation of Binder Composition> described above. The obtained binder composition had a volume average particle diameter of 101 μm and a glass transition temperature of 91 ° C. Moreover, it was found that the separation start time of the plasticizer was 7 days, and it was excellent in long-term storage stability.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは58%であった。また、衝撃後圧縮強度は286MPaであり耐衝撃性が特に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 58%. Further, the compressive strength after impact was 286 MPa, and it was found that the impact resistance was particularly excellent.

<実施例13>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 7.5部、“トップサイザー”(登録商標)1号S 7.5部と“PANDEX”(登録商標)T−1185 5部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって実施例13のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は99μm、ガラス転移温度は96℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は7日であり長期保存安定性が特に優れることが分かった。
<Example 13>
"Grillamide" (registered trademark) TR90NZ 80 parts, "NOCRACK" (registered trademark) TD 7.5 parts, "Topsizer" (registered trademark) No. 1 S 7.5 parts and "PANDEX" (registered trademark) T-1185 A binder composition of Example 13 was obtained using 5 parts as a raw material and a kneading temperature of 220 ° C. in accordance with <Preparation of Binder Composition> described above. The obtained binder composition had a volume average particle size of 99 μm and a glass transition temperature of 96 ° C. Moreover, the separation start time of the plasticizer was 7 days, and it was found that the long-term storage stability was particularly excellent.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは57%であった。また、衝撃後圧縮強度は271MPaであり耐衝撃性が特に優れることが分かった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 57%. Moreover, the compressive strength after impact was 271 MPa, and it was found that the impact resistance was particularly excellent.

<比較例1>
ナイロン12 80部、“ノクラック”(登録商標)TD 10部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 10部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例1のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は82μm、可塑剤の分離開始時間は10日であり長期保存安定性に優れることが分かった。ガラス転移温度は40℃であり、低いことが分かった。
<Comparative Example 1>
80 parts of nylon 12, 10 parts of “NOCRACK” (registered trademark) TD and 10 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S were used as raw materials at a kneading temperature of 220 ° C. according to the above-mentioned <Adjustment of Binder Composition>. The binder composition of Comparative Example 1 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 82 μm and a plasticizer separation start time of 10 days, which proved excellent in long-term storage stability. The glass transition temperature was 40 ° C. and was found to be low.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>、<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは58%であった。また、衝撃後圧縮強度は198MPaであり大幅に低く不十分であることが分かった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[A]を含まないものであった。   Next, using this binder composition, a carbon fiber composite material was prepared according to <Preparation of Reinforced Fiber Base>, <Preparation of Preform>, and <Molding of Fiber Reinforced Composite Material>. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 58%. It was also found that the compressive strength after impact was 198 MPa, which was significantly low and insufficient. The binder composition used here did not contain the component [A].

<比較例2>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 70部と “トップサイザー”(登録商標)5号 30部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例2のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は85μm、ガラス転移温度は70℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は5日であり短く不十分であることが分かった。
<Comparative example 2>
Binder composition of Comparative Example 2 using 70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ and 30 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 5 at a kneading temperature of 220 ° C. according to <Preparation of Binder Composition> described above. I got a thing. The obtained binder composition had a volume average particle size of 85 μm and a glass transition temperature of 70 ° C. It was also found that the plasticizer separation start time was 5 days, which was short and insufficient.

次に比較例2のバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤が分離していたが遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物が脱落しない程度に融着させることが出来た。得られた強化繊維基材を用いて前記した<プリフォームの作製>および<繊維強化複合材料の成形>にしたがって炭素繊維複合材料を作製した。得られた炭素繊維複合材料のVfは52%であった。また、衝撃後圧縮強度は210MPaであり大幅に低く不十分であることが分かった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[B]を含まないものであった。   Next, using the binder composition of Comparative Example 2, a reinforcing fiber substrate was prepared according to the above-mentioned <Preparation of reinforcing fiber substrate>. The plasticizer was separated, but the binder was passed through a far infrared heater. The composition could be fused to the extent that it did not fall off. Using the obtained reinforcing fiber base material, a carbon fiber composite material was prepared in accordance with <Preparation of preform> and <Molding of fiber reinforced composite material> described above. Vf of the obtained carbon fiber composite material was 52%. It was also found that the compressive strength after impact was 210 MPa, which was significantly low and insufficient. The binder composition used here did not contain the component [B].

<比較例3>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 70部、 “トップサイザー”(登録商標)1号S 25部と“CHIMASSORB”(登録商標)2020FDL 5部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例3のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は86μm、ガラス転移温度は56℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は2日であり非常に短く保存安定性が不十分であることが分かった。
<Comparative Example 3>
70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ, 25 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S and 5 parts of “CHIMASORB” (registered trademark) 2020FDL were used as the raw materials and the kneading temperature was 220 ° C. Preparation of product> A binder composition of Comparative Example 3 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 86 μm and a glass transition temperature of 56 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 2 days, which was very short and the storage stability was insufficient.

次にこの各々のバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤の分離が激しく遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させることが出来ず、強化繊維基材を得られなかった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[B]を含まないものであった。   Next, using each of these binder compositions, a reinforcing fiber substrate was prepared according to the above-mentioned <Preparation of reinforcing fiber substrate>, and the plasticizer was severely separated, and the binder composition was passed through a far-infrared heater. It was not possible to fuse and a reinforcing fiber substrate could not be obtained. The binder composition used here did not contain the component [B].

<比較例4>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 70部、 “トップサイザー”(登録商標)1号S 15部とEBSA 15部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例4のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は85μm、ガラス転移温度は71℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は2日であり非常に短く保存安定性が不十分であることが分かった。
<Comparative example 4>
70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ, 15 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S and 15 parts of EBSA, kneading temperature 220 ° C., comparison according to the above-mentioned <Adjustment of binder composition> The binder composition of Example 4 was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 85 μm and a glass transition temperature of 71 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 2 days, which was very short and the storage stability was insufficient.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤の分離が激しく遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させることが出来ず、強化繊維基材を得られなかった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[B]を含まないものであった。   Next, using this binder composition, a reinforcing fiber substrate was prepared according to <Preparation of Reinforcing Fiber Base>, and the binder composition was fused by passing through a far-infrared heater with severe separation of the plasticizer. The reinforcing fiber base material could not be obtained. The binder composition used here did not contain the component [B].

<比較例5>
“グリルアミド”(登録商標)TR90 70部と“トップサイザー”(登録商標)1号S 30部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例5のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は85μm、ガラス転移温度は64℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は1日であり非常に短く保存安定性が不十分であることが分かった。
<Comparative Example 5>
The binder of Comparative Example 5 was prepared by using 70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90 and 30 parts of “Topsizer” (registered trademark) No. 1 S at a kneading temperature of 220 ° C. according to <Preparation of Binder Composition> described above. A composition was obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 85 μm and a glass transition temperature of 64 ° C. Moreover, it was found that the separation start time of the plasticizer was 1 day, which was very short and the storage stability was insufficient.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤の分離が激しく遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させることが出来ず、強化繊維基材を得られなかった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[B]を含まないものであった。   Next, using this binder composition, a reinforcing fiber substrate was prepared according to <Preparation of Reinforcing Fiber Base>, and the binder composition was fused by passing through a far-infrared heater with severe separation of the plasticizer. The reinforcing fiber base material could not be obtained. The binder composition used here did not contain the component [B].

<比較例6>
“グリルアミド”(登録商標)TR90 60部とEBSA 40部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例6のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は83μm、ガラス転移温度は65℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は4日であり非常に短く保存安定性が不十分であることが分かった。
<Comparative Example 6>
A binder composition of Comparative Example 6 was obtained by using 60 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90 and 40 parts of EBSA at a kneading temperature of 220 ° C. according to the above-mentioned <Preparation of Binder Composition>. The obtained binder composition had a volume average particle diameter of 83 μm and a glass transition temperature of 65 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 4 days, which was very short and the storage stability was insufficient.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤の分離が激しく遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させることが出来ず、強化繊維基材を得られなかった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[B]を含まないものであった。   Next, using this binder composition, a reinforcing fiber substrate was prepared according to <Preparation of Reinforcing Fiber Base>, and the binder composition was fused by passing through a far-infrared heater with severe separation of the plasticizer. The reinforcing fiber base material could not be obtained. The binder composition used here did not contain the component [B].

<比較例7>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 70部と“ノクラック”(登録商標)TD 30部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例7のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は88μm、ガラス転移温度は92℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は3日であり非常に短く保存安定性が不十分であることが分かった。
<Comparative Example 7>
70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ and 30 parts of “Nocrack” (registered trademark) TD were used as raw materials, the kneading temperature was 220 ° C., and the binder composition of Comparative Example 7 was prepared according to the above-mentioned <Preparation of Binder Composition>. Obtained. The obtained binder composition had a volume average particle size of 88 μm and a glass transition temperature of 92 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 3 days, which was very short and the storage stability was insufficient.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤の分離が激しく遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させることが出来ず、強化繊維基材を得られなかった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[C]を含まないものであった。   Next, using this binder composition, a reinforcing fiber substrate was prepared according to <Preparation of Reinforcing Fiber Base>, and the binder composition was fused by passing through a far-infrared heater with severe separation of the plasticizer. The reinforcing fiber base material could not be obtained. The binder composition used here did not contain the constituent element [C].

<比較例8>
“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 80部と“トップサイザー”(登録商標)108 20部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例8のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は89μm、ガラス転移温度は78℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は5日であり非常に短く保存安定性が不十分であることが分かった。
<Comparative Example 8>
The binder composition of Comparative Example 8 was prepared by using 80 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ and 20 parts of “Topsizer” (registered trademark) 108 at a kneading temperature of 220 ° C. according to the above-described <Preparation of Binder Composition>. Got. The obtained binder composition had a volume average particle size of 89 μm and a glass transition temperature of 78 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 5 days, which was very short and the storage stability was insufficient.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤の分離が激しく遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させることが出来ず、強化繊維基材を得られなかった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[C]を含まないものであった。   Next, using this binder composition, a reinforcing fiber substrate was prepared according to <Preparation of Reinforcing Fiber Base>, and the binder composition was fused by passing through a far-infrared heater with severe separation of the plasticizer. The reinforcing fiber base material could not be obtained. The binder composition used here did not contain the constituent element [C].

<比較例9>

“グリルアミド”(登録商標)TR90NZ 70部、“トップサイザー”(登録商標)108 10部と“CHIMASSORB”(登録商標)2020FDL 10部を原料とし、混練温度220℃として、前記した<バインダー組成物の調整>にしたがって比較例9のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物の体積平均粒子径は82μm、ガラス転移温度は66℃であった。また、可塑剤の分離開始時間は6日であり非常に短く保存安定性が不十分であることが分かった。
<Comparative Example 9>

70 parts of “Grillamide” (registered trademark) TR90NZ, 10 parts of “Topsizer” (registered trademark) 108 and 10 parts of “CHIMASSORB” (registered trademark) 2020FDL were used as raw materials at a kneading temperature of 220 ° C. The binder composition of Comparative Example 9 was obtained according to Preparation>. The obtained binder composition had a volume average particle diameter of 82 μm and a glass transition temperature of 66 ° C. Further, it was found that the separation start time of the plasticizer was 6 days, which was very short and the storage stability was insufficient.

次にこのバインダー組成物を用いて、前記した<強化繊維基材の作製>にしたがって強化繊維基材を作製したところ、可塑剤の分離が激しく遠赤外線ヒーターを通過させてバインダー組成物を融着させることが出来ず、強化繊維基材を得られなかった。ここで用いたバインダー組成物は、構成要素[C]を含まないものであった。   Next, using this binder composition, a reinforcing fiber substrate was prepared according to <Preparation of Reinforcing Fiber Base>, and the binder composition was fused by passing through a far-infrared heater with severe separation of the plasticizer. The reinforcing fiber base material could not be obtained. The binder composition used here did not contain the constituent element [C].

Figure 2013181112
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本発明のバインダー組成物を用いることにより、強化繊維基材を積層したプリフォームの形態の固定が可能である。該プリフォームを使用してRTMで成形した繊維強化複合材料は、外部からの衝撃に対する耐衝撃性が優れ、高い衝撃後圧縮強度(CAI)を有することから、航空機部材、宇宙機部材、自動車部材および船舶部材などの構造部材に好適に使用することができる。   By using the binder composition of the present invention, it is possible to fix the form of a preform in which reinforcing fiber base materials are laminated. The fiber reinforced composite material molded by RTM using the preform has excellent impact resistance against external impacts and has high post-impact compressive strength (CAI). Therefore, aircraft members, spacecraft members, automobile members It can be suitably used for structural members such as ship members.

Claims (10)

次の構成要素[A]、構成要素[B]および構成要素[C]を含むバインダー組成物。
構成要素[A]:分子内にジシクロヘキシルメタン骨格を有し、ガラス転移温度が140℃以上である非晶性ポリアミド
構成要素[B]:次式(I)で表されるスルホンアミド化合物
Figure 2013181112
(式(I)中Rは、1〜3個の芳香環を有する置換基である。)
構成要素[C]:次式(II)で表されるスルホンアミド化合物
Figure 2013181112
(式(II)中RおよびRは、それぞれ水素、炭素数1〜4のアルキル基、シクロヘキシル基およびハロゲン基から選ばれる置換基である。)
A binder composition comprising the following component [A], component [B] and component [C].
Component [A]: Amorphous polyamide component having a dicyclohexylmethane skeleton in the molecule and a glass transition temperature of 140 ° C. or higher [B]: A sulfonamide compound represented by the following formula (I)
Figure 2013181112
(In formula (I), R 1 is a substituent having 1 to 3 aromatic rings.)
Component [C]: a sulfonamide compound represented by the following formula (II)
Figure 2013181112
(In formula (II), R 2 and R 3 are each a substituent selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cyclohexyl group, and a halogen group.)
構成要素[A]におけるジシクロヘキシルメタン骨格が3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジシクロヘキシルメタン骨格である、請求項1に記載のバインダー組成物。 The binder composition according to claim 1, wherein the dicyclohexylmethane skeleton in the component [A] is a 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminodicyclohexylmethane skeleton. 構成要素[A]100質量部に対して、構成要素[B]と構成要素[C]を合わせて11〜67質量部含有し、かつ、構成要素[B]と構成要素[C]の配合量の比率が1:1〜0.5:1であって、ガラス転移温度が40〜110℃である請求項1または2に記載のバインダー組成物。 The component [B] and the component [C] are contained in an amount of 11 to 67 parts by mass with respect to the component [A] 100 parts by mass, and the blending amount of the component [B] and the component [C] The binder composition according to claim 1, wherein the ratio is 1: 1 to 0.5: 1 and the glass transition temperature is 40 to 110 ° C. 3. 構成要素[D]として、熱可塑性エラストマーをさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載のバインダー組成物。 The binder composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a thermoplastic elastomer as the constituent element [D]. 熱可塑性エラストマーがポリアミドエラストマーである、請求項4に記載のバインダー組成物。 The binder composition according to claim 4, wherein the thermoplastic elastomer is a polyamide elastomer. 請求項1〜5のいずれかに記載のバインダー組成物を少なくとも片面に付与した強化繊維基材。 The reinforcing fiber base material which provided the binder composition in any one of Claims 1-5 to the at least single side | surface. 強化繊維基材が炭素繊維束からなる経糸とこれに平行に配列されたガラス繊維または化学繊維からなる繊維束の補助経糸と、これらと直交するように配列されたガラス繊維または化学繊維からなる緯糸からなり、該補助経糸と該緯糸が互いに交差することにより、炭素繊維束が一体に保持されて織物が形成されているノンクリンプ構造の織物であり、前記バインダー組成物が目付5〜50g/mの含有量で強化繊維基材両面に付与された、請求項6に記載の強化繊維基材。 The reinforcing fiber base is a warp made of a carbon fiber bundle, an auxiliary warp of a fiber bundle made of glass fiber or chemical fiber arranged parallel to the fiber, and a weft made of glass fiber or chemical fiber arranged so as to be orthogonal thereto And the auxiliary warp and the weft intersect with each other so that the carbon fiber bundle is integrally held to form a woven fabric, and the binder composition has a basis weight of 5 to 50 g / m 2. The reinforcing fiber base material according to claim 6, which is applied to both sides of the reinforcing fiber base material with a content of. 請求項6または請求項7に記載の強化繊維基材を積層してなり、該強化繊維基材の層間に前記バインダー組成物を存在させたプリフォーム。 A preform in which the reinforcing fiber base material according to claim 6 or 7 is laminated and the binder composition is present between layers of the reinforcing fiber base material. 請求項8に記載のプリフォームと熱硬化性樹脂組成物の硬化物を含む繊維強化複合材料。 A fiber-reinforced composite material comprising the preform according to claim 8 and a cured product of a thermosetting resin composition. 請求項8に記載のプリフォームを、剛体オープンモールドと可撓性フィルムによって形成されたキャビティ内に設置し、該キャビティを真空ポンプにて吸引し、大気圧との差圧にて注入口からキャビティ内に液状熱硬化性樹脂組成物を注入してプリフォームを含浸させた後、該液状熱硬化性樹脂組成物を加熱硬化させる工程を含む、繊維強化複合材料の製造方法。 The preform according to claim 8 is installed in a cavity formed by a rigid open mold and a flexible film, the cavity is sucked by a vacuum pump, and the cavity is formed from the injection port by a differential pressure from the atmospheric pressure. A method for producing a fiber-reinforced composite material, comprising the steps of injecting a liquid thermosetting resin composition into the interior and impregnating the preform and then heat-curing the liquid thermosetting resin composition.
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