JP2023127055A - laminate - Google Patents

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JP2023127055A
JP2023127055A JP2022030599A JP2022030599A JP2023127055A JP 2023127055 A JP2023127055 A JP 2023127055A JP 2022030599 A JP2022030599 A JP 2022030599A JP 2022030599 A JP2022030599 A JP 2022030599A JP 2023127055 A JP2023127055 A JP 2023127055A
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祐貴 佐道
Yuki Sado
宏明 坂田
Hiroaki Sakata
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

To provide a lightweight laminate that can maintain mechanical properties while exhibiting excellent flame retardancy.SOLUTION: A laminate containing fibers, a matrix resin and a flame retardant filler is provided. The flame retardant filler is at least partially zinc borate. When an area occupied by the flame retardant filler in an entirety of a 45° cross section in the cross section 45° with respect to a direction of the fibers is 100%, an area ratio R occupied by the flame retardant filler in a range S of 400 μm from one outermost surface of the laminate is 70% or more. When an area occupied by the flame retardant filler is A and an area occupied by the matrix resin is B in the range S, the laminate satisfies a relation (I): 0.01<A/B<0.2 (I)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、航空機用途に好適な積層体に関するものである。 The present invention relates to a laminate suitable for aircraft use.

強化繊維、特に炭素繊維とマトリックス樹脂からなる炭素繊維複合材料は、その力学特性が優れていることから、ゴルフクラブ、テニスラケットおよび釣り竿などのスポーツ用品を始め、航空機や車両などの構造材料やコンクリート構造物の補強など幅広い分野で利用されている。近年は、優れた力学特性のみならず、炭素繊維が導電性を有することから、ノートパソコンやビデオカメラなどの電子電気機器の筐体などにも使用され、筐体の薄肉化、機器の重量軽減などに役立っている。このような炭素繊維強化複合材料は、熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸して得られるプリプレグを積層して得られることが多い。 Reinforcing fibers, especially carbon fiber composite materials made of carbon fibers and matrix resin, have excellent mechanical properties and are used in sports equipment such as golf clubs, tennis rackets, and fishing rods, structural materials for aircraft and vehicles, and concrete. It is used in a wide range of fields such as reinforcing structures. In recent years, carbon fiber has not only excellent mechanical properties but also conductivity, so it has been used for the housing of electronic and electrical equipment such as notebook computers and video cameras, making the housing thinner and reducing the weight of the equipment. It is useful for things such as Such carbon fiber reinforced composite materials are often obtained by laminating prepregs obtained by impregnating reinforcing fibers with a thermosetting resin.

炭素繊維強化複合材料の様々な用途の中で、特に航空機や車両などの構造材料や内装材料などにおいては、火災によって材料が着火燃焼しないように材料に難燃性を有することが強く求められている。また電子電気機器用途においても、装置内部からの発熱や外部の高温にさらされることにより、筐体や部品などが発火し燃焼する事故を防ぐために、材料の難燃化が求められている。 Among the various uses of carbon fiber reinforced composite materials, there is a strong demand for materials to have flame retardant properties, especially in structural and interior materials for aircraft and vehicles, to prevent them from igniting and burning in the event of a fire. There is. Furthermore, in electronic and electrical equipment applications, there is a need for materials to be flame retardant in order to prevent accidents such as cases and parts igniting and burning due to heat generation from inside the equipment or exposure to high temperatures outside.

難燃性を向上させる方法として、熱硬化性樹脂に難燃剤を配合する方法が広く用いられている(例えば特許文献1)。しかしながらフィラーはその部分が破断起点となって、力学特性を低下させるため、その混合量を減少する必要がある。 As a method of improving flame retardancy, a method of blending a flame retardant into a thermosetting resin is widely used (for example, Patent Document 1). However, the amount of filler mixed must be reduced because the filler becomes a fracture starting point and deteriorates mechanical properties.

そこで、難燃剤フィラーを混合したプリプレグを表層部両面に積層した積層体の技術が開示されている(例えば特許文献2)。 Therefore, a technique of a laminate in which prepreg mixed with a flame retardant filler is laminated on both surfaces of the surface layer has been disclosed (for example, Patent Document 2).

国際公開第2005/082982号公報International Publication No. 2005/082982 特開2007-231073号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-231073

しかしながら、特許文献2の技術である、難燃剤フィラーを表面部両面に積層した積層体では、難燃性も低く、また両表層付近から進展する物性低下を抑制するのには不十分であるという課題を有している。 However, the technique disclosed in Patent Document 2, which is a laminate in which flame retardant filler is laminated on both surfaces, has low flame retardancy and is insufficient to suppress the deterioration of physical properties that progresses from the vicinity of both surfaces. I have issues.

本発明は、上記した従来技術における問題を解決し、優れた難燃性を発現しつつ力学特性を維持できる軽量な繊維強化複合材料を得るための積層体を提供することにある。 The present invention solves the problems in the prior art described above, and provides a laminate for obtaining a lightweight fiber-reinforced composite material that can maintain mechanical properties while exhibiting excellent flame retardancy.

かかる課題を解決するため、本発明は、次の構成を有するものである。すなわち、繊維、マトリックス樹脂および難燃剤フィラーを含む積層体であって、該難燃剤フィラーは、少なくとも一部がホウ酸亜鉛であって、繊維方向に対して45°の断面において、45°の断面全体における難燃剤フィラーが占める面積を100%としたとき、片方の積層体最表面から400μmの範囲Sにおける難燃剤フィラーが占める面積比Rが70%以上であり、かつ該範囲Sにおいて、難燃剤フィラーが占める面積をA、マトリックス樹脂面積をBとしたときに、以下の関係式(I)が成り立つ積層体を提供する。
0.01<A/B<0.2 (I)
In order to solve this problem, the present invention has the following configuration. That is, it is a laminate including fibers, a matrix resin, and a flame retardant filler, the flame retardant filler being at least partially zinc borate, and having a cross section of 45 degrees with respect to the fiber direction. When the area occupied by the flame retardant filler in the whole is taken as 100%, the area ratio R occupied by the flame retardant filler in a range S of 400 μm from the outermost surface of one of the laminates is 70% or more, and in this range S, the flame retardant filler A laminate is provided that satisfies the following relational expression (I), where A is the area occupied by the filler and B is the area occupied by the matrix resin.
0.01<A/B<0.2 (I)

本発明によれば、積層体を成形して得られる繊維強化複合材料の難燃性と力学特性を両立するという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to achieve the effect of achieving both flame retardancy and mechanical properties of a fiber-reinforced composite material obtained by molding a laminate.

本発明の積層体は繊維方向に対して45°の断面において、該45°の断面全体における難燃剤フィラーが占める面積を100%としたとき、片方の積層体最表面から400μmの範囲における難燃剤フィラーが占める面積比Rが70%以上であり、好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。繊維方向に対して45°でカットすることにより、0°および90°方向の繊維が同じ断面形状となり、大きな誤差なく繊維、樹脂、難燃剤フィラーの存在比を予測することができる。難燃剤フィラーが占める面積が70%以上であることで効率良く積層体の難燃性を発揮することができる。かかる難燃剤フィラーの比率は実施例に記載する面積の測定法に従って評価する。 In the laminate of the present invention, in a cross section at 45° with respect to the fiber direction, assuming that the area occupied by the flame retardant filler in the entire 45° cross section is 100%, the flame retardant filler is present in a range of 400 μm from the outermost surface of one of the laminates. The area ratio R occupied by the filler is 70% or more, preferably 80% or more, and more preferably 90% or more. By cutting at 45° with respect to the fiber direction, the fibers in the 0° and 90° directions have the same cross-sectional shape, and the abundance ratio of fibers, resin, and flame retardant filler can be predicted without large errors. When the area occupied by the flame retardant filler is 70% or more, the flame retardancy of the laminate can be efficiently exhibited. The proportion of such flame retardant filler is evaluated according to the area measurement method described in the Examples.

本発明の積層体は(I)式が0.01<A/B<0.2であり、好ましくは0.015<A/B<0.18であり、より好ましくは0.02<A/B<0.16である。A/Bの値が0.01を超えれば十分な難燃性を発現することができる。A/Bの値は大きいに越したことはないが、0.2未満が上限となるように制御する。かかる難燃剤フィラー面積およびマトリックス樹脂面積は実施例に記載する面積の測定法に従って評価する。 The laminate of the present invention has formula (I) of 0.01<A/B<0.2, preferably 0.015<A/B<0.18, more preferably 0.02<A/ B<0.16. If the value of A/B exceeds 0.01, sufficient flame retardancy can be exhibited. Although it is better to have a large A/B value, it is controlled so that the upper limit is less than 0.2. The flame retardant filler area and matrix resin area are evaluated according to the area measurement method described in the Examples.

本発明に係る難燃剤フィラーは、少なくとも一部がホウ酸亜鉛であるが、これを60質量%以上含むことが好ましく、フィラーの単位面積あたりの濃度が高められ、より高い難燃効果を発揮することができる。 The flame retardant filler according to the present invention is at least partially composed of zinc borate, and preferably contains 60% by mass or more of zinc borate, so that the concentration per unit area of the filler is increased and a higher flame retardant effect is exhibited. be able to.

本発明に係る難燃剤フィラーは、平均粒径が繊維径より大きく、かつ60μm以下であることが好ましい。繊維径より大きいことで、繊維層へ樹脂を含浸するときに難燃剤フィラーが繊維層に含浸しにくく表層に残存し、高い難燃性を発現する。また、60μm以下であれば、難燃剤フィラーの総表面積が十分に大きく、高い難燃効果を発現できる。かかる繊維径および難燃剤フィラーの平均粒径は実施例に記載する計算法に従って評価する。 The flame retardant filler according to the present invention preferably has an average particle diameter larger than the fiber diameter and 60 μm or less. By being larger than the fiber diameter, when the fiber layer is impregnated with resin, the flame retardant filler is difficult to impregnate into the fiber layer and remains on the surface layer, thereby exhibiting high flame retardancy. Moreover, if it is 60 micrometers or less, the total surface area of a flame retardant filler will be large enough, and a high flame retardant effect can be expressed. The fiber diameter and the average particle diameter of the flame retardant filler are evaluated according to the calculation method described in the Examples.

本発明の積層体は、繊維のうち一部または全部が織物を構成することが好ましい。織物であることで、難燃剤フィラーを添加しても力学特性に影響しにくく、難燃性を高めることができる。 In the laminate of the present invention, it is preferable that some or all of the fibers constitute a woven fabric. Since it is a woven fabric, even if a flame retardant filler is added, the mechanical properties are hardly affected, and flame retardancy can be improved.

本発明の積層体は最表面から400μmの範囲における難燃剤フィラーが占める面積が70%以上である側の最表層に含まれる繊維が織物であることが好ましい。ここで最表層とは、積層体の最も外側に配置される層である。最表層に含まれる繊維が織物であることで難燃剤フィラーを添加しても力学特性に影響しにくく、難燃性を高めることができる。 In the laminate of the present invention, it is preferable that the fibers included in the outermost layer in which the flame retardant filler occupies 70% or more of the area within 400 μm from the outermost surface are woven fabrics. Here, the outermost layer is a layer disposed on the outermost side of the laminate. Since the fibers included in the outermost layer are woven fabrics, even when a flame retardant filler is added, the mechanical properties are hardly affected, and flame retardancy can be improved.

本発明の積層体は、厚さが4mm以上であることが好ましい。厚さが4mm以上になることで、表層の難燃剤フィラーが力学特性へ与える影響が小さくなり、優れた難燃性を発現しつつ力学特性を維持できる。 The thickness of the laminate of the present invention is preferably 4 mm or more. When the thickness is 4 mm or more, the influence of the flame retardant filler in the surface layer on the mechanical properties is reduced, and the mechanical properties can be maintained while exhibiting excellent flame retardancy.

次に本発明におけるマトリックス樹脂について述べる。 Next, the matrix resin in the present invention will be described.

本発明におけるマトリックス樹脂はエポキシ樹脂と硬化剤とを含む。 The matrix resin in the present invention includes an epoxy resin and a curing agent.

本発明におけるエポキシ樹脂としては、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂、固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂、固形ビスフェノールS型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂などを好ましく用いることができる。なお、本発明において「液状」とは、25℃で流動性を示すもののことをいう。 The epoxy resin in the present invention includes liquid bisphenol A epoxy resin, liquid bisphenol F epoxy resin, solid bisphenol A epoxy resin, solid bisphenol S epoxy resin, glycidyl ether epoxy resin such as aliphatic epoxy resin, and glycidyl amine. Type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, glycidylamine type epoxy resins, rubber-modified epoxy resins, and the like can be preferably used. In the present invention, "liquid" refers to something that exhibits fluidity at 25°C.

本発明における硬化剤は、アミン系硬化剤である。アミン系硬化剤とは硬化剤分子中に窒素原子を有する化合物をいう。 The curing agent in the present invention is an amine curing agent. The amine curing agent refers to a compound having a nitrogen atom in the curing agent molecule.

かかる硬化剤としては、分子中に窒素原子を含有していれば特に特定されないが、例えば、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミンのような活性水素を有する芳香族ポリアミン化合物、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、イソホロンジアミン、ビス(アミノメチル)ノルボルナン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ポリエチレンイミンのダイマー酸エステルのような活性水素を有する脂肪族アミン、これらの活性水素を有するアミンにエポキシ化合物、アクリロニトリル、フェノールとホルムアルデヒド、チオ尿素などの化合物を反応させて得られる変性アミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチルベンジルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールや1置換イミダゾールのような活性水素を持たない第三アミン、ジシアンジアミド、テトラメチルグアニジン、アジピン酸ヒドラジドやナフタレンカルボン酸ヒドラジドのようなポリカルボン酸ヒドラジド、三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸錯体などが挙げられる。 Such curing agents are not particularly specified as long as they contain a nitrogen atom in the molecule, but examples include 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, Aromatic polyamine compounds with active hydrogen such as m-phenylenediamine, m-xylylenediamine, diethyltoluenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine, bis(aminomethyl)norbornane, bis(4-aminocyclohexyl)methane , aliphatic amines with active hydrogen such as dimer acid ester of polyethyleneimine, modified amines obtained by reacting these amines with active hydrogen with compounds such as epoxy compounds, acrylonitrile, phenol and formaldehyde, thiourea, N , N-dimethylaniline, N,N-dimethylbenzylamine, tertiary amines without active hydrogen such as 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol and monosubstituted imidazole, dicyandiamide, tetramethylguanidine, adipine Examples include acid hydrazide, polycarboxylic acid hydrazide such as naphthalenecarboxylic acid hydrazide, and Lewis acid complex such as boron trifluoride ethylamine complex.

本発明におけるアミン系硬化剤は、樹脂調合工程での安定性や室温での保存安定性、あるいは炭素繊維への炭素繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物を含浸する工程で受ける熱履歴に対する安定性などのため、熱活性型の潜在性を有することが好ましい。ここで熱活性型の潜在性とは、そのままでは活性の低い状態であるが、一定の熱履歴を受けることにより相変化や化学変化などを起こして、活性の高い状態に変わるという性質を意味する。 The amine curing agent in the present invention has stability during the resin preparation process, storage stability at room temperature, or stability against thermal history during the process of impregnating carbon fibers with the epoxy resin composition for carbon fiber reinforced composite materials. Therefore, it is preferable to have heat-activated latent properties. Here, the term "thermally activated latent" refers to the property that, although it is in a state of low activity as it is, it undergoes a phase change or chemical change when subjected to a certain thermal history, changing to a state of high activity. .

本発明におけるマトリックス樹脂には、粘弾性制御や靱性付与のために、さらに熱可塑性樹脂を配合することができる。 The matrix resin in the present invention may further contain a thermoplastic resin in order to control viscoelasticity and impart toughness.

このような熱可塑性樹脂の例としては、ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルホルマールやポリビニルブチラールなどのポリビニルアセタール類、ポリビニルピロリドン、芳香族ビニル単量体・シアン化ビニル単量体・ゴム質重合体から選ばれる少なくとも2種類を構成成分とする重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリーレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、フェノキシ樹脂などが挙げられる。これらの中で、ポリビニルホルマールやポリエーテルスルホンが、多くの種類のエポキシ樹脂を良好な相溶性を有し、炭素繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物の流動性制御の効果が大きい点で好ましく用いられる。 Examples of such thermoplastic resins include polymethyl methacrylate, polyvinyl acetals such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, aromatic vinyl monomers, vinyl cyanide monomers, and rubbery polymers. Examples include polymers containing at least two types of polyamides, polyamides, polyesters, polycarbonates, polyarylene oxides, polysulfones, polyethersulfones, polyimides, phenoxy resins, and the like. Among these, polyvinyl formal and polyether sulfone are preferably used because they have good compatibility with many types of epoxy resins and are highly effective in controlling the fluidity of epoxy resin compositions for carbon fiber reinforced composite materials. It will be done.

本発明におけるマトリックス樹脂において、熱可塑性樹脂成分は、エポキシ樹脂100質量部に対して、5~20質量部含まれることが好ましい。この範囲内であるとプリプレグのドレープ性と炭素繊維強化複合材料における難燃性が両立できる。 In the matrix resin of the present invention, the thermoplastic resin component is preferably contained in an amount of 5 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the epoxy resin. Within this range, both the drapability of the prepreg and the flame retardancy of the carbon fiber reinforced composite material can be achieved.

次に本発明における難燃剤フィラーについて述べる。 Next, the flame retardant filler in the present invention will be described.

本発明における難燃剤フィラーは、少なくとも一部がホウ酸亜鉛であるが、特に組成物における分散性、安定性などの観点から、ZnO、Bを含むことが好ましい。また、ホウ酸亜鉛と他の難燃剤を併用すること、例えばホウ酸亜鉛と金属水酸化物、ホウ酸亜鉛と赤リン、ホウ酸亜鉛とリン化合物、ホウ酸亜鉛と窒素含有化合物のように複数種の難燃剤を併用することも可能である。 At least a portion of the flame retardant filler in the present invention is zinc borate, but preferably contains ZnO and B2O3 , particularly from the viewpoint of dispersibility and stability in the composition . Also, the combination of zinc borate and other flame retardants, such as zinc borate and metal hydroxides, zinc borate and red phosphorus, zinc borate and phosphorus compounds, zinc borate and nitrogen-containing compounds, etc. It is also possible to use other flame retardants.

本発明の積層体においては、繊維として炭素繊維を用いることが好ましい。なお、以下では繊維を強化繊維と記載することもある。炭素繊維を強化繊維として用いることにより、繊維強化複合材料に優れた難燃性、強度、耐衝撃性を発現させることができる。 In the laminate of the present invention, it is preferable to use carbon fibers as the fibers. In addition, below, a fiber may be described as a reinforcing fiber. By using carbon fibers as reinforcing fibers, fiber-reinforced composite materials can exhibit excellent flame retardancy, strength, and impact resistance.

炭素繊維としては、既知の炭素繊維であれば、いずれのものでも用いることができるが、ストランド引張試験におけるストランド弾性率が200GPa以上450GPa以下であるものが好ましく用いられる。なお、ストランド引張試験とは、JIS R7601(1986)に基づいて行う試験をいう。 As the carbon fiber, any known carbon fiber can be used, but those having a strand elastic modulus of 200 GPa or more and 450 GPa or less in a strand tensile test are preferably used. Note that the strand tensile test is a test conducted based on JIS R7601 (1986).

炭素繊維のフィラメント数は、繊維配列が蛇行せず、プリプレグ作製時あるいは成形時に樹脂含浸がしやすいという観点から、2000~50000本が好ましく、より好ましくは、2500~40000本である。 The number of carbon fiber filaments is preferably 2,000 to 50,000, more preferably 2,500 to 40,000 from the viewpoint that the fiber arrangement does not meander and resin impregnation is easy during prepreg production or molding.

本発明で用いられる炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系およびピッチ系等の炭素繊維に分類される。中でも、引張強度の高いポリアクリロニトリル系炭素繊維が好ましく用いられる。ポリアクリロニトリル系炭素繊維は、例えば、次に述べる工程を経て製造することができる。アクリロニトリルを主成分とするモノマーから得られるポリアクリロニトリルを含む紡糸原液を、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法、乾式紡糸法、または溶融紡糸法により紡糸する。紡糸後の凝固糸は、製糸工程を経て、プリカーサーとし、続いて耐炎化および炭化などの工程を経て炭素繊維を得ることができる。 The carbon fibers used in the present invention are classified into polyacrylonitrile-based, rayon-based, pitch-based carbon fibers, and the like. Among these, polyacrylonitrile carbon fibers having high tensile strength are preferably used. Polyacrylonitrile carbon fibers can be produced, for example, through the steps described below. A spinning dope containing polyacrylonitrile obtained from a monomer containing acrylonitrile as a main component is spun by a wet spinning method, a dry-wet spinning method, a dry spinning method, or a melt spinning method. The coagulated yarn after spinning is subjected to a spinning process to become a precursor, and then subjected to processes such as flame resistance and carbonization to obtain carbon fibers.

炭素繊維の市販品としては、引張弾性率が230GPaの“トレカ(登録商標)”T700G-24K、“トレカ(登録商標)”T300-3K、および“トレカ(登録商標)”T700S-12Kや294GPaの“トレカ(登録商標)”T800G-24K、“トレカ(登録商標)”T800S-24K、324GPaの“トレカ(登録商標)”T1100G-24K(以上、東レ(株)製)等が挙げられる。 Commercially available carbon fibers include "Torayca (registered trademark)" T700G-24K, "Torayca (registered trademark)" T300-3K, and "Torayca (registered trademark)" T700S-12K with a tensile modulus of 230 GPa and 294 GPa. Examples include "Torayca (registered trademark)" T800G-24K, "Torayca (registered trademark)" T800S-24K, and 324 GPa "Torayca (registered trademark)" T1100G-24K (all manufactured by Toray Industries, Inc.).

炭素繊維の形態や配列については、一方向に引き揃えた長繊維や織物等から適宜選択できるが、軽量で耐久性がより高い水準にある炭素繊維強化複合材料を得るためには、炭素繊維が、一方向に引き揃えた長繊維(繊維束)や織物等連続繊維の形態であることが好ましい。ここでいう長繊維とは、繊維ストランドの平均長さが10mm以上のものをいう。 The form and arrangement of carbon fibers can be appropriately selected from long fibers aligned in one direction, woven fabrics, etc., but in order to obtain a carbon fiber reinforced composite material that is lightweight and has a higher level of durability, it is necessary to It is preferable that the fibers are in the form of continuous fibers such as long fibers (fiber bundles) drawn in one direction or woven fabrics. The long fibers herein refer to fiber strands with an average length of 10 mm or more.

本発明で用いられる炭素繊維束は、撚糸時や樹脂組成物の含浸処理工程において炭素繊維束の損傷を起こさず、かつ炭素繊維束に樹脂組成物を充分に含浸させる観点から、単繊維繊度は0.2~2.0dtexであることが好ましく、より好ましくは0.4~1.8dtexである。 The carbon fiber bundle used in the present invention has a single fiber fineness from the viewpoint of not causing damage to the carbon fiber bundle during twisting or the resin composition impregnation process, and from the viewpoint of sufficiently impregnating the carbon fiber bundle with the resin composition. It is preferably 0.2 to 2.0 dtex, more preferably 0.4 to 1.8 dtex.

本発明の積層体は、炭素繊維を一方向に引き揃えた長繊維や織物等にマトリックス樹脂と難燃剤フィラーの混合物を含浸させてなるプリプレグを積層後、硬化させることで得られる。 The laminate of the present invention is obtained by laminating prepregs made by impregnating long fibers, textiles, etc. of carbon fibers aligned in one direction with a mixture of a matrix resin and a flame retardant filler, and then curing the prepregs.

かかるプリプレグは、様々な公知の方法で製造することができる。例えば、本発明におけるエポキシ樹脂組成物からなるマトリックス樹脂をアセトン、メチルエチルケトンおよびメタノール等から選ばれる有機溶媒に溶解させて低粘度化し、強化繊維に含浸させるウェット法、あるいは、有機溶媒を使用せずに加熱によりマトリックス樹脂を低粘度化し、強化繊維に含浸させるホットメルト法等の方法により、プリプレグを製造することができる。 Such prepregs can be manufactured by various known methods. For example, a wet method in which the matrix resin comprising the epoxy resin composition of the present invention is dissolved in an organic solvent selected from acetone, methyl ethyl ketone, methanol, etc. to lower the viscosity and impregnated into reinforcing fibers, or a method without using an organic solvent. A prepreg can be produced by a method such as a hot melt method in which the viscosity of a matrix resin is reduced by heating and impregnated into reinforcing fibers.

ウェット法では、マトリックス樹脂を含む液体に強化繊維を浸漬した後に引き上げ、オーブン等を用いて有機溶媒を蒸発させてプリプレグを得ることができる。また、ホットメルト法では、加熱により低粘度化したマトリックス樹脂を、強化繊維に直接含浸させる方法、あるいは一旦マトリックス樹脂を離型紙等の上にコーティングした樹脂フィルム付きの離型紙シート(以降、「樹脂フィルム」と表すこともある)をまず作製し、次いで強化繊維の両側あるいは片側から樹脂フィルムを強化繊維側に重ね、加熱加圧することにより強化繊維にマトリックス樹脂を含浸させる方法等を用いることができる。 In the wet method, reinforcing fibers are immersed in a liquid containing a matrix resin and then pulled up, and the organic solvent is evaporated using an oven or the like to obtain a prepreg. In addition, in the hot melt method, matrix resin whose viscosity has been lowered by heating is directly impregnated into reinforcing fibers, or a release paper sheet with a resin film on which matrix resin is coated on release paper (hereinafter referred to as "resin It is possible to use a method such as first producing a resin film (sometimes referred to as "film"), then layering a resin film on the reinforcing fiber side from both sides or one side of the reinforcing fiber, and impregnating the reinforcing fiber with the matrix resin by applying heat and pressure. .

本発明におけるプリプレグの製造方法としては、プリプレグ中に残留する有機溶媒が実質的に皆無となるため、有機溶媒を用いずにマトリックス樹脂を強化繊維に含浸させるホットメルト法が好適に用いられる。 As the method for producing the prepreg in the present invention, a hot melt method is preferably used in which reinforcing fibers are impregnated with a matrix resin without using an organic solvent, since there is substantially no organic solvent remaining in the prepreg.

本発明におけるプリプレグは、単位面積あたりの強化繊維量が70~2000g/mであることが好ましい。かかる強化繊維量が70~2000g/mの範囲内であると、プリプレグのドレープ性に優れたり、繊維強化複合材料を成形する際、所定の厚みを得るためのプリプレグ積層枚数が適度となるため作業性に優れたりする。 The prepreg in the present invention preferably has a reinforcing fiber amount of 70 to 2000 g/m 2 per unit area. When the amount of reinforcing fibers is within the range of 70 to 2000 g/ m2 , the drape properties of the prepreg are excellent, and the number of layers of prepreg to obtain a predetermined thickness is appropriate when forming a fiber reinforced composite material. It has excellent workability.

本発明におけるプリプレグ中における強化繊維の質量含有率は、好ましくは30~90質量%であり、より好ましくは35~85質量%であり、さらに好ましくは40~80質量%である。プリプレグ中における強化繊維の質量含有率が30質量%以上であると、比強度と比弾性率に優れた繊維強化複合材料を得ることができたり、繊維強化複合材料を成形する際の硬化発熱量を抑制することができたりする。また、プリプレグ中における強化繊維の質量含有率が90質量%以下であると、強化繊維に十分マトリックス樹脂が含浸し、ボイドの無い積層体を得ることができる。 The mass content of reinforcing fibers in the prepreg in the present invention is preferably 30 to 90% by mass, more preferably 35 to 85% by mass, and even more preferably 40 to 80% by mass. When the mass content of reinforcing fibers in the prepreg is 30% by mass or more, it is possible to obtain a fiber-reinforced composite material with excellent specific strength and specific modulus, and the curing calorific value when molding the fiber-reinforced composite material is reduced. can be suppressed. Further, when the mass content of reinforcing fibers in the prepreg is 90% by mass or less, the reinforcing fibers are sufficiently impregnated with the matrix resin, and a void-free laminate can be obtained.

本発明の積層体は、上述した本発明におけるプリプレグを所定の形態で積層し、加熱加圧してマトリックス樹脂を硬化させる方法を一例として、製造することができる。ここで熱及び圧力を付与する方法には、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、内圧成形法等が挙げられる。 The laminate of the present invention can be manufactured by, for example, the method of laminating the prepregs of the present invention described above in a predetermined form and curing the matrix resin by heating and pressing. Examples of methods for applying heat and pressure include press molding, autoclave molding, bagging molding, internal pressure molding, and the like.

さらに、プリプレグを用いずに、本発明におけるマトリックス樹脂組成物を強化繊維に直接含浸させた後、加熱硬化する方法、例えばハンド・レイアップ法、フィラメント・ワインディング法、レジン・トランスファー・モールディング法等の成形法によっても積層体を作製することができる。 Furthermore, methods of directly impregnating reinforcing fibers with the matrix resin composition of the present invention without using prepreg, and then heating and curing the composition, such as hand lay-up method, filament winding method, resin transfer molding method, etc. A laminate can also be produced by a molding method.

プリプレグを積層する際には、難燃剤フィラーを混合したプリプレグが一方の面の最表層に来るように積層させることが好ましい。この理由として、燃焼は積層体の最表面から進行するため、この最表面の難燃性を高めることが最も効果が高いためである。また、積層体の構成に特に限定はないが、積層体の厚さが4mm以下の場合は、硬化後の樹脂の冷却時での収縮差による変形を防ぐため、繊維やマトリックス樹脂は厚さ方向で対称であることが望ましい。 When laminating the prepregs, it is preferable to laminate them so that the prepreg mixed with the flame retardant filler is on the outermost layer of one side. The reason for this is that since combustion proceeds from the outermost surface of the laminate, it is most effective to increase the flame retardance of this outermost surface. Although there are no particular limitations on the structure of the laminate, if the thickness of the laminate is 4 mm or less, the fibers and matrix resin should be It is desirable that it be symmetrical.

本発明における積層体は、FAR25.853(Appendix F,Part IV)に準拠したヒートリリース試験(OSU法)で、最大発熱速度が100kW・m-2以下という高い難燃性を有したものである。 The laminate of the present invention has high flame retardancy with a maximum heat generation rate of 100 kW m -2 or less in a heat release test (OSU method) in accordance with FAR25.853 (Appendix F, Part IV). .

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。実施例および比較例において用いられた材料を次に示す。 The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The materials used in the examples and comparative examples are shown below.

<エポキシ樹脂>
・ELM434(テトラグリシジルアミノジフェニルメタン樹脂、住友化学(株)製)。
・GAN(N,N-ジグリシジルアニリン樹脂、日本化薬(株)製)。
・“jER(登録商標)”825(液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱ケミカル(株)製)。
<Epoxy resin>
- ELM434 (tetraglycidylaminodiphenylmethane resin, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.).
- GAN (N,N-diglycidylaniline resin, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
- "jER (registered trademark)" 825 (liquid bisphenol A epoxy resin, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

<熱可塑性樹脂>
・“スミカエクセル(登録商標)”5003P(ポリエーテルスルホン、住友化学(株)製) 10質量部。
<Thermoplastic resin>
- 10 parts by mass of "Sumika Excel (registered trademark)" 5003P (polyether sulfone, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.).

<難燃剤フィラー>
・“Firebrake(登録商標)”500(無水ホウ酸亜鉛、Borax製)。
<Flame retardant filler>
- "Firebrake (registered trademark)" 500 (anhydrous zinc borate, manufactured by Borax).

<炭素繊維>
・“トレカ(登録商標)”T800SC-24K(引張強度5.9GPa、引張弾性率294GPa、繊維比重1.80、東レ(株)製)。
<Carbon fiber>
- "Torayka (registered trademark)" T800SC-24K (tensile strength 5.9 GPa, tensile modulus 294 GPa, fiber specific gravity 1.80, manufactured by Toray Industries, Inc.).

<強化繊維ファブリック>
炭素繊維織物(東レ製“トレカ”クロス CO6343B)
炭素繊維:トレカT300B(3K)
織組織:平織
経密度:12.5本/25mm 緯密度:12.5本/25mm
目付け:198g/m 厚み:0.23mm。
<Reinforced fiber fabric>
Carbon fiber fabric (Toray “Trading Card” cloth CO6343B)
Carbon fiber: Trading card T300B (3K)
Weaving structure: Plain weave Warp density: 12.5 pieces/25mm Weft density: 12.5 pieces/25mm
Fabric weight: 198g/m 2 Thickness: 0.23mm.

<プリプレグシート>
プリプレグシート:“トレカ”(商標登録)プリプレグシートP2352W-19
強化繊維:T800S
マトリックス樹脂:3900-2B
強化繊維の体積含有率:56%。
<Prepreg sheet>
Prepreg sheet: “Trading Card” (registered trademark) Prepreg sheet P2352W-19
Reinforced fiber: T800S
Matrix resin: 3900-2B
Volume content of reinforcing fiber: 56%.

(1)マトリックス樹脂の調製方法
混練装置中に、表1に該当するエポキシ樹脂および熱可塑性樹脂を投入後、加熱混練を行った。次いで、60℃以下の温度まで降温させ、表1に該当するアミン系硬化剤を加えて均一に分散するように撹拌し、マトリックス樹脂を得た。
(1) Method for preparing matrix resin After putting the epoxy resins and thermoplastic resins listed in Table 1 into a kneading device, they were heated and kneaded. Next, the temperature was lowered to 60° C. or lower, and an amine curing agent corresponding to Table 1 was added and stirred to uniformly disperse it to obtain a matrix resin.

(2)難燃剤フィラー混合マトリックス樹脂の調製方法
混練装置中に、表1に該当するエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂および難燃剤フィラーを投入後、加熱混練を行った。次いで、60℃以下の温度まで降温させ、表1に該当するアミン系硬化剤を加えて均一に分散するように撹拌し、難燃剤フィラー混合マトリックス樹脂を得た。
(2) Method for preparing matrix resin mixed with flame retardant filler After putting the epoxy resin, thermoplastic resin, and flame retardant filler corresponding to Table 1 into a kneading device, heating and kneading were performed. Next, the temperature was lowered to 60° C. or lower, and an amine curing agent corresponding to Table 1 was added and stirred so as to be uniformly dispersed to obtain a flame retardant filler mixed matrix resin.

(3)プリプレグの作製
上記(1)および(2)で調製したマトリックス樹脂を用いて、66g/mの目付として離型紙上にコーティングし、樹脂フィルムを作製した。この樹脂フィルムをプリプレグ作製機にセットし、両方の面が(1)で調製したマトリックス樹脂組成物のフィルムおよび両方の面が(2)で調製した難燃剤フィラー混合マトリックス樹脂組成物のフィルムとなるよう炭素繊維織物に樹脂フィルムを“トレカ”(商標登録)クロスCO6343Bの両面から重ね、加熱加圧して樹脂組成物を含浸させ、マトリックス樹脂の質量分率が40質量%のプリプレグを作製した。
(3) Preparation of prepreg The matrix resins prepared in (1) and (2) above were coated on release paper to have a basis weight of 66 g/m 2 to produce a resin film. This resin film is set in a prepreg making machine, and both sides become films of the matrix resin composition prepared in (1), and both sides become films of the flame retardant filler mixed matrix resin composition prepared in (2). A resin film was layered on the carbon fiber fabric from both sides of "Torayka" (registered trademark) cloth CO6343B, and heated and pressed to impregnate the resin composition to produce a prepreg with a matrix resin mass fraction of 40% by mass.

(3)炭素繊維強化複合材料の積層板の作製
“トレカ”(商標登録)プリプレグシートP2352W-19をクロスプライ積層で11プライまたは21プライ積層して、その片面に(1)で調製したマトリックス樹脂を用いて(3)で作製したプリプレグを、もう一方の面に(2)で調製したマトリックス樹脂を用いて(3)で作製したプリプレグを積層して、それぞれ全体として厚み2mmまたは5mm厚の積層板を作製した。この積層板から、幅150mm、長さ150mmとなるように切り出した。
(3) Preparation of laminate of carbon fiber reinforced composite material "Torayka" (registered trademark) prepreg sheet P2352W-19 is laminated with 11 or 21 plies by cross-ply lamination, and one side is covered with the matrix resin prepared in (1). The prepreg prepared in step (3) using the above method is laminated on the other side, and the prepreg prepared in step (3) using the matrix resin prepared in step (2) is laminated on the other side, each having a total thickness of 2 mm or 5 mm. A board was made. A piece having a width of 150 mm and a length of 150 mm was cut out from this laminate.

(4)積層体の難燃剤フィラーの混合量の評価方法
(3)で得た積層体をEpoKwick FC Resin(Buehler)を主材、Epokwick FC Hardener(Buehler)を硬化剤とし、これらを混合して調整したエポキシ樹脂中に包埋し、室温で硬化した後、繊維軸に対して45°方向の断面を湿式研磨した。露出した積層体断面の長さ2mmを光学顕微鏡の50倍の対物レンズを用い合計500倍で観察した。
(4) Method for evaluating the amount of flame retardant filler mixed in a laminate The laminate obtained in (3) was mixed with EpoKwick FC Resin (Buehler) as a main material and Epokwick FC Hardener (Buehler) as a hardening agent. After embedding in the prepared epoxy resin and curing at room temperature, the cross section in the 45° direction with respect to the fiber axis was wet-polished. A length of 2 mm of the exposed cross section of the laminate was observed at a total magnification of 500 times using a 50 times objective lens of an optical microscope.

難燃剤フィラーが占める面積を100%としたときの片方の積層体最表面から400μmの範囲における難燃剤フィラーが占める面積比Rについては、研磨面の断面顕微鏡画像のうち、難燃剤フィラーが占める面積および片方の積層体最表面から400μmの範囲における難燃剤フィラーが占める面積Aをそれぞれ算出することで求めた。解析には、画像解析プログラムFIJIのTrainable WEKA Segmentationプラグインを使用した。まず、断面像において、繊維、マトリックス樹脂、難燃剤フィラーの領域分割を識別する別個の分類子を決定し、全断面画像に適用して難燃剤フィラーが占める面積Atを求めた。次に全断面画像から難燃剤フィラーの存在する最表面から400μmの部分を切り出し、同様にして難燃剤フィラーが占める面積Aを求めて面積比を導出した。
積層体最表層から400μmの範囲でのマトリックス樹脂断面積Bに対する難燃剤フィラーの総断面積Aの比率であるA/Bは、研磨面の断面顕微鏡画像のうち難燃剤フィラーの混合された方の最表面400μmの範囲で、同様に、画像解析プログラムFIJIのTrainable WEKA Segmentationプラグインを使用して、樹脂断面積Bおよび難燃剤フィラー断面積Aを算出することで求めた。
Regarding the area ratio R occupied by the flame retardant filler in the range of 400 μm from the outermost surface of one of the laminates, assuming that the area occupied by the flame retardant filler is 100%, the area occupied by the flame retardant filler in the cross-sectional microscopic image of the polished surface is and the area A occupied by the flame retardant filler in a range of 400 μm from the outermost surface of one of the laminates. For the analysis, the Trainable WEKA Segmentation plug-in of the image analysis program FIJI was used. First, in a cross-sectional image, a separate classifier that identifies the region divisions of fibers, matrix resin, and flame retardant filler was determined and applied to the entire cross-sectional image to determine the area At occupied by the flame retardant filler. Next, a 400 μm portion from the outermost surface where the flame retardant filler was present was cut out from the entire cross-sectional image, and the area A occupied by the flame retardant filler was similarly determined to derive the area ratio.
A/B, which is the ratio of the total cross-sectional area A of the flame retardant filler to the cross-sectional area B of the matrix resin in the range of 400 μm from the outermost layer of the laminate, is the ratio of the total cross-sectional area A of the flame retardant filler to the cross-sectional area B of the matrix resin in the range of 400 μm from the outermost layer of the laminate. Similarly, the cross-sectional area B of the resin and the cross-sectional area A of the flame retardant filler were calculated within the range of 400 μm of the outermost surface using the Trainable WEKA Segmentation plug-in of the image analysis program FIJI.

繊維径は上記の画像解析プログラムFIJIのTrainable WEKA Segmentationプラグインを使用して、難燃剤フィラーの存在する最表面から400μmの範囲での断面画像から領域分割で識別して導出した。詳細として、各繊維の面積F(i=1~n:断面画像内の繊維数)をそれぞれ導出し、この値からそれぞれの繊維径fを算出した。繊維軸に垂直な面の繊維断面を円と仮定すると、断面積Fが繊維方向に対して45°であることを考慮して、繊維径fは以下のように計算できる。 Using the Trainable WEKA Segmentation plug-in of the above-mentioned image analysis program FIJI, the fiber diameter was derived by segmenting and identifying the cross-sectional image within a range of 400 μm from the outermost surface where the flame retardant filler is present. In detail, the area F i (i=1 to n: number of fibers in the cross-sectional image) of each fiber was derived, and the fiber diameter f i of each fiber was calculated from this value. Assuming that the fiber cross section in the plane perpendicular to the fiber axis is a circle, the fiber diameter f i can be calculated as follows, taking into account that the cross-sectional area F i is 45° with respect to the fiber direction.


=(F/π×2√2)0.5

このようにして導出した繊維径f~fの平均値を繊維径とした。

f i =(F i /π×2√2) 0.5

The average value of the fiber diameters f 1 to f n thus derived was defined as the fiber diameter.

難燃剤フィラーの平均粒径は上記の方法で求めた断面積Aの数平均値A/Nから求めた。ここで、難燃剤フィラーの形状を球体と仮定すると、上記の方法で得られる難燃剤フィラーの断面積は、球体の中心を通る軸に垂直に交わる任意の円となる。このため、断面積の期待値Sは、球体と仮定した難燃剤フィラーの半径をrとおくと、球体の体積を中心軸の直径長さ2rで割った値となり以下の式で計算できる。 The average particle size of the flame retardant filler was determined from the number average value A/N of the cross-sectional area A determined by the above method. Here, assuming that the flame retardant filler has a spherical shape, the cross-sectional area of the flame retardant filler obtained by the above method is an arbitrary circle that intersects perpendicularly to the axis passing through the center of the sphere. Therefore, when the radius of the flame retardant filler is assumed to be a sphere and the radius of the flame retardant filler is r, the expected value S of the cross-sectional area is calculated by dividing the volume of the sphere by the diameter length 2r of the central axis, and can be calculated using the following formula.


S=2/3×r

ここで、S=A/Nとして、難燃剤フィラーの平均粒径2rは以下の式で求めた。

S=2/3× r2

Here, assuming S=A/N, the average particle size 2r of the flame retardant filler was determined by the following formula.


2r=(6×A/N)0.5

2r=(6×A/N) 0.5 .

(6)ヒートリリース試験(OSU法)
上記(5)で作製した積層体を、燃焼面が(2)で作製したプリプレグとなるようにFAR25.853(Appendix F,Part IV)に準拠したヒートリリース試験(OSU法)を実施して、最大発熱速度および開始2分間の総発熱量の平均値を評価した。なお、判定基準として最大発熱速度が100kW・m-2かつ開始2分間の総発熱量の平均値が100kW・min・m-2以下を満たすときを合格、それ以外の場合を不合格とした。
(6) Heat release test (OSU method)
The laminate produced in (5) above was subjected to a heat release test (OSU method) in accordance with FAR25.853 (Appendix F, Part IV) so that the burning surface was the prepreg produced in (2). The maximum heat generation rate and the average value of the total heat generation amount during the first 2 minutes were evaluated. Furthermore, as a criterion, when the maximum heat generation rate satisfies 100 kW·m −2 and the average value of the total calorific value for the first 2 minutes satisfies 100 kW·min·m −2 or less, the test was considered to be passed, and the other cases were considered to be failed.

(実施例1~3)
難燃剤フィラーとして“Firebrake(登録商標)”500を、表1に示すA/Bおよび面積比Rとなるように配合して上記(2)に示すマトリックス樹脂組成物の調製を行い、“トレカ”(商標登録)クロスCO6343Bを用いてプリプレグを作製した。さらにこのプリプレグを“トレカ”(商標登録)プリプレグシートP2352W-19とともに厚さ2mmの積層体を作製した。この積層体の断面観察から、難燃剤フィラー面積と樹脂面積の比率A/Bを計算した。ヒートリリース試験(OSU法)も行ったところ、難燃性は良好であった。
(Examples 1 to 3)
"Firebrake (registered trademark)" 500 as a flame retardant filler was blended so as to have the A/B and area ratio R shown in Table 1 to prepare the matrix resin composition shown in (2) above, and "Trading Card" (Trademark registered) Cloth CO6343B was used to produce a prepreg. Further, this prepreg was used together with "Torayka" (registered trademark) prepreg sheet P2352W-19 to produce a laminate having a thickness of 2 mm. From the cross-sectional observation of this laminate, the ratio A/B of the flame retardant filler area to the resin area was calculated. A heat release test (OSU method) was also conducted, and the flame retardance was found to be good.

(実施例4)
マトリックス樹脂として表1に記載の成分を配合した以外は実施例2と同様にして積層体を作製した。ヒートリリース試験(OSU法)も行ったところ、難燃性は良好であった。
(Example 4)
A laminate was produced in the same manner as in Example 2, except that the components listed in Table 1 were blended as the matrix resin. A heat release test (OSU method) was also conducted, and the flame retardance was found to be good.

(実施例5)
積層体厚さを5mmにした以外は実施例2と同様にして積層体を作製した。ヒートリリース試験(OSU法)も行ったところ、難燃性は良好であった。
(Example 5)
A laminate was produced in the same manner as in Example 2 except that the laminate thickness was 5 mm. A heat release test (OSU method) was also conducted, and the flame retardance was found to be good.

(比較例1)
難燃剤フィラーを含まないこと以外は実施例1~3と同様にして、積層体を作製した。ヒートリリース試験(OSU法)も行ったところ、難燃性は不十分であった。
(Comparative example 1)
A laminate was produced in the same manner as in Examples 1 to 3 except that the flame retardant filler was not included. When a heat release test (OSU method) was also conducted, flame retardancy was found to be insufficient.

(比較例2)
積層体厚さを5mmにした以外は比較例1と同様にして積層体を作製した。ヒートリリース試験(OSU法)も行ったところ、難燃性は不十分であった。
(Comparative example 2)
A laminate was produced in the same manner as Comparative Example 1 except that the laminate thickness was 5 mm. When a heat release test (OSU method) was also conducted, flame retardancy was found to be insufficient.

(比較例3)
難燃剤フィラーとして“Firebrake(登録商標)”500を、表1に示すA/Bおよび面積比Rとなるように配合した以外は実施例1~3と同様にして上記(3)のようにプリプレグを作製したところ、難燃効果が低く、難燃性が不十分となった。
(Comparative example 3)
A prepreg was prepared in the same manner as in Examples 1 to 3, except that "Firebrake (registered trademark)" 500 was blended as a flame retardant filler so that the A/B and area ratio R shown in Table 1 was obtained. When prepared, the flame retardant effect was low and the flame retardancy was insufficient.

Figure 2023127055000001
Figure 2023127055000001

表中の含有量は質量部を表す。また、判定では、合格の場合をA、不合格の場合をBと表す。
The contents in the table represent parts by mass. In addition, in the judgment, a case of passing is expressed as A, and a case of failure is expressed as B.

Claims (6)

繊維、マトリックス樹脂および難燃剤フィラーを含む積層体であって、
該難燃剤フィラーは、少なくとも一部がホウ酸亜鉛であって、
繊維方向に対して45°の断面において、該45°の断面全体における該難燃剤フィラーが占める面積を100%としたとき、片方の積層体最表面から400μmの範囲Sにおける該難燃剤フィラーが占める面積比Rが70%以上であり、
かつ該範囲Sにおいて、該難燃剤フィラーが占める面積をA、マトリックス樹脂面積をBとしたときに、以下の関係式(I)が成り立つ積層体。
0.01<A/B<0.2 (I)
A laminate comprising fibers, a matrix resin and a flame retardant filler,
The flame retardant filler is at least partially zinc borate,
In a cross section at 45° with respect to the fiber direction, when the area occupied by the flame retardant filler in the entire 45° cross section is taken as 100%, the flame retardant filler occupies a range S of 400 μm from the outermost surface of one laminate. The area ratio R is 70% or more,
And in the range S, a laminate in which the following relational expression (I) holds true, where A is the area occupied by the flame retardant filler and B is the area of the matrix resin.
0.01<A/B<0.2 (I)
前記難燃剤フィラーがホウ酸亜鉛を60質量%以上含む、請求項1に記載の積層体。 The laminate according to claim 1, wherein the flame retardant filler contains 60% by mass or more of zinc borate. 前記難燃剤フィラーの平均粒径は、前記繊維の繊維径より大きく、かつ60μm以下である、請求項1または2に記載の積層体。 The laminate according to claim 1 or 2, wherein the average particle diameter of the flame retardant filler is larger than the fiber diameter of the fibers and is 60 μm or less. 前記繊維の一部または全部が織物を構成する、請求項1から3のいずれかに記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1 to 3, wherein some or all of the fibers constitute a woven fabric. 前記面積比Rが70%以上である側の最表層に含まれる繊維が織物を構成する、請求項1から4のいずれかに記載の積層体。 The laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein the fibers included in the outermost layer on the side where the area ratio R is 70% or more constitute a woven fabric. 厚さが4mm以上である、請求項1から5のいずれかに記載の積層体。
The laminate according to any one of claims 1 to 5, having a thickness of 4 mm or more.
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