JP2023131746A

JP2023131746A - マトリクス樹脂組成物、プリプレグ、および炭素繊維複合材料

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Publication number: JP2023131746A
Application number: JP2022036660A
Authority: JP
Inventors: 隼人小笠原; Hayato Ogasawara
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2023-09-22

Abstract

【課題】成形後の硬化物の透明性に優れるプリプレグ、および炭素繊維複合材料を提供する。【解決手段】カチオン重合性樹脂、およおび下記式で表される２種類の化合物を含むマトリクス樹脂組成物と強化繊維基材とからなる、プリプレグ。JPEG2023131746000010.jpg43100JPEG2023131746000011.jpg2577【選択図】なし

Description

本発明は、マトリクス樹脂組成物、プリプレグ、および炭素繊維複合材料に関する。

マトリクス樹脂と強化繊維とを組み合わせた繊維強化複合材料は、軽量性、剛性、耐衝撃性等に優れることから様々な用途に用いられている。特に炭素繊維強化複合材料は、軽量かつ高強度、高剛性であるため、釣り竿やゴルフシャフト等のスポーツ・レジャー用途、自動車用途や航空機用途等の幅広い分野で用いられている。

炭素繊維複合材料の成形方法は、成形時の繊維屈曲による強度低下を防ぐため、まっすぐに引き揃えた炭素繊維にあらかじめ樹脂を含浸させたプリプレグを中間材料として用い、成形型に積層してオートクレーブやオーブン、プレスで硬化する方法が一般的である。
炭素繊維複合材料はその特性を活かし構造部材として用いられるだけでなく、織物を表面に配置してクロス目を意匠として用いる場合がある。その際はクリア塗装などの透明な表面処理を施して、繊維強化複合材料自体の外観を活かす方法を採用することが多い。

炭素繊維強化複合材料においては、複合材料としたときの強度に優れるエポキシ樹脂がマトリクス樹脂として一般的に用いられ、硬化剤としてジシアンジアミド、イミダゾール化合物、ウレア化合物などが広く使用される。これらの硬化剤は、有機溶剤や樹脂への溶解性に乏しく、粉体の状態で分散して使用することが多い。その結果、成形品の表面に白色析出物が生じ、樹脂部の透明性が低下したり、着色することが知られている。特許文献１には、芳香族骨格の減量と酸無水物硬化系の併用により透明性に優れた外観を実現する提案がされている。特許文献２には、脂環式エポキシ樹脂等とカチオン重合開始剤を含む封止用マトリクス樹脂が提案されている。特許文献３には、カチオン重合性化合物とカチオン重合性化合物と保存安定剤とを含む硬化性組成物が提案されている。

国際公開第２００３／００２６６１号国際公開第２０１９／１４６７３６号国際公開第２０１９／０４３７７８号

本発明の目的の一つは、成形後の硬化物の透明性に優れるプリプレグ、および炭素繊維複合材料を提供することである。

本発明は、以下［１］～［１４］の実施形態を含む。
［１］下記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分を含むマトリクス樹脂組成物と強化繊維基材とからなる、プリプレグ。
（Ａ）成分：カチオン重合性樹脂
（Ｂ）成分：下記式（１）で表される化合物
（Ｃ）成分：下記式（２）で表される化合物

…式（１）
（式（１）中、Ｒ^１は、水素原子、炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、または炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^２は、炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、または炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、アラルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を表し、Ｘ^－は、ＢＦ_４ ^－、（ＢＹ_４）^－、（Ｒｆ）_ｚ・ＰＦ_{（６－ｚ）} ^－を表し、Ｙは、２つ以上のフッ素若しくはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基を表し、Ｒｆはパーフルオロアルキル基を表し、ｚは０～５の整数を表し、ｎは０～４の整数を表す。）

…式（２）
（式（２）中、Ｒ^５は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^６は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、アラルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を表し、Ａ^－は、ＳＣＮ^－、Ｃ（ＣＮ）_３ ^－、（ＮＣ）_２Ｎ^－、ＮＯ_３ ^－、ＨＳＯ_４ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_３ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_４ ^－、ＣＨ_３ＣＯＯ^－、ＣＦ_３ＣＯＯ^－、ＢＦ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、ＣＦ_３ＢＦ_３ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、（ＦＳＯ_２）_２Ｎ^－、及び（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－からなる群より選択される少なくとも１種のアニオンを表し、ｍは０～４の整数を表す。）
［２］前記（Ａ）成分としてＩＳＯ４６３０－１に準じて測定されたガードナー色相０．４以下である樹脂が配合された、［１］に記載のプリプレグ。
［３］前記ガードナー色相０．４以下である樹脂が前記（Ａ）成分１００質量部に対して５０質量部以上配合された、［２］に記載のプリプレグ。
［４］前記式（１）中、ｎは０、Ｒ^１は水素原子、Ｒ^３はベンジル基、Ｒ^４は炭素数１～５のアルキル基、Ｘ^－は（ＢＹ_４）^－である、［１］～［３］のいずれかに記載のプリプレグ。
［５］前記式（２）中、ｍは０、Ｒ^５は水素原子、Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、Ａ^－はＣＨ_３ＳＯ_４ ^－である、［１］～［４］のいずれかに記載のプリプレグ。
［６］前記（Ｂ）成分と前記（Ｃ）成分との含有質量比（（Ｂ）成分／（Ｃ）成分）が、０．０２～０．１である、［１］～［５］のいずれかに記載のプリプレグ。
［７］前記成分（Ａ）が、カチオン重合性樹脂としてエポキシ樹脂を含む、［１］～［６］のいずれかに記載のプリプレグ。
［８］前記エポキシ樹脂がマトリクス樹脂組成物１００質量部に対して５０質量部以上含まれる、［７］に記載のプリプレグ。
［９］さらに（Ｄ）成分として４級アンモニウム塩を含む、［１］～［８］のいずれかに記載のプリプレグ。
［１０］前記４級アンモニウム塩がマトリクス樹脂組成物１００質量部に対して０．１質量部以上含まれる、［９］に記載のプリプレグ。
［１１］前記４級アンモニウム塩がＢ（Ｃ_５Ｆ_６）_４ ^－またはＣＦ_３ＳＯ_３ ^－を含む、［９］または［１０］に記載のプリプレグ。
［１２］前記強化繊維基材が炭素繊維を含む、［１］～［１１］のいずれかに記載のプリプレグ。
［１３］前記強化繊維基材が複数の強化繊維が一方向に引き揃えられた一方向シートである、［１］～［１２］のいずれかに記載のプリプレグ。
［１４］［１］～［１３］のいずれかに記載のプリプレグを硬化して得られる、繊維強化複合材料。

本発明によれば、成形後の透明性に優れるプリプレグ、および繊維強化複合材料を提供することができる。また、本発明のプリプレグは、ハンドリングが容易でありながら、８０～１８０℃の温度域で１～１８０分以内の硬化を実現できる。

［プリプレグ］
本発明の一実施形態は、プリプレグに関する。本実施形態に係るプリプレグは、下記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分を含むマトリクス樹脂組成物と強化繊維基材とからなる。
（Ａ）成分：カチオン重合性樹脂
（Ｂ）成分：下記式（１）で表される化合物
（Ｃ）成分：下記式（２）で表される化合物

…式（２）
（式（２）中、Ｒ^５は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^６は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、アラルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を表し、Ａ^－は、ＳＣＮ^－、Ｃ（ＣＮ）_３ ^－、（ＮＣ）_２Ｎ^－、ＮＯ_３ ^－、ＨＳＯ_４ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_３ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_４ ^－、ＣＨ_３ＣＯＯ^－、ＣＦ_３ＣＯＯ^－、ＢＦ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、ＣＦ_３ＢＦ_３ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、（ＦＳＯ_２）_２Ｎ^－、及び（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－からなる群より選択される少なくとも１種のアニオンを表し、ｍは０～４の整数を表す。）

（Ｂ）成分と（Ｃ）成分のアニオンがカウンター交換できることで、（Ｂ）成分と（Ａ）成分とが成形温度以下の温度域で反応することを抑制できる。これによりプリプレグを成形する８０～１８０℃の温度域で選択的に反応させることができ、且つ同様にして成形中においてもイオン交換が生じることから、（Ｂ）成分と（Ａ）成分との急激な反応が起こらないようにすることができ、硬化物中の重合度の偏りや副生成物発生に起因するヘイズの悪化が抑制できる。繊維強化複合材料を用いた実部材においては、透明性の低下や着色は、コーナー部、屈曲部、および凹凸部のような樹脂層の厚みが大きい部位で顕著に視認されて外観品位を低下させてしまうことがあり、マトリクス樹脂組成物に（Ａ）成分～（Ｃ）成分を含むことで、そのような外観品位の低下を抑制できる。

［マトリクス樹脂組成物］
マトリクス樹脂組成物は、上述の（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分を含み、さらに（Ｄ）成分やその他の成分を含むことができる。

［（Ａ）成分］
（Ａ）成分は、カチオン重合性樹脂である。カチオン重合性樹脂としては、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ビニルエーテル樹脂が挙げられる。経済性や樹脂粘度が低すぎない点から、エポキシ樹脂が好ましい。

（Ａ）成分には、ＩＳＯ４６３０－１に準じて測定されたガードナー色相法における測定結果が０．４以下である樹脂Ｘを含むことが好ましい。樹脂Ｘは、透明性が高く外観品位が優れているため、含むことで（Ａ）成分全体の外観品位を向上させることができる。また、樹脂Ｘを含むことで、プリプレグの成形工程等により受ける熱履歴による着色を抑えやすくなる。

樹脂Ｘは、後述する（Ａ）成分に含むことができる樹脂の例から選択できる。芳香環の数、分子量、末端エポキシ基の数、不純物量などによりガードナー色相法における測定結果を調整できる。
中でも、不純物量が低く、構造的に熱や酸化で着色し難い点からビスフェノール型エポキシ樹脂、軟化点が９０℃以下のノボラック型エポキシ樹脂、不飽和二重結合部を酸化して製造される脂環式エポキシ樹脂や脂環型ビニルエポキシ樹脂などの脂肪族骨格のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。

（Ａ）成分１００質量部に対して、樹脂Ｘを５０質量部以上配合することが好ましく、４０質量部以上配合することがより好ましい。５０重量以上配合することで、単一では色相の悪い樹脂を配合しても、（Ａ）成分全体としては外観品位を向上させることができる。未硬化時の色相に優れるマトリクス樹脂組成物を用いることで、プリプレグ及び繊維強化複合材料の外観品位も優れたものとなる。

エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、モノエポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ベンゼンジオール型エポキシ樹脂、芳香族型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。この中でも、経済性、色相に優れる点、および機械物性の観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、または脂環式エポキシ樹脂が好ましい。これらは一種以上であっても、二種以上を配合して使用してもよい。

モノエポキシ樹脂としては、フェニルグリシジルエーテル、ｐ－ｔｅｒ－ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２－エチルヘキシルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等の、フェノール、ナフトール、アルキルアルコール、アリルアルコール及び、それらに炭化水素基で修飾した化合物とエピハロヒドリンとから製造されるグリシジルエーテルや、ブチレンオキサイド、ブタジエンモノオキサイド、ドデシレンオキサイド、エピクロロヒドリン、エポキシデカン、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、スチレンオキサイド等のα－オレフィンオキシド等を用いることができる。中でも、経済性や硬化剤マスターバッチ製造時の硬化剤溶解性、およびマトリクス樹脂の低粘度化効果の観点から、フェニルグリシジルエーテルが好ましい。

ビスフェノール型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、ビスフェノールＣジグリシジルエーテル、ビスフェノールＥジグリシジルエーテル、ビスフェノールＺジグリシジルエーテル、ビスフェノールＳ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、ビスフェノールアセトフェノンジグリシジルエーテル、ビスフェノールトリメチルシクロヘキサンジグリシジルエーテル、ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールＡジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールＦジグリシジルエーテル、テトラ－ｔ－ブチルビスフェノールＡジグリシジルエーテル、テトラメチルビスフェノールＳジグリシジルエーテル等を用いることができる。中でも、樹脂純度、経済性および樹脂粘度の観点から、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、またはビスフェノールＣジグリシジルエーテルが好適に使用することができ、特にビスフェノールＡジグリシジルエーテル、またはビスフェノールＦジグリシジルエーテルが機械物性に優れる面から好ましい。

ビフェニル型エポキシ樹脂としては、ビフェノールジグリシジルエーテル、テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル、ジメチルビフェノールジグリシジルエーテル、テトラ－ｔ－ブチルビフェノールジグリシジルエーテル等を用いることができる。中でも、常温で高い結晶性を示しプリプレグのハンドリング性を向上させる点から、テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテルが好ましい。

ノボラック型エポキシ樹脂としては、芳香族多価フェノールとエピハロヒドリンとから製造されるフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂等を用いることができる。中でも、軟化点が９０℃以下のフェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、色相に優れながら耐熱性を向上させることができるため好ましい。

グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、ジアミノジフェニルメタンテトラグリシジルエーテル、アミノフェノールトリグリシジルエーテル、トルイジンジグリシジルエーテル、アニリンジグリシジルエーテル、キシレンジアミンテトラグリシジルエーテル等を用いることができる。中でも、官能基数が多く耐熱性向上への寄与が大きい点から、ジアミノジフェニルメタンテトラグリシジルエーテルやキシレンジアミンテトラグリシジルエーテルが好ましい。ただし、グリシジルアミン型エポキシは、カチオン重合開始剤に対して安定剤や禁止剤として作用することから、反応性などを損なわないように配合することが好ましい。例えば、複素環型エポキシ樹脂の含有量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、２０質量部以下とすることができ、含まないようにしてもよい。

ベンゼンジオール型エポキシ樹脂としては、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロアントラセンジグリシジルエーテル、メチルハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジブチルハイドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、メチルレゾルシンジグリシジルエーテル等を用いることができる。中でも難燃性を向上させる場合は、ジヒドロアントラセンジグリシジルエーテルを使用することが好ましく、例えば耐候性が求められる場合は、ｍ位にグリシジルエーテルが付加したレゾルシンジグリシジルエーテルが好ましい。

芳香族型エポキシ樹脂としては、ジヒドロアントラハイドロキノンジグリシジルエーテル、ジヒドロキシジフェニルエーテルジグリシジルエーテル、チオジフェノールジグリシジルエーテル、ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、トリスヒドロキシフェニルメタンポリグリシジルエーテル、テトラフェニロールエタンポリグリシジルエーテル等を用いることができる。

複素環型エポキシ樹脂としては、トリイソシアヌレート環を有するエポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂等や、オキサゾリドン環を有するエポキシ樹脂を用いることができる。中でも、耐光性が高く、耐熱性を向上させる点からトリイソシアヌレート環型エポキシ樹脂を用いる事が好ましい。また、環構造を有しながら破壊靭性が向上する点からトリアジン環を有するエポキシ樹脂を用いる事が好ましい。一方、これら複素環型エポキシ樹脂は、カチオン重合開始剤に対して安定剤や遅延剤として作用することから、反応性などを損なわないように配合することが好ましい。複素環型エポキシ樹脂の含有量は、例えば、（Ａ）成分１００質量部に対して、２０質量部以下とすることができ、含まないようにしてもよい。

脂肪族エポキシ樹脂としては、モノエポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ベンゼンジオール型エポキシ樹脂、芳香族型エポキシ樹脂、複素環型芳香族エポキシ樹脂等の芳香環を核水添した脂環型エポキシ樹脂が挙げられる。他にもアジピン酸、コハク酸、フタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ダイマー酸、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸等のポリカルボン酸とエピハロヒドリンとから製造されるグリシジルエステル型エポキシ樹脂や、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，４－ブタンジオールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、１，５－ペンタンジオールジグリシジルエーテル、ポリペンタメチレングリコールジグリシジルエーテル、１，６－ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、１，７－ヘプタンジオールジグリシジルエーテル、ポリヘプタメチレングリコールジグリシジルエーテル、１，８－オクタンジオールジグリシジルエーテル、１，１０－デカンジオールジグリシジルエーテル、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオールジグリシジルエーテル等の鎖状構造のみからなる（ポリ）アルキレングリコール型エポキシ樹脂や、１，４－シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル等の環状構造を有するアルキレングリコール型エポキシ樹脂を用いることができる。
その他、脂環型ビニルエポキシ樹脂として、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）－１－ブタノールの１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサン付加物（ダイセル化学社製「ＥＨＰＥ－３１５０」）や、動植物性油脂のエポキシ化物としては、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシ化魚油等や、エポキシ化ポリオレフィンとしては、エポキシ化ポリブタジエン等が上げられ、直鎖型、分岐型、環状等のシロキサン部を有するシロキサン骨格型エポキシ樹脂等を用いることができる。中でも、脂環構造を分子内に有し、エポキシ末端純度が高く不純物濃度が低い点から、脂環型ビニルエポキシ樹脂が好適に使用することが好ましい。また、可撓性付与や金型からの脱型性を向上させるため、グリシジルエーテル型のシロキサン骨格を有するエポキシ樹脂を使用することができる。シロキサン骨格を有するエポキシ樹脂は、シロキサン骨格の構造、付加した官能基の種類、分子量、配合量等を適宜調整することで、マトリクス樹脂組成物の段階で白濁や、硬化後の反応誘起型の白濁を抑制することができる。例えば、（Ａ）成分１００質量部に対して、シロキサン骨格を有するエポキシ樹脂の含有量は２０質量部以下とすることができ、含まないようにしてもよい。

脂環式エポキシ樹脂としては、シクロヘキセンオキサイド、リモネンオキサイド、α－ピネンオキサイド、３－メタクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３－アクリロイルオキシメチルシクロヘキセンオキサイド、３－ビニルシクロヘキセンオキサイド等や、ジシクロペンタジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、１，１，３－テトラデカジエンジオキサイド、４－ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ジ（３，４－エポキシシクロヘキシル）アジペート、（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル－３，４－エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３，４－エポキシ－６－メチルシクロヘキシルメチル－３，４－エポキシ－６－メチルシクロヘキサンカルボキシレート、エチレン－１，２－ジ（３，４－エポキシシクロヘキサンカルボン酸）エステル、（３、３’、４、４’－ジエポキシ）ビシクロヘキシルなどが上げられ、直鎖型、分岐型、環状等のシロキサン部を有する脂環式エポキシ樹脂も挙げられる。中でも、経済性やカチオン硬化において反応性や耐熱性向上に優れるため、両末端に脂環式エポキシを有する（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル－３，４－エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、（３、３’、４、４’－ジエポキシ）ビシクロヘキシルが好ましい。一方、反応性に優れる点に加え、可撓性付与や金型からの脱型性を向上させるため、シロキサン骨格を有するエポキシ樹脂を使用することができる。シロキサン骨格を有するエポキシ樹脂は、シロキサン骨格の構造、付加した官能基の種類、分子量、配合量等を調整することで、マトリクス樹脂組成物の段階で白濁や、硬化後の反応誘起型の白濁を抑制することができる。例えば、（Ａ）成分１００質量部に対して、シロキサン骨格を有するエポキシ樹脂の含有量は２０質量部以下とすることができ、含まないようにしてもよい。

オキセタン化合物は、オキセタン基を１以上有する化合物である。オキセタン化合物としては、３，３－ジメチルオキセタン、３，３－ビス（クロロメチル）オキセタン、２－ヒドロキシメチルオキセタン、３－メチル－３－オキセタンメタノール、３－メチル－３－メトキシメチルオキセタン、３－エチル－３－ヒドロキシメチルオキセタン－３－エチル－３－ヒドロキシメチルオキセタン等や、ビスフェノールＡ型オキセタン化合物、ビスフェノールオキセタン化合物、ビスフェノールＳ型オキセタン化合物、キシリレン型オキセタン化合物、フェノールノボラック型オキセタン化合物、クレゾールノボラック型オキセタン化合物、アルキルフェノールノボラック型オキセタン化合物、ビフェノール型オキセタン化合物、ビキシレノール型オキセタン化合物、ナフタレン型オキセタン化合物、ジシクロペンタジエン型オキセタン化合物、フェノール類とフェノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のオキセタン化物等が挙げられる。

ビニルエーテル化合物は、ビニルエーテル基を１以上有する化合物である。ビニルエーテル化合物としては、１，４－ブタンジオールジビニルエーテル、１，４－シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ブチレングリコールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、１，８－オクタンジオールジビニルエーテル、１，９－ノナンジオールジビニルエーテル、トリメチロールプロパンジビニルエーテル、ビスフェノールＡジビニルエーテル、ビスフェノールＦジビニルエーテル、３，３－ビス（ビニルオキシメチル）オキセタン、イソソルバイドジビニルエーテル等が挙げられる。

［（Ｂ）成分］
（Ｂ）成分は、上述の式（１）で表される化合物であり、熱によりカチオン重合を生じさせることができる。Ｒ^１～Ｒ^４における炭素数１～５のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、２級ブチル基、ｔ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、２級ペンチル基、ｔ－ペンチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。Ｒ^１～Ｒ^４における置換基を有していてもよいアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基等が挙げられる。置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン等が挙げられ、アルキル基としてはＲ^１～Ｒ^４における炭素数１～５のアルキル基として例示した基が適用できる。Ｒ^１およびＲ^２における炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基等が挙げられる。Ｒ^３およびＲ^４におけるアラルキル基としては、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基、ジメチルフェネチル基、メチル４－イソプロピルベンジル基フェニルメチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。特定の温度における乖離性制御の観点から、Ｒ^３は炭素数１～５のアルキル基、Ｒ^４はアラルキル基または炭素数１～５のアルキル基、ｚは２～４、ｎは０～１が好ましい。
中でも、Ｒ^１が水素原子、ｎが０、Ｒ^３がベンジル基、Ｒ^４がメチル基、Ｘ^－がテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートである化合物、Ｒ^１水素原子、ｎが０、Ｒ^３がベンジル基、Ｒ^４がメチル基、Ｘ^－がヘキサフルオロホスフェートである化合物や、Ｒ^１およびＲ^２が水素原子、Ｒ^３がベンジル基、Ｒ^４がメチル基、Ｘ^－がＰＦ_３（Ｃ_２Ｆ_５）_３ ^－である化合物や、Ｒ^１がアセチル基、Ｒ^２が水素原子、Ｒ^３およびＲ^４がメチル基、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートである化合物が、プリプレグの貯蔵安定性や成形時の硬化温度との適合性の観点から好ましい。特に、Ｒ^１およびＲ^２が水素原子、Ｒ^３がベンジル基、Ｒ^４がメチル基、Ｘ^－がテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートである化合物が、成形時の成形温度が高くなりすぎず、また成形時間も長くなりすぎない観点から好ましい。
市販品の例として、サンエイドＳＩ－Ｂ３、サンエイドＳＩ－Ｂ５、サンエイドＳＩ－１１０（いずれも三新化学工業社製）、ＴＡ－１００（サンアプロ社製）等がある。

（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、０．０１～５質量部が好ましく、０．０５～３質量部がより好ましい。０．０１質量部以上であれば、カチオン重合を進行させて完全に硬化させることができる。一方、５質量部以下であれば、生じるカチオン種の量が多くなることでの硬化物の脆化や経済性の悪化を生じさせない。

（Ｂ）成分は、粉末のまま、（Ａ）成分と予備混合した後３本ロール等で分散させて使用してもよく、有機溶剤や、（Ａ）成分として使用できる各種樹脂に溶解させたものを使用してもよい。分散性向上や混合不良を生じさせない点から、有機溶剤としての炭酸プロプレンや、グリシジルエーテル基を持つエポキシ樹脂に溶解して予めマスターバッチ化した後（Ａ）成分と混合することが好ましい。特に、炭酸プロピレンは沸点も高く、（Ｂ）成分と親和性が高く、単独で反応しないため好ましい。
また、グリシジルエーテル基を有するエポキシ樹脂は、脂環式エポキシ樹脂やオキセタン樹脂と比べて反応性が低く、溶解時に（Ｂ）成分との反応を抑制することができる。特に、フェニルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル型モノエポキシ樹脂であれば低粘度も低く容易に混合溶解することができ、ＶＯＣも抑えることができるため好ましい。

［（Ｃ）成分］
（Ｃ）成分は、上述の式（２）で表される化合物であり、マトリクス樹脂組成物の貯蔵安定性を改善し、硬化後の外観品位を向上させることができる。Ｒ^５～Ｒ^８は、Ｒ^１～Ｒ^４で例示した基が適用できる。低温時の安定性発現や（Ｂ）成分との相溶性の観点から、Ｒ^７は炭素数１～５のアルキル基、Ｒ^８はアラルキル基または炭素数１～５のアルキル基、Ａ^－は、ＨＳＯ_４ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_３ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_４ ^－、ｍは０～１が好ましい。中でも、Ｒ^１が水素原子、ｍが０、Ｒ^３およびＲ^４がメチル基、Ｘ^－がＣＨ_３ＳＯ_３ ^－である化合物が、（Ｂ）成分との親和性や、貯蔵安定性の発現、硬化後の外観品位の向上の観点から好ましい。
市販品の例として、サンエイドＳＩ－Ｓ（三新化学工業社製）などがある。

（Ｃ）成分の配合量は、含有質量比（（Ｂ）成分／（Ｃ）成分）が０．００１～０．１を満たすように配合することが好ましく、０．０１５～０．０５がより好ましい。含有重量比が０．００１以上にすることで、マトリクス樹脂の硬化物、並びに繊維強化複合材料のヘイズや色相が良化するため外観品位が優れる。０．１以下にすることで、成形時の硬化不良の発生を抑え、耐熱性に優れる繊維強化複合材料を得ることができる。（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、ヘイズ、色相ならびに耐熱性のバランスの観点から、０．００００１～０．５質量部であることが好ましく、０．０００７５～０．１５質量部がより好ましい。

（Ｃ）成分は、予め（Ｂ）成分と混合していることが、性能発現の観点から好ましい。（Ｂ）成分と共に、有機溶剤や（Ａ）成分として使用できる各種樹脂に溶解して使用することが好ましい。配合は（Ｂ）成分と同様にできる。
［（Ｄ）成分］
（Ｄ）成分は４級アンモニウム塩であり、ポットライフの向上や繊維強化複合材料の耐熱性向上の観点からマトリクス樹脂組成物に含んでいてもよい。第４級アンモニウム塩としては、４級アンモニウムカチオンと、６フッ化リン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、パーフルオロブタンスルホン酸アニオン、ジノニルナフタレンスルホン酸アニオン、ｐ－トルエンスルホン酸アニオン、ドデシルベンゼンスルホン酸アニオン、またはテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートアニオンとの塩等を挙げることができる。また、第４級アンモニウムカチオンとしては、［ＮＲ^９Ｒ^１０Ｒ^１１Ｒ^１２］^＋で表されるカチオンを挙げることができる。ここで、Ｒ^９～Ｒ^１２は、直鎖、分岐鎖または環状の炭素数１～１２のアルキル基またはアリール基であり、それぞれ独立に水酸基、ハロゲン、アルコキシル基、アミノ基、エステル基等を有していてもよい。アルキル基またはアリール基としては、Ｒ^１～Ｒ^４で例示した基が適用できる。

中でも、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートアニオンやトリフルオロメタンスルホン酸アニオンを含む４級アンモニウム塩が硬化温度や硬化時間を適切な範囲にすることができるため好ましく、さらに、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートアニオンを含む４級アンモニウム塩はよりポットライフや硬化温度や硬化時間を適切な範囲に収めることができるため好ましい。

（Ｄ）成分の配合量は、含有質量比（（Ｃ）成分／（Ｂ）成分）が０．１～０．９を満たすように配合することが好ましい。０．１以上であれば繊維強化複合材料の耐熱性を向上させることができ、０．９以下であれば硬化不良やポットライフ不良を抑制できる。（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、０．００１～４．５質量部であることが好ましく、０．１～３．０質量部がより好ましい。０．００１質量部以上であれば、カチオン重合性が相乗し完全硬化しやすくなり、耐熱性も向上する。一方、４．５質量部以下であれば、生じるカチオン種の量が多くなることでの硬化物の脆化や経済性の悪化を生じさせない。

（Ｄ）成分は、（Ｂ）成分と同様の理由により、有機溶剤であれば炭酸プロプレンや、グリシジルエーテル基を持つエポキシ樹脂であればフェニルグリシジルエーテル等に予め溶解した後使用することが好ましい。

［その他の成分］
マトリクス樹脂組成物は、各種熱可塑性樹脂や添加材を含んでもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテル、ポリオレフィン、液晶ポリマー、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリルスチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエン－スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）、アクリロニトリル－スチレン－アルキル（メタ）アクリレート共重合体（ＡＳＡ樹脂）、ポリ塩化ビニル、ポリビニルホルマール、フェノキシ樹脂、ブロックポリマー等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの熱可塑性樹脂は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
中でも、他成分との親和性が良く配合段階での層分離や反応誘起型の層分離を生じに難い点から、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドが好適に使用することができる。
特に他成分との親和性や経済性に優れる点としてビスフェノールＡ構造を繰り返し構造として含むフェノキシ樹脂や、ビスフェノールＡとビスフェノールＦとが繰り返し構造に含まれるフェノキシ樹脂がより好ましい。

熱可塑性樹脂の含有量は、（Ａ）成分１００質量中に、１質量部以上３０質量部以下含むことが好ましく、２質量部以上２０質量部以下含むことがより好ましい。用いる樹脂により配合量は異なるが、１質量部以上含むことで靭性向上、マトリクス樹脂の室温時並びに成形時の粘度調整が可能となる。一方、３０質量部以下とすることで、マトリクス樹脂の粘度が高くなりすぎず炭素繊維への含浸を悪化させず、繊維強化複合材料の耐熱性を損なわない。

添加剤としては、例えば、硬化促進剤、無機質充填材、内部離型剤、有機顔料、無機顔料などが挙げられる。必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の様々な添加剤を含有してもよい。さらに、リン系難燃剤（リン含有エポキシ樹脂、赤燐、ホスファゼン化合物、リン酸塩類、リン酸エステル類等）、無機系難燃化剤として水和金属化合物系（水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等）、無機酸化物系（アンチモン化合物、硼酸亜鉛，錫酸亜鉛，Ｍｏ化合物，ＺｒＯ，硫化亜鉛，ゼオライト，酸化チタンナノフィラー系等）、シリコーンオイル、湿潤分散剤、消泡剤、脱泡剤、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン類等の離型剤、結晶質シリカ、溶融シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等の粉体やガラス繊維、短尺炭素繊維等の無機充填剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シランカップリング剤などが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

［強化繊維基材］
強化繊維基材は、複数の強化繊維が一方向に引き揃えられた一方向シート、長繊維を製織したクロス（織物）、チョップド強化繊維束のからなるランダム配向シート、および炭素繊維の短繊維からなる不織布等が挙げられる。クロスの織り方としては、例えば、平織、綾織、朱子織、三軸織が挙げられる。中でも、複数の強化繊維が一方向に揃えられた一方向シートは、強化繊維の性能発現の観点から優れて、優れた強度・弾性率を発現する事ができるため好ましく、織物は取り扱いが容易であり、意匠性に優れる点から好ましい。
［強化繊維］
強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、天然繊維等を用いることができる。
中でも、炭素繊維は、比強度や比弾性率が高い繊維強化複合材料を提供できるため好ましく、天然繊維はカーボンニュートラルの観点から好ましい
［炭素繊維］
炭素繊維の繊維径は、３～１２μｍが好ましい。炭素繊維の繊維径が上記下限値以上であれば、炭素繊維を加工するための、例えば、コーム、ロール等のプロセスにおいて、炭素繊維が横移動して炭素繊維同士が擦れたり、炭素繊維とロール表面等とが擦れたりするときに、炭素繊維が切断したり、毛羽だまりが生じたりしにくい。このため、安定した強度の繊維強化複合材料を好適に製造することができる。炭素繊維の繊維径が上記上限値以下であれば、通常の方法で炭素繊維を製造することができる。強化繊維基材に用いる炭素繊維束における炭素繊維の本数は、１，０００～７０，０００本が好ましい。

繊維強化複合材料の剛性の観点から、炭素繊維のストランド引張強度は１．５～９ＧＰａが好ましく、炭素繊維のストランド引張弾性率は１５０～２６０ＧＰａが好ましい。炭素繊維のストランド引張強度およびストランド引張弾性率は、ＪＩＳＲ７６０１：１９８６に準拠して測定される値である。
［マトリクス樹脂組成物の製造方法］
マトリクス樹脂組成物は、例えば、上述した各成分を混合することにより得られる。各成分の混合方法としては、三本ロールミル、プラネタリミキサー、ニーダー、ホモジナイザー、ホモディスパー等の混合機を用いる方法が挙げられる。
マトリクス樹脂組成物は、例えば、後述するように、強化繊維基材に含浸させてプリプレグの製造に用いることができる。他にも、マトリクス樹脂組成物を離型紙等に塗布して硬化することで、マトリクス樹脂組成物のフィルムを得ることができる。３０℃におけるマトリクス樹脂組成物の粘度は、１００～１，０００，０００Ｐａ・ｓとすることができる。

［プリプレグの製造方法］
プリプレグは、例えば、上述したマトリクス樹脂組成物を強化繊維基材に含浸させることで得られる。このようにして得られるプリプレグは、マトリクス樹脂組成物が強化繊維基材に含浸したものである。
マトリクス樹脂組成物を強化繊維基材に含浸させる方法としては、例えばマトリクス樹脂組成物をメチルエチルケトン、メタノール等の溶媒に溶解して低粘度化してから、強化繊維基材に含浸させるウェット法；マトリクス樹脂組成物を加熱により低粘度化してから、強化繊維基材に含浸させるホットメルト法（ドライ法）などが挙げられるが、これらに限定されない。

ウェット法は、強化繊維基材をマトリクス樹脂組成物の溶液に浸漬した後、引き上げ、オーブン等を用いて溶媒を蒸発させる方法である。ホットメルト法には、加熱により低粘度化したマトリクス樹脂組成物を直接、強化繊維基材に含浸させる方法と、一旦マトリクス樹脂組成物を離型紙等の基材の表面に塗布してフィルムを作製しておき、次いで強化繊維基材の両側または片側から前記フィルムを重ね、加熱加圧することにより強化繊維基材に樹脂を含浸させる方法がある。離型紙等の基材の表面に塗布して得られる塗布層は、未硬化のままでホットメルト法に用いてもよいし、塗布層を硬化させた後にホットメルト法に用いてもよい。ホットメルト法によれば、プリプレグ中に残留する溶媒が実質上存在しないため好ましい。

プリプレグ中のマトリクス樹脂組成物の含有量（以下、「樹脂含有量」という）は、プリプレグの総質量に対して、１５～５０質量％が好ましく、２０～４５質量％がより好ましく、２５～４０質量％がさらに好ましい。樹脂含有量が、上記下限値以上であれば強化繊維とマトリクス樹脂組成物との接着性を充分に確保することができ、上記上限値以下であれば繊維強化複合材料の機械物性がより高まる。

［繊維強化複合材料］
繊維強化複合材料は、例えば、プリプレグを硬化することで得られる。すなわち、繊維強化複合材料は、プリプレグに含まれるマトリクス樹脂組成物の硬化物と、強化繊維とを含む。２枚以上のプリプレグが積層された積層体の硬化物とすることもできる。繊維強化複合材料は、例えば、前述のプリプレグを２枚以上積層した後、得られた積層体に圧力を付与しながら、マトリクス樹脂組成物を加熱硬化させる方法等により成形して得られる。

成形方法としては、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッピングテープ法、内圧成形法、シートラップ成形法や、強化繊維のフィラメントやプリフォームにエポキシ樹脂組成物を含浸させて硬化し成形品を得るＲＴＭ（ＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｌｄｉｎｇ）、ＶａＲＴＭ（ＶａｃｕｕｍａｓｓｉｓｔｅｄＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｌｄｉｎｇ：真空樹脂含浸製造法）、フィラメントワインディング、ＲＦＩ（ＲｅｓｉｎＦｉｌｍＩｎｆｕｓｉｏｎ）などが挙げられるが、これらの成形方法に限られるものではない。これらの中でも、生産性が高く繊維強化複合材料が得られやすいという観点から、プレス成形法が好ましい。

プレス成形法で繊維強化複合材料を製造する場合、プリプレグ、またはプリプレグを積層して作製したプリフォームを、予め硬化温度に調製した金型に挟んで加熱加圧して、プリプレグまたはプリフォームを硬化することが好ましい。プレス成形時の金型内の温度は、１００～１６０℃が好ましい。また、１～１５ＭＰａの条件下で１～２０分間、プリプレグまたはプリフォームを硬化させることが好ましい。

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
以下に実施例及び比較例で使用した原料（樹脂等）を示す。
＜原料＞
［エポキシ樹脂］
・ｊＥＲ８２８：液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１８９ｇ／ｅｑ、ガードナー色相０．２～０．４、三菱ケミカル社製。
・ｊＥＲ１００１：固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量４７５ｇ／ｅｑ、ガードナー色相０．２～０．４、三菱ケミカル社製。
・ＹＤＣＮ－７０２：液状クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量２０８ｇ／ｅｑ、ガードナー色相０．２～０．６、日鉄ケミカル＆マテリアル社製。
［フェノキシ樹脂］
・ＹＰ－７０：ビスフェノールＡ型・Ｆ型共重合フェノキシ樹脂、日鉄ケミカル＆マテリアル社製。
［硬化剤］
・ＤＣＭＵ－９９：３－（３，４－ジクロロフェニル）－１，１－ジメチルウレア、保土ヶ谷化学社製
・ｊＥＲキュアＤＩＣＹ１５：ジシアンジアミド、三菱ケミカル社製。
・ＤＹＨＡＲＤＵＲ７００：１，１－ジメチルウレア、ＡｌｚＣｈｅｍ社製
・サンエイドＳＩ－Ｂ３：下記式で示される化合物、三新化学社製

・サンエイドＳＩ－Ｓ：下記式で示される化合物、三新化学社製

・Ｋ－ＰＵＲＥＣＸＣ－１８２１：４級アンモニウム塩型熱カチオン硬化剤、ＫＩＮＧＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ社製（アニオンとしてＢ（Ｃ６Ｆ５）４－を含む）
・炭酸プロピレン

［比較例１～２］
表１に記載の組成に従い、硬化剤をそれぞれ容器に計量し、計量した硬化剤の総量と同量のｊＥＲ８２８を加え攪拌混合した。続いて、三本ロールミルにてさらに細かく混合し、硬化剤マスターバッチを得た。
続けて、表１に記載の組成の内、硬化剤マスターバッチに用いた成分を除いた分量のエポキシ樹脂をフラスコに計量し、オイルバスを用いて１５０℃に加熱し均一混合した。その後６５℃程度まで徐冷した後、前記硬化剤マスターバッチを加えて攪拌混合することによりマトリクス樹脂組成物を得た。
得られたマトリクス樹脂組成物をガラス板で挟み、熱風炉中に配置した後、室温から１３０℃まで２℃／ｍｉｎで昇温させ、１３０℃に到達してからさらに６０分保持をすることで厚み２ｍｍの樹脂板を得た。
得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。

［比較例３］
表１に記載の組成に従い、容器にサンエイドＳＩ－Ｂ３と炭酸プロピレンを計量し、室温で混合することで完全溶解させ硬化剤マスターバッチを得た。
次に、表１に記載の組成に従い、硬化剤マスターバッチを除く成分をフラスコに計量し、オイルバスを用いて１５０℃に加熱し均一混合した。その後６５℃程度まで徐冷した後、前記硬化剤マスターバッチを加えて攪拌混合することによりマトリクス樹脂組成物を得た。得られたマトリクス樹脂組成物をガラス板で挟み、熱風炉中に配置した後、室温から１３０℃まで２℃／ｍｉｎで昇温させ、１３０℃に到達してからさらに６０分保持をすることで厚み２ｍｍの樹脂板を得た。
得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。

［実施例１～８］
表１に記載の組成に従い、容器に、ＳＩ－Ｂ３と炭酸プロピレンを計り入れて完全溶解させた後、さらにサンエイドＳＩ－Ｓを計り入れて完全溶解させることで硬化剤マスターバッチを得た以外は、比較例３と同様の操作を行い、樹脂板を得た。
得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。

［実施例９～１０］
表１に記載の組成に従い、ＳＩ－Ｂ３と同量の炭酸プロピレンを容器に計り入れて完全溶解させたのち、さらにサンエイドＳＩ－Ｓを計り入れて完全溶解させた。一方、表１に記載の組成に従い、ＣＸＣ－１８２１と同量の炭酸プロピレンを容器に計り入れて完全溶解させた。最終的に表１に記載の組成となるように配合して硬化剤マスターバッチを得た以外は、比較例３と同様の操作により樹脂板を得た。
得られた樹脂板の評価結果を表１に示す。

＜評価方法＞
「ガードナー色相］
ＩＳＯ４６３０－１に準拠しガードナー色相を評価した。なお液状樹脂はそのまま測定を行い、固形樹脂は、樹脂分が６０ｗｔ％になるように調整したブチルカルビトール溶液を用いて測定を行った。
［硬化性］
マトリクス組成物をガラス板に挟み、熱風炉で硬化させた際に樹脂板が製造できた場合を良好とし、樹脂板を製造できなかった、もしくはガラス板へ粘着してしまい剥離が困難であった場合は不良とした。
［ヘイズ評価］
厚み２ｍｍの樹脂板を５ｃｍ四方に加工し試験片を得た。該試験片を、ヘーズメーター（日本電色社製、ＮＤＨ８０００）を用いてＪＩＳＫ７１３６に準拠したヘイズ（Ｈｚ）を測定した。
［黄色度ＹＩ評価］
厚み２ｍｍの樹脂板を５ｃｍ四方に加工し試験片を得た。該試験片を、分光測色計（コニカミノルタ社製、ＣＭ－５）を用いた透過測定にてＡＴＳＭＥ３１３－９６に準拠した黄色度（ＹＩ）を測定した。
［樹脂板のガラス転移点（ＤＭＡＴｇ）評価］
厚み２ｍｍの樹脂板を長さ５５ｍｍ、幅１２．５ｍｍの試験片に加工し試験片を得た。該試験片を、レオメータ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、ＡＲＥＳ－ＲＤＳ）を用いて測定周波数１Ｈｚ、昇温速度５℃／分で測定を行った。ｔａｎδのピークのトップをガラス転移点（Ｔｇ）とした。耐熱性について、下記の基準で評価し、〇以上を良好とし、数字が大きい程耐熱性が高い事を意味する。

表１中ＳＩ－Ｓの含有量表記はＳＩ－Ｂ３に対する割合を示す。

実施例１～５で例示された通り、特定の化合物を配合することで、透明性に優れた外観品位の良い硬化物を得ることができる。かかるマトリクス組成物を含むプリプレグ及び繊維強化複合材料も外観品位に優れる。
実施例６～８に例示された通り、さらに脂環式エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂や脂環型ビニルエポキシ樹脂を配合することで、透明性に優れたまま、耐熱性の向上が確認することができる。かかるマトリクス樹脂組成物を含むプリプレグ及び繊維強化複合材料も優れた外観品位を有しながら、より優れた耐熱性を有することになる。
実施例９～１０に例示された通り、硬化剤として４級アンモニウム塩を併用することで、透明性を維持しながら、耐熱性の向上が確認することができる。かかるマトリクス樹脂組成物を含むプリプレグ及び繊維強化複合材料も優れた外観品位を有しながら、より優れた耐熱性を有することになる。
比較例１～２は、従来好適に使用されていた硬化剤を含む例であるが、実施例と比較して透明性が劣っていた。
比較例３は、特定の化合物を含まない例であるが、比較例１～２と同様に、実施例と比較して透明性に劣っていた。

Claims

下記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、および（Ｃ）成分を含むマトリクス樹脂組成物と強化繊維基材とからなる、プリプレグ。
（Ａ）成分：カチオン重合性樹脂
（Ｂ）成分：下記式（１）で表される化合物
（Ｃ）成分：下記式（２）で表される化合物
…式（１）
（式（１）中、Ｒ^１は、水素原子、炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、または炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^２は、炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、または炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^３およびＲ^４は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、アラルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を表し、Ｘ^－は、ＢＦ_４ ^－、（ＢＹ_４）^－、（Ｒｆ）_z・ＰＦ_{（６－z）} ^－を表し、Ｙは、２つ以上のフッ素若しくはトリフルオロメチル基で置換されたフェニル基を表し、Ｒｆはパーフルオロアルキル基を表し、ｚは０～５の整数を表し、ｎは０～４の整数を表す。）
…式（２）
（式（２）中、Ｒ^５は、それぞれ独立に水素原子、炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^６は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アセチル基、炭素数１～４のアルコキシルカルボニル基を表し、Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、アラルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を表し、Ａ^－は、ＳＣＮ^－、Ｃ（ＣＮ）_３ ^－、（ＮＣ）_２Ｎ^－、ＮＯ_３ ^－、ＨＳＯ_４ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_３ ^－、ＣＨ_３ＳＯ_４ ^－、ＣＨ_３ＣＯＯ^－、ＣＦ_３ＣＯＯ^－、ＢＦ_４ ^－、ＰＦ_６ ^－、ＣＦ_３ＢＦ_３ ^－、ＣＦ_３ＳＯ_３ ^－、（ＦＳＯ_２）_２Ｎ^－、及び（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ^－からなる群より選択される少なくとも１種のアニオンを表し、ｍは０～４の整数を表す。）
前記（Ａ）成分としてＩＳＯ４６３０－１に準じて測定されたガードナー色相０．４以下である樹脂が配合された、請求項１に記載のプリプレグ。
前記ガードナー色相０．４以下である樹脂が前記（Ａ）成分１００質量部に対して５０質量部以上配合された、請求項２に記載のプリプレグ。
前記式（１）中、ｎは０、Ｒ^１は水素原子、Ｒ^３はベンジル基、Ｒ^４は炭素数１～５のアルキル基、Ｘ^－は（ＢＹ_４）^－である、請求項１～３のいずれか１項に記載のプリプレグ。
前記式（２）中、ｍは０、Ｒ^５は水素原子、Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に炭素数１～５のアルキル基、Ａ^－はＣＨ_３ＳＯ_４ ^－である、請求項１～４のいずれか１項に記載のプリプレグ。
前記（Ｂ）成分と前記（Ｃ）成分との含有質量比（（Ｂ）成分／（Ｃ）成分）が、０．０２～０．１である、請求項１～５のいずれか１項に記載のプリプレグ。
前記成分（Ａ）が、カチオン重合性樹脂としてエポキシ樹脂を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のプリプレグ。
前記エポキシ樹脂がマトリクス樹脂組成物１００質量部に対して５０質量部以上含まれる、請求項７に記載のプリプレグ。
さらに（Ｄ）成分として４級アンモニウム塩を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載のプリプレグ。
前記４級アンモニウム塩がマトリクス樹脂組成物１００質量部に対して０．１質量部以上含まれる、請求項９に記載のプリプレグ。
前記４級アンモニウム塩がＢ（Ｃ_５Ｆ_６）_４ ^－またはＣＦ_３ＳＯ_３ ^－を含む、請求項９または１０に記載のプリプレグ。
前記強化繊維基材が炭素繊維を含む、請求項１～１１のいずれか１項に記載のプリプレグ。
前記強化繊維基材が複数の強化繊維が一方向に引き揃えられた一方向シートである、請求項１～１２のいずれか１項に記載のプリプレグ。
請求項１～１３のいずれか１項に記載のプリプレグを硬化して得られる、繊維強化複合材料。