JP3163387B2 - 特に長い保存寿命をもつプレプレグの生産のための、エポキシ樹脂混合物 - Google Patents

特に長い保存寿命をもつプレプレグの生産のための、エポキシ樹脂混合物

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JP3163387B2
JP3163387B2 JP11543492A JP11543492A JP3163387B2 JP 3163387 B2 JP3163387 B2 JP 3163387B2 JP 11543492 A JP11543492 A JP 11543492A JP 11543492 A JP11543492 A JP 11543492A JP 3163387 B2 JP3163387 B2 JP 3163387B2
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alkyl
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エポキシ樹脂、開始剤
として一定の芳香脂肪族スルホニウム塩および安定剤と
して一定のアミンより成る硬化性混合物、該混合物を使
用して得られるプレプレグおよび積層体、そして該積層
体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】エポキシド−ベースの積層体は一般に選
択された硬化剤/促進剤組合せ、例えばジシアンジアミ
ド/イミダゾールの組合せを使用して製造される。樹脂
配合物は多くの要求条件を満足するものでなければなら
ず、そのうちのいくつかはお互いに組み合わせることが
困難である。すなわち、例えば、プレプレグは満足な保
存寿命を有するべきでありまた母材樹脂は圧縮成形型の
中で急速に硬化すべきである。
【0003】開始剤として以下に述べる式(I) ないし式
(IV)で表わされるスルホニウム塩を含有するカチオン硬
化性混合物、および、就中、含浸、積層および母材樹脂
としての混合物の用途は、EP-A-0379464に開示されてい
る。そこに表わされた教示によると、混合物はスルホニ
ウム塩とのカチオン硬化を妨げるのを避けるようないか
なるアミンをも含んではならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら混合物
は母材樹脂の急速な熱硬化を可能にして良好な特性を有
する積層体を与えるけれども、それらは不利なことをも
有する。すなわち、これら混合物の溶液を使用して製造
されたプレプレグは、積層体を与えるためにその後にプ
レプレグを圧締しようと望む場合には、約125℃まで
の温度でのみ乾燥することができる。
【0005】しかしながら、かように低い乾燥温度で
は、プレプレグ材料より除去されなかった全ての残留溶
媒が、圧締の間に積層体中に気泡を形成しおよび/また
は可塑剤として不利な挙動で作用して硬化積層体のガラ
ス転移温度(Tg)を低下せしめるという危険がある。
対照的に、混合物が溶媒無しで高められた温度で溶融物
の形態にて用いられる場合には、同様に、このようにし
て製造されたプレプレグの積層体について更なる加工を
もはや不可能にするような密集した予備架橋が起きる危
険がある。加えて、母材樹脂のまたは該樹脂を使用して
製造されたプレプレグの保存寿命が全く満足なものでは
ない。
【0006】驚くべきことに、本発明者は今、これまで
に知られたエポキシ樹脂混合物への少量の一定アミンの
添加は、該混合物について安定化作用を有し、このため
プレプレグの製造の間に混合物の温度が格段に増加し得
ることを見出した。
【0007】新規混合物を使用した場合には、上記で概
説した欠点は生じないかまたは極めて小さい程度で生
じ、そして積層体材料の急速な硬化が積層体を与えるた
めのプレプレグの熱圧締の間に起きる。さらに、該添加
は混合物のおよびこれより製造されたプレプレグの保存
寿命を改善する。
【0008】
【課題を解決するための手段】それ故、本発明は (a)エポキシ樹脂と、 (b)式(I)、式(II)、式(III)または式
(IV)
【化9】
【化10】
【化11】
【化12】 (式中、Aは炭素原子数1ないし12のアルキル基、炭
素原子数3ないし8のシクロアルキル基、炭素原子数4
ないし10のシクロアルキルアルキル基、未置換または
炭素原子数1ないし8のアルキル基、炭素原子数1ない
し4のアルコキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、
ニトロ基、フェニル基、フェノキシ基、アルコキシ基に
1ないし4個の炭素原子を有するアルコキシカルボニル
基もしくは1ないし12個の炭素原子を有するアシル基
によりモノ置換またはポリ置換されたフェニル基を表わ
し、Ar、ArおよびArは、お互いに独立して、
各々未置換または炭素原子数1ないし8のアルキル基、
炭素原子数1ないし4のアルコキシ基、ハロゲン原子、
ヒドロキシル基、ニトロ基、フェニル基、フェノキシ
基、アルコキシ基に1ないし4個の炭素原子を有するア
ルコキシカルボニル基もしくは1ないし12個の炭素原
子を有するアシル基によりモノ置換またはポリ置換され
たフェニル基またはナフチル基を表わし、アリーレンは
各々の場合において未置換または炭素原子数1ないし8
のアルキル基、炭素原子数1ないし4のアルコキシ基、
ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、フェニル
基、フェノキシ基、アルコキシ基に1ないし4個の炭素
原子を有するアルコキシカルボニル基もしくは1ないし
12個の炭素原子を有するアシル基によりモノ置換また
はポリ置換されたフェニレン基またはナフチレン基を表
わし、そしてQはSbF 、ASF またはSb
OHを表わす。)で表わされるスルホニウム塩
と、および (c) (c1)2ないし5のpKa値を有しかつ1個ないし4
個のNH基を各アミノ基に対するオルト位置における
少なくとも一個の置換基とともに有する芳香族アミン
[該置換基は炭素原子数1ないし10のアルキル基、炭
素原子数1ないし10のアルコキシ基、炭素原子数5な
いし6のシクロアルキル基、炭素原子数6ないし10の
アリール基またはハロゲン原子であり、但し、該アミン
基はアミノ基に対するオルト位置両方ともにおいてハロ
ゲン原子により置換されていない。]、または (c2)2ないし5のpKa値を有しかつ1個ないし4
個のNH基を各アミノ基に対するオルト−またはパラ
−置換基とともに有する芳香族アミン[該置換基は、−
COOH、−COOR、−COR、−SORまたは−
SOR(式中、Rは炭素原子数1ないし10のアルキル
基、炭素原子数5ないし6のシクロアルキル基、炭素原
子数6ないし10のアリール基、アミノアリール基また
【化13】 (式中、R’はアルキレン基を表わす。)を表わす。)
を表わす。]、または (c3)ビピリジンよりなる群より選択された安定剤よ
り成り、エポキシ樹脂(a)に基づいて、0.1ないし
10重量%の成分(b)および0.02ないし5重量%
の成分(c)が混合物中に存在する硬化性混合物に関す
る。
【0009】本発明による混合物は、長い保存寿命を有
し、急速に熱硬化可能でありかつ圧締して優れた特性を
有する積層体を与えることができるところのプレプレグ
の製造のために特に適する。
【0010】従って本発明はまた、繊維状支持材および
本発明による混合物より成るプレプレグ、そして該プレ
プレグの熱硬化により得られた積層体に関する。
【0011】適する支持材は原則的には、エポキシド母
材との複合材を形成しかつ母材材料を強化することがで
きる全ての繊維である。繊維材料の例は、天然ポリマ
ー、例えばセルロース;金属、例えば鋼鉄、Ti 、W、
Ta およびMo ;有機繊維−形成性ポリマー、特に芳香
族ポリアミド、例えば Nomexまたは Kevlar ;炭素、例
えばセルロース、ポリアクリロニトリルまたは瀝青の炭
化によって作成される材料、そして特にガラスである。
【0012】繊維材料は、支持材として広く多様な形態
で用いることができる。これらは、例えば、連続フィラ
メント(単一フィラメントまたは延伸フィラメント)、
連続糸、平行ロービング、連続糸織物、スパンロービン
グ、ロービング織物材料、短繊維、連続マット、切断マ
ット、不織布またはフェルト(紙)として、使用するこ
とができる。特に好ましい材料はガラス織物および紙で
ある。
【0013】硬化性混合物との繊維状支持材の接触は繊
維の種類および形態に依りまた母材材料の性質に依り変
更される。かかるプロセスの例は織布、不織布または連
続繊維への、液状樹脂/硬化剤混合物の含浸または固形
および/または液状樹脂とスルホニウム塩硬化剤との混
合物の不活性溶媒中の溶液の含浸である。
【0014】短繊維を含む層は、例えば、硬化性混合物
をカット繊維と一緒に織布または金属箔に塗布すること
により製造することができる。
【0015】硬化性混合物との繊維状支持材の接触は、
好ましくは含浸により行なわれる。この最後に、前記支
持材のウェブ織物を、例えば、エポキシ樹脂、開始剤、
安定剤および、望むならば、溶媒より成る樹脂浴の中に
通過させ、必要ならば乾燥させ、そして続いて貯蔵リー
ルに巻き取る。
【0016】また本発明は、 i)繊維状支持材を流動可能な形態にある本発明による混
合物と接触させることによる層の作成、 ii) 少なくとも一つの層は段階i)に従い得られる層であ
りそして、所望により、これはその中間に備えられ、ま
た、硬化性材料は本質的に未変性の形態にあるところ
の、お互いに結合された少なくとも二つの連続層の作
成、および iii)前記連続層を高められた温度にてそして加圧下圧締
することの段階より成る、積層体の製造方法に関する。
【0017】段階i)において用いる本発明による混合物
が溶媒を含む場合には、これは一般に高められた温度に
て除去しなければならない。この温度は好ましくはでき
るだけ多くの溶媒を材料より、例えば材料の0.5重量
%未満の溶媒含量にまで、除去するのに充分高い温度で
ある。約200℃までの温度はここで可能である。
【0018】上記の方法の特定の態様においては、段階
i)における繊維状支持材を、層を作成するために本発明
による硬化性混合物の溶液と接触させる。溶媒は200
℃までの温度にて除去する。これは、例えば、乾燥オー
ブン中においてまたはトンネルオーブン中において(速
度、例えば分当り2ないし25m)することができる。
加熱時間は好ましくは1ないし10分である。段階ii)
において、先に得られた材料の個々の層を、互いに所望
の数で重ねる。ここでの該層は同一であることができ、
または他の材料の層が存在することもできる。他の材料
の層の例は、金属箔、例えば銅箔またはアルミニウム
箔、または他の強化材、例えば繊維状強化材のマットも
しくは不織布である。
【0019】段階iii) において、ii) で得られた配列
物は圧締および加熱により硬化する。段階ii) における
加工条件は一定に保ち得るかまたは変更し得るものでも
良い。すなわち、例えば、第一段階における圧力および
温度は、本質的に硬化が起きないかまたは硬化速度が温
度増加の結果として樹脂の粘度が所望の程度に低下する
程に遅いものであるように、前もって特定することがで
きる。圧力および/または温度は、所望の粘度増加の速
度が達成されるように、引き続いて増加することができ
る。これらの増加は連続的にまたは段階ごとに行なうこ
とができる。例えば、温度は連続的に増加する一方、圧
力は粘度における増加に従い段階ごとに増加することが
できる。
【0020】しかしながら、圧力および温度は、段階ii
i)の開始において架橋反応が事実上ただちに始まるよう
に定めることができる。
【0021】段階iii)は多段プレスにおいてバッチごと
にまたは双ベルトプレスにおいて連続的に、望むならば
減圧下で、行なうことができる。
【0022】本方法のより好ましい態様においては、段
階ii) および段階iii)は連続的に行なう。この最後に、
段階i)に従い得られる材料のウェブを、所望ならば互い
に結合すべき別の層状材料のウェブと一緒に、同時に加
熱された双ベルトプレスの間に各場合において望まれる
層配列で通過する。
【0023】この態様においては、段階i)は、繊維状支
持材を硬化性混合物と接触させそして得られたウェブを
貯蔵リールの上に巻き取ることにより、別個に行なうこ
とができる。
【0024】しかしながら、段階i)はまた、例えば、繊
維状支持材のウェブを段階ii) の直前に樹脂浴の中に通
すことにより、段階ii) および段階iii)と一緒に連続的
に行なうことができる。
【0025】段階iii) における圧締圧力は一般に1な
いし60バール、好ましくは10ないし50バールであ
り、硬化温度は一般に50ないし250℃、好ましくは
80ないし200℃、最も好ましくは100ないし20
0℃である。圧締時間は、特別な硬化性混合物にもよる
が、一般に0.1ないし120分、好ましくは0.1な
いし60分、特に0.1ないし20分である。
【0026】段階i)において使用される繊維状支持材は
好ましくはガラス織布材料または紙である。
【0027】圧締圧力および温度は一般に各場合におい
て使用される硬化性混合物に依存する。実験係数を選択
する場合には、例えば、特別の樹脂/硬化材混合物の反
応性および凝集状態を考慮する。
【0028】個々の場合において必要な条件は、上述の
基準によるが、当業者により選択しかつ最適化すること
ができる。
【0029】本発明により混合物に適する安定剤成分
(c) は、1ないし4個のNH2 基を含む上記の芳香族ア
ミン(c1)および(c2)である。2、3または4個のNH2
基を含む該化合物は、例えば、アルデヒトもしくはケト
ンとの、例えばホルムアルデヒドとの適当に置換された
アニリンの縮合により((c1))、またはアミノ酸とエス
テル縮合可能な2ないし4個のOH基を含む化合物との
反応により((c2))、製造することができる。
【0030】成分(c1)および成分(c2)として使用される
芳香族アミンは単環式または二環式であり得る。二環式
化合物は融合環および非融合環の両方を含み得る。
【0031】成分(c1)のアルキル置換基およびアルコキ
シ置換基のアルキル基は直鎖または枝分れ鎖であり得
る。適するアルキル基の例は、メチル基、エチル基、n
−プロピル基およびイソプロピル基、ブチル基、ペンチ
ル基、ヘキシル基、オクチル基およびデシル基である。
適するアルコキシ基の例は、これらアルキル基に対応す
るアルコキシ基である。適するシクロアルキル基の例
は、シクロペンチル基およびシクロヘキシル基である。
適するアリール基の例は、フェニル基およびナフチル基
である。適するハロゲン置換基は、沃素原子、臭素原子
および特に塩素原子である。
【0032】好ましい成分(c1)は1個または2個のNH
2 基および3ないし4.5の pKa値を有しそして少な
くとも一個のアルキル基を各アミノ基に対するオルト位
置にもつものである。
【0033】特に好ましい成分(c1)は、2,6−ジアル
キルアニリンまたは式 (V)
【化14】 (式中、R3 は塩素原子または炭素原子数1ないし3の
アルキル基を表わし、そしてR4 は水素原子または炭素
原子数1ないし3のアルキル基を表わす。)で表わされ
る化合物であり、特に2,6−ジイソプロピルアニリン
または式 (V)(式中、R3 およびR4 は、互いに独立し
て、炭素原子数1ないし3のアルキル基、特にエチル基
またはイソプロピル基を表わす。)で表わされる化合物
である。
【0034】特に適する安定剤(c1)の例は、2,6−ジ
イソプロピルアニリン、ビス(4−アミノ−3,5−ジ
エチルフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチ
ル−5−イソプロピルフェニル)メタン、ビス(4−ア
ミノ−3,5−ジイソプロピルフェニル)メタン、ビス
(4−アミノ−3−エチル−5−メチルフェニル)メタ
ン、ビス(4−アミノ−3,5−ジエチルフェニル)メ
タン、ビス(4−アミノ−3−メチルフェニル)メタン
およびビス(4−アミノ−3−クロロフェニル)メタン
である。
【0035】安定剤成分(c2)のアミノ基に対するオルト
−またはパラ−置換基は電子吸引基である。
【0036】アミン(c2)の定義における基Rが炭素原子
数1ないし10のアルキル基、炭素原子数5ないし6の
シクロアルキル基または炭素原子数6ないし10のアリ
ール基である場合、成分(c1)の対応する置換基について
上記に述べた説明は、この基に適用される。
【0037】アミノアリール基Rは、好ましくは6ない
し10個の環炭素原子を有するアミノアリール基、例え
ばアミノナフチル基またはアミノフェニル基、例えば1
−アミノ−4ナフチル基、2−アミノ−6−ナフチル
基、2−アミノ−7−ナフチル基または2−、3−もし
くは、特に、4−アミノフェニル基である。
【0038】Rが基
【化15】 を表わす場合、R’は好ましくは炭素原子数2ないし1
0のアルキレン基を表わしそして該アミノ基は好ましく
はフェニル環上のパラ位にある。
【0039】好ましい成分(c2)は1個または2個のNH
2 基を有しそして2ないし3.5のpKa 値を有する化
合物である。
【0040】好ましい化合物の例は、アントラニル酸ま
たは式(VI)
【化16】 (式中、TはCO、SOまたは特にSO2 または
【化17】 (n=2ないし6、好ましくは2または3)を表わ
す。)で表わされる化合物である。
【0041】適する成分(c2)の例は4−アミノ安息香
酸、アントラニル酸、ビス(4−アミノフェニル)スル
ホン、ビス(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス
(4−アミノフェニル)ケトンおよび1,3−プロパン
ジオールビス(4−アミノベンゾエート)である。
【0042】成分(c3)として使用される適するビピリジ
ンの例は2,3’−、2,4’−、3,3’−、4,
4’−または特に2,2’−ビピリジンである。これら
の成分(c3)は上記したアミン成分(c1)および(c2)よりも
安定剤としてより好ましくはない。
【0043】安定剤成分(c1)および(c2)は、硬化性混合
物それ自体中に存在するかまたは、望むならば、スルホ
ニウム開始剤(b) の添加の前にエポキシ樹脂(a) と部分
的にまたは充分に反応させることができる。この予備反
応は好ましくは高められた温度にて、例えば100ない
し200℃にて行なう。しかしながら、本発明による好
ましい態様は、エポキシ樹脂との予備反応無しに成分(c
1)および成分(c2)を用いることにある。
【0044】アミンは好ましくはエポキシ樹脂に基づい
て、0.05ないし3重量%の量で存在する。
【0045】上述したように、安定剤(c) は、貯蔵後に
行なわれる熱架橋反応を害することなく、本発明による
混合物の保存寿命を有意に延長する。架橋はそれでもな
お高められた温度にて急速にかつ完全に行なわれそして
この結果優れた特性を有する硬化製品となる。
【0046】本発明による混合物の適するエポキシ樹脂
(a) は事実上全てのエポキシ樹脂である。これらの例は
以下の通りである。
【0047】I)少なくとも2個のカルボキシル基を分子
中に含む化合物と、およびエピクロロヒドリンまたはグ
リセロールジクロロヒドリンまたはβ−メチルエピクロ
ロヒドリンより誘導されたポリグリシジルおよびポリ
(β−メチルグリシジル)エステル。
【0048】少なくとも2個のカルボキシル基を分子中
に含む化合物は脂肪族ポリカルボン酸であり得る。これ
らポリカルボン酸の例は蓚酸、琥珀酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セ
バシン酸および二量化または三量化リノレン酸である。
【0049】しかしながら、脂環式ポリカルボン酸、例
えばテトラヒドロフタル酸、4−メチルテトラヒドロフ
タル酸、ヘキサヒドロフタル酸および4−メチルヘキサ
ヒドロフタル酸を用いることもまた可能である。
【0050】さらに芳香族ポリカルボン酸、例えばフタ
ル酸、イソフタル酸およびテレフタル酸を使用すること
もできる。
【0051】II)少なくとも2個の遊離のアルコール性
ヒドロキシル基および/またはフェノール性ヒドロキシ
ル基を分子中に含む化合物と、エピクロロヒドリンまた
はβ−メチルエピクロロヒドリンより誘導されたポリグ
リシジルまたはポリ(β−メチルグリシジル)エーテ
ル。
【0052】少なくとも2個の遊離のアルコール性ヒド
ロキシル基を分子中に含む化合物の例は、非環式アルコ
ール例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール
および高級ポリ(オキシエチレン)グリコール、プロパ
ン−1,2−ジオールおよびポリ(オキシプロピレン)
グリコール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−
1,4−ジオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリ
コール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,
6−ジオール、ヘキサン−2,4,6−トリオール、グ
リセロール、1,1,1−トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトール、ソルビトールおよびポリエピクロ
ロヒドリンである。
【0053】またこれらは、脂環式アルコール、例えば
1,3−または1,4−ジヒドロキシシクロヘキサン、
ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2,2
−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンまた
は1,1−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキセ−3
−エンから誘導されたものであり得る。
【0054】またエポキシ化合物は単核フェノール例え
ばレソルシノールまたはヒドロキノンから誘導され得、
あるいはそれらは多核フェノール例えばビス(4−ヒド
ロキシフェニル)メタン、4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、
1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒド
ロキシフェニル)プロパンをベースとするか、またはア
ルデヒド、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒ
ド、クロラールまたはフルフルアルデヒドと、フェノー
ル類例えばフェノールとの、または環において塩素原子
若しくは炭素原子数1ないし9のアルキル基により置換
されたフェノール例えば4−クロロフェノール、2−メ
チルフェノールもしくは4−第三ブチルフェノールとの
縮合により得られるノボラック、あるいは上記のビスフ
ェノールとの縮合により得られるノボラックをベースと
するものである。
【0055】またこれらエポキシ樹脂には、予備延伸に
よって、即ち相対的に低分子量であって低融点または液
状のエポキシ樹脂と多官能性化合物との反応により得ら
れる高分子量で高融点のエポキシ樹脂が含まれる。かか
る予備延伸反応のための出発材料の例は、ビスフェノー
ルをベースとする、例えばビスフェノールAをベースと
する低分子量ジグリシジルエーテルであり、これはそれ
自体知られた方法で過剰のビスフェノール、例えばビス
フェノールAまたはテトラブロモビスフェノールAと反
応させて高分子量化合物を与える。
【0056】これら反応はそれ自体知られておりそし
て、例えば、Kirk-Othmer "Encyclopedia of Chemical
Technology", Volume 9, pp. 275-276 (J.Wiley & Son
s, NewYork, 1980) に記載されている。
【0057】III)ポリ(S−グリシジル)化合物、特に
ジチオール例えば1,2−エタンジチオールまたはビス
(4−メルカプトメチルフェニル)エーテルから誘導さ
れたジ−S−グリシジル誘導体。
【0058】IV)脂環式エポキシ樹脂、例えばビス
(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、2,3
−エポキシシクロペンチルグリシジルエーテルおよび
1,2−ビス(2,3−エポキシシクロペンチルオキ
シ)エタン、ならびに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。
【0059】しかしながら、また1,2−エポキシ基が
種々のヘテロ原子または官能基に結合しているところの
エポキシ樹脂を使用することもできる。これら化合物に
は、例えばサリチル酸のグリシジルエーテル グリシジ
ルエステルが含まれる。
【0060】望むならば、エポキシ樹脂の混合物を硬化
性混合物において使用することができる。
【0061】本発明による方法の段階iii)における粘度
の変化は、相対的に高い初期粘度と圧締段階の間におけ
る粘度の急増加とを達成するために、段階i)における変
性エポキシ樹脂を用いることにより制御することができ
る。
【0062】この最後に、エポキシ樹脂は、例えば、高
められた温度にて有効なエポキシド硬化剤との、例えば
酸無水物硬化剤との部分反応により変性することができ
る。;あるいはエポキシ樹脂は少量のポリフェノール、
特にノボラックと組み合わされる。
【0063】変性剤の量は、変性すべき樹脂の粘度の増
加が起きるが、これは段階iii)におけるエポキシ樹脂の
粘度の初期減少を防止する程は大きくないように選択す
ることができる。
【0064】この態様においては、ポリグリシジルエー
テル、特にビスフェノールをベースとするジグリシジル
エーテルは、予備延伸されたものでもまたよいが、好ま
しくはポリカルボン酸の環式無水物、特に脂環式ジカル
ボン酸の無水物と部分的に反応させる。;この変法のさ
らに好ましい態様においては、ポリグリシジルエーテ
ル、特にビスフェノールをベースとするジグリシジルエ
ーテルは、望むならば、予備延伸されたものでもまたよ
いが、少量のノボラック、特にフェノール−ホルムルデ
ヒドノボラックまたはクレゾール−ホルムアルデヒドノ
ボラックと組み合される。
【0065】式(I) ないし式(IV)で表わされる硬化開始
剤は EP-A-0379464 に記載されている。;その開示は本
発明の説明の一部を形成するのを意図するものである。
そこに与えられた式(I) ないし式(IV)で表わされる種々
の基の定義はまた本発明に適用される。
【0066】本発明による混合物のための特に適する開
始剤は、式 (I)または式(II)(式中、Aは炭素原子数1
ないし12のアルキル基、炭素原子数3ないし8のシク
ロアルキル基または、未置換またはハロゲン原子もしく
は炭素原子数1ないし4のアルキル基により置換された
フェニル基を表わし、Ar 、Ar1およびAr2は、お互い
に独立して、各々未置換または炭素原子数1ないし8の
アルキル基、炭素原子数1ないし4のアルコキシ基、C
l もしくはBr によりモノ置換またはポリ置換されたフ
ェニル基を表わし、そしてQ- はSb F6 -またはSb F
5 OH- を表わす。)で表わされるスルホニウム塩であ
り、例えばジベンジルエチルスルホニウムヘキサフルオ
ロアンチモネートまたはジベンジルシクロヘキシルスル
ホニウムヘキサフルオロアンチモネートである。
【0067】硬化性混合物はまた別の添加剤を含有する
ことができる。
【0068】これらは、それを用いて硬化製品の最終特
性および/または混合物の加工特性が変性されるところ
の添加剤であり得る。
【0069】かかる添加剤の例は充填剤または増粘剤、
例えば白亜、タルク、カオリン、雲母、石膏、二酸化チ
タン、石英砂、酸化アルミニウム、セルロース、粘土、
粉砕ドロマイト、珪灰石、大きい比表面積を有する珪質
土(商標名 Aerosilのもと得られる)、粉末化ポリ塩化
ビニル、ポリオレフィンおよび金属粉末、例えば銅、
銀、アルミニウムまたは鉄粉末、防炎剤、例えば三酸化
アンチモン;着色剤、例えば顔料または染料;仕上げた
積層体の紫外光線安定性を改良するための光安定剤;例
えば、段階i)で製造された個々の層の仮剥離のための剥
離剤、例えば離型フィルム、フィルム形成性コーティン
グまたはロウ;チキソトロープ剤、例えば高分散珪酸;
反応性希釈剤、例えばフェニルグリシジルエーテル、ク
レシルグリシジルエーテル、ブタンジオールジグリシジ
ルエーテルまたはジグリシジルヘキサヒドロフタレー
ト、または、例えば、高粘度またはソリッドエポキシ樹
脂混合物の含浸溶液を製造するための不活性希釈剤、例
えば塩素化された脂肪族または芳香族炭化水素、例えば
ジクロロメタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタ
ン、クロロベンゼン、または例えば芳香族炭化水素、例
えばトルエンもしくはキシレン、または例えば脂肪族ケ
トン、例えばアセトンもしくはメチルエチルケトンであ
る。
【0070】また、特に好ましいものは、成分(b) は式
(I)(式中、Aは炭素原子数1ないし12のアルキル基
または炭素原子数3ないし8のシクロアルキル基を表わ
し、Ar およびAr1は、お互いに独立して、各々未置換
または炭素原子数1ないし8のアルキル基、炭素原子数
1ないし4のアルコキシ基、Cl もしくはBr によりモ
ノ置換またはポリ置換されたフェニル基を表わし、そし
てQ- はAs F6 -またはSb F6 -を表わす。)で表わさ
れるスルホニウム塩であり、かつ成分(c) は式(V)(式
中、R3 およびR4 は、互いに独立して、炭素原子数1
ないし3のアルキル基、特にエチル基またはイソプロピ
ル基を表わす。)で表わされる化合物であるところの本
発明による混合物により与えられる。
【0071】本発明による積層体は、特に、回路基板及
び絶縁材料の製造のために用いることができる。
【0072】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0073】実施例1:メチルエチルケトン中に溶解さ
れたビスフェノールAをベースとする工業銘柄の臭素化
ジグリシジルエーテル(エポキシ含量1.85当量/k
g)571 gを、トリベンジルスルホニウムヘキサフル
オロアンチモネート(ソリッドエポキシ樹脂をベースと
して、1重量%)4.0 gおよびビス(4−アミノ−
3,5−ジエチルフェニル)メタン(該ソリッド樹脂を
ベースとして、0.3重量%)1.2gと均質に混合し
た。
【0074】この溶液はガラス織布材料(坪量200 g
/m2 )を含浸するのに使用した。樹脂溶液−含浸材料を
乾燥オーブン中で140℃にて3分間乾燥して、不粘着
性、積み重ね可能なプレプレグを与えた。このプレプレ
グ(15×15cm)8層を各々他のものの上に積み重ね
そして170℃にて15分間圧締して、気泡の無い積層
体を与えた。
【0075】そのガラス転移温度Tg は、示差走査熱量
計(DSC)により測定して、136℃(“Tg 1 ”)
であった。その後同じ試料を別のDSC測定に受けさせ
た。今回は138℃というガラス転移温度を得た(“T
g 2 ”)。Tg 1 とTg 2 との大変小さな差は、15分
間という相対的に短い時間内で、硬化積層体が得られる
ことを示している。
【0076】実施例2:実施例1において使用したエポ
キシ樹脂溶液571 g、ビス(4−アミノ−3,5−ジ
エチルフェニル)メタン1.2 gおよびジベンジルエチ
ルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート4.0 g
の含浸溶液を実施例1におけるように調製した。プレプ
レグを実施例1におけるように145℃にて3分間乾燥
することにより製造しそして圧締して8層の積層体を与
えた。Tg 1 およびTg 2 はそれぞれ146℃および1
48℃であった。すなわち、積層体は短い圧締時間の後
硬化した。
【0077】アミンの添加無しに、乾燥を単にずっと低
い温度にてかつ単に大変短い時間で行なうことができ
る。;実施例で使用したような、より高い温度にて、エ
ポキシ重合は、個々のプレプレグについて相互の不充分
な結合のみが圧締の際達成される限り、進行する。した
がって、アミン無しの混合物を使用した場合は、Tg 1
およびTg 2 は約20℃であった。
【0078】実施例3:実施例1において使用したエポ
キシ樹脂溶液571 g、ビス(4−アミノ−3,5−ジ
エチルフェニル)メタン1.2 gおよびジベンジルシク
ロヘキシルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート
4.0 gの含浸溶液を実施例1におけるように調製し
た。プレプレグを実施例1におけるように145℃にて
3分間乾燥することにより製造しそして圧締して8層積
層体を与えた。Tg 1 およびTg 2はそれぞれ144℃
および143℃であった。
【0079】加えて、プレプレグを保存寿命について試
験した。この最後に、プレプレグのゲル化時間を130
℃にて、プレプレグの製造後直ちにそして室温にて30
日間の貯蔵の後に測定した。次の値を得た。
【0080】
【表1】
【0081】従って30日間の貯蔵後のゲル化時間の減
少は10%より少なかった。アミンの添加無しでは、3
0日後のゲル化時間はその他は同一条件の下3倍以上に
長かった。
【0082】実施例4−6:3つの含浸溶液を各場合に
おいて実施例1において使用したエポキシ樹脂溶液57
1 gより実施例1におけるように調製した。スルホニウ
ム塩およびアミンを該溶液に以下の表に従い添加した。
【0083】プレプレグを実施例1におけるように含浸
されたガラス織布材料を130℃ないし150℃にて3
ないし4分間乾燥することにより製造した。各々の場合
において、得られたプレプレグ8枚を170℃にて15
分間の間圧締して積層体を与えた。
【0084】ガラス転移温度、および室温にて30日間
の貯蔵の前および後のプレプレグ樹脂のゲル化時間を以
下の表に与える。その値より積層体は完全に硬化しそし
てプレプレグは充分な保存寿命を有することがわかる。
【0085】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルチン ロート スイス国 ,1735 ギッフェルス ,オ ーバードルフ(番地表示無し) (56)参考文献 特開 昭61−44919(JP,A) 特開 平2−232215(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 59/68 - 59/72 C08G 59/50 C08J 5/24

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)エポキシ樹脂と、 (b)式(I)、式(II)、式(III)または式
    (IV) 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 (式中、 Aは炭素原子数1ないし12のアルキル基、炭素原子数
    3ないし8のシクロアルキル基、炭素原子数4ないし1
    0のシクロアルキルアルキル基、未置換または炭素原子
    数1ないし8のアルキル基、炭素原子数1ないし4のア
    ルコキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ
    基、フェニル基、フェノキシ基、アルコキシ基に1ない
    し4個の炭素原子を有するアルコキシカルボニル基もし
    くは1ないし12個の炭素原子を有するアシル基により
    モノ置換またはポリ置換されたフェニル基を表わし、 Ar、ArおよびArは、お互いに独立して、各々
    未置換または炭素原子数1ないし8のアルキル基、炭素
    原子数1ないし4のアルコキシ基、ハロゲン原子、ヒド
    ロキシル基、ニトロ基、フェニル基、フェノキシ基、ア
    ルコキシ基に1ないし4個の炭素原子を有するアルコキ
    シカルボニル基もしくは1ないし12個の炭素原子を有
    するアシル基によりモノ置換またはポリ置換されたフェ
    ニル基またはナフチル基を表わし、 アリーレンは各々の場合において未置換または炭素原子
    数1ないし8のアルキル基、炭素原子数1ないし4のア
    ルコキシ基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ
    基、フェニル基、フェノキシ基、アルコキシ基に1ない
    し4個の炭素原子を有するアルコキシカルボニル基もし
    くは1ないし12個の炭素原子を有するアシル基により
    モノ置換またはポリ置換されたフェニレン基またはナフ
    チレン基を表わし、そしてQはSbF 、AsF
    またはSbFOHを表わす。)で表わされるスル
    ホニウム塩と、および (c) (c1)2ないし5のpKa値を有しかつ1個ないし4
    個のNH基を各アミノ基に対するオルト位置における
    少なくとも一個の置換基とともに有する芳香族アミン
    [該置換基は炭素原子数1ないし10のアルキル基、炭
    素原子数1ないし10のアルコキシ基、炭素原子数5な
    いし6のシクロアルキル基、炭素原子数6ないし10の
    アリール基またはハロゲン原子であり、但し、該アミン
    基はアミノ基に対するオルト位置両方ともにおいてハロ
    ゲン原子により置換されていない。]、または (c2)2ないし5のpKa値を有しかつ1個ないし4
    個のNH基を各アミノ基に対するオルト−またはパラ
    −置換基とともに有する芳香族アミン[該置換基は、−
    COOH、−COOR、−COR、−SORまたは−
    SOR(式中、Rは炭素原子数1ないし10のアルキル
    基、炭素原子数5ないし6のシクロアルキル基、炭素原
    子数6ないし10のアリール基、アミノアリール基また
    は 【化5】 (式中、R’はアルキレン基を表わす。)を表わす。)
    を表わす。]、または (c3)ビピリジンよりなる群より選択された安定剤よ
    り成り、 エポキシ樹脂(a)に基づいて、0.1ないし10重量
    %の成分(b)および0.02ないし5重量%の成分
    (c)が混合物中に存在する硬化性混合物。
  2. 【請求項2】成分(c1)は1個または2個のNH2 基およ
    び3ないし4.5のpKa 値を有しそして少なくとも一
    個のアルキル基を各アミノ基に対するオルト位置にもつ
    ものであるところの請求項1記載の混合物。
  3. 【請求項3】成分(c1)は2,6−ジアルキルアニリンま
    たは式 (V) 【化6】 (式中、R3 は塩素原子または炭素原子数1ないし3の
    アルキル基を表わし、そしてR4 は水素原子または炭素
    原子数1ないし3のアルキル基を表わす。)で表わされ
    る化合物であるところの請求項1記載の混合物。
  4. 【請求項4】成分(c1)は2,6−ジイソプロピルア
    ニリンまたは式(V)(式中、RおよびRは、互い
    に独立して、炭素原子数1ないし3のアルキル基、特に
    エチル基またはイソプロピル基を表わす。)で表わされ
    る化合物であるところの請求項3記載の混合物。
  5. 【請求項5】成分(c2)は1個または2個のNH2 基およ
    び2ないし3.5のpKa 値を有するものであるところ
    の請求項1記載の混合物。
  6. 【請求項6】成分(c2)はアントラニル酸または式(VI) 【化7】 (式中、TはCO、SOまたは特にSO2 または 【化8】 (n=2ないし6、好ましくは2または3)を表わ
    す。)で表わされる化合物であるところの請求項1記載
    の混合物。
  7. 【請求項7】成分(c3)は2,3’−、2,4’−、3,
    3’−、4,4’−または特に2,2’−ビピリジンで
    あるところの請求項1記載の混合物。
  8. 【請求項8】成分(b) は請求項1記載の式 (I)または式
    (II)(式中、Aは炭素原子数1ないし12のアルキル
    基、炭素原子数3ないし8のシクロアルキル基または、
    未置換またはハロゲン原子もしくは炭素原子数1ないし
    4のアルキル基により置換されたフェニル基を表わし、
    Ar 、Ar1およびAr2は、お互いに独立して、各々未置
    換または炭素原子数1ないし8のアルキル基、炭素原子
    数1ないし4のアルコキシ基、Cl もしくはBr により
    モノ置換またはポリ置換されたフェニル基を表わし、そ
    してQ- はSb F6 -またはSb F5 OH- を表わす。)
    で表わされるスルホニウム塩であるところの請求項1記
    載の混合物。
  9. 【請求項9】成分(b) は、請求項1記載の式 (I)(式
    中、Aは炭素原子数1ないし12のアルキル基または炭
    素原子数3ないし8のシクロアルキル基を表わし、Ar
    およびAr1は、お互いに独立して、各々未置換または炭
    素原子数1ないし8のアルキル基、炭素原子数1ないし
    4のアルコキシ基、Cl もしくはBr によりモノ置換ま
    たはポリ置換されたフェニル基を表わし、そしてQ-
    As F6 -またはSb F6 -を表わす。)で表わされるスル
    ホニウム塩であり、かつ成分(c)は、請求項3記載の式
    (V)(式中、R3 およびR4 は、互いに独立して、炭素
    原子数1ないし3のアルキル基、特にエチル基またはイ
    ソプロピル基を表わす。)で表わされる化合物であると
    ころの請求項3記載の混合物。
  10. 【請求項10】繊維状支持材および請求項1記載の混合
    物より成るプレプレグ。
  11. 【請求項11】請求項10記載のプレプレグの熱硬化に
    より得ることができる積層体。
  12. 【請求項12】i)繊維状支持材を流動可能な形態にある
    請求項1記載の混合物と接触させることによる層の作
    成、 ii) 少なくとも一つの層は段階i)に従い得られる層であ
    りそして、所望により、これはその中間に備えられ、ま
    た、硬化性材料は本質的に未変性の形態にあるところ
    の、お互いに結合された少なくとも二つの連続層の作
    成、および iii)前記連続層を高められた温度にてそして加圧下圧締
    することの段階より成る、積層体の製造方法。
  13. 【請求項13】層を作成するために段階i)における繊維
    状支持材を硬化性混合物の溶液と接触させそして溶媒を
    200℃までの温度にて除去するところの、請求項12
    記載の方法。
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