JP5228289B2 - プリプレグおよび繊維強化複合材料 - Google Patents

Description

本発明は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性および制振性が優れた繊維強化複合材料、およびそれを得るためのプリプレグに関するものである。

ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維およびボロン繊維などの強化繊維とマトリックス樹脂からなる繊維強化複合材料は、軽量であり、強度や剛性等の機械特性が優れているため、航空宇宙用途、スポーツ用品用途および自動車用途などに広く用いられている。

中でも、特定方向に配向した連続強化繊維を含むプリプレグを積層し成形してなる連続繊維強化複合材料は、軽量性と機械特性のバランスに特に優れているため、上記用途等に好適に使用されている。

また、マトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれも用いることができるが、比較的低温での成形が可能でありながら、高い耐熱性を得られるという利点を有することから、熱硬化性樹脂を主成分とするマトリックス樹脂が多く用いられている。

一方、繊維強化複合材料は、軽量であるが故に吸音性を含めた振動吸収特性が不足しがちであり、近年の繊維強化複合材料の用途拡大につれて、制振性が重要な課題として顕在化してきている。

繊維強化複合材料に制振性を付与する場合、マトリックス樹脂に制振性樹脂のみを使用することは少なく、制振性と機械特性を両立させるため、通常は、制振機能は持たないものの機械特性に優れた樹脂を制振性樹脂と組み合わせてマトリックス樹脂として使用している。特に、連続繊維強化複合材料の場合は、マトリックス樹脂の異なる複数種のプリプレグを用いることにより、各層毎に異なったマトリックス樹脂設計が可能であるが、この場合、制振性と機械特性を両立させるために、成形過程において各層の間で樹脂の拡散や混合を起こすことなく、制振性樹脂を所定の層内もしくは層間に確実に配置することが重要である。

しかしながら現実には、プリプレグ製造時の強化繊維への樹脂含浸性を確保するため、樹脂粘度が低くなりがちであり、成形過程の層外への樹脂の拡散や混合を免れず、設計通りの制振性を得ることが極めて困難であった。例えば、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂および／またはポリプロピレンポリエチレングリコールジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を強化繊維に含浸させたプリプレグが提案されている（特許文献１参照）。また、粘度が０．０１〜１００Ｐａ・ｓの液状ゴムを強化繊維に含浸させたプリプレグが提案されている（特許文献２参照）。これら特許文献１または特許文献２のプリプレグのみを積層し成形した場合は、制振性が得られるが、そのプリプレグを制振機能はもたないものの機械特性に優れたマトリックス樹脂を含むプリプレグと組み合わせて積層し成形した場合には、各層間の樹脂拡散と混合が顕著に起こり、制振性と機械特性が共に不十分なものとなった。これに対して、制振層を事前に硬化させたものを、別のプリプレグと積層し成形することにより各層間の樹脂拡散と混合を回避することが提案されているが（特許文献３参照。）、この提案の場合、工程数が増える上に、制振層の柔軟性が失われ積層作業性が悪化し、さらに繊維強化複合材料として使用した場合に層間の剥離が起こることがあった。

加えて、制振性樹脂の強化繊維への含浸性を確保するために、室温での樹脂粘度が低くなりすぎ、プリプレグの形状保持性が悪化したり、タック過多になる等、取扱い性についての課題が多かった。

また、強化繊維を含まない制振樹脂層を繊維強化層の間に導入することによっても、制振性を付与することができるが、この場合も上記の場合と同様に、各層間の樹脂拡散と混合が問題となる。これに対し、ポリノルボルネンなどを含む熱可塑性樹脂組成物を振動減衰層として強化繊維層間に導入することにより、十分な制振性が得られているが（特許文献４参照。）、この場合、振動減衰層となるシートに粘着性がないため、プリプレグとの積層作業性が悪く、また、プリプレグ中の熱硬化性樹脂と共有結合を形成する官能基を持たないため、繊維強化複合材料として使用した場合に層間の剥離を起こることがあった。

このように、機械特性と制振性を高いレベルで兼ね備えた繊維強化複合材料、およびそれを得るための熱硬化性樹脂組成物、および品位と取扱い性に優れたプリプレグはこれまで存在しなかった。
特開平９−２６８２２１号公報 特開２０００−３０９６５５号公報 特開平５−１２３４２８号公報 特開２００２−７８８３４号公報

本発明の目的は、かかる従来技術の背景に鑑み、繊維強化複合材料の軽量性を犠牲にすることなく、制振性を向上させることができる熱硬化性樹脂組成物を用いたプリプレグを提供せんとするものである。

本発明者らは、マトリックス樹脂として、特定の熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を所定配合量で組み合わせることにより、制振性、機械特性、プリプレグ品位および取扱い性の課題を一挙に解決できることを見出し本発明に想到した。

本発明は、上記課題を解決するため、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のプリプレグは、熱硬化性樹脂、硬化剤、および該熱硬化性樹脂に可溶なガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある、該エポキシ樹脂１００重量部に対し２０〜４００重量部のウレタン系エラストマーを含んでなり、その樹脂硬化物の理論架橋点間分子量αが４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内である熱硬化性樹脂組成物と強化繊維を含んでなるプリプレグである。なお、本発明では、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる（すなわち、本発明の熱硬化性樹脂組成物はエポキシ樹脂組成物である）ことを特徴とする。

本発明の熱硬化性樹脂組成物の好ましい態様によれば、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、１００℃の温度における粘度が７０℃の温度における粘度の２〜７倍の範囲内であり、２５℃の温度における粘度は１０^４〜２ｘ１０^６Ｐａ・ｓの囲内であり、かつ７０℃の温度における粘度は０．１〜２ｘ１０^２Ｐａ・ｓの範囲内である。

また、本発明の熱硬化性樹脂組成物の好ましい態様によれば、前記の熱硬化性樹脂の官能基当量は４００〜１０００の範囲内にある。
また、本発明の繊維強化複合材料は、エポキシ樹脂、硬化剤、および該エポキシ樹脂に可溶なガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある、該エポキシ樹脂１００重量部に対し２０〜４００重量部のウレタン系エラストマーを含んでなり、その樹脂硬化物の理論架橋点間分子量αが４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であるエポキシ樹脂組成物を硬化して得られた樹脂硬化物と強化繊維を含んでなるものである。

本発明によれば、繊維強化複合材料の軽量性を犠牲にすることなく、制振性を向上させることができる熱硬化性樹脂組成物が得られ、この熱硬化性樹脂組成物をマトリックス樹脂として用いることにより、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、かつ、制振性を有しており、航空宇宙用途、スポーツ用品用途および自動車用途などに有用な繊維強化複合材料が得られる。

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、基本的成分として、熱硬化性樹脂とその熱硬化性樹脂に可溶な熱可塑性樹脂を含んで構成されている。

本発明で用いられる熱硬化性樹脂は、反応により架橋構造を形成し、硬化する樹脂のことを指す。このような熱硬化性樹脂としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などが挙げられるが、中でも、耐熱性、機械特性および強化繊維との接着性の観点から、本発明では熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用いられる。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂が主成分として用いられることが好ましい。ここで、主成分とは、エポキシ樹脂組成物における全樹脂成分中の６０重量％以上を占めることを指し、８０重量％以上占めることが好ましい。

本発明で好適に用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ポリオールから誘導されるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、複数活性水素を有するアミンから誘導されるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸から誘導されるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、および分子内に複数の２重結合を有する化合物を酸化して得られるエポキシ樹脂などが挙げられる。

グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、テトラブロモビスフェノールＡ、ヘキサヒドロビスフェノールＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、レゾルシノール、ヒドロキノン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニル、１，６−ジヒドロキシナフタレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、トリス（ｐ−ヒドロキシフェニル）メタン、テトラキス（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタン、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチレングリコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンおよびひまし油などのポリオールとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエーテルが好適に用いられる。

グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、例えば、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ｍ−キシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、アニリン、トルイジンおよび９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレンなどをエピクロロヒドリンと反応させて得られるグリシジルアミンが好適に用いられる。

さらに、ｍ−アミノフェノール、ｐ−アミノフェノールおよび４−アミノ−３−メチルフェノールなどのアミノフェノール類の水酸基とアミノ基の両方をエピクロロヒドリンと反応させて得られるエポキシ樹脂も好適に用いられる。

グリシジルエステル型エポキシ樹脂としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸およびダイマー酸などをエピクロロヒドリンと反応させて得られるグリシジルエステルが好適に用いられる。

分子内に複数の２重結合を有する化合物を酸化して得られるエポキシ樹脂としては、例えば、分子内にエポキシシクロヘキサン環を有するエポキシ樹脂が挙げられる。さらにこのエポキシ樹脂としては、エポキシ化大豆油等も挙げられる。

これらのエポキシ樹脂以外にも、トリグリシジルイソシアヌレートのようなエポキシ樹脂などが好適に用いられる。

さらに上記のエポキシ樹脂を原料として合成されるエポキシ樹脂、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとトリレンジイソシアネートからオキサゾリドン環生成反応により合成されるエポキシ樹脂なども好適に用いられる。

本発明で用いられるマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂は硬化剤と組み合わせて用いられる。硬化剤としては、エポキシ樹脂のエポキシ基と反応する活性基を有する化合物であれば良く、具体的には、ポリアミン、酸無水物、フェノール類およびメルカプタンなどが挙げられる。また、エポキシ樹脂の単独重合の開始剤である、３級アミンやイミダゾール類などの塩基性化合物、あるいは３フッ化ホウ素のアミン錯体などの酸性化合物などを用いることもできる。

本発明における熱可塑性樹脂は、前記の熱硬化性樹脂に可溶であることが必要である。さもないと、強化繊維への樹脂含浸性能の低下に加え、樹脂硬化物のｔａｎδが低下することにより繊維強化複合材料の制振性悪化を招くことになる。ここでいう可溶であるとは、加熱等により相溶し、少なくとも目視で分離のない均一な状態が得られることを指す。ｔａｎδとは、詳細については後述するが、負荷応力が熱エネルギーとして散逸、損失される度合いを表し、制振性の指標となるものである。

また、本発明における熱可塑性樹脂は、前記の熱硬化性樹脂１００重量部に対し、２０〜４００重量部配合する必要があり、好ましくは３０〜３００重量部、さらに好ましくは４０〜２００重量部配合する。熱可塑性樹脂の配合量が２０重量部に満たない場合、プリプレグの取り扱い性が悪くなるとともに、繊維強化複合材料の成形時、所定の層外への樹脂拡散が起こり、制振性と機械特性のバランスが悪いものとなる。一方、熱可塑性樹脂の配合量が４００重量部を超える場合、強化繊維への樹脂含浸性が悪くなるとともに、得られる繊維強化複合材料の熱変形やクリープ変形が問題となる。

また、熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、２千〜５０万の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは５千〜３０万の範囲内であり、さらに好ましくは１万〜２０万の範囲内にあることが望ましい。重量平均分子量が２千に満たない場合、繊維強化複合材料の成形時、所定の層外への樹脂拡散が起こり、制振性と機械特性のバランスが悪いものとなる場合がある一方で、重量平均分子量が５０万を超える場合、強化繊維への樹脂含浸性が悪化する場合がある。重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー等の従来公知の方法で求めることができる。

本発明における熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある熱可塑性エラストマーが用いられ、ガラス転移温度が−５０〜０℃の範囲内にある熱可塑性エラストマーがより好適に用いられる。ガラス転移温度が−８０℃に満たない場合、熱硬化性樹脂との相溶性が不十分となる場合がある一方で、ガラス転移温度が１０℃を超える場合、制振性が不十分となる場合がある。ここで、ガラス転移温度の測定方法は、動的粘弾性測定装置を使用したＤＭＡに基づくものとする。詳細には、サンプル厚み２．０ｍｍ、幅１０．０ｍｍ、スパン長４０ｍｍとし、ねじり振動周波数１．０Ｈｚ、発生トルク３〜２００ｇｆ・ｃｍ、昇温速度５．０℃／分の条件下でＤＭＡ測定を行い、貯蔵弾性率（Ｇ’）−温度のグラフにおいてガラス領域の接線とガラス転移領域の接線との交点における温度をガラス転移温度として算出するものとする。

熱可塑性エラストマーの化学構造は、一般的にはゴム状の柔軟性をもたらすソフトセグメントと疑似架橋構造を形成するハードセグメントとを有する共重合体である。本発明では、熱可塑性エラストマーとして、相溶性と接着性の点に優れるウレタン系エラストマーを用いる。

本発明の熱硬化性樹脂組成物は、それを硬化させ樹脂硬化物にしたときの理論架橋点間分子量αが、４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが必要であり、５００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましく、さらには、６００〜１６００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましい。上記の理論架橋点間分子量αは、機械特性や耐熱性が重視される一般的なマトリックス樹脂と比べると、かなり低架橋密度な領域である。これにより、樹脂硬化物のｔａｎδが十分に大きくなり、得られた繊維強化複合材料において十分な制振性が得られるようになる。理論架橋点間分子量αが４００ｇ／ｍｏｌより小さい場合、熱硬化性樹脂組成物を硬化させた樹脂硬化物の架橋密度が大きくなりすぎるため、熱硬化性樹脂組成物を硬化させた樹脂硬化物のｔａｎδが小さくなり、得られる繊維強化複合材料の制振性が不十分となる。一方、理論架橋点間分子量αが３０００ｇ／ｍｏｌを超える場合、得られる繊維強化複合材料の熱変形やクリープ変形が問題となる。

ここで、理論架橋点間分子量αとは、全樹脂硬化物の重量Ｗを全樹脂硬化物が持つ架橋点の数ｃで除した値であり、樹脂硬化物の架橋密度と反比例の関係にある。樹脂のゴム状態弾性率、すなわちゴム状態における貯蔵弾性率は、架橋密度と概ね比例関係があることから、理論架橋点間分子量αは、樹脂と概ね負の相関があり、また、ｔａｎδピーク値と概ね正の相関があることが判った。

次に、理論架橋点間分子量αの求め方を、エポキシ樹脂組成物を例にして説明する。

まず、エポキシ樹脂組成物中に、ｋ種（ｋは整数）のエポキシ樹脂成分が含まれる場合、このうちｉ番目（ｉは１〜ｋの整数）のエポキシ樹脂成分の配合量をａ_ｉ（単位：ｇ）とする。また、エポキシ樹脂組成物中に、ｌ種（ｌは整数）の硬化剤成分が含まれる場合、このうちｊ番目（ｊは１〜ｌの整数）の硬化剤の配合量をｂ_ｊ（単位：ｇ）とすると、全樹脂硬化物の重量Ｗ（単位：ｇ）は、次式（１）で求められる。

ｉ番目のエポキシ樹脂成分のエポキシ当量をＥ_ｉ（単位：ｇ／ｍｏｌ）とし、ｉ番目のエポキシ樹脂成分１分子が持つエポキシ基の数をｘ_ｉとする。また、ｊ番目の硬化剤成分の活性水素当量をＨ_ｊ（単位：ｇ／ｍｏｌ）とし、ｊ番目の硬化剤成分１分子が持つ活性水素の数をｙ_ｊとする。全樹脂硬化物に含まれる架橋点の数ｃ（単位：ｍｏｌ）は、エポキシ樹脂と硬化剤との配合比が、化学量論量の場合、硬化剤が過剰の場合、および、エポキシ樹脂が過剰の場合で求め方が異なる。どの求め方を採用するかは、次式（２）により求められる、エポキシ樹脂と硬化剤との配合比を表す配合比指数βにより決定する。

ここで、β＝１の場合は、エポキシ樹脂と硬化剤との配合比が化学量論量であり、架橋点の数ｃは次式（３）により求められる。この架橋点の数ｃは、反応し得る全てのエポキシ基と全ての硬化剤の活性水素とが反応することによって生じる架橋点の数を表す。

また、β＞１の場合は、硬化剤が化学量論量よりも過剰であり、架橋点の数ｃは次式（４）により求められる。

また、β＜１の場合は、エポキシ樹脂が化学量論量よりも過剰であり、架橋点の数ｃは次式（５）により求められる。

ここで、Ｅ_ｉ×ｘ_ｉおよびＨ_ｊ×ｙ_ｊは、それぞれｉ番目のエポキシ樹脂成分の平均分子量およびｊ番目の硬化剤成分の平均分子量を表す。また、（ｘ_ｉ−２）は、ｉ番目のエポキシ樹脂成分１分子中の全てのエポキシ基が硬化剤の活性水素と反応し、架橋構造に取り込まれることによって生じる架橋点の数を表す。また、（ｙ_ｊ−２）は、ｊ番目の硬化剤１分子中の全ての活性水素がエポキシ基と反応し、架橋構造に取り込まれることによって生じる架橋点の数を表す。例えば、ｉ番目のエポキシ樹脂成分が４官能エポキシ樹脂の場合、１分子は４個のエポキシ基を持ち、生じる架橋点の数は４−２の２個となる。また、ｊ番目の硬化剤成分が１分子当たり２個の活性水素を持つ場合、生じる架橋点の数は２−２の０個となる。なお、ジシアンジアミドは７官能とし、生じる架橋点の数は７−２の５個であるとして扱う。

上述した式により求められた全樹脂硬化物の重量Ｗと架橋点の数ｃを用い、架橋点間分子量αは次式（６）により求められる。

ここで、例として、エポキシ樹脂１（エポキシ基：３個、エポキシ当量：９８ｇ／ｅｑ）９０ｇ、エポキシ樹脂２（エポキシ基：２個、エポキシ当量：１３５ｇ／ｅｑ）１０ｇ、および硬化剤１（活性水素：４個、活性水素当量：４５ｇ／ｅｑ）４４．７ｇからなるエポキシ樹脂組成物の樹脂硬化物について、理論架橋点間分子量αを求めてみる。まず、全樹脂硬化物の重量Ｗは、上記の式（１）から１４４．７ｇである。また、上記の式（２）から求められるβは１なので、全樹脂硬化物が有する架橋点の数ｃは上記の式（３）により、０．８０３ｍｏｌと求められる。したがって、樹脂硬化物の理論架橋点間分子量αは上記の式（６）により、１８０ｇ／ｍｏｌと求められる。

本発明において、熱硬化性樹脂の官能基当量は、４００〜１０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５００〜８００ｇ／ｍｏｌの範囲内である。官能基当量が３００ｇ／ｍｏｌより小さい場合、例え熱可塑性樹脂を多く配合したとしても、局所的には架橋点間分子量の小さい部位が生じるため、熱硬化性樹脂組成物の硬化物のｔａｎδピーク値が不足する場合がある。一方、官能基当量が１０００ｇ／ｍｏｌよりも大きい場合、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の架橋密度が小さくなりすぎるため、得られる繊維強化複合材料の熱変形やクリープ変形が問題となる場合がある。

ここで、熱硬化性樹脂の官能基当量とは、硬化可能な官能基１ｍｏｌあたりの当量であり、熱硬化性樹脂の平均分子量を１分子中の硬化可能な官能基の数で除して求められる。エポキシ樹脂における官能基当量は、エポキシ当量に相当し、エポキシ樹脂の平均分子量を１分子中のエポキシ基の数で除して求められる。

また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、後述する昇温粘度カーブ測定にて、７０℃の温度での粘度が１００℃の温度における粘度の２〜７倍の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは３〜６倍の範囲内にあり、さらに好ましくは、３〜５．５倍の範囲内にあることが望ましい。上記の粘度の倍率が２倍に満たない場合、樹脂の含浸性が悪化する場合がある一方で、上記の粘度の倍率が７倍を超える場合、繊維強化複合材料の成形時、所定の層外への樹脂拡散が起こり、制振性と機械特性のバランスが悪いものとなる。

また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、後述する昇温粘度カーブ測定にて、２５℃の温度における粘度が１０^４〜２×１０^６Ｐａ・ｓで、かつ７０℃の温度における粘度が０．１〜２×１０^２Ｐａ・ｓであることが好ましく、より好ましくは２５℃の温度における粘度が１０^４〜２×１０^６Ｐａ・ｓで、かつ７０℃の温度における粘度が０．１〜２×１０^２Ｐａ・ｓである。２５℃の温度における粘度が１０^４Ｐａ・ｓに満たない場合、プリプレグがタック過多となり取扱い性が悪化する場合がある一方で、２５℃の温度における粘度が２×１０^６Ｐａ・ｓを超える場合、プリプレグの柔軟性が不足しやはり取扱い性が悪化する場合がある。また、７０℃の温度における粘度が０．１Ｐａ・ｓに満たない場合、繊維強化複合材料の成形時、所定の層外への樹脂拡散が起こり、制振性と機械特性のバランスが悪いものとなる場合がある一方で、７０℃の温度における粘度が２×１０^２Ｐａ・ｓを超える場合、樹脂含浸性が悪化する場合がある。

また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、トルエンおよびキシレン等の溶媒を実質的に含まないことが好ましい。これらの溶媒が熱硬化性樹脂組成物に含まれると、繊維強化複合材料にボイドが生じ、繊維強化複合材料の強度が大幅に低下する場合がある。ここで、溶媒を実質的に含まないとは、全熱硬化性樹脂組成物中における溶媒が占める割合が１ｗｔ％以下、好ましくは０．５ｗｔ％以下であることを指す。また、全熱硬化性樹脂組成物中における溶媒が占める割合は、次に示す方法で測定することができる。すなわち、直径が５ｃｍのアルミニウム製カップに、厚みが１ｍｍになるように熱硬化性樹脂組成物を流し込む。次に、１００℃の温度にセットしたオーブン中に３０分間放置する。オーブンに放置前の熱硬化性樹脂組成物の重量に対する、オーブン中に放置したときの重量の減少量との比から、熱硬化性樹脂組成物中における溶媒が占める割合を算出する。

本発明の熱硬化性樹脂硬化物に、充填剤、顔料および染料等の各種添加剤を配合しても構わない。また、樹脂硬化物のｔａｎδピーク値を増大するために、特許第３３１８５９３号公報に記載のベンゾトリアゾール基をもつ化合物やジフェニルアクリレート基をもつ化合物等、従来公知の極性成分を配合することができる。

本発明の樹脂硬化物は、本発明の熱硬化性樹脂組成物を加熱により硬化させてなるものである。加熱硬化条件は特に限定されず、硬化反応性に合わせて設定するものであるが、例えば、エポキシ樹脂に、硬化剤としてジシアンジアミドを、硬化促進剤としてジクロロフェニルジメチルウレアを組み合わせた熱硬化性樹脂組成物の場合、硬化温度は１３０℃程度に、硬化時間は２時間程度に設定すべきである。

かかる樹脂硬化物のｔａｎδは、温度−５０℃〜１００℃の間でピーク値が１〜５の範囲内にある大きさのピークを有することが好ましく、さらにはピーク値が１．５〜４の範囲内にある大きさのピークを有することが好ましい。樹脂硬化物のｔａｎδは、次のような条件によるＤＭＡ試験より算出することができる。サンプル幅１０ｍｍ、厚み２ｍｍ、スパン間長さ３０ｍｍとし、ねじり負荷モードにて、測定周波数１Ｈｚ、初期歪み量０．１％、昇温速度５℃／分にて温度−６０℃から１５０℃まで昇温測定を行う。温度−５０℃〜１００℃の範囲内にピークを有することで、材料が曝される環境温度と振動周波数において制振性を発揮できる。上記のピーク値が１に満たない場合、得られた繊維強化複合材料の制振性が不十分となる場合がある一方で、ピーク値が５を超える場合、得られた繊維強化複合材料の熱変形やクリープ変形が問題となる場合がある。

本発明の樹脂硬化物のゴム状態弾性率は、０．１〜１０ＭＰａの範囲にあることが好ましく、さらには０．２〜５ＭＰａの範囲にあることが好ましい。ゴム状態弾性率は、ｔａｎδ同様の条件によるＤＭＡ試験より測定する。ゴム状態弾性率が０．１ＭＰａに満たない場合、得られた繊維強化複合材料の圧縮強度等の機械特性が不十分となる場合がある一方で、ゴム状態弾性率が１０ＭＰａを超える場合、熱硬化性樹脂硬化物のｔａｎδが小さくなり、得られた繊維強化複合材料の制振性が不十分となる場合がある。

本発明における強化繊維としては、種々の繊維を用いることができるが、高強度の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維の引張強度が１５００ＭＰａ以上であることが好ましく、３５００ＭＰａ以上であることがより好ましく、さらには４５００ＭＰａ以上であることが好ましい。また、高弾性率の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維の引張弾性率が１００ＧＰａ以上であることが好ましく、２００ＧＰａ以上であることがより好ましく、さらには２５０ＧＰａ以上であることが好ましい。強化繊維の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維およびボロン繊維などが挙げられる。中でも、軽量でありながら、高強度かつ高弾性率であるという優れた特性を有することから、炭素繊維が好ましく用いられる。
本発明における強化繊維としては、短繊維および長繊維のいずれも用いることができる。機械特性を重視する場合には、強度と弾性率が優れた繊維強化複合材料が得られることから、１０ｃｍ以上の長さの強化繊維を用いることが好ましい。一方、成形性を重視する場合には、１０ｃｍ以下の長さの強化繊維を用いることが好ましい。
また、本発明において強化繊維の含有率は、繊維体積含有率が３０〜８０％の範囲内であることが好ましく、繊維体積含有率はより好ましくは４０〜８０％の範囲内である。強化繊維として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維およびボロン繊維などの高弾性率繊維を用いる場合、繊維強化複合材料の繊維方向の弾性率は、強化繊維自体の弾性率と強化繊維の含有率との積に概ね比例することが知られている。そのため、繊維体積含有率が４０％未満であると、得られる繊維強化複合材料の弾性率が不足する場合がある。一方、繊維体積含有率が８０％より大きいと、強化繊維同士が接触し擦過することにより強度が低下する場合がある。ここでの繊維体積含有率は、ＡＳＴＭ Ｄ ３１７１−９９に準拠して求める。

本発明におけるプリプレグとは、熱硬化性樹脂組成物を強化繊維に含浸したシート状の中間基材のことを意味する。本発明のプリプレグに用いられる強化繊維の形態としては、強化繊維を一方向に並べた形態、織物形態、編物形態であっても良いし、不織布やマットなどの強化繊維がランダムに配置された形態でも良い。なかでも、高強度で高弾性率の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維を一方向に並べた形態を有することが好ましい。

本発明のプリプレグにおける単位面積当たりの繊維重量は、４０〜２５０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｇ／ｍ^２である。単位面積あたりの繊維重量が４０ｇ／ｍ^２より小さいと、プリプレグの形状保持性が低下し取り扱いにくくなる場合がある。また、単位面積あたりの繊維重量が２５０ｇ／ｍ^２より大きいと、プリプレグ内部の繊維アライメントが乱れやすく、高性能な繊維強化複合材料が得られない場合がある。

次に、本発明の繊維強化複合材料の製造法について説明する。本発明のプリプレグを用いて繊維強化複合材料を製造する場合、例えば、下記の要領で行われる。

プリプレグを裁断して得られたパターンを積層後、積層物に圧力を付与しながら、熱硬化性樹脂を加熱硬化することにより、繊維強化複合材料を得る。熱と圧力を付与する方法としては、プレス成形、オートクレーブ成形、真空圧成形、シートワインディング法および内圧成形法が好ましく用いられる。

また、プリプレグを用いずに繊維強化複合材料を製造する場合、従来知られている繊維強化複合材料のいずれの製造法をも用いることができる。例えば、シート・モールディング・コンパウンド（ＳＭＣ）を用いる場合、次のような手順で製造することができる。まず、プレス装置にＳＭＣを積層する。次に、加熱および加圧しながら硬化させ、繊維強化複合材料を製造する。
例えば、レジン・トランスファー・モールディング（ＲＴＭ）法を用いる場合、次のような手順で製造することができる。まず、型内に織物形態、編み物形態などの強化繊維を配置する。型を閉じ、液状の熱硬化性樹脂組成物を強化繊維に含浸させた後、硬化させ、繊維強化複合材料を製造する。

本発明の繊維強化複合材料は、マトリックス樹脂の一部もしくは全部が、エポキシ樹脂、硬化剤、および該エポキシ樹脂に可溶なガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある、該エポキシ樹脂１００重量部に対し２０〜４００重量部のウレタン系エラストマーを含んでなり、その樹脂硬化物の理論架橋点間分子量αが４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であるエポキシ樹脂組成物を硬化して得られた樹脂硬化物からなる、該樹脂硬化物と強化繊維を含んでなる繊維強化複合材料である。ここで、一部もしくは全部とは、全マトリックス樹脂中の５重量％以上をかかる熱硬化性樹脂組成物が占めることを指す。また、全マトリックス樹脂中の１５重量％以上をかかる熱硬化性樹脂組成物が占めることが好ましい。また、繊維強化複合材料において、かかる熱硬化性樹脂組成物の配置の仕方に特に制限はないが、繊維強複合材料の厚さ方向の特定箇所に集中して配置する方法、あるいは、面方向の特定箇所に集中して配置する方法が可能である。
本発明の繊維強化複合材料は、部材の軽量化が可能であるために、繊維方向の圧縮強度、すなわち、０°圧縮強度が、強化繊維の体積含有率６０％において８００ＭＰａ以上であることが好ましく、１０００ＭＰａ以上であることがより好ましく、さらには１２００ＭＰａ以上であることが好ましい。ここで、０°圧縮強度は、ＪＩＳＫ ７０７６（１９９９年）に従い測定するものとし、詳細は後述する。

本発明の繊維強化複合材料は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、かつ、制振性が優れるため、航空機宇宙用途、スポーツ用品用途および自動車用途などに広く用いることができる。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。実施例および比較例で用いた材料は下記のとおりである。なお、実施例５、１０はそれぞれ参考例１、２としている。

［強化繊維］
本発明の強化繊維には、下記の炭素繊維を用いた。
・炭素繊維“トレカ”Ｔ８００Ｈ：
登録商標、東レ（株）製、フィラメント数１２，０００本、引張強度５４９０ＭＰａ、 引張弾性率２９４ＧＰａ。

［熱硬化性樹脂組成物］
本発明の熱硬化性樹脂組成物の成分として、下記の樹脂成分、硬化剤、硬化促進剤および熱可塑性樹脂を用いた。
（樹脂成分）
・“デナコール”ＥＸ−８４１：
登録商標、ナガセケムテックス（株）製、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量３７２ｇ／ｍｏｌ
・“エピコート”８２８：
登録商標、ジャパンエポキシレジン（株）製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１８９ｇ／ｍｏｌ
・“エピコート”４００４Ｐ：
登録商標、ジャパンエポキシレジン（株）製、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ当量８００ｇ／ｍｏｌ
（硬化剤）
・Ｄｉｃｙ７ ：
品番、ジャパンエポキシレジン（株）製、ジシアンジアミド
（硬化促進剤）
・ＤＣＭＵ９９：
品番、保土谷化学（株）製、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア
（熱可塑性樹脂）
・“パンデックス”Ｔ５２０５：
登録商標、大日本インキ工業（株）製、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ガラス転移温度−３０℃、重量平均分子量２万〜５万
・“パンデックス”Ｔ５２２０Ｌ：
登録商標、大日本インキ工業（株）製、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ガラス転移温度−２５℃、重量平均分子量５千〜２万
・“パンデックス”Ｔ５１０２Ｓ：
登録商標、大日本インキ工業（株）製、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ガラス転移温度０℃、重量平均分子量１万〜３万
・“フェノトート”ＹＤ−７０：
登録商標、東都化成（株）製、ビスフェノール型フェノキシ樹脂、ガラス転移温度７０℃、重量平均分子量５万〜６万。

次に、熱硬化性樹脂組成物の調製、熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物（硬化板）の作製、繊維強化複合材料の製造、および各種物性の測定法を示す。

１．熱硬化性樹脂組成物の調製
表１と表２に示す配合比で、プリプレグ用樹脂組成物を、次の手順で調製した。各成分の混合にはニーダーを用いた。表中の数値は、重量部を示す。
（１）熱硬化性樹脂をニーダーに投入し、１００℃の温度で３０分間混合した。
（２）熱可塑性樹脂をニーダーに投入し、１７０℃の温度まで昇温後、１７０℃の温度で６０分間混合した。
（３）６０℃の温度まで降温後、硬化剤と硬化促進剤をニーダーに投入し、６０℃の温度で３０分間混合した。

２．熱硬化性樹脂組成物の粘度測定
動的粘弾性測定装置を使用し、半径２０ｍｍの平行平板を用い、平行平板間の距離１．０ｍｍ、測定周波数０．５Ｈｚ、発生トルク３〜２００ｇｆ・ｃｍ、昇温速度３℃／分の条件下で、２５〜１００℃の温度範囲で熱硬化性樹脂組成物の粘弾性測定を行い、２５℃、７０℃および１００℃の各温度における複素粘性率を読み取り、各温度での粘度とした。動的粘弾性測定装置として、ティー・エイ・インスツルメント社製動的粘弾性測定装置ＡＲＥＳを用いた。

３．熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物の作製
次の手順で熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物（硬化板）を作製した。
（１）熱硬化性樹脂組成物を８０℃の温度に加熱し、真空ポンプを直結したセパラブルフラスコ内で約２０分間脱泡した。
（２）１２ｃｍ×２０ｃｍ×２ｍｍ（厚み）のキャビティーを有するモールドに熱硬化性樹脂組成物を流し込んだ。
（３）モールドをオーブン内にセットし、１３５℃の温度で２時間加熱して硬化させた。
（４）冷却後、モールドから取り外し熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物を得た。

４．熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物のｔａｎδおよびゴム状態弾性率の測定
動的粘弾性測定装置を使用し、サンプル厚み２．０ｍｍ、幅１０．０ｍｍ、スパン長４０ｍｍとし、ねじり振動周波数１．０Ｈｚ、発生トルク３〜２００ｇｆ・ｃｍ、昇温速度５．０℃／分の条件下で、−６０〜１５０℃の温度範囲でＤＭＡ測定を行い、温度−５０〜１００℃のｔａｎδ、ガラス転移温度およびゴム状態弾性率を読み取った。ここで、ガラス転移温度とは、貯蔵弾性率（Ｇ’）−温度のグラフにおいてガラス領域の接線とガラス転移領域の接線との交点における温度と定義する。また、ゴム状態弾性率とは、ガラス転移温度を５０℃上回る温度での貯蔵弾性率と定義する。動的粘弾性測定装置として、ティー・エイ・インスツルメント社製動的粘弾性測定装置ＡＲＥＳを用いた。

５．プリプレグと繊維強化複合材料の作製
熱硬化性樹脂組成物を、リバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して樹脂フィルムを作製した。一方向に引き揃えた強化繊維の両側面に樹脂フィルムを重ね、加熱加圧（温度１３０℃、圧力０．４ＭＰａ）することにより、熱硬化性樹脂組成物を強化繊維に含浸させ、プリプレグを作製した。プリプレグの単位面積当たりの繊維重量を１２５ｇ／ｍ^２とし、繊維体積含有率を６５％とした。

次に、一辺３０ｃｍの正方形となるようにカットしたプリプレグを、繊維長さ方向、すなわち０°方向に１０ｐｌｙ積層し、ステンレス製ツール板上でナイロンフィルムを用いてバギングした後、オートクレーブを用いて加熱加圧（温度１３５℃、圧力０．６ＭＰａ、２時間）することにより、熱硬化性樹脂組成物を硬化させ、０°圧縮試験および制振性試験用の繊維強化複合材料を作製した。

６．繊維強化複合材料の０°圧縮試験
上記５．の方法で得られた繊維強化複合材料から、幅１２．７ｍｍ、長さ９０ｍｍ、タブ間距離５ｍｍの試験片を、０°方向と長さ方向が同じになるように作製し、クロスヘッドスピードを１．０ｍｍ／分、測定温度を２５℃または７０℃として、ＪＩＳＫ ７０７６（１９９９年）に準拠して０°圧縮強度を測定した。試験片の厚み、繊維目付、繊維密度および積層プライ数から繊維体積含有率（Ｖｆ）を算出し、得られた０°圧縮強度を強化繊維の体積含有率６０％のときの値に換算した。測定装置には、インストロン社製の４２０８型万能試験機を用いた。

７．繊維強化複合材料の制振性試験
上記５．の方法で得られた繊維強化複合材料から、幅１０ｍｍ、長さ１８０ｍｍの試験片を、０°方向と長さ方向が同じになるように作製し、ＪＩＳ Ｇ０６０２（２００１年）に従い、中央支持定常加振法により評価した。測定周波数を２３０Ｈｚ、測定温度を２５℃または７０℃として、損失係数を測定した。ここで用いた装置の構成については、エミック（株）製５１２−Ｄ電磁型加振器に小野測器（株）製ＣＦ−５２００ＦＦＴアナライザーで加振信号を供給し、Ｂ＆Ｋ８００１型高感度インピーダンスヘッドで加速度ピックアップを行うものとした。

（実施例１）
表１に示すように、熱硬化性樹脂の主剤成分として、架橋点間分子量の大きなエポキシ樹脂である“デナコール”ＥＸ−８４１と“エピコート”４００４Ｐをそれぞれ３８重量部と５７重量部配合し、熱可塑性樹脂として“パンデックス”Ｔ５２０５を４０重量部配合し、それに硬化剤と硬化促進剤を配合した熱硬化性樹脂組成物を調製し、各種測定を行った。理論架橋点間分子量は１１３０ｇ／ｍｏｌであり、適度に大きいものであったため、熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物のｔａｎδのピーク値は１．７と十分に大きく、コンポジットとした際に優れた制振性が得られると予想される。また、２５℃の温度での粘度は４００００Ｐａ・ｓと適度に大きな粘度が得られた結果、取扱い性良好なプリプレグが得られた。７０℃の温度での粘度は１０Ｐａ・ｓと十分に小さい粘度となった結果、含浸性の優れた品位良好なプリプレグが得られた。結果を表１に示す。

（実施例２）
表１に示すように、熱可塑性樹脂を４０重量部から２０重量部に減量したこと以外は、実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を調製した。２５℃の温度での粘度および７０℃の温度の粘度とも好ましい範囲内であり、プリプレグ品位と取扱い性に問題はなかった。結果を表１に示す。

（実施例３）
表１に示すように、熱可塑性樹脂として“パンデックス”Ｔ５２０５に代えて“パンデックス”Ｔ５１０２Ｓを用いたこと以外は、実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を調製した。熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物のｔａｎδのピーク値は１．４とやや低下したが、問題ないレベルであった。また、２５℃の温度での粘度および７０℃の温度の粘度とも好ましい範囲内であり、プリプレグ品位と取扱い性に問題はなかった。結果を表１に示す。

（実施例４）
表１に示すように、熱硬化性樹脂の主剤成分として、エポキシ基間が短いエポキシ樹脂である“エピコート”８２８を９１重量部含み、熱可塑性樹脂として“パンデックス”Ｔ５２２０Ｌを１５０重量部含むこと以外は、実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を調製した。理論架橋点間分子量は７２３ｇ／ｍｏｌと好ましい範囲内であるが、平均エポキシ当量が１８９と好ましい範囲を大きく下回るため、ｔａｎδピーク値は１．１とやや小さいものとなった。また、２５℃の温度での粘度は好ましい範囲内であり、プリプレグの取扱い性は良好であったが、７０℃の温度での粘度が好ましい範囲を上回るため、含浸性がやや悪化した。結果を表１に示す。

（参考例１）
表１に示すように、“エピコート”８２８を２８重量部含み、“デナコール”ＥＸ−８４１と“エピコート”４００４Ｐをそれぞれ２８重量部と３８重量部含み、熱可塑性樹脂として“フェノトート”ＹＤ−７０を３０重量部含むこと以外は、実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を調製した。理論架橋点間分子量は６７０ｇ／ｍｏｌと好ましい範囲内であり、ｔａｎδピーク値は１．３と問題ないレベルであった。また、ｔａｎδピーク温度が５５℃と高く、実施例１〜３との対比では、より高温あるいは低周波数領域で制振性を発現すると予想される。また、２５℃の温度での粘度は好ましい範囲を下回った結果、プリプレグのタックが過多となったが、取扱い性は許容レベルと言える。また、７０℃の温度での粘度が好ましい範囲を上回るため、含浸性がやや悪化した。結果を表１に示す。

（比較例１）
表１に示すように、熱硬化性樹脂の主剤成分として“デナコール”ＥＸ−８４１と“エピコート”４００４Ｐをそれぞれ５７重量部と３８重量部配合し、熱可塑性樹脂を含まない熱硬化性樹脂組成物を調製し、各種測定を行った。理論架橋点間分子量は６９９ｇ／ｍｏｌであり適度に大きいものであるため、熱硬化性樹脂組成物の樹脂硬化物のｔａｎδのピーク値は１．４と比較的大きかった。ただし、熱可塑性樹脂を含まないことから、２５℃の温度での粘度は７０Ｐａ・ｓと適正範囲を大きく下回っており、形状保持性が極めて悪いプリプレグが得られた。結果を表１に示す。

（比較例２）
表１に示すように、熱硬化性樹脂の主剤成分として“デナコール”ＥＸ−８４１を４７重量部と“エピコート”４００４Ｐを４７重量部配合し、熱可塑性樹脂として“パンデックス”Ｔ５２０５を１０重量部含む熱硬化性樹脂組成物を調製し、各種測定を行った。熱可塑性樹脂の配合量が少ないため、２５℃の温度での粘度は２３０Ｐａ・ｓと適正範囲を大きく下回っており、形状保持性が悪いプリプレグが得られた。結果を表１に示す。

（比較例３）
表１に示すように、“フェノトート”ＹＤ−７０を５重量部に減量したこと以外は、参考例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を調製した。ｔａｎδピーク値は０．９と低下し、また２５℃の温度での粘度は８７０Ｐａ・ｓと好ましい範囲を下回った結果、形状保持性が悪いプリプレグとなった。また、７０℃と１００℃の温度の粘度比が９．５と好ましい範囲より大きいため、繊維強化複合材料の成形時、層外への樹脂拡散が起こることが懸念される。結果を表１に示す。

（比較例４）
表１に示すように、熱硬化性樹脂の主剤成分として“エピコート”８２８を５６重量部と“エピコート”４００４Ｐを３７重量部配合し、熱可塑性樹脂として“パンデックス”Ｔ５２０５を５重量部含む熱硬化性樹脂組成物を調製した。温度−５０℃〜１００℃の範囲内にｔａｎδピークを有さないため、繊維強化複合材料の制振性が不足すると予想される。結果を表１に示す。

（実施例６）
表２に示すように、実施例１のプリプレグと比較例３のプリプレグとの２種類のプリプレグを用い、繊維強化複合材料を作製し、環境温度２５℃にて、０°圧縮試験および制振性試験を行った。比較例３のプリプレグを０°方向に４ｐｌｙ、実施例１のプリプレグを０°方向に２ｐｌｙ、比較例３のプリプレグを０°方向に４ｐｌｙ積層したものを用いた。すなわち、積層体の厚み方向に対し、制振性を担当する層を中央の２ｐｌｙに配置し、機械特性を担当する層を外側の合計８ｐｌｙに配置する形としている。測定の結果、０°圧縮強度が１３１０ＭＰａと十分に大きく、さらには、制振性にも優れていることがわかった。結果を表２に示す。

（比較例５）
表２に示すように、実施例１のプリプレグを比較例１のプリプレグに変更したこと以外は、実施例６と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が９３０ＭＰａと実施例６対比大きく低下しており、さらには、制振性も実施例６対比大きく低下していた。結果を表２に示す。

（実施例７）
表２に示すように、実施例１のプリプレグを実施例２のプリプレグに変更したこと以外は、実施例６と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が１２４０ＭＰａと十分に大きく、さらには、制振性も良好であることがわかった。結果を表２に示す。

（比較例６）
表２に示すように、実施例２のプリプレグを比較例２のプリプレグに変更したこと以外は、実施例７と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が９９０ＭＰａと実施例７対比大きく低下しており、さらには、制振性も実施例６対比大きく低下していた。結果を表２に示す。

（実施例８）
表２に示すように、実施例１のプリプレグを実施例３のプリプレグに変更したこと以外は、実施例６と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が１２７０ＭＰａと十分に大きく、制振性は実施例６にはやや劣るものの良好であることがわかった。結果を表２に示す。

（実施例９）
表２に示すように、実施例１のプリプレグを実施例４のプリプレグに変更したこと以外は、実施例６と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が１２８０ＭＰａと十分に大きく、制振性は実施例６にはやや劣るものの良好であることがわかった。結果を表２に示す。

（比較例７）
表２に示すように、実施例１のプリプレグを比較例３のプリプレグに変更したこと以外は、実施例６と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が１４９０ＭＰａと十分に高いものの、制振性は極めて悪いものであった。結果を表２に示す。

（参考例２）
表３に示すように、実施例１のプリプレグを参考例１のプリプレグに変更し、測定環境温度を７０℃としたこと以外は、実施例６と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が８６０ＭＰａと問題ないレベルであり、さらには、制振性も良好であることがわかった。結果を表３に示す。

（比較例８）
表３に示すように、参考例１のプリプレグを比較例３のプリプレグに変更したこと以外は、参考例２と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が６９０ＭＰａと参考例２対比大きく低下しており、さらには、制振性も参考例２対比大きく低下していた。結果を表３に示す。

（比較例９）
表３に示すように、参考例１のプリプレグを比較例４のプリプレグに変更したこと以外は、参考例２と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、０°圧縮強度が９８０ＭＰａと問題なかったが、制振性は極めて悪いものであった。結果を表３に示す。

本発明の繊維強化複合材料は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、かつ、制振性を有しており、航空宇宙用途、スポーツ用品用途および自動車用途などに用いることができ有用である。

Claims (8)

1. エポキシ樹脂、硬化剤、および該エポキシ樹脂に可溶なガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある、該エポキシ樹脂１００重量部に対し２０〜４００重量部のウレタン系エラストマーを含んでなり、その樹脂硬化物の理論架橋点間分子量αが４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であるエポキシ樹脂組成物と強化繊維を含んでなるプリプレグ。
2. 前記エポキシ樹脂組成物の１００℃の温度における粘度が７０℃の温度における粘度の２〜７倍の範囲内である、請求項１に記載のプリプレグ。
3. 前記エポキシ樹脂組成物の２５℃の温度における粘度が１０^４〜２×１０^６Ｐａ・ｓの範囲内であり、かつ７０℃の温度における粘度が０．１〜２×１０^２Ｐａ・ｓの範囲内である、請求項１または２に記載のプリプレグ。
4. 前記エポキシ樹脂の官能基当量が４００〜１０００の範囲内にある、請求項１〜３のいずれかに記載のプリプレグ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のプリプレグを硬化してなる繊維強化複合材料。
6. エポキシ樹脂、硬化剤、および該エポキシ樹脂に可溶なガラス転移温度が−８０〜１０℃の範囲内にある、該エポキシ樹脂１００重量部に対し２０〜４００重量部のウレタン系エラストマーを含んでなり、その樹脂硬化物の理論架橋点間分子量αが４００〜３０００ｇ／ｍｏｌの範囲内であるエポキシ樹脂組成物を硬化して得られた樹脂硬化物と強化繊維を含んでなる繊維強化複合材料。
7. 前記エポキシ樹脂組成物を硬化して得られた樹脂硬化物のｔａｎδが温度−５０〜１００℃の範囲内に１〜５の範囲の大きさのピークを有する、請求項６に記載の繊維強化複合材料。
8. 前記エポキシ樹脂組成物を硬化して得られた樹脂硬化物のゴム状態弾性率が０．１〜１０ＭＰａの範囲内にある、請求項６または７に記載の繊維強化複合材料。