JP6198568B2 - Prepreg, fiber reinforced epoxy resin molded body, and tubular body made of fiber reinforced epoxy resin material - Google Patents
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Description
本発明は、エポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含有するプリプレグに関するものであり、より詳細には、プリプレグを用いて得られる繊維強化エポキシ樹脂成形体の強度の改良に関する。 The present invention relates to a prepreg containing an epoxy resin composition and reinforcing fibers, and more particularly, to improvement in strength of a fiber-reinforced epoxy resin molded article obtained using the prepreg.
ゴルフクラブシャフトや釣竿には、繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体が使用されており、このような管状体の製造にはプリプレグが用いられている。例えば、特許文献1には、一方向に引き揃えられた強化繊維と、エポキシ樹脂組成物とを含んでなり、前記強化繊維の引張弾性率E(GPa)と、加熱硬化して得られる繊維強化複合材料の6度圧縮強度σ(MPa)が、次式(1)と(2)を満足することを特徴とするプリプレグシートが開示されている。
200GPa≦E≦950GPa・・・(1)
−3.6E+2000≦σ≦−3.6E+2600・・・(2)
Tubular bodies made of fiber-reinforced epoxy resin material are used for golf club shafts and fishing rods, and prepregs are used for manufacturing such tubular bodies. For example,
200 GPa ≦ E ≦ 950 GPa (1)
−3.6E + 2000 ≦ σ ≦ −3.6E + 2600 (2)
特許文献2には、引張弾性率が200〜800GPaである強化繊維と、硬化剤、並びに次の構成要素[A]及び/又は構成要素[B]を含んでなるエポキシ樹脂組成物を構成要素とする繊維強化複合材料が使用されてなるゴルフクラブ用シャフトであって、該エポキシ樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が3.4〜4.4GPaであり、前記繊維強化複合材料の湿式切削加工による切削量が3重量%以下であるゴルフクラブ用シャフトの作製に用いられるプリプレグが開示されている(段落[0089]参照)。
[A]分子内にエポキシ樹脂又は硬化剤と反応しうる官能基1個と1個以上のアミド結合を有する化合物、
[B]分子内に芳香環を有するポリエステルポリウレタン
In
[A] a compound having one functional group capable of reacting with an epoxy resin or a curing agent and one or more amide bonds in the molecule;
[B] Polyester polyurethane having an aromatic ring in the molecule
特許文献3には、強化繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化プラスチック製管状体において、マトリックス樹脂が、次の構成要素[A]、[B]および[C]からなるエポキシ樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする繊維強化プラスチック製管状体の作製に用いられるプリプレグが開示されている(段落[0083]等参照)。
[A]エポキシ樹脂100重量部中、2官能エポキシ樹脂を70重量部以上含むエポキシ樹脂、
[B]ゴム相を含みエポキシ樹脂に実質的に不溶な微粒子、
[C]硬化剤
[A] An epoxy resin containing 70 parts by weight or more of a bifunctional epoxy resin in 100 parts by weight of an epoxy resin,
[B] Fine particles containing a rubber phase and substantially insoluble in an epoxy resin,
[C] Curing agent
特許文献4には、少なくとも次の構成要素[A]、[B]および[C]を含有する繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物の硬化物が強化繊維に含浸されてなるプリプレグが開示されている([請求項11]参照)。
[A]エポキシ樹脂100重量部中、2官能エポキシ樹脂を70重量部以上含むエポキシ樹脂
[B]ポリエステル系またはポリアミド系熱可塑性エラストマー
[C]硬化剤または硬化剤と硬化促進剤の配合物
[A] Epoxy resin containing 70 parts by weight or more of bifunctional epoxy resin in 100 parts by weight of epoxy resin [B] Polyester-based or polyamide-based thermoplastic elastomer [C] Curing agent or blend of curing agent and curing accelerator
ゴルフクラブや釣竿などの高性能化、高品位化に伴って、前記した繊維強化複合材料からなる管状体では、強度が十分ではなくなってきている。特に近年では、管状体の重心位置、しなりの大きさなどを制御するために、管状体に薄肉部分を設けるため、繊維強化複合材料にはより高い強度が求められている。また、プリプレグには良好なタック性およびドレープ性が求められるが、樹脂成分として低分子量のエポキシ樹脂を使用して、樹脂成分の粘度を低くした場合、得られる繊維強化複合成形体の強度が低下する。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、良好なタック性およびドレープ性を有し、かつ、強度に優れた繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体が得られるプリプレグを提供すること目的とする。 With the improvement in performance and quality of golf clubs and fishing rods, the strength of the tubular body made of the above-described fiber-reinforced composite material has become insufficient. Particularly in recent years, in order to control the position of the center of gravity of the tubular body, the size of the flexure, etc., the tubular body is provided with a thin-walled portion, so that higher strength is required for the fiber reinforced composite material. In addition, prepregs are required to have good tackiness and draping properties. However, when a low molecular weight epoxy resin is used as the resin component and the viscosity of the resin component is lowered, the strength of the resulting fiber-reinforced composite molded product is reduced. To do. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an object to provide a prepreg from which a tubular body made of a fiber-reinforced epoxy resin material having excellent tackiness and drapeability and excellent strength can be obtained. And
本発明のプリプレグは、エポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含有するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分として、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂成分全体に占めるノボラック型エポキシ樹脂の含有率が2質量%〜19質量%、前記エポキシ樹脂成分中のビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂との質量比(ビスフェノールA型エポキシ樹脂/ビスフェノールF型エポキシ樹脂)が0.3〜3.0、かつ、前記エポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量(g/eq)が200〜400であって、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%〜44質量%であることを特徴とする。 The prepreg of the present invention is a prepreg containing an epoxy resin composition and reinforcing fibers, and the epoxy resin composition includes, as an epoxy resin component, a novolac type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, and a bisphenol F type epoxy resin. The content ratio of the novolac type epoxy resin in the entire epoxy resin component is 2% by mass to 19% by mass, and the mass ratio of the bisphenol A type epoxy resin and the bisphenol F type epoxy resin in the epoxy resin component (bisphenol) A type epoxy resin / bisphenol F type epoxy resin) is 0.3 to 3.0, and the epoxy equivalent (g / eq) of the entire epoxy resin component is 200 to 400, and the epoxy resin composition is cured. The product has a swelling rate of 20% by mass to 44% in methyl ethyl ketone. Characterized in that it is a%.
エポキシ樹脂成分として、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有し、かつ、これらの含有量を制御することにより、プリプレグのタック性およびドレープ性を向上させつつ、エポキシ樹脂組成物の硬化物の靱性および強度が向上させることができる。また、前記メチルエチルケトンでの膨潤率は、エポキシ樹脂組成物の架橋密度を指標するものである。メチルエチルケトンでの膨潤率が前記範囲に入るエポキシ樹脂組成物の硬化物は、適度な伸度を有し、強化繊維に対する接着性に優れる。これらの結果、本発明のプリプレグから得られる繊維強化エポキシ樹脂成形体は、強化繊維とマトリックス樹脂の界面強度が向上し、強化繊維による複合化の効果が大きくなり、得られる繊維強化エポキシ樹脂成形体の機械的強度が一段と向上する。 As epoxy resin component, it contains novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin, and by controlling these contents, the prepreg tack and drape properties are improved The toughness and strength of the cured product of the resin composition can be improved. The swelling ratio with the methyl ethyl ketone is an index of the crosslinking density of the epoxy resin composition. A cured product of the epoxy resin composition having a swelling rate with methyl ethyl ketone falling within the above range has an appropriate elongation and excellent adhesion to reinforcing fibers. As a result, the fiber-reinforced epoxy resin molded product obtained from the prepreg of the present invention has an improved interfacial strength between the reinforcing fiber and the matrix resin, and the effect of compounding with the reinforcing fiber is increased. The mechanical strength is further improved.
前記エポキシ樹脂組成物は、硬化剤として、ジシアンジアミドを含有し、硬化促進剤として、尿素誘導体を含有することが好ましい。前記硬化剤としては、エポキシ樹脂成分のエポキシ基1モルに対してジシアンジアミドを13g〜40g含有することが好ましい。前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分100質量部に対して、さらに、熱可塑性樹脂を2質量部〜12質量部含有することが好ましい。前記熱可塑性樹脂としては、ポリビニルホルマールが好適である。 The epoxy resin composition preferably contains dicyandiamide as a curing agent and a urea derivative as a curing accelerator. As said hardening | curing agent, it is preferable to contain 13-40 g of dicyandiamide with respect to 1 mol of epoxy groups of an epoxy resin component. It is preferable that the said epoxy resin composition contains 2 mass parts-12 mass parts of thermoplastic resins further with respect to 100 mass parts of epoxy resin components. As the thermoplastic resin, polyvinyl formal is suitable.
前記エポキシ樹脂組成物は、前記強化繊維の含有率が65質量%〜85質量%であることが好ましい。前記強化繊維は、炭素繊維であることが好ましい。前記強化繊維の引張弾性率は、10tf/mm2〜70tf/mm2であることが好ましい。 The epoxy resin composition preferably has a content of the reinforcing fiber of 65% by mass to 85% by mass. The reinforcing fibers are preferably carbon fibers. Tensile modulus of the reinforcing fibers is preferably 10tf / mm 2 ~70tf / mm 2 .
本発明には、前記プリプレグが含有するエポキシ樹脂組成物を硬化させてなる繊維強化エポキシ樹脂成形体、前記プリプレグを用いて形成された繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体も含まれる。前記管状体としては、複数のプリプレグを積層し、該プリプレグが含有する樹脂組成物を硬化してなり、最も外側に位置する最外プリプレグが本発明のプリプレグであり、前記最外プリプレグの内側に位置するプリプレグは、少なくとも1つが前記最外プリプレグよりも密度が小さいプリプレグであるものが好ましい。また本発明には、この繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体からなるゴルフクラブシャフトも含まれる。 The present invention also includes a fiber reinforced epoxy resin molded body obtained by curing the epoxy resin composition contained in the prepreg, and a tubular body made of a fiber reinforced epoxy resin material formed using the prepreg. As the tubular body, a plurality of prepregs are laminated and the resin composition contained in the prepreg is cured, and the outermost prepreg located on the outermost side is the prepreg of the present invention, and the inner side of the outermost prepreg. It is preferable that at least one prepreg positioned is a prepreg having a density lower than that of the outermost prepreg. The present invention also includes a golf club shaft made of a tubular body made of this fiber-reinforced epoxy resin material.
本発明のプリプレグを用いれば、曲げ強度に優れた繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体が得られる。また、本発明のプリプレグを用いれば、曲げ強度に優れ、かつ、軽量化された繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体が得られる。 When the prepreg of the present invention is used, a tubular body made of a fiber-reinforced epoxy resin material having excellent bending strength can be obtained. Moreover, if the prepreg of this invention is used, the tubular body made from the fiber reinforced epoxy resin material which was excellent in bending strength and reduced in weight will be obtained.
本発明のプリプレグは、エポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含有するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分として、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有し、前記エポキシ樹脂成分全体に占めるノボラック型エポキシ樹脂の含有率が2質量%〜19質量%であり、前記エポキシ樹脂成分中のビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂との質量比(ビスフェノールA型エポキシ樹脂/ビスフェノールF型エポキシ樹脂)が0.3〜3.0であり、前記エポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量(g/eq)が200〜400であって、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%〜44質量%であることを特徴とする。なお、プリプレグとは、強化繊維にエポキシ樹脂組成物を含浸した成形中間材料であり、前記エポキシ樹脂組成物は未硬化または半硬化の状態である。 The prepreg of the present invention is a prepreg containing an epoxy resin composition and reinforcing fibers, and the epoxy resin composition includes, as an epoxy resin component, a novolac type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, and a bisphenol F type epoxy resin. The content ratio of the novolac type epoxy resin in the entire epoxy resin component is 2% by mass to 19% by mass, and the mass ratio of the bisphenol A type epoxy resin and the bisphenol F type epoxy resin in the epoxy resin component (Bisphenol A type epoxy resin / bisphenol F type epoxy resin) is 0.3 to 3.0, epoxy equivalent (g / eq) of the whole epoxy resin component is 200 to 400, and the epoxy resin composition The cured product has a swelling rate of 20% by mass with methyl ethyl ketone. Characterized in that it is a 4% by weight. The prepreg is a molding intermediate material obtained by impregnating a reinforcing fiber with an epoxy resin composition, and the epoxy resin composition is in an uncured or semi-cured state.
本発明では、エポキシ樹脂成分として、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂を使用し、かつ、ノボラック型エポキシ樹脂の含有率、および、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂との質量比を制御する。これにより、エポキシ樹脂組成物の粘度を低下させてプリプレグのタック性およびドレープ性を向上することができ、かつ、エポキシ樹脂組成物の硬化物の靱性および強度が向上し、このプリプレグを用いて形成される繊維強化エポキシ樹脂成形体の強度が向上する。さらに、前記メチルエチルケトンでの膨潤率は、エポキシ樹脂組成物の架橋密度を指標するものである。メチルエチルケトンでの膨潤率が前記範囲に入るエポキシ樹脂組成物の硬化物は、適度な伸度を有し、強化繊維に対する接着性に優れる。これらの結果、本発明のプリプレグから得られる繊維強化エポキシ樹脂成形体は、強化繊維とマトリックス樹脂の界面強度が向上し、強化繊維による複合化の効果が大きくなり、得られる繊維強化エポキシ樹脂成形体の機械的強度が一段と向上する。 In the present invention, novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin are used as the epoxy resin component, and the content of novolac type epoxy resin, and bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type are used. The mass ratio with the epoxy resin is controlled. As a result, the viscosity of the epoxy resin composition can be reduced to improve the tackiness and draping properties of the prepreg, and the toughness and strength of the cured product of the epoxy resin composition can be improved and formed using this prepreg. The strength of the molded fiber reinforced epoxy resin is improved. Further, the swelling ratio with the methyl ethyl ketone indicates the crosslink density of the epoxy resin composition. A cured product of the epoxy resin composition having a swelling rate with methyl ethyl ketone falling within the above range has an appropriate elongation and excellent adhesion to reinforcing fibers. As a result, the fiber-reinforced epoxy resin molded product obtained from the prepreg of the present invention has an improved interfacial strength between the reinforcing fiber and the matrix resin, and the effect of compounding with the reinforcing fiber is increased. The mechanical strength is further improved.
本発明で使用するエポキシ樹脂組成物について説明する。前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分として、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有する。 The epoxy resin composition used in the present invention will be described. The epoxy resin composition contains a novolac type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin as an epoxy resin component.
前記ノボラック型エポキシ樹脂は、分子内に2個超(好ましくは3個以上)のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂である。ノボラック型エポキシ樹脂を含有することにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物の架橋密度を制御することができる。架橋密度を制御して、エポキシ樹脂組成物の硬化物の伸度を適度な範囲とすることにより、強化繊維とエポキシ樹脂との界面強度が向上すると考えられる。前記ノボラック型エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などを挙げることができる。 The novolac type epoxy resin is a polyfunctional epoxy resin having more than 2 (preferably 3 or more) epoxy groups in the molecule. By containing the novolac type epoxy resin, the crosslink density of the cured product of the epoxy resin composition can be controlled. It is considered that the interfacial strength between the reinforcing fiber and the epoxy resin is improved by controlling the crosslinking density and setting the elongation of the cured product of the epoxy resin composition within an appropriate range. Although it does not specifically limit as said novolak-type epoxy resin, A phenol novolak-type epoxy resin, o-cresol novolak-type epoxy resin, etc. can be mentioned.
エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂成分全体に占めるノボラック型エポキシ樹脂の含有率は、2質量%以上、好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは7質量%以上であり、19質量%以下、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。ノボラック型エポキシ樹脂の含有率が2質量%以上であれば、架橋密度が高められ樹脂組成物の硬化物の強度が一層向上し、19質量%以下であれば、樹脂組成物の硬化物の伸びが維持され、強化繊維との界面強度が高くなり、繊維強化エポキシ樹脂成形体の強度が一層向上する。 The content of the novolac-type epoxy resin in the total epoxy resin component contained in the epoxy resin composition is 2% by mass or more, preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, preferably 19% by mass or less, preferably Is 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less. If the content of the novolac type epoxy resin is 2% by mass or more, the crosslink density is increased and the strength of the cured product of the resin composition is further improved, and if it is 19% by mass or less, the elongation of the cured product of the resin composition is increased. Is maintained, the interfacial strength with the reinforcing fiber is increased, and the strength of the fiber-reinforced epoxy resin molded body is further improved.
前記ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、50以上が好ましく、75以上がより好ましく、100以上がさらに好ましく、500以下が好ましく、400以下がより好ましく、300以下がさらに好ましい。ノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ当量が前記範囲内であれば、有効に架橋構造を形成することができる。 The epoxy equivalent (g / eq) of the novolak type epoxy resin is preferably 50 or more, more preferably 75 or more, further preferably 100 or more, preferably 500 or less, more preferably 400 or less, and further preferably 300 or less. When the epoxy equivalent of the novolak type epoxy resin is within the above range, a crosslinked structure can be effectively formed.
フェノールノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、jER(登録商標)152、jER154(以上、三菱化学社製)、EPICLON(登録商標)N−740、エEPICLON N−770、EPICLON N−775(以上、DIC(株)製)、PY307、EPN1179、EPN1180(以上、ハンツマン・アドバンスト・マテリアル社製)、YDPN638、YDPN638P(以上、東都化成(株)製)、DEN431、DEN438、DEN439(以上、ダウケミカル社製)、EPR600(Bakelite社製)、EPPN−201(日本化薬(株)製)などが挙げられる。 As commercially available products of phenol novolac type epoxy resins, jER (registered trademark) 152, jER154 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), EPICLON (registered trademark) N-740, EPICLON N-770, EPICLON N-775 (above, DIC Corporation), PY307, EPN1179, EPN1180 (above, Huntsman Advanced Material Co., Ltd.), YDPN638, YDPN638P (above, Toto Kasei Co., Ltd.), DEN431, DEN438, DEN439 (above, Dow Chemical Co., Ltd.) ), EPR600 (manufactured by Bakelite), EPPN-201 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and the like.
前記エポキシ樹脂組成物は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有する。前記エポキシ樹脂組成物中の前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の質量比(ビスフェノールA型エポキシ樹脂/ビスフェノールF型エポキシ樹脂)は、0.3以上、好ましくは0.4以上、より好ましくは0.5以上であり、3.0以下、好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2.0以下である。前記質量比が上記範囲内であれば、エポキシ樹脂組成物の硬化物の強度、靱性を維持しつつプリプレグのタック性を向上できる。前記質量比が0.3未満では、エポキシ樹脂組成物の硬化物の強度が高くなるが、靱性が低下し、3.0を超えると硬化物の伸び率は向上するが、強度が低下する。 The epoxy resin composition contains a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin. The mass ratio of the bisphenol A type epoxy resin to the bisphenol F type epoxy resin (bisphenol A type epoxy resin / bisphenol F type epoxy resin) in the epoxy resin composition is 0.3 or more, preferably 0.4 or more. Preferably it is 0.5 or more, 3.0 or less, preferably 2.5 or less, more preferably 2.0 or less. If the mass ratio is within the above range, the tackiness of the prepreg can be improved while maintaining the strength and toughness of the cured product of the epoxy resin composition. When the mass ratio is less than 0.3, the strength of the cured product of the epoxy resin composition is increased, but the toughness is decreased, and when it exceeds 3.0, the elongation of the cured product is improved, but the strength is decreased.
前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂は、一方に常温(25℃)で液体状のものを使用し、他方に常温で固体状のものを使用することが好ましい。このような態様としては、例えば、常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とを用いる態様;常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とを用いる態様;常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とを用いる態様;常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂と常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂と常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とを用いる態様;が挙げられる。これらの中でも、常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いる態様が好ましい。 As for the bisphenol A type epoxy resin and the bisphenol F type epoxy resin, it is preferable to use one that is liquid at room temperature (25 ° C.) and the other that is solid at room temperature. As such an embodiment, for example, an embodiment using a bisphenol A type epoxy resin that is liquid at room temperature and a bisphenol F type epoxy resin that is solid at room temperature; a bisphenol A type epoxy resin that is solid at room temperature and a liquid at room temperature Of using a bisphenol F type epoxy resin that is liquid at room temperature, a mode of using a bisphenol A type epoxy resin that is solid at room temperature, and a bisphenol F type epoxy resin that is liquid at room temperature; Examples include using a liquid bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin that is liquid at normal temperature, and a bisphenol F type epoxy resin that is solid at normal temperature. Among these, an embodiment using a bisphenol F type epoxy resin that is solid at room temperature is preferable.
前記常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂の粘度(25℃)は、60P以上が好ましく、より好ましくは75P以上、さらに好ましくは90P以上であり、300P以下が好ましく、より好ましくは250P以下、さらに好ましくは200P以下である。エポキシ樹脂の粘度は、粘弾性測定器(アントンパール社製、「MCR301」、印加トルク6mN・m)により、測定できる。前記常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、170以上が好ましく、より好ましくは175以上、さらに好ましくは180以上であり、300以下が好ましく、より好ましくは290以下、さらに好ましくは280以下である。
The viscosity (25 ° C.) of the liquid bisphenol A type epoxy resin at normal temperature is preferably 60 P or more, more preferably 75 P or more, further preferably 90 P or more, preferably 300 P or less, more preferably 250 P or less, Preferably it is 200 P or less. The viscosity of the epoxy resin can be measured with a viscoelasticity measuring device (manufactured by Anton Paar, “MCR301”, applied
前記常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、300以上が好ましく、より好ましくは350以上、さらに好ましくは400以上であり、20000以下が好ましく、より好ましくは18000以下、さらに好ましくは16000以下である。 The epoxy equivalent (g / eq) of the bisphenol A type epoxy resin that is solid at room temperature is preferably 300 or more, more preferably 350 or more, still more preferably 400 or more, preferably 20000 or less, more preferably 18000 or less. More preferably, it is 16000 or less.
常温で液体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、jER(登録商標)827、jER828、jER828EL、jER828XA、jER834(以上、三菱化学社製)、エポトート(登録商標)YD−115、エポトートYD−115G、エポトートYD−115CA、エポトートYD−118T、エポトートYD−127、エポトートYD−128、エポトートYD−128G、エポトートYD−128S(以上、東都化成社製)、EPICLON(登録商標)840、EPICLON840−S、EPICLON850、EPICLON850−S(以上、DIC社製)が挙げられる。 Examples of bisphenol A type epoxy resins that are liquid at room temperature include, for example, jER (registered trademark) 827, jER828, jER828EL, jER828XA, jER834 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Epototo (registered trademark) YD-115, Epototo YD- 115G, Epotot YD-115CA, Epotot YD-118T, Epotot YD-127, Epotot YD-128, Epotot YD-128G, Epotot YD-128S (above, manufactured by Toto Kasei), EPICLON (registered trademark) 840, EPICLON 840-S , EPICLON 850, EPICLON 850-S (manufactured by DIC).
常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、jER1001、jER1002、jER1003、jER1003F、jER1004、jER1004FS、jER1004F、jER1004AF、jER1055、jER1005F、jER1006FS、jER1007、jER1007FS、jER1008、jER1009(以上、三菱化学社製)、エポトートYD−011、エポトートYD−012、エポトートYD−013、エポトートYD−014、エポトートYD−017、エポトートYD−019、エポトートYD−020N、エポトートYD−020H(以上、東都化成社製)、EPICLON1050、EPICLON3050、EPICLON4050、EPICLON7050(以上、DIC社製)が挙げられる。 Examples of the bisphenol A type epoxy resin that is solid at normal temperature include, for example, jER1001, jER1002, jER1003, jER1003F, jER1004, jER1004FS, jER1004F, jER1004AF, jER1055, jER1005F, jER1006FS, jER1007FS, jER1008FS, ER1008 Epototo YD-011, Epototo YD-012, Epototo YD-013, Epototo YD-014, Epototo YD-017, Epototo YD-019, Epototo YD-020N, Epototo YD-020H (manufactured by Toto Kasei) , EPICLON 1050, EPICLON 3050, EPICLON 4050, EPICLON 7050 (above, IC Co., Ltd.) and the like.
前記常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂の粘度(25℃)は、9P以上が好ましく、より好ましくは12P以上、さらに好ましくは15P以上であり、300P以下が好ましく、より好ましくは250P以下、さらに好ましくは200P以下である。前記常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、150以上が好ましく、より好ましくは155以上、さらに好ましくは160以上であり、300以下が好ましく、より好ましくは290以下、さらに好ましくは280以下である。 The viscosity (25 ° C.) of the liquid bisphenol F type epoxy resin at normal temperature is preferably 9P or more, more preferably 12P or more, further preferably 15P or more, preferably 300P or less, more preferably 250P or less, Preferably it is 200 P or less. The epoxy equivalent (g / eq) of the liquid bisphenol F type epoxy resin at normal temperature is preferably 150 or more, more preferably 155 or more, further preferably 160 or more, preferably 300 or less, more preferably 290 or less. More preferably, it is 280 or less.
前記常温で固体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq)は、300以上が好ましく、より好ましくは350以上、さらに好ましくは400以上であり、20000以下が好ましく、より好ましくは18000以下、さらに好ましくは16000以下である。 The epoxy equivalent (g / eq) of the bisphenol F type epoxy resin that is solid at normal temperature is preferably 300 or more, more preferably 350 or more, still more preferably 400 or more, preferably 20000 or less, more preferably 18000 or less. More preferably, it is 16000 or less.
常温で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、例えば、jER806、jER807(以上、三菱化学社製)、EPICLON830、EPICLON830−S、EPICLON835(以上、DIC社製)が挙げられる。常温で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、例えば、jER4005P、jER4007P、jER4010P(以上、三菱化学社製)が挙げられる。 Examples of the bisphenol F type epoxy resin that is liquid at room temperature include jER806, jER807 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), EPICLON830, EPICLON830-S, EPICLON835 (above, made by DIC). Examples of the bisphenol A type epoxy resin that is solid at room temperature include jER4005P, jER4007P, and jER4010P (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂成分として、前記ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂のみを含有してもよいし、これらの他に、分子内に2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、すなわち2官能のエポキシ樹脂をさらに含有してもよい。前記2官能のエポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の水素添加物、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の水素添加物、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。前記ビスフェノール型エポキシ樹脂は、単独であるいは2種以上を混合して使用してもよい。これらのビスフェノール型エポキシ樹脂の使用量は、前記エポキシ樹脂成分中97質量%以下が好ましく、より好ましくは96質量%以下、さらに好ましくは95質量%以下である。 The epoxy resin composition may contain only the novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, and bisphenol F type epoxy resin as an epoxy resin component, and in addition to these, two epoxy compounds in the molecule. You may further contain the epoxy resin which has group, ie, a bifunctional epoxy resin. Specific examples of the bifunctional epoxy resin include hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, tetrabromobisphenol A type epoxy resin, and bisphenol AD type epoxy. Examples thereof include bisphenol type epoxy resins such as resins. The bisphenol type epoxy resins may be used alone or in admixture of two or more. The amount of these bisphenol-type epoxy resins used is preferably 97% by mass or less, more preferably 96% by mass or less, and still more preferably 95% by mass or less in the epoxy resin component.
前記エポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量(g/eq)は、200以上が好ましく、250以上がより好ましく、400以下が好ましく、350以下がより好ましい。エポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量が200未満では、エポキシ樹脂成分が常温で液体になってしまい、プリプレグの作製や成形が困難になる場合がある。一方、エポキシ当量が400を超えると、エポキシ樹脂成分が常温で固体となりプリプレグの成形が困難となる。 200 or more are preferable, as for the epoxy equivalent (g / eq) of the whole epoxy resin component contained in the said epoxy resin composition, 250 or more are more preferable, 400 or less are preferable and 350 or less are more preferable. If the epoxy equivalent of the entire epoxy resin component is less than 200, the epoxy resin component becomes liquid at room temperature, and it may be difficult to produce or mold the prepreg. On the other hand, when the epoxy equivalent exceeds 400, the epoxy resin component becomes solid at room temperature, and it becomes difficult to mold the prepreg.
本発明で使用するエポキシ樹脂組成物は、硬化剤を含有することが好ましい。前記硬化剤としては、ジシアンジアミド;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のような活性水素を有する芳香族アミン;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;ジメチルアニリン、トリエチレンジアミン、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)フェノールのような活性水素を持たない第三アミン;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;ポリアミド樹脂;ヘキサヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルナジック酸無水物のようなカルボン酸無水物;アジピン酸ヒドラジドやナフタレンジ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;ノボラック樹脂などのポリフェノール化合物;チオグリコール酸とポリオールのエステルのようなポリメルカプタン;および、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を用いることができる。これらの中でも、硬化剤としてジシアンジアミドを使用することが好ましい。 The epoxy resin composition used in the present invention preferably contains a curing agent. Examples of the curing agent include dicyandiamide; active hydrogen such as 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, and m-xylylenediamine. Aromatic amines having; active amines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, isophoronediamine, bis (aminomethyl) norbornane, bis (4-aminocyclohexyl) methane, dimer acid ester of polyethyleneimine; these activities Modified amines obtained by reacting hydrogen-containing amines with compounds such as epoxy compounds, acrylonitrile, phenol and formaldehyde, thiourea; dimethylaniline, triethylenediamine, dimethylbenzylamine, 2, Tertiary amines having no active hydrogen such as 1,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol; imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole; polyamide resin; hexahydrophthalic anhydride, Carboxylic anhydrides such as tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, polycarboxylic acid hydrazides such as adipic hydrazide and naphthalenedicarboxylic hydrazide; polyphenol compounds such as novolac resins; Polymercaptans such as esters of thioglycolic acid and polyols; Lewis acid complexes such as boron trifluoride ethylamine complexes can be used. Among these, it is preferable to use dicyandiamide as a curing agent.
前記ジシアンジアミドの添加量は、エポキシ樹脂成分のエポキシ基1モルに対して、13g以上が好ましく、15g以上がより好ましく、17g以上がさらに好ましく、40g以下が好ましく、38g以下が好ましく、35g以下がさらに好ましい。ジシアンジアミドの添加量が13g以上であれば、硬化反応がより進行し、強度が一層向上し、40g以下であれば、樹脂組成物の硬化物の伸びが維持され、強化繊維との界面強度が高くなり、繊維強化エポキシ樹脂成形体の強度が一層向上する。 The amount of the dicyandiamide added is preferably 13 g or more, more preferably 15 g or more, still more preferably 17 g or more, preferably 40 g or less, preferably 38 g or less, and more preferably 35 g or less with respect to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin component. preferable. If the addition amount of dicyandiamide is 13 g or more, the curing reaction further proceeds and the strength is further improved, and if it is 40 g or less, the elongation of the cured product of the resin composition is maintained and the interfacial strength with the reinforcing fiber is high. Thus, the strength of the fiber-reinforced epoxy resin molded body is further improved.
前記硬化剤には、硬化活性を高めるために適当な硬化促進剤を組合せることができる。硬化促進剤としては、尿素に結合する水素の少なくとも1つが、炭化水素基で置換された尿素誘導体が好ましい。前記炭化水素基は、例えば、さらに、ハロゲン原子、ニトロ基、アルコキシ基などで置換されていてもよい。前記尿素誘導体としては、例えば、3−フェニル−1,1−ジメチル尿素、3−(パラクロロフェニル)−1,1−ジメチル尿素、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル尿素、3−(オルソメチルフェニル)−1,1−ジメチル尿素、3−(パラメチルフェニル)−1,1−ジメチル尿素、3−(メトキシフェニル)−1,1−ジメチル尿素、3−(ニトロフェニル)−1,1−ジメチル尿素等のモノ尿素化合物の誘導体;および、N,N−フェニレン−ビス(N’,N’−ジメチルウレア)、N,N−(4−メチル−1,3−フェニレン)−ビス(N’,N’−ジメチルウレア)などのビス尿素化合物の誘導体を挙げることができる。好ましい組合せの例としては、ジシアンジアミドに、3−フェニル−1,1−ジメチル尿素、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル尿素(DCMU)、3−(3−クロロ−4−メチルフェニル)−1,1−ジメチル尿素、2,4−ビス(3,3−ジメチルウレイド)トルエンのような尿素誘導体を硬化助剤として組合せる例が挙げられる。これらのなかでも、ジシアンジアミドに、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル尿素(DCMU)を硬化促進剤として組み合わせることがより好ましい。 An appropriate curing accelerator can be combined with the curing agent to increase the curing activity. As the curing accelerator, a urea derivative in which at least one hydrogen bonded to urea is substituted with a hydrocarbon group is preferable. The hydrocarbon group may be further substituted with, for example, a halogen atom, a nitro group, or an alkoxy group. Examples of the urea derivative include 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3- (parachlorophenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (Orthomethylphenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (paramethylphenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (methoxyphenyl) -1,1-dimethylurea, 3- (nitrophenyl) Derivatives of monourea compounds such as -1,1-dimethylurea; and N, N-phenylene-bis (N ′, N′-dimethylurea), N, N- (4-methyl-1,3-phenylene) -Derivatives of bisurea compounds such as bis (N ', N'-dimethylurea). Examples of preferred combinations include dicyandiamide, 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU), 3- (3-chloro-4- Examples include combining urea derivatives such as methylphenyl) -1,1-dimethylurea and 2,4-bis (3,3-dimethylureido) toluene as curing aids. Among these, it is more preferable to combine dicyandiamide with 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (DCMU) as a curing accelerator.
本発明では特に、硬化剤としてジシアンジアミド(DICY)を、硬化助剤として尿素誘導体を使用することが好ましい。この場合、ジシアンジアミド(DICY)と尿素誘導体の含比率は、質量比(DICY/尿素誘導体)で、1.0以上が好ましく、1.2以上がより好ましく、1.5以上がより好ましく、3.0以下が好ましく、2.8以下がより好ましく、2.5以下がさらに好ましい。また、前記質量比(DICY/尿素誘導体)は、2が最も好ましい。DICY/尿素誘導体の質量比が前記範囲内であれば、硬化速度が速く、硬化物が、良好な物性を有する。 In the present invention, it is particularly preferable to use dicyandiamide (DICY) as a curing agent and a urea derivative as a curing aid. In this case, the content ratio of dicyandiamide (DICY) and the urea derivative is preferably 1.0 or more, more preferably 1.2 or more, and more preferably 1.5 or more in terms of mass ratio (DICY / urea derivative). 0 or less is preferable, 2.8 or less is more preferable, and 2.5 or less is more preferable. The mass ratio (DICY / urea derivative) is most preferably 2. If the mass ratio of DICY / urea derivative is within the above range, the curing rate is fast and the cured product has good physical properties.
前記エポキシ樹脂組成物は、さらに、オリゴマー、高分子化合物、有機または無機の粒子などの他成分を含んでもよい。 The epoxy resin composition may further contain other components such as oligomers, polymer compounds, organic or inorganic particles.
本発明で使用するエポキシ樹脂組成物に配合できるオリゴマーとしては、ポリエステル骨格およびポリウレタン骨格を有するポリエステルポリウレタン、ポリエステル骨格およびポリウレタン骨格を有し、さらに分子鎖末端に(メタ)アクリレート基を有するウレタン(メタ)アクリレート、インデン系オリゴマーなどが挙げられる。 As an oligomer that can be blended in the epoxy resin composition used in the present invention, a polyester polyurethane having a polyester skeleton and a polyurethane skeleton, a urethane having a polyester skeleton and a polyurethane skeleton, and further having a (meth) acrylate group at the molecular chain terminal (meta) ) Acrylates, indene oligomers and the like.
本発明で使用するエポキシ樹脂組成物に配合できる高分子化合物としては、熱可塑性樹脂が好適に用いられる。熱可塑性樹脂を配合することにより、樹脂の粘度制御やプリプレグシートの取扱い性制御、あるいは接着性改善の効果が増進するので好ましい。 A thermoplastic resin is suitably used as the polymer compound that can be blended in the epoxy resin composition used in the present invention. By blending a thermoplastic resin, the effect of controlling the viscosity of the resin, the handling property of the prepreg sheet, or improving the adhesiveness is preferably increased.
前記熱可塑性樹脂の例としては、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樹脂、ポリビニルアルコール、フェノキシ樹脂、アミド結合を有する熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、スルホニル基を有する熱可塑性樹脂としては、ポリスルホンなどが挙げられる。ポリアミド、ポリイミド及びポリスルホンは主鎖にエーテル結合、カルボニル基などの官能基を有してもよい。ポリアミドは、アミド基の窒素原子上に置換基を有してもよい。本発明で使用するエポキシ樹脂組成物は、熱可塑性樹脂として、ポリビニルホルマールを含有することが好ましい。ポリビニルホルマールを含有すれば、硬化物の靱性、伸度がより向上する。 Examples of the thermoplastic resin include polyvinyl acetal resin such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, phenoxy resin, thermoplastic resin having an amide bond, polyamide, polyimide, thermoplastic resin having a sulfonyl group, Examples include polysulfone. Polyamide, polyimide and polysulfone may have a functional group such as an ether bond and a carbonyl group in the main chain. The polyamide may have a substituent on the nitrogen atom of the amide group. The epoxy resin composition used in the present invention preferably contains polyvinyl formal as a thermoplastic resin. If polyvinyl formal is contained, the toughness and elongation of the cured product are further improved.
前記熱可塑性樹脂の含有量としては、エポキシ樹脂成分100質量部に対して、2質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましく、4質量部以上がさらに好ましく、12質量部以下が好ましく、8質量部以下がより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が2質量部以上であれば、エポキシ樹脂組成物の伸びがよくなり、タックを付与できる。一方、熱可塑性樹脂の含有量が12質量部超になると、エポキシ樹脂組成物が常温で固化してしまうおそれがある。そのため、強化繊維への含浸性が低下し、プリプレグ作製時にボイドを引き起こす場合がある。 As content of the said thermoplastic resin, 2 mass parts or more are preferable with respect to 100 mass parts of epoxy resin components, 3 mass parts or more are more preferable, 4 mass parts or more are more preferable, 12 mass parts or less are preferable, 8 parts by mass or less is more preferable. If content of a thermoplastic resin is 2 mass parts or more, the elongation of an epoxy resin composition will become good and a tack | tuck can be provided. On the other hand, when the content of the thermoplastic resin exceeds 12 parts by mass, the epoxy resin composition may be solidified at room temperature. Therefore, the impregnation property to the reinforcing fiber is lowered, and a void may be caused at the time of producing the prepreg.
本発明で使用するエポキシ樹脂組成物に配合し得る有機粒子としては、ゴム粒子及び熱可塑性樹脂粒子が用いられる。これらの粒子は樹脂の靭性向上、繊維強化複合材料の耐衝撃性向上の効果を有する。さらに、ゴム粒子としては、架橋ゴム粒子、及び架橋ゴム粒子の表面に異種ポリマーをグラフト重合したコアシェルゴム粒子が好ましく用いられる。 As the organic particles that can be blended in the epoxy resin composition used in the present invention, rubber particles and thermoplastic resin particles are used. These particles have the effect of improving the toughness of the resin and improving the impact resistance of the fiber-reinforced composite material. Further, as rubber particles, cross-linked rubber particles and core-shell rubber particles obtained by graft polymerization of a different polymer on the surface of the cross-linked rubber particles are preferably used.
市販の架橋ゴム粒子としては、カルボキシル変性のブタジエン−アクリロニトリル共重合体の架橋物からなるXER−91(日本合成ゴム工業社製)、アクリルゴム微粒子からなるCX−MNシリーズ(日本触媒社製)、YR−500シリーズ(東都化成社製)等を使用することができる。市販のコアシェルゴム粒子としては、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合体からなるパラロイドEXL−2655(呉羽化学工業社製)、アクリル酸エステル・メタクリル酸エステル共重合体からなるスタフィロイドAC−3355、TR−2122(武田薬品工業社製)、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共重合体からなるPARALOIDEXL−2611、EXL−3387(登録商標、商品名、Rohm & Haas社製)等を使用することができる。 As commercially available crosslinked rubber particles, XER-91 (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Industry) comprising a crosslinked product of a carboxyl-modified butadiene-acrylonitrile copolymer, CX-MN series (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) comprising acrylic rubber fine particles, YR-500 series (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) or the like can be used. Commercially available core-shell rubber particles include paraloid EXL-2655 (manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) made of butadiene / alkyl methacrylate / styrene copolymer, staphyloid AC-3355 made of acrylic ester / methacrylic ester copolymer, TR-2122 (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), PARALOIDEXL-2611, EXL-3387 (registered trademark, trade name, manufactured by Rohm & Haas) made of butyl acrylate / methyl methacrylate copolymer can be used. .
また、熱可塑性樹脂粒子としては、ポリアミドあるいはポリイミドの粒子が好ましく用いられる。市販のポリアミド粒子としては、東レ社製、商品名:SP−500、ATOCHEM社製、オルガソール(登録商標)等を使用することができる。 As the thermoplastic resin particles, polyamide or polyimide particles are preferably used. As a commercially available polyamide particle, the Toray company make, brand name: SP-500, the ATOCHEM company make, Orgasol (trademark), etc. can be used.
前記エポキシ樹脂組成物に配合し得る無機粒子としては、シリカ、アルミナ、スメクタイト、合成マイカ等を配合することができる。これらの無機粒子は、主としてレオロジー制御、即ち増粘や揺変性付与のために、エポキシ樹脂組成物に配合される。 As inorganic particles that can be blended in the epoxy resin composition, silica, alumina, smectite, synthetic mica and the like can be blended. These inorganic particles are blended in the epoxy resin composition mainly for rheology control, that is, for thickening and thixotropic imparting.
本発明において、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が、20質量%以上が好ましく、25質量%以上がより好ましく、44質量%以下が好ましく、38質量%以下がより好ましい。前記メチルエチルケトンでの膨潤率は、エポキシ樹脂組成物の硬化物の架橋度を指標するものである。前記膨潤率が20質量%未満では、架橋密度が高すぎて、エポキシ樹脂組成物の硬化物の伸びが低下し、44質量%を超えると架橋密度が小さすぎ、エポキシ樹脂組成物の硬化物の強度が低下する。 In the present invention, the cured product of the epoxy resin composition has a swelling ratio with methyl ethyl ketone of preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, preferably 44% by mass or less, and more preferably 38% by mass or less. . The swelling rate with the methyl ethyl ketone indicates the degree of crosslinking of the cured product of the epoxy resin composition. If the swelling ratio is less than 20% by mass, the crosslink density is too high, and the elongation of the cured product of the epoxy resin composition decreases. If it exceeds 44% by mass, the crosslink density is too small and the cured product of the epoxy resin composition Strength decreases.
前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の引張特性(=最大応力×その時の伸び÷2)は、100MPa・%以上が好ましく、150MPa・%以上がより好ましく、200MPa・%以上がさらに好ましく、6000MPa・%以下が好ましく、5500MPa・%以下がより好ましく、5000MPa・%以下がさらに好ましい。 The tensile property (= maximum stress × elongation at that time / 2) of the cured product of the epoxy resin composition is preferably 100 MPa ·% or more, more preferably 150 MPa ·% or more, further preferably 200 MPa ·% or more, and 6000 MPa ·%. The following is preferable, 5500 MPa ·% or less is more preferable, and 5000 MPa ·% or less is further preferable.
前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の引張強度(最大応力)は、20MPa以上が好ましく、30MPa以上がより好ましく、50MPa以上がさらに好ましく、500MPa以下が好ましく、450MPa以下がより好ましく、400MPa以下がさらに好ましい。また、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物の伸度(破断伸度)は、2%以上が好ましく、3%以上がより好ましく、300%以下が好ましく、200%以下がより好ましい。引張強度および伸度の測定方法は、後述する。 The tensile strength (maximum stress) of the cured product of the epoxy resin composition is preferably 20 MPa or more, more preferably 30 MPa or more, further preferably 50 MPa or more, preferably 500 MPa or less, more preferably 450 MPa or less, and further preferably 400 MPa or less. . Further, the elongation (breaking elongation) of the cured product of the epoxy resin composition is preferably 2% or more, more preferably 3% or more, preferably 300% or less, and more preferably 200% or less. The measuring method of tensile strength and elongation will be described later.
本発明のプリプレグの樹脂成分は、前記エポキシ樹脂組成物のみによって構成されることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲で、市販のエポキシ樹脂組成物を併用してもよい。市販のエポキシ樹脂組成物を併用する場合、樹脂成分中の市販のエポキシ樹脂組成物の含有率は、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることがさらに好ましい。 The resin component of the prepreg of the present invention is preferably composed only of the epoxy resin composition, but a commercially available epoxy resin composition may be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. When a commercially available epoxy resin composition is used in combination, the content of the commercially available epoxy resin composition in the resin component is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and 80% by mass. More preferably, it is as follows.
本発明のプリプレグの樹脂成分の含有量は、15質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは25質量%以上であり、65質量%以下が好ましく、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは55質量%以下である。強化繊維の含有率が、前記範囲内であれば、樹脂の高強度が十分に生かせる良好な繊維強化エポキシ樹脂成形体となるからである。 The content of the resin component in the prepreg of the present invention is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 25% by mass or more, and preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass. Hereinafter, it is more preferably 55% by mass or less. This is because if the content of the reinforcing fiber is within the above range, a good fiber-reinforced epoxy resin molded body that can fully utilize the high strength of the resin is obtained.
本発明において、プリプレグに使用する強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などを挙げることができる。また、これらの繊維を2種以上混在させることもできる。これらのなかでも炭素繊維を使用することが好ましい。 In the present invention, examples of the reinforcing fiber used for the prepreg include carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, and silicon carbide fiber. Also, two or more of these fibers can be mixed. Among these, it is preferable to use carbon fiber.
前記炭素繊維としては、アクリル系、ピッチ系、レーヨン系などの炭素繊維が挙げられるが、中でも、引張強度の高いアクリル系の炭素繊維が好ましい。炭素繊維の形態としては、前駆体繊維に撚りをかけて焼成して得られる炭素繊維、いわゆる有撚糸、その有撚糸の撚りを解いた炭素繊維、いわゆる解撚糸、前駆体繊維に実質的に撚りをかけずに熱処理を行う無撚糸などが使用できる。無撚糸又は解撚糸が、繊維強化複合材料の成形性と強度特性のバランスを考慮すると好ましく、さらに、プリプレグシート同士の接着性などの取扱性の面からは無撚糸が好ましい。また、本発明における炭素繊維は、黒鉛繊維も含むことができる。 Examples of the carbon fibers include acrylic, pitch, and rayon carbon fibers. Among them, acrylic carbon fibers having high tensile strength are preferable. As for the form of the carbon fiber, carbon fiber obtained by twisting and firing the precursor fiber, so-called twisted yarn, untwisted carbon fiber, so-called untwisted yarn, substantially twisted on the precursor fiber Non-twisted yarn that is heat-treated without being subjected to heat treatment can be used. Non-twisted yarn or untwisted yarn is preferable in consideration of the balance between formability and strength characteristics of the fiber-reinforced composite material, and further, non-twisted yarn is preferable from the viewpoint of handleability such as adhesion between prepreg sheets. Moreover, the carbon fiber in this invention can also contain a graphite fiber.
前記強化繊維の引張弾性率は、10tf/mm2(98GPa)以上が好ましく、24tf/mm2(235GPa)以上がより好ましく、70tf/mm2(686GPa)以下が好ましく、50tf/mm2(490GPa)以下がより好ましい。前記引張弾性率は、JISR7601:1986「炭素繊維試験方法」に準拠して測定する。強化繊維の引張弾性率が、前記範囲内であれば、曲げ強度の高い管状体が得られる。 Tensile modulus of the reinforcing fibers is preferably at least 10tf / mm 2 (98GPa), 24tf / mm 2 (235GPa) or more, and is preferably from 70tf / mm 2 (686GPa), 50tf / mm 2 (490GPa) The following is more preferable. The tensile elastic modulus is measured in accordance with JIS R7601: 1986 “Carbon fiber test method”. When the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber is within the above range, a tubular body having high bending strength can be obtained.
本発明のプリプレグ中の強化繊維の含有率は、35質量%以上が好ましく、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは65質量%以上、特に好ましくは70質量%以上であり、85質量%以下が好ましく、より好ましくは84質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下、特に好ましくは75質量%以下である。強化繊維の含有率が、前記範囲内であれば、樹脂の高強度が十分に生かせる良好な繊維強化エポキシ樹脂材料となるからである。 The content of the reinforcing fiber in the prepreg of the present invention is preferably 35% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, further preferably 65% by mass or more, particularly preferably 70% by mass or more, and 85% by mass or less. More preferably, it is 84 mass% or less, More preferably, it is 80 mass% or less, Most preferably, it is 75 mass% or less. This is because if the content of the reinforcing fibers is within the above range, a good fiber-reinforced epoxy resin material that can fully utilize the high strength of the resin is obtained.
プリプレグにおける強化繊維の形態としては、例えば、一方向に引き揃えられた長繊維、二方向織物、多軸織物、不織布、マット、ニット、組み紐などを挙げることができる。ここで、長繊維とは、実質的に10mm以上連続な単繊維または繊維束を意味する。一方向に引き揃えられた長繊維を用いた所謂一方向プリプレグは、繊維の方向が揃っており、繊維の曲がりが少ないため繊維方向の強度利用率が高い。また、一方向プリプレグは、複数のプリプレグを、強化繊維の配列方向が異なるように適切に積層した後成型すると、成形物の各方向の弾性率と強度の設計が容易になる。 Examples of the form of the reinforcing fiber in the prepreg include a long fiber aligned in one direction, a bi-directional woven fabric, a multiaxial woven fabric, a non-woven fabric, a mat, a knit, and a braid. Here, the long fiber means a single fiber or a fiber bundle substantially continuous for 10 mm or more. A so-called unidirectional prepreg using long fibers aligned in one direction has a high fiber strength direction and a high strength utilization rate in the fiber direction because the fibers are less bent. In addition, when the unidirectional prepreg is formed by appropriately laminating a plurality of prepregs so that the arrangement directions of the reinforcing fibers are different, the elastic modulus and strength in each direction of the molded product can be easily designed.
本発明のプリプレグの形状としては、シート状が好ましい。プリプレグをシート状とする場合、厚さは0.01mm以上が好ましく、より好ましくは0.03mm以上であり、1.0mm以下が好ましく、より好ましくは0.9mm以下である。 The shape of the prepreg of the present invention is preferably a sheet shape. When the prepreg is formed into a sheet, the thickness is preferably 0.01 mm or more, more preferably 0.03 mm or more, preferably 1.0 mm or less, more preferably 0.9 mm or less.
本発明のプリプレグの密度は、1.45g/cm3以上が好ましく、より好ましくは1.47g/cm3以上、さらに好ましくは1.48g/cm3以上であり、1.75g/cm3以下が好ましく、より好ましくは1.72g/cm3以下、さらに好ましくは1.69g/cm3以下である。密度が前記範囲内であれば炭素繊維の補強効果が十分に生かせる良好な繊維強化エポキシ樹脂材料となるからである。 The density of the prepreg of the present invention is preferably 1.45 g / cm 3 or more, more preferably 1.47 g / cm 3 or more, still more preferably 1.48 g / cm 3 or more, and 1.75 g / cm 3 or less. Preferably, it is 1.72 g / cm 3 or less, more preferably 1.69 g / cm 3 or less. This is because, if the density is within the above range, a good fiber-reinforced epoxy resin material that can fully utilize the reinforcing effect of the carbon fiber can be obtained.
本発明のプリプレグを製造する方法としては、公知の方法が用いられる。例えば、前記エポキシ樹脂組成物を、炭素繊維などの強化繊維に含浸させてプリプレグを作製できる。具体的には、エポキシ樹脂組成物をメチルエチルケトン、メタノールなどの溶媒に溶解させて低粘度化し、強化繊維に含浸させるウエット法と、加熱によりエポキシ樹脂組成物を低粘度化し、強化繊維に含浸させるホットメルト法などの方法により製造することができる。ウエット法は、強化繊維をエポキシ樹脂組成物からなる溶液に浸漬した後に引き上げ、オーブンなどを用いて加熱しながら溶媒を蒸発させてプリプレグを得る方法である。ホットメルト法には、加熱により低粘度化したエポキシ樹脂組成物を直接強化繊維に含浸させる方法、あるいは一旦エポキシ樹脂組成物を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを作製しておき、次いで強化繊維の両側あるいは片側から、かかるフィルムを重ね、加熱することによりエポキシ樹脂組成物を含浸させてプリプレグとする方法がある。ホットメルト法は、溶媒がプリプレグ中に実質的に残留しないことから好ましい。 A known method is used as a method for producing the prepreg of the present invention. For example, a prepreg can be produced by impregnating the epoxy resin composition into a reinforcing fiber such as carbon fiber. Specifically, a wet method in which the epoxy resin composition is dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone and methanol to lower the viscosity and impregnated into the reinforcing fiber, and a hot method in which the epoxy resin composition is reduced in viscosity by heating and impregnated into the reinforcing fiber. It can be produced by a method such as a melt method. The wet method is a method of obtaining a prepreg by evaporating a solvent while evaporating a reinforcing fiber after being immersed in a solution made of an epoxy resin composition and heating using an oven or the like. In the hot melt method, a method in which a reinforcing fiber is directly impregnated with an epoxy resin composition whose viscosity has been reduced by heating, or a film in which an epoxy resin composition is once coated on a release paper is prepared, and then a reinforcing fiber is prepared. There is a method of making a prepreg by impregnating the epoxy resin composition by overlapping and heating such a film from both sides or from one side. The hot melt method is preferable because the solvent does not substantially remain in the prepreg.
本発明のプリプレグは、含有するエポキシ樹脂組成物を硬化させることにより、繊維強化エポキシ樹脂成形体が得られる。本発明のプリプレグを用いて繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体を製造する方法としては、公知の方法が用いられる。例えば、前記プリプレグを、管状体を構成する各材料の形状に裁断し、積層後、積層体を加熱しながら圧力を付与する方法を挙げることができる。 The fiber reinforced epoxy resin molded product is obtained by curing the epoxy resin composition contained in the prepreg of the present invention. As a method for producing a tubular body made of a fiber reinforced epoxy resin material using the prepreg of the present invention, a known method is used. For example, the prepreg can be cut into the shape of each material constituting the tubular body, and after lamination, a method of applying pressure while heating the laminated body can be mentioned.
プリプレグの積層体を加熱しながら圧力を付与する方法には、ラッピングテープ法、内圧成型法などがある。ラッピングテープ法は、マンドレルなどの芯金にプリプレグを巻いて、成型体を得る方法である。具体的には、マンドレルにプリプレグを巻き付け、プリプレグの固定及び圧力付与のために、プリプレグの外側に熱可塑性樹脂フィルムからなるラッピングテープを巻き付け、オーブン中で樹脂を加熱し硬化させた後、芯金を抜き去って管状成型体を得る方法である。管状成型体の表面を切削し、塗装などを施してもよい。 Examples of methods for applying pressure while heating the prepreg laminate include a wrapping tape method and an internal pressure molding method. The wrapping tape method is a method of obtaining a molded body by winding a prepreg around a mandrel or the like. Specifically, a prepreg is wound around a mandrel, a wrapping tape made of a thermoplastic resin film is wound around the outside of the prepreg for fixing and applying pressure, and the resin is heated and cured in an oven, and then a cored bar. This is a method for removing the slag to obtain a tubular molded body. The surface of the tubular molded body may be cut and painted.
内圧成型法は、熱可塑性樹脂製のチューブなどの内圧付与体にプリプレグを巻きつけプリフォームとし、次にこれを金型中に設置し、次いで内圧付与体に高圧の気体を導入して圧力をかけると共に金型を加熱して成型する方法である。 In the internal pressure molding method, a prepreg is wound around an internal pressure applying body such as a tube made of a thermoplastic resin to form a preform, which is then placed in a mold, and then a high pressure gas is introduced into the internal pressure applying body to increase the pressure. It is a method of molding by heating and mold.
繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体を構成するプリプレグの積層枚数、強化繊維の含有率、および、1枚のプリプレグの厚みなどは、所望の特性に応じて、適宜変更することが好ましい。特に、管状体の軸線に対して、強化繊維の配列が傾斜して配されるバイアスプリプレグと、管状体の軸線に対して、強化繊維の配列が平行に配されるストレートプリプレグと、管状体の軸線に対して、強化繊維の配列が直角に配されるフーププリプレグとを適宜配置して、管状体に必要な剛性や強度を付与することが好ましい。管状成型体の表面を切削し、塗装などを施してもよい。 The number of laminated prepregs constituting the tubular body made of a fiber reinforced epoxy resin material, the content of reinforcing fibers, the thickness of one prepreg, and the like are preferably appropriately changed according to desired characteristics. In particular, a bias prepreg in which the array of reinforcing fibers is arranged to be inclined with respect to the axis of the tubular body, a straight prepreg in which the array of reinforcing fibers is arranged in parallel to the axis of the tubular body, and a tubular body It is preferable to appropriately arrange a hoop prepreg in which an array of reinforcing fibers is arranged at right angles to the axis to give the tubular body necessary rigidity and strength. The surface of the tubular molded body may be cut and painted.
前記管状体は、複数のプリプレグを巻回して積層し、これらのプリプレグに含有される樹脂組成物を硬化して形成されていることが好ましい。管状体を構成するプリプレグの積層数は、5層以上が好ましく、より好ましくは7層以上、さらに好ましくは9層以上であり、30層以下が好ましく、より好ましくは28層以下、さらに好ましくは26層以下である。 The tubular body is preferably formed by winding and laminating a plurality of prepregs and curing the resin composition contained in these prepregs. The number of laminated prepregs constituting the tubular body is preferably 5 layers or more, more preferably 7 layers or more, still more preferably 9 layers or more, preferably 30 layers or less, more preferably 28 layers or less, still more preferably 26. Below the layer.
前記管状体を複数のプリプレグから構成する場合、最も外側に位置する最外プリプレグとして本発明のプリプレグを使用することが好ましい。管状体の初期破壊は、管状体の最外層から生じる。そのため、機械的強度に優れる本発明のプリプレグを最外層に使用することで、管状体の初期破壊を防ぐことができ、管状体の強度を一層高めることができる。また、管状体が3枚以上のプリプレグから構成されている場合、最外プリプレグおよび最外プリプレグに内接するプリプレグの2枚に本発明のプリプレグを使用することが好ましい。なお、最外プリプレグおよび最外プリプレグに内接するプリプレグは、異なるプリプレグを用いてもよいが、同じプリプレグを用いることが好ましい。 When the tubular body is composed of a plurality of prepregs, it is preferable to use the prepreg of the present invention as the outermost prepreg located on the outermost side. The initial failure of the tubular body occurs from the outermost layer of the tubular body. Therefore, by using the prepreg of the present invention, which is excellent in mechanical strength, as the outermost layer, it is possible to prevent the tubular body from being initially destroyed and to further increase the strength of the tubular body. When the tubular body is composed of three or more prepregs, it is preferable to use the prepreg of the present invention for the outermost prepreg and the prepreg inscribed in the outermost prepreg. The outermost prepreg and the prepreg inscribed in the outermost prepreg may use different prepregs, but preferably use the same prepreg.
最外プリプレグおよび/または最外プリプレグに内接するプリプレグが含有する強化繊維の引張弾性率は、10tf/mm2(98GPa)以上が好ましく、より好ましくは15tf/mm2(147GPa)以上、さらに好ましくは20tf/mm2(196GPa)以上であり、38tf/mm2(373GPa)以下が好ましく、より好ましくは_30tf/mm2(294GPa)以下である。これらのプリプレグが含有する強化繊維の引張弾性率が上記範囲内であれば、管状体の初期破壊をより抑制できる。 The tensile elastic modulus of the reinforcing fiber contained in the outermost prepreg and / or the prepreg inscribed in the outermost prepreg is preferably 10 tf / mm 2 (98 GPa) or more, more preferably 15 tf / mm 2 (147 GPa) or more, more preferably It is 20 tf / mm 2 (196 GPa) or more, preferably 38 tf / mm 2 (373 GPa) or less, and more preferably _30 tf / mm 2 (294 GPa) or less. If the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber contained in these prepregs is within the above range, the initial fracture of the tubular body can be further suppressed.
また、前記最外プリプレグの内側に位置する他のプリプレグは、少なくとも1つに前記最外プリプレグよりも密度が小さいプリプレグ(以下、軽量プリプレグと称する場合がある。)を使用することが好ましい。密度の小さいプリプレグを使用することにより、管状体を軽量化できる。また、通常、密度が小さいプリプレグは強化繊維の含有量が少ないため、このようなプリプレグを使用すると管状体の機械的強度が低下する傾向がある。しかし、最外プリプレグに、本発明のプリプレグを使用することにより初期破壊が抑制されるため、管状体の機械的強度を維持したまま、軽量化を図ることができる。 Moreover, it is preferable to use at least one prepreg having a density lower than that of the outermost prepreg (hereinafter sometimes referred to as a lightweight prepreg) as the other prepreg positioned inside the outermost prepreg. By using a prepreg having a low density, the tubular body can be reduced in weight. Moreover, since a prepreg having a low density usually has a small content of reinforcing fibers, the use of such a prepreg tends to lower the mechanical strength of the tubular body. However, since the initial fracture is suppressed by using the prepreg of the present invention as the outermost prepreg, the weight can be reduced while maintaining the mechanical strength of the tubular body.
前記最外プリプレグと軽量プリプレグとの密度の差(最外プリプレグ−軽量プリプレグ)は、0.08g/cm3以上が好ましく、より好ましくは0.10g/cm3以上、さらに好ましくは0.12g/cm3以上であり、0.28g/cm3以下が好ましく、より好ましくは0.26g/cm3以下、さらに好ましくは0.24g/cm3以下である。密度の差が上記範囲内であれば強度を維持しつつ、軽量化できる。 The density difference between the outermost prepreg and the light prepreg (outermost prepreg−light prepreg) is preferably 0.08 g / cm 3 or more, more preferably 0.10 g / cm 3 or more, and further preferably 0.12 g / cm 3 and preferably from 0.28 g / cm 3 or less, more preferably 0.26 g / cm 3 or less, further preferably 0.24 g / cm 3 or less. If the difference in density is within the above range, the weight can be reduced while maintaining the strength.
前記軽量プリプレグとしては、特に限定されず、公知のプリプレグが使用できる。なお、前記軽量プリプレグとして、本発明のプリプレグを用いることも好ましい。軽量プリプレグの密度は、1.35g/cm3以上が好ましく、より好ましくは1.40g/cm3以上であり、1.55g/cm3以下が好ましく、より好ましくは1.50g/cm3以下である。 The lightweight prepreg is not particularly limited, and a known prepreg can be used. In addition, it is also preferable to use the prepreg of the present invention as the lightweight prepreg. The density of lightweight prepreg is preferably 1.35 g / cm 3 or more, more preferably 1.40 g / cm 3 or more, preferably 1.55 g / cm 3 or less, more preferably 1.50 g / cm 3 or less is there.
軽量プリプレグを用いる場合、前記最外プリプレグに含有される強化繊維の引張弾性率よりも、前記軽量プリプレグに含有される強化繊維の引張弾性率を大きくすることが好ましい。このような構成とすることで、管状体の機械的強度を維持したまま、軽量化を図ることができる。前記軽量プリプレグが含有する強化繊維の引張弾性率は、30tf/mm2(294GPa)以上が好ましく、より好ましくは40tf/mm2(392GPa)以上、さらに好ましくは46tf/mm2(451GPa)以上であり、70tf/mm2(686GPa)以下が好ましく、より好ましくは60tf/mm2(588GPa)以下、さらに好ましくは50tf/mm2(490GPa)以下である。軽量プリプレグが含有する強化繊維の引張弾性率が上記範囲内であれば、管状体の機械的強度を維持したまま、軽量化を図ることができる。 When using a lightweight prepreg, it is preferable to make the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber contained in the lightweight prepreg larger than the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber contained in the outermost prepreg. By setting it as such a structure, weight reduction can be achieved, maintaining the mechanical strength of a tubular body. The tensile modulus of the reinforcing fibers, wherein the weight prepreg contains is preferably at least 30tf / mm 2 (294GPa), more preferably 40tf / mm 2 (392GPa) or more, more preferably be 46tf / mm 2 (451GPa) or 70 tf / mm 2 (686 GPa) or less, more preferably 60 tf / mm 2 (588 GPa) or less, and still more preferably 50 tf / mm 2 (490 GPa) or less. If the tensile elastic modulus of the reinforcing fiber contained in the lightweight prepreg is within the above range, the weight can be reduced while maintaining the mechanical strength of the tubular body.
軽量プリプレグは、使用枚数が多い程管状体の質量を低減できる。軽量プリプレグの位置は特に限定されないが、できるだけ内側に配置することが好ましい。よって、最も内側に位置する最内プリプレグを軽量プリプレグとすることが好ましい。また、軽量プリプレグは2枚以上用いてもよい。この場合、プリプレグの順序は、軽量プリプレグが連続するように配置することが好ましい。すなわち、軽量プリプレグは、最内プリプレグから所望の枚数まで連続して配置することがより好ましい。 The light weight prepreg can reduce the mass of the tubular body as the number of used sheets increases. The position of the lightweight prepreg is not particularly limited, but it is preferable to dispose the lightweight prepreg as much as possible. Therefore, it is preferable that the innermost prepreg located on the innermost side is a lightweight prepreg. Two or more lightweight prepregs may be used. In this case, the order of the prepregs is preferably arranged so that the lightweight prepregs are continuous. That is, it is more preferable that the lightweight prepreg is continuously arranged from the innermost prepreg to a desired number.
前記管状体としては、複数のプリプレグを巻回積層してなり、最も外側に位置する最外プリプレグに本発明のプリプレグを使用し、前記最外プリプレグの内側に位置するプリプレグが、少なくとも1つは前記最外プリプレグよりも密度が小さい軽量プリプレグである態様が好ましい。具体的には、n枚のプリプレグを巻回積層してなり、最外プリプレグおよびこの最外プリプレグに内接するプリプレグとして本発明のプリプレグを使用し、かつ、最内プリプレグからn−3枚目までのプリプレグとして軽量プリプレグを使用する態様が好ましい(ただし、nは5以上とする)。例えば、管状体が8枚のプリプレグで構成されている場合、最外プリプレグ(8枚目)および最外プリプレグに内接するプリプレグ(7枚目)に本発明のプリプレグを使用し、最内プリプレグ(1枚目)〜5枚目のプリプレグとして軽量プリプレグを用いる態様が好ましい。前記最外プリプレグ、最外プリプレグに内接するプリプレグおよび軽量プリプレグには、本発明のプリプレグであって、密度の異なるものを使用することが好ましい。 As the tubular body, a plurality of prepregs are wound and laminated, the prepreg of the present invention is used for the outermost prepreg located on the outermost side, and at least one prepreg located on the inner side of the outermost prepreg The aspect which is a lightweight prepreg whose density is smaller than the said outermost prepreg is preferable. Specifically, n prepregs are wound and laminated, the prepreg of the present invention is used as the outermost prepreg and the prepreg inscribed in the outermost prepreg, and from the innermost prepreg to the n-3rd sheet A mode in which a light-weight prepreg is used as the prepreg is preferable (where n is 5 or more). For example, when the tubular body is composed of eight prepregs, the prepreg of the present invention is used for the outermost prepreg (eighth sheet) and the prepreg inscribed in the outermost prepreg (seventh sheet), and the innermost prepreg ( A mode in which a lightweight prepreg is used as the first to fifth prepregs is preferred. The outermost prepreg, the prepreg inscribed in the outermost prepreg, and the lightweight prepreg are preferably prepregs of the present invention having different densities.
前記管状体の長さは、40インチ(101.6cm)以上が好ましく、より好ましくは41インチ(104.1cm)以上であり、49インチ(124.5cm)以下が好ましく、より好ましくは48インチ(121.9cm)以下である。管状体の長さが上記範囲内であれば、この管状体からなるゴルフクラブシャフトを用いたゴルフクラブの操作性が良好となる。また、管状体の質量は、30g以上が好ましく、より好ましくは35g以上であり、80g以下が好ましく、より好ましくは75g以下である。質量が30g以上であればシャフトが十分な肉厚となり機械的強度がより向上し、80g以下であればシャフトが重くなりすぎず操作性がより良好となる。 The length of the tubular body is preferably 40 inches (101.6 cm) or more, more preferably 41 inches (104.1 cm) or more, preferably 49 inches (124.5 cm) or less, more preferably 48 inches ( 121.9 cm) or less. If the length of the tubular body is within the above range, the operability of the golf club using the golf club shaft made of this tubular body will be good. Further, the mass of the tubular body is preferably 30 g or more, more preferably 35 g or more, preferably 80 g or less, more preferably 75 g or less. If the mass is 30 g or more, the shaft is sufficiently thick and the mechanical strength is further improved, and if it is 80 g or less, the shaft is not too heavy and the operability is improved.
前記管状体の肉厚は、0.5mm以上が好ましく、より好ましくは0.6mm以上であり、4mm以下が好ましく、より好ましくは3.5mm以下である。管状体の肉厚が上記範囲内であれば、良好なしなりが得られる。また、管状体の肉厚は、薄肉部の位置を調整することにより、管状体の重心や、しなりの位置を制御できる。 The wall thickness of the tubular body is preferably 0.5 mm or more, more preferably 0.6 mm or more, preferably 4 mm or less, more preferably 3.5 mm or less. If the thickness of the tubular body is within the above range, good or bad is obtained. The wall thickness of the tubular body can be controlled by adjusting the position of the thin-walled portion, thereby controlling the center of gravity of the tubular body and the bending position.
前記プリプレグを用いて形成された繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体は、例えば、ゴルフクラブシャフト、釣竿、テニスラケット、バトミントンラケットなどに好適に使用することができる。 A tubular body made of a fiber reinforced epoxy resin material formed using the prepreg can be suitably used for, for example, a golf club shaft, a fishing rod, a tennis racket, a badminton racket, and the like.
以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の変更、実施の態様は、いずれも本発明の範囲内に含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and all modifications and embodiments without departing from the gist of the present invention are not limited thereto. Included in range.
[評価方法]
(1)試験片の作製
[樹脂引張試験片、及びメチルエチルケトン膨潤試験用試験片の作製]
表1〜4に示したエポキシ樹脂組成物の配合と同様となるように、エポキシ樹脂成分をメチルエチルケトン(MEK)に溶解して、エポキシ樹脂のMEK溶液を作製した(MEK含有率30%)。得られたエポキシ樹脂のMEK溶液を乾燥し、加熱して融解し、硬化剤および硬化助剤を加えて撹拌した。得られたエポキシ樹脂組成物を厚み2mmの注型金型に注ぎ、130℃で2時間処理して硬化させた。硬化した樹脂板より引張試験用試験片をJIS−K7162(1994)試験片1BAに従い成型した。また、2cm×2cmの正方形状の試験片を切り出し、メチルエチルケトン膨潤試験用試験片とした。
[Evaluation method]
(1) Preparation of test piece [Preparation of resin tensile test piece and test piece for methyl ethyl ketone swelling test]
An epoxy resin component was dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) to prepare an MEK solution of an epoxy resin (MEK content 30%) so as to be the same as the composition of the epoxy resin composition shown in Tables 1 to 4. The obtained MEK solution of epoxy resin was dried, heated and melted, added with a curing agent and a curing aid, and stirred. The obtained epoxy resin composition was poured into a casting mold having a thickness of 2 mm, and cured at 130 ° C. for 2 hours. A tensile test specimen was molded from the cured resin plate according to JIS-K7162 (1994) test specimen 1BA. In addition, a 2 cm × 2 cm square test piece was cut out and used as a test piece for methyl ethyl ketone swelling test.
[繊維強化エポキシ樹脂成形体の引張試験用試験片]
プリプレグを裁断し、繊維方向が一定となるように10枚積層した。0.1mmの離型シートで挟み、1mmのスペーサを用いて、80℃×30分+130℃×2時間の条件でプレスして、エポキシ樹脂を硬化させて、繊維強化エポキシ樹脂成形体シートを得た。得られた繊維強化エポキシ樹脂成形体シートを、長さ:繊維垂直方向に100mm、幅:繊維方向に10mmになるように裁断して、引張試験用の試験片を作製した。
[Test specimen for tensile test of fiber reinforced epoxy resin molding]
Ten prepregs were cut and laminated so that the fiber direction was constant. It is sandwiched between 0.1 mm release sheets and pressed using a 1 mm spacer under conditions of 80 ° C. × 30 minutes + 130 ° C. × 2 hours to cure the epoxy resin to obtain a fiber reinforced epoxy resin molded body sheet. It was. The obtained fiber-reinforced epoxy resin molded body sheet was cut so that the length: 100 mm in the fiber vertical direction and the width: 10 mm in the fiber direction to prepare a test piece for a tensile test.
(2)メチルエチルケトン膨潤試験
前記で得られたメチルエチルケトン膨潤試験用試験片(2cm角、厚み2mm)をメチルエチルケトン100mLに浸漬させ、40℃で48時保持した。浸漬前後の試験片の質量を測定し、メチルエチルケトン膨潤率は、下記のようにして算出した。
膨潤率=100×[膨潤試験後の試験片の質量−膨潤試験前の試験片の質量]/膨潤試験前の試験片の質量
(2) Methyl ethyl ketone swelling test The test piece (2 cm square,
Swelling ratio = 100 × [mass of test piece after swelling test−mass of test piece before swelling test] / mass of test piece before swelling test
(3)引張試験(最大応力)
図1に示すように、引張試験は、島津オートグラフ(島津製作所社製)を用いて、引張速度1mm/minで行った。図1(a)は、エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる試験片12についての引張試験方法を模式的に説明する説明図である。図1(b)は、図1(a)の試験片12を掴むチャック10を側面から見た側面図である。なお、図1(b)において、チャック10の内側には、滑り止めのための凹凸が設けられているが、図示していない。図1(c)は、繊維強化エポキシ樹脂成形体についての引張試験方法を模式的に説明する説明図である。図1(a),(c)において、矢印方向が引張試験の方向である。図1(c)に示したように、繊維強化エポキシ樹脂成形体からなる試験片15には、長さ4mm×幅1.5mm×厚み0.5mmのアルミタグ14をシアノアクリレート系接着剤で貼り付け、強化繊維16の方向に対して垂直(90度)の方向に引張試験を行った。また、エポキシ樹脂組成物の硬化物については、引張特性を最大応力×その時の伸び÷2(MPa・%)で示した。
(3) Tensile test (maximum stress)
As shown in FIG. 1, the tensile test was performed at a tensile speed of 1 mm / min using a Shimadzu autograph (manufactured by Shimadzu Corporation). Fig.1 (a) is explanatory drawing which illustrates typically the tension test method about the
(4)3点曲げ試験
図2に示すように、支点20、20間距離が300mmになるように、管状体18を下方から2点で支えて、支点間の中点22において、管状体18の上方から荷重Fを加えて、管状体が破断したときの荷重値(ピーク値)を測定した。なお、管状体18に荷重Fをかける中点22は、管状体の中心部に位置させるようにした。測定は以下の条件で行った。
試験装置:島津社製オートグラフ
荷重速度:20mm/min
(4) Three-point bending test As shown in FIG. 2, the
Test apparatus: Shimadzu autograph load speed: 20 mm / min
(5)プリプレグタック試験
プリプレグタックは、ゴム・粘着体用粘着性試験機(東洋精機社製、PICMA タックテスター P−2)を用いて測定した。測定条件は、下降速度:1000mm/秒、圧着時間:0秒、引きはがし速度:1000mm/秒(接着時間1秒)とした。
(5) Prepreg tack test The prepreg tack was measured using an adhesive tester for rubber / adhesive bodies (PICMA tack tester P-2, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). The measurement conditions were descending speed: 1000 mm / second, pressure bonding time: 0 second, peeling speed: 1000 mm / second (
(6)ドレープ性試験
プリプレグのドレープ性は、管状体作製時の巻き付けやすさにより評価した。作業性が良好であるものを「○」、作業性が劣るものを「×」とした。
(6) Drapability test The drapeability of the prepreg was evaluated by the ease of winding at the time of producing the tubular body. Those with good workability were marked with “◯”, and those with poor workability were marked with “x”.
[プリプレグの作製]
表1〜表4に示した組成になるように、エポキシ樹脂をメチルエチルケトンに溶解して、エポキシ樹脂のMEK溶液を作製した(MEK含有率:30質量%)。得られたエポキシ樹脂のMEK溶液に、硬化剤および硬化助剤を加えて撹拌し、エポキシ樹脂組成物溶液を調製した。前記エポキシ樹脂組成物溶液を、離型紙に塗布して80℃〜90℃で3分間乾燥させてエポキシ樹脂組成物シートを作製した。繊維目付100g/m2の炭素繊維シートに得られたエポキシ樹脂組成物シートをホットメルト法により含浸させ、炭素繊維含有率が70質量%のプリプレグを作製した。
[Preparation of prepreg]
The epoxy resin was dissolved in methyl ethyl ketone so as to have the composition shown in Tables 1 to 4 to prepare a MEK solution of the epoxy resin (MEK content: 30% by mass). A curing agent and a curing aid were added to the MEK solution of the obtained epoxy resin and stirred to prepare an epoxy resin composition solution. The epoxy resin composition solution was applied to release paper and dried at 80 ° C. to 90 ° C. for 3 minutes to prepare an epoxy resin composition sheet. An epoxy resin composition sheet obtained on a carbon fiber sheet having a fiber basis weight of 100 g / m 2 was impregnated by a hot melt method to prepare a prepreg having a carbon fiber content of 70% by mass.
エポキシ樹脂組成物、プリプレグについての評価結果を表1〜表4に示した。 The evaluation results for the epoxy resin composition and the prepreg are shown in Tables 1 to 4.
表1〜表4で使用した原料は、以下の通りである。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量:190g/eq):三菱化学社製、jER828EL(常温で液体状、粘度(25℃):120〜150P)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量:1975g/eq):三菱化学社製、jER1007(常温で固体状)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量:165g/eq):三菱化学社製、jER806(常温で液体状、粘度(25℃):15〜25P)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量:1070g/eq):三菱化学社製、jER4005P(常温で固体状)
フェノールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量:180g/eq):三菱化学社製、jER154(一分子あたりのエポキシ基数:3個以上)
ポリビニルホルマール:JNC社製、ビニレック(登録商標)E
ジシアンジアミド:三菱化学社製、DICY7
尿素誘導体:保土ヶ谷化学工業社製、DCMU−99(3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチル尿素)
T700SC:東レ社製炭素繊維、トレカT700SC(引張弾性率24tf/mm2(235GPa))
T800SC:東レ社製炭素繊維、トレカ(登録商標)T800SC(引張弾性率30tf/mm2(294GPa))
M40JB:東レ社製炭素繊維、トレカM40JB(引張弾性率40tf/mm2(392GPa))
M50JB:東レ社製炭素繊維、トレカM50JB(引張弾性率50tf/mm2(490GPa))
XN−15:日本グラファイトファイバー製炭素繊維、GRANOC XN−15(引張弾性率15tf/mm2(147GPa))
YSH−60A:日本グラファイトファイバー製炭素繊維、GRANOC YSH−60A(引張弾性率63tf/mm2(618GPa))
YS−80A:日本グラファイトファイバー製炭素繊維、GRANOC YS−80A(引張弾性率80tf/mm2(785GPa))
The raw materials used in Tables 1 to 4 are as follows.
Bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 190 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER828EL (liquid at normal temperature, viscosity (25 ° C.): 120 to 150 P)
Bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 1975 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER1007 (solid at normal temperature)
Bisphenol F type epoxy resin (epoxy equivalent: 165 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER806 (liquid at normal temperature, viscosity (25 ° C.): 15-25P)
Bisphenol F type epoxy resin (epoxy equivalent: 1070 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER4005P (solid at normal temperature)
Phenol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent: 180 g / eq): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, jER154 (number of epoxy groups per molecule: 3 or more)
Polyvinyl formal: made by JNC, Vinylec (registered trademark) E
Dicyandiamide: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, DICY7
Urea derivative: DCMU-99 (3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea) manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.
T700SC: carbon fiber manufactured by Toray Industries, Inc., trading card T700SC (tensile modulus 24 tf / mm 2 (235 GPa))
T800SC: carbon fiber manufactured by Toray Industries Inc., Trading Card (registered trademark) T800SC (tensile elastic modulus 30 tf / mm 2 (294 GPa))
M40JB: carbon fiber manufactured by Toray Industries, Inc., trading card M40JB (tensile elastic modulus 40 tf / mm 2 (392 GPa))
M50JB: carbon fiber manufactured by Toray Industries, Inc., trading card M50JB (tensile elastic modulus 50 tf / mm 2 (490 GPa))
XN-15: Carbon fiber made from Japanese graphite fiber, GRANOC XN-15 (tensile
YSH-60A: Carbon fiber made of Japanese graphite fiber, GRANOC YSH-60A (tensile elastic modulus 63 tf / mm 2 (618 GPa))
YS-80A: Carbon fiber made from Japanese graphite fiber, GRANOC YS-80A (tensile elastic modulus 80 tf / mm 2 (785 GPa))
表1〜表4から、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、および、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を所定量含み、その硬化物のメチルエチルケトン膨潤率が20質量%〜44質量%であるエポキシ樹脂組成物を用いたプリプレグNo.PP1、PP2、PP5〜PP7、PP9〜PP12は、タック性およびドレープ性が良好である。また、これらのプリプレグからなる繊維強化エポキシ樹脂材料は、引張強度が高いことが分かる。 From Tables 1 to 4, an epoxy resin composition containing a predetermined amount of a novolac type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, and a bisphenol F type epoxy resin, and a cured product having a methyl ethyl ketone swelling ratio of 20% by mass to 44% by mass Prepreg No. using the product. PP1, PP2, PP5 to PP7, and PP9 to PP12 have good tack and drape properties. Moreover, it turns out that the fiber reinforced epoxy resin material which consists of these prepregs has high tensile strength.
プリプレグNo.PP3、PP4は、エポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量が高すぎるため、ドレープ性が劣る。プリプレグNo.PP8は、メチルエチルケトン膨潤率が45.6質量%と高すぎるため、繊維強化エポキシ樹脂材料の引張強度が劣る。プリプレグNo.PP13、PP14は、メチルエチルケトン膨潤率が19.6質量%、13.2質量%と低すぎるため、ドレープ性が劣る。プリプレグNo.PP15は、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有しておらず、また、メチルエチルケトン膨潤率が13.1質量%と低すぎるため、引張試験の試験片作製できなかった。 Prepreg No. PP3 and PP4 are inferior in drape because the epoxy equivalent of the entire epoxy resin component is too high. Prepreg No. PP8 has an excessively high methyl ethyl ketone swelling ratio of 45.6% by mass, so that the tensile strength of the fiber-reinforced epoxy resin material is inferior. Prepreg No. Since PP13 and PP14 have a methyl ethyl ketone swelling ratio as low as 19.6 mass% and 13.2 mass%, they are inferior in drapability. Prepreg No. PP15 did not contain a bisphenol F-type epoxy resin, and the methyl ethyl ketone swelling ratio was too low at 13.1% by mass, so a test piece for a tensile test could not be prepared.
[繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体の作製]
繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体は、シートワインディング法により作製した。すなわち、図3に示したように、プリプレグ1〜8を順番に芯金(マンドレル)に巻回した。プリプレグ1が、最内層を構成し、プリプレグ8が最外層を構成する。プリプレグ1、4、5,7、8は、強化繊維の配列方向が、管状体の軸線に対して平行に配されるストレートプリプレグである。プリプレグ2,3は、強化繊維の配列方向が、管状体の軸線に対して傾斜して配されるバイアスプリプレグである。プリプレグ6は、強化繊維の配列方向が、管状体の軸線に対して直角に配されるフーププリプレグである。図4に示したように、プリプレグ2とプリプレグ3、および、プリプレグ5とプリプレグ6とを貼り合わせて、強化繊維の傾斜方向が交差するようにした。なお、プリプレグ1〜8には、表5〜表10に示すものを用いた。得られた巻回体の外周面にテープを巻き付けて、加熱して硬化反応を行った。巻回条件および硬化条件を以下に示した。図3、4中、寸法は、mm単位で表示されている。
[Production of tubular body made of fiber reinforced epoxy resin material]
A tubular body made of a fiber reinforced epoxy resin material was produced by a sheet winding method. That is, as shown in FIG. 3, the
巻回条件:
ローリングスピード:34Hz
テープ:信越化学社製PT−30H、テンション6000±100gf
ピッチ:2.0mm
主軸回転数:1870〜1890Hz
硬化条件:
(1)常温から80℃に30分で昇温
(2)80℃±5℃で30分±5分保持
(3)80℃から130℃に30分間で昇温
(4)130℃±5℃で120分±5分間保持。
Winding conditions:
Rolling speed: 34Hz
Tape: PT-30H manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., tension 6000 ± 100 gf
Pitch: 2.0mm
Spindle speed: 1870-1890Hz
Curing conditions:
(1) Temperature rise from room temperature to 80 ° C in 30 minutes (2) Hold at 80 ° C ± 5 ° C for 30 minutes ± 5 minutes (3) Temperature rise from 80 ° C to 130 ° C in 30 minutes (4) 130 ° C ± 5 ° C Hold for 120 minutes ± 5 minutes.
P−805S−3:東レ社製、トレカプリプレグP805S−3(炭素繊維:M30S(引張弾性率30tf/mm2(294GPa))、樹脂含有量:40質量%、密度1.47g/cm3) P-805S-3: Toray prepreg P805S-3 (carbon fiber: M30S (tensile elastic modulus 30 tf / mm 2 (294 GPa)), resin content: 40% by mass, density 1.47 g / cm 3 ), manufactured by Toray Industries, Inc.
表5に示すように、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、および、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を所定量含み、その硬化物のメチルエチルケトン膨潤率が20質量%〜44質量%であるエポキシ樹脂組成物を用いた管状体No.1、2、5〜7、9〜12は、3点曲げ強度が高い。 As shown in Table 5, an epoxy resin composition containing a predetermined amount of novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, and bisphenol F type epoxy resin, and having a cured product with a methyl ethyl ketone swelling ratio of 20% by mass to 44% by mass The tubular body No. 1, 2, 5-7, 9-12 have high three-point bending strength.
本発明のプリプレグを用いて作製された繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体は、例えば、ゴルフクラブシャフト、釣竿、テニスラケット、バトミントンラケットなどに好適に使用することができる。 The tubular body made of the fiber reinforced epoxy resin material produced using the prepreg of the present invention can be suitably used for, for example, a golf club shaft, a fishing rod, a tennis racket, a badminton racket and the like.
1〜8:プリプレグ、10:チャック、12:エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる試験片、14:アルミタグ、16:強化繊維、18:管状体、20:支点、22:支点間の中点
1-8: Prepreg, 10: Chuck, 12: Test piece made of cured epoxy resin composition, 14: Aluminum tag, 16: Reinforced fiber, 18: Tubular body, 20: Support point, 22: Midpoint between the support points
Claims (17)
前記エポキシ樹脂組成物が、エポキシ樹脂成分として、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有し、
前記ビスフェノールA型エポキシ樹脂が、25℃で固体状のビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有し、
前記ビスフェノールF型エポキシ樹脂が、25℃で液体状のビスフェノールF型エポキシ樹脂を含有し、
前記エポキシ樹脂成分全体に占めるノボラック型エポキシ樹脂の含有率が2質量%〜19質量%、前記エポキシ樹脂成分中のビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂との質量比(ビスフェノールA型エポキシ樹脂/ビスフェノールF型エポキシ樹脂)が0.3〜2.5、かつ、前記エポキシ樹脂成分全体のエポキシ当量(g/eq)が200〜400であって、
前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、メチルエチルケトンでの膨潤率が20質量%〜44質量%であることを特徴とするプリプレグ。 A prepreg containing an epoxy resin composition and reinforcing fibers,
The epoxy resin composition contains, as an epoxy resin component, a novolac type epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin,
The bisphenol A type epoxy resin contains a solid bisphenol A type epoxy resin at 25 ° C.,
The bisphenol F-type epoxy resin contains a liquid bisphenol F-type epoxy resin at 25 ° C.,
The content of the novolac type epoxy resin in the entire epoxy resin component is 2% by mass to 19% by mass, and the mass ratio of bisphenol A type epoxy resin to bisphenol F type epoxy resin in the epoxy resin component (bisphenol A type epoxy resin) / Bisphenol F-type epoxy resin) is 0.3 to 2.5 , and the epoxy equivalent (g / eq) of the entire epoxy resin component is 200 to 400,
The cured product of the epoxy resin composition has a swelling ratio with methyl ethyl ketone of 20% by mass to 44% by mass.
最も外側に位置する最外プリプレグが請求項1〜11のいずれか一項に記載のプリプレグであり、
前記最外プリプレグの内側に位置するプリプレグは、少なくとも1つが前記最外プリプレグよりも密度が小さいプリプレグである繊維強化エポキシ樹脂材料製の管状体。 Laminating a plurality of prepregs, curing the resin composition contained in the prepregs,
The outermost prepreg located on the outermost side is the prepreg according to any one of claims 1 to 11 ,
The prepreg located inside the outermost prepreg is a tubular body made of a fiber reinforced epoxy resin material, at least one of which is a prepreg having a density lower than that of the outermost prepreg.
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