JPH05501283A - プリプレグ、その製造方法と使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 プリプレグ、その製造方法と使用 技術の分野 本発明は、硬質プラスチックで含浸した、一方向的に配置した、ガラス繊維、炭 素繊維アラミド繊維などのような強化繊維に基づ（プリプレグ、その製造方法及 び有利な応用に関する。

技術の現状 このようなプリプレグは硬質プラスチックによる強化繊維の含浸によって製造す ることができる。これらのプリプレグからは生として航空機及び機械の製造並び に運動用品製造のための複合材料部品が製造される。

このような複合材料部品においては、高度な動的機械的性質並びに高い耐熱及び 耐化学薬品性のような一連の必要条件が設定される。この種の複合材料部品に対 して、高官能性のエポキシ樹脂で含浸した強化繊維に基づくプリプレグを使用す るときには、仕上った複合材料部品は、確かに望ましい耐熱及び耐化学薬品性を 獲得するが、しかし、たとえば十分は公知である。

さらにまた、窒素含有硬化剤が添加しであるエポキシ樹脂混合物を含浸に対して 使用するときは、仕上った複合材料部品は、必要とする靭性は有しているけれど も、十分な耐化学薬品性及び耐熱性を伴なっていないということも公知である。

発明の説明 本発明は、第一に、一方向的に配置した、硬質プラスチックで含浸した強化繊維 に基づくプリプレグを提供することを目的とし、ここでこれらのプリプレグから 製造した積層品は、靭性のような動的機械的性質を失なうことなく優れた耐化学 薬品及び耐熱性を有していなければならなこのような目的は、エポキシ樹脂、フ ェノール樹脂、場合によっては促進剤、及び場合によっては充填剤、難燃剤、弾 性化剤、架橋剤などのような添加剤を含有するプラスチック混合物で含浸しであ る強化繊維に基づく本発明によるプリプレグによって解決することができるが、 ここで該プリプレグ中の強化繊維の割合は３０〜８０重量％、エポキシ樹脂−フ ェノール樹脂混合物の割合は７０〜２０重量％、添加剤の割合は０〜３０重量％ である。

本発明の一好適実施形態においては、本発明のプリプレグは、樹脂混合物中のフ ェノール樹脂として、１：０．５〜１：０．９、好ましくは１；０６〜１：０． ８５のフェノール：ホルムアルデヒドモル比におけるフェノール−ホルムアルデ ヒド縮合生成物を含有している。

本発明はさらに本発明のプリプレグの製造のための方法を開示することを目的と している。

この方法においては、含浸前にエポキシ樹脂−フェノール樹脂混合物に０〜２０ 重量％の溶剤を添加し、次いでこの混合物を、ドクターナイフによって、連続的 に移動する剥離筒上に層状に塗布したのち、走行する無限の強化繊維をそれに押 し付けることによって含浸させる。

この方法の好適な一実施形態においては、含浸のために、溶剤を含有しないエポ キシ樹脂−フエノール樹脂混合物を使用し、含浸工程前に粘度を低下させるため にそれを高い温度に加温する。

次いで、含浸した強化繊維からのこの積層品を加熱装置に送り、そこでエポキシ 樹脂−フェノール樹脂混合物をＢ−状態に移行させると共に、場合によっては存 在する溶剤を蒸発させたのち、必要ならばカレンダーに通じることが好ましい。

さらに、１：０．５〜１：０．９、好ましくは１・０６〜１・０．８５のフェノ ール：ホルムアルデヒドモル比を有するフェノール−ホルムアルデヒド縮合物を 使用することが好ましい。

本発明によるプリプレグは熱硬化性の複合材料の製造のために有利に使用するこ とができるが、その際に、゛硬化は、たとえば、閉じた型中で、またはマンドレ ル上に巻き付けた状態で、遂行することができる。

本発明の実施のための一方法と関連する本発明に対して重要な図面の簡単な説明 図１においては、いわゆる高圧湿熱試験の前後の本発明によるプリプレグから製 造した積層品Ａの曲げ強さの低下率を、比較製品Ｂ、Ｃ及びＤについての相当す る測定値と対比して示している。これらは窒素含有化合物によって硬化させたプ リプレグから製造した積層品である。

プリプレグの製造のために必要なフェノール−ホルムアルデヒド縮合物は二段階 で製造するが、その第一段階においては、フェノールとホルムアルデヒドを水溶 液中で約１４０．３〜１：０．７の範囲のフェノール：ホルムアルデヒドモル比 において混合し、揮発性の酸の添加によって酸性の環境に調整し且つ縮合反応の 完了まで全体を高い温度に保持し、次いで第二段階において、わずかな部分まで フェノール、さもなければ好ましくはジヒドロキシジフェニルメタンを有してい る第一段階の反応生成物に対して、ホルムアルデヒドを、第一段階において導入 したフェノールの両段階において反応させるホルムアルデヒドの全量に対するモ ル比が、好ましくは１：０．５〜１：０．９、一層好ましくは１：０．６〜１： ０．８５となる量で添加し、さらに高い温度で縮合反応を継続し且つ終了させ、 縮合生成物を水から分離し、反応器の外で凝固させたのち粉砕する。この際、縮 合反応と水の分離の完了後になお残留するフェノール（モノヒドロキシベンゼン ）を、水蒸気蒸留によって、少なくとも大部分まで、除去することができる。

プリプレグの製造のためには、 １００ｇのビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテルの部類からのエポキシ樹脂 、及び ８０ｇの、１：０．７５のフェノール：ホルムアルデヒドモル比にある、フェノ ール−ホルムアルデヒド縮合生成物に対して、促進剤として０．２ｇのＢＤＭＡ 　（＝ベンジルジメチルアミン）を添加し、その混合物を４０℃に加温し、それ によって１５．０００ｍＰａ−５の粘度に調整する。この予熱した樹脂混合物を ドクターナイフによって剥離筒上に領１５ｍｍの厚さに塗布する。この樹脂膜中 に、凸に反らした面上であらかじめ圧力を加えたガラス粗糸を押し付け、それに よって樹脂混合物によるガラス粗糸の含浸を遂行する。それによって生じた複合 物を１１０〜１６０℃の温度に保っである加熱区域を通して導き、それ（こよっ て含浸樹脂の望ましいＢ−状態を達成する。次いでプリプレグをカレンダー中に 導き、その後に冷却区域中で室温まで冷却する。

３）積層品の製造と積層品の曲げ強さ試験１５層の上記のようにして製造したプ リプレグを７バールの圧力下に１７０℃において圧縮及び硬化させて積層品とす る。次いでこの積層品から高圧湿熱試験のための試験試料を調製する。この試験 のためには試験試料ＡＳＢＳＣ及びＤをオートクレーブ中で水蒸気下に１２０℃ ／１゜５バールにおいて１時間、次いで１４０℃／２．７バールにおいて２時間 加熱する。試験の前後の試験試料の曲げ強さくＭＰａ）を評価する。

下表においてはこれらの試験試料の曲げ強さの低下率を比較している。

曲げ強さ低下率（％） 本発明のプリプレグからの積層品Ａ　１４．５これらの測定値を図１中でグラフ として示すが、この図によって比較試料Ｂ、Ｃ，Ｄにおいては、高圧湿熱試験の 遂行後の曲げ強さの低下は本発明のプリプレグから製造した積層品の場合よりも 著るしく大であることが明白である。

実用可能性 本発明のプリプレグを用いて簡単な方法で継続的な耐熱及び耐化学薬品性を有す る熱硬化複合材料、さらには航空機及び機械構造並びにスポーツ製品製造のため の複合材料部品を作製することができる。

＾　Ｂ　ＣＤ 湿熱試験：１時間／１２０℃及び２時間／１４０’Ｃり逸　湿熱試験前 廊１　湿熱試験後 要約 本発明は一方向的に１買した、硬質プラスチック混合物で含浸したガラス繊維、 炭素繊維、アラミド繊維などのような強化繊維に基づくプリプレグに関し、ここ で該プラスチック混合物はエポキシ樹脂、フェノール樹脂、場合によっては促進 剤ならびに場合によっては、充填剤、難燃剤、弾性化剤、架橋剤のような添加剤 を含有する。この種のプリプレグは熱圧縮複合材料ならびに高い連続的耐熱及び 耐化学薬品性を有する複合材料部品のための出発材料として有用である。

国際調査報告 国際調査報告 特表千５−５０１２８３　（４）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．プラスチツク混合物はエポキシ樹脂、フェノール樹脂、場合によつては促進 剤、ならびに場合によつては、充填剤、難燃剤、弾性化剤、架橋剤その他のよう な添加剤を含有することを特徴とする、一方向的に配置した、硬質プラスチツク 混合物で含浸した、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維などのような強化繊維 に基づくプリプレグ。
2. ２．プリプレグ中においてエポキシ樹脂−フェノール樹脂混合物の含量は７０〜 ２０重量％、強化繊維の含量は３０〜８０重量％であり、且つ添加剤の含量は０ 〜３０重量％であることを特徴とする請求の範囲第１項記載のプリプレグ。
3. ３．樹脂混合物中で、フェノール樹脂として１：０．５〜１：０．９、好ましく は１：０．６〜１：０．８５のフェノール：ホルムアルデヒドモル比でのフエノ ールーホルムアルデヒド縮合生成物を含有していることを特徴とする請求の範囲 第１又は２項記載のプリプレグ。
4. ４．場合によつては含浸前にエポキシ樹脂−フェノール樹脂混合物に０〜２０重 量％の範囲で溶剤を添加すること及びその混合物をドクターナイフを用いて連続 的に移動する剥離箔上に層状に塗布し、次いでその中に、走行する、無限の強化 繊維を押し付け、それによつて含浸することを特徴とする請求の範囲第１〜３項 記載のプリプレグの製造方法。
5. ５．溶剤を含有しないエポキシ樹脂−フェノール樹脂混合物を使用し且つその溶 剤を含有しないエポキシ樹脂−フェノール樹脂混合物を含浸前に粘度の低下のた めに加熱することを特徴とする請求の範囲第４項記載のプリプレグの製造方法。
6. ６．含浸した強化繊維から成る積層物をさらに加熱装置中に送り、そこでエポキ シ樹脂−フェノール樹脂混合物をＢ−状態に移行させ且つ場合によつては存在す る溶剤を蒸発させ、場合によつてはその後にプリプレグをカレンダー中に通じる ことを特徴とする請求の範囲第４又は５項記載のプリプレグの製造方法。
7. ７．フェノール樹脂として１：０．５〜１：０．９、好ましくは１：０．６〜１ ：０．８５のフェノール：ホルムアルデヒドモル比を有するフエノールーホルム アルデヒド縮合生成物を使用することを特徴とする請求の範囲第４〜６項記載の 方法。
8. ８．熱硬化した複合材料の製造のための出発材料としての請求の範囲第１〜３項 記載のプリプレグの応用。