JPH0586425B2 - - Google Patents

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JPH0586425B2
JPH0586425B2 JP61010585A JP1058586A JPH0586425B2 JP H0586425 B2 JPH0586425 B2 JP H0586425B2 JP 61010585 A JP61010585 A JP 61010585A JP 1058586 A JP1058586 A JP 1058586A JP H0586425 B2 JPH0586425 B2 JP H0586425B2
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JP
Japan
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resin
fibers
manufactured
parts
weight
Prior art date
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Japanese (ja)
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Inventor
Juji Seiya
Hiroyuki Odawara
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Priority to EP19870900876 priority patent/EP0256130B1/en
Priority to DE19873785107 priority patent/DE3785107T2/en
Publication of JPS62169829A publication Critical patent/JPS62169829A/en
Priority to US07/098,148 priority patent/US4859533A/en
Publication of JPH0586425B2 publication Critical patent/JPH0586425B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] この発明は、先集復合材料に関するものであ
る。 炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維
などの一方向引揃えシートや織布等にマトリツク
ス樹脂を含浸したプリプレグは、ゴルフシヤフ
ト、釣竿、ラケツトフレーム等のスポーツレジヤ
ー分野に広く使用されている。また近年、航空宇
宙素材等の工業分野での使用も急速に伸びてきて
いる。プリプレグを型にあわせレイアツプ(積
層)し、オートクレーブ法を用いてコンポジツト
に加工して利用したり、マンドレルに巻きつけ、
テープラツピング法を用いて竿やシヤフトなどに
加工して利用されている。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明が解決しようとする問題点は4つある。
その1つは、プリプレグの外観品位に関するもの
である。プリプレグを製造する場合、離極紙上に
一定の厚みに樹脂をコーテイングしたフイルム上
に補強繊維を引揃え、その上に離型紙を載せ、ホ
ツトロールで圧縮し、樹脂を含浸後、上紙を除
き、離型紙に接着したプリプレグを得る。この離
型紙は使用される際に、剥離されるまでの間、捕
強繊維のみだれ防止の役割をする。この時、プリ
プレグ上に繊維の湾曲やふくれのある、外観品位
の悪いプリプレグができることがある。この外観
品位を向上させることが目的の1つである。 2つ目は、プリプレグのダツクに関するもので
ある。タツクは多すぎるとべたついて作業性が悪
い。少なすぎると積層できないので、適度のタツ
クが必要である。 プリプレグのタツクは使用前に放置しておく
と、2時間から3時間の間に急速に少なくなる。
タツクがなくなると、マンドレルに巻き付けた
り、レイアツプできなくなつたりする。そのた
め、適度のタツクを長時間保持させる必要があ
る。これが2つ目の目的である。 3つ目は、成形性に関するものである。プリプ
レグからのコンポジツトの成形には、オートクレ
ーブ成形法、テープラツピング法、加熱プレス法
などを用い、マトリツクス樹脂を硬化するまで加
熱して成形する。この加熱時にマトリツクス樹脂
の粘度が著しく低下し、樹脂フローが多くなり厚
みがバラツキ一定のコンポジツト物性の成形物を
得ることができない。マトリツクス樹脂の粘度を
増加すると、プリプレグのタツク性やドレープ性
が失われる。また、添加剤、増粘剤を使用して、
粘度を増加する場合は、工程上の問題を起さない
こと、コンポジツト物性を損わないことが必要で
ある。すなわち、タツク性、ドレープ性、コンポ
ジツト物性を損うことなく、また工程的には、今
までの方法と変わりない方法で製造でき、成形時
のフローをコントロールした樹脂を与えることで
ある。 4つ目は、ガラスクロスなどの接着性に関する
ものである。複合材料の強度を高めるため、プリ
プレグの樹脂含有率は近年小さくなつてきてい
る。特に、スポーツ用途では、近年、30%前後に
なつてきている。釣竿用などのガラスクロスラミ
ネートプリプレグなどでは、ベースになるプリプ
レグの樹脂含有量が少なくなると接着性が小さく
なり、はがれたりしてトラブルを起す。接着力を
向上させるのが4つ目の目的である。 [従来の技術] エポキシ樹脂にポリビニルアセタール樹脂を添
加し、エポキシ樹脂の性質を改良する試みは種々
なされている。 例えば、以下の通りである。 特開昭55−6718 エポキシ樹脂にポリビニルアセタール樹脂を添
加し、樹脂表面のベトツキ、即ちタツクを小さく
する。 特開昭55−27342,特開昭55−108443,特開
昭56−2119 エポキシ樹脂にポリビニルアセタール樹脂、ポ
リビニルブチラール樹脂を添加し、接着強度を改
良する。 特開昭58−8724 エポキシ樹脂にポリビニルホルマール樹脂を添
加し、表面のベトツキを減少し、しなやかなプリ
プリグを得る。 特公昭52−30187 エポキシ樹脂にポリビニルブチラール樹脂を添
加し、硬化後の製品の機械加工性を改良する。 以上のごとく、ポリビニルアセタール樹脂は比
較的エポキシ樹脂と相溶性がよく種々のエポキシ
樹脂の改質に使用されており、また、このブレン
ド樹脂をガラス繊維等等に含浸させ、プリプレグ
として使用されていることも知られている。 しかしながら、水素結合性の強い官能基を含む
化学物質の場合は、ポリビニルアセタール樹脂と
の相溶性が悪く、たとえば、ジシアンジアミドを
利用して、エポキシ樹脂とポリビニルアセタール
樹脂との混合物を硬化すると、硬化中に大きく相
分離を起してしまう。この相分離により、強度の
低下が起り、高強度の必要な先進複合材料として
は使用できなかつた。 しかし、本発明者らは、特定のポリビニルホル
マール樹脂を利用すると、ジシアンジアミドで硬
化しても相分離をある程度にまで抑えることがで
き、さらに前記の問題点を改良できることを発見
した。 一方、ポリビニルブチラール樹脂では、相分離
を抑えることができず、また、エポキシ樹脂との
相溶性も良好でなく、目的とする効果がでない上
成形後の物性も低い。また、ポリビニルホルマー
ル樹脂でも、平均重合度600より大きいものは相
分離しやすく、また目的とする効果も小さい。 充分な効果を得るためには、平均重合度が600
以下のポリビニルホルマール樹脂、エポキシ樹脂
及び硬化剤を混合後の、70℃での粘度を50〜3000
ポイズにする必要がある。またそうするために硬
化剤配合物が130℃で1.0〜20.0ポイズであること
が好ましい。硬化剤配合前に130℃における粘度
が1.0ポイズより低いと、あるいは硬化剤配合後
70℃における粘度が50ポイズより低いと、品位改
善効果はなく、タツクも急速に失われる。また、
普通のエポキシ樹脂と同程度の樹脂フローがあ
り、厚みのバラツキも大きい。また、ガラスクロ
スとの接着力もエポキシ樹脂のみの時と大差なく
なる。 また130℃における粘度が20.0ポイズ、あるい
は硬化剤配合後3000ポイズを越えると室温でタツ
ク、ドレープ性が失われ、また、成形時にボイド
が残り、コンポジツト物性の低下がみられる。こ
のようなものは、使いにくい上、品位についても
別の欠点、例えば炭素繊維などの間にすきまがで
きるなどの問題も生ずる。 好ましくは硬化剤配合後の粘度範囲が200〜
2000ポイズであり、さらに好ましくは300〜1500
ポイズの範囲である。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、上記問題点を解決するために次の構
成を有する。すなわち、 エポキシ樹脂100重量部に対して、ビニルホル
マール部分が60重量%以上と、ビニルアセテート
部、ビニルアルコール部を含有し、かつ平均重合
度が600以下であるポリビニルホルマール樹脂
(PVF)を1〜30重量部の範囲で融解混合し、硬
化剤ジシアンジアミド(DICY)および/または
尿素誘導体を混合した、70℃における粘度が50〜
3000ポイズの樹脂組成物を捕強繊維に含浸して得
られるプリプリグである。 エポキシ樹脂コンパウンドに特定のポリビニル
ホルマール樹脂を添加した組成物は、従来の製造
方法で製造可能で、これらの目的の多くを満足す
ることを発見した。 エポキシ樹脂としては、ビスフエノールA,F
のジグリシジルエーテル、フエノールノボラツク
型エポキシ、クレゾールノボラツク型エポキシ、
トリグリシジルアミノフエノール、テトラグリシ
ジルジアミノジフエニルメタン、ウレタン変性ビ
スフエノールA型エポキシ、臭素化ビスフエノー
ルA型エポキシなど特に制限はない。 これらのエポキシ樹脂は、市販されているもの
を使用することができる。例えば、ビスフエノー
ルA型エポキシでは、エピコート828,834,
1001,1002,1004,1007,1009(油化シエルエポ
キシ社製)、ダウエポキシDER331,332,662,
663U,662U(ダウケミカル社製)、アラルダイト
6071,1071,7072(チバ・ガイギー社製)エピク
ロン840,850,855,860,1050,3050,4050,
7050(大日本インキ化学工業社製)等がある。ビ
スフエノールFにはエピクロン830,830−S,
831(大日本インキ化学工業社製)、エピコート807
(油化シエルエポキシ社製)などがある。 フエノールノボラツク型エポキシには、エピコ
ート152,154(油化シエルエポキシ社製)、ダウエ
ポキシDEN431,438,139,485(ダウケミカル社
製)、チバガイギーEPN1138,1139(チバ・ガイ
ギー社製)がある。クレゾールノボラツク型エポ
キシとしては、例えばチバガイギーECN1235,
1273,1280,1299(チバ・ガイギー社製)、
EOCN102,103,104(日本化学社製)、エピクロ
ンN660,N665,N670,N673、N680,N690,
N695(大日本インキ化学工業社製)がある。トリ
グリシジルジアミノフエノールには、ELM120
(住友化学工業社製)、エポトートYH120(東都化
成社製)などがある。テトラグリシジルアミノジ
フエルメタンには、アラルダイトMY720(チバ・
ガイギー社製)、ELM434(住友化学工業社製)、
エポトートYH434(東都化成社製)などがある。
ウレタン変性ビスフエノールA型エポキシには、
アデカレジンEPV−6,EPV−10,EPV−15
(旭電化社製)等がある。臭素化ビスフエノール
A型エポキシには、アラルダイト8011(チバ・ガ
イギー社製)、エピクロン152,1120,153−60M,
1120−80M,1125−75M(大日本インキ化学工業
社製)、ダウエポキシDER511(ダウケミカル社
製)がある。硬化剤としては、ジシアンジアミド
DICYまたはシクロフエニルNジメチルウレアな
どのような尿素誘導体や、これらの混合系が良好
である。 また、ポリビニルホルマール樹脂は、ビニルホ
ルマール部分が60重量%以上含まれ、残りの組成
はビニルアルコール、ビニルアセテート部などで
あり、かつ平均重合度が600以下の樹脂である。
このようなポリビニルホルマール樹脂としては、
例えば市販のデンカホルマール#20,#30(電気
化学工業社製)や、ビニレツクL,K(チツソ社
製)などが使用できる。 実際には上記のエポキシ樹脂の中から数種を選
び、エポキシ樹脂100重量部に対して、ポリビニ
ルホルマールが1〜30重量部の範囲になるように
融解混合する。1重量部より少ないと効果が現れ
ず、また30重量部より多いと、吸水性などの面で
悪影響を及ぼす。好ましくは3〜20重量部であ
り、より好ましくは5〜15重量部である。 また、このエポキシ樹脂に硬化剤とポリビニル
ホルマールを分散させた組成物の70℃における粘
度が50ポイズから3000ポイズの範囲に入るように
調節する必要がある。50ポイズより低いと、成形
時フローが多くなり、また、品位改善効果も小さ
い。3000ポイズより大きいと成形時、ボイドが抜
けなかつたり、また、ドレープ性が失われ、タツ
クもなくなる。好ましくは200ポイズから2000ポ
イズであり、より好ましくは300ポイズから1500
ポイズである。 実施例 1 ビスフエノールA型エポキシ樹脂としてエピコ
ート1001(油化シエルエポキシ社製)11Kg(55部)
フエノールノボラツク型エポキシ樹脂としてエピ
コート152(油化シエルエポキシ社製)9Kg(45
部)、平均重合度450のポリビニルホルマール樹脂
としてデンカホルマール#20(電気化学工業社製)
1.2Kg(6部)を150℃で2時間撹拌し、均一透明
な樹脂組成物を得た。この組成物の130℃におけ
る粘度を3℃/分の一定昇温速度で、岩本製レオ
メーターにて測定したところ、4.2ポイズであつ
た。 次に、この樹脂組成物10.6Kgにジシアンジアミ
ド(DICY)0.4Kg、ジクロロフエニルジメチルウ
レア(DCMU)0.4Kgを加え、60℃で30分間撹拌
した。この組成物の70℃における樹脂を3℃/
minの一定昇温速度で岩本製レオメーターで測定
したとろ、300ポイズであつた。これを離型紙上
にコーテイングし、樹脂フイルムとし、次に炭素
繊維“T300”(東レ製)を樹脂フイルム上に一方
向に引揃えた後、その上に離型紙をのせ、120℃
のホツトロールで圧縮して一方向プリプレグを得
た。このプリプレグの炭素繊維含有率をトルエ
ン/メタノール=(3/7)の混合溶剤とメチル
エチルケトンにて樹脂を溶解し、乾燥して重量を
測定したところ、69.4重量%であつた。このプリ
プレグの外観品位は曲がりや浮きの目立たない良
好なものであつた。また、初期タツクを東洋精機
社製タツクテスターにて測定したところ240gで
あつた。また、1日放置後のタツクを測定したと
ころ180gであり、レイアツプには充分なもので
あつた。次に、このプリプレグを10cm四方に切
り、4枚重ね、3.6Kg/cm2の圧力がサンプルにか
かるように125℃で15分間圧縮した。その後、取
り出してサンプルの周りにはみ出した樹脂を除
き、重量変化で樹脂フロー量を計算すると7.0%
であつた。 さらに、ガラスクロスをラミネートし、その接
着力を引張試験機で評価した。その結果、剥離強
度は40.3gであり、充分強いものであつた。この
ガラスクロスラミネートプリプレグは放置してお
いても浮きが生じなかつた。また、プリプレグを
一方向に積層し、オートクレーブにて130℃、2
時間で硬化させ、厚さ2mmのコンポジツト板を成
形した。樹脂に強度が依存する、繊維に対して
90゜方向の引張強度を測定したところ、強度が
7.04Kg/mm2、弾性率880mm2/mg、伸度が0.85%と
良好な値を示した。 比較例 エピコート1001(油化シエルエポキシ社製)11
Kg(55部)、エピコート152(油化シエルエポキシ
社製)9Kg(45部)を130℃で溶解混合後、60℃
に冷却し、DICY0.8Kg、DCMU0.8Kgを添加、撹
拌して樹脂組成物を調製し、実施例1と同様の方
法で硬化前、配合前後の粘度やプリプレグの品
位、タツク、樹脂フロー、ガラスクロスとの接着
力などを評価したところ、品位は悪く、タツクも
放置後小さくなつており、樹脂フローも大きいプ
リプレグであつた。また、ガラスクロスとの接着
力も小さく、放置しておくと浮きが多発した。結
果を表1に示す。 実施例 2 エピコート1001 4Kg(20部)、ビスフエノール
A型エポキシ樹脂エピコート1004(油化シエルエ
ポキシ社製)2.0Kg(10部)、フエノールノボラツ
ク型エポキシ樹脂エピコート154(油化シエルエポ
キシ社製)14Kg(70部)、平均重合度600のポリビ
ニルホルマール樹脂としてデンカホルマール#30
0.4Kg(2部)を実施例1と同様の方法で調製し、
130℃ての粘度を測定した。この組成物10.2Kgに
DICY0.6Kg、DCMU0.4Kgを添加し、60℃で撹拌
し樹脂を得たのち、実施例1と同様の方法で70℃
の粘度を測定し、プリプレグを作製した。品位な
どを評価した結果を表1に示す。品位も良好で、
タツクもよく保持している。物性もかなり良好で
あつた。ガラスクロスとの接着力も42.2gと高
く、浮きが生じなかつた。 比較例 2 ビスフエノールA型エポキシ樹脂としてエピコ
ート828(油化シエルエポキシ社製)20Kg(100部)
にデンカホルマール#20(電気化学工業社製)1.2
Kg(6部)を溶融混合して、調製後12.0Kgに
DICY0.8Kg、DCMU0.8Kgを添加して樹脂を得た。
エポキシ樹脂とポリビルホルマール樹脂混合物の
70℃における粘度を実施例1と同様の方法で測定
したら25ポイズであつた。プリプレグに加工後、
実施例1と同様の評価を行なつた(表1)。しか
し、外観品位は比較例1と同程度で品位改善効果
が出ていなかつた。また、タツクも経時と共に失
われた。樹脂フロー量も多く、ガラスクロスとの
接着強度も低かつた。 実施例 3 エピコート1001(油化シエルエポキシ社製)6
Kg(30部)、エピコート152(油化シエルエポキシ
社製)12Kg(60部)、トリグリシジルアミノフエ
ノールELM120(住友化学社製)2.0Kg(10部)デ
ンカホルマール#20(電気化学工業社製)4.0Kg
(20部)をAと同様の方法で、調製後このもの
12.0KgにDICY0.4Kg、DCMU0.4Kg添加して樹脂
を得た。実施例1と同様の方法でプリプレグ加工
し品位、タツク等評価した結果を表1に示す。品
位は曲がり浮きがなく、タツクも初期値は180g
と低いが1日経時後も110gと充分なタツクを保
持していた。樹脂フローも少なく、ガラスクロス
との接着強度も良好だつた。物性は低下していな
い。 比較例 3 ビスフエノールA型エポキシ樹脂として、エピ
コート1009(油化シエルエポキシ社製)4.4Kg(22
部)、エピコート1001(油化シエルエポキシ社製)
2.0Kg(10部)、エピコート828(油化シエルエポキ
シ社製)6.0Kg(30部)、エピコート154(油化シエ
ルエポキシ社製)7.6Kg(38部)を実施例1と同
様の方法で調製し、このもの12.0KgにDICY0.4
Kg、DCMU0.4Kgを添加して樹脂を得た。樹脂の
硬化剤添加前の130℃における粘度は4.8ポイズ、
硬化剤添加後の70℃における粘度は40ポイズであ
つた。プリプレグ化後、Aと同様の評価を行なつ
た(表1に示す)。品位については、比較例1,
2よりはやや良かつたものの、実施例1〜3ほど
は良くならなかつた。タツク性、ドレープ性がな
く、積層やマンドレルへの巻き付けは困難であ
り、プリプレグとして使用困難なものであつた。
[Industrial Field of Application] This invention relates to a pre-aggregated polymer material. Prepreg, which is made by impregnating matrix resin with unidirectionally aligned sheets or woven fabrics such as carbon fibers, glass fibers, and aromatic polyamide fibers, is widely used in sports leisure fields such as golf shafts, fishing rods, and racket frames. . Furthermore, in recent years, its use in industrial fields such as aerospace materials has been rapidly increasing. The prepreg can be laid up (laminated) according to a mold, processed into a composite using the autoclave method, or wrapped around a mandrel.
It is used by processing it into rods and shafts using the tape wrapping method. [Problems to be Solved by the Invention] There are four problems to be solved by the present invention.
One of these concerns the appearance quality of the prepreg. When manufacturing prepreg, reinforcing fibers are arranged on a film coated with a resin to a certain thickness on a release paper, a release paper is placed on top of it, compressed with a hot roll, impregnated with resin, and the upper paper is removed. Obtain prepreg adhered to release paper. When this release paper is used, it serves to prevent the reinforcing fibers from sagging until it is peeled off. At this time, a prepreg with poor appearance quality may be formed on the prepreg with curved or bulged fibers. One of the purposes is to improve this appearance quality. The second one is related to prepreg ducts. Too much tack will make it sticky and work poorly. If the amount is too small, lamination will not be possible, so appropriate care is required. If the prepreg is left to stand before use, the tack will rapidly decrease within 2 to 3 hours.
When the tack runs out, it becomes impossible to wrap it around a mandrel or lay it up. Therefore, it is necessary to maintain a moderate level of tact for a long period of time. This is the second purpose. The third issue relates to moldability. To mold a composite from prepreg, an autoclave molding method, a tape wrapping method, a hot pressing method, etc. are used, and the matrix resin is heated and molded until it hardens. During this heating, the viscosity of the matrix resin decreases significantly, resin flow increases, and the thickness varies, making it impossible to obtain a molded product with constant composite physical properties. When the viscosity of the matrix resin is increased, the prepreg loses its tackiness and drapeability. In addition, using additives and thickeners,
When increasing the viscosity, it is necessary to do so without causing any process problems or impairing the physical properties of the composite. That is, the objective is to provide a resin that can be manufactured using conventional methods without impairing tackiness, drapeability, or composite physical properties, and that can control flow during molding. The fourth issue concerns the adhesiveness of glass cloth and the like. In order to increase the strength of composite materials, the resin content of prepregs has been reduced in recent years. In particular, for sports applications, the percentage has increased to around 30% in recent years. In glass cloth laminate prepregs used for fishing rods, etc., when the resin content of the base prepreg decreases, adhesiveness decreases, causing problems such as peeling. The fourth purpose is to improve adhesive strength. [Prior Art] Various attempts have been made to improve the properties of epoxy resin by adding polyvinyl acetal resin to epoxy resin. For example, as follows. JP-A-55-6718 Polyvinyl acetal resin is added to epoxy resin to reduce stickiness, ie, tackiness, on the surface of the resin. JP-A-55-27342, JP-A-55-108443, JP-A-56-2119 Polyvinyl acetal resin and polyvinyl butyral resin are added to epoxy resin to improve adhesive strength. JP 58-8724 A polyvinyl formal resin is added to an epoxy resin to reduce surface stickiness and obtain a supple prepreg. Japanese Patent Publication No. 52-30187 Adding polyvinyl butyral resin to epoxy resin to improve the machinability of the cured product. As mentioned above, polyvinyl acetal resin has relatively good compatibility with epoxy resins and is used for modifying various epoxy resins.This blended resin is also used as prepreg by impregnating glass fiber etc. It is also known that However, chemical substances containing functional groups with strong hydrogen bonding properties have poor compatibility with polyvinyl acetal resin. For example, when a mixture of epoxy resin and polyvinyl acetal resin is cured using dicyandiamide, the curing process This causes a large phase separation. This phase separation caused a decrease in strength, and the material could not be used as an advanced composite material requiring high strength. However, the present inventors have discovered that when a specific polyvinyl formal resin is used, phase separation can be suppressed to a certain extent even when cured with dicyandiamide, and the above-mentioned problems can be further improved. On the other hand, polyvinyl butyral resin cannot suppress phase separation, has poor compatibility with epoxy resins, does not have the desired effect, and has poor physical properties after molding. Furthermore, polyvinyl formal resins with an average degree of polymerization higher than 600 tend to undergo phase separation, and the desired effect is also small. To obtain sufficient effect, the average degree of polymerization must be 600.
After mixing the following polyvinyl formal resin, epoxy resin and curing agent, the viscosity at 70℃ is 50 to 3000.
It needs to be poised. To do so, it is also preferred that the curing agent formulation is between 1.0 and 20.0 poise at 130°C. If the viscosity at 130℃ is lower than 1.0 poise before adding the hardener, or after adding the hardener.
If the viscosity at 70°C is lower than 50 poise, there is no quality improvement effect and the tack is rapidly lost. Also,
It has the same resin flow as regular epoxy resin, and the thickness varies widely. Furthermore, the adhesion strength to glass cloth is not much different from when using only epoxy resin. Furthermore, if the viscosity at 130°C exceeds 20.0 poise or 3000 poise after addition of the curing agent, tack and drape properties will be lost at room temperature, voids will remain during molding, and the physical properties of the composite will deteriorate. Such materials are not only difficult to use, but also have other drawbacks in terms of quality, such as the formation of gaps between carbon fibers. Preferably, the viscosity range after blending with the curing agent is 200~
2000 poise, more preferably 300-1500
Poise range. [Means for Solving the Problems] The present invention has the following configuration in order to solve the above problems. That is, 1 to 100 parts by weight of polyvinyl formal resin (PVF) containing 60% by weight or more of a vinyl formal part, a vinyl acetate part, and a vinyl alcohol part and having an average degree of polymerization of 600 or less is added to 100 parts by weight of an epoxy resin. Melt-mixed in the range of 30 parts by weight and mixed with the curing agent dicyandiamide (DICY) and/or urea derivative, the viscosity at 70°C is 50~50
This prepreg is obtained by impregnating reinforcing fibers with a 3000 poise resin composition. It has been discovered that a composition comprising an epoxy resin compound with the addition of certain polyvinyl formal resins can be manufactured using conventional manufacturing methods and satisfies many of these objectives. As epoxy resin, bisphenol A, F
diglycidyl ether, phenol novolak type epoxy, cresol novolak type epoxy,
Triglycidylaminophenol, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, urethane-modified bisphenol A-type epoxy, brominated bisphenol A-type epoxy, etc. are not particularly limited. Commercially available epoxy resins can be used as these epoxy resins. For example, for bisphenol A epoxies, Epicote 828, 834,
1001, 1002, 1004, 1007, 1009 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.), Dowepoxy DER331, 332, 662,
663U, 662U (manufactured by Dow Chemical Company), Araldite
6071, 1071, 7072 (manufactured by Ciba Geigy) Epicron 840, 850, 855, 860, 1050, 3050, 4050,
7050 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), etc. For bisphenol F, Epiclon 830, 830-S,
831 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Epicoat 807
(manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.). Phenol novolac type epoxies include Epicote 152, 154 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), Dowepoxy DEN431, 438, 139, 485 (manufactured by Dow Chemical Company), and Ciba Geigy EPN1138, 1139 (manufactured by Ciba Geigy Company). Examples of cresol novolak type epoxy include Ciba Geigy ECN1235,
1273, 1280, 1299 (manufactured by Ciba Geigy),
EOCN102, 103, 104 (manufactured by Nippon Kagaku), Epicron N660, N665, N670, N673, N680, N690,
There is N695 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals). For triglycidyl diaminophenol, ELM120
(manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and Epotote YH120 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.). Araldite MY720 (Ciba/
Geigy), ELM434 (Sumitomo Chemical),
Examples include Epototo YH434 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.).
Urethane modified bisphenol A type epoxy has
ADEKA RIN EPV-6, EPV-10, EPV-15
(manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.), etc. Brominated bisphenol A type epoxies include Araldite 8011 (manufactured by Ciba Geigy), Epiclon 152, 1120, 153-60M,
There are 1120-80M, 1125-75M (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), and Dowepoxy DER511 (manufactured by Dow Chemical). As a curing agent, dicyandiamide
Urea derivatives such as DICY or cyclophenyl N-dimethylurea, and mixtures thereof are good. Further, the polyvinyl formal resin is a resin containing 60% by weight or more of a vinyl formal part, the remaining composition being vinyl alcohol, a vinyl acetate part, etc., and having an average degree of polymerization of 600 or less.
As such polyvinyl formal resin,
For example, commercially available Denka Formal #20 and #30 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and Vinylets L and K (manufactured by Chitsuso Corporation) can be used. Actually, several types of epoxy resins are selected from the above-mentioned epoxy resins, and the polyvinyl formal is melted and mixed in a range of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. If it is less than 1 part by weight, no effect will be seen, and if it is more than 30 parts by weight, it will have an adverse effect on water absorption. Preferably it is 3 to 20 parts by weight, more preferably 5 to 15 parts by weight. Further, it is necessary to adjust the viscosity of the composition in which a curing agent and polyvinyl formal are dispersed in this epoxy resin at 70°C to be in the range of 50 poise to 3000 poise. If it is lower than 50 poise, there will be a lot of flow during molding, and the quality improvement effect will be small. If it is larger than 3000 poise, the voids may not be removed during molding, and the drape properties will be lost and the tack will be lost. Preferably from 200 poise to 2000 poise, more preferably from 300 poise to 1500 poise
It's poise. Example 1 Epicoat 1001 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 11Kg (55 parts) as bisphenol A type epoxy resin
Epicoat 152 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 9Kg (45
), Denka formal #20 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a polyvinyl formal resin with an average degree of polymerization of 450
1.2 kg (6 parts) was stirred at 150° C. for 2 hours to obtain a uniform transparent resin composition. The viscosity of this composition at 130°C was measured using an Iwamoto rheometer at a constant heating rate of 3°C/min, and found to be 4.2 poise. Next, 0.4 kg of dicyandiamide (DICY) and 0.4 kg of dichlorophenyldimethylurea (DCMU) were added to 10.6 kg of this resin composition, and the mixture was stirred at 60°C for 30 minutes. The resin of this composition at 70°C is 3°C/
The temperature was measured with an Iwamoto rheometer at a constant heating rate of 300 poise. This was coated on a release paper to form a resin film. Next, carbon fiber "T300" (manufactured by Toray Industries) was aligned in one direction on the resin film, and then a release paper was placed on top of it, and the temperature was raised to 120°C.
A unidirectional prepreg was obtained by compacting with a hot roll. The carbon fiber content of this prepreg was determined by dissolving the resin in a mixed solvent of toluene/methanol (3/7) and methyl ethyl ketone, drying, and measuring the weight, and found to be 69.4% by weight. The appearance quality of this prepreg was good with no noticeable bending or lifting. Further, the initial tack was measured using a tack tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. and found to be 240 g. Furthermore, when the weight was measured after being left for one day, it was found to be 180 g, which was sufficient for lay-up. Next, this prepreg was cut into 10 cm squares, stacked in 4 sheets, and compressed at 125° C. for 15 minutes so that a pressure of 3.6 kg/cm 2 was applied to the sample. After that, remove the resin that protrudes around the sample and calculate the resin flow amount by weight change, which is 7.0%.
It was hot. Furthermore, glass cloth was laminated and its adhesive strength was evaluated using a tensile tester. As a result, the peel strength was 40.3 g, which was sufficiently strong. This glass cloth laminate prepreg did not lift even when left alone. In addition, the prepreg was laminated in one direction and heated at 130℃ for 2 hours in an autoclave.
It was cured for hours and a composite plate with a thickness of 2 mm was formed. For fibers whose strength depends on the resin
When the tensile strength in the 90° direction was measured, the strength was
It showed good values of 7.04 Kg/mm 2 , elastic modulus of 880 mm 2 /mg, and elongation of 0.85%. Comparative example Epicoat 1001 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 11
Kg (55 parts) and Epicoat 152 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 9 Kg (45 parts) were dissolved and mixed at 130°C, then 60°C.
A resin composition was prepared by adding 0.8 kg of DICY and 0.8 kg of DCMU, and stirring. The viscosity before and after curing, prepreg quality, tack, resin flow, and glass were evaluated in the same manner as in Example 1. When the adhesive strength with the cloth was evaluated, the quality was poor, the tack became smaller after being left, and the prepreg had a large resin flow. In addition, the adhesion to the glass cloth was weak, and if left as it was, it often lifted up. The results are shown in Table 1. Example 2 Epicoat 1001 4Kg (20 parts), bisphenol A type epoxy resin Epicoat 1004 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 2.0Kg (10 parts), phenol novolac type epoxy resin Epicoat 154 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 14Kg (70 parts), Denka formal #30 as a polyvinyl formal resin with an average degree of polymerization of 600
0.4Kg (2 parts) was prepared in the same manner as in Example 1,
The viscosity was measured at 130°C. This composition weighs 10.2Kg
Add 0.6 kg of DICY and 0.4 kg of DCMU and stir at 60°C to obtain a resin, then heat to 70°C in the same manner as in Example 1.
The viscosity was measured and a prepreg was produced. Table 1 shows the results of evaluating the quality etc. The quality is also good,
It also holds the tack well. The physical properties were also quite good. The adhesion force to the glass cloth was also high at 42.2 g, and no lifting occurred. Comparative Example 2 Epicoat 828 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 20Kg (100 parts) as bisphenol A type epoxy resin
Denka Formal #20 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 1.2
Kg (6 parts) is melted and mixed to make 12.0Kg after preparation.
A resin was obtained by adding 0.8 kg of DICY and 0.8 kg of DCMU.
Epoxy resin and polyvinyl formal resin mixture
The viscosity at 70°C was measured in the same manner as in Example 1 and was 25 poise. After processing into prepreg,
The same evaluation as in Example 1 was performed (Table 1). However, the appearance quality was at the same level as Comparative Example 1, and no quality improvement effect was observed. Tatsuku was also lost over time. The amount of resin flow was large, and the adhesive strength with glass cloth was low. Example 3 Epicoat 1001 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 6
Kg (30 parts), Epicote 152 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 12 Kg (60 parts), Triglycidylaminophenol ELM120 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 2.0 Kg (10 parts), Denka Formal #20 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 4.0Kg
(20 parts) in the same manner as A, after preparing this
A resin was obtained by adding 0.4Kg of DICY and 0.4Kg of DCMU to 12.0Kg. The prepreg was processed in the same manner as in Example 1 and the quality, tack, etc. were evaluated, and the results are shown in Table 1. The quality is curved and there is no floating, and the initial value of the tack is 180g.
Although the weight was low, it still held a sufficient amount of tack at 110g even after one day of aging. There was little resin flow and the adhesive strength with glass cloth was also good. Physical properties did not deteriorate. Comparative Example 3 As a bisphenol A type epoxy resin, Epicoat 1009 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 4.4 kg (22
), Epicoat 1001 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.)
2.0 Kg (10 parts), Epicote 828 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 6.0 Kg (30 parts), and Epicote 154 (manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd.) 7.6 Kg (38 parts) were prepared in the same manner as in Example 1. And this thing DICY0.4 to 12.0Kg
Kg and DCMU0.4Kg were added to obtain a resin. The viscosity of the resin at 130℃ before the addition of the curing agent is 4.8 poise,
The viscosity at 70°C after addition of the curing agent was 40 poise. After prepreg formation, the same evaluation as A was performed (shown in Table 1). Regarding the quality, Comparative Example 1,
Although it was slightly better than Example 2, it was not as good as Examples 1 to 3. It lacks tackiness and drapeability, making it difficult to layer or wrap around a mandrel, making it difficult to use as a prepreg.

【表】 [発明の効果] 実施例に示すように、エポキシ樹脂に硬化剤、
重合度が600以下のポリビニルホルマール樹脂を
融解混合して、70℃における粘度が50から3000ポ
イズに入る樹脂は、タツク性、ドレープ性に優
れ、また、品位改善効果、タツクの保持力、フロ
ーコントロール性やガラスクロスとの接着力の向
上などの優れた効果を示す。また、ポリビニルホ
ルマールを融解混合して成るエポキシ樹脂組成物
でも70℃における粘度が50ポイズより低いと効果
が現れない。
[Table] [Effects of the invention] As shown in the examples, a curing agent and a curing agent were added to the epoxy resin.
Polyvinyl formal resin with a degree of polymerization of 600 or less is melted and mixed to produce a resin with a viscosity of 50 to 3000 poise at 70°C, which has excellent tackiness and drapability, and is also effective in improving quality, tack retention, and flow control. It exhibits excellent effects such as improved properties and adhesive strength with glass cloth. Furthermore, an epoxy resin composition formed by melt-mixing polyvinyl formal will not be effective if the viscosity at 70°C is lower than 50 poise.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エポキシ樹脂100重量部に対して、ビニルホ
ルマール部分が60重量%以上と、ビニルアセテー
ト部、ビニルアルコール部を含有し、かつ平均重
合度が600以下であるポリビニルホルマール樹脂
(PVF)を1〜30重量部の範囲で融解混合し、硬
化剤ジシアンジアミド(DICY)および/まは尿
素誘導体を混合した、70℃における粘度が50〜
3000ポイズの樹脂組成物を補強繊維に含浸して得
られるプリプレグ。 2 捕強繊維が炭素繊維、芳香族ポリアミド繊
維、ガラス繊維、シリコーンカーバイト繊維、ボ
ロン繊維、アルミナ繊維、ステンレス鋼繊維であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
プリプレグ。
[Claims] 1. A polyvinyl formal resin containing 60% by weight or more of a vinyl formal part, a vinyl acetate part, and a vinyl alcohol part with respect to 100 parts by weight of an epoxy resin, and having an average degree of polymerization of 600 or less. PVF) in the range of 1 to 30 parts by weight, mixed with the curing agent dicyandiamide (DICY) and/or a urea derivative, and the viscosity at 70°C is 50 to 30 parts by weight.
A prepreg obtained by impregnating reinforcing fibers with a 3000 poise resin composition. 2. The prepreg according to claim 1, wherein the reinforcing fibers are carbon fibers, aromatic polyamide fibers, glass fibers, silicone carbide fibers, boron fibers, alumina fibers, or stainless steel fibers.
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