JPH09227693A

JPH09227693A - エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、複合材料およびコンクリート部材

Info

Publication number: JPH09227693A
Application number: JP3345796A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kishi; 肇岸; Tetsuyuki Kyono; 哲幸京野; Fumiaki Noman; 文昭乃万
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-02-21
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】適正な解舒性、ドレープ性により高次加工性に
すぐれ、複合材料としたときの繊維強度発現率が高いプ
リプレグ、中間素材、およびその複合材料を提供する。【解決手段】次の［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］を含有してな
る繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物、または、そ
れを用いたプリプレグ、複合材料中間素材もしくは複合
材料。［Ａ］１〜２官能のエポキシ樹脂および３官能以上の多
官能性エポキシ樹脂を特定量含有する、エポキシ当量が
２１０以上３７０以下であるエポキシ樹脂配合物［Ｂ］ゴム成分を含有しエポキシ樹脂に不溶な微粒子［Ｃ］硬化剤

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化補強用マ
トリックス樹脂として好適なエポキシ樹脂組成物、およ
びそのエポキシ樹脂を補強繊維に含浸させて得られたプ
リプレグ、中間素材、複合材料、および複合材料によっ
て補強されたコンクリート部材に関するものである。

【０００２】このようなエポキシ樹脂組成物を補強繊維
に含浸したプリプレグは、例えば、積層、巻回、集束な
どの手段によって所望の形状に賦形した後、プレスやオ
ートクレーブなどの成形法によって未硬化のエポキシ樹
脂を加熱、硬化することにより板状、管状、梁状などの
所望の形状の複合材料とすることができる。

【０００３】特に、ヤーンプリプレグ、トウプリプレ
グ、あるいはストランドプリプレグと呼ばれる細幅のプ
リプレグ（以下、ヤーンプリプレグという）は以下に例
示するような製法によってさまざまな形態を有する繊維
強化複合材料とすることができる。

【０００４】第一には、ヤーンプリプレグをテープワイ
ンド法により芯材の軸に対して所定の角度で巻回したの
ち、熱収縮性のテープを巻き、これをオーブン中で加
熱、硬化させることにより、中空の管状複合材料とする
ことができる。

【０００５】第二には、ヤーンプリプレグをテーププレ
ースメント法により、ツールのうえに積層し、その後バ
ッグフィルムで覆ったものを、オートクレーブ中に入
れ、加熱、硬化させることにより、曲面形状を有する複
合材料とすることができる。

【０００６】第三には、ヤーンプリプレグの複数本を集
束したものの周囲に、合成繊維を被覆した中間素材を撚
り加工したのちに加熱、硬化して複合材料撚線とするこ
とができる。このような形状の複合材料は、橋梁用の各
種ケーブル、建設物のブレース材や、プレストレストコ
ンクリート緊張材、鉄筋、地盤補強のためのロックボル
トやケーブルボルトとして用いることができる。

【０００７】また、炭素繊維強化複合材料撚線によって
補強されたコンクリート部材は、耐食性を要求される海
洋構造物や、シールド機で直接掘削可能な立て坑用コン
クリート部材などに用いられる。

【０００８】一方、このようなエポキシ樹脂はプリプレ
グのような形態を経ずに、引抜成形、フィラメントワイ
ンディング、レジン・トランスファー・モールディング
などの成形法により直接繊維集合体に含浸、加熱、硬化
されることによって複合材料とされ、梁状、管状などの
形状を有する各種構造材として用いることができる。

【０００９】

【従来の技術】エポキシ樹脂をマトリックスとする繊維
強化複合材料は、力学特性、耐食性などが優れているこ
とから、これまで航空・宇宙、スポーツ、土木・建築な
どの一般産業分野で広く用いられており、これまでに
も、さまざまな組成を有するエポキシ樹脂と、さまざま
な性質を有する補強繊維の組合わせによるプリプレグ、
中間素材、複合材料が提案されている。

【００１０】プリプレグは一般にシート状をしており、
シート平面のなかで連続繊維が一方向に平行に配列した
ものや、連続繊維織物となったもの、不連続繊維を任意
の方向に配列させたものなど、目的に応じてさなざまな
補強形態のものがある。

【００１１】また、上記のシート状のプリプレグ以外
に、通常１，０００〜５０，０００本のフィラメントが
一方向に配列した連続繊維束に樹脂を含浸させた、いわ
ゆるヤーンプリプレグと呼ばれるものがある。

【００１２】このヤーンプリプレグは、その製造工程で
連続繊維束に樹脂が含浸されたのち、いったんボビンに
巻き取られる。次いで、複合材料の成形工程では、この
ボビンに巻き取られたヤーンプリプレグが解舒され、前
述のような方法で成形に供されるので、ヤーンプリプレ
グの繊維配列、ドレープ性、樹脂硬化における粘度特
性、樹脂硬化物の性質などが複合材料の性質、品位など
に大きく影響する。

【００１３】このような目的を達成するために、マトリ
ックス樹脂として特開昭５５−１５７８０号公報に記載
されているような熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を配合す
る方法や、特開昭５５−７８０２２号公報に記載されて
いるような分子量５０００以上の高分子量エポキシ樹脂
を配合する方法が提案されている。しかし、いずれの方
法も、長期間放置時にヤーンプリプレグどうしが相互粘
着し、解舒性が失われるという欠点があった。さらに、
分子量１０，０００以上の熱可塑性樹脂や高級アルコー
ル、高級脂肪酸類等を配合する方法（特開昭５７−２１
４２８号公報）や、シリコーン樹脂およびシリコーン油
を配合する方法（特開昭５７−１１３２２６号公報）も
提案されており、ヤーンプリプレグの解舒性やドレープ
性にある程度の効果が認められるが、補強繊維の高い強
度発現率を達成できるものではない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】適正な解舒性、ドレー
プ性を付与することによって高次加工性にすぐれ、かつ
エポキシ樹脂硬化後の複合材料において繊維強度発現率
が高いプリプレグ、中間素材、複合材料さらには複合材
料によって補強されたコンクリート部材を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のエポキシ樹脂組
成物は、上記目的を達成するため、次の構成を有する。

【００１６】すなわち、少なくとも次の構成要素
［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］を含有してなることを特徴とす
る繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物である。

【００１７】［Ａ］：２種以上のエポキシ樹脂を配合し
たエポキシ樹脂配合物１００重量部中に、１〜２官能の
エポキシ樹脂を４０〜７９部、３官能以上の多官能性エ
ポキシ樹脂を２１〜６０部含有し、該配合物のエポキシ
当量が２１０以上３７０以下であるエポキシ樹脂配合物［Ｂ］：ゴム成分を含有しエポキシ樹脂に不溶な微粒子［Ｃ］：硬化剤また、本発明のプリプレグは、上記目的を達成するた
め、次の構成を有する。すなわち、上記エポキシ樹脂組
成物が補強繊維に含浸されてなることを特徴とするプリ
プレグである。

【００１８】また、本発明の中間素材は、上記目的を達
成するため、次の構成を有する。

【００１９】すなわち、上記プリプレグの複数本を、繊
維軸が平行の状態を維持しつつ配列したことを特徴とす
る繊維強化複合材料用中間素材である。

【００２０】また、本発明の繊維強化複合材料は、上記
目的を達成するため、次のいずれかの構成を有する。

【００２１】すなわち、上記プリプレグ、もしくは上記
中間素材を硬化してなる繊維強化複合材料、上記エポキ
シ樹脂組成物が、補強繊維に含浸され、かつ硬化されて
なる繊維強化複合材料、または、外周を合成繊維で被覆
されてなる上記中間素材を互いに撚り合せ、かつ硬化し
てなることを特徴とする繊維強化複合材料である。

【００２２】さらに、本発明のコンクリート部材は、上
記目的を達成するため、次の構成を有する。

【００２３】すなわち、上記繊維強化複合材料によって
補強されたコンクリート部材である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２５】プリプレグの解舒性および柔軟性は構成要
素［Ａ］としてのエポキシ樹脂の組成により大きく左右
される。また、複合材料の引張強度向上は構成要素
［Ｂ］の添加によるところが大きいが、組合せる構成要
素［Ａ］の組成によっても左右される。

【００２６】具体的には、エポキシ樹脂１００重量部
中、１〜２官能のエポキシ樹脂を４０〜７９部、３官能
以上の多官能性エポキシ樹脂を２１〜６０部含有し、混
合物のエポキシ当量が２１０以上３７０以下となるエポ
キシ樹脂配合物とすることで、通常相反する特性である
解舒性と柔軟性を両立させることができる。エポキシ当
量が３７０を超えると柔軟性の低下が顕著である。ま
た、エポキシ当量が２１０未満であると粘着性が強す
ぎ、解舒性の低下が顕著となる。さらに好ましくはエポ
キシ当量が２３０〜３５０の範囲である。また、硬化物
である複合材料の引張強度の観点から架橋密度が高すぎ
ると好ましくない。すなわち、３官能以上の多官能性エ
ポキシ樹脂が多すぎることは引張強度を低下させる。し
かしながら、良好な耐熱性を保つために３官能以上の多
官能性エポキシ樹脂はある程度必要である。したがっ
て、１〜２官能のエポキシ樹脂は４０〜７９部の範囲が
好ましく、さらには５０〜７０部の範囲が好ましい。ま
た、３官能以上、好ましくは３官能あるいは４官能の多
官能性エポキシ樹脂を２１〜６０部含有することが好ま
しく、さらには２５〜５０部の範囲が好ましい。

【００２７】また、プリプレグの柔軟性を保ちつつ、硬
化したときに引張強度の高い複合材料を得るため、２５
℃での粘度が５０ポアズ以下である２官能エポキシ樹脂
を含有することが好ましい。特に、２５℃での粘度が１
０ポアズ以下０．１ポアズ以上である２官能エポキシ樹
脂を全エポキシ樹脂１００重量部中に５〜２０重量部含
有する場合、プリプレグの柔軟性、ヤーンの解舒性が優
れるため好ましい。また、１３０℃にて２時間加熱し硬
化させた場合の硬化樹脂の引張り伸度が５％以上である
エポキシ樹脂をマトリックス樹脂として用いることが優
れた複合材料の引張強度を得るため好ましい。同様に１
３０℃にて２時間加熱し硬化させた樹脂の破壊靭性Ｋ_1C
が１．３ＭＮ／ｍ^3/2以上であるエポキシ樹脂をマトリ
ックス樹脂として用いることが優れた複合材料の引張強
度を得るため好ましく、より好ましくはＫ_1Cが１．５Ｍ
Ｎ／ｍ^3/2以上の場合である。硬化樹脂の引張り試験
は、厚み２ｍｍの樹脂板からＪＩＳ−Ｋ−７１１３記載
の方法に従ってダンベル型試験片加工機により加工した
試験片に、歪みゲージを貼りつけ引張り速度１ｍｍ／分
で行った。硬化樹脂の破壊靭性試験は、厚み６ｍｍの樹
脂板を用い、ＡＳＴＭＤ５０４５−９１に従い片側ノッ
チ付き３点曲げによって行った。

【００２８】構成要素［Ａ］の成分として用いられる２
官能エポキシ樹脂としては、例えば、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、ビ
フェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フルオレン型エ
ポキシ樹脂あるいはこれらの組み合わせが好適に用いら
れる。

【００２９】このようなビスフェノール型エポキシ樹脂
として、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とし
て、エピコート８２７（エポキシ当量１８０〜１９
０），エピコート８２８（エポキシ当量１８４〜１９
４），エピコート１００１（エポキシ当量４５０〜５０
０），エピコート１００４（エポキシ当量８７５〜９７
５）（以上油化シェルエポキシ( 株) 製）やＹＤ１２８
（エポキシ当量１８４〜１９４）（東都化成( 株)
製）、エピクロン８４０（エポキシ当量１８０〜１９
０），エピクロン８５０（エポキシ当量１８４〜１９
４），エピクロン８５５（エポキシ当量１８３〜１９
３），エピクロン８６０（エポキシ当量２３０〜２７
０），エピクロン１０５０（エポキシ当量４５０〜５０
０）（以上、大日本インキ化学工業( 株) 製）、ＥＬＡ
１２８（エポキシ当量１８４〜１９４）（住友化学(株)
製）、ＤＥＲ３３１（エポキシ当量１８４〜１９４）
（ダウケミカル社製）等、市販されているものが使用で
きる。また、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂として、
エピクロン８３０（エポキシ当量１６５〜１８５）（大
日本インキ化学工業( 株) 製）、エピコート８０７（エ
ポキシ当量１６０〜１７５）（油化シェルエポキシ(
株) 製）、ビフェニル型エポキシ樹脂として、ＹＸ４０
００（エポキシ当量１８０〜１９２）（油化シェルエポ
キシ( 株) 製）、ナフタレン型エポキシ樹脂として、Ｈ
Ｐ−４０３２（エポキシ当量１４０〜１５０）（大日本
インキ化学工業( 株) 製）、ジシクロペンタジエン型エ
ポキシ樹脂として、ＥＸＡ−７２００（エポキシ当量２
６０〜２８５）（大日本インキ化学工業( 株) 製）、ジ
フェニルフルオレン型エポキシ樹脂として、ＥＰＯＮ
ＨＰＴ１０７９（エポキシ当量２５０〜２６０）（シェ
ル製）等がある。

【００３０】構成要素［Ａ］の成分として用いられる３
官能以上の多官能性エポキシ樹脂としては、例えば、フ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェ
ニルメタン、トリグリシジルアミノフェノール、テトラ
グリシジルアミンのようなグリシジルアミン型エポキシ
樹脂、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン
やトリス（グリシジルオキシ）メタンのようなグリシジ
ルエーテル型エポキシ樹脂あるいはこれらの組み合わせ
が好適に用いられる。

【００３１】フェノールノボラック型エポキシ樹脂とし
ては、エピコート１５２（エポキシ当量１７２〜１７
９），エピコート１５４（エポキシ当量１７６〜１８
１）（以上、油化シェルエポキシ( 株) 製）、ＤＥＲ４
３８（エポキシ当量１７６〜１８１）（ダウケミカル社
製）、ＥＰＮ１１３８（エポキシ当量１７６〜１８
１），１１３９（エポキシ当量１７２〜１７９）（以
上、チバガイギー社製）等の商品名で市販されているも
のを用いることができる。

【００３２】シクロヘキサンジメタノールジグリシジル
エーテルまたはレゾルシノールジグリシジルエーテル
は、２５℃での粘度が１０ポアズ以下である２官能エポ
キシ樹脂であって、それぞれ１００重量部をジシアンジ
アミド４重量部およびジクロロフェニルジメチルウレア
４重量部と混合し１３０℃にて２時間加熱し硬化させた
場合の硬化樹脂の引張り伸度が５％以上となるエポキシ
樹脂を調製するために好ましく、構成要素［Ａ］の全エ
ポキシ樹脂１００重量部中に５〜２０重量部含有すると
特に好ましい。

【００３３】マトリックス樹脂の靭性を向上させる目的
で、ゴム粒子を添加する方法が知られている。例えば、
特開昭５８−８３０１４号公報、特開昭５９−１３８２
５４号公報では、エポキシ樹脂中でアクリレートとアク
リル酸などのエポキシ樹脂と反応し得る官能基含有モノ
マーの重合を行い、ゴム粒子をエポキシ樹脂中に分散さ
せる方法が開示されている。

【００３４】構成要素［Ｂ］成分のゴム成分を含有しエ
ポキシ樹脂に８０℃以下では実質的に不溶な微粒子をエ
ポキシ樹脂に配合した樹脂組成物は、微粒子がエポキシ
樹脂に不溶なため、成形後の硬化物のガラス転移温度
（以下、Ｔｇ）は微粒子を配合しない樹脂組成物と同等
なＴｇを示すのである。また、液状ゴムを添加する場合
に比較して、エポキシマトリックスの種類や硬化条件の
違いによりモルホロジーが変化することがないため、安
定した硬化物が得られる特徴を持つ。

【００３５】これまでも、構成要素［Ｂ］が一般的に樹
脂靭性向上に有効であることは知られていた。しかしな
がら本発明者は、構成要素［Ｂ］を構成要素［Ａ］に配
合した樹脂を補強繊維と組み合わすことによって、意外
なことに複合材料の引張強度が著しく向上することを見
いだし本発明に至った。このことは、従来繊維強化複合
材料の繊維方向物性が補強繊維の特性に支配されるとさ
れてきた知見からはまったく予想できないことである。

【００３６】ゴム成分を含有しエポキシ樹脂に不溶な微
粒子としては、例えば、ゴム相のみからなる架橋ゴム粒
子あるいはゴム相とゴムではない樹脂の相からなるコア
／シェルポリマーなどが挙げられる。

【００３７】架橋ゴム粒子としては、例えば、不飽和化
合物あるいは官能基を有する不飽和化合物、架橋性モノ
マーなどを共重合して得られる架橋ゴム状ランダム共重
合体からなる粒子が挙げられる。

【００３８】不飽和化合物としては、例えば、ブタジエ
ン、ジメチルブタジエン、イソプレン、クロロプレンお
よびこれらの誘導体などの共役ジエン化合物、（メタ）
アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メ
タ）アクリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸エステ
ル類、その他オレフィン、芳香族ビニルなどの不飽和炭
化水素化合物などが例示することができる。

【００３９】不飽和化合物の官能基としては、例えば、
カルボキシル基、エポキシ基、水酸基およびアミノ基な
どが挙げられるが、エポキシ樹脂と硬化剤からなる樹脂
組成物と適度の反応を有する点から、カルボキシル基、
酸無水物基、およびエポキシ基が好ましい。

【００４０】また、架橋性モノマーの例としては、ジビ
ニルベンゼン、ジアリルフタレート、エチレングリコー
ルジメタアクリレートなどの分子内に重合性二重結合を
複数個有する化合物を挙げることができる。

【００４１】これらの重合は、例えば乳化重合法、懸濁
重合法、溶液重合法などの従来公知の各種重合方法によ
り行われる。ここで乳化重合法とは、従来より知られた
方法が適用できる。例えば、数種の不飽和化合物を含む
モノマーあるいは必要に応じて架橋モノマーを、重合開
始剤として、過酸化物触媒などのラジカル重合開始剤を
用い、乳化剤としてアニオン系、カチオン系、ノニオン
系および両性の界面活性剤のいずれかをまたはその混合
物を用い、メルカプタン、ハロゲン化炭化水素などの分
子量調整剤の存在下において、ある温度で乳化重合を行
い、所定の重合転化率に達した後、反応停止剤を添加し
て重合反応を停止させ、次いで重合系の未反応モノマー
を水蒸気蒸留などで除去することによって共重合体のラ
テックスを得る方法である。また、市販品も使用するこ
とができる。市販の架橋ゴム粒子としては、例えば、Ｘ
ＥＲ−９１（日本合成ゴム工業製）、ＣＸ−ＭＮシリー
ズ（日本触媒製）、ＹＲー５００シリーズ（東都化成
製）などが挙げられる。

【００４２】コア／シェルポリマーは、通常コア相とシ
ェル相からなる球状微粒子で、単にコアとシェルの二重
構造からなるもの、あるいはソフトコア、ハードシェ
ル、ソフトシェル構造のように多重構造からなるコア／
シェルポリマーなどが知られている。これらの内、コア
がエラストマー系材料からなるソフトコア、その上から
シェル成分を被覆し重合することにより得られるハード
シェルからなる構造を有するもの、あるいはハードコア
の上からエラストマー成分からなるシェルを重合し、さ
らにハードシェルを最外層に有する３層構造のものは、
他の構造のものに比べエポキシ樹脂への分散性が良好な
ため好適に用いられる。

【００４３】コア物質としては、例えば、ポリブタジエ
ン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリブチ
ルアクリレート、スチレン−ブタジエンポリマー、エチ
レン−プロピレンポリマーなどが用いられ、シェル物質
としては、例えば、ポリスチレン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメ
チルメタアクリレートなどが用いられる。

【００４４】コア／シェルポリマーの場合は、コア成分
の含有量が１０〜９０重量％で、シェル成分の含有量が
９０〜１０重量％の範囲にある場合が良い。コア成分の
含有量１０重量％未満では十分な高強度効果が得られな
いし、９０重量％を超えるとコアをシェルで完全に被覆
することができなくなり、エポキシ樹脂と混合した際に
樹脂粘度が経時的に増大したり、複合材料物性にバラツ
キが生じたりすることがある。より好ましくはコア成分
の含有量が６０〜９０％の場合である。

【００４５】コア／シェルポリマーは、米国特許第４，
４１９，４９６号公報、ヨーロッパ特許４５，３５７号
公報、特開公５５−９４９１７号公報に開示された方法
により製造される。また、市販品も使用することができ
る。市販のコア／シェルポリマーとしては、例えば、パ
ラロイドＥＸＬ２６５５（呉羽化学工業製）ＴＲ２１２
２（武田薬品工業製）、ＥＸＬ−２６１１、ＥＸＬ−３
３８７（Rohm & Haas社製）などが挙げられる。

【００４６】以上のようなゴム成分を含有しエポキシ樹
脂に不溶な微粒子は、複数の品種を組み合わせて用いて
も構わない。

【００４７】微粒子の粒子径は１０μｍ以下のもの、好
ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下のも
のが用いられる。粒子径が１０μｍより大きいと、補強
繊維にマトリックス樹脂を含浸させる際に、微粒子が均
一に分散されずに不均一な成形物となり問題となる。特
に粒子径が１μｍ以下の場合、補強繊維含有率が５０体
積％以上と高い複合材料の場合でも繊維配向を乱さず、
また、引張強度向上効果が著しいため好ましい。一方、
微粒子が小さすぎても引張強度改良効果が少なくなり、
好ましくは０．０１μｍ以上、さらに好ましくは０．０
５μｍ以上のものが良い。

【００４８】構成要素［Ａ］のエポキシ樹脂に対する配
合量は、エポキシ１００重量部に対し１〜２０重量部の
範囲で添加することが適当である。１重量部よりも少な
いと引張強度改良の効果が少なく、また２０重量部より
多いと樹脂組成物の粘度が高くなり補強繊維に含浸させ
ることが困難となることがある。

【００４９】構成要素［Ｂ］の効果として靭性向上効
果、特に引き剥がしモードでの破壊靭性値が向上するこ
とも挙げられる。

【００５０】構成要素［Ｃ］として用いられる硬化剤と
しては、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニ
ルスルホンのような芳香族アミン、脂肪族アミン、イミ
ダゾール誘導体、ジシアンジアミド、テトラメチルグア
ニジン、チオ尿素付加アミン、メチルヘキサヒドロフタ
ル酸無水物のようなカルボン酸無水物、カルボン酸ヒド
ラジド、カルボン酸アミド、ポリフェノール化合物、ノ
ボラック樹脂、ポリメルカプタン、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があげられる。

【００５１】また、これらの硬化剤をマイクロカプセル
化したものも、プリプレグの保存安定性を高めるため
に、好適に用いることができる。

【００５２】これらの硬化剤には、硬化活性を高めるた
めに適当な硬化促進剤を組み合わせることができる。好
ましい例としては、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（ＤＣＭ
Ｕ）等の尿素誘導体（一般式（Ｉ））あるいはイミダゾ
ール誘導体を硬化促進剤として組み合わせる例、カルボ
ン酸無水物やノボラック樹脂に第三アミンを硬化促進剤
として組み合わせる例などが挙げられる。

【００５３】

【化１】式中Ｒ1 、Ｒ2 は、Ｈ、Ｃｌ、ＣＨ₃、ＯＣＨ₃、ＮＯ
₂のいずれかの基を表す（ｎ＝１または２）。

【００５４】また、これらエポキシ樹脂と硬化剤、ある
いはそれらの一部を予備反応させた物を組成物中に配合
することもできる。この方法は、粘度調節や保存安定性
向上に有効である場合がある。

【００５５】以上の構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］を
含有する繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物に樹脂
の粘度制御やプリプレグの取扱い性制御を目的に熱可塑
性樹脂を配合しても構わない。エポキシ樹脂との相溶
性、複合材料物性へ悪影響を及ぼさない等の理由から、
好ましい例としては、ポリビニルホルマール、ポリビニ
ルブチラール、ポリエチレンオキサイド、ポリメチルメ
タアクリレート、ポリアミド、ポリエステル、ポリエー
テルスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポ
リイミド等がある。また、これらの樹脂を２種類以上混
合しても構わない。

【００５６】構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］を含有す
るエポキシ樹脂組成物は、繊維強化複合材料用途以外
の、電子材料用途、接着剤用途など他用途にも適用可能
である。

【００５７】本発明のプリプレグは、補強繊維が、少な
くとも炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維、アラミ
ド繊維のいずれか１種を含むことを特徴とし、これらを
組合わせて用いることも可能である。より軽量で、高性
能、高耐久性を有する複合材料を得るには、炭素繊維を
使用することが好ましい。

【００５８】なかでも撚りがなく、繊度が１，５００〜
３０，０００デニールの連続炭素繊維を用いた場合は、
複合材料における炭素繊維の強度発現率が高く、特に引
張強度を要求される用途たとえば繊維強化複合材料より
線などに好適である。

【００５９】連続炭素繊維に撚りがある場合は、繊維束
を構成するフィラメントの配列が平行でないために、プ
リプレグ自身や、それを用いて製造した複合材料の強度
低下の原因となることもある。

【００６０】撚りがない連続炭素繊維とは、定量的には
フックドロップ値で１０ｃｍ以上さらに好ましくは１２
ｃｍ以上の炭素繊維が好ましい。ここで、フックドロッ
プ値とは温度２３℃、湿度６０％の雰囲気で、炭素繊維
束を垂直に吊り下げ、これに１２ｇの重りを引っ掛け、
３０分経過後の重りの落下距離で表わされる値である。
撚りがあるとこの値が小さくなる。

【００６１】繊度に関しては、１，５００デニール未満
では繊維径が細過ぎて毛羽が発生しやすいためにエポキ
シ樹脂含浸工程における繊維の取扱い性や樹脂含浸性に
難があり、一方、３０，０００デニールを越えると繊維
束が剛直すぎてエポキシ樹脂含浸工程におけるガイド部
分などでの繊維の工程通過性に問題がある。

【００６２】さらに好ましい繊度は、３，０００〜２
０，０００デニールである。

【００６３】また、引張弾性率が２００ＧＰａ以上でか
つ、破壊歪エネルギーが３８，０００ｋＪ／ｍ³以上で
ある炭素繊維もまた複合材料における炭素繊維の強度発
現率が高く、特に引張強度を要求される用途に好適であ
る。

【００６４】ここで、引張弾性率はＪＩＳＲ７６０１
に準拠して測定される値Ｅであり、破壊歪エネルギーと
は、ＪＩＳＲ７６０１に準拠して測定される引張強度
σと、上記したＥの値とを用いて、次式：Ｗ＝σ²／２
Ｅに基づいて算出されるＷのことをいう。

【００６５】炭素繊維の引張弾性率が２００ＧＰａより
小さい炭素繊維を用いてプリプレグおよび繊維強化複合
材料を製造した場合には、複合材料の変形量を設計許容
範囲に抑えるために断面積を大きくする必要が生じるの
で軽量化効果が小さくなり、使用に制限を受けることが
ある。たとえば、橋梁用ケーブルやプレストレストコン
クリート緊張材として本発明による繊維強化複合材料を
適用した場合、負荷される引張応力場での変形量を、所
定の範囲内に収めることが困難となる。

【００６６】また、炭素繊維の破壊歪エネルギーが３
８，０００ｋＪ／ｍ³未満の場合には、複合材料、特に
橋梁用ケーブルやプレストレストコンクリート緊張材の
ような引張部材において十分に高い炭素繊維の強度発現
率を得ることができない。

【００６７】本発明のプリプレグは、従来から知られて
いる通常の方法によって製造される。すなわち、マトリ
ックス樹脂をあらかじめ溶媒に溶解して低粘度化し、連
続繊維束や織物やマットなどのシート状物を浸漬させな
がら含浸させるウェット法、および樹脂を加熱により低
粘度化し、ロールや離型紙の上にコーティングすること
によって被膜を作り、これに連続繊維束や織物やマット
などのシート状物を押し付けて含浸するホットメルト法
などによって製造され、特に限定されるものではない。

【００６８】なお、ヤーンプリプレグの場合、補強繊維
が一方向に配列し、繊維軸と直交方向の幅が１５ｍｍ以
下さらに好ましくは１０ｍｍ以下で２ｍｍ以上であるこ
とを特徴とする。

【００６９】幅が１５ｍｍを越えたものは、後工程でヤ
ーンプリプレグを引き揃える工程のガイド部などにおい
て幅方向のたたみ込みが起こりやすく、その結果として
複合材料における引張強度発現率を低下させるので好ま
しくない。

【００７０】ただし、樹脂硬化時の樹脂フローコントロ
ールを行なうには、実質的に溶媒を含まないホットメル
ト法によるプリプレグが望ましい。その理由は、プリプ
レグ中の溶媒残存率が０．３％を越えた場合には、樹脂
硬化時の最低粘度が低過ぎて、樹脂フローコントロール
が極めて困難となったり、硬化物のボイドの原因となっ
て強度を低下させたり、耐熱性が低下するためである。

【００７１】また本発明では、上記ヤーンプリプレグの
複数本を、撚りをかけずに繊維軸が平行の状態を維持し
つつ配列させたシート状あるいは束状に配列させた中間
素材を提供する。

【００７２】シート状中間素材は、たとえば、従来より
公知のドラムワインディング法によって、ヤーンプリプ
レグをシート状に配列させたものである。

【００７３】また、束状中間素材は、たとえば、従来よ
り公知の技術（特開平６−９３５７９）に記載されてい
るように横断面内のヤーンプリプレグの集束位置を固定
し、全てのヤーンプリプレグの中の補強繊維が軸方向に
平行に配向するように整列させたもの、あるいはこれら
をポリエステル繊維など、合成繊維からなる編組等で被
覆された複合材料素線である。なお、この被覆方法に
は、特開平６−９３５７９公報に記載されているよう
な、配列したヤーンプリプレグの周囲に合成繊維や細幅
の合成フィルムを巻回してカバリングする方法も用いら
れる。被覆する素材としては、公知例にあるようなポリ
エステル、ビニロン、ポリエチレン、ポリアミドなどの
さまざまな種類の合成繊維や合成フィルムを用いること
ができる。

【００７４】また、本発明では上記プリプレグや中間素
材を必要に応じて集合せしめた後、通常加熱によりエポ
キシ樹脂組成物を硬化させることにより繊維強化複合材
料となす。

【００７５】プリプレグから複合材料に成形するための
方法としては、シート状のプリプレグを裁断、積層した
ものを、プレス成形、オートクレーブ成形、内圧成形な
どの従来より広く知られている方法があげられる。

【００７６】たとえば、板状複合材料は、シート状のプ
リプレグを裁断したものを、所定の枚数、所定の繊維軸
の方向にツールの上面に積層し、この上をバグフィルム
などの副資材で覆ってシールした後に、内部を脱気して
オートクレーブ中で加熱、加圧することによって得られ
る。

【００７７】線状の複合材料や、梁状の複合材料はヤー
ンプリプレグを集束したものを、引抜成形のように任意
の断面孔形状を有する賦形ダイに導いて連続的に加熱硬
化したり、上記の特開平６−９３５７９に示されている
ように横断面内のヤーンプリプレグの集束位置を固定
し、全てのヤーンプリプレグの中の補強繊維が軸方向に
平行に配向するように整列させたもの、あるいはこれら
をポリエステル繊維など、合成繊維からなる編組等で被
覆された複合材料素線をオーブン中で連続的に加熱硬化
する方法などによって得られる。

【００７８】撚り線状の繊維強化複合材料は、上記の特
開平６−９３５７９や特公平６−８６７１８に示されて
いるように未硬化の複合材料素線を互いに撚り合せた後
に、オーブン中で連続的に加熱硬化する方法などによっ
て得られる。

【００７９】また、本発明は上記のような繊維強化複合
材料によって補強されたコンクリート部材を提供する。

【００８０】この場合、繊維強化複合材料の形状は、た
とえば撚り線、線状、棒状、帯板状などが考えられる
が、これらに限定されるものではない。特に撚り線の形
態をしたものはいわゆるＰＣ鋼より線と同様の形状をし
ているので、ＰＣ鋼より線と同じ様にプレストレストコ
ンクリートの緊張材や橋梁用のケーブルとしての使い方
が可能である。

【００８１】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。

【００８２】（実施例１）（１）マトリックス樹脂組成物の調製下記原料をニーダーを用いて混練し、マトリックス樹脂
組成物を調製した。

【００８３】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３０重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）ゴム微粒子（平均粒子径０．２μｍ）１０重量部（呉羽化学工業( 株) 製、パラロイドＥＸＬ２６５５）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２６９であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は６．５％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは１．９４ＭＮ／ｍ^3/2であっ
た。

【００８４】（２）プリプレグの作製上記樹脂組成物を、一方向に配列させた東レ株式会社製
炭素繊維“トレカ”（登録商標）Ｔ７００ＳＣ−２４０
００−５０Ｃ（Ｅ＝２３０ＧＰａ、σ＝４９００ＭＰ
ａ、繊度：７２００デニール）に樹脂の重量分率が３０
％となるように樹脂をホットメルト含浸させながらドラ
ムワインディング法によりシート状プリプレグを作製し
た。

【００８５】（３）複合材料の作製シート状プリプレグを平らなツールの上面に８プライ積
層し、バグフィルムで覆った後に内部を減圧し、１００
℃ １時間＋１３５℃ １時間の条件にてオーブン中で
硬化した。示差熱分析により昇温速度１０℃／分で硬化
物のＴｇを測定したところ、１３０℃であった。

【００８６】この一方向複合材料から長さ２５ｃｍの試
験片を切り出し、ＡＳＴＭＤ３０３９−７６に基づき
引張試験をおこなったところ、引張強度は２．８５ＧＰ
ａ、強度発現率は９７％であった。

【００８７】なお、ここでいう強度発現率とは複合材料
の引張強度実測値／（補強繊維引張強度×繊維体積含有
率）で、補強繊維引張強度はＪＩＳＲ７６０１に基づ
いて得られた値である。

【００８８】（実施例２）下記原料をニーダーを用いて
混練し、マトリックス樹脂組成物を調製した。

【００８９】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル５重量部（ローヌプーラン社製、ヘロキシＭＫ１０７）ゴム微粒子（平均粒子径０．２μｍ）７重量部（呉羽化学工業( 株) 製、パラロイドＥＸＬ２６５５）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２８１であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は６．２％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは２．０３ＭＮ／ｍ^3/ ²であっ
た。

【００９０】ついで、実施例１と同様の炭素繊維を用
い、同様の方法でシート状プリプレグおよび一方向複合
材料を作製し、同様の、引張試験をおこなったところ、
引張強度は２．８８ＧＰａ、強度発現率は９８％であっ
た。

【００９１】（実施例３）下記のマトリックス樹脂組成
物を調製した以外は、実施例１および２と同様の方法
で。

【００９２】評価を行なった。

【００９３】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂２８重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）レゾルシノールジグリシジルエーテル１２重量部（ナガセ化成（株）製、デナコールＥＸ２０１）ゴム微粒子（平均粒子径０．２μｍ）７重量部（呉羽化学工業( 株) 製、パラロイドＥＸＬ２６５５）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２４７であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は６．８％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは２．１１ＭＮ／ｍ^3/ ²であっ
た。

【００９４】この場合、一方向複合材料の引張強度は
２．８２ＧＰａ、強度発現率は９６％であった。

【００９５】（実施例４）下記原料をニーダーを用いて
混練し、マトリックス樹脂組成物を調製した以外は、実
施例１と同様の評価を行なった。

【００９６】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂２８重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）レゾルシノールジグリシジルエーテル１２重量部（ナガセ化成（株）製、デナコールＥＸ２０１）ゴム微粒子（平均粒子径０．２μｍ）１５重量部（ロームアンドハース社製、パラロイドＥＸＬ２６１１）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２４７であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は７．０％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは２．３４ＭＮ／ｍ^3/ ²であっ
た。

【００９７】また、一方向複合材料の引張強度は２．９
１ＧＰａ、強度発現率は９９％であった。

【００９８】（実施例５）下記原料をニーダーを用いて
混練し、マトリックス樹脂組成物を調製した以外は、実
施例１と同様の評価を実施した。

【００９９】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂２８重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）レゾルシノールジグリシジルエーテル１２重量部（ナガセ化成（株）製、デナコールＥＸ２０１）ゴム微粒子（平均粒子径０．０７μｍ）１５重量部（日本合成ゴム( 株) 製、ＸＥＲ−９１）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２４７であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は６．５％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは１．８４ＭＮ／ｍ^3/2であっ
た。

【０１００】（実施例６）（１）マトリックス樹脂組成物の調製下記原料をニーダーを用いて混練し、マトリックス樹脂
組成物を調製した。

【０１０１】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル５重量部（ローヌプーラン社製、ヘロキシＭＫ１０７）ゴム微粒子（平均粒子径０．２μｍ）７重量部（呉羽化学工業( 株) 製、パラロイドＥＸＬ２６５５）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２８１であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は６．２％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは２．０３ＭＮ／ｍ^3/2であっ
た。

【０１０２】また、一方向複合材料の引張強度は２．７
９ＧＰａ、強度発現率は９５％であった。

【０１０３】（実施例７）下記原料をニーダーを用いて
混練し、マトリックス樹脂組成物を調製した。

【０１０４】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２１重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３８重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル６重量部（ローヌプーラン社製、ヘロキシＭＫ１０７）ゴム微粒子（平均粒子径０．２μｍ）７重量部（呉羽化学工業( 株) 製、パラロイドＥＸＬ２６５５）ジシアンジアミド３．５重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２８９であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は６．２％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは２．１３ＭＮ／ｍ^3/ ²であっ
た。

【０１０５】ついで、実施例１と同様の方法でシート状
プリプレグおよび一方向複合材料を作製し、同様の、引
張試験をおこなったところ、引張強度は２．９１ＧＰ
ａ、強度発現率は９９％であった。

【０１０６】（実施例８）東レ株式会社製炭素繊維“ト
レカ”Ｔ８００Ｈ−１２０００−５０Ｂ（Ｅ＝２９４Ｇ
Ｐａ、σ＝５４９０ＭＰａ、繊度：４００５デニール）
を用いた以外は、実施例７と同様の方法にてシート状プ
リプレグおよび一方向複合材を作製し、同様の引張試験
を実施した。このとき、炭素繊維のフックドロップ値は
１２ｃｍ、一方向複合材料の引張強度は３．１３ＭＰ
ａ、強度発現率は９５％であった。

【０１０７】（実施例９）東レ株式会社製炭素繊維“ト
レカ”Ｔ７００ＳＣ−１２０００−５０Ｃ（Ｅ＝２３０
ＧＰａ、σ＝４９００ＭＰａ、繊度：７２００デニー
ル）を用いて、樹脂の重量分率が３０％となるように実
施例７と同様の樹脂をホットメルト含浸させながらその
まま紙管に巻き取り、幅４ｍｍのヤーンプリプレグを作
製した。

【０１０８】次いで、ヤーンプリプレグの繊維軸が平行
状態を保持したまま、２０本束ねて１３０℃に加熱され
たダイに導き、引抜くことにより連続的にマトリックス
樹脂を硬化させ、直径３．６ｍｍの線状複合材料を得
た。この複合材料を、長さ８００ｍｍに切断し、両端部
にエポキシ樹脂を含浸した幅２００ｍｍのガラス繊維織
物を巻き付けて硬化したものを、島津製作所製オートグ
ラフ（最大荷重９８ｋＮ）に取付け、歪速度２ｍｍ／分
で引張試験を行なった。

【０１０９】このとき、線状複合材料の引張強度は２．
８２ＧＰａ、強度発現率は９６％であった。

【０１１０】（実施例１０）東レ株式会社製炭素繊維
“トレカ”Ｔ７００ＳＣ−１２０００−５０Ｃ（Ｅ＝２
３０ＧＰａ、σ＝４９００ＭＰａ、繊度：７２００デニ
ール）と実施例７に記載の樹脂組成物を用いて、特開平
６−９３５７９と同様の方法により樹脂の重量分率が３
４体積％となるような複合材料素線を製造し、実施例９
と同様の方法で引張強度を測定した。

【０１１１】このとき、線状複合材料の引張強度は３．
０４ＧＰａ、強度発現率は９４％であった。

【０１１２】（比較例１）下記原料をニーダーを用いて
混練し、マトリックス樹脂組成物を調製した以外は、実
施例１と同様の評価を行なった。

【０１１３】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３０重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は２６９であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は５．５％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは１．０６ＭＮ／ｍ^3/ ²であっ
た。

【０１１４】また、一方向複合材料の引張強度は２．５
０ＧＰａ、強度発現率は８５％であった。

【０１１５】（比較例２）下記原料をニーダーを用いて
混練し、マトリックス樹脂組成物を調製した以外は、実
施例１と同様の評価を行なった。

【０１１６】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）メタアミノフェノール型エポキシ樹脂５０重量部（住友化学工業( 株) 製、ＥＬＭ１２０）フェノールノボラック型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）ゴム微粒子（平均粒子径０．２μｍ）７重量部（呉羽化学工業( 株) 製、パラロイドＥＸＬ２６５５）ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当量は１４９であっ
た。樹脂硬化物の引張破断伸度は３．８％であった。ま
た、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは１．２５ＭＮ／ｍ^3/2であっ
た。

【０１１７】また、一方向複合材料の引張強度は２．５
６ＧＰａ、強度発現率は８７％であった。

【０１１８】（比較例３）（１）マトリックス樹脂組成物の調製下記原料をニーダーを用いて混練し、マトリックス樹脂
組成物を調製した以外は、実施例１と同様の評価を行な
った。

【０１１９】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート８２８）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１００１）フェノールノボラック型エポキシ樹脂３５重量部（油化シェルエポキシ( 株) 製、エピコート１５４）シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル５重量部（ローヌプーラン社製、ヘロキシＭＫ１０７）ＣＴＢＮ・エポキシ反応物１０重量部ジシアンジアミド４重量部ＤＣＭＵ４重量部ＣＴＢＮ・エポキシ反応物は液状ゴムＨｙｃａｒＣＴ
ＢＮ１３００×１３（ＡＮ含量２７％、宇部興産( 株)
製）とエピコート８２８の反応物( 数平均分子量９６０
０) を使用した。このエポキシ樹脂組成物のエポキシ当
量は２８８であった。樹脂硬化物の引張破断伸度は５．
８％であった。また、樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cは１．３５Ｍ
Ｎ／ｍ^3/2であった。

【０１２０】また、一方向複合材料の引張強度は２．４
１ＧＰａ、強度発現率は８２％であった。

【０１２１】

【発明の効果】すなわち、構成要素［Ａ］のエポキシ樹
脂１００重量部中、１〜２官能のエポキシ樹脂を４０〜
７９部、３官能以上の多官能性エポキシ樹脂を２１〜６
０部含有し、混合物のエポキシ当量が２１０以上３７０
以下となるエポキシ樹脂配合物に、構成要素［Ｂ］のゴ
ム成分を含有しエポキシ樹脂に少なくとも８０℃以下で
は実質的に不溶な微粒子および硬化剤［Ｃ］を加えたエ
ポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂として用いたプリ
プレグや中間素材は解舒性が適切で、かつ柔軟性に富
み、かかるエポキシ樹脂組成物を用いた繊維強化複合材
料は、引張強度に優れた、すなわち複合材料における補
強繊維の引張強度発現率が高いものとすることができ、
かかる繊維強化複合材料で補強されたコンクリート部材
は優れた力学特性を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］、
［Ｃ］を含有してなることを特徴とする繊維強化複合材
料用エポキシ樹脂組成物。［Ａ］：２種以上のエポキシ樹脂を配合したエポキシ樹
脂配合物１００重量部中に、１〜２官能のエポキシ樹脂
を４０〜７９部、３官能以上の多官能性エポキシ樹脂を
２１〜６０部含有し、該配合物のエポキシ当量が２１０
以上３７０以下であるエポキシ樹脂配合物［Ｂ］：ゴム成分を含有しエポキシ樹脂に不溶な微粒子［Ｃ］：硬化剤
【請求項２】温度１３０℃にて２時間加熱し硬化させた
樹脂の引張り破断伸度が５％以上であることを特徴とす
る請求項１記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成
物。
【請求項３】温度１３０℃にて２時間加熱し硬化させた
樹脂の破壊靭性Ｋ_1Cが１．３ＭＮ／ｍ^3/2以上であるこ
とを特徴とする請求項１記載の繊維強化複合材料用エポ
キシ樹脂組成物。
【請求項４】温度２５℃での粘度が５０ポアズ以下であ
る２官能エポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求
項１記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
【請求項５】エポキシ樹脂中にシクロヘキサンジメタノ
ールジグリシジルエーテルおよび／またはレゾルシノー
ルジグリシジルエーテルを５〜２０重量部含有すること
を特徴とする請求項１記載の繊維強化複合材料用エポキ
シ樹脂組成物。
【請求項６】構成要素［Ｂ］のエポキシ樹脂に不溶な微
粒子のゴム成分が、架橋ゴムであることを特徴とする請
求項１記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】ゴム成分を含有しエポキシ樹脂に不溶な微
粒子が、コア／シェルポリマーであることを特徴とする
請求項１記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成
物。
【請求項８】コア／シェルポリマーが、ソフトコア、ハ
ードシェルからなることを特徴とする請求項７記載の繊
維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】コア／シェルポリマーが、ポリブタジエン
またはポリブチルアクリレートからなるコアとアクリレ
ートまたはメタクリレート系共重合体からなるシェルと
からなることを特徴とする請求項７記載の繊維強化複合
材料用エポキシ樹脂組成物。
【請求項１０】構成要素［Ｂ］の粒子径が１０μｍ以下
であることを特徴とする請求項１記載の繊維強化複合材
料用エポキシ樹脂組成物。
【請求項１１】構成要素［Ｂ］をエポキシ樹脂１００重
量部に対して１〜２０重量部含有することを特徴とする
請求項１記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成
物。
【請求項１２】硬化剤がジシアンジアミドであり、その
硬化促進剤を含むことを特徴とする請求項１記載の繊維
強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
【請求項１３】請求項１〜１２のいずれかに記載のエポ
キシ樹脂組成物が、補強繊維に含浸されてなることを特
徴とするプリプレグ。
【請求項１４】補強繊維が、少なくとも炭素繊維、炭化
ケイ素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維のいずれか１種
を含むことを特徴とする請求項１３に記載のプリプレ
グ。
【請求項１５】補強繊維が、撚りがなく、繊度が１，５
００〜３０，０００デニールの連続炭素繊維であること
を特徴とする請求項１３に記載のプリプレグ。
【請求項１６】補強繊維が、引張弾性率が２００ＧＰａ
以上で、破壊歪エネルギーが３８，０００ｋＪ／ｍ³以
上である連続炭素繊維であることを特徴とする請求項１
３または請求項１５に記載のプリプレグ。
【請求項１７】補強繊維が一方向に配列し、繊維軸と直
交方向の幅が１５ｍｍ以下であることを特徴とする請求
項１３〜１６のいずれかに記載のプリプレグ。
【請求項１８】請求項１７に記載のプリプレグの複数本
を、繊維軸が平行の状態を維持しつつ配列したことを特
徴とする繊維強化複合材料用中間素材。
【請求項１９】外周が合成繊維で被覆されてなることを
特徴とする請求項１８に記載の繊維強化複合材料用中間
素材。
【請求項２０】請求項１３〜１７のいずれかに記載のプ
リプレグ、または請求項１８に記載の中間素材を硬化し
てなる繊維強化複合材料。
【請求項２１】請求項１〜１２のいずれかに記載のエポ
キシ樹脂組成物が、補強繊維に含浸され、かつ硬化され
てなる繊維強化複合材料。
【請求項２２】請求項１９に記載の中間素材を互いに撚
り合せ、かつ硬化してなることを特徴とする繊維強化複
合材料。
【請求項２３】請求項２０〜２２のいずれかに記載の繊
維強化複合材料によって補強されたコンクリート部材。