JPH093328A - 繊維強化熱硬化性樹脂組成物及び繊維強化樹脂硬化体の製造方法 - Google Patents
繊維強化熱硬化性樹脂組成物及び繊維強化樹脂硬化体の製造方法Info
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- JPH093328A JPH093328A JP7150071A JP15007195A JPH093328A JP H093328 A JPH093328 A JP H093328A JP 7150071 A JP7150071 A JP 7150071A JP 15007195 A JP15007195 A JP 15007195A JP H093328 A JPH093328 A JP H093328A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 靭性の高い樹脂硬化体を与える繊維強化熱硬
化性樹脂組成物を提供するとともに、繊維強化樹脂硬化
体を工業的に有利に製造し得る方法を提供する。 【構成】 芳香族系ポリサルホン樹脂とアクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体と熱硬化性樹脂との混合物から
なる樹脂粉体と繊維からなる繊維強化熱硬化性樹脂組成
物。前記繊維強化熱硬化性樹脂組成物を加圧下において
加熱し、その樹脂粉体を溶融硬化させることを特徴とす
る繊維強化樹脂硬化体の製造方法。芳香族系ポリサルホ
ン樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン共重合体と熱硬
化性樹脂との混合物からなる樹脂粉体をシート状に成形
するとともに、この樹脂シートに繊維質シートを積層
し、得られた積層体を加圧下において加熱し、その樹脂
シートを溶融硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂
硬化体の製造方法。
化性樹脂組成物を提供するとともに、繊維強化樹脂硬化
体を工業的に有利に製造し得る方法を提供する。 【構成】 芳香族系ポリサルホン樹脂とアクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体と熱硬化性樹脂との混合物から
なる樹脂粉体と繊維からなる繊維強化熱硬化性樹脂組成
物。前記繊維強化熱硬化性樹脂組成物を加圧下において
加熱し、その樹脂粉体を溶融硬化させることを特徴とす
る繊維強化樹脂硬化体の製造方法。芳香族系ポリサルホ
ン樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン共重合体と熱硬
化性樹脂との混合物からなる樹脂粉体をシート状に成形
するとともに、この樹脂シートに繊維質シートを積層
し、得られた積層体を加圧下において加熱し、その樹脂
シートを溶融硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂
硬化体の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化熱硬化性樹脂
組成物及び繊維強化樹脂硬化体の製造方法に関するもの
である。
組成物及び繊維強化樹脂硬化体の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】繊維で強化した熱硬化性樹脂組成物にお
いて、その硬化体の靭性を高めるために、添加剤として
ゴムや熱可塑性樹脂を配合することは知られている。こ
のような組成物を加熱し、硬化させるときには、その熱
硬化性樹脂の硬化に伴ってマトリックス相を形成する熱
硬化性樹脂硬化体中にその添加剤が相分離を起し、その
結果、その添加剤のドメインが熱硬化性樹脂硬化体中に
分散した海島構造の樹脂硬化体が形成される。一方、こ
のような繊維強化樹脂硬化体を製造するには、熱硬化性
樹脂組成物を強化繊維中に含浸させてプリプレグとした
後、このプリプレグを成形材料として用い、これを熱硬
化させる方法が一般的に採用されている。しかしなが
ら、このような方法においては、前記添加剤を配合した
組成物を溶融して繊維に含浸させようとすると、その溶
融液の粘度が著しく高いために、溶融液を繊維に含浸さ
せる操作が著しく困難になり、実用的ではない。
いて、その硬化体の靭性を高めるために、添加剤として
ゴムや熱可塑性樹脂を配合することは知られている。こ
のような組成物を加熱し、硬化させるときには、その熱
硬化性樹脂の硬化に伴ってマトリックス相を形成する熱
硬化性樹脂硬化体中にその添加剤が相分離を起し、その
結果、その添加剤のドメインが熱硬化性樹脂硬化体中に
分散した海島構造の樹脂硬化体が形成される。一方、こ
のような繊維強化樹脂硬化体を製造するには、熱硬化性
樹脂組成物を強化繊維中に含浸させてプリプレグとした
後、このプリプレグを成形材料として用い、これを熱硬
化させる方法が一般的に採用されている。しかしなが
ら、このような方法においては、前記添加剤を配合した
組成物を溶融して繊維に含浸させようとすると、その溶
融液の粘度が著しく高いために、溶融液を繊維に含浸さ
せる操作が著しく困難になり、実用的ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、靭性の高い
樹脂硬化体を与える繊維強化熱硬化性樹脂組成物を提供
するとともに、繊維強化樹脂硬化体を工業的に有利に製
造し得る方法を提供することをその課題とする。
樹脂硬化体を与える繊維強化熱硬化性樹脂組成物を提供
するとともに、繊維強化樹脂硬化体を工業的に有利に製
造し得る方法を提供することをその課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、芳香族系ポリサルホ
ン樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン共重合体と熱硬
化性樹脂との混合物からなる樹脂粉体と繊維からなる繊
維強化熱硬化性樹脂組成物が提供される。また、本発明
によれば、前記繊維強化熱硬化性樹脂組成物を加圧下に
おいて加熱し、その樹脂粉体を溶融硬化させることを特
徴とする繊維強化樹脂硬化体の製造方法が提供される。
さらに、本発明によれば、芳香族系ポリサルホン樹脂と
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体と熱硬化性樹脂
との混合物からなる樹脂粉体をシート状に成形するとと
もに、この樹脂シートに繊維質シートを積層し、得られ
た積層体を加圧下において加熱し、その樹脂シートを溶
融硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂硬化体の製
造方法が提供される。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、芳香族系ポリサルホ
ン樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン共重合体と熱硬
化性樹脂との混合物からなる樹脂粉体と繊維からなる繊
維強化熱硬化性樹脂組成物が提供される。また、本発明
によれば、前記繊維強化熱硬化性樹脂組成物を加圧下に
おいて加熱し、その樹脂粉体を溶融硬化させることを特
徴とする繊維強化樹脂硬化体の製造方法が提供される。
さらに、本発明によれば、芳香族系ポリサルホン樹脂と
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体と熱硬化性樹脂
との混合物からなる樹脂粉体をシート状に成形するとと
もに、この樹脂シートに繊維質シートを積層し、得られ
た積層体を加圧下において加熱し、その樹脂シートを溶
融硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂硬化体の製
造方法が提供される。
【０００５】本発明において用いる熱硬化性樹脂として
は、常温で液状又は固体状を示す従来公知の各種のもの
が用いられる。このようなものとしては、例えば、エポ
キシ樹脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、
フェノール樹脂、ポリウレタン、マレイン酸樹脂、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂に
は、必要に応じ、硬化剤、硬化促進剤、充填剤、着色
剤、難燃剤等を配合することができる。本発明において
は、特に、エポキシ樹脂の使用が好ましい。芳香族系ポ
リサルホン樹脂としては、従来公知のもの、例えば、ユ
−デルポリサルホン（ Udel polysulphone ）や、ポリ
エーテルサルホン等が挙げられる。アクリロニトリル−
ブタジエン共重合体（以下、ＮＢＲとも言う）として
は、ＮＢＲとして一般的に知られているものが使用で
き、そのアクリロニトリル含有量は特に制約されない
が、好ましくは３０重量％以上、好ましくは３５重量％
以上である。
は、常温で液状又は固体状を示す従来公知の各種のもの
が用いられる。このようなものとしては、例えば、エポ
キシ樹脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、
フェノール樹脂、ポリウレタン、マレイン酸樹脂、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。これらの樹脂に
は、必要に応じ、硬化剤、硬化促進剤、充填剤、着色
剤、難燃剤等を配合することができる。本発明において
は、特に、エポキシ樹脂の使用が好ましい。芳香族系ポ
リサルホン樹脂としては、従来公知のもの、例えば、ユ
−デルポリサルホン（ Udel polysulphone ）や、ポリ
エーテルサルホン等が挙げられる。アクリロニトリル−
ブタジエン共重合体（以下、ＮＢＲとも言う）として
は、ＮＢＲとして一般的に知られているものが使用で
き、そのアクリロニトリル含有量は特に制約されない
が、好ましくは３０重量％以上、好ましくは３５重量％
以上である。
【０００６】本発明においては、前記熱硬化性樹脂、芳
香族系ポリサルホン樹脂及びＮＢＲは、それらが均一に
混合した混合物の粉体として用いる。この樹脂粉体を得
るには、それらの成分を溶媒の存在下で均一に混合す
る。この場合、補助添加成分も必要に応じて添加混合す
る。得られた混合物から溶媒を除去して粘稠液とし、こ
れを成形型に流し込み、真空下で溶媒を除去して固化物
とする。この溶媒除去工程においては、熱硬化性樹脂が
常温で液状の場合には、その熱硬化性樹脂が常温で固体
状のＢステージ樹脂（予備重合体）を形成するように、
加熱する。このＢステージ樹脂は固化物でありながら、
未だ熱硬化性を有するものである。次に、この固化物を
粉砕機を用いて粉砕し、樹脂粉体とする。この樹脂粉体
は、熱硬化性を有するものである。樹脂粉体の平均粒径
は特に制約されないが、一般的には、３００μｍ以下、
好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００〜１
０μｍである。前記熱硬化性樹脂と芳香族系ポリサルホ
ン樹脂とＮＢＲとの混合比を示すと、熱硬化性樹脂１０
０重量部に対し、芳香族系ポリサルホン樹脂は、２〜２
０重量部、好ましくは５〜１５重量部であり、ＮＢＲは
２〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部である。
香族系ポリサルホン樹脂及びＮＢＲは、それらが均一に
混合した混合物の粉体として用いる。この樹脂粉体を得
るには、それらの成分を溶媒の存在下で均一に混合す
る。この場合、補助添加成分も必要に応じて添加混合す
る。得られた混合物から溶媒を除去して粘稠液とし、こ
れを成形型に流し込み、真空下で溶媒を除去して固化物
とする。この溶媒除去工程においては、熱硬化性樹脂が
常温で液状の場合には、その熱硬化性樹脂が常温で固体
状のＢステージ樹脂（予備重合体）を形成するように、
加熱する。このＢステージ樹脂は固化物でありながら、
未だ熱硬化性を有するものである。次に、この固化物を
粉砕機を用いて粉砕し、樹脂粉体とする。この樹脂粉体
は、熱硬化性を有するものである。樹脂粉体の平均粒径
は特に制約されないが、一般的には、３００μｍ以下、
好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００〜１
０μｍである。前記熱硬化性樹脂と芳香族系ポリサルホ
ン樹脂とＮＢＲとの混合比を示すと、熱硬化性樹脂１０
０重量部に対し、芳香族系ポリサルホン樹脂は、２〜２
０重量部、好ましくは５〜１５重量部であり、ＮＢＲは
２〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部である。
【０００７】本発明の繊維強化熱硬化性樹脂組成物は、
前記樹脂粉体と繊維とを混合することによって得ること
ができる。繊維としては、従来公知の各種の繊維が用い
られる。このような繊維としては、例えば、アラミド繊
維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン
繊維等の有機繊維の他、炭素繊維やガラス繊維等の無機
繊維を挙げることができる。これらの繊維の太さは、通
常１〜５０μｍ、好ましくは５〜２０μｍであり、その
長さは、短繊維の場合０．０５〜０．５ｍｍ、好ましく
は０．１〜０．２ｍｍ、長繊維の場合１〜１０ｃｍ、好
ましくは２〜５ｃｍである。繊維の配合量は、樹脂粉体
１００重量部に対し、１〜５０重量部、好ましくは５〜
２０重量部の割合である。前記樹脂粉体と繊維からなる
組成物は、これを成形型に充填し、加圧下において加熱
することにより、樹脂硬化体とすることができる。加熱
温度は、樹脂粉体が溶融し、硬化反応する温度であれば
よい。このようにして得られる樹脂硬化体は、繊維によ
り強化されたもので、すぐれた機械的強度を有するとと
もに、芳香族系ポリサルホン樹脂とＮＢＲを含有するこ
とから、高い靭性を有する。また、前記樹脂硬化体は、
ＮＢＲがマトリックス相を形成し、熱硬化性樹脂と芳香
族系ポリスルホン樹脂からなる硬化体がこのマトリック
ス相にドメイン（粒子）となって分散している。従っ
て、この硬化体は、これに引張応力を加える大きな伸び
を示す。また、この樹脂硬化体は、ミクロボイド等の欠
陥を有しないものである。
前記樹脂粉体と繊維とを混合することによって得ること
ができる。繊維としては、従来公知の各種の繊維が用い
られる。このような繊維としては、例えば、アラミド繊
維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン
繊維等の有機繊維の他、炭素繊維やガラス繊維等の無機
繊維を挙げることができる。これらの繊維の太さは、通
常１〜５０μｍ、好ましくは５〜２０μｍであり、その
長さは、短繊維の場合０．０５〜０．５ｍｍ、好ましく
は０．１〜０．２ｍｍ、長繊維の場合１〜１０ｃｍ、好
ましくは２〜５ｃｍである。繊維の配合量は、樹脂粉体
１００重量部に対し、１〜５０重量部、好ましくは５〜
２０重量部の割合である。前記樹脂粉体と繊維からなる
組成物は、これを成形型に充填し、加圧下において加熱
することにより、樹脂硬化体とすることができる。加熱
温度は、樹脂粉体が溶融し、硬化反応する温度であれば
よい。このようにして得られる樹脂硬化体は、繊維によ
り強化されたもので、すぐれた機械的強度を有するとと
もに、芳香族系ポリサルホン樹脂とＮＢＲを含有するこ
とから、高い靭性を有する。また、前記樹脂硬化体は、
ＮＢＲがマトリックス相を形成し、熱硬化性樹脂と芳香
族系ポリスルホン樹脂からなる硬化体がこのマトリック
ス相にドメイン（粒子）となって分散している。従っ
て、この硬化体は、これに引張応力を加える大きな伸び
を示す。また、この樹脂硬化体は、ミクロボイド等の欠
陥を有しないものである。
【０００８】本発明により繊維に強化された他の樹脂硬
化体を製造するには、先ず、前記樹脂粉体を加圧プレス
を用いてシート状に成形する。この場合の温度は、樹脂
粉体の硬化温度より低い温度であり、得られる樹脂シー
トはＢステージにあり、熱硬化性を示すものである。こ
の場合の樹脂シートの厚さは、０．１〜１ｍｍ、好まし
くは０．２〜０．５ｍｍである。次に、この樹脂シート
に繊維シートを積層させる。この場合の繊維シートは、
不織布、織物、編物、マット状物等であることができ
る。繊維としては前記した有機繊維や無機繊維が用いら
れ、その繊維の長さは、通常、１０ｍｍ以上である。繊
維シートの厚さは特に制約されないが、通常、１〜１０
ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍである。樹脂シートと繊維
シートとの積層数（積層面の数）は特に制約されない
が、通常、１〜５０、好ましくは２〜２０である。ま
た、樹脂シートと繊維シートは、交互に重ねるのが好ま
しい。前記のようにして得られる樹脂シートと繊維シー
トとの積層体は、これをプレスや成形用金型に入れ、加
圧下において加熱する。この場合の加熱温度は、樹脂シ
ートが溶融し、硬化する温度であればよい。前記のよう
にして得られる樹脂硬化体は、繊維により強化されたも
ので、良好な機械的強度を有するものである。また、こ
の硬化体は、芳香族系ポリサルホン樹脂とＮＢＲを含有
するため、高い靭性を有するものである。さらに、前記
硬化体においては、熱硬化性樹脂と芳香族ポリサルホン
樹脂からなる硬化体がマトリックス相を形成し、ＮＢＲ
がドメインとなってそのマトリックス相に分散してい
る。この硬化体には、ミクロボイド等の欠陥は存在せ
ず、繊維とマトリックスとの間の界面も固着している。
化体を製造するには、先ず、前記樹脂粉体を加圧プレス
を用いてシート状に成形する。この場合の温度は、樹脂
粉体の硬化温度より低い温度であり、得られる樹脂シー
トはＢステージにあり、熱硬化性を示すものである。こ
の場合の樹脂シートの厚さは、０．１〜１ｍｍ、好まし
くは０．２〜０．５ｍｍである。次に、この樹脂シート
に繊維シートを積層させる。この場合の繊維シートは、
不織布、織物、編物、マット状物等であることができ
る。繊維としては前記した有機繊維や無機繊維が用いら
れ、その繊維の長さは、通常、１０ｍｍ以上である。繊
維シートの厚さは特に制約されないが、通常、１〜１０
ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍである。樹脂シートと繊維
シートとの積層数（積層面の数）は特に制約されない
が、通常、１〜５０、好ましくは２〜２０である。ま
た、樹脂シートと繊維シートは、交互に重ねるのが好ま
しい。前記のようにして得られる樹脂シートと繊維シー
トとの積層体は、これをプレスや成形用金型に入れ、加
圧下において加熱する。この場合の加熱温度は、樹脂シ
ートが溶融し、硬化する温度であればよい。前記のよう
にして得られる樹脂硬化体は、繊維により強化されたも
ので、良好な機械的強度を有するものである。また、こ
の硬化体は、芳香族系ポリサルホン樹脂とＮＢＲを含有
するため、高い靭性を有するものである。さらに、前記
硬化体においては、熱硬化性樹脂と芳香族ポリサルホン
樹脂からなる硬化体がマトリックス相を形成し、ＮＢＲ
がドメインとなってそのマトリックス相に分散してい
る。この硬化体には、ミクロボイド等の欠陥は存在せ
ず、繊維とマトリックスとの間の界面も固着している。
【０００９】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によって更
に具体的に説明する。なお、以下に記す部は重量部であ
る。
に具体的に説明する。なお、以下に記す部は重量部であ
る。
【００１０】（樹脂粉体の調製方法）塩化メチレン９部
とメタノール１部より成る混合溶剤１００部に、ＩＣＩ
社製のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）（商品名：Ｖｉ
ｃｔｒｅｘ ５０００３Ｐ）１５部とアクリロニトリル
含量が４１重量％のアクリロニトリル−ブタジエン共重
合体ゴム（ＮＢＲ）（日本合成ゴム社製）１０部を加
え、更に油化シェルエポキシ社製のビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８）８０部及び
４，４’−ジアミノジフェニルスルホン２０部を加えて
均一液とした。この液を６０℃に加熱した油浴中で撹拌
しながら溶剤を蒸発除去すると、溶剤が僅かに残存して
いる粘稠で均一な液が得られた。この液をテフロン製の
型に流し込み、これを１４０℃に加熱して真空乾燥し、
溶剤を完全に除いてから冷却し、固化物とした。この固
化物を粉砕し、４０メッシュ以下の粒度の樹脂粉体を調
製した。この樹脂粉体は、Ｂステージ状態にあり、熱硬
化性を示すものである。
とメタノール１部より成る混合溶剤１００部に、ＩＣＩ
社製のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）（商品名：Ｖｉ
ｃｔｒｅｘ ５０００３Ｐ）１５部とアクリロニトリル
含量が４１重量％のアクリロニトリル−ブタジエン共重
合体ゴム（ＮＢＲ）（日本合成ゴム社製）１０部を加
え、更に油化シェルエポキシ社製のビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２８）８０部及び
４，４’−ジアミノジフェニルスルホン２０部を加えて
均一液とした。この液を６０℃に加熱した油浴中で撹拌
しながら溶剤を蒸発除去すると、溶剤が僅かに残存して
いる粘稠で均一な液が得られた。この液をテフロン製の
型に流し込み、これを１４０℃に加熱して真空乾燥し、
溶剤を完全に除いてから冷却し、固化物とした。この固
化物を粉砕し、４０メッシュ以下の粒度の樹脂粉体を調
製した。この樹脂粉体は、Ｂステージ状態にあり、熱硬
化性を示すものである。
【００１１】実施例１ 前記の方法で調製した樹脂粉体１０ｇに、平均長０．２
ｍｍ、繊維太さ１４．５μｍの炭素短繊維〔呉羽化成
（株）社製、商品名「ＫＣＦ−１００」）１ｇを均一に
混合し、この混合物を金型に入れ、５０ｋｇ／ｃｍ2の
加圧下で１８０℃で３時間保持した。この操作により、
樹脂粉体は溶融硬化し、炭素繊維が良く分散されている
繊維強化樹脂硬化体が得られた。この樹脂硬化体から試
料を切出し、この試料を切断し、その切断面を研磨した
後、オスミウム酸でＮＢＲ相を選択的に染色して、ＥＤ
Ｘ〔エネルギー分散型Ｘ線分析装置、フィリップス社
製、型式：ＤＸ−４〕で分析したところ、ＮＢＲがマト
リックス相を形成し、エポキシ樹脂とＰＥＳからなる硬
化体がドメイン（粒子）を形成してマトリックス相に分
散していることが観察された。
ｍｍ、繊維太さ１４．５μｍの炭素短繊維〔呉羽化成
（株）社製、商品名「ＫＣＦ−１００」）１ｇを均一に
混合し、この混合物を金型に入れ、５０ｋｇ／ｃｍ2の
加圧下で１８０℃で３時間保持した。この操作により、
樹脂粉体は溶融硬化し、炭素繊維が良く分散されている
繊維強化樹脂硬化体が得られた。この樹脂硬化体から試
料を切出し、この試料を切断し、その切断面を研磨した
後、オスミウム酸でＮＢＲ相を選択的に染色して、ＥＤ
Ｘ〔エネルギー分散型Ｘ線分析装置、フィリップス社
製、型式：ＤＸ−４〕で分析したところ、ＮＢＲがマト
リックス相を形成し、エポキシ樹脂とＰＥＳからなる硬
化体がドメイン（粒子）を形成してマトリックス相に分
散していることが観察された。
【００１２】実施例２ 実施例１において、樹脂粉体７ｇに炭素短繊維３ｇを添
加した以外は実施例１と同様にして、炭素繊維強化樹脂
硬化体を得た。この樹脂硬化体から試料を切出し、この
試料を切断し、その切断面を研磨した後、ＥＤＸ分析し
たところ、炭素繊維はドメインを形成するＰＥＳ部分に
凝集する傾向を示すことが観察された。
加した以外は実施例１と同様にして、炭素繊維強化樹脂
硬化体を得た。この樹脂硬化体から試料を切出し、この
試料を切断し、その切断面を研磨した後、ＥＤＸ分析し
たところ、炭素繊維はドメインを形成するＰＥＳ部分に
凝集する傾向を示すことが観察された。
【００１３】実施例３ 前記の方法で調製した樹脂粉体をプレス装置を用いて圧
力：１ＭＰａ、温度：１４０℃の条件下で３０秒間加圧
加熱して厚さ０．２ｍｍ、重さ２２０ｇ／ｍ2の樹脂シ
ートを作成した。次に、この樹脂シートを、これと同一
形状の炭素繊維シートの上に重ね、その上にさらに炭素
繊維シートを重ねるようにして、積層数１０の積層体を
作成し、この積層体を温度：１８０℃、圧力：５ＭＰａ
の条件下で３時間プレスして炭素繊維で強化された樹脂
硬化体を得た。なお、前記炭素繊維シートは、繊維長５
ｃｍ、繊維太さ７．０μｍの炭素繊維を、分繊飛動装置
を用いて、重さ４０ｇ／ｍ2のマット状に成形したもの
である。前記のようして得られた炭素繊維強化樹脂硬化
体は、体積分率で２２．４％の炭素繊維を含むものであ
った。このものは、エポキシ樹脂とＰＥＳからなる硬化
体がマトリックス相を形成し、このマトリックス相にＮ
ＢＲがドメインとして分散していた。また、繊維はマト
リックス相に均一に分散しており、さらに、ミクロボイ
ド等の欠陥は存在せず、繊維とマトリックス相との界面
も接着していた。
力：１ＭＰａ、温度：１４０℃の条件下で３０秒間加圧
加熱して厚さ０．２ｍｍ、重さ２２０ｇ／ｍ2の樹脂シ
ートを作成した。次に、この樹脂シートを、これと同一
形状の炭素繊維シートの上に重ね、その上にさらに炭素
繊維シートを重ねるようにして、積層数１０の積層体を
作成し、この積層体を温度：１８０℃、圧力：５ＭＰａ
の条件下で３時間プレスして炭素繊維で強化された樹脂
硬化体を得た。なお、前記炭素繊維シートは、繊維長５
ｃｍ、繊維太さ７．０μｍの炭素繊維を、分繊飛動装置
を用いて、重さ４０ｇ／ｍ2のマット状に成形したもの
である。前記のようして得られた炭素繊維強化樹脂硬化
体は、体積分率で２２．４％の炭素繊維を含むものであ
った。このものは、エポキシ樹脂とＰＥＳからなる硬化
体がマトリックス相を形成し、このマトリックス相にＮ
ＢＲがドメインとして分散していた。また、繊維はマト
リックス相に均一に分散しており、さらに、ミクロボイ
ド等の欠陥は存在せず、繊維とマトリックス相との界面
も接着していた。
【００１４】実施例４ 実施例３において、繊維シートとして、繊維長５ｃｍ、
繊維太さ１１．９μｍのアラミド繊維を分繊飛動装置を
用いて、重さ３２ｇ／ｍ2のマット状に成形したものを
用いた以外は同様にして、アラミド繊維で強化された樹
脂硬化体を得た。この樹脂硬化体は、体積分率で９．１
８％のアラミド繊維を含むものであった。また、この樹
脂硬化体は、実施例３の場合と同様に、エポキシ樹脂と
ＰＥＳからなる硬化体がそのマトリックス相を形成し、
ＮＢＲはドメインとしてそのマトリックス相に分散して
おり、さらに、ミクロボイド等の欠陥のないものであっ
た。
繊維太さ１１．９μｍのアラミド繊維を分繊飛動装置を
用いて、重さ３２ｇ／ｍ2のマット状に成形したものを
用いた以外は同様にして、アラミド繊維で強化された樹
脂硬化体を得た。この樹脂硬化体は、体積分率で９．１
８％のアラミド繊維を含むものであった。また、この樹
脂硬化体は、実施例３の場合と同様に、エポキシ樹脂と
ＰＥＳからなる硬化体がそのマトリックス相を形成し、
ＮＢＲはドメインとしてそのマトリックス相に分散して
おり、さらに、ミクロボイド等の欠陥のないものであっ
た。
【００１５】比較例１ 塩化メチレン／メタノール混合溶媒（混合重量比＝９／
１）１００部にポリエーテルスルホン１５ｇとＮＢＲ１
０部とエポキシ樹脂（エピコート８２８）８０部と４，
４’−ジアミノジフェニルスルホン２０部を溶解した均
一液に、実施例１で示した炭素短繊維を１０部加えて機
械的に良く撹拌してから溶剤を除去し、これを１８０℃
で３時間加熱して炭素繊維強化樹脂硬化体を作製した。
この樹脂硬化体は、体積分率で５．８２％の炭素繊維を
含有していた。また、このものはミクロボイドを含むも
のであった。
１）１００部にポリエーテルスルホン１５ｇとＮＢＲ１
０部とエポキシ樹脂（エピコート８２８）８０部と４，
４’−ジアミノジフェニルスルホン２０部を溶解した均
一液に、実施例１で示した炭素短繊維を１０部加えて機
械的に良く撹拌してから溶剤を除去し、これを１８０℃
で３時間加熱して炭素繊維強化樹脂硬化体を作製した。
この樹脂硬化体は、体積分率で５．８２％の炭素繊維を
含有していた。また、このものはミクロボイドを含むも
のであった。
【００１６】比較例２ 炭素短繊維の配合量を１５部とした以外は比較例１と同
様にして炭素繊維強化樹脂硬化体を作製した。このもの
は、体積分率で７．６３％の炭素繊維を含有していた。
また、このものはミクロボイドを含むものであった。
様にして炭素繊維強化樹脂硬化体を作製した。このもの
は、体積分率で７．６３％の炭素繊維を含有していた。
また、このものはミクロボイドを含むものであった。
【００１７】前記したように、比較例１及び２の樹脂硬
化体はミクロボイドを有するものであるが、これは、溶
剤除去工程において、溶剤を完全除去することが困難で
あることの理由によるものである。実験によれば、繊維
の含有率が１０ｖｏｌ％以上になると、比較例１及び２
の場合、溶剤の完全除去が殆んど不可能になり、得られ
る樹脂硬化体中にはミクロボイドが不可避的に発生する
ことが確認されている。
化体はミクロボイドを有するものであるが、これは、溶
剤除去工程において、溶剤を完全除去することが困難で
あることの理由によるものである。実験によれば、繊維
の含有率が１０ｖｏｌ％以上になると、比較例１及び２
の場合、溶剤の完全除去が殆んど不可能になり、得られ
る樹脂硬化体中にはミクロボイドが不可避的に発生する
ことが確認されている。
【００１８】比較例３ 炭素繊維の代りに、アラミド短繊維を１．２５部配合し
てアラミド繊維強化樹脂硬化体を製造することを試みた
が、アラミド繊維が混合液によって膨潤して溶液中に繊
維を円滑に混練することができなかった。
てアラミド繊維強化樹脂硬化体を製造することを試みた
が、アラミド繊維が混合液によって膨潤して溶液中に繊
維を円滑に混練することができなかった。
【００１９】比較例４ 前記樹脂粉体を実施例１に示したのと同じ条件で溶融硬
化させ、繊維を含まない樹脂硬化体を得た。
化させ、繊維を含まない樹脂硬化体を得た。
【００２０】次に、前記実施例１〜４及び比較例１〜２
で得た繊維強化樹脂硬化体から３点曲げ試験片を切出し
破壊靭性値を求めた。破壊靭性値の求め方は破壊挙動の
違いによって異なる。荷重−変移曲線が破壊直前まで線
形性を示し、最大荷重時に一気に破壊が進む場合を脆性
破壊と定義し、荷重−変移曲線が非線形性を示し、破壊
がゆっくりと進行する場合を靭性破壊と定義する。脆性
破壊の場合は、破壊直前の最大荷重値（Ｐ）より下記の
（１）、（２）式を用いてＫ1C（ＭＮ／ｍ2）及びエネ
ルギー値（Ｕ）よりＧ1C（ＫＪ／ｍ2）を求める。
（１）、（２）式においてはＳは支点間距離、ａは初期
クラック長、Ｂ及びＷはそれぞれ試験片の幅と高さであ
る。また、Ｙ及びφは補正項である。靭性破壊の場合
は、クラックの進行に対して（３）に示される式によっ
て表されるパラメーターＪ（ＫＪ／ｍ２）を求め、クラ
ック長に対してプロットし、クラック長を０に外挿した
値をＪ１Ｃと定義し、クラック開始に要するエネルギー
として破壊靭性値とする。 比較例１のように、炭素繊維を充填することによって破
壊挙動が靭性破壊から脆性破壊に変わることは好ましく
ない。実施例１及び２では、靭性破壊を示し、かつ破壊
靭性値も向上している。一方、実施例３及び４に示す様
に、長繊維を充填した場合は脆性破壊に変わるが、
Ｋ1C、Ｇ1C共に著しい向上を示した。
で得た繊維強化樹脂硬化体から３点曲げ試験片を切出し
破壊靭性値を求めた。破壊靭性値の求め方は破壊挙動の
違いによって異なる。荷重−変移曲線が破壊直前まで線
形性を示し、最大荷重時に一気に破壊が進む場合を脆性
破壊と定義し、荷重−変移曲線が非線形性を示し、破壊
がゆっくりと進行する場合を靭性破壊と定義する。脆性
破壊の場合は、破壊直前の最大荷重値（Ｐ）より下記の
（１）、（２）式を用いてＫ1C（ＭＮ／ｍ2）及びエネ
ルギー値（Ｕ）よりＧ1C（ＫＪ／ｍ2）を求める。
（１）、（２）式においてはＳは支点間距離、ａは初期
クラック長、Ｂ及びＷはそれぞれ試験片の幅と高さであ
る。また、Ｙ及びφは補正項である。靭性破壊の場合
は、クラックの進行に対して（３）に示される式によっ
て表されるパラメーターＪ（ＫＪ／ｍ２）を求め、クラ
ック長に対してプロットし、クラック長を０に外挿した
値をＪ１Ｃと定義し、クラック開始に要するエネルギー
として破壊靭性値とする。 比較例１のように、炭素繊維を充填することによって破
壊挙動が靭性破壊から脆性破壊に変わることは好ましく
ない。実施例１及び２では、靭性破壊を示し、かつ破壊
靭性値も向上している。一方、実施例３及び４に示す様
に、長繊維を充填した場合は脆性破壊に変わるが、
Ｋ1C、Ｇ1C共に著しい向上を示した。
【００２１】
【表１】
【００２２】次に、実施例３及び実施例４で繊維強化樹
脂硬化体と、繊維を含まない比較例４の樹脂硬化体につ
いて、その貯蔵弾性率（Ｓｔｒａｇｅ Ｍｏｄｕｌｕ
ｓ）（Ｐａ）の温度依存性を図１に示す。この場合の貯
蔵弾性率は、以下のようにして求められたものである。 （貯蔵弾性率）セイコーＤＭＳ１１０動的粘弾性測定装
置により、毎分２℃の温度上昇で、５Ｈｚの周波数によ
り測定した。図１からわかるように、本発明の繊維強化
樹脂硬化体の場合、広い温度範囲において高い弾性率を
示す。
脂硬化体と、繊維を含まない比較例４の樹脂硬化体につ
いて、その貯蔵弾性率（Ｓｔｒａｇｅ Ｍｏｄｕｌｕ
ｓ）（Ｐａ）の温度依存性を図１に示す。この場合の貯
蔵弾性率は、以下のようにして求められたものである。 （貯蔵弾性率）セイコーＤＭＳ１１０動的粘弾性測定装
置により、毎分２℃の温度上昇で、５Ｈｚの周波数によ
り測定した。図１からわかるように、本発明の繊維強化
樹脂硬化体の場合、広い温度範囲において高い弾性率を
示す。
【００２３】
【発明の効果】本発明による繊維強化樹脂硬化体は、ミ
クロボイドを含まず、機械的強度にすぐれるとともに、
高い靭性を有するものである。また、本発明の方法によ
れば、あらかじめ形成した熱硬化性樹脂、芳香族系ポリ
サルホン樹脂及びＮＢＲの混合物からなる樹脂粉体を成
形材料として用いることから、繊維強化樹脂硬化体を工
業的に有利に製造することができる。
クロボイドを含まず、機械的強度にすぐれるとともに、
高い靭性を有するものである。また、本発明の方法によ
れば、あらかじめ形成した熱硬化性樹脂、芳香族系ポリ
サルホン樹脂及びＮＢＲの混合物からなる樹脂粉体を成
形材料として用いることから、繊維強化樹脂硬化体を工
業的に有利に製造することができる。
【図１】実施例３、実施例４及び比較例４で得た樹脂硬
化体について、その貯蔵弾性率の温度依存性を示す。
化体について、その貯蔵弾性率の温度依存性を示す。
１ 実施例３の樹脂硬化体 ２ 実施例４の樹脂硬化体 ３ 比較例４の樹脂硬化体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 33/20 ＬＪＰ Ｃ０８Ｌ 63/00 ＮＫＡ 63/00 ＮＫＡ 71/10 ＬＱＫ 71/10 ＬＱＫ 75/00 ＮＧＦ 75/00 ＮＧＦ 7310−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｇ // Ｂ２９Ｌ 7:00 7310−4Ｆ Ｗ (72)発明者 セイド・アザール・ラシード・ハシミ インド国ボパール−462026、アールアール エルキャンパス ホサンガ・バード，ロー ド、サイエンティス・アパート、エスエー ／７
Claims (3)
- 【請求項１】 芳香族系ポリサルホン樹脂とアクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体と熱硬化性樹脂との混合物
からなる樹脂粉体と繊維からなる繊維強化熱硬化性樹脂
組成物。 - 【請求項２】 請求項１の繊維強化熱硬化性樹脂組成物
を加圧下において加熱し、その樹脂粉体を溶融硬化させ
ることを特徴とする繊維強化樹脂硬化体の製造方法。 - 【請求項３】 芳香族系ポリサルホン樹脂とアクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体と熱硬化性樹脂との混合物
からなる樹脂粉体をシート状に成形するとともに、この
樹脂シートに繊維質シートを積層し、得られた積層体を
加圧下において加熱し、その樹脂シートを溶融硬化させ
ることを特徴とする繊維強化樹脂硬化体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7150071A JP2726876B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 繊維強化熱硬化性樹脂組成物及び繊維強化樹脂硬化体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7150071A JP2726876B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 繊維強化熱硬化性樹脂組成物及び繊維強化樹脂硬化体の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9191689A Division JP2967187B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | 繊維強化樹脂硬化体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH093328A true JPH093328A (ja) | 1997-01-07 |
| JP2726876B2 JP2726876B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=15488892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7150071A Expired - Lifetime JP2726876B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 繊維強化熱硬化性樹脂組成物及び繊維強化樹脂硬化体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726876B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004276355A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Toray Ind Inc | プリフォームおよびそのプリフォームを用いた繊維強化樹脂複合体の製造方法 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP7150071A patent/JP2726876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004276355A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Toray Ind Inc | プリフォームおよびそのプリフォームを用いた繊維強化樹脂複合体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2726876B2 (ja) | 1998-03-11 |
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