JPH1086228A - Preparation of fiber-reinforced resin cured body - Google Patents
Preparation of fiber-reinforced resin cured bodyInfo
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- JPH1086228A JPH1086228A JP9191689A JP19168997A JPH1086228A JP H1086228 A JPH1086228 A JP H1086228A JP 9191689 A JP9191689 A JP 9191689A JP 19168997 A JP19168997 A JP 19168997A JP H1086228 A JPH1086228 A JP H1086228A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化樹脂硬化
体の製造方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a cured fiber reinforced resin.
【0002】[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。2. Description of the Related Art It is known that a thermosetting resin composition reinforced with fibers contains rubber or a thermoplastic resin as an additive in order to increase the toughness of the cured product. When such a composition is heated and cured, the additive causes phase separation in the cured thermosetting resin that forms a matrix phase with the curing of the thermosetting resin, and as a result, A cured resin having a sea-island structure in which domains of the additive are dispersed in the cured thermosetting resin is formed. On the other hand, in order to produce such a cured fiber-reinforced resin, a method of impregnating a thermosetting resin composition into a reinforcing fiber to form a prepreg, using the prepreg as a molding material, and thermally curing the prepreg is used. Generally adopted. However, in such a method, when the composition containing the additive is melted to impregnate the fibers, the operation of impregnating the fibers with the melt is remarkable because the viscosity of the melt is extremely high. Difficult and impractical.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、靭性の高い
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。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for industrially advantageously producing a cured product of a fiber-reinforced resin having high toughness.
【0004】[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。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have completed the present invention. That is, according to the present invention, a resin powder composed of a mixture of an aromatic polysulfone resin, an acrylonitrile-butadiene copolymer and a thermosetting resin is formed into a sheet shape, and a fibrous sheet is laminated on the resin sheet. Then, a method for producing a cured fiber reinforced resin characterized by heating the obtained laminate under pressure and melting and curing the resin sheet is provided.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the thermosetting resin used in the present invention, various known resins which are liquid or solid at ordinary temperature are used. Examples of such a resin include an epoxy resin, a guanamine resin, a diallyl phthalate resin, a phenol resin, a polyurethane, a maleic resin, a melamine resin, and a urea resin. These resins may contain, if necessary, a curing agent, a curing accelerator, a filler,
A coloring agent, a flame retardant and the like can be blended. In the present invention, it is particularly preferable to use an epoxy resin. As the aromatic polysulfone resin, conventionally known aromatic polysulfone resins, for example, Udel polysulphone
And polyethersulfone. Acrylonitrile-butadiene copolymer (hereinafter also referred to as NBR)
As the NBR, those generally known as NBR can be used, and the acrylonitrile content is not particularly limited, but is preferably 30% by weight or more, and preferably 35% by weight or more.
【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。In the present invention, the thermosetting resin, aromatic polysulfone resin and NBR are used as powder of a mixture in which they are uniformly mixed. In order to obtain this resin powder, the components are uniformly mixed in the presence of a solvent. In this case, the auxiliary additives are added and mixed as necessary. The solvent is removed from the obtained mixture to form a viscous liquid, which is poured into a mold, and the solvent is removed under vacuum to obtain a solid. In the solvent removing step, when the thermosetting resin is liquid at room temperature, the thermosetting resin forms a solid B-stage resin (prepolymer) at room temperature,
Heat. While this B-stage resin is solidified,
It still has thermosetting properties. Next, the solidified product is pulverized using a pulverizer to obtain a resin powder. This resin powder has thermosetting properties. The average particle size of the resin powder is not particularly limited, but is generally 300 μm or less,
Preferably 200 μm or less, more preferably 100 to 1
0 μm. When the mixing ratio of the thermosetting resin, the aromatic polysulfone resin and the NBR is shown, the thermosetting resin 10
The aromatic polysulfone resin is 2-2 to 0 parts by weight.
0 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight, NBR is 2 to 20 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight.
【0007】繊維としては、従来公知の各種の繊維が用
いられ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である。その繊維の長さは、通常、1
0mm以上であり、1〜10cm、好ましくは2〜5c
mである。繊維シートの厚さは特に制約されないが、通
常、1〜10mm、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。As the fibers, conventionally known various fibers are used, and in order to produce another resin cured body reinforced into fibers according to the present invention, first, the resin powder is formed into a sheet by using a pressure press. Mold into In this case, the temperature is lower than the curing temperature of the resin powder.
It is on the stage and shows thermosetting properties. In this case, the thickness of the resin sheet is 0.1 to 1 mm, preferably 0.2 to 0.5 mm. Next, a fiber sheet is laminated on the resin sheet. The fiber sheet in this case can be a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, a mat-like material, or the like. As the fiber, for example, aramid fiber, polyester fiber,
In addition to organic fibers such as nylon fiber and polypropylene fiber,
Examples include inorganic fibers such as carbon fibers and glass fibers. The thickness of these fibers is usually 1 to 50 μm, preferably 5 to 20 μm. The length of the fiber is usually 1
0 mm or more, 1 to 10 cm, preferably 2 to 5 c
m. The thickness of the fiber sheet is not particularly limited, but is usually 1 to 10 mm, preferably 2 to 5 mm. Although the number of laminations (the number of lamination surfaces) of the resin sheet and the fiber sheet is not particularly limited, it is usually 1 to 50, preferably 2 to 20. Further, it is preferable that the resin sheet and the fiber sheet are alternately stacked. The laminate of the resin sheet and the fiber sheet obtained as described above is placed in a press or a molding die and heated under pressure. The heating temperature in this case may be a temperature at which the resin sheet melts and cures.
The cured resin obtained as described above is reinforced by fibers and has good mechanical strength. The cured product has high toughness because it contains an aromatic polysulfone resin and NBR.
Further, in the cured product, a cured product composed of a thermosetting resin and an aromatic polysulfone resin forms a matrix phase, and NBR is dispersed as a domain in the matrix phase. This cured product has no defects such as microvoids, and the interface between the fiber and the matrix is also fixed.
【0008】[0008]
【実施例】次に、本発明を実施例、参考例及び比較例に
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。Next, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, Reference Examples and Comparative Examples. The parts described below are parts by weight.
【0009】(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。(Method for preparing resin powder) ICI was added to 100 parts of a mixed solvent consisting of 9 parts of methylene chloride and 1 part of methanol.
Polyethersulfone (PES) (trade name: Vi
trex 50003P) and 10 parts of acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR) (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) having an acrylonitrile content of 41% by weight, and a bisphenol A type epoxy resin (product of Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) Name: Epicoat 828) 80 parts and 4,4'-diaminodiphenylsulfone 20 parts were added to make a homogeneous solution. The solvent was evaporated and removed while stirring this liquid in an oil bath heated to 60 ° C., whereby a viscous and uniform liquid with a small amount of solvent remaining was obtained. This liquid was poured into a Teflon mold, which was heated to 140 ° C. and dried under vacuum.
After completely removing the solvent, the mixture was cooled to obtain a solid. This solid was pulverized to prepare a resin powder having a particle size of 40 mesh or less. This resin powder is in a B-stage state and exhibits thermosetting properties.
【0010】参考例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。Reference Example 1 An average length of 0.2 g was added to 10 g of the resin powder prepared by the above method.
1 g of carbon short fiber [KCF-100] (trade name, manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) having a fiber thickness of 14.5 μm and a uniform thickness of 50 kg / cm 2 . It was kept under pressure at 180 ° C. for 3 hours. By this operation,
The resin powder was melt-cured to obtain a cured fiber-reinforced resin in which carbon fibers were well dispersed. A sample was cut out from the cured resin, the sample was cut, and the cut surface was polished. Then, the NBR phase was selectively stained with osmic acid, and ED
When analyzed by X [energy dispersive X-ray analyzer, manufactured by Philips, model: DX-4], NBR forms a matrix phase, and a cured body composed of epoxy resin and PES forms domains (particles). Dispersion in the matrix phase was observed.
【0011】参考例2 参考例1において、樹脂粉体7gに炭素短繊維3gを添
加した以外は参考例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。Reference Example 2 A cured carbon fiber reinforced resin was obtained in the same manner as in Reference Example 1, except that 3 g of carbon powder was added to 7 g of the resin powder. A sample was cut out from the cured resin, the sample was cut, the cut surface was polished, and EDX analysis was performed. As a result, it was observed that the carbon fibers tended to aggregate at the PES portion forming the domain.
【0012】実施例1 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。Example 1 A resin powder prepared by the above-mentioned method was pressed and heated for 30 seconds under the conditions of a pressure of 1 MPa and a temperature of 140 ° C. for 30 seconds using a press machine, and was 0.2 mm thick and 220 g / weight. It has created a resin sheet of m 2. Next, the resin sheet is laid on a carbon fiber sheet having the same shape as that of the resin sheet, and a carbon fiber sheet is further laid thereon. 180 ° C, pressure: 5MPa
Under the conditions described above for 3 hours to obtain a cured resin body reinforced with carbon fibers. The carbon fiber sheet has a fiber length of 5
A carbon fiber having a fiber size of 7.0 μm and a fiber thickness of 7.0 μm was formed into a mat having a weight of 40 g / m 2 by using a separating and flying device. The cured carbon fiber reinforced resin obtained as described above contained 22.4% by volume of carbon fibers. In this method, a cured body composed of an epoxy resin and PES forms a matrix phase, and this matrix phase contains N
BR was dispersed as a domain. The fibers were uniformly dispersed in the matrix phase, and there were no defects such as microvoids, and the interface between the fibers and the matrix phase was also adhered.
【0013】実施例2 実施例1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1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。Example 2 In Example 1, a fiber sheet having a fiber length of 5 cm was used.
Resin cured body reinforced with aramid fiber in the same manner except that aramid fiber having a fiber thickness of 11.9 μm was formed into a mat shape having a weight of 32 g / m 2 by using a separating and flying device. I got This cured resin had a volume fraction of 9.1.
It contained 8% aramid fiber. In addition, as in the case of Example 1, the cured resin formed of an epoxy resin and PES forms a matrix phase of the cured resin,
The NBR was dispersed as domains in the matrix phase and was free of defects such as microvoids.
【0014】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、参考例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。Comparative Example 1 A mixed solvent of methylene chloride / methanol (mixing weight ratio = 9 /
1) 100 parts of polyether sulfone 15 g and NBR1
0 parts and 80 parts of epoxy resin (Epicoat 828) and 4,
To a homogeneous solution in which 20 parts of 4'-diaminodiphenylsulfone was dissolved, 10 parts of the short carbon fiber shown in Reference Example 1 was added, and the mixture was stirred well and the solvent was removed.
For 3 hours to produce a cured carbon fiber reinforced resin.
This cured resin contained 5.82% by volume of carbon fibers. Further, this one contained microvoids.
【0015】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。Comparative Example 2 A cured carbon fiber reinforced resin was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the blending amount of the short carbon fiber was changed to 15 parts. It contained 7.63% by volume of carbon fibers.
Further, this one contained microvoids.
【0016】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。As described above, the cured resin bodies of Comparative Examples 1 and 2 have microvoids, because it is difficult to completely remove the solvent in the solvent removing step. is there. According to the experiment, when the content of the fiber became 10 vol% or more, Comparative Examples 1 and 2
In this case, it has been confirmed that complete removal of the solvent becomes almost impossible, and microvoids are inevitably generated in the obtained cured resin.
【0017】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。Comparative Example 3 An attempt was made to produce a cured aramid fiber reinforced resin by blending 1.25 parts of aramid short fiber instead of carbon fiber. The fibers could not be kneaded smoothly.
【0018】比較例4 前記樹脂粉体を参考例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。Comparative Example 4 The resin powder was melt-cured under the same conditions as shown in Reference Example 1 to obtain a cured resin containing no fibers.
【0019】次に、前記参考例1〜2、実施例1〜2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。参考例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1及び2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。Next, a three-point bending test piece was cut out from the cured fiber reinforced resin obtained in Reference Examples 1-2, Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 to determine the fracture toughness value. The method of obtaining the fracture toughness differs depending on the difference in fracture behavior. The case where the load-transition curve shows linearity until immediately before fracture, and the fracture progresses at a burst at the maximum load is defined as brittle fracture, and the case where the load-transition curve shows nonlinearity and the fracture progresses slowly is defined as toughness fracture. I do. In the case of brittle fracture, use the following formulas (1) and (2) to calculate K 1C (MN
/ M 2 ) and energy value (U) from G 1C (KJ / m 2 )
Ask for. In equations (1) and (2), S is the distance between fulcrums, a is the initial crack length, and B and W are the width and height of the test piece, respectively. Y and φ are correction terms. In the case of toughness fracture, a parameter J (KJ / m 2 ) represented by the equation shown in (3) is obtained for the progress of the crack, and plotted against the crack length.
The value extrapolated to is defined as J 1C and the energy required for crack initiation is taken as the fracture toughness value. As in Comparative Example 1, it is not preferable that the fracture behavior is changed from tough fracture to brittle fracture by filling with carbon fibers. In Reference Examples 1 and 2, toughness fracture was exhibited, and the fracture toughness value was also improved. On the other hand, as shown in Examples 1 and 2, when filled with long fibers, it changes to brittle fracture,
Both K 1C and G 1C showed remarkable improvements.
【0020】[0020]
【表1】 [Table 1]
【0021】次に、実施例1及び実施例2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。Next, the storage modulus (Storage Module) of each of the cured fiber reinforced resin in Examples 1 and 2 and the cured resin of Comparative Example 4 containing no fiber was measured.
s) The temperature dependence of (Pa) is shown in FIG. The storage modulus in this case was determined as follows. (Storage modulus) Measured at a frequency of 5 Hz at a temperature rise of 2 ° C. per minute by a Seiko DMS110 dynamic viscoelasticity measuring apparatus. As can be seen from FIG. 1, the cured body of the fiber-reinforced resin of the present invention shows a high elastic modulus over a wide temperature range.
【0022】[0022]
【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。The cured product of the fiber reinforced resin according to the present invention does not contain microvoids and has excellent mechanical strength.
It has high toughness. Further, according to the method of the present invention, since a resin powder composed of a mixture of a thermosetting resin, an aromatic polysulfone resin and NBR formed in advance is used as a molding material, a cured fiber-reinforced resin is industrially advantageous. Can be manufactured.
【図1】実施例1、実施例2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。FIG. 1 shows the temperature dependence of the storage elastic modulus of the cured resin obtained in Example 1, Example 2, and Comparative Example 4.
【符号の説明】 1 実施例1の樹脂硬化体 2 実施例2の樹脂硬化体 3 比較例4の樹脂硬化体[Description of Signs] 1 Cured resin of Example 1 2 Cured resin of Example 2 3 Cured resin of Comparative Example 4
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 63/00 C08L 63/00 71/10 71/10 75/00 75/00 81/06 81/06 // B29K 105:08 B29C 67/14 W B29L 7:00 (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──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08L 63/00 C08L 63/00 71/10 71/10 75/00 75/00 81/06 81/06 // B29K 105: 08 B29C 67/14 W B29L 7:00 (72) Inventor Seid Hazard Rashid Hashimi Bhopal, India-462026, R.R.
Claims (1)
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。A resin powder comprising a mixture of an aromatic polysulfone resin, an acrylonitrile-butadiene copolymer and a thermosetting resin is formed into a sheet, and a fibrous sheet is laminated on the resin sheet. A method for producing a cured fiber-reinforced resin, characterized in that the laminated body is heated under pressure and the resin sheet is melt-cured.
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JP7150071A Division JP2726876B2 (en) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | Fiber reinforced thermosetting resin composition and method for producing cured fiber reinforced resin |
Publications (2)
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-
1997
- 1997-07-17 JP JP9191689A patent/JP2967187B2/en not_active Expired - Lifetime
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