JPS63170428A - Production of prepreg - Google Patents

Production of prepreg

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JPS63170428A
JPS63170428A JP54987A JP54987A JPS63170428A JP S63170428 A JPS63170428 A JP S63170428A JP 54987 A JP54987 A JP 54987A JP 54987 A JP54987 A JP 54987A JP S63170428 A JPS63170428 A JP S63170428A
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resin
fine particles
prepreg
resins
base resin
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松崎 陽充
Hajime Kishi
肇 岸
Takeji Nakae
中江 武次
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Toray Industries Inc
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Abstract

PURPOSE:To obtain a prepreg having remarkably improved tensile strength in the direction other than the fiber axis direction, interlaminar strength, etc., while sustaining tackiness and flexibility, by combing a blend of a base resin and fine resin particles with a blend of the base resin and reinforcing filaments. CONSTITUTION:A base resin is blended with fine particles made of a resin as a material to prepare a blend. The base resin is blended with reinforcing fibers consisting of filaments to prepare a blend and both blends are then combined. An epoxy resin, particularly made from an aromatic amine represented by tetraglycidyldiaminodiphenylmethane as a precursor is preferred as the base resin. Polyamide, polyacetal, polyaramid, etc., are used as the fine resin particles and particle diameter thereof is 0.01-150mum, preferably 0.1-100mum.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、先進複合材料として、強度、弾性率、さらに
はこれらを比重で除した、比強度、比弾性率の大なるこ
とを要求される構造体に用いられるプリプレグの製造方
法に関する。さらに詳しくは、プリプレグの粘着性と柔
軟性を確保しつつ、強化繊維の繊維軸方向以外の強度、
特に、非w4帷軸引張強度、層間強度、層間靭性、耐衝
撃性に対して顕著に改良のなされた構造体を与えるプリ
プレグの製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is an advanced composite material that is required to have high strength, high elastic modulus, and high specific strength and high specific elastic modulus, which are obtained by dividing these by specific gravity. The present invention relates to a method for manufacturing prepreg used in structures such as More specifically, while ensuring the adhesiveness and flexibility of the prepreg, the strength of the reinforcing fibers in directions other than the fiber axis,
In particular, the present invention relates to a prepreg manufacturing method that provides a structure with significantly improved non-W4 transverse tensile strength, interlaminar strength, interlaminar toughness, and impact resistance.

[従来の技術] 先進複合材料は、強化IIi帷と、マトリックス樹脂を
必須の構成要素とする不均一材料であり、このため、繊
維軸方向の物性とそれ以外の方向の物性に大きな差が存
在する。たとえば、落錘衝撃に対する抵抗性は層間剥離
強度によって支配され、強化繊維の強度を向上させても
扱本的な改良には結びつかないことが知られている。こ
のため、繊維軸方向以外の物性を改良することを目的と
して、マトリックス樹脂の靭性を改良することの他に、
種々の方法による改良が提案されている。
[Conventional technology] Advanced composite materials are non-uniform materials that have a reinforced IIi cloth and a matrix resin as essential components, and therefore there is a large difference between the physical properties in the fiber axis direction and the physical properties in other directions. do. For example, it is known that resistance to falling weight impact is controlled by delamination strength, and improving the strength of reinforcing fibers does not lead to substantial improvements. For this reason, in addition to improving the toughness of the matrix resin, with the aim of improving physical properties in directions other than the fiber axis direction,
Improvements have been proposed in various ways.

■LJSP  3,472,730(1969年)では
、m維強化シートの片面あるいは両面にエラストマー性
物質により改質した熱硬化性樹脂からなる独立外層フィ
ルム(Separate Exterior Film
)を配することにより層間剥離力の改善がなされること
が開示されている。
■LJSP 3,472,730 (1969) states that a separate exterior film (Separate Exterior Film) consisting of a thermosetting resin modified with an elastomeric substance on one or both sides of an m-fiber reinforced sheet is proposed.
) is disclosed to improve the interlayer peeling force.

■特開昭51−58484  (特公昭58−3129
6 )では、繊維強化エポキシ樹脂プリプレグの表面に
ポリエーテルスルホンフィルムを存在させることで、成
形性および曲げ強度の改善がなされることが開示されて
いる。
■Japanese Patent Publication No. 51-58484 (Japanese Patent Publication No. 58-3129
6) discloses that moldability and bending strength can be improved by providing a polyether sulfone film on the surface of a fiber-reinforced epoxy resin prepreg.

■特開昭54−3879.特開昭56−115216.
特開昭60−44334では、繊維強化シートの層間に
短繊維チップ、チョツプドストランド、ミルドファイバ
ーを配し、層間強度の向上がなされることが開示されて
いる。
■Unexamined Japanese Patent Publication No. 54-3879. Japanese Patent Publication No. 56-115216.
JP-A No. 60-44334 discloses that short fiber chips, chopped strands, and milled fibers are arranged between the layers of a fiber-reinforced sheet to improve the interlayer strength.

■特開昭60−63229では、繊維強化プリプレグの
層間にエラストマーで改質したエポキシ樹脂フィルムを
配して層間強度の改善がなされることが開示されている
(1) JP-A-60-63229 discloses that interlaminar strength can be improved by disposing an epoxy resin film modified with an elastomer between the layers of fiber-reinforced prepreg.

■U S P 4,539,253 (1985年)(
対応特開昭6O−231738)では、繊維強化プリプ
レグの層間に軽量lI維を基材とする不織布、織布、マ
ット、キャリアーにエラストマーで改質したエポキシ樹
脂を含浸させたフィルムを配して眉間強度の改善がなさ
れることが開示されている。
■U.S.P. 4,539,253 (1985) (
In the corresponding Japanese Patent Application Laid-Open No. 6O-231738), a nonwoven fabric, woven fabric, mat, or a film made of a carrier impregnated with an epoxy resin modified with an elastomer is placed between the layers of fiber-reinforced prepreg, and a film made of a carrier impregnated with an epoxy resin modified with an elastomer is arranged between the layers of fiber reinforced prepreg. It is disclosed that an improvement in strength is achieved.

■U S P 4,604,319 (1986年)(
対応特開昭60−231738 >では、繊維強化プリ
プレグの層間に熱可塑性樹脂フィルムを配して層間強度
の改善がなされることが開示されている。
■U.S.P. 4,604,319 (1986) (
The corresponding Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-231738 discloses that interlaminar strength is improved by disposing a thermoplastic resin film between the layers of fiber-reinforced prepreg.

これらの手法は、その効果が不十分であるばかりでなく
、それぞれに欠点を有している。エラストマー改質熱硬
化性樹脂を含む独立外層フィルムを用いた場合には、エ
ラストマーの含量が多くなると耐熱性が低下し、エラス
トマーの含量が少ないと層間強度の改善効果は、非常に
少ない。
These methods are not only insufficiently effective, but also have their own drawbacks. When using an independent outer layer film containing an elastomer-modified thermosetting resin, the heat resistance decreases when the elastomer content increases, and the effect of improving interlaminar strength is very small when the elastomer content is low.

また、熱可塑性樹脂フィルムを用いた場合には耐熱性の
良好な熱可塑性樹脂フィルムを用いることにより耐熱性
と層間強度の改善効果の両立がなされるが熱硬化性樹脂
の利点である粘着性が失われる。また、耐溶剤性が良く
ないという熱可塑性樹脂の一般的欠点が複合材料に反映
してしまう。
In addition, when a thermoplastic resin film is used, it is possible to achieve both heat resistance and interlaminar strength improvement effects by using a thermoplastic resin film with good heat resistance, but the adhesiveness, which is an advantage of thermosetting resin, is Lost. Moreover, the general drawback of thermoplastic resins, such as poor solvent resistance, is reflected in the composite material.

また、短aimチョップ、チョツプドストランドミルド
ファイバーを用いることは、層間を厚くするため、コン
ポジット全体としての強度低下を招く。
Furthermore, the use of short aim chopped or chopped strand milled fibers increases the thickness of the interlayers, resulting in a decrease in the strength of the composite as a whole.

なお、特開昭58−205758には、シートモールデ
ィングコンパウンドの表面に熱可塑性樹脂の粉末を付着
せしめることで表面の保護、着色を容易にする効果が示
されているが、本発明とは構成、効果が、全く異なって
いる。また、特公昭61−29265には、シート材料
の外層にそれより薄いシート材料を密着させた複合シー
トを用いて、仕上り外観の良好な複合材料を得ているが
、これも本発明とは構成、効果が、全く異なっている。
Note that JP-A-58-205758 discloses the effect of attaching thermoplastic resin powder to the surface of a sheet molding compound to facilitate surface protection and coloring. The effects are completely different. Furthermore, in Japanese Patent Publication No. 61-29265, a composite sheet with a thinner sheet material adhered to the outer layer of the sheet material is used to obtain a composite material with a good finished appearance, but this is also different from the present invention. , the effects are completely different.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明者らはこれらの問題点を解決すべく鋭意検討を行
なった結果、上記欠点のない、かつ、物性が大幅に改良
された複合材料を与えるプリプレグの製造方法を発明す
るに至った。
[Problems to be Solved by the Invention] As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have developed a prepreg that does not have the above drawbacks and provides a composite material with significantly improved physical properties. This led to the invention of a manufacturing method.

[問題点を解決するための手段] 本願発明は前記特許請求の範囲の欄に記載のとおりの構
成を有する。
[Means for Solving the Problems] The present invention has the configuration as described in the claims section.

本発明に構成要素[A]として用いられる要素は長ti
1.Mから成る強化繊維である。本発明に用いる強化繊
維は、一般に先進複合材料として用いられる耐熱性およ
び引張強度の良好な繊維である。
The element used as the component [A] in the present invention has a long ti
1. It is a reinforcing fiber made of M. The reinforcing fibers used in the present invention are fibers with good heat resistance and tensile strength that are generally used as advanced composite materials.

たとえば、その強化繊維には、炭素繊維、黒鉛繊維、有
機高弾性繊維(例えばアラミド繊維等)、炭化ケイ素繊
維、アルミナ繊維、ボロン繊維、タングステンカーバイ
ドv7A維、ガラス繊維があげられる。このような補強
Il維は、同じプリプレグについてただ1種類のものを
使用してもよいし、異なる種類の補強繊維を規則的に、
または不規則に並べて使用してもよい。通常、比強度、
比弾性率が高いことを要求される用途には単一方向プリ
プレグが最も適しているが、長繊維マットや織物などの
シート形態や組み紐などあらかじめ加工したものを使用
することも可能である。
For example, the reinforcing fibers include carbon fibers, graphite fibers, organic high modulus fibers (such as aramid fibers), silicon carbide fibers, alumina fibers, boron fibers, tungsten carbide V7A fibers, and glass fibers. Only one type of such reinforcing fibers may be used for the same prepreg, or different types of reinforcing fibers may be used regularly.
Or they may be used in irregular rows. Usually specific strength,
Although unidirectional prepreg is most suitable for applications requiring a high specific modulus, it is also possible to use pre-processed prepregs such as sheet forms such as long fiber mats and woven fabrics, and braided cords.

本発明に構成要素[B]として用いられる要素はベース
樹脂でおる。
The element used as component [B] in the present invention is a base resin.

本発明に用いるベース樹脂には熱硬化性樹脂および熱硬
化性樹脂と熱可塑性樹脂を混合した樹脂が挙げられる。
Base resins used in the present invention include thermosetting resins and resins in which thermosetting resins and thermoplastic resins are mixed.

本発明に用いる熱硬化性樹脂は、熱または光や電子線な
どの外部からのエネルギーにより硬化して、少なくとも
部分的に三次元硬化物を形成する樹脂であれば特に限定
されない。好ましい熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、アセチレン末端
を有する樹脂、ビニル末端を有する樹脂、アリル末端を
有する樹脂、ナジック酸末端を有する樹脂、シアン酸エ
ステル末端を有する樹脂があげられる。これらは、一般
に硬化剤や硬化触媒と組合せて用いることができる。ま
た、適宜、これらの熱硬化性樹脂を混合して用いること
も可能である。
The thermosetting resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin that can be cured by heat or external energy such as light or an electron beam to at least partially form a three-dimensional cured product. Preferred thermosetting resins include epoxy resins, maleimide resins, polyimide resins, resins with acetylene ends, resins with vinyl ends, resins with allyl ends, resins with nadic acid ends, and resins with cyanate ester ends. can give. These can generally be used in combination with a curing agent or a curing catalyst. Moreover, it is also possible to use a mixture of these thermosetting resins as appropriate.

本発明に適した熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が用い
られる。特に、アミン類、フェノール類、炭素炭素二重
結合を有する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂が好ま
しい。具体的には、アミン類を前駆体とするエポキシ樹
脂として、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−p−アミノフェノール、トリグリシ
ジル−m−アミノフェノール、トリグリシジルアミノフ
レゾールの各種異性体、フェノール類を前駆体とするエ
ポキシ樹脂として、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、ビスフェノールS型
エポキシ樹脂、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、炭素炭素二重結
合を有する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂としては
脂環式エポキシ樹脂等が、あげられるが、これに限定さ
れない。
Epoxy resin is used as a thermosetting resin suitable for the present invention. Particularly preferred are epoxy resins whose precursors are amines, phenols, and compounds having carbon-carbon double bonds. Specifically, various isomers of tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl-m-aminophenol, triglycidyl-m-aminophenol, and phenols are used as epoxy resins using amines as precursors. As the epoxy resin used as a precursor, bisphenol A type epoxy resin,
Bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin,
Examples of the cresol novolak type epoxy resin and the epoxy resin whose precursor is a compound having a carbon-carbon double bond include, but are not limited to, alicyclic epoxy resins.

またこれらのエポキシ樹脂をブロム化したブロム化エポ
キシ樹脂も用いられる。テトラグリシジルジアミノジフ
ェニルメタンに代表される芳香族アミンを前駆体とする
エポキシ樹脂は耐熱性が良好で強化繊維との接着性が良
好なため本発明に最も適している。
Brominated epoxy resins obtained by brominating these epoxy resins may also be used. Epoxy resins whose precursors are aromatic amines such as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane are most suitable for the present invention because they have good heat resistance and good adhesion to reinforcing fibers.

エポキシ樹脂はエポキシ硬化剤と組合せて、好ましく用
いられる。エポキシ硬化剤はエポキシ基と反応しうる活
性基を有する化合物であればこれを用いることができる
。好ましくは、アミノ基、酸無水物基、アジド基を有す
る化合物が適している。具体的には、ジシアンジアミド
、ジアミノジフェニルスルホンの各種異性体、アミノ安
息香酸エステル類が適している。具体的に説明すると、
ジシアンジアミドはプリプレグの保存性に優れるため好
んで用いられる。またジアミノジフェニルスルホンの各
種異性体は、耐熱性の良好な硬化物を与えるため本発明
には最も適している。アミノ安息香酸エステル類として
は、トリメチレングリコールジ−p−アミノベンゾエー
トやネオペンチルグリコールジ−p−アミノベンゾエー
トが好んで用いられ、ジアミノジフェニルスルホンに比
較して、耐熱性に劣るものの、引張強度に優れるため、
用途に応じて選択して用いられる。
Epoxy resins are preferably used in combination with epoxy curing agents. Any compound having an active group capable of reacting with an epoxy group can be used as the epoxy curing agent. Preferably, compounds having an amino group, an acid anhydride group, or an azide group are suitable. Specifically, dicyandiamide, various isomers of diaminodiphenylsulfone, and aminobenzoic acid esters are suitable. To explain specifically,
Dicyandiamide is preferably used because it has excellent pre-preg stability. Further, various isomers of diaminodiphenylsulfone are most suitable for the present invention because they give cured products with good heat resistance. As aminobenzoic acid esters, trimethylene glycol di-p-aminobenzoate and neopentyl glycol di-p-aminobenzoate are preferably used, and although they have inferior heat resistance compared to diaminodiphenylsulfone, they have good tensile strength. To excel,
It is selected and used depending on the purpose.

本発明に、マトリックス樹脂として、上記の熱硬化性樹
脂に熱可塑性樹脂を混合して用いることも好適である。
In the present invention, it is also suitable to use a mixture of the above thermosetting resin and a thermoplastic resin as the matrix resin.

本発明に好適な熱可塑性樹脂は、主鎖に、炭素炭素結合
、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結
合、カーボネート結合、ウレタン結合、尿素結合、チオ
エーテル結合、スルホン結合、イミダゾール結合、カル
ボニル結合から選ばれる結合を有する熱可塑性樹脂であ
り、より好ましくは、ポリアクリレート、ポリアミド、
ポリアラミド、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリベンズイミダゾール、ポリ
イミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエー
テルスルホン、ポリエーテルエーテルケトンのようなエ
ンジニアニングプラスチックに属する熱可塑性樹脂の一
群である。特に、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエー
テルケトンは耐熱性に優れるので本発明に最適である。
Thermoplastic resins suitable for the present invention include carbon-carbon bonds, amide bonds, imide bonds, ester bonds, ether bonds, carbonate bonds, urethane bonds, urea bonds, thioether bonds, sulfone bonds, imidazole bonds, and carbonyl bonds in the main chain. A thermoplastic resin having a bond selected from, more preferably polyacrylate, polyamide,
It is a group of thermoplastic resins belonging to engineering plastics such as polyaramid, polyester, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polybenzimidazole, polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyether sulfone, and polyether ether ketone. In particular, polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyether sulfone, and polyether ether ketone are optimal for the present invention because they have excellent heat resistance.

これらの熱可塑性樹脂は、市販のポリマーを用いても良
く、また、市販のポリマーより分子量の低い、いわゆる
オリゴマーを用いても良い。オリゴマーとしては、熱硬
化性樹脂と反応しうる官能基を末端または分子鎖中に有
するオリゴマーがさらに好ましい。
As these thermoplastic resins, commercially available polymers may be used, or so-called oligomers having a lower molecular weight than commercially available polymers may be used. As the oligomer, an oligomer having a functional group capable of reacting with the thermosetting resin at the terminal or in the molecular chain is more preferable.

熱硬化性樹脂と反応しうる官能基を末端または分子鎖中
に有するオリゴマーを用いた例としては、官能基として
芳香族アミンを末端に有し、ポリスルホン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリエーテルケトンを骨格とする例があり
、特開昭60−154206よび特開昭[>1−212
543および特開昭fly1−212544が、挙げら
れる。また、J、 E、 HcGrathらも第31回
サンベシンポジウム(31th 5AHPE(198B
)580)で発表している。また、特開昭61−228
016においても同様の例が示されている。これらによ
るといずれも耐熱性が良好で靭性の高い硬化物を与えて
いることがわかる。また、官能基として芳香族アミンを
末端に有し、ポリスルホンを骨格とする例として、特開
昭58−134111および特開昭59−36127が
示され、J、E、HcGrathらも第30回サンベシ
ンポジウム(30th 5AHPE(1985)947
)で発表している。これらは、耐熱性が良好で靭性の高
い硬化物を与えていることを示している。
An example of using an oligomer that has a functional group at the end or in the molecular chain that can react with a thermosetting resin is an oligomer that has an aromatic amine at the end as a functional group and a backbone of polysulfone, polyethersulfone, or polyetherketone. There are examples of JP-A-60-154206 and JP-A-Sho [>1-212].
543 and JP-A-Sho fly1-212544. J, E, HcGrath et al. also attended the 31st Sambe Symposium (31th 5AHPE (198B
)580). Also, JP-A-61-228
A similar example is also shown in 016. According to these results, it can be seen that all cured products have good heat resistance and high toughness. In addition, examples of having an aromatic amine at the end as a functional group and having a polysulfone skeleton are shown in JP-A-58-134111 and JP-A-59-36127, and J.E., HcGrath et al. Symposium (30th 5AHPE (1985) 947
) has been announced. These results indicate that a cured product with good heat resistance and high toughness was obtained.

このように熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物は、熱
硬化性樹脂を単独で用いた場合より良好な結果を与える
。これは、熱硬化性樹脂が、一般に脆い欠点を有しなが
らオートゲレープによる低圧成型が可能であるのに対し
て、熱可塑性樹脂が、一般に強靭でおる利点を有しなが
らオートクレーブによる低圧成型が困難であるという二
律背反した特性を示すため、これらを混合して用いるこ
とで物性と成形性のバランスをとることができるためで
ある。
Thus, mixtures of thermosetting resins and thermoplastic resins give better results than when thermosetting resins are used alone. This is because thermosetting resins generally have the disadvantage of being brittle but can be molded at low pressure using an autoclave, whereas thermoplastic resins have the advantage of being tough but are difficult to mold at low pressure using an autoclave. This is because they exhibit contradictory properties, so by mixing and using them, it is possible to balance physical properties and moldability.

成形性は最も単純には樹脂組成物の昇温過程における最
低粘度で表される。プリプレグに適した最低粘度の下限
はプリプレグ中の樹脂含有量や積層の枚数や硬化方法や
硬化条件(温度、圧力)により著しく異なるため、−概
に規定できないが、オートクレーブを用いた成形では、
一般には1ポイズ以上、より好ましくは10ボイズ以上
が適し、積層枚数が増えるとさらに最低粘度の高い樹脂
系(例えば10〜100ポイズ)が最適となる。
Moldability is expressed most simply by the lowest viscosity of the resin composition during the temperature rising process. The lower limit of the minimum viscosity suitable for prepreg cannot be generally defined, as it varies significantly depending on the resin content in the prepreg, the number of layers, the curing method, and the curing conditions (temperature, pressure), but when molding using an autoclave,
Generally, 1 poise or more, more preferably 10 poise or more is suitable, and as the number of laminated sheets increases, a resin system with a higher minimum viscosity (for example, 10 to 100 poise) becomes optimal.

昇温過程の粘度は、コーンプレート式回転粘度計あるい
は、B型粘度計を用いて測定できる。昇温速度は、一般
に0.5〜5℃が適当であるが、昇温速度を変化させる
と粘度挙動も変化するので一般には毎分1〜2℃の昇温
速度で測定される。
The viscosity during the heating process can be measured using a cone-plate rotational viscometer or a B-type viscometer. Generally, a suitable temperature increase rate is 0.5 to 5°C, but since changing the temperature increase rate also changes viscosity behavior, measurements are generally made at a temperature increase rate of 1 to 2°C per minute.

以上により、マトリックス樹脂100重量部に対する熱
可塑性樹脂成分は0〜50重量%、より好ましくは0〜
30重量%である。
According to the above, the thermoplastic resin component is 0 to 50% by weight, more preferably 0 to 50% by weight based on 100 parts by weight of the matrix resin.
It is 30% by weight.

構成要素[C]は熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂のいず
れか、または、その両者を素材とする微粒子であること
が必要である。
Component [C] needs to be fine particles made of either a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or both.

微粒子であればベース樹脂と混ぜたときにベース樹脂中
に分散した状態で存在するため、みかけ上マトリックス
樹脂にはベース樹脂の特性が支配的に現れ、強化繊維に
含浸した時でもベース樹脂のもつ粘着性および変形性(
ドレープ性)を保持し、取扱い性に優れたプリプレグを
得ることができる。したがって、微粒子の特性としては
粘着性および変形性(ドレープ性)が要求されないため
、微粒子として選択出来る素材は広範に及ぶ。
Since fine particles exist in a dispersed state in the base resin when mixed with the base resin, the characteristics of the base resin appear to be dominant in the matrix resin, and even when impregnated into reinforcing fibers, the properties of the base resin are Adhesion and deformability (
It is possible to obtain a prepreg that maintains drapability) and has excellent handling properties. Therefore, since adhesiveness and deformability (drapeability) are not required as characteristics of the fine particles, there is a wide range of materials that can be selected for the fine particles.

このため従来、性能が勝れているにもかかわらずマトリ
ックス樹脂として使用することが困難であった樹脂でも
微粒子化して用いることによりマトリックス樹脂を構成
する成分として使用し、マトリックス樹脂の性能を改良
することができる。
For this reason, even resins that have conventionally been difficult to use as matrix resins despite their superior performance can be made into fine particles and used as constituent components of matrix resins, improving the performance of matrix resins. be able to.

微粒子として用いる熱硬化性樹脂とは、熱または光や電
子線などの外部からのエネルギーにより硬化して、少な
くとも部分的に三次元架橋体を形成する樹脂すべてをさ
す。好ましい熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、
アリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、マレイミ
ド樹脂、ポリイミド樹脂、アセチレン末端を有する樹脂
、ビニル末端を有する樹脂、アリル末端を有する樹脂、
ナジック酸末端を有する樹脂、シアン酸エステル末端を
有する樹脂がめげられる。市販品として入手可能な熱硬
化性樹脂微粒子としては、たとえば、東し■製エポキシ
樹脂トレパールEP−B。
The thermosetting resin used as fine particles refers to all resins that are cured by heat or external energy such as light or electron beams to at least partially form a three-dimensional crosslinked body. Preferred thermosetting resins include epoxy resins, phenolic resins, unsaturated polyester resins, amino resins,
Allyl resin, silicone resin, urethane resin, maleimide resin, polyimide resin, resin with acetylene end, resin with vinyl end, resin with allyl end,
Resins with nadic acid ends and resins with cyanate ester ends are included. As a commercially available thermosetting resin fine particle, for example, the epoxy resin Torepar EP-B manufactured by Toshiki Co., Ltd. is used.

鐘紡■製フェノール樹脂ベルバールR−800などが挙
げられる。また、微粒子を市販品として入手することが
できない場合でも上記の樹脂を粉砕することにより微粒
子化することが可能であるし、さらに分級することによ
り希望の粒子径の範囲のものだけを使用することができ
る。
Examples include phenolic resin Belval R-800 manufactured by Kanebo. Furthermore, even if fine particles cannot be obtained as a commercial product, it is possible to make them into fine particles by crushing the above-mentioned resin, and by further classification, it is possible to use only particles within the desired particle size range. Can be done.

微粒子として熱可塑性樹脂を用いることも本発明にとっ
て好適である。本発明に好適な熱可塑性樹脂は、主鎖に
、炭素炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結
合、エーテル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、
尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イミダゾ
ール結合、カルボニル結合から選ばれる結合を有する熱
可塑性樹脂であるが、分子内に部分的架橋構造を有する
ものでもさしつかえない。具体的には、ポリアクリレー
ト、ポリ酢酸ビニル、ポリスチロールに代表されるビニ
ル系樹脂、ポリアミド、ポリアラミド、ポリエステル、
ポリアセタール、ポリカーボナート、ポリフェニレンオ
キシド、ポリフェニレンスルフィド、ボリアリレート、
ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリエーテルエーテルケトンのようなエンジ
ネアリングプラスチックに属する熱可塑性樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレンに代表される炭化水素系樹脂、
酢酸セルロース、wI酸セルロースに代表されるセルロ
ース誘導体が挙げられる。
It is also suitable for the present invention to use a thermoplastic resin as the fine particles. Thermoplastic resins suitable for the present invention include carbon-carbon bonds, amide bonds, imide bonds, ester bonds, ether bonds, carbonate bonds, urethane bonds,
The thermoplastic resin has a bond selected from a urea bond, a thioether bond, a sulfone bond, an imidazole bond, and a carbonyl bond, but may have a partially crosslinked structure within the molecule. Specifically, vinyl resins such as polyacrylate, polyvinyl acetate, and polystyrene, polyamide, polyaramid, polyester,
Polyacetal, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyarylate,
Thermoplastic resins belonging to engineering plastics such as polybenzimidazole, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, and polyetheretherketone; hydrocarbon resins represented by polyethylene and polypropylene;
Examples include cellulose derivatives represented by cellulose acetate and cellulose wI acid.

特に、ポリアミド、ポリカーボナート、ポリアセタール
、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド
、ボリアリレート、ポリエステル、ポリアミドイミド、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ
アラミド、ポリベンゾイミダゾールは耐衝撃性に優れる
ので本発明に使用する微粒子の素材として適している。
In particular, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyester, polyamideimide,
Polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyaramid, and polybenzimidazole have excellent impact resistance and are therefore suitable as materials for the fine particles used in the present invention.

この中でもポリアミドの靭性は特に優れており非晶質透
明ナイロンに属するものを使用することにより耐熱性を
も兼ね備えることができる。市販品として入手可能な熱
可塑性樹脂微粒子としては、例えば、東し■製ナイロン
12微粒子5P−500、日本合成ゴム■製アクリル系
微粒子MP−1000などが挙げられる。また、微粒子
を市販品として入手することができない場合でも上記の
樹脂を粉砕することにより微粒子化することが可能であ
るし、さらに分級することにより希望の粒子径の範囲の
ものだけを使用することができる。
Among these, polyamide has particularly excellent toughness, and by using a polyamide that belongs to the amorphous transparent nylon category, it can also have heat resistance. Commercially available thermoplastic resin fine particles include, for example, nylon 12 fine particles 5P-500 manufactured by Toshishi Corporation, and acrylic fine particles MP-1000 manufactured by Japan Synthetic Rubber ■. Furthermore, even if fine particles cannot be obtained as a commercial product, it is possible to make them into fine particles by crushing the above-mentioned resin, and by further classification, it is possible to use only particles within the desired particle size range. Can be done.

微粒子として、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物を
用いることも好適である。その際の好適な熱硬化性樹脂
、熱可塑性樹脂は上述と同一である。例えばフェノール
樹脂とナイロン樹脂との混合物とすればナイロン樹脂の
靭性を維持したままナイロン樹脂の吸水率を低下させて
Toを上げるため耐熱耐水性に優れた粒子成分とするこ
とができる。
It is also suitable to use a mixture of a thermosetting resin and a thermoplastic resin as the fine particles. Suitable thermosetting resins and thermoplastic resins in this case are the same as those mentioned above. For example, if a mixture of a phenol resin and a nylon resin is used, the water absorption rate of the nylon resin is lowered and To is increased while maintaining the toughness of the nylon resin, so that a particle component with excellent heat and water resistance can be obtained.

微粒子の分布については、プリプレグの表面層、すなわ
ち、成形して複合材料になった場合のプリプレグシート
とプリプレグシートの間に片寄って存在することが好ま
しい。
Regarding the distribution of the fine particles, it is preferable that they exist in the surface layer of the prepreg, that is, in the space between the prepreg sheets when molded into a composite material.

複合材料のような異方性の強い材料では材料全体に均一
な応力が発生することはほとんどなく、たいていの場合
応力は特定の部分に集中する。特にシート状のプリプレ
グを積層して得られる繊維強化複合材料の場合、外部か
らの衝撃力など外力がかかる場合、シートとシートの間
すなわち層間に大きな応力がかかることが知られている
。従って、靭性に優れた微粒子が層間に比較的高濃度で
分布している場合には層間靭性の向上に著しい効果をも
たらす。
In highly anisotropic materials such as composite materials, uniform stress is rarely generated throughout the material, and in most cases stress is concentrated in specific areas. In particular, in the case of fiber-reinforced composite materials obtained by laminating sheet-like prepregs, it is known that when an external force such as an external impact force is applied, a large stress is applied between the sheets, that is, between the layers. Therefore, when fine particles with excellent toughness are distributed between the layers at a relatively high concentration, a remarkable effect is brought about in improving the interlayer toughness.

特に、層間靭性を向上させようとする場合、プリプレグ
の表褒あるいは片面に熱可塑性樹脂を主要成分とする明
確に分離したフィルム層をもうけることを特徴とする特
開昭60−231738に開示されているが、本発明に
用いる微粒子ではそのような分離層を形成することを必
要としない。lIi¥/1強化複合材料が衝撃などの歪
を受けた時に発生する内部応力は層間を中心とする層に
対して垂直方向の分布であり、むしろ微粒子をその分布
に合わせて存在させて明確に分離させないほうが改質効
果、補強効果が大きい。
In particular, when trying to improve the interlayer toughness, a method disclosed in JP-A-60-231738 is characterized in that a clearly separated film layer containing a thermoplastic resin as a main component is provided on one side or the top of the prepreg. However, the fine particles used in the present invention do not require the formation of such a separation layer. lIi¥/1 The internal stress that occurs when a reinforced composite material is subjected to strain such as an impact has a distribution in the direction perpendicular to the layers, centered between the layers, and is rather clearly defined by the presence of fine particles that match the distribution. The modification effect and reinforcing effect are greater if they are not separated.

すなわち、ここで実現される複合材料の最大の特徴は特
異な性質を有する素材が適切な場所に配置されていると
いう意味で、マトリックス樹脂がベース樹脂と微粒子成
分とのハイブリッド型になっているということなのであ
る。
In other words, the greatest feature of the composite material realized here is that materials with unique properties are placed in appropriate locations, and the matrix resin is a hybrid of the base resin and fine particle components. That's true.

さらには、特開昭60−231738の場合との大きな
違いは特開昭60−231738が分離フィルム層の存
在させているためにプリプレグの粘着性が低下したり、
複合材料としたときの繊維含有率を高くできないなどの
欠点を伴なっているのに対して、本発明ではこのような
問題を全く有していない。
Furthermore, the major difference from the case of JP-A-60-231738 is that JP-A-60-231,738 has a separation film layer, which reduces the adhesiveness of the prepreg.
In contrast, the present invention does not have such problems at all, whereas it has drawbacks such as the inability to increase the fiber content when made into a composite material.

本発明に用いる微粒子の形状は球状に限られるものでは
ない。もちろん球状であってもよいが、樹脂塊を粉砕し
た微粉体や、スプレードライ法、再沈澱法で得られる微
粒子のごとく形状ざまざまの状態で一向に差し支えない
。その他、繊維を短く切断したミルドファイバー状でも
、また針状、ウィスカー状でも差し支えない。特に球状
の粒子を使用したい場合は懸濁重合法で得られる製品が
そのまま使える。
The shape of the fine particles used in the present invention is not limited to spherical. Of course, it may be spherical, but it may be in a variety of shapes, such as fine powder obtained by crushing a resin lump, or fine particles obtained by a spray drying method or a reprecipitation method. In addition, it may be in the form of milled fibers obtained by cutting the fibers into short lengths, or may be in the form of needles or whiskers. Especially when it is desired to use spherical particles, products obtained by suspension polymerization can be used as is.

微粒子の大きさは粒径で表現されるが、この場合の粒径
とは遠心沈降速度法などで求められる体積平均粒径を意
味する。
The size of fine particles is expressed by the particle size, and the particle size in this case means the volume average particle size determined by a centrifugal sedimentation velocity method or the like.

本発明で用いる微粒子の粒径はo、oiμm〜150μ
m、より好ましくは0.1〜100μmの範囲のものが
適している。粒径が150μmをこえる場合は強化11
iIftの配列を乱したり、積層して得られる複合材料
の層間を必要以上に厚くするため複合材料としたときの
物性を低下させる欠点がある。ただし、150μmをこ
える粒径をもつ微粒子でも成形中にベース樹脂に部分的
に溶解し小さくなる素材の粒子や、あるいは成形中の加
熱により変形することで、フィラメント間や複合材料の
層間を成形前より狭くする素材もあり、その場合には適
したものとして使用できる。
The particle size of the fine particles used in the present invention is o, oiμm to 150μm.
m, more preferably in the range of 0.1 to 100 μm. Reinforcement 11 if the particle size exceeds 150μm
This has the disadvantage that it disturbs the arrangement of iIft and makes the interlayers of the composite material obtained by stacking it thicker than necessary, which deteriorates the physical properties of the composite material. However, even fine particles with a particle size exceeding 150 μm may be partially dissolved in the base resin during molding and become smaller, or they may be deformed by heating during molding, causing gaps between filaments and layers of composite materials to form. There are also materials that can be made narrower and can be used as appropriate.

微粒子は成形後に元の形状を保持していてもまた形状を
消失してもかまわないがそれぞれに一長一短があり、目
的に応じて使い分けることができる。微粒子が熱硬化性
樹脂の場合は上記のいずれでもあまり効果に差がないが
熱可塑性樹脂の場合にはそれぞれ次のような効果を生ず
る。しかも違いは微粒子が複合材料の層間のような特定
の部分に高濃度で集中した構造の場合に特に顕著に現れ
る。
Fine particles may retain their original shape or may lose their shape after molding, but each has its advantages and disadvantages, and can be used depending on the purpose. When the fine particles are a thermosetting resin, there is not much difference in the effects among the above, but when the fine particles are a thermoplastic resin, the following effects are produced. Moreover, the difference is particularly noticeable in structures where fine particles are concentrated at high concentrations in specific areas, such as between the layers of a composite material.

すなわち、元の形状を保持する場合には熱可塑性樹脂成
分である微粒子が孤立分散するため熱可塑性樹脂の欠点
である有機溶剤に接触した時の劣化および連続加重下で
のクリープ現象がマトリックス樹脂全体に現れることが
なく、耐溶剤性並びに耐クリープ性に優れた複合材料が
得られる。しかしながらベース樹脂と微粒子との親和性
が極めて乏しい場合には応力が発生した時ベース樹脂と
微粒子とのはく離が生じ、ここが材料の欠点になる恐れ
がある。その意味ではベース樹脂と微粒子との間にはあ
る程度の部分相溶性あるいは反応性があるほうが好まし
い。
In other words, if the original shape is maintained, the fine particles of the thermoplastic resin component will be isolated and dispersed, so the deterioration when coming into contact with organic solvents and the creep phenomenon under continuous loading, which are disadvantages of thermoplastic resin, will occur throughout the matrix resin. A composite material with excellent solvent resistance and creep resistance can be obtained. However, if the affinity between the base resin and the fine particles is extremely poor, peeling between the base resin and the fine particles may occur when stress is generated, and this may become a defect in the material. In this sense, it is preferable that there is some degree of partial compatibility or reactivity between the base resin and the fine particles.

一方、成形後に粒子形状が消失する場合は熱可塑性樹脂
成分である微粒子がある程度一体化し、連続的な部分を
形成するため耐溶剤性の低下あるいは耐クリープ性の低
下をもたらすことが懸念される。しかしながらベース樹
脂と微粒子との接着は十分に強く、応力発生時に両者の
はく離が生ずることのない良好な複合材料が得られる。
On the other hand, if the particle shape disappears after molding, there is a concern that the fine particles of the thermoplastic resin component will be integrated to some extent and form a continuous part, resulting in a decrease in solvent resistance or creep resistance. However, the adhesion between the base resin and the fine particles is sufficiently strong, and a good composite material can be obtained in which the two do not peel off when stress is generated.

微粒子の量としてはマトリックス樹脂に対して0.1重
量%〜80重量%の範囲が適している。
A suitable amount of fine particles is in the range of 0.1% to 80% by weight based on the matrix resin.

1重量%以下では微粒子の効果がほとんど現れず、また
80重量%をこえるとベース樹脂との混合が困難になる
うえ、マトリックス樹脂としての粘着性も大幅に低下し
てしまう。
If the amount is less than 1% by weight, the effect of the fine particles will hardly be exhibited, and if it exceeds 80% by weight, it will be difficult to mix with the base resin, and the adhesiveness as a matrix resin will decrease significantly.

特にベース樹脂の剛性を複合材料の圧縮強度の発現に活
かしたまま破断伸度のたかい柔軟な特性を有する微粒子
で複合材料の層間を高靭化するような目的で使用する場
合は、むしろ2重量%〜20重量%の少ない範囲のほう
が好適である。
In particular, if the rigidity of the base resin is used to develop the compressive strength of the composite material while using fine particles that have a high elongation at break and flexibility, and are used for the purpose of increasing the toughness between the layers of the composite material, it is preferable to % to 20% by weight is preferred.

本発明によるプリプレグの製造方法は、まず、構成要素
[B]すなわちベース樹脂と構成要素[C]すなわち微
粒子の混合品をwA製した後、構成要素[A]すなわち
長繊維からなる強化l!維と構成要素[B]からなるプ
リプレグとの混合品とを組合わせることにより製造する
方法である。
The prepreg manufacturing method according to the present invention involves first producing a mixture of component [B], that is, base resin, and component [C], that is, fine particles, and then reinforcing component [A], that is, made of long fibers. This is a manufacturing method by combining fibers and a mixture of prepreg made of component [B].

強化繊維とベース樹脂からなるプリプレグの製造方法に
ついては特に限定はなく、従来知られている全てのプリ
プレグの製造方法が適用される。
There are no particular limitations on the method for manufacturing prepreg made of reinforcing fibers and base resin, and all conventional methods for manufacturing prepreg are applicable.

例えば、互いに平行かつシート状に配列した強化繊維の
両面に、あらかじめ樹脂をコーティングしたシートをそ
れぞれ重ね合せ、得られた重ね合せ体を含浸ロールで加
熱、加圧して樹脂コーティングシートの樹脂を補強繊維
に転移、含浸させ製造する方法が、互いに平行かつシー
ト状に配列した強化繊維を適当な溶媒で稀釈した樹脂溶
液に浸漬し、引き上げ、加熱して溶媒を適度あるいは完
全に除去して製造する方法などが適用される。
For example, sheets coated with resin in advance are stacked on both sides of reinforcing fibers arranged parallel to each other in a sheet shape, and the resulting stack is heated and pressurized with an impregnated roll to transfer the resin of the resin-coated sheet to the reinforcing fibers. The reinforcing fibers arranged parallel to each other in a sheet form are immersed in a resin solution diluted with an appropriate solvent, pulled up, and heated to remove the solvent moderately or completely. etc. apply.

ベース樹脂と微粒子の混合品の調製方法については、あ
らかじめベース樹脂と微粒子をニーダ−等の攪拌機で混
合した俊、離型紙等にコーティングして、微粒子の入っ
た樹脂コーティングフィルムを作る方法と、ベース樹脂
のコーティングフィルムをあらかじめ作っておき、その
上に微粒子を適当な方法を用いて散布する方法がある。
There are two methods for preparing a mixture of base resin and fine particles: one method is to mix the base resin and fine particles in advance with a stirrer such as a kneader, then coat it on release paper, etc. to make a resin coating film containing fine particles. There is a method in which a resin coating film is made in advance and fine particles are sprinkled onto it using an appropriate method.

微粒子の粒径が大きい場合は、前者の方法では薄いコー
ティングフィルムを作ることは容易ではないため、後者
の方法が好ましい。樹脂コーティングフィルムの製造方
法については特に限定はなく、従来知られている全ての
コーティング方法が適用される。
When the particle size of the fine particles is large, the latter method is preferable because it is difficult to make a thin coating film using the former method. There are no particular limitations on the method for producing the resin coated film, and all conventionally known coating methods are applicable.

強化41i雑とベース樹脂からなるプリプレグとベース
樹脂からなる樹脂コーティングフィルムを組み合せる方
法については、単にプリプレグの両面、あるいは片面だ
けにコーティングフィルムを重ね合せるだけでもよいし
、その後含浸ロール等を用いて加熱・加圧して適度にプ
リプレグ内部へ含浸させてもよい。また、この含浸の度
合を調節することにより、プリプレグ表面の粘着性をコ
ントロールすることも可能である。
Regarding the method of combining a prepreg made of a reinforced 41i base resin and a resin coating film made of a base resin, it is possible to simply overlay a coating film on both sides or only one side of the prepreg, or after that, use an impregnated roll etc. It may be impregnated into the prepreg appropriately by heating and pressurizing. Furthermore, by adjusting the degree of impregnation, it is also possible to control the tackiness of the prepreg surface.

[作用] 本発明の強化繊維は、複合材料の強度を担う最も中心的
な構成成分である。ベース樹脂はプリプレグの状態では
粘着性と柔軟性をもたらす一方、硬化後ではマトリック
ス樹脂全体の剛性を受は持つ。微粒子はベース樹脂のも
たらす粘着性、柔軟性を損なうことなく、プリプレグの
表面層に片寄って存在することによって繊維強化複合材
料が衝撃をはじめとする歪をうけたときに発生する内部
応力を緩和せしめ応力下での破壊を遅らせたり脆性的な
破壊モードから靭性の高い破壊モードへ変える作用をも
たらす。微粒子のこのような作用は主として微粒子成分
そのものの許容量の大きいことや、ベース樹脂との接着
性あるいはマトリックス樹脂中における分布様式による
ものと考えられる。
[Function] The reinforcing fiber of the present invention is the most central component responsible for the strength of the composite material. While the base resin provides adhesiveness and flexibility in the prepreg state, it retains the rigidity of the entire matrix resin after curing. The fine particles alleviate the internal stress that occurs when the fiber-reinforced composite material is subjected to impact or other strain by being concentrated on the surface layer of the prepreg without impairing the adhesiveness and flexibility provided by the base resin. It has the effect of delaying fracture under stress and changing from a brittle fracture mode to a highly tough fracture mode. This effect of the fine particles is thought to be mainly due to the large tolerance of the fine particle components themselves, their adhesion to the base resin, or their distribution pattern in the matrix resin.

本発明のプリプレグの製造方法は、微粒子の形状・粒径
・量などを問わず、容易に微粒子をプリプレグの表面層
へ片寄って存在させることができる。
The prepreg manufacturing method of the present invention can easily cause fine particles to be biased toward the surface layer of the prepreg, regardless of the shape, particle size, amount, etc. of the fine particles.

[実施例] 以下の実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。[Example] The invention will be explained in further detail by the following examples.

実施例中の各成分の量は重量部を表わし、エポキシ樹脂
添加剤、微粒子、硬化剤の内容は以下の通りであ゛る。
The amounts of each component in the examples represent parts by weight, and the contents of the epoxy resin additive, fine particles, and curing agent are as follows.

エポキシA:N、N、N−,N”−テトラグリシジルジ
アミノジフェニルメタン、住友化学工業n製ELM43
4 エポキシB:ビスフェノールF型エポキシ樹脂、第日本
インキ化学工業■製エピクロン830エポキシC:ビス
フェノールA型エポキシ樹脂、油化シェルエポキシ■製
EP825 添加剤:ポリエーテルスルフォン、インペリアル・ケミ
カル・インダストリー社製VICTREXPES500
3P 硬化剤ニジアミノジフェニルスルホン、微粒子A:ナイ
ロン12、東し■製5P−500(平均粒径5μm) 微粒子B:フェノール樹脂、鐘紡■製ベルバールR−8
00 実施例1 エポキシ810部、エポキシ810部に、添加剤15部
を加え、ニーダ−中で150℃で2時間攪拌した。その
後、60℃まで冷却し、硬化剤A35部を添加し、30
分間攪拌してベース樹脂を得た。このベース樹脂を離型
紙上にコーティングして20a/rdの目付のベース樹
脂フィルムを得た。次にこのベース樹脂フィルムを東し
くII製炭素繊維“トレカ”Ta2Oを一方向に引き揃
えた強化繊維の両面に重ね合せ、外径100mmの14
0℃に加熱した含浸ロールで線圧5k11/CIRで加
圧してベース樹脂を含浸させてベースプリプレグを得た
。この時のペースプリプレグのCF目付は152q/T
dであった。
Epoxy A: N, N, N-, N''-tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, ELM43 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
4 Epoxy B: Bisphenol F type epoxy resin, Epiclon 830 manufactured by Dai-Nippon Ink & Chemicals Co., Ltd. Epoxy C: Bisphenol A type epoxy resin, EP825 manufactured by Yuka Shell Epoxy ■ Additive: Polyether sulfone, VICTREXPES500 manufactured by Imperial Chemical Industries
3P Hardening agent Nidiaminodiphenylsulfone, fine particles A: Nylon 12, 5P-500 manufactured by Toshi ■ (average particle size 5 μm) Fine particles B: Phenol resin, Belval R-8 manufactured by Kanebo ■
00 Example 1 15 parts of additives were added to 810 parts of epoxy and 810 parts of epoxy, and the mixture was stirred in a kneader at 150°C for 2 hours. Thereafter, it was cooled to 60°C, 35 parts of hardening agent A was added, and 30 parts of curing agent A was added.
The base resin was obtained by stirring for a minute. This base resin was coated on a release paper to obtain a base resin film having a basis weight of 20a/rd. Next, this base resin film was superimposed on both sides of reinforcing fibers made of carbon fiber "Trading Card" Ta2O made by Toshiki II and aligned in one direction.
A base prepreg was obtained by applying pressure with a linear pressure of 5k11/CIR using an impregnating roll heated to 0°C to impregnate the base resin. The CF basis weight of the pace prepreg at this time was 152q/T.
It was d.

次に上記ベース樹脂150部を60℃に加熱したニーダ
−中で微粒子A32部と30分間攪拌して、微粒子とベ
ース樹脂の混合物を得た。次にこの混合物を離型紙上に
コーティングして15g/尻の目付の樹脂と微粒子の混
合物からなるフィルムを得た。前記ベースプリプレグの
両面にこの混合物からなるフィルムを重ね合せ、加温し
ていない外径100mmのロールで線圧2kg/αで押
さえて、プリプレグを得た。このプリプレグは表面に粘
着性があり、ドレープ性も良好であった。
Next, 150 parts of the above base resin was stirred with 32 parts of fine particles A for 30 minutes in a kneader heated to 60°C to obtain a mixture of fine particles and base resin. Next, this mixture was coated on release paper to obtain a film consisting of a mixture of resin and fine particles with a basis weight of 15 g/bottom. Films made of this mixture were superimposed on both sides of the base prepreg, and pressed with an unheated roll having an outer diameter of 100 mm at a linear pressure of 2 kg/α to obtain a prepreg. This prepreg had a sticky surface and good drapability.

得られたプリプレグを疑似等方的に48枚積層し、オー
トクレーブ中で6 @ / cti、180℃の条件で
2時間成形を行ない、厚さ約6.8mmの硬化板を得た
。この硬化板を250mmx125mmに切り出し、1
000ボンドインチ/インチの落錘衝撃エネルギーを与
えた。この衝撃試験により生じた損傷をキャノン/ホロ
ニツクス社製超音波探傷映像装置M400B型を用いて
測定した。
48 pieces of the obtained prepreg were laminated in a quasi-isotropic manner and molded in an autoclave at 6@/cti and 180° C. for 2 hours to obtain a cured plate with a thickness of about 6.8 mm. Cut this hardened board into 250mm x 125mm, 1
A falling weight impact energy of 0.000 bond inches/inch was applied. The damage caused by this impact test was measured using an ultrasonic flaw detection imaging device model M400B manufactured by Canon/Holonics.

損傷面積を表1に示す。次にこの衝撃を与えた硬化板を
NASARP1092に従い、圧縮強度試験を行なった
。衝撃後圧縮強度を表1に示す。
The damaged area is shown in Table 1. Next, the hardened plate subjected to this impact was subjected to a compressive strength test according to NASARP1092. Table 1 shows the compressive strength after impact.

実施例2.3 表2に示す樹脂組成物について、実施例1と同じ手順で
プリプレグを作製し、その硬化板の物性を測定した。そ
の結果を表1に示す。
Example 2.3 A prepreg was produced using the resin composition shown in Table 2 in the same manner as in Example 1, and the physical properties of the cured plate were measured. The results are shown in Table 1.

比較例1 表2に示す樹脂組成物について、ベース樹脂フィルムの
目付を35q/T112とした他は、実施例1と同じ手
順でペースプリプレグを作成し、それをプリプレグとし
て(樹脂と微粒子の混合物からなるフィルムを重ね合せ
ることなく)実施例1と同じ手順で硬化板を作成し、そ
の物性を測定した。・その結果を表1に示す。
Comparative Example 1 A paste prepreg was prepared using the resin composition shown in Table 2 in the same manner as in Example 1, except that the basis weight of the base resin film was 35q/T112. A cured plate was prepared in the same manner as in Example 1 (without overlapping the films), and its physical properties were measured. -The results are shown in Table 1.

比較例2 表2に示す樹脂組成物について実施例1と同じ方法でベ
ース樹脂を調製し、このベース樹脂150部に微粒子A
12部(プリプレグにした時の樹脂全体に対する微粒子
の割合は7.5%)を加え、60℃で30分間攪拌した
。この樹脂と微粒子の混合物を35 g/77fのフィ
ルムとし、そのフィルムを実施例1のベース樹脂フィル
ムに置換えて、実施例1のペースプリプレグと同じ方法
でプリプレグを作った後、実施例1と同じ方法で硬化物
を作成し、その物性を測定した。その結果を表1に示す
Comparative Example 2 A base resin was prepared using the same method as in Example 1 for the resin composition shown in Table 2, and fine particles A were added to 150 parts of the base resin.
12 parts (the ratio of fine particles to the entire resin when made into a prepreg is 7.5%) was added, and the mixture was stirred at 60° C. for 30 minutes. This mixture of resin and fine particles was made into a film of 35 g/77f, and the film was replaced with the base resin film of Example 1 to produce a prepreg in the same manner as the paste prepreg of Example 1. A cured product was prepared using this method, and its physical properties were measured. The results are shown in Table 1.

まとめて記載した表1の硬化板の物性から衝撃後の圧縮
強度は実施例1〜3で明らかなように比較例より大幅に
改善されていることを確認した。
From the physical properties of the cured plates listed in Table 1, it was confirmed that the compressive strength after impact was significantly improved compared to the comparative example, as is clear in Examples 1 to 3.

表1 表2 [発明の効果] 本発明の微粒子が表面層に片寄って存在するプリプレグ
はプリプレグとしての粘着性、柔軟性を確保しつつ繊維
強化複合材料としたときに、高い圧縮、引張りおよび曲
げ強さ並びに衝撃損傷に耐える能力をあられし、微粒子
を含まない従来の繊維強化複合材料よりも大きな靭性、
耐せん斬新撃性、衝撃損傷耐性および耐亀裂成長性を有
する。
Table 1 Table 2 [Effects of the invention] The prepreg of the present invention in which the fine particles are concentrated on the surface layer has high compression, tensile and bending properties when made into a fiber-reinforced composite material while ensuring the adhesiveness and flexibility of the prepreg. Greater toughness than traditional fiber-reinforced composites that do not contain particulates, offering strength and the ability to withstand impact damage.
It has shear cutting impact resistance, impact damage resistance and crack growth resistance.

また本発明により1qられる複合材料は上記特性のみな
らず一方向強化材における90’引張り破断伸度ならび
に強度の向上にも著しい効果をもたらす。
Furthermore, the composite material obtained by 1q according to the present invention has a remarkable effect not only on the above-mentioned properties but also on improving the 90' tensile elongation at break and the strength of the unidirectionally reinforced material.

本発明のプリプレグの製造方法は、上記特徴を持つ微粒
子がプリプレグの表面層に片寄って存在するプリプレグ
を粒子の性質を問わず容易に製造できる。
The method for producing a prepreg of the present invention can easily produce a prepreg in which the fine particles having the above characteristics are concentrated on the surface layer of the prepreg, regardless of the nature of the particles.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)次の構成要素[A]、[B]、[C]を必須とす
るプリプレグを製造するに際して、構成要素[B]と構
成要素[C]の混合品と、構成要素[A]と構成要素[
B]の混合品を調製した後、両混合品を組み合せること
を特徴とするプリプレグの製造方法。 [A]:長繊維からなる強化繊維 [B]:ベース樹脂 [C]:樹脂を素材とする微粒子
(1) When manufacturing a prepreg that requires the following components [A], [B], and [C], a mixture of component [B] and component [C], and component [A] Component[
A method for producing prepreg, which comprises preparing the mixed product of [B] and then combining both mixed products. [A]: Reinforced fiber made of long fibers [B]: Base resin [C]: Fine particles made of resin
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