JPS63308026A - 繊維強化プラスチック用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は繊維強化プラスチック用樹脂組成物に関するも
のであり、より詳しくは作業性の優れた繊維強化プラス
チック用樹脂組成物に関するものである。

（従来の技術） 炭素繊維やガラス繊維などの補強材にエポキシ樹脂や不
飽和ポリエステル樹脂を含浸させ、これを硬化させ様々
な形状、厚みの成形物を作る方法は周知のことであり、
この方法を用いてスポーツ用品の円筒状成形体やシャフ
トあるいは航空機の一次、二次構造体や各種の部分材料
に使われつつある。このとき、マトリックスとなる樹脂
を含浸した補強材はプリプレグと呼ばれ、その形状はロ
ープ状のもの、シート状に一方向に引きそろえたものな
どがある。望みの形す 状の成形体を得るには、ロープ状のプルプレグを巻きつ
けるフィラメントワインディング法やシート状のプリプ
レグを積層するレイアップ法などが知られている。

シート状プサプレグを積層するためには、レイアップ時
に眉間に空気が入らないように相互に密着する適当な粘
着性（タック性）と、レイアップしたプリプレグ層が曲
面や円筒などに正確に沿い形状を反映する柔軟性（ドレ
ープ性）を有することが重要である。こうした事情から
特許５ｒ−ｔり２！、特許！Ｉ−ｔ７タ３！、特許！♂
−グ０り７ｊ、特開乙／−弘３６／！号公報等には、適
当なタック性とドレープ性を兼ね備えたエポキシ樹脂組
成物が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の樹脂組成物においては、使用する
補強材の形状や機械的、物理的等の緒特性によシタツク
性とドレープ性等の作業性が大きく低下し、その結果作
業が煩雑であったり、あるいは特性的に満足すべき成形
物が得られないという難点を有していた。

すなわち、こうした成形の前の作業は、プリプレグを形
成する樹脂組成物のタック性と補強材を含めたプリプレ
グのドレープ性に強く依存する。プリプレグのドレープ
性は、樹脂組成物の影響のみならず使用した補強材の特
性によっても変化する。こうした補強材の特性による影
響を小さくするには、プリプレグのドレープ性が豊かに
なるような樹脂組成物がよいと考えられる。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者等はこうした従来の問題点を解決すべ
く鋭意検討した結果、特定物性の樹脂を組み合わせるこ
とにより良好なドレープ性をもつプリプレグが得られる
との知見を得率発明に到達した。

すなわち、本発明の目的は繊維強化プラスチック用樹脂
組成物に関するものであり、より詳しくは作業性の優れ
た繊維強化プラスチック用樹脂組成物を提供することに
ある。そしてその目的は、エポキシ当量２１０以下のビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂と、エポキシ当量が／、
６００　　からｒ、ｏ　ｏ　ｏの間でかつ融点が１２０
から２００　”ＣのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を
含む混合物であって、２０℃における粘度が１０−２０
０ポイズの間にある樹脂混合物と硬化剤よりなる繊維強
化プラスチック用樹脂組成物により容易に達成される。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明で用いるエポキシ当量２ＩＯ以下のビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が、２！０
以下のものであれば特に限定されるものではなく、具体
的には、 “エビー−）　”　Ｉ／ｊ、１２７，１ｒ２ｒ、　　（
油化シェル）、“アラルダイト″ＧＹλ！０　、　ＧＹ
ムｏ、　　（チバ・ガイイー）、“Ａ　Ｅ　Ｒ＆１３３
４１，３３０，３３／、　　（旭化成）、“スミエポキ
シ”ＥＬＡ−／／ｊ、ＫＬＡ−／コア。

ＥＬＡ−７２１，（住友化学）、 ”　エヒクｏ　：／　’　ｒ夕！、ｒ４ＬＯＪｒＯ，（
犬日本インキ化学）、 “　エ　ボ　ト　−　ト　　”　　ＹＤ　−／／ｊ、Ｙ
Ｄ−／２７．ＹＤ−／２１（東部化成） “エボミック’　Ｒ／３０．Ｒ／３Ｐ、Ｒ／弘θ（三井
石化） 等が挙げられる。

又、エポキシ当１がｉ、ｚｏｏからｒ、ｏｏｏの間“エ
ピコート″”　１００７，１００’ｉ’、１０１０　（
油化シェル）、乙Ｏり７，６０タタ　　　　　　（チバ
・ガイイー）、“Ａ１ｎＲ″　　　６ｔ７．乙６タ　　
　　　（旭化成）、“スミエポキシ″ＥＳＡ−ｏｔ　７
．　ＥｓＡ−（７／　！Ｐ（住友化学）、“エピクロン
“　　７０１０　　　　（大日本インキ化学）、“エボ
トート″’　　ＹＤ−０／７．ＹＤ−０／タ　（東部化
成）、“エポミック″　ＲＪＯ７，Ｒ３０タ　　　（三
井石化）、等が挙げられる。

これらの樹脂の混合物において、エポキシ当量２３０以
下好ましくは／ｌ’０から２００の間にあるビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂とエポキシ当量が／、ｊｔ００〜
ｒ、ｏ　ｏ　ｏでかつ融点が１２０〜２００℃の間、好
ましくはエポキシ当量コ、０００から３．！００かつ融
点が１２０から１６０℃の間にあるビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂とを含有し、かつ得られた樹脂混合物は２
０℃における粘度が１０−２００ボイズの範囲好ましく
は２０−６０ポイズの範囲となるように上記λ成分を混
合するのが重要である。

樹脂混合物のｒｏ℃における粘度がたとえば／ボイズの
場合には得られたブリプレグシ一トの表面がべたべたし
て作業中に指についたシ必要以上に粘着していて使用に
耐えない。また樹脂混合物の２０°Ｃにおける粘度が／
、０００ポイズの場合は得られたプリプレグシートは硬
くドレープ性に欠は成形作業が難しく使用に耐えない０ 尚、該樹脂混合物の粘度範囲を越えない限り、必要に応
じて他の成分例えば脂環式エポキシ樹脂、Ｏ−クレゾー
ルノボラックとエポキシ樹脂、ポリグリシジルアミン、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂、／、／、２．２−テトラキス（４
ｔ−グリシドキシフェニル）エタン、グリシジルエステ
ル型エポキシ樹脂、ゴム変性エポキシ樹脂／官能性のエ
ポキシ化合物等を更に混合してもよい。

また硬化剤は、一般的には何でもよくジンアンジアミド
、酸無水物、芳香族ジアミン、ジメルカプタン、フェノ
ール樹脂などがあるが、プリプレグに保存安定性と低温
硬化性を付与するためには、ジシアンジアミドと硬化促
進剤の組み合わせがすぐれている。また、ジンアンジア
ミド単独でも硬化温度などの成形条件が変わるだけで、
成形の前の作業性には何ら変わるところはない。硬化促
進剤としてはイミダゾール誘導体、例えばλ−エチルー
弘−メチルイミダゾール、Ｘ−（２−シアンエチル）−
イミダゾールなどあるいは、尿素誘導体、例えばＮ　−
（３，４ｔ−ジクロロフェニル）−Ｗ、Ｎ′−ジメチル
ウレア、Ｎ−（≠−クロロフェニル）　−Ｎ’、Ｎ’−
ジメチルウレア、Ｎ−（３−クロロフェニル）−Ｎ′、
Ｎ′−ジメチルウレアなどが挙げられる。こうしたジシ
アンジアミドと硬化促進剤といった硬化剤の組み合わせ
においては、ジシアンジアミドはエポキシ化合物全てを
７００重量部としたとき０．５〜１０重量部、また硬化
促進剤はｏ、ｒ〜７０重量部を添加するのが好ましい。

尚、本発明で規定する粘度はレオメトリックλ社製“ダ
イナミック・メカニカル−スペクトルメーター１によシ
測定されたものである。

本発明の樹脂組成物は繊維強化プラスチックに用いられ
るが、補強繊維としてはガラス繊維、炭素繊維、アラミ
ド繊維、アルミナ繊維、ポロン繊維等が用いられ、特に
炭素繊維を用いるのがよい。また、かかる繊維強化プラ
スチックは溶液法、熱溶融法等の常法によシ製造される
。

（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。

（実施例／） エポキシ当量／ｇりのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ社製“エピコートｒ２８”）７５
重量部およびエポキシ当量２ｇ夕０でかつ融点が／弘り
℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポ
キシ社製“エピコート１０Ｏり”）ｘ、を重量部をテト
ラヒドロフラン７！重量部に溶解させた溶液に、メタノ
ール７５重量部、ジンアンジアミド２，２１景部および
Ｎ−（Ｊ、≠−ジクロロフェニル）−Ｎ’、Ｎ’−ジメ
チルウレア３．１重量部を加え完全に均一になるまでこ
の溶液を攪拌した。この時エポキシ化合物のｌの１０℃
での粘度は！Ｏボイズであった。この溶液を炭素繊維（
東し社製“Ｔ３００″）に含浸し溶媒（揮発分）を留去
することによシ繊維の単位面積重量−２００（？／−）
でレジン含有率≠２重量パーセントの一方向に繊維を引
きそろえたプリプレグシートを得た。ドレープ性の指標
は以下のようにして測定した。このプリプレグシートを
繊維り方向に／３ｃｒｎ１繊維に直角の方向に２ＣＦｆ
ｔに裁断し、これを端から３　Ｃｍを台に固定した後、
プレプレグノートの端が自重で５分間で変位する距離を
測定したところその値は２．２備であった。

このプリプレグシートを、直径１０ｒａｍのスチール製
マンドレル管に長さ方向に対して繊維がりＯＯ方向にな
るように３層巻きつかせたところ、巻きつかせたプリプ
レグシートの巻きゆるみや巻き終わりのはね上がシはな
くその他作業上問題となる点は全くなく、かつ硬化時硬
化後の円筒成形物の外観および断面に伺ら異状は認めら
れなかった。

（実施例２） エポキシ当量／ｒ９のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ社製“エピコートｒ２ｇ”　）ｔ
ｏ重量部およびエポキシ当量２１１Ｏかつ融点がｌ≠２
℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポ
キシ社製“エピコート１０Ｏり“）２０重量部を使った
他は実施例／と同じである。この時エポキシ化合物のみ
の１０℃での粘度は２！ボイズであった。また、得られ
たプリプレグシートの変位量は２．３ｃｍであった。

このプリプレグシートを直径ｉｏｍのスチール製マンド
レル管に長さ方向に対して繊維がりＯ０方向になるよう
に３層巻きつかせたとこころ、巻きつかせたプリプレグ
シートの巻きゆるみや巻き終わりのはね上がりはなくそ
の他作は認められなかった。

（実施例３） エポキシ当量／ｒりのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ社製１エピコートｔｒ２ｒ″）６
０重量部、エポキシ当量２Ｊ！０かつ融点がｌμり℃の
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ
社製ガイギー社製“アラルダイトＦ、ＣＮ／２７３”）
２０重量部を使った他は実施例／と同じである。

この時エポキシ化合物のみの♂Ｏ℃での粘度は／１０ボ
イズであった。また得られたプリプレグシートの変位量
はλ、／Ｃｍであり、直径／　Ｏｍｍ−。

のスチール製マンドレル管に、長さ方向に対して繊維を
りＯ０方向にこのプリプレグシートを３層巻きつかせた
ところプリプレグシートの巻きゆるみや巻き終わりのは
ね上がりはなくその他作東上問題となる点は全くなく、
かつ硬化時硬化後の円筒成形物の外観および断面に何ら
異状は認められなかった。

（比較例／） エポキシ当量ｉｖｙのビスフェノールｐ、ＦＪｌエポキ
シ樹脂（油化シェルエポキシ社製“エピコートｒコｒ”
）３ｊ重量部およびエポキシ当量（１７ｊ　カつ融点が
＋　、ｒ　”ｃのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油
化シェルエポキシ社製“エピコート１００／″′）６！
重量部を使った他は実施例１と同じである。この時のエ
ポキシ化合物のみのｒＯ℃での粘度はｊ０ポイズであっ
た。

得られたプリプレグシートの変位量は／、／　Ｃｍであ
シ硬く使い難いものであった。

（比較例コ） エポキシ当量ｉｔりのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ社製“エピコートｒ２ｒ″）り５
重量部およびエポキシ当量２、ｒ　！　０かつ融点がｌ
ψり℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェル
エポキシ社製“エピコート１００Ｐ“）５重量部を使っ
た他は実施例１と同じである。この時のエポキシ化合物
のみの１０℃での粘度はｌボイズであった。

また得られたプリプレグシートはその表面がべたべたし
ておシ使い難いものであった。

（比較例３） エポキシ当量／ｌりのビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
（油化シェルエポキシ社製“エピコートｅ２ｔ”）、ｔ
ｏ重量部およびエポキシ当量２、ｒ　！　０でかつ融点
がｌ弘り℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シ
ェルエポキシ社規“エピコート１ｏｏｙ”）ｔｏ重量部
を使った他は実施例１と同じであった。この時のエポキ
シ化合物のみの１０℃での粘度は／、０００　　ポイズ
であった。また得られたプリプレグシートは硬く使い難
いものであった。

（発明の効果） 本発明によれば、作業性の優れた繊維強化プラスチック
用樹脂組成物が得られる。

出願人　　三菱化成工業株式会社 代理人　　弁理士　長径用　　− ほか１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エポキシ当量２５０以下のビスフェノールＡ型エ
   ポキシ樹脂と、エポキシ当量が１５００〜５０００の範
   囲で、かつ融点が１２０〜 ２００℃のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を必須成分
   として含有する混合物であ って、該混合物の８０℃における粘度が１０〜２００ポ
   イズの樹脂成分と硬化剤とよりなる繊維強化プラスチッ
   ク用樹脂組成物。