JPWO2021100649A5 - - Google Patents

Claims (28)

1. 少なくとも、強化繊維［Ａ］およびエポキシ樹脂組成物［Ｂ］の硬化物からなる繊維強化複合材料の成形方法であって、エポキシ樹脂組成物［Ｂ］が次の構成要素［ａ］、［ｂ］、［ｃ］を含み水酸基量が０．０９ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、かつエポキシ樹脂組成物［Ｂ］を吸光度比Ｄａ／（Ｄａ＋Ｄｂ）が０．４～１の範囲となるように硬化して繊維強化複合材料を得る、繊維強化複合材料の成形方法。
   ［ａ］分子内に少なくとも２つのオキシラン基を有するエポキシ樹脂
   ［ｂ］分子内に少なくとも２つのイソシアネート基を有するエポキシ樹脂硬化剤
   ［ｃ］触媒
   （ここで、前記の吸光度比は、ＦＴ－ＩＲ（ＡＴＲ法）において、オキサゾリドン環のカルボキシル基のＣ＝Ｏ二重結合に起因する吸収の吸光度Ｄａと、イソシアヌレート環のカルボキシル基のＣ＝Ｏ二重結合に起因する吸収の吸光度Ｄｂから吸光度比Ｄａ／（Ｄａ＋Ｄｂ）を算出することにより特定される。）
2. エポキシ樹脂組成物［Ｂ］を硬化度１５～２５％の範囲内のある特定の硬化度における吸光度比Ｄａ／（Ｄａ＋Ｄｂ）が０．０１～１の範囲となるように硬化する、請求項１に記載の繊維強化複合材料の成形方法。
   （ここで、前記の硬化度は、昇温速度１０℃／分でのＤＳＣにより得られるエポキシ樹脂組成物の総発熱量ＱＴと、その硬化物の残存発熱量ＱＲから硬化度（％）＝（ＱＴ－ＱＲ）／ＱＴ×１００を算出することにより特定される。）
3. エポキシ樹脂組成物［Ｂ］を吸光度比が０．７～１の範囲となるように硬化して繊維強化複合材料を得る、請求項１または２に記載の繊維強化複合材料の成形方法。
4. 少なくとも、強化繊維［Ａ］およびエポキシ樹脂組成物［Ｂ］の硬化物からなる繊維強化複合材料の成形方法であって、エポキシ樹脂組成物［Ｂ］が次の構成要素［ａ］、［ｂ］、［ｃ］を含み水酸基量が０．０９ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、かつエポキシ樹脂組成物［Ｂ］をゴム状態弾性率（Ｇｒ）とガラス転移温度（Ｔｇ）の関係が式１を満たすように硬化して繊維強化複合材料を得る、繊維強化複合材料の成形方法。
   ［ａ］分子内に少なくとも２つのオキシラン基を有するエポキシ樹脂
   ［ｂ］分子内に少なくとも２つのイソシアネート基を有するエポキシ樹脂硬化剤
   ［ｃ］触媒
   Ｔｇ≧１０×Ｇｒ＋１２０ （式１）
5. さらにエポキシ樹脂組成物［Ｂ］を、式２を満たすように硬化して繊維強化複合材料を得る、請求項４記載の繊維強化複合材料の成形方法。
   ０．５≦Ｇｒ≦１５ （式２）
6. 繊維強化複合材料を構成するエポキシ樹脂組成物［Ｂ］の硬化物は、質量減少率△Ｗｒが１０％以下の範囲となるものである、請求項１～５のいずれかに記載の繊維強化複合材料の成形方法。
   （ここで、前記の質量減少率は、常圧の非酸化性雰囲気下で５０℃から８００℃の温度まで昇温速度１０℃／分で熱重量分析を行った際に、７０℃到達時点の質量Ｗ１と、３２０℃到達時の試料質量Ｗ２から質量減少率△Ｗｒ（％）＝（Ｗ１－Ｗ２）／Ｗ１×１００を算出することにより特定される。）
7. エポキシ樹脂組成物［Ｂ］を、１００～２００℃に加熱した成形型内に配置した強化繊維［Ａ］からなる基材に注入し、含浸させ、該成形型内で硬化する、請求項１～６のいずれかに記載の繊維強化複合材料の成形方法。
8. ３０～８０℃に加温したエポキシ樹脂組成物［Ｂ］を、１２０～１８０℃に加熱した成形型内に配置した強化繊維［Ａ］からなる基材に注入し、含浸させ、該成形型内で硬化する、請求項１～７のいずれかに記載の繊維強化複合材料の成形方法。
9. エポキシ樹脂組成物［Ｂ］を、成形型内に配置した強化繊維［Ａ］からなる基材に注入するに際して、該樹脂を該成形型に設けられた複数の箇所から注入する、請求項７または８に記載の繊維強化複合材料の成形方法。
10. 次の構成要素［ａ］、［ｂ］、［ｃ］を含み水酸基量が０．０９ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、３０℃から１０℃／分で昇温しながら硬化した際に、硬化度Ｘにおける吸光度比Ｄａ／（Ｄａ＋Ｄｂ）が０．４～１の範囲となるある特定の硬化度Ｘが８５～９５％の範囲に存在する、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
    ［ａ］分子内に少なくとも２つのオキシラン基を有するエポキシ樹脂
    ［ｂ］分子内に少なくとも２つのイソシアネート基を有するエポキシ樹脂硬化剤
    ［ｃ］触媒
    （ここで、前記の吸光度比は、ＦＴ－ＩＲ（ＡＴＲ法）において、オキサゾリドン環のカルボキシル基のＣ＝Ｏ二重結合に起因する吸収の吸光度Ｄａと、イソシアヌレート環のカルボキシル基のＣ＝Ｏ二重結合に起因する吸収の吸光度Ｄｂから吸光度比Ｄａ／（Ｄａ＋Ｄｂ）を算出することにより特定される。また、前記の硬化度は、昇温速度１０℃／分でのＤＳＣにより得られるエポキシ樹脂組成物の総発熱量ＱＴと、その硬化物の残存発熱量ＱＲから硬化度（％）＝（ＱＴ－ＱＲ）／ＱＴ×１００を算出することにより特定される。）
11. ３０℃から１０℃／分で昇温しながら硬化した際に、硬化度Ｙにおける吸光度比Ｄａ／（Ｄａ＋Ｄｂ）が０．０１～１の範囲となるある特定の硬化度Ｙが１５～２５％の範囲に存在する、請求項１０に記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
12. 次の構成要素［ａ］、［ｂ］、［ｃ］を含み水酸基量が０．０９ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、３０℃から１０℃／分で昇温しながら硬化した際に、硬化度Ｘにおけるゴム状態弾性率（Ｇｒ）とガラス転移温度（Ｔｇ）の関係が式１を満たすある特定の硬化度Ｘが８５～９５％の範囲に存在する、繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
    ［ａ］分子内に少なくとも２つのオキシラン基を有するエポキシ樹脂
    ［ｂ］分子内に少なくとも２つのイソシアネート基を有するエポキシ樹脂硬化剤
    ［ｃ］触媒
    Ｔｇ≧１０×Ｇｒ＋１２０ （式１）
13. ３０℃から１０℃／分で昇温しながら硬化した際に、硬化度Ｘにおけるゴム状態弾性率が０．５～１５ＭＰａの範囲となるある特定の硬化度Ｘが８５～９５％の範囲に存在する、請求項１２に記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
14. 構成要素［ａ］として１種類以上のアミン型エポキシ樹脂を含む、請求項１０～１３のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
15. 構成要素［ａ］として１種類以上のビスフェノール型エポキシ樹脂を含む、請求項１０～１４のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
16. エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂のオキシラン基のｍｏｌ数に対する、構成要素［ｂ］のイソシアネート基のｍｏｌ数の比率が０.５～１.８である、請求項１０～１５のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
17. 構成要素［ｃ］として、アセトニトリル中での塩基解離定数ｐＫｂが２０以上のブレンステッド塩基とブレンステッド酸からなる塩を含む、請求項１０～１６のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
18. ブレンステッド酸の水中での酸解離定数ｐＫａが５以下である、請求項１７に記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
19. ブレンステッド塩基がアミン化合物およびイミダゾール化合物からなる群から選択される少なくとも１種類である、請求項１７または１８に記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
20. ブレンステッド酸がカルボン酸、スルホン酸およびハロゲン化水素からなる群から選択される少なくとも１種類である、請求項１７～１９のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
21. 構成要素［ｃ］として、アニオンがハロゲン化物イオンであるオニウム塩を含む、請求項１０～１６のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
22. オニウム塩が四級アンモニウム塩および四級ホスホニウム塩からなる群から選択される少なくとも１種類である、請求項２１に記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
23. 構成要素［ｃ］が構成要素［ａ］の総量１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下である、請求項１０～２２のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
24. 構成要素［ｃ］は、構成要素［ａ］に溶解し得る、請求項１０～２３のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
25. ３０℃から１０℃／分で昇温しながら硬化した際に、硬化度Ｚにおけるウレタン結合とオキシラン基の存在比率が０．１０以下となるある特定の硬化度Ｚが５～１５％の範囲に存在する、請求項１０～２４のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
26. ２５℃における粘度が０．１～１．０Ｐａ・ｓである、請求項１０～２５のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物。
27. 請求項１０～２６のいずれかに記載の繊維強化複合材料用エポキシ樹脂組成物の硬化物。
28. 請求項２７に記載の硬化物と、強化繊維を含んでなる繊維強化複合材料。