JP2000246806A - 繊維強化プラスチック製部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＲＰ製部材の設計自由度を広げることおよ
び、従来よりも圧縮強度を著しく向上させることにあ
る。 【解決手段】 補強繊維とマトリクス樹脂とからなる層
が積層してなる繊維強化プラスチック製部材において、
次の少なくとも１つの［Ａ］層と、該［Ａ］層の両面に
隣り合って［Ｂ］層を有し、少なくとも片側の［Ｂ］層
の厚みが［Ａ］層の厚みに対し０．０２〜０．０８５の
範囲内であり、かつ［Ａ］層の補強繊維の配列方向に直
角な方向の引張伸度が０．８２％以上であることを特徴
とする繊維強化プラスチック製部材。 ［Ａ］層：補強繊維が実質的に一方向に配列した層 ［Ｂ］層：［Ａ］層の補強繊維の配列方向に対して配列
角度θの絶対値は４０°〜８０°の範囲内で補強繊維が
配列した層

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮をはじめとす
る各種荷重に対する耐性の大きい繊維強化プラスチック
製部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと略
す）は、補強繊維の配列方向について単位重量あたりの
引張強度が高いことから、航空機構造材やスポーツ部材
など、軽量化が求められる部材に広く使われている。

【０００３】しかしながら、実構造中の部材に加わる荷
重は複雑であり、引張以外にも、圧縮、剪断など多様な
モードの荷重が様々な方向から加わる。特に、圧縮荷重
に対しては、ＦＲＰの圧縮強度が他材料に比較して引張
強度ほどの優位性はないためにその使用が制限されるこ
とがあるため、ＦＲＰの圧縮強度向上が強く望まれてき
た。

【０００４】ＦＲＰ製部材の圧縮強度を向上させる方法
として、特開平８−２２４８１４号公報には、補強繊維
を実質的に一方向に配列した層（以下、中心層と略す）
の両面に隣り合って、特定の補強繊維配列角度かつ特定
の層厚みとした層（以下、側方層と略す）を配すること
が開示されている。しかしながら、この方法において
は、圧縮荷重によって二次的に生じる荷重によって、中
心層あるいは側方層の破壊が生じたり、中心層と側方層
の間あるいは各層内での層間剥離が部材破壊の引き金と
なるために、圧縮強度の向上効果が不十分な場合があっ
た。

【０００５】また、側方層の補強繊維配列角度と層厚み
が狭い範囲に制限されるために、部材の剛性等の設計自
由度が狭められるという問題もあった。

【０００６】すなわち、従来のＦＲＰ製部材において
は、部材の設計自由度をより広げたうえで、圧縮強度を
大幅に向上させることが求められていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決する課題
は、ＦＲＰ製部材の設計自由度を広げることおよび、従
来よりも圧縮強度を著しく向上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するためには、部材構成を特定のものとしたうえ
で、ある特性を有する層やマトリクス樹脂と組み合わせ
ることが有効であることを見い出し、本発明に想到し
た。すなわち、本発明の部材は、上記課題を解決するた
めに基本的には次の構成を有する。「補強繊維とマトリ
クス樹脂とからなる層が積層してなる繊維強化プラスチ
ック製部材において、次の少なくとも１つの［Ａ］層
と、該［Ａ］層の両面に隣り合って［Ｂ］層を有し、θ
の絶対値が４０°〜８０°の範囲内であり、少なくとも
片側の［Ｂ］層の厚みが［Ａ］層の厚みに対し０．０２
〜０．０８５の範囲内であり、かつ［Ａ］層の補強繊維
の配列方向に直角な方向の引張伸度が０．８２％以上で
あることを特徴とする繊維強化プラスチック製部材。 ［Ａ］層：補強繊維が実質的に一方向に配列した層 ［Ｂ］層：［Ａ］層の補強繊維の配列方向に対して配列
角度θで補強繊維が配列した層」

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のＦＲＰ部材について、以
下詳細に説明する。

【００１０】本発明の部材は、補強繊維とマトリクス樹
脂とからなる層が積層してなるものである。その形状は
板状に限らず、管状、殻状、柱状等でもよいが、圧縮荷
重を受けやすく、部材の圧縮強度が全体破壊を支配する
ことが多い板材や円筒体であることが好ましい。

【００１１】補強繊維の種類としては、炭素繊維、ガラ
ス繊維、アラミド繊維、金属繊維など様々なものが使用
でき、複数の種類のものを組み合わせて使用することも
できるが、なかでも軽量、高強度という特性を生かせる
炭素繊維が好ましく、さらにはより高強度が得られるポ
リアクリロニトリル系炭素繊維がより好ましい。

【００１２】補強繊維の形態は、特定方向の配列を有す
るものであれば、連続繊維であっても不連続繊維であっ
ても構わないが、補強効果の高い連続繊維が好ましい。

【００１３】本発明の部材は、補強繊維が実質的に一方
向に配列した層（以下［Ａ］層という）を有する。
［Ａ］層は部材に加わる圧縮荷重を負担する主たる部分
であり、その補強繊維の配列方向は、圧縮荷重の方向に
できるだけ一致させることが好ましい。

【００１４】補強繊維を荷重方向に整列させた場合、荷
重に対し垂直方向の弾性率と強度が低下して横方向への
割れ、屈曲等が生じたり、剪断弾性率も低下するために
横方向への剪断ずれが生じたりして、本来発現すべき圧
縮強度が発現しないことが少なくない。

【００１５】このような好ましくない変形を抑制するた
めに、［Ａ］層の両面を、［Ａ］層の補強繊維の配列方
向に対して角度θで補強繊維が配列した層（以下［Ｂ］
層という）でサンドイッチ補強する。ここでθは４０°
〜８０°、好ましくは５０°〜７０°、さらに好ましく
は５５°〜６５°である。

【００１６】［Ａ］層の両面に［Ｂ］層が存在すること
により、［Ｂ］層が存在しない場合よりも部材としての
圧縮強度を高くすることができる。

【００１７】［Ｂ］層としては、補強繊維が配列角度θ
で実質的に一方向に配列した層と、補強繊維が配列角度
−θで実質的に一方向に配列した層とからなっているこ
とが好ましい。この場合配列角度θの層の厚みと配列角
度−θの層の厚みが実質的に等しいことがより好まし
い。ここで、配列角度の正負符号は、角度が逆回転方向
であることを意味する。

【００１８】θの絶対値が小さすぎると、［Ｂ］層に作
用する応力が大きくなり、［Ｂ］層から破壊が始まりや
すくなり、部材の圧縮強度が低下する。一方、θの絶対
値が大きすぎると、［Ｂ］層の剪断剛性が低下して部材
全体が剪断ずれにより破壊しやすくなり圧縮強度が低下
する。

【００１９】［Ａ］層の少なくとも片側での［Ｂ］層の
厚みは［Ａ］層の厚みに対し０．０２〜０．０８５の範
囲内にあることが必要であり、０．０５〜０．０７の範
囲内にあることが好ましい。［Ｂ］層の厚みがこの範囲
より小さいと、前記の［Ａ］層の変形を防ぎきれず圧縮
強度向上効果が十分でなくなり、逆に大きすぎると部材
の断面積および重量が増し、部材としての圧縮強度およ
び単位重量あたりの圧縮強度が［Ａ］層単独の場合に比
べて低くなる場合がある。

【００２０】また、［Ｂ］層の厚みは、［Ａ］層の両面
で実質的に等しいことが好ましい。これは、［Ａ］層に
対して対称な構成とすることにより、［Ａ］層の応力分
布と変形を均一にして［Ａ］層の実質的な強度を高くす
るためである。さらに、同様の理由により、［Ｂ］層の
補強繊維は［Ａ］層の層内中心面に対して鏡面対称に配
列していることが好ましい。

【００２１】本発明の部材を円筒体として使用する場
合、［Ａ］層の補強繊維の配列方向を、円筒体の軸方向
に実質的に一致させることにより、高い強度を有する円
筒が得られる。

【００２２】本発明の部材については、［Ａ］層の補強
繊維の配列方向に直角な方向の引張伸度が０．８２％以
上であることが必要であり、１．０％以上であることが
好ましい。ここで引張伸度が０．８２％以上であるとい
うことは、部材を引張変形させていった時に［Ａ］層の
破壊が生じる歪が０．８２％以上であることを意味す
る。［Ａ］層の直角方向の引張伸度を高くすることによ
り、部材を［Ａ］層の繊維配列方向に圧縮したときに、
いわゆるスプリッティング等の破壊モードが起きにくく
なり、結果として部材の圧縮強度を高くすることができ
る。一方、本発明の部材については、［Ａ］層の補強繊
維の配列方向に直角な方向の引張伸度が３．５％以下で
あることが好ましく、２％以下であることがより好まし
い。なぜならば、伸度をあまりに高くしようとすると、
樹脂の耐熱性や弾性率が低下する傾向が現れ、部材の総
合的な特性に結局悪い影響を及ぼすことがあるからであ
る。

【００２３】補強繊維の配列方向に直角な方向の引張伸
度を高くするためには、［Ａ］層のマトリクス樹脂の伸
度を高く、かつ補強繊維との接着力を高くすることが有
効である。そのためには、［Ａ］層のマトリクス樹脂
が、下記構成要素からなる熱硬化性樹脂組成物であるこ
とが好ましい。 （ア）熱硬化性樹脂 （イ）（ア）の熱硬化性樹脂またはその硬化剤と反応し
うる官能基１個、および下記の式（１）〜（４）より選
ばれる部分構造を含む化合物

【００２４】

【化５】

【００２５】

【化６】

【００２６】

【化７】

【００２７】

【化８】

【００２８】構成要素（ア）である熱硬化性樹脂とは、
熱的に硬化する、すなわち熱的に反応してネットワーク
構造を持つ重合体を与える前駆体を意味する。熱硬化性
樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、分子内に複数の
重合性不飽和結合を有する樹脂（ビニルエステル樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マ
レイミド樹脂）、フェノール樹脂、シアネート樹脂、メ
ラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ベンズオキ
サジン樹脂、オキサゾリン樹脂などが挙げられるが、な
かでもエポキシ樹脂が好ましく用いられる。エポキシ樹
脂とは、分子内に２個以上のエポキシ基を有する化合物
を意味する。

【００２９】式（１）〜（４）で示される構造は、さら
に複雑な構造の一部であってもよい、たとえば一般式
（１）で示されるアミド結合を有する化合物の典型的な
化合物はカルボン酸アミドであるが、それ以外にも環の
一部にアミド結合を有しても良く、あるいはさらに複雑
な構造、例えば、イミド、ウレタン、尿素、ビウレッ
ト、ヒダントイン、カルボン酸ヒドラジド、ヒドロキサ
ム酸、セミカルバジド、セミカルバゾンなどのような構
造を有するものでもよい。

【００３０】尚、ここで言うアミド結合とは、カルボニ
ル基、チオカルボニル基、スルホニル基、ホスホリル基
から選ばれる基とその炭素に単結合で結合する窒素原子
からなる部分構造を意味する。

【００３１】アミド結合のカルボニル酸素は酸素または
窒素に結合した水素原子と強い水素結合を作る。従っ
て、強化繊維である炭素繊維の表面に存在するカルボキ
シル基や水酸基などの水素原子との水素結合が生じ接着
性を高める。

【００３２】さらに、アミド結合のカルボニル基は強い
永久双極子であるため、炭素繊維のように分極率の高い
強化繊維に有機双極子を作り、双極子−双極子の電気的
引力により接着力を高める。

【００３３】もし、アミド結合を持つ化合物がエポキシ
樹脂または硬化剤と反応しうる官能基を持たないと、相
分離により接着性が十分発現しなかったり、可塑剤とし
て働き耐熱性が著しく低下したりする恐れがあるが、ア
ミド結合を持つ化合物がエポキシ樹脂または硬化剤と反
応しうる官能基を持つ場合は、樹脂組成物の硬化に伴
い、エポキシ樹脂硬化物のネットワークの一部となるた
め前記のような弊害を生じる恐れがない。

【００３４】エポキシ樹脂または硬化剤と反応しうる２
個以上の官能基と１個以上のアミド結合を有する化合物
を配合したエポキシ樹脂組成物を繊維強化複合材料に用
いることは公知であるが、これらの公知技術では、接着
性の著しい改善は確認されていない。しかし、本発明者
らの見出した、分子内にエポキシ樹脂または硬化剤と反
応しうる官能基１個と１個以上のアミド結合を有する化
合物を配合したエポキシ樹脂組成物では、著しい効果を
有する。

【００３５】この理由は、エポキシ樹脂または硬化剤と
反応しうる官能基を２個以上有する化合物はエポキシ樹
脂のネットワークと２カ所以上で化学結合するため、ア
ミド結合の酸素原子が強化繊維表面に十分接近できない
のに対し、エポキシ樹脂または硬化剤と反応しうる官能
基を有する化合物は、エポキシ樹脂のネットワークと一
カ所だけで化学結合するため、その化合物に由来する部
分構造の運動の自由度が大きく、カルボニル基の酸素原
子が強化繊維表面に接触しやすいためと本発明者らは推
定している。

【００３６】さらに構成要素（イ）の配合は、接着性を
高めるだけではなく、エポキシ樹脂組成物の硬化物の弾
性率を高める効果も有する。これは、エポキシ樹脂中に
存在する水酸基とカルボニル基の酸素が強い水素結合を
作り分子運動を拘束するためと考えられる。

【００３７】なお、前記エポキシ樹脂組成物は、前記構
成要素（ア）、（イ）から得られ得ることを特徴とする
ものであり、必ずしも前記構成要素（ア）、（イ）から
得られた物である必要はない。もちろん、前記構成要素
（ア）、（イ）から得られた物が好適な例であるが、結
果として、前記構成要素（ア）、（イ）から得られた物
と同様の形態であるならば、原料が前記構成要素
（ア）、（イ）であると限定されるものではない。例え
ば、構成要素（イ）として、エポキシ樹脂又は硬化剤と
反応し得る官能基が２個以上有するものを用いても、官
能基や工程を適切に選択することにより、当該官能基の
一部が失活乃至は変成することにより、結果として、本
発明のエポキシ樹脂組成物が得られ得る。あるいは、逆
に当該官能基を有しておらずとも、反応乃至は工程の途
中で、変成して、当該官能基が形成される場合もあり得
る。

【００３８】本発明の前記エポキシ樹脂組成物は、好適
には、化学構造的上、１個以上のアミド結合を有し、か
つ運動の自由度の大きい部分構造を有するものである。
運動の自由度が大きい部分構造とは、典型的には、分子
鎖の一端がエポキシ樹脂又は硬化剤あるいはそれらの残
基等の組成物の主鎖乃至はそれに相当する程度の大きい
分子量を有する構造と結合していて、他端は、前述のよ
うな大きい分子量を有する構造とは共有結合していない
ような構造である。また、結合部位が複数であっても、
それらが部分構造上において、極めて接近していたりす
れば、実質上結合部位が一箇所と見なせ、部分構造の自
由度は大きい。あるいは、部分構造上は両端にあって
も、結合している大きい分子量を有する構造から見て、
位置的に近い場合、部分構造の運動の自由度は大きい場
合もあり得る。さらには、部分構造に１個以上のアミド
結合を有する分岐を有する場合も、運動の自由度は大き
い。

【００３９】また、構成要素（イ）は、マトリクス樹脂
と強化繊維の界面部に集まっている方が、前記接着性を
高める効果があると考えられる。特に構成要素（イ）が
エポキシ樹脂に比べて硬化速度が相対的に遅い場合、構
成要素（イ）が界面部へ集まり易く好ましい。

【００４０】エポキシ樹脂と反応しうる官能基として
は、カルボキシル基、フェノール性水酸基、アミノ基、
第２アミン構造、メルカプト基どを挙げることができ
る。また硬化剤とし反応しうる官能基としては、エポキ
シ基、カルボニル基と共役した二重結合などを挙げるこ
とができる。カルボニル基と共役した二重結合は、硬化
剤中のアミノ基やメルカプト基とマイケル付加反応を行
う。

【００４１】カルボキシル基を一個有し、アミド結合を
有する化合物の具体例としては、スクシンアミド酸、オ
キサミン酸、N-アセチルグリシン、N-アセチルアラニ
ン、4-アセトアミド安息香酸、N-アセチルアントラニル
酸、4-アセトアミド酪酸、6-アセトアミドヘキサン酸、
馬尿酸、5-ヒダントイン酢酸、ピログルタミン酸、2-
(フェニルカルバモイルオキシ)プロピオン酸などを挙げ
ることができる。

【００４２】フェノール性水酸基を一個有し、アミド結
合を有する化合物の具体例としては、サリチルアミド、
4-ヒドロキシベンズアミド、4-ヒドロキシフェニルアセ
トアミド、4-ヒドロキシアセトアニリド、3-ヒドロキシ
アセトアニリドなどを挙げることができる。

【００４３】アミノ基を一個有し、アミド結合を有する
化合物の具体例としては4-アミノベンズアミド、3-アミ
ノベンズアミド、4'-アミノアセトアニリド、4-アミノ
ブチルアミド、6-アミノヘキサンアミド、3-アミノフタ
ルイミド、4-アミノフタルイミドなどを挙げることがで
きる。

【００４４】第２アミン構造を一個有し、アミド結合を
有する化合物の具体例としては、ニペコタミド、N,N-ジ
エチルニペコタミド、イソニペコタミド、1-アセチルピ
ペラジンなどを挙げることができる。

【００４５】メルカプト基を一個有し、アミド結合を有
する化合物の具体例としては、4-アセトアミドチオフェ
ノール、N-(2-メルカプトエチル）アセトアミドなどを
挙げることができる。

【００４６】エポキシ基を一個有し、アミド結合を有す
る化合物の具体例としては、グリシダミド、N-フェニル
グリシダミド、N,N-ジエチルグリシダミド、N-メトキシ
メチルグリシダミド、N-ヒドロキシメチルグリシダミ
ド、2,3-エポキシ-3-メチルブチルアミド、2,3-エポキ
シ-2-メチルプロピオンアミド、9,10-エポキシステアラ
ミド、N-グリシジルフタルイミドなどが挙げられる。

【００４７】カルボニル基と共役した二重結合を一個有
し、アミド結合を有する化合物は、二重結合と共役する
カルボニル基がアミド結合のカルボニル基と同一であっ
てもよく、異なってもよい。二重結合と共役するカルボ
ニル基がアミド結合のカルボニル基と同一である化合物
としては、α，β−不飽和カルボン酸のアミドおよびそ
の窒素原子上に置換基を有する誘導体が該当する。その
の具体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリ
ルアミド、N-tert-ブチルアクリルアミド、N-イソプロ
ピルアクリルアミド、N-ブチルアクリルアミド、N-ヒド
ロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリ
ルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-n-プロ
ポキシメチルアクリルアミド、N-n-ブトキシメチルアク
リルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-
ベンジロキシメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリ
ルアミド、1-アクリロイルモルホリン、1-アクリロイル
ピペリジンを挙げられる。またそれ以外にもマレイミ
ド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミドのよう
な不飽和ジカルボン酸のイミドも該当する。二重結合と
共役するカルボニル基がアミド結合のカルボニル基と同
一でない化合物としては2-( フェニルカルバモイルオキ
シ) エチルメタクリレートなどを挙げることができる。

【００４８】構成要素（イ）である分子内にエポキシ樹
脂または硬化剤と反応しうる官能基１個と１個以上のア
ミド結合を有する化合物は１種でも、複数種配合しても
よい。

【００４９】構成要素（イ）の配合量（複数種用いる場
合はその合計）は、構成要素（Ａ）１００重量部に対し
０．５〜１５重量部であることが好ましい。０．５部よ
り少ないと接着性向上効果が十分に発現されず、１５重
量部より多いと耐熱性低下などの弊害が生じる恐れがあ
る。

【００５０】構成要素（イ）は、室温で液状のものも固
形のものも使用できる。構成要素（イ）として固形のも
のを用いる場合は、エポキシ樹脂組成物中に添加した
後、加熱撹拌などの手段で溶解してもよく、溶解せずに
添加してもよい。固形の構成要素（イ）を溶解せずに添
加する場合は、粒径１０μm以下に粉砕して使用するこ
とが好ましい。

【００５１】本発明の部材は、層間剪断強度が９０ＭＰ
ａ以上であることが好ましく、１００ＭＰａ以上である
ことがより好ましい。ここで層間剪断強度とは、部材か
ら［Ａ］層と［Ｂ］層を一体のものとして取り出した積
層板を、［Ａ］層の補強繊維の配列方向にショートスパ
ン曲げ試験して得られる層間剪断強度である。層間剪断
強度を高くすることにより、圧縮荷重に対し剪断や層間
剥離などのモードを生じにくくすることができ、結果と
して部材の圧縮強度を高くすることができる。

【００５２】層間剪断強度を高くするためには、［Ａ］
層のマトリクス樹脂の伸度を高く、かつ補強繊維との接
着力を高くすることが有効である。そのためには、
［Ａ］層のマトリクス樹脂が、前記構成要素（ア）
（イ）からなる熱硬化性樹脂組成物であることが好まし
い。

【００５３】本発明のＦＲＰ部材のいずれにおいても、
［Ａ］層と［Ｂ］層とが層間剥離を生じると、十分な圧
縮強度向上効果が得られない。従って、［Ａ］層と
［Ｂ］層の層間剥離強度を高くする必要があるが、その
ためには層間に存在する樹脂の伸度が高くかつ補強繊維
との接着力に優れることが有効である。よって［Ａ］層
と［Ｂ］層のマトリクス樹脂がともに前記構成要素
（ア）（イ）からなる熱硬化性樹脂組成物からなること
が最も好ましい。

【００５４】

【実施例】（実施例１）下記材料をニーダーで混合し
て、構成要素（ア）（イ）をともに有する樹脂組成物を
得た。 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ４０部 （“エピコート”８２８、油化シェルエポキシ（株）製） ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ４０部 （“エピコート”１００１、油化シェルエポキシ（株）製） 臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 １０部 （“エピクロン”１５２、大日本インキ化学（株）製） テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン １０部 （“スミエポキシ”ＥＬＭ４３４、住友化学工業（株）製） ジシアンジアミド ５部 （ＤＩＣＹ７、油化シェルエポキシ（株）製） ３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素 ３部 （ＤＣＭＵ９９、保土ヶ谷化学工業（株）製） Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド（構成要素（イ） ５部 （（株）興人製） ポリビニルホルマール ７部 （“ビニレック”Ｋ、チッソ（株）製） ［Ａ］層として、この樹脂組成物中に炭素繊維（東レ株
式会社製「トレカ」Ｔ８００ＨＢ−１２Ｋ−４０Ｂ）を
一方向に配列させたプリプレグ（プリプレグの成形厚み
＝０．１４ｍｍ、繊維重量含有率＝６７％）を、１２枚
同方向に積層し、［Ｂ］層として、同じ組成で成形厚み
のみ０．０５ｍｍとしたプリプレグをその配列角度を
［Ａ］層の補強繊維の配列方向に対して±６０°になる
ように［Ａ］層の両側に２枚ずつ、［Ａ］層の中央面に
対して鏡面対称となるように積層した。これをオートク
レーブ中で１８０℃、２時間で硬化させて板状のＦＲＰ
製部材を得た。

【００５５】このＦＲＰ部材の断面観察によって［Ａ］
層および［Ｂ］層の厚みを測定した。また、ＡＳＴＭ
Ｄ３０３９に準拠して［Ａ］層の繊維配列と直角方向の
引張伸度を測定した。また、ＡＳＴＭ Ｄ２３４４に準
拠してショートスパン３点曲げ法による層間剪断強度を
測定した。結果を表１に示す。 （比較例１）実施例１で用いたのと同じ成形厚み０．１
４ｍｍのプリプレグのみを１０枚同方向に積層して
［Ａ］層のみからなるＦＲＰ製部材を得た。次に実施例
１と同様の方法で層の厚み、繊維配列と直角方向の引張
伸度、層間剪断強度を測定した。結果を表１に示す。 （比較例２）［Ａ］層の積層数を８枚とした他は実施例
１と同様にしてＦＲＰ製部材を得た。次に実施例１と同
様の方法で各層の厚み、［Ａ］層の繊維配列と直角方向
の引張伸度、層間剪断強度を測定した。結果を表１に示
す。 （比較例３）［Ｂ］層の繊維配列角度を［Ａ］層の補強
繊維の配列方向に対して９０°とした他は実施例１と同
様にしてＦＲＰ製部材を得た。次に実施例１と同様の方
法で各層の厚み、［Ａ］層の繊維配列と直角方向の引張
伸度、層間剪断強度を測定した。結果を表１に示す。 （比較例４）［Ｂ］層の繊維配列角度を［Ａ］層の補強
繊維の配列方向に対して±３５°とした他は実施例１と
同様にしてＦＲＰ製部材を得た。次に実施例１と同様の
方法で各層の厚み、［Ａ］層の繊維配列と直角方向の引
張伸度、層間剪断強度を測定した。結果を表１に示す。 （比較例５）下記材料をニーダーで混合して、構成要素
（イ）の代わりに、エポキシ樹脂または硬化剤と反応し
うる官能基を持たないアミド結合含有化合物（Ｎ−オク
チルピロリドン）を使用した樹脂組成物を得た。

【００５６】 下記原料をニーダーで混合して樹脂組成物を得た。 ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ４０部 （“エピコート”８２８、油化シェルエポキシ（株）製） ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 ４０部 （“エピコート”１００１、油化シェルエポキシ（株）製） 臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 １０部 （“エピクロン”１５２、大日本インキ化学（株）製） テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン １０部 （“スミエポキシ”ＥＬＭ４３４、住友化学工業（株）製） ジシアンジアミド ５部 （“ＤＩＣＹ７”、油化シェルエポキシ（株）製） ３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素 ３部 （“ＤＣＭＵ９９”、（保土ヶ谷化学工業（株）製） Ｎ−オクチルピロリドン ５部 （アルドリッチ・ケミカル・カンパニー製） ポリビニルホルマール ７部 （“ビニレック”Ｋ、チッソ（株）製） この樹脂組成物を使用した他は実施例１と同様にしてＦ
ＲＰ製部材を得た。次に実施例１と同様の方法で各層の
厚み、［Ａ］層の繊維配列と直角方向の引張伸度、層間
剪断強度を測定した。結果を表１に示す。

【００５７】

【表１】

【発明の効果】本発明によれば、ＦＲＰ製部材の設計自
由度を広げながら、従来よりも圧縮強度を著しく向上さ
せることができ、板状や円筒状のＦＲＰ部材の大幅な軽
量化が可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 63:00 105:08 Ｆターム(参考） 4F072 AA04 AB06 AB09 AB10 AB11 AB22 AD08 AD09 AD11 AD13 AD23 AD38 AD43 AE02 AF15 AF22 AF29 AF30 AG03 AG17 AL02 AL04 AL09 4F100 AH03A AH03B AH03C AH04A AH04B AH04C AK01A AK01B AK01C AK53 AL05A AL05B AL05C BA03 BA06 BA10A BA10C BA22 DG01A DG01B DG01C DH02A DH02B DH02C GB31 GB87 JB13A JB13B JB13C JK05 JK06 JK08A JK08C YY00 4F205 AA36 AA39 AB19 AB22 AD16 AE10 AG03 HA08 HA14 HA25 HA33 HA37 HA45 HB01 HC02 HC17 HK03 HK04 HK05 HK16 HL15 HT02 HT27 4J002 BF011 BF051 BH001 CC031 CC161 CC181 CD001 CF211 CK021 CM021 DA016 DA066 DL006 EP007 EQ027 ES017 ET007 EU027 EU077 EU107 EU237 EV027 EV087 EV137 EV287 EW157 FA046 FD016 FD140 FD157 GF00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強繊維とマトリクス樹脂とからなる層
   が積層してなる繊維強化プラスチック製部材において、
   次の少なくとも１つの［Ａ］層と、該［Ａ］層の両面に
   隣り合って［Ｂ］層を有し、少なくとも片側の［Ｂ］層
   の厚みが［Ａ］層の厚みに対し０．０２〜０．０８５の
   範囲内であり、かつ［Ａ］層の補強繊維の配列方向に直
   角な方向の引張伸度が０．８２％以上であることを特徴
   とする繊維強化プラスチック製部材。 ［Ａ］層：補強繊維が実質的に一方向に配列した層 ［Ｂ］層：［Ａ］層の補強繊維の配列方向に対して配列
   角度θの絶対値は４０°〜８０°の範囲内で補強繊維が
   配列した層
2. 【請求項２】 該繊維強化プラスチック製部材の層間剪
   断強度が９０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項
   １に記載の繊維強化プラスチック製部材。
3. 【請求項３】 ［Ａ］層または［Ｂ］層のマトリクス樹
   脂が、主として下記構成要素（ア）と、構成要素（ア）
   １００重量部に対して０．５〜２０重量部の構成要素
   （イ）から得られ得ることを特徴とする請求項１または
   ２に記載の繊維強化プラスチック製部材。 （ア）熱硬化性樹脂 （イ）（ア）の熱硬化性樹脂またはその硬化剤と反応し
   うる官能基１個、および下記の式（１）〜（４）より選
   ばれる部分構造を含む化合物 【化１】 【化２】 【化３】 【化４】