JP7735721B2 - エポキシ樹脂組成物およびプリプレグ - Google Patents

Description

本発明は、耐光性に優れたエポキシ樹脂組成物、および耐光性に優れたエポキシ樹脂組成物を用いた取り扱い性の良いプリプレグに関する。

航空機構造部材、風車の羽根、自動車外板およびＩＣトレイやノートパソコンの筐体などのコンピュータ用途等の高い構造性能を求められる製品には、繊維基材にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させて作製されるプリプレグが用いられることが多い。しかし、一般的なプリプレグを硬化して得られる繊維複合材料は耐光性が低く、表面が光にさらされると劣化変性する。そのため近年、繊維複合材料の表面に耐光性を付与したいとの要望が増えている。特許文献１では耐光性を有する樹脂組成物として、芳香環を含まないエポキシ樹脂を提案している。

特開２００３－２６７６３号公報

しかし、特許文献１に記載された非芳香族エポキシ樹脂は、一般に分子間の相互作用が弱いため粘度が低いことから、非芳香族エポキシ樹脂から成る樹脂フィルム、その樹脂フィルムを繊維基材に含浸したプリプレグは、室温における取り扱い性が悪く、硬化成形時に樹脂フローが発生しやすいという特性を有している。

そこで、本発明では、耐光性に優れた樹脂組成物であり、耐光性および室温における取り扱い性に優れ、硬化成形時の樹脂フローが少ないプリプレグを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、次の構成を有する樹脂組成物を提供する。

構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］を含み、
［Ａ］は、非芳香族エポキシ樹脂一種または二種以上から成り、数平均分子量が５５０－８００ｇ／ｍｏｌであり、
［Ｃ］は、数平均分子量が１６０００－２８０００ｇ／ｍｏｌである、エポキシ樹脂組成物。
［Ａ］エポキシ樹脂
［Ｂ］硬化剤
［Ｃ］非芳香族熱可塑性樹脂

本発明により、耐光性に優れ、室温での粘度が高い樹脂組成物を提供することができる。本発明の樹脂組成物をフィルム化した樹脂フィルムおよび樹脂フィルムを繊維基材に含浸して成るプリプレグは、耐光性および室温における取り扱い性に優れ、硬化成形時の樹脂フローが少ない効果を示す。

本発明の樹脂組成物における各構成要素について詳細を述べる。なお、本発明において、「芳香族」とは、芳香族炭化水素や共役不飽和複素環式化合物を化学構造中に含むものであり、それ以外が「非芳香族」である。また、ある物性・特性について、必須の範囲、好ましい範囲等が複数の数値範囲で示される場合に、同複数の範囲におけるいずれかの上限値と、いずれかの下限値を組み合わせたものも好ましい範囲とする（例えば、下記する非芳香族エポキシ樹脂あるいはその混合物の数平均分子量の好ましい範囲として、６００－７００ｇ／ｍｏｌがありえる）。

「構成要素［Ａ］」
構成要素［Ａ］は、エポキシ樹脂であり、一種から成る非芳香族エポキシ樹脂、または二種以上から成る非芳香族樹脂混合物である。すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物は、芳香族エポキシ樹脂を含まない。非芳香族エポキシ樹脂とは、芳香族炭化水素基や不飽和複素環を化学構造中に含まないエポキシ樹脂を指す。以下、非芳香族エポキシ樹脂を例示する。脂環式エポキシ樹脂（シクロアルカン環を含むエポキシ樹脂）の具体例として、テトラヒドロインデンジエポキシド、ビニルシクロヘキセンオキシド、３，４－エポキシシクロヘキサンカルボン酸３’，４’－エポキシシクロヘキシルメチル、ジペンテンジオキシド、アジピン酸ビス（３，４－エポキシシクロヘキシルメチル）、ジシクロペンタジエンジオキシド、ビス（２，３－エポキシシクロペンチル）エーテル、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）－１－ブタノールの１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサン付加物、エポキシ化ブタンテトラカルボン酸テトラキス－（３－シクロヘキセニルメチル）修飾イプシロン－カプロラクトン、ビ－７－オキサビシクロ［４．１．０］ヘプタン、ドデカヒドロビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ドデカヒドロビスフェノールＦジグリシジルエーテル、１，４－シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロテレフタル酸ジグリシジルエステル、２，２－ビス（４－ヒドロキシシクロヘキシル）プロパンノジグリシジルエーテルが挙げられる。芳香環、アミン性窒素原子、シクロアルカン環およびシクロアルケン環のいずれも含まないエポキシ樹脂の具体例として、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，４－ブタンジオールグリシジルエーテル、１，６－ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、１，４－ビス（２－オキシラニル）ブタン、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルが挙げられる。芳香環、アミン性窒素原子のいずれも含まない単官能エポキシ化合物（１個のオキシラン環のみを含むエポキシ化合物）の具体例として、４－ｔｅｒｔ－ブチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、１－ブテンオキシド、１，２－エポキシ－４－ビニルシクロヘキサン、２－エチルヘキシルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
上記非芳香族エポキシ樹脂あるいはその混合物は、数平均分子量が５５０－８００ｇ／ｍｏｌの範囲であれば、それら組み合わせは本発明で特に限定されない。樹脂フィルム化の容易性および繊維基材に樹脂フィルムを含浸して作製するプリプレグのタック性の観点から、構成要素［Ａ］の数平均分子量は５５０－７００ｇ／ｍｏｌであることが好ましい。さらに好ましくは、６００－７００ｇ／ｍｏｌである。上記数平均分子量が８００ｇ／ｍｏｌを超える場合、エポキシ樹脂組成物の粘度が高いため、ホットメルト法による樹脂フィルム化が困難になり、またその樹脂組成物をフィルム化した樹脂フィルムを繊維基材に含浸して成るプリプレグのタックが低下する。一方、同数平均分子量が５５０ｇ／ｍｏｌに満たない場合、エポキシ樹脂組成物の粘度が低いため、その樹脂組成物をフィルム化した樹脂フィルムを繊維基材に含浸して成るプリプレグのタックが過剰となってしまう。同数平均分子量が５５０－８００ｇ／ｍｏｌである場合、樹脂フィルム化の容易性およびタックの良好なバランスが提供される。ここでの数平均分子量とは、ゲル浸透クロマグラフィーによるポリスチレン換算の数平均分子量を意味する。なお、耐熱性の観点から、非芳香族エポキシ樹脂は、脂環式のエポキシもしくはシクロヘキサン環などのシクロアルカン構造を分子内に有するものが好ましく用いられる。
上記非芳香族エポキシ樹脂は市販品を用いることができる。例えば、“セロキサイド（登録商標）”２０２１Ｐ、“セロキサイド（登録商標）”８０１０、“セロキサイド（登録商標）”２０００、“エポリード（登録商標）”ＧＴ４０１、“セロキサイド（登録商標）”２０８１、ＥＨＰＥ３１５０（（株）ダイセル化学工業製）、ＴＨＩ－ＤＥ（ＪＸＴＧエネルギー（株）製）、ＴＴＡ２１、ＡＡＴ１５，ＴＴＡ２２（サンケミカル（株）製）、Ｅｘ－１２１、Ｅｘ－２１１、Ｅｘ－２１２、Ｅｘ－３１３、Ｅｘ－３２１、Ｅｘ－４１１（ナガセケムテック（株）製）、“エポライト（登録商標）”４０００（共栄社化学（株）製）、ＳＴ－３０００、ＳＴ－４０００（日鉄ケミカル＆マテリアル（株）製）、ＹＸ８０００（三菱ケミカル（株）製）、ＥＰＡＬＯＹ５０００（ＨＵＮＴＳＭＡＮ製）などが挙げられる。
本発明では、上記非芳香族エポキシ樹脂を、エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂１００質量部のうち９０－１００質量部含むことが好ましく、高い耐光性を得ることができる。また、エポキシ樹脂組成物に脂環式エポキシもしくは、シクロヘキサン環などのシクロアルカン構造を分子内に有するエポキシ樹脂のみを用いた場合、耐光性を有しつつ高いガラス転移温度を有するエポキシ樹脂硬化物を得ることができる。
「構成要素［Ｂ］」
本発明のエポキシ樹脂組成物は、構成要素［Ｂ］として硬化剤を含有する。構成要素［Ｂ］の硬化剤の種類は、特に限定されず、アミン系硬化剤、イミダゾール類、カチオン硬化剤、酸無水物、塩化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。耐光性の観点から非芳香族硬化剤を用いることが好ましい。非芳香族硬化剤とは、芳香族炭化水素基や不飽和複素環を化学構造中に含まない硬化剤のことを指す。中でもジシアンジアミドを用いることで、硬化前のエポキシ樹脂組成物の湿気による性能変化がなく、長期安定性をもちながら比較的低温で硬化を完了することができるため好ましい。
上記硬化剤は市販品を用いることができる。例えば、ジシアンジアミドにおいては“ｊＥＲキュア（登録商標）”ＤＩＣＹ７、ＤＩＣＹ１５（三菱ケミカル（株）製）、イミダゾール類においてはキュアゾール１．２ＤＭＺ、Ｃ１１Ｚ、Ｃ１７Ｚ（四国化成（株）製）、カチオン硬化開始剤においては“アデカオプトン（登録商標）”ＣＰ－７７、“アデカオプトン（登録商標）”ＣＰ－６６（（株）ＡＤＥＫＡ製）、ＣＩ－２６３９、ＣＩ－２６２４（日本曹達）、“サンエイド（登録商標）”ＳＩ－６０、“サンエイド（登録商標）”ＳＩ－８０、“サンエイド（登録商標）”ＳＩ－１００、“サンエイド（登録商標）”ＳＩ－１５０、“サンエイド（登録商標）”ＳＩ－Ｂ４、“サンエイド（登録商標）”ＳＩ－Ｂ５（三新化学工業（株）製）、ＴＡ－１００、ＩＫ－１ＰＣ（８０）（サンアプロ株式会社）、酸無水物においてはリカシッド（新日本理化（株）製）、三フッ化ホウ素ピペリジン、塩化ホウ素アミン錯体においては三フッ化ホウ素モノエチルアミン（ステラケミファ（株）製）などが挙げられる。
ジシアンジアミドの好ましい含有量は、エポキシ樹脂組成物に含まれる全てのエポキシ樹脂に由来するエポキシ基のモル数に対し、ジシアンジアミドの活性水素のモル数の比が０．６－１．２倍となる含有量であることが、良好な機械物性を発現する硬化物が得られる点から好ましい。上記比が０．７－１．０倍となる量であると、耐熱性に優れるのでさらに好ましい。
「構成要素［Ｃ］」
構成要素［Ｃ］は非芳香族熱可塑性樹脂である。非芳香族熱可塑性樹脂とは、芳香族炭化水素基や不飽和複素環を化学構造中に含まない熱可塑性樹脂のことを指す。非芳香族熱可塑性樹脂としてポリビニルアルコールおよびそのアセタール化合物を用いることができる。非芳香族の熱可塑性樹脂を例示すると、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールのアセタール化合物としてポリビニルアセタール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルブチラール、それ以外ではポリ酢酸ビニル、水添ビスフェノールＡ・ペンタエリストールホスファイトポリマー、水添テルペン、水添テルペンフェノールなどを挙げることができる。
上記の中で、特に、非芳香族エポキシ樹脂への溶解性が高いポリビニルアルコールおよびそのアセタール化合物であるポリビニルアセタール類（ポリビニルアセトアセタール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール）またはポリビニル酢酸ビニルは、エポキシ樹脂組成物の粘度調整が容易である点で好ましい。
また、樹脂フィルム化の容易性および樹脂フィルムを繊維基材に含浸して作製したプリプレグのタック性の観点から、これらの非芳香族熱可塑性樹脂の数平均分子量は１６０００－２８０００ｇ／ｍｏｌである。好ましくは１７０００－２７０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは１８０００－２７０００ｇ／ｍｏｌである。非芳香族熱可塑性樹脂の数平均分子量が２８０００ｇ／ｍｏｌを超える場合、非芳香族熱可塑性樹脂の添加量当たりのエポキシ樹脂組成物の粘度上昇が大きくなるため、樹脂フィルム化の容易性とタック調整の観点から添加量を少なくすることが要求されるが、熱可塑性樹脂の添加量が低下するほど樹脂硬化物の曲げ破断歪の低下がみられる。一方、非芳香族熱可塑性樹脂の数平均分子量が１６０００ｇ／ｍｏｌに満たない場合、非芳香族熱可塑性樹脂の添加量当たりのエポキシ樹脂組成物の粘度上昇が小さくなるため、フィルムのタックが過剰となり、また樹脂硬化物の弾性率の低下がみられる。非芳香族熱可塑性樹脂の数平均分子量が１６０００－２８０００ｇ／ｍｏｌである場合、樹脂組成物のフィルム化の容易性および適切なタック、樹脂硬化物の破断歪および弾性率の適切なバランスが提供される。ここでの数平均分子量とは、ゲル浸透クロマグラフィーによるポリスチレン換算の数平均分子量を意味する。
上記非芳香族熱可塑性樹脂は市販品を用いることができる。例えば、“Ｊ－ＰＯＶＡＬ（登録商標）”（日本酢ビ・ポバール（株）製）、“エスレック（登録商標）”（積水化学工業（株）製）、“ウルトラセン（登録商標）”（東ソー（株）製）“ＪＰＨ－３８００”（城北化学工業（株）製）、“ＹＳポリスターＵＨ１３０”（ヤスハラケミカル（株）製）などが挙げられる。
上記非芳香族熱可塑性樹脂の配合量は、構成要素［Ａ］１００質量部に対して５－１５質量部であることが、樹脂フィルム化の容易性および樹脂フィルムを繊維基材に含浸し作製したプリプレグのタック性の観点から好ましい。より好ましくは、５－１０質量部である。
「構成要素［Ｄ］」
本発明におけるエポキシ樹脂組成物は、構成要素［Ｄ］硬化促進剤を含むことができる。硬化促進剤の例としては、尿素系硬化促進剤、ヒドラジド系硬化促進剤、三級アミン類、イミダゾール類、フェノール類などを挙げることができる。特に構成要素［Ｂ］がジシアンジアミドである場合、尿素系硬化促進剤が硬化促進および室温における保存安定性の観点から好ましい。
上記硬化促進剤は市販品を用いることができる。例えば、ＤＣＭＵ９９（保土谷化学（株）製）“Ｏｍｉｃｕｒｅ（登録商標）”Ｕ－２４Ｍ、Ｕ－５２Ｍ（ＣＶＣ Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ製）、ＵＤＨ－Ｊ（味の素ファインテクノ（株）製）、ＣＤＨ、ＭＤＨ、ＳＵＤＨ、ＡＤＨ、ＳＤＨ（（株）日本ファインケム製）、“ＤＤＨ－Ｓ、ＩＤＨ－Ｓ”（大塚化学（株）製）、“カオーライザー（登録商標）”Ｎｏ．２０（花王（株）製）などが挙げられる。
硬化促進剤の配合量は、構成要素［Ａ］１００質量部に対して０．１－５質量部であることが、硬化促進および室温における保存安定性の観点から好ましい。より好ましくは、１－３質量部である。
「構成要素［Ｅ］」
本発明におけるエポキシ樹脂組成物は、構成要素［Ｅ］無機粒子を含むことができる。無機粒子の例としては、チキソトロープ剤、顔料などを挙げることができる。
チキソトロープ剤の例としては、二酸化ケイ素、マグネシウムシリコンナトリウムフルオライドハイドロオキサイドオキサイド、アルキル四級アンモニウム塩、合成ヘクトライト、粘度鉱物、変性ベントナイト、鉱物および有機変性ベントナイトの混合系などを挙げることができる。
上記チキソトロープ剤は市販品を用いることができ、例としては、ヒュームドシリカ（“アエロジル（登録商標）”５０、９０Ｇ、１３０、１５０、２００、３００、３８０、ＲＹ２００Ｓ、“アエロキサイド（登録商標）”ＡｌｕＣ、Ａｌｕ６５、Ａｌｕ１３０、ＴｉＯ_２Ｔ８０５（日本アエロジル（株）製））、“ＯＰＴＩＧＥＬ（登録商標）”ＷＸ、“ＯＰＴＩＢＥＮＴ（登録商標）”６１６、“ＧＡＲＡＭＩＴＥ（登録商標）”１９５８、７３０５、“ＬＡＰＯＮＩＴＥ（登録商標）”Ｓ－４８２、“ＴＩＸＯＧＥＬ（登録商標）”ＭＰ、ＶＰ、“ＣＲＡＹＴＯＮＥ（登録商標）”４０、“ＣＬＯＩＳＩＴＥ（登録商標）”２０Ａ（ＢＹＫ（株）製）、“ソマシフ（登録商標）”ＭＥ－１００、ミクロマイカＭＫ（片倉コープアグリ（株）製）などが挙げられる。
チキソトロープ剤の含有量は、構成要素［Ａ］１００質量部に対して２－１０質量部であることが、樹脂フィルム化の容易性および硬化成形時の樹脂フロー抑制の観点から好ましい。より好ましくは３－８質量部である。
顔料の例は、硫酸バリウム、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、モリブデンレッド、カドミウムレッド、酸化クロム、チタンイエロー、コバルトグリーン、コバルトブルー、群青、チタン酸バリウム、カーボンブラック、酸化鉄、赤リン、クロム酸銅などを挙げることができる。
上記顔料は市販品を用いることができ、例としては、Ｂ－３０、ＢＡＲＩＦＩＮＥ ＢＦ（堺化学工業（株）製）、“Ｔｉ－Ｐｕｒｅ（登録商標）”ＴＳ－６２００、Ｒ－９０２＋、Ｒ－９６０、Ｒ－７０６（ケマーズ（株）製）、“アエロキサイド（登録商標）”（日本アエロジル（株）製）などが挙げられる。
顔料の配合量は、構成要素［Ａ］１００質量部に対して１５－５０質量部であることが、樹脂フィルム化の容易性および耐光性の観点から好ましい。より好ましくは２０－４０質量部である。
「その他添加剤」
本発明におけるエポキシ樹脂組成物は必要に応じて、ゴム、難燃剤、光安定剤、酸化防止剤、脱泡剤などの任意の添加材を含むことができる。
ゴムの例としては天然ゴム、ジエン系ゴム、非ジエン系ゴムなどを挙げることができる。ジエン系ゴムの例としてはスチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴムなどが挙げられる。非ジエン系ゴムの例としてはブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。本発明におけるエポキシ樹脂組成物中の含有物としては非ジエン系ゴムが好ましくなかでも二重結合をポリマー主鎖にもたない、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムは耐光性が高く、本発明におけるエポキシ樹脂組成物に対する耐ＵＶ性への影響が少ないことから特に好ましい。また、ゴムの形状としては特にパウダー状であればエポキシ樹脂組成物中での分散生に優れるため好ましい。
これら添加剤の配合量は、本発明の樹脂組成物の本来の性質を損なわない範囲の量、すなわち構成要素［Ａ］１００質量部に対して、５０質量部以下が好ましい。
「プリプレグ」
本発明におけるエポキシ樹脂組成物は、繊維基材に含浸させ、プリプレグとして用いることができる。
繊維基材の例としては、炭素繊維、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、高強度ポリエチレン繊維、タングステンカーバイド繊維、ＰＢＯ繊維、ガラス繊維などが挙げられ、これらを単独で、または２種以上を組合せて用いてもかまわない。繊維は連続繊維で一方向に引き揃えられていてもよいし、織物や編物のように布帛基材としてもよい。不連続繊維が集積したマット、不織布でもかまわない。本発明のプリプレグは繊維目付けに特段の制限はない。
「硬化特性」
提供されるエポキシ樹脂組成物およびその樹脂組成物からなるプリプレグは、保存安定性の観点から、示唆走査熱量（ＤＳＣ）測定において測定される硬化発熱ピーク温度が１００－２５０℃であることが好ましい。プリプレグの低温硬化によって得られる表面平滑性の観点から、１００－１５０℃であることがより好ましい。
「粘度」
本発明にて提供されるエポキシ樹脂組成物の粘度は、樹脂フィルム化の容易性、繊維基材に樹脂フィルムを含浸して作製するプリプレグのタック性および硬化成形時の樹脂フローの観点から、３０℃において４００００Ｐａ・ｓ以上２０００００Ｐａ・ｓ以下、８０℃において３００Ｐａ・ｓ以下、１００℃において１００Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。エポキシ樹脂組成物の粘度が３０℃において４００００Ｐａ・ｓ未満である場合、その樹脂組成物をフィルム化した樹脂フィルムを繊維基材に含浸して成るプリプレグのタックが過剰となることがあり、２０００００Ｐａ・ｓを超える場合、その樹脂組成物をフィルム化した樹脂フィルムを繊維基材に含浸して成るプリプレグの貼り付きが不良となることがある。また、エポキシ樹脂組成物の粘度が８０℃において３００Ｐａ・ｓを超える場合、ホットメルト法による樹脂フィルム化が困難になることがあり、１００℃において１００Ｐａ・ｓ未満である場合、その樹脂組成物をフィルム化した樹脂フィルムおよびその樹脂フィルムを繊維基材に含浸して成るプリプレグの樹脂フローが多くなることがある。エポキシ樹脂組成物の粘度が３０℃において４００００Ｐａ・ｓ以上２０００００Ｐａ・ｓ以下、８０℃において３００Ｐａ・ｓ以下、１００℃において１００Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下である場合、樹脂フィルム化の容易性、タック、樹脂フローの良好なバランスが提供される。ここでの粘度とは、２０℃から１５０℃まで２℃／分で昇温しながら周波数０．５Ｈｚで測定される粘度を意味する。
「耐光性」
本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、その硬化物に波長３００－４００ｎｍのＵＶを日本（夏場）における１ヶ月間のＵＶ量の概算値である１０００ｋＪ／ｍ^２照射した後に変色が見られないことが、耐光性の観点から好ましい。「変色が見られない」とは、本発明では、ＵＶ照射前後での式差ΔＥ^＊ａｂが４以下であることを示し、式差ΔＥ^＊ａｂは、波長３００－４００ｎｍの紫外線を１０００ｋＪ／ｍ^２照射した前後でのエポキシ樹脂組成物の硬化物の測色値を、多光源分光測色計により測定することで求めることができる。
「曲げ破断歪」
本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、曲げ破断歪が３．５％以上であることが好ましい。曲げ破断歪の上限は特にないが、７％もあれば十分である。

曲げ破断歪は、エポキシ樹脂組成物を真空中で脱泡した後、、昇温速度２℃／分で昇温し、１８０℃で１２０分保持して硬化させることにより得られる厚さ２ｍｍの樹脂硬化板について、ＪＩＳ－Ｋ７１７１（１９９４）に従い、スパン間３２ｍｍの三点曲げを実施し、測定される数値であり、測定数６の平均値を求める。詳細な例は後述の実施例のとおりである。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。ただし、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。また、各種特性の測定は、特に注釈のない限り温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で行った。
＜実施例および比較例で用いた材料＞
（１）芳香族エポキシ樹脂
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（“ｊＥＲ（登録商標）”８２８、三菱ケミカル（株）製）エポキシ当量：１７５（ｇ／ｅｑ．）（液体状）
（２）構成要素［Ａ］
・水添ビスフェノール型エポキシ樹脂（“ＥＰＡＬＬＯＹ（登録商標）”５０００、ＨＵＮＴＳＭＡＮ製）エポキシ当量：２２０（ｇ／ｅｑ．）（液体状）
・２，２－ビス(ヒドロキシメチル)－１－ブタノールの１，２－エポキシ－４－（２－オキシラニル）シクロヘキサン付加物（ＥＨＰＥ３１５０、（株）ダイセル化学工業製）エポキシ当量：１７０－１９０（ｇ／ｅｑ．）（固体状）
（３）構成要素［Ｂ］
・ジシアンジアミド（“ｊＥＲキュア（登録商標）”ＤＩＣＹ７Ｔ、三菱ケミカル（株）製）
（４）構成要素［Ｃ］
・ポリビニルアセトアセタール（“エスレック（登録商標）”ＫＳ－１０、ＫＳ－１、積水化学工業（株）製、数平均分子量１７０００ｇ／ｍｏｌ、２７０００ｇ／ｍｏｌ）
・ポリビニルブチラール（“エスレック（登録商標）”ＢＸ－Ｌ、積水化学工業（株）製、数平均分子量１８０００ｇ／ｍｏｌ）
（５）構成要素［Ｃ］の要件を満たさない非芳香族熱可塑性樹脂
・ポリビニルブチラール（“エスレック（登録商標）”ＢＬ－１０、ＢＬ－５Ｚ、ＢＭ－５、積水化学工業（株）製、数平均分子量１５０００ｇ／ｍｏｌ、３２０００ｇ／ｍｏｌ、５６０００ｇ／ｍｏｌ）
・ポリビニルホルマール（“ビニレック（登録商標）”Ｋ、ＪＮＣ（株）製、数平均分子量５２０００ｇ／ｍｏｌ）
（６）構成要素［Ｄ］硬化促進剤
・トルエンビス（ジメチルウレア）（“Ｏｍｉｃｕｒｅ（登録商標）”２４、ＣＶＣ Ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ製）
（７）構成要素［Ｅ］無機粒子
・ヒュームドシリカ（“アエロジル（登録商標）”ＲＹ２００Ｓ、日本アエロジル（株）製）
・酸化チタン（“Ｔｉ－Ｐｕｒｅ（登録商標）”Ｒ－９６０、ケマーズ（株）製、平均粒径０．５μｍ）
（８）繊維基材
・ポリエステル繊維不織布（ＪＨ－３００１５、日本バイリーン（株）製、１５ｇ／ｍ^２）
〔実施例１－６、比較例１－９〕
以下の手順でエポキシ樹脂組成物を調製し、これを用いて粘度、樹脂曲げ弾性率、樹脂曲げ破断歪、およびプリプレグの剥離力を測定した。樹脂組成および測定（評価）結果を表１に示す。
＜硬化剤のマスターバッチ１の調製＞
表１に記載のエポキシ樹脂のうち、各実施例・比較例に用いられる液体状のエポキシ樹脂成分の一部を採り、硬化剤と、必要であれば硬化促進剤とともに三本ロールミルに投入し、任意のロール回転速度で混合し、均一なマスターバッチ１を得た。
＜無機粒子のマスターバッチ２の調製＞
表１に記載のエポキシ樹脂のうち、各実施例・比較例に用いられる液体状のエポキシ樹脂成分の一部を採り、無機粒子とともに三本ロールミルに投入し、任意のロール回転速度で混合し、均一なマスターバッチ２を得た。
＜エポキシ樹脂組成物の調製＞
得られたマスターバッチ２に対して、各実施例・比較例におけるエポキシ樹脂成分の残部および上記（４）または（５）の非芳香族熱可塑性樹脂を添加し、１００－１５０℃にて加熱混合することで均一なマスターバッチ３を得た。得られたマスターバッチ３を８０℃以下に冷却した後、マスターバッチ１を添加し、８０℃以下で混合することで均一に分散させ、エポキシ樹脂組成物を得た。
＜エポキシ樹脂組成物の発熱ピーク温度の測定方法＞
示差走査熱量計（ＤＳＣ Ｑ２５００：ＴＡインスツルメント社製）を用いて、窒素雰囲気中で５℃／分の昇温速度にて、エポキシ樹脂組成物の発熱曲線を得た。得られた発熱曲線中で、発熱量が１００ｍＷ／ｇ以上である発熱ピークの頂点の温度を、本発明におけるＤＳＣの発熱ピーク温度として算出した。発熱量が１００ｍＷ／ｇ以上である発熱ピークが２つ以上ある場合は、低温側のピークの頂点の温度を、上記発熱ピーク温度として算出した（表１）。
＜昇温粘度測定＞
上述の＜エポキシ樹脂組成物の調製＞にて得られたエポキシ樹脂組成物について、動的粘弾性装置ＡＲＥＳ－２ＫＦＲＴＮ１－ＦＣＯ－ＳＴＤ（ティー・エイ・インスツルメント社製）を用い、上下部測定冶具に直径２５ｍｍの平板のパラレルプレートを用い、上部と下部の冶具間距離が１ｍｍとなるように該エポキシ樹脂組成物をセット後、ねじりモード（測定周波数：０．５Ｈｚ）温度２０℃から１５０℃まで２℃／分で昇温することで粘度を測定した（表１）。
構成要素［Ａ］の数平均分子量５５０－８００ｇ／ｍｏｌ、構成要素［Ｃ］の数平均分子量１７０００－２７０００ｇ／ｍｏｌの範囲で構成された樹脂組成物の粘度は、３０℃において４００００Ｐａ・ｓ以上２０００００Ｐａ・ｓ以下、８０℃において３００Ｐａ・ｓ以下、１００℃において１００Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下であった（実施例１－５）。
一方、構成要素［Ａ］の数平均分子量が５５０ｇ／ｍｏｌ未満あるいは８００ｇ／ｍｏｌを超える樹脂組成物の粘度は、３０℃、８０℃または１００℃のいずれかの点において上記粘度範囲を満たさなかった（比較例１－５）。構成要素［Ｃ］の数平均分子量が１６０００ｇ／ｍｏｌ未満の比較例５の樹脂組成物の粘度は、３０℃において４００００Ｐａ・ｓ未満であった。

また、構成要素［Ｃ］の数平均分子量が２８０００ｇ／ｍｏｌを超える樹脂組成物は、実施例１－５と比較して構成要素［Ｃ］の質量部数を小さくしなければ、後述する樹脂硬化物の曲げ破断歪は低い値となった（比較例６－８）。構成要素［Ｅ］チキソトロープ剤の添加量が比較的少ない実施例６の樹脂組成物の粘度は１００℃において１００Ｐａ・ｓ未満であった。
＜エポキシ樹脂組成物の樹脂フロー評価＞
上述の＜エポキシ樹脂組成物の調製＞にて得られたエポキシ樹脂組成物３ｇを１５ｃｍ角に切り出した離型フィルムの上に秤量した（質量：Ｗ４）。もう一枚の１５ｃｍ角に切り出した離型フィルムでエポキシ樹脂組成物をはさみ、さらに２枚の１０ｃｍ角の金属板（一枚４００ｇ）ではさみ、昇温速度２℃／分で昇温し、１８０℃で１２０分保持して硬化物を得た。硬化後、１０ｃｍ角の金属板からはみ出した部分を取り除き、残った硬化物の質量を測定した（質量：Ｗ５）。以下の算出式により本発明におけるエポキシ樹脂組成物の樹脂フロー量［％］を算出した。
（Ｗ４－Ｗ５）／Ｗ４×１００［％］
樹脂フロー量が５％以下をＡ、５％超え、１０％以下をＢ、１０％超えをＣと表記した（表１）。１００℃における粘度が１００Ｐａ・ｓ未満の樹脂組成物は、樹脂フロー評価がＡ以外であった（実施例６および比較例５）。
＜樹脂フィルムの作製＞
上述の＜エポキシ樹脂組成物の調製＞にて得られた、実施例１－６と比較例２、３、５－９のエポキシ樹脂組成物を８０℃に加温し、目付が８０－１２０ｇ／ｍ^２となるようにフィルムコーターで離型紙に塗布して樹脂フィルムを作製した。なお、８０℃における粘度が３００Ｐａ・ｓを超える比較例１および４の樹脂組成物は、樹脂組成物が固く８０－１２０ｇ／ｍ^２の範囲で離型紙に塗布することができなかった（表１）。
＜プリプレグの作製＞
上述の＜樹脂フィルムの作製＞にて得られた、実施例１－６と比較例２、３、５－９の樹脂フィルム（離型紙の、樹脂フィルム形成側表面）を、適切な圧力でガラス不織布に含浸させた。
＜タック性評価＞
上述の＜プリプレグの作製＞にて得られたプリプレグを１０ｃｍ角に切り出し、１５ｃｍ角のＦＥＰフィルム（“トヨフロン（登録商標）”５０ＦＶ、東レフィルム加工（株）製）を下側、１０ｃｍ角のプリプレグを上側にして重ねた。重ねたプリプレグの上側に、両面粘着性テープを貼り付けた１０ｃｍ角のステンレス製プレート（４００ｇ）を載せ、３０秒間保持した。その後、ステンレス製プレートを持ち上げ、プリプレグがＦＥＰフィルムから剥がれて二枚に分かれる際、ＦＥＰフィルムの上にプリプレグに使用したエポキシ樹脂組成物が残留する場合はタック性を「不良」、プリプレグに使用したエポキシ樹脂組成物が残留しない場合はタック性を「良好」と判定した（表１）。
実施例、比較例共に３０℃における粘度が４００００Ｐａ・ｓ以上の樹脂組成物を使用したプリプレグのタック性は良好であった。一方、構成要素［Ａ］の数平均分子量が５５０ｇ／ｍｏｌ未満である比較例２および比較例５のプリプレグのタック性は不良であった。
＜貼り付き性評価＞
上述の＜プリプレグの作製＞にて得られたプリプレグを１０ｃｍ角に切り出し、任意の大きさ（１０ｃｍ角よりも大きい）のアルミ板に貼り付け、その上からダイフリーＧＡ－３０００（ダイキン工業製）をスプレーすることで離型処理した１０ｃｍ角のステンレス製プレート（４００ｇ）を載せ、３０秒間保持した。その後、ステンレス製プレートを持ち上げ、アルミ板にプリプレグが貼り付いた状態で地面を軸に９０°になるようにアルミ板を立てかけ、２４時間後アルミ板にプリプレグが貼り付いている場合は貼り付き性「良好」とし、一部でも剥がれていた場合を「不良」とした（表１）。数平均分子量が８００ｇ／ｍｏｌを超え３０℃における粘度が２０００００Ｐａ・ｓを超える比較例３の樹脂組成物を用いて作成したプリプレグは貼り付き性が不良であった。
＜樹脂硬化板の作製＞
上述の＜エポキシ樹脂組成物の調製＞にて得られたエポキシ樹脂組成物を真空中で脱泡した後、厚さ２ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製のスペーサーと共にステンレス板で挟んで、昇温速度２℃／分で昇温し、１８０℃で１２０分保持して硬化させることにより樹脂硬化板を得た。
＜樹脂硬化物の曲げ試験＞
上述の＜樹脂硬化板の作製＞にて得られた厚み２ｍｍのエポキシ樹脂硬化物を幅１０±０．１ｍｍ、長さ６０±１ｍｍにカットし、試験片を得た。インストロン万能試験機（インストロン製）を用いＪＩＳ－Ｋ７１７１（１９９４）に従い、スパン間３２ｍｍの三点曲げを実施し、弾性率と曲げ歪（伸度）を測定した。いずれも測定数は６とし、その平均値を求めた（表１）。実施例１－６においてはいずれも曲げ破断歪３．５％以上であった。一方、構成要素［Ａ］の数平均分子量が８００ｇ／ｍｏｌを超える比較例１および比較例３においては曲げ破断歪は３．５％に未達であった。構成要素［Ａ］の数平均分子量が大きくなるほど、曲げ破断歪が小さくなる傾向が示された。また、構成要素［Ｃ］の数平均分子量が２８０００ｇ／ｍｏｌを超えた比較例６－８の樹脂硬化物の曲げ破断歪は３．５％未満となり未達であった。構成要素［Ｃ］の添加量が少なくなるほど曲げ破断歪が小さくなる傾向が示された。一方、構成要素［Ｃ］の数平均分子量が１６０００ｇ／ｍｏｌ未満の比較例５の樹脂硬化物の弾性率は実施例、比較例の中で最も低い値を示した。
＜樹脂硬化物の耐光性評価＞
上述の＜樹脂硬化板の作製＞にて得られた厚み２ｍｍのエポキシ樹脂硬化物を幅１０±０．１ｍｍ、長さ６０±１ｍｍにカットし、試験片を得た。得られた試験片表面を半分アルミホイルで覆った状態でメタリングウェザーメータ（Ｍ６Ｔ、スガ試験機（株）製）を用いて照射波長を３００－４００ｎｍ、積算照度を１．５５ｋＷ／ｍ^２に設定し、その上で、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物は屋外で日光に年単位で暴露されることが想定されるため、日本（夏場）における１ヶ月間のＵＶ量の概算値である積算強度１０００ｋＪ／ｍ^２のＵＶ光を照射した。照射後アルミホイルを剥がし、アルミホイルを覆った場所と覆っていない場所の見た目を肉眼で見ることで、ＵＶ照射前後のエポキシ樹脂硬化物の変色有無を確認できる。照射前後でエポキシ樹脂組成物の硬化物の色差を多光源分光測色計（ＭＳＣ－Ｐ、スガ試験機（株）製）を用いて測定した。エポキシ樹脂組成物を多光源分光測色計にセットし、測定条件として波長３８０－７８０ｎｍの範囲において、反射モード、Ｃ光源、２°視野、８°入射の条件で反射率を測定した。さらに、装置に付属するプログラムを用いて、Ｌ＊ａ＊ｂ＊変色系におけるＵＶ照射前の測色値（Ｌ＊_１、ａ＊_１、ｂ＊_１）を求めた。次に、ＵＶ照射実施後（Ｌ＊_２、ａ＊_２、ｂ＊_２）を求めた。さらにＵＶ照射実施前後でのエポキシ樹脂組成物の硬化物の色差ΔＥ＊_ａｂをΔＥ＊_ａｂ＝［（Ｌ＊_１－Ｌ＊_２）^２＋（ａ＊_１－ａ＊_２）^２＋（ｂ＊_１－ｂ＊_２）^２］^１／２により求めた。求めたΔＥ＊_ａｂが４以下の場合、耐ＵＶ性を「良好」とし、ΔＥ＊_ａｂが４を超えた場合、耐ＵＶ性を「不良」とした（表１）。芳香族エポキシ樹脂を４０質量部含む比較例９は耐光性が不良で、芳香族エポキシ樹脂を含む場合、耐光性に劣る傾向が示された。

Claims (8)

1. 構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］を含み、
   ［Ａ］は、非芳香族エポキシ樹脂一種または二種以上から成り、数平均分子量が５５０－８００ｇ／ｍｏｌであり、
   ［Ｃ］は、数平均分子量が１６０００－２８０００ｇ／ｍｏｌである、エポキシ樹脂組成物。
   ［Ａ］脂環式エポキシ樹脂
   ［Ｂ］非芳香族硬化剤
   ［Ｃ］ポリビニルアルコールのアセタール化合物である非芳香族熱可塑性樹脂
2. 構成要素［Ａ］１００質量部に対して、構成要素［Ｃ］を５－１５質量部含む、請求項１に記載のエポキシ樹脂組成物。
3. 構成要素［Ｂ］がジシアンジアミドであり、その活性水素のモル数が、構成要素［Ａ］に含まれるエポキシ基のモル数に対し０．６－１．２倍となる量である、請求項２に記載のエポキシ樹脂組成物。
4. 構成要素［Ｄ］硬化促進剤をさらに含む、請求項１－３のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
5. 構成要素［Ｅ］無機粒子をさらに含む、請求項１－４のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
6. 構成要素［Ｅ］がチキソトロープ剤であり、構成要素［Ａ］１００質量部に対して２－１０質量部含まれる、請求項５に記載のエポキシ樹脂組成物。
7. ２０℃から１５０℃まで２℃／分で昇温しながら周波数０．５Ｈｚで測定される粘度が以下のとおりである、請求項１－６のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
   ３０℃において４００００Ｐａ・ｓ以上２０００００Ｐａ・ｓ以下
   ８０℃において３００Ｐａ・ｓ以下
   １００℃において１００Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下
8. 請求項１－７のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物が繊維基材に含浸されて成る、プリプレグ。