JPH08259713A - プリプレグおよび繊維強化複合材料 - Google Patents
プリプレグおよび繊維強化複合材料Info
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- JPH08259713A JPH08259713A JP6287295A JP6287295A JPH08259713A JP H08259713 A JPH08259713 A JP H08259713A JP 6287295 A JP6287295 A JP 6287295A JP 6287295 A JP6287295 A JP 6287295A JP H08259713 A JPH08259713 A JP H08259713A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】圧縮系の機械特性、特に湿熱時の有孔板圧縮強
度に優れるとともに衝撃後圧縮強度に優れ、構造材料と
して好適な繊維強化複合材料を与えるプリプレグを提供
する。 【構成】次の構成要素（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からな
り、構成要素（Ｃ）が片面または両面の表層近傍に分布
したプリプレグ、およびそれを硬化して得られる繊維強
化複合材料。 （Ａ）強化繊維 （Ｂ）硬化物の曲げ弾性率が 380kgf/mm2 以上であるエ
ポキシ樹脂組成物 （Ｃ）熱可塑性樹脂の粒子、または繊維、またはフィル
ム
度に優れるとともに衝撃後圧縮強度に優れ、構造材料と
して好適な繊維強化複合材料を与えるプリプレグを提供
する。 【構成】次の構成要素（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からな
り、構成要素（Ｃ）が片面または両面の表層近傍に分布
したプリプレグ、およびそれを硬化して得られる繊維強
化複合材料。 （Ａ）強化繊維 （Ｂ）硬化物の曲げ弾性率が 380kgf/mm2 以上であるエ
ポキシ樹脂組成物 （Ｃ）熱可塑性樹脂の粒子、または繊維、またはフィル
ム
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化複合材料製造
用のプリプレグに関する。さらに詳しくは、圧縮系の機
械特性に優れ、構造材料として好適な繊維強化複合材料
を与えるプリプレグに関する。
用のプリプレグに関する。さらに詳しくは、圧縮系の機
械特性に優れ、構造材料として好適な繊維強化複合材料
を与えるプリプレグに関する。
【０００２】
【従来の技術】強化繊維とマトリックス樹脂からなるポ
リマー基複合材料は、軽量で優れた機械特性を有するた
めに、スポーツ用品用途、航空宇宙用途、一般産業用途
に広く用いられている。繊維強化複合材料の製造には、
各種の方式が用いられるが、強化繊維にマトリックス樹
脂を含浸されたシート状中間基材であるプリプレグを用
いる方法が広く用いられている。この方法ではプリプレ
グを複数枚積層した後、加熱することによって複合材料
の成形物が得られる。
リマー基複合材料は、軽量で優れた機械特性を有するた
めに、スポーツ用品用途、航空宇宙用途、一般産業用途
に広く用いられている。繊維強化複合材料の製造には、
各種の方式が用いられるが、強化繊維にマトリックス樹
脂を含浸されたシート状中間基材であるプリプレグを用
いる方法が広く用いられている。この方法ではプリプレ
グを複数枚積層した後、加熱することによって複合材料
の成形物が得られる。
【０００３】プリプレグに用いられるマトリックス樹脂
としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂ともに使用され
るが、ほとんどの場合、取扱い性の優れる硬化性樹脂が
用いられ、そのなかでもエポキシ樹脂が最も多く使用さ
れている。また、マレイミド樹脂、シアネート樹脂およ
びこれらを組合わせたものもよく使用されている。
としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂ともに使用され
るが、ほとんどの場合、取扱い性の優れる硬化性樹脂が
用いられ、そのなかでもエポキシ樹脂が最も多く使用さ
れている。また、マレイミド樹脂、シアネート樹脂およ
びこれらを組合わせたものもよく使用されている。
【０００４】複合材料を構造材料として用いる場合に重
要な物性の一つに圧縮強度がある。構造部材として用い
る場合ボルト穴を設けることが多いため、特に有孔板の
圧縮強度が重要になる。
要な物性の一つに圧縮強度がある。構造部材として用い
る場合ボルト穴を設けることが多いため、特に有孔板の
圧縮強度が重要になる。
【０００５】一般にポリマー系の材料は、高温あるいは
高湿条件下で強度や弾性率が低下する。したがって、ポ
リマーをマトリックスとする繊維強化複合材料の強度な
どの物性も高温あるいは高湿条件下で低下しやすい。し
かし、複合材料を、航空機、車両、船舶などの構造材料
として適用する場合は、高温あるいは高湿条件下でも物
性を十分保持することが要求される。
高湿条件下で強度や弾性率が低下する。したがって、ポ
リマーをマトリックスとする繊維強化複合材料の強度な
どの物性も高温あるいは高湿条件下で低下しやすい。し
かし、複合材料を、航空機、車両、船舶などの構造材料
として適用する場合は、高温あるいは高湿条件下でも物
性を十分保持することが要求される。
【０００６】複合材料を構造材料として用いる場合、圧
縮強度は、特に重要な物性である。圧縮強度の測定に
は、無孔板、有孔板、円筒などの試験片を用いて行われ
るが、実際の使用においては、ボルト穴を設けた板材の
形にすることが多いため、特に有孔板の圧縮強度、なか
んずく高温高湿条件での強度が重要になる。
縮強度は、特に重要な物性である。圧縮強度の測定に
は、無孔板、有孔板、円筒などの試験片を用いて行われ
るが、実際の使用においては、ボルト穴を設けた板材の
形にすることが多いため、特に有孔板の圧縮強度、なか
んずく高温高湿条件での強度が重要になる。
【０００７】複合材料を構造材料として用いる場合、耐
衝撃性も重要になる。耐衝撃性に関して特に重要な物性
に衝撃後圧縮強度がある。これは、工具落下、小石など
の衝突による部材への衝撃で、複合材料の層間に剥離が
生じ圧縮強度が低下する現象があり、これが著しいと構
造材料として用いることができなくなる。
衝撃性も重要になる。耐衝撃性に関して特に重要な物性
に衝撃後圧縮強度がある。これは、工具落下、小石など
の衝突による部材への衝撃で、複合材料の層間に剥離が
生じ圧縮強度が低下する現象があり、これが著しいと構
造材料として用いることができなくなる。
【０００８】複合材料の圧縮強度を向上させるために
は、一般にマトリックス樹脂の弾性率を上げることが有
効である。エポキシ樹脂硬化物の弾性率を高くすること
は、配合する原料を選ぶことにより、可能である。しか
し、一般に弾性率の高いエポキシ樹脂硬化物は靱性が低
い、すなわち脆いため、耐衝撃性、特に衝撃後圧縮強
度、さらには疲労などの特性が不良になり、実用上、弾
性率の大きいものを使用することができなかった。
は、一般にマトリックス樹脂の弾性率を上げることが有
効である。エポキシ樹脂硬化物の弾性率を高くすること
は、配合する原料を選ぶことにより、可能である。しか
し、一般に弾性率の高いエポキシ樹脂硬化物は靱性が低
い、すなわち脆いため、耐衝撃性、特に衝撃後圧縮強
度、さらには疲労などの特性が不良になり、実用上、弾
性率の大きいものを使用することができなかった。
【０００９】また逆に、衝撃後圧縮強度が高くなるよう
な、高靱性のエポキシ樹脂硬化物をマトリックス樹脂を
用いると、一般にこれらのものは、弾性率をあまり高く
できないため、圧縮強度の高い繊維強化複合材料を得る
ことはできなかった。
な、高靱性のエポキシ樹脂硬化物をマトリックス樹脂を
用いると、一般にこれらのものは、弾性率をあまり高く
できないため、圧縮強度の高い繊維強化複合材料を得る
ことはできなかった。
【００１０】以上のように、現状では、高い圧縮強度、
特に有孔板圧縮強度と高い耐衝撃性、特に衝撃後圧縮強
度を両立させうる材料が得られていない。
特に有孔板圧縮強度と高い耐衝撃性、特に衝撃後圧縮強
度を両立させうる材料が得られていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、圧縮
系の機械特性、特に湿熱時の有孔板圧縮強度および衝撃
後圧縮強度に極めて優れ、構造材料として好適な繊維強
化複合材料を与えるプリプレグを提供することである。
系の機械特性、特に湿熱時の有孔板圧縮強度および衝撃
後圧縮強度に極めて優れ、構造材料として好適な繊維強
化複合材料を与えるプリプレグを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のプリプレグは、
前記課題を達成するため、次の構成を有する。すなわ
ち、次の構成要素（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からなり、構
成要素（Ｃ）が片面または両面の表層近傍に分布したプ
リプレグである。
前記課題を達成するため、次の構成を有する。すなわ
ち、次の構成要素（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からなり、構
成要素（Ｃ）が片面または両面の表層近傍に分布したプ
リプレグである。
【００１３】（Ａ）強化繊維 （Ｂ）硬化物の曲げ弾性率が380 kgf/mm2 以上であるエ
ポキシ樹脂組成物 （Ｃ）熱可塑性樹脂の粒子、または繊維、またはフィル
ム また、本発明の繊維強化複合材料は、前記課題を達成す
るため、次の構成を有する。すなわち、上記プリプレグ
を硬化して得られる繊維強化複合材料である。
ポキシ樹脂組成物 （Ｃ）熱可塑性樹脂の粒子、または繊維、またはフィル
ム また、本発明の繊維強化複合材料は、前記課題を達成す
るため、次の構成を有する。すなわち、上記プリプレグ
を硬化して得られる繊維強化複合材料である。
【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】本発明のプリプレグは、硬化物が高弾性率
の、具体的には硬化物の曲げ弾性率が380 kgf/mm2 以上
であるエポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂として用
いることにより、有孔板圧縮強度を高め、熱可塑性樹脂
による層間強化により衝撃後圧縮強度を高めることによ
り、従来不可能であった、高い有孔板圧縮強度と衝撃後
圧縮強度の両立を可能にしたものである。
の、具体的には硬化物の曲げ弾性率が380 kgf/mm2 以上
であるエポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂として用
いることにより、有孔板圧縮強度を高め、熱可塑性樹脂
による層間強化により衝撃後圧縮強度を高めることによ
り、従来不可能であった、高い有孔板圧縮強度と衝撃後
圧縮強度の両立を可能にしたものである。
【００１６】本発明に用いる強化繊維（Ａ）としては、
ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、ア
ルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などが用いられる。これら
のうちでは、特に炭素繊維が好ましい。強化繊維の形態
としては、一方向に引き揃えた長繊維、トウ、織物、マ
ット、編物、組み紐などが用いられる。
ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、ア
ルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などが用いられる。これら
のうちでは、特に炭素繊維が好ましい。強化繊維の形態
としては、一方向に引き揃えた長繊維、トウ、織物、マ
ット、編物、組み紐などが用いられる。
【００１７】マトリックスとして用いるエポキシ樹脂組
成物（Ｂ）は、その硬化物が高弾性率、具体的には、室
温の曲げ弾性率が 380kgf/mm2 以上であるものが用いら
れる。
成物（Ｂ）は、その硬化物が高弾性率、具体的には、室
温の曲げ弾性率が 380kgf/mm2 以上であるものが用いら
れる。
【００１８】エポキシ樹脂組成物（Ｂ）の硬化物の室温
曲げ弾性率の測定は、プリプレグの硬化条件と同じ硬化
温度、硬化時間を用いて、エポキシ樹脂組成物を硬化し
てカットし、厚み2mm 、幅10mm、長さ60mmの試験片を作
製し、スパン間32mmの３点曲げで、25℃で測定する。
曲げ弾性率の測定は、プリプレグの硬化条件と同じ硬化
温度、硬化時間を用いて、エポキシ樹脂組成物を硬化し
てカットし、厚み2mm 、幅10mm、長さ60mmの試験片を作
製し、スパン間32mmの３点曲げで、25℃で測定する。
【００１９】繊維強化複合材料を構造材料として用いる
場合は、高温高湿時の物性低下が小さいことが必要であ
る。マトリックス樹脂の弾性率の高温高湿時の低下が小
さいことは、この点で重要になる。マトリックス樹脂
（硬化物）の高温高湿時の曲げ弾性率の測定は以下のよ
うにして行う。樹脂組成物（Ｂ）の硬化物を室温弾性率
測定と同じ寸法の試験片とし、沸騰水中で２０時間浸漬
した後、82℃でのスパン間32mmの３点曲げ測定を行う。
高温高湿時の曲げ弾性率は、280 kgf/mm2 以上であるこ
とが好ましく、320 kgf/mm2 以上であればさらに好まし
い。
場合は、高温高湿時の物性低下が小さいことが必要であ
る。マトリックス樹脂の弾性率の高温高湿時の低下が小
さいことは、この点で重要になる。マトリックス樹脂
（硬化物）の高温高湿時の曲げ弾性率の測定は以下のよ
うにして行う。樹脂組成物（Ｂ）の硬化物を室温弾性率
測定と同じ寸法の試験片とし、沸騰水中で２０時間浸漬
した後、82℃でのスパン間32mmの３点曲げ測定を行う。
高温高湿時の曲げ弾性率は、280 kgf/mm2 以上であるこ
とが好ましく、320 kgf/mm2 以上であればさらに好まし
い。
【００２０】エポキシ樹脂組成物（Ｂ）は、主として、
エポキシ樹脂と硬化剤よりなる。
エポキシ樹脂と硬化剤よりなる。
【００２１】エポキシ樹脂としては、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、ビスフェノールＢ型エ
ポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型
エポキシ樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂、
フェノール化合物とジシクロペンタジエンの共重合体を
原料とするエポキシ樹脂、ジグリシジルレゾルシノー
ル、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、
トリス（グリシジルオキシフェニル）メタンのようなグ
リシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジ
アミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノ
ール、トリグリシジルアミノクレゾール、テトラグリシ
ジルキシレンジアミンのようなグリシジルアミン型エポ
キシ樹脂およびこれらの混合物が用いられるがこれに限
定されるものではない。
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、ビスフェノールＢ型エ
ポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型
エポキシ樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシ樹脂、
フェノール化合物とジシクロペンタジエンの共重合体を
原料とするエポキシ樹脂、ジグリシジルレゾルシノー
ル、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、
トリス（グリシジルオキシフェニル）メタンのようなグ
リシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジ
アミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノフェノ
ール、トリグリシジルアミノクレゾール、テトラグリシ
ジルキシレンジアミンのようなグリシジルアミン型エポ
キシ樹脂およびこれらの混合物が用いられるがこれに限
定されるものではない。
【００２２】樹脂硬化物の高弾性率を実現するには、エ
ポキシ樹脂成分中の７０％以上が３官能以上のエポキシ
樹脂であることが好ましい。３官能以上のエポキシ樹脂
としては、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エ
タン、トリス（グリシジルオキシフェニル）メタンのよ
うなグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシ
ジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノ
フェノール、トリグリシジルアミノクレゾール、テトラ
グリシジルキシレンジアミンのようなグリシジルアミン
型エポキシ樹脂やナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂がある。これらのうち１種或いは２種
以上を配合して用いることができる。特に４官能のグリ
シジルアミン型エポキシ樹脂であるテトラグリシジルジ
アミノジフェニルメタンを主成分として配合すること
が、高温高湿条件での弾性率低下が少なく好ましい。
ポキシ樹脂成分中の７０％以上が３官能以上のエポキシ
樹脂であることが好ましい。３官能以上のエポキシ樹脂
としては、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エ
タン、トリス（グリシジルオキシフェニル）メタンのよ
うなグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、テトラグリシ
ジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルアミノ
フェノール、トリグリシジルアミノクレゾール、テトラ
グリシジルキシレンジアミンのようなグリシジルアミン
型エポキシ樹脂やナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂がある。これらのうち１種或いは２種
以上を配合して用いることができる。特に４官能のグリ
シジルアミン型エポキシ樹脂であるテトラグリシジルジ
アミノジフェニルメタンを主成分として配合すること
が、高温高湿条件での弾性率低下が少なく好ましい。
【００２３】また、剛直な骨格を有する２官能性のエポ
キシ樹脂、たとえば、ナフタレン骨格や、フルオレン骨
格、ビフェニル骨格、ジシクロペンタジエン骨格を分子
内に有するエポキシ樹脂を分子内に有するエポキシ樹脂
の配合もまた高弾性率および高温高湿条件での小さい弾
性率低下の実現の効果を持ち好ましい。
キシ樹脂、たとえば、ナフタレン骨格や、フルオレン骨
格、ビフェニル骨格、ジシクロペンタジエン骨格を分子
内に有するエポキシ樹脂を分子内に有するエポキシ樹脂
の配合もまた高弾性率および高温高湿条件での小さい弾
性率低下の実現の効果を持ち好ましい。
【００２４】硬化剤としては、ジアミノジフェニルメタ
ン、ジアミノジフェニルスルホンのような芳香族アミ
ン、脂肪族アミン、イミダゾール誘導体、ジシアンジア
ミド、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、
メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のようなカルボン酸
無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポ
リフェノール化合物、ノボラック樹脂、ポリメルカプタ
ン、三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸
錯体などがあげられるがこれに限定されるものではな
い。
ン、ジアミノジフェニルスルホンのような芳香族アミ
ン、脂肪族アミン、イミダゾール誘導体、ジシアンジア
ミド、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、
メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のようなカルボン酸
無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポ
リフェノール化合物、ノボラック樹脂、ポリメルカプタ
ン、三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸
錯体などがあげられるがこれに限定されるものではな
い。
【００２５】これらの硬化剤には、硬化活性を高めるた
めに適当な硬化助剤を組合わせることができる。好まし
い例としては、ジシアンジアミドに、３−（３，４−ジ
クロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素（ＤＣＭＵ）
を硬化助剤として組合わせる例、カルボン酸無水物やノ
ボラック樹脂に第三アミンを硬化助剤として組合わせる
例などがあげられる。
めに適当な硬化助剤を組合わせることができる。好まし
い例としては、ジシアンジアミドに、３−（３，４−ジ
クロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素（ＤＣＭＵ）
を硬化助剤として組合わせる例、カルボン酸無水物やノ
ボラック樹脂に第三アミンを硬化助剤として組合わせる
例などがあげられる。
【００２６】高弾性率であり、高温高湿条件での弾性率
低下が少ない硬化物を得るためには、硬化剤としてジア
ミノジフェニルスルホンを用いることが好ましく、特に
その異性体のなかでも、3,3'- ジアミノジフェニルスル
ホンを用いることが特に好ましい。
低下が少ない硬化物を得るためには、硬化剤としてジア
ミノジフェニルスルホンを用いることが好ましく、特に
その異性体のなかでも、3,3'- ジアミノジフェニルスル
ホンを用いることが特に好ましい。
【００２７】エポキシ樹脂組成物（Ｂ）には、さらにエ
ポキシ樹脂に可溶な熱可塑性樹脂を添加してもよい。熱
可塑性樹脂としては、弾性率およびガラス転移温度の高
いものが好ましく、具体的には、ポリスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミドが挙
げられる。
ポキシ樹脂に可溶な熱可塑性樹脂を添加してもよい。熱
可塑性樹脂としては、弾性率およびガラス転移温度の高
いものが好ましく、具体的には、ポリスルホン、ポリエ
ーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミドが挙
げられる。
【００２８】衝撃後圧縮強度を高めるためには、プリプ
レグの片面または両面の表面近傍に高靱性材料を存在さ
せ、積層、硬化して得られた複合材料の層間に高靱性材
料を分布させる層間強化の手法が有効であることが知ら
れている。高靱性材料としては、例えば特開昭63-16273
2 号公報に示されるような熱可塑性樹脂、例えば特開平
4-268361号公報に示されるようなエラストマー、例えば
米国特許3,472,730 号公報に示されるようなエラストマ
ー変性熱硬化性樹脂を用いる方法が知られている。
レグの片面または両面の表面近傍に高靱性材料を存在さ
せ、積層、硬化して得られた複合材料の層間に高靱性材
料を分布させる層間強化の手法が有効であることが知ら
れている。高靱性材料としては、例えば特開昭63-16273
2 号公報に示されるような熱可塑性樹脂、例えば特開平
4-268361号公報に示されるようなエラストマー、例えば
米国特許3,472,730 号公報に示されるようなエラストマ
ー変性熱硬化性樹脂を用いる方法が知られている。
【００２９】本発明にも、上記の層間強化技術が適用さ
れるが、本発明に層間強化技術を適用する場合、層間強
化に用いる材料としては、エラストマーあるいはエラス
トマー変性熱硬化性樹脂を用いると高温時の物性が低下
するため、熱可塑性樹脂を用いる。本発明でいう層間強
化とは熱可塑性樹脂成分を層間部分に局在化させ、積層
層間を強化する技術を指す。従って、層間強化に用いる
材料と、エポキシ樹脂組成物（Ｂ）中に添加し全体に渡
って均一に分布するエポキシ可溶の熱可塑性樹脂とは厳
密に区別される。
れるが、本発明に層間強化技術を適用する場合、層間強
化に用いる材料としては、エラストマーあるいはエラス
トマー変性熱硬化性樹脂を用いると高温時の物性が低下
するため、熱可塑性樹脂を用いる。本発明でいう層間強
化とは熱可塑性樹脂成分を層間部分に局在化させ、積層
層間を強化する技術を指す。従って、層間強化に用いる
材料と、エポキシ樹脂組成物（Ｂ）中に添加し全体に渡
って均一に分布するエポキシ可溶の熱可塑性樹脂とは厳
密に区別される。
【００３０】プリプレグの片面または両面の表面近傍に
存在させる熱可塑性樹脂としては、あらゆる公知の熱可
塑性樹脂が使用可能であるが、繊維強化複合材料の衝撃
後圧縮強度を優れたものするためには、エポキシ樹脂と
の接着性の良好なものが好ましい。エポキシ樹脂との接
着性の良好な熱可塑性樹脂としては、アミド結合、イミ
ド結合、スルホニル基をもつ樹脂が好ましい。具体的に
はポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
アミドイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンな
どが好ましい。
存在させる熱可塑性樹脂としては、あらゆる公知の熱可
塑性樹脂が使用可能であるが、繊維強化複合材料の衝撃
後圧縮強度を優れたものするためには、エポキシ樹脂と
の接着性の良好なものが好ましい。エポキシ樹脂との接
着性の良好な熱可塑性樹脂としては、アミド結合、イミ
ド結合、スルホニル基をもつ樹脂が好ましい。具体的に
はポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
アミドイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンな
どが好ましい。
【００３１】ここで用いる熱可塑性樹脂は、結晶性のも
のも、非晶質のものも使用可能であるが、プリプレグの
耐熱性を低下させないためには、いずれの場合も耐熱性
に優れたものが好ましい。結晶性のものでは、その融点
が120 ℃以上のものが好ましく、150 ℃以上のものがさ
らに好ましい。また、非晶質のものでは、そのガラス転
移点が120 ℃以上のものが好ましく、150 ℃以上のもの
がさらに好ましい。
のも、非晶質のものも使用可能であるが、プリプレグの
耐熱性を低下させないためには、いずれの場合も耐熱性
に優れたものが好ましい。結晶性のものでは、その融点
が120 ℃以上のものが好ましく、150 ℃以上のものがさ
らに好ましい。また、非晶質のものでは、そのガラス転
移点が120 ℃以上のものが好ましく、150 ℃以上のもの
がさらに好ましい。
【００３２】ここで用いる熱可塑性樹脂は、特開平1-10
4624号公報に示されるようにエポキシ樹脂で変性したも
のを用いることも可能である。このように変性したもの
は耐溶剤性、あるいは耐熱性の向上に有効である。ま
た、コロナ、プラズマ、電子線などで処理した熱可塑性
樹脂を用いることも可能である。これらの処理は、耐溶
剤性あるいはエポキシ樹脂との接着性などの向上に効果
を示す。
4624号公報に示されるようにエポキシ樹脂で変性したも
のを用いることも可能である。このように変性したもの
は耐溶剤性、あるいは耐熱性の向上に有効である。ま
た、コロナ、プラズマ、電子線などで処理した熱可塑性
樹脂を用いることも可能である。これらの処理は、耐溶
剤性あるいはエポキシ樹脂との接着性などの向上に効果
を示す。
【００３３】熱可塑性樹脂の形態としては、フィルム、
粒子、繊維をとることができる。
粒子、繊維をとることができる。
【００３４】フィルム形態の場合、米国特許4,604,319
号公報のごとく完全にプリプレグ表面を覆うと、表面タ
ックを失うことになるが、特開昭63-97635号公報に示さ
れるように通孔を設ける、特開平5-138785号公報に示さ
れるように多孔質にする、特開平5-287091号公報に示さ
れるようにテープ状フィルムを配列するなどの方法をと
ると、表面タックを保持することができる。
号公報のごとく完全にプリプレグ表面を覆うと、表面タ
ックを失うことになるが、特開昭63-97635号公報に示さ
れるように通孔を設ける、特開平5-138785号公報に示さ
れるように多孔質にする、特開平5-287091号公報に示さ
れるようにテープ状フィルムを配列するなどの方法をと
ると、表面タックを保持することができる。
【００３５】粒子形態の場合、粒子の形状は、特開平1-
110537号公報に示されるような球状粒子でも、特開平1-
110536号公報に示されるような非球状粒子でも、特開平
5-1159号公報に示されるような多孔質粒子でもよい。
110537号公報に示されるような球状粒子でも、特開平1-
110536号公報に示されるような非球状粒子でも、特開平
5-1159号公報に示されるような多孔質粒子でもよい。
【００３６】繊維形態としては、短繊維あるいは長繊維
ともに用いることができる。短繊維の場合特開平2-6956
6 号公報に示されるように短繊維を粒子同様に用いる方
法、あるいはマットに加工して用いる方法が可能であ
る。長繊維の場合、特開平4-292634号公報に示されるよ
うに長繊維をプリプレグ表面に平行に配列する方法、国
際公開番号94016003号公報に示されるようにランダムに
配列する方法が可能である。さらに特開平2-32843 号公
報に示されるような織物、国際公開番号94016003号公報
に示されるような不織布、あるいは編物などのシート状
の基材に加工して用いることもできる。また、短繊維を
紡績糸とし、平行あるいはランダムに配列する、織物、
編物に加工して使用する方法も用いることができる。
ともに用いることができる。短繊維の場合特開平2-6956
6 号公報に示されるように短繊維を粒子同様に用いる方
法、あるいはマットに加工して用いる方法が可能であ
る。長繊維の場合、特開平4-292634号公報に示されるよ
うに長繊維をプリプレグ表面に平行に配列する方法、国
際公開番号94016003号公報に示されるようにランダムに
配列する方法が可能である。さらに特開平2-32843 号公
報に示されるような織物、国際公開番号94016003号公報
に示されるような不織布、あるいは編物などのシート状
の基材に加工して用いることもできる。また、短繊維を
紡績糸とし、平行あるいはランダムに配列する、織物、
編物に加工して使用する方法も用いることができる。
【００３７】層間強化に用いる熱可塑性樹脂の好ましい
量は、その存在する面について、面あたり4 〜15 g/m2
である。
量は、その存在する面について、面あたり4 〜15 g/m2
である。
【００３８】本発明のプリプレグは、いくつかの方法で
製造することができる。
製造することができる。
【００３９】第一の方法は、エポキシ樹脂組成物（Ｂ）
を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを用い
て、シート状にした強化繊維の両側あるいは片側から樹
脂を含浸させて一次プリプレグを作製し、構成要素
（Ｃ）をその両側、または片面に散布または貼着する方
法である。ここで、構成要素（Ｃ）が、多孔質フィル
ム、織物、マット、不織布、編物などの樹脂含浸可能な
シート状物である場合は、あらかじめエポキシ樹脂組成
物（Ｂ）を含浸させて貼着することも可能である。
を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを用い
て、シート状にした強化繊維の両側あるいは片側から樹
脂を含浸させて一次プリプレグを作製し、構成要素
（Ｃ）をその両側、または片面に散布または貼着する方
法である。ここで、構成要素（Ｃ）が、多孔質フィル
ム、織物、マット、不織布、編物などの樹脂含浸可能な
シート状物である場合は、あらかじめエポキシ樹脂組成
物（Ｂ）を含浸させて貼着することも可能である。
【００４０】第二の方法は、エポキシ樹脂組成物（Ｂ）
を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを用い
て、シート状にした強化繊維の両側あるいは片側から樹
脂を含浸させて一次プリプレグを作製し、エポキシ樹脂
組成物（Ｂ）を離型紙などの上にコーティングした別の
フィルムの表面に構成要素（Ｃ）を散布または貼り付け
したものを一次プリプレグの両面または片面に貼着する
方法である。
を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを用い
て、シート状にした強化繊維の両側あるいは片側から樹
脂を含浸させて一次プリプレグを作製し、エポキシ樹脂
組成物（Ｂ）を離型紙などの上にコーティングした別の
フィルムの表面に構成要素（Ｃ）を散布または貼り付け
したものを一次プリプレグの両面または片面に貼着する
方法である。
【００４１】第三の方法は、エポキシ樹脂組成物（Ｂ）
を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを用い
て、シート状にした強化繊維の両側あるいは片側から樹
脂を含浸させて一次プリプレグを作製し、構成要素
（Ｃ）の粒子または短繊維を混練したエポキシ樹脂組成
物（Ｂ）を離型紙などの上にコーティングしたフィルム
を一次プリプレグの両面または片面に貼着する方法であ
る。
を離型紙などの上にコーティングしたフィルムを用い
て、シート状にした強化繊維の両側あるいは片側から樹
脂を含浸させて一次プリプレグを作製し、構成要素
（Ｃ）の粒子または短繊維を混練したエポキシ樹脂組成
物（Ｂ）を離型紙などの上にコーティングしたフィルム
を一次プリプレグの両面または片面に貼着する方法であ
る。
【００４２】第四の方法は、構成要素（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）を同時に貼りあわせる方法で、構成要素（Ｃ）が
シート状（フィルム、織物、マット、編物、不織布な
ど）あるいは、糸条状（長繊維、紡績糸、テープ状フィ
ルム）の場合に適用できる方法である。
（Ｃ）を同時に貼りあわせる方法で、構成要素（Ｃ）が
シート状（フィルム、織物、マット、編物、不織布な
ど）あるいは、糸条状（長繊維、紡績糸、テープ状フィ
ルム）の場合に適用できる方法である。
【００４３】かかるプリプレグは、通常積層し、硬化せ
しめることにより繊維強化複合材料となされる。得られ
る複合材料は、圧縮系の機械特性、特に湿熱時の有孔板
圧縮強度に優れるとともに衝撃後圧縮強度に優れ、構造
材料として好適なものである。
しめることにより繊維強化複合材料となされる。得られ
る複合材料は、圧縮系の機械特性、特に湿熱時の有孔板
圧縮強度に優れるとともに衝撃後圧縮強度に優れ、構造
材料として好適なものである。
【００４４】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。
説明する。
【００４５】（実施例１） （ａ）粒子の調製 非晶質ポリエーテルイミド“ウルテム（登録商標）１０
００”（ジェネラル・エラクトリック社製、ガラス転移
温度213 ℃）180gを塩化メチレン1kg に溶解した溶液
に、5 ％ポリビニルアルコール水溶液1400g を撹拌しな
がら滴下し、エマルジョンを得た。このエマルジョンを
60℃のオイルバスで加熱して脱溶媒し、えられたスラリ
ーを濾過、水洗してウルテム粒子155 ｇを得た。走査型
電子顕微鏡観察を行うと、粒径は約20ミクロンであっ
た。
００”（ジェネラル・エラクトリック社製、ガラス転移
温度213 ℃）180gを塩化メチレン1kg に溶解した溶液
に、5 ％ポリビニルアルコール水溶液1400g を撹拌しな
がら滴下し、エマルジョンを得た。このエマルジョンを
60℃のオイルバスで加熱して脱溶媒し、えられたスラリ
ーを濾過、水洗してウルテム粒子155 ｇを得た。走査型
電子顕微鏡観察を行うと、粒径は約20ミクロンであっ
た。
【００４６】（ｂ）樹脂組成物調製 下記原料を混練し、エポキシ樹脂組成物を得た。
【００４７】 （１）テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン （ＥＬＭ４３４、住友化学工業（株）製） ９０．０部 （２）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 （エピコート８２５、油化シェルエポキシ（株）製） １０．０部 （３）ポリエーテルスルホン （ＰＥＳ５００３Ｐ、住友化学工業（株）製） １２．３部 （４）3,3'- ジアミノジフェニルスルホン （和歌山精化（株）製） ３６．０部 （ｃ）樹脂硬化物の物性測定 （ｂ）で調製した樹脂を180 ℃、２時間硬化して樹脂硬
化物の厚さ2mm の板を作製した。曲げ弾性率測定は、2m
m 厚の板を10mm幅に切り、スパン32mmにて行った。
化物の厚さ2mm の板を作製した。曲げ弾性率測定は、2m
m 厚の板を10mm幅に切り、スパン32mmにて行った。
【００４８】硬化物の室温曲げ弾性率は、420 kgf/mm2
であり、沸水２０時間吸水後82℃で測定した曲げ弾性率
は、330J/m2 であった。
であり、沸水２０時間吸水後82℃で測定した曲げ弾性率
は、330J/m2 であった。
【００４９】（ｄ）プリプレグの作製 （ｂ）で調製した一次樹脂をリバースロールコーターを
用いて離型紙上に塗布量が45.7 g/m2 になるよう塗布し
て樹脂フィルムを作製した。
用いて離型紙上に塗布量が45.7 g/m2 になるよう塗布し
て樹脂フィルムを作製した。
【００５０】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に（ａ）で調製したポリエーテルイミド“ウルテム”１
０００の粒子を散布した。散布量は片面あたり6g/m2 と
した。このようにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維
含有率64.8％のプリプレグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に（ａ）で調製したポリエーテルイミド“ウルテム”１
０００の粒子を散布した。散布量は片面あたり6g/m2 と
した。このようにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維
含有率64.8％のプリプレグを得た。
【００５１】（ｅ）硬化板の作製 （ｄ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
【００５２】（ｆ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、0 ゜方向が12イン
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
【００５３】 室温圧縮強度 ： 44.4ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 39.0ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
【００５４】 衝撃後圧縮強度 ： 43.4ksi （実施例２） （ａ）プリプレグの作製 実施例１の（ａ）で調製した一次樹脂をリバースロール
コーターを用いて離型紙上に塗布量が45.7 g/m2 になる
よう塗布して樹脂フィルムを作製した。
コーターを用いて離型紙上に塗布量が45.7 g/m2 になる
よう塗布して樹脂フィルムを作製した。
【００５５】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に非晶質ポリエーテルイミド“ウルテム”１０１０の短
繊維（繊度1.4 デニール、繊維長1mm 、日東紡績（株）
製長繊維をカットしたもの、ガラス転移温度２１４℃）
を散布した。散布量は片面あたり6g/m2 とした。このよ
うにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維含有率64.8％
のプリプレグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に非晶質ポリエーテルイミド“ウルテム”１０１０の短
繊維（繊度1.4 デニール、繊維長1mm 、日東紡績（株）
製長繊維をカットしたもの、ガラス転移温度２１４℃）
を散布した。散布量は片面あたり6g/m2 とした。このよ
うにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維含有率64.8％
のプリプレグを得た。
【００５６】（ｂ）硬化板の作製 （ａ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
【００５７】（ｃ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、0 ゜方向が12イン
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
【００５８】 室温圧縮強度 ： 44.2ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 38.7ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
【００５９】 衝撃後圧縮強度 ： 43.9ksi （実施例３） （ａ）不織布の作製 オリフィスを１個もうけた口金から吐出した非晶質ポリ
アミド“グリルアミド”ＴＲ−５５（ＥＭＳＥＲ ＷＥ
ＲＫＥ社製ポリアミド）の繊維を、金網上に先端に衝撃
板を設けたアスピレータと圧縮空気を用いて延伸、散布
して補修した。金網上に補修した繊維シートを加熱プレ
ス機を用いて熱接着し、“グリルアミド”ＴＲ−５５の
不織布を作製した。不織布のガラス転移温度は157 ℃で
あった。繊維の目付は6.5g/m2 であった。
アミド“グリルアミド”ＴＲ−５５（ＥＭＳＥＲ ＷＥ
ＲＫＥ社製ポリアミド）の繊維を、金網上に先端に衝撃
板を設けたアスピレータと圧縮空気を用いて延伸、散布
して補修した。金網上に補修した繊維シートを加熱プレ
ス機を用いて熱接着し、“グリルアミド”ＴＲ−５５の
不織布を作製した。不織布のガラス転移温度は157 ℃で
あった。繊維の目付は6.5g/m2 であった。
【００６０】（ｂ）プリプレグの作製 実施例（ａ）で調製した一次樹脂をリバースロールコー
ターを用いて離型紙上に塗布量が 45.2g/m2 になるよう
塗布して樹脂フィルムを作製した。
ターを用いて離型紙上に塗布量が 45.2g/m2 になるよう
塗布して樹脂フィルムを作製した。
【００６１】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に（ａ）で作製した不織布を貼り付け、加熱加圧して不
織布に樹脂を含浸させた。このようにして炭素繊維目付
190g/m2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプレグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に（ａ）で作製した不織布を貼り付け、加熱加圧して不
織布に樹脂を含浸させた。このようにして炭素繊維目付
190g/m2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプレグを得た。
【００６２】（ｃ）硬化板の作製 （ｂ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
【００６３】（ｄ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、0 ゜方向が12イン
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
【００６４】 室温圧縮強度 ： 43.9ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 38.0ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
【００６５】 衝撃後圧縮強度 ： 42.7ksi （実施例４） （ａ）編物の作製 一口筒編機（小池機械製作所製、MODEL CR-B）を用い
て、結晶性ポリアミド・ナイロン６６のマルチフィラメ
ント（15デニール、7 フィラメント、東レ（株）製、融
点251 ℃）の編物（平編）を作成した。編物の繊維目付
は 7.0 g/m2 であった。
て、結晶性ポリアミド・ナイロン６６のマルチフィラメ
ント（15デニール、7 フィラメント、東レ（株）製、融
点251 ℃）の編物（平編）を作成した。編物の繊維目付
は 7.0 g/m2 であった。
【００６６】（ｂ）プリプレグの作製 実施例（ａ）で調製した一次樹脂をリバースロールコー
ターを用いて離型紙上に塗布量が44.7 g/m2 になるよう
塗布して樹脂フィルムを作製した。
ターを用いて離型紙上に塗布量が44.7 g/m2 になるよう
塗布して樹脂フィルムを作製した。
【００６７】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に（ａ）で作製した編物を貼り付けた。このようにして
炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプ
レグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に（ａ）で作製した編物を貼り付けた。このようにして
炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプ
レグを得た。
【００６８】（ｃ）硬化板の作製 （ｂ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
【００６９】（ｄ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、0 ゜方向が12イン
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
【００７０】 室温圧縮強度 ： 44.0ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 38.3ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
【００７１】 衝撃後圧縮強度 ： 42.2ksi （実施例５） （ａ）プリプレグの作製 実施例１の（ａ）で調製した一次樹脂をリバースロール
コーターを用いて離型紙上に塗布量が 43.7g/m2 になる
よう塗布して樹脂フィルムを作製した。
コーターを用いて離型紙上に塗布量が 43.7g/m2 になる
よう塗布して樹脂フィルムを作製した。
【００７２】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に非晶質ポリエーテルイミド“ウルテム”１０１０の長
繊維（繊度２７０デニール、フィラメント数１０、日東
紡績（株）製フィラメントを分繊、ガラス転移温度２１
４℃）を強化繊維と平行にドラムワインダーを用いて目
付が片面あたり8g/m2となるようピッチ4mm で巻き付け
た。このようにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維含
有率64.8％のプリプレグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に非晶質ポリエーテルイミド“ウルテム”１０１０の長
繊維（繊度２７０デニール、フィラメント数１０、日東
紡績（株）製フィラメントを分繊、ガラス転移温度２１
４℃）を強化繊維と平行にドラムワインダーを用いて目
付が片面あたり8g/m2となるようピッチ4mm で巻き付け
た。このようにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維含
有率64.8％のプリプレグを得た。
【００７３】（ｂ）硬化板の作製 （ａ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
【００７４】（ｃ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、0 ゜方向が12イン
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
【００７５】 室温圧縮強度 ： 43.9ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 38.7ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
【００７６】 衝撃後圧縮強度 ： 38.6ksi （実施例６） （ａ）プリプレグの作製 実施例１の（ａ）で調製した一次樹脂をリバースロール
コーターを用いて離型紙上に塗布量が 45.3g/m2 になる
よう塗布して樹脂フィルムを作製した。
コーターを用いて離型紙上に塗布量が 45.3g/m2 になる
よう塗布して樹脂フィルムを作製した。
【００７７】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
にポリエーテルイミド“ウルテム”のテープ状フィルム
（幅5 ｍｍ，厚み10ミクロン、住友ベークライト（株）
製フィルムをスリットしたもの、ガラス転移温度214
℃）を強化繊維と平行にドラムワインダーを用いて目付
が片面あたり6.4g/m2 となるようピッチ10ｍｍで巻き付
けた。このようにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維
含有率64.8％のプリプレグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
にポリエーテルイミド“ウルテム”のテープ状フィルム
（幅5 ｍｍ，厚み10ミクロン、住友ベークライト（株）
製フィルムをスリットしたもの、ガラス転移温度214
℃）を強化繊維と平行にドラムワインダーを用いて目付
が片面あたり6.4g/m2 となるようピッチ10ｍｍで巻き付
けた。このようにして炭素繊維目付190g/m2 、炭素繊維
含有率64.8％のプリプレグを得た。
【００７８】（ｂ）硬化板の作製 （ａ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
【００７９】（ｃ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、0 ゜方向が12イン
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
チ、90゜方向が1.5 インチの長方形に切り出し、中央部
に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
【００８０】 室温圧縮強度 ： 44.5ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 39.1ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
【００８１】 衝撃後圧縮強度 ： 40.1ksi （比較例１） （ａ）プリプレグの作製 実施例１の（ａ）で調製した樹脂をリバースロールコー
ターを用いて離型紙上に塗布量が 51.7g/m2 になるよう
塗布して樹脂フィルムを作製した。
ターを用いて離型紙上に塗布量が 51.7g/m2 になるよう
塗布して樹脂フィルムを作製した。
【００８２】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の樹脂フィルムではさ
み、加熱加圧して樹脂を含浸させて炭素繊維目付190g/m
2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプレグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の樹脂フィルムではさ
み、加熱加圧して樹脂を含浸させて炭素繊維目付190g/m
2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプレグを得た。
【００８３】（ｂ）硬化板の作製 （ａ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これらを実施例
１と同様の条件で硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これらを実施例
１と同様の条件で硬化を行った。
【００８４】（ｃ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、実施例１と同様に
有孔板に加工し、室温圧縮強度、および高温高湿時圧縮
強度を測定した。結果は以下の通りであった。 室温圧縮強度 ： 45.2ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 39.0ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りであった。
有孔板に加工し、室温圧縮強度、および高温高湿時圧縮
強度を測定した。結果は以下の通りであった。 室温圧縮強度 ： 45.2ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 39.0ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を0 ゜方向が
6 インチ、90゜方向が4 インチの長方形に切り出し、そ
の中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃後
の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りであった。
【００８５】 衝撃後圧縮強度 ： 18.2ksi （比較例２） （ａ）樹脂組成物調製 下記原料を混練し、エポキシ樹脂組成物を得た。
【００８６】 （１）テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン （エピコート６０４、油化シェルエポキシ（株）製） ４０．０部 （２）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂 （エピコート８２５、油化シェルエポキシ（株）製） ２０．０部 （３）ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂 （エピコート８３０、油化シェルエポキシ（株）製） ２０．０部 （４）ポリエーテルスルホン （ＰＥＳ５００３Ｐ、住友化学工業（株）製） １８．０部 （５）3,3'- ジアミノジフェニルスルホン （スミキュアＳ、住友化学工業（株）製） ４３．０部 （ｂ）樹脂硬化物の物性測定 （ａ）で調製した樹脂を180 ℃、２時間硬化して樹脂硬
化物の厚さ2mm の板を作製した。曲げ弾性率測定は、2m
m 厚の板を10mm幅に切り、スパン32mmにて行った。
化物の厚さ2mm の板を作製した。曲げ弾性率測定は、2m
m 厚の板を10mm幅に切り、スパン32mmにて行った。
【００８７】硬化物の室温曲げ弾性率は、 350kgf/mm2
であり、沸水２０時間吸水後82℃で測定した曲げ弾性率
は、270J/m2 であった。
であり、沸水２０時間吸水後82℃で測定した曲げ弾性率
は、270J/m2 であった。
【００８８】（ｃ）プリプレグの作製 （ａ）で調製した一次樹脂をリバースロールコーターを
用いて離型紙上に塗布量が 45.7g/m2 になるよう塗布し
て樹脂フィルムを作製した。
用いて離型紙上に塗布量が 45.7g/m2 になるよう塗布し
て樹脂フィルムを作製した。
【００８９】一方向に引き揃えた炭素繊維（T800H 、東
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に実施例１の（ａ）で調製したポリエーテルイミド“ウ
ルテム”１０００の粒子を散布した。散布量は片面あた
り6g/m2 とした。このようにして炭素繊維目付190g/
m2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプレグを得た。
レ（株）製）を両側から、前記の一次樹脂フィルムでは
さみ、加熱加圧して樹脂を含浸させた。さらにその両側
に実施例１の（ａ）で調製したポリエーテルイミド“ウ
ルテム”１０００の粒子を散布した。散布量は片面あた
り6g/m2 とした。このようにして炭素繊維目付190g/
m2 、炭素繊維含有率64.8％のプリプレグを得た。
【００９０】（ｄ）硬化板の作製 （ｃ）で作製したプリプレグを(+45/0/-45/90)2S、およ
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
び(+45/0/-45/90)3Sの構成で積層した。これをオートク
レーブ中で、温度180 ℃、圧力 6kgf/cm2 の条件で２時
間硬化を行った。
【００９１】（ｅ）圧縮強度の測定 (+45/0/-45/90)2Sの構成の硬化板を、0 ゜方向が１２イ
ンチ、90゜方向が1.5インチの長方形に切り出し、中央
部に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
ンチ、90゜方向が1.5インチの長方形に切り出し、中央
部に直径0.25インチの円形の孔を穿孔して有孔板に加工
し、室温圧縮強度（24℃）、および高温高湿時圧縮強度
（71℃の温水に２週間浸漬後82℃で測定）をインストロ
ン１１２８型試験機を用いて測定した。結果は以下の通
りである。
【００９２】 室温圧縮強度 ： 37.8ksi 高温高湿時圧縮強度 ： 33.0ksi さらに、(+45/0/-45/90)3Sの構成の硬化板を０゜方向が
６インチ、９０゜方向が４インチの長方形に切り出し、
その中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃
後の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
６インチ、９０゜方向が４インチの長方形に切り出し、
その中央に270 インチ・ポンドの落錘衝撃を与え、衝撃
後の圧縮強度を測定した。結果は以下の通りである。
【００９３】 衝撃後圧縮強度 ： 45.9ksi
【００９４】
【発明の効果】以上説明したように、実施例からも明ら
かなように、本発明のプリプレグより得られた繊維強化
複合材料は、圧縮系の機械特性、特に高温高湿条件で高
い有孔板圧縮強度と高い衝撃後の圧縮強度の両立を実現
する。したがって、本発明に係るプリプレグを用いて得
られる繊維強化複合材料は、ボルト穴等を有する有孔構
造材料として好適なものとなり、適用可能な用途を大き
く拡大することができる。
かなように、本発明のプリプレグより得られた繊維強化
複合材料は、圧縮系の機械特性、特に高温高湿条件で高
い有孔板圧縮強度と高い衝撃後の圧縮強度の両立を実現
する。したがって、本発明に係るプリプレグを用いて得
られる繊維強化複合材料は、ボルト穴等を有する有孔構
造材料として好適なものとなり、適用可能な用途を大き
く拡大することができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:00 105:08 Ｃ０８Ｌ 63:00
Claims (12)
- 【請求項１】次の構成要素（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）から
なり、構成要素（Ｃ）が片面または両面の表層近傍に分
布したプリプレグ。 （Ａ）強化繊維 （Ｂ）硬化物の室温の曲げ弾性率が 380kgf/mm2 以上で
あるエポキシ樹脂組成物 （Ｃ）熱可塑性樹脂の粒子、または繊維、またはフィル
ム - 【請求項２】エポキシ樹脂組成物（Ｂ）の硬化物の沸水
20時間吸水後、82℃で測定した曲げ弾性率が 280kgf/mm
2 以上であることを特徴とする請求項１記載のプリプレ
グ。 - 【請求項３】構成要素（Ｃ）の熱可塑性樹脂が結晶性で
あり、その融点が120 ℃以上であることを特徴とする請
求項１または請求項２記載のプリプレグ。 - 【請求項４】構成要素（Ｃ）の熱可塑性樹脂が非晶質で
あり、そのガラス転移点が120 ℃以上であることを特徴
とする請求項１または請求項２記載のプリプレグ。 - 【請求項５】構成要素（Ｃ）の熱可塑性樹脂が、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイ
ミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンより選ばれ
た少なくとも一種の樹脂であることを特徴とする請求項
１または請求項２記載のプリプレグ。 - 【請求項６】構成要素（Ｃ）の熱可塑性樹脂が短繊維形
態をとることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載のプリプレグ。 - 【請求項７】構成要素（Ｃ）の熱可塑性樹脂が長繊維形
態をとることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載のプリプレグ。 - 【請求項８】構成要素（Ｃ）の熱可塑性樹脂が不織布形
態をとることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載のプリプレグ。 - 【請求項９】構成要素（Ｃ）の熱可塑性樹脂が編物形態
をとることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
のプリプレグ。 - 【請求項１０】構成要素（Ｃ）の量が、（Ｃ）の存在す
る面について、面あたり4 〜15 g/m2 であることを特徴
とする請求項１〜９のいずれかに記載のプリプレグ。 - 【請求項１１】構成要素（Ｂ）が硬化剤として3,3'- ジ
アミノジフェニルスルホンを含有することを特徴とする
請求項１〜１０のいずれかに記載のプリプレグ。 - 【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載のプリ
プレグを硬化して得られる繊維強化複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6287295A JP3440615B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | プリプレグおよび繊維強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6287295A JP3440615B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | プリプレグおよび繊維強化複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259713A true JPH08259713A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3440615B2 JP3440615B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=13212806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6287295A Expired - Lifetime JP3440615B2 (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | プリプレグおよび繊維強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP2005213352A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Arisawa Mfg Co Ltd | プリプレグ用樹脂組成物およびこれを用いたプリプレグ |
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