JPH11147965A

JPH11147965A - 繊維強化樹脂複合材料及びプリプレグ

Info

Publication number: JPH11147965A
Application number: JP33358097A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Naito; 猛内藤; Masato Ando; 正人安藤
Original assignee: Toho Rayon Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】耐着火性を有し、熱暴露後の機械的特性が良
好であり、鉄道車両等の交通機関に使用するのに好適な
繊維強化エポキシ樹脂複合材料及びプリプレグを提供す
る。【解決手段】繊維強化材とマトリックス樹脂とからな
る繊維強化樹脂複合材料であって、運輸省鉄運８１号に
準処した着火試験で実質的に着火せず、しかも２５０℃
に加熱されたオーブンに１０分間静置してなる熱暴露試
験後の衝撃後圧縮強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ²以上、層間
剪断強度が７ｋｇｆ／ｍｍ²以上である。前記マトリッ
クス樹脂は、〔Ａ〕成分：ハロゲンを含有しないエポキ
シ樹脂、〔Ｂ〕成分：金属酸化物、〔Ｃ〕成分：ガラス
転移温度が１２０℃以上の熱可塑性樹脂、及びエポキシ
樹脂用硬化剤を必須として含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐着火性、難燃性
に優れ、しかも耐衝撃性に優れた繊維強化樹脂複合材料
及び該繊維強化樹脂複合材料を得るためのプリプレグに
関する。更に詳しくは、鉄道車両等の交通機関に使用す
るのに好適な繊維強化エポキシ樹脂複合材料及びプリプ
レグに関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維を強化材とした樹脂との複合材
料は、その優れた機械的特性からスポーツ用品を初めと
して産業資材、交通機関等の分野に利用されてきてい
る。特に航空宇宙分野、車両分野等を対象とした分野で
は、各種エポキシ樹脂を主成分としたマトリックス樹脂
との複合材料が開発されてきているが、近年、特に難燃
性・耐衝撃性の向上が強く要望されるようになってきて
いる。

【０００３】従来、エポキシ樹脂をマトリックスとした
繊維強化複合材料の難燃化方法としては、ａ．ハロゲン化エポキシ樹脂をマトリックスに配合する
繊維強化複合材料の難燃化方法（例えば、特開昭５５−
９２７５７号公報）；ｂ．ハロゲン化合物、リン化合物等の添加物をマトリッ
クスに配合する繊維強化複合材料の難燃化方法；ｃ．水酸化アルミニウム等の無機質充填材をマトリック
スに配合する繊維強化複合材料の難燃化方法（例えば、
特開平１−１９７５５４号公報）；等が知られている。

【０００４】上記ａ〜ｃの難燃化方法の対象物は強化繊
維とマトリックス樹脂との積層物からなる複合材料であ
り、燃焼時に対象物から発生するハロゲンガスや水蒸気
等によって、複合材料と空気とを遮断し、酸素の供給を
止め、複合材料の燃焼を制御しようとする方法である。
また、無機粉末成分添加によって、有機成分いわゆる可
燃成分を少なくし、燃焼を制御する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複合材
料は、一般に薄い材料の積層物であるため、上記の積層
物と空気とを遮断する手法によると、対象物である複合
材料が熱に暴露した時に、複合材料の表層付近の層間に
気泡が生じ、積層前の各単位である薄い各積層材に剥離
し、その結果、薄い積層材に着火し、燃焼初期に表層が
燃焼し、ついで対象物から発生するハロゲンガスや水蒸
気等によって、空気を遮断する現象を生ずる。

【０００６】このように一端着火すると、燃焼によるガ
スバリアを生じ難燃化目的が達成されるが、この際に生
ずるハロゲンガスや燃焼ガスによって人体に悪影響を及
ぼす結果となる。

【０００７】交通機関用の材料では、まず着火しないこ
とが重要であり、運輸省鉄運８１号でも耐着火性の判定
基準を定め、材料の耐着火性を求めている。

【０００８】また、上述のように、火災の初期段階での
熱暴露によって積層物内にガスを生じると、機械的特
性、特に衝撃後の強度が極端に低下し、難燃化の目的は
達成されても、内部構造材として機能し得ないという問
題を生ずる。

【０００９】また、上記ａ．ｂ．の手法では、特開昭５
５−９２７５７号公報等で指摘されているように、臭素
含有エポキシ樹脂の配合割合が多くなると、熱暴露前で
も機械的特性、耐熱性に優れた樹脂組成物が得難くなる
という問題を有する。

【００１０】また、上記ｃ．の手法では、特開平１−１
９７５５４号公報等で指摘されているように、水酸化ア
ルミニウム等の無機質充填材の配合割合が多くなるとチ
クソトロピー性が増し、成形性が不良になる。且つ、機
械的特性も大きく低下してしまう。無機成分の投入によ
る方法では、やはり機械的特性が大きく低下してしま
う。

【００１１】そこで本発明は、火災暴露によっても着火
せず、熱暴露時にもハロゲンガス、水蒸気等の分解ガス
を発生せず、しかも、熱暴露後の機械的性質が良好で、
成形性にも優れた炭素繊維強化複合材料及び該繊維強化
樹脂複合材料を得るためのプリプレグを提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために本発明は、繊維強化材とマトリックス樹脂から
なる繊維強化樹脂複合材料であって、後述する運輸省鉄
運８１号に準処した着火試験で実質的に着火せず、しか
も後述する熱暴露試験後において、衝撃後圧縮強度が１
５ｋｇｆ／ｍｍ²以上、層間剪断強度が７ｋｇｆ／ｍｍ
²以上であることを特徴とする繊維強化樹脂複合材料で
あり、さらにまた、この複合材料を製造するためのプリ
プレグである。

【００１３】本発明の繊維強化樹脂複合材料は、ガス自
体の発生を抑え、着火自体を阻止しようとするものであ
り、従来の難燃化手段の技術思想、即ち、燃焼時にハロ
ゲンガス、水蒸気等を発生させることによって燃焼物と
空気とを遮断し、これによって難燃化の目的を達成する
という技術思想とは、発想自体を異にする。

【００１４】本発明の繊維強化樹脂複合材料は上記の着
火しない性質に加え、耐衝撃性にも優れた効果を発揮す
る。このような繊維強化樹脂複合材料は、自動車用材料
や鉄道車両用材料の用途に好適である。

【００１５】本発明において熱暴露試験、着火試験、耐
衝撃試験、層間剪断強度試験、ガラス転移温度測定等の
各種の試験は下記の方法に従う。

【００１６】熱暴露試験衝撃後圧縮試験及び層間剪断試験用の試験片を機械的特
性を測定する前に、２５０℃に加熱されたオーブンに１
０分間静置し、熱暴露後の剥離の有無を超音波探傷機で
測定する。各試験に用いられる試料の寸法は後述の各試
験における規格に準処する。

【００１７】着火試験運輸省鉄運８１号に準処した着火試験を行う。試料の厚
みについては２ｍｍとする。

【００１８】鉄運８１号に規定の着火試験は次の内容か
らなる。Ｂ５判の試料を４５°に傾斜させて保持し、試
料下面の中心の垂直下２５．４ｍｍのところに容器の中
心がくるように燃料容器を受台に乗せ、エチルアルコー
ル０．５ｃｃを入れて着火し、燃料が燃え尽きるまで放
置する。燃焼性の判定はアルコールの燃焼中と燃焼後に
分け、燃焼中は着火、着炎、発煙状態、炎の状態を観察
し、燃焼後は、残炎、残じん、炭化、変形状態を調べ
る。

【００１９】上記観察結果が、例えば、「着火」あり、
「着炎」あり、「煙」普通、「火勢」炎が試験片の上端
を越えない、「残炎」なし、「残じん」なし、「炭化」
試験片の上端に達する、「変形」縁に達する変形・局部
的貫通であれば、その判定結果は「難燃性」となる。ま
た、「着火」なし、「着炎」なし、「煙」僅少、「炭
化」１００ｍｍ以下の変色、「変形」１００ｍｍ以下の
表面的変形であれば、「不燃性」となる。

【００２０】尚、鉄運８１号は、英著「プラスチックの
難燃化−低発煙化と有害燃焼ガス対策」日刊工業新聞
（１９７８）及び西沢著「増補新版ポリマーの難燃化−
その科学と実際技術」大成社（１９９２）に詳説されて
いる。

【００２１】次の垂直燃焼試験と水平燃焼試験は、燃焼
性を定量的に評価するためのＵＬ９４規格に準拠した燃
焼試験である。

【００２２】垂直燃焼試験垂直燃焼試験は、難燃性を定量的に評価するためのもの
であり、ＵＬ９４規格に準処した燃焼試験である。その
試験方法は次のようにして行う。

【００２３】試料寸法は１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×４
ｍｍとする。ブンゼンバーナーによる火炎を取り去った
後、消火までの平均時間が５秒以内なら９４Ｖ−０、２
５秒以内なら９４Ｖ−１となる。平均時間が２５秒以内
でも有炎滴下物がある場合は、９４Ｖ−２となる。垂直
燃焼試験に合格しない場合は、ＵＬ９４規格に準処する
水平燃焼試験を行う。

【００２４】水平燃焼試験試料寸法は１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×４ｍｍとする。
ブンゼンバーナーによる火炎を取り去った後の燃焼速度
が３８ｍｍ／分以下ならば、９４ＨＢとなる。

【００２５】耐衝撃試験（衝撃後の強度試験）プリプレグを３２枚擬似等方的に積層し、成形した後、
成形板に１０００ｉｎ−ｌｂ／ｉｎの落錘衝撃エネルギ
ーを与え、衝撃後圧縮強度を測定する。

【００２６】層間剪断強度試験プリプレグ１４枚を一方向に積層し、成形後、層間剪断
強度（ＩＬＳＳ）をＡＳＴＭＤ２３４４に従い測定す
る。

【００２７】ガラス転移温度ＴＭＡ針入モードを用いて、昇温速度２０℃／分で測定
する。

【００２８】本発明の複合材料は、下記の〔Ａ〕、
〔Ｂ〕、〔Ｃ〕成分を構成要素として含むことが好まし
い。

【００２９】〔Ａ〕：ハロゲンを含有しないエポキシ樹
脂〔Ｂ〕：金属酸化物〔Ｃ〕：ガラス転移温度が１２０℃以上の熱可塑性樹脂本発明に使用することができる繊維強化材には、炭素繊
維、炭化ケイ素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、セラ
ミック繊維等の無機繊維が挙げられる。

【００３０】本発明に使用することができる炭素繊維に
は、アクリロニトリル系、ピッチ系炭素繊維が挙げられ
る。これらの炭素繊維は、長繊維、短繊維、チョップ
状、シート状、織物状、編物状、マット状、紙状のいず
れの形状でも使用することができる。

【００３１】〔Ａ〕成分のエポキシ樹脂には、ハロゲン
フリーのものが使用される。具体的には、エポキシ樹脂
はグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ウレタン
変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ
樹脂の単独又は混合物が挙げられる。

【００３２】前記のグリシジルアミン型エポキシ樹脂と
しては、エポトートＹＨ４３４（商品名、東都化成社
製）、ＹＤＭ１２０（商品名、東都化成社製）等があ
る。前記のノボラック型エポキシ樹脂のうち、フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂としては例えば、シェル化
学社製のエピコート１５２（商品名）、エピコート１５
４（商品名）、ダウケミカル社製のダウエポキシＤＥＮ
４３１（商品名）、ダウエポキシＤＥＮ４３（商品
名）、ダウエポキシＤＥＮ４３９（商品名）、また、Ｅ
ＰＰＮ２０１（商品名、日本化薬社製）、エピクロンＮ
７４０（商品名、大日本インキ社製）等が挙げられ、更
にクレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、チバ
・ガイギー社製のアラルダイトＥＣＮ１２７３（商品
名）、アラルダイトＥＣＮ１２８０（商品名）等が挙げ
られる。

【００３３】前記のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂と
しては、例えば、シェル化学社製のエピコート８２７
（商品名）、エピコート８２８（商品名）、エピコート
１００１（商品名）、エピコート１００２（商品名）、
エピコート１００４（商品名）等が挙げられる。

【００３４】前記のウレタン変性ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂としては、旭電化社製のアデカレジンＥＰＵ
−６（商品名）、アデカレジンＥＰＵ−１０（商品
名）、アデカレジンＥＰＵ−１５（商品名）等があり、
前記の脂環式エポキシ樹脂としては、チバ・ガイギー社
製のアラルダイトＣＹ−１７９（商品名）、アラルダイ
トＣＹ−１７８（商品名）、アラルダイトＣＹ−１８２
（商品名）、アラルダイトＣＹ−１８３（商品名）等が
挙げられる。

【００３５】本発明における〔Ａ〕成分のエポキシ樹脂
は、単独で使用又は２種類以上を併用してもよい。

【００３６】エポキシ樹脂用硬化剤は特に限定されるも
のではないが、芳香族アミン類、ジシアンジアミド、三
フッ化ほう素錯塩類、酸無水物、イミダゾール類の単独
又は混合系を挙げることができる。

【００３７】前記芳香族アミン類としては、メタフェニ
レンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジ
フェニルスルフォン、メタキシレンジアミン等がある。
三フッ化ほう素錯塩類としては、ＢＦ３モノエチルア
ミン、Ｂ３ベンジルアミン等が使用できる。

【００３８】前記酸無水物としては、無水フタル酸、ト
リメリット酸無水物、無水ピロメリット酸、無水ベンゾ
フェノンテトラカルボキシル酸等がある。イミダゾール
類としては、２−エチル−４−イミダゾール、２−エチ
ルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−
フェニルイミダゾール等が使用できる。

【００３９】前記エポキシ樹脂用硬化剤に加えて、例え
ば、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメ
チルウレアを硬化促進剤として併用することができる。

【００４０】〔Ｂ〕成分の金属酸化物は、特に限定され
ないが、耐火性の観点から、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウムが好ましい。特に熱伝導率が高い酸化マグネ
シウムが難燃性向上に有用であり好ましい。前記酸化マ
グネシウムには、５０％粒径が０．５〜２０μｍ範囲の
ものが特に好ましい。

【００４１】〔Ｃ〕成分の熱可塑性樹脂としては、ガラ
ス転移温度Ｔｇで１２０℃以上の樹脂、例えば、ポリア
ミドイミド樹脂（Ｔｇ２６０℃）、ポリイミド樹脂（Ｔ
ｇ２５９℃）、ポリエーテルサルフォン樹脂（Ｔｇ２２
３℃）、ポリエーテルイミド樹脂（Ｔｇ２１６℃）等で
ある。特にポリエーテルイミド樹脂がエポキシ樹脂の耐
衝撃性向上に有用であるために望ましい。

【００４２】本発明における樹脂組成物中の含有比率は
以下の比が望ましい。すなわち、〔Ａ〕成分１００重量
部に対して〔Ｂ〕成分である金属酸化物は、１０〜３０
重量部が好ましい。１０重量部未満では難燃性が不十分
であり、３０重量部を越えると機械的特性の低下が大き
くなる。

【００４３】〔Ｃ〕成分は、〔Ａ〕成分１００重量部に
対して３〜３０重量部とするのが好ましい。３重量部未
満では耐衝撃性が不十分であり、３０重量部を越える
と、溶融粘度が高くなるので、プリプレグ製造時の作業
性及びプリプレグの成形性が不良となり、積層板に欠陥
を生じ易くなる。

【００４４】エポキシ樹脂用硬化剤の配合量は、特に限
定されないが、例えば、硬化剤として４，４’−ジアミ
ノジフェニルスルホンを使用した場合は、エポキシ樹脂
１００重量部に対して化学量論的に求められる添加量、
すなわち、（アミン当量／エポキシ当量）×１００重量
部の７０〜９０％を配合する。また、ジシアンジアミド
を用いた場合は、エポキシ樹脂１００重量部に対して、
１〜１０重量部、好ましくは、３〜８重量部である。

【００４５】〔Ａ〕、〔Ｂ〕、〔Ｃ〕成分及びエポキシ
樹脂用硬化剤の各成分はこの含有比率の範囲内において
適宜選択される。

【００４６】繊維強化材の使用量は用途によって異なる
が、積層材や成形材料としては、樹脂組成物１００重量
部に対して４００重量部まで使用できる。

【００４７】任意成分：本発明の複合材料成分には、本
発明の目的を害さない範囲で、必要に応じて次の（１）
〜（４）の成分を添加することができる。

【００４８】（１）難燃助剤、例えば三酸化アンチモ
ン、五酸化アンチモン等である。これら難燃助剤の使用
量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して１０重量部未
満、好ましくは５重量部未満が望ましい。

【００４９】（２）粉末状の補強材、充填材及びチクソ
トロピー付与剤、例えばシリカ、酸性白土、ベントナイ
ト、ガラスビーズ、カーボンブラック、ゼオライト、ケ
イソウ土、マイカ、カオリン、タルク等である。これら
の補強材や充填材の使用量は、エポキシ樹脂１００重量
部に対して５重量部未満が望ましい。

【００５０】（３）着色剤、顔料、例えば二酸化チタ
ン、黄鉛、カーボンブラック等である。これら着色剤、
顔料の使用量は、エポキシ樹脂１００重量部に対して５
重量部未満が望ましい。

【００５１】（４）硬化促進剤、例えば、３−（３，４
−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレアを前記
エポキシ樹脂用硬化剤と併用することができる。エポキ
シ樹脂に対する硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂１
００重量部に対して１〜５重量部が望ましい。

【００５２】樹脂の調製方法：本発明のプリプレグにお
ける樹脂組成物の調製は、例えば、以下の方法により行
うことができる。即ち、各成分を混練装置に供給し、加
熱混練する。この際の加熱温度はエポキシ樹脂の硬化開
始温度より低温とする。この際、エポキシ樹脂用硬化剤
は最後に加熱混練するのがよい。通常は、５０〜１００
℃の温度にて調製する。

【００５３】プリプレグの製造方法：本発明のプリプレ
グの製造方法は特に限定されないが、例えば、ホットメ
ルト法あるいは溶剤法を採用することが可能である。

【００５４】

【実施例】本発明について実施例を挙げて更に詳しく説
明する。特に指定しない限り「％」、「部」は重量基準
である。

【００５５】〔実施例１〜８及び比較例１〜７〕〔Ａ〕
〜〔Ｃ〕成分を下記の表１に示す配合処方の組成比で混
合し、更に硬化剤１０重量部、硬化促進剤３重量部を加
え、本実施例１〜８及び比較例１〜７の各難燃性エポキ
シ樹脂組成物を得た。フィルムコーターを用いてこれら
の各樹脂組成物から各樹脂フィルムを作製した。これら
の各樹脂フィルムを、引き揃えた炭素繊維ベスファイト
ＩＭ−４００（登録商標、東邦レーヨン（株）製、引張
強度４５１０ＭＰａ、引張弾性率２９４ＧＰａ）の両面
から圧着させ、炭素繊維目付１５０ｇ／ｍ²、樹脂含有
率３４％の本実施例１〜８及び比較例１〜７の各一方向
プリプレグを得た。

【００５６】これらの各プリプレグを、１２５℃、５ｋ
ｇ／ｃｍ²、２時間の条件でオートクレーブ成形し、前
述の試験方法で以下の項目を評価した。

【００５７】着火性：鉄運８１号強制的に着火させた後の難燃性：ＵＬ９４規格火災初期の熱暴露を想定した熱安定性：熱暴露後の膨れ
の有無熱暴露後の機械的特性：衝撃後圧縮強度（ＣＡＩ）、層
間剪断強度（ＩＬＳＳ）これらの結果を下記の表１（実施例１〜８）、表２（比
較例１〜７）に示す。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】＊１エピコート８３４：ビスフェノール
Ａジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエ
ポキシ（株）製）＊２エピコート１００２：ビスフェノールＡジグリシ
ジルエーテル型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ
（株）製）＊３エピコート６０４：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ
グリシジルジアミノジフェニルメタン（油化シェルエポ
キシ（株）製）＊４ＥＰＵ−６：ウレタン変性エポキシ樹脂（旭電化
工業（株）製）＊５ＰＥＩＵｌｔｅｍ１０００：ポリエーテルイミ
ド樹脂（日本ジーイープラスチック（株）製）＊６ＰＥＳ５００３Ｐ：ポリエーテルサルフォン樹
脂（住友化学工業（株）製）＊７ＤＤＳ：４，４’−ジアミノジフェニルスルホン＊８ＤＣＭＵ：３−（３，４−ジクロロフェニル）−
１，１−ジメチルウレア＊９ＰＰＳＴ−４：ポリフェニレンスルフィド
（（株）トープレン製）＊１０着火性試験片の繊維体積含有率＊１１２５０℃×１０分熱暴露後に超音波探傷機で検
査＊１２２５０℃×１０分熱暴露後に１０００ｉｎ−ｌ
ｂ／ｉｎの衝撃エネルギーを付与した後、圧縮強度を測
定＊１３２５０℃×１０分熱暴露後に測定＊１４熱暴露後に膨れを生じたので、測定不可

【００６１】前記表１及び表２によれば、本発明の実施
例は比較例に比べて以下の効果を有することが理解され
る。

【００６２】実施例１及び比較例１を対比すると明らか
なように、〔Ｂ〕成分として酸化マグネシウム、〔Ｃ〕
成分としてポリエーテルイミドを配合することで、熱暴
露後の衝撃後圧縮強度（ＣＡＩ）、耐着火性及び難燃性
を向上させることが可能である。

【００６３】実施例１、比較例２及び比較例３を対比す
ると明らかなように、〔Ｂ〕成分が無い場合は、耐着火
性が不十分であり、〔Ｃ〕成分がない場合は、熱暴露後
の衝撃後圧縮強度が大幅に低下する。

【００６４】実施例１、実施例２、比較例３を対比する
と明らかなように、〔Ｃ〕成分のポリエーテルイミド配
合量の増加に伴い、熱暴露後の衝撃後圧縮強度が増加す
る。

【００６５】実施例１、実施例３及び実施例４を対比す
ると明らかなように、〔Ｂ〕成分の酸化マグネシウムが
１２重量部の場合、若干難燃性が低く、２８重量部の場
合、熱暴露後の耐衝撃性及び機械的特性が若干低下す
る。

【００６６】実施例１及び比較例４を対比すると明らか
なように、ガラス転移温度が１２０℃以下のＰＰＳ樹脂
（Ｔｇ８５℃）を使用すると、難燃性が若干低下する。

【００６７】実施例５及び比較例１を対比すると明らか
なように、〔Ｂ〕成分として酸化アルミニウム、〔Ｃ〕
成分としてポリエーテルイミドを配合することで、熱暴
露後の衝撃後圧縮強度、耐着火性及び難燃性を向上させ
ることが可能である。

【００６８】実施例１及び比較例５を対比すると明らか
なように、難燃剤として、水酸化アルミニウムを用いる
と、熱暴露試験時の積層板に膨れを生じ、強度測定不可
となるので、構造材として機能し得なくなる。

【００６９】実施例１、実施例６及び実施例７を対比す
ると明らかなように、繊維体積含有率が５６％の場合、
若干難燃性が低く、６４％の場合、熱暴露後の機械的特
性が若干低下する。

【００７０】実施例１、比較例６及び比較例７を対比す
ると明らかなように、繊維体積含有率が５０％の場合、
耐着火性、難燃性が低く、７２％の場合、熱暴露後の機
械的特性が低下する。

【００７１】実施例８及び比較例１を対比すると明らか
なように、〔Ｂ〕成分として酸化マグネシウム、〔Ｃ〕
成分としてポリエーテルサルフォンを配合することで、
熱暴露後の衝撃後圧縮強度、耐着火性及び難燃性を向上
させることが可能である。

【００７２】以上の結果より、実施例１〜実施例８、特
に実施例１、２、５、８の場合、比較例１〜比較例７と
比べ耐着火性、難燃性、熱安定性、熱暴露後の機械的特
性においてバランスに優れた複合材料であることが分か
る。

【００７３】

【発明の効果】本発明のプリプレグを用いて製造された
繊維強化樹脂複合材料は、耐着火性を有し、しかも熱暴
露時にもハロゲンガス、水蒸気等の分解ガスを発生せ
ず、しかも、熱暴露後に機械的強度の低下がない。本発
明の繊維強化樹脂複合材料は運輸省鉄運８１号の試験に
合格し、鉄道車両の用途に用いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ０８Ｌ 63:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維強化材とマトリックス樹脂とからな
る繊維強化樹脂複合材料であって、運輸省鉄運８１号に
準処した着火試験で実質的に着火せず、しかも２５０℃
に加熱されたオーブンに１０分間静置してなる熱暴露試
験後において、衝撃後圧縮強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ²以
上、層間剪断強度が７ｋｇｆ／ｍｍ²以上であることを
特徴とする繊維強化樹脂複合材料。
【請求項２】前記熱暴露試験で実質的に分解ガスの発
生のない請求項１記載の繊維強化樹脂複合材料。
【請求項３】前記衝撃後圧縮強度が１８ｋｇｆ／ｍｍ
²以上、層間剪断強度が９ｋｇｆ／ｍｍ²以上である請
求項１記載の繊維強化樹脂複合材料。
【請求項４】前記繊維強化材が炭素繊維である請求項
１記載の繊維強化樹脂複合材料。
【請求項５】前記強化繊維の体積含有率が５５〜６５
％である請求項１記載の繊維強化樹脂複合材料。
【請求項６】前記マトリックス樹脂が、次の〔Ａ〕、
〔Ｂ〕、〔Ｃ〕成分及びエポキシ樹脂用硬化剤を必須と
して含有する請求項１記載の繊維強化樹脂複合材料：〔Ａ〕：ハロゲンを含有しないエポキシ樹脂；〔Ｂ〕：金属酸化物；〔Ｃ〕：ガラス転移温度が１２０℃以上の熱可塑性樹
脂。
【請求項７】前記ハロゲンを含有しないエポキシ樹脂
がグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポ
キシ樹脂、ピスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ウレタン
変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ
樹脂から選ばれたハロゲンを含有しないエポキシ樹脂の
単独又は２種以上の混合物である請求項６記載の繊維強
化樹脂複合材料。
【請求項８】前記熱可塑性樹脂が、ポリアミドイミド
樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、
ポリエーテルイミド樹脂から選ばれた熱可塑性樹脂の単
独又は２種以上の混合物である請求項６記載の繊維強化
樹脂複合材料。
【請求項９】前記金属酸化物が酸化マグネシウム及び
酸化アルミニウムから選ばれた単独又は２種の混合物で
ある請求項６記載の繊維強化樹脂複合材料。
【請求項１０】前記〔Ａ〕、〔Ｂ〕、〔Ｃ〕成分の配
合重量比が、下記の割合である請求項６記載の繊維強化
樹脂複合材料：〔Ａ〕：１００重量部；〔Ｂ〕：１０〜３０重量部；〔Ｃ〕：３〜３０重量部。
【請求項１１】次の〔Ａ〕、〔Ｂ〕、〔Ｃ〕成分及び
エポキシ樹脂用硬化剤を必須として含有するマトリック
ス樹脂が、繊維強化材に含浸されてなるプリプレグ：〔Ａ〕：ハロゲンを含有しないエポキシ樹脂；〔Ｂ〕：金属酸化物；〔Ｃ〕：ガラス転移温度が１２０℃以上の熱可塑性樹
脂。