JPS6234775B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6234775B2 JPS6234775B2 JP53153662A JP15366278A JPS6234775B2 JP S6234775 B2 JPS6234775 B2 JP S6234775B2 JP 53153662 A JP53153662 A JP 53153662A JP 15366278 A JP15366278 A JP 15366278A JP S6234775 B2 JPS6234775 B2 JP S6234775B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- parts
- prepreg
- diallyl phthalate
- moles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複合材料の物性を低下させることなく
プリプレグのタツクを調整でき且つ一方向プリプ
レグの貯蔵中における割れ目の発生を防止できる
ところの樹脂組成物、及びこの樹脂組成物を含浸
してなる炭素繊維プリプレグ、並びにその製造方
法に関するものである。
プリプレグのタツクを調整でき且つ一方向プリプ
レグの貯蔵中における割れ目の発生を防止できる
ところの樹脂組成物、及びこの樹脂組成物を含浸
してなる炭素繊維プリプレグ、並びにその製造方
法に関するものである。
炭素繊維は合成樹脂との複合材料用強化材とし
て優れたものであることが知られ、その一成形方
法として未硬化樹脂を含浸させたいわゆるプリプ
レグを経て成形硬化し製品とする方法がある。
て優れたものであることが知られ、その一成形方
法として未硬化樹脂を含浸させたいわゆるプリプ
レグを経て成形硬化し製品とする方法がある。
この炭素繊維のプリプレグは炭素繊維との接着
力及びマトリツクスの安定性からくるプリプレグ
の保存性の面から主としてエポキシ樹脂を主体と
するものが使用されてきた。
力及びマトリツクスの安定性からくるプリプレグ
の保存性の面から主としてエポキシ樹脂を主体と
するものが使用されてきた。
又本発明者らは先に速硬化性および不飽和ポリ
エステル樹脂をマトリツクスとしたガラス繊維複
合材料とのハイブリツド化が可能等不飽和ポリエ
ステル樹脂をマトリツクスとする炭素繊維プリプ
レグの有効性に鑑み不飽和ポリエステル樹脂をマ
トリツクスとする炭素繊維プリプレグをホツトメ
ルト法により製造する方法を開発した。即ちその
構成単位がイソフタール酸20〜60モル、フマール
酸80〜40モル、プロピレングリコール100モルか
らなる不飽和ポリエステルプレポリマーとジアリ
ルフタレート又はジアセトンアクリルアミド10〜
50重量％及び硬化触媒からなる樹脂組成物を用い
て優れた複合材料物性を有する炭素繊維プリプレ
グをホツトメルト法によつてつくるものである。
エステル樹脂をマトリツクスとしたガラス繊維複
合材料とのハイブリツド化が可能等不飽和ポリエ
ステル樹脂をマトリツクスとする炭素繊維プリプ
レグの有効性に鑑み不飽和ポリエステル樹脂をマ
トリツクスとする炭素繊維プリプレグをホツトメ
ルト法により製造する方法を開発した。即ちその
構成単位がイソフタール酸20〜60モル、フマール
酸80〜40モル、プロピレングリコール100モルか
らなる不飽和ポリエステルプレポリマーとジアリ
ルフタレート又はジアセトンアクリルアミド10〜
50重量％及び硬化触媒からなる樹脂組成物を用い
て優れた複合材料物性を有する炭素繊維プリプレ
グをホツトメルト法によつてつくるものである。
一方プリプレグに要求される品質としては複合
材料物性が優れていることはもちろんであるが作
業性、取扱い性の点からタツクも重要な品質の一
つである。同一の不飽和ポリエステルプレポリマ
ーを用いた場合タツクの調整は架橋用モノマーの
量によつて行なわざるを得ない。
材料物性が優れていることはもちろんであるが作
業性、取扱い性の点からタツクも重要な品質の一
つである。同一の不飽和ポリエステルプレポリマ
ーを用いた場合タツクの調整は架橋用モノマーの
量によつて行なわざるを得ない。
しかしこの場合架橋用モノマーの量を変えるこ
とによつて複合材料物性を犠牲にしたりまたプリ
プレグのタツクを弱くしようとすればジアリルフ
タレートモノマーの量を減らすことになり必然的
に溶融粘度が上昇しホツトメルト法によるプリプ
レグ製造の場合樹脂の混練、炭素繊維への樹脂含
浸が困難となるなどの欠点を有している。
とによつて複合材料物性を犠牲にしたりまたプリ
プレグのタツクを弱くしようとすればジアリルフ
タレートモノマーの量を減らすことになり必然的
に溶融粘度が上昇しホツトメルト法によるプリプ
レグ製造の場合樹脂の混練、炭素繊維への樹脂含
浸が困難となるなどの欠点を有している。
従つて樹脂混合物の溶融粘度を上げずにタツク
を弱めることができ且つ複合材料物性の低下をき
たさない手段があればホツトメルト法による不飽
和ポリエステル樹脂をマトリツクスとする炭素繊
維プリプレグにとつて極めて有効である。さらに
また不飽和ポリエステル樹脂をマトリツクスとす
る一方向のシート状炭素繊維プリプレグはエポキ
シ樹脂系プリプレグに比較しその貯蔵中に割れ目
が発生しやすく品質上問題となる場合が多かつ
た。
を弱めることができ且つ複合材料物性の低下をき
たさない手段があればホツトメルト法による不飽
和ポリエステル樹脂をマトリツクスとする炭素繊
維プリプレグにとつて極めて有効である。さらに
また不飽和ポリエステル樹脂をマトリツクスとす
る一方向のシート状炭素繊維プリプレグはエポキ
シ樹脂系プリプレグに比較しその貯蔵中に割れ目
が発生しやすく品質上問題となる場合が多かつ
た。
本発明者らは鋭意検討の結果ジアリルフタレー
トのプレポリマーを加えることによつて複合材料
物性を低下させずにタツクを弱めることができ且
つホツトメルト法によつて製造可能であり、しか
も驚くべきことに一方向プリプレグの場合、貯蔵
品の割れ目の発生が著しく減少することを見い出
し本発明に到達した。
トのプレポリマーを加えることによつて複合材料
物性を低下させずにタツクを弱めることができ且
つホツトメルト法によつて製造可能であり、しか
も驚くべきことに一方向プリプレグの場合、貯蔵
品の割れ目の発生が著しく減少することを見い出
し本発明に到達した。
即ち二塩基酸成分としてイソフタール酸20〜60
モルとエチレン性不飽和二塩基酸としてフマール
酸80〜40モル、グリコール成分としてプロピレン
グリコール100モルとからなる固体の不飽和ポリ
エステルプレポリマー100重量部と15〜30重量部
のジアリルフタレート、３〜15重量部のジアリル
フタレートプレポリマーを用いることによりホツ
トメルト法によるプリプレグ製造工程に支障をき
たさずまた複合材料物性を低下させることなくプ
リプレグのタツクを弱め且つ一方向プリプレグの
貯蔵中の割れ目の発生を防止することができるこ
とを見出した。
モルとエチレン性不飽和二塩基酸としてフマール
酸80〜40モル、グリコール成分としてプロピレン
グリコール100モルとからなる固体の不飽和ポリ
エステルプレポリマー100重量部と15〜30重量部
のジアリルフタレート、３〜15重量部のジアリル
フタレートプレポリマーを用いることによりホツ
トメルト法によるプリプレグ製造工程に支障をき
たさずまた複合材料物性を低下させることなくプ
リプレグのタツクを弱め且つ一方向プリプレグの
貯蔵中の割れ目の発生を防止することができるこ
とを見出した。
ジアリルフタレートモノマーの添加量を減らし
てプリプレグのタツクを弱めようとすれば前述し
た如く物性の低下とホツトメルト方式によるプリ
プレグ製造上のトラブルが避けられないのに対し
ジアリルフタレートプレポリマーを添加すること
により複合材料物性が低下せず且つホツトメルト
法によるプリプレグ製造上も問題なくプリプレグ
のタツクを弱めることができるのである。ここで
用いるジアリルフタレートプレポリマーとはジア
リルフタレートモノマーを初期重合して得られる
ところの分子内に重合し得る二重結合をもつた比
較的線状の重合物で熱可塑性を有するものであ
り、また本発明の目的のためには軟化点が15〜70
℃、特に20〜60℃のものが好ましい。軟化点が15
℃以下ではタツクを弱める効果が小さくまた70℃
以上のものは樹脂の溶融粘度が上昇してプリプレ
グ製造工程上樹脂の混練や炭素繊維への樹脂の含
浸が困難となり好ましくない。
てプリプレグのタツクを弱めようとすれば前述し
た如く物性の低下とホツトメルト方式によるプリ
プレグ製造上のトラブルが避けられないのに対し
ジアリルフタレートプレポリマーを添加すること
により複合材料物性が低下せず且つホツトメルト
法によるプリプレグ製造上も問題なくプリプレグ
のタツクを弱めることができるのである。ここで
用いるジアリルフタレートプレポリマーとはジア
リルフタレートモノマーを初期重合して得られる
ところの分子内に重合し得る二重結合をもつた比
較的線状の重合物で熱可塑性を有するものであ
り、また本発明の目的のためには軟化点が15〜70
℃、特に20〜60℃のものが好ましい。軟化点が15
℃以下ではタツクを弱める効果が小さくまた70℃
以上のものは樹脂の溶融粘度が上昇してプリプレ
グ製造工程上樹脂の混練や炭素繊維への樹脂の含
浸が困難となり好ましくない。
ジアリルフタレートモノマー量は本発明に用い
る不飽和ポリエステル樹脂プレポリマー100重量
部に対し15重量部以下では樹脂の溶融粘度が高く
ホツトメルト法によるプリプレグ製造が困難とな
るばかりでなく複合材料物性が低下して好ましく
ない。また30重量部以上ではプリプレグのタツク
が強すぎもはやジアリルフタレートプレポリマー
を加えても希望するタツクに弱めることができな
くなる。
る不飽和ポリエステル樹脂プレポリマー100重量
部に対し15重量部以下では樹脂の溶融粘度が高く
ホツトメルト法によるプリプレグ製造が困難とな
るばかりでなく複合材料物性が低下して好ましく
ない。また30重量部以上ではプリプレグのタツク
が強すぎもはやジアリルフタレートプレポリマー
を加えても希望するタツクに弱めることができな
くなる。
ジアリルフタレートプレポリマーの添加量は３
〜15重量部が適当である。３重量部以下ではタツ
クを弱め且つプリプレグの割れ目発生の防止効果
が小さく、15重量部以上ではプリプレグのタツク
が弱まりすぎるだけでなくホツトメルト式プリプ
レグ製造上炭素繊維への樹脂含浸が困難となる。
〜15重量部が適当である。３重量部以下ではタツ
クを弱め且つプリプレグの割れ目発生の防止効果
が小さく、15重量部以上ではプリプレグのタツク
が弱まりすぎるだけでなくホツトメルト式プリプ
レグ製造上炭素繊維への樹脂含浸が困難となる。
本発明の範囲でジアリルフタレートプレポリマ
ーを加えても本発明不飽和ポリエステル樹脂マト
リツクスを炭素繊維との接着力は全く変化なく層
間せん断強度（ILSS）は９Kg／mm2以上示すとい
う事実とあいまつて本発明樹脂組成物は不飽和ポ
リエステル樹脂をマトリツクスとする炭素繊維プ
リプレグの品質向上と商品価値を著しく高めその
意義は極めて大きいものである。
ーを加えても本発明不飽和ポリエステル樹脂マト
リツクスを炭素繊維との接着力は全く変化なく層
間せん断強度（ILSS）は９Kg／mm2以上示すとい
う事実とあいまつて本発明樹脂組成物は不飽和ポ
リエステル樹脂をマトリツクスとする炭素繊維プ
リプレグの品質向上と商品価値を著しく高めその
意義は極めて大きいものである。
次に本発明プリプレグの製造法について説明す
る。
る。
所定量の不飽和ポリエステルプレポリマー、ジ
アリルフタレート、ジアリルフタレートプレポリ
マーをニーダーにて70〜110℃の温度で溶解混練
する。該樹脂混合物を３本ロールミルにて所定量
の硬化触媒と混練し次いでフイルムコーターにて
離型紙上にフイルム状にコーテイングする。この
樹脂をコーテイングした離型紙上に炭素繊維集合
体を配し、さらにその上に離型紙を導入して80〜
140℃に加熱された加熱板を通した後60〜160℃に
加熱されたホツトローラーにて0.1〜100Kg／cmの
線圧で加圧して炭素繊維を押し広げてシート状に
すると同時に炭素繊維に樹脂を含浸させる。炭素
繊維集合体としては一方向又はランダムウエブ等
任意の形態で利用できる。
アリルフタレート、ジアリルフタレートプレポリ
マーをニーダーにて70〜110℃の温度で溶解混練
する。該樹脂混合物を３本ロールミルにて所定量
の硬化触媒と混練し次いでフイルムコーターにて
離型紙上にフイルム状にコーテイングする。この
樹脂をコーテイングした離型紙上に炭素繊維集合
体を配し、さらにその上に離型紙を導入して80〜
140℃に加熱された加熱板を通した後60〜160℃に
加熱されたホツトローラーにて0.1〜100Kg／cmの
線圧で加圧して炭素繊維を押し広げてシート状に
すると同時に炭素繊維に樹脂を含浸させる。炭素
繊維集合体としては一方向又はランダムウエブ等
任意の形態で利用できる。
硬化触媒はｔ−ブチルパーオキシベンゾエート
の如く定温で安定で高温で分解速度の大きいもの
が好ましい。
の如く定温で安定で高温で分解速度の大きいもの
が好ましい。
以下実施例によつて説明する。
実施例 １
イソフタール酸40モル、フマール酸60モル、プ
ロピレングリコール100モルよりなる固体の不飽
和ポリエステルプレポリマー（武田薬品工業製ポ
リマールX381）100重量部と23重量部のジアリル
フタレートモノマー、および８重量部のジアリル
フタレートプレポリマー（大阪曹達製ダイソーダ
ツプＬ、軟化点40℃）をニーダーにて90℃で混練
均一化しさらにこれをロールミル上に移してｔ−
ブチルパーオキシベンゾエート６重量部と混練し
た。該樹脂組成物をフイルムコーターにて離型紙
上にコーテイングしこの上に炭素繊維（東邦ベス
ロン製ベスフアイト７−6K）を一方向に且つ等
間隔に導入し、さらにその上に離型紙を導入して
120℃に加熱された加熱板上を30秒間通す。さら
に130℃に加熱されたホツトローラーに30Kg／cm
の線圧で加圧して炭素繊維に押し広げてシート状
にすると同時に炭素繊維に樹脂を含浸させて一方
向のシート状プリプレグを製造した。
ロピレングリコール100モルよりなる固体の不飽
和ポリエステルプレポリマー（武田薬品工業製ポ
リマールX381）100重量部と23重量部のジアリル
フタレートモノマー、および８重量部のジアリル
フタレートプレポリマー（大阪曹達製ダイソーダ
ツプＬ、軟化点40℃）をニーダーにて90℃で混練
均一化しさらにこれをロールミル上に移してｔ−
ブチルパーオキシベンゾエート６重量部と混練し
た。該樹脂組成物をフイルムコーターにて離型紙
上にコーテイングしこの上に炭素繊維（東邦ベス
ロン製ベスフアイト７−6K）を一方向に且つ等
間隔に導入し、さらにその上に離型紙を導入して
120℃に加熱された加熱板上を30秒間通す。さら
に130℃に加熱されたホツトローラーに30Kg／cm
の線圧で加圧して炭素繊維に押し広げてシート状
にすると同時に炭素繊維に樹脂を含浸させて一方
向のシート状プリプレグを製造した。
このプリプレグは25℃で互いに貼り合わせても
簡単にはがれる程度にタツクが弱くまた室温に数
日間放置しても割れ目の発生はほとんどなかつ
た。またこのプリプレグを一方向に積層し150℃
で30分、７Kg／cm2の硬化条件で成形した成形物の
物性は次の如くであつた。
簡単にはがれる程度にタツクが弱くまた室温に数
日間放置しても割れ目の発生はほとんどなかつ
た。またこのプリプレグを一方向に積層し150℃
で30分、７Kg／cm2の硬化条件で成形した成形物の
物性は次の如くであつた。
曲げ強度 162Kg／mm2
曲げ弾性率 12.9T／mm2
層間せん断強度（ILSS） 9.2Kg／mm2
繊維体積含有率（Ｖ） 60％
比較例 １
イソフタール酸40モル、フマール酸60モル、プ
ロピレングリコール100モルよりなる固体の不飽
和ポリエステルプレポリマー（武田薬品工業製ポ
リマールX381）100重量部と18重量部のジアリル
フタレートモノマーおよび６重量部のｔ−ブチル
パーオキシベンゾエートを用いて実施例１と同様
にして一方向の炭素繊維プリプレグを製造したが
実施例１に比較し樹脂組成物の溶融粘度が高く樹
脂の混練および炭素繊維への樹脂含浸が困難であ
つた。又得られたプリプレグのタツクは実施例１
と同等に弱かつたが、室温に１日放置すると割れ
目が多数発生した。このプリプレグを一方向に積
層し実施例１と同一条件で成形した成形物の物性
は次の如くであつた。
ロピレングリコール100モルよりなる固体の不飽
和ポリエステルプレポリマー（武田薬品工業製ポ
リマールX381）100重量部と18重量部のジアリル
フタレートモノマーおよび６重量部のｔ−ブチル
パーオキシベンゾエートを用いて実施例１と同様
にして一方向の炭素繊維プリプレグを製造したが
実施例１に比較し樹脂組成物の溶融粘度が高く樹
脂の混練および炭素繊維への樹脂含浸が困難であ
つた。又得られたプリプレグのタツクは実施例１
と同等に弱かつたが、室温に１日放置すると割れ
目が多数発生した。このプリプレグを一方向に積
層し実施例１と同一条件で成形した成形物の物性
は次の如くであつた。
曲げ強度 159Kg／mm2
曲げ弾性率 13.0T／mm2
ILSS 8.3Kg／mm2
Ｖ 60％
実施例１に比較しILSSが低下している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イソフタール酸20〜60モル、フマール酸80〜
40モルとプロピレングリコール100モルとからな
る固体の不飽和ポリエステルプレポリマー100重
量部と、ジアリルフタレート15〜30重量部、ジア
リルフタレートプレポリマー３〜15重量部及び硬
化触媒とからなる樹脂組成物。 ２ イソフタール酸20〜60モル、フマール酸80〜
40モルとプロピレングリコール100モルとからな
る固体の不飽和ポリエステルプレポリマー100重
量部と、ジアリルフタレート15〜30重量部、ジア
リルフタレートプレポリマー３〜15重量部及び硬
化触媒とからなる樹脂組成物を含浸してなる炭素
繊維プリプレグ。 ３ イソフタール酸20〜60モル、フマール酸80〜
40モルとプロピレングリコール100モルとからな
る固体の不飽和ポリエステルプレポリマー100重
量部と、ジアリルフタレート15〜30重量部、ジア
リルフタレートプレポリマー３〜15重量部及び硬
化触媒とからなる樹脂組成物を離型紙上に展延し
てフイルム状となし、この上に炭素繊維集合体を
配し、60〜160℃にて加熱圧着して当該樹脂組成
物を炭素繊維集合体に含浸させることを特徴とす
る不飽和ポリエステルをマトリツクスとする炭素
繊維プリプレグの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15366278A JPS5580531A (en) | 1978-12-14 | 1978-12-14 | Carbon fiber prepreg and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15366278A JPS5580531A (en) | 1978-12-14 | 1978-12-14 | Carbon fiber prepreg and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5580531A JPS5580531A (en) | 1980-06-17 |
| JPS6234775B2 true JPS6234775B2 (ja) | 1987-07-29 |
Family
ID=15567432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15366278A Granted JPS5580531A (en) | 1978-12-14 | 1978-12-14 | Carbon fiber prepreg and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5580531A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0885704B1 (en) * | 1996-12-18 | 2003-08-06 | Toray Industries, Inc. | Carbon fiber prepreg and method of production thereof |
| WO2025113789A1 (en) * | 2023-11-29 | 2025-06-05 | Ithaka Institute For Carbon Strategies | Prepreg, prepreg body and a method to produce a prepreg |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1260409A (en) * | 1969-03-10 | 1972-01-19 | Sec Dep For Defence Formerly M | Carbon fibre reinforced resin plastics sheet |
| JPS4921492A (ja) * | 1972-06-19 | 1974-02-25 | ||
| JPS5569612A (en) * | 1978-11-16 | 1980-05-26 | Toray Ind Inc | Resin composition for fiber-reinforcement |
-
1978
- 1978-12-14 JP JP15366278A patent/JPS5580531A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5580531A (en) | 1980-06-17 |
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