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公開番号2024113682
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-22
出願番号2024018198
出願日2024-01-23
発明の名称プリプレグ
出願人日精株式会社
代理人
主分類C08J 5/24 20060101AFI20240815BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】比較的低温・短時間の硬化後に室温で脱型可能であり、高耐熱性と耐衝撃性を備えた、比較的安価な材料で構成される、CFRP成型品を作製するための反転型用エポキシ樹脂組成物とそのプリプレグを提供する。
【解決手段】次の成分[A]、[B]、[C]を含むエポキシ樹脂組成物を基材の両面から含浸させる。
[A]:分子内のエポキシ基を3個以上有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂が、フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であって、全エポキシ樹脂中に40～80wt%含有していること。
[B]:50～120℃付近で活性化するイミダゾール類の硬化剤を、エポキシ樹脂100重量部に対して、1～10重量部含有していること。
[C]:板状もしくは球状の無機充填剤を、エポキシ樹脂100重量部に対して、8～20重量部含有していること。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ＣＦＲＰ成型品を作製するための反転型として使用可能なプリプレグ用エポキシ樹脂組成物であって、次の成分［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］を含むエポキシ樹脂組成物を基材の両面から含浸させてなるプリプレグ。
［Ａ］：分子内のエポキシ基を３個以上有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂が、フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であって、全エポキシ樹脂中に４０～８０ｗｔ％含有していること。
［Ｂ］：５０～１２０℃付近で活性化するイミダゾール類の硬化剤を、エポキシ樹脂１００重量部に対して、１～１０重量部含有していること。
［Ｃ］：板状もしくは球状の無機充填剤を、エポキシ樹脂１００重量部に対して、８～２０重量部含有していること。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
０℃から１８０℃まで５℃／分で昇温しながら周波数１Ｈｚで測定される上記のプリプレグ用エポキシ樹脂組成物の粘度が以下のとおりである請求項１に記載のプリプレグ。
３０℃において１００００Ｐａ・ｓ以上２０００００Ｐａ・ｓ以下
８０℃において３００Ｐａ・ｓ以下
１００℃において０．５Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下
【請求項３】
上記プリプレグ用エポキシ樹脂組成物を、５０～１２０℃、４～１０時間で硬化して得られる硬化物が、室温で十分脱型可能となる請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項４】
請求項３に記載の条件で一次硬化した後に脱型し、その後、１５０～２５０℃、３時間以上の二次硬化を行うことのできる、エポキシ樹脂組成物のプリプレグ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料のマトリックス樹脂として用いられるエポキシ樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグであって、詳しくは、エポキシ樹脂組成物からなるＣＦＲＰ成型品を作製するための反転型として使用可能なプリプレグに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
炭素繊維やアラミド繊維などを基材に用いた繊維強化複合材料は、その高い比強度・比弾性率を利用して、航空機や自動車の構造材料、テニスラケット、ゴルフシャフト、釣り竿などのスポーツ・一般産業用途などに広く利用されている。
【０００３】
マトリックス樹脂には、耐熱性の観点から熱硬化性樹脂が広く用いられ、中でも耐熱性、耐薬品性に優れ、硬化収縮も小さいエポキシ樹脂が多く利用されている。しかしながら、高耐熱性を有するには比較的高価なエポキシ樹脂及び硬化剤を使用することが多い。また、高耐熱性を有するには１８０℃近辺の高温での硬化が要求されるが、硬化温度が高いことで、成形用材料に耐熱性が要求され、エネルギーコストも高くなるなどの欠点があり大型成型品には不向きである。
【０００４】
また、特許４８５９０８１には１００℃以下の一次硬化後、二次硬化によって高耐熱性の硬化物を得られるエポキシ樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許４８５９０８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許４８５９０８１によれば、使用材料が高価であることと、エポキシ樹脂組成物の樹脂寿命が３週間と非常に短いという問題点があった。また、強化繊維の織物を使用した複合材料成型品においては、強化繊維が表面付近に存在していない樹脂リッチ部分が存在する。樹脂リッチ部分は強化繊維存在部分に比べて強度が弱く、樹脂部分の強度が強く求められている。しかしながら、高耐熱性を有するエポキシ樹脂は立体障害のある分子構造ゆえに脆いという弱点が挙げられる。
【０００７】
高耐熱性を有する多官能エポキシ樹脂として、グリシジルアミン型エポキシ樹脂が汎用されているが非常に高価な材料である。グリシジルアミン型エポキシ樹脂と併用される硬化剤ジアミノジフェニルスルホンも高価な材料であり、硬化温度が１８０℃近辺となり非常に高い。その他にも高耐熱性を有する多官能エポキシ樹脂として、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂が用いられているが、高価であること、硬化系が特殊であることから一般産業用途の使用には好ましくない。高耐熱性を有する多官能エポキシ樹脂は、高価であるため航空宇宙用途で広く用いられている。そのため、スポーツ用途や一般産業用途に用いられるには、安価な材料で同等の性能を有する必要がある。
【０００８】
比較的低温で一次硬化させることができ、一次硬化後、脱型したままの状態で二次硬化により得られる複合材料成型品は、産業用途の大型成型品においては生産効率向上を叶えることができる。
【０００９】
エポキシ樹脂組成物の室温での安定性が良好であり、その硬化物が高耐熱性、さらに硬化物の樹脂剛性が向上できるようなエポキシ樹脂組成物とプリプレグは切望されていた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決すべく、比較的低温・短時間の硬化後に室温で脱型可能であり、脱型したままの状態で二次硬化を行うことができる、高耐熱性と耐衝撃性を備えた比較的安価な材料で構成されるエポキシ樹脂組成物を基材の両面から含侵させてなるプリプレグを提供することができる。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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