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公開番号2024134123
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044243
出願日2023-03-20
発明の名称繊維強化複合材製造用材料セット、繊維強化複合材の製造方法及び繊維強化複合材
出願人積水化学工業株式会社
代理人弁理士法人大阪フロント特許事務所
主分類C08J 5/06 20060101AFI20240926BHJP(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】得られる繊維強化複合材において、曲げ強度を高めることができる繊維強化複合材製造用材料セットを提供する。
【解決手段】本発明に係る繊維強化複合材製造用材料セットは、繊維強化複合材を製造するための材料セットであって、母材樹脂と繊維束とサイジング剤との材料セットであり、前記母材樹脂が、アミド基を有し、前記サイジング剤が、フェノール性水酸基を有し、前記母材樹脂と前記サイジング剤との組み合わせが、特定の測定方法により測定されるサイジング剤の重量減少率が25重量%以下となる組み合わせである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
繊維強化複合材を製造するための材料セットであって、
母材樹脂と繊維束とサイジング剤との材料セットであり、
前記母材樹脂が、アミド基を有し、
前記サイジング剤が、フェノール性水酸基を有し、
前記母材樹脂と前記サイジング剤との組み合わせが、下記の測定方法により測定されるサイジング剤の重量減少率が２５重量％以下となる組み合わせである、繊維強化複合材製造用材料セット。
サイジング剤の重量減少率の測定方法：前記母材樹脂の溶融温度をＴ℃とする。前記サイジング剤を、大気雰囲気下にて、１０℃／分の昇温速度で３０℃から（Ｔ＋５０）℃まで加熱し、各温度におけるサイジング剤の重量を計測する。３０℃でのサイジング剤の重量をＷ
０
とし、３０℃以上（Ｔ＋５０）℃以下の任意の温度をｔとし、ｔ℃でのサイジング剤の重量をＷ
ｔ
とし、式：Ｗ
０
－Ｗ
ｔ
で表されるサイジング剤の重量減少量が最大であるときの温度でのサイジング剤の重量をＷ
１
とする。前記Ｗ
０
と前記Ｗ
１
とから、下記式（１）によりサイジング剤の重量減少率を算出する。
サイジング剤の重量減少率（重量％）＝［（Ｗ
０
－Ｗ
１
）／Ｗ
０
］×１００・・・（１）
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記母材樹脂の溶融温度が、２６０℃以上である、請求項１に記載の繊維強化複合材製造用材料セット。
【請求項３】
前記繊維束の繊維が、炭素繊維である、請求項１又は２に記載の繊維強化複合材製造用材料セット。
【請求項４】
前記母材樹脂と前記繊維束と前記サイジング剤とフィラーとの材料セットである、請求項１又は２に記載の繊維強化複合材製造用材料セット。
【請求項５】
前記母材樹脂が、熱可塑性樹脂である、請求項１又は２に記載の繊維強化複合材製造用材料セット。
【請求項６】
前記母材樹脂が、ポリアミド樹脂である、請求項１又は２に記載の繊維強化複合材製造用材料セット。
【請求項７】
前記母材樹脂が、半芳香族ポリアミド樹脂である、請求項１又は２に記載の繊維強化複合材製造用材料セット。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の繊維強化複合材製造用材料セットを用いて繊維強化複合材を製造する方法であって、
前記サイジング剤が付着した前記繊維束の繊維間部分に、前記母材樹脂を含浸させる含浸工程を備える、繊維強化複合材の製造方法。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の繊維強化複合材製造用材料セットを用いて、前記サイジング剤が付着した前記繊維束の繊維間部分に、前記母材樹脂を含浸させた、繊維強化複合材。
【請求項１０】
繊維強化複合材であって、
母材樹脂と繊維束とサイジング剤とを含み、
前記母材樹脂が、アミド基を有し、
前記サイジング剤が、前記繊維束の繊維の外表面上に付着しており、
前記サイジング剤が、フェノール性水酸基を有し、
前記繊維束の繊維がガラス繊維である場合には、ＪＩＳＫ７０１７に準拠して測定される繊維強化複合材の曲げ強度が５００ＭＰａ以上であり、
前記繊維束の繊維がガラス繊維以外の繊維である場合には、ＪＩＳＫ７０７４に準拠して測定される繊維強化複合材の曲げ強度が１６００ＭＰａ以上である、繊維強化複合材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化複合材を製造するための材料セットに関する。また本発明は、上記材料セットを用いる繊維強化複合材の製造方法に関する。また本発明は、繊維強化複合材に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
マトリックス樹脂が、炭素繊維等の強化繊維によって強化された繊維強化複合材が知られている。繊維強化複合材は、軽量でありながら、強度、剛性及び寸法安定性に優れるという利点を有する。そのため、繊維強化複合材は、自動車及び航空機等の車両、事務機器、ＩＣトレイ、ノートパソコンの筐体、止水板、並びに風車翼等の様々な用途に用いられており、その需要は年々増加しつつある。
【０００３】
繊維強化複合材は、繊維束の繊維間部分にマトリックス樹脂（母材樹脂）を含浸させることにより製造されている。また、上記繊維束として、サイジング剤が付着した繊維束が用いられることがある（例えば、下記の特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１６２９９９号公報
特開２００３－１６５８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
繊維束の繊維間部分に母材樹脂を含浸させる温度（含浸温度）は比較的高い。そのため、含浸工程において、サイジング剤が熱分解することがある。サイジング剤が熱分解すると、繊維束に蛇行が生じたり、熱分解物として揮発物が生じたりして、得られる繊維強化複合材において、ボイドが存在しやすくなる。ボイドが存在する繊維強化複合材では、その部分に起因して、繊維強化複合材の曲げ強度が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、得られる繊維強化複合材において、曲げ強度を高めることができる繊維強化複合材製造用材料セットを提供することである。また、本発明は、上記繊維強化複合材製造用材料セットを用いる繊維強化複合材の製造方法を提供することも目的とする。さらに本発明は、高い曲げ強度を有する繊維強化複合材を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書において、以下の繊維強化複合材製造用材料セット、繊維強化複合材の製造方法及び繊維強化複合材を開示する。
【０００８】
項１．繊維強化複合材を製造するための材料セットであって、母材樹脂と繊維束とサイジング剤との材料セットであり、前記母材樹脂が、アミド基を有し、前記サイジング剤が、フェノール性水酸基を有し、前記母材樹脂と前記サイジング剤との組み合わせが、下記の測定方法により測定されるサイジング剤の重量減少率が２５重量％以下となる組み合わせである、繊維強化複合材製造用材料セット。
【０００９】
サイジング剤の重量減少率の測定方法：前記母材樹脂の溶融温度をＴ℃とする。前記サイジング剤を、大気雰囲気下にて、１０℃／分の昇温速度で３０℃から（Ｔ＋５０）℃まで加熱し、各温度におけるサイジング剤の重量を計測する。３０℃でのサイジング剤の重量をＷ
０
とし、３０℃以上（Ｔ＋５０）℃以下の任意の温度をｔとし、ｔ℃でのサイジング剤の重量をＷ
ｔ
とし、式：Ｗ
０
－Ｗ
ｔ
で表されるサイジング剤の重量減少量が最大であるときの温度でのサイジング剤の重量をＷ
１
とする。前記Ｗ
０
と前記Ｗ
１
とから、下記式（１）によりサイジング剤の重量減少率を算出する。
【００１０】
サイジング剤の重量減少率（重量％）＝［（Ｗ
０
－Ｗ
１
）／Ｗ
０
］×１００・・・（１）
（【００１１】以降は省略されています）

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