JP2018095675A - Epoxy resin composition, and molding, prepreg and fiber-reinforced plastic prepared therewith - Google Patents

Epoxy resin composition, and molding, prepreg and fiber-reinforced plastic prepared therewith Download PDF

Info

Publication number
JP2018095675A
JP2018095675A JP2016238504A JP2016238504A JP2018095675A JP 2018095675 A JP2018095675 A JP 2018095675A JP 2016238504 A JP2016238504 A JP 2016238504A JP 2016238504 A JP2016238504 A JP 2016238504A JP 2018095675 A JP2018095675 A JP 2018095675A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
component
fiber
epoxy
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.)
Granted
Application number
JP2016238504A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6950174B2 (en
Inventor
久也 牛山
Hisaya Ushiyama
久也 牛山
賢一 渡辺
Kenichi Watanabe
賢一 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Chemical Group Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Mitsubishi Chemical Holdings Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp, Mitsubishi Chemical Holdings Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2016238504A priority Critical patent/JP6950174B2/en
Publication of JP2018095675A publication Critical patent/JP2018095675A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6950174B2 publication Critical patent/JP6950174B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition that makes it possible to obtain a fiber-reinforced composite material having excellent strength and elastic moduli, and provide a molding, a prepreg and a fiber-reinforced plastic prepared with the resin composition.SOLUTION: An epoxy resin composition contains the following components (A), (B), (C) and (D). Component (A) is a bisphenol F type epoxy resin with a softening point of 80°C or more, component (B) is a bisphenol F type epoxy resin with an epoxy equivalent of 250 or less, component (C) is a curing agent, and component (D) is cellulose nanofibers.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、並びにこれを用いた成形品、プリプレグ及び繊維強化プラスチックに関するものであり、スポーツ・レジャー用途、一般産業用途、航空機用材料用途等に好適に使用されるものである。   The present invention relates to an epoxy resin composition, and a molded article, prepreg and fiber reinforced plastic using the same, and is suitably used for sports / leisure use, general industrial use, aircraft material use, and the like. .

繊維強化複合材料の1つである繊維強化プラスチックは、軽量で、高強度、高剛性であることから、スポーツ・レジャー用途から、自動車や航空機等の産業用途まで、幅広く用いられている。
繊維強化プラスチックの製造方法としては、強化繊維等の長繊維(連続繊維)からなる補強材にマトリックス樹脂を含浸させた中間材料、すなわちプリプレグを使用する方法がある。この方法によれば、繊維強化プラスチックの強化繊維の含有量を管理しやすいとともに、その含有量を高めに設計することが可能であるという利点がある。
BACKGROUND ART Fiber reinforced plastics, which are one of fiber reinforced composite materials, are widely used from sports / leisure applications to industrial applications such as automobiles and aircrafts because of their light weight, high strength, and high rigidity.
As a method for producing a fiber reinforced plastic, there is a method of using an intermediate material obtained by impregnating a matrix resin into a reinforcing material made of long fibers (continuous fibers) such as reinforcing fibers, that is, a prepreg. According to this method, there is an advantage that the content of the reinforcing fiber of the fiber reinforced plastic can be easily managed and the content can be designed to be higher.

軽量化のニーズから、強化繊維としては比強度、比弾性率に優れた炭素繊維が、マトリックス樹脂としては炭素繊維との接着性に優れたエポキシ樹脂が多く用いられている。
しかしながら、エポキシ樹脂は、一般にその硬化物が脆く、靱性が低い傾向にあるため、繊維強化プラスチックの破壊靱性や剛性の改善が技術的な課題であった。そこで、近年、ナノフィラーをマトリックス中に分散させることで、その改善を図る検討がなされている。
Due to the need for weight reduction, carbon fibers excellent in specific strength and specific elastic modulus are often used as reinforcing fibers, and epoxy resins excellent in adhesion to carbon fibers are used as matrix resins.
However, the epoxy resin generally has a cured product that is brittle and tends to have low toughness. Therefore, improvement of fracture toughness and rigidity of the fiber-reinforced plastic has been a technical problem. Therefore, in recent years, studies have been made to improve the nanofiller by dispersing it in a matrix.

このナノフィラーとしては、特に、自然界由来のセルロースナノファイバーが注目されており、これを利用することで疲労破壊や衝撃特性が改善された、スポーツ用品に適した繊維強化複合材料が知られている(特許文献1、2)。また、セルロースナノファイバーの改良も検討されており、例えば、各種化学処理を施したセルロースナノファイバー、あるいは表面処理を施さずに解繊樹脂中で微細化したセルロースナノファイバー等を用いた複合材料も知られている(特許文献3、4)。   As this nanofiller, in particular, cellulose nanofibers derived from nature have attracted attention, and fiber reinforced composite materials suitable for sports equipment, which have improved fatigue fracture and impact properties by using this, are known. (Patent Documents 1 and 2). Improvements in cellulose nanofibers are also being studied, for example, composite materials using cellulose nanofibers that have been subjected to various chemical treatments, or cellulose nanofibers that have been refined in a defibrating resin without surface treatment. Known (Patent Documents 3 and 4).

特開2011−148214号公報JP 2011-148214 A 特開2010−24413号公報JP 2010-24413 A 特開2015−48375号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-48375 特許第5477516号公報Japanese Patent No. 5477516

しかしながら、特許文献1〜4のいずれにおいても、繊維強化プラスチックとしての性能発現に不可欠なマトリックス樹脂の検討は充分になされていない。
特許文献1においては、マトリックス樹脂として用いられているエポキシ樹脂組成物の詳細が明らかにされていない。特許文献2〜4には、各種エポキシ樹脂組成物をマトリックス樹脂として使用した例が記載されているが、これらを用いた繊維強化プラスチックは、特に曲げ強度が充分ではなかった。
However, none of Patent Documents 1 to 4 has sufficiently studied a matrix resin that is indispensable for the expression of performance as a fiber-reinforced plastic.
In Patent Document 1, details of the epoxy resin composition used as a matrix resin are not disclosed. Patent Documents 2 to 4 describe examples in which various epoxy resin compositions are used as a matrix resin, but fiber reinforced plastics using these are not particularly sufficient in bending strength.

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、セルロースナノファイバーが配合された特定の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って、優れた強度、弾性率と靱性を併せ持つ樹脂硬化物を形成し、優れた機械物性をもった繊維強化プラスチックが得られることを見出したものである。本発明は、特に管状の複合材料に適用した際に、優れた強度、及び弾性率を有する繊維強化複合材料を得ることができる、エポキシ樹脂組成物、並びに該樹脂組成物を用いた成形品、プリプレグ及び繊維強化プラスチックを提供する。   The present invention has been made in view of the above background, and by using a specific epoxy resin composition containing cellulose nanofibers as a matrix resin, a cured resin having excellent strength, elastic modulus and toughness is formed. The present inventors have found that a fiber-reinforced plastic having excellent mechanical properties can be obtained. The present invention is an epoxy resin composition capable of obtaining a fiber-reinforced composite material having excellent strength and elastic modulus, particularly when applied to a tubular composite material, and a molded article using the resin composition, Provide prepreg and fiber reinforced plastic.

本発明者らは鋭意検討を行った結果、特定の構造を有するエポキシ樹脂を用いることにより、前記課題を解決し、所望の性能を有する繊維強化プラスチックを提供できることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that by using an epoxy resin having a specific structure, the above problems can be solved and a fiber-reinforced plastic having a desired performance can be provided, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明は以下に関する。
[1] 下記成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含むエポキシ樹脂組成物。
成分(A):軟化点80℃以上のビスフェノールF型エポキシ樹脂
成分(B):エポキシ当量250以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂
成分(C):硬化剤
成分(D):セルロースナノファイバー
[2] 成分(C)がジシアンジアミド、ウレア類、イミダゾール類及び芳香族アミン類の中から選ばれる少なくとも1種である、[1]に記載のエポキシ樹脂組成物。
[3] 前記成分(A)を全エポキシ樹脂100質量部中20質量部以上80質量部以下含む、[1]又は[2]に記載のエポキシ樹脂組成物。
[4] 前記成分(B)を全エポキシ樹脂100質量部中20質量部以上80質量部以下含む、[1]〜[3]のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[5] 前記成分(D)を本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部に対し、0.1〜15質量部含む、[1]〜[4]のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[6] さらに、成分(E)として熱可塑性樹脂を含む、[1]〜[5]のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物。
[7] 前記成分(E)を全エポキシ樹脂100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含む、[6]に記載のエポキシ樹脂組成物。
[8] [1]〜[7]のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物からなる成形品。
[9] [1]〜[7]のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物が強化繊維集合体に含浸したプリプレグ。
[10] [1]〜[7]のいずれか一つに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とからなる繊維強化プラスチック。
[11] 管状である、[10]に記載の繊維強化プラスチック。
That is, the present invention relates to the following.
[1] An epoxy resin composition comprising the following components (A), (B), (C) and (D).
Component (A): Bisphenol F type epoxy resin having a softening point of 80 ° C. or higher Component (B): Bisphenol F type epoxy resin having an epoxy equivalent of 250 or less Component (C): Curing agent Component (D): Cellulose nanofiber [2] Component The epoxy resin composition according to [1], wherein (C) is at least one selected from dicyandiamide, ureas, imidazoles, and aromatic amines.
[3] The epoxy resin composition according to [1] or [2], wherein the component (A) is contained in an amount of 20 parts by mass or more and 80 parts by mass or less in 100 parts by mass of all epoxy resins.
[4] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the component (B) is contained in an amount of 20 parts by mass or more and 80 parts by mass or less in 100 parts by mass of all epoxy resins.
[5] In any one of [1] to [4], the component (D) is included in an amount of 0.1 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin included in the epoxy resin composition of the present invention. The epoxy resin composition as described.
[6] The epoxy resin composition according to any one of [1] to [5], further including a thermoplastic resin as the component (E).
[7] The epoxy resin composition according to [6], including the component (E) in an amount of 1 part by mass to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin.
[8] A molded article comprising a cured product of the epoxy resin composition according to any one of [1] to [7].
[9] A prepreg in which a reinforcing fiber assembly is impregnated with the epoxy resin composition according to any one of [1] to [7].
[10] A fiber-reinforced plastic comprising a cured product of the epoxy resin composition according to any one of [1] to [7] and reinforcing fibers.
[11] The fiber-reinforced plastic according to [10], which is tubular.

本発明のエポキシ樹脂組成物は高強度、高弾性率かつ高靱性の樹脂硬化物を与え、本発明のエポキシ樹脂組成物を繊維強化プラスチックのマトリックス樹脂として用いることによって、優れた機械物性をもった繊維強化プラスチックが得られる。とりわけ、本発明のエポキシ樹脂組成物を管状体の繊維強化プラスチックに用いることによって、優れた破壊強度を得ることができる。   The epoxy resin composition of the present invention gives a cured resin with high strength, high elastic modulus and high toughness, and has excellent mechanical properties by using the epoxy resin composition of the present invention as a matrix resin for fiber reinforced plastics. A fiber reinforced plastic is obtained. In particular, an excellent breaking strength can be obtained by using the epoxy resin composition of the present invention for a fiber reinforced plastic of a tubular body.

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明において、「エポキシ樹脂」とは、1分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物を意味する。
また、「エポキシ樹脂組成物」という用語は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、硬化促進剤と、場合により熱可塑性樹脂やその他の添加剤とを含む組成物を意味する。
また、本発明において、エポキシ樹脂組成物を硬化して得られる硬化物を「樹脂硬化物」と称し、その中でも特に板状の硬化物を「樹脂板」と称することがある。
なお、本発明で軟化点、エポキシ当量、活性水素当量とは、以下の条件で測定される値である。
1)軟化点:JIS−K7234:2008(環球法)に準拠して測定される値である。
2)エポキシ当量:JIS K−7236:2001に準拠して測定される値である。
3)活性水素当量:JIS K−7237:1986に準拠して測定される値である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present invention, “epoxy resin” means a compound having two or more epoxy groups in one molecule.
The term “epoxy resin composition” means a composition containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and optionally a thermoplastic resin and other additives.
In the present invention, a cured product obtained by curing the epoxy resin composition is referred to as a “resin cured product”, and among them, a plate-shaped cured product is particularly referred to as a “resin plate”.
In the present invention, the softening point, epoxy equivalent, and active hydrogen equivalent are values measured under the following conditions.
1) Softening point: A value measured in accordance with JIS-K7234: 2008 (ring and ball method).
2) Epoxy equivalent: A value measured according to JIS K-7236: 2001.
3) Active hydrogen equivalent: A value measured according to JIS K-7237: 1986.

〔エポキシ樹脂組成物〕
本発明のエポキシ樹脂組成物(以下、「本樹脂組成物」とも記す。)は、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)を含む。さらに成分(E)やその他成分(F)、及び任意成分としての添加剤を含んでもよい。
[Epoxy resin composition]
The epoxy resin composition of the present invention (hereinafter also referred to as “the present resin composition”) includes a component (A), a component (B), a component (C), and a component (D). Furthermore, the component (E), other components (F), and additives as optional components may be included.

<成分(A)>
成分(A)は、軟化点80℃以上のビスフェノールF型エポキシ樹脂である。成分(A)の軟化点が80℃以上であれば、本樹脂組成物の樹脂硬化物が、優れた靱性を有する。
<Component (A)>
Component (A) is a bisphenol F-type epoxy resin having a softening point of 80 ° C. or higher. If the softening point of a component (A) is 80 degreeC or more, the resin cured material of this resin composition has the outstanding toughness.

本樹脂組成物は、成分(A)を、本樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部中20質量部以上80質量部以下含み、25質量部以上75質量部以下含むことがより好ましく、30質量部以上70質量部以下含むことがさらに好ましい。
成分(A)の含有量の下限は、好ましくは25質量部以上であり、より好ましくは30質量部以上である。また、成分(A)の含有量の上限は、好ましくは75質量部以下であり、より好ましくは70質量部以下である。
本樹脂組成物中、成分(A)の含有量が20質量部以上であれば、靱性に優れた樹脂硬化物を得ることができる傾向にある。一方、成分(A)の含有量が80質量部以下であれば、樹脂硬化物の耐熱性が適正に保たれ、タックやドレープ性に優れたプリプレグを得ることができるとともに、ボイドの無い繊維強化複合材料を得ることができる傾向にある。
More preferably, the resin composition contains the component (A) in an amount of 20 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, and 25 parts by mass or more and 75 parts by mass or less, in 100 parts by mass of the total epoxy resin contained in the resin composition. More preferably, it is 30 parts by weight or more and 70 parts by weight or less.
The lower limit of the content of component (A) is preferably 25 parts by mass or more, and more preferably 30 parts by mass or more. Moreover, the upper limit of content of a component (A) becomes like this. Preferably it is 75 mass parts or less, More preferably, it is 70 mass parts or less.
If content of a component (A) is 20 mass parts or more in this resin composition, it exists in the tendency which can obtain the resin cured material excellent in toughness. On the other hand, if the content of the component (A) is 80 parts by mass or less, the heat resistance of the cured resin can be appropriately maintained, a prepreg excellent in tack and drape can be obtained, and fiber reinforcement without voids can be obtained. There is a tendency to obtain a composite material.

成分(A)は、市販品を用いてもよい。
市販品として入手可能な、軟化点80℃以上のビスフェノールF型エポキシ樹脂(成分(A))としては、これらに限定されないが、jER4004P、jER4005P、jER4007P、jER4010P(いずれも商品名、三菱化学株式会社製)やYDF2004(商品名、KUKDO CHEMICAL社製)等が挙げられる。
成分(A)として、上述のエポキシ樹脂のいずれもが本発明に好ましく用いられ、これらの中から1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
A commercial item may be used for a component (A).
The commercially available bisphenol F type epoxy resin (component (A)) having a softening point of 80 ° C. or higher is not limited to these, but jER4004P, jER4005P, jER4007P, jER4010P (all trade names, Mitsubishi Chemical Corporation) And YDF2004 (trade name, manufactured by KUKDO CHEMICAL).
As the component (A), any of the above-described epoxy resins is preferably used in the present invention, and one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

<成分(B)>
成分(B)は、エポキシ当量250以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂である。成分(B)は主に、本樹脂組成物の樹脂硬化物の強度や弾性率、耐熱性の向上に寄与する。
本樹脂組成物は、成分(B)を、本樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部中20質量部以上80質量部以下含む。
成分(B)の含有量の下限は、好ましくは25質量部以上であり、より好ましくは30質量部以上である。また、成分(B)の含有量の上限は、好ましくは75質量部以下であり、より好ましくは70質量部以下である。
本樹脂組成物中、成分(B)の含有量が20質量部以上であれば、強度、弾性率に優れた樹脂硬化物を得ることができる傾向にある。一方、成分(B)の含有量が80質量部以下であれば、靱性に優れた樹脂硬化物を得ることができる傾向にある。
<Component (B)>
Component (B) is a bisphenol F type epoxy resin having an epoxy equivalent of 250 or less. The component (B) mainly contributes to the improvement of the strength, elastic modulus, and heat resistance of the resin cured product of the present resin composition.
This resin composition contains 20 parts by mass or more and 80 parts by mass or less of component (B) in 100 parts by mass of all the epoxy resins contained in the present resin composition.
The minimum of content of a component (B) becomes like this. Preferably it is 25 mass parts or more, More preferably, it is 30 mass parts or more. Moreover, the upper limit of content of a component (B) becomes like this. Preferably it is 75 mass parts or less, More preferably, it is 70 mass parts or less.
If content of a component (B) is 20 mass parts or more in this resin composition, it exists in the tendency which can obtain the resin cured material excellent in intensity | strength and an elasticity modulus. On the other hand, if content of a component (B) is 80 mass parts or less, it exists in the tendency which can obtain the resin cured material excellent in toughness.

成分(B)は、市販品を用いてもよい。
市販品として入手可能な、エポキシ当量250以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂(成分(B))としては、これらに限定されないが、jER806(エポキシ当量165g/eq)、jER807(エポキシ当量170g/eq)(以上、三菱化学株式会社製)、YDF−170(エポキシ当量170g/eq)(新日鉄住金化学株式会社製)、EPICLON830(エポキシ当量170g/eq)、EPICLON835(エポキシ当量172g/eq)(以上、DIC株式会社製)、D.E.R354(エポキシ当量170g/eq)(THE DOW CHEMICAL COMPANY社製)等が挙げられる。これらの中から1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
A commercial item may be used for a component (B).
Commercially available bisphenol F-type epoxy resins having an epoxy equivalent of 250 or less (component (B)) are not limited to these, but include jER806 (epoxy equivalent 165 g / eq), jER807 (epoxy equivalent 170 g / eq) ( Above, Mitsubishi Chemical Corporation), YDF-170 (epoxy equivalent 170 g / eq) (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), EPICLON 830 (epoxy equivalent 170 g / eq), EPICLON 835 (epoxy equivalent 172 g / eq) (above, DIC stock) Company), D.M. E. R354 (epoxy equivalent 170 g / eq) (made by THE DOW CHEMICAL COMPANY) etc. are mentioned. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

<成分(C)>
成分(C)は、硬化剤である。成分(C)として用いられる硬化剤としては特に限定されないが、例えば、ジシアンジアミド、ウレア類、イミダゾール類、芳香族アミン類、その他アミン系硬化剤、酸無水物及び塩化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。
成分(C)は、これらの中から2種類以上を併用してもよく、単独で1種類を使用してもよいが、特にジシアンジアミド、ウレア類、イミダゾール類及び芳香族アミン類の中から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
<Ingredient (C)>
Component (C) is a curing agent. Although it does not specifically limit as a hardening | curing agent used as a component (C), For example, a dicyandiamide, ureas, imidazoles, aromatic amines, other amine type hardening | curing agents, an acid anhydride, a boron chloride amine complex, etc. are mentioned.
Component (C) may be used in combination of two or more of them, and may be used alone, but is selected from dicyandiamide, ureas, imidazoles and aromatic amines. It is preferable that there is at least one.

ジシアンジアミドは融点が高く、低温領域でエポキシ樹脂との相溶性が抑えられるので、成分(C)として用いると、ポットライフが優れるエポキシ樹脂組成物が得られるため好ましい。
また、本樹脂組成物が成分(C)としてジシアンジアミドを含むと、本樹脂組成物の樹脂硬化物の機械物性が向上するため好ましい。
Since dicyandiamide has a high melting point and can suppress compatibility with the epoxy resin in a low temperature region, it is preferable to use it as the component (C) because an epoxy resin composition having an excellent pot life can be obtained.
Moreover, it is preferable that the resin composition contains dicyandiamide as the component (C) because the mechanical properties of the resin cured product of the resin composition are improved.

本樹脂組成物中のジシアンジアミドの含有量は、本樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂が有するエポキシ基の全モル数に対し、ジシアンジアミドの活性水素のモル数(活性水素当量)が0.4〜1.0倍となる量が好ましい。
当該モル数が0.4倍以上であれば、耐熱性が良好で、機械物性が良好な、すなわち強度や弾性率が高い、樹脂硬化物が得られるため好ましい。また、当該モル数が1.0倍以下であれば、機械物性が良好な、すなわち塑性変形能力や耐衝撃性に優れた、樹脂硬化物が得られるため好ましい。
耐熱性がより優れた樹脂硬化物が得られることから、ジシアンジアミドの活性水素の当該モル数を0.5〜0.8倍とすることが、より好ましい。
ジシアンジアミドは、市販品を用いてもよい。
ジシアンジアミドの市販品としては、例えばDICY7、DICY15(活性水素当量21g/eq)(以上、三菱化学社製)、DICYANEX1400F(活性水素当量21g/eq)(エアープロダクツ社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
The content of dicyandiamide in the resin composition is such that the number of active hydrogen moles (active hydrogen equivalent) of dicyandiamide is 0.4 to 1 with respect to the total number of epoxy groups of the epoxy resin contained in the resin composition. An amount of 0.0 times is preferable.
If the number of moles is 0.4 times or more, it is preferable because a cured resin product having good heat resistance and good mechanical properties, that is, high strength and elastic modulus can be obtained. Further, it is preferable that the number of moles is 1.0 times or less because a cured resin product having good mechanical properties, that is, excellent plastic deformation ability and impact resistance can be obtained.
It is more preferable that the number of moles of active hydrogen of dicyandiamide is 0.5 to 0.8 times because a cured resin product having more excellent heat resistance is obtained.
As dicyandiamide, a commercially available product may be used.
Examples of commercial products of dicyandiamide include DICY7, DICY15 (active hydrogen equivalent 21 g / eq) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), DICYANEX 1400F (active hydrogen equivalent 21 g / eq) (manufactured by Air Products), and the like. It is not limited to.

成分(C)として用いられるウレア類は、分子内にジメチルウレイド基を有し、高温で加熱されるとイソシアネート基とジメチルアミンを生成し、これらの生成物が成分(A)や成分(B)のエポキシ基や、その他併用する成分(C)を活性化するものであれば、特に制限されない。
このようなウレア類として、例えば、ジメチルウレイド基が芳香環に結合した芳香族ジメチルウレアや、ジメチルウレイド基が脂肪族化合物に結合した脂肪族ジメチルウレア等が挙げられる。これらの中でも、硬化速度が速くなり、硬化物の耐熱性及び曲げ強度が高くなる傾向があるため、芳香族ジメチルウレアが好ましい。
The ureas used as the component (C) have a dimethylureido group in the molecule, and when heated at a high temperature, form an isocyanate group and dimethylamine, and these products are the component (A) and the component (B). The epoxy group and other components (C) to be used in combination are not particularly limited.
Examples of such ureas include aromatic dimethylurea in which a dimethylureido group is bonded to an aromatic ring, and aliphatic dimethylurea in which a dimethylureido group is bonded to an aliphatic compound. Among these, aromatic dimethylurea is preferred because the curing rate is increased and the heat resistance and bending strength of the cured product tend to increase.

ウレア類の含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部に対し、1〜15質量部が好ましく、2〜10質量部がより好ましい。ウレア類の含有量が1質量部以上であれば、エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂を十分に硬化及び硬化促進し、機械物性や耐熱性を高くすることができるため好ましい。一方、ウレア類の含有量が15質量部以下であれば、樹脂硬化物の靱性を高く保持できるため好ましい。   1-15 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition of this invention, and, as for content of ureas, 2-10 mass parts is more preferable. If the urea content is 1 part by mass or more, the epoxy resin contained in the epoxy resin composition can be sufficiently cured and cured, and the mechanical properties and heat resistance can be increased. On the other hand, if the urea content is 15 parts by mass or less, it is preferable because the toughness of the cured resin can be kept high.

芳香族ジメチルウレアとしては、例えばフェニルジメチルウレア、メチレンビス(フェニルジメチルウレア)、及びトリレンビス(ジメチルウレア)等が好適に用いられる。具体例としては、4,4’−メチレンビス(フェニルジメチルウレア)(MBPDMU)、3−フェニル−1,1−ジメチルウレア(PDMU)、3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア(DCMU)、3−(3−クロロ−4−メチルフェニル)−1,1−ジメチルウレア、2,4−ビス(3,3−ジメチルウレイド)トルエン(TBDMU)、m−キシリレンジイソシアネートとジメチルアミンとから得られるジメチルウレア等が挙げられるが、これらに限定されない。
これらの中でも、硬化促進能力や樹脂硬化物への耐熱性付与といった点から、DCMU、MBPDMU、TBDMU、PDMUがより好ましい。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
脂肪族ジメチルウレアとしては、例えばイソホロンジイソシアネートとジメチルアミンとから得られるジメチルウレア、ヘキサメチレンジイソシアネートとジメチルアミンとから得られるジメチルウレア等が挙げられるが、これらに限定されない。
As the aromatic dimethylurea, for example, phenyldimethylurea, methylenebis (phenyldimethylurea), tolylenebis (dimethylurea) and the like are preferably used. Specific examples include 4,4′-methylenebis (phenyldimethylurea) (MBPDMU), 3-phenyl-1,1-dimethylurea (PDMU), 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea. (DCMU), 3- (3-chloro-4-methylphenyl) -1,1-dimethylurea, 2,4-bis (3,3-dimethylureido) toluene (TBDMU), m-xylylene diisocyanate and dimethylamine And dimethylurea obtained from the above, but are not limited thereto.
Among these, DCMU, MBPDMU, TBDMU, and PDMU are more preferable in terms of curing acceleration ability and imparting heat resistance to the cured resin.
These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the aliphatic dimethylurea include, but are not limited to, dimethylurea obtained from isophorone diisocyanate and dimethylamine, dimethylurea obtained from hexamethylene diisocyanate and dimethylamine, and the like.

また、ウレア類は市販品を用いてもよい。
DCMUの市販品としては、例えばDCMU−99(以上、保土谷化学工業社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
MBPDMUの市販品としては、例えばTechnicure MDU−11(以上、A&C Catalysts社製);Omicure(オミキュア)52(以上、ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
PDMUの市販品としては、例えばOmicure(オミキュア)94(以上、ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
TBDMUの市販品としては、例えばOmicure(オミキュア)24(以上、ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製)、U−CAT 3512T(サンアプロ株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
脂肪族ジメチルウレアの市販品としては、例えばU−CAT 3513N(サンアプロ株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
As ureas, commercially available products may be used.
As a commercial item of DCMU, for example, DCMU-99 (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) and the like can be mentioned, but are not limited thereto.
Examples of commercially available products of MBPDMU include, but are not limited to, Technology MDU-11 (above, manufactured by A & C Catalysts); Omicure 52 (above, manufactured by PTI Japan). .
Examples of commercially available products of PDMU include, but are not limited to, Omicure (OMICURE) 94 (manufactured by PTI Japan Ltd.).
Examples of commercially available products of TBDMU include, but are not limited to, Omicure (Omicure) 24 (manufactured by PTI Japan, Inc.), U-CAT 3512T (San Apro Co., Ltd.), and the like.
Examples of commercially available aliphatic dimethylurea include, but are not limited to, U-CAT 3513N (manufactured by San Apro Co., Ltd.) and the like.

成分(C)として用いられるイミダゾール類はイミダゾールであっても良く、イミダゾールアダクト、包接イミダゾール、マイクロカプセル型イミダゾール、安定化剤を配位させたイミダゾール化合物等を用いることもできる。
これらは、その構造の中に非共有電子対を有する窒素原子を有し、これが成分(A)や成分(B)のエポキシ基を活性化したり、さらにその他併用する成分(C)をも活性化したりすることができ、硬化や硬化を促進することができる。
The imidazoles used as the component (C) may be imidazoles, and imidazole adducts, clathrate imidazoles, microcapsule imidazoles, imidazole compounds coordinated with stabilizers, and the like can also be used.
These have a nitrogen atom having an unshared electron pair in its structure, which activates the epoxy group of component (A) or component (B), and also activates component (C) to be used in combination. And can promote curing and curing.

イミダゾール類の含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部に対し、1〜15質量部が好ましく、2〜10質量部がより好ましい。イミダゾール類の含有量が1質量部以上であれば、エポキシ樹脂組成物中に含まれるエポキシ樹脂の硬化や硬化促進作用、耐熱性が充分に得られる傾向にあるため好ましい。一方、イミダゾール類の含有量が15質量部以下であれば、機械的特性により優れた樹脂硬化物が得られる傾向にあるため好ましい。   1-15 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition of this invention, and, as for content of imidazoles, 2-10 mass parts is more preferable. If the content of imidazoles is 1 part by mass or more, the epoxy resin contained in the epoxy resin composition tends to be sufficiently cured and cured, and heat resistance tends to be obtained. On the other hand, if the content of imidazoles is 15 parts by mass or less, it is preferable because a cured resin having excellent mechanical properties tends to be obtained.

イミダゾールの具体例としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−(2’−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−エチル−4−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2’−メチルイミダゾリル−(1’))−エチル−s−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物、1−シアノエチル−2−フェニル−4,5−ジ(2−シアノエトキシ)メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられるが、これらに限定されない。   Specific examples of imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4. -Methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2- Undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2- Feni Imidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6- (2′-methylimidazolyl- (1 ′))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- (2′-undecylimidazolyl- ( 1 ′))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- (2′-ethyl-4-methylimidazolyl- (1 ′))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6 (2′-methylimidazolyl- (1 ′))-ethyl-s-triazine / isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole / isocyanuric acid adduct, 2-methylimidazole / isocyanuric acid adduct, 1-cyanoethyl-2- Phenyl-4,5-di (2-cyanoethoxy) methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl -5-hydroxymethyl imidazole, and the like, but not limited thereto.

アダクト処理、異分子による包接処理、マイクロカプセル処理、あるいは安定化剤を配位させたイミダゾールは、前記のイミダゾールを修飾したものである。これらはイミダゾールにアダクト処理、異分子による包接処理、マイクロカプセル処理により、あるいは安定化剤を配位させることで活性を落とすことにより、低温領域で優れたポットライフを発現しつつも硬化や硬化促進能力が高い。   Adduct treatment, inclusion treatment with different molecules, microcapsule treatment, or imidazole coordinated with a stabilizer is a modification of the imidazole. These are cured by adduct treatment with imidazole, inclusion treatment with different molecules, microcapsule treatment, or by degrading the activity by coordinating a stabilizer, while exhibiting excellent pot life in a low temperature region, and curing and hardening acceleration High ability.

また、イミダゾール類としては市販品を用いてもよい。
イミダゾールの市販品としては2E4MZ、2P4MZ、2PZ−CN、C11Z−CNS、C11Z−A、2MZA−PW、2MA−OK、2P4MHZ−PW、2PHZ−PW(以上、四国化成工業社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
イミダゾールアダクトの市販品としては、例えば、エポキシ樹脂のエポキシ基へイミダゾール化合物が開環付加した構造を有する、PN−50、PN−50J、PN−40、PN−40J、PN−31、PN−23、PN−H(以上、味の素ファインテクノ株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
包接イミダゾールの市販品としては、例えばTIC−188、KM−188、HIPA−2P4MHZ、NIPA−2P4MHZ、TEP−2E4MZ、HIPA−2E4MZ、NIPA−2E4MZ(以上、日本曹達株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
マイクロカプセル型イミダゾールの市販品としては、例えばノバキュアHX3721、HX3722、HX3742、HX3748(以上、旭化成イーマテリアルズ株式会社製);LC−80(以上、A&C Catalysts社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
Moreover, you may use a commercial item as imidazoles.
Examples of commercially available imidazoles include 2E4MZ, 2P4MZ, 2PZ-CN, C11Z-CNS, C11Z-A, 2MZA-PW, 2MA-OK, 2P4MHZ-PW, 2PHZ-PW (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). However, it is not limited to these.
Examples of commercially available imidazole adducts include PN-50, PN-50J, PN-40, PN-40J, PN-31, and PN-23, which have a structure in which an imidazole compound is ring-opened and added to an epoxy group of an epoxy resin. , PN-H (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) and the like, but are not limited thereto.
Examples of the commercially available clathrate imidazole include TIC-188, KM-188, HIPA-2P4MHZ, NIPA-2P4MHZ, TEP-2E4MZ, HIPA-2E4MZ, NIPA-2E4MZ (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) and the like. However, it is not limited to these.
Examples of commercially available microcapsule type imidazole include NOVACURE HX3721, HX3722, HX3742, and HX3748 (above, manufactured by Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd.); LC-80 (above, manufactured by A & C Catalysts), and the like. It is not limited.

また、安定化剤を配位させたイミダゾール化合物は、例えば四国化成工業株式会社製のイミダゾールアダクトであるキュアダクトP−0505(ビスフェノールAジグリシジルエーテル/2−エチル−4−メチルイミダゾールアダクト)に、四国化成工業株式会社製の安定化剤であるL−07N(エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物)を組み合わせることにより用意できる。
前記キュアダクトP−0505の替わりに、先に挙げた各種イミダゾールやイミダゾールアダクト等のイミダゾール化合物を用いても同様の効果が得られる。安定化剤を配位させる前のイミダゾール化合物としてはエポキシ樹脂に対する溶解性が低いものが好適に用いられ、この点からキュアダクトP−0505が好ましい。
Moreover, the imidazole compound coordinated with the stabilizer is, for example, cure duct P-0505 (bisphenol A diglycidyl ether / 2-ethyl-4-methylimidazole adduct) which is an imidazole adduct manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. It can be prepared by combining L-07N (epoxy-phenol-borate ester compound) which is a stabilizer manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.
The same effect can be obtained by using imidazole compounds such as various imidazoles and imidazole adducts mentioned above instead of the cure duct P-0505. As the imidazole compound before the stabilizer is coordinated, those having low solubility in an epoxy resin are preferably used, and in this respect, cure duct P-0505 is preferred.

成分(C)として用いられる芳香族アミン類としては、例えば、3,3’−ジイソプロピル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジ−t−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジイソプロピル−5,5’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジ−t−ブチル−5,5’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジイソプロピル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジ−t−ブチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトライソプロピル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジ−t−ブチル−5,5’−ジイソプロピル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’−テトラ−t−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、m−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。中でも、耐熱性、弾性率に優れ、さらに線膨張係数及び吸湿による耐熱性の低下が小さい硬化物が得られる4,4’−ジアミノジフェニルスルホン及び3,3’−ジアミノジフェニルスルホンを用いることが好ましい。4,4’−ジアミノジフェニルスルホンはプリプレグのタックライフを長い期間保持することができる点でも好ましい。3,3’−ジアミノジフェニルスルホンはプリプレグのタックライフや硬化物の耐熱性では4,4’−ジアミノジフェニルスルホンに劣ることがあるものの、硬化物の弾性率や靱性を高くすることができるため好ましい。また、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンを同時に配合すれば、硬化物の耐熱性、弾性率を調整しやすいため好ましい。これら芳香族アミン類は単独で用いてもよいし、2種類以上を適宜配合して併用してもよい。   Examples of aromatic amines used as the component (C) include 3,3′-diisopropyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-di-t-butyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diethyl-5,5′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diisopropyl-5,5′-dimethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-di -T-butyl-5,5'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3 ', 5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diisopropyl-5,5 '-Diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-di-t-butyl-5,5'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3', , 5′-tetraisopropyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-di-t-butyl-5,5′-diisopropyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3 ′, 5,5 ′ -Tetra-t-butyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, m-xylylene diene Examples include, but are not limited to, amine and diethyltoluenediamine. Among these, it is preferable to use 4,4′-diaminodiphenyl sulfone and 3,3′-diaminodiphenyl sulfone which are excellent in heat resistance and elastic modulus and can obtain a cured product having a small coefficient of linear expansion and a decrease in heat resistance due to moisture absorption. . 4,4'-diaminodiphenylsulfone is also preferable in that the tack life of the prepreg can be maintained for a long period. Although 3,3′-diaminodiphenylsulfone is inferior to 4,4′-diaminodiphenylsulfone in the tack life of the prepreg and the heat resistance of the cured product, it is preferable because the elastic modulus and toughness of the cured product can be increased. . Further, it is preferable to add 4,4'-diaminodiphenylsulfone and 3,3'-diaminodiphenylsulfone at the same time because the heat resistance and elastic modulus of the cured product can be easily adjusted. These aromatic amines may be used singly or in combination of two or more as appropriate.

芳香族アミン類の配合量は、特にジアミノジフェニルスルホンについては、アミノ基の活性水素当量数は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂のエポキシ当量数の0.5〜1.5倍であることが好ましく、0.6〜1.4倍であることがより好ましい。これらのエポキシ樹脂硬化剤の配合量を0.5〜1.5倍とすれば、エポキシ樹脂硬化物の弾性率、靭性及び耐熱性を良好な範囲にすることができる傾向にある。   The compounding amount of aromatic amines, particularly for diaminodiphenyl sulfone, the number of active hydrogen equivalents of amino groups is 0.5 to 1.5 of the number of epoxy equivalents of all epoxy resins contained in the epoxy resin composition of the present invention. It is preferable that it is 2 times, and it is more preferable that it is 0.6 to 1.4 times. If the blending amount of these epoxy resin curing agents is 0.5 to 1.5 times, the elastic modulus, toughness and heat resistance of the cured epoxy resin tend to be in a favorable range.

また、芳香族アミン類は市販品を用いてもよい。
4,4’−ジアミノジフェニルスルホンの市販品としてはセイカキュアS(活性水素当量62g/eq、和歌山精化工業(株)製)、スミキュアS(活性水素当量62g/eq、住友化学(株)製)等が、3,3’−ジアミノジフェニルスルホンの市販品としては3,3’−DAS(活性水素当量62g/eq、三井化学ファイン(株)製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
その他、芳香族アミン類の市販品としては、MDA−220(活性水素当量50g/eq、三井化学(株)製)、“jERキュア(登録商標)”W(活性水素当量45g/eq、ジャパンエポキシレジン(株)製)、Lonzacure(登録商標)M−DEA(活性水素当量78g/eq)、“Lonzacure(登録商標)”M−DIPA(活性水素当量92g/eq)、“Lonzacure(登録商標)”M−MIPA(活性水素当量78g/eq)及び“Lonzacure(登録商標)”DETDA 80(活性水素当量45g/eq)(以上、Lonza(株)製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
Moreover, a commercial item may be used for aromatic amines.
Commercially available products of 4,4′-diaminodiphenylsulfone include Seika Cure S (active hydrogen equivalent 62 g / eq, manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.), Sumicure S (active hydrogen equivalent 62 g / eq, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) As a commercial product of 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3,3′-DAS (active hydrogen equivalent 62 g / eq, manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd.) and the like can be mentioned, but are not limited thereto.
Other commercially available aromatic amines include MDA-220 (active hydrogen equivalent 50 g / eq, manufactured by Mitsui Chemicals), “jER Cure (registered trademark)” W (active hydrogen equivalent 45 g / eq, Japan Epoxy). Resin Co., Ltd.), Lonacure (registered trademark) M-DEA (active hydrogen equivalent 78 g / eq), “Lonzacure (registered trademark)” M-DIPA (active hydrogen equivalent 92 g / eq), “Lonacure (registered trademark)” Examples include, but are not limited to, M-MIPA (active hydrogen equivalent: 78 g / eq) and “Lonzacure (registered trademark)” DETDA 80 (active hydrogen equivalent: 45 g / eq) (hereinafter, manufactured by Lonza).

成分(C)として用いることのできるその他アミン系硬化剤としては、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、メタキシレンジアミン、イソフォロンジアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられるが、これらに限定されない。
また、成分(C)として用いることのできる酸無水物としては、水素化メチルナジック酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物等が挙げられるが、これらに限定されない。
Other amine curing agents that can be used as component (C) include, but are not limited to, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, metaxylenediamine, isophoronediamine, triethylenetetramine, and the like.
Examples of the acid anhydride that can be used as the component (C) include, but are not limited to, hydrogenated methyl nadic acid anhydride and methyl hexahydrophthalic acid anhydride.

<成分(D)>
成分(D)はセルロースナノファイバーである。
成分(D)として本樹脂組成物に用いられるセルロースナノファイバーは、各種セルロースを解繊及び/又は微細化することで得られ、本樹脂組成物に配合することで、樹脂硬化物の破壊強度を向上することができる。
<Component (D)>
Component (D) is cellulose nanofiber.
Cellulose nanofibers used in the resin composition as the component (D) are obtained by defibrating and / or refining various celluloses, and by blending in the resin composition, the breaking strength of the cured resin can be increased. Can be improved.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、成分(D)を、本樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部に対し、0.1〜15質量部含む。成分(D)の含有量の下限は、より好ましくは0.3質量部以上であり、さらに好ましくは0.5質量部以上である。一方成分(D)の含有量の上限は、より好ましくは、13質量部以下であり、さらにより好ましくは、10質量部以下である。
成分(D)の含有量が0.1質量部以上であれば、樹脂硬化物の破壊強度を向上させることができる傾向にあるため好ましい。また、成分(D)の含有量が15質量部以下であれば、エポキシ樹脂組成物の未硬化時の粘弾性が適正な範囲となる傾向にあるため好ましい。
The epoxy resin composition of this invention contains 0.1-15 mass parts of component (D) with respect to 100 mass parts of all the epoxy resins contained in this resin composition. The lower limit of the content of component (D) is more preferably 0.3 parts by mass or more, and further preferably 0.5 parts by mass or more. On the other hand, the upper limit of the content of component (D) is more preferably 13 parts by mass or less, and still more preferably 10 parts by mass or less.
If content of a component (D) is 0.1 mass part or more, it exists in the tendency which can improve the fracture strength of resin cured material, and is preferable. Moreover, if content of a component (D) is 15 mass parts or less, since it exists in the tendency for the viscoelasticity at the time of non-hardening of an epoxy resin composition to become an appropriate range, it is preferable.

本発明に用いるセルロースは、解繊材料及び/又は微細化材料として利用可能なものであればよく、パルプ、綿、紙、レーヨン・キュプラ・ポリノジック・アセテート等の再生セルロース繊維、バクテリア産生セルロース、ホヤ等の動物由来セルロース等が利用可能である。また、これらのセルロースは必要に応じて表面に化学修飾処理を施してもよい。   The cellulose used in the present invention is not limited as long as it can be used as a defibrating material and / or a refining material. Regenerated cellulose fibers such as pulp, cotton, paper, rayon, cupra, polynosic acetate, bacteria-producing cellulose, sea squirt Animal-derived cellulose such as can be used. These celluloses may be subjected to chemical modification treatment on the surface as necessary.

パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ双方を好適に使用できる。木材パルプとしては、機械パルプと化学パルプとあり、リグニン含有量の少ない化学パルプのほうが好ましい。化学パルプにはサルファイドパルプ、クラフトパルプ、アルカリパルプ等があるが、いずれも好適に使用できる。非木材パルプとしては、藁、バガス、ケナフ、竹、葦、楮、亜麻等いずれも利用可能である。
綿は主に衣料用繊維に用いられる植物であり、綿花、綿繊維、綿布のいずれも利用可能である。
紙はパルプから繊維を取り出し漉いたもので、新聞紙や廃牛乳パック、コピー済み用紙等の古紙も好適に利用できる。
As the pulp, both wood pulp and non-wood pulp can be suitably used. Wood pulp includes mechanical pulp and chemical pulp, and chemical pulp having a low lignin content is preferred. Chemical pulp includes sulfide pulp, kraft pulp, alkaline pulp and the like, and any of them can be suitably used. As non-wood pulp, any of straw, bagasse, kenaf, bamboo, straw, straw, flax, etc. can be used.
Cotton is a plant mainly used for clothing fibers, and cotton, cotton fibers, and cotton cloth can be used.
Paper is obtained by removing fibers from pulp, and used paper such as newspaper, waste milk pack, and copied paper can be suitably used.

また、微細化材料としてのセルロースとして、セルロースを破砕し一定の粒径分布を有したセルロース粉末を用いても良く、日本製紙ケミカル社製のKCフロック(登録商標)、旭化成ケミカルズ社製のセオラス(登録商標)、FMC社製のアビセル(登録商標)等が挙げられる。   In addition, cellulose powder having a certain particle size distribution obtained by crushing cellulose may be used as cellulose as a refining material. KC Flock (registered trademark) manufactured by Nippon Paper Chemicals Co., Ltd. Registered trademark), Avicel (registered trademark) manufactured by FMC, and the like.

本発明に使用し得るセルロースナノファイバーは機能性を高めるために化学修飾処理を施してもよい。すなわち、セルロースナノファイバーは、変性セルロースナノファイバーであってもよい。
変性セルロースナノファイバーは、セルロースを解繊及び/又は微細化してセルロースナノファイバーを製造したのち、修飾する化合物をさらに添加して、セルロースナノファイバーと反応させることで得られる。つまり、セルロースナノファイバー表面の水酸基を修飾基により化学修飾し、前記水酸基を減じる反応によって、変性セルロースナノファイバーは得られる。
修飾する化合物としては、アルキル基、アシル基、アシルアミノ基、シアノ基、アルコキシ基、アリール基、アミノ基、アリールオキシ基、シリル基、カルボキシル基等の官能基をセルロースナノファイバーに化学的に結合させて修飾する化合物等が挙げられる。化学的な修飾により、セルロースナノファイバー間の水素結合による強い密着を防ぐことで高分子材料に容易に分散し、良好な界面結合を形成させることができる。また、化学修飾されることにより耐熱性を有するため、他の材料に混入させることで、他の材料に耐熱性を付与することができる。前記セルロースナノファイバー中の全体の水酸基のうち、修飾基により化学修飾される割合は、0.01%〜50%であることが好ましく、0.1%〜45%であることがより好ましい。
The cellulose nanofiber that can be used in the present invention may be subjected to a chemical modification treatment in order to enhance functionality. That is, the cellulose nanofiber may be a modified cellulose nanofiber.
The modified cellulose nanofibers can be obtained by defibrillating and / or refining cellulose to produce cellulose nanofibers, and further adding a modifying compound and reacting with the cellulose nanofibers. That is, the modified cellulose nanofiber is obtained by a reaction in which the hydroxyl group on the surface of the cellulose nanofiber is chemically modified with a modifying group and the hydroxyl group is reduced.
As a compound to be modified, a functional group such as an alkyl group, an acyl group, an acylamino group, a cyano group, an alkoxy group, an aryl group, an amino group, an aryloxy group, a silyl group, or a carboxyl group is chemically bonded to the cellulose nanofiber. And the like. By chemical modification, strong adhesion due to hydrogen bonding between cellulose nanofibers can be prevented, so that it can be easily dispersed in a polymer material and a good interface bond can be formed. Moreover, since it has heat resistance by being chemically modified, heat resistance can be imparted to other materials by mixing with other materials. The proportion of the total hydroxyl groups in the cellulose nanofibers that are chemically modified by the modifying group is preferably 0.01% to 50%, and more preferably 0.1% to 45%.

また、修飾する化合物がセルロースナノファイバーに物理的に吸着する形で、化学反応による化学結合の形成を伴わずに、セルロースナノファイバーを修飾していてもよい。物理的に吸着する化合物としては界面活性剤等が挙げられ、アニオン性、カチオン性、ノニオン性いずれを用いてもよいが、カチオン性の界面活性剤を用いることが好ましい。   Further, the cellulose nanofibers may be modified in such a manner that the compound to be modified is physically adsorbed on the cellulose nanofibers without forming a chemical bond by a chemical reaction. Examples of the physically adsorbing compound include a surfactant and the like, and any of anionic, cationic and nonionic properties may be used, but it is preferable to use a cationic surfactant.

セルロースナノファイバーは、電子顕微鏡で観察して求められる平均繊維径が2〜1,000nmであることが好ましい。セルロースナノファイバーの平均繊維径は2〜700nmであることがより好ましく、2〜500nmであることがさらに好ましい。セルロースナノファイバーの平均繊維径が前記上限値を超えると、セルロースナノファイバーの特性である高強度や高剛性、高寸法安定性、及び樹脂と複合化した際の高分散性を得ることが困難になる。セルロースナノファイバーの平均繊維径が前記下限値未満であると、セルロース分子として分散媒に溶解してしまうため、セルロースナノファイバーの特性である高強度や高剛性、高寸法安定性を得ることが困難になる。   The cellulose nanofibers preferably have an average fiber diameter of 2 to 1,000 nm determined by observation with an electron microscope. The average fiber diameter of cellulose nanofibers is more preferably 2 to 700 nm, and further preferably 2 to 500 nm. If the average fiber diameter of the cellulose nanofiber exceeds the upper limit, it becomes difficult to obtain the high strength and rigidity, the high dimensional stability, and the high dispersibility when combined with the resin, which are the characteristics of the cellulose nanofiber. Become. If the average fiber diameter of the cellulose nanofibers is less than the lower limit, it will dissolve in the dispersion medium as cellulose molecules, making it difficult to obtain the high strength, high rigidity, and high dimensional stability that are the characteristics of cellulose nanofibers. become.

微細セルロース繊維の数平均繊維径は、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)等で観察することにより計測して求めることができる。例えば、微細セルロース繊維分散液から水、有機溶媒等を乾燥除去した後、30,000倍に拡大したSEM写真の対角線に線を引き、その近傍にある繊維をランダムに12点抽出し、最も太い繊維と最も細い繊維を除去した10点の測定値の平均を数平均繊維径とすることができる。   The number average fiber diameter of the fine cellulose fibers can be measured and determined by observing with a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM) or the like. For example, after removing water, organic solvent, etc. from the fine cellulose fiber dispersion by drying, a line is drawn on the diagonal line of the SEM photograph magnified 30,000 times, and 12 fibers are randomly extracted in the vicinity thereof, and the thickest The average of 10 measured values obtained by removing the fibers and the thinnest fibers can be used as the number average fiber diameter.

セルロースナノファイバーの平均繊維長は、0.05〜10μmであることが好ましく、0.05〜8μmであることがより好ましい。平均繊維長が前記下限値以上であれば、セルロースナノファイバーを樹脂に配合した際の強度向上効果が充分に得られる傾向にあるため好ましい。平均繊維長が前記上限値以下であれば、セルロースナノファイバーを樹脂に配合した際の混合性がより良好となる傾向にあるため好ましい。平均繊維長は例えば、前記平均繊維径を測定する際に使用した電子顕微鏡観察画像を解析することにより求めることができる。   The average fiber length of the cellulose nanofiber is preferably 0.05 to 10 μm, and more preferably 0.05 to 8 μm. If the average fiber length is equal to or more than the lower limit, it is preferable because the effect of improving the strength when cellulose nanofibers are blended with the resin tends to be sufficiently obtained. If average fiber length is below the said upper limit, since it exists in the tendency for the mixability at the time of mix | blending a cellulose nanofiber to resin, it is preferable. The average fiber length can be determined, for example, by analyzing an electron microscope observation image used when measuring the average fiber diameter.

セルロースナノファイバーはエポキシ樹脂等のマトリックス樹脂に分散されたマスターバッチとして本樹脂組成物に使用できることが好ましい。
セルロースナノファイバーをエポキシ当量250以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂に分散させたマスターバッチとして、YL7951−10(以上、三菱化学株式会社製)等があるが、これに限定されない。また、セルロースナノファイバーをエポキシ当量250以下のビスフェノールA型エポキシ樹脂に分散させたマスターバッチとして、YL7883−3、YL7883−5、YL7883−10、YL7883−15、YL7923−3、YL7923−5、YL7923−10、YL7923−15(以上、三菱化学株式会社製)等があるが、これらに限定されない。
It is preferable that cellulose nanofiber can be used for this resin composition as a masterbatch disperse | distributed to matrix resins, such as an epoxy resin.
As a master batch in which cellulose nanofibers are dispersed in a bisphenol F type epoxy resin having an epoxy equivalent of 250 or less, there is YL7951-10 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), but is not limited thereto. Moreover, YL7883-3, YL7883-5, YL7883-10, YL7883-15, YL7923-3, YL7923-5, YL7923- as a master batch in which cellulose nanofibers are dispersed in a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 250 or less. 10, YL7923-15 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), etc., but is not limited thereto.

本樹脂組成物に前記マスターバッチを用いる場合には、成分(D)の含有量は、マスターバッチ中のエポキシ樹脂に分散させたセルロースナノファイバー又は変性セルロースナノファイバーの全質量とみなしてよい。
また、エポキシ当量250以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂に、成分(D)を分散させたマスターバッチを用いる場合には、該マスターバッチに含まれるビスフェノールF型エポキシ樹脂の質量を、成分(B)の含有量と合算する。
一方、エポキシ当量250以下のビスフェノールA型エポキシ樹脂に、成分(D)を分散させたマスターバッチを用いる場合には、該マスターバッチに含まれるビスフェノールA型エポキシ樹脂の質量を、後述の成分(F)の含有量と合算する。ただし、本樹脂組成物が成分(F)を、マスターバッチ由来の分を除いて他に含まないのであれば、成分(F)の含有量は、マスターバッチに含まれるビスフェノールA型エポキシ樹脂の質量と同一であるものとみなしてよい。
When using the said masterbatch for this resin composition, you may consider content of a component (D) as the total mass of the cellulose nanofiber disperse | distributed to the epoxy resin in a masterbatch, or a modified cellulose nanofiber.
Moreover, when using the masterbatch which disperse | distributed component (D) to the bisphenol F-type epoxy resin of epoxy equivalent 250 or less, the mass of the bisphenol F-type epoxy resin contained in this masterbatch is used for the component (B). Add up with content.
On the other hand, when a masterbatch in which component (D) is dispersed in a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 250 or less is used, the mass of the bisphenol A type epoxy resin contained in the masterbatch is changed to a component (F ) Content. However, if the resin composition does not contain the component (F) except for the component derived from the master batch, the content of the component (F) is the mass of the bisphenol A type epoxy resin contained in the master batch. May be considered the same.

<成分(E)>
熱可塑性樹脂は、本発明のエポキシ樹脂組成物の成形時の樹脂フロー制御や樹脂硬化物への靱性付与を目的として、必要に応じて本発明のエポキシ樹脂組成物に成分(E)として配合することができる。すなわち、本樹脂組成物は、さらに、成分(E)として熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
<Ingredient (E)>
The thermoplastic resin is blended as necessary in the epoxy resin composition of the present invention as a component (E) for the purpose of controlling the resin flow during molding of the epoxy resin composition of the present invention and imparting toughness to the cured resin. be able to. That is, the resin composition preferably further contains a thermoplastic resin as the component (E).

本樹脂組成物は、成分(E)を、本樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含むことが好ましく、2質量部以上10質量部以下含むことがより好ましい。
成分(E)の含有量が1質量部以上であれば、樹脂フロー制御や物性改良効果が良好に発揮される傾向にあるため好ましい。一方、成分(E)の含有量が15質量部以下であれば、エポキシ樹脂組成物の粘度、樹脂硬化物の耐熱性や機械物性、プリプレグのタックやドレープ性が良好に保たれやすくなる傾向にあるため好ましい。
This resin composition preferably contains 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less, preferably 2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, of component (E) with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin contained in the resin composition. It is more preferable.
If content of a component (E) is 1 mass part or more, since it exists in the tendency for the resin flow control and a physical-property improvement effect to be exhibited favorably, it is preferable. On the other hand, if the content of the component (E) is 15 parts by mass or less, the viscosity of the epoxy resin composition, the heat resistance and mechanical properties of the cured resin, and the prepreg tack and drape tend to be easily maintained well. This is preferable.

熱可塑性樹脂としては、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテル、ポリオレフィン、液晶ポリマー、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリルスチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ABS、AES、ASA、ポリ塩化ビニル、ポリビニルホルマール樹脂、フェノキシ樹脂、ブロックポリマー等が挙げられるが、これらに限定されない。
これらの中でも、樹脂フロー制御性等に優れることから、フェノキシ樹脂、ポリビニルホルマール樹脂が好ましい。また、フェノキシ樹脂は、樹脂硬化物の難燃性をより高める観点から好ましく、ポリビニルホルマール樹脂は、硬化物の耐熱性を損なうことなく、得られるプリプレグのタックを適切な範囲に容易に制御でき、また強化繊維とエポキシ樹脂組成物の接着性を改善する観点から好ましい。ブロックポリマーは、靱性や耐衝撃性を向上させるため好ましい。
これらの熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the thermoplastic resin include polyamide, polyester, polycarbonate, polyether sulfone, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyether ketone, polyimide, polytetrafluoroethylene, polyether, polyolefin, liquid crystal polymer, polyarylate, Examples include, but are not limited to, polysulfone, polyacrylonitrile styrene, polystyrene, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, ABS, AES, ASA, polyvinyl chloride, polyvinyl formal resin, phenoxy resin, and block polymer.
Among these, phenoxy resin and polyvinyl formal resin are preferable because of excellent resin flow controllability and the like. Further, the phenoxy resin is preferable from the viewpoint of further increasing the flame retardancy of the resin cured product, and the polyvinyl formal resin can easily control the tack of the obtained prepreg within an appropriate range without impairing the heat resistance of the cured product. Moreover, it is preferable from a viewpoint of improving the adhesiveness of a reinforced fiber and an epoxy resin composition. A block polymer is preferable because it improves toughness and impact resistance.
These thermoplastic resins may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

フェノキシ樹脂としては、YP−50、YP−50S、YP70、ZX−1356−2、FX−316(以上、新日鉄住金化学株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
ポリビニルホルマール樹脂としては、ビニレック(登録商標)K(平均分子量:59,000)、ビニレックL(平均分子量:66,000)、ビニレックH(平均分子量:73,000)、ビニレックE(平均分子量:126,000)(以上JNC株式会社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。
Examples of the phenoxy resin include, but are not limited to, YP-50, YP-50S, YP70, ZX-1356-2, FX-316 (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.).
As polyvinyl formal resin, vinylec (registered trademark) K (average molecular weight: 59,000), vinylec L (average molecular weight: 66,000), vinylec H (average molecular weight: 73,000), vinylec E (average molecular weight: 126) , 000) (manufactured by JNC Corporation) and the like.

また、樹脂硬化物に180℃を超える耐熱性が必要とされる場合、ポリエーテルスルホンやポリエーテルイミドが好ましく用いられる。具体的には、ポリエーテルスルホンとして、スミカエクセル(登録商標)3600P(平均分子量:16,400)、スミカエクセル5003P(平均分子量:30,000)、スミカエクセル5200P(平均分子量:35,000)、スミカエクセル7600P(平均分子量:45,300)(以上、住友化学工業(株)製)等が挙げられる。ポリエーテルイミドとしては、ULTEM1000(平均分子量:32,000)、ULTEM1010(平均分子量:32,000)、ULTEM1040(平均分子量:20,000)(以上、GEプラスチックス(株)製)等が挙げられるが、これらに限定されない。   In addition, when the resin cured product requires heat resistance exceeding 180 ° C., polyethersulfone or polyetherimide is preferably used. Specifically, as polyether sulfone, SUMIKAEXCEL (registered trademark) 3600P (average molecular weight: 16,400), SUMIKAEXCEL 5003P (average molecular weight: 30,000), SUMIKAEXCEL 5200P (average molecular weight: 35,000), SUMIKAEXCEL 7600P (average molecular weight: 45,300) (above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and the like. Examples of the polyetherimide include ULTEM 1000 (average molecular weight: 32,000), ULTEM 1010 (average molecular weight: 32,000), ULTEM 1040 (average molecular weight: 20,000) (above, manufactured by GE Plastics Co., Ltd.) and the like. However, it is not limited to these.

ブロックポリマーとしては、Nanostrength M52、Nanostrength M52N、Nanostrength M22、Nanostrength M22N、Nanostrength 123、Nanostrength 250、Nanostrength 012、Nanostrength E20、Nanostrength E40(以上、ARKEMA社製)、TPAE−8、TPAE−10、TPAE−12、TPAE−23、TPAE−31、TPAE−38、TPAE−63、TPAE−100、PA−260(以上、T&K TOKA社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。   As block polymers, Nanostrength M52, Nanostrength M52N, Nanostrength M22, Nanostrength M22N, Nanostrength 123, Nanostrength 250, Nanostrength 012, Nanostrength 012, Nanostrength 012 , TPAE-23, TPAE-31, TPAE-38, TPAE-63, TPAE-100, PA-260 (manufactured by T & K TOKA), and the like, but are not limited thereto.

本樹脂組成物は、その他成分(F)として、本樹脂組成物の未硬化時の粘弾性を調整して作業性を向上させ、樹脂硬化物の強度や弾性率、靱性、耐熱性を向上させる目的で、以下に記載のエポキシ樹脂を含んでもよい。
成分(F)としては特に制限されないが、2官能以上のエポキシ樹脂が好ましく用いられる。例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、オキサゾリドン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、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のようなグリシジルアミン型エポキシ樹脂;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)メタンのような上記以外のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、及びこれらを変性したエポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、2官能エポキシ樹脂としてはエポキシ樹脂組成物の粘度及び耐熱性の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
3官能以上のエポキシ樹脂は、より優れた強度や弾性率、耐熱性が得られることから、パラ型やメタ型のトリグリシジルアミノフェノール型エポキシ樹脂やテトラグリシジルジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。
As the other component (F), the present resin composition improves the workability by adjusting the viscoelasticity of the resin composition when not cured, and improves the strength, elastic modulus, toughness, and heat resistance of the cured resin. For the purpose, the epoxy resin described below may be included.
Although it does not restrict | limit especially as a component (F), A bifunctional or more epoxy resin is used preferably. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, oxazolidone type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, trisphenol Glycidylamine type epoxy resins such as methane type epoxy resin, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidylaminophenol; glycidyl ether type epoxy resins other than the above such as tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane, tris (glycidyloxy) methane, and Examples thereof include epoxy resins modified with these, phenol aralkyl type epoxy resins, and the like.
As the bifunctional epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin is particularly preferably used from the viewpoint of the viscosity and heat resistance of the epoxy resin composition.
Tri- or higher functional epoxy resins provide better strength, elastic modulus, and heat resistance, so para- and meta-type triglycidylaminophenol-type epoxy resins, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane-type epoxy resins, and phenol novolac-type epoxies A resin and a cresol novolac type epoxy resin are preferably used.

成分(F)として用いられるエポキシ樹脂の市販品としては、例えば、jER828(エポキシ当量189g/eq)、jER1001(エポキシ当量475g/eq)、jER1002(エポキシ当量650g/eq)、jER1004(エポキシ当量925g/eq)、jER1007(エポキシ当量1975g/eq)、jER1009(エポキシ当量2850g/eq)、jER604(エポキシ当量120g/eq)、jER630(エポキシ当量98g/eq)、jER1032H60(エポキシ当量169g/eq)、jER152(エポキシ当量175g/eq)、jER154(エポキシ当量178g/eq)、YX−7700(エポキシ当量273g/eq)、YX−4000(エポキシ当量186g/eq)(以上、三菱化学株式会社製);GAN(エポキシ当量125g/eq)、GOT(エポキシ当量135g/eq)、NC−2000(エポキシ当量241g/eq)、NC−3000(エポキシ当量275g/eq)(以上、日本化薬株式会社製);YDPN−638(エポキシ当量180g/eq)、TX−0911(エポキシ当量172g/eq)(以上、新日鉄住金化学株式会社製)、Epon165(エポキシ当量230g/eq)(以上、モメンティブスペシャリティケミカルズ社製);MY−0500(エポキシ当量110g/eq)、MY−0600(エポキシ当量106g/eq)、ECN−1299(エポキシ当量230g/eq)(以上、ハンツマンジャパン株式会社製);HP−4032(エポキシ当量150g/eq)、HP−4700(エポキシ当量162g/eq)、HP−7200(エポキシ当量265g/eq)、TSR−400(以上、DIC株式会社製);AER4152、AER4151、LSA3301、LSA2102(以上、旭化成イーマテリアルズ株式会社製)、ACR1348(エポキシ当量350g/eq)(以上、株式会社ADEKA社製);DER852(エポキシ当量320g/eq)、DER858(エポキシ当量400g/eq)(以上、DOW社製)等が挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of commercially available epoxy resins used as the component (F) include jER828 (epoxy equivalent 189 g / eq), jER1001 (epoxy equivalent 475 g / eq), jER1002 (epoxy equivalent 650 g / eq), jER1004 (epoxy equivalent 925 g / eq). eq), jER1007 (epoxy equivalent 1975 g / eq), jER1009 (epoxy equivalent 2850 g / eq), jER604 (epoxy equivalent 120 g / eq), jER630 (epoxy equivalent 98 g / eq), jER1032H60 (epoxy equivalent 169 g / eq), jER152 ( Epoxy equivalent 175 g / eq), jER154 (epoxy equivalent 178 g / eq), YX-7700 (epoxy equivalent 273 g / eq), YX-4000 (epoxy equivalent 186 g / eq) (above, Ryo Chemical Co., Ltd.); GAN (epoxy equivalent 125 g / eq), GOT (epoxy equivalent 135 g / eq), NC-2000 (epoxy equivalent 241 g / eq), NC-3000 (epoxy equivalent 275 g / eq) (above, Japan) YDPN-638 (epoxy equivalent 180 g / eq), TX-0911 (epoxy equivalent 172 g / eq) (above, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.), Epon 165 (epoxy equivalent 230 g / eq) (above, Momentive Specialty Chemicals); MY-0500 (epoxy equivalent 110 g / eq), MY-0600 (epoxy equivalent 106 g / eq), ECN-1299 (epoxy equivalent 230 g / eq) (manufactured by Huntsman Japan Ltd.); HP -4032 (epoxy equivalent 150 g / eq), P-4700 (epoxy equivalent 162 g / eq), HP-7200 (epoxy equivalent 265 g / eq), TSR-400 (above, manufactured by DIC Corporation); AER4152, AER4151, LSA3301, LSA2102 (above, Asahi Kasei E-Materials Corporation) ), ACR1348 (epoxy equivalent 350 g / eq) (above, manufactured by ADEKA Corporation); DER852 (epoxy equivalent 320 g / eq), DER858 (epoxy equivalent 400 g / eq) (above, manufactured by DOW) and the like. However, it is not limited to these.

成分(F)の含有量は、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部に対し、5〜35質量部が好ましく、10〜30質量部がより好ましい。成分(F)の含有量が5質量部以上であれば、物性改良効果が良好に発揮される傾向にあるため好ましい。一方、成分(F)の含有量が35質量部以下であれば、本発明のエポキシ樹脂組成物の特性が良好に保たれやすくなる傾向にあるため好ましい。   As for content of a component (F), 5-35 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition of this invention, and 10-30 mass parts is more preferable. If content of a component (F) is 5 mass parts or more, since there exists a tendency for the physical-property improvement effect to be exhibited favorable, it is preferable. On the other hand, if the content of the component (F) is 35 parts by mass or less, the properties of the epoxy resin composition of the present invention tend to be favorably maintained, which is preferable.

<任意成分>
本樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の様々な添加剤を含有してもよい。
添加剤としては、エラストマー、熱可塑性エラストマー、難燃剤(例えばリン含有エポキシ樹脂や赤燐、ホスファゼン化合物、リン酸塩類、リン酸エステル類等)、シリコーンオイル、湿潤分散剤、消泡剤、脱泡剤、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン類等の離型剤、結晶質シリカ、溶融シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム等の粉体や金属酸化物、金属水酸化物、ガラス繊維、炭素繊維等の無機充填剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、シランカップリング剤等が挙げられる。さらに必要に応じて、紫外線吸収剤、光安定剤、カーボンナノチューブ、フラーレン等を配合することもできる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
<Optional component>
The resin composition may contain various known additives as long as it does not impair the effects of the present invention.
Additives include elastomers, thermoplastic elastomers, flame retardants (eg phosphorus-containing epoxy resins, red phosphorus, phosphazene compounds, phosphates, phosphate esters, etc.), silicone oils, wetting and dispersing agents, antifoaming agents, defoaming Agents, natural waxes, synthetic waxes, release salts such as metal salts of straight-chain fatty acids, acid amides, esters, paraffins, crystalline silica, fused silica, calcium silicate, alumina, calcium carbonate, talc, sulfuric acid Examples thereof include powders such as barium, metal oxides, metal hydroxides, inorganic fillers such as glass fibers and carbon fibers, colorants such as carbon black and bengara, and silane coupling agents. Furthermore, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a carbon nanotube, fullerene, etc. can also be mix | blended as needed.
These may be used alone or in combination of two or more.

<エポキシ樹脂組成物の粘性>
30℃における本樹脂組成物の粘度は、得られるプリプレグ表面のタックの調整や作業性の観点から、粘度の下限値は100Pa・s以上が好ましく、300Pa・s以上がより好ましく、500Pa・s以上がさらに好ましい。また、粘度の上限値は1,000,000Pa・s以下が好ましく、900,000Pa・s以下がより好ましく、800,000Pa・s以下がさらに好ましい。
60℃における本樹脂組成物の粘度は、得られるプリプレグの品位の観点から、10Pa・s以上が好ましく、20Pa・s以上がより好ましく、30Pa・s以上がさらに好ましい。また、強化繊維集合体への含浸性や、プリプレグの成形加工性の観点から、1,000Pa・s以下が好ましく、900Pa・s以下がより好ましく、800Pa・s以下がさらに好ましい。
<Viscosity of epoxy resin composition>
The viscosity of the resin composition at 30 ° C. is preferably 100 Pa · s or more, more preferably 300 Pa · s or more, and 500 Pa · s or more, from the viewpoint of adjusting the tack of the obtained prepreg surface and workability. Is more preferable. The upper limit of the viscosity is preferably 1,000,000 Pa · s or less, more preferably 900,000 Pa · s or less, and further preferably 800,000 Pa · s or less.
The viscosity of the resin composition at 60 ° C. is preferably 10 Pa · s or more, more preferably 20 Pa · s or more, and further preferably 30 Pa · s or more, from the viewpoint of the quality of the prepreg obtained. Further, from the viewpoint of impregnation into the reinforcing fiber aggregate and molding processability of the prepreg, 1,000 Pa · s or less is preferable, 900 Pa · s or less is more preferable, and 800 Pa · s or less is more preferable.

本樹脂組成物の最低粘度は、成形時の樹脂の流動性制御(強化繊維の乱れの抑制)の観点から、最低粘度の下限値は0.05Pa・sであることが好ましく、0.07Pa・sであることがより好ましく、0.1Pa・sであることがさらに好ましい。また、最低粘度の上限値は50Pa・sであることが好ましく、40Pa・sであることがより好ましく、30Pa・sであることがさらに好ましい。
なお、この最低粘度は、昇温モードでエポキシ樹脂組成物の粘度を測定した際に得られる粘度カーブにおいて粘度が一番低くなる点と定義される。
また、エポキシ樹脂組成物の粘度は、例えば、回転粘度計(TAインスツルメント社製、品名「AR−G2」)で25mmφパラレルプレートを用いて、プレートギャップ500μm、昇温速度2℃/分で昇温、角速度10rad/sec、ストレス300Paで測定することにより求められる。
The minimum viscosity of the present resin composition is preferably 0.05 Pa · s, and the lower limit of the minimum viscosity is 0.05 Pa · s, from the viewpoint of flow control of the resin during molding (suppression of disturbance of reinforcing fibers). s is more preferable, and 0.1 Pa · s is even more preferable. The upper limit of the minimum viscosity is preferably 50 Pa · s, more preferably 40 Pa · s, and further preferably 30 Pa · s.
The minimum viscosity is defined as the point at which the viscosity is lowest in the viscosity curve obtained when the viscosity of the epoxy resin composition is measured in the temperature rising mode.
The viscosity of the epoxy resin composition is, for example, a rotational gap meter (TA Instruments, product name “AR-G2”) using a 25 mmφ parallel plate, a plate gap of 500 μm, and a heating rate of 2 ° C./min. It is obtained by measuring at a temperature rise, an angular velocity of 10 rad / sec, and a stress of 300 Pa.

<エポキシ樹脂組成物のポットライフ>
本樹脂組成物は、ポットライフに優れる。例えば、配合直後のエポキシ樹脂組成物と、温度20℃、湿度50%の環境下で90日間、保管した時点のエポキシ樹脂組成物のガラス転移点を測定した場合、90日経時後のガラス転移点の上昇を20℃以下とすることができる。ガラス転移点の上昇を20℃以下とすることで、本発明のエポキシ樹脂組成物をプリプレグ化した後にこれを常温下で長期間保管した場合であっても、マトリックス樹脂の反応が抑制され、プリプレグのタックやドレープが適切な範囲に留まり、ハンドリングに適するため好ましい。より好ましくは、上記のガラス転移点の上昇を15℃以下とするのがより好ましい。なお、ガラス転移点は、示差走査熱量分析(DSC)により求めることができる。
<Pot life of epoxy resin composition>
This resin composition is excellent in pot life. For example, when the glass transition point of the epoxy resin composition immediately after blending and the epoxy resin composition at the time of storage for 90 days in an environment of temperature 20 ° C. and humidity 50% is measured, the glass transition point after 90 days has elapsed. The increase in the temperature can be 20 ° C. or less. By increasing the glass transition point to 20 ° C. or less, the reaction of the matrix resin is suppressed even when the epoxy resin composition of the present invention is prepreged and stored at room temperature for a long period of time. This is preferable because the tack and drape remain within an appropriate range and are suitable for handling. More preferably, the increase in the glass transition point is more preferably 15 ° C. or less. The glass transition point can be determined by differential scanning calorimetry (DSC).

<エポキシ樹脂板の物性>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、その樹脂硬化物の弾性率が3.5〜5GPaの範囲内であることが好ましく、その樹脂硬化物の破断伸度が10〜15%の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、弾性率が3.6〜5.0GPa、破断歪が10〜14%である。かかる弾性率が3.5GPaに満たない場合や破断伸度が15%を優に超える場合は繊維強化複合材料とした際の静的強度が不充分となる場合がある。5GPaを超える場合や破断歪が10%に満たない場合は、繊維強化複合材料とした際の靱性が不充分となりがちで、繊維強化複合材料の耐衝撃性が不足する場合がある。ここで、弾性率については、本発明の効果を損なうことのない範囲内で、セルロースナノファイバーを含有することにより、向上させることができる。
<Physical properties of epoxy resin plate>
In the epoxy resin composition of the present invention, the elastic modulus of the cured resin is preferably in the range of 3.5 to 5 GPa, and the elongation at break of the cured resin is in the range of 10 to 15%. Is preferred. More preferably, the elastic modulus is 3.6 to 5.0 GPa and the breaking strain is 10 to 14%. When the elastic modulus is less than 3.5 GPa or when the elongation at break exceeds 15%, the static strength in the case of a fiber-reinforced composite material may be insufficient. When it exceeds 5 GPa or when the breaking strain is less than 10%, the toughness of the fiber reinforced composite material tends to be insufficient, and the impact resistance of the fiber reinforced composite material may be insufficient. Here, about an elastic modulus, it can improve by containing a cellulose nanofiber within the range which does not impair the effect of this invention.

<エポキシ樹脂組成物の製造方法及び用途>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、これに限定されないが、例えば、上述した各成分を混合することにより得られる。
各成分の混合方法としては、三本ロールミル、プラネタリミキサー、ニーダー、ホモジナイザー、ホモディスパー等の混合機を用いる方法が挙げられる。
本樹脂組成物は、例えば、後述するように、強化繊維集合体に含浸させてプリプレグの製造に用いることができる。他にも、本樹脂組成物を離型紙等に塗布して硬化することで、本樹脂組成物のフィルムを得ることができる。
<Method for producing epoxy resin composition and use>
Although the epoxy resin composition of this invention is not limited to this, For example, it is obtained by mixing each component mentioned above.
Examples of the method for mixing each component include a method using a mixer such as a three-roll mill, a planetary mixer, a kneader, a homogenizer, and a homodisper.
The resin composition can be used, for example, in the production of a prepreg by impregnating a reinforcing fiber assembly as described later. In addition, a film of the resin composition can be obtained by applying the resin composition to a release paper or the like and curing it.

<作用効果>
以上説明した本樹脂組成物は、上述した成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)、必要に応じて成分(E)や成分(F)及びその他添加剤を含むため、本樹脂組成物を用いれば、機械物性に優れた繊維強化複合材料を得ることができる。
<Effect>
The present resin composition described above includes the component (A), the component (B), the component (C) and the component (D) described above, and the component (E), the component (F) and other additives as necessary. Therefore, if this resin composition is used, a fiber-reinforced composite material having excellent mechanical properties can be obtained.

〔成形品〕
本発明の成形品は、上述した本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物からなる。
エポキシ樹脂組成物の成形法としては、例えば射出成形法(フィルムやガラス板等のインサート成形を含む)、射出圧縮成形法、押出法、ブロー成形法、真空成形法、圧空成形法、カレンダー成形法、インフレーション成形法等が挙げられる。これらの中でも、量産性に優れ、高い寸法精度の成形品を得ることができる点から、射出成形法、射出圧縮成形法が好ましいが、これらに限定されない。
本発明の成形品は、本発明のエポキシ樹脂組成物を成形してなるので、機械物性に優れるため、例えば車両用製品、モバイル機器等の筐体、家具用製品、建材用製品等に適用できる。
〔Molding〕
The molded article of the present invention comprises a cured product of the above-described epoxy resin composition of the present invention.
Examples of the molding method of the epoxy resin composition include an injection molding method (including insert molding of films, glass plates, etc.), an injection compression molding method, an extrusion method, a blow molding method, a vacuum molding method, a pressure molding method, and a calendar molding method. And inflation molding method. Among these, the injection molding method and the injection compression molding method are preferable because they are excellent in mass productivity and can obtain a molded product with high dimensional accuracy, but are not limited thereto.
Since the molded article of the present invention is formed by molding the epoxy resin composition of the present invention, it is excellent in mechanical properties, and can be applied to, for example, a vehicle product, a casing of a mobile device, a furniture product, a building material product, etc. .

<エポキシ樹脂組成物からなるフィルム>
本発明の成形品の実施形態の一つに、フィルムとしての使用がある。このフィルムはプリプレグを製造するための中間材料として、また、基材に貼り付けた後、硬化させることによって、表面保護フィルム又は、接着フィルムとしても有用である。
また、その使用方法は、これに限定されないが、本発明のエポキシ樹脂組成物を離型紙等の基材の表面に塗布することが好ましい。得られた塗布層は、未硬化のまま別の基材に張り付けて硬化させることで、フィルムとして使用してもよく、前記塗布層自体を硬化させることで、フィルムとして使用してもよい。
<Film made of epoxy resin composition>
One embodiment of the molded article of the present invention is the use as a film. This film is useful as an intermediate material for producing a prepreg, and also as a surface protective film or an adhesive film by being cured after being attached to a substrate.
Moreover, although the usage method is not limited to this, it is preferable to apply | coat the epoxy resin composition of this invention to the surface of base materials, such as a release paper. The obtained coating layer may be used as a film by being stuck to another substrate while being uncured and cured, or may be used as a film by curing the coating layer itself.

〔プリプレグ〕
本発明のプリプレグは、上述した本発明のエポキシ樹脂組成物が強化繊維集合体に含浸したものである。本樹脂組成物を強化繊維集合体に含浸させる方法としては、公知の方法でよく、例えば、本樹脂組成物をメチルエチルケトン、メタノール等の溶媒に溶解して、低粘度化してから含浸させるウェット法と、加熱により低粘度化してから含浸させる、ホットメルト法(ドライ法)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
[Prepreg]
The prepreg of the present invention is obtained by impregnating a reinforcing fiber assembly with the above-described epoxy resin composition of the present invention. The method of impregnating the reinforcing fiber assembly with the resin composition may be a known method, for example, a wet method in which the resin composition is dissolved in a solvent such as methyl ethyl ketone or methanol to reduce the viscosity and then impregnated. Examples thereof include, but are not limited to, a hot melt method (dry method) that is impregnated after the viscosity is reduced by heating.

ウェット法は、強化繊維をエポキシ樹脂組成物の溶液に浸漬した後、引き上げ、オーブン等を用いて溶媒を蒸発させる方法である。一方でホットメルト法には、加熱により低粘度化したエポキシ樹脂組成物を直接強化繊維に含浸させる方法と、一旦エポキシ樹脂組成物を離型紙等の上にコーティングしたフィルムを作製しておき、次いで強化繊維の両側または片側から前記フィルムを重ね、加熱加圧することにより強化繊維に樹脂を含浸させる方法がある。
ホットメルト法によれば、プリプレグ中に残留する溶媒が実質上存在しないため好ましい。
The wet method is a method in which a reinforcing fiber is immersed in a solution of an epoxy resin composition, then pulled up, and the solvent is evaporated using an oven or the like. On the other hand, in the hot melt method, a method of directly impregnating reinforcing fibers with an epoxy resin composition whose viscosity has been reduced by heating, and a film in which the epoxy resin composition is once coated on release paper or the like are prepared, There is a method in which the reinforcing fiber is impregnated with resin by overlapping the film from both sides or one side of the reinforcing fiber and heating and pressing.
The hot melt method is preferable because there is substantially no solvent remaining in the prepreg.

本発明のプリプレグのエポキシ樹脂組成物の含有量(以下、「樹脂含有量」という)は、本発明のプリプレグの全質量を100%としたとき、15〜50質量%であることが好ましく、20〜45質量%であることがより好ましく、25〜40質量%であることがさらに好ましい。樹脂含有量が、15質量%以上であれば、強化繊維集合体とエポキシ樹脂組成物との接着性を十分確保することができ、50質量%以下であれば機械物性を高く保持できる。   The content of the epoxy resin composition of the prepreg of the present invention (hereinafter referred to as “resin content”) is preferably 15 to 50% by mass, where the total mass of the prepreg of the present invention is 100%. More preferably, it is -45 mass%, and it is further more preferable that it is 25-40 mass%. If the resin content is 15% by mass or more, sufficient adhesion between the reinforcing fiber assembly and the epoxy resin composition can be secured, and if it is 50% by mass or less, the mechanical properties can be kept high.

強化繊維集合体を構成する強化繊維としては特に限定されず、繊維強化複合材料を構成する強化繊維として公知のものから用途等に応じて適宜選択すればよい。具体例として例えば、炭素繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、高強度ポリエステル繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、窒化珪素繊維等の各種の無機繊維または有機繊維を用いることができる。これらの中でも、比強度、比弾性の観点から、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、窒化珪素繊維が好ましく、機械物性や軽量化の観点から炭素繊維が特に好ましい。強化繊維として炭素繊維を用いる場合、金属による表面処理を施してもよい。
これらの強化繊維は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて併用してもよい。
The reinforcing fiber constituting the reinforcing fiber assembly is not particularly limited, and may be appropriately selected from known reinforcing fibers constituting the fiber-reinforced composite material according to the use. Specific examples include various inorganic fibers or organic fibers such as carbon fiber, aramid fiber, nylon fiber, high-strength polyester fiber, glass fiber, boron fiber, alumina fiber, and silicon nitride fiber. Among these, carbon fiber, aramid fiber, glass fiber, boron fiber, alumina fiber, and silicon nitride fiber are preferable from the viewpoint of specific strength and specific elasticity, and carbon fiber is particularly preferable from the viewpoint of mechanical properties and weight reduction. When carbon fiber is used as the reinforcing fiber, surface treatment with metal may be performed.
These reinforcing fibers may be used alone or in combination of two or more.

本発明のプリプレグを硬化して得られる繊維強化複合材料の剛性の観点から、炭素繊維のストランド引張強度は、1〜9GPaが好ましく、1.5〜9GPaがより好ましく、炭素繊維のストランド引張弾性率は150〜1,000GPaが好ましく、200〜1,000GPaがより好ましい。
炭素繊維のストランド引張強度及びストランド引張弾性率は、JIS R 7601:1986に準拠して測定される値である。
From the viewpoint of the rigidity of the fiber-reinforced composite material obtained by curing the prepreg of the present invention, the strand tensile strength of the carbon fiber is preferably 1 to 9 GPa, more preferably 1.5 to 9 GPa, and the strand tensile elastic modulus of the carbon fiber. Is preferably 150 to 1,000 GPa, more preferably 200 to 1,000 GPa.
The strand tensile strength and strand tensile elastic modulus of the carbon fiber are values measured in accordance with JIS R 7601: 1986.

強化繊維集合体の形態としては特に制限されず、通常のプリプレグの基材として使用される形態を採用でき、例えば、強化繊維が一方向に引き揃えられたものであってもよく、織物や不織布、またはノンクリンプファブリックでもよい。
本発明のプリプレグは、本発明のエポキシ樹脂組成物を強化繊維集合体に含浸させてなるので、機械物性に優れた繊維強化プラスチックの原材料とすることができる。
The form of the reinforcing fiber aggregate is not particularly limited, and a form used as a base material for a normal prepreg can be adopted. For example, the reinforcing fiber may be aligned in one direction. Or a non-crimp fabric.
Since the prepreg of the present invention is formed by impregnating the reinforcing fiber assembly with the epoxy resin composition of the present invention, it can be used as a raw material for fiber reinforced plastic having excellent mechanical properties.

〔繊維強化プラスチック〕
本発明の繊維強化プラスチックは、上述した本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とからなる。
本発明の繊維強化プラスチックは、これに限定されないが、例えば、上述した本発明のプリプレグを積層した後、積層体に圧力を付与しながら、エポキシ樹脂を加熱硬化させる方法等により成形して得られる。
本発明の繊維強化プラスチックは、機械特性、難燃性、耐熱性、電磁波遮蔽性等に優れることから、強化繊維として炭素繊維を含むことが好ましい。
[Fiber reinforced plastic]
The fiber reinforced plastic of the present invention is composed of a cured product of the above-described epoxy resin composition of the present invention and a reinforced fiber.
The fiber reinforced plastic of the present invention is not limited to this, and is obtained, for example, by laminating the above-described prepreg of the present invention and then molding it by a method of heat curing an epoxy resin while applying pressure to the laminate. .
Since the fiber reinforced plastic of the present invention is excellent in mechanical properties, flame retardancy, heat resistance, electromagnetic wave shielding properties, and the like, it is preferable that carbon fibers are included as reinforcing fibers.

本発明の繊維強化プラスチックの成形方法としては、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッピングテープ法、内圧成形法、シートラップ成形法や、強化繊維のフィラメントやプリフォームにエポキシ樹脂組成物を含浸させて硬化し成形品を得るRTM(Resin Transfer Molding)、VaRTM(Vacuum assisted Resin Transfer Molding:真空樹脂含浸製造法)、フィラメントワインディング、RFI(Resin Film Infusion)等が挙げられるが、これらの成形方法に限られるものではない。   The fiber reinforced plastic molding method of the present invention includes a press molding method, an autoclave molding method, a bagging molding method, a wrapping tape method, an internal pressure molding method, a sheet wrap molding method, and an epoxy resin composition for reinforcing fiber filaments and preforms. Examples include RTM (Resin Transfer Molding), VaRTM (Vacum Assisted Resin Transfer Molding), filament winding, RFI (Resin Film Infusion), etc. It is not limited to the method.

ラッピングテープ法は、マンドレル等の芯金にプリプレグを捲回して、繊維強化プラスチック製の管状体を成形する方法であり、ゴルフシャフト、釣り竿等の棒状体を作製する際に好ましく用いられる。より具体的には、マンドレルにプリプレグを捲回し、プリプレグの固定及び圧力付与のため、プリプレグの外側に熱可塑性フィルムからなるラッピングテープを捲回し、オーブン中で樹脂を加熱硬化させた後、芯金を抜き取って繊維強化プラスチック製管状体を得る方法である。
また、内圧成形法は、熱可塑性樹脂製のチューブ等の内圧付与体にプリプレグを捲回したプリフォームを金型中にセットし、次いで内圧付与体に高圧の気体を導入して圧力を付与すると同時に金型を加熱せしめ、成形する方法である。本方法は、ゴルフシャフト、バット、テニスやバドミントン等のラケットの如き複雑な形状物を成形する際に好ましく用いられる。
The wrapping tape method is a method in which a prepreg is wound around a mandrel or the like and a tubular body made of fiber reinforced plastic is formed, and is preferably used when producing a rod-like body such as a golf shaft or a fishing rod. More specifically, a prepreg is wound around a mandrel, a wrapping tape made of a thermoplastic film is wound around the outside of the prepreg for fixing and applying pressure, and the resin is heated and cured in an oven, and then a cored bar. This is a method for extracting a fiber and obtaining a fiber-reinforced plastic tubular body.
Also, the internal pressure molding method is to set a preform in which a prepreg is wound on an internal pressure applying body such as a tube made of a thermoplastic resin in a mold, and then introduce a high pressure gas into the internal pressure applying body to apply pressure. At the same time, the mold is heated and molded. This method is preferably used when molding a complicated shape such as a golf shaft, a bat, a racket such as tennis or badminton.

本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物をマトリックス樹脂として用いた繊維強化プラスチックは、スポーツ用途、一般産業用途、及び航空宇宙用途に好適に用いられる。より具体的には、スポーツ用途では、ゴルフシャフト、釣り竿、テニスやバドミントンのラケット用途、ホッケー等のスティック用途、及びスキーポール用途に好適に用いられる。更に一般産業用途では、自動車、船舶、及び鉄道車両等の移動体の構造材、ドライブシャフト、板バネ、風車ブレード、圧力容器、フライホイール、製紙用ローラ、屋根材、ケーブル、及び補修補強材料等に好適に用いられる。   The fiber reinforced plastic using the cured product of the epoxy resin composition of the present invention as a matrix resin is suitably used for sports applications, general industrial applications, and aerospace applications. More specifically, in sports applications, it is suitably used for golf shafts, fishing rods, tennis and badminton racket applications, hockey stick applications, and ski pole applications. Furthermore, in general industrial applications, structural materials for moving bodies such as automobiles, ships, and railway vehicles, drive shafts, leaf springs, windmill blades, pressure vessels, flywheels, paper rollers, roofing materials, cables, and repair reinforcement materials, etc. Is preferably used.

<構造体>
上述した本発明の繊維強化プラスチックから構造体を得ることができる。この構造体は、本発明の繊維強化プラスチックのみからなるものであってもよいし、本発明の繊維強化プラスチックと他の材料(例えば金属、インジェクション成形された熱可塑性樹脂製部材等)とから構成されるものであってもよい。
<Structure>
A structure can be obtained from the fiber-reinforced plastic of the present invention described above. This structure may be composed of only the fiber reinforced plastic of the present invention, or is composed of the fiber reinforced plastic of the present invention and other materials (for example, metal, injection-molded thermoplastic resin member, etc.). It may be done.

この構造体は、本発明の繊維強化プラスチックで一部または全部が構成されているので、難燃性、及び耐熱性に優れる。
この構造体は、例えば航空機や自動車の内装部材、電気・電子機器用筐体等にも適用できる。
Since this structure is partially or entirely made of the fiber reinforced plastic of the present invention, it is excellent in flame retardancy and heat resistance.
This structure can be applied to, for example, an interior member of an aircraft or an automobile, a casing for an electric / electronic device, and the like.

<繊維強化プラスチックの層間せん断強度(ILSS)>
層間せん断強度(ILSS)は、強化繊維の単糸/マトリックス樹脂間の界面強度が大きく影響する一方向繊維強化プラスチックの層間せん断強度を短試長曲げ試験により測定する方法であり、強化繊維とマトリックス樹脂との接着性を示す指標である。
ILSSは万能試験機(INSTRON社製、「INSTRON 5565」)を用いて、温度23℃、湿度50%RHの条件下で測定される値である。
<Interlaminar shear strength (ILSS) of fiber reinforced plastic>
Interlaminar shear strength (ILSS) is a method of measuring interlaminar shear strength of unidirectional fiber-reinforced plastics, which is greatly affected by the interfacial strength between single yarn / matrix resin of reinforcing fibers, by a short test bending test. It is a parameter | index which shows adhesiveness with resin.
ILSS is a value measured under conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH using a universal testing machine (“INSTRON 5565” manufactured by INSTRON).

本発明の繊維強化プラスチックは、非常に優れたILSSを有し、その値は90MPaを超える。ILSSは、90〜150MPaの範囲内であることが好ましく、90〜140MPaの範囲内であることがより好ましい。
ILSSが90MPaに満たない場合は、強化繊維とエポキシ樹脂組成物との接着が不充分となり、繊維強化複合材料の耐衝撃性が不足する場合がある。ILSSが150MPaを超える場合は、繊維強化複合材料の引張強度が不充分となる場合がある。
The fiber reinforced plastic of the present invention has a very good ILSS, the value of which exceeds 90 MPa. ILSS is preferably in the range of 90 to 150 MPa, and more preferably in the range of 90 to 140 MPa.
When ILSS is less than 90 MPa, the adhesion between the reinforcing fiber and the epoxy resin composition becomes insufficient, and the impact resistance of the fiber-reinforced composite material may be insufficient. When ILSS exceeds 150 MPa, the tensile strength of the fiber-reinforced composite material may be insufficient.

〔繊維強化プラスチック製管状体〕
繊維強化プラスチック製管状体は、管状である、本発明の繊維強化プラスチックである。すなわち、上述した本発明のプリプレグを、ラッピングテープ法等の公知の成形方法によって、積層、硬化及び成形して得られる、管状の繊維強化プラスチックである。
本発明の繊維強化プラスチック製管状体は、優れた破壊強度・弾性率を有するため、ゴルフシャフト、釣り竿等に好適に用いることができる。
[Fiber-reinforced plastic tubular body]
The fiber-reinforced plastic tubular body is the fiber-reinforced plastic of the present invention which is tubular. That is, it is a tubular fiber reinforced plastic obtained by laminating, curing and molding the above-described prepreg of the present invention by a known molding method such as a wrapping tape method.
Since the fiber-reinforced plastic tubular body of the present invention has excellent breaking strength and elastic modulus, it can be suitably used for golf shafts, fishing rods and the like.

繊維強化プラスチック製管状体は、一方向に引き揃えられた強化繊維に本発明の樹脂組成物が含浸した一方向プリプレグから得ることができる。一方向プリプレグの繊維方向が円筒軸方向に対して−45°及び+45°になるよう、プリプレグの2plyを積層して、さら一方向プリプレグを、繊維方向が円筒軸方向に対して平行になるように、プリプレグの1plyを積層して、内径が6mmの複合材料製管状体を作製することができる。ここでマンドレルとは、ステンレス製の丸棒である。
具体的には例えば、以下の(I)〜(V)に記すような方法で作製できるがこれに限定されない。
(I)作製した一方向プリプレグから、縦200mm×横76mmの長方形状のプリプレグを、長辺方向に対して繊維軸方向が45度となるように、2枚切り出す。この2枚のプリプレグの繊維の方向をお互いに交差するように、かつ短辺方向に9mmずらして張り合わせる。
(II)離型処理したマンドレルに、上記張り合わせたプリプレグを、その長辺とマンドレル軸方向が同一方向になるように捲回する。
(III)その上に、作製した一方向プリプレグから、縦200mm×横161mmの長方形状のプリプレグを、長辺方向が繊維方向となるように切り出したものを、その繊維方向がマンドレル軸方向と同一になるように、マンドレルに捲回する。
(IV)さらに、その上から、ラッピングテープとして、耐熱性フィルムテープを巻きつけて捲回物を覆い、硬化炉中、130℃で90分間、加熱成形する。なお、ラッピングテープの幅は15mm、張力は3N、巻き付けピッチ(巻き付け時のずれ量)は1mmとし、これを積層体と同じ厚みになるようラッピングする。
(V)この後、マンドレルを抜き取り、ラッピングテープを除去して繊維強化プラスチック製管状体を得る。
The tubular body made of fiber reinforced plastic can be obtained from a unidirectional prepreg obtained by impregnating a reinforcing fiber aligned in one direction with the resin composition of the present invention. 2 ply of the prepreg is laminated so that the fiber direction of the unidirectional prepreg is −45 ° and + 45 ° with respect to the cylindrical axis direction, and the unidirectional prepreg is further made parallel to the cylindrical axis direction. Further, 1 ply of prepreg can be laminated to produce a composite material tubular body having an inner diameter of 6 mm. Here, the mandrel is a round bar made of stainless steel.
Specifically, for example, it can be produced by the method described in the following (I) to (V), but is not limited thereto.
(I) From the produced unidirectional prepreg, two rectangular prepregs having a length of 200 mm and a width of 76 mm are cut out so that the fiber axis direction is 45 degrees with respect to the long side direction. The two prepreg fibers are laminated so that the directions of the fibers intersect each other and are shifted by 9 mm in the short side direction.
(II) The bonded prepreg is wound on the mandrel subjected to the mold release treatment so that the long side and the mandrel axial direction are the same direction.
(III) On top of that, a rectangular prepreg 200 mm long × 161 mm wide cut from the produced unidirectional prepreg so that the long side direction is the fiber direction, the fiber direction is the same as the mandrel axis direction. Turn around the mandrel so that
(IV) Further, a heat-resistant film tape is wrapped as a wrapping tape to cover the wound product, and is heated and molded at 130 ° C. for 90 minutes in a curing furnace. The width of the wrapping tape is 15 mm, the tension is 3 N, the winding pitch (deviation amount at the time of winding) is 1 mm, and this is wrapped so as to have the same thickness as the laminated body.
(V) Thereafter, the mandrel is extracted and the wrapping tape is removed to obtain a fiber-reinforced plastic tubular body.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例、及び比較例で使用した原料を以下に示す。
なお、軟化点、エポキシ当量は、以下の条件で測定した。
1)軟化点:JIS−K7234:2008(環球法)に準拠して測定した。
2)エポキシ当量:JIS−K7236:2001に準拠して測定した。
3)活性水素当量:JIS−K7237:1986に準拠して測定した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto. The raw materials used in the examples and comparative examples are shown below.
The softening point and epoxy equivalent were measured under the following conditions.
1) Softening point: Measured according to JIS-K7234: 2008 (ring and ball method).
2) Epoxy equivalent: Measured according to JIS-K7236: 2001.
3) Active hydrogen equivalent: Measured according to JIS-K7237: 1986.

「原料」
<成分(A)>
jER4004P:固形ビスフェノールF型エポキシ樹脂(軟化点85℃、三菱化学株式会社製、品名「jER4004P」)。
jER4007P:固形ビスフェノールF型エポキシ樹脂(軟化点108℃、三菱化学株式会社製、品名「jER4007P」)。
<成分(B)>
jER807:液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量170g/eq、三菱化学株式会社製、品名「jER807」)。
<成分(C)>
DICY15:ジシアンジアミド(活性水素当量21g/eq、三菱化学株式会社製、品名「jERキュア DICY15」)。
DCMU−99:3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレア(保土谷化学工業社製、品名「DCMU−99」)。
Omicure94:N,N−ジメチル−N’−フェニルウレア(ピィ・ティ・アイ・ジャパン社製、品名「Omicure94」)。
<成分(D)を含むマスターバッチ>
成分(D)を含むマスターバッチとして、三菱化学株式会社製の、品名「YL7951−10」を使用した。YL7951−10は、アセチル化度約36%のアセチル化セルロースナノファイバー(成分(D))と、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂(成分(B))からなる。その組成は表1に示す通り、全エポキシ樹脂100質量部に対して、成分(B)を9質量部、成分(D)を1質量部含むように調整した。
マスターバッチに含まれるビスフェノールF型エポキシ樹脂の質量については、成分(B)の含有量と合算し、マスターバッチ由来のセルロースナノファイバーの質量については、本組成物中の成分(D)の含有量とした。
すなわち、表1の「成分(D)を含むマスターバッチ[部]」中、「jER807(成分(B))[部]」は、本樹脂組成物の全エポキシ樹脂100質量部に対する、マスターバッチ由来の成分(B)の含有量(質量部)を示し、「アセチル化セルロースナノファイバー(成分(D))[部]」は、本樹脂組成物の全エポキシ樹脂100質量部に対するセルロースナノファイバー(成分(D))の含有量(質量部)を示す。
<成分(E)>
ビニレックK:ポリビニルホルマール樹脂(JNC株式会社製、品名「ビニレックK」)。
<成分(F)>
MY−0600:m−アミノフェノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量105g/eq、ハンツマンジャパン株式会社製、品名「MY−0600」)。
jER828:液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量189g/eq、三菱化学株式会社製、品名「jER828」)。
jER1004:固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂(軟化点97℃、三菱化学株式会社製、品名「jER1004」)。
<炭素繊維>
炭素繊維:三菱レイヨン株式会社製、品名「パイロフィルTR50S15L」。
"material"
<Component (A)>
jER4004P: Solid bisphenol F type epoxy resin (softening point 85 ° C., manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name “jER4004P”).
jER4007P: Solid bisphenol F type epoxy resin (softening point 108 ° C., manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name “jER4007P”).
<Component (B)>
jER807: Liquid bisphenol F type epoxy resin (epoxy equivalent 170 g / eq, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name “jER807”).
<Ingredient (C)>
DICY15: Dicyandiamide (active hydrogen equivalent 21 g / eq, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name “jER cure DICY15”).
DCMU-99: 3- (3,4-dichlorophenyl) -1,1-dimethylurea (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., product name “DCMU-99”).
Omicure 94: N, N-dimethyl-N′-phenylurea (manufactured by PTI Japan, product name “Omicure 94”).
<Masterbatch containing component (D)>
The product name “YL7951-10” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was used as the master batch containing the component (D). YL7951-10 is composed of acetylated cellulose nanofibers (component (D)) having an acetylation degree of about 36% and liquid bisphenol F type epoxy resin (component (B)). As shown in Table 1, the composition was adjusted to include 9 parts by mass of component (B) and 1 part by mass of component (D) with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin.
About the mass of the bisphenol F type epoxy resin contained in a masterbatch, it adds together with content of a component (B), About the mass of the cellulose nanofiber derived from a masterbatch, content of the component (D) in this composition It was.
That is, “jER807 (component (B)) [part]” in “Masterbatch [part] containing component (D)” in Table 1 is derived from the masterbatch with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin of the resin composition. The content (parts by mass) of the component (B) is shown, and “acetylated cellulose nanofibers (component (D)) [parts]” are cellulose nanofibers (components) with respect to 100 parts by mass of the total epoxy resin of the resin composition. (D)) content (parts by mass) is shown.
<Ingredient (E)>
Vinylec K: Polyvinyl formal resin (manufactured by JNC Corporation, product name “Vinyleck K”).
<Component (F)>
MY-0600: m-aminophenol type epoxy resin (epoxy equivalent 105 g / eq, manufactured by Huntsman Japan KK, product name “MY-0600”).
jER828: Liquid bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent 189 g / eq, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name “jER828”).
jER1004: Solid bisphenol A type epoxy resin (softening point 97 ° C., manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name “jER1004”).
<Carbon fiber>
Carbon fiber: Mitsubishi Rayon Co., Ltd., product name “Pyrofil TR50S15L”.

≪実施例1≫
成分(A)としてjER4004P、成分(B)としてjER807、成分(C)としてDICY15及びDCMU−99、成分(D)を含むマスターバッチとしてYL7951−10を用い、以下のようにしてエポキシ樹脂組成物を調製した。
まず、表1に記載の組成に従い、固体状の成分(C)を、容器に計量した。次に、液体状の成分(B)と固体状の成分(C)の質量比が1:1となるように、成分(B)を該容器に計量した。次に表1に記載の組成に従い、成分(D)を含むマスターバッチを該容器に加えて攪拌し、これらを混合した。得られた混合物を三本ロールミルにてさらに細かく混合し、硬化剤入りマスターバッチを得た。
続けて表1に記載の成分のうち成分(A)の全量と、硬化剤入りマスターバッチで使用した分を除いた残りの量の成分(B)とをフラスコに計量しオイルバスを用いて140℃に加熱して溶解混合した。その後65℃程度まで冷却したところで、前記硬化剤入りマスターバッチをフラスコに加えて攪拌混合することにより未硬化のエポキシ樹脂組成物を得た。
Example 1
JER4004P is used as component (A), jER807 is used as component (B), DICY15 and DCMU-99 are used as component (C), YL7951-10 is used as a masterbatch containing component (D), and an epoxy resin composition is prepared as follows. Prepared.
First, according to the composition described in Table 1, the solid component (C) was weighed in a container. Next, the component (B) was weighed in the container so that the mass ratio of the liquid component (B) to the solid component (C) was 1: 1. Next, according to the composition described in Table 1, a master batch containing the component (D) was added to the vessel and stirred, and these were mixed. The obtained mixture was further finely mixed with a three-roll mill to obtain a master batch containing a curing agent.
Subsequently, the total amount of the component (A) in the components listed in Table 1 and the remaining amount of the component (B) excluding the amount used in the master batch containing the curing agent were weighed in a flask and 140 using an oil bath. The mixture was dissolved and mixed by heating to ° C. Then, when it cooled to about 65 degreeC, the uncured epoxy resin composition was obtained by adding the said masterbatch containing a hardening | curing agent to a flask and stirring and mixing.

Figure 2018095675
Figure 2018095675

「エポキシ樹脂板の作製」
未硬化のエポキシ樹脂組成物を、2枚のガラス板の間に注入して、板状に成形し、2℃/分で昇温し、オーブン雰囲気温度135℃で90分保持して加熱硬化させて、厚さ2mmの樹脂板を作製した。
「プリプレグの作製」
未硬化のエポキシ樹脂組成物を、コンマコーター(株式会社ヒラノテクシード製、「M−500」)でフィルム状にし、樹脂目付け40.4g/mのレジンフィルムを作製した。このレジンフィルムを、炭素繊維を引き揃えて得られた、繊維目付150g/mの炭素繊維シートの両面に張り合わせ、加熱ロールで含浸させて、繊維目付150g/m、樹脂含有量35質量%の未硬化のプリプレグを得た。
「繊維強化プラスチック板の作製」
上記で得られた樹脂含有量35質量%の未硬化のプリプレグを300mm×300mmにカットし、繊維方向が[0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°/0°]となるように14枚積み重ねて積層体を得た。この積層体をオートクレーブで圧力0.04MPa下で2℃/分で昇温し、80℃で60分保持後、圧力0.6MPa下で2℃/分で昇温し、130℃で90分保持して加熱硬化させて、厚さ2.1mmの繊維強化プラスチック板を得た。
「繊維強化プラスチック製管状体の作製」
前記繊維強化プラスチック製管状体は、以下の(I)〜(VI)に記す方法で作製した。
(I)上記で作製した樹脂含有量35質量%の一方向プリプレグから、縦200mm×横76mmの長方形状のプリプレグを、長辺方向に対して繊維軸方向が45度となるように、2枚切り出した。この2枚のプリプレグの繊維の方向をお互いに交差するように、かつ短辺方向に9mmずらして張り合わせた。
(II)離型処理したマンドレルに、上記張り合わせたプリプレグを、その長辺とマンドレル軸方向が同一方向になるように捲回した。マンドレルは、直径6mm、長さ300mmのステンレス製丸棒を使用した。
(III)その上に、作製した一方向プリプレグから、縦200mm×横161mmの長方形状のプリプレグを、長辺方向が繊維方向となるように切り出したものを、その繊維方向がマンドレル軸方向と同一になるように、マンドレルに捲回した。
(IV)さらに、その上から、ラッピングテープとして、耐熱性フィルムテープを巻きつけて捲回物を覆い、硬化炉中、130℃で90分間、加熱成形した。なお、ラッピングテープの幅は15mm、張力は3N、巻き付けピッチ(巻き付け時のずれ量)は1mmとし、これを積層体と同じ厚みになるようラッピングした。
(V)この後、マンドレルを抜き取り、ラッピングテープを除去して、内径6mm、長さ200mmの繊維強化プラスチック製管状体を得た。
"Production of epoxy resin board"
An uncured epoxy resin composition is poured between two glass plates, molded into a plate shape, heated at 2 ° C./min, held at an oven atmosphere temperature of 135 ° C. for 90 minutes, and cured by heating. A resin plate having a thickness of 2 mm was produced.
"Preparation of prepreg"
The uncured epoxy resin composition was formed into a film with a comma coater (“M-500”, manufactured by Hirano Techseed Co., Ltd.), and a resin film having a resin basis weight of 40.4 g / m 2 was produced. This resin film is bonded to both surfaces of a carbon fiber sheet having a fiber basis weight of 150 g / m 2 obtained by aligning carbon fibers, impregnated with a heating roll, and has a fiber basis weight of 150 g / m 2 and a resin content of 35% by mass. An uncured prepreg was obtained.
"Production of fiber-reinforced plastic plate"
The uncured prepreg having a resin content of 35% by mass obtained above was cut into 300 mm × 300 mm, and the fiber direction was [0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0. 14 layers were stacked to obtain a laminated body so as to be [° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 ° / 0 °]. The laminate was heated at 2 ° C./min under a pressure of 0.04 MPa in an autoclave, held at 80 ° C. for 60 minutes, then heated at 2 ° C./min under a pressure of 0.6 MPa, and held at 130 ° C. for 90 minutes. And cured by heating to obtain a 2.1 mm thick fiber reinforced plastic plate.
"Production of fiber-reinforced plastic tubular body"
The tubular body made of fiber reinforced plastic was produced by the method described in (I) to (VI) below.
(I) From the unidirectional prepreg having a resin content of 35% by mass produced as described above, two rectangular prepregs having a length of 200 mm and a width of 76 mm are arranged so that the fiber axis direction is 45 degrees with respect to the long side direction. Cut out. The two prepreg fibers were laminated so that the directions of the fibers crossed each other and shifted by 9 mm in the short side direction.
(II) The prepreg bonded to the mandrel subjected to the mold release treatment was wound so that the long side and the mandrel axial direction were the same direction. As the mandrel, a stainless steel round bar having a diameter of 6 mm and a length of 300 mm was used.
(III) On top of that, a rectangular prepreg 200 mm long × 161 mm wide cut from the produced unidirectional prepreg so that the long side direction is the fiber direction, the fiber direction is the same as the mandrel axis direction. I wound up on a mandrel.
(IV) Further, a heat-resistant film tape was wrapped as a wrapping tape from the top to cover the wound product, and was heated and molded at 130 ° C. for 90 minutes in a curing furnace. The width of the wrapping tape was 15 mm, the tension was 3 N, the winding pitch (shift amount at the time of winding) was 1 mm, and this was wrapped so as to have the same thickness as the laminate.
(V) Thereafter, the mandrel was pulled out and the wrapping tape was removed to obtain a fiber-reinforced plastic tubular body having an inner diameter of 6 mm and a length of 200 mm.

作製したエポキシ樹脂板、プリプレグ、及び繊維強化プラスチックについて、下記の各評価方法の記載に従って、各種測定、及び評価を行った。その結果を表1に示す。   About the produced epoxy resin board, prepreg, and fiber reinforced plastic, various measurements and evaluation were performed according to description of each following evaluation method. The results are shown in Table 1.

「エポキシ樹脂板の曲げ強度、曲げ弾性率、破断伸度(破断歪み)の測定」
上記「エポキシ樹脂板の作製」で得られた厚さ2mmの樹脂板を、長さ60mm×幅8mmに加工して試験片とした。該試験片について、温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=3.2mm、サポートR=3.2mm、サポート間距離(L)=32mm)を設置した万能試験機(INSTRON社製、「INSTRON 5565」)を用いて、クロスヘッドスピード2mm/分の条件で、エポキシ樹脂板の曲げ強度、曲げ弾性率、破断伸度(破断歪み)を測定した。
“Measurement of bending strength, flexural modulus, elongation at break (breaking strain) of epoxy resin plate”
The resin plate having a thickness of 2 mm obtained in “Preparation of epoxy resin plate” was processed into a length of 60 mm × width of 8 mm to obtain a test piece. The test piece was universally equipped with a three-point bending jig (indenter R = 3.2 mm, support R = 3.2 mm, distance between supports (L) = 32 mm) in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH. Using a testing machine (“INSTRON 5565” manufactured by INSTRON), the bending strength, bending elastic modulus, and breaking elongation (breaking strain) of the epoxy resin plate were measured under conditions of a crosshead speed of 2 mm / min.

「繊維強化プラスチック板の90°曲げ弾性率の測定」
上記「繊維強化プラスチック板の作製」で得られた厚さ2.1mmの繊維強化プラスチック板を、長さ60mm×幅12.7mmに加工して試験片とした。該試験片について、3点曲げ治具(圧子R=5.0mm、サポートR=3.2mm)を設置した万能試験機(INSTRON社製、「INSTRON 5565」)を用いて、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/d=16、クロスヘッドスピード(分速)=(L×0.01)/(6×d)として、繊維強化プラスチック板の曲げ特性として90°曲げ弾性率を測定した。
“Measurement of 90 ° flexural modulus of fiber reinforced plastic sheet”
The 2.1 mm thick fiber reinforced plastic plate obtained in the above-mentioned “Preparation of Fiber Reinforced Plastic Plate” was processed into a test piece by length 60 mm × width 12.7 mm. About this test piece, using a universal testing machine (“INSTRON 5565” manufactured by INSTRON) equipped with a three-point bending jig (indenter R = 5.0 mm, support R = 3.2 mm), the distance between supports (L ) And test piece thickness (d) ratio L / d = 16, crosshead speed (minute speed) = (L 2 × 0.01) / (6 × d), and 90 as bending characteristics of the fiber reinforced plastic plate ° Flexural modulus was measured.

「繊維強化プラスチック板の層間せん断強度(ILSS)の測定」
上記「繊維強化プラスチック板の作製」で得られた繊維強化プラスチック板を、試験片の長手方向に対して補強繊維が0゜に配向するように試験片(長さ25mm×幅6.3mm)に加工し、万能試験機(INSTRON社製、「INSTRON 445565」)を用いて、繊維強化プラスチックの層間せん断強度を測定した。温度23℃、湿度50%RHの環境下、3点曲げ治具(圧子R=3.2mm、サポートR=1.6mm)を用い、サポート間距離(L)と試験片の厚み(d)の比L/d=4、クロスヘッドスピード(分速)=(L×0.01)/(6×d)として、繊維強化複合材料の層間せん断強度(ILSS)を測定した。
"Measurement of interlaminar shear strength (ILSS) of fiber reinforced plastic sheet"
The fiber-reinforced plastic plate obtained in the above-mentioned “Preparation of fiber-reinforced plastic plate” is formed into a test piece (length 25 mm × width 6.3 mm) so that the reinforcing fibers are oriented at 0 ° with respect to the longitudinal direction of the test piece. The interlaminar shear strength of the fiber reinforced plastic was measured using a universal testing machine ("INSTRON 445565" manufactured by INSTRON). In an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH, using a three-point bending jig (indenter R = 3.2 mm, support R = 1.6 mm), the distance between the supports (L) and the thickness of the test piece (d) The interlaminar shear strength (ILSS) of the fiber reinforced composite material was measured as a ratio L / d = 4 and crosshead speed (minute speed) = (L 2 × 0.01) / (6 × d).

「繊維強化プラスチック製管状体の曲げ強度、曲げ弾性率の測定」
上記「繊維強化プラスチック製管状体の作製」で得られた内径6mm、長さ200mmの繊維強化プラスチック製管状体を3点曲げ治具(圧子R=75mm、サポートR=12.5mm、サポート間距離(L)=150mm)を設置した万能試験機(INSTRON社製、「INSTRON 5565」)を用い、クロスヘッドスピード20mm/分の条件で、繊維強化プラスチック製管状体の曲げ特性として、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
"Measurement of bending strength and flexural modulus of fiber reinforced plastic tubular body"
A three-point bending jig (indenter R = 75 mm, support R = 12.5 mm, distance between supports) obtained from the above-mentioned “production of a fiber-reinforced plastic tubular body” is a fiber-reinforced plastic tubular body having an inner diameter of 6 mm and a length of 200 mm. (L) = 150 mm) using a universal testing machine ("INSTRON 5565", manufactured by INSTRON), with a crosshead speed of 20 mm / min. The elastic modulus was measured.

≪実施例2〜9、比較例1〜3≫
表1に示す配合組成のように、その組成比を変更した以外は、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調製し、樹脂板、プリプレグ、繊維強化プラスチック板、繊維強化プラスチック製管状体を作製し、各種測定、及び評価を行った。その評価結果を表1に示す。
<< Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 3 >>
An epoxy resin composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio was changed as in the composition shown in Table 1, and a resin plate, a prepreg, a fiber reinforced plastic plate, a fiber reinforced plastic tubular body was prepared. Were prepared and subjected to various measurements and evaluations. The evaluation results are shown in Table 1.

表1に示すように、各実施例は成分(D)のセルロースナノファイバーを含有しない比較例1と同等の靱性を保持しつつも、エポキシ樹脂板の曲げ強度及び曲げ弾性率が優れていた。また、実施例3と実施例4を比較してわかるように、セルロースナノファイバーの含有量を高くするほど、エポキシ樹脂板、繊維強化プラスチック板及び繊維強化プラスチック製管状体の曲げ強度が向上した。   As shown in Table 1, each Example was excellent in the bending strength and bending elastic modulus of the epoxy resin plate, while maintaining the same toughness as Comparative Example 1 not containing the cellulose nanofiber of component (D). Moreover, as can be seen from a comparison between Example 3 and Example 4, the bending strength of the epoxy resin plate, the fiber reinforced plastic plate and the fiber reinforced plastic tubular body was improved as the content of the cellulose nanofiber was increased.

本発明のエポキシ樹脂組成物を用いることにより、優れた管状の繊維強化プラスチックを得ることができる。よって、本発明によれば、機械物性に優れた繊維強化プラスチック成形体、例えばゴルフクラブ用シャフト等のスポーツ・レジャー用途成形体から航空機等の産業用途の成形体まで、幅広く提供することができる。   By using the epoxy resin composition of the present invention, an excellent tubular fiber-reinforced plastic can be obtained. Therefore, according to the present invention, a wide range of fiber reinforced plastic molded articles having excellent mechanical properties, such as molded articles for sports / leisure use such as golf club shafts, and industrial use such as aircraft can be provided.

Claims (11)

下記成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含むエポキシ樹脂組成物。
成分(A):軟化点80℃以上のビスフェノールF型エポキシ樹脂
成分(B):エポキシ当量250以下のビスフェノールF型エポキシ樹脂
成分(C):硬化剤
成分(D):セルロースナノファイバー
An epoxy resin composition comprising the following components (A), (B), (C) and (D).
Component (A): Bisphenol F type epoxy resin having a softening point of 80 ° C. or higher Component (B): Bisphenol F type epoxy resin having an epoxy equivalent of 250 or less Component (C): Curing agent Component (D): Cellulose nanofiber
成分(C)がジシアンジアミド、ウレア類、イミダゾール類及び芳香族アミン類の中から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to claim 1, wherein component (C) is at least one selected from dicyandiamide, ureas, imidazoles, and aromatic amines. 前記成分(A)を全エポキシ樹脂100質量部中20質量部以上80質量部以下含む、請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition of Claim 1 or 2 which contains the said component (A) 20 to 80 mass parts in 100 mass parts of all epoxy resins. 前記成分(B)を全エポキシ樹脂100質量部中20質量部以上80質量部以下含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition as described in any one of Claims 1-3 which contains the said component (B) 20 to 80 mass parts in 100 mass parts of all the epoxy resins. 前記成分(D)を本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂100質量部に対し、0.1〜15質量部含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition as described in any one of Claims 1-4 which contains 0.1-15 mass parts with respect to 100 mass parts of all the epoxy resins contained in the epoxy resin composition of this invention for the said component (D). object. さらに、成分(E)として熱可塑性樹脂を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。   Furthermore, the epoxy resin composition as described in any one of Claims 1-5 containing a thermoplastic resin as a component (E). 前記成分(E)を全エポキシ樹脂100質量部に対して1質量部以上15質量部以下含む、請求項6に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition of Claim 6 which contains the said component (E) 1-15 mass parts with respect to 100 mass parts of all the epoxy resins. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物からなる成形品。   The molded article which consists of a hardened | cured material of the epoxy resin composition as described in any one of Claims 1-7. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物が強化繊維集合体に含浸したプリプレグ。   A prepreg obtained by impregnating a reinforcing fiber assembly with the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 7. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物と強化繊維とからなる繊維強化プラスチック。   A fiber reinforced plastic comprising a cured product of the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 7 and a reinforcing fiber. 管状である、請求項10に記載の繊維強化プラスチック。   The fiber-reinforced plastic according to claim 10, which is tubular.
JP2016238504A 2016-12-08 2016-12-08 Epoxy resin composition, articles using it, prepregs and fiber reinforced plastics Active JP6950174B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016238504A JP6950174B2 (en) 2016-12-08 2016-12-08 Epoxy resin composition, articles using it, prepregs and fiber reinforced plastics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016238504A JP6950174B2 (en) 2016-12-08 2016-12-08 Epoxy resin composition, articles using it, prepregs and fiber reinforced plastics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018095675A true JP2018095675A (en) 2018-06-21
JP6950174B2 JP6950174B2 (en) 2021-10-13

Family

ID=62634540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016238504A Active JP6950174B2 (en) 2016-12-08 2016-12-08 Epoxy resin composition, articles using it, prepregs and fiber reinforced plastics

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6950174B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019218538A (en) * 2018-06-14 2019-12-26 花王株式会社 Carbon fiber-reinforced composite material
WO2021095628A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
WO2021095631A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
WO2021095627A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
WO2021095629A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
JP2021116395A (en) * 2020-01-29 2021-08-10 国立大学法人山梨大学 Curable resin composition, cured body, cellulose nanofiber material, and method for producing cellulose nanofiber material
CN114933778A (en) * 2022-04-01 2022-08-23 航天特种材料及工艺技术研究所 Automatic fiber-laying prepreg with crosslinked reticular toughening structure and preparation method thereof
JP7554664B2 (en) 2019-12-27 2024-09-20 花王株式会社 Resin composition

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002212320A (en) * 2001-01-23 2002-07-31 Toray Ind Inc Prepreg and very low temperature tank
WO2008001705A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
JP2012197413A (en) * 2010-09-28 2012-10-18 Toray Ind Inc Epoxy resin composition, prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2013032510A (en) * 2011-06-29 2013-02-14 Toray Ind Inc Epoxy resin composition, molding material and fiber-reinforced composite material
US20140080940A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Resin composition for insulation, insulating film, prepreg, and printed circuit board.
JP2015036414A (en) * 2013-08-16 2015-02-23 Dic株式会社 Epoxy resin composition, fiber-reinforced composite material and molded product
JP2016020446A (en) * 2014-07-15 2016-02-04 Dic株式会社 Resin composition, fiber-reinforced composite material and molded article

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002212320A (en) * 2001-01-23 2002-07-31 Toray Ind Inc Prepreg and very low temperature tank
WO2008001705A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Toray Industries, Inc. Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
JP2012197413A (en) * 2010-09-28 2012-10-18 Toray Ind Inc Epoxy resin composition, prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2013032510A (en) * 2011-06-29 2013-02-14 Toray Ind Inc Epoxy resin composition, molding material and fiber-reinforced composite material
US20140080940A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-20 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Resin composition for insulation, insulating film, prepreg, and printed circuit board.
JP2015036414A (en) * 2013-08-16 2015-02-23 Dic株式会社 Epoxy resin composition, fiber-reinforced composite material and molded product
JP2016020446A (en) * 2014-07-15 2016-02-04 Dic株式会社 Resin composition, fiber-reinforced composite material and molded article

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019218538A (en) * 2018-06-14 2019-12-26 花王株式会社 Carbon fiber-reinforced composite material
JP7278878B2 (en) 2018-06-14 2023-05-22 花王株式会社 carbon fiber reinforced composite
WO2021095628A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
WO2021095631A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
WO2021095627A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
WO2021095629A1 (en) 2019-11-15 2021-05-20 東レ株式会社 Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
JP7554664B2 (en) 2019-12-27 2024-09-20 花王株式会社 Resin composition
JP2021116395A (en) * 2020-01-29 2021-08-10 国立大学法人山梨大学 Curable resin composition, cured body, cellulose nanofiber material, and method for producing cellulose nanofiber material
JP7399410B2 (en) 2020-01-29 2023-12-18 国立大学法人山梨大学 Curable resin composition, cured product, cellulose nanofiber material, and method for producing cellulose nanofiber material
CN114933778A (en) * 2022-04-01 2022-08-23 航天特种材料及工艺技术研究所 Automatic fiber-laying prepreg with crosslinked reticular toughening structure and preparation method thereof
CN114933778B (en) * 2022-04-01 2023-11-03 航天特种材料及工艺技术研究所 Automatic wire-laying prepreg with crosslinked reticular toughening structure and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP6950174B2 (en) 2021-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6903897B2 (en) Epoxy resin composition, articles using it, prepregs and fiber reinforced plastics
JP6950174B2 (en) Epoxy resin composition, articles using it, prepregs and fiber reinforced plastics
JP5768893B2 (en) Epoxy resin composition and film, prepreg, fiber reinforced plastic using the same
JP5761366B2 (en) Epoxy resin composition, and film, prepreg, and fiber reinforced plastic using the same
KR102081662B1 (en) Epoxy resin composition, prepreg, and carbon-fiber-reinforced composite material
JP5003827B2 (en) Epoxy resin composition for carbon fiber reinforced composite material, prepreg and carbon fiber reinforced composite material
JP6011644B2 (en) Epoxy resin composition, and film, prepreg and fiber reinforced plastic using the same
CN111902469B (en) Prepreg and fiber-reinforced composite material
JP6776649B2 (en) Epoxy resin composition, and films, prepregs and fiber reinforced plastics using it.
JP6156569B2 (en) Epoxy resin composition for carbon fiber reinforced plastic, and film, prepreg and carbon fiber reinforced plastic using the same
WO2019021613A1 (en) Prepreg and carbon-fiber-reinforced composite material
JP2017122205A (en) Epoxy resin composition, prepreg, and method for producing fiber-reinforced composite material
JP2010174073A (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material and fiber-reinforced composite material using the same
JP2019157057A (en) Curable resin composition, and prepreg, film and fiber-reinforced plastic including the same
JP2022147485A (en) Epoxy resin composition, prepreg including the same, and fiber-reinforced plastic
JP2016216657A (en) Epoxy resin composition, and fiber-reinforced composite material precursor and fiber-reinforced composite material using the same
US20220411572A1 (en) Epoxy resin composition, prepreg, and fiber reinforced composite material
JP2021147496A (en) Epoxy resin composition, and prepreg and fiber-reinforced plastic using the same
JP2023049239A (en) Prepreg and fiber-reinforced composite material
WO2021095631A1 (en) Epoxy resin composition, prepreg, and fiber-reinforced composite material
JP2024049345A (en) Epoxy resin composition for fiber-reinforced composite material, and fiber-reinforced composite material
JP2018076470A (en) Epoxy resin composition, and film, prepreg and fiber-reinforced plastic prepared therewith

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181102

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190711

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200914

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210413

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210906

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6950174

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151