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JP7760337B2 - Liquid composition and fiber-reinforced composite material using said liquid composition - Google Patents
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JP7760337B2 - Liquid composition and fiber-reinforced composite material using said liquid composition - Google Patents

Liquid composition and fiber-reinforced composite material using said liquid composition

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JP7760337B2 JP2021183131A JP2021183131A JP7760337B2 JP 7760337 B2 JP7760337 B2 JP 7760337B2 JP 2021183131 A JP2021183131 A JP 2021183131A JP 2021183131 A JP2021183131 A JP 2021183131A JP 7760337 B2 JP7760337 B2 JP 7760337B2
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本発明は、繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物、繊維強化プラスチック中間基材、及び前記繊維強化プラスチック中間基材の製造方法に関し、特に硬化性に優れる繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物、繊維強化プラスチック中間基材、及び前記繊維強化プラスチック中間基材の製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates, fiber-reinforced plastic intermediate substrates, and a method for producing said fiber-reinforced plastic intermediate substrates, and in particular to a liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates that exhibit excellent curing properties, a fiber-reinforced plastic intermediate substrate, and a method for producing said fiber-reinforced plastic intermediate substrates.

繊維強化プラスチック(FRP:Fiber reinforced plastic)は軽量で高強度であることから、様々な構造部材に使用されている。それらの分野は、住宅設備、自動車、船舶、土木、スポーツ用具等多岐にわたるが、近年特に軽量化を要する自動車や輸送関連機器分野でFRPの使用が増加している。 Fiber-reinforced plastics (FRP) are lightweight and strong, making them suitable for a variety of structural components. These applications span a wide range of fields, including housing, automobiles, ships, civil engineering, and sports equipment. In recent years, FRP use has been increasing, particularly in the automobile and transportation-related equipment sectors, where lightweight construction is essential.

FRPの製造方法には、強化繊維を配置した凹型を、凸型で密閉してから樹脂を注入し、圧力含浸させる樹脂注入成形(RTM:Resin Transfer Molding)法や、短繊維に樹脂を含浸させたものをフィルムではさみ、ローラーを通して連続シート(SMC:Sheet Molding Compound)とし、これを切断して金型内に投入しプレス機で加熱・加圧して製造するSMC法や、繊維または織物に樹脂を含浸し半硬化状態にしたもの(プリプレグ)を型に積層してフィルムなどで積層面全体を覆い、気密シールしてバギングを行い、減圧脱気してオートクレーブ(加熱加圧成形釜)に入れ加熱・加圧して製造するオートクレーブ法等がある。 FRP manufacturing methods include Resin Transfer Molding (RTM), in which a concave mold containing reinforcing fibers is sealed with a convex mold and then resin is injected and pressure-impregnated; the SMC method, in which short fibers impregnated with resin are sandwiched between films and passed through rollers to form a continuous sheet (SMC: Sheet Molding Compound), which is then cut and placed in a mold where it is heated and pressurized; and the autoclave method, in which fibers or fabrics impregnated with resin and left to reach a semi-cured state (prepreg) are layered in a mold, the entire laminate surface is covered with film or the like, airtightly sealed, bagged, and then degassed under reduced pressure before being placed in an autoclave (heat-and-pressure molding oven) where it is heated and pressurized to form the product.

中間基材の製造方法には、樹脂組成物と溶剤を混合し、これを繊維基材に含浸させた後、溶剤を乾燥除去して中間基材を得るソルベント法や、加熱により樹脂組成物の粘度を低下させて樹脂組成物のフィルム(樹脂フィルム)を作製し、これを例えば連続繊維を一方向に引きそろえた繊維基材の上下に張り付け、加熱・加圧することで樹脂組成物を繊維基材に含浸させて中間基材を得るホットメルト法がある。 Manufacturing methods for intermediate substrates include the solvent method, in which a resin composition and a solvent are mixed, the mixture is impregnated into a fiber substrate, and the solvent is then dried and removed to obtain the intermediate substrate; and the hot melt method, in which the viscosity of the resin composition is reduced by heating to produce a film of the resin composition (resin film), which is then attached to the top and bottom of a fiber substrate made of continuous fibers aligned in one direction, and the resin composition is impregnated into the fiber substrate by heating and pressurizing to obtain the intermediate substrate.

中間基材のマトリックス樹脂としては、強化繊維への含浸性や硬化後の耐熱性に優れる熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物が用いられることが多い。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ビスマレイミド樹脂等が用いられる。 The matrix resin for the intermediate substrate is often a resin composition containing a thermosetting resin, which has excellent impregnation properties for reinforcing fibers and heat resistance after curing. Examples of thermosetting resins that are used include unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, phenolic resin, melamine resin, and bismaleimide resin.

従来から、ウレタン(メタ)アクリレート化合物は、炭素繊維との接着性に優れることが知られており、炭素繊維のサイジング剤として用いられている(特許文献1)。また、ウレタン(メタ)アクリレート化合物は強化繊維との接着性が良好であるため、強化繊維との接着性の劣る樹脂と混合して用いることが提案されている(特許文献2)。 Urethane (meth)acrylate compounds have long been known to have excellent adhesion to carbon fibers and are used as sizing agents for carbon fibers (Patent Document 1). Furthermore, because urethane (meth)acrylate compounds have good adhesion to reinforcing fibers, it has been proposed to use them in combination with resins that have poor adhesion to reinforcing fibers (Patent Document 2).

また、シートモールディングコンパウンドのマトリックス樹脂に常温で液状のエポキシ樹脂を用いることで繊維基材への含浸性を高めていることも提案されている(特許文献3)。 It has also been proposed that the impregnation of fiber substrates can be improved by using an epoxy resin that is liquid at room temperature as the matrix resin in sheet molding compounds (Patent Document 3).

さらにまた、プリプレグのマトリックス樹脂にビニルエステル樹脂とジアリルフタレート樹脂から成る樹脂組成物を用いることで、繊維強化複合材料としての靭性及び耐熱性を高めているも提案されている(特許文献4)。 Furthermore, it has been proposed that the toughness and heat resistance of a fiber-reinforced composite material be improved by using a resin composition consisting of vinyl ester resin and diallyl phthalate resin as the matrix resin for the prepreg (Patent Document 4).

特開平11-200252号公報Japanese Patent Application Publication No. 11-200252 特開昭62-292839号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-292839 特開2021-91920号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-91920 特開2008-24787号公報JP 2008-24787 A

しかしながら、従来の中間基材の製造方法、例えばソルベント法では、溶剤を十分に除去できず、中間基材中に残存する溶剤が成形中に気化し、繊維強化複合材料中にボイドが生じるという問題がある。溶剤を十分に除去するために乾燥温度を上げると、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物から成る中間基材は硬化してしまうので、この製造方法で溶剤を十分に除去することは困難である。またホットメルト法では、繊維基材の目付けが大きくなると、すなわち繊維基材が厚くなると、樹脂組成物を厚さ方向に十分に含浸させることができないため、この製造方法では厚みがあり、かつ樹脂組成物が十分に含浸した中間基材を作製することは困難である。 However, conventional methods for manufacturing intermediate substrates, such as the solvent method, are unable to sufficiently remove the solvent, and the solvent remaining in the intermediate substrate evaporates during molding, resulting in the formation of voids in the fiber-reinforced composite material. Raising the drying temperature to sufficiently remove the solvent hardens the intermediate substrate, which is made of a resin composition containing a thermosetting resin, making it difficult to sufficiently remove the solvent using this manufacturing method. Furthermore, with the hot melt method, as the basis weight of the fiber substrate increases, i.e., as the fiber substrate becomes thicker, the resin composition cannot be sufficiently impregnated in the thickness direction, making it difficult to use this manufacturing method to produce thick intermediate substrates that are sufficiently impregnated with the resin composition.

また、中間基材のマトリックス樹脂としては、エポキシ樹脂組成物や不飽和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂をスチレンで希釈した熱硬化性樹脂組成物が用いられる。しかし、前者は硬化物の機械物性及び耐熱性に優れるものの、速硬化性とBステージの安定性を両立することは困難である。後者は非常に低粘度であり中間基材の製造時の繊維基材への含浸性に優れ、また速硬化性とBステージの安定性にも優れるものの、硬化収縮が大きいことから寸法安定性の高い繊維強化複合材料を得ることは困難である。 The matrix resin used for the intermediate substrate is a thermosetting resin composition made by diluting an epoxy resin composition, unsaturated polyester resin, or vinyl ester resin with styrene. However, while the former provides excellent mechanical properties and heat resistance in the cured product, it is difficult to achieve both rapid curing and B-stage stability. The latter has an extremely low viscosity, which allows for excellent impregnation into the fiber substrate during the production of the intermediate substrate, and also provides excellent rapid curing and B-stage stability, but its large cure shrinkage makes it difficult to obtain a fiber-reinforced composite material with high dimensional stability.

また、特許文献1及び2に記載のウレタン(メタ)アクリレート化合物を用いた繊維強化複合材料は、十分な機械物性を得ることができないという課題がある。 Furthermore, the fiber-reinforced composite materials using the urethane (meth)acrylate compounds described in Patent Documents 1 and 2 have the problem of being unable to achieve sufficient mechanical properties.

さらに、上記特許文献3に記載された発明では、前記シートモールディングコンパウンドを硬化させることで得られる繊維強化複合材料の耐熱性は150℃程度と低く、例えば自動車のエンジン周りのような耐熱性が必要となる用途では実使用上満足できるレベルではない。 Furthermore, in the invention described in Patent Document 3, the heat resistance of the fiber-reinforced composite material obtained by curing the sheet molding compound is low, at around 150°C, which is not satisfactory for practical use in applications requiring heat resistance, such as around automobile engines.

さらにまた、特許文献4に記載された発明では、樹脂組成物は高粘度であることから、厚みがある繊維基材への含浸は困難である。加えて、樹脂組成物を用いたプリプレグを硬化させることで得られる繊維強化複合材料の成形収縮率や反りについては何ら触れられていない。 Furthermore, in the invention described in Patent Document 4, the resin composition has a high viscosity, making it difficult to impregnate a thick fiber substrate. In addition, there is no mention of the molding shrinkage or warpage of the fiber-reinforced composite material obtained by curing a prepreg using the resin composition.

そこで、本発明は、上記問題点を解決し、ボイドを極力抑制することが可能な、機械物性及び耐熱性に優れた繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above problems and provide a liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates that has excellent mechanical properties and heat resistance and can minimize voids.

本発明者等は、樹脂組成物について種々の観点から多角的に検討を重ねた結果、本発明の液状組成物を見出すに至った。 The inventors conducted extensive research into resin compositions from various perspectives, and as a result, they discovered the liquid composition of the present invention.

すなわち、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物は、2個以上のイソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物(A)と、ビニルエステル樹脂(b1)及びエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)を含む組成物(B)と、を含有する繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物であって、重合禁止剤(C)が前記組成物(B)に配合されていることを特徴とする。
That is, the liquid composition for a fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention is a liquid composition for a fiber-reinforced plastic intermediate substrate, which contains a composition (A) containing a compound (a) having two or more isocyanate groups, and a composition (B) containing a vinyl ester resin (b1) and an ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compound (b2), and is characterized in that a polymerization inhibitor (C) is blended into the composition (B) .

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、重合禁止剤(C)が前記組成物(A)に配合されたことを特徴とする。
In a preferred embodiment of the liquid composition for a fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention, a polymerization inhibitor (C) is also blended in the composition (A).

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、重合開始剤(D)及び/又はウレタン化触媒(E)が、前記組成物(A)及び/又は(B)に配合されたことを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, a polymerization initiator (D) and/or a urethane catalyst (E) is blended with the composition (A) and/or (B).

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、前記組成物(A)中のイソシアネート基モル数に対する前記組成物(B)中のイソシアネート反応性基モル比(B/A)は0.8~1.2であることを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the molar ratio (B/A) of the isocyanate-reactive groups in composition (B) to the number of moles of isocyanate groups in composition (A) is 0.8 to 1.2.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、前記組成物(A)及び/又は(B)はイソシアネート反応性基を有さない重合性単量体(F)を含むことを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the composition (A) and/or (B) is characterized by containing a polymerizable monomer (F) that does not have an isocyanate-reactive group.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、前記組成物(A)と(B)の合計重量に対して重合性単量体(F)の含有量は1~40重量%であることを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the content of polymerizable monomer (F) is 1 to 40% by weight relative to the total weight of compositions (A) and (B).

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、B型粘度計で測定された10~50℃における粘度は5~200mPa・sであることを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the viscosity at 10 to 50°C measured with a Brookfield viscometer is 5 to 200 mPa·s.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、本発明の液状組成物を繊維材料に含浸してなることを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the liquid composition of the present invention is impregnated into a fiber material.

また、本発明の繊維強化複合材料は、本発明の繊維強化プラスチック中間基材を硬化させてなることを特徴とする。 Furthermore, the fiber-reinforced composite material of the present invention is characterized by being obtained by curing the fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材の製造方法は、本発明の液状組成物を任意の組成で繊維材料に含浸させる工程と、前記含浸させて得られた繊維強化プラスチック中間基材を熟成させる工程と、を含むことを特徴とする。 The method for producing a fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention is characterized by comprising the steps of impregnating a fiber material with the liquid composition of the present invention in any desired composition, and maturing the fiber-reinforced plastic intermediate substrate obtained by the impregnation.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材の製造方法の好ましい実施態様において、前記熟成の温度は、30~80℃であることを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the method for producing a fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention, the aging temperature is 30 to 80°C.

本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物によれば、前記液状組成物が基材への含浸性に優れ、硬化時の収縮が小さく寸法安定性に優れる中間基材を与えることが可能であるという有利な効果を奏する。また、本発明によれば、得られた中間基材は機械物性及び耐熱性に優れ、ボイドや未含浸部位がほとんど無い信頼性の高い複合材料を与えることが可能であるという有利な効果を奏する。又、本発明の中間基材は硬化性と保管性に優れるという有利な効果も奏する。 The liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention has the advantageous effect of providing an intermediate substrate that has excellent impregnation into the substrate, little shrinkage during curing, and excellent dimensional stability. Furthermore, the intermediate substrate obtained according to the present invention has the advantageous effect of providing a highly reliable composite material that has excellent mechanical properties and heat resistance and is almost free of voids or unimpregnated areas. Furthermore, the intermediate substrate of the present invention has the advantageous effect of providing excellent curing properties and storage stability.

また、本発明によれば、低粘度で含浸性に優れた液状組成物を用いる本発明により、単位面積重量の大きい中間基材を製造することができるという有利な効果を奏する。 Furthermore, the present invention has the advantageous effect of enabling the production of intermediate substrates with a large unit weight by using a liquid composition with low viscosity and excellent impregnation properties.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、何ら以下の説明に限定されるものではない。本発明において「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」を示す。同様に「(メタ)アクリル酸エステル」は、「アクリル酸エステル」及び「メタクリル酸エステル」を示す。 Embodiments of the present invention are described in detail below, but the present invention is not limited to the following description as long as it does not deviate from the gist of the invention. In this invention, "(meth)acrylate" refers to "acrylate" and "methacrylate." Similarly, "(meth)acrylic acid ester" refers to "acrylic acid ester" and "methacrylic acid ester."

本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物は、2個以上のイソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物(A)と、ビニルエステル樹脂(b1)及びエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)を含む組成物(B)と、を含有することを特徴とする。すなわち、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物は、下記(A)と(B)とを配合してなることを特徴とする。2個以上のイソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物(A)、下記(b1)と(b2)を必須成分とする組成物(B)である。
(b1)ビニルエステル樹脂
(b2)エチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物
The liquid composition for a fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention is characterized by containing a composition (A) containing a compound (a) having two or more isocyanate groups, and a composition (B) containing a vinyl ester resin (b1) and an ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compound (b2). That is, the liquid composition for a fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention is characterized by being a blend of the following (A) and (B): composition (A) containing a compound (a) having two or more isocyanate groups, and composition (B) having the following (b1) and (b2) as essential components:
(b1) Vinyl ester resin (b2) Ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compound

まず、組成物(A)について記載する。組成物(A)は、2個以上のイソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物である。 First, composition (A) will be described. Composition (A) is a composition containing a compound (a) having two or more isocyanate groups.

2個以上のイソシアネート基を有する化合物(a)としては、例えば、1,3-キシリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、m-テトラメチルキシレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート化合物、水添キシリレンジイソシアネート(1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン)、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添メチレンビスフェニレンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、等の脂環族イソシアネート化合物、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート化合物、2官能イソシアネート化合物が3量化されたイソシアヌレート環を有する3官能イソシアネート、ポリオールで変性されたイソシアネートプレポリマー等を挙げることができる。これらのイソシアネート化合物は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。このうち、粘度及び反応性の観点から、脂肪族イソシアネート化合物が特に好ましく、例えば、イソホロンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートとビニルエステル樹脂(b1)をイソシアネート基過剰で反応させたイソシアネート基を有するプレポリマーなどが挙げられる。 Examples of compounds (a) having two or more isocyanate groups include aromatic isocyanate compounds such as 1,3-xylylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, and m-tetramethyl xylene diisocyanate; hydrogenated xylylene diisocyanate (1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexasiloxane); Examples of suitable isocyanate compounds include alicyclic isocyanate compounds such as isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, hydrogenated methylene bisphenylene diisocyanate, and 1,4-cyclohexane diisocyanate; aliphatic isocyanate compounds such as 1,6-hexamethylene diisocyanate and trimethylene diisocyanate; trifunctional isocyanates having an isocyanurate ring formed by trimerizing a bifunctional isocyanate compound; and polyol-modified isocyanate prepolymers. These isocyanate compounds can be used alone or in combination of two or more. Among these, aliphatic isocyanate compounds are particularly preferred from the standpoint of viscosity and reactivity. Examples include isophorone diisocyanate and prepolymers having isocyanate groups obtained by reacting isophorone diisocyanate with a vinyl ester resin (b1) in an excess of isocyanate groups.

組成物(A)と(B)を混合後に増粘が速すぎる場合は、反応を抑えるためにウレタン化触媒(E)を配合しないことや、該液状組成物粘度が範囲を超えない程度の低温で中間基材を製造することも可能である。 If the viscosity increases too quickly after mixing compositions (A) and (B), it is possible to suppress the reaction by not adding the urethane catalyst (E), or to produce the intermediate base material at a low temperature so that the viscosity of the liquid composition does not exceed the range.

次いで組成物(B)について記載する。組成物(B)は、ビニルエステル樹脂(b1)、エチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)と重合禁止剤(C)の任意の割合で含むことができる組成物である。組成物(B)は、ビニルエステル樹脂(b1)及びエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)が必須成分であり、重合禁止剤(C)は必要に応じて配合することができる。組成物(B)に配合されるビニルエステル樹脂(b1)、エチレン性不飽和基含有モノアルコール(b2)は繊維への含浸温度(10~50℃の範囲で任意の温度)で液状のものが好ましいが、組成物(B)として該液状組成物となるのであれば固形の材料を用いてもよい。 Next, composition (B) will be described. Composition (B) is a composition that can contain vinyl ester resin (b1), ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compound (b2), and polymerization inhibitor (C) in any ratio. Vinyl ester resin (b1) and ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compound (b2) are essential components of composition (B), and polymerization inhibitor (C) can be added as needed. The vinyl ester resin (b1) and ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol (b2) added to composition (B) are preferably liquid at the fiber impregnation temperature (any temperature in the range of 10 to 50°C), but solid materials may also be used as long as they form a liquid composition in composition (B).

ビニルエステル樹脂(b1)とは、エポキシ樹脂成分と不飽和一塩基酸成分との反応生成物(不飽和一塩基酸エポキシエステル)である。 Vinyl ester resin (b1) is a reaction product (unsaturated monobasic acid epoxy ester) of an epoxy resin component and an unsaturated monobasic acid component.

エポキシ樹脂成分は、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物であり、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ブロム化ビスフェノールAに代表されるビスフェノール化合物を主骨格としたジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ブロム化フェノールノボラックに代表される多核フェノール化合物を主骨格としたポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂や、ダイマー酸、トリメリット酸に代表される有機多塩基酸を主骨格とするポリグリシジルエステル型エポキシ樹脂や、ビスフェノールAのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイド付加物、グリコール、水添ビスフェノールA等のジオール化合物を主骨格としたグリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は一種を単独で使用してもよく複数種を併用してもよい。 The epoxy resin component is a compound containing at least two epoxy groups per molecule. Examples include diglycidyl ether-type epoxy resins with a bisphenol compound such as bisphenol A, bisphenol F, or brominated bisphenol A as the main skeleton; polyglycidyl ether-type epoxy resins with a polynuclear phenol compound such as phenol novolac, cresol novolac, or brominated phenol novolac as the main skeleton; polyglycidyl ester-type epoxy resins with an organic polybasic acid such as dimer acid or trimellitic acid as the main skeleton; and glycidyl ether-type epoxy resins with a diol compound such as an ethylene oxide or propylene oxide adduct of bisphenol A, glycol, or hydrogenated bisphenol A as the main skeleton. These epoxy resins may be used alone or in combination.

不飽和一塩基酸成分は、エチレン性不飽和基を有する一塩基酸であり、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ソルビン酸等が挙げられる。これらの不飽和一塩基酸成分は一種を単独で使用してもよく複数種を併用してもよい。 The unsaturated monobasic acid component is a monobasic acid having an ethylenically unsaturated group, such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, or sorbic acid. These unsaturated monobasic acid components may be used alone or in combination.

エチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)とは水酸基を含有する(メタ)アクリル酸エステルのことであり、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジアクリル化イソシアヌレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸などが挙げられる。 The ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compound (b2) refers to a (meth)acrylic acid ester containing a hydroxyl group, and examples thereof include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, trimethylolpropane di(meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, diacrylated isocyanurate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, and 2-acryloyloxyethyl-2-hydroxyethyl phthalate.

これらのエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。又、これらエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)のうち、液状組成物の粘度や硬化物の機械物性の点から2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが好ましい。又、耐熱性を必要とする場合は、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが好ましい。 These ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compounds (b2) can be used alone or in combination of two or more. Among these ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compounds (b2), 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate are preferred from the standpoints of the viscosity of the liquid composition and the mechanical properties of the cured product. Furthermore, when heat resistance is required, pentaerythritol tri(meth)acrylate is preferred.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、重合禁止剤(C)が前記組成物(A)及び/又は(B)に配合されたことを特徴とする。上述したように、重合禁止剤(C)を前記組成物(B)に配合することができるが、前記組成物(A)に配合することもでき、前記組成物(A)のみに配合してもよく、前記組成物(B)のみに配合してもよく、前記組成物(A)及び(B)の両方に配合してもよい。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, a polymerization inhibitor (C) is blended into the composition (A) and/or (B). As described above, the polymerization inhibitor (C) can be blended into the composition (B), but it can also be blended into the composition (A), only the composition (A), only the composition (B), or both the compositions (A) and (B).

重合禁止剤(C)としては、例えば、ハイドロキノン、パラベンゾキノン、メチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン等の公知の多価フェノール系重合禁止剤が使用できる。 As the polymerization inhibitor (C), for example, known polyhydric phenol-based polymerization inhibitors such as hydroquinone, parabenzoquinone, methylhydroquinone, and trimethylhydroquinone can be used.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、さらに、重合開始剤(D)及び/又はウレタン化触媒(E)が、前記組成物(A)及び/又は(B)に配合されていることを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, a polymerization initiator (D) and/or a urethane catalyst (E) are further blended into the composition (A) and/or (B).

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、前記組成物(A)及び/又は(B)がイソシアネート反応性基を含まない重合性単量体(F)を含むことを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the composition (A) and/or (B) contains a polymerizable monomer (F) that does not contain an isocyanate-reactive group.

まず、重合開始剤(D)、ウレタン化触媒(E)及びイソシアネート反応性基を含まない重合性単量体(F)について記載する。これらの成分はそれぞれ、組成物(A)又は(B)のどちらにも配合でき、組成物(A)及び(B)の両方に配合することも可能である。重合開始剤(D)は、後述する繊維強化複合材料化において、ラジカル重合により中間基材を硬化する際に、必須成分とすることができる。 First, the polymerization initiator (D), urethanization catalyst (E), and polymerizable monomer (F) that does not contain an isocyanate-reactive group will be described. Each of these components can be blended into either composition (A) or (B), or can be blended into both compositions (A) and (B). The polymerization initiator (D) can be an essential component when curing the intermediate substrate by radical polymerization in the production of a fiber-reinforced composite material, as described below.

ウレタン化触媒(E)及びイソシアネート反応性基を含まない重合性単量体(F)は必要に応じて配合することができる。 A urethane catalyst (E) and a polymerizable monomer (F) that does not contain an isocyanate-reactive group can be blended as needed.

重合開始剤(D)としては有機過酸化物系が挙げられ、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド系、ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド系、t-ブチルパーオキシベンゾエートなどのパーオキシエステル系、クメンハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド系、ジクミルパーオキサイドなどジアルキルパーオキサイド系、ビス(4-ターシャリーブチロイルヘキシル)パーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート系などが挙げられる。 Examples of the polymerization initiator (D) include organic peroxides, such as ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and acetylacetone peroxide, diacyl peroxides such as benzoyl peroxide, peroxyesters such as t-butyl peroxybenzoate, hydroperoxides such as cumene hydroperoxide, dialkyl peroxides such as dicumyl peroxide, and peroxydicarbonates such as bis(4-tert-butylhexyl) peroxydicarbonate.

又、中間基材に光硬化性を付与する場合は、光硬化用の開始剤を使用することが可能で、例えばアセトフェノン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、p-ジメチルアミノプロピオフェノンなどのアセトフェノン系、α-アルキルアミノベンゾフェノンなどのアミノベンゾフェノン系、ベンゾフェノン、2-クロロベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系、ベンゾインメチルエーテルなどのベンゾインエ-テル系、ベンジルジメチルケタールなどのベンジルケタール系、2-エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノンなどのアントラキノン系、クメンパーオキシドなどの有機過酸化物、2-メルカプトベンゾイミダールなどのチオール化合物、アセトフェノンo-ベンゾイルオキシムなどのo-アシルオキシム系などが挙げられる。 In addition, if the intermediate substrate is to be photocurable, a photocuring initiator can be used. Examples include acetophenone-based initiators such as acetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, and p-dimethylaminopropiophenone; aminobenzophenone-based initiators such as α-alkylaminobenzophenone; benzophenone-based initiators such as benzophenone and 2-chlorobenzophenone; benzoin ether-based initiators such as benzoin methyl ether; benzil ketal-based initiators such as benzil dimethyl ketal; anthraquinone-based initiators such as 2-ethylanthraquinone and octamethylanthraquinone; organic peroxides such as cumene peroxide; thiol compounds such as 2-mercaptobenzimidazole; and o-acyloxime-based initiators such as acetophenone o-benzoyloxime.

これらは中間基材の熟成温度、成型温度、保管温度から適宜に選択することができ、単独又は2種以上混合して使用することができる。 These can be selected appropriately based on the aging temperature, molding temperature, and storage temperature of the intermediate substrate, and can be used alone or in combination of two or more types.

重合開始剤(D)の添加量は、液状組成物100重量部に対して、0.05~5重量部である。重合開始剤(D)は、組成物(B)に配合できるが、組成物(B)にはエチレン性不飽和基を有する化合物が配合されるため、組成物(B)としての貯蔵安定性を考慮すると、組成物(A)に配合するほうが好ましい。 The amount of polymerization initiator (D) added is 0.05 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the liquid composition. Polymerization initiator (D) can be blended into composition (B), but because composition (B) contains a compound with an ethylenically unsaturated group, blending it into composition (A) is preferable in consideration of the storage stability of composition (B).

ウレタン化触媒(E)には酸性触媒、塩基性触媒が使用できるが、活性の高いジブチル錫ジラウレートやジブチル錫ジアセテートなどのスズ化合物が好ましい。触媒の添加量は、選択する他の原料によって異なるが、熟成時の発熱及びウレタンアクリレート形成の速度、中間基材の貯蔵安定性、硬化物の機械物性の観点から、液状組成物重量に対して、0~800ppmである。 While both acidic and basic catalysts can be used as the urethane catalyst (E), highly active tin compounds such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin diacetate are preferred. The amount of catalyst added varies depending on the other raw materials selected, but is generally 0 to 800 ppm based on the weight of the liquid composition, taking into account the heat generated during aging, the rate of urethane acrylate formation, the storage stability of the intermediate substrate, and the mechanical properties of the cured product.

イソシアネート反応性基を含まない重合性単量体(F)としては、イソシアネート基と常温で反応しないものが好ましく、イソシアネート基と常温で反応しない重合性単量体(F)としては、ビニルモノマーや単官能(メタ)アクリル酸エステル、多官能(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。イソシアネート基と反応する重合性単量体を配合すると保管時に反応して粘度が上昇し作業性が悪くなる虞や十分な機械物性を得ることができない虞がある。 Preferably, the polymerizable monomer (F) that does not contain an isocyanate-reactive group is one that does not react with isocyanate groups at room temperature. Examples of polymerizable monomers (F) that do not react with isocyanate groups at room temperature include vinyl monomers, monofunctional (meth)acrylic acid esters, and polyfunctional (meth)acrylic acid esters. Blending a polymerizable monomer that reacts with isocyanate groups may result in a reaction during storage, increasing viscosity and potentially reducing workability or preventing sufficient mechanical properties from being achieved.

ビニルモノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、酢酸ビニルなどが挙げられ、又、単官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル、ベンジル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ノルボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートなど、多官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレンジ(メタ)アクリレート、ノルボルネンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレートなどが挙げられる。これらの重合性単量体(E)は、単独で用いることも、2種以上を併用することもできる。中間基材としてのタック性や臭気、その硬化物の機械物性の点からジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレンジ(メタ)アクリレート、ベンジルメタクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレートの適用が好ましい。 Examples of vinyl monomers include styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, and vinyl acetate. Examples of monofunctional (meth)acrylic acid esters include methyl methacrylate, benzyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, i-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, norbornyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, and dicyclopentenyloxyethyl (meth). ) acrylate, and examples of polyfunctional (meth)acrylic acid esters include ethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-propanediol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene di(meth)acrylate, norbornene dimethanol di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, ethylene oxide-added bisphenol A di(meth)acrylate, propylene oxide-added bisphenol A di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, and tris(2-(meth)acryloyloxyethyl)isocyanurate. These polymerizable monomers (E) can be used alone or in combination of two or more. In terms of tackiness and odor as an intermediate substrate, and the mechanical properties of the cured product, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tripropylene di(meth)acrylate, benzyl methacrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, ethylene oxide-added bisphenol A di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, and propylene oxide-added bisphenol A di(meth)acrylate are preferred.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、前記組成物(A)と(B)の合計重量に対して重合性単量体(F)の含有量が0~40重量%であることを特徴とする。すなわち、重合性単量体(F)の配合量は、中間基材として目標とする粘度特性やタック性に対し、熟成で得られるウレタンアクリレートに合わせて、液状組成物中に0~40重量%の範囲で調整されることができる。中間基材の硬化収縮を小さくする観点からすると、0~20重量%が好ましい。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the content of polymerizable monomer (F) is 0 to 40% by weight relative to the total weight of compositions (A) and (B). In other words, the blending amount of polymerizable monomer (F) in the liquid composition can be adjusted within the range of 0 to 40% by weight to match the urethane acrylate obtained by aging, with respect to the target viscosity characteristics and tackiness of the intermediate substrate. From the viewpoint of minimizing cure shrinkage of the intermediate substrate, 0 to 20% by weight is preferred.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、より優れたFRP機械物性を与えるという観点から、さらに、前記組成物(A)中のイソシアネート基モル数に対する前記組成物(B)中のイソシアネート反応性基モル比(B/A)が0.8~1.2、好ましくは、0.9~1.1であることを特徴とする。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, from the viewpoint of imparting better FRP mechanical properties, the molar ratio (B/A) of the isocyanate-reactive groups in composition (B) to the number of moles of isocyanate groups in composition (A) is 0.8 to 1.2, preferably 0.9 to 1.1.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物の好ましい実施態様において、B型粘度計で測定された10~50℃における前記組成物(A)と(B)の混合物である液状組成物の粘度が5~200mPa・sであることを特徴とする。すなわち、本発明の液状組成物の粘度は、前記組成物(A)と(B)を混合した時点で、10~50℃で5~200mPa・sが好ましく、目的とする中間基材の単位面積重量にもよるが、特に5~100mPa・sが好ましい。粘度が200mPa・sを越えると単位面積重量の大きい基材への含浸が悪くなり、未含浸部位ができてしまう虞がある。 Furthermore, in a preferred embodiment of the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates of the present invention, the viscosity of the liquid composition, which is a mixture of compositions (A) and (B), at 10 to 50°C, measured with a Brookfield viscometer, is 5 to 200 mPa·s. That is, the viscosity of the liquid composition of the present invention, at the time when compositions (A) and (B) are mixed, is preferably 5 to 200 mPa·s at 10 to 50°C, and although this depends on the unit area weight of the desired intermediate substrate, a viscosity of 5 to 100 mPa·s is particularly preferred. If the viscosity exceeds 200 mPa·s, impregnation into substrates with large unit area weights will be poor, and there is a risk of unimpregnated areas being formed.

本発明の液状組成物は熟成により、ウレタン(メタ)アクリレートへと変化するが、そのウレタンアクリレートのエチレン性不飽和基当量は、特に限定はしないが、1000g/eq未満が好ましい。1000g/eq以上となると、機械物性(曲げ強さ、引張強さ、圧縮強さ、層間せん断強さ)のバランスが悪くなり、成形品の耐熱性が低くなる虞がある。 The liquid composition of the present invention changes into a urethane (meth)acrylate upon aging. The ethylenically unsaturated group equivalent of the urethane acrylate is not particularly limited, but is preferably less than 1000 g/eq. If it is 1000 g/eq or more, the balance of mechanical properties (flexural strength, tensile strength, compressive strength, interlaminar shear strength) will be poor, and the heat resistance of the molded product may be reduced.

本発明の液状組成物には、粘弾性の調整や機械物性の向上を目的に無機粒子やゴム粒子を配合してもよい。無機粒子としては、特に限定されないが炭酸カルシウム、アルミナ、タルク、酸化チタン、シリカ等が挙げられる。ゴム成分としては、特に限定されないが架橋ゴム粒子、ゴム成分が架橋ポリマーに包まれたコアシェルゴム粒子が挙げられる。これらの配合量は液状樹脂組成物の粘度にもよるが2~80重量%、好ましくは2~75重量%である。 The liquid composition of the present invention may contain inorganic particles or rubber particles to adjust viscoelasticity and improve mechanical properties. Examples of inorganic particles include, but are not limited to, calcium carbonate, alumina, talc, titanium oxide, and silica. Examples of rubber components include, but are not limited to, crosslinked rubber particles and core-shell rubber particles in which the rubber component is surrounded by a crosslinked polymer. The amount of these particles added varies depending on the viscosity of the liquid resin composition, but is 2 to 80% by weight, preferably 2 to 75% by weight.

更に本発明の液状組成物には、FRPのさらなる機械強度、衝撃性向上のためにカーボンナノチューブを配合することができる。カーボンナノチューブは液状組成物の粘度、塗工性の観点から単層のカーボンナノチューブが好適で、その配合量はFRP中の単層カーボンナノチューブが0.05~0.5重量%となるようにするとよい。 Furthermore, carbon nanotubes can be blended into the liquid composition of the present invention to further improve the mechanical strength and impact resistance of the FRP. From the standpoint of the viscosity and coatability of the liquid composition, single-walled carbon nanotubes are preferred, and the blending amount should be such that the single-walled carbon nanotubes in the FRP constitute 0.05 to 0.5% by weight.

更に本発明の液状組成物には必要に応じて低収縮剤、内部離型剤、分散剤などを配合することができる。これらの添加物は、溶解性の観点から液状のものが好ましいが、熱を加えて組成物に溶解すれば固形でも良い。 Furthermore, the liquid composition of the present invention can contain low-shrinkage agents, internal mold release agents, dispersants, etc. as needed. These additives are preferably liquid from the standpoint of solubility, but solid additives are also acceptable as long as they dissolve in the composition when heated.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材は、本発明の繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物を繊維材料に含浸してなることを特徴とする。 Furthermore, the fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention is characterized by being obtained by impregnating a fiber material with the liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention.

本発明の中間基材に用いられる繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ザイロン繊維、ボロン繊維、バサルト繊維、セルロース等が挙げられるが、これらには限定されない。又、強化繊維含有率は10~90重量%、機械物性と成形性の面から、好ましくは30~80重量%が望ましい。強化繊維の表面処理剤、形状(一方向、クロス、NCF、不織布等)については限定がない。又、繊維基材と繊維基材の間にコア材を挟み込むことも可能である。コア材の例としては、発泡不織布、ハニカムコアマットなどが挙げられる。 Fibers used in the intermediate substrate of the present invention include, but are not limited to, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, Zylon fiber, boron fiber, basalt fiber, cellulose, etc. Furthermore, the reinforcing fiber content is 10 to 90% by weight, and from the perspective of mechanical properties and moldability, it is preferably 30 to 80% by weight. There are no limitations on the surface treatment agent or shape of the reinforcing fiber (unidirectional, cross, NCF, nonwoven fabric, etc.). It is also possible to sandwich a core material between two fiber substrates. Examples of core materials include foamed nonwoven fabric and honeycomb core mat.

また、本発明の繊維強化プラスチック中間基材の製造方法は、本発明の液状組成物を任意の組成で繊維材料に含浸させる工程と、前記含浸させて得られた繊維強化プラスチック中間基材を熟成させる工程と、を含むことを特徴とする。本発明において、特に限定されないが、例えば、10~60℃までの温度で前記液状組成物を任意の組成で繊維材料に含浸させることができる。また、本発明において、必要に応じて、さらにフィルムで挟み、ローラー圧力で前記液状組成物を前記繊維材料に含浸させて、ロール状、又は綴ら状にしてもよい。その後、前記含浸させて得られた繊維強化プラスチック中間基材を熟成させることができる。すなわち、本発明においては、熟成の間に液状組成物が繊維又は織物に含浸した状態でウレタンアクリレートが形成されることが可能となる。従来においては、一度ウレタンアクリレートを形成させた上で、繊維等に含浸していたが、驚くべきことに、本発明の液状組成物は、繊維又は織物等に含浸した状態で、熟成という工程を経てウレタンアクリレートが形成されることを本発明者らは見出したものである。これにより、本発明においては、液状組成物と繊維とをより強固に結合させることが可能となり、後述する実施例から明らかなように、より良好な含浸性、硬化性、及び機械物性等を発現し得るという有利な効果を奏するものである。 The method for producing a fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention is characterized by comprising the steps of impregnating a fiber material with the liquid composition of the present invention at a desired composition and aging the fiber-reinforced plastic intermediate substrate obtained by the impregnation. While not particularly limited in the present invention, the liquid composition can be impregnated into the fiber material at a desired composition at a temperature of, for example, 10 to 60°C. If necessary, the fiber material may be sandwiched between films and impregnated with the liquid composition using roller pressure to form a roll or bound bundle. The fiber-reinforced plastic intermediate substrate obtained by the impregnation can then be aged. That is, in the present invention, urethane acrylate can be formed while the liquid composition is impregnated into fibers or textiles during the aging process. Conventionally, urethane acrylate has been formed first and then impregnated into fibers, etc.; however, the present inventors surprisingly discovered that the liquid composition of the present invention can be impregnated into fibers, textiles, etc., through a aging process to form urethane acrylate. This makes it possible to more firmly bond the liquid composition to the fibers, and as will be apparent from the examples described below, this has the advantageous effect of enabling the development of better impregnation, curing, and mechanical properties.

好ましい実施態様において、ウレタン化の促進とラジカル重合反応抑制の観点から、前記熟成の温度は、30~80℃とすることができる。このように、液状組成物をフィルム上に塗工し、その塗工面に繊維又は織物をのせ更にフィルムで挟み、ローラーで圧力をかけ液状組成物を繊維又は織物に含浸させることができる。なお、塗工場所から塗布物が繊維又は織物に接触するまでは、塗布物が一定の幅を保つために防波堤状の冶具があるのが好ましい。もしくは、繊維又は織物に液状組成物を滴下又は噴霧し更にフィルムで挟み、ローラーで圧力をかけ液状組成物を繊維又は織物に含浸させることができる。これらの方法で含浸させたものをロール状、又は綴ら状にし、炉(30~80℃)にて熟成させることができる。 In a preferred embodiment, the aging temperature can be set to 30 to 80°C from the viewpoint of promoting urethanization and suppressing radical polymerization reactions. In this manner, the liquid composition can be coated onto a film, fibers or textiles placed on the coated surface, and then sandwiched between films and pressure applied with rollers to impregnate the fibers or textiles with the liquid composition. It is preferable to use a breakwater-like jig to maintain a constant width of the coated material from the coating plant until it comes into contact with the fibers or textiles. Alternatively, the liquid composition can be dripped or sprayed onto the fibers or textiles, which are then sandwiched between films and pressure applied with rollers to impregnate the fibers or textiles with the liquid composition. Materials impregnated using these methods can be formed into rolls or bundles and aged in an oven (30 to 80°C).

また、本発明の繊維強化複合材料は、本発明の繊維強化プラスチック中間基材を硬化させてなることを特徴とする。 Furthermore, the fiber-reinforced composite material of the present invention is characterized by being obtained by curing the fiber-reinforced plastic intermediate substrate of the present invention.

ウレタンアクリレートが繊維上に形成された本発明の中間基材の硬化物は、熱と圧力を加えて加熱硬化させることにより得ることができる。すなわち、ラジカル重合による硬化を行うことが可能である。熱と圧力を加える成形方法としては、オートクレーブ法、オーブン成形、シートワインディング成形、プレス成形等がある。液状組成物中の重合開始剤の種類にもよるが成形温度は、70~180℃、好ましくは100~150℃で成形時間は3~60分であることが好ましく、成形圧力は0.1~10MPaが好ましい。 The cured intermediate substrate of the present invention, in which urethane acrylate is formed on fibers, can be obtained by applying heat and pressure to heat-cure. In other words, curing can be achieved through radical polymerization. Molding methods that apply heat and pressure include autoclave molding, oven molding, sheet winding molding, and press molding. Depending on the type of polymerization initiator in the liquid composition, the molding temperature is preferably 70 to 180°C, preferably 100 to 150°C, the molding time is preferably 3 to 60 minutes, and the molding pressure is preferably 0.1 to 10 MPa.

以下、実施例により本発明の一実施態様についてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。本実施例において「部」は特に断らない限り重量部である。実施例では、中間基材の例としてプリプレグを作製した。 The following examples further illustrate one embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to these examples. In these examples, "parts" refers to parts by weight unless otherwise specified. In these examples, a prepreg was prepared as an example of an intermediate substrate.

〔合成例〕
ビニルエステル樹脂(b1)の合成
(ビニルエステル樹脂1の合成)
温度計、撹拌機、気体導入管、及び還流冷却器を備えた5つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製、製品名:EPICLON 850)678.9部、メタクリル酸(三菱ガス化学社製)316.9部、トリフェニルアンチモン3.0部、メチルハイドロキノン0.2部、2-メチルイミダゾール1.0部を仕込み、空気流下(0.1L/min)、温度130℃に保持し5時間反応させ、ビニルエステル樹脂1を得た。
[Synthesis Example]
Synthesis of vinyl ester resin (b1)
(Synthesis of vinyl ester resin 1)
A five-neck flask equipped with a thermometer, a stirrer, a gas inlet tube, and a reflux condenser was charged with 678.9 parts of bisphenol A epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, product name: EPICLON 850), 316.9 parts of methacrylic acid (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 3.0 parts of triphenylantimony, 0.2 parts of methylhydroquinone, and 1.0 part of 2-methylimidazole, and the mixture was reacted for 5 hours under an air flow (0.1 L/min) while maintaining the temperature at 130°C, to obtain vinyl ester resin 1.

(ビニルエステル樹脂2の合成)
温度計、撹拌機、気体導入管、及び還流冷却器を備えた5つ口フラスコに、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製、製品名:EPICLON 850)661.8部、ビスフェノールA(日鉄ケミカル&マテリアル社製)89.8部、トリフェニルホスフィン0.4部を仕込み、窒素流下(0.2L/min)、温度150℃に保持し0.5時間反応させ、分子延長した。その後、125℃まで冷却し、メタクリル酸(三菱ガス化学社製)242.9部、トリフェニルアンチモン3.0部、メチルハイドロキノン0.2部、2-メチルイミダゾール2.0部を仕込み、空気流下(0.1L/min)、温度130℃に保持し2時間反応させ、ビニルエステル樹脂2を得た。
(Synthesis of vinyl ester resin 2)
A five-neck flask equipped with a thermometer, a stirrer, a gas inlet tube, and a reflux condenser was charged with 661.8 parts of bisphenol A epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, product name: EPICLON 850), 89.8 parts of bisphenol A (manufactured by Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd.), and 0.4 parts of triphenylphosphine. The mixture was then reacted for 0.5 hours under a nitrogen flow (0.2 L / min) at a temperature of 150 ° C., followed by molecular elongation. The mixture was then cooled to 125 ° C., and 242.9 parts of methacrylic acid (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 3.0 parts of triphenylantimony, 0.2 parts of methylhydroquinone, and 2.0 parts of 2-methylimidazole were added. The mixture was then reacted for 2 hours under an air flow (0.1 L / min) at a temperature of 130 ° C. to obtain a vinyl ester resin 2.

(ビニルエステル樹脂3の合成)
温度計、撹拌機、気体導入管、及び還流冷却器を備えた5つ口フラスコに、フェノールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、製品名:EPICLON N-740)671.5部、メタクリル酸(三菱ガス化学社製)325.1部、メチルハイドロキノン0.7部、2-メチルイミダゾール2.7部を仕込み、空気流下(0.1L/min)、温度120℃に保持し3時間反応させ、ビニルエステル樹脂3を得た。
(Synthesis of vinyl ester resin 3)
A five-neck flask equipped with a thermometer, a stirrer, a gas inlet tube, and a reflux condenser was charged with 671.5 parts of a phenol novolac epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, product name: EPICLON N-740), 325.1 parts of methacrylic acid (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 0.7 parts of methylhydroquinone, and 2.7 parts of 2-methylimidazole, and the mixture was reacted for 3 hours under an air flow (0.1 L/min) while maintaining the temperature at 120°C, to obtain vinyl ester resin 3.

〔液状組成物の調製〕
組成物Aと組成物Bをそれぞれ調製した。
[Preparation of Liquid Composition]
Composition A and Composition B were prepared.

<組成物Aの調製>
液状組成物A(x-1)の調製(実施例1、2に用いる組成物(C-1)調製用)
容器にイソホロンジイソシアネート(エボニック社製、製品名:VESTANAT IPDI)959.5部とtert-ブチルペルオキシベンゾエート(日油社製、製品名パーブチルZ)40.5部を配合し、均一溶液になるまで常温で撹拌し、組成物A(x-1)を得た。
<Preparation of Composition A>
Preparation of Liquid Composition A (x-1) (for preparing Composition (C-1) used in Examples 1 and 2)
959.5 parts of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Chemical Industries, Ltd., product name: VESTANAT IPDI) and 40.5 parts of tert-butyl peroxybenzoate (manufactured by NOF Corporation, product name: PERBUTYL Z) were blended in a container and stirred at room temperature until a homogeneous solution was obtained, thereby obtaining a composition A(x-1).

液状組成物A(x-2)の調製(実施例3に用いる組成物(C-2)調製用)
容器にイソホロンジイソシアネート(エボニック社製、製品名:VESTANAT IPDI)958.3部とtert-ブチルペルオキシベンゾエート(日油社製、製品名パーブチルZ)41.7部を配合し、均一溶液になるまで常温で撹拌し、組成物A(x-2)を得た。
Preparation of Liquid Composition A (x-2) (for preparing Composition (C-2) used in Example 3)
958.3 parts of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Chemical Industries, Ltd., product name: VESTANAT IPDI) and 41.7 parts of tert-butyl peroxybenzoate (manufactured by NOF Corporation, product name: PERBUTYL Z) were blended in a container and stirred at room temperature until a homogeneous solution was obtained, thereby obtaining a composition A (x-2).

液状組成物A(x-3)の調製(実施例4に用いる組成物(C-3)調製用)
容器にイソホロンジイソシアネート(エボニック社製、製品名:VESTANAT IPDI)956.1部とtert-ブチルペルオキシベンゾエート(日油社製、製品名パーブチルZ)43.9部を配合し、均一溶液になるまで常温で撹拌し、組成物A(x-3)を得た。
Preparation of Liquid Composition A (x-3) (for preparing Composition (C-3) used in Example 4)
956.1 parts of isophorone diisocyanate (manufactured by Evonik Chemical Industries, Ltd., product name: VESTANAT IPDI) and 43.9 parts of tert-butyl peroxybenzoate (manufactured by NOF Corporation, product name: PERBUTYL Z) were blended in a container and stirred at room temperature until a homogeneous solution was obtained, thereby obtaining a composition A (x-3).

<組成物Bの調製>
液状組成物B(y-1)の調製(実施例1、2に用いる組成物(C-1)調製用)
容器に上記ビニルエステル樹脂1を462.9部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(三菱ガス化学社製)365.6部、ジエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学社製、製品名:NKエステル2G)170.7部、ジブチルヒドロキシトルエン0.4部、及びメチルハイドロキノン0.1部、ジブチル錫ジラウレート0.3部を配合し、均一溶液になるまで撹拌し、組成物B(y-1)を得た。
<Preparation of Composition B>
Preparation of Liquid Composition B(y-1) (for preparing Composition (C-1) used in Examples 1 and 2)
462.9 parts of the vinyl ester resin 1, 365.6 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 170.7 parts of diethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., product name: NK Ester 2G), 0.4 parts of dibutylhydroxytoluene, 0.1 parts of methylhydroquinone, and 0.3 parts of dibutyltin dilaurate were blended in a container and stirred until a homogeneous solution was obtained, thereby obtaining a composition B(y-1).

液状組成物B(y-2)の調製(実施例3に用いる組成物(C-2)調製用)
容器に上記ビニルエステル樹脂2を350.8部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(三菱ガス化学社製)434.8部、ジエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学社製、製品名:NKエステル2G)213.6部、ジブチルヒドロキシトルエン0.4部、及びメチルハイドロキノン0.1部、ジブチル錫ジラウレート0.3部を配合し、均一溶液になるまで撹拌し、組成物B(y-2)を得た。
Preparation of Liquid Composition B (y-2) (for preparing Composition (C-2) used in Example 3)
350.8 parts of the vinyl ester resin 2, 434.8 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 213.6 parts of diethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., product name: NK Ester 2G), 0.4 parts of dibutylhydroxytoluene, 0.1 parts of methylhydroquinone, and 0.3 parts of dibutyltin dilaurate were blended in a container and stirred until a homogeneous solution was obtained, thereby obtaining a composition B(y-2).

液状組成物B(y-3)の調製(実施例4に用いる組成物(C-3)調製用)
容器に上記ビニルエステル樹脂3を422.1部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(三菱ガス化学社製)295.2部、ジエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学社製、製品名:NKエステル2G)281.9部、ジブチルヒドロキシトルエン0.4部、及びメチルハイドロキノン0.1部、ジブチル錫ジラウレート0.3部を配合し、均一溶液になるまで撹拌し、組成物B(y-3)を得た。
Preparation of Liquid Composition B (y-3) (for preparing Composition (C-3) used in Example 4)
A container was charged with 422.1 parts of the vinyl ester resin 3, 295.2 parts of 2-hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 281.9 parts of diethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., product name: NK Ester 2G), 0.4 parts of dibutylhydroxytoluene, 0.1 parts of methylhydroquinone, and 0.3 parts of dibutyltin dilaurate, and the resulting mixture was stirred until a homogeneous solution was obtained, thereby obtaining a composition B(y-3).

調製した液状組成物A及びBをそれぞれ表1に示す重量比で配合し均一溶液になるまで30秒程度撹拌し、中間基材用液状組成物(C-1~3)を得た。さらに、調製した液状組成物の粘度、組成物(A)中のイソシアネート基モル数に対する組成物(B)中のイソシアネート反応性基モル比(B/A)、熟成後に形成されたウレタン(メタ)アクリレートの理論エチレン性不飽和基当量を表1に記載した。 The prepared liquid compositions A and B were blended in the weight ratios shown in Table 1 and stirred for approximately 30 seconds until a uniform solution was obtained, yielding liquid compositions (C-1 to C-3) for intermediate substrates. Furthermore, the viscosity of the prepared liquid compositions, the molar ratio (B/A) of isocyanate-reactive groups in composition (B) to the number of moles of isocyanate groups in composition (A), and the theoretical ethylenically unsaturated group equivalent of the urethane (meth)acrylate formed after aging are also listed in Table 1.

比較例樹脂合成
(ビニルエステル樹脂4の合成)
温度計、撹拌機、気体導入管、及び還流冷却器を備えた5つ口フラスコにビスフェノールA型エポキシ化合物(三菱ケミカル社製、製品名:jER 1001)689.9部、メタクリル酸(三菱ガス化学社製)127.6部、モノメチルエーテルハイドロキノン0.8部、2-メチルイミダゾール1.6部を仕込み、空気流下(0.2L/min)、温度110~120℃に保持し10時間反応させた。その後、ジエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学社製、製品名:NKエステル2G)180.0部で希釈し、ビニルエステル樹脂4を得た。
Comparative Example Resin Synthesis (Synthesis of Vinyl Ester Resin 4)
A five-neck flask equipped with a thermometer, a stirrer, a gas inlet tube, and a reflux condenser was charged with 689.9 parts of a bisphenol A epoxy compound (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: jER 1001), 127.6 parts of methacrylic acid (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.), 0.8 parts of monomethyl ether hydroquinone, and 1.6 parts of 2-methylimidazole, and the mixture was reacted for 10 hours under an air flow (0.2 L/min) at a temperature of 110 to 120°C. Thereafter, the mixture was diluted with 180.0 parts of diethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., product name: NK Ester 2G), to obtain vinyl ester resin 4.

〔比較例樹脂調製〕
比較例として、樹脂を調製した。
[Preparation of Comparative Resin]
As a comparative example, a resin was prepared.

ビニルエステル樹脂(VE-1)の調製(比較例1に用いる組成物(C-4))
上記ビニルエステル樹脂4を990.1部、tert-ブチルペルオキシ2-エチルへキシルモノカーボネート(日油社製、製品名:パーブチルE)9.9部を80℃で調製し、均一溶液になるまで撹拌し、樹脂組成物(C-4)を得た。
Preparation of vinyl ester resin (VE-1) (composition (C-4) used in Comparative Example 1)
990.1 parts of the vinyl ester resin 4 and 9.9 parts of tert-butylperoxy 2-ethylhexyl monocarbonate (manufactured by NOF Corporation, product name: Perbutyl E) were mixed at 80°C and stirred until a homogeneous solution was obtained, to obtain a resin composition (C-4).

エポキシ組成物(EP-1)の調製(比較例2に用いる組成物(C-5))
ビスフェノールA型エポキシ樹脂ブレンド品(三菱ケミカル社製、製品名:jER 1001と三菱ケミカル社製、製品名:jER 828とを50:50の重量比で配合したもの)917.4部にジシアンジアミド45.9部、尿素誘導体36.7部を配合し、均一溶液になるまで撹拌し、樹脂組成物(C-5)を得た。
Preparation of Epoxy Composition (EP-1) (Composition (C-5) used in Comparative Example 2)
917.4 parts of a bisphenol A type epoxy resin blend (a blend of jER 1001, product of Mitsubishi Chemical Corporation, and jER 828, product of Mitsubishi Chemical Corporation, in a weight ratio of 50:50) were blended with 45.9 parts of dicyandiamide and 36.7 parts of a urea derivative, and the mixture was stirred until a homogeneous solution was obtained, thereby obtaining a resin composition (C-5).

上記で調製した樹脂の粘度を表1に記載した。表1は、液状組成物の調製等を示す。 The viscosity of the resin prepared above is shown in Table 1. Table 1 shows the preparation of the liquid composition.

〔ウェットスルー試験〕
液状組成物及び樹脂の含浸性評価を目的として、表1で示した液状組成物(C-1)及び樹脂組成物(C-2~4)を、炭素繊維織物(三菱ケミカル社製、製品名:TR3523M)1枚に各含浸温度で繊維上にスポイトを用いて2滴垂らし、常圧で裏面まで含浸する時間を測定した。試験結果を表2に示した。表2は、ウェットスルー試験(液状組成物及び樹脂の含浸性評価)の結果を示す。
[Wet-through test]
For the purpose of evaluating the impregnation properties of the liquid composition and resin, two drops of the liquid composition (C-1) and resin compositions (C-2 to C-4) shown in Table 1 were dropped onto a sheet of carbon fiber fabric (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: TR3523M) using a dropper at each impregnation temperature, and the time required for the impregnation to reach the back surface at normal pressure was measured. The test results are shown in Table 2. Table 2 shows the results of the wet-through test (evaluation of the impregnation properties of the liquid composition and resin).

(判定方法)
◎10秒以下
〇20秒以下
△30秒以下
×30秒以上
(Judgment method)
◎10 seconds or less 〇20 seconds or less △30 seconds or less x 30 seconds or more

〔収縮率測定〕
寸法安定性の評価を目的として、上記液状組成物(C-1~3)及び樹脂組成物(C-4、5)の硬化物の収縮率を測定した。収縮率は液体比重と硬化物比重から算出した。又、液状組成物(C-1~3)は増粘完了後に硬化させた。増粘条件及び収縮率測定結果を表3に示す。
[Shrinkage rate measurement]
For the purpose of evaluating dimensional stability, the shrinkage rates of the cured products of the above liquid compositions (C-1 to C-3) and resin compositions (C-4, C-5) were measured. The shrinkage rates were calculated from the specific gravity of the liquid and the specific gravity of the cured product. The liquid compositions (C-1 to C-3) were cured after thickening was completed. The thickening conditions and the results of the shrinkage rate measurements are shown in Table 3.

〔中間基材作製〕
プリプレグ(P-1~6)の作製
表4は、中間基材(プリプレグ)作製条件とプリプレグの含浸状態を示す。
[Preparation of intermediate substrate]
Preparation of prepregs (P-1 to P-6)
Table 4 shows the conditions for preparing the intermediate substrate (prepreg) and the impregnation state of the prepreg.

表1で示した液状組成物(C-1~3)を、表4に示す配合で、33cm角に切断した炭素繊維織物(三菱ケミカル社製、製品名:TR3523M)10枚に含浸させ、その後各条件で熟成させることにより、プリプレグを得た。得られたプリプレグは、繊維が約60重量%であった。 Ten sheets of carbon fiber fabric (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: TR3523M) cut into 33 cm squares were impregnated with the liquid compositions (C-1 to C-3) shown in Table 1 using the formulations shown in Table 4, and then aged under various conditions to obtain prepregs. The resulting prepregs contained approximately 60% fiber by weight.

P-5、6(比較例1、2)はホットメルト法により、プリプレグを得た。 P-5 and 6 (Comparative Examples 1 and 2) were prepregs obtained using the hot melt method.

〔中間基材の成形〕
プリプレグの成形
作製したプリプレグ(P-1~6)を用いて、100トン油圧プレス(東邦プレス製作所社製)により成形し、成形板を得た(実施例1~4及び比較例1~2)。成形温度は130℃(実施例1、3、4及び比較例1~2)、150℃(実施例2)、成形圧力は10bar、成形時間は7分であった。
[Molding of intermediate substrate]
Prepreg molding
The prepared prepregs (P-1 to P-6) were molded using a 100-ton hydraulic press (manufactured by Toho Press Manufacturing Co., Ltd.) to obtain molded plates (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2). The molding temperature was 130°C (Examples 1, 3, 4 and Comparative Examples 1 and 2) and 150°C (Example 2), the molding pressure was 10 bar, and the molding time was 7 minutes.

〔成形板物性測定〕
得られた成形板に対して、曲げ試験、層間せん断試験、動的粘弾性測定、成形性及び含浸性試験を実施した。
[Measurement of physical properties of formed plate]
The obtained molded plates were subjected to a bending test, an interlaminar shear test, a dynamic viscoelasticity measurement, a moldability test, and an impregnation test.

曲げ試験
JISK7018に準拠した方法で測定を行った。
Bending test: Measurement was carried out according to a method in accordance with JIS K7018.

層間せん断試験
JISK7078に準拠した方法で測定を行った。
Interlaminar shear test Measurement was carried out according to a method in accordance with JIS K7078.

動的粘弾性測定
動的粘弾性測定装置(TA Instruments社製、製品名:RSA-G2)を用いて測定を行った。
Dynamic Viscoelasticity Measurement Measurement was carried out using a dynamic viscoelasticity measuring device (manufactured by TA Instruments, product name: RSA-G2).

成形性及び含浸性試験(ボイド及び未含浸部位の有無)
含浸性及び成形性の確認を目的として、成形厚み約2.4mm、長さ30cmの試験片断面をマイクロスコープで確認し、ボイド及び未含浸箇所の個数を確認した。
(判定方法)
断面積あたりのボイド及び未含浸箇所の個数
0~1個〇
2~3個△
3個以上×
Moldability and impregnation test (presence of voids and unimpregnated areas)
For the purpose of confirming impregnation and moldability, the cross section of a molded test piece having a thickness of about 2.4 mm and a length of 30 cm was examined under a microscope to check the number of voids and unimpregnated areas.
(Judgment method)
Number of voids and unimpregnated areas per cross-sectional area: 0-1 〇, 2-3 △
3 or more ×

プリプレグ成形板についての曲げ試験、層間せん断試験、動的粘弾性測定結果、成形性及び含浸性試験の結果を表5に示した。 The results of the bending test, interlaminar shear test, dynamic viscoelasticity measurement, moldability and impregnation test for the prepreg molded plate are shown in Table 5.

表2から表5より、該液状組成物が基材への含浸性に優れ、硬化時の収縮が小さく寸法安定性に優れる中間基材を与えることがわかる。又、表5より、その中間基材は機械物性及び耐熱性に優れ、ボイドや未含浸部位がほとんど無い信頼性の高い複合材料を与えることがわかる。低粘度で含浸性に優れた該液状組成物を用いる本発明により、単位面積重量の大きい中間基材を製造することができる液状組成物、及び単位面積重量の大きい中間基材に関し、積層回数を減らしボイドの極力少ない高強度なFRP、寸法安定性に優れるFRPを提供することが可能である。 Tables 2 to 5 show that the liquid composition has excellent impregnation into the substrate, produces an intermediate substrate with little shrinkage during curing and excellent dimensional stability. Furthermore, Table 5 shows that the intermediate substrate produces a highly reliable composite material with excellent mechanical properties and heat resistance, and almost no voids or unimpregnated areas. The present invention uses this liquid composition, which has low viscosity and excellent impregnation, and can be used to produce intermediate substrates with large unit weights. It is also possible to reduce the number of laminations and provide high-strength FRP with minimal voids and excellent dimensional stability for intermediate substrates with large unit weights.

本発明のラジカル重合性樹脂組成物及び中間基材は、軽量で高強度であるため、輸送機器や産業資材、土木補強材、スポーツ用具など、応用範囲はこれらに限られるものではなく、多岐に渡り使用できる。 The radically polymerizable resin composition and intermediate substrate of the present invention are lightweight and strong, and therefore can be used in a wide range of applications, including, but not limited to, transportation equipment, industrial materials, civil engineering reinforcement materials, and sports equipment.

Claims (11)

2個以上のイソシアネート基を有する化合物(a)を含む組成物(A)と、ビニルエステル樹脂(b1)及びエチレン性不飽和基含有モノアルコール化合物(b2)を含む組成物(B)と、を含有する繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物であって、重合禁止剤(C)が前記組成物(B)に配合されていることを特徴とする繊維強化プラスチック中間基材用液状組成物。 A liquid composition for fiber-reinforced plastic intermediate substrates, comprising composition (A) containing compound (a) having two or more isocyanate groups, and composition (B) containing vinyl ester resin (b1) and ethylenically unsaturated group-containing monoalcohol compound (b2), wherein polymerization inhibitor (C) is blended into composition (B). 重合禁止剤(C)が前記組成物(A)に配合された請求項1記載の液状組成物。 2. The liquid composition according to claim 1, wherein a polymerization inhibitor (C) is also blended in said composition (A). 重合開始剤(D)及び/又はウレタン化触媒(E)が、前記組成物(A)及び/又は(B)に配合された請求項1又は2に記載の液状組成物。 The liquid composition according to claim 1 or 2, wherein a polymerization initiator (D) and/or a urethane catalyst (E) is blended with the composition (A) and/or (B). 前記組成物(A)中のイソシアネート基モル数に対する前記組成物(B)中のイソシアネート反応性基モル比(B/A)は0.8~1.2である請求項1~3のいずれか一項に記載の液状組成物。 The liquid composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the molar ratio (B/A) of the isocyanate-reactive groups in composition (B) to the number of moles of isocyanate groups in composition (A) is 0.8 to 1.2. 前記組成物(A)及び/又は(B)はイソシアネート反応性基を有さない重合性単量体(F)を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の液状組成物。 The liquid composition described in any one of claims 1 to 4, characterized in that the compositions (A) and/or (B) contain a polymerizable monomer (F) that does not have an isocyanate-reactive group. 前記組成物(A)と(B)の合計重量に対して重合性単量体(F)の含有量は1~40重量%である請求項1~5のいずれか一項に記載の液状組成物。 The liquid composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of polymerizable monomer (F) is 1 to 40 wt% relative to the total weight of compositions (A) and (B). B型粘度計で測定された10~50℃における粘度は5~200mPa・sであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか一項に記載の液状組成物。 The liquid composition according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the viscosity at 10 to 50°C measured with a Brookfield viscometer is 5 to 200 mPa·s. 請求項1~7のいずれか一項に記載の液状組成物を繊維材料に含浸してなる繊維強化プラスチック中間基材。 A fiber-reinforced plastic intermediate substrate obtained by impregnating a fiber material with the liquid composition described in any one of claims 1 to 7. 請求項8記載の繊維強化プラスチック中間基材を硬化させてなる繊維強化複合材料。 A fiber-reinforced composite material obtained by curing the fiber-reinforced plastic intermediate substrate according to claim 8. 請求項1~7のいずれか一項に記載の液状組成物を任意の組成で繊維材料に含浸させる工程と、前記含浸させて得られた繊維強化プラスチック中間基材を熟成させる工程と、を含むことを特徴とする繊維強化プラスチック中間基材の製造方法。 A method for producing a fiber-reinforced plastic intermediate substrate, comprising the steps of: impregnating a fiber material with the liquid composition described in any one of claims 1 to 7 at an arbitrary composition; and maturing the fiber-reinforced plastic intermediate substrate obtained by the impregnation. 前記熟成の温度は、30~80℃である請求項10記載の方法。
The method according to claim 10, wherein the aging temperature is 30 to 80°C.
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