JP5887963B2 - Prepreg and carbon fiber reinforced composites - Google Patents

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本発明は、優れたマイクロクラック耐性、導電性、および、耐衝撃性とを兼ね備えた炭素繊維強化複合材料、およびそれに好適に用いられるプリプレグに関するものである。   The present invention relates to a carbon fiber reinforced composite material having excellent microcrack resistance, electrical conductivity, and impact resistance, and a prepreg suitably used therefor.

炭素繊維強化複合材料は、強度、剛性および導電性等に優れていることから有用であり、航空機構造部材、風車の羽根、自動車外板およびICトレイやノートパソコンの筐体(ハウジング)などのコンピュータ用途等に広く展開され、その需要は年々増加しつつある。   Carbon fiber reinforced composite materials are useful because they are excellent in strength, rigidity, electrical conductivity, etc., and are useful for computers such as aircraft structural members, windmill blades, automobile skins, and IC trays and notebook computer housings (housings). Widely used in applications, the demand is increasing year by year.

炭素繊維強化複合材料は、強化繊維である炭素繊維とマトリックス樹脂を必須の構成要素とするプリプレグを成形してなる不均一材料をその一態様としており、その場合、強化繊維の配列方向の物性とそれ以外の方向の物性に大きな差が存在することになる。例えば、落錘衝撃に対する抵抗性で示される耐衝撃性は、炭素繊維強化複合材料の層間の板端剥離強度等で定量される層間剥離強度によって支配されるため、強化繊維の強度を向上させるのみでは、抜本的な改良に結びつかないことが知られている。特に、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とする炭素繊維強化複合材料は、マトリックス樹脂の低い靭性を反映し、強化繊維の配列方向以外からの応力に対し、破壊され易い性質を持っている。そのため、強化繊維の配列方向以外からの応力に対応することができる炭素繊維強化複合材料物性の改良を目的に、種々の技術が提案されている。   The carbon fiber reinforced composite material has, as one aspect thereof, a non-uniform material formed by molding a prepreg having carbon fibers that are reinforcing fibers and a matrix resin as essential constituent elements. There will be a large difference in physical properties in other directions. For example, the impact resistance shown by the resistance to falling weight impact is governed by the delamination strength determined by the plate edge delamination strength between the layers of the carbon fiber reinforced composite material, so it only improves the strength of the reinforcing fibers. Then, it is known that it does not lead to drastic improvement. In particular, a carbon fiber reinforced composite material using a thermosetting resin as a matrix resin reflects the low toughness of the matrix resin, and has a property of being easily broken by stress from other than the direction in which the reinforcing fibers are arranged. Therefore, various techniques have been proposed for the purpose of improving the physical properties of the carbon fiber reinforced composite material that can cope with stresses from other than the direction in which the reinforcing fibers are arranged.

その中の一つに、表面部分に樹脂微粒子を分散させたプリプレグが提案されている。例えば、ナイロン等の熱可塑性樹脂からなる樹脂微粒子、あるいは、不溶性のゴム粒子を表面に分散させたプリプレグを用いて、耐熱性の良好な高靭性複合材料を与える技術が提案されている(特許文献1、2、および、3参照)。また別に、ポリスルホンオリゴマー添加により靭性が改良されたマトリックス樹脂と熱硬化性樹脂からなる樹脂微粒子との組み合わせによって、炭素繊維強化複合材料に高度の靭性を発現させる技術が提案されている(特許文献4参照)。これらの技術は、高度な耐衝撃性を与える一方で層間に絶縁層となる樹脂層を生じることになるため、炭素繊維強化複合材料の特徴の一つである導電性のうち、厚み方向の導電性が著しく劣るという欠点があり、炭素繊維強化複合材料において優れた耐衝撃性と導電性とを両立することは困難であった。   As one of them, a prepreg in which resin fine particles are dispersed in a surface portion has been proposed. For example, there has been proposed a technique for providing a high-toughness composite material with good heat resistance by using a prepreg in which resin fine particles made of a thermoplastic resin such as nylon or insoluble rubber particles are dispersed on the surface (Patent Document) 1, 2, and 3). Separately, a technique has been proposed in which high toughness is expressed in a carbon fiber reinforced composite material by combining a matrix resin whose toughness has been improved by addition of a polysulfone oligomer and resin fine particles made of a thermosetting resin (Patent Document 4). reference). Since these technologies give a high impact resistance while producing a resin layer that becomes an insulating layer between the layers, among the conductivity that is one of the characteristics of the carbon fiber reinforced composite material, However, it has been difficult to achieve both excellent impact resistance and conductivity in a carbon fiber reinforced composite material.

そこで、炭素繊維強化複合材料の厚み方向の導電性と耐衝撃性とを一度に解決する方法として、予めマトリックス樹脂に熱可塑性樹脂粒子とカーボン粒子や金属めっき有機粒子などの導電性粒子を組み合わせる方法が提案されている(特許文献5参照)。かかる技術を備えた炭素繊維強化複合材料を航空機構造材として利用する際には、上限温度71℃から下限温度−54℃における環境下のような離着陸を繰り返す温度領域で使用されるので、炭素繊維強化複合材料に高い環境負荷がかかり、外見上顕著な損傷が認められない場合でも、カーボン粒子や金属めっき有機粒子とマトリックス樹脂との間に大きな線膨張係数差が存在し、マトリックス樹脂に大きな熱歪みが加わることがある。この熱歪みによって、カーボン粒子や金属めっき有機粒子とマトリックス樹脂との界面、あるいは、カーボン粒子や金属めっき有機粒子と炭素繊維との接触箇所を起点とする数十〜数百μm程度の微小なクラック(マイクロクラック)が発生することがあるため、短期間の使用では問題がないと考えられるものの、長期間の使用を想定した場合、長期の環境疲労が加わると炭素繊維強化複合材料の内部に割れやトランスバースクラックを生じるおそれがあった。   Therefore, as a method of solving the conductivity and impact resistance in the thickness direction of the carbon fiber reinforced composite material at once, a method of combining thermoplastic resin particles and conductive particles such as carbon particles and metal plating organic particles in advance with a matrix resin Has been proposed (see Patent Document 5). When a carbon fiber reinforced composite material having such a technique is used as an aircraft structural material, the carbon fiber reinforced composite material is used in a temperature range where repeated take-off and landing such as in an environment from an upper limit temperature of 71 ° C. to a lower limit temperature of −54 ° C. Even when the reinforced composite material is subjected to a high environmental load and there is no apparent damage, there is a large difference in linear expansion coefficient between the carbon particles and metal-plated organic particles and the matrix resin, and the matrix resin Distortion may be added. Due to this thermal strain, minute cracks of about several tens to several hundreds of micrometers starting from the interface between the carbon particles or metal-plated organic particles and the matrix resin, or the contact points between the carbon particles or metal-plated organic particles and the carbon fibers. (Microcracks) may occur, so there is no problem with short-term use. However, when long-term use is assumed, long-term environmental fatigue adds cracks inside the carbon fiber reinforced composite material. And transverse cracks could occur.

マイクロクラック耐性を向上させるために、例えば特許文献6で提案されているようなマトリックス樹脂に靱性が高いコアシェルゴム粒子を配合することや、特許文献2および3で提案されているような、プリプレグ表面に熱可塑性樹脂粒子よりも靱性が高い不溶性のゴム粒子を配合する方法が考えられる。しかし、コアシェルゴム粒子を粘度の高い航空機用マトリックス樹脂に配合すると一般にコアシェルゴム粒子が凝集する傾向にあり、炭素繊維強化複合材料の圧縮特性が低下する傾向にある。一方、特許文献2および3で提案されているような不溶性ゴム粒子を単に靱性の低いマトリックス樹脂に配合しても、マトリックス樹脂の靱性不足により不溶性ゴム粒子のキャビテーション効果を十分に発揮することができず炭素繊維強化複合材料のマイクロクラック耐性を発現することができない。さらには、導電性粒子に対して該不溶性ゴム粒子は適切な粒径分布、粒径サイズを持たないため、カーボン粒子や金属めっき有機粒子とマトリックス樹脂との界面、あるいは、カーボン粒子や金属めっき有機粒子と炭素繊維との接触箇所を十分に高靱性化できないため、これら界面、接触箇所を起点とするマイクロクラックを防止することができない。   In order to improve the microcrack resistance, for example, a core-shell rubber particle having high toughness is blended in a matrix resin as proposed in Patent Document 6, or a prepreg surface as proposed in Patent Documents 2 and 3 A method of blending insoluble rubber particles having higher toughness than thermoplastic resin particles is conceivable. However, when core-shell rubber particles are blended with a high-viscosity aircraft matrix resin, the core-shell rubber particles generally tend to agglomerate, and the compression characteristics of the carbon fiber reinforced composite material tend to decrease. On the other hand, even if insoluble rubber particles as proposed in Patent Documents 2 and 3 are simply blended in a matrix resin with low toughness, the cavitation effect of the insoluble rubber particles can be sufficiently exhibited due to insufficient toughness of the matrix resin. The carbon fiber reinforced composite material cannot exhibit the microcrack resistance. Furthermore, since the insoluble rubber particles do not have an appropriate particle size distribution and particle size with respect to the conductive particles, the interface between the carbon particles or the metal plating organic particles and the matrix resin, or the carbon particles or the metal plating organics. Since the contact location between the particles and the carbon fiber cannot be sufficiently increased in toughness, microcracks starting from these interfaces and contact locations cannot be prevented.

米国特許第5,028,478号明細書US Pat. No. 5,028,478 特開平1−118565JP-A-1-118565 米国特許第5627222号明細書US Pat. No. 5,627,222 特開平3−26750号公報JP-A-3-26750 特開2008−231395号公報JP 2008-231395 A 特開2009−280669号公報JP 2009-280669 A 国際公開第2010/109929号パンフレットInternational Publication No. 2010/109929 Pamphlet

そこで本発明の目的は、上記課題を解決し、優れたマイクロクラック耐性、導電性、および、耐衝撃性とを兼ね備えた炭素繊維強化複合材料、およびそれに好適に用いられるプリプレグを得ることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and obtain a carbon fiber reinforced composite material having excellent microcrack resistance, electrical conductivity, and impact resistance, and a prepreg suitably used for the carbon fiber reinforced composite material.

上記目的を達成するための本発明は、次のいずれかの構成を有するものである。すなわち、
炭素繊維[A]、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、および下記(1)、(2)の少なくとも一方を満たしてなるプリプレグであって、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物、または、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物を180℃の温度下で2時間硬化した硬化物のKICが0.8〜2.0MPa・m1/2であり、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、および熱可塑性樹脂粒子[E]のいずれも、その総量の90〜100質量%が、該プリプレグの厚さ方向において、該プリプレグの両方の主面それぞれから該プリプレグの厚さに対して20%の深さまでの範囲内に分布しており、ゴム粒子[D]の粒径、あるいは、ゴム粒子[D]の粒径および熱可塑性樹脂粒子[E]の粒径のメジアン径が小さくない方の粒子の粒径は、そのメジアン径が、導電性粒子[C]の粒径のメジアン径と同じかもしくはそれより小さく、ゴム粒子[D]が、レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した場合において、全体積を100%として累積カーブを求めた時、その累積カーブが5%となる粒径が1〜5μmである、プリプレグである。
(1)ゴム粒子[D]を含む。
(2)ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]を含む。
In order to achieve the above object, the present invention has one of the following configurations. That is,
A carbon fiber [A], a thermosetting resin [B], a conductive particle [C], and a prepreg satisfying at least one of the following (1) and (2), wherein the thermosetting resin [B], Thermosetting resin composition comprising conductive particles [C] and rubber particles [D], or thermosetting resin [B], conductive particles [C], rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E And a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition at 180 ° C. for 2 hours with a K IC of 0.8 to 2.0 MPa · m 1/2 , conductive particles [C], rubber particles Both [D] and the thermoplastic resin particles [E] are 90 to 100% by mass of the total amount with respect to the thickness of the prepreg from both main surfaces of the prepreg in the thickness direction of the prepreg. Rubber particles [ ], Or the particle diameter of the rubber particle [D] and the diameter of the thermoplastic resin particle [E] that are not smaller are the median diameters of the conductive particles [C ] rather small equal to or than the median diameter of the particle size of the rubber particles [D] is in the case of measuring the particle size distribution by laser diffraction scattering method, when calculated cumulative curve of the total volume as 100%, the A prepreg having a particle size of 1 to 5 μm with a cumulative curve of 5% .
(1) Contains rubber particles [D].
(2) Including rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E].

あるいは、炭素繊維[A]、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、および下記(1)、(2)の少なくとも一方を満たしてなるプリプレグであって、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物、または、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物を180℃の温度下で2時間硬化した硬化物のKICが0.8〜2.0MPa・m1/2であり、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、および熱可塑性樹脂粒子[E]のいずれも、その総量の90〜100質量%が、該プリプレグの厚さ方向において、該プリプレグの片方の主面から該プリプレグの厚さに対して20%の深さまでの範囲内に分布しており、ゴム粒子[D]の粒径、あるいは、ゴム粒子[D]の粒径および熱可塑性樹脂粒子[E]の粒径のメジアン径が小さくない方の粒子の粒径は、そのメジアン径が、導電性粒子[C]の粒径のメジアン径と同じかもしくはそれより小さく、ゴム粒子[D]が、レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した場合において、全体積を100%として累積カーブを求めた時、その累積カーブが5%となる粒径が1〜5μmである、プリプレグである。
(1)ゴム粒子[D]を含む。
(2)ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]を含む。
Alternatively, a prepreg satisfying at least one of carbon fiber [A], thermosetting resin [B], conductive particles [C], and the following (1) and (2), and thermosetting resin [B ], A thermosetting resin composition comprising conductive particles [C] and rubber particles [D], or thermosetting resin [B], conductive particles [C], rubber particles [D] and thermoplastic resin particles The cured product obtained by curing the thermosetting resin composition comprising [E] at a temperature of 180 ° C. for 2 hours has a K IC of 0.8 to 2.0 MPa · m 1/2 , and conductive particles [C], In each of the rubber particles [D] and the thermoplastic resin particles [E], 90 to 100% by mass of the total amount is from the main surface of one side of the prepreg to the thickness of the prepreg in the thickness direction of the prepreg. The rubber particles are distributed within a depth of 20%. D], or the particle diameter of the rubber particle [D] and the particle diameter of the thermoplastic resin particle [E] that are not smaller are the median diameters of the conductive particles [ C] rather small equal to or than the median diameter of particle size of, when the rubber particle [D] is in the case of measuring the particle size distribution by laser diffraction scattering method, of obtaining the cumulative curve of the total volume as 100%, The prepreg has a particle size of 1 to 5 μm with a cumulative curve of 5% .
(1) Contains rubber particles [D].
(2) Including rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E].

また、本発明の炭素繊維強化複合材料は、上記のプリプレグを2枚以上含み、それらのうち少なくとも2枚の前記プリプレグが隣接している積層体を加熱および加圧する工程を備える方法により得られる。   Moreover, the carbon fiber reinforced composite material of the present invention is obtained by a method comprising a step of heating and pressurizing a laminate comprising two or more of the above prepregs, of which at least two of the prepregs are adjacent.

本発明によれば、厚み方向の導電性に加えて熱サイクルによる疲労耐性(マイクロクラック耐性)に優れ、かつ高い耐衝撃性を発現する炭素繊維強化複合材料、ならびにそれを得るために好適なプリプレグを得ることができる。従来技術では、耐衝撃性と導電性とを同時に満たす炭素繊維強化複合材料を得ることはできたが、同時にマイクロクラック耐性にも優れた航空機部材に好適な炭素繊維強化複合材料は得ることができなかった。本発明により、厚み方向の導電性と耐衝撃性に加えて、マイクロクラック耐性に優れた炭素繊維強化複合材料を提供することが可能となり、航空機、宇宙用途、自動車、船舶、風車等の構造材として好適に用いることができる。   According to the present invention, a carbon fiber reinforced composite material that is excellent in fatigue resistance (microcrack resistance) due to thermal cycle in addition to conductivity in the thickness direction and that exhibits high impact resistance, and a prepreg suitable for obtaining the same. Can be obtained. In the prior art, it was possible to obtain a carbon fiber reinforced composite material that satisfies both impact resistance and electrical conductivity at the same time, but at the same time, it was possible to obtain a carbon fiber reinforced composite material suitable for an aircraft member having excellent microcrack resistance. There wasn't. According to the present invention, it becomes possible to provide a carbon fiber reinforced composite material excellent in microcrack resistance in addition to conductivity and impact resistance in the thickness direction, and structural materials for aircraft, space use, automobiles, ships, windmills, etc. Can be suitably used.

本発明の代表的なプリプレグ(2枚以上積層された状態)の断面図の一例である。It is an example of sectional drawing of the typical prepreg (state in which 2 or more sheets were laminated | stacked) of this invention.

本発明者らは、炭素繊維、熱硬化性樹脂からなる炭素繊維強化複合材料について、耐衝撃性と導電性とを高度に両立しながら、マイクロクラック耐性を発現させるメカニズムを追求した結果、以下に説明される炭素繊維複合材料の積層層間部に導電性粒子を加えて、さらにその積層層間部にゴム粒子を配置し、あるいは、導電性粒子に加えて、その積層層間部に熱可塑性樹脂粒子とゴム粒子を配置し、該ゴム粒子のキャビテーション効果を最大限に引き起こすため、ある特定の靱性値を有するマトリックス樹脂を用いることにより、優れた耐衝撃性と導電性とを両立し、加えてマイクロクラック耐性を高度に兼ね備えた炭素繊維強化複合材料を得られることを見出し、かかる炭素繊維強化複合材料が得られるプリプレグを想到したものである。   As a result of pursuing a mechanism for developing microcrack resistance while simultaneously achieving both high impact resistance and conductivity for carbon fiber reinforced composite materials made of carbon fiber and thermosetting resin, the present inventors have as follows. Conductive particles are added to the laminated interlayer portion of the carbon fiber composite material to be described, and rubber particles are further arranged in the laminated interlayer portion. Alternatively, in addition to the conductive particles, thermoplastic resin particles are placed in the laminated interlayer portion. By arranging the rubber particles and causing the cavitation effect of the rubber particles to the maximum, by using a matrix resin having a specific toughness value, both excellent impact resistance and conductivity are added, and in addition microcracks It was discovered that a carbon fiber reinforced composite material having a high level of resistance could be obtained, and a prepreg from which such a carbon fiber reinforced composite material was obtained was conceived.

プリプレグとは、強化繊維にマトリックス樹脂を含浸した成形中間基材であり、本発明においては、強化繊維として炭素繊維が用いられ、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂が用いられる。かかるプリプレグにおいては、熱硬化性樹脂は未硬化の状態にあり、プリプレグを積層、硬化することで炭素繊維強化複合材料が得られる。もちろん、プリプレグ単層を硬化させても炭素繊維強化複合材料が得られる。複数枚のプリプレグを積層、硬化させてなる炭素繊維強化複合材料は、プリプレグの表面部が、炭素繊維強化複合材料の積層層間部となり、プリプレグの内部が、炭素繊維強化複合材料の積層層内部となる。以下、本発明を詳細に説明する。   A prepreg is a molded intermediate base material in which a reinforcing fiber is impregnated with a matrix resin. In the present invention, carbon fiber is used as the reinforcing fiber, and a thermosetting resin is used as the matrix resin. In such a prepreg, the thermosetting resin is in an uncured state, and a carbon fiber reinforced composite material can be obtained by laminating and curing the prepreg. Of course, a carbon fiber reinforced composite material can be obtained even if the prepreg monolayer is cured. In the carbon fiber reinforced composite material obtained by laminating and curing a plurality of prepregs, the surface portion of the prepreg becomes a laminated interlayer portion of the carbon fiber reinforced composite material, and the inside of the prepreg is inside the laminated layer of the carbon fiber reinforced composite material. Become. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明のプリプレグは、炭素繊維[A]、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、および下記(1)、(2)の少なくとも一方を満たしてなるプリプレグであって、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物、または、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物を180℃の温度下で2時間硬化した硬化物のKIcが0.8〜2.0MPa・m1/2であり、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、および熱可塑性樹脂粒子[E]のいずれも、その総量の90〜100質量%が、該プリプレグの厚さ方向において、該プリプレグの両方の主面それぞれから該プリプレグの厚さに対して20%の深さまでの範囲内に分布している、プリプレグである。
(1)ゴム粒子[D]を含む。
(2)ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]を含む。
The prepreg of the present invention is a prepreg formed by satisfying at least one of carbon fiber [A], thermosetting resin [B], conductive particles [C], and the following (1) and (2): Thermosetting resin composition comprising conductive resin [B], conductive particles [C] and rubber particles [D], or thermosetting resin [B], conductive particles [C], rubber particles [D] and The cured product obtained by curing the thermosetting resin composition comprising the thermoplastic resin particles [E] at 180 ° C. for 2 hours has a K Ic of 0.8 to 2.0 MPa · m 1/2 , and conductive particles [C], rubber particles [D], and thermoplastic resin particles [E] are all 90 to 100% by mass of the total amount from both main surfaces of the prepreg in the thickness direction of the prepreg. Distribution within a range of 20% depth relative to the thickness of the prepreg And that is a prepreg.
(1) Contains rubber particles [D].
(2) Including rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E].

または、本発明のプリプレグは、炭素繊維[A]、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、および下記(1)、(2)の少なくとも一方を満たしてなるプリプレグであって、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物、または、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物を180℃の温度下で2時間硬化した硬化物のKIcが0.8〜2.0MPa・m1/2であり、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、および熱可塑性樹脂粒子[E]のいずれも、その総量の90〜100質量%が、該プリプレグの厚さ方向において、該プリプレグの片方の主面から該プリプレグの厚さに対して20%の深さまでの範囲内に分布している、プリプレグである。
(1)ゴム粒子[D]を含む。
(2)ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]を含む。
Alternatively, the prepreg of the present invention is a prepreg formed by satisfying at least one of carbon fiber [A], thermosetting resin [B], conductive particles [C], and the following (1) and (2): Thermosetting resin composition consisting of thermosetting resin [B], conductive particles [C] and rubber particles [D], or thermosetting resin [B], conductive particles [C], rubber particles [D And a cured product obtained by curing the thermosetting resin composition composed of the thermoplastic resin particles [E] at a temperature of 180 ° C. for 2 hours has a K Ic of 0.8 to 2.0 MPa · m 1/2 and is conductive. 90 to 100% by mass of the total amount of each of the conductive particles [C], the rubber particles [D], and the thermoplastic resin particles [E] is from one main surface of the prepreg in the thickness direction of the prepreg. Distribution within a range of up to 20% of the thickness of the prepreg And that is a prepreg.
(1) Contains rubber particles [D].
(2) Including rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E].

本発明で用いられる炭素繊維[A]は、用途に応じてあらゆる種類の炭素繊維を用いることが可能であるが、より高い導電性を発現することから、少なくとも280GPaの引張弾性率を有する炭素繊維であることが好ましい。また、耐衝撃性との両立の点から高くとも440GPaの引張弾性率を有する炭素繊維であることが好ましい。また、耐衝撃性の観点からは耐衝撃性に優れ、高い剛性および機械強度を有する炭素繊維強化複合材料が得られることから、引張強度が好ましくは4.4〜6.5GPaであり、一方、引張伸度も重要な要素であり1.7〜2.3%の高強度高伸度炭素繊維であることが好ましい。従って、高い導電性および耐衝撃性を両立する点から、引張弾性率が少なくとも280GPaであり、引張強度が少なくとも4.4GPaであり 、引張伸度が少なくとも1.7%であるという特性を兼ね備えた炭素繊維が最も適している。引張弾性率、引張強度および引張伸度は、JIS R7601(1986)に記載されるストランド引張試験により測定することができる。   As the carbon fiber [A] used in the present invention, any type of carbon fiber can be used depending on the application, but carbon fiber having a tensile elastic modulus of at least 280 GPa because it exhibits higher conductivity. It is preferable that Moreover, it is preferable that it is a carbon fiber which has a tensile elasticity modulus of 440 GPa at the maximum from the point of coexistence with impact resistance. In addition, from the viewpoint of impact resistance, a carbon fiber reinforced composite material having excellent impact resistance and high rigidity and mechanical strength is obtained, so that the tensile strength is preferably 4.4 to 6.5 GPa, The tensile elongation is also an important factor, and is preferably a high-strength, high-strength carbon fiber of 1.7 to 2.3%. Therefore, from the point of achieving both high conductivity and impact resistance, the tensile elastic modulus is at least 280 GPa, the tensile strength is at least 4.4 GPa, and the tensile elongation is at least 1.7%. Carbon fiber is most suitable. The tensile modulus, tensile strength, and tensile elongation can be measured by a strand tensile test described in JIS R7601 (1986).

このような炭素繊維の市販品としては、“トレカ(登録商標)”T800S−24K−10E、“トレカ(登録商標)”T800G−24K−31E、および“トレカ(登録商標)”T700SC−24K−50C(以上いずれも東レ(株)製)などが挙げられる。   Commercially available products of such carbon fibers include “Torayca (registered trademark)” T800S-24K-10E, “Torayca (registered trademark)” T800G-24K-31E, and “Torayca (registered trademark)” T700SC-24K-50C. (All of these are manufactured by Toray Industries, Inc.).

炭素繊維[A]の形態や配列については、連続した形態のものであればその配列は問わないが、軽量で耐久性がより高い水準にある炭素繊維強化複合材料を得るためには、炭素繊維が、一方向に引き揃えた長繊維、織物、二方向織物、多軸織物、不織布、マット、ニット、組み紐、トウおよびロービング等連続繊維の形態であることが好ましい。   As for the form and arrangement of the carbon fibers [A], the arrangement is not limited as long as it is a continuous form, but in order to obtain a carbon fiber reinforced composite material that is lightweight and has a higher durability level, Are preferably in the form of continuous fibers such as long fibers, woven fabrics, bi-directional fabrics, multiaxial fabrics, nonwoven fabrics, mats, knits, braids, tows and rovings aligned in one direction.

また、炭素繊維の形態として、プリフォームを適用することもできる。ここで、プリフォームとは、通常、長繊維の炭素繊維からなる織物基布を積層したもの、またはその織物基布をステッチ糸により縫合一体化したもの、あるいは立体織物や編組物などの繊維構造物を意味する。   Moreover, a preform can also be applied as a form of carbon fiber. Here, the preform is usually a laminated fabric base fabric made of carbon fibers of long fibers, a fabric base fabric stitched and integrated with stitch yarns, or a fiber structure such as a three-dimensional fabric or a braided fabric. Means a thing.

本発明で用いられる炭素繊維[A]は、単繊維繊度は0.2〜2.0dtexであることが好ましく、より好ましくは0.4〜1.8dtexである。0.2dtex未満であると、撚糸時においてガイドローラーとの接触による炭素繊維束の損傷が起こりやすくなることがあり、また熱硬化性樹脂の含浸処理工程においても同様の損傷が起こることがある。2.0dtexを越えると炭素繊維束に熱硬化性樹脂が十分に含浸されないことがあり、結果として耐疲労性が低下することがある。   The carbon fiber [A] used in the present invention preferably has a single fiber fineness of 0.2 to 2.0 dtex, more preferably 0.4 to 1.8 dtex. If it is less than 0.2 dtex, the carbon fiber bundle may be easily damaged by the contact with the guide roller during twisting, and the same damage may occur in the impregnation process of the thermosetting resin. If it exceeds 2.0 dtex, the carbon fiber bundle may not be sufficiently impregnated with the thermosetting resin, and as a result, fatigue resistance may be reduced.

本発明で用いられる炭素繊維[A]は、一つの繊維束中のフィラメント数が2500〜50000本の範囲であることが好ましい。フィラメント数が2500本を下回ると繊維配列が蛇行しやすく強度低下の原因となりやすい。また、フィラメント数が50000本を上回るとプリプレグ作製時あるいは成形時に樹脂含浸をし難い。フィラメント数は、より好ましくは2800〜25000本の範囲である。   The carbon fiber [A] used in the present invention preferably has a number of filaments in the range of 2500 to 50000 in one fiber bundle. When the number of filaments is less than 2500, the fiber arrangement tends to meander and easily cause a decrease in strength. If the number of filaments exceeds 50,000, it is difficult to impregnate the resin during prepreg production or molding. The number of filaments is more preferably in the range of 2800 to 25000.

本発明で用いられる熱硬化性樹脂[B]は、熱により架橋反応が進行して、少なくとも部分的に三次元架橋構造を形成する樹脂であれば特に限定されない。かかる熱硬化性樹脂としては、例えば、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、シアネート樹脂、マレイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂およびポリイミド樹脂等が挙げられ、これらの変性体および2種類以上ブレンドした樹脂なども用いることができる。また、これらの熱硬化性樹脂は、加熱により自己硬化するものであっても良いし、硬化剤や硬化促進剤などを配合するものであっても良い。   The thermosetting resin [B] used in the present invention is not particularly limited as long as it undergoes a crosslinking reaction by heat and at least partially forms a three-dimensional crosslinked structure. Examples of such thermosetting resins include unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, epoxy resins, cyanate resins, maleimide resins, benzoxazine resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, and polyimide resins. A modified body and a blended resin of two or more types can also be used. In addition, these thermosetting resins may be self-curing by heating, or may be blended with a curing agent or a curing accelerator.

これらの熱硬化性樹脂[B]の中でも、耐熱性、力学特性および炭素繊維との接着性のバランスに優れているエポキシ樹脂が好ましく用いられる。特に、アミン類、フェノール類、炭素−炭素二重結合を有する化合物を前駆体とするエポキシ樹脂が好ましく用いられる。   Among these thermosetting resins [B], an epoxy resin having an excellent balance of heat resistance, mechanical properties, and adhesion to carbon fibers is preferably used. In particular, an epoxy resin whose precursor is an amine, a phenol, or a compound having a carbon-carbon double bond is preferably used.

具体的には、アミン類を前駆体とするテトラグリシジルアミン型エポキシ樹脂として、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンが挙げられる。また、アミノフェノール型エポキシ樹脂として、トリグリシジル−p−アミノフェノール、トリグリシジル−m−アミノフェノール、およびトリグリシジルアミノクレゾールの各種異性体が挙げられる。テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンは、耐熱性や炭素繊維との接着性に優れているため好ましく用いられる。   Specifically, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane is mentioned as a tetraglycidyl amine type epoxy resin having amines as precursors. Examples of the aminophenol type epoxy resin include various isomers of triglycidyl-p-aminophenol, triglycidyl-m-aminophenol, and triglycidylaminocresol. Tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is preferably used because it is excellent in heat resistance and adhesion to carbon fibers.

熱硬化性樹脂[B]として、特に平均エポキシ当量が100〜134g/eq.であるテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンが好ましく用いられ、より好ましくは平均エポキシ当量が100〜120g/eq.であり、さらに好ましくは、平均エポキシ当量が100〜115g/eq.である。かかる平均エポキシ当量が100g/eq.を満たない場合、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンの製造が困難となり、製造収率が低い場合があり、平均エポキシ当量が134g/eq.を超えると、得られるテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンの粘度が高すぎるため、熱硬化性樹脂に靱性を付与するため熱可塑性樹脂を溶解する際、少量しか溶解することができず、高い靱性を有する熱硬化性樹脂が得られない場合がある。中でも、平均エポキシ当量が100〜120g/eq.のテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンに熱可塑性樹脂を溶解させる場合、プリプレグ化のプロセスに問題の無い範囲で、大量の熱可塑性樹脂を溶解させることができ、耐熱性を損なうこと無く高い靱性を硬化物に付与することができ、その結果、炭素繊維強化複合材料に高いマイクロクラック耐性を発現することができる。   Especially as thermosetting resin [B], an average epoxy equivalent is 100-134 g / eq. Tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is preferably used, and more preferably the average epoxy equivalent is 100 to 120 g / eq. More preferably, the average epoxy equivalent is 100 to 115 g / eq. It is. The average epoxy equivalent is 100 g / eq. If it does not satisfy the above, it may be difficult to produce tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, the production yield may be low, and the average epoxy equivalent is 134 g / eq. If it exceeds 1, the viscosity of the resulting tetraglycidyldiaminodiphenylmethane will be too high, so only a small amount can be dissolved when the thermoplastic resin is dissolved to impart toughness to the thermosetting resin, and the thermosetting has high toughness. May not be obtained. Especially, an average epoxy equivalent is 100-120 g / eq. When a thermoplastic resin is dissolved in tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, a large amount of thermoplastic resin can be dissolved within a range where there is no problem in the prepreg process, and high toughness is imparted to the cured product without impairing heat resistance. As a result, the carbon fiber reinforced composite material can exhibit high microcrack resistance.

また、熱硬化性樹脂[B]として、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンを使用する際は、熱硬化性樹脂100質量部のうち、好ましくは20質量部以上であり、より好ましくは30質量部以上であり、さらに好ましくは35質量部以上である。テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンの配合量が少なすぎると、熱硬化性樹脂の硬化物の耐熱性や弾性率が低下する場合がある。   Further, when tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is used as the thermosetting resin [B], it is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, out of 100 parts by mass of the thermosetting resin. More preferably, it is 35 parts by mass or more. If the amount of tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is too small, the heat resistance and elastic modulus of the cured product of the thermosetting resin may decrease.

また、熱硬化性樹脂[B]として好ましく用いられるグリシジルアニリン型エポキシ樹脂として、ジグリシジルアニリン、モノグリシジルアニリン、およびそれらのベンゼン環の2、3、4、5、6位から選ばれる1つ以上の炭素に置換基を持つ誘導体群が挙げられる。置換基としては、アルキル基、フェニル基、ナフチル基などのアリール基、メトキシ基などのアルキルエーテル基、フェノキシ基などのアリールエーテル基などが挙げられる。グリシジルアニリン型エポキシ樹脂を配合することで、樹脂の粘弾性、流動性をコントロールし、また樹脂硬化物の弾性率や、炭素繊維強化複合材料の引張強度など、力学特性を向上させる効果が得られる。   Moreover, as a glycidyl aniline type epoxy resin preferably used as the thermosetting resin [B], one or more selected from the 2, 3, 4, 5, 6 positions of diglycidyl aniline, monoglycidyl aniline, and their benzene rings And a derivative group having a substituent on the carbon. Examples of the substituent include aryl groups such as alkyl groups, phenyl groups, and naphthyl groups, alkyl ether groups such as methoxy groups, and aryl ether groups such as phenoxy groups. By blending glycidyl aniline type epoxy resin, it is possible to control the viscoelasticity and fluidity of the resin and to improve the mechanical properties such as the elastic modulus of the cured resin and the tensile strength of the carbon fiber reinforced composite material. .

また、熱硬化性樹脂[B]として、フェノールを前駆体とするビスフェノール型エポキシ樹脂も好ましく用いられる。このようなエポキシ樹脂として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂が挙げられる。また、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およびレゾルシノール型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂も好ましく用いられる。
液状のビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびレゾルシノール型エポキシ樹脂は、低粘度であるために、他のエポキシ樹脂と組み合わせて使うことが好ましい。
Further, as the thermosetting resin [B], a bisphenol type epoxy resin having phenol as a precursor is also preferably used. Examples of such epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, and bisphenol S type epoxy resins. Further, novolak type epoxy resins such as phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin and resorcinol type epoxy resin are also preferably used.
Since the liquid bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and resorcinol type epoxy resin have low viscosity, it is preferable to use them in combination with other epoxy resins.

また、室温(25℃程度)で固形のビスフェノールA型エポキシ樹脂は、室温(25℃程度)で液状のビスフェノールA型エポキシ樹脂に比較し、硬化樹脂において、架橋密度の低い構造を与えるため、その硬化樹脂は耐熱性については、より低いものとなるが、靭性については、より高いものとなるため、グリシジルアミン型エポキシ樹脂や液状のビスフェノールA型エポキシ樹脂やビスフェノールF型エポキシ樹脂と組み合わせて好ましく用いられる。   In addition, a bisphenol A type epoxy resin that is solid at room temperature (about 25 ° C.) gives a structure having a low crosslinking density in a cured resin compared to a bisphenol A type epoxy resin that is liquid at room temperature (about 25 ° C.). The cured resin is lower in heat resistance but higher in toughness, and is preferably used in combination with a glycidylamine type epoxy resin, a liquid bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin. It is done.

ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂は、低吸水率かつ高耐熱性の硬化樹脂を与える。また、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂およびジフェニルフルオレン型エポキシ樹脂も、低吸水率の硬化樹脂を与えるため好適に用いられる。   An epoxy resin having a naphthalene skeleton provides a cured resin having a low water absorption and high heat resistance. Biphenyl type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, phenol aralkyl type epoxy resins and diphenylfluorene type epoxy resins are also preferably used because they give a cured resin having a low water absorption rate.

ウレタン変性エポキシ樹脂およびイソシアネート変性エポキシ樹脂は、破壊靱性と伸度の高い硬化樹脂を与えるため好適に用いられる。   Urethane-modified epoxy resins and isocyanate-modified epoxy resins are preferably used because they give a cured resin having high fracture toughness and high elongation.

これらエポキシ樹脂は、単独で用いてもよいし適宜配合して用いてもよい。少なくとも2官能のエポキシ樹脂および3官能以上のエポキシ樹脂を配合して用いると、樹脂の流動性と硬化後の耐熱性を兼ね備えるものとすることができるので好ましい。特に、グリシジルアミン型エポキシとグリシジルエーテル型エポキシの組み合わせは、耐熱性および耐水性とプロセス性の両立を可能にする。また、少なくとも室温で液状のエポキシ樹脂と室温で固形状のエポキシ樹脂とを配合することは、プリプレグのタック性とドレープ性を適切なものとするために有効である。   These epoxy resins may be used alone or in combination as appropriate. It is preferable to mix and use at least a bifunctional epoxy resin and a trifunctional or higher functional epoxy resin since both the fluidity of the resin and the heat resistance after curing can be obtained. In particular, the combination of glycidylamine type epoxy and glycidyl ether type epoxy makes it possible to achieve both heat resistance and water resistance and processability. In addition, blending an epoxy resin that is liquid at least at room temperature and an epoxy resin that is solid at room temperature is effective for making the tackiness and draping property of the prepreg appropriate.

フェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、耐熱性が高く吸水率が小さいため、耐熱耐水性の高い硬化樹脂を与える。これらのフェノールノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を用いることによって、耐熱耐水性を高めつつプリプレグのタック性とドレープ性を調節することができる。   Phenol novolac type epoxy resins and cresol novolac type epoxy resins have high heat resistance and low water absorption, and thus give a cured resin having high heat resistance and water resistance. By using these phenol novolac-type epoxy resins and cresol novolac-type epoxy resins, the tackiness and draping properties of the prepreg can be adjusted while improving the heat and water resistance.

以下に、熱硬化性樹脂[B]に含むことのできるエポキシ樹脂の市販品の例を挙げる。   Examples of commercially available epoxy resins that can be included in the thermosetting resin [B] will be given below.

テトラグリシジルアミン型エポキシ樹脂の市販品としては、ELM434(住友化学(株)製)、“アラルダイト(登録商標)”MY720、“アラルダイト(登録商標)”MY721、“アラルダイト(登録商標)”MY9512、“アラルダイト(登録商標)”MY9663(以上ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製)、および“エポトート(登録商標)”YH―434(東都化成(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available tetraglycidylamine epoxy resins include ELM434 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), “Araldite (registered trademark)” MY720, “Araldite (registered trademark)” MY721, “Araldite (registered trademark)” MY9512, “ Araldite (registered trademark) “MY9663 (manufactured by Huntsman Advanced Materials)”, “Epototo (registered trademark)” YH-434 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), and the like.

メタキシレンジアミン型のエポキシ樹脂の市販品としては、TETRAD−X(三菱ガス化学(株)製)が挙げられる。   As a commercial product of a metaxylenediamine type epoxy resin, TETRAD-X (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) can be mentioned.

1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン型のエポキシ樹脂の市販品としては、TETRAD−C(三菱ガス化学(株)製)が挙げられる。   Examples of commercially available 1,3-bisaminomethylcyclohexane type epoxy resins include TETRAD-C (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.).

イソシアヌレート型のエポキシ樹脂の市販品としては、TEPIC−P(日産化学工業(株)製)が挙げられる。   As a commercial product of an isocyanurate type epoxy resin, TEPIC-P (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) can be mentioned.

アミノフェノール型エポキシ樹脂の市販品としては、ELM120やELM100(以上、住友化学(株)製)、“jER(登録商標)”630(三菱化学(株)製)、および“アラルダイト(登録商標)”MY0600、“アラルダイト(登録商標)”MY0610、“アラルダイト(登録商標)”MY0500、“アラルダイト(登録商標)”MY0510(以上ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製)などが挙げられる。   Commercially available products of aminophenol type epoxy resins include ELM120 and ELM100 (above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), “jER (registered trademark)” 630 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and “Araldite (registered trademark)”. MY0600, “Araldite (registered trademark)” MY0610, “Araldite (registered trademark)” MY0500, “Araldite (registered trademark)” MY0510 (manufactured by Huntsman Advanced Materials).

トリスヒドロキシフェニルメタン型のエポキシ樹脂の市販品としては、Tactix742(ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製)が挙げられる。   As a commercially available product of the trishydroxyphenylmethane type epoxy resin, Tactix 742 (manufactured by Huntsman Advanced Materials) may be mentioned.

テトラフェニロールエタン型のエポキシ樹脂の市販品としては、“jER(登録商標)”1031S(三菱化学(株)製)が挙げられる。   As a commercial product of the tetraphenylolethane type epoxy resin, “jER (registered trademark)” 1031S (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) can be mentioned.

ビナフタレン骨格を有する多官能エポキシ樹脂の市販品としては、“エピクロン(登録商標)”HP4700(DIC(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available polyfunctional epoxy resins having a binaphthalene skeleton include “Epiclon (registered trademark)” HP4700 (manufactured by DIC Corporation).

ナフタレン骨格を含有する多官能エポキシ樹脂の市販品としては、NC−7300(日本化薬(株)製)、“エポトート(登録商標)”ESN−175、“エポトート(登録商標)”ESN−375(以上東都化成(株)製)なども挙げられる。   Commercially available polyfunctional epoxy resins containing a naphthalene skeleton include NC-7300 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), “Epototo (registered trademark)” ESN-175, “Epototo (registered trademark)” ESN-375 ( As mentioned above, Toto Kasei Co., Ltd.) is also included.

ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の市販品としては、“エピクロン(登録商標)”HP7200(DIC(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available dicyclopentadiene type epoxy resins include “Epiclon (registered trademark)” HP7200 (manufactured by DIC Corporation).

フェノールノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、DEN431やDEN438(以上、ダウケミカル社製)および“jER(登録商標)”152(三菱化学(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available phenol novolac epoxy resins include DEN431 and DEN438 (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) and “jER (registered trademark)” 152 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

オルソクレゾールノボラック型のエポキシ樹脂の市販品としては、EOCN−1020(日本化薬(株)製)や“エピクロン(登録商標)”N−660(DIC(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available orthocresol novolak epoxy resins include EOCN-1020 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and “Epiclon (registered trademark)” N-660 (manufactured by DIC Corporation).

ビスフェノールA型エポキシ樹脂の市販品としては、“EPON(登録商標)”825(三菱化学(株)製)、“jER(登録商標)”828(三菱化学(株)製)、“エピクロン(登録商標)”850(DIC(株)製)、“エポトート(登録商標)”YD―128(東都化成(株)製)、およびDER―331やDER−332(以上、ダウケミカル社製)などが挙げられる。   Commercially available products of bisphenol A type epoxy resins include “EPON (registered trademark)” 825 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), “jER (registered trademark)” 828 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and “Epicron (registered trademark)”. ) “850 (manufactured by DIC Corporation)”, “Epototo (registered trademark)” YD-128 (manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), DER-331, DER-332 (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), etc. .

固形のビスフェノールA型エポキシ樹脂の市販品としては、“jER(登録商標)”1001、“jER(登録商標)”1002、“jER(登録商標)”1003、“jER(登録商標)”1004AF“jER(登録商標)”1055、“jER(登録商標)”1007、“jER(登録商標)”1009および“jER(登録商標)”1010(以上、三菱化学(株)製)などが挙げられる。   As commercial products of solid bisphenol A type epoxy resin, “jER (registered trademark)” 1001, “jER (registered trademark)” 1002, “jER (registered trademark)” 1003, “jER (registered trademark)” 1004AF “jER” (Registered trademark) “1055”, “jER (registered trademark)” 1007, “jER (registered trademark)” 1009, and “jER (registered trademark)” 1010 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

ビスフェノールF型エポキシ樹脂の市販品としては、“jER(登録商標)”806、“jER(登録商標)”807および“jER(登録商標)”1750(以上、三菱化学(株)製)、“エピクロン(登録商標)”830(DIC(株)製)および“エポトート(登録商標)”YD―170(東都化成(株)製)などが挙げられる。   Commercially available products of bisphenol F type epoxy resin include “jER (registered trademark)” 806, “jER (registered trademark)” 807 and “jER (registered trademark)” 1750 (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), “Epiclon”. (Registered trademark) "830 (manufactured by DIC Corporation)" and "Epototo (registered trademark)" YD-170 (manufactured by Toto Kasei Corporation).

固形のビスフェノールF型エポキシ樹脂の市販品としては、“jER(登録商標)”4002、 “jER(登録商標)”4004P、“jER(登録商標)”4005P、“jER(登録商標)”4007Pおよび“jER(登録商標)”4010P(以上、三菱化学(株)製)、“エポトート(登録商標)”YDF2001(東都化成(株)製)などが挙げられる。   Commercially available products of solid bisphenol F type epoxy resin include “jER (registered trademark)” 4002, “jER (registered trademark)” 4004P, “jER (registered trademark)” 4005P, “jER (registered trademark)” 4007P and “ jER (registered trademark) "4010P (above, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)," Epototo (registered trademark) "YDF2001 (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), and the like.

レゾルシノール型エポキシ樹脂の市販品としては、“デナコール(登録商標)”EX−201(ナガセケムテックス(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available resorcinol-type epoxy resins include “Denacol (registered trademark)” EX-201 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation).

ビフェニル型エポキシ樹脂の市販品としては、“jER(登録商標)”YX4000および“jER(登録商標)”YL6677(以上、三菱化学(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available biphenyl type epoxy resins include “jER (registered trademark)” YX4000 and “jER (registered trademark)” YL6677 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

ウレタン変性エポキシ樹脂の市販品としては、AER4152(旭化成エポキシ(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available urethane-modified epoxy resins include AER4152 (manufactured by Asahi Kasei Epoxy Corporation).

ヒダントイン型のエポキシ樹脂の市販品としては、AY238(ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製)が挙げられる。   A commercial product of a hydantoin type epoxy resin includes AY238 (manufactured by Huntsman Advanced Materials).

ビスアリールフルオレン骨格を有するエポキシ樹脂の市販品としては、オグソールPG、オグソールPG−100、オグソールEG(以上、大阪ガスケミカル(株)製)等が挙げられる。   Examples of commercially available epoxy resins having a bisarylfluorene skeleton include Ogsol PG, Ogsol PG-100, and Ogsol EG (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.).

グリシジルアニリン型エポキシ樹脂の市販品としては、GANやGOT(以上、日本化薬(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available glycidyl aniline type epoxy resins include GAN and GOT (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.).

1官能のエポキシ樹脂の市販品としては、“デナコール (登録商標) ”Ex−731(グリシジルフタルイミド)、“デナコール(登録商標)”Ex−141(フェニルグリシジルエーテル)、“デナコール(登録商標)”Ex−146(p−ターシャリブチルフェニルグリシジルエーテル)、“デナコール(登録商標)”Ex−147(ジブロモフェニルグリシジルエーテル)(以上、ナガセケムテックス(株)製)、およびOPP−G(o−フェニルフェニルグリシジルエーテル、三光(株)製)などが挙げられる。   Examples of commercially available monofunctional epoxy resins include “Denacol (registered trademark)” Ex-731 (glycidyl phthalimide), “Denacol (registered trademark)” Ex-141 (phenylglycidyl ether), “Denacol (registered trademark)” Ex. -146 (p-tertiarybutylphenyl glycidyl ether), “Denacol (registered trademark)” Ex-147 (dibromophenyl glycidyl ether) (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), and OPP-G (o-phenylphenyl) Glycidyl ether, manufactured by Sanko Co., Ltd.).

本発明で用いられるエポキシ樹脂としては、前記以外にも、前述のエポキシ樹脂とその他の熱硬化性樹脂の共重合体、変性体およびこれらの2種類以上をブレンドした樹脂組成物なども用いることができる。   As the epoxy resin used in the present invention, in addition to the above, it is also possible to use a copolymer of the above-described epoxy resin and other thermosetting resin, a modified body, and a resin composition obtained by blending two or more of these. it can.

エポキシ樹脂と共重合させて用いられる上記の熱硬化性樹脂としては、例えば、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、ベンゾオキサジン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂およびポリイミド樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂と共重合させて用いられる上記の熱硬化性樹脂は、1種を用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the thermosetting resin used by being copolymerized with an epoxy resin include unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, benzoxazine resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, and polyimide resin. It is done. The thermosetting resin used by copolymerizing with an epoxy resin may be used alone or in combination of two or more.

エポキシ樹脂の硬化剤としては、エポキシ基と反応し得る活性基を有する化合物である。エポキシ樹脂硬化剤は樹脂組成物を硬化させた際に架橋密度を適切にし、十分な剛性と耐熱性を与える。硬化剤としては、エポキシ基との反応性を有する官能基を有するものであれば特に限定されないが、より具体的には、例えば、ジシアンジアミド、芳香族ポリアミン、アミノ安息香酸エステル類、各種酸無水物、フェノール化合物、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリフェノール化合物、イミダゾール誘導体、脂肪族アミン、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物のようなカルボン酸無水物、カルボン酸ヒドラジド、カルボン酸アミド、ポリメルカプタンおよび三フッ化ホウ素エチルアミン錯体のようなルイス酸錯体などが挙げられる。   The epoxy resin curing agent is a compound having an active group capable of reacting with an epoxy group. The epoxy resin curing agent makes the crosslinking density appropriate when the resin composition is cured, and provides sufficient rigidity and heat resistance. The curing agent is not particularly limited as long as it has a functional group having reactivity with an epoxy group. More specifically, for example, dicyandiamide, aromatic polyamine, aminobenzoic acid esters, various acid anhydrides. , Phenol compounds, phenol novolac resins, cresol novolac resins, polyphenol compounds, imidazole derivatives, aliphatic amines, tetramethylguanidine, thiourea addition amines, carboxylic acid anhydrides such as methylhexahydrophthalic anhydride, carboxylic acid hydrazides, And Lewis acid complexes such as carboxylic acid amides, polymercaptans, and boron trifluoride ethylamine complexes.

エポキシ樹脂硬化剤が芳香族ポリアミン芳香族ポリアミンである場合、耐熱性の良好なエポキシ樹脂硬化物が得られるので好ましい。また、エポキシ樹脂硬化剤が酸無水物である場合、アミン化合物硬化に比べ吸水率の低い硬化物を与えるので、これも好ましい。   When the epoxy resin curing agent is an aromatic polyamine aromatic polyamine, an epoxy resin cured product with good heat resistance is obtained, which is preferable. Moreover, when an epoxy resin hardening | curing agent is an acid anhydride, since the hardened | cured material with a low water absorption is given compared with amine compound hardening, this is also preferable.

芳香族ポリアミンの具体例としては、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルメタン、フェニレンジアミンやそれらの各種誘導体および位置異性体が挙げられる。芳香族ポリアミン硬化剤の市販品としては、例えば、“セイカキュア(登録商標)”S(和歌山精化工業(株)製)、MDA−220(三井化学(株)製)、“jERキュア(登録商標)”W(三菱化学(株)製)、3,3’−DAS(三井化学(株)製)、“Lonza Cure(登録商標)”M−DIPA(Lonza(株)製)、および“Lonza Cure(登録商標)”M−MIPA(Lonza(株)製)などが挙げられる。   Specific examples of the aromatic polyamine include diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylmethane, phenylenediamine, and various derivatives and positional isomers thereof. Examples of commercially available aromatic polyamine curing agents include “Seika Cure (registered trademark)” S (manufactured by Wakayama Seika Kogyo Co., Ltd.), MDA-220 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), and “jER Cure (registered trademark). ) "W (Mitsubishi Chemical Corporation), 3,3'-DAS (Mitsui Chemicals)", "Lonza Cure (registered trademark)" M-DIPA (Lonza Corporation), and "Lonza Cure" (Registered trademark) “M-MIPA (Lonza Co., Ltd.)” and the like.

酸無水物硬化剤の具体例としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルジヒドロ無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、シクロペンタンテトラカルボン酸ジアンヒドリド、無水ナジック酸、メチル無水ナジック酸、ビシクロ(2.2.2)オクト−7−2,3,5,6−テトラカルボン酸ジアンヒドリドなどが挙げられる。メチルテトラヒドロ無水フタル酸の市販品としては、“リカシッド(登録商標)”MT500(新日本理化(株)製)があげられる。ヘキサヒドロ無水フタル酸の市販品としては、“リカシッド(登録商標)”HH(新日本理化(株)製),HHPA(丸善石油化学(株)製)が挙げられる。メチルヘキサヒドロ無水フタル酸の市販品としては、“EPICLON(登録商標)” B−570、“EPICLON(登録商標)” B−650(以上DIC(株)製)などが挙げられる。ヘキサヒドロ無水フタル酸とメチルヘキサヒドロフタル酸の混合物の市販品としては、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸:ヘキサヒドロ無水フタル酸=70:30で配合された“リカシッド(登録商標)”MH700(新日本理化(株)製)が挙げられる。無水メチルナジック酸の市販品としては、“カヤハード(登録商標)”MCD (日本化薬(株)製)が挙げられる。トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸の市販品としては、“jERキュア(登録商標)”YH−306(三菱化学(株)製)が挙げられる。   Specific examples of the acid anhydride curing agent include methyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, methyldihydronaphthic anhydride, methylnadic anhydride, cyclopentanetetra Examples thereof include carboxylic acid dianhydride, nadic anhydride, methyl nadic anhydride, bicyclo (2.2.2) oct-7-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride. A commercially available product of methyltetrahydrophthalic anhydride is “Licacid (registered trademark)” MT500 (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.). Commercially available products of hexahydrophthalic anhydride include “Licacid (registered trademark)” HH (manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd.) and HHPA (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.). Commercial products of methylhexahydrophthalic anhydride include “EPICLON (registered trademark)” B-570, “EPICLON (registered trademark)” B-650 (manufactured by DIC Corporation), and the like. As a commercial product of a mixture of hexahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic acid, “Rikacid (registered trademark)” MH700 (Shin Nippon Rika Co., Ltd.) formulated with methylhexahydrophthalic anhydride: hexahydrophthalic anhydride = 70: 30 Co., Ltd.). A commercially available product of methyl nadic anhydride is “Kayahard (registered trademark)” MCD (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). Examples of commercially available trialkyltetrahydrophthalic anhydride include “jER Cure (registered trademark)” YH-306 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

本発明で用いられるエポキシ樹脂硬化剤としては、前記以外にも、これらの硬化剤を潜在化したもの、例えば、アミンアダクトやマイクロカプセル化したものを用いることもできる。このような潜在化させた硬化剤を使用した場合、プリプレグの保存安定性、特にタック性やドレープ性が室温放置しても変化しにくいので、例えば長期の積層時間を有する大型の構造体の製造にも適したものが得られる。   As the epoxy resin curing agent used in the present invention, in addition to those described above, those that make these curing agents latent, for example, amine adducts or microencapsulated ones can also be used. When such a latent curing agent is used, the storage stability of the prepreg, in particular, tackiness and draping properties are difficult to change even when left at room temperature, so for example, production of a large structure having a long lamination time Can also be obtained.

これらのエポキシ樹脂硬化剤およびそれらを潜在化した硬化剤は、1種を単独で用いても2種以上を適宜組み合わせて用いてもよい。前記のポリアミンや酸無水物等と共に、前記のポリアミンのアミノ基を一部アルキル化またはアリール化した2級アミンや、ジフェニルフェニレンジアミンのような2級アミン、また、アニリン誘導体やアミノビフェニル、アミノアントラキノン、フェニルフェノール等の各種の環構造を有するアミノ化合物、フェノール類を組み合わせて用いることによって、炭素繊維強化複合材料の引張強度等の力学特性や、樹脂硬化物の弾性率、靭性を効果的に向上できることがある。また、用途、目的に応じて、硬化触媒となる化合物を組み合わせて用いてもよい。   These epoxy resin curing agents and the curing agents that have made them latent may be used singly or in appropriate combination of two or more. Along with the polyamines and acid anhydrides, secondary amines in which the amino groups of the polyamines are partially alkylated or arylated, secondary amines such as diphenylphenylenediamine, aniline derivatives, aminobiphenyls, aminoanthraquinones By using a combination of amino compounds having various ring structures such as phenylphenol and phenols, the mechanical properties such as tensile strength of carbon fiber reinforced composite materials and the elastic modulus and toughness of the cured resin are effectively improved. There are things you can do. Moreover, you may use combining the compound used as a curing catalyst according to a use and the objective.

熱硬化性樹脂硬化物および炭素繊維強化複合材料としたときに良好な耐熱性、力学特性を発現させるために、融点が50℃以上の、常温で固体の芳香族アミン化合物を硬化剤成分として含むことが好ましい。中でも、ジアミノジフェニルスルホンの各種誘導体、ジアミノジフェニルメタンの各種誘導体が好ましく用いられる。融点が50℃以上の固体の芳香族アミン化合物を用いる場合、微粉末で用いることが好ましく、形状は球状、不定形でも問題はないが、その平均粒径が0.5〜100μmであることが好ましい。0.5μm以下であると、粉末をエポキシ樹脂に混練した際にエポキシ樹脂に溶解し、硬化プロセスの前に徐々に反応が進むことで最終的な複合材料における物性を低下させることがある。また、室温での保管や積層中にも反応が進行してプリプレグのタックやドレープ性を損なうことがある。一方で、100μm以上であると、硬化プロセスで加温しても溶け残ることがあり、その部分が複合材料中の欠陥になることがある。   In order to exhibit good heat resistance and mechanical properties when cured as a thermosetting resin and a carbon fiber reinforced composite material, it contains an aromatic amine compound that is a solid at room temperature and has a melting point of 50 ° C. or more as a curing agent component. It is preferable. Of these, various derivatives of diaminodiphenylsulfone and various derivatives of diaminodiphenylmethane are preferably used. When a solid aromatic amine compound having a melting point of 50 ° C. or higher is used, it is preferably used as a fine powder, and even if the shape is spherical or irregular, there is no problem, but the average particle size is 0.5 to 100 μm. preferable. When the thickness is 0.5 μm or less, the powder may be dissolved in the epoxy resin when kneaded with the epoxy resin, and the physical properties in the final composite material may be lowered due to a gradual reaction before the curing process. In addition, the reaction may proceed during storage at room temperature or during lamination, and the prepreg tack or drape may be impaired. On the other hand, if it is 100 μm or more, it may remain undissolved even if it is heated in the curing process, and that portion may become a defect in the composite material.

本発明において、熱硬化性樹脂[B]に熱可塑性樹脂[F]を溶解して用いることは、力学特性、マイクロクラック耐性、さらには耐溶剤性を向上させるために重要である。熱硬化性樹脂に可溶な熱可塑性樹脂を配合することで、プリプレグにおけるマトリックス樹脂の粘弾性をコントロールし、プリプレグの取扱い性を向上させる効果もある。このような熱可塑性樹脂としては、一般に、主鎖に、炭素−炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、チオエーテル結合、スルホン結合およびカルボニル結合から選ばれた結合を有する熱可塑性樹脂であることが好ましいが、部分的に架橋構造を有していても差し支えない。また、結晶性を有していても非晶性であってもよい。特に、ポリアミド、ポリカーボナート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フェニルトリメチルインダン構造を有するポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアラミド、ポリエーテルニトリルおよびポリベンズイミダゾールからなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂が、熱硬化性樹脂に、溶解していることが好適である。これらの熱可塑性樹脂は、市販のポリマーを用いてもよく、また市販のポリマーより分子量の低い、いわゆるオリゴマーを用いても良い。オリゴマーとしては、熱硬化性樹脂と反応し得る官能基を末端または分子鎖中に有するオリゴマーが好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、本発明で用いられる熱硬化性樹脂との親和性の観点から、水酸基やアミノ基のような熱硬化性樹脂またはその硬化剤成分と反応し得る官能基を末端または分子鎖中に有することが好ましい。熱硬化性樹脂またはその硬化剤成分と反応し得る官能基を有することで、硬化中に分離、析出して不均一となることを防ぎやすくなり、耐溶剤性をより高めることができる。   In the present invention, it is important to dissolve the thermoplastic resin [F] in the thermosetting resin [B] in order to improve mechanical properties, microcrack resistance, and solvent resistance. By blending a soluble thermoplastic resin with the thermosetting resin, the viscoelasticity of the matrix resin in the prepreg is controlled, and there is an effect of improving the handleability of the prepreg. Such a thermoplastic resin is generally selected from a carbon-carbon bond, an amide bond, an imide bond, an ester bond, an ether bond, a carbonate bond, a urethane bond, a thioether bond, a sulfone bond, and a carbonyl bond in the main chain. Although it is preferably a thermoplastic resin having a bond, it may have a partially crosslinked structure. Further, it may be crystalline or amorphous. In particular, polyamide, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyester, polyamideimide, polyimide, polyetherimide, polyimide having phenyltrimethylindane structure, polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, polyetherether It is preferable that at least one resin selected from the group consisting of ketone, polyaramid, polyether nitrile, and polybenzimidazole is dissolved in the thermosetting resin. As these thermoplastic resins, commercially available polymers may be used, or so-called oligomers having a molecular weight lower than that of commercially available polymers may be used. As the oligomer, an oligomer having a functional group capable of reacting with a thermosetting resin at a terminal or in a molecular chain is preferable. From the viewpoint of affinity with the thermosetting resin used in the present invention, these thermoplastic resins have a functional group capable of reacting with a thermosetting resin such as a hydroxyl group or an amino group or a curing agent component thereof at the end or molecule. It is preferable to have in the chain. By having a functional group capable of reacting with the thermosetting resin or its curing agent component, it becomes easy to prevent non-uniformity due to separation and precipitation during curing, and the solvent resistance can be further improved.

熱硬化性樹脂の硬化物の耐熱性や靱性、および未硬化の熱硬化性樹脂の粘度制御の面から、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドが好ましく用いられ、エポキシ樹脂への靱性付与効果が高いポリエーテルスルホンが特に好ましく用いられる。   Polyethersulfone and polyetherimide are preferably used from the viewpoints of heat resistance and toughness of the cured product of the thermosetting resin and viscosity control of the uncured thermosetting resin. Ethersulfone is particularly preferably used.

中でも平均分子量が10000〜60000g/molであるポリエーテルスルホンが好ましく用いられ、より好ましくは平均分子量が12000〜50000g/molであり、さらに好ましくは平均分子量が15000〜30000g/molである。かかる平均分子量が低すぎると、プリプレグのタックが過剰となり取扱性が低下したり、硬化物の靱性が低くなる場合がある。かかる平均分子量が高すぎると、プリプレグのタックが低下し取扱性が低下したり、熱硬化性樹脂に溶解した際、樹脂の粘度が高くなりプリプレグ化できない場合がある。中でも、平均分子量が15000〜30000g/molの高い耐熱性を持つポリエーテルスルホンを熱硬化性樹脂に溶解させる場合、プリプレグ化のプロセスに問題の無い範囲で、大量の熱可塑性樹脂を熱硬化性樹脂に溶解させることができ、高い靱性を硬化物に付与することができ、耐熱性と耐衝撃性を維持しながら炭素繊維強化複合材料に高いマイクロクラック耐性を付与することができる。   Among them, polyethersulfone having an average molecular weight of 10,000 to 60000 g / mol is preferably used, more preferably the average molecular weight is 12000 to 50000 g / mol, and still more preferably the average molecular weight is 15000 to 30000 g / mol. If the average molecular weight is too low, tackiness of the prepreg may be excessive and handleability may be reduced, or the toughness of the cured product may be reduced. If the average molecular weight is too high, the tackiness of the prepreg may be reduced to deteriorate the handleability, or the resin may have a high viscosity when dissolved in a thermosetting resin, and may not be converted into a prepreg. In particular, when a polyethersulfone having a high heat resistance with an average molecular weight of 15000 to 30000 g / mol is dissolved in a thermosetting resin, a large amount of the thermoplastic resin is converted into a thermosetting resin as long as there is no problem in the prepreg process. It can be dissolved in the resin, high toughness can be imparted to the cured product, and high microcrack resistance can be imparted to the carbon fiber reinforced composite material while maintaining heat resistance and impact resistance.

ポリエーテルスルホンの市販品としては、“スミカエクセル(登録商標)”PES3600P、PES5003P、PES5200P、PES7600P(以上、住友化学(株)製)、“Ultrason(登録商標)”E2020P、E2020P SR、E6020P(以上、BASF社製)、“Virantage”(登録商標)PESU VW−10200、“Virantage”(登録商標)PESU VW−10700(登録商標、以上、ソルベイアドバンスポリマーズ(株))、ポリエーテルイミドとしては、“ウルテム”(登録商標)1000、“ウルテム”(登録商標)1010、“ウルテム”(登録商標)1040(以上、SABICイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社製)などを使用することができる。   As commercially available products of polyethersulfone, "Sumika Excel (registered trademark)" PES3600P, PES5003P, PES5200P, PES7600P (above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), "Ultrason (registered trademark)" E2020P, E2020P SR, E6020P (above (Manufactured by BASF), “Virantage” (registered trademark) PESU VW-10200, “Virantage” (registered trademark) PESU VW-10700 (registered trademark, above, Solvay Advance Polymers Co., Ltd.), and polyetherimide include “ “Ultem” (registered trademark) 1000, “Ultem” (registered trademark) 1010, “Ultem” (registered trademark) 1040 (manufactured by SABIC Innovative Plastics Japan LLC), and the like can be used.

熱硬化性樹脂[B]に熱可塑性樹脂[F]を溶解して用いた場合は、それらを単独で用いた場合より良好な結果を与える。熱硬化性樹脂の脆さを熱可塑性樹脂の強靱さでカバーし、かつ熱可塑性樹脂の成形困難性を熱硬化性樹脂でカバーし、バランスのとれたベース樹脂となる。熱硬化性樹脂[B]100質量部のうち、好ましくは熱可塑性樹脂の配合割合が2〜40質量部であり、より好ましくは5〜30質量部であり、さらに好ましくは12〜25質量部の範囲である。熱可塑性樹脂の配合量が多すぎると、熱硬化性樹脂組成物の粘度が上昇し、熱硬化性樹脂組成物およびプリプレグの製造プロセス性や取扱性を損ねる場合がある。熱可塑性樹脂の配合量が少なすぎると、熱硬化性樹脂の硬化物の靱性が不足し、得られる炭素繊維強化複合材料のマイクロクラック耐性が不足する場合がある。   When the thermoplastic resin [F] is dissolved and used in the thermosetting resin [B], better results are obtained than when they are used alone. The brittleness of the thermosetting resin is covered with the toughness of the thermoplastic resin, and the molding difficulty of the thermoplastic resin is covered with the thermosetting resin, thereby providing a balanced base resin. Of 100 parts by mass of the thermosetting resin [B], the blending ratio of the thermoplastic resin is preferably 2 to 40 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass, and further preferably 12 to 25 parts by mass. It is a range. When the amount of the thermoplastic resin is too large, the viscosity of the thermosetting resin composition increases, and the processability and handleability of the thermosetting resin composition and the prepreg may be impaired. If the amount of the thermoplastic resin is too small, the toughness of the cured product of the thermosetting resin may be insufficient, and the resulting carbon fiber reinforced composite material may have insufficient microcrack resistance.

本発明の熱硬化性樹脂[B]と熱可塑性樹脂[F]との組合せとして、耐熱性と炭素繊維との接着性に優れているテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンと耐熱性や靱性が優れているポリエーテルスルホンとの組合せは、得られる硬化物が高い耐熱性と靱性とを持つことから好ましく用いられる。特に平均エポキシ当量100〜115g/eq.のテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンと平均分子量15000〜30000g/molのポリエーテルスルホンとの組合せは、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンに高い耐熱性を持つポリエーテルスルホンを多量に溶解させることができるので、耐熱性を低下させること無く得られる硬化物に高い靱性を付与することができ、耐熱性と耐衝撃性を維持しながら炭素繊維強化複合材料に高いマイクロクラック耐性を付与することができる。   As a combination of the thermosetting resin [B] and the thermoplastic resin [F] of the present invention, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, which is excellent in heat resistance and adhesion to carbon fibers, and polyether, which is excellent in heat resistance and toughness A combination with sulfone is preferably used because the resulting cured product has high heat resistance and toughness. In particular, an average epoxy equivalent of 100 to 115 g / eq. The combination of tetraglycidyldiaminodiphenylmethane and polyethersulfone having an average molecular weight of 15,000 to 30000 g / mol can dissolve a large amount of polyethersulfone having high heat resistance in tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, thus reducing heat resistance. High toughness can be imparted to the cured product obtained without any problem, and high microcrack resistance can be imparted to the carbon fiber reinforced composite material while maintaining heat resistance and impact resistance.

本発明の熱可塑性樹脂粒子[E]は、得られる炭素繊維強化複合材料に優れた耐衝撃性を実現させることができる。本発明で用いられる熱可塑性樹脂粒子の素材としては、エポキシ樹脂に溶解して用いる熱可塑性樹脂として先に例示した各種の熱可塑性樹脂と同様の種類であり、かつ粒子状の形態のものを用いることができる。なかでも、優れた靭性のため炭素繊維強化複合材料の耐衝撃性を大きく向上できるポリアミドは最も好ましい。ポリアミドの中でも、ナイロン6、ナイロン12、ナイロン11やナイロン6/12共重合体は、熱硬化性樹脂との接着強度が特に良好であることから、落錘衝撃時の炭素繊維強化複合材料の層間剥離強度が高く、耐衝撃性の向上効果が高いため好ましい。熱可塑性樹脂粒子として、さらにエポキシ樹脂を混合し作製した粒子を用いた場合、マトリックス樹脂であるエポキシ樹脂との接着性が向上し炭素繊維強化複合材料の耐衝撃性が向上することからさらに好ましい。ポリアミド粒子の市販品として、“アミラン(登録商標)”SP−500、SP−10、TR−1、TR−2、842P−48、842P−80(以上東レ(株)製)、“オルガソール(登録商標)”1002D、2001UD,2001EXD、2002D、3202D,3501D,3502D、(以上、アルケマ社製)等を使用することができる。これら熱可塑性樹脂粒子の形状としては、球状でも非球状でも多孔質でも針状でもウイスカー状でも、またはフレーク状でもよいが、球状の方が、エポキシ樹脂の流動特性を低下させないため、炭素繊維への含浸性が優れることや、炭素繊維強化複合材料への落錘衝撃(または局所的な衝撃)時、局所的な衝撃により生じる層間剥離がより低減されるため、かかる衝撃後の炭素繊維強化複合材料に応力がかかった場合において、応力集中による破壊の起点となる前記局所的な衝撃に起因して生じ層間剥離部分がより少なく、高い耐衝撃性を発現する炭素繊維強化複合材料が得られることから好ましい。また、熱可塑性樹脂粒子の中には、硬化の過程でマトリックス樹脂成分に溶解しないことで、より高い改質効果を発現するものがある。硬化の過程で溶解しないことは、硬化時の樹脂の流動性を保ち含浸性を向上させることにも効果的である。   The thermoplastic resin particles [E] of the present invention can realize excellent impact resistance in the obtained carbon fiber reinforced composite material. As the raw material of the thermoplastic resin particles used in the present invention, the same kind as the thermoplastic resins exemplified above as the thermoplastic resin used by being dissolved in the epoxy resin, and in the form of particles are used. be able to. Among these, polyamides that can greatly improve the impact resistance of the carbon fiber reinforced composite material due to excellent toughness are most preferable. Among polyamides, Nylon 6, Nylon 12, Nylon 11 and Nylon 6/12 copolymers have particularly good adhesive strength with thermosetting resins. The peel strength is high, and the impact resistance improvement effect is high, which is preferable. In the case of using particles prepared by further mixing an epoxy resin as the thermoplastic resin particles, it is more preferable because the adhesion to the epoxy resin as the matrix resin is improved and the impact resistance of the carbon fiber reinforced composite material is improved. As commercial products of polyamide particles, “Amilan (registered trademark)” SP-500, SP-10, TR-1, TR-2, 842P-48, 842P-80 (manufactured by Toray Industries, Inc.), “Orgasol ( Registered trademark) "1002D, 2001UD, 2001EXD, 2002D, 3202D, 3501D, 3502D (above, manufactured by Arkema Co., Ltd.) and the like can be used. The shape of these thermoplastic resin particles may be spherical, non-spherical, porous, needle-shaped, whisker-shaped, or flake-shaped, but since the spherical shape does not deteriorate the flow characteristics of the epoxy resin, the carbon fiber is reduced. Is excellent in impregnating properties, and during defalling weight impact (or local impact) on carbon fiber reinforced composite material, delamination caused by local impact is further reduced, so carbon fiber reinforced composite after such impact When a stress is applied to the material, a carbon fiber reinforced composite material exhibiting a high impact resistance can be obtained with fewer delamination portions caused by the local impact that is the starting point of fracture due to stress concentration. To preferred. Further, some thermoplastic resin particles exhibit a higher modification effect by not being dissolved in the matrix resin component during the curing process. Not dissolving during the curing process is also effective in improving the impregnation property while maintaining the fluidity of the resin at the time of curing.

熱可塑性樹脂粒子[E]のメジアン径は、後述するゴム粒子[D]のメジアン径よりも小さくない場合、後述する導電性粒子[C]のメジアン径と同じかもしくは、それより小さい。熱可塑性樹脂粒子が導電性粒子のメジアン径よりも大きい場合、炭素繊維強化複合材料において、隣接している炭素繊維の間に挟まれた、絶縁性である熱硬化性樹脂組成物を有してなる層間に導電性粒子が埋もれてしまい、隣接している炭素繊維の間に含まれた導電性粒子と炭素繊維との導電パスが形成されにくく、十分な導電性向上効果をもたらさない場合がある。かかる熱可塑性樹脂粒子[E]のメジアン径は、大きくとも150μmであることが好ましい。かかる平均径が150μmを超えると、炭素繊維の配列を乱したり、熱可塑性樹脂粒子をプリプレグの表面近傍に形成するようにした場合、得られる炭素繊維強化複合材料の層間を必要以上に厚くするため、炭素繊維強化複合材料の圧縮特性等の力学特性を低下させる場合がある。かかるメジアン径は、好ましくは1〜150μmであり、より好ましくは1〜70μmであり、さらに好ましくは1〜30μmである。かかるメジアン径が小さすぎると、炭素繊維の繊維間に粒子が潜り込み、プリプレグ積層体の層間部分に局在化せず、粒子の存在効果が十分に得られず、得られる炭素繊維強化複合材料の耐衝撃性が低くなる場合がある。
本発明のゴム粒子[D]は、得られる炭素繊維強化複合材料に優れた耐衝撃性とマイクロクラック耐性を実現させることができる。
本発明で用いられるゴム粒子としては、公知の天然ゴムや合成ゴムを用いることができる。特に熱硬化性樹脂に不溶な架橋ゴム粒子が好ましく用いられる。熱硬化性樹脂に不溶であれば、その硬化物の耐熱性が、粒子を含まない熱硬化性樹脂の硬化物の耐熱性と同等になる。また、熱硬化性樹脂の種類や硬化条件の違いによりモルホロジーが変化することがないため、靭性などの安定した熱硬化性樹脂硬化物の物性を得ることができる。架橋ゴム粒子としては、例えば、単独のあるいは複数の不飽和化合物との共重合体、あるいは、単独のあるいは複数の不飽和化合物と架橋性モノマーを共重合して得られる粒子を使用することができる。
不飽和化合物としては、エチレン、プロピレンなどの脂肪族オレフィン、スチレン、メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物、ブタジエン、ジメチルブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどの共役ジエン化合物、アクリル酸メチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチルなどの不飽和カルボン酸エステル、アクリロニトリルなどのシアン化ビニルなどを使用することができる。さらにカルボキシル基、エポキシ基、水酸基およびアミノ基、アミド基などのエポキシ樹脂あるいは硬化剤と反応性を有する官能基を有する化合物を用いることもできる。例としては、アクリル酸、グリシジルメタクリレート、ビニルフェノール、ビニルアニリン、アクリルアミドなどを使用することができる。
架橋性モノマーの例としては、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、エチレングリコールジメタアクリレートなどの分子内に重合性二重結合を複数個有する化合物を使用することができる。
これらの粒子は、例えば乳化重合法、懸濁重合法などの従来公知の各種重合方法により製造することができる。代表的な乳化重合法は、不飽和化合物や架橋性モノマーを過酸化物などのラジカル重合開始剤、メルカプタン、ハロゲン化炭化水素などの分子量調整剤、乳化剤の存在下で乳化重合を行い、所定の重合転化率に達した後、反応停止剤を添加して重合反応を停止させ、次いで重合系の未反応モノマーを水蒸気蒸留などで除去することによって共重合体のラテックスを得る方法である。乳化重合法で得られたラテックスから水を除去して架橋ゴム粒子が得られる。
The median diameter of the thermoplastic resin particles [E] is not less than the median size of the rubber particles [D] described below, or the same as the median diameter of the conductive particles [C] described later, have smaller than that. When the thermoplastic resin particles are larger than the median diameter of the conductive particles, the carbon fiber reinforced composite material has an insulating thermosetting resin composition sandwiched between adjacent carbon fibers. In some cases, the conductive particles are buried between the adjacent carbon fibers, and a conductive path between the conductive particles contained between the adjacent carbon fibers and the carbon fibers is not easily formed, so that a sufficient conductivity improvement effect may not be obtained. . The median diameter of the thermoplastic resin particles [E] is preferably at most 150 μm. When the average diameter exceeds 150 μm, when the carbon fiber arrangement is disturbed or the thermoplastic resin particles are formed in the vicinity of the surface of the prepreg, the resulting carbon fiber reinforced composite material is made thicker than necessary. Therefore, the mechanical properties such as the compression properties of the carbon fiber reinforced composite material may be lowered. The median diameter is preferably 1 to 150 μm, more preferably 1 to 70 μm, and still more preferably 1 to 30 μm. If the median diameter is too small, the particles will sink between the fibers of the carbon fiber, and will not be localized in the interlayer part of the prepreg laminate, so that the presence effect of the particles cannot be obtained sufficiently, and the resulting carbon fiber reinforced composite material Impact resistance may be reduced.
Rubber particle [D] of the present invention, it is possible to realize a high impact resistance and microcracks resistant carbon fiber reinforced composite material obtained.
As the rubber particles used in the present invention, known natural rubber or synthetic rubber can be used. In particular, crosslinked rubber particles insoluble in the thermosetting resin are preferably used. If it is insoluble in the thermosetting resin, the heat resistance of the cured product becomes equivalent to the heat resistance of the cured product of the thermosetting resin not containing particles. Moreover, since the morphology does not change depending on the type of thermosetting resin and the curing conditions, stable physical properties of the cured thermosetting resin such as toughness can be obtained. As the crosslinked rubber particles, for example, a copolymer of a single or a plurality of unsaturated compounds, or particles obtained by copolymerizing a single or a plurality of unsaturated compounds and a crosslinkable monomer can be used. .
Examples of unsaturated compounds include aliphatic olefins such as ethylene and propylene, aromatic vinyl compounds such as styrene and methylstyrene, conjugated diene compounds such as butadiene, dimethylbutadiene, isoprene, and chloroprene, methyl acrylate, propyl acrylate, and acrylic acid. Unsaturated carboxylic acid esters such as butyl, methyl methacrylate, propyl methacrylate and butyl methacrylate, vinyl cyanide such as acrylonitrile, and the like can be used. Further, epoxy resins such as carboxyl group, epoxy group, hydroxyl group and amino group, amide group, or compounds having a functional group reactive with a curing agent can be used. As examples, acrylic acid, glycidyl methacrylate, vinylphenol, vinylaniline, acrylamide and the like can be used.
As an example of the crosslinkable monomer, a compound having a plurality of polymerizable double bonds in the molecule such as divinylbenzene, diallyl phthalate, and ethylene glycol dimethacrylate can be used.
These particles can be produced by various conventionally known polymerization methods such as an emulsion polymerization method and a suspension polymerization method. A typical emulsion polymerization method is a method in which an unsaturated compound or a crosslinkable monomer is subjected to emulsion polymerization in the presence of a radical polymerization initiator such as a peroxide, a molecular weight regulator such as a mercaptan or a halogenated hydrocarbon, and an emulsifier. In this method, after reaching the polymerization conversion rate, a reaction stopper is added to stop the polymerization reaction, and then the unreacted monomer in the polymerization system is removed by steam distillation or the like to obtain a copolymer latex. Water is removed from the latex obtained by the emulsion polymerization method to obtain crosslinked rubber particles.

架橋ゴム粒子の例としては、架橋アクリロニトリルブタジエンゴム粒子、架橋スチレンブタジエンゴム粒子、アクリルゴム粒子、コアシェルゴム粒子などが挙げられる。コアシェル型ゴム粒子とは、中心部と表層部が異なるポリマーからなる球状ポリマー粒子で、単にコア相と単一のシェル相の二相構造からなるもの、あるいは例えば内側からソフトコア、ハードシェル、ソフトシェルおよびハードシェルとなる構造のように複数のシェル相を有する多相重構造からなるマルチコアシェルゴム粒子などが知られている。ここでソフトとは、上記記載のゴムの相であること、ハードとは、ゴムではない樹脂の相であることを意味する。ここで、架橋ゴム粒子の市販品として、架橋アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)粒子の具体例としては、X
ER−91(JSR(株)製)、“DuoMod(登録商標)”DP5045(ゼオンコーポレーション(株)製)などが挙げられる。架橋スチレンブタジエンゴム(SBR)粒子の具体例としては、XSK−500(JSR(株)製)などが挙げられる。アクリルゴム粒子の具体例としては、メタブレンW300A、W450A(以上、三菱レイヨン(株)製)、コアシェル型ゴム粒子の具体例としては、スタフィロイドAC3832、AC3816N(以上、ガンツ化成(株)製)、メタブレンKW−4426(三菱レイヨン(株)製)、EXL−2611、EXL−3387(以上、ローム・アンド・ハース(株)製)、“パラロイド(登録商標)”EXL−2655、“パラロイド(登録商標)”EXL−2314(以上、呉羽化学工業(株)製)、“スタフィロイド(登録商標)”AC−3355、“スタフィロイド(登録商標)”TR−2105、“スタフィロイド(登録商標)”TR−2102、“スタフィロイド(登録商標)”TR−2122、“スタフィロイド(登録商標)”IM−101、“スタフィロイド(登録商標)”IM−203、“スタフィロイド(登録商標)”IM−301、“スタフィロイド(登録商標)”IM−401(以上、武田薬品工業(株)製)等が挙げられる。架橋ゴム粒子は、単独でも、2種以上を組み合せて用いてもよい。
Examples of the crosslinked rubber particles include crosslinked acrylonitrile butadiene rubber particles, crosslinked styrene butadiene rubber particles, acrylic rubber particles, and core shell rubber particles. A core-shell type rubber particle is a spherical polymer particle composed of a polymer having a different central part and surface layer part, and is simply composed of a two-phase structure of a core phase and a single shell phase, or, for example, soft core, hard shell, soft There are known multi-core shell rubber particles having a multi-phase layer structure having a plurality of shell phases such as a shell and a hard shell. Here, “soft” means the rubber phase described above, and “hard” means a resin phase that is not rubber. Here, as a commercial product of crosslinked rubber particles, as a specific example of crosslinked acrylonitrile butadiene rubber (NBR) particles, X
ER-91 (manufactured by JSR Co., Ltd.), “DuoMod (registered trademark)” DP5045 (manufactured by Zeon Corporation), and the like. Specific examples of the crosslinked styrene butadiene rubber (SBR) particles include XSK-500 (manufactured by JSR Corporation). Specific examples of the acrylic rubber particles include Methbrene W300A and W450A (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), and specific examples of the core-shell type rubber particles include Staphyloid AC3832, AC3816N (manufactured by Gantz Kasei Co., Ltd.), METABLEN KW-4426 (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), EXL-2611, EXL-3387 (manufactured by Rohm and Haas Co., Ltd.), “Paraloid (registered trademark)” EXL-2655, “Paraloid (registered trademark) ) “EXL-2314” (manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.), “Staffroid (registered trademark)” AC-3355, “Staffroid (registered trademark)” TR-2105, “Staffroid (registered trademark)” TR -2102, "Staffyroid (registered trademark)" TR-2122, "Staffyroid (registered trademark)" I -101, “Staffyroid (registered trademark)” IM-203, “Staffyroid (registered trademark)” IM-301, “Staffyroid (registered trademark)” IM-401 (above, manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), etc. Is mentioned. The crosslinked rubber particles may be used alone or in combination of two or more.

本発明のゴム粒子[D]のメジアン径は、熱可塑性樹脂粒子[E]を用いない場合、もしくは、熱可塑性樹脂粒子[E]を用いる場合であって、ゴム粒子[D]のメジアン径が熱可塑性樹脂粒子[E]のメジアン径よりも小さくない場合、後述する導電性粒子[C]のメジアン径と同じかもしくは、それより小さい。ゴム粒子が導電性粒子のメジアン径よりも大きい場合、炭素繊維強化複合材料において、隣接している炭素繊維の間に挟まれた、絶縁性である熱硬化性樹脂組成物を有してなる層間に導電性粒子が埋もれてしまい、隣接している炭素繊維の間に含まれた導電性粒子と炭素繊維との導電パスが形成されにくく、十分な導電性向上効果をもたらさない場合がある。かかるゴム粒子[D]のメジアン径は、大きくとも150μmであることが好ましい。かかるメジアン径が150μmを超えると、炭素繊維の配列を乱したり、熱可塑性樹脂粒子をプリプレグの表面近傍に形成するようにした場合、得られる炭素繊維強化複合材料の層間を必要以上に厚くするため、炭素繊維強化複合材料の圧縮特性等の力学特性を低下させる場合がある。メジアン径は、好ましくは1〜150μmであり、より好ましくは1〜70μmであり、さらに好ましくは1〜30μmである。かかるメジアン径が小さすぎると、炭素繊維の繊維間に粒子が潜り込み、プリプレグ積層体の層間部分に局在化せず、ゴム粒子の存在効果が十分に得られず、得られる炭素繊維強化複合材料の耐衝撃性が低くなる場合がある。ゴム粒子のメジアン径が1〜30μmの際には、炭素繊維強化複合材料の層間では、本発明の導電性粒子の周囲にゴム粒子が配置され十分に高靱性化されるので、炭素繊維強化複合材料の層間で、マトリックス樹脂と導電性粒子との界面、あるいは、導電性粒子と炭素繊維との接触箇所を起点とするマイクロクラックを防止することができる。 The median diameter of the rubber particle [D] of the present invention is the case where the thermoplastic resin particle [E] is not used, or the case where the thermoplastic resin particle [E] is used, and the median diameter of the rubber particle [D] is If not less than the median diameter of the thermoplastic resin particles [E], or the same as the median diameter of the conductive particles [C] described later, it has smaller than that. When the rubber particles are larger than the median diameter of the conductive particles, in the carbon fiber reinforced composite material, an interlayer having an insulating thermosetting resin composition sandwiched between adjacent carbon fibers In some cases, the conductive particles are buried, and a conductive path between the conductive particles contained between adjacent carbon fibers and the carbon fibers is not easily formed, so that a sufficient conductivity improving effect is not obtained. The median diameter of the rubber particles [D] is preferably 150 μm at most. When the median diameter exceeds 150 μm, when the carbon fiber arrangement is disturbed or the thermoplastic resin particles are formed in the vicinity of the surface of the prepreg, the resulting carbon fiber reinforced composite material has an unnecessarily thick interlayer. Therefore, the mechanical properties such as the compression properties of the carbon fiber reinforced composite material may be lowered. The median diameter is preferably 1 to 150 μm, more preferably 1 to 70 μm, and still more preferably 1 to 30 μm. If the median diameter is too small, the particles will sink between the fibers of the carbon fiber, and will not be localized in the interlayer part of the prepreg laminate, so that the effect of existence of the rubber particles cannot be obtained sufficiently, and the resulting carbon fiber reinforced composite material The impact resistance of the may be reduced. When the median diameter of the rubber particles is 1 to 30 μm, the rubber particles are disposed around the conductive particles of the present invention between the layers of the carbon fiber reinforced composite material, and the carbon fiber reinforced composite is sufficiently toughened. It is possible to prevent micro cracks starting from the interface between the matrix resin and the conductive particles or the contact portion between the conductive particles and the carbon fibers between the layers of the materials.

本発明のゴム粒子[D]は、レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した場合において、全体積を100%として累積カーブを求めた時、その累積カーブが5%となる粒径が、大きくとも10μmであることが好ましい。かかる粒径が10μmを超えると、高靱性なゴム粒子が本発明の導電性粒子の周囲を囲うように適切に配置されず、炭素繊維強化複合材料の層間で、マトリックス樹脂と導電性粒子との界面、あるいは、導電性粒子と炭素繊維との接触箇所を起点とするマイクロクラックが発生する場合がある。かかる累積カーブが5%となる粒径は、好ましくは1〜10μmであり、より好ましくは1〜8μmであり、さらに好ましくは1〜5μmである。かかる累積カーブが5%となる粒径が小さすぎると、炭素繊維の繊維間にゴム粒子が潜り込み、プリプレグ積層体の層間部分に局在化せず、粒子の存在効果が十分に得られず、得られる炭素繊維強化複合材料の耐衝撃性が低くなる場合がある。ゴム粒子[D]の累積カーブが5%となる粒径が1〜5μmの際には、炭素繊維強化複合材料の層間では、本発明の導電性粒子[C]の周囲にゴム粒子[D]が効率よく入り込み十分に高靱性化されるので、炭素繊維強化複合材料の層間で、マトリックス樹脂と導電性粒子[C]との界面、あるいは、導電性粒子[C]と炭素繊維[A]との接触箇所を起点とするマイクロクラックを防止することができる点で特に好ましく用いられる。   When the particle size distribution of the rubber particle [D] of the present invention is measured by the laser diffraction scattering method and the cumulative curve is obtained with the total volume being 100%, the particle size at which the cumulative curve becomes 5% It is preferable that it is 10 micrometers. When such a particle size exceeds 10 μm, the tough rubber particles are not properly disposed so as to surround the conductive particles of the present invention, and the matrix resin and the conductive particles are interposed between the layers of the carbon fiber reinforced composite material. There may be a case where a microcrack starting from the interface or the contact point between the conductive particles and the carbon fiber occurs. The particle size at which the cumulative curve is 5% is preferably 1 to 10 μm, more preferably 1 to 8 μm, and further preferably 1 to 5 μm. If the particle size at which the cumulative curve is 5% is too small, rubber particles will be caught between the carbon fiber fibers, and will not be localized in the interlayer part of the prepreg laminate, and the presence effect of the particles cannot be obtained sufficiently. The resulting carbon fiber reinforced composite material may have low impact resistance. When the particle size at which the cumulative curve of rubber particles [D] is 5% is 1 to 5 μm, rubber particles [D] are placed around the conductive particles [C] of the present invention between the layers of the carbon fiber reinforced composite material. Can efficiently enter and sufficiently toughen, so that between the layers of the carbon fiber reinforced composite material, the interface between the matrix resin and the conductive particles [C], or the conductive particles [C] and the carbon fibers [A] It is particularly preferably used because it can prevent microcracks starting from the contact points.

レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した場合において、ゴム粒子[D]の粒径の変動係数(CV値)が30%以上であることが好ましい。より好ましくは35%以上であり、さらに好ましくは40%以上である。かかるCV値が小さすぎる場合、ゴム粒子の製造コストが高くなる場合があったり、ゴム粒子のメジアン径が大きい場合には、高靱性なゴム粒子が導電性粒子の周囲を囲うように適切に配置されず、炭素繊維強化複合材料の層間で、マトリックス樹脂と導電性粒子との界面、あるいは、導電性粒子と炭素繊維との接触箇所を起点とするマイクロクラックが発生する場合がある。かかるCV値を最適化することで、炭素繊維強化複合材料の層間で、マトリックス樹脂と導電性粒子との界面、あるいは、導電性粒子と炭素繊維との接触箇所をゴム粒子で補強することができ、マイクロクラックを防止することができる。   When the particle size distribution is measured by the laser diffraction scattering method, the coefficient of variation (CV value) of the particle size of the rubber particles [D] is preferably 30% or more. More preferably, it is 35% or more, More preferably, it is 40% or more. When the CV value is too small, the production cost of the rubber particles may be increased, or when the median diameter of the rubber particles is large, the tough rubber particles are appropriately disposed so as to surround the conductive particles. In some cases, microcracks starting from the interface between the matrix resin and the conductive particles or the contact point between the conductive particles and the carbon fiber may occur between the layers of the carbon fiber reinforced composite material. By optimizing the CV value, rubber particles can reinforce the interface between the matrix resin and the conductive particles or the contact points between the conductive particles and the carbon fibers between the layers of the carbon fiber reinforced composite material. Microcracks can be prevented.

ここでいう粒径とは、レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した場合において、全体積を100%とした累積カーブにおける各体積%での粒径を意味する。本発明で用いられる粒度分布とは、レーザー回折散乱法を用いたHORIBA(株)製LA−950を用いて、レーザー回折散乱法により測定したものである。得られた粒度分布の累積カーブにおける5%、50%(メジアン径)の各体積%での粒径を求めている。また、本発明で用いられるCV値(粒径の変動係数)は、下記計算式によって算出される。
粒径のCV値(%)=(粒径の標準偏差/メジアン径)×100。
The term “particle size” as used herein means the particle size at each volume% in a cumulative curve where the total volume is 100% when the particle size distribution is measured by the laser diffraction scattering method. The particle size distribution used in the present invention is measured by a laser diffraction / scattering method using LA-950 manufactured by HORIBA Co., Ltd. using a laser diffraction / scattering method. The particle size at 5% and 50% (median diameter) in each volume% in the cumulative curve of the obtained particle size distribution is obtained. Further, the CV value (coefficient of variation of particle size) used in the present invention is calculated by the following calculation formula.
CV value (%) of particle size = (standard deviation of particle size / median diameter) × 100.

本発明で用いられる導電性粒子[C]は、電気的に良好な導体として振る舞う粒子であれば良く、導体のみからなるものに限定されない。好ましくは体積固有抵抗が10〜10−9Ωcmであり、より好ましくは1〜10−9Ωcmであり、さらに好ましくは10−1〜10−9Ωcmである粒子である。体積固有抵抗が高すぎると、炭素繊維強化複合材料において十分な導電性が得られない場合がある。導電性粒子は、例えば、カーボン粒子、金属粒子、ポリアセチレン粒子、ポリアニリン粒子、ポリピロール粒子、ポリチオフェン粒子、ポリイソチアナフテン粒子、ポリエチレンジオキシチオフェン粒子等の導電性ポリマー粒子の他、無機材料の核が導電性の物質で被覆されてなる粒子、有機材料の核が導電性の物質で被覆されてなる粒子を使用することができる。これらの中でも、高い導電性および安定性を示すことから、カーボン粒子、無機材料の核が導電性の物質で被覆されてなる粒子、有機材料の核が導電性の物質で被覆されてなる粒子が好ましく用いられ、この中でもさらにカーボン粒子が、長期安定性が高いことから特に好ましく用いられる。 The conductive particles [C] used in the present invention may be any particles that behave as electrically good conductors, and are not limited to those consisting only of conductors. Preferably, the particles have a volume resistivity of 10 to 10 −9 Ωcm, more preferably 1 to 10 −9 Ωcm, and still more preferably 10 −1 to 10 −9 Ωcm. If the volume resistivity is too high, sufficient conductivity may not be obtained in the carbon fiber reinforced composite material. The conductive particles include, for example, conductive polymer particles such as carbon particles, metal particles, polyacetylene particles, polyaniline particles, polypyrrole particles, polythiophene particles, polyisothianaphthene particles, and polyethylenedioxythiophene particles, as well as the core of an inorganic material. Particles formed by coating with a conductive substance and particles formed by covering the core of an organic material with a conductive substance can be used. Among these, carbon particles, particles in which the core of an inorganic material is coated with a conductive substance, and particles in which the core of an organic material is coated with a conductive substance are included because of high conductivity and stability. Among these, carbon particles are particularly preferably used because of their high long-term stability.

ここでいう、体積固有抵抗とは、サンプルを、4探針電極を有する円筒型セルにセットし、試料に60MPaの圧力を加えた状態で試料の厚さと抵抗値を測定し、その値から算出した体積固有抵抗とする。   The volume resistivity mentioned here is calculated from the sample thickness and resistance value measured by setting the sample in a cylindrical cell having four probe electrodes and applying a pressure of 60 MPa to the sample. It is set as the volume specific resistance.

カーボン粒子は、例えば、熱硬化性樹脂の粒子、熱可塑性樹脂の粒子を焼成することで得ることができる。焼成温度は、好ましくは600℃から3000℃、より好ましくは800℃から3000℃、さらに好ましくは2000℃から3000℃である。2000℃以上の温度で焼成すると、導電性に優れたカーボン粒子が得られる。熱硬化性樹脂の粒子としては、例えば、フェノール樹脂の粒子、エポキシ樹脂の粒子、ベンゾオキサジンの粒子が用いられる。熱可塑性樹脂の粒子としては、例えば、ポリアクリロニトリルの粒子、ポリエーテルイミドの粒子、ポリアミドイミドの粒子、ポリフェニレンスルフィドの粒子、ポリアミドの粒子、ポリイミドの粒子、ポリエーテルケトンの粒子、ポリエーテルスルホンの粒子が用いられる。この中でも、得られるカーボン粒子が高い導電性を得ることからフェノール樹脂の粒子が特に好ましく用いられる。   The carbon particles can be obtained, for example, by firing thermosetting resin particles or thermoplastic resin particles. The firing temperature is preferably 600 ° C to 3000 ° C, more preferably 800 ° C to 3000 ° C, and still more preferably 2000 ° C to 3000 ° C. When fired at a temperature of 2000 ° C. or higher, carbon particles having excellent conductivity can be obtained. Examples of the thermosetting resin particles include phenol resin particles, epoxy resin particles, and benzoxazine particles. Examples of thermoplastic resin particles include polyacrylonitrile particles, polyetherimide particles, polyamideimide particles, polyphenylene sulfide particles, polyamide particles, polyimide particles, polyether ketone particles, and polyethersulfone particles. Is used. Of these, phenol resin particles are particularly preferably used because the carbon particles obtained have high conductivity.

カーボン粒子としては、例えば、“ベルパール(登録商標)”C−600、C−800、C−2000(エア・ウォーター(株)製)、“NICABEADS(登録商標)”ICB、PC、MC(日本カーボン(株)製)、グラッシーカーボン(東海カーボン(株)製)、高純度人造黒鉛SGシリーズ、SGBシリーズ、SNシリーズ(SECカーボン(株)製)、真球状カーボン(群栄化学工業(株)製)などが具体的に挙げられる。さらに、カーボン粒子の真球度が0.8〜1.0である場合、衝撃時に応力が集中せず、耐衝撃性が高いことから好ましい。   Examples of the carbon particles include “Bellepearl (registered trademark)” C-600, C-800, C-2000 (manufactured by Air Water Co., Ltd.), “NICABEADS (registered trademark)” ICB, PC, MC (Nippon Carbon Co., Ltd.). Glassy carbon (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), high purity artificial graphite SG series, SGB series, SN series (manufactured by SEC Carbon Co., Ltd.), true spherical carbon (manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) ) And the like. Furthermore, when the sphericity of the carbon particles is 0.8 to 1.0, stress is not concentrated at the time of impact, which is preferable because of high impact resistance.

無機材料の核、または有機材料の核に被覆して導電性の粒子とする際に用いられる導電性の物質は、電気的に良好な導体である物質が含有されていれば良く、例えば、白金、金、銀、銅、ニッケル、チタン、コバルト、パラジウム、錫、亜鉛、鉄、クロム、アルミニウム等の金属、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリエチレンジオキシチオフェン等の導電性ポリマー、チェネルブラック、サーマルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、中空カーボンファイバー等の炭素を使用することができる。これらの中でも、高い導電性を示すことから金属、炭素が特に好ましく用いられる。   The conductive material used when coating the core of the inorganic material or the core of the organic material to form conductive particles is only required to contain a material that is an electrically good conductor, such as platinum. Metals such as gold, silver, copper, nickel, titanium, cobalt, palladium, tin, zinc, iron, chromium, aluminum, conductive polymers such as polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyisothianaphthene, polyethylenedioxythiophene Carbon such as carbon black, carbon black, carbon black, carbon nanotubes, fullerenes, graphene, hollow carbon fibers, etc. can be used. Among these, metal and carbon are particularly preferably used because of high conductivity.

導電性の物質として金属を用いる場合、何れの金属でも良いが、好ましくは標準電極電位が−2.0〜2.0Vであり、より好ましくは−1.8〜1.8Vである。標準電極電位が低すぎても、不安定であり安全上好ましくない場合があり、高すぎても加工性、生産性が低下する場合がある。ここで、標準電極電位とは、金属をその金属イオンを含む溶液中に浸した際の電極電位と、標準水素電極(1気圧で水素ガスと接触している1規定のHCl溶液に浸した白金よりなる電極)電位との差で表される。例えばTi:−1.74V、Ni:−0.26V、Cu:0.34V、Ag:0.80V、Au:1.52Vである。   When a metal is used as the conductive substance, any metal may be used, but the standard electrode potential is preferably −2.0 to 2.0 V, more preferably −1.8 to 1.8 V. If the standard electrode potential is too low, it may be unstable and unfavorable for safety, and if it is too high, workability and productivity may be reduced. Here, the standard electrode potential refers to the electrode potential when a metal is immersed in a solution containing the metal ions and the standard hydrogen electrode (platinum immersed in a 1N HCl solution in contact with hydrogen gas at 1 atm. Electrode) expressed as a difference from the potential. For example, Ti: -1.74V, Ni: -0.26V, Cu: 0.34V, Ag: 0.80V, Au: 1.52V.

上記金属を用いる場合、メッキして使用される金属であることが好ましい。好ましい金属としては、炭素繊維との電位差による金属の腐食を防止できることから、白金、金、銀、銅、錫、ニッケル、チタン、コバルト、亜鉛、鉄、クロム、アルミニウム等が用いられ、これらの中でも、体積固有抵抗が10〜10−9Ωcmという高い導電性および安定性を示すことから、白金、金、銀、銅、錫、ニッケル、またはチタンが特に好ましく用いられる。なお、これら金属は単独で用いられても良いし、これら金属を主成分とする合金として用いられても良い。 When using the said metal, it is preferable that it is the metal used by plating. As a preferable metal, platinum, gold, silver, copper, tin, nickel, titanium, cobalt, zinc, iron, chromium, aluminum, etc. are used because it can prevent corrosion of the metal due to a potential difference with the carbon fiber, and among these, Platinum, gold, silver, copper, tin, nickel, or titanium is particularly preferably used since the volume resistivity shows high conductivity and stability of 10 to 10 −9 Ωcm. In addition, these metals may be used independently and may be used as an alloy which has these metals as a main component.

上記の金属を用いて金属メッキを施す方法としては、湿式メッキと乾式メッキが好ましく用いられる。湿式メッキとしては、無電解メッキ、置換メッキおよび電気メッキ等の方法を採用することができるが、なかでも不導体にもメッキを施すことが可能であることから、無電解メッキによる方法が好ましく用いられる。乾式メッキとしては、真空蒸着、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)、光CVD、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法を採用することができるが、低温においても優れた密着性が得られることからスパッタリングによる方法が好ましく用いられる。   As a method of performing metal plating using the above metal, wet plating and dry plating are preferably used. As the wet plating, methods such as electroless plating, displacement plating, and electroplating can be employed. Among them, the method using electroless plating is preferably used because plating can be applied to nonconductors. It is done. As the dry plating, methods such as vacuum deposition, plasma CVD (chemical vapor deposition), photo CVD, ion plating, and sputtering can be adopted. However, since excellent adhesion can be obtained even at a low temperature, the sputtering method is used. Is preferably used.

また、金属メッキは、単一の金属の被膜であっても複数の金属からなる複数層の被膜であってもよい。金属メッキをする場合は、最表面を金、ニッケル、銅、またはチタンからなる層とするメッキ被膜が形成されてなることが好ましい。最表面を上記の金属とすることにより、接続抵抗値の低減化や表面の安定化を図ることができる。例えば、金層を形成する際は、無電解ニッケルメッキによりニッケル層を形成し、その後、置換金メッキにより金層を形成する方法が好ましく用いられる。   The metal plating may be a single metal film or a multi-layer film made of a plurality of metals. When metal plating is performed, it is preferable that a plating film having an outermost layer made of gold, nickel, copper, or titanium is formed. By using the above-mentioned metal as the outermost surface, the connection resistance value can be reduced and the surface can be stabilized. For example, when forming a gold layer, a method of forming a nickel layer by electroless nickel plating and then forming a gold layer by displacement gold plating is preferably used.

また、導電性層を構成する導電性の物質として金属微粒子を用いることも好ましい。この場合、金属微粒子として使用される金属は、炭素繊維との電位差による腐食を防ぐことから、白金、金、銀、銅、錫、ニッケル、チタン、コバルト、亜鉛、鉄、クロム、アルミニウム、またはこれらを主成分とする合金、若しくは酸化錫、酸化インジウム、酸化インジウム・錫(ITO)等が好ましく用いられる。これらの中でも、高い導電性および安定性を示すことから、白金、金、銀、銅、錫、ニッケル、チタンまたはこれらを主成分とする合金が特に好ましく用いられる。なお、ここで、微粒子とは、導電性粒子のメジアン径よりも小さい(通常、0.1倍以下であることを言う)メジアン径を有する粒子のことをいう。   It is also preferable to use metal fine particles as the conductive substance constituting the conductive layer. In this case, the metal used as the metal fine particles is platinum, gold, silver, copper, tin, nickel, titanium, cobalt, zinc, iron, chromium, aluminum, or these because it prevents corrosion due to a potential difference with the carbon fiber. An alloy mainly containing tin, tin oxide, indium oxide, indium oxide / tin (ITO), or the like is preferably used. Among these, platinum, gold, silver, copper, tin, nickel, titanium, or an alloy containing these as a main component is particularly preferably used because of high conductivity and stability. Here, the fine particles refer to particles having a median diameter smaller than the median diameter of conductive particles (usually, 0.1 times or less).

上記の金属微粒子で核を被覆する方法として、メカノケミカルボンディング方法が好ましく用いられる。メカノケミカルボンディングとは、複数の異なる素材粒子を、機械的エネルギーを加えて、メカノケミカル的に分子レベルで結合させ、その界面で強固なナノ結合を創成し、複合微粒子を創出する方法であり、本発明では、無機材料や有機材料の核に金属微粒子を結合させ、かかる核を金属微粒子で被覆する。   A mechanochemical bonding method is preferably used as a method for coating the nucleus with the above-mentioned metal fine particles. Mechanochemical bonding is a method of creating composite fine particles by adding mechanical energy to mechanically bond multiple different material particles at the molecular level, creating strong nanobonds at the interface, In the present invention, metal fine particles are bonded to the nuclei of an inorganic material or an organic material, and the nuclei are covered with the metal fine particles.

無機材料や有機材料(熱可塑性樹脂を含む)の核に金属微粒子を被覆する場合、この金属微粒子の粒径は、好ましくは核のメジアン径の1/1000〜1/10倍であり、より好ましくは1/500〜1/100倍のものである。粒径があまりに小さい金属微粒子を製造することは困難な場合があり、逆に金属微粒子の粒径が大きすぎると被覆ムラが発生する場合がある。粒径があまりに小さい金属微粒子を製造することは困難な場合があり、逆に金属微粒子の粒径が大きすぎると被覆ムラが発生する場合がある。   In the case where metal nuclei are coated on the core of an inorganic material or an organic material (including a thermoplastic resin), the particle size of the metal fine particle is preferably 1/1000 to 1/10 times the median diameter of the nuclei, more preferably Is 1/500 to 1/100 times. In some cases, it is difficult to produce fine metal particles having a particle size that is too small. Conversely, if the particle size of the fine metal particles is too large, uneven coating may occur. In some cases, it is difficult to produce fine metal particles having a particle size that is too small. Conversely, if the particle size of the fine metal particles is too large, uneven coating may occur.

また、導電性の物質として炭素を用いる場合、結晶質炭素、非晶質炭素が好ましく用いられ、チャネルブラック、サーマルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、中空カーボンファイバー等が好ましく用いられる。なかでも、中空カーボンファイバーが好ましく用いられ、その外形は、好ましくは0.1〜1000nmであり、より好ましくは1〜100nmのものである。中空カーボンファイバーの外径が小さすぎても、大きすぎても、そのような中空カーボンファイバーを製造することが困難であることが多い。   When carbon is used as the conductive material, crystalline carbon and amorphous carbon are preferably used, and carbon black such as channel black, thermal black, furnace black, ketjen black, carbon nanotube, fullerene, graphene, hollow Carbon fiber or the like is preferably used. Among these, hollow carbon fibers are preferably used, and the outer shape thereof is preferably 0.1 to 1000 nm, more preferably 1 to 100 nm. Even if the outer diameter of the hollow carbon fiber is too small or too large, it is often difficult to produce such a hollow carbon fiber.

上記の中空カーボンファイバーは、表面にグラファイト層を形成したものでもよい。その際、構成するグラファイト層の総数は、好ましくは1〜100層であり、より好ましくは1〜10層であり、さらに好ましくは、1〜4層であり、特に好ましいものは、1〜2層のものである。   The hollow carbon fiber may have a graphite layer formed on the surface. In that case, the total number of the graphite layers to be formed is preferably 1 to 100 layers, more preferably 1 to 10 layers, still more preferably 1 to 4 layers, and particularly preferably 1 to 2 layers. belongs to.

非晶質炭素としては、例えば、“ベルパール(登録商標)”C−600、C−800、C−2000(エア・ウォーター(株)製)、“NICABEADS(登録商標)”ICB、PC、MC(日本カーボン(株)製)、グラッシーカーボン(東海カーボン(株)製)、高純度人造黒鉛SGシリーズ、SGBシリーズ、SNシリーズ(SECカーボン(株)製)、真球状カーボン(群栄化学工業(株)製)などが具体的に挙げられる。   As the amorphous carbon, for example, “Bellpearl (registered trademark)” C-600, C-800, C-2000 (manufactured by Air Water Co., Ltd.), “NICABEADS (registered trademark)” ICB, PC, MC ( Nippon Carbon Co., Ltd.), Glassy Carbon (Tokai Carbon Co., Ltd.), High Purity Artificial Graphite SG Series, SGB Series, SN Series (SEC Carbon Co., Ltd.), True Spherical Carbon (Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) ))) And the like.

特に、有機材料として熱可塑性樹脂を用い、熱可塑性樹脂の核が前記導電性の物質で被覆されてなる粒子を採用すれば、得られる炭素繊維強化複合材料においてさらに優れた耐衝撃性を実現できるため好ましい。   In particular, if a thermoplastic resin is used as the organic material and particles in which the core of the thermoplastic resin is coated with the conductive substance are employed, even better impact resistance can be realized in the obtained carbon fiber reinforced composite material. Therefore, it is preferable.

導電性物質で被覆されてなるタイプの導電性粒子において、導電性粒子は、核である無機材料や有機材料と導電性の物質からなる導電性層とから構成され、必要に応じてその核と導電性層の間に後述するような接着層を設けてもよい。   In the type of conductive particles coated with a conductive substance, the conductive particles are composed of a core inorganic material or organic material and a conductive layer made of a conductive substance, and if necessary, the core and An adhesive layer as described later may be provided between the conductive layers.

導電性の物質が被覆されてなるタイプの導電性粒子において、核として用いる無機材料としては、無機酸化物、無機有機複合物、および炭素などを挙げることができる。   In the conductive particles of a type coated with a conductive substance, examples of the inorganic material used as the nucleus include inorganic oxides, inorganic-organic composites, and carbon.

無機酸化物としては、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリカ・アルミナ、シリカ・ジルコニア等、単一の無機酸化物、および2種以上の複合無機酸化物が挙げられる。   Examples of inorganic oxides include single inorganic oxides such as silica, alumina, zirconia, titania, silica / alumina, silica / zirconia, and two or more composite inorganic oxides.

無機有機複合物としては、例えば、金属アルコキシドおよび/または金属アルキルアルコキシドを加水分解して得られるポリオルガノシロキサン等が挙げられる。   Examples of the inorganic organic composite include polyorganosiloxane obtained by hydrolyzing metal alkoxide and / or metal alkyl alkoxide.

また炭素としては、結晶質炭素、非晶質炭素が好ましく用いられる。非晶質炭素としては、例えば、“ベルパール(登録商標)”C−600、C−800、C−2000(エア・ウォーター(株)製)、“NICABEADS(登録商標)”ICB、PC、MC(日本カーボン(株)製)、グラッシーカーボン(東海カーボン(株)製)、高純度人造黒鉛SGシリーズ、SGBシリーズ、SNシリーズ(SECカーボン(株)製)、真球状カーボン(群栄化学工業(株)製)などが具体的に挙げられる。   As carbon, crystalline carbon and amorphous carbon are preferably used. As the amorphous carbon, for example, “Bellpearl (registered trademark)” C-600, C-800, C-2000 (manufactured by Air Water Co., Ltd.), “NICABEADS (registered trademark)” ICB, PC, MC ( Nippon Carbon Co., Ltd.), Glassy Carbon (Tokai Carbon Co., Ltd.), High Purity Artificial Graphite SG Series, SGB Series, SN Series (SEC Carbon Co., Ltd.), True Spherical Carbon (Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) ))) And the like.

導電性の物質で被覆されてなるタイプの導電性粒子において、核として有機材料を用いる場合、核として用いる有機材料としては、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、ベンゾオキサジン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂およびポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、および、ジビニルベンゼン樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。また、ここで挙げた材料を2種類以上複合して用いても良い。なかでも、優れた耐熱性を有するアクリル樹脂やジビニルベンゼン樹脂、および優れた耐衝撃性を有するポリアミド樹脂が好ましく用いられる。   In the case of using an organic material as a core in a conductive particle of a type coated with a conductive substance, the organic material used as the core includes unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, epoxy resin, benzoxazine resin, phenol resin , Thermosetting resins such as urea resin, melamine resin and polyimide resin, polyamide resin, phenol resin, amino resin, acrylic resin, ethylene-vinyl acetate resin, polyester resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, polyimide resin, urethane Examples thereof include a resin and a thermoplastic resin such as a divinylbenzene resin. Further, two or more kinds of the materials mentioned here may be used in combination. Among these, acrylic resins and divinylbenzene resins having excellent heat resistance, and polyamide resins having excellent impact resistance are preferably used.

熱可塑性樹脂の核が導電性の物質で被覆された導電性の粒子の場合、熱可塑性樹脂粒子[E]を加えずとも、炭素繊維強化複合材料に高い耐衝撃性と導電性とを発現することができるので、これと熱可塑性樹脂粒子[E]、あるいは、熱可塑性樹脂粒子[E]とゴム粒子[D]とを併用することで、さらに高い耐衝撃性と導電性とを発現することができる。   In the case of conductive particles in which the core of the thermoplastic resin is coated with a conductive substance, the carbon fiber reinforced composite material exhibits high impact resistance and conductivity without adding the thermoplastic resin particles [E]. Therefore, by using this together with the thermoplastic resin particles [E], or the thermoplastic resin particles [E] and the rubber particles [D], it is possible to develop higher impact resistance and conductivity. Can do.

本発明で用いられる導電性粒子[C]の核の素材として用いる熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂に溶解して用いる熱可塑性樹脂として先に例示した各種の熱可塑性樹脂と同様のものを用いることができる。なかでも、歪みエネルギー開放率(G1c)が1500〜50000J/mの熱可塑性樹脂を核の素材として用いることが好ましい。より好ましくは、3000〜40000J/m、さらに好ましくは、4000〜30000J/mである。歪みエネルギー開放率(G1c)が小さすぎると、炭素繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分な場合があり、大きすぎると、炭素繊維強化複合材料の剛性が低下する場合がある。かかる熱可塑性樹脂が、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド等が好ましく用いられ、ポリアミドが特に好ましい。ポリアミドの中でも、ナイロン6、ナイロン12、ナイロン11やナイロン6/12共重合体が好ましく用いられる。G1cの評価は導電性粒子の核の素材である熱可塑性樹脂を成形した樹脂板を用い、ASTM D 5045−96に定められたコンパクトテンション法またはダブルテンション法により行う。 The thermoplastic resin used as the core material of the conductive particles [C] used in the present invention is the same as the various thermoplastic resins exemplified above as the thermoplastic resin used by being dissolved in the thermosetting resin. be able to. Among them, it is preferable to use a thermoplastic resin having a strain energy release rate (G 1c ) of 1500 to 50000 J / m 2 as a core material. More preferably, 3000~40000J / m 2, more preferably 4000~30000J / m 2. If the strain energy release rate (G 1c ) is too small, the impact resistance of the carbon fiber reinforced composite material may be insufficient, and if it is too large, the rigidity of the carbon fiber reinforced composite material may decrease. As such a thermoplastic resin, for example, polyamide, polyamideimide, polyethersulfone, polyetherimide and the like are preferably used, and polyamide is particularly preferable. Among polyamides, nylon 6, nylon 12, nylon 11 and nylon 6/12 copolymer are preferably used. Evaluation of G 1c is performed by a compact tension method or a double tension method defined in ASTM D 5045-96 using a resin plate obtained by molding a thermoplastic resin that is a core material of conductive particles.

導電性の物質で被覆されてなるタイプの導電性粒子[C]において、核と導電性層の間に接着剤層は存在してもしなくとも良いが、核と導電性層が剥離しやすい場合は存在させても良い。この場合の接着剤層の主成分としては、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル−アクリル樹脂、酢酸ビニル−塩化ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−アクリル樹脂、ポリアミド、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリウレタン、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、SBR、再生ゴム、ブチルゴム、水性ビニルウレタン、α−オレフィン、シアノアクリレート、変成アクリル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ−フェノール、ブチラール−フェノール、ニトリル−フェノールなどが好ましく、中でも酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル−アクリル樹脂、酢酸ビニル−塩化ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、エチレン−アクリル樹脂およびエポキシ樹脂等が挙げられる。   In the type of conductive particles [C] coated with a conductive substance, an adhesive layer may or may not exist between the core and the conductive layer, but the core and the conductive layer are likely to peel off. May be present. The main components of the adhesive layer in this case are vinyl acetate resin, acrylic resin, vinyl acetate-acrylic resin, vinyl acetate-vinyl chloride resin, ethylene-vinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate resin, ethylene-acrylic resin, polyamide. , Polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol, polyester, polyurethane, urea resin, melamine resin, phenol resin, resorcinol resin, epoxy resin, polyimide, natural rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, urethane rubber, SBR, recycled rubber, butyl rubber, aqueous vinyl urethane , Α-olefin, cyanoacrylate, modified acrylic resin, epoxy resin, epoxy-phenol, butyral-phenol, nitrile-phenol, etc. are preferred, among which vinyl acetate resin, acrylic resin, vinyl acetate Le - acrylic resin, vinyl acetate - vinyl chloride resins, ethylene - vinyl acetate resins, ethylene - vinyl acetate resins, ethylene - include acrylic resins and epoxy resins.

導電性の物質で被覆されてなるタイプの導電性粒子[C]において、導電性物質で被覆されてなる導電性の粒子は、[核の体積]/[導電性層の体積]で表される体積比が、好ましくは0.1〜500、より好ましくは1〜300、さらに好ましくは5〜100であるものを用いるのが良い。かかる体積比が0.1に満たないと得られる炭素繊維強化複合材料の質量が増加するだけでなく、樹脂調合中に均一に分散できない場合があり、逆に500を超えると得られる炭素繊維強化複合材料において十分な導電性が得られない場合がある。   In the conductive particles [C] of the type coated with a conductive substance, the conductive particles coated with the conductive substance are represented by [volume of nucleus] / [volume of conductive layer]. The volume ratio is preferably 0.1 to 500, more preferably 1 to 300, and still more preferably 5 to 100. If the volume ratio is less than 0.1, not only the mass of the obtained carbon fiber reinforced composite material is increased, but also there are cases where the carbon fiber reinforced composite material cannot be uniformly dispersed during resin preparation. In some cases, sufficient conductivity cannot be obtained in the composite material.

本発明で用いられる導電性粒子[C]の核が導電性の物質で被覆された導電性の粒子の比重は大きくとも3.2であることが好ましい。導電性の粒子の比重が3.2を超えると得られる炭素繊維強化複合材料の質量が増加するだけでなく、樹脂調合中に均一に分散できない場合がある。かかる観点から、導電性の粒子の比重は、好ましくは、0.8〜2.2である。導電性の粒子の比重が0.8に満たないと、樹脂調合中に均一に分散できない場合がある。   The specific gravity of the conductive particles in which the nuclei of the conductive particles [C] used in the present invention are coated with a conductive substance is preferably at most 3.2. If the specific gravity of the conductive particles exceeds 3.2, not only will the mass of the resulting carbon fiber reinforced composite material increase, but there may be cases where it cannot be uniformly dispersed during resin preparation. From this viewpoint, the specific gravity of the conductive particles is preferably 0.8 to 2.2. If the specific gravity of the conductive particles is less than 0.8, it may not be uniformly dispersed during resin preparation.

導電性粒子[C]の形状は、球状でも非球状でも多孔質でも針状でもウイスカー状でも、またはフレーク状でもよいが、球状の方が、熱硬化性樹脂の流動特性を低下させないため炭素繊維への含浸性が優れる。また、炭素繊維強化複合材料への落錘衝撃(または局所的な衝撃)時、局所的な衝撃により生じる層間剥離がより低減されるため、かかる衝撃後の炭素繊維強化複合材料に応力がかかった場合において応力集中による破壊の起点となる前記局所的な衝撃に起因して生じた層間剥離部分がより少なくなることや、炭素繊維強化複合材料の積層層間では、積層層内の炭素繊維と導電性粒子との接触確率が高く、導電パスを形成し易いことから、高い耐衝撃性と導電性とを発現する炭素繊維強化複合材料が得られる点で好ましい。   The shape of the conductive particles [C] may be spherical, non-spherical, porous, needle-shaped, whisker-shaped, or flake-shaped. However, since the spherical shape does not deteriorate the flow characteristics of the thermosetting resin, the carbon fiber Excellent impregnation property. In addition, when falling weight impact (or local impact) on the carbon fiber reinforced composite material, delamination caused by the local impact is further reduced, so stress was applied to the carbon fiber reinforced composite material after such impact. In some cases, there are fewer delaminations caused by the local impact, which is the starting point of fracture due to stress concentration, and between the carbon fiber reinforced composite layers, the carbon fiber and the conductivity in the layer Since the probability of contact with the particles is high and a conductive path is easily formed, it is preferable in that a carbon fiber reinforced composite material that exhibits high impact resistance and conductivity is obtained.

本発明において、導電性粒子[C]は、熱硬化性樹脂[B]との接着性が低いものもあるが、これらに表面処理を施したものを用いれば、熱硬化性樹脂との強い接着を実現することができ、耐衝撃性のさらなる向上が可能となる。かかる観点から、カップリング処理、酸化処理、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、およびブラスト処理からなる群から選ばれた少なくとも一種の処理を施したものを適用することが好ましい。なかでも熱硬化性樹脂中のエポキシ樹脂と化学結合、水素結合を形成しうるカップリング処理、酸化処理、プラズマ処理による表面処理を施したものは、熱硬化性樹脂との強い接着が実現できることからより好ましく用いられる。   In the present invention, the conductive particles [C] may have low adhesion to the thermosetting resin [B], but if these are subjected to a surface treatment, strong adhesion to the thermosetting resin is possible. Can be achieved, and the impact resistance can be further improved. From this point of view, it is preferable to apply a material that has been subjected to at least one treatment selected from the group consisting of coupling treatment, oxidation treatment, ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, and blast treatment. In particular, those that have been subjected to surface treatment by coupling, oxidation, or plasma treatment that can form a chemical bond or hydrogen bond with an epoxy resin in a thermosetting resin can realize strong adhesion to the thermosetting resin. More preferably used.

また、上記表面処理に当たっては、表面処理時間の短縮や導電性粒子の分散を助けるため、加熱および超音波を用いながら表面処理を行うことができる。加熱温度は、高くとも200℃、好ましくは30〜120℃がよい。すなわち温度が高すぎると臭気が強くなり環境が悪化したり、運転コストが高くなったりする場合がある。   In the surface treatment, the surface treatment can be performed using heating and ultrasonic waves in order to help shorten the surface treatment time and disperse the conductive particles. The heating temperature is at most 200 ° C, preferably 30 to 120 ° C. That is, if the temperature is too high, the odor becomes strong and the environment may deteriorate, or the operating cost may increase.

本発明においては、[ゴム粒子[D]の配合量(質量部)]/[導電性粒子[C]の配合量(質量部)]で表される質量比が1〜1000であることが好ましく、より好ましくは10〜500、さらに好ましくは10〜100である。かかる質量比が1よりも小さくなると、得られる炭素繊維強化複合材料において十分な耐衝撃性を得ることができない場合があり、かかる質量比が1000よりも大きくなると、得られる炭素繊維強化複合材料において十分な導電性が得られない場合がある。   In the present invention, the mass ratio represented by [the amount of rubber particles [D] (parts by mass)] / [the amount of conductive particles [C] (parts by mass)] is preferably 1-1000. More preferably, it is 10-500, More preferably, it is 10-100. When the mass ratio is less than 1, sufficient impact resistance may not be obtained in the obtained carbon fiber reinforced composite material. When the mass ratio is greater than 1000, in the obtained carbon fiber reinforced composite material. In some cases, sufficient conductivity cannot be obtained.

また、[ゴム粒子[D]と熱可塑性樹脂粒子との配合量の総和(質量部)]/[導電性粒子[C]の配合量(質量部)]で表される質量比が1〜1000であることが好ましく、より好ましくは10〜500、さらに好ましくは10〜100である。かかる質量比が1よりも小さくなると、得られる炭素繊維強化複合材料において十分な耐衝撃性を得ることができない場合があり、かかる質量比が1000よりも大きくなると、得られる炭素繊維強化複合材料において十分な導電性が得られない場合がある
本発明においては、導電性粒子[C]のメジアン径は、大きくとも150μmであることが好ましい。かかるメジアン径が150μmを超えると、炭素繊維の配列を乱したり、熱可塑性樹脂粒子をプリプレグの表面近傍に形成するようにした場合、得られる炭素繊維強化複合材料の層間を必要以上に厚くするため、炭素繊維強化複合材料の圧縮特性等の力学特性を低下させる場合がある。かかる導電性粒子のメジアン径は、好ましくは1〜150μmであり、より好ましくは10〜70μmであり、さらに好ましくは15〜40μmである。かかるメジアン径が小さすぎると、炭素繊維の繊維間に粒子が潜り込み、プリプレグ積層体の層間部分に局在化せず、ゴム粒子の存在効果が十分に得られず、得られる炭素繊維強化複合材料の耐衝撃性が低くなる場合がある。導電性粒子のメジアン径が15〜40μmの際、炭素繊維強化複合材料の積層層間では、積層層内の炭素繊維と導電性粒子との接触確率が高く、導電パスを形成し易いことから、高い耐衝撃性と導電性とを発現する炭素繊維強化複合材料が得られる点で好ましい。
Moreover, the mass ratio represented by [total amount (parts by mass)] of [rubber particles [D] and thermoplastic resin particles (parts by mass)] / [total amount (parts by mass) of conductive particles [C]] is 1-1000. It is preferable that it is, More preferably, it is 10-500, More preferably, it is 10-100. When the mass ratio is less than 1, sufficient impact resistance may not be obtained in the obtained carbon fiber reinforced composite material. When the mass ratio is greater than 1000, in the obtained carbon fiber reinforced composite material. In some cases, sufficient conductivity may not be obtained. In the present invention, the median diameter of the conductive particles [C] is preferably at most 150 μm. When the median diameter exceeds 150 μm, when the carbon fiber arrangement is disturbed or the thermoplastic resin particles are formed in the vicinity of the surface of the prepreg, the resulting carbon fiber reinforced composite material has an unnecessarily thick interlayer. Therefore, the mechanical properties such as the compression properties of the carbon fiber reinforced composite material may be lowered. The median diameter of the conductive particles is preferably 1 to 150 μm, more preferably 10 to 70 μm, and further preferably 15 to 40 μm. If the median diameter is too small, the particles will sink between the fibers of the carbon fiber, and will not be localized in the interlayer part of the prepreg laminate, so that the effect of existence of the rubber particles cannot be obtained sufficiently, and the resulting carbon fiber reinforced composite material The impact resistance of the may be reduced. When the median diameter of the conductive particles is 15 to 40 μm, the carbon fiber-reinforced composite material has a high contact probability between the carbon fibers and the conductive particles in the stacked layers, and is easy to form a conductive path. This is preferable in that a carbon fiber reinforced composite material that exhibits impact resistance and conductivity is obtained.

導電性粒子[C]が熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物に対して、あるいは、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物に対して、0.01〜50質量%であることが、得られる炭素繊維強化複合材料において優れた導電性を示すため好ましい。より好ましくは、0.05〜10質量%であり、さらに好ましくは0.1〜5質量%である。導電性粒子[C]が熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物に対して、あるいは、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物に対して、0.01質量%よりも少ない場合、得られる炭素繊維強化複合材料において導電パスが形成されにくく十分な導電性向上効果をもたらさないことがあり、50質量%を越える場合、得られる炭素繊維強化複合材料において十分な耐衝撃性を得られないことがある。   For the thermosetting resin composition in which the conductive particles [C] are the thermosetting resin [B], the conductive particles [C] and the rubber particles [D], or the thermosetting resin [B], the conductive Carbon fiber reinforced composite material obtained to be 0.01 to 50% by mass with respect to the thermosetting resin composition comprising the conductive particles [C], the rubber particles [D], and the thermoplastic resin particles [E] Is preferable because it exhibits excellent conductivity. More preferably, it is 0.05-10 mass%, More preferably, it is 0.1-5 mass%. For the thermosetting resin composition in which the conductive particles [C] are the thermosetting resin [B], the conductive particles [C] and the rubber particles [D], or the thermosetting resin [B], the conductive In the resulting carbon fiber reinforced composite material when the content is less than 0.01% by mass with respect to the thermosetting resin composition comprising the conductive particles [C], the rubber particles [D], and the thermoplastic resin particles [E]. In some cases, it is difficult to form a path and a sufficient effect of improving conductivity is not obtained. When the amount exceeds 50% by mass, sufficient impact resistance may not be obtained in the obtained carbon fiber reinforced composite material.

本発明の導電性粒子[C]の粒径のCV値が20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下である。導電性粒子[C]の粒径のCV値が20%を越える場合は、炭素繊維強化複合材料の炭素繊維の層間において導電性粒子がそれぞれの炭素繊維と接触する確率が低下するため、得られる炭素繊維強化複合材料の導電性が向上しない可能性がある。   The CV value of the particle size of the conductive particles [C] of the present invention is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, and further preferably 10% or less. When the CV value of the particle size of the conductive particles [C] exceeds 20%, the probability that the conductive particles come into contact with each carbon fiber between the carbon fiber layers of the carbon fiber reinforced composite material is decreased, and thus obtained. The conductivity of the carbon fiber reinforced composite material may not be improved.

本発明の導電性粒子[C]とゴム粒子[C]との組合せにおいて、粒径のCV値が10%以下である導電性粒子と粒径のCV値が40%以上であるゴム粒子との組合せは、炭素繊維強化複合材料の積層層間では、積層層内の炭素繊維と導電性粒子との接触確率が高く、導電パスを形成し易く、かつ、ゴム粒子が導電性粒子周辺に適切に配置されることから、高いマイクロクラック耐性と高い導電性とを発現する炭素繊維強化複合材料が得られる点で好ましい。   In the combination of the conductive particles [C] and the rubber particles [C] of the present invention, the conductive particles having a particle size CV value of 10% or less and the rubber particles having a particle size CV value of 40% or more. The combination has a high contact probability between the carbon fibers in the laminated layer and the conductive particles between the laminated layers of the carbon fiber reinforced composite material, easily forms a conductive path, and the rubber particles are appropriately arranged around the conductive particles. Therefore, it is preferable in that a carbon fiber reinforced composite material that exhibits high microcrack resistance and high conductivity is obtained.

熱サイクルによる熱硬化性樹脂の熱ひずみや導電性粒子とマトリックス樹脂との界面剥離、あるいは、導電性粒子と炭素繊維との接触箇所などを起点とするマイクロクラックを抑制し、かつマイクロクラックが発生した場合にその進展を防ぐため、そして、熱硬化性樹脂硬化物中のゴム粒子のキャビテーション効果を十分に発現させるために、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の破壊靭性値が高いことが求められる。本発明において熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物、あるいは、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物を180℃の温度下で2時間硬化した硬化物の開口モードでの応力拡大係数KIcが0.8〜2.0MPa・m1/2であり、好ましくは1.0〜1.5MPa・m1/2である。かかるKIcが0.8MPa・m1/2より小さい場合、熱サイクルによるマイクロクラックの発生を十分に抑えることができない。また、2.0MPa・m1/2を超える場合は、熱硬化性樹脂組成物の粘度が著しく向上し、プリプレグを作製できなかったり、硬化物の弾性率の低下をともなう。 Suppresses thermal strain of thermosetting resin due to thermal cycle, peeling of interface between conductive particles and matrix resin, or microcracks starting from contact points between conductive particles and carbon fibers, and microcracks are generated In order to prevent the development of the cured product, and to fully develop the cavitation effect of the rubber particles in the cured thermosetting resin, the cured product of the thermosetting resin composition should have a high fracture toughness value. It is done. In the present invention, a thermosetting resin composition comprising a thermosetting resin [B], conductive particles [C] and rubber particles [D], or a thermosetting resin [B], conductive particles [C], rubber The stress intensity factor K Ic in the opening mode of the cured product obtained by curing the thermosetting resin composition composed of the particles [D] and the thermoplastic resin particles [E] at a temperature of 180 ° C. for 2 hours is 0.8-2. is a 0MPa · m 1/2, preferably 1.0~1.5MPa · m 1/2. When such K Ic is smaller than 0.8 MPa · m 1/2 , generation of microcracks due to thermal cycling cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, when it exceeds 2.0 MPa · m 1/2 , the viscosity of the thermosetting resin composition is remarkably improved, and a prepreg cannot be produced, or the elastic modulus of the cured product is lowered.

本発明の熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]にゴム粒子[D]を配合することで、導電性粒子と熱硬化性樹脂との界面剥離を起点とするクラック進展を顕著に抑制することができ、熱可塑性樹脂粒子[E]よりも高いKIcを得ることできる点で好ましく用いられる。また、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]に熱可塑性樹脂粒子[E]を組合せることで、炭素繊維強化複合材料の積層層間では、熱可塑性樹脂粒子と熱硬化性樹脂との高い接着性から、耐衝撃性に優れる炭素繊維強化複合材料を得ることでできる。 By blending the rubber particles [D] with the thermosetting resin [B] and the conductive particles [C] of the present invention, the crack progress starting from the interfacial peeling between the conductive particles and the thermosetting resin becomes remarkable. It is preferably used in that it can be suppressed and a higher KIc can be obtained than the thermoplastic resin particles [E]. Further, by combining the thermoplastic resin particles [E] with the thermosetting resin [B], the conductive particles [C], and the rubber particles [D], the thermoplastic resin particles are laminated between the laminated layers of the carbon fiber reinforced composite material. It is possible to obtain a carbon fiber reinforced composite material having excellent impact resistance from the high adhesion between the resin and the thermosetting resin.

本発明のプリプレグの熱硬化性樹脂組成物を得るには、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、熱可塑性樹脂粒子[E]と硬化剤以外の構成要素を150℃程度で均一に加熱混練し、硬化反応が進みにくい温度まで冷却した後に、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、熱可塑性樹脂粒子[E]および硬化剤を加えて混練することが好ましいが、各成分の配合方法は特にこの方法に限定されるものではない。   In order to obtain the thermosetting resin composition of the prepreg of the present invention, components other than the conductive particles [C], the rubber particles [D], the thermoplastic resin particles [E] and the curing agent are uniformly formed at about 150 ° C. It is preferable to knead by heating and kneading and cooling to a temperature at which the curing reaction hardly proceeds, and then kneading by adding conductive particles [C], rubber particles [D], thermoplastic resin particles [E] and a curing agent. The blending method is not particularly limited to this method.

本発明に用いられるプリプレグは、粒子に富む層、すなわち、その断面を観察したときに、前記した粒子(導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、熱可塑性樹脂粒子[E])が局在して存在している状態が明瞭に確認しうる層(以下、粒子層と略記することがある。)が、プリプレグの表面付近部分に形成されている構造であることが好ましい。   The prepreg used in the present invention has a particle-rich layer, that is, when the cross section thereof is observed, the above-described particles (conductive particles [C], rubber particles [D], and thermoplastic resin particles [E]) are localized. It is preferable that the layer (hereinafter sometimes abbreviated as a particle layer) in which the existing and present state can be clearly confirmed is formed in the vicinity of the surface of the prepreg.

このように、粒子が表面側に偏在している構造をとることにより、プリプレグを積層し、熱硬化性樹脂[B]を硬化させて炭素繊維強化複合材料とした場合、プリプレグ層、すなわち炭素繊維強化複合材料の層間で樹脂層が形成され易く、それにより、炭素繊維強化複合材料の層相互の接着性や密着性が高められ、得られる炭素繊維強化複合材料に高度な耐衝撃性が発現されるようになる。   In this way, when the prepreg is laminated and the thermosetting resin [B] is cured by forming a structure in which the particles are unevenly distributed on the surface side, a prepreg layer, that is, carbon fiber is obtained. A resin layer is easily formed between the layers of the reinforced composite material, thereby enhancing the adhesion and adhesion between the layers of the carbon fiber reinforced composite material, and the resulting carbon fiber reinforced composite material exhibits high impact resistance. Become so.

このような観点から、前記の粒子層は、プリプレグの厚さ100%に対して、プリプレグの表面から、表面を起点として、プリプレグの両方の主面それぞれから、またはプリプレグの片方の主面から当該プリプレグの厚さ方向に20%の深さ、好ましくは10%の深さの範囲内に存在していると良い。2枚以上のプリプレグを積層するに際し、プリプレグの粒子層を片面のみに存在させる場合には、粒子層が存在する面が同じ方向に向くようにプリプレグを積層すると良い。他方、粒子層をプリプレグの片面のみに存在させた場合、プリプレグに表裏ができるため、積層に際して注意が必要となる。すなわち、粒子のある層間とない層間が存在するようにプリプレグを配置すると、衝撃に対して弱い炭素繊維強化複合材料となる可能性があるため、表裏の区別をなくし、積層を容易にするため、粒子層はプリプレグの表裏両面に存在する方が良い。   From such a viewpoint, the particle layer has a thickness of 100% of the prepreg, from the surface of the prepreg, starting from the surface, from each of both main surfaces of the prepreg, or from one main surface of the prepreg. The thickness of the prepreg should be 20% deep, preferably 10% deep. When laminating two or more prepregs, when the particle layer of the prepreg is present only on one side, the prepreg is preferably laminated so that the surface on which the particle layer is present faces in the same direction. On the other hand, when the particle layer is present only on one side of the prepreg, the prepreg can be front and back, so care must be taken when laminating. That is, if the prepreg is placed so that there is an interlayer with and without particles, there is a possibility of becoming a carbon fiber reinforced composite material that is weak against impact. Therefore, in order to eliminate the distinction between the front and back and facilitate lamination, The particle layer should be present on both the front and back sides of the prepreg.

さらに、前記の粒子層内に存在する導電性粒子[C]とゴム粒子[D]の存在割合、あるいは、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]の存在割合は、プリプレグ中、導電性粒子[C]とゴム粒子[D]、あるいは、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]の全量100質量%に対して、90〜100質量%であり、好ましくは95〜100質量%である。   Further, the ratio of the conductive particles [C] and the rubber particles [D] existing in the particle layer, or the presence of the conductive particles [C], the rubber particles [D] and the thermoplastic resin particles [E]. The ratio of the conductive particles [C] and the rubber particles [D] or the conductive particles [C], the rubber particles [D], and the thermoplastic resin particles [E] in the prepreg is 100% by mass based on the total amount. It is 90-100 mass%, Preferably it is 95-100 mass%.

この粒子の存在率は、例えば、下記の方法で評価することができる。すなわち、プリプレグを2枚の表面の平滑なポリ四フッ化エチレン樹脂板の間に挟持して密着させ、7日間かけて徐々に硬化温度まで温度を上昇させてゲル化、硬化させて板状のプリプレグ硬化物を作製する。このプリプレグ硬化物の両面に、プリプレグ硬化物の表面から、厚さの20%深さ位置にプリプレグの表面と平行な線を2本引く。次に、プリプレグの表面と上記線との間に存在する粒子の合計面積と、プリプレグの厚みに渡って存在する粒子の合計面積を求め、プリプレグの厚さ100%に対して、プリプレグの表面から20%の深さの範囲に存在する粒子の存在率を計算する。ここで、粒子の合計面積は、断面写真から粒子部分を刳り抜き、その質量から換算して求める。樹脂中に分散する粒子の写真撮影後の判別が困難な場合は、粒子を染色する手段も採用できる。   The abundance of the particles can be evaluated by, for example, the following method. That is, the prepreg is sandwiched between two smooth polytetrafluoroethylene resin plates with a smooth surface, and the temperature is gradually raised to the curing temperature over 7 days to gel and cure to cure the plate-like prepreg. Make a thing. Two lines parallel to the surface of the prepreg are drawn on both surfaces of the prepreg cured product from the surface of the prepreg cured product at a depth of 20% of the thickness. Next, the total area of the particles existing between the surface of the prepreg and the line and the total area of the particles existing over the thickness of the prepreg are obtained, and from the surface of the prepreg with respect to 100% of the thickness of the prepreg. Calculate the abundance of particles present in the 20% depth range. Here, the total area of the particles is obtained by cutting out the particle portion from the cross-sectional photograph and converting it from the mass. If it is difficult to discriminate the particles dispersed in the resin after photography, a means for dyeing the particles can also be employed.

また、本発明において導電性粒子[C]およびゴム粒子[D]、あるいは、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]の総量は、プリプレグに対して20質量%以下の範囲であることが好ましい。かかる総量が、プリプレグに対して20質量%を超えると、ベース樹脂との混合が困難になる上、プリプレグのタックとドレープ性が低下することがある。すなわち、ベース樹脂の特性を維持しつつ、耐衝撃性を付与するには、かかる粒子の総量は、プリプレグに対して20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは15質量%以下である。プリプレグのハンドリングを一層優れたものにするためには、10質量%以下であることがさらに好ましい。かかる粒子の総量は、高い耐衝撃と導電性を得るために、プリプレグに対し1質量%以上とすることが好ましく、より好ましくは2質量%以上である。   In the present invention, the total amount of the conductive particles [C] and the rubber particles [D] or the conductive particles [C], the rubber particles [D], and the thermoplastic resin particles [E] is 20 masses based on the prepreg. % Or less is preferable. When the total amount exceeds 20% by mass with respect to the prepreg, mixing with the base resin becomes difficult and tackiness and drape of the prepreg may be deteriorated. That is, in order to impart impact resistance while maintaining the characteristics of the base resin, the total amount of such particles is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, based on the prepreg. In order to further improve the handling of the prepreg, the content is more preferably 10% by mass or less. In order to obtain high impact resistance and electrical conductivity, the total amount of such particles is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more with respect to the prepreg.

本発明のプリプレグは、特開平1−26651号公報、特開昭63−170427号公報または特開昭63−170428号公報に開示されているような方法を応用して製造することができる。具体的には、本発明のプリプレグは、炭素繊維[A]とマトリックス樹脂である熱硬化性樹脂[B]からなる一次プリプレグの表面に、導電性粒子[C]とゴム粒子[D]、あるいは、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]をそのまま塗布する方法、マトリックス樹脂である熱硬化性樹脂中にこれらの導電性粒子とゴム粒子、あるいは、導電性粒子、ゴム粒子および熱可塑性樹脂粒子を均一に混合した熱硬化性樹脂組成物を調整し、この組成物を炭素繊維に含浸させる過程において炭素繊維で、導電性粒子とゴム粒子、あるいは、導電性粒子、ゴム粒子および熱可塑性樹脂粒子の侵入を遮断せしめてプリプレグの表面部分に粒子を局在化させる方法、または予め熱硬化性樹脂を炭素繊維に含浸させて一次プリプレグを作製しておき、一次プリプレグ表面に、熱硬化性樹脂中にこれら導電性粒子とゴム粒子、あるいは、導電性粒子、ゴム粒子および熱可塑性樹脂粒子を高濃度で含有する熱硬化性樹脂組成物のフィルムを貼付する方法等で製造することができる。導電性粒子とゴム粒子、あるいは、導電性粒子、ゴム粒子および熱可塑性樹脂粒子が、プリプレグの厚み20%の深さの範囲に均一に存在することで、耐衝撃性、導電性とマイクロクラック耐性とを兼ね備えた炭素繊維複合材料用のプリプレグが得られる。   The prepreg of the present invention can be produced by applying a method as disclosed in JP-A-1-26651, JP-A-63-170427 or JP-A-63-170428. Specifically, the prepreg of the present invention has conductive particles [C] and rubber particles [D] on the surface of a primary prepreg composed of carbon fibers [A] and a thermosetting resin [B] that is a matrix resin, or , Conductive particles [C], rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E] are applied as they are, these conductive particles and rubber particles in a thermosetting resin as a matrix resin, or conductive In the process of preparing a thermosetting resin composition in which particles, rubber particles and thermoplastic resin particles are uniformly mixed, and impregnating the composition with carbon fibers, carbon fibers, conductive particles and rubber particles, or conductive A method of localizing particles on the surface portion of the prepreg by blocking intrusion of particles, rubber particles and thermoplastic resin particles, or by impregnating a carbon fiber with a thermosetting resin in advance to form a primary prepreg A thermosetting resin composition containing a high concentration of these conductive particles and rubber particles, or conductive particles, rubber particles, and thermoplastic resin particles in a thermosetting resin on the primary prepreg surface. It can manufacture by the method of sticking this film. Conductive particles and rubber particles, or conductive particles, rubber particles, and thermoplastic resin particles are uniformly present in the depth range of 20% of the prepreg thickness, resulting in impact resistance, conductivity and microcrack resistance. Thus, a prepreg for a carbon fiber composite material having both of the above is obtained.

本発明のプリプレグは、180℃の温度下で2時間硬化して炭素繊維強化複合材料を得た際に、温度上限値71℃、温度下限値−54℃、各温度での保持時間3分間、昇降温速度1分間に10℃による熱サイクル試験の3200サイクル時点でのマイクロクラックの数が10個以下であることが好ましく、より好ましくは5個以下であり、さらに好ましくは1個以下である。かかるマイクロクラックの数が10個を超える場合、密集して発生したマイクロクラックが、繰り返し負荷を受けることによって隣接するクラックと結合し、炭素繊維束を横断するクラック、所謂トランスバースクラックへと成長し、一定疲労付与後の炭素繊維強化複合材料の圧縮特性が著しく低下する場合がある。落雷耐性を持たせるため炭素繊維強化複合材料の積層層間に導電性粒子を配置し積層層内の炭素繊維と導電パスを付与することは、積層層間では、マトリックス樹脂と導電性粒子との線膨張係数が異なるため、熱サイクルの負荷による熱歪みの影響により、マイクロクラックの発生の可能性が一層大きくなると考えられる。また、熱サイクルの負荷により、導電性粒子とマトリックス樹脂との接着性が弱い場合、界面剥離が生じマイクロクラックの発生の可能性が一層大きくなる。また、熱サイクルの負荷により、導電性粒子と炭素繊維との接触箇所を起点とするマイクロクラックの発生の可能性がある。本発明のプリプレグは、炭素繊維複合材料の積層層間部に導電性粒子を加えて、さらにゴム粒子を配置し、または、導電性粒子に加えて、熱可塑性樹脂粒子とゴム粒子を配置し、ゴム粒子のキャビテーション効果を最大限に引き起こすべく、ある特定の靱性値を有するマトリックス樹脂を用いることで、熱サイクル負荷の下でも、マイクロクラック耐性を備えた炭素繊維強化複合材料を得ることができる。   When the prepreg of the present invention was cured at a temperature of 180 ° C. for 2 hours to obtain a carbon fiber reinforced composite material, the temperature upper limit value 71 ° C., the temperature lower limit value −54 ° C., the holding time at each temperature for 3 minutes, It is preferable that the number of microcracks at the time of 3200 cycles of the thermal cycle test at 10 ° C. per 1 minute for the temperature raising / lowering rate is 10 or less, more preferably 5 or less, and still more preferably 1 or less. When the number of such microcracks exceeds 10, the microcracks generated in a dense manner are combined with adjacent cracks by being repeatedly loaded, and grow into cracks that cross the carbon fiber bundle, so-called transverse cracks. In some cases, the compression characteristics of the carbon fiber reinforced composite material after a certain amount of fatigue may be significantly reduced. Arrangement of conductive particles between layers of carbon fiber reinforced composite material to provide lightning strike resistance and the provision of a carbon fiber and conductive path within the layer is due to the linear expansion of matrix resin and conductive particles between layers. Since the coefficients are different, it is considered that the possibility of the occurrence of microcracks is further increased due to the influence of thermal strain caused by the heat cycle load. Further, when the adhesiveness between the conductive particles and the matrix resin is weak due to the load of the thermal cycle, the interface peeling occurs and the possibility of the occurrence of micro cracks is further increased. Moreover, there is a possibility that microcracks starting from the contact points between the conductive particles and the carbon fibers may be generated due to the heat cycle load. In the prepreg of the present invention, conductive particles are added to the laminated interlayer portion of the carbon fiber composite material, and further rubber particles are arranged, or in addition to the conductive particles, thermoplastic resin particles and rubber particles are arranged, and rubber By using a matrix resin having a specific toughness value in order to maximize the particle cavitation effect, a carbon fiber reinforced composite material having microcrack resistance can be obtained even under a thermal cycle load.

本発明のプリプレグは、180℃の温度下で2時間硬化して炭素繊維強化複合材料を得るに際し、隣接している炭素繊維[A]の層間で、30%以上の個数の導電性粒子[C]が、それぞれの炭素繊維と接触していることが好ましい。炭素繊維強化複合材料の前記層間で導電性粒子がそれぞれの炭素繊維と接触していない場合、あるいは、炭素繊維強化複合材料の前記層間で30%よりも低い個数の導電性粒子しか、それぞれの炭素繊維と接触していない場合は、隣接している炭素繊維の間に含まれた導電性粒子とそれらの連続した炭素繊維の導電パスを形成するのが難しいため、炭素繊維強化複合材料の導電性が十分向上しない可能性がある。炭素繊維強化複合材料の導電性を十分向上させるためには、炭素繊維強化複合材料の積層層間で、積層層内のそれぞれの炭素繊維と接触している導電性粒子の個数の割合は、導電パスを形成する観点で、好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上である。   When the prepreg of the present invention is cured at a temperature of 180 ° C. for 2 hours to obtain a carbon fiber reinforced composite material, the conductive particles [C of 30% or more between the layers of adjacent carbon fibers [A] [C] ] Are preferably in contact with the respective carbon fibers. If the conductive particles are not in contact with the respective carbon fibers between the layers of the carbon fiber reinforced composite material, or if the number of conductive particles is less than 30% between the layers of the carbon fiber reinforced composite material, When not in contact with the fibers, the conductivity of the carbon fiber reinforced composite is difficult because it is difficult to form conductive particles contained between adjacent carbon fibers and the conductive paths of those continuous carbon fibers. May not improve sufficiently. In order to sufficiently improve the conductivity of the carbon fiber reinforced composite material, the ratio of the number of conductive particles in contact with each carbon fiber in the laminated layer between the laminated layers of the carbon fiber reinforced composite material is determined by the conductive path. Is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and still more preferably 70% or more.

本発明の炭素繊維強化複合材料は、上述した本発明のプリプレグを2枚以上含み、それらのうち少なくとも2枚の前記プリプレグが隣接している積層体を加圧および加熱して、熱硬化性樹脂組成物を硬化させる方法を一例として、製造することができる。導電性粒子[C]とゴム粒子[D]、あるいは、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]とを組み合わせて用いることにより、炭素繊維強化複合材料への落錘衝撃(または局所的な衝撃)時、局所的な衝撃により生じる層間剥離が低減されるため、かかる衝撃後の炭素繊維強化複合材料に応力がかかった場合において応力集中による破壊の起点となる前記局所的な衝撃に起因して生じた層間剥離部分が少ない。さらに、用いられる熱硬化性樹脂組成物が、180℃で2時間加熱せしめて得られる硬化物のガラス転移温度Tgが180℃以上であることが好ましい。かかるTgが180℃以上であると、得られる炭素繊維強化複合材料が航空機構造部材に適用可能な点で優れている。   The carbon fiber reinforced composite material of the present invention includes two or more of the prepregs of the present invention described above, and pressurizes and heats a laminate in which at least two of the prepregs are adjacent to each other, thereby thermosetting resin A method for curing the composition can be produced as an example. By using a combination of conductive particles [C] and rubber particles [D], or conductive particles [C], rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E], carbon fiber reinforced composite material can be obtained. During falling weight impact (or local impact), delamination caused by local impact is reduced, so when stress is applied to the carbon fiber reinforced composite material after such impact, it becomes the starting point of fracture due to stress concentration There are few delamination parts caused by the local impact. Furthermore, it is preferable that the glass transition temperature Tg of the hardened | cured material obtained by heating the thermosetting resin composition used for 2 hours at 180 degreeC is 180 degreeC or more. When the Tg is 180 ° C. or higher, the obtained carbon fiber reinforced composite material is excellent in that it can be applied to an aircraft structural member.

かかる本発明の炭素繊維強化複合材料は、強度、剛性、耐衝撃性、導電性およびマイクロクラック耐性等に優れていることから航空宇宙用途、一般産業用途等に広く用いられる。より具体的には、航空宇宙用途では、主翼、尾翼およびフロアビーム等の航空機一次構造材用途、フラップ、エルロン、カウル、フェアリングおよび内装材等の航空機二次構造材用途、ロケットモーターケースおよび人工衛星構造材用途等に好ましく用いられる。このような航空宇宙用途の中でも、特に耐衝撃性、耐雷性およびマイクロクラック耐性が必要な航空機一次構造材用途、特に胴体スキン、主翼スキン、および尾翼スキンにおいて、本発明による炭素繊維強化複合材料が特に好ましく用いられる。また、一般産業用途では、自動車、船舶およ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、風車の羽根、圧力容器、フライホイール、製紙用ローラ、屋根材、ケーブル、補強筋、ICトレイやノートパソコンの筐体(ハウジング)などのコンピュータ用途および補修補強材料等の土木・建築材料用途等に好ましく用いられる。これらの中でも、自動車外板、船舶外板、鉄道外板、風車の羽根、および、ICトレイやノートパソコンの筐体(ハウジング)において、本発明による炭素繊維強化複合材料が特に好ましく用いられる。   Such a carbon fiber reinforced composite material of the present invention is widely used for aerospace applications, general industrial applications and the like because of its excellent strength, rigidity, impact resistance, electrical conductivity and microcrack resistance. More specifically, in aerospace applications, primary aircraft structural materials such as main wings, tail wings and floor beams, secondary aircraft structural materials such as flaps, ailerons, cowls, fairings and interior materials, rocket motor cases and artificial It is preferably used for satellite structural materials. Among such aerospace applications, the carbon fiber reinforced composite material according to the present invention is used in aircraft primary structure applications that particularly require impact resistance, lightning resistance, and microcrack resistance, particularly in fuselage skin, main wing skin, and tail wing skin. Particularly preferably used. 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, reinforcing bars, ICs It is preferably used for computer applications such as trays and notebook computer housings (housing) and civil engineering and building material applications such as repair and reinforcement materials. Among these, the carbon fiber reinforced composite material according to the present invention is particularly preferably used in automobile skins, ship skins, railway skins, windmill blades, and IC trays and notebook PC housings (housings).

図1は本発明の代表的なプリプレグの断面図の一例である。図1を用いて、さらに具体的に説明する。   FIG. 1 is an example of a cross-sectional view of a typical prepreg of the present invention. A more specific description will be given with reference to FIG.

図1に示す本発明のプリプレグは、炭素繊維5と熱硬化性樹脂6から構成される2つの炭素繊維層3との間に、熱硬化性樹脂6、ゴム粒子1および導電性粒子4を含む粒子層2を有している。粒子層2の形成により、炭素繊維層間の靭性が高められると共に、粒子層2に含まれる導電性粒子4が炭素繊維層間に導電パスを形成することができるので、得られる炭素繊維強化複合材料に高度な耐衝撃性と導電性とが発現される。粒子層では、導電性粒子の周囲にゴム粒子が適切に配置されるので、得られる炭素繊維強化複合材料の層間で、熱硬化性樹脂と導電性粒子との界面、あるいは、導電性粒子と炭素繊維との接触箇所を起点とするマイクロクラックを防止することができる。   The prepreg of the present invention shown in FIG. 1 includes a thermosetting resin 6, rubber particles 1 and conductive particles 4 between two carbon fiber layers 3 composed of carbon fibers 5 and a thermosetting resin 6. A particle layer 2 is provided. The formation of the particle layer 2 increases the toughness between the carbon fiber layers, and the conductive particles 4 included in the particle layer 2 can form a conductive path between the carbon fiber layers. High impact resistance and electrical conductivity are developed. In the particle layer, rubber particles are appropriately arranged around the conductive particles. Therefore, between the layers of the obtained carbon fiber reinforced composite material, the interface between the thermosetting resin and the conductive particles, or the conductive particles and the carbon. It is possible to prevent microcracks starting from the contact points with the fibers.

以下、実施例によって、本発明のプリプレグ、炭素繊維強化複合材料について、より具体的に説明する。次に示す実施例のプリプレグの作製環境および評価は、特に断りのない限り、温度25℃±2℃、相対湿度50%の雰囲気で行ったものである。また、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例2,3,31,33が本発明の実施例であり、実施例1,4〜30,32,34,35は参考実施例である。
Hereinafter, the prepreg and carbon fiber reinforced composite material of the present invention will be described more specifically with reference to examples. The production environment and evaluation of the prepregs of the following examples are performed in an atmosphere at a temperature of 25 ° C. ± 2 ° C. and a relative humidity of 50% unless otherwise specified. Further, the present invention is not limited to these examples. Examples 2, 3, 31, and 33 are examples of the present invention, and Examples 1, 4 to 30, 32, 34 , and 35 are reference examples.

<炭素繊維[A]>
・“トレカ(登録商標)”T800S−24K−10E(繊維数24,000本、引張強度5.9GPa、引張弾性率290GPa、引張伸度2.0%の炭素繊維、東レ(株)製)。
・“トレカ(登録商標)”T700S−24K−50C(繊維数24,000本、引張強度4.9GPa、引張弾性率230GPa、引張伸度2.1%の炭素繊維、東レ(株)製)。
<Carbon fiber [A]>
"Torayca (registered trademark)" T800S-24K-10E (carbon fiber with 24,000 fibers, tensile strength 5.9 GPa, tensile elastic modulus 290 GPa, tensile elongation 2.0%, manufactured by Toray Industries, Inc.).
-"Torayca (registered trademark)" T700S-24K-50C (carbon fiber with 24,000 fibers, tensile strength 4.9 GPa, tensile elastic modulus 230 GPa, tensile elongation 2.1%, manufactured by Toray Industries, Inc.).

<熱硬化性樹脂[B]>
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂、“jER(登録商標)”825(ジャパンエポキシレジン(株)製)(EEW:175g/eq.)。
・ビスフェノールF型エポキシ樹脂、EPICLON830(DIC(株))(EEW:172g/eq.)。
・テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ELM434(住友化学(株)製)(DIC(株))(EEW:126g/eq.)。
・テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、“アラルダイト(登録商標)”MY721(ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製)(EEW:110g/eq.)。
・トリグリシジル−p−アミノフェノール、MY0510(ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製)(EEW:101g/eq.)。
・トリグリシジル−m−アミノフェノール、MY0610(ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社製)(EEW:98g/eq.)。
・N,N−ジグリシジルアニリン、GAN(日本化薬(株)製)。
・4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、“セイカキュア(登録商標)”−S(和歌山精化(株)製)。
・3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−DAS(三井化学ファイン(株)製)。
<Thermosetting resin [B]>
-Bisphenol A type epoxy resin, “jER (registered trademark)” 825 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) (EEW: 175 g / eq.).
-Bisphenol F type epoxy resin, EPICLON830 (DIC Corporation) (EEW: 172 g / eq.).
Tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, ELM434 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) (DIC Corporation) (EEW: 126 g / eq.).
Tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, “Araldite (registered trademark)” MY721 (manufactured by Huntsman Advanced Materials) (EEW: 110 g / eq.).
Triglycidyl-p-aminophenol, MY0510 (manufactured by Huntsman Advanced Materials) (EEW: 101 g / eq.).
Triglycidyl-m-aminophenol, MY0610 (manufactured by Huntsman Advanced Materials) (EEW: 98 g / eq.).
-N, N-diglycidyl aniline, GAN (made by Nippon Kayaku Co., Ltd.).
-4,4'-diaminodiphenyl sulfone, "Seika Cure (registered trademark)"-S (manufactured by Wakayama Seika Co., Ltd.).
-3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-DAS (manufactured by Mitsui Chemicals Fine).

<導電性の粒子[C]>
・“ミクロパール(登録商標)”CU225(積水化学工業(株)製)(メジアン径:25μm、CV値:4%)。
・“ミクロパール(登録商標)”AU225(積水化学工業(株)製)(メジアン径:25μm、CV値:5%)。
・“ミクロパール(登録商標)”AU215(積水化学工業(株)製)(メジアン径:15μm、CV値:5%)。
・“NICABEADS(登録商標)”ICB−2020(日本カーボン(株)製)(メジアン径:27μm、CV値:10%)
上記の粒子は分級を繰り返し、上記の条件にしてから使用した。
・グラッシーカーボン(東海カーボン(株)製)(メジアン径:26μm、変動係数:30%)
<ゴム粒子[D]>
・“DuoMod(登録商標)”DP5045粒子A(ゼオンコーポレーション(株)(メジアン径:23μm、累積カーブが5%となる粒径:8μm、CV値:65%)。
・“DuoMod(登録商標)”DP5045粒子B(メジアン径:13μm、累積カーブが5%となる粒径:5μm、CV値:15%)。
<Conductive particles [C]>
“Micropearl (registered trademark)” CU225 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) (median diameter: 25 μm, CV value: 4%).
“Micropearl (registered trademark)” AU225 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) (median diameter: 25 μm, CV value: 5%).
“Micropearl (registered trademark)” AU215 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) (median diameter: 15 μm, CV value: 5%).
"NICABEADS (registered trademark)" ICB-2020 (manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) (median diameter: 27 µm, CV value: 10%)
The above particles were used after repeated classification and the above conditions.
-Glassy carbon (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) (median diameter: 26 μm, coefficient of variation: 30%)
<Rubber particles [D]>
“DuoMod (registered trademark)” DP5045 particles A (Zeon Corporation) (median diameter: 23 μm, particle diameter at which cumulative curve is 5%: 8 μm, CV value: 65%).
“DuoMod®” DP5045 particles B (median diameter: 13 μm, particle size at which cumulative curve is 5%: 5 μm, CV value: 15%).

上記の粒子は分級を繰り返し、上記の条件にしてから使用した。
・“DuoMod(登録商標)”DP5045粒子C(メジアン径:12μm、累積カーブが5%となる粒径:2μm、CV値:51%)。
The above particles were used after repeated classification and the above conditions.
“DuoMod (registered trademark)” DP5045 particles C (median diameter: 12 μm, particle diameter at which cumulative curve is 5%: 2 μm, CV value: 51%).

上記の粒子は分級を繰り返し、上記の条件にしてから使用した。
・“DuoMod(登録商標)”DP5045粒子D(メジアン径:16μm、累積カーブが5%となる粒径:12μm、CV値:10%)。
The above particles were used after repeated classification and the above conditions.
“DuoMod®” DP5045 particles D (median diameter: 16 μm, particle size at which cumulative curve is 5%: 12 μm, CV value: 10%).

上記の粒子は分級を繰り返し、上記の条件にしてから使用した。
・XER−91(JSR(株)製)(メジアン径:3μm、累積カーブが5%となる粒径:0.2μm、CV値:38%)。
The above particles were used after repeated classification and the above conditions.
XER-91 (manufactured by JSR Corporation) (median diameter: 3 μm, particle diameter at which the cumulative curve becomes 5%: 0.2 μm, CV value: 38%).

<熱可塑性樹脂粒子[E]>
・ナイロン12粒子SP−500(東レ(株)製、形状:真球)(メジアン径:5μm)。
・下記の製造方法で得られたエポキシ変性ナイロン粒子A
透明ポリアミド(商品名“グリルアミド(登録商標)”−TR55、エムザベルケ社製)90質量部、エポキシ樹脂(商品名“jER(登録商標)”828、ジャパンエポキシレジン(株)製)7.5質量部および硬化剤(商品名“トーマイド(登録商標)”#296、富士化成工業(株)社製)2.5質量部を、クロロホルム300質量部とメタノール100質量部の混合溶媒中に添加して、均一溶液を得た。次に、得られた均一溶液を塗装用のスプレーガンを用いて霧状にして、良く撹拌して3000質量部のn−ヘキサンの液面に向かって吹き付けて溶質を析出させた。析出した固体を濾別し、n−ヘキサンで良く洗浄した後に、100℃の温度で24時間の真空乾燥を行い、エポキシ変性ナイロン粒子Aを得た(メジアン径:12.5μm)。
・“オルガソール(登録商標)”1002D(アルケマ社製)(メジアン径:20μm)。
<Thermoplastic resin particles [E]>
Nylon 12 particles SP-500 (manufactured by Toray Industries, Inc., shape: true sphere) (median diameter: 5 μm).
-Epoxy-modified nylon particles A obtained by the following production method
90 parts by mass of transparent polyamide (trade name “Grillamide (registered trademark)”-TR55, manufactured by Mzavelke), 7.5 parts by mass of epoxy resin (product name “jER (registered trademark)” 828, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) And 2.5 parts by mass of a curing agent (trade name “Tomide (registered trademark)” # 296, manufactured by Fuji Kasei Kogyo Co., Ltd.) in a mixed solvent of 300 parts by mass of chloroform and 100 parts by mass of methanol, A homogeneous solution was obtained. Next, the obtained uniform solution was atomized using a spray gun for coating, well stirred, and sprayed toward the liquid surface of 3000 parts by mass of n-hexane to precipitate a solute. The precipitated solid was separated by filtration, washed well with n-hexane, and then vacuum-dried at a temperature of 100 ° C. for 24 hours to obtain epoxy-modified nylon particles A (median diameter: 12.5 μm).
“Orgasol (registered trademark)” 1002D (manufactured by Arkema) (median diameter: 20 μm).

(1)熱硬化性樹脂硬化物の破壊靭性試験(KIc評価)方法
後述する熱硬化性樹脂組成物を真空中で脱泡した後、6mm厚の“テフロン(登録商標)”製スペーサーにより厚み6mmになるように設定したモールド中で180℃の温度で2時間硬化させ、厚さ6mmの樹脂硬化物を得た。この樹脂硬化物を12.7×150mmでカットし、試験片を得た。インストロン万能試験機を用い、ASTM D5045に従って試験片を加工・実験をおこなった。試験片への初期の与亀裂の導入は、液体窒素温度まで冷やした剃刀の刃を試験片にあてハンマーで剃刀に衝撃を加えることで行った。ここでいう樹脂硬化物の破壊靱性とは、変形モード1(開口型)の臨界応力強度により評価するものである。
(1) Fracture toughness test (K Ic evaluation) method of thermosetting resin cured product After defoaming a thermosetting resin composition to be described later in vacuum, the thickness was measured with a 6 mm thick “Teflon (registered trademark)” spacer. It was cured for 2 hours at a temperature of 180 ° C. in a mold set to 6 mm to obtain a cured resin product having a thickness of 6 mm. This cured resin was cut at 12.7 × 150 mm to obtain a test piece. Using an Instron universal testing machine, test pieces were processed and tested according to ASTM D5045. The initial cracking was introduced into the test piece by applying a razor blade cooled to the liquid nitrogen temperature to the test piece and impacting the razor with a hammer. The fracture toughness of the cured resin here is evaluated by the critical stress strength in deformation mode 1 (opening type).

(2)粒子([C][D][E])の粒径測定
レーザー回折散乱法を用いたHORIBA(株)製LA−950を用いて、レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した。得られた粒度分布の累積カーブにおける5%、50%(メジアン径)の各体積%での粒径を求めた。粒径のCV値(変動係数)は、下記計算式によって算出した。
粒径のCV値(%)=(粒径の標準偏差/メジアン径)×100。
(2) Particle size measurement of particles ([C] [D] [E]) The particle size distribution was measured by a laser diffraction scattering method using LA-950 manufactured by HORIBA Co., Ltd. using a laser diffraction scattering method. The particle size at 5% and 50% (median diameter) in each volume% in the cumulative curve of the obtained particle size distribution was determined. The CV value (coefficient of variation) of the particle size was calculated by the following formula.
CV value (%) of particle size = (standard deviation of particle size / median diameter) × 100.

(3)プリプレグの厚み20%の深さの範囲に存在する粒子([C][D][E])の存在率
プリプレグを、2枚の表面の平滑なポリ四フッ化エチレン樹脂板間に挟持して密着させ、7日間かけて徐々に150℃迄温度を上昇させてゲル化、硬化させて板状の樹脂硬化物を作製した。硬化後、密着面と垂直な方向から切断し、その断面を研磨後、光学顕微鏡で200倍以上に拡大しプリプレグの上下面が視野内に納まるようにして写真撮影した。同様な操作により、断面写真の横方向の5ヵ所でポリ四フッ化エチレン樹脂板間の間隔を測定し、その平均値(n=5)をプリプレグの厚さとした。
(3) Presence of particles ([C] [D] [E]) existing in a depth range of 20% in thickness of the prepreg The prepreg is sandwiched between two polytetrafluoroethylene resin plates having a smooth surface. It was sandwiched and closely adhered, and the temperature was gradually raised to 150 ° C. over 7 days to gel and cure to produce a plate-shaped resin cured product. After curing, the film was cut from the direction perpendicular to the contact surface, and the cross-section was polished, then magnified 200 times or more with an optical microscope, and photographed so that the upper and lower surfaces of the prepreg were within the visual field. By the same operation, the distance between the polytetrafluoroethylene resin plates was measured at five locations in the horizontal direction of the cross-sectional photograph, and the average value (n = 5) was taken as the thickness of the prepreg.

プリプレグの両面について、プリプレグの表面から、厚さの20%深さ位置にプリプレグの表面と平行な線を2本引いた。次に、プリプレグの表面と上記線との間に存在する粒子([C][D][E])の合計面積と、プリプレグの厚みに渡って存在する粒子の合計面積を求め、プリプレグの厚さ100%に対して、プリプレグの表面から20%の深さの範囲に存在する粒子の存在率を計算した。粒子([C][D])の合計面積は、断面写真から粒子部分を刳り抜き、その質量から換算して求めた。[B]エポキシ樹脂組成物中に分散する粒子([C][D][E])の写真撮影後の判別が困難な場合は、粒子([C][D][E])を染色する手段を用いた。   On both sides of the prepreg, two lines parallel to the surface of the prepreg were drawn from the surface of the prepreg at a depth of 20% of the thickness. Next, the total area of the particles ([C] [D] [E]) existing between the surface of the prepreg and the above line and the total area of the particles existing over the thickness of the prepreg are obtained, and the thickness of the prepreg The abundance ratio of particles existing in a range of 20% depth from the surface of the prepreg was calculated for 100% thickness. The total area of the particles ([C] [D]) was determined by cutting out the particle portion from the cross-sectional photograph and converting it from the mass. [B] When it is difficult to discriminate particles ([C] [D] [E]) dispersed in the epoxy resin composition after photography, the particles ([C] [D] [E]) are dyed. Means were used.

(4)炭素繊維強化複合材料の衝撃後圧縮強度測定
一方向プリプレグを、[+45°/0°/−45°/90°]3S構成で、擬似等方的に24プライ積層し、オートクレーブにて、180℃の温度で2時間、0.59MPaの圧力下、昇温速度1.5℃/分で成形して25個の積層体を作製した。これらの各積層体から、縦150mm×横100mm(厚み4.5mm)のサンプルを切り出し、SACMA SRM 2R−94に従い、サンプルの中心部に6.7J/mmの落錘衝撃を与え、衝撃後圧縮強度を求めた。
(4) Measurement of compressive strength after impact of carbon fiber reinforced composite material [+ 45 ° / 0 ° / −45 ° / 90 °] A unidirectional prepreg was laminated in a pseudo-isotropic manner with 24 plies in a 3S configuration, and autoclave 25 laminates were formed by molding at a temperature of 180 ° C. for 2 hours under a pressure of 0.59 MPa and a heating rate of 1.5 ° C./min. A sample 150 mm long × 100 mm wide (thickness 4.5 mm) was cut out from each of these laminates, and a falling weight impact of 6.7 J / mm was applied to the center of the sample according to SACMA SRM 2R-94, and compression after impact was performed. The strength was determined.

(5)炭素繊維強化複合材料の導電性測定
一方向プリプレグを、[+45°/0°/−45°/90°]2S構成で、擬似等方的に16プライ積層し、オートクレーブにて、180℃の温度で2時間、0.59MPaの圧力下、昇温速度1.5℃/分で成形して25個の積層体を作製した。これらの各積層体から、縦50mm×横50mm(厚み3mm)のサンプルを切り出し、両面に導電性ペースト“ドータイト(登録商標)”D−550(藤倉化成(株)製)を塗布したサンプルを作製した。これらのサンプルを、アドバンテスト(株)製R6581デジタルマルチメーターを用いて、四端子法で積層方向の抵抗を測定し、体積固有抵抗を求めた。
(5) Conductivity measurement of carbon fiber reinforced composite material [+ 45 ° / 0 ° / −45 ° / 90 °] A unidirectional prepreg is quasi-isotropically laminated with 16 plies in a 2S configuration, and is 180 by an autoclave. 25 laminates were produced by molding at a temperature of 1.5 ° C. for 2 hours under a pressure of 0.59 MPa at a temperature rising rate of 1.5 ° C./min. From each of these laminates, a sample having a length of 50 mm × width 50 mm (thickness 3 mm) was cut out and a sample in which a conductive paste “Dotite (registered trademark)” D-550 (manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) was applied to both sides was prepared did. These samples were measured for resistance in the stacking direction by a four-terminal method using an R6581 digital multimeter manufactured by Advantest Corp. to determine volume resistivity.

(6)炭素繊維[A]の層間の導電性粒子[C]と、それぞれの炭素繊維[A]との接触の判定
(5)で作製した炭素繊維強化複合材料を、炭素繊維の層と炭素繊維の層の層間が観察できるよう積層方向とは垂直に切断し、その断面を研磨後、レーザー顕微鏡(KEYENCE VK−9510)で200倍以上に拡大し炭素繊維の層と炭素繊維の層が2層以上視野内に納まるようにして写真撮影した。同様の操作から導電性の粒子が存在する100箇所を任意に選択した。導電性粒子は、メジアン径よりも小さい粒径の断面で切断される確率が高いため、導電性粒子をメジアン径のサイズとみなし、そのサイズの導電性の粒子がそれぞれの炭素繊維と接する、あるいは、交差するとき、それらは接触しているとして接触の有無を判定した。判定基準として、導電性粒子100個の内、導電性粒子が層間の上面の炭素繊維と下面の炭素繊維の両方で接している数が、30個以上(30%以上)の場合は○、29個以下(3%以上30%未満)の場合は×とした。
(6) Determination of contact between conductive particles [C] between carbon fiber [A] and each carbon fiber [A] The carbon fiber reinforced composite material produced in (5) After cutting the cross section perpendicular to the laminating direction so that the layers of the fiber layers can be observed, the cross section is polished and then magnified 200 times or more with a laser microscope (KEYENCE VK-9510). The photo was taken so that it was within the field of view. From the same operation, 100 locations where conductive particles exist were arbitrarily selected. Since the conductive particles have a high probability of being cut at a cross section having a particle size smaller than the median diameter, the conductive particles are regarded as the median diameter size, and the conductive particles of that size are in contact with the respective carbon fibers, or When crossing, they were judged to be in contact and judged to be in contact. As a criterion, among 100 conductive particles, the number of conductive particles contacting both the upper surface carbon fiber and the lower surface carbon fiber between the layers is 30 or more (30% or more). When the number was less than 3% (less than 3% and less than 30%), it was marked as x.

(7)炭素繊維強化複合材料のマイクロクラック耐性の評価方法
一方向プリプレグを、[+45°/0°/−45°/90°]2S構成で、擬似等方的に16プライ積層し、オートクレーブにて、180℃の温度で2時間、0.59MPaの圧力下、昇温速度1.5℃/分で成形した。得られた炭素繊維強化複合材料の板を、75mm×50mmの寸法にダイヤモンドカッターで切断し、試験片を得た。試験片を市販の恒温恒湿槽と環境試験機を用いて以下a、b、cの手順に示すような環境条件にさらした。
a.市販の恒温恒湿槽を用い49℃、相対湿度95%の環境に12時間暴露する。
b.暴露後に、市販の環境試験機に移し、まず−54℃の環境下に1時間暴露する。その後71℃まで10℃±2℃/分の昇温速度で71℃まで昇温させる。昇温後71℃で5分±1分保持した後、10℃±2℃/分で−54℃まで降温させ、−54℃で5分±1分保持する。この−54℃から71℃まで昇温しまた−54℃まで降温させるサイクルを1サイクルと定義し、このサイクルを400回繰り返す。
c.上記の恒温恒湿槽での環境暴露および環境試験機でのサイクルをあわせて1ブロックと定義し、8ブロック繰り返す。
(7) Evaluation Method for Microcrack Resistance of Carbon Fiber Reinforced Composite Material A unidirectional prepreg is quasi-isotropically laminated with 16 plies in a [+ 45 ° / 0 ° / −45 ° / 90 °] 2S configuration to form an autoclave. Then, it was molded at a temperature of 180 ° C. for 2 hours under a pressure of 0.59 MPa at a heating rate of 1.5 ° C./min. The obtained carbon fiber reinforced composite material plate was cut into a size of 75 mm × 50 mm with a diamond cutter to obtain a test piece. The test piece was exposed to environmental conditions as shown in the following procedures a, b, and c using a commercially available constant temperature and humidity chamber and an environmental test machine.
a. The sample is exposed to an environment of 49 ° C. and 95% relative humidity for 12 hours using a commercially available thermostatic chamber.
b. After exposure, the sample is transferred to a commercially available environmental testing machine, and exposed to an environment of -54 ° C for 1 hour. Thereafter, the temperature is raised to 71 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C. ± 2 ° C./min. After the temperature rise, hold at 71 ° C. for 5 minutes ± 1 minute, lower the temperature to −54 ° C. at 10 ° C. ± 2 ° C./minute, and hold at −54 ° C. for 5 minutes ± 1 minute. A cycle in which the temperature is raised from -54 ° C to 71 ° C and lowered to -54 ° C is defined as one cycle, and this cycle is repeated 400 times.
c. The above-mentioned environmental exposure in the constant temperature and humidity chamber and the cycle in the environmental testing machine are defined as 1 block, and 8 blocks are repeated.

上記の環境暴露を行った試験片の縦方向の中央から±10mmの領域から幅25mmを切り出し、切り出し面を観察面として研磨し、市販の顕微鏡を用いて200倍の倍率で観察面を観察し、発生しているクラックの数を計測した。   Cut out a width of 25 mm from an area of ± 10 mm from the longitudinal center of the test piece exposed to the environment, polished the cut surface as an observation surface, and observed the observation surface at a magnification of 200 times using a commercially available microscope. The number of cracks that occurred was measured.

上記の試験片の切り出しは、ダイヤモンドカッターを用いて、毎分23cmの速度で行った(なお、毎分50cm以上の速度で加工を実施した場合に、試験片とダイヤモンドカッターとの間に大きな摩擦振動が発生し、試験片が摩擦負荷によってクラックが発生することがあるので、ここでは毎分23cmの速度を採用した)。   The above test piece was cut out at a speed of 23 cm / min using a diamond cutter (in addition, when processing was performed at a speed of 50 cm / min or more, a large friction was generated between the test piece and the diamond cutter. (Since vibration occurs and the test piece may crack due to frictional load, a speed of 23 cm / min was adopted here).

(実施例1)
混練装置で、70質量部のELM434と30質量部のEPICLON830に、10質量部のPES5003Pを配合して、熱可塑性樹脂(PES5003P)をエポキシ樹脂中に溶解した。その後、20質量部のDP5045粒子Aと1質量部のICB−2020を混練し、さらに硬化剤である4,4’−ジアミノジフェニルスルホンを40質量部混練して、熱硬化性樹脂組成物を作製した。
Example 1
In a kneading apparatus, 70 parts by mass of ELM434 and 30 parts by mass of EPICLON 830 were blended with 10 parts by mass of PES5003P, and a thermoplastic resin (PES5003P) was dissolved in the epoxy resin. Thereafter, 20 parts by mass of DP5045 particles A and 1 part by mass of ICB-2020 are kneaded, and further 40 parts by mass of 4,4′-diaminodiphenylsulfone as a curing agent is kneaded to produce a thermosetting resin composition. did.

得られた熱硬化性樹脂組成物を上記の(1)熱硬化性樹脂硬化物の破壊靭性試験(KIc評価)方法に記載のとおりにKIcを評価した。結果を表1に示す。 The obtained thermosetting resin composition was evaluated for K Ic as described in (1) Fracture toughness test (K Ic evaluation) method of thermosetting resin cured product. The results are shown in Table 1.

また、調製した熱硬化性樹脂組成物を、ナイフコーターを用いて離型紙上に塗布して52g/mの樹脂フィルムを、2枚作製した。次に、シート状に一方向に配列させたT800S−24K−10Eに、上記で作製した樹脂フィルム2枚を炭素繊維の両面から重ね、加熱加圧により樹脂を含浸させ、T800S−24K−10Eの目付が190g/mで、マトリックス樹脂の質量分率が35.4%の一方向プリプレグを作製した。 Moreover, the prepared thermosetting resin composition was apply | coated on the release paper using the knife coater, and two 52 g / m < 2 > resin films were produced. Next, the T800S-24K-10E arranged in one direction in a sheet shape is overlapped with the two resin films prepared above from both sides of the carbon fiber, and impregnated with the resin by heating and pressing, and the T800S-24K-10E A unidirectional prepreg having a basis weight of 190 g / m 2 and a mass fraction of a matrix resin of 35.4% was produced.

得られたプリプレグを用い、上記の(3)プリプレグの厚み20%の深さの範囲に存在する粒子の存在率、
(4)炭素繊維強化複合材料の衝撃後圧縮強度測定、(5)炭素繊維強化複合材料の導電性測定、(6)炭素繊維の層間の導電性粒子と、それぞれの炭素繊維との接触の判定、および、(7)炭素繊維強化複合材料のマイクロクラック耐性の評価に記載のとおりに炭素繊維強化複合材料を評価した。結果を表1に示す。
Using the obtained prepreg, (3) the presence rate of particles existing in the depth range of 20% thickness of the prepreg,
(4) Compression strength measurement after impact of carbon fiber reinforced composite material, (5) Conductivity measurement of carbon fiber reinforced composite material, (6) Determination of contact between conductive particles between carbon fiber layers and each carbon fiber And (7) the carbon fiber reinforced composite material was evaluated as described in the evaluation of the microcrack resistance of the carbon fiber reinforced composite material. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜35、比較例1〜6)
炭素繊維、熱硬化性樹脂組成、ゴム粒子、熱可塑性樹脂粒子、導電性の粒子の種類や配合量を表1〜5に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物とプリプレグを作製した。なお、熱可塑性樹脂粒子をゴム粒子と併用する際は、ゴム粒子と同じタイミングで混練装置へ投入した。ゴム粒子を使用せずに熱可塑性樹脂粒子単独で使用する際は、熱可塑性樹脂粒子をゴム粒子の代わりに同じタイミングで混練装置へ投入した。
作製した熱硬化性樹脂組成物を用いて、KIcを評価した。また、作製した一方向プリプレグを用いて、プリプレグの厚み20%の深さの範囲に存在する粒子の存在率、炭素繊維強化複合材料の衝撃後圧縮強度、導電性、炭素繊維の層間の導電性粒子と、それぞれの炭素繊維との接触の判定、および、マイクロクラック耐性の評価を行った。得られた結果を表1〜5にまとめて示す。
(Examples 2-35, Comparative Examples 1-6)
Thermosetting in the same manner as in Example 1 except that the types and blending amounts of carbon fiber, thermosetting resin composition, rubber particles, thermoplastic resin particles, and conductive particles were changed as shown in Tables 1 to 5. Resin composition and prepreg were prepared. In addition, when using the thermoplastic resin particles together with the rubber particles, they were put into the kneading apparatus at the same timing as the rubber particles. When using the thermoplastic resin particles alone without using the rubber particles, the thermoplastic resin particles were put into the kneading apparatus at the same timing instead of the rubber particles.
KIc was evaluated using the produced thermosetting resin composition. In addition, using the produced unidirectional prepreg, the abundance ratio of particles existing within a depth range of 20% of the thickness of the prepreg, the compressive strength after impact of the carbon fiber reinforced composite material, the conductivity, the conductivity between the layers of the carbon fibers. Determination of contact between the particles and each carbon fiber and evaluation of microcrack resistance were performed. The obtained results are summarized in Tables 1 to 5.

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実施例1〜35の何れの炭素繊維強化複合材料においても良好なマイクロクラック耐性を有し、また、優れた衝撃後圧縮強度、導電性を発現した。   Any of the carbon fiber reinforced composite materials of Examples 1 to 35 had good microcrack resistance, and also exhibited excellent post-impact compressive strength and conductivity.

一方、比較例1、6は、導電性粒子を含有していない例であり、炭素繊維強化複合材料の導電性が低いことが分かった。   On the other hand, Comparative Examples 1 and 6 are examples containing no conductive particles, and it was found that the conductivity of the carbon fiber reinforced composite material was low.

比較例2は、ゴム粒子を含有していない例であり、炭素繊維強化複合材料のマイクロクラック耐性が十分に発現しなかった。   The comparative example 2 is an example which does not contain rubber particles, and the micro crack resistance of the carbon fiber reinforced composite material was not sufficiently developed.

比較例3〜5は、熱硬化性樹脂硬化物の靱性が不足している系であり、得られる炭素繊維強化複合材料のマイクロクラック耐性が劣っていることが分かった。   Comparative Examples 3 to 5 are systems in which the toughness of the thermosetting resin cured product is insufficient, and it was found that the obtained carbon fiber reinforced composite material has poor microcrack resistance.

本発明によれば、優れた力学特性と導電性を兼ね備えた炭素繊維強化複合材料が得られるため、航空機構造部材、風車の羽根、自動車外板およびICトレイやノートパソコンの筐体(ハウジング)などのコンピュータ用途等に広く展開でき、有用である。   According to the present invention, since a carbon fiber reinforced composite material having excellent mechanical properties and conductivity can be obtained, an aircraft structural member, a windmill blade, an automobile outer plate, an IC tray, a casing of a notebook computer, etc. It can be widely used for computer applications and is useful.

1 ゴム粒子
2 粒子層
3 炭素繊維層
4 導電性粒子
5 炭素繊維
6 熱硬化性樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rubber particle 2 Particle layer 3 Carbon fiber layer 4 Conductive particle 5 Carbon fiber 6 Thermosetting resin

Claims (20)

炭素繊維[A]、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、および下記(1)、(2)の少なくとも一方を満たしてなるプリプレグであって、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物、または、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物を180℃の温度下で2時間硬化した硬化物のKICが0.8〜2.0MPa・m1/2であり、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、および熱可塑性樹脂粒子[E]のいずれも、その総量の90〜100質量%が、該プリプレグの厚さ方向において、該プリプレグの両方の主面それぞれから該プリプレグの厚さに対して20%の深さまでの範囲内に分布しており、ゴム粒子[D]の粒径、あるいは、ゴム粒子[D]の粒径および熱可塑性樹脂粒子[E]の粒径のメジアン径が小さくない方の粒子の粒径は、そのメジアン径が、導電性粒子[C]の粒径のメジアン径と同じかもしくはそれより小さく、ゴム粒子[D]が、レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した場合において、全体積を100%として累積カーブを求めた時、その累積カーブが5%となる粒径が1〜5μmである、プリプレグ。
(1)ゴム粒子[D]を含む。
(2)ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]を含む。
A carbon fiber [A], a thermosetting resin [B], a conductive particle [C], and a prepreg satisfying at least one of the following (1) and (2), wherein the thermosetting resin [B], Thermosetting resin composition comprising conductive particles [C] and rubber particles [D], or thermosetting resin [B], conductive particles [C], rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [ The cured product obtained by curing the thermosetting resin composition comprising E] at 180 ° C. for 2 hours has a K IC of 0.8 to 2.0 MPa · m 1/2 , and conductive particles [C], rubber In each of the particles [D] and the thermoplastic resin particles [E], 90 to 100% by mass of the total amount is in the thickness direction of the prepreg from the respective main surfaces of the prepreg to the thickness of the prepreg. The rubber particles are distributed within a depth of 20%. D], or the particle diameter of the rubber particle [D] and the particle diameter of the thermoplastic resin particle [E] that are not smaller are the median diameters of the conductive particles [ C] rather small equal to or than the median diameter of particle size of, when the rubber particle [D] is in the case of measuring the particle size distribution by laser diffraction scattering method, of obtaining the cumulative curve of the total volume as 100%, A prepreg having a particle size of 1 to 5 μm with a cumulative curve of 5% .
(1) Contains rubber particles [D].
(2) Including rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E].
炭素繊維[A]、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、および下記(1)、(2)の少なくとも一方を満たしてなるプリプレグであって、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、およびゴム粒子[D]からなる熱硬化性樹脂組成物、または、熱硬化性樹脂[B]、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、および熱可塑性樹脂粒子[E]からなる熱硬化性樹脂組成物を180℃の温度下で2時間硬化した硬化物のKICが0.8〜2.0MPa・m1/2であり、導電性粒子[C]、ゴム粒子[D]、および熱可塑性樹脂粒子[E]のいずれも、その総量の90〜100質量%が、該プリプレグの厚さ方向において、該プリプレグの片方の主面から該プリプレグの厚さに対して20%の深さまでの範囲内に分布しており、ゴム粒子[D]の粒径、あるいは、ゴム粒子[D]の粒径および熱可塑性樹脂粒子[E]の粒径のメジアン径が小さくない方の粒子の粒径は、そのメジアン径が、導電性粒子[C]の粒径のメジアン径と同じかもしくはそれより小さく、ゴム粒子[D]が、レーザー回折散乱法により粒度分布を測定した場合において、全体積を100%として累積カーブを求めた時、その累積カーブが5%となる粒径が1〜5μmである、プリプレグ。
(1)ゴム粒子[D]を含む。
(2)ゴム粒子[D]および熱可塑性樹脂粒子[E]を含む。
A carbon fiber [A], a thermosetting resin [B], a conductive particle [C], and a prepreg satisfying at least one of the following (1) and (2), wherein the thermosetting resin [B], Thermosetting resin composition comprising conductive particles [C] and rubber particles [D], or thermosetting resin [B], conductive particles [C], rubber particles [D], and thermoplastic resin particles The cured product obtained by curing the thermosetting resin composition comprising [E] at a temperature of 180 ° C. for 2 hours has a K IC of 0.8 to 2.0 MPa · m 1/2 , and conductive particles [C], In each of the rubber particles [D] and the thermoplastic resin particles [E], 90 to 100% by mass of the total amount is from the main surface of one side of the prepreg to the thickness of the prepreg in the thickness direction of the prepreg. The rubber particles [D] are distributed in a range up to 20% depth. The particle diameter or the particle diameter of the rubber particle [D] and the particle diameter of the thermoplastic resin particle [E], which is not smaller, is the median diameter of the conductive particle [C]. same or rather smaller than the median diameter of particle size, rubber particle [D] is in the case of measuring the particle size distribution by laser diffraction scattering method, when calculated cumulative curve of the total volume as 100%, the cumulative curve A prepreg having a particle diameter of 1 to 5 μm with a 5% .
(1) Contains rubber particles [D].
(2) Including rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E].
ゴム粒子[D]の粒径、あるいは、ゴム粒子[D]の粒径および熱可塑性樹脂粒子[E]の粒径のメジアン径が小さくない方の粒子の粒径のメジアン径が1〜30μmである、請求項1または2に記載のプリプレグ。 The particle diameter of the rubber particle [D] or the particle diameter of the rubber particle [D] and the particle diameter of the thermoplastic resin particle [E] which is not smaller is 1 to 30 μm. The prepreg according to claim 1 or 2. 導電性粒子[C]の粒径の変動係数が10%以下であり、ゴム粒子[D]の粒径の変動係数が40%以上である、請求項1〜のいずれかに記載のプリプレグ。 The prepreg according to any one of claims 1 to 3 , wherein the coefficient of variation of the particle size of the conductive particles [C] is 10% or less, and the coefficient of variation of the particle size of the rubber particles [D] is 40% or more. ゴム粒子[D]が架橋ゴム粒子である、請求項1〜のいずれかに記載のプリプレグ。 The prepreg according to any one of claims 1 to 4 , wherein the rubber particles [D] are crosslinked rubber particles. [ゴム粒子[D]の配合量(質量部)]/[導電性粒子[C]の配合量(質量部)]で表される質量比が1〜1000である、請求項1〜のいずれかに記載のプリプレグ。 Any of Claims 1-5 whose mass ratio represented by [the compounding quantity (mass part) of rubber particle [D]] / [the compounding quantity (mass part) of electroconductive particle [C]] is 1-1000. The prepreg according to crab. [ゴム粒子[D]と熱可塑性樹脂粒子[E]との配合量の総和(質量部)]/[導電性粒子[C]の配合量(質量部)]で表される質量比が1〜1000である、請求項1〜のいずれかに記載のプリプレグ。 The mass ratio represented by [total amount (parts by mass) of rubber particles [D] and thermoplastic resin particles [E]] / [weight of conductive particles [C] (parts by mass)] is 1 to 1. The prepreg according to any one of claims 1 to 6 , which is 1000. 熱硬化性樹脂[B]が、テトラグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、グリシジルアニリン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種のエポキシ樹脂を含む、請求項1〜のいずれかに記載のプリプレグ。 The thermosetting resin [B] includes at least one epoxy resin selected from a tetraglycidylamine type epoxy resin, a bisphenol type epoxy resin, a glycidylaniline type epoxy resin, an aminophenol type epoxy resin, and a novolac type epoxy resin. Item 8. The prepreg according to any one of Items 1 to 7 . テトラグリシジルアミン型エポキシ樹脂がテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンである、請求項に記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 8 , wherein the tetraglycidylamine type epoxy resin is tetraglycidyldiaminodiphenylmethane. 熱硬化性樹脂[B]100質量部中に、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンが35質量部以上含まれている、請求項1〜のいずれかに記載のプリプレグ。 The prepreg according to any one of claims 1 to 9 , wherein 35 parts by mass or more of tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is contained in 100 parts by mass of the thermosetting resin [B]. テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンの平均エポキシ当量が100〜115g/eq.である、請求項または10に記載のプリプレグ。 The average epoxy equivalent weight of tetraglycidyldiaminodiphenylmethane is 100 to 115 g / eq. The prepreg according to claim 9 or 10 , wherein 熱硬化性樹脂[B]に、該熱硬化性樹脂[B]に溶解する熱可塑性樹脂[F]が含まれている、請求項1〜11のいずれかに記載のプリプレグ。 The prepreg according to any one of claims 1 to 11 , wherein the thermosetting resin [B] contains a thermoplastic resin [F] dissolved in the thermosetting resin [B]. 熱可塑性樹脂[F]がポリエーテルスルホンである、請求項12に記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 12 , wherein the thermoplastic resin [F] is polyethersulfone. ポリエーテルスルホンの平均分子量が15000〜30000g/molである、請求項13に記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 13 , wherein the polyethersulfone has an average molecular weight of 15,000 to 30,000 g / mol. 熱硬化性樹脂[B]100質量部中に、ポリエーテルスルホンが12〜25質量部含まれている、請求項13または14に記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 13 or 14 , wherein 12 to 25 parts by mass of polyethersulfone is contained in 100 parts by mass of the thermosetting resin [B]. 導電性粒子[C]が、カーボン粒子、および、無機材料又は有機材料の核粒子と該核粒子を被覆する導電層とを有する複合粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜15のいずれかに記載のプリプレグ。 The conductive particle [C] is at least one selected from the group consisting of carbon particles, and composite particles having a core particle of an inorganic material or an organic material and a conductive layer covering the core particle. The prepreg according to any one of to 15 . 導電性粒子[C]がカーボン粒子である、請求項16に記載のプリプレグ。 The prepreg according to claim 16 , wherein the conductive particles [C] are carbon particles. 180℃の温度下で2時間硬化して炭素繊維強化複合材料を得るに際し、導電性粒子[C]のうち30%以上の個数が、隣接している2枚のプリプレグの間に含まれ、かつ2枚の前記プリプレグを構成する炭素繊維[A]の両方と接触するように構成されている、請求項1〜17のいずれかに記載のプリプレグ。 When the carbon fiber reinforced composite material is obtained by curing at 180 ° C. for 2 hours, 30% or more of the conductive particles [C] are contained between two adjacent prepregs, and The prepreg according to any one of claims 1 to 17 , wherein the prepreg is configured to come into contact with both of the two carbon fibers [A] constituting the prepreg. 180℃の温度下で2時間硬化して炭素繊維強化複合材料を得た際に、温度上限値71℃、温度下限値−54℃、各温度での保持時間3分間、昇降温速度1分間に10℃による熱サイクル試験の3200サイクル時点でのマイクロクラックの数が10個以下であるように構成されている、請求項1〜18のいずれかに記載のプリプレグ。 When a carbon fiber reinforced composite material was obtained by curing at a temperature of 180 ° C. for 2 hours, the temperature upper limit value was 71 ° C., the temperature lower limit value was −54 ° C., the holding time at each temperature was 3 minutes, and the temperature raising / lowering rate was 1 minute The prepreg according to any one of claims 1 to 18 , wherein the number of microcracks at the time of 3200 cycles of a thermal cycle test at 10 ° C is 10 or less. 請求項1〜19のいずれかに記載のプリプレグを2枚以上含み、それらのうち少なくとも2枚の前記プリプレグが隣接している積層体を加熱および加圧する工程を備える方法により得られる、炭素繊維強化複合材料。 Carbon fiber reinforcement obtained by a method comprising the step of heating and pressurizing a laminate comprising at least two prepregs according to any one of claims 1 to 19 , wherein at least two of the prepregs are adjacent to each other. Composite material.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9890894B2 (en) * 2009-11-17 2018-02-13 Milliken Infrastructure Solutions, Llc Composite structural reinforcement repair device
JP6210007B2 (en) * 2014-03-26 2017-10-11 東レ株式会社 Prepreg, method for producing the same, and carbon fiber reinforced composite material
EP3176205B1 (en) * 2014-07-28 2018-10-31 Toho Tenax Co., Ltd. Prepreg and fiber reinforced composite material
JP6555328B2 (en) * 2017-11-28 2019-08-07 横浜ゴム株式会社 Epoxy resin composition for fiber reinforced composite material, prepreg and fiber reinforced composite material
JP7391304B2 (en) * 2019-12-27 2023-12-05 島根県 Wind turbine lightning protection device
JP7029575B2 (en) 2020-03-23 2022-03-03 日本化薬株式会社 Epoxy resins, epoxy compounds, epoxy resin compositions, resin sheets, prepregs, carbon fiber reinforced composites, and phenolic resins
CN111793193A (en) * 2020-08-14 2020-10-20 黑龙江省科学院石油化学研究院 Solvent-free type 180-DEG C-resistant ultralow-viscosity epoxy resin matrix and preparation method thereof
EP4253039A1 (en) * 2020-11-27 2023-10-04 Toray Industries, Inc. Prepreg and method for producing prepreg
JP7128598B1 (en) 2021-08-04 2022-08-31 日本化薬株式会社 Epoxy resin mixture, epoxy resin composition and cured product thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2055059A1 (en) * 1990-11-16 1992-05-17 Anita N. Chan Damage tolerant composites containing infusible particles
JP2007126637A (en) * 2005-10-03 2007-05-24 Toray Ind Inc Resin composition, cured product of resin, prepreg and fiber-reinforced composite material
JP2008007682A (en) * 2006-06-30 2008-01-17 Toray Ind Inc Epoxy resin composition, prepreg and fiber-reinforced composite material
JP4969363B2 (en) * 2006-08-07 2012-07-04 東レ株式会社 Prepreg and carbon fiber reinforced composites
JP2010059300A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Toray Ind Inc Carbon fiber reinforced composite material and method for producing the same
JP2010095557A (en) * 2008-10-14 2010-04-30 Toray Ind Inc Prepreg and fiber-reinforced composite material
JP5760463B2 (en) * 2010-02-19 2015-08-12 三菱レイヨン株式会社 Thermosetting resin composition and fiber reinforced prepreg
JP2011213991A (en) * 2010-03-16 2011-10-27 Toray Ind Inc Carbon fiber-reinforced composite material

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