(57)【要約】  【課題】  軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、かつ、耐衝撃性が優れる繊維強化複合材料を提供する。また、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、なおかつ、耐衝撃性が優れる繊維強化複合材料を製造可能なプリプレグを提供する。  【解決手段】  強化繊維とマトリックス樹脂とを含み、マトリックス樹脂の一部、もしくは、全部が、２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物である繊維強化複合材料。また、２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物を、強化繊維に含浸してなるプリプレグ。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維とマトリックス樹脂とを含み、マトリックス樹脂の一部、もしくは、全部が、２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物である繊維強化複合材料。
【請求項２】
強化繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載の繊維強化複合材料。
【請求項３】
強化繊維の体積含有率が、３０〜８０％の範囲内であることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の繊維強化複合材料。
【請求項４】
熱硬化性樹脂組成物の硬化物の理論架橋点間分子量αが、４００〜１６００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化複合材料。
【請求項５】
熱硬化性樹脂組成物が、官能基当量３００〜１０００ｇ／ｍｏｌの範囲内である樹脂成分を含み、該樹脂成分を主成分とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化複合材料。
【請求項６】
熱硬化性樹脂組成物が、１分子内に含まれる芳香環の数が２〜６の範囲内である樹脂成分を含み、該樹脂成分を主成分とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の繊維強化複合材料。
【請求項７】
熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の繊維強化複合材料。
【請求項８】
熱硬化性樹脂組成物が、下記式（Ｉ）で示すことができる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ことを特徴とする請求項７に記載の繊維強化複合材料。
【化１】
2006274110.tif 000016
【請求項９】
２３℃で測定される０°引張強度が６００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜８記載の繊維強化複合材料。
【請求項１０】
２３℃で測定される０°引張弾性率が４０ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜９記載の繊維強化複合材料。
【請求項１１】
２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物を、強化繊維に含浸してなるプリプレグ。
【請求項１２】
強化繊維が、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１１記載のプリプレグ。
【請求項１３】
強化繊維の体積含有率が、３０〜８０％の範囲内であることを特徴とする請求項１１、１２のいずれかに記載のプリプレグ。
【請求項１４】
熱硬化性樹脂組成物の硬化物の理論架橋点間分子量αが、４００〜１６００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のプリプレグ。
【請求項１５】
熱硬化性樹脂組成物が、官能基当量３００〜１０００ｇ／ｍｏｌの範囲内である樹脂成分を含み、該樹脂成分を主成分とすることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のプリプレグ。
【請求項１６】
熱硬化性樹脂組成物が、１分子内に含まれる芳香環の数が２〜６の範囲内である樹脂成分を含み、該樹脂成分を主成分とすることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれかに記載のプリプレグ。
【請求項１７】
熱硬化性樹脂組成物が、エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項１１〜１６のいずれかに記載のプリプレグ。
【請求項１８】
熱硬化性樹脂組成物が、下記式（Ｉ）で示すことができる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ことを特徴とする請求項１７に記載のプリプレグ。
【化２】
2006274110.tif 000017
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、なおかつ、耐衝撃性が優れる繊維強化複合材料に関するものである。また、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、なおかつ、耐衝撃性が優れる繊維強化複合材料を得ることができるプリプレグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維などの強化繊維と、マトリックス樹脂とからなる繊維強化複合材料は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れるため、航空宇宙用途、スポーツ用品用途、自動車用途などに広く用いられている。
【０００３】
マトリックス樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも用いることができるが、比較的低温での成形が可能であるという利点を有することから、熱硬化性樹脂が用いられることが多い。熱硬化性樹脂の具体例としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
【０００４】
ところが、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂として用いる場合、熱硬化性樹脂の靭性が不十分であることを反映して、繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分であるという問題がある。例えば、熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とする繊維強化複合材料に小石等がぶつかった場合に、繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分であるために、小石等が比較的容易に貫通してしまうという問題があった。
【０００５】
かかる問題に対し、従来から、繊維強化複合材料の強化繊維層と強化繊維層との間、すなわち、層間に熱可塑性樹脂からなる繊維、フィルムを配置し、繊維強化複合材料の耐衝撃性の向上が図られてきた。
【０００６】
繊維を配置する方法としては、ポリアミド等からなる繊維を、炭素繊維を強化繊維として用いた繊維強化複合材料の層間に配置することにより、繊維強化複合材料の耐衝撃性が向上することが提案されている（例えば、特許文献１〜６）。
【０００７】
また、フィルムを配置する方法としては、ポリアミド等からなるフィルムを、炭素繊維を強化繊維として用いた繊維強化複合材料の層間に配置することにより、繊維強化複合材料の耐衝撃性が向上することが提案されている（例えば、特許文献７、８）。
【０００８】
しかしながら、これらの方法では、繊維体積含有率などの指標で示される、繊維強化複合材料における強化繊維の含有率が低下する。ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維などの、マトリックス樹脂と比較して弾性率が十分に大きな強化繊維を用いる場合、繊維強化複合材料の繊維方向の弾性率は、強化繊維の弾性率と、強化繊維の含有率との積に、概ね比例することが知られている。したがって、強化繊維の含有率が低下するこれらの方法では、繊維強化複合材料の大きな利点である、高弾性率であるという特徴が損なわれてしまう。
【０００９】
このように、高弾性率であるという特徴を損なうことなく、繊維強化複合材料の耐衝撃性を向上する技術は、これまで見出されていなかった。
【特許文献１】特許第３１３７６７１号公報
【特許文献２】特許第３１３７７３３号公報
【特許文献３】特許第３２３８７１９号公報
【特許文献４】特開平５−３２９８３８号公報
【特許文献５】特開平６−２５９１７号公報
【特許文献６】特開平６−４９７０９号公報
【特許文献７】米国特許第４６０４３１９号公報
【特許文献８】特許第１８６９５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、かかる従来技術の背景に鑑み、弾性率を低下させることなく、繊維強化複合材料の耐衝撃性を向上する技術を提供せんとするものである。
【００１１】
本発明者らは、マトリックス樹脂として用いる熱硬化性樹脂自身の耐衝撃性を大幅に向上させることにより、繊維強化複合材料の耐衝撃性を向上させることを考えた。この方法では、層間に熱可塑性樹脂からなる繊維、フィルムを配置する方法とは異なり、強化繊維の含有率の低下がないため、弾性率を低下させないと考えられる。そして、衝撃が加わった際に、マトリックス樹脂として用いる熱硬化性樹脂の硬化物が、容易に変形しつつ、衝撃エネルギーを吸収すれば良いと考え、種々の熱硬化性樹脂を鋭意検討した。この結果、引張弾性率が適度に小さく、かつ、引張破断伸度が十分に大きい特定の熱硬化性樹脂を用いることにより、繊維強化複合材料の耐衝撃性を飛躍的に向上できることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するため、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の繊維強化複合材料は、強化繊維とマトリックス樹脂とからなり、マトリックス樹脂の一部、もしくは、全部が、２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のプリプレグは、２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物を、強化繊維に含浸することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の繊維強化複合材料は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、なおかつ、耐衝撃性を有しており、航空宇宙用途、スポーツ用品用途、自動車用途などに有用に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の繊維強化複合材料は、弾性率を低下させることなく、繊維強化複合材料の耐衝撃性を向上するために、強化繊維とマトリックス樹脂とを含み、マトリックス樹脂の一部、もしくは、全部が、２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする。なお、本発明において、特に記載がない限り、弾性率とは引張弾性率を表すものとする。
【００１６】
本発明における強化繊維としては、種々の繊維を用いることができるが、高強度の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維の引張強度が１５００ＭＰａ以上であることが好ましく、３５００ＭＰａ以上であることが好ましく、さらには４５００ＭＰａ以上であることが好ましい。また、高弾性率の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維の引張弾性率が１００ＧＰａ以上であることが好ましく、２００ＧＰａ以上であることがより好ましく、さらには２５０ＧＰａ以上であることが好ましい。強化繊維の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維などが挙げられる。なかでも、軽量でありながら、高強度、高弾性率であるという優れた特性を有するため、炭素繊維が好ましく用いられる。
【００１７】
本発明における強化繊維としては、短繊維、長繊維のいずれも用いることができる。機械特性を重視する場合には、強度、弾性率が優れた繊維強化複合材料が得られることから、１０ｃｍ以上の長さの強化繊維を用いることが好ましい。一方、成形性を重視する場合には、１０ｃｍ以下の長さの強化繊維を用いることが好ましい。
【００１８】
また、本発明における強化繊維の含有率は、繊維体積含有率が、３０〜８０％の範囲内であることが好ましく、４０〜８０％の範囲内であることがより好ましい。強化繊維として、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維などの高弾性率繊維を用いる場合、繊維強化複合材料の繊維方向の弾性率は、強化繊維自体の弾性率と、強化繊維の含有率との積に概ね比例することが知られている。このため、繊維体積含有率が４０％未満であると、得られる繊維強化複合材料の弾性率が不足する場合があり、好ましくない。一方、繊維体積含有率が８０％より大きいと、強化繊維同士が接触、擦過することにより強度が低下する場合があり、好ましくない。なお、ここでの繊維体積含有率は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３１７１−９９に準拠して求める。
【００１９】
本発明における熱硬化性樹脂とは、反応により架橋構造を形成し、硬化する樹脂のことを指す。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる
本発明における熱硬化性樹脂組成物としては、繊維強化複合材料の耐衝撃性を飛躍的に向上できることから、２３℃での引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃での引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物を用いることが必要である。また、２３℃での引張弾性率が０．０１〜０．８ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃での引張破断伸度が４０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物を用いることが好ましく、さらには、２３℃での引張弾性率が０．０２〜０．６ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃での引張破断伸度が５０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物を用いることが好ましい。引張弾性率が１ＧＰａより大きいと、熱硬化性樹脂組成物の硬化物が変形しにくく、衝撃負荷速度が速い場合などに破損しやすく、耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。一方、引張弾性率が０．００１ＧＰａより小さいと、熱硬化性樹脂組成物の硬化物が変形することによる衝撃吸収エネルギーが小さく、耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。また、引張破断伸度が３０％より小さいと、熱硬化性樹脂組成物の硬化物が衝撃負荷時に破損しやすく、耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。
【００２０】
なお、引張弾性率、引張破断伸度を測定するための熱硬化性樹脂組成物の硬化板は、次のように作製する。厚み２ｍｍのキャビティーを有するモールドに、熱硬化性樹脂組成物を流し込み、オーブン内で所定の硬化条件で硬化させ、樹脂板を作製する。ここで、所定の硬化条件とは、繊維強化複合材料を成形する際の硬化条件と同等のものを指す。なお、熱硬化性樹脂組成物の入手方法は、熱硬化性樹脂組成物の各成分を所定の配合量で混合して調整しても良いし、プリプレグが入手可能な場合は、プリプレグから熱硬化性樹脂組成物を取り出しても良い。
【００２１】
次に、熱硬化性樹脂組成物の硬化板から、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３−１９９５の小型１（１／２）号試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３−１９９５に準拠して引張弾性率、引張破断伸度を測定する。測定には、インストロン社製の４２０１号型テンシロン、または、同等の装置を用いる。クロスヘッドスピードは１．０ｍｍ／ｍｉｎとし、測定温度は２３℃とする。歪み−応力曲線における歪みが０．１％から０．３％の間での傾きから引張弾性率を求める。また、破断した際の歪をゲージにより測定し、引張破断伸度を求める。
【００２２】
熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が適度に小さく、かつ、引張破断伸度が十分に大きいために、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の理論架橋点間分子量αが、４００〜１６００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましく、５００〜１６００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることがより好ましく、さらには、６００〜１６００ｇ／ｍｏｌの範囲内であることが好ましい。
【００２３】
ここで、理論架橋点間分子量αとは、全樹脂硬化物の重量ｗを全樹脂硬化物が持つ架橋点の数ｃで除した値であり、樹脂硬化物の架橋密度と反比例の関係にある。また、理論架橋点間分子量αは、樹脂硬化物の伸度と概ね正の相関があり、樹脂弾性率と概ね負の相関がある。理論架橋点間分子量αが４００ｇ／ｍｏｌよりも小さいと、樹脂硬化物の架橋密度が大きくなりすぎるため、樹脂硬化物の引張破断伸度が小さくなり、得られる繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。理論架橋点間分子量αが１６００ｇ／ｍｏｌよりも大きいと、樹脂硬化物の弾性率が小さくなり、得られる繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。
【００２４】
かかる理論架橋点間分子量αの求め方を、エポキシ樹脂組成物を例として以下に述べる。
【００２５】
まず、エポキシ樹脂組成物中に、ｋ種（ｋは整数）のエポキシ樹脂成分が含まれる場合、このうちｉ番目（ｉは１〜ｋの整数）のエポキシ樹脂成分の配合量をａｉ（単位：ｇ）とする。また、エポキシ樹脂組成物中に、ｌ種（ｌは整数）の硬化剤成分が含まれる場合、このうちｊ番目（ｊは１〜ｌの整数）の硬化剤の配合量をｂｊ（単位：ｇ）とすると、全樹脂硬化物の重量Ｗ（単位：ｇ）は式（１）で求められる。
【００２６】
【数１】
2006274110.tif 000002
【００２７】
ｉ番目のエポキシ樹脂成分のエポキシ当量をＥｉ（単位：ｇ／ｍｏｌ）、ｉ番目のエポキシ樹脂成分１分子が持つエポキシ基の数をｘｉとする。また、ｊ番目の硬化剤成分の活性水素当量をＨｊ（単位：ｇ／ｍｏｌ）、ｊ番目の硬化剤成分１分子が持つ活性水素の数をｙｊとする。全樹脂硬化物に含まれる架橋点の数ｃ（単位：ｍｏｌ）は、エポキシ樹脂と硬化剤との配合比が、化学量論量の場合、硬化剤が過剰の場合、および、エポキシ樹脂が過剰の場合で求め方が異なる。どの求め方を採用するかは、式（２）により求められる、エポキシ樹脂と硬化剤との配合比を表す配合比指数βにより決定する。
【００２８】
【数２】
2006274110.tif 000003
【００２９】
ここで、β＝１である場合は、エポキシ樹脂と硬化剤との配合比が化学量論量であり、架橋点の数ｃは式（３）により求められる。この架橋点の数ｃは、反応し得る全てのエポキシ基と全ての硬化剤の活性水素とが反応することによって生じる架橋点の数を表す。
【００３０】
【数３】
2006274110.tif 000004
【００３１】
また、β＞１の場合は、硬化剤が化学量論量よりも過剰であり、架橋点の数ｃは式（４）により求められる。
【００３２】
【数４】
2006274110.tif 000005
【００３３】
また、β＜１の場合は、エポキシ樹脂が化学量論量よりも過剰であり、架橋点の数ｃは式（５）により求められる。
【００３４】
【数５】
2006274110.tif 000006
【００３５】
ここで、Ｅｉ×ｘｉ、およびＨｊ×ｙｊはそれぞれｉ番目のエポキシ樹脂成分の平均分子量、およびｊ番目の硬化剤成分の平均分子量を表す。また、（ｘｉ−２）は、ｉ番目のエポキシ樹脂成分１分子中の全てのエポキシ基が硬化剤の活性水素と反応し、架橋構造に取り込まれることによって生じる架橋点の数を表す。また、（ｙｊ−２）はｊ番目の硬化剤１分子中の全ての活性水素がエポキシ基と反応し、架橋構造に取り込まれることによって生じる架橋点の数を表す。例えば、ｉ番目のエポキシ樹脂成分が４官能エポキシ樹脂の場合、１分子は４個のエポキシ基を持ち、生じる架橋点の数は４−２の２個となる。また、ｊ番目の硬化剤成分が１分子当たり２個の活性水素を持つ場合、生じる架橋点の数は２−２の０個となる。なお、ジシアンジアミドは７官能とし、生じる架橋点の数は７−２の５個であるとして扱う。
【００３６】
上述した式により求められたＷ、ｃを用い、架橋点間分子量αは式（６）により求められる。
【００３７】
【数６】
2006274110.tif 000007
【００３８】
ここで、例として、エポキシ樹脂１（エポキシ基：３個、エポキシ当量：９８ｇ／ｅｑ）９０ｇ、エポキシ樹脂２（エポキシ基：２個、エポキシ当量：１３５ｇ／ｅｑ）１０ｇ、および硬化剤１（活性水素：４個、活性水素当量：４５ｇ／ｅｑ）４４．７ｇからなるエポキシ樹脂組成物の樹脂硬化物について、理論架橋点間分子量αを求めてみる。まず、全樹脂硬化物の重量Ｗは式（１）より１４４．７ｇである。また、式（２）より求められるβは１であるので、全樹脂硬化物が有する架橋点の数ｃは式（３）により、０．８０３ｍｏｌと求められる。したがって、樹脂硬化物の理論架橋点間分子量αは式（６）により、１８０ｇ／ｍｏｌと求められる。
【００３９】
熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が適度に小さく、かつ、引張破断伸度が十分に大きいためには、熱硬化性樹脂組成物が、官能基当量３００〜１０００ｇ／ｍｏｌの範囲内である熱硬化性樹脂を主成分とすることが好ましく、官能基当量４００〜１０００ｇ／ｍｏｌの範囲内である熱硬化性樹脂を主成分とすることがより好ましい。官能基当量が３００ｇ／ｍｏｌより小さい熱硬化性樹脂が主成分であると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の架橋密度が大きくなりすぎるため、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張破断伸度が小さくなり、得られる繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分である場合がある。官能基当量が１０００ｇ／ｍｏｌよりも大きい熱硬化性樹脂が主成分であると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の架橋密度が小さくなりすぎるため、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が小さくなり、得られる繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。ここで、主成分とは、熱硬化性樹脂組成物における全樹脂成分中の６０ｗｔ％以上を占めることを指し、８０ｗｔ％以上を占めることが好ましい。
【００４０】
ここで、樹脂成分の官能基当量とは、硬化可能な官能基１ｍｏｌあたりの当量であり、樹脂成分の平均分子量を１分子中の硬化可能な官能基の数で除して求められる。エポキシ樹脂における官能基当量は、エポキシ当量に相当し、エポキシ樹脂の平均分子量を１分子中のエポキシ基の数で除して求められる。
【００４１】
熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が適度に小さいために、熱硬化性樹脂組成物が、１分子内に含まれる芳香環の数が２〜６の範囲内である熱硬化性樹脂を主成分とすることが好ましい。芳香環の数が２より少ない熱硬化性樹脂が主成分であると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が小さくなりすぎ、得られる繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。また、芳香環の数が６より多い熱硬化性樹脂が主成分であると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が大きくなりすぎ、得られる繊維強化複合材料の耐衝撃性が不十分である場合があり、好ましくない。ここで、主成分とは、熱硬化性樹脂組成物における全樹脂成分中の６０ｗｔ％以上を占めることを指し、８０ｗｔ％以上を占めることが好ましい。
【００４２】
本発明における熱硬化性樹脂としては、耐熱性、機械特性とのバランスが特に優れることから、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００４３】
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂を主成分として用いることが好ましい。ここで、主成分とは、熱硬化性樹脂組成物における全樹脂成分中の６０ｗｔ％以上を占めることを指し、８０ｗｔ％以上占めることが好ましい。
【００４４】
なかでも、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が適度に小さく、かつ、引張破断伸度が十分に大きいためには、下記式（Ｉ）で示すことができる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ことが好ましい。
【００４５】
【化１】
2006274110.tif 000008
【００４６】
本発明のエポキシ樹脂において、化学式（Ｉ）で示されるエポキシ樹脂以外に、次のエポキシ樹脂を用いることもできる。
【００４７】
まず、ポリオールより誘導されるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、複数活性水素を有するアミンより誘導されるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸より誘導されるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、分子内に複数の２重結合を有する化合物を酸化して得られるエポキシ樹脂などが挙げられる。
【００４８】
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、テトラブロモビスフェノールＡ、ヘキサヒドロビスフェノールＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、レゾルシノール、ヒドロキノン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’，５，５’−テトラメチルビフェニル、１，６−ジヒドロキシナフタレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、トリス（ｐ−ヒドロキシフェニル）メタン、テトラキス（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタン、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ひまし油などのポリオールとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエーテルが好適に用いられる。
【００４９】
グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ｍ−キシリレンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、アニリン、トルイジン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレンなどをエピクロロヒドリンと反応させて得られるグリシジルアミンが好適に用いられる。
【００５０】
さらに、ｍ−アミノフェノール、ｐ−アミノフェノール、４−アミノ−３−メチルフェノールなどのアミノフェノール類の水酸基とアミノ基の両方をエピクロロヒドリンと反応させて得られるエポキシ樹脂も好適に用いられる。
【００５１】
グリシジルエステル型エポキシ樹脂としては、フタル酸、テレフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ダイマー酸などをエピクロロヒドリンと反応させて得られるグリシジルエステルが好適に用いられる。
【００５２】
分子内に複数の２重結合を有する化合物を酸化して得られるエポキシ樹脂としては、分子内にエポキシシクロヘキサン環を有するエポキシ樹脂が挙げられる。さらにこのエポキシ樹脂としては、エポキシ化大豆油等も挙げられる。
【００５３】
これら以外にもトリグリシジルイソシアヌレートのようなエポキシ樹脂などが好適に用いられる。
【００５４】
さらに上記に挙げたエポキシ樹脂を原料として合成されるエポキシ樹脂、たとえば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルとトリレンジイソシアネートからオキサゾリドン環生成反応により合成されるエポキシ樹脂なども好適に用いられる。
【００５５】
本発明で用いられるマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、硬化剤と組み合わせて用いられる。硬化剤としては、エポキシ樹脂のエポキシ基と反応する活性基を有する化合物であれば良く、具体的には、ポリアミン、酸無水物、フェノール類およびメルカプタンなどが挙げられる。また、エポキシ樹脂の単独重合の開始剤である、３級アミンやイミダゾール類などの塩基性化合物、あるいは３フッ化ホウ素のアミン錯体などの酸性化合物などを用いることもできる。
【００５６】
また、本発明で用いられるマトリックス樹脂は、その他の成分として、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂、微粉末状のシリカなどの無機微粒子およびエラストマーなどを混合して改質することも可能である。
【００５７】
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、トルエン、キシレン等の溶媒を実質的に含まないことが好ましい。これらの溶媒が熱硬化性樹脂組成物に含まれると、繊維強化複合材料にボイドが生じ、繊維強化複合材料の強度が大幅に低下する場合がある。ここで、溶媒を実質的に含まないとは、全熱硬化性樹脂組成物中における溶媒が占める割合が１ｗｔ％以下、好ましくは０．５ｗｔ％以下であることを指す。また、全熱硬化性樹脂組成物中における溶媒が占める割合は、次に示す方法で測定することができる。すなわち、直径が５ｃｍのアルミ製カップに、厚みが１ｍｍになるように熱硬化性樹脂組成物を流し込む。次に、１００℃にセットしたオーブン中に３０分間放置する。オーブンに放置前の熱硬化性樹脂組成物の重量に対する、オーブン中に放置したときの重量の減少量との比から、熱硬化性樹脂組成物中における溶媒が占める割合を算出する。
【００５８】
次に、本発明のプリプレグについて説明する。
【００５９】
本発明におけるプリプレグとは、熱硬化性樹脂組成物を強化繊維に含浸した、シート状の中間基材のことを意味する。
【００６０】
本発明のプリプレグに用いる強化繊維としては、種々の繊維を用いることができるが、高強度の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維の引張強度が１５００ＭＰａ以上であることが好ましく、３５００ＭＰａ以上であることがより好ましく、さらには４５００ＭＰａ以上であることが好ましい。また、高弾性率の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維の引張弾性率が１００ＧＰａ以上であることが好ましく、２００ＧＰａ以上であることがより好ましく、さらには２５０ＧＰａ以上であることが好ましい。強化繊維の具体例としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維などが挙げられる。なかでも、軽量でありながら、高強度、高弾性率であるという優れた特性を有するため、炭素繊維が好ましく用いられる。
【００６１】
本発明のプリプレグに用いる強化繊維の形態としては、強化繊維を一方向に並べた形態、織物形態、編み物形態であっても良いし、不織布、マットなどの強化繊維がランダムに配置された形態でも良い。なかでも、高強度、高弾性率の繊維強化複合材料が得られることから、強化繊維を一方向に並べた形態を有することが好ましい。
【００６２】
本発明のプリプレグにおける単位面積当たりの繊維重量は、４０〜２５０ｇ／ｍ２であることが好ましく、５０〜２００ｇ／ｍ２であることがより好ましい。単位面積あたりの繊維重量が４０ｇ／ｍ２より小さいと、プリプレグの形状保持性が低下し取り扱いにくくなる場合がある。また、単位面積あたりの繊維重量が２５０ｇ／ｍ２より大きいと、プリプレグ内部の繊維アライメントが乱れやすく、高性能な繊維強化複合材料が得られない場合がある。
【００６３】
本発明のプリプレグに用いるマトリックス樹脂としては、上記してきた繊維強化複合材料に用いるマトリックス樹脂をそのまま用いることができる。
【００６４】
次に、本発明の繊維強化複合材料の製造法について説明する。
【００６５】
本発明のプリプレグを用いて繊維強化複合材料を製造する場合、例えば以下の要領で行われる。プリプレグを裁断して得たパターンを積層後、積層物に圧力を付与しながら、熱硬化性樹脂を加熱硬化することにより、繊維強化複合材料を得る。熱、圧力を付与する方法としては、プレス成形、オートクレーブ成形、真空圧成形、シートワインディング法、内圧成形法が好ましく用いられる。
【００６６】
また、プリプレグを用いずに繊維強化複合材料を製造する場合、従来知られている繊維強化複合材料のいずれの製造法をも用いることができる。
【００６７】
例えば、シート・モールディング・コンパウンド（ＳＭＣ）を用いる場合、次のような手順で製造することができる。まず、プレス装置にＳＭＣを積層する。次に、加熱、加圧しながら硬化させ、繊維強化複合材料を製造する。
【００６８】
例えば、レジン・トランスファー・モールディング（ＲＴＭ）法を用いる場合、次のような手順で製造することができる。まず、型内に織物形態、編み物形態などの強化繊維を配置する。型を閉じ、液状の熱硬化性樹脂組成物を強化繊維に含浸させた後、硬化させ、繊維強化複合材料を製造する。
【００６９】
本発明の繊維強化複合材料は、マトリックス樹脂の一部、もしくは、全部が、２３℃で測定される引張弾性率が０．００１〜１ＧＰａの範囲内であり、かつ、２３℃で測定される引張破断伸度が３０％以上である熱硬化性樹脂組成物の硬化物であることが必要である。ここで、一部、もしくは、全部とは、全マトリックス樹脂中の５ｗｔ％以上をかかる熱硬化性樹脂組成物が占めることを指す。ただし、全マトリックス樹脂中の１５ｗｔ％以上をかかる熱硬化性樹脂組成物が占めることが好ましく、３５ｗｔ％以上をかかる熱硬化性樹脂組成物が占めることがより好ましい。また、繊維強化複合材料において、かかる熱硬化性樹脂組成物の配置の仕方に特に制限はないが、繊維強複合材料の厚さ方向の特定箇所に集中して配置する、あるいは、面方向の特定箇所に集中して配置するといった方法が可能である。
【００７０】
本発明の繊維強化複合材料は、部材の軽量化が可能であるために、繊維方向の引張強度、すなわち、０°引張強度が６００ＭＰａ以上であることが好ましく、１８００ＭＰａ以上であることがより好ましく、さらには２４００ＭＰａ以上であることが好ましい。
また、本発明の繊維強化複合材料は、部材の軽量化が可能であるために、繊維方向の引張弾性率、すなわち、０°引張弾性率が４０ＧＰａ以上であることが好ましく、１２０ＧＰａ以上であることがより好ましく、さらには１６０ＧＰａ以上であることが好ましい。
【００７１】
ここで、０°引張強度、０°引張弾性率は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３０３９−９３に準拠して測定する。測定にはインストロン社製の４２０８型テンシロン、または、同等の装置を用いる。クロスヘッドスピードは１．２７ｍｍ／ｍｉｎとし、測定温度を２３℃とする。歪み−応力曲線における歪みが０．１％から０．６％の間での傾きから０°引張弾性率を求める。
【００７２】
本発明の繊維強化複合材料は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、かつ、耐衝撃性が優れるため、航空機宇宙用途、スポーツ用品用途、自動車用途などに広く用いることができる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。実施例および比較例で用いた材料は以下のとおりである。
強化繊維、強化繊維織物
本発明の強化繊維には以下の２種類を、強化繊維織物には以下の１種類を用いた。
・炭素繊維  “トレカ”Ｔ８００Ｈ：
登録商標、東レ（株）製、フィラメント数  １２，０００本、
引張強度  ５４９０ＭＰａ、引張弾性率  ２９４ＧＰａ
・アラミド繊維“ケブラー”４９      ：
登録商標、東レ・デュポン（株）製、フィラメント数  ７６８本、
引張強度  ３０００ＭＰａ、引張弾性率  １１２ＧＰａ・炭素繊維織物ＣＯ６３４３Ｂ      ：
品番、東レ（株）製
“トレカ”Ｔ３００使用、平織、１９８ｇ／ｍ２目付け                
熱硬化性樹脂組成物
本発明の熱硬化性樹脂組成物の成分として、以下の樹脂成分、硬化剤、硬化促進剤、熱可塑性樹脂を用いた。
（樹脂成分）
・ＥＸＡ−４８５０−１５０    ：
品番、大日本インキ（株）製
化学式（ＩＩ）で表されるエポキシ樹脂
【００７４】
【化２】
2006274110.tif 000009
【００７５】
・“エピクロン”ＴＳＲ−６０１      ：
登録商標、大日本インキ（株）製
化学式（ＩＩＩ）で表されるエポキシ樹脂
【００７６】
【化３】
2006274110.tif 000010
【００７７】
・“デナコール”ＥＸ−８４１  ：
登録商標、ナガセケムテックス（株）製
化学式（ＩＶ）で表されるエポキシ樹脂
【００７８】
【化４】
2006274110.tif 000011
【００７９】
・“エピコート”８２８        ：
登録商標、ジャパンエポキシレジン（株）製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量が１８９ｇ／ｍｏｌ、分子内に含まれる芳香環の数が２．２個。
・“エピコート”１００４      ：
登録商標、ジャパンエポキシレジン（株）製
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量が９２５ｇ／ｍｏｌ、分子内に含まれる芳香環の数が１２個。
・“エリシス”ＧＥ−２０
登録商標、ＰＴＩジャパン（株）製
ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エポキシ当量が１３５ｇ／ｍｏｌ、分子内に含まれる芳香環の数が０個。
（硬化剤）
・Ｄｉｃｙ７                  ：
品番、ジャパンエポキシレジン（株）製
ジシアンジアミド
（硬化促進剤）
・ＤＣＭＵ９９                ：
品番、保土谷化学（株）製
３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチルウレア
（熱可塑性樹脂）
・“マツモトマイクロスフェアー”Ｍ：
登録商標、松本油脂（株）製
ポリメチルメタクリレート
次に、熱硬化性樹脂組成物の調整、熱硬化性樹脂組成物の硬化板の作製、繊維強化複合材料の製造、各種物性の測定法を以下に示す。
１．プリプレグ用樹脂組成物の調整
表１、表２に示す配合比で、プリプレグ用樹脂組成物を、次の手順で調整した。各成分の混合にはニーダーを用いた。なお、表中の数値は、重量部を示す。
（１）樹脂成分をニーダーに投入し、４０℃で３０分間混合した。
（２）熱可塑性樹脂をニーダーに投入し、１７０℃まで昇温後、１７０℃で６０分間混合した。
（３）６０℃まで降温後、硬化剤、硬化促進剤をニーダーに投入し、６０℃で３０分間混合した。
２．ＲＴＭ用樹脂組成物の調整
表４に示す配合比で、各成分をポリエチレン製ディスポカップに投入し、スパチュラを用いて混合し、ＲＴＭ用樹脂組成物を調整した。なお、表中の数値は、重量部を示す。
３．プリプレグ用樹脂組成物の硬化板の作製
次の手順でプリプレグ用樹脂組成物の硬化板を作製した。
【００８０】
（１）プリプレグ用樹脂組成物を８０℃に加熱し、真空ポンプを直結したセパラブルフラスコ内で約２０分間脱泡した。
（２）１２ｃｍ×２０ｃｍ×２ｍｍ（厚み）のキャビティーを有するモールドにプリプレグ用樹脂組成物を流し込んだ。
【００８１】
（３）モールドをオーブン内にセットし、１３５℃２時間加熱して硬化させた。
【００８２】
（４）冷却後、モールドからプリプレグ用樹脂組成物の硬化板を取り外した。
４．ＲＴＭ用樹脂組成物の硬化板の作製
次の手順でＲＴＭ用樹脂組成物の硬化板を作製した。
（１）ＲＴＭ用樹脂組成物を４０℃に加熱し、真空ポンプを直結したセパラブルフラスコ内で約５分間脱泡した。
（２）１２ｃｍ×２０ｃｍ×２ｍｍ（厚み）のキャビティーを有するモールドにＲＴＭ用樹脂組成物を流し込んだ。
【００８３】
（３）モールドをオーブン内にセットし、１００℃２時間加熱して硬化させた。
【００８４】
（４）冷却後、モールドからＲＴＭ用樹脂組成物の硬化板を取り外した。
５．プリプレグ／オートクレーブ法による繊維強化複合材料の作製
プリプレグ用樹脂組成物を、リバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布して樹脂フィルムを作製した。一方向に引き揃えた強化繊維の両側面に樹脂フィルムを重ね、加熱加圧（１３０℃、０．４ＭＰａ）することにより、プリプレグ用樹脂組成物を強化繊維に含浸させ、プリプレグを作製した。プリプレグの単位面積当たりの繊維重量を１２５ｇ／ｍ２、繊維体積含有率を６５％とした。
【００８５】
次に、一辺３０ｃｍの正方形となるようにカットしたプリプレグを、繊維方向、すなわち０°方向に１０ｐｌｙ積層し、ステンレス製ツール板上でナイロンフィルムを用いてバギングした後、オートクレーブを用いて加熱加圧（１３５℃、０．６ＭＰａ、２時間）することにより、プリプレグ用樹脂組成物を硬化させ、引張試験用の繊維強化複合材料を作製した。
【００８６】
また、一辺３０ｃｍの正方形となるようにカットしたプリプレグを、０°方向に３ｐｌｙ、９０°方向に４ｐｌｙ、０°方向に３ｐｌｙ積層し、ステンレス製ツール板上でナイロンフィルムを用いてバギングした後、オートクレーブを用いて加熱加圧（１３５℃、０．６ＭＰａ、２時間）することにより、プリプレグ用樹脂組成物を硬化させ、衝撃貫通試験用の繊維強化複合材料を作製した。
６．ＲＴＭ法による繊維強化複合材料の作製
各辺が経糸、緯糸のいずれかと平行な１辺３０ｃｍの正方形となるようカットした炭素繊維織物ＣＯ６３４３Ｂ、１０ｐｌｙを型に積層し、その上にピールプライと樹脂配分媒体であるポリエステル製のネットを積層した。次に、ナイロン製フィルムを用いてバギングし、真空ポンプを用いて［大気圧−０．１］（ＭＰａ）に減圧した後、型を１００℃に保持し、ＲＴＭ用樹脂組成物を注入した。ＲＴＭ用樹脂組成物が型内に流入してから５分後に注入を終了し、ＲＴＭ用樹脂組成物が型内に流入してから２時間に脱型し、引張試験用、衝撃貫通試験用の繊維強化複合材料を作製した。
７．樹脂組成物の硬化物の引張試験
上記の方法で得た樹脂組成物の硬化板から、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３−１９９５の小型１（１／２）号試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３−１９９５に準拠して、引張強度、引張弾性率、引張破断伸度を測定した。測定装置はインストロン社製の４２０１型テンシロンを用いた。ここで、クロスヘッドスピードは１．０ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度を２３℃とした。表１〜４に結果を示した。
【００８７】
８．繊維強化複合材料の繊維体積含有率測定
繊維体積含有率は、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３１７１−９９に準拠して求めた。表１〜４に結果を示した。
【００８８】
９．繊維強化複合材料の０°引張試験
上記の方法で得た繊維強化複合材料から、幅１２．７ｍｍ、長さ２２９ｍｍの試験片を、０°方向と長さ方向が同じになるように作製し、ＡＳＴＭ  Ｄ  ３０３９−９３に準拠して、０°引張強度、０°引張弾性率を測定した。測定装置はインストロン社製の４２０８型テンシロンを用いた。ここで、クロスヘッドスピードは１．２７ｍｍ／ｍｉｎとし、測定温度を２３℃とした。歪み−応力曲線における歪みが０．１％から０．３％の間での傾きから０°引張弾性率を求める。表１〜４に結果を示した。
１０．繊維強化複合材料の衝撃貫通試験
上記の方法で得た繊維強化複合材料から、幅１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍの試験片を、０°方向と長さ方向が同じになるように作製し、重量２．５ｋｇ、直径１２．５ｍｍの落錘を所定の初期高さから落下させた際の、繊維強化複合材料の損傷具合を目視により観察し、繊維強化複合材料の耐衝撃貫通性を調べた。測定装置はインストロン社製のダイナタップ８２５０型を用い、落錘の初期高さは１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍの３種類とした。落錘が繊維強化複合材料を貫通した場合を×、貫通しなかった場合を○として、表１〜４に結果を示した。
（実施例１）
表１に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。実施例１のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長く、かつ、適度な剛直性を有するエポキシ樹脂であるＥＸＡ−４８５０−１５０を主成分とする。理論架橋点間分子量は６３９ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が０．２２ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張破断伸度が７１％と十分に大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２３３０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７５ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果も極めて良好であった。
（実施例２）
実施例１のエポキシ樹脂を用い、アラミド繊維を強化繊維とするプリプレグを作製し、各種測定を行った。測定の結果、繊維強化複合材料の０°引張強度が１１３０ＭＰａ、０°引張弾性率が９９ＧＰａと比較的大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果も極めて良好であった。
（実施例３）
表１に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。実施例３のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長く、かつ、適度な剛直性を有するエポキシ樹脂であるＥＸＡ−４８５０−１５０を９０重量部含み、主成分とするが、加えて、エポキシ基間が短いエポキシ樹脂である“エピコート”８２８を１０重量部含む。理論架橋点間分子量は５７７ｇ／ｍｏｌであり、実施例１よりも小さい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が０．４５ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張破断伸度が５３％と比較的大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２３８０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７５ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果も比較的良好であった。
（実施例４）
表１に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。実施例４のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長く、かつ、適度な剛直性を有するエポキシ樹脂であるＥＸＡ−４８５０−１５０を７０重量部含み、主成分とするが、加えて、エポキシ基間が短いエポキシ樹脂である“エピコート”８２８を３０重量部含む。理論架橋点間分子量は４５９ｇ／ｍｏｌであり、実施例１、２よりも小さい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が０．９９ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が３５％とやや大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２４３０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７８ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果もやや良好であった。
（実施例５）
表１に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。実施例５のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長く、かつ、適度な剛直性を有するエポキシ樹脂であるＥＸＡ−４８５０−１５０を９０重量部含み、主成分とするが、加えて、エポキシ基間が適度に長いものの、過度に剛直な骨格を有するエポキシ樹脂である“エピコート”１００４を１０重量部含む。理論架橋点間分子量は６８９ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が０．３８ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が６０％と比較的大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２３１０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７５ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果も比較的良好であった。
（実施例６）
表１に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。実施例６のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長く、かつ、適度な剛直性を有するエポキシ樹脂であるＥＸＡ−４８５０−１５０を７０重量部含み、主成分とするが、加えて、エポキシ基間が適度に長いものの、過度に剛直な骨格を有するエポキシ樹脂である“エピコート”１００４を３０重量部含む。理論架橋点間分子量は７４７ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が０．７８ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張破断伸度が４２％と比較的大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２３９０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７８ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果も比較的良好であった。
（実施例７）
表２に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。実施例７のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長く、かつ、適度な剛直性を有するエポキシ樹脂である“エピクロン”ＴＳＲ−６０１を含む。理論架橋点間分子量は６８９ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が０．０４０ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が５５％と十分に大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２２６０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７０ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果も比較的良好であった。
（実施例８）
表２に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。実施例８のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長いものの、過度に柔軟な骨格を有するエポキシ樹脂である“デナコール”ＥＸ−８４１を含む。理論架橋点間分子量は５４２ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が０．０１５ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が４０％と十分に大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２０２０ＭＰａ、０°引張弾性率が１６５ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果もやや良好であった。
（比較例１）
表２に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。比較例１のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が短いエポキシ樹脂である“エピコート”８２８を含む。理論架橋点間分子量は２８３ｇ／ｍｏｌであり小さい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が３．３ＧＰａと過度に大きく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が６％と小さかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２５５０ＭＰａ、０°引張弾性率が１８０ＧＰａと十分に大きいものの、耐衝撃性試験の結果は優れなかった。
（比較例２）
表２に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。比較例２のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が短いエポキシ樹脂である“エピコート”８２８を５０重量部含み、加えて、エポキシ基間が適度に長いものの、過度に柔軟な骨格を有する“エピコート”１００４を５０重量部含む。理論架橋点間分子量は４５９ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が３．１ＧＰａと過度に大きく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が８％と小さかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２６００ＭＰａ、０°引張弾性率が１７９ＧＰａと十分に大きいものの、耐衝撃性試験の結果は優れなかった。
（比較例３）
表２に示すエポキシ樹脂組成物を用いプリプレグを作製し、各種測定を行った。比較例３のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が短いエポキシ樹脂である“エピコート”８２８を５０重量部含み、加えて、エポキシ基間が短く、過度に柔軟な骨格を有する“エリシス”ＧＥ―２０を５０重量部含む。理論架橋点間分子量は１６９ｇ／ｍｏｌであり小さい。測定の結果、２３℃での樹脂引張弾性率が１．２ＧＰａと過度に大きく、２３℃での樹脂破断伸度が１５％と小さかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２５３０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７７ＧＰａと十分に大きいものの、耐衝撃性試験の結果は優れなかった。
【００８９】
【表１】
2006274110.tif 000012
【００９０】
【表２】
2006274110.tif 000013
【００９１】
（実施例９）
表３に示すように実施例１のプリプレグと、比較例２のプリプレグとの２種類のプリプレグを用い、繊維強化複合材料を作製し、各種測定を行った。引張測定用には、比較例２のプリプレグを０°方向に３ｐｌｙ、実施例１のプリプレグを０°方向に４ｐｌｙ、比較例２のプリプレグを０°方向に３ｐｌｙ積層したものを用いた。耐衝撃試験用には、比較例２のプリプレグを０°方向に３ｐｌｙ、実施例１のプリプレグを９０°方向に４ｐｌｙ、比較例２のプリプレグを０°方向に３ｐｌｙ積層したものを用いた。測定の結果、炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２６２０ＭＰａ、０°引張弾性率が１８０ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果が極めて良好であることがわかった。
（実施例１０）
表３に示すように実施例１のプリプレグを、実施例７のプリプレグに変更した以外は、実施例９と同様の方法で各種測定を行った。測定の結果、炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が２５３０ＭＰａ、０°引張弾性率が１７８ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果が比較的良好であることがわかった。
【００９２】
【表３】
2006274110.tif 000014
【００９３】
（実施例１１）
表４に示すエポキシ樹脂組成物を用い、ＲＴＭ法により繊維強化複合材料を作製し、各種測定を行った。実施例１１のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が適度に長く、かつ、適度な剛直性を有するエポキシ樹脂であるＥＸＡ−４８５０−１５０を含む。理論架橋点間分子量は１０１５ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の硬化物の引張弾性率が０．０６３ＧＰａと適度に小さく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が８２％と十分に大きかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が７８０ＭＰａ、０°引張弾性率が６１ＧＰａと十分に大きく、さらには、耐衝撃性試験の結果も極めて良好であった。
（比較例４）
表４に示すエポキシ樹脂組成物を用い、ＲＴＭ法により繊維強化複合材料を作製し、各種測定を行った。比較例４のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ基間が短いエポキシ樹脂である“エピコート”８２８を含む。理論架橋点間分子量は４９４ｇ／ｍｏｌであり適度に大きい。測定の結果、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張弾性率が２．６ＧＰａと過度に大きく、２３℃での熱硬化性樹脂組成物の引張破断伸度が８％と小さかった。炭素繊維を強化繊維とする繊維強化複合材料の０°引張強度が７９０ＭＰａ、０°引張弾性率が６３ＧＰａと十分に大きいものの、耐衝撃性試験の結果は優れなかった。
【００９４】
【表４】
2006274110.tif 000015
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明の繊維強化複合材料は、軽量であり、強度や弾性率などの機械特性が優れ、かつ、耐衝撃性が優れるため、航空機宇宙用途、スポーツ用品用途、自動車用途などに広く用いることができる。