(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、
このエポキシ樹脂配合物は、１５０℃で１５０秒以内に９５％硬化に至るまで硬化され得ると共に１２０℃で４分以内に９５％硬化に至るまで硬化され得るものであり、硬化によりＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従った測定において１４０℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する硬化樹脂を提供し、ここで、前記配合物が有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
【請求項２】
前記硬化エポキシ樹脂配合物が、１４０℃より低い温度で、２０°より小さい位相角を有する、請求項１に記載のエポキシ樹脂配合物。
【請求項３】
前記位相角が、１４０℃より低い温度で、１０°より大きい、請求項２に記載のエポキシ樹脂配合物。
【請求項４】
尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、６００秒未満の間、好ましくは５５０秒未満の間１２０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有し、前記配合物が有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
【請求項５】
尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、３５０秒未満の間、好ましくは３００秒未満の間１３０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有し、前記配合物が有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
【請求項６】
前記離型剤が、不飽和脂肪酸及び／または飽和脂肪酸を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
【請求項７】
前記離型剤が、トリグリセリド類から選択される構成成分を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
【請求項８】
前記離型剤が、多価不飽和脂肪酸及び／またはモノ不飽和脂肪酸及び／または飽和脂肪酸を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
【請求項９】
前記離型剤が、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、及びパルミチン酸から選択される１つ以上の構成成分を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物を含有する、プリプレグ。
【請求項１１】
繊維強化材と、１５０℃で１５０秒以内に硬化され得ると共に１２０℃で４分以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、１４０℃以下のＴｇを有し、かつ１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂配合物が、尿素系硬化剤、および有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を含有する、プリプレグ。
【請求項１２】
繊維強化材と、１５０℃で１０秒〜１４０秒以内に硬化され得ると共に１２０℃で３０秒〜２２０秒以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、１４０℃以下のＴｇを有し、かつ１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂配合物が、尿素系硬化剤、および有機脂肪酸またはその誘導体とフッ素含有基及びアルコール基の両方を含む表面活性剤とのブレンドである離型剤を含有する、プリプレグ。
【請求項１３】
０．２５〜５重量％、好ましくは０．４〜３重量％の前記離型剤を含有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
【請求項１４】
前記エポキシ樹脂配合物が、前記エポキシ樹脂の重量に基づいて、４〜１０重量％の前記尿素系硬化剤を含有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
【請求項１５】
前記エポキシ樹脂が、少なくとも２の官能価を有する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
【請求項１６】
前記エポキシ樹脂配合物が、１０秒〜１４０秒以内の間、３０秒〜１８０秒以内の間、好ましくは４０秒〜１２０秒以内の間、より好ましくは３５秒〜１００秒以内の間、及び／または前述の範囲の組み合わせの間、硬化温度Ｔ硬化１で硬化され、かつ、３０秒〜２２０秒以内の間、好ましくは８０秒〜２００秒以内の間、より好ましくは１３０秒〜１９０秒以内の間、及び／またはこれらの組み合わせの間、Ｔ硬化２の硬化温度で硬化される場合、ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従った測定において、Ｔ硬化−２０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、好ましくはＴ硬化−１５℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、より好ましくはＴ硬化−１０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化の範囲のＴｇを有し、Ｔ硬化１が１８０℃、１６０℃、または１５０℃から選択され、Ｔ硬化２が１４０℃、１３０℃、または１２０℃から選択される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
【請求項１７】
物品の大量連続製造のための、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載のプリプレグの使用。
【請求項１８】
前記製造が、前記プリプレグの成形及び加熱による硬化を含む、請求項１７に記載の使用。
【請求項１９】
前記プリプレグの成形及び硬化が型内で行われる、請求項１８に記載の使用。
【請求項２０】
前記プリプレグが、前記型内に導入され、前記型内で成形及び硬化され、５分未満で前記型から取り外される、請求項１９に記載の使用。
【請求項２１】
前記時間が、２分以内である、請求項２０に記載の使用。
【請求項２２】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の尿素系硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物を含む成形品を脱型する方法であって、前記成形品が、その成形品の温度の２０％以内、好ましくは１０％以内のＴｇを有する、脱型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速硬化性エポキシ樹脂組成物、及びプリプレグにおけるマトリックスとしてのこのような速硬化性樹脂の使用に関する。加えて、本発明は、このような樹脂及びプリプレグの成形（ｍｏｕｌｄｉｎｇ）、ならびに特に大容積の材料の連続成形、及び特に各成形作業が短いサイクル時間を有する成形連続工程（ｍｏｕｌｄｉｎｇ  ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ）に関する。本樹脂及びプリプレグは、５分未満、多くの場合、２分未満の成形サイクルが必要とされる圧縮成形またはプレス加工（ｓｔａｍｐｉｎｇ）によって、プリプレグから大容積の材料を生産する際に特に有用である。
【０００２】
本発明は、このような樹脂及びプリプレグに関し、本明細書に使用される樹脂配合物の硬化時間は、デジタル走査熱量計（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）により測定されるとき、９５％硬化に必要な時間でもあり、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従い、示差機械分析（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）により測定される。
【０００３】
これらの速硬化性樹脂系により、より速い成形サイクルを、これらから物品を生産する際に採用することが可能となる。物品は、多くの場合、複数層の繊維強化材とエポキシ樹脂を型内に積層し、硬化して最終物品を形成するプロセスにおいて、繊維強化エポキシ樹脂から製造される。硬化性樹脂を含浸させた繊維層は、本明細書において、プリプレグとして知られ、プリプレグにおける樹脂は、硬化されないか、または部分的に硬化されていてよい。
【背景技術】
【０００４】
エポキシ配合物は典型的にエポキシ樹脂を含有し、これらのエポキシ樹脂は、採用される硬化サイクル及び生産される最終物品の性質により、広範なエポキシ含有材料から選択され得る。エポキシ樹脂は、固体、液体、または半固体であってよく、それらの官能価及びエポキシ当量によって特徴付けられる。エポキシ樹脂の官能価は、反応及び硬化して硬化構造を形成するのに利用可能である分子当たりの反応性エポキシ部位の数である。例えば、ビスフェノールＡエポキシ樹脂の有する官能価は２であり、ある特定のグリシジルアミンは、４を超える官能価を有し得る。エポキシ樹脂の反応性は、そのエポキシ当量（ｅｐｏｘｙ  ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ｗｅｉｇｈｔ：ＥＥＷ）により示される。ＥＥＷが低いほど、反応性が高くなる。ＥＥＷは、１モル当たり１グラムのエポキシ基を含有する、グラム単位でのエポキシ樹脂材料の重量である。
【０００５】
エポキシ配合物はまた、触媒及び／または硬化剤を含んでもよく、これらも、エポキシ樹脂の性質、生産される製品、及び必要とされる硬化サイクルに従って選択され得る。
【０００６】
エポキシ樹脂系は一般に型内で硬化され、ここで、いくつかの層が炭素繊維、ガラス繊維、ケブラー、及びアラミド繊維などの繊維強化材の層と重ね合わされる。その後、これらの系は加熱により型内で硬化される。
【０００７】
硬化エポキシ樹脂系は脆性である場合があり、それらの脆性を減少させるために、エポキシ樹脂系に耐衝撃改良剤を含むことは周知である。提案されてきた典型的な耐衝撃改良剤は、ナイロン６、ナイロン１１、及びナイロン６６、もしくはポリエーテル、ポリビニルホルムアルデヒド、及びポリスルホンを含むポリアミド、ならびに／または前述の構成成分の組み合わせなどの熱可塑性材料である。
【０００８】
エポキシ樹脂の硬化は発熱反応であり、成形材料及び型自体の両方に損傷をもたらす可能性がある、型内での材料の反応の暴走ならびに過熱を避けるために注意を払わなければならない。
【０００９】
プリプレグ及びプリプレグの積層物を硬化するために採用される硬化サイクルは、樹脂の反応性を考慮した温度と時間のバランスである。経済的な観点から、サイクル時間はできる限り短いことが望ましく、そのため、通常、硬化剤及び促進剤がエポキシ樹脂に含まれる。樹脂の硬化を開始させるための熱を必要とするだけでなく、硬化反応自体が非常に発熱性である場合があり、時間／温度硬化サイクルにおいてこれを考慮に入れる必要がある。反応性樹脂を採用する短い成形サイクルの必要性と、樹脂及び／または型への損傷を避けるために発熱を制御するとのバランスを取ることが重要である。
【００１０】
樹脂の可使用期間（ｏｕｔｌｉｆｅ）は、樹脂がもはや使用不可能な時点まで架橋することなく保管することができる期間である。望まれる短い硬化サイクルは、樹脂の可使用期間ともバランスを取らなければならない。硬化サイクルは、より多くの硬化剤及び促進剤を添加することにより短縮することができるが、これは樹脂の可使用期間を損なう。
【００１１】
例えば、６０層以上などの厚い積層物のエポキシ系プリプレグは、数時間の間、１００℃より高い硬化温度を必要とし得る。しかしながら、硬化は、１グラムのエポキシ樹脂当たり１５０ジュール以上の反応エンタルピーを有し得、この反応エンタルピーは、樹脂の過熱及び分解を避けるために、硬化サイクル中に１００℃より低い滞留時間の必要性を提示する。更に、滞留時間後、樹脂の硬化を完了するために、その積層物を更に１００℃より高く（例えば、１２５℃より高く）加熱する必要がある。これは、不必要に長くて不経済な硬化サイクルにつながる。加えて、生じた高温は、型、バッグの材料、硬化樹脂、及び繊維への損傷を引き起こすか、または型もしくはバッグ用の特別で高価な材料の使用を必要とし得る。
【００１２】
加えて、一旦硬化されると、エポキシ系構造はガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、この温度より上では、成形品は、型から取り外すことができるほどには自己支持が十分でない。この場合、したがって、成形品をＴｇより下に冷却させることが必要であり、その後、型から成形品を取り外すことができる。したがって、所望のレベル、典型的には９５％まで硬化した直後、または硬化したときに、硬化材料を型から取り外すことができるよう十分に硬くなるように、硬化樹脂が高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する、プリプレグからの層状構造体の生産が所望される。したがって、Ｔｇが最高温度であるか、またはその付近であることが好ましい。Ｔｇの増加はより反応性の樹脂を使用することにより達成され得る。しかしながら、樹脂の反応性が高いほど、硬化性物質（ｈａｒｄｅｎｅｒ）及び促進剤の存在下での樹脂の硬化中に放出される熱が大きくなり、それにより型から取り外す前の滞留時間及び遅延の必要性が増すことになり得る。
【００１３】
したがって、高いＴｇ及び低位相角の必要性は、プリプレグの操作性（ｈａｎｄｌｅａｂｉｌｉｔｙ）の要件とのバランスを取らなければならず、かつ、型から成形品を取り外す能力を含む成形サイクルに必要とされる時間を最小にする経済的必要性とのバランスを取らなければならない。エポキシ樹脂及びプリプレグの成形サイクルは、３つの段階を伴う：
ｉ）型内への材料（プリプレグ）の提供（積層）、
ｉｉ）硬化反応、及び
ｉｉｉ）型からの硬化製品の取り外し。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、型に容易に提供することができ、特定の温度で迅速に硬化することができ、かつ硬化温度付近の温度で、またはその温度で硬化材料を脱型することができるプリプレグを提供するエポキシ樹脂系の必要性が存在する。
【００１５】
本発明は、上述の問題を軽減し、かつ／または全体的に改善をもたらすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によると、添付の特許請求の範囲のいずれか一項に記載の配合物、プリプレグ、及び使用が提供される。
【００１７】
脱型には主に２つの要件があり、第１に、硬化成形品は型に付着しないこと、そして第２に、成形品は脱型されるのに十分に強いことであり、これには、成形品が自立するのに短い冷却時間しか必要としないように、Ｔｇが成形温度よりも大きいか、またはそれに近いことが必要である。
【００１８】
本発明は特に、短い成形サイクル時間で硬化され得、硬化直後に硬化材料を型から取り外すことができる反応性エポキシ樹脂組成物を含有するプリプレグに関する。
【００１９】
速硬化樹脂及びプリプレグは、短い成形時間を必要とする大容積製品の市場において高性能複合物から物品を生産する際に有用であることが分かった。しかしながら、これらの短い成形時間に必要とされる高反応性は、樹脂の硬化中に樹脂の型表面への結合を引き起こす場合がある。これは次いで型を損傷する場合があり、また大容積製品の製造ラインの停止を必要とする場合がある。したがって、型の表面と結合するのを防止し、硬化後に型からの成形品の容易な取り外しを可能にするために、構成成分製造用の原材料が型に導入される前に型の表面に離型剤を適用することが慣例となっている。しかしながら、これは、離型剤の導入を可能にするために成形連続工程を停止させることを必要とし、容認し難いほど成形サイクルを長くする。
【００２０】
従来、離型剤のエポキシマトリックス配合物への添加はＴｇを含む機械特性を低下させると考えられた。速硬化性エポキシ樹脂に、及び、特にプリプレグにおいて硬化性マトリックスとして使用されるときにこのようなエポキシ樹脂に問題なく組み込むことができる離型剤は、今のところ見出されていない。
【００２１】
しかしながら、我々は、今では、好ましくは界面活性剤とブレンドされるとき、有機脂肪酸及びそれらの誘導体が、速硬化性エポキシ樹脂がマトリックスとして採用される速硬化性エポキシ樹脂系及びプリプレグにおいて離型剤として使用される場合、良好に機能することを発見した。
【００２２】
界面活性剤は、フッ素含有化合物、アルコール、シリコーン、炭化水素、及び／またはこれらの組み合わせを含み得る。好ましい界面活性剤は、フッ素含有基及びアルコール基の両方を含み得る。
【００２３】
ある実施形態では、離型剤は、離型剤の重量に基づいて、１００〜９０重量％、好ましくは１００〜９５重量％、より好ましくは１００〜９８重量％、及び更により好ましくは１００〜９９重量％の有機脂肪酸を含む。
【００２４】
更なる実施形態では、離型剤は、離型剤の重量に基づいて、０〜１５重量％、好ましくは０〜１０重量％、より好ましくは０〜５重量％、及び更により好ましくは０〜１重量％、または０〜０．５重量％の界面活性剤を含む。
【００２５】
ある実施形態では、１５０℃で１５０秒以内に９５％硬化に至るまで硬化され得ると共に１２０℃で４分以内に９５％硬化に至るまで硬化され得る硬化剤を含有し、１４０℃以下のＴｇを有する硬化樹脂を与えるエポキシ樹脂配合物が提供される。硬化エポキシ樹脂配合物は、好ましくは、１４０℃より低い温度で、２０°より小さい、好ましくは１５°より小さい、より好ましくは１０°より小さい位相角を有する。位相角は、１４０℃より低い温度で、１０°より大きくてもよいか、または２０°より大きくてもよいか、または３０°より大きくてもよいか、または４０°より大きくてもよい。
【００２６】
別の実施形態では、硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物が提供され、この配合物は、６００秒未満の間、好ましくは５５０秒未満の間１２０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有する。更なる実施形態では、硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物が提供され、この配合物は、３５０秒未満の間、好ましくは３００秒未満の間１３０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有する。
【００２７】
別の実施形態では、プリプレグ用のマトリックスとしてエポキシ樹脂配合物を採用するプリプレグが提供される。
【００２８】
樹脂配合物の硬化時間は、９５％硬化に必要とされる時間として定義される。樹脂のＴｇは、試験方法ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従い、示差機械分析により測定され、Ｔｇは、貯蔵弾性率（ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｏｄｕｌｕｓ）の低下が始まる温度と考えられる。
【００２９】
デジタル走査熱量計は、上述のように、９５％硬化に達する時間をモニタリングするために利用され、それによって、加熱は１０℃から開始して１０℃／分の速度で２２５℃まで行う。
【００３０】
別の実施形態では、１５０℃で１０〜１４０秒以内、３０秒〜１８０秒以内、好ましくは４０秒〜１２０秒以内、より好ましくは３５秒〜１００秒以内、及び／または前述の範囲の組み合わせで硬化され得る、ならびに１２０℃で３０秒〜２２０秒以内、好ましくは８０秒〜２００秒以内、より好ましくは１３０秒〜１９０秒以内、及び／またはこれらの組み合わせで硬化され得るエポキシ樹脂配合物と、繊維強化材とを含み、１４０℃以下のＴｇ、及び１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を与えるプリプレグが提供される。
【００３１】
別の実施形態では、本発明の樹脂配合物を採用するプリプレグの複数層の積層物を形成し、積層物を硬化させることによる、層状構造の生産が提供される。樹脂が硬化されていないこのような複数層の硬化性構造は、時折、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇｓ）として知られる。
【００３２】
したがって、本発明は、１５０℃で１５０秒以内に９５％硬化に至るまで硬化され得ると共に１２０℃で４分以内に９５％硬化に至るまで硬化され得る硬化剤を含有し、１４０℃以下のＴｇを有する硬化樹脂を与えるエポキシ樹脂配合物であって、この配合物は離型剤を更に含有するエポキシ樹脂配合物を提供する。硬化エポキシ樹脂配合物は、好ましくは、１４０℃より低い温度で、２０°より小さい、好ましくは１５°より小さい、より好ましくは１０°より小さい位相角を有する。位相角は、１４０℃より低い温度で、１０°より大きくてもよいか、または２０°より大きくてもよいか、または３０°より大きくてもよいか、または４０°より大きくてもよい。
【００３３】
別の実施形態では、硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物が提供され、この配合物は、６００秒未満の間、好ましくは５５０秒未満の間１２０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有し、この配合物は離型剤を更に含有する。
【００３４】
更なる実施形態では、硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物が提供され、この配合物は、３５０秒未満の間、好ましくは３００秒未満の間１３０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有し、この配合物は離型剤を更に含有する。
【００３５】
本発明は、このようなエポキシ樹脂配合物を含有するプリプレグを更に提供する。
【００３６】
樹脂配合物の硬化時間は、９５％硬化に必要とされる時間として定義される。樹脂のＴｇは、試験方法ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従い、示差機械分析により測定され、Ｔｇは、貯蔵弾性率の低下が始まる温度と考えられる。
【００３７】
デジタル走査熱量計は、上述のように、９５％硬化に達する時間をモニタリングするために利用され、それによって、加熱は１０℃から開始して１０℃／分の速度で２２５℃まで行う。
【００３８】
更なる実施形態では、本発明は、１５０℃で１５０秒以内に硬化され得ると共に１２０℃で４分以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物と、繊維強化材とを含み、１４０℃以下のＴｇ及び１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を与えるプリプレグであって、このエポキシ樹脂は離型剤を含有するプリプレグを提供する。
【００３９】
別の実施形態では、本発明は、１５０℃で１０〜１４０秒以内、３０秒〜１８０秒以内、好ましくは４０秒〜１２０秒以内、より好ましくは３５秒〜１００秒以内、及び／または前述の範囲の組み合わせで硬化され得ると共に、１２０℃で３０秒〜２２０秒以内、好ましくは８０秒〜２００秒以内、より好ましくは１３０秒〜１９０秒以内、及び／またはこれらの組み合わせで硬化され得るエポキシ樹脂配合物と、繊維強化材とを含み、１４０℃以下のＴｇ、及び１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を与えるプリプレグであって、このエポキシ樹脂は離型剤を含有するプリプレグを提供する。
【００４０】
更なる実施形態では、本発明は、本発明の樹脂配合物を採用するプリプレグの複数層の積層物を形成し、この積層物を硬化させることによる、層状構造の生産に関する。樹脂が硬化されていないこのような複数層の硬化性構造は、時折、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇｓ）として知られる。
【００４１】
樹脂配合物は、０．２５〜５重量％、好ましくは０．４〜３重量％、より好ましくは０．５〜２重量％の離型剤を含有することが好ましい。
【００４２】
離型剤は、不飽和脂肪酸及び／または飽和脂肪酸を含み得る。離型剤は、トリグリセリド類から選択される構成成分も含み得る。離型剤は、多価不飽和脂肪酸及び／またはモノ不飽和脂肪酸及び／または飽和脂肪酸を含み得る。
【００４３】
離型剤が、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、及びパルミチン酸から選択される１つ以上の構成成分を含む、先行する請求項のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
【００４４】
我々は、Ｍｏｌｄｗｉｚ、ＩＮＴ−１３２４（Ａｘｅｌ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓにより供給される）などの表面活性剤（界面活性剤）と有機脂肪酸誘導体とのブレンドが速硬化性エポキシ樹脂と共に使用するために特に有用な離型剤であることを見出した。特に、我々は、このブレンドが、尿素系硬化剤を採用するこのような樹脂配合物に有用であり、これと相溶性であることを見出した。このブレンドが、エポキシ樹脂配合物に含まれ得る他の成分と相溶性であることも分かった。本発明による離型剤含有樹脂配合物は、離型剤を型表面に適用する必要なく、連続成形サイクルで使用することができる。
【００４５】
脂肪酸系離型剤を含む本発明の樹脂配合物は、ＡＳＴＭ  Ｄ４５４１に従う塗料接着試験を使用して試験されたとき、０Ｎ〜２０Ｎ、好ましくは０Ｎ〜１０Ｎ、より好ましくは０Ｎ〜３Ｎの脱離力を提供し得る。０Ｎまたは０．１Ｎ〜１Ｎの脱離力は、樹脂配合物が樹脂配合物の重量に対して０．２５〜２重量％の離型剤を含むときに達成され得る。低重量％の離型剤は、樹脂配合物の機械特性及び硬化時間が大幅に低下しないことを意味する。よって、本発明の樹脂配合物の硬化後のＴｇの値は、離型剤を含まない同じ樹脂配合物のＴｇよりも１０％低いことはなく、好ましくはそれよりも５％低いことはなく、より好ましくはそれよりも２％低いことはない。
本発明のエポキシ樹脂配合物は、１３０℃以上のＴｇ、好ましくは１２０℃以上のＴｇ、及び２０℃で水中に２週間浸漬させて熟成させたとき、９０℃以上の湿性Ｔｇ（Ｗｅｔ  Ｔｇ）、好ましくは８０℃以上の湿性Ｔｇを有するように硬化され得る。
【００４６】
本発明の更なる実施形態では、Ｔ硬化の硬化温度でのエポキシ樹脂組成物または配合物の等温硬化時、ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従い測定されるとき、Ｔｇは、Ｔ硬化−２０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、好ましくはＴ硬化−１５℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、より好ましくはＴ硬化−１０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化の範囲内である。
【００４７】
好ましい実施形態では、Ｔｇは、１０〜１４０秒以内の間、３０秒〜１８０秒以内の間、好ましくは４０秒〜１２０秒以内の間、より好ましくは３５秒〜１００秒以内の間、及び／または前述の範囲の組み合わせの間、Ｔ硬化１の硬化温度で硬化され、かつ、３０秒〜２２０秒以内の間、好ましくは８０秒〜２００秒以内の間、より好ましくは１３０秒〜１９０秒以内の間、及び／またはこれらの組み合わせの間、Ｔ硬化２の硬化温度で硬化される場合、ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従った測定において、Ｔ硬化−２０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、好ましくはＴ硬化−１５℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、より好ましくはＴ硬化−１０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化の範囲内である。Ｔ硬化１は、１８０℃、１６０℃、または１５０℃から選択され得、Ｔ硬化２は、１４０℃、１３０℃、または１２０℃から選択され得る。
【００４８】
これにより、１４０℃以下のＴｇ、及び１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂が提供され、このエポキシ樹脂は離型剤を含み、その機械特性を過剰に損なうことなく成形品を型から取り外すことができるように、弾性率（Ｅ）が硬化後に適切な値のものであることを確実にする。
【００４９】
例えば、従来のステアラート系離型剤の使用は、本発明において２％で使用されるとき、脱型の適切な力の減少をもたらさない。したがって、これらは、脱型力を減少させるために、より多くの重量％を必要とする。これは機械特性を低下させる。
【００５０】
エポキシ樹脂組成物は、１つ以上の尿素系硬化剤も含み、エポキシ樹脂の重量に基づいて、４〜１０重量％の硬化剤、より好ましくは４〜６重量％、より好ましくは４〜５重量％を使用することが好ましい。好ましい尿素系材料は、尿素誘導体である商品名ＤＹＨＡＲＤ（登録商標）（Ａｌｚｃｈｅｍの商標である）として入手可能な材料の範囲など、２，６及び２，４トルエンビスジメチル尿素（２，６及び２，４ＴＤＩウロン（ｕｒｏｎｅ）として知られる）の異性体群である。本組成物は、ジシアンジアミドなどの硬化性物質を更に含み、７重量％〜１０重量％、より好ましくは８重量％〜１０重量％、最も好ましくは８．５重量％〜９．５重量％の硬化性物質を使用することが好ましい。迅速な硬化時間は、硬化剤及び促進剤の比率をエポキシ配合物中の利用可能な反応基の量と一致させることにより達成される。より高いＴｇは、十分な反応基を提供するために、少なくとも２の官能価を有する樹脂を使用することにより得られる。プリプレグの操作性は、同様に、繊維強化材の性質及び量ならびにエポキシ樹脂の性質及び量によって決定される。
【００５１】
プリプレグに求められ得る更なる特性は、それらが硬化中に結合され得る基材へのそれらの接着性である。例えば、プリプレグは、例えば、金属箔などの他の層と積層され、それに結合され得る。スキーの生産において、プリプレグは、アルミニウム箔と積層され得、スキーのエッジが金属でトリミングされ得る。したがって、スキーの必要とされる物理特性及び硬化中に達成されるアルミニウムとプリプレグまたは鋼との間の接着は、本発明の速硬化性エポキシ樹脂系の使用により不必要に影響を受けないことが重要である。
【００５２】
本発明は、したがって、繊維と、熱硬化性樹脂とを含むプリプレグに関し、このプリプレグは、容易に取り扱うことができ、予備成形品を形成するために積層され、続いて迅速に硬化されて、硬化温度に近い温度で硬化材料を型から取り外すことができるＴｇ及び位相角を有し、かつ成形品が型に付着するのを防止するために離型剤と組み合わせた強化複合材料を形成することができる。このような複合材料は、軽量で、高強度のものであり、自動車及び航空宇宙産業などの多くの構造用途において、ならびにスキーの製造などのスポーツ用品の用途において使用される。
【００５３】
プリプレグは、ランダムに配向され細断された一方向テープの不織マットを形成する、細断された一方向テープの短い断片の形態であってもよい。この種類のプリプレグは、「疑似等方に細断された」プリプレグ（“ｑｕａｓｉ−ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｃｈｏｐｐｅｄ”  ｐｒｅｐｒｅｇ）と称される。疑似等方に細断されたプリプレグは、細断された繊維ではなく、短い長さの細断された一方向テープ（チップ）がマットにランダムに配向されることを除き、より伝統的な不織繊維プリプレグに類似する。疑似等方に細断されたプリプレグは、「横等方性」（“ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ  ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ”）と考えられる。一方向チップのランダムな配向は、マットの平面に等方性の特性を提供する。疑似等方に細断されたプリプレグは、したがって、横等方材料である。特性は、マットの平面内の全方向で同じである。しかしながら、マットの平面外（ｚ方向）で、特性は異なる。
【００５４】
疑似等方に細断されたプリプレグは、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｄｕｂｌｉｎ，Ｃａｌｉｆ．）から商品名ＨｅｘＭＣ（登録商標）で入手可能である。疑似等方に細断されたプリプレグは、これまで、自転車の部品及び様々な他の成形部品を含む、種々の目的のために使用されてきた。しかしながら、疑似等方に細断されたプリプレグ材料は、航空宇宙部品の製造には使用されていない。これは特に、航空宇宙構造物にボルト締めまたはリベット留めされる航空機の窓枠などの航空宇宙部品、ならびに車両構造物においてボルトまたはリベット接合を形成する貨物床フランジ支持体などの多くのガゼット、ブラケット、及びコネクタに当てはまる。
【００５５】
本明細書の目的に関して、「疑似等方に細断されたプリプレグ」は、ランダムに配向された、細断された一方向テープの「チップ」で構成されるマットとして提供されるプリプレグを意味する。チップのサイズは、作製される特定の航空宇宙部品により変動し得る。チップは、幅１／３インチ（０．８５ｃｍ）、長さ２インチ（５ｃｍ）、及び厚さ０．００６インチ（０．００１５ｃｍ）であることが好ましい。チップは、炭素、ガラス、アラミド、ポリエチレン、または航空宇宙産業において通常使用される繊維の種類のいずれかであり得る一方向繊維を含む。炭素繊維が好ましい。チップは、マットにランダムに配向され、それらは比較的平らに置かれる。これにより、その横等方特性を有するマットが提供される。
【００５６】
疑似等方に細断されたプリプレグ材料は、所望の幅の一方向プリプレグテープを購入するか、または作製することにより作製され得る。次に、テープを所望の長さのチップに細断し、チップを平らに置き、一緒に押圧してランダムに配向されたチップのマットを形成する。チップは、プリプレグ樹脂の存在に起因して、本質的に一緒に結合する。しかしながら、好ましい方法は、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎなどの商業的供給源から疑似等方に細断されたプリプレグを購入することである。Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、商品名ＨｅｘＭＣ（登録商標）で疑似等方に細断されたプリプレグ材料を提供している。疑似等方プリプレグは、本発明の樹脂配合物を含むプリプレグから作製され得る。
【００５７】
一般に、疑似等方プリプレグは、最初に型の装填材料（ｃｈａｒｇｅ）を形成し、型内に配置することにより作製される。装填材料は典型的には、部品の縁から１／８〜１／２インチ内に収まるように作製される。装填材料は圧力及び加熱下でプレス成形により硬化される。装填材料は、部品の縁を満たし、幾何学的特徴をもたらすように流れる。他の特徴は、疑似等方に細断されたプリプレグのより正確な配置を必要とし得る。部品の縁の比較的近くに疑似等方に細断されたプリプレグを収めることにより「ニアネット」（“ｎｅａｒ  ｎｅｔ”）パターンが提供され、これは、伝統的な成形材料と関係のない区別可能な特徴である。本発明の樹脂配合物を含む疑似等方プリプレグは、硬化中、低流動性を呈するため、２０バールを超える、より好ましくは５０バールを超える、及びより好ましくは更に１００バールを超える圧力が型に適用されることが好ましい。高圧は、充填材料を型全体に完全に分配するのに役立つ。
【００５８】
成形（ｍｏｕｌｄｉｎｇ）プロセスは「低流動」（“ｌｏｗ  ｆｌｏｗ”）プロセスであることが好ましい。低流動プロセスは、チップ配向の乱れを最小に抑えながら疑似等方に細断されたプリプレグを成形し、したがって、材料の横等方性の特徴を保持することとして定義される。これは、チップ及びそれらの一方向繊維の配置を再配向しないか、さもなければ過度に乱さないレベルで、成形プロセス中の樹脂の流れを維持することにより得られる。
【００５９】
プリプレグは、硬化されていないか、または、部分的に硬化された状態の樹脂を含浸させ、硬化の準備ができている繊維（ｆｉｂｒｅｓ）又は布（ｆａｂｒｉｃ：ファブリック）を説明するために使用される用語である。繊維はトウ（ｔｏｗｓ）または布の形態であってもよい。トウは一般に、複数の薄い繊維を含む。プリプレグに採用される繊維材料及び樹脂は、硬化繊維強化材料に求められる特性、及び硬化積層体が置かれる用途にも依存する。繊維材料は、本明細書において構造繊維（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｆｉｂｒｅ：構造体繊維）と記載される。
【００６０】
プリプレグを生産するための様々な方法が提案されており、好ましい方法のうちの１つは、走行している繊維ウェブに、液体、溶融、または半固体未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させることである。この方法により生産されたプリプレグは、次に所望の長さのセクション群に切断することができ、そして、このセクション群の積層物を加熱により硬化して最終的な繊維強化積層体を生産することができる。硬化は、シェルもしくはブレードまたはスパーなどの風力エネルギー構造物の製造において好まれるように、硬化用の型に設置され得る真空バッグ中で行ってよい。あるいは、この積層物は、直接型内で形成及び硬化され得る。
【００６１】
本発明は、プリプレグの積層物であって、少なくとも２の官能価を有し、かつ、１５０〜１５００、好ましくは２００〜８００、より好ましくは３００〜６００、及び最も好ましくは２００〜５００、ならびに／またはこれらの組み合わせの平均エポキシ当量（ＥＥＷ）のエポキシ樹脂を含有し、この樹脂は、１５０秒以内に１５０℃の外部適用温度により硬化性であり、１４０℃以下のＴｇを有し、好ましくは硬化されたとき、１４０℃以下の温度で２０°未満の位相角を有する硬化樹脂を与え、更にこの樹脂は離型剤を含有するプリプレグの積層物を更に提供する。前述のように、速硬化及び高Ｔｇは、エポキシ樹脂の所望の反応性を得るために、硬化剤（ｃｕｒａｔｉｖｅ）及び硬化性物質（ｈａｒｄｅｎｅｒ）の比率を選択することにより得られる。平均ＥＥＷは、分子当たりのエポキシ基の数で除した、樹脂の平均分子量として定義される。
【００６２】
我々は、このような望ましいプリプレグ及びプリプレグの積層物が、エポキシ樹脂が少なくとも２の官能価を有し、ジシアンジアミドなどの硬化性物質の存在下、及び尿素系硬化剤の存在下で硬化される場合に得ることができることを見出した。使用されるべき硬化剤及びエポキシ樹脂の相対量は、樹脂の反応性ならびにプリプレグ中の繊維強化材の性質及び量に依存する。
【００６３】
我々にとって、典型的には、速硬化を得るために、通常より多い量である、４〜１０重量％、より好ましくは４〜６重量％の尿素系硬化剤を使用することが望ましい。特に良好な結果は、エポキシ樹脂の重量に基づいて、４．２５〜４．７５重量％の尿素系硬化剤を使用するときに得ることができ、６〜１０重量％、より好ましくは７〜１０重量％のジシアンジアミドなどの硬化性物質が使用されるべきであり、具体的には、良好な結果は、特に４．２５〜４．７５重量％の尿素系硬化剤と組み合わせて、８．５〜９．５重量％のジシアンジアミドを使用するときに得られた。
【００６４】
本発明のプリプレグは典型的には、それらが製造される場所とは異なる場所で使用され、したがって、それらは操作性（ｈａｎｄｌｅａｂｉｌｉｔｙ：取扱容易性）を必要とする。したがって、それらは乾燥している、またはできる限り乾燥しており、低表面粘着性を有することが好ましい。したがって、高粘度樹脂を使用することが好ましい。これは、繊維層への含浸が緩徐であり、空気を逃がし、空隙の形成を最小に抑えることが可能であるという利点も有する。
【００６５】
プリプレグを生産するための好ましいプロセスは、典型的にはローラーにより誘導される一連の段階を通して数千の繊維を通過させることを伴う連続プロセスである。繊維が通常シート形態の樹脂に接触する点は含浸段階の開始点である。繊維が樹脂と接触し、含浸領域に達する前に、それらは典型的には、複数のトウに配列され、各トウは、数千の、例えば１２，０００のフィラメントを含む。これらのトウは、ボビン上に載置され、繊維の均一な分離を確実にするために、最初にコーミングユニット（ｃｏｍｂｉｎｇ  ｕｎｉｔ）に供給される。ボビン供給位置の直後の著しく低い繊維張力が最終的なプリプレグにおける繊維の分布に更なる改善を提供することが分かった。よって、この位置でのフィラメント当たりの張力は、好ましくは、０．００７〜０．０２５ｇ、好ましくは０．０１〜０．０１５ｇである。
【００６６】
このプロセスにおいて、熱硬化性樹脂を含む第２の樹脂層は、典型的には第１の層と同時に、繊維のもう一方の面と接触するようにしてもよく、樹脂が繊維の隙間に入るように第１及び第２の樹脂層を圧縮する。このようなプロセスは、繊維の各面を１つの樹脂層に接触させるが、最終的なプリプレグ中の全ての樹脂を１つの段階で含浸させるものであるから、１段階プロセスであると考えられる。
【００６７】
樹脂含浸は典型的には、様々な方法で配置され得るローラー上に、樹脂及び繊維を通過させることを伴う。２つの主な配置は、単純な「ニップ」配置及び「Ｓラップ」（“Ｓ−ｗｒａｐ”）配置である。
【００６８】
Ｓラップ段階は、両方ともシート形態である樹脂及び繊維が「Ｓラップローラー」として知られる「Ｓ」文字の形状の２つの別個の回転ローラーの周囲を通過するものである。交互のローラー配置は、広く使用されている「ニップ」を含み、繊維及び樹脂は、それらが２つの隣接する回転ローラー間のピンチポイント間を通過するときに一緒につままれるか、または挟まれる。
【００６９】
樹脂及び繊維にもたらされる圧力は、所望される程度の繊維の破壊（ｄｉｓｒｕｐｔｉｏｎ：乱れ）を生じるように制御され得る。ローラー間の分離、速度、ローラーと樹脂及び繊維との間の相対速度、ならびにローラーの接触面積などのパラメータは、所望される程度の繊維の破壊を達成するように、また樹脂の含浸も達成するように変更してよい。
【００７０】
ニップ段階も使用され得るが、但し、圧力は、例えば、隣接するローラー間のギャップに対する制御により低く維持される。
【００７１】
理論では、大きな圧力が優れた樹脂の含浸を提供するが、それらの圧力は１段階プロセスにおけるプリプレグの結果に支障をきたす場合があることが分かった。
【００７２】
よって、繊維及び樹脂に課される圧力は、好ましくは、繊維層の１センチメートルの幅当たり３５ｋｇを超えない、より好ましくは１センチメートル当たり３０ｋｇを超えないことが好ましい。
【００７３】
例えば、Ｓラップ配置にあるとき、２つのローラーは、好ましくは、それらの中心間に２５０〜６００ｍｍ、好ましくは２８０〜３６０ｍｍ、最も好ましくは３００〜３４０ｍｍ、例えば、３２０ｍｍのギャップを提供するように離間される。
【００７４】
２つの隣接するＳラップローラー対は、好ましくは、それぞれのローラーの中心間で、２００〜１２００ｍｍ、好ましくは３００〜９００ｍｍ、最も好ましくは７００〜９００ｍｍ、例えば８００ｍｍ離れている。
【００７５】
含浸ローラーは様々な方法で回転し得る。ローラーは自由に回転するか、または駆動され得る。駆動される場合、それらは、慣習的に、ローラー上の樹脂及び繊維の通過速度と回転速度との間に差がないように駆動される。時折、樹脂及び繊維の通過に対してわずかに増加した速度または減少した速度を提供することが望ましい場合がある。このような差は当該技術分野において「トリム」と称される。
【００７６】
繊維に樹脂を含浸させた後、冷却段階、ならびに積層、切断、及び分離などの更なる処理段階が存在することが多い。
【００７７】
本発明の成形材料または構造物は、その樹脂含量ならびに／またはその繊維容積及び樹脂容積ならびに／または水吸収試験により測定される、その含浸率を特徴とし得る。
【００７８】
未硬化成形材料または構造物の樹脂及び繊維含量は、一方向炭素を含まない繊維材料を含有する成形材料または構造物に関して、ＩＳＯ１１６６７（方法Ａ）に従って測定される。一方向炭素繊維材料を含有する未硬化の成形材料または構造物の樹脂及び繊維含量は、ＤＩＮ  ＥＮ  ２５５９  Ａ（コードＡ）に従って測定される。炭素繊維材料を含有する硬化成形材料または構造物の樹脂及び繊維含量は、ＤＩＮ  ＥＮ  ２５６４  Ａに従って測定される。
【００７９】
プリプレグ成形材料または構造物の繊維及び樹脂容積％は、重量％を樹脂及び炭素繊維のそれぞれの密度で除することにより、繊維及び樹脂の重量％から測定され得る。
【００８０】
樹脂を含浸させたトウまたは繊維材料の含浸％は、吸水試験により測定される。
【００８１】
給水試験は、以下のように行われる。６つのプリプレグの細片を１００（＋／−２）ｍｍ×１００（＋／−２）ｍｍのサイズに切断する。全ての裏当てシート材料を取り除く。サンプルを、その重量が０．００１ｇに最も近くなるように量り分ける（この重量をＷ１とする）。１５ｍｍのプリプレグ細片がＰＴＦＥで裏当てされたアルミニウムプレートのアセンブリから一端で突出し、それによりプリプレグの繊維配向が突出部分に沿って延在するように、ＰＴＦＥで裏当てされたアルミニウムプレート間に細片を配置する。クランプを反対の端部に設置し、５ｍｍの突出部分を、５０％＋／−３５％の相対空気湿度及び２３℃の周囲温度で、２３℃の温度の水に浸漬する。５分間浸漬した後、サンプルを水から取り出し、外側の水を吸取紙で全て取り除く。次に、サンプルを再び量る（この重量をＷ２とする）。次に、６つのサンプルの測定重量を平均することにより、吸水率ＷＰＵ（％）を以下のように計算する：ＷＰＵ（％）＝［（＜Ｗ２＞−＜Ｗ１＞）／＜Ｗ１＞）×１００。ＷＰＵ（％）は、樹脂含浸度（ＤＲＩ）を示す。
【００８２】
典型的には、本発明の未硬化プリプレグの重量での樹脂含量の値は、未硬化プリプレグの１５〜７０重量％、未硬化プリプレグの１８〜６８重量％、未硬化プリプレグの２０〜６５重量％、未硬化プリプレグの２５〜６０重量％、未硬化プリプレグの２５〜５５重量％、未硬化プリプレグの２５〜５０重量％、未硬化プリプレグの２５〜４５重量％、未硬化プリプレグの２５〜４０重量％、未硬化プリプレグの２５〜３５重量％、未硬化プリプレグの２５〜３０重量％、未硬化プリプレグの３０〜５５重量％、未硬化プリプレグの３５〜５０重量％の範囲内、及び／または前述の範囲の組み合わせである。
【００８３】
典型的には、本発明の未硬化プリプレグの容積での樹脂含量の値は、未硬化プリプレグの１５〜７０容積％、未硬化プリプレグの１８〜６８容積％、未硬化プリプレグの２０〜６５容積％、未硬化プリプレグの２５〜６０容積％、未硬化プリプレグの２５〜５５容積％、未硬化プリプレグの２５〜５０容積％、未硬化プリプレグの２５〜４５容積％、未硬化プリプレグの２５〜４０容積％、未硬化プリプレグの２５〜３５容積％、未硬化プリプレグの２５〜３０容積％、未硬化プリプレグの３０〜５５容積％、未硬化プリプレグの３５〜５０容積％の範囲内、及び／または前述の範囲の組み合わせである。
【００８４】
本発明の未硬化プリプレグ成形材料及びトウの吸水値は、１〜９０％、５〜８５％、１０〜８０％、１５〜７５％、１５〜７０％、１５〜６０％、１５〜５０％、１５〜４０％、１５〜３５％、１５〜３０％、２０〜３０％、２５〜３０％の範囲内、及び／または前述の範囲の組み合わせであり得る。
【００８５】
好ましい実施形態では、繊維材料の内部は、通気路または通気構造を提供するために少なくとも部分的に樹脂を含まないため、始めからトウ内に存在し得るかまたは液体樹脂を含浸させる間に導入され得る空気は、樹脂により構造内に閉じ込められず、プリプレグの調製中及び圧密中に逃れることができる。空気は、トウの長さ方向に沿って逃れることができ、また、繊維層の第２の側の表面の一部または全てが樹脂を有しないような樹脂による含浸である場合には、繊維層の第２の側からも逃れることができる。更には、特に、加えてプリプレグの片側が樹脂で完全にコーティングされない場合、トウのフィラメント間に空間を提供することにより、積層物の形成中にプリプレグ間に閉じ込められた空気を逃がすことができる。
【００８６】
間隙樹脂（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｒｅｓｉｎ）は、材料の取り扱いを可能にするために、材料が室温で適切な構造を有することを確実にする。これは、室温（２３℃）で、樹脂が、典型的には１０００〜１００，０００Ｐａ・ｓの範囲内、より典型的には、５０００Ｐａ・ｓ〜５００，０００Ｐａ・ｓの範囲内である比較的高粘度を有するため、達成される。また、樹脂は粘着性であってもよい。粘着性は、プリプレグがツール表面またはアセンブリにおける他のプリプレグ層に接着する尺度である。粘着性は、“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｐｒｅｐｒｅｇ  ｔａｃｋ”，Ｄｕｂｏｉｓ  ｅｔ  ａｌ，（ＬａＭＩ）ＵＢＰ／ＩＦＭＡ，５  Ｍａｒｃｈ  ２００９に開示される方法に従い、樹脂自体に対して、またはプリプレグに対して測定され得る。この刊行物は、その中で説明される装置を使用し、３０℃の一定温度で、３０Ｎの初期圧力で樹脂またはプリプレグに接触させ、その後５ｍｍ／分の速度で外されるプローブの最大脱離力（ｄｅｂｏｎｄｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）を測定することにより、客観的かつ反復的に測定され得ることを開示する。これらのプローブ接触パラメータに関して、樹脂の粘着性Ｆ／Ｆｒｅｆは、０．１〜０．６の範囲内であり、ここで、Ｆｒｅｆ＝２８．１９Ｎであり、Ｆは最大脱離力である。プリプレグに関して、粘着性Ｆ／Ｆｒｅｆは、Ｆ／Ｆｒｅｆについて０．１〜０．４５の範囲内であり、ここで、Ｆｒｅｆ＝２８．１９Ｎであり、Ｆは最大脱離力である。しかしながら、繊維支持ウェブ、グリッド、またはスクリムも、取り扱い中、保管中、及び処理中の材料または構造物の一体性を更に強化するために、繊維強化材の少なくとも１つの外表面上に位置し得る。
【００８７】
プリプレグにおいてマトリックス樹脂材料として使用される本発明のエポキシ樹脂配合物は、好ましくは、室温（２０℃）で、３×１０５Ｐａ〜１×１０８Ｐａの貯蔵弾性率Ｇ’、及び２×１０６Ｐａ〜１×１０８Ｐａの損失弾性率Ｇ’’を有する。
好ましくは、樹脂材料は、室温（２０℃）で、１×１０６Ｐａ〜１×１０７Ｐａ、より好ましくは２×１０６Ｐａ〜４×１０６Ｐａの貯蔵弾性率Ｇ’を有する。
好ましくは、樹脂材料は、室温（２０℃）で、５×１０６Ｐａ〜１×１０７Ｐａ、より好ましくは７×１０６Ｐａ〜９×１０６Ｐａの損失弾性率Ｇ’’を有する。
好ましくは、樹脂材料は、室温（２０℃）で、５×１０５Ｐａ・ｓ〜１×１０７Ｐａ・ｓ、より好ましくは７．５×１０５Ｐａ・ｓ〜５×１０６Ｐａ・ｓの複素粘度を有する。
好ましくは、樹脂材料は、８０℃で、１×１０６Ｐａ・ｓ〜２×１０６Ｐａ・ｓ、より好ましくは５〜３０Ｐａ・ｓの複素粘度を有する。好ましくは、樹脂材料は、８０℃で、１０〜２５Ｐａ・ｓの粘度を有する。好ましくは、樹脂材料はエポキシ樹脂である。
【００８８】
我々は、貯蔵弾性率及び損失弾性率特性を前述の範囲内にすることによって、複数層（２０、３０、４０、６０、または更により多くの層の積層物）が形成される場合でも、積層物が４０℃を超える温度（６０℃など）に加熱され、真空圧が適用される処理の開始に至るまで、プリプレグ成形材料または構造物の取り扱い中、保管中、及び積層中に、通気構造をその位置に留まらせることが可能になることを発見した。
【００８９】
好ましくは、プリプレグ成形材料はその長手方向に細長く、繊維強化材はプリプレグの長手方向に沿って一方向性である。
【００９０】
熱硬化性プリプレグ材料の挙動は、使用される典型的な積層温度で高度に粘弾性である。弾性固体部分は回復可能な弾性ポテンシャルとして変形エネルギーを蓄え、一方で、粘性液体は外力の作用下で不可逆的に流れる。
【００９１】
この複素粘度は、振動実験に用いるレオメータを使用して得られる。材料に適用される複合振動が既知であるとき、これから、複素弾性率Ｇ＊が導かれる（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８１参照）。
【００９２】
粘弾性材料において、応力及び歪みは角度デルタだけ位相が異なる。複素粘度をなす個々の寄与は、Ｇ’（貯蔵弾性率）＝Ｇ＊×ｃｏｓ（デルタ）；Ｇ’’（損失弾性率）＝Ｇ＊×ｓｉｎ（デルタ）として定義される。この関係は、ＷＯ２００９／１１８５３６号公報の図８に示される。
【００９３】
Ｇ＊は複素弾性率である。Ｇ’は、材料がどれだけ弾性であるかに関し、その剛性を定義する。Ｇ’’は、材料がどれだけ粘性であるかに関し、その材料の減衰及び液体回復不能流動応答（ｌｉｑｕｉｄ  ｎｏｎ  ｒｅｃｏｖｅｒａｂｌｅ  ｆｌｏｗ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を定義する。
【００９４】
純粋に弾性の固体（ガラス状またはゴム状）に関して、Ｇ’’＝０であり、位相角デルタは０°であり、純粋に粘性の液体に関して、Ｇ’＝０であり、位相角デルタは９０°である。
【００９５】
損失弾性率Ｇ’’は不可逆的流動性状を示し、高損失弾性率Ｇ’’を有する材料も、初期の這うような流れを防止し、より長い間外気路を維持するために望ましい。したがって、本発明のプリプレグに使用される樹脂は、室温（２１℃）などの典型的な積層温度に対応する温度で、高貯蔵弾性率及び高損失弾性率ならびに対応して高複素弾性率を有する。
【００９６】
本明細書において、粘弾特性、すなわち、本発明のプリプレグに使用される樹脂の貯蔵弾性率、損失弾性率、及び複素粘度＊は、使い捨ての直径２５ｍｍのアルミニウムプレートを備えるＢｏｈｌｉｎ  ＶＯＲ振動型レオメータを使用して、適用温度（すなわち、２０℃の積層温度）で測定された。測定は以下の設定で行われた：１．５９Ｈｚの制御周波数及び５００マイクロメートルのギャップでの、２℃／ｍｍで５０℃から１５０℃までの温度上昇での振動試験。
【００９７】
典型的には、粘弾性プリプレグの剛性は、高弾性レオロジー応答を呈する樹脂を特徴とする。樹脂のレオロジーは、２０℃で、好ましくは３×１０５Ｐａ〜１×１０８Ｐａ、より好ましくは１×１０６Ｐａ〜１×１０７Ｐａ、更により好ましくは２×１０６Ｐａ〜４×１０６Ｐａの室温での樹脂の貯蔵弾性率Ｇ’を特徴とする。室温（２０℃）での貯蔵弾性率が高いほど、プリプレグの積層物の空気輸送特性（ａｉｒ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）が大きい。しかしながら、貯蔵弾性率の上限は、さもなければプリプレグが非常に硬くなり、プリプレグが風力タービンスパーに典型的な緩やかな湾曲上に積層されるときでも折れやすくなるため、制限される。
【００９８】
本発明のプリプレグ成形材料または構造物を使用する構造部材の製造において、好ましくは、樹脂は、２０℃で、２×１０６Ｐａ〜１×１０８Ｐａ、より好ましくは５×１０６Ｐａ〜１×１０７Ｐａ、更により好ましくは７×１０６Ｐａ〜９×１０６Ｐａの高損失弾性率Ｇ’’を有する。
【００９９】
樹脂材料は、好ましくは、２０℃で、５×１０５Ｐａ〜１×１０７Ｐａ・ｓ、より好ましくは７．５×１０５Ｐａ〜５×１０６Ｐａ・ｓ、更により好ましくは１×１０６Ｐａ〜２×１０６Ｐａ・ｓの高複素粘度を有する。
【０１００】
実質的に均一な機械特性を有する最終積層体を生産するために、実質的に均質なプリプレグを提供するように構造繊維及びエポキシ樹脂が混合されることが重要である。これは、プリプレグ内の構造繊維の均一な分布を必要とし、繊維を囲む樹脂の実質的に連続するマトリックスを提供する。したがって、繊維への適用中に樹脂内への気泡の封入を最小に抑えることが重要である。したがって、高粘度樹脂を使用することが好ましい。プリプレグは、各プリプレグ及びプリプレグの積層物が９％未満、より好ましくは６％未満、最も好ましくは３％未満の吸水値を有するために低レベルの空隙を含有するべきであり、したがって、それが好ましい。吸水試験は、プリプレグの防水度または含浸度を測定する。この目的のため、プリプレグ材料の試験片を最初に量り、幅１５ｍｍの試験片の細片が突出するように２枚のプレート間に挟む。この配列物は、水浴中に５分間、繊維の方向に吊るされる。プレートを取り出した後、試験片を再び量る。重量の差は、含浸度の測定値として使用される。吸水量が小さいほど、防水度または含浸度が高い。
【０１０１】
本発明のプリプレグは、他の複合材料（例えば、本発明による他のプリプレグまたは他のプリプレグ）であり得る他の材料層と共に積層することで、プリプレグの積層物を製造し、これを硬化することによって繊維強化積層体を生産し得ることが意図される。他の実施形態では、プリプレグは、鋼及びアルミニウム箔等の金属箔などの他の層と積層され得る。
【０１０２】
プリプレグは、典型的には、プリプレグのロールとして生産され、このような材料の粘着性を考慮して、ロールが使用時に広がるように裏当てシートが一般に提供される。よって、好ましくは、本発明によるプリプレグは、外面に裏当てシートを備える。
【０１０３】
本発明に使用される少なくとも２の官能価のエポキシ樹脂は、高反応性を有する。樹脂のエポキシ当量（ＥＥＷ）は、１５０〜１５００、好ましくは２００〜５００の範囲内であり、樹脂組成物は、促進剤または硬化剤と組み合わせてエポキシ樹脂を含む。好適なエポキシ樹脂は、一官能性、二官能性、三官能性、及び／または四官能性エポキシ樹脂から選択される２つ以上のエポキシ樹脂のブレンドを含み得る。
【０１０４】
好適な二官能性エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（任意選択で臭素化されている）、フェノール及びクレゾールエポキシノボラック、フェノール−アルデヒド付加物のグリシジルエーテル、脂肪族ジオールのグリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族ポリグリシジルエーテル、エポキシ化オレフィン、臭素化樹脂、芳香族グリシジルアミン、複素環式グリシジルイミジン及びアミド、グリシジルエーテル、フッ素化エポキシ樹脂、グリシジルエステル、またはこれらの任意の組み合わせに基づくものを含む。
【０１０５】
二官能性エポキシ樹脂は、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、ジグリシジルジヒドロキシナフタレン、またはこれらの任意の組み合わせから選択され得る。
【０１０６】
好適な三官能性エポキシ樹脂は、例えば、フェノール及びクレゾールエポキシノボラック、フェノール−アルデヒド付加物のグリシジルエーテル、芳香族エポキシ樹脂、脂肪族トリグリシジルエーテル、二脂肪族トリグリシジルエーテル、脂肪族ポリグリシジルアミン、複素環式グリシジルイミジン及びアミド、グリシジルエーテル、フッ素化エポキシ樹脂、またはこれらの任意の組み合わせに基づくものを含み得る。好適な三官能性エポキシ樹脂は、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｍｏｎｔｈｅｙ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から商品名ＭＹ０５００及びＭＹ０５１０（トリグリシジルパラ−アミノフェノール）ならびにＭＹ０６００及びＭＹ０６１０（トリグリシジルメタ−アミノフェノール）で入手可能である。トリグリシジルメタ−アミノフェノールは、Ｓｕｍｉｔｏｍｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｏｓａｋａ，Ｊａｐａｎ）から商品名ＥＬＭ−１２０でも入手可能である。
【０１０７】
好適な四官能性エポキシ樹脂は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレンジアミン（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  Ｇａｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから商品名Ｔｅｔｒａｄ−Ｘで、及びＥｒｉｓｙｓ  ＧＡ−２４０としてＣＶＣ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから市販されている）、及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジルメチレンジアニリン（例えば、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  ＭａｔｅｒｉａｌｓからＭＹ０７２０及びＭＹ０７２１）を含む。他の好適な多官能性エポキシ樹脂は、ＤＥＮ４３８（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩから）、ＤＥＮ４３９（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから）、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＥＣＮ  １２７３（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓから）、及びＡｒａｌｄｉｔｅ  ＥＣＮ  １２９９（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓから）を含む。
【０１０８】
強化繊維は、本発明の樹脂組成物と混合して、複合製品を形成する、合成もしくは天然の繊維、または任意の他の形態の材料もしくは材料の組み合わせであり得る。強化ウェブは、巻き出される繊維のスプールを介して、または織物のロールからのいずれかで提供され得る。例示的な繊維は、ガラス、炭素、黒鉛、ホウ素、セラミック、及びアラミドを含む。好ましい繊維は、炭素及びガラス繊維、特に炭素繊維である。
【０１０９】
ハイブリッドまたは混合繊維系も想定され得る。破壊された（すなわち、伸長破断した）または選択的に不連続な繊維は、本発明による製品の積層を容易にし、成形されるその能力を改善するのに有利であり得る。一方向繊維配置が好ましいが、他の形態も使用され得る。典型的な織物形態としては、シンプルな織布、編布、綾織布、及び朱子織が挙げられる。不織布または非捲縮繊維層の使用を想定することも可能である。繊維強化材内の繊維の表面質量は一般に、８０〜４０００ｇ／ｍ２、好ましくは１００〜２５００ｇ／ｍ２、及び特に好ましくは１５０〜２０００ｇ／ｍ２である。トウ当たりの炭素フィラメントの数は、３０００〜３２０，０００、更に好ましくは６，０００〜１６０，０００、及び最も好ましくは１２，０００〜４８，０００まで様々であり得る。繊維ガラス強化材に関して、６００〜２４００テックスの繊維が特に適応される。
【０１１０】
例示的な複層の一方向繊維トウは、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＨｅｘＴｏｗ（登録商標）炭素繊維から作製される。一方向繊維トウを作製する際に使用するのに好適なＨｅｘＴｏｗ（登録商標）炭素繊維には以下のものが含まれる：６，０００または１２，０００フィラメントを含有し、それぞれ、重量が０．２２３ｇ／ｍ及び０．４４６ｇ／ｍのトウとして入手可能なＩＭ７炭素繊維群；１２，０００フィラメントを含有し、重量が０．４４６ｇ／ｍ〜０．３２４ｇ／ｍのトウとして入手可能なＩＭ８〜ＩＭ１０炭素繊維群；ならびに１２，０００フィラメントを含有し、重量が０．８００ｇ／ｍのトウで入手可能なＡＳ７炭素繊維群。Ｔｏｒａｙから入手可能な約２５，０００フィラメントを含有するもの、Ｚｏｌｔｅｋから入手可能な約５０，０００フィラメントを含有するものなどの、最大８０，０００または５０，０００（５０Ｋ）フィラメントを含有するトウが使用され得る。トウは典型的には、３〜７ｍｍの幅を有し、トウを保持し、それらを平行かつ一方向に維持するための櫛（ｃｏｍｂ：コウム）を採用する装置上で含浸のために供給される。
【０１１１】
調製されたら、プリプレグは、ある一定の期間保管することができるように巻かれてもよい。その後、広げられ、所望に応じて切断され、任意選択で他のプリプレグと積層されて、型内で、または後に型内に設置されて硬化される真空バッグ内で、プリプレグの積層物を形成することができる。
【０１１２】
エポキシ樹脂は、硬化すると脆性となる場合があり、耐久性を付与するために強靭化材料が樹脂と共に含まれ得るが、それらは望ましくない樹脂の粘度増加をもたらす可能性がある。あるいは、強靭化材料は、ベールなどの別個の層として供給され得る。
【０１１３】
追加の強靭化材料がポリマーである場合、室温で、及び樹脂が硬化される高められた温度でマトリックスエポキシ樹脂に不溶性であるべきである。ポリマーは熱可塑性であってもよく、好適な熱可塑性材料は、ポリアミド（ＰＡＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、及びポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含み得る。ナイロン６（ＰＡ６）及びナイロン１２（ＰＡ１２）などのポリアミドならびにこれらの混合物が好ましい。同様に熱可塑性である、高められた温度で硬化され得るフェノキシ樹脂を使用することが好ましい。本発明の好ましい配合物は、２〜１０重量％のフェノキシ樹脂を含有する。我々は、好ましい離型剤である有機脂肪酸またはその誘導体と表面活性剤とのブレンドが、本発明のエポキシ樹脂配合物において使用されるとき、このような強靭化材料と相溶性であることを見出した。
【０１１４】
本発明のプリプレグは、繊維材料にエポキシ樹脂を含浸させることにより生産される。含浸速度を増加させるために、このプロセスは、好ましくは、樹脂の粘度が減少するように高められた温度で行われる。しかしながら、樹脂の早すぎる硬化が生じるほど十分長い間、過剰に加熱されてはならない。よって、含浸プロセスは、好ましくは、４０℃〜８０℃の範囲の温度で行われる。
【０１１５】
樹脂組成物が、ローラーの外表面上に広げられ、紙または他の裏当て材上にコーティングされることで、硬化性樹脂の層を得ることができる。樹脂組成物は、次に、おそらくローラー群を通過させることにより、含浸のために繊維層と接触させることができる。樹脂は、１枚または２枚の裏当て材のシート上に存在してよく、構造繊維層と接触させて、これらを加熱した圧密ローラーに通すことにより含浸を生じさせる。あるいは、樹脂は、周囲温度で液体である樹脂であるか、または周囲温度で固体もしくは半固体である樹脂である場合、溶融しているかのいずれかである、樹脂浴に液体形態に維持され得る。液体樹脂は、次に、ドクターブレードを用いて裏当て材に適用し、紙もしくはポリエチレンフィルムなどの剥離層上で樹脂フィルムを製造することができる。次に、構造繊維層が、樹脂内に配置され、任意選択で第２の樹脂層が繊維層の上に提供され得る。
【０１１６】
裏当てシートは、樹脂の含浸前または含浸後のいずれかに適用することができる。しかしながら、繊維層に樹脂を含浸させるために必要とされる圧力を適用したときに非粘着性表面を提供することができるため、典型的に、裏当てシートは含浸前または含浸中に適用される。
【０１１７】
調製されたら、プリプレグは、ある一定の期間保管することができるように巻かれてもよい。その後、広げられ、所望に応じて切断され、任意選択で他のプリプレグと積層されて、型内で、または後に型内に設置されて硬化される真空バッグ内で、プリプレグの積層物を形成することができる。
【０１１８】
型内で作製されたら、プリプレグまたはプリプレグの積層物は、７０℃〜１１０℃の範囲の高められた外部適用温度、及び任意選択で高められた圧力に曝露することにより硬化して、硬化積層体を製造することができる。
【０１１９】
プリプレグの積層物の硬化による発熱は、積層物内の温度を１１０℃超に引き上げる可能性があるが、我々は、外部適用温度が７０℃〜１１０℃の範囲内である場合、１５０〜１５００のＥＥＷ、特に２００〜５００のＥＥＷのエポキシ樹脂に基づくプリプレグまたはプリプレグの積層物の硬化を約１５０℃の温度で１５０秒以内に達成し、それによって１３０〜１４０℃のＴｇ及び１４０℃で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供することができ、その結果、硬化物品が過度の遅延なく型から取り外すことができることを見出した。
【０１２０】
よって、更なる態様では、本発明は、本明細書に記載されるプリプレグまたはプリプレグの積層物内のエポキシ樹脂を硬化するプロセスに関し、このプロセスは、エポキシ樹脂組成物が１５０秒未満で硬化する範囲の外部適用温度にプリプレグまたはプリプレグの積層物を曝露することを伴う。このプロセスは、型内に設置され得る真空バッグ内で行うことができ、または型内で直接行うことができ、好ましくは、３．０絶対バール未満の圧力で実施される。
【０１２１】
硬化プロセスは２．０絶対バール未満の圧力で行われ得る。特定の好ましい実施形態では、圧力は大気圧未満である。硬化プロセスは、エポキシ樹脂組成物を所望の程度に硬化するのに十分な時間の間、７０℃〜１１０℃の範囲内の１つ又は複数の外部適用温度を採用することにより行われ得る。特に、硬化サイクルが３時間未満の期間を有することが好ましい。
【０１２２】
大気圧に近い圧力での硬化は、いわゆる真空バッグ技術により達成され得る。これは、プリプレグまたはプリプレグの積層物を気密バッグに配置し、バッグの内部に真空を作り出すことを伴い、バッグは、真空を作り出す前またはその後に配置することができ、次に樹脂を外部適用熱により硬化し、成形積層体を製造することができる。真空バッグの使用は、適用される真空の程度により、プリプレグの積層物が上限大気圧までの圧密のための圧力を受ける作用を有する。
【０１２３】
硬化したときに、プリプレグまたはプリプレグの積層物は複合積層体となり、例えば、自動車、海洋船舶、もしくは航空宇宙構造物などの構造用途、またはブレードのシェルもしくはスパーなどの風力タービン構造物に使用するのに好適である。このような複合積層体は、８０容積％〜１５容積％、好ましくは５８容積％〜６５容積％のレベルで構造繊維を含み得る。
【０１２４】
我々は、本発明のエポキシ樹脂配合物を用いることで、プリプレグまたはプリプレグの積層物を、５分以内に及びいくつかの場合では２分以内に、硬化させ、型から容易に取り外すことができることを見出した。我々は、取り外したときに、型の大規模な洗浄及び準備を必要とすることなく、型が次の成形サイクルの準備ができていることも見出した。
【実施例】
【０１２５】
本発明は以下の実施例を参照して例証される。
【０１２６】
実施例１
０．５％、１％、または２％の離型剤を含有するニート樹脂のサンプルを混合し、２００ｇｓｍのフィルムに流延した。フィルムを１５０×１５０ｍｍの正方形のＧ８０３布（Ｈｅｘｃｅｌ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓ，Ｌｅｓ  Ａｖｅｎｉｅｒｅｓ，Ｆｒａｎｃｅ）の中に押圧してプリプレグを形成した。Ｈｅｘｃｅｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによりＭ７７の商品名で販売されている速硬化性樹脂系をニート樹脂として使用した。４層のプリプレグを脱脂したアルミニウムのプレート上に積層した。サンプルをプレス内に温充填し、１５０℃で６分間、７．２バールでプレス硬化した。冷めたら、硬化積層体及びこれを付けたアルミニウムをプレスから取り出し、更に小さい５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に切断した。これらの正方形のそれぞれの中央に、内径１０ｍｍ半径を切削するドリルビットを使用し、積層体を通して下のアルミニウムまで切り取った。Ｒｅｄｕｘ  ８１０接着剤を使用して、これらプリプレグの円形物にドリー（ｄｏｌｌｙ）を取り付けた。次に、ドリーをＩｎｓｔｒｏｎ材料試験リグに接続し、Ｉｎｓｔｒｏｎを使用して、プリプレグの円形物をアルミニウムシートから取り除くのに必要な力を測定した。この引離し力を、いかなる離型剤も含まない同一のプリプレグについての引離し力に対する百分率として比較した。
【０１２７】
結果は以下の通りであった。
【表１】
0006698634.tif 000002
【０１２８】
以下を含む、本発明による樹脂配合物が製造された：
０．５重量％の離型剤Ａｘｅｌ  ＩＮＴ−１３２４
９５重量％のＭ７７（Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）
【０１２９】
成形コンパウンドは樹脂配合物を含むプリプレグから製造された。プリプレグは、１５０ｇｓｍの一方向炭素繊維及び３８重量％の樹脂配合物を含んだ。プリプレグを０．８５×５ｃｍのチップ群に切断し、シートの中に押圧して成形コンパウンドを形成した。
【０１３０】
成形コンパウンドを１００ｍｍ×１００ｍｍ寸法の正方形のサンプル群に切断し、７５バールの適用圧下で、１５０℃で２分間、２枚の鋼プレート間でプレス硬化した。両方の型表面を初めに外部適用Ａｉｒｔｅｃｈ  Ｃｉｒｅｘ  ０４３離型剤で処理し、次いで成形コンパウンドの最初のサンプルを適用した。
【０１３１】
このように８８のサンプルを硬化し、これら全てが型から容易に取り外された。最初の２０のサンプルに必要とされた取り外し力は、非常に容易に型から取り外された程度であったが、この最初の２０に至るまで硬化サンプルの処理数が多くなるにつれて、これはわずかに増加した。最初の２０のサンプルの後は、取り外し力（ｆｏｒｃｅ  ｔｏ  ｒｅｍｏｖｅ）は増加しなかったが、これは最初の外部離型剤の適用がこの時点以降損なわれたことを示唆する。残りのサンプルは良好に脱型されたため、外部適用離型剤を追加することなく、更なるサンプルが脱型され続けるだろう。
【０１３２】
実施例２
第２の樹脂配合物は、離型剤の重量％を１％に倍にしただけで、上述のように作製された。上述のように、サンプルを型内で硬化した。４２のサンプルは、外部離型剤を再適用することなく良好に脱型された。
【０１３３】
実施例３
ニート樹脂サンプル群を、Ｈｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより供給されるＭ７７樹脂から調製した。この樹脂サンプル群は、以下のように市販の離型剤を含有した。
【表２】
0006698634.tif 000003
【０１３４】
フィルム群を、直径５０ｍｍのディスクの形態で１ｍｍ厚にコールドプレスした。このフィルム群を、Ｉｎｓｔｒｏｎ  ５９６９デュアルカラム卓上試験システム（圧縮／引張試験機）内で、直径５０ｍｍの円形ディスク形状の対応する試験表面上に装着した。
【０１３５】
これらのディスク形状の試験表面は、下の表３に記載される様々な表面粗さを有するように調製された。表面粗さは、Ｍｉｔｏｔｏｙｏ  Ｓｕｒｆｔｅｓｔ  ３０１を使用して測定された。
【表３】
0006698634.tif 000004
【０１３６】
これらのサンプル群を１５０℃の等温度で２分間硬化した。硬化直後、ディスク形状の表面を引き離し、硬化したニート樹脂ディスクをディスク表面から分離させる力を、ＭＰａ単位の引離し力（ｐｕｌｌ  ｆｏｒｃｅ）＝分離力（Ｆ）／ディスク表面積（Ａ）として測定した。
なお、本発明に包含され得る諸態様は、以下のとおり要約される。
［態様１］
１５０℃で１５０秒以内に９５％硬化に至るまで硬化され得ると共に１２０℃で４分以内に９５％硬化に至るまで硬化され得る硬化剤を含有し、ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従った測定において１４０℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する硬化樹脂を提供するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
［態様２］
前記硬化エポキシ樹脂配合物が、１４０℃より低い温度で、２０°より小さい、好ましくは１５°より小さい、より好ましくは１０°より小さい位相角を有する、上記態様１に記載のエポキシ樹脂配合物。
［態様３］
前記位相角が、１４０℃より低い温度で、１０°または２０°または３０°または４０°より大きい、上記態様２に記載のエポキシ樹脂配合物。
［態様４］
硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、６００秒未満の間、好ましくは５５０秒未満の間１２０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有し、前記配合物が離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
［態様５］
硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物であって、前記配合物が、３５０秒未満の間、好ましくは３００秒未満の間１３０℃で硬化されたとき、３０°より小さい位相角を有し、前記配合物が離型剤を更に含有する、エポキシ樹脂配合物。
［態様６］
前記離型剤が、不飽和脂肪酸及び／または飽和脂肪酸を含む、上記態様１〜５のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
［態様７］
前記離型剤が、トリグリセリド類から選択される構成成分を含む、上記態様１〜６のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
［態様８］
前記離型剤が、多価不飽和脂肪酸及び／またはモノ飽和脂肪酸及び／または飽和脂肪酸を含む、上記態様１〜７のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
［態様９］
前記離型剤が、α−リノレン酸、リノール酸、オレイン酸、ステアリン酸、及びパルミチン酸から選択される１つ以上の構成成分を含む、上記態様１〜８のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物。
［態様１０］
上記態様１〜９のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物を含有する、プリプレグ。
［態様１１］
繊維強化材と、１５０℃で１５０秒以内に硬化され得ると共に１２０℃で４分以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、１４０℃以下のＴｇを有し、かつ１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂が離型剤を含有する、プリプレグ。
［態様１２］
繊維強化材と、１５０℃で１０秒〜１４０秒以内に硬化され得ると共に１２０℃で３０秒〜２２０秒以内に硬化され得るエポキシ樹脂配合物とを含み、１４０℃以下のＴｇを有し、かつ１４０℃以下の温度で２０°以下の位相角を有する硬化樹脂を提供するプリプレグであって、前記エポキシ樹脂が離型剤を含有する、プリプレグ。
［態様１３］
０．２５〜５重量％、好ましくは０．４〜３重量％の前記離型剤を含有する、上記態様１〜１２のいずれか一項に記載のエポキシまたはプリプレグ。
［態様１４］
前記離型剤が、有機脂肪酸誘導体と表面活性剤のブレンドである、上記態様１〜１３のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
［態様１５］
前記硬化剤が、尿素系硬化剤である、上記態様１〜１４のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
［態様１６］
前記エポキシ樹脂が、前記エポキシ樹脂の重量に基づいて、４〜１０重量％の前記硬化剤を含有する、上記態様１〜１５のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
［態様１７］
前記エポキシ樹脂が、少なくとも２の官能価を有する、上記態様１〜１６のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
［態様１８］
前記エポキシ樹脂配合物またはプリプレグが、１０秒〜１４０秒以内の間、３０秒〜１８０秒以内の間、好ましくは４０秒〜１２０秒以内の間、より好ましくは３５秒〜１００秒以内の間、及び／または前述の範囲の組み合わせの間、硬化温度Ｔ硬化１で硬化され、かつ、３０秒〜２２０秒以内の間、好ましくは８０秒〜２００秒以内の間、より好ましくは１３０秒〜１９０秒以内の間、及び／またはこれらの組み合わせの間、Ｔ硬化２の硬化温度で硬化される場合、ＡＳＴＭ  Ｄ７０２８に従った測定において、Ｔ硬化−２０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、好ましくはＴ硬化−１５℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化、より好ましくはＴ硬化−１０℃＜Ｔｇ＜Ｔ硬化の範囲のＴｇを有し、Ｔ硬化１が１８０℃、１６０℃、または１５０℃から選択され、Ｔ硬化２が１４０℃、１３０℃、または１２０℃から選択される、上記態様１〜１７のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂配合物またはプリプレグ。
［態様１９］
物品の大量連続製造のための、上記態様１０〜１７のいずれか一項に記載のプリプレグの使用。
［態様２０］
前記製造が、前記プリプレグの形成及び加熱による硬化を含む、上記態様１８に記載の使用。
［態様２１］
前記プリプレグの形成及び硬化が型内で行われる、上記態様１９に記載の使用。
［態様２２］
前記プリプレグが、前記型内に導入され、前記型内で形成及び硬化され、５分未満で前記型から取り外される、上記態様２０に記載の使用。
［態様２３］
前記時間が、２分以内である、上記態様２１に記載の使用。
［態様２４］
上記態様１〜９のいずれか一項に記載の硬化剤を含有するエポキシ樹脂配合物を含む成形品を脱型する方法であって、前記成形品が、その成形品の温度の２０％以内、好ましくは１０％以内のＴｇを有する、脱型方法。