(57)【要約】  低温でも短時間で硬化が完了し、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる繊維強化複合樹脂成形体を得ることができるプリプレグを提供する。本発明のプリプレグは、エポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含み、前記エポキシ樹脂組成物は、成分（Ａ）：オキサゾリドン型エポキシ樹脂、成分（Ｂ）：ノボラック型エポキシ樹脂、成分（Ｃ）：尿素化合物、および成分（Ｄ）：硬化剤を含み、前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量に対して、前記成分（Ａ）の含有量が４０〜７０質量％であり、前記成分（Ｂ）の含有量が１５〜４０質量％である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含むプリプレグであって、
前記エポキシ樹脂組成物は、下記成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）を含み、
前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量に対して、前記成分（Ａ）の含有量が４０〜７０質量％であり、前記成分（Ｂ）の含有量が１５〜４０質量％である、プリプレグ。
成分（Ａ）：オキサゾリドン型エポキシ樹脂
成分（Ｂ）：ノボラック型エポキシ樹脂
成分（Ｃ）：尿素化合物
成分（Ｄ）：硬化剤
【請求項２】
前記エポキシ樹脂組成物中における前記成分（Ｂ）の含有量に対する前記成分（Ａ）の含有量の質量比（成分（Ａ）の含有量／成分（Ｂ）含有量）が１．２以上である、請求項１に記載のプリプレグ。
【請求項３】
前記成分（Ｂ）が下記式（２）で示される構造に由来する構造単位を有する、請求項１または２に記載のプリプレグ。
【化１】
2020080474.tif 000010
（式（２）中、ｎは１〜３０の整数を表す。）
【請求項４】
前記強化繊維が炭素繊維である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリプレグ。
【請求項５】
前記成分（Ｄ）がアミン型の硬化剤である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリプレグ。
【請求項６】
前記成分（Ｃ）がフェニルジメチルウレアである、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリプレグ。
【請求項７】
前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対して、前記成分（Ｃ）の含有量が１〜１０質量部である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリプレグ。
【請求項８】
前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対して、前記成分（Ｄ）の含有量が２〜１５質量部である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のプリプレグ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のプリプレグの２枚以上が積層された積層体の硬化物である、繊維強化複合樹脂成形体。
【請求項１０】
管状成形体の製造方法であって、
樹脂組成物と強化繊維とを含む管状のプリプレグを金型に配置する工程、
１３０℃以上で前記管状のプリプレグを加熱する工程、
前記管状のプリプレグ内部から媒体が膨張することにより前記管状のプリプレグを金型に押し付けて成形する工程、を含み、
前記樹脂組成物は、下記成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）を含む、管状成形体の製造方法。
成分（Ａ）：オキサゾリドン型エポキシ樹脂
成分（Ｂ）：ノボラック型エポキシ樹脂
成分（Ｄ）：硬化剤
【請求項１１】
前記管状成形体は環状の湾曲部を有し、
前記管状のプリプレグを環状に湾曲させる工程を含む、請求項１０に記載の管状成形体の製造方法。
【請求項１２】
エポキシ樹脂および硬化剤を含み、ガラス転移点が１４０℃以上であるエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂組成物を１３０℃〜１５０℃で加熱して硬化樹脂板としたときの、以下の測定方法における硬化完了時間が１２分以下であり、
前記硬化樹脂板は、曲げ強度が１７４ＭＰａ以上、曲げ弾性率が３．６ＧＰａ以上、破断歪が９％以上である、エポキシ樹脂組成物。
（測定方法）
ＪＩＳ  Ｋ  ６３００に準じ、ダイ温度１４０℃でのトルク値（Ｎ・ｍ）の変化を測定し、トルク−時間曲線を得る。得られたトルク−時間曲線の接線の傾きが最大値となった後、その傾きが最大値の１／３０となるときの時間を硬化完了時間とする。
【請求項１３】
前記エポキシ樹脂が環構造を有する、請求項１２に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項１４】
前記エポキシ樹脂が下記式（２）で示される構造に由来する構造単位を有する、請求項１２または１３に記載のエポキシ樹脂組成物。
【化２】
2020080474.tif 000011
（式（２）中、ｎは１〜３０の整数を表す。）
【請求項１５】
前記エポキシ樹脂が尿素化合物を含む、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のエポキシ樹脂組成物。
【請求項１６】
湾曲部を有する管状成形体であって、
樹脂組成物の硬化物と炭素繊維とを含み、
前記樹脂組成物は、下記成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）を含む、管状成形体。
成分（Ａ）：オキサゾリドン型エポキシ樹脂
成分（Ｂ）：ノボラック型エポキシ樹脂
成分（Ｄ）：硬化剤
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリプレグ、繊維強化複合樹脂成形体、管状成形体の製造方法、エポキシ樹脂組成物、および管状成形体に関する。
本願は、２０１８年１０月１７日に、日本に出願された特願２０１８−１９５６３６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材料の１つである繊維強化複合樹脂成形体は、軽量で、高強度、高剛性であることから、スポーツ・レジャー用途から、自動車や航空機等の産業用途まで、幅広く用いられている。繊維強化複合樹脂成形体の中でも、繊維強化複合樹脂管状体は、例えば、釣り竿、ゴルフクラブ用シャフト、スキーポール、自転車フレーム等のスポーツ・レジャー用途に多用されている。【０００３】
繊維強化複合樹脂成形体の製造方法としては、強化繊維等の長繊維からなる補強材にマトリクス樹脂を含浸させた中間材料、すなわちプリプレグを使用する方法がある。この方法によれば、繊維強化複合樹脂成形体中の強化繊維の含有量を管理しやすいとともに、その含有量を高めに設計することが可能であるという利点がある。【０００４】
プリプレグから繊維強化複合樹脂成形体を得る具体的な方法としては、例えば、オートクレーブを用いた成形方法、プレス成形、内圧成形、オーブン成形等が挙げられる。これらのいずれの方法においても、通常は、プリプレグを２枚以上積層し、目的の型状に賦型後、加熱硬化する際、硬化までに約１６０℃以上の条件で約２〜６時間程度の時間が必要である。すなわち、繊維強化複合樹脂成形体の製造には、高温および長時間の処理が必要とされている。
成形サイクルを向上するためには、１００〜１４０℃程度の比較的低温で、数分から数十分程度の短時間で成形できることが求められる。
また、繊維強化複合樹脂成形体を金型から取り出す際の変形を避けるため、繊維強化複合樹脂成形体には耐熱性が求められる。具体的には、硬化後のプリプレグ、すなわち繊維強化複合樹脂成形体のガラス転移温度が、成形時の金型の温度よりも高いことが望まれる。【０００５】
プリプレグに用いられるマトリクス樹脂としては、機械物性、耐熱性、取り扱い性に優れるエポキシ樹脂組成物が広く用いられる。特に、スポーツ・レジャー用途や産業用途等に使用されるエポキシ樹脂組成物は、破断歪と耐熱性の両立が求められている。エポキシ樹脂組成物の破断歪を向上させるには、例えばエポキシ樹脂組成物の架橋密度を低くすることが有効である。しかし、エポキシ樹脂組成物の架橋密度を低くすると、硬化物のガラス転移温度が低くなり、耐熱性が低下しやすくなる。エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が低くなると、繊維強化複合樹脂成形体のガラス転移温度も低くなる。そのため、繊維強化複合樹脂成形体の破断歪と耐熱性の両立は困難である。
従って、低温でも短時間で硬化が完了してハイサイクル成形が可能であり、かつ優れた機械物性、とりわけ優れた破断歪と、耐熱性とを備えた繊維強化複合樹脂成形体が得られるエポキシ樹脂組成物やプリプレグが求められている。【０００６】
強度に優れるゴルフシャフト用プリプレグとして、特許文献１には、破断歪に優れる潜在性硬化剤としてジシアンジアミドを用い、熱可塑性樹脂エラストマーとしてポリビニルホルマールを用いたエポキシ樹脂組成物をマトリクス樹脂とするプリプレグが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国特開２０１５−１２９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のエポキシ樹脂組成物が強化繊維に含浸したプリプレグは、１３０℃において２時間の硬化時間を必要とし、上述の要求に合致するものではない。【０００９】
本発明は、低温でも短時間で硬化が完了し、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる繊維強化複合樹脂成形体を得ることができるプリプレグと、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる繊維強化複合樹脂成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の態様を有する。【００１１】
［１］エポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含むプリプレグであって、
前記エポキシ樹脂組成物は、下記成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）を含み、
前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量に対して、前記成分（Ａ）の含有量が４０〜７０質量％であり、前記成分（Ｂ）の含有量が１５〜４０質量％である、プリプレグ。
成分（Ａ）：オキサゾリドン型エポキシ樹脂
成分（Ｂ）：ノボラック型エポキシ樹脂
成分（Ｃ）：尿素化合物
成分（Ｄ）：硬化剤
［２］前記エポキシ樹脂組成物中における前記成分（Ｂ）の含有量に対する前記成分（Ａ）の含有量の質量比（成分（Ａ）の含有量／成分（Ｂ）含有量）が１．２以上である、［１］に記載のプリプレグ。
［３］前記成分（Ｂ）が下記式（２）で示される構造に由来する構造単位を有する、［１］または［２］に記載のプリプレグ。【００１２】
【化１】
2020080474.tif 000002
【００１３】
（式（２）中、ｎは１〜３０の整数を表す。）
［４］前記強化繊維が炭素繊維である、［１］〜［３］のいずれかに記載のプリプレグ。
［５］前記成分（Ｄ）がアミン型の硬化剤である、［１］〜［４］のいずれかに記載のプリプレグ。
［６］前記成分（Ｃ）がフェニルジメチルウレアである、［１］〜［５］のいずれかに記載のプリプレグ。
［７］前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対して、前記成分（Ｃ）の含有量が１〜１０質量部である、［１］〜［６］のいずれかに記載のプリプレグ。
［８］前記エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対して、前記成分（Ｄ）の含有量が２〜１５質量部である、［１］〜［７］のいずれかに記載のプリプレグ。
［９］［１］〜［８］のいずれかに記載のプリプレグの２枚以上が積層された積層体の硬化物である、繊維強化複合樹脂成形体。
［１０］管状成形体の製造方法であって、
樹脂組成物と強化繊維とを含む管状のプリプレグを金型に配置する工程、
１３０℃以上で前記管状のプリプレグを加熱する工程、
前記管状のプリプレグ内部から媒体が膨張することにより前記管状のプリプレグを金型に押し付けて成形する工程、を含み、
前記樹脂組成物は、下記成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）を含む、管状成形体の製造方法。
成分（Ａ）：オキサゾリドン型エポキシ樹脂
成分（Ｂ）：ノボラック型エポキシ樹脂
成分（Ｄ）：硬化剤
［１１］前記管状成形体は環状の湾曲部を有し、
前記管状のプリプレグを環状に湾曲させる工程を含む、［１０］に記載の管状成形体の製造方法。
［１２］エポキシ樹脂および硬化剤を含み、ガラス転移点が１４０℃以上であるエポキシ樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂組成物を１３０℃〜１５０℃で加熱して硬化樹脂板としたときの、以下の測定方法における硬化完了時間が１２分以下であり、
前記硬化樹脂板は、曲げ強度が１７４ＭＰａ以上、曲げ弾性率が３．６ＧＰａ以上、破断歪が９％以上である、エポキシ樹脂組成物。
（測定方法）
ＪＩＳ  Ｋ  ６３００に準じ、ダイ温度１４０℃でのトルク値（Ｎ・ｍ）の変化を測定し、トルク−時間曲線を得る。得られたトルク−時間曲線の接線の傾きが最大値となった後、その傾きが最大値の１／３０となるときの時間を硬化完了時間とする。
［１３］前記エポキシ樹脂が環構造を有する、［１２］に記載のエポキシ樹脂組成物。
［１４］前記エポキシ樹脂が下記式（２）で示される構造に由来する構造単位を有する、［１２］または［１３］に記載のエポキシ樹脂組成物。【００１４】
【化２】
2020080474.tif 000003
【００１５】
（式（２）中、ｎは１〜３０の整数を表す。）
［１５］前記エポキシ樹脂が尿素化合物を含む、［１２］〜［１４］のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
［１６］湾曲部を有する管状成形体であって、
樹脂組成物の硬化物と炭素繊維とを含み、
前記樹脂組成物は、下記成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）を含む、管状成形体。
成分（Ａ）：オキサゾリドン型エポキシ樹脂
成分（Ｂ）：ノボラック型エポキシ樹脂
成分（Ｄ）：硬化剤
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプリプレグは、低温でも短時間で硬化が完了し、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる繊維強化複合樹脂成形体を得ることができる。
本発明の繊維強化複合樹脂成形体は、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［プリプレグ］
本発明のプリプレグは、エポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含む。
【００１８】
＜エポキシ樹脂組成物＞
エポキシ樹脂組成物は、以下に示す成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）、および成分（Ｄ）を含む。また、エポキシ樹脂組成物は、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）以外の成分（任意成分）を含んでいてもよい。
【００１９】
（成分（Ａ））
成分（Ａ）は、オキサゾリドン型エポキシ樹脂である。オキサゾリドン型エポキシ樹脂は、オキサゾリドン環構造を有するエポキシ樹脂である。
エポキシ樹脂組成物が成分（Ａ）を含むことで、プリプレグの常温での作業性が良好となる。また、エポキシ樹脂組成物の硬化物（以下、「樹脂硬化物」ともいう。）の耐熱性、破断歪、および強化繊維との接着性が高まり、耐熱性および破断歪に優れる繊維強化複合樹脂成形体が得られる。
なお、本明細書において「常温」とは、３０℃を意味する。
【００２０】
オキサゾリドン環構造は、イソシアネート基とエポキシ基の付加反応により生成する。
オキサゾリドン型エポキシ樹脂の製造方法としては特に限定されず、例えば、イソシアネート化合物とエポキシ樹脂とを、オキサゾリドン環形成に用いられる触媒の存在下で反応させることにより、ほぼ理論量で得ることができる。イソシアネート化合物とエポキシ樹脂は、当量比（イソシアネート化合物：エポキシ樹脂）１：２〜１：１０の範囲で反応させることが好ましい。イソシアネート化合物とエポキシ樹脂の当量比が上記範囲であれば、樹脂硬化物の耐熱性および耐水性がより良好となる傾向にある。
【００２１】
成分（Ａ）の原料となるイソシアネート化合物としては特に限定されないが、オキサゾリドン環構造をエポキシ樹脂の骨格に組み込むためには、複数のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物が好ましい。また、樹脂硬化物が高い耐熱性を有するためには、剛直な構造を持つジイソシアネートが好ましい。
イソシアネート化合物の具体例としては、メタンジイソシアネート、ブタン−１，１−ジイソシアネート、エタン−１，２−ジイソシアネート、ブタン−１，２−ジイソシアネート、トランスビニレンジイソシアネート、プロパン−１，３−ジイソシアネート、ブタン−１，４−ジイソシアネート、２−ブテン−１，４−ジイソシアネート、２−メチルブテン−１，４−ジイソシアネート、２−メチルブタン−１，４−ジイソシアネート、ペンタン−１，５−ジイソシアネート、２，２−ジメチルペンタン−１，５−ジイソシアネート、ヘキサン−１，６−ジイソシアネート、ヘプタン−１，７−ジイソシアネート、オクタン−１，８−ジイソシアネート、ノナン−１，９−ジイソシアネート、デカン−１，１０−ジイソシアネート、ジメチルシランジイソシアネート、ジフェニルシランジイソシアネート、ω，ω’−１，３−ジメチルベンゼンジイソシアネート、ω，ω’−１，４−ジメチルベンゼンジイソシアネート、ω，ω’−１，３−ジメチルシクロヘキサンジイソシアネート、ω，ω’−１，４−ジメチルシクロヘキサンジイソシアネート、ω，ω’−１，４−ジメチルナフタレンジイソシアネート、ω，ω’−１，５−ジメチルナフタレンジイソシアネート、シクロヘキサン−１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、１−メチルベンゼン−２，４−ジイソシアネート、１−メチルベンゼン−２，５−ジイソシアネート、１−メチルベンゼン−２，６−ジイソシアネート、１−メチルベンゼン−３，５−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−２，４’−ジイソシアネート、ナフタレン−１，４−ジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、ビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、２，３’−ジメトキシビスフェニル−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメトキシジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジメトキシジフェニルメタン−３，３’−ジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、ジフェニルサルファイト−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルスルフォン−４，４’−ジイソシアネート等の２官能イソシアネート化合物；ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等の３官能以上のイソシアネート化合物；前記イソシアネート化合物の２量体や３量体等の多量体、アルコールやフェノールによりマスクされたブロックイソシアネートおよびビスウレタン化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらのイソシアネート化合物は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
上記イソシアネート化合物の中でも、樹脂硬化物の耐熱性がより向上する傾向にある観点から、２官能イソシアネート化合物または３官能イソシアネート化合物が好ましく、２官能イソシアネート化合物がより好ましく、イソホロン、ベンゼン、トルエン、ジフェニルメタン、ナフタレン、ノルボルネンポリメチレンポリフェニレンポリフェニル、ヘキサメチレンから選ばれる骨格を有する２官能イソシアネート化合物がさらに好ましい。
イソシアネート化合物の官能基数が適度に多ければ、エポキシ樹脂組成物の貯蔵安定性が低下しにくくなる。イソシアネート化合物の官能基数が適度に少なければ、樹脂硬化物の耐熱性が低下しにくくなる。
【００２３】
成分（Ａ）の原料となるエポキシ樹脂としては、各種のエポキシ樹脂を用いることができるが、オキサゾリドン環構造を効率的にエポキシ樹脂の骨格に組み込むためには、分子の両末端にエポキシ基を持つエポキシ樹脂が好ましい。
エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型、テトラメチルビスフェノールＡ型、テトラメチルビスフェノールＦ型、テトラメチルビスフェノールＡＤ型、テトラメチルビスフェノールＳ型、テトラブロモビスフェノールＡ型、ビフェニル型等の２価フェノール類由来のエポキシ樹脂；１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１，１−（４−ヒドロキシフェニル）エタン、４，４−〔１−〔４−〔１−（４−ヒドロキシフェニル）−１−メチルエチル〕フェニル〕エチリデン〕ビスフェノール等のトリス（グリシジルオキシフェニル）アルカン類等に由来するエポキシ樹脂；フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、ビスフェノールＡノボラック型等のノボラック由来のエポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
エポキシ樹脂としては、成分（Ａ）の粘度が過度に上昇するのを抑制できる観点から、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、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【００２４】
イソシアネート化合物として、トリレンジイソシアネートのようなトルエン骨格を有する２官能イソシアネート（例えば、１−メチルベンゼン−２，４−ジイソシアネート、１−メチルベンゼン−２，５−ジイソシアネート、１−メチルベンゼン−２，６−ジイソシアネート、１−メチルベンゼン−３，５−ジイソシアネート）１分子と、エポキシ樹脂としてビスフェノールＡジグリシジルエーテル２分子とを、混合反応させて得られる付加反応物は、プリプレグの常温での作業性と樹脂硬化物の耐熱性を良好なものとするために特に好ましい。
【００２５】
成分（Ａ）の市販品としては、例えば、ＡＥＲ４１５２、ＡＥＲ４１５１、ＬＳＡ３３０１、ＬＳＡ２１０２（いずれも商品名、旭化成イーマテリアルズ株式会社製）；ＡＣＲ１３４８（商品名、株式会社ＡＤＥＫＡ製）；ＤＥＲ（登録商標。以下同様。）の８５２、８５８（いずれも商品名、ダウ・ケミカル日本株式会社製）；ＴＳＲ−４００（商品名、ＤＩＣ株式会社製）；ＹＤ−９５２（商品名、新日鉄住金化学株式会社製）等が挙げられる。いずれも本発明に好ましく用いられるが、ＡＥＲ４１５２やＴＳＲ−４００が特に好ましい。
成分（Ａ）は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ａ）の含有量は４０質量％以上であり、４１質量％以上が好ましく、４２質量％以上がより好ましい。また、エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ａ）の含有量は７０質量％以下であり、６５質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５５質量％以下が特に好ましい。
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ａ）の含有量は、例えば、４０〜７０質量％が好ましく、４０〜６５質量％がより好ましく、４１〜６０質量％がさらに好ましく、４２〜５５質量％がことさら好ましい。
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ａ）の含有量が上記下限値以上であれば、樹脂硬化物の耐熱性や炭素繊維への接着性、機械物性が向上する傾向にあり、耐熱性と機械物性を両立した繊維強化複合樹脂成形体が得られる。エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ａ）の含有量が上記上限値以下であれば、タックやドレープ性に優れたプリプレグを得ることができるとともに、破断歪が高くボイドの無い樹脂硬化物を得ることができる傾向にある。
【００２７】
（成分（Ｂ））
成分（Ｂ）は、ノボラック型エポキシ樹脂である。
エポキシ樹脂組成物が成分（Ｂ）を含むことで、樹脂硬化物の耐熱性を良好に維持することが可能となる。加えて、エポキシ樹脂組成物の速硬化性が向上し、低温でも短時間で硬化が完了するプリプレグが得られる。
【００２８】
成分（Ｂ）としては、例えば、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等が挙げられる。
成分（Ｂ）が下記式（１）で示される構造に由来する構造単位を有することが好ましく、下記式（２）で示される構造に由来する構造単位を有することが耐熱性の観点からより好ましい。
【００２９】
【化３】
2020080474.tif 000004
【００３０】
（式（１）中、Ｒは水素原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基を表し、ｎは１〜３０の整数を表す。）
【００３１】
式（１）のＲにおけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基が挙げられ、メチル基が好ましい。
式（１）のＲにおけるアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基が挙げられ、メトキシ基が好ましい。
式（１）のＲにおけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基が挙げられ、フェニル基が好ましい。
【００３２】
【化４】
2020080474.tif 000005
【００３３】
（式（２）中、ｎは１〜３０の整数を表す。）
【００３４】
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、例えば、ｊＥＲ（登録商標。以下同様。）の１５２、１５４（いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製）；エピクロン（登録商標。以下同様。）のＮ−７４０、Ｎ−７７５（いずれも商品名、ＤＩＣ株式会社製）等が挙げられる。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、エピクロンのＮ−６６０、Ｎ−６６５（いずれも商品名、ＤＩＣ株式会社製）；ＥＯＣＮ−１０２０、ＥＯＣＮ−１０２Ｓ（いずれも商品名、日本化薬株式会社製）；ＹＤＣＮ−７００、ＹＤＣＮ−７０１（いずれも商品名、新日鉄住金化学株式会社製）等が挙げられる。
成分（Ｂ）は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ｂ）の含有量は１５質量％以上であり、２０質量％以上が好ましい。また、エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ｂ）の含有量は４０質量％以下であり、３５質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましい。
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ｂ）の含有量は、例えば、１５〜４０質量％が好ましく、１５〜３５質量％がより好ましく、２０〜３５質量％がさらに好ましく、２０〜３０質量％がことさら好ましい。
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ｂ）の含有量が上記下限値以上であれば、樹脂硬化物の耐熱性が向上する傾向にあり、耐熱性に優れた繊維強化複合樹脂成形体が得られる。加えて、エポキシ樹脂組成物の速硬化性が向上し、低温でも短時間で硬化が完了するプリプレグが得られる。エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量％）に対する成分（Ｂ）の含有量が上記上限値以下であれば、樹脂硬化物の機械物性が向上する傾向にあり、機械物性に優れた繊維強化複合樹脂成形体が得られる。加えて、破断歪が高くボイドの無い樹脂硬化物を得ることができる傾向にある。また、エポキシ樹脂組成物の粘度が過度に上昇するのを抑制でき、エポキシ樹脂組成物の調製が容易となる。
【００３６】
耐熱性の観点から、エポキシ樹脂組成物中における成分（Ｂ）の含有量に対する成分（Ａ）の含有量の質量比（成分（Ａ）の含有量／成分（Ｂ）の含有量）は１．２以上が好ましく、１．６以上がより好ましい。
靭性及び強度の観点から、エポキシ樹脂組成物中における成分（Ｂ）の含有量に対する成分（Ａ）の含有量の質量比（成分（Ａ）の含有量／成分（Ｂ）の含有量）は５．０以下が好ましく、４．０以下がより好ましい。
【００３７】
（成分（Ｃ））
成分（Ｃ）は、尿素化合物である。
エポキシ樹脂組成物が成分（Ｃ）を含むことで、エポキシ樹脂組成物の速硬化性が向上し、低温でも短時間で硬化が完了するプリプレグが得られる。加えて、樹脂硬化物の破断歪を含む機械物性の低下を抑制できる。
【００３８】
尿素化合物としては、３−フェニル−１，１−ジメチル尿素、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素（ＤＣＭＵ）、３−（３−クロロ−４−メチルフェニル）−１，１−ジメチル尿素、２，４−ビス（３，３−ジメチルウレイド）トルエン等が挙げられる。
靭性と強度を両立する観点から、尿素化合物としてはフェニルジメチルウレア（ＰＤＭＵ）であることが好ましい。
【００３９】
尿素化合物の市販品としては、例えば、２，４−ビス（３，３−ジメチルウレイド）トルエン（ＴＢＤＭＵ）は、オミキュア（登録商標。以下同様。）２４（ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製）等が挙げられ、フェニルジメチルウレア（ＰＤＭＵ）は、オミキュア９４（ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製）等が挙げられ、４，４’−メチレンビス（フェニルジメチルウレア）（ＭＤＭＵ）は、オミキュア５２、オミキュア５４（以上、ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製）等が挙げられ、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素は、ＤＣＭＵ９９（保土ヶ谷化学株式会社製）等が挙げられる。
【００４０】
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対する成分（Ｃ）の含有量は１〜１０質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対する成分（Ｃ）の含有量が上記下限値以上であれば、硬化促進機能が充分に得られる。エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対する成分（Ｃ）の含有量が上記上限値以下であれば、エポキシ樹脂組成物の貯蔵安定性が高まる。
【００４１】
（成分（Ｄ））
成分（Ｄ）は、硬化剤である。
成分（Ｄ）としては、アミン型の硬化剤が好ましい。アミン型の硬化剤は、粒子状の熱活性型の潜在性硬化剤であり、他の成分と組み合わせることにより、比較的低温での硬化が可能となる。また、アミン型の硬化剤は分散性に優れるため、硬化反応の速度が速まる。
【００４２】
アミン型の硬化剤としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族アミン、脂肪族アミン、イミダゾール誘導体、ジシアンジアミド、テトラメチルグアニジン、チオ尿素付加アミン、およびこれらの異性体、変成体等が挙げられる。アミン型の硬化剤としては、プリプレグの保存性に優れる観点から、ジシアンジアミドが特に好ましい。
これらのアミン型の硬化剤は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
成分（Ｄ）の市販品としては、例えば、ＤＩＣＹＡＮＥＸ（登録商標。以下同様。）１４００Ｆ（商品名、エボニック  ジャパン株式会社製）；ｊＥＲキュア（登録商標）のＤＩＣＹ７、ＤＩＣＹ１５（いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製）等が挙げられる。
【００４４】
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対する成分（Ｄ）の含有量は２〜１５質量部が好ましく、５〜９質量部がより好ましい。
エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対する成分（Ｄ）の含有量が上記下限値以上であれば、硬化反応が充分に進行する。エポキシ樹脂組成物に含まれる全エポキシ樹脂の総質量（１００質量部）に対する成分（Ｄ）の含有量が上記上限値以下であれば、エポキシ樹脂組成物の貯蔵安定性が高まるとともに、樹脂硬化物の物性を良好に維持できる。
【００４５】
反応性の観点から、エポキシ樹脂組成物中における成分（Ｄ）の含有量に対する成分（Ｃ）の含有量の質量比（成分（Ｃ）の含有量／成分（Ｄ）の含有量）は０．２以上が好ましく、０．４以上がより好ましい。
貯蔵安定性の観点から、エポキシ樹脂組成物中における成分（Ｄ）の含有量に対する成分（Ｃ）の含有量の質量比（成分（Ｃ）の含有量／成分（Ｄ）の含有量）は１．０以下が好ましく、０．８以下がより好ましい。
【００４６】
（任意成分）
任意成分としては、成分（Ａ）および成分（Ｂ）以外のエポキシ樹脂（以下、「他のエポキシ樹脂」ともいう。）、熱可塑性樹脂、添加剤等が挙げられる。
【００４７】
他のエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、これらを変性したエポキシ樹脂等の２官能エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、これらのエポキシ樹脂を変性したエポキシ樹脂等の３官能以上のエポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定はされない。
これらの他のエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００４８】
２官能エポキシ樹脂の市販品としては、以下に示すものが挙げられる。
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ｊＥＲの８２５、８２６、８２７、８２８、８３４、１００１（いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製）；エピクロン８５０（商品名、ＤＩＣ株式会社製）；エポトート（登録商標。以下同様。）ＹＤ−１２８（商品名、新日鉄住金化学株式会社製）；ＤＥＲの３３１、３３２（いずれも商品名、ダウ・ケミカル日本株式会社製）；Ｂａｋｅｌｉｔｅ（登録商標。以下同様。）のＥＰＲ１５４、ＥＰＲ１６２、ＥＰＲ１７２、ＥＰＲ１７３、ＥＰＲ１７４（いずれも商品名、Ｂａｋｅｌｉｔｅ  ＡＧ社製）等が挙げられる。
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ｊＥＲの８０６、８０７、１７５０（いずれも商品名、三菱ケミカル株式会社製）；エピクロン８３０（商品名、ＤＩＣ株式会社製）；エポトートのＹＤ−１７０、ＹＤ−１７５（いずれも商品名、新日鉄住金化学株式会社製）；ＢａｋｅｌｉｔｅＥＰＲ１６９（商品名、Ｂａｋｅｌｉｔｅ  ＡＧ社製）；ＧＹ２８１、ＧＹ２８２、ＧＹ２８５（いずれも商品名、ハンツマン・アドバンスト・マテリアル社製）等が挙げられる。
【００４９】
３官能以上のエポキシ樹脂の市販品としては、以下に示すものが挙げられる。
ナフタレン型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ＨＰ−４０３２、ＨＰ−４７００（いずれも商品名、ＤＩＣ株式会社製）；ＮＣ−７３００（商品名、日本化薬株式会社製）等が挙げられる。
グリシジルアミン型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、ｊＥＲ６３０（商品名、三菱ケミカル株式会社製）、アラルダイト（登録商標）のＭＹ０５００、ＭＹ０５１０、ＭＹ０６００（いずれも商品名、ハンツマン・アドバンスト・マテリアル社製）等が挙げられる。
【００５０】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテル、ポリオレフィン、液晶ポリマー、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリアクリロニトリルスチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−ジエン−スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン−アルキル（メタ）アクリレート共重合体（ＡＳＡ樹脂）、ポリ塩化ビニル、ポリビニルホルマール、フェノキシ樹脂、ブロックポリマー等が挙げられるが、これらに限定されない。
これらの熱可塑性樹脂は１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００５１】
上記熱可塑性樹脂の中でも、樹脂フロー制御性等に優れる観点から、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリビニルホルマール、ブロックポリマーが好ましい。
特に、フェノキシ樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドを用いれば、樹脂硬化物の耐熱性や難燃性がより高まる。ポリビニルホルマールを用いれば、樹脂硬化物の耐熱性を損なうことなく、得られるプリプレグのタックを適切な範囲に容易に制御できる。加えて、強化繊維と樹脂硬化物の接着性がより高まる。ブロックポリマーを用いれば、樹脂硬化物の靱性や耐衝撃性が向上する。
【００５２】
フェノキシ樹脂の市販品としては、例えば、ＹＰ−５０、ＹＰ−５０Ｓ、ＹＰ７０、ＺＸ−１３５６−２、ＦＸ−３１６（いずれも商品名、新日鉄住金化学株式会社製）等が挙げられるが、これらに限定されない。
ポリビニルホルマールの市販品としては、例えば、ビニレック（登録商標）のＫ（平均分子量：５９，０００）、Ｌ（平均分子量：６６，０００）、Ｈ（平均分子量：７３，０００）、Ｅ（平均分子量：１２６，０００）（いずれも商品名、ＪＮＣ株式会社製）等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５３】
樹脂硬化物に１８０℃を超える耐熱性が必要とされる場合、熱可塑性樹脂としてはポリエーテルスルホンやポリエーテルイミドが好ましく用いられる。
ポリエーテルスルホンの市販品としては、例えば、スミカエクセル（登録商標）の３６００Ｐ（平均分子量：１６，４００）、５００３Ｐ（平均分子量：３０，０００）、５２００Ｐ（平均分子量：３５，０００）、７６００Ｐ（平均分子量：４５，３００）（いずれも商品名、住友化学株式会社製）等が挙げられる。
ポリエーテルイミドの市販品としては、例えば、ＵＬＴＥＭ（登録商標）の１０００（平均分子量：３２，０００）、１０１０（平均分子量：３２，０００）、１０４０（平均分子量：２０，０００）（いずれも商品名、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックスジャパン合同会社製）等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５４】
ブロックポリマーの市販品としては、例えば、Ｎａｎｏｓｔｒｅｎｇｔｈ（登録商標）のＭ５２、Ｍ５２Ｎ、Ｍ２２、Ｍ２２Ｎ、１２３、２５０、０１２、Ｅ２０、Ｅ４０（いずれも商品名、ＡＲＫＥＭＡ社製）、ＴＰＡＥ−８、ＴＰＡＥ−１０、ＴＰＡＥ−１２、ＴＰＡＥ−２３、ＴＰＡＥ−３１、ＴＰＡＥ−３８、ＴＰＡＥ−６３、ＴＰＡＥ−１００、ＰＡ−２６０（いずれも商品名、株式会社Ｔ＆Ｋ  ＴＯＫＡ製）等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５５】
添加剤としては、例えば、エポキシ樹脂の硬化促進剤、無機質充填材、内部離型剤、有機顔料、無機顔料等が挙げられる。
【００５６】
（エポキシ樹脂組成物の製造方法）
エポキシ樹脂組成物は、例えば、上述した各成分を混合することにより得られる。
各成分の混合方法としては、三本ロールミル、プラネタリミキサー、ニーダー、ホモジナイザー、ホモディスパー等の混合機を用いる方法が挙げられる。
エポキシ樹脂組成物は、例えば、後述するように、強化繊維の集合体に含浸させてプリプレグの製造に用いることができる。他にも、エポキシ樹脂組成物を離型紙等に塗布して硬化することで、エポキシ樹脂組成物のフィルムを得ることができる。
【００５７】
こうして得られるエポキシ樹脂組成物は、低温でも短時間で硬化が完了する。具体的には、エポキシ樹脂組成物の完全硬化時間は１２分以内となりやすい。
また、３０℃におけるエポキシ樹脂組成物の粘度は、１００〜１，０００，０００Ｐａ・ｓとなりやすく、プリプレグ表面のタックの調整や作業性に優れる。
また、エポキシ樹脂組成物の硬化物（樹脂硬化物）は、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる。例えば、１４０℃、３０分で硬化して得られたエポキシ樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率は３．６ＧＰａ以上となりやすく、曲げ強度は１７４ＭＰａ以上となりやすく、破断歪は９％以上となりやすい。また、同条件で得られたエポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性の指標となるガラス転移温度は１４０℃以上となりやすい。
なお、本発明の１つの態様において、「低温」とは、１００〜１４０℃の温度のことを意味する。また、「短時間」とは、１０〜３０分間のことを意味する。
【００５８】
＜強化繊維＞
強化繊維は、プリプレグ中で強化繊維基材（強化繊維の集合体）として存在し、シート状であることが好ましい。
強化繊維は、強化繊維が単一方向に配列したものであってもよく、ランダム方向に配列したものであってもよい。
強化繊維の形態としては強化繊維の織物、強化繊維の不織布、強化繊維の長繊維が一方向に引き揃えられたシート等が挙げられる。強化繊維は、比強度や比弾性率が高い繊維強化複合材料を成形することができるという観点からは、長繊維が単一方向に引き揃えられた強化繊維の束からなるシートであることが好ましく、取り扱いが容易であるという観点からは、強化繊維の織物であることが好ましい。
【００５９】
強化繊維の材質としては、ガラス繊維、炭素繊維（黒鉛繊維を含む。）、アラミド繊維、ボロン繊維等が挙げられる。
繊維強化複合樹脂成形体の機械物性および軽量化の観点から、強化繊維としては炭素繊維が好ましい。すなわち、強化繊維は炭素繊維を含む強化繊維基材が好ましい。
【００６０】
炭素繊維の繊維径は、３〜１２μｍが好ましい。
炭素繊維の繊維径が上記下限値以上であれば、炭素繊維を加工するためのプロセス、例えば、コーム、ロール等のプロセスにおいて、炭素繊維が横移動して炭素繊維同士が擦れたり、炭素繊維とロール表面等とが擦れたりするときに、炭素繊維が切断したり、毛羽だまりが生じたりしにくい。このため、安定した強度の繊維強化複合材料を好適に製造することができる。炭素繊維の繊維径が上記上限値以下であれば、通常の方法で炭素繊維を製造することができる。
炭素繊維束における炭素繊維の本数は、１，０００〜７０，０００本が好ましい。
【００６１】
繊維強化複合樹脂成形体の剛性の観点から、炭素繊維のストランド引張強度は１．５〜９ＧＰａが好ましく、炭素繊維のストランド引張弾性率は１５０〜２６０ＧＰａが好ましい。
炭素繊維のストランド引張強度およびストランド引張弾性率は、ＪＩＳ  Ｒ  ７６０１：１９８６に準拠して測定される値である。
【００６２】
＜プリプレグの製造方法＞
プリプレグは、例えば、上述したエポキシ樹脂組成物を強化繊維の集合体に含浸させることで得られる。このようにして得られるプリプレグは、エポキシ樹脂組成物が強化繊維の集合体に含浸したものである。
エポキシ樹脂組成物を強化繊維の集合体に含浸させる方法としては、例えばエポキシ樹脂組成物をメチルエチルケトン、メタノール等の溶媒に溶解して低粘度化してから、強化繊維の集合体に含浸させるウェット法；エポキシ樹脂組成物を加熱により低粘度化してから、強化繊維の集合体に含浸させるホットメルト法（ドライ法）等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６３】
ウェット法は、強化繊維の集合体をエポキシ樹脂組成物の溶液に浸漬した後、引き上げ、オーブン等を用いて溶媒を蒸発させる方法である。
ホットメルト法には、加熱により低粘度化したエポキシ樹脂組成物を直接、強化繊維の集合体に含浸させる方法と、一旦エポキシ樹脂組成物を離型紙等の基材の表面に塗布してフィルムを作製しておき、次いで強化繊維の集合体の両側または片側から前記フィルムを重ね、加熱加圧することにより強化繊維の集合体に樹脂を含浸させる方法がある。離型紙等の基材の表面に塗布して得られる塗布層は、未硬化のままでホットメルト法に用いてもよいし、塗布層を硬化させた後にホットメルト法に用いてもよい。
ホットメルト法によれば、プリプレグ中に残留する溶媒が実質上存在しないため好ましい。
【００６４】
プリプレグの総質量（１００質量％）に対するプリプレグ中のエポキシ樹脂組成物の含有量（以下、「樹脂含有量」ともいう。）は１５〜５０質量％が好ましく、２０〜４５質量％がより好ましく、２５〜４０質量％がさらに好ましい。
樹脂含有量が上記下限値以上であれば、強化繊維とエポキシ樹脂組成物との接着性を充分に確保することができる。樹脂含有量が上記上限値以下であれば、繊維強化複合樹脂成形体の機械物性がより高まる。
【００６５】
＜作用効果＞
以上説明した本発明のプリプレグは、上述したエポキシ樹脂組成物と強化繊維とを含む。本発明のプリプレグに含まれるエポキシ樹脂組成物は、ガラス転移温度の低下および硬化速度の低下を防ぐことができる。
よって、本発明のプリプレグは、低温でも短時間で硬化が完了し、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる繊維強化複合樹脂成形体を得ることができる。
また、本発明のプリプレグを用いれば、繊維強化複合樹脂成形体の成形において加工時間を短縮できるから、低コストでの繊維強化複合樹脂成形体の製造が可能である。
しかも、本発明のプリプレグに含まれるエポキシ樹脂組成物は、３０℃における粘度が制御されていることから、プリプレグ表面のタックの調整や作業性に優れる。
【００６６】
［繊維強化複合樹脂成形体］
本発明の繊維強化複合樹脂成形体は、上述した本発明のプリプレグの２枚以上が積層された積層体の硬化物である。すなわち、本発明の繊維強化複合樹脂成形体は、プリプレグに含まれるエポキシ樹脂組成物の硬化物と、強化繊維とを含む。
繊維強化複合樹脂成形体は、例えば、本発明のプリプレグを２枚以上積層した後、得られた積層体に圧力を付与しながら、エポキシ樹脂組成物を加熱硬化させる方法等により成形して得られる。
【００６７】
本発明の繊維強化複合樹脂成形体の成形方法としては、プレス成形法、オートクレーブ成形法、バッギング成形法、ラッピングテープ法、内圧成形法、シートラップ成形法や、強化繊維のフィラメントやプリフォームにエポキシ樹脂組成物を含浸させて硬化し成形品を得るＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）、ＶａＲＴＭ（Ｖａｃｕｕｍ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｒｅｓｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ：真空樹脂含浸製造法）、フィラメントワインディング、ＲＦＩ（Ｒｅｓｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｉｎｆｕｓｉｏｎ）等が挙げられるが、これらの成形方法に限られるものではない。
【００６８】
ラッピングテープ法は、マンドレル等の芯金にプリプレグを捲回して、管状の繊維強化複合樹脂成形体（繊維強化複合樹脂管状体）を成形する方法であり、ゴルフシャフト、釣り竿等の棒状体を作製する際に好ましく用いられる。より具体的には、マンドレルにプリプレグを捲回し、プリプレグの固定および圧力付与のため、プリプレグの外側に熱可塑性フィルムからなるラッピングテープを捲回し、オーブン中でプリプレグ中のエポキシ樹脂組成物を加熱硬化させた後、芯金を抜き取って繊維強化複合樹脂管状体を得る方法である。
【００６９】
内圧成形法は、熱可塑性樹脂製のチューブ等の内圧付与体にプリプレグを捲回したプリフォームを金型中にセットし、次いで内圧付与体に高圧の気体を導入して圧力を付与すると同時に金型を加熱せしめ、成形する方法である。加熱する温度にも特に制限はないが、高い温度であるほど成形時間を短くすることができるので好ましい。具体的には１２０℃以上が好ましく、１４０℃以上がより好ましい。しかしながら温度が高すぎると成形型の温度を下げるのに非常に時間がかかる、または、温度を下げずにプリプレグをセットする場合は硬化が始まって最終成形物の隅々にまでエポキシ樹脂組成物が行き渡らないこともある。本方法は、ゴルフシャフト、バット、テニスやバドミントン等のラケットの如き複雑な形状物を成形する際に好ましく用いられる。
【００７０】
以上説明した本発明の繊維強化複合樹脂成形体にあっては、本発明のプリプレグの２枚以上が積層された積層体の硬化物であるので、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる。
【００７１】
本発明の繊維強化複合樹脂成形体は、スポーツ用途、一般産業用途および航空宇宙用途に好適に用いられる。より具体的には、スポーツ用途では、ゴルフシャフト、釣り竿、テニスやバドミントンのラケット用途、ホッケー等のスティック用途およびスキーポール用途に好適に用いられる。さらに一般産業用途では、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、風車ブレード、圧力容器、フライホイール、製紙用ローラ、屋根材、ケーブルおよび補修補強材料等に好適に用いられる。
【００７２】
［エポキシ樹脂組成物］
上記で説明した、本発明のプリプレグに用いられるエポキシ樹脂組成物とは別の態様の、本発明のエポキシ樹脂組成物について、以下説明する。
【００７３】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂および硬化剤を含む。
【００７４】
本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂としては、前述の成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および任意成分として挙げた他のエポキシ樹脂を挙げることができる。本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂は、前述の成分（Ａ）または成分（Ｂ）を含むことが好ましく、前述の成分（Ａ）および成分（Ｂ）を含むことがより好ましい。本発明のエポキシ樹脂組成物における成分（Ａ）および成分（Ｂ）の具体的な成分や含有量、好ましい態様等は前述のとおりである。
【００７５】
特に、本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂は、環構造を有することが好ましく、ナフタレン構造、ジシクロペンタジエン構造、または下記式（２）で示される構造に由来する構造単位を有することが耐熱性の観点から好ましい。
【００７６】
【化５】
2020080474.tif 000006
【００７７】
（式（２）中、ｎは１〜３０の整数を表す。）
【００７８】
本発明のエポキシ樹脂組成物に含まれる硬化剤としては、前述の成分（Ｄ）を挙げることができる。本発明のエポキシ樹脂組成物における成分（Ｄ）の具体的な成分や含有量、好ましい態様等は前述のとおりである。
【００７９】
エポキシ樹脂組成物の速硬化性が向上し、低温でも短時間で硬化が完了するプリプレグが得られ、加えて、樹脂硬化物の破断歪の低下を抑制できることから、本発明のエポキシ樹脂組成物は尿素化合物を含んでもよい。尿素化合物としては、前述の成分（Ｃ）を挙げることができる。本発明のエポキシ樹脂組成物における成分（Ｃ）の具体的な成分や含有量、好ましい態様等は前述のとおりである。
【００８０】
本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐熱性の指標となるガラス転移温度は通常１２０℃以上であり、１３０℃以上が好ましく、１３５℃以上がより好ましく、１４０℃以上がさらに好ましい。また、靭性の観点から、２５０℃以下が好ましく、２００℃以下がより好ましく、１８０℃以下がさらに好ましい。
【００８１】
本発明のエポキシ樹脂組成物を１３０℃〜１５０℃で加熱して硬化樹脂板としたときの、以下の測定法における硬化完了時間は１２分以下であり、１１分以下が好ましく、８分以下がより好ましい。
（測定方法）
ＪＩＳ  Ｋ  ６３００に準じ、ダイ温度１４０℃でのトルク値（Ｎ・ｍ）の変化を測定し、トルク−時間曲線を得る。得られたトルク−時間曲線の接線の傾きが最大値となった後、その傾きが最大値の１／３０となるときの時間を硬化完了時間とする。
【００８２】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂組成物を１３０℃〜１５０℃で加熱して得られる硬化樹脂板の曲げ強度が１７４ＭＰａ以上、好ましくは１７５ＭＰａ以上、より好ましくは１８０ＭＰａ以上であり、コストの観点からは２５０ＭＰａ以下が好ましく、曲げ弾性率が３．６ＧＰａ以上、好ましくは３．７ＧＰａ以上、より好ましくは３．８ＧＰａ以上であり、コストの観点からは５．０ＭＰａ以下が好ましく、破断歪が９％以上、好ましくは９．５％以上、より好ましくは１０％以上、コストの観点からは２０％以下が好ましい。
【００８３】
このように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、低温でも短時間で硬化が完了し、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる樹脂成形体を得ることができる。従って、プリプレグに用いられるマトリクス樹脂として有用である。
【００８４】
［管状成形体の製造方法］
本発明の管状成形体の製造方法は、以下の工程を含む。
（１）樹脂組成物と強化繊維とを含む管状のプリプレグを金型に配置する工程、
（２）１３０℃以上で管状のプリプレグを加熱する工程、
（３）管状のプリプレグ内部から媒体が膨張することにより管状のプリプレグを金型に押し付けて成型する工程。
【００８５】
管状のプリプレグは、たとえば、熱可塑性樹脂製のチューブ等の内圧付与体に、樹脂組成物と強化繊維とを含むプリプレグを捲回して得ることができる。
得られた管状のプリプレグは、金型にセットされ、１３０℃以上、好ましくは１４０℃以上に加熱して、成形される。成形に際しては、内圧付与体に高圧の気体を導入することにより膨張させ、管状のプリプレグ内部から金型に押し付けることによって行うことができる。
【００８６】
本発明の管状成形体の製造方法において用いられる管状のプリプレグが含む樹脂組成物は、前述の成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）を含む。本発明の管状成形体の製造方法における成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）の具体的な成分や含有量、好ましい態様等は前述のとおりである。
【００８７】
樹脂組成物の速硬化性が向上し、低温でも短時間で硬化が完了する管状のプリプレグが得られ、加えて、樹脂硬化物の破断歪の低下を抑制できることから、本発明の管状成形体の製造方法において用いられる管状のプリプレグが含む樹脂組成物は尿素化合物を含んでもよい。尿素化合物としては、前述の成分（Ｃ）を挙げることができる。本発明の管状成形体の製造方法における成分（Ｃ）の具体的な成分や含有量、好ましい態様等は前述のとおりである。
【００８８】
本発明の管状成形体の製造方法において用いられる管状のプリプレグが含む樹脂組成物は、前述の本発明のエポキシ樹脂組成物であってもよく、前述の本発明のプリプレグが含むエポキシ樹脂組成物であってもよい。
【００８９】
本発明の管状成形体の製造方法において、管状成形体が環状の湾曲部を有している場合、管状のプリプレグを環状に湾曲させる工程を、さらに含んでいてもよい。
管状成形体が環状の湾曲部を有するとは、テニスやバドミントンのラケットのようなものを指す。
【００９０】
［管状成形体］
本発明の管状成形体は、湾曲部、好ましくは環状の湾曲部を有し、樹脂組成物の硬化物と炭素繊維とを含む。
本発明の管状成形体が含む樹脂組成物は、前述の成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）を含む。本発明の管状成形体の製造方法における成分（Ａ）、成分（Ｂ）、および成分（Ｄ）の具体的な成分や含有量、好ましい態様等は前述のとおりである。すなわち、本発明の管状成形体が含む樹脂組成物は、本発明の管状成形体の製造方法において用いられる管状のプリプレグが含む樹脂組成物と、具体的な成分や含有量、好ましい態様等が同様であってよい。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。【００９２】
＜各成分＞
（成分（Ａ））
・ＴＳＲ−４００：オキサゾリドン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製、商品名：ＴＳＲ−４００）。【００９３】
（成分（Ｂ））
・Ｎ−７７５：フェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製、商品名：エピクロンＮ−７７５）。
・Ｎ−７４０：フェノールノボラック型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製、商品名：エピクロンＮ−７４０）。【００９４】
（成分（Ｃ））
・オミキュア９４：３−フェニル−１，１−ジメチルウレア（ピイ・ティ・アイ・ジャパン株式会社製、商品名：オミキュア９４）。【００９５】
（成分（Ｄ））
・１４００Ｆ：ジシアンジアミド（エボニック  ジャパン株式会社製、商品名：ＤＩＣＹＡＮＥＸ１４００Ｆ）。【００９６】
（他のエポキシ樹脂）
・ｊＥＲ８０７：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル株式会社製、商品名：ｊＥＲ８０７）。
・ｊＥＲ８２８：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル株式会社製、商品名：ｊＥＲ８２８、数平均分子量３７０）。
・ｊＥＲ８２８＋ＤＤＳ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（三菱ケミカル株式会社製、商品名：ｊＥＲ８２８、数平均分子量３７０）１００質量部と、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン（４，４’−ＤＤＳ、和歌山精化工業株式会社製、商品名：セイカキュア（登録商標）−Ｓ）９質量部とを混合し、得られた混合物を１７０℃に加熱し、１時間反応（予備反応）させて得られたエポキシ樹脂（エポキシ当量２６６ｇ／ｅｑ、９０℃における粘度１．３Ｐａ・ｓ）。【００９７】
（その他の成分）
・２ＭＺＡ−ＰＷ：（四国化成工業株式会社製、商品名：キュアゾール２ＭＺＡ−ＰＷ）【００９８】
［実施例１〜４、比較例１〜８］
＜硬化樹脂板の製造＞
表１〜３に示す配合に従い、以下のようにしてエポキシ樹脂組成物を調製した。
まず、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）以外の成分をガラスフラスコに計量し、１００℃にて加熱混合することで均一なエポキシ樹脂主剤を得た。
得られたエポキシ樹脂主剤を６０℃以下に冷却した後、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）を計量して添加し、６０℃で加熱混合することによって均一に分散させ、エポキシ樹脂組成物を得た。
ついで、得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ２ｍｍテフロン（登録商標。以下同様。）スペーサーと共にガラス板で挟んでキャストし、１４０℃で３０分加熱硬化させることにより、厚さ２ｍｍの硬化樹脂板（エポキシ樹脂組成物の硬化物）を得た。得られた硬化樹脂板について、下記の測定および評価を行った。
結果を表１〜３に示す。【００９９】
［比較例９］
表３に示す配合に従い、以下のようにしてエポキシ樹脂組成物を調製した。
まず、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）以外の成分をガラスフラスコに計量し、１００℃にて加熱混合することで均一なエポキシ樹脂主剤を得た。
得られたエポキシ樹脂主剤を６０℃以下に冷却した後、成分（Ｃ）および成分（Ｄ）を計量して添加し、６０℃で加熱混合することによって均一に分散させ、エポキシ樹脂組成物を得た。
ついで、得られたエポキシ樹脂組成物を厚さ２ｍｍテフロンスペーサーと共にガラス板で挟んでキャストし、７０℃で１０分保持した後、１４０℃で４０分加熱硬化させることにより、厚さ２ｍｍの硬化樹脂板（エポキシ樹脂組成物の硬化物）を得た。得られた硬化樹脂板について、下記の測定および評価を行った。
結果を表３に示す。【０１００】
（硬化性の評価）
ＪＩＳ  Ｋ  ６３００に準じ、以下に示す測定条件にてダイ温度１４０℃でのトルク値（Ｎ・ｍ）の変化を測定し、トルク−時間曲線を得た。得られたトルク−時間曲線の接線の傾きが最大値となった後、その傾きが最大値の１／３０となるときの時間を硬化完了時間とした。
・測定機器：ＪＳＲトレーディング株式会社、製品名：キュラストメーター７ＴｙｐｅＰ
・振動数：１００ｃｐｍ
・振動角度：±１／４°
・ダイス形状：ＷＰ−１００【０１０１】
（機械物性の評価）
各例における硬化樹脂板を長さ６０ｍｍ×幅８ｍｍに加工して試験片とした。得られた試験片について、以下に示す測定条件にて３点曲げ試験を行い、硬化樹脂板の曲げ強度、曲げ弾性率、および破断歪を測定した。
・測定機器：ＩＮＳＴＲＯＮ社製、製品名：ＩＮＳＴＲＯＮ  ５５６５
・治具：圧子Ｒ＝３．２ｍｍ、サポートＲ＝１．６ｍｍ、サポート間距離（Ｌ）と試験片の厚さ（ｄ）の比（Ｌ／ｄ）＝１６
・測定環境：温度２３℃、湿度５０％ＲＨ【０１０２】
（耐熱性の評価）
各例における硬化樹脂板を長さ５５ｍｍ×幅１２．５ｍｍに加工して試験片とした。得られた試験片について、以下に示す測定条件にて貯蔵弾性率（Ｇ’）を測定し、ｌｏｇＧ’を温度に対してプロットし、ｌｏｇＧ’の平坦領域の近似直線と、Ｇ’が転移する領域の近似直線との交点の温度をガラス転移温度（Ｇ’−Ｔｇ）として記録した。
・測定機器：ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、製品名：ＲＥＳ−ＲＤＡ
・周波数：１Ｈｚ
・昇温速度５℃／分【０１０３】
【表１】
2020080474.tif 000007
【０１０４】
【表２】
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【０１０５】
【表３】
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【０１０６】
実施例１〜４で得られたエポキシ樹脂組成物は、いずれも硬化完了時間が１２分以内であった。また、これらエポキシ樹脂組成物の硬化物である硬化樹脂板は、いずれも曲げ強度が１７４ＭＰａ以上、曲げ弾性率が３．６ＧＰａ以上、破断歪が９％以上であり、機械物性に優れていた。また、硬化樹脂板のガラス転移温度が１４０℃以上であり、耐熱性にも優れていた。
よって、実施例１〜４で得られたエポキシ樹脂組成物を含むプリプレグであれば、低温でも短時間で硬化が完了し、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる繊維強化複合樹脂成形体を得ることができることが示された。【０１０７】
成分（Ａ）を含まない比較例１のエポキシ樹脂組成物は、硬化物（硬化樹脂板）の破断歪が低く、機械物性に劣っていた。
成分（Ｂ）を含まない比較例２のエポキシ樹脂組成物は、硬化完了時間が長かった。また、エポキシ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が低く、耐熱性に劣っていた。
成分（Ａ）の含有量が４０質量％未満である比較例３、４のエポキシ樹脂組成物は、硬化物のガラス転移温度が低く、耐熱性に劣っていた。また、成分（Ａ）の含有量が少ないため、強化繊維への接着性が低下し、繊維強化複合樹脂成形体の物性が低下すると推測される。
成分（Ｂ）の含有量が１５質量％未満である比較例５、６のエポキシ樹脂組成物は、硬化物のガラス転移温度が低く、耐熱性に劣っていた。
成分（Ａ）の含有量が７０質量％より多い比較例７のエポキシ樹脂組成物は、硬化物のガラス転移温度が低く、耐熱性に劣っていた。また、硬化物の曲げ強度が低く、機械物性に劣っていた。
成分（Ｂ）の含有量が４０質量％より多い比較例８のエポキシ樹脂組成物は、硬化物の曲げ強度が低く、機械物性に劣っていた。
成分（Ｃ）を含まない比較例９のエポキシ樹脂組成物は、曲げ強度、曲げ弾性率、破断歪が低く、機械物性に劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明のプリプレグによれば、低温でも短時間で硬化が完了し、曲げ弾性率、曲げ強度、破断歪等の機械物性および耐熱性に優れる繊維強化複合樹脂成形体を得ることができる。よって、本発明によれば、高生産性、高効率で、機械物性に優れた成形体、例えばゴルフクラブ用シャフト等のスポーツ・レジャー用途成形体から航空機等の産業用途の成形体まで、幅広く提供することができる。
【国際調査報告】
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