JP2010024376A - Cellulose fiber composite material - Google Patents

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JP2010024376A JP2008188554A JP2008188554A JP2010024376A JP 2010024376 A JP2010024376 A JP 2010024376A JP 2008188554 A JP2008188554 A JP 2008188554A JP 2008188554 A JP2008188554 A JP 2008188554A JP 2010024376 A JP2010024376 A JP 2010024376A
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Takeshi Fujiwara
毅 藤原
Akira Watanabe
渡邉  朗
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cellulose fiber composite material satisfactorily securing high strength, a high elastic modulus and a low linear expansion property by multiplexing the cellulose fiber and having low phase difference, a low haze value and high light transmittance and excellent optical characteristics such as optical isotropy and transparency. <P>SOLUTION: The cellulose fiber composite material including the cellulose fiber and a matrix material has ≥40 wt.% cellulose fiber content, ≤20 nm phase difference in 50 μm thickness and ≤5% haze value by JIS K7136 in one thickness of 10 to 200 film thickness. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、セルロース繊維とマトリクス材料とからなる複合材料に関するものであり、詳しくは、低配向、高含有率のセルロース繊維膜により、低位相差、低ヘーズかつ高光透過率を実現したセルロース繊維複合材料に関する。   The present invention relates to a composite material composed of cellulose fibers and a matrix material, and more specifically, a cellulose fiber composite material that realizes a low phase difference, a low haze, and a high light transmittance by a cellulose fiber film having a low orientation and a high content. About.

一般に、液晶や有機EL等のディスプレイ用基板には、ガラス板が広く用いられている。しかし、ガラス板は比重が大きく軽量化が困難で、割れやすい、曲げられない、厚みが厚いなどの欠点があることから、近年、ガラス板に変わるプラスチック基板の適用が検討されている。具体的には、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等を用いたディスプレイ用基板が使用されている。   In general, glass plates are widely used for display substrates such as liquid crystal and organic EL. However, since the glass plate has high specific gravity and is difficult to reduce in weight, and has drawbacks such as being easily broken, not being bent, and having a large thickness, application of a plastic substrate in place of the glass plate has been studied in recent years. Specifically, a display substrate using polycarbonate, polyethylene terephthalate, or the like is used.

しかしながら、これら従来のガラス代替用プラスチック材料は、ガラス板に比べて線膨張係数が大きいため、基板上に薄膜トランジスタ等のデバイス層を高温で蒸着させるプロセスの際に、反りや蒸着膜の割れ、半導体の断線などの問題が生じ易く、実用は困難である。
このため、これらの用途に適用する材料として、高透明性、高耐熱性、低吸水性かつ低線膨張係数のプラスチック材料が求められている。
However, these conventional plastic materials for glass replacement have a larger coefficient of linear expansion than glass plates, so during the process of vapor-depositing device layers such as thin film transistors on the substrate at high temperatures, warping, cracking of the deposited film, semiconductor Problems such as disconnection are likely to occur and practical use is difficult.
For this reason, a plastic material having high transparency, high heat resistance, low water absorption, and a low linear expansion coefficient is required as a material applied to these applications.

近年、バクテリアセルロースをはじめとするセルロースの微細繊維を用いた複合材料がさかんに研究されている。セルロースは伸びきり鎖結晶を有することから、低線膨張係数、高弾性率、高強度を発現することが知られている。また、微細化することにより太さが数nmから200nmの範囲にある微小かつ高結晶性のセルロースナノファイバーが得られ、その繊維の隙間をマトリクス材料で埋めることで高い透明性と低線膨張係数の複合材料が得られることが報告されている。   In recent years, composite materials using fine cellulose fibers such as bacterial cellulose have been studied extensively. Since cellulose has an extended chain crystal, it is known to exhibit a low linear expansion coefficient, a high elastic modulus, and a high strength. In addition, micronized and highly crystalline cellulose nanofibers with a thickness in the range of several nm to 200 nm are obtained by miniaturization, and high transparency and low linear expansion coefficient are obtained by filling the gaps between the fibers with a matrix material. It is reported that a composite material can be obtained.

しかしながら、従来、セルロースの微細繊維を用いた複合材料において、液晶や有機EL等のディスプレイ用基板にとって重要な光学的等方性については、殆ど報告されていない。   However, in the past, there has been little report on optical isotropy important for display substrates such as liquid crystal and organic EL in composite materials using fine cellulose fibers.

例えば、特許文献1においては、バクテリアセルロースと光硬化性樹脂との複合材料に関する記載があり、バクテリアセルロース内の水をイソプロパノールと完全置換し、コールドプレス後、紫外線硬化樹脂を含浸させて紫外線を照射することにより硬化させてセルロース繊維複合材料を製造することが記載されているが、この方法では、コールドプレス時にバクテリアセルロースが流れ出る水流に沿って配向するなど、繊維の方向に異方性が出やすいことから、得られる複合材料の位相差が大きいという問題が考えらる。また、本発明者らの検討によれば、バクテリアセルロースは一般的に断面10nm×50nmの偏平なリボン状であり、繊維径が太いため、光の散乱現象が生ずる。このため、この複合材料ではヘーズが大きいという問題もある。   For example, Patent Document 1 describes a composite material of bacterial cellulose and a photo-curable resin. Water in bacterial cellulose is completely replaced with isopropanol, and after cold pressing, impregnated with an ultraviolet curable resin and irradiated with ultraviolet rays. However, in this method, anisotropy tends to occur in the direction of the fiber, such as orientation along the water stream from which bacterial cellulose flows during cold pressing. Therefore, there is a problem that the obtained composite material has a large phase difference. According to the study by the present inventors, bacterial cellulose is generally in the form of a flat ribbon having a cross section of 10 nm × 50 nm, and the fiber diameter is large, so that a light scattering phenomenon occurs. For this reason, this composite material also has a problem that haze is large.

また、特許文献1、特許文献2、特許文献3及び特許文献4においては、木質を原料としてグラインダー処理して得られるナノファイバーセルロース繊維(以下「NFCe」と略記する)と光硬化性樹脂との複合材料に関する記載があり、本発明者らの検討によれば、このNFCeの平均繊維径は60nm程度と推定され、この複合材料であれば、バクテリアセルロースを用いる場合よりも、位相差は小さいと考えられる。しかし、たとえ位相差が小さくても、繊維径が太いセルロース繊維が残っているため、光の散乱現象が生じ、ヘーズが大きいという問題点がある。   Moreover, in patent document 1, patent document 2, patent document 3, and patent document 4, nanofiber cellulose fiber (hereinafter abbreviated as “NFFCe”) obtained by grinding using wood as a raw material and a photocurable resin There is a description about the composite material, and according to the study by the present inventors, the average fiber diameter of this NFCe is estimated to be about 60 nm. With this composite material, the phase difference is smaller than when bacterial cellulose is used. Conceivable. However, even if the phase difference is small, cellulose fibers having a large fiber diameter remain, which causes a problem of light scattering and a large haze.

特許文献5においては、バクテリアセルロースをミキサーで予備分散し、高圧ホモジナイザーで80MPaで分散し熱硬化性樹脂との複合材料としたものに関する記載があるが、バクテリアセルロースの繊維径は50〜60nmと太いので、光透過率が低くなるという問題があった。また、バクテリアセルロースの繊維径が太いので、散乱が大きく光学特性に劣り、ヘーズが大きくなる(透明性が悪くなる)という問題が考えられた。もとより、この特許文献5の例では、セルロース繊維含有量が少ないため、たとえ位相差が許容の範囲だったとしても、含有される繊維当たりの位相差が大きくなり、光学特性と機械特性とのバランスが悪くなると考えられる。
さらに、バクテリアセルロースを使用する限り培養に時間がかかるため、大量供給に難があるという問題もあった。
In Patent Document 5, there is a description regarding a material in which bacterial cellulose is pre-dispersed with a mixer and dispersed at 80 MPa with a high-pressure homogenizer to form a composite material with a thermosetting resin. However, the fiber diameter of bacterial cellulose is as thick as 50 to 60 nm. Therefore, there is a problem that the light transmittance is lowered. In addition, since the fiber diameter of bacterial cellulose is large, there is a problem that scattering is large and optical properties are inferior, and haze is increased (transparency is deteriorated). Of course, in the example of Patent Document 5, since the cellulose fiber content is small, even if the phase difference is within an allowable range, the phase difference per contained fiber becomes large, and the balance between optical properties and mechanical properties. Is thought to be worse.
Furthermore, as long as bacterial cellulose is used, it takes time to culture, and there is a problem that it is difficult to supply in large quantities.

特許文献6においては、コットンリンターを原料として不織布を得ている。しかし、本発明者らの検討によれば、コットンリンターを用いた場合、高圧ホモジナイザー処理10パス程度の解繊では不十分であり、マトリクス材料と複合化した際のヘーズが大きいことが判明した。これは、コットンリンターは結晶性が高く、大きな剪断応力をかけないと十分に解繊されないことによると考えられる。
特開2006−241450号公報 特開2006−35647号公報 特開2006−240295号公報 特開2008−24778号公報 特開2006−316253号公報 WO2006/004012号公報
In Patent Document 6, a nonwoven fabric is obtained using cotton linter as a raw material. However, according to the study by the present inventors, it was found that when cotton linter was used, defibration with about 10 passes of high-pressure homogenizer treatment was insufficient, and the haze when combined with the matrix material was large. This is presumably because cotton linters have high crystallinity and cannot be sufficiently defibrated unless a large shear stress is applied.
JP 2006-241450 A JP 2006-35647 A JP 2006-240295 A JP 2008-24778 A JP 2006-316253 A WO2006 / 004012 Publication

このように、セルロース繊維は、高強度、低線膨張係数という優れた特性を有するものの、従来の複合材料では、セルロース繊維が高アスペクト比であることに由来するセルロース繊維膜の異方性が発現し、その結果、複合材料としたときに、位相差(光学的異方性)が大きくなり、また、太径のセルロース繊維の混入に起因する光散乱のために、各種ディスプレイ基板材料、太陽電池用基板、窓材等の用途として、特に各種ディスプレイ基板材料として用いるには十分な性能が得られないという問題があった。   As described above, although cellulose fibers have excellent properties such as high strength and low linear expansion coefficient, the conventional composite material exhibits the anisotropy of the cellulose fiber membrane derived from the high aspect ratio of the cellulose fibers. As a result, when a composite material is used, the phase difference (optical anisotropy) becomes large, and light scattering caused by mixing of large-diameter cellulose fibers causes various display substrate materials and solar cells. There has been a problem that sufficient performance for use as various display substrate materials cannot be obtained as a use for a display substrate, a window material and the like.

本発明はこの問題を解決し、セルロース繊維を複合化したことによる高強度、高弾性率及び低線膨張性を十分に確保した上で、低位相差、低ヘーズかつ高光透過率で、光学的等方性、透明性等の光学特性に優れたセルロース繊維複合材料を提供することを目的とする。   The present invention solves this problem, sufficiently secures high strength, high elastic modulus and low linear expansion due to the composite of cellulose fibers, and has low phase difference, low haze, high light transmittance, optical properties, etc. An object is to provide a cellulose fiber composite material excellent in optical properties such as isotropic and transparency.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の解繊方法を採用すると共に、得られたセルロース繊維分散液を希釈して濾過することにより、太径の繊維を含まず、均一な繊維径の微細なセルロース繊維が低配向で均一に分散することにより、配向性の小さいセルロース繊維膜を得ることができ、このセルロース繊維膜にマトリクス材料を複合化することで、高透明性、低位相差かつ低ヘーズの複合材料が得られることを見出した。
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors adopted a specific defibrating method, and diluted and filtered the obtained cellulose fiber dispersion to include large-diameter fibers. In addition, by uniformly dispersing fine cellulose fibers with a uniform fiber diameter in a low orientation, a cellulose fiber membrane with a low orientation can be obtained, and by combining a matrix material with this cellulose fiber membrane, a high It has been found that a composite material having transparency, low retardation and low haze can be obtained.
The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] セルロース繊維とマトリクス材料とを含むセルロース繊維複合材料であって、セルロース繊維含有量が40重量%以上で、厚み50μmにおける位相差が20nm以下で、膜厚10μm以上200μm以下のいずれかにおいてJIS K7136によるヘーズが5%以下であることを特徴とするセルロース繊維複合材料。 [1] A cellulose fiber composite material including cellulose fibers and a matrix material, wherein the cellulose fiber content is 40% by weight or more, the phase difference at a thickness of 50 μm is 20 nm or less, and the film thickness is 10 μm or more and 200 μm or less. A cellulose fiber composite material having a haze of 5% or less according to JIS K7136.

[2] 25℃において、マトリクス材料の波長587.6nmの光の対する屈折率が1.45〜1.65であることを特徴とする[1]に記載のセルロース繊維複合材料。 [2] The cellulose fiber composite material according to [1], wherein the refractive index of the matrix material with respect to light having a wavelength of 587.6 nm is 1.45 to 1.65 at 25 ° C.

[3] セルロース繊維含有量が0.01〜0.2重量%のセルロース繊維分散液を濾過して製造されたセルロース繊維膜を、マトリクス材料と複合化してなることを特徴とする[1]又は[2]に記載のセルロース繊維複合材料。 [3] A cellulose fiber membrane produced by filtering a cellulose fiber dispersion having a cellulose fiber content of 0.01 to 0.2% by weight is combined with a matrix material [1] or The cellulose fiber composite material according to [2].

[4] セルロース繊維原料液を、100MPa以上の高圧雰囲気下から噴出させて減圧することにより解繊(微細化)した後、濾過することを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載のセルロース繊維複合材料。 [4] Any one of [1] to [3], wherein the cellulose fiber raw material liquid is defibrated (miniaturized) by ejecting from a high-pressure atmosphere of 100 MPa or more and decompressing, and then filtered. The cellulose fiber composite material described.

[5] 膜厚10μm以上200μm以下のいずれかにおいて、JIS K7105による全光線透過率が87%以上であることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれかに記載のセルロース繊維複合材料。 [5] The cellulose fiber composite material according to any one of [1] to [4], wherein the total light transmittance according to JIS K7105 is 87% or more when the film thickness is 10 μm or more and 200 μm or less.

[6] 波長400〜800nmの全範囲における光透過率が85%以上で、波長400nm〜600nmの範囲の光透過率の傾きが0.022(%/nm)以下であることを特徴とする[1]ないし[5]のいずれかに記載のセルロース繊維複合材料。 [6] The light transmittance in the entire wavelength range of 400 to 800 nm is 85% or more, and the slope of the light transmittance in the wavelength range of 400 nm to 600 nm is 0.022 (% / nm) or less. [1] The cellulose fiber composite material according to any one of [5].

本発明によれば、セルロース繊維にマトリクス材料を複合化した、高強度、高弾性率で低線膨張係数のセルロース繊維複合材料であって、透明性に優れ、低位相差(光学的等方性に優れる)かつ低ヘーズの光学性能に優れたセルロース繊維複合材料が提供される。   According to the present invention, a cellulose fiber composite material having a high strength, a high elastic modulus, and a low linear expansion coefficient, in which a matrix material is combined with a cellulose fiber, is excellent in transparency, and has a low retardation (optical isotropy). An excellent cellulose fiber composite material having excellent optical performance with low haze is provided.

本発明のセルロース繊維複合材料は、樹脂に対してセルロース繊維を複合化したことによる低線膨張係数、高弾性率、高強度と、高透明性、低位相差、低ヘーズが要求される用途、例えば、各種ディスプレイ基板材料、太陽電池用基板、窓材等に有用である。   The cellulose fiber composite material of the present invention has a low linear expansion coefficient, a high elastic modulus, a high strength and a high transparency, a low phase difference, and a low haze required by combining cellulose fibers with a resin, for example, It is useful for various display substrate materials, solar cell substrates, window materials and the like.

以下、本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更して実施することができる。   Embodiments of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

本発明のセルロース繊維複合材料は、セルロース繊維とマトリクス材料とを含むセルロース繊維複合材料であって、下記(1)を満たすものである。
(1)セルロース繊維含有量が40重量%以上で、膜厚10μm以上200μm以下のいずれかにおいて厚み50μmにおける位相差が20nm以下で、JIS K7136によるヘーズが5%以下。
The cellulose fiber composite material of the present invention is a cellulose fiber composite material containing cellulose fibers and a matrix material, and satisfies the following (1).
(1) The cellulose fiber content is 40% by weight or more, the phase difference at a thickness of 50 μm is 20 nm or less at any film thickness of 10 μm or more and 200 μm or less, and the haze according to JIS K7136 is 5% or less.

このような本発明のセルロース繊維複合材料は、例えば、セルロース繊維原料液を、100MPa以上の高圧雰囲気下から噴出させて減圧することにより解繊(微細化)した後、セルロース繊維含有量が0.01〜0.2重量%のセルロース繊維分散液を得、この分散液を濾過して製造されたセルロース繊維膜を、マトリクス材料と複合化することにより製造される。   Such a cellulose fiber composite material of the present invention has a cellulose fiber content of, for example, 0.1% after defibration (miniaturization) by ejecting a cellulose fiber raw material liquid from a high-pressure atmosphere of 100 MPa or more and reducing the pressure. A cellulose fiber dispersion of 01 to 0.2% by weight is obtained, and the cellulose fiber membrane produced by filtering this dispersion is combined with a matrix material.

[1]セルロース繊維膜の製造
まず、本発明のセルロース繊維複合材料の製造に好適に用いられる、上記セルロース繊維膜の製造手順に従って、本発明のセルロース繊維複合材料を説明するが、以下の製造方法の説明は本発明のセルロース繊維複合材料を構成するセルロース繊維膜の製造方法の一例であって、本発明のセルロース繊維複合材料に用いられるセルロース繊維膜の製造方法は何ら以下の製造方法に限定されず、また、本発明のセルロース繊維複合材料は、必ずしも以下の方法で製造されたセルロース繊維膜を用いたものに限定されるものではない。
[1] Manufacture of Cellulose Fiber Membrane First, the cellulose fiber composite material of the present invention will be described according to the procedure for manufacturing the cellulose fiber membrane, which is preferably used for the manufacture of the cellulose fiber composite material of the present invention. Is an example of a method for producing a cellulose fiber membrane constituting the cellulose fiber composite material of the present invention, and the method for producing the cellulose fiber membrane used in the cellulose fiber composite material of the present invention is limited to the following production methods. In addition, the cellulose fiber composite material of the present invention is not necessarily limited to one using a cellulose fiber membrane produced by the following method.

本発明に係るセルロース繊維膜(以下「本発明のセルロース繊維膜」と称す場合がある。)は、好ましくは、木質材料を水中で精製処理して得られるセルロース原料液を、100MPa以上の高圧雰囲気下から噴出して減圧する等の特定の方法で解繊(微細化)して得られたセルロース繊維の分散液を、0.01〜0.2重量%に希釈して濾過することにより、濾材上に、分散媒が多く残留するセルロース繊維のウェット膜を製膜し、このウェット膜を加熱プレス成形して製造される。   The cellulose fiber membrane according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “cellulose fiber membrane of the present invention”) is preferably a cellulose raw material liquid obtained by purifying a wood material in water at a high pressure atmosphere of 100 MPa or more. A filter medium is obtained by diluting a cellulose fiber dispersion obtained by defibration (miniaturization) by a specific method such as jetting from below and reducing the pressure to 0.01 to 0.2% by weight and filtering. On top of this, a wet film of cellulose fiber in which a large amount of dispersion medium remains is formed, and this wet film is manufactured by hot press molding.

[セルロース繊維原料液の調製]
<セルロース繊維原料>
本発明で使用されるセルロース繊維は、好ましくは木質材料、即ち、針葉樹又は広葉樹等を原料とする。
セルロース繊維の原料としては、他にもバクテリアの産生するバクテリアセルロース、コットンリンターやコットンリント等のコットン、バロニアやシオグサ等の海草やホヤの被嚢等が挙げられる。この中で、特に木質材料からセルロースを得る方法は、製紙工業として古くから工業化されていることから、他の原料に比べてセルロースを容易にかつ効率的に得ることができる点において有利である。しかも、木質材料は、地球上で最大量の生物資源であり、年間約700億トン以上ともいわれる量が生産されている持続型資源あることから、地球温暖化に影響する二酸化炭素削減への寄与も大きく、環境及び経済的な面からも優位である。
[Preparation of cellulose fiber raw material liquid]
<Cellulose fiber raw material>
The cellulose fiber used in the present invention is preferably made of a woody material, that is, a conifer or a hardwood.
Other examples of the raw material for cellulose fibers include bacterial cellulose produced by bacteria, cotton such as cotton linter and cotton lint, seaweed such as valonia and rhododendron, and scallops. Among these, the method for obtaining cellulose from a woody material is advantageous in that it can be obtained easily and efficiently compared to other raw materials since it has been industrialized for a long time as the paper industry. Moreover, woody materials are the largest amount of biological resources on the planet, and since they are sustainable resources that are produced in an amount of more than 70 billion tons per year, they contribute to the reduction of carbon dioxide that affects global warming. It is also large and has an environmental and economic advantage.

<精製処理>
上述の木質材料は、水性媒体中で精製処理して木質材料中のセルロース以外の物質、例えばリグニンやヘミセルロース、樹脂(ヤニ)等を除去することが好ましい。
<Purification treatment>
The above-mentioned wood material is preferably purified in an aqueous medium to remove substances other than cellulose in the wood material, such as lignin, hemicellulose, resin (resin) and the like.

この木質材料の精製処理に用いる水性媒体としては、一般的に水が用いられるが、好ましくは酸又は塩基、その他の処理剤の水溶液が用いられ、最終的に水で洗浄処理することが可能である。
また、精製処理時には温度や圧力をかけてもよく、この原料の木質材料は、木材チップや木粉などの状態に破砕してもよく、破砕は精製処理前、処理の途中、処理後、いずれのタイミングで行ってもかまわない。また、精製したセルロースに後述の化学修飾を行ってもよい。
As an aqueous medium used for the purification treatment of the woody material, water is generally used. However, an aqueous solution of an acid or base or other treatment agent is preferably used, and can finally be washed with water. is there.
In addition, temperature and pressure may be applied during the refining process, and this raw wood material may be crushed into a state such as wood chips or wood flour. The crushing may be performed before, during or after the refining process. You can go at the timing. Moreover, you may perform the below-mentioned chemical modification to the refined cellulose.

なお、精製処理中から精製処理終了後において、セルロースを完全に乾燥させることなく常に水に濡れた状態にしておくと、後のセルロース繊維の解繊(微細化)時に効率良くセルロース繊維分散液を得ることができるので、精製処理中からその終了後において、セルロースを完全に乾燥させないことが好ましい。   In addition, if the cellulose is kept wet without being completely dried after the purification process is completed during the purification process, the cellulose fiber dispersion liquid can be efficiently used at the time of subsequent fibrillation (miniaturization) of the cellulose fiber. Since it can be obtained, it is preferable not to completely dry the cellulose during and after the purification treatment.

<木質材料の破砕>
木質材料を精製処理前、処理中、処理後のいずれかにおいて破砕する場合は、例えば、精製処理前であれば衝撃式粉砕機やせん断式粉砕機などを用い、また精製処理中、処理後であればリファイナーなどを用いて、好ましくは粒径500μm以下、より好ましくは粒径300μm以下、更に好ましくは粒径250μm以下に粉砕する。尚、粒径の下限に特に制限はないが、現実的には粒径1μm以上である。
実用的には平均粒径50〜250μm程度に破砕、分級した木粉を原料とするのが好ましい。
<Fracture of wood material>
When crushing wood material before, during, or after refining, for example, before refining, use an impact pulverizer or shear pulverizer, and during refining and after refining. If there is a refiner or the like, it is preferably pulverized to a particle size of 500 μm or less, more preferably a particle size of 300 μm or less, still more preferably a particle size of 250 μm or less. The lower limit of the particle size is not particularly limited, but in reality, the particle size is 1 μm or more.
Practically, it is preferable to use wood flour that has been crushed and classified to an average particle size of about 50 to 250 μm as a raw material.

<処理剤>
木質材料の精製処理に使用する酸又は塩基、その他の処理剤としては、特に限定されるものではないが、例えば炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、硫化ナトリウム、硫化マグネシウム、水硫化ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、亜硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酢酸、シュウ酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、亜塩素酸ナトリウム、塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、塩素、過塩素酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン、ハイドロサルファイト、アントラキノン、ジヒドロジヒドロキシアントラセン、テトラヒドロアントラキノン、アントラヒドロキノン、また、エタノール、メタノール、2−プロパノールなどのアルコール類及びアセトンなどの水溶性有機溶媒などが挙げられる。これらの処理剤は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
また、2種以上の処理剤を用いて、2回以上の精製処理を行うこともでき、その場合、異なる処理剤を用いた精製処理間で、水で洗浄処理してもよい。
<Treatment agent>
The acid or base used for the purification treatment of the woody material and other treatment agents are not particularly limited, but for example, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, sodium sulfide , Magnesium sulfide, sodium hydrosulfide, sodium sulfite, calcium sulfite, magnesium sulfite, ammonium sulfite, sodium sulfate, sodium thiosulfate, sodium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, acetic acid, oxalic acid, sodium hypochlorite, hypochlorite Calcium oxide, sodium chlorite, sodium chlorate, chlorine dioxide, chlorine, sodium perchlorate, sodium thiosulfate, hydrogen peroxide, ozone, hydrosulfite, anthraquinone, dihydrodihydroxyanthracene, tetrahydroa Torakinon, anthrahydroquinone, also ethanol, methanol, and water-soluble organic solvents such as alcohols and acetone and 2-propanol. These treatment agents may be used alone or in combination of two or more.
In addition, two or more purification agents can be used for two or more purification treatments. In that case, washing treatment with water may be performed between purification treatments using different treatment agents.

<温度、圧力>
精製処理時の温度、圧力には特に制限はなく、温度は0℃以上100℃以下の範囲で選択され、1気圧を超える加圧下での処理の場合、温度は100℃以上200℃以下とすることが好ましい。
<Temperature, pressure>
There are no particular restrictions on the temperature and pressure during the purification treatment, and the temperature is selected in the range of 0 ° C. or more and 100 ° C. or less. In the case of treatment under pressure exceeding 1 atm, the temperature is 100 ° C. or more and 200 ° C. or less. It is preferable.

<含水量>
セルロースは、精製処理中から精製処理後において、完全に乾燥させることなく常に水に濡れた状態としておくことが好ましく、その含水量の程度としては、セルロース(後述の不純物等も含む)と水との合計重量に対して、水の割合が50重量%以上、特に60重量%以上、とりわけ70重量%以上、最も望ましくは80重量%以上となるような量であることが好ましい。
なお、以下において、この割合を単に「セルロースの含水量」と称す。この含水量は、JIS P8203に準拠した方法で求められる。具体的には、セルロース試料の乾燥前質量を測定後、105℃の乾燥器中で3時間乾燥し、青色シリカゲルのような乾燥剤を入れたデシケータ中で45分間放冷した後、乾燥後質量を測定する。この乾燥前後の質量から含水量を求めることができる。
<Water content>
It is preferable that the cellulose is always in a wet state without being completely dried after the purification process and after the purification process. As the degree of water content, cellulose (including impurities and the like described later), water and It is preferable that the amount of water is 50% by weight or more, particularly 60% by weight or more, particularly 70% by weight or more, and most desirably 80% by weight or more based on the total weight.
Hereinafter, this ratio is simply referred to as “water content of cellulose”. This water content is calculated | required by the method based on JISP8203. Specifically, after measuring the weight of the cellulose sample before drying, it was dried in a dryer at 105 ° C. for 3 hours, allowed to cool in a desiccator containing a desiccant such as blue silica gel for 45 minutes, and then dried. Measure. The water content can be determined from the mass before and after drying.

<精製の程度>
木質材料の精製処理で得られるセルロースは、木質材料中のセルロース以外の物質が十分に除去されたものであることが好ましく、精製処理後の不純物含有量は20重量%以下、特に10重量%以下、とりわけ5重量%以下が好ましい。
尚、精製処理後の不純物含有量は、重量法、IR、UV、NMR、液体クロマトグラフィー、TG−DTAなどの公知の手法により調べることができる。
<Degree of purification>
The cellulose obtained by the purification treatment of the wood material is preferably one in which substances other than cellulose in the wood material are sufficiently removed, and the impurity content after the purification treatment is 20% by weight or less, particularly 10% by weight or less. In particular, 5% by weight or less is preferable.
In addition, impurity content after a refinement | purification process can be investigated by well-known methods, such as a gravimetric method, IR, UV, NMR, a liquid chromatography, and TG-DTA.

[特定の解繊方法]
特定の解繊方法とは繊維径が小さくなればどんな方法を用いてもよい。
例えば、上述のように木質材料を精製処理し、必要に応じて破砕、分級処理して得られたセルロース繊維原料液を高圧雰囲気下から噴出させて減圧することによる解繊方法が挙げられる。また、高速に回転する刃と固定もしくは逆に回転するスリットとの間隙に上記のセルロース繊維原料液を通過させる時に、剪断応力をかけて解繊する回転式解繊方法や、超音波発生装置の振動面に上記セルロース繊維原料液を接触させることにより、発生したキャビテーションが消滅する際に発生する剪断力で解繊する方法等が挙げられる。
[Specific defibration method]
Any specific defibrating method may be used as long as the fiber diameter is reduced.
For example, there is a fibrillation method by purifying a woody material as described above and, if necessary, crushing and classifying the cellulose fiber raw material liquid obtained by jetting from a high-pressure atmosphere and reducing the pressure. In addition, when the cellulose fiber raw material liquid is passed through the gap between the blade that rotates at high speed and the slit that rotates fixedly or in reverse, a rotational defibrating method that defibrates by applying shear stress, or an ultrasonic generator Examples include a method in which the cellulose fiber raw material liquid is brought into contact with the vibration surface to defibrate by a shearing force generated when the generated cavitation disappears.

[噴出による解繊(微細化)処理]
まず、上述のように木質材料を精製処理し、必要に応じて破砕、分級処理して得られたセルロース繊維原料液を高圧雰囲気下から噴出させて減圧することにより解繊(微細化)する方法について詳細に述べる。
[Defibration (miniaturization) treatment by ejection]
First, a method for refining (miniaturizing) a cellulose fiber raw material liquid obtained by purifying a woody material as described above, and pulverizing and classifying the material as necessary, and blowing it out from a high-pressure atmosphere to reduce the pressure. Is described in detail.

<セルロース繊維原料液の濃度>
セルロース繊維原料液は、木質材料を処理して得られたセルロースの水性媒体の懸濁液、好ましくは水懸濁液であり、そのセルロース濃度(固形分濃度)は、0.2重量%以上1.0重量%以下、特に0.3重量%以上0.8重量%以下、とりわけ0.4重量%以上0.6重量%以下であることが好ましい。
セルロース繊維原料液中のセルロース濃度が低過ぎると処理するセルロース量に対してセルロース繊維原料液量が多くなり過ぎ効率が悪く、セルロース濃度が高過ぎると細孔からの噴出が困難になる場合がある。
従って、精製等の処理を施して得られたセルロース繊維原料液のセルロース濃度がこの濃度範囲でない場合には、適宜水を添加するなどして上記濃度範囲に調整することが好ましい。
<Concentration of cellulose fiber raw material liquid>
The cellulose fiber raw material liquid is a suspension of an aqueous medium of cellulose obtained by treating a wood material, preferably an aqueous suspension. The cellulose concentration (solid content concentration) is 0.2% by weight or more and 1 It is preferably 0.0% by weight or less, particularly 0.3% by weight or more and 0.8% by weight or less, and particularly preferably 0.4% by weight or more and 0.6% by weight or less.
If the cellulose concentration in the cellulose fiber raw material liquid is too low, the amount of the cellulose fiber raw material liquid will increase too much relative to the amount of cellulose to be processed, and the efficiency will be poor. If the cellulose concentration is too high, it may be difficult to eject from the pores. .
Therefore, when the cellulose concentration of the cellulose fiber raw material liquid obtained by the treatment such as refining is not within this concentration range, it is preferable to adjust to the above concentration range by appropriately adding water.

<噴出条件>
本発明では、セルロース繊維原料液を100MPa以上の高圧雰囲気下から噴出させて減圧することにより解繊(微細化)する。この噴出手段としては、超高圧ホモジナイザーを用いるのが好ましく、具体的にはセルロース繊維原料液を増圧機で100MPa以上、好ましくは150MPa以上、より好ましくは200MPa以上、更に好ましくは220MPa以上に加圧し、細孔直径50μm以上のノズルから噴出させ、圧力差が50MPa以上、好ましくは80MPa以上、より好ましくは90MPa以上となるように減圧する。この圧力差で生じるへき開現象により、セルロース繊維を解繊(微細化)する。ここで、高圧条件の圧力が低い場合や、高圧から減圧条件への圧力差が小さい場合には、解繊(微細化)効率が下がり、所望の微細セルロース繊維を得るための繰り返し噴出回数が多く必要となるため好ましくない。また、セルロース繊維原料液を噴出させる細孔の細孔直径が大き過ぎる場合にも、十分な解繊(微細化)効果が得られず、この場合には、噴出処理を繰り返し行っても、所望の微細セルロース繊維が得られないおそれもある。
<Ejection conditions>
In the present invention, the cellulose fiber raw material liquid is defibrated (miniaturized) by ejecting it from a high-pressure atmosphere of 100 MPa or more and reducing the pressure. As the jetting means, it is preferable to use an ultra-high pressure homogenizer. Specifically, the cellulose fiber raw material liquid is pressurized to 100 MPa or more, preferably 150 MPa or more, more preferably 200 MPa or more, further preferably 220 MPa or more with a pressure intensifier, It is ejected from a nozzle having a pore diameter of 50 μm or more, and the pressure is reduced so that the pressure difference is 50 MPa or more, preferably 80 MPa or more, more preferably 90 MPa or more. The cellulose fibers are defibrated (miniaturized) by the cleavage phenomenon caused by this pressure difference. Here, when the pressure under the high pressure condition is low or when the pressure difference from the high pressure to the reduced pressure condition is small, the defibration (miniaturization) efficiency is lowered and the number of repeated ejections for obtaining the desired fine cellulose fiber is large. This is not preferable because it is necessary. In addition, even when the pore diameter of the pores from which the cellulose fiber raw material liquid is ejected is too large, a sufficient defibration (miniaturization) effect cannot be obtained. There is also a possibility that the fine cellulose fiber of this may not be obtained.

セルロース繊維原料液の噴出は、必要に応じて複数回繰り返すことにより、微細化度を上げて所望の微細セルロース繊維を得ることができる。この繰り返し回数(パス数)は、通常1回以上、好ましくは3回以上、より好ましくは5回以上、更に好ましくは10回以上で、通常100回以下、好ましくは50回以下、より好ましくは20回以下、更に好ましくは15回以下である。パス数が多い程、微細化の程度を上げることができるが、過度にパス数が多いとコスト高となるため好ましくない。   The ejection of the cellulose fiber raw material liquid can be repeated a plurality of times as necessary, thereby increasing the degree of refinement and obtaining desired fine cellulose fibers. The number of repetitions (pass number) is usually 1 time or more, preferably 3 times or more, more preferably 5 times or more, still more preferably 10 times or more, and usually 100 times or less, preferably 50 times or less, more preferably 20 times. No more than 15 times, more preferably no more than 15 times. As the number of passes increases, the degree of miniaturization can be increased. However, an excessively large number of passes is not preferable because the cost increases.

超高圧ホモジナイザーとしては特に限定はないが、具体的装置としてはスギノマシーン社製の「アルティマイザー」を用いることができる。
噴出時の高圧条件は高い程、圧力差により大きなへき開現象でより一層の微細化を図ることができるが、装置仕様の上限として、通常245MPa以下である。
同様に、高圧条件から減圧下への圧力差も大きいことが好ましいが、一般的には、増圧機による加圧条件から大気圧下に噴出することで、圧力差の上限は通常245MPa以下である。
The ultra-high pressure homogenizer is not particularly limited, but “Ultimator” manufactured by Suginoma Machine Co., Ltd. can be used as a specific apparatus.
The higher the high-pressure condition at the time of jetting, the more cleavage can be achieved by a large cleavage phenomenon due to the pressure difference, but the upper limit of the apparatus specification is usually 245 MPa or less.
Similarly, it is preferable that the pressure difference from the high pressure condition to the reduced pressure is large, but generally, the upper limit of the pressure difference is usually 245 MPa or less by ejecting from the pressurizing condition by the pressure intensifier to the atmospheric pressure. .

また、セルロース繊維原料液を噴出させる細孔の直径は小さければ容易に高圧状態を作り出せるが、過度に小さいと噴出効率が悪くなる。この細孔直径は50μm以上800μm以下、好ましくは100μm以上500μm以下、より好ましくは150μm以上350μm以下である。   Moreover, if the diameter of the pores through which the cellulose fiber raw material liquid is ejected is small, a high pressure state can be easily created, but if it is too small, the ejection efficiency is deteriorated. The pore diameter is 50 μm or more and 800 μm or less, preferably 100 μm or more and 500 μm or less, more preferably 150 μm or more and 350 μm or less.

噴出時の温度(セルロース繊維原料液温度)には特に制限はないが、通常5℃以上100℃以下である。温度が高すぎると装置、具体的には送液ポンプや高圧シール部等の劣化を早める恐れがあるため好ましくない。   Although there is no restriction | limiting in particular in the temperature at the time of ejection (cellulose fiber raw material liquid temperature), Usually, they are 5 degreeC or more and 100 degrees C or less. If the temperature is too high, there is a possibility that the apparatus, specifically, the liquid feed pump, the high-pressure seal part, and the like may be deteriorated, which is not preferable.

なお、噴出ノズルは1本でも2本でもよく、噴出させたセルロースを噴出先に設けた壁やボール、リングにぶつけてもよい。更にノズルが2本の場合には噴出先でセルロース同士を衝突させてもよい。   The number of the ejection nozzles may be one or two, and the ejected cellulose may hit a wall, ball, or ring provided at the ejection destination. Furthermore, when there are two nozzles, celluloses may collide with each other at the ejection destination.

[回転式解繊方法による解繊(微細化)]
次に、回転式解繊方法について述べる。
この場合、セルロース繊維原料液の濃度は、上述と同様に0.2重量%以上1.0重量%以下が好ましい。
回転式解繊装置としては、IKA社製のULTRA−TURRAX T−25やT50,T65D、コム・テクニック社製のクレアミックス、KINEMATICA社製のPOLYTRON,MEGATRONなどが挙げられる。
[Fabrication (miniaturization) by rotary defibration method]
Next, the rotational defibrating method will be described.
In this case, the concentration of the cellulose fiber raw material liquid is preferably 0.2% by weight or more and 1.0% by weight or less as described above.
Examples of the rotary defibrating apparatus include ULTRA-TURRAX T-25 and T50, T65D manufactured by IKA, CLEAMIX manufactured by COMTECHNIK, POLYTRON, and MEGATRON manufactured by KINEMATICA.

クレアミックスを例に説明すると、この装置は、ローターと呼ばれる回転刃と狭い間隙をあけて対峙するスクリーンと呼ばれるスリットを有する固定刃で構成されており、ローターが数万rpmの高速回転することにより、運動エネルギーを与えられたセルロース繊維原料液が、スクリーンスリットを高速で通過する際に大きな剪断力を受け、繊維間からさけるように解繊されるものである。回転数は大きい程、大きな剪断力を発生させるため好ましく、特に1万rpm以上が好ましく、さらに好ましくは2万rpm以上である。スクリーンがローターと逆に回転すれば剪断力はさらに大きくなるため、非常に好ましい。処理時間は、10秒以上1時間以下がよく、さらに好ましくは1分以上30分以下である。処理時間が10秒よりも短いと解繊が不十分であり、1時間を超えても、さらなる解繊度合の向上が望めないため効率的でない。   Taking Claremix as an example, this device is composed of a rotating blade called a rotor and a fixed blade having a slit called a screen facing a narrow gap, and the rotor rotates at a high speed of tens of thousands of rpm. The cellulose fiber raw material liquid to which kinetic energy is applied is subjected to a large shearing force when passing through the screen slit at a high speed, and is defibrated so as to avoid from between the fibers. The larger the number of revolutions, the greater the shearing force that is generated, which is preferably 10,000 rpm or more, and more preferably 20,000 rpm or more. If the screen rotates in the opposite direction to the rotor, the shearing force becomes even larger, which is very preferable. The treatment time is preferably 10 seconds to 1 hour, more preferably 1 minute to 30 minutes. If the treatment time is shorter than 10 seconds, defibration is insufficient, and even if it exceeds 1 hour, further improvement in the degree of defibration cannot be expected, which is not efficient.

<超音波処理による解繊(微細化)処理>
次に、超音波処理による解繊(微細化)について説明する。
<Defibration (miniaturization) treatment by ultrasonic treatment>
Next, defibration (miniaturization) by ultrasonic treatment will be described.

上述のセルロース繊維原料液又はセルロース繊維原料液が微細化(解繊)されたセルロース繊維分散液に超音波処理を施すことにより解繊(微細化)する。   The cellulose fiber raw material liquid or the cellulose fiber raw material liquid that has been refined (defibrated) is subjected to ultrasonic treatment to be defibrated (fine sized).

超音波処理装置としては特に限定はないが、具体的装置としてSMT社製超音波ホモジナイザーUH600Sやヒールッシャー社製のUIP1000、日本エマソン(株)製ソニファイヤーS−450Dなどを用いることができる。   Although there is no limitation in particular as an ultrasonic processing apparatus, Ultrasonic homogenizer UH600S made from SMT, UIP1000 made from Healscher, Sonifier S-450D made from Nippon Emerson Co., Ltd., etc. can be used as a specific apparatus.

超音波の照射時間は長いほど解繊されるが、通常10分以上、好ましくは30分以上、さらに好ましくは60分以上かける。また、4時間以下の照射時間が好ましい。4時間を超える長時間処理では繊維の結晶がこわれ、ゲル状態になってしまい、好ましくない。   The longer the ultrasonic irradiation time is, the longer the fiber is defibrated, but it is usually 10 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, more preferably 60 minutes or longer. Moreover, the irradiation time of 4 hours or less is preferable. Long-term treatment exceeding 4 hours is not preferable because the fiber crystals are broken and gelled.

超音波を連続で処理すると、温度が上昇し続けるので、50%程度の間欠運転を行っても良い。
超音波処理は、ピエゾ素子を共振させて超音波を発生させているので、出力はピエゾ素子の大きさに依存する。低周波になれば高出力にすることができ、高周波になれば低出力になる。周波数は20kHz以上1000kHz以下が好ましい。周波数が20kHz未満では超音波処理の効果が期待できない。周波数が1000kHzを超えるとラジカルが発生し、セルロース繊維にダメージが生じる。出力は300W以上が好ましく、600W以上がより好ましく、1200W以上がさらに好ましい。
If the ultrasonic wave is continuously processed, the temperature continues to rise, so intermittent operation of about 50% may be performed.
In the ultrasonic treatment, since the ultrasonic wave is generated by resonating the piezoelectric element, the output depends on the size of the piezoelectric element. When the frequency is low, the output can be high, and when the frequency is high, the output is low. The frequency is preferably 20 kHz or more and 1000 kHz or less. If the frequency is less than 20 kHz, the effect of ultrasonic treatment cannot be expected. When the frequency exceeds 1000 kHz, radicals are generated and the cellulose fibers are damaged. The output is preferably 300 W or more, more preferably 600 W or more, and even more preferably 1200 W or more.

処理チップは特に限定はないが、チタン合金製を使用してもよい。   The processing chip is not particularly limited, but a titanium alloy may be used.

なお、上述の解繊処理は単独で用いても、複数を組み合わせて用いてもよい。特に超音波処理による解繊は、高圧からの噴出式の解繊方法や回転式の解繊方法を経た後に行うのが効率の点で好ましい。   In addition, the above-mentioned defibrating process may be used independently or may be used in combination. In particular, the defibration by ultrasonic treatment is preferably performed after passing through an ejection type defibration method from a high pressure or a rotary type defibration method.

<遠心分離機による処理>
上述の解繊(微細化)されたセルロース繊維分散液から、遠心分離機により十分に解繊された分散液を不十分な解繊しかされていない分散液及び超音波処理を施したときの処理チップの微粒子から分離することができる。十分に解繊された分散液が遠心分離機の処理により上澄みとなる。
<Treatment with a centrifuge>
Dispersion that has been sufficiently defibrated by a centrifuge from the defibrated (miniaturized) cellulose fiber dispersion, and a treatment that has been subjected to ultrasonic treatment and dispersion that has been insufficiently defibrated. It can be separated from the fine particles of the chip. A sufficiently defibrated dispersion becomes a supernatant by a centrifuge process.

遠心分離機としては特に限定はないが、具体的装置として日立工機社製遠心分離機CR−22Gを用いることができる。   Although there is no limitation in particular as a centrifuge, Hitachi Koki centrifuge CR-22G can be used as a specific apparatus.

遠心分離機の運転条件は、回転数は5000rpm以上が好ましく、10,000rpm以上がより好ましく、15,000rpm以上がさらに好ましい。運転時間は5分以上が好ましく、10分以上がより好ましく、30分以上がさらに好ましい。   As for the operating conditions of the centrifuge, the number of rotations is preferably 5000 rpm or more, more preferably 10,000 rpm or more, and further preferably 15,000 rpm or more. The operating time is preferably 5 minutes or longer, more preferably 10 minutes or longer, and even more preferably 30 minutes or longer.

<セルロース繊維の繊維径・繊維長>
上述の解繊(微細化)処理で得られるセルロース繊維の繊維径は細く、樹脂等のマトリクス材料と複合化した場合、透明性が高いものが得られる点において好ましい。
<Fiber diameter and fiber length of cellulose fiber>
The fiber diameter of the cellulose fiber obtained by the above-described defibration (miniaturization) treatment is small, and when it is combined with a matrix material such as a resin, it is preferable in that a highly transparent one can be obtained.

セルロース繊維の繊維径はSEM観察により確認することができるが、上述の方法で得られるセルロース繊維の繊維径は、SEMより観察される繊維径の平均値で4〜200nmであることが好ましい。セルロース繊維の平均繊維径が200nmを超えると、可視光の波長に近づき、マトリクス材料との界面で可視光の屈折が生じ易く、透明性が低下するので好ましくない。また、繊維径が4nm以下の繊維は実質的に製造できない。得られる複合材料の透明性の観点から、セルロース繊維の平均繊維径はより好ましくは4〜100nmである。   Although the fiber diameter of a cellulose fiber can be confirmed by SEM observation, it is preferable that the fiber diameter of the cellulose fiber obtained by the above-mentioned method is 4-200 nm by the average value of the fiber diameter observed from SEM. If the average fiber diameter of the cellulose fibers exceeds 200 nm, it is not preferable because it approaches the wavelength of visible light and refraction of visible light tends to occur at the interface with the matrix material, resulting in a decrease in transparency. Moreover, a fiber having a fiber diameter of 4 nm or less cannot be substantially produced. From the viewpoint of transparency of the resulting composite material, the average fiber diameter of the cellulose fibers is more preferably 4 to 100 nm.

また、セルロース繊維の長さについては特に限定されないが、平均で100nm以上が好ましい。セルロース繊維の平均長さが100nmより短いと、得られる複合材料の強度が不十分となる恐れがある。   Moreover, although it does not specifically limit about the length of a cellulose fiber, 100 nm or more is preferable on average. If the average length of the cellulose fibers is shorter than 100 nm, the strength of the resulting composite material may be insufficient.

[セルロース繊維分散液の濾過]
上述の噴出による解繊(微細化)処理で得られたセルロース繊維分散液を濾過して、セルロース繊維膜を製造する。本発明においては、このセルロース繊維分散液の濾過に当たり、上述の解繊(微細化)処理で得られたセルロース繊維分散液を好ましくはセルロース繊維含有量0.01〜0.2重量%となるように希釈して濾過を行う(以下、この希釈を行った分散液を「セルロース繊維希釈液」と称す場合がある。)。
[Filtration of cellulose fiber dispersion]
A cellulose fiber membrane is produced by filtering the cellulose fiber dispersion obtained by the above-described defibration (miniaturization) treatment by jetting. In the present invention, when the cellulose fiber dispersion is filtered, the cellulose fiber dispersion obtained by the above-mentioned defibration (miniaturization) treatment is preferably made to have a cellulose fiber content of 0.01 to 0.2% by weight. Then, the solution is diluted and filtered (hereinafter, the diluted dispersion may be referred to as “cellulose fiber diluted solution”).

<セルロース繊維希釈液>
本発明に係るセルロース繊維の希釈液のセルロース繊維濃度は0.01〜0.2重量%、好ましくは0.02〜0.15重量%である。このような濃度のセルロース繊維分散液とすることにより、セルロース繊維の分散が等方相となることにより、濾過により異方性のないセルロース繊維膜を得ることができるようになる。
この希釈を行わないと、セルロース繊維分散液が液晶相の状態で濾過を行うことになり、濾過時に発生する濾液の流れによってセルロース繊維が配向し、その結果、得られるセルロース繊維膜が異方性(位相差)を強く持つものとなり、ディスプレイ用途等では問題になる。
<Cellulose fiber diluent>
The cellulose fiber concentration of the diluted solution of cellulose fibers according to the present invention is 0.01 to 0.2% by weight, preferably 0.02 to 0.15% by weight. By using a cellulose fiber dispersion liquid having such a concentration, the cellulose fiber film can be obtained by filtration so as to obtain a cellulose fiber film having no anisotropy by filtration.
If this dilution is not performed, the cellulose fiber dispersion will be filtered in a liquid crystal phase, and the cellulose fibers will be oriented by the flow of the filtrate generated during filtration, resulting in an anisotropic cellulose fiber membrane. It has a strong (phase difference) and becomes a problem in display applications.

即ち、セルロース繊維分散液は約0.2重量%濃度以上で液晶相(ネマチック相)を示す。さらに約1重量%濃度になると分散液の粘度が増し、その上高次な相を形成している。セルロース繊維分散液を液晶相を示す濃度よりも高濃度で濾過製膜した場合、セルロース繊維は異方性を持つため、一方向に配向したドメインが複数形成され、又はどの濃度からでも加熱乾燥製膜すると、マルチドメイン構造を持つため、位相差が大きくなるので好ましくない。
セルロース繊維分散液の濾過を行っているときには、概略濾過面を通過する方向へ流れが生ずるが、濾過が進行するに従い、セルロース繊維が堆積し、濾液が通りにくいケーキ層が生じる。そのため、濾過抵抗の小さい部分に向かって、濾液の流れが発生する。その際にセルロース繊維分散液が液晶相の場合は、流動配向してセルロース繊維膜に異方性が発現する。一方、セルロース繊維分散液を希釈して等方相とした場合は、セルロース繊維が個別に堆積するので、濾過により得られるセルロース繊維膜は異方性がなくほぼ等方的になる。
That is, the cellulose fiber dispersion exhibits a liquid crystal phase (nematic phase) at a concentration of about 0.2% by weight or more. Further, when the concentration is about 1% by weight, the viscosity of the dispersion increases, and a higher order phase is formed. When the cellulose fiber dispersion is filtered and formed at a concentration higher than the concentration indicating the liquid crystal phase, the cellulose fibers have anisotropy, so that a plurality of domains oriented in one direction are formed, or the product is heated and dried from any concentration. Film formation is undesirable because it has a multi-domain structure and thus the phase difference increases.
When the cellulose fiber dispersion is being filtered, a flow is generated in a direction substantially passing through the filtration surface. However, as the filtration proceeds, cellulose fibers are deposited and a cake layer is formed in which the filtrate is difficult to pass through. Therefore, a filtrate flow is generated toward a portion having a low filtration resistance. In this case, when the cellulose fiber dispersion is in a liquid crystal phase, anisotropy is exhibited in the cellulose fiber film by flow orientation. On the other hand, when the cellulose fiber dispersion is diluted to form an isotropic phase, the cellulose fibers are individually deposited, so that the cellulose fiber membrane obtained by filtration is almost isotropic without anisotropy.

なお、このセルロース繊維分散液の希釈に際しては、セルロース繊維分散液を20kHz〜100kHz、100W〜1000W程度の超音波分散機で分散しつつ希釈を行っても良い。このセルロース繊維分散液の希釈には、セルロース繊維分散液中の分散媒と同様の希釈媒体、好ましくは水が用いられる。   In the dilution of the cellulose fiber dispersion, the cellulose fiber dispersion may be diluted while being dispersed with an ultrasonic disperser of about 20 kHz to 100 kHz and 100 W to 1000 W. For dilution of the cellulose fiber dispersion, a dilution medium similar to the dispersion medium in the cellulose fiber dispersion, preferably water, is used.

セルロース繊維分散液が液晶相が等方相かの判断は、直線偏光板を2枚使って行うことができる。通常、直線偏光板2枚を垂直に重ねて透過光観察しても、光が透過しないので黒く見えるだけである。同様に、透過光下で偏光板2枚の間に等方相の液を異方性のない容器に入れて観察すると光が透過しないで黒く見えるだけである。他方、透過光下で偏光板2枚の間に液晶相の液を異方性のない容器に入れて観察すれば、光が部分的に透過するようになり光の模様(テキスチャー)が観察できる。この観察に用いる透過光としては、ハクバ写真産業(株)製ライトビュアー5700等を使用すればよい。   Whether the liquid crystal phase of the cellulose fiber dispersion is isotropic can be determined using two linear polarizing plates. Usually, even when two linearly polarizing plates are vertically stacked and the transmitted light is observed, the light does not pass through and only appears black. Similarly, when an isotropic liquid is placed between two polarizing plates under transmitted light and observed in a container having no anisotropy, it does not transmit light and only appears black. On the other hand, if a liquid crystal phase liquid is placed between two polarizing plates under transmitted light and observed in a container having no anisotropy, light is partially transmitted and a light pattern (texture) can be observed. . As the transmitted light used for this observation, Hakuba Photo Industry Co., Ltd. Light Viewer 5700 may be used.

<濾材>
セルロース繊維分散液、好ましくはセルロース繊維希釈液の濾過の際に使用する濾過フィルターや濾布等の濾材は、124.5Paの差圧をかけたときの空気の透過度が、1〜20cm・cm−2・min−1、特に2〜15cm・cm−2・min−1、とりわけ3〜10cm・cm−2・min−1であることが好ましい。この濾材の空気の透過度が20cm・cm−2・min−1より大きいと、セルロース繊維分散液(好ましくはセルロース繊維希釈液)中のセルロース繊維が殆ど抜けてしまうという問題が起こる。また、濾材の空気の透過度が1cm・cm−2・min−1より小さいと、セルロース繊維分散液(好ましくはセルロース繊維希釈液)の濾過時間が長くかかりすぎるという問題が起こる。
<Filter media>
Filtration media such as filtration filters and filter cloths used for filtration of cellulose fiber dispersions, preferably cellulose fiber diluents, have an air permeability of 1 to 20 cm 3 · when a differential pressure of 124.5 Pa is applied. cm -2 · min -1, in particular 2~15cm 3 · cm -2 · min -1 , is preferably especially 3~10cm 3 · cm -2 · min -1 . When the air permeability of the filter medium is larger than 20 cm 3 · cm −2 · min −1 , there arises a problem that the cellulose fibers in the cellulose fiber dispersion (preferably cellulose fiber dilution) are almost lost. Moreover, when the air permeability of the filter medium is smaller than 1 cm 3 · cm −2 · min −1 , there arises a problem that the filtration time of the cellulose fiber dispersion (preferably cellulose fiber diluted solution) takes too long.

なお、セルロース繊維分散液、好ましくはセルロース繊維希釈液の濾過を行うときには、できるだけ平滑な濾材面上で、水平な状態で濾過を行うことが重要である。凸凹な濾材面上で濾過を行うと、得られるセルロース繊維膜が凸凹になり、光学的観点はもちろん平滑な複合材料を作成する上で障害となる。また、水平でない状態で濾過を行うと、得られるセルロース繊維膜に膜厚差が発生して均一な複合材料を作成する上で望ましくない。   When filtering a cellulose fiber dispersion, preferably a diluted cellulose fiber solution, it is important to perform the filtration in a horizontal state on the surface of the filter medium that is as smooth as possible. When filtration is performed on the uneven filter medium surface, the resulting cellulose fiber membrane becomes uneven, which is an obstacle in creating a smooth composite material as well as an optical viewpoint. Further, if filtration is performed in a non-horizontal state, a difference in film thickness is generated in the resulting cellulose fiber membrane, which is not desirable for producing a uniform composite material.

なお、濾過を行う際には、セルロース繊維分散液の溶媒を取り除くために吸引濾過を行っても良い。この場合、吸引の減圧度としては−90〜−100kPa程度であることが好ましい。この減圧度が大き過ぎると装置の耐圧のために非常に大がかりになり、実用的でない。また、小さ過ぎると吸引を行うことによる利点を十分に得ることができない。また、加圧濾過を行ってもよい。加圧度としては100〜400kPa程度であることが好ましい。   In addition, when performing filtration, you may perform suction filtration in order to remove the solvent of a cellulose fiber dispersion liquid. In this case, the vacuum degree of suction is preferably about −90 to −100 kPa. If the degree of decompression is too large, it becomes very large due to the pressure resistance of the apparatus, which is not practical. On the other hand, if it is too small, the advantage of performing suction cannot be obtained sufficiently. Moreover, you may perform pressure filtration. The degree of pressurization is preferably about 100 to 400 kPa.

また、本発明においては、濾過による製膜工程において、濾材上に製膜されているウェット膜中の水を最後にアルコール等の有機溶媒に置換しても良く、このような処理を行うことにより、後述するような、比較的空隙率の大きいセルロース繊維膜を得ることができる。この溶媒置換は濾過により水を除去し、濾材上のウェット膜のセルロース繊維含量が5〜99重量%になったところでアルコール等の有機溶媒を加えるものである。又は、セルロース繊維分散液(セルロース繊維希釈液)を濾過装置に投入した後、アルコール等の有機溶媒を投入した分散液の上部に静かに投入することによっても濾過の最後にアルコール等の有機溶媒と置換することができる。   In the present invention, in the film forming process by filtration, the water in the wet film formed on the filter medium may be finally replaced with an organic solvent such as alcohol. As described later, a cellulose fiber membrane having a relatively high porosity can be obtained. In this solvent replacement, water is removed by filtration, and an organic solvent such as alcohol is added when the cellulose fiber content of the wet membrane on the filter medium reaches 5 to 99% by weight. Alternatively, after the cellulose fiber dispersion (cellulose fiber diluted solution) is put into the filtration device, the organic solvent such as alcohol is added at the end of the filtration by gently pouring it on top of the dispersion containing the organic solvent such as alcohol. Can be replaced.

ここで用いるアルコール等の有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2-プロパノール、1−ブタノール等のアルコール類の他、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、トルエン、四塩化炭素等の1種又は2種以上の有機溶媒が挙げられる。非水溶性有機溶媒を用いる場合は、水溶性有機溶媒との混合溶媒にするか水溶性有機溶媒で置換した後、非水溶性有機溶媒で置換することが好ましい。   The organic solvent such as alcohol used here is not particularly limited. For example, in addition to alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, and 1-butanol, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran, cyclohexane 1 type, or 2 or more types of organic solvents, such as toluene and carbon tetrachloride. When using a water-insoluble organic solvent, it is preferable to use a water-soluble organic solvent or a mixed solvent with the water-soluble organic solvent, and then replace with a water-insoluble organic solvent.

<加熱プレス>
上記のような濾過により濾材上に製膜された、水及び/又は水を溶媒置換した有機溶媒を含むセルロース繊維からなるウェット膜を、加熱プレスすることにより、水及び/又は有機溶媒を除去して本発明のセルロース繊維膜を得ることができる。なお、この加熱プレスに供されるウェット膜の水及び/又は有機溶媒含有量は、通常、65〜95重量%、好ましくは70〜90重量%、さらに好ましくは75〜85重量%である。加熱プレスに供されるウェット膜の水及び/又は有機溶媒含有量が多過ぎると加圧プレス時にウェット膜形状がつぶれる可能性があり、少な過ぎると空孔ができにくくなり、その結果、複合材料作成時にマトリクス材料がセルロース繊維間に入りにくくなる可能性がある。
<Heating press>
Water and / or organic solvent is removed by heat-pressing a wet membrane made of cellulose fiber containing water and / or an organic solvent in which water is solvent-substituted, formed on the filter medium by filtration as described above. Thus, the cellulose fiber membrane of the present invention can be obtained. In addition, water and / or organic solvent content of the wet film | membrane used for this heat press are 65 to 95 weight% normally, Preferably it is 70 to 90 weight%, More preferably, it is 75 to 85 weight%. If the water and / or organic solvent content of the wet film used for the heating press is too large, the shape of the wet film may be crushed during the pressure press, and if it is too small, it becomes difficult to form pores. There is a possibility that the matrix material is difficult to enter between the cellulose fibers at the time of preparation.

ウェット膜の加熱プレス時の加熱温度は通常70〜170℃、好ましくは90〜150℃、さらに好ましくは110〜130℃である。
この加熱温度が低すぎると乾燥に時間がかかったり、乾燥が不十分になる可能性があり、加熱温度が高すぎるとセルロース繊維膜が着色したり、分解したりする可能性がある。
The heating temperature during the hot pressing of the wet film is usually 70 to 170 ° C, preferably 90 to 150 ° C, and more preferably 110 to 130 ° C.
If this heating temperature is too low, drying may take time or drying may be insufficient, and if the heating temperature is too high, the cellulose fiber membrane may be colored or decomposed.

また、加熱プレスの加圧条件としては、通常、0.02〜2MPa、好ましくは0.05〜1MPa、より好ましくは0.1〜0.5MPaである。この圧力が低すぎると乾燥が不十分になる可能性がり、圧力が高すぎるとセルロース繊維膜がつぶれたり分解する可能性がある。   Moreover, as pressurization conditions of a hot press, it is 0.02-2 MPa normally, Preferably it is 0.05-1 MPa, More preferably, it is 0.1-0.5 MPa. If this pressure is too low, drying may be insufficient, and if the pressure is too high, the cellulose fiber membrane may be crushed or decomposed.

加熱プレス時間は加熱プレスの条件によっても異なるが、通常2〜10分程度である。   The heating press time varies depending on the conditions of the heating press, but is usually about 2 to 10 minutes.

なお、後述の不織布の化学修飾を行う場合には、この加熱プレスを行った後、化学修飾を行い、最後に、乾燥を行ってもよい。   In addition, when performing the chemical modification of the below-mentioned nonwoven fabric, after performing this heat press, you may perform a chemical modification and may dry finally.

[化学修飾]
本発明で使用されるセルロース繊維は、化学修飾されたセルロース繊維であっても良い。化学修飾とは、セルロース中の水酸基が化学修飾剤と反応して化学修飾されているものである。
なお、化学修飾はセルロース繊維をセルロース繊維膜とした後に行ってもよく、化学修飾した後にセルロース繊維膜としてもよい。好ましくは、セルロース繊維膜とした後に化学修飾を行う。
[Chemical modification]
The cellulose fiber used in the present invention may be a chemically modified cellulose fiber. The chemical modification means that the hydroxyl group in cellulose is chemically modified by reacting with a chemical modifier.
The chemical modification may be performed after the cellulose fiber is converted into a cellulose fiber film, or after the chemical modification, the cellulose fiber film may be formed. Preferably, chemical modification is performed after forming the cellulose fiber membrane.

<種類>
化学修飾によってセルロースに導入させる官能基としては、アセチル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、プロピオニル基、プロピオロイル基、ブチリル基、2−ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、ノナノイル基、デカノイル基、ウンデカノイル基、ドデカノイル基、ミリストイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、ナフトイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル基、フロイル基、シンナモイル基等のアシル基、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアノイル基等のイソシアネート基、メチル基、エチル基、プロピル基、2−プロピル基、ブチル基、2−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基等のアルキル基、オキシラン基、オキセタン基、チイラン基、チエタン基等が挙げられる。これらの中では特にアセチル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ベンゾイル基、ナフトイル基等の炭素数2〜12のアシル基、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜12のアルキル基が好ましい。
<Type>
As functional groups to be introduced into cellulose by chemical modification, acetyl group, acryloyl group, methacryloyl group, propionyl group, propioroyl group, butyryl group, 2-butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, nonanoyl group, Decanoyl group, undecanoyl group, dodecanoyl group, myristoyl group, palmitoyl group, stearoyl group, pivaloyl group, benzoyl group, naphthoyl group, nicotinoyl group, isonicotinoyl group, furoyl group, acyl group such as cinnamoyl group, 2-methacryloyloxyethylisocyanoyl Isocyanate group such as a group, methyl group, ethyl group, propyl group, 2-propyl group, butyl group, 2-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, noni Group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, myristyl group, palmityl group, an alkyl group such as a stearyl group, an oxirane group, an oxetane group, a thiirane group, or the like thietane group. Among these, an acyl group having 2 to 12 carbon atoms such as an acetyl group, an acryloyl group, a methacryloyl group, a benzoyl group and a naphthoyl group, and an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group and a propyl group are preferable. .

<修飾方法>
修飾方法としては、特に限定されるものではないが、セルロース繊維と次に挙げるような化学修飾剤とを反応させる方法がある。この反応条件についても特に限定されるものではないが、必要に応じて溶媒、触媒等を用いたり、加熱、減圧等を行うこともできる。
<Modification method>
The modification method is not particularly limited, and there is a method of reacting cellulose fibers with the following chemical modifier. Although there are no particular limitations on the reaction conditions, a solvent, a catalyst, or the like may be used, or heating, decompression, or the like may be performed as necessary.

化学修飾剤の種類としては、酸、酸無水物、アルコール、ハロゲン化試薬、イソシアナート、アルコキシシラン、オキシラン(エポキシ)等の環状エーテルよるなる群から選ばれる1種又は2種以上が挙げられる。   As a kind of chemical modifier, 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of cyclic ethers, such as an acid, an acid anhydride, alcohol, a halogenating reagent, isocyanate, alkoxysilane, and an oxirane (epoxy), are mentioned.

酸としては、例えば酢酸、アクリル酸、メタクリル酸、プロパン酸、ブタン酸、2−ブタン酸、ペンタン酸等が挙げられる。   Examples of the acid include acetic acid, acrylic acid, methacrylic acid, propanoic acid, butanoic acid, 2-butanoic acid, and pentanoic acid.

酸無水物としては、例えば無水酢酸、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、無水プロパン酸、無水ブタン酸、無水2-ブタン酸、無水ペンタン酸等が挙げられる。
ハロゲン化試薬としては、例えばアセチルハライド、アクリロイルハライド、メタクリロイルハライド、プロパノイルハライド、ブタノイルハライド、2−ブタノイルハライド、ペンタノイルハライド、ベンゾイルハライド、ナフトイルハライド等が挙げられる。
アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール等が挙げられる。
イソシアナートとしては、例えばメチルイソシアナート、エチルイソシアナート、プロピルイソシアナート等が挙げられる。
アルコキシシランとしては、例えばメトキシシラン、エトキシシラン等が挙げられる。
オキシラン(エポキシ)等の環状エーテルとしては、例えばエチルオキシラン、エチルオキセタン等が挙げられる。
Examples of the acid anhydride include acetic anhydride, acrylic anhydride, methacrylic anhydride, propanoic anhydride, butanoic anhydride, 2-butanoic anhydride, and pentanoic anhydride.
Examples of the halogenating reagent include acetyl halide, acryloyl halide, methacryloyl halide, propanoyl halide, butanoyl halide, 2-butanoyl halide, pentanoyl halide, benzoyl halide, naphthoyl halide, and the like.
Examples of the alcohol include methanol, ethanol, propanol, and 2-propanol.
Examples of the isocyanate include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, propyl isocyanate, and the like.
Examples of the alkoxysilane include methoxysilane and ethoxysilane.
Examples of cyclic ethers such as oxirane (epoxy) include ethyl oxirane and ethyl oxetane.

これらの中では特に無水酢酸、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、ベンゾイルハライド、ナフトイルハライドが好ましい。
これらの化学修飾剤は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
Among these, acetic anhydride, acrylic acid anhydride, methacrylic acid anhydride, benzoyl halide, and naphthoyl halide are particularly preferable.
These chemical modifiers may be used alone or in combination of two or more.

<化学修飾率>
ここでいう化学修飾率とは、セルロース繊維中の全水酸基のうちの化学修飾されたものの割合を示し、化学修飾率は下記の滴定法によって測定することができる。
<Chemical modification rate>
The term “chemical modification rate” as used herein refers to the proportion of all hydroxyl groups in the cellulose fiber that have been chemically modified, and the chemical modification rate can be measured by the following titration method.

〈測定方法〉
セルロース繊維膜0.5gを精秤しこれにメタノール6mL、蒸留水2mLを添加する。これを60〜70℃で30分攪拌した後、0.05N水酸化ナトリウム水溶液10mLを添加する。これを60〜70℃で15分攪拌しさらに室温で一日攪拌する。ここにフェノールフタレインを用いて0.02N塩酸水溶液で滴定する。
ここで、滴定に要した0.02N塩酸水溶液の量Z(ml)から、化学修飾により導入された置換基のモル数Qは、下記式で求められる。
Q(mol)=0.05(N)×10(ml)/1000
−0.02(N)×Z(ml)/1000
この置換基のモル数Qと、化学修飾率X(mol%)との関係は、以下の式で算出される(セルロース=(C10=(162.14),繰り返し単位1個当たりの水酸基数=3,OHの分子量=17)。なお、以下において、Tは置換基の分子量である。

Figure 2010024376
これを解いていくと、以下の通りである。
Figure 2010024376
<Measuring method>
A cellulose fiber membrane 0.5 g is precisely weighed, and 6 mL of methanol and 2 mL of distilled water are added thereto. After stirring this at 60-70 ° C. for 30 minutes, 10 mL of 0.05N aqueous sodium hydroxide solution is added. The mixture is stirred at 60 to 70 ° C. for 15 minutes and further stirred at room temperature for one day. Titrate with 0.02N aqueous hydrochloric acid using phenolphthalein.
Here, from the amount Z (ml) of the 0.02N hydrochloric acid aqueous solution required for the titration, the number of moles Q of the substituent introduced by chemical modification is obtained by the following formula.
Q (mol) = 0.05 (N) × 10 (ml) / 1000
−0.02 (N) × Z (ml) / 1000
The relationship between the number of moles Q of the substituent and the chemical modification rate X (mol%) is calculated by the following formula (cellulose = (C 6 O 5 H 10 ) n = (162.14) n , repetition Number of hydroxyl groups per unit = 3, molecular weight of OH = 17). In the following, T is the molecular weight of the substituent.
Figure 2010024376
Solving this, it is as follows.
Figure 2010024376

セルロース繊維の化学修飾率は、セルロースの全水酸基に対して、好ましくは65mol%以下、より好ましくは50mol%以下、さらに好ましくは40mol%以下である。   The chemical modification rate of the cellulose fiber is preferably 65 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, and still more preferably 40 mol% or less with respect to the total hydroxyl groups of cellulose.

この化学修飾率が高すぎると、セルロース構造が破壊され結晶性が低下するため、得られる複合材料の線膨張係数が大きくなってしまうという問題点があり、また、化学修飾反応後に着色してしまったりするので好ましくない。   If this chemical modification rate is too high, the cellulose structure is destroyed and the crystallinity is lowered, so that there is a problem that the linear expansion coefficient of the obtained composite material becomes large, and it is colored after the chemical modification reaction. It is not preferable because it is not easy.

<セルロース繊維膜の化学修飾>
セルロース繊維膜の化学修飾は、通常の方法をとることができる。すなわち、常法に従って、セルロース繊維膜のセルロースと上述の化学修飾剤とを反応させることによって化学修飾を行うことができる。この際、必要に応じて溶媒や触媒を用いたり、加熱、減圧等を行ってもよい。触媒としてはピリジンやトリエチルアミン、水酸化ナトリウム、酢酸ナトリウム等の塩基性触媒や、酢酸、硫酸、過塩素酸等の酸性触媒を用いることが好ましい。
<Chemical modification of cellulose fiber membrane>
The chemical modification of the cellulose fiber membrane can take a normal method. That is, chemical modification can be performed by reacting cellulose in the cellulose fiber membrane with the above-described chemical modifier according to a conventional method. At this time, if necessary, a solvent or a catalyst may be used, or heating, decompression or the like may be performed. As the catalyst, it is preferable to use a basic catalyst such as pyridine, triethylamine, sodium hydroxide or sodium acetate, or an acidic catalyst such as acetic acid, sulfuric acid or perchloric acid.

温度条件としては、高すぎるとセルロースの黄変や重合度の低下等が懸念され、低すぎると反応速度が低下することから40〜130℃が好ましい。反応時間は化学修飾剤や化学修飾率にもよるが数分から数十時間である。
このようにして化学修飾を行った後は、反応を終結させるために水で十分に洗浄することが好ましい。未反応の化学修飾剤が残留していると、後で着色の原因になったり、マトリクス材料と複合化する際に問題になったりするので好ましくない。また、水で十分に洗浄した後、さらに残留する水をアルコール等の有機溶媒で置換することが好ましい。この場合、セルロース繊維膜をアルコール等の有機溶媒に浸漬しておくことで容易に置換することができる。
As the temperature condition, if it is too high, there are concerns about yellowing of cellulose, a decrease in the degree of polymerization, and the like. The reaction time is several minutes to several tens of hours depending on the chemical modifier and the chemical modification rate.
After performing chemical modification in this way, it is preferable to wash thoroughly with water in order to terminate the reaction. If the unreacted chemical modifier remains, it is not preferable because it causes coloration later or becomes a problem when it is combined with the matrix material. In addition, after sufficiently washing with water, the remaining water is preferably replaced with an organic solvent such as alcohol. In this case, the cellulose fiber membrane can be easily replaced by immersing it in an organic solvent such as alcohol.

[セルロース繊維膜の厚み]
本発明のセルロース繊維膜の厚みは特に制限されるものではないが、好ましくは10μm以上、さらに好ましくは50μm以上、特に好ましくは80μm以上で、好ましくは10cm以下、さらに好ましくは1cm以下、より好ましくは1mm以下、特に好ましくは250μm以下である。セルロース繊維膜の厚みは、製造の安定性、強度の点から上記下限以上で厚い方が好ましく、生産性、均一性、樹脂の含浸性の点から上記上限以下で薄い方が好ましい。
[Thickness of cellulose fiber membrane]
The thickness of the cellulose fiber membrane of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more, more preferably 50 μm or more, particularly preferably 80 μm or more, preferably 10 cm or less, more preferably 1 cm or less, more preferably It is 1 mm or less, and particularly preferably 250 μm or less. The thickness of the cellulose fiber membrane is preferably thicker than the above lower limit from the viewpoint of production stability and strength, and is preferably thinner than the upper limit from the viewpoint of productivity, uniformity and resin impregnation.

なお、セルロース繊維膜の厚みは以下のセルロース繊維膜の空隙率の算出の項に記載した方法で求めることができる。   In addition, the thickness of a cellulose fiber membrane can be calculated | required by the method described in the term of the calculation of the porosity of the following cellulose fiber membranes.

[セルロース繊維膜の空隙率]
本発明のセルロース繊維膜は、空隙率が40vol%以上であることが好ましく、さらには45vol%以上60vol%以下であることが好ましい。セルロース繊維膜の空隙率が小さいと、樹脂等のマトリクス材料が含浸しにくくなり、複合材料にしたときに未含浸部が残るため、その界面で散乱が生じてヘーズが高くなり好ましくない。また、セルロース繊維膜の空隙率が大きいと複合材料としたとき、セルロース繊維による十分な補強効果が得られず、線膨張係数が大きくなるので、好ましくない。
[Porosity of cellulose fiber membrane]
The cellulose fiber membrane of the present invention preferably has a porosity of 40 vol% or more, and more preferably 45 vol% or more and 60 vol% or less. When the porosity of the cellulose fiber membrane is small, it is difficult to impregnate a matrix material such as a resin, and an unimpregnated portion remains when a composite material is formed. Therefore, scattering occurs at the interface and haze increases, which is not preferable. In addition, when the porosity of the cellulose fiber membrane is large, a composite material is not preferable because a sufficient reinforcing effect by the cellulose fiber cannot be obtained and the linear expansion coefficient becomes large.

ここでいう空隙率とは、セルロース繊維膜中における空隙の体積率を示し、空隙率は、セルロース繊維膜の面積、厚み、重量から、下記式によって求めることができる。
空隙率(vol%)={(1−B/(M×A×t)}×100
ここで、Aはセルロース繊維膜の面積(cm)、t(cm)は厚み、Bはセルロース繊維膜の重量(g)、Mはセルロースの密度であり、本発明ではM=1.5g/cmと仮定する。セルロース繊維膜の膜厚は、膜厚計(Mitutoyo(株)製 IP65)を用いて、セルロース繊維膜の種々な位置について10点の測定を行い、その平均値を採用する。
The porosity here refers to the volume ratio of the voids in the cellulose fiber membrane, and the porosity can be determined from the area, thickness, and weight of the cellulose fiber membrane according to the following formula.
Porosity (vol%) = {(1-B / (M × A × t)} × 100
Here, A is the area (cm 2 ) of the cellulose fiber membrane, t (cm) is the thickness, B is the weight (g) of the cellulose fiber membrane, M is the density of the cellulose, and in the present invention, M = 1.5 g / Assume cm 3 . The film thickness of the cellulose fiber membrane is measured at 10 points at various positions of the cellulose fiber membrane using a film thickness meter (IP65 manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.), and the average value is adopted.

また、複合材料中のセルロース繊維膜の空隙率を求める場合、分光分析や、複合材料の断面のSEM観察を画像解析することにより空隙率を求めることもできる。   Moreover, when calculating | requiring the porosity of the cellulose fiber film | membrane in a composite material, a porosity can also be calculated | required by carrying out image analysis of spectral analysis and SEM observation of the cross section of a composite material.

[2] マトリクス材料との複合化
次に、上述のようにして得られたセルロース繊維膜に、セルロース以外の樹脂等のマトリクス材料を複合化して本発明のセルロース繊維複合材料を製造する方法について説明する。
[2] Compounding with Matrix Material Next, a method for producing the cellulose fiber composite material of the present invention by compositing a matrix material such as resin other than cellulose on the cellulose fiber membrane obtained as described above. To do.

[マトリクス材料の屈折率]
本発明で用いるマトリクス材料は、波長587.6nmの光の対する屈折率(25℃)が1.45以上の材料であることが好ましい。マトリクス材料の屈折率はさらに好ましくは1.50以上である。また、マトリクス材料の屈折率は1.65以下であることが好ましい。マトリクス材料の屈折率はさらに好ましくは1.60以下である。
[Refractive index of matrix material]
The matrix material used in the present invention is preferably a material having a refractive index (25 ° C.) of 1.45 or more for light having a wavelength of 587.6 nm. The refractive index of the matrix material is more preferably 1.50 or more. The refractive index of the matrix material is preferably 1.65 or less. The refractive index of the matrix material is more preferably 1.60 or less.

マトリクス材料の屈折率が大きすぎると、反射が大きくなり過ぎて得られる複合材料の透過効率が悪くなる。また、マトリクス材料の屈折率が大きすぎる場合も屈折率が小さすぎる場合も、いずれも、セルロース繊維とマトリクス材料との屈折率差が大きくなり過ぎて、得られる複合材料の光散乱が大きくなる。   If the refractive index of the matrix material is too large, the transmission efficiency of the composite material obtained due to excessive reflection becomes poor. Further, in both cases where the refractive index of the matrix material is too large and the refractive index is too small, the refractive index difference between the cellulose fiber and the matrix material becomes too large, and the resulting composite material has a large light scattering.

ここで、マトリクス材料の屈折率は例えば次の方法により測定される。
<マトリクス材料の屈折率>
厚み1mmの硬化させた樹脂を20mm×20mmの正方形に切り出し、切断端をポリッシャー等で研磨した後、島津製作所社製カルニューKPR−2000を用いて、波長587.6nmの屈折率をサンプル温度25℃±0.1℃にて測定する。
Here, the refractive index of the matrix material is measured by, for example, the following method.
<Refractive index of matrix material>
A cured resin having a thickness of 1 mm is cut into a 20 mm × 20 mm square, and the cut end is polished with a polisher or the like, and then a refractive index at a wavelength of 587.6 nm is set to a sample temperature of 25 ° C. using Kalnew KPR-2000 manufactured by Shimadzu Corporation. Measure at ± 0.1 ° C.

[樹脂材料]
以下に、マトリクス材料としてのセルロース以外の樹脂材料について説明する。セルロース以外の樹脂材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等から得られる少なくとも一種の樹脂が挙げられる。
[Resin material]
Hereinafter, resin materials other than cellulose as the matrix material will be described. Examples of the resin material other than cellulose include at least one resin obtained from a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, and the like.

<熱可塑性樹脂>
熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、芳香族ポリカーボネート系樹脂、脂肪族ポリカーボネート系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂、脂肪族ポリエステル系樹脂、脂肪族ポリオレフィン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、熱可塑性ポリイミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスルホン系樹脂、非晶性フッ素系樹脂等が挙げられる。
<Thermoplastic resin>
As thermoplastic resins, styrene resins, acrylic resins, aromatic polycarbonate resins, aliphatic polycarbonate resins, aromatic polyester resins, aliphatic polyester resins, aliphatic polyolefin resins, cyclic olefin resins, polyamides Resin, polyphenylene ether resin, thermoplastic polyimide resin, polyacetal resin, polysulfone resin, amorphous fluorine resin and the like.

スチレン系樹脂としては、スチレン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレン等の重合体及び共重合体が挙げられる。   Examples of the styrenic resin include polymers and copolymers such as styrene, chlorostyrene, divinylbenzene, and α-methylstyrene.

アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド等の重合体及び共重合体が挙げられる。ここで「(メタ)アクリル」とは、「アクリル及び/又はメタクリル」を意味する。(メタ)アクリル酸エステルとは(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シクロアルキルエステル基を有する(メタ)アクリル酸系単量体、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等が挙げられる。シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、イソボルニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ブトキシエチル等が挙げられる。(メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−オクチル(メタ)アクリルアミド等のN置換(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。   Examples of the acrylic resin include polymers and copolymers such as (meth) acrylic acid, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylic acid ester, and (meth) acrylamide. Here, “(meth) acryl” means “acryl and / or methacryl”. Examples of (meth) acrylic acid esters include (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid monomers having a cycloalkyl ester group, and (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters. Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ( Examples include benzyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, and the like. Examples of the (meth) acrylic acid monomer having a cycloalkyl group include cyclohexyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate. Examples of (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters include 2-methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, and 2-butoxyethyl (meth) acrylate. (Meth) acrylamides include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N -N-substituted (meth) acrylamides such as isopropyl (meth) acrylamide, Nt-octyl (meth) acrylamide and the like.

芳香族ポリカーボネート系樹脂とは、3価以上の多価フェノール類を共重合成分として含有できる1種以上のビスフェノール類と、ビスアルキルカーボネート、ビスアリールカーボネート、ホスゲン等の炭酸エステル類との反応により製造される共重合体であり、必要に応じて芳香族ポリエステルカーボネート類とするために共重合成分としてテレフタル酸やイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸又はその誘導体(例えば芳香族ジカルボン酸ジエステルや芳香族ジカルボン酸塩化物)を使用してもよいものである。   Aromatic polycarbonate resin is produced by reaction of one or more bisphenols that can contain polyhydric phenols having 3 or more valences as a copolymerization component with carbonate esters such as bisalkyl carbonate, bisaryl carbonate, and phosgene. In order to make aromatic polyester carbonates as required, aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid and isophthalic acid or derivatives thereof (for example, aromatic dicarboxylic acid diesters and aromatic dicarboxylic acids) Acid chloride) may be used.

前記ビスフェノール類としては、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールM、ビスフェノールP、ビスフェノールS、ビスフェノールZ(略号はアルドリッチ社試薬カタログを参照)等が例示され、中でもビスフェノールAとビスフェノールZ(中心炭素がシクロヘキサン環に参加しているもの)が好ましく、ビスフェノールAが特に好ましい。共重合可能な3価フェノール類としては、1,1,1−(4−ヒドロキシフェニル)エタンやフロログルシノールなどが例示できる。   Examples of the bisphenols include bisphenol A, bisphenol C, bisphenol E, bisphenol F, bisphenol M, bisphenol P, bisphenol S, and bisphenol Z (for abbreviations refer to the Aldrich reagent catalog), among which bisphenol A and bisphenol Z (Where the central carbon participates in the cyclohexane ring) is preferred, and bisphenol A is particularly preferred. Examples of copolymerizable trihydric phenols include 1,1,1- (4-hydroxyphenyl) ethane and phloroglucinol.

脂肪族ポリカーボネート系樹脂としては、脂肪族ジオール成分及び/又は脂環式ジオール成分とビスアルキルカーボネート、ホスゲン等の炭酸エステル類との反応により製造される共重合体である。脂環式ジオールとしてはシクロヘキサンジメタノールやイソソルバイト等が挙げられる。   The aliphatic polycarbonate resin is a copolymer produced by a reaction between an aliphatic diol component and / or an alicyclic diol component and a carbonic ester such as bisalkyl carbonate or phosgene. Examples of the alicyclic diol include cyclohexanedimethanol and isosorbite.

芳香族ポリエステル系樹脂としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等のジオール類とテレフタル酸等の芳香族カルボン酸との共重合体が挙げられる。また、ポリアリレートのように、ビスフェノールA等のジオール類とテレフタル酸やイソフタル酸等の芳香族カルボン酸との共重合体も挙げられる。   Examples of aromatic polyester resins include copolymers of diols such as ethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol and aromatic carboxylic acids such as terephthalic acid. Moreover, the copolymer of diols, such as bisphenol A, and aromatic carboxylic acids, such as a terephthalic acid and isophthalic acid, is also mentioned like a polyarylate.

脂肪族ポリエステル系樹脂としては、上記ジオールとコハク酸、吉草酸等の脂肪族ジカルボン酸との共重合体やグリコール酸や乳酸等のヒドロキシジカルボン酸の共重合体等が挙げられる。   Examples of the aliphatic polyester resin include a copolymer of the diol and an aliphatic dicarboxylic acid such as succinic acid and valeric acid, and a copolymer of hydroxydicarboxylic acid such as glycolic acid and lactic acid.

脂肪族ポリオレフィン系樹脂としては、具体的には、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン等の炭素数2〜8程度のα−オレフィンの単独重合体、それらのα−オレフィンと、エチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−オクタデセン等の炭素数2〜18程度の他のα−オレフィン等との二元或いは三元の共重合体等;具体的には、例えば、分岐状低密度ポリエチレン、直鎖状高密度ポリエチレン等のエチレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−ヘプテン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体等のエチレン系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−1−ブテン共重合体等のプロピレン系樹脂、1−ブテン単独重合体、1−ブテン−エチレン共重合体、1−ブテン−プロピレン共重合体等の1−ブテン系樹脂、及び4−メチル−1−ペンテン単独重合体、4−メチル−1−ペンテン−エチレン共重合体等の4−メチル−1−ペンテン系樹脂等の樹脂、並びに、エチレンと他のα−オレフィンとの共重合体、1−ブテンと他のα−オレフィンとの共重合体、更に、例えば1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、1,4−オクタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ブチリデン−2−ノルボルネン、5−イソプロペニル−2−ノルボルネン等の非共役ジエンとの二元或いは三元の共重合体等、具体的には、例えばエチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ブテン−非共役ジエン共重合体等のオレフィン系ゴム等が挙げられ、これらのオレフィン系重合体は2種以上が併用されていてもよい。   Specific examples of the aliphatic polyolefin resin include homopolymers of α-olefins having about 2 to 8 carbon atoms such as ethylene, propylene and 1-butene, those α-olefins, ethylene, propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 4,4-dimethyl-1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-hexene, 1-heptene, Binary or ternary copolymers with other α-olefins having about 2 to 18 carbon atoms such as 1-octene, 1-decene, 1-octadecene, etc .; specifically, for example, branched low density Ethylene homopolymers such as polyethylene and linear high-density polyethylene, ethylene-propylene copolymers, ethylene-1-butene copolymers, ethylene-propylene-1-butene copolymers, ethylene Ethylene resins such as -4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-1-heptene copolymer, ethylene-1-octene copolymer, propylene homopolymer, propylene -Propylene-based resins such as ethylene copolymer, propylene-ethylene-1-butene copolymer, 1-butene homopolymer, 1-butene-ethylene copolymer, 1-butene-propylene copolymer, etc. Butene-based resins, 4-methyl-1-pentene homopolymers, 4-methyl-1-pentene-based resins such as 4-methyl-1-pentene-ethylene copolymers, and ethylene and other α -Copolymers with olefins, copolymers of 1-butene with other α-olefins, such as 1,4-hexadiene, 4-methyl-1,4-hexadiene, 5-methyl 1,4-hexadiene, 6-methyl-1,5-heptadiene, 1,4-octadiene, 7-methyl-1,6-octadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, dicyclopentadiene, 5-methylene-2-norbornene A binary or ternary copolymer with a nonconjugated diene such as 5-ethylidene-2-norbornene, 5-butylidene-2-norbornene, 5-isopropenyl-2-norbornene, and the like. -Olefin rubbers such as a propylene copolymer, an ethylene-propylene-nonconjugated diene copolymer, an ethylene-1-butene copolymer, and an ethylene-1-butene-nonconjugated diene copolymer. Two or more olefin polymers may be used in combination.

環状オレフィン系樹脂とは、ノルボルネンやシクロヘキサジエン等、ポリマー鎖中に環状オレフィン骨格を含む重合体もしくはこれらを含む共重合体である。例えば、ノルボルネン骨格の繰り返し単位、又はノルボルネン骨格とメチレン骨格の共重合体よりなるノルボルネン系樹脂が挙げられ、市販品としては、JSR製の「アートン」、日本ゼオン製の「ゼネックス」及び「ゼオノア」、三井化学製の「アペル」、チコナ製の「トーパス」等が挙げられる。   The cyclic olefin-based resin is a polymer containing a cyclic olefin skeleton in a polymer chain, such as norbornene or cyclohexadiene, or a copolymer containing these. For example, a norbornene-based resin composed of a repeating unit of a norbornene skeleton or a copolymer of a norbornene skeleton and a methylene skeleton can be mentioned, and commercially available products include “Arton” manufactured by JSR, “Xennex” and “Zeonor” manufactured by Nippon Zeon. "Apel" manufactured by Mitsui Chemicals, "Topas" manufactured by Chicona, and the like.

ポリアミド系樹脂としては、6,6−ナイロン、6−ナイロン、11−ナイロン、12−ナイロン、4,6−ナイロン、6,10−ナイロン、6,12−ナイロン等の脂肪族アミド系樹脂や、フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンと塩化テレフタロイルや塩化イソフタロイル等の芳香族ジカルボン酸又はその誘導体からなる芳香族ポリアミド等が挙げられる。   Examples of polyamide resins include aliphatic amide resins such as 6,6-nylon, 6-nylon, 11-nylon, 12-nylon, 4,6-nylon, 6,10-nylon, 6,12-nylon, An aromatic polyamide such as an aromatic diamine such as phenylenediamine and an aromatic dicarboxylic acid such as terephthaloyl chloride or isophthaloyl chloride or a derivative thereof may be used.

ポリフェニレンエーテル系樹脂としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)等が挙げられ、さらに2,6−ジメチルフェノールと他のフェノール類との共重合体も挙げられる。   Examples of the polyphenylene ether resin include poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether), poly (2-methyl-6-ethyl-1,4-phenylene ether), and poly (2,6-dichloro ether). -1,4-phenylene ether), and a copolymer of 2,6-dimethylphenol and other phenols.

ポリイミド系樹脂としては、無水ポリメリット酸や4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等の共重合体であるピロメリット酸型イミド、無水塩化トリメリット酸やp−フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンやジイソシアネート化合物からなる共重合体であるトリメリット酸型ポリイミド、ビフェニルテトラカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミン等からなるビフェニル型ポリイミド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸や4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等からなるベンゾフェノン型ポリイミド、ビスマレイミドや4,4’−ジアミノジフェニルメタン等からなるビスマレイミド型ポリイミド等が挙げられる。   Examples of polyimide resins include pyromellitic acid type imides such as polymellitic anhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether, aromatic diamines such as anhydrous trimellitic acid chloride and p-phenylenediamine, and diisocyanate compounds. From the copolymer of trimellitic acid type polyimide, biphenyltetracarboxylic acid, 4,4′-diaminodiphenyl ether, p-phenylenediamine, etc., benzophenone tetracarboxylic acid, 4,4′-diaminodiphenyl ether, etc. Benzophenone-type polyimide, bismaleimide, bismaleimide-type polyimide made of 4,4′-diaminodiphenylmethane, and the like.

ポリアセタール系樹脂としては、オキシメチレン構造を単位構造にもつホモポリマーと、オキシエチレン単位を含む共重合体が挙げられる。   Examples of the polyacetal resin include a homopolymer having an oxymethylene structure as a unit structure and a copolymer containing an oxyethylene unit.

ポリスルホン系樹脂としては、4,4’−ジクロロジフェニルスルホンやビスフェノールA等の共重合体が挙げられる。   Examples of the polysulfone resin include copolymers such as 4,4'-dichlorodiphenylsulfone and bisphenol A.

非晶性フッ素系樹脂としては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、ペルフルオロアルキルビニルエーテル等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。   Examples of the amorphous fluorine-based resin include homopolymers or copolymers such as tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, and perfluoroalkyl vinyl ether.

これらの熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。   These thermoplastic resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<硬化性樹脂>
熱硬化性樹脂、光線硬化性樹脂とは、硬化する前の前駆体もしくは硬化してなる樹脂硬化物のことを意味する。ここで前駆体は、常温では液状、半固体状又は固形状等であって常温下又は加熱下で流動性を示す物質を意味する。これらは硬化剤、触媒、熱又は光の作用によって重合反応や架橋反応を起こして分子量を増大させながら網目状の三次元構造を形成してなる不溶不融の樹脂となり得る。また、樹脂硬化物とは、上記熱硬化性樹脂前駆体又は光硬化性樹脂前駆体が硬化してなる樹脂を意味する。
<Curable resin>
The thermosetting resin and the light curable resin mean a precursor before curing or a cured resin obtained by curing. Here, the precursor means a substance that is liquid, semi-solid or solid at room temperature and exhibits fluidity at room temperature or under heating. These can be insoluble and infusible resins formed by forming a network-like three-dimensional structure while increasing the molecular weight by causing a polymerization reaction or a crosslinking reaction by the action of a curing agent, a catalyst, heat or light. The resin cured product means a resin obtained by curing the thermosetting resin precursor or the photocurable resin precursor.

<<熱硬化性樹脂>>
本発明における熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、珪素樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の前駆体が挙げられる。
<< Thermosetting resin >>
The thermosetting resin in the present invention is not particularly limited, but epoxy resin, acrylic resin, oxetane resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, silicon resin, polyurethane resin, diallyl phthalate Examples thereof include precursors such as resins.

上記エポキシ樹脂前駆体としては、少なくとも1個のエポキシ基を有する有機化合物をいう。上記エポキシ樹脂前駆体中のエポキシ基の数としては、1分子あたり1個以上7個以下であることが好ましく、1分子あたり2個以上であることがより好ましい。ここで、前駆体1分子あたりのエポキシ基の数は、エポキシ樹脂前駆体中のエポキシ基の総数をエポキシ樹脂中の分子の総数で除算することにより求められる。上記エポキシ樹脂前駆体としては特に限定されず、例えば、以下に示したエポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は単独でも2種以上併用されてもよい。これらエポキシ樹脂は硬化剤を用いて熱硬化性樹脂前躯体を硬化することにより得られる。   The epoxy resin precursor refers to an organic compound having at least one epoxy group. The number of epoxy groups in the epoxy resin precursor is preferably 1 or more and 7 or less per molecule, and more preferably 2 or more per molecule. Here, the number of epoxy groups per molecule of the precursor is obtained by dividing the total number of epoxy groups in the epoxy resin precursor by the total number of molecules in the epoxy resin. It does not specifically limit as said epoxy resin precursor, For example, the epoxy resin etc. which were shown below are mentioned. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. These epoxy resins are obtained by curing a thermosetting resin precursor using a curing agent.

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、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、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の、ノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ樹脂及びこれらの水添化物や臭素化物等の前駆体が挙げられる。また、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキシル−3,4−エポキシ−2−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルアジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル)メチルアジペート、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル等の脂環族エポキシ樹脂が挙げられる。また、1,4−ブタンジオールのジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールのジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、炭素数が2〜9(好ましくは2〜4)のアルキレン基を含むポリオキシアルキレングリコールやポリテトラメチレンエーテルグリコール等を含む長鎖ポリオールのポリグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。また、フタル酸ジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ヘキサドロフタル酸ジグリシジルエステル、ジグリシジル−p−オキシ安息香酸、サリチル酸のグリシジルエーテル−グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル型エポキシ樹脂及びこれらの水添化物等が挙げられる。また、トリグリシジルイソシアヌレート、環状アルキレン尿素のN,N’−ジグリシジル誘導体、p−アミノフェノールのN,N,O−トリグリシジル誘導体のグリシジルアミン型エポキシ樹脂及びこれらの水添化物等が挙げられる。また、グリシジル(メタ)アクリレートと、エチレン、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステル等のラジカル重合性モノマーとの共重合体等が挙げられる。また、エポキシ化ポリブタジエン等の共役ジエン化合物を主体とする重合体又はその部分水添物の重合体における不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの等が挙げられる。また、エポキシ化SBS等のような、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックと、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロック又はその部分水添化物の重合体ブロックとを同一分子内にもつブロック共重合体における共役ジエン化合物の不飽和炭素の二重結合をエポキシ化したもの等が挙げられる。また1分子あたり1個以上、好ましくは2個以上のエポキシ基を有するポリエステル樹脂等が挙げられる。また、上記エポキシ樹脂の構造中にウレタン結合やポリカプロラクトン結合を導入した、ウレタン変成エポキシ樹脂やポリカプロラクトン変成エポキシ樹脂等が挙げられる。上記変成エポキシ樹脂としては、例えば、上記エポキシ樹脂にNBR、CTBN、ポリブタジエン、アクリルゴム等のゴム成分を含有させたゴム変成エポキシ樹脂等が挙げられる。なお、エポキシ樹脂以外に、少なくとも1つのオキシラン環を有する樹脂又はオリゴマーが添加されてもよい。また、フルオレン含有エポキシ樹脂、フルオレン基を含有する熱硬化性樹脂及び組成物、又はその硬化物も挙げられる。これらフルオレン含有エポキシ樹脂は、高耐熱であるため好適に用いられる。上記エポキシ樹脂前駆体の硬化反応に用いられる硬化剤としては、特に限定されず、例えば、アミン化合物、アミン化合物から合成されるポリアミノアミド化合物等の化合物、3級アミン化合物、イミダゾール化合物、ヒドラジド化合物、メラミン化合物、酸無水物、フェノール化合物、熱潜在性カチオン重合触媒、光潜在性カチオン重合開始剤、ジシアンアミド及びその誘導体等が挙げられる。これらの硬化剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol S type epoxy resin, novolac type epoxy resin such as phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, etc. And aromatic epoxy resins such as trisphenolmethane triglycidyl ether and precursors such as hydrogenated products and brominated products thereof. 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxy-2-methylcyclohexyl-3,4-epoxy-2-methylcyclohexanecarboxylate, bis (3,4-epoxy Cycloaliphatic epoxy resins such as (cyclohexyl) adipate, bis (3,4-epoxycyclohexyl) methyl adipate, bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl) methyl adipate, bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether Can be mentioned. Also, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl Examples thereof include aliphatic epoxy resins such as polyglycidyl ethers of ethers and long-chain polyols containing polyoxyalkylene glycols containing 2 to 9 (preferably 2 to 4) carbon atoms, preferably polyoxyalkylene glycols and polytetramethylene ether glycols. . In addition, glycidyl ester type epoxy resins such as phthalic acid diglycidyl ester, tetrahydrophthalic acid diglycidyl ester, hexadrophthalic acid diglycidyl ester, diglycidyl-p-oxybenzoic acid, glycidyl ether-glycidyl ester of salicylic acid, dimer acid glycidyl ester, etc. And hydrogenated products thereof. Further, triglycidyl isocyanurate, N, N′-diglycidyl derivative of cyclic alkylene urea, glycidyl amine type epoxy resin of N, N, O-triglycidyl derivative of p-aminophenol, and hydrogenated products thereof can be mentioned. Moreover, the copolymer etc. of radical polymerizable monomers, such as glycidyl (meth) acrylate, ethylene, vinyl acetate, (meth) acrylic acid ester, etc. are mentioned. In addition, a polymer mainly composed of a conjugated diene compound such as epoxidized polybutadiene or a partially hydrogenated polymer obtained by epoxidizing an unsaturated carbon double bond may be used. Further, a polymer block mainly composed of a vinyl aromatic compound, such as epoxidized SBS, and a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound or a polymer block of a partially hydrogenated product thereof are contained in the same molecule. Examples include epoxidized unsaturated carbon double bonds of a conjugated diene compound in a block copolymer. Moreover, the polyester resin etc. which have 1 or more per molecule, Preferably 2 or more epoxy group are mentioned. Examples thereof include urethane-modified epoxy resins and polycaprolactone-modified epoxy resins in which urethane bonds and polycaprolactone bonds are introduced into the structure of the epoxy resin. Examples of the modified epoxy resin include a rubber modified epoxy resin in which a rubber component such as NBR, CTBN, polybutadiene, and acrylic rubber is contained in the epoxy resin. In addition to the epoxy resin, a resin or oligomer having at least one oxirane ring may be added. Moreover, the thermosetting resin and composition containing a fluorene containing epoxy resin, a fluorene group, or its hardened | cured material is also mentioned. These fluorene-containing epoxy resins are suitably used because of their high heat resistance. The curing agent used for the curing reaction of the epoxy resin precursor is not particularly limited. For example, amine compounds, compounds such as polyaminoamide compounds synthesized from amine compounds, tertiary amine compounds, imidazole compounds, hydrazide compounds, Examples include melamine compounds, acid anhydrides, phenol compounds, thermal latent cationic polymerization catalysts, photolatent cationic polymerization initiators, dicyanamide and derivatives thereof. These hardening | curing agents may be used independently and 2 or more types may be used together.

アクリル樹脂前駆体としては、分子内に1個の(メタ)アクリロイル基を有する単官能(メタ)アクリレート化合物、分子内に2個又は3個の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物、スチレン系化合物、アクリル酸誘導体、分子内に4〜8個の(メタ)アクリロイル基を有するアクリレート化合物、エポキシ(メタ)アクリレート化合物、ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
分子内に1個の(メタ)アクリロイル基を有する単官能(メタ)アクリレート化合物としては、メチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
The acrylic resin precursor includes a monofunctional (meth) acrylate compound having one (meth) acryloyl group in the molecule, and a polyfunctional (meth) acrylate having two or three (meth) acryloyl groups in the molecule. Examples thereof include compounds, styrene compounds, acrylic acid derivatives, acrylate compounds having 4 to 8 (meth) acryloyl groups in the molecule, epoxy (meth) acrylate compounds, and (meth) acrylate compounds having a urethane bond.
Monofunctional (meth) acrylate compounds having one (meth) acryloyl group in the molecule include methyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, Examples include cyclohexyl (meth) acrylate.

特に、脂環骨格を有するモノ(メタ)アクリレートは、耐熱性が高くなるので、好適に利用することができる。脂環骨格モノ(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、例えば(ヒドロキシ−アクリロイルオキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(ヒドロキシ−メタクリロイルオキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(ヒドロキシ−アクリロイルオキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(ヒドロキシ−メタクリロイルオキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(ヒドロキシメチル−アクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(ヒドロキシメチル−メタクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(ヒドロキシメチル−アクリロイルオキシメチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(ヒドロキシメチル−メタクリロイルオキシメチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(ヒドロキシエチル−アクリロイルオキシエチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(ヒドロキシエチル−メタクリロイルオキシエチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(ヒドロキシエチル−アクリロイルオキシエチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(ヒドロキシエチル−メタクリロイルオキシエチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン等が挙げられる。また、これらの混合物等を挙げることが出来る。 In particular, mono (meth) acrylate having an alicyclic skeleton has high heat resistance and can be suitably used. Specific examples of the alicyclic skeleton mono (meth) acrylate compound include (hydroxy-acryloyloxy) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, (hydroxy-methacryloyloxy) tricyclo [5.2.1]. .0 2,6] decane, (hydroxy - acryloyloxy) pentacyclo [6.5.1.1 3, 6. 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (hydroxy-methacryloyloxy) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (hydroxymethyl-acryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, (hydroxymethyl-methacryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 Decane, (hydroxymethyl-acryloyloxymethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (hydroxymethyl-methacryloyloxymethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (hydroxyethyl-acryloyloxyethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, (hydroxyethyl-methacryloyloxyethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] Decane, (hydroxyethyl-acryloyloxyethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (hydroxyethyl-methacryloyloxyethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane and the like. Moreover, these mixtures etc. can be mentioned.

分子中に2個又は3個の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコール以上のポリエチレングリコールのジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ1,3−ジ(メタ)アクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(メタ)アクリロイルオキシフェニル]プロパン、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ビス(ヒドロキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン=ジアクリレート、ビス(ヒドロキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン=ジメタクリレート、ビス(ヒドロキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン=アクリレートメタクリレート、ビス(ヒドロキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン=ジアクリレート、ビス(ヒドロキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン=ジメタクリレート、ビス(ヒドロキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン=アクリレートメタクリレート、2,2−ビス[4−(β−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(β−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)シクロヘキシル]プロパン、1,4−ビス[(メタ)アクリロイルオキシメチル]シクロヘキサン等が挙げられる。 Polyfunctional (meth) acrylate compounds having 2 or 3 (meth) acryloyl groups in the molecule include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, Polyethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol or higher, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 2-hydroxy 1,3-di (meth) acryloxypropane, 2,2-bis [4- (meth) acryloyloxyphenyl] propane, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, bis (hydroxy) tricyclo [5.2.1. 0 2,6] decane Diacrylate, bis (hydroxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2, 6] decane = dimethacrylate, bis (hydroxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2, 6] decane = acrylate methacrylate, bis (hydroxy ) Pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane = diacrylate, bis (hydroxy) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane = dimethacrylate, bis (hydroxy) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane = acrylate methacrylate, 2,2-bis [4- (β- (meth) acryloyloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (β- (meth) acryloyloxyethoxy) Cyclohexyl] propane, 1,4-bis [(meth) acryloyloxymethyl] cyclohexane and the like.

スチレン系化合物としては、スチレン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレンなどが挙げられる。   Examples of the styrene compound include styrene, chlorostyrene, divinylbenzene, and α-methylstyrene.

エステル以外の(メタ)アクリル酸誘導体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどが挙げられる。   Examples of (meth) acrylic acid derivatives other than esters include acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile and the like.

これらの中でも、含脂環骨格ビス(メタ)アクリレート化合物が好適に用いられる。
例えばビス(アクリロイルオキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、ビス(メタクリロイルオキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(アクリロイルオキシ−メタクリロイルオキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、ビス(アクリロイルオキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、ビス(メタクリロイルオキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(アクリロイルオキシ−メタクリロイルオキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、ビス(アクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、ビス(メタクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(アクリロイルオキシメチル−メタクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、ビス(アクリロイルオキシメチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、ビス(メタクリロイルオキシメチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(アクリロイルオキシメチル−メタクリロイルオキシメチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、ビス(アクリロイルオキシエチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、ビス(メタクリロイルオキシエチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、(アクリロイルオキシエチル−メタクリロイルオキシエチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、ビス(アクリロイルオキシエチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、ビス(メタクリロイルオキシエチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン、(アクリロイルオキシエチル−メタクリロイルオキシエチル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]ペンタデカン等、及びこれらの混合物等を挙げることが出来る。
Among these, an alicyclic ring skeleton bis (meth) acrylate compound is preferably used.
For example, bis (acryloyloxy) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, bis (methacryloyloxy) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, (acryloyloxy-methacryloyloxy) tricyclo [ 5.2.1.0 2,6 ] decane, bis (acryloyloxy) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, bis (methacryloyloxy) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (acryloyloxy-methacryloyloxy) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, bis (acryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, bis (methacryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, ( Acryloyloxymethyl-methacryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, bis (acryloyloxymethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, bis (methacryloyloxymethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (acryloyloxymethyl-methacryloyloxymethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, bis (acryloyloxyethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, bis (methacryloyloxyethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, ( Acryloyloxyethyl-methacryloyloxyethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, bis (acryloyloxyethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, bis (methacryloyloxyethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, (acryloyloxyethyl-methacryloyloxyethyl) pentacyclo [6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ] pentadecane, etc., and mixtures thereof.

これらのうち、ビス(アクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、ビス(メタクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン及び(アクリロイルオキシメチル−メタクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンから選ばれるものが好ましい。これらのビス(メタ)アクリレートは、いくつか併用することもできる。 Of these, bis (acryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, bis (methacryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane and (acryloyloxymethyl) -Methacryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane is preferred. Several of these bis (meth) acrylates can be used in combination.

分子内に4〜8個の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートとしては、ポリオールの(メタ)アクリル酸エステル等が利用できる。具体的には、ペンタエリスリテールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリテールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールセプタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   As the (meth) acrylate having 4 to 8 (meth) acryloyl groups in the molecule, (meth) acrylic acid ester of polyol can be used. Specifically, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, Dipentaerythritol tri (meth) acrylate, tripentaerythritol octa (meth) acrylate, tripentaerythritol septa (meth) acrylate, tripentaerythritol hexa (meth) acrylate, tripentaerythritol penta (meth) acrylate, tripentaerythritol tetra ( And (meth) acrylate, tripentaerythritol tri (meth) acrylate, and the like.

次にエポキシ(メタ)アクリレートの具体例としては、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ基を有する化合物、ビスフェノールA型プロピレンオキサイド付加型の末端グリシジルエーテル、フルオレンエポキシ樹脂等と(メタ)アクリル酸との反応物を挙げることができる。具体的にはビスフェノールAジグリシジルエーテル=ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジプロピレンオキサイドジグリシジルエーテル=ジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル=ジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテル=ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル=ジ(メタ)アクリレート、1、6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル=ジ(メタ)アクリレート、グリセリンジグリシジルエーテル=ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル=トリ(メタ)アクリレート、2−ヒドリキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルブチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアミノ(メタ)アクリレートが挙げられる。   Next, specific examples of the epoxy (meth) acrylate include, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, compound having an alicyclic epoxy group, bisphenol A type propylene oxide addition type. Examples include a reaction product of terminal glycidyl ether, fluorene epoxy resin, and (meth) acrylic acid. Specifically, bisphenol A diglycidyl ether = di (meth) acrylate, bisphenol A dipropylene oxide diglycidyl ether = di (meth) acrylate, ethylene glycol diglycidyl ether = di (meth) acrylate, propylene glycol diglycidyl ether = di (Meth) acrylate, neopentyl glycol diglycidyl ether = di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether = di (meth) acrylate, glycerin diglycidyl ether = di (meth) acrylate, trimethylolpropane triglycidyl Ether = tri (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate , 3,4-epoxycyclohexyl ethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl-butyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-amino (meth) acrylate.

分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレートとしては、1分子中に(メタ)アクリロイル基を2〜10個(好ましくは2〜5個)有するウレタンオリゴマー等が挙げられる。例えば、ジオール類及びジイソシアネー類を反応させて得られるウレタンプレポリマーと、ヒドロキシ基含有の(メタ)アクリレートを反応させて製造される(メタ)アクリロイル基含有ウレタンオリゴマーがある。   Examples of the (meth) acrylate having a urethane bond in the molecule include urethane oligomers having 2 to 10 (preferably 2 to 5) (meth) acryloyl groups in one molecule. For example, there is a (meth) acryloyl group-containing urethane oligomer produced by reacting a urethane prepolymer obtained by reacting diols and diisocyanates with a hydroxy group-containing (meth) acrylate.

ここで用いるジオール類としては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコールあるいは二種以上のイオン重合性環状化合物を開環共重合させて得られるポリエーテルジオール等が挙げられる。イオン重合性環状化合物としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテン−1−オキシド、イソブテンオキシド、3,3−ビスクロロメチルオキセタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン、テトラオキサン、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルカーボネート、ブタジエンモノオキシド、イソプレンモノオキシド、ビニルオキセタン、ビニルテトラヒドロフラン、ビニルシクロヘキセンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、安息香酸グリシジルエステル等の環状エーテル類が挙げられる。また、上記イオン性重合性環状化合物と、エチレンイミン等の環状イミン類、β−プロピオラクトン、グリコール酸ラクチド等の環状ラクトン酸、あるいはジメチルシクロポリシロキサン類とを開環共重合させたポリエーテルジオールを使用することもできる。上記二種以上のイオン重合性環状化合物の具体的な組み合わせとしては、テトラヒドロフランとプロピレンオキシド、テトラヒドロフランと2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランと3−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランとエチレンオキシド、プロピレンオキシドとエチレンオキシド、ブテンオキシドとエチレンオキシド等を挙げることができる。これらのイオン重合性環状化合物の開環共重合体はランダムに結合していてもよいし、ブロック状の結合をしていてもよい。   The diols used here include ring-opening copolymerization of polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, polyhexamethylene glycol, polyheptamethylene glycol, polydecamethylene glycol, or two or more ion-polymerizable cyclic compounds. Examples include polyether diols obtained. Examples of the ion polymerizable cyclic compound include ethylene oxide, propylene oxide, butene-1-oxide, isobutene oxide, 3,3-bischloromethyloxetane, tetrahydrofuran, dioxane, trioxane, tetraoxane, cyclohexene oxide, styrene oxide, epichlorohydrin, glycidyl methacrylate, Examples include cyclic ethers such as allyl glycidyl ether, allyl glycidyl carbonate, butadiene monooxide, isoprene monooxide, vinyl oxetane, vinyl tetrahydrofuran, vinylcyclohexene oxide, phenyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, and benzoic acid glycidyl ester. Further, a polyether obtained by ring-opening copolymerization of the ionic polymerizable cyclic compound with a cyclic imine such as ethyleneimine, a cyclic lactone acid such as β-propiolactone or glycolic acid lactide, or dimethylcyclopolysiloxane. Diols can also be used. Specific combinations of the two or more ion-polymerizable cyclic compounds include tetrahydrofuran and propylene oxide, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran and 3-methyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran and ethylene oxide, propylene oxide and ethylene oxide, butene oxide and ethylene oxide. Etc. The ring-opening copolymer of these ion-polymerizable cyclic compounds may be bonded at random or may be bonded in a block form.

ここまでに述べたこれらのポリエーテルジオールは、例えばPTMG1000、PTMG2000(以上、三菱化学(株)製)、PPG1000、EXCENOL2020、1020(以上、旭オーリン(株)製)、PEG1000、ユニセーフDC1100、DC1800(以上、日本油脂(株)製)、PPTG2000、PPTG1000、PTG400、PTGL2000(以上、保土ヶ谷化学(株)製)、Z−3001−4、Z−3001−5、PBG2000A、PBG2000B(以上、第一工業製薬(株)製)等の市販品としても入手することができる。   These polyether diols described so far include, for example, PTMG1000, PTMG2000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), PPG1000, EXCENOL2020, 1020 (manufactured by Asahi Ohrin Co., Ltd.), PEG1000, Unisafe DC1100, DC1800 ( As described above, manufactured by NOF Corporation), PPTG2000, PPTG1000, PTG400, PTGL2000 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), Z-3001-4, Z-3001-5, PBG2000A, PBG2000B (above, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) It can also be obtained as a commercial product such as (made by Co., Ltd.).

上記のポリエーテルジオールの他にポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリカプロラクトンジオール等が挙げられ、これらのジオールをポリエーテルジオールと併用して用いることもできる。これらの構造単位の重合様式は特に制限されず、ランダム重合、ブロック重合、グラフト重合のいずれであってもよい。ここで用いるポリエステルジオールとしては、例えばエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール等の多価アルコールとフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマール酸、アジピン酸、セバシン酸等の多塩基酸とを反応して得られるポリエステルポリオール等を挙げることができる。市販品としてはクラポールP−2010、PMIPA、PKA−A、PKA−A2、PNA−2000(以上、(株)クラレ製)等が入手できる。   In addition to the above polyether diols, polyester diols, polycarbonate diols, polycaprolactone diols and the like can be mentioned, and these diols can be used in combination with polyether diols. The polymerization mode of these structural units is not particularly limited, and may be any of random polymerization, block polymerization, and graft polymerization. Examples of the polyester diol used here include ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, tetramethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3 -Polyhydric alcohols such as methyl-1,5-pentanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol and phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, adipic acid And polyester polyols obtained by reacting with a polybasic acid such as sebacic acid. Commercially available products include Kurapol P-2010, PMIPA, PKA-A, PKA-A2, PNA-2000 (above, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and the like.

また、ポリカーボネートジオールとしては、例えば1,6−ヘキサンポリカーボネート等が挙げられ、市販品としてはDN−980、981、982、983(以上、日本ポリウレタン(株)製)、PC−8000(米国PPG(株)製)等が挙げられる。   Examples of the polycarbonate diol include 1,6-hexane polycarbonate, and commercially available products include DN-980, 981, 982, 983 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.), PC-8000 (US PPG ( Etc.).

さらにポリカプロラクトンジオールとしては、ε−カプロラクトンと、例えばエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,2−ポリブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4−ブタンジオール等の2価のジオールとを反応させて得られるポリカプロラクトンジオールが挙げられる。これらのジオールは、プラクセル205、205AL、212、212AL、220、220AL(以上、ダイセル(株)製)等が市販品として入手することができる。   Furthermore, as polycaprolactone diol, for example, ε-caprolactone and ethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, tetramethylene glycol, polytetramethylene glycol, 1,2-polybutylene glycol, 1,6-hexanediol, neo Examples thereof include polycaprolactone diols obtained by reacting divalent diols such as pentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol and 1,4-butanediol. These diols are commercially available from Plaxel 205, 205AL, 212, 212AL, 220, 220AL (above, manufactured by Daicel Corporation).

上記以外のジオールも数多く使用することができる。このようなジオールとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールAのブチレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールFのエチレンオキサイド付加ジオール、ビスフェノールFのブチレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールAのブチレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールFのエチレンオキサイド付加ジオール、水添ビスフェノールFのブチレンオキサイド付加ジオール、ジシクロペンタジエンのジメチロール化合物、トリシクロデカンジメタノール、β−メチル−δ−バレロラクトン、ヒドロキシ末端ポリブタジエン、ヒドロキシ末端水添ポリブタジエン、ヒマシ油変性ポリオール、ポリジメチルシロキサンの末端ジオール化合物、ポリジメチルシロキサンカルビトール変性ポリオール等が挙げられる。   Many diols other than those described above can also be used. Examples of such diols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and bisphenol A. Ethylene oxide addition diol, bisphenol A butylene oxide addition diol, bisphenol F ethylene oxide addition diol, bisphenol F butylene oxide addition diol, hydrogenated bisphenol A ethylene oxide addition diol, hydrogenated bisphenol A butylene oxide addition diol, water Bisphenol F ethylene oxide addition diol, hydrogenated bisphenol F butylene oxide addition diol, dicyclopentadiene dimethylol compound , Tricyclodecane dimethanol, β-methyl-δ-valerolactone, hydroxy-terminated polybutadiene, hydroxy-terminated hydrogenated polybutadiene, castor oil-modified polyol, polydimethylsiloxane-terminated diol compound, polydimethylsiloxane carbitol-modified polyol, etc. .

また上記したようなジオールを併用する以外にも、ポリオキシアルキレン構造を有するジオールとともにジアミンを併用することも可能であり、このようなジアミンとしてはエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、パラフェニレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン等のジアミンやヘテロ原子を含むジアミン、ポリエーテルジアミン等が挙げられる。   In addition to using the diol as described above, it is also possible to use a diamine together with a diol having a polyoxyalkylene structure. Examples of such a diamine include ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, and paraphenylenediamine. Diamines such as 4,4'-diaminodiphenylmethane, diamines containing heteroatoms, polyether diamines, and the like.

好ましいジオールとしては1,4−ブタンジオールの重合体であるポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられる。このジオールの好ましい分子量は数平均分子量で通常50〜15,000であり、特に500〜3,000である。   Preferable diol includes polytetramethylene ether glycol which is a polymer of 1,4-butanediol. The preferred molecular weight of this diol is usually 50 to 15,000 in terms of number average molecular weight, particularly 500 to 3,000.

一方、ジイソシアネート類としては、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3′−ジメチル−4,4′−ジフェニルメタジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3′−ジメチルフェニレンジイソシアネート、4,4′−ビフェニレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジシクロヘキシル ジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(2−イソシアネートエチル)フマレート、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネート、4−ジフェニルプロパンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。これらのジイソシアネートは一種でも、二種以上を併用して用いてもよい。中でもイソホロンジイソシアネートやノルボルナンジイソシアネート、メチレンジシクロヘキシル ジイソシアネートなどの脂環骨格を有するジイソシアネートが好適に用いられる。   On the other hand, examples of diisocyanates include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, and m-phenylene. Diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenyl metadiisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethylphenylene diisocyanate, 4,4'-biphenylene diisocyanate, 1, 6-hexamethylene diisocyanate, methylene dicyclohexyl diisocyanate, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,4 Hexamethylene diisocyanate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, 6-isopropyl-1,3-phenyl diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, lysine diisocyanate, and the like. These diisocyanates may be used singly or in combination of two or more. Of these, diisocyanates having an alicyclic skeleton such as isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, and methylene dicyclohexyl diisocyanate are preferably used.

また、反応に用いるヒドロキシ基含有(メタ)アクリレート化合物としては、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイルフォスフェート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、さらにアルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有化合物と(メタ)アクリル酸との付加反応により得られる化合物も挙げることができる。これらのうち、特に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が好ましい。   Examples of the hydroxy group-containing (meth) acrylate compound used in the reaction include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 2-hydroxy-3- Phenyloxypropyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, 2-hydroxyalkyl (meth) acryloyl phosphate, 4-hydroxycyclohexyl (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) Acrylate, neopentyl glycol mono (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolethane di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipenta Risuri penta (meth) acrylate, further the alkyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, may also include compounds obtained by addition reaction of glycidyl (meth) glycidyl group-containing compounds such as acrylates and (meth) acrylic acid. Of these, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and the like are particularly preferable.

市販のウレタンオリゴマーとしては、EB2ECRYL220(ダイセル・サイテック)、アートレジンUN-3320HA(根上工業)、アートレジンUN-3320HB(根上工業)、アートレジンUN-3320HC(根上工業)、アートレジンUN-330(根上工業)及びアートレジンUN-901T(根上工業)、NK-オリゴU-4HA(新中村化学)、NK-オリゴU-6HA(新中村化学)、NK-オリゴU-324A(新中村化学)、NK-オリゴU-15HA(新中村化学)、NK-オリゴU-108A(新中村化学)、NK-オリゴU-200AX(新中村化学)、NK-オリゴU-122P(新中村化学)、NK-オリゴU-5201(新中村化学)、NK-オリゴU-340AX(新中村化学)、NK-オリゴU-511(新中村化学)、NK-オリゴU-512(新中村化学)、NK-オリゴU-311(新中村化学)、NK-オリゴUA-W1(新中村化学)、NK-オリゴUA-W2(新中村化学)、NK-オリゴUA-W3(新中村化学)、NK-オリゴUA-W4(新中村化学)、NK-オリゴUA-4000(新中村化学)、NK-オリゴUA-100(新中村化学)、紫光UV-1400B(日本合成化学工業)、紫光UV-1700B(日本合成化学工業)、紫光UV-6300B(日本合成化学工業)、紫光UV-7550B(日本合成化学工業)、紫光UV-7600B(日本合成化学工業)、紫光UV-7605B(日本合成化学工業)、紫光UV-7610B(日本合成化学工業)、紫光UV-7620EA(日本合成化学工業)、紫光UV-7630B(日本合成化学工業)、紫光UV-7640B(日本合成化学工業)、紫光UV-6630B(日本合成化学工業)、紫光UV-7000B(日本合成化学工業)、紫光UV-7510B(日本合成化学工業)、紫光UV-7461TE(日本合成化学工業)、紫光UV-3000B(日本合成化学工業)、紫光UV-3200B(日本合成化学工業)、紫光UV-3210EA(日本合成化学工業)、紫光UV-3310B(日本合成化学工業)、紫光UV-3500BA(日本合成化学工業)、紫光UV-3520TL(日本合成化学工業)、紫光UV-3700B(日本合成化学工業)、紫光UV-6100B(日本合成化学工業)、紫光UV-6640B(日本合成化学工業)等が使用できる。   Commercially available urethane oligomers include EB2ECRYL220 (Daicel Cytec), Art Resin UN-3320HA (Negami Kogyo), Art Resin UN-3320HB (Negami Kogyo), Art Resin UN-3320HC (Negami Kogyo), Art Resin UN-330 ( Negami Kogyo) and Art Resin UN-901T (Negami Kogyo), NK-oligo U-4HA (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo U-6HA (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo U-324A (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo U-15HA (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo U-108A (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo U-200AX (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo U-122P (Shin Nakamura Chemical), NK- Oligo U-5201 (Shin Nakamura Chemical), NK-Oligo U-340AX (Shin Nakamura Chemical), NK-Oligo U-511 (Shin Nakamura Chemical), NK-Oligo U-512 (Shin Nakamura Chemical), NK-Oligo U -311 (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo UA-W1 (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo UA-W2 (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo UA-W3 (Shin Nakamura Chemical), NK-oligo UA-W4 (Shin Nakamura Chemical , NK-oligo UA-4000 (Shin-Nakamura Chemical), NK-oligo UA-100 (Shin-Nakamura Chemical), Purple light UV-1400B (Nippon Synthetic Chemical Industry), Purple light UV-1700B (Nippon Synthetic Chemical Industry), Purple light UV- 6300B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-7550B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-7600B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-7605B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-7610B (Nippon Synthetic Chemical Industry) ), Purple light UV-7620EA (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-7630B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-7640B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-6630B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-7000B (Nippon Synthetic Chemical Industry), Purple Light UV-7510B (Nippon Synthetic Chemical Industry), Purple Light UV-7461TE (Nippon Synthetic Chemical Industry), Purple Light UV-3000B (Nippon Synthetic Chemical Industry), Purple Light UV-3200B (Nippon Synthetic Chemical Industry) , Purple light UV-3210EA (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-3310B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-3500BA (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-3520T L (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-3700B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-6100B (Nippon Synthetic Chemical Industry), purple light UV-6640B (Nippon Synthetic Chemical Industry), etc. can be used.

分子内にウレタン結合を有する(メタ)アクリレートの数平均分子量は1,000〜100,000が好ましく、更に好ましくは2,000〜10,000である。中でもメチレンジシクロヘキシルジイソシアネートとポリテトラメチレンエーテルグリコールを有するウレタンアクリレートは透明性、低複屈折性、柔軟性等の点により優れており、好適に利用することができる。   The number average molecular weight of the (meth) acrylate having a urethane bond in the molecule is preferably 1,000 to 100,000, and more preferably 2,000 to 10,000. Among them, urethane acrylate having methylene dicyclohexyl diisocyanate and polytetramethylene ether glycol is excellent in terms of transparency, low birefringence, flexibility, and the like, and can be suitably used.

オキセタン樹脂前駆体としては、少なくとも1個のオキセタン環を有する化合物が挙げられる。上記オキセタン樹脂前駆体中のオキセタン環の数は、1分子あたり1個以上、4個以下が好ましい。分子中に1個のオキセタンを有する化合物としては、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、3−エチル{[−3−(トリエトキシリル)プロポキシ]メチル}オキセタン、3−エチル−3−メタクリロキシメチルオキセタンなどが挙げられる。分子中に2個のオキセタンを有する化合物としては、ジ[1−エチル(3−オキセタニル)]メチルエーテル、1,4−ビス{[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシ]メチル}ベンゼン、4,4’−ビス[(3−エチル−3−オキセタニル)メトキシメチル]ビフェニル等が挙げられる。3〜4個のオキセタン環を有する化合物としては、分枝状のポリアルキレンオキシ基やポリシロキシ基と3−アルキル−3−メチルオキセタンの反応物などが挙げられる。   Examples of the oxetane resin precursor include compounds having at least one oxetane ring. The number of oxetane rings in the oxetane resin precursor is preferably 1 or more and 4 or less per molecule. Examples of the compound having one oxetane in the molecule include 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, 3-ethyl-3- (phenoxymethyl) oxetane, and 3-ethyl-3- (2-ethylhexyloxymethyl) oxetane. , 3-ethyl {[-3- (triethoxylyl) propoxy] methyl} oxetane, 3-ethyl-3-methacryloxymethyloxetane, and the like. Compounds having two oxetanes in the molecule include di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 1,4-bis {[(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxy] methyl} benzene, 4 , 4′-bis [(3-ethyl-3-oxetanyl) methoxymethyl] biphenyl, and the like. Examples of the compound having 3 to 4 oxetane rings include a branched polyalkyleneoxy group and a reaction product of a polysiloxy group and 3-alkyl-3-methyloxetane.

フェノール樹脂としては、フェノール、クレゾール等のフェノール類とホルムアルデヒド等を反応させノボラック等を合成し、これをヘキサメチレンテトラミン等で硬化させたもの等が挙げられる。   Examples of the phenol resin include those obtained by reacting phenols such as phenol and cresol with formaldehyde and the like to synthesize novolak and the like and curing it with hexamethylenetetramine or the like.

ユリア樹脂としては、尿素等とホルムアルデヒド等の重合反応物が挙げられる。   Examples of the urea resin include urea and a polymerization reaction product such as formaldehyde.

メラミン樹脂としては、メラミン等とホルムアルデヒド等の重合反応物が挙げられる。   Examples of the melamine resin include polymerization reaction products such as melamine and formaldehyde.

不飽和ポリエステル樹脂としては、不飽和多塩基酸等と多価アルコール等より得られる不飽和ポリエステルを、これと重合する単量体に溶解し硬化した樹脂等が挙げられる。
珪素樹脂前駆体としては、オルガノポリシロキサン類を主骨格とするものが挙げられる。
ポリウレタン樹脂前駆体としては、グリコール等のジオール類と、ジイソシアネートからなる重合反応物等が挙げられる。
Examples of the unsaturated polyester resin include a resin obtained by dissolving an unsaturated polyester obtained from an unsaturated polybasic acid or the like and a polyhydric alcohol or the like in a monomer to be polymerized therewith, and the like.
Examples of the silicon resin precursor include those having an organopolysiloxane as a main skeleton.
Examples of the polyurethane resin precursor include polymerization reaction products composed of diols such as glycol and diisocyanate.

ジアリルフタレート樹脂としては、ジアリルフタレートモノマー類とジアリルフタレートプレポリマー類からなる反応物が挙げられる。   Examples of diallyl phthalate resins include reactants comprising diallyl phthalate monomers and diallyl phthalate prepolymers.

これら熱硬化性樹脂の硬化剤、硬化触媒としては特に限定はないが、例えば、アミン化合物、アミン化合物から合成されるポリアミノアミド化合物等の化合物、3級アミン化合物、イミダゾール化合物、ヒドラジド化合物、メラミン化合物、酸無水物、フェノール化合物、熱潜在性カチオン重合触媒、ジシアンアミド及びその誘導体等が挙げられる。これらは単独又は2種以上の混合物として使用することができる。   The thermosetting resin curing agent and curing catalyst are not particularly limited. For example, amine compounds, compounds such as polyaminoamide compounds synthesized from amine compounds, tertiary amine compounds, imidazole compounds, hydrazide compounds, melamine compounds. , Acid anhydrides, phenol compounds, thermal latent cationic polymerization catalysts, dicyanamide and derivatives thereof. These can be used alone or as a mixture of two or more.

<<光硬化性樹脂>>
本発明における光硬化性樹脂としては、特に限定されるものではないが、上述の熱硬化性樹脂の説明において例示したエポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂等の前駆体が挙げられる。
<< Photo-curing resin >>
Although it does not specifically limit as photocurable resin in this invention, Precursors, such as an epoxy resin illustrated in the description of the above-mentioned thermosetting resin, an acrylic resin, and an oxetane resin, are mentioned.

これら光硬化性樹脂の硬化剤としては特に限定はないが、例えばジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。   Although there is no limitation in particular as a hardening | curing agent of these photocurable resins, For example, a diaryl iodonium salt, a triaryl sulfonium salt, etc. are mentioned.

今まで述べた熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂は、適宜、連鎖移動剤、紫外線吸収剤、充填剤、シランカップリング剤等と配合した硬化性組成物として用いられる。   The thermosetting resin and the photocurable resin described so far are used as a curable composition appropriately blended with a chain transfer agent, an ultraviolet absorber, a filler, a silane coupling agent and the like.

反応を均一に進行させる目的等で硬化性組成物は連鎖移動剤を含んでも良い。例えば、分子内に2個以上のチオール基を有する多官能メルカプタン化合物を用いることができ、これにより硬化物に適度な靱性を付与する事が出来る。メルカプタン化合物としては、例えばペンタエリスリトールテトラキス(β−チオプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(β−チオグリコレート)、トリメチロールプロパントリス(β−チオプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(β−チオグリコレート)、ジエチレングリコールビス(β−チオプロピオネート)、ジエチレングリコールビス(β−チオグリコレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(β−チオプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(β−チオグリコレート)等の2〜6価のチオグリコール酸エステル又はチオプロピオン酸エステル;トリス[2−(β−チオプロピオニルオキシ)エチル]トリイソシアヌレート、トリス[2−(β−チオグリコニルオキシ)エチル]トリイソシアヌレート、トリス[2−(β−チオプロピオニルオキシエトキシ)エチル]トリイソシアヌレート、トリス[2−(β−チオグリコニルオキシエトキシ)エチル]トリイソシアヌレート、トリス[2−(β−チオプロピオニルオキシ)プロピル]トリイソシアヌレート、トリス[2−(β−チオグリコニルオキシ)プロピル]トリイソシアヌレート等のω−SH基含有トリイソシアヌレート;ベンゼンジメルカプタン、キシリレンジメルカプタン、4、4’−ジメルカプトジフェニルスルフィド等のα,ω−SH基含有化合物等が挙げられる。これらの中でもペンタエリスリトールテトラキス(β−チオプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(β−チオプロピオネート)、トリス[2−(β−チオプロピオニルオキシエトキシ)エチル]トリイソシアヌレートなどの1種又は2種以上を用いるのが好ましい。メルカプタン化合物を入れる場合は、ラジカル重合可能化合物の合計に対して、通常30重量%以下の割合で含有させる。   The curable composition may contain a chain transfer agent for the purpose of causing the reaction to proceed uniformly. For example, a polyfunctional mercaptan compound having two or more thiol groups in the molecule can be used, and thereby moderate toughness can be imparted to the cured product. Examples of mercaptan compounds include pentaerythritol tetrakis (β-thiopropionate), pentaerythritol tetrakis (β-thioglycolate), trimethylolpropane tris (β-thiopropionate), trimethylolpropane tris (β-thiol). Glycolate), diethylene glycol bis (β-thiopropionate), diethylene glycol bis (β-thioglycolate), dipentaerythritol hexakis (β-thiopropionate), dipentaerythritol hexakis (β-thioglycolate) 2) to 6-valent thioglycolic acid ester or thiopropionic acid ester; tris [2- (β-thiopropionyloxy) ethyl] triisocyanurate, tris [2- (β-thioglyconyloxy) ethyl] triisocyanur Tris [2- (β-thiopropionyloxyethoxy) ethyl] triisocyanurate, tris [2- (β-thioglyconyloxyethoxy) ethyl] triisocyanurate, tris [2- (β-thiopropionyloxy) ) Propyl] triisocyanurate, tris [2- (β-thioglyconyloxy) propyl] triisocyanurate, and other ω-SH group-containing triisocyanurates; benzene dimercaptan, xylylene dimercaptan, 4, 4′-dimercapto Examples include α, ω-SH group-containing compounds such as diphenyl sulfide. Among these, one kind such as pentaerythritol tetrakis (β-thiopropionate), trimethylolpropane tris (β-thiopropionate), tris [2- (β-thiopropionyloxyethoxy) ethyl] triisocyanurate or the like Two or more are preferably used. When a mercaptan compound is added, it is usually contained at a ratio of 30% by weight or less with respect to the total of radically polymerizable compounds.

着色防止目的で硬化性組成物は紫外線吸収剤を含んでも良い。例えば、紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤及びベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤から選ばれるものであり、その紫外線吸収剤は1種類を用いてもよいし、2種類以上を併用しても良い。具体的には、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4、4’−ジメトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物、2−(2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジターシャリーブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−ターシャリーブチル−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物、その他マロン酸エステル系のホスタビンPR−25(クラリアント社)、蓚酸アニリド系のサンデュボアVSU(クラリアント社)などの化合物である。紫外線吸収剤を入れる場合は、ラジカル重合可能化合物の合計100重量部に対して、通常0.01〜1重量部の割合で含有させる。   For the purpose of preventing coloring, the curable composition may contain an ultraviolet absorber. For example, the ultraviolet absorber is selected from a benzophenone ultraviolet absorber and a benzotriazole ultraviolet absorber, and the ultraviolet absorber may be used alone or in combination of two or more. . Specifically, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-octadecyloxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4 Benzophenone compounds such as -methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone, 2- (2'-hydroxy-5-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3 ' , 5′-ditertiarybutylphenyl) benzotriazole, benzotriazole compounds such as 2- (2′-hydroxy-3′-tertiarybutyl-5′-methylphenyl) benzotriazole, and other malonate ester hostabin PR -25 (Clariant , Oxalic acid anilide-based San Dubois VSU (Clariant) is a compound such. When an ultraviolet absorber is added, it is usually contained at a ratio of 0.01 to 1 part by weight with respect to a total of 100 parts by weight of the radical polymerizable compound.

また、セルロース以外の充填剤を含んでも良い。例えば、無機粒子や有機高分子などが挙げられる。具体的には、シリカ粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子などの無機粒子、ゼオネックス(日本ゼオン社)やアートン(JSR社)などの透明シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネートやPMMAなどの汎用熱可塑性ポリマーなどが挙げられる。中でも、ナノサイズのシリカ粒子を用いると透明性を維持することができ好適である。また、紫外線硬化性モノマーと構造の似たポリマーを用いると高濃度までポリマーを溶解させることが可能であり、好適である。   Moreover, you may contain fillers other than a cellulose. Examples thereof include inorganic particles and organic polymers. Specific examples include inorganic particles such as silica particles, titania particles and alumina particles, transparent cycloolefin polymers such as Zeonex (Nippon Zeon) and Arton (JSR), and general-purpose thermoplastic polymers such as polycarbonate and PMMA. . Among these, use of nano-sized silica particles is preferable because transparency can be maintained. In addition, it is preferable to use a polymer having a structure similar to that of the ultraviolet curable monomer because the polymer can be dissolved to a high concentration.

また、シランカップリング剤を添加しても良い。シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−((メタ)アクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。中でも、γ−((メタ)アクリロキシプロピル)トリメトキシシラン、γ−((メタ)アクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン、γ−((メタ)アクリロキシプロピル)メチルジエトキシシラン、γ−((メタ)アクリロキシプロピル)トリエトキシシラン、γ−(アクリロキシプロピル)トリメトキシシラン等は分子中に(メタ)アクリルないしアクリル基を有しており、本発明に係る硬化性組成物中の他のモノマーと共重合することができるので好ましい。シランカップリング剤は、ラジカル重合可能化合物の合計100重量部に対して通常0.1重量部以上50重量部以下となるように含有させる。好ましくは1重量部以上20重量部以下、特に好ましくは1重量部以上20重量部以下である。0.1重量部よりも少ない場合には、これを含有させる効果が十分に得られず、また50重量部よりも多い場合には、硬化体の透明性などの光学特性が損なわれる恐れがある。   Moreover, you may add a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-((meth) acryloxypropyl) trimethoxysilane, β- (3 , 4epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β ( Aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane and the like.Among them, γ-((meth) acryloxypropyl) trimethoxysilane, γ-((meth) acryloxypropyl) methyldimethoxysilane, γ-((meth) acryloxypropyl) methyldiethoxysilane, γ-((meta ) Acryloxypropyl) triethoxysilane, γ- (acryloxypropyl) trimethoxysilane, etc. have (meth) acrylic or acrylic groups in the molecule, and other monomers in the curable composition according to the present invention Is preferable because it can be copolymerized. A silane coupling agent is contained so that it may become 0.1 to 50 weight part normally with respect to a total of 100 weight part of a radically polymerizable compound. The amount is preferably 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less, particularly preferably 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less. When the amount is less than 0.1 part by weight, the effect of containing this is not sufficiently obtained. When the amount is more than 50 parts by weight, optical properties such as transparency of the cured product may be impaired. .

セルロース繊維膜に樹脂を複合化させるための硬化性組成物は、公知の方法で重合硬化させて、硬化体とすることができる。
例えば、熱硬化、又は放射線硬化等が挙げられる。好ましくは放射線硬化である。放射線としては、赤外線、可視光線、紫外線、電子線等が挙げられるが、好ましくは光である。更に好ましくは波長が200nm〜450nm程度の光であり、更に好ましくは波長が300〜400nmの紫外線である。
The curable composition for combining the resin with the cellulose fiber membrane can be polymerized and cured by a known method to obtain a cured product.
For example, heat curing or radiation curing can be used. Radiation curing is preferable. Examples of the radiation include infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, electron beams, and the like, preferably light. More preferred is light having a wavelength of about 200 nm to 450 nm, and even more preferred is ultraviolet light having a wavelength of 300 to 400 nm.

具体的には、予め硬化性組成物に加熱によりラジカルを発生する熱重合開始剤を添加しておき、加熱して重合させる方法(以下「熱重合」という場合がある)、予め硬化性組成物に紫外線等の放射線によりラジカルを発生する光重合開始剤を添加しておき、放射線を照射して重合させる方法(以下「光重合」という場合がある)等、及び熱重合開始剤と光重合開始自在を併用して予め添加しておき、熱と光の組み合わせにより重合させる方法が挙げられ、本発明においては光重合がより好ましい。   Specifically, a method in which a thermal polymerization initiator that generates radicals upon heating is added to the curable composition in advance and polymerized by heating (hereinafter sometimes referred to as “thermal polymerization”), the curable composition in advance. A photopolymerization initiator that generates radicals by radiation such as ultraviolet rays is added to the polymer, and a method of polymerizing by irradiation with radiation (hereinafter sometimes referred to as “photopolymerization”), etc., and a thermal polymerization initiator and photopolymerization start Examples include a method of adding in advance using a combination of free and polymerizing by a combination of heat and light. In the present invention, photopolymerization is more preferable.

光重合開始剤としては、通常、光ラジカル発生剤が用いられる。光ラジカル発生剤としては、この用途に用い得ることが知られている公知の化合物を用いることができる。例えば、ベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホシフィンオキシド等が挙げられる。これらの中でも、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドが好ましい。これらの光重合開始剤は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   As the photopolymerization initiator, a photoradical generator is usually used. As the photoradical generator, a known compound that can be used for this purpose can be used. Examples include benzophenone, benzoin methyl ether, benzoin propyl ether, diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,6-dimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, and the like. Among these, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide is preferable. These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

光重合開始剤の成分量は、硬化性組成物中の光硬化性樹脂の合計を100重量部としたとき、0.001重量部以上、好ましくは0.01重量部以上、更に好ましくは0.05重量部以上である。その上限は、通常1重量部以下、好ましくは0.5重量部以下、更に好ましくは0.1重量部以下である。光重合開始剤の添加量が多すぎると、重合が急激に進行し、得られる硬化物の複屈折を大きくするだけでなく色相も悪化する。例えば、開始剤の濃度を5重量部とした場合、開始剤の吸収により、紫外線の照射と反対側に光が到達できずに未硬化の部分が生ずる。また、黄色く着色し色相の劣化が著しい。一方、少なすぎると紫外線照射を行っても重合が十分に進行しないおそれがある。   The component amount of the photopolymerization initiator is 0.001 part by weight or more, preferably 0.01 part by weight or more, more preferably 0.001 part by weight, when the total amount of the photocurable resin in the curable composition is 100 parts by weight. 05 parts by weight or more. The upper limit is usually 1 part by weight or less, preferably 0.5 part by weight or less, more preferably 0.1 part by weight or less. When the addition amount of the photopolymerization initiator is too large, the polymerization proceeds rapidly, and not only the birefringence of the resulting cured product is increased, but also the hue is deteriorated. For example, when the concentration of the initiator is 5 parts by weight, the unabsorbed part is generated because the light cannot reach the opposite side of the ultraviolet irradiation due to the absorption of the initiator. Further, it is colored yellow and the hue is markedly deteriorated. On the other hand, if the amount is too small, the polymerization may not proceed sufficiently even if ultraviolet irradiation is performed.

また、熱重合開始剤を同時に含んでも良い。例えば、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアシルパーオキサイド、パーオキシカーボネート、パーオキシケタール、ケトンパーオキサイド等が挙げられる。具体的にはベンゾイルパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、t−ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサノエート)ジクミルパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルハイドロパーキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等を用いることができる。光照射時に熱重合が開始されると、重合を制御することが難しくなるので、これらの熱重合開始剤は好ましくは1分半減期温度が120℃以上であることがよい。これらの重合開始剤は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Moreover, you may contain a thermal-polymerization initiator simultaneously. Examples thereof include hydroperoxide, dialkyl peroxide, peroxy ester, diacyl peroxide, peroxy carbonate, peroxy ketal, and ketone peroxide. Specifically, benzoyl peroxide, diisopropyl peroxy carbonate, t-butyl peroxy (2-ethylhexanoate) dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl hydroperoxide Side, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide and the like can be used. When thermal polymerization is initiated at the time of light irradiation, it becomes difficult to control the polymerization. Therefore, these thermal polymerization initiators preferably have a 1 minute half-life temperature of 120 ° C. or higher. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

[セルロース繊維膜とマトリクス材料との複合化方法]
本発明のセルロース繊維膜に樹脂を複合化して本発明のセルロース繊維複合材料を得る方法としては、特に制限はないが、本発明のセルロース繊維膜にマトリクス材料の樹脂のモノマーを含浸させて重合させる方法;本発明のセルロース繊維膜に熱硬化性樹脂前駆体又は光硬化性樹脂前駆体を含浸させて硬化させる方法;マトリクス材料の樹脂の溶液を本発明のセルロース繊維膜に含浸させて乾燥後、加熱プレス等で密着させる方法;本発明のセルロース繊維膜にマトリクス材料の熱可塑性樹脂の溶融液を含浸させ、加熱プレス等で密着させる方法等が挙げられる。
[Composite method of cellulose fiber membrane and matrix material]
The method for obtaining the cellulose fiber composite material of the present invention by compounding the resin with the cellulose fiber membrane of the present invention is not particularly limited, but the cellulose fiber membrane of the present invention is impregnated with a resin monomer of the matrix material and polymerized. Method: a method of impregnating the cellulose fiber membrane of the present invention with a thermosetting resin precursor or a photocurable resin precursor and curing; a method of impregnating the cellulose fiber membrane of the present invention with a resin solution of a matrix material and drying; Examples include a method in which the cellulose fiber membrane of the present invention is closely adhered by a hot press or the like;

セルロース繊維膜に、モノマーを含浸させて重合させる方法としては、熱可塑性樹脂のモノマーと必要に応じて重合触媒や開始剤をセルロース繊維膜に含浸させ、加熱等で重合させて複合材料を得る方法が挙げられる。   As a method for polymerizing cellulose fiber membrane by impregnating the monomer, a method for obtaining a composite material by impregnating the cellulose fiber membrane with a thermoplastic resin monomer and, if necessary, a polymerization catalyst or an initiator and polymerizing by heating or the like. Is mentioned.

熱硬化性樹脂前駆体又は光硬化性樹脂前駆体を含浸させて硬化させる方法としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂前駆体又はアクリル樹脂等の光硬化性樹脂前駆体と硬化剤の混合物を、セルロース繊維膜に含浸させ、熱又は光等により上記熱硬化性樹脂前駆体又は光硬化性樹脂前駆体を硬化させることにより複合材料を得る方法が挙げられる。この場合、照射する放射線の量は、光重合開始剤がラジカルを発生させる範囲であれば任意であるが、極端に少ない場合は重合が不完全となるため硬化物の耐熱性、機械特性が十分に発現されず、逆に極端に過剰な場合は硬化物の黄変等の光による劣化を生じるので、モノマーの組成及び光重合開始剤の種類、量に合わせて、波長300〜450nmの紫外線を、好ましくは0.1J/cm以上200J/cm以下の範囲で照射する。更に好ましくは1J/cm以上20J/cmの範囲で照射する。放射線を複数回に分割して照射すると、より好ましい。すなわち1回目に全照射量の1/20〜1/3程度を照射し、2回目以降に必要残量を照射すると、複屈折のより小さな硬化物が得られる。使用するランプの具体例としては、メタルハライドランプ、高圧水銀灯ランプ、紫外線LEDランプ等を挙げることができる。
重合をすみやかに完了させる目的で、光重合と熱重合を同時に行ってもよい。この場合には、放射線照射と同時に硬化性組成物を30℃以上300℃以下の範囲で加熱して硬化を行う。この場合、硬化性組成物には、重合を完結するために熱重合開始剤を添加してもよいが、大量に添加すると硬化物の複屈折の増大と色相の悪化をもたらすので、熱重合開始剤は、モノマー量の合計100重量部に対して通常0.1重量部以上2重量部以下、より好ましくは0.3重量部以上1重量部以下となるように用いる。
As a method of impregnating and curing a thermosetting resin precursor or a photocurable resin precursor, a mixture of a thermosetting resin precursor such as an epoxy resin or a photocurable resin precursor such as an acrylic resin and a curing agent is used. And a method of obtaining a composite material by impregnating a cellulose fiber membrane and curing the thermosetting resin precursor or the photocurable resin precursor with heat or light. In this case, the amount of radiation to be irradiated is arbitrary as long as the photopolymerization initiator generates radicals. However, when the amount is extremely small, the polymerization is incomplete, and the cured product has sufficient heat resistance and mechanical properties. In contrast, if it is excessively excessive, the cured product will be deteriorated by light such as yellowing. Therefore, ultraviolet rays having a wavelength of 300 to 450 nm are used in accordance with the composition of the monomer and the type and amount of the photopolymerization initiator. preferably irradiated with 0.1 J / cm 2 or more 200 J / cm 2 or less. More preferably, irradiation is performed in the range of 1 J / cm 2 or more and 20 J / cm 2 . More preferably, the radiation is divided into a plurality of times. That is, when the first irradiation is performed for about 1/20 to 1/3 of the total irradiation amount and the necessary remaining amount is irradiated for the second and subsequent times, a cured product with smaller birefringence is obtained. Specific examples of the lamp to be used include a metal halide lamp, a high pressure mercury lamp lamp, an ultraviolet LED lamp and the like.
For the purpose of promptly completing the polymerization, photopolymerization and thermal polymerization may be performed simultaneously. In this case, the curable composition is heated and cured in the range of 30 ° C. or more and 300 ° C. or less simultaneously with the radiation irradiation. In this case, a thermal polymerization initiator may be added to the curable composition in order to complete the polymerization, but if added in a large amount, the birefringence of the cured product is increased and the hue is deteriorated. The agent is generally used in an amount of 0.1 to 2 parts by weight, more preferably 0.3 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of monomers.

樹脂溶液を含浸させて乾燥後、加熱プレス等で密着させる方法としては、樹脂をその樹脂が溶解する溶媒に溶解させ、その溶液をセルロース繊維膜に含浸させ、乾燥させることで複合材料を得る方法が挙げられる。この場合、乾燥後、加熱プレス等で溶媒が乾燥した空隙を密着させることでより高性能な複合材料を得ることができる。   A method of obtaining a composite material by impregnating a resin solution and drying and then closely adhering with a heating press or the like is performed by dissolving a resin in a solvent in which the resin dissolves, impregnating the solution into a cellulose fiber membrane, and drying the solution. Is mentioned. In this case, after drying, a higher performance composite material can be obtained by closely adhering the voids in which the solvent is dried by a heating press or the like.

熱可塑性樹脂の溶融液を含浸させ、加熱プレス等で密着させる方法等としては、熱可塑性樹脂をそのガラス温度又は融点以上の温度で溶融させ、セルロース繊維膜に含浸させ、加熱プレス等で密着させる方法を挙げることができる。   As a method of impregnating a melt of a thermoplastic resin and adhering it with a hot press, etc., the thermoplastic resin is melted at a temperature equal to or higher than its glass temperature or melting point, impregnated into a cellulose fiber film, and adhered with a hot press or the like. A method can be mentioned.

このようにして製造される複合材料は複数枚重ねて積層体とすることができる。この積層体に加熱プレス処理を加えることで厚膜化することができる。このようにして得られる厚膜の複合材料は、グレージングや構造材料として用いることができる。   A plurality of composite materials produced in this way can be stacked to form a laminate. A thick film can be formed by applying a heat press treatment to the laminate. The thick film composite material thus obtained can be used as a glazing or structural material.

[3]セルロース繊維複合材料の物性
以下に本発明のセルロース繊維複合材料の物性ないしは好適物性について説明する。
[3] Physical properties of cellulose fiber composite material The physical properties or preferred physical properties of the cellulose fiber composite material of the present invention will be described below.

[セルロース繊維含有量]
本発明のセルロース繊維複合材料のセルロース繊維含有量は40重量%以上であることを特徴とする。本発明のセルロース繊維複合材料のセルロース繊維含有量は好ましくは45重量%以上であり、70重量%以下、より好ましくは60重量%以下である。セルロース繊維複合材料のセルロース繊維含有量が少なすぎると、セルロース繊維間の結合数が減少して複合材料の強度が低下するといった問題点がある。逆に、セルロース繊維含有量が多すぎるとセルロース繊維間にできる空隙にマトリクス材料が均一に複合化することが難しくなり、光散乱が大きくなり、また、均一性が低下して複合材料に歪みが発生するといった問題点がある。
[Cellulose fiber content]
The cellulose fiber content of the cellulose fiber composite material of the present invention is 40% by weight or more. The cellulose fiber content of the cellulose fiber composite material of the present invention is preferably 45% by weight or more, 70% by weight or less, more preferably 60% by weight or less. When the cellulose fiber content of the cellulose fiber composite material is too small, there is a problem that the number of bonds between the cellulose fibers is reduced and the strength of the composite material is lowered. On the other hand, if the cellulose fiber content is too high, it becomes difficult for the matrix material to be uniformly compounded in the gaps formed between the cellulose fibers, light scattering increases, and the uniformity is reduced and the composite material is distorted. There is a problem that occurs.

また、本発明のセルロース繊維複合材料中のマトリクス材料含有量は60重量%以下であることが好ましく、より好ましくは55重量%以下で、30重量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは40重量%以上である。セルロース繊維複合材料のマトリクス材料含有量が少なすぎると、セルロース繊維間にできる空隙にマトリクス材料が均一に複合化することが難しくなり光散乱が大きくなり、また、均一性が低下して複合材料に歪みが発生するといった問題点がある。逆に、マトリクス材料含有量が多すぎるとセルロース繊維間の結合数が減少して複合材料の強度が低下するといった問題点がある。   The content of the matrix material in the cellulose fiber composite material of the present invention is preferably 60% by weight or less, more preferably 55% by weight or less, preferably 30% by weight or more, and more preferably 40% by weight. % Or more. If the content of the matrix material in the cellulose fiber composite material is too small, it will be difficult to uniformly composite the matrix material in the voids formed between the cellulose fibers, resulting in increased light scattering and a decrease in uniformity, resulting in a composite material. There is a problem that distortion occurs. Conversely, if the content of the matrix material is too large, there is a problem that the number of bonds between the cellulose fibers decreases and the strength of the composite material decreases.

複合材料中のセルロース繊維及びマトリクス材料の含有量は、例えば、マトリクス材料である樹脂含浸前のセルロース繊維膜の重量と含浸後の複合材料の重量より求めることができる。また、複合材料をマトリックス樹脂が可溶な溶媒に浸漬して樹脂のみを取り除き、残ったセルロース繊維膜の重量から求めることもできる。その他、樹脂の比重から求める方法や、NMR、IRを用いて樹脂やセルロースの官能基を定量して求めることもできる。   The content of the cellulose fiber and the matrix material in the composite material can be determined, for example, from the weight of the cellulose fiber membrane before the resin impregnation as the matrix material and the weight of the composite material after the impregnation. Alternatively, the composite material may be immersed in a solvent in which the matrix resin is soluble to remove only the resin, and the composite material may be obtained from the weight of the remaining cellulose fiber membrane. In addition, the functional group of the resin or cellulose can also be determined quantitatively using a method of obtaining from the specific gravity of the resin, NMR, or IR.

[厚み]
本発明の複合材料の厚みは、好ましくは20μm以上、10mm以下であり、このような厚みのセルロース繊維複合材料とすることで、十分な強度を得ることができる。複合材料の厚みはより好ましくは25μm以上、8mm以下であり、さらに好ましくは30μm以上、5mm以下である。
[Thickness]
The thickness of the composite material of the present invention is preferably 20 μm or more and 10 mm or less. By using a cellulose fiber composite material having such a thickness, sufficient strength can be obtained. The thickness of the composite material is more preferably 25 μm or more and 8 mm or less, and further preferably 30 μm or more and 5 mm or less.

ここで、セルロース繊維複合材料の厚みは、膜厚計(ミツトヨ(株)製「IP65」)を用いて、セルロース繊維複合材料の任意の位置について3〜10点の測定を行い、その平均値を厚みとして算出した値である。   Here, the thickness of the cellulose fiber composite material is measured at 3 to 10 points at an arbitrary position of the cellulose fiber composite material using a film thickness meter (“IP65” manufactured by Mitutoyo Corporation), and the average value thereof is calculated. It is the value calculated as thickness.

なお、本発明の複合材料は、好ましくはこのような厚みの膜状(フィルム状)又は板状であるが、平膜又は平板に限らず、曲面を有する膜状又は板状とすることもできる。また、その他の異形形状であっても良い。また、厚みは必ずしも均一である必要はなく、部分的に異なっていても良い。   The composite material of the present invention is preferably in the form of a film (film) or plate having such a thickness, but is not limited to a flat film or flat plate, and may be a film or plate having a curved surface. . Other irregular shapes may also be used. Further, the thickness is not necessarily uniform, and may be partially different.

[ヘーズ]
本発明のセルロース繊維膜と透明樹脂とを複合化した複合材料は、透明性の高い、すなわちヘーズの低い材料とすることができる。
この複合材料のヘーズ値は、膜厚10〜200μmのいずれかにおいて、JIS K7136に従って測定した値として、10%以下であり、特にこの値は5%以下、とりわけ2以下、更には1%以下であることが各種透明材料として用いる場合に好ましい。
セルロース繊維複合材料のヘーズが大きすぎると、光散乱が大きくなるので透過する光強度が低下し、コントラストが低下するといった問題点がある。
セルロース繊維複合材料のヘーズの測定は、例えばJIS K7136に準拠したスガ試験機製ヘーズメータを用いて行い、C光の値を用いて行うことができる。
[Haze]
The composite material obtained by combining the cellulose fiber membrane of the present invention and the transparent resin can be a material having high transparency, that is, low haze.
The haze value of this composite material is 10% or less as a value measured in accordance with JIS K7136 at any film thickness of 10 to 200 μm. In particular, this value is 5% or less, especially 2 or less, further 1% or less. It is preferable that it is used as various transparent materials.
If the haze of the cellulose fiber composite material is too large, light scattering increases, so that there is a problem that the transmitted light intensity decreases and the contrast decreases.
The haze measurement of the cellulose fiber composite material can be performed using, for example, a Suga Test Instruments haze meter based on JIS K7136, and using the value of C light.

有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ及び液晶ディスプレイの基板でヘーズが大きいと、平行光線透過率が落ちてコントラスト比の低下が起き、ディスプレイの性能低下につながるという問題が起こる。
本発明のセルロース繊維複合材料は、ヘーズが小さいため、このような問題を解消することができる。
If the haze is large on the substrates of the organic electroluminescence display and the liquid crystal display, the parallel light transmittance is lowered, the contrast ratio is lowered, and the display performance is lowered.
Since the cellulose fiber composite material of the present invention has a small haze, such a problem can be solved.

[位相差]
本発明のセルロース繊維複合材料は、厚み50μmにおける位相差が20nm以下であることを特徴とする。この位相差は好ましくは10nm以下である。位相差が大きすぎると、コントラストが低下して黒が白みを帯びるといった問題点がある。
セルロース繊維複合材料の位相差は、大塚電子社製RETS−100型位相差フィルム・光学材料評価装置を用いて、回転検光子法で波長が589nmにおける位相差を測定し、セルロース繊維複合材料の厚みから下記式により50μm当りの位相差として算出した値である。
セルロース繊維複合材料の位相差=
位相差の測定値×(50(μm)/セルロース繊維複合材料の厚み(μm))
[Phase difference]
The cellulose fiber composite material of the present invention is characterized in that a phase difference at a thickness of 50 μm is 20 nm or less. This phase difference is preferably 10 nm or less. If the phase difference is too large, there is a problem in that the contrast is lowered and black becomes white.
The retardation of the cellulose fiber composite material is measured by measuring the phase difference at a wavelength of 589 nm by a rotating analyzer method using a RETS-100 type retardation film / optical material evaluation apparatus manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. Is a value calculated as a phase difference per 50 μm by the following formula.
Phase difference of cellulose fiber composite material =
Measurement value of phase difference × (50 (μm) / thickness of cellulose fiber composite material (μm))

有機エレクトロルミネッセンスディスプレイでは写りこみ防止のために基板に円偏光板を貼合しているが、基板の位相差が無いものと設計されているので、基板に位相差があると位相がずれて写りこみが起こってしまうという問題が起こる。液晶ディスプレイでは液晶の偏向角制御により明度の制御を行っているが、基板に位相差が出ると明度がずれてしまい色相もずれてしまうという問題が起こる。
本発明のセルロース繊維複合材料であれば、位相差が小さいために、このような問題を解消することができる。
In an organic electroluminescence display, a circularly polarizing plate is bonded to the substrate to prevent reflection, but it is designed so that there is no phase difference of the substrate. There is a problem that garbage will occur. In the liquid crystal display, the brightness is controlled by controlling the deflection angle of the liquid crystal. However, when the phase difference is generated on the substrate, the brightness is shifted and the hue is also shifted.
The cellulose fiber composite material of the present invention can solve such a problem because the phase difference is small.

[全光線透過率]
本発明のセルロース繊維複合材料の全光線透過率は、膜厚10μm以上200μm以下のいずれかにおいて87%以上であることが好ましく、89%以上であることがさらに好ましい。全光線透過率が低いと、セルロース繊維複合材料が白っぽくなり、不透明になるといった問題がある。また、光学用途で使用するときに光透過効率が悪くなるといった問題がある。
[Total light transmittance]
The total light transmittance of the cellulose fiber composite material of the present invention is preferably 87% or more, more preferably 89% or more, in any film thickness of 10 μm to 200 μm. When the total light transmittance is low, there is a problem that the cellulose fiber composite material becomes whitish and opaque. In addition, there is a problem that the light transmission efficiency deteriorates when used in optical applications.

なお、セルロース繊維複合材料の全光線透過率は、JIS K7105に準拠しているスガ試験機製ヘーズメータを用いてC光により測定される。ここで、全光線透過率は平行光線透過率と拡散透過率を加算したものである。   In addition, the total light transmittance of a cellulose fiber composite material is measured by C light using the Suga Test Instruments haze meter based on JISK7105. Here, the total light transmittance is the sum of the parallel light transmittance and the diffuse transmittance.

[光透過率]
本発明のセルロース繊維複合材料は、ディスプレイ用途に求められる光学特性として、400nmから800nmの全波長領域での光透過率が85%以上であることが好ましく、86%以上の光透過率を有することがさらに好ましい。セルロース繊維複合材料の光透過率が小さいと、セルロース繊維複合材料が白っぽくなり、不透明になるといった問題がある。また、光学用途で使用するときに光透過効率が悪くなるといった問題がある。
[Light transmittance]
The cellulose fiber composite material of the present invention preferably has a light transmittance of 85% or more in the entire wavelength region from 400 nm to 800 nm, and has a light transmittance of 86% or more as optical characteristics required for display applications. Is more preferable. When the light transmittance of the cellulose fiber composite material is small, there is a problem that the cellulose fiber composite material becomes whitish and opaque. In addition, there is a problem that the light transmission efficiency deteriorates when used in optical applications.

また、ディスプレイ用途に求められる光学特性として、400nmから600nmの波長領域で光透過率の傾きが0.022%/nm以下であることが好ましく、この傾きは更に0.020%/nm以下であることが好ましい。この光透過率の傾きが大きいと、色相バランスが悪くなり着色するといった問題がある。
なお、この光透過率の傾きとは、光透過率を縦軸、波長を横軸とする光透過率のチャートにおいて、波長400nmにおける光透過率と波長600nmにおける光透過率を結ぶ直線の傾きをさし、400nmにおける光透過率と600nmにおける光透過率との差を、波長帯域幅200nm(=600nm−400nm)で除して求められる値である。
Further, as optical characteristics required for display applications, it is preferable that the slope of light transmittance is 0.022% / nm or less in the wavelength region of 400 nm to 600 nm, and this slope is further 0.020% / nm or less. It is preferable. When the inclination of the light transmittance is large, there is a problem that the hue balance is deteriorated and coloring occurs.
The slope of light transmittance is the slope of a straight line connecting the light transmittance at a wavelength of 400 nm and the light transmittance at a wavelength of 600 nm in the light transmittance chart with the light transmittance as the vertical axis and the wavelength as the horizontal axis. It is a value obtained by dividing the difference between the light transmittance at 400 nm and the light transmittance at 600 nm by the wavelength bandwidth 200 nm (= 600 nm−400 nm).

[線膨張係数]
本発明のセルロース繊維複合材料は、本発明のセルロース繊維膜を用いることで、線膨張係数の低い材料とすることができる。
この複合材料の線膨張係数は0.5〜50ppm/Kであることが好ましく、30ppm/K以下であることがさらに好ましく、20ppm/K以下であることが特に好ましい。
[Linear expansion coefficient]
The cellulose fiber composite material of the present invention can be a material having a low linear expansion coefficient by using the cellulose fiber membrane of the present invention.
The linear expansion coefficient of the composite material is preferably 0.5 to 50 ppm / K, more preferably 30 ppm / K or less, and particularly preferably 20 ppm / K or less.

セルロース繊維複合材料の線膨張係数が大きすぎると、複合材料の加熱プロセス時に膨張収縮して、例えば、セルロース繊維複合材料上のパターン配線が断線するといった問題点がある。線膨張係数が小さすぎると、この複合材料に積層した材料との線膨張係数差が大きくなり、剥がれが発生するといった問題点がある。
なお、この線膨張係数は、SII製TMA120により測定される。
If the linear expansion coefficient of the cellulose fiber composite material is too large, there is a problem that the pattern wiring on the cellulose fiber composite material is disconnected, for example, due to expansion and contraction during the heating process of the composite material. If the linear expansion coefficient is too small, there is a problem that a difference in linear expansion coefficient from the material laminated on the composite material becomes large and peeling occurs.
The linear expansion coefficient is measured by SII TMA120.

有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ及び液晶ディスプレイの基板で線膨張係数が大きいと、製造プロセスで必要な加熱時に断線などの問題が起こる。
本発明のセルロース繊維複合材料は、線膨張係数が低いため、このような問題を解消することができる。
When the linear expansion coefficient is large in the substrate of the organic electroluminescence display and the liquid crystal display, problems such as disconnection occur at the time of heating required in the manufacturing process.
Since the cellulose fiber composite material of the present invention has a low linear expansion coefficient, such a problem can be solved.

[4]セルロース繊維複合材料の用途
本発明のセルロース繊維複合材料は、セルロースの伸びきり鎖結晶のために低線膨張率であり、高弾性、高強度を発現する。また、セルロース繊維を微細化すると共に配向を抑えたことで、透明樹脂と複合化した際、透明性が高く、着色、ヘーズの小さい、しかも低位相差で光学的等方性の高い複合材料を得ることができる。
このように光学特性に優れるため、本発明の複合材料は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、リアプロジェクションテレビ等のディスプレイや基板やパネルとして好適である。これらの用途においては、フレキシブルな材料としてガラス代替が可能であり、軽量化、柔軟性、成形性、意匠性等の向上効果が得られる。
また、本発明のセルロース繊維複合材料は、低線膨張率、高弾性、高強度等の特性を生かして透明材料用途以外の構造材料としても用いることができる。特に、グレージング、内装材、外板、バンパー等の自動車材料やパソコンの筐体、家電部品、包装用資材、建築資材、土木資材、水産資材、その他工業用資材は等として好適に用いられる。
[4] Use of Cellulose Fiber Composite Material The cellulose fiber composite material of the present invention has a low linear expansion coefficient due to the stretch chain crystal of cellulose, and exhibits high elasticity and high strength. In addition, by refining cellulose fibers and suppressing orientation, a composite material having high transparency, low coloring and haze, and low optical retardation and high optical isotropy when combined with a transparent resin is obtained. be able to.
Thus, since it is excellent in optical characteristics, the composite material of the present invention is suitable for displays, substrates and panels of liquid crystal displays, plasma displays, organic EL displays, field emission displays, rear projection televisions and the like. In these applications, glass can be substituted as a flexible material, and an improvement effect such as weight reduction, flexibility, formability, and designability can be obtained.
In addition, the cellulose fiber composite material of the present invention can be used as a structural material for purposes other than the use of transparent materials by taking advantage of characteristics such as a low coefficient of linear expansion, high elasticity, and high strength. In particular, automotive materials such as glazing, interior materials, outer plates, and bumpers, personal computer casings, home appliance parts, packaging materials, building materials, civil engineering materials, marine products, and other industrial materials are preferably used.

以下、製造例、実施例及び比較例によって、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples, examples, and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

なお、以下において、製造したセルロース繊維、セルロース繊維膜及びセルロース繊維複合材料の物性ないし特性の評価は次の方法により行った。   In the following, physical properties or characteristics of the produced cellulose fibers, cellulose fiber membranes, and cellulose fiber composite materials were evaluated by the following methods.

<セルロース繊維膜の厚み・空隙率>
空隙率は、セルロース繊維膜の面積、厚み、重量から、下記式によって求めた。
空隙率(vol%)={(1−B/(M×A×t)}×100
ここで、Aはセルロース繊維膜の面積(cm)、t(cm)は厚み、Bはセルロース繊維膜の重量(g)、Mはセルロースの密度であり、本発明ではM=1.5g/cmと仮定する。セルロース繊維膜の膜厚は、膜厚計(Mitutoyo(株)製 IP65)を用いて、セルロース繊維膜の種々な位置について10点の測定を行い、その平均値を採用した。
<Thickness and porosity of cellulose fiber membrane>
The porosity was calculated | required by the following formula from the area, thickness, and weight of the cellulose fiber membrane.
Porosity (vol%) = {(1-B / (M × A × t)} × 100
Here, A is the area (cm 2 ) of the cellulose fiber membrane, t (cm) is the thickness, B is the weight (g) of the cellulose fiber membrane, M is the density of the cellulose, and in the present invention, M = 1.5 g / Assume cm 3 . The film thickness of the cellulose fiber membrane was measured at 10 points for various positions of the cellulose fiber membrane using a film thickness meter (IP65 manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.), and the average value was adopted.

<セルロース繊維複合材料の厚み>
膜厚計(ミツトヨ(株)製「IP65」)を用いて、セルロース繊維複合材料の任意の位置について3〜10点の測定を行い、その平均値を厚みとした。
<Thickness of cellulose fiber composite material>
Using a film thickness meter (“IP65” manufactured by Mitutoyo Corporation), 3 to 10 points were measured at any position of the cellulose fiber composite material, and the average value was taken as the thickness.

<セルロース繊維複合材料のセルロース繊維含有量>
用いたセルロース繊維膜(又はバクテリアセルロース膜)の重さと得られたセルロース繊維複合材料の重さから求めた。
<Cellulose fiber content of cellulose fiber composite material>
It calculated | required from the weight of the used cellulose fiber membrane (or bacterial cellulose membrane) and the weight of the obtained cellulose fiber composite material.

<セルロース繊維複合材料の位相差>
大塚電子社製RETS−100型位相差フィルム・光学材料評価装置を用いて回転検光子法で波長589nmにおける位相差を測定し、上記の厚み測定で求めた厚みから50μm当りの位相差を算出した。
<Phase difference of cellulose fiber composite material>
The phase difference at a wavelength of 589 nm was measured by a rotary analyzer method using a RETS-100 type retardation film / optical material evaluation apparatus manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and the phase difference per 50 μm was calculated from the thickness obtained by the above thickness measurement. .

<セルロース繊維複合材料のヘーズ>
JIS K7136に準拠し、スガ試験機製ヘーズメータを用いてC光によるヘーズ値を測定した。
<Haze of cellulose fiber composite material>
Based on JIS K7136, the haze value by C light was measured using the haze meter by Suga Test Instruments.

<セルロース繊維複合材料の全光線透過率>
JIS K7105に準拠し、スガ試験機製ヘーズメータを用いてC光による全光線透過率を測定した。
<Total light transmittance of cellulose fiber composite material>
Based on JIS K7105, the total light transmittance by C light was measured using the haze meter by Suga Test Instruments.

<セルロース繊維複合材料の光透過率>
日立製作所社製分光光度計U−4000を用いて波長200nmから800nmの波長領域において光透過率を測定した。
この光透過率の測定において、400nmと600nmの光透過率の差を求め、それを波長帯域幅200nmで除算して光透過率の傾きを求めた。
また、この400〜800nmの波長帯域における最小の光透過率を求めた。
<Light transmittance of cellulose fiber composite material>
The light transmittance was measured in a wavelength range of 200 nm to 800 nm using a spectrophotometer U-4000 manufactured by Hitachi, Ltd.
In the measurement of the light transmittance, the difference between the light transmittances of 400 nm and 600 nm was obtained, and this was divided by the wavelength bandwidth of 200 nm to obtain the slope of the light transmittance.
Further, the minimum light transmittance in the wavelength band of 400 to 800 nm was obtained.

<セルロース繊維複合材料の線膨張係数>
得られた複合材料をレーザーカッターにより、3mm幅×40mm長に切断した。これを、SII製TMA120を用いて引張りモードでチャック間20mm、荷重10g、窒素雰囲気下、室温から180℃まで5℃/min.で昇温、180℃から25℃まで5℃/min.で降温、25℃から180℃まで5℃/min.で昇温した際の2度目の昇温時の60℃から100℃の測定値から線膨張係数を求めた。
<Linear expansion coefficient of cellulose fiber composite material>
The obtained composite material was cut into 3 mm width × 40 mm length with a laser cutter. This was carried out in a tensile mode using TMA120 manufactured by SII at a rate of 5 ° C./min. From room temperature to 180 ° C. in a nitrogen atmosphere of 20 mm between chucks and a load of 10 g. At 180 ° C. to 25 ° C. at 5 ° C./min. At 25 ° C to 180 ° C, 5 ° C / min. The linear expansion coefficient was determined from the measured value from 60 ° C. to 100 ° C. during the second temperature increase.

<樹脂の屈折率>
厚み1mmの硬化させた樹脂を20mm×20mmの正方形に切り出し、切断端をポリッシャー等で研磨した後、島津製作所社製カルニューKPR−2000を用いて、波長587.6nmの屈折率をサンプル温度25℃±0.1℃にて測定した。
<Refractive index of resin>
A cured resin having a thickness of 1 mm is cut into a 20 mm × 20 mm square, and the cut end is polished with a polisher or the like, and then a refractive index at a wavelength of 587.6 nm is set to a sample temperature of 25 ° C. using Kalnew KPR-2000 manufactured by Shimadzu Corporation. Measured at ± 0.1 ° C.

[製造例1:セルロース繊維分散液1の製造]
米松木粉((株)宮下木材)を炭酸ナトリウム2重量%水溶液で80℃にて6時間脱脂処理した。これを脱塩水で洗浄した後、亜塩素酸ナトリウム0.66重量%、酢酸0.14重量%に調整した水溶液を加えて80℃にて5時間浸漬してリグニン除去を行った。次いで、脱塩水洗浄した後、濾過し、回収した精製セルロースを脱塩水で洗浄後、5重量%の水酸化カリウム水溶液に16時間浸漬してヘミセルロース除去を行った。更に脱塩水で洗浄した後に、セルロース繊維原料の0.5重量%の水懸濁液とし、この水懸濁液を超高圧ホモジナイザー(アルティマイザー「シングルノズルタイプ/細孔直径150μm」スギノマシン社製を使用し、245MPaに加圧して、常圧下に噴出し、パス数10回の処理でセルロース繊維分散液1を得た。
[Production Example 1: Production of Cellulose Fiber Dispersion 1]
Rice pine wood flour (Miyashita Wood Co., Ltd.) was degreased with a 2% by weight aqueous solution of sodium carbonate at 80 ° C. for 6 hours. After washing this with demineralized water, an aqueous solution adjusted to 0.66% by weight sodium chlorite and 0.14% by weight acetic acid was added and immersed for 5 hours at 80 ° C. to remove lignin. Next, after washing with demineralized water, filtration was performed, the recovered purified cellulose was washed with demineralized water, and then immersed in a 5 wt% aqueous potassium hydroxide solution for 16 hours to remove hemicellulose. Further, after washing with demineralized water, a 0.5% by weight aqueous suspension of the cellulose fiber raw material is formed, and this aqueous suspension is used as an ultra-high pressure homogenizer (Ultimizer “single nozzle type / pore diameter 150 μm”, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd. Was used, pressure was applied to 245 MPa, ejection was performed under normal pressure, and a cellulose fiber dispersion 1 was obtained by treatment with 10 passes.

[製造例2:セルロース繊維分散液2の製造]
セルロース繊維原料の0.5重量%の水懸濁液の超高圧ホモジナイザーによるパス数を30回としたこと以外は製造例1と同様にしてセルロース繊維分散液2を得た。
[Production Example 2: Production of Cellulose Fiber Dispersion 2]
Cellulose fiber dispersion 2 was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the number of passes of an aqueous suspension of 0.5% by weight of the cellulose fiber raw material was 30 times using an ultrahigh pressure homogenizer.

[製造例3:セルロース繊維分散液3の製造]
製造例1と同様にして製造したセルロース繊維原料の0.5重量%の水懸濁液をパス数を5回としたこと以外は製造例1と同様にして、超高圧ホモジナイザーで処理し、その後、SMT社製超音波ホモジナイザーUH600S(20kHz)を使用してパワー目盛り8で、60分間(50%の間欠運転)処理した。このときの出力を水の温度上昇から測定したところ、224Wであった。その後、日立工機社製遠心分離機CR−22Gを使用して18,000rpmで30分処理して上澄みを取り出し、これをセルロース繊維分散液3とした。
[Production Example 3: Production of Cellulose Fiber Dispersion 3]
A 0.5% by weight aqueous suspension of the cellulose fiber raw material produced in the same manner as in Production Example 1 was treated with an ultrahigh pressure homogenizer in the same manner as in Production Example 1 except that the number of passes was 5, and then Using an ultrasonic homogenizer UH600S (20 kHz) manufactured by SMT, treatment was performed for 60 minutes (50% intermittent operation) with a power scale 8. When the output at this time was measured from the temperature rise of water, it was 224W. Then, it processed for 30 minutes at 18,000 rpm using Hitachi Koki centrifuge CR-22G, the supernatant was taken out, and this was made into the cellulose fiber dispersion 3.

[製造例4:セルロース繊維分散液4の製造]
製造例1と同様にして製造したセルロース繊維原料の0.5重量%の水懸濁液1リットルを、増幸産業(株)製の石臼式摩砕機「スーパーマスコロイダーMKCA6−2」に投入し、GC6−80の石臼を用いて、ギャップ間を80μmにして回転数1500rpmで摩砕処理した。摩砕機を通った処理済みセルロース繊維分散液を再び原料投入口に投入し、合計10回摩砕機を通し、セルロース繊維分散液4を得た。
[Production Example 4: Production of Cellulose Fiber Dispersion 4]
1 liter of a 0.5% by weight aqueous suspension of cellulose fiber raw material produced in the same manner as in Production Example 1 was put into a stone mill grinder “Supermass colloider MKCA6-2” manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd. Using a GC6-80 stone mortar, the gap was set to 80 μm, and grinding was performed at a rotational speed of 1500 rpm. The treated cellulose fiber dispersion that passed through the grinder was again charged into the raw material inlet, and the cellulose fiber dispersion 4 was obtained by passing through the grinder a total of 10 times.

[製造例5:バクテリアセルロース膜の製造]
凍結乾燥保存状態の酢酸菌の菌株に培養液を加え、1週間静置培養した(25〜30℃)。培養液表面に生成したバクテリアセルロースのうち、厚みが比較的厚いものを選択し、その株の培養液を少量分取して新しい培養液に加えた。そして、この培養液を大型培養器に入れ、25〜30℃で30日間の静地培養を行った。培養液には、グルコース2重量%、バクトイーストエクストラ0.5重量%、バクトペプトン0.5重量%、リン酸水素二ナトリウム0.27重量%、クエン酸0.115重量%、硫酸マグネシウム七水和物0.1重量%とし、塩酸によりpH5.0に調整した水溶液(SH培地)を用いた。
[Production Example 5: Production of bacterial cellulose film]
A culture solution was added to a strain of acetic acid bacteria in a freeze-dried storage state, and the mixture was allowed to stand for 1 week (25 to 30 ° C.). Among the bacterial celluloses produced on the surface of the culture solution, those having a relatively large thickness were selected, and a small amount of the culture solution of the strain was taken and added to a new culture solution. And this culture solution was put into the large incubator, and the static culture was performed at 25-30 degreeC for 30 days. In the culture solution, glucose 2% by weight, Bacto yeast extra 0.5% by weight, Bacto peptone 0.5% by weight, Disodium hydrogen phosphate 0.27% by weight, Citric acid 0.115% by weight, Magnesium sulfate hemihydrate An aqueous solution (SH medium) adjusted to pH 5.0 with hydrochloric acid was used, which was 0.1% by weight of the Japanese product.

このようにして産出させたバクテリアセルロースを培養液中から取り出し、2重量%のアルカリ水溶液で2時間煮沸し、その後、アルカリ処理液からバクテリアセルロースを取り出し、十分水洗して、アルカリ処理液を除去し、バクテリアセルロース中のバクテリアを溶解除去して、厚み1cm、繊維含有率1体積%、水含有率99体積%の含水バクテリアセルロースを得た。この含水バクテリアセルロースを2−プロパノールに浸漬し、120℃、2MPaで5分間プレス成形乾燥して、更に水、エタノール浸漬した後、120℃、2MPaで5分間再加熱プレスすることにより、厚み50μm、空隙率48.0vol%のバクテリアセルロース膜を得た。プレス機にかけた圧力はゲージの読み値であり、使用した加熱プレス機は井元製作所製小型加熱プレス(10t)180Cである。   The bacterial cellulose thus produced is taken out from the culture solution and boiled in a 2% by weight aqueous alkali solution for 2 hours. Thereafter, the bacterial cellulose is taken out from the alkaline treatment solution and washed thoroughly with water to remove the alkaline treatment solution. Bacteria in the bacterial cellulose were dissolved and removed to obtain hydrous bacterial cellulose having a thickness of 1 cm, a fiber content of 1% by volume, and a water content of 99% by volume. This hydrous bacterial cellulose is immersed in 2-propanol, press-molded and dried at 120 ° C. and 2 MPa for 5 minutes, further immersed in water and ethanol, and then reheated and pressed at 120 ° C. and 2 MPa for 5 minutes to obtain a thickness of 50 μm, A bacterial cellulose membrane having a porosity of 48.0 vol% was obtained. The pressure applied to the press is a gauge reading, and the heating press used is a small heating press (10t) 180C manufactured by Imoto Seisakusho.

[製造例6:コットンリンターセルロース繊維分散液の製造]
米松木粉の代りにコットンリンターを用いたこと以外は、製造例1と同様に脱脂、リグニン除去、及びヘミセルロース除去を行って脱塩水洗浄した後、0.5重量%の水懸濁液とした。この水懸濁液1リットルを、製造例4と同様にして、10回摩砕処理してコットンリンターセルロース繊維分散液を得た。
[Production Example 6: Production of cotton linter cellulose fiber dispersion]
Except that cotton linter was used instead of rice pine wood flour, degreasing, lignin removal, and hemicellulose removal were carried out in the same manner as in Production Example 1, followed by washing with demineralized water to obtain a 0.5% by weight aqueous suspension. . One liter of this water suspension was triturated 10 times in the same manner as in Production Example 4 to obtain a cotton linter cellulose fiber dispersion.

[実施例1]
製造例1で製造したセルロース繊維分散液1を水でセルロース繊維濃度0.13重量%に希釈して十分に撹拌し、その150gをアドバンテック製濾過フィルターT100A090C(200kPaの差圧をかけたときの空気の透過度18100cm・cm−2・min−1、外挿すれば124.5Paのとき4.6cm・cm−2・min−1)を水平にセットしたアドバンテック製減圧濾過システム用器具KG−90を用いて吸引濾過を行った。吸引濾過時の減圧度は約−90kPaとし、濾過終盤にイソプロピルアルコール(IPA)約30mlを添加して濾過を行った。濾過後、120℃、2MPa、5分の条件で加熱プレスを行った。プレス機にかけた圧力はゲージの読み値であり、使用した加熱プレス機は井元製作所製小型加熱プレス(10t)180Cである。加熱プレスは、濾過後の溶媒が多く残ったセルロース繊維からなるウェット膜を濾過フィルター上に載せたままPET(ポリエチレンテレフタレート)メッシュ(目開き1μm)で覆い、厚み1mmのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)板で挟んで、さらに120℃で加熱しておいた厚み10mmのSUS板で挟んで行い、これにより、セルロース繊維膜の成形乾燥を行った。加熱プレス後、セルロース繊維膜だけを取り出した。
[Example 1]
The cellulose fiber dispersion 1 produced in Production Example 1 was diluted with water to a cellulose fiber concentration of 0.13% by weight and sufficiently stirred, and 150 g of that was filtered by Advantech filtration filter T100A090C (air when a pressure difference of 200 kPa was applied) Advantech vacuum filtration system appliance KG- in which the permeability is 18100 cm 3 · cm -2 · min -1 , and extrapolated to 4.6 cm 3 · cm -2 · min -1 at 124.5 Pa horizontally Suction filtration was performed using 90. The degree of vacuum during suction filtration was about -90 kPa, and about 30 ml of isopropyl alcohol (IPA) was added to the end of the filtration for filtration. After filtration, a hot press was performed at 120 ° C., 2 MPa, and 5 minutes. The pressure applied to the press is a gauge reading, and the heating press used is a small heating press (10t) 180C manufactured by Imoto Seisakusho. The heating press is a PTFE (polytetrafluoroethylene) with a thickness of 1 mm, which is covered with a PET (polyethylene terephthalate) mesh (opening 1 μm) with a wet membrane made of cellulose fibers remaining with a large amount of solvent remaining after filtration. It was sandwiched between SUS plates having a thickness of 10 mm that had been heated at 120 ° C., and the cellulose fiber membrane was molded and dried. After the heat pressing, only the cellulose fiber membrane was taken out.

得られたセルロース繊維膜を用いて、以下の方法でセルロース繊維複合材料を製造した。
マトリクス材料としてビス(メタクリロイルオキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン94重量部、ペンタエリスリトールテトラキスチオ(β−プロピオネート)6重量部、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(BASF社製ルシリンTPO)0.05重量部、及びベンゾフェノン0.05重量部を混合した溶液に、セルロース繊維膜を含浸させた。これを2枚のガラス板間にはさみ、出力184W/cmの無電極水銀ランプ(フュージョンUV システムズ社製「Dバルブ」)を用いて、被照射ガラス面の照射光量300mW/cmで、0.2秒間、23℃で紫外線を照射した。紫外線照射後のガラス面の温度は25℃であった。次いで、先と反対側のガラス面に紫外線を照射するため、試料を上下反転させ、前回と同様の条件で紫外線を照射した後、さらに、被照射ガラス面の照射光線量1800mW/cmで2秒間紫外線を照射した。紫外線照射後のガラス面の温度は40℃であった。紫外線照射終了後、ガラス板よりはずしてセルロース繊維複合材料を得た。尚、紫外線の照度は、オーク製作所製紫外線照度計「UV−M02」で、アタッチメント「UV−35」を用いて、320〜390nmの紫外線の照度を23℃で測定した。
A cellulose fiber composite material was produced by the following method using the obtained cellulose fiber membrane.
As a matrix material, 94 parts by weight of bis (methacryloyloxymethyl) tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decane, 6 parts by weight of pentaerythritol tetrakisthio (β-propionate), 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphos A cellulose fiber membrane was impregnated with a solution obtained by mixing 0.05 parts by weight of fin oxide (BASC's Lucillin TPO) and 0.05 parts by weight of benzophenone. This was sandwiched between two glass plates, and using an electrodeless mercury lamp (“D bulb” manufactured by Fusion UV Systems) with an output of 184 W / cm, the irradiated glass surface irradiated light amount of 300 mW / cm 2 and 0. Ultraviolet rays were irradiated at 23 ° C. for 2 seconds. The temperature of the glass surface after ultraviolet irradiation was 25 ° C. Next, in order to irradiate the glass surface on the opposite side with ultraviolet rays, the sample was turned upside down and irradiated with ultraviolet rays under the same conditions as before, and then the irradiated glass surface was irradiated with an irradiation light amount of 1800 mW / cm 2 at 2 Irradiated with UV light for 2 seconds. The temperature of the glass surface after ultraviolet irradiation was 40 ° C. After the ultraviolet irradiation was completed, the cellulose fiber composite material was obtained by removing from the glass plate. The ultraviolet illuminance was measured with an ultraviolet illuminance meter “UV-M02” manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., and the illuminance of ultraviolet rays of 320 to 390 nm was measured at 23 ° C. using an attachment “UV-35”.

なお、このセルロース繊維複合材料を構成するマトリクス材料としての樹脂の屈折率は1.53である。   In addition, the refractive index of resin as a matrix material which comprises this cellulose fiber composite material is 1.53.

セルロース繊維膜及びセルロース繊維複合材料の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the cellulose fiber membrane and the cellulose fiber composite material.

[実施例2]
セルロース繊維分散液1の代りに製造例2で製造したセルロース繊維分散液2を用いたこと以外は実施例1と同様にして、セルロース繊維分散液の希釈、濾過及び加熱プレスを行ってセルロース繊維膜を得、同様にセルロース繊維複合材料を製造した。
[Example 2]
Cellulose fiber membrane was prepared by diluting, filtering and heating the cellulose fiber dispersion in the same manner as in Example 1 except that the cellulose fiber dispersion 2 produced in Production Example 2 was used instead of the cellulose fiber dispersion 1. In the same manner, a cellulose fiber composite material was produced.

セルロース繊維膜及びセルロース繊維複合材料の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the cellulose fiber membrane and the cellulose fiber composite material.

[実施例3]
セルロース繊維分散液1の代りに製造例3で製造したセルロース繊維分散液3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、セルロース繊維分散液の希釈、濾過及び加熱プレスを行ってセルロース繊維膜を得、同様にセルロース繊維複合材料を製造した。
[Example 3]
Cellulose fiber membrane was prepared by diluting, filtering and heating the cellulose fiber dispersion in the same manner as in Example 1 except that the cellulose fiber dispersion 3 produced in Production Example 3 was used instead of the cellulose fiber dispersion 1. In the same manner, a cellulose fiber composite material was produced.

セルロース繊維膜及びセルロース繊維複合材料の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the cellulose fiber membrane and the cellulose fiber composite material.

[比較例1]
セルロース繊維分散液1の代りに製造例4で製造したセルロース繊維分散液4を用いたこと以外は実施例1と同様にして、セルロース繊維分散液の希釈、濾過及び加熱プレスを行ってセルロース繊維膜を得、同様にセルロース繊維複合材料を製造した。
[Comparative Example 1]
Cellulose fiber membrane was prepared by diluting, filtering and heating the cellulose fiber dispersion in the same manner as in Example 1 except that the cellulose fiber dispersion 4 produced in Production Example 4 was used instead of the cellulose fiber dispersion 1. In the same manner, a cellulose fiber composite material was produced.

セルロース繊維膜及びセルロース繊維複合材料の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the cellulose fiber membrane and the cellulose fiber composite material.

[比較例2]
セルロース繊維分散液1から製造されたセルロース繊維膜の代りに、製造例5で製造したバクテリアセルロース膜を用いて実施例1と同様にしてセルロース繊維複合材料を製造した。
[Comparative Example 2]
A cellulose fiber composite material was produced in the same manner as in Example 1 using the bacterial cellulose membrane produced in Production Example 5 instead of the cellulose fiber membrane produced from Cellulose Fiber Dispersion Liquid 1.

バクテリアセルロース膜及びセルロース繊維複合材料の評価結果を表1に示す。   The evaluation results of the bacterial cellulose membrane and the cellulose fiber composite material are shown in Table 1.

[比較例3]
セルロース繊維分散液1の代りに製造例6で製造したコットンリンターセルロース繊維分散液を用いたこと以外は実施例1と同様にして、コットンリンターセルロース繊維分散液の希釈、濾過及び加熱プレスを行ってセルロース繊維膜を得、同様にセルロース繊維複合材料を製造した。
[Comparative Example 3]
The cotton linter cellulose fiber dispersion was diluted, filtered and heated in the same manner as in Example 1 except that the cotton linter cellulose fiber dispersion produced in Production Example 6 was used instead of the cellulose fiber dispersion 1. A cellulose fiber membrane was obtained, and a cellulose fiber composite material was produced in the same manner.

セルロース繊維膜及びセルロース繊維複合材料の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the cellulose fiber membrane and the cellulose fiber composite material.

[比較例4]
製造例1で作製されたセルロース繊維分散液を希釈せずに、その44.2gをアドバンテック製濾過フィルターT100A090Cをセットしたアドバンテック製減圧濾過システム用器具KG−90を用いて吸引濾過を行った。このときのセルロース繊維分散液の固形分濃度(セルロース繊維濃度)は0.587重量%であった。吸引濾過時の減圧度は約−90kPaとし、濾過終盤にIPA約30mlを添加した。濾過後、120℃、2MPa、5分の条件で加熱プレスを行った。プレス機にかけた圧力はゲージの読み値であり、使用した加熱プレス機は井元製作所製小型加熱プレス(10t)180Cである。濾過後の溶媒が多く残ったセルロース繊維からなるウェット膜を濾過フィルター上に載せたままPETメッシュ(目開き1μm)で覆い、厚み1mmのPTFE板で挟んで、さらに120℃で加熱しておいた厚み10mmのSUS板で挟んで加熱プレスを行って、セルロース繊維膜の成形乾燥を行った。加熱プレス後、セルロース繊維膜だけ取り出した。
[Comparative Example 4]
Without diluting the cellulose fiber dispersion produced in Production Example 1, 44.2 g of the cellulose fiber dispersion was subjected to suction filtration using an Advantech vacuum filtration system tool KG-90 in which Advantech filtration filter T100A090C was set. The solid content concentration (cellulose fiber concentration) of the cellulose fiber dispersion at this time was 0.587% by weight. The degree of vacuum during suction filtration was about -90 kPa, and about 30 ml of IPA was added to the end of filtration. After filtration, a hot press was performed at 120 ° C., 2 MPa, and 5 minutes. The pressure applied to the press is a gauge reading, and the heating press used is a small heating press (10t) 180C manufactured by Imoto Seisakusho. A wet membrane made of cellulose fibers in which a large amount of solvent remained after filtration was covered with a PET mesh (aperture 1 μm) while placed on the filtration filter, sandwiched between PTFE plates having a thickness of 1 mm, and further heated at 120 ° C. The cellulose fiber membrane was molded and dried by heating and pressing with a 10 mm thick SUS plate. After the heat pressing, only the cellulose fiber membrane was taken out.

セルロース繊維膜として、このセルロース繊維膜を用いたこと以外は実施例1と同様にセルロース繊維複合材料を製造した。   A cellulose fiber composite material was produced in the same manner as in Example 1 except that this cellulose fiber membrane was used as the cellulose fiber membrane.

セルロース繊維膜及びセルロース繊維複合材料の評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the evaluation results of the cellulose fiber membrane and the cellulose fiber composite material.

Figure 2010024376
Figure 2010024376

表1より、本発明によれば、高透明性で、低位相差、低ヘーズの、光学的等方性、透明性等の光学特性に優れたセルロース繊維複合材料が提供されることが分かる。   From Table 1, it can be seen that according to the present invention, a cellulose fiber composite material having high transparency, low retardation, low haze, optical isotropy, transparency and other optical properties is provided.

Claims (6)

セルロース繊維とマトリクス材料とを含むセルロース繊維複合材料であって、セルロース繊維含有量が40重量%以上で、厚み50μmにおける位相差が20nm以下で、膜厚10μm以上200μm以下のいずれかにおいてJIS K7136によるヘーズが5%以下であることを特徴とするセルロース繊維複合材料。   A cellulose fiber composite material comprising cellulose fibers and a matrix material, wherein the cellulose fiber content is 40% by weight or more, the phase difference at a thickness of 50 μm is 20 nm or less, and the film thickness is 10 μm or more and 200 μm or less according to JIS K7136. A cellulose fiber composite material having a haze of 5% or less. 25℃において、マトリクス材料の波長587.6nmの光の対する屈折率が1.45〜1.65であることを特徴とする請求項1に記載のセルロース繊維複合材料。   2. The cellulose fiber composite material according to claim 1, wherein the refractive index of the matrix material with respect to light having a wavelength of 587.6 nm is 1.45 to 1.65 at 25 ° C. 3. セルロース繊維含有量が0.01〜0.2重量%のセルロース繊維分散液を濾過して製造されたセルロース繊維膜を、マトリクス材料と複合化してなることを特徴とする請求項1又は2に記載のセルロース繊維複合材料。   3. The cellulose fiber membrane produced by filtering a cellulose fiber dispersion having a cellulose fiber content of 0.01 to 0.2% by weight is formed by combining with a matrix material. Cellulose fiber composite material. セルロース繊維原料液を、100MPa以上の高圧雰囲気下から噴出させて減圧することにより解繊(微細化)した後、濾過することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のセルロース繊維複合材料。   The cellulose fiber composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the cellulose fiber raw material liquid is defibrated (miniaturized) by jetting from a high-pressure atmosphere of 100 MPa or more and decompressed, and then filtered. material. 膜厚10μm以上200μm以下のいずれかにおいて、JIS K7105による全光線透過率が87%以上であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のセルロース繊維複合材料。   The cellulose fiber composite material according to any one of claims 1 to 4, wherein the total light transmittance according to JIS K7105 is 87% or more at any thickness of 10 µm to 200 µm. 波長400〜800nmの全範囲における光透過率が85%以上で、波長400nm〜600nmの範囲の光透過率の傾きが0.022(%/nm)以下であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のセルロース繊維複合材料。   The light transmittance in the entire range of wavelengths from 400 to 800 nm is 85% or more, and the slope of the light transmittance in the range of wavelengths from 400 nm to 600 nm is 0.022 (% / nm) or less. The cellulose fiber composite material according to any one of 5.
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