JP2011068019A - Transparent fiber reinforced resin sheet - Google Patents

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Katsutoshi Hirakawa
勝利 平川
Koji Kishimoto
広次 岸本
Shinji Hashimoto
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transparent fiber reinforced resin sheet securing a high glass transition temperature durable to surface processing while keeping a high transparency, and suppressing birefringence. <P>SOLUTION: The transparent fiber reinforced resin sheet 1 is composed of a laminate formed of a central layer wherein a cured matter 5 of a curable transparent resin is held on a base material 4 of transparent reinforce fiber and an outer layer formed of a cured matter 6 of the curable transparent resin laminated on both outer sides of the central layer. The glass transition temperature of the cured matter 6 of the curable transparent resin of the outer layer in the laminate is higher than that of the cured matter 5 of the curable transparent resin of the central layer. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、透明繊維強化樹脂シートに関する。   The present invention relates to a transparent fiber reinforced resin sheet.

従来、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ等において、ガラス板に代替するものとしてガラス繊維等の透明強化繊維の基材に硬化性透明樹脂の硬化物が保持されている透明繊維強化樹脂シートが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in a flat panel display such as a liquid crystal display, a plasma display, and an EL display, a transparent fiber in which a cured product of a curable transparent resin is held on a substrate of a transparent reinforcing fiber such as a glass fiber as an alternative to a glass plate A reinforced resin sheet has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このような透明繊維強化樹脂シートを製造する際には、例えば、ガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂と、ガラス繊維よりも屈折率の小さい低屈折率樹脂とを混合して屈折率がガラス繊維の屈折率に近似するように樹脂組成物を調製する。そしてガラス繊維の基材に樹脂組成物を含浸し、乾燥して半硬化することによりプリプレグを作製し、このプリプレグを加熱加圧成形することにより透明繊維強化樹脂シートが製造される。   When manufacturing such a transparent fiber reinforced resin sheet, for example, a high refractive index resin having a refractive index larger than that of glass fiber and a low refractive index resin having a refractive index smaller than that of glass fiber are mixed to have a refractive index. The resin composition is prepared so as to approximate the refractive index of the glass fiber. A glass fiber base material is impregnated with the resin composition, dried and semi-cured to prepare a prepreg, and the prepreg is heated and pressed to produce a transparent fiber reinforced resin sheet.

このようにガラス繊維と透明樹脂との屈折率を合わせることにより、透明繊維強化樹脂シート内での光の屈折を抑え、視認性に優れたディスプレイの透明フィルムとして用いることができる。   Thus, by combining the refractive indexes of the glass fiber and the transparent resin, the refraction of light in the transparent fiber reinforced resin sheet can be suppressed and used as a transparent film of a display having excellent visibility.

透明繊維強化樹脂シートを製造するための樹脂組成物としては一般にエポキシ樹脂が用いられており、その屈折率をガラス繊維の屈折率に近似させるために、ガラス繊維よりも屈折率の大きいエポキシ樹脂と、ガラス繊維よりも屈折率の小さいエポキシ樹脂とを混合して、屈折率がガラス繊維の屈折率に近似するように樹脂組成物を調製している。   As a resin composition for producing a transparent fiber reinforced resin sheet, an epoxy resin is generally used, and in order to approximate the refractive index of the glass fiber, the epoxy resin having a refractive index larger than that of the glass fiber and The resin composition is prepared by mixing an epoxy resin having a refractive index smaller than that of the glass fiber so that the refractive index approximates the refractive index of the glass fiber.

しかしながら、高屈折率のエポキシ樹脂と低屈折率のエポキシ樹脂を混合した樹脂組成物を用いて作製した透明繊維強化樹脂シートにおいて、エポキシ樹脂とガラス繊維の基材との界面に微小なクラックや剥離が生じると、この微小なクラックや剥離によってヘイズが高くなって透明性が低下するおそれがある。このために、エポキシ樹脂としてガラス転移温度の低いものを用いることによってエポキシ樹脂とガラス繊維の基材との界面で生じる微小なクラックや剥離を抑制することが検討されている。   However, in a transparent fiber reinforced resin sheet prepared using a resin composition in which an epoxy resin with a high refractive index and an epoxy resin with a low refractive index are mixed, minute cracks or peeling at the interface between the epoxy resin and the glass fiber substrate If this occurs, haze may increase due to the minute cracks or peeling, and transparency may be reduced. For this reason, it has been studied to suppress minute cracks and peeling occurring at the interface between the epoxy resin and the glass fiber substrate by using an epoxy resin having a low glass transition temperature.

しかし、ガラス転移温度の低いエポキシ樹脂を用いると、透明繊維強化樹脂シートの耐熱性が低下して使用環境温度において表面への加工に耐えられないという問題があり、耐熱性が要求される分野では高いガラス転移温度を有する透明繊維強化樹脂シートが要望されていた。そこで、特許文献2ではガラス転移温度の高い樹脂系を用いることが検討されている。   However, when using an epoxy resin having a low glass transition temperature, there is a problem that the heat resistance of the transparent fiber reinforced resin sheet is lowered and the processing to the surface cannot be endured at the use environment temperature. There has been a demand for a transparent fiber reinforced resin sheet having a high glass transition temperature. Thus, Patent Document 2 discusses the use of a resin system having a high glass transition temperature.

特開2004−307851号公報JP 2004-307851 A 特開2009−190378号公報JP 2009-190378 A

ところがその後の検討により、ガラス転移温度の高い樹脂を用いると、成形硬化後の透明繊維強化樹脂シートにおいて、ガラス繊維近傍に複屈折が生じ、偏光板を必要とする液晶表示デバイス等に使用する際に光漏れ発生によってコントラストが低下するという改善すべき点が見出された。これは、成形硬化時の硬化収縮及び、硬化温度から室温まで冷却される間のガラス転移温度以下の温度域での樹脂とガラス繊維の熱膨張差によって生じる内部応力により、ガラス繊維表面で樹脂の配向が生じていることに起因すると考えられる。   However, when a resin with a high glass transition temperature is used in subsequent studies, in a transparent fiber reinforced resin sheet after molding and curing, birefringence occurs in the vicinity of the glass fiber, and when used for a liquid crystal display device or the like that requires a polarizing plate. In addition, it has been found that the contrast is lowered due to the occurrence of light leakage. This is because the resin shrinks on the glass fiber surface due to internal shrinkage caused by the thermal shrinkage of the resin and glass fiber in the temperature range below the glass transition temperature during cooling from the curing temperature to room temperature during molding curing. This is considered due to the occurrence of orientation.

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、高い透明性を維持しつつ、表面加工に耐えうる高いガラス転移温度を確保するとともに、複屈折を抑制した透明繊維強化樹脂シートを提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and while maintaining high transparency, while ensuring a high glass transition temperature that can withstand surface processing, a transparent fiber reinforced resin sheet that suppresses birefringence It is an issue to provide.

本発明は以下のことを特徴としている。   The present invention is characterized by the following.

第1に、透明強化繊維の基材に硬化性透明樹脂の硬化物が保持されている中心層とその両外側に積層された硬化性透明樹脂の硬化物からなる外層とから形成される積層体で構成される透明繊維強化樹脂シートであって、前記積層体における外層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度よりも高いことを特徴とする。   1stly, the laminated body formed from the center layer by which the hardened | cured material of curable transparent resin is hold | maintained at the base material of the transparent reinforcing fiber, and the outer layer which consists of hardened | cured material of the curable transparent resin laminated | stacked on the both sides The glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer in the laminate is higher than the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the center layer. Features.

第2に、上記第1の発明において、複数の積層体が積層されて形成されていることを特徴とする。   Second, the first invention is characterized in that a plurality of laminated bodies are formed by being laminated.

第3に、上記第1または第2の発明において、積層体における外層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が200℃以上であり、中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が160℃以下であることを特徴とする。   Third, in the first or second invention, the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer in the laminate is 200 ° C. or higher, and the glass transition of the cured product of the curable transparent resin of the center layer. The temperature is 160 ° C. or lower.

第4に、上記第1ないし第3の発明において、積層体における外層の硬化性透明樹脂は、芳香族環を有するジシアネート及び多官能脂肪族エポキシ樹脂を含有することを特徴とする。   Fourth, in the first to third inventions, the curable transparent resin of the outer layer in the laminate contains a dicyanate having an aromatic ring and a polyfunctional aliphatic epoxy resin.

上記第1および第2の発明によれば、積層体における外層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度よりも高いことにより、高い透明性を維持するとともに、積層体の外層の硬化性透明樹脂が、本発明にかかる透明繊維強化樹脂シートを用いて液晶表示デバイス等への加工を施す際の耐熱性を発現し、積層体の中心層の硬化性透明樹脂が、透明強化繊維の基材表面との応力緩和機能を果たして複屈折を抑制する効果を発現する。   According to the first and second inventions described above, the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer in the laminate is higher than the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the center layer. While maintaining transparency, the curable transparent resin of the outer layer of the laminate exhibits heat resistance when processing the liquid crystal display device or the like using the transparent fiber reinforced resin sheet according to the present invention. The curable transparent resin in the center layer exhibits an effect of suppressing birefringence by performing a stress relaxation function with the substrate surface of the transparent reinforcing fiber.

上記第3の発明によれば、積層体における外層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が200℃以上であり、中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が160℃以下であることにより、一般的な硬化性透明樹脂の成形温度170℃〜190℃において表面剛性が確保されるので、成形後のシート表面を平滑に保つことができる。また、上記成形温度において積層体の中心層の硬化性透明樹脂と透明強化繊維の基材表面との間に生じる内部応力を低減でき、透明繊維強化樹脂シートの複屈折をさらに低減することができる。   According to the third aspect, the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer in the laminate is 200 ° C. or higher, and the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the center layer is 160 ° C. or lower. Since the surface rigidity is ensured at a molding temperature of 170 ° C. to 190 ° C. of a general curable transparent resin, the sheet surface after molding can be kept smooth. Further, internal stress generated between the curable transparent resin of the central layer of the laminate and the substrate surface of the transparent reinforcing fiber at the molding temperature can be reduced, and the birefringence of the transparent fiber reinforced resin sheet can be further reduced. .

第4の発明によれば、積層体における外層の硬化性透明樹脂が、芳香族環を有するジシアネート及び多官能脂肪族エポキシ樹脂を含有することにより、芳香族環を有するジシアネートと多官能脂肪族エポキシ樹脂自身の透明性と、樹脂組成物の屈折率を透明強化繊維の屈折率に合わせる調製の容易さによって、さらに一層高い透明性を維持しつつ、高いガラス転移温度を確保することができる。しかも、芳香族環を有するジシアネートは常温で固形であるため、透明強化繊維の基材に樹脂組成物を含浸して乾燥するプリプレグの調製において、指触乾燥性が良好になり、取り扱い性が向上する利点を有する。   According to 4th invention, the curable transparent resin of the outer layer in a laminated body contains the dicyanate which has an aromatic ring, and a polyfunctional aliphatic epoxy resin, The dicyanate which has an aromatic ring, and a polyfunctional aliphatic epoxy Due to the transparency of the resin itself and the ease of preparation for adjusting the refractive index of the resin composition to the refractive index of the transparent reinforcing fiber, it is possible to ensure a high glass transition temperature while maintaining even higher transparency. In addition, since the dicyanate having an aromatic ring is solid at room temperature, in the preparation of a prepreg to be dried by impregnating the transparent reinforcing fiber substrate with the resin composition, the touch drying property is improved and the handling property is improved. Has the advantage of

本発明にかかる透明繊維強化樹脂シートの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the transparent fiber reinforced resin sheet concerning this invention. 本発明にかかる透明繊維強化樹脂シートの別の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another embodiment of the transparent fiber reinforced resin sheet concerning this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

図1は、本発明にかかる透明繊維強化樹脂シートの一実施形態を示す断面図である。透明繊維強化樹脂シート1は、中心層とその両外側の外層とから形成される3層構造の積層体で構成されている。積層体の中心層は、複数の経繊維束2と複数の緯繊維束3とからなるガラス繊維等の透明強化繊維の基材4に硬化性透明樹脂の硬化物5が保持されている。積層体の外層は硬化性透明樹脂の硬化物6から形成される樹脂層であるが、中心層の硬化性透明樹脂の硬化物5のガラス転移温度(Tg)よりも高いTgの硬化性透明樹脂で構成されている。本発明にかかる透明繊維強化樹脂シート1は、図1のように単一の積層体で構成されるものに限定されない。例えば、図2に示すように、図1に示した3層構造の積層体が厚み方向に2枚積層されて形成されているものであってもよいし、さらに、3枚以上積層して形成されているものであってもよい。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a transparent fiber reinforced resin sheet according to the present invention. The transparent fiber reinforced resin sheet 1 is composed of a laminate having a three-layer structure formed of a center layer and outer layers on both outer sides thereof. In the center layer of the laminate, a cured product 5 of a curable transparent resin is held on a base 4 of transparent reinforcing fibers such as glass fibers made up of a plurality of warp fiber bundles 2 and a plurality of weft fiber bundles 3. The outer layer of the laminate is a resin layer formed from a cured product 6 of a curable transparent resin, but has a Tg higher than the glass transition temperature (Tg) of the cured product 5 of the curable transparent resin of the center layer. It consists of The transparent fiber reinforced resin sheet 1 concerning this invention is not limited to what is comprised with a single laminated body like FIG. For example, as shown in FIG. 2, the laminate having the three-layer structure shown in FIG. 1 may be formed by stacking two sheets in the thickness direction, or by stacking three or more sheets. It may be what has been done.

本発明では、積層体の外層の硬化性透明樹脂が、中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のTgよりも高いTgを有する硬化性透明樹脂で構成されるが、このようにTgの高い硬化性透明樹脂とTgの低い硬化性透明樹脂を実現するには、硬化網目密度が変わる樹脂配合を採用すればよく、硬化に寄与する多官能の含有率が高いものほど高いTgに、低いものほど低いTgになる。   In the present invention, the curable transparent resin of the outer layer of the laminate is composed of a curable transparent resin having a Tg higher than the Tg of the cured curable transparent resin of the center layer. In order to realize a transparent transparent resin and a curable transparent resin having a low Tg, it is only necessary to adopt a resin blend in which the cured network density is changed. The higher the polyfunctional content contributing to curing, the higher the Tg, and the lower the Tg. Lower Tg.

高Tg化に寄与する硬化性透明樹脂を構成するエポキシ樹脂として、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、次式(1)で表されるビスフェノールA骨格を有する3官能エポキシ樹脂、多官能脂肪族エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、ラジカル硬化系樹脂としてのアクリル系やメタクリル系樹脂であって、各種の基本骨格を有する多官能樹脂であってもよい。   Examples of the epoxy resin constituting the curable transparent resin that contributes to high Tg include, for example, a cresol novolac type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, a trifunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton represented by the following formula (1), Examples thereof include polyfunctional aliphatic epoxy resins and hydrogenated bisphenol A type epoxy resins. Further, it may be an acrylic or methacrylic resin as a radical curable resin, and may be a polyfunctional resin having various basic skeletons.

Figure 2011068019
Figure 2011068019

多官能脂肪族エポキシ樹脂の具体例としては、1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサンを含むエポキシ樹脂(例えば、ダイセル化学(株)製の品番EHPE−3150)や、3官能脂肪族エポキシ樹脂(例えば、東都化成(株)製の品番YH300)等が挙げられる。   Specific examples of the polyfunctional aliphatic epoxy resin include an epoxy resin containing 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane (for example, product number EHPE-3150 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and trifunctional fat. Group epoxy resin (for example, product number YH300 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.).

低Tg化に寄与する硬化性透明樹脂を構成するエポキシ樹脂としては、例えば、様々な核体数のものが上市されているビスフェノールA型やF型のエポキシ樹脂、及びそれらの水素添加した脂肪族エポキシ樹脂、直鎖状骨格の両末端にエポキシ樹脂を有する、いわゆる柔軟性を発現できるエポキシ樹脂(例えば、ポリ・アルキレングリコールのジグリシジルエーテル型エポキシや環状エステルを開環重合したものの両末端にエポキシ基を有する骨格を設けたダイセル化学(株)製の品番セロキサイド2081等)、さらに1官能のエポキシ樹脂である反応性希釈剤等を挙げることができる。また、ラジカル硬化系樹脂においては、スチレン類、2官能の柔軟性を付与するタイプのアクリル類、1官能のアクリル類やメタクリル類等を挙げることができる。   Examples of the epoxy resin constituting the curable transparent resin that contributes to lowering Tg include, for example, bisphenol A type and F type epoxy resins on the market with various numbers of nuclei, and hydrogenated aliphatics thereof. Epoxy resin, an epoxy resin having an epoxy resin at both ends of a linear skeleton and capable of expressing so-called flexibility (for example, epoxy at both ends of polyalkylene glycol diglycidyl ether type epoxy or cyclic ester ring-opening polymerization) And a reactive diluent which is a monofunctional epoxy resin, etc.). Examples of the radical curable resins include styrenes, bifunctional acrylics, monofunctional acrylics, and methacrylic compounds.

本発明においては、積層体の中心層の硬化性透明樹脂と外層の硬化性透明樹脂はそれぞれ、透明繊維強化樹脂シートの透明性を維持するためにも、その屈折率が透明強化繊維の屈折率に近似した値に調整されることが望ましい。例えば、透明強化繊維の屈折率をnとすると、各硬化性透明樹脂の屈折率がn−0.02〜n+0.02の範囲で近似するように調整されるのが望ましい。なお、本発明において、樹脂の屈折率は、いずれも硬化した樹脂の状態での屈折率を意味するものであり、ASTM D542で試験した値である。   In the present invention, the curable transparent resin of the central layer of the laminate and the curable transparent resin of the outer layer each have a refractive index that is the refractive index of the transparent reinforcing fiber in order to maintain the transparency of the transparent fiber reinforced resin sheet. It is desirable to adjust to a value approximated to. For example, when the refractive index of the transparent reinforcing fiber is n, the refractive index of each curable transparent resin is desirably adjusted so as to approximate in the range of n−0.02 to n + 0.02. In the present invention, the refractive index of the resin means the refractive index in the state of the cured resin, and is a value tested by ASTM D542.

このように各硬化性透明樹脂の屈折率が透明強化繊維の屈折率に近似したものに調製するためには、高屈折率樹脂と低屈折率樹脂とを適切な配合比で混合することによって実現される。   Thus, in order to prepare the refractive index of each curable transparent resin close to the refractive index of the transparent reinforcing fiber, it is realized by mixing the high refractive index resin and the low refractive index resin at an appropriate blending ratio. Is done.

高屈折率樹脂とは、その屈折率が透明強化繊維よりも高い樹脂であり、上記した硬化性透明樹脂のなかからいくつか例示すると、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、前記式(1)で表されるビスフェノールA骨格を有する3官能エポキシ樹脂、芳香族環を有するジシアネート等を挙げることができる。   The high refractive index resin is a resin having a refractive index higher than that of the transparent reinforcing fiber. Examples of the curable transparent resin described above include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, the above formula ( Examples thereof include a trifunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton represented by 1) and a dicyanate having an aromatic ring.

低屈折率樹脂とは、その屈折率が透明強化繊維よりも低い樹脂であり、上記した硬化性透明樹脂のなかからいくつか例示すると、1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサンを含むエポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂等を挙げることができる。
高屈折率樹脂と低屈折率樹脂の比率は、透明強化繊維として安価で供給品質が安定しているEガラスを用いる場合において、質量比で40:60〜55:45であることが好ましい。この比率を逸脱する比率では多くの樹脂においてEガラスの屈折率に樹脂の屈折率を合わせることが難しい。
The low refractive index resin is a resin whose refractive index is lower than that of the transparent reinforcing fiber, and some examples of the above curable transparent resin include 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane. Examples thereof include an epoxy resin and a hydrogenated bisphenol A type epoxy resin.
The ratio of the high refractive index resin to the low refractive index resin is preferably 40:60 to 55:45 in mass ratio when using E glass that is inexpensive and has stable supply quality as the transparent reinforcing fiber. If the ratio deviates from this ratio, it is difficult to match the refractive index of the resin to the refractive index of E glass in many resins.

本発明において、積層体の中心層および外層の各硬化性透明樹脂は、熱により硬化が進むタイプあるいは活性エネルギー線(色々な波長の電磁波、光等)で硬化反応が開始する光硬化タイプのいずれかであってよい。光硬化タイプの場合は、光照射後の加熱によりさらに反応が進むことが多く、加熱処理を施すことが好ましい。   In the present invention, each of the curable transparent resins in the central layer and the outer layer of the laminate is either a type that cures by heat or a photocuring type that initiates a curing reaction with active energy rays (electromagnetic waves of various wavelengths, light, etc.). It may be. In the case of the photo-curing type, the reaction often proceeds further by heating after light irradiation, and it is preferable to perform heat treatment.

また、各硬化性透明樹脂には、シリカをはじめとする金属酸化物の微粒子(1nm〜5μm程度)を配合することもできる。これにより透明繊維強化樹脂シートの熱膨張率を低減でき、光学特性も向上できる等、有用な効果を奏する。   Each curable transparent resin can also contain fine particles of metal oxide such as silica (about 1 nm to 5 μm). Thereby, the thermal expansion coefficient of the transparent fiber reinforced resin sheet can be reduced, and the optical characteristics can be improved.

本発明においては、透明繊維強化樹脂シートの、表面平滑性の保持にかかる耐熱性と、複屈折性の抑制とをより効果的に両立させるために、積層体の外層の硬化性透明樹脂の硬化物のTgが200℃以上、中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のTgが160℃以下になるように各硬化性透明樹脂を調製することが望ましい。   In the present invention, in order to more effectively achieve both the heat resistance required for maintaining the surface smoothness of the transparent fiber reinforced resin sheet and the suppression of birefringence, the curing of the curable transparent resin of the outer layer of the laminate is performed. It is desirable to prepare each curable transparent resin such that the Tg of the product is 200 ° C. or higher and the Tg of the cured product of the curable transparent resin of the center layer is 160 ° C. or lower.

積層体の外層の硬化性透明樹脂の硬化物のTgが200℃以上であることが望ましい理由としては、熱で硬化反応が進む樹脂で、かつ、硬化後も透明性を維持できるようにするためには熱での変質着色を防ぐ必要があり、その熱処理温度が200℃程度以下であることが好ましいことが挙げられる。また、アモルファスシリコンのトランジスタ形成温度は高い方がそのトランジスタの特性が良くなることが既知であるが、有機シート上への高性能なトランジスタの形成ができるように開発が進み、近年ようやく200℃以下の温度域での形成が可能になりつつあることも理由として挙げられる。積層体の外層の硬化性透明樹脂の硬化物のTgが200℃未満の場合、透明繊維強化樹脂シートの使用環境温度で樹脂弾性率が低下して内部応力に抗しきれず、表面平滑性が悪化してしまう場合がある。積層体の外層の硬化性透明樹脂の硬化物のTgが200℃以上であれば、透明繊維強化樹脂シートの表面平滑性が使用環境温度でも維持される。この効果はTgが高いものほど優れるため、より好ましいTgは230℃以上である。硬化性透明樹脂の硬化物のTgは一般的には最高でも260℃程度までしか実現できないため、上限値は260℃程度である。   The reason why it is desirable that the Tg of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer of the laminate is 200 ° C. or higher is to allow the resin to undergo a curing reaction with heat and to maintain transparency after curing. It is necessary to prevent alteration coloring with heat, and the heat treatment temperature is preferably about 200 ° C. or less. In addition, it is known that the higher the transistor formation temperature of amorphous silicon, the better the characteristics of the transistor. However, development has progressed so that a high-performance transistor can be formed on an organic sheet. Another reason is that formation in the temperature range is becoming possible. When the Tg of the cured curable transparent resin of the outer layer of the laminate is less than 200 ° C., the resin elastic modulus decreases at the use environment temperature of the transparent fiber reinforced resin sheet, cannot resist internal stress, and the surface smoothness deteriorates. May end up. If the Tg of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer of the laminate is 200 ° C. or higher, the surface smoothness of the transparent fiber reinforced resin sheet is maintained even at the use environment temperature. Since this effect is more excellent as Tg is higher, more preferable Tg is 230 ° C. or higher. Since the Tg of the cured product of the curable transparent resin can generally be realized only up to about 260 ° C., the upper limit is about 260 ° C.

積層体の中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のTgが160℃以下であることが望ましい理由としては、透明繊維強化樹脂シートの複屈折を大きく低減できるからである。Tgは120℃以下がさらに好ましい。下限値に特に制約はないが、室温でガラス状領域である方が透明繊維強化樹脂シートの室温での剛性を発現でき取り扱い性が向上するので好ましく、また、一般的に入手容易な樹脂を考慮すると、Tgが90℃程度以上であることが工業的に妥当な範囲ということができる。Tgが160℃を上回ると、硬化時の収縮に起因する応力と、硬化温度から室温までの冷却される過程におけるTgから室温までの樹脂と透明強化繊維の熱膨張差に起因する熱応力とにより、透明強化繊維近傍の樹脂が配向し、これにより透明繊維強化樹脂シートに複屈折が生じてしまう場合がある。   The reason why it is desirable that the Tg of the cured curable transparent resin of the central layer of the laminate is 160 ° C. or less is that the birefringence of the transparent fiber reinforced resin sheet can be greatly reduced. Tg is more preferably 120 ° C. or lower. There is no particular limitation on the lower limit, but it is preferable that the glass-like region is at room temperature because the rigidity at room temperature of the transparent fiber reinforced resin sheet can be expressed and handling properties are improved, and generally available resins are considered. Then, it can be said that Tg is about 90 ° C. or more as an industrially valid range. When Tg exceeds 160 ° C., the stress due to shrinkage at the time of curing and the thermal stress due to the difference in thermal expansion between the resin from Tg to room temperature and the transparent reinforcing fiber in the process of cooling from the curing temperature to room temperature. In some cases, the resin in the vicinity of the transparent reinforced fiber is oriented, which causes birefringence in the transparent fiber reinforced resin sheet.

なお、本発明においてガラス転移温度は、JIS C6481 TMA法に準拠して測定した値である。   In the present invention, the glass transition temperature is a value measured according to the JIS C6481 TMA method.

本発明において、積層体の外層の硬化性透明樹脂として、芳香族環を有するジシアネートを含有する樹脂組成物を用いることができる。   In this invention, the resin composition containing the dicyanate which has an aromatic ring can be used as curable transparent resin of the outer layer of a laminated body.

芳香族環を有するジシアネートは、芳香族骨格を持つ1分子中に2個以上のシアネート基を有する化合物であり、例えば、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン、ビス(3,5−ジメチル−4−シアネートフェニル)メタン、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)エタン、これらの誘導体等の芳香族シアネートエステル化合物である。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。芳香族環を有するジシアネートは、剛直な分子骨格を有するものであり、重合反応過程で3量化してトリアジン環を生成するので、硬化物の透明性が極めて優れるとともに、高いガラス転移温度を実現できる。また、常温で固形であるため、透明強化繊維の基材に樹脂組成物を含浸して乾燥するプリプレグの調製にあたり、指触乾燥性が良好になり、取り扱い性が向上する利点を有する。   A dicyanate having an aromatic ring is a compound having two or more cyanate groups in one molecule having an aromatic skeleton. For example, 2,2-bis (4-cyanatephenyl) propane, bis (3,5- Aromatic cyanate ester compounds such as dimethyl-4-cyanatephenyl) methane, 2,2-bis (4-cyanatephenyl) ethane, and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more. The dicyanate having an aromatic ring has a rigid molecular skeleton and is trimerized in the course of the polymerization reaction to produce a triazine ring. Therefore, the transparency of the cured product is extremely excellent and a high glass transition temperature can be realized. . Moreover, since it is solid at normal temperature, in preparing a prepreg that is impregnated with a resin composition on a transparent reinforcing fiber substrate and dried, there is an advantage that the touch drying property is improved and the handling property is improved.

さらに、本発明においては、積層体の外層の硬化性透明樹脂として、上記の芳香族環を有するジシアネートとともに上記した多官能脂肪族エポキシ樹脂をも含む樹脂組成物を用いることが好ましい。芳香族環を有するジシアネートと多官能脂肪族エポキシ樹脂自身の透明性と、樹脂組成物の屈折率を透明強化繊維の屈折率に合わせる調製の容易さによって、さらに一層高い透明性を維持しつつ、高いガラス転移温度を確保することができるからである。   Furthermore, in this invention, it is preferable to use the resin composition which also contains the above-mentioned polyfunctional aliphatic epoxy resin with said dicyanate which has an aromatic ring as curable transparent resin of the outer layer of a laminated body. While maintaining even higher transparency by the transparency of the dicyanate having an aromatic ring and the transparency of the polyfunctional aliphatic epoxy resin itself and the ease of preparation to match the refractive index of the resin composition with the refractive index of the transparent reinforcing fiber, This is because a high glass transition temperature can be secured.

本発明において、積層体の中心層および外層の各硬化性透明樹脂は、硬化開始剤(硬化剤)を配合した樹脂組成物とすることができる。この硬化開始剤としては、有機金属塩を用いることができる。その具体例としては、オクタン酸、ステアリン酸、アセチルアセトネート、ナフテン酸、サリチル酸等の有機酸と、Zn、Cu、Fe等の金属との塩を挙げることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、オクタン酸亜鉛が好ましい。硬化開始剤としてオクタン酸亜鉛を用いることにより、硬化性透明樹脂のTgを高めることができる。樹脂組成物中のオクタン酸亜鉛等の有機金属塩の含有量は、好ましくは0.01〜0.1PHRの範囲である。   In the present invention, each of the curable transparent resins of the central layer and the outer layer of the laminate can be a resin composition containing a curing initiator (curing agent). An organic metal salt can be used as the curing initiator. Specific examples thereof include salts of organic acids such as octanoic acid, stearic acid, acetylacetonate, naphthenic acid and salicylic acid with metals such as Zn, Cu and Fe. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, zinc octoate is preferable. By using zinc octoate as the curing initiator, the Tg of the curable transparent resin can be increased. The content of an organic metal salt such as zinc octoate in the resin composition is preferably in the range of 0.01 to 0.1 PHR.

また硬化開始剤として、カチオン系硬化剤を用いることもできる。カチオン系硬化剤を用いることにより、樹脂組成物の硬化物の透明性を高めることができる。カチオン系硬化剤の具体例としては、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、アンモニウム塩、アルミニウムキレート、三フッ化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。樹脂組成物中のカチオン系硬化剤の含有量は、好ましくは0.2〜3.0PHRの範囲である。   A cationic curing agent can also be used as the curing initiator. By using a cationic curing agent, the transparency of the cured product of the resin composition can be enhanced. Specific examples of the cationic curing agent include aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, ammonium salts, aluminum chelates, and boron trifluoride amine complexes. The content of the cationic curing agent in the resin composition is preferably in the range of 0.2 to 3.0 PHR.

さらに硬化開始剤として、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の3級アミン、2−エチル−4−イミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等の硬化触媒を用いることもできる。樹脂組成物中の硬化触媒の含有量は、好ましくは0.5〜5.0PHRの範囲である。   Further, a curing catalyst such as a tertiary amine such as triethylamine or triethanolamine, 2-ethyl-4-imidazole, 4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole or the like can also be used as a curing initiator. The content of the curing catalyst in the resin composition is preferably in the range of 0.5 to 5.0 PHR.

本発明は、上述した複数の樹脂、および必要に応じて硬化開始剤等を配合することにより、その硬化物が高Tgとなる樹脂組成物と低Tgとなる樹脂組成物を調製することができる。これらの樹脂組成物は、必要に応じて溶剤に溶解ないし分散して樹脂ワニスとして調製することができる。この溶剤としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、2−ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコール、N,N’−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。   The present invention can prepare a resin composition having a high Tg and a resin composition having a low Tg by blending the above-described plurality of resins and, if necessary, a curing initiator. . These resin compositions can be prepared as a resin varnish by dissolving or dispersing in a solvent as necessary. Examples of the solvent include benzene, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, 2-butanol, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, Acetone alcohol, N, N'-dimethylacetamide, etc. are mentioned.

積層体の中心層における基材を構成する透明強化繊維としては、着色がなく、熱膨張率が硬化性透明樹脂よりも一桁以上低いものであればよい。例えば、ガラス繊維が好適であるが、透明な液晶性ポリマーの繊維であってもよい。ガラス繊維としては、透明繊維強化樹脂シートの耐衝撃性を高める点からEガラスやNEガラスの繊維が好ましく用いられる。Eガラスは無アルカリガラスとも称され、樹脂強化用ガラス繊維として汎用されるガラス繊維であり、NEガラスはNewEガラスのことである。   The transparent reinforcing fibers constituting the base material in the central layer of the laminate need only be ones that are not colored and have a thermal expansion coefficient that is an order of magnitude lower than that of the curable transparent resin. For example, glass fibers are suitable, but transparent liquid crystalline polymer fibers may also be used. As the glass fiber, fiber of E glass or NE glass is preferably used from the viewpoint of enhancing the impact resistance of the transparent fiber reinforced resin sheet. E glass is also referred to as non-alkali glass, and is a glass fiber that is widely used as a glass fiber for resin reinforcement. NE glass is NewE glass.

また、ガラス繊維には、耐衝撃性を向上させる目的で、ガラス繊維処理剤として通常用いられているシランカップリング剤により表面処理しておくことが好ましい。ガラス繊維の屈折率は好ましくは1.55〜1.57、より好ましくは1.555〜1.565である。ガラス繊維の屈折率がこの範囲であれば、視認性に優れた透明繊維強化樹脂シートを得ることができる。本発明では、ガラス繊維の織布あるいは不織布を基材として用いることができる。   The glass fiber is preferably surface-treated with a silane coupling agent usually used as a glass fiber treating agent for the purpose of improving impact resistance. The refractive index of the glass fiber is preferably 1.55 to 1.57, more preferably 1.555 to 1.565. If the refractive index of glass fiber is this range, the transparent fiber reinforced resin sheet excellent in visibility can be obtained. In the present invention, a woven or non-woven fabric of glass fiber can be used as a substrate.

そしてガラス繊維の基材に樹脂組成物を塗工あるいは含浸し、加熱して乾燥することにより、プリプレグを作製することができる。乾燥条件は、特に限定されないが、乾燥温度100〜160℃、乾燥時間1〜10分間の範囲が好ましい。   And a prepreg can be produced by coating or impregnating a glass fiber substrate with a resin composition, heating and drying. The drying conditions are not particularly limited, but a drying temperature of 100 to 160 ° C. and a drying time of 1 to 10 minutes are preferable.

本発明においては、プリプレグの作製は次の手順で行う。まず、透明強化繊維の基材の両面に、その硬化物が低Tgとなる樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工し、次いでその塗工面の両外側に、その硬化物が高Tgとなる樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工して乾燥する。または、透明強化繊維の基材の両面に、その硬化物が低Tgとなる樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工して乾燥し、次いでその塗工面の両外側に、その硬化物が高Tgとなる樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工して乾燥するようにしてもよい。樹脂ワニスの塗工を行うには、一般的な塗工装置を用いることができる。例えば、ディップコータ、リップコータ、コンマコータ、ダイコータ、グラビアコータ等、シート状物体の両面に塗工できるものであればよい。   In the present invention, the prepreg is produced by the following procedure. First, a resin varnish of a resin composition having a cured product having a low Tg is applied to both surfaces of a transparent reinforcing fiber substrate, and then the cured product having a high Tg is applied to both outer sides of the coated surface. The resin varnish is coated and dried. Alternatively, a resin varnish of a resin composition having a cured product having a low Tg is applied to both sides of the substrate of the transparent reinforcing fiber and dried, and then the cured product has a high Tg on both outer sides of the coated surface. A resin varnish of the resulting resin composition may be applied and dried. In order to apply the resin varnish, a general coating apparatus can be used. For example, any material that can be applied to both sides of a sheet-like object such as a dip coater, a lip coater, a comma coater, a die coater, and a gravure coater may be used.

次にこのプリプレグを1枚、あるいは複数枚重ね、加熱加圧成形することにより、樹脂組成物を硬化させて透明繊維強化樹脂シートを得ることができる。プリプレグ1枚を加熱加圧成形して製造したものが、図1に示す透明繊維強化樹脂シートであり、プリプレグを2枚重ねて加熱加圧成形して製造したものが、図2に示す透明繊維強化樹脂シートである。   Next, one or a plurality of the prepregs are stacked and heated and pressed to cure the resin composition, thereby obtaining a transparent fiber reinforced resin sheet. The one produced by heat-pressing one prepreg is the transparent fiber reinforced resin sheet shown in FIG. 1, and the one produced by heat-pressing two prepregs laminated is the transparent fiber shown in FIG. It is a reinforced resin sheet.

加熱加圧成形の条件は、特に限定されないが、温度150〜200℃、圧力1〜4MPa、時間10〜120分間の範囲が好ましい。加熱加圧成形を施す装置としては、加熱可能な平板状プレスでもよいし、ループ状の2組みの金属板ベルトの間を、加熱加圧状態で通過させる形式のプレス装置であってもよい。   The conditions for the heat and pressure molding are not particularly limited, but a temperature of 150 to 200 ° C., a pressure of 1 to 4 MPa, and a time of 10 to 120 minutes are preferable. The apparatus for performing heat and pressure molding may be a flat plate press capable of being heated, or may be a press apparatus of a type that passes between two sets of looped metal plate belts in a heat and pressure state.

上記のようにして得られる透明繊維強化樹脂シートにおいて、透明強化繊維の基材の含有率は25〜65質量%の範囲が好ましく、より好ましくは35〜60質量%の範囲である。この範囲であれば、透明強化繊維による補強効果で高い耐衝撃性を得ることができるとともに、十分な透明性を得ることができる。透明強化繊維が多過ぎると表面の凹凸が大きくなり、透明性も低下する。一方、透明強化繊維が少な過ぎると線膨張率が大きくなるという問題を生じる。   In the transparent fiber reinforced resin sheet obtained as described above, the content of the transparent reinforcing fiber substrate is preferably in the range of 25 to 65% by mass, more preferably in the range of 35 to 60% by mass. If it is this range, while being able to acquire high impact resistance with the reinforcement effect by a transparent reinforcing fiber, sufficient transparency can be acquired. When there are too many transparent reinforcing fibers, the unevenness | corrugation of the surface will become large and transparency will also fall. On the other hand, when there are too few transparent reinforcement fibers, the problem that a linear expansion coefficient becomes large will arise.

なお、透明強化繊維の基材としては、透明性を高く得るために、厚みの薄いものを複数枚重ねたものを用いることができる。具体的には、透明強化繊維の基材として厚み50μm以下のものを用い、この50μm以下の厚みの透明強化繊維の基材を2枚以上重ねて用いることができる。透明強化繊維の基材の厚みの下限は、特に限定されないが、10μm程度が実用上の下限である。また、透明強化繊維の基材の枚数も特に限定されないが、20枚程度が実用上の上限である。   In addition, as a base material of a transparent reinforcement fiber, in order to obtain transparency, what laminated | stacked multiple thin things can be used. Specifically, a substrate having a thickness of 50 μm or less can be used as the substrate of the transparent reinforcing fiber, and two or more substrates of the transparent reinforcing fiber having a thickness of 50 μm or less can be used. Although the minimum of the thickness of the base material of a transparent reinforcing fiber is not specifically limited, About 10 micrometers is a practical minimum. Further, the number of transparent reinforcing fiber substrates is not particularly limited, but about 20 is the practical upper limit.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、表1の配合量は質量部を示す。
<使用原材料>
1.高屈折率樹脂
・BADCy、Lonza社製、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン(芳香族環を有するジシアネート)、屈折率1.59
・VG3101、プリンテック社製、前記式(1)で表されるビスフェノールA骨格を有する固形の3官能エポキシ樹脂、屈折率1.59
・エピコート1006、ジャパンエポキシレジン(株)製、固形のビスフェノールA型エポキシ樹脂、屈折率1.60
・EPICLON N695、DIC(株)社製、固形のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、屈折率1.59
2.低屈折率樹脂
・EHPE3150、ダイセル化学工業(株)製、固形の1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサンを含むエポキシ樹脂、屈折率1.51
・YL7170、ジャパンエポキシレジン(株)製、固形の水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂(1分子中に平均して3個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂)
3.硬化開始剤
・工業用試薬のオクタン酸亜鉛
・SI−150L、三新化学工業(株)製、カチオン系硬化剤(SbF6 -系スルホニウム塩)
4.透明強化繊維の基材
・厚み25μmのガラス繊維クロス、旭化成エレクトロニクス(株)製、品番「1037」、Eガラス、屈折率1.562
<樹脂ワニスの調製方法>
上記の高屈折率樹脂、低屈折率樹脂、硬化開始剤を表1に示す量で配合(配合量は質量部)し、これにトルエン50質量部、メチルエチルケトン50質量部を添加して、温度70℃で攪拌溶解することによって、樹脂組成物の樹脂ワニスを調製した。
<プリプレグ作製方法>
実施例1−7のプリプレグの作製方法
透明強化繊維の基材の両面に、その硬化物が低Tgとなる樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工した後、130℃で3分間乾燥することで溶剤を除去する。次いで、その塗工面の両外側に、その硬化物が高Tgとなる樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工し、150℃で5分間乾燥することで、溶剤を除去するとともに樹脂を半硬化させてプリプレグを作製した。なお、透明強化繊維の基材に2度塗布、乾燥した後の樹脂の全量に対し、1度目の塗布量を60〜80%に、2度目の塗布量を20〜40%になるように調整した。
比較例1−2のプリプレグの作製方法
透明強化繊維の基材の両面に樹脂ワニスを塗工し、150℃で5分間乾燥することで、溶剤を除去するとともに樹脂を半硬化させてプリプレグを作製した。なお、透明強化繊維の基材への樹脂の塗布、乾燥後の量は、実施例と同じ量になるように調整した。
<透明繊維強化樹脂シートの作製方法>
プリプレグを2枚重ねにしてプレス機にセットし、170℃、2MPa、30分の条件で加熱加圧成形することにより、樹脂の含有率が63質量%、厚み約80μmの透明繊維強化樹脂シートを得た。
<特性評価方法>
・ガラス転移温度(Tg)
作製したプリプレグから樹脂分を掻き落とし、透明繊維強化樹脂シートの成形条件と同じ条件で直圧成形して得た樹脂板を供試サンプルとして、JIS C6481 TMA法に準拠して測定した。
・屈折率
Tgの供試サンプル作製方法と同様の方法で得た樹脂板を研磨し、アタゴ社製屈折率測定装置にて測定した。
・ヘイズ
透明繊維強化樹脂シートを、日本電色工業(社)製のヘイズメーターNDH2000を用いて、JIS K7136に準拠して測定した。
・複屈折
偏光顕微鏡(ニコン社製、型番MM−40)にて、2枚の偏光板の光軸を直角に設定し、顕微鏡で暗視野を観測し、その状態で2枚の偏光板の間に、透明繊維強化樹脂シートを入れ、顕微鏡で観察しながら繊維周辺の視野が最も明るくなるように、透明繊維強化樹脂シートを水平面内で回転させる。繊維周辺の視野が最も明るくなった状態で暗視野との差を評価する。暗視野と差がない場合を「○」、暗視野に比べてわずかに繊維周辺が明るくなる場合を「△」、明瞭に明るくなる場合を「×」と評価した。
・表面粗度(平坦性)
表面凹凸(Ra値)を測定した。測定には、株式会社東京精密製の蝕針式表面粗さ計SURFCOM 130Aを用い、透明繊維強化樹脂シートの表面凹凸(Ra値)を縦、横、45°バイアス方向についてそれぞれ3点測定し、合計9点の測定値の平均値を透明繊維強化樹脂シートのRa値とした。
・熱処理後表面粗度
透明繊維強化樹脂シートを180℃で30分加熱し、上記と同様にして表面粗度を測定した。表面粗度が90nm以下の場合を「◎」、90nmを超えて100nm以下の場合を「○」、100nmを超えて200nm以下の場合を「△」、200nmを超える場合を「×」と評価した。なお、この評価は、透明繊維強化樹脂シートが様々なデバイスに加工される工程で受ける温度履歴によって表面平滑性が維持されるかを判定する指標となる。熱処理によっては、透明強化繊維により変形が防止されている樹脂層に内在する内部応力が緩和され、熱処理前に比べて表面粗度が悪化する場合があるからである。
・熱処理後変色
透明繊維強化樹脂シートを180℃で30分加熱し、その前後の色差をコニカミノルタホールディングス(株)製分光測色計CM−3600dで測定し、黄色味を表す表色値b*値の差(△b*)で、熱処理後変色を評価した。
<実施例1−7>
表2に示す構成で、プリプレグの中心層樹脂となる樹脂ワニスを透明強化繊維の基材に塗工、乾燥し、次いで、プリプレグの外層樹脂となる樹脂ワニスを塗工、乾燥して得たプリプレグを、重ね、成形して透明繊維強化樹脂シートを作製した。その透明繊維強化樹脂シートのヘイズ、複屈折、表面粗度、熱処理後の表面粗度と表色値△b*による変色を評価した。その結果を表2に併記する。
<比較例1−2>
表2に示す構成で、中心層樹脂と外層樹脂に同じ樹脂ワニスを用い、実施例と同様にして透明繊維強化樹脂シートの作製と評価を行った。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to these Examples at all. In addition, the compounding quantity of Table 1 shows a mass part.
<Raw materials used>
1. High refractive index resin / BADCy, manufactured by Lonza, 2,2-bis (4-cyanatephenyl) propane (dicyanate having an aromatic ring), refractive index 1.59
VG3101, manufactured by Printec Co., Ltd., a solid trifunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton represented by the above formula (1), refractive index 1.59
・ Epicoat 1006, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., solid bisphenol A type epoxy resin, refractive index 1.60
EPICLON N695, manufactured by DIC Corporation, solid cresol novolac epoxy resin, refractive index 1.59
2. Low refractive index resin / EHPE3150, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., an epoxy resin containing solid 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane, refractive index 1.51
・ YL7170, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., solid hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (polyfunctional epoxy resin having 3 or more epoxy groups on average in one molecule)
3. Curing initiator, industrial reagents zinc octoate, SI-150L, available from Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., cationic curing agent (SbF 6 - sulfonium salt)
4). Transparent reinforcing fiber base material, glass fiber cloth with a thickness of 25 μm, manufactured by Asahi Kasei Electronics Co., Ltd., product number “1037”, E glass, refractive index 1.562
<Method for preparing resin varnish>
The above-mentioned high refractive index resin, low refractive index resin, and curing initiator are blended in the amounts shown in Table 1 (blending amount is parts by mass), to which 50 parts by mass of toluene and 50 parts by mass of methyl ethyl ketone are added, and the temperature is 70 A resin varnish of the resin composition was prepared by stirring and dissolving at ° C.
<Prepreg production method>
Preparation method of prepreg of Example 1-7 After applying a resin varnish of a resin composition having a cured product having a low Tg on both surfaces of a transparent reinforcing fiber substrate, the solvent is dried at 130 ° C. for 3 minutes. Remove. Next, a resin varnish of a resin composition having a cured product having a high Tg is applied to both outer sides of the coated surface, and dried at 150 ° C. for 5 minutes, thereby removing the solvent and semi-curing the resin. A prepreg was prepared. Adjust the first coating amount to 60 to 80% and the second coating amount to 20 to 40% with respect to the total amount of resin after being applied and dried twice on the transparent reinforcing fiber substrate. did.
Preparation Method of Prepreg of Comparative Example 1-2 A resin varnish is applied to both surfaces of a transparent reinforcing fiber substrate, and dried at 150 ° C. for 5 minutes, thereby removing the solvent and semi-curing the resin to produce a prepreg. did. The amount of the resin applied to the substrate of the transparent reinforcing fiber and the amount after drying were adjusted so as to be the same amount as in the example.
<Method for producing transparent fiber reinforced resin sheet>
Two sheets of prepreg are stacked and set in a press machine, and heated and pressed under conditions of 170 ° C., 2 MPa, 30 minutes to obtain a transparent fiber reinforced resin sheet having a resin content of 63 mass% and a thickness of about 80 μm. Obtained.
<Characteristic evaluation method>
・ Glass transition temperature (Tg)
The resin component was scraped off from the prepared prepreg, and a resin plate obtained by direct pressure molding under the same conditions as the molding conditions of the transparent fiber reinforced resin sheet was used as a test sample and measured according to JIS C6481 TMA method.
-Refractive index The resin board obtained by the method similar to the test sample preparation method of Tg was grind | polished, and it measured with the refractive index measuring apparatus by an Atago company.
-Haze The transparent fiber reinforced resin sheet was measured based on JIS K7136 using Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. haze meter NDH2000.
-Birefringence With a polarizing microscope (manufactured by Nikon Corporation, model number MM-40), the optical axes of the two polarizing plates are set at a right angle, a dark field is observed with a microscope, and in that state, between the two polarizing plates, The transparent fiber reinforced resin sheet is put, and the transparent fiber reinforced resin sheet is rotated in a horizontal plane so that the visual field around the fiber is brightest while observing with a microscope. The difference from the dark field is evaluated in the state where the visual field around the fiber is brightest. The case where there was no difference from the dark field was evaluated as “◯”, the case where the periphery of the fiber was slightly brighter than the dark field was evaluated as “Δ”, and the case where it was clearly bright was evaluated as “×”.
・ Surface roughness (flatness)
Surface unevenness (Ra value) was measured. For the measurement, a surface roughness tester SURFCOM 130A made by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. was used, and the surface irregularities (Ra value) of the transparent fiber reinforced resin sheet were measured at three points in the vertical, horizontal, and 45 ° bias directions, The average value of the measured values of 9 points in total was taken as the Ra value of the transparent fiber reinforced resin sheet.
-Surface roughness after heat treatment The transparent fiber reinforced resin sheet was heated at 180 ° C for 30 minutes, and the surface roughness was measured in the same manner as described above. The case where the surface roughness was 90 nm or less was evaluated as “◎”, the case where the surface roughness was more than 90 nm and 100 nm or less was evaluated as “◯”, the case where the surface roughness was more than 100 nm and 200 nm or less was evaluated as “Δ”, and the case where the surface roughness was exceeded 200 nm . This evaluation is an index for determining whether the surface smoothness is maintained by the temperature history received in the process of processing the transparent fiber reinforced resin sheet into various devices. This is because, depending on the heat treatment, the internal stress inherent in the resin layer whose deformation is prevented by the transparent reinforcing fibers is relieved, and the surface roughness may be deteriorated as compared with that before the heat treatment.
Color change after heat treatment The transparent fiber reinforced resin sheet was heated at 180 ° C. for 30 minutes, and the color difference before and after that was measured with a spectrocolorimeter CM-3600d manufactured by Konica Minolta Holdings Co., Ltd. The discoloration after heat treatment was evaluated by the difference in values (Δb *).
<Example 1-7>
In the configuration shown in Table 2, a prepreg obtained by coating and drying a resin varnish serving as a center layer resin of a prepreg on a transparent reinforcing fiber substrate and then coating and drying a resin varnish serving as an outer layer resin of the prepreg. Were laminated and molded to produce a transparent fiber reinforced resin sheet. The transparent fiber reinforced resin sheet was evaluated for haze, birefringence, surface roughness, surface roughness after heat treatment, and discoloration due to the color value Δb *. The results are also shown in Table 2.
<Comparative Example 1-2>
With the structure shown in Table 2, the same resin varnish was used for the center layer resin and the outer layer resin, and a transparent fiber reinforced resin sheet was produced and evaluated in the same manner as in the examples.

Figure 2011068019
Figure 2011068019

Figure 2011068019
Figure 2011068019

実施例1−7の結果から、プリプレグの外層樹脂のTgが中心層樹脂のTgよりも高いことにより、外層樹脂と中心層樹脂のTgが同じである比較例1−2に比べて、複屈折が少なく、熱処理後の表面粗度悪化が少なく、しかも熱処理後の変色も少ないことが確認できた。   From the result of Example 1-7, when the Tg of the outer layer resin of the prepreg is higher than the Tg of the center layer resin, the birefringence is higher than that of Comparative Example 1-2 in which the Tg of the outer layer resin and the center layer resin is the same. It was confirmed that there was little deterioration in surface roughness after heat treatment, and there was little discoloration after heat treatment.

また、実施例4−7では、プリプレグの外層樹脂のTgが200℃以上であり、中心層樹脂のTgが160℃以下であることにより、実施例1−3と比べて、複屈折または熱処理後の表面粗度の悪化がさらに抑制されることが確認できた。   Further, in Example 4-7, the Tg of the outer layer resin of the prepreg is 200 ° C. or higher, and the Tg of the center layer resin is 160 ° C. or lower, so that after birefringence or heat treatment, as compared with Example 1-3. It was confirmed that the deterioration of the surface roughness was further suppressed.

さらに、実施例6−7の結果から、プリプレグの外層樹脂が、芳香族環を有するジシアネート及び多官能脂肪族エポキシ樹脂を含有することにより、実施例1−5と比べて、熱処理後の表面粗度の悪化が極めて少なくなることが確認できた。また、熱処理後の変色も極めて少ないことも確認できた。   Further, from the results of Example 6-7, the outer layer resin of the prepreg contained a dicyanate having an aromatic ring and a polyfunctional aliphatic epoxy resin, so that the surface roughness after the heat treatment was compared with Example 1-5. It was confirmed that the degree of deterioration was extremely small. It was also confirmed that there was very little discoloration after heat treatment.

1 透明繊維強化樹脂シート
4 透明強化繊維の基材
5 中心層の硬化性透明樹脂の硬化物
6 外層の硬化性透明樹脂の硬化物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent fiber reinforced resin sheet 4 Base material of transparent reinforcement fiber 5 Hardened | cured material of curable transparent resin of center layer 6 Hardened | cured material of curable transparent resin of outer layer

Claims (4)

透明強化繊維の基材に硬化性透明樹脂の硬化物が保持されている中心層とその両外側に積層された硬化性透明樹脂の硬化物からなる外層とから形成される積層体で構成される透明繊維強化樹脂シートであって、前記積層体における外層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度よりも高いことを特徴とする透明繊維強化樹脂シート。   Consists of a laminate formed of a central layer in which a cured product of a curable transparent resin is held on a transparent reinforcing fiber substrate and an outer layer made of a cured product of a curable transparent resin laminated on both outer sides thereof. A transparent fiber reinforced resin sheet, wherein the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer in the laminate is higher than the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the center layer Fiber reinforced resin sheet. 複数の積層体が積層されて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の透明繊維強化樹脂シート。   The transparent fiber reinforced resin sheet according to claim 1, wherein a plurality of laminates are laminated. 積層体における外層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が200℃以上であり、中心層の硬化性透明樹脂の硬化物のガラス転移温度が160℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の透明繊維強化樹脂シート。   The glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the outer layer in the laminate is 200 ° C or higher, and the glass transition temperature of the cured product of the curable transparent resin of the center layer is 160 ° C or lower. The transparent fiber reinforced resin sheet according to 1 or 2. 積層体における外層の硬化性透明樹脂は、芳香族環を有するジシアネート及び多官能脂肪族エポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の透明繊維強化樹脂シート。   The transparent fiber-reinforced resin sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the curable transparent resin of the outer layer in the laminate contains a dicyanate having an aromatic ring and a polyfunctional aliphatic epoxy resin. .
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