JP2014208798A - 硬化性樹脂組成物及びガラス繊維を含む硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
これは例えば、可視光領域のおおよその中間部である600nm付近で光学的屈折率を整合させたとしても、可視光領域の短波長側380nm付近では、硬化性樹脂とガラス繊維の間で光学的屈折率が異なってしまうことを意味している。
結果として、ある特定領域、例えば600nm付近で光学的屈折率を整合させた硬化性樹脂とガラス繊維からなるシート状の硬化物を作製したとしても、白色光を透過させると、青くガラス繊維が見えてしまい、実質的には透明性を欠いていた。
一方、特許文献2および3では硬化性樹脂と無機粒子を組み合わせることについての例示もなされている。
ここに用いられている無機粒子は、硬化性樹脂の寸法安定性や難燃性の特性を向上させることを目的として組み合わされているものであり、本発明に用いられる無機粒子とは求められる特性は異なる。
さらに前記硬化物とガラス繊維(C)の光学的屈折率の差が、0.01以下であることを特徴とする前記硬化物に関する。
ため、本発明では好ましく用いられる。
これらの代表的な例として、ヒンダードアミン類等が挙げられる。
撹拌機、還流冷却管、撹拌装置を備えたフラスコに、窒素パージを施しながらトリシクロデカンジメタノールを294g、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物(新日本理化(株)製、リカシッドMH;以下、H1)を423g、シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物(三菱ガス化学製 H−TMAn;以下、H−TMAn)を99g加え、50℃で2時間反応後、70℃で4時間加熱撹拌を行なった。これにより無色のカルボン酸(a−2a)816gが得られた。
そのカルボン酸(a−2a)とH1を512gあわせたものを70℃に加温、混合し、カルボン酸系硬化剤(a−2)1328gを得た。
(2)380nm直線透過率:硬化した硬化物の膜厚をデュアルタイプ膜厚計(ケット科学研究所製)にて測定した後、直線透過率を分光光度計U−3310(日立製)にて測定し、さらに100μm厚に換算した値での380nm直線透過率を求めた。
合成例1−1で得たカルボン酸系硬化剤(a−2)を39g、脂肪族型エポキシ樹脂EHPE−3150((株)ダイセル製、エポキシ当量181)を10g、芳香族型エポキシ樹脂として(4(4(1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−エチル)α,α−ジメチルベンジル)フェノール)型エポキシ樹脂(エポキシ当量206、全塩素量550ppm)を27g、同じくNC−3000(日本化薬(株)製:ビフェニル−フェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量275、全塩素量550ppm)を2g、同じくRE−310S(日本化薬(株)製:液状ビスフェノールAエポキシ樹脂、エポキシ当量185、全塩素量500ppm)を21g、その他の成分としてオクタン酸亜鉛を0.3g、添加剤であるアデカスタブ260((株)ADEKA製:リン系酸化防止剤)を0.2g、ビス(1−ウンデカンオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)カーボネートを0.2g、2,4−ビス[2−ヒドロキシ−4−ブトキシフェニル]−6−(2,4−ジブトキシフェニル)−1,3,5−トリアジンを0.2g、希釈溶剤であるメチルエチルケトンを41gあわせたものを70℃に加温、混合し、固形分が71質量%である硬化性樹脂(A)の希釈組成物を得た。
合成例1−1で得たカルボン酸系硬化剤(a−2)を29g、希釈溶剤であるメチルエチルケトンの使用量を20gにした以外は実施例1−1と同様にしたものを70℃に加温、混合し、固形分が82質量%である本発明の硬化性樹脂(A)の希釈組成物を得た。
メチルエチルケトンを用いず、合成例1−1で得たカルボン酸系硬化剤(a−2)を31g、芳香族型エポキシ樹脂(4(4(1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−エチル)α,α−ジメチルベンジル)フェノール)型エポキシ樹脂(エポキシ当量206、全塩素量550ppm)の使用量を80gにした以外は実施例1−1と同様にしたものを70℃に加温、混合し、固形分が100質量%である本発明の硬化性樹脂(A)の希釈組成物を得た。
合成例1−1で得たカルボン酸系硬化剤(a−2)を63g、希釈溶剤であるメチルエチルケトンの使用量を29gにした以外は実施例1−1と同様にしたものを70℃に加温、混合し、固形分が81質量%である本発明の硬化性樹脂(A)のH1希釈組成物を得た。
合成例1−1で得たカルボン酸系硬化剤(a−2)を21g、(4(4(1,1−ビス(p−ヒドロキシフェニル)−エチル)α,α−ジメチルベンジル)フェノール)型エポキシ樹脂(エポキシ当量206、全塩素量550ppm)の使用量を90gにした以外は実施例1−1と同様にしてあわせたものを70℃に加温、混合し、固形分が100質量%である硬化性樹脂(A)組成物を得た。
合成例1−1で得たカルボン酸系硬化剤(a−2)を40g、希釈溶剤であるメチルエチルケトンの使用量を43gにした以外は実施例1−1と同様にしたものを70℃に加温、混合し、固形分が70質量%である硬化性樹脂の希釈組成物を得た。
実施例2−1で得た硬化性樹脂(A)の希釈組成物にコロイダルシリカのメチルエチルケトン分散液(固形分30質量%、日産化学工業(株)製オルガノシリカゾルMEK−ST:D90=18nm、平均粒径14nm、633nmにおける光学的屈折率1.46;以下MEK−ST)4gを混合し、混合物の固形分が70質量%である本発明の硬化性樹脂組成物(I)を得た。硬化性樹脂組成物(I)の固形分100質量%中、シリカ粒子は1質量%であった。
合成例2−2で得た硬化性樹脂(A)の希釈組成物にMEK−STを33g混合し、固形分が70質量%である本発明の硬化性樹脂組成物(I)を得た。硬化性樹脂組成物(I)の固形分100質量%中、シリカ粒子は10質量%であった。
実合成例2−3で得た硬化性樹脂(A)の希釈組成物にMEK−STを181g混合し、固形分が61質量%である本発明の硬化性樹脂組成物(I)を得た。硬化性樹脂組成物(I)の固形分100質量%中、シリカ粒子は27.5質量%であった。
合成例2−2で得た硬化性樹脂(A)の希釈組成物に酸化アルミニウムのメチルエチルケトン分散液(固形分10質量%、D90=24nm、平均粒径18nm、633nmにおける光学的屈折率1.77)を35g混合し、固形分が70質量%である本発明の硬化性樹脂組成物(I)を得た。硬化性樹脂組成物(I)の固形分100質量%中、酸化アルミニウム粒子は3質量%であった。
比較例1−1で得た硬化性樹脂(A)の希釈組成物にMEK−STを260g混合し、固形分が55質量%である硬化性樹脂(A)および無機粒子(B)を含む硬化性樹脂組成物を得た。硬化性樹脂組成物の固形分100質量%中、シリカ粒子は35質量%であった。
合成例2−2で得た硬化性樹脂(A)の希釈組成物にコロイダルシリカのメチルエチルケトン分散液(固形分30質量%、日産化学工業(株)製オルガノシリカゾルMEK−ST−L:D90=62nm、平均粒径45nm、633nmにおける光学的屈折率1.46)33gを混合し、固形分が70質量%である硬化性樹脂(A)および無機粒子(B)を含む硬化性樹脂組成物を得た。硬化性樹脂組成物の固形分100質量%中、シリカ粒子は10質量%であった。
ガラス基板上に耐熱離型テープで40mm×25mm×深さ1mmの型を作製し、本発明の硬化性樹脂(A)および硬化性樹脂組成物(I)及び比較例の硬化性樹脂(A)および硬化性樹脂(A)と無機粒子(B)を含む組成物をそれぞれ厚さ約800μmにまで注型し、80℃にて50分間乾燥した。乾燥途中で真空脱泡を1回行い、泡を除去した。その後室温まで冷却し状態を確認したところ、硬化性樹脂(A)および本発明の硬化性樹脂組成物(I)は固体であった。
続いて150℃乾燥機にて3時間硬化し、本発明の硬化物を得た。得られた硬化物についてそれぞれ光学的屈折率を測定した。
光学的屈折率
実施例 硬化性樹脂(A) 硬化性樹脂組成物(I)
実施例2−1 合成例2−1 1.562 実施例1−1 1.561
実施例2−2 合成例2−2 1.568 実施例1−2 1.561
実施例2−3 合成例2−3 1.585 実施例1−3 1.562
実施例2−4 合成例2−4 1.554 実施例1−4 1.561
比較例2−1 比較合成例2−1 1.591 比較例1−1 1.561
比較例2−2 比較合成例2−2 1.561 −
比較例2−3 合成例2−2 1.568 比較例1−2 1.561
実施例1−1〜4で得られた本発明の硬化性樹脂組成物(I)、比較合成例2−2および比較例1−1〜2で得られた硬化性樹脂組成物にメチルエチルケトンを添加して固形分50質量%に調整し、市販のガラスクロス(Eガラスクロス:約30μm厚、平織、光学的屈折率1.561)を入れ、含浸させた。ガラスクロスを引き上げた後、120℃で7分乾燥した。乾燥後のシートは固形のフィルムであった。それをさらに離型処理したPETフィルムにはさんでプレスしながら150℃にて10分処理し、半硬化させてプリプレグを得た。その後150℃乾燥機にて3時間硬化し、本発明の硬化物を得た。
実施例 硬化物 着色 直線透過率 透明性
実施例3−1 実施例1−1 なし 80% 無色透明
実施例3−2 実施例1−2 なし 85% 無色透明
実施例3−3 実施例1−3 なし 82% 無色透明
実施例3−4 実施例1−4 なし 83% 無色透明
比較例3−1 比較例1−1 製膜できず測定不能
比較例3−2 比較合成例1−2 青 75% 無色透明
比較例3−3 比較例1−2 なし 51% 白濁
Claims (9)
- ガラス繊維(C)の波長633nmの光学的屈折率をnとすると、光学的屈折率がn+0.001〜n+0.03又はn−0.001〜n−0.1の範囲にある硬化性樹脂(A)と、光学的屈折率がn−0.01〜n−0.2又はn+0.01〜n+1.5の範囲にある無機粒子(B)を含む硬化性樹脂組成物(I)をガラス繊維(C)に含浸した後に硬化して得られる硬化物。
- 無機粒子(B)が累積粒度分布の微粒側から累積90%の粒径をD90としたとき、D90が30nm以下の範囲にある請求項1に記載の硬化物。
- 無機粒子(B)の含有量が、組成物の固形分全体量を100質量部としたとき、1〜30質量部の範囲にある請求項1または2に記載の硬化物。
- 無機粒子(B)がシリカ粒子又は酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の硬化物。
- 硬化性樹脂組成物(I)の硬化物とガラス繊維(C)の波長633nmにおける光学的屈折率の差が、0.01以下であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の硬化物。
- 硬化性樹脂(A)が、分子中に一つ以上のエポキシ基を含有するエポキシ系樹脂(a−1)及び分子中に一つ以上のカルボキシル基、またはカルボン酸無水物基を含有する硬化剤(a−2)を含む請求項1ないし5のいずれか一項に記載の硬化物。
- 前記一般式(1)で表されるカルボン酸のR2が全て水素原子である、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の硬化物。
- ガラス繊維(C)がガラスクロス(c)である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の硬化物。
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