JP2019206153A - Resin-containing multilayer structure - Google Patents

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博文 小野
Hirobumi Ono
博文 小野
大和 齋藤
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Abstract

To provide a multilayer structure in which, while being composed of a reinforcing material-containing resin-based member, at least the surface has a metal-like physical property (particularly, a high elastic modulus, a low linear thermal expansion coefficient, and a good surface smoothness).SOLUTION: Provided is a multilayer structure including (A) a base material containing a reinforcing material and a first polymer, and (B) a surface modification layer containing a fine fiber structure and a second polymer impregnated in the fine fiber structure. In a preferred embodiment, the fine fiber structure is composed of cellulose fine fibers having an average fiber diameter of 0.005 μm or more and 2 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、金属系材料の樹脂系材料への置き換えによる軽量化を可能にする、樹脂を含む多層構造体に関する。   The present invention relates to a multilayer structure including a resin that enables weight reduction by replacing a metal-based material with a resin-based material.

近年、環境問題への関心の高まりから、電子製品、家電製品、自動車、重機等の、小型から大型の広範な製品部材において、従来の金属(例えば軽金属)系材料を、より低密度(すなわち軽量)の樹脂系材料で代替することが検討されている。金属系材料と同様の物性を樹脂系材料でも確保することは開発上重要なテーマである。しかし金属系材料から樹脂系材料への材料変更に際して、金属が本来的に有する優れた特性(例えば、高強度、高弾性率である点や熱に対する寸法安定性、さらには部材製品に求められる表面の意匠性を保持することには技術的に種々の困難が伴う。樹脂系材料における高強度・高弾性率化や熱に対する寸法安定性の確保のために、無機フィラーを含む樹脂コンポジット、更に、ガラス繊維、炭素繊維又は微細セルロース繊維を含む繊維強化樹脂、等が提唱されている。   In recent years, due to increasing interest in environmental issues, conventional metal (for example, light metal) materials have a lower density (ie, lighter weight) in a wide range of small and large product members such as electronic products, home appliances, automobiles, and heavy machinery. Substitution with a resin-based material is being studied. Ensuring the same physical properties as metal materials is also an important theme for development. However, when changing materials from metal-based materials to resin-based materials, the inherent characteristics of metals (for example, high strength, high modulus, dimensional stability against heat, and the surface required for component products) In order to maintain the design properties of the resin, various technical difficulties are involved.To ensure high strength and high elastic modulus in resin materials and to ensure dimensional stability against heat, resin composites containing inorganic fillers, Fiber reinforced resins including glass fibers, carbon fibers or fine cellulose fibers have been proposed.

特許文献1には、ガラスクロス系繊維強化プラスチックに関する技術が記載されており、ガラスクロスを形成するガラス繊維の適性繊維径として10〜26μmであるとされている。特許文献2に記載されているカーボンファイバーによる長繊維強化熱可塑性プラスチックにおけるカーボンファイバーの望ましい繊維径は3〜15μmである。これら特許文献1や特許文献2に従えば確かに高強度・高弾性率の複合材料を提供することは可能である。しかしながら、これら複合材料を構成する高強度繊維の繊維径は通常ミクロンレベルの大きさであるため、樹脂を含浸後固化または硬化させる際に、繊維間の樹脂層の収縮によりひけと呼ばれる表面凹凸が発生し、著しく意匠性を損なう問題が特許文献3に指摘されている。この問題は強化繊維の大きさに依存する問題であるため、従来の繊維径よりも著しく小さな繊維径の繊維を用いれば解消できる可能性はある。   Patent Document 1 describes a technique related to glass cloth fiber-reinforced plastic, and it is said that the suitable fiber diameter of the glass fiber forming the glass cloth is 10 to 26 μm. The desirable fiber diameter of the carbon fiber in the long fiber reinforced thermoplastic with the carbon fiber described in Patent Document 2 is 3 to 15 μm. According to Patent Document 1 and Patent Document 2, it is possible to provide a composite material having high strength and high elastic modulus. However, since the fiber diameters of the high-strength fibers constituting these composite materials are usually on the order of microns, when the resin is impregnated and solidified or cured, surface irregularities called sinks occur due to shrinkage of the resin layer between the fibers. A problem that occurs and significantly impairs the design is pointed out in Patent Document 3. Since this problem depends on the size of the reinforcing fiber, there is a possibility that it can be solved by using a fiber having a fiber diameter significantly smaller than the conventional fiber diameter.

一方で、特許文献4には、無機フィラーによるナノコンポジットが、特許文献5にはセルロース微細繊維によるコンポジットの技術が記載されているが、フィラーを分散させたコンポジットによる弾性率等の力学物性の改善には限界があり、いずれも樹脂単独に対し数10%程度の物性改善に留まっている。   On the other hand, Patent Document 4 describes a nanocomposite using an inorganic filler, and Patent Document 5 describes a composite technology using a fine cellulose fiber. However, improvement of mechanical properties such as elastic modulus by a composite in which a filler is dispersed. There is a limit, and in all cases, the physical properties are improved by about several tens of percent with respect to the resin alone.

特開2015−157740号公報JP2015-157740A 特開2011−178914号公報JP 2011-178914 A 特開2007−113142号公報JP 2007-113142 A 特開2014−265887号公報JP 2014-265887 A 特開2017−25338号公報JP 2017-25338 A

従来技術に係る樹脂系部材では、上記したようなひけによる表面凹凸を含め、強化材(無機フィラー、強化繊維等)の使用に起因する意匠性(例えば表面平滑性)の悪化の問題があったが、樹脂系部材の力学物性を保ちつつ当該問題を解消することができていなかった。特に、自動車用部材及び電子製品軽量化材料において要求される良好な力学物性及び意匠性(例えば表面平滑性)の両立を、汎用性の高い樹脂を用いて実現する技術は存在していないのが現状であった。   In the resin-based member according to the prior art, there has been a problem of deterioration in designability (for example, surface smoothness) due to the use of a reinforcing material (inorganic filler, reinforcing fiber, etc.) including surface irregularities due to sinks as described above. However, the problem could not be solved while maintaining the mechanical properties of the resin-based member. In particular, there is no technology that achieves both good mechanical properties and design properties (for example, surface smoothness) required for automotive parts and electronic product weight reduction materials using highly versatile resins. It was the current situation.

金属系部材から樹脂系部材への代替においては、部材の特に表面が金属に近い物性を有するようにすることが重要である。したがって、軽量でありながら、少なくとも表面が金属様の物性(特に、高い弾性率、低い線熱膨張係数、及び良好な表面平滑性)を有する樹脂系部材の提供が望まれている。   In the replacement from the metal-based member to the resin-based member, it is important that the surface of the member has physical properties close to those of the metal. Therefore, it is desired to provide a resin-based member that is lightweight but has at least a surface having metal-like physical properties (particularly high elastic modulus, low linear thermal expansion coefficient, and good surface smoothness).

本発明は、上記の課題を解決し、強化材を含む樹脂系部材で構成されていながら、少なくとも表面が金属様の物性(特に、高い弾性率、低い線熱膨張係数、及び良好な表面平滑性)を有する多層構造体を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems and is composed of a resin-based member containing a reinforcing material, but at least the surface has metal-like physical properties (particularly high elastic modulus, low linear thermal expansion coefficient, and good surface smoothness). It is an object of the present invention to provide a multilayer structure having

本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意検討した結果、強化材を含む樹脂系材料で構成された基材上に、特定構成の微細繊維強化樹脂層を配置することによって、上記問題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は以下の態様を包含する。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have arranged the above-mentioned problems by arranging a fine fiber reinforced resin layer having a specific configuration on a base material composed of a resin-based material including a reinforcing material. It was found that can be solved.
That is, the present invention includes the following aspects.

[1] (A)強化材と、第1のポリマーとを含む基材、及び
(B)微細繊維構造体と、前記微細繊維構造体中に含浸された第2のポリマーとを含む表面改質層、
を含む、多層構造体。
[2] 前記微細繊維構造体が、平均繊維径0.005μm以上2μm以下のセルロース微細繊維で構成されている、上記態様1に記載の多層構造体。
[3] 前記微細繊維構造体が、再生セルロース繊維及び/又は天然セルロース繊維で構成されているシート状構造体である、上記態様1又は2に記載の多層構造体。
[4] (C)前記表面改質層上に配置された、厚み0.01mm以上3mm以下の金属層を更に含み、前記多層構造体の総厚に対する前記金属層の厚みの比率が30%以下である、上記態様1〜3のいずれかに記載の多層構造体。
[5] 前記第1のポリマーと前記第2のポリマーとが同一である、上記態様1〜4のいずれかに記載の多層構造体。
[6] 前記強化材が、平均一次粒径3μm〜100μmの無機粒子である、上記態様1〜5のいずれかに記載の多層構造体。
[7] 前記強化材が、平均繊維径が3μm〜50μmの有機繊維及び/又は無機繊維である、上記態様1〜6のいずれかに記載の多層構造体。
[8] 前記強化材が、織物である、上記態様7に記載の多層構造体。
[9] (D)前記基材と前記表面改質層との間に配置され、繊維構造体と、前記繊維構造体中に含浸された第3のポリマーとを含む下地層を更に含む、上記態様1〜8のいずれかに記載の多層構造体。
[10] 前記第1のポリマーと前記第3のポリマーとが同一である、上記態様9に記載の多層構造体。
[11] 上記態様9又は10に記載の多層構造体の製造方法であって、
前記強化材が織物であり、
前記第1のポリマー、前記第2のポリマー及び前記第3のポリマーが同一のポリマーであり、
前記方法が、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、及び
織物と前記積層構造体とを、前記微細繊維構造体が最表層となるように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む、方法。
[12] 上記態様9又は10に記載の多層構造体の製造方法であって、
前記強化材が織物であり、
前記第2のポリマーと前記第3のポリマーとが同一の熱硬化性樹脂であり、
前記方法が、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、
予め微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に熱硬化樹脂を含侵させ半硬化処理させたプレプリグを製造すること、及び
織物と前記プレプリグとを微細繊維構造体側が最表層となるように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む、方法。
[13] 上記態様9又は10に記載の多層構造体の製造方法であって、
前記多層構造体が、前記表面改質層上に配置された金属層を含み、
前記強化材が織物であり、
前記第2のポリマーと前記第3のポリマーとが同一の熱硬化性樹脂であり、
前記方法が、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、
予め微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に熱硬化樹脂を含侵させ半硬化処理させたプレプリグを製造すること、及び
織物と前記プレプリグと金属層とを、繊維構造体側が織物と接し、微細繊維構造体側が金属層と接するように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む、方法。
[14] 前記積層構造体において繊維構造体と微細繊維構造体とが化学的結合で接着されている、上記態様11〜13のいずれかに記載の方法。
[15] 上記態様1〜10のいずれかに記載の多層構造体を含む、電子製品用筐体。
[16] 上記態様1〜10のいずれかに記載の多層構造体を含む、自動車用部材。
[1] Surface modification containing (A) a reinforcing material and a base material containing a first polymer, and (B) a fine fiber structure and a second polymer impregnated in the fine fiber structure. layer,
A multilayer structure comprising
[2] The multilayer structure according to Aspect 1, wherein the fine fiber structure is composed of cellulose fine fibers having an average fiber diameter of 0.005 μm to 2 μm.
[3] The multilayer structure according to the aspect 1 or 2, wherein the fine fiber structure is a sheet-like structure composed of regenerated cellulose fibers and / or natural cellulose fibers.
[4] (C) It further includes a metal layer having a thickness of 0.01 mm or more and 3 mm or less disposed on the surface modification layer, and a ratio of the thickness of the metal layer to the total thickness of the multilayer structure is 30% or less. The multilayer structure according to any one of the above aspects 1 to 3.
[5] The multilayer structure according to any one of the above aspects 1 to 4, wherein the first polymer and the second polymer are the same.
[6] The multilayer structure according to any one of the above aspects 1 to 5, wherein the reinforcing material is inorganic particles having an average primary particle size of 3 μm to 100 μm.
[7] The multilayer structure according to any one of the above aspects 1 to 6, wherein the reinforcing material is an organic fiber and / or an inorganic fiber having an average fiber diameter of 3 μm to 50 μm.
[8] The multilayer structure according to aspect 7, wherein the reinforcing material is a woven fabric.
[9] The above (D), further comprising an underlayer disposed between the base material and the surface modified layer and including a fiber structure and a third polymer impregnated in the fiber structure. The multilayer structure in any one of aspects 1-8.
[10] The multilayer structure according to Aspect 9, wherein the first polymer and the third polymer are the same.
[11] A method for producing a multilayer structure according to the above aspect 9 or 10,
The reinforcing material is a woven fabric;
The first polymer, the second polymer and the third polymer are the same polymer;
The method comprises
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated; and a woven fabric and the laminated structure in a state where the fine fiber structure is superposed on the outermost layer in a first state. Integrating the polymer by impregnating it.
[12] A method for producing a multilayer structure according to the above aspect 9 or 10,
The reinforcing material is a woven fabric;
The second polymer and the third polymer are the same thermosetting resin;
The method comprises
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated;
Producing a prepreg in which only the fine fiber structure or both the fiber structure and the fine fiber structure is impregnated with a thermosetting resin and semi-cured, and the woven fabric and the prepreg are Integrating by impregnating the first polymer in an overlaid state to be the outermost layer.
[13] A method for producing a multilayer structure according to the above aspect 9 or 10,
The multilayer structure includes a metal layer disposed on the surface modification layer;
The reinforcing material is a woven fabric;
The second polymer and the third polymer are the same thermosetting resin;
The method comprises
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated;
Producing a prepreg in which only a fine fiber structure or both a fiber structure and a fine fiber structure are impregnated with a thermosetting resin and semi-cured in advance, and a woven fabric, the prepreg and a metal layer are made of fibers Integrating by impregnating the first polymer with the structure side in contact with the woven fabric and the fine fiber structure side in contact with the metal layer.
[14] The method according to any one of Embodiments 11 to 13, wherein in the laminated structure, the fiber structure and the fine fiber structure are bonded by chemical bonding.
[15] A casing for an electronic product including the multilayer structure according to any one of the above aspects 1 to 10.
[16] An automotive member comprising the multilayer structure according to any one of the above aspects 1 to 10.

本発明によれば、強化材を含む樹脂系部材で構成されていながら、少なくとも表面が金属様の物性(特に、高い弾性率、低い線熱膨張係数、及び良好な表面平滑性)を有する多層構造体が提供される。   According to the present invention, a multilayer structure having at least a metal-like physical property (particularly a high elastic modulus, a low linear thermal expansion coefficient, and a good surface smoothness) is formed of a resin-based member containing a reinforcing material. The body is provided.

図1は、本発明の一態様に係る多層構造体の例を示す図である。FIG. 1 illustrates an example of a multilayer structure according to one embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一態様に係る多層構造体の例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example of a multilayer structure according to one embodiment of the present invention.

以下、本発明の例示の実施形態(以下、本実施形態ともいう。)について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。また図面において同一の参照符号を付した要素は互いに同様の構成又は機能を有する要素であることが意図される。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention (hereinafter, also referred to as “this embodiment”) will be described in detail, but the present invention is not limited to these embodiments. In the drawings, elements denoted by the same reference numerals are intended to be elements having the same configuration or function.

<多層構造体>
図1を参照し、本実施形態の多層構造体10は、(A)強化材と、第1のポリマーとを含む基材1、及び(B)微細繊維構造体と、該微細繊維構造体中に含浸された第2のポリマーとを含む表面改質層2を含む。本実施形態の多層積層体は、基材及び表面改質層がいずれも樹脂系の材料で構成されており、したがって例えば金属系部材と比べて軽量であることができる。表面改質層は、微細繊維構造体を含むことによって金属に近い良好な物性(特に、高い弾性率、低い線熱膨張係数、及び良好な表面平滑性)を有し得る。
<Multilayer structure>
Referring to FIG. 1, a multilayer structure 10 according to this embodiment includes (A) a base material 1 including a reinforcing material and a first polymer, and (B) a fine fiber structure, and the fine fiber structure. The surface modification layer 2 containing the 2nd polymer impregnated in is included. In the multilayer laminate of the present embodiment, the base material and the surface modification layer are both made of a resin-based material, and thus can be lighter than, for example, a metal-based member. The surface modification layer may have good physical properties close to metal (particularly high elastic modulus, low linear thermal expansion coefficient, and good surface smoothness) by including a fine fiber structure.

図1を参照し、好ましい態様において、多層構造体は、基材1と表面改質層2との間に配置され、繊維構造体と、該繊維構造体中に含浸された第3のポリマーとを含む下地層3を更に有する。基材と表面改質層との間に下地層を介在させることで、基材と表面改質層との物性差が大きい場合にも当該物性差を下地層が緩衝することができる。下地層が有し得るこのような緩衝機能は、多層積層体の層間界面における剥離や積層体の反り等の欠陥の防止に寄与する。したがって、下地層を更に含む多層構造体は、軽量でありながら金属様の良好な物性を有する表面を有し、かつ剥離、反り等の欠陥が少ないという優れた特性を更に有することができる。   Referring to FIG. 1, in a preferred embodiment, a multilayer structure is disposed between a substrate 1 and a surface modification layer 2, and includes a fiber structure, and a third polymer impregnated in the fiber structure. The base layer 3 further includes By interposing the base layer between the base material and the surface modified layer, the base layer can buffer the physical property difference even when the physical property difference between the base material and the surface modified layer is large. Such a buffer function that the underlayer may have contributes to prevention of defects such as peeling at the interlayer interface of the multilayer laminate and warpage of the laminate. Therefore, the multilayer structure further including the underlayer can further have excellent characteristics such as being lightweight and having a metal-like surface having good physical properties and few defects such as peeling and warping.

[ポリマー]
まず、基材に含まれる第1のポリマー、表面改質層に含まれる第2のポリマー、及び(存在する場合の)下地層に含まれる第3のポリマーの各々について説明する。第1のポリマー、第2のポリマー及び第3のポリマーは、それぞれ、熱可塑性、熱硬化性又は光硬化性であってよく、単独重合体又は共重合体であってよく、また1種のポリマー又は2種以上のポリマーの混合物であってよい。一態様において、基材は強化材と第1のポリマーとを含み、更に任意に追加成分を含む。一態様において、表面改質層は微細繊維構造体と第2のポリマーとを含み、更に任意に追加成分を含む。一態様において、下地層は繊維構造体と第3のポリマーとを含み、更に任意に追加成分を含む。表面改質層及び下地層のそれぞれは、追加成分として、無機又は有機のフィラー、ガラス繊維、炭素繊維等の強化材成分を更に含んでもよいが、好ましい態様においてはこれらを含まない。基材、表面改質層及び下地層の1つ以上が、追加成分として各種添加剤(着色剤、導電剤、帯電防止剤、酸化安定剤、紫外線安定剤、熱安定剤、可塑剤、難燃剤、流動調整剤、レベリング剤等)を含んでいても構わない。また、第1のポリマー、第2のポリマー及び第3のポリマーは、互いに異なってもよいし、第1のポリマー、第2のポリマー及び第3のポリマーのうち2つ以上においてポリマーが互いに共通(すなわち同一)であってもよい。一態様においては、少なくとも第1のポリマーと第2のポリマーとが同一である。また一態様においては、少なくとも第1のポリマーと第3のポリマーとが同一である。ここで、ポリマーが互いに異なるとは、組成及び/又は分子量が互いに異なることを意味し、ポリマーが互いに同一であるとは、組成及び分子量がいずれも同一であることを意味する。本開示でポリマーについて言及する各種特性値は、当該ポリマーが混合物である場合には当該混合物全体での値(具体的に例えば、ポリマーの複数種の成分の各々の特性値に各成分のモル分率を乗じた値から算出される値)を意味する。
[polymer]
First, each of the first polymer contained in the substrate, the second polymer contained in the surface modified layer, and the third polymer contained in the underlayer (if present) will be described. Each of the first polymer, the second polymer, and the third polymer may be thermoplastic, thermosetting, or photocurable, may be a homopolymer or a copolymer, and may be a single polymer. Or it may be a mixture of two or more polymers. In one aspect, the substrate includes a reinforcement and a first polymer, and optionally further includes additional components. In one embodiment, the surface modified layer includes a fine fiber structure and a second polymer, and optionally further includes additional components. In one embodiment, the underlayer includes a fibrous structure and a third polymer, and optionally further includes additional components. Each of the surface modification layer and the underlayer may further contain a reinforcing material component such as an inorganic or organic filler, glass fiber, or carbon fiber as an additional component, but in a preferred embodiment, these are not included. One or more of the base material, the surface modification layer, and the underlayer are various additives (colorants, conductive agents, antistatic agents, oxidation stabilizers, ultraviolet stabilizers, thermal stabilizers, plasticizers, flame retardants). , Flow regulators, leveling agents, etc.). In addition, the first polymer, the second polymer, and the third polymer may be different from each other, and the polymers are common to each other in two or more of the first polymer, the second polymer, and the third polymer ( That is, the same). In one aspect, at least the first polymer and the second polymer are the same. In one embodiment, at least the first polymer and the third polymer are the same. Here, that the polymers are different from each other means that the compositions and / or molecular weights are different from each other, and that the polymers are the same as each other means that the compositions and the molecular weights are the same. In the present disclosure, the various characteristic values referred to for the polymer are the values for the entire mixture when the polymer is a mixture (specifically, for example, the characteristic values of each of the plurality of components of the polymer include the mole fraction of each component). Value calculated from the value multiplied by the rate).

ある典型的な態様において、第1のポリマー、第2のポリマー及び第3のポリマーの1つ又は複数として熱硬化性樹脂を選択してもよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、ポリエステル系樹脂(特に不飽和ポリエステル系樹脂)、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂等を例示でき、これらを単独で使用することもでき、2種以上を併用することもできる。例えば、第1のポリマーと第3のポリマーとが同一のエポキシ樹脂であり、第2のポリマーがこれとはポリマー構造及び/又は分子量が異なるエポキシ樹脂である組合せが挙げられる。   In certain exemplary embodiments, a thermosetting resin may be selected as one or more of the first polymer, the second polymer, and the third polymer. Examples of thermosetting resins include epoxy resins, oxetane resins, polyester resins (especially unsaturated polyester resins), polyurethane resins, polyimide resins, phenol resins, and the like. It is also possible to use two or more kinds in combination. For example, a combination in which the first polymer and the third polymer are the same epoxy resin, and the second polymer is an epoxy resin having a different polymer structure and / or molecular weight.

熱硬化性樹脂は、モノマー、硬化剤及び/又は硬化促進剤を含む材料組成物の熱硬化により得ることができる。モノマーとしては、例えば、高温時に熱安定性を有する芳香族基を含有するエポキシモノマーが挙げられる。エポキシモノマーの例としては、1官能のエポキシモノマーの他、2官能以上のグリシジルエーテル型エポキシモノマーが挙げられ、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、テトラブロモビスフェノールA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ヒドロキノン、レゾルシノール、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニル、1,6−ジヒドロキシナフタレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、トリス(p−ヒドロキシフェニル)メタン、テトラキス(p−ヒドロキシフェニル)エタンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシモノマーが挙げられる。その他に、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ化合物、ビフェニルアラルキル骨格を有するエポキシ化合物、トリグリシジルイソシアヌレートもまた挙げられる。Tgの著しい低下を引き起こさない範囲で、脂肪族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物を使用することもできる。   The thermosetting resin can be obtained by thermosetting a material composition containing a monomer, a curing agent and / or a curing accelerator. Examples of the monomer include an epoxy monomer containing an aromatic group having thermal stability at a high temperature. Examples of the epoxy monomer include a monofunctional epoxy monomer and a bi- or higher functional glycidyl ether type epoxy monomer, such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol S, tetrabromobisphenol A, phenol novolac, Cresol novolak, hydroquinone, resorcinol, 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl, 1,6-dihydroxynaphthalene, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, tris ( Examples thereof include glycidyl ether type epoxy monomers obtained by the reaction of p-hydroxyphenyl) methane, tetrakis (p-hydroxyphenyl) ethane and epichlorohydrin. In addition, an epoxy compound having a dicyclopentadiene skeleton, an epoxy compound having a biphenylaralkyl skeleton, and triglycidyl isocyanurate are also included. Aliphatic epoxy compounds and alicyclic epoxy compounds can also be used as long as they do not cause a significant decrease in Tg.

硬化剤としては種々の形態のものが使用できるが、液状芳香族ジアミン硬化剤を添加してもよい。ここで、液状とは25℃、0.1MPaの状態で液体であることを指す。また、芳香族ジアミン硬化剤とは、分子内に芳香環に直結した2個のアミン性窒素原子を有し、かつ複数の活性水素を有する化合物を意味する。また、ここで「活性水素」とはアミン性窒素原子に結合した水素原子をいう。液状芳香族ジアミンは、液状であるため強化繊維への含浸性を確保でき、芳香族ジアミンであるため高Tgの硬化物が得られる。液状芳香族ジアミン硬化剤としては、例えば、4,4’−メチレンビス(2−エチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(2−イソプロピルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N−エチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N−sec−ブチルアニリン)、N,N’−ジメチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジエチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、2,4−ジエチル−1,3−フェニレンジアミン、4,6−ジエチル−1,3−フェニレンジアミン、2,4−ジエチル−6−メチル−1,3−フェニレンジアミン、4,6−ジエチル−2−メチル−1,3−フェニレンジアミンなどが挙げられる。これらの液状芳香族ジアミン硬化剤は、単体で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。   Although various forms can be used as the curing agent, a liquid aromatic diamine curing agent may be added. Here, the liquid state means a liquid at 25 ° C. and 0.1 MPa. The aromatic diamine curing agent means a compound having two amine nitrogen atoms directly bonded to an aromatic ring in the molecule and having a plurality of active hydrogens. Here, “active hydrogen” refers to a hydrogen atom bonded to an aminic nitrogen atom. Since the liquid aromatic diamine is liquid, the impregnation property to the reinforcing fiber can be secured, and since it is an aromatic diamine, a cured product having a high Tg can be obtained. Examples of the liquid aromatic diamine curing agent include 4,4′-methylenebis (2-ethylaniline), 4,4′-methylenebis (2-isopropylaniline), 4,4′-methylenebis (N-methylaniline), 4,4′-methylenebis (N-ethylaniline), 4,4′-methylenebis (N-sec-butylaniline), N, N′-dimethyl-p-phenylenediamine, N, N′-diethyl-p-phenylene Diamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, 2,4-diethyl-1,3-phenylenediamine, 4,6-diethyl-1,3-phenylenediamine, 2,4-diethyl- Examples include 6-methyl-1,3-phenylenediamine and 4,6-diethyl-2-methyl-1,3-phenylenediamine. These liquid aromatic diamine curing agents may be used alone or in combination.

また、その他の形態として、潜在性硬化剤を添加してもよい。潜在性硬化剤とは、室温ではエポキシ樹脂に不溶の固体で、加熱することにより可溶化し硬化促進剤として機能する化合物であり、常温で固体のイミダゾール化合物や、固体分散型アミンアダクト系潜在性硬化促進剤、例えば、アミン化合物とエポキシ化合物との反応生成物(アミン−エポキシアダクト系)、アミン化合物とイソシアネート化合物または尿素化合物との反応生成物(尿素型アダクト系)等が挙げられる。   Moreover, you may add a latent hardening | curing agent as another form. A latent curing agent is a compound that is insoluble in an epoxy resin at room temperature, solubilized by heating, and functions as a curing accelerator. It is an imidazole compound that is solid at room temperature, and a solid-dispersed amine adduct system latency. Examples of the curing accelerator include a reaction product of an amine compound and an epoxy compound (amine-epoxy adduct system), a reaction product of an amine compound and an isocyanate compound or a urea compound (urea type adduct system), and the like.

常温で固体のイミダゾール化合物としては、例えば、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−ベンジル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−(2−メチルイミダゾリル−(1))−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−(2′−メチルイミダゾリル−(1)′)−エチル−S−トリアジン・イソシアヌール酸付加物、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール−トリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール−トリメリテイト、N−(2−メチルイミダゾリル−1−エチル)−尿素、N,N′−(2−メチルイミダゾリル−(1)−エチル)−アジボイルジアミド等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of imidazole compounds that are solid at room temperature include 2-heptadecylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2 -Phenyl-4-benzyl-5-hydroxymethylimidazole, 2,4-diamino-6- (2-methylimidazolyl- (1))-ethyl-S-triazine, 2,4-diamino-6- (2'- Methylimidazolyl- (1) ′)-ethyl-S-triazine isocyanuric acid adduct, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1 -Cyanoethyl-2-methylimidazole-trimellitate, 1 Examples include cyanoethyl-2-phenylimidazole-trimellitate, N- (2-methylimidazolyl-1-ethyl) -urea, N, N ′-(2-methylimidazolyl- (1) -ethyl) -aziboyldiamide, and the like. However, it is not limited to these.

固体分散型アミンアダクト系潜在性硬化促進剤(アミン−エポキシアダクト系)の製造原料の一つとして用いられるエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、カテコール、レゾルシノールなど多価フェノール、グリセリンやポリエチレングリコールのような多価アルコールとエピクロロヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエーテル;p−ヒドロキシ安息香酸、β−ヒドロキシナフトエ酸のようなヒドロキシカルボン酸とエピクロロヒドリンとを反応させて得られるグリシジルエーテルエステル;フタル酸、テレフタル酸のようなポリカルボン酸とエピクロロヒドリンとを反応させて得られるポリグリシジルエステル;4,4′−ジアミノジフェニルメタンやm−アミノフェノールなどとエピクロロヒドリンとを反応させて得られるグリシジルアミン化合物;更にはエポキシ化フェノールノボラック樹脂、エポキシ化クレゾールノボラック樹脂、エポキシ化ポリオレフィンなどの多官能性エポキシ化合物やブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレートなどの単官能性エポキシ化合物;等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。   Examples of the epoxy compound used as one of the raw materials for producing the solid dispersion type amine adduct type latent curing accelerator (amine-epoxy adduct type) include polyhydric phenols such as bisphenol A, bisphenol F, catechol, and resorcinol, glycerin, Polyglycidyl ether obtained by reacting a polyhydric alcohol such as polyethylene glycol with epichlorohydrin; reacting a hydroxycarboxylic acid such as p-hydroxybenzoic acid or β-hydroxynaphthoic acid with epichlorohydrin Glycidyl ether ester obtained by reaction of polycarboxylic acid such as phthalic acid and terephthalic acid with epichlorohydrin; epichlorohydric acid such as 4,4'-diaminodiphenylmethane and m-aminophenol Glycidylamine compounds obtained by reacting with hydrin; furthermore, polyfunctional epoxy compounds such as epoxidized phenol novolak resin, epoxidized cresol novolak resin, epoxidized polyolefin, and the like such as butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and glycidyl methacrylate. Functional epoxy compounds; and the like, but are not limited thereto.

上記固体分散型アミンアダクト系潜在性硬化促進剤のもう一つの製造原料として用いられるアミン化合物は、エポキシ基と付加反応しうる活性水素を分子内に1個以上有し、かつ1級アミノ基、2級アミノ基および3級アミノ基の中から選ばれた官能基を少なくとも分子内に1個以上有するものであればよい。このような、アミン化合物の例を以下に示すが、これらに限定されるものではない。すなわち、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、n−プロピルアミン、2−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、4,4′−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタンのような脂肪族アミン類;4,4′−ジアミノジフェニルメタン、2−メチルアニリンなどの芳香族アミン化合物;2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダゾリン、ピペリジン、ピペラジンなどの窒素原子が含有された複素環化合物;等が挙げられる。   The amine compound used as another raw material for producing the solid dispersion-type amine adduct-based latent curing accelerator has at least one active hydrogen capable of undergoing addition reaction with an epoxy group in the molecule, and a primary amino group, What is necessary is just to have at least one functional group selected from the secondary amino group and the tertiary amino group in the molecule. Examples of such amine compounds are shown below, but are not limited thereto. That is, for example, aliphatic amines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, n-propylamine, 2-hydroxyethylaminopropylamine, cyclohexylamine, 4,4'-diamino-dicyclohexylmethane; 4,4'-diaminodiphenylmethane , Aromatic amine compounds such as 2-methylaniline; heterocycles containing nitrogen atoms such as 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazoline, 2,4-dimethylimidazoline, piperidine, piperazine Compound; and the like.

さらに、硬化剤として、光酸発生剤を添加してもよい。光酸発生剤としては、紫外線照射によりカチオン重合可能な酸を発生するものが用いられ、熱をかけることで反応がより進行する。このような光酸発生剤としては、例えば、SbF6−、PF6−、BF4−、AsF6−、(C6F5)4−、PF4(CF2CF3)2−等のアニオン成分と、カチオン成分とからなるオニウム塩(ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、セレニウム塩、ピリジニウム塩、フェロセニウム塩、ホスホニウム塩等)が挙げられる。これらは単独であるいは2種以上併せて用いられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、芳香族スルホキソニウム塩等を用いることができる。   Furthermore, you may add a photo-acid generator as a hardening | curing agent. As the photoacid generator, one that generates an acid that can be cationically polymerized by ultraviolet irradiation is used, and the reaction further proceeds by applying heat. Examples of such a photoacid generator include an onium salt comprising an anion component such as SbF6-, PF6-, BF4-, AsF6-, (C6F5) 4-, PF4 (CF2CF3) 2-, and a cation component ( And diazonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, selenium salts, pyridinium salts, ferrocenium salts, phosphonium salts, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Specifically, aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic phosphonium salts, aromatic sulfoxonium salts, and the like can be used.

材料組成物の硬化開始温度については、反応が十分に進行するのであれば、特に温度に関する規定はない。一方で、潜在性硬化剤を使用する場合は室温では反応が進行しにくいことが好ましい。例えば、潜在性熱硬化剤を使用した場合、40℃〜300℃、より好ましくは60℃〜250℃である。潜在性硬化剤の反応温度が40℃未満であると、室温でも反応してしまい、潜在性を発現するのが困難となり、好ましくない。また潜在性硬化剤の反応温度が300℃より高いとエポキシ樹脂として熱による分解反応を起こしてしまう可能性があるため、好ましくない。   Regarding the curing start temperature of the material composition, as long as the reaction proceeds sufficiently, there is no particular provision regarding the temperature. On the other hand, when a latent curing agent is used, it is preferable that the reaction does not easily proceed at room temperature. For example, when a latent thermosetting agent is used, it is 40 ° C to 300 ° C, more preferably 60 ° C to 250 ° C. When the reaction temperature of the latent curing agent is less than 40 ° C., it reacts even at room temperature, which makes it difficult to develop the latent and is not preferable. Moreover, if the reaction temperature of the latent curing agent is higher than 300 ° C., it may cause a thermal decomposition reaction as an epoxy resin, which is not preferable.

さらに、上記各成分に加えて、必要に応じて他の添加剤を適宜配合することができる。例えば、硬化性を高める目的で、アントラセン等の光増感剤や酸増殖剤等を必要に応じて配合することができる。また、ガラス等の基材上に硬化物を作製する用途においては基材との接着性を高めるために、シラン系あるいはチタン系等のカップリング剤を添加してもよい。さらには、酸化防止剤、消泡剤等も適宜配合することができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。そして、これら他の添加剤は、硬化性樹脂組成物全体の5質量%以下の範囲内で用いることが、本発明の作用効果を阻害しない観点から、好ましい。   Furthermore, in addition to the above components, other additives can be appropriately blended as necessary. For example, for the purpose of enhancing curability, a photosensitizer such as anthracene, an acid proliferating agent, or the like can be blended as necessary. Moreover, in the use which produces hardened | cured material on base materials, such as glass, in order to improve adhesiveness with a base material, you may add coupling agents, such as a silane type or a titanium type. Furthermore, an antioxidant, an antifoaming agent, etc. can be mix | blended suitably. These may be used alone or in combination of two or more. And it is preferable to use these other additives in the range of 5 mass% or less of the whole curable resin composition from a viewpoint which does not inhibit the effect of this invention.

別の典型的な態様において、第1のポリマー、第2のポリマー及び第3のポリマーはいずれも熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、鎖状又は環状のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系樹脂、AS(アクリロニトリル−スチレン)樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、アクリル系樹脂、脂肪族又は芳香族のポリカーボネート系樹脂、脂肪族又は芳香族のポリエステル系樹脂、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、ポリ乳酸樹脂、ポリスルホン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、線状ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン系樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂が好ましく用いられ、更には、汎用性や耐熱性、耐久性等の理由により、ポリプロピレン、ポリアミド−6、ポリアミド−6,6、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ABS樹脂であることが特に好ましい。   In another exemplary embodiment, the first polymer, the second polymer, and the third polymer are all thermoplastic resins. Examples of the thermoplastic resin include a chain or cyclic polyolefin resin, polyamide resin, styrene resin, AS (acrylonitrile-styrene) resin, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, acrylic resin, aliphatic or Aromatic polycarbonate resins, aliphatic or aromatic polyester resins, polyphenylene ether resins, thermoplastic polyimide resins, polyacetal resins, polylactic acid resins, polysulfone resins, fluorine resins and the like can be mentioned. Among these, linear polyolefin resin, polyamide resin, styrene resin, AS resin, ABS resin, polyester resin, polyphenylene ether resin, thermoplastic polyimide resin, and polyacetal resin are preferably used, and further, versatility and heat resistance, For reasons such as durability, polypropylene, polyamide-6, polyamide-6,6, polyphenylene ether resin, polyacetal resin, and ABS resin are particularly preferable.

熱可塑性樹脂の融点は、好ましくは100〜320℃、より好ましくは120〜290℃である。融点は示差走査熱量計による熱分析に従って測定される値である。   The melting point of the thermoplastic resin is preferably 100 to 320 ° C, more preferably 120 to 290 ° C. The melting point is a value measured according to a thermal analysis using a differential scanning calorimeter.

熱可塑性樹脂がガラス転移点を有する場合、当該ガラス転移点は、好ましくは60〜200℃、より好ましくは70〜180℃である。ガラス転移点は、動的粘弾性測定に従って測定される値である。   When the thermoplastic resin has a glass transition point, the glass transition point is preferably 60 to 200 ° C, more preferably 70 to 180 ° C. The glass transition point is a value measured according to dynamic viscoelasticity measurement.

熱可塑性樹脂の数平均分子量としては、例えば、第1のポリマーが10,000〜1,000,000、第2のポリマーが30,000〜600,000、第3のポリマーが10,000〜1,000,000、である組合せが挙げられる。   The number average molecular weight of the thermoplastic resin is, for example, 10,000 to 1,000,000 for the first polymer, 30,000 to 600,000 for the second polymer, and 10,000 to 1 for the third polymer. , 000,000, and so on.

基材、下地層及び表面改質層の良好な密着性の観点から、第1のポリマー、第2のポリマー及び第3のポリマーのSP値は、互いに近接していることが好ましい。   From the viewpoint of good adhesion of the substrate, the underlayer and the surface modified layer, the SP values of the first polymer, the second polymer and the third polymer are preferably close to each other.

基材と下地層との良好な密着性の観点から、第1のポリマーのSP値と第3のポリマーのSP値との差は、好ましくは10(MPa)1/2以下、より好ましくは8(MPa)1/2以下、更に好ましくは6(MPa)1/2以下である。当然のことながら第1のポリマーと第3のポリマーとが同一種(すなわちSP値の差はゼロ)であっても構わない。 From the viewpoint of good adhesion between the substrate and the underlayer, the difference between the SP value of the first polymer and the SP value of the third polymer is preferably 10 (MPa) 1/2 or less, more preferably 8 (MPa) 1/2 or less, more preferably 6 (MPa) 1/2 or less. As a matter of course, the first polymer and the third polymer may be the same type (that is, the SP value difference is zero).

下地層と表面改質層との良好な密着性の観点から、第2のポリマーのSP値と第3のポリマーのSP値との差は、好ましくは15(MPa)1/2以下、より好ましくは10(MPa)1/2以下、更に好ましくは8(MPa)1/2以下である。当然のことながら第2のポリマーと第3のポリマーとが同一種(すなわちSP値の差はゼロ)であっても構わない。 From the viewpoint of good adhesion between the underlayer and the surface modified layer, the difference between the SP value of the second polymer and the SP value of the third polymer is preferably 15 (MPa) 1/2 or less, more preferably Is 10 (MPa) 1/2 or less, more preferably 8 (MPa) 1/2 or less. As a matter of course, the second polymer and the third polymer may be the same type (that is, the SP value difference is zero).

なお本開示のSP値は、Fedors法に従って算出した値である。なお実際の計算にあたっては、BIOVIA社製のソフトウェア、Materials Studio 2017R2にパッケージされているモジュールであるSynthiaを用いている。   Note that the SP value of the present disclosure is a value calculated according to the Fedors method. In the actual calculation, Synthia, which is a module packaged in the software manufactured by BIOVIA, Materials Studio 2017R2, is used.

次に、多層構造体の各構成要素について説明する。   Next, each component of the multilayer structure will be described.

[基材]
基材は、第1のポリマーと強化材とを含む。強化材は、繊維、粒状物、板状物等であってよい。繊維の例は、ガラス繊維、炭素繊維、各種有機繊維(アラミド、ポリアミド、セルロース等)である。繊維は、チョップドファイバー、シート状構造体(不織布、織布、編布)等であってよく、カーボンナノチューブ等も使用できる。好ましい態様において、強化材は長繊維構造体(例えば、ガラスクロス、カーボンファイバークロス等)である。粒状物としては、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等の無機粒子等を例示できる。板状物としては、層状ケイ酸塩類等を例示できる。一態様においては、強化材が織物である。織物の好適例は、ガラスクロス及びカーボンファイバークロスである。
[Base material]
The substrate includes a first polymer and a reinforcing material. The reinforcing material may be a fiber, a granular material, a plate-like material, or the like. Examples of the fibers are glass fibers, carbon fibers, and various organic fibers (aramid, polyamide, cellulose, etc.). The fibers may be chopped fibers, sheet-like structures (nonwoven fabrics, woven fabrics, knitted fabrics) or the like, and carbon nanotubes can also be used. In a preferred embodiment, the reinforcing material is a long fiber structure (eg, glass cloth, carbon fiber cloth, etc.). Examples of the granular material include inorganic particles such as calcium carbonate, talc, silica, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, and magnesium hydroxide. Examples of the plate-like material include layered silicates. In one aspect, the reinforcement is a woven fabric. Preferred examples of the woven fabric are glass cloth and carbon fiber cloth.

一態様においては、強化材が、一次粒径3μm〜100μmの無機粒子である。なお上記一次粒径は、希薄(0.2質量%以下)な無機粒子の水分散体に対し、超音波処理を施したサンプルについてレーザー式静的光散乱法で測定される体積粒径分布におけるメディアン径の値である。また一態様においては、強化材が、平均繊維径3μm〜50μmの、有機繊維及び/又は無機繊維である。上記範囲の平均一次粒径及び平均繊維径は、それぞれ基材に良好な機械的強度を与える点で好ましいが、成形時のひけ等による表面平滑性の悪化(表面の凹凸又はザラつきの増大)の要因にもなり得る。したがって強化材が上記範囲の平均一次粒径又は平均繊維径を有する場合には、基材に表面改質層を組合せることによる表面平滑性の向上効果が特に顕著に得られる。   In one embodiment, the reinforcing material is inorganic particles having a primary particle size of 3 μm to 100 μm. The primary particle size is a volume particle size distribution measured by a laser-type static light scattering method for a sample obtained by subjecting an aqueous dispersion of dilute (0.2% by mass or less) inorganic particles to ultrasonic treatment. The median diameter value. Moreover, in one aspect | mode, a reinforcing material is an organic fiber and / or an inorganic fiber with an average fiber diameter of 3 micrometers-50 micrometers. The average primary particle diameter and the average fiber diameter in the above range are preferable in terms of giving good mechanical strength to the substrate, respectively, but the deterioration of the surface smoothness (increased surface irregularities or roughness) due to sink marks etc. during molding It can be a factor. Therefore, when the reinforcing material has an average primary particle diameter or an average fiber diameter in the above range, the effect of improving the surface smoothness by combining the surface modified layer with the base material is particularly prominent.

好ましい態様において、基材中の第1のポリマーの含有率は、30〜95質量%、又は40〜92質量%の範囲である。好ましい態様において、基材中の強化材の含有率は、5〜70質量%、又は8〜60質量%である。   In a preferred embodiment, the content of the first polymer in the substrate is in the range of 30 to 95% by mass, or 40 to 92% by mass. In a preferred embodiment, the content of the reinforcing material in the substrate is 5 to 70% by mass, or 8 to 60% by mass.

基材は、シート状、板状、バルク状等の種々の形態を有してよい。例示の態様において、基材は、厚み方向(すなわち表面改質層の厚み方向と平行の方向)の寸法が0.2mm以上の板状又はバルク状の形態を有する。   The base material may have various forms such as a sheet shape, a plate shape, and a bulk shape. In the illustrated embodiment, the base material has a plate-like or bulk-like form in which the dimension in the thickness direction (that is, the direction parallel to the thickness direction of the surface modification layer) is 0.2 mm or more.

基材の線熱膨張係数は、成形体としての物性安定性の観点から、好ましくは80ppm/℃以下、より好ましくは60ppm/℃以下、更に好ましくは50ppm/℃以下である。線熱膨張係数は、多層構造体の物性の観点からは小さいことが好ましい。線熱膨張係数(CTE)の評価においては、本発明の多層構造体を3mm幅×25mm長に切断し、測定サンプルとし、熱機械分析装置(TMA)(例えばSII製 TMA6100型)を用いて、引っ張りモードでチャック間10mm、荷重5g、窒素雰囲気下、室温から50℃まで1℃/min.で昇温した後、50℃から25℃まで1℃/min.で降温し、再び25℃から50℃まで1℃/min.で昇温する。この際、2度目の昇温時の50℃での線熱膨張係数(線熱膨張率)を測定する。   The linear thermal expansion coefficient of the substrate is preferably 80 ppm / ° C. or less, more preferably 60 ppm / ° C. or less, and further preferably 50 ppm / ° C. or less, from the viewpoint of physical property stability as a molded body. The linear thermal expansion coefficient is preferably small from the viewpoint of the physical properties of the multilayer structure. In the evaluation of the coefficient of linear thermal expansion (CTE), the multilayer structure of the present invention is cut into 3 mm width × 25 mm length, used as a measurement sample, and using a thermomechanical analyzer (TMA) (for example, TMA6100 type manufactured by SII), In pull mode, 10 mm between chucks, 5 g load, 1 ° C./min. From room temperature to 50 ° C. under nitrogen atmosphere. After raising the temperature at 50 ° C. to 25 ° C., 1 ° C./min. The temperature was lowered at 1 ° C./min. Raise the temperature. Under the present circumstances, the linear thermal expansion coefficient (linear thermal expansion coefficient) in 50 degreeC at the time of the 2nd temperature rise is measured.

基材の貯蔵弾性率は、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは1GPa以上、より好ましくは1.5GPa以上、更に好ましくは2GPa以上である。貯蔵弾性率は、多層構造体の物性の観点からは大きいことが好ましいが、製造容易性の観点からは、例えば20GPa以下、又は16GPa以下、又は12GPa以下であってもよい。貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定において50℃で測定される値であり、次のようにして測定する。複合樹脂フィルムを4mm幅×30mm長に切断し、測定サンプルとする。これを粘弾性測定装置(例えばEXSTAR TMA6100(エスアイアイナノテクノロジー(株)製))を用いて、引っ張りモードでチャック間20mm、周波数:1Hz、窒素雰囲気下、室温から50℃まで1℃/min.で昇温、50℃から25℃まで1℃/min.で降温、再び25℃から50℃まで1℃/min.で昇温する。この際の2度目の昇温時の50℃での貯蔵弾性率を求める。   From the viewpoint of obtaining good mechanical strength, the storage elastic modulus of the substrate is preferably 1 GPa or more, more preferably 1.5 GPa or more, and further preferably 2 GPa or more. The storage elastic modulus is preferably large from the viewpoint of the physical properties of the multilayer structure, but may be, for example, 20 GPa or less, 16 GPa or less, or 12 GPa or less from the viewpoint of ease of production. The storage elastic modulus is a value measured at 50 ° C. in the dynamic viscoelasticity measurement, and is measured as follows. The composite resin film is cut into 4 mm width × 30 mm length to obtain a measurement sample. This was measured using a viscoelasticity measuring apparatus (for example, EXSTAR TMA6100 (manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.)) in a tensile mode at 20 mm between chucks, frequency: 1 Hz, in a nitrogen atmosphere from room temperature to 50 ° C. at 1 ° C./min. At 50 ° C to 25 ° C, 1 ° C / min. At 25 ° C. to 1 ° C./min. Raise the temperature. The storage elastic modulus at 50 ° C. at the time of the second temperature increase is obtained.

[表面改質層]
表面改質層は、微細繊維構造体と該微細繊維構造体中に含浸された第2のポリマーとを含む層である。微細繊維構造体の形状は種々可能であるが、機械特性の制御が容易であり、また樹脂との複合化(含浸等)も容易であるという観点から、好ましくはシートである。シートは単層でも多層でもよいが、好ましくは単層である。シートとしては、微細繊維集合体シート、微細繊維で構成されるシート状構造体(編布、織布、不織布等)等を例示できるが、好ましくは微細繊維不織布シートである。微細繊維不織布シートは、例えば微細繊維の水分散液を抄紙法でシート化することで製造できるが、後述するように下地層に用いる繊維構造体上への微細繊維の積層抄紙により一体化したものを用いると、本実施形態の多層構造体を得るのにさらに好適である繊維集合体シートを得ることができる。
[Surface modification layer]
The surface modified layer is a layer containing a fine fiber structure and a second polymer impregnated in the fine fiber structure. Various shapes of the fine fiber structure are possible, but a sheet is preferable from the viewpoint of easy control of mechanical properties and easy compounding (impregnation, etc.) with a resin. The sheet may be a single layer or multiple layers, but is preferably a single layer. Examples of the sheet include a fine fiber aggregate sheet, a sheet-like structure composed of fine fibers (knitted fabric, woven fabric, non-woven fabric, etc.), and the like, preferably a fine fiber non-woven fabric sheet. The fine fiber nonwoven fabric sheet can be manufactured, for example, by forming an aqueous dispersion of fine fibers into a sheet by a papermaking method, but it is integrated by fine paper laminated papermaking on the fiber structure used for the underlayer as described later Can be used to obtain a fiber assembly sheet that is more suitable for obtaining the multilayer structure of the present embodiment.

微細繊維構造体を構成する繊維としては、セルロース系繊維(例えば天然セルロース系繊維、及び再生セルロース系繊維)、全芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、アクリル系繊維等を例示できる。天然セルロース系繊維の原料及び再生セルロース系繊維の原料としては、繊維構造体に関して前述したのと同様の原料を例示できる。好ましい態様において、微細繊維構造体は、第2のポリマーの良好な含浸性、及び良好な機械特性(例えば、機械強度、可撓性、寸法安定性等)の観点から、好ましくは、セルロース微細繊維で構成されており、特に好ましくは、再生セルロース繊維及び/又は天然セルロース繊維で構成されているシート状構造体である。   Examples of fibers constituting the fine fiber structure include cellulosic fibers (for example, natural cellulosic fibers and regenerated cellulosic fibers), wholly aromatic polyamide fibers, aliphatic polyamide fibers, and acrylic fibers. Examples of the raw material for the natural cellulosic fiber and the raw material for the regenerated cellulosic fiber include the same raw materials as described above for the fiber structure. In a preferred embodiment, the fine fiber structure is preferably a cellulose fine fiber from the viewpoint of good impregnation of the second polymer and good mechanical properties (for example, mechanical strength, flexibility, dimensional stability, etc.). Particularly preferred is a sheet-like structure composed of regenerated cellulose fibers and / or natural cellulose fibers.

微細繊維構造体を構成する繊維(好ましくはセルロース微細繊維)の平均繊維径は、第2のポリマーの良好な含浸性の観点から、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、更に好ましくは0.02μm以上であり、表面改質層に良好な機械特性(高い弾性率)、良好な表面平滑性、及び良好な寸法安定性を与える観点から、好ましくは2μm以下、より好ましくは1.5μm以下、更に好ましくは0.8μm以下である。好ましい態様において、微細繊維構造体は、繊維径1μm未満のセルロース微細繊維で構成されている。   The average fiber diameter of the fibers (preferably cellulose fine fibers) constituting the fine fiber structure is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, further from the viewpoint of good impregnation of the second polymer. The thickness is preferably 0.02 μm or more, and preferably 2 μm or less, more preferably 1 from the viewpoint of giving the surface modified layer good mechanical properties (high elastic modulus), good surface smoothness, and good dimensional stability. 0.5 μm or less, more preferably 0.8 μm or less. In a preferred embodiment, the fine fiber structure is composed of cellulose fine fibers having a fiber diameter of less than 1 μm.

なお本開示で、平均繊維径とは、特記がない限り下記の方法で評価される値である。多層構造体中の該当層(基材、表面改質層又は下地層)の断面を切り出し、原子間力顕微鏡における粘弾性モードにより検出される短軸径/長軸径≦3の繊維断面における短軸径の数平均値として求められる値である。通常は、該平均繊維径は、本発明の好適な場合に使用する微細セルロース繊維からなるシート状構造体において走査型電子顕微鏡(SEM)による表面観察において得られる数平均繊維径とほぼ一致する。   In the present disclosure, the average fiber diameter is a value evaluated by the following method unless otherwise specified. Cut out the cross section of the corresponding layer (base material, surface modified layer or underlayer) in the multilayer structure, and short in the fiber cross section with minor axis diameter / major axis diameter ≦ 3 detected by viscoelastic mode in atomic force microscope It is a value obtained as a number average value of shaft diameters. Usually, the average fiber diameter substantially coincides with the number average fiber diameter obtained in surface observation by a scanning electron microscope (SEM) in a sheet-like structure composed of fine cellulose fibers used in the preferred case of the present invention.

微細繊維構造体の目付は、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは2g/m2以上、より好ましくは3g/m2以上、更に好ましくは4g/m2以上であり、厚みが小さい多層構造体をも良好に製造する観点から、好ましくは30g/m2以下、より好ましくは25g/m2以下、更に好ましくは20g/m2以下である。 Basis weight of the fine fiber structure, from the viewpoint of obtaining good mechanical strength, preferably 2 g / m 2 or more, more preferably 3 g / m 2 or more, still more preferably from 4g / m 2 or more, the thinner multilayer structure From the viewpoint of producing a body well, it is preferably 30 g / m 2 or less, more preferably 25 g / m 2 or less, and still more preferably 20 g / m 2 or less.

微細繊維構造体の厚みは、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは20μm以上、より好ましくは25μm以上、更に好ましくは30μm以上であり、厚みが小さい多層構造体をも良好に製造する観点から、好ましくは120μm以下、より好ましくは100μm以下、更に好ましくは80μm以下である。   From the viewpoint of obtaining good mechanical strength, the thickness of the fine fiber structure is preferably 20 μm or more, more preferably 25 μm or more, and further preferably 30 μm or more, from the viewpoint of producing a multilayer structure having a small thickness. The thickness is preferably 120 μm or less, more preferably 100 μm or less, and still more preferably 80 μm or less.

微細繊維構造体の透気抵抗度は、第2のポリマーの良好な含浸性の観点から、好ましくは2000s/100ml以下、より好ましくは1200s/100ml以下、更に好ましくは600s/100ml以下であり、良好な機械特性を得る観点から、好ましくは0.2s/100ml以上、より好ましくは0.5s/100ml以上、更に好ましくは1s/100ml以上である。なお、透気抵抗度はJIS P 8117に記載のガーレー試験機法に基づき測定される数値を意味する。   The air resistance of the fine fiber structure is preferably 2000 s / 100 ml or less, more preferably 1200 s / 100 ml or less, still more preferably 600 s / 100 ml or less, from the viewpoint of good impregnation of the second polymer. From the viewpoint of obtaining excellent mechanical properties, it is preferably 0.2 s / 100 ml or more, more preferably 0.5 s / 100 ml or more, and further preferably 1 s / 100 ml or more. The air resistance is a numerical value measured based on the Gurley tester method described in JIS P 8117.

表面改質層の総質量基準での微細繊維構造体の含有率は、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは12質量%以上であり、表面改質層と基材又は下地層との良好な密着性の観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。   The content of the fine fiber structure based on the total mass of the surface modified layer is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, and further preferably 12% by mass or more, from the viewpoint of obtaining good mechanical strength. From the viewpoint of good adhesion between the surface modified layer and the substrate or the base layer, it is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and further preferably 50% by mass or less.

表面改質層の総質量基準での第2のポリマーの含有率は、表面改質層と基材又は下地層との良好な密着性の観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは95質量%以下、より好ましくは92質量%以下、更に好ましくは88質量%以下である。   The content of the second polymer on the basis of the total mass of the surface modified layer is preferably 20% by mass or more, more preferably 30 from the viewpoint of good adhesion between the surface modified layer and the substrate or the base layer. From the viewpoint of obtaining good mechanical strength, it is preferably 95% by mass or less, more preferably 92% by mass or less, and still more preferably 88% by mass or less.

表面改質層の厚みは、例えば0.005〜0.1mm、又は0.01〜0.08mm、又は0.02〜0.07mmであってよい。   The thickness of the surface modification layer may be, for example, 0.005 to 0.1 mm, or 0.01 to 0.08 mm, or 0.02 to 0.07 mm.

表面改質層は、例えば金属系材料で構成されている層と比べて軽量であるという利点を有することができる。表面改質層の密度は、好ましくは0.95〜1.52g/cm3、より好ましくは0.98〜1.48g/cm3、更に好ましくは1.02〜1.45g/cm3である。 The surface modification layer can have an advantage that it is lighter than a layer made of, for example, a metal-based material. The density of the surface modified layer is preferably 0.95 to 1.52 g / cm 3 , more preferably 0.98 to 1.48 g / cm 3 , and still more preferably 1.02 to 1.45 g / cm 3 . .

表面改質層の線熱膨張係数は、成形体としての物性安定性の観点から、好ましくは40ppm/℃以下、より好ましくは30ppm/℃以下、更に好ましくは26ppm/℃以下である。線熱膨張係数は、多層構造体の物性の観点からは小さいことが好ましい。好ましい態様において、強化層の線熱膨張係数は、下地層の線熱膨張係数以下である。強化層の線熱膨張係数(ppm/℃)は、下地層の線熱膨張係数(ppm/℃)よりも、好ましくは2ppm/℃以上30ppm/℃以下、より好ましくは4ppm/℃以上20ppm/℃以下、小さいことができる。   The linear thermal expansion coefficient of the surface modified layer is preferably 40 ppm / ° C. or less, more preferably 30 ppm / ° C. or less, and still more preferably 26 ppm / ° C. or less, from the viewpoint of physical property stability as a molded body. The linear thermal expansion coefficient is preferably small from the viewpoint of the physical properties of the multilayer structure. In a preferred embodiment, the reinforcing layer has a linear thermal expansion coefficient equal to or less than the linear thermal expansion coefficient of the underlayer. The linear thermal expansion coefficient (ppm / ° C) of the reinforcing layer is preferably 2 ppm / ° C or more and 30 ppm / ° C or less, more preferably 4 ppm / ° C or more and 20 ppm / ° C, than the linear thermal expansion coefficient (ppm / ° C) of the underlayer. Below, it can be small.

表面改質層の貯蔵弾性率は、成形体としての物性安定性の観点から、好ましくは1.5GPa以上、より好ましくは2GPa以上、更に好ましくは2.5GPa以上である。貯蔵弾性率は、多層構造体の物性の観点からは大きいことが好ましいが、製造容易性の観点からは、例えば20GPa以下、又は15GPa以下、又は12GPa以下であってもよい。好ましい態様において、表面改質層の貯蔵弾性率は下地層の貯蔵弾性率以上である。表面改質層の貯蔵弾性率(GPa)は、下地層の貯蔵弾性率(GPa)よりも、好ましくは0.2GPa以上12GPa以下、より好ましくは0.4GPa以上10GPa以下、大きいことができる。   The storage elastic modulus of the surface modified layer is preferably 1.5 GPa or more, more preferably 2 GPa or more, still more preferably 2.5 GPa or more, from the viewpoint of physical property stability as a molded body. The storage elastic modulus is preferably large from the viewpoint of the physical properties of the multilayer structure, but may be, for example, 20 GPa or less, 15 GPa or less, or 12 GPa or less from the viewpoint of manufacturability. In a preferred embodiment, the storage elastic modulus of the surface modified layer is not less than the storage elastic modulus of the underlayer. The storage elastic modulus (GPa) of the surface modified layer can be preferably 0.2 GPa or more and 12 GPa or less, more preferably 0.4 GPa or more and 10 GPa or less than the storage elastic modulus (GPa) of the underlayer.

一態様において、表面改質層は多層構造体の表面に露出している(すなわち表面改質層は多層構造体の最外層である)。この場合の表面改質層の貯蔵弾性率は、好ましくは2〜15GPa、より好ましくは2.5〜12GPaである。このような特に高い貯蔵弾性率を得る手段としては、例えば、第2のポリマーが硬質樹脂(すなわち本開示で定義される50℃の貯蔵弾性率(硬度の指標として)が0.7GPa以上である樹脂)を含むようにすること等が挙げられる。上記硬質樹脂としては、熱硬化性樹脂として、硬質エポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂(特に不飽和型ポリエステル樹脂)、ポリイミド系樹脂、フェノール系樹脂等を、熱可塑性樹脂として、ポリアミド樹脂、スチレン系樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ乳酸樹脂等を例示できる。   In one embodiment, the surface modified layer is exposed on the surface of the multilayer structure (ie, the surface modified layer is the outermost layer of the multilayer structure). In this case, the storage elastic modulus of the surface modified layer is preferably 2 to 15 GPa, more preferably 2.5 to 12 GPa. As a means for obtaining such a particularly high storage elastic modulus, for example, the second polymer has a hard resin (that is, a storage elastic modulus at 50 ° C. (as an index of hardness) defined in the present disclosure is 0.7 GPa or more). Resin) and the like. As the hard resin, as a thermosetting resin, a hard epoxy resin, a polyester resin (particularly unsaturated polyester resin), a polyimide resin, a phenol resin, etc., as a thermoplastic resin, a polyamide resin, a styrene resin, Examples include AS resin, ABS resin, polyester resin, polyphenylene ether resin, thermoplastic polyimide resin, polyacetal resin, polylactic acid resin, and the like.

また、一態様においては、表面改質層上に追加の層が配置される(すなわち表面改質層は多層構造体の最外層ではない)。この場合の表面改質層の貯蔵弾性率は、好ましくは1〜12GPa、より好ましくは1.5〜10GPaである。この態様においては、表面改質層と追加の層との良好な密着性の観点から、第2のポリマーが、軟質樹脂(すなわち上記50℃の貯蔵弾性率(硬度の指標として)が0.7GPa未満である樹脂)を含むことが好ましい。軟質樹脂としては、熱硬化型樹脂であるエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂の他にも、一液硬化型と呼ばれる水酸基との接触により硬化反応が進行するウレタン系樹脂、シリコン樹脂、シリコン変性型樹脂、シリル化ウレタン型樹脂、あるいはホットメルト型接着剤として使われるエチレン酢酸ビニル樹脂等の他の材質への接着能力の高い樹脂を例示できる。   In one embodiment, an additional layer is disposed on the surface modified layer (that is, the surface modified layer is not the outermost layer of the multilayer structure). In this case, the storage elastic modulus of the surface modified layer is preferably 1 to 12 GPa, more preferably 1.5 to 10 GPa. In this embodiment, from the viewpoint of good adhesion between the surface-modified layer and the additional layer, the second polymer is a soft resin (that is, the storage elastic modulus at 50 ° C. (as an index of hardness) is 0.7 GPa. It is preferable to include a resin that is less than. In addition to epoxy resins, melamine resins, phenolic resins, urethane resins, which are thermosetting resins, urethane resins, silicone resins, which undergo a curing reaction by contact with hydroxyl groups, which are called one-component curing types, Examples thereof include a resin having a high adhesive ability to other materials such as a silicon-modified resin, a silylated urethane resin, or an ethylene vinyl acetate resin used as a hot melt adhesive.

[下地層]
下地層は、基材上に配置され、繊維構造体と該繊維構造体中に含浸された第3のポリマーとを含む層である。繊維構造体の形状は種々可能であるが、機械特性の制御が容易であり、また樹脂との複合化(含浸等)も容易であるという観点から、好ましくはシート構造体である。シートは単層でも多層でもよい。シートとしては、シート状構造体(編布、織布、不織布等)、セルロース叩解繊維等からなる抄造シート(いわゆる紙や機能紙)、抄造シートの層と他の層(例えば織布や不織布等)とからなる積層体シート等を例示できる。好ましい態様において、繊維構造体は、セルロース叩解繊維等からなる抄造シート(いわゆる紙や機能紙)である。繊維構造体は、例えば抄紙法、乾式抄造法等で製造できる。
[Underlayer]
The underlayer is a layer that is disposed on the substrate and includes a fiber structure and a third polymer impregnated in the fiber structure. The fiber structure can have various shapes, but a sheet structure is preferable from the viewpoint of easy control of mechanical properties and easy compounding (impregnation, etc.) with a resin. The sheet may be a single layer or multiple layers. Sheets include sheet-like structures (knitted fabrics, woven fabrics, nonwoven fabrics, etc.), papermaking sheets (so-called paper and functional paper) made of cellulose beating fibers, etc., layers of papermaking sheets and other layers (for example, woven fabrics, nonwoven fabrics, etc.) And the like. In a preferred embodiment, the fiber structure is a papermaking sheet (so-called paper or functional paper) made of cellulose beaten fibers or the like. The fiber structure can be produced by, for example, a papermaking method, a dry papermaking method, or the like.

繊維構造体を構成する繊維としては、セルロース系繊維(例えば天然セルロース系繊維、及び再生セルロース系繊維)、全芳香族又は脂肪族のポリアミド系繊維、アクリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ乳酸繊維等を例示できる。天然セルロース系繊維の原料としては、木材種(広葉樹又は針葉樹)から得られる木材パルプ、及び非木材種(竹、麻系繊維、バガス、ケナフ、リンター等)から得られる非木材パルプが挙げられる。これらパルプは、好ましくは、精製(脱リグニン等)工程、漂白工程等を経た精製パルプである。また天然セルロース系繊維の原料としては、海藻由来セルロース、ホヤセルロース等も挙げられる。再生セルロース系繊維の原料としては、レーヨン、キュプラ、テンセル等が挙げられる。ポリアミド系繊維としては、PA−6繊維,PA−6,6繊維の他に全芳香族ポリアミド繊維(例えばケブラー繊維)等が挙げられる。   As fibers constituting the fiber structure, cellulosic fibers (for example, natural cellulosic fibers and regenerated cellulosic fibers), wholly aromatic or aliphatic polyamide fibers, acrylic fibers, polyester fibers, polyvinyl alcohol fibers, A polylactic acid fiber etc. can be illustrated. Examples of raw materials for natural cellulosic fibers include wood pulp obtained from wood species (broadwood or conifer), and non-wood pulp obtained from non-wood species (bamboo, hemp fiber, bagasse, kenaf, linter, etc.). These pulps are preferably refined pulps that have undergone a refining (such as delignification) step and a bleaching step. Moreover, as a raw material of natural cellulosic fiber, seaweed origin cellulose, squirt cellulose, etc. are mentioned. Examples of the raw material for the regenerated cellulose fiber include rayon, cupra, and tencel. Examples of the polyamide fibers include fully aromatic polyamide fibers (for example, Kevlar fibers) in addition to PA-6 fibers and PA-6,6 fibers.

繊維構造体を構成する繊維は、好ましくは連続長繊維であるが主たる構成繊維がセルロース繊維である場合には長繊維でも短繊維でもよい。特に好ましい態様において、繊維構造体を構成する繊維は、第3のポリマーの良好な含浸性、及び良好な機械特性(例えば、機械強度、可撓性、寸法安定性等)の観点から、好ましくは、セルロース系繊維のみ(特に、再生セルロース繊維及び/又は天然セルロース繊維で構成されるもの)、又はセルロース系繊維と合成繊維(例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリビニルアルコール繊維等)との組合せ(中でも、セルロース系繊維/合成繊維の質量比率が、50/50〜90/10が好ましい)である。また、下地層に用いられる繊維は叩解処理等によりフィブリル化されているものが好ましい。また、下地層の上部に微細繊維からなる層を積層させるためには下地層そのものが微細なネットワークを有している方が望ましい場合もあり、例えば、下地層が20質量%以下、好ましくは15質量%以下の平均繊維径が0.1μm以上3μm以下の微細繊維を含んでいてもよい。   The fibers constituting the fiber structure are preferably continuous long fibers, but may be long fibers or short fibers when the main constituent fibers are cellulose fibers. In a particularly preferred embodiment, the fibers constituting the fiber structure are preferably from the viewpoint of good impregnation of the third polymer and good mechanical properties (for example, mechanical strength, flexibility, dimensional stability, etc.). Only cellulose-based fibers (particularly those composed of regenerated cellulose fibers and / or natural cellulose fibers), or a combination of cellulosic fibers and synthetic fibers (for example, polyester fibers, polyamide fibers, acrylic fibers, polyvinyl alcohol fibers, etc.) (Among them, the mass ratio of cellulosic fiber / synthetic fiber is preferably 50/50 to 90/10). The fibers used for the underlayer are preferably fibrillated by a beating process or the like. In addition, in order to laminate a layer made of fine fibers on top of the underlayer, it may be desirable that the underlayer itself has a fine network. For example, the underlayer is 20% by mass or less, preferably 15%. Fine fibers having an average fiber diameter of 0.1% by mass or more and 3 μm or less by mass% or less may be included.

繊維構造体を構成する主要な(すなわち繊維全体の50質量%超を占める)繊維の平均繊維径は、基材と表面改質層との間の物性差を良好に緩和する機械特性(例えば、適度な機械強度、可撓性及び寸法安定性)、及び下地層の成形容易性の観点から、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは8μm以上、また好ましくは60μm以下、より好ましくは40μm以下、更に好ましくは30μm以下である。   The average fiber diameter of the main fibers constituting the fiber structure (that is, occupying more than 50% by mass of the entire fibers) is a mechanical property that satisfactorily relaxes the physical property difference between the substrate and the surface modified layer (for example, From the viewpoint of moderate mechanical strength, flexibility and dimensional stability) and ease of forming the underlayer, it is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, still more preferably 8 μm or more, and preferably 60 μm or less, more preferably. Is 40 μm or less, more preferably 30 μm or less.

繊維構造体の目付は、基材と表面改質層との間の物性差を良好に緩和する機械特性(例えば、適度な機械強度、可撓性及び寸法安定性)、及び下地層の成形容易性の観点から、好ましくは7g/m2以上、より好ましくは10g/m2以上、更に好ましくは12g/m2以上であり、本発明の多層構造体を安定に製造する観点から、好ましくは150g/m2以下、より好ましくは100g/m2以下、更に好ましくは80g/m2以下である。 The basis weight of the fiber structure is a mechanical property (for example, moderate mechanical strength, flexibility and dimensional stability) that satisfactorily eases the difference in physical properties between the substrate and the surface modified layer, and easy formation of the underlayer From the viewpoint of property, it is preferably 7 g / m 2 or more, more preferably 10 g / m 2 or more, and further preferably 12 g / m 2 or more. From the viewpoint of stably producing the multilayer structure of the present invention, 150 g is preferable. / M 2 or less, more preferably 100 g / m 2 or less, and still more preferably 80 g / m 2 or less.

繊維構造体の厚みは、基材と表面改質層との間の物性差を良好に緩和する機械特性(例えば、適度な機械強度、可撓性及び寸法安定性)、及び下地層の成形容易性の観点から、好ましくは20μm以上、より好ましくは40μm以上、更に好ましくは50μm以上であり、厚みが小さい多層構造体をも良好に製造する観点から、好ましくは200μm以下、更に好ましくは150μm以下である。   The thickness of the fiber structure is sufficient for mechanical properties (for example, moderate mechanical strength, flexibility and dimensional stability) to satisfactorily relieve the difference in physical properties between the base material and the surface modified layer, and easy formation of the underlying layer From the viewpoint of property, it is preferably 20 μm or more, more preferably 40 μm or more, further preferably 50 μm or more, and from the viewpoint of producing a multilayer structure having a small thickness, preferably 200 μm or less, more preferably 150 μm or less. is there.

下地層の総質量基準での繊維構造体の含有率は、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、下地層と基材及び表面改質層との良好な密着性(樹脂を介した連続層の形成など)の観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。   The content of the fiber structure based on the total mass of the underlayer is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 15% by mass or more, from the viewpoint of obtaining good mechanical strength. From the viewpoint of good adhesion between the underlayer, the base material and the surface modified layer (formation of a continuous layer via a resin, etc.), preferably 90% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and still more preferably 60%. It is below mass%.

下地層の総質量基準での第3のポリマーの含有率は、下地層と基材及び表面改質層との良好な密着性の観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上であり、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。   The content of the third polymer based on the total mass of the underlayer is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass, from the viewpoint of good adhesion between the underlayer, the base material, and the surface modified layer. From the viewpoint of obtaining good mechanical strength, it is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and still more preferably 85% by mass or less.

下地層の厚みは、例えば0.02〜0.2mm、又は0.04〜0.15mm、又は0.05〜0.12mmであってよい。   The thickness of the underlayer may be, for example, 0.02 to 0.2 mm, or 0.04 to 0.15 mm, or 0.05 to 0.12 mm.

下地層の線熱膨張係数は、成形体としての物性安定性の観点から、好ましくは50ppm/℃以下、より好ましくは40ppm/℃以下、更に好ましくは35ppm/℃以下である。下地層の線熱膨張係数は基材の線熱膨張係数と大きな差異がないことが好ましい。すなわち、下地層の線熱膨張係数(ppm/℃)と基材の線熱膨張係数(ppm/℃)の差異は、好ましくは40ppm/℃以下、より好ましくは30ppm/℃以下である。   The linear thermal expansion coefficient of the underlayer is preferably 50 ppm / ° C. or less, more preferably 40 ppm / ° C. or less, and still more preferably 35 ppm / ° C. or less, from the viewpoint of physical property stability as a molded body. It is preferable that the linear thermal expansion coefficient of the underlayer is not significantly different from the linear thermal expansion coefficient of the substrate. That is, the difference between the linear thermal expansion coefficient (ppm / ° C.) of the base layer and the linear thermal expansion coefficient (ppm / ° C.) of the substrate is preferably 40 ppm / ° C. or less, more preferably 30 ppm / ° C. or less.

下地層の貯蔵弾性率は、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは0.5GPa以上、より好ましくは1GPa以上、更に好ましくは2GPa以上である。貯蔵弾性率は、多層構造体の物性の観点からは大きいことが好ましいが、製造容易性の観点からは、例えば10GPa以下、又は8GPa以下、又は5GPa以下であってもよい。好ましい態様において、下地層の貯蔵弾性率は基材の貯蔵弾性率以上である。   The storage elastic modulus of the underlayer is preferably 0.5 GPa or more, more preferably 1 GPa or more, and still more preferably 2 GPa or more from the viewpoint of obtaining good mechanical strength. The storage elastic modulus is preferably large from the viewpoint of the physical properties of the multilayer structure, but may be, for example, 10 GPa or less, 8 GPa or less, or 5 GPa or less from the viewpoint of manufacturability. In a preferred embodiment, the storage elastic modulus of the underlayer is not less than the storage elastic modulus of the substrate.

繊維構造体の通気度は、第3のポリマーの良好な含浸性の観点から、好ましくは10ml/cm2/s以上、より好ましくは20ml/cm2/s以上、更に好ましくは30ml/cm2/s以上であり、良好な機械強度を得る観点から、好ましくは300ml/cm2/s以下、より好ましくは260ml/cm2/s以下、更に好ましくは240ml/cm2/s以下である。なお、通気度はフラジール式通気度計にて測定する通気度を意味する。 Air permeability of the fibrous structure from the point of view of good impregnation of the third polymer, preferably 10ml / cm 2 / s or more, more preferably 20ml / cm 2 / s or more, more preferably 30 ml / cm 2 / From the viewpoint of obtaining good mechanical strength, it is preferably 300 ml / cm 2 / s or less, more preferably 260 ml / cm 2 / s or less, and still more preferably 240 ml / cm 2 / s or less. The air permeability means the air permeability measured with a Frazier type air permeability meter.

[金属層]
一態様において、多層構造体は、前述の追加の層として金属層を更に有する。最表層に元々高弾性率(通常、貯蔵弾性率で5GPa以上)かつ低い線熱膨張係数(通常、25ppm/℃以下)を有する金属層を設けることにより、本発明の多層構造体は全体としての高弾性率及び低い熱膨張係数を保有するよう設計できるだけでなく、金属特有の意匠効果を発現することができる。
[Metal layer]
In one embodiment, the multilayer structure further comprises a metal layer as the additional layer described above. By providing a metal layer originally having a high elastic modulus (usually 5 GPa or more in storage modulus) and a low coefficient of linear thermal expansion (usually 25 ppm / ° C. or less) on the outermost layer, the multilayer structure of the present invention as a whole Not only can it be designed to have a high elastic modulus and a low coefficient of thermal expansion, but it can also exhibit a design effect unique to metals.

図2を参照し、一態様において、多層構造体20は、基材1、任意の下地層3、及び表面改質層2に加え、表面改質層3上に配置された金属層4を更に含む。金属層の材質としては、アルミニウム、鉄、鋼、亜鉛、マグネシウム、銅、ニッケル、クロム、チタン及びこれらからなる合金(例えば、90質量%以上のマグネシウムおよびアルミニウム、亜鉛等を含むマグネシウム合金や70質量%以上のアルミニウムおよび亜鉛等を含むアルミニウム合金)等を例示できる。   With reference to FIG. 2, in one embodiment, the multilayer structure 20 further includes a metal layer 4 disposed on the surface modification layer 3 in addition to the base material 1, the optional underlayer 3, and the surface modification layer 2. Including. As the material of the metal layer, aluminum, iron, steel, zinc, magnesium, copper, nickel, chromium, titanium and alloys thereof (for example, magnesium alloy containing 90% by mass or more of magnesium, aluminum, zinc, etc., 70 mass) % Of aluminum alloy containing aluminum and zinc or more).

金属層の厚みは、例えば0.01mm〜3mm、又は0.03mm〜1mmであってよい。多層構造体の総厚に対する金属層の厚みの比率は、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下である。上記比率は、金属層を用いることによる所望の利点を得る観点からは、例えば2%以上、又は4%以上であってよい。   The thickness of the metal layer may be, for example, 0.01 mm to 3 mm, or 0.03 mm to 1 mm. The ratio of the thickness of the metal layer to the total thickness of the multilayer structure is preferably 30% or less, more preferably 20% or less. The said ratio may be 2% or more, or 4% or more from a viewpoint of obtaining the desired advantage by using a metal layer, for example.

<多層構造体の製造>
多層構造体の製造方法としては、繊維強化プラスチック(FRP)の製法であるモールド成形が適用できる。より具体的には、型に繊維構造体を敷き、硬化剤を混合した樹脂を脱泡しながら多重積層してゆくハンドレイアップ法及びスプレーアップ法のほか、あらかじめ骨材と樹脂を混合したシート状のものを金型で圧縮成型するSMCプレス法、インジェクション成形の様に繊維を敷き詰めた合わせ型に樹脂を注入するRTM法、オートクレーブで熱硬化性樹脂を硬化させて成形する方法の他、近年普及してきているオートクレーブを使用しない脱オートクレーブ成形法も適用できる。以下、例示の態様として、多層構造体の所望の形状に応じたモールドを用いたモールド成形方法の例について説明する。
<Manufacture of multilayer structure>
As a manufacturing method of the multilayer structure, molding which is a manufacturing method of fiber reinforced plastic (FRP) can be applied. More specifically, in addition to the hand lay-up method and spray-up method in which the fiber structure is laid on the mold and the resin mixed with the curing agent is degassed, the aggregate and the resin are mixed in advance. In addition to the SMC press method, which compresses the shape with a mold, the RTM method, in which a resin is injected into a mating die in which fibers are laid, such as injection molding, and the method of molding by curing a thermosetting resin in an autoclave. A de-autoclave molding method that does not use a widely used autoclave is also applicable. Hereinafter, as an exemplary embodiment, an example of a mold forming method using a mold corresponding to a desired shape of the multilayer structure will be described.

モールド成形に先立ち、第1、第2及び第3のポリマーは、他の成分(具体的には、前述したような追加成分、及び基材における強化材)と、例えば単軸混練機、二軸混練機等の当業者に公知の手段で混練しておくことができる。第1、第2及び第3のポリマーは、各々、ポリマー又はモノマーと溶媒とを含む溶液又は分散液の状態、溶融状態(熱可塑性樹脂の場合)、及び未硬化状態(熱硬化性又は光硬化性の樹脂の場合)等の流動状態でモールドに供給された後、例えば溶媒除去(溶液又は分散液の場合)、冷却(熱可塑性樹脂の場合)、又は硬化(熱硬化性又は光硬化性の樹脂の場合)によって固化される。固化の条件は用いるポリマーの種類等に応じて適宜設計すればよい。   Prior to molding, the first, second, and third polymers are composed of other components (specifically, additional components as described above and reinforcing material in the base material), for example, a single-screw kneader, biaxial It can be kneaded by means known to those skilled in the art such as a kneader. The first, second and third polymers are each in the state of a solution or dispersion containing a polymer or monomer and a solvent, in a molten state (in the case of a thermoplastic resin), and in an uncured state (thermosetting or photocuring). For example, solvent removal (in the case of a solution or dispersion), cooling (in the case of a thermoplastic resin), or curing (thermosetting or photocurable) In the case of resin). What is necessary is just to design the conditions of solidification suitably according to the kind etc. of polymer to be used.

多層構造体の製造方法の具体例を以下に列挙する。
(1)多層構造体が下地層を有し、強化材が織物であり、第1のポリマー、第2のポリマー及び第3のポリマーが同一のポリマーである多層構造体は、例えば、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、及び
織物と該積層構造体とを、該微細繊維構造体が最表層となるように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む方法で製造できる。
この方法では、まず、繊維構造体上に、微細繊維構造体を抄紙法、塗布法等によって堆積後乾燥させること等によって、積層構造体を製造する。該積層構造体の製造方法は、例えば、以下の通りである。微細繊維は、天然セルロース及び/又は再生セルロースをはじめとする高配向でフィブリル化し易い短繊維水分散体を機械的及び/又は化学的な微細化手段で微細化して微細繊維の水分散体を製造し、本発明の下地用の繊維構造体として使用する機能紙又は織物の上へと積層抄紙し一体化させ、乾燥させて作る。この際の微細繊維の水分散体の製造方法は、例えば特開2015−14078号公報及び国際公開第2016/047764号に記載されているような、セルロースを含む微細繊維等の製造方法、及びシート化方法に準ずるものであってよい。すなわち、微細化処理は、天然セルロース(パルプ等)及び/又は再生セルロースのカット繊維を水中に分散後、叩解処理等のフィブリル化を促進する前処理を施した後に高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー(対向衝突型を含む)、グラインダー、超音波ホモジナイザー等による機械的処理を行い微細繊維の分散体とする。また、シート化工程においては、単層シートとしてもよいが、下地層となる機能紙又は不織布シートの上に積層抄紙し一体化することにより、より好ましい態様となる。シート化の工程においては、例えば、抄紙用分散液の固形分濃度は好ましくは0.005質量%以上0.5質量%以下、さらに好ましくは0.01質量%以上0.35質量%以下の濃度とし、均質に分散させた状態で、下地層を構成する繊維構造体上にて抄紙を行う。この後に適宜プレス処理を行い、乾燥処理を行って、一体化した下地用の繊維構造体と微細繊維構造体が積層された2層積層体を製造する。特に微細繊維からなる層を本開示の特定の透気抵抗度範囲となるように制御するには、例えば特開2015−14078号公報のように微細セルロース繊維と異種の微細繊維(例えば全芳香族ポリアミド微細繊維等)等の複合抄紙を行う方法、あるいは特開2010−053461号公報に記載されているような有機溶剤を介した抄紙法が好ましく、これらの方法を用いることにより所定の多孔質構造に好ましく制御することができる。あるいは、乾燥時の収縮により透気抵抗度が大きくなり過ぎないように、表面に作用し得る界面活性剤(ノニオン性、アニオン性、カチオン性又は両性界面活性剤)を抄紙用の微細繊維の分散液中に添加したうえで抄紙法によりシート化することも有効である場合がある。また、該2層積層体の製造過程において、繊維構造体層と微細繊維構造体層が化学的結合で接着されていることが特に望ましい。例えば、国際公開第2015/008868号に記載されているような、ブロックイソシアネート等の架橋剤を抄紙時に添加し、抄紙、乾燥後、加熱による架橋処理を行う方法によれば、下地層と微細繊維構造体を含む層との接着強度が極めて大きくなるため好ましい。
Specific examples of the manufacturing method of the multilayer structure are listed below.
(1) A multilayer structure in which the multilayer structure has an underlayer, the reinforcing material is a woven fabric, and the first polymer, the second polymer, and the third polymer are the same polymer.
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated; and a first fabric in a state in which a woven fabric and the laminated structure are overlapped so that the fine fiber structure is an outermost layer. It can be produced by a process that involves integrating by impregnating the polymer.
In this method, a laminated structure is first manufactured by depositing a fine fiber structure on a fiber structure by a papermaking method, a coating method, and the like, and then drying. The manufacturing method of this laminated structure is as follows, for example. For fine fibers, water dispersions of fine fibers are produced by mechanically and / or chemically refining short-fiber aqueous dispersions such as natural cellulose and / or regenerated cellulose that are easily oriented and fibrillated. The laminated paper is made on the functional paper or fabric used as the underlying fiber structure of the present invention, integrated and dried. The method for producing an aqueous dispersion of fine fibers at this time is, for example, a method for producing fine fibers containing cellulose as described in JP-A-2015-14078 and International Publication No. 2016/047764, and a sheet. It may be in conformity with the conversion method. That is, the refinement treatment is performed by dispersing natural cellulose (pulp, etc.) and / or regenerated cellulose cut fibers in water, and then performing pretreatment for promoting fibrillation such as beating treatment, and then high pressure homogenizer, ultrahigh pressure homogenizer (opposing (Including a collision type), a grinder, an ultrasonic homogenizer, or the like, to obtain a fine fiber dispersion. In the sheet forming step, a single-layer sheet may be used, but a more preferable aspect is obtained by laminating and integrating on a functional paper or a non-woven sheet serving as a base layer. In the sheeting step, for example, the solid content concentration of the papermaking dispersion is preferably 0.005% by mass to 0.5% by mass, more preferably 0.01% by mass to 0.35% by mass. In a state of being uniformly dispersed, paper is made on the fiber structure constituting the base layer. Thereafter, a press treatment is appropriately performed and a drying treatment is performed to produce a two-layer laminate in which the integrated base fiber structure and fine fiber structure are laminated. In particular, in order to control a layer composed of fine fibers so as to be within the specific air resistance range of the present disclosure, for example, as disclosed in JP-A-2015-14078, fine cellulose fibers and different fine fibers (for example, wholly aromatic) A method of performing composite paper making such as polyamide fine fiber) or a paper making method using an organic solvent as described in JP 2010-053461 A is preferable. By using these methods, a predetermined porous structure is used. It can be preferably controlled. Alternatively, disperse fine fibers for papermaking with a surfactant (nonionic, anionic, cationic or amphoteric surfactant) that can act on the surface so that the air permeability resistance does not become too large due to shrinkage during drying. It may be effective to form a sheet by a papermaking method after adding it to the liquid. Further, in the production process of the two-layer laminate, it is particularly desirable that the fiber structure layer and the fine fiber structure layer are bonded by chemical bonding. For example, according to the method described in International Publication No. 2015/008868, a crosslinking agent such as blocked isocyanate is added at the time of papermaking, and after the papermaking, drying, and the crosslinking treatment by heating, This is preferable because the adhesive strength with the layer containing the structure becomes extremely large.

次いで、織物と該積層構造体とを、該微細繊維構造体が最表層となるように重ね、該微細繊維構造体側がモールド内壁に沿うようにモールド内に配置する。次いで、織物側からモールドに第1のポリマーを供給して、織物及び積層構造体に当該ポリマーを含浸させる。次いで、当該ポリマーを、ポリマーの種類及び供給形態に応じた方法(溶媒除去、冷却、熱硬化等)によって固化させる。   Next, the woven fabric and the laminated structure are overlapped so that the fine fiber structure becomes the outermost layer, and the fine fiber structure side is arranged in the mold so as to follow the inner wall of the mold. Next, the first polymer is supplied to the mold from the fabric side, and the fabric and the laminated structure are impregnated with the polymer. Next, the polymer is solidified by a method (solvent removal, cooling, thermosetting, etc.) according to the type and supply form of the polymer.

(2)多層構造体が下地層を有し、強化材が織物であり、第2のポリマーと第3のポリマーとが同一の熱硬化性樹脂である多層構造体は、例えば、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、
予め微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に熱硬化樹脂を含侵させ半硬化処理させたプレプリグを製造すること、及び
織物と該プレプリグとを微細繊維構造体側が最表層となるように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む方法で製造できる。
この方法では、まず、上記(1)の方法で説明したのと同様の手順で、積層構造体を製造する。次いで、微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に、熱硬化樹脂を含侵させ半硬化させてプレプリグを製造する。本開示で、半硬化とは、流動性がなくなる程度に硬化しているがモールド形状に追従できる程度の可撓性はなお維持している状態を意味する。次いで、織物とプリプレグとを、該微細繊維構造体が最表層となるように重ね、該微細繊維構造体側がモールド内壁に沿うようにモールド内に配置する。次いで、織物側からモールドに第1のポリマーを供給して、織物及び積層構造体に当該ポリマーを含浸させる。次いで、当該ポリマーを、ポリマーの種類及び供給形態に応じた方法(溶媒除去、冷却、熱硬化等)によって固化させる。
(2) The multilayer structure in which the multilayer structure has an underlayer, the reinforcing material is a woven fabric, and the second polymer and the third polymer are the same thermosetting resin, for example,
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated;
Producing a prepreg in which only the fine fiber structure or both the fiber structure and the fine fiber structure is impregnated with a thermosetting resin and semi-cured in advance, and the woven fabric and the prepreg are It can manufacture by the method including integrating by impregnating a 1st polymer in the state piled up so that it might become the outermost layer.
In this method, first, a laminated structure is manufactured by the same procedure as described in the method (1) above. Next, only the fine fiber structure or both the fiber structure and the fine fiber structure are impregnated with a thermosetting resin and semi-cured to produce a prepreg. In the present disclosure, semi-cured means a state where the resin is cured to such an extent that fluidity is lost, but still maintains flexibility to follow the mold shape. Next, the woven fabric and the prepreg are overlapped so that the fine fiber structure becomes the outermost layer, and the fine fiber structure side is arranged in the mold so as to be along the inner wall of the mold. Next, the first polymer is supplied to the mold from the fabric side, and the fabric and the laminated structure are impregnated with the polymer. Next, the polymer is solidified by a method (solvent removal, cooling, thermosetting, etc.) according to the type and supply form of the polymer.

(3)多層構造体が下地層及び金属層を含み、強化材が織物であり、第2のポリマーと第3のポリマーとが同一の熱硬化性樹脂である多層構造体は、例えば、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、
予め微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に熱硬化樹脂を含侵させ半硬化処理させたプレプリグを製造すること、
織物と該プレプリグと金属層とを、繊維構造体側が織物と接し、微細繊維構造体側が金属層と接するように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む方法で製造できる。
この方法では、まず、上記(2)の方法で説明したのと同様の手順で、積層構造体を製造し、次いで、微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に、熱硬化樹脂を含侵させ半硬化させてプレプリグを製造する。次いで、織物とプリプレグと金属層とを、繊維構造体側が織物と接し、微細繊維構造体側が金属層と接するように重ね、該金属層側がモールド内壁に沿うようにモールド内に配置する。次いで、織物側からモールドに第1のポリマーを供給して、織物及び積層構造体に当該ポリマーを含浸させる。次いで、当該ポリマーを、ポリマーの種類及び供給形態に応じた方法(溶媒除去、冷却、熱硬化等)によって固化させる。
(3) The multilayer structure includes a base layer and a metal layer, the reinforcing material is a woven fabric, and the second polymer and the third polymer are the same thermosetting resin.
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated;
Producing a prepreg in which only a fine fiber structure or a fiber structure and a fine fiber structure are impregnated with a thermosetting resin and semi-cured in advance,
A method comprising: integrating a woven fabric, the prepreg, and a metal layer by impregnating the first polymer in a state of being overlapped so that the fiber structure side is in contact with the fabric and the fine fiber structure side is in contact with the metal layer. Can be manufactured.
In this method, first, a laminated structure is manufactured in the same procedure as described in the method (2) above, and then only the fine fiber structure or both the fiber structure and the fine fiber structure are produced. A prepreg is produced by impregnating a thermosetting resin and semi-curing it. Next, the woven fabric, the prepreg, and the metal layer are overlapped so that the fiber structure side is in contact with the woven fabric and the fine fiber structure side is in contact with the metal layer, and the metal layer side is disposed in the mold so as to be along the inner wall of the mold. Next, the first polymer is supplied to the mold from the fabric side, and the fabric and the laminated structure are impregnated with the polymer. Next, the polymer is solidified by a method (solvent removal, cooling, thermosetting, etc.) according to the type and supply form of the polymer.

上記積層構造体においては、上述したように、繊維構造体と微細繊維構造体とが予め化学的結合で接着されていることが好ましい。化学的結合の例としては、ウレタン結合、エステル結合、エーテル結合、アミド結合の他、シリル結合等を挙げることができる。   In the laminated structure, as described above, the fiber structure and the fine fiber structure are preferably bonded in advance by chemical bonding. Examples of chemical bonds include urethane bonds, ester bonds, ether bonds, amide bonds, silyl bonds, and the like.

<多層構造体の特性>
本実施形態の多層構造体は、特に、表面改質層が優れた力学特性を有しながら平滑であるという利点を有することができる。例示の態様において、多層構造体の表面に表面改質層が露出している場合の当該露出面の表面粗さは、目視で確認されるざらざら感の有無をもって判定する。
<Characteristics of multilayer structure>
The multilayer structure of the present embodiment can have an advantage that the surface modified layer is smooth while having excellent mechanical properties. In the illustrated embodiment, when the surface modification layer is exposed on the surface of the multilayer structure, the surface roughness of the exposed surface is determined by the presence or absence of a rough feeling visually confirmed.

本実施形態の多層構造体は、例えば金属系材料で構成される構造体と比べて軽量であるという利点を有することができる。多層構造体の密度は、好ましくは1.0〜2.1g/cm3、より好ましくは1.05〜1.95g/cm3、更に好ましくは1.1〜1.85g/cm3である。 The multilayer structure of this embodiment can have the advantage of being lighter than a structure made of, for example, a metal-based material. The density of the multilayer structure is preferably 1.0 to 2.1 g / cm 3 , more preferably 1.05 to 1.95 g / cm 3 , and still more preferably 1.1 to 1.85 g / cm 3 .

本実施形態の多層構造体は、金属代替部材として、軽量性かつ高強度が求められる種々の用途、例えば表示デバイス用筐体等の電子製品用筐体、各種自動車用部材、 等に好適に使用できる。   The multilayer structure of the present embodiment is suitably used as a metal substitute member in various applications that require light weight and high strength, for example, housings for electronic products such as housings for display devices, and various automobile members. it can.

以下、実施例を示して本発明の例示の態様を更に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although an example is shown and an exemplary mode of the present invention is further explained, the present invention is not limited to these examples.

《微細繊維スラリーの製造例》
〈スラリー製造例1〉
原料として、日本紙パルプ商事(株)より入手した天然セルロースであるリンターパルプを用い、リンターパルプが4質量%となるように水に浸液させた。その後、オートクレーブ内で130℃、4時間の熱処理を行い、得られた膨潤パルプを何度も水洗し、水を含浸した状態の膨潤パルプを得た。その後、得られた精製リンターパルプを固形分1.5質量%となるように水中に分散させて(400L)、ディスクレファイナー装置として相川鉄工(株)製SDR14型ラボリファイナー(加圧型DISK式)を用い、ディスク間のクリアランスを1mmとして、400Lの該水分散体を20分間叩解処理した。それに引き続き、クリアランスをほとんどゼロに近いレベルにまで低減させた条件下で叩解処理を続けた。経時的にサンプリングを行い、サンプリングスラリーに対して、JIS P 8121で定義されるパルプのカナダ標準ろ水度試験方法(以下、CSF法)のCSF値を評価したところ、CSF値は経時的に減少していき、一旦、ゼロ近くとなった。さらに叩解処理を続けると、CSF値は増大していく傾向が確認された。クリアランスをゼロ近くとしてから10分間、上記条件で叩解処理を続け、CSF値で100ml以上の叩解水分散体を得た。得られた叩解水分散体を、そのまま高圧ホモジナイザー(ニロ・ソアビ社(伊)製NS015H)を用いて操作圧力100MPa下で5回の微細化処理を実施し、セルロース微細繊維のスラリー(固形分濃度:1.5質量%)を得た。
<< Example of production of fine fiber slurry >>
<Slurry production example 1>
Linter pulp, which is natural cellulose obtained from Nippon Paper Pulp Trading Co., Ltd., was used as a raw material, and it was immersed in water so that the linter pulp was 4% by mass. Thereafter, heat treatment was performed at 130 ° C. for 4 hours in an autoclave, and the obtained swollen pulp was washed with water many times to obtain swollen pulp in a state impregnated with water. Thereafter, the obtained refined linter pulp was dispersed in water so as to have a solid content of 1.5% by mass (400 L), and a SDR14 type laboratory refiner (pressure DISK type) manufactured by Aikawa Tekko Co., Ltd. as a disc refiner device. The clearance between the disks was 1 mm, and 400 L of the aqueous dispersion was beaten for 20 minutes. Subsequently, the beating process was continued under conditions where the clearance was reduced to a level almost close to zero. Sampling was carried out over time, and the CSF value of the Canadian standard freeness test method (hereinafter referred to as CSF method) of pulp defined by JIS P 8121 was evaluated for the sampling slurry. Then, it became close to zero once. As the beating process continued further, it was confirmed that the CSF value tends to increase. The beating treatment was continued under the above conditions for 10 minutes after setting the clearance to near zero, and a beating water dispersion having a CSF value of 100 ml or more was obtained. The obtained beating water dispersion was subjected to refinement treatment 5 times under an operating pressure of 100 MPa using a high-pressure homogenizer (NS015H manufactured by Niro Soabi (Italy)) as it was, and a slurry of cellulose fine fibers (solid content concentration) : 1.5% by mass).

〈スラリー製造例2〉
原料として双日(株)より入手した再生セルロース繊維であるテンセルカット糸(3mm長)を用いた。事前にテンセルカット糸を洗浄用ネットに入れて界面活性剤を加え、洗濯機で何度も水洗することにより、繊維表面の油剤を除去した。その後、製造例1と同様の方法でディスクリファイナ―および高圧ホモジナイザー処理を行い、セルロース微細繊維のスラリー(固形分濃度:1.5質量%)を得た。CSF値は100ml以上であった。
<Slurry production example 2>
Tencel cut yarn (3 mm length) which is a regenerated cellulose fiber obtained from Sojitz Corporation was used as a raw material. The tencel cut yarn was put in a washing net in advance, a surfactant was added, and the oil agent on the fiber surface was removed by washing with a washing machine many times. Thereafter, a disc refiner and a high-pressure homogenizer treatment were performed in the same manner as in Production Example 1 to obtain a cellulose fine fiber slurry (solid content concentration: 1.5 mass%). The CSF value was 100 ml or more.

〈スラリー製造例3〉
原料をアバカパルプに変えた以外はスラリー製造例1と同じ方法でセルロース微細繊維のスラリー(固形分濃度:1.5質量%)を得た。CSF値は630ml以上であった。
<Slurry production example 3>
A slurry of cellulose fine fibers (solid content concentration: 1.5% by mass) was obtained in the same manner as in Slurry Production Example 1 except that the raw material was changed to Abaca pulp. The CSF value was 630 ml or more.

《シートの製造例》
〈シート製造例1〉
前記スラリー製造例1のスラリーを固形分濃度0.2質量%まで希釈し、家庭用ミキサーで3分撹拌することで312.5gの抄紙スラリーを作製した。その後、抄紙スラリー312.5gをスリーワンモーターで撹拌させながら、カチオン性ブロックポリイソシアネート(商品名「メイカネートWEB」、明成化学工業株式会社製、固形分濃度1.0質量%まで希釈)を1.9g滴下して3分間撹拌を行い、抄紙スラリー(合計314.4g)を得た。添加したカチオン性ブロックポリイソシアネート質量比率はセルロース微細繊維固形分質量に対して、3質量%であった。続いて、前記スラリーをスリーワンモーターで撹拌させながら、多孔質化剤として、1質量%に希釈したエマルゲン103(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB8.1、花王社製)を6.25g滴下し、3分間撹拌することで最終抄紙スラリー(合計320.5g)を得た。なお、多孔質化剤は水に溶解しないため、添加する直前に手で激しく振とうした上で分取、添加した。
<Example of sheet production>
<Sheet Production Example 1>
The slurry of the slurry production example 1 was diluted to a solid content concentration of 0.2% by mass and stirred with a home mixer for 3 minutes to prepare 312.5 g of a papermaking slurry. Then, 1.9 g of cationic block polyisocyanate (trade name “Meikanate WEB”, manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd., diluted to a solid content concentration of 1.0% by mass) while stirring 312.5 g of papermaking slurry with a three-one motor. The mixture was added dropwise and stirred for 3 minutes to obtain a papermaking slurry (314.4 g in total). The added cationic block polyisocyanate mass ratio was 3% by mass based on the mass of cellulose fine fiber solids. Subsequently, while stirring the slurry with a three-one motor, 6.25 g of Emulgen 103 (polyoxyethylene lauryl ether, HLB 8.1, manufactured by Kao Corporation) diluted to 1% by mass was added dropwise as a porosifying agent. The final papermaking slurry (total 320.5 g) was obtained by stirring for a minute. Since the porosifying agent does not dissolve in water, it was collected after shaking vigorously by hand immediately before the addition.

PET/ナイロン混紡製の平織物(敷島カンバス社製、NT20:大気下25℃での水透過量:0.03ml/(cm2・s)、セルロース微細繊維を大気圧下25℃における濾過で99質量%以上濾別する能力あり)をセットしたバッチ式抄紙機(熊谷理機工業社製、自動角型シートマシーン 25cm×25cm、80メッシュ)に、目付10g/m2を目安として上記調整した最終抄紙スラリーを投入し、その後大気圧に対する減圧度を4KPaとして抄紙(脱水)を実施した。 A plain fabric made of PET / nylon blend (Shikishima Kanbus Co., Ltd., NT20: water permeation amount at 25 ° C. in the atmosphere: 0.03 ml / (cm 2 · s), 99 by filtration of cellulose fine fibers at 25 ° C. under atmospheric pressure The above-mentioned final adjustment was performed on a batch type paper machine (made by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd., automatic square sheet machine 25 cm × 25 cm, 80 mesh) with a basis weight of 10 g / m 2 as a guide. Papermaking slurry was added, and then papermaking (dehydration) was performed at a reduced pressure with respect to atmospheric pressure of 4 KPa.

得られた濾布上に乗った湿潤状態の濃縮組成物からなる湿紙を、ワイヤー上から剥がし、1kg/cm2の圧力で1分間プレスした後、湿紙面をドラム面に接触させるようにして、湿紙/濾布の2層の状態で、表面温度が130℃に設定されたドラムドライヤーに湿紙がドラム面に接触するようにして約120秒間乾燥させた。得られた乾燥した2層状態のシートから濾布を剥離させて、白色のセルロース微細繊維シートを得た。つづいて、セルロース微細繊維シートを2枚のSUS製金枠(25cm×25cm)で挟み、クリップで固定し、オーブンで160℃、3分間の熱処理を行い、イソシアネート架橋された、20cm×20cm角、厚み30μm、セルロース微細繊維目付10g/m2の乳白色のセルロース微細繊維シートS1を作製した。 The wet paper made of the concentrated composition in a wet state on the obtained filter cloth is peeled off from the wire, pressed at a pressure of 1 kg / cm 2 for 1 minute, and then the wet paper surface is brought into contact with the drum surface. In the two layers of wet paper / filter cloth, the wet paper was dried for about 120 seconds so that the wet paper was in contact with the drum surface in a drum dryer whose surface temperature was set to 130 ° C. The filter cloth was peeled off from the obtained dried two-layer sheet to obtain a white cellulose fine fiber sheet. Subsequently, the cellulose fine fiber sheet was sandwiched between two SUS metal frames (25 cm × 25 cm), fixed with clips, heat-treated at 160 ° C. for 3 minutes in an oven, and isocyanate-crosslinked, 20 cm × 20 cm square, A milky white cellulose fine fiber sheet S1 having a thickness of 30 μm and a cellulose fine fiber basis weight of 10 g / m 2 was produced.

〈シート製造例2〉
前記スラリー製造例2のスラリーを固形分濃度0.2質量%まで希釈し、家庭用ミキサーで3分撹拌することで312.5gの抄紙スラリーを作製した。その後、抄紙スラリー312.5gをスリーワンモーターで撹拌させながら、カチオン性ブロックポリイソシアネート(商品名「メイカネートWEB」、明成化学工業株式会社製、固形分濃度1.0質量%まで希釈)を1.9g滴下して3分間撹拌を行い、抄紙スラリー(合計314.4g)を得た。添加したカチオン性ブロックポリイソシアネート質量比率はセルロース微細繊維固形分質量に対して、3質量%であった。
<Sheet Production Example 2>
The slurry of the slurry production example 2 was diluted to a solid content concentration of 0.2% by mass and stirred for 3 minutes with a home mixer to prepare 312.5 g of papermaking slurry. Then, 1.9 g of cationic block polyisocyanate (trade name “Meikanate WEB”, manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd., diluted to a solid content concentration of 1.0% by mass) while stirring 312.5 g of papermaking slurry with a three-one motor. The mixture was added dropwise and stirred for 3 minutes to obtain a papermaking slurry (314.4 g in total). The added cationic block polyisocyanate mass ratio was 3% by mass with respect to the mass of cellulose fine fiber solids.

PET/ナイロン混紡製の平織物(敷島カンバス社製、NT20:大気下25℃での水透過量:0.03ml/(cm2・s)、セルロース微細繊維を大気圧下25℃における濾過で99質量%以上濾別する能力あり)をセットしたバッチ式抄紙機(熊谷理機工業社製、自動角型シートマシーン 25cm×25cm、80メッシュ)に、基材として、主成分がセルロースからなる薄葉紙(天馬特殊製紙社製、目付20g/m2)を敷き、その上から、セルロース微細繊維目付10g/m2を目安として、上記調整した最終抄紙スラリーを投入した。その後、大気圧に対する減圧度を4KPaとして抄紙(脱水)を実施した。
得られた濾布上に乗った湿潤状態の濃縮組成物からなる湿紙を、ワイヤー上から剥がし、1kg/cm2の圧力で1分間プレスした後、湿紙面をドラム面に接触させるようにして、湿紙/濾布の2層の状態で表面温度が130℃に設定されたドラムドライヤーに湿紙がドラム面に接触するようにして約120秒間乾燥させた。得られた乾燥した2層状態のシートから濾布を剥離させて、白色のセルロース微細繊維積層シートを得た。つづいて、セルロース微細繊維シートを2枚のSUS製金枠(25cm×25cm)で挟み、クリップで固定し、オーブンで160℃、3分間の熱処理を行い、イソシアネート架橋された、20cm×20cm角、厚み90μm、積層シートとしての目付30g/m2の乳白色のセルロース微細繊維積層シートS2を作製した。
A plain fabric made of PET / nylon blend (Shikishima Kanbus Co., Ltd., NT20: water permeation amount at 25 ° C. in the atmosphere: 0.03 ml / (cm 2 · s), 99 by filtration of cellulose fine fibers at 25 ° C. under atmospheric pressure A thin paper (as a base material) made of cellulose as a base material on a batch type paper machine (manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd., automatic square sheet machine 25 cm × 25 cm, 80 mesh) set with a mass% or more filter ability Tenma Special Paper Co., Ltd., with a basis weight of 20 g / m 2 ) was spread, and the final paper-making slurry adjusted as described above was introduced from above with a basis weight of cellulose fine fiber per unit area of 10 g / m 2 . Thereafter, paper making (dehydration) was carried out at a reduced pressure with respect to atmospheric pressure of 4 KPa.
The wet paper made of the concentrated composition in a wet state on the obtained filter cloth is peeled off from the wire, pressed at a pressure of 1 kg / cm 2 for 1 minute, and then the wet paper surface is brought into contact with the drum surface. In a two-layer wet paper / filter cloth state, the wet paper was dried for about 120 seconds so that the wet paper was in contact with the drum surface in a drum dryer whose surface temperature was set to 130 ° C. The filter cloth was peeled off from the obtained dried two-layer sheet to obtain a white cellulose fine fiber laminated sheet. Subsequently, the cellulose fine fiber sheet was sandwiched between two SUS metal frames (25 cm × 25 cm), fixed with clips, heat-treated at 160 ° C. for 3 minutes in an oven, and isocyanate-crosslinked, 20 cm × 20 cm square, A milky white cellulose fine fiber laminate sheet S2 having a thickness of 90 μm and a basis weight of 30 g / m 2 as a laminate sheet was produced.

〈シート製造例3〉
前記スラリー製造例3のスラリーを固形分濃度0.2質量%まで希釈し、家庭用ミキサーで3分撹拌することで312.5gの抄紙スラリーを作製した。続いて、スリーワンモーターで撹拌しながら1−ヘキサノール及びヒドロキシプロピルメチルセルロース(商品名「60SH−4000」、信越化学工業製)をそれぞれ1.2質量%(3.9g)、0.012質量%(0.039g)添加した後、家庭用ミキサーで4分間乳化、分散化させた。さらに、上記抄紙スラリーをスリーワンモーターで撹拌させながら、カチオン性ブロックポリイソシアネート(商品名「メイカネートWEB」、明成化学工業株式会社製、 固形分濃度1.0質量%まで希釈)を1.9g滴下して3分間撹拌を行い、抄紙スラリー(合計3318.4g)を得た。添加したカチオン性ブロックポリイソシアネート質量比率はセルロース微細繊維固形分質量に対して、3質量%であった。
<Sheet Production Example 3>
The slurry of the slurry production example 3 was diluted to a solid content concentration of 0.2% by mass and stirred with a home mixer for 3 minutes to prepare 312.5 g of papermaking slurry. Subsequently, 1-hexanol and hydroxypropylmethylcellulose (trade name “60SH-4000”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were added in an amount of 1.2% by mass (3.9 g) and 0.012% by mass (0) while stirring with a three-one motor. .039 g) and then emulsified and dispersed for 4 minutes with a home mixer. Further, 1.9 g of cationic block polyisocyanate (trade name “Meikanate WEB”, manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd., diluted to a solid content concentration of 1.0% by mass) was dropped while stirring the papermaking slurry with a three-one motor. The mixture was stirred for 3 minutes to obtain a papermaking slurry (3318.4 g in total). The added cationic block polyisocyanate mass ratio was 3% by mass with respect to the mass of cellulose fine fiber solids.

PET/ナイロン混紡製の平織物(敷島カンバス社製、NT20:大気下25℃での水透過量:0.03ml/(cm2・s)、セルロース微細繊維を大気圧下25℃における濾過で99質量%以上濾別する能力あり)をセットしたバッチ式抄紙機(熊谷理機工業社製、自動角型シートマシーン 25cm×25cm、80メッシュ)に、基材として、主成分がセルロースからなる薄葉紙(天馬特殊製紙社製、目付15g/m2)を敷き、その上から、セルロース微細繊維目付5g/m2を目安として、上記調整した最終抄紙スラリーを投入した。その後、大気圧に対する減圧度を4KPaとして抄紙(脱水)を実施した。 A plain fabric made of PET / nylon blend (Shikishima Kanbus Co., Ltd., NT20: water permeation amount at 25 ° C. in the atmosphere: 0.03 ml / (cm 2 · s), 99 by filtration of cellulose fine fibers at 25 ° C. under atmospheric pressure A thin paper (as a base material) made of cellulose as a base material on a batch type paper machine (manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd., automatic square sheet machine 25 cm × 25 cm, 80 mesh) set with a mass% or more filter ability) Tenma Special Paper Co., Ltd., with a basis weight of 15 g / m 2 ) was laid, and from above, the final papermaking slurry adjusted as described above was introduced using a cellulose fine fiber basis weight of 5 g / m 2 as a guide. Thereafter, paper making (dehydration) was carried out at a reduced pressure with respect to atmospheric pressure of 4 KPa.

得られた濾布上に乗った湿潤状態の濃縮組成物からなる湿紙を、ワイヤー上から剥がし、1kg/cm2の圧力で1分間プレスした後、湿紙面をドラム面に接触させるようにして、湿紙/濾布の2層の状態で表面温度が130℃に設定されたドラムドライヤーに湿紙がドラム面に接触するようにして約120秒間乾燥させた。得られた乾燥した2層状態のシートから濾布を剥離させて、白色のセルロース微細繊維積層シートを得た。つづいて、セルロース微細繊維シートを2枚のSUS製金枠(25cm×25cm)で挟み、クリップで固定し、オーブンで160℃、3分間の熱処理を行い、イソシアネート架橋された、20cm×20cm角、厚み60μm、積層シートとしての目付20g/m2の乳白色のセルロース微細繊維積層シートS3を作製した。 The wet paper made of the concentrated composition in a wet state on the obtained filter cloth is peeled off from the wire, pressed at a pressure of 1 kg / cm 2 for 1 minute, and then the wet paper surface is brought into contact with the drum surface. In a two-layer wet paper / filter cloth state, the wet paper was dried for about 120 seconds so that the wet paper was in contact with the drum surface in a drum dryer whose surface temperature was set to 130 ° C. The filter cloth was peeled off from the obtained dried two-layer sheet to obtain a white cellulose fine fiber laminated sheet. Subsequently, the cellulose fine fiber sheet was sandwiched between two SUS metal frames (25 cm × 25 cm), fixed with clips, heat-treated at 160 ° C. for 3 minutes in an oven, and isocyanate-crosslinked, 20 cm × 20 cm square, A milky white cellulose fine fiber laminate sheet S3 having a thickness of 60 μm and a basis weight of 20 g / m 2 as a laminate sheet was produced.

《多層構造体の製造例》
《ワニスの製造例》
〈ワニス製造例1〉
メチルエチルケトンを溶媒とし、下記化合物を混練機で混合した固形分70質量%のワニス(V1)を調製した。
・臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂1121N−80M(大日本インキ化学)78.9質量部
・フェノールノボラック型エポキシ樹脂N680−75M(大日本インキ化学)14.0質量部
・ジシアンジアミド(大日本インキ化学)2.0質量部
・2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成)0.1質量部
・フェノキシ樹脂YL7553BH30(三菱化学)5.0質量部
<< Manufacturing example of multilayer structure >>
《Examples of varnish production》
<Varnish production example 1>
A varnish (V1) having a solid content of 70% by mass was prepared by using methyl ethyl ketone as a solvent and mixing the following compounds with a kneader.
・ 78.9 parts by mass of brominated bisphenol A type epoxy resin 1121N-80M (Dainippon Ink Chemical) ・ 14.0 parts by mass of phenol novolac type epoxy resin N680-75M (Dainippon Ink Chemical) ・ Dicyandiamide (Dainippon Ink Chemical) 2.0 parts by mass, 2-ethyl-4-methylimidazole (Shikoku Kasei) 0.1 part by mass, phenoxy resin YL7553BH30 (Mitsubishi Chemical) 5.0 parts by mass

《多層構造体の製造例》
〈実施例1〉
30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を準備し、その離型面に、ワニスV1をアプリケーターで0.3g塗布した後、10cm角に裁断した厚み150μmのガラスクロス(日東紡社製)をその上に置いた。続いて、ワニスV1を再度、アプリケーターで0.3g塗布した。得られたものを100℃、4分加熱して溶媒を除去し、ガラスクロスを含んだ、厚み170μmの半硬化物のプリプレグシート(PG1)を得た。
<< Manufacturing example of multilayer structure >>
<Example 1>
A 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness 16 μm) was prepared, and 0.3 g of varnish V1 was applied to the release surface with an applicator, and then cut to a 10 cm square, 150 μm thick glass cloth (manufactured by Nittobo) Placed on it. Subsequently, 0.3 g of varnish V1 was applied again with an applicator. The obtained product was heated at 100 ° C. for 4 minutes to remove the solvent, and a semi-cured prepreg sheet (PG1) having a thickness of 170 μm containing glass cloth was obtained.

続いて、上記と同様に30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)の離型面に、ワニスV1をフィルムアプリケーターで0.3g塗布した後、シート製造例1にて作製したセルロース微細繊維シートS1を置き、その上にワニスV1を再度、アプリケーターで0.3g塗布した。得られたものを100℃、4分加熱して溶媒を除去し、セルロース微細繊維シートS1を含んだ、厚み40μmの半硬化物のプリプレグシート(PS1)を得た。   Subsequently, after applying 0.3 g of varnish V1 with a film applicator to the release surface of a 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness 16 μm) in the same manner as described above, the cellulose fine fiber sheet produced in Sheet Production Example 1 was used. S1 was placed, and 0.3 g of varnish V1 was again applied thereon with an applicator. The obtained product was heated at 100 ° C. for 4 minutes to remove the solvent, and a 40 μm-thick semi-cured prepreg sheet (PS1) containing the cellulose fine fiber sheet S1 was obtained.

上記で得られた、支持フィルム付の2枚のプリプレグシート(PG1とPS1)に対し、PG1を下側として、その上にPS1をプリプレグ同士が接着するように置き重ねた。このシートを真空熱プレス機にて、スペーサーとして厚み210μmのアルミニウム枠を用いて、真空熱プレスによる硬化反応を行った(加熱温度220℃、圧力6.0MPa、時間160分)。得られた硬化シートから両側に付いている支持フィルムを外し、厚み210μmの積層構造体FGS1を得た。   With respect to the two prepreg sheets (PG1 and PS1) with a support film obtained above, PG1 was placed on the lower side, and PS1 was placed thereon so that the prepregs adhered to each other. This sheet was subjected to a curing reaction by a vacuum hot press using a 210 μm thick aluminum frame as a spacer in a vacuum hot press (heating temperature 220 ° C., pressure 6.0 MPa, time 160 minutes). The support film attached to both sides was removed from the obtained cured sheet to obtain a laminated structure FGS1 having a thickness of 210 μm.

〈実施例2〉
30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を準備し、その離型面に、ワニスV1をフィルムアプリケーターで0.3g塗布した後、シート製造例2にて作製したセルロース微細繊維積層シートS2をセルロース微細繊維層が支持フィルム側となるように置き、その上にワニスV1を再度、アプリケーターで0.3g塗布した。得られたものを100℃、4分加熱して溶媒を除去し、セルロース微細繊維積層シートS2を含んだ、厚み45μmの半硬化物のプリプレグシート(PS2)を得た。
<Example 2>
A 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness 16 μm) was prepared, and 0.3 g of varnish V1 was applied to the release surface with a film applicator, and then the cellulose fine fiber laminated sheet S2 produced in Sheet Production Example 2 was used. The cellulose fine fiber layer was placed so as to be on the support film side, and varnish V1 was applied thereon again by 0.3 g with an applicator. The obtained product was heated at 100 ° C. for 4 minutes to remove the solvent, and a semi-cured prepreg sheet (PS2) having a thickness of 45 μm including the cellulose fine fiber laminated sheet S2 was obtained.

上記プリプレグシート(PS2)と実施例1で得られた支持フィルム付のプリプレグシート(PG1)に対し、PG1を下側として、その上にPS2をプリプレグ同士が接着するように置き重ねた。このシートを真空熱プレス機を用いて、スペーサーとして厚み265μmのアルミニウム枠をセットし、真空熱プレスによる硬化反応を行った(加熱温度220℃、圧力6.0MPa、時間160分)。得られた硬化シートから両側に付いている支持フィルムを外し、厚み265μmの積層構造体FGS2を得た。   With respect to the prepreg sheet (PS2) and the prepreg sheet with support film (PG1) obtained in Example 1, PG1 was placed on the lower side, and PS2 was placed thereon so that the prepregs adhered to each other. Using a vacuum hot press machine, an aluminum frame with a thickness of 265 μm was set as a spacer for this sheet, and a curing reaction was performed by vacuum hot pressing (heating temperature 220 ° C., pressure 6.0 MPa, time 160 minutes). The support film attached to both sides was removed from the obtained cured sheet to obtain a laminated structure FGS2 having a thickness of 265 μm.

〈実施例3〉
低密度ポリエチレン(出光石油化学社製、商品名:0234CL)、30質量%となる量のタルク(平均粒径15μm)を準備し、シート押出機にて230℃に加熱、混合しながら押し出し成形をすることで、厚み390μmのタルク含有ポリプロピレンシート(FP1)を作製した。
<Example 3>
Low density polyethylene (made by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., trade name: 0234CL), 30% by mass of talc (average particle size 15 μm) is prepared, and extrusion molding is performed while heating and mixing at 230 ° C. with a sheet extruder. Thus, a talc-containing polypropylene sheet (FP1) having a thickness of 390 μm was produced.

続いて、30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を準備し、その離型面にスペーサーを用いてワニスV1を塗工し、100℃、4分加熱して溶媒を除去することにより、厚みが40μmとなるエポキシ樹脂のみからなる半硬化物のプリプレグシート(PE1)を作製した。   Subsequently, a 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness: 16 μm) was prepared, and varnish V1 was applied to the release surface using a spacer, and the solvent was removed by heating at 100 ° C. for 4 minutes. A semi-cured prepreg sheet (PE1) made only of an epoxy resin having a thickness of 40 μm was produced.

上記プリプレグシート(PE1)に対し、シート製造例2で作製したセルロース微細繊維積層シート(S2)をセルロース微細繊維層がPE1のプリプレグ面と接触するように置き、さらにその上にタルク含有ポリプロピレンシート(PE1)を重ね、その上部に30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を置いた。このシートを真空熱プレス機にて、スペーサーとして厚み500μmのアルミニウム枠をセットし、真空熱プレスによる硬化反応を行った(加熱温度220℃、圧力6.0MPa、時間160分)。得られた硬化シートから両側に付いている支持フィルムを外し、厚み500mの積層構造体FPS1を得た。   The cellulose fine fiber laminate sheet (S2) produced in Sheet Production Example 2 is placed on the prepreg sheet (PE1) so that the cellulose fine fiber layer is in contact with the prepreg surface of PE1, and further a talc-containing polypropylene sheet ( PE1) was stacked, and a 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness: 16 μm) was placed thereon. An aluminum frame having a thickness of 500 μm was set as a spacer on this sheet using a vacuum hot press machine, and a curing reaction was performed by vacuum hot pressing (heating temperature 220 ° C., pressure 6.0 MPa, time 160 minutes). The support film attached to both sides was removed from the obtained cured sheet to obtain a laminated structure FPS1 having a thickness of 500 m.

〈実施例4〉
ナイロン6(宇部興産社製)を準備し、射出成型機にて250℃で射出成型することで、厚み320μmのナイロンシート(FA1)を作製した。
続いて、1μm厚程度にて表面粗化した、厚み100μmのアルミニウムシートを準備し、その粗化面に、スペーサーを用いてワニスV1を塗工し、100℃、4分加熱して溶媒を除去することにより、厚みが30μmとなるエポキシ樹脂のみからなる半硬化物のプリプレグシート(PA1)を作製した。
<Example 4>
Nylon 6 (manufactured by Ube Industries) was prepared and injection molded at 250 ° C. with an injection molding machine to prepare a nylon sheet (FA1) having a thickness of 320 μm.
Subsequently, an aluminum sheet having a surface roughness of about 1 μm and a thickness of 100 μm is prepared. Varnish V1 is applied to the roughened surface using a spacer, and the solvent is removed by heating at 100 ° C. for 4 minutes. Thus, a semi-cured prepreg sheet (PA1) made only of an epoxy resin having a thickness of 30 μm was produced.

上記プリプレグシート(PA1)に対し、シート製造例3で作製したセルロース微細繊維積層シート(S3)をセルロース微細繊維層がPA1のプリプレグ面と接触するように置き、さらにその上にナイロン6シート(FA1)を重ね、その上部に離型剤付の30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を置いた。このシートを真空熱プレス機にて、スペーサーとして厚み500μmのアルミニウム枠をセットし、真空熱プレスによる硬化反応を行った(加熱温度250℃、圧力6.0MPa、時間160分)。得られた硬化シートから両側に付いている支持フィルムを外し、厚み500mの積層構造体FNS1を得た。   On the prepreg sheet (PA1), the cellulose fine fiber laminate sheet (S3) produced in Sheet Production Example 3 is placed so that the cellulose fine fiber layer is in contact with the prepreg surface of PA1, and further a nylon 6 sheet (FA1) ) And a support film (thickness 16 μm) of 30 cm square polyethylene terephthalate with a release agent was placed thereon. An aluminum frame having a thickness of 500 μm was set as a spacer on this sheet using a vacuum hot press, and a curing reaction was performed by vacuum hot pressing (heating temperature 250 ° C., pressure 6.0 MPa, time 160 minutes). The support film attached to both sides was removed from the obtained cured sheet to obtain a laminated structure FNS1 having a thickness of 500 m.

〈比較例1〉
30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を準備し、その離型面に、ワニスV1をアプリケーターで0.6g塗布した。その後、10cm角に裁断した厚み150μmのガラスクロス(日東紡社製)を2枚、その上に置いた。続いて、ワニスV1を再度、アプリケーターで0.6g塗布した。得られたものを100℃、4分加熱して溶媒を除去し、ガラスクロス2枚を含んだ、厚み340μmの半硬化物のプリプレグシート(PG2)を得た。
<Comparative example 1>
A 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness: 16 μm) was prepared, and 0.6 g of varnish V1 was applied to the release surface with an applicator. Thereafter, two glass cloths (manufactured by Nittobo Co., Ltd.) having a thickness of 150 μm cut into 10 cm squares were placed thereon. Subsequently, 0.6 g of varnish V1 was applied again with an applicator. The obtained product was heated at 100 ° C. for 4 minutes to remove the solvent, and a semi-cured prepreg sheet (PG2) having a thickness of 340 μm including two glass cloths was obtained.

このシートの上に30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を置き、真空熱プレス機にて、スペーサーとして厚み340μmのアルミニウム枠を用いて、真空熱プレスによる硬化反応を行った(加熱温度220℃、圧力6.0MPa、時間160分)。得られた硬化シートから両側に付いている支持フィルムを外し、厚み340μmの単層構造体RG2を得た。   A 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness 16 μm) was placed on this sheet, and a curing reaction was performed by vacuum hot press using a 340 μm thick aluminum frame as a spacer in a vacuum hot press (heating temperature). 220 ° C., pressure 6.0 MPa, time 160 minutes). The support film attached to both sides was removed from the obtained cured sheet to obtain a single layer structure RG2 having a thickness of 340 μm.

〈比較例2〉
30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を準備し、その離型面に、ワニスV1をアプリケーターで0.3g塗布した。その上に、主成分がセルロースからなる薄葉紙(天馬特殊製紙社製、目付20g/m2)を置いた。続いて、ワニスV1を再度、アプリケーターで0.3g塗布した。得られたものを100℃、4分加熱して溶媒を除去し、薄葉紙を含んだ、厚み50μmの半硬化物のプリプレグシート(PT1)を得た。
<Comparative example 2>
A 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness: 16 μm) was prepared, and 0.3 g of varnish V1 was applied to the release surface with an applicator. On top of that, a thin paper (manufactured by Tenma Special Paper Co., Ltd., with a basis weight of 20 g / m 2 ) composed mainly of cellulose was placed. Subsequently, 0.3 g of varnish V1 was applied again with an applicator. The obtained product was heated at 100 ° C. for 4 minutes to remove the solvent, and a 50 μm-thick semi-cured prepreg sheet (PT1) containing thin paper was obtained.

上記プリプレグシート(PT1)に対し、比較例1で作製したガラスクロス2枚を含んだ、厚み340μmの半硬化物のプリプレグシート(PG2)をプリプレグ面が接触するように置いた。このシートを真空熱プレス機にて、スペーサーとして厚み390μmのアルミニウム枠をセットし、真空熱プレスによる硬化反応を行った(加熱温度220℃、圧力6.0MPa、時間160分)。得られた硬化シートから両側に付いている支持フィルムを外し、厚み390mの積層構造体RTS1を得た。   A semi-cured prepreg sheet (PG2) having a thickness of 340 μm including the two glass cloths produced in Comparative Example 1 was placed on the prepreg sheet (PT1) so that the prepreg surface was in contact therewith. An aluminum frame having a thickness of 390 μm was set as a spacer on this sheet using a vacuum hot press, and a curing reaction was performed by vacuum hot pressing (heating temperature 220 ° C., pressure 6.0 MPa, time 160 minutes). The support film attached to both sides was removed from the obtained cured sheet to obtain a laminated structure RTS1 having a thickness of 390 m.

〈比較例3〉
実施例3で作製した、厚み390μmの30質量%のタルク含有ポリプロピレンシート(FP1)に対し、両面に離形剤処理した処理30cm角ポリエチレンテレフタレートの支持フィルム(厚さ16μm)を配備した。このシートに対し、真空熱プレス機にて、スペーサーとして厚み350μmのアルミニウム枠をセットし、真空熱プレス処理を行った(加熱温度220℃、圧力6.0MPa、時間30分)。得られたシートから両側に付いている支持フィルムを外し、厚み350mの単層構造体RFP1を得た。
<Comparative Example 3>
A treated 30 cm square polyethylene terephthalate support film (thickness 16 μm) treated with a release agent on both sides of the 390 μm thick 30% by mass talc-containing polypropylene sheet (FP1) produced in Example 3 was provided. An aluminum frame having a thickness of 350 μm was set as a spacer on the sheet using a vacuum hot press machine and subjected to vacuum hot press treatment (heating temperature 220 ° C., pressure 6.0 MPa, time 30 minutes). The support film attached to both sides was removed from the obtained sheet to obtain a single-layer structure RFP1 having a thickness of 350 m.

<評価項目>
《物性測定及び評価方法》
〈セルロース微細繊維の数平均繊維径〉
積層シートにおいて、セルロース微細繊維の表面より、無作為に10箇所、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察を微細繊維の繊維径に応じて1,000〜100,000倍相当の倍率で行った。得られたSEM画像に対し、画面に対し水平方向と垂直方向にラインを引き、ラインに交差する繊維の繊維径を拡大画像から実測し、交差する繊維の個数と各繊維の繊維径を数えた。こうして一つの画像につき縦横2系列の測定結果を用いて数平均繊維径を算出した。さらに抽出した他の2つのSEM画像についても同じように数平均繊維径を算出し、合計10画像分の結果を平均化した。
<Evaluation items>
<< Measurement of physical properties and evaluation method >>
<Number average fiber diameter of fine cellulose fibers>
In the laminated sheet, 10 observations at random from the surface of the cellulose fine fiber were performed at a magnification corresponding to 1,000 to 100,000 times according to the fiber diameter of the fine fiber. With respect to the obtained SEM image, a line was drawn in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the screen, and the fiber diameter of the fiber intersecting the line was measured from the enlarged image, and the number of intersecting fibers and the fiber diameter of each fiber were counted. . In this way, the number average fiber diameter was calculated using two series of measurement results for one image. Further, the number average fiber diameter was calculated in the same manner for the other two extracted SEM images, and the results for a total of 10 images were averaged.

〈セルロース微細繊維の最大繊維径〉
セルロース微細繊維からなる構造体の表面より、無作為に10箇所、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察を倍率500倍で行った。得られたSEM画像10枚内で最も太い繊維の繊維径をセルロース微細繊維シートにおける最大繊維径とした。他の不織布などに積層させた積層シートについては、セルロース微細繊維シート側からSEM観察を行った。
<Maximum fiber diameter of cellulose fine fiber>
From the surface of the structure consisting of cellulose fine fibers, observation was carried out at 10 points at random at a magnification of 500 times using a scanning electron microscope (SEM). The fiber diameter of the thickest fiber in the obtained 10 SEM images was defined as the maximum fiber diameter in the cellulose fine fiber sheet. About the laminated sheet laminated | stacked on the other nonwoven fabric etc., SEM observation was performed from the cellulose fine fiber sheet side.

〈シート目付〉
室温20℃、湿度50%RHの雰囲気下で調湿したサンプルを10.0cm×10.0cmの正方形片に裁断・秤量し、下記式より算出した。
シート目付(g/m2)=10cm角質量(g)/0.01m2
<Sheet weight>
A sample conditioned in an atmosphere of room temperature 20 ° C. and humidity 50% RH was cut into a square piece of 10.0 cm × 10.0 cm and weighed, and calculated from the following formula.
Sheet weight (g / m 2 ) = 10 cm square mass (g) /0.01 m 2

〈シート厚み〉
室温20℃、湿度50%RHの雰囲気下で調湿したサンプルを面接触型のタイプ(Mitutoyo(株)製面接触型膜厚計(Code No.547−401))で10点厚みを測定し、その平均値を該サンプルの厚みとした。
<Sheet thickness>
A sample conditioned in an atmosphere of room temperature 20 ° C. and humidity 50% RH was measured for 10-point thickness with a surface contact type (surface contact type film thickness meter (Code No. 547-401) manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.). The average value was taken as the thickness of the sample.

〈空隙率〉
セルロース微細繊維の密度を1.5g/cm3と仮定し、下記式より算出した。
空隙率(%)=100−((目付(g/m2)/1.5)/シート厚み(μm))×100)
<Porosity>
The density of the cellulose fine fiber was assumed to be 1.5 g / cm 3 and was calculated from the following formula.
Porosity (%) = 100 − ((weight per unit area (g / m 2 ) /1.5) / sheet thickness (μm)) × 100)

〈透気抵抗度〉
室温23℃、湿度50%RHの雰囲気下で調湿したサンプルをガーレー式デンソメータ((株)東洋精機製、型式G−B2C)を用いて100mlの空気の透過時間(単位;s/100ml)の測定を室温で行った透気抵抗度を10点測定し、その平均値を該サンプルの透気抵抗度とした。
<Air permeability resistance>
Using a Gurley-type densometer (Model G-B2C, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), a sample conditioned at room temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH was used for the permeation time of 100 ml (unit: s / 100 ml). The air resistance measured at room temperature was measured at 10 points, and the average value was taken as the air resistance of the sample.

〈密度測定〉
各種樹脂複合体の密度測定は、JIS K7112のA法(水中置換法)にて行った。
<Density measurement>
The density measurement of various resin composites was performed by A method (underwater substitution method) of JIS K7112.

〈線熱膨張率(CTE)〉
得られた多層構造体、及び単層構造体を3mm幅×25mm長に切断し、測定サンプルとした。SII製TMA6100型装置を用いて、引っ張りモードでチャック間10mm、荷重5g、窒素雰囲気下、室温から50℃まで1℃/min.で昇温、50℃から25℃まで1℃/min.で降温、再び25℃から50℃まで1℃/min.で昇温した。この際、2度目の昇温時の50℃での線熱膨張率を値とした。
<Linear thermal expansion coefficient (CTE)>
The obtained multilayer structure and single layer structure were cut into 3 mm width × 25 mm length to obtain measurement samples. Using a TMA6100 type apparatus manufactured by SII, 10 ° C. between chucks in a pull mode, a load of 5 g and a nitrogen atmosphere from room temperature to 50 ° C. at 1 ° C./min. At 50 ° C to 25 ° C, 1 ° C / min. At 25 ° C. to 1 ° C./min. The temperature was raised. At this time, the linear thermal expansion coefficient at 50 ° C. at the time of the second temperature increase was used as a value.

〈貯蔵弾性率(E’)〉
得られた多層構造体、及び単層構造体を4mm幅×30mm長に切断し、測定サンプルとした。これを粘弾性測定装置EXSTAR TMA6100(エスアイアイナノテクノロジー(株)を用いて、引っ張りモードでチャック間20mm、周波数:1Hz、窒素雰囲気下、室温から50℃まで1℃/min.で昇温、50℃から25℃まで1℃/min.で降温、再び25℃から50℃まで1℃/min.で昇温した。この際の2度目の昇温時の50℃での貯蔵弾性率を値とした。
<Storage elastic modulus (E ')>
The obtained multilayer structure and single layer structure were cut into 4 mm width × 30 mm length to obtain measurement samples. Using a viscoelasticity measuring apparatus EXSTAR TMA6100 (SII Nano Technology Co., Ltd.), the temperature was increased from room temperature to 50 ° C. at 1 ° C./min. The temperature was lowered at 1 ° C./min from 25 ° C. to 25 ° C., and the temperature was raised again at 1 ° C./min from 25 ° C. to 50 ° C. The storage elastic modulus at 50 ° C. at the second temperature rise was did.

〈曲げ強度〉
得られた多層構造体、及び単層構造体に対し、JIS K7171に従い、短冊状の試験片(長さ80mm、幅10mm、厚さ3mmとなるようにサンプルを重ね、熱プレスをして作製)を準備して、室温、50%RH下、試験速度2mm/min、支点間距離50mm、3点曲げ法により、テンシロンを使用して測定した。
<Bending strength>
In accordance with JIS K7171, strip-like test pieces (80 mm in length, 10 mm in width, 3 mm in thickness are stacked and heat-pressed to produce the multilayer structure and single layer structure obtained) Was measured using Tensilon at room temperature under 50% RH, a test speed of 2 mm / min, a distance between fulcrums of 50 mm, and a three-point bending method.

〈表面凹凸評価〉
各種サンプル5枚の、真空熱プレスを行った後のサンプル表面において、樹脂の硬化収縮等の理由によって、強化材形状を追従した凹凸(ひけ等による)が発生したかどうかを、目視観察にて以下のように評価した。
・○:5枚全てで、サンプル表面にひけ等による凹凸形状が観察されず、極めて平滑性が高い。
・△:サンプル表面にひけ等による凹凸形状が2枚以下で発生している。
・×:サンプル表面にひけ等による凹凸形状が3枚以上発生している。
<Surface unevenness evaluation>
By visual observation, whether or not the unevenness (due to sink marks, etc.) following the shape of the reinforcing material occurred on the sample surface after vacuum hot pressing of various samples for reasons such as resin curing shrinkage. Evaluation was performed as follows.
○: All five sheets have no irregularities due to sink marks or the like on the sample surface, and are extremely smooth.
Δ: Concavity and convexity due to sink marks or the like is generated on the sample surface with 2 or less sheets.
-X: Three or more uneven shapes due to sink marks or the like are generated on the sample surface.

〈表面光沢性〉
各種サンプル5枚の、真空熱プレスを行った後のサンプル表面において、樹脂とフィラー又は繊維とが混在していることに基づく微小又は粗いざらつきが発生しておらず樹脂及び金属特有の光沢があるかどうかを、目視観察にて以下のように評価した。
・○:5枚全てで、サンプル表面にざらつき感がなく樹脂及び金属特有の光沢がある。
・△:サンプル表面にざらつき感があるもの又は樹脂及び金属特有の光沢感のないものが2枚以下ある。
・×:サンプル表面にざらつき感があるもの又は樹脂及び金属特有の光沢感のないものが3枚以上ある。
<Surface gloss>
The sample surface after vacuum hot pressing of 5 types of samples does not cause fine or rough roughness due to the mixture of resin and filler or fiber, and has gloss specific to resin and metal. Whether or not was evaluated by visual observation as follows.
○: All five sheets have no rough surface on the sample surface and have a gloss unique to resins and metals.
Δ: There are two or less samples that have a rough surface on the surface of the sample or those that do not have a glossiness peculiar to resins and metals.
-X: There are three or more samples that have a rough surface on the sample surface, or those that do not have a glossiness peculiar to resins and metals.

〈金属接着性評価〉
実施例4で作製した厚み500mの積層構造体FNS1に対し、冷熱衝撃試験機(エスペック(株)社製)を用い、加熱条件として、160℃×1.5時間の加熱後に、冷熱条件として、−40℃×1.5時間冷却することを1サイクルとし、これを100サイクル行った。この試験を実施後、サンプルを取り出し、樹脂層と金属層の間に発生する剥離及び亀裂の有無を目視にて判定した。
得られた多層構造体の特性は以下のとおりである。
<Metal adhesion evaluation>
For the laminated structure FNS1 having a thickness of 500 m produced in Example 4, using a thermal shock tester (manufactured by Espec Co., Ltd.), as a heating condition, after heating at 160 ° C. for 1.5 hours, as a cooling condition, Cooling at −40 ° C. × 1.5 hours was defined as one cycle, and this was performed for 100 cycles. After carrying out this test, a sample was taken out, and the presence or absence of peeling and cracks occurring between the resin layer and the metal layer was visually determined.
The characteristics of the obtained multilayer structure are as follows.

Figure 2019206153
Figure 2019206153
Figure 2019206153
Figure 2019206153
Figure 2019206153
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本発明に係る多層構造体は、従来金属系の部材が用いられてきた用途(例えば、表示デバイス用筐体等の電子製品用筐体、各種自動車用部材等)における金属代替部材として好適に適用され得る。   The multilayer structure according to the present invention is suitably applied as a metal substitute member in applications where metal-based members have been conventionally used (for example, housings for electronic products such as housings for display devices, various automotive members). Can be done.

10,20 多層構造体
1 基材
2 表面改質層
3 下地層
4 金属層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 Multilayer structure 1 Base material 2 Surface modification layer 3 Underlayer 4 Metal layer

Claims (16)

(A)強化材と、第1のポリマーとを含む基材、及び
(B)微細繊維構造体と、前記微細繊維構造体中に含浸された第2のポリマーとを含む表面改質層、
を含む、多層構造体。
(A) a base material containing a reinforcing material and a first polymer, and (B) a surface modified layer containing a fine fiber structure and a second polymer impregnated in the fine fiber structure,
A multilayer structure comprising
前記微細繊維構造体が、平均繊維径0.005μm以上2μm以下のセルロース微細繊維で構成されている、請求項1に記載の多層構造体。   The multilayer structure according to claim 1, wherein the fine fiber structure is composed of cellulose fine fibers having an average fiber diameter of 0.005 μm or more and 2 μm or less. 前記微細繊維構造体が、再生セルロース繊維及び/又は天然セルロース繊維で構成されているシート状構造体である、請求項1又は2に記載の多層構造体。   The multilayer structure according to claim 1 or 2, wherein the fine fiber structure is a sheet-like structure composed of regenerated cellulose fibers and / or natural cellulose fibers. (C)前記表面改質層上に配置された、厚み0.01mm以上3mm以下の金属層を更に含み、前記多層構造体の総厚に対する前記金属層の厚みの比率が30%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多層構造体。   (C) It further includes a metal layer having a thickness of 0.01 mm or more and 3 mm or less disposed on the surface modification layer, and the ratio of the thickness of the metal layer to the total thickness of the multilayer structure is 30% or less. The multilayer structure as described in any one of Claims 1-3. 前記第1のポリマーと前記第2のポリマーとが同一である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多層構造体。   The multilayer structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the first polymer and the second polymer are the same. 前記強化材が、平均一次粒径3μm〜100μmの無機粒子である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の多層構造体。   The multilayer structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the reinforcing material is inorganic particles having an average primary particle size of 3 µm to 100 µm. 前記強化材が、平均繊維径が3μm〜50μmの有機繊維及び/又は無機繊維である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の多層構造体。   The multilayer structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the reinforcing material is an organic fiber and / or an inorganic fiber having an average fiber diameter of 3 µm to 50 µm. 前記強化材が、織物である、請求項7に記載の多層構造体。   The multilayer structure according to claim 7, wherein the reinforcing material is a woven fabric. (D)前記基材と前記表面改質層との間に配置され、繊維構造体と、前記繊維構造体中に含浸された第3のポリマーとを含む下地層を更に含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の多層構造体。   (D) It is arrange | positioned between the said base material and the said surface modification layer, and further contains the base layer containing the 3rd polymer impregnated in the fiber structure and the said fiber structure. The multilayer structure according to claim 8. 前記第1のポリマーと前記第3のポリマーとが同一である、請求項9に記載の多層構造体。   The multilayer structure according to claim 9, wherein the first polymer and the third polymer are the same. 請求項9又は10に記載の多層構造体の製造方法であって、
前記強化材が織物であり、
前記第1のポリマー、前記第2のポリマー及び前記第3のポリマーが同一のポリマーであり、
前記方法が、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、及び
織物と前記積層構造体とを、前記微細繊維構造体が最表層となるように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む、方法。
A method for producing a multilayer structure according to claim 9 or 10,
The reinforcing material is a woven fabric;
The first polymer, the second polymer and the third polymer are the same polymer;
The method comprises
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated; and a woven fabric and the laminated structure in a state where the fine fiber structure is superposed on the outermost layer in a first state. Integrating the polymer by impregnating it.
請求項9又は10に記載の多層構造体の製造方法であって、
前記強化材が織物であり、
前記第2のポリマーと前記第3のポリマーとが同一の熱硬化性樹脂であり、
前記方法が、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、
予め微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に熱硬化樹脂を含侵させ半硬化処理させたプレプリグを製造すること、及び
織物と前記プレプリグとを微細繊維構造体側が最表層となるように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む、方法。
A method for producing a multilayer structure according to claim 9 or 10,
The reinforcing material is a woven fabric;
The second polymer and the third polymer are the same thermosetting resin;
The method comprises
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated;
Producing a prepreg in which only the fine fiber structure or both the fiber structure and the fine fiber structure is impregnated with a thermosetting resin and semi-cured, and the woven fabric and the prepreg are Integrating by impregnating the first polymer in an overlaid state to be the outermost layer.
請求項9又は10に記載の多層構造体の製造方法であって、
前記多層構造体が、前記表面改質層上に配置された金属層を含み、
前記強化材が織物であり、
前記第2のポリマーと前記第3のポリマーとが同一の熱硬化性樹脂であり、
前記方法が、
繊維構造体と微細繊維構造体とが一体化した積層構造体を製造すること、
予め微細繊維構造体のみ、又は繊維構造体と微細繊維構造体との両方に熱硬化樹脂を含侵させ半硬化処理させたプレプリグを製造すること、及び
織物と前記プレプリグと金属層とを、繊維構造体側が織物と接し、微細繊維構造体側が金属層と接するように重ねた状態で第1のポリマーを含侵することにより一体化することを含む、方法。
A method for producing a multilayer structure according to claim 9 or 10,
The multilayer structure includes a metal layer disposed on the surface modification layer;
The reinforcing material is a woven fabric;
The second polymer and the third polymer are the same thermosetting resin;
The method comprises
Producing a laminated structure in which a fiber structure and a fine fiber structure are integrated;
Producing a prepreg in which only a fine fiber structure or both a fiber structure and a fine fiber structure are impregnated with a thermosetting resin and semi-cured in advance, and a woven fabric, the prepreg and a metal layer are made of fibers Integrating by impregnating the first polymer with the structure side in contact with the woven fabric and the fine fiber structure side in contact with the metal layer.
前記積層構造体において繊維構造体と微細繊維構造体とが化学的結合で接着されている、請求項11〜13のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 11 to 13, wherein in the laminated structure, a fiber structure and a fine fiber structure are bonded by chemical bonding. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造体を含む、電子製品用筐体。   The housing | casing for electronic products containing the multilayered structure as described in any one of Claims 1-10. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造体を含む、自動車用部材。   The member for motor vehicles containing the multilayered structure as described in any one of Claims 1-10.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7480743B2 (en) 2021-04-30 2024-05-10 王子ホールディングス株式会社 Carbon fiber pre-sheet

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05138790A (en) * 1991-11-19 1993-06-08 Mitsubishi Materials Corp Manufacture of friction material
JP2006035507A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Aica Kogyo Co Ltd Flexible, nonflammable decorative plate
JP2011037002A (en) * 2007-12-14 2011-02-24 Nippon Zeon Co Ltd Metal/fiber-reinforced resin composite and process for producing the same
JP2012183820A (en) * 2011-02-15 2012-09-27 Toray Ind Inc Chassis for electronic equipment
WO2015008868A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 旭化成せんい株式会社 Fine cellulose fiber sheet
JP2015086266A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 三菱化学株式会社 Method for producing fiber-resin composite
WO2017006993A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-12 名古屋油化株式会社 Skin material sheet, method for producing same and sound-absorbing material
JP2017095831A (en) * 2015-11-26 2017-06-01 旭化成株式会社 Sheet containing cellulose fiber layer
WO2017115640A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 東レ株式会社 Sandwich structure, molded object, and production processes therefor
JP2017170829A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 富士通株式会社 Housing and method for manufacturing housing
JP2017222786A (en) * 2016-06-15 2017-12-21 尚武 深谷 Fiber-resin composite body and method for producing the same

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05138790A (en) * 1991-11-19 1993-06-08 Mitsubishi Materials Corp Manufacture of friction material
JP2006035507A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Aica Kogyo Co Ltd Flexible, nonflammable decorative plate
JP2011037002A (en) * 2007-12-14 2011-02-24 Nippon Zeon Co Ltd Metal/fiber-reinforced resin composite and process for producing the same
JP2012183820A (en) * 2011-02-15 2012-09-27 Toray Ind Inc Chassis for electronic equipment
WO2015008868A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 旭化成せんい株式会社 Fine cellulose fiber sheet
JP2015086266A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 三菱化学株式会社 Method for producing fiber-resin composite
WO2017006993A1 (en) * 2015-07-08 2017-01-12 名古屋油化株式会社 Skin material sheet, method for producing same and sound-absorbing material
JP2017095831A (en) * 2015-11-26 2017-06-01 旭化成株式会社 Sheet containing cellulose fiber layer
WO2017115640A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 東レ株式会社 Sandwich structure, molded object, and production processes therefor
JP2017170829A (en) * 2016-03-25 2017-09-28 富士通株式会社 Housing and method for manufacturing housing
JP2017222786A (en) * 2016-06-15 2017-12-21 尚武 深谷 Fiber-resin composite body and method for producing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7480743B2 (en) 2021-04-30 2024-05-10 王子ホールディングス株式会社 Carbon fiber pre-sheet

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