JP5465130B2 - Fiber composite and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、繊維複合体及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、基板に好適に用いられる、線膨張係数が小さく、軽量で、透明性、耐熱性および可撓性を兼ね備えた材料に関する。   The present invention relates to a fiber composite and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a material that is suitably used for a substrate, has a small linear expansion coefficient, is lightweight, and has transparency, heat resistance, and flexibility.

従来、液晶表示素子用基板、有機EL表示素子用基板、カラーフィルター基板および太陽電池用基板などの基板には、ガラス板が一般に使用されている。しかしながら、ガラスは、材料としては割れ易く、曲げられず、比重が大きく軽量化に不向きであるなどの欠点がある。   Conventionally, glass plates are generally used for substrates such as liquid crystal display device substrates, organic EL display device substrates, color filter substrates, and solar cell substrates. However, glass has drawbacks such as being easily broken as a material, not being bent, having a large specific gravity, and being unsuitable for weight reduction.

したがって、近年、その代替としてプラスチック材料の検討が始まった。しかしながら、汎用のプラスチック材料は、電気回路配線に使われる銀や銅などと比較して線膨張係数が大きいことから、配線の剥離、断線などの問題がある。さらに、高い透明性や耐候性、小さな複屈折率を同時に有するプラスチック材料はこれまで存在しなかった。   Therefore, in recent years, investigation of plastic materials has begun as an alternative. However, since general-purpose plastic materials have a larger linear expansion coefficient than silver or copper used for electric circuit wiring, there are problems such as peeling and disconnection of wiring. Furthermore, there has never been a plastic material having high transparency, weather resistance and a small birefringence at the same time.

かご型や部分かご型構造を有するシルセスキオキサンは、その特徴的な構造から特異な機能の発現が期待され、様々な分野から注目され応用検討がなされている。特に透明性と耐熱性が高いことから、ガラスの代替として注目され検討されている。   Silsesquioxane having a cage-type or partial-cage-type structure is expected to exhibit a unique function due to its characteristic structure, and has attracted attention from various fields and has been studied for application. In particular, because of its high transparency and heat resistance, it has attracted attention and has been studied as an alternative to glass.

例えばフラットパネルディスプレイに使われるフィルム基板材料としては、かご型構造を有するシルセスキオキサンを含むシリコーン樹脂とアクリル樹脂との共重合体が開示されている(特許文献1および2)。これらはアクリル樹脂を含有しているため、機械的強度や透明性には問題がない。   For example, as a film substrate material used for a flat panel display, a copolymer of a silicone resin containing a silsesquioxane having a cage structure and an acrylic resin is disclosed (Patent Documents 1 and 2). Since these contain acrylic resin, there is no problem in mechanical strength and transparency.

アクリル樹脂を用いず、重合体の主鎖にシルセスキオキサン骨格を含むポリマーを用いて作製された、フィルム基板が知られている(特許文献3および4)。これらのフィルム基板は透明性に加えて、紫外線に対して劣化がなく耐候性に優れている。   A film substrate produced using a polymer containing a silsesquioxane skeleton in the main chain of a polymer without using an acrylic resin is known (Patent Documents 3 and 4). In addition to transparency, these film substrates have no deterioration against ultraviolet rays and are excellent in weather resistance.

またポリフェニレンエーテル(PPE)の流動性を改善する目的で、かご型シルセスキオキサンを組み込んだ変性PPEとガラスクロスでフィルム状成形体を形成する試みも行なわれている。   For the purpose of improving the fluidity of polyphenylene ether (PPE), an attempt has been made to form a film-like molded body with a modified PPE incorporating a cage silsesquioxane and a glass cloth.

しかしながら、特許文献1および2に記載のかご型構造を有するシルセスキオキサンを含むシリコーン樹脂とアクリル樹脂との共重合体は、耐候性が損なわれる場合が多い。   However, the weather resistance of the copolymer of a silicone resin and an acrylic resin containing silsesquioxane having a cage structure described in Patent Documents 1 and 2 is often impaired.

また、特許文献3および4に記載の重合体の主鎖にシルセスキオキサン骨格を含むポリマーを用いて作製されたフィルム基板は、得られるフィルムの線膨張係数が大きいという問題がある。   Moreover, the film substrate produced using the polymer containing the silsesquioxane skeleton in the main chain of the polymers described in Patent Documents 3 and 4 has a problem that the resulting film has a large linear expansion coefficient.

さらに、かご型構造を有するシルセスキオキサンを組み込んだ変性PPEとガラスクロスでフィルム状成形体は、加工温度が280℃と高温を要することから、加工性に難がある(特許文献5)。   Furthermore, a film-like molded body made of modified PPE and glass cloth incorporating silsesquioxane having a cage structure has a high processing temperature of 280 ° C., and thus has a difficulty in workability (Patent Document 5).

特開2004−123936号公報JP 2004-123936 A 特開2006−089685号公報JP 2006-096885 A 特開2006−233154号公報JP 2006-233154 A 特開2008−112942号公報JP 2008-112942 A 特開2008−201978号公報JP 2008-201978 A

したがって、本発明は、線膨張係数が小さく、透明性、耐熱性および可撓性に優れた、繊維とシルセスキオキサンとを含む混合物を硬化させて得られる繊維複合体を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fiber composite obtained by curing a mixture containing a fiber and silsesquioxane, which has a small linear expansion coefficient and excellent transparency, heat resistance and flexibility. And

発明者らは、上記課題を解決すべく検討を行った。その結果、繊維径が30nm以下である繊維と、シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物とを含む混合物を硬化させて得られる繊維複合体は、高い透明性と耐熱性を有し、かつ線膨張係数が小さいことを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventors have studied to solve the above problems. As a result, a fiber composite obtained by curing a mixture containing a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof has high transparency and heat resistance, And it discovered that a linear expansion coefficient was small and came to complete this invention.

すなわち本発明は下記のとおりである。
1.繊維径が30nm以下である繊維と、シルセスキオキサンまたはシルセスキオキサンの重合体を含む組成物とを含む混合物を硬化させて得られる繊維複合体。
2.前記繊維がキチン繊維である前項1に記載の繊維複合体。
3.前記キチン繊維がキチン不織布である前項2に記載の繊維複合体。
4.前記シルセスキオキサンが、かご型または部分かご型構造を有するシルセスキオキサンである前項1〜3のいずれか1項に記載の繊維複合体。
5.前記かご型または部分かご型構造を有するシルセスキオキサンが、一般式(A−1)〜(A−3)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である前項4に記載の繊維複合体。
That is, the present invention is as follows.
1. A fiber composite obtained by curing a mixture comprising a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and a composition containing silsesquioxane or a silsesquioxane polymer.
2. 2. The fiber composite according to item 1, wherein the fiber is chitin fiber.
3. 3. The fiber composite according to item 2, wherein the chitin fiber is a chitin nonwoven fabric.
4). 4. The fiber composite according to any one of items 1 to 3, wherein the silsesquioxane is a silsesquioxane having a cage type or partial cage type structure.
5. 5. The fiber composite according to item 4, wherein the silsesquioxane having the cage type or partial cage type structure is at least one selected from the compounds represented by the general formulas (A-1) to (A-3). .

Figure 0005465130
Figure 0005465130

一般式(A−1)〜(A−3)において、Rは、それぞれ独立して、水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよく、隣接しない−CH−が−O−若しくはシクロアルキレンで置き換えられてもよい炭素数が1〜45のアルキル、炭素数が4〜8のシクロアルキル、任意の水素が炭素数1〜10のアルキル、またはハロゲンで置き換えられてもよいアリールである。Rは、それぞれ独立して炭素数が1〜4のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基である。少なくとも1つのXは、水素、ビニル基、または重合性の官能基を有する、炭素数が1〜10のアルキル、シクロアルキル、若しくはフェニルであり、残りのXはRと同様に定義される基である。
6.前記一般式(A−1)〜(A−3)において、重合性の官能基が、オキシラニル、3,4−エポキシシクロヘキシル、オキセタニル、アクリルまたは(メタ)アクリルである、前項5に記載の繊維複合体。
7.線膨張係数が120ppm/K以下である前項1〜6のいずれか1項に記載の繊維複合体。
8.以下の工程(1)および(2)を含む、繊維径が30nm以下である繊維とシルセスキオキサンとの繊維複合体の製造方法。
(1)シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を、繊維径が30nm以下である繊維に含浸させる工程
(2)工程(1)で前記繊維に含浸させた前記シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を硬化反応させる工程
9.前記繊維がキチン繊維である前項8に記載の製造方法。
10.前記キチン繊維がキチン不織布である前項9に記載の製造方法。
11.前記シルセスキオキサンが、一般式(A−1)〜(A−3)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である前項8〜10のいずれか1項に記載の製造方法。
In the general formulas (A-1) to (A-3), each R is independently hydrogen, any hydrogen may be replaced with fluorine, and —CH 2 — not adjacent to each other is —O— or cycloalkylene. The alkyl having 1 to 45 carbon atoms which may be substituted with, cycloalkyl having 4 to 8 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or aryl optionally substituted with halogen. R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl. At least one X is hydrogen, a vinyl group, or a polymerizable functional group having 1 to 10 carbon atoms, alkyl, cycloalkyl, or phenyl, and the remaining X is a group defined as in R 1 It is.
6). 6. The fiber composite according to item 5, wherein in the general formulas (A-1) to (A-3), the polymerizable functional group is oxiranyl, 3,4-epoxycyclohexyl, oxetanyl, acrylic, or (meth) acrylic. body.
7). 7. The fiber composite according to any one of items 1 to 6, wherein the linear expansion coefficient is 120 ppm / K or less.
8). A method for producing a fiber composite of a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and silsesquioxane, comprising the following steps (1) and (2).
(1) A step of impregnating a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less with a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof (2) The silsesquioxane impregnated in the fiber in step (1) or the 8. Curing reaction of the composition containing a polymer 9. The method according to item 8, wherein the fiber is chitin fiber.
10. 10. The method according to item 9, wherein the chitin fiber is a chitin nonwoven fabric.
11. 11. The production method according to any one of items 8 to 10, wherein the silsesquioxane is at least one selected from compounds represented by general formulas (A-1) to (A-3).

Figure 0005465130
Figure 0005465130

一般式(A−1)〜(A−3)において、Rは、それぞれ独立して、水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよく、隣接しない−CH−が−O−若しくはシクロアルキレンで置き換えられてもよい炭素数が1〜45のアルキル、炭素数が4〜8のシクロアルキル、任意の水素が炭素数1〜10のアルキル、またはハロゲンで置き換えられてもよいアリールである。Rは、それぞれ独立して炭素数が1〜4のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基である。少なくとも1つのXは、水素、ビニル基、または重合性の官能基を有する、炭素数が1〜10のアルキル、シクロアルキル若しくはフェニルであり、残りのXはRと同様に定義される基である。
12.前記一般式(A−1)〜(A−3)において、重合性の官能基が、オキシラニル、3,4−エポキシシクロヘキシル、オキセタニル、アクリルまたは(メタ)アクリルである、前項11に記載の製造方法。
13.前記重合体の重量平均分子量が3,000〜4,000,000である、前項8〜12のいずれか1項に記載の製造方法。
14.前記工程(1)において、前記組成物が重合開始剤を含む前項8〜13のいずれか1項に記載の製造方法。
15.前記重合開始剤が、カチオン重合開始剤またはラジカル重合開始剤である前項14に記載の製造方法。
16.前記工程(1)において、前記組成物が硬化剤を含む前項14または15に記載の製造方法。
17.前記硬化剤が、酸無水物またはアミンである前項16に記載の製造方法。
18.前記工程(2)において、硬化反応が熱硬化反応である前項8〜17のいずれか1項に記載の製造方法。
19.前記工程(2)において、硬化反応が光硬化反応である前項8〜15のいずれか1項に記載の製造方法。
20.前記組成物がさらにエポキシ樹脂またはオキセタン樹脂を含む前項8〜19のいずれか1項に記載の製造方法。
21.前項8〜20のいずれか1項に記載の製造方法により製造される繊維複合体。
22.前項1〜7および21のいずれか1項に記載の繊維複合体を用いる基板。
In the general formulas (A-1) to (A-3), each R is independently hydrogen, any hydrogen may be replaced with fluorine, and —CH 2 — not adjacent to each other is —O— or cycloalkylene. The alkyl having 1 to 45 carbon atoms which may be substituted with, cycloalkyl having 4 to 8 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or aryl optionally substituted with halogen. R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl. At least one X is hydrogen, a vinyl group, or an alkyl, cycloalkyl, or phenyl having 1 to 10 carbon atoms having a polymerizable functional group, and the remaining X is a group defined as in R 1. is there.
12 12. The production method according to 11 above, wherein in the general formulas (A-1) to (A-3), the polymerizable functional group is oxiranyl, 3,4-epoxycyclohexyl, oxetanyl, acrylic or (meth) acrylic. .
13. 13. The production method according to any one of items 8 to 12, wherein the polymer has a weight average molecular weight of 3,000 to 4,000,000.
14 14. The manufacturing method according to any one of items 8 to 13, wherein in the step (1), the composition contains a polymerization initiator.
15. 15. The production method according to 14 above, wherein the polymerization initiator is a cationic polymerization initiator or a radical polymerization initiator.
16. 16. The method according to item 14 or 15, wherein in the step (1), the composition contains a curing agent.
17. 17. The production method according to 16 above, wherein the curing agent is an acid anhydride or an amine.
18. 18. The manufacturing method according to any one of items 8 to 17, wherein in the step (2), the curing reaction is a thermosetting reaction.
19. 16. The manufacturing method according to any one of items 8 to 15, wherein in the step (2), the curing reaction is a photocuring reaction.
20. 20. The method according to any one of items 8 to 19, wherein the composition further contains an epoxy resin or an oxetane resin.
21. 21. A fiber composite produced by the production method according to any one of items 8 to 20.
22. A substrate using the fiber composite according to any one of items 1 to 7 and 21.

本発明の繊維径が30nm以下である繊維と、シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物とを含む混合物を硬化させて得られる繊維複合体(以下、本発明の繊維複合体ともいう。)は、線膨張係数が小さく、且つ透明性及び可撓性に優れている。   A fiber composite obtained by curing a mixture containing a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less of the present invention and a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof (hereinafter also referred to as a fiber composite of the present invention). ) Has a small linear expansion coefficient and is excellent in transparency and flexibility.

したがって、本発明の繊維複合体は、ガラス板の代替として、液晶表示素子用基板、有機EL表示素子用基板やカラーフィルター用基板、さらに太陽電池用基板やタッチパネル用基板やプラズマディスプレイ用基板などの基板に好適に用いることができる。   Therefore, the fiber composite of the present invention can be used as an alternative to a glass plate, such as a liquid crystal display element substrate, an organic EL display element substrate, a color filter substrate, a solar cell substrate, a touch panel substrate, or a plasma display substrate. It can be suitably used for a substrate.

以下に、本発明を具体的に説明する。   The present invention will be specifically described below.

本発明の繊維複合体は、繊維径が30nm以下である繊維と、シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物とを含む混合物を硬化させて得られる繊維複合体である。繊維径が30nm以下である繊維と、シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物とを含む混合物を硬化させるとは、繊維径が30nm以下である繊維に、シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を含浸させて、該組成物を硬化反応させることをいう。   The fiber composite of the present invention is a fiber composite obtained by curing a mixture containing a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof. Curing a mixture containing a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof means that silsesquioxane or a polymer thereof is applied to a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less. It is impregnated with a composition containing, and the composition is cured.

本発明の繊維複合体における繊維径が30nm以下である繊維の含有率は、繊維複合体の総質量に対して20〜80質量%が好ましく、30〜70質量%がより好ましい。また、本発明の繊維複合体における、繊維径が30nm以下である繊維とシルセスキオキサンとの質量比は、2:8〜8:2が好ましく、3:7〜7:3がより好ましい。   20-80 mass% is preferable with respect to the total mass of a fiber composite, and, as for the content rate of the fiber whose fiber diameter in the fiber composite of this invention is 30 nm or less, 30-70 mass% is more preferable. In the fiber composite of the present invention, the mass ratio of the fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and the silsesquioxane is preferably 2: 8 to 8: 2, and more preferably 3: 7 to 7: 3.

(繊維)
本発明の繊維複合体に用いる繊維の繊維径は、30nm以下であり、20nm以下であることが好ましく、15nm以下であることがより好ましい。また、下限は特に限定されないが、通常4nmである。繊維径は、走査型電子顕微鏡(SEM)および電界放出型電子顕微鏡等により測定することができる。
(fiber)
The fiber diameter of the fiber used for the fiber composite of the present invention is 30 nm or less, preferably 20 nm or less, and more preferably 15 nm or less. Moreover, although a minimum is not specifically limited, Usually, it is 4 nm. The fiber diameter can be measured with a scanning electron microscope (SEM), a field emission electron microscope, or the like.

繊維径が30nm以下である繊維としては、特に限定されないが、透明性が高く、セルロース繊維に比べて、純度が高く、乾燥キチンから容易に調製可能であり、吸湿性が低いという利点を有することから、キチン繊維が好ましい。   The fiber having a fiber diameter of 30 nm or less is not particularly limited, but has the advantages of high transparency, high purity compared to cellulose fiber, easy preparation from dry chitin, and low hygroscopicity. Therefore, chitin fiber is preferable.

キチン繊維の原材料であるキチンは、エビ、カニ、昆虫の外皮およびキノコなどの菌類の細胞壁など、きわめて多くの生物に含まれている天然素材である。その構造はセルロースに似ているが、N−アセチル−D−グルコサミンが鎖状に長くつながったアミノ多糖であるため(数百から数千)、高度な機能、環境との調和などの面から注目を集めている高分子材料である。   Chitin, the raw material of chitin fiber, is a natural material contained in a great many organisms, such as shrimp, crabs, insect rinds and fungal cell walls such as mushrooms. Its structure is similar to cellulose, but N-acetyl-D-glucosamine is an amino polysaccharide with a long chain connection (hundreds to thousands), so it is notable in terms of advanced functions and harmony with the environment. Is a high polymer material.

また、キチンは、地球上で合成される量が1年間で1000億トンにもなると推測されている生物資源である。また持続型資源であることから、地球温暖化に影響する二酸化炭素削減への寄与も大きい。   Chitin is a biological resource that is estimated to be 100 billion tons of synthesized on the earth in one year. In addition, because it is a sustainable resource, it contributes significantly to the reduction of carbon dioxide, which affects global warming.

キチン繊維は、次の方法等により得られたものでも、市販品でも、いかなるものでもよい。キチン繊維を得る方法として、具体的には、例えば次の工程(i)および(ii)を含む方法が挙げられる。   The chitin fiber may be obtained by the following method or the like, or may be a commercially available product. Specific examples of the method for obtaining chitin fibers include a method including the following steps (i) and (ii).

(i)キチン粉末を溶媒に分散させたキチン分散液を作成する。天然物を精製したままのキチン、及び脱アセチル化度の比較的低いキチンを使用する場合には、溶媒は、ハロゲン化炭化水素とトリクロル酢酸の混合物、N−メチルピロリドン、またはジメチルアセトアミドと塩化リチウムの混合物が好ましい。また、脱アセチル化度の高いキチン及びキトサンを使用する場合には、溶媒は、酢酸等の酸溶液が好ましい。キチン分散液中のキチン濃度は、0.5〜2.0質量%が好ましい。
(ii)工程(i)で得られたキチン分散液を攪拌した後、キチンを摩砕して解繊する。攪拌時の温度は室温〜40℃とすることが好ましい。キチンの解繊は、市販の石臼式摩砕機(例えば、スーパーマスコロイダー、増幸産業製)を用いて行うことができる。摩砕時の砥石の回転数は1000〜1500rpmで行うことが好ましく、摩砕回数は1〜3回が好ましい。摩砕時の温度は室温〜60℃とすることが好ましい。
(I) A chitin dispersion in which chitin powder is dispersed in a solvent is prepared. In the case of using chitin that has been purified from natural products and chitin that has a relatively low degree of deacetylation, the solvent is a mixture of halogenated hydrocarbon and trichloroacetic acid, N-methylpyrrolidone, or dimethylacetamide and lithium chloride. Is preferred. When chitin and chitosan having a high degree of deacetylation are used, the solvent is preferably an acid solution such as acetic acid. The chitin concentration in the chitin dispersion is preferably 0.5 to 2.0% by mass.
(Ii) After stirring the chitin dispersion obtained in step (i), the chitin is ground and defibrated. The temperature during stirring is preferably room temperature to 40 ° C. Chitin can be defibrated using a commercially available stone mill grinder (for example, Supermass colloider, manufactured by Masuko Sangyo). The grinding wheel is preferably rotated at 1000 to 1500 rpm during grinding, and the number of grinding is preferably 1 to 3 times. The temperature during grinding is preferably room temperature to 60 ° C.

キチン繊維は、キチン不織布であることが好ましい。本発明におけるキチン不織布とは、主としてキチンからなる不織布であり、キチン繊維の集合体である。   The chitin fiber is preferably a chitin nonwoven fabric. The chitin nonwoven fabric in the present invention is a nonwoven fabric mainly composed of chitin, and is an aggregate of chitin fibers.

繊維径が30nm以下である繊維としてキチン不織布を用いる場合、キチン不織布の厚みは、20〜500μmであることが好ましく、50〜200μmであることがより好ましい。当該範囲とすることにより、透明性と強度と熱膨張性に優れる複合体を調製することができる。   When using a chitin nonwoven fabric as a fiber whose fiber diameter is 30 nm or less, it is preferable that the thickness of a chitin nonwoven fabric is 20-500 micrometers, and it is more preferable that it is 50-200 micrometers. By setting it as the said range, the composite_body | complex excellent in transparency, intensity | strength, and thermal expansibility can be prepared.

また、キチン不織布の比容積は、5〜30cm/gであることが好ましく、10〜15cm/gであることがより好ましい。当該範囲とすることにより、繊維含有率が25〜50質量%の繊維複合体を作成することができる。 Further, the specific volume of chitin nonwoven fabric is preferably 5 to 30 cm 3 / g, and more preferably 10 to 15 cm 3 / g. By setting it as the said range, the fiber composite whose fiber content rate is 25-50 mass% can be created.

本発明の繊維複合体に用いるキチン不織布は、キチン繊維懸濁液を抄紙又は塗布によって製膜する方法、あるいはゲル状膜を乾燥する方法などによって得ることができる。キチン不織布の製造方法として、具体的には、例えば、次の工程(i)〜(iii)を含む方法が挙げられる。   The chitin nonwoven fabric used for the fiber composite of the present invention can be obtained by a method of forming a chitin fiber suspension by papermaking or coating, or a method of drying a gel film. Specifically as a manufacturing method of a chitin nonwoven fabric, the method containing the following process (i)-(iii) is mentioned, for example.

(i)キチン繊維懸濁液を攪拌し、ろ過する。キチン繊維懸濁液中のキチン繊維の濃度は、0.1〜10質量%が好ましい。攪拌時間は0.5〜1時間とすることが好ましい。ろ過は、金属メッシュフィルターの上にメンブランフィルターを載せ、その上からキチン繊維懸濁液を流し込み、減圧濾過することにより行う。
(ii)工程(i)の減圧濾過後、完全に水分が除去される前に、流し込んだキチン繊維懸濁液の質量を基準として、好ましくは純水を追加し、再度減圧濾過する、という操作を好ましくは2〜5回行う。さらに、流し込んだキチン繊維懸濁液の質量を基準として、好ましくは極性の高い有機溶媒を追加し、減圧濾過する、という操作を好ましくは1〜3回行うことにより、メンブランフィルター上にキチン繊維の堆積物を得る。該有機溶媒としては、エタノール、イソプロパノール、メタノールおよびアセトンが挙げられる。
(iii)工程(ii)で得られたキチン繊維の堆積物を加圧加熱することにより、キチン不織布を得ることができる。加圧加熱の条件は、圧力は0.1〜2MPaが好ましく、温度は60〜100℃が好ましく、時間は0.5〜2時間が好ましい。
(I) The chitin fiber suspension is stirred and filtered. The concentration of chitin fibers in the chitin fiber suspension is preferably 0.1 to 10% by mass. The stirring time is preferably 0.5 to 1 hour. Filtration is performed by placing a membrane filter on a metal mesh filter, pouring a chitin fiber suspension from the membrane filter and filtering under reduced pressure.
(Ii) After the filtration under reduced pressure in step (i), before completely removing water, preferably adding pure water and filtering again under reduced pressure, based on the mass of the chitin fiber suspension that has been poured Is preferably carried out 2 to 5 times. Furthermore, on the basis of the mass of the chitin fiber suspension that has been poured, the operation of preferably adding a highly polar organic solvent and filtering under reduced pressure is preferably carried out 1 to 3 times, so that the chitin fibers are placed on the membrane filter. Get the deposit. Examples of the organic solvent include ethanol, isopropanol, methanol, and acetone.
(Iii) A chitin nonwoven fabric can be obtained by pressurizing and heating the chitin fiber deposit obtained in step (ii). The pressure heating conditions are preferably a pressure of 0.1 to 2 MPa, a temperature of 60 to 100 ° C., and a time of 0.5 to 2 hours.

(シルセスキオキサン)
シルセスキオキサンは、かご型または部分かご型構造を有するシルセスキオキサンが好ましい。かご型シルセスキオキサンは閉じた空間を有するシルセスキオキサンである。また、部分かご型シルセスキオキサンは、その骨格を形成するSi−O−Si結合の一部分が開裂して閉じていた空間が開いた状態の構造を有する化合物である。
(Silsesquioxane)
The silsesquioxane is preferably a silsesquioxane having a cage or partial cage structure. The cage silsesquioxane is a silsesquioxane having a closed space. Further, the partial cage silsesquioxane is a compound having a structure in which a space where a part of the Si—O—Si bond forming the skeleton is cleaved and closed is opened.

かご型構造を有するシルセスキオキサンとしては、下記一般式(A−1)および(A−2)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。部分かご型構造を有するシルセスキオキサンとしては、下記一般式(A−3)で表される化合物が好ましい。また、下記一般式(A−1)〜(A−3)で示される化合物のうち、有機溶媒やエポキシ樹脂、オキセタン樹脂、(メタ)アクリル酸モノマーへの相溶性や、硬化剤、重合開始剤、そのほか各種の添加剤の溶解性を考慮すると、一般式(A−3)で表される化合物が好ましい。   The silsesquioxane having a cage structure is preferably at least one selected from compounds represented by the following general formulas (A-1) and (A-2). As the silsesquioxane having a partial cage structure, a compound represented by the following general formula (A-3) is preferable. Among the compounds represented by the following general formulas (A-1) to (A-3), compatibility with organic solvents, epoxy resins, oxetane resins, and (meth) acrylic acid monomers, curing agents, and polymerization initiators. In addition, in consideration of the solubility of various additives, the compound represented by the general formula (A-3) is preferable.

(シルセスキオキサンを使用した繊維複合体の製造例)
下記一般式(A−1)〜(A−3)で表されるシルセスキオキサンから選ばれる少なくとも1種、必要に応じて他のモノマーを加えた組成物を、繊維径が30nm以下である繊維に含浸させることで、混合物とし、この混合物を硬化させることで、繊維複合体とすることができる。シルセスキオキサンが繊維の空隙の隅々まで進入することにより、高い透明性を保持することができる。
(Production example of fiber composite using silsesquioxane)
At least one selected from silsesquioxanes represented by the following general formulas (A-1) to (A-3), and a composition to which other monomers are added as necessary, the fiber diameter is 30 nm or less. A fiber composite can be obtained by impregnating the fibers into a mixture and curing the mixture. High transparency can be maintained by allowing silsesquioxane to enter every corner of the fiber void.

Figure 0005465130
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一般式(A−1)〜(A−3)において、Rは、それぞれ独立して、水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよく、隣接しない−CH−が−O−若しくはシクロアルキレンで置き換えられてもよい炭素数が1〜45のアルキル、炭素数が4〜8のシクロアルキル、任意の水素が炭素数1〜10のアルキル、またはハロゲンで置き換えられてもよいアリールである。ハロゲンとしては、塩素、臭素およびフッ素が挙げられ、フッ素が特に好ましい。 In the general formulas (A-1) to (A-3), each R is independently hydrogen, any hydrogen may be replaced with fluorine, and —CH 2 — not adjacent to each other is —O— or cycloalkylene. The alkyl having 1 to 45 carbon atoms which may be substituted with, cycloalkyl having 4 to 8 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or aryl optionally substituted with halogen. Halogen includes chlorine, bromine and fluorine, with fluorine being particularly preferred.

は、それぞれ独立して炭素数が1〜4のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基である。少なくとも1つのXは、水素、ビニル基、または重合性の官能基を有する、炭素数が1〜10のアルキル、シクロアルキル、若しくはフェニルであり、残りのXはRと同様に定義される基である。 R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl. At least one X is hydrogen, a vinyl group, or a polymerizable functional group having 1 to 10 carbon atoms, alkyl, cycloalkyl, or phenyl, and the remaining X is a group defined as in R 1 It is.

Rが水素の場合には、一つのXだけが水素であってもよい。Xが、ビニル基または重合性の官能基を有する場合には、少なくとも2つのXが重合性の官能基を有することが好ましい。   When R is hydrogen, only one X may be hydrogen. When X has a vinyl group or a polymerizable functional group, it is preferable that at least two X have a polymerizable functional group.

前記重合性の官能基としては、付加重合、開環重合、又は重縮合が可能な官能基であれば特に限定されない。当該官能基としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルなどのエポキシ、オキシラニル、オキセタニルおよび2−オキサプロパン−1,3−ジオイルなどのオキセタン、アクリルまたは(メタ)アクリル、アルケニル並びにアミンが挙げられる。なかでも、透明性、耐熱性および電気特性に優れることから、エポキシおよびオキセタンが特に好ましい。   The polymerizable functional group is not particularly limited as long as it is a functional group capable of addition polymerization, ring-opening polymerization, or polycondensation. Examples of the functional group include epoxy such as 3,4-epoxycyclohexyl, oxetane such as oxiranyl, oxetanyl and 2-oxapropane-1,3-dioyl, acrylic or (meth) acrylic, alkenyl and amine. Of these, epoxy and oxetane are particularly preferable because of excellent transparency, heat resistance, and electrical properties.

Xとしては、具体的には下記式(a)〜(h)で示される基を例示することができる。なお、本明細書においては、3員環の環状エーテルをエポキシ、4員環の環状エーテルをオキセタンと称し、それぞれが1分子中に2個以上有する化合物をエポキシ樹脂、オキセタン樹脂と呼ぶことがある。   Specific examples of X include groups represented by the following formulas (a) to (h). In the present specification, a 3-membered cyclic ether is referred to as an epoxy, a 4-membered cyclic ether is referred to as an oxetane, and compounds each having two or more in one molecule may be referred to as an epoxy resin or an oxetane resin. .

Figure 0005465130
Figure 0005465130

式(a)〜(h)において、Rは、炭素数1〜10のアルキレンであり、好ましくは、炭素数1〜6のアルキレンである。このアルキレンにおける1つの−CH−は、−O−または1,4−フェニレンで置き換えられてもよい。そして、Rは水素または炭素数1〜6のアルキルであり、水素であることが好ましい。 In the formulas (a) to (h), R 2 is alkylene having 1 to 10 carbons, and preferably alkylene having 1 to 6 carbons. One —CH 2 — in the alkylene may be replaced by —O— or 1,4-phenylene. R 3 is hydrogen or alkyl having 1 to 6 carbon atoms, and is preferably hydrogen.

一般式(A−1)〜(A−3)で表される化合物は、公知の製造方法によって合成することができる。   The compounds represented by the general formulas (A-1) to (A-3) can be synthesized by a known production method.

一般式(A−1)で表されるかご型構造を有するシルセスキオキサンは、例えば、国際公開第2003/024870号または特開2006−265243号公報に記載の方法により合成することが可能である。   The silsesquioxane having a cage structure represented by the general formula (A-1) can be synthesized, for example, by the method described in International Publication No. 2003/024870 or JP-A-2006-265243. is there.

一般式(A−2)で表されるかご型構造を有するシルセスキオキサンは、例えば、特開2008−150478号公報に記載の方法によって合成することができる。   Silsesquioxane having a cage structure represented by the general formula (A-2) can be synthesized, for example, by the method described in JP-A-2008-150478.

一般式(A−3)で表される部分かご型構造を有するシルセスキオキサンは、例えば、国際公開第2004/024741号に記載の方法により容易に合成することができる。   Silsesquioxane having a partial cage structure represented by the general formula (A-3) can be easily synthesized, for example, by the method described in International Publication No. 2004/024741.

本発明の繊維複合体は、透明性が高く、線膨張係数が小さい。本発明の繊維複合体の全光線透過率は、70〜95%であることが好ましく、80〜95%であることがより好ましい。また、濁度は、1〜30であることが好ましく、1〜20であることがより好ましい。全光線透過率および濁度は実施例で後述する方法により測定することができる。   The fiber composite of the present invention has high transparency and a low linear expansion coefficient. The total light transmittance of the fiber composite of the present invention is preferably 70 to 95%, and more preferably 80 to 95%. Moreover, it is preferable that it is 1-30, and, as for turbidity, it is more preferable that it is 1-20. The total light transmittance and turbidity can be measured by the methods described later in Examples.

本発明の繊維複合体の線膨張係数は、120ppm/K以下であることが好ましく、30ppm/K以下であることがより好ましい。この範囲とすることにより、繊維複合体の透明基板用途における加工性が格段に向上する。線膨張係数は実施例で後述する方法により測定することができる。   The linear expansion coefficient of the fiber composite of the present invention is preferably 120 ppm / K or less, and more preferably 30 ppm / K or less. By setting it as this range, the workability in the transparent substrate use of a fiber composite will improve remarkably. The linear expansion coefficient can be measured by the method described later in Examples.

本発明の繊維複合体の厚さは、特に限定されないが、20〜500μmであることが好ましく、50〜200μmであることがより好ましい。当該範囲内とすることにより、透明性と強度と熱膨張性に優れる繊維複合体を調製することができる。   Although the thickness of the fiber composite of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 20-500 micrometers, and it is more preferable that it is 50-200 micrometers. By making it in the said range, the fiber composite excellent in transparency, intensity | strength, and thermal expansibility can be prepared.

本発明の繊維複合体は、以下の工程(1)および(2)を含む製造方法により得られる。
(1)シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を、繊維径が30nm以下である繊維に含浸させる工程
(2)工程(1)で前記繊維に含浸させた前記シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を硬化反応させる工程
以下、各工程に分けて説明する。
The fiber composite of the present invention is obtained by a production method including the following steps (1) and (2).
(1) A step of impregnating a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less with a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof (2) The silsesquioxane impregnated in the fiber in step (1) or the Step for curing reaction of a composition containing a polymer Hereinafter, each step will be described separately.

(1)シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を、繊維径が30nm以下である繊維に含浸させる工程
含浸は、減圧下脱泡して溶存空気を除去してシルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を調整し、気泡が入らないように、繊維径が30nm以下である繊維に前記組成物を塗布し、圧力をかけることにより行う。前記圧力は、0.1〜2MPaが好ましい。
(1) A step of impregnating a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less with a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof. Impregnation is performed by degassing under reduced pressure to remove dissolved air to remove silsesquioxane or its A composition containing a polymer is prepared, and the composition is applied to fibers having a fiber diameter of 30 nm or less so as to prevent bubbles from entering, and pressure is applied. The pressure is preferably 0.1 to 2 MPa.

工程(1)において、繊維径が30nm以下である繊維に含浸させるシルセスキオキサンまたはその重合体の量は、0.5〜2.0g/cmであることが好ましく、0.5〜1g/cmであることが好ましい。 In the step (1), the amount of silsesquioxane or a polymer thereof impregnated in a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less is preferably 0.5 to 2.0 g / cm 3 , and preferably 0.5 to 1 g. / Cm 3 is preferable.

(シルセスキオキサンの重合体を使用した繊維複合体の製造例)
シルセスキオキサンの重合体は、前記一般式(A−1)〜(A−3)で表されるシルセスキオキサンから選ばれる少なくとも1種、必要に応じて他のモノマーを加えて、付加重合、開環重合、または重縮合することにより、Bステージ化、すなわち溶媒に再可溶な重合体(完全には硬化させず半硬化の状態)とすることで、組成物とすることができる。得られる組成物を繊維径が30nm以下である繊維に含浸させることで、混合物とし、この混合物を硬化させることで、繊維複合体とすることができる。
(Production example of fiber composite using silsesquioxane polymer)
The silsesquioxane polymer is added by adding at least one selected from silsesquioxanes represented by the general formulas (A-1) to (A-3), if necessary, other monomers. By polymerizing, ring-opening polymerization, or polycondensation, it can be made into a composition by making it a B-stage, that is, a polymer that is re-soluble in a solvent (not completely cured but semi-cured). . The resulting composition is impregnated into fibers having a fiber diameter of 30 nm or less to form a mixture, and the mixture is cured to obtain a fiber composite.

また、シルセスキオキサンの重合体は、前記一般式(A−1)〜(A−3)で表されるシルセスキオキサンから選ばれる少なくとも1種を、付加重合、開環重合、または重縮合することにより、Bステージ化、すなわち溶媒に再可溶な重合体(完全には硬化させず半硬化の状態)とし、別途、他のモノマーを重合して得られる重合体を混合することで組成物とすることができる。このとき、他のモノマーから得られる重合体も、同様に溶媒に可溶な重合体とすることが必要である。得られる組成物を繊維径が30nm以下である繊維に含浸させることで、混合物とし、この混合物を硬化させることで、繊維複合体とすることができる。   In addition, the silsesquioxane polymer is formed by adding at least one selected from silsesquioxanes represented by the general formulas (A-1) to (A-3) by addition polymerization, ring-opening polymerization, or heavy polymerization. By condensing, it becomes B-stage, that is, a polymer that is re-soluble in a solvent (a state that is not completely cured but semi-cured), and separately mixed with a polymer obtained by polymerizing other monomers. It can be a composition. At this time, the polymer obtained from another monomer is also required to be a polymer soluble in a solvent. The resulting composition is impregnated into fibers having a fiber diameter of 30 nm or less to form a mixture, and the mixture is cured to obtain a fiber composite.

また、シルセスキオキサンの重合体は、前記一般式(A−1)〜(A−3)で表されるシルセスキオキサンから選ばれる少なくとも1種を、付加重合、開環重合、または重縮合することにより、Bステージ化、すなわち溶媒に再可溶な重合体(完全には硬化させず半硬化の状態)とし、さらに他のモノマーを加えて、組成物とすることができる。得られる組成物を繊維径が30nm以下である繊維に含浸させることで、混合物とし、この混合物を硬化させることで、繊維複合体とすることができる。   In addition, the silsesquioxane polymer is formed by adding at least one selected from silsesquioxanes represented by the general formulas (A-1) to (A-3) by addition polymerization, ring-opening polymerization, or heavy polymerization. By condensation, the polymer can be made into a B-stage, that is, a polymer that is re-soluble in a solvent (not completely cured but in a semi-cured state), and further added with other monomers. The resulting composition is impregnated into fibers having a fiber diameter of 30 nm or less to form a mixture, and the mixture is cured to obtain a fiber composite.

シルセスキオキサンの重合体の重量平均分子量は3,000〜4,000,000の範囲が好ましく、10,000〜200,000の範囲がより好ましい。シルセスキオキサンの重合体の重量平均分子量は、実施例で後述する方法により測定することができる。   The weight average molecular weight of the silsesquioxane polymer is preferably in the range of 3,000 to 4,000,000, and more preferably in the range of 10,000 to 200,000. The weight average molecular weight of the silsesquioxane polymer can be measured by the method described later in Examples.

前記他のモノマーとしては、例えば、下記式(B)で表される化合物が挙げられる。   As said other monomer, the compound represented by a following formula (B) is mentioned, for example.

Figure 0005465130
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式(B)において、それぞれのRは独立して炭素数1〜4のアルキルまたはフェニルであり、mは0〜1000の整数であり、0〜150の整数であることが好ましい。Yは水素またはビニル基である。 In the formula (B), each R 4 is independently alkyl or phenyl having 1 to 4 carbon atoms, m is an integer of 0 to 1000, and preferably an integer of 0 to 150. Y is hydrogen or a vinyl group.

化合物(B)は、市販されている化合物を入手することができ、市販されていない化合物でも、例えば特開2003−252995号公報に記載されている方法を参照することにより製造することができる。   As the compound (B), a commercially available compound can be obtained, and even a non-commercial compound can be produced by referring to, for example, a method described in JP-A-2003-252995.

例えば、上記一般式(A−1)〜(A−3)において、Xがアルケニル基であり、上記式(B)において、Yが水素である場合の例として、国際公開第2004/018084号に記載の方法により、アルケニル基を有するシルセスキオキサンとSiH基を有するシルセスキオキサンおよびポリジオルガノシロキサンの少なくとも一方とを、後述するヒドロシリル化触媒の存在下、ヒドロシリル化反応を行うことにより、重量平均分子量が3,000〜4,000,000のシルセスキオキサンの重合体を得ることができる。   For example, in the general formulas (A-1) to (A-3), as an example in which X is an alkenyl group and Y is hydrogen in the formula (B), International Publication No. 2004/018084 By performing the hydrosilylation reaction of silsesquioxane having an alkenyl group and at least one of silsesquioxane having an SiH group and polydiorganosiloxane in the presence of a hydrosilylation catalyst described later, A polymer of silsesquioxane having an average molecular weight of 3,000 to 4,000,000 can be obtained.

ヒドロシリル化反応は、ヒドロシリル化触媒を重合開始剤として用いることで反応をより容易に進行させることができる。ヒドロシリル化触媒としては、例えば、カルステッド(Karstedt)触媒およびスパイヤー(Spier)触媒などが挙げられる。   The hydrosilylation reaction can proceed more easily by using a hydrosilylation catalyst as a polymerization initiator. Examples of the hydrosilylation catalyst include a Karstedt catalyst and a Spier catalyst.

前記ヒドロシリル化触媒は、一般的によく知られた触媒であり、活性が高いので少量添加すれば十分反応を進めることができる。そのため使用量は、触媒に含まれる白金族金属がSi-Hに対する割合で、通常10−9〜1モル%であることが好ましく、10−7〜10−3モル%であることがより好ましい。 The hydrosilylation catalyst is generally a well-known catalyst, and has a high activity. Therefore, if a small amount is added, the reaction can proceed sufficiently. Therefore, the amount used is usually 10 −9 to 1 mol%, more preferably 10 −7 to 10 −3 mol% in terms of the platinum group metal contained in the catalyst relative to Si—H.

(重合開始剤)
シロセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物は、重合開始剤を含有することが好ましい。重合開始剤は、シルセスキオキサンが有する重合性の官能基の種類によって、カチオン重合開始剤およびラジカル重合開始剤等を適宜選択して用いることができるが、通常カチオン重合開始剤が好ましい。
(Polymerization initiator)
The composition containing silsesquioxane or a polymer thereof preferably contains a polymerization initiator. As the polymerization initiator, a cationic polymerization initiator, a radical polymerization initiator, and the like can be appropriately selected and used depending on the type of polymerizable functional group possessed by the silsesquioxane, but a cationic polymerization initiator is usually preferable.

カチオン重合開始剤としては、例えば、紫外線などの活性エネルギー線によりカチオン種またはルイス酸を発生する活性エネルギー線カチオン重合開始剤、および熱によりカチオン種またはルイス酸を発生する熱カチオン重合開始剤などを挙げることができる。   Examples of the cationic polymerization initiator include an active energy ray cationic polymerization initiator that generates a cationic species or Lewis acid by active energy rays such as ultraviolet rays, and a thermal cationic polymerization initiator that generates a cationic species or Lewis acid by heat. Can be mentioned.

活性エネルギー線カチオン重合開始剤としては、例えば、金属フルオロホウ素錯塩および三フッ化ホウ素錯化合物、ビス(パーフルオロアルキルスルホニル)メタン金属塩、アリールジアゾニウム化合物、周期表の第VIa族元素の芳香族オニウム塩、周期表の第Va族元素の芳香族オニウム塩、IIIa〜Va族元素のジカルボニルキレート、チオピリリウム塩、MF(陰イオンの形である周期表の第VIb族元素;Mはリン、アンチモンおよび砒素から選択される)、アリールスルホニウム錯塩、芳香族ヨードニウム錯塩および芳香族スルホニウム錯塩およびビス[4−(ジフェニルスルホニオ)フェニル]スルフィド−ビス−ヘキサフルオロ金属塩並びに鉄化合物の混合配位子金属塩およびシラノール−アルミニウム錯体が挙げられる。これらの塩のいくつかは市販されているものを使用することができる。 Examples of the active energy ray cationic polymerization initiator include metal fluoroboron complex salts and boron trifluoride complex compounds, bis (perfluoroalkylsulfonyl) methane metal salts, aryldiazonium compounds, and aromatic oniums of Group VIa elements of the periodic table Salts, aromatic onium salts of group Va elements of the periodic table, dicarbonyl chelates of group IIIa to Va elements, thiopyrylium salts, MF 6 (group VIb elements of the periodic table in the form of anions; M is phosphorus, antimony And arylsulfonium complex salts, aromatic iodonium complex salts and aromatic sulfonium complex salts and bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide-bis-hexafluorometal salts and mixed ligand metals of iron compounds And salts and silanol-aluminum complexes That. Some of these salts may be commercially available.

熱カチオン重合開始剤としては、例えば、トリフリック酸(Triflic acid)塩および三弗化ホウ素等のカチオン系およびプロトン酸触媒などが挙げられる。なかでも、トリフリック酸塩が好ましい。   Examples of the thermal cationic polymerization initiator include cationic and protonic acid catalysts such as triflic acid salt and boron trifluoride. Of these, a triflic acid salt is preferable.

トリフリック酸塩としては、例えば、トリフリック酸ジエチルアンモニウム、トリフリック酸ジイソプロピルアンモニウムおよびトリフリック酸エチルジイソプロピルアンモニウムが挙げられる。   Examples of the triflic acid salt include diethyl ammonium triflate, diisopropyl ammonium triflate and ethyl diisopropyl ammonium triflate.

また、活性エネルギー線カチオン重合開始剤としても用いられる芳香族オニウム塩のうち、熱によりカチオン種を発生するものも、熱カチオン重合開始剤として用いることができる。芳香族オニウム塩としては、例えば、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩およびホスホニウム塩が好適に挙げられる。   Of the aromatic onium salts that are also used as the active energy ray cationic polymerization initiator, those that generate cationic species by heat can also be used as the thermal cationic polymerization initiator. Preferred examples of the aromatic onium salt include diazonium salts, iodonium salts, sulfonium salts, and phosphonium salts.

これらのカチオン重合開始剤の中で、芳香族オニウム塩が、取り扱い性および潜在性と硬化性のバランスに優れるという点で好ましい。カチオン重合開始剤は、単独でもしくは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Among these cationic polymerization initiators, an aromatic onium salt is preferable in that it is excellent in handleability and the balance between latency and curability. A cationic polymerization initiator can be used individually or in combination of 2 or more types.

重合開始剤の使用割合は、特に限定されないが、シルセスキオキサンまたはその重合体の質量に対して、0.01〜10.0質量%が好ましく、0.05〜3.0質量%がより好ましい。当該範囲内とすることで、硬化反応が十分に進行して目的とする硬化物が得ることができ、硬化物の物性低下を防ぎ、硬化物の着色を抑制することができる。   Although the usage-amount of a polymerization initiator is not specifically limited, 0.01-10.0 mass% is preferable with respect to the mass of silsesquioxane or its polymer, and 0.05-3.0 mass% is more. preferable. By setting it within this range, the curing reaction can proceed sufficiently to obtain the desired cured product, the physical properties of the cured product can be prevented from being lowered, and coloring of the cured product can be suppressed.

(硬化剤)
シロセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物は、硬化剤を含有することが好ましい。硬化剤としては一般の樹脂の硬化に用いられている化合物であれば特に制限されず、アミンおよび酸無水物などを使用することができる。
(Curing agent)
The composition containing silsesquioxane or a polymer thereof preferably contains a curing agent. The curing agent is not particularly limited as long as it is a compound used for curing a general resin, and amines and acid anhydrides can be used.

硬化剤として用いる酸無水物の具体例としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3−メチル−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、4−メチル−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、3−メチル−シクロヘキサンジカルボン酸無水物と4−メチル−シクロヘキサンジカルボン酸無水物の混合物、テトラヒドロ無水フタル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、ノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチルノルボルナン−2,3−ジカルボン酸無水物およびシクロヘキサン−1,3,4−トリカルボン酸−3,4−無水物並びにこれらの誘導体が挙げられる。   Specific examples of the acid anhydride used as the curing agent include phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, 3-methyl-cyclohexanedicarboxylic anhydride, 4-methyl- Cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, mixture of 3-methyl-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride and 4-methyl-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, nadic acid anhydride, methylnadic acid anhydride, norbornane-2,3-dicarboxylic acid Anhydrides, methylnorbornane-2,3-dicarboxylic acid anhydride and cyclohexane-1,3,4-tricarboxylic acid-3,4-anhydride and their derivatives.

なかでも、4−メチル−シクロヘキサンジカルボン酸無水物、及び、3−メチル−シクロヘキサンジカルボン酸無水物と4−メチル−シクロヘキサンジカルボン酸無水物の混合物は、室温で液体のため取り扱いが容易であり、好ましい。   Among these, 4-methyl-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride and a mixture of 3-methyl-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride and 4-methyl-cyclohexanedicarboxylic acid anhydride are preferable because they are easy to handle because they are liquid at room temperature. .

硬化剤として用いるアミンの具体例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ヘキサメチレントリアミン、ビスシアノエチルアミン、およびテトラメチルグアニジン、ピリジン、ピペリジン、メセンジアミン、イソホロンジアミン、1,3−ビスアミノメチル−シクロヘキサン、ビス(4−アミノ−シクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノ−3−メチル−シクロヘキシル)メタン、ベンジルメチルアミン、α−メチル−ベンジルメチルアミン、m−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンおよびジアミノジフェニルエーテルなどが挙げられる。   Specific examples of amines used as curing agents include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine, hexamethylenetriamine, biscyanoethylamine, and tetramethylguanidine, pyridine, piperidine, Mesenediamine, isophoronediamine, 1,3-bisaminomethyl-cyclohexane, bis (4-amino-cyclohexyl) methane, bis (4-amino-3-methyl-cyclohexyl) methane, benzylmethylamine, α-methyl-benzylmethyl And amines, m-phenylenediamine, m-xylylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone and diaminodiphenyl ether. It is.

硬化剤の使用割合は、シルセスキオキサンに含まれている重合性の官能基1当量に対して硬化剤0.7〜1.2当量とすることが好ましく、0.9〜1.1当量とすることがより好ましい。当該範囲内とすることで、硬化が完全で良好な硬化物を得ることができる。   The proportion of the curing agent used is preferably 0.7 to 1.2 equivalents of the curing agent with respect to 1 equivalent of the polymerizable functional group contained in the silsesquioxane, 0.9 to 1.1 equivalents. More preferably. By setting it within the range, a cured product that is completely cured and can be obtained can be obtained.

(硬化促進剤)
硬化剤と併用して、硬化促進剤を使用してもよい。硬化促進剤としては、例えば、テトラフェニルホスホニウムブロミド、テトラブチルホスホニウムブロミド、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド、エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、n−ブチルトリフェニルホスホニウムブロミド、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、2−メチルイミダゾールおよび2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。しかしながら、硬化性がよく、着色がないものであれば、これらに限定されない。
(Curing accelerator)
A curing accelerator may be used in combination with a curing agent. Examples of the curing accelerator include tetraphenylphosphonium bromide, tetrabutylphosphonium bromide, methyltriphenylphosphonium bromide, ethyltriphenylphosphonium bromide, n-butyltriphenylphosphonium bromide, 1,8-diazabicyclo (5,4,0). Examples include undecene-7, 2-methylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole. However, it is not limited to these as long as it has good curability and is not colored.

これらの硬化促進剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの双環式アミジン類、並びに2−メチルイミダゾールおよび2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類は、少量の添加量でもシロセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物に対して高い活性を示し、比較的低い硬化温度でも短時間で硬化できるのでより好ましい。   These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more. Bicyclic amidines such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, and imidazoles such as 2-methylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole can be obtained even in small amounts. It is more preferable because it exhibits high activity for a composition containing oxane or a polymer thereof and can be cured in a short time even at a relatively low curing temperature.

硬化促進剤の使用割合は、硬化促進効果が認められ、硬化物の物性低下を招かず、硬化物に着色を引き起こさなければ、特に限定されない。一般に、シルセスキオキサンまたはその重合体の量に対する硬化促進剤の質量比で、0.005〜5.0質量%が好ましく、0.05〜1.0質量%がより好ましい。   The use ratio of the curing accelerator is not particularly limited as long as a curing accelerating effect is recognized, the physical properties of the cured product are not deteriorated, and the cured product is not colored. Generally, the mass ratio of the curing accelerator to the amount of silsesquioxane or its polymer is preferably 0.005 to 5.0 mass%, more preferably 0.05 to 1.0 mass%.

(溶剤)
シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物の調製に使用する溶剤は、前記組成物や重合体を溶解可能であればよく、特に制限はない。
(solvent)
The solvent used for the preparation of the composition containing silsesquioxane or a polymer thereof is not particularly limited as long as it can dissolve the composition or the polymer.

溶剤としては、例えば、ヘキサンおよびヘプタンなどの炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレンおよびアニソールなどの芳香族炭化水素系溶剤、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(以下、THF)、ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル系溶剤、塩化メチレンおよび四塩化炭素などのハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸エチルなどのエステル系溶剤、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのグリコールエステル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトンおよびメチルイソブチルケトンなどのケトン類が好適に挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いても2種以上を混合して使用してもよい。   Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as hexane and heptane, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, mesitylene and anisole, diethyl ether, tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF), dioxane, 1,2-dimethoxyethane. Ether solvents such as 1,2-diethoxyethane and propylene glycol monomethyl ether, halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride and carbon tetrachloride, ester solvents such as ethyl acetate, glycols such as propylene glycol monomethyl ether acetate Preferable examples include ester solvents, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl isobutyl ketone. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、トルエン、メシチレン、アニソール、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートおよび酢酸2−(2−エトキシエトキシ)エチルが好ましい。   Among these, toluene, mesitylene, anisole, tetrahydrofuran, cyclopentyl methyl ether, 1,2-dimethoxyethane, propylene glycol monomethyl ether acetate and 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate are preferable.

なお、シルセスキオキサンの重合体を繊維径が30nm以下である繊維に含浸させる際には必ずしも溶剤を用いる必要はないが、溶剤で希釈する場合は、樹脂濃度を5質量%以上99質量%以下とすることが好ましく、30質量%以上90質量%以下とすることがより好ましい。   In addition, it is not always necessary to use a solvent when impregnating a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less with a silsesquioxane polymer. However, when diluted with a solvent, the resin concentration is 5 mass% or more and 99 mass%. It is preferable to set it as follows, and it is more preferable to set it as 30 to 90 mass%.

(エポキシ樹脂およびオキセタン樹脂)
本発明の繊維複合体に、エポキシ樹脂またはオキセタン樹脂を配合してもよい。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびビスフェノールS型エポキシ樹脂など)、2個のオキシラニルを有するエポキシ樹脂(ビフェニル型エポキシ樹脂および水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂など)、多官能複素環式エポキシ樹脂(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂およびトリグリシジルイソシアヌレートなど)、3個以上のオキシラニルを有するエポキシ樹脂(ポリ(エポキシ化シクロヘキセンオキサイド)などの多官能脂環式エポキシ樹脂)並びに脂環エポキシ樹脂(ダイセル化学工業株式会社製 製品名:セロキサイド2021、同製品名:セロキサイド 3000および同製品名:セロキサイド 2081)などが挙げられる。
(Epoxy resin and oxetane resin)
You may mix | blend an epoxy resin or an oxetane resin with the fiber composite of this invention. Examples of the epoxy resin include bisphenol type epoxy resins (such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and bisphenol S type epoxy resin), and epoxy resins having two oxiranyl (biphenyl type epoxy resin and hydrogenated bisphenol A). Type epoxy resin), polyfunctional heterocyclic epoxy resin (phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, etc.), epoxy having 3 or more oxiranyl Resin (polyfunctional alicyclic epoxy resin such as poly (epoxidized cyclohexene oxide)) and alicyclic epoxy resin (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., product name: Celoxide 2021) And the same product name: Celoxide 3000 and the same product name: Celoxide 2081).

オキセタン樹脂としては、例えば、東亞合成株式会社製 アロンオキセタン、製品名OXT−101:3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、同OXT−212:2−エチルヘキシルオキセタン、同OXT−121:キシリレンビスオキセタンおよび同OXT−221:3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタンが挙げられる。   Examples of the oxetane resin include Aron Oxetane manufactured by Toagosei Co., Ltd., product names OXT-101: 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane, OXT-212: 2-ethylhexyloxetane, OXT-121: xylylenebisoxetane. And OXT-221: 3-ethyl-3 {[(3-ethyloxetane-3-yl) methoxy] methyl} oxetane.

これらのエポキシ樹脂およびオキセタン樹脂は、2種以上を併用してもよい。これらのうち、透明性の観点から、着色の少ない、脂環エポキシ樹脂およびオキセタン樹脂を用いることがより好ましい。   Two or more of these epoxy resins and oxetane resins may be used in combination. Of these, from the viewpoint of transparency, it is more preferable to use an alicyclic epoxy resin and an oxetane resin that are less colored.

エポキシ樹脂またはオキセタン樹脂の配合割合は、シルセスキオキサンまたはその重合体の質量を基準として5〜50質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましい。   The blending ratio of the epoxy resin or oxetane resin is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 30% by mass based on the mass of silsesquioxane or a polymer thereof.

なお、エポキシ樹脂及びオキセタン樹脂を含まないシルセスキオキサンを含む組成物またはシルセスキオキサン重合体を含む組成物を繊維径が30nm以下である繊維に含浸させ、硬化させて得られる繊維複合体も当然に本発明の繊維複合体に含まれる。このような繊維複合体は従来の成形体に比べて簡便に作製することができるため、好ましい。   A fiber composite obtained by impregnating a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less with a composition containing silsesquioxane not containing an epoxy resin and an oxetane resin or a composition containing a silsesquioxane polymer and curing it. Is naturally included in the fiber composite of the present invention. Such a fiber composite is preferable because it can be easily produced as compared with a conventional molded body.

(酸化防止剤)
本発明の繊維複合体に、酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤を配合することにより、酸化劣化を防止し着色の少ない成形体とすることができる。
(Antioxidant)
You may mix | blend antioxidant with the fiber composite of this invention. By blending an antioxidant, it is possible to prevent the oxidative deterioration and to form a molded product with little coloring.

酸化防止剤としては、例えば、フェノール系、硫黄系およびリン系の酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤の配合割合は、特に限定されないが、シルセスキオキサンまたはその重合体の質量を基準として、0.0001〜1.0質量%が好ましく、0.01〜0.1質量%がより好ましい。   Examples of the antioxidant include phenol-based, sulfur-based and phosphorus-based antioxidants. The blending ratio of the antioxidant is not particularly limited, but is preferably 0.0001 to 1.0% by mass, more preferably 0.01 to 0.1% by mass based on the mass of silsesquioxane or a polymer thereof. preferable.

酸化防止剤としては、例えば、モノフェノール類(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−p−エチルフェノールおよびステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートなど)、ビスフェノール類(2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)および3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−{β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど)、高分子型フェノール類(1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス−(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)−S−トリアジンー2,4,6−(1H,3H,5H)トリオンおよびトコフェノールなど)、硫黄系酸化防止剤(ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネートおよびジステアリルル−3,3’−チオジプロピオネートなど)、ホスファイト類(リフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイトおよびビス[2−t−ブチル−6−メチル−4−{2−(オクタデシルオキシカルボニル)エチル}フェニル]ヒドロゲンホスファイトなど)並びにオキサホスファフェナントレンオキサイド類(9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドおよび10−デシロキシ−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドなど)が挙げられる。   Antioxidants include, for example, monophenols (2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-p-ethylphenol and stearyl-β- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate), bisphenols (2,2′-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylenebis (4- Ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol) and 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- {β- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy} ethyl] 2,4,8,1 0-tetraoxaspiro [5,5] undecane, etc.), polymeric phenols (1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5 -Trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ', 5'-di-t-butyl-4' -Hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis- (4′-hydroxy-3′-t-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, 1,3,5-tris (3 ′, 5 '-Di-t-butyl-4'-hydroxybenzyl) -S-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) trione and tocophenol), sulfur-based antioxidants (dilauryl-3,3 -Thiodipropionate, dimyristyl-3,3'-thiodipropionate and distearyl-3,3'-thiodipropionate), phosphites (rephenyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite) Phyto, tris (nonylphenyl) phosphite, diisodecylpentaerythritol phosphite, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbis (octadecyl) phosphite, cyclic neopentanetetra Irbi (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbi (2,4-di-t-butyl-4-methylphenyl) phosphite and bis [2-t-butyl-6 -Methyl-4- 2- (octadecyloxycarbonyl) ethyl} phenyl] hydrogen phosphite) and oxaphosphaphenanthrene oxides (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10- (3 5-Di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide and 10-decyloxy-9,10-dihydro-9-oxa-10- Phosphaphenanthrene-10-oxide, etc.).

前記酸化防止剤はそれぞれ単独で使用できるが、フェノール系/硫黄系またはフェノール系/リン系と組み合わせて使用することが特に好ましい。市販のフェノール系の酸化防止剤としては、チバ・ジャパン(株)製IRGANOX 1010(商品名)やIRGAFOS 168(商品名)をそれぞれ単独で利用することができ、また、これらを混合して利用することもできる。   The antioxidants can be used alone, but it is particularly preferable to use them in combination with phenol / sulfur or phenol / phosphorus. As commercially available phenolic antioxidants, IRGANOX 1010 (trade name) and IRGAFOS 168 (trade name) manufactured by Ciba Japan Co., Ltd. can be used singly or in combination. You can also.

(紫外線吸収剤)
本発明の繊維複合体に、紫外線吸収剤を配合してもよい。紫外線吸収剤を配合することで、繊維複合体の耐候性を向上させることができる。
(UV absorber)
You may mix | blend a ultraviolet absorber with the fiber composite of this invention. The weather resistance of a fiber composite can be improved by mix | blending a ultraviolet absorber.

紫外線吸収剤としては、一般のプラスチック用紫外線吸収剤を使用できる。その配合割合は、特に限定されない。紫外線吸収剤の配合量は、シルセスキオキサンまたはその重合体の質量を基準として、0.0001〜1.0質量%が好ましく、0.001〜0.1質量%がより好ましい。   As a UV absorber, a general UV absorber for plastics can be used. The blending ratio is not particularly limited. The blending amount of the ultraviolet absorber is preferably 0.0001 to 1.0 mass%, more preferably 0.001 to 0.1 mass%, based on the mass of silsesquioxane or a polymer thereof.

紫外線吸収剤としては、例えば、フェニルサリシレート、p−t−ブチルフェニルサリシレートおよびp−オクチルフェニルサリシレート等のサリチル酸類、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−ドデシルオキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノンおよび2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジtert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジtert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジtert−アミルフェニル)ベンゾトリアゾールおよび2−{(2’−ヒドロキシ−3’,3’’,4’’,5’’,6’’−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5’−メチルフェニル}ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール類、並びにビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートおよびビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)[{3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドリキシフェニル}メチル]ブチルマロネート等のヒンダートアミン類が挙げられる。   Examples of the ultraviolet absorber include salicylic acids such as phenyl salicylate, pt-butylphenyl salicylate and p-octylphenyl salicylate, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4. Octoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-dodecyloxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenone and 2-hydroxy-4-methoxy- Benzophenones such as 5-sulfobenzophenone, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-tert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2 ′ - Roxy-3 ′, 5′-ditert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3′-tert-butyl-5′-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2 ′ -Hydroxy-3 ', 5'-ditert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3', 5'-ditert-amylphenyl) benzotriazole and 2-{(2 Benzotriazoles such as '-hydroxy-3', 3 '', 4 '', 5 '', 6 ''-tetrahydrophthalimidomethyl) -5'-methylphenyl} benzotriazole, and bis (2,2,6 , 6-Tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and bis Hindered amines such as 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) [{3,5-bis (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxyphenyl} methyl] butyl malonate; Can be mentioned.

工程(1)において、シルセスキオキサンを含む組成物またはシルセスキオキサン重合体を含む組成物に、更に下記成分(a)〜(f)を配合してもよい。   In the step (1), the following components (a) to (f) may be further blended with the composition containing silsesquioxane or the composition containing silsesquioxane polymer.

(a)粉末状の補強剤や充填剤、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、微粉末シリカ、溶融シリカおよび結晶シリカなどのケイ素化合物、ガラスビーズ等の透明フィラーおよび水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、カオリン、マイカ、石英粉末、グラファイト並びに二硫化モリブデン等。 (A) Powdery reinforcing agents and fillers, for example, metal oxides such as aluminum oxide and magnesium oxide, silicon compounds such as fine powder silica, fused silica and crystalline silica, transparent fillers such as glass beads, and aluminum hydroxide Metal hydroxide, kaolin, mica, quartz powder, graphite and molybdenum disulfide.

(b)着色剤または顔料、例えば、二酸化チタン、モリブデン赤、紺青、群青、カドミウム黄、カドミウム赤および有機色素等。
(c)難燃剤、例えば、三酸化アンチモン、ブロム化合物およびリン化合物等。
(d)イオン吸着体。
(e)シランカップリング剤。
(f)ジルコニア、チタニア、アルミナ、シリカなどの金属酸化物のナノ粒子分散液。
(B) Colorants or pigments such as titanium dioxide, molybdenum red, bitumen, ultramarine blue, cadmium yellow, cadmium red and organic dyes.
(C) Flame retardants such as antimony trioxide, bromine compounds and phosphorus compounds.
(D) Ion adsorbent.
(E) Silane coupling agent.
(F) A nanoparticle dispersion of a metal oxide such as zirconia, titania, alumina, or silica.

これら(a)〜(f)の成分の配合量は、シルセスキオキサンを含む組成物またはシルセスキオキサン重合体を含む組成物中のシルセスキオキサンの質量に対する質量比で0.01〜0.50であることが好ましい。   The blending amount of these components (a) to (f) is 0.01 to mass ratio with respect to the mass of silsesquioxane in the composition containing silsesquioxane or the composition containing silsesquioxane polymer. It is preferably 0.50.

(2)工程(1)で繊維径が30nm以下である繊維に含浸させたシルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を硬化反応させる工程
この工程は、工程(1)で繊維径が30nm以下である繊維に含浸させた、シルセスキオキサンを含む組成物またはシルセスキオキサン重合体を含む組成物を加圧、加熱および光硬化等の処理を施すにより硬化させる工程である。
(2) A step of curing reaction of a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof impregnated in a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less in step (1) This step is a step (1) in which the fiber diameter is 30 nm. This is a step of curing a composition containing silsesquioxane or a composition containing a silsesquioxane polymer impregnated in the following fibers by applying treatments such as pressurization, heating and photocuring.

(加熱硬化)
加熱硬化の際の温度および時間は、用いるシルセスキオキサンが有する重合性の官能基に応じて適宜設定することができる。加熱の際、重合体を完全に硬化させず半硬化の状態すなわちBステージの状態としたのち、プレス機で挟んで加圧しながら加熱硬化させることにより、いっそう表面が平滑な成形体を得ることができる。この場合の圧力は、通常0.1〜2.0MPaが好ましく、0.2〜1.0MPaがより好ましい。
(Heat curing)
The temperature and time for heat curing can be appropriately set according to the polymerizable functional group of the silsesquioxane used. When heating, the polymer is not completely cured but in a semi-cured state, that is, in a B-stage state, and then heated and cured while being pressed with a press to obtain a molded body with a smoother surface. it can. In this case, the pressure is usually preferably 0.1 to 2.0 MPa, more preferably 0.2 to 1.0 MPa.

加熱は、徐々に温度を上げながら段階的に行うことが好ましい。急速加熱は繊維複合体の内部ひずみを貯めるからである。具体的には、例えば、80℃で1時間、120℃で1時間および160℃で1時間、順次加熱する方法が好ましい。   Heating is preferably performed stepwise while gradually raising the temperature. This is because rapid heating accumulates internal strain of the fiber composite. Specifically, for example, a method of sequentially heating at 80 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 1 hour, and 160 ° C. for 1 hour is preferable.

シルセスキオキサンを含む組成物または重合体を含む組成物に有機溶媒を含有しない場合は、後述の実施例1のようにプレス機などを用いてシルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を繊維径30nm以下である繊維に密着させ、加熱して前記組成物を融解させて該繊維に含浸させることもできる。この場合は、含浸と熱硬化を同時に達成できる。この場合、加熱条件は、例えば、40〜100℃で0.1〜1時間とすることが好ましい。   When the composition containing the silsesquioxane or the composition containing the polymer does not contain an organic solvent, the composition containing the silsesquioxane or the polymer thereof using a press machine or the like as in Example 1 described later. Can be adhered to fibers having a fiber diameter of 30 nm or less, heated to melt the composition, and impregnated into the fibers. In this case, impregnation and thermosetting can be achieved simultaneously. In this case, the heating condition is preferably, for example, 40 to 100 ° C. and 0.1 to 1 hour.

(光硬化)
また、シルセスキオキサンが有する重合性の官能基の種類によっては、シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物に重合開始剤(光酸発生剤)を加えることで光硬化によって硬化反応させることができる。
(Light curing)
In addition, depending on the type of polymerizable functional group possessed by silsesquioxane, a curing reaction is caused by photocuring by adding a polymerization initiator (photoacid generator) to the composition containing silsesquioxane or a polymer thereof. be able to.

シルセスキオキサンを含む組成物またはシルセスキオキサン重合体を含む組成物における光酸発生剤の含有量は、シルセスキオキサンまたはその重合体の質量に対する質量比で0.0001〜0.01が好ましく、0.001〜0.01がより好ましい。   The content of the photoacid generator in the composition containing the silsesquioxane or the composition containing the silsesquioxane polymer is from 0.0001 to 0.01 in a mass ratio to the mass of the silsesquioxane or the polymer. Is preferable, and 0.001 to 0.01 is more preferable.

光硬化は、波長100〜400nmの光を露光することにより行うことが好ましい。波長100〜400nmの光としては、例えば放射線発生装置により発生された種々の波長の光、例えば、g線およびi線等の紫外線光、遠紫外線光(248nm、198nm)並びに電子線等が挙げられる。露光量は、例えば10〜2000mJ/cmが好ましい。 The photocuring is preferably performed by exposing light having a wavelength of 100 to 400 nm. Examples of light having a wavelength of 100 to 400 nm include light of various wavelengths generated by a radiation generator, for example, ultraviolet light such as g-line and i-line, far-ultraviolet light (248 nm, 198 nm), and electron beam. . The exposure amount is preferably, for example, 10 to 2000 mJ / cm 2 .

本発明の繊維複合体は、透明性が高く、線膨張係数が小さく、軽量のため、各種基板に用いることができる。基板としては、例えば、液晶表示素子用基板、有機EL表示素子用基板、カラーフィルター基板、太陽電池用基板、タッチパネル用基板、プラズマディスプレイ用基板などが挙げられる。また、ガラス基板、プラスチック基板、フィルム基板および金属基板などの基板上に本発明の繊維複合体を形成して、基板としてもよい。   The fiber composite of the present invention has high transparency, a small linear expansion coefficient, and is lightweight, so that it can be used for various substrates. Examples of the substrate include a liquid crystal display device substrate, an organic EL display device substrate, a color filter substrate, a solar cell substrate, a touch panel substrate, and a plasma display substrate. Alternatively, the fiber composite of the present invention may be formed on a substrate such as a glass substrate, a plastic substrate, a film substrate, or a metal substrate to form a substrate.

本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって限定されない。   The present invention will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to the following examples.

シルセスキオキサン重合体の重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法により測定した。具体的には、テトラヒドロフラン(THF)でシルセスキオキサンの重合体の濃度が約0.05〜0.10質量%になるように希釈し、昭和電工株式会社製カラムKF−805L、およびKF−804Lを用いて、THFを展開剤として測定し、標準ポリメチルメタクリレートに換算することにより求めた。   The weight average molecular weight of the silsesquioxane polymer was measured by gel permeation chromatography (GPC). Specifically, it is diluted with tetrahydrofuran (THF) so that the concentration of the silsesquioxane polymer is about 0.05 to 0.10% by mass, and columns KF-805L and KF- manufactured by Showa Denko KK Using 804L, THF was measured as a developing agent, and it was determined by converting to standard polymethyl methacrylate.

[合成例1]
<化合物(II)の製造>
下記の経路により化合物(II)を製造した。
[Synthesis Example 1]
<Production of Compound (II)>
Compound (II) was produced by the following route.

Figure 0005465130
Figure 0005465130

第1段:3−アリロキシメチル−3−エチル−オキセタンの製造
窒素雰囲気下、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を備えた内容積2.0リットルの反応容器に50質量%水酸化カリウム水溶液(2500g)及び3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン(580g、50mol)、テトラブチルアンモニウムブロミド(50g)を加えて撹拌しながらアリルブロミド(1210g、100mol)を滴下ロートから滴下した。滴下終了後、室温で24時間撹拌したのち、水を加えてヘキサンで抽出した。有機層を水洗したのち、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。そして減圧濃縮で溶媒留去したのち減圧蒸留を行い、圧力1.4kPa、塔頂温度76℃の留分で3−アリロキシメチル−3−エチル−オキセタンを780g(収率89%)得た。
First stage: Production of 3-allyloxymethyl-3-ethyl-oxetane 50% by weight aqueous potassium hydroxide solution in a 2.0 liter reaction vessel equipped with a thermometer, dropping funnel and reflux condenser under nitrogen atmosphere (2500 g), 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane (580 g, 50 mol) and tetrabutylammonium bromide (50 g) were added, and allyl bromide (1210 g, 100 mol) was added dropwise from the dropping funnel while stirring. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at room temperature for 24 hours, water was added, and the mixture was extracted with hexane. The organic layer was washed with water and dried over anhydrous magnesium sulfate. Then, the solvent was distilled off by concentration under reduced pressure, followed by distillation under reduced pressure, and 780 g (yield 89%) of 3-allyloxymethyl-3-ethyl-oxetane was obtained from a fraction having a pressure of 1.4 kPa and a tower top temperature of 76 ° C.

第2段:化合物(II)の製造
化合物(II)を国際公開第2004/024741号に開示されている方法に従って合成した。即ち、窒素雰囲気下、温度計、滴下ロートおよび還流冷却器を備えた内容積2.0リットルの反応容器に、化合物(I)(400g)、トルエン(620g)を仕込み、マグネチックスターラーで攪拌しながら加熱し、液温を80℃にした。Pt触媒[ユミコアプレシャスメタル株式会社製、製品名 Pt−VTSC−3.0X(白金3質量%キシレン溶液)](80μL)をマイクロシリンジで加えたのち、第1段で製造した3−アリロキシメチル−3−エチル−オキセタン(288g)を添加した。そして還流温度で3時間攪拌した後、室温まで冷却してから富士シリシア化学株式会社製、商品名SHシリカ(2.0g)を加え1時間攪拌した。SHシリカを濾過して得た濾液をエバポレーターで濃縮した。得られた濃縮物にメタノール(3000g)を加え、さらに活性炭(18g)加え室温で1時間攪拌した。活性炭を濾過で除去した濾液をエバポレーターで濃縮し、無色の粘ちょう液体を595g得た。H NMRの測定の結果、化合物(II)であることがわかった(収率83%)。
Second Stage: Production of Compound (II) Compound (II) was synthesized according to the method disclosed in International Publication No. 2004/024741. That is, in a nitrogen atmosphere, compound (I) (400 g) and toluene (620 g) were charged into a 2.0 liter reaction vessel equipped with a thermometer, a dropping funnel and a reflux condenser, and stirred with a magnetic stirrer. The solution was heated to 80 ° C. Pt catalyst [manufactured by Umicore Precious Metal Co., Ltd., product name Pt-VTSC-3.0X (platinum 3 mass% xylene solution)] (80 μL) was added with a microsyringe, and then 3-allyloxy produced in the first stage. Methyl-3-ethyl-oxetane (288 g) was added. And after stirring at reflux temperature for 3 hours, after cooling to room temperature, the product name SH silica (2.0g) by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd. was added, and it stirred for 1 hour. The filtrate obtained by filtering SH silica was concentrated with an evaporator. Methanol (3000 g) was added to the obtained concentrate, activated carbon (18 g) was further added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The filtrate from which the activated carbon was removed by filtration was concentrated with an evaporator to obtain 595 g of a colorless viscous liquid. As a result of 1 H NMR measurement, it was found to be compound (II) (yield 83%).

[キチン繊維の調製]
カニ殻由来の乾燥キチン粉末(ナカライテスク社製キチン(粉末),商品コード07946−62)20gを2リットルの純水に分散させ、酢酸を10g添加し、室温にて約1時間撹拌しキチン繊維分散液を調製した。その後、得られたキチン繊維分散液中のキチン繊維を、石臼式摩砕機(スーパーマスコロイダー、増幸産業製)を用いて、1時間解繊処理し、キチン繊維の懸濁液とした。解繊時の砥石の回転数は1500rpmとした。解繊処理後のキチン繊維を電界放出型電子顕微鏡で観察し、写真を撮影した。この写真中のキチン繊維を無作為に50本選び、その繊維径を測定し、繊維径の最小値及び最大値を求めた。その結果、得られたキチン繊維は、繊維径が10〜20nmの範囲に入ることがわかった。また、均一でかつ高いアスペクト比を有するナノファイバーであることも確認できた。
[Preparation of chitin fiber]
20 g of dried chitin powder derived from crab shells (chitin (powder) manufactured by Nacalai Tesque, product code 07946-62) is dispersed in 2 liters of pure water, 10 g of acetic acid is added, and the mixture is stirred for about 1 hour at room temperature and chitin fiber A dispersion was prepared. Then, the chitin fiber in the obtained chitin fiber dispersion was defibrated for 1 hour using a stone mill grinder (Supermass colloider, manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd.) to obtain a chitin fiber suspension. The rotational speed of the grindstone during defibration was 1500 rpm. The chitin fiber after the defibrating treatment was observed with a field emission electron microscope, and a photograph was taken. Fifty chitin fibers in the photograph were selected at random, the fiber diameter was measured, and the minimum and maximum fiber diameters were determined. As a result, it was found that the obtained chitin fiber had a fiber diameter in the range of 10 to 20 nm. It was also confirmed that the nanofiber was uniform and had a high aspect ratio.

[キチン不織布Aの調製]
前記方法により得られたキチン繊維の懸濁液を、純水でキチン繊維濃度0.2質量%になるように希釈し、25℃にて3時間、300rpmで撹拌した。濾過器としてアドバンテック社製を使用し、金属メッシュフィルターの上に同アドバンテック社製の0.1μmPTFEメンブランフィルターを載せた。上部から十分に撹拌を行ったキチン繊維の懸濁液を15g流し込み、減圧濾過した。完全に水分が除去される前に、純水5gを追加し、再度減圧濾過の操作を2回行った。その後、エタノール5gを追加し、再度減圧濾過の操作を2回行う。PTFEメンブランフィルターの上にキチン繊維の堆積物が得られた。このキチン繊維の堆積物をろ紙に挟み込み、2kgの荷重をかけ90℃で6時間乾燥を行い、厚さ40μmのキチン不織布Aを得た。キチン不織布Aの比容積は、2cm/gであった。
[Preparation of chitin nonwoven fabric A]
The suspension of chitin fibers obtained by the above method was diluted with pure water to a chitin fiber concentration of 0.2% by mass, and stirred at 25 ° C. for 3 hours at 300 rpm. A filter made by Advantech was used, and a 0.1 μm PTFE membrane filter made by Advantech was placed on the metal mesh filter. 15 g of a chitin fiber suspension that had been sufficiently stirred from above was poured and filtered under reduced pressure. Before the water was completely removed, 5 g of pure water was added, and the vacuum filtration operation was again performed twice. Thereafter, 5 g of ethanol is added, and the vacuum filtration operation is again performed twice. A deposit of chitin fibers was obtained on the PTFE membrane filter. This chitin fiber deposit was sandwiched between filter papers and dried at 90 ° C. for 6 hours under a load of 2 kg to obtain a 40 μm thick chitin nonwoven fabric A. The specific volume of the chitin nonwoven fabric A was 2 cm 3 / g.

[キチン不織布Bの調製]
前記キチン繊維不織布Aを、更に110℃で4時間乾燥を行い、得られたものをキチン不織布Bとした。キチン不織布Bの厚さは40μmであり、比容積は、2cm/gであった。
[Preparation of chitin nonwoven fabric B]
The chitin fiber nonwoven fabric A was further dried at 110 ° C. for 4 hours, and the resulting product was designated as chitin nonwoven fabric B. The thickness of the chitin nonwoven fabric B was 40 μm, and the specific volume was 2 cm 3 / g.

本実施例において使用した主な材料
シルセスキオキサン:合成例1で製造した化合物(II)
繊維径30nm以下である繊維:キチン不織布Aまたはキチン不織布B
重合開始剤:カチオン重合開始剤(三新化学工業(株)製 商品名 サンエイド SI−100)
Main materials used in this example: Silsesquioxane: Compound (II) produced in Synthesis Example 1
Fiber having a fiber diameter of 30 nm or less: chitin nonwoven fabric A or chitin nonwoven fabric B
Polymerization initiator: Cationic polymerization initiator (trade name Sun-Aid SI-100, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.)

(実施例1)
容器に合成例1で製造した化合物(II)(100質量部)と、エチレングリコールジメチルエーテル(5質量部)に溶解したカチオン重合開始剤(0.5質量部)を仕込み、自転・公転ミキサー(株式会社シンキー製 あわとり練太郎(商品名)ARE−250)にセットし、混合と脱泡を行い、シルセスキオキサンを含む組成物とした。この組成物を、塗布量が均一となるように、PET(TORAY製 ルミラー100-T60、以下PETと称する)上に塗布し、キチン不織布A、上記組成物、PETの順に積層させた。その後気泡が入らないように注意しながら、金属板で最上層のPETに1MPaの圧力をかけながら、2時間含浸させた。
Example 1
A container is charged with Compound (II) produced in Synthesis Example 1 (100 parts by mass) and a cationic polymerization initiator (0.5 parts by mass) dissolved in ethylene glycol dimethyl ether (5 parts by mass). Set to Shintaro Awatori (trade name) ARE-250) manufactured by Shinki Co., Ltd., mixed and degassed to obtain a composition containing silsesquioxane. This composition was coated on PET (TORAY Lumirror 100-T60, hereinafter referred to as PET) so that the coating amount was uniform, and the chitin nonwoven fabric A, the above composition, and PET were laminated in this order. Thereafter, the metal plate was impregnated for 2 hours while applying a pressure of 1 MPa to the uppermost layer of PET, taking care not to introduce bubbles.

含浸後、得られた混合物を熱プレス機(株式会社東洋精機製作所製 MINI TEST PRESS−10、以下プレス機とする)にセットした。そして1MPaの圧力を掛けて80℃で1時間、120℃で1時間、そして160℃で1時間加熱を行い、繊維複合体として、厚さ55μmのキチン繊維複合化シルセスキオキサン成形体を得た。   After impregnation, the obtained mixture was set in a heat press machine (MINI TEST PRESS-10 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., hereinafter referred to as a press machine). Then, a pressure of 1 MPa is applied and heating is performed at 80 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 1 hour, and 160 ° C. for 1 hour to obtain a chitin fiber composite silsesquioxane molded body having a thickness of 55 μm as a fiber composite. It was.

(実施例2)
容器に合成例1で製造した化合物(II)(50質量部)と、エチレングリコールジメチルエーテル(50質量部)に溶解したカチオン重合開始剤(0.5質量部)を仕込み、自転・公転ミキサー(株式会社シンキー製 あわとり練太郎(商品名)ARE−250)にセットし、混合と脱泡を行い、シルセスキオキサンを含む組成物とした。この組成物にキチン不織布Aを5分間含浸させ、混合物とした。得られた混合物を80℃で1時間、120℃で1時間、そして160℃で1時間加熱を行い、繊維複合体として、厚さ80μmのキチン繊維複合化シルセスキオキサン成形体を得た。
(Example 2)
A container is charged with Compound (II) produced in Synthesis Example 1 (50 parts by mass) and a cationic polymerization initiator (0.5 parts by mass) dissolved in ethylene glycol dimethyl ether (50 parts by mass). Set to Shintaro Awatori (trade name) ARE-250) manufactured by Shinki Co., Ltd., mixed and degassed to obtain a composition containing silsesquioxane. This composition was impregnated with chitin nonwoven fabric A for 5 minutes to obtain a mixture. The resulting mixture was heated at 80 ° C. for 1 hour, 120 ° C. for 1 hour, and 160 ° C. for 1 hour to obtain a chitin fiber composite silsesquioxane molded body having a thickness of 80 μm as a fiber composite.

(実施例3)
容器に合成例1で製造した化合物(II)(80質量部)と、エチレングリコールジメチルエーテル(20質量部)、カチオン重合開始剤(0.5質量部)仕込み、それ以外は実施例2と同様にして、繊維複合体として、厚さ130μmのキチン繊維複合化シルセスキオキサン成形体を得た。
(Example 3)
The same procedure as in Example 2 was carried out except that the compound (II) produced in Synthesis Example 1 (80 parts by mass), ethylene glycol dimethyl ether (20 parts by mass), and a cationic polymerization initiator (0.5 parts by mass) were charged in a container. Thus, a chitin fiber composite silsesquioxane molded body having a thickness of 130 μm was obtained as a fiber composite.

(実施例4)
キチン不織布Bを用いて、実施例2と同様にして、繊維複合体として、厚さ80μmのキチン繊維複合化シルセスキオキサン成形体を得た。
Example 4
Using chitin nonwoven fabric B, a chitin fiber composite silsesquioxane molded body having a thickness of 80 μm was obtained as a fiber composite in the same manner as in Example 2.

(実施例5)
キチン不織布Bを用いて、実施例3と同様にして、繊維複合体として、厚さ130μmのキチン繊維複合化シルセスキオキサン成形体を得た。
(Example 5)
Using chitin nonwoven fabric B, a chitin fiber composite silsesquioxane molded body having a thickness of 130 μm was obtained as a fiber composite in the same manner as in Example 3.

(比較例1)
キチン不織布Aを使用しない以外は、実施例1と同様にして、繊維複合体として、厚さ50μmのシルセスキオキサンフィルムを得た。
(Comparative Example 1)
A silsesquioxane film having a thickness of 50 μm was obtained as a fiber composite in the same manner as in Example 1 except that chitin nonwoven fabric A was not used.

(比較例2)
キチン不織布Aの物性を評価した。
(Comparative Example 2)
The physical properties of chitin nonwoven fabric A were evaluated.

(比較例3)
キチン不織布Bの物性を評価した。
(Comparative Example 3)
The physical properties of chitin nonwoven fabric B were evaluated.

<キチン繊維含有量>
キチン繊維含有量は、複合前後の材料の質量を計測することにより測定した。
<Chitin fiber content>
The chitin fiber content was measured by measuring the mass of the material before and after the composite.

<全光線透過率・濁度測定>
実施例1〜5、比較例1〜3で得られたシルセスキオキサン成形体を、ヘーズメータ(日本電色工業株式会社製 NHD5000)で全光線透過率と濁度を測定した。結果を表1に示す。全光線透過率が70〜95%であり、且つ濁度が1〜30である場合に、透明性が高いと判断した。
<Total light transmittance / turbidity measurement>
The total light transmittance and turbidity of the silsesquioxane molded bodies obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were measured with a haze meter (NHD5000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.). The results are shown in Table 1. When the total light transmittance was 70 to 95% and the turbidity was 1 to 30, it was judged that the transparency was high.

<線膨張係数>
実施例1〜5、比較例1〜3により得られたシルセスキオキサン成形体を幅3mm×長さ15mmにカットし、セイコー電子工業株式会社製 熱機械分析装置(TMA−100)を使用し、チャック間距離10mm、荷重0.1gで10℃/minで100〜150℃の範囲で線膨張係数を算出した。結果を表1に示す。
<Linear expansion coefficient>
The silsesquioxane molded bodies obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were cut into a width of 3 mm and a length of 15 mm, and a thermomechanical analyzer (TMA-100) manufactured by Seiko Electronics Industry Co., Ltd. was used. The linear expansion coefficient was calculated in the range of 100 to 150 ° C. at a distance of 10 mm between chucks and a load of 0.1 g at 10 ° C./min. The results are shown in Table 1.

<可撓性の評価>
実施例1〜5、比較例1、2から得られたシルセスキオキサン成形体のサンプルの短辺と短辺が合わさるように180°折り曲げ試験を行ったところ、何れのサンプルも割れることがなく、可撓性を有し自由に曲げることができた。

Figure 0005465130
<Evaluation of flexibility>
When the 180 ° bending test was performed so that the short side and the short side of the samples of the silsesquioxane molded bodies obtained from Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were combined, none of the samples was broken. It was flexible and could be bent freely.
Figure 0005465130

表1に示す結果から分かるように、本発明により、キチン繊維で複合化された実施例1〜5のシルセスキオキサン成形体は、高い透明性を維持したまま、線膨張係数を低減することができた。さらに、180°に折り曲げても割れないことから、可撓性が高いことが分かった。   As can be seen from the results shown in Table 1, according to the present invention, the silsesquioxane molded bodies of Examples 1 to 5 complexed with chitin fibers reduce the linear expansion coefficient while maintaining high transparency. I was able to. Furthermore, since it did not crack even if it bent | folded at 180 degrees, it turned out that flexibility is high.

一方、キチン繊維で複合化していない比較例1は、全光線透過率が高いものの、線膨張係数が大きかった。また、キチン不織布Aである比較例2およびキチン不織布Bである比較例3は、シルセスキオキサンを含まないことから、全光線透過率および濁度が大きかった。   On the other hand, Comparative Example 1 that was not complexed with chitin fibers had a high linear expansion coefficient although it had a high total light transmittance. Moreover, since the comparative example 2 which is the chitin nonwoven fabric A and the comparative example 3 which is the chitin nonwoven fabric B do not contain silsesquioxane, the total light transmittance and turbidity were large.

これらの結果から、本発明の繊維複合体は、液晶表示素子用基板、有機EL表示素子用基板、カラーフィルター用基板および太陽電池用基板に好適に用いることができることが予想された。   From these results, it was expected that the fiber composite of the present invention can be suitably used for a liquid crystal display element substrate, an organic EL display element substrate, a color filter substrate, and a solar cell substrate.

本発明の繊維複合体は、液晶表示素子用基板、有機EL表示素子用基板やカラーフィルター用基板、太陽電池用基板およびタッチパネル用基板やプラズマディスプレイ用基板などに好適に用いることができる。   The fiber composite of the present invention can be suitably used for liquid crystal display element substrates, organic EL display element substrates, color filter substrates, solar cell substrates, touch panel substrates, plasma display substrates, and the like.

Claims (22)

繊維径が30nm以下である繊維と、シルセスキオキサンまたはシルセスキオキサンの重合体を含む組成物とを含む混合物を硬化させて得られる繊維複合体。   A fiber composite obtained by curing a mixture comprising a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and a composition containing silsesquioxane or a silsesquioxane polymer. 前記繊維がキチン繊維である請求項1に記載の繊維複合体。   The fiber composite according to claim 1, wherein the fiber is chitin fiber. 前記キチン繊維がキチン不織布である請求項2に記載の繊維複合体。   The fiber composite according to claim 2, wherein the chitin fiber is a chitin nonwoven fabric. 前記シルセスキオキサンが、かご型または部分かご型構造を有するシルセスキオキサンである請求項1〜3のいずれか1項に記載の繊維複合体。   The fiber composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the silsesquioxane is a silsesquioxane having a cage type or partial cage type structure. 前記かご型または部分かご型構造を有するシルセスキオキサンが、一般式(A−1)〜(A−3)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である請求項4に記載の繊維複合体。
Figure 0005465130

一般式(A−1)〜(A−3)において、Rは、それぞれ独立して、水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよく、隣接しない−CH−が−O−若しくはシクロアルキレンで置き換えられてもよい炭素数が1〜45のアルキル、炭素数が4〜8のシクロアルキル、任意の水素が炭素数1〜10のアルキル、またはハロゲンで置き換えられてもよいアリールである。Rは、それぞれ独立して炭素数が1〜4のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基である。少なくとも1つのXは、水素、ビニル基、または重合性の官能基を有する、炭素数が1〜10のアルキル、シクロアルキル、若しくはフェニルであり、残りのXはRと同様に定義される基である。
The fiber composite according to claim 4, wherein the silsesquioxane having the cage type or partial cage type structure is at least one selected from the compounds represented by the general formulas (A-1) to (A-3). body.
Figure 0005465130

In the general formulas (A-1) to (A-3), each R is independently hydrogen, any hydrogen may be replaced with fluorine, and —CH 2 — not adjacent to each other is —O— or cycloalkylene. The alkyl having 1 to 45 carbon atoms which may be substituted with, cycloalkyl having 4 to 8 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or aryl optionally substituted with halogen. R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl. At least one X is hydrogen, a vinyl group, or a polymerizable functional group having 1 to 10 carbon atoms, alkyl, cycloalkyl, or phenyl, and the remaining X is a group defined as in R 1 It is.
前記一般式(A−1)〜(A−3)において、重合性の官能基が、オキシラニル、3,4−エポキシシクロヘキシル、オキセタニル、アクリルまたは(メタ)アクリルである、請求項5に記載の繊維複合体。   The fiber according to claim 5, wherein in the general formulas (A-1) to (A-3), the polymerizable functional group is oxiranyl, 3,4-epoxycyclohexyl, oxetanyl, acrylic, or (meth) acrylic. Complex. 線膨張係数が120ppm/K以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の繊維複合体。   The fiber composite according to any one of claims 1 to 6, wherein a linear expansion coefficient is 120 ppm / K or less. 以下の工程(1)および(2)を含む、繊維径が30nm以下である繊維とシルセスキオキサンとの繊維複合体の製造方法。
(1)シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を、繊維径が30nm以下である繊維に含浸させる工程
(2)工程(1)で前記繊維に含浸させた前記シルセスキオキサンまたはその重合体を含む組成物を硬化反応させる工程
A method for producing a fiber composite of a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less and silsesquioxane, comprising the following steps (1) and (2).
(1) A step of impregnating a fiber having a fiber diameter of 30 nm or less with a composition containing silsesquioxane or a polymer thereof (2) The silsesquioxane impregnated in the fiber in step (1) or the A step of curing reaction of a composition containing a polymer
前記繊維がキチン繊維である請求項8に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 8, wherein the fibers are chitin fibers. 前記キチン繊維がキチン不織布である請求項9に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 9, wherein the chitin fiber is a chitin nonwoven fabric. 前記シルセスキオキサンが、一般式(A−1)〜(A−3)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である請求項8〜10のいずれか1項に記載の製造方法。
Figure 0005465130

一般式(A−1)〜(A−3)において、Rは、それぞれ独立して、水素、任意の水素がフッ素で置き換えられてもよく、隣接しない−CH−が−O−若しくはシクロアルキレンで置き換えられてもよい炭素数が1〜45のアルキル、炭素数が4〜8のシクロアルキル、任意の水素が炭素数1〜10のアルキル、またはハロゲンで置き換えられてもよいアリールである。Rは、それぞれ独立して炭素数が1〜4のアルキル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびフェニルから選択される基である。少なくとも1つのXは、水素、ビニル基、または重合性の官能基を有する、炭素数が1〜10のアルキル、シクロアルキル、若しくはフェニルであり、残りのXはRと同様に定義される基である。
The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the silsesquioxane is at least one selected from the compounds represented by the general formulas (A-1) to (A-3).
Figure 0005465130

In the general formulas (A-1) to (A-3), each R is independently hydrogen, any hydrogen may be replaced with fluorine, and —CH 2 — not adjacent to each other is —O— or cycloalkylene. The alkyl having 1 to 45 carbon atoms which may be substituted with, cycloalkyl having 4 to 8 carbon atoms, alkyl having 1 to 10 carbon atoms, or aryl optionally substituted with halogen. R 1 is a group independently selected from alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cyclopentyl, cyclohexyl and phenyl. At least one X is hydrogen, a vinyl group, or a polymerizable functional group having 1 to 10 carbon atoms, alkyl, cycloalkyl, or phenyl, and the remaining X is a group defined as in R 1 It is.
前記一般式(A−1)〜(A−3)において、重合性の官能基が、オキシラニル、3,4−エポキシシクロヘキシル、オキセタニル、アクリルまたは(メタ)アクリルである、請求項11に記載の製造方法。   The production according to claim 11, wherein in the general formulas (A-1) to (A-3), the polymerizable functional group is oxiranyl, 3,4-epoxycyclohexyl, oxetanyl, acrylic, or (meth) acrylic. Method. 前記重合体の重量平均分子量が3,000〜4,000,000である、請求項8〜12のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 8-12 whose weight average molecular weights of the said polymer are 3,000-4,000,000. 前記工程(1)において、前記組成物が重合開始剤を含む請求項8〜13のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 8 to 13, wherein in the step (1), the composition contains a polymerization initiator. 前記重合開始剤が、カチオン重合開始剤またはラジカル重合開始剤である請求項14に記載の製造方法。   The production method according to claim 14, wherein the polymerization initiator is a cationic polymerization initiator or a radical polymerization initiator. 前記工程(1)において、前記組成物が硬化剤を含む請求項14または15に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 14 or 15, wherein in the step (1), the composition contains a curing agent. 前記硬化剤が、酸無水物またはアミンである請求項16に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 16, wherein the curing agent is an acid anhydride or an amine. 前記工程(2)において、硬化反応が熱硬化反応である請求項8〜17のいずれか1項に記載の製造方法。   In the said process (2), hardening reaction is a thermosetting reaction, The manufacturing method of any one of Claims 8-17. 前記工程(2)において、硬化反応が光硬化反応である請求項8〜15のいずれか1項に記載の製造方法。   In the said process (2), hardening reaction is photocuring reaction, The manufacturing method of any one of Claims 8-15. 前記組成物がさらにエポキシ樹脂またはオキセタン樹脂を含む請求項8〜19のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 8 to 19, wherein the composition further contains an epoxy resin or an oxetane resin. 請求項8〜20のいずれか1項に記載の製造方法により製造される繊維複合体。   The fiber composite manufactured by the manufacturing method of any one of Claims 8-20. 請求項1〜7および21のいずれか1項に記載の繊維複合体を用いる基板。   A substrate using the fiber composite according to any one of claims 1 to 7 and 21.
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