JP6620567B2 - Laminate and method for producing laminate - Google Patents
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Description
本発明は、積層体及び積層体の製造方法に関する。 The present invention relates to a laminate and a method for producing the laminate.
近年、石油資源の代替及び環境意識の高まりから、再生産可能な天然繊維を利用した材料が着目されている。天然繊維の中でも、繊維径が10μm以上50μm以下の繊維状セルロース、特に木材由来の繊維状セルロース(パルプ)は、主に紙製品としてこれまで幅広く使用されてきた。 In recent years, materials that use reproducible natural fibers have attracted attention due to the substitution of petroleum resources and the growing environmental awareness. Among natural fibers, fibrous cellulose having a fiber diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, in particular, fibrous cellulose (pulp) derived from wood has been widely used mainly as a paper product so far.
繊維状セルロースとしては、繊維径が1μm以下の微細繊維状セルロースも知られている。また、このような微細繊維状セルロースから構成されるシートや、微細繊維状セルロース含有シートと樹脂層を含む複合体が開発されている。微細繊維状セルロースを含有するシートや複合体においては、繊維同士の接点が著しく増加することから、引張強度等が大きく向上することが知られている。また、繊維幅が可視光の波長より短くなることで、透明度が大きく向上することも知られている。 As the fibrous cellulose, fine fibrous cellulose having a fiber diameter of 1 μm or less is also known. Moreover, the composite_body | complex containing the sheet | seat comprised from such a fine fibrous cellulose and a fine fibrous cellulose containing sheet | seat and a resin layer is developed. In the sheet | seat and composite containing fine fibrous cellulose, since the contact point of fibers increases remarkably, it is known that tensile strength etc. will improve large. It is also known that transparency is greatly improved when the fiber width is shorter than the wavelength of visible light.
微細繊維状セルロース含有シートと樹脂層を含む複合体においては、微細繊維状セルロース含有シートと樹脂層の密着性を高めることが検討されている。例えば、特許文献1では、微細繊維状セルロース含有シートにポリカーボネートシートを加熱融着して積層体とする際に、アクリルプライマー等のプライマー処理液を含ませた微細繊維状セルロース含有シートを用いることにより密着性を高めることが検討されている。また、特許文献2においては、微細繊維状セルロース含有シートと樹脂層を、接着層を介して積層することが検討されている。特許文献2の実施例においては、接着層を構成する接着剤としてポリウレタン系の接着剤が用いられている。
In a composite including a fine fibrous cellulose-containing sheet and a resin layer, it has been studied to improve the adhesion between the fine fibrous cellulose-containing sheet and the resin layer. For example, in Patent Document 1, when a polycarbonate sheet is heated and fused to a fine fibrous cellulose-containing sheet to form a laminate, by using a fine fibrous cellulose-containing sheet containing a primer treatment liquid such as an acrylic primer. Increasing adhesion is being studied. Moreover, in
しかしながら、従来の積層体においては、微細繊維状セルロース含有シート(繊維層)と樹脂層の密着性が十分ではなく、使用態様においてはさらなる改善が求められる場合があった。また、従来の積層体においては、曲げ応力付与時の密着性が劣る場合があり、改善が求められていた。
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、微細繊維状セルロース含有シート(繊維層)と樹脂層を有する積層体であって、より優れた密着性を有し、かつ曲げ応力付与時の密着性にも優れた積層体を提供することを目的として検討を進めた。
However, in the conventional laminate, the adhesion between the fine fibrous cellulose-containing sheet (fiber layer) and the resin layer is not sufficient, and further improvements may be required in the usage mode. Moreover, in the conventional laminated body, the adhesiveness at the time of bending stress provision may be inferior, and the improvement was calculated | required.
Therefore, the present inventors are a laminate having a fine fibrous cellulose-containing sheet (fiber layer) and a resin layer in order to solve such problems of the prior art, and have better adhesion, In addition, studies have been conducted for the purpose of providing a laminate having excellent adhesion when bending stress is applied.
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者らは、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む繊維層と、接着層と、樹脂層とをこの順で有する積層体において、接着層を所定の樹脂種から構成することにより、繊維層と樹脂層の密着性を高め得ることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
As a result of earnest studies to solve the above problems, the present inventors have found that a laminate having a fiber layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, an adhesive layer, and a resin layer in this order. In the above, it was found that the adhesiveness of the fiber layer and the resin layer can be improved by constituting the adhesive layer from a predetermined resin type.
Specifically, the present invention has the following configuration.
[1] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む繊維層と、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂を含む接着層と、樹脂層と、をこの順で有する積層体。
[2] 樹脂層は、ポリカーボネート樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも一方を含む[1]に記載の積層体。
[3] 樹脂層は、接着層側に配される第1層と、第1層の一方の面側であって、接着層とは反対側に配される第2層とを有し、第1層は、アクリル樹脂を含み、第2層はポリカーボネート樹脂を含む[1]又は[2]に記載の積層体。
[4] 第1層は、アルキル(メタ)アクリレート樹脂を含む[3]に記載の積層体。
[5] 第1層は、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂を含む[3]に記載の積層体。
[6] 樹脂層は第1層と、第2層を有する共押出しフィルムである[3]〜[5]のいずれかに記載の積層体。
[7] 接着層に含まれるウレタン(メタ)アクリレート樹脂は、ウレタン単位とアクリル単位を含み、ウレタン単位の含有量(質量%)をPとし、アクリル単位の含有量(質量%)をQとした場合、P/Qは0.1以上0.9以下である[1]〜[6]のいずれかに記載の積層体。
[8] 繊維層の密度は1.0g/cm3以上である[1]〜[7]のいずれかに記載の積層体。
[9] 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む繊維層を得る工程と、ウレタン(メタ)アクリレートを含む樹脂組成物を繊維層の少なくとも一方の面上に塗工し、接着層を形成する工程と、接着層の一方の面であって、繊維層とは反対側の面に樹脂層を積層する工程と、を含む積層体の製造方法。
[10] 樹脂層は、接着層側に配される第1層と、第1層の一方の面側であって、接着層とは反対側に配される第2層とを有し、第1層は、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂を含み、第2層はポリカーボネート樹脂を含み、樹脂層は、第2層上に、エポキシ(メタ)アクリレート含有組成物を塗工することで形成されたものである[9]に記載の積層体の製造方法。
[11] 樹脂層は、接着層側に配される第1層と、第1層の一方の面側であって、接着層とは反対側に配される第2層とを有し、第1層は、アルキル(メタ)アクリレート樹脂を含み、第2層はポリカーボネート樹脂を含み、樹脂層は、第1層と第2層を共押出しで形成されたものである[9]に記載の積層体の製造方法。
[1] A laminate having a fiber layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, an adhesive layer containing a urethane (meth) acrylate resin, and a resin layer in this order.
[2] The laminate according to [1], wherein the resin layer includes at least one selected from a polycarbonate resin and an acrylic resin.
[3] The resin layer includes a first layer disposed on the adhesive layer side, and a second layer disposed on one surface side of the first layer and opposite to the adhesive layer, One layer includes an acrylic resin, and the second layer includes a polycarbonate resin according to [1] or [2].
[4] The laminate according to [3], wherein the first layer includes an alkyl (meth) acrylate resin.
[5] The laminate according to [3], wherein the first layer includes an epoxy (meth) acrylate resin.
[6] The laminate according to any one of [3] to [5], wherein the resin layer is a coextruded film having a first layer and a second layer.
[7] The urethane (meth) acrylate resin contained in the adhesive layer includes a urethane unit and an acrylic unit, the content (mass%) of the urethane unit is P, and the content (mass%) of the acrylic unit is Q. In this case, the laminate according to any one of [1] to [6], wherein P / Q is 0.1 or more and 0.9 or less.
[8] The laminate according to any one of [1] to [7], wherein the density of the fiber layer is 1.0 g / cm 3 or more.
[9] A step of obtaining a fiber layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less and a resin composition containing urethane (meth) acrylate are applied on at least one surface of the fiber layer to form an adhesive layer. And a step of laminating a resin layer on one surface of the adhesive layer opposite to the fiber layer.
[10] The resin layer includes a first layer disposed on the adhesive layer side, and a second layer disposed on one surface side of the first layer and on the opposite side of the adhesive layer. One layer includes an epoxy (meth) acrylate resin, the second layer includes a polycarbonate resin, and the resin layer is formed by coating an epoxy (meth) acrylate-containing composition on the second layer. The manufacturing method of the laminated body as described in [9].
[11] The resin layer includes a first layer disposed on the adhesive layer side, and a second layer disposed on one surface side of the first layer and opposite to the adhesive layer, One layer includes an alkyl (meth) acrylate resin, the second layer includes a polycarbonate resin, and the resin layer is formed by coextrusion of the first layer and the second layer. Body manufacturing method.
本発明によれば、微細繊維状セルロースを含む繊維層と、樹脂層の密着性が高められた積層体を得ることができる。さらに、本発明によれば、曲げ応力付与時の密着性にも優れた積層体を得ることができる。本発明の積層体は、密着性に優れた積層体であるため、様々な用途に適用することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laminated body with which the adhesiveness of the fiber layer containing a fine fibrous cellulose and a resin layer was improved can be obtained. Furthermore, according to this invention, the laminated body excellent also in the adhesiveness at the time of bending stress provision can be obtained. Since the laminated body of this invention is a laminated body excellent in adhesiveness, it can be applied to various uses.
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及び「メタクリレート」の両方を含むことを意味する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the constituent elements described below may be made based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In the present specification, “(meth) acrylate” means that both “acrylate” and “methacrylate” are included.
(積層体)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロース(以下、微細繊維状セルロースともいう)を含む繊維層と、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂を含む接着層と、樹脂層と、をこの順で有する積層体に関する。
本発明の積層体は、上記構成を有するため、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む繊維層と樹脂層の密着性に優れたものである。また、本発明の積層体は、曲げ応力付与時においても優れた密着性を発揮することができる。
(Laminate)
The present invention has a fiber layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less (hereinafter also referred to as fine fibrous cellulose), an adhesive layer containing urethane (meth) acrylate resin, and a resin layer in this order. It relates to a laminate.
Since the laminated body of this invention has the said structure, it is excellent in the adhesiveness of the fiber layer and fibrous layer containing fibrous cellulose whose fiber width is 1000 nm or less. Moreover, the laminated body of this invention can exhibit the outstanding adhesiveness also at the time of bending stress provision.
図1は、本発明の積層体の構成を説明する断面図である。図1に示されているように、本発明の積層体10は、繊維層2と、接着層4と、樹脂層6をこの順で積層した構造を有する。繊維層2と樹脂層6は、接着層4を介して接着されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the laminate of the present invention. As shown in FIG. 1, the
本発明の積層体は、繊維層2、接着層4及び樹脂層6を少なくとも1層ずつ有していればよいが、繊維層2を2層以上有していてもよく、接着層4を2層以上有していてもよく、樹脂層6を2層以上有するものであってもよい。例えば、図2には、樹脂層6と、接着層4を2層ずつ有する積層体10が図示されている。図2に示されているように、2層の樹脂層6は、繊維層2の両面に設けられていてもよい。この場合、繊維層2の両面には接着層4が各々設けられ、接着層4を介して樹脂層6が積層されていることが好ましい。なお、図2のような構成において、繊維層2は多層構成の繊維層であってもよい。
The laminate of the present invention may have at least one
本発明の積層体の全体厚みは、特に制限されるものではないが、50μm以上であることが好ましく、100μm以上であることがより好ましく、200μm以上であることがさらに好ましい。また、積層体の全体厚みは、20mm以下であることが好ましい。積層体の厚みは用途に応じて適宜調整することが好ましい。 The total thickness of the laminate of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 μm or more, more preferably 100 μm or more, and further preferably 200 μm or more. Moreover, it is preferable that the whole thickness of a laminated body is 20 mm or less. The thickness of the laminate is preferably adjusted as appropriate according to the application.
積層体の繊維層の厚みは5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、20μm以上であることがさらに好ましい。また、繊維層の厚みは、500μm以下であることが好ましく、200μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましい。ここで、積層体を構成する繊維層の厚さは、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によって積層体の断面を切り出し、当該断面を電子顕微鏡、拡大鏡又は目視で観察して、測定される値である。積層体に繊維層が複数層含まれている場合は、合計の繊維層の厚みが上記範囲内であることが好ましい。 The thickness of the fiber layer of the laminate is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and further preferably 20 μm or more. The thickness of the fiber layer is preferably 500 μm or less, more preferably 200 μm or less, and further preferably 100 μm or less. Here, the thickness of the fiber layer constituting the laminate is measured by cutting a section of the laminate with an ultramicrotome UC-7 (manufactured by JEOL), and observing the section with an electron microscope, a magnifying glass, or visually. Value. When the laminated body includes a plurality of fiber layers, the total thickness of the fiber layers is preferably within the above range.
積層体の接着層の厚みは、0.1μm以上であることが好ましく、1μm以上であることがより好ましく、2μm以上であることがさらに好ましい。また、接着層の厚みは、50μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。ここで、積層体を構成する接着層の厚さは、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によって積層体の断面を切り出し、当該断面を電子顕微鏡、拡大鏡又は目視で観察して、測定される値である。積層体に接着層が複数層含まれている場合は、合計の接着層の厚みが上記範囲内であることが好ましい。 The thickness of the adhesive layer of the laminate is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, and further preferably 2 μm or more. Further, the thickness of the adhesive layer is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less, and further preferably 10 μm or less. Here, the thickness of the adhesive layer constituting the laminate is measured by cutting a section of the laminate with an ultramicrotome UC-7 (manufactured by JEOL), and observing the section with an electron microscope, a magnifying glass, or visually. Value. When the laminated body includes a plurality of adhesive layers, the total thickness of the adhesive layers is preferably within the above range.
また、積層体の樹脂層の厚みは10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、50μm以上であることがさらに好ましく、100μm以上であることがよりさらに好ましく、200μm以上であることが特に好ましい。また、樹脂層の厚みは、15000μm以下であることが好ましく、5000μm以下であることがより好ましく、500μm以下であることがさらに好ましい。ここで、積層体を構成する樹脂層の厚さは、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によって積層体の断面を切り出し、当該断面を電子顕微鏡、拡大鏡又は目視で観察して、測定される値である。積層体に樹脂層が複数層含まれている場合は、合計の樹脂層の厚みが上記範囲内であることが好ましい。 Further, the thickness of the resin layer of the laminate is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, further preferably 50 μm or more, still more preferably 100 μm or more, and 200 μm or more. It is particularly preferred. The thickness of the resin layer is preferably 15000 μm or less, more preferably 5000 μm or less, and even more preferably 500 μm or less. Here, the thickness of the resin layer constituting the laminate is measured by cutting out a cross section of the laminate using an ultramicrotome UC-7 (manufactured by JEOL), and observing the cross section with an electron microscope, a magnifying glass, or visually. Value. When the laminate includes a plurality of resin layers, the total resin layer thickness is preferably within the above range.
本発明の積層体において、樹脂層の厚みは繊維層の厚みの30%以上であることが好ましく、100%以上であることがより好ましい。また、積層体が、繊維層及び樹脂層の少なくとも一方を複数有する場合、繊維層の厚さの合計に対する樹脂層の厚さの合計の比(樹脂層の厚さの合計/繊維層の厚さの合計)は、0.5以上が好ましい。繊維層の厚さの合計に対する樹脂層の厚さの合計の比を上記範囲とすることにより、積層体の機械的強度を高めることができる。 In the laminated body of the present invention, the thickness of the resin layer is preferably 30% or more, more preferably 100% or more of the thickness of the fiber layer. When the laminate has a plurality of at least one of a fiber layer and a resin layer, the ratio of the total thickness of the resin layer to the total thickness of the fiber layer (the total thickness of the resin layer / the thickness of the fiber layer) Is preferably 0.5 or more. By setting the ratio of the total thickness of the resin layer to the total thickness of the fiber layers in the above range, the mechanical strength of the laminate can be increased.
積層体の全光線透過率は、60%以上が好ましく、65%以上がより好ましく、70%以上がさらに好ましく、85%以上が特に好ましい。積層体の全光線透過率を上記範囲とすることにより、従来は透明なガラスが適用されていた用途に本発明の積層体を適用することが容易になる。ここで、全光線透過率は、JIS K 7361に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて測定される値である。 The total light transmittance of the laminate is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, further preferably 70% or more, and particularly preferably 85% or more. By making the total light transmittance of a laminated body into the said range, it becomes easy to apply the laminated body of this invention to the use to which transparent glass was applied conventionally. Here, the total light transmittance is a value measured using a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., HM-150) in accordance with JIS K 7361.
積層体のヘーズは、20%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。ヘーズが低いほど、従来は透明なガラスが適用されていた用途に本発明の積層体を適用することが容易になる。ここで、ヘーズは、JIS K 7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて測定される値である。 The haze of the laminate is preferably 20% or less, more preferably 15% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less. The lower the haze, the easier it is to apply the laminate of the present invention to applications where conventionally transparent glass has been applied. Here, haze is a value measured using a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., HM-150) in accordance with JIS K 7136.
積層体の23℃、相対湿度50%における引張弾性率は、2.5GPa以上であることが好ましく、5.0GPa以上であることがより好ましく、10GPa以上であることがさらに好ましい。また、積層体の23℃、相対湿度50%における引張弾性率は、30GPa以下であることが好ましく、25GPa以下であることがより好ましく、20GPa以下であることがさらに好ましい。積層体の引張弾性率は、JIS P 8113に準拠して測定される値である。 The tensile elastic modulus at 23 ° C. and 50% relative humidity of the laminate is preferably 2.5 GPa or more, more preferably 5.0 GPa or more, and further preferably 10 GPa or more. Further, the tensile elastic modulus at 23 ° C. and 50% relative humidity of the laminate is preferably 30 GPa or less, more preferably 25 GPa or less, and further preferably 20 GPa or less. The tensile elastic modulus of the laminate is a value measured in accordance with JIS P8113.
(樹脂層)
樹脂層は、天然樹脂や合成樹脂等の樹脂を主成分とする層である。ここで、主成分とは、樹脂層の全質量に対して、50質量%以上含まれている成分を指す。樹脂の含有量は、樹脂層の全質量に対して、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。なお、樹脂の含有量は、100質量%とすることもでき、95質量%以下であってもよい。
(Resin layer)
The resin layer is a layer mainly composed of a resin such as a natural resin or a synthetic resin. Here, a main component refers to the component contained 50 mass% or more with respect to the total mass of a resin layer. The content of the resin is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, further preferably 80% by mass or more, and 90% by mass with respect to the total mass of the resin layer. The above is particularly preferable. In addition, content of resin can also be 100 mass%, and may be 95 mass% or less.
天然樹脂としては、例えば、ロジン、ロジンエステル、水添ロジンエステル等のロジン系樹脂を挙げることができる。 Examples of natural resins include rosin resins such as rosin, rosin ester, and hydrogenated rosin ester.
合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種であることが好ましい。中でも、合成樹脂はポリカーボネート樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも1種であることが好ましく、ポリカーボネート樹脂であることがより好ましい。なお、アクリル樹脂は、ポリアクリロニトリル及びポリ(メタ)アクリレートから選択される少なくともいずれか1種であることが好ましい。 The synthetic resin is preferably at least one selected from, for example, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyimide resin, polystyrene resin, and acrylic resin. Among these, the synthetic resin is preferably at least one selected from polycarbonate resin and acrylic resin, and more preferably polycarbonate resin. The acrylic resin is preferably at least one selected from polyacrylonitrile and poly (meth) acrylate.
樹脂層を構成するポリカーボネート樹脂としては、例えば、芳香族ポリカーボネート系樹脂、脂肪族ポリカーボネート系樹脂が挙げられる。これらの具体的なポリカーボネート系樹脂は公知であり、例えば特開2010−023275号公報に記載されたポリカーボネート系樹脂が挙げられる。 Examples of the polycarbonate resin constituting the resin layer include an aromatic polycarbonate resin and an aliphatic polycarbonate resin. These specific polycarbonate resins are known, and examples thereof include polycarbonate resins described in JP2010-023275A.
樹脂層は、単層構造であってもよいが、多層構造であってもよい。樹脂層が多層構造である場合、樹脂層は、接着層側に配される第1層と、第1層の一方の面側であって、接着層とは反対側に配される第2層とを有することが好ましい。
図3は、樹脂層6が第1層11と、第2層12を有する場合の積層体10の構成を説明する断面図である。図3に示されているように、第1層11は接着層4と接するように積層され、積層体10を構成する。
The resin layer may have a single layer structure or a multilayer structure. When the resin layer has a multilayer structure, the resin layer includes a first layer disposed on the adhesive layer side and a second layer disposed on one surface side of the first layer and on the opposite side of the adhesive layer. It is preferable to have.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the laminate 10 when the resin layer 6 includes the first layer 11 and the
樹脂層が多層構造である場合、第1層は、アクリル樹脂を含むことが好ましい。また、第2層は、ポリカーボネート樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも一方を含むことが好ましく、ポリカーボネート樹脂を含むことがより好ましい。樹脂層が上記のような多層構造を有することにより、接着層を介して接着する樹脂層と繊維層の密着性をより効果的に高めることができる。 When the resin layer has a multilayer structure, the first layer preferably includes an acrylic resin. The second layer preferably contains at least one selected from polycarbonate resin and acrylic resin, and more preferably contains polycarbonate resin. When the resin layer has the multilayer structure as described above, the adhesion between the resin layer and the fiber layer bonded via the adhesive layer can be more effectively increased.
樹脂層が上述したような第1層と第2層を有する場合は、第1層はアクリル樹脂を含むことが好ましい。アクリル樹脂は、例えば、アルキル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルコキシ基、エチレンオキシド基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、ウレタン基及びフェニル基から選択される少なくとも1種を有するアクリルモノマーの重合体であることが好ましい。中でも、アクリル樹脂は、アルキル基及びエポキシ基から選択される少なくとも1種を有するアクリルモノマーの重合体であることがより好ましい。すなわち、第1層は、アルキル(メタ)アクリレート樹脂及びエポキシ(メタ)アクリレート樹脂から選択される少なくとも1種を含むものであることが好ましい。 When the resin layer has the first layer and the second layer as described above, the first layer preferably contains an acrylic resin. The acrylic resin is, for example, a polymer of an acrylic monomer having at least one selected from alkyl groups, hydroxyl groups, epoxy groups, alkoxy groups, ethylene oxide groups, amino groups, amide groups, carboxyl groups, urethane groups, and phenyl groups. Preferably there is. Among these, the acrylic resin is more preferably a polymer of an acrylic monomer having at least one selected from an alkyl group and an epoxy group. That is, the first layer preferably includes at least one selected from alkyl (meth) acrylate resins and epoxy (meth) acrylate resins.
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。中でも、アルキル(メタ)アクリレートはメチル(メタ)アクリレート又はエチル(メタ)アクリレートであることが好ましく、メチル(メタ)アクリレートであることがより好ましい。 Examples of the alkyl (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and hexyl (meth). Acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, etc. It is done. Among them, the alkyl (meth) acrylate is preferably methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate, and more preferably methyl (meth) acrylate.
エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルグリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。ここで、上記エポキシ(メタ)アクリレートは、ウレタン(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート以外の成分がグラフト重合してなる重合体、およびエポキシ(メタ)アクリレートと他のモノマーとが共重合してなる共重合体を含む。ただし、当該共重合体中のエポキシ(メタ)アクリレート以外の成分の含有量は、50質量%以下であることが好ましい。 Examples of the epoxy (meth) acrylate include glycidyl (meth) acrylate and methyl glycidyl (meth) acrylate. Here, the epoxy (meth) acrylate is a polymer obtained by graft polymerization of components other than epoxy (meth) acrylate, such as urethane (meth) acrylate, and epoxy (meth) acrylate and other monomers are copolymerized. A copolymer comprising However, the content of components other than the epoxy (meth) acrylate in the copolymer is preferably 50% by mass or less.
第2層は、ポリカーボネート樹脂を含むことが好ましく、好ましいポリカーボネート樹脂は上述した通りである。 The second layer preferably contains a polycarbonate resin, and preferred polycarbonate resins are as described above.
樹脂層が第1層と第2層を有する場合、このような層構成はいずれか一方の層に他方の層を塗工することによって形成してもよいし、第1層と第2層を構成する樹脂を共押出しすることによって層構成を形成してもよい。例えば、第1層がアルキル(メタ)アクリレート樹脂を含む場合、樹脂層は共押出しによって形成されることが好ましい。具体的には、アルキル(メタ)アクリレート樹脂と、ポリカーボネート樹脂を共押出しすることにより、樹脂層を形成することができる。すなわち、樹脂層は共押出しフィルムであってもよい。 When the resin layer has the first layer and the second layer, such a layer structure may be formed by applying the other layer to any one layer, or the first layer and the second layer may be formed. The layer structure may be formed by co-extruding the constituent resin. For example, when the first layer includes an alkyl (meth) acrylate resin, the resin layer is preferably formed by coextrusion. Specifically, the resin layer can be formed by co-extrusion of an alkyl (meth) acrylate resin and a polycarbonate resin. That is, the resin layer may be a coextruded film.
また、第1層がエポキシ(メタ)アクリレート樹脂を含む場合、第2層の少なくとも一方の面上に、第1層を構成するモノマー、またはポリマー成分を含む樹脂組成物を塗工することで樹脂層を形成してもよい。第1層を構成するモノマー、またはポリマー成分を含む樹脂組成物を塗工する塗工機としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、エアドクターコーター等を使用することができる。厚みをより均一にできることから、バーコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーターが好ましい。
塗工後には、硬化工程を設けることが好ましい。硬化工程としては、例えば、加熱工程や光照射工程等を挙げることができる。本発明において、第2層としてポリカーボネートフィルムを用い、フィルム上にエポキシ(メタ)アクリレート樹脂組成物を塗工した後には、紫外線照射工程を設けることが好ましい。
In addition, when the first layer contains an epoxy (meth) acrylate resin, a resin composition containing a monomer or a polymer component constituting the first layer is applied on at least one surface of the second layer. A layer may be formed. For example, a bar coater, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, an air doctor coater or the like is used as a coating machine that coats the monomer constituting the first layer or a resin composition containing a polymer component. be able to. A bar coater, a die coater, a curtain coater, and a spray coater are preferable because the thickness can be made more uniform.
It is preferable to provide a curing step after coating. As a hardening process, a heating process, a light irradiation process, etc. can be mentioned, for example. In the present invention, it is preferable to provide an ultraviolet irradiation step after using a polycarbonate film as the second layer and coating the epoxy (meth) acrylate resin composition on the film.
樹脂層の繊維層側の面には表面処理を施してもよい。また、第2層の一方の面であって、第1層側の面に表面処理を施してもよい。表面処理の方法としては、例えば、コロナ処理、プラズマ放電処理、UV照射処理、電子線照射処理、火炎処理等を挙げることができる。中でも、表面処理は、コロナ処理及びプラズマ放電処理から選択される少なくとも1種であることが好ましい。なお、プラズマ放電処理は真空プラズマ放電処理であることが好ましい。 Surface treatment may be applied to the fiber layer side surface of the resin layer. Further, one surface of the second layer, that is, the surface on the first layer side may be subjected to surface treatment. Examples of the surface treatment method include corona treatment, plasma discharge treatment, UV irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, and flame treatment. Among these, the surface treatment is preferably at least one selected from corona treatment and plasma discharge treatment. The plasma discharge treatment is preferably a vacuum plasma discharge treatment.
樹脂層の繊維層側の面は微細凹凸構造を形成してもよい。また、第2層の一方の面であって、第1層側の面に表面処理を施してもよい。該面が微細凹凸構造を有することにより、繊維層と樹脂層の密着性、もしくは、第1層と第2層の密着性をより効果的に高めることができる。樹脂層の繊維層側の面が微細凹凸構造を有する場合、このような構造は、例えば、ブラスト加工処理、エンボス加工処理、エッチング処理、コロナ処理、プラズマ放電処理等の処理工程により形成されることが好ましい。
なお、本明細書において、微細凹凸構造とは、任意箇所に引いた長さ1mmの一本の直線上に存在する凹部の数が10個以上である構造をいう。凹部の数を測定する際には、積層体をイオン交換水中に24時間浸漬した後、樹脂層から繊維層をはく離し、その後樹脂層の繊維層側の面を触針式表面粗さ計(小坂研究所社製、サーフコーダシリーズ)で走査することにより測定ができる。凹凸のピッチがサブミクロン、ナノオーダーの極めて小さいものである場合、走査型プローブ顕微鏡(日立ハイテクサイエンス社製、AFM5000II、およびAFM5100N)の観察像から凹凸の数を測定することができる。
The surface on the fiber layer side of the resin layer may form a fine uneven structure. Further, one surface of the second layer, that is, the surface on the first layer side may be subjected to surface treatment. When the surface has a fine concavo-convex structure, the adhesion between the fiber layer and the resin layer or the adhesion between the first layer and the second layer can be more effectively enhanced. When the fiber layer side surface of the resin layer has a fine concavo-convex structure, such a structure is formed by processing steps such as blast processing, emboss processing, etching processing, corona processing, plasma discharge processing, etc. Is preferred.
In the present specification, the fine concavo-convex structure refers to a structure in which the number of concave portions present on a single straight line having a length of 1 mm drawn at an arbitrary location is 10 or more. When measuring the number of recesses, after immersing the laminate in ion-exchanged water for 24 hours, the fiber layer is peeled off from the resin layer, and then the fiber layer side surface of the resin layer is contacted with a stylus type surface roughness meter ( Measurements can be made by scanning with the Kosaka Laboratory, Surfcoder series). When the uneven pitch is submicron and extremely small on the nano order, the number of uneven portions can be measured from an observation image of a scanning probe microscope (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., AFM5000II and AFM5100N).
樹脂層には合成樹脂以外の任意成分が含まれていてもよい。任意成分としては、例えば、フィラー、顔料、染料、紫外線吸収剤等の樹脂フィルム分野で使用される公知成分が挙げられる。 The resin layer may contain an optional component other than the synthetic resin. As an arbitrary component, the well-known component used in the resin film field | areas, such as a filler, a pigment, dye, and an ultraviolet absorber, is mentioned, for example.
(接着層)
本発明の積層体は接着層を含む。接着層はウレタン(メタ)アクリレート樹脂を含む。ウレタン(メタ)アクリレート樹脂は、ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート樹脂である。
(Adhesive layer)
The laminate of the present invention includes an adhesive layer. The adhesive layer includes a urethane (meth) acrylate resin. The urethane (meth) acrylate resin is a (meth) acrylate resin having a urethane bond.
ウレタン(メタ)アクリレート樹脂はウレタン単位とアクリル単位を含む。ここで、ウレタン単位とは、下記構造式で表される単位である。なお、下記構造式において、R1は2つ以上のイソシアネート構造またはイソシアネート構造に由来する構造を含む連結基であり、R2は2つ以上のヒドロキシル基またはヒドロキシル基に由来する基を含む連結基である。
また、アクリル単位とは、下記構造式で表される単位である。なお、下記構造式においてR1は水素原子またはメチル基を表す。 The acrylic unit is a unit represented by the following structural formula. In the structural formula below, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
ウレタン(メタ)アクリレート樹脂において、ウレタン単位の含有量(質量%)をPとし、アクリル単位の含有量(質量%)をQとした場合、P/Qは0.1以上0.9以下であることが好ましい。P/Qは、0.8以下であることがより好ましく、0.7以下であることがさらに好ましい。ウレタン単位とアクリル単位を上記比率で含むウレタン(メタ)アクリレート樹脂を用いることにより、樹脂層と繊維層の密着性をより効果的に高めることができる。 In the urethane (meth) acrylate resin, when the content (mass%) of the urethane unit is P and the content (mass%) of the acrylic unit is Q, P / Q is 0.1 or more and 0.9 or less. It is preferable. P / Q is more preferably 0.8 or less, and further preferably 0.7 or less. By using a urethane (meth) acrylate resin containing a urethane unit and an acrylic unit in the above ratio, the adhesion between the resin layer and the fiber layer can be more effectively enhanced.
また、樹脂層が第1層と第2層を有する場合であって、第1層がアルキル(メタ)アクリレート樹脂を含む場合は、P/Qは0.6以下であることが好ましく、0.5以下であることがより好ましい。ウレタン単位とアクリル単位を上記比率で含むウレタン(メタ)アクリレート樹脂を用いることにより、樹脂層と繊維層の密着性をより効果的に高めることができる。 Further, when the resin layer has a first layer and a second layer, and the first layer contains an alkyl (meth) acrylate resin, P / Q is preferably 0.6 or less. More preferably, it is 5 or less. By using a urethane (meth) acrylate resin containing a urethane unit and an acrylic unit in the above ratio, the adhesion between the resin layer and the fiber layer can be more effectively enhanced.
ここで、ウレタン単位の含有量(質量%)は、核磁気共鳴装置、赤外分光分析装置、または微量窒素分析装置による分析によって測定することができる。アクリル単位の含有量(質量%)は、核磁気共鳴装置、赤外分光分析装置によって測定することができる。 Here, content (mass%) of a urethane unit can be measured by the analysis by a nuclear magnetic resonance apparatus, an infrared spectroscopy analyzer, or a trace nitrogen analyzer. The acrylic unit content (% by mass) can be measured by a nuclear magnetic resonance apparatus or an infrared spectroscopic analyzer.
接着層に含まれるウレタン(メタ)アクリレート樹脂のガラス転移温度は50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、70℃以上であることがさらに好ましい。また、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂のガラス転移温度は、200℃以下であることが好ましい。ウレタン(メタ)アクリレート樹脂のガラス転移温度を上記範囲内とすることにより、樹脂層と繊維層の密着性をより効果的に高めることができる。 The glass transition temperature of the urethane (meth) acrylate resin contained in the adhesive layer is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and further preferably 70 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of urethane (meth) acrylate resin is 200 degrees C or less. By setting the glass transition temperature of the urethane (meth) acrylate resin within the above range, the adhesion between the resin layer and the fiber layer can be more effectively increased.
(繊維層)
繊維層は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む。繊維層に含まれる微細繊維状セルロースの含有量は、繊維層の全質量に対して、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。
(Fiber layer)
The fiber layer contains fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less. The content of fine fibrous cellulose contained in the fiber layer is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and 80% by mass or more with respect to the total mass of the fiber layer. More preferably.
繊維層の密度は、1.0g/cm3以上であることが好ましく、1.2g/cm3以上であることがより好ましく、1.4g/cm3以上であることがさらに好ましい。また、繊維層の密度は、1.7g/cm3以下であることが好ましく、1.65g/cm3以下であることがより好ましく、1.6g/cm3以下であることがさらに好ましい。積層体に繊維層が2層以上含まれている場合は、各々の繊維層の密度が上記範囲内であることが好ましい。 The density of the fiber layer is preferably 1.0 g / cm 3 or more, more preferably 1.2 g / cm 3 or more, and further preferably 1.4 g / cm 3 or more. The density of the fiber layer is preferably 1.7 g / cm 3 or less, more preferably 1.65 g / cm 3 or less, further preferably 1.6 g / cm 3 or less. When the laminated body contains two or more fiber layers, the density of each fiber layer is preferably within the above range.
繊維層の密度は、繊維層の坪量と厚さから、JIS P 8118に準拠して算出される。繊維層の坪量は、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によって積層体の繊維層のみが残るように切削し、JIS P 8124に準拠し、算出することができる。なお、繊維層が微細繊維状セルロース以外の任意成分を含む場合は、繊維層の密度は、微細繊維状セルロース以外の任意成分を含む密度である。 The density of the fiber layer is calculated according to JIS P 8118 from the basis weight and thickness of the fiber layer. The basis weight of the fiber layer can be calculated according to JIS P 8124 by cutting so that only the fiber layer of the laminate remains with an ultramicrotome UC-7 (manufactured by JEOL). In addition, when a fiber layer contains arbitrary components other than a fine fibrous cellulose, the density of a fiber layer is a density containing arbitrary components other than a fine fibrous cellulose.
本発明においては、繊維層は非多孔性の層である点にも特徴がある。ここで、繊維層が非多孔性であるとは、繊維層全体の密度が1.0g/cm3以上であることを意味する。繊維層全体の密度が1.0g/cm3以上であれば、繊維層に含まれる空隙率が、所定値以下に抑えられていることを意味し、多孔性のシートや層とは区別される。
また、繊維層が非多孔性であることは、空隙率が15体積%以下であることからも特徴付けられる。ここでいう繊維層の空隙率は簡易的に下記式(a)により求めるものである。
式(a):空隙率(体積%)=[1−B/(M×A×t)]×100
ここで、Aは繊維層の面積(cm2)、tは繊維層の厚み(cm)、Bは繊維層の質量(g)、Mはセルロースの密度である。
The present invention is also characterized in that the fiber layer is a non-porous layer. Here, the fiber layer being non-porous means that the density of the entire fiber layer is 1.0 g / cm 3 or more. If the density of the entire fiber layer is 1.0 g / cm 3 or more, it means that the porosity contained in the fiber layer is suppressed to a predetermined value or less, and is distinguished from a porous sheet or layer. .
The non-porous fiber layer is also characterized by a porosity of 15% by volume or less. The porosity of a fiber layer here is calculated | required simply by following formula (a).
Formula (a): Porosity (volume%) = [1-B / (M × A × t)] × 100
Here, A is the area (cm 2 ) of the fiber layer, t is the thickness (cm) of the fiber layer, B is the mass (g) of the fiber layer, and M is the density of cellulose.
<微細繊維状セルロース>
微細繊維状セルロースを得るための繊維状セルロース原料としては特に限定されないが、入手しやすく安価である点から、パルプを用いることが好ましい。パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、脱墨パルプを挙げることができる。木材パルプとしては例えば、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、サルファイトパルプ(SP)、溶解パルプ(DP)、ソーダパルプ(AP)、未晒しクラフトパルプ(UKP)、酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ等が挙げられる。また、セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ、等が挙げられるが、特に限定されない。非木材パルプとしてはコットンリンターやコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、バガス等の非木材系パルプ、ホヤや海草等から単離されるセルロース、キチン、キトサン等が挙げられるが、特に限定されない。脱墨パルプとしては古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられるが、特に限定されない。本実施態様のパルプは上記の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中で、入手のしやすさという点で、セルロースを含む木材パルプ、脱墨パルプが好ましい。木材パルプの中でも化学パルプはセルロース比率が大きいため、繊維微細化(解繊)時の微細繊維状セルロースの収率が高く、またパルプ中のセルロースの分解が小さく、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる点で好ましい。中でもクラフトパルプ、サルファイトパルプが最も好ましく選択される。軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースを含有する繊維層は高強度が得られる傾向がある。
<Fine fibrous cellulose>
Although it does not specifically limit as a fibrous cellulose raw material for obtaining a fine fibrous cellulose, It is preferable to use a pulp from the point of being easy to acquire and cheap. Examples of the pulp include wood pulp, non-wood pulp, and deinked pulp. Examples of wood pulp include hardwood kraft pulp (LBKP), softwood kraft pulp (NBKP), sulfite pulp (SP), dissolved pulp (DP), soda pulp (AP), unbleached kraft pulp (UKP), oxygen bleached craft Chemical pulps such as pulp (OKP) are listed. Moreover, semi-chemical pulps such as semi-chemical pulp (SCP) and chemi-ground wood pulp (CGP), mechanical pulps such as ground wood pulp (GP) and thermomechanical pulp (TMP, BCTMP), and the like are exemplified, but not particularly limited. . Non-wood pulp includes cotton pulp such as cotton linter and cotton lint, non-wood pulp such as hemp, straw, and bagasse, cellulose isolated from sea squirts and seaweed, chitin, chitosan, etc., but is not particularly limited. . The deinking pulp includes deinking pulp made from waste paper, but is not particularly limited. The pulp of this embodiment may be used alone or in combination of two or more. Among the above pulps, wood pulp containing cellulose and deinked pulp are preferable in terms of availability. Among wood pulps, chemical pulp has a large cellulose ratio, so the yield of fine fibrous cellulose during fiber refinement (defibration) is high, and the degradation of cellulose in the pulp is small, and the fineness of long fibers with a large axial ratio is high. It is preferable at the point from which fibrous cellulose is obtained. Of these, kraft pulp and sulfite pulp are most preferably selected. A fiber layer containing fine fibrous cellulose of long fibers having a large axial ratio tends to provide high strength.
微細繊維状セルロースの平均繊維幅は、電子顕微鏡で観察して、1000nm以下である。平均繊維幅は、好ましくは2nm以上1000nm以下、より好ましくは2nm以上100nm以下であり、より好ましくは2nm以上50nm以下であり、さらに好ましくは2nm以上10nm以下であるが、特に限定されない。微細繊維状セルロースの平均繊維幅が2nm未満であると、セルロース分子として水に溶解しているため、微細繊維状セルロースとしての物性(強度や剛性、寸法安定性)が発現しにくくなる傾向がある。なお、微細繊維状セルロースは、たとえば繊維幅が1000nm以下である単繊維状のセルロースである。 The average fiber width of the fine fibrous cellulose is 1000 nm or less as observed with an electron microscope. The average fiber width is preferably 2 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 2 nm or more and 100 nm or less, more preferably 2 nm or more and 50 nm or less, and further preferably 2 nm or more and 10 nm or less, but is not particularly limited. When the average fiber width of the fine fibrous cellulose is less than 2 nm, the physical properties (strength, rigidity, dimensional stability) as the fine fibrous cellulose tend to be difficult to be expressed because the cellulose molecules are dissolved in water. . The fine fibrous cellulose is monofilamentous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, for example.
微細繊維状セルロースの電子顕微鏡観察による繊維幅の測定は以下のようにして行う。濃度0.05質量%以上0.1質量%以下の微細繊維状セルロースの水系懸濁液を調製し、この懸濁液を親水化処理したカーボン膜被覆グリッド上にキャストしてTEM観察用試料とする。幅の広い繊維を含む場合には、ガラス上にキャストした表面のSEM像を観察してもよい。構成する繊維の幅に応じて1000倍、5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。但し、試料、観察条件や倍率は下記の条件を満たすように調整する。 Measurement of the fiber width of the fine fibrous cellulose by electron microscope observation is performed as follows. An aqueous suspension of fine fibrous cellulose having a concentration of 0.05% by mass or more and 0.1% by mass or less is prepared, and the suspension is cast on a carbon film-coated grid subjected to a hydrophilic treatment to prepare a sample for TEM observation. To do. When a wide fiber is included, an SEM image of the surface cast on glass may be observed. Observation with an electron microscope image is performed at a magnification of 1000 times, 5000 times, 10000 times, or 50000 times depending on the width of the constituent fibers. However, the sample, observation conditions, and magnification are adjusted to satisfy the following conditions.
(1)観察画像内の任意箇所に一本の直線Xを引き、該直線Xに対し、20本以上の繊維が交差する。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
(1) One straight line X is drawn at an arbitrary location in the observation image, and 20 or more fibers intersect the straight line X.
(2) A straight line Y perpendicular to the straight line is drawn in the same image, and 20 or more fibers intersect the straight line Y.
上記条件を満足する観察画像に対し、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を目視で読み取る。こうして少なくとも重なっていない表面部分の画像を3組以上観察し、各々の画像に対して、直線X、直線Yと交錯する繊維の幅を読み取る。このように少なくとも20本×2×3=120本の繊維幅を読み取る。微細繊維状セルロースの平均繊維幅(単に、「繊維幅」ということもある。)はこのように読み取った繊維幅の平均値である。 The width of the fiber that intersects with the straight line X and the straight line Y is visually read from the observation image that satisfies the above conditions. In this way, at least three sets of images of the surface portion that do not overlap each other are observed, and the width of the fiber intersecting with the straight line X and the straight line Y is read for each image. Thus, at least 20 × 2 × 3 = 120 fiber widths are read. The average fiber width (sometimes simply referred to as “fiber width”) of fine fibrous cellulose is an average value of the fiber widths read in this way.
微細繊維状セルロースの繊維長は特に限定されないが、0.1μm以上1000μm以下が好ましく、0.1μm以上800μm以下がさらに好ましく、0.1μm以上600μm以下が特に好ましい。繊維長を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースの結晶領域の破壊を抑制でき、また微細繊維状セルロースのスラリー粘度を適切な範囲とすることができる。なお、微細繊維状セルロースの繊維長は、TEM、SEM、AFMによる画像解析より求めることができる。 The fiber length of the fine fibrous cellulose is not particularly limited, but is preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 800 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or more and 600 μm or less. By making the fiber length within the above range, the destruction of the crystalline region of the fine fibrous cellulose can be suppressed, and the slurry viscosity of the fine fibrous cellulose can be made an appropriate range. Note that the fiber length of the fine fibrous cellulose can be determined by image analysis using TEM, SEM, or AFM.
微細繊維状セルロースはI型結晶構造を有していることが好ましい。ここで、微細繊維状セルロースがI型結晶構造をとっていることは、グラファイトで単色化したCuKα(λ=1.5418Å)を用いた広角X線回折写真より得られる回折プロファイルにおいて同定できる。具体的には、2θ=14°以上17°以下付近と2θ=22°以上23°以下付近の2箇所の位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。
微細繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は30%以上であることが好ましく、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上である。
The fine fibrous cellulose preferably has an I-type crystal structure. Here, the fact that the fine fibrous cellulose has a type I crystal structure can be identified in a diffraction profile obtained from a wide-angle X-ray diffraction photograph using CuKα (λ = 1.5418Å) monochromatized with graphite. Specifically, it can be identified by having typical peaks at two positions of 2θ = 14 ° to 17 ° and 2θ = 22 ° to 23 °.
The proportion of the I-type crystal structure in the fine fibrous cellulose is preferably 30% or more, more preferably 50% or more, and further preferably 70% or more.
微細繊維状セルロースが含有する結晶部分の比率は、本発明においては特に限定されないが、X線回折法によって求められる結晶化度が60%以上であるセルロースを使用することが好ましい。結晶化度は、好ましくは65%以上であり、より好ましくは70%以上であり、この場合、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。 The ratio of the crystal part contained in the fine fibrous cellulose is not particularly limited in the present invention, but it is preferable to use cellulose having a crystallinity obtained by an X-ray diffraction method of 60% or more. The degree of crystallinity is preferably 65% or more, more preferably 70% or more. In this case, further excellent performance can be expected in terms of heat resistance and low linear thermal expansion. The degree of crystallinity is obtained by measuring an X-ray diffraction profile and determining the crystallinity by a conventional method (Seagal et al., Textile Research Journal, 29, 786, 1959).
微細繊維状セルロースは、置換基を有するものであることが好ましく、置換基はアニオン基であることが好ましい。アニオン基としては、例えば、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基(単にリン酸基ということもある)、カルボキシル基又はカルボキシル基に由来する置換基(単にカルボキシル基ということもある)、及び、スルホン基又はスルホン基に由来する置換基(単にスルホン基ということもある)から選択される少なくとも1種であることが好ましく、リン酸基で及びカルボキシル基から選択される少なくとも1種であることがより好ましく、リン酸基であることが特に好ましい。 The fine fibrous cellulose is preferably one having a substituent, and the substituent is preferably an anionic group. Examples of the anionic group include a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group (sometimes simply referred to as a phosphate group), a carboxyl group or a substituent derived from a carboxyl group (sometimes simply referred to as a carboxyl group), And at least one selected from a sulfone group or a substituent derived from a sulfone group (sometimes simply referred to as a sulfone group), and at least one selected from a phosphate group and a carboxyl group It is more preferable that it is a phosphate group.
微細繊維状セルロースは、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基を有するものであることが好ましい。リン酸基はリン酸からヒドロキシル基を取り除いたものにあたる、2価の官能基である。具体的には−PO3H2で表される基である。リン酸基に由来する置換基は、リン酸基が縮重合した基、リン酸基の塩、リン酸エステル基などの置換基が含まれ、イオン性置換基であっても、非イオン性置換基であってもよい。 The fine fibrous cellulose is preferably one having a phosphate group or a substituent derived from a phosphate group. The phosphoric acid group is a divalent functional group equivalent to the phosphoric acid obtained by removing the hydroxyl group. Specifically, it is a group represented by —PO 3 H 2 . Substituents derived from phosphoric acid groups include substituents such as groups obtained by polycondensation of phosphoric acid groups, salts of phosphoric acid groups, and phosphoric acid ester groups. It may be a group.
本発明では、リン酸基又はリン酸基に由来する置換基は、下記式(1)で表される置換基であってもよい。
式(1)中、a、b、m及びnはそれぞれ独立に整数を表す(ただし、a=b×mである);αn(n=1〜nの整数)およびα’はそれぞれ独立にR又はORを表す。Rは、水素原子、飽和−直鎖状炭化水素基、飽和−分岐鎖状炭化水素基、飽和−環状炭化水素基、不飽和−直鎖状炭化水素基、不飽和−分岐鎖状炭化水素基、芳香族基、又はこれらの誘導基である;βは有機物または無機物からなる1価以上の陽イオンである。 In formula (1), a, b, m and n each independently represent an integer (where a = b × m); α n (n = 1 to n) and α ′ are each independently R or OR is represented. R represents a hydrogen atom, a saturated-linear hydrocarbon group, a saturated-branched hydrocarbon group, a saturated-cyclic hydrocarbon group, an unsaturated-linear hydrocarbon group, an unsaturated-branched hydrocarbon group. , An aromatic group, or a derivative group thereof; β is a monovalent or higher cation composed of an organic substance or an inorganic substance.
<リン酸基導入工程>
リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(以下、「リン酸化試薬」又は「化合物A」という)を反応させることにより行うことができる。このようなリン酸化試薬は、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に粉末や水溶液の状態で混合してもよい。また別の例としては、繊維原料のスラリーにリン酸化試薬の粉末や水溶液を添加してもよい。
<Phosphate group introduction process>
In the phosphate group introduction step, the fiber raw material containing cellulose is reacted with at least one selected from a compound having a phosphate group and a salt thereof (hereinafter referred to as “phosphorylation reagent” or “compound A”). Can be performed. Such a phosphorylating reagent may be mixed in a powder or aqueous solution with a dry or wet fiber raw material. As another example, a phosphorylating reagent powder or an aqueous solution may be added to the fiber raw material slurry.
リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(リン酸化試薬又は化合物A)を反応させることにより行うことができる。なお、この反応は、尿素及びその誘導体から選択される少なくとも1種(以下、「化合物B」という)の存在下で行ってもよい。 The phosphoric acid group introduction step can be performed by reacting at least one selected from a compound having a phosphoric acid group and a salt thereof (a phosphorylating reagent or compound A) with a fiber raw material containing cellulose. This reaction may be carried out in the presence of at least one selected from urea and derivatives thereof (hereinafter referred to as “compound B”).
化合物Aを化合物Bの共存下で繊維原料に作用させる方法の一例としては、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を混合する方法が挙げられる。また別の例としては、繊維原料のスラリーに化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が挙げられる。これらのうち、反応の均一性が高いことから、乾燥状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの水溶液を添加する方法、または湿潤状態の繊維原料に化合物Aおよび化合物Bの粉末や水溶液を添加する方法が好ましい。また、化合物Aと化合物Bは同時に添加してもよいし、別々に添加してもよい。また、初めに反応に供試する化合物Aと化合物Bを水溶液として添加して、圧搾により余剰の薬液を除いてもよい。繊維原料の形態は綿状や薄いシート状であることが好ましいが、特に限定されない。 As an example of a method for causing compound A to act on a fiber raw material in the presence of compound B, a method of mixing powder or an aqueous solution of compound A and compound B with a dry or wet fiber raw material can be mentioned. Another example is a method in which powders and aqueous solutions of Compound A and Compound B are added to the fiber raw material slurry. Among these, since the uniformity of the reaction is high, a method of adding an aqueous solution of Compound A and Compound B to a dry fiber material, or a powder or an aqueous solution of Compound A and Compound B to a wet fiber material The method is preferred. Moreover, the compound A and the compound B may be added simultaneously, or may be added separately. Moreover, you may add the compound A and the compound B first used for reaction as aqueous solution, and remove an excess chemical | medical solution by pressing. The form of the fiber raw material is preferably cotton or thin sheet, but is not particularly limited.
本実施態様で使用する化合物Aは、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種である。
リン酸基を有する化合物としては、リン酸、リン酸のリチウム塩、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩などが挙げられるが、特に限定されない。リン酸のリチウム塩としては、リン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、またはポリリン酸リチウムなどが挙げられる。リン酸のナトリウム塩としてはリン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、またはポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。リン酸のカリウム塩としてはリン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、またはポリリン酸カリウムなどが挙げられる。リン酸のアンモニウム塩としては、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウムなどが挙げられる。
Compound A used in this embodiment is at least one selected from a compound having a phosphate group and a salt thereof.
Examples of the compound having a phosphate group include, but are not limited to, phosphoric acid, lithium salt of phosphoric acid, sodium salt of phosphoric acid, potassium salt of phosphoric acid, ammonium salt of phosphoric acid, and the like. Examples of the lithium salt of phosphoric acid include lithium dihydrogen phosphate, dilithium hydrogen phosphate, trilithium phosphate, lithium pyrophosphate, and lithium polyphosphate. Examples of the sodium salt of phosphoric acid include sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyphosphate. Examples of the potassium salt of phosphoric acid include potassium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, potassium pyrophosphate, and potassium polyphosphate. Examples of the ammonium salt of phosphoric acid include ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, triammonium phosphate, ammonium pyrophosphate, and ammonium polyphosphate.
これらのうち、リン酸基の導入の効率が高く、後述する解繊工程で解繊効率がより向上しやすく、低コストであり、かつ工業的に適用しやすい観点から、リン酸、リン酸のナトリウム塩、またはリン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩が好ましい。リン酸二水素ナトリウム、またはリン酸水素二ナトリウムがより好ましい。 Among these, phosphoric acid and phosphoric acid are introduced efficiently from the viewpoint that the introduction efficiency of phosphate groups is high, the fibrillation efficiency is easily improved in the fibrillation process described later, the cost is low, and the industrial application is easy. Sodium salt, potassium salt of phosphoric acid, and ammonium salt of phosphoric acid are preferable. Sodium dihydrogen phosphate or disodium hydrogen phosphate is more preferable.
また、反応の均一性が高まり、かつリン酸基導入の効率が高くなることから化合物Aは水溶液として用いることが好ましい。化合物Aの水溶液のpHは特に限定されないが、リン酸基の導入の効率が高くなることから7以下であることが好ましく、パルプ繊維の加水分解を抑える観点からpH3以上pH7以下がさらに好ましい。化合物Aの水溶液のpHは例えば、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものとアルカリ性を示すものを併用し、その量比を変えて調整してもよい。化合物Aの水溶液のpHは、リン酸基を有する化合物のうち、酸性を示すものに無機アルカリまたは有機アルカリを添加すること等により調整してもよい。 In addition, compound A is preferably used as an aqueous solution because the uniformity of the reaction is increased and the efficiency of introduction of phosphate groups is increased. The pH of the aqueous solution of Compound A is not particularly limited, but is preferably 7 or less because the efficiency of introduction of phosphate groups is increased, and more preferably pH 3 or more and pH 7 or less from the viewpoint of suppressing the hydrolysis of pulp fibers. The pH of the aqueous solution of Compound A may be adjusted by, for example, using a phosphoric acid group-containing compound that exhibits acidity and an alkalinity, and changing the amount ratio thereof. You may adjust pH of the aqueous solution of the compound A by adding an inorganic alkali or an organic alkali to the thing which shows acidity among the compounds which have a phosphoric acid group.
繊維原料に対する化合物Aの添加量は特に限定されないが、化合物Aの添加量をリン原子量に換算した場合、繊維原料(絶乾質量)に対するリン原子の添加量は0.5質量%以上100質量%以下が好ましく、1質量%以上50質量%以下がより好ましく、2質量%以上30質量%以下が最も好ましい。繊維原料に対するリン原子の添加量が上記範囲内であれば、微細繊維状セルロースの収率をより向上させることができる。繊維原料に対するリン原子の添加量が100質量%を超えると、収率向上の効果は頭打ちとなり、使用する化合物Aのコストが上昇する。一方、繊維原料に対するリン原子の添加量を上記下限値以上とすることにより、収率を高めることができる。 The amount of compound A added to the fiber raw material is not particularly limited, but when the amount of compound A added is converted to phosphorus atomic weight, the amount of phosphorus atom added to the fiber raw material (absolute dry mass) is 0.5 mass% to 100 mass%. Or less, more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, and most preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less. If the amount of phosphorus atoms added to the fiber raw material is within the above range, the yield of fine fibrous cellulose can be further improved. When the addition amount of phosphorus atoms with respect to the fiber raw material exceeds 100% by mass, the effect of improving the yield reaches a peak and the cost of the compound A to be used increases. On the other hand, a yield can be raised by making the addition amount of the phosphorus atom with respect to a fiber raw material more than the said lower limit.
本実施態様で使用する化合物Bとしては、尿素、ビウレット、1−フェニル尿素、1−ベンジル尿素、1−メチル尿素、1−エチル尿素などが挙げられる。 Examples of the compound B used in this embodiment include urea, biuret, 1-phenylurea, 1-benzylurea, 1-methylurea, 1-ethylurea and the like.
化合物Bは化合物A同様に水溶液として用いることが好ましい。また、反応の均一性が高まることから化合物Aと化合物Bの両方が溶解した水溶液を用いることが好ましい。繊維原料(絶乾質量)に対する化合物Bの添加量は1質量%以上500質量%以下であることが好ましく、10質量%以上400質量%以下であることがより好ましく、100質量%以上350質量%以下であることがさらに好ましく、150質量%以上300質量%以下であることが特に好ましい。 Compound B is preferably used as an aqueous solution in the same manner as Compound A. Moreover, since the uniformity of reaction increases, it is preferable to use the aqueous solution in which both compound A and compound B are dissolved. The amount of Compound B added to the fiber raw material (absolute dry mass) is preferably 1% by mass or more and 500% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 400% by mass or less, and 100% by mass or more and 350% by mass or less. More preferably, it is more preferably 150% by mass or more and 300% by mass or less.
化合物Aと化合物Bの他に、アミド類またはアミン類を反応系に含んでもよい。アミド類としては、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトアミド、ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。アミン類としては、メチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどが挙げられる。これらの中でも、特にトリエチルアミンは良好な反応触媒として働くことが知られている。 In addition to Compound A and Compound B, amides or amines may be included in the reaction system. Examples of amides include formamide, dimethylformamide, acetamide, dimethylacetamide and the like. Examples of amines include methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine, hexamethylenediamine, and the like. Among these, triethylamine is known to work as a good reaction catalyst.
リン酸基導入工程においては加熱処理を施すことが好ましい。加熱処理温度は、繊維の熱分解や加水分解反応を抑えながら、リン酸基を効率的に導入できる温度を選択することが好ましい。具体的には50℃以上300℃以下であることが好ましく、100℃以上250℃以下であることがより好ましく、130℃以上200℃以下であることがさらに好ましい。また、加熱には減圧乾燥機、赤外線加熱装置、マイクロ波加熱装置を用いてもよい。 In the phosphoric acid group introduction step, it is preferable to perform a heat treatment. As the heat treatment temperature, it is preferable to select a temperature at which a phosphate group can be efficiently introduced while suppressing thermal decomposition and hydrolysis reaction of the fiber. Specifically, it is preferably 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower, and further preferably 130 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Moreover, you may use a vacuum dryer, an infrared heating apparatus, and a microwave heating apparatus for a heating.
加熱処理の際、化合物Aを添加した繊維原料スラリーに水が含まれている間において、繊維原料を静置する時間が長くなると、乾燥に伴い水分子と溶存する化合物Aが繊維原料表面に移動する。そのため、繊維原料中の化合物Aの濃度にムラが生じる可能性があり、繊維表面へのリン酸基の導入が均一に進行しない恐れがある。乾燥による繊維原料中の化合物Aの濃度ムラ発生を抑制するためには、ごく薄いシート状の繊維原料を用いるか、ニーダー等で繊維原料と化合物Aを混練又は攪拌しながら加熱乾燥又は減圧乾燥させる方法を採ればよい。 During the heat treatment, while water is contained in the fiber raw material slurry to which compound A is added, if the time for allowing the fiber raw material to stand still becomes long, the compound A dissolved with water molecules moves to the fiber raw material surface with drying. To do. Therefore, the concentration of the compound A in the fiber raw material may be uneven, and the introduction of phosphate groups on the fiber surface may not proceed uniformly. In order to suppress the occurrence of unevenness in concentration of Compound A in the fiber material due to drying, a very thin sheet-like fiber material is used, or the fiber material and Compound A are kneaded or stirred with a kneader or the like and dried by heating or reduced pressure. The method should be taken.
加熱処理に用いる加熱装置としては、スラリーが保持する水分及びリン酸基などの繊維の水酸基への付加反応で生じる水分を常に装置系外に排出できる装置であることが好ましく、例えば送風方式のオーブン等が好ましい。装置系内の水分を常に排出すれば、リン酸エステル化の逆反応であるリン酸エステル結合の加水分解反応を抑制できることに加えて、繊維中の糖鎖の酸加水分解を抑制することもでき、軸比の高い微細繊維を得ることができる。 The heating device used for the heat treatment is preferably a device that can always discharge the moisture retained by the slurry and the moisture generated by the addition reaction of the fibers such as phosphate groups to the hydroxyl group of the fiber, such as a blower oven. Etc. are preferred. If water in the system is always discharged, the hydrolysis reaction of the phosphate ester bond, which is the reverse reaction of the esterification, can be suppressed, and the acid hydrolysis of the sugar chain in the fiber can also be suppressed. A fine fiber having a high axial ratio can be obtained.
加熱処理の時間は、加熱温度にも影響されるが繊維原料スラリーから実質的に水分が除かれてから1秒以上300分以下であることが好ましく、1秒以上1000秒以下であることがより好ましく、10秒以上800秒以下であることがさらに好ましい。本発明では、加熱温度と加熱時間を適切な範囲とすることにより、リン酸基の導入量を好ましい範囲内とすることができる。 The heat treatment time is also affected by the heating temperature, but it is preferably 1 second or more and 300 minutes or less, preferably 1 second or more and 1000 seconds or less after moisture is substantially removed from the fiber raw material slurry. Preferably, it is 10 seconds or more and 800 seconds or less. In the present invention, by introducing the heating temperature and the heating time within an appropriate range, the amount of phosphate groups introduced can be within a preferable range.
リン酸基の導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり0.1mmol/g以上3.5mmol/g以下であることが好ましく、0.14mmol/g以上2.5mmol/g以下がより好ましく、0.2mmol/g以上2.0mmol/g以下がさらに好ましく、0.2mmol/g以上1.8mmol/g以下よりさらに好ましく、0.4mmol/g以上1.8mmol/g以下が特に好ましく、最も好ましくは0.6mmol/g以上1.8mmol/g以下である。リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、繊維原料の微細化を容易にし、微細繊維状セルロースの安定性を高めることができる。また、リン酸基の導入量を上記範囲内とすることにより、微細繊維状セルロースのスラリーの粘度を適切な範囲に調整することができる。 The amount of phosphate group introduced is preferably 0.1 mmol / g or more and 3.5 mmol / g or less, more preferably 0.14 mmol / g or more and 2.5 mmol / g or less per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose. 0.2 mmol / g or more and 2.0 mmol / g or less is more preferable, 0.2 mmol / g or more and 1.8 mmol / g or less is more preferable, 0.4 mmol / g or more and 1.8 mmol / g or less is particularly preferable, Preferably they are 0.6 mmol / g or more and 1.8 mmol / g or less. By making the introduction amount of the phosphoric acid group within the above range, the fiber raw material can be easily refined, and the stability of the fine fibrous cellulose can be enhanced. Moreover, the viscosity of the slurry of a fine fibrous cellulose can be adjusted to an appropriate range by making the introduction amount of phosphoric acid groups within the above range.
リン酸基の繊維原料への導入量は、伝導度滴定法により測定することができる。具体的には、解繊処理工程により微細化を行い、得られた微細繊維状セルロース含有スラリーをイオン交換樹脂で処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えながら電気伝導度の変化を求めることにより、導入量を測定することができる。 The amount of phosphate group introduced into the fiber material can be measured by a conductivity titration method. Specifically, by performing the defibration process step, after treating the resulting fine fibrous cellulose-containing slurry with an ion exchange resin, by determining the change in electrical conductivity while adding an aqueous sodium hydroxide solution, The amount introduced can be measured.
伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図4に示した曲線を与える。最初は、急激に電気伝導度が低下する(以下、「第1領域」という)。その後、わずかに伝導度が上昇を始める(以下、「第2領域」という)。さらにその後、伝導度の増分が増加する(以下、「第3領域」という)。すなわち、3つの領域が現れる。このうち、第1領域で必要としたアルカリ量が、滴定に使用したスラリー中の強酸性基量と等しく、第2領域で必要としたアルカリ量が滴定に使用したスラリー中の弱酸性基量と等しくなる。リン酸基が縮合を起こす場合、見かけ上弱酸性基が失われ、第1領域に必要としたアルカリ量と比較して第2領域に必要としたアルカリ量が少なくなる。一方、強酸性基量は、縮合の有無に関わらずリン原子の量と一致することから、単にリン酸基導入量(またはリン酸基量)、または置換基導入量(または置換基量)と言った場合は、強酸性基量のことを表す。すなわち、図4に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とする。 In conductivity titration, the curve shown in FIG. 4 is given when alkali is added. Initially, the electrical conductivity rapidly decreases (hereinafter referred to as “first region”). Thereafter, the conductivity starts to increase slightly (hereinafter referred to as “second region”). Thereafter, the conductivity increment increases (hereinafter referred to as “third region”). That is, three areas appear. Among these, the amount of alkali required in the first region is equal to the amount of strongly acidic groups in the slurry used for titration, and the amount of alkali required in the second region is the amount of weakly acidic groups in the slurry used for titration. Will be equal. When the phosphoric acid group undergoes condensation, apparently weakly acidic groups are lost, and the amount of alkali required in the second region is reduced compared to the amount of alkali required in the first region. On the other hand, the amount of strongly acidic groups coincides with the amount of phosphorus atoms regardless of the presence or absence of condensation, so that the amount of phosphate groups introduced (or the amount of phosphate groups) or the amount of substituent introduced (or the amount of substituents) is simply When said, it represents the amount of strongly acidic group. That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 4 is divided by the solid content (g) in the titration target slurry to obtain the substituent introduction amount (mmol / g).
リン酸基導入工程は、少なくとも1回行えば良いが、複数回繰り返すこともできる。この場合、より多くのリン酸基が導入されるので好ましい。 The phosphate group introduction step may be performed at least once, but may be repeated a plurality of times. In this case, more phosphoric acid groups are introduced, which is preferable.
<アルカリ処理>
微細繊維状セルロースを製造する場合、リン酸基導入工程と、後述する解繊処理工程の間にアルカリ処理を行ってもよい。アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ溶液中に、リン酸基導入繊維を浸漬する方法が挙げられる。
アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、特に限定されないが、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。アルカリ溶液における溶媒としては水または有機溶媒のいずれであってもよい。溶媒は、極性溶媒(水、またはアルコール等の極性有機溶媒)が好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒がより好ましい。
また、アルカリ溶液のうちでは、汎用性が高いことから、水酸化ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液が特に好ましい。
<Alkali treatment>
When manufacturing a fine fibrous cellulose, you may perform an alkali treatment between a phosphate group introduction | transduction process and the defibration process mentioned later. Although it does not specifically limit as a method of an alkali treatment, For example, the method of immersing a phosphate group introduction | transduction fiber in an alkaline solution is mentioned.
The alkali compound contained in the alkali solution is not particularly limited, but may be an inorganic alkali compound or an organic alkali compound. The solvent in the alkaline solution may be either water or an organic solvent. The solvent is preferably a polar solvent (polar organic solvent such as water or alcohol), and more preferably an aqueous solvent containing at least water.
Of the alkaline solutions, a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution is particularly preferred because of its high versatility.
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液の温度は特に限定されないが、5℃以上80℃以下が好ましく、10℃以上60℃以下がより好ましい。
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液への浸漬時間は特に限定されないが、5分以上30分以下が好ましく、10分以上20分以下がより好ましい。
アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は特に限定されないが、リン酸基導入繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。
Although the temperature of the alkali solution in an alkali treatment process is not specifically limited, 5 to 80 degreeC is preferable and 10 to 60 degreeC is more preferable.
The immersion time in the alkaline solution in the alkali treatment step is not particularly limited, but is preferably 5 minutes or longer and 30 minutes or shorter, and more preferably 10 minutes or longer and 20 minutes or shorter.
Although the usage-amount of the alkaline solution in an alkali treatment is not specifically limited, It is preferable that it is 100 mass% or more and 100,000 mass% or less with respect to the absolute dry mass of a phosphate group introduction | transduction fiber, and is 1000 mass% or more and 10000 mass% or less. It is more preferable.
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液使用量を減らすために、アルカリ処理工程の前に、リン酸基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄しても構わない。アルカリ処理後には、取り扱い性を向上させるために、解繊処理工程の前に、アルカリ処理済みリン酸基導入繊維を水や有機溶媒により洗浄することが好ましい。 In order to reduce the amount of alkaline solution used in the alkali treatment step, the phosphate group-introduced fiber may be washed with water or an organic solvent before the alkali treatment step. After the alkali treatment, in order to improve the handleability, it is preferable to wash the alkali-treated phosphate group-introduced fiber with water or an organic solvent before the defibrating treatment step.
<解繊処理>
リン酸基導入繊維は、解繊処理工程で解繊処理される。解繊処理工程では、通常、解繊処理装置を用いて、繊維を解繊処理して、微細繊維状セルロース含有スラリーを得るが、処理装置、処理方法は、特に限定されない。
解繊処理装置としては、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミルなどを使用できる。あるいは、解繊処理装置としては、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、またはビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできる。解繊処理装置は、上記に限定されるものではない。好ましい解繊処理方法としては、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミの心配が少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーが挙げられる。
<Defibration processing>
The phosphate group-introduced fiber is defibrated in the defibrating process. In the defibrating process, the fiber is usually defibrated using a defibrating apparatus to obtain a fine fibrous cellulose-containing slurry, but the processing apparatus and the processing method are not particularly limited.
As the defibrating apparatus, a high-speed defibrator, a grinder (stone mill type pulverizer), a high-pressure homogenizer, an ultra-high pressure homogenizer, a high-pressure collision type pulverizer, a ball mill, a bead mill, or the like can be used. Alternatively, as a defibrating apparatus, a wet type pulverizer such as a disk refiner, a conical refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, or a beater should be used. You can also. The defibrating apparatus is not limited to the above. Preferable defibrating treatment methods include a high-speed defibrator, a high-pressure homogenizer, and an ultra-high pressure homogenizer that are less affected by the grinding media and less worried about contamination.
解繊処理の際には、繊維原料を水と有機溶媒を単独または組み合わせて希釈してスラリー状にすることが好ましいが、特に限定されない。分散媒としては、水の他に、極性有機溶剤を使用することができる。好ましい極性有機溶剤としては、アルコール類、ケトン類、エーテル類、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、またはジメチルアセトアミド(DMAc)等が挙げられるが、特に限定されない。アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、またはt−ブチルアルコール等が挙げられる。ケトン類としては、アセトンまたはメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。エーテル類としては、ジエチルエーテルまたはテトラヒドロフラン(THF)等が挙げられる。分散媒は1種であってもよいし、2種以上でもよい。また、分散媒中に繊維原料以外の固形分、例えば水素結合性のある尿素などを含んでも構わない。 In the defibrating process, it is preferable to dilute the fiber raw material with water and an organic solvent alone or in combination to form a slurry, but there is no particular limitation. As the dispersion medium, in addition to water, a polar organic solvent can be used. Preferable polar organic solvents include alcohols, ketones, ethers, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), and the like, but are not particularly limited. Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, and t-butyl alcohol. Examples of ketones include acetone and methyl ethyl ketone (MEK). Examples of ethers include diethyl ether and tetrahydrofuran (THF). The dispersion medium may be one type or two or more types. Further, the dispersion medium may contain a solid content other than the fiber raw material, such as urea having hydrogen bonding property.
本発明では、微細繊維状セルロースを濃縮、乾燥させた後に解繊処理を行ってもよい。この場合、濃縮、乾燥の方法は特に限定されないが、例えば、微細繊維状セルロースを含有するスラリーに濃縮剤を添加する方法、一般に用いられる脱水機、プレス、乾燥機を用いる方法等が挙げられる。また、公知の方法、例えばWO2014/024876、WO2012/107642、およびWO2013/121086に記載された方法を用いることができる。また、濃縮した微細繊維状セルロースをシート化してもよい。該シートを粉砕して解繊処理を行うこともできる。 In the present invention, the fibrillation treatment may be performed after the fine fibrous cellulose is concentrated and dried. In this case, the concentration and drying methods are not particularly limited, and examples thereof include a method of adding a concentrating agent to a slurry containing fine fibrous cellulose, a generally used dehydrator, a press, and a method using a dryer. Moreover, a well-known method, for example, the method described in WO2014 / 024876, WO2012 / 107642, and WO2013 / 121086 can be used. Further, the concentrated fine fibrous cellulose may be formed into a sheet. The sheet can be pulverized to perform a defibrating process.
微細繊維状セルロースを粉砕する際に粉砕に用いる装置としては、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミル、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、ビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできるが特に限定されない。 The equipment used for pulverization of fine fibrous cellulose includes high-speed defibrator, grinder (stone mill type pulverizer), high-pressure homogenizer, ultra-high pressure homogenizer, high-pressure collision type pulverizer, ball mill, bead mill, disk type refiner, conical An apparatus for wet pulverization such as a refiner, a twin-screw kneader, a vibration mill, a homomixer under high-speed rotation, an ultrasonic disperser, a beater, and the like can be used, but is not particularly limited.
上述した方法で得られたリン酸基を有する微細繊維状セルロース含有物は、微細繊維状セルロース含有スラリーであり、所望の濃度となるように、水で希釈して用いてもよい。 The fine fibrous cellulose-containing product having a phosphoric acid group obtained by the above-described method is a fine fibrous cellulose-containing slurry, and may be diluted with water so as to have a desired concentration.
<任意成分>
繊維層には、微細繊維状セルロース以外の任意成分が含まれていてもよい。任意成分としては、例えば、親水性高分子や有機イオン等が挙げられる。親水性高分子は、親水性の含酸素有機化合物(但し、上記セルロース繊維は除く)であることが好ましい。含酸素有機化合物は非繊維状であることが好ましく、このような非繊維状の含酸素有機化合物には、微細繊維状セルロースや熱可塑性樹脂繊維は含まれない。
<Optional component>
The fiber layer may contain an optional component other than the fine fibrous cellulose. Examples of optional components include hydrophilic polymers and organic ions. The hydrophilic polymer is preferably a hydrophilic oxygen-containing organic compound (however, excluding the cellulose fiber). The oxygen-containing organic compound is preferably non-fibrous, and such non-fibrous oxygen-containing organic compound does not contain fine fibrous cellulose or thermoplastic resin fibers.
含酸素有機化合物は、親水性の有機化合物であることが好ましい。親水性の含酸素有機化合物は、繊維層の強度、密度及び化学的耐性などを向上させることができる。親水性の含酸素有機化合物は、たとえばSP値が9.0以上であることが好ましい。また、親水性の含酸素有機化合物は、たとえば100mlのイオン交換水に含酸素有機化合物が1g以上溶解するものであることが好ましい。 The oxygen-containing organic compound is preferably a hydrophilic organic compound. The hydrophilic oxygen-containing organic compound can improve the strength, density and chemical resistance of the fiber layer. The hydrophilic oxygen-containing organic compound preferably has, for example, an SP value of 9.0 or more. The hydrophilic oxygen-containing organic compound is preferably one in which 1 g or more of the oxygen-containing organic compound is dissolved in, for example, 100 ml of ion exchange water.
含酸素有機化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、カゼイン、デキストリン、澱粉、変性澱粉、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール(アセトアセチル化ポリビニルアルコール等)、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸塩類、ポリアクリルアミド、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ウレタン系共重合体、セルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)等の親水性高分子;グリセリン、ソルビトール、エチレングリコール等の親水性低分子が挙げられる。これらの中でも、繊維層の強度、密度、化学的耐性などを向上させる観点から、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、グリセリン、ソルビトールが好ましく、ポリエチレングリコール及びポリエチレンオキサイドから選択される少なくとも1種であることがより好ましく、ポリエチレングリコールであることがさらに好ましい。 Examples of the oxygen-containing organic compound include polyethylene glycol, polyethylene oxide, casein, dextrin, starch, modified starch, polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol (acetoacetylated polyvinyl alcohol, etc.), polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, poly Hydrophilic polymers such as acrylates, polyacrylamides, acrylic acid alkyl ester copolymers, urethane copolymers, and cellulose derivatives (hydroxyethyl cellulose, carboxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc.); hydrophilics such as glycerin, sorbitol, ethylene glycol, etc. Low molecular weight. Among these, polyethylene glycol, polyethylene oxide, glycerin, and sorbitol are preferable from the viewpoint of improving the strength, density, chemical resistance, and the like of the fiber layer, and more preferably at least one selected from polyethylene glycol and polyethylene oxide. Preferably, it is polyethyleneglycol.
含酸素有機化合物は、分子量が5万以上800万以下の有機化合物高分子であることが好ましい。含酸素有機化合物の分子量は、10万以上500万以下であることも好ましいが、例えば分子量が1000未満の低分子であってもよい。 The oxygen-containing organic compound is preferably an organic compound polymer having a molecular weight of 50,000 to 8,000,000. The molecular weight of the oxygen-containing organic compound is preferably 100,000 to 5,000,000, but may be a low molecule having a molecular weight of less than 1,000, for example.
繊維層に含まれる含酸素有機化合物の含有量は、繊維層に含まれる微細繊維状セルロース100質量部に対して、1質量部以上40質量部以下であることが好ましく、10質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、15質量部以上25質量部以下であることがより好ましい。含酸素有機化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、高い透明性と強度を有する積層体を形成することができる。 The content of the oxygen-containing organic compound contained in the fiber layer is preferably 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose contained in the fiber layer. More preferably, the amount is 15 parts by mass or more and 25 parts by mass or less. By setting the content of the oxygen-containing organic compound within the above range, a laminate having high transparency and strength can be formed.
有機イオンとしては、テトラアルキルアンモニウムイオンやテトラアルキルホスホニウムイオンを挙げることができる。テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン、テトラプロピルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、テトラヘキシルアンモニウムイオン、テトラヘプチルアンモニウムイオン、トリブチルメチルアンモニウムイオン、ラウリルトリメチルアンモニウムイオン、セチルトリメチルアンモニウムイオン、ステアリルトリメチルアンモニウムイオン、オクチルジメチルエチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルエチルアンモニウムイオン、ジデシルジメチルアンモニウムイオン、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムイオン、トリブチルベンジルアンモニウムイオンが挙げられる。テトラアルキルホスホニウムイオンとしては、例えばテトラメチルホスホニウムイオン、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラプロピルホスホニウムイオン、テトラブチルホスホニウムイオン、およびラウリルトリメチルホスホニウムイオンが挙げられる。また、テトラプロピルオニウムイオン、テトラブチルオニウムイオンとして、それぞれテトラn−プロピルオニウムイオン、テトラn−ブチルオニウムイオンなども挙げることができる。 Examples of organic ions include tetraalkylammonium ions and tetraalkylphosphonium ions. Examples of tetraalkylammonium ions include tetramethylammonium ion, tetraethylammonium ion, tetrapropylammonium ion, tetrabutylammonium ion, tetrapentylammonium ion, tetrahexylammonium ion, tetraheptylammonium ion, tributylmethylammonium ion, and lauryltrimethyl. Examples include ammonium ion, cetyltrimethylammonium ion, stearyltrimethylammonium ion, octyldimethylethylammonium ion, lauryldimethylethylammonium ion, didecyldimethylammonium ion, lauryldimethylbenzylammonium ion, and tributylbenzylammonium ion. Examples of tetraalkylphosphonium ions include tetramethylphosphonium ions, tetraethylphosphonium ions, tetrapropylphosphonium ions, tetrabutylphosphonium ions, and lauryltrimethylphosphonium ions. In addition, examples of the tetrapropylonium ion and the tetrabutylonium ion include a tetra n-propylonium ion and a tetra n-butylonium ion, respectively.
(積層体の製造方法)
本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む繊維層を得る工程と、ウレタン(メタ)アクリレートを含む樹脂組成物を繊維層の少なくとも一方の面上に塗工し、接着層を形成する工程と、接着層の一方の面であって、繊維層とは反対側の面に樹脂層を積層する工程と、を含む積層体の製造方法に関するものでもある。
(Laminate manufacturing method)
The present invention provides a process for obtaining a fiber layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less, and a resin composition containing urethane (meth) acrylate is applied on at least one surface of the fiber layer to form an adhesive layer And a step of laminating a resin layer on the surface opposite to the fiber layer on one surface of the adhesive layer.
<繊維層を得る工程>
繊維層(以下、微細繊維状セルロース含有シートともいう)を得る工程は、微細繊維状セルロース分散液(微細繊維状セルロース含有スラリー)を基材上に塗工する工程又は、微細繊維状セルロース分散液を抄紙する工程を含むことが好ましい。中でも、微細繊維状セルロース含有シートの製造工程は微細繊維状セルロース分散液を基材上に塗工する工程を含むことが好ましい。
<Step of obtaining fiber layer>
The step of obtaining a fiber layer (hereinafter also referred to as a fine fibrous cellulose-containing sheet) is a step of coating a fine fibrous cellulose dispersion (fine fibrous cellulose-containing slurry) on a substrate or a fine fibrous cellulose dispersion. It is preferable to include a step of papermaking. Especially, it is preferable that the manufacturing process of a fine fibrous cellulose containing sheet | seat includes the process of coating a fine fibrous cellulose dispersion liquid on a base material.
<塗工工程>
塗工工程は、微細繊維状セルロース分散液を基材上に塗工し、これを乾燥して形成された微細繊維状セルロース含有シートを基材から剥離することにより、シートを得る工程である。塗工装置と長尺の基材を用いることで、シートを連続的に生産することができる。塗工する微細繊維状セルロース分散液の濃度は特に限定されないが、0.05質量%以上5質量%以下が好ましい。
<Coating process>
A coating process is a process of obtaining a sheet | seat by peeling the fine fibrous cellulose containing sheet | seat formed by apply | coating a fine fibrous cellulose dispersion liquid on a base material, and drying this. By using a coating apparatus and a long base material, sheets can be continuously produced. Although the density | concentration of the fine fibrous cellulose dispersion liquid to apply is not specifically limited, 0.05 mass% or more and 5 mass% or less are preferable.
微細繊維状セルロース分散液には、含酸素有機化合物が含有されていることが好ましい。含酸素有機化合物の含有量は、微細繊維状セルロース分散液に含まれる微細繊維状セルロース100質量部に対して、1質量部以上40質量部以下であることが好ましく、10質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、15質量部以上25質量部以下であることがより好ましい。 The fine fibrous cellulose dispersion preferably contains an oxygen-containing organic compound. The content of the oxygen-containing organic compound is preferably 1 part by mass or more and 40 parts by mass or less, and preferably 10 parts by mass or more and 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose contained in the fine fibrous cellulose dispersion. It is more preferable that the amount is 15 parts by mass or more and 25 parts by mass or less.
塗工工程で用いる基材の質は、特に限定されないが、微細繊維状セルロース分散液に対する濡れ性が高いものの方が乾燥時のシートの収縮等を抑制することができて良いが、乾燥後に形成されたシートが容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂板または金属板が好ましいが、特に限定されない。例えばアクリル板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛版、銅版、鉄板等の金属板および、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を用いることができる。 The quality of the base material used in the coating process is not particularly limited, but the one having higher wettability with respect to the fine fibrous cellulose dispersion may be able to suppress sheet shrinkage during drying, but is formed after drying. It is preferable to select a sheet that can be easily peeled off. Among them, a resin plate or a metal plate is preferable, but is not particularly limited. For example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, iron plates, etc., and those whose surfaces are oxidized, stainless steel A plate, a brass plate or the like can be used.
塗工工程において、微細繊維状セルロース分散液の粘度が低く、基材上で展開してしまう場合、所定の厚み、坪量の微細繊維状セルロース含有シートを得るため、基材上に堰止用の枠を固定して使用してもよい。堰止用の枠の質は特に限定されないが、乾燥後に付着するシートの端部が容易に剥離できるものを選択することが好ましい。中でも樹脂板または金属板を成形したものが好ましいが、特に限定されない。例えばアクリル板、ポリエチレンテレフタレート板、塩化ビニル板、ポリスチレン板、ポリ塩化ビニリデン板等の樹脂板や、アルミ板、亜鉛版、銅版、鉄板等の金属板および、それらの表面を酸化処理したもの、ステンレス板、真ちゅう板等を成形したもの用いることができる。 In the coating process, when the fine fibrous cellulose dispersion is low in viscosity and spreads on the base material, it is used for blocking on the base material in order to obtain a fine fibrous cellulose-containing sheet with a predetermined thickness and basis weight. The frame may be fixed and used. The quality of the damming frame is not particularly limited, but it is preferable to select one that can easily peel off the edge of the sheet attached after drying. Among them, a molded resin plate or metal plate is preferable, but is not particularly limited. For example, resin plates such as acrylic plates, polyethylene terephthalate plates, vinyl chloride plates, polystyrene plates, polyvinylidene chloride plates, metal plates such as aluminum plates, zinc plates, copper plates, iron plates, etc., and those whose surfaces are oxidized, stainless steel A molded plate, brass plate, or the like can be used.
微細繊維状セルロース分散液を塗工する塗工機としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、エアドクターコーター等を使用することができる。厚みをより均一にできることから、バーコーター、ダイコーター、カーテンコーター、スプレーコーターが好ましい。 As a coating machine for coating the fine fibrous cellulose dispersion, for example, a bar coater, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, an air doctor coater or the like can be used. A bar coater, a die coater, a curtain coater, and a spray coater are preferable because the thickness can be made more uniform.
塗工温度は特に限定されないが、20℃以上45℃以下であることが好ましい。塗工温度が上記下限値以上であれば、微細繊維状セルロース分散液を容易に塗工でき、上記上限値以下であれば、塗工中の分散媒の揮発を抑制できる。 The coating temperature is not particularly limited, but is preferably 20 ° C. or higher and 45 ° C. or lower. If the coating temperature is equal to or higher than the above lower limit value, the fine fibrous cellulose dispersion can be easily applied. If the coating temperature is equal to or lower than the upper limit value, volatilization of the dispersion medium during coating can be suppressed.
塗工工程においては、シートの仕上がり坪量が10g/m2以上100g/m2以下になるように微細繊維状セルロース分散液を塗工することが好ましい。坪量が上記範囲内となるように塗工することで、強度に優れた繊維層が得られる。 In the coating step, it is preferable to apply the fine fibrous cellulose dispersion so that the finished basis weight of the sheet is 10 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less. By coating so that the basis weight falls within the above range, a fiber layer having excellent strength can be obtained.
微細繊維状セルロース含有シートの製造工程は、基材上に塗工した微細繊維状セルロース分散液を乾燥させる工程を含むことが好ましい。乾燥方法としては、特に限定されないが、非接触の乾燥方法でも、シートを拘束しながら乾燥する方法の何れでもよく、これらを組み合わせてもよい。 The production process of the fine fibrous cellulose-containing sheet preferably includes a step of drying the fine fibrous cellulose dispersion coated on the substrate. Although it does not specifically limit as a drying method, Either a non-contact drying method or the method of drying while restraining a sheet | seat may be sufficient, and these may be combined.
非接触の乾燥方法としては、特に限定されないが、熱風、赤外線、遠赤外線または近赤外線により加熱して乾燥する方法(加熱乾燥法)、真空にして乾燥する方法(真空乾燥法)を適用することができる。加熱乾燥法と真空乾燥法を組み合わせてもよいが、通常は、加熱乾燥法が適用される。赤外線、遠赤外線または近赤外線による乾燥は、赤外線装置、遠赤外線装置または近赤外線装置を用いて行うことができるが、特に限定されない。加熱乾燥法における加熱温度は特に限定されないが、20℃以上150℃以下とすることが好ましく、25℃以上105℃以下とすることがより好ましい。加熱温度を上記下限値以上とすれば、分散媒を速やかに揮発させることができ、上記上限値以下であれば、加熱に要するコストの抑制及び微細繊維状セルロースが熱によって変色することを抑制できる。 The non-contact drying method is not particularly limited, but a method of drying by heating with hot air, infrared rays, far infrared rays or near infrared rays (heating drying method) or a method of drying in vacuum (vacuum drying method) is applied. Can do. Although the heat drying method and the vacuum drying method may be combined, the heat drying method is usually applied. Although drying by infrared rays, far infrared rays, or near infrared rays can be performed using an infrared device, a far infrared device, or a near infrared device, it is not particularly limited. The heating temperature in the heat drying method is not particularly limited, but is preferably 20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably 25 ° C. or higher and 105 ° C. or lower. If the heating temperature is not less than the above lower limit value, the dispersion medium can be volatilized quickly, and if it is not more than the above upper limit value, it is possible to suppress the cost required for heating and to prevent the fine fibrous cellulose from being discolored by heat. .
乾燥後に、得られた微細繊維状セルロース含有シートを基材から剥離するが、基材がシートの場合には、微細繊維状セルロース含有シートと基材とを積層したまま巻き取って、微細繊維状セルロース含有シートの使用直前に微細繊維状セルロース含有シートを工程基材から剥離してもよい。 After drying, the obtained fine fibrous cellulose-containing sheet is peeled off from the base material, but when the base material is a sheet, the fine fibrous cellulose-containing sheet and the base material are wound while being laminated to form a fine fibrous form. The fine fibrous cellulose-containing sheet may be peeled from the process substrate immediately before use of the cellulose-containing sheet.
<抄紙工程>
微細繊維状セルロース含有シートの製造工程は、微細繊維状セルロース分散液を抄紙する工程を含んでもよい。抄紙工程で抄紙機としては、長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、これらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。抄紙工程では、手抄き等公知の抄紙を行ってもよい。
<Paper making process>
The production process of the fine fibrous cellulose-containing sheet may include a step of paper making the fine fibrous cellulose dispersion. Examples of the paper machine in the paper making process include a continuous paper machine such as a long-mesh type, a circular net type, and an inclined type, and a multi-layered paper machine combining these. In the paper making process, known paper making such as hand making may be performed.
抄紙工程では、微細繊維状セルロース分散液をワイヤー上で濾過、脱水して湿紙状態のシートを得た後、プレス、乾燥することでシートを得る。微細繊維状セルロース分散液の濃度は特に限定されないが、0.05質量%以上5質量%以下が好ましい。また、微細繊維状セルロース分散液には、含酸素有機化合物が含有されていることが好ましい。含酸素有機化合物の含有量は、上述した通りである。 In the paper making process, the fine fibrous cellulose dispersion is filtered and dehydrated on a wire to obtain a wet paper sheet, and then the sheet is obtained by pressing and drying. Although the density | concentration of a fine fibrous cellulose dispersion liquid is not specifically limited, 0.05 mass% or more and 5 mass% or less are preferable. Moreover, it is preferable that the fine fibrous cellulose dispersion contains an oxygen-containing organic compound. The content of the oxygen-containing organic compound is as described above.
微細繊維状セルロース分散液を濾過、脱水する場合、濾過時の濾布としては特に限定されないが、微細繊維状セルロースは通過せず、かつ濾過速度が遅くなりすぎないことが重要である。このような濾布としては特に限定されないが、有機ポリマーからなるシート、織物、多孔膜が好ましい。有機ポリマーとしては特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のような非セルロース系の有機ポリマーが好ましい。具体的には孔径0.1μm以上20μm以下、例えば1μmのポリテトラフルオロエチレンの多孔膜、孔径0.1μm以上20μm以下、例えば1μmのポリエチレンテレフタレートやポリエチレンの織物等が挙げられるが、特に限定されない。 When the fine fibrous cellulose dispersion is filtered and dehydrated, the filter cloth at the time of filtration is not particularly limited, but it is important that the fine fibrous cellulose does not pass through and the filtration rate is not too slow. Although it does not specifically limit as such a filter cloth, The sheet | seat, fabric, and porous film which consist of organic polymers are preferable. The organic polymer is not particularly limited, but non-cellulosic organic polymers such as polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE) and the like are preferable. Specific examples include a porous film of polytetrafluoroethylene having a pore size of 0.1 μm to 20 μm, for example, 1 μm, polyethylene terephthalate or polyethylene woven fabric having a pore size of 0.1 μm to 20 μm, for example, 1 μm, but is not particularly limited.
微細繊維状セルロース分散液からシートを製造する方法としては、特に限定されないが、例えばWO2011/013567に記載の製造装置を用いる方法等が挙げられる。この製造装置は、微細繊維状セルロース分散液を無端ベルトの上面に吐出し、吐出された微細繊維状セルロース分散液から分散媒を搾水してウェブを生成する搾水セクションと、ウェブを乾燥させて繊維シートを生成する乾燥セクションとを備えている。搾水セクションから乾燥セクションにかけて無端ベルトが配設され、搾水セクションで生成されたウェブが無端ベルトに載置されたまま乾燥セクションに搬送される。 Although it does not specifically limit as a method of manufacturing a sheet | seat from a fine fibrous cellulose dispersion liquid, For example, the method of using the manufacturing apparatus of WO2011 / 013567, etc. are mentioned. This manufacturing apparatus discharges a fine fibrous cellulose dispersion onto the upper surface of an endless belt, and squeezes a dispersion medium from the discharged fine fibrous cellulose dispersion to generate a web, and dries the web. And a drying section for producing a fiber sheet. An endless belt is disposed from the squeezing section to the drying section, and the web generated in the squeezing section is conveyed to the drying section while being placed on the endless belt.
本発明において使用できる脱水方法としては特に限定されないが、紙の製造で通常に使用している脱水方法が挙げられ、長網、円網、傾斜ワイヤーなどで脱水した後、ロールプレスで脱水する方法が好ましい。また、乾燥方法としては特に限定されないが、紙の製造で用いられている方法が挙げられ、例えば、シリンダードライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥、近赤外線ヒーター、赤外線ヒーターなどの方法が好ましい。 Although it does not specifically limit as the dehydration method which can be used in this invention, The dehydration method normally used by manufacture of paper is mentioned, After dehydrating with a long net, a circular net, a slanted wire, etc., it dehydrates with a roll press. Is preferred. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include methods used in paper production. For example, methods such as a cylinder dryer, a Yankee dryer, hot air drying, a near infrared heater, and an infrared heater are preferable.
<接着層を形成する工程>
接着層を形成する工程では、ウレタン(メタ)アクリレートを含む樹脂組成物を繊維層の少なくとも一方の面上に塗工する。樹脂組成物は、ウレタン(メタ)アクリレートを少なくとも含み、さらに、イソシアネート化合物等の架橋剤を含むことが好ましい。また、樹脂組成物はウレタン(メタ)アクリレートのアクリル単位の重合反応を行うため、重合開始剤を含有してもよい。さらに、樹脂組成物は塗工性を調整するため、任意の希釈溶媒を含有してもよい。
<Step of forming an adhesive layer>
In the step of forming the adhesive layer, a resin composition containing urethane (meth) acrylate is applied onto at least one surface of the fiber layer. The resin composition preferably contains at least urethane (meth) acrylate, and further contains a crosslinking agent such as an isocyanate compound. Moreover, since the resin composition performs the polymerization reaction of the acrylic unit of urethane (meth) acrylate, it may contain a polymerization initiator. Furthermore, the resin composition may contain an arbitrary dilution solvent in order to adjust the coatability.
ウレタン(メタ)アクリレートを含む樹脂組成物を塗工する塗工機としては、例えば、バーコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ダイコーター、カーテンコーター、エアドクターコーター等を使用することができる。
塗工後は樹脂を硬化させる工程を設けることが好ましい。硬化工程では、20℃以上150℃以下になるように加熱することが好ましい。加熱時間は0.1時間以上10時間以下であることが好ましい。
As a coating machine for coating a resin composition containing urethane (meth) acrylate, for example, a bar coater, a roll coater, a gravure coater, a die coater, a curtain coater, an air doctor coater or the like can be used.
It is preferable to provide a step of curing the resin after coating. In the curing step, heating is preferably performed so that the temperature is 20 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. The heating time is preferably from 0.1 hour to 10 hours.
<樹脂層を積層する工程>
樹脂層を積層する工程では、接着層の一方の面であって、繊維層とは反対側の面に樹脂層を積層する。すなわち、樹脂層を積層する工程では、接着層を介して、繊維層と樹脂層を接着する。樹脂層を積層する工程では、接着層を介して、繊維層と樹脂層を積層した後に、繊維層側と樹脂層側から金属板等の板状物で挟み、プレスすることが好ましい。また、プレス時には加熱することも好ましい。この場合のプレス圧は、0.1MPa以上であることが好ましく、0.5MPa以上であることがより好ましく、1MPa以上であることがさらに好ましく、3MPa以上であってもよい。また、プレス圧は、20MPa以下であることが好ましく、10MPa以下であることがより好ましい。加熱温度は20℃以上250℃以下であることが好ましい。プレス時間は、10秒以上10分以下であることが好ましい。
<Process of laminating resin layers>
In the step of laminating the resin layer, the resin layer is laminated on one surface of the adhesive layer and on the surface opposite to the fiber layer. That is, in the step of laminating the resin layer, the fiber layer and the resin layer are bonded via the adhesive layer. In the step of laminating the resin layer, it is preferable that the fiber layer and the resin layer are laminated via the adhesive layer, and then sandwiched between the fiber layer side and the resin layer side with a plate-like object such as a metal plate and pressed. It is also preferable to heat at the time of pressing. In this case, the pressing pressure is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, further preferably 1 MPa or more, and may be 3 MPa or more. Further, the press pressure is preferably 20 MPa or less, and more preferably 10 MPa or less. The heating temperature is preferably 20 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. The pressing time is preferably 10 seconds or more and 10 minutes or less.
本発明の積層体の製造工程は、樹脂層を積層する工程の前に、第1層と、第1層の一方の面側であって、接着層とは反対側に配される第2層とを有する樹脂層を形成する工程をさらに含むことが好ましい。この場合、樹脂層は、第1層と第2層のいずれか一方の層に他方の層を塗工することによって形成されてもよく、第1層と第2層を構成する樹脂を共押出しすることによって形成されてもよい。 The manufacturing process of the laminated body of the present invention includes the first layer and the second layer disposed on one side of the first layer and on the side opposite to the adhesive layer before the step of laminating the resin layers. It is preferable to further include a step of forming a resin layer having In this case, the resin layer may be formed by coating the other layer on one of the first layer and the second layer, and the resin constituting the first layer and the second layer is coextruded. May be formed.
第1層がエポキシ(メタ)アクリレート樹脂を含む場合は、樹脂層を形成する工程は、第2層上に、エポキシ(メタ)アクリレート含有組成物を塗工する工程を含むことが好ましい。この場合、第2層はポリカーボネート樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも一方を含むことが好ましく、ポリカーボネート樹脂を含むことがより好ましい。すなわち、樹脂層の第1層は、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂を含み、第2層はポリカーボネート樹脂を含み、樹脂層は、前記第2層上に、エポキシ(メタ)アクリレート含有組成物を塗工することで形成されたものであることが好ましい。
エポキシ(メタ)アクリレート含有組成物は、エポキシ(メタ)アクリレートを少なくとも含むことが好ましい。また、エポキシ(メタ)アクリレート含有組成物はエポキシ(メタ)アクリレートのアクリル単位の重合反応、およびエポキシ基を基点とした重合反応を行うため、重合開始剤を含有してもよい。さらに、エポキシ(メタ)アクリレート含有組成物は塗工性を調整するため、任意の希釈溶媒を含有してもよい。
When the first layer includes an epoxy (meth) acrylate resin, the step of forming the resin layer preferably includes a step of applying an epoxy (meth) acrylate-containing composition on the second layer. In this case, the second layer preferably includes at least one selected from a polycarbonate resin and an acrylic resin, and more preferably includes a polycarbonate resin. That is, the first layer of the resin layer includes an epoxy (meth) acrylate resin, the second layer includes a polycarbonate resin, and the resin layer is coated with an epoxy (meth) acrylate-containing composition on the second layer. It is preferable that it is formed by doing so.
It is preferable that an epoxy (meth) acrylate containing composition contains an epoxy (meth) acrylate at least. Moreover, since an epoxy (meth) acrylate containing composition performs the polymerization reaction of the acrylic unit of epoxy (meth) acrylate, and the polymerization reaction based on an epoxy group, it may contain a polymerization initiator. Furthermore, the epoxy (meth) acrylate-containing composition may contain an arbitrary dilution solvent in order to adjust the coating property.
第1層がアルキル(メタ)アクリレート樹脂を含む場合は、樹脂層を形成する工程は、第1層と第2層を共押出しで形成する工程であることが好ましい。この場合、第2層はポリカーボネート樹脂及びアクリル樹脂から選択される少なくとも一方を含むことが好ましく、ポリカーボネート樹脂を含むことがより好ましい。すなわち、樹脂層の第1層は、アルキル(メタ)アクリレート樹脂を含み、第2層はポリカーボネート樹脂を含み、樹脂層は、第1層と第2層を共押出しで形成されたものであることが好ましい。
共押出しで形成する工程では、例えば、アルキル(メタ)アクリレート樹脂と、ポリカーボネート樹脂を共押出しすることにより、樹脂層を形成することができる。
When the first layer includes an alkyl (meth) acrylate resin, the step of forming the resin layer is preferably a step of forming the first layer and the second layer by coextrusion. In this case, the second layer preferably includes at least one selected from a polycarbonate resin and an acrylic resin, and more preferably includes a polycarbonate resin. That is, the first layer of the resin layer includes an alkyl (meth) acrylate resin, the second layer includes a polycarbonate resin, and the resin layer is formed by coextrusion of the first layer and the second layer. Is preferred.
In the step of forming by coextrusion, for example, a resin layer can be formed by coextrusion of an alkyl (meth) acrylate resin and a polycarbonate resin.
樹脂層を形成する工程では、樹脂層の少なくとも一方の面に表面処理を施してもよく、樹脂層中の第2層の少なくとも一方の面に表面処理を施してもよい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ放電処理、UV照射処理、電子線照射処理、火炎処理等を施すことができる。
また、樹脂層を形成する工程では、微細凹凸構造を形成する工程を含んでもよく、樹脂層中の第2層の少なくとも一方の面に微細凹凸構造を形成する工程を含んでもよい。微細凹凸構造を形成する工程としては、ブラスト加工処理、エンボス加工処理、エッチング処理、コロナ処理、プラズマ放電処理等を挙げるこことができる。
In the step of forming the resin layer, at least one surface of the resin layer may be subjected to surface treatment, or at least one surface of the second layer in the resin layer may be subjected to surface treatment. As the surface treatment, for example, corona treatment, plasma discharge treatment, UV irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, flame treatment or the like can be performed.
Further, the step of forming the resin layer may include a step of forming a fine concavo-convex structure, and may include a step of forming a fine concavo-convex structure on at least one surface of the second layer in the resin layer. Examples of the process for forming the fine concavo-convex structure include a blasting process, an embossing process, an etching process, a corona process, and a plasma discharge process.
積層体の製造方法としては、上述した方法以外に、射出成形用の金型内に繊維層と接着層を有する積層シートを接着層が露出するように設置して、当該金型内に加熱されて溶融した樹脂を射出して、接合させる方法も挙げられる。 In addition to the method described above, the laminate may be manufactured by placing a laminated sheet having a fiber layer and an adhesive layer in an injection mold so that the adhesive layer is exposed, and then heating the mold. Another example is a method of injecting and joining the molten resin.
(無機膜積層体)
本発明の積層体は、さらに無機膜(以下、無機層ともいう)を有していてもよい。無機層は、繊維層側に積層されてもよく、樹脂層側に積層されてもよい。また、無機層は、積層体の両側に積層されてもよい。
(Inorganic film laminate)
The laminate of the present invention may further have an inorganic film (hereinafter also referred to as an inorganic layer). The inorganic layer may be laminated on the fiber layer side or may be laminated on the resin layer side. Moreover, an inorganic layer may be laminated | stacked on both sides of a laminated body.
無機層を構成する物質としては、特に限定されないが、例えばアルミニウム、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、錫、ニッケル、チタン;これらの酸化物、炭化物、窒化物、酸化炭化物、酸化窒化物、もしくは酸化炭化窒化物;またはこれらの混合物が挙げられる。高い防湿性が安定に維持できるとの観点からは、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化炭化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化炭化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化炭化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、またはこれらの混合物が好ましい。 The material constituting the inorganic layer is not particularly limited, but for example, aluminum, silicon, magnesium, zinc, tin, nickel, titanium; these oxides, carbides, nitrides, oxycarbides, oxynitrides, or oxycarbonitrides Or a mixture thereof. From the viewpoint that high moisture resistance can be stably maintained, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxide carbide, silicon oxynitride, silicon oxycarbonitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxide carbide, aluminum oxynitride, or these Mixtures are preferred.
無機層の形成方法は、特に限定されない。一般に、薄膜を形成する方法は大別して、化学的気相成長法(Chemical Vapor Deposition、CVD)と物理成膜法(Physical Vapor Deposition、PVD)とがあるが、いずれの方法を採用してもよい。CVD法としては、具体的には、プラズマを利用したプラズマCVD、加熱触媒体を用いて材料ガスを接触熱分解する触媒化学気相成長法(Cat−CVD)等が挙げられる。PVD法としては、具体的には、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等が挙げられる。 The method for forming the inorganic layer is not particularly limited. In general, a method for forming a thin film is roughly classified into a chemical vapor deposition method (CVD) and a physical film deposition method (Physical Vapor Deposition, PVD), and either method may be adopted. . Specific examples of the CVD method include plasma CVD using plasma and catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD) in which a material gas is contact pyrolyzed using a heating catalyst. Specific examples of the PVD method include vacuum deposition, ion plating, and sputtering.
また、無機層の形成方法としては、原子層堆積法(Atomic Layer Deposition、ALD)を採用することもできる。ALD法は、形成しようとする膜を構成する各元素の原料ガスを、層を形成する面に交互に供給することにより、原子層単位で薄膜を形成する方法である。成膜速度が遅いという欠点はあるが、プラズマCVD法以上に、複雑な形状の面でもきれいに覆うことができ、欠陥の少ない薄膜を成膜することが可能であるという利点がある。また、ALD法には、膜厚をナノオーダーで制御することができ、広い面を覆うことが比較的容易である等の利点がある。さらにALD法は、プラズマを用いることにより、反応速度の向上、低温プロセス化、未反応ガスの減少が期待できる。 As an inorganic layer forming method, an atomic layer deposition (ALD) can be employed. The ALD method is a method of forming a thin film in units of atomic layers by alternately supplying source gases of respective elements constituting a film to be formed to a surface on which a layer is formed. Although there is a drawback that the film forming speed is slow, there is an advantage that it is possible to form a thin film with few defects because it can cleanly cover even a complicated surface more than the plasma CVD method. In addition, the ALD method has an advantage that the film thickness can be controlled on the nano order and it is relatively easy to cover a wide surface. Furthermore, the ALD method can be expected to improve the reaction rate, process at a low temperature, and reduce unreacted gas by using plasma.
無機層の厚みは、特に限定されないが、例えば、防湿性能の発現を目的とする場合は、5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましく、20nm以上であることがさらに好ましい。無機層の厚みは、透明性、フレキシブル性の観点からは、1000nm以下であることが好ましく、800nm以下であることがより好ましく、600nm以下であることがさらに好ましい。 Although the thickness of an inorganic layer is not specifically limited, For example, when aiming at expression of moisture-proof performance, it is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and further preferably 20 nm or more. From the viewpoint of transparency and flexibility, the thickness of the inorganic layer is preferably 1000 nm or less, more preferably 800 nm or less, and even more preferably 600 nm or less.
(用途)
本発明の積層体の好ましい実施形態は、透明で機械的強度が高く、ヘーズの小さい積層体である。優れた光学特性を活かす観点から、各種のディスプレイ装置、各種の太陽電池、等の光透過性基板の用途に適している。また、電子機器の基板、家電の部材、各種の乗り物や建物の窓材、内装材、外装材、包装用資材等の用途にも適している。
(Use)
A preferred embodiment of the laminate of the present invention is a laminate that is transparent and has high mechanical strength and low haze. From the viewpoint of utilizing excellent optical characteristics, it is suitable for applications of light-transmitting substrates such as various display devices and various solar cells. It is also suitable for applications such as substrates for electronic devices, members of household appliances, various vehicles and building windows, interior materials, exterior materials, packaging materials, and the like.
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。 Hereinafter, the features of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples shown below.
<実施例1>
[リン酸化]
針葉樹クラフトパルプとして、王子製紙製のパルプ(固形分93%、坪量208g/m2シート状、離解してJIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)700ml)を使用した。上記針葉樹クラフトパルプ(絶乾質量)100質量部に、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液を含浸し、リン酸二水素アンモニウム45質量部、尿素200質量部となるように圧搾し、薬液含浸パルプを得た。得られた薬液含浸パルプを165℃の熱風乾燥機で200秒間乾燥・加熱処理し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入した。このときのリン酸基の導入量は、0.98mmol/gであった。
<Example 1>
[Phosphorylation]
Oji Paper's pulp (solid content: 93%, basis weight: 208 g / m 2 sheet, Canadian standard freeness (CSF) 700 ml, measured according to JIS P 8121) was used as the softwood kraft pulp. . 100 parts by mass of the above softwood kraft pulp (absolutely dry mass) is impregnated with a mixed aqueous solution of ammonium dihydrogen phosphate and urea, and compressed to 45 parts by mass of ammonium dihydrogen phosphate and 200 parts by mass of urea, and impregnated with a chemical solution. Pulp was obtained. The obtained chemical solution-impregnated pulp was dried and heat-treated for 200 seconds with a hot air dryer at 165 ° C. to introduce phosphate groups into cellulose in the pulp. The amount of phosphate groups introduced at this time was 0.98 mmol / g.
なお、リン酸基の導入量は、セルロースをイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈した後、イオン交換樹脂による処理、アルカリを用いた滴定によって測定した。イオン交換樹脂による処理では、0.2質量%セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(オルガノ株式会社製、アンバージェット1024:コンディショング済)を加え、1時間振とう処理を行った。その後、目開き90μmのメッシュ上に注ぎ、樹脂とスラリーを分離した。アルカリを用いた滴定では、イオン交換後の繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測した。すなわち、図4に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とした。 The amount of phosphate groups introduced was measured by diluting cellulose with ion-exchanged water so that the content was 0.2% by mass, and then treating with ion-exchange resin and titration with alkali. In the treatment with an ion exchange resin, 1/10 by volume of a strongly acidic ion exchange resin (manufactured by Organo Corporation, Amberjet 1024: conditioned) is added to the 0.2 mass% cellulose-containing slurry, followed by shaking treatment for 1 hour. went. Thereafter, the mixture was poured onto a mesh having an opening of 90 μm to separate the resin and the slurry. In titration using an alkali, a change in the value of electrical conductivity exhibited by the slurry was measured while adding a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution to the fibrous cellulose-containing slurry after ion exchange. That is, the alkali amount (mmol) required in the first region of the curve shown in FIG. 4 was divided by the solid content (g) in the titration target slurry to obtain the substituent introduction amount (mmol / g).
[アルカリ処理及び洗浄]
次いで、リン酸基を導入したセルロースに5000mlのイオン交換水を加え、撹拌洗浄後、脱水した。脱水後のパルプを5000mlのイオン交換水で希釈し、撹拌しながら、1Nの水酸化ナトリウム水溶液をpHが12以上13以下になるまで少しずつ添加して、パルプ分散液を得た。その後、このパルプ分散液を脱水し、5000mlのイオン交換水を加えて洗浄を行った。この脱水洗浄をさらに1回繰り返した。
[Alkali treatment and cleaning]
Next, 5000 ml of ion-exchanged water was added to the cellulose into which the phosphate group was introduced, and the mixture was dehydrated after washing with stirring. The pulp after dehydration was diluted with 5000 ml of ion-exchanged water, and while stirring, a 1N sodium hydroxide aqueous solution was added little by little until the pH became 12 or more and 13 or less to obtain a pulp dispersion. Thereafter, this pulp dispersion was dehydrated and washed by adding 5000 ml of ion exchange water. This dehydration washing was repeated once more.
[機械処理]
洗浄脱水後に得られたパルプにイオン交換水を添加して、固形分濃度が1.0質量%のパルプ分散液とした。このパルプ分散液を、高圧ホモジナイザー(NiroSoavi社製、Panda Plus 2000)を用いて処理し、セルロース分散液を得た。高圧ホモジナイザーを用いた処理においては、操作圧力1200barにてホモジナイジングチャンバーを5回通過させた。さらに、このセルロース分散液を湿式微粒化装置(スギノマシン社製、アルティマイザー)を用いて処理し、微細繊維状セルロース分散液(A)を得た。湿式微粒化装置を用いた処理においては、245MPaの圧力にて処理チャンバーを5回通過させた。微細繊維状セルロース分散液(A)に含まれる微細繊維状セルロースの平均繊維幅は4nmであった。
[Machine processing]
Ion exchange water was added to the pulp obtained after washing and dewatering to obtain a pulp dispersion having a solid content of 1.0% by mass. This pulp dispersion liquid was processed using a high-pressure homogenizer (Panda Plus 2000, manufactured by NiroSoavi) to obtain a cellulose dispersion liquid. In the treatment using the high-pressure homogenizer, the homogenizing chamber was passed 5 times at an operating pressure of 1200 bar. Furthermore, this cellulose dispersion was processed using a wet atomization apparatus (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., an optimizer) to obtain a fine fibrous cellulose dispersion (A). In the treatment using the wet atomizer, the treatment chamber was passed five times at a pressure of 245 MPa. The average fiber width of the fine fibrous cellulose contained in the fine fibrous cellulose dispersion (A) was 4 nm.
[繊維層の形成]
微細繊維状セルロース分散液(A)の固形分濃度が0.5質量%となるよう濃度調整を行った。その後、微細繊維状セルロース分散液(A)100質量部に対して、ポリエチレンオキサイド(住友精化社製、PEO−18)の0.5質量%水溶液を20質量部添加し、微細繊維状セルロース分散液(B)を得た。次いで、セルロース繊維含有層(微細繊維状セルロース分散液(B)の固形分から構成される層)の仕上がり坪量が50g/m2になるように微細繊維状セルロース分散液(B)を計量して、市販のアクリル板に塗工し、35℃、相対湿度15%の恒温恒湿器にて乾燥した。なお、所定の坪量となるようアクリル板上には堰止用の金枠(内寸が180mm×180mmの金枠)を配置した。以上の手順により、繊維層(セルロース繊維含有層)を得た。
[Formation of fiber layer]
The concentration was adjusted so that the solid content concentration of the fine fibrous cellulose dispersion (A) was 0.5% by mass. Thereafter, 20 parts by mass of a 0.5% by mass aqueous solution of polyethylene oxide (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., PEO-18) is added to 100 parts by mass of the fine fibrous cellulose dispersion (A) to disperse the fine fibrous cellulose. A liquid (B) was obtained. Next, the fine fibrous cellulose dispersion (B) is weighed so that the finished basis weight of the cellulose fiber-containing layer (layer composed of the solid content of the fine fibrous cellulose dispersion (B)) is 50 g / m 2. Then, it was applied to a commercially available acrylic plate and dried in a constant temperature and humidity chamber at 35 ° C. and a relative humidity of 15%. In addition, a metal frame for damming (a metal frame having an inner dimension of 180 mm × 180 mm) was disposed on the acrylic plate so as to have a predetermined basis weight. By the above procedure, a fiber layer (cellulose fiber-containing layer) was obtained.
[接着層の積層]
ウレタン/アクリル比率が2/8であるウレタンアクリレート(大成ファインケミカル社製、アクリット8UA−347A)100質量部、イソシアヌレート化合物(旭化成ケミカルズ社製、デュラネートTPA−100)9.7質量部を混合し、樹脂組成物Aを得た。次いで、繊維層の一方の面上に、樹脂組成物Aをバーコーターにて塗布し、100℃の恒温乾燥機で1時間乾燥させた。上記の手順により、繊維層の一方の面上に接着層が積層された積層シートAを得た。
[Lamination of adhesive layer]
100 parts by mass of urethane acrylate having a urethane / acrylic ratio of 2/8 (manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd., Acryt 8UA-347A) and 9.7 parts by mass of isocyanurate compound (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., Duranate TPA-100) Resin composition A was obtained. Next, on one surface of the fiber layer, the resin composition A was applied with a bar coater and dried with a constant temperature dryer at 100 ° C. for 1 hour. By the above procedure, a laminated sheet A in which an adhesive layer was laminated on one surface of the fiber layer was obtained.
[樹脂層の形成]
エポキシウレタンアクリレート(荒川化学工業社製、ビームセット371)39質量部、メチルエチルケトン21質量部、ラジカル重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184)2質量部を混合し、樹脂組成物Bを得た。次いで、ポリカーボネートフィルム(帝人社製、パンライトPC−2151:厚み300μm)の一方の面上に、樹脂組成物Bをバーコーターにて塗布し、3分間乾燥させた。次いで、UVコンベア装置(アイグラフィックス社製、ECS−4011GX)を用いて500mJ/cm2の紫外線を照射し、樹脂組成物Bを硬化させた。上記の手順により、ポリカーボネートフィルム上にエポキシウレタンアクリレート樹脂層を有する樹脂層を形成した。
[Formation of resin layer]
39 parts by mass of epoxy urethane acrylate (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd., Beam Set 371), 21 parts by mass of methyl ethyl ketone, and 2 parts by mass of a radical polymerization initiator (manufactured by BASF, Irgacure 184) were mixed to obtain a resin composition B. Next, the resin composition B was applied on one surface of a polycarbonate film (Teijin Limited, Panlite PC-2151: thickness 300 μm) with a bar coater, and dried for 3 minutes. Subsequently, the resin composition B was hardened by irradiating 500 mJ / cm < 2 > of ultraviolet-rays using UV conveyor apparatus (ECS-4011GX by the eye graphics company). By the above procedure, a resin layer having an epoxy urethane acrylate resin layer was formed on the polycarbonate film.
[積層シートAと樹脂層の積層]
上記積層シートAと、樹脂層を各々100mm角に切り出した。次いで、積層シートAの接着層を積層した面と、樹脂層のエポキシウレタンアクリレート樹脂層面が接するように重ね、厚み2mm、寸法200mm×200mmのステンレス板で挟んだ。なお、ステンレス板としては、離型剤(オーデック社製、テフリリーズ)を挟持面に塗布したものを使用した。その後、常温に設定したミニテストプレス(東洋精機工業社製、MP−WCH)に挿入して1MPaのプレス圧力下、3分かけて180℃まで昇温した。この状態で30秒間保持した後、5分かけて30℃まで冷却した。上記の手順により、繊維層が、接着層を介して樹脂層と積層された積層体を得た。
[Lamination of laminated sheet A and resin layer]
The laminated sheet A and the resin layer were cut into 100 mm squares. Next, the laminated sheet A was laminated so that the surface on which the adhesive layer was laminated and the epoxy urethane acrylate resin layer surface of the resin layer were in contact with each other, and sandwiched between stainless plates having a thickness of 2 mm and dimensions of 200 mm × 200 mm. In addition, as the stainless steel plate, a plate obtained by applying a release agent (manufactured by Odek Co., Ltd., Teflys) to the holding surface was used. Then, it inserted in the mini test press (the Toyo Seiki Kogyo company make, MP-WCH) set to normal temperature, and heated up to 180 degreeC over 3 minutes under the press pressure of 1 MPa. After maintaining in this state for 30 seconds, it was cooled to 30 ° C. over 5 minutes. By the above procedure, a laminate in which the fiber layer was laminated with the resin layer via the adhesive layer was obtained.
<実施例2>
実施例1において、積層シートAと樹脂層の積層の際、プレス圧力を1MPaから5MPaに変更した。その他の手順は実施例1と同様にし、繊維層が、接着層を介して樹脂層と積層された積層体を得た。
<Example 2>
In Example 1, when the laminated sheet A and the resin layer were laminated, the press pressure was changed from 1 MPa to 5 MPa. Other procedures were the same as in Example 1 to obtain a laminate in which the fiber layer was laminated with the resin layer via the adhesive layer.
<実施例3>
実施例1の接着層の積層の際、ウレタン/アクリル比率が2/8であるウレタンアクリレートの代わりに、ウレタン/アクリル比率が4/6であるウレタンアクリレート(大成ファインケミカル社製、アクリット8UA−540)を使用した。その他の手順は実施例1と同様にし、繊維層が、接着層を介して樹脂層と積層された積層体を得た。
<Example 3>
When laminating the adhesive layer of Example 1, instead of the urethane acrylate having a urethane / acryl ratio of 2/8, a urethane acrylate having a urethane / acryl ratio of 4/6 (Acrit 8UA-540, manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd.) It was used. Other procedures were the same as in Example 1 to obtain a laminate in which the fiber layer was laminated with the resin layer via the adhesive layer.
<実施例4>
実施例3において、積層シートAと樹脂層の積層の際、プレス圧力を1MPaから5MPaに変更した。その他の手順は実施例1と同様にし、繊維層が、接着層を介して樹脂層と積層された積層体を得た。
<Example 4>
In Example 3, when the laminated sheet A and the resin layer were laminated, the press pressure was changed from 1 MPa to 5 MPa. Other procedures were the same as in Example 1 to obtain a laminate in which the fiber layer was laminated with the resin layer via the adhesive layer.
<実施例5>
実施例2において、ポリカーボネートフィルム上にエポキシウレタンアクリレート樹脂層を有する樹脂層の代わりに、ポリカーボネート樹脂とアクリル樹脂を共押出しすることで形成された共押出しフィルム(ユーピロンMR−DF02U:厚み300μm)を使用した。積層シートAと樹脂層の積層の際には、共押出しフィルムのアクリル樹脂側の面と、積層シートAの接着層側の面が接するように重ねた。その他の手順は実施例2と同様にし、繊維層が、接着層を介して樹脂層と積層された積層体を得た。
<Example 5>
In Example 2, instead of a resin layer having an epoxy urethane acrylate resin layer on a polycarbonate film, a coextruded film (Iupilon MR-DF02U: thickness 300 μm) formed by coextruding a polycarbonate resin and an acrylic resin is used. did. When the laminated sheet A and the resin layer were laminated, the coextruded film was laminated so that the acrylic resin side surface of the coextruded film was in contact with the adhesive layer side surface of the laminated sheet A. Other procedures were the same as in Example 2 to obtain a laminate in which the fiber layer was laminated with the resin layer via the adhesive layer.
<比較例1>
実施例1において、接着層の積層を行わなかった。また、樹脂層の形成において、樹脂組成物Bの塗工を行わなかった。その他の手順は実施例1と同様にし、繊維層が、接着層を介さずに樹脂層と積層された積層体を得た。
<Comparative Example 1>
In Example 1, the adhesive layer was not laminated. Further, the resin composition B was not applied in the formation of the resin layer. Other procedures were the same as in Example 1, and a laminate in which the fiber layer was laminated with the resin layer without an adhesive layer was obtained.
<比較例2>
実施例2において、接着層の積層の際、樹脂組成物Aの構成を、アクリロイル基がグラフト重合したアクリル樹脂(大成ファインケミカル社製、アクリット8KX−012C)100質量部と、イソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ社製、TPA−100)38質量部、ラジカル重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184)2質量部の混合物とした。その他の手順は実施例2と同様にし、繊維層が、接着層を介して樹脂層と積層された積層体を得た。
<Comparative Example 2>
In Example 2, when the adhesive layer was laminated, the composition of the resin composition A was changed to 100 parts by mass of an acrylic resin in which acryloyl groups were graft-polymerized (manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd., Acryt 8KX-012C) and an isocyanate compound (Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.). Manufactured by TPA-100) and 2 parts by mass of radical polymerization initiator (BASF, Irgacure 184). Other procedures were the same as in Example 2 to obtain a laminate in which the fiber layer was laminated with the resin layer via the adhesive layer.
<測定>
実施例及び比較例で得た積層体を以下の方法にて評価した。
<Measurement>
The laminates obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
[積層体の厚み]
積層体の厚みを触針式厚さ計(マール社製、ミリトロン1202D)で測定した。
[Thickness of laminate]
The thickness of the laminated body was measured with a stylus type thickness meter (manufactured by Marl, Millitron 1202D).
[繊維層(セルロース繊維含有層)の厚み]
積層を行う前に、繊維層の厚みを触針式厚さ計(マール社製、ミリトロン1202D)で測定し、積層体中の繊維層の厚みとした。
[Thickness of fiber layer (cellulose fiber-containing layer)]
Before the lamination, the thickness of the fiber layer was measured with a stylus type thickness meter (Milltron 1202D, manufactured by Marl Co., Ltd.) to obtain the thickness of the fiber layer in the laminate.
[接着層の厚み]
積層シートAと樹脂層の積層を行う前に、積層シートAの厚みを触針式厚さ計(マール社製、ミリトロン1202D)で測定し、積層シートAの厚みから、繊維層の厚みを減じて、積層体中の接着層の厚みを算出した。
[Adhesive layer thickness]
Before the lamination sheet A and the resin layer are laminated, the thickness of the lamination sheet A is measured with a stylus type thickness meter (Milltron 1202D manufactured by Marl), and the thickness of the fiber layer is subtracted from the thickness of the lamination sheet A. Then, the thickness of the adhesive layer in the laminate was calculated.
[樹脂層の厚み]
積層体の厚みから、繊維層の厚みと、接着層の厚みを減じて、積層体中の樹脂層の厚みを算出した。
[Thickness of resin layer]
The thickness of the resin layer in the laminate was calculated by subtracting the thickness of the fiber layer and the thickness of the adhesive layer from the thickness of the laminate.
[繊維層(セルロース繊維含有層)の密度]
繊維層の坪量(50g/m2)を繊維層の厚みで除し、繊維層の密度とした。
[Density of fiber layer (cellulose fiber-containing layer)]
The basis weight (50 g / m 2 ) of the fiber layer was divided by the thickness of the fiber layer to obtain the density of the fiber layer.
<評価>
実施例及び比較例で得た積層体を以下の方法にて評価した。
<Evaluation>
The laminates obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
[繊維層と樹脂層の密着性]
JIS K 5400に準拠し、実施例及び比較例の積層体の繊維層に、1mm2のクロスカットを100個入れた。次いで、セロハンテープ(ニチバン社製)をその上に貼り付け、1.5kg/cm2の荷重で押し付けた後、90°方向にはく離した。はく離したマス数により、繊維層と樹脂層の密着性を評価した。
[Adhesion between fiber layer and resin layer]
In accordance with JIS K 5400, 100 1 mm 2 crosscuts were put in the fiber layers of the laminates of Examples and Comparative Examples. Next, a cellophane tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was applied thereon, pressed with a load of 1.5 kg / cm 2 , and then peeled in the 90 ° direction. The adhesion between the fiber layer and the resin layer was evaluated based on the number of the separated cells.
[繊維層と樹脂層の曲げ応力付与時の密着性]
実施例及び比較例の積層体を、繊維層を内側にして180°折り曲げて破壊した。破壊後の積層体の破壊挙動を観察し、下記の評価基準にしたがって評価し、繊維層と樹脂層の曲げ応力付与時の密着性の指標とした。
◎:はく離を生じる部位が観察されず、破壊した後も積層構成を維持する。
○:破壊が生じた部位には軽微なはく離が観察されるが、積層構成を維持する。
×:はく離が発生し、積層構成が維持されない。
[Adhesion of fiber layer and resin layer when bending stress is applied]
The laminates of Examples and Comparative Examples were broken by bending 180 ° with the fiber layer inside. The fracture behavior of the laminate after fracture was observed and evaluated according to the following evaluation criteria, and used as an index of adhesion when applying a bending stress between the fiber layer and the resin layer.
A: The site where peeling occurs is not observed, and the laminated structure is maintained even after breaking.
○: Although slight peeling is observed at the site where the fracture occurred, the laminated structure is maintained.
X: Peeling occurs and the laminated structure is not maintained.
[積層体の全光線透過率]
JIS K 7361に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて積層体の全光線透過率を評価した。
[Total light transmittance of laminate]
Based on JIS K 7361, the total light transmittance of the laminated body was evaluated using a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., HM-150).
[積層体のヘーズ]
JIS K 7136に準拠し、ヘーズメータ(村上色彩技術研究所社製、HM−150)を用いて積層体のヘーズを評価した。
[Haze of laminate]
Based on JISK7136, the haze of the laminated body was evaluated using a haze meter (manufactured by Murakami Color Research Laboratory Co., Ltd., HM-150).
表1から明らかなように、接着層としてウレタンアクリレート樹脂層を形成した実施例では、透明性を維持したまま、繊維層と樹脂層の密着性が良好な積層体が得られた。この密着性は、曲げ応力を付与した際も良好であった。一方で、接着層を形成しなかった比較例1では、透明性は維持していたものの、繊維層と樹脂層の密着性が不良であり、実用上の問題が懸念される結果となった。また、接着層としてウレタンアクリレート樹脂層を形成しなかった比較例2でも、繊維層と樹脂層の密着性が不良であった。 As is apparent from Table 1, in the example in which the urethane acrylate resin layer was formed as the adhesive layer, a laminate having good adhesion between the fiber layer and the resin layer was obtained while maintaining transparency. This adhesion was also good when bending stress was applied. On the other hand, in Comparative Example 1 in which the adhesive layer was not formed, although the transparency was maintained, the adhesion between the fiber layer and the resin layer was poor, resulting in concern about practical problems. Moreover, also in Comparative Example 2 in which the urethane acrylate resin layer was not formed as the adhesive layer, the adhesion between the fiber layer and the resin layer was poor.
<実施例6(多層積層体の製造例1)>
下記の手順で繊維層の両面に樹脂層が積層された多層積層体が得られる。
実施例1〜5のいずれかで得られた積層体を2枚用意し、各々の繊維層に、バーコーターにて水を塗工する。次いで、2枚の積層体の繊維層面を貼り合わせ、一方の積層体の樹脂層側からゴムローラーを押し当てて加圧する。さらに、貼り合わせた積層体を恒温乾燥機にて100℃で1時間乾燥することで、繊維層の両面に樹脂層が積層された多層積層体が得られる。
<Example 6 (Production Example 1 of multilayer laminate)>
The multilayer laminated body by which the resin layer was laminated | stacked on both surfaces of the fiber layer with the following procedure is obtained.
Two laminates obtained in any of Examples 1 to 5 are prepared, and water is applied to each fiber layer with a bar coater. Next, the fiber layer surfaces of the two laminates are bonded together, and a rubber roller is pressed from the resin layer side of one laminate and pressed. Furthermore, the laminated body bonded together is dried at 100 ° C. for 1 hour with a constant temperature dryer, whereby a multilayer laminated body in which the resin layers are laminated on both surfaces of the fiber layer is obtained.
<実施例7(多層積層体の製造例2)>
実施例1〜5のいずれかで得られた積層体を2枚用意し、各々の繊維層に、UV硬化型アクリル接着剤(アイカ工業社製、Z−587)をバーコーターにて塗工する。次いで、2枚の積層体の繊維層面を貼り合わせ、一方の積層体の樹脂層側からゴムローラーを押し当てて加圧する。さらに、貼り合わせた積層体の樹脂層側から、UVコンベア装置(アイグラフィックス社製、ECS−4011GX)を用いて500mJ/cm2の紫外線を3回照射して、UV硬化型アクリル接着剤を硬化することで、繊維層の両面に樹脂層が積層された多層積層体が得られる。
<Example 7 (Production Example 2 of multilayer laminate)>
Two sheets of the laminate obtained in any of Examples 1 to 5 are prepared, and a UV curable acrylic adhesive (Z-587, manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd.) is applied to each fiber layer with a bar coater. . Next, the fiber layer surfaces of the two laminates are bonded together, and a rubber roller is pressed from the resin layer side of one laminate and pressed. Further, UV light of 500 mJ / cm 2 was irradiated three times from the resin layer side of the laminated body using a UV conveyor device (ECS-4011GX, manufactured by Eye Graphics Co., Ltd.), and the UV curable acrylic adhesive was applied. By curing, a multilayer laminate in which resin layers are laminated on both sides of the fiber layer is obtained.
<実施例8(多層積層体の製造例3)>
実施例1〜5のいずれかで得られた積層体を用い、下記の手順で両面に樹脂層が積層された多層積層体が得られる。
まず、アクリロイル基がグラフト重合したアクリル樹脂(大成ファインケミカル社製、アクリット8KX−012C)100質量部と、ポリイソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ社製、TPA−100)38質量部を混合して樹脂組成物を得る。次いで上記樹脂組成物を、積層体のセルロース繊維含有層に、バーコーターにて塗布する。さらに、100℃で1時間加熱して硬化させることで、セルロース繊維含有層の両面に樹脂層が積層された多層積層体が得られる。
<Example 8 (Production Example 3 of multilayer laminate)>
Using the laminate obtained in any of Examples 1 to 5, a multilayer laminate in which resin layers are laminated on both sides by the following procedure is obtained.
First, 100 parts by mass of an acrylic resin grafted with acryloyl groups (manufactured by Taisei Fine Chemical Co., Ltd., Acryt 8KX-012C) and 38 parts by mass of a polyisocyanate compound (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., TPA-100) are mixed to obtain a resin composition. obtain. Next, the resin composition is applied to the cellulose fiber-containing layer of the laminate with a bar coater. Furthermore, the multilayer laminated body by which the resin layer was laminated | stacked on both surfaces of the cellulose fiber content layer by heating at 100 degreeC for 1 hour and making it harden | cure is obtained.
<実施例9(無機膜積層体の製造例1)>
実施例1〜5のいずれかで得られた積層体又は実施例6〜8のいずれかで得られた多層積層体に対し、原子層堆積装置(Picosun社製「SUNALE R-100B」)で、酸化アルミニウム成膜を行う。アルミニウム原料として、トリメチルアルミニウム(TMA)、TMAの酸化にはH2Oを用いる。チャンバー温度を150℃に設定し、TMAのパルス時間を0.1秒、パージ時間を4秒とし、H2Oのパルス時間を0.1秒、パージ時間を4秒とする。このサイクルを405サイクル繰り返すことで、積層体、または多層積層体の両面に膜厚30nmの酸化アルミニウム膜が積層された無機膜積層体が得られる。
<Example 9 (Production Example 1 of inorganic film laminate)>
For the laminate obtained in any of Examples 1 to 5 or the multilayer laminate obtained in any of Examples 6 to 8, with an atomic layer deposition apparatus (“SUNALE R-100B” manufactured by Picosun), An aluminum oxide film is formed. As an aluminum raw material, trimethylaluminum (TMA) and H 2 O are used for the oxidation of TMA. The chamber temperature is set to 150 ° C., the TMA pulse time is 0.1 seconds, the purge time is 4 seconds, the H 2 O pulse time is 0.1 seconds, and the purge time is 4 seconds. By repeating this cycle for 405 cycles, an inorganic film laminated body in which an aluminum oxide film having a thickness of 30 nm is laminated on both surfaces of the laminated body or the multilayer laminated body is obtained.
<実施例10(無機膜積層体の製造例2)>
実施例1〜5のいずれかで得られた積層体又は実施例6〜8のいずれかで得られた多層積層体に対し、プラズマCVD装置(セルバック社製「ICP−CVDロールtoロール装置」)でシリコン酸窒化膜を成膜する。具体的には、キャリアフィルム(PETフィルム)の上面に、積層体又は多層積層体を両面テープで貼合して真空チャンバー内に設置する。真空チャンバー内の温度は50℃に設定し、流入ガスはシラン、アンモニア、酸素、窒素とする。プラズマ放電を発生させて45分間の成膜を行い、積層体、または多層積層体の片面に膜厚500nmのシリコン酸窒化膜が積層された無機膜積層体を得る。さらに、反対側の面にも同様の手順で成膜を行うことで、積層体、または多層積層体の両面に膜厚500nmのシリコン酸窒化膜が積層された無機膜積層体を得ることもできる。
<Example 10 (Production Example 2 of inorganic film laminate)>
Plasma CVD device ("ICP-CVD roll-to-roll device" manufactured by Celbach) for the laminate obtained in any of Examples 1 to 5 or the multilayer laminate obtained in any of Examples 6 to 8 ) To form a silicon oxynitride film. Specifically, a laminate or a multilayer laminate is bonded to the upper surface of a carrier film (PET film) with a double-sided tape and placed in a vacuum chamber. The temperature in the vacuum chamber is set to 50 ° C., and the inflow gas is silane, ammonia, oxygen, and nitrogen. A plasma discharge is generated and film formation is performed for 45 minutes to obtain a laminate or an inorganic film laminate in which a silicon oxynitride film having a thickness of 500 nm is laminated on one surface of a multilayer laminate. Furthermore, by forming a film on the opposite surface in the same procedure, it is also possible to obtain a laminated body or an inorganic film laminated body in which a silicon oxynitride film having a film thickness of 500 nm is laminated on both surfaces of the multilayer laminated body. .
2 繊維層
4 接着層
6 樹脂層
10 積層体
11 第1層
12 第2層
2 Fiber layer 4 Adhesive layer 6
Claims (9)
ウレタン(メタ)アクリレート樹脂を含む接着層と、
樹脂層と、をこの順で直接積層した積層体であって、
前記樹脂層は、前記接着層側に配される第1層と、第1層の一方の面側であって、前記接着層とは反対側に配される第2層とを有し、
前記第1層は、アクリル樹脂を含み、前記第2層はポリカーボネート樹脂を含む、積層体。 A fiber layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less;
An adhesive layer containing urethane (meth) acrylate resin;
A laminate in which resin layers are directly laminated in this order,
The resin layer includes a first layer disposed on the adhesive layer side, and a second layer disposed on one side of the first layer and opposite to the adhesive layer,
The first layer includes an acrylic resin, and the second layer includes a polycarbonate resin .
ウレタン(メタ)アクリレートを含む樹脂組成物を前記繊維層の少なくとも一方の面上に直接塗工し、接着層を形成する工程と、
前記接着層の一方の面であって、前記繊維層とは反対側の面に樹脂層を直接積層する工程と、を含む積層体の製造方法であって、
前記樹脂層は、前記接着層側に配される第1層と、第1層の一方の面側であって、前記接着層とは反対側に配される第2層とを有し、
前記第1層は、アクリル樹脂を含み、前記第2層はポリカーボネート樹脂を含む、積層体の製造方法。 Obtaining a fiber layer containing fibrous cellulose having a fiber width of 1000 nm or less;
Applying a resin composition containing urethane (meth) acrylate directly on at least one surface of the fiber layer to form an adhesive layer;
A step of directly laminating a resin layer on one surface of the adhesive layer on the side opposite to the fiber layer, and a method for producing a laminate ,
The resin layer includes a first layer disposed on the adhesive layer side, and a second layer disposed on one side of the first layer and opposite to the adhesive layer,
The first layer includes an acrylic resin, and the second layer includes a polycarbonate resin .
前記樹脂層は、前記第2層上に、エポキシ(メタ)アクリレート含有組成物を塗工することで形成されたものである請求項7に記載の積層体の製造方法。 The first layer includes an epoxy (meth) acrylate resin,
The said resin layer is a manufacturing method of the laminated body of Claim 7 formed by apply | coating an epoxy (meth) acrylate containing composition on a said 2nd layer.
前記樹脂層は、前記第1層と前記第2層を共押出しで形成されたものである請求項7に記載の積層体の製造方法。 The first layer includes an alkyl (meth) acrylate resin,
The method for producing a laminate according to claim 7 , wherein the resin layer is formed by co-extrusion of the first layer and the second layer.
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