JPWO2017030190A1 - 積層基材およびその成形体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

難燃性および耐薬品性に優れ、かつ複雑な形状を適用可能な繊維強化複合材料からなる成形体をする方法;および該製造方法に用いられる積層基材の提供。強化繊維シートと樹脂マトリックスを含むプリプレグ層の少なくとも1層と、含フッ素重合体を含む重合体層の少なくとも1層とを有する積層基材。該積層基材は、プリプレグ層と重合体層とが接する界面が少なくとも1つ存在し、該界面における前記重合体層の表面に接着性官能基が存在することを特徴とする。および、該積層基材を加熱しながら成形する、成形体の製造方法。

Description

本発明は、繊維強化複合材料からなる成形体の製造方法および該製造方法に用いられる積層基材に関する。
繊維強化複合材料からなる成形体は、輸送機器(車両(自動車、鉄道車両等)、航空機等)、建築部材、電子機器等の幅広い用途に用いられるようになっている。これに伴い、繊維強化複合材料からなる成形体を製造するための成形用素材には、凹凸形状、深絞り形状等の複雑な形状を適用できることが望まれるようになっている。しかし、成形用素材に複雑な形状を適用させる場合、様々な問題がある。
たとえば、長繊維の強化繊維からなる強化繊維シートに熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグからなる成形用素材を、複雑な形状を有する一対の金型の間に配置した後、成形用素材を加熱しながら加圧成形するとともに熱硬化性樹脂を硬化させることによって成形体が製造される。
しかし、プリプレグにおける強化繊維シートが金型の形状に追随しにくいため、得られた成形体においては、複雑な形状のコーナー部分に、強化繊維の乱れが生じたり、強化繊維が存在しないマトリックス樹脂のたまりが生じたりする。その結果、成形体の機械的強度がコーナー部分において不足することがある。
成形性が改善された成形用素材としては、たとえば、下記の成形用素材が提案されている。
(1)プリプレグの片面に熱可塑性樹脂シートを配置した成形用素材(特許文献1)。
(2)プリプレグとプリプレグとの間に熱可塑性樹脂シートを配置した成形用素材(特許文献2)。
特開平6−134903号公報 特開2008−230236号公報
しかし、(1)、(2)の成形用素材は、熱可塑性樹脂シートに由来する熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂の一部として含むため、難燃性、耐薬品性等が不充分であるという問題を有する。
本発明は、難燃性および耐薬品性に優れ、かつ複雑な形状を適用可能な繊維強化複合材料からなる成形体を製造できる方法;および該製造方法に用いられる成形用素材である積層基材を提供する。
本発明は、下記の態様を有する。
<1>強化繊維シートと樹脂マトリックスを含むプリプレグ層の少なくとも1層と、含フッ素重合体を含む重合体層の少なくとも1層とを有する積層基材であって、前記プリプレグ層と前記重合体層とが接する界面が少なくとも1つ存在し、前記界面における前記重合体層の表面に接着性官能基が存在することを特徴とする積層基材。
<2>前記重合体層が接着性官能基を有する含フッ素重合体を含む、<1>の積層基材。
<3>前記接着性官能基を有する含フッ素重合体が、カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アミド基、アミノ基およびイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する含フッ素重合体である、<2>の積層基材。
<4>前記重合体層が、表面に接着性官能基が導入された含フッ素重合体のフィルムからなる、<1>の積層基材。
<5>前記フィルムが、フィルム表面にプラズマ処理またはプラズマグラフト重合処理を施して接着性官能基を導入したフィルムである、<4>の積層基材。
<6>前記積層基材がさらに金属層の少なくとも1層を有し、該金属層と前記重合体層とが接する界面が少なくとも1つ存在し、前記金属層と前記重合体層とが接する界面における前記重合体層の表面に前記接着性官能基が存在する、<1>〜<5>のいずれかの積層基材。
<7>前記積層基材の少なくとも片面が金属層からなる、<6>の積層基材。
<8>前記含フッ素重合体が融点を有し、該融点が100〜325℃である、<1>〜<7>のいずれかの積層基材。
<9>前記重合体層の厚さが、10μm以上である、<1>〜<8>のいずれかの積層基材。
<10>前記樹脂マトリックスが、未硬化の硬化性樹脂を含む樹脂マトリックスである、<1>〜<9>のいずれかの積層基材。
<11>前記樹脂マトリックスが、熱可塑性樹脂を含む樹脂マトリックスである、<1>〜<9>のいずれかの積層基材。
<12>前記<1>〜<11>のいずれかの積層基材を加熱しながら成形する、成形体の製造方法。
<13>前記積層基材が接着性官能基を有する含フッ素重合体を含む重合体層を有し、成形温度が前記含フッ素重合体の融点以上の温度であり、かつ樹脂マトリックスが未硬化の硬化性樹脂を含む場合は該硬化性樹脂の硬化温度以上である、<12>の製造方法。
<14>前記積層基材が表面に接着性官能基が導入された含フッ素重合体のフィルムからなる重合体層を有し、成形温度が該含フッ素重合体の融点未満の温度であり、かつ樹脂マトリックスが未硬化の硬化性樹脂を含む場合は該硬化性樹脂の硬化温度以上である、<12>の製造方法。
<15>成形体中のプリプレグ層に由来する繊維強化樹脂層と重合体層との界面における剥離強度が5N/cm以上である、<12>〜<14>のいずれかの製造方法。
本発明の成形体の製造方法によれば、難燃性および耐薬品性に優れ、かつ複雑な形状を適用可能な繊維強化複合材料からなる成形体を製造できる。
本発明の積層基材によれば、これを用いて成形体を製造することによって、難燃性および耐薬品性に優れ、かつ複雑な形状を適用可能な成形体を製造できる。
本発明の積層基材の一例を示す断面図である。 本発明の積層基材の他の例を示す断面図である。 本発明の積層基材の他の例を示す断面図である。 本発明の積層基材の他の例を示す断面図である。 本発明の成形体の製造方法における一部工程の一例を示す断面図である。
本明細書における以下の用語の意味は、以下の通りである。
「融点」とは、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した融解ピークの最大値に対応する温度を意味する。
「溶融成形可能」であるとは、溶融流動性を示すことを意味する。
「溶融流動性を示す」とは、荷重49Nの条件下、樹脂の融点よりも20℃以上高い温度において、溶融流れ速度が0.1〜1000g/10分となる温度が存在することを意味する。
「溶融流れ速度」とは、JIS K 7210:1999(ISO 1133:1997)に規定されるメルトマスフローレート(MFR)を意味する。
「フィルム」および「シート」とは、面状体のうち比較的薄いものを「フィルム」といい、比較的厚いものを「シート」という。ただし、それらの厚さは限定されるものではなく、「フィルム」はシートと称しうる厚さを有する面状体であってもよく、「シート」はフィルムと称しうる厚さを有する面状体であってもよい。
「酸無水物基」とは、−C(=O)−O−C(=O)−で表される基を意味する。
「単位」とは、単量体が重合することによって形成された該単量体に由来する部分を意味する。単位は、重合反応によって直接形成された単位であってもよく、重合体を処理することによって該単位の一部が別の構造に変換された単位であってもよい。
<積層基材>
本発明の積層基材は、後述する本発明の成形体の製造方法に用いられるものである。
本発明の積層基材は、強化繊維シートと樹脂マトリックスを含むプリプレグ層の少なくとも1層と、含フッ素重合体を含む重合体層の少なくとも1層とを有する。さらに、上記プリプレグ層と上記重合体層とが接する界面が少なくとも1つ存在し、該界面における重合体層の表面に接着性官能基が存在する。該界面における重合体層表面の接着性官能基については後述する。
本発明の積層基材は、さらに金属層の少なくとも1層を有していてもよく、その場合、金属層と重合体層とが接する界面が少なくとも1つ存在し、金属層と重合体層とが接する界面における重合体層の表面に前記接着性官能基が存在する。
なお、本発明の積層基材を成形して得られる成形体においては、プリプレグ層に由来する繊維強化樹脂層と重合体層とが接する界面を有し、さらに金属層を有する積層基材の場合は金属層と重合体層とが接する界面を有する。これら界面の接着強度等の物性は、積層基材における前記界面における接着性官能基の存在によりもたらされる。以下、接着強度等の界面の物性は、特に言及しない限り、成形体における上記界面の物性を意味する。
本発明の積層基材は、プリプレグ層となるプリプレグシートの1枚以上と重合体層となる含フッ素重合体のフィルムの1枚以上とを積層したものであることが好ましい。金属層を有する積層基材は、金属フィルムの1枚以上をさらに使用して積層して製造されることが好ましい。ただし、積層基材における層の形成はフィルムやシートの使用に限られるものではない。
たとえば、含フッ素重合体粉末からなる層をプリプレグシートや金属フィルムの表面に形成し、該含フッ素重合体粉末からなる層を形成することができる。含フッ素重合体粉末層は積層基材中の重合体層であってもよく、積層基材の成形の際に溶融して均質な重合体層とすることがでる。また、積層基材製造時に含フッ素重合体粉末層を溶融して均質な重合体層を有する積層基材とすることもできる。同様に、含フッ素重合体を含む塗布液をプリプレグシートや金属フィルムの表面に塗布して塗膜を形成し、塗膜から溶媒を除去して重合体層を形成することもできる。さらに、たとえば、含フッ素重合体のフィルム上に強化繊維シートを重ね、該強化繊維シートにマトリックス用樹脂を含浸させてプリプレグ層を形成することもできる。
本発明の積層基材における各層はある程度の接着強度を有して接着していてもよく、接着していなくてもよい。各層が接着している積層基材は、加熱や加圧により各層の構成素材(フィルム、シート等)を接着させて製造される。ただし、樹脂マトリックスが硬化性樹脂からなる場合はこの際に硬化性樹脂が硬化しない条件で行う。各層の構成素材としてフィルムやシートを使用する場合は、構成素材を積み重ねたものを金型の間で加熱や加圧することにより、各構成素材間を接着させることが好ましい。
各層が接着していない積層基材は構成素材を単に積み重ねるのみで得られ、このような積層基材は、そのまま成形に供することがでる。さらには、積層基材の成形の際にその成形の直前に構成素材を積み重ねて積層基材とすることもできる。
本発明の積層基材におけるプリプレグ層および重合体層の数は、それぞれ1層以上であればよく、成形体に要求される特性等に応じて適宜設定すればよい。
プリプレグ層および重合体層の積層順も、成形体に要求される特性等に応じて適宜設定すればよい。
本発明の積層基材の厚さも、成形体に要求される特性等に応じて適宜設定すればよい。
好ましい本発明の積層基材は、少なくとも片面が重合体層である積層基材であり、金属層を有する場合は、少なくとも片面が金属層である積層基材である。
図1は、本発明の積層基材の一例を示す断面図である。積層基材10aは、プリプレグ層12と、プリプレグ層12に隣接した重合体層14とを有する。
図2は、本発明の積層基材の他の例を示す断面図である。積層基材10bは、2層のプリプレグ層12と、これらプリプレグ層12の間に配置された重合体層14とを有する。
図3は、本発明の積層基材の他の例を示す断面図である。積層基材10cは、4層のプリプレグ層12と、これらプリプレグ層12の各層間に配置された3層の重合体層14とを交互に有する。
図4は、本発明の積層基材の他の例を示す断面図である。積層基材10dは、プリプレグ層12と、プリプレグ層12に隣接した重合体層14と、重合体層14に隣接し、かつプリプレグ層12に隣接しない金属層16とを有する。
(プリプレグ層)
プリプレグ層は、プリプレグからなる層である。1層のプリプレグ層の厚さは、通常1〜1000μmであり、10〜500μmであることが好ましい。
プリプレグ層は、強化繊維シートと樹脂マトリックスを含むプリプレグシートからなる層であることが好ましい。1つのプリプレグ層は、1枚のプリプレグシートからなる層であってもよく、複数枚のプリプレグシートからなる層であってもよい。
プリプレグシートは、公知の方法によって製造される。
強化繊維シート:
強化繊維シートとしては、複数の強化繊維からなる強化繊維束、該強化繊維束を織成してなるクロス、複数の強化繊維が一方向に引き揃えられた一方向性強化繊維束、該一方向性強化繊維束から構成された一方向性クロス、これらを組み合わせたもの、複数の強化繊維束を積み重ねたもの等が挙げられる。
強化繊維としては、長さが10mm以上の連続した長繊維が好ましい。強化繊維は、強化繊維シートの長さ方向の全長または幅方向の全幅にわたり連続している必要はなく、途中で分断されていてもよい。
強化繊維としては、無機繊維、金属繊維、有機繊維等が挙げられる。
無機繊維としては、炭素繊維、黒鉛繊維、ガラス繊維、シリコンカーバイト繊維、シリコンナイトライド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、ボロン繊維等が挙げられる。
金属繊維としては、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維等が挙げられる。
有機繊維としては、芳香族ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール(PBO)繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリエチレン繊維等が挙げられる。
強化繊維は、表面処理が施されているものであってもよい。
強化繊維は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
強化繊維としては、比重が小さく、高強度、高弾性率である点から、炭素繊維が好ましい。
マトリックス用樹脂:
樹脂マトリックスを構成する樹脂としては、硬化性樹脂(熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等)、熱可塑性樹脂等が挙げられる。樹脂としては、成形体における重合体層と、プリプレグ層に由来する繊維強化樹脂層との接着性の点から、硬化性樹脂が好ましく、成形体の生産性の点から、熱硬化性樹脂が特に好ましい。
熱硬化性樹脂は、架橋性樹脂および熱重合開始剤を含む。熱硬化性樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲において他の樹脂、添加剤等を含んでもよい。
架橋性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリイミド、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。
熱重合開始剤としては、公知のものが挙げられる。
光硬化性樹脂は、架橋性樹脂および光重合開始剤を含む。光硬化性樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲において他の樹脂、添加剤等を含んでもよい。
架橋樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スピロオルソカーボネート樹脂、オキセタン樹脂等が挙げられる。
光重合開始剤としては、公知のものが挙げられる。
熱可塑性樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲において他の樹脂、添加剤等を含んでもよい。
熱可塑性樹脂としては、結晶性樹脂、非晶性樹脂、熱可塑性エラストマー、その他が挙げられる。結晶性樹脂としては、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、液晶ポリエステル等)、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレン、酸変性ポリエチレン(m−PE)、酸変性ポリプロピレン(m−PP)、酸変性ポリブチレン等)、ポリオキシメチレン(POM)、ポリアミド(PA)、ポリアリーレンスルフィド樹脂(ポリフェニレンスルフィド(PPS)等)、ポリケトン(PK)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)、ポリエーテルニトリル(PEN)、液晶ポリマー(LCP)等が挙げられる。非晶性樹脂としては、スチレン系樹脂(ポリスチレン(PS)、アクリロニトリルスチレン(AS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)等)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、未変性または変性されたポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリサルホン(PSU)、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート(PAR)、フェノキシ樹脂等が挙げられる。熱可塑エラストマーとしては、ポリスチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、ポリイソプレン系エラストマー、アクリロニトリル系エラストマー等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は含フッ素重合体であってもよいが、含フッ素重合体以外の熱可塑性樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂は、含フッ素重合体以外の熱可塑性樹脂と含フッ素重合体のブレンド樹脂であってもよい。この場合、ブレンド樹脂中の含フッ素重合体の割合は50質量%未満が好ましく、20質量%未満がより好ましい。
(重合体層)
重合体層は、含フッ素重合体を含む層である。1層の重合体層の厚さは、通常1〜1000μmであり、5〜500μmが好ましく、耐薬品性および難燃性付与の点から、10μm以上が好ましい。中でも10〜500μmが好ましく、10〜300μmがより好ましい。
含フッ素重合体としては、融点を有する含フッ素重合体であってもよく、融点を有しない含フッ素重合体(たとえば、含フッ素エラストマー)であってもよい。重合体層としては、積層基材の生産性、積層基材の取扱性等の点から、含フッ素重合体のフィルムからなる層であることが好ましい。また、1つの重合体層は、1枚の含フッ素重合体のフィルムからなる層であってもよく、複数枚の含フッ素重合体のフィルムからなる層であってもよい。
重合体層は、また、前記のように含フッ素重合体粉末から形成された均質な層や含フッ素重合体粉末からなる層であってもよく、含フッ素重合体を含む塗布用組成物から形成された層であってもよい。さらに、重合体層は、含フッ素重合体からなる繊維を用いた布帛(織物、不織布等)であってもよい。
重合体層の少なくとも1つは、プリプレグ層と接する表面を少なくとも1つ有し、そのプリプレグ層と接する表面に接着性官能基が存在する。金属層を有する積層基材においては、さらに、重合体層の少なくとも1つは金属層と接する表面を少なくとも1つ有し、その金属層と接する表面に接着性官能基が存在する。
表面に接着性官能基が存在する重合体層は、接着性官能基を有する含フッ素重合体から構成されているか、または、フィルム表面に接着性官能基が導入された含フッ素重合体フィルムから構成されている。接着性官能基が導入されたフィルムは、接着性官能基を有しない含フッ素重合体のフィルムの表面に接着性官能基を導入して得られるフィルムであることが好ましい。
含フッ素重合体のフィルム:
含フッ素重合体のフィルムとしては、溶融成形可能な含フッ素重合体を含む成形用材料をフィルムに成形して得られたフィルムが好ましい。フィルムにおける含フッ素重合体としては、接着性官能基を有する含フッ素重合体の場合と接着性官能基を有しない含フッ素重合体の場合がある。
上記フィルムの構成材料は、含フッ素重合体以外に、本発明の効果を損なわない範囲において添加剤や含フッ素重合体以外の樹脂等を含んでもよい。フィルム中の含フッ素重合体の含有量は、前記界面における接着性の点から、フィルムの全構成材料に対して、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。含フッ素重合体の含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってもよい。
フィルムの厚さは、通常1〜1000μmである。フィルムの厚さは、10〜500μmが好ましく、10〜200μmが特に好ましい。
フィルムは、含フッ素重合体を含む成形用材料を公知の成形方法(押出成形法、インフレーション成形法等)によって製造されることが好ましい。
表面に接着性官能基が導入された含フッ素重合体のフィルム:
含フッ素重合体のフィルムの表面処理により、フィルム表面に接着性官能基を導入できる。接着性官能基が導入された面は、プリプレグ層や金属層との界面となる、フィルムの片面または両面である。プリプレグ層や金属層との界面とならない面にも接着性官能基が導入されてよい。表面処理としては、コロナ放電処理、プラズマ処理(ただし、コロナ放電処理を除く。)、プラズマグラフト重合処理、金属ナトリウムを用いた湿式エッチング処理等が挙げられる。
表面処理としては、薬液等の副資材を用いず、洗浄等の付加工程も不要である点、およびフィルム表面に接着性官能基を効率よく導入でき、フィルム表面の接着性の改善効果が高い点からは、コロナ放電処理、プラズマ処理またはプラズマグラフト重合処理が好ましく、フィルム表面の接着性の改善効果がさらに高い点から、プラズマ処理およびプラズマグラフト重合処理が特に好ましい。
表面処理としては、接着性官能基の導入量が多い点から、プラズマ処理が好ましい。また、フィルム表面にカルボニル基含有基を導入する場合、表面処理としては、プラズマ処理が好ましい。プラズマ処理においては、その放電中の環境下を、酸素存在下とすることで、酸素ラジカルやオゾンが生成し、効率よくフィルム表面にカルボニル基含有基を導入しうる。
プラズマ処理装置としては、公知の処理システムを適用できる。公知の処理システムとしては、容量結合型電極方式、コロナ放電電極−プラズマジェット方式等を採用したものが提案されている。容量結合型電極方式においては、一対の電極の少なくとも一方の電極が誘電体板で覆われており、希ガス等が充満する電極間にパルス等の高電圧を印加することによってプラズマを形成する。プラズマ中をロールで搬送されるフィルムが通過することによってフィルム表面が処理される。フィルムは一方の電極近傍あるいは電極間の中央付近を通過し、基本的にフィルム両面が処理される。この種の方式の構成は、比較的古くから知られており、様々な樹脂フィルムの表面処理に適用されてきている。なお、電極間距離が数cm以下である必要があるため、立体物や大物の処理は困難であるものの、フィルムのような形状のものでは比較的大面積の処理が可能である。
通常、プラズマ処理を樹脂、ポリマー、ガラス、金属等からなる被処理物の表面に対し施すことにより、それら材料からなる被処理物表面は、多くの場合、顕著に親水化し、接着性が向上する。その理由は以下のとおりである。
大気圧プラズマ放電により発生した高エネルギー電子(1〜10eV程度)の作用によって、表面材料の結合(金属の場合は表面の酸化層または油膜)の主鎖や側鎖が解離してラジカルとなる。また、空気、水分等の雰囲気ガスの分子も解離しラジカルとなる。この2種類のラジカル同志の再結合反応によって、被処理物表面にヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシ基等の親水性官能基が形成される。その結果、被処理物の表面の自由エネルギーが大きくなり、他の表面との接着・接合が容易になる。
接着される相手方の層の材料によっては、フィルム表面に導入されるアミド基、アミノ基等の塩基性官能基をフィルム表面に導入することで、界面に強固な接着性が発現されることもある。塩基性官能基をはじめ幅広い種類の接着性官能基をフィルム表面に導入できる表面処理としては、導入目的の接着性官能基と不飽和二重結合とを有する単量体をプラズマ処理系中に存在させ、さらに、高エネルギー線照射によってフィルム表面に発生するラジカル種を重合開始のトリガーとして、該単量体をグラフト重合させる表面処理が知られている。
グラフト重合を利用した表面処理としては、プラズマ処理とグラフト重合との組み合わせによって接着性官能基の導入量および種類の制御範囲が広くなる点から、プラズマグラフト重合処理が好ましい。
プラズマグラフト重合処理に用いられる単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、アリルアミン、グリシジルメタクリレート等が挙げられる。該単量体を用いて材料を表面処理することによって、フィルム表面にカルボキシ基、アミド基、アミノ基、エポキシ基等の接着性官能基の導入が可能である。
接着性官能基を有する含フッ素重合体のフィルム:
接着性官能基を有する含フッ素重合体のフィルムとしては、接着性官能基を有する含フッ素重合体をフィルム化することにより製造されたフィルムが好ましい。
接着性官能基を有する含フッ素重合体における接着性官能基としては、カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アミド基、アミノ基およびイソシアネート基からなる群から選択される官能基が好ましい。
接着性官能基は、界面における接着性の点から、含フッ素重合体の主鎖の末端基および主鎖のペンダント基のいずれか一方または両方として存在することが好ましい。
含フッ素重合体中の接着性官能基は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
含フッ素重合体中の接着性官能基は、界面における接着性の点から、カルボニル基含有基であることが好ましい。
カルボニル基含有基としては、たとえば、炭化水素基の炭素原子間にカルボニル基を有する基、カーボネート基、カルボキシ基、ハロホルミル基、アルコキシカルボニル基、酸無水物基等が挙げられる。
炭化水素基の炭素原子間にカルボニル基を有する基における炭化水素基としては、たとえば、炭素数2〜8のアルキレン基等が挙げられる。なお、該アルキレン基の炭素数は、カルボニル基の炭素原子を含まない炭素数である。アルキレン基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。
ハロホルミル基は、−C(=O)−X(ただし、Xはハロゲン原子である。)で表される。ハロホルミル基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。すなわちハロホルミル基としてはフルオロホルミル基(カルボニルフルオリド基ともいう。)が好ましい。
アルコキシカルボニル基におけるアルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよく、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基が特に好ましい。
含フッ素重合体中の接着性官能基の含有量は、含フッ素重合体の主鎖炭素数1×10個に対し10〜60000個が好ましく、100〜50000個がより好ましく、100〜10000個がさらに好ましく、300〜5000個が特に好ましい。接着性官能基の含有量が前記範囲の下限値以上であれば、界面における接着性にさらに優れる。接着性官能基の含有量が前記範囲の上限値以下であれば、積層基材を成形する際の温度を低くしても、界面における接着性に優れる。
接着性官能基の含有量は、核磁気共鳴(NMR)分析、赤外吸収スペクトル分析等の方法によって測定できる。たとえば、特開2007−314720号公報に記載のように赤外吸収スペクトル分析等の方法を用いて、含フッ素樹脂(A)を構成する全単位中の接着性官能基を有する単位の割合(モル%)を求め、該割合から、接着性官能基の含有量を算出できる。
(含フッ素重合体)
本発明における含フッ素重合体は、下記融点を有する含フッ素重合体に限られず、含フッ素エラストマー等の、融点を有しない含フッ素重合体や融点が下記範囲外の融点を有する含フッ素重合体も包含する。本発明における含フッ素重合体としては、下記融点を有する含フッ素重合体が好ましい。
含フッ素エラストマーとしては、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、およびクロロトリフルオロエチレンから選ばれる1種以上の単量体に基づく単位を含むエラストマーが好ましい。具体的には、特開平05−78539号公報等に記載されたテトラフルオロエチレン/プロピレン系共重合体;特開平11−124482号公報等に記載されたフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体等;特開2006−089720号公報等に記載されたテトラフルオロエチレンに基づく単位およびペルフルオロ(メチルビニルエーテル)に基づく単位を有する含フッ素重合体等が挙げられる。
融点を有しない含フッ素重合体や融点が下記範囲外の融点を有する含フッ素重合体としては、テトラフルオロエチレン単独重合体や変性テトラフルオロエチレン重合体等が挙げられる。
本発明における含フッ素重合体は、接着性官能基を有しているものも有していないものも、100℃以上325℃以下の融点を有する含フッ素重合体が好ましい。この含フッ素重合体の融点は、100℃以上260℃以下がより好ましく、120℃以上220℃以下がさらに好ましい。含フッ素重合体の融点が前記範囲の下限値以上であれば、得られる成形体の耐熱性に優れる。含フッ素重合体の融点が前記範囲の上限値以下であれば、成形体を製造する際に汎用的な成形装置を使用でき、かつプリプレグ中の樹脂が熱硬化性樹脂であると、成形体における重合体層と繊維強化樹脂層との界面における接着性に優れる。
以下、特に言及しない限り、含フッ素重合体とは上記融点を有する含フッ素重合体をいう。
融点が比較的低い含フッ素重合体を用い、かつプリプレグ中の樹脂が熱硬化性樹脂である場合、積層基材を成形する際の温度を低くしても、成形体における重合体層と繊維強化樹脂層との界面における接着性に優れる。したがって、該場合においては、含フッ素重合体の融点は、120℃以上220℃以下が好ましく、120℃以上200℃以下がより好ましい。
含フッ素重合体の融点は、含フッ素重合体を構成する単位の種類や割合、含フッ素重合体の分子量等によって調整できる。たとえば、後述する単位(u1)の割合が多くなるほど、融点が上がる傾向がある。
含フッ素重合体としては、フィルムを製造しやすい点から、溶融成形が可能な含フッ素重合体が好ましい。
溶融成形が可能な含フッ素重合体としては、公知の溶融成形が可能な含フッ素重合体を使用できる。
接着性官能基を有しない含フッ素重合体としては、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン/クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)等が挙げられる。接着性官能基を有しない含フッ素重合体としては、表面処理により効率的に接着性官能基を導入し得ることより、ETFE、PVDF等の炭素原子に結合した水素原子を有する含フッ素重合体が好ましい。
接着性官能基を有する含フッ素重合体としては、接着性官能基を有する単位や接着性官能基を有する末端基を有する、上記含フッ素重合体が挙げられる。具体的には、接着性官能基を有するPFA、接着性官能基を有するFEP、接着性官能基を有するETFE等が挙げられる。
含フッ素重合体としては、荷重21Nの条件下、含フッ素重合体の融点よりも20℃以上高い温度において、溶融流れ速度が0.1〜1000g/10分(好ましくは0.5〜100g/10分、より好ましくは1〜30g/10分、さらに好ましくは5〜20g/10分)となる温度が存在するものを用いることが好ましい。溶融流れ速度が前記範囲の下限値以上であれば、含フッ素重合体の成形性に優れ、含フッ素重合体フィルムの表面平滑性、外観に優れる。溶融流れ速度が前記範囲の上限値以下であれば、含フッ素重合体フィルムの機械的強度に優れる。
含フッ素重合体の235℃、荷重21Nの条件下における溶融流れ速度は、0.5〜100g/10分が好ましく、1〜50g/10分がより好ましく、1〜30g/10分がさらに好ましい。溶融流れ速度が前記範囲の上限値以下であれば、耐熱性が向上する傾向がある。溶融流れ速度が前記範囲の下限値以上であれば、含フッ素重合体の成形性に優れる。
重合体層における含フッ素重合体としては、接着性官能基を有する含フッ素重合体が好ましい。接着性官能基を有する含フッ素重合体を使用することにより、重合体層と繊維強化樹脂層との接着強度をより高めることができる。
接着性官能基を有する含フッ素重合体は、単量体の重合の際に、接着性官能基を有する単量体を共重合させる、接着性官能基をもたらす連鎖移動剤や重合開始剤を使用して単量体を重合させる、等の方法で製造できる。特に、接着性官能基を有する単量体を共重合させることにより、その単量体単位を有する共重合体を製造して、接着性官能基を有する含フッ素重合体とすることが好ましい。これら方法を併用することもできる。
接着性官能基を有する単量体としては、カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アミド基、アミノ基またはイソシアネート基を有する単量体が好ましい。カルボニル基含有基としては、酸無水物基およびカルボキシ基が好ましい。具体的には、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、ウンデシレン酸等のカルボキシ基を有する単量体、無水イタコン酸(以下、「IAH」とも記す。)、無水シトラコン酸(以下、「CAH」とも記す。)、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物(以下、「NAH」とも記す。)、無水マレイン酸等の酸無水物基を有する単量体、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、エポキシアルキルビニルエーテル等が挙げられる。
接着性官能基をもたらす連鎖移動剤としては、カルボキシ基、エステル結合、水酸基等を有する連鎖移動剤が好ましい。具体的には、酢酸、無水酢酸、酢酸メチル、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。
接着性官能基をもたらす重合開始剤としては、ペルオキシカーボネート、ジアシルペルオキシド、ペルオキシエステル等の過酸化物系重合開始剤が好ましい。具体的には、ジ−n−プロピルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、tert−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、ビス(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカーボネート等が挙げられる。
単量体に由来する接着性官能基を有する含フッ素重合体としては、成形体における重合体層と、繊維強化樹脂層または金属層との界面における接着性にさらに優れる点から、下記の含フッ素重合体Aが特に好ましい。
含フッ素重合体A:テトラフルオロエチレン(以下、「TFE」とも記す。)またはクロロトリフルオロエチレン(以下、「CTFE」とも記す。)に由来する単位と、酸無水物基を有する環状炭化水素単量体(以下、「酸無水物系単量体」とも記す。)に由来する単位と、含フッ素単量体(ただし、TFEおよびCTFEを除く。)に由来する単位とを有する含フッ素重合体。
なお、以下、TFEまたはCTFEに由来する単位を「単位(u1)」、酸無水物系単量体に由来する単位を「単位(u2)」、上記含フッ素単量体に由来する単位を「単位(u3)」とも記す。
酸無水物系単量体としては、IAH、CAH、NAH、無水マレイン酸等が挙げられる。酸無水物系単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
酸無水物系単量体としては、IAH、CAHおよびNAHが好ましい。IAH、CAHおよびNAHのいずれかを用いると、無水マレイン酸を用いた場合に必要となる特殊な重合方法(特開平11−193312号公報参照)を用いることなく、酸無水物基を有する含フッ素重合体Aを容易に製造できる。
酸無水物系単量体としては、界面における接着性にさらに優れる点から、IAHおよびNAHが好ましい。
含フッ素重合体Aには、単位(u2)における酸無水物基の一部が加水分解し、その結果、酸無水物系単量体に対応するジカルボン酸(イタコン酸、シトラコン酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、マレイン酸等)の単位が含まれる場合がある。該ジカルボン酸の単位が含まれる場合、該単位の含有量は、単位(u2)の含有量に含まれるものとする。
含フッ素重合体Aを製造する場合、酸無水物系単量体の重合中の濃度は、全単量体に対して0.01〜5モル%が好ましく、0.1〜3モル%がより好ましく、0.1〜2モル%がさらに好ましい。該単量体の濃度が前記範囲内であれば、重合速度が適度なものになる。該単量体の濃度が高すぎると、重合速度が低下する傾向がある。
酸無水物系単量体が重合で消費されるにしたがって、消費された量を連続的または断続的に重合槽内に供給し、該単量体の濃度を前記範囲内に維持することが好ましい。
単位(u3)を構成する含フッ素単量体としては、重合性炭素−炭素二重結合を1つ有する含フッ素化合物が好ましく、たとえば、フルオロオレフィン(フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン(以下、「HFP」とも記す。)、ヘキサフルオロイソブチレン等。ただし、TFEを除く。)、CF=CFORf1(ただし、Rf1は炭素数1〜10で炭素原子間に酸素原子を含んでもよいペルフルオロアルキル基である。)(以下、「PAVE」とも記す。)、CF=CFORf2SO(ただし、Rf2は炭素数1〜10で炭素原子間に酸素原子を含んでもよいペルフルオロアルキレン基であり、Xはハロゲン原子または水酸基である。)、CF=CFORf3CO(ただし、Rf3は炭素数1〜10で炭素原子間に酸素原子を含んでもよいペルフルオロアルキレン基であり、Xは水素原子または炭素数1〜3のアルキル基である。)、CF=CF(CFOCF=CF(ただし、pは1または2である。)、CH=CX(CF(ただし、Xは水素原子またはフッ素原子であり、qは2〜10の整数であり、Xは水素原子またはフッ素原子である。)(以下、「FAE」とも記す。)、環構造を有する含フッ素単量体(ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール、ペルフルオロ(2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン)等)等が挙げられる。
含フッ素単量体としては、含フッ素重合体Aの成形性、重合体層の耐屈曲性等に優れる点から、HFP、PAVEおよびFAEからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、FAEおよびHFPのいずれか一方または両方がより好ましい。
PAVEとしては、CF=CFOCFCF、CF=CFOCFCFCF、CF=CFOCFCFCFCF、CF=CFO(CFF等が挙げられ、CF=CFOCFCFCF(以下、「PPVE」とも記す。)が好ましい。
FAEとしては、CH=CF(CFF、CH=CF(CFF、CH=CF(CFF、CH=CF(CFF、CH=CF(CFF、CH=CF(CFH、CH=CF(CFH、CH=CF(CFH、CH=CF(CFH、CH=CF(CFH、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFH、CH=CH(CFH、CH=CH(CFH、CH=CH(CFH、CH=CH(CFH等が挙げられる。
FAEとしては、CH=CH(CFq1(ただし、q1は、2〜6であり、2〜4が好ましい。)が好ましく、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CF(CFH、CH=CF(CFHがより好ましく、CH=CH(CFF(以下、「PFBE」とも記す。)およびCH=CH(CFF(以下、「PFEE」とも記す。)が特に好ましい。
含フッ素重合体Aは、単位(u1)〜(u3)に加えて、非フッ素系単量体(ただし、酸無水物系単量体を除く。)に由来する単位(以下、単位(u4)とも記す。)を有していてもよい。
非フッ素系単量体としては、重合性炭素−炭素二重結合を1つ有する非フッ素化合物が好ましく、たとえば、オレフィン(エチレン、プロピレン、1−ブテン等)、ビニルエステル(酢酸ビニル等)等が挙げられる。非フッ素系単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
非フッ素系単量体としては、含フッ素樹脂層の機械的強度等に優れる点から、エチレン、プロピレン、1−ブテンが好ましく、エチレンが特に好ましい。
含フッ素重合体Aの好ましい具体例としては、TFE/NAH/PPVE共重合体、TFE/IAH/PPVE共重合体、TFE/CAH/PPVE共重合体、TFE/IAH/HFP共重合体、TFE/CAH/HFP共重合体、TFE/IAH/PFBE/エチレン共重合体、TFE/CAH/PFBE/エチレン共重合体、TFE/IAH/PFEE/エチレン共重合体、TFE/CAH/PFEE/エチレン共重合体、TFE/IAH/HFP/PFBE/エチレン共重合体等が挙げられる。
含フッ素共重合体Aがエチレン単位を有する共重合体である場合、単位(u1)と単位(u2)と単位(u3)と単位(u4)との合計量に対する各単位の好ましい割合は下記のとおりである。
単位(u1)の割合は、25〜80モル%が好ましく、40〜65モル%がより好ましく、45〜63モル%がさらに好ましい。
単位(u2)の割合は、0.01〜5モル%が好ましく、0.03〜3モル%がより好ましく、0.05〜1モル%がさらに好ましい。
単位(u3)の割合は、0.2〜20モル%が好ましく、0.5〜15モル%がより好ましく、1〜12モル%がさらに好ましい。
単位(u4)の割合は、20〜75モル%が好ましく、35〜50モル%がより好ましく、37〜55モル%がさらに好ましい。
エチレン単位を有する含フッ素共重合体Aにおいて、各単位の割合が前記範囲内であれば、重合体層の難燃性、耐薬品性等にさらに優れる。
単位(u2)の割合が前記範囲内であれば、含フッ素重合体Aにおける酸無水物基の量が適切になり、成形体における重合体層と、繊維強化樹脂層または金属層との界面における接着性にさらに優れる。
単位(u3)の割合が前記範囲内であれば、含フッ素重合体Aの成形性、重合体層の耐屈曲性等にさらに優れる。
各単位の割合は、含フッ素重合体Aの溶融NMR分析、フッ素含有量分析、赤外吸収スペクトル分析等により算出できる。
(含フッ素重合体の製造方法)
含フッ素重合体は、常法により製造できる。単量体の重合によって含フッ素重合体を製造する場合、重合方法としては、ラジカル重合開始剤を用いる重合方法が好ましい。
重合方法としては、塊状重合法、有機溶媒(フッ化炭化水素、塩化炭化水素、フッ化塩化炭化水素、アルコール、炭化水素等)を用いる溶液重合法、水性媒体と必要に応じて適当な有機溶媒とを用いる懸濁重合法、水性媒体と乳化剤とを用いる乳化重合法が挙げられ、溶液重合法が好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、その半減期が10時間である温度が0〜100℃である開始剤が好ましく、20〜90℃である開始剤がより好ましい。
ラジカル重合開始剤としては、アゾ化合物(アゾビスイソブチロニトリル等)、非フッ素系ジアシルペルオキシド(イソブチリルペルオキシド、オクタノイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド等)、ペルオキシジカーボネート(ジイソプロピルペルオキシジカ−ボネート等)、ペルオキシエステル(tert−ブチルペルオキシピバレート、tert−ブチルペルオキシイソブチレート、tert−ブチルペルオキシアセテート等)、含フッ素ジアシルペルオキシド((Z(CFCOO)(ただし、Zは水素原子、フッ素原子または塩素原子であり、rは1〜10の整数である。)で表される化合物等)、無機過酸化物(過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等)等が挙げられる。
単量体の重合時には、含フッ素重合体の溶融粘度を制御するために、連鎖移動剤を用いてもよい。
連鎖移動剤としては、アルコール(メタノール、エタノール等)、クロロフルオロハイドロカーボン(1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン、1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン等)、炭化水素(ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン等)が挙げられる。
溶液重合法で用いる有機溶媒としては、ペルフルオロカーボン、ヒドロフルオロカーボン、クロロヒドロフルオロカーボン、ヒドロフルオロエーテル等が挙げられる。炭素数は、4〜12が好ましい。
ペルフルオロカーボンの具体例としては、ペルフルオロシクロブタン、ペルフルオロペンタン、ペルフルオロヘキサン、ペルフルオロシクロペンタン、ペルフルオロシクロヘキサン等が挙げられる。
ヒドロフルオロカーボンの具体例としては、1−ヒドロペルフルオロヘキサン等が挙げられる。
クロロヒドロフルオロカーボンの具体例としては、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン等が挙げられる。
ヒドロフルオロエーテルの具体例としては、メチルペルフルオロブチルエーテル、2,2,2−トリフルオロエチル2,2,1,1−テトラフルオロエチルエーテル等が挙げられる。
重合温度は、0〜100℃が好ましく、20〜90℃がより好ましい。
重合圧力は、0.1〜10MPa[gage]が好ましく、0.5〜3MPa[gage]がより好ましい。
重合時間は、1〜30時間が好ましい。
含フッ素重合体フィルムからなる重合体層に限られず、重合体層の構成材料は、含フッ素重合体以外に、本発明の効果を損なわない範囲において添加剤や含フッ素重合体以外の樹脂等を含んでもよい。
含フッ素重合体以外の樹脂としては、たとえば、ポリエステル、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、変性ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。
添加剤としては、無機フィラーが好ましい。
無機フィラーとしては、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルーン、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、グラファイト、炭素繊維、ガラスバルーン、炭素バルーン、木粉、ホウ酸亜鉛等が挙げられる。無機フィラーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機フィラーは、多孔質であってもよく、非多孔質であってもよい。
無機フィラーは、樹脂への分散性の向上の点から、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の表面処理剤による表面処理が施されてもよい。
(金属層)
本発明の積層基材が金属層を有する場合、金属層は金属フィルムからなる層であることが好ましい。金属層は、また、表面に金属メッキ層を有する樹脂フィルムなどの、金属フィルム以外の金属表面を有するフィルムから構成された層であってもよい。
金属層は、繊維強化樹脂層との界面の接着性が充分に得られないことから、表面に接着性官能基が存在する重合体層を介してプリプレグ層と積層させる。
金属層は積層基材の表面層として存在していてもよく、積層基材の内部層として存在していてもよい。金属層を有する積層基材としては、少なくとも片面が金属層からなる積層基材が好ましい。
金属としては、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、黄銅、ニッケル、亜鉛、チタン、またはこれらの金属の合金等が挙げられる。金属層における金属の種類は、成形体の用途に応じて適宜選択すればよい。たとえば、電子機器、電気機器のプリント配線板に成形体を用いる場合、銅または銅合金、ステンレス鋼、ニッケルまたはニッケル合金(42合金も含む。)、アルミニウムまたはアルミニウム合金が挙げられる。電子機器、電気機器のプリント配線板に用いられる通常の成形体においては、圧延銅箔、電解銅箔等の銅フィルムが多用されており、本発明においても銅フィルムからなる金属層を有することが好適である。
金属フィルムの表面には、防錆層(クロメート等の酸化物皮膜)や耐熱層が形成されていてもよい。また、重合体層との接着性を向上させるために、金属フィルムの表面にカップリング剤処理等を施してもよい。
金属フィルムの厚さは、特に限定されず、成形体の用途に応じて、充分な機能が発揮できる厚さであればよい。好ましくは、1〜500μmであり、10〜200μmがより好ましい。
(作用機序)
以上説明した本発明の積層基材にあっては、上記特定の重合体層を有するため、難燃性および耐薬品性に優れる成形体を製造できる。
また、溶融成形可能な含フッ素重合体を含む重合体層を有する積層基材にあっては、従来の熱可塑性樹脂シートを配置した積層基材と同様に、成形性が改善される。そのため、本発明の積層基材を用いることによって、複雑な形状を適用可能な成形体を製造できる。
また、以上説明した本発明の積層基材にあっては、重合体層表面に接着性官能基を有することにより、繊維強化樹脂層と重合体層との界面、および重合体層と金属層との界面の接着性に優れる成形体を製造できる。
<成形体の製造方法>
本発明の成形体の製造方法は、本発明の積層基材を加熱しながら成形することを特徴とする。
図5は、本発明の成形体の製造方法の一例を示す断面図である。
図5の1段目に示すように、金型以外の場所であらかじめ作製されたまたは下金型34の上で作製された積層基材10を、下金型34に接するように上金型32および下金型34からなる一対の金型30の間に配置する。
ついで、図5の2段目に示すように、積層基材10を上金型32と下金型34との間に挟んだ状態で予備加熱する。
ついで、図5の3段目に示すように、上金型32と下金型34とを型締めして、積層基材10を加熱しながら加圧成形して、金型の形状に沿った形状を有する成形体20を得る。
上金型および下金型からなる一対の金型は、積層基材を所望の形状を有する成形体に成形するためのものである。本発明の積層基材が複雑な形状に対応可能であることから、本発明の成形体の製造方法においては、複雑な形状を有する金型を用いることができる。
複雑な形状を有する金型としては、凹凸形状、深絞り形状等を有する金型が挙げられる。凹凸形状および深絞り形状におけるコーナー部分は、所定の曲率半径を有するR部とされていることが好ましい。R部の曲率半径は、強化繊維の乱れを抑え、成形体の外観を良好にする点から、0.1〜10mmが好ましく、1〜6mmがより好ましく、2〜5mmがさらに好ましい。
金型の材料としては、鋼材が挙げられ、耐摩耗性の高い超高合金が好ましい。金型は、耐摩耗性の点から、表面処理(表面窒化処理等)が施されていてもよい。
予備加熱の温度は、たとえば、後述する型締め時の温度と同じ温度が挙げられる。予備加熱の温度および型締め時の温度は、金型における、積層基材と接している表面の温度である。
予備加熱の時間は、たとえば、積層基材の重合体層に充分に金型の熱が伝わって、適度に軟化するまでの時間とする。
型締め時の温度は、400℃未満が好ましく、100℃以上300℃以下が好ましく、100℃以上220℃以下がより好ましい。型締め時の温度が前記範囲の下限値以上であれば、得られる成形体の耐熱性に優れる。型締め時の温度が前記範囲の上限値以下であれば、成形体を製造する際に汎用的な成形装置を使用でき、かつ樹脂マトリックスが熱硬化性樹脂であると、成形体における重合体層と繊維強化樹脂層との界面における接着性に優れる。
融点が比較的低い含フッ素重合体を用い、かつ樹脂マトリックスが熱硬化性樹脂である場合、積層基材を成形する際の温度を低くしても、成形体における重合体層と繊維強化樹脂層との界面における接着性に優れる。したがって、含フッ素重合体の融点が120℃以上220℃以下である場合における型締め時の温度は、220℃未満であることが好ましく、含フッ素重合体の融点が120℃以上200℃以下である場合における型締め時の温度は、含フッ素重合体の融点未満がより好ましい。
含フッ素重合体の融点が120℃以上200℃以下である場合における型締め時の温度を含フッ素重合体の融点未満としても、繊維強化樹脂層と重合体層との間の剥離強度が5N/cm以上(好ましくは7N/cm以上、より好ましくは10N/cm以上)である成形体が得られる。
型締め時の圧力は、強化繊維の乱れを抑え、成形体の外観を良好にする点から、10MPa以下が好ましく、6MPa以下がより好ましく、3MPa以下がさらに好ましい。型締め時の圧力は、積層基材を金型の形状に追随させる点、成形体に気泡を残さない点から、0.01MPa以上が好ましく、0.1MPa以上がより好ましく、0.5MPa以上がさらに好ましい。
型締めの時間は、生産性の点から、30分以下が好ましく、15分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましい。樹脂マトリックスが熱硬化性樹脂である場合、型締めの時間は、熱硬化性樹脂の硬化性の点から、5分以上が好ましく、7分以上がより好ましく、10分以上がさらに好ましい。
(作用機序)
以上説明した本発明の成形体の製造方法にあっては、本発明の積層基材を用いているため、難燃性および耐薬品性に優れ、かつ複雑な形状を適用可能な成形体を製造できる。また、得られる成形体は、含フッ素重合体を含むため、含フッ素重合体に由来する特性(撥水性、耐候性等)を有する。
(用途)
成形体の用途としては、たとえば、下記のものが挙げられる。
電気・電子機器(パソコン、ディスプレイ、OA機器、携帯電話、携帯情報端末、ファクシミリ、コンパクトディスク、ポータブルMD、携帯用ラジオカセット、PDA(電子手帳等の携帯情報端末)、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、光学機器、オーディオ、エアコン、照明機器、娯楽用品、玩具用品、その他家電製品等)の筐体、内部部材(トレイ、シャーシ等)、内部部材のケース、電池パックの筐体、機構部品等。
建材(パネル)等。
自動車、二輪車関連部品、部材および外板:モーター部品、オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター、ICレギュレーター、ライトディヤー用ポテンショメーターベース、サスペンション部品、各種バルブ(排気ガスバルブ等)、燃料関係、排気系または吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、各種アーム、各種フレーム、各種ヒンジ、各種軸受、燃料ポンプ、ガソリンタンク、CNGタンク、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド磨耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンべイン、ワイパーモーター関係部品、ディストリビュター、スタータースィッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスィッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、バッテリートレイ、ATブラケット、ヘッドランプサポート、ペダルハウジング、ハンドル、ドアビーム、プロテクター、シャーシ、フレーム、アームレスト、ホーンターミナル、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ノイズシールド、ラジエターサポート、スペアタイヤカバー、シートシェル、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケース、アンダーカバー、スカッフプレート、ピラートリム、プロペラシャフト、ホイール、フェンダー、フェイシャー、バンパー、バンパービーム、ボンネット、エアロパーツ、プラットフォーム、カウルルーバー、ルーフ、インストルメントパネル、スポイラー、各種モジュール等。
航空機関連部品、部材および外板:ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、エレベーター、フェイリング、リブ等。
その他:風車の羽根等。
成形体は、特に、航空機部材、風車の羽根、自動車外板および電子機器の筐体、トレイ、シャーシ等に好ましく用いられる。
また、成形体は、特に、電池パックの筐体にも好ましく用いられる。
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
(重合体における単位の割合)
重合体における単位の割合は、溶融NMR分析、フッ素含有量分析および赤外吸収スペクトル分析により求めた。
なお、各単量体単位は単量体名で記す。エチレン単位は「E」で表した。
(接着性官能基の含有量)
下記の赤外吸収スペクトル分析によって、含フッ素重合体における、酸無水物系単量体単位の割合を求めた。
NAH単位:
含フッ素重合体をプレス成形して200μmのフィルムを得た。赤外吸収スペクトルにおいて、含フッ素重合体中のNAH単位における吸収ピークは、1778cm−1に現れる。該吸収ピークの吸光度を測定し、NAHのモル吸光係数20810mol−1・l・cm−1を用いて、NAH単位の割合(モル%)を求めた。
前記割合をa(モル%)とすると、主鎖炭素数1×10個に対する酸無水物基の個数は、[a×10/100]個と算出される。
IAH単位:
赤外吸収スペクトルにおいて、含フッ素重合体中のIAH単位におけるC=O伸縮振動の吸収ピーク1870cm−1に現れる。M=a・h/tの関係式を用いてIAH単位の含有量M(モル%)を算出した。ここで、hは1870cm−1における吸光ピークの高さで、tはフィルムの厚み(単位mm)、aは係数である。aとしては、IAHをモデル化合物として決定したa=0.30を用いた。
(融点)
示差走査熱量計(DSC装置、セイコーインスツル社製)を用い、重合体を10℃/分の速度で昇温したときの融解ピークを記録し、極大値に対応する温度(℃)を融点とした。
(溶融流れ速度)
メルトインデクサー(テクノセブン社製)を用い、後述する温度、荷重の条件下で直径2mm、長さ8mmのノズルから、10分間に流出する重合体の質量(g)を測定した。
(剥離強度)
繊維強化樹脂層と重合体層との界面:
成形体を長さ100mm、幅10mmの大きさに切断し、試験片を作製した。試験片の長さ方向の一端から50mmの位置まで繊維強化樹脂層と重合体層とを剥離した。ついで、試験片の長さ方向の一端から50mmの位置を中央にして、引張り試験機(オリエンテック社製)を用いて、引張り速度50mm/分で180度剥離し、最大荷重を剥離強度(N/cm)とした。剥離強度が大きいほど、繊維強化樹脂層と重合体層との間の接着性が優れていることを示す。
金属層と重合体層との界面:
成形体を長さ100mm、幅10mmの大きさに切断し、試験片を作製した。試験片の長さ方向の一端から50mmの位置まで金属層と重合体層とを剥離した。ついで、試験片の長さ方向の一端から50mmの位置を中央にして、引張り試験機(オリエンテック社製)を用いて、引張り速度50mm/分で90度剥離し、最大荷重を剥離強度(N/cm)とした。剥離強度が大きいほど、金属層と重合体層との間の接着性が優れていることを示す。
(燃焼試験)
成形体を幅13mm、長さ130mm、厚み1.5mmに切削し試験片を作製し、UL94HBに準拠した燃焼試験を実施した。評価の判定としては、試験片の長さ方向の一端を燃焼させ、一端から25mmの位置から100mmの位置までの燃焼速度が遅いほど良い結果となる。また燃焼が自然に消火されることを最も良しとする。
含フッ素重合体(1)
撹拌機およびジャケットを備えた内容積1.3Lのステンレス製重合槽を真空引きした後、CFCHOCFCFHの825g、PFBEの3.2gを仕込み、重合槽内部を撹拌しながら、HFPの350g、TFEの118g、エチレンの2.9gを仕込んだ後、ジャケットに温水を流して重合槽内温を66℃にした。重合槽内圧力は1.47MPa[gage]であった。内温が安定してから、tert−ブチルペルオキシピバレートの5質量%CFCHOCFCFH溶液の7.4mLを圧入し、重合を開始した。重合中、内圧が1.47MPa[gage]で一定になるよう、TFE/エチレン=54/46モル比の混合ガスを添加した。重合中に添加されるTFE/エチレン混合ガスが5g消費されるたびに、PFBEの7.1質量%およびIAHの1.3質量%を含むCFCHOCFCFH溶液の2mLを添加した。反応開始から370分後、TFE/エチレン=54/46モル比の混合ガスの70gを添加したところで重合槽を冷却し、重合を終了した。
重合槽から未反応単量体のガスを大気圧までパージし、スラリーを内容積2Lの容器に移し、スラリーと同体積の水を加えた。加熱(20〜73℃)しながら、重合媒体および未反応単量体と、重合体とを分離した。得られた重合体を120℃のオーブンで乾燥し、白色粉末状の含フッ素重合体(1)を得た。
含フッ素重合体(1)における各単位の割合は、TFE/IAH/HFP/PFBE/E=47.5/0.3/8.3/0.6/43.4モル%であり、接着性官能基の含有量は、主鎖炭素数1×10個に対し1504個であった。含フッ素重合体(1)の融点は、183℃であり、235℃、荷重21Nの条件下における溶融流れ速度は、4.0g/10分であった。
含フッ素重合体(2)
国際公開第2015/182702号の実施例1と同様に合成を行い、含フッ素重合体(2)を得た。含フッ素重合体(2)における各単位の割合は、TFE/IAH/PFBE/E=58.5/0.1/2.4/39モル%であり、接着性官能基の含有量は、主鎖炭素数1×10個に対し3000個であり、融点は、245℃であり、297℃、荷重49Nの条件下における溶融流れ速度は、22g/10分であった。
含フッ素重合体(3)
国際公開第2016/017801号の[0124]と同様に合成を行い、含フッ素重合体(3)を得た。含フッ素重合体(3)における各単位の割合は、TFE/NAH/PPVE=97.9/0.1/2.0モル%であり、含フッ素重合体(3)中の接着性官能基の含有量は、主鎖炭素数1×10個に対し1000個であり、融点は、300℃であり、372℃、荷重49Nの条件下における溶融流れ速度は、17.6g/10分であった。
含フッ素重合体(4)
含フッ素重合体(4)として、接着性官能基を有しない市販のETFEを用いた。含フッ素重合体(4)の単位の割合は、TFE/PFBE/E=60/3.3/40(モル比)、融点は225℃、297℃、荷重49Nの条件下における溶融流れ速度は25g/10分である。
また、含フッ素重合体(5)として、接着性官能基を有しない市販のPFAを用いた。含フッ素重合体(5)の単位の割合は、TFE/PPVE=98.5/1.5(モル比)、融点は310℃、372℃、荷重49Nの条件下における溶融流れ速度は12.0g/10分である。
重合体フィルム(1)
含フッ素重合体(1)を、750mm巾コートハンガーダイを有する30mmφ単軸押出機を用いてダイ温度220℃で押出成形し、厚さ100μmの重合体フィルム(1)を得た。
上記と同じ単軸押出機を用いて、下記の重合体フィルムを製造した。
重合体フィルム(2):含フッ素重合体(4)を、ダイ温度300℃で押出成形して得られた、厚さ100μmのフィルム
重合体フィルム(3):含フッ素重合体(2)を、ダイ温度280℃で押出成形して得られた、厚さ100μmのフィルム
重合体フィルム(4):含フッ素重合体(3)を、ダイ温度340℃で押出成形して得られた、厚さ100μmのフィルム
重合体フィルム(5):含フッ素重合体(5)を、ダイ温度340℃で押出成形して得られた、厚さ100μmのフィルム
重合体フィルム(6)
重合体フィルム(2)の両面に、容量結合型電極方式の連続処理装置を用いて、表面処理を施した。パルス変調交流高電圧(20kHz、24kV)の条件で、いわゆるグライディングアーク放電を発生させ、この放電により大気圧低温プラズマ(温度80℃以下)を搬送装置(コンベヤ)上の重合体フィルム(2)の表面に作用させて表面処理を行い、重合体フィルム(6)を得た。表面のカルボニル基をATR−IRにより測定したところ、1790cm−1にブロードなカルボニル基由来の吸収ピークが確認された。官能基の導入量は、下式で求めた、1450cm−1のCH伸縮ピークのピーク高さに対する吸収ピーク比で0.21であった。
吸収ピーク比=log(1790cm−1のピーク高さ))/log(1450cm−1のピーク高さ)
重合体フィルム(7)
重合体フィルム(2)の両面に、容量結合型電極方式の連続処理装置を用いて、表面処理を施した。重合体フィルム(6)と同様に表面処理を行いつつ、系中上流にアクリル酸を含むアルゴンガスを供給し、プラズマグラフト重合処理によって、重合体フィルム(7)を得た。表面のカルボニル基をATR−IRにより測定したところ、1785cm−1にアクリル酸由来と考えられるシャープなカルボニル基由来の吸収ピークが確認された。官能基の導入量は、前記吸収ピーク比で0.15であった。
グラフト重合用の単量体を他の単量体に変更した以外は重合体フィルム(7)と同じ条件処理して、下記フィルムを得た。
重合体フィルム(8):アクリルアミドを使用して得られた、表面にアミド基を有するフィルム
重合体フィルム(9):グリシジルメタクリレートを使用して得られた、表面にエポキシ基を有するフィルム
重合体フィルム(10):アリルアミンを使用して得られた、表面にアミノ基を有するフィルム
プリプレグとして、下記市販のプリプレグを使用した。
プリプレグ(P−1):三菱レイヨン社製、TR3110 381GMX(厚さ:223μm、強化繊維:炭素繊維、樹脂マトリックス:熱硬化性樹脂)
プリプレグ(P−2):一村産業社製(厚さ:270μm、強化繊維:炭素繊維、樹脂マトリックス:ポリアミド6)
プリプレグ(P−3):一村産業社製(厚さ:280μm、強化繊維:炭素繊維、樹脂マトリックス:ポリフェニレンサルファイド)
金属フィルムとして、下記市販の金属フィルムを使用した。
金属フィルム(1):福田金属箔粉社製電解銅箔、CF−T4X−SVR−12(厚さ:12μm、表面粗さ(Rz):1.2μm)
金属フィルム(2):ニラコ社製チタン箔、TI−453262(厚さ:50μm)
(例1−1)
重合体フィルム(1)とプリプレグ(P−1)とを積み重ねた積層基材を、熱プレス装置(テスター産業社製)用い、プレス温度150℃、プレス時間10分、面圧4.8MPaの条件にて加圧、加熱して成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−2)
プレス温度を180℃とした以外は例1−1と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−3)
プレス温度を200℃とした以外は例1−1と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−4)
プレス温度を220℃とした以外は例1−1と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−5)
金属フィルム(1)、重合体フィルム(1)、プリプレグ(P−1)をこの順に積み重ねた積層基材を、温度220℃、圧力3MPaの条件で60分間真空プレスし、成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−6)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(2)に変更した以外は例1と同様にして成形体を得た。繊維強化樹脂層と重合体層とが接着していないため、剥離強度を測定できなかった。結果を表1に示す。
(例1−7)
プレス温度を220℃とした以外は例1−6と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−8)
プレス温度を240℃とした以外は例1−6と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−9)
金属フィルム(1)を金属フィルム(2)とした以外は例1−5と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−10)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(6)に変更した以外は例1−2と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−11)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(6)に変更し、プレス温度を180℃に変更した以外は例1−5と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−12)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(7)に変更した以外は例1−2と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−13)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(7)に変更し、プレス温度を180℃に変更した以外は例1−5と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−14)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(8)に変更した以外は例1−2と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−15)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(9)に変更した以外は例1−2と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
(例1−16)
重合体フィルム(1)を重合体フィルム(10)に変更した以外は例1−2と同様にして成形体を得た。結果を表1に示す。
Figure 2017030190
接着性官能基を有する含フッ素重合体を含む重合体層を有する例1−1〜1−5、1−9の成形体は、繊維強化樹脂層と重合体層との界面、および重合体層と金属層との界面の接着性に優れる。また、接着性官能基を有しない含フッ素重合体のフィルムにプラズマ処理またはプラズマグラフト重合処理を施したフィルムを用いた例1−10〜1−16の成形体は、繊維強化樹脂層と重合体層との界面、および重合体層と金属層との界面の接着性に優れる。
一方、接着性官能基を有しない含フッ素重合体を含む重合体層を有する例1−6〜1−8の成形体は、繊維強化樹脂層と重合体層との界面の接着性が不充分である。
(例2−1)
重合体フィルム(1)とプリプレグ(P−2)とを積み重ねた積層基材を、熱プレス装置(テスター産業社製)用い、プレス温度240℃、プレス時間10分、面圧3.0MPaの条件にて加圧、加熱して成形体を得た。結果を表2に示す。
(例2−2〜2−9)
重合体フィルム、プリプレグを表2に示すものに変更し、プレス条件を表2に示す条件に変更した以外は例2−1と同様にして成形体を得た。結果を表2に示す。
なお、例2−5、例2−6は、プリプレグ(P−2)を6枚積層して表2に示す条件で実施している。
表2中の「>20」は、剥離強度が20N/cmを超えると剥離時に重合体フィルムが破けるため、これ以上の値を測定できなかったことを意味する。
Figure 2017030190
(例3−1)
プリプレグ(P−2)の6枚と重合体フィルム(1)の2枚を用意した。プリプレグ(P−2)の6枚積層の外側両面に重合体フィルム(1)を配置して挟み積み重ねた積層基材を、厚さ1.5mmのスペーサーを使用した金型にセットし、熱プレス装置(テスター産業社製)用い、プレス温度240℃、プレス時間10分、面圧3.0MPaの条件にて加圧、加熱して成形体を得た。成形体から試験片を作製し、燃焼試験を実施した。結果を表3に示す。
(例3−2)
重合体フィルムを表3に示すものに変更し、プレス条件を表3に示す条件に変更した以外は例3−1と同様にして成形体および試験片を得て、燃焼試験を実施した。結果を表3に示す。
(例3−3)
重合体フィルムを用いない以外は例3−1と同様にして成形体および試験片を得て、燃焼試験を実施した。結果を表3に示す。
Figure 2017030190
表2に示すように、熱可塑性樹脂を含む繊維強化樹脂層も、接着性官能基を有する含フッ素重合体を含む重合体層との高い接着性を示した。
また、表3に示すように、接着性官能基を有する含フッ素重合体のフィルムを用いることにより、成形体は高い難燃性を示した。
本発明の製造方法で得られた成形体は、輸送機器(車両(自動車、鉄道車両等)、航空機等)、建築、電気・電子機器等を構成する部材として有用である。
なお、2015年8月20日に出願された日本特許出願2015−162453号、2016年3月25日に出願された日本特許出願2016−062561号および2016年6月17日に出願された日本特許出願2016−121231号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
10 積層基材、10a 積層基材、10b 積層基材、10c 積層基材、10d 積層基材、12 プリプレグ層、14 含フッ素樹脂層、16 金属箔層、20 繊維強化複合材料、30 金型、32 上金型、34 下金型。

Claims (15)

  1. 強化繊維シートと樹脂マトリックスを含むプリプレグ層の少なくとも1層と、含フッ素重合体を含む重合体層の少なくとも1層とを有する積層基材であって、前記プリプレグ層と前記重合体層とが接する界面が少なくとも1つ存在し、前記界面における前記重合体層の表面に接着性官能基が存在することを特徴とする積層基材。
  2. 前記重合体層が接着性官能基を有する含フッ素重合体を含む、請求項1に記載の積層基材。
  3. 前記接着性官能基を有する含フッ素重合体が、カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アミド基、アミノ基およびイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する含フッ素重合体である、請求項2に記載の積層基材。
  4. 前記重合体層が、表面に接着性官能基が導入された含フッ素重合体のフィルムからなる、請求項1に記載の積層基材。
  5. 前記フィルムが、フィルム表面にプラズマ処理またはプラズマグラフト重合処理を施して接着性官能基を導入したフィルムである、請求項4に記載の積層基材。
  6. 前記積層基材がさらに金属層の少なくとも1層を有し、該金属層と前記重合体層とが接する界面が少なくとも1つ存在し、前記金属層と前記重合体層とが接する界面における前記重合体層の表面に前記接着性官能基が存在する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層基材。
  7. 前記積層基材の少なくとも片面が金属層からなる、請求項6に記載の積層基材。
  8. 前記含フッ素重合体が融点を有し、該融点が100〜325℃である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の積層基材。
  9. 前記重合体層の厚さが、10μm以上である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の積層基材。
  10. 前記樹脂マトリックスが、未硬化の硬化性樹脂を含む樹脂マトリックスである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の積層基材。
  11. 前記樹脂マトリックスが、熱可塑性樹脂を含む樹脂マトリックスである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の積層基材。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の積層基材を加熱しながら成形する、成形体の製造方法。
  13. 前記積層基材が接着性官能基を有する含フッ素重合体を含む重合体層を有し、成形温度が前記含フッ素重合体の融点以上の温度であり、かつ樹脂マトリックスが未硬化の硬化性樹脂を含む場合は該硬化性樹脂の硬化温度以上である、請求項12に記載の製造方法。
  14. 前記積層基材が表面に接着性官能基が導入された含フッ素重合体のフィルムからなる重合体層を有し、成形温度が該含フッ素重合体の融点未満の温度であり、かつ樹脂マトリックスが未硬化の硬化性樹脂を含む場合は該硬化性樹脂の硬化温度以上である、請求項12に記載の製造方法。
  15. 成形体中のプリプレグ層に由来する繊維強化樹脂層と重合体層との界面における剥離強度が5N/cm以上である、請求項12〜14のいずれか一項に記載の製造方法。
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