KR20130065652A - 섬유 복합 수지 시트 제조 장치, 섬유 복합 수지 시트 제조 방법 및 표시 소자용 수지 기판 - Google Patents

섬유 복합 수지 시트 제조 장치, 섬유 복합 수지 시트 제조 방법 및 표시 소자용 수지 기판 Download PDF

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다이스케 이소베
히데키 고토
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스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 섬유 복합 수지 시트의 품질을 저하시키지 않고, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시키는 것에 있다. 본 발명에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 는, 수지 전구체 함침 포백 이송부 (110), 에너지선 조사부 (130) 및 가열부 (140) 를 구비한다. 수지 전구체 함침 포백 이송부 (110) 는, 가열 및 에너지선 조사에 의해 경화되는 수지 전구체 함침 포백 (152) 을 일 방향으로 보낸다. 에너지선 조사부 (130) 는, 수지 전구체 함침 포백 (152) 에 에너지선을 조사하여 수지 전구체 함침 포백 (152) 중의 수지 전구체 조성물을 반경화시킨다. 가열부 (140) 는, 에너지선 조사부 (130) 의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 하류측에 배치된다. 그리고, 이 가열부 (140) 는, 에너지선 조사부 (130) 에 의해 반경화된 수지 전구체 조성물을 가열하여 수지 전구체 조성물을 전경화시킨다.

Description

섬유 복합 수지 시트 제조 장치, 섬유 복합 수지 시트 제조 방법 및 표시 소자용 수지 기판 {APPARATUS FOR PRODUCING FIBER COMPOSITE RESIN SHEET, METHOD FOR PRODUCING FIBER COMPOSITE RESIN SHEET, AND RESIN SUBSTRATE FOR DISPLAY ELEMENT}
본 발명은, 섬유 복합 수지 시트 제조 장치, 섬유 복합 수지 시트 제조 방법 및 표시 소자용 수지 기판에 관한 것이다.
통상적으로, 수지 전구체 함침 포백 (布帛) 으로 섬유 복합 수지 시트를 제조하는 경우, 가열 장치를 이용하여 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체를 열 경화시키는 경우가 많다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2008-105287호).
일본 공개특허공보 2008-105287호
그런데, 최근 섬유 복합 수지 시트는, 그 수요가 높아지고 있는 점에서 제조 효율의 향상이 요구되고 있다. 그래서, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 높이기 위해, 가열 장치의 설정 온도를 높여 수지 전구체의 열 경화 시간을 단축시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같은 수법에서는, 섬유 복합 수지 시트 중의 열 경화 수지에 비교적 큰 열 이력이 남아, 섬유 복합 수지 시트의 품질이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 과제는, 섬유 복합 수지 시트의 품질을 저하시키지 않고, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시키는 것에 있다.
(1)
본 발명의 제 1 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치는, 수지 전구체 함침 포백 이송부, 에너지선 조사부 및 가열부를 구비한다. 수지 전구체 함침 포백 이송부는, 가열 및 에너지선 조사에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 을 일 방향으로 보낸다. 에너지선 조사부는, 수지 전구체 함침 포백에 에너지선을 조사하여 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물을 반 (半) 경화시킨다. 가열부는 에너지선 조사부의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 하류측에 배치된다. 그리고, 이 가열부는 에너지선 조사부에 의해 반경화된 수지 전구체 조성물을 가열하여 수지 전구체 조성물을 전 (全) 경화시킨다. 또한, 「반경화」란 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 80 % 미만 완료된 상태를 의미하고, 「전경화」란 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 80 % 이상 완료된 상태를 의미한다.
이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 가열부의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 상류측에 에너지선 조사부가 배치된다. 통상적으로, 경화 반응 초기에 있어서의 경화 속도는, 에너지선 조사에 의한 경우 쪽이 가열에 의한 경우보다 빠르다. 그 한편, 경화 반응 말기에 있어서의 경화 속도는, 통상적으로 가열에 의한 경화의 경우 쪽이 에너지선 조사에 의한 경화의 경우보다 빠르다. 이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물은 에너지선 조사부에 있어서 단시간에 일정 레벨까지 반경화된 후에, 가열부에 있어서 단시간에 전경화된다. 따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치를 이용하면, 종래보다 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물의 경화 시간을 단축시킬 수 있고, 나아가서는, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 가열부는 에너지선 조사부에 의해 반경화된 수지 전구체 조성물을 가열하여 수지 전구체 조성물을 전경화시킨다. 이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 가열 온도를 높이지 않고 가열 경화 시간을 단축시킬 수 있다. 이로써, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치를 이용하면, 섬유 복합 수지 시트 중의 경화 수지의 열 이력을 유지하고, 경우에 따라서는 저감시킬 수 있다.
따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치를 이용하면, 섬유 복합 수지 시트의 품질을 저하시키지 않고, 경우에 따라서는 섬유 복합 수지 시트의 품질을 높이면서, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
(2)
본 발명의 제 2 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치는, 수지 전구체 함침 포백 이송부, 제 1 경화부 및 제 2 경화부를 구비한다. 수지 전구체 함침 포백 이송부는, 가열 및 에너지선 조사 중 적어도 일방에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 을 일 방향으로 보낸다. 제 1 경화부는, 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물을 반경화시킨다. 제 2 경화부는, 제 1 경화부의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 하류측에 배치된다. 그리고, 이 제 2 경화부는, 제 1 경화부에 의해 반경화된 수지 전구체 조성물을 전경화시킨다. 또, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 제 2 경화부의 최고 온도에서 제 1 경화부의 최고 온도를 뺀 값이 50 ℃ 이상이다. 또, 제 1 경화부 및 제 2 경화부는 예를 들어 터널로이다. 또, 제 1 경화부는 에너지선 조사부여도 된다. 또, 제 2 경화부는, 단계적으로 가열 온도가 변화하도록 복수의 터널로를 연결시켜 구성해도 된다. 또한, 이러한 경우, 각 터널로의 전체 길이는 가열 시간을 고려하여 결정할 수 있다.
이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 제 2 경화부는, 제 1 경화부에 의해 반경화된 수지 전구체 조성물을 전경화시킨다. 이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 제 2 경화부에 있어서의 가열 온도를 과도하게 높이지 않고, 제 2 경화부에 있어서의 경화 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치를 이용하면, 종래보다 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물의 경화 시간을 단축시킬 수 있음과 함께, 섬유 복합 수지 시트 중의 경화 수지의 열 이력을 유지하고, 경우에 따라서는 저감시킬 수 있다. 또, 상기 효과를 얻기 위해서는, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에서는, 제 2 경화부의 최고 온도에서 제 1 경화부의 최고 온도를 뺀 값이 50 ℃ 이상인 것이 바람직하다.
따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치를 이용하면, 섬유 복합 수지 시트의 품질을 저하시키지 않고, 경우에 따라서는 섬유 복합 수지 시트의 품질을 높이면서, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
(3)
본 발명의 제 3 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치는, 제 2 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치로서, 제 2 경화부의 최고 온도는 50 ℃ 이상 300 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에 있어서 수지 전구체 조성물을 충분히 전경화시킬 수 있다.
(4)
본 발명의 제 4 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법은, 에너지선 조사 공정 및 가열 공정을 구비한다. 에너지선 조사 공정에서는, 가열 및 에너지선 조사에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 에 에너지선이 조사되어 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물이 반경화된다. 가열 공정에서는, 에너지선 조사 공정에 있어서 반경화된 수지 전구체 조성물이 가열되어 수지 전구체 조성물이 전경화된다.
이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 에너지선 조사 공정 완료 후에 가열 공정이 실행된다. 통상적으로, 경화 반응 초기에 있어서의 경화 속도는, 에너지선 조사에 의한 경우 쪽이 가열에 의한 경우보다 높다. 그 한편, 경화 반응 말기에 있어서의 경화도는, 통상적으로 가열에 의한 경우 쪽이 에너지선 조사에 의한 경우보다 높다. 이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물은 에너지선 조사에 의해 단기간에 일정 레벨까지 반경화된 후에, 가열에 의해 단기간에 전경화된다. 따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 종래보다 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물의 경화 시간을 단축시킬 수 있고, 나아가서는, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 에너지선 조사 공정에 있어서 반경화된 수지 전구체 조성물이 가열되어 수지 전구체 조성물이 전경화된다. 이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 가열 온도를 높이지 않고 가열 경화 시간을 단축시킬 수 있다. 이로써, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 섬유 복합 수지 시트 중의 열 경화 수지의 열 이력을 유지하고, 경우에 따라서는 저감시킬 수 있다.
따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 섬유 복합 수지 시트의 품질을 저하시키지 않고, 경우에 따라서는 섬유 복합 수지 시트의 품질을 높이면서, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 5 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법은, 제 1 경화 공정 및 제 2 경화 공정을 구비한다. 제 1 경화 공정에서는, 가열 및 에너지선 조사 중 적어도 일방에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 중의 수지 전구체 조성물이 반경화된다. 제 2 경화 공정에서는, 제 1 경화 공정에 있어서 반경화된 수지 전구체 조성물이 전경화된다. 또, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 제 2 경화 공정의 최고 온도에서 제 1 경화 공정의 최고 온도를 뺀 값이 50 ℃ 이상이다. 또, 제 1 경화 공정은 에너지선 조사 공정이어도 된다. 또, 제 2 경화 공정은, 단계적으로 가열 온도가 변화하도록 되어도 된다. 또, 제 2 경화부의 최고 온도는 50 ℃ 이상 300 ℃ 이하인 것이 바람직하다. 제 2 경화 공정의 온도를 상기 범위로 함으로써 섬유 복합 수지 시트의 경화 반응이 충분한 것이 되고, 또 수지 성분의 분해나 그을림 등의 문제를 저감시킬 수 있다.
이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 제 2 경화 공정에서, 제 1 경화 공정에 있어서 반경화된 수지 전구체 조성물이 전경화된다. 이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 제 2 경화 공정에 있어서 가열 온도를 과도하게 높이지 않고, 제 2 경화 공정에 있어서의 경화 시간을 단축시킬 수 있다. 이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 종래보다 수지 전구체 함침 포백 중의 수지 전구체 조성물의 경화 시간을 단축시킬 수 있음과 함께, 섬유 복합 수지 시트 중의 경화 수지의 열 이력을 유지하고, 경우에 따라서는 저감시킬 수 있다. 또, 상기 효과를 얻기 위해서는, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 제 2 경화 공정의 최고 온도에서 제 1 경화 공정의 최고 온도를 뺀 값이 50 ℃ 이상인 것이 바람직하다.
따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 섬유 복합 수지 시트의 품질을 저하시키지 않고, 경우에 따라서는 섬유 복합 수지 시트의 품질을 높이면서, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
(6)
본 발명의 제 6 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법은, 제 4 국면 또는 제 5 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법으로서, 수지 전구체 조성물에는, 수지 전구체, 열 경화 개시제 및 에너지선 경화 개시제가 함유된다. 수지 전구체는, 활성종의 발생에 의해 경화 반응이 개시된다. 열 경화 개시제는 가열에 의해 활성종을 생성한다. 또한, 열 경화 개시제로는 카티온계의 것이 바람직하다. 에너지선 경화 개시제는, 에너지선 조사에 의해 활성종을 생성한다. 또한, 에너지선 경화 개시제로는 카티온계의 것이 바람직하다.
이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 에너지선 조사 공정 및 가열 공정 각각에 있어서 수지 전구체 조성물 중에서 활성종을 생성할 수 있다. 따라서, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에서는, 에너지선 조사 공정 및 가열 공정을 독립적으로 제어할 수 있다.
(7)
본 발명의 제 7 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법은, 제 4 국면 내지 제 6 국면 중 어느 것에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법으로서, 포백은 유리 섬유로 구성되는 유리 포백이다. 또한, 여기서 말하는 「유리 포백」이란, 예를 들어 유리 클로스나 유리 부직포 등이다.
이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 유리 섬유 복합 수지 시트의 품질을 저하시키지 않고, 경우에 따라서는 유리 섬유 복합 수지 시트의 품질을 높이면서, 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
(8)
본 발명의 제 8 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법은, 제 7 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법으로서, 수지 전구체는 에폭시계 수지 전구체 또는 아크릴계 수지 전구체이다.
이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 유리 섬유 에폭시 수지 복합 시트나 유리 섬유 아크릴 수지 복합 시트의 품질을 저하시키지 않고, 경우에 따라서는 유리 섬유 에폭시 수지 복합 시트나 유리 섬유 아크릴 수지 복합 시트의 품질을 높이면서, 유리 섬유 에폭시 수지 복합 시트나 유리 섬유 아크릴 수지 복합 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
(9)
본 발명의 제 9 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법은, 제 8 국면에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법으로서, 수지 전구체는, 2 종 이상의 수지 전구체를 함유하고, 유리 섬유의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다.
이 때문에, 이 섬유 복합 수지 시트 제조 방법을 이용하면, 예를 들어, 투명한 유리 섬유 복합 수지 시트의 저복굴절성을 저해하지 않고, 경우에 따라서는 투명한 유리 섬유 복합 수지 시트의 저복굴절성을 높이면서, 투명한 유리 섬유 복합 수지 시트의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
(10)
본 발명의 제 10 국면에 관련된 표시 소자용 수지 기판은, 제 4 국면 내지 제 9 국면 중 어느 것에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에 의해 얻어진 섬유 복합 수지 시트로 이루어진다.
이 표시 소자용 수지 기판은, 열 변형이 없는 섬유 복합 수지 시트를 사용하여 제조되어 있기 때문에, 광학적 이방성 (리타데이션) 이 낮아진다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2 는, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치에 의해 제조된 섬유 복합 수지 시트의 단면도이다.
도 3 은, 변형예 (G) 에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
본 실시형태에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 주로 수지 전구체 함침 포백 이송부 (110), 침지조 (120), 에너지선 조사부 (130) 및 가열부 (140) 로 구성된다. 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 에서는, 포백 (151) 에 수지 전구체 조성물을 함침시켜 수지 전구체 함침 포백 (152) 이 제조된다. 이 수지 전구체 함침 포백 (152) 에 가열 및 에너지선 조사가 실시되고, 수지 전구체 함침 포백 (152) 의 수지 전구체 조성물이 경화되어, 섬유 복합 수지 시트 (153) 가 얻어진다. 이하, 이들 구성에 대해 상세하게 서술한다.
<섬유 복합 수지 시트 제조 장치의 구성>
수지 전구체 함침 포백 이송부 (110) 는, 컨베이어 또는 롤러 등으로 이루어지고, 롤상의 포백 (151) 을 권출하고, 침지조 (120), 에너지선 조사부 (130), 가열부 (140) 의 순서로 포백 (151) 을 일 방향 (흰색 화살표 방향) 으로 보낸다. 침지조 (120) 는 수지 전구체 조성물이 모인 조이다. 포백 (151) 이 침지조 (120) 의 조 내를 통과하면, 포백 (151) 에 수지 전구체 조성물이 함침되어 수지 전구체 함침 포백 (152) 이 얻어진다.
에너지선 조사부 (130) 는, 에너지선을 수지 전구체 함침 포백 (152) 에 조사하여 수지 전구체 함침 포백 (152) 에 함침된 수지 전구체 조성물을 반경화시킨다. 에너지선 조사부 (130) 로부터 조사되는 에너지선으로는, 자외선 (UV), 전자선 (EB) 또는 적외선 (IR) 등을 들 수 있다. 또한, 반경화란 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 80 % 미만 완료된 상태를 말한다. 또, 이 에너지선 조사부 (130) 에서는, 섬유 복합 수지 시트의 열 이력을 저감시키는 관점에서, 통상적으로 분위기 온도가 후술하는 가열부 (140) 의 설정 온도보다 저온이 되도록 온도 제어가 이루어지는 것이 바람직하다. 또, 이 에너지선 조사부 (130) 에서는, 출구 온도 (최종 처리 온도) 가 입구 온도 (초기 처리 온도) 와 거의 동등해지도록 (요컨대 내부가 일정 온도가 되도록) 온도 제어가 이루어진다.
가열부 (140) 는, 에너지선 조사부 (130) 의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 하류측에 배치된다. 에너지선 조사부 (130) 에서 반경화된 수지 전구체 조성물을 가열부 (140) 에서 가열하여 전경화시키면, 섬유 복합 수지 시트 (153) 가 얻어진다. 또한, 전경화란 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 80 % 이상 완료된 상태를 말한다. 얻어진 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 품질을 향상시킨다는 관점에서는, 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 90 % 이상 완료된 상태인 것이 바람직하다.
또한, 이 가열부 (140) 는, 통상적으로 복수 개의 터널로가 직렬적으로 연결되어 구성되어 있다. 각 터널로는, 입구측에서 최고 온도 부분을 향하여 단계적으로 가열 온도가 변화하도록 온도 설정된다. 통상적으로, 터널로의 최고 온도는 50 ℃ 이상 300 ℃ 이하의 온도가 되도록 온도 설정되는 것이 바람직하다. 터널로의 온도를 상기 범위로 함으로써 섬유 복합 수지 시트의 경화 반응이 충분한 것이 되고, 또 수지 성분의 분해나 그을림 등의 문제를 저감시킬 수 있다.
수지 전구체 조성물의 경화 반응의 완료 정도는, 예를 들어, 수지 전구체 조성물의 시차 주사 열량 분석 (DSC) 에 의한 발열 피크의 면적비를 구함으로써 판단할 수 있다. 반경화의 경우에 있어서의 수지 전구체 조성물의 경화 반응의 완료 정도는, 이하의 식으로 구해진다.
수지 전구체 조성물의 경화 반응의 완료 정도 = {(전혀 경화 반응하고 있지 않은 상태의 수지 전구체 조성물의 DSC 에 의한 발열 피크의 면적) - (에너지선 조사에 의해 경화 반응한 상태의 수지 전구체 조성물의 DSC 에 의한 발열 피크의 면적)}/(전혀 경화 반응하고 있지 않은 상태의 수지 전구체 조성물의 DSC 에 의한 발열 피크의 면적) × 100 (%)
또, 전경화의 경우에 있어서의 수지 전구체 조성물의 경화 반응의 완료 정도는, 이하의 식으로 구해진다.
수지 전구체 조성물의 경화 반응의 완료 정도 = {(전혀 경화 반응하고 있지 않은 상태의 수지 전구체 조성물의 DSC 에 의한 발열 피크의 면적) - (에너지선 조사 및 가열에 의해 경화 반응한 상태의 수지 전구체 조성물의 DSC 에 의한 발열 피크의 면적)}/(전혀 경화 반응하고 있지 않은 상태의 수지 전구체 조성물의 DSC 에 의한 발열 피크의 면적) × 100 (%)
또한, 수지 전구체 조성물의 발열 피크의 측정은, 예를 들어, DSC 의 승온 속도를 5 ℃/min 으로 설정하여 실시한다.
<섬유 복합 수지 시트>
다음으로, 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 로 제조되는 섬유 복합 수지 시트 (153) 에 대해 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이 섬유 복합 수지 시트 (153) 는, 수지 전구체 조성물이 전경화되어 형성된 수지 (154) 와, 수지 (154) 로 덮인 포백 (151) 을 갖는다.
포백 (151) 에는 임의의 섬유 재료가 사용되며, 예를 들어 투명한 섬유 복합 수지 시트 (153) 를 제조하는 경우, 무기 섬유인 유리 섬유 등이 사용된다. 유리 섬유로 구성되는 포백 (151) 은, 유리 클로스나 유리 부직포 등의 유리 포백이다. 유리 섬유가 클로스재인 경우, 유리 섬유의 직물 조직으로는, 평직, 사자직, 수자직, 능직 등을 들 수 있다. 유리 섬유의 소재는, E 유리나 C 유리, A 유리, S 유리, D 유리, T 유리, NE 유리, 석영 유리, 저유도율 유리, 고유도율 유리 등을 들 수 있다.
수지 (154) 의 재료인 수지 전구체 조성물에는, 수지 전구체, 열 경화 개시제 및 에너지선 경화 개시제가 함유된다. 수지 전구체는, 활성종의 발생에 의해 경화 반응이 개시되는 것으로, 예를 들어 에폭시계 수지 전구체, 아크릴계 수지 전구체, 페놀 수지 전구체, 시아네이트 수지 등이다. 에폭시계 수지 전구체로는, 예를 들어 지환식 에폭시 수지나 트리글리시딜이소시아누레이트 등의 전구체가 사용된다. 아크릴계 수지 전구체로는, 예를 들어 열 경화성 또는 광 경화성의 아크릴계 수지의 전구체 등이 사용된다.
열 경화 개시제는, 가열에 의해 활성종을 생성하는 것으로, 카티온계의 것이 바람직하다. 에너지선 경화 개시제는, 에너지선 조사에 의해 활성종을 생성하는 것으로, 카티온계의 것이 바람직하다. 구체적인 에너지선 경화 개시제로는, UV 경화 개시제, EB 경화 개시제 또는 IR 경화 개시제 등 중에서 에너지선 조사부 (130) 로부터 조사되는 에너지선과 대응되는 것이 사용된다. 이 열 경화 개시제 및 에너지선 경화 개시제에 의해, 수지 전구체 조성물은 에너지선 조사 및 가열의 각각에 있어서 활성종을 생성할 수 있다. 이로써, 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 는, 에너지선 조사에 의한 경화와 가열에 의한 경화를 독립적으로 제어할 수 있다.
<섬유 복합 수지 시트 제조 장치에 의한 섬유 복합 수지 시트의 제조>
롤상의 포백 (151) 은, 수지 전구체 함침 포백 이송부 (110) 에서 권출되어 침지조 (120) 로 이송된다. 그리고, 그 포백 (151) 에 침지조 (120) 중의 수지 전구체 조성물이 함침된다. 수지 전구체 조성물이 함침된 포백 (151) 은, 수지 전구체 함침 포백 (152) 이 되어 에너지선 조사부 (130) 로 이송된다.
에너지선 조사부 (130) 는, 수지 전구체 함침 포백 (152) 에 에너지선을 조사하여 수지 전구체 함침 포백 (152) 의 수지 전구체 조성물 중의 에너지선 경화 개시제로부터 활성종을 생성시킨다. 이 생성된 활성종에 의해 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 개시된다. 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 80 % 미만 완료되어 수지 전구체 조성물이 반경화되면, 수지 전구체 함침 포백 (152) 은 가열부 (140) 로 이송된다.
가열부 (140) 는, 에너지선이 조사되어 수지 전구체 조성물이 반경화된 수지 전구체 함침 포백 (152) 을 가열하여, 수지 전구체 조성물 중의 열 경화 개시제로부터 활성종을 생성시킨다. 이 생성된 활성종에 의해 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 재차 개시된다. 수지 전구체 조성물의 경화 반응이 80 % 이상 완료되어 수지 전구체 조성물이 전경화되면, 섬유 복합 수지 시트 (153) 가 얻어진다. 이 제조된 섬유 복합 수지 시트 (153) 는, 디스플레이용 투명 기판 등의 표시 소자용 수지 기판에 사용된다. 이 표시 소자용 수지 기판은, 열 변형이 없는 섬유 복합 수지 시트 (153) 로 이루어지기 때문에, 광학적 이방성 (리타데이션) 이 낮아진다.
<섬유 복합 수지 시트 제조 장치의 특징>
(1)
경화 반응 초기에 있어서의 경화 속도는, 에너지선 조사에 의한 경우 쪽이 가열에 의한 경우보다 빠르다. 그 한편, 경화 반응 말기에 있어서의 경화 속도는, 가열에 의한 경우 쪽이 에너지선 조사에 의한 경우보다 빠르다. 이 때문에, 수지 전구체 함침 포백 (152) 중의 수지 전구체 조성물은, 에너지선 조사부 (130) 에 있어서의 에너지선의 조사에 의해 단시간에 일정 레벨까지 반경화된 후에, 가열부 (140) 에 있어서의 가열에 의해 단시간에 전경화된다. 이로써, 종래보다 수지 전구체 함침 포백 (152) 중의 수지 전구체 조성물의 경화 시간을 단축시킬 수 있고, 나아가서는, 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
(2)
또, 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 는, 가열부 (140) 의 가열 온도를 높이지 않고 수지 전구체 조성물의 경화 시간을 단축시킨다. 이로써, 수지 전구체 조성물의 경화 시간을 단축시키면서, 섬유 복합 수지 시트 (153) 중의 수지 (154) 의 열 이력을 유지 또는 저감시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 는, 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 품질을 저하시키지 않고, 경우에 따라서는 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 품질을 높이면서, 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
<변형예>
(A)
섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 에는, 에너지선 조사부 (130) 의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 상류측의 근방에, 가압롤이나 프레스판 등의 시트 성형 수단이 존재해도 상관없다.
(B)
섬유 복합 수지 시트 (153) 에는, 그 표면을 보호하기 위한 코트 수지 등이 편면 또는 양면에 적층되어도 상관없다.
(C)
포백 (151) 이 유리 포백인 경우, 2 종 이상의 수지 전구체를 수지 전구체 함침 포백 (152) 의 수지 전구체 조성물에 함유시킴으로써, 수지 (154) 의 굴절률과 유리 포백의 굴절률이 실질적으로 동일해지도록 해도 상관없다. 이로써, 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 저복굴절성을 저해하지 않고, 경우에 따라서는 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 저복굴절성을 높이면서, 섬유 복합 수지 시트 (153) 의 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 1 종의 수지 전구체를 수지 전구체 함침 포백 (152) 의 수지 전구체 조성물에 함유시킴으로써, 수지 (154) 의 굴절률과 유리 포백의 굴절률이 실질적으로 동일해지도록 해도 상관없다.
(D)
수지 전구체 조성물에는, 필요에 따라 투명성, 내용제성, 내열성 등의 특성을 저해하지 않는 범위에서, 소량의 산화 방지제, 자외선 흡수제, 염안료, 다른 무기 필러 등의 충전제 등이 함유되어 있어도 상관없다.
(E)
수지 전구체 조성물은, 경화 개시제를 갖고 있지 않아도 에너지선 조사부 (130) 의 에너지선 조사와 가열부 (140) 의 가열에 의해 전경화가 가능하면, 제조 비용 삭감을 위해 에너지선 경화 개시제와 열 경화 개시제의 양방 또는 어느 일방을 갖고 있지 않아도 상관없다.
(F)
가열부 (140) 에 의한 가열 시간은, 에너지선 조사부 (130) 에 의한 에너지선 조사 시간보다 짧아도 상관없다. 가열 시간을 에너지선 조사 시간보다 짧게 함으로써, 섬유 복합 수지 시트 (153) 중의 수지 (154) 의 열 이력을 저감시키면서, 수지 전구체 조성물을 경화시킬 수 있다.
(G)
앞선 실시형태에 관련된 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (100) 대신에, 도 3 에 나타내는 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (101) 가 사용되어도 된다. 이 섬유 복합 수지 시트 제조 장치 (101) 에서는, 앞선 실시형태에 관련된 에너지선 조사부 (130) 가 히터 등의 가열부 (이하 「예비 가열부」라고 칭한다) (131) 로 치환되어 있다. 또한, 이러한 경우라도, 그 예비 가열부 (131) 에서는, 내부가 거의 일정 온도가 되도록 온도 제어되는 것이 바람직하다. 또, 이러한 경우, 가열부 (140) 의 최고 온도에서 예비 가열부 (131) 의 최고 온도를 뺀 값이 50 ℃ 이상이 되도록 가열부 (140) 및 예비 가열부 (131) 가 온도 설정되는 것이 바람직하다.
100, 101 : 섬유 복합 수지 시트 제조 장치
110 : 수지 전구체 함침 포백 이송부
120 : 침지조
130 : 에너지선 조사부
131 : 예비 가열부
140 : 가열부
151 : 포백
152 : 수지 전구체 함침 포백
153 : 섬유 복합 수지 시트

Claims (10)

  1. 가열 및 에너지선 조사에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 을 일 방향으로 보내는 수지 전구체 함침 포백 이송부와,
    상기 수지 전구체 함침 포백에 상기 에너지선을 조사하여 상기 수지 전구체 함침 포백 중의 상기 수지 전구체 조성물을 반경화시키는 에너지선 조사부와,
    상기 에너지선 조사부의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 하류측에 배치되고, 상기 에너지선 조사부에 의해 반경화된 상기 수지 전구체 조성물을 가열하여 상기 수지 전구체 조성물을 전경화시키는 가열부를 구비하는 섬유 복합 수지 시트 제조 장치.
  2. 가열 및 에너지선 조사 중 적어도 일방에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 을 일 방향으로 보내는 수지 전구체 함침 포백 이송부와,
    상기 수지 전구체 함침 포백 중의 상기 수지 전구체 조성물을 반경화시키는 제 1 경화부와,
    상기 제 1 경화부의 수지 전구체 함침 포백 이송 방향 하류측에 배치되고, 상기 제 1 경화부에 의해 반경화된 상기 수지 전구체 조성물을 전경화시키는 제 2 경화부를 구비하고,
    상기 제 2 경화부의 최고 온도에서 상기 제 1 경화부의 최고 온도를 뺀 값이 50 ℃ 이상인 섬유 복합 수지 시트 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 경화부의 최고 온도는 50 ℃ 이상 300 ℃ 이하인 섬유 복합 수지 시트 제조 장치.
  4. 가열 및 에너지선 조사에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 에 상기 에너지선을 조사하여 상기 수지 전구체 함침 포백 중의 상기 수지 전구체 조성물을 반경화시키는 에너지선 조사 공정과,
    상기 에너지선 조사 공정에 있어서 반경화된 상기 수지 전구체 조성물을 가열하여 상기 수지 전구체 조성물을 전경화시키는 가열 공정을 구비하는 섬유 복합 수지 시트 제조 방법.
  5. 가열 및 에너지선 조사 중 적어도 일방에 의해 경화되는 수지 전구체 조성물이 함침되는 포백 (이하 「수지 전구체 함침 포백」이라고 한다) 중의 상기 수지 전구체 조성물을 반경화시키는 제 1 경화 공정과,
    상기 제 1 경화 공정에 있어서 반경화된 상기 수지 전구체 조성물을 전경화시키는 제 2 경화 공정을 구비하고,
    상기 제 2 경화 공정의 최고 온도에서 상기 제 1 경화 공정의 최고 온도를 뺀 값이 50 ℃ 이상인 섬유 복합 수지 시트 제조 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 수지 전구체 조성물에는,
    활성종의 발생에 의해 경화 반응이 개시되는 수지 전구체와,
    가열에 의해 상기 활성종을 생성하는 열 경화 개시제와,
    상기 에너지선 조사에 의해 상기 활성종을 생성하는 에너지선 경화 개시제가 함유되는 섬유 복합 수지 시트 제조 방법.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포백은 유리 섬유로 구성되는 유리 포백인 섬유 복합 수지 시트 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수지 전구체는 에폭시계 수지 전구체 또는 아크릴계 수지 전구체인 섬유 복합 수지 시트 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수지 전구체는, 2 종 이상의 수지 전구체를 함유하고, 상기 유리 섬유의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는 섬유 복합 수지 시트 제조 방법.
  10. 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 섬유 복합 수지 시트 제조 방법에 의해 얻어진 섬유 복합 수지 시트로 이루어지는 표시 소자용 수지 기판.
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