TW200827392A - Fiber composite material and method for producing the same - Google Patents

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TW200827392A
TW200827392A TW96126026A TW96126026A TW200827392A TW 200827392 A TW200827392 A TW 200827392A TW 96126026 A TW96126026 A TW 96126026A TW 96126026 A TW96126026 A TW 96126026A TW 200827392 A TW200827392 A TW 200827392A
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coating layer
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TW96126026A
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Hiroyuki Yano
Masaya Nogi
Kentaro Abe
Shinsuke Ifuku
Noriyuki Shimoji
Yoshiaki Oku
Suguru Okuyama
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Rohm Co Ltd
Pioneer Corp
Hitachi Ltd
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Description

200827392 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於纖維複合材料及其μ造方、法, 係關於在比可視光波長更細的纖維徑之纖維集# 佈層所成高透明性之纖維複合材料及其製造方、法 【先前技術】 在作爲纖維複合材料之一般之物,有將樹月旨 璃纖維之玻璃纖維強化樹脂爲周知。通常,此5皮 化樹脂爲不透明之物’而使玻璃纖維之折射率與 質樹脂之折射率一致’以獲得透明玻璃纖維強化 法則揭示於專利文獻1及2。 又’在本發明人等之專利文獻3,係揭示在 纖化(microfibrillating)之纖維材料,在使基體 )材料浸漬下’可得高透明的纖維複合材料。作 原纖化之纖維材料有提案可使用,將紙榮等植物 維化而經磨碎處理之纖維,或藉由細菌產生之纖 細菌之產生物除去細菌之3次元構造之細菌纖維 〔專利文獻1〕日本特開平9-207234號公報 〔專利文獻2〕日本特開平7156279號公報 〔專利文獻3〕日本特開2005-60 6 80號公報 【發明內容】 〔發明揭示〕 詳言之, 體塗佈塗 浸漬於玻 璃纖維強 浸漬之基 樹脂之方 所謂微原 (matrix 爲此被微 纖維原纖 維素與自 素。 -5- 200827392 〔發明欲解決之課題〕 專利文獻1及2所揭示之習知玻璃纖維強化樹脂,因 使用條件而有成爲不透明之情形。亦即,物質之折射率因 具有溫度依賴性,故在專利文獻1及2所揭示之玻璃纖維 強化樹脂之情形,於某一溫度條件可爲透明,而在與其溫 度條件相異之條件中,成爲半透明乃至不透明。又,折射 率係依每一物質而具有波長依賴性,在可視光波長中之特 定波長即使將纖維與基體樹脂之折射率予以一致,然而在 可視帶域全域中會有折射率偏差之區域存在之可能,在此 區域中,還是無法得到透明性。 相對於此,在專利文獻3所揭示之纖維複合材料之情 形,使用纖維徑爲奈米級之纖維素纖維使纖維徑比可視光 之波長更短,將空隙以與纖維素折射率相近之基體材料浸 漬下,於纖維與空隙部分之基體材料之界面可抑制可視光 之散射,而不致受到溫度條件或波長等之影響,可獲得高 透明的纖維複合材料。但是,在空隙率高的纖維材料使基 體材料浸漬之際,則使用之基體材料之量變多。又,浸漬 步驟,則需要比較多的時間爲易於變的複雜之處理。進而 ’因浸漬條件而異,會有減壓或加壓等特殊處理成爲必要 之情形。又,纖維材料爲高撓性(flexibility )且低熱膨 脹性因具有優異功能故可期待在各種領域之應用,在纖維 複合材料中在使基體材料浸漬之情形,相對於纖維材料因 基體材料之含量變多,故撓性降低,熱膨脹性傾向於增大 ,會有纖維材料之本來特性降低之問題存在。 200827392 因此’在本發明,其目的爲提供一種,可抑制原材料 之使用量,使製造步驟得以簡略化,又,可維持纖維材料 之優異功能,爲高撓性且低熱膨脹之高透明性的纖維複台 材料及其製造方法。 〔解決課題之手段〕 本發明係爲了解決上述課題所完成者,具有以下構成 爲其特徵。 本發明之纖維複合材料方面,係具備:平均纖維徑爲 4〜200nm,50μιη厚可視光透過率爲3%以上之纖維集合 體’與塗佈此纖維集合體表面予以平滑化之塗佈層, 5 0μπι厚可視光透過率爲6〇%以上者爲其特徵。此纖維集 合體之空隙率以35%以下爲佳。 上述纖維複合材料中,纖維集合體係以纖維素纖維所 構成爲佳。此纖維素纖維以由植物纖維所分離之纖維爲佳 ’進而,此纖維素纖維以由植物纖維所分離之纖維予以原 纖維化處理者爲佳,尤其是,此原纖維化處理以含有磨碎 處理爲佳。又,此纖維素纖維以被化學修飾及/或物理修 飾爲佳。 上述纖維複合材料中,塗佈層以有機高分子材料,無 機高分子材料,及有機高分子與無機高分子之混合高分子 材料中至少1種或2種以上之組合爲佳。此塗佈層在結晶 化度10%以下,以玻璃轉移溫度ll〇°C以上之合成高分子 材料爲佳,又,此塗佈層可進而含有無機材料。 200827392 上述之纖維複合材料中,塗佈層之折射率以1.4〜! · 7 爲佳’又’塗佈層之5 0 μηι厚可視光透過率以6 0 %以上爲 佳。 上述纖維複合材料中,線熱膨脹係數以〇〇5χ1(Γ5〜 5χ1(Γ5Κ“ 爲佳。 上述纖維複合材料中,纖維集合體表面之全面以藉由 塗佈層而塗佈者爲佳。又,上述之纖維複合材料中,在纖 維集合體表面中於塗佈層不被塗佈之部分有被覆材料被覆 者爲佳。 本發明之纖維複合材料之製造方法方面,係將形成上 述塗佈層而得之塗佈用液狀物,塗佈於該纖維集合體之表 面,接著使該塗佈用液狀物硬化爲其特徵者。此塗佈用液 狀物係選自流動狀之塗佈材料,流動狀之塗佈材料之原料 ,使塗佈材料流動化之流動化物,使塗佈材料之原料流動 化之流動化物,塗佈材料之溶液,及塗佈材料之原料之溶 液之1種或2種以上之組合爲佳。 本發明之纖維複合材料之製造方法方面,其中將形成 該塗佈層而得之塗佈用貼合材料,貼合於該纖維集合體之 表面爲其特徵者。 〔發明效果〕 根據本發明係提供~種,可抑制原材料之使用量,使 製造步驟簡略化,又,可維持纖維材料之優異功能,爲高 撓性且低熱膨脹之高透明性之纖維複合材料及其製造方法 -8 - 200827392 在本發明,係以奈米級之纖維徑將光線透過率爲設定 値以上之纖維集合體之表面以塗佈層塗佈予以平滑化下, 在表面可抑制可視光之散射,可得高透明纖維複合材料。 只要將纖維集合體之表面以樹脂等之塗佈層塗佈,在 纖維集合體內部不必塡充樹脂等亦可,可減低樹脂等使用 量,而可抑制原材料之成本。又,塗佈方法,因可使用塗 佈法或層合法等,故可使處理步驟簡略化。 又’只要在纖維集合體之表層設置塗佈層,在纖維集 合體內之空隙部分不必塡充其他材料下,因而可得高透明 纖維複合材料,故可有效地發揮爲纖維集合體之特性的高 撓性及低熱膨脹性。 如此一來,本發明之纖維複合材料,在透明性,高撓 性’低熱膨脹等優異,進而在纖維集合體與塗佈層之組合 因具有各種優異功能性,故在電子領域,光學領域,構造 材料領域’建材領域等各種用途可恰當使用。 〔實施發明之最佳型態〕 以下,本發明纖維複合材料及其製造方法之實施形態 係參照圖面進而詳細說明。此外,在以下實施形態中並非 以例示來限定本發明。 本發明之纖維複合材料具備,平均纖維徑爲4〜 200nm,50μιη厚可視光透過率爲3%以上之纖維集合體, 與塗佈此纖維集合體表面予以平滑化之塗佈層,5 0 μιη厚 -9 - 200827392 可視光透過率爲60%以上爲其特徵者。 根據本發明之纖維複合材料,平均纖維徑爲4〜 200nm,50μπι厚可視光透過率爲3%以上之纖維集合體之 表面塗佈塗佈層予以平滑化下,可抑制起因於纖維集合體 表面凹凸形狀之光的散射,可獲得50μιη厚可視光透過率 爲60%以上之高透明性。 在本發明,於纖維複合材料之表面形成塗佈層下因可 獲得高透明性,故與於纖維材料有基質材料浸漬之物比較 可抑制塗佈層之使用量,又,因浸漬步驟非爲必要故可使 處理簡略化。進而,因塗佈層僅係塗佈纖維集合體之表面 ,故纖維集合體之特性難以因塗佈層而受阻礙,纖維集合 體之高撓性且低熱膨脹之優異特性可充分的獲得。 此外,在本發明中,「50μιη厚可視光透過率」係換 算50μιη厚中波長400〜700nm之光線透過率,相對於本 發明之纖維複合材料,在厚度方向照射波長400〜700nm 之光時之全波長域中使光線透過率(直線光線透過率=平 ί了光線透過率)之平均値換算成5 0 μ m厚之値。此外,光 線透過率’係使空氣作爲基準,使光源與偵測器透過被測 定基板(試料基板),且相對於基板配置成爲垂直,可藉 由測定直線透過光(平行光線)來求得,具體言之,可以 後述實施例所記載之測定方法來測定。 本發明之纖維集合體方面,可爲平均纖維徑4〜 200nm ’ 50μιη厚可視光透過率爲3%以上之物。藉由使用 可滿足此條件之纖維集合體,使表面以塗佈層予以平滑化 -10- 200827392 下,可獲得在可視光域(波長約400〜700nmn)之高透明 性。 又,本發明之纖維集合體,即使單纖維不並絲亦可, 成爲不規則之網眼狀亦可。在此情形,平均纖維徑成爲單 纖維之平均徑。又,本發明之纖維集合體係可爲複數(可 爲多數)支之單纖維集合成束狀而構成1絲條者,在此情 形,平均纖維徑係以1絲條之徑的平均値定義。後述之細 菌纖維素,係由後者之絲條所成者。 在此纖維集合體之形狀方面並無特別限制,可爲薄片 狀,板狀,嵌段狀,設定形狀(例如透鏡狀)等各種形狀 ,而可對應於各種用途。 本發明之纖維集合體之平均纖維徑方面,較佳爲4〜 200nm,更佳爲4〜60nm。此平均纖維徑係構成纖維集合 體之短纖維或絲狀纖維之徑的平均,可以掃瞄電子顯微鏡 (SEM )等之畫面觀察來求得。本發明中,纖維集合體之 平均纖維徑超過200nm時,接近可視光波長,在與空隙 部分之界面可視光之折射易於產生,因會有透明性降低之 情形,故平均纖維徑之上限爲200nm。平均纖維徑未達 4nm之纖維集合體製造有困難,試舉例如纖維集合體之一 例之後述細菌纖維素之單纖維徑因爲4nm左右,故本發 明纖維集合體之平均纖維徑之下限爲4nm。 本發明之纖維集合體,若爲平均纖維徑4〜2〇〇nm之 範圍內,則在纖維中亦可含有4〜200nm之範圍外之纖維 徑之物,其比率以3 0重量%以下爲佳,所期望者爲,全 -11 - 200827392 部纖維之纖維徑爲200nm以下,尤以lOOnm以下,總之 以6 0nm以下爲所望。 又,關於纖維集合體之纖維長度並無特別限定,以平 均長度lOOnm以上爲佳。纖維之平均長度比l〇0nm短時 ,補強效果低,會有纖維複合材料強度不充足之虞。此外 ,在纖維中亦可含有纖維長未達l〇〇nm者,而其比率以 30重量%以下爲佳。 在本發明之纖維集合體之50μιη厚可視光透過率方面 爲3%以上,較佳爲5%以上,更佳爲10%以上。若爲此纖 維集合體之5 Ο μ m厚可視高透過率之範圍內,則在將纖維 集合體表面以塗佈層予以平滑化下,可獲得50μηι厚可視 光透過率爲60%以上之高透明纖維複合材料。此係,在纖 維集合體以奈米級纖維徑之纖維所構成之情形,相對於內 部透明性之表面凹凸形狀爲大,光線透過率則起因於表面 之光散射而降低,因而在纖維集合體之內部可得比較高的 光線透過率。 如此一來,在纖維集合體之內部爲透明者,光線透過 率之降低,係起因於纖維集合體表面之光的散射,在可以 塗佈層使表面平滑化而抑制散射下,可獲得高透明的纖維 複合材料。本發明於重覆進行實驗及觀察,其結果,在纖 維集合體內部可獲得某一程度之透明性,而藉由在表面之 散射使光線透過率降低之情形,纖維集合體在50μπι厚可 視光透過率係透過3%左右之光,而在纖維集合體內部之 透明性低之情形,纖維集合體以50μιη厚可視光透過率僅 -12- 200827392 能使未達3%之光透過者,基於此真知灼見,而完成本發 明。但是,在纖維集合體內部爲不透明者,起因於內部空 隙或纖維構造等,光會散射或反射,即使在塗佈層使表面 平滑化亦無法成爲透明。 此纖維集合體之50 μιη厚可視光透過率在不足下限値 時,即使因塗佈層使表面平滑化,起因於纖維集合體內部 之空隙或纖維構造等,入射光在纖維集合體內散射或在纖 維集合體與塗佈層之界面造成了反射,而有無法獲得高透 明性之情形。此外,此纖維集合體之5 0 μιη厚可視光透過 率的上限値方面並無特別限定,以1 00%以下,較佳爲 99%以下,藉此光線透過率高的纖維集合體,製造方法非 常複雜且需要成本極高。 在本發明纖維集合體之空隙率方面以35%以下爲佳, 更佳爲20%以下,進而恰當爲15%以下。此外,本發明中 ,空隙率係在2 0 °C中測定纖維集合體之每一單位體積之質 量求得密度’自空隙率(%) = (1-(纖維集合體之密度/ 纖維之密度))XI 00來求得。 若爲此纖維集合體之空隙率之範圍,可抑制在纖維與 空隙界面之光的折射,可減低在纖維集合體內起因於空隙 之光的散射漏失。又’纖維集合體之纖維徑爲奈米級,由 於比可視光之波長更短,而空隙小,其數値少時,可有效 率地抑制可視光之散射。在此種纖維集合體,因塗佈層使 表面平滑化時’可獲得局透明的纖維複合材料。 此纖維集合體之空隙率超過上限値時,纖維集合體內 -13- 200827392 部之空隙變大其數値亦變多,起因於纖維集合體內部之空 隙之光的散射影響變大,造成了纖維集合體本身之透明性 降低,即使藉由塗佈層使纖維集合體表面平滑化亦會有無 法獲得高透明纖維複合材料之情形。 此纖維集合體之空隙率之下限値並無特別限定,空隙 極少使得纖維爲緻密地形成時,因使纖維徑調整爲奈米級 而維持有所困難,故以0%以上,較佳爲1%以上。 本發明之纖維複合材料之塗佈層方面,若爲塗佈纖維 集合體表面進行平滑化者則無特別限制。藉由此塗佈層, 使得纖維集合體表面之凹凸形狀平滑化,在表面可抑制光 之散射或反射,可獲得高透明纖維複合材料。 本發明之纖維集合體,平均纖維徑爲奈米級且光線透 過率爲設定値以上者,在此種纖維集合體因內部透明性爲 比較高的一方,而有表面凹凸形狀變大之傾向。因此,藉 由塗佈層使纖維集合體表面進行平滑化下可使此凹凸形狀 成爲平坦,使表面粗度降低,而可抑制在表面之光的散射 或反射。如此一來,組合纖維集合體與塗佈層,可抑制在 纖維集合體表面之光的散射或反射下,可獲得高透明纖維 複合材料。 本發明之塗佈層,可形成於纖維集合體表面之全面, 亦可形成於纖維集合體表面之一部份。例如,在使用薄片 狀纖維集合體之情形,在薄片兩面於形成塗佈層下可獲得 高透明的薄片,在使用嵌段狀等立體形狀纖維集合體之情 形’於嵌段之全面可形成塗佈層,在嵌段之對向之面或僅 -14- 200827392 一方之面亦可形成塗佈層。 較佳爲’纖維集合體表面之全面藉由塗佈層塗佈,藉 此在使纖維複合材料供作濕處理之情形,或在濕度高的狀 況T使用之情形等,可藉由塗佈層來保護纖維集合體,藉 由水分可防止纖維集合體之膨脹。例如,在大型薄片狀纖 維集合體塗佈塗佈層切出小片而使用之情形,於小片之薄 片端面因使纖維集合體暴露而出,故在端面亦以塗佈塗佈 層爲佳。 又’纖維集合體表面之一部分藉由塗佈層而塗佈之情 形’在纖維集合體表面中於不塗佈塗佈層之部分有被覆材 料被覆下’可保護纖維集合體表面之全面。例如,在薄片 狀纖維集合體之兩面塗佈塗佈層,在薄片端面使被覆材料 被覆下’於薄片之平面上可獲得透明性,在薄片全體可具 備耐水性。在被覆材料方面,可使用使纖維集合體不予平 滑化之材料’亦可使製造步驟簡略化。 本發明之纖維複合材料之5 0 μιη厚可視光透過率爲 60%以上,較佳爲65%以上,更佳爲70%以上。若在此纖 維複合材料之5 Ομπι厚可視光透過率範圍內則相對於可視 光可獲得高透明性,在汽車,電車,船舶等移動體之窗材 料’顯示器,住宅,建築物,各種光學零件等,於要求透 明性之用途可作爲適當材料使用。此外,此纖維複合材料 若未達50μιη厚可視光透過率之下限値時,則纖維複合材 料成爲半透明至不透明,會有作爲透明材料之用途變狹窄 之情況。 -15- 200827392 接著,就本發明之纖維集合體加以詳述,但本發明之 纖維集合體並非受到以下之任何限定。 本發明之纖維集合體方面,以以纖維素纖維構成者爲 佳。纖維素纖維係指,構成植物細胞壁之基本骨架等纖維 素之微原纖維或其之構成纖維之意,通常爲纖維徑4nm 左右單位纖維之集合體。在使用纖維素纖維下,可抑制纖 維複合材料之熱膨脹,又,在使用後述之各種纖維素纖維 下,可形成平均纖維徑爲以奈米級設定之値以上光線透過 率的纖維集合體。 本發明所用纖維素纖維方面,以奈米原纖維化纖維素 (或奈米纖維纖維素,以下同)爲佳。此奈米原纖維化纖 維素方面,若爲平均纖維徑爲奈米級之纖維素纖維則並無 特別限定,可舉例如從爲天然植物之木材或棉花,海草, 海鞘之被囊等所分離之纖維素纖維予以原纖維化而成爲奈 米原纖維化之物,或以細菌產生之細菌纖維素等。根據此 種奈米原纖維化纖維素可獲得平均纖維徑短,爲設定之光 線透過率之纖維集合體。 在形成本發明纖維集合體之纖維素纖維方面,可例舉 自木材或棉花,海草等植物纖維所分離之纖維,自海鞘之 被囊(cyst)等動物纖維分離之纖維,及細菌纖維素等, 較佳爲自植物纖維所分離之纖維。在恰當的植物纖維之一 例方面,可例舉將紙漿,棉花,及木材做成粉狀,除去木 質素等之木粉等。此外,該等纖維素纖維可單獨使用1種 ,亦可混合2種以上使用。 -16 - 200827392 本發明所用之纖維素纖維方面,以將從植物纖維分離 之纖維予以原纖維化處理者爲佳。原纖維化處理之恰當的 一例方面可舉磨碎處理。在從植物纖維分離著的狀態,纖 維徑有比較大,然而藉由磨碎處理經過微原纖化可使纖維 徑做成奈米級。又,在磨碎處理之前於事前藉由其他處理 使纖維做成微原纖化,使纖維徑比較小的纖維供作磨碎處 理下,可使纖維徑進而進行微細地調整。藉由此種微細纖 維使纖維集合體成形下,可使平均纖維徑成爲奈米級使光 線透過率成爲設定之値以上。此外,纖維之成形方法方面 並無特別限定,而有例如使纖維懸濁於水之過濾之方法等 〇 接著,就纖維素纖維之原纖維化方法予以具體例示。 此外,以下例示之處理方法,並不因纖維素纖維之原材料 而定,而可適用於來自紙槳,棉花,木粉,海草,海鞘之 被囊等各種纖維。又,以下之複數處理除了可單獨適用以 外,亦可將各處理予以組合而適用之。 本發明之纖維素纖維之原纖維化方法之一例方面可舉 磨碎處理,例如使用硏磨機(grinder)進行纖維之磨碎方 法。 此硏磨機方面,可舉例如栗田機械製作所製硏磨機「 pure fine mill」,此硏磨機,在使原料通過上下2片硏磨 機之間隙時藉由發生之衝擊,離心力,剪斷力,爲可使原 料粉碎成超微粒子之石磨式粉碎機,而爲可同時進行剪斷 ,磨碎,微粒化,分散,乳化,原纖維化者。 -17- 200827392 又,其他例之硏磨機方面,可例舉增幸產業公司製超 微粒磨碎機「super masscolloider」。super mass colloider 係,只是超越粉碎領域,可感受到溶化程度之超微粒化爲 可行之磨碎機。super mass colloider係,可以自由調整間 隔之上下2片無氣孔硏磨粒所構成之石磨形式之超微粒磨 碎機,上部硏磨粒爲固定,且下部硏磨粒爲高速旋轉。被 投入料斗之原料藉由離心力而饋送於上下硏磨粒之間隙, 因此藉由產生之強大壓縮,剪斷,滾動摩擦力等,原料則 順序地被搗碎,成爲超微粒化。 如此一來將以磨碎處理而微細化之纖維作成0.01〜1 重量%左右之水懸濁液,藉由使其過濾,可使纖維集合體 成形。 此外,此磨碎處理,係如上述相對於來自植物纖維之 纖維進行處理下而可得恰當的微細纖維。具體言之,於棉 花係將除去脂肪分之脫脂綿照樣進行磨碎處理下來謀求微 細化。在木粉係從粉狀之木材以亞氯酸鈉等使木質素漂白 而除去,以氫氧化鉀等鹼除去半hemisemiUose後,在將 此木粉進行磨碎處理下可獲得微細纖維者。 本發明之纖維素纖維之原纖維化方法之其他例方面可 舉上述磨碎處理與打漿•粉碎等處理之組合,在將纖維素 纖維供給於磨碎處理之前,可對纖維直接施加力進行打漿 或粉碎使纖維分散作微原纖化之方法。 具體言之,此方法就紙漿可恰當的適用,而例如,使 紙漿以高壓均化器處理予以微原纖化,在平均纖維徑〇. 1 -18- 200827392 〜ΙΟμπι左右之微原纖化纖維素纖維成爲0.1〜3重量%左 右之水懸濁液,進而爲了進一步微細化則以上述硏磨機等 進行磨碎處理可得平均纖維徑1 0〜1 〇〇nm左右之奈米原 纖維化纖維素纖維。如此一來所得之纖維成爲〇 . 〇 1〜1重 量%左右之水懸濁液,使其過濾,而可使纖維集合體成形 〇 又,本發明纖維素纖維之原纖維化方法之其他例方面 ,可例舉高溫高壓水蒸氣處理,而藉由使纖維素纖維暴露 於高溫高壓水蒸氣可使纖維分散,可獲得微細纖維素纖維 之處理法。 在此方法,係將從植物纖維分離之纖維素纖維等之表 面予以磷酸酯化,使纖維素纖維間之結合力減弱,接著, 進行精鍊機處理,使纖維分散,可得纖維素纖維之處理法 。例如,將從除去木質素等之植物纖維所分離之纖維,或 海草或海鞘之被囊浸漬於含50重量%尿素與32重量%磷 酸之溶液,在60°C使溶液在纖維素纖維間進行充分浸透後 ,於180 °C加熱進行磷酸化。使其水洗後,在3重量%鹽 酸水溶液中,於60 °C經2小時,水解處理,再度進行水洗 。其後,在3重量%之碳酸鈉水溶液中,於室溫進行20 分鐘左右處理下,完成磷酸化。 接著,將此處理物以精鍊機原纖維化,可獲得微細的 纖維素纖維。藉由將所得纖維素纖維之水懸濁液過濾而可 使纖維集合體成形。 在構成本發明纖維集合體之纖維素纖維方面,除了從 -19- 200827392 上述植物纖維分離之外,亦可爲細菌纖維素。細菌纖維素 ,因平均纖維徑爲奈米原纖維化纖維素,故可以短的平均 纖維徑構成設定之光線透過率之纖維集合體。 在地球上可生產纖維素之生物,在植物界無庸言之, 而在動物界則有海鞘類,在原生生物界,則有各種藻類, 卵菌類(Oomycete ),黏菌類等,又在原核生物(monera )界則分佈於藍藻及乙酸菌,土壤細菌之一部份。在目前 ’於菌界(真菌類)並無法確認纖維素生產能。在其中之 乙酸菌方面,則有醋酸菌(Acetobacter)屬等,更具體言 之,可例舉醋酸桿菌(Acetobacter aceti ),醋酸菌亞種 (Acetobacter subsp·),膜醋酸菌(Acetobacter xylinum )等,但並非限定於該等。 藉由此種細菌之培養,可自細菌產生纖維素。 所得之產生物,係從細菌與此細菌產生而因爲含有與 此細菌相關連之纖維素纖維(細菌纖維素)之物,故將此 產生物自培養皿取出,使其水洗,或鹼處理等將細菌除去 ,而可獲得不含細菌之含水細菌纖維素。自此含水細菌纖 維素將水分除去而可獲得細菌纖維素。 培養皿方面,可例舉寒天狀之固體培養皿或液體培養 皿(培養液),在培養液方面,可例舉例如含有椰子牛奶 (全氮份0.7重量%,脂質28重量%) 7重量%,蔗糖8重 量%,成爲以乙酸將pH調整於3 .〇之培養液,或成爲葡 萄糖2重量%,Bacto酵母萃取物 〇·5重量%,Bacto pepton 0·5重量%,磷酸氫二鈉〇·27重量%,檸檬酸0.1 15 - 20- 200827392 重量% ’硫酸鎂七水合物o.l重量%,以鹽酸調整爲PH5. 〇 之水溶液(SH培養皿)等。 培養方法方面,可舉例如其次之方法。在椰子牛奶培 養液’將木醋酸菌(Acetobacter xylinum) FF-88等乙酸 菌予以植菌,例如若爲FF_88時,在30°C進行5日之靜置 培養獲得一次培養液。在將所得一次培養液之凝膠部分除 去後’將液體部分以5重量%之比率添加於與上述相同之 培養液,在3 0°C,經10日靜置培養,獲得二次培養液。 在此二次培養液,可含有約1重量%之纖維素纖維。 又’其他培養方法方面,培養液係使用,成爲葡萄糖 2重重%’ Bacto酵母萃取物 〇.5重量%,B a c t o peptone 0.5重量% ’磷酸氫二鈉0.27重量%,檸檬酸0.115重量% ,硫酸鎂七水合物0.1重量%,以鹽酸調整爲pH 5.0之水 溶液(SH培養液)之方法。在此情形,在於凍結乾燥保 存狀態之乙酸菌之菌株添加S Η培養液,進行1週之靜置 培養Γ25〜3(TC )。在培養液表面生成細菌纖維素,而在 該等中,選擇厚度比較厚之物,將該株之培養液予以少量 分餾並添加於新的培養液。接著,將此培養液放入大型培 養器,以2 5〜3 0 °C進行7〜3 0日之靜地培養。細菌纖維素 ,則以如此方式,藉由重覆「將既存之培養液之一部份添 加於新的培養液,進行約 7〜3 0日之靜置培養( stationary culture)」而可得。 在菌難以製造纖維素等之不適宜的情形,則進行以下 之順序。亦即,在培養液添加寒天而在作成之寒天培養皿 200827392 上,少量撒上菌培養中之培養液,放置大約1週製成群落 (colony )。觀察各自之群落,將比較上可良好的製作纖 維素之群落自寒天培養皿取出,投入於新的培養液,進行 培養。 如此一來將產出之細菌纖維素自培養液中取出,將殘 存於細菌纖維素中之細菌除去。其方法可例舉水洗或鹼處 理等。在使細菌溶解除去用之鹼處理方面,可例舉將從培 養液取出之細菌纖維素注入於0.0 1〜1 0重量%左右之驗水 溶液1小時以上之方法。接著,在經鹼處理之情形,係自 鹼處理液將細菌纖維素取出,予以充分水洗,將鹼處理液 除去。 如此一來所得之含水細菌纖維素(通常,含水率95 〜99重量%之細菌纖維素),接著,進行水分除去處理。 此水分除去法方面,並無特別限定,可例舉以放置或冷壓 等首先將水去掉某一程度,接著,可照樣放置著,或以熱 壓等將殘存水完全除去之方法,在冷壓法之後,經乾燥機 處理,或進行自然乾燥將水除去之方法等。 如此一來所得細菌纖維素,可以其培養條件或其後水 分除去時之加壓,加熱條件等,在調整平均纖維徑,光線 透過率,空隙率等下,可作爲本發明之纖維集合體來使用 。又,將由細菌之產生所得之細菌纖維素構造體進而予以 原纖維化處理再度成形可使細菌纖維素緻密化,可獲得設 定之光線透過率之纖維集合體。此種細菌纖維素所成纖維 集合體,在將表面以塗佈層進行平滑化下’可獲得高透明 -22- 200827392 纖維複合材料。 在構成本發明之纖維集合體之纖維素纖維方面,可爲 將上述纖維素纖維進行化學修飾及/或物理修飾者。根據 此種纖維素纖維可使纖維集合體之功能性提高。在此,化 學修飾方面,可例舉以乙醯基化,氰乙基化,縮醛化,醚 化’異氰酸酯化等使官能基加成者,將矽酸鹽或鈦酸酯等 無機物藉由化學反應或溶膠凝膠法等進行複合化或被覆化 等。化學修飾之方法方面,可例舉例如使纖維集合體浸漬 於乙酸酐中進行加熱之方法,較佳爲藉由乙醯基化,在不 使光線透過率降低下,而可謀求吸水性之降低,耐熱性之 提高。又,物理修飾方面,可例舉將金屬或陶瓷原料,以 真空蒸鍍,離子電鍍,濺鍍等之物理蒸鍍法(PVD法), 化學蒸鍍法(CVD法),非電解質鍍敷或電解鍍敷等之 鍍敷法等使表面被覆者。 接著,就本發明之塗佈層予以詳述,但本發明之塗佈 層並非被以下所限定者。 本發明之塗佈層方面,以有機高分子材料,無機高分 子材料,及有機高分子與無機高分子之混合高分子材料中 至少1種或2種以上之組合爲佳。2種以上之組合方面, 可將各材料混合成爲1層,可將不同材料所成層進行複數 層合者。在使用此種材料下,在纖維集合體之表面藉由塗 佈或層合等比較簡單的處理可將塗佈層均質地形成。又, 所得塗佈層之表面粗度可抑制在小表面之反射故可得高透 明性,進而,與成爲基材之纖維集合體之折射率一致的話 -23- 200827392 因可抑制在纖維集合體與塗佈層之界面之折射,故可獲得 高透明纖維複合材料。 本發明之塗佈層所使用之有機高分子材料方面,可例 舉天然高分子材料或合成高分子材料,天然高分子材料方 面,可例舉再生纖維素系高分子材料,例如玻璃紙,三乙 醯基纖維素等’合成高分子材料方面,可例舉乙烯系樹脂 ,縮聚系樹脂,重加成系樹脂,加成縮合系樹脂,開環聚 合系樹脂等。 本發明之塗佈層所使用之無機高分子材料方面,可例 舉玻璃,矽酸鹽材料,鈦酸酯材料等之陶瓷等,該等可藉 由例如醇鹽之脫水縮合反應來形成。 本發明之塗佈層所使用之有機高分子與無機高分子之 混合高分子材料方面,可例舉將上述有機高分子材料與無 機高分子材料混合者,或將上述有機高分子材料所成層與 無機高分子材料所成層予以層合者等。 接著就形成上述之塗佈層的有機高分子材料之合成高 分子材料予以具體例示。 上述乙烯系樹脂方面,可例舉聚烯烴,氯化乙烯系樹 脂,乙酸乙烯系樹脂,氟樹脂,(甲基)丙烯酸系樹脂等 之泛用樹脂,或藉由乙烯聚合所得工程塑膠,超級工程塑 膠等。該等在各樹脂內,可爲所構成各單體之單獨聚合物 或共聚物。 上述聚烯烴方面,可例舉乙烯,丙烯,苯乙烯,丁二 烯,丁烯,異戊二烯,氯丁二烯,異丁烯,異戊二烯等單 -24- 200827392 獨聚合物或共聚物,或具有降萡烯基(norbornene)骨架 之環狀聚烯烴等。 上述氯化乙烯系樹脂方面,可例舉氯化乙烯,氯化亞 乙烯等單獨聚合物或共聚物。 上述乙酸乙烯系樹脂方面,可例舉爲乙酸乙烯之單獨 聚合物之聚乙酸乙烯酯,爲聚乙酸乙烯酯之水解物之聚乙 烯醇,在乙酸乙烯,使甲醛或正丁基醛反應之聚乙烯縮醛 ,聚乙烯醇或丁基醛等予以反應之聚乙烯丁縮醛等。 上述氟樹脂方面,可例舉四氯乙烯,六氟丙烯,氯三 氟乙烯,氟化亞乙烯,氟化乙烯,全氟烷基乙烯醚等之單 獨聚合物或共聚物。 上述(甲基)丙烯酸系樹脂方面,可例舉(甲基)丙 烯酸,(甲基)丙烯腈,(甲基)丙烯酸酯,(甲基)丙 嫌_胺類等之單獨聚合物或共聚物。此外,在此說明書中 ’ 「(甲基)丙烯酸」係指,「丙烯酸及/或甲基丙烯酸 」之葸。在此,(甲基)丙嫌酸方面,可例舉丙儲酸或甲 基丙烯酸。又,(甲基)丙烯腈方面,可例舉丙烯腈或甲 基丙烯腈。(甲基)丙烯酸酯方面,可例舉具有(甲基) 丙烯酸烷酯,環烷基之(甲基)丙烯酸系單體,(甲基) 丙烯酸烷氧基烷基酯等。(甲基)丙烯酸烷基酯方面,可 例舉(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯,(甲基 )丙烯酸丁酯,(甲基)丙烯酸2 -乙基己酯,(甲基) 丙烯酸環己酯,(甲基)丙烯酸苄酯,(甲基)丙稀酸月 桂酯,(甲基)丙烯酸硬脂醯酯,(甲基)丙烯酸羥基乙 -25- 200827392 酯等。具有環烷基之(甲基)丙烯酸系單體方面,可例舉 (甲基)丙烯酸環己酯,異萡基(甲基)丙烯酸酯等。( 甲基)丙嫌酸院氧基院基酯方面,可例舉(甲基)丙嫌酸 2 -甲氧基乙酯,(甲基)丙烯酸2 -乙氧基乙酯,(甲基) 丙烯酸2 -丁氧基乙酯等。(甲基)丙烯醯胺類方面,可 例舉(甲基)丙烯醯胺,N -甲基(甲基)丙烯醯胺,N -乙 基(甲基)丙烯醯胺,N,N -二甲基(甲基)丙烯醯胺, N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺,N-異丙基(甲基)丙烯醯 胺,N-三級辛基(甲基)丙烯醯胺等之n取代(甲基) 丙嫌醯胺等。 上述縮聚系樹脂方面,可例舉醯胺系樹脂或聚碳酸酯 等。 上述醯胺系樹脂方面,可例舉6,6·耐綸,6-耐綸, 11-耐綸,12-耐綸,4,6-耐綸,6,10-耐綸,6,12-耐綸等之 脂肪族醯胺系樹脂,或伸苯基二胺等之芳香族二胺與氯化 對苯二醯基或氯化異鄰苯二甲醯基等之芳香族二羧酸或其 衍生物所成芳香族聚醯胺等。 上述聚碳酸酯係指,爲雙酚A或其衍生物之雙酚類 ’與光氣或苯基二碳酸酯之反應物之意。 上述重加成系樹脂方面,可例舉酯系樹脂,U聚合物 ’液晶聚合物,聚醚酮類,聚醚醚酮,不飽和聚酯,醇酸 樹脂,聚醯亞胺系樹脂,聚楓,聚伸苯基硫化物,聚醚颯 等。 上述酯系樹脂方面,可例舉芳香族聚酯,脂肪族聚酯 -26 - 200827392 ,不飽和聚酯等。上述芳香族聚酯方面,可例舉乙二醇, 丙二醇,1,4-丁烷二醇等後述之二醇類與對苯二甲酸等之 芳香族二羧酸之共聚物。上述脂肪族聚酯方面,可例舉後 述之二醇類與琥珀酸,戊酸等脂肪族二羧酸之共聚物,或 羥乙酸或乳酸等羥基羧酸之單獨聚合物或共聚物,上述二 醇類,上述脂肪族二羧酸及上述羥基羧酸之共聚物等。上 述不飽和聚酯方面,可例舉後述之二醇類,順丁烯二酸酐 等不飽和二羧酸,及可因應需要與苯乙烯等乙烯單體之共 聚物。 上述U聚合物方面,可例舉爲雙酚a或其衍生物之 雙酚類,對苯二甲酸及異酞酸等所成共聚物。 上述液晶聚合物方面,可例舉對羥基苯甲酸,與對苯 二甲酸,p,p’·二氧二苯酚,對羥基-6-萘甲酸,聚對苯二 甲酸乙烯等之共聚物之意。 上述聚醚酮方面,可例舉4,4,-二氟二苯基酮或4,4,-二氫二苯基酮等之單獨聚合物或共聚物。 上述聚醚醚酮方面,可例舉4,4’-二氟二苯基酮與氫 醌等之共聚物。 上述醇酸樹脂方面,可例舉硬脂酸,棕櫚酸等之高級 脂肪酸與酞酸酐等二鹼式酸,及甘油等聚醇等所成共聚物 〇 上述聚礪方面,可例舉4,4,-二氯二苯基楓或雙酚A 等之共聚物。 上述聚伸苯基硫化物方面,可例舉對二氯苯或硫化鈉 -27- 200827392 等之共聚物。 上述聚醚颯方面,可例舉4-氯-4,-羥基二苯基礪之聚 合物。
上述聚醯亞胺系樹脂方面,可例舉苯六甲酸酐或 4,4’·二胺基二苯基醚等共聚物之均苯四甲酸型聚醯亞胺, 氯化偏苯三酸酐或對伸苯基二胺等之芳香族二胺,或爲後 述之二異氰酸酯化合物等所成共聚物之偏苯三酸型聚醯亞 胺’聯苯基四羧酸,4,4,-二胺基二苯基醚,對伸苯基二胺 等所成聯苯基型聚醯亞胺,二苯基酮四羧酸或4,4,_二胺 基一苯基醚等所成二苯基酮型聚亞胺,雙順丁儲二醯亞 月女或4,4 - 一胺基一本基甲院等所成雙順丁烯二醯亞胺型 聚醯亞胺等。 上述重加成系樹脂方面,可例舉胺甲酸乙醋樹脂等。 上述胺甲酸乙酯樹脂可例舉二異氰酸_類與二醇類之 共聚物。上述二異氰酸酯類方面,可例舉二環己基甲烷二 異氰酸酯,1,6-亞己基二異氰酸酯,異佛爾酮二異氰酸酯 ,1,3-環己烯二異氰酸酯,〗,4_環己烯二異氰酸酯,2,4_ 甲伸苯(tolylene)基二異氰酸酯’ 2,6_甲伸苯基二異氰 酸酯,4,4·-二苯基甲烷二異氰酸酯,2,4,_二苯基甲烷二 異氰酸酯,2,2’-二苯基甲烷二異氰酸酯等。又,上述二醇 類方面,可例舉乙二醇,丙二醇,U3_丙烷二醇,丨,3-丁 院二醇’ 1,4-丁院二醇’丨’5·戊院二醇,3_甲基-丨,5-戊烷 —_,1,6-己烷二醇,新戊二醇,二乙二醇,三甲撐二醇 ,三乙二醇,四乙二醇,二丙二冑,三丙二醇,環己烷二 -28-
200827392 甲醇等比較低分子量之二醇,或聚酯二醇,聚醚二糜 碳酸酯二醇等。 上述加成縮合系樹脂方面,可例舉苯酚樹脂,屏 脂,三聚氰胺樹脂等。 上述苯酚樹脂方面,可例舉苯酚,甲酚,間苯二 苯基苯酚’雙酚A,雙酚F等單獨聚合物或共聚物。 上述尿素樹脂或三聚氰胺樹脂係甲醛或尿素,三 胺等之共聚物。 上述開環聚合系樹脂方面,可例舉聚環氧化物, 醛,環氧基樹脂等。上述聚環氧化物方面,可例舉毒 烷,環氧丙烷等單獨聚合物或共聚物。上述聚縮醛戈 可例舉三噁烷’甲醛’環氧乙烷等之共聚物。上述釋 樹脂係指乙二醇等之多價醇與環氧氯丙烷所成脂肪方乡 氧基樹脂,雙酚A與環氧氯丙烷所成脂肪族系環華 脂等。 本發明之塗佈層方面,爲結晶化度1 0%以下,j 5%以下,玻璃轉移溫度(Tg )爲 110°C以上,尤 120°C以上,總之以130°C以上之合成高分子材料爲包 此種非晶質Tg高的合成高分子材料在可得透明性修 高耐久性纖維複合材料上爲佳。Tg未達110°c者,傾 接觸沸騰水之情形有變形等,在作爲透明零件,光I 等之用途中,會發生耐久性之問題。此外,Tg係以 法之測定求得,結晶化度,可由非晶質部與結晶質咅 度計算確定結晶化度之密度法來求得。 ,聚 素樹 酚, 聚氰 聚縮 氧乙 面, 氧基 系環 基樹 其是 其是 。以 異之 如在 零件 DSC 之密 -29- 200827392 本發明之塗佈層方面,以上述各種材料所構成之塗佈 層可進而含有無機材料。此種塗佈層方面,係可將上述各 種材料之塗佈層與無機材料所成無機材料層予以層合者, 亦可將無機材料添加於上述各種材料。如此一來使無機材 料含於塗佈層下可提高塗佈層之功能性。又,在纖維集合 體與塗佈層之間於形成無機材料層下,而可防止塗佈層之 材料侵入纖維集合體內部。此無機材料方面,可例舉氧化 砂’氮化砂,碳化砂,氧化氮化砂,氧化碳化砂,氧化鋁 ’氧化鈦,氮化鈦,氧化氮化鈦等之金屬氧化物,金屬氮 化物,金屬碳化物或該等混合物等。又,在形成無機材料 層,可使用化學蒸鍍法或物理蒸鍍法。此外,在形成無機 材料層之情形,爲不致降低纖維複合材料之撓性,其厚度 以5μιη以下,較佳爲1 μηι以下。 在本發明塗佈層之折射率方面以1.4〜1.7爲佳,恰 當爲1.5〜1.6。一般纖維之纖維素之折射率爲1.5左右, 故使塗佈層之折射率接近1.5,在使纖維集合體與塗佈層 與折射率之差減小下,在纖維集合體與塗佈層之界面之光 散射漏失可予減低。藉此,可獲得高透明之纖維複合材料 。此塗佈層之折射率超過上限値,或未達下限値時,在纖 維集合體與塗佈層之界面發生光之散射,會有纖維複合材 料之透明性降低之情形。 本發明之塗佈層之50μιη厚可視光透過率以60%以上 爲佳,更恰當爲8 0 %以上,進而恰當爲8 5 %以上。藉此, 可使含有塗佈層之纖維複合材料全體更爲高透明。恰當之 -30- 200827392 咼透明的塗佈層方面,在上述塗佈層之各種材料中,可例 舉丙烯酸樹脂,甲基丙烯酸樹脂,環氧基樹脂,胺甲酸乙 酯樹脂,苯酚樹脂’三聚氰胺樹脂,酚醛清漆樹脂,脲樹 脂’鳥糞胺樹脂,醇酸樹脂,不飽和聚酯樹脂,乙烯酯樹 脂,二烯丙基鄰苯二酸酯樹脂,聚矽氧樹脂,呋喃樹脂, 酮樹脂,二甲苯樹脂,熱硬化型聚醯亞胺,苯乙烯基吡啶 系樹脂,三哄系樹脂等之熱硬化樹脂,該等中,尤以透明 性高的丙烯酸樹脂,甲基丙烯酸樹脂爲佳。 本發明之塗佈層之表面粗度Ra (中心線表面粗度) 方面,若比塗佈層形成前纖維集合體之表面粗度Ra更小 之物則佳,因纖維集合體之表面粗度Ra至少爲2ηιη左右 以上故塗佈層之表面粗度Ra以1 nm左右以下爲佳。若於 此種表面粗度Ra之範圍內則塗佈層之表面爲平坦可抑制 光之散射,可獲得高透明纖維複合材料。 本發明之塗佈層厚度方面以0·5μιη以上爲佳,更恰當 爲1 μπι以上,若爲此厚度以上,則可將纖維集合體上之 凹凸形狀除去,使纖維複合材料之表面平滑化可抑制在表 面光之反射,成爲高透明纖維複合材料。 接著,就本發明纖維複合材料之製造方法加以詳述, 但本發明之製造方法並不受以下之之任何限定。 本發明之纖維複合材料之製造方法方面,係將可形成 上述塗佈層之塗佈用液狀物,塗佈於上述纖維集合體之表 面,接著將此塗佈用液狀物硬化爲其特徵。 在此,塗佈方面,係在基材上將塗佈用液狀物滴下以 -31 - 200827392 離心力等延伸而塗佈之方法,在基材上將塗佈用液狀物以 刷子或刀等延伸而塗佈之方法,自基材上將塗佈用液狀物 以噴霧等散布並予塗佈之方法,及在塗佈用液狀物中浸漬 基材使液狀物不致浸漬於基材內部之程度取出並塗佈之方 法等。 在可實現此種塗佈步驟之方法方面,一例可爲旋轉塗 佈法,刀(blade )塗佈法,線棒塗佈法,噴灑塗佈法, 縫隙(slit)塗佈法等。 尤其是在旋轉塗佈法,係使纖維集合體旋轉,自其上 滴下流動狀之塗佈材料,以離心力將塗佈材料在纖維集合 體表面上因可以均質且薄薄地塗佈故爲佳。 本發明之塗佈用液狀物方面,可使用選自流動狀之塗 佈材料,流動狀之塗佈材料之原料,使塗佈材料流動化之 流動化物,使塗佈材料之原料流動化之流動化物,塗佈材 料之溶液,及塗佈材料之原料之溶液之1種或2種以上之 組合。 上述流動狀之塗佈材料方面,係指塗佈材料本身爲流 動狀者等之意。 又’上述^動狀之塗佈材料之原料方面,可舉例如預 聚合物或寡聚物等之聚合中間體爲流動狀之物等。 進而’在使上述塗佈材料流動化之流動化物方面,可 舉例如將熱塑性之塗佈材料予以加熱熔融之狀態之物等。 進而,在將上述塗佈材料之原料予以流動化之流動化 物方面’可舉例如在預聚合物或寡聚物等聚合中間體爲固 -32- 200827392 形狀之情形,將該等加熱熔融之狀態之物等。 又,上述塗佈材料之溶液或塗佈材料之原料之溶液係 指,將塗佈材料或塗佈材料之原料溶解於溶劑等之溶液。 此溶劑,可適宜決定以合乎於溶解對象之塗佈材料或塗佈 材料之原料’在其後步驟於除去此時,在蒸發除去之情形 ’以具有不使上述塗佈材料或塗佈材料之原料分解產生程 度之溫度以下之沸點的溶劑爲佳。 塗佈步驟之處理溫度之下限方面,可因應塗佈用液狀 物之種類以可保持其流動性程度之溫度爲佳。又,處理溫 度之上限,係塗佈用液狀物之沸點以下,藉由加熱在不改 性程度爲佳,尤其是在塗佈用液狀物使用溶劑之情形,爲 抑制溶劑之汽化(vaporize )則其溶劑之沸點以下爲佳。 爲將塗佈於纖維集合體之塗佈用液狀物予以硬化,則 依照因應塗佈用液狀物種類之硬化方法來進行爲佳,例如 ’在塗佈用液狀物爲流動狀之塗佈材料之情形,可例舉交 聯反應,鏈延長反應等。又,塗佈用液狀物在爲流動狀塗 佈材料之原料之情形,可例舉聚合反應,交聯反應,鏈延 長反應等。 又,塗佈用液狀物在使塗佈材料流動化之流動化物之 情形,可例舉冷卻等。又,在塗佈用液狀物爲使塗佈材料 之原料流動化之流動化物之情形,可舉冷卻等,與聚合反 應,交聯反應,鏈延長反應等之組合。 又,塗佈用液狀物爲塗佈材料之溶液之情形,可例舉 溶液中溶劑之蒸發或風乾等所致除去等。進而,塗佈用液 -33- 200827392 狀物爲塗佈材料之原料之溶液之情形,可例舉溶液中溶劑 之除去等,與聚合反應,交聯反應,鏈延長反應等之組合 〇 此外,在上述蒸發除去,於常壓下不僅爲蒸發除去, 在減壓下亦含蒸發除去。 本發明纖維複合材料之製造方法的其他方法方面,係 將可形成上述塗佈層之塗佈用層合材料,黏貼於上述纖維 集合體之表面爲其特徵。例如,在爲再生纖維素系高分子 材料之玻璃紙之單面將塗佈黏接劑或黏著劑之物,使黏接 面或黏著面抵接於纖維集合體之表面予以加壓,光硬化, 熱硬化,或熱熔下’可將玻璃紙貼合於纖維集合體之表面 。在塗佈用層合材料方面,除了前述玻璃紙以外,可例舉 PET (聚乙烯對苯二甲酸酯(terephthalate ) ) ,PEN (聚 乙烯萘二酸酯),PES(聚醚礪),PC (聚碳酸酯),聚 烯烴,PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯),耐綸,PI(聚醯亞 胺)等。 本發明纖維複合材料之線熱膨脹係數方面,較佳爲 0·05χ10·5 〜5χ1〇·5Κ_1,更佳爲 0·2χ10·5 〜2χ1(Γ5Κ」,特佳 爲0.3χ1(Γ5〜SxlO^K^。此纖維複合材料之線熱膨脹係數 可比0.05 xl (Γ5Κ“更小,而在考慮纖維素纖維等線熱膨脹 係數時,會有難以實現之情形。另一方面,此線熱膨脹係 數比5xl(T5Kd更大時,則纖維補強效果無法顯現,因與 玻璃或金屬材料之線熱膨脹係數之差異,故因氛圍溫度, 在窗材會發生撓曲或變形,或以光學零件會有成像性能或 -34- 200827392 折射率失常等問題發生之情形。此外,在本發明中,線熱 膨脹係數,係使纖維強化複合材料自2(rc升溫至15〇。〇之 際之線熱膨脹係數’在ASTMt D 696所規定之條件下測定 之値。 又’本發明之纖維複合材料係在纖維集合體之表面形 成塗佈層者,在纖維集合體之內部因樹脂等並不浸漬,故 亦無ί貝及纖維集合體之彎曲強度或彎曲彈性等特性,可成 爲高強度且撓性高的材料。 根據本發明’爲平均纖維徑4〜200nm,50μπι厚可視 光透過率爲3%以上之纖維集合體之表面以塗佈層塗佈予 以平滑化,而可獲得50 μπι厚可視光透過率爲6 〇 %以上之 局透明纖維複合材料。亦即,在此種纖維集合體,內部透 明性爲比較高的一方,因表面凹凸形狀而在表面光爲反射 ’而有使得全體之光線透過率降低之傾向,在藉由塗佈層 使表面平滑化下,可得高透明纖維複合材料。 在本發明,係僅將纖維集合體之表面以塗佈層塗佈, 在纖維集合體之空隙部分並無將樹脂等其他之材料浸漬之 必要’故可使原材料之使用量減少,可使處理步驟簡略化 〇 本發明之纖維複合材料,係僅在纖維集合體之表面形 成塗佈層,在纖維集合體內之空隙部分並不塡充其他之材 料,因可獲得透明性,故可使爲纖維集合體之特性之高撓 性及低熱膨脹之功能有效果的發揮,藉由氛圍溫度則變形 或變形,形狀精度降低難以成爲問題,可提高光學功能, -35- 200827392 作爲光學材料爲有用。又,因擦曲,變形或變形等少,故 作爲構造材料爲有用。 本發明之纖維複合材料,係使用比玻璃纖維更輕量之 纖維素纖維,因可成爲比玻璃纖維強化樹脂更低比重,故 • 在玻璃纖維強化樹脂之應用領域中,作爲其代替材料作使 、 用,可謀求輕量化。又,本發明之纖維複合材料,與在纖 維集合體內之空隙部分塡充其他材料者作比較因可使比重 g 降低,故可謀求更爲輕量化。 在本發明中’作爲纖維集合體係使用生分解性之纖維 素纖維’而在廢棄之際,僅依照塗佈層之處理法可進行處 理’不論於廢棄處分乃至再生循環均爲有利。塗佈層,因 僅自纖維集合體之表面除去,故其處理亦爲簡單。 本發明之纖維複合材料係,高透明性,低熱膨脹性, 高撓性,在作爲形成配線電路用之透明基板亦可恰當使用 〇 【實施方式】 〔實施例〕 • 以下例舉製造例,實施例,及比較例進而具體說明本 、 發明,但本發明在不超越其要旨之範圍,並非受以下實施 例所限定者。此外,纖維複合材料之各種物性測定方法係 如下列。 [5 0μπι厚可視光透過率] -36 - 200827392 <測定裝置> 使用日立高科技公司製「UV-4 100形分光度計」(固 體試料測定系統)。 <測定條件> •使用6mmx6mm之光源光罩 •使測定樣本在離積分球開口 22cm之位置進行測光 。將樣本放置於此位置,可將擴散透過光除去,而僅直線 透過光可到達積分球內部之受光部。 •無參考(reference)樣本。因無參考樣本(試料與 空氣之折射率差所產生之反射。在產生菲捏爾(Fresnel ) 反射之情形,不會有直線透過率1 00%之情況),故產生 菲揑爾反射所致透過率之漏失。 •掃瞄速度:300nm/min •光源:鎢燈,重氫燈 •光源轉換:340nm <計算方法> 50μιη厚可視光透過率,在換算50μηι厚中由在波長 4 00〜700nm之光線透過率之平均値來求得。 [掃描型電子顯微鏡照片(SEM照片)畫面之攝影] <試料之調製及測定條件> 在各試料,進行金蒸鍍(蒸鍍膜厚:數nm ) ’以下 述條件進行電子顯微鏡觀察。 測定裝置:JEOL6 70 0F (日本電子公司製) -37- 200827392 加速電壓:1.5kV 倍率:1 0 〇 0 0倍 行走距離(walking distance ) ·· 8mm 對比之調整:自動 [平均纖維徑] 畫面 各纖維素纖維之平均纖維徑可由各試料之SEM 求得。 [空隙率] 5度, 各纖維 X 100 在20 °C中,測定樣本之每單位體積之質量求得落 以次式求得空隙率。此外,在本實施例所用之纖維浪 素,纖維之密度爲1 .5g/cm3。 空隙率(% )=(丨-(樣本之密度/纖維之密度)) [線熱膨脹係數之測定] D 696 使用精工儀器製「TMA/SS6100」,依照ASTM 所規定之方法以下述測定條件測定。 <測定條件> 昇溫速度:5 °G / m i η 氛圍:Ν 2中 加熱溫度:2 0〜1 5 0 °C 負荷:3 g 測定次數:3次 -38- 200827392 試料長·· 4χ1 5 mm 試料厚度:因試料而異 模式:拉伸模式 [表面粗度Ra (中心線表面粗度)] 〈測疋裝置•條件> 就各試料’以下述條件使用原子間力顯微鏡( 進行評價。 測定裝置:SII製SPA-400 測定區域:5 μ m X 5 μ m (製造例1 )紙漿薄片之製造 原料係將來自紙漿之微原纖化纖維素:MFC ( 均化器處理,將針葉樹牛皮紙漿(NBKP )予以微 者,平均纖維徑Ιμιη)在水中充分攪拌,來調製1 濃度之水懸濁液7kg,使用硏磨機(栗田機械作成 pure fine mill KMG 1 -1 0」),將此水懸濁液,將於 觸之狀態之1 200rpm予以旋轉之盤(disk)間,自 向外通過之操作,進行1 〇次。 將藉由硏磨機處理所得之紙漿奈米纖維(平均 6 0 n m ),調製成0.2重量%水懸濁液後,以玻璃過 濾予以成膜。使其在55°C乾燥,獲得厚度40μιη 1.3§/(:1113,空隙率13%之紙漿薄片。 AFM ) 以高壓 原纖化 重量% 所製「 大致接 中央朝 纖維徑 濾器過 ,密度 -39- 200827392 (製造例2)棉花薄片之製造 在上述製造例1中’除了原料係使用棉花(脫脂綿) 以外其他則同’獲得厚度40〜45 μπι,密度1.4g/cm3,空 隙率7%之棉花薄片。 (製造例3)高空隙率紙漿薄片之製造 將以與上述製造例1同樣方法而製造之紙漿薄片,在 含著水狀態下浸漬於三級丁基醇,全部以水取代。使其使 用凍結乾燥機(EYELA製,FDU-2100,DRC-1000 )進行 凍結乾燥,予以完全脫水。將所得乾燥紙漿薄片壓製,獲 得厚度50μπι,密度0.9g/cm3,空隙率40%之高空隙率紙 漿薄片。 (實施例1 ) 在製造例1所得紙漿薄片之兩面黏貼玻璃紙帶(折射 率1 · 5 )予以層合。 (實施例2) 對製造例2所得棉花薄片之兩面將丙烯酸樹脂A (乙 氧基化雙酚A二丙烯酸酯,折射率1.54)旋轉塗佈使樹 脂硬化。旋轉塗佈條件爲,l〇〇〇rpm 10秒,2000rpm 3秒 ,5000rpm 45秒。自旋式塗佈機係使用Mikasa公司製之 1H-D7。樹脂之硬化係使用帶式運送機型UV照射裝置( Fusion systems 製,Fusion F300,LCB Bench top 運送機 -40- 200827392 ),照射20J/cm2之紫外線使樹脂硬化。 (實施例3 ) 實施例2中,除了丙烯酸樹脂係使用丙烯酸樹脂B( 三環癸烷二甲基丙烯酸酯(TCDDMA ),折射率1 .53 )以 外,其他則同樣地,對棉花薄片之兩面將丙烯酸樹脂B旋 轉塗佈使樹脂硬化。 (實施例4)
對製造例2所得棉花薄片之兩面藉由電漿CVD裝置 使各自300nm之SiN層(折射率1.92)成膜。自此SiN 層上至棉花薄片之兩面以與實施例2相同方法將丙烯酸樹 脂A旋轉塗佈使樹脂硬化。 (實施例5) Φ 除了將製造例1之紙漿薄片使用於薄片,其他則與實 施例2同,在薄片之兩面將丙烯酸樹脂A旋轉塗佈使樹 脂硬化。 綠 . (比較例1 ) 在製造例2所得之棉花薄片於減壓下(0.08MPa)經 1 2小時浸漬處理於丙烯酸樹脂a並予以浸漬後,使用與 實施例2同樣之帶式運送機型uv照射裝置將取出之薄片 照射20J/c πί之紫外線,使樹脂硬化。 200827392 (比較例2) 在比較例1中,除了丙烯酸樹脂係使用丙烯酸樹脂B 以外,其他則同樣地,對棉花薄片使丙烯酸樹脂B浸漬並 硬化之。 (比較例3 ) 對製造例3所得紙漿薄片之兩面使丙烯酸樹脂A以 與實施例2同樣方法進行旋轉塗佈使樹脂硬化。 (比較例4 ) 在製造例3所得之紙漿薄片之兩面黏貼玻璃紙帶並層 合。 (比較例5 ) 除了薄片係使用製造例1之紙漿薄片,其他則與比較 例1同,對薄片使丙烯酸樹脂A浸漬並硬化之。 接著,就上述之製造例,實施例及比較例之試料進行 各種評價。 第1圖所示光線透過率之圖形,在製造例1之紙漿薄 片(實線),製造例2之棉花薄片(折線(broken line ) ),及製造例3之高空隙率紙漿薄片(點線)之換算 5 Ομπι厚中使光線透過率相對於波長進行測定之結果。在 此圖,在製造例1之紙漿薄片及製造例2之棉花薄片之光 -42- 200827392 線透過率爲大致同程度且在可視光域中成爲約10〜3〇%, 而在製造例3之高空隙率紙漿薄片,光線透過率爲約0% ,光幾乎不透過爲自明。 又,就製造例1〜3所得之薄片,則將厚度,密度, 空隙率,50μπι厚可祈光透過率歸納於表1。此外,50μιη 厚可視光透過率在換算50μιη厚中則將波長400〜700nm 之光線透過率予以平均來求得(以下同)。 〔表1〕 試料 厚度 (μπι) 密度 (g/cm3) 空隙率 (%) 50 μπι 厚 可視光透過率(%) 製造例1 紙漿薄片 40 1.3 13 21.1 製造例2 棉花薄片 40 〜45 1.4 7 20.6 製造例3 高空隙率紙漿薄片 50 0.9 40 0 如表1所示,在製造例1之紙漿薄片及製造例2之棉 花薄片,空隙率各自低至13 %及7%,而製造例3之高空 隙率紙漿薄片之空隙率則高至40%,與光線透過率之結果 對照,以空隙率低者有光線透過率變高之傾向爲自明。空 隙率低時,入射於薄片內部之光在空隙部分散射者因少量 透過,故光線透過率因而變的比較高。 又,製造例1之紙漿薄片及製造例2之棉花薄片之 SEM畫面各自如第2圖及第3圖所示。各圖之廣域區域 之畫面(a )至各薄片之表面纖維爲緻密地形成而空隙小 ,其數亦少爲自明,而由擴大區域之畫面(b)至各薄片 之平均纖維徑則細至約4〜200nm之範圍內爲自明。 -43- 200827392 接著,就實施例及比較例之試料,以換算50μιη厚使 光線透過率相對於波長進行計算確定,所得之圖形如第4 圖〜第7圖所示。又,表2係歸納平滑化前後之薄片厚度 ,塗佈層之厚度(單面),50μπι厚可視光透過率。此外 ,塗佈層厚度(單面)係將平滑化前後之薄片厚度之差以 2除之而求得(以下同)。 〔表2〕 試料 薄片厚度 (μπι) 平滑化前/後 塗佈層厚度 (單面) (μιη) 50 μπι 厚 可視光透過率 (%) 實施例1 紙漿薄片 +玻璃紙帶(兩面層合) 40/140 50 75.4 實施例2 棉花薄片 +丙烯酸樹脂Α (兩面旋轉塗佈) 40/80 20 78.6 實施例3 棉花薄片 +丙烯酸樹脂B (兩面旋轉塗佈) 45/70 12.5 71.9 實施例4 棉花薄片+SiN成膜 +丙烯酸樹脂(兩面旋轉塗佈) 50/100 25 72.8 比較例1 棉花薄片 +丙烯酸樹脂A (浸漬) — — 112 比較例2 棉花薄片 +丙烯酸樹脂B (浸漬) — — 73.2 比較例3 高空隙率紙漿薄片 +丙烯酸樹脂A (兩面旋轉塗佈) 50/70 10 0 比較例4 高空隙率紙漿薄片 +玻璃紙帶(兩面層合) 50/150 50 0 第4圖係使實施例1之玻璃紙帶層合之紙漿薄片(實 線),製造例1所得之層合前之紙漿薄片(折線),及將 -44 - 200827392 僅爲玻璃紙帶予以2片黏合之物(厚度iOOμη,點線)之 換算5 0 μιη厚中使光線透過率相對於波長之測定結果之圖 形。由此圖可知,與僅爲紙漿薄片之物比較,在以玻璃紙 帶層合之紙漿薄片,光線透過率高,於可視光域爲60%以 上爲自明。此係藉由將紙漿薄片以玻璃紙帶層合’紙漿薄 片之表面可予以平滑化而可抑制在表面之光之散射或反射 ,因而可使光線透過率變高。 又,僅爲玻璃紙帶之光線透過率以波長600nm爲約 8 5 %,此係起因於玻璃紙帶本身之透明性或表面平滑性之 値。另一方面,使玻璃紙帶層合之薄片之光線透過率以波 長60 0nm爲約80%,與僅爲玻璃紙帶之物比較爲低約5% 程度。由此可知,吾人認爲經層合之薄片之光線透過率則 仰賴於玻璃紙帶之光線透過率。藉此,透明性更高之表面 係使平滑樹脂等作爲塗佈層使用,可進而提高經層合之薄 片之透明性。 第5圖係將實施例2之丙烯酸樹脂A經旋轉塗佈之 棉花薄片(實線),比較例1之丙烯酸樹脂A浸漬之棉 花薄片(波線),及僅爲厚度1〇〇 μηι之丙烯酸樹脂A之 物(點線)之換算50μιηη厚中使光線透過率相對於波長 而測定之結果之圖形。在僅爲棉花薄片者於可視光域,光 線透過率爲約1〇〜3 0% (第1圖),而在使丙烯酸樹脂A 經旋轉塗佈之棉花薄片,於可視光域可獲得60%以上之光 線透過率爲自明(第5圖)。此係藉由丙烯酸樹脂A因 而可使棉花薄片之表面平滑化。又,經旋轉塗佈之薄片, -45- 200827392 與經浸漬之薄片比較,光線透過率稍稍高,在旋轉塗佈所 致表面平滑化則可獲得與浸瀆法同程度之透明性爲自明。 與上述實施例1同,在可改善塗佈之樹脂等之透明性或表 面平滑性下,於經旋轉塗佈之棉花薄片可使透明性更爲提 筒。 第6圖係使實施例3之丙烯酸樹脂B經旋轉塗佈之棉 花薄片(實線),使比較例2之丙烯酸樹脂B經浸漬之棉 花薄片(折線),及僅爲厚度ΙΟΟμηι之丙烯酸樹脂B之 物(點線)之換算50卞111厚中使光線透過率相對於波長進 行測定結果之圖形。在僅棉花薄片者於可視光域,光線透 過率爲約10〜30nm之物(第1圖),而在使丙烯酸樹脂 B旋轉塗佈之物,可獲得在可視光域之60%以上之光線透 過率爲自明(第6圖)。此係藉由丙烯酸樹脂B因而可使 棉花薄片之表面平滑化。又,在經旋轉塗佈之薄片與經浸 漬之薄片,光線透過率則顯示大致同樣之値,在旋轉塗佈 所致表面平滑化可得與浸漬法同程度之透明性爲自明。在 與上述實施例1相同,可改善塗佈之樹脂等之透明性或表 面平滑性下,在經旋轉塗佈之薄片可使透明性更高。 第7圖表示,在使實施例4之SiN層成膜後將丙烯酸 樹脂A經旋轉塗佈之棉花薄片之換算5 Ομπι厚中使光線透 過率相對於波長之測定結果之圖形。由此圖可知,實施例 4之薄片之光線透過率在可視光域成爲60%以上爲自明。 藉此,即使設置SiN層般之無機材料所成層,可得薄片之 高透明性爲自明。又,在此實施例,在棉花薄片與塗佈層 -46- 200827392 之間因有介在S iN層’故在薄片側即使塗佈層之樹脂成分 完全爲不侵入之情形’可確認可獲得高透明的薄片。 在比較例3之高空隙率紙漿薄片使丙烯酸樹脂A旋 轉塗佈者,及在比較例4之高空隙率紙漿薄片使玻璃紙帶 層合者,在測定換算50μιη厚之光線透過率之結果,於波 長400〜1000 nm之範圍均爲約0%,50 μπι厚可視光透過率 則如表2所示爲0%。在比較例3及4所使用之高空隙率 紙漿薄片之光線透過率係如第1圖所示爲約0%,因光幾 乎不透過,故在成爲基材之薄片之光線透過率爲低之情形 ,即使將薄片之表面平滑化亦無法獲得透明性爲自明。此 係在高空隙率紙漿薄片,起因於薄片內部之空隙,在薄片 內部因透明性降低,故即使將薄片表面平滑化內部仍爲不 透明之態樣,因而無法獲得透明性。 接著,就實施例5及比較例5所得之薄片,測定彎曲 強度,彎曲彈性率,線熱膨脹係數之結果如表3所示。 〔表3〕 試料 彎曲強度 [MPal 彎曲彈性率 [GPal 線熱膨脹係數 [10·6/κΐ 實施例5 紙漿薄片 +丙烯酸樹脂A (兩面旋轉塗佈) 208 13 10 比較例5 紙漿薄片 +丙燦酸樹脂A (浸漬) 271 15 14 由表3可知,將實施例5之丙烯酸樹脂a經旋轉塗 佈之紙漿薄片’彎曲強度爲2〇8Mpa,彎曲彈性率爲 -47- 200827392 13GPa。又,該薄片之線熱膨脹係數爲1〇χ1(Γ6/Κ,相對 於丙烯酸樹脂本身之線熱膨脹係數(1.2 XI (Γ4/Κ左右)爲 充分低,而爲低熱膨脹的薄片。另一方面,使比較例5之 丙烯酸樹脂Α經浸漬之紙漿薄片,彎曲強度爲271 MPa, 彎曲彈性率爲15GPa,線熱膨脹係數爲14xlO_67K。由此 結果可知,藉由使用塗佈法,與浸漬法比較,可獲得撓性 高,且熱膨脹性低的薄片。此係相對於薄片之丙烯酸樹脂 之使用量少,因而薄片之特性可照樣維持。此外,不限於 紙漿薄片,即使在棉花薄片之情形亦同樣地可照樣維持薄 片之特性。而且,塗佈有樹脂之薄片,與使樹脂經浸漬之 薄片具有同等透明性者,則如第5圖〜第7圖所示。亦即 ,使用塗佈法,僅將薄片表面之凹凸以樹脂埋入予以平滑 化,可實現高透明性,同時可獲得高撓性,且低熱膨脹性 之薄片。藉此,本實施例之薄片,在要求尺寸穩定性之用 途,例如顯示器用過濾器,投影電視用螢幕,配線基板, 汽車或電車等之移動體用框材料等之大型透明板用途,或 大型光學零件等,對有因氛圍溫度所致變形或變形之問題 的用途上可有效地利用。進而,在浸漬法因使丙烯酸樹脂 之使用量減少有所困難,而在旋轉塗佈法至使表面進行平 滑化之程度爲止因使塗佈層之厚度變薄,而可減少丙烯酸 樹脂之使用量,故可使線熱膨脹係數調整爲更小。 進而,在藉由使樹脂塗佈以提高透明性者爲了更爲明 確之試驗,則將製造例1之僅爲紙漿薄片一半以丙烯酸樹 脂A塗佈。將此薄片照相之數位畫面則如第8圖所示。 -48- 200827392 由第8圖可知,在塗佈丙烯酸樹脂A之部分(薄片之上 半部分)透明性高’透過薄片可使背景看的極爲清楚。另 一方面,在不塗佈丙烯酸樹脂A之部分(薄片之下半部 分),透明性低,透過薄片則無法看到背景。由此可知, 使用塗佈法,僅將薄片表面之凹凸以樹脂埋入進行平滑化 ,可獲得具有高透明性之薄片爲自明。 接著,就實施例2所得之棉花薄片,平滑化前後之表 面粗度Ra (中心線表面粗度)如表4所示。 〔表4〕 試料 表面粗度Ra(nm) 棉花薄片(平滑化前) 6.9 棉花薄片+丙烯酸樹脂A (兩面旋轉塗佈) 0.92 由表4可知,平滑化前棉花薄片之表面粗度Ra爲 6.9nm,而使丙烯酸樹脂A經旋轉塗佈之棉花薄片之表面 粗度Ra爲0.92nm,以塗佈層使表面平滑化爲自明。如此 一來,在棉花薄片之表面,丙烯酸樹脂A被塗佈而使表 面平滑化下,可抑制在表面之光之散射,可獲得高透明的 薄片。 以上,關於本發明之具體實施之形態加以說明,但在 不離脫本發明範圍之範圍可作各種變形,此在該發明所屬 技術領域中對具有通常知識者爲自明。因此,本發明之技 術範圍,並非限定於上述之實施形態,而是根據申請專利 範圍及其均等物予以規定者。 -49- 200827392 【圖式簡單說明】 〔第1圖〕第1圖係在製造例1之紙漿薄片,製造例 2之棉花薄片,及製造例3之高空隙率紙漿薄片之換算 50 μιη厚中光線透過率之圖形。 • 〔第2圖〕第2圖係製造例1之紙漿薄片之SEM畫 € 面,(a)爲廣域區域,(b)爲擴大區域。 〔第3圖〕第3圖係製造例2之棉花薄片之SEM畫 i 面,(a)爲廣域區域,(b)爲擴大區域。 〔第4圖〕第4圖係以實施例1之玻璃紙帶層合之紙 漿薄片,製造例1之紙漿薄片,及僅爲玻璃紙帶之換算 5 0 μ m厚中光線透過率之圖形。 〔第5圖〕第5圖係將實施例2之丙烯酸樹脂A旋 轉塗佈之棉花薄片,浸漬比較例1之丙烯酸樹脂A之棉 花薄片,及僅爲丙烯酸樹脂A之換算5 0 μιη厚中光線透過 率之圖形。 # 〔第6圖〕第6圖係將實施例3之丙烯酸樹脂Β旋轉 塗佈之棉花薄片,浸漬比較例2之丙烯酸樹脂Β之棉花薄 片,及僅爲丙烯酸樹脂Β之換算50μηι厚中光線透過率之 圖形。 , 〔第7圖〕第7圖係使實施例4之SiN成膜,使丙烯 酸樹脂A旋轉塗佈之棉花薄片之換算50μιη厚中光線透過 率之圖形。 〔第8圖〕第8圖係將製造例1之紙漿薄片之一半以 丙烯酸樹脂Α塗佈之薄片之數位畫面。 -50-

Claims (1)

  1. 200827392 十、申請專利範圍 1·一種纖維複合材料,其特徵爲具備,平均纖維徑4 〜200ϋΐη’50μπι厚可視光透過率爲3%以上之纖維集合體 、與塗佈該纖維集合體表面予以平滑化之塗佈層,5〇_ 厚可視光透過率爲6 0 %以上者。 2.如申請專利範圍第1項之纖維複合材料,其中該纖 維集合體之空隙率爲3 5 %以下。 3·如申請專利範圍第〗或2項之纖維複合材料,其中 該纖維集合體係以纖維素纖維所構成者。 4 ·如申請專利範圍第3項之纖維複合材料,其中該纖 維素纖維係由植物纖維所分離之纖維。 5 ·如申請專利範圍第4項之纖維複合材料,其中該纖 維素纖維係將由該植物纖維所分離之纖維原纖維化( fibrillated )處理者。 6.如申請專利範圍第5項之纖維複合材料,其中該原 纖維化處理含磨碎處理者。 7·如申請專利範圍第3至6項中任一項之纖維複合材 料,其中該纖維素纖維係被化學修飾及/或物理修飾者。 8 ·如申請專利範圍第1至7項中任一項之纖維複合材 料’其中該塗佈層係有機筒分子材料、無機高分子材料、 及有機高分子與無機高分子之混合(hybrid)高分子材料 中至少1種或2種以上之組合。 9·如申請專利範圍第8項之纖維複合材料,其中該塗 佈層爲結晶化度ίο%以下、且玻璃轉移溫度11(rc以上之 -51 - 200827392 合成高分子材料。 10.如申請專利範圍第8或9項之纖維複合材料,其 中該塗佈層進而含有無機材料。 1 1 ·如申請專利範圍第丨至1 〇項中任一項之纖維複合 材料,其中該塗佈層之折射率爲1.4〜17。 12·如申請專利範圍第1至n項中任一項之纖維複合 材料’其中該塗佈層之5〇μηι厚可視光透過率爲6〇%以上 〇 1 3 .如申請專利範圍第丨至〗2項中任一項之纖維複合 材料’其中該纖維集合體表面之全面係以該塗佈層所塗佈 者。 1 4 ·如申請專利範圍第1至1 2項中任一項之纖維複合 材料’其中該纖維集合體表面中於該塗佈層不被塗佈之部 分有被覆材料被覆者。 1 5 ·如申請專利範圍第1至1 4項中任一項之纖維複合 材料’其中線熱膨脹係數爲0·〇5χ1〇-5〜SxlO·^·1者。 1 6·—種製造如申請專利範圍第i至i 5項中任一項之 纖維複合材料之方法,其特徵爲,將形成該塗佈層而得之 塗佈用液狀物’塗佈於該纖維集合體之表面,接著使該塗 佈用液狀物硬化者。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項之纖維複合材料之製造方 法’其中該塗佈用液狀物係選自流動狀之塗佈材料、流動 狀之塗佈材料之原料、使塗佈材料流動化之流動化物、使 塗佈材料之原料流動化之流動化物、塗佈材料之溶液及 -52- 200827392
    塗佈材料之原料之溶液之1種或2種以上之組合者。 18.—種如申請專利範圍第1至15項中任一項之纖維 複合材料之製造方法,其特徵爲,將可形成該塗佈層之塗 佈用層合材料,貼合於該纖維集合體之表面者。 -53-
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101932416B (zh) * 2007-12-21 2013-12-04 三菱化学株式会社 纤维复合体
JP5150295B2 (ja) * 2008-02-12 2013-02-20 ローム株式会社 フレキシブル基板及びその製造方法
JP5386866B2 (ja) * 2008-06-30 2014-01-15 国立大学法人京都大学 ナノファイバーシート
KR101415099B1 (ko) * 2008-07-31 2014-07-08 고쿠리츠 다이가쿠 호진 교토 다이가쿠 불포화 폴리에스테르 수지와 마이크로피브릴화 식물 섬유를 함유하는 성형 재료
US20110281487A1 (en) * 2008-12-26 2011-11-17 Kao Corporation Gas barrier molded article and method for producing the same
FI124724B (fi) 2009-02-13 2014-12-31 Upm Kymmene Oyj Menetelmä muokatun selluloosan valmistamiseksi
US20110206928A1 (en) * 2009-08-24 2011-08-25 Maranchi Jeffrey P Reinforced Fibers and Related Processes
US20110294925A1 (en) * 2009-11-23 2011-12-01 Shaler Stephen M Composite from hemicellulose extracted wood with improved performance and reduced emissions
JP2011246592A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Panasonic Electric Works Co Ltd 成形材料及び成形体
EP2642020A4 (en) * 2010-11-16 2017-03-01 Oji Holdings Corporation Cellulose fiber assembly and production method for same, fibrillated cellulose fiber and production method for same, and cellulose fiber complex
BRPI1106315B1 (pt) * 2011-01-28 2020-12-22 Universidade Estadual Paulista Júlio De Mesquita Filho compósitos opticamente transparentes baseados em celulose bacteriana e boehmita, siloxano e/ou sistema boehmita, siloxano e processo de obtenção dos compósitos
JP5798504B2 (ja) * 2011-11-18 2015-10-21 王子ホールディングス株式会社 微細繊維状セルロースの製造方法、不織布の製造方法、微細繊維状セルロース、微細繊維状セルロース含有スラリー、不織布、および複合体
FI125237B (en) * 2011-12-22 2015-07-31 Upm Kymmene Corp The abstracting agent
EP2878638B1 (en) * 2012-07-27 2019-05-22 LG Chem, Ltd. Hardening composition
JP6079039B2 (ja) * 2012-08-10 2017-02-15 王子ホールディングス株式会社 微細繊維状セルロース及びその製造方法
JP6012751B2 (ja) * 2012-11-05 2016-10-25 地方独立行政法人京都市産業技術研究所 ファスニング部品及びファスニング部品の製造方法
WO2014116941A1 (en) * 2013-01-25 2014-07-31 Xanofi, Inc. Improved hydrophobicity with nanofiber and fluoropolymer coating
JP6127697B2 (ja) * 2013-03-14 2017-05-17 王子ホールディングス株式会社 微細繊維状セルロース含有シートの製造方法
KR102319022B1 (ko) 2013-05-16 2021-10-28 오지 홀딩스 가부시키가이샤 인산에스테르화 미세 셀룰로오스 섬유 및 그 제조 방법
WO2014196357A1 (ja) 2013-06-03 2014-12-11 王子ホールディングス株式会社 微細繊維含有シートの製造方法
TW201542366A (zh) 2014-04-22 2015-11-16 Oji Holdings Corp 複合體及其製造方法
CN103952820A (zh) * 2014-05-21 2014-07-30 张家港市玮美纺织有限公司 一种耐高温短纤维纱线
CN103952913A (zh) * 2014-05-21 2014-07-30 张家港市玮美纺织有限公司 一种防紫外线短纤维纱线
US20170182737A1 (en) * 2014-07-31 2017-06-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Opaque-plastic film on a fiber surface
JP6021877B2 (ja) * 2014-10-22 2016-11-09 国立大学法人京都大学 ゴム組成物及びゴム組成物の製造方法
CN104388017B (zh) * 2014-12-12 2016-10-05 江苏天宇纤维有限公司 一种新型玻璃纤维网栅格及其定型胶
KR101675093B1 (ko) * 2015-04-16 2016-11-11 울산과학기술원 유연성 투명기판의 제조방법 및 이에 의한 유연성 투명기판
WO2016196159A1 (en) * 2015-06-01 2016-12-08 Zverse, Inc. Process for sealing, reinforcing and cosmetically coating cast or 3-d printed gypsum articles
KR102196197B1 (ko) * 2015-09-18 2020-12-29 오지 홀딩스 가부시키가이샤 적층체
JP6639203B2 (ja) * 2015-11-26 2020-02-05 旭化成株式会社 セルロース繊維層を含むシート
KR102114637B1 (ko) 2015-11-30 2020-05-25 오지 홀딩스 가부시키가이샤 시트 및 시트의 제조 방법
JP7052356B2 (ja) * 2016-01-20 2022-04-12 王子ホールディングス株式会社 積層体及び積層体の製造方法
WO2017136714A1 (en) * 2016-02-04 2017-08-10 University Of Maryland, College Park Transparent wood composite, systems and method of fabrication
CA3019292C (en) * 2016-03-31 2019-08-27 Oji Holdings Corporation Method for producing fibrous cellulose, and fibrous cellulose
WO2017209536A1 (ko) * 2016-06-02 2017-12-07 주식회사 아모그린텍 필터여재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 필터모듈
TWI730143B (zh) * 2016-07-08 2021-06-11 日商王子控股股份有限公司 片材
JP6213641B2 (ja) * 2016-09-07 2017-10-18 王子ホールディングス株式会社 微細繊維状セルロース
JP6404382B2 (ja) * 2017-02-28 2018-10-10 大王製紙株式会社 セルロース微細繊維及びその製造方法
CN107221586B (zh) * 2017-05-25 2019-09-20 青岛海信电器股份有限公司 柔性基板及制备方法、qled器件、柔性显示设备
GB201709925D0 (en) * 2017-06-21 2017-08-02 Royal College Of Art Composite structure
US10865317B2 (en) 2017-08-31 2020-12-15 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Low-fluorine compositions with cellulose for generating superhydrophobic surfaces
EP4159916A4 (en) 2020-05-25 2023-09-06 FUJIFILM Corporation COMPOSITION, LEAF-SHAPED MOLDED BODY, ARTIFICIAL LEATHER, AND METHOD FOR PRODUCING LEAF-SHAPED MOLDED BODY
JP6989200B1 (ja) * 2021-10-07 2022-01-05 都インキ株式会社 (半)透明クリアファイル

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3855047A (en) * 1970-07-08 1974-12-17 Minnesota Mining & Mfg Sheet-like nonwoven web and flexible article of polyester and aromatic polyamide staple fibers
JPH07156279A (ja) 1993-12-09 1995-06-20 Asahi Chem Ind Co Ltd 透明なガラス繊維強化樹脂の成形法
JPH08120597A (ja) * 1994-10-20 1996-05-14 Mitsubishi Paper Mills Ltd リサイクル可能な耐水性透明紙および窓開き封筒用フィルム
FR2739383B1 (fr) * 1995-09-29 1997-12-26 Rhodia Ag Rhone Poulenc Microfibrilles de cellulose a surface modifiee - procede de fabrication et utilisation comme charge dans les materiaux composites
JPH09207234A (ja) 1996-02-07 1997-08-12 Sogo Resin Kogyo Kk 透明部を有する繊維強化樹脂製品とその製造方法
WO2002059192A1 (fr) * 2001-01-25 2002-08-01 Fuji Photo Film Co., Ltd. Film d'acylate de cellulose, film d'acylate de cellulose avec couche mince fonctionnelle et procede de preparation de ceux-ci
JP4724814B2 (ja) * 2003-07-31 2011-07-13 国立大学法人京都大学 繊維強化複合材料及びその製造方法並びに配線基板
WO2005012404A1 (ja) 2003-07-31 2005-02-10 Kyoto University 繊維強化複合材料及びその製造方法と、その利用
JP2006048007A (ja) * 2004-06-29 2006-02-16 Fuji Photo Film Co Ltd 光学用セルロースアシレートフィルム、偏光板及び液晶表示装置
JP2006123222A (ja) * 2004-10-26 2006-05-18 Sekisui Film Kk 金属調化粧シート及び化粧金属板

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