纤维复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供可抑制原材料的用量、使制备步骤简化、还可以保持纤维材料的优异功能、高柔软性、低热膨胀的高透明性纤维复合材料。该纤维复合材料是具备平均纤维直径为４－２００ｎｍ、５０μｍ厚度可见光透射率为３％以上的纤维集合体，以及涂布该纤维集合体表面、使其平滑的涂层，该纤维复合材料的５０μｍ厚度可见光透射率为６０％以上。上述纤维集合体中，通过涂层涂布表面，使其平滑，由此可抑制表面的凹凸形状产生的光的散射，可获得高透明的纤维复合材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】技太领域本专利技术涉及，具体来说，涉及在纤维直径比可见光波长还细的纤维集合体上涂布涂层而成的高透明性的。
技术介绍
纤维复合材料通常已知有在玻璃纤维中含浸树脂而成的玻璃纤维增强树脂。通常，该玻璃纤维增强树脂是不透明的，但专利文献1和2中公开了使玻璃纤维的折射率和含浸的基体树脂的折射率一致，可得到透明玻璃纤维增强树脂的方法。本申请人申请的专利文献3中公开通过将基体材料含浸在所谓的微原纤化的纤维材料中，可以得到高透明的纤维复合材料。并提出该微原纤化的纤维材料可以使用将纸浆等植物纤维进行开纤、磨碎处理所得的纤维，或由细菌生成的纤维素和从细菌产物中除去细菌后所得的三维结构的细菌纤维素。专利文献1:日本特开平9-207234号公报专利文献2:日本特开平7-156279号公报专利文献3:日本特开2005-60680号7>才艮
技术实现思路
专利文献1和2中公开的以往的玻璃纤维增强树脂根据使用条件有时不透明。即，物质的折射率具有温度相关性，因此，如果是专利文献1和2中公开的玻璃纤维增强树脂，则在某种温度条件下是透明的，而在与该温度条件不同的条件下为半透明或不透明。另外，折射率根据每种物质不同，具有波长相关性，在可见光波长中，在特定波长下即使使纤维与基体树脂的折射率一致，在可见区的整个区域内折射率也可能存在有偏差的区域，在该区域仍然无法获得透明性。与此相对，专利文献3中公开的纤维复合材料中，通过使用纤维直径为纳米级的纤维素纤维，纤维直径比可见光的波长更短，用折射率与纤维素接近的基体材料含浸于其空隙，由此可以抑制纤维与空隙部分在基体材料界面发生可见光散射，不受温度条件或波长等的影响，可以获得高透明的纤维复合材料。但是，空隙率高的纤维材料中含浸基体材料时，使用的基体材料的量增多。另外，含浸步骤需要较长时间，处理变得较为复杂。并且根据含浸条件不同，有可能必须进行减压或加压等特殊处理。另外，纤维材料为高柔软性、低热膨胀性，具有优异的功能，因此有望在各种领域中应用，但是使基体材料含浸在纤维复合材料中时，纤维材料中的基体材料含量增多，因此柔软性降低，热膨胀性增大，产生纤维材料本身的特性降低的问题。因此，本专利技术的目的在于提供可以抑制原材料的使用量、使制备步骤简化、还可以保持纤维材料的优异功能、高柔软性和低热膨胀的高透明性。用于解决课题的手段本专利技术人为解决上述i果题而设，以以下构成为特征。本专利技术的纤维复合材料的特征在于具备平均纤维直径4-200 nm、50 iim厚可见光透射率为3%以上的纤维集合体，和涂布该纤维集合体表面、使其平滑的涂层；50pm厚的可见光透射率为60%以上。该纤维集合体的空隙率优选为35%以下。上述纤维复合材料中，纤维集合体优选由纤维素纤维构成。该纤维素纤维可以是由植物纤维分离的纤维，该纤维素纤维还可以是将从植物纤维中分离的纤维进行开纤处理所得的，特别是该开纤处理可包含磨碎处理。另外，该纤维素纤维可以进行化学改性和/或物理改性。上述纤维复合材料中，涂层优选为有机高分子材料、无机高分子材料、以及有机高分子和无机高分子的掺混高分子材料中的至少l种或2种以上的组合。该涂层可以是结晶度为10%以下、玻璃化转变温度为11 (TC以上的合成高分子材料，该涂层可以进一步含有无机材料。上述纤维复合材料中，优选涂层的折射率优选1.4-1.7,涂层的50 pm厚可见光透射率为60%以上。上述纤维复合材料中，线性热膨胀系数优选为0.05xl0久5xl(r1。上述纤维复合材料中，优选纤维集合体表面的整个面被涂层涂布。上述纤维复合材料中，优选纤维集合体表面中的未被涂层涂布的部分被被覆材料覆盖。本专利技术的纤维复合材料的制备方法的特征在于在上述纤维集合体的表面涂布可形成上述涂层的涂布用液状物，接着，使该涂布用液状物固化。该涂布用液状物可以是流体状的涂布材料、流体状的涂布材料的原料、使涂布材料流体化的流体化物、使涂布材料的原料流体化的流体化物、涂布材料的溶液、以及涂布材料的原料溶液的1种或2种以上的组合。本专利技术的纤维复合材料的制备方法的特征在于将可形成上述涂层的涂布用层合材料粘贴在上述纤维集合体的表面。专利技术效果本专利技术可提供抑制原料使用量、使制备步骤简化、可保持纤维材料的优异功能、高柔软性、低热膨胀的高透明性的。本专利技术中，将具有纳米级的纤维直径、光线透射率在规定值以上的纤维集合体的表面用涂层涂布，使其平滑，由此可以抑制表面的可见光的散射，可获得高透明的纤维复合材料。只用树脂等涂层涂布纤维集合体的表面，无需向纤维集合体的内部填充树脂等，因此可以减少树脂等的用量，可以抑制原材料的成本。另外，涂布方法可以采用涂布法或层合法等，因此可以使处理步骤简化。只是在纤维集合体的表层设置涂层，无需在纤维集合体内的空隙部分填充其它材料，即可以获得高透明的纤维复合材料，因此可有效发挥纤维集合体的特性 一 一 高柔软性和低热膨胀性。如上所述，本专利技术的纤维复合材料的透明性、高柔软性、低热膨胀等优异，并且通过纤维集合体与涂层的组合，具有各种优异的功能性，因此适合在电子领域、光学领域、结构材料领域、建筑材料领域等各种用途中使用。附图简述附图说明图1是制备例1的纸浆片、制备例2的棉片、以及制备例3的高空隙率的纸浆片换算成50 pm厚度的光线透射率的图表。图2是制备例1的纸浆片的SEM图像，(a)表示广泛区域，(b)表示;改大区》或。图3是制备例2的棉片的SEM图像，(a)表示广泛区域，(b)表示放大区域。图4是实施例1的用透明胶带层合的纸浆片、制备例1的纸浆片、以及仅是透明胶带换算成50 pm厚度的光线透射率的图表。图5是实施例2的旋涂丙烯酸树脂A得到的棉片、比较例1的含浸丙烯酸树脂A得到的棉片、以及只有丙烯酸树脂A的换算成50 (xm厚度的光线透射率的图表。图6是实施例3的旋涂丙烯酸树脂B得到的棉片、比较例2的含浸丙烯酸树脂B得到的棉片、以及只有丙烯酸树脂B的换算成50 |im厚度的光线透射率的图表。图7是实施例4的形成SiN膜、并旋涂丙烯酸树脂A得到的棉片换算成50 pm厚度的光线透射率的图表。图8是用丙烯酸树脂A将制备例1的纸浆片的一半进行涂布所得的片材的数字图像。实施专利技术的最佳方式以下参照附图，详细说明本专利技术的的实施方案。但本专利技术并不受以下实施方案的例举限定。本专利技术的纤维复合材料的特征在于具备平均纤维直径4-200 nm、50 pm厚度可见光透射率为3%以上的纤维集合体，以及涂布该纤维集合体表面、使其平滑的涂层，50pm厚度可见光透射率为60%以上。根据本专利技术的纤维复合材料，通过在平均纤维直径4-200 nm、 50 pm厚度可见光透射率为3%以上的纤维集合体的表面涂布涂层，使其平滑，则由于纤维集合体表面的凹凸形状产生的光散射受到抑制，可以得到50pm厚度可见光透射率为60%以上的高透明性。本专利技术中，通过在纤维复合材料的表面形成涂层，可以获得高透明性，因此与在纤维材料中含浸基体材料的相比，可以抑制涂层的用量，另外，不需要含浸步骤，可以使处理简化。并且，涂层是只涂布纤维集合体的表面，因此纤维集合体的特性难以受到涂层的阻碍，可以充分获得纤维集合体的高柔软性、低热膨胀的优异的特性。本专利技术中，"50 pm厚度可见光透射率"是换算为50 pm厚度时波长400-700 nm的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维复合材料，其特征在于：该纤维复合材料具备平均纤维直径为４－２００ｎｍ、５０μｍ厚度可见光透射率为３％以上的纤维集合体，和涂布上述纤维集合体表面、使其平滑化的涂层，该纤维复合材料的５０μｍ厚度可见光透射率为６０％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢野浩之，能木雅也，阿部贤太郎，伊福伸介，下地规之，奥良彰，奥山优，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，先锋股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]