複合体組成物
【課題】低線膨張係数、高強度、低吸湿膨張係数を有する複合体組成物、及びその成形体を生産効率よく提供すること。
【解決手段】樹脂と繊維状フィラーとを含む複合体組成物であって、前記繊維状フィラーの平均繊維径が４〜１０００ｎｍであることを特徴とする複合体組成物でり、好ましくは繊維状フィラーがセルロース繊維で、化学処理及び/又は機械的処理により微細化して得られた繊維であり、セルロース繊維の水酸基の一部がアルデヒド又は/及びカルボキシル基に酸化されている複合体組成物。
【解決手段】樹脂と繊維状フィラーとを含む複合体組成物であって、前記繊維状フィラーの平均繊維径が４〜１０００ｎｍであることを特徴とする複合体組成物でり、好ましくは繊維状フィラーがセルロース繊維で、化学処理及び/又は機械的処理により微細化して得られた繊維であり、セルロース繊維の水酸基の一部がアルデヒド又は/及びカルボキシル基に酸化されている複合体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂と繊維状フィラーとからなる複合体組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂の熱線膨張係数の低減、または弾性率、曲げ強度等の機械的強度を上げるために球状フィラーや繊維状フィラーを配合することが広く行われている。近年従来のマクロフィラーに代わる材料としてシリカ微粒子や金属微粒子等の球状の微粒子や、棒状のウィスカータイプのナノサイズフィラーに関する研究が盛んである。しかしながらこれらのフィラーに対し、繊維状のナノ材料についてについての研究は報告が少ない。
【０００３】
近年セルロースを利用したプラスチック代替品は多く報告されている。例えばセルロースを高圧ホモジナイザーと呼ばれる極めて高い圧力でフィブリル状物質を高度に微細化して得られたセルロースミクロフィブリル充填材として利用する方法、その他マイクロフリュイダイザー法、グラインダー法、凍結乾燥法、強せん弾力混練法、ボールミル粉砕法によりダウンサイジングしたミクロフィブリルを充填材として利用する複合体があげられる。これらの充填材を用いると比較的強度の高い成形体が得られるという報告がされている。（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら従来のミクロフィブリル化方法ではダウンサイジング処理に多大なエネルギーを要しコスト的に不利であると同時に、得られる微細化繊維の繊維系にも分布が存在し、微細化の程度も不完全であり、１μｍ以上の太い繊維も若干残ることがあるため、ミクロフィブリル繊維径や密度に分布が存在し、成形品の強度の絶対値の低下やばらつきが生じることがある。
【０００５】
特許文献２に記載されているように菌が生成するバクテリアセルロースを用いて透明で低線膨張率を有する繊維強化複合材料が得られることが知られている。しかしながら前述の機械的にセルロースミクロフィブリルを得る場合と同様、生産速度が遅く工業的観点から考えると必ずしも有利とはいえない。
また、得られた材料は吸水率が高く吸水による物性変動が大きいという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０１６９５号公報
【特許文献２】特開２００５−６０６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、低線膨張係数、高強度、低吸湿膨張係数を有する複合体組成物、及びその成形体を生産効率よく提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の通りである。
（１）樹脂と繊維状フィラーとを含む複合体組成物であって、該繊維状フィラーの平均繊維径が４〜１０００ｎｍであることを特徴とする複合体組成物。
（２）前記繊維状フィラーがセルロース繊維である（１）記載の複合体組成物。
（３）前記セルロース繊維が化学処理及び/又は機械的処理により微細化し得られた繊維である（１）又は（２）記載の複合体組成物。
（４）前記セルロース繊維の水酸基の一部がアルデヒド及び/又はカルボキシル基に酸化されている（２）又は（３）記載の複合体組成物。
（５）前記セルロース繊維が天然セルロースを原料とし、水中においてＮ−オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより前記天然セルロースを酸化して得られたセルロースである（２）〜（４）いずれか記載の複合体組成物。
（６）前記樹脂が、可塑性樹脂、及び/又は硬化性樹脂である（１）〜（５）記載の複合体組成物。
（７）前記樹脂がエポキシ樹脂を含む（１）〜（６）記載の複合体組成物。
（８）前記樹脂がフェノール樹脂を含む（１）〜（７）記載の複合体組成物。
（９）前記樹脂がカップリング剤及び/又は該カップリング剤の加水分解物を含むものである（１）〜（８）記載の複合体組成物。
（１０）前記カップリング剤がアルコキシシラン又はアルコキシチタンである（９）記載の複合体組成物。
（１１）前記繊維状フィラーの含有率が０．１〜９９．９重量％である（１）〜（１０）記載の複合体組成物。
（１２）（１）〜（１１）記載の複合体組成物を成形してなる、厚みが１０μｍ〜５００μｍである複合体。
（１３）全光線透過率が７０％以上である（１２）記載の複合体。
（１４）３０℃から１５０℃における熱線膨張係数が０．４〜５０ｐｐｍ／℃以下である（１２）又は（１３）記載の複合体。
（１５）湿度膨張係数が１００ｐｐｍ/湿度％以下である（１２）〜（１４）記載の複合体。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の複合体組成物によれば、成形後に耐熱性、力学特性に優れており、かつ、熱による変化量が小さいという特性を有する複合体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の複合体組成物は、樹脂と繊維状フィラーとを含む。
【００１１】
本発明で用いる繊維の平均繊維径は、４〜１０００ｎｍであり、４〜３００ｎｍであることが好ましく、４〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００１２】
本発明において用いられる繊維の長さについては特に限定されないが、繊維の平均長さが１００ｎｍ以上であれば補強効果が得られやすく、強度の向上が図れる。
【００１３】
ここで平均繊維径の解析は次のようにして行う。固形分率で０．０５重量〜０．１重量％の繊維状フィラーの分散体を調製し、該分散体を、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。また、大きな繊維径の繊維を含む場合には、ガラス上へキャストした表面のＳＥＭ像を観察してもよい。構成する繊維の大きさに応じて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。この際に、得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定した場合に少なくとも軸に対し、２０本以上の繊維が軸と交差するような試料および観察条件（倍率等）とする。この条件を満足する観察画像に対し、１枚の画像当たり縦横２本ずつの無作為な軸を引き、軸に交錯する繊維の繊維径を目視で読み取っていく。こうして最低３枚の重なっていない表面部分の画像を電子顕微鏡で撮影し、各々２つの軸に交錯する繊維の繊維径の値を読み取る（したがって、最低２０本×２×３＝１２０本の繊維径の情報が得られる）。こうして得られた繊維径のデータにより平均繊維径を算出する。
【００１４】
本発明で用いる繊維状フィラーがセルロース繊維である場合、原料であるセルロースは針葉樹や広葉樹から得られる精製パルプ、コットンリンターやコットンリントより得られるセルロース、バロニアやシオグサなどの海草より得られるセルロース、ホヤより得られるセルロース、バクテリアの生産するセルロースなどの天然セルロースを微細化した再生セルロースを使用することが出来る。しかしながら特に低線膨張率や力学強度の観点からは高結晶性のものが好ましく、その点で再生セルロースよりも天然セルロースより得られる繊維を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明で用いるセルロース繊維を得る方法としては特に限定されず公知の方法を使用することが出来、例えば媒体撹拌ミル処理装置、振動ミル処理装置、高圧ホモジナイザー処理装置、超高圧ホモジナイザー処置装置などの繊維をバラバラにする機能を有する装置を用いて繰り返し処理する方法がある。また、エレクトロスピニング法、スチームジェット法、ＡＰＥＸ（登録商標）技術（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｇｒｏｕｐ.Ｉｎｃ）法などを採用することが出来るが、エネルギー効率などを考えると、以下に示す化学的に処理する方法で微細繊維を作製することが最も好ましい。
【００１６】
すなわち、天然セルロースを原料とし、水中においてＮ−オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより該天然セルロースを酸化して反応物繊維を得る酸化反応工程、不純物を除去して水を含浸させた反応物繊維を得る精製工程、および水を含浸させた反応物繊維を溶媒に分散させる分散工程の３つの工程により得たナノセルロースファイバーを作成する方法である。以下に各工程について詳細に説明する。
【００１７】
まず、酸化反応工程では、水中セルロースを分散させた分散液を調製する。ここで、用いるセルロースは叩解等の表面積を高める処理を施すことが好ましい。反応効率を高めることができ、生産性を高めることができるからである。さらに、セルロースとして、単離、精製の後、ネバードライで保存していたものを使用するとミクロフィブリルの集束体が膨潤し易い状態であるため、やはり反応効率を高め、微細化処理後の数平均繊維径を小さくすることができ、好ましい。反応におけるセルロースの分散媒は水であり、反応水溶液中のセルロース濃度は、試薬の十分な拡散が可能な濃度であれば任意であるが、通常、反応水溶液の重量に対して約５％以下である。
【００１８】
また、セルロースの酸化触媒として使用可能なＮ−オキシル化合物は数多く報告されている（「Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」Ｖｏｌ．１０、２００３年、第３３５〜３４１ページにおけるＩ． Ｓｈｉｂａｔａ及びＡ． Ｉｓｏｇａｉによる「ＴＥＭＰＯ誘導体を用いたセルロースの触媒酸化：酸化生成物のＨＰＳＥＣ及びＮＭＲ分析」と題する記事）が、特にＴＥＭＰＯ（２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジン−Ｎ−オキシル）、４−アセトアミド−ＴＥＭＰＯ、４−カルボキシ−ＴＥＭＰＯ、及び４−フォスフォノオキシ−ＴＥＭＰＯは水中常温での反応速度において好ましい。これらＮ−オキシル化合物の添加は触媒量で十分であり、好ましくは０．１〜４ｍｍｏｌ／ｌ、さらに好ましくは０．２〜２ｍｍｏｌ／ｌの範囲で反応水溶液に添加する。
【００１９】
共酸化剤として、次亜ハロゲン酸またはその塩、亜ハロゲン酸またはその塩、過ハロゲン酸またはその塩、過酸化水素、および過有機酸などが本発明において使用可能であるが、好ましくはアルカリ金属次亜ハロゲン酸塩、たとえば、次亜塩素酸ナトリウムや次亜臭素酸ナトリウムである。次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、臭化アルカリ金属、たとえば臭化ナトリウムの存在下で反応を進めることが反応速度において好ましい。この臭化アルカリ金属の添加量は、Ｎ−オキシル化合物に対して約１〜４０倍モル量、好ましくは約１０〜２０倍モル量である。
【００２０】
反応水溶液のｐＨは約８〜１１の範囲で維持されることが好ましい。水溶液の温度は約４〜４０℃において任意であるが、反応は室温で行うことが可能であり、特に温度の制御は必要としない。
【００２１】
本発明に使用する微細セルロース繊維を得るために必要なカルボキシル基量は天然セルロース種により異なり、カルボキシル基量が多いほど、微細化処理後の最大繊維径、及び数平均繊維径は小さくなる。たとえば、木材系パルプおよび綿系パルプでは０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、ＢＣやホヤからの抽出セルロースでは０．１〜０．８ｍｍｏｌ／ｇの範囲でカルボキシル基が導入されて微細化は進む。従って、酸化の程度を共酸化剤の添加量と反応時間により制御し、天然セルロース種に応じた酸化条件を最適化することで、目的とするカルボキシル基量を得ることが好ましい。一般に共酸化剤の添加量は、天然セルロース１ｇに対して約０．５〜８ｍｍｏｌの範囲で選択することが好ましく、反応は約５〜１２０分、長くとも２４０分以内に完了する。
【００２２】
精製工程に於いては、未反応の次亜塩素酸や各種副生成物等の反応スラリー中に含まれる反応物繊維と水以外の化合物を系外へ除去するが、反応物繊維は通常、この段階ではナノファイバー単位までばらばらに分散しているわけではないため、通常の精製法、すなわち水洗とろ過を繰り返すことで高純度（９９重量％以上）の反応物繊維と水の分散体とする。該精製工程における精製方法は遠心脱水を利用する方法（例えば、連続式デカンダー）のように、上述した目的を達成できる装置であればどんな装置を利用しても構わない。こうして得られる反応物繊維の水分散体は絞った状態で固形分（セルロース）濃度としておよそ１０重量％〜５０重量％の範囲にある。この後の工程で、ナノファイバーへ分散させることを考慮すると、５０重量％よりも高い固形分濃度とすると、分散に極めて高いエネルギーが必要となることから好ましくない。
【００２３】
さらに、上述した精製工程にて得られる水を含浸した反応物繊維（水分散体）を溶媒中に分散させ分散処理を施すことにより、本発明の微細セルロース繊維の分散体として提供することができる。
ここで、分散媒としての溶媒は通常は水が好ましいが、水以外にも目的に応じて水に可溶するアルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール、グリセリン等）、エーテル類（エチレングリコールジメチルエーテル、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン）やＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド等を使用してもよい。また、これらの混合物も好適に使用できる。さらに、上述した反応物繊維の分散体を溶媒によって希釈、分散する際には、少しづつ溶媒を加えて分散していく、段階的な分散を試みると効率的にナノファイバーレベルの繊維の分散体を得ることができることがある。操作上の問題から、分散工程後の状態は粘性のある分散液あるいはゲル状の状態となるように分散条件を選ぶとよい。
【００２４】
次に、分散工程で使用する分散機としては、種々なものを使用することができる。具体例を示せば、反応物繊維における反応の進行度（アルデヒド基やカルボキシル基への変換量）にも依存するが、好適に反応が進行する条件下では、スクリュー型ミキサー、パドルミキサー、ディスパー型ミキサー、タービン型ミキサー等の工業生産機としての汎用の分散機で十分に微細セルロース繊維の分散体を得ることができる。しかし、高速回転下でのホモミキサー、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、超音波分散処理、ビーター、ディスク型レファイナー、コニカル型レファイナー、ダブルディスク型レファイナー、およびグラインダーのようなより強力で叩解能力のある装置を使用することにより、より効率的かつ高度なダウンサイジングが可能となる。さらに、これらの装置を使用することにより、アルデヒド基やカルボキシル基の量が比較的小さい場合（例えば、アルデヒド基やカルボキシル基のセルロースに対する総和量として、０．１〜０．５ｍｍｏｌ／ｇ）にも高度に微細化された微細セルロース繊維の分散体を提供できる。
【００２５】
次に、微細セルロース繊維を媒体中に分散させた分散体から、微細セルロース繊維を製造する方法について説明する。
上述した微細セルロース繊維の分散体を乾燥させることによって微細セルロース繊維を製造することができる。
ここで乾燥には、例えば、分散体の溶媒が水である場合には凍結乾燥法、分散体の溶媒が水と有機溶媒の混合溶液である場合には、ドラムドライヤーによる乾燥や場合によってはスプレイドライヤーによる噴霧乾燥を好適に使用することができる。また、上述した微細セルロースの分散体の中にバインダーとして水溶性高分子（ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、デンプン、天然ガム類等）や糖類（グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、トレハロース等）のような極めて沸点が高くしかもセルロースに対して親和性を有する化合物を混入させておくことにより、ドラムドライヤーやスプレイドライヤーのような汎用の乾燥法でも再度溶媒中にナノファイバーとして分散できる微細セルロース繊維を得ることができる。この場合には、分散体中に添加するバインダーの量は、反応物繊維に対して１０重量％〜８０重量％の範囲にあることが望ましい。
【００２６】
該微細セルロース繊維は再び、溶媒（水や有機溶媒あるいはその混合溶液）中へ混入し、適当な分散力（例えば、上述した微細セルロース繊維の分散体の製造における分散工程で使用する各種分散機を用いた分散）を加えることにより微細セルロース繊維の分散体とすることができる。
【００２７】
本発明に使用する微細セルロース繊維は、セルロースの水酸基の一部がカルボキシル基またはアルデヒド基に酸化されており、且つセルロースＩ型結晶構造を有することが好ましい。これは、微細セルロース繊維が、Ｉ型結晶構造を有する天然由来のセルロース固体原料を表面酸化し微細化した繊維であることを意味する。
【００２８】
該微細セルロース繊維がＩ型結晶構造であることは、その広角Ｘ線回折像測定により得られる回折プロファイルにおいて、２シータ＝１４〜１７°付近と２シータ＝２２〜２３°付近の二つ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。さらに、微細セルロース繊維のセルロースにアルデヒド基あるいはカルボキシル基が導入されていることは、水分を完全に除去したサンプルにおいて全反射式赤外分光スペクトル（ＡＴＲ）においてカルボニル基に起因する吸収（１６０８ｃｍ−１付近）が存在することにより確認することができる。特に、酸型のカルボキシル基（ＣＯＯＨ）の場合には、上記の測定において１７３０ｃｍ−１に吸収が存在する。
【００２９】
微細なセルロース繊維は、上述した理由により、セルロースに存在するカルボキシル基とアルデヒド基の量の総和が多いほうがより微小な繊維径として安定に存在し得る。たとえば木材パルプや綿パルプの場合、微細なセルロース繊維に存在するカルボキシル基とアルデヒド基の量の総和がセルロース繊維の重量に対し、０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．５〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、さらに好ましくは０．８〜２．２ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての安定性に優れた繊維として提供することができる。また、ＢＣやホヤからの抽出セルロースのような比較的ミクロフィブリルの繊維径が太いセルロースの場合（平均径が数１０ｎｍのオーダー）には、該総和量は０．１〜０．８ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての安定性に優れた繊維として提供できる。該総和量が０．１ｍｍｏｌ／ｇよりも小さい場合には、従来知られている微細化されたセルロース繊維との物性上の差異（例えば、分散体における分散安定化効果）も小さくなると同時に、微小な繊維径の繊維として得られ難くなるため、好ましくない。
【００３０】
さらに、ノニオン性の置換基であるアルデヒド基に対し、カルボキシル基が導入されることにより、電気的な反発力が生まれ、ミクロフィブリルが凝集を維持せずにばらばらになろうとする傾向が増大するため、ナノファイバーとしての安定性はより増大する。たとえば木材パルプや綿パルプの場合、微細なセルロース繊維に存在するカルボキシル基の量がセルロース繊維の重量に対し、０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．４〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、さらに好ましくは０．６〜２．２ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての極めて安定性に優れた繊維として提供することができる。また、ＢＣやホヤからの抽出セルロースのような比較的ミクロフィブリルの繊維径が太いセルロースの場合には、カルボキシル基の量は０．１〜０．８ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての安定性に優れた繊維として提供できる。
【００３１】
ここで、セルロース繊維の重量に対するセルロースのアルデヒド基およびカルボキシル基の量（ｍｍｏｌ／ｇ）は、以下の手法により評価する。
乾燥重量を精秤したセルロース試料から０．５〜１重量％スラリーを６０ｍｌ調製し、０．１Ｍの塩酸水溶液によってｐＨを約２．５とした後、０．０５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して電気伝導度測定を行う。測定はｐＨが約１１になるまで続ける。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量（Ｖ）から、下式を用いて官能基量１を決定する。該官能基量１がカルボキシル基の量を示す。
官能基量（ｍｍｏｌ／ｇ）＝Ｖ（ｍｌ）×０．０５／セルロースの質量（ｇ）次に、セルロース試料を、酢酸でｐＨを４〜５に調製した２％亜塩素酸ナトリウム水溶液中でさらに４８時間常温で酸化し、上記手法によって再び官能基量２を測定する。この酸化によって追加された官能基量（＝官能基量２−官能基量１）を算出し、アルデヒド基量とする。
【００３２】
本発明で用いられる樹脂としては公知のものを使用でき硬化性樹脂、可塑性樹脂、水溶性樹脂等、特に限定されるものではない。
【００３３】
水溶性樹脂としては水に溶解すれば熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、天然高分子等、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等の合成高分子、デンプン類、アルギン酸類とうの多糖類、木材の構成成分であるヘミセルロース、ゼラチン、ニカワ、カゼインをはじめとするたんぱく質等の天然高分子などが挙げられる。
【００３４】
熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトン、ポリプロピルラクトン等のポリエステル、ポリエチレングリコール等のポリエーテル、ポリグルタミン酸、ポリリジン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、デンプン類、アルギン酸等の多糖類、木材の構成成分であるリグニンやヘミセルロース、ゼラチン、ニカワ、カゼインをはじめとするたんぱく質等の天然高分子等を用いることが出来る。
【００３５】
硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、デンプン類、アルギン酸等の多糖類、ヘミセルロース、ゼラチン、ニカワ、カゼインをはじめとするたんぱく質等の天然高分子等が挙げられる。
【００３６】
本発明に使用するフェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を１つ以上有する化合物が含まれ、ノボラックやビスフェノール類、ナフトールやナフトールを分子内に有する樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、ジメチレンエーテル型レゾール、メチロール型フェノール等のレゾール樹脂、前記樹脂等をさらにメチロール化させた化合物、フェノール性水酸基を１つ以上含むリグニンやリグニン誘導体、リグニン分解物、さらにリグニンやリグニン誘導体、リグニン分解物を変性したもの、あるいはこれらを石油資源から製造されたフェノール樹脂とを混合したした物を含むものである。また前記水溶性高分子、熱可塑性樹脂及び硬化性樹脂はそれぞれ個々に用いることが出来、また、２つ以上を組み合わせて用いることも出来る。
【００３７】
本発明に使用するエポキシ樹脂は、少なくとも1個のエポキシ基を有する有機化合物をいう。例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型のエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、またはこれらの水添化物、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート骨格を有するエポキシ樹脂、カルド骨格を有するエポキシ樹脂、ポリシロキサン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式多官能エポキシ樹脂、水添ビフェニル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３８】
本発明に使用するカップリング剤としては公知のものを使用でき、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニウム系カップッリング剤、アルミニウム系カップリング剤などを挙げることができる。前記シランカップリング剤は少なくともケイ素原子を１個以上、アルコキシ基を１個以上含んでいることが好ましい。それ以外の官能基としてはエポキシ基、あるいはエポキシシクロヘキシル基、アミノ基、水酸基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、フェニル基、スチリル基、イソシアネート基などが挙げられる。尚、本発明においては前記カップリング剤と同等の効果が得られることから、アルコキシ基を４個含むテトラアルコキシシランもシランカップリング剤に含まれる。
【００３９】
シランカップリング剤の具体例としてはテトラアルコキシシラン化合物、メチルトリアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシランなどのアルキル基含有アルコキシシラン化合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、３−グリシドプロピルメチルジアルコキシシラン、および２−（３，４−エポキシシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランなどのエポキシシラン化合物、３−アミノプロピルトリアルコキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリアルコキシシランなどのアミノアルコキシシラン化合物、３−アクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランなどの（メタ）アクリルアルコキシシラン化合物、ビニルトリアルコキシシランなどのビニルアルコキシシラン化合物、フェニルトリアルコキシシラン、ジフェニルジアルコキシシラン、４−ヒドロキシフェニルトリアルコキシシランなどのフェニル基含有のトリアルコキシシラン化合物、３−イソシアネートプロピルトリアルコキシシランなどのスチリル基含有アルコキシシラン化合物などが例示される。これらの中でも、テトラアルコキシシラン化合物、アルキル基含有アルコキシシラン化合物、フェニル基含有アルコキシシラン化合物が耐水性を高める効果が高く好ましい。
【００４０】
チタン系の具体例としては、アルコキシシラン化合物と同様の置換基を有するアルコキシチタン化合物が挙げられる。例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルフォニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロフォスフェート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルフォスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルフォスファイト）チタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルフォスフェート）チタネート、イソプロピルトリクシルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）エチレンチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシル）フォスファイトチタネートなどが挙げられる。
【００４１】
前記カップリング剤としては加水分解物を用いても構わない。カップリング剤又は加水分解物の選択は分散媒等との相溶性、加水分解物の安定性などを勘案し、適宜選択すればよく、加水分解物は酢酸水溶液など酸性水溶液をカップリング剤とを撹拌混合することにより容易に作成することが出来る。また、アルコキシド基を加水分解したものでなくても、分子構造が前記カップリング剤の加水分解物と同一であれば本発明に含まれる。
【００４２】
本発明における複合体組成物においては微細繊維の重量分率が０．１％から９９．９％であることが好ましく、０．１％から７５％であることがさらに好ましい。尚、配合量は特に限定されるものではなく樹脂組成物を成形した際に必要とされる特性に応じて配合することができる。繊維状フィラーの特性を反映させたい場合は繊維状フィラーの配合量を増加させ、樹脂の特性を反映させたい場合は樹脂の配合量を増加させることが出来る。
【００４３】
本発明の複合体組成物を太陽電池用基板、有機ＥＬ用基板、電子ペーパー用基板、液晶表示素子用プラスチック基板として用いる場合、全光線透過率が７０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８０％以上であり、最も好ましくは８８％以上である。
【００４４】
本発明の複合体組成物を、光学用途、すなわち透明板、光学レンズ、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルタ用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル、光学素子、光導波路、ＬＥＤ封止材等として用いる場合は、３０〜１５０℃の平均熱線膨張係数が５０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｐｐｍ／℃以下である。特にシート状のアクティブマトリックス表示素子基板に用いる場合は、前記平均熱線膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｐｐｍ／℃以下である。上限値を超えると、製造工程において反りやアルミ配線の断線などの問題が生じる恐れがあるからである。
【００４５】
本発明の複合体組成物を液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルタ用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル等として用いる場合、湿度膨張係数は好ましくは１００ｐｐｍ/湿度％以下であり、より好ましくは５０ｐｐｍ/湿度％以下でありさらに好ましくは３０ｐｐｍ/湿度％以下である。
【００４６】
本発明の複合体組成物を、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル等として用いる場合、基板の厚さは１０〜２０００μｍであることが好ましく、２０〜２００μｍであるのがより好ましい。基板の厚さがこの範囲内にあれば、平坦性に優れ、ガラス基板と比較して、基板の軽量化を図ることができる。
【００４７】
本発明の複合体組成物を光学シートとして用いる場合、平滑性向上のために両面に樹脂のコート層を設けてもよい。コートする樹脂としては、優れた透明性、耐熱性、耐薬品性を有していることが好ましく、具体的には多官能アクリレートやエポキシ樹脂などをあげることができる。コート層の厚みは０.１〜５０μｍが好ましく、０.５〜３０μｍであるのがより好ましい。
【００４８】
本発明の複合体組成物から得た光学シートを特に表示素子用プラスチック基板として用いる場合には、必要に応じて水蒸気や酸素に対するガスバリア層や透明電極層を設けてもよい。
【００４９】
本発明の複合体組成物において硬化性樹脂を用いた場合、硬化させる方法は特に限定されないが、酸無水物や脂肪族アミン等の架橋剤、またはカチオン系硬化触媒若しくはアニオン系硬化触媒等の硬化促進剤を添加することができる。
【００５０】
カチオン系硬化触媒としては、例えば加熱によりカチオン重合を開始させる物質を放出するもの、例えばオニウム塩系カチオン硬化触媒、またはアルミニウムキレート系カチオン硬化触媒）や、活性エネルギー線によってカチオン重合を開始させる物質を放出させるもの（例えばオニウム塩系カチオン系硬化触媒等）が挙げられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩として三新化学工業製のＳＩ-６０Ｌ、ＳＩ-８０Ｌ、ＳＩ-１００Ｌ、旭電化工業製のＳＰ-６６やＳＰ-７７等のヘキサフルオロアンチモネート塩挙げられ、アルミニウムキレートとしてはエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）等が挙げられ、三フッ化ホウ素アミン錯体としては、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素イミダゾール錯体、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体等が挙げられる。
【００５１】
アニオン系硬化促進剤としては１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン等の三級アミン類、２−エチル−４−メチルイミダゾールや１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のリン化合物、四級アンモニウム塩、有機金属塩類、およびこれらの誘導体等があげられ、これらのなかでも透明性が優れることからリン化合物や１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類が好ましい。これら硬化促進剤は、単独で用いても２種以上を併用して用いても良い。
【００５２】
本発明の複合体組成物には、必要に応じて、熱可塑性又は熱硬化性のオリゴマーやポリマーを併用することができる。本発明の複合体組成物中には、必要に応じて特性を損なわない範囲で、少量の酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤等を含んでいても良い。
【００５３】
本発明の複合体組成物は任意の方法により各成分を混合することにより得ることができる。例えば樹脂と繊維状フィラーをそのまま混合する方法が挙げられる。必要に応じて過熱して混合してよい。しかしながら溶剤を用いて繊維状フィラーの分散溶液にし、均一分散液を得、後に脱溶媒する方法を用いると、繊維状フィラー分散性に優れた複合体組成物を得ることができる。用いる溶剤としては例えば繊維状フィラーの分散性を維持でき、かつ樹脂及び/又はカップリング剤を溶解できる溶剤を用いて均一に混合することも出来る。溶剤としては特に限定されないが例えば水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセルソルブ、テトラヒドロフラン、ペンタエリスリトール、ジメチルスルホキサイド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが挙げられる。これらを単独若しくは２種類以上を混合して用いることもできる。また、元の分散媒の分極率を目的の分散媒の極性へと徐々に変化させ、繊維状フィラーを異なる極性の分散媒に分散することも可能である。
【００５４】
さらに、本発明の複合体組成物を太陽電池用基板、有機ＥＬ用基板、電子ペーパー用基板、液晶表示素子用プラスチック基板等の所定の厚みを有するシートを得る方法としては特に限定されない。例えば樹脂及び繊維状フィラーからなる複合体組成物をそのままシート化する方法や、繊維状フィラーの分散媒を流延して溶媒を除去し、繊維状フィラーのシートを得、後に樹脂を含浸させる方法、または樹脂と繊維状フィラーと分散溶媒からなる溶液を流延して溶媒を除去しシートを得る方法が挙げられる。
【００５５】
そのようなプロセスにおいて好ましい態様の一つとしては樹脂と繊維状フィラーとを予め溶媒分散した分散液をろ紙、メンブレンフィルター又は抄網などに流延し、分散媒等のその他成分を濾別及び/又は乾燥し、複合体組成物からなるシートを得る方法である。尚、前記濾別乾燥工程においては作業効率を高めるため減圧下、加圧下で行っても構わない。連続的に形成する場合には、製紙業界で使用される抄紙機を用いて薄層シートを連続的に形成する方法も含まれる。
【００５６】
流延してシートを作製する場合、濾別及び/又は乾燥後に形成されたシートが容易に剥離する基材を選択することが好ましく、金属性の基材、樹脂性の基材などが考えられる。金属製基材としてはステンレス製基材、真ちゅう製基材、亜鉛製基材、銅製基材、鉄製基材などが挙げられ、樹脂製基材としてはアクリル性基材、フッ素系基材、ポリエチレンテレフタレート製基材、塩化ビニル製基材、ポリスチレン性基材、ポリ塩化ビニリデン製基材が例示できる。
【実施例】
【００５７】
本発明を実施例に基づいて説明する。
【００５８】
［微細セルロース繊維の作製］
（作製例１）
乾燥重量で２ｇ相当分の未乾燥のパルプ（主に１０００ｎｍを超える繊維径の繊維から成る）、０．０２５ｇのＴＥＭＰＯ（２,２,６,６‐テトラメチル−１−ピペリジン−Ｎ−オキシル）および０．２５ｇの臭化ナトリウムを水１５０ｍｌに分散させた後、１３重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、１ｇのパルプに対して次亜塩素酸ナトリウムの量が２．５ｍｍｏｌとなるように次亜塩素酸ナトリウムを加えて反応を開始した。反応中は０．５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してｐＨを１０．５に保った。ｐＨに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なし、反応物をガラスフィルターにてろ過した後、十分な量の水による水洗、ろ過を５回繰り返し、固形分量２５重量％の水を含浸させた反応物繊維を得た。
【００５９】
次に、該反応物繊維に水を加え、２重量％スラリーとし、回転刃式ミキサーで約５分間の処理を行った。処理に伴って著しくスラリーの粘度が上昇したため、少しづつ水を加えていき固形分濃度が０．２重量％となるまでミキサーによる分散処理を続けた。
この分散体を親水処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャスト後、２％ウラニルアセテートでネガティブ染色しＴＥＭ観察した。最大繊維径が１０ｎｍかつ、数平均繊維径が６ｎｍであった。また、乾燥させて得られた透明な膜状のセルロースの広角Ｘ線回折像から、セルロースＩ型結晶構造を有するセルロースから成ることが示され、また同じ膜状セルロースのＡＴＲスペクトルのパターンからカルボニル基の存在が確認され、上述した方法により評価したセルロース中のアルデヒド基の量およびカルボキシル基の量はそれぞれ０．３１ｍｏｌ/ｇ、および０．９７ｍｏｌ/ｇであった。
【００６０】
（実施例１）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、メタノールで5回置換した。さらにセルロースナノファイバーメタノール分散液を減圧濾過してメタノールを除去し熱カチオン触媒であるＳＩ−１００Ｌを１重量部含有する脂環式エポキシモノマー９０重量部で置換する作業をさらに5回繰り返した。このセルロースナノファイバー分散エポキシ樹脂（セルロース固形分量１０重量％）を注型し１００℃で２時間、さらに１５０℃で２時間加熱硬化し、厚み１ｍｍの複合体硬化物を得た。得られた硬化物を幅１０ｍｍに切断し、曲げ強度測定用テストピースを作成した。曲げ強度を測定すると４８Ｎであった。
【００６１】
（実施例２）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、さらに凍結乾燥し微細セルロース繊維を得た。フェノールノボラック樹脂８５重量部、ヘキサメチレンテトラミン１５重量部に微細セルロース繊維を１５重量部添加し、ミキサーで3分間混合した。１００℃の２本の加熱ロールにより混練して、熱硬化性樹脂成形材料を得た。得られた成形材料を圧縮成形で１２５℃で2時間、１５０℃で2時間硬化させ厚み１ｍｍ、幅１０ｍｍのテストピースを作成した。曲げ強度を測定すると６０Ｎであった。
【００６２】
（実施例３）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２％）にテトラエトキシシランをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は９０％、熱線膨張係数は１１ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２６ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６３】
（実施例４）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２％）にフェニルトリエトキシシランをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は８９％、熱線膨張係数は１０ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２３ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６４】
（実施例５）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２０％）に３‐グリシドキシプロピルトリエトキシシランをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は８８％、熱線膨張係数は１１ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２５ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６５】
（実施例６）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２％）にチタンアルコキサイドをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は８８％、熱線膨張係数は１２ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２７ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６６】
（比較例１）
亜硫酸漂白針葉樹パルプを水に膨潤後、ミキサーで細かく分散した。得られた短繊維パルプ分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、メタノールで５回置換した。さらに短繊維パルプメタノール分散液を減圧濾過してメタノールを除去し、熱カチオン触媒であるＳＩ−１００Ｌを１重量部含有する脂環式エポキシモノマー９０重量部で置換する作業をさらに５回繰り返した。この短繊維パルプ分散エポキシ樹脂（セルロース固形分量１０重量％）を注型し１００℃で２時間、さらに１５０℃で２時間加熱硬化し、厚み１ｍｍの複合体硬化物を得た。得られた硬化物を幅１０ｍｍに切断し、曲げ強度測定用テストピースを作成した。曲げ強度は２８Ｎであった。
【００６７】
（比較例２）
亜硫酸漂白針葉樹パルプを水に膨潤後、ミキサーで細かく分散した。得られた短繊維パルプ分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、さらに凍結乾燥し微細セルロース繊維を得た。フェノールノボラック８５重量部、ヘキサメチレンテトラミン１５重量部に微細セルロース繊維を１５重量部添加し、ミキサーで３分間混合した。１００℃の２本の加熱ロールにより混錬して熱硬化性成形材料を得た。得られた成形材料を圧縮成形で１２５℃で２時間、１５０℃で2時間硬化させ厚み１ｍｍの複合体硬化物を得た。得られた硬化物を幅１０ｍｍに切断し、曲げ強度測定用テストピースを作成した。曲げ強度を測定すると４０Ｎであった。
【００６８】
（比較例３）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０，１５％）を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は９１％、熱線膨張係数は１０ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は１２５ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６９】
特性評価方法は、以下の通りである。
a）成形品の曲げ強度はＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠し、伸展間距離３６ｍｍ、クロスヘッド速度１ｍｍ/分、２３℃、相対湿度６０％下で（株）オリエンテック社製ＵＣＴ−３０Ｔ型テンシロンで測定した。
【００７０】
ｂ)熱線膨張係数
セイコー電子(株)製ＴＭＡ／ＳＳ１２０Ｃ型熱応力歪測定装置を用いて、窒素雰囲気下、１分間に５℃の割合で温度を３０℃から１５０℃まで上昇させた後、一旦０℃まで冷却し、再び１分間に５℃の割合で温度を上昇させて３０℃〜１５０℃の時の値を測定して求めた。荷重を５ｇにし、引張モードで測定を行った。
【００７１】
ｃ）光線透過率
分光光度計Ｕ３２００（島津製作所製）で全光線透過率を測定した。
【００７２】
ｄ）吸湿膨張係数
得られたフィルムに寸法測定の基準となる２点を描き室温２３℃、湿度６０％の雰囲気下に２４時間放置し、その後１００℃の乾燥機に３時間入れて乾燥した。
乾燥後直ちに予め描いた２点間の距離を３次元測長機で測定した（このときの２点間の距離を基準とした）。乾燥後のフィルムを再度室温２３℃、湿度６０％の雰囲気下に２４時間放置した後、予め描いた２点間の距離を３次元測長機で測定し基準距離からの寸法変化率を算出した。さらに乾燥後の見かけの湿度を０％とし、湿度０％から６０％の範囲における湿度１％あたりの湿度膨張係数を算出した。
【００７３】
上記測定の結果を表１に示す。本発明の複合組成物は従来の繊維状フィラーと比較し、強度で寸法安定性が高く、優れていることが分かる。
また、本発明の繊維状フィラーとカップリング剤及び／又は該カップリング剤の加水分解物を含む複合組成物から形成されたフィルムは吸水寸法変化率、熱線膨張率が小さく、かつ透明性に優れている。
【００７４】
【表１】
【００７５】
実施例及び比較例で使用した原料は、以下の通りである。
脂環式エポキシ樹脂：セロキサイド２０２１ ダイセル化学製
熱カチオン触媒：ＳＩ−１００Ｌ 三新化学製
フェノールノボラック樹脂：ＰＲ−ＨＦ−６ 住友ベークライト製
カップリング剤：テトラエトキシシラン 和光純薬製 ：フェニルトリエトキシシラン アズマックス製 ：3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン 信越化学製
チタンアルコキサイド：ＫＲ−ＥＴ 味の素ファインテクノ製
架橋材（ヘキサメチレンテトラミン）：ウロトロピン 住友精化社製
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の繊維状フィラーを含む複合体組成物を用いた成形品は高強度でかつ寸法安定性が高いことから、自動車の外装及びダッシュボードなどの自動車部品、鉄道、航空機船とうの輸送用機器の部品、住宅やオフィスにおけるサッシ、壁板及び床板などの建材、柱あるいは鉄筋コンクリートにおける鉄筋のような構造部材、電子回路、表示体の基板などの電子部品、パソコン及び携帯電話等の家電製品の筐体（ハウジング）、文具等の事務用機器、家具、使い捨て容器等の生活用品、スポーツ用品、玩具など家庭内で使用される小物、看板、標識などの野外設置物、防弾盾、防弾チョッキなどの衝撃吸収部材、ヘルメットなどの護身用具、人工骨、医療用品、研磨剤、防音壁、防護壁、振動吸収部材、工具、板ばねなどの機械部品、楽器、梱包材などに使用することが出来る。
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂と繊維状フィラーとからなる複合体組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂の熱線膨張係数の低減、または弾性率、曲げ強度等の機械的強度を上げるために球状フィラーや繊維状フィラーを配合することが広く行われている。近年従来のマクロフィラーに代わる材料としてシリカ微粒子や金属微粒子等の球状の微粒子や、棒状のウィスカータイプのナノサイズフィラーに関する研究が盛んである。しかしながらこれらのフィラーに対し、繊維状のナノ材料についてについての研究は報告が少ない。
【０００３】
近年セルロースを利用したプラスチック代替品は多く報告されている。例えばセルロースを高圧ホモジナイザーと呼ばれる極めて高い圧力でフィブリル状物質を高度に微細化して得られたセルロースミクロフィブリル充填材として利用する方法、その他マイクロフリュイダイザー法、グラインダー法、凍結乾燥法、強せん弾力混練法、ボールミル粉砕法によりダウンサイジングしたミクロフィブリルを充填材として利用する複合体があげられる。これらの充填材を用いると比較的強度の高い成形体が得られるという報告がされている。（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら従来のミクロフィブリル化方法ではダウンサイジング処理に多大なエネルギーを要しコスト的に不利であると同時に、得られる微細化繊維の繊維系にも分布が存在し、微細化の程度も不完全であり、１μｍ以上の太い繊維も若干残ることがあるため、ミクロフィブリル繊維径や密度に分布が存在し、成形品の強度の絶対値の低下やばらつきが生じることがある。
【０００５】
特許文献２に記載されているように菌が生成するバクテリアセルロースを用いて透明で低線膨張率を有する繊維強化複合材料が得られることが知られている。しかしながら前述の機械的にセルロースミクロフィブリルを得る場合と同様、生産速度が遅く工業的観点から考えると必ずしも有利とはいえない。
また、得られた材料は吸水率が高く吸水による物性変動が大きいという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０１６９５号公報
【特許文献２】特開２００５−６０６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、低線膨張係数、高強度、低吸湿膨張係数を有する複合体組成物、及びその成形体を生産効率よく提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の通りである。
（１）樹脂と繊維状フィラーとを含む複合体組成物であって、該繊維状フィラーの平均繊維径が４〜１０００ｎｍであることを特徴とする複合体組成物。
（２）前記繊維状フィラーがセルロース繊維である（１）記載の複合体組成物。
（３）前記セルロース繊維が化学処理及び/又は機械的処理により微細化し得られた繊維である（１）又は（２）記載の複合体組成物。
（４）前記セルロース繊維の水酸基の一部がアルデヒド及び/又はカルボキシル基に酸化されている（２）又は（３）記載の複合体組成物。
（５）前記セルロース繊維が天然セルロースを原料とし、水中においてＮ−オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより前記天然セルロースを酸化して得られたセルロースである（２）〜（４）いずれか記載の複合体組成物。
（６）前記樹脂が、可塑性樹脂、及び/又は硬化性樹脂である（１）〜（５）記載の複合体組成物。
（７）前記樹脂がエポキシ樹脂を含む（１）〜（６）記載の複合体組成物。
（８）前記樹脂がフェノール樹脂を含む（１）〜（７）記載の複合体組成物。
（９）前記樹脂がカップリング剤及び/又は該カップリング剤の加水分解物を含むものである（１）〜（８）記載の複合体組成物。
（１０）前記カップリング剤がアルコキシシラン又はアルコキシチタンである（９）記載の複合体組成物。
（１１）前記繊維状フィラーの含有率が０．１〜９９．９重量％である（１）〜（１０）記載の複合体組成物。
（１２）（１）〜（１１）記載の複合体組成物を成形してなる、厚みが１０μｍ〜５００μｍである複合体。
（１３）全光線透過率が７０％以上である（１２）記載の複合体。
（１４）３０℃から１５０℃における熱線膨張係数が０．４〜５０ｐｐｍ／℃以下である（１２）又は（１３）記載の複合体。
（１５）湿度膨張係数が１００ｐｐｍ/湿度％以下である（１２）〜（１４）記載の複合体。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の複合体組成物によれば、成形後に耐熱性、力学特性に優れており、かつ、熱による変化量が小さいという特性を有する複合体が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の複合体組成物は、樹脂と繊維状フィラーとを含む。
【００１１】
本発明で用いる繊維の平均繊維径は、４〜１０００ｎｍであり、４〜３００ｎｍであることが好ましく、４〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００１２】
本発明において用いられる繊維の長さについては特に限定されないが、繊維の平均長さが１００ｎｍ以上であれば補強効果が得られやすく、強度の向上が図れる。
【００１３】
ここで平均繊維径の解析は次のようにして行う。固形分率で０．０５重量〜０．１重量％の繊維状フィラーの分散体を調製し、該分散体を、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。また、大きな繊維径の繊維を含む場合には、ガラス上へキャストした表面のＳＥＭ像を観察してもよい。構成する繊維の大きさに応じて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。この際に、得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定した場合に少なくとも軸に対し、２０本以上の繊維が軸と交差するような試料および観察条件（倍率等）とする。この条件を満足する観察画像に対し、１枚の画像当たり縦横２本ずつの無作為な軸を引き、軸に交錯する繊維の繊維径を目視で読み取っていく。こうして最低３枚の重なっていない表面部分の画像を電子顕微鏡で撮影し、各々２つの軸に交錯する繊維の繊維径の値を読み取る（したがって、最低２０本×２×３＝１２０本の繊維径の情報が得られる）。こうして得られた繊維径のデータにより平均繊維径を算出する。
【００１４】
本発明で用いる繊維状フィラーがセルロース繊維である場合、原料であるセルロースは針葉樹や広葉樹から得られる精製パルプ、コットンリンターやコットンリントより得られるセルロース、バロニアやシオグサなどの海草より得られるセルロース、ホヤより得られるセルロース、バクテリアの生産するセルロースなどの天然セルロースを微細化した再生セルロースを使用することが出来る。しかしながら特に低線膨張率や力学強度の観点からは高結晶性のものが好ましく、その点で再生セルロースよりも天然セルロースより得られる繊維を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明で用いるセルロース繊維を得る方法としては特に限定されず公知の方法を使用することが出来、例えば媒体撹拌ミル処理装置、振動ミル処理装置、高圧ホモジナイザー処理装置、超高圧ホモジナイザー処置装置などの繊維をバラバラにする機能を有する装置を用いて繰り返し処理する方法がある。また、エレクトロスピニング法、スチームジェット法、ＡＰＥＸ（登録商標）技術（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｇｒｏｕｐ.Ｉｎｃ）法などを採用することが出来るが、エネルギー効率などを考えると、以下に示す化学的に処理する方法で微細繊維を作製することが最も好ましい。
【００１６】
すなわち、天然セルロースを原料とし、水中においてＮ−オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより該天然セルロースを酸化して反応物繊維を得る酸化反応工程、不純物を除去して水を含浸させた反応物繊維を得る精製工程、および水を含浸させた反応物繊維を溶媒に分散させる分散工程の３つの工程により得たナノセルロースファイバーを作成する方法である。以下に各工程について詳細に説明する。
【００１７】
まず、酸化反応工程では、水中セルロースを分散させた分散液を調製する。ここで、用いるセルロースは叩解等の表面積を高める処理を施すことが好ましい。反応効率を高めることができ、生産性を高めることができるからである。さらに、セルロースとして、単離、精製の後、ネバードライで保存していたものを使用するとミクロフィブリルの集束体が膨潤し易い状態であるため、やはり反応効率を高め、微細化処理後の数平均繊維径を小さくすることができ、好ましい。反応におけるセルロースの分散媒は水であり、反応水溶液中のセルロース濃度は、試薬の十分な拡散が可能な濃度であれば任意であるが、通常、反応水溶液の重量に対して約５％以下である。
【００１８】
また、セルロースの酸化触媒として使用可能なＮ−オキシル化合物は数多く報告されている（「Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ」Ｖｏｌ．１０、２００３年、第３３５〜３４１ページにおけるＩ． Ｓｈｉｂａｔａ及びＡ． Ｉｓｏｇａｉによる「ＴＥＭＰＯ誘導体を用いたセルロースの触媒酸化：酸化生成物のＨＰＳＥＣ及びＮＭＲ分析」と題する記事）が、特にＴＥＭＰＯ（２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジン−Ｎ−オキシル）、４−アセトアミド−ＴＥＭＰＯ、４−カルボキシ−ＴＥＭＰＯ、及び４−フォスフォノオキシ−ＴＥＭＰＯは水中常温での反応速度において好ましい。これらＮ−オキシル化合物の添加は触媒量で十分であり、好ましくは０．１〜４ｍｍｏｌ／ｌ、さらに好ましくは０．２〜２ｍｍｏｌ／ｌの範囲で反応水溶液に添加する。
【００１９】
共酸化剤として、次亜ハロゲン酸またはその塩、亜ハロゲン酸またはその塩、過ハロゲン酸またはその塩、過酸化水素、および過有機酸などが本発明において使用可能であるが、好ましくはアルカリ金属次亜ハロゲン酸塩、たとえば、次亜塩素酸ナトリウムや次亜臭素酸ナトリウムである。次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、臭化アルカリ金属、たとえば臭化ナトリウムの存在下で反応を進めることが反応速度において好ましい。この臭化アルカリ金属の添加量は、Ｎ−オキシル化合物に対して約１〜４０倍モル量、好ましくは約１０〜２０倍モル量である。
【００２０】
反応水溶液のｐＨは約８〜１１の範囲で維持されることが好ましい。水溶液の温度は約４〜４０℃において任意であるが、反応は室温で行うことが可能であり、特に温度の制御は必要としない。
【００２１】
本発明に使用する微細セルロース繊維を得るために必要なカルボキシル基量は天然セルロース種により異なり、カルボキシル基量が多いほど、微細化処理後の最大繊維径、及び数平均繊維径は小さくなる。たとえば、木材系パルプおよび綿系パルプでは０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、ＢＣやホヤからの抽出セルロースでは０．１〜０．８ｍｍｏｌ／ｇの範囲でカルボキシル基が導入されて微細化は進む。従って、酸化の程度を共酸化剤の添加量と反応時間により制御し、天然セルロース種に応じた酸化条件を最適化することで、目的とするカルボキシル基量を得ることが好ましい。一般に共酸化剤の添加量は、天然セルロース１ｇに対して約０．５〜８ｍｍｏｌの範囲で選択することが好ましく、反応は約５〜１２０分、長くとも２４０分以内に完了する。
【００２２】
精製工程に於いては、未反応の次亜塩素酸や各種副生成物等の反応スラリー中に含まれる反応物繊維と水以外の化合物を系外へ除去するが、反応物繊維は通常、この段階ではナノファイバー単位までばらばらに分散しているわけではないため、通常の精製法、すなわち水洗とろ過を繰り返すことで高純度（９９重量％以上）の反応物繊維と水の分散体とする。該精製工程における精製方法は遠心脱水を利用する方法（例えば、連続式デカンダー）のように、上述した目的を達成できる装置であればどんな装置を利用しても構わない。こうして得られる反応物繊維の水分散体は絞った状態で固形分（セルロース）濃度としておよそ１０重量％〜５０重量％の範囲にある。この後の工程で、ナノファイバーへ分散させることを考慮すると、５０重量％よりも高い固形分濃度とすると、分散に極めて高いエネルギーが必要となることから好ましくない。
【００２３】
さらに、上述した精製工程にて得られる水を含浸した反応物繊維（水分散体）を溶媒中に分散させ分散処理を施すことにより、本発明の微細セルロース繊維の分散体として提供することができる。
ここで、分散媒としての溶媒は通常は水が好ましいが、水以外にも目的に応じて水に可溶するアルコール類（メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコール、グリセリン等）、エーテル類（エチレングリコールジメチルエーテル、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン）やＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド等を使用してもよい。また、これらの混合物も好適に使用できる。さらに、上述した反応物繊維の分散体を溶媒によって希釈、分散する際には、少しづつ溶媒を加えて分散していく、段階的な分散を試みると効率的にナノファイバーレベルの繊維の分散体を得ることができることがある。操作上の問題から、分散工程後の状態は粘性のある分散液あるいはゲル状の状態となるように分散条件を選ぶとよい。
【００２４】
次に、分散工程で使用する分散機としては、種々なものを使用することができる。具体例を示せば、反応物繊維における反応の進行度（アルデヒド基やカルボキシル基への変換量）にも依存するが、好適に反応が進行する条件下では、スクリュー型ミキサー、パドルミキサー、ディスパー型ミキサー、タービン型ミキサー等の工業生産機としての汎用の分散機で十分に微細セルロース繊維の分散体を得ることができる。しかし、高速回転下でのホモミキサー、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、超音波分散処理、ビーター、ディスク型レファイナー、コニカル型レファイナー、ダブルディスク型レファイナー、およびグラインダーのようなより強力で叩解能力のある装置を使用することにより、より効率的かつ高度なダウンサイジングが可能となる。さらに、これらの装置を使用することにより、アルデヒド基やカルボキシル基の量が比較的小さい場合（例えば、アルデヒド基やカルボキシル基のセルロースに対する総和量として、０．１〜０．５ｍｍｏｌ／ｇ）にも高度に微細化された微細セルロース繊維の分散体を提供できる。
【００２５】
次に、微細セルロース繊維を媒体中に分散させた分散体から、微細セルロース繊維を製造する方法について説明する。
上述した微細セルロース繊維の分散体を乾燥させることによって微細セルロース繊維を製造することができる。
ここで乾燥には、例えば、分散体の溶媒が水である場合には凍結乾燥法、分散体の溶媒が水と有機溶媒の混合溶液である場合には、ドラムドライヤーによる乾燥や場合によってはスプレイドライヤーによる噴霧乾燥を好適に使用することができる。また、上述した微細セルロースの分散体の中にバインダーとして水溶性高分子（ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、デンプン、天然ガム類等）や糖類（グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、トレハロース等）のような極めて沸点が高くしかもセルロースに対して親和性を有する化合物を混入させておくことにより、ドラムドライヤーやスプレイドライヤーのような汎用の乾燥法でも再度溶媒中にナノファイバーとして分散できる微細セルロース繊維を得ることができる。この場合には、分散体中に添加するバインダーの量は、反応物繊維に対して１０重量％〜８０重量％の範囲にあることが望ましい。
【００２６】
該微細セルロース繊維は再び、溶媒（水や有機溶媒あるいはその混合溶液）中へ混入し、適当な分散力（例えば、上述した微細セルロース繊維の分散体の製造における分散工程で使用する各種分散機を用いた分散）を加えることにより微細セルロース繊維の分散体とすることができる。
【００２７】
本発明に使用する微細セルロース繊維は、セルロースの水酸基の一部がカルボキシル基またはアルデヒド基に酸化されており、且つセルロースＩ型結晶構造を有することが好ましい。これは、微細セルロース繊維が、Ｉ型結晶構造を有する天然由来のセルロース固体原料を表面酸化し微細化した繊維であることを意味する。
【００２８】
該微細セルロース繊維がＩ型結晶構造であることは、その広角Ｘ線回折像測定により得られる回折プロファイルにおいて、２シータ＝１４〜１７°付近と２シータ＝２２〜２３°付近の二つ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。さらに、微細セルロース繊維のセルロースにアルデヒド基あるいはカルボキシル基が導入されていることは、水分を完全に除去したサンプルにおいて全反射式赤外分光スペクトル（ＡＴＲ）においてカルボニル基に起因する吸収（１６０８ｃｍ−１付近）が存在することにより確認することができる。特に、酸型のカルボキシル基（ＣＯＯＨ）の場合には、上記の測定において１７３０ｃｍ−１に吸収が存在する。
【００２９】
微細なセルロース繊維は、上述した理由により、セルロースに存在するカルボキシル基とアルデヒド基の量の総和が多いほうがより微小な繊維径として安定に存在し得る。たとえば木材パルプや綿パルプの場合、微細なセルロース繊維に存在するカルボキシル基とアルデヒド基の量の総和がセルロース繊維の重量に対し、０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．５〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、さらに好ましくは０．８〜２．２ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての安定性に優れた繊維として提供することができる。また、ＢＣやホヤからの抽出セルロースのような比較的ミクロフィブリルの繊維径が太いセルロースの場合（平均径が数１０ｎｍのオーダー）には、該総和量は０．１〜０．８ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての安定性に優れた繊維として提供できる。該総和量が０．１ｍｍｏｌ／ｇよりも小さい場合には、従来知られている微細化されたセルロース繊維との物性上の差異（例えば、分散体における分散安定化効果）も小さくなると同時に、微小な繊維径の繊維として得られ難くなるため、好ましくない。
【００３０】
さらに、ノニオン性の置換基であるアルデヒド基に対し、カルボキシル基が導入されることにより、電気的な反発力が生まれ、ミクロフィブリルが凝集を維持せずにばらばらになろうとする傾向が増大するため、ナノファイバーとしての安定性はより増大する。たとえば木材パルプや綿パルプの場合、微細なセルロース繊維に存在するカルボキシル基の量がセルロース繊維の重量に対し、０．２〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．４〜２．２ｍｍｏｌ／ｇ、さらに好ましくは０．６〜２．２ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての極めて安定性に優れた繊維として提供することができる。また、ＢＣやホヤからの抽出セルロースのような比較的ミクロフィブリルの繊維径が太いセルロースの場合には、カルボキシル基の量は０．１〜０．８ｍｍｏｌ／ｇ、好ましくは０．２〜０．８ｍｍｏｌ／ｇであるとナノファイバーとしての安定性に優れた繊維として提供できる。
【００３１】
ここで、セルロース繊維の重量に対するセルロースのアルデヒド基およびカルボキシル基の量（ｍｍｏｌ／ｇ）は、以下の手法により評価する。
乾燥重量を精秤したセルロース試料から０．５〜１重量％スラリーを６０ｍｌ調製し、０．１Ｍの塩酸水溶液によってｐＨを約２．５とした後、０．０５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して電気伝導度測定を行う。測定はｐＨが約１１になるまで続ける。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量（Ｖ）から、下式を用いて官能基量１を決定する。該官能基量１がカルボキシル基の量を示す。
官能基量（ｍｍｏｌ／ｇ）＝Ｖ（ｍｌ）×０．０５／セルロースの質量（ｇ）次に、セルロース試料を、酢酸でｐＨを４〜５に調製した２％亜塩素酸ナトリウム水溶液中でさらに４８時間常温で酸化し、上記手法によって再び官能基量２を測定する。この酸化によって追加された官能基量（＝官能基量２−官能基量１）を算出し、アルデヒド基量とする。
【００３２】
本発明で用いられる樹脂としては公知のものを使用でき硬化性樹脂、可塑性樹脂、水溶性樹脂等、特に限定されるものではない。
【００３３】
水溶性樹脂としては水に溶解すれば熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、天然高分子等、特に限定されるものではないが、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等の合成高分子、デンプン類、アルギン酸類とうの多糖類、木材の構成成分であるヘミセルロース、ゼラチン、ニカワ、カゼインをはじめとするたんぱく質等の天然高分子などが挙げられる。
【００３４】
熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート、ポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトン、ポリプロピルラクトン等のポリエステル、ポリエチレングリコール等のポリエーテル、ポリグルタミン酸、ポリリジン等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、デンプン類、アルギン酸等の多糖類、木材の構成成分であるリグニンやヘミセルロース、ゼラチン、ニカワ、カゼインをはじめとするたんぱく質等の天然高分子等を用いることが出来る。
【００３５】
硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂、デンプン類、アルギン酸等の多糖類、ヘミセルロース、ゼラチン、ニカワ、カゼインをはじめとするたんぱく質等の天然高分子等が挙げられる。
【００３６】
本発明に使用するフェノール樹脂は、分子内にフェノール性水酸基を１つ以上有する化合物が含まれ、ノボラックやビスフェノール類、ナフトールやナフトールを分子内に有する樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂、ジメチレンエーテル型レゾール、メチロール型フェノール等のレゾール樹脂、前記樹脂等をさらにメチロール化させた化合物、フェノール性水酸基を１つ以上含むリグニンやリグニン誘導体、リグニン分解物、さらにリグニンやリグニン誘導体、リグニン分解物を変性したもの、あるいはこれらを石油資源から製造されたフェノール樹脂とを混合したした物を含むものである。また前記水溶性高分子、熱可塑性樹脂及び硬化性樹脂はそれぞれ個々に用いることが出来、また、２つ以上を組み合わせて用いることも出来る。
【００３７】
本発明に使用するエポキシ樹脂は、少なくとも1個のエポキシ基を有する有機化合物をいう。例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型のエポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、またはこれらの水添化物、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート骨格を有するエポキシ樹脂、カルド骨格を有するエポキシ樹脂、ポリシロキサン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式多官能エポキシ樹脂、水添ビフェニル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３８】
本発明に使用するカップリング剤としては公知のものを使用でき、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、ジルコニウム系カップッリング剤、アルミニウム系カップリング剤などを挙げることができる。前記シランカップリング剤は少なくともケイ素原子を１個以上、アルコキシ基を１個以上含んでいることが好ましい。それ以外の官能基としてはエポキシ基、あるいはエポキシシクロヘキシル基、アミノ基、水酸基、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、フェニル基、スチリル基、イソシアネート基などが挙げられる。尚、本発明においては前記カップリング剤と同等の効果が得られることから、アルコキシ基を４個含むテトラアルコキシシランもシランカップリング剤に含まれる。
【００３９】
シランカップリング剤の具体例としてはテトラアルコキシシラン化合物、メチルトリアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシランなどのアルキル基含有アルコキシシラン化合物、３−グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、３−グリシドプロピルメチルジアルコキシシラン、および２−（３，４−エポキシシシクロヘキシル）エチルトリアルコキシシランなどのエポキシシラン化合物、３−アミノプロピルトリアルコキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリアルコキシシランなどのアミノアルコキシシラン化合物、３−アクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリアルコキシシランなどの（メタ）アクリルアルコキシシラン化合物、ビニルトリアルコキシシランなどのビニルアルコキシシラン化合物、フェニルトリアルコキシシラン、ジフェニルジアルコキシシラン、４−ヒドロキシフェニルトリアルコキシシランなどのフェニル基含有のトリアルコキシシラン化合物、３−イソシアネートプロピルトリアルコキシシランなどのスチリル基含有アルコキシシラン化合物などが例示される。これらの中でも、テトラアルコキシシラン化合物、アルキル基含有アルコキシシラン化合物、フェニル基含有アルコキシシラン化合物が耐水性を高める効果が高く好ましい。
【００４０】
チタン系の具体例としては、アルコキシシラン化合物と同様の置換基を有するアルコキシチタン化合物が挙げられる。例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルフォニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロフォスフェート）チタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルフォスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルフォスファイト）チタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルフォスフェート）チタネート、イソプロピルトリクシルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）エチレンチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネート、テトラ（２，２−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジ−トリデシル）フォスファイトチタネートなどが挙げられる。
【００４１】
前記カップリング剤としては加水分解物を用いても構わない。カップリング剤又は加水分解物の選択は分散媒等との相溶性、加水分解物の安定性などを勘案し、適宜選択すればよく、加水分解物は酢酸水溶液など酸性水溶液をカップリング剤とを撹拌混合することにより容易に作成することが出来る。また、アルコキシド基を加水分解したものでなくても、分子構造が前記カップリング剤の加水分解物と同一であれば本発明に含まれる。
【００４２】
本発明における複合体組成物においては微細繊維の重量分率が０．１％から９９．９％であることが好ましく、０．１％から７５％であることがさらに好ましい。尚、配合量は特に限定されるものではなく樹脂組成物を成形した際に必要とされる特性に応じて配合することができる。繊維状フィラーの特性を反映させたい場合は繊維状フィラーの配合量を増加させ、樹脂の特性を反映させたい場合は樹脂の配合量を増加させることが出来る。
【００４３】
本発明の複合体組成物を太陽電池用基板、有機ＥＬ用基板、電子ペーパー用基板、液晶表示素子用プラスチック基板として用いる場合、全光線透過率が７０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは８０％以上であり、最も好ましくは８８％以上である。
【００４４】
本発明の複合体組成物を、光学用途、すなわち透明板、光学レンズ、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルタ用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル、光学素子、光導波路、ＬＥＤ封止材等として用いる場合は、３０〜１５０℃の平均熱線膨張係数が５０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｐｐｍ／℃以下である。特にシート状のアクティブマトリックス表示素子基板に用いる場合は、前記平均熱線膨張係数が３０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｐｐｍ／℃以下である。上限値を超えると、製造工程において反りやアルミ配線の断線などの問題が生じる恐れがあるからである。
【００４５】
本発明の複合体組成物を液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルタ用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル等として用いる場合、湿度膨張係数は好ましくは１００ｐｐｍ/湿度％以下であり、より好ましくは５０ｐｐｍ/湿度％以下でありさらに好ましくは３０ｐｐｍ/湿度％以下である。
【００４６】
本発明の複合体組成物を、液晶表示素子用プラスチック基板、カラーフィルター用基板、有機ＥＬ表示素子用プラスチック基板、太陽電池基板、タッチパネル等として用いる場合、基板の厚さは１０〜２０００μｍであることが好ましく、２０〜２００μｍであるのがより好ましい。基板の厚さがこの範囲内にあれば、平坦性に優れ、ガラス基板と比較して、基板の軽量化を図ることができる。
【００４７】
本発明の複合体組成物を光学シートとして用いる場合、平滑性向上のために両面に樹脂のコート層を設けてもよい。コートする樹脂としては、優れた透明性、耐熱性、耐薬品性を有していることが好ましく、具体的には多官能アクリレートやエポキシ樹脂などをあげることができる。コート層の厚みは０.１〜５０μｍが好ましく、０.５〜３０μｍであるのがより好ましい。
【００４８】
本発明の複合体組成物から得た光学シートを特に表示素子用プラスチック基板として用いる場合には、必要に応じて水蒸気や酸素に対するガスバリア層や透明電極層を設けてもよい。
【００４９】
本発明の複合体組成物において硬化性樹脂を用いた場合、硬化させる方法は特に限定されないが、酸無水物や脂肪族アミン等の架橋剤、またはカチオン系硬化触媒若しくはアニオン系硬化触媒等の硬化促進剤を添加することができる。
【００５０】
カチオン系硬化触媒としては、例えば加熱によりカチオン重合を開始させる物質を放出するもの、例えばオニウム塩系カチオン硬化触媒、またはアルミニウムキレート系カチオン硬化触媒）や、活性エネルギー線によってカチオン重合を開始させる物質を放出させるもの（例えばオニウム塩系カチオン系硬化触媒等）が挙げられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩として三新化学工業製のＳＩ-６０Ｌ、ＳＩ-８０Ｌ、ＳＩ-１００Ｌ、旭電化工業製のＳＰ-６６やＳＰ-７７等のヘキサフルオロアンチモネート塩挙げられ、アルミニウムキレートとしてはエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）等が挙げられ、三フッ化ホウ素アミン錯体としては、三フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、三フッ化ホウ素イミダゾール錯体、三フッ化ホウ素ピペリジン錯体等が挙げられる。
【００５１】
アニオン系硬化促進剤としては１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン等の三級アミン類、２−エチル−４−メチルイミダゾールや１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のリン化合物、四級アンモニウム塩、有機金属塩類、およびこれらの誘導体等があげられ、これらのなかでも透明性が優れることからリン化合物や１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類が好ましい。これら硬化促進剤は、単独で用いても２種以上を併用して用いても良い。
【００５２】
本発明の複合体組成物には、必要に応じて、熱可塑性又は熱硬化性のオリゴマーやポリマーを併用することができる。本発明の複合体組成物中には、必要に応じて特性を損なわない範囲で、少量の酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤等を含んでいても良い。
【００５３】
本発明の複合体組成物は任意の方法により各成分を混合することにより得ることができる。例えば樹脂と繊維状フィラーをそのまま混合する方法が挙げられる。必要に応じて過熱して混合してよい。しかしながら溶剤を用いて繊維状フィラーの分散溶液にし、均一分散液を得、後に脱溶媒する方法を用いると、繊維状フィラー分散性に優れた複合体組成物を得ることができる。用いる溶剤としては例えば繊維状フィラーの分散性を維持でき、かつ樹脂及び/又はカップリング剤を溶解できる溶剤を用いて均一に混合することも出来る。溶剤としては特に限定されないが例えば水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、、ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルセルソルブ、テトラヒドロフラン、ペンタエリスリトール、ジメチルスルホキサイド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどが挙げられる。これらを単独若しくは２種類以上を混合して用いることもできる。また、元の分散媒の分極率を目的の分散媒の極性へと徐々に変化させ、繊維状フィラーを異なる極性の分散媒に分散することも可能である。
【００５４】
さらに、本発明の複合体組成物を太陽電池用基板、有機ＥＬ用基板、電子ペーパー用基板、液晶表示素子用プラスチック基板等の所定の厚みを有するシートを得る方法としては特に限定されない。例えば樹脂及び繊維状フィラーからなる複合体組成物をそのままシート化する方法や、繊維状フィラーの分散媒を流延して溶媒を除去し、繊維状フィラーのシートを得、後に樹脂を含浸させる方法、または樹脂と繊維状フィラーと分散溶媒からなる溶液を流延して溶媒を除去しシートを得る方法が挙げられる。
【００５５】
そのようなプロセスにおいて好ましい態様の一つとしては樹脂と繊維状フィラーとを予め溶媒分散した分散液をろ紙、メンブレンフィルター又は抄網などに流延し、分散媒等のその他成分を濾別及び/又は乾燥し、複合体組成物からなるシートを得る方法である。尚、前記濾別乾燥工程においては作業効率を高めるため減圧下、加圧下で行っても構わない。連続的に形成する場合には、製紙業界で使用される抄紙機を用いて薄層シートを連続的に形成する方法も含まれる。
【００５６】
流延してシートを作製する場合、濾別及び/又は乾燥後に形成されたシートが容易に剥離する基材を選択することが好ましく、金属性の基材、樹脂性の基材などが考えられる。金属製基材としてはステンレス製基材、真ちゅう製基材、亜鉛製基材、銅製基材、鉄製基材などが挙げられ、樹脂製基材としてはアクリル性基材、フッ素系基材、ポリエチレンテレフタレート製基材、塩化ビニル製基材、ポリスチレン性基材、ポリ塩化ビニリデン製基材が例示できる。
【実施例】
【００５７】
本発明を実施例に基づいて説明する。
【００５８】
［微細セルロース繊維の作製］
（作製例１）
乾燥重量で２ｇ相当分の未乾燥のパルプ（主に１０００ｎｍを超える繊維径の繊維から成る）、０．０２５ｇのＴＥＭＰＯ（２,２,６,６‐テトラメチル−１−ピペリジン−Ｎ−オキシル）および０．２５ｇの臭化ナトリウムを水１５０ｍｌに分散させた後、１３重量％次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、１ｇのパルプに対して次亜塩素酸ナトリウムの量が２．５ｍｍｏｌとなるように次亜塩素酸ナトリウムを加えて反応を開始した。反応中は０．５Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してｐＨを１０．５に保った。ｐＨに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なし、反応物をガラスフィルターにてろ過した後、十分な量の水による水洗、ろ過を５回繰り返し、固形分量２５重量％の水を含浸させた反応物繊維を得た。
【００５９】
次に、該反応物繊維に水を加え、２重量％スラリーとし、回転刃式ミキサーで約５分間の処理を行った。処理に伴って著しくスラリーの粘度が上昇したため、少しづつ水を加えていき固形分濃度が０．２重量％となるまでミキサーによる分散処理を続けた。
この分散体を親水処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャスト後、２％ウラニルアセテートでネガティブ染色しＴＥＭ観察した。最大繊維径が１０ｎｍかつ、数平均繊維径が６ｎｍであった。また、乾燥させて得られた透明な膜状のセルロースの広角Ｘ線回折像から、セルロースＩ型結晶構造を有するセルロースから成ることが示され、また同じ膜状セルロースのＡＴＲスペクトルのパターンからカルボニル基の存在が確認され、上述した方法により評価したセルロース中のアルデヒド基の量およびカルボキシル基の量はそれぞれ０．３１ｍｏｌ/ｇ、および０．９７ｍｏｌ/ｇであった。
【００６０】
（実施例１）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、メタノールで5回置換した。さらにセルロースナノファイバーメタノール分散液を減圧濾過してメタノールを除去し熱カチオン触媒であるＳＩ−１００Ｌを１重量部含有する脂環式エポキシモノマー９０重量部で置換する作業をさらに5回繰り返した。このセルロースナノファイバー分散エポキシ樹脂（セルロース固形分量１０重量％）を注型し１００℃で２時間、さらに１５０℃で２時間加熱硬化し、厚み１ｍｍの複合体硬化物を得た。得られた硬化物を幅１０ｍｍに切断し、曲げ強度測定用テストピースを作成した。曲げ強度を測定すると４８Ｎであった。
【００６１】
（実施例２）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、さらに凍結乾燥し微細セルロース繊維を得た。フェノールノボラック樹脂８５重量部、ヘキサメチレンテトラミン１５重量部に微細セルロース繊維を１５重量部添加し、ミキサーで3分間混合した。１００℃の２本の加熱ロールにより混練して、熱硬化性樹脂成形材料を得た。得られた成形材料を圧縮成形で１２５℃で2時間、１５０℃で2時間硬化させ厚み１ｍｍ、幅１０ｍｍのテストピースを作成した。曲げ強度を測定すると６０Ｎであった。
【００６２】
（実施例３）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２％）にテトラエトキシシランをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は９０％、熱線膨張係数は１１ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２６ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６３】
（実施例４）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２％）にフェニルトリエトキシシランをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は８９％、熱線膨張係数は１０ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２３ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６４】
（実施例５）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２０％）に３‐グリシドキシプロピルトリエトキシシランをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は８８％、熱線膨張係数は１１ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２５ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６５】
（実施例６）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０．２％）にチタンアルコキサイドをセルロースナノファイバー固形分重量と同重量添加し、室温で３０分間撹拌した。得られた混合溶液を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し、厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は８８％、熱線膨張係数は１２ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は２７ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６６】
（比較例１）
亜硫酸漂白針葉樹パルプを水に膨潤後、ミキサーで細かく分散した。得られた短繊維パルプ分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、メタノールで５回置換した。さらに短繊維パルプメタノール分散液を減圧濾過してメタノールを除去し、熱カチオン触媒であるＳＩ−１００Ｌを１重量部含有する脂環式エポキシモノマー９０重量部で置換する作業をさらに５回繰り返した。この短繊維パルプ分散エポキシ樹脂（セルロース固形分量１０重量％）を注型し１００℃で２時間、さらに１５０℃で２時間加熱硬化し、厚み１ｍｍの複合体硬化物を得た。得られた硬化物を幅１０ｍｍに切断し、曲げ強度測定用テストピースを作成した。曲げ強度は２８Ｎであった。
【００６７】
（比較例２）
亜硫酸漂白針葉樹パルプを水に膨潤後、ミキサーで細かく分散した。得られた短繊維パルプ分散水溶液を減圧濾過して水を除去し、さらに凍結乾燥し微細セルロース繊維を得た。フェノールノボラック８５重量部、ヘキサメチレンテトラミン１５重量部に微細セルロース繊維を１５重量部添加し、ミキサーで３分間混合した。１００℃の２本の加熱ロールにより混錬して熱硬化性成形材料を得た。得られた成形材料を圧縮成形で１２５℃で２時間、１５０℃で2時間硬化させ厚み１ｍｍの複合体硬化物を得た。得られた硬化物を幅１０ｍｍに切断し、曲げ強度測定用テストピースを作成した。曲げ強度を測定すると４０Ｎであった。
【００６８】
（比較例３）
作製例１で得られたセルロースナノファイバー分散水溶液（固形分量０，１５％）を離型処理したシャーレに注ぎ、温度５０℃のオーブンで水分を蒸発させ、さらに１２０℃の真空オーブン中で乾燥し厚み３０μｍの透明なフィルムを得た。光線透過率、熱線膨張係数、吸湿膨張係数を測定したところ、全光線透過率は９１％、熱線膨張係数は１０ｐｐｍ／℃、吸湿膨張係数は１２５ｐｐｍ／湿度％であった。
【００６９】
特性評価方法は、以下の通りである。
a）成形品の曲げ強度はＪＩＳ Ｋ ７１７１に準拠し、伸展間距離３６ｍｍ、クロスヘッド速度１ｍｍ/分、２３℃、相対湿度６０％下で（株）オリエンテック社製ＵＣＴ−３０Ｔ型テンシロンで測定した。
【００７０】
ｂ)熱線膨張係数
セイコー電子(株)製ＴＭＡ／ＳＳ１２０Ｃ型熱応力歪測定装置を用いて、窒素雰囲気下、１分間に５℃の割合で温度を３０℃から１５０℃まで上昇させた後、一旦０℃まで冷却し、再び１分間に５℃の割合で温度を上昇させて３０℃〜１５０℃の時の値を測定して求めた。荷重を５ｇにし、引張モードで測定を行った。
【００７１】
ｃ）光線透過率
分光光度計Ｕ３２００（島津製作所製）で全光線透過率を測定した。
【００７２】
ｄ）吸湿膨張係数
得られたフィルムに寸法測定の基準となる２点を描き室温２３℃、湿度６０％の雰囲気下に２４時間放置し、その後１００℃の乾燥機に３時間入れて乾燥した。
乾燥後直ちに予め描いた２点間の距離を３次元測長機で測定した（このときの２点間の距離を基準とした）。乾燥後のフィルムを再度室温２３℃、湿度６０％の雰囲気下に２４時間放置した後、予め描いた２点間の距離を３次元測長機で測定し基準距離からの寸法変化率を算出した。さらに乾燥後の見かけの湿度を０％とし、湿度０％から６０％の範囲における湿度１％あたりの湿度膨張係数を算出した。
【００７３】
上記測定の結果を表１に示す。本発明の複合組成物は従来の繊維状フィラーと比較し、強度で寸法安定性が高く、優れていることが分かる。
また、本発明の繊維状フィラーとカップリング剤及び／又は該カップリング剤の加水分解物を含む複合組成物から形成されたフィルムは吸水寸法変化率、熱線膨張率が小さく、かつ透明性に優れている。
【００７４】
【表１】
【００７５】
実施例及び比較例で使用した原料は、以下の通りである。
脂環式エポキシ樹脂：セロキサイド２０２１ ダイセル化学製
熱カチオン触媒：ＳＩ−１００Ｌ 三新化学製
フェノールノボラック樹脂：ＰＲ−ＨＦ−６ 住友ベークライト製
カップリング剤：テトラエトキシシラン 和光純薬製 ：フェニルトリエトキシシラン アズマックス製 ：3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン 信越化学製
チタンアルコキサイド：ＫＲ−ＥＴ 味の素ファインテクノ製
架橋材（ヘキサメチレンテトラミン）：ウロトロピン 住友精化社製
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の繊維状フィラーを含む複合体組成物を用いた成形品は高強度でかつ寸法安定性が高いことから、自動車の外装及びダッシュボードなどの自動車部品、鉄道、航空機船とうの輸送用機器の部品、住宅やオフィスにおけるサッシ、壁板及び床板などの建材、柱あるいは鉄筋コンクリートにおける鉄筋のような構造部材、電子回路、表示体の基板などの電子部品、パソコン及び携帯電話等の家電製品の筐体（ハウジング）、文具等の事務用機器、家具、使い捨て容器等の生活用品、スポーツ用品、玩具など家庭内で使用される小物、看板、標識などの野外設置物、防弾盾、防弾チョッキなどの衝撃吸収部材、ヘルメットなどの護身用具、人工骨、医療用品、研磨剤、防音壁、防護壁、振動吸収部材、工具、板ばねなどの機械部品、楽器、梱包材などに使用することが出来る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と繊維状フィラーとを含む複合体組成物であって、該繊維状フィラーの平均繊維径が４〜１０００ｎｍであることを特徴とする複合体組成物。
【請求項２】
前記繊維状フィラーがセルロース繊維である請求項１記載の複合体組成物。
【請求項３】
前記セルロース繊維が化学処理及び/又は機械的処理により微細化し得られた繊維である請求項１又は２記載の複合体組成物。
【請求項４】
前記セルロース繊維の水酸基の一部がアルデヒド及び/又はカルボキシル基に酸化されている請求項２又は３記載の複合体組成物。
【請求項５】
前記セルロース繊維が天然セルロースを原料とし、水中においてＮ−オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより前記天然セルロースを酸化して得られたセルロースである請求項２〜４いずれか記載の複合体組成物。
【請求項６】
前記樹脂が、可塑性樹脂、及び/又は硬化性樹脂である請求項１〜５いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項７】
前記樹脂がエポキシ樹脂を含む請求項１〜６いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項８】
前記樹脂がフェノール樹脂を含む請求項１〜７いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項９】
前記樹脂がカップリング剤及び/又は該カップリング剤の加水分解物を含むものである請求項１〜８いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項１０】
前記カップリング剤がアルコキシシラン又はアルコキシチタンである請求項９記載の複合体組成物。
【請求項１１】
前記繊維状フィラーの含有率が０．１〜９９．９重量％である請求項１〜１０いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１いずれか一項に記載の複合体組成物を成形してなる、厚みが１０μｍ〜５００μｍである複合体。
【請求項１３】
全光線透過率が７０％以上である請求項１２記載の複合体。
【請求項１４】
３０℃から１５０℃における熱線膨張係数が０．４〜５０ｐｐｍ／℃以下である請求項１２又は１３記載の複合体。
【請求項１５】
湿度膨張係数が１００ｐｐｍ/湿度％以下である請求項１２〜１４いずれか一項に記載の複合体。
【請求項１】
樹脂と繊維状フィラーとを含む複合体組成物であって、該繊維状フィラーの平均繊維径が４〜１０００ｎｍであることを特徴とする複合体組成物。
【請求項２】
前記繊維状フィラーがセルロース繊維である請求項１記載の複合体組成物。
【請求項３】
前記セルロース繊維が化学処理及び/又は機械的処理により微細化し得られた繊維である請求項１又は２記載の複合体組成物。
【請求項４】
前記セルロース繊維の水酸基の一部がアルデヒド及び/又はカルボキシル基に酸化されている請求項２又は３記載の複合体組成物。
【請求項５】
前記セルロース繊維が天然セルロースを原料とし、水中においてＮ−オキシル化合物を酸化触媒とし、共酸化剤を作用させることにより前記天然セルロースを酸化して得られたセルロースである請求項２〜４いずれか記載の複合体組成物。
【請求項６】
前記樹脂が、可塑性樹脂、及び/又は硬化性樹脂である請求項１〜５いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項７】
前記樹脂がエポキシ樹脂を含む請求項１〜６いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項８】
前記樹脂がフェノール樹脂を含む請求項１〜７いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項９】
前記樹脂がカップリング剤及び/又は該カップリング剤の加水分解物を含むものである請求項１〜８いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項１０】
前記カップリング剤がアルコキシシラン又はアルコキシチタンである請求項９記載の複合体組成物。
【請求項１１】
前記繊維状フィラーの含有率が０．１〜９９．９重量％である請求項１〜１０いずれか一項に記載の複合体組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１いずれか一項に記載の複合体組成物を成形してなる、厚みが１０μｍ〜５００μｍである複合体。
【請求項１３】
全光線透過率が７０％以上である請求項１２記載の複合体。
【請求項１４】
３０℃から１５０℃における熱線膨張係数が０．４〜５０ｐｐｍ／℃以下である請求項１２又は１３記載の複合体。
【請求項１５】
湿度膨張係数が１００ｐｐｍ/湿度％以下である請求項１２〜１４いずれか一項に記載の複合体。
【公開番号】特開２０１０−１１６４７７（Ｐ２０１０−１１６４７７Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９０４５６（Ｐ２００８−２９０４５６）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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