説明

透明複合体

【課題】難燃性に優れた透明複合材を提供する。
【解決手段】透明複合体は、ガラス繊維の基材に、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有する樹脂組成物により形成された透明樹脂が保持されている。V−1以上及びVTM−1以上の少なくともいずれか一方の難燃性、好ましくはV−0以上及びVTM−0以上の少なくともいずれか一方の難燃性を有している。臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有するものが好ましい。難燃性のある、透明回路板、透明電子波シールド材、建材、移動体用窓材、ディスプレイ基板、太陽電池基板を得ることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、透明複合体及びそれを用いた回路基板、電子波シールド材、建材、移動体用窓材、ディスプレイ用基材、太陽電池用基材に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子材料等をはじめとする種々の分野において、薄型、軽量化のために、ガラスを透明プラスチックに置き換えることが行われている。さらに、このような一般の透明プラスチックの特性に加えて、耐熱性が高く、温度や湿度に対する寸法安定性の高いものとして、透明樹脂およびガラス繊維の基材からなる透明複合材が提案されている(特許文献1、2参照)。
【0003】
このような透明複合材を製造する際には、ガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂と、ガラス繊維よりも屈折率の小さい低屈折率樹脂とを混合して、屈折率がガラス繊維の屈折率に近似するように調整して樹脂組成物を得ている。そして、ガラス繊維の基材に樹脂組成物を含浸し、乾燥して半硬化することによりプリプレグを作製し、このプリプレグを加熱加圧成形することにより透明複合材が製造される。高屈折率樹脂および低屈折率樹脂としては、エポキシ樹脂等が用いられている。
【0004】
このように基材のガラス繊維とマトリクス繊維(樹脂組成物)の屈折率とを合わせることにより、透明複合材内での光の屈折を抑え、視認性に優れた透明複合材として用いることができる。
【0005】
そして、この透明複合材は、回路基板等の種々の分野に応用できる材料として注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2004−307851号公報
【特許文献2】特開2009−066931号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記のような透明樹脂およびガラス繊維基材からなる透明複合材は、難燃性に改善の余地があった。すなわち、従来の透明複合材は燃えやすいために使用用途が制限されてしまうという問題があった。
【0008】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、難燃性に優れた透明複合材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る透明複合体は、ガラス繊維の基材に、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有する樹脂組成物により形成された透明樹脂が保持され、V−1以上及びVTM−1以上の少なくともいずれか一方の難燃性を有するものである。
【0010】
上記発明では、V−0以上及びVTM−0以上の少なくともいずれか一方の難燃性を有することが好ましい。
【0011】
上記発明では、前記臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂として、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有することが好ましい。この場合、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂は、前記樹脂組成物における樹脂成分中の含有量が、20〜65質量%であることが好ましく、30〜58質量%であることがより好ましい。
【0012】
上記発明では、前記透明樹脂は、動的粘弾性試験(DMA)によって測定したガラス転移温度が180℃以上であることが好ましい。
【0013】
上記発明では、前記樹脂組成物は、下記式(I)で表される構造を有する多官能エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
【0014】
【化1】

【0015】
上記発明では、前記ガラス繊維はEガラス繊維であることが好ましい。
【0016】
上記発明では、表面及び内部の少なくともいずれか一方に銅を有することが好ましい。また、表面に銅箔が積層され、前記銅箔がエッチングされた部分が樹脂層で平滑化されていることが好ましい。
【0017】
本発明に係る、透明回路板、透明電子波シールド材、建材、移動体用窓材、ディスプレイ基板、及び、太陽電池基板は、上記の透明複合体を用いたものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、透明で優れた難燃性を有する透明複合材を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
【0020】
本実施形態の透明複合体は、ガラス繊維の基材に透明樹脂が保持されたものである。透明樹脂は、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有する樹脂組成物により形成されている。透明複合体は、V−1以上及びVTM−1以上の少なくともいずれか一方の難燃性を有している。
【0021】
透明複合体は、樹脂組成物をガラス繊維基材に含浸し硬化して形成されていることが好ましい。樹脂組成物は、樹脂組成物の状態で透明であってもよいが、少なくとも硬化後に透明となるものであればよい。樹脂組成物は、ガラス繊維よりも屈折率の大きい高屈折率樹脂と、ガラス繊維よりも屈折率の小さい低屈折率樹脂とを混合して屈折率がガラス繊維の屈折率に近似するように調整されていることが好ましい。それにより、優れた透明性を得ることができる。
【0022】
なお、本明細書において、樹脂の屈折率は、いずれも硬化した樹脂の状態(硬化樹脂)での屈折率を意味するものである。すなわち、樹脂および樹脂組成物はその硬化物として屈折率が測定されるものである。屈折率は、ASTM D542に従った試験により、その値が測定される。
【0023】
樹脂組成物には、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂が含有されている。それにより、透明複合体の難燃性が高まる。臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、高屈折率樹脂として機能するものである。臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂は高屈折率樹脂であるので低屈折率樹脂が含有されて、透明樹脂の屈折率が調整される。また、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂に他の高屈折率樹脂が含有されてもよい。他の樹脂を併用することで屈折率を調整することがより可能になる。
【0024】
臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有することが好ましい。それにより、難燃性を高めることができる。難燃性をさらに高くするためには、樹脂組成物における樹脂成分中のテトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂の含有量は20〜65質量%であることが好ましく、30〜58質量%であることがより好ましい。なお、樹脂成分中とは、溶媒や溶剤を除いた成分中ということである。
【0025】
樹脂組成物は、下記の構造式(I)で表される構造を有する多官能エポキシ樹脂を含むことが好ましい。構造式(I)の多官能エポキシ樹脂は、低屈折率樹脂として機能し得る樹脂である。構造式(I)の多官能エポキシ樹脂を構成する化合物は、多官能のエポキシ化合物であり、脂環式で透明性が高く、ガラス転移温度が高く硬化物の耐熱性を高めることができる。
【0026】
【化2】

【0027】
(式中、Rは有機基を示し、n及びmは独立して整数を示す)。
【0028】
構造式(I)において、有機基Rは、脂環式エポキシ構造を構成できるものであれば任意であってよいが、例えば、炭素数1〜10の直鎖または分岐の炭化水素基等が挙げられる。構造式(I)において、mは、特に限定されないが、例えば1〜5である。構造式(I)において、nは、特に限定されないが、好ましくは1〜50である。また、このm及びnの値は、常温(25℃)で流動性を失い固形となる範囲で設定されることが好ましい。常温で固形であることで、透明複合体の製造を容易にすることができる。
【0029】
構造式(I)によって表されるエポキシ樹脂は、例えば、融点が85℃程度であることが好ましく、分子量は、特に限定されないが、例えば、重量平均分子量で2000〜3000であることが好ましい。
【0030】
構造式(I)で表される構造を有する多官能エポキシ樹脂としては、例えば、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールに1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサンを付加して得られるものを用いることができる。
【0031】
臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂とともに、透明樹脂の屈折率の調整に用いる樹脂をさらに説明する。
【0032】
樹脂組成物に配合される高屈折率樹脂としては、シアネートエステル樹脂、および下記構造式(II)で表される化合物によるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。これらは1種単独で用いてもよく、両者を併用してもよい。
【0033】
【化3】

【0034】
シアネートエステル樹脂としては、例えば、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン、ビス(3,5−ジメチル−4−シアネートフェニル)メタン、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)エタン、これらの誘導体、芳香族シアネートエステル化合物等を用いることができる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0035】
シアネートエステル樹脂は、エポキシ樹脂とともに硬化反応をさせることでトリアジン環やオキサゾリン環を生成し、エポキシ樹脂の架橋密度を高め、剛直な構造を形成することで硬化物に高いガラス転移温度を付与することができる。また、シアネートエステル樹脂は常温で固形であるため、樹脂組成物をガラス繊維の基材に含浸し乾燥することによりプリプレグを調製する際に、指触乾燥することが容易になり、プリプレグの取扱い性が良好になる。
【0036】
樹脂組成物におけるシアネートエステル樹脂を配合する場合の配合量は、高屈折率樹脂および低屈折率樹脂の全量に対して10〜40質量%であることが好ましい。シアネートエステル樹脂の配合量がこの範囲になることで、ガラス転移温度を十分に向上させることができるものであり、また、溶解度が不足してシアネートエステル樹脂が含浸工程や保存中にワニス中から析出することを抑制することができるものである。それらの観点から、シアネートエステル樹脂の配合量は、より好ましくは25〜35質量%である。
【0037】
上記の構造式(II)で表される化合物は、3官能以上の多官能エポキシ化合物である。そして、これを単量体として用い、重合させて得たエポキシ樹脂(多官能エポキシ樹脂)を用いることで、高い透明性を維持しつつ、ガラス転移温度が高く硬化物の耐熱性を高めることができ、さらに熱による変色も抑制できるものである。
【0038】
構造式(II)におけるRは、水素又は有機基である。有機基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基などの低級アルキル基等の炭化水素基、その他の有機基等が挙げられる。
【0039】
構造式(II)におけるRは、隣接する炭素原子及び酸素原子に結合する2価の有機基であることが好ましく、そのようなものとしては、例えば、フェニレン基等の置換または無置換のアリーレン基、置換または無置換のアリーレン基と炭素原子または炭素鎖とが結合した構造を持つ基等が挙げられる。炭素原子または炭素鎖としては、例えば、メチルメチレン基、ジメチルメチレン基等のアルキレン基、カルボニル基等が挙げられる。
【0040】
としては、構造式(II)において、グリシジルオキシ基にフェニレン基が結合してグリシジルオキシフェニルを構成する基が好ましく用いられる。また、熱による透明複合体の変色抑制の点から、アリーレン基同士の間に介在する炭素原子または炭素鎖に、メチレン基(−CH−)を含まないものが好ましく用いられる。
【0041】
の2価の有機基としては、例えば、下記の構造(四角括弧内)が挙げられる。
【0042】
【化4】

【0043】
構造式(II)におけるR〜R10の置換基としては、特に限定されないが、例えば、水素、低級アルキル基等の炭化水素基、その他の有機基等が挙げられる。R〜R10のエポキシ基含有の分子鎖としては、例えば、下記の構造(四角括弧内)が挙げられる。
【0044】
【化5】

【0045】
(式中、mは正の整数を示す)。
【0046】
上記のエポキシ樹脂は、常温(25℃)で流動性を失い固形となる範囲であることが好ましい。常温で固形であることで、透明複合体の製造を容易にすることができる。エポキシ樹脂は、例えば、融点が85℃程度であることが好ましい。また、エポキシ樹脂の分子量は、特に限定されないが、例えば、重量平均分子量で2000〜3000であることが好ましい。
【0047】
構造式(II)の化合物は、3官能のエポキシ化合物であり、透明性が高く、ガラス転移温度が高く硬化物の耐熱性を高めることができる。
【0048】
構造式(II)で表される化合物によるエポキシ樹脂としては、例えば、下記の構造式(II−a)、(II−b)及び(II−c)で表される化合物による多官能エポキシ樹脂が好ましく用いられる。なお、(II−b)において、式中、nは正の整数を示す。
【0049】
【化6】

【0050】
【化7】

【0051】
【化8】

【0052】
高屈折率樹脂としての臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、構造式(II)で表される化合物によるエポキシ樹脂、あるいはこれらの混合物(高屈折率樹脂混合物)の屈折率は、好ましくは1.58〜1.63である。例えば、ガラス繊維の屈折率が1.563(Eガラス繊維)である場合、高屈折率樹脂は屈折率が1.6前後のものが好ましく、ガラス繊維の屈折率をnとするとn+0.03〜n+0.06の範囲のものが好ましい。また、ガラス繊維の屈折率が1.528(Tガラス繊維)である場合、高屈折率樹脂は屈折率が1.55前後のものが好ましく、ガラス繊維の屈折率をnとすると、n+0.03〜n+0.08の範囲のものが好ましい。
【0053】
ガラス繊維よりも屈折率の小さい低屈折率樹脂としては、エポキシ樹脂を用いることができる。
【0054】
低屈折率樹脂としては、上記で説明した構造式(I)のエポキシ樹脂が好ましい。
【0055】
また、低屈折率樹脂としては、上記のもの以外に、例えば、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることができる。水添ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型等のものを用いることができる。好ましくは、常温で固形の水添ビスフェノール型エポキシ樹脂が用いられる。常温で液状の水添ビスフェノール型エポキシ樹脂を用いることもできるが、その場合、樹脂組成物をガラス繊維の基材に含浸し乾燥することによりプリプレグを調製する際に、指触で粘着性のある状態にまでしか乾燥することができなくなるおそれがありプリプレグの取扱い性が悪くなるおそれがある。
【0056】
低屈折率樹脂の屈折率は、好ましくは1.47〜1.53である。すなわち、低屈折率樹脂は屈折率が1.5前後のものが好ましく、例えば、ガラス繊維の屈折率が1.563(Eガラス繊維)である場合、ガラス繊維の屈折率をnとするとn−0.04〜n−0.08の範囲のものが好ましい。また、ガラス繊維の屈折率が1.528(Tガラス繊維)である場合、低屈折率樹脂は、ガラス繊維の屈折率をnとすると、n−0.01〜n−0.03の範囲のものが好ましい。
【0057】
高屈折率樹脂と低屈折率樹脂の含有量の比は、質量比で、高屈折率樹脂:低屈折率樹脂が5:95〜70:30の範囲であることが好ましい。それぞれの樹脂がこの範囲の含有比で配合されることにより、屈折率の調整がより容易となる。
【0058】
樹脂組成物には、硬化開始剤(硬化剤)を配合することができる。この硬化開始剤としては、例えば、有機金属塩を用いることができる。有機金属塩としては、例えば、オクタン酸、ステアリン酸、アセチルアセテート、ナフテン酸、サリチル酸等の有機酸と、Zn、Cu、Fe等の金属との塩等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、オクタン酸亜鉛が好ましい。硬化開始剤としてオクタン酸亜鉛を用いることにより、硬化樹脂のガラス転移温度を高めることができる。樹脂組成物におけるオクタン酸亜鉛等の有機金属塩の配合量は、好ましくは0.01〜0.1PHRの範囲である。
【0059】
なお、本明細書においてPHRは高屈折率樹脂と低屈折率樹脂との合計質量に対する質量割合(質量%)の単位である。
【0060】
また、硬化開始剤として、カチオン系硬化剤を用いることもできる。カチオン系硬化剤を用いることにより、硬化樹脂の透明性を高めることができる。カチオン系硬化剤としては、例えば、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族アンモニウム塩、アルミニウムキレート、三フッ化ホウ素アミン錯体等が挙げられる。樹脂組成物におけるカチオン系硬化剤の配合量は、好ましくは0.2〜3.0PHRの範囲である。
【0061】
さらに硬化開始剤として、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の3級アミン、2−エチル−4−イミダゾール、4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール系化合物などの硬化触媒を用いることもできる。樹脂組成物におけるこれら硬化触媒の配合量は、好ましくは0.5〜5.0PHRの範囲である。
【0062】
透明複合体を構成する透明樹脂は、動的粘弾性試験(DMA)によって測定したガラス転移温度(Tg)が180℃以上であることが好ましい。すなわち、樹脂組成物は、その硬化物(硬化樹脂)のガラス転移温度(Tg)が好ましくは180℃以上、より好ましくは200℃以上、さらに好ましくは220℃以上になるように調製される。硬化後の高いガラス転移温度により、透明複合体の耐熱性を高めることができる。ガラス転移温度の上限は特に限定されないが、実用的には280℃程度が上限である。ガラス転移温度は、JIS C6481 DMA法に従って、その値が測定される。
【0063】
樹脂組成物は、上記の高屈折率樹脂、低屈折率樹脂、および必要に応じて硬化開始剤等を配合することにより調製することができる。この樹脂組成物は、必要に応じて溶媒で希釈してワニスとして調製することができる。溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、2−ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジアセトンアルコール、N,N’−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
【0064】
ガラス繊維の基材を構成するガラス繊維としては、透明複合体の耐衝撃性を高める点や、安価で供給品質が安定している点等から、Eガラスの繊維が好ましく用いられる。Eガラス繊維は無アルカリガラス繊維とも称され、樹脂強化用ガラス繊維として汎用されるガラス繊維である。また、Tガラスの繊維を用いることもできる。Tガラスは、汎用のEガラスに比べて機械的、熱的特性が優れている。
【0065】
ガラス繊維の基材としては、ガラス繊維の織布あるいは不織布を用いることができる。例えば、Tガラス繊維で形成されたTガラスクロスや、Eガラス繊維で形成されたEガラスクロスを用いることができる。
【0066】
また、ガラス繊維は、耐衝撃性を向上させる目的で、ガラス繊維処理剤として通常用いられているシランカップリング剤により表面処理しておくことが好ましい。
【0067】
ガラス繊維の屈折率は、Eガラス繊維では1.563であり、Tガラス繊維では1.528であるが、特に限定されるものではなく、例えば、1.45〜1.65の範囲にすることができる。ガラス繊維の屈折率がこの範囲であれば、視認性に優れた透明複合体を得ることができる。
【0068】
そして、透明複合体を作製するにあたっては、まず、ガラス繊維の基材に樹脂組成物のワニスを含浸し、加熱して乾燥することにより、プリプレグを調製することが好ましい。このとき、プリプレグ中に、高屈折率樹脂と低屈折率樹脂とが均一に分散されていることが好ましい。乾燥条件は、特に限定されないが、乾燥温度100〜160℃、乾燥時間1〜10分間の範囲が好ましい。
【0069】
次に、このプリプレグを1枚、あるいは複数枚重ね、加熱加圧成形することにより、樹脂組成物を硬化させて透明複合体を得ることができる。加熱加圧成形の条件は、特に限定されないが、温度150〜200℃、圧力1〜4MPa、時間10〜120分間の範囲が好ましい。
【0070】
透明複合体に用いるガラス繊維基材は、1枚であってもよいし、複数枚であってもよい。例えば、透明性を高く得るために、厚みの薄いものを複数枚重ねて用いるようにすることもできる。具体的には、ガラス繊維基材として厚み50μm以下のものを用い、これを2枚以上重ねて用いることができる。ガラス繊維基材の厚みは、特に限定されないが、10μm程度が実用上の下限である。また、ガラス繊維基材の枚数も特に限定されないが、20枚程度が実用上の上限である。このように複数枚のガラス繊維基材を用いて透明複合体を製造する場合、各々のガラス繊維基材に樹脂組成物を含浸、乾燥してプリプレグを作製し、このプリプレグを複数枚重ねて加熱加圧成形することにより透明複合体を得ることができる。あるいは、複数枚のガラス繊維基材を重ねた状態で樹脂組成物を含浸、乾燥してプリプレグを作製し、このプリプレグを加熱加圧成形して透明複合体を得るようにしてもよい。
【0071】
透明複合体において、ガラス繊維基材の含有率は25〜65質量%の範囲が好ましい。この範囲であれば、ガラス繊維による補強効果で高い耐衝撃性を得ることができるとともに、十分な透明性を得ることができる。透明複合体におけるガラス繊維基材の含有率は、表面の凹凸が大きくなったり透明性が低下したりするおそれがないようにこの範囲を超えないようにすることが好ましいものである。また、ガラス繊維基材の含有率は、透明複合体の熱膨張係数が大きくなる場合がないようにこの範囲を下回らないようにすることが好ましいものである。そのような観点から、ガラス繊維基材の含有率は、より好ましくは35〜60質量%の範囲である。
【0072】
透明複合体の難燃性は、V−1以上及びVTM−1以上の少なくともいずれか一方を満たしている。両方の基準を満たしていてもよい。このような難燃性を有することにより、難燃性の優れた透明複合体が得られる。その観点から、透明複合体は、V−0以上及びVTM−0以上の少なくともいずれか一方の難燃性を有することがより好ましい。両方の基準を満たしていてもよい。難燃性は、JISK6911によって測定される。
【0073】
このようにして得られる透明複合体においては、透明樹脂組成物における高屈折率樹脂と低屈折率樹脂とが重合して、臭素化ビスフェノールA型樹脂を含む樹脂マトリクスが形成される。そのため、難燃性に優れた透明複合体となるものである。
【0074】
透明複合体の白色光透過率は、例えば88%以上とすることができる。また、透明複合体は、その表面にITO膜等の導電膜を形成したり銅配線を設けたりして導電性を付与することも可能であり、電子回路基板や電磁波シールド材等に適するものである。
【0075】
また、上記の透明複合体は寸法安定性も高く、特に面方向(XY方向)において低い熱膨張係数(CTE)を有している。例えば、50〜150℃における面方向の熱膨張係数を30ppm/℃以下とすることができる。
【0076】
また、透明複合体は、表面が平滑であることが好ましく、例えば、表面粗さ(Rz)を1μm以下とすることができる。上記のような樹脂組成物によれば、透明複合体の表面を容易に平滑にすることが可能となる。
【0077】
透明複合体の透明性は、目視により確認することができるが、例えば、日本電色工業(株)製のヘイズメーターNDH2000などのヘイズメーターを用いて、JISK7136に準拠して透明複合体のヘイズ値を測定することでも確認することができる。
【0078】
さらに、上記の透明複合体には、その少なくとも片面にハードコート層を設けて、ハードコート層付き透明複合体とすることができる。ハードコート層は両面に設けてもよい。ハードコート層としては、プラスチックフィルム等のハードコート層として知られている構成のものを適用することができる。ハードコート層は透明な方が好ましい。例えば、上記の透明複合体の表面に、ラミネート転写工法で数μmのエポキシ樹脂層を形成することで、表面が平滑なハードコート層を得ることができる。具体的には、まず、キャリアフィルムとなるPETフィルム等に、溶媒に溶解した分子量の大きいエポキシ樹脂を塗工する。次に、このフィルムを真空ラミネータにより透明複合体の表面にラミネートする。その後、紫外線照射あるいは熱処理でエポキシ樹脂を硬化させ、最後にキャリアフィルムを除去することで、透明複合体の表面に平滑なハードコート層を形成して、透明ハードコートフィルムを得ることができる。ハードコート層の形成により、表面平滑性や耐衝撃性を向上することができる。
【0079】
また、上記の透明複合体には、その少なくとも片面にガスバリア層を設けることができる。ガスバリア層は両面に設けてもよい。例えば、上記のような透明複合体の表面に、SiOやSiONの薄膜をスパッタリング等により形成することで、あるいはこれらの無機薄膜と有機薄膜とを積層することで、表面が平滑なガスバリア層を形成することができる。ガスバリア層の形成により、ガスバリア性を高めることができる。
【0080】
さらに、上記の透明複合体は、表面及び内部の少なくともいずれか一方に銅を有するものであってもよい。その場合、回路基板や電磁波シールド材への応用が可能であり、これらの材料に難燃性を付与することができる。透明複合体が銅を有するようにするには、表面に銅箔を重ねてもよいし、スパッタリングなどの方法で表面に銅層(銅膜)を形成してもよい。また、内部に銅を有するようにするには、例えば、複数枚のプリプレグを重ね合わせる際に、銅箔を内部に重ね合わせるようにすることができるが、これに限定されない。また、表面と内部の両方に銅を有していてもよい。
【0081】
また、上記の透明複合体は、表面に銅箔が積層され、この銅箔がエッチングされた部分が樹脂層で平滑化されているものであってもよい。その場合、難燃性があり透明性の高い回路基板を得ることができる。表面の平滑性は、例えば、表面粗さ(Rz)を1μm以下とすることができる。このような透明複合体は、前述のように透明複合体の表面に銅箔が重ねられた後、エッチング処理して銅が除去されることにより得られる。銅が除去された透明樹脂(樹脂層)の表面は、上記の樹脂組成物が硬化したものであり平滑化された表面となっている。
【0082】
透明複合体は、種々の応用が可能であるが、透明回路板、透明電子波シールド材、建材、移動体用窓材、ディスプレイ基板、太陽電池基板に用いられることが特に好ましい。透明回路板の場合、難燃性と透明性と耐熱性と寸法安定性に優れた回路基板を提供できるという利点がある。透明電子波シールド材の場合、難燃性と透明性と耐熱性と寸法安定性に優れた電磁波シールド材を提供できるという利点がある。建材の場合、難燃性と透明性と強度に優れた建材を提供できるという利点がある。建材としては、例えば、窓材が挙げられる。移動体用窓材の場合、難燃性と透明性に優れた移動用の窓材を提供できるという利点がある。なお、移動体用窓材とは、例えば、車輌の窓材である。ディスプレイ基板の場合、難燃性と透明性と耐熱性と寸法安定性に優れたディスプレイ基板を提供できるという利点がある。太陽電池基板の場合、難燃性と透明性と耐熱性と寸法安定性に優れた太陽電池基板を提供できるという利点がある。これらの材料には、上記の透明複合体をそのまま、或いは適宜加工して用いることができる。
【実施例】
【0083】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【0084】
実施例および比較例の配合成分として以下のものを用いた。
【0085】
〔高屈折率樹脂〕
・テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂(TBBA)、DIC株式会社製エピクロン153、屈折率1.59
・テクモアVG3101、(株)プリンテック製、上記式(II−a)で表される分子構造を有する3官能エポキシ樹脂、屈折率1.59
〔低屈折率樹脂〕
・EHPE3150、ダイセル化学工業(株)製、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物、上記式(I)で表されるエポキシ樹脂、エポキシ当量185、分子量2234、屈折率1.51
・2021P、ダイセル化学(株)社製、3、4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3、’4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート樹脂、屈折率1.51
〔硬化開始剤〕
・SI150L、三新化学社製、カチオン系硬化開始剤
なお、溶媒としてトルエン、メチルエチルケトンを用いた。
【0086】
表1に示す配合量(質量部)にて、高屈折率樹脂および低屈折率樹脂を配合し、さらに硬化開始剤を配合し、これに溶媒として、トルエン50質量部及びメチルエチルケトン50質量部を添加して、温度70℃で撹拌溶解することにより、樹脂組成物のワニスを調製した。
【0087】
次に、ガラス繊維基材に樹脂組成物のワニスを含浸し、150℃で5分間加熱することにより、溶媒を除去するとともに樹脂を半硬化させてプリプレグを作製した。
【0088】
ガラス繊維基材としては、Eガラスクロス(旭化成エレクトロニクス(株)製、品番「1035」、屈折率1.563、厚み25μm)を用いた。
【0089】
そして、このプリプレグを2枚重ねて、プレス機にセットし、170℃、2MPa、15分の条件で加熱加圧成形することにより、厚み約70μmの透明複合体を得た。
【0090】
このようにして得られた実施例および比較例の透明複合体について次の測定および評価を行った。
【0091】
[透明性]
日本電色工業(株)製のヘイズメーターNDH2000を用いて、JISK7136に準拠して透明複合体の透明性(全光線透過率)を測定した。
【0092】
[ガラス転移温度]
作製したプリプレグから樹脂分を掻き落とし、透明複合体の成形条件と同じ条件で直圧成形して厚み2mmの樹脂板(樹脂組成物の硬化物)を得た。この樹脂板を供試サンプルとして、JIS C6481 DMA法に準拠してガラス転移温度を測定した。
【0093】
[硬化樹脂の屈折率]
ガラス転移温度と同様の方法にて樹脂板を供試サンプルとして作製し、この供試サンプルを研磨し、アタゴ社製屈折率測定装置にてASTM D542に準拠して屈折率を測定した。
【0094】
[難燃性]
JIS K6911の方法に準拠して難燃性を測定した。
【0095】
[結果]
評価結果を表1に示す。表1から、各実施例の透明複合体は、難燃性及び透明性に優れていることが確認された。なお、各実施例の透明複合体は、VTM−0以上の難燃性も示していた。
【0096】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス繊維の基材に、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有する樹脂組成物により形成された透明樹脂が保持され、V−1以上及びVTM−1以上の少なくともいずれか一方の難燃性を有する、透明複合体。
【請求項2】
V−0以上及びVTM−0以上の少なくともいずれか一方の難燃性を有する、請求項1に記載の透明複合体。
【請求項3】
前記臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂として、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂を含有する、請求項1又は2に記載の透明複合体。
【請求項4】
前記テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂は、前記樹脂組成物における樹脂成分中の含有量が20〜65質量%である、請求項3に記載の透明複合体。
【請求項5】
前記テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂は、前記樹脂組成物における樹脂成分中の含有量が30〜58質量%である、請求項3に記載の透明複合体。
【請求項6】
前記透明樹脂は、動的粘弾性試験(DMA)によって測定したガラス転移温度が180℃以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の透明複合体。
【請求項7】
前記樹脂組成物は、下記の構造式(I)で表される構造を有する多官能エポキシ樹脂を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の透明複合体。
【化1】

【請求項8】
前記ガラス繊維はEガラス繊維である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の透明複合体。
【請求項9】
表面及び内部の少なくともいずれか一方に銅を有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の透明複合体。
【請求項10】
表面に銅箔が積層され、前記銅箔がエッチングされた部分が樹脂層で平滑化されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の透明複合体。
【請求項11】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明複合体を用いた、透明回路板。
【請求項12】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明複合体を用いた、透明電子波シールド材。
【請求項13】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明複合体を用いた、建材。
【請求項14】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明複合体を用いた、移動体用窓材。
【請求項15】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明複合体を用いた、ディスプレイ基板。
【請求項16】
請求項1〜10のいずれか1項に記載の透明複合体を用いた、太陽電池基板。

【公開番号】特開2012−219171(P2012−219171A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−85666(P2011−85666)
【出願日】平成23年4月7日(2011.4.7)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】