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JP6622563B2 - Laminated body - Google Patents

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JP6622563B2
JP6622563B2 JP2015213061A JP2015213061A JP6622563B2 JP 6622563 B2 JP6622563 B2 JP 6622563B2 JP 2015213061 A JP2015213061 A JP 2015213061A JP 2015213061 A JP2015213061 A JP 2015213061A JP 6622563 B2 JP6622563 B2 JP 6622563B2
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Description

本発明は、セルロース質部材を用いた積層体に関する。   The present invention relates to a laminate using a cellulosic member.

従来、例えば、車両の外表面などに使用される外板部材として、セルロースミクロフィブリルと添加剤との複合材料からなるセルロース質部材が知られている(特許文献1参照)。   Conventionally, for example, a cellulosic member made of a composite material of cellulose microfibrils and an additive is known as an outer plate member used for an outer surface of a vehicle (see Patent Document 1).

この特許文献1に記載された複合材料は、セルロースミクロフィブリルからなる繊維材と、該繊維材を保持する樹脂とからなるもので、軽量、高強度であって、優れた外観を呈し、環境問題の観点からも有用であると記載されている。   The composite material described in Patent Document 1 is composed of a fiber material composed of cellulose microfibrils and a resin that holds the fiber material, and is lightweight, high-strength, exhibits an excellent appearance, and has an environmental problem. It is described that it is useful also from the viewpoint of.

特開2006−312281号公報JP 2006-312281 A

しかしながら、従来のセルロース質部材は吸湿し易く、大量の水分を吸収することにより、セルロース質部材の強度が低下し易いという問題があった。   However, the conventional cellulosic member is easy to absorb moisture, and there is a problem that the strength of the cellulosic member is likely to be reduced by absorbing a large amount of moisture.

本発明は、セルロース質部材の吸湿を低減できる積層体を提供するものである。   This invention provides the laminated body which can reduce the moisture absorption of a cellulosic member.

本発明の積層体は、セルロース質部材の少なくとも一方の主面に、その全面を被覆する箔状の金属層が配置されており、前記セルロース質部材と前記金属層との間に多孔質層部材を有していることを特徴とする。 In the laminate of the present invention, a foil-like metal layer covering the entire surface is disposed on at least one main surface of the cellulosic member, and the porous layer member is interposed between the cellulosic member and the metal layer. It is characterized by having .

本発明の積層体によれば、金属層によりセルロース質部材の吸湿を抑制できる。   According to the laminate of the present invention, moisture absorption of the cellulosic member can be suppressed by the metal layer.

(a)は、本発明の一実施形態に係る積層体を示す断面図、(b)は、(a)の一部を拡大して示す断面図、(c)は、セルロース質部材を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the laminated body which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which expands and shows a part of (a), (c) is a cross section which shows a cellulosic member FIG. (a)〜(d)は積層体の製法を説明するための説明図である。(A)-(d) is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of a laminated body. (a)〜(e)は積層体の他の製法を説明するための説明図である。(A)-(e) is explanatory drawing for demonstrating the other manufacturing method of a laminated body. (a)は、円筒状の積層体の製法を説明するための説明図、(b)は円筒状の積層体を示す斜視図である。(A) is explanatory drawing for demonstrating the manufacturing method of a cylindrical laminated body, (b) is a perspective view which shows a cylindrical laminated body. (a)はセルロース質部材の両主面を金属層で被覆した積層体を示す断面図、(b)は平板状のセルロース質部材の両主面を金属層で被覆した積層体を示す断面図、(c)はセルロース質部材の側面を金属層で被覆した積層体を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the laminated body which coat | covered both main surfaces of the cellulosic member with the metal layer, (b) is sectional drawing which shows the laminated body which coat | covered both main surfaces of the flat-plate-like cellulosic member with the metal layer. (C) is sectional drawing which shows the laminated body which coat | covered the side surface of the cellulosic member with the metal layer.

以下、本発明の一実施形態に係る積層体について、図1を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。   Hereinafter, the laminated body which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated, referring FIG. The present invention is not limited to the following embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

図1(a)(b)は、積層体の断面図であり、断面が半円形のセルロース本体1の外側
表面に、多孔質層部材3を有することによりセルロース質部材2が構成されている。セルロース質部材2の多孔質層部材3側の面に、すなわち、外面に、接着層5を介して金属層7が配置されている。
1A and 1B are cross-sectional views of a laminate, and a cellulosic member 2 is configured by having a porous layer member 3 on the outer surface of a cellulose main body 1 having a semicircular cross section. A metal layer 7 is disposed on the surface of the cellulosic member 2 on the porous layer member 3 side, that is, on the outer surface, with the adhesive layer 5 interposed.

セルロース本体1は円筒を半割にした形状を有するとともに、セルロースを主成分とするもので、セルロースミクロフィブリルおよびセルロースナノファイバーの少なくとも1種を含む。セルロース本体1は、セルロース以外に、木材、竹などの植物からセルロースミクロフィブリルを製造する場合に原料の木材に含まれるヘミセルロース、リグニンを含むことができるが、ヘミセルロースは5質量%以下、望ましくは2質量%以下、リグニンは5質量%以下、望ましくは3質量%以下であることが望ましい。セルロース本体1中のセルロースは、全量中90質量%以上、更に望ましくは95質量%以上含むことが望ましい。セルロース本体1に5質量%〜10質量%程度の熱硬化性樹脂を含浸させても良い。また、セルロース本体1の含水量は6%以下であることが望ましい。   The cellulose main body 1 has a shape in which a cylinder is halved and is mainly composed of cellulose, and includes at least one of cellulose microfibrils and cellulose nanofibers. In addition to cellulose, the cellulose body 1 can contain hemicellulose and lignin contained in the raw material wood when producing cellulose microfibrils from plants such as wood and bamboo. It is desirable that the content of lignin is 5% by mass or less, desirably 3% by mass or less. It is desirable that the cellulose in the cellulose body 1 contains 90% by mass or more, more desirably 95% by mass or more in the total amount. The cellulose body 1 may be impregnated with about 5% by mass to 10% by mass of a thermosetting resin. The water content of the cellulose body 1 is desirably 6% or less.

セルロースミクロフィブリルとは、ミクロフィブリル化したセルロース繊維である。ミクロフィブリル化とは、繊維の中のミクロフィブリル(微小繊維)が摩擦によって表面に現れて毛羽立ち、ささくれる現象である。具体的には、セルロース繊維に強力な機械的剪断力を加えてミクロフィブリル化すると、セルロース繊維は数万本に引き裂かれ、繊維径が0.01μm〜0.1μmの太さにまで細分化される現象である。   Cellulose microfibrils are microfibrillated cellulose fibers. Microfibrillation is a phenomenon in which microfibrils (microfibers) in fibers appear on the surface due to friction and become fuzzy. Specifically, when a strong mechanical shearing force is applied to the cellulose fibers to form microfibrils, the cellulose fibers are torn into tens of thousands and subdivided into fiber diameters of 0.01 μm to 0.1 μm. It is a phenomenon.

本発明において用いられるセルロースミクロフィブリルの種類は限定されず、酢酸菌等の微生物、ホヤ等の動物、木材、竹等の植物由来のものが挙げられる。必要な量の確保が容易なことと地球環境保護の点から、植物由来のミクロフィブリルを用いるのが好ましい。本発明におけるミクロフィブリルは、公知の方法で得ることができ、ミクロフィブリルの製造方法には限定されるものではない。例えば、セルロースミクロフィブリルはパルプを微細繊維化することにより得ることができる。ここでいうパルプは、クラフトパルプ、サルファイトパルプ等、木材から化学処理して得られる化学パルプ等、種類は限定されない。また、セルロースナノフアイバーはTEMPO酸化法等、パルプを触媒処理して製造され
たものが使用できる。
The kind of cellulose microfibril used in the present invention is not limited, and examples thereof include microorganisms such as acetic acid bacteria, animals such as sea squirts, and plants derived from plants such as wood and bamboo. It is preferable to use plant-derived microfibrils from the viewpoint of easily securing the necessary amount and protecting the global environment. The microfibril in this invention can be obtained by a well-known method, and is not limited to the manufacturing method of a microfibril. For example, cellulose microfibrils can be obtained by making pulp fine fiber. The kind of pulp as used herein is not limited in kind, such as kraft pulp, sulfite pulp and the like, chemical pulp obtained by chemical treatment from wood. Cellulose nanofibers that are produced by catalytic treatment of pulp, such as the TEMPO oxidation method, can be used.

多孔質層部材3は、耐熱性があり水分を透過できるものであれば良く、例えば、紙、織布、または不織布からなるものである。耐熱性は例えばガラス転移点が130℃以上あれば良い。紙パルプの他、アラミド等の樹脂繊維、ガラス繊維、炭素繊維等が用いられる。コストと環境保護の点からパルプ主体の材料を用いることが望ましい。多孔質層部材3は、セルロース本体1の少なくとも一方の主面の全面に配置されており、水分透過性を有する部分は、多孔質層部材3の全面に形成されていることが望ましい。また、水分透過性を有する部分は、多孔質層部材3に、放射状または格子状に形成されていてもよい。   The porous layer member 3 only needs to have heat resistance and allow moisture to permeate. For example, the porous layer member 3 is made of paper, woven fabric, or non-woven fabric. The heat resistance may be, for example, a glass transition point of 130 ° C. or higher. In addition to paper pulp, resin fibers such as aramid, glass fibers, carbon fibers, and the like are used. It is desirable to use a pulp-based material from the viewpoint of cost and environmental protection. The porous layer member 3 is disposed on the entire surface of at least one main surface of the cellulose main body 1, and the portion having moisture permeability is preferably formed on the entire surface of the porous layer member 3. Moreover, the part which has a water permeability may be formed in the porous layer member 3 at radial or grid | lattice form.

この多孔質層部材3は、図1(c)に示すように、セルロース本体1内に少なくとも一部が埋設され、その表面の一部が、セルロース本体1の外側表面から突出し露出している。これにより、セルロース質部材2の多孔質層部材3側の面は凹凸となっている。   As shown in FIG. 1C, at least a part of the porous layer member 3 is embedded in the cellulose body 1, and a part of the surface protrudes from the outer surface of the cellulose body 1 and is exposed. Thereby, the surface of the cellulosic member 2 on the porous layer member 3 side is uneven.

多孔質層部材3は、厚みが50μm〜1mmで、開口部の径は5μm〜500μm、気孔率は20%〜50%であることが、水分の透過を制御できるという点から望ましい。   It is desirable that the porous layer member 3 has a thickness of 50 μm to 1 mm, an opening diameter of 5 μm to 500 μm, and a porosity of 20% to 50% from the viewpoint of controlling moisture permeation.

多孔質層部材3の厚みが50μm〜1mmであると、多孔質層部材3が適度な厚さであることに起因して水分の透過が容易となり、乾燥時間を短縮でき、生産性を向上できる。また、製品の厚み(丈)も増加せず、重量当たりの強度低下も低減できる。セルロース本体1の厚さに対する多孔質層部材3の厚さの比率は0.05〜0.5が望ましい。   When the thickness of the porous layer member 3 is 50 μm to 1 mm, moisture permeation becomes easy due to the porous layer member 3 having an appropriate thickness, drying time can be shortened, and productivity can be improved. . In addition, the thickness (height) of the product does not increase, and a decrease in strength per weight can be reduced. The ratio of the thickness of the porous layer member 3 to the thickness of the cellulose body 1 is preferably 0.05 to 0.5.

多孔質層部材3の開口部の径が5μm〜500μmであると、開口部の径が小さすぎることによりセルロースミクロフィブリルが開口部を閉塞することを低減し、開口部の径が大きすぎることによるセルロースミクロフィブリルの開口部への浸入による閉塞を低減し、水分の透過を十分に行うことができる。   When the diameter of the opening of the porous layer member 3 is 5 μm to 500 μm, the diameter of the opening is too small, so that the cellulose microfibrils are prevented from closing the opening, and the diameter of the opening is too large. It is possible to reduce clogging due to intrusion of the cellulose microfibrils into the opening and to sufficiently permeate moisture.

多孔質層部材3の気孔率は20%〜50%であると、プレスにより気孔がつぶれたとしても、水分の透過を十分に行うことができる。   If the porosity of the porous layer member 3 is 20% to 50%, even if the pores are crushed by pressing, moisture can be sufficiently transmitted.

多孔質層部材3を構成する材料も、吸水性があれば、水分の透過性は更によくなる。吸水性がある材料としてはアラミド、ポリイミド、セルロース(紙)、セロハンなどが好適に用いられる。環境保護の観点から紙類を用いることが望ましく、通気性と取扱いのしやすさ(破れにくさやしなやかさ)の観点から和紙が好適に用いられる。   If the material constituting the porous layer member 3 also has water absorption, the moisture permeability is further improved. Aramid, polyimide, cellulose (paper), cellophane, etc. are preferably used as the material having water absorption. It is desirable to use paper from the viewpoint of environmental protection, and Japanese paper is preferably used from the viewpoint of air permeability and ease of handling (hard to tear and soft).

ここでいうセルロース本体1とは、例えば、セルロースミクロフィブリルおよびセルロースナノフアイバーの少なくとも1種と、ヘミセルロース、リグニンおよび水分を含む。主成分はセルロースミクロフィブリルであり、セルロースナノフアイバーはセルロース全体の1〜30質量%含まれればよい。セルロースナノフアイバーは微細なため相互の結合力が強く、セルロースミクロフィブリルを相互に結合する糊の効果があり、セルロース本体1の強度の向上に効果がある。   The cellulose body 1 here includes, for example, at least one of cellulose microfibrils and cellulose nanofibers, hemicellulose, lignin, and moisture. The main component is cellulose microfibril, and the cellulose nanofiber should just be contained 1-30 mass% of the whole cellulose. Since cellulose nanofibers are fine, they have strong mutual bonding strength, and have the effect of glue that binds cellulose microfibrils to each other, and are effective in improving the strength of cellulose body 1.

多孔質層部材3は、セルロース本体1の少なくとも一方の主面に膜状または層状に形成
されており、セルロースナノフアイバーあるいはヘミセルロースやリグニンなどの効果により、セルロース本体1と接着している。接着力が必要な場合はセルロース本体1と多孔質層部材3との間に接着剤を塗布しても良い。また、多孔質層部材3を除去する場合はセルロースナノフアイバーあるいはヘミセルロースやリグニンの含有量を少なくして、セルロース本体1との接着力を弱くし、多孔質層部材3を除去しやすくすることもできる。
The porous layer member 3 is formed in a film shape or a layer shape on at least one main surface of the cellulose main body 1, and is adhered to the cellulose main body 1 by the effect of cellulose nanofiber, hemicellulose, lignin or the like. If an adhesive force is required, an adhesive may be applied between the cellulose body 1 and the porous layer member 3. Further, when removing the porous layer member 3, the content of cellulose nanofiber or hemicellulose or lignin is decreased to weaken the adhesive strength with the cellulose main body 1 and facilitate removal of the porous layer member 3. it can.

図1(b)は、セルロース質部材2の多孔質層部材3側の面に、すなわち、セルロース質部材2の外側表面に接着層5を介して金属層7を接着してなる積層体を示すものであり、金属層7は、金属箔からなることが望ましい。金属箔としては、アルミニウム、銅、鉄、ニッケルおよびこれらの合金が望ましく、厚みは、12〜400μmであることが望ましい。これにより、積層体の立体形状への成形が容易であり、しかも軽量にできる。   FIG. 1B shows a laminate formed by adhering a metal layer 7 to the surface of the cellulosic member 2 on the porous layer member 3 side, that is, the outer surface of the cellulosic member 2 via the adhesive layer 5. The metal layer 7 is preferably made of a metal foil. As metal foil, aluminum, copper, iron, nickel, and these alloys are desirable, and it is desirable that thickness is 12-400 micrometers. Thereby, it is easy to form the laminate into a three-dimensional shape, and the weight can be reduced.

金属箔としては、軽量化と加工の容易性から、アルミニウムが好適に用いられる。また、銅は後述するプレスの工程で銅イオンがセルロース本体1中に浸透し、セルロース本体1に耐腐食性や防かび性を付与できる効果がある。鉄やニッケルおよびステンレスなど、鉄やニッケルの合金を用いると剛性を付与できるため、全体を薄くできる場合がある。また、金属の酸化による腐食を防止することができる。   As the metal foil, aluminum is preferably used because of its light weight and ease of processing. Further, copper has an effect that copper ions permeate into the cellulose main body 1 in the press step described later, and can impart corrosion resistance and fungicidal properties to the cellulose main body 1. If an alloy of iron or nickel, such as iron, nickel, or stainless steel, is used, rigidity may be imparted, so that the whole may be thinned. Further, corrosion due to metal oxidation can be prevented.

接着層5を構成する接着剤は、エポキシ系、ウレタン系、酢酸ビニル系、アクリル系、ゴム系などの各種接着剤を使用できる。塗布などの加工が容易なことから、ウレタン系、酢酸ビニル系、アクリル系の水系エマルジョンやゼラチンなどの水溶性接着剤を用いることができる。接着剤は、図1(b)に示すように、多孔質層部材3の孔内に入り込み、セルロース本体1に接着するとともに、金属層7に接着している。これにより、セルロース質部材2に金属層7を強固に接着できる。   As the adhesive constituting the adhesive layer 5, various adhesives such as epoxy, urethane, vinyl acetate, acrylic and rubber can be used. Since processing such as coating is easy, water-soluble adhesives such as urethane, vinyl acetate, and acrylic water-based emulsions and gelatin can be used. As shown in FIG. 1B, the adhesive enters the pores of the porous layer member 3, adheres to the cellulose body 1, and adheres to the metal layer 7. Thereby, the metal layer 7 can be firmly bonded to the cellulosic member 2.

また、多孔質層部材3を除去した場合でも、セルロース本体1に多孔質層部材3の一部が除去できずに残存し、あるいは多孔質層部材3を除去することによりセルロース本体1の表面に凹部として痕跡が残るので、金属層7のセルロース質部材2への接着層5による
接着力を向上できる。
Further, even when the porous layer member 3 is removed, a part of the porous layer member 3 remains in the cellulose body 1 without being removed, or the porous layer member 3 is removed so that the surface of the cellulose body 1 is removed. Since the trace remains as the concave portion, the adhesion force of the metal layer 7 to the cellulosic member 2 by the adhesive layer 5 can be improved.

また、金属層7の形状や機能等も問わないものであり、金属層7を適用する各種装置の形態に応じたものであればよいが、露出する表面は、自動車等の車両の車体表面部であるのが特に望ましい。   Further, the shape and function of the metal layer 7 are not limited, and may be in accordance with the form of various devices to which the metal layer 7 is applied, but the exposed surface is a vehicle body surface portion of a vehicle such as an automobile. Is particularly desirable.

本発明の積層体には、セルロース質部材2が用いられているので、強度が高く軽量である。そのため、車両に要求される強度や重量の基準を満たすことができる。さらに、軽量であるため、燃費も向上できる。そして、金属層7を外面に有するため、金属層7が形成された部分からの水分の浸入を阻止することができ、セルロース質部材2の吸湿を低減し、強度低下を抑制できる。また、水分の浸入を阻止できるため、積層体の体積が増加することがなく、このため、変形に伴うクラックが発生せず、さらには、積層体の寸法精度を高く維持できる。このため、高温多湿の環境でも強度低下や変形が発生せず、自動車の外板など屋外でも用いることができる。   Since the cellulosic member 2 is used in the laminate of the present invention, the strength is high and the weight is light. Therefore, the strength and weight standards required for the vehicle can be satisfied. Furthermore, since it is lightweight, fuel consumption can also be improved. And since it has the metal layer 7 in an outer surface, the penetration | invasion of the water | moisture content from the part in which the metal layer 7 was formed can be prevented, the moisture absorption of the cellulosic member 2 can be reduced, and a strength fall can be suppressed. Further, since the intrusion of moisture can be prevented, the volume of the laminated body does not increase, so that cracks associated with deformation do not occur, and the dimensional accuracy of the laminated body can be maintained high. For this reason, strength reduction and deformation do not occur even in a hot and humid environment, and it can be used outdoors such as an automobile outer plate.

本発明の積層体は、上記のように自動車部品(例えば、エアロパーツ)として用いることができる。さらに、冷蔵庫などの電化製品の外板や、建築用の舗装材や内装材、本棚等の事務用品、机等の家具等、高い意匠性が求められる部材として用いることができる。また、パイプ、板等の構造部材や、装置のフレーム、ケース、容器等に用いることもできる。   The laminate of the present invention can be used as an automobile part (for example, an aero part) as described above. Furthermore, it can be used as a member for which high designability is required, such as an outer plate of an electric appliance such as a refrigerator, a paving material or interior material for construction, office supplies such as a bookshelf, furniture such as a desk. It can also be used for structural members such as pipes and plates, and frames, cases, containers, etc. of devices.

積層体は、さらに、金属層7の表面に塗装された表面塗装層等を形成してもよい。積層体の形状は任意に選択できる。また、多孔質層部材3はセルロース本体1の少なくとも一方の主面に配置されていればよく、セルロース本体1のどちらの面に形成するかは任意に選択できる。また、多孔質層部材3はセルロース本体1の両主面に配置されていても良い。積層体の形状は後述するプレスの金型を任意の形状にすることで、任意に加工できる。   The laminate may further form a surface coating layer or the like painted on the surface of the metal layer 7. The shape of the laminate can be arbitrarily selected. Moreover, the porous layer member 3 should just be arrange | positioned at the at least one main surface of the cellulose main body 1, and it can select arbitrarily in which surface of the cellulose main body 1 it forms. The porous layer member 3 may be disposed on both main surfaces of the cellulose main body 1. The shape of the laminated body can be arbitrarily processed by making the press mold described later into an arbitrary shape.

次に、積層体の製法について、図2を用いて説明する。先ず、図2(a)に示すように、水とセルロースとを含有する分散液11を容器に入れ、分散液11の表面に、紙、不織布、織布などの通気性(水分透過性)の多孔質層部材3を配置する。分散液11におけるセルロースの濃度は0.5質量%〜5質量%、特には1.5質量%〜2.5質量%程度が望ましい。   Next, the manufacturing method of a laminated body is demonstrated using FIG. First, as shown in FIG. 2 (a), a dispersion 11 containing water and cellulose is put in a container, and the surface of the dispersion 11 is air permeable (moisture permeable) such as paper, nonwoven fabric or woven fabric. The porous layer member 3 is disposed. The cellulose concentration in the dispersion 11 is preferably about 0.5% by mass to 5% by mass, particularly about 1.5% by mass to 2.5% by mass.

この後、図2(b)に示すように、30℃〜70℃に保持された乾燥機で所定の水分量以下、例えば、7%以下に乾燥させ、板状の固形体14を得る。水分量は、真空中で試料を120℃24時間加熱して処理前後の重量を測定することにより測定することができる。この時、分散液11の表面に多孔質層部材3を配置すると乾燥時の変形や割れを防止できる。   Then, as shown in FIG.2 (b), it is made to dry to below predetermined | prescribed moisture content, for example, 7% or less with the dryer hold | maintained at 30 degreeC-70 degreeC, and the plate-shaped solid body 14 is obtained. The amount of water can be measured by heating the sample in a vacuum at 120 ° C. for 24 hours and measuring the weight before and after the treatment. At this time, if the porous layer member 3 is disposed on the surface of the dispersion 11, deformation and cracking during drying can be prevented.

すなわち、分散液11中の水分は、先ず表面から蒸発していくため、分散液11の表面は水分量が少なくなり収縮するのに対して、底部は水分量が多く収縮量が少なくなる。この乾燥状態が異なることに起因して、セルロース本体1には変形やクラックが発生し易い。しかし、多孔質層部材3が表面の収縮を抑制することで、変形やクラックの発生を抑制できる。また、分散液11からの水分の蒸発量は場所により異なるが、多孔質層部材3で水分の蒸発量を均一化することでも、変形やクラックの発生を抑制できる。さらには、多孔質層部材3が補強層としての機能を有することでも、変形やクラックの発生を抑制できる。   That is, since the water in the dispersion 11 first evaporates from the surface, the surface of the dispersion 11 shrinks with a small amount of water, whereas the bottom has a large amount of water and shrinks. Due to the difference in the dry state, the cellulose body 1 is likely to be deformed or cracked. However, since the porous layer member 3 suppresses surface shrinkage, the occurrence of deformation and cracks can be suppressed. Moreover, although the evaporation amount of the water from the dispersion liquid 11 changes with places, generation | occurrence | production of a deformation | transformation and a crack can be suppressed also by equalizing the evaporation amount of a water | moisture content with the porous layer member 3. FIG. Furthermore, even if the porous layer member 3 has a function as a reinforcing layer, the occurrence of deformation and cracks can be suppressed.

これにより、セルロースの含有量が多く、強度が高い材料の場合でも加工時の変形を抑制できることで材料の加工性を確保し、このため高強度の部材の生産性を向上できる。   Thereby, even in the case of a material having a high cellulose content and high strength, deformation during processing can be suppressed, so that workability of the material can be ensured, and thus productivity of a high-strength member can be improved.

なお、容器に入れて乾燥する方法の代りに、フィルタープレスなどで水分量40%〜70%程度まで水分を減らして板状に成形した後で、乾燥しても良い。   In addition, instead of the method of putting in a container and drying, you may dry, after reducing a water | moisture content to about 40%-70% of moisture with a filter press etc. and shape | molding in plate shape.

この後、図2(c)に示すように、下型13の上に、金属箔からなる金属層7、下面に多孔質層部材3を有する固形体14を配置する。もしくは多孔質層部材3を有する固形体14に、接着剤で金属層7を仮接着し、これを下型13の上に配置する。   Thereafter, as shown in FIG. 2C, a solid body 14 having a metal layer 7 made of metal foil and a porous layer member 3 on the lower surface is disposed on the lower mold 13. Alternatively, the metal layer 7 is temporarily bonded to the solid body 14 having the porous layer member 3 with an adhesive, and this is disposed on the lower mold 13.

そして、上型15でプレスし、図2(d)に示すように、固形体14を加圧して所定形状に成形する。固形体14中の水分は、多孔質層部材3を通過して放出される。プレスは一回でも良いが、凹凸が大きい形状の場合は、一度に加工するとセルロースや金属箔が破れる場合があるので、複数回に分けて行うことが望ましい。また、複数の金型を用いて目標形状に対して多段階に分けて凹凸形状を加工することもクラック防止に有効である。プレス圧力は0.1MPa〜50MPaとすることができる。プレスの加圧状態での保持時間は1分〜5分程度である。   And it presses with the upper mold | type 15, and as shown in FIG.2 (d), the solid body 14 is pressurized and shape | molded in a predetermined shape. Water in the solid body 14 is released through the porous layer member 3. Although the press may be performed once, in the case of a shape with large irregularities, cellulose and metal foil may be broken if processed at once, so it is desirable to perform the process in multiple steps. It is also effective for preventing cracks to process the concavo-convex shape in multiple stages with respect to the target shape using a plurality of molds. The pressing pressure can be 0.1 MPa to 50 MPa. The holding time of the press in a pressurized state is about 1 minute to 5 minutes.

プレスは、少なくとも一回の80℃〜150℃のホットプレスを含む。この温度で固形体14中の水分が蒸発し、多孔質層部材3を通って外部に排出される。これにより、固形体14の水分量は6%以下まで低減でき、図2(d)に示すような所定の形状のプレス成形品を得ることができる。   The press includes at least one hot press at 80 ° C. to 150 ° C. At this temperature, moisture in the solid body 14 evaporates and is discharged to the outside through the porous layer member 3. Thereby, the moisture content of the solid body 14 can be reduced to 6% or less, and a press-formed product having a predetermined shape as shown in FIG. 2D can be obtained.

下型13および上型15の少なくとも一方には、水蒸気を排出するための溝や孔を形成しても良い。この溝は放射状または格子状に形成できる。また、下型13および上型15の形状は任意に選択できる。   A groove or hole for discharging water vapor may be formed in at least one of the lower mold 13 and the upper mold 15. The grooves can be formed in a radial shape or a lattice shape. Moreover, the shape of the lower mold | type 13 and the upper mold | type 15 can be selected arbitrarily.

図3は、積層体の他の製法を説明したもので、図2の製法と異なる点は、図3(c)に示すように、一旦乾燥した固形体14に吸水させる点である。吸水させた時の固形体14中の水分量は、例えば、30%〜70%である。該吸水させた固形体14を下型13および上型15を用いて成形する。分散液11を一度乾燥させても、改めて吸水させることでプレスによる成形が容易な固形体14が得られる。   FIG. 3 illustrates another manufacturing method of the laminate. The difference from the manufacturing method of FIG. 2 is that the solid body 14 once dried absorbs water as shown in FIG. The amount of water in the solid body 14 when absorbed is, for example, 30% to 70%. The water-absorbed solid body 14 is molded using the lower mold 13 and the upper mold 15. Even if the dispersion 11 is once dried, the solid body 14 that can be easily molded by pressing can be obtained by absorbing water again.

この方法は製造工程途中での材料の保管が容易になるという特長がある。吸水したセルロースミクロフィブリルはカビや雑菌の繁殖を防止するため冷蔵保管が必要な場合が多い。分散液11を一度乾燥させて乾燥した固形体14にすると、冷蔵保管が必要なくなり、かつ、水分を含まない分軽量なので保管が容易になる。   This method has the feature that the material can be easily stored during the manufacturing process. Water-absorbed cellulose microfibrils often require refrigerated storage to prevent the growth of mold and bacteria. When the dispersion 11 is dried once to obtain a dried solid body 14, refrigerated storage is not required, and storage is facilitated because it does not contain moisture and is light.

なお、図2、3では、セルロース質部材2に多孔質層部材3を残存させた形態について説明したが、セルロース本体1から多孔質層部材3を除去しても良い。この場合には、セルロース本体1に接着剤を介して金属層7が接着される。   2 and 3, the porous layer member 3 remains in the cellulosic member 2. However, the porous layer member 3 may be removed from the cellulose body 1. In this case, the metal layer 7 is bonded to the cellulose body 1 via an adhesive.

図4(a)に示すように、断面が半円形の積層体を接着剤で2個接合して、図4(b)に示すように、円筒状の積層体を作製することができる。この積層体では、中空状のセルロース質部材2の外側面に金属層7を有している。中空状のセルロース質部材2の外側面の全面を金属層7が被覆していることが望ましい。これにより、セルロース質部材2における吸湿をさらに抑制し、積層体の強度低下を抑制できる。   As shown in FIG. 4 (a), two laminated bodies having a semicircular cross section can be joined with an adhesive to produce a cylindrical laminated body as shown in FIG. 4 (b). In this laminated body, the metal layer 7 is provided on the outer surface of the hollow cellulosic member 2. It is desirable that the metal layer 7 covers the entire outer surface of the hollow cellulosic member 2. Thereby, the moisture absorption in the cellulosic member 2 can further be suppressed, and the strength reduction of the laminate can be suppressed.

また、図5(a)に示すように、セルロース質部材2の外側面の金属層7aのみならず、内側面においても金属層7bを形成できる。これにより、セルロース質部材2の吸湿をさらに抑制できる。   Moreover, as shown to Fig.5 (a), not only the metal layer 7a of the outer surface of the cellulosic member 2, but the metal layer 7b can be formed also in an inner surface. Thereby, the moisture absorption of the cellulosic member 2 can further be suppressed.

この積層体では、断面が半円形のみならず、図5(b)に示すように、平板状の積層体
であっても良く、中空である必要はない。このような場合、セルロース質部材2の両主面は、金属層7a、7bで被覆されているが、側面(厚み方向に延びる側面)は、セルロース本体1が露出しているため、その側面部分から吸湿するおそれがある。このため、図5(c)に示すように、セルロース質部材2の内側面の金属層7bを側面まで被覆するようにしても良い。すなわち、セルロース質部材2の全周面を金属層7a、7bで被覆されている。
In this laminated body, the cross section is not limited to a semicircular shape, but may be a flat laminated body as shown in FIG. 5B and does not need to be hollow. In such a case, both main surfaces of the cellulosic member 2 are covered with the metal layers 7a and 7b, but the side surfaces (side surfaces extending in the thickness direction) are exposed on the side surfaces of the cellulose main body 1. May absorb moisture. For this reason, as shown in FIG.5 (c), you may make it coat | cover the metal layer 7b of the inner surface of the cellulosic member 2 to a side surface. That is, the entire peripheral surface of the cellulosic member 2 is covered with the metal layers 7a and 7b.

なお、セルロース質部材2の外側面の金属層7aを側面まで被覆するようにしても良いことは勿論である。さらには、セルロース質部材2の内側面の金属層7bで側面まで被覆し、セルロース質部材2の外側面の金属層7aでさらに側面の金属層7bを被覆しても良い。また、積層体を接合する部分では金属箔をセルロース質部材2よりも長くし、接合部で金属箔同士を接触させ、金属箔を巻締め加工しても良い。金属箔を巻締め加工することで水分の侵入を更に防止することができる。   Needless to say, the metal layer 7a on the outer side surface of the cellulosic member 2 may be covered up to the side surface. Furthermore, the metal layer 7b on the inner side surface of the cellulosic member 2 may be covered up to the side surface, and the metal layer 7b on the side surface may be further covered with the metal layer 7a on the outer side surface of the cellulosic member 2. Alternatively, the metal foil may be made longer than the cellulosic member 2 at the portion where the laminate is joined, the metal foils are brought into contact with each other at the joined portion, and the metal foil may be wound. Intrusion of moisture can be further prevented by winding the metal foil.

なお、完全に閉塞された中空状の積層体、例えば、図4(b)の円筒状の積層体の両端が閉塞された中空の円柱、中空の球、中空の板等の場合には、セルロース質部材2の内側面を金属層7で被覆しなくても良い。このような中空体は、例えば、車両のエアロパーツ等として好適に用いることができる。   In the case of a completely closed hollow laminate, for example, a hollow cylinder, a hollow sphere, a hollow plate, etc. in which both ends of the cylindrical laminate shown in FIG. The inner surface of the material member 2 may not be covered with the metal layer 7. Such a hollow body can be suitably used as, for example, an aero part of a vehicle.

また、セルロース質部材2に、金属層7を、接着層を介して配置したが、金属層7のセルロース質部材2側には、複数の突部を有することが望ましい。これにより金属層7と接着層5との接合強度を高め、金属層7とセルロース質部材2との接合強度を向上でき、経年劣化による剥がれを防止できる。突部は、金属箔と同じ材料のめっきや、エッチング、研摩などによって形成できる。   Moreover, although the metal layer 7 was arrange | positioned through the contact bonding layer on the cellulosic member 2, it is desirable to have a some protrusion in the cellulose layer 2 side of the metal layer 7. FIG. Thereby, the joint strength between the metal layer 7 and the adhesive layer 5 can be increased, the joint strength between the metal layer 7 and the cellulosic member 2 can be improved, and peeling due to aging can be prevented. The protrusion can be formed by plating the same material as the metal foil, etching, polishing, or the like.

突部は、高さが0.3μm以上であることが望ましい。1〜20μmの凹凸を形成することで経年劣化による剥がれを防止できる。突部の高さが5μmを超えると、ホットプレスの工程中に銅箔と接着剤の界面からも水分が抜け、乾燥の効率を高めることができる。   It is desirable that the protrusion has a height of 0.3 μm or more. By forming unevenness of 1 to 20 μm, peeling due to aging can be prevented. When the height of the protrusion exceeds 5 μm, moisture is removed from the interface between the copper foil and the adhesive during the hot pressing process, and the drying efficiency can be increased.

1 セルロース本体
2 セルロース質部材
3 多孔質層部材
5 接着層
7、7a、7b 金属層
11 分散液
14 固形体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cellulose main body 2 Cellulosic member 3 Porous layer member 5 Adhesive layer 7, 7a, 7b Metal layer 11 Dispersion liquid 14 Solid body

Claims (5)

セルロース質部材の少なくとも一方の主面に、その全面を被覆する箔状の金属層が配置されており、前記セルロース質部材と前記金属層との間に多孔質層部材を有していることを特徴とする積層体。 A foil-like metal layer covering the entire surface is disposed on at least one main surface of the cellulosic member, and a porous layer member is provided between the cellulosic member and the metal layer. A featured laminate. 中空状のセルロース質部材の外側面に前記金属層が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の積層体。   The laminate according to claim 1, wherein the metal layer is disposed on an outer surface of the hollow cellulosic member. 中空状のセルロース質部材の外側面の全面を前記金属層が被覆していることを特徴とする請求項1または2に記載の積層体。   The laminate according to claim 1 or 2, wherein the metal layer covers the entire outer surface of the hollow cellulosic member. 前記金属層の前記セルロース質部材側に、複数の突部を有することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれかに記載の積層体。   The laminate according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal layer has a plurality of protrusions on the cellulosic member side. 前記セルロース質部材に、接着層を介して前記金属層が配置されていることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれかに記載の積層体。   The laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal layer is disposed on the cellulosic member via an adhesive layer.
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