(57)【要約】【課題】繊維強化複合材料作製時及び加工時のセルロース繊維の熱劣化を抑制して、寸法安定性、透明性に優れた繊維強化複合材料、並びに光学部材を提供する。【解決手段】セルロース繊維と、バインダ樹脂と、マトリクス樹脂と、を含有する繊維強化複合材料において、前記セルロース繊維は、ネットワーク構造を形成して前記バインダ樹脂に内包されており、前記バインダ樹脂は、前記マトリックス樹脂中で連結した構造を有し、５０μm厚換算における波長４００〜８００ｎｍの平均光線透過率が７０％以上である、ことを特徴とする繊維強化複合材料を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース繊維と、バインダ樹脂と、マトリクス樹脂とを含有する繊維強化複合材料において、
前記セルロース繊維は、ネットワーク構造を形成して前記バインダ樹脂に内包され、
前記バインダ樹脂は、前記マトリックス樹脂中で連結した構造を有し、
５０μｍ厚換算における波長４００〜８００ｎｍの平均光線透過率が７０％以上であることを特徴とする繊維強化複合材料。
【請求項２】
前記セルロース繊維が、植物由来の天然繊維又はセルロース再生繊維であって、かつ微細化されたミクロフィブリル状であることを特徴とする請求項１に記載された繊維強化複合材料。
【請求項３】
前記バインダ樹脂が、（メタ）アクリル系樹脂及びその誘導体、又はポリスチレン及びその誘導体であることを特徴とする請求項１又は２に記載された繊維強化複合材料。
【請求項４】
前記マトリクス樹脂がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載された繊維強化複合材料。
【請求項５】
セルロース繊維と、バインダ樹脂と、マトリクス樹脂とを含有する前記の繊維強化複合材料において、該セルロース繊維の重量分率が１５から４０重量％までの範囲の任意の値であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載された繊維強化複合材料。
【請求項６】
線膨張係数が１７×１０−６〜２６×１０−６Ｋ−１の範囲内であるか又は該範囲の上限若しくは下限の近傍の数値であることを特徴とする請求項５に記載の繊維強化複合材料。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載された繊維強化複合材料を用いたことを特徴とする光学部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化複合材料、並びに光学部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材料とは、例えば樹脂などの材料中に繊維を分散させて強度を向上させた複合材料であり、車両の内外装や住宅設備機器などの広い範囲で用いられている。繊維強化複合材料を更に広範囲で応用するために、近年、寸法安定性、透明性に優れた繊維強化複合材料の開発が望まれている。
【０００３】
特許文献１は、「繊維強化複合材料及びその製造方法並びに配線基板」を発明の名称とする公開特許公報（公開日  平成１７年３月１０日）であり、そこには、三次元交差構造を有する平均繊維径が４〜２００ｎｍの微生物由来セルロース繊維と、マトリクス樹脂材料とを含有する、寸法安定性と透明性に優れた繊維強化複合材料を提供する技術が開示されている。
【０００４】
優れた寸法安定性は、繊維強化複合材料中に微生物由来のセルロースが三次元交差構造を有することに由来する。また、優れた透明性は、繊維強化複合材料中の微生物由来のセルロースの平均繊維径が可視光の波長（３８０〜８００ｎｍ）より短いことに由来する。ところが、特許文献１に開示された繊維強化複合材料では、セルロース繊維の熱劣化温度が２２０℃と低く、樹脂に配合する際にセルロース繊維が熱劣化する可能性があり、その場合、配合時に繊維が切断されるため、得られた繊維強化複合材料は不透明になり、また、繊維配合による寸法安定効果が発現しないという問題点が生じる。また、特許文献１には、樹脂の単量体にセルロース繊維を配合し、その後に樹脂の単量体を重合する方法も示されているが、この方法においても、得られた繊維強化複合材料をペレット化または成形する際に、セルロース繊維が熱劣化する問題がある。
【０００５】
特許文献２は、「強化繊維成形体」を発明の名称とする公開特許公報（公開日  平成１５年４月９日）であり、そこには、懸濁状もしくは乳化状のバインダ樹脂を平均繊維径が０．１〜１０００μmのセルロース繊維に吹き付けて繊維を束ね、合成樹脂配合時の崩壊性が良好な樹脂成形体を提供する技術が開示されている。しかし、得られた樹脂成形体からバインダ樹脂の分散媒を除去する際に、セルロース繊維は固着するので、樹脂成形体を分散した合成樹脂中において、セルロース繊維は十分に分散せず、得られた繊維強化複合材料は不透明になり、セルロース繊維配合による寸法安定効果が十分に発現しないという問題点がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０６０６８０号公報
【特許文献２】特開２００３−１０５１００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、繊維強化複合材料作製時及び加工時のセルロース繊維の熱劣化を抑制して、寸法安定性、透明性に優れた繊維強化複合材料、並びに光学部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の繊維強化複合材料は、セルロース繊維と、バインダ樹脂と、マトリクス樹脂とを含有する繊維強化複合材料において、前記セルロース繊維は、ネットワーク構造を形成して前記バインダ樹脂に内包され、前記バインダ樹脂は、前記マトリックス樹脂中で連結した構造を有し、５０μｍ厚換算における波長４００〜８００ｎｍの平均光線透過率が７０％以上であることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の繊維強化複合材料は、前記セルロース繊維が、植物由来の天然繊維又はセルロース再生繊維であって、かつ微細化されたミクロフィブリル状であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の繊維強化複合材料は、前記バインダ樹脂が、（メタ）アクリル系樹脂及びその誘導体、又はポリスチレン及びその誘導体であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の繊維強化複合材料は、前記マトリクス樹脂がポリカーボネート樹脂であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の繊維強化複合材料は、セルロース繊維と、バインダ樹脂と、マトリクス樹脂とを含有する前記の繊維強化複合材料において、該セルロース繊維の重量分率が１５から４０重量％までの範囲の任意の値であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の繊維強化複合材料は、線膨張係数が１７×１０−６〜２６×１０−６Ｋ−１の範囲内であるか又は該範囲の上限若しくは下限の近傍の数値であることを特徴とする。
また、本発明の光学部材は、上記の繊維強化複合材料を用いたことを特徴とする。
【００１４】
上記のバインダ樹脂は、セルロース繊維の周囲を取り囲み、セルロース繊維の劣化原因である外部の熱や酸素を遮断する。また、マトリクス樹脂と相溶しないバインダ樹脂を用いて、本発明の繊維強化複合材料の作製（加工）後も、バインダ樹脂をセルロース繊維の周囲に偏在させる。また、マトリクス樹脂中におけるバインダ樹脂同士の相溶性を利用して、本発明の繊維強化複合材料中でバインダ樹脂の連結構造を形成させ、セルロース繊維が形成するネットワーク構造の切断を抑制し、本発明の繊維強化複合材料の寸法安定性を向上させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、繊維強化複合材料の作製時及び加工時のセルロース繊維の熱劣化を抑制して、寸法安定性と透明性に優れ、かつ強度の高い繊維強化複合材料および光学部材を提供するという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明が提供する繊維強化複合材料は、セルロース繊維と、バインダ樹脂と、マトリクス樹脂と、を含有するものであり、ここにおいて、セルロース繊維は、ネットワーク構造を形成してバインダ樹脂に内包され、バインダ樹脂は、マトリックス樹脂中で連結した構造を有する。なお、ネットワーク構造とは、セルロース繊維の広がりと絡まり合いから構成される三次元構造を言い、三次元構造の空隙にバインダ樹脂を保持することができる。
【００１７】
本発明が提供する繊維強化複合材料では、セルロース繊維の重量分率が１５〜４０重量％であることが望ましい。セルロース繊維の重量分率が１５％未満であると繊維を配合した効果が十分に発現せず、重量比が４０%を超えると成形性に問題が発生する。また、バインダ樹脂は１５〜８０重量％であり、マトリクス樹脂は１５〜７０重量％であることが望ましい。ただし、繊維強化複合材料中のセルロース繊維、バインダ樹脂、マトリクス樹脂の総量は１００重量％を超えない。各成分の含有量は、必要とされる物性に応じて調整することが可能である。例えば、セルロース繊維の含有量を増加させることにより、繊維強化複合材料の寸法安定性を特に向上させることが可能である。また、マトリクス樹脂の含有量を増加させることにより、繊維強化複合材料の耐熱性や耐衝撃性を特に向上させることも可能である。
【００１８】
本発明のセルロース繊維として、植物由来のパルプ、コットン又は麻が挙げられるが、セルロース再生繊維も利用可能である。セルロース再生繊維の例としては、銅アンモニアレーヨン、キュプラ、テンセル、レーヨン等が挙げられる。これらの繊維をホモジナイザーやグラインダーにより微細化したミクロフィブリル状セルロース繊維を用いることが望ましい。このセルロース繊維は化学修飾して機能性を高めたものであってもよく、化学修飾として、アセチル化、シアノエチル化、アセタール化、エーテル化、イソシアネート化等によって官能基を付加させること、シリカ系やチタン系、アルミニウム系の無機物を化学反応やゾルゲル法などによって複合化や被覆化させること等が挙げられる。
【００１９】
本発明のバインダ樹脂とマトリクス樹脂は、これらの樹脂の混合物が互いに相溶せず、かつ混合物の透明性が高い組み合わせであることが望ましい。そのため、屈折率が近い樹脂の混合物であることが望ましい。しかし、混合物の透明性は、屈折率の近さのみでは決まらず、両樹脂の接触界面の親和性も透明性を決定する重要な要素であることが知られている。そのため、混練条件や添加剤により、バインダ樹脂とマトリックス樹脂との接触界面の親和性を向上させて、透明性を向上させることも可能である。
【００２０】
本発明におけるバインダ樹脂は、（メタ）アクリル系樹脂及びその誘導体、ポリスチレン及びその誘導体、であることが望ましい。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル及び／又はメタクリル」を意味する。また、このバインダ樹脂は、単独重合体、共重合体などの各種の形態を取ることが可能である。共重合体の繰り返し単位の配列は重合反応の種類、モノマと生長末端の反応性の組み合わせによって決定される。本発明では特にその配列形態に制限はなく、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、星型重合体などの形態をとることが可能である。また、前記バインダ樹脂は、（リビング）アニオン重合、（リビング）カチオン重合、（リビング）ラジカル重合等の方法により得られ、分子量分布の狭い重合体（共重合体）、ブロック共重合体、及び立体規則性の高い重合体（共重合体）であっても良い。
【００２１】
本発明におけるバインダ樹脂として用いられる前記の(メタ)アクリル系樹脂及びその誘導体としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド類などの単独重合体又は共重合体が挙げられる。ここで、(メタ)アクリル酸としては、アクリル酸又はメタクリル酸が挙げられる。(メタ)アクリロニトリルとしては、アクリロニトリル又はメタアクリロニトリルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸系単量体、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸２−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルなどが挙げられる。シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、イソボルニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸２−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸２−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸２-ブトキシエチル等が挙げられる。
【００２２】
本発明におけるバインダ樹脂として用いられる前記のポリスチレン及びその誘導体としては、ポリスチレン樹脂、ポリブタジエンを共重合したポリスチレン、マレイン酸変性ポリスチレン及びその誘導体などが挙げられる。
【００２３】
本発明のマトリクス樹脂の具体例としては、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。ポリカーボネート樹脂は二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるものであり、二価フェノールとしてビスフェノールＡを用いた重合体が代表的なものである。ポリカーボネート樹脂の分子量は特定されないが、分子量が５００００を超えると成形加工性が悪化し、１００００を下回ると強度的に問題がある。粘度平均分子量で表して１００００〜５００００の物が好ましい。２種以上のポリカーボネート樹脂を混合しても差し支えない。
【００２４】
重合反応の開始剤としては、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジオキシエステル、パーオキシエステル等の過酸化物及びその誘導体等が挙げられる。
【００２５】
本発明の繊維強化複合材料の作製方法は一方法に限定されるものではないが、セルロース繊維とバインダ樹脂との混合工程（以下「工程１」という。）、セルロース繊維とバインダ樹脂との混合物とマトリクス樹脂との混合工程（以下「工程２」という。）の順により作製されることが望ましい。
【００２６】
工程１で用いる手法は、一種類に限定されるものではないが、セルロース繊維と、硬化（重合）前バインダ樹脂の単量体又はバインダ樹脂とを混練する方法が望ましい。セルロース繊維とこの単量体とを混練する際には、セルロース繊維分散溶液中の分散媒を単量体に置換する方法又は凍結乾燥したセルロース繊維にかかる単量体を含浸する方法を用いることが好ましい。セルロース繊維分散溶液中の分散媒は、微細化したミクロフィブリル構造を持つセルロース繊維の固着を防ぐことが可能であれば特に制限はなく、例えば、水、メタノール、エタノール等が挙げられる。また、前記凍結乾燥したセルロース繊維は、同業者が周知の慣用的な操作により、セルロース繊維分散溶液を凍結乾燥して得られるものであれば制限はない。また、前記凍結乾燥したセルロース繊維は、セルロース繊維とグリセリンなどの添加物との混合水溶液を急速冷却後、凍結乾燥して得ることも可能である。
【００２７】
上記のセルロース繊維分散溶液中の分散媒を単量体に置換する方法としては、まず分散媒を単量体が相溶する溶媒に置換し、その後で単量体と置換する方法が望ましい。その際に、ろ過や遠心分離操作を用いてもよい。一方、上記の凍結乾燥したセルロース繊維に単量体を含浸する方法としては、凍結乾燥したセルロース繊維を上記の単量体に浸す方法（含浸法）が望ましい。なお、凍結乾燥したセルロース繊維は空気や低分子量体などを含むため、この含浸法は減圧下で行うことが望ましい。また、上記の単量体が高粘度の際には、該単量体を加熱しながら上記含浸法を実施することも可能である。上記の手順により得られた、セルロース繊維と、バインダ樹脂の単量体との混合物を、該単量体の重合条件に付すことにより、セルロース繊維とバインダ樹脂との混合物を得ることができる。
【００２８】
セルロース繊維とバインダ樹脂とを混練する際には、セルロース繊維をバインダ樹脂に徐々に添加していく方法が望ましい。セルロース繊維の分散溶液をバインダ樹脂に配合することも可能であるが、配合条件によっては分散溶液の添加時に溶媒が急激に蒸発して繊維が固着し、得られる繊維強化複合材料の性能が低下する可能性がある。
【００２９】
工程２で用いる手法は、一種類に限定されるものではないが、セルロース繊維とバインダ樹脂との混合物と、マトリクス樹脂とを可塑化又は溶融化し、機械的に混合することが望ましい。
【００３０】
本発明の繊維強化複合材料を成形する手法は一種類に限定されないが、射出成形法が望ましい。射出成形法の例として、射出圧縮成形、射出プレス成形、超高速射出成形、インサート成形、サンドイッチ成形等の種々の成形方法がある。また、真空下で成形することが望ましい。
【００３１】
本発明の繊維強化複合材料は、光学部材として各種の製品に適用可能である。例えば、自動車用ガラス（バックドアガラス、サイドドアガラス、ルーフガラス）、自動車用リアランプカバー（リアランプカバー、ヘッドライトカバー、サイドウインカーカバー、インナーパネルカバー）、液晶画面のカバー、窓ガラス、ランプカバー、電車の窓等が好適である。
【００３２】
以下に、本発明が用いるセルロース繊維とバインダ樹脂との混合物の製造例、それを用いた実施例、比較例を説明するが、本発明は下記する実施例に限定されるものではない。
【００３３】
［製造例１］
＜セルロース繊維とバインダ樹脂との混合物の製造例＞
高純度パルプを原料としたセリッシュ１００Ｇ（ダイセル化学製）を純水に０．１重量％で分散させ、グラインダーで１０回処理（栗田機械製作所製「ピュアファインケミカルＫＭＧ１−１０」 回転数：１２００回転／分）してセルロース繊維の分散溶液を得た。走査型電子顕微鏡観察により、得られたセルロース繊維が、平均繊維径７０ｎｍのネットワーク構造を有していることが明らかになった。次に、セルロース繊維の水分散溶液を減圧ろ過して水を除去し、メタノールで置換する操作を５回繰り返した。さらに、セルロース繊維のメタノール分散溶液を減圧ろ過してメタノールを除去し、メタクリル酸メチル（和光純薬製）、スチレンモノマ（和光純薬製）及び過酸化ラウロイル（ＬＡＮＣＡＳＴＥＲ製）のモル比が１：１：０．００２で混合したビニル単量体溶液で置換する操作を５回繰り返した。この分散溶液をポリエチレンテレフタレート製の離形フィルム上に拡げ室温でプレスし、３０重量％の繊維含有量になるように余剰の単量体液体を除去した。この繊維含有量を調製したセルロース分散溶液を６０℃で８時間、浴槽中で１２０℃の温度で２時間加熱し、セルロース繊維とバインダ樹脂との混合物を得た。
【実施例１】
【００３４】
製造例１で得られたセルロース繊維とバインダ樹脂との混合物１００重量部と、ポリカーボネート（「パンライトＬ−１２５０，一般タイプ」帝人化成製）１２４重量部を一軸押出し機（「パーフェクション  ＦＲＰ-３２Ｖ」型 明星金属工業所株式会社製）を用いて２５０℃で混練し、円柱状の繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料を２５０℃で真空プレス成形し、３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状の繊維強化複合材料を得た。
【実施例２】
【００３５】
製造例１で得られたセルロース繊維とバインダ樹脂との混合物１００重量部とポリカーボネート７３．６重量部を混練し、実施例１と同様にして３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状の繊維強化複合材料を得た。
【実施例３】
【００３６】
製造例１で得られたセルロース繊維とバインダ樹脂との混合物１００重量部とポリカーボネート４５．８重量部を混練し、実施例１と同様にして３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状の繊維強化複合材料を得た。
【００３７】
［比較例１］
高純度パルプを原料としたセリッシュ１００Ｇ（ダイセル化学製）を純水に０．１重量％で分散させ、グラインダーで１０回処理（栗田機械製作所製「ピュアファインケミカルＫＭＧ１−１０」 回転数：１２００回転／分）してセルロース繊維分散溶液を得た。走査型電子顕微鏡観察により、得られたセルロース繊維が、平均繊維径７０ｎｍのネットワーク構造を有していることが明らかになった。次に、得られたセルロース繊維分散溶液を液体窒素で急速凍結し、その後凍結乾燥機で２５時間乾燥して、凍結乾燥したセルロース繊維を得た。次に、凍結乾燥したセルロース繊維を、重量分率が２０重量％になるようにポリカーボネートに加えて、実施例１と同様に一軸押し出し機を用いて２５０℃で混練し、円柱状の繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料を２５０℃で真空プレス成形し、３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状の繊維強化複合材料を得た。
【００３８】
［比較例２］
水で膨潤した平均繊維径５０ｎｍの三次元交差構造を有するバクテリアセルロース（フジッコ（株）製，水に対するセルロース繊維含有率０．５重量％以下）を、製造例１と同様の方法で溶媒置換し、バクテリアセルロース繊維が配合されたビニル重合体を得た。次に、繊維含有量を２０重量％として、実施例１と同様に一軸押し出し機を用いて２５０℃で混練し、円柱状の繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料を２５０℃で真空プレス成形し、３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状の繊維強化複合材料を得た。
【００３９】
［比較例３］
平均繊維径が３０μｍの単繊維状の乾燥パルプ繊維をポリメタクリル酸メチル（スミペックスＬＧ３５  住友化学製）に繊維含有量が４０重量％になるように加えて、一軸押し出し機を用いて２００℃で混練し、円柱状の繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料を、２０重量％の繊維含有量になるようにポリカーボネートと混練し、円柱状の繊維強化複合材料を得た。得られた繊維強化複合材料を２５０℃で真空プレスし板状の繊維強化複合材料を得た。
【００４０】
以上の板状に成形した繊維強化複合材料について、下記の方法により、繊維含有率、平均光線透過率、線膨張率、ガラス転移温度及び断面像を評価した。
＜繊維含有率＞
作製した繊維強化複合材料の質量を測定して、比重計（「ＭＤ−３００Ｓ」型ＡＬＦＡ ＭＩＲＡＧＥ社製）によりアルキメデス法で比重を測定し、繊維含有率を計算した。
【００４１】
＜平均光線透過率＞
分光光度計（「Ｕ−４０００」型日立製作所製）により板状に成形した繊維強化複合材料の光線透過率を測定した。測定波長領域４００〜８００ｎｍの平均光線透過率を５０μｍ厚に換算して、５０μｍ厚平均光線透過率とした。測定波長領域として４００〜８００ｎｍとし、「Ｕ−４０００」型の光源として重水素放電管（ＵＶ域），５０Ｗヨウ素タングステンランプ（可視近赤外域），光源切り替え３４０ｎｍとした。
【００４２】
＜線膨張率及びガラス転移温度＞
熱機械分析装置（「ＴＭ９３００」型ＵＬＶＡＣ社製）を用いて昇温時の繊維強化複合材料の歪み量変化を測定し、５０℃から１１０℃まで昇温した際の歪み量変化と測定前の長さから、線膨張率を計算した。また、昇温時の歪み−温度曲線の変曲点をガラス転移温度とした。測定条件は、昇温速度を５℃／分、雰囲気を窒素ガスとし、荷重を２ｇ、試料長を２ｍｍ×３０ｍｍ、スパン間距離を１５ｍｍ、測定温度範囲を２０〜１８０℃、アニーリングを９０℃２時間、測定回数を1回とした。
【００４３】
＜断面像＞
板状に成形した繊維強化複合材料を２０ｍｍ×２０ｍｍで切り出し、冷間埋込樹脂(丸本ストルアス製ポリエステル樹脂 ＮＯ．１０５)により樹脂埋め込みを行った。埋め込みしたサンプルをラッピングフィルム（「ラッピングフィルムシート」 住友３Ｍ製，アルミナ粒径０．３〜９μｍ）で研磨して、金イオンスパッタ（「Ｅ−１０２０」型 日立製作所製）を行い、観察試料を得た。断面像の観察には、走査型電子顕微鏡（「Ｓ−４２００」型日立製作所製）を用いた。なお、加速電圧３ｋＶとした。
【００４４】
表１に作製した繊維強化複合材料の物性を示す。実施例１〜３で得られた繊維強化成形物は比較例１〜３と比較して透明性（平均光線透過率）及び寸法安定性（線膨張率）が優れていることがわかった。図１に、実施例１で得られた繊維強化複合材料の断面の電子顕微鏡像（倍率1万倍）の模式図を示す。図１から、実施例１で得られた繊維強化複合材料中では、ネットワーク構造を有するセルロース繊維を内包するアクリル樹脂（バインダ樹脂）がポリカーボネート樹脂（マトリックス）中で連結した構造を形成しており、繊維の劣化は認められないことが確認された。図２に比較例１で得られた繊維強化複合材料の断面の電子顕微鏡像（倍率1万倍）の模式図を示す。この図より、比較例１で得られた繊維強化複合材料中では、繊維が劣化して分断されていることが確認された。また、比較例１で得られた繊維強化複合材料が、焦げ付き黒色化していることを目視で確認した。これはセルロース繊維の耐熱温度がポリカーボネートの混練温度以下であるためである。そのため、比較例１で得られた繊維強化複合材料は不透明となり、セルロース繊維配合による寸法安定効果が十分に発現しなかった。従って、ポリカーボネートの透明性、寸法安定性を向上させるためには、バインダ樹脂に内包されているセルロース繊維を配合する必要があることがわかった。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
比較例２、３においても、得られた繊維強化複合材料の透明性及び寸法安定性は、実施例１〜３で得られた繊維強化複合材料と比べて低かった。比較例２では、配合されているセルロース繊維が潰れてしまったため、得られた繊維強化複合材料の透明性、寸法安定性が低いと考えられる。従って、三次元交差構造を有する微生物由来のセルロースは、本発明に用いることができないことがわかった。また、比較例３では、セルロース単繊維を用いており、繊維強化複合材料中でセルロース繊維がネットワーク構造を保持していないために、セルロース繊維添加による寸法安定性向上効果が発現しなかったと考えられる。図３は、比較例３で得られた繊維強化複合材料の断面の電子顕微鏡像（倍率１００倍）の模式図を示す。比較例３の結果から、セルロース繊維による寸法安定効果を得るためには、繊維強化複合材料中でセルロース繊維がネットワーク構造を保持する必要があることが示された。
【実施例４】
【００４７】
製造例１で得られたセルロース繊維とバインダ樹脂との混合物１００重量部とポリカーボネート７３．６重量部を混練して、実施例１と同様にして３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状の光学部材を得た。
【実施例５】
【００４８】
製造例１で得られたセルロース繊維とバインダ樹脂との混合物１００重量部とポリカーボネート４５．８重量部を混練して、実施例１と同様にして３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状の光学部材を得た。
［比較例４］
【００４９】
ポリカーボネートを２５０℃で真空プレスし３００ｍｍ×３００ｍｍ×２ｍｍの板状のポリカーボネート板を得た。
【００５０】
実施例４、実施例５、及び比較例４で得られた光学部材について、平均光線透過率、線膨張率、曲げ強度、及び曲げ弾性率を評価した。曲げ強度及び曲げ弾性率は、下記の方法に従い評価した。
【００５１】
＜曲げ弾性率及び曲げ強度＞
板状に成形した繊維強化複合材料を１４０ｍｍ×１２ｍｍ×２ｍｍで切り出し、オートグラフ（「ＤＳＳ−５００」型島津製作所製）により、支点間距離８０ｍｍ、曲げ速度２ｍｍ／分、２０℃で曲げ弾性率及び曲げ強度の測定を行った。
【００５２】
上記の測定の結果を表２に示す。実施例４及び５で得られた光学部材は光線透過率が７５％以上で透明性が高い。また、比較例４で得られたポリカーボネート板に比べて曲げ強度が大きく、寸法安定性も高い（線膨張率が小さい）。この結果によれば、本発明の光学部材は、透明性、強度、寸法安定性が要求される光学部材として優れた性質を有することがわかる。
【００５３】
【表２】
2008127540.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５４】
透明性、強度、寸法安定性が要求される光学部材への利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１で得られた繊維強化複合材料の断面の電子顕微鏡像（倍率1万倍）の模式図である。
【図２】比較例１で得られた繊維強化複合材料の断面の電子顕微鏡像（倍率1万倍）の模式図である。
【図３】比較例３で得られた繊維強化複合材料の断面の電子顕微鏡像（倍率１００倍）の模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    ネットワーク構造を有するセルロース繊維を含むアクリル樹脂
２    ポリカーボネート樹脂
１１  熱劣化したセルロース繊維
１２  ポリカーボネート樹脂
２１  単繊維状のパルプ繊維
２２  ポリメタクリル酸メチル
２３  ポリカーボネート樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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