碳纤维复合片材、其传热体用途及其中所使用的沥青类碳纤维毡用片的制作方法

专利名称：碳纤维复合片材、其传热体用途及其中所使用的沥青类碳纤维毡用片的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用沥青类碳纤维毡(7、乂卜)得到的碳纤维复合片材、 其作为传热体的用途以及所述沥青类碳纤维毡用的碳纤维片材。
背景技术：
高性能的碳纤维可以分为以聚丙烯腈(PAN)为原料的PAN类碳 纤维和一系列的以沥青类为原料的沥青类碳纤维。而且，利用碳纤维的 强度、弹性模量比通常的合成高分子明显高的特征，将其广泛用于航 空、宇宙用途；建筑、土木用途；运动、休闲用途等中。近年，以节能为代表的有效使用能源的方法得到关注，另一方面， 由于高速化的CPU、电子电路的焦耳热所导致的放热成为问题。为了解决这些问题，必须达成有效地处理热的所谓的热管理 (廿一7^7氺^-;y卜)。碳纤维虽然与通常的合成高分子相比热传导率高，但是需要对进一 步提高热传导进行研究。但是，市售的PAN类碳纤维的热传导率通常 小于200 W/(m.K) , 乂人热管理方面考虑，未必优选。与此相只于，已 知沥青类碳纤维一般比PAN类碳纤维易达成高热传导率。作为热传导性填充剂，已知填充氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化镁、 氧化锌、碳化硅、石英、氢氧化铝等金属氧化物、金属氮化物、金属碳 化物、金属氬氧化物等。但是金属材料类的填充材料的比重大，制成复 合材料时，重量增大。而碳纤维具有下述优点比重小，可以减轻以与 金属材料类的填充材料相同体积添加时的复合材料的重量。为了有效地利用碳纤维的高热传导率，优选碳纤维在碳纤维中存在 某些基质的状态下形成网络。认为在三维上形成网络时，不仅在成型体 的面内方向、在厚度方向也达成碳纤维的高热传导，这在例如散热板 (放熱板)用途中是非常有效的。但是，迄今所使用的将纤维制成织物 状与基质复合而得到的复合材料，虽然面内的热传导率提高，但是由于 不能充分地形成碳纤维的网络，厚度方向的热传导不好。 基于该背景，有许多欲彻底地改善碳纤维的热传导率的尝试。曰本特开平5-17593号公报中公开了使石墨粉末和热固性树脂含浸于沿一个 方向并丝的碳纤维而得到的机械强度高的热传导性成型品。此外，曰本 特开平2-242919号公报中公开了通过提高碳纤维的物性，提高热传导度 等物性，但是对于成型体的热物性的明确的性能提高，还不清楚。进一步地，近年，如上所述，以节能为代表的有效地使用能源的方 法受到关注，另一方面，高速化的CPU、电子电路产生的电波成为问题。 以GHz级的速度在电路中移动的电子向电路外释放相当于其移动速度 的频率的电波。因此，引起电子在电路内的漂移(FU7卜)、速度降低 等问题，特别是对于集成了多个功能电路的装置，如何降低电波的相互 干涉成为关键问题。进一步地，对于移动通信体，为了提高通信速度， 要求以频率更高的电波进行通信。即，在装置的外部和内部电波和电子 以大致相同的频率移动，由外部电波所导致的干涉、由电路内部的释放 电波所致的向通信信号混入噪音等问题变得非常严重。而且，伴随着电 视转播的数字化，UHF频段开放，由此，由于与迄今所使用的VHF频 段相比，所使用的电波的波长变短，所以在衍射性、指向性方面优异， 而另一方面，既然为电波，由建筑物等结构体所引起的干涉必然成为问 题，必须采取对策。进一步地，由于移动通信体所使用的电波的频率相 近，干涉的问题更严重，从电路级別到建筑物等结构体对电波环境进行 整理是重要的。为了解决这些问题，必须通过抑制来源于电路内部的电波的释放、 来源于电路外部的电波的侵入以及降低来源于结构体的电波千涉，达成 电波环境的提高。与通常的合成高分子大都为绝缘体相比，碳材料导电率明显大。进 一步地，强度也大，具有作为高分子的特殊特性。因此，碳材料不仅用 于补强用材料，还用于利用导电性的用途中。此外，碳材料的介电常数 的频率分散若考虑到由电传导度预想的自由电子量则期待在GHz区域 中存在发散。作为屏蔽由电子电路产生的电波、通信中所使用的电波的方法，熟 知通过具有电磁相互作用的磁性体实现的吸收或反射。因此，现有的电 波吸收体大都使用铁素体或坡莫合金等硬或软材料作为磁性体。但是从 装置的轻量化方面考虑，对于金属或金属氧化物等密度高的材料，必须 设计电波吸收特性和重量的最佳平衡。另一方面，作为纤维状碳材料的碳纤维，作为磁性材料为顺磁体， 虽然难以通过^兹相互作用实现电波的吸收或反射，但是与》兹性材料相比 是非常轻量的。因此，若可以使用碳纤维制造电波屏蔽体则在重量方面 具有较大的优点。但是，碳材纤维不能以单纯的材料制成部件，必须存在于某些基质 中，制成复合材料。而且，实际使用时，复合材料必须成型为适当的形 式。该成型大都难以进行，对此进行了各种研究。此时，问题在于，纤维状态具有一维的各向异性，特别是对于长纤 维，消除纤维各向异性的影响在提高吸收特性方面是重要的。因此认 为，若所形成的纤维的网络在三维上是无规的，则可以成分降低来源于 纤维状态的一维性，供给有效的电波屏蔽体而使用的解决方法。网络在 三维上无规形成时，碳纤维不仅在成型体的面内方向上而且在厚度方向 也可以以纤维的形式存在，这是非常有效的。作为关于使用碳纤维的电波屏蔽体的现有文献，在日本特开平5-275880号公报中，对减轻用磁性粉得到的电波屏蔽体的重量而合用碳材 料进行了研究。日本特开平8-67544号公报中，提出了以基质为水泥， 作为结构体进行电波屏蔽的方法。进一步地，日本特开平10-25624号公报中有关于使用碳纤维的长纤维得到的电波吸收体的记载。 发明内容本发明的目的在于，提供表现出适当的热传导性的同时，在三维上 提高了热传导性的碳纤维复合片材。本发明的其它的目的在于，提供具有上述热传导性的同时，与放热 体的密合性得到改善的表现出高柔软性的碳纤维复合片材。本发明的进一步其它的目的在于，提供上述碳纤维复合片材用于传 热或电波屏蔽的用途。本发明的进一步其它的目的在于，提供用于上述碳纤維复合片材的 碳纤维毡用的碳纤维片材。本发明的进一步其它的目的和优点由下述i兌明可知。根据本发明，本发明的上述目的和优点第l通过碳纤维复合片材达 成，所述碳纤维复合片材的特征在于，含有沥青类碳纤维毡和基质树
脂，构成所述沥青类碳纤维毡的碳纤维的微晶六角网面方向的尺寸为5 nm以上，且所述碳纤维复合片材厚度方向的热传导率为1 W/m . K以上。根据本发明，本发明的上述目的和优点第2通过用于电波屏蔽的上 述碳纤维复合片材达成。根据本发明，本发明的上述目的和优点第3通过用作热传导体的上 述碳纤维复合片材达成。根据本发明，本发明的上述目的和优点第4通过沥青类碳纤维毡用 碳纤维片材达成，其为用于上述碳纤维复合片材的沥青类碳纤维毡用的 碳纤维片材，其中，微晶六角网面方向的尺寸为5 nm以上的沥青类碳 纤维的含量为80重量％以上，碳含量为80重量％以上，厚度为0.05-5 mm,空隙率为50 ~ 90体积％。


图1为说明本发明中的弯曲性评价的长方形试验片的示意图。 图2为用于说明本发明中的弯曲性评价方法的示意图。
具体实施方式
作为构成本发明中所使用的碳纤维毡的碳纤维的原料，可以举出例 如萘、菲等稠合多环烃化合物、石油类沥青或煤类沥青等稠合杂环化合 物等。其中，优选萘、菲等稠合多环烃化合物，特别优选光学各向异性 沥青，即中间相沥青。它们可以单独使用l种；或将2种以上适当组合 使用，从提高碳纤维的热传导性方面考虑，特别优选单独使用中间相沥 青。原料沥青的软化点可以通过义卜，一法求得，优选为250。C 350。C。 若软化点低于25(TC,则进行不熔化时产生纤维之间的熔融粘着或较大 的热收缩。此外，若高于350。C,则产生沥青的热分解，难以形成丝状。原料沥青通过熔喷法纺丝，然后通过不熔化(不融化)、烧成，制 成碳纤维毡。下文对各步骤进行说明。本发明中，虽然对作为三维无规(random )毡状碳纤维的原料的沥 青纤维的纺丝中所使用的吐出模头的形状不特别限定，但是优选使用喷 嘴孔的长度与孔径之比小于3的模头、进一步优选小于1.5的模头。对纺丝时喷嘴的温度不特别限定，若为可以维持稳定的纺丝状态的温度，即纺丝沥青的粘度为2 ~ 200 Pa . S、优选为5~30Pa ' S的温度即可。对于由喷嘴孔吐出的沥青纤维，例如通过在细化点附近喷加热至 100 350。C的每分钟100 ~ 10000 m的线速度的气体制成短纤维。作为所喷的气体，例如可以使用空气、氮、氩，但是从性价比方面考虑，优 选为空气。沥青纤维被捕集于金属丝网带上，形成连续的毡状，进一步通过交叉铺网(夕口x》y:/)制成毡。用公知的方法对如此得到的由沥青纤维形成的毡进行不熔化，在1000 350(TC下进行烧成。不熔化例如使用空气或将臭氧、二氧化氮、 氮、氧、碘、溴添加于空气中而形成的气体，在200 35(TC下进行。若 考虑到安全性、便利性则优选在空气中实施。此外，对进行了不熔化的 沥青纤维在真空中或氮、氩、氪等惰性气体中进行烧成。优选在常压下、 成本低的氮中实施。为了提高作为碳纤维的热传导率，烧成温度优选为 2300 ~ 3500°C,更优选为2500~ 350(TC。进行烧成时，若放入石墨制坩 埚中进行处理，则可以阻断来源于外部的物理、化学作用，所以优选。 石墨制坩埚若为可以放入所期望的量的上述作为原料的不熔化毡的石 墨制坩埚，则对大小、形状不加以限定，但是为了在烧成中或冷却中防 止由于与炉内的氧化性气体或碳蒸气的反应所导致的碳纤维毡的损 伤，优选使用带有盖的气密性高的石墨制坩埚。本发明中所使用的碳纤维毡的碳纤维六角网面生长方向的微晶尺 寸为5 nm以上。六角网面生长方向的樣支晶尺寸可以通过/>知的方法求 得，可以通过用X线衍射法得到的从碳结晶的(110)面的衍射线求得。 微晶尺寸之所以重要是由于，热传导主要由声子担当，而结晶产生声 子。更优选为20nm以上，进一步优选为30~300nm。碳纤维毡的碳纤维的纤维径优选为l~20pm。小于lfim时，有可 能不能保持毡的形状，生产性差。若纤维径超过20^1111,则不熔化步骤 中的不均增大，结果产生发生部分熔融粘着的部位。更优选为3~15 进一步优选为5 ~ 12 ium。另一方面，由下式定义的CV值优选为 0.2以下。更优选为0.17以下。若CV值超过0.2,则在不熔化中引起问 题的直径超过20 pm的纤维增多，所以不优选。Sicv ==其中，Si为纤维径分散度、5T为平均纤维径。 此外Si由下式求出。其中，D为n个纤维的各纤维径，D工为n个纤维径的平均值，n为纤维 的个数。此外，碳纤维毡的碳纤维的纤维长优选为0.01 ~ 1000 mm。若小于 0.01 mm则难以进行作为纤维的操作。另一方面，若超过1000 mm,则 纤维的交织显著增大，仍然难以进行操作。更优选为0.1 ~ 500 mm,进 一步优选为3 ~ 300 mm。本发明中所使用的碳纤维毡进 一 步可以以下述碳纤维片材的形式 用于本发明的复合片材中。碳纤维片材如下制造与上述碳纤维毡的制造法同样地操作，制造毡上的沥青纤维，进一步依次实施下述步骤，制造碳纤维片材。用公知的方法对所得到的沥青纤维进行不熔化，在700 ~ 900 °C下进 行烧成。不熔化例如使用空气或将臭氧、二氧化氮、氮、氧、碘、溴添 加于空气中而形成的气体，在200-35(TC下进行。若考虑到安全性、便 利性则优选在空气中实施。此外，对进行了不熔化的沥青纤维，在真空 中或氮、氩、氪等惰性气体中进行烧成。优选在常压下、成本低的氮中 实施。对于实施至烧成的沥青纤维，为了制成短纤维进行缩绒，根据需要 进行筛分，由此制成具有所期望的平均纤维长的沥青类碳纤维前体。缩绒中例如使用销棒粉碎机、victorymill (H夕卜D—5^)、喷射磨、 高速旋转磨等粉碎机、切断机等。为了效率较好地进行缩绒，通过使安 装有叶片的转子高速旋转，沿相对于纤维轴成直角的方向将纤维切段的 方法是适当的。对于通过缩绒产生的沥青纤维的平均纤维长，通过调整
转子的旋转速度、叶片的角度等来进行控制。篩分中，可以通过组合筛眼的粗度来得到所期望的尺寸。 上述碳纤维，通过在非氧化性氛围气中对完成了上述处理的沥青类碳纤维前体进行石墨化来得到。为了提高作为碳纤维的热传导率，石墨化温度优选为2300 ~ 3500 。C,更优选为2500~ 3500°C。石墨化虽然对经过缩绒的沥青类碳纤维前体实施，但是也可以在粘 合剂存在下对沥青类碳纤维前体进行抄纸后，与粘合剂 一起实施石墨化。本发明所使用的上述碳纤维片材的碳含量为80重量％以上，厚度为 0.05~5mm，空隙率为50 ~ 90体积％。碳含量优选为90重量％以上。若碳含量小于80重量％,则碳纤维片材的热传导性降低，所以不优选。碳纤维片材的厚度优选为0.1 mm~3 mm。若厚度小于0.05 mm, 则操作性、生产性降低，此外若超过5 mm，则碳纤维强化复合材料的 生产性变差，所以不优选。碳纤维片材的空隙率优选为50 ~ 80体积％。若在这些范围外则由于 机械物性降低而在操作性方面产生问题，或存在碳纤维强化复合材料成 型时的树脂含浸变得不好的趋势，所以不优选。碳纤维片材的碳纤维，即上述沥青类碳纤维，其微晶六角网面生长 方向的尺寸为5 nm以上，优选为20 nm以上，更优选为30 rnn以上。此外，沥青类碳纤维优选具有在1-20 pm范围的平均纤维径、在 0.05-0.2范围的纤维径分散度与平均纤维径之比(CV值)以及在1~ 15mm范围的纤维长。平均纤维径小于1 iiim时，由于生产性或操作性显著降低而不优选。 此外，若纤维径超过20pm则不熔化步骤中的不均增大，结果产生发生 部分熔融粘着的部位。更优选为3 ~ 17 jLim，进一步优选为5-15 pm。CV值更优选为0.07-0.18。若CV值小于0.05，则难以对纤维径进 行控制，生产性降低，因而不优选，若超过0.2,则由于烧成时有可能 产生形状变化等，因而不优选。平均纤维长优选为1~15 mm，若在该范围外，则难以制造均质的 片材，难以得到所期望的热传导性，因而不优选。
沥青类碳纤维的真密度极大地依赖于处理温度，优选为1.5-2.5 g/cc。更优选为1.6-2.5 g/cc。此外，沥青类碳纤维纤维轴方向的热传导 率优选为200 W/ (m . K)以上，更优选为300 W/ (m . K)以上。沥青类碳纤维片材厚度方向的热传导率优选为3 W/ (m .K)以上， 更优选为5 W/ (m K)以上。沥青类碳纤维片材通过满足所有上述范围，热传导性、操作性特别 优异。上述碳纤维片材在粘合剂存在下对沥青类碳纤维进行抄纸得到。 作为粘合剂，可以从纤维状、77^r:/UyF状(微细膜状)、浆状和 粒子状的粘合剂中选出至少l种以上使用。粘合剂必须易与沥青类碳纤 维络合，提高抄纸性，可以为热塑性树脂，也可以为热固性树脂。作为粘合剂，优选用量的至少1重量％以碳质的形式残存的粘合剂。作为上述热塑性树脂，可以举出例如聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酯、 聚丙烯、聚乙烯、PVA等。此外，作为上述热固性树脂，可以举出例如聚酰亚胺树脂、聚氨酯 树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。相对于沥青类碳纤维，粘合剂的用量优选为1 ~20重量％,更优选 为3~15重量％。若在这些范围之外则由于抄纸后的操作性差而不优 选。作为对沥青类碳纤维进行抄纸的方法，可以适用将纤维分散于大量 分散液中进行抄纸的湿式抄纸法；在空气流中将纤维分散后，通过喷该 纤维分散空气流等形成薄层，并将其层叠的干式法等。其中，考虑到纤 维的分散性、生产性，优选用湿式抄纸法实施。随后根据需要对于抄纸得到的片材实施压光处理(力》歹一処理)、 烧成处理等加工，粘合剂的选择优选适合这些加工方法。进行压光处理时，可优选使用聚酰胺、芳族聚酰胺、聚酯、聚丙烯、 聚乙烯等热塑性树脂，进行烧成处理时，可优选使用PVA、芳族聚酰胺、 酚醛树脂等残碳率较高的树脂。烧成处理在惰性氛围气中于1300°C 3000。C的温度进行，此时得到 的沥青类碳纤维片材的碳含量优选为95重量％以上。作为本发明中所使用的基质树脂，可以为热固性树脂、热塑性树脂
或热塑性弹性体树脂的任意 一种。作为热塑性树脂，可以使用聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 2，6-萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚环氧醚酮、聚苯 硫醚或这些聚合物各自的共聚物。作为热塑性树脂，范围更宽、更具体地说，可以举出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等乙烯-a-烯烃共聚 物、聚曱基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸 乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚缩醛、氟树脂(聚偏二氟乙烯、聚四氟乙 烯等)、聚对苯二曱酸乙二醇酯、聚对苯二曱酸丁二醇酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、苯乙烯-丙烯腈共聚物、ABS树脂、 聚苯醚(PPE)树脂、改性PPE树脂、脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺、 聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚甲基丙烯酸类(聚曱基丙烯酸甲酯等聚曱 基丙烯酸酯)、聚丙烯酸类、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚 醚腈、聚醚酮、聚酮、液晶聚合物、离子交联聚合物等。而且，热塑性 树脂可以单独使用l种，也可以将2种以上适当组合使用，还可以以含 有2种以上热塑性树脂的聚合物合金的形式使用。作为热塑性弹性体树脂，优选为聚酯弹性体，作为聚酯弹性体，优 选为含有硬链段和软链段的嵌段共聚物。所述聚酯弹性体的熔点优选为 18(TC 23(TC,更优选为19(TC 210。C。此外，优选的弹性模量为1000 MPa以下。作为该热塑性聚酯类弹性体树脂的市售品，可以举出帝人化 成(抹)制的TR-EKV、 B4032AT、 B4063AC、 P4140DT等。特别优选 为吸水性得到抑制的P4140DT、 B4032AT。此外，为了提高热塑性聚酯类弹性体树脂的稳定性，也可以添加稳 定剂等。作为热固性树脂，可以举出例如环氧树脂、酚酸树脂、有机硅树脂、 聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、热固化型聚苯醚树脂或热固化型改性聚苯 醚树脂。它们可以使用l种，也可以将2种以上适当组合使用。进一步 地，作为基质树脂，为了使碳纤维强化塑料成型体表现出所期望的物 性，也可以将热塑性树脂和热固性树脂适当混合使用。本发明的碳纤维复合片材可以通过公知的方法制造。作为具体的成 型体制造方法，可以举出例如注塑成型法、加压成型法、压延成型法、 挤出成型法、铸塑成型法、吹塑成型法等。其中特别优选加压成型法。 加压成型中，将碳纤維毡和热塑性树脂层叠，加热至热塑性树脂的熔融 温度以上，施加高压进行成型。对于成型之前的碳纤维毡，可以通过电 解氧化等进行氧化处理或用偶联剂、上浆剂进行处理，对表面进行改 性。此外，可以通过无电解镀敷法、电解镀敷法、真空气相沉积、溅射、离子镀等物理气相沉积法；化学气相沉积法；涂装；浸渍；机械地固着 微细粒子的机械化学法等方法，将金属或陶瓷覆盖于表面。虽然对碳纤维毡和热塑性高分子树脂的混合比不特别限定，但是为 了提高热传导度，在成型后，优选含有碳纤维10~90体积％,更优选含 有碳纤维10~85体积％。进一步优选为20~65体积％。此外，碳纤维 复合片材的厚度虽然可以根据用途自由设定，但是从提高成型率方面考 虑，优选为0.2 10mm。小于0.2mm时，难以进行均一的成型，若超 过10 mm则难以对厚度不均进行控制。此外，作为使用上述碳纤维片材得到碳纤维强化复合片材的成型方 法，不特别限定，可以举出注塑成型法、加压成型法、压延成型法、挤 出成型法、铸塑成型法、吹塑成型法等。此外，可以用下述2种方法实 施。作为具体的方法，例如，对于预先加入模具内的沥青类碳纤维片 材，用RIM法、RTM法等导入常温或通过加热形成液态的基质树脂， 使基质树脂固化或硬化，由此可以得到碳纤维强化复合片材。作为其它的方法，向模具内加入沥青类碳纤维片材和基质树脂，使 基质树脂熔融含浸，由此可以得到碳纤维强化复合片材。后者的情况下，基质树脂优选预先制成片状等易放入模具内的形 状，此外，从脱气性、含浸性方面考虑，优选在真空加压条件下使基质 树脂含浸。此外，沥青类碳纤维片材在进行表面处理后可以含浸(添着)上浆剂。作为表面处理方法，可以通过电解氧化等进行氧化处理或用偶联 剂、上浆剂进行处理，对表面进行改性。此外，可以通过无电解镀敷法、 电解镀敷法、真空气相沉积、溅射、离子镀等物理气相沉积法；化学气 相沉积法；涂装；浸渍；机械固着微细粒子的机械化学法等方法，将金 属或陶瓷覆盖于表面。对于上浆剂，可以使用相对于沥青类碳纤维片材，优选为0.1-15 重量％、更优选为0.4~7.5重量％的通常用作上浆剂的任意物质，具体
地，可以举出环氧化合物、水溶性聚酰胺化合物、饱和聚酯、不饱和聚 酯、乙酸乙烯酯、水、醇、二元醇。它们可以单独^吏用或以混合物的形 式使用。本发明的碳纤维的热传导率可以通过公知的方法测定，但是以提高 碳纤维复合片材厚度方向的热传导率为目的时，优选为激光闪光法。激光闪光法中，测定比热容Cp (J/gK)和热扩散率a (cm2/sec)，由另外 测定的密度P (g/cc)用^ot ' Cp . p求得热传导度X (W/cmK)，进行单 位换算而得到。 一般地，碳纤维本身的热传导度为数百W/(m.K)， 但是若制成成型体，则由于缺陷的产生、空气的混入、预想不到的空隙 的产生，热传导率急剧降低。因此，作为碳纤维复合片材的热传导率实 质上难以超过l W/(m.K)。但是本申请发明中通过使用三维无规毡 状碳纤维，可以解决该问题，作为碳纤维复合片材，为l W/(m*K) 以上。更优选为2W/(m .K)以上，进一步优选为5 W/(m .K)以上。此外，本发明的碳纤维复合片材的电波屏蔽的测定可以使用公知的 方法。特别是对于由电子仪器产生的电波的屏蔽性，可以使用带状线法 (7卜'J、;/:/線路法)进行测定。而且，对于屏蔽能力，在1~10 GHz的 范围、特别是在l 3GHz,具有大于10dB的屏蔽能力。若屏蔽能力大 于10dB,则可以认为具有一定的能力。屏蔽效果更优选为12dB以上， 进一步优选为20 dB以上。将如此得到的碳纤维复合片材放入规定形状的模具中，加热至热塑 性树脂的软化点温度以上，进行加压成型，由此可以赋形，制成成型体。 如此制造的成型体可以合适地用于热管理的用途中。更具体地-说，该成 型体可以用作在电子仪器等中用于有效地将半导体元件或电源、光源等 电子元件产生的热向外部扩散的散热部件、传热部件或它们的构成材料 等。具体地说，可以加工成可以形成赋形模具的任意的形状，置于半导 体元件等发热部件和散热器等散热部件之间使用；或成型加工为散热 板、半导体包装用部件、散热器(heatsink)、散热器(heat spreader)、 模头垫(die pad)、印刷布线基板、冷却风扇用部件、热管、筐体等来 使用。实施例下文对实施例进行说明，但是本发明不被这些实施例所限定。
本实施例中的各值通过下述方法求得。(1) 碳纤维毡的直径，用扫描型电子显微镜以800倍在IO视野中 对经过烧成的纤维进行拍照求得。(2) 碳纤维毡和碳短纤维的纤维长，抽取经过烧成的纤维，用测 长器测定。(3) 碳纤维的热传导率，是对烧成后的丝的电阻率进行测定，通(電気比抵抗)的关系的下式(1)求得。
、 '、、；< ;<K-l 2 7 2. 4/ER-4 9. 4 (1) 其中，K表示碳纤维的热传导率W/(m .K) , ER表示碳纤维的电阻率(4) 成型体的热传导率用激光闪光法测定。(5) 碳纤维毡的结晶尺寸，对在X线衍射中出现的从(110)面的 反射进行测定，用学振法求得。(6) 电波屏蔽性，对于近场(近傍界)使用带状线法测定。对于使用热塑性树脂弹性体作为基质树脂得到的复合片材适用下 述(7) 、 (8)。(7 )碳纤维复合片材的热传导率，使用京都电子(抹)制QTM^OO 用探头法求得。(8 )弯曲性，在将制成的厚0.5 mm的碳纤维复合片材制成160 mm xlO mm的长方形试验片(图1、图2中1)的状态下，对长度方向的 端部之间是否可以用夹子(图2中2)合起来、进一步是否可以在合起 来的端施加100 gf的负荷(图2中3)的同时挂在15 mm0的4奉(图2 中4)上1分钟进行调查。长方形试验片的端部可合起来时优异。即使 在负荷下挂在15 mm^的棒上也不产生断裂时，评为非常优异(图2为 该状态的示意图)。长方形试验片长度方向的端部之间不能合起来时，以及由于负荷而 断裂时，评为较差。实施例1以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异
性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从17CTC 升温至295i:进行不熔化。在230(TC下对进行了不熔化的3维无规毡进 行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的纤维径平均为8.5 pm、 CV为 0.15。纤维长平均为40mm。微晶尺寸为26nm。作为热塑性高分子树脂，使用三洋化成(抹)制马来酸改性聚丙烯 膜，将3维无规毡状碳纤维在成型体中的体积比率设为30%，用北川精 机(抹)制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型，使 厚度为1 mm。 3维无规毡状碳纤维片材的电导度为4.5 x 10—4 Q . cm。 热传导率为233 W/ (m . K)。测得的成型后的碳纤维复合片材的热传 导率为1.5 W/ (m . K)。此外，该片材的密度为1.3 g/cc,用带状线法 对其电波屏蔽性能进行观测后发现，在2.0 GHz下具有15 dB的屏蔽性。实施例2以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm-的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10fim的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7t:/分钟的平均升温速度从17(TC 升温至295。C进行不熔化。在300(TC下对进行了不熔化的3维无规毡进 行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的纤维径平均为8.5 pm、 CV为 0.16。纤维长平均为30mm。微晶尺寸为45nm。作为热塑性高分子树脂，使用三洋化成(抹)制马来酸改性聚丙烯 膜，将3维无规毡状碳纤维在成型体中的体积比率设为30%，用北川精 机(林)制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型，使 厚度为1 mm。 3维无规毡状碳纤维片材的电导度为2 x l(T4 Q . cm。热 传导率为587 W/ (m . K)。测得的成型后的碳纤维复合片材的热传导
率为4.0W/(m.K)。此外，该片材的密度为1.5 g/cc，用带状线法对 其电波屏蔽性能进行观测后发现，在2.5 GHz下具有19 dB的屏蔽性。 实施例3以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285'C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由幼青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从 17(TC升温至295。C进行不熔化。在230(TC下对进行了不熔化的3维无 规毡进行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的纤维径平均为8.5 pm、 CV为0.17。纤维长平均为40mm。微晶尺寸为18nm。作为热塑性高分子树脂，使用帝人化成(林)制聚碳酸酯膜，将3 维无规毡状碳纤维在成型体中的体积比率设为30%，用北川精机(抹) 制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型，使厚度为1 mm。 3维无规毡状碳纤维的电导度为4.5 x 10—4 Q * cm。热传导率为233 W/ (m . K)。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为1.3 W/ (m.K)。此外，该片材的密度为1.4g/cc,且在2.5GHz下具有20dB 的屏蔽性。实施例4以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为lOjim的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从 170。C升温至295。C进行不熔化。在300(TC下对进行了不熔化的3维无 规毡进行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的纤维径平均为8 pm、 CV为0.16。纤维长平均为30mm。微晶尺寸为45nm。作为热塑性高分子树脂，使用帝人化成(林)制聚碳酸酯膜，将3 维无规毡状碳纤维在成型体中的体积比率设为30%，用北川精机(林) 制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型，使厚度为1
mm。 3维无^见毡状石友纤维的电导度为2 x 10—4 Q 'cm。热传导率为587 W/ (m.K)。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为3.8 W/ (m.K)。此外，该片材的密度为1.5g/cc,且在2.4GHz下具有20dB的屏蔽性。 实施例5以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从170。C 升温至295t进行不溶化。在300(TC下对进行了不熔化的3维无规毡进 行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的纤维径平均为8 ^m、 CV为 0.16。纤维长平均为30mm。微晶尺寸为45nm。作为热塑性高分子树脂，使用东京化成工业(抹)制的将丙交酯聚 合制成聚乳酸、将该聚乳酸熔融挤出进行膜化得到的膜，将3维无规毡 状碳纤维在成型体中的体积比率设为30%,用北川精机(抹)制真空加 压机，在内径为650mm的模具中实施加压成型，使厚度为1 mm。 3维 无规毡状碳纤维的电导度为2x 10—4Q 'cm。热传导率为587W/(m 'K)。 测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为3.1 W/(m'K)。此 外，该片材的密度为1.7g/cc,在2.6GHz下具有18dB的屏蔽性。比專交例1以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10)im的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从170。C 升温至295。C进行不熔化。在80CTC对进行了不熔化的3维无规毡进行 烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的丝径平均为9 pm、 CV为0.18。 丝长平均为40mm。微晶尺寸为3nm。作为热塑性高分子树脂，使用三洋化成(抹)制马来酸改性聚丙烯 膜，将3维无规毡状碳纤维在成型体中的体积比率设为30%,用北川精 机(抹)制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型，使 厚度为lmm。 3维无规毡状碳纤维的电导度为15x 10_4Q .cm。热传导 率为35W/(m.K)。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为 0.3W/(m.K)。虽然比热塑性树脂单体的热传导度提高，但是与高温 烧成品相比，热传导率小。此外，该片材的密度为1.2g/cc，在2.5GHz 下仅表现出8dB的屏蔽性。实施例6将由实施例3制造的碳纤维复合片材加热至热塑性高分子树脂聚碳 酸酯的软化点温度190°C,实施赋形，制造成型体。赋形性优异。在该 成型体上载置加热至70。C的20 g砝码，加热150秒，使碳纤维复合片 材的温度约为70。C。然后，卸除砝码使其放热，60秒后为2(TC。比较例2替代实施例6中的碳纤维复合片材将单纯的聚碳酸酯树脂制成成型 体。赋形性优异。载置加热至70。C的20 g的砝码，加热150秒，使聚 碳酸酯树脂的温度约为7(TC。然后，卸除砝码使其放热，60秒后变为 5(TC,与碳复合片材相比，散热差。实施例7以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从n(rc 升温至29VC进行不熔化。在230CTC下对进行了不熔化的3维无规毡进 行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的纤维径平均为8.5 pm、 CV值 为0.15。纤维长平均为40mm。来源于六角网面生长方向的^U曰曰尺寸为 26 nm。作为热塑性聚酯类弹性体树脂，使用帝人化成(抹)制B4032AT，
将3维无规毡状碳纤维集合体在成型体的体积比率设为30%，用北川精 机(抹)制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型，使 厚度为0.5 mm。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为3 W/ (m K)。 弯曲性非常优异。 实施例8以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mn^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10jim的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从17(TC 升温至295匸进行不熔化。在230(TC下对进行了不熔化的3维无规毡进 行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维集合体的纤维径平均为8.5 pm、 CV值为0.16。纤维长平均为40 mm。来源于六角网面生长方向的微晶 尺寸为26 nm。作为热塑性聚酯类弹性体树脂，使用帝人化成(抹)制B40^AT, 将3维无规毡状碳纤维在成型体中的体积比率设为40%,用北川精机 (抹)制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型，使厚 度为0.5 mm。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为6 W/ (m K)。 弯曲性非常优异。 实施例9以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm(()的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10^im的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/r^的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从 17(TC升温至295。C进行不熔化。在300(TC下对进行了不熔化的3维无 规毡进行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维的纤维径平均为8 fim、CV值为0.16。纤维长平均为30 mm。来源于六角网面生长方向的微晶 尺寸为45 nm。作为热塑性聚酯类弹性体树脂，使用帝人化成(株)制B4032AT， 将3维无规毡状碳纤维集合体在成型体中的体积比率设为30%,用北川 精机(林)制真空加压机，在内径为650 mm的才莫具中实施加压成型， 使厚度为0.5 mm。测定成型得到的碳纤維复合片材的热传导率，为7 W/ (m K)。 弯曲性非常优异。实施例10以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/m2的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从 17(TC升温至295。C进行不熔化。在300CTC对进行了不熔化的3维无规 毡进行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维集合体的纤维径平均为8 pm、 CV值为0.16。纤维长平均为30mm。微晶尺寸为45nm。作为热塑性聚酯类弹性体树脂，使用帝人化成(抹)制B4032AT， 将3维无规毡状碳纤维集合体在成型体中的体积比率设为40%,用北川 精机(林)制真空加压机，在内径为6S0mm的才莫具中实施加压成型， 使厚度为0.5mm。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为12 W/ (m . K)。弯曲性非常优异。实施例11以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/ir^的由沥青类短纤维形成的3 维无规祖。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从17(TC 升温至295。C进行不熔化。在230CTC下对进行了不熔化的3维无规毡进
行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维集合体的纤维径平均为8.5 pm、 CV值为0.16。纤维长平均为40mm。微晶尺寸为26nm。作为热塑性聚酯类弹性体树脂，使用帝人化成(林)制TR-EKV, 将3维无规毡状碳纤维集合体在成型体中的体积比率设为30%，用北川 精机(林)制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型， 使厚度为0.5mm。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为2.5 W/ (m . K)。弯曲性非常优异。参考例1以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/m"的由沥青类短纤维形成的3 维无规毡。对于该3维无规毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从 170。C升温至295。C进行不熔化。在300(TC对进行了不熔化的3维无规 毡进行烧成。烧成后的3维无规毡状碳纤维集合体的纤维径平均为8 ^im、 CV值为0.16。纤维长平均为30mm。微晶尺寸为45 nm。作为热塑性聚酯类弹性体树脂，使用帝人化成(抹)制B4032AT, 将3维无规毡状碳纤维集合体在成型体中的体积比率设为55%，用北川 精机(抹)制真空加压机，在内径为650 mm的模具中实施加压成型， 使厚度为0.5 mm。测定成型得到的碳纤维复合片材的热传导率，为15.0 W/ (m . K)。弯曲性优异。实施例12在由实施例8制造的碳纤维复合片材上载置加热至7(TC的20 g砝 码，加热150秒，使碳纤维复合片材的温度约为7(TC。然后，卸除砝码 使其》t热，60秒后为2(TC。可知散热效果好。比举交例3替代实施例12中的碳纤维复合片材，在单纯的热塑性聚酯类弹性 体树脂上载置加热至7(TC的20 g砝码，加热150秒，使热塑性聚酯类 弹性体树脂的温度约为7(TC。然后，卸除砝码使其放热，60秒后为50 °C,与碳复合片材相比，散热差。实施例13
以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异性比例为100%、软化点为284。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为13pm的沥青类短纤维。将纺出的短纤维捕集于带上制成毡，进一 步通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/n^的毡状沥青纤维。对于该毡状沥青纤维，在空气中以5。C/分钟的平均升温速度从170 。C升温至31(TC进^f于不熔化。在70(TC下对进^"了不熔化的毡状沥青纤 维进行烧成，然后用粉碎装置制成短纤维，然后，进一步在3000。C下进 行烧成，由此得到沥青类碳纤维。沥青类碳纤维的平均纤维径为llpm、 CV值为0.12。平均纤维长为8mm。来源于六角网面生长方向的微晶尺 寸为46 nm。纤维轴方向的热传导率为590 W/ (m K)。此外，沥青 类碳纤维的真密度为2.1 g/cc。接着对沥青类碳纤维90重量份、作为粘合剂的平均纤维长为5 mm 的PVA纤维(商品名tf二口〉) IO重量份进行抄纸，然后在氮氛围气中 于150(TC进行烧成处理，由此得到沥青类碳纤维片材。沥青类碳纤维片材的碳含量为99重量％、厚度为1.2 mm、空隙率 为85体积％。然后，作为基质树脂，使用(抹)三洋化成制马来酸改性聚丙烯膜， 以沥青类碳纤维片材为强化材料，将其在成型体中的体积比率设为 30%，用北川精机(抹)制真空加压机，在内径为200 mm的模具中实 施加压成型，使厚度为1 mm。测定成型得到的碳纤维强化复合片材厚 度方向的热传导率，为4.5W/(m.K)。实施例14以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为284。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为13fxm的沥青类短纤维。将纺出的短纤维捕集于带上制成毡，进一 步通过交叉铺网制成单位面积重量为255 g/n^的毡状沥青纤维。对于该毡状沥青纤维，在空气中以5。C/分钟的平均升温速度从170 。C升温至305。C进行不熔化。在70(TC下对进行了不熔化的毡状沥青纤 维进行烧成，然后用粉碎装置制成短纤维，然后进一步在290(TC下进行 烧成，由此得到沥青类碳纤维。沥青类碳纤维的平均纤维径为11 ^m、CV值为0.11。平均纤维长为8mm。来源于六角网面生长方向的微晶尺 寸为42 nm。纤维轴方向的热传导率为510 W/ (m . K)。此外，沥青 类碳纤维的真密度为2.1 g/cc。接着对沥青类碳纤维90重量份、作为粘合剂的平均纤维长为10 mm 的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维IO重量份进行抄纸，然后在280。C进行压 光处理，得到沥青类碳纤维片材。沥青类碳纤维片材的碳含量为90重量％、厚度为1.2 mm、空隙率 为70体积％。然后，作为基质树脂，使用聚碳酸酯(商品名八'>^<卜)膜，将 沥青类碳纤维强化材料在成型体中的体积比率设为35%,用北川精机 (林)制真空加压机，在内径为200 mm的模具中实施加压成型，使厚 度为1 mm。测定成型得到的碳纤维强化复合片材厚度方向的热传导 率，为4.3 W/ (m . K)。比專交例4以含有稠合多环烃化合物的沥青为主要原料。该沥青的光学各向异 性比例为100%、软化点为285。C。使用直径为0.2mm^的孔的盖，从缝 隙以每分钟5000 m的线速度喷出加热空气，牵伸熔融沥青制造平均直 径为10pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集于带上制成毡，进一步 通过交叉铺网制成单位面积重量为250 g/m2的具有三维无规形状的沥青 纤维毡。对于该沥青纤维毡，在空气中以7。C/分钟的平均升温速度从no。c 升温至295。C进行不熔化。在800。C下对进行了不熔化的三维无规毡进 行烧成。烧成后的构成沥青类碳纤维毡的沥青类碳纤维的平均纤维径为 9 pm、 CV值为0.18。平均纤维长为40mm。来源于六角网面生长方向 的微晶尺寸为3nm。纤维轴方向的热传导率为35 W/ (m . K)。接着对沥青类碳纤维70重量份、作为粘合剂的平均纤维长为5 mm 的PVA纤维(商品名tr二口〉) 10重量份进行抄纸，由此得到沥青类碳 纤维片材。沥青类碳纤维片材的碳含量为65重量％、厚度为1.5 mm、空隙率 为80体积％。然后，作为基质树脂，使用(林)三洋化成制马来酸改性聚丙烯膜， 以沥青类碳纤维片材为强化材料，将其在成型体中的体积比率设为 30%,用北川精机(抹)制真空加压机，在内径为200 mm的模具中实 施加压成型，使厚度为1 mm。测定成型得到的碳纤维强化复合材料厚 度方向的热传导率，小于lW/(m.K),热传导率小。 比举交例5在实施例1中，不使用沥青类碳纤维片材而将单纯的马来酸改性聚 丙烯树脂制成成型体，测得的厚度方向的热传导率小于1W/(m 'K)。
权利要求
1.碳纤维复合片材，其特征在于，含有沥青类碳纤维毡和基质树脂，构成所述沥青类碳纤维毡的碳纤维的微晶六角网面方向的尺寸为5nm以上，且该碳纤维复合片材厚度方向的热传导率为1W/m·K以上。
2. 如权利要求1所述的碳纤维复合片材，其中，以碳纤维复合片材 为基准，所述基质树脂占10~80体积％。
3. 如权利要求1所述的复合片材，其中，构成沥青类碳纤维毡的碳 纤维的纤维径为1 ~20 jum，纤维长为0.01 ~ 1000 mm。
4. 如权利要求1所述的复合片材，其中，基质树脂为热塑性树脂或 热塑性弹性体树脂。
5. 如权利要求4所述的复合片材，其中，热塑性树脂为聚碳酸酯、 聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚丙烯、 聚乙烯、聚环氧醚酮、聚苯硫醚或这些聚合物各自的共聚物。
6. 如权利要求4所述的复合片材，其中，热塑性弹性体树脂为聚酯 弹性体。
7. 如权利要求6所述的复合片材，其中，聚酯弹性体为含有硬链段 和软链段的嵌段共聚物。
8. 如权利要求6或7所述的复合片材，其中，对于长160mmx宽 10 mm的试验片，在15 mm^的寺奉上于100 gf的负荷下进行弯曲试验1 分钟时不断裂。
9. 如权利要求1~8中任意一项所述的复合片材，其用于电波屏蔽。
10. 如权利要求9所述的复合片材，其中，反射IO db以上的近场 中的1 ~ 10 GHz的电波。
11. 权利要求1 ~8中任意一项所述的复合片材，其用作热传导体。
12. 电子元件用散热板，其包含权利要求11所述的复合片材。
13. 热交换器，其包含权利要求11所述的复合片材。
14. 沥青类碳纤维毡用碳纤维片材，其为用于权利要求1所述的碳 纤维复合片材的沥青类碳纤维毡用的碳纤维片材，其中，微晶六角网面 方向的尺寸为5 nm以上的沥青类碳纤维含量为80重量％以上，碳含量 为80重量。/。以上，厚度为0.05 5mm，空隙率为50 ~ 90体积％。
15. 如权利要求14所述的碳纤维片材，其中，沥青类碳纤维的平均 纤维径为1~20 |Lim、纤维径分散度与平均纤维径的比为0.05-0.2、纤 维长为1 ~ 15 mm。
16. 如权利要求14所述的碳纤维片材，其中，沥青类碳纤维的真密 度为1.5 ~2.5 g/cc，纤维轴方向的热传导率为200 W/ (m . K)以上。
17. 如权利要求14所述的碳纤维片材，其中，片材厚度方向的热传 导率为3 W/ (m . K)以上。
18. 沥青类碳纤维毡用碳纤维片材的制造方法，其特征在于，通过 抄纸法在粘合剂存在下将沥青类碳纤维制成湿式无纺布，得到碳含量为 80重量％、厚度为0.05 5mm、空隙率为50 ~ 90体积％的片材。
19. 如权利要求18所述的碳纤维片材的制造方法，其中，将使用量 的至少1重量％以碳质形式残存的粘合剂作为粘合剂、通过抄纸法得到 湿式无纺布，对该湿式无纺布在惰性氛围气中于130(TC 300(TC的温度 进4亍烧成。
20. 碳纤维复合片材的制造方法，其特征在于，使基质树脂含浸于 权利要求14所述的碳纤维片材中。
21. 如权利要求20所述的复合片材的制造方法，其中，含浸是在真 空加压下进行的。
全文摘要
本发明提供碳纤维复合片材，其含有沥青类碳纤维毡和基质树脂，构成上述沥青类碳纤维毡的碳纤维的微晶的六角网面方向的尺寸为5nm以上，且厚度方向的热传导率为1W/m·K以上。其用于电波屏蔽和热传导体。
文档编号H05K9/00GK101163828SQ200680013179
公开日2008年4月16日 申请日期2006年4月14日 优先权日2005年4月19日
发明者伴哲夫, 宽 原, 平田滋己 申请人:帝人株式会社