碳纤维复合片材的制作方法

专利名称：碳纤维复合片材的制作方法
技术领域：
本发明涉及将沥青类碳纤维和热固性树脂成分复合形成的碳纤维 复合片材。
背景技术：
高性能的碳纤维可以分类为以聚丙烯腈(PAN)为原料的PAN类 碳纤维、和以一系列沥青类为原料的沥青类碳纤维。碳纤维利用强度.弹
性模量显著高于通常的合成高分子的特征，广泛用于航空.宇宙用途、建 筑.土木用途、运动.娱乐用途等。
近年来，开始关注以节省能源为代表的能源的高效使用方法，另一 方面，高速化的CPU或电路的焦耳热所致发热成为问题。为了解决上 述问题，必须实现有效处理热的所谓热管理。
碳纤维与通常的合成高分子相比热导率高，开始研究进一步提高热 传导。但是，市场上销售的PAN类碳纤维的热导率通常低于200W/ (m'K)，从热管理的观点考虑，并不能说是适用的。相反，开始认识 到因为沥青类碳纤维的石墨化性高，所以与PAN类碳纤维相比容易实 现高热导率。
一般来说，已知填充了氧化铝或氮化硼、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 属氢氧化物等作为热传导性填充剂的材料。但是，金属材料类填充材料 的比重高，制成复合材料时使重量变大。另外，作为碳类材料的炭黑等 球形材料的添加量增加时，发生所谓的掉渣，特别是在电子机器中，其 导电性对机器产生不良影响。相反，碳纤维不仅具有比重小、以与金属 材料类填充材料相同的体积添加时可以降低得到的复合材料的重量的 优点，还因其形状为纤维状，而具有不易发生掉渣的优点。
但是，作为该复合材料的用途，有时用作发热体和散热器之间的连 接物。此时，如果使用刚性高的树脂组合物，则在发热体和散热器之间 产生间隙，无法实现有效率的热传导。因此，希望得到更具柔软性、在 发热体和散热器各自的表面跟踪性高的复合材料。接下来，考察热管理中使用的复合材料的特征。为了有效地利用碳 纤维的高热导率，优选使碳纤维在夹杂某些基质的状态下形成网络。特 别是三维状地形成网络时，不仅在成型体的面内方向实现碳纤维的高热 传导，在厚度方向也实现碳纤维的高热传导，例如在放热板的用途方面 非常有效。然而，将目前使用的纤维制成织物状与基质制成复合材料得 到的复合材料虽然面内的热导率提高，但是由于无法充分地形成碳纤维 的网络，所以是厚度方向的热传导很难称之为良好的状态。
在上述背景下，进行了多次欲彻底改善碳纤维的热导率的尝试。例 如，在专利文献l中，公开了在单向并丝的碳纤维中含浸石墨粉末和热
固性树脂得到的机械强度高的热传导性成型品。另外，专利文献2中， 公开了通过碳纤维的物性提高使热传导度等物性提高的内容，但是并没 有明确指出成型体热物性的明确性能提高。
专利文献1特开平5-17593号公报
专利文献2特开平2-242919号公报

发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术无法实现的问题，提供一种显 示适当的热传导性的碳纤维复合片材。
根据本发明，上述目的通过下述碳纤维复合片材而实现，所述碳纤 维复合片材是将选自热固性有机硅类凝胶成分、热固性环氧树脂成分及 热固性有机硅树脂成分的热固性树脂成分和碳纤维集合体复合后，将热 固性树脂成分固化而得到的碳纤维复合片材，其中，在构成碳纤维集合 体的碳纤维的六角网面成长方向的微晶尺寸为5nm以上，碳纤维复合片 材的热导率为2W/ (m.K)以上。
具体实施方式
以下详细说明本发明。
作为本发明中使用的碳集合体的原料，例如可以举出称为萘或菲的 稠合多环烃化合物、称为石油类沥青或煤炭类沥青的稠合杂环化合物 等。其中，优选称为萘或菲的稠合多环烃化合物，特别优选光学各向异 性沥青、即中间相沥青。上述物质可以单独使用一种，也可以适当组合 二种以上进行使用，但是单独使用中间相沥青可以提高碳纤维的热传导性，故而特别优选。
原料沥青的專欠化点可以通过Mettler法求出，优选250。C以上350°C 以下。如果软化点低于250°C,则不熔化时发生纤维之间的热粘接或较 大的热收缩。另外，高于350。C时，发生沥青的热分解，难以成为丝状。
原料沥青通过熔喷法纺丝，之后可以通过不熔化、烧成制成碳纤维 集合体。以下说明各工序。
本发明中，对成为碳纤维原料的沥青纤维的纺丝喷嘴形状没有特别 限定，但是优选使用喷嘴孔的长度和孔径之比小于3的喷嘴，进而优选 小于1.5的喷嘴。对纺丝时的喷嘴温度没有特别限定，只要为能够维持 稳定的纺丝状态的温度，即，使纺丝沥青的粘度为2~80Pa'S、优选为 30~60Pa'S的温度即可。
通过在细化点附近喷吹;故加温到100 ~ 350。C的线速度为每分钟 100 ~ 1 OOOOm的气体将从喷嘴孔喷出的沥青纤维短纤维化。作为喷吹的 气体，可以使用空气、氮气、氩气，从性价比方面考虑，优选使用空气。
短纤维化的沥青被纤维捕集到金属丝网带上，成为连续的垫(mat) 状，进而交叉铺网，从而得到碳纤维集合体。
此处，碳纤维集合体优选碳纤维彼此在碳纤维集合体内部三维交织 形成的垫，为上述纤维集合体时，所得的碳纤维复合片材的三维热传导 性更良好。
可以通过设置在纺丝喷嘴和金属丝网带之间的称为蒸汽导管的导 管中进行上述交织。
如上所述地得到的由沥青纤维构成的集合体采用公知方法不熔化， 在1500 3500。C下烧成。可以使用空气或将臭氧、二氧化氮、氮、氧、 碘、溴添加到空气中得到的气体，在200 350。C下进行不熔化，但是考 虑到安全性、便利性，优选在空气中进行不熔化。另外，在真空中、或 氮气、氩气、氪气等惰性气体中烧成不熔化的沥青纤维，优选在常压下 于成本低的氮气中实施烧成。为了提高作为碳纤维的热导率，烧成温度 优选为2300~ 3500°C。更优选为2500 ~ 3500°C。如果烧成时放在石墨 性坩埚中进行处理，则可以阻断来自外部的物理性、化学性作用，故而 优选。石墨制坩埚只要是能够放入所希望量的上述作为原料的不熔化垫 的坩埚即可，对其大小、形状没有限定，但是为了防止在烧成过程中或 冷却过程中与炉内的氧化性气体或碳蒸气反应对碳纤维的损伤，可以优选利用带盖的高气密性坩埚。
构成本发明中使用的碳纤维集合体的碳纤维在六角网面的成长方
向的微晶尺寸必须在5nm以上。在六角网面的成长方向的微晶尺寸可以 通过公知方法求出，可以由从利用X射线衍射法所得的碳结晶的(110) 面的衍射线而求出。微晶尺寸是重要的，原因在于热传导主要由声子承 担、而产生声子的是结晶。微晶尺寸更优选为20nm以上，进一步优选 为30nm以上。
另外，碳纤维集合体由以中间相沥青为原料的碳纤维构成，优选碳 纤维的平均纤维径为5 ~20nm、平均纤维径长度为0.01 ~ 1000mm。
平均纤维径在该范围内时，生产率也良好，在不熔化工序中不发生 热粘接。平均纤维径更优选为3 ~ 15jum，进一步优选为5 ~ 12jim。
另外，平均纤维长度在上述范围内时，纤维之间的交织为适度的范 围，作为纤维集合体的操作性良好。平均纤维长度更优选为0.1 ~ 500mm、进一步优选为3 ~ 300mm。
需要说明的是，作为相对于平均纤维径的纤维径的分散值的百分 率，由下式求出的CV值优选在20%以下。更优选在17%以下。CV值 超过20%时，不熔化时发生问题的直径在20ium以上的纤维增加，从生 产率的观点考虑，并不优选。
CK = ￡ (1) A
此处，Si为纤维径分散度，5为平均纤维径。 另外，S！由下式(2)求出。
此处，D为n个纤维的各纤维径，5为n个纤维径的平均值，n为 纤维的个数。
在本发明中，碳纤维复合片材的热导率可以通过公知方法测定，其 中，优选探针法、热盘法、激光闪光法，特别是探针法简单，故而优选。一般来说，碳纤维本身的热传导度为数百W/(m'K)左右，如果与 树脂混合制成成型体，则因产生缺陷 混入空气.发生无法预料的空隙， 使热导率骤减。因此，作为碳纤维复合片材的热导率实质上难以超过1W/ (m.K)。但是，本发明中，通过使用由微晶尺寸在5nm以上的碳纤维 构成的碳纤维集合体解决了上述问题，作为碳纤维复合片材，实现2W/ (m.K)以上的热导率。热导率优选在3W/(m'K)以上，更优选在5W/ (m.K)以上，进一步优选在7W/(m.K)以上，特别优选在10W/( m'K) 以上。作为极限，可以期待为碳纤维单体的热导率的600W/ (m'K)左 右。
本发明中，以碳纤维复合片材为基准时的碳纤维集合体所占的比例 以体积分率计优选在15~50% (以重量分率计为25 -70%)的范围内。 在该范围内时，可以高水平地兼具所得的碳纤维复合片材的热传导性和 机械特性。
在本发明中，作为与碳纤维集合体复合后使其固化的热固性树脂成 分，可以使用热固性有机硅类凝胶成分、热固性环氧树脂成分、热固性 有机硅树脂成分，上述成分可以根据分别得到的碳纤维复合片材的最终 用途任意选择。
例如，还赋予碳纤维复合片材粘结性时，可以举出使用热固性有机 硅类凝胶成分的例子；在被加热时不希望由碳纤维复合片材产生挥发成 分时，可以举出使用热固性环氧树脂成分的例子，还赋予碳纤维复合片 材柔软性时，可以举出使用热固性有机硅树脂成分的例子，但是并不限 定于此，可以根据目的，适当选择。
此处，作为热固性有机硅类凝胶成分，优选使用至少在0-30。C的 范围内粘度为0.01 ~2000Pa*s的热固性有机硅类凝胶成分，优选使用固 化在70 20(TC内发生、在1 ~ 120分钟左右完成固化的成分。
热固性有机硅类凝胶成分有加成反应型和缩合反应型，可以优选使 用第3成分难以参与的加成反应型。作为上述热固性有机硅类凝胶成分， 具体可以使用作为东丽道康宁抹式会社制的热固性有机硅类凝胶成分 的SE系列SE1886、 SE1885等。上述物质粘度低、工艺性也良好。
另外，作为热固性环氧树脂成分，没有特别限定，可以优选使用至 少在0 30。C的范围内粘度为0.01 200Pa's的液状热固性环氧树脂成 分。作为上述热固性环氧树脂成分，具体可以使用作为JAPAN EPOXYRESIN抹式会社制的热固性环氧树脂成分的"jER" 827、 "jER" 871 (旧称"Epikote" 827、 "Epikote" 871)等。上述物质粘度低、工艺性 也良好。需要说明的是，热固性环氧树脂成分使用固化剂使其固化。作 为固化剂，没有特别限定，可以使用改性脂肪族胺、改性芳香族胺、改 性脂环族胺、3-曱基-1, 2, 3, 6-四氢邻苯二甲酸酐、4-曱基-1, 2， 3, 6-四氢邻苯二曱酸酐、曱基-3, 6-桥亚甲基-1, 2， 3, 6-四氢邻苯二曱酸 酐等。具体而言，作为市场上销售的产品，可以使用JAPAN EPOXY RESIN抹式会社制的"jERcure，， FL240 (旧称"Epikote cure" FL240 ) 等。作为固化剂的使用量，以热固性环氧树脂成分100重量份为基准， 只需使用10~50重量份即可，固化在70 20(TC发生、在1~180分钟 左右%成。
最后，作为热固性有机硅树脂成分，优选至少在0 3(TC的范围内、 粘度为0.01 ~ 10Pa's的热固性有机硅树脂成分。固化在70-200。C发生、 在1~180分钟左右完成。作为热固性有机硅树脂成分，有加成反应型 和缩合反应型，可以优选使用第3成分难以参与的加成反应型，作为上 述热固性有机硅树脂成分，可以使用为东丽道康宁林式会社制热固性硅 成分的SE系列的SE1821等。上述物质的粘度低、工艺性也良好。
以下为使用各种树脂时的优选方案(A) ~ (D)。 (A)本发明中，热固性树脂成分为热固性有机硅类凝胶成分的方案。
本发明中，优选热固性树脂成分为热固性有机硅类凝胶成分，碳纤 维的平均纤维径为l~20|um,碳纤维复合片材的热导率为3W/ (m'K) 以上。
平均纤维径在上述范围内时，生产率也良好。平均纤维径更优选为 3 ~ 15,,进一步优选为5 ~ 12,。
另外，碳纤维的平均纤维长度优选在0.01 1000mm的范围内。平 均纤维长度在上述范围内时，作为纤维集合体的操作性变得良好。平均 纤维长度更优选为0.1 ~ 500mm,进一步优选为3 ~ 300mm。
所得的碳纤维复合片材的硬度根据JIS K6249中记载的针入度进行 测定。针入度优选在30~90的范围内。如果低于30，则有损柔软性， 对复杂形状的跟踪性变差。而超过90时，耐穿透性显著变差，实用方 面出现问题。热固性的有机硅类凝胶制成碳纤维复合片材后的针入度优选在90 以下，特别优选在200。C下进行4小时热处理时硬度在90以下。
碳纤维复合片材的180度剥离粘结力(胶粘性)可以基于根据JIS Z 0237得到的180度剥离粘结力进行评价，180度剥离粘结力优选为 0.05~ 1.00N/cm。如果小于0.05N/cm，则碳纤维复合片材无法具有充分 的胶粘性，不能期待发热体和散热器之间的接合力。另外，如果具有强 于1.00N/cm的胶粘性，则粘着力过强，所以操作性变差。
(B) 本发明中，热固性树脂成分为热固性环氧树脂成分的方案。 本发明中，优选热固性树脂成分是热固性环氧树脂成分，碳纤维的
平均纤维径为5~20pm,碳纤维复合片材的热导率为5W/(m.K)以上。 平均纤维径在上述范围内时，生产率也良好。平均纤维径更优选为 3~15|um,进一步优选为5 ~ 12,。
另外，碳纤维的平均纤维长度优选在0.01 1000mm的范围内。平 均纤维长度在上述范围内时，作为纤维集合体的操作性良好。平均纤维 长度更优选为0.1 ~ 500mm、进一步优选为3 ~ 300mm。
本发明中，所得的碳纤维复合片材在150°C、 4小时热处理后的质 量减少率优选为1%以下。150°C、 4小时热处理后的质量减少率在1% 以下时，因加热而挥发的成分少，所以可以适用于电子部件用途。
(C) 本发明中，热固性树脂成分是热固性有机硅树脂成分的方案 (1)。
本发明中，优选热固性树脂成分是热固性有机硅树脂成分，用 ASKERC硬度计测定的硬度在70以下，以碳纤维复合片材为基准时的 碳纤维集合体所占的比例以体积分率计在20~ 50%的范围(以重量分率 计在30~70%)内，碳纤维复合片材的热导率在3W/(m'K)以上。
此处，使用ASKERC硬度计测定的硬度在70以下时，可以发挥充 分的挠性。
以碳纤维复合片材为基准时的碳纤维集合体所占的比例在上述范 围内时，可以兼具所得碳纤维复合片材的热传导性和碳纤维复合片材制 造时的成型性。更优选以体积分率计为20~40%(以重量分率计为30 ~ 60%)。需要说明的是，碳纤维复合片材的厚度可以根据用途自由地设 定，从提高成型成品率方面考虑，优选为0.2 10mm,可以容易地进行 无厚度不均的均匀成型。另夕卜，热固性有机硅树脂成分在固化前的粘度优选为0.01 ~ 10Pa.s。 在该范围内时，复合碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分时，可以减 少发生缺陷等的可能性。
进而，热固性有机硅树脂成分优选通过在100。C下保持1小时而固 化的成分。通过经上述处理而固化的成分，可以提高碳纤维复合片材的 生产率。
热固性有机硅树脂成分优选至少由主剂和固化剂构成、固化后用 ASKER C硬度计测定的硬度在70以下的成分。热固化后ASKER C硬 度超过70的树脂单体制成碳纤维复合片材时，碳纤维复合片材的 ASKERC硬度也不会在70以下。因此，树脂单体优选使用热固化后的 ASKER C硬度在70以下的成分。
(D)本发明中，热固性树脂成分是热固性有机硅树脂成分的方案 (2)。
本发明中，热固性树脂是热固性有机硅树脂成分，将碳纤维集合体 和热固性有机硅树脂成分用有轴卧式混炼装置和/或桨型立式混炼装置 混合得到的混合物成型、使热固性有机硅树脂成分固化后用ASKER C 硬度计测定的硬度在70以下，以碳纤维复合片材为基准时的碳纤维集 合体所占的比例以体积分率计优选在15~30% (以重量分率计在25~ 50%)的范围内。
此处，ASKERC硬度在70以下时，可以赋予挠性，从可以兼具抗 裂性和柔软性方面考虑，特别优选为20~70。特别优选用ASKERC硬 度计测定的硬度为20 ~ 50。
另外，以碳纤维复合片材为基准时的碳纤维集合体所占的比例优选 以体积分率计在15 ~30% (以重量分率计在25~50%)的范围内，在该 范围内时，所得碳纤维复合片材的热传导性良好。混合时的混合物的粘 度也不会变得过大。
热固性有机硅树脂成分固化前的粘度优选为0.001 ~ 10Pa's。在该范 围内时，复合碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分时，可以减少发生 缺陷等的可能性。进一步优选为0.001 ~2Pa's。
热固性有机硅树脂成分优选在180。C下保持15分钟而固化的成分。 为上述热固性有机硅树脂成分时，固化速度快地制作成型体，故而优选。
热固性有机硅树脂成分优选至少由主剂和固化剂构成、固化后用ASKER C硬度计测定的硬度在70以下的成分。ASKER C硬度在70以 下时，可以赋予挠性。
将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分用有轴卧式混炼装置和/ 或桨型立式混炼装置混合得到的混合物的粘度在30。C下每秒1 ~ IO的任 一种剪切速率下优选为1000Pa.s以下。如果为上述混合物，则流动性高， 挤出成型、浇注成型、加压成型等时的成型性变得良好。更优选混合物 的粘度在30。C下每秒1 ~ 10的任一种剪切速率下为500Pa.s以下，进一 步优选混合物的粘度在30。C下每秒1 ~ IO的任一种剪切速率下为50Pa's 以下。粘度影响全部操作性。需要说明的是，该粘度并不低于热固性有 机硅树脂成分的粘度，下限自然是热固性有机硅树脂成分的粘度。
需要说明的是，如上所述(A) ~ (D)为优选方案，并不限定于此。
上述碳纤维复合片材可以有效用作热传导性成型体、电波屏蔽性成 型体、热交换器等。
然后，上述(A) ~ (C)的方案中，作为制造碳纤维复合片材的优 选方案，可以举出使碳纤维集合体含浸于热固性树脂成分后，通过加压 成型法、注塑成型法、挤出成型法、浇注成型法中的任一种方法成型的 方法。
进而，在上述(D)方案中，制造碳纤维复合片材的优选方案如下 所述。
即，可以举出下述方法，所述方法依次进行下述工序制造碳纤维复 合片材将用有轴卧式混炼装置和/或桨型立式混炼装置混合碳纤维集合 体和热固性有机硅树脂成分得到的混合物挤出到连续的载体膜上的挤 出工序，在挤出的混合物上进一步粘贴连续的膜的膜粘贴工序，使被膜 夹着的混合物通过具有 一 定间隙的至少 一对辊间的压缩工序，将压缩后 的混合物进行热处理的工序。
采用该方法时，以包含碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分、控 制了粘度的混合物为起始材料。进行使用挤出机将其挤出在载体膜上的 挤出工序。在挤出工序中，从称为模或模唇的一定间隙以一定流量喷出 混合物即可，但是也可以采用通过自然落下进行挤出的方法。
然后，将从喷出口喷出的混合物承载在载体膜上进行搬送。从喷出 口连续地流出混合物，所以承载该混合物的载体膜也必须是连续的。上述膜可以由退绕机连续地供给。接下来，也在被挤出的混合物的空气层 侧粘贴覆盖膜。该工序为膜粘贴工序。然后，使被载体膜夹着的混合物 通过间隙固定的至少一对辊间成型为一定厚度。该工序为压缩工序。然 后，经将压缩后的混合物热处理的工序可以得到碳纤维复合片材。作为
上述热处理，可以通过提供与180°C、 15分钟的热处理相当的能源使热 固性有机硅树脂成分固化。
另外，作为热处理，使用红外线加热器，除此之外还可以使用热风 式干燥机等，在达到本发明目的的范围内，可以釆用任一种公知的热处 理方法。需要说明的是，可以将经过固化工序的碳纤维复合片材在巻绕 工序等中连续巻绕，制成滚筒状。
此处，作为载体膜，优选使用熔点在18CTC以上的高分子膜，可以 优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜等。对上述 载体膜的厚度没有限定，在无损操作性、实现本发明效果的范围内可以 使用任一种膜。
需要说明的是，可以对如上所述地得到的碳纤维复合片材的表面实 施粘结加工等加工，粘贴在粘结材料或直接发热体上，作为热传导性成 型体进行使用。
更具体地说明成型体的用途。该成型体可以作为用于将电子机器等 中半导体元件或电源、光源等电子部件产生的热量有效地释放到外部的 放热部件、传热部件或它们的构成材料等进行使用。另外，近年来上述 部件的形状变得复杂，也可以跟踪该部件的形状。本发明的碳纤维复合 片材可以容易地用剪刀等剪断。更具体而言，成型加工成可以形成赋形 模的任意形状，放在半导体元件等发热部件和放热器等放热部件之间进 行使用，或加工成放热板、半导体包装用部件、散热器、散热片、模垫、 印刷电路板、冷却风扇用部件、热管、壳体等进行使用。可以平面使用， 也可以立体使用。为热管时，可以制成柔性形态。
另外，与热固性有机硅树脂混合前的碳纤维集合体是碳纤维彼此在 集合体内部三维交织的垫，混合物中的碳纤维集合体优选进行混合操作 至垫的形态消失。由此得到均质的混合物，可以提高成型性。
此处，垫的形态消失是指不保持作为纤维集合体的形态，碳纤维分 散在热固性有机硅树脂成分中的状态，此时的混合物的外观通常为泥 状。需要说明的是，即使在上述状态下，碳纤维也未被进一步切断，所以充分维持热传导性。为了有效率地达到上述状态，优选预先细碎地破 碎碳纤维集合体，与热塑性硅树脂成分混合的方法。细碎地破碎的方法 可以举出用切割机切断、用气压破碎、或用手撕碎成小块的方法。另外， 也可以通过将规定量的碳纤维集合体添加到液状的硅树脂成分中，用上 述混炼装置进行搅拌而实现。为了有效率地实施，优选组合破碎操作和 混炼操作。
实施例
以下，通过实施例更具体地说明本发明，但是本发明并不限定于下 述实施例。另外，实施例中的各值由下述方法求出。
(1 )在光学显微镜下使用刻度尺测定经过烧成的60根纤维的直径，
以其平均值为碳纤维的平均纤维径。
(2)用测长器测定经过烧成的60根纤维的纤维长度，以其平均值 为碳纤维的平均纤维长度。
(3 )碳纤维复合片材的热导率是使用京都电子制QTM-500采用探 针法求出的。
(4) 碳纤维的微晶尺寸是测定X射线衍射中呈现的(110)面的反 射、由学振法求出的。
(5) 碳纤维复合片材的针入度根据JISK6249中记载的方法求出。
(6) 碳纤维复合片材的180度剥离粘结力是作为JISZ0237中记载 的180度剥离粘结力求出的。
(7) 将碳纤维复合片材于15(TC下在热风千燥机中放置4小时，求 出热处理前后的质量变化，由此求出质量减少率。
(8 )碳纤维复合片材及硅树脂成分单体的硬度是用ASKER C硬度 计求出的。
(9)碳纤维的密度是用比重计求出的。
实施例1
以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为 100%,软化点为283。C。使用带直径0.2mmcp孔的帽，由狭缝以每分钟 5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥青，制作平均纤维径为 14.5pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到带上，制成垫，进而通过交叉铺网得到单位面积重量(目付)为320g/n^的含沥青类短纤维的纤 维集合体。
将上述纤维集合体在空气中以6。C/分的平均升温速度从170。C升温 至2 85 。C进行不熔化。将不熔化的沥青类短纤维集合体在23O(TC下进行 烧成。烧成后的碳纤维集合体的平均纤维径为9.8jam，相对于平均纤维 径的纤维径分散的比为12%。平均纤维长度为50mm。在六角网面的成 长方向的微晶尺寸为17nm。需要说明的是，碳纤维集合体是作为碳纤 维彼此在碳纤维集合体内部三维交织的垫而得到的。碳纤维的密度为 2.0g/cm3。
接下来，使用东丽道康宁社制的SE1886,在涂布有脱模材料的金 属上，用棒涂机，以210g/m2的单位面积重量涂布该凝胶成分，准备2 张涂布后的金属，将碳纤维集合体以270g/n^的单位面积重量固定在内 尺寸300mm的金属才莫内，使成型体的体积比率为25% (以重量比率计 为40%)，厚度为0.5mm。然后，用北川精机抹式会社制真空加压机， 在150。C下实施加压成型。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为6.4W/(nrK)。 碳纤维复合片材的针入度为45。 20(TC下热处理4小时后的碳纤维复合 片材的针入度为40。碳纤维复合片材的180度剥离粘结力为0.25N/cm。
实施例2
用与实施例1同样的方法制作碳纤维集合体。接下来，使用东丽道 康宁社制的SE1885,在涂布有脱模材料的金属上，用棒涂机，以210g/m2 的单位面积重量涂布该凝胶成分，准备2张涂布后的金属，将碳纤维集 合体以270g/n^的单位面积重量固定在内尺寸300mm的金属才莫内，使成 型体的体积比率为25%(以重量比率计为40%),厚度为0.5mm。然后， 用北川精机抹式会社制真空加压机，在150。C下实施加压成型。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为6.4W/(nvK)。 碳纤维复合片材的针入度为75。在200。C下热处理4小时后的碳纤维复 合片材的针入度为70。碳纤维复合片材的180度剥离粘结力为 0.20N/cm。
实施例3以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为
100%,软化点为283。C。使用带直径0.2mmcp孔的帽，由狭缝以每分钟 5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥青，制作平均纤维径为 14.5pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到带上，制成垫，进而通过 交叉铺网制成单位面积重量为320g/m2的含沥青类短纤维的纤维集合体。
将上述纤维集合体在空气中以6。C/分的平均升温速度从170。C升温 至285。C进行不熔化。将不熔化的纤维集合体在3000。C下进行烧成。烧 成后的碳纤维集合体的平均纤维径为9.6|iim，相对于平均纤维径的纤维 径分散的比为10%。平均纤维长度为30mm。在六角网面的成长方向的 微晶尺寸为31nm。需要说明的是，碳纤维集合体作为碳纤维彼此在碳 纤维集合体内部三维交织的垫被得到。碳纤维的密度为2.2g/cm3。作为 热固性有机硅类凝胶成分，使用东丽道康宁社制的SE1886。在涂布有 脱模材料的金属上，用棒涂机，以200g/n^的单位面积重量涂布该凝胶， 准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以280g/ir^的单位面积重量固 定在内尺寸300mm的金属才莫内，使成型体的体积比率为25% (以重量 比率计为43%)，厚度为0.5mm。然后，用北川精机株式会社制真空加 压机，在150。C下实施加压成型。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为9.6W/(nrK)。 碳纤维复合片材的针入度为40。 20(TC下热处理4小时后的碳纤维复合 片材的针入度为35。碳纤维复合片材的180度剥离粘结力为0.30N/cm。
实施例4
用与实施例3同样的方法制作碳纤维集合体。接下来，作为热固性 有机硅类凝胶成分，使用东丽道康宁社制的SE1885。在涂布有脱模材 料的金属上，用棒涂机，以175g/n^的单位面积重量涂布该凝胶，准备 2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以280g/n^的单位面积重量固定在 内尺寸300mm的金属才莫内，使成型体的体积比率为25% (以重量比率 计为43%),厚度为0.5mm。然后，用北川精机抹式会社制真空加压机， 在150。C下实施加压成型。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为9.8W/(nvK)。 碳纤维复合片材的针入度为70。在200。C下热处理4小时后的碳纤维复合片材的针入度为65。碳纤维复合片材的180度剥离粘结力为 0.25N/cm。
比專交例1
在实施例1中，使烧成温度为1300°C,除此之外，用同样的方法制 作碳纤维复合片材。碳纤维集合体制成的成型体的体积比率为25% (以 重量比率计为38),在六角网面的成长方向的微晶尺寸为3nm。碳纤维 的密度为1.8g/cm3。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为1.4W/(nrK)。 碳纤维复合片材的针入度为45。在20(TC下热处理4小时后的碳纤维复 合片材的针入度为40。碳纤维复合片材的180度剥离粘结力为 0.25N/cm。热导率不是充分的值。
实施例5
在实施例1中制作的碳纤维复合片材上放置加温到70。C的20g砝 码，加热150秒，使碳纤维复合片材的温度为约70°C。然后，除去砝码， 放热时，60秒后变为2(TC。可知放热效果高。
比專支例2
在实施例l中，不使用碳纤维集合体，只使用热固性有机硅类凝胶 成分，制作片材，放上加温到70。C的20g砝码，加热150秒，使有积』硅 类凝胶的温度为约70°C。然后，除去砝码，放热时，60秒后变为5(TC, 与碳纤维复合片材相比，放热差。
实施例6
测定实施例1中制作的碳纤维复合片材在l 3GHz的电波的邻域边 界的屏蔽性能时，平均值为15dB。
比举交例3
在实施例l中，不使用碳纤维集合体，只使用热固性有机硅类凝胶 成分，制作片材，测定在1 3GHz的电波的邻域边界的屏蔽性能，结果 比实施例6小，为6dB。实施例7
以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为
100%,软化点为283。C。 -使用带直径0.2mmq)孔的帽，由狭缝以每分钟 5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥青，制作平均纤维径为 14.5lam的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到带上，制成垫，进而通过 交叉铺网制成单位面积重量为320g/m2的含沥青类短纤维的纤维集合体。
将上述纤维集合体在空气中以6。C/分的平均升温速度从170。C升温 至285T进行不熔化。将不熔化的纤维集合体在230(TC下进行烧成。烧 成后的碳纤维集合体的平均纤维径为9.8pm,相对于平均纤维径的纤维 径分散的比为12%。平均纤维长度为50mm。在六角网面的成长方向的 微晶尺寸为17nm。需要说明的是，碳纤维集合体作为碳纤维彼此在碳 纤维集合体内部三维交织的垫被得到。碳纤维的密度为2.0g/cm3。
混合作为主剂的"jER" 871 (旧称"Epikote" 871: JAPANEPOXY RESIN抹式会社制)100重量％、作为固化剂的"jERcure" FL240 (旧 称"Epicure" FL240: JAPAN EPOXY RESIN林式会社制)30重量份， 在涂布有脱才莫材料的金属上，用棒涂机，以210g/n^的单位面积重量涂 布该树脂，准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以270g/n^的单位 面积重量固定在内尺寸300mm的金属才莫内，成型体的体积比率为25% (以体积比率计为40%),厚度为0.5mm。然后，用北川精机林式会社 制真空加压机，在120。C下实施加压成型。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为6.2W/(nrK)。 150。C下热处理4小时后的质量减少率为0.3%。
实施例8
以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为 100%，软化点为283。C。使用带直径0.2mmcp孔的帽，由狭缝以每分钟 5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥青，制作平均纤维径为 14.5ium的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到带上，制成垫，进而通过 交叉铺网制成单位面积重量为320g/m2的含沥青类短纤维的纤维集合 体。将上述纤维集合体在空气中以6。c/分的平均升温速度从no。c升温
至285。C进行不熔化。将不熔化的纤维集合体在300(TC下进行烧成。烧 成后的碳纤维集合体的平均纤维径为9.6pm，相对于平均纤维径的纤维 径分散的比为10%。平均纤维长度为30mm。在六角网面的成长方向的 微晶尺寸为31nm。需要说明的是，碳纤维集合体作为碳纤维彼此在碳 纤维集合体内部三维交织的垫被得到。碳纤维的密度为2.2g/cm3。混合 作为主剂的"jER，， 871 (旧称"Epikote，， 871: JAPAN EPOXY RESIN 林式会社制)100重量％、作为固化剂的"jERcure" FL240(旧称"Epicure" FL240: JAPAN EPOXY RESIN抹式会社制)30重量份，在涂布有脱才莫 材料的金属上，用棒涂机，以200g/n^的单位面积重量涂布该树脂成分， 准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以280g/n^的单位面积重量固 定在内尺寸300mm的金属才莫内，使成型体的体积比率为25% (以重量 比率计为43%),厚度为0.5mm。然后，用北川精机林式会社制真空加 压机，在120。C下实施加压成型。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为7.6W/(nrK)。 在150。C下热处理4小时后的质量减少率为0.3%。
比举交例4
在实施例7中，使烧成温度为1300°C，除此之外，用与实施例l相 同的方法制作碳纤维复合片材。碳纤维集合体制成的成型体的体积比率 为25% (以重量比率计为38%),在六角网面的成长方向的^:晶尺寸为 3nm。碳纤维的密度为1.8g/cm3。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为1.4W/(nvK)。 在150。C下热处理4小时后的碳纤维复合片材的质量减少率为0.3%。热 导率不是充分的值。
比4交例5
用与实施例7同样的方法制作碳纤维集合体。接下来，代替热固性 环氧树脂成分，使用SE1740 (东丽道康宁抹式会社制)，在涂布有脱 ^t材料的金属上，用棒涂机，以210g/n^的单位面积重量涂布该树脂， 准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以270g/n^的单位面积重量固 定在内尺寸300mm的金属才莫内，使成型体的体积比率为25% (以重量比率计为40%),厚度为0.5mm。然后，用北川精机抹式会社制真空加 压机，在120。C下实施加压成型。
测定成型后的碳纤维复合片材的热导率，结果为5.6W/(nrK)。 在150。C下热处理4小时后的质量减少率为2.1%。质量减少率大。
实施例9
将实施例7中制作的碳纤维复合片材放上加温到70。C的20g砝码， 加热150秒，使碳纤维复合片材的温度约70°C。然后，除去砝码，放热 时，60秒后变为20。C。可知放热效果高。
比4交例6
在实施例7中，不使用碳纤维集合体，只使用热固性环氧树脂成分 制作片材，放上加温到70。C的20g砝码，加热150秒，使环氧树脂的温 度为约7(TC。然后，除去砝码，放热时，60秒后变为5(TC,与碳纤维 复合片材相比，放热差。
实施例10
测定实施例7中制作的石友纤维复合片材在1 ~ 3GHz的电波的邻域边 界的屏蔽性能时，平均值为15dB。
比專支例7
在实施例7中，不使用碳纤维集合体，只使用热固性环氧树脂成分 制作片材，测定在1 3GHz的电波的邻域边界的屏蔽性能，结果比实施 例10小，为6dB。
实施例11
以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为 100%,软化点为286。C。使用具有直径0.2mm(p的喷出孔的帽，由并设 了喷出孔的狭缝以每分钟5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥 青，制作平均纤维径为11.5pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到 带上，制成垫，进而通过交叉铺网制成单位面积重量为290g/n^的含沥 青类短纤维的纤维集合体。将上述纤维集合体在空气中以6。C/分的平均升温速度从17(TC升温 至285。C进行不熔化。将不熔化的纤维集合体在230(TC下进行烧成。烧 成后的碳纤维集合体的平均纤维径为8.2)Lim,相对于平均纤维径的纤维 径分散的比(CV值)为14%。平均纤维长度为110mm。在六角网面的 成长方向的微晶尺寸为20nm。需要说明的是，碳纤维集合体作为碳纤 维彼此在碳纤维集合体内部三维交织的垫被得到。碳纤维的密度为 2.0g/cm3。
热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁抹式 会社制的SE1740。热固性有机硅树脂成分的粘度至少在0 30。C的范围 内为l.lPa.s。另外，热固性有机硅树脂成分单体的硬度用ASKER C硬 度计测定时为11。
在聚四氟乙烯制片材上用刮片以180g/m2的单位面积重量涂布该硅 树脂成分，准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以278g/n^的单位 面积重量固定在内尺寸300mm的金属模内，使成型体的体积比率为30% (以重量比率计为46%),厚度为0.5mm。然后，用北川精机株式会社 制真空加压才几，在150。C下实施加压成型。
在IO(TC下保持1小时后，取出碳纤维复合片材，用ASKERC硬度 计测定硬度时为45。测定热导率时为6.5W/ (nrK)。
实施例12
用与实施例11同样的方法制作碳纤维集合体。接下来，热固性有 机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁株式会社制的 SE1885。热固性有机硅树脂成分的粘度至少在0 30。C的范围内为 1.1Pa.s。另外，热固性有机硅树脂成分单体的ASKERC硬度为5。
在涂布有脱模剂的不锈钢板上，用刮片以180g/m2的单位面积重量 涂布该热固性有机硅树脂成分，准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合 体以278g/n^的单位面积重量固定在内尺寸300mm的金属沖莫内，使成型 体的体积比率为30% (以重量比率计为46%),厚度为0.5mm。然后， 用北川精机抹式会社制真空加压机，在150。C下实施加压成型。
在IO(TC下保持1小时后取出碳纤维复合片材，用ASKERC硬度计 测定硬度，结果为45。测定热导率，结果为7.1W/ (m'K)。实施例13
用与实施例11同样的方法制作碳纤维集合体。热固性有机硅树脂
成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁抹式会社制的SE1886。树脂 成分的粘度至少在0 30。C的范围内为0.5Pa.s。另外，热固性有机硅树 脂成分单体的硬度用ASKERC硬度计测定时为3。
在涂布有脱才莫剂的不锈钢板上，用刮片以180g/n^的单位面积重量 涂布该硅树脂成分，准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以278g/m2 的单位面积重量固定在内尺寸300mm的金属才莫内，使成型体的体积比 率为30% (以重量比率计为46%),厚度为0.5mm。然后，用北川精机 抹式会社制真空加压机，在15CTC下实施加压成型。
在IO(TC下保持1小时后取出碳纤维复合片材，用ASKERC硬度计 测定硬度，结果为41。测定热导率，结果为5.7W/ (m'K)。
实施例14
用与实施例11同样的方法制作碳纤维集合体。
热固性有机珪树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁株式 会社制的SE1821。树脂成分的粘度至少在0 3(TC的范围内为0.9Pa-s。 另外，热固性有机硅树脂成分单体的硬度用ASKER C硬度计测定时为 40。
在涂布有脱才莫剂的不锈钢板上，用刮片以180g/n^的单位面积重量 涂布该弹性体，准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以278g/n^的 单位面积重量固定在内尺寸300mm的金属才莫内，使成型体的体积比率 为30% (以重量比率计为46%)，厚度为0.5mm。然后，用北川精机抹 式会社制真空加压机，在150。C下实施加压成型。
在IO(TC下保持1小时后，取出碳纤维复合片材，用ASKERC硬度 计测定硬度，结果为63。测定热导率，结果为6.1W/ (m*K)。
实施例15
以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为 100%,软化点为283。C。使用带直径0.2mmcp孔的帽，由狭缝以每分钟 5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥青，制作平均纤维径为 14.5pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到带上，制成垫，进而通过交叉铺网制成单位面积重量为320g/m2的含沥青类短纤维的纤维集合体。
将上述纤维集合体在空气中以6。C/分的平均升温速度从17(TC升温至285。C进行不熔化。将不熔化的纤维集合体在300(TC下进行烧成。烧成后的碳纤维集合体的平均纤维径为9.6|iim,相对于平均纤维径的纤维径分散的比(CV值)为11%。平均纤维长度为60mm。在六角网面的成长方向的微晶尺寸为46nm。需要说明的是，碳纤维集合体作为碳纤维彼此在碳纤维集合体内部三维交织的垫被得到。碳纤维的密度为2.2g/cm3。
热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁抹式会社制的SE1740。树脂成分的粘度为1.1Pa.s。另外，热固性有机硅树脂成分单体的硬度用ASKERC硬度计测定时为11。
在涂布有脱模剂的金属板上，用刮片以180g/n^的单位面积重量涂布该热固性有机硅树脂成分，准备2张涂布后的金属，将碳纤维集合体以278g/i^的单位面积重量固定在内尺寸300mm的金属^t内，使成型体的体积比率为30% (以重量比率计为49%),厚度为0.5mm。然后，用北川精机抹式会社制真空加压机，在150。C下实施加压成型。
测定在IO(TC下保持1小时固化成型得到的碳纤维复合片材的热导率，结果为9.4W/(nvK)。碳纤维复合片材用ASKERC硬度计测定的硬度为52。
实施例16
在实施例15中，热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂、至少在0 30。C的范围内的粘度为200Pa.s的SE6746A/B，除此之外，采用相同的方法制作碳纤维复合片材。对于制成的碳纤维复合片材，用ASKERC硬度计测定硬度，结果为64。热导率为6.2W/( m*K)。需要说明的是，用刮片涂布热固性有机硅树脂成分时，发生厚度不均的程度在不要求严密厚度均一性的用途以外的用途内为可允许的范围。
实施例17
在实施例15中制作的碳纤维复合片材上放上加温到70。C的20g砝码，保持150秒，使碳纤维复合片材的砝码接触部分的温度为约70°C。然后，取下砝码放热时，50秒后为砝码接触部分的部位的温度变为30°C 。 可知放热效果高。
比4交例8
在实施例15中，不使用碳纤维集合体，将热固性有机硅树脂成分 单体制成片材状，制作片材，放上加温到70。C的20g砝码，保持150秒， 使砝码接触部分的树脂温度约为7(TC。然后，除去砝码，放热时，60 秒后变为55",与采用实施例16的操作得到的碳复合片材相比，放热 效果低。
实施例18
测定实施例15中制作的碳纤维复合片材在1 ~3GHz的电波的邻域 边界的屏蔽性能时，平均值为18dB。
比4交例9
在实施例15中，不使用碳纤维集合体，将热固性有机硅树脂成分 单体制成片材状，制作片材，测定1-3GHz的电波的邻域边界的屏蔽性 能，结果为6dB,不具有充分的1 ~ 3GHz的电波的邻域边界的屏蔽性能。
实施例19
以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为 100%,软化点为283。C。使用带直径0.2mmcp孔的帽，由狭缝以每分钟 5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥青，制作平均纤维径为 11.5nm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到带上，制成垫，进而通过 交叉铺网制成单位面积重量为310g/m2的含沥青类短纤维的纤维集合 体。
将上述纤维集合体在空气中以6。C/分的平均升温速度从17(TC升温 至295'C进行不熔化。将不熔化的纤维集合体在230(TC下进行烧成。构 成烧成后的碳纤维集合体的碳纤维的平均纤维径为8.3^im,相对于平均 纤维径的纤维径分散的比(CV)为14%。平均纤维长度为80mm。在六 角网面的成长方向的微晶尺寸为15nm。需要说明的是，碳纤维集合体 作为碳纤维彼此在碳纤维集合体内部三维交织的垫被得到。碳纤维的密度为2.0g/cm3。
热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁抹式 会社制的SE1740。树脂成分的粘度至少在0 30。C的范围中为1.1Pa-s。 另外，硅树脂成分单体在180。C下热处理15分钟后的硬度用ASKER C 硬度计测定时为11。
将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分的主剂用桨型立式混炼
装置搅拌，进而添加热固性有机硅树脂成分的固化剂，制成体积分率为 30% (以重量分率计为46%)的碳纤维集合体分散至垫形态消失的混合 物。混合物的粘度在3CTC下、剪切速率为每秒1.7时为56Pa-s。
作为载体膜，使用75^im的聚对苯二曱酸乙二醇酯膜，将混合物用 涂布机挤出在载体膜上。然后，以75pm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜为 覆盖膜进行贴合。接下来，使其通过间隙为lmm的辊间，进而使其通 过间隙为0.5mm的辊间，进行压缩工序。然后，用热风型干燥机在180°C 下热处理15分钟，使其固化。
如上所述地制作的碳纤维复合片材的ASKER C硬度为39。热导率 为4.6W/mK。
实施例20
用与实施例19同样的方法制作碳纤维集合体。
热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁抹式 会社制的SE1885。树脂成分的粘度至少在0 3(TC的范围内为1Pa-s。 另外，硅树脂成分单体在180。C下固化15分钟后的硬度用ASKERC硬 度计测定时为8。
将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分的主剂用桨型立式混炼 装置分散至垫的形态消失，进行混合，进而添加.混合热固性有机硅树脂 成分的固化剂制成混合物。混合物的粘度在3(TC下、剪切速率为每秒 1.7时为74Pa.s。然后，用与实施例19同样的制造方法，制作碳纤维复 合片材。
如上所述地制作的碳纤维复合片材的ASKERC硬度为40。热导率 为3.8W/ (m.K)。
实施例21用与实施例19同样的方法制作碳纤维集合体。
热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁抹式
会社制的SE1886。树脂成分的粘度至少在0 3(TC的范围内为0.5Pa-s。另外，热固性有机硅树脂成分单体在18(TC下固化15分钟时的硬度用ASKER C硬度计测定时为6 。
将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分的主剂用桨型立式混炼
装置分散至垫的形态消失，进行混合，进而混合热固性有机硅树脂成分的固化剂制成混合物。混合物的粘度在30。C下、剪切速率为每秒1.7时为59Pa.s。然后，用与实施例19同样的制造方法，制作碳纤维复合片材。
如上所述地制作的碳纤维复合片材的ASKERC硬度为39。热导率为3.3W/ (m.K)。
实施例22
用与实施例19同样的方法制作碳纤维集合体。
热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁株式会社制的SE1821。树脂成分的粘度至少在0 30。C的范围内为0.9Pa-s。另外，硅树脂成分单体在18(TC下固化15分钟时的硬度用ASKERC硬度计测定时为40。
将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分的主剂用桨型立式混炼装置分散至垫的形态消失，进行混合，进而混合热固性有机硅树脂成分的固化剂制成混合物。混合物的粘度在30。C下、剪切速率为每秒1.7时为106Pa.s。然后，用与实施例19同样的制造方法，制作碳纤维复合片材。
如上所述地制作的碳纤维复合片材的ASKERC硬度为58。热导率为3.0W/ (m.K)。
实施例23
以包含稠合多环烃化合物的沥青为主原料。光学各向异性比例为100%,软化点为283。C。使用带直径0.2mm(p孔的帽，由狭缝以每分钟5500m的线速度喷出加热空气，牵引熔融沥青，制作平均纤维径为14.5pm的沥青类短纤维。将纺出的纤维捕集到带上，制成垫，进而通过交叉铺网制成单位面积重量为330g/m2的含沥青类短纤维的纤维集合体。
将上述纤维集合体在空气中以6。C/分的平均升温速度从17(TC升温 至295。C进行不熔化。将不熔化的纤维集合体在3000。C下进行烧成。构 成烧成后的碳纤维集合体的碳纤维的平均纤维径为9.6pm,相对于平均 纤维径的纤维径分散的比(CV)为11%。平均纤维长度为60mm。在六 角网面的成长方向的微晶尺寸为46nm。需要说明的是，碳纤维集合体 作为碳纤维彼此在碳纤维集合体内部三维交织的垫被得到。碳纤维的密 度为2.2g/cm3。
热固性有机硅树脂成分使用包含主剂和固化剂的东丽道康宁株式 会社制的SE1740。树脂成分的粘度至少在0-3(TC的范围内为1.1Pa-s。 另外，硅树脂成分单体的硬度在180。C下固化15分钟后用ASKERC硬 度计为11。
将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分的主剂用桨型立式混炼 装置搅拌，进而添加热固性有机硅树脂成分固化剂，分散体积分率为 30% (以重量分率计为49%)的碳纤维集合体至垫的形态消失，制成混 合物。混合物的粘度在30。C下、剪切速率为每秒1.7时为45Pa-s。
作为载体膜，使用75|iim的聚对苯二曱酸乙二醇酯膜，将混合物用 涂布机挤出在载体膜上。然后，以75nm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜为 覆盖膜进行贴合。接下来，使其通过间隙为lmm的辊间，进而使其通 过间隙为0.5mm的辊间，进行压缩工序。然后，作为热处理，使用热风 型干燥机在180。C下处理15分钟。
如上所述地制作的碳纤维复合片材的ASKERC硬度为36。热导率 为5.4W/mK。
比專支例10
在实施例19中，将体积分率为10% (以重量分率计为18%)的碳 纤维集合体和体积分率为90%的热固性有机硅树脂成分用桨型立式混 炼装置搅拌，制成混合物。混合物的粘度在3(TC下、剪切速率为每秒 1.7时为20Pa.s。用与实施例1相同的制造方法制作的碳纤维复合片材 的ASKERC硬度为27。热导率为1.2W/mK。比專交例11
在实施例19中，将体积分率为45% (以重量分率计为62°/。)的碳纤维集合体和体积分率为55%的热固性有机硅树脂成分用桨型立式混炼装置搅拌，制成混合物，除此之外，进行同样的操作。混合物的粘度在30。C下、剪切速率为每秒1.7时为3000Pa's,挤出性差，无法制作平坦的碳纤维复合片材。
实施例24'
在实施例19中制作的碳纤维复合片材上放上加温到70。C的20g砝码，保持150秒，使碳纤维复合片材的砝码接触部分的温度约为70°C。然后，除去砝码，放热时，50秒后为砝码接触部分的部位的温度变为37°C。可知放热效果高。
比專交例12
在实施例19中，不使用碳纤维集合体，将热固性有机硅树脂成分单体制成片材状，制作片材，放上加温到70。C的20g砝码，保持150秒，使砝码接触部分的树脂温度约为70°C。然后，除去砝码，放热时，60秒后变为55。C,与实施例19中使用的碳复合片材相比，放热差。
实施例25
测定实施例19中制作的碳纤维复合片材在1 ~3GHz的电波的邻域边界的屏蔽性能时，平均值为14dB。
比较例13
在实施例19中，不使用碳纤维集合体，将热固性有机硅树脂成分单体制成片材状，制作片材，测定1 3GHz的电波的邻域边界的屏蔽性能，结果为6dB,不具有充分的1 ~ 3GHz的电波的邻域边界的屏蔽性能。
权利要求
1.一种碳纤维复合片材，是将选自热固性有机硅类凝胶成分、热固性环氧树脂成分及热固性有机硅树脂成分的热固性树脂成分、和碳纤维集合体复合后，将热固性树脂成分固化而得到的碳纤维复合片材，其中，构成碳纤维集合体的碳纤维在六角网面的成长方向的微晶尺寸为5nm以上，碳纤维复合片材的热导率为2W/(m·K)以上。
2. 如权利要求1所述的碳纤维复合片材，其中，碳纤维集合体是碳纤维彼此在集合体内部三维交织的垫。
3. 如权利要求1所述的碳纤维复合片材，其中，碳纤维集合体包含以中间相沥青为原料的碳纤维，碳纤维的平均纤维径为5~20pm,碳纤维的平均纤维长度为0.01 ~ 1000mm。
4. 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时的碳纤维集合体所占的比例以体积分率计在15 ~ 50Q/q (以重量分率计在25 ~ 70% )的范围内。
5. 如权利要求1所述的碳纤维复合片材，其中，热固性树脂成分是热固性有机硅类凝胶成分，碳纤维的平均纤维径为l~20nm,碳纤维复合片材的热导率为3W/ (m.K)以上。
6. 如权利要求5所述的碳纤维复合片材，其中，碳纤维的平均纤维长度为0.01 ~ 1000mm。
7. 如权利要求5所述的碳纤维复合片材，其中，针入度在30~90的范围内。
8. 如权利要求5所迷的碳纤维复合片材，其中，180度剥离粘结力为0.05 ~ 1.00N/cm。
9. 如权利要求1所述的碳纤维复合片材，其中，热固性树脂成分是热固性环氧树脂成分，碳纤维的平均纤维径为5~20pm,碳纤维复合片材的热导率为5W/ (m'K)以上。
10. 如权利要求9所述的碳纤维复合片材，其中，碳纤维的平均纤维长度为0.01 ~ 1000mm。
11. 如权利要求9所述的碳纤维复合片材，其中，在15(TC下热处理4小时后的质量减少率为1%以下。
12. 如权利要求1所述的碳纤维复合片材，其中，热固性树脂成分是热固性有机硅树脂成分，用ASKER C硬度计测定的硬度在70以下，以碳纤维复合片材为基准时的碳纤维集合体所占的比例以体积分率计在20~50% (以重量分率计在30~70%)的范围内，碳纤维复合片材的热导率为3W/ (m'K)以上。
13. 如权利要求12所述的碳纤维复合片材，其中，热固性有机硅树脂成分固化前的粘度至少在0 ~ 30°C的范围内为0.01 ~ 10Pa's。
14. 如权利要求12所述的碳纤维复合片材，其中，热固性有机硅树脂成分是在IO(TC保持1小时而固化的成分。
15. 如权利要求12所述的碳纤维复合片材，其中，热固性有机硅树脂成分是至少包含主剂和固化剂、固化后用ASKER C硬度计测定的硬度在70以下的成分。
16. 如权利要求1所述的碳纤维复合片材，其中，热固性树脂是热固性有机硅树脂成分，将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分用有轴卧式混炼装置和/或桨型立式混炼装置混合得到的混合物成型，使热固性有机硅树脂成分固化，用ASKER C硬度计测定的硬度在70以下，以碳纤维复合片材为基准时的碳纤维集合体所占的比例以体积分率计在15-30% (以重量分率计在25~50%)的范围内。
17. 如权利要求16所述的碳纤维复合片材，其中，热固性有机硅树脂成分固化前的粘度至少在0 ~ 30°C的范围内为0.001 ~ 10Pa's。
18. 如权利要求16所述的碳纤维复合片材，其中，热固性有机硅树脂成分是在180。C下保持15分钟而固化的成分。
19. 如权利要求16所述的碳纤维复合片材，其中，热固性有机硅树脂成分是至少包含主剂和固化剂、固化后用ASKER C硬度计测定的硬度在70以下的成分。
20. 如权利要求16所述的碳纤维复合片材，其中，将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分用有轴卧式混炼装置和/或桨型立式混炼装置混合得到的混合物的粘度在3CTC、每秒1~10的任一种剪切速率下为1000Pa.s以下。
21. —种热传导性成型体，使用权利要求1-20中的任一项所述的碳纤维复合片材。
22. —种电波屏蔽性成型体，使用权利要求1~20中的任一项所述的碳纤维复合片材。
23. —种热交换器，使用权利要求1~20中的任一项所述的碳纤维复合片材。
24. —种碳纤维复合片材的制造方法，是权利要求1~15中的任一项所述的碳纤维复合片材的制造方法，其特征在于，使碳纤维集合体含浸于热固性树脂成分后，通过加压成型法、注塑成型法、挤出成型法、浇注成型法中的任一种方法进行成型。
25. —种碳纤维复合片材的制造方法，是权利要求16~20中的任一项所述的碳纤维复合片材的制造方法，其中，逐次通过如下工序将碳纤维集合体和热固性有机硅树脂成分用有轴卧式混炼装置和/或桨型立式混炼装置混合得到的混合物挤出到连续的载体膜上的挤出工序，在挤出的混合物上进一步粘贴连续的膜的膜粘贴工序，使被膜夹着的混合物通过具有 一定间隙的至少 一对辊间的压缩工序，将压缩后的混合物热处理的工序。
26. 如权利要求25所述的碳纤维复合片材的制造方法，其中，与热固性有机硅树脂混合前的碳纤维集合体是碳纤维彼此在集合体内部三维交织的垫，进行混合操作至混合物中的碳纤维集合体的垫形态消失。
全文摘要
一种碳纤维复合片材，是将选自热固性有机硅类凝胶成分、热固性环氧树脂成分及热固性有机硅树脂成分的热固性树脂成分和碳纤维集合体复合后，固化热固性树脂成分而得到的碳纤维复合片材，构成碳纤维集合体的碳纤维在六角网面的成长方向的微晶尺寸为5nm以上，碳纤维复合片材的热导率为2W/(m·K)以上。
文档编号C08J5/04GK101528816SQ200780024690
公开日2009年9月9日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月27日
发明者佐野弘树, 宽 原, 平田滋己, 高木正一 申请人:帝人株式会社