JPH03212454A - 繊維強化合成樹脂複合材料 - Google Patents
繊維強化合成樹脂複合材料Info
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- JPH03212454A JPH03212454A JP723990A JP723990A JPH03212454A JP H03212454 A JPH03212454 A JP H03212454A JP 723990 A JP723990 A JP 723990A JP 723990 A JP723990 A JP 723990A JP H03212454 A JPH03212454 A JP H03212454A
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Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱伝導性と電気絶縁性に優れた繊維強化合成
樹脂複合材料に関するものである。
樹脂複合材料に関するものである。
繊維質材料で補強された合成樹脂からなる周知の複合材
料（いわゆるＦＲＰ）は、補強用繊維としてガラス繊維
、合成繊維、炭素繊維等を、長繊維、チョップトストラ
ンド、またはカットファイバーの状態で用いたものであ
る。この場合、繊維質材料は補強作用に有利な長さで用
いられ、したがって、カットファイバーを用いる場合と
いえどもその長さは少なくとも数ミリメートルである。
料（いわゆるＦＲＰ）は、補強用繊維としてガラス繊維
、合成繊維、炭素繊維等を、長繊維、チョップトストラ
ンド、またはカットファイバーの状態で用いたものであ
る。この場合、繊維質材料は補強作用に有利な長さで用
いられ、したがって、カットファイバーを用いる場合と
いえどもその長さは少なくとも数ミリメートルである。
かかる従来のＦＲＰにおける繊維質材料の添加は、合成
樹脂成形物の機械的強度以外の他の物性、特に熱伝導性
の向上を目的として行われることはなかった。
樹脂成形物の機械的強度以外の他の物性、特に熱伝導性
の向上を目的として行われることはなかった。
したがって、たとえばガラス繊維で補強されたものでも
、ガラス繊維の熱伝導率があまり高くないため、ＦＲＰ
全体の熱伝導率は合成樹脂のそれと大差ない程度に低い
。したがって、常温程度の低温領域と高温領域との境界
で使用したとき放熱が悪いことによる“熱へたり″を起
こして変形を生じ易い。また、炭素繊維で補強されたも
のの場合は、熱伝導性の点では良好な性能を示すが、炭
素繊維が電気伝導性を有するため、電気絶縁性を要求さ
れる分野では使用することができないものになってしま
う。
、ガラス繊維の熱伝導率があまり高くないため、ＦＲＰ
全体の熱伝導率は合成樹脂のそれと大差ない程度に低い
。したがって、常温程度の低温領域と高温領域との境界
で使用したとき放熱が悪いことによる“熱へたり″を起
こして変形を生じ易い。また、炭素繊維で補強されたも
のの場合は、熱伝導性の点では良好な性能を示すが、炭
素繊維が電気伝導性を有するため、電気絶縁性を要求さ
れる分野では使用することができないものになってしま
う。
顔料等の無機質粉末を多量に混合して成形された合成樹
脂製品も多数あるが、それらは合成樹脂のみからなる成
形体とくらべると強度が低く、熱伝導率もそれほと高い
ものではない。
脂製品も多数あるが、それらは合成樹脂のみからなる成
形体とくらべると強度が低く、熱伝導率もそれほと高い
ものではない。
本発明の目的は、合成樹脂にその優れた成形加工性と電
気絶縁性を損なうことなく高度の熱伝導性と機械的強度
を付与して、新規な複合材料を提供することにある。
気絶縁性を損なうことなく高度の熱伝導性と機械的強度
を付与して、新規な複合材料を提供することにある。
上記目的を達成することに成功した本発明は、平均繊維
長が２０〜１５０μｍのセラミック繊維を均一分散状態
で含有する合成樹脂硬化物からなる繊維強化合成樹脂複
合材料、ならびに、平均繊維長が２０〜１５０μｍのセ
ラミック繊維および微粒子状窒化アルミニウムを均一分
散状態で含有する合成樹脂硬化物からなる繊維強化合成
樹脂複合材料を提供するものである。
長が２０〜１５０μｍのセラミック繊維を均一分散状態
で含有する合成樹脂硬化物からなる繊維強化合成樹脂複
合材料、ならびに、平均繊維長が２０〜１５０μｍのセ
ラミック繊維および微粒子状窒化アルミニウムを均一分
散状態で含有する合成樹脂硬化物からなる繊維強化合成
樹脂複合材料を提供するものである。
本発明の複合材料は、合成樹脂に配合した繊維質材料か
セラミンク繊維であり且つその繊維長が平均２０〜１５
０μｍというごく微細なものである点で、従来のＦＲＰ
とは全く異なるものである。このセラミック繊維は、合
成樹脂を補強するだけでなく、複合材料全体の熱伝導率
を向上させる。
セラミンク繊維であり且つその繊維長が平均２０〜１５
０μｍというごく微細なものである点で、従来のＦＲＰ
とは全く異なるものである。このセラミック繊維は、合
成樹脂を補強するだけでなく、複合材料全体の熱伝導率
を向上させる。
ここで用いるセラミック繊維として特に好ましいのは、
平均繊維長が２５〜８０μｍであり且つＡｌ２Ｏ３含有
率が７０重量％以上である高アルミナ質セラミック繊維
、たとえばα−アルミナ繊維、γ−アルミナ繊維、ムラ
イト繊維などである。高アルミナ質繊維は、アルミナ含
有率の低いセラミック繊維よりも熱伝導率が高く、また
電気絶縁性にも優れているので、本発明の目的に最も適
合するものである。
平均繊維長が２５〜８０μｍであり且つＡｌ２Ｏ３含有
率が７０重量％以上である高アルミナ質セラミック繊維
、たとえばα−アルミナ繊維、γ−アルミナ繊維、ムラ
イト繊維などである。高アルミナ質繊維は、アルミナ含
有率の低いセラミック繊維よりも熱伝導率が高く、また
電気絶縁性にも優れているので、本発明の目的に最も適
合するものである。
セラミック繊維の繊維長は平均値が２０〜１５０μｍの
範囲内にあるだけでなく、実質的に１〜５００μ０の範
囲内にあることが望ましい。これよりも繊維長が短いと
きは補強効果が十分でなく、反対に長ずざるときは、合
成樹脂中へ均一に分散させることが難しく、成形性や物
性の均一性が悪くなる。繊維径は平均１〜５μｍ程度、
特に２〜４μｍの範囲内にあることが望ましく、太すぎ
ると合成樹脂中で配向して物性に方向性のある材料を与
えることがある。このように微細なセラミック繊維は、
通常の繊維長を有するセラミ／り繊維を粉砕処理するこ
とにより得られ、市販品もある（たとえばニチアス株式
会社のルビールミルドファイバー）。
範囲内にあるだけでなく、実質的に１〜５００μ０の範
囲内にあることが望ましい。これよりも繊維長が短いと
きは補強効果が十分でなく、反対に長ずざるときは、合
成樹脂中へ均一に分散させることが難しく、成形性や物
性の均一性が悪くなる。繊維径は平均１〜５μｍ程度、
特に２〜４μｍの範囲内にあることが望ましく、太すぎ
ると合成樹脂中で配向して物性に方向性のある材料を与
えることがある。このように微細なセラミック繊維は、
通常の繊維長を有するセラミ／り繊維を粉砕処理するこ
とにより得られ、市販品もある（たとえばニチアス株式
会社のルビールミルドファイバー）。
本発明の複合材料のマトリックス部分を構成する合成樹
脂は、いうまでもなく高融点、高耐熱性のものであるこ
とが望ましいが、これは用途に応じて選ぶことができ、
特に限定されるものではない。使用可能な樹脂の例とし
ては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂光の
熱硬化性樹脂のほか、ポリアセタール樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６６樹脂、ポリ
フェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサルフオン
樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂がある。
脂は、いうまでもなく高融点、高耐熱性のものであるこ
とが望ましいが、これは用途に応じて選ぶことができ、
特に限定されるものではない。使用可能な樹脂の例とし
ては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂光の
熱硬化性樹脂のほか、ポリアセタール樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６６樹脂、ポリ
フェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルサルフオン
樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂がある。
セラミンク繊維は上述の合成樹脂に成形前によく混合し
、均一に分散させておく。セラミック繊維は、十分な配
合効果を達成するには複合材料全体の５重量％以上を占
めるように配合する必要があるが、多くても、約７０％
を超えないようにすることが望ましい。得られた均一混
合物を、樹脂の種類に応じて注型成形、溶融押出成形な
ど適当な成形法により成形すると、本発明の繊維強化合
成樹脂複合材料が得られる。
、均一に分散させておく。セラミック繊維は、十分な配
合効果を達成するには複合材料全体の５重量％以上を占
めるように配合する必要があるが、多くても、約７０％
を超えないようにすることが望ましい。得られた均一混
合物を、樹脂の種類に応じて注型成形、溶融押出成形な
ど適当な成形法により成形すると、本発明の繊維強化合
成樹脂複合材料が得られる。
微粒子状窒化アルミニウムも含有させる場合は、それを
セラミック繊維と成形用合成樹脂との混合過程で添加し
て均一に分散させる。配合量は、複合材料全体の４０重
量％以下、好ましくは１０〜３０重量％とじ、且つセラ
ミック繊維との合計量で７０重量％を超えないようにす
ることが望ましい。適量の窒化アルミニウムの配合によ
り複合材料の熱伝導率は一層良好になるが、過剰量の配
合は成形性と強度の悪化を招く。この場合に用いる窒化
アルミニウムは、粒径が１ｍ＋ｎ以上のものを含まない
ことが望ましい。大粒径のものがあると、成形物表面の
平滑性を悪くする。
セラミック繊維と成形用合成樹脂との混合過程で添加し
て均一に分散させる。配合量は、複合材料全体の４０重
量％以下、好ましくは１０〜３０重量％とじ、且つセラ
ミック繊維との合計量で７０重量％を超えないようにす
ることが望ましい。適量の窒化アルミニウムの配合によ
り複合材料の熱伝導率は一層良好になるが、過剰量の配
合は成形性と強度の悪化を招く。この場合に用いる窒化
アルミニウムは、粒径が１ｍ＋ｎ以上のものを含まない
ことが望ましい。大粒径のものがあると、成形物表面の
平滑性を悪くする。
以下、実施例および比較例を示して本発明を説明する。
なお、熱伝導率の測定はＡＳＴＭＣ１７７に従って行な
った。
った。
実施例Ｉ
Ａ Ｉ２０３含有量９５％、繊維径約０．５〜４μｍ（
平均３．０μｍ）、繊維長物０．１〜３００μｍ（平均
３０μｍ１）のアルミナ繊維６５重量部をフェノール樹
脂３５重量部を混合し、十分混練後、成形した。
平均３．０μｍ）、繊維長物０．１〜３００μｍ（平均
３０μｍ１）のアルミナ繊維６５重量部をフェノール樹
脂３５重量部を混合し、十分混練後、成形した。
得られた成形物の熱伝導率は１．４Ｗ／ｍｋであった。
実施例２
Ａ１□０３含有量９５％、繊維径約０．５〜４μｍ（平
均３．０μｍ）、繊維長約０．１−３００７＋ｍ（平均
３０μｍ）のセラミック繊維４５重量部および粒径２０
０μｍ以下（平均５０μｍ）の窒化アルミニウム粉末２
０重量部をフェノール樹脂３５重量部と混合し、十分混
練後、成形した。
均３．０μｍ）、繊維長約０．１−３００７＋ｍ（平均
３０μｍ）のセラミック繊維４５重量部および粒径２０
０μｍ以下（平均５０μｍ）の窒化アルミニウム粉末２
０重量部をフェノール樹脂３５重量部と混合し、十分混
練後、成形した。
得られた成形物の熱伝導率は２ 、０ Ｗ／ｍｋであっ
た。
た。
比較例１
繊維長約０．１−４００μｍ（平均１００７＋ｍ）に微
細化した繊維径約６〜１６μｍ（平均１０μｍ）のＥガ
ラス繊維６５重量部をフェノール樹脂３５重量部を混合
し、十分混練後、成形した。
細化した繊維径約６〜１６μｍ（平均１０μｍ）のＥガ
ラス繊維６５重量部をフェノール樹脂３５重量部を混合
し、十分混練後、成形した。
得られた成形物の熱伝導率は０ 、４ Ｗ／ｍｋであっ
た。
た。
本発明による複合材料は、上述のように熱伝導率が高く
放熱性に優れ、しかも成形性、電気絶縁性、強度などの
点で合成樹脂本来の優れた性質が損なわれていないから
、任意の形状に成形した上で、従来の合成樹脂やＦＲＰ
では使用が困難であった環境でも使用可能な優れたもの
である。
放熱性に優れ、しかも成形性、電気絶縁性、強度などの
点で合成樹脂本来の優れた性質が損なわれていないから
、任意の形状に成形した上で、従来の合成樹脂やＦＲＰ
では使用が困難であった環境でも使用可能な優れたもの
である。
Claims (3)
- （１）平均繊維長が２０〜１５０μｍのセラミック繊維
を均一分散状態で含有する合成樹脂硬化物からなる繊維
強化合成樹脂複合材料。 - （２）セラミック繊維がＡｌ＿２Ｏ＿３含有率７０％以
上のアルミナ繊維である請求項１記載の複合材料。 - （３）平均繊維長が２０〜１５０μｍのセラミック繊維
および微粒子状窒化アルミニウムを均一分散状態で含有
する合成樹脂硬化物からなる繊維強化合成樹脂複合材料
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP723990A JPH03212454A (ja) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | 繊維強化合成樹脂複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP723990A JPH03212454A (ja) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | 繊維強化合成樹脂複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03212454A true JPH03212454A (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=11660449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP723990A Pending JPH03212454A (ja) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | 繊維強化合成樹脂複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03212454A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009048000A1 (ja) * | 2007-10-11 | 2009-04-16 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | アルミナ質繊維集合体、その製造方法及び用途 |
| US8258209B2 (en) | 2007-09-12 | 2012-09-04 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Insulating resin composition and application thereof |
| US8519042B2 (en) | 2006-07-24 | 2013-08-27 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Thermal conductive resin composition |
Citations (5)
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| JPS6291547A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-04-27 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ポリプロピレン樹脂組成物 |
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| JPH0255757A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Shikoku Chem Corp | エポキシ樹脂組成物 |
| JPH0255753A (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-26 | Agency Of Ind Science & Technol | ポリ塩化ビニル樹脂組成物 |
-
1990
- 1990-01-18 JP JP723990A patent/JPH03212454A/ja active Pending
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