CN109715876B - 铜纤维无纺布 - Google Patents

Abstract

一种铜纤维无纺布，在铜纤维间具有粘合部，在压缩应力与应变的关系上，具备显示出塑性变形的第一区域和在压缩应力比第一区域高的区域出现的显示出弹性变形的第二区域。或者，一种铜纤维无纺布，在铜纤维间具有粘合部，在压缩应力与应变的关系上，具有显示出弹性变形的区域，所述显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。

Description

铜纤维无纺布

技术领域

本发明涉及由铜纤维间粘合而成的铜纤维无纺布。

本申请基于2016年9月26日在日本申请的特愿2016-187232号要求优先权，这里引用其内容。

背景技术

目前，铜纤维被加工成片材形状，并发挥其导电性、杀菌性、透气性等特性而被应用于过滤器用途、电磁波屏蔽用途等，或者对其利用正在进行研究。

作为这种过滤器用途，提议了一种如下的筒状的金属过滤器：其由对纵向的重合部进行焊接的内侧的筒状金属网、在内侧的筒状金属网上缠绕规定厚度的金属纤维的毡片并对耐热性树脂进行浸渍、干燥而得的过滤器主体、以及对纵向的重合部进行焊接的外侧的筒状金属网构成，根据要过滤的高温气体中的杂质的大小来调整过滤器主体的密度和厚度(例如专利文献1)。

对于所述过滤器主体的制造，设想以针刺及压制等进行加工，作为过滤器主体的材料，提议优选使用可以塑性变形的金属纤维。作为这种金属纤维，被认为也可以使用铜纤维。

另外，提议了一种通过在按压部件和过滤部件之间设置弹性部件而可以防止过滤部件的破损等的密封结构的过滤器装置，作为能够作为弹性部件使用的金属的例子，提议了镍、铬或它们的合金、不锈钢、钛合金(例如专利文献2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：特开平9-276636号公报

专利文献2：特开2004-305964号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在对金属施加了应力时，最开始会发生弹性变形，然后发生塑性变形，这为一般所知。“弹性变形”是指对物体施加外力使其变形，之后在撤掉外力后回到原来的形状时的变形。另一方面，“塑性变形”是指对物体施加外力使其变形，之后即使撤掉外力也依然残留的变形。

但是，在着眼于金属具有的导电性、耐久性及韧性等而将金属作为材料等使用时，会被上述特性、即最开始发生弹性变形后再发生塑性变形的特性所支配。另外，所述弹性变形例如与压缩应力成比例地蓄积应变。因此，尽管是金属，但希望是具有与金属一般具有的特性不同的特性、即最开始发生塑性变形后再接着发生弹性变形的特性的材料、在弹性变形区域内例如相对于压缩应力的应变发生变化的材料等。特别是在考虑对狭小位置的配置性等形状自由度的情况下，期待具有上述特性的片状的材料。

但是，在专利文献1中，使用了由未粘合的金属纤维构成的过滤器主体。另外，在专利文献1中，虽然记载了使用可以塑性变形的金属纤维，但关于其意图并没有明确的记载，也没有关于弹性变形的记载。

专利文献2提出了利用支撑体2B和弹性部件的压缩弹性率来提高密封性，没有关于塑性变形的记载。另外，也没有关于在弹性变形区域内应变发生变化的记载。进而，在专利文献2中，关于铜纤维的描述和暗示均没有，这是因为在弹性部件用途中，铜纤维作为可满足强度、耐腐蚀性、耐热性、韧性的金属并非优选。

与此相对，本发明的铜纤维无纺布在铜纤维间具有粘合部，在压缩应力与应变的关系上，具备显示出塑性变形的第一区域和在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的、显示出弹性变形的第二区域。

或者，在铜纤维间具有粘合部，在压缩应力与应变的关系上，具有显示出弹性变形的区域，显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。

本发明的目的在于，由此提供一种虽然具有高的形状追随性，但也具有缓冲性的铜纤维无纺布。

用于解决技术问题的方案

本发明的发明人进行深入研究的结果，发现了通过在铜纤维间设置粘合部，从而在压缩应力与应变的关系上，具有显示出塑性变形的第一区域和在压缩应力比所述第一区域高的区域显示出弹性变形的第二区域。或者，发现了通过在铜纤维间设置粘合部，从而在压缩应力与应变的关系上，具有显示出弹性变形的区域，并且，显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域，由此发明出本铜纤维无纺布。

即，本发明如下所述。

(1)一种铜纤维无纺布，在铜纤维间具有粘合部，在压缩应力与应变的关系上，具备显示出塑性变形的第一区域和在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的、显示出弹性变形的第二区域。

(2)(1)中记载的铜纤维无纺布，在所述显示出弹性变形的第二区域具有相对于压缩应力的应变的拐点部a。

(3)一种铜纤维无纺布，在铜纤维间具有粘合部，在压缩应力与应变的关系上，具有显示出弹性变形的区域，所述显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。

发明效果

本发明的铜纤维无纺布在压缩应力与应变的关系上，具有显示出塑性变形的第一区域和在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的、显示出弹性变形的第二区域。或者，本发明的铜纤维无纺布具有显示出弹性变形的区域，所述显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。由此，虽具有形状追随性但也能够发挥适度的缓冲性。

即，在本发明的铜纤维无纺布受到压缩应力的情况下，通过第一区域的塑性变形、在拐点部a之前的弹性变形区域来追随压缩对象物的形状，并且通过第二区域的弹性变形、在拐点部a之后的弹性变形区域，本发明的铜纤维无纺布还能够发挥良好的缓冲性。

附图说明

图1是示出铜纤维无纺布的SEM截面的照片。

图2是示出铜纤维之间粘合的情况的照片。

图3是测得本发明的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表。(一实施方式)

图4是用于对本发明所涉及的显示出弹性变形的区域(显示出弹性变形的第二区域)进行详细说明的图表。

图5是测得本发明的其它实施方式的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表。

图6是测得本发明的其它实施方式的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表。

图7是测得本发明的其它实施方式的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表。

图8是测得本发明的其它实施方式的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表。

图9是测得本发明的其它实施方式的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表。

图10是测得铜板的压缩应力与应变的关系时的图表。

图11是用于对本发明的铜纤维无纺布的缓冲性进行确认的压制装置的概略图。

图12是用于对放置在压制装置中的被压缩体的详细情况进行说明的概略图。

图13是示出实施例1的铜纤维无纺布的受压试验后的压敏片的状态的照片。

图14是示出实施例5的铜纤维无纺布的受压试验后的压敏片的状态的照片。

图15是示出比较例1的铜箔的受压试验后的压敏片的状态的照片。

具体实施方式

下面，对本发明的铜纤维无纺布进行详细说明，但本发明的铜纤维无纺布的实施方式并不限于此。

在本说明书中，无纺布是指纤维随机混杂的片状物，铜纤维无纺布是指至少包括由铜构成的纤维的无纺布。本发明的铜纤维无纺布既可以仅由铜纤维构成，也可以具有铜纤维以外的物质。铜纤维间的粘合部是指铜纤维被物理性固定的部位。铜纤维彼此既可以被直接固定，也可以通过具有与所述铜纤维的金属成分不同的金属成分的第二金属成分进行固定，还可以是铜纤维的一部分彼此通过金属成分以外的成分进行固定。其中，在容易赋予铜纤维无纺布良好的形状追随性和缓冲性这一点上，优选铜纤维彼此被直接固定。图1是示出使用铜纤维制造的由铜纤维单独构成的无纺布的SEM截面的照片。另外，图2是示出铜纤维间被粘合的情况的一例的照片。

作为所述第二金属成分，并不特别限定，但可例示出不锈钢、铁、铜、铝、青铜、黄铜、镍、铬等，也可以是金、铂、银、钯、铑、铱、钌、锇等贵金属。

作为所述金属成分以外的成分，能够在包括粘合部的部分中使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯树脂、芳族聚酰胺树脂、尼龙、丙烯酸类树脂或它们的纤维状物等具有粘合性、承载性的有机物等。

本发明所涉及的铜纤维的平均纤维直径能够在不妨碍无纺布形成的范围内任意设定，优选为1μm～70μm，更优选为15μm～30μm。如果不到1μm，则在形成无纺布时铜纤维会有容易所谓的结块的趋势，如果超过70μm，则铜纤维的刚性有可能起到妨碍纤维混杂的作用。另外，铜纤维的截面形状是圆形、椭圆形、大致四边形、不定形等哪一种均可，但优选至少包括圆形截面的铜纤维。圆形截面的铜纤维例如相比具有棱柱截面的纤维，相对于应力更容易产生弯曲(弯曲部)，并且对于受到应力的部位，由于铜纤维的弯曲程度不易产生差异，因此具有弯曲程度也得到均质化的趋势。通过具有弯曲部的铜纤维彼此适度地混杂，具有容易提高形状追随性、缓冲性的趋势。这里，圆形截面并没有必要是正圆截面，只要是在实施通常的铜纤维无纺布的生产时受到的应力方面容易产生适度的弯曲部这种程度的圆截面形状即可。另外，本说明书中的“平均纤维直径”是指，基于用显微镜拍摄到的铜纤维无纺布的任意位置上的垂直截面计算铜纤维的截面积(例如使用公知软件)并计算与所述截面积具有同一面积的圆的直径而导出的等圆直径的平均值(例如二十个纤维的平均值)。

本发明所涉及的铜纤维的纤维长度优选在1mm～50mm的范围，更优选在3mm～20mm的范围。平均纤维长度在所述范围内时，例如在通过抄造制造本发明的铜纤维无纺布的情况下，可期待不易产生所谓的铜纤维的结块、容易适度地调整分散的效果，并且也容易发挥由于铜纤维彼此的混杂而带来的片材强度提高效果。本说明书中的“平均纤维长度”是通过显微镜例如对二十根进行测量并对测量值进行平均而得的值。另外，“抄造”是指抄原料制造纸等。

铜纤维无纺布的厚度能够调整为任意厚度，例如优选在50μm～1.5mm的范围，更优选为150μm～350μm。另外，本说明书中的“片材的厚度”是指，使用空气中端子下落方式的测厚仪(例如三丰公司制：数显千分表ID-C112X)例如对铜纤维无纺布的任意几个测量点进行测量时的它们的平均值。

本发明的铜纤维无纺布的填充率只要在5～60％的范围内即可，优选为5％～40％，更优选为10％～25％。在填充率不到5％的情况下，由于纤维量不足，因此形状追随性、缓冲性有可能下降，如果超过60％，则铜纤维无纺布变得刚硬，形状追随性、缓冲性有可能下降。本说明书中的填充率是指相对于铜纤维无纺布的体积存在纤维的部分的比例，根据铜纤维无纺布的基重和厚度以及铜纤维的真密度通过以下式子计算。(仅由铜纤维构成铜纤维无纺布的情况)

填充率(％)＝(铜纤维无纺布的基重/(铜纤维无纺布的厚度×铜纤维的真密度)×100

下面，对本发明的铜纤维无纺布在制造完成后未受到外力的情况进行说明。

本发明的铜纤维无纺布通过以压缩/释放的循环进行压缩试验，能够根据应力-应变曲线确认塑性变形和弹性变形。即，通过第一次的压缩/释放的动作，本发明的铜纤维无纺布发生塑性变形，在第二次压缩时铜纤维无纺布的厚度减小，因此应变的起始(压缩探针起始位置)与未压缩时相比下降。(例如在图3的图表中，由于横轴的起点是未压缩的铜纤维无纺布的塑性变形开始点，因此第二次及之后的应变显示为正的数值。)在本说明书中，在压缩试验中，以已压缩时(第二次或第三次压缩时)的应变起始值(压缩探针起始位置)为界，将低应变侧定义为塑性变形区域(显示出塑性变形的第一区域)，将塑性变形区域之后(高应变侧)的应变定义为弹性变形区域(显示出弹性变形的第二区域或显示出弹性变形的区域)。另外，低应变侧的塑性变形区域没有必要仅由塑性变形构成，在低应变侧的塑性变形区域中，除了塑性变形之外，也可以存在弹性变形。

图3是测得本说明书的实施例1中记载的本发明的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表。图表中，第一次～第三次表示压缩次数，第一次绘制了初次压缩时的测量值，接着绘制了第二次压缩时的测量值，还绘制了第三次压缩时的测量值。由此可知，本发明的铜纤维无纺布具有显示出塑性变形的第一区域A、在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的显示出弹性变形的第二区域B。即，相对于图10的铜板的测量值中没有显示出塑性变形的第一区域A，在图3等所示的本发明的铜纤维无纺布中塑性变形作为第一区域出现，之后弹性变形作为第二区域出现。

进而，优选显示出弹性变形的第二区域B在相对于压缩应力的应变中具有拐点部a。“拐点部a”是指在应力-应变曲线中切线的斜率急剧变化的部分。图4是用于对本发明所涉及的显示出弹性变形的第二区域(显示出弹性变形的区域)进行详细说明的图表，数据值与图3相同。在图4所示的拐点部a之前的显示出弹性变形的区域B1(区域A与拐点部a之间)可理解为是所谓的弹簧弹性区域，在拐点部a之后的显示出弹性变形的区域B2可理解为是在金属内部积攒应变的所谓的应变弹性区域。即，本发明的铜纤维无纺布在显示出弹性变形的第二区域B(显示出弹性变形的区域)中具有在拐点部a之前的显示出弹性变形的区域B1和在拐点部a之后的显示出弹性变形的区域B2。由此，能够发挥进一步容易提高形状追随性和缓冲性的效果。需要注意的是，图10的铜板的测量值中不存在拐点部a及在拐点部a之前的显示出弹性变形的区域B1。

下面，对本发明的铜纤维无纺布在制造后已经受到外力的情况进行说明。

本发明的铜纤维无纺布在制造后已经受到外力(例如压缩应力等)的情况下，所述显示出塑性变形的第一区域基本消失(以图4的例子来说，第一次的压缩/释放的循环已结束的阶段)。但是，本发明的铜纤维无纺布即使不存在显示出塑性变形的区域，如前所述，在显示出弹性变形的区域中也具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。由此，能够显示出比一般的金属更优异的形状追随性和缓冲性。另外，本发明的铜纤维无纺布在是已经受到外力后的情况下，在其制造时也应该存在显示出塑性变形的第一区域。

本说明书中的对压缩应力与应变的关系进行测量的方法是使用拉伸/压缩应力测量试验机进行的。首先，准备30见方的试验片。使用三丰公司制的数显千分表ID-C112X，将所准备的试验片的厚度作为压缩试验前的厚度进行测量。该测微计能够通过空气进行探针的升降，另外，其速度也可以任意调节。由于试验片是容易因微量的应力而被压瘪的状态，因此在降下测量探针时，尽量以仅有探针的自重施加于试验片的方式缓慢地降下。并且，连接探针的次数仅一次。将此时测量的厚度作为“试验前厚度”。

接着，使用试验片进行压缩试验。使用1kN的负荷传感器。用于压缩试验的夹具使用不锈钢制的直径100mm的压缩探针。压缩速度为1mm/min，连续进行三次试验片的压缩/释放动作。由此，能够对本发明的铜纤维无纺布其它的塑性变形、弹性变形进行确认。

加之，根据由压缩试验得到的应力-应变曲线计算相对于应力的实际的应变，能够按照以下的式子计算出塑性变形量。

塑性变形量＝(第一次的上升部的应变)―(第二次的上升部的应变)此时，上升部是指2.5N时的应变。

对试验后的试验片的厚度通过与上述相同的方法进行测量，将其作为“试验后的厚度”。

另外，优选本发明的铜纤维无纺布的塑性变形率在期望范围内。塑性变形率表示铜纤维无纺布的塑性变形的程度。塑性变形率(例如在0MPa～1MPa之间以逐渐增加载荷的方式施加载荷时的塑性变形率)如下进行规定。

塑性变形量(μm)＝T0-T1

塑性变形率(％)＝(T0-T1)/T0×100

上述T0是施加载荷前的铜纤维无纺布的厚度，

上述T1是施加载荷并释放后的铜纤维无纺布的厚度。

本发明的铜纤维无纺布只要产生塑性变形作为第一区域、或者在显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域即可。在产生塑性变形作为第一区域的情况下，优选塑性变形率在1％～90％，进一步优选在4％～75％，特别优选在30％～60％，最优选在47％～60％。通过在1％以上，能够适当确保起因于塑性变形的形状追随性，是优选的。另一方面，通过在90％以下，不会过度塑性变形，通过留有弹性变形的余地，能够确保起因于弹性变形的缓冲性，因此优选。

本发明的铜纤维无纺布的伸长率优选为3％～20％的范围，更优选为3％～10％，进一步优选为5％～10％。如果不到3％，则在追随对象物表面等不平坦的情况下等，形状追随性有可能下降。如果超过20％，则无纺布的形态稳定性有可能下降。

本发明的铜纤维无纺布的拉伸强度优选在2N/mm～20N/10mm，更优选在2N/10mm～10N/10mm，进一步优选在5N/10mm～10N/10mm。如果不到2N/10mm，则根据使用方式，铜纤维无纺布有可能断裂，如果超过20N/10mm，则形状追随性有可能下降。

本发明的铜纤维无纺布的克拉克刚度(JIS P 8143:2009)优选为3～15，更优选为3～12，进一步优选为6～12。克拉克刚度也可以在3以下，但在铜纤维无纺布的处理这一点上，有可能容易产生褶皱等。另外，如果克拉克刚度在15以上，则根据追随对象物的形状、直径等，有可能产生压曲。克拉克刚度试验机法是成为自重挠曲的指标的测量法，测量值的大小表示样品的所谓的硬挺度。因此，若片状物的测量值在一定范围内，则柔软性和硬挺度取得平衡，例如可以说对具有弯曲部的追随对象物的追随性优异。

本发明的铜纤维烧结无纺布的片材电阻值并不特别限定，但优选为0.8mΩ/□～1.5mΩ/□。片材电阻值例如能够用范德堡法求出。

(铜纤维无纺布的制造)

作为获得本发明的铜纤维无纺布的方法，能够通过对铜纤维或以铜纤维为主体的网进行压缩成形的方法、使用湿式抄造法对铜纤维或以铜纤维为主体的原料进行抄纸等而获得。

在通过压缩成形获得本发明的铜纤维无纺布的情况下，能够对通过梳理法、气流成网法等得到的铜纤维或以铜纤维为主体的网进行压缩成形。此时，为了赋予纤维间的结合，也可以使纤维间浸渍粘合剂。作为这种粘合剂，并不特别限定，例如除了丙烯酸类粘接剂、环氧类粘接剂、聚氨酯类粘接剂等有机类粘合剂之外，还可以使用胶态二氧化硅、水玻璃、硅酸钠等无机质粘接剂。取代浸渍粘合剂，也可以预先在纤维的表面包覆热粘接性树脂，在层叠铜纤维或以铜纤维为主体的集合体后进行加压、加热压缩。

另外，也可以通过使铜纤维等分散在水中来对其进行抄制的湿式抄造法制造本发明的铜纤维无纺布。具体地，调制铜纤维或以铜纤维为主体的浆料，并能在其中适当添加填料、分散剂、增稠剂、消泡剂、纸力增强剂、施胶剂、凝聚剂、着色剂、固定剂等。另外，作为铜纤维以外的纤维状物，也可以在浆料中添加聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚氯乙烯树脂、芳族聚酰胺树脂、尼龙、丙烯酸类树脂等通过加热熔融而发挥粘合性的有机纤维等。例如在通过烧结而在铜纤维间设置粘合部的情况下，铜纤维间不存在有机纤维等的话，更容易可靠地设置粘合部(容易增加粘合点数量)，更容易得到显示出塑性变形的第一区域、在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的显示出弹性变形的第二区域以及显示出弹性变形的区域中的在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。因此，在容易赋予本发明的铜纤维无纺布以形状追随性和缓冲性这一点上，优选在铜纤维间不存在有机纤维等。

如上所述，在消除有机纤维等的存在来对铜纤维进行抄造的情况下，由于水和铜纤维的真密度差、铜纤维的过度混杂，容易产生所谓的结块等凝聚物。因此，优选适当使用增稠剂等。另外，搅拌混合器中的浆料具有真密度大的铜纤维容易沉降到混合器底面的趋势。因此，优选将铜纤维比率比较稳定的除底面附近外的浆料用作抄造浆料。通过实施这种操作，能够发挥容易赋予铜纤维无纺布以面内偏差等小的更致密的形状追随性和缓冲性的效果。

下面，使用所述浆料，通过抄纸机实施湿式抄造。作为抄纸机，能够使用圆网抄纸机、长网抄纸机、短网抄纸机、倾斜型抄纸机、由这些之中的同种或不同种的抄纸机组合而成的组合抄纸机等。使用空气干燥器、圆筒干燥器、吸入筒式干燥器、红外式干燥器等对抄纸后的湿纸进行脱水、干燥，能够得到片材。

另外，在脱水时，优选使脱水的水流量(脱水量)在抄造网的面内、宽度方向等上均匀化。通过使水流量为一定，脱水时的湍流等被抑制，铜纤维向抄造网沉降的速度被均匀化，因此容易得到均质性高的铜纤维无纺布。为了使脱水时的水流量一定，能够采取将有可能成为抄造网下的水流的阻碍的结构物排除等对策。由此，能够发挥容易赋予铜纤维无纺布以面内偏差等小的更致密的形状追随性和缓冲性的效果。

在使用湿式抄造法时，经历使形成包含网上的水分的片材的铜纤维或以铜纤维为主体的成分相互混杂的纤维混杂处理工序来制造是合适的。这里，作为纤维混杂处理工序，例如优选采用向湿体片材面喷射高压喷射水流的纤维混杂处理工序。具体地，在与片材的流动方向正交的方向上排列多个喷嘴，通过从该多个喷嘴同时喷射高压喷射水流，能够遍及整个片材地使铜纤维或以铜纤维为主体的纤维彼此混杂。在经过所述工序后，湿体片材经过干燥器工序被进行卷绕等。

通过所述工序制造的本发明的铜纤维无纺布例如也可以在使铜纤维彼此粘合前实施压制(加压)工序。通过在粘合前实施压制工序，在之后的粘合工序中容易可靠地设置粘合部(容易增加粘合点数量)，更容易得到显示出塑性变形的第一区域、在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的显示出弹性变形的第二区域以及显示出弹性变形的区域中的在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。因此，在容易赋予本发明的铜纤维无纺布以形状追随性和缓冲性这一点上，优选在粘合前实施压制工序。另外，压制既可以在加热下实施，也可以在非加热下实施，但在本发明的铜纤维无纺布包含通过加热熔融而发挥粘合性的有机纤维等的情况下，在其熔融开始温度以上的加热是有效的，在单独由铜纤维构成或包含第二金属成分而构成的情况下，也可以仅加压。进而，加压时的压力考虑铜纤维无纺布的厚度适当设定即可，例如在厚度为170μm左右的铜纤维无纺布的情况下，通过以线压力不到300kg/cm、优选不到250kg/cm的方式实施，容易赋予本发明的铜纤维无纺布以形状追随性和缓冲性，因此优选。另外，通过该压制工序，也能够调整铜纤维无纺布的填充率。

使如此调整后的铜纤维无纺布的铜纤维彼此粘合的方法可以使用对铜纤维无纺布进行烧结的方法、通过化学蚀刻粘合的方法、激光焊接的方法、利用IH加热进行粘合的方法、化学粘合法、热粘合法等。在容易得到显示出塑性变形的第一区域、在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的显示出弹性变形的第二区域以及显示出弹性变形的区域中的在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域，并且容易赋予本发明的铜纤维无纺布以形状追随性和缓冲性这一点上，上述方法中，优选对铜纤维无纺布进行烧结的方法。图2是对通过烧结而使铜纤维粘合而得的铜纤维无纺布的截面进行SEM观察时的图。

为了使铜纤维无纺布烧结，优选包括在真空中或非氧化气氛中以铜纤维的熔点以下的温度进行烧结的烧结工序。经过烧结工序的铜纤维无纺布的有机物被烧掉，通过这样仅由铜纤维构成的片材的铜纤维彼此的接触点进行粘合，从而能够赋予金属纤维片更好的形状追随性和缓冲性。

进而，被烧结的铜纤维无纺布通过在烧结后实施压制(加压)工序，能够进一步提高均质性。纤维随机混杂的铜纤维无纺布通过在厚度方向上被压缩，从而不仅在厚度方向，而且在面方向上也会发生纤维的移动。由此，能够期待烧结时在为空隙的地方也容易配置铜纤维的效果，该状态通过铜纤维具有的塑性变形特性维持。由此，能够发挥容易赋予铜纤维无纺布以面内偏差等小的更致密的形状追随性和缓冲性的效果。压制(加压)时的压力考虑铜纤维无纺布的厚度适当设定即可。

(铜纤维无纺布的用途)

下面，对本发明的铜纤维无纺布的用途进行说明。本发明的铜纤维无纺布并不特别限定，例如能够用于作为全传声材料的麦克风的风挡、以抑制电磁波等为目的的在电子电路基板中使用的电磁波噪声对策部件、作为半导体的发热对策而在半导体芯片接合用的焊料中使用的铜纤维无纺布导热材料等，除此之外还可以广泛用于建材、车辆、航空器、船舶用部件等的散热、加热、电磁波对策用途等。

实施例

(实施例1)

将纤维直径为18.5μm、纤维长度为10mm、截面形状为大致圆环状的铜纤维分散在水中，并适当添加增稠剂，形成抄造浆料。使用该抄造浆料，以基重300g/m²为目标投放于抄造网上，进行脱水、干燥，得到铜纤维无纺布。之后，将该无纺布在常温下以线压力240kg/cm进行压制后，在氢气75％、氮气25％的气氛中以1020℃加热40分钟，从而得到实施例1的铜纤维无纺布。得到的铜纤维无纺布的厚度为166.9μm，填充率为19.4％。

测得实施例1的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表如图3、图4所示。

(实施例2)

除了将厚度调整为213.8μm，将填充率调整为15.8％之外，与实施例1同样地得到实施例2的铜纤维无纺布。

测得实施例2的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表如图5所示。

(实施例3)

除了将厚度调整为332.8μm，将填充率调整为10.3％之外，与实施例1同样地得到实施例3的铜纤维无纺布。

测得实施例3的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表如图6所示。

(实施例4)

除了使用纤维直径为30μm、纤维长度为10mm的铜纤维，并调整厚度为149μm、填充率为24％之外，与实施例1同样地得到实施例4的铜纤维无纺布。

测得实施例4的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表如图7所示。

(实施例5)

除了使用纤维直径为40μm、纤维长度为10mm的铜纤维，并调整厚度为177μm、填充率为18.8％之外，与实施例1同样地得到实施例5的铜纤维无纺布。

测得实施例5的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表如图8所示。

(实施例6)

除了使用纤维直径为50μm、纤维长度为10mm的铜纤维，并调整厚度为179μm、填充率为20.4％之外，与实施例1同样地得到实施例6的铜纤维无纺布。

测得实施例6的铜纤维无纺布的压缩应力与应变的关系时的图表如图9所示。

(比较例1)

准备了厚度为40μm的粗面加工铜箔。该铜箔的填充率为80％。

测得比较例1的铜箔的压缩应力与应变的关系时的图表如图10所示。

(片材厚度的测量)

实施例中得到的铜纤维无纺布、比较例的铜箔的厚度使用三丰公司制数显千分表ID-C112X通过直径为15mm的测量端子进行了测量。对得到的片材的9点的厚度进行了测量，将其平均值作为厚度。

(片材尺寸的测量)

实施例中得到的铜纤维无纺布、比较例的铜箔的短边和长边的尺寸使用JIS1级的角尺进行了测量。

(填充率)

实施例中得到的铜纤维无纺布如下进行计算。

填充率(％)＝(铜纤维无纺布的基重/(铜纤维无纺布的厚度×铜纤维的真密度)×100

比较例的铜箔的填充率如下进行计算。

填充率(％)＝片材的体积密度/材质的真比重×100

(塑性/弹性变形的确认)

通过如下所示的方法对实施例、比较例中准备的片状物(铜纤维无纺布等)的压缩应力与应变的关系进行了测量。

将所述片状物裁断为30见方，并将其放置在拉伸/压缩应力测量试验机(A&D公司制，产品名：RTC-1210A)中。压缩试验前的片状物的厚度是使用所述片材厚度的测量方法测得的值。由于片状物因微量的应力就可能扁塌，因此在降下测量探针时，尽量以仅有探针的自重落在片状物上的方式缓慢地下降。并且，连接探针的次数仅为一次。将这样测得的厚度作为“试验前厚度”。

接着，使用片状物进行压缩试验。使用1kN的负荷传感器。用于压缩试验的夹具使用不锈钢制的直径100mm的压缩探针。压缩速度为1mm/min，连续进行三次片状物的压缩、释放动作。由此，能够对片状物的塑性变形、弹性变形进行确认。根据由试验得到的“应力-应变曲线图”计算相对于应力的实际的应变，按照以下的式子计算出塑性变形量和塑性变形率。

塑性变形量(μm)＝T0-T1

塑性变形率(％)＝(T0-T1)/T0×100

上述T0是施加载荷前的铜纤维无纺布的厚度，

上述T1是施加载荷并释放后的铜纤维无纺布的厚度。

使用与上述相同的方法对试验后的试验片的厚度进行测量，将其作为“试验后的厚度”。试验后的厚度测量在试验结束三小时后实施。

(伸长率的测量)(拉伸强度的测量)

依照JIS P8113，将试验片的面积调整为15mm×180mm，以30mm/min的拉伸速度，对实施例的铜纤维无纺布、比较例的铜箔的伸长率、拉伸强度进行了测量。

(受压试验)

通过如下所示的方法对实施例、比较例中准备的片状物(铜纤维无纺布等)的形状追随性、缓冲性进行了确认。

将所述片状物裁断为100mm×150mm，如图12所示，从上按顺序重叠SUS板9(厚度1mm)、弹性体11(厚度1mm)、镜面SUS板10(厚度1mm)、树脂板12(厚度0.97mm)、片状物13(铜纤维无纺布等)、压敏片14(厚度0.18mm)、镜面SUS板10(厚度1mm)、弹性体11(厚度1mm)、SUS板9(厚度1mm)，形成被压缩体7。接着，将被压缩体放置在图11所示的具备电源4及加热器5的压力装置3的固定板6与可动板8之间，在以120℃、0.5MPa、2min的条件实施了热压后，以0.5MPa、3min的条件实施水冷压。之后，释放压力，对压敏片14的变色程度进行观察、评价。

压敏片14使用了超低压用压力测定片(富士胶片公司制，2片型)。

评价基准如下所述。

◎：几乎看不到未感应到压力的白色部分。

○：看到少许表示低感应的白色部分，但面内压感差不明确。

×：表示低感应的白色部分显著，面内压感差显著。

图13是实施例1、图14是实施例5、图15是比较例1的受压试验后的压敏片的照片。

(克拉克刚度试验)

通过JIS P 8143:2009的克拉克刚度试验机法对实施例、比较例中准备的片状物(铜纤维无纺布等)的形状追随性进行了确认。

表1示出了实施例的铜纤维无纺布、比较例的铜板的塑性变形、弹性变形的有无、受压试验结果、克拉克刚度等。

表2示出了实施例的铜纤维无纺布、比较例的铜板的物性值等。

表1

表2

综上，本发明的铜纤维无纺布如实施例所示，根据受压试验的结果可知具有使面内压力差均匀的效果，在克拉克刚度试验机法中也比铜箔更具有柔软性。即，本发明的铜纤维无纺布在压缩应力与应变的关系上，具有显示出塑性变形的第一区域、在压缩应力比所述第一区域高的区域出现的显示出弹性变形的第二区域，或者具有显示出弹性变形的区域，所述显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域。由此，能够发挥高的形状追随性和适度的缓冲性。

产业上的可利用性

能够提供虽具有高的形状追随性但也具有缓冲性的铜纤维无纺布。

附图标记说明

1 铜纤维

2 粘合部

A 显示出塑性变形的第一区域

B 显示出弹性变形的第二区域(显示出弹性变形的区域)

B1 在拐点部a之前的弹性变形区域

B2 在拐点部a之后的弹性变形区域

a 拐点部

3 压力装置

4 电源

5 加热器

6 固定板

7 被压缩体

8 可动板

9 SUS板

10 镜面SUS板

11 弹性体

12 树脂板

13 片状物

14 压敏片

Claims (3)

1.一种铜纤维无纺布，通过烧结而在铜纤维间具有粘合部，

在压缩应力与应变的关系上，所述铜纤维无纺布具备：

显示出塑性变形的第一区域；以及

在压缩应力比所述第一区域的压缩应力高的区域出现的、显示出弹性变形的第二区域，

所述铜纤维无纺布的填充率为10~25%，其中，所述填充率是指相对于铜纤维无纺布的体积存在纤维的部分的比例，

铜纤维无纺布的铜纤维的纤维长度在3mm~20mm的范围，

铜纤维无纺布的铜纤维的平均纤维直径在15μm~70μm的范围，

铜纤维无纺布的塑性变形率在30%~60%，其中，所述塑性变形率是通过下式：塑性变形率（%）=（T0-T1）/T0×100进行计算的，T0是通过将测量探针与铜纤维无纺布抵接而测量的实验前的铜纤维无纺布的厚度，T1是通过在进行了三次使用压缩探针以压缩速度为1mm/min、在0MPa~1MPa之间增加载荷的压缩动作以及释放动作的循环的3小时后测量的实验后的铜纤维无纺布的厚度。

2.根据权利要求1所述的铜纤维无纺布，其中，

在所述显示出弹性变形的第二区域具有相对于压缩应力的应变的拐点部a。

3.一种铜纤维无纺布，通过烧结而在铜纤维间具有粘合部，

在压缩应力与应变的关系上，所述铜纤维无纺布具有显示出弹性变形的区域，

所述显示出弹性变形的区域具有在拐点部a之前的弹性变形区域、拐点部a、在拐点部a之后的弹性变形区域，

所述铜纤维无纺布的填充率为10~25%，其中，所述填充率是指相对于铜纤维无纺布的体积存在纤维的部分的比例，

铜纤维无纺布的铜纤维的纤维长度在3mm~20mm的范围，

铜纤维无纺布的铜纤维的平均纤维直径在15μm~70μm的范围，

铜纤维无纺布的塑性变形率在30%~60%，其中，所述塑性变形率是通过下式：塑性变形率（%）=（T0-T1）/T0×100进行计算的，T0是通过将测量探针与铜纤维无纺布抵接而测量的实验前的铜纤维无纺布的厚度，T1是通过在进行了三次使用压缩探针以压缩速度为1mm/min、在0MPa~1MPa之间增加载荷的压缩动作以及释放动作的循环的3小时后测量的实验后的铜纤维无纺布的厚度。

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