JPH11117143A - 炭素繊維織物 - Google Patents
炭素繊維織物Info
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- JPH11117143A JPH11117143A JP10194117A JP19411798A JPH11117143A JP H11117143 A JPH11117143 A JP H11117143A JP 10194117 A JP10194117 A JP 10194117A JP 19411798 A JP19411798 A JP 19411798A JP H11117143 A JPH11117143 A JP H11117143A
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- JP
- Japan
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- carbon fiber
- woven fabric
- pitch
- fabric
- fabric according
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- Laminated Bodies (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低コストでの生産が可能であり、且つ、より高
い除熱効果を有する、非常に高付加価値の放熱板等を製
造することが可能となる、炭素繊維織物を提供する。 【解決手段】 繊維軸方向の熱伝導率が４００W/m・K以
上の炭素繊維で構成された炭素繊維織物であって、ＦＡ
Ｗ（織物の単位面積当たりの重さ）が、４００g/m2以上
であることを特徴とする炭素繊維織物。
い除熱効果を有する、非常に高付加価値の放熱板等を製
造することが可能となる、炭素繊維織物を提供する。 【解決手段】 繊維軸方向の熱伝導率が４００W/m・K以
上の炭素繊維で構成された炭素繊維織物であって、ＦＡ
Ｗ（織物の単位面積当たりの重さ）が、４００g/m2以上
であることを特徴とする炭素繊維織物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炭素繊維織物および
その製造方法に係わるものである。本発明による炭素繊
維織物は、高い熱伝導率を有する炭素繊維から構成され
ており、例えば、高エネルギー密度電子部品の放熱材料
等に好適に用いられる。
その製造方法に係わるものである。本発明による炭素繊
維織物は、高い熱伝導率を有する炭素繊維から構成され
ており、例えば、高エネルギー密度電子部品の放熱材料
等に好適に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】高性能の炭素繊維は、ポリアクリロニト
リル（ＰＡＮ）を原料とするＰＡＮ系炭素繊維とピッチ
類を原料とするピッチ系炭素繊維に大別され、それぞ
れ、高比強度、高比弾性率という特長を生かして、航空
機用材料、スポーツ用品用材料、建築土木用材料、そし
て宇宙用材料等として広く用いられている。
リル（ＰＡＮ）を原料とするＰＡＮ系炭素繊維とピッチ
類を原料とするピッチ系炭素繊維に大別され、それぞ
れ、高比強度、高比弾性率という特長を生かして、航空
機用材料、スポーツ用品用材料、建築土木用材料、そし
て宇宙用材料等として広く用いられている。
【０００３】近年、電子部品の高密度化が進み、発生す
る熱を効率よく除去する材料（放熱板）の重要性が高く
なっている。特に航空宇宙の分野においては、使用され
る材料の軽量化の要求が高く、炭素繊維強化プラスチッ
ク（ＣＦＲＰ）の使用が検討されている。この材料（Ｃ
ＦＲＰ）には、高い熱伝導率が要求されるために、それ
を構成する炭素繊維には高い熱伝導率を有するものが好
適とされ、そのために高い熱伝導率を有する炭素繊維の
開発がなされてきた。例えば、特開平２−２４２９１９
号には、熱伝導率が１０００Ｗ／ｍ・Ｋより大きい炭素
繊維が報告されており、特開平７−３３１５３６号に
は、熱伝導率が５００〜１５００Ｗ／ｍ・Ｋの炭素繊維
が報告されている。なお、ここで報告されている熱伝導
率は、全て炭素繊維自身の繊維軸方向の熱伝導率であ
る。
る熱を効率よく除去する材料（放熱板）の重要性が高く
なっている。特に航空宇宙の分野においては、使用され
る材料の軽量化の要求が高く、炭素繊維強化プラスチッ
ク（ＣＦＲＰ）の使用が検討されている。この材料（Ｃ
ＦＲＰ）には、高い熱伝導率が要求されるために、それ
を構成する炭素繊維には高い熱伝導率を有するものが好
適とされ、そのために高い熱伝導率を有する炭素繊維の
開発がなされてきた。例えば、特開平２−２４２９１９
号には、熱伝導率が１０００Ｗ／ｍ・Ｋより大きい炭素
繊維が報告されており、特開平７−３３１５３６号に
は、熱伝導率が５００〜１５００Ｗ／ｍ・Ｋの炭素繊維
が報告されている。なお、ここで報告されている熱伝導
率は、全て炭素繊維自身の繊維軸方向の熱伝導率であ
る。
【０００４】しかしながら、実際に放熱板等として用い
られる際には前述のようにＣＦＲＰとして用いられるた
めに、炭素繊維自身としてではなく、ＣＦＲＰとしての
熱伝導率の高さが要求される。一般的に放熱板としての
使用形態である、面方向から入る熱の除熱に対しては、
発熱部と接した面から、冷却部への高い熱伝導率が要求
される。すなわち、厚み方向に高い熱伝導率を有するＣ
ＦＲＰのほうが、熱の伝導に寄与する断面積が広くな
り、熱を有効に除去することができる。
られる際には前述のようにＣＦＲＰとして用いられるた
めに、炭素繊維自身としてではなく、ＣＦＲＰとしての
熱伝導率の高さが要求される。一般的に放熱板としての
使用形態である、面方向から入る熱の除熱に対しては、
発熱部と接した面から、冷却部への高い熱伝導率が要求
される。すなわち、厚み方向に高い熱伝導率を有するＣ
ＦＲＰのほうが、熱の伝導に寄与する断面積が広くな
り、熱を有効に除去することができる。
【０００５】従来の炭素繊維は熱伝導率は高いものの、
炭素繊維の繊度（単位長さ当たりの重量）が小さいため
に、薄いプリプレグしか作ることができない。例えば、
前記特開平７−３３１５３６号の実施例に、ＦＡＷ（Ｆ
ｉｂｅｒ Ａｒｅａｌ Ｗｅｉｇｈｔ：織物の単位面積
当たりの重量）が８０ｇ／ｍ2の炭素繊維織物が報告さ
れている。このような炭素繊維から放熱板となるＣＦＲ
Ｐを作る際には、数枚〜数十枚のプリプレグ、または織
物を重ねてから成型する必要がある。
炭素繊維の繊度（単位長さ当たりの重量）が小さいため
に、薄いプリプレグしか作ることができない。例えば、
前記特開平７−３３１５３６号の実施例に、ＦＡＷ（Ｆ
ｉｂｅｒ Ａｒｅａｌ Ｗｅｉｇｈｔ：織物の単位面積
当たりの重量）が８０ｇ／ｍ2の炭素繊維織物が報告さ
れている。このような炭素繊維から放熱板となるＣＦＲ
Ｐを作る際には、数枚〜数十枚のプリプレグ、または織
物を重ねてから成型する必要がある。
【０００６】そのために得られるＣＦＲＰは、繊維の配
向方向への熱伝導率には優れるが、積層方向への熱伝導
率は非常に低い（一般に繊維軸方向の１／１００以下）
ものとなっている。結果として、ＣＦＲＰを構成する炭
素繊維のうち、発熱部に接触するごく一部の層だけが熱
の除去に寄与することとなり、非常に効率の悪いシステ
ムとなっている。また、そのために炭素繊維自身に過度
の熱伝導率の要求がなされ、炭素繊維の能力の限界、ま
たはコストアップにつながり、実使用が遅れている。
向方向への熱伝導率には優れるが、積層方向への熱伝導
率は非常に低い（一般に繊維軸方向の１／１００以下）
ものとなっている。結果として、ＣＦＲＰを構成する炭
素繊維のうち、発熱部に接触するごく一部の層だけが熱
の除去に寄与することとなり、非常に効率の悪いシステ
ムとなっている。また、そのために炭素繊維自身に過度
の熱伝導率の要求がなされ、炭素繊維の能力の限界、ま
たはコストアップにつながり、実使用が遅れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、ＣＦＲ
Ｐの放熱板等への検討はなされているが、前述のように
効率よく炭素繊維の熱伝導率が利用できないために、非
常に熱伝導率の高い炭素繊維を用いる必要があり、その
ために非常にコストの高いものとなり、実用化が困難で
あった。
Ｐの放熱板等への検討はなされているが、前述のように
効率よく炭素繊維の熱伝導率が利用できないために、非
常に熱伝導率の高い炭素繊維を用いる必要があり、その
ために非常にコストの高いものとなり、実用化が困難で
あった。
【０００８】そこで、炭素繊維の熱伝導率を効率よく生
かすシステムで構成されたＣＦＲＰ、そして、ＣＦＲＰ
の原料となる炭素繊維織物が望まれている。具体的に
は、従来品と同等の熱伝導率を有するＣＦＲＰを作るに
は、より低い熱伝導率の炭素繊維ですみ、低コストでの
生産が可能であり、また、従来品と同等の非常に高い熱
伝導率を有する炭素繊維を用いた時には、より高い除熱
効果を有する、非常に高付加価値の放熱板を製造するこ
とが可能となる、炭素繊維織物が要求されていた。
かすシステムで構成されたＣＦＲＰ、そして、ＣＦＲＰ
の原料となる炭素繊維織物が望まれている。具体的に
は、従来品と同等の熱伝導率を有するＣＦＲＰを作るに
は、より低い熱伝導率の炭素繊維ですみ、低コストでの
生産が可能であり、また、従来品と同等の非常に高い熱
伝導率を有する炭素繊維を用いた時には、より高い除熱
効果を有する、非常に高付加価値の放熱板を製造するこ
とが可能となる、炭素繊維織物が要求されていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、従来は配向性が悪いた
めに、一方向プリプレグの積層体に比べて除熱効率が低
いと考えられてきた”炭素繊維織物”の、ＦＡＷ（織物
の単位面積当たりの重量）を一定以上に大きくすること
により、従来以上の除熱性能を有するＣＦＲＰを製造す
ることができることを見いだした。
を解決すべく鋭意検討した結果、従来は配向性が悪いた
めに、一方向プリプレグの積層体に比べて除熱効率が低
いと考えられてきた”炭素繊維織物”の、ＦＡＷ（織物
の単位面積当たりの重量）を一定以上に大きくすること
により、従来以上の除熱性能を有するＣＦＲＰを製造す
ることができることを見いだした。
【００１０】すなわち、繊度が大きい炭素繊維を製織し
製造した、ＦＡＷが大きい炭素繊維織物を用いることに
より、少ない積層枚数で、または積層することなしに所
定の厚みのＣＦＲＰが得られるため、また、一方向プリ
プレグの積層体と異なり、厚み方向への炭素繊維の配向
が現れるために、より炭素繊維の持つ熱伝導率が発揮さ
れ、面方向から入る熱の除熱に対しては、ＣＦＲＰとし
ての除熱性能が向上することを見いだし、本発明に到達
した。
製造した、ＦＡＷが大きい炭素繊維織物を用いることに
より、少ない積層枚数で、または積層することなしに所
定の厚みのＣＦＲＰが得られるため、また、一方向プリ
プレグの積層体と異なり、厚み方向への炭素繊維の配向
が現れるために、より炭素繊維の持つ熱伝導率が発揮さ
れ、面方向から入る熱の除熱に対しては、ＣＦＲＰとし
ての除熱性能が向上することを見いだし、本発明に到達
した。
【００１１】すなわち本発明の目的は、電子部品用放熱
板等の部品として要求される、高い除熱性能、高い熱伝
導率を満足する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲ
Ｐ）、及びそれを製造するための、原材料としての炭素
繊維織物を提供しようとするものであり、かかる目的
は、繊維軸方向の熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の炭
素繊維で構成された炭素繊維織物であって、ＦＡＷ（織
物の単位面積当たりの重量）が４００ｇ／ｍ2以上であ
ることを特徴とする炭素繊維織物により容易に達成され
る。また、その炭素繊維織物の好適な製造方法は、炭素
繊維の引張弾性率が８０ｔｏｎ／ｍｍ2以下であり、繊
度（繊維束の単位長さ当たりの重量）が５００ｇ／ｋｍ
以上のピッチ系炭素繊維束を製織し得られた織物を、２
８００℃以上の温度で黒鉛化処理することを特徴とす
る。
板等の部品として要求される、高い除熱性能、高い熱伝
導率を満足する炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲ
Ｐ）、及びそれを製造するための、原材料としての炭素
繊維織物を提供しようとするものであり、かかる目的
は、繊維軸方向の熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の炭
素繊維で構成された炭素繊維織物であって、ＦＡＷ（織
物の単位面積当たりの重量）が４００ｇ／ｍ2以上であ
ることを特徴とする炭素繊維織物により容易に達成され
る。また、その炭素繊維織物の好適な製造方法は、炭素
繊維の引張弾性率が８０ｔｏｎ／ｍｍ2以下であり、繊
度（繊維束の単位長さ当たりの重量）が５００ｇ／ｋｍ
以上のピッチ系炭素繊維束を製織し得られた織物を、２
８００℃以上の温度で黒鉛化処理することを特徴とす
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明における原料となる炭素繊維の引張弾性率は、８０
ｔｏｎ／ｍｍ2以下、好ましくは４０〜８０ｔｏｎ／ｍ
ｍ2、更に好ましくは５０〜８０ｔｏｎ／ｍｍ2であるこ
とが重要である。引張弾性率が８０ｔｏｎ／ｍｍ2を超
えると、炭素繊維織物を製造するための製織の際に、炭
素繊維の折損が多発し織物とすることが出来ない。ま
た、引張弾性率が低すぎると、炭素繊維織物にした後の
２８００℃以上の温度での黒鉛化の際に、炭素繊維自身
が寸法変化を起こし、製品の炭素繊維織物にひずみが入
ることがあり、好ましくない。
発明における原料となる炭素繊維の引張弾性率は、８０
ｔｏｎ／ｍｍ2以下、好ましくは４０〜８０ｔｏｎ／ｍ
ｍ2、更に好ましくは５０〜８０ｔｏｎ／ｍｍ2であるこ
とが重要である。引張弾性率が８０ｔｏｎ／ｍｍ2を超
えると、炭素繊維織物を製造するための製織の際に、炭
素繊維の折損が多発し織物とすることが出来ない。ま
た、引張弾性率が低すぎると、炭素繊維織物にした後の
２８００℃以上の温度での黒鉛化の際に、炭素繊維自身
が寸法変化を起こし、製品の炭素繊維織物にひずみが入
ることがあり、好ましくない。
【００１３】また、本発明においては原料となる炭素繊
維束の繊度（繊維束の単位長さ当たりの重さ）は５００
ｇ／ｋｍ以上、好ましくは７００〜５０００ｇ／ｋｍ、
更に好ましくは１０００〜３０００ｇ／ｋｍとすること
が重要である。繊度が５００ｇ／ｋｍに充たないと、Ｆ
ＡＷ（繊維の単位面積当たりの重さ）が４００ｇ／ｍ 2
の炭素繊維織物を作ることが出来ない。また、繊度が大
きすぎると炭素繊維束が太くなりすぎ、製織機内で引っ
かかり等が生じ、製織が困難となるために好ましくな
い。
維束の繊度（繊維束の単位長さ当たりの重さ）は５００
ｇ／ｋｍ以上、好ましくは７００〜５０００ｇ／ｋｍ、
更に好ましくは１０００〜３０００ｇ／ｋｍとすること
が重要である。繊度が５００ｇ／ｋｍに充たないと、Ｆ
ＡＷ（繊維の単位面積当たりの重さ）が４００ｇ／ｍ 2
の炭素繊維織物を作ることが出来ない。また、繊度が大
きすぎると炭素繊維束が太くなりすぎ、製織機内で引っ
かかり等が生じ、製織が困難となるために好ましくな
い。
【００１４】なお、この繊度［ｇ／ｋｍ］は、一般に、
炭素繊維の比重［ｇ／ｃｍ3］と繊維の断面積［μｍ2］
と炭素繊維束を構成する炭素繊維の本数［本］により決
定される。また繊維の断面積は、繊維径［μｍ］により
決定される。ここで、比重は１．９〜２．３ｇ／ｃ
ｍ3、更には２．０〜２．２ｇ／ｃｍ3であることが好ま
しい。比重が１．９に充たないと、炭素繊維織物にした
後の２８００℃以上の温度での黒鉛化の際に、炭素繊維
自身が寸法変化を起こし、製品の炭素繊維織物にひずみ
が入ることがあり、好ましくない。２．３を超えると、
必然的に炭素繊維の弾性率が高くなり、炭素繊維織物を
製造するための製織の際に、炭素繊維の折損が多発し織
物とすることが出来なくなるために好ましくない。
炭素繊維の比重［ｇ／ｃｍ3］と繊維の断面積［μｍ2］
と炭素繊維束を構成する炭素繊維の本数［本］により決
定される。また繊維の断面積は、繊維径［μｍ］により
決定される。ここで、比重は１．９〜２．３ｇ／ｃ
ｍ3、更には２．０〜２．２ｇ／ｃｍ3であることが好ま
しい。比重が１．９に充たないと、炭素繊維織物にした
後の２８００℃以上の温度での黒鉛化の際に、炭素繊維
自身が寸法変化を起こし、製品の炭素繊維織物にひずみ
が入ることがあり、好ましくない。２．３を超えると、
必然的に炭素繊維の弾性率が高くなり、炭素繊維織物を
製造するための製織の際に、炭素繊維の折損が多発し織
物とすることが出来なくなるために好ましくない。
【００１５】また、繊維径は通常６〜２０μｍ、好まし
くは７〜１５μｍ、更に好ましくは８〜１２μｍであ
る。繊維径が６μｍに充たないと、必然的に炭素繊維束
を構成する本数を増やす必要が出てきて、紡糸設備の巨
大化が必要となる。また、２０μｍを超えると、工程通
過中の屈曲部等で、単糸レベルでの糸折れが生じる為に
好ましくない。
くは７〜１５μｍ、更に好ましくは８〜１２μｍであ
る。繊維径が６μｍに充たないと、必然的に炭素繊維束
を構成する本数を増やす必要が出てきて、紡糸設備の巨
大化が必要となる。また、２０μｍを超えると、工程通
過中の屈曲部等で、単糸レベルでの糸折れが生じる為に
好ましくない。
【００１６】炭素繊維束を構成する炭素繊維の本数は、
通常１５００〜４００００本、好ましくは３０００〜３
００００本、更に好ましくは５０００〜２００００本で
ある。本数が１５００本に充たないと、必然的に炭素繊
維の直径を大きくする必要性が生じ、前述のように工程
内で糸折れを起こす。また、４００００本を超えると、
紡糸設備の巨大化、もしくは合糸設備の設置が必要とな
るために好ましくない。
通常１５００〜４００００本、好ましくは３０００〜３
００００本、更に好ましくは５０００〜２００００本で
ある。本数が１５００本に充たないと、必然的に炭素繊
維の直径を大きくする必要性が生じ、前述のように工程
内で糸折れを起こす。また、４００００本を超えると、
紡糸設備の巨大化、もしくは合糸設備の設置が必要とな
るために好ましくない。
【００１７】次に、本発明の炭素繊維織物を得るために
は、上記の原料となる炭素繊維束を用いて例えばシャト
ル織機やレピア織機等を使用して製織し、あらかじめ平
織りあるいは繻子織り等の織物にしておく。この時のＦ
ＡＷ（Ｆｉｂｅｒ Ａｒｅａｌ Ｗｅｉｇｈｔ：織物の
単位断面積当たりの重さ）は４００ｇ／ｍ2以上、好ま
しくは５００〜２０００ｇ／ｍ2、更に好ましくは５０
０〜１０００ｇ／ｍ2にする必要がある。ＦＡＷが４０
０ｇ／ｍ2に充たないと、ＣＦＲＰ板を作る際に、多数
枚積層させる必要性が出てきて、厚み方向の熱伝導率が
悪くなるために好ましくない。また、ＦＡＷが大きすぎ
ると用途に応じては、ＣＦＲＰ板が必要以上に厚くなり
すぎるために好ましくない。
は、上記の原料となる炭素繊維束を用いて例えばシャト
ル織機やレピア織機等を使用して製織し、あらかじめ平
織りあるいは繻子織り等の織物にしておく。この時のＦ
ＡＷ（Ｆｉｂｅｒ Ａｒｅａｌ Ｗｅｉｇｈｔ：織物の
単位断面積当たりの重さ）は４００ｇ／ｍ2以上、好ま
しくは５００〜２０００ｇ／ｍ2、更に好ましくは５０
０〜１０００ｇ／ｍ2にする必要がある。ＦＡＷが４０
０ｇ／ｍ2に充たないと、ＣＦＲＰ板を作る際に、多数
枚積層させる必要性が出てきて、厚み方向の熱伝導率が
悪くなるために好ましくない。また、ＦＡＷが大きすぎ
ると用途に応じては、ＣＦＲＰ板が必要以上に厚くなり
すぎるために好ましくない。
【００１８】この原料となる炭素繊維織物を次に黒鉛化
し、本発明の炭素繊維織物を得る。黒鉛化の際に黒鉛性
のルツボに入れ黒鉛化処理すると、外部からの物理的、
化学的作用を遮断でき好ましい。黒鉛製のルツボは上記
の原料となる炭素繊維織物を、所望の量入れることが出
来るものであるならば大きさ、形状に特に制約はない
が、黒鉛化処理中、または冷却中に黒鉛化炉内の酸化性
のガス、または炭素蒸気との反応による炭素繊維織物の
損傷を防ぐために、フタ付きの気密性の高いものが好ま
れる。
し、本発明の炭素繊維織物を得る。黒鉛化の際に黒鉛性
のルツボに入れ黒鉛化処理すると、外部からの物理的、
化学的作用を遮断でき好ましい。黒鉛製のルツボは上記
の原料となる炭素繊維織物を、所望の量入れることが出
来るものであるならば大きさ、形状に特に制約はない
が、黒鉛化処理中、または冷却中に黒鉛化炉内の酸化性
のガス、または炭素蒸気との反応による炭素繊維織物の
損傷を防ぐために、フタ付きの気密性の高いものが好ま
れる。
【００１９】黒鉛化処理は、得られる炭素繊維織物を構
成する炭素繊維の熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好
ましくは５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に好ましくは５５０
Ｗ／ｍ・Ｋとなる温度で行われる。熱伝導率が４００Ｗ
／ｍ・Ｋより低いと、例えば放熱板を製造した場合等
に、充分な放熱性能が得られないために好ましくない４
００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を得るために必要な黒鉛
化温度は、通常２８００℃以上、好ましくは２８００〜
３５００℃以下、更に好ましくは２８００〜３３００℃
である。２８００℃より低いと炭素繊維の熱伝導率が４
００Ｗ／ｍ・Ｋに達しないために好ましくない。また、
黒鉛化温度が高すぎると、”炭素”の昇華が始まり、製
品及び炉体に多大なダメージを与えるので好ましくな
い。
成する炭素繊維の熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好
ましくは５００Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に好ましくは５５０
Ｗ／ｍ・Ｋとなる温度で行われる。熱伝導率が４００Ｗ
／ｍ・Ｋより低いと、例えば放熱板を製造した場合等
に、充分な放熱性能が得られないために好ましくない４
００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を得るために必要な黒鉛
化温度は、通常２８００℃以上、好ましくは２８００〜
３５００℃以下、更に好ましくは２８００〜３３００℃
である。２８００℃より低いと炭素繊維の熱伝導率が４
００Ｗ／ｍ・Ｋに達しないために好ましくない。また、
黒鉛化温度が高すぎると、”炭素”の昇華が始まり、製
品及び炉体に多大なダメージを与えるので好ましくな
い。
【００２０】黒鉛化時間は２８００℃以上の温度での保
持時間が、通常１０分以上１００日以下、好ましくは３
０分以上３０日以下である。また、黒鉛化処理する設備
は、２８００℃以上の温度で処理することが出来るもの
であれば特に制約はないが、生産効率の面からアチソン
抵抗加熱炉を用いることが好ましい。
持時間が、通常１０分以上１００日以下、好ましくは３
０分以上３０日以下である。また、黒鉛化処理する設備
は、２８００℃以上の温度で処理することが出来るもの
であれば特に制約はないが、生産効率の面からアチソン
抵抗加熱炉を用いることが好ましい。
【００２１】かくして、本発明の炭素繊維織物を得るこ
とができる。なお、かかる炭素繊維織物は、一般に引張
強度及び引張弾性率も良好であり、引張強度は通常３０
０ｋｇ/ｍｍ2以上、好ましくは３５０ｋｇ/ｍｍ2以上で
あり、引張弾性率は通常８０ｔｏｎ/ｍｍ2以上、好まし
くは９０ｔｏｎ/ｍｍ2以上である。そして、これらの炭
素繊維織物に、定法に従って熱硬化性樹脂を含浸した後
に、成型、硬化させることにより、炭素繊維強化プラス
チック（ＣＦＲＰ）が得られる。含浸するマトリックス
樹脂として、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポ
リイミド樹脂、フラン樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、好ましくはエポ
キシ樹脂、、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂が挙げら
れる。また、マトリックスとしてプラスチックの代わり
に、銅、アルミニウム等の金属マトリックスを用いるこ
ともできる。成形、硬化は、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒ
ａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、ハンド・レイ・ア
ップやスプレー・アップによるオープン・モールド法、
プレス法、オートクレーブ法、フィラメント・ワインデ
ィング法、プルトージョン法、エクストルージョン法等
が挙げられるが、好ましくはＲＴＭ法である。
とができる。なお、かかる炭素繊維織物は、一般に引張
強度及び引張弾性率も良好であり、引張強度は通常３０
０ｋｇ/ｍｍ2以上、好ましくは３５０ｋｇ/ｍｍ2以上で
あり、引張弾性率は通常８０ｔｏｎ/ｍｍ2以上、好まし
くは９０ｔｏｎ/ｍｍ2以上である。そして、これらの炭
素繊維織物に、定法に従って熱硬化性樹脂を含浸した後
に、成型、硬化させることにより、炭素繊維強化プラス
チック（ＣＦＲＰ）が得られる。含浸するマトリックス
樹脂として、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポ
リイミド樹脂、フラン樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、好ましくはエポ
キシ樹脂、、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂が挙げら
れる。また、マトリックスとしてプラスチックの代わり
に、銅、アルミニウム等の金属マトリックスを用いるこ
ともできる。成形、硬化は、ＲＴＭ（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒ
ａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）法、ハンド・レイ・ア
ップやスプレー・アップによるオープン・モールド法、
プレス法、オートクレーブ法、フィラメント・ワインデ
ィング法、プルトージョン法、エクストルージョン法等
が挙げられるが、好ましくはＲＴＭ法である。
【００２２】このようにして得られたＣＦＲＰは、炭素
繊維が、通常３０〜７５体積％、樹脂が２５〜７０体積
％である。本発明のＣＦＲＰは、通常シート状で、用途
により適当な大きさに切断され使用される。またＣＦＲ
Ｐの厚さは、通常０．２〜５０ｍｍ、好ましくは０．４
〜２０ｍｍである。ＣＦＲＰにおいて、織布は、通常シ
ート平面と略平行になるよう配設される。ＣＦＲＰに用
いられる織布は一枚であっても二枚以上を積層するよう
にして用いてもよい。
繊維が、通常３０〜７５体積％、樹脂が２５〜７０体積
％である。本発明のＣＦＲＰは、通常シート状で、用途
により適当な大きさに切断され使用される。またＣＦＲ
Ｐの厚さは、通常０．２〜５０ｍｍ、好ましくは０．４
〜２０ｍｍである。ＣＦＲＰにおいて、織布は、通常シ
ート平面と略平行になるよう配設される。ＣＦＲＰに用
いられる織布は一枚であっても二枚以上を積層するよう
にして用いてもよい。
【００２３】かかるＣＦＲＰは、熱伝導率が高いため
に、温度上昇が素子の破壊や効率の低下に直結するＩＣ
用基盤等の電子部品放熱板等に特に好適に使用すること
ができる。
に、温度上昇が素子の破壊や効率の低下に直結するＩＣ
用基盤等の電子部品放熱板等に特に好適に使用すること
ができる。
【００２４】なお、本願発明の炭素繊維織物の原料とな
る炭素繊維は、最初に規定した引張弾性率、繊度を満足
し、前述の黒鉛化処理において、最終黒鉛化後の熱伝導
率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるものであれば、何ら制
約されるものではないが、以下に記述した方法で製造さ
れたピッチ系炭素繊維を用いれば、高い熱伝導率が得や
すいために好ましい。
る炭素繊維は、最初に規定した引張弾性率、繊度を満足
し、前述の黒鉛化処理において、最終黒鉛化後の熱伝導
率が４００Ｗ／ｍ・Ｋ以上となるものであれば、何ら制
約されるものではないが、以下に記述した方法で製造さ
れたピッチ系炭素繊維を用いれば、高い熱伝導率が得や
すいために好ましい。
【００２５】紡糸ピッチの出発原料としては、石炭系の
コールタール、コールタールピッチ、石炭液化物、石油
系の重質油、タール、ピッチ等が挙げられる。これらの
出発原料のうち、石炭系のコールタール、コールタール
ピッチが、それらを構成する分子の芳香性が高く、黒鉛
結晶の発達しやすい紡糸ピッチを得られるという点から
好適に用いられる。
コールタール、コールタールピッチ、石炭液化物、石油
系の重質油、タール、ピッチ等が挙げられる。これらの
出発原料のうち、石炭系のコールタール、コールタール
ピッチが、それらを構成する分子の芳香性が高く、黒鉛
結晶の発達しやすい紡糸ピッチを得られるという点から
好適に用いられる。
【００２６】これらの炭素質原料中にはフリーカーボ
ン、未溶解石炭、灰分、触媒等の不純物が含まれている
が、これらの不純物は濾過、遠心分離、あるいは溶剤を
使用する静置沈降分離等の周知の方法で予め除去してお
くことが望ましい。また、前記炭素質材料を、例えば加
熱処理後に特定溶剤で可溶分を抽出する方法、あるいは
水素供与性溶媒、水素ガスの存在下に水添処理する方法
等により予備処理を行っておいてもよい。
ン、未溶解石炭、灰分、触媒等の不純物が含まれている
が、これらの不純物は濾過、遠心分離、あるいは溶剤を
使用する静置沈降分離等の周知の方法で予め除去してお
くことが望ましい。また、前記炭素質材料を、例えば加
熱処理後に特定溶剤で可溶分を抽出する方法、あるいは
水素供与性溶媒、水素ガスの存在下に水添処理する方法
等により予備処理を行っておいてもよい。
【００２７】紡糸ピッチである、光学的異方性ピッチの
光学的異方性割合は、通常７０％以上、好ましくは９０
％以上、さらに好ましくは１００％である。光学的異方
性割合が７０％より低いと、黒鉛化した後の炭素繊維の
黒鉛結晶性が低く、高い熱伝導率が得られない。また、
メトラー法により求めた軟化点は、通常２６０℃以上３
４０℃以下、好ましくは２８０℃以上３２０℃以下、更
に好ましくは２９０℃以上３１０℃以下である。軟化点
が２６０℃より低いと、紡糸後の不融化の際に繊維同士
の融着が生じやすく、開繊性の悪い炭素繊維束となりや
すい。また、３４０℃より高いと紡糸の際にピッチの熱
分解が生じ、分解ガスによる紡糸ノズル内での気泡発生
により紡糸性が著しく低下する。
光学的異方性割合は、通常７０％以上、好ましくは９０
％以上、さらに好ましくは１００％である。光学的異方
性割合が７０％より低いと、黒鉛化した後の炭素繊維の
黒鉛結晶性が低く、高い熱伝導率が得られない。また、
メトラー法により求めた軟化点は、通常２６０℃以上３
４０℃以下、好ましくは２８０℃以上３２０℃以下、更
に好ましくは２９０℃以上３１０℃以下である。軟化点
が２６０℃より低いと、紡糸後の不融化の際に繊維同士
の融着が生じやすく、開繊性の悪い炭素繊維束となりや
すい。また、３４０℃より高いと紡糸の際にピッチの熱
分解が生じ、分解ガスによる紡糸ノズル内での気泡発生
により紡糸性が著しく低下する。
【００２８】所望の光学的異方性割合、メトラー軟化点
の光学的異方性ピッチを得るために、前述の炭素質原
料、あるいは予備処理を行った炭素質原料を必要に応じ
て、通常３５０〜５００℃、好ましくは３８０℃〜４５
０℃で、２分〜５０時間、好ましくは５分〜５時間、窒
素、アルゴン、水蒸気等の不活性ガス雰囲気下、あるい
は吹き込み下に加熱処理を行ってもよい。
の光学的異方性ピッチを得るために、前述の炭素質原
料、あるいは予備処理を行った炭素質原料を必要に応じ
て、通常３５０〜５００℃、好ましくは３８０℃〜４５
０℃で、２分〜５０時間、好ましくは５分〜５時間、窒
素、アルゴン、水蒸気等の不活性ガス雰囲気下、あるい
は吹き込み下に加熱処理を行ってもよい。
【００２９】次に、この紡糸ピッチを溶融紡糸しピッチ
繊維を得る。本発明における紡糸においては、前述した
ように、最終的に得られる炭素繊維束の繊度が５００ｇ
／ｋｍ以上となるように、繊維径、本数を決定する必要
がある。得られたピッチ繊維を、一般的な方法により不
融化後、所望の温度で炭化および／または黒鉛化を行っ
た後に、サイジング剤を添着し、本発明の炭素繊維織物
の原料となる炭素繊維を得る。
繊維を得る。本発明における紡糸においては、前述した
ように、最終的に得られる炭素繊維束の繊度が５００ｇ
／ｋｍ以上となるように、繊維径、本数を決定する必要
がある。得られたピッチ繊維を、一般的な方法により不
融化後、所望の温度で炭化および／または黒鉛化を行っ
た後に、サイジング剤を添着し、本発明の炭素繊維織物
の原料となる炭素繊維を得る。
【００３０】不融化処理は通常、空気、オゾン、二酸化
窒素等の酸化性雰囲気下で、または極希に硝酸等を用い
ての酸化性液中で行われるが、最も簡便な方法である、
空気中で行うことができる。具体的には、ピッチ繊維を
酸化性ガス雰囲気中で３００〜４００℃で加熱すること
により、不融化繊維束を得る。
窒素等の酸化性雰囲気下で、または極希に硝酸等を用い
ての酸化性液中で行われるが、最も簡便な方法である、
空気中で行うことができる。具体的には、ピッチ繊維を
酸化性ガス雰囲気中で３００〜４００℃で加熱すること
により、不融化繊維束を得る。
【００３１】更にこの不融化繊維束を窒素、アルゴン等
の不活性ガス雰囲気中で８００〜２８００℃で炭化、繊
維束鉛化される。この際に張力を付与してもよく、また
付与しなくともよい。サイジング剤は繊維に対して０．
２〜１０重量％、好ましくは０．５〜７重量％添着す
る。サイジング剤添着の前に、炭素繊維自身の表面処理
を行ってもよく、また行わなくてもよい。サイジング剤
が０．２％よりも少ないと、製織の際に”毛羽”が発生
し、また、１０％よりも多いと後工程の黒鉛化後に繊維
自身が、サイジング剤の炭化物に覆われてしまい、織物
としてのしなやかさが無くなってしまうために好ましく
ない。
の不活性ガス雰囲気中で８００〜２８００℃で炭化、繊
維束鉛化される。この際に張力を付与してもよく、また
付与しなくともよい。サイジング剤は繊維に対して０．
２〜１０重量％、好ましくは０．５〜７重量％添着す
る。サイジング剤添着の前に、炭素繊維自身の表面処理
を行ってもよく、また行わなくてもよい。サイジング剤
が０．２％よりも少ないと、製織の際に”毛羽”が発生
し、また、１０％よりも多いと後工程の黒鉛化後に繊維
自身が、サイジング剤の炭化物に覆われてしまい、織物
としてのしなやかさが無くなってしまうために好ましく
ない。
【００３２】サイジング剤としては、通常用いられる任
意なものが使用でき、具体的にはエポキシ化合物、水溶
性ポリアミド化合物、飽和または不飽和ポリエステル、
酢酸ビニル、水またはアルコール、グリコール単独また
は混合物が上げられる。
意なものが使用でき、具体的にはエポキシ化合物、水溶
性ポリアミド化合物、飽和または不飽和ポリエステル、
酢酸ビニル、水またはアルコール、グリコール単独また
は混合物が上げられる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。なお、例中の炭素繊維の
熱伝導率は、炭素繊維の熱伝導率と電気比抵抗の間の非
常によい相関関係を利用して、電気比抵抗の値から、次
式によって算出した。
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。なお、例中の炭素繊維の
熱伝導率は、炭素繊維の熱伝導率と電気比抵抗の間の非
常によい相関関係を利用して、電気比抵抗の値から、次
式によって算出した。
【００３４】
【数１】Ｋ＝１２７２．４／ＥＲ−４９．４
【００３５】ここで、Ｋは炭素繊維の熱伝導率［Ｗ／ｍ
・Ｋ］、ＥＲは炭素繊維の電気比抵抗［μΩｍ］を表
す。
・Ｋ］、ＥＲは炭素繊維の電気比抵抗［μΩｍ］を表
す。
【００３６】実施例１ コールタールピッチより、偏光顕微鏡下で観察した光学
的異方性割合が１００％で、メトラー法により求めた軟
化点が３０２℃のメソフェーズピッチを調製した。この
メソフェーズピッチを、合計１００００個のノズル数を
有する紡糸口金に導入し、連続紡糸を行った。得られた
ピッチ繊維の繊維径は約１２μｍ、繊維束を構成する繊
維の本数は約１００００本であった。
的異方性割合が１００％で、メトラー法により求めた軟
化点が３０２℃のメソフェーズピッチを調製した。この
メソフェーズピッチを、合計１００００個のノズル数を
有する紡糸口金に導入し、連続紡糸を行った。得られた
ピッチ繊維の繊維径は約１２μｍ、繊維束を構成する繊
維の本数は約１００００本であった。
【００３７】得られたピッチ繊維を、空気中、段階的に
３８０℃まで昇温し不融化処理を行った後、最終的にア
ルゴンガス中２５００℃まで、連続的に黒鉛化を行い、
エポキシ系のサイジング剤を２％添着した。得られた炭
素繊維束は、繊維径約１０μｍであり、１４２０ｇ／ｋ
ｍの繊度、６４ｔｏｎ／ｍｍ2の引張弾性率、３００ｋ
ｇ／ｍｍ2の引張強度、１４０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を
有していた。。
３８０℃まで昇温し不融化処理を行った後、最終的にア
ルゴンガス中２５００℃まで、連続的に黒鉛化を行い、
エポキシ系のサイジング剤を２％添着した。得られた炭
素繊維束は、繊維径約１０μｍであり、１４２０ｇ／ｋ
ｍの繊度、６４ｔｏｎ／ｍｍ2の引張弾性率、３００ｋ
ｇ／ｍｍ2の引張強度、１４０Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を
有していた。。
【００３８】次に、この炭素繊維束を用いて、レピア織
機により、縦糸、横糸共に、２５ｍｍ当たり７本の糸を
クロスに折り込み、ＦＡＷ＝７９０ｇ／ｍ2の炭素繊維
織物を得た。
機により、縦糸、横糸共に、２５ｍｍ当たり７本の糸を
クロスに折り込み、ＦＡＷ＝７９０ｇ／ｍ2の炭素繊維
織物を得た。
【００３９】次に得られた炭素繊維織物を黒鉛ルツボに
入れ、アチソン抵抗加熱炉で３０００℃で黒鉛化した。
３０００℃での滞留時間は１時間であった。得られた炭
素繊維織物のＦＡＷは、７９４ｇ／ｍ2であった。炭素
繊維織物より抜き出した炭素繊維の熱伝導率を測定した
ところ、６００Ｗ／ｍ・Ｋの値を示した。また、引張強
度は３６０ｋｇ／ｍｍ2、引張弾性率は９２ｔｏｎ／ｍ
ｍ2であった。
入れ、アチソン抵抗加熱炉で３０００℃で黒鉛化した。
３０００℃での滞留時間は１時間であった。得られた炭
素繊維織物のＦＡＷは、７９４ｇ／ｍ2であった。炭素
繊維織物より抜き出した炭素繊維の熱伝導率を測定した
ところ、６００Ｗ／ｍ・Ｋの値を示した。また、引張強
度は３６０ｋｇ／ｍｍ2、引張弾性率は９２ｔｏｎ／ｍ
ｍ2であった。
【００４０】比較例１ 市販の炭素繊維ダイアリードＫ１３Ｃ２Ｕを入手した。
入手した炭素繊維は繊維の直径が約９μｍであり、繊維
束の繊度が２７０ｇ／ｋｍ、９４ｔｏｎ／ｍｍ 2の引張
弾性率、３８０ｋｇ／ｍｍ2の引張強度、６２０Ｗ／ｍ
・Ｋの熱伝導率を有していた。
入手した炭素繊維は繊維の直径が約９μｍであり、繊維
束の繊度が２７０ｇ／ｋｍ、９４ｔｏｎ／ｍｍ 2の引張
弾性率、３８０ｋｇ／ｍｍ2の引張強度、６２０Ｗ／ｍ
・Ｋの熱伝導率を有していた。
【００４１】次にこの炭素繊維を、実施例１で用いたも
のと全く同じレピア織機により、製織を試みたが、繊維
の折損が頻繁に起きて、製織ができなかった。
のと全く同じレピア織機により、製織を試みたが、繊維
の折損が頻繁に起きて、製織ができなかった。
【００４２】比較例２ 実施例１と全く同様にして、１４２０ｇ／ｋｍの繊度、
６４ｔｏｎ／ｍｍ2の引張弾性率、３００ｋｇ／ｍｍ2の
引張強度を有する炭素繊維束を調製した。この炭素繊維
を黒鉛製のボビンに巻き取り、黒鉛ルツボに入れた後に
アチソン抵抗加熱炉で３０００℃で黒鉛化した。３００
０℃での滞留時間は１時間であった。
６４ｔｏｎ／ｍｍ2の引張弾性率、３００ｋｇ／ｍｍ2の
引張強度を有する炭素繊維束を調製した。この炭素繊維
を黒鉛製のボビンに巻き取り、黒鉛ルツボに入れた後に
アチソン抵抗加熱炉で３０００℃で黒鉛化した。３００
０℃での滞留時間は１時間であった。
【００４３】得られた炭素繊維の熱伝導率は６００Ｗ／
ｍ・Ｋ、引張強度は３６０ｋｇ／ｍｍ2、また引張弾性
率は９２ｔｏｎ／ｍｍ2であった。次にこの炭素繊維束
を、実施例１で用いたものと全く同じレピア織機によ
り、製織を試みたが、繊維の折損が頻繁に起きて、製織
ができななかった。
ｍ・Ｋ、引張強度は３６０ｋｇ／ｍｍ2、また引張弾性
率は９２ｔｏｎ／ｍｍ2であった。次にこの炭素繊維束
を、実施例１で用いたものと全く同じレピア織機によ
り、製織を試みたが、繊維の折損が頻繁に起きて、製織
ができななかった。
【００４４】実施例２ 実施例１で得られた炭素繊維織物１枚にエポキシ樹脂を
含浸した後、成型、硬化させ、切断してから、２８０ｍ
ｍ長×３０ｍｍ幅×０．７ｍｍ厚の炭素繊維強化プラス
チック製の放熱板を製造した。その端部に３５ｍｍ長×
３０ｍｍ幅×１０ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミ
ニウムブロックを接触させた。アルミニウムブロックの
表面温度が４０℃に冷却されるのに要する時間は、７分
であった。
含浸した後、成型、硬化させ、切断してから、２８０ｍ
ｍ長×３０ｍｍ幅×０．７ｍｍ厚の炭素繊維強化プラス
チック製の放熱板を製造した。その端部に３５ｍｍ長×
３０ｍｍ幅×１０ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミ
ニウムブロックを接触させた。アルミニウムブロックの
表面温度が４０℃に冷却されるのに要する時間は、７分
であった。
【００４５】比較例３ 比較例１と同じ炭素繊維ダイアリードＫ１３Ｃ２Ｕを用
いて、ＦＡＷ＝１６０ｇ／ｍ2の一方向プリプレグを調
製した。このプリプレグを５枚積層した後に、成型、硬
化させ、切断してから、２８０ｍｍ長×３０ｍｍ幅×
０．７ｍｍ厚の炭素繊維強化プラスチック製の放熱板を
製造した。
いて、ＦＡＷ＝１６０ｇ／ｍ2の一方向プリプレグを調
製した。このプリプレグを５枚積層した後に、成型、硬
化させ、切断してから、２８０ｍｍ長×３０ｍｍ幅×
０．７ｍｍ厚の炭素繊維強化プラスチック製の放熱板を
製造した。
【００４６】その端部に３５ｍｍ長×３０ｍｍ幅×１０
ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミニウムブロックを
接触させた。アルミニウムブロックの表面温度が４０℃
に冷却されるのに要する時間は、１０分であった。
ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミニウムブロックを
接触させた。アルミニウムブロックの表面温度が４０℃
に冷却されるのに要する時間は、１０分であった。
【００４７】比較例４ 実施例１と全く同じメソフェーズピッチを、合計２００
０個のノズル数を有する紡糸口金に導入し、連続紡糸を
行った。得られたピッチ繊維の繊維径は約９．５μｍで
あった。得られたピッチ繊維を、空気中、段階的に３８
０℃まで昇温し不融化処理を行った後、最終的にアルゴ
ンガス中２５００℃まで、連続的に黒鉛化を行い、エポ
キシ系のサイジング剤を２％添着した。得られた炭素繊
維束は、繊維径約７μｍであり、１４０ｇ／ｋｍの繊
度、６２ｔｏｎ／ｍｍ2の引張弾性率、３６０ｋｇ／ｍ
ｍ2の引張強度を有していた。
０個のノズル数を有する紡糸口金に導入し、連続紡糸を
行った。得られたピッチ繊維の繊維径は約９．５μｍで
あった。得られたピッチ繊維を、空気中、段階的に３８
０℃まで昇温し不融化処理を行った後、最終的にアルゴ
ンガス中２５００℃まで、連続的に黒鉛化を行い、エポ
キシ系のサイジング剤を２％添着した。得られた炭素繊
維束は、繊維径約７μｍであり、１４０ｇ／ｋｍの繊
度、６２ｔｏｎ／ｍｍ2の引張弾性率、３６０ｋｇ／ｍ
ｍ2の引張強度を有していた。
【００４８】次に、この炭素繊維束を用いて、レピア織
機により、縦糸、横糸共に、２５ｍｍ当たり７本の糸を
クロスに折り込み、ＦＡＷ＝８０ｇ／ｍ2の炭素繊維織
物を得た。次に得られた炭素繊維織物を黒鉛ルツボに入
れ、アチソン抵抗加熱炉で３０００℃で黒鉛化した。３
０００℃での滞留時間は１時間であった。
機により、縦糸、横糸共に、２５ｍｍ当たり７本の糸を
クロスに折り込み、ＦＡＷ＝８０ｇ／ｍ2の炭素繊維織
物を得た。次に得られた炭素繊維織物を黒鉛ルツボに入
れ、アチソン抵抗加熱炉で３０００℃で黒鉛化した。３
０００℃での滞留時間は１時間であった。
【００４９】得られた炭素繊維織物のＦＡＷは８２ｇ／
ｍ2であった。炭素繊維織物より抜き出した炭素繊維の
熱伝導率を測定したところ、６００Ｗ／ｍ・Ｋの値を示
した。また、引張強度は３８０ｋｇ／ｍｍ2、引張弾性
率は９０ｔｏｎ／ｍｍ2であった。この炭素繊維織物に
エポキシ樹脂を含浸したものを、１０枚積層した後に、
成型、硬化させ、切断してから、２８０ｍｍ長×３０ｍ
ｍ幅×０．７ｍｍ厚の炭素繊維強化プラスチック製の放
熱板を製造した。
ｍ2であった。炭素繊維織物より抜き出した炭素繊維の
熱伝導率を測定したところ、６００Ｗ／ｍ・Ｋの値を示
した。また、引張強度は３８０ｋｇ／ｍｍ2、引張弾性
率は９０ｔｏｎ／ｍｍ2であった。この炭素繊維織物に
エポキシ樹脂を含浸したものを、１０枚積層した後に、
成型、硬化させ、切断してから、２８０ｍｍ長×３０ｍ
ｍ幅×０．７ｍｍ厚の炭素繊維強化プラスチック製の放
熱板を製造した。
【００５０】その端部に３５ｍｍ長×３０ｍｍ幅×１０
ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミニウムブロックを
接触させた。アルミニウムブロックの表面温度が４０℃
に冷却されるのに要する時間は、１３分であった。
ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミニウムブロックを
接触させた。アルミニウムブロックの表面温度が４０℃
に冷却されるのに要する時間は、１３分であった。
【００５１】比較例５ ２８０ｍｍ長×３０ｍｍ幅×０．７ｍｍ厚の石綿を主成
分とするスレート板に、３５ｍｍ長×３０ｍｍ幅×１０
ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミニウムブロックを
接触させた。アルミニウムブロックの表面温度が４０℃
に冷却されるのに要する時間は、２３分であった。
分とするスレート板に、３５ｍｍ長×３０ｍｍ幅×１０
ｍｍ厚の、１３３℃に加熱したアルミニウムブロックを
接触させた。アルミニウムブロックの表面温度が４０℃
に冷却されるのに要する時間は、２３分であった。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、電子部品用放熱板等の
部品として要求される、高い除熱性能、高い熱伝導率を
満足する炭素繊維強化プラスチック、及びそれを製造す
るための原材料としての炭素繊維織物を提供することが
できる。
部品として要求される、高い除熱性能、高い熱伝導率を
満足する炭素繊維強化プラスチック、及びそれを製造す
るための原材料としての炭素繊維織物を提供することが
できる。
Claims (10)
- 【請求項１】 繊維軸方向の熱伝導率が４００Ｗ／ｍ・
Ｋ以上の炭素繊維で構成された炭素繊維織物であって、
ＦＡＷ（織物の単位面積当たりの重さ）が４００ｇ／ｍ
2以上であることを特徴とする炭素繊維織物。 - 【請求項２】 ＦＡＷが５００〜２０００ｇ／ｍ2であ
ることを特徴とする請求項１記載の炭素繊維織物。 - 【請求項３】 引張強度が３００ｋｇ/ｍｍ2以上の炭素
繊維で構成されていることを特徴とする請求項１又は２
記載の炭素繊維織物。 - 【請求項４】 引張弾性率が８０ｔｏｎ/ｍｍ2以上であ
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の炭
素繊維織物。 - 【請求項５】 引張弾性率が８０ｔｏｎ／ｍｍ2以下、
繊度（繊維束の単位長さ当たりの重さ）が５００ｇ／ｋ
ｍ以上のピッチ系炭素繊維束を製織し得られた織物を、
２８００℃以上の温度で黒鉛化処理することを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊維織物の製造
方法。 - 【請求項６】 繊度が７００〜５０００ｇ／ｋｍのピッ
チ系炭素繊維束を製織し得られたことを特徴とする請求
項５記載の炭素繊維織物の製造方法。 - 【請求項７】 ピッチ系炭素繊維の繊維径が６〜２０μ
ｍのピッチ系炭素繊維であることを特徴とする請求項５
又は６記載の炭素繊維織物の製造方法。 - 【請求項８】 請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊
維織物に樹脂を含浸、成型、硬化させて得られる炭素繊
維強化プラスチック。 - 【請求項９】 請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊
維織物に樹脂を含浸、成型、硬化させて得られた炭素繊
維強化プラスチックを主たる材料とする電子部品用放熱
板。 - 【請求項１０】 請求項１〜４のいずれかに記載の炭素
繊維織物に樹脂を含浸、成型、硬化させて得られた炭素
繊維強化プラスチックを主たる材料とするＩＣ用放熱
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10194117A JPH11117143A (ja) | 1997-07-15 | 1998-07-09 | 炭素繊維織物 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18948197 | 1997-07-15 | ||
| JP9-189481 | 1997-07-15 | ||
| JP21638097 | 1997-08-11 | ||
| JP9-216380 | 1997-08-11 | ||
| JP10194117A JPH11117143A (ja) | 1997-07-15 | 1998-07-09 | 炭素繊維織物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117143A true JPH11117143A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=27326186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10194117A Pending JPH11117143A (ja) | 1997-07-15 | 1998-07-09 | 炭素繊維織物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11117143A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001226855A (ja) * | 2000-02-10 | 2001-08-21 | Mitsubishi Chemicals Corp | ピッチ系炭素繊維織物 |
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| KR101717715B1 (ko) * | 2016-03-22 | 2017-03-17 | 주식회사 새날테크-텍스 | 하이브리드 탄소 섬유의 제작 방법, 이를 이용한 전자차폐 방열재의 제작 방법 및 이에 의해 제작된 전자차폐 방열재 |
| IT201700011367A1 (it) * | 2017-02-02 | 2018-08-02 | Niteko S R L | Dissipatore di calore planare in materiale composito ad alta conducibilità termica e ad alta resistenza meccanica |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP10194117A patent/JPH11117143A/ja active Pending
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