料）
[0147] 將第2層、第15層設(shè)為制造例1中獲得的含有瀝青系碳纖維的預(yù)浸料（I)、將第1 層、第3層至第14層、第16層設(shè)為制造例2中獲得的含有聚丙烯腈系碳纖維的預(yù)浸料（II)， 除此以外，與實(shí)施例1同樣地實(shí)施，得到厚度為1. 9mm的復(fù)合材料。
[0148] 將彎曲試驗(yàn)、導(dǎo)熱系數(shù)的測定結(jié)果示于表1。
[0149] (比較例1 :僅由聚丙烯腈系碳纖維預(yù)浸料構(gòu)成的復(fù)合材料）
[0150] 不使用制造例1中獲得的含有瀝青系碳纖維的預(yù)浸料（I)，將第1層至第16層設(shè) 為制造例2中獲得的含有聚丙烯腈系碳纖維的預(yù)浸料（II)，除此以外，與實(shí)施例1同樣地實(shí) 施，得到厚度為1. 9mm的復(fù)合材料。將彎曲試驗(yàn)、導(dǎo)熱系數(shù)的測定結(jié)果示于表1。
[0151] [表 1]
[0152]
[0153] 實(shí)施例1~2所述的本實(shí)施方式的復(fù)合材料中，并用作為碳纖維（A)的彈性模量 高的瀝青系碳纖維和作為碳纖維（B)的強(qiáng)度高的聚丙烯腈系碳纖維，因此顯示出高的彎曲 彈性模量、彎曲強(qiáng)度。比較例1中，未使用瀝青系碳纖維，因此彎曲彈性模量差。關(guān)于導(dǎo)熱 系數(shù)，具有瀝青系碳纖維的層的實(shí)施例1和2比未使用瀝青系碳纖維的比較例2大幅提高。 尤其在兩個(gè)表面的層使用瀝青系碳纖維的實(shí)施例1中獲得了更好的值。由這些結(jié)果顯示， 本實(shí)施例中，導(dǎo)熱系數(shù)、即放熱性良好。
[0154] (試驗(yàn)例2)
[0155] (制造例3 :含有45體積％的瀝青系碳纖維的預(yù)浸料的制造方法）
[0156] 將作為碳纖維（A)的瀝青系碳纖維（三菱樹脂公司制，制品名：DIALEAD(注冊商 標(biāo)）K13312,單位面積質(zhì)量1560mg/m、拉伸彈性模量420GPa、拉伸強(qiáng)度3200MPa、斷裂伸長率 0.8%、密度2. 06g/cm3)以每單位面積中所含的碳纖維的質(zhì)量（FAW)成為100g/m2的方式單 向拉齊并列，用2片厚度為30 ym的聚碳酸酯膜（在聚碳酸酯樹脂中混煉磷系阻燃劑后進(jìn) 行制膜，膜化而成）夾持并使其重合，以280°C加熱加壓，從而制造含有45體積％的碳纖維 的片狀預(yù)浸料（I)。該片狀預(yù)浸料（I)的厚度為〇. 12mm。
[0157] (制造例4 :含有48體積％的聚丙烯腈系碳纖維的預(yù)浸料的制造方法）
[0158] 將作為碳纖維（B)的聚丙烯腈系碳纖維（三菱麗陽公司制，制品名：PYR0FIL(注 冊商標(biāo)）TR50S15L，單位面積質(zhì)量1000mg/m、拉伸彈性模量240GPa、拉伸強(qiáng)度4900MPa、斷裂 伸長率2. 0%、密度1. 82g/cm3)以FAW成為100g/m2的方式單向拉齊并列，除了這一點(diǎn)以外， 與制造例3同樣地制造含有48體積％的碳纖維的片狀預(yù)浸料（II)。該片狀預(yù)浸料（II)的 厚度為〇? 12mm〇
[0159] 關(guān)于各層，將所使用的碳纖維變更為下述表2所示的方式，使用制造例3、制造例4 中制造的預(yù)浸料，在設(shè)定為250°C的加壓成型機(jī)內(nèi)加熱3分鐘，進(jìn)而在250°C、以2MPa的壓 力加壓7分鐘，接下來，在80°C、以2MPa壓力加壓3分鐘，除此以外，與上述實(shí)施例1同樣地 操作，制成實(shí)施例3和4、比較例2和3。構(gòu)成[0] 16表示在層壓構(gòu)成中16層的各個(gè)層的碳 纖維的方向?yàn)?° (平行）。關(guān)于各實(shí)施例和比較例，與試驗(yàn)例1同樣地測定彎曲彈性模量 (0° )和彎曲強(qiáng)度（0° )，將其測定值換算為碳纖維的含有率為60體積％時(shí)的結(jié)果，將該 結(jié)果示于表2。
[0160] [表 2]
[0161]

[0162] 由上述結(jié)果可知，即使如實(shí)施例3和4所示那樣使用聚碳酸酯樹脂，也與使用實(shí)施 例1和2所示的酸改性聚丙烯時(shí)同樣地，彈性模量與強(qiáng)度的平衡優(yōu)異。而在僅使用聚丙烯 腈系碳纖維的比較例3中，彎曲彈性模量低，在僅使用瀝青系碳纖維的比較例4中，彎曲強(qiáng) 度低，未能以實(shí)施例3和4的程度獲得兼顧彈性模量和強(qiáng)度的平衡。
[0163] (試驗(yàn)例3)
[0164] 以表3所示的條件，制成實(shí)施例5和6、比較例4和5。Vf45 %表示碳纖維的體積 含有率為45%。45°切縫表示：在作為內(nèi)層（第2~15層）的層（II)中，配置有與各層 (II)的碳纖維的纖維方向約呈45°的切縫（各切縫的長度為42mm，對于5cmX5cm的預(yù)浸 料（II)，切縫長度的總和平均為14cm)。構(gòu)成[0/90/90/90] s是指，相對于最外層（0° )，包 含的6層內(nèi)層均設(shè)為90° (正交）的纖維方向；[0/90/0/90]s是指，相對于最外層（0° )， 設(shè)為90°的纖維方向、然后相對于該層設(shè)為90°的纖維方向（即0° )、然后相對于該層設(shè) 為90°的纖維方向（即90° )，然后相對于該層設(shè)為平行（即90° )、然后相對于該層設(shè)為 90°的纖維方向（即0° )、然后相對于該層設(shè)為90°的纖維方向（即90° )、然后將相對 于該層設(shè)為90°的纖維方向（即0° )作為相反側(cè)的最外層。其中，僅單獨(dú)使用碳纖維的 比較例4和5的彎曲彈性模量是由各碳纖維的性能值推測的值。等效剛性厚度t(mm)是以 比較例4為基準(zhǔn)（1. 000mm)，用與該值之比進(jìn)行計(jì)量。變形量是將200mmX300mmX 1mm的 試樣片的周圍完全約束，在中央施加10N的負(fù)荷，將剪切彈性模量設(shè)為2GPa、將泊松比設(shè)為 0.3而進(jìn)行計(jì)算。
[0165] [表 3]
[0166]
[0167] 如表3所示，實(shí)施例5和6中均顯示等效剛性重量為92g以下的良好的值，表示輕 量化的效果高。
[0168] 產(chǎn)業(yè)可利用性
[0169] 根據(jù)本發(fā)明，能夠在短的成型時(shí)間內(nèi)獲得剛性、強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)的平衡優(yōu)異的成型 體。
[0170] 符號說明
[0171] 1、10碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料
[0172] 2A、2B 層（I)
[0173] 3 層（II)
[0174] 21、31A、31B 碳纖維
[0175] 32 切縫
[0176] 33、33A 凸部
[0177] 100 成型體
[0178] 100A 電子設(shè)備殼體用構(gòu)件
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，其具有含有單向取向的碳纖維（A)和熱塑性 樹脂（C-I)的層（I)、以及含有單向取向的碳纖維⑶和熱塑性樹脂（C-2)的層（II)， 所述碳纖維（A)的彈性模量比所述碳纖維（B)高。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述碳纖維（A)的彈性模 量為350GPa以上，所述碳纖維（B)的彈性模量為200GPa以上且低于350GPa。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，相對于所述碳纖維增 強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的厚度，所述層（I)占1/3以下。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，對于所述碳 纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的至少一側(cè)，從表面開始占所述碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合 材料的厚度的10%的部位中，相對于所述部位的厚度，所述層（I)占1/3以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，對于所述碳纖維增強(qiáng)熱塑 性樹脂復(fù)合材料的兩側(cè)，從表面開始占所述碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的厚度的10% 的部位，所述層（I)占所述部位各自的厚度之中的1/3以上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述碳纖維 (B)為聚丙烯腈系碳纖維。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述碳纖維 (A)為瀝青系碳纖維。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述碳纖維 (A)為瀝青系碳纖維且所述碳纖維（B)為聚丙烯腈系碳纖維。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述層（I) 的厚度為〇? 1~〇? 3_。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述碳纖維 (A)的導(dǎo)熱系數(shù)為20W/mK以上且600W/mK以下，所述碳纖維⑶的導(dǎo)熱系數(shù)為3W/mK以上 且低于20W/mK。11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述碳纖 維（A)為連續(xù)的碳纖維，所述碳纖維（B)的平均纖維長度為10~50mm。12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述碳纖 維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料在3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中施加最大負(fù)荷的70%的負(fù)荷后的彈性模量 相比于施加所述負(fù)荷前的彈性模量為20~60%。13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，所述 碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的等效剛性重量為80~92g，所述等效剛性重量為在 200mmX320mm的試樣板的大體中央部施加ION的負(fù)荷的情況下施加了所述負(fù)荷的部位的 移動量成為〇. 88mm時(shí)的所述試樣板的重量。14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，其為在至 少2層所述層（I)之間夾持至少1層所述層（II)而成。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，其為在至少2層所述層 (I)之間夾持2層以上的所述層（II)而成。16. 根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料，在所述層 (I)和層（II)重疊而成的、所述層（I)和層（II)直接重疊的兩層中，各層中所含的碳纖維 的纖維方向相互大體正交。17. -種成型體，其為使權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合 材料熱成型而成。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的成型體，在任意面的表面上具有高度為3mm以上的凸部。19. 一種電子設(shè)備殼體用構(gòu)件，其包含權(quán)利要求17或18所述的成型體。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合材料，其為熱塑性樹脂，因此成型時(shí)間短，剛性、強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)的平衡優(yōu)異。一種碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料和使用其的成型體，所述碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料具有含有單向取向的碳纖維(A)和熱塑性樹脂(C-1)的層(I)、以及含有單向取向的碳纖維(B)和熱塑性樹脂(C-2)的層(II)，上述碳纖維(A)的彈性模量比上述碳纖維(B)高。
【IPC分類】B29K101/12, B29C70/06, B29B15/08, B29B11/16, B29L9/00, B32B5/28, C08J5/04, B29K105/10
【公開號】CN105073848
【申請?zhí)枴緾N201480012585
【發(fā)明人】奧中理
【申請人】三菱麗陽株式會社
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2014年3月6日
【公告號】WO2014136876A1