TW201816217A - 銅纖維不織布 - Google Patents

Abstract

一種銅纖維不織布，係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具備：第一區域，其展現塑性變形；及第二區域，其出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域並展現彈性變形。或者，一種銅纖維不織布，係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具有展現彈性變形之區域；前述展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a及位於較反曲部a後方之彈性變形區域。

Description

銅纖維不織布

發明領域 本發明是有關於銅纖維間結著而成之銅纖維不織布。 本申請案是依據2016年9月26日於日本提出申請之日本特願2016-187232號主張優先權，將其內容援用於此。

發明背景 自習知，銅纖維即被加工成片材形狀，活用其導電性、殺菌性、透氣性等特性而被利用在過濾器用途、電磁波屏蔽用途等，或正檢討該用途之利用。

這種過濾器用途方面，現提案有如下之筒狀金屬過濾器，係由縱方向疊合部熔接而成之內側筒狀金屬網、將金屬纖維氈片(Felt Sheet)以預定厚度捲繞於內側筒狀金屬網並已使耐熱性樹脂浸滲/乾燥而得之過濾器本體、及縱方向疊合部熔接而成之外側筒狀金屬網所構成，可因應欲濾取之高溫氣體中之不純物大小來調整過濾器本體之密度與厚度(例如專利文獻1)。

在前述過濾器本體之製造上，估計是採用針衝(needle punch)及加壓(press)等加工，至於過濾器本體之素材方面，已有提案以使用可塑性變形金屬纖維為佳。而銅纖維也可作為這種金屬纖維來使用。

又，已提案有一種過濾器裝置，其為密封結構，係藉由在按壓構件與濾過構件之間設置彈性構件而得以防止濾過構件破損等的，且例示可作為彈性構件使用的金屬例子方面有鎳、鉻或該等之合金、不鏽鋼、鈦合金(例如專利文獻2)。 先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本特開平9-276636號公報 [專利文獻2]日本特開2004-305964號公報

發明概要 發明欲解決之課題 一般所知，一旦對金屬施加應力，最初會產生彈性變形，接著會產生塑性變形。所謂「彈性變形」是指對物體施加外力使其變形，之後一旦去除外力即恢復原來形狀之情況下的變形。另一方面，所謂「塑性變形」是指對物體施加外力使其變形，之後即便去除外力仍存在之變形。 然而，當著眼於金屬所具有的導電性、耐久性及韌性等而將金屬作為素材等來使用時，就會受制於上述特性，即最初產生彈性變形接著產生塑性變形之特性。還有，前述彈性變形會與例如壓縮應力等比例而蓄積應變。因此，冀望有一種素材，雖是金屬但在特性上與金屬一般所具備之特性相異、具有最初產生塑性變形然後產生彈性變形這種特性，或是一種在彈性變形區域內對例如壓縮應力之應變有所變化的素材等。尤其，當考慮到在狹小處所之配置性等、形狀自由度等，亦冀望有具備上述特性之薄片狀素材。

然而，專利文獻1中使用的是由未結著金屬纖維構成之過濾器本體。另外，專利文獻1中雖記載到使用可塑性變形之金屬纖維，但關於其意圖目的卻無明確記載，也沒有彈性變形方面的記載。

專利文獻2之提案係利用支持體2B與彈性構件之壓縮彈性率以求提高密封性，並無塑性變形之相關記載。此外，也沒有關於應變在彈性變形區域內有所變化的記載。更甚者，專利文獻2中，全無關於銅纖維之載述與教示，這是由於在彈性構件用途上，銅纖維並不適於作為可滿足強度、耐蝕性、耐熱性、韌性之金屬。

相對於該等習知技術，本發明之銅纖維不織布係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具備：第一區域，其展現塑性變形；及第二區域，其出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域並展現彈性變形。 或者，本發明之銅纖維不織布係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具有展現彈性變形之區域；前述展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a及位於較反曲部a後方之彈性變形區域。 本發明目的在於藉該等技術來提供具備高形狀順應性而仍具備緩衝性之銅纖維不織布。 用以解決課題之手段

本發明人等專精研究，結果發現，藉由在銅纖維間設置結著部，在壓縮應力與應變之關係上會具有第一區域及第二區域，該第一區域展現塑性變形，該第二區域在壓縮應力高於前述第一區域之區域展現彈性變形。或者，藉由在銅纖維間設置結著部，在壓縮應力與應變之關係上，會具有展現彈性變形之區域；前述展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a及位於較反曲部a後方之彈性變形區域，終至發明了本銅纖維不織布。

亦即，本發明係如下述。 (1)一種銅纖維不織布，係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具備： 第一區域，其展現塑性變形；及 第二區域，其出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域並展現彈性變形。

(2)如項(1)記載之銅纖維不織布，其中前述展現彈性變形之第二區域中，對壓縮應力之應變具有反曲部a。

(3)一種銅纖維不織布，係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具有展現彈性變形之區域； 前述展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a及位於較反曲部a後方之彈性變形區域。 發明效果

本發明之銅纖維不織布，在壓縮應力與應變之關係上，具有展現塑性變形之第一區域、及出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域並展現彈性變形之第二區域。或者，本發明之銅纖維不織布具有展現彈性變形之區域，前述展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a及位於較反曲部a後方之彈性變形區域。藉此，既具有形狀順應性還可發揮適度緩衝性。

亦即，本發明之銅纖維不織布在承受壓縮應力時，藉著第一區域之塑性變形、位於較反曲部a前方之彈性變形區域，便可順應壓縮對象物之形狀，而藉著第二區域之彈性變形、位於較反曲部a後方之彈性變形區域，本發明之銅纖維不織布還可發揮良好的緩衝性。

較佳實施例之詳細說明 以下就本發明之銅纖維不織布詳細說明，惟本發明之銅纖維不織布的實施形態並不限於此。

本說明書中，所謂不織布是指纖維已隨機交織之薄片狀物，所謂銅纖維不織布是指至少含由銅構成之纖維的不織布。本發明之銅纖維不織布可僅由銅纖維構成，也可具有銅纖維之外者。所謂銅纖維間之結著部是指銅纖維呈物理性固定之部位。銅纖維彼此可直接固定，也可利用具有與前述銅纖維金屬成分相異之金屬成分的第二金屬成分加以固定，亦可銅纖維一部分彼此藉由金屬成分以外之成分來固定。該等之中，就易於賦予銅纖維不織布良好的形狀追隨性與緩衝性這點來看，銅纖維彼此以直接固定為佳。圖1是顯示由利用銅纖維製備之銅纖維單獨構成之不織布的SEM截面照片。又，圖2是顯示銅纖維間呈結著狀態之一例的照片。

前述第二金屬成分並無特別限定，可例示不鏽鋼、鐵、銅、鋁、青銅、黃銅、鎳、鉻等，也可以是金、鉑、銀、鈀、銠、銥、釕、鋨等貴金屬。

而前述金屬成分以外的成分方面，可將聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚乙烯基醇(PVA)、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴、聚氯乙烯樹脂、聚芳醯胺樹脂、奈綸、丙烯酸系樹脂或該等之纖維狀物等具有結著性、載持性之有機物等使用在含結著部之部分。

本發明相關之銅纖維的平均纖維徑可在無礙於不織布形成之範圍任意設定，以1μm~70μm為佳，較佳為15μm~30μm。若小於1μm，在製成不織布時銅纖維會有容易變成所謂團塊之傾向，若超過70μm，銅纖維之剛性恐會對纖維交織造成妨礙。另外，銅纖維之截面形狀為圓形、橢圓形、略四角形、不定形等任一種均可，而以至少含圓形截面之銅纖維為佳。圓形截面之銅纖維相較於例如具有角柱截面之纖維，對應力易於產生彎曲(曲部)，且對承受應力之處，銅纖維在彎曲程度上不易產生差異，因此彎曲程度也會有均質化的傾向。藉著具有曲部的銅纖維彼此適度交織，有易於提高形狀追隨性、緩衝性之傾向。此處所謂圓形截面，不須為正圓截面，以一般實施銅纖維不織布之生產上承受的應力而言，易於生成適度的曲部之程度的圓形截面即可。再者，本說明書中所謂「平均纖維徑」，是指依據顯微鏡拍攝之銅纖維不織布任意所在之垂直截面算出銅纖維截面積(以例如周知軟體)，並藉由算出具有與前述截面積相同面積之圓的直徑而導出之面積徑之平均值(例如20個纖維之平均值)。

本發明之銅纖維的纖維長在1mm~50mm之範圍為佳，更佳為3mm~20mm之範圍。平均纖維長若在前述範圍內，在例如藉由抄造製備本發明之銅纖維不織布時，不易發生所謂銅纖維之團塊，可期待變得易於適度調整分散之效果，同時也易於發揮利用銅纖維彼此交織所獲致之薄片強度提升效果。本說明書中所謂「平均纖維長」，是以顯微鏡測定例如20根，並將測定值予以平均之值。又，所謂「抄造」是指撈蕩原料製造紙等。

銅纖維不織布之厚度可調整成任意厚度，而以例如50μm~1.5mm之範圍為佳，150μm~350μm較佳。再者，本說明書中所謂「薄片厚度」是指利用藉空氣落下端子方式之膜厚計(例如三豐公司製：數位型指示器ID-C112X)測定例如銅纖維不織布之隨意數個測定點時該等的平均值。

本發明之銅纖維不織布之充填率在5~60%之範圍即可，以5%~40%為佳，10%~25%較佳。充填率若低於5%，由於纖維量不足恐會有形狀順應性或緩衝性降低之虞，若超過60%則銅纖維不織布會變得剛直，形狀順應性或緩衝性有降低之虞。本說明書中之所謂充填率，意指相對於銅纖維不織布體積，有纖維存在之部分的比率，係根據銅纖維不織布之單位面積重量與厚度、以及銅纖維之真密度，依據下式所算出(僅由銅纖維來構成銅纖維不織布之情況)。 充填率(%)=(銅纖維不織布之單位面積重量/(銅纖維不織布之厚度×銅纖維之真密度)×100

以下，針對本發明之銅纖維不織布在製備後未承受外力之情況予以說明。

本發明之銅纖維不織布，可藉由壓縮/釋放之循環來進行壓縮強度測試，根據應力-應變曲線來確認塑性變形與彈性變形。亦即，本發明之銅纖維不織布會因第一次壓縮/釋放之動作而塑性變形，而第2次壓縮時銅纖維不織布厚度會減少，故應變起始(壓縮探針起始位置)較未壓縮時來得低(例如圖3之曲線圖中，橫軸起點為壓縮銅纖維不織布之塑性變形起始點，因此第2次以後的應變就以正加數值來表示)。本說明書中，在壓縮強度測試中，以既已壓縮時(第2次或第3次壓縮時)之應變起始值(壓縮探針起始位置)為分界，並定義為以低應變側為塑性變形區域(展現塑性變形之第一區域)，以塑性變形區域之後(高應變側)之應變為彈性變形區域(展現彈性變形之第二區域、或展現彈性變形之區域)。再者，低應變側之塑性變形區域不須僅以塑性變形來構成，而低應變側之塑性變形區域除塑性變形之外亦可有彈性變形存在。

圖3為測定本說明書實施例1中記載之本發明銅纖維不織布之壓縮應力與應變之關係時之曲線圖。圖中，第1次至第3次是表示壓縮次數，第1次是描繪出初次壓縮時之測定值，接著是第2次壓縮時之測定值，再來是第3次壓縮時之測定值。依據該圖可判斷出，本發明之銅纖維不織布具有展現塑性變形之第一區域A、及展現彈性變形之第二區域B，該第二區域B出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域。亦即，在圖10之銅板測定值中沒有展現塑性變形之第一區域A，相對於此，圖3等所示之本發明銅纖維不織布中出現了塑性變形為第一區域，之後出現彈性變形為第二區域。

進而，展現彈性變形之第二區域B宜對壓縮應力之應變具有反曲部a。所謂「反曲部a」是指在應力-應變曲線中切線之斜率急遽變化的部分。圖4是用以詳細說明本發明展現彈性變形之第二區域(展現彈性變形之區域)的曲線圖，數據值與圖3相同。圖4所示位於較反曲部a前方之展現彈性變形之區域B1(在區域A與反曲部a間)可解讀為所謂彈簧彈性區域，位於較反曲部a後方且展現彈性變形之區域B2則可解讀為金屬內部有應變滯留即所謂應變彈性區域。亦即，本發明之銅纖維不織布在展現彈性變形之第二區域B(展現彈性變形之區域)中具有位於較反曲部a前方且展現彈性變形之區域B1與位於較反曲部a後方且展現彈性變形之區域B2。藉此，可起著容易進一步提高形狀順應性與緩衝性之效果。再者，圖10之銅板測定值中，並不存在反曲部a及位於較反曲部a前方且展現彈性變形之區域B1。

其次，針對本發明銅纖維不織布製備後既已承受外力之情況進行說明。

在本發明銅纖維不織布製備後既已受到外力(例如壓縮應力等)之情況下，前述展現塑性變形之第一區域基本上會消失(以圖4為例就是第1次壓縮/釋放之循環結束後的階段)。然而，本發明之銅纖維不織布即便不存在展現塑性變形之區域，仍如前述在展現彈性變形之區域中存在有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a、位於較反曲部a後方之彈性變形區域。藉此，可展現出較一般金屬更優異的形狀順應性與緩衝性。又，本發明之銅纖維不織布，即便在既已受到外力之情況下，在其製備時應該仍有展現塑性變形之第一區域存在。

本說明書中測定壓縮應力與應變之關係的方法係使用拉張/壓縮應力測定試驗機來進行。首先，準備30mm見方之測試片。利用三豐製數位型指示器ID-C112X，以所準備之測試片厚度為壓縮強度測試前厚度來測定。該測微計可利用空氣進行探針之上下，另外，其速度也可隨意調節。由於測試片處在受微量應力即易於潰損之狀態，因此在降下測定探針時，盡可能緩降以求加諸測試片的僅有探針本身重量。而且，碰觸探針之次數僅限1次。以這時測得之厚度為「測試前厚度」。

接著，利用測試片來進行壓縮強度測試。使用1kN之荷重元。用於壓縮強度測試之夾具係使用不鏽鋼製直徑100mm之壓縮探針。壓縮速度設為1mm/min，持續進行測試片壓縮/釋放動作3次。藉此，即可確認本發明銅纖維不織布等之塑性變形、彈性變形。

另外，加上依據壓縮強度測試測得之應力-應變曲線，由該曲線計算出對應力之實際應變，並依據下式即可算出塑性變形量。 塑性變形量=(第1次上升部之應變)-(第2次上升部之應變) 此時，所謂上升部是指2.5N時之應變。 以同於前述之方法測定測試後測試片厚度，並以之為「測試後厚度」。

又，本發明之銅纖維不織布，塑性變形率以在所欲範圍內為佳。所謂塑性變形率是指銅纖維不織布的塑性變形程度。塑性變形率(例如在0MPa至1MPa為止一面使荷重緩慢增加一面施加時的塑性變形率)係依以下來規定。 塑性變形量(μm)=T0-T1 塑性變形率(%)=(T0-T1)/T0×100 上述T0是施加荷重前的銅纖維不織布厚度， 上述T1是施加荷重又釋放後之銅纖維不織布厚度。 本發明之銅纖維不織布，只要是以第一區域而言會產生塑性變形之物、或是在展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a、位於較反曲部a後方之彈性變形區域之物即可。就第一區域會產生塑性變形之情況而言，塑性變形率以1%~90%為佳，4%~75%較佳，30%~60%尤佳，47%~60%最佳。藉由在1%以上，可適當確保源於塑性變形之形狀順應性。另一方面，藉由在90%以下則不致過度塑性變形，還留有彈性變形之餘地，而可確保源於彈性變形之緩衝性，故屬理想。

本發明銅纖維不織布之伸長率以3%~20%之範圍為佳，較佳為3%~10%，更佳為5%~10%。若低於3%，在順應對象物面等不平坦的情況等時恐有形狀順應性低劣之虞。若超過20%，則恐有不織布形態穩定性低劣之虞。

本發明銅纖維不織布之拉張強度以2N/mm~20N/10mm為佳，較佳為2N/10mm~10N/10mm，更佳為5N/10mm~10N/10mm。若小於2N/10mm則依據使用態樣銅纖維不織布會有破斷之虞，若超過20N/10mm則形狀順應性恐有降低之虞。

本發明銅纖維不織布之克拉克硬挺度(JIS P 8143：2009)以3~15為佳，3~12較佳，6~12更佳。克拉克硬挺度亦可在3以下，不過以銅纖維不織布之操作性這點而言，恐有容易產生皺摺之虞。另外，克拉克硬挺度若在15以上，則依據順應對象物之形狀、徑等恐有產生屈曲之虞。克拉克硬挺度測試機法是構成自重撓曲指標之測定法，測定值大小表示試料之所謂韌性強度。因此，薄片狀物之測定值若在一定範圍，則可說取得延性與韌性之均衡，例如，可以說對具曲部之順應對象物之順應性優異。

本發明銅纖維燒結不織布之薄片電阻並無特別限定，以0.8mΩ/□~1.5mΩ/□為佳。薄片電阻係依例如van der Pauw法求得。

(銅纖維不織布之製備) 製得本發明銅纖維不織布之方法，可藉由將銅纖維或以銅纖維為主體之網織物予以壓縮成形之方法、或將銅纖維或以銅纖維為主體之原料以濕式抄造法進行抄紙等來製得。

就藉由壓縮成形來製得本發明銅纖維不織布之情況而言，可藉梳理(carding)法、氣流成網(air-laid)法等製得銅纖維或以銅纖維為主體之網織物，並將其等予以壓縮成形。此時，為了賦予纖維間之結合，亦可使黏結劑浸滲至纖維間。該黏結劑並無特別限定，可使用例如丙烯酸系接著劑、環氧系接著劑、胺甲酸乙酯系接著劑等有機系黏結劑，此外，可使用膠質氧化矽、水玻璃、矽酸鈉等無機質接著劑。也可在纖維表面預先被覆熱接著性樹脂，將銅纖維或以銅纖維為主體之集合體予以層積之後行加壓/加熱壓縮來取代浸滲黏結劑。

另外，亦可藉由使銅纖維等分散於水中再將之抄撈起之濕式抄造法來製備本發明之銅纖維不織布。具體而言，係調製銅纖維漿體或以銅纖維為主體之漿體，並可適當對其添加填料、分散劑、增黏劑、消泡劑、紙張強化劑、上漿劑、凝集劑、著色劑、固著劑等。又，亦可將聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴、聚氯乙烯樹脂、聚芳醯胺樹脂、奈綸、丙烯酸系樹脂等可藉加熱熔融發揮結著性之有機纖維等添加至漿體中來作為銅纖維以外的纖維狀物。例如以利用燒結而在銅纖維間設置結著部的情況而言，若銅纖維間有機纖維等不存在的話，便可輕易地確實設置結著部(容易使結著點增加)，而可更易於獲得展現塑性變形之第一區域、出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域且展現彈性變形之第二區域、加上在展現彈性變形之區域中位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a、位於較反曲部a後方之彈性變形區域。因此，就容易對本發明銅纖維不織布賦予形狀順應性與緩衝性這點來看，在銅纖維間以不存在有機纖維等為佳。

若是如上述消抹有機纖維等之存在來抄造銅纖維時，會因為水與銅纖維的真密度差、銅纖維之過交織而容易發生所謂團塊等凝集物。因此，以適當使用增稠劑等為佳。又，攪拌混合器中之漿體會有真密度大的銅纖維容易沉降在混合器底面的傾向。因此，宜以銅纖維比率相對較穩定之底面附近除外的漿體來作為抄造漿體使用。藉由實施這種操作，可達到易於對銅纖維不織布賦予面內不均等小且更為緻密之形狀順應性與緩衝性的效果。

接著利用前述漿體，在抄紙機實施濕式抄造。抄紙機方面可使用圓網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、傾斜式抄紙機、自該等中組合同種或異種抄紙機而成之複合抄紙機等。可使用空氣乾燥機、滾筒烘乾機、吸取式旋桶乾燥器(suction drum dryer)、紅外線烘乾機等將抄紙後之濕紙予以脫水/乾燥，獲得薄片。

又，脫水時，以使脫水之水流量(脫水量)在抄造網面內、寬度方向等均勻化為佳。藉由令水流量一定，脫水時之亂流等便可獲抑制，銅纖維朝抄造網沉降之速度可均勻化，故可容易獲得均質性高的銅纖維不織布。為了使脫水時之水流量一定，宜採取對策來排除有可能會構成抄造網下之水流障礙的結構物等。藉此，可達到易於對銅纖維不織布賦予面內不均等小且更為緻密之形狀順應性與緩衝性的效果。

採用濕式抄造法時，以經過纖維交織處理步驟來製造為宜，該纖維交織處理步驟係使含網上水分且形成為薄片之銅纖維或以銅纖維為主體之成分相互交織。此處，纖維交織處理步驟方面以採用例如對濕體薄片面噴射高壓噴射水流之纖維交織處理步驟為佳。具體而言，係在正交於薄片流向之方向上配列多數噴嘴，自該多數噴嘴同時噴射高壓噴射水流，藉此，便可涵蓋薄片整體使銅纖維或以銅纖維為主體之纖維彼此交織。經過前述步驟後，濕體薄片經由乾燥步驟而被捲取等。

藉由前述步驟製備之本發明銅纖維不織布，例如在使銅纖維彼此結著之前也可實施加壓(press)步驟。藉由在結著前實施加壓步驟，在之後的結著步驟中可確實輕易設置結著部(易於使結著點數增加)，可更容易獲得展現塑性變形之第一區域、與出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域且展現彈性變形之第二區域、加上在展現彈性變形之區域中位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a、位於較反曲部a後方之彈性變形區域。因此，就容易對本發明銅纖維不織布賦予形狀順應性與緩衝性這點來看，在結著前以實施加壓步驟為佳。還有，加壓可在加熱下實施，也可在非加熱下實施，不過若是本發明銅纖維不織布中含可藉加熱熔融而發揮結著性之有機纖維等的情況下，在其熔融起始溫度以上所行之加熱乃屬有效，而若是僅單獨含銅纖維來構成、或是含第二金屬成分來構成的情況下，僅加壓亦可。進一步，加壓時的壓力只要考慮銅纖維不織布之厚度來適當設定即可，以例如厚度170μm左右的銅纖維不織布而言，在線壓小於300kg/cm下實施，較佳為在小於250kg/cm下實施，可易於對本發明銅纖維不織布賦予形狀順應性與緩衝性，故屬理想。另外，利用該加壓步驟，也可調整銅纖維不織布之充填率。

使業經如此調整之銅纖維不織布的銅纖維彼此結著之方法，可採用將銅纖維不織布燒結之方法、藉化學蝕刻結著之方法、雷射熔接固定之方法、利用IH加熱(感應加熱)進行結著之方法、化學鍵接法、導熱性結合法等。就可獲得展現塑性變形之第一區域、與出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域且展現彈性變形之第二區域、加上在展現彈性變形之區域中位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a、位於較反曲部a後方之彈性變形區域，且容易對本發明銅纖維不織布賦予形狀順應性與緩衝性這點來看，上述方法中，以將銅纖維不織布燒結之方法為佳。圖2為以SEM觀察銅纖維不織布截面之圖，該銅纖維不織布已藉由燒結銅纖維而使之結著。

在使銅纖維不織布燒結上，宜包含在真空中或非氧化氣體環境中於銅纖維熔點以下之溫度下進行燒結之燒結步驟。經過燒結步驟之銅纖維不織布其有機物燒掉，如此一來僅由銅纖維構成之薄片銅纖維彼此的接點即結著，藉此，便可對金屬纖維薄片賦予更為良好的形狀順應性與緩衝性。

進而，業經燒結之銅纖維不織布，在燒結後實施加壓(press)步驟可進一步提高均質性。纖維以無規交織之銅纖維不織布藉著朝厚度方向被壓縮，不僅厚度方向連同面方向上也會產生纖維位移。藉此，可期待銅纖維變得易於配置在燒結時原為空隙之處的效果，這種狀態可藉由銅纖維具有的塑性變形特性來維持。藉此，可達到易於對銅纖維不織布賦予面內不均等小且更為緻密之形狀順應性與緩衝性的效果。加壓(press)時的壓力只要考量銅纖維不織布之厚度來適當設定即可。

(銅纖維不織布之用途) 接下來，就本發明銅纖維不織布之用途予以說明。本發明之銅纖維不織布並未特別限定，例如作為全音響穿透材之麥克風海綿、以抑制電磁波等為目的之電子電路基板所用抗電磁波雜訊構件、抗半導體發熱之半導體晶片接合用焊料中所用銅纖維不織布熱傳材等，又不限於此而可廣泛使用在建築材料、車輛、飛機、船舶用構件等之散熱、加熱、抗電磁波用途等。 實施例

(實施例1) 將纖維直徑18.5μm、纖維長10mm、截面形狀略圓環狀之銅纖維分散至水中，適當添加增稠劑製成抄造漿料。利用該抄造漿料以單位面積重量300g/m² 為標準投入抄網上，進行脫水、乾燥而獲得銅纖維不織布。之後，在常溫下以線壓240kg/cm將該不織布加壓後，在氫氣75%、氮氣25%之氣體環境中進行1020℃、40分鐘加熱，製得實施例1之銅纖維不織布。製得之銅纖維不織布的厚度為166.9μm，充填率為19.4%。 測定實施例1之銅纖維不織布的壓縮應力與應變之關係時所得曲線圖顯示於圖3、圖4。

(實施例2) 除了將厚度調整為213.8μm、將充填率調整為15.8%之外，與實施例1同樣施行，製得實施例2之銅纖維不織布。 測定實施例2之銅纖維不織布的壓縮應力與應變之關係時所得曲線圖顯示於圖5。

(實施例3) 除了將厚度調整為332.8μm、將充填率調整為10.3%之外，與實施例1同樣施行，製得實施例3之銅纖維不織布。 測定實施例3之銅纖維不織布的壓縮應力與應變之關係時所得曲線圖顯示於圖6。

(實施例4) 除了利用纖維直徑30μm、纖維長10mm之銅纖維，並將厚度調整為149μm、將充填率調整為24%之外，與實施例1同樣施行，製得實施例4之銅纖維不織布。 測定實施例4之銅纖維不織布的壓縮應力與應變之關係時所得曲線圖顯示於圖7。

(實施例5) 除了利用纖維直徑40μm、纖維長10mm之銅纖維，並將厚度調整為177μm、將充填率調整為18.8%之外，與實施例1同樣施行，製得實施例5之銅纖維不織布。 測定實施例5之銅纖維不織布的壓縮應力與應變之關係時所得曲線圖顯示於圖8。

(實施例6) 除了利用纖維直徑50μm、纖維長10mm之銅纖維，並將厚度調整為179μm、將充填率調整為20%之外，與實施例1同樣施行，製得實施例6之銅纖維不織布。 測定實施例6之銅纖維不織布的壓縮應力與應變之關係時所得曲線圖顯示於圖9。

(比較例1) 準備厚度40μm之表面粗化加工銅箔。該銅箔之充填率為80%。 測定比較例1之銅箔的壓縮應力與應變之關係時所得曲線圖顯示於圖10。

(薄片厚度之測定) 實施例所製得之銅纖維不織布及比較例之銅箔的厚度，係利用三豐製數位型指示器ID-C112X，以直徑15mm之測定端子進行測定。測定所製得之薄片的厚度9點，以其平均值為厚度。

(薄片尺寸之測定) 實施例所製得之銅纖維不織布及比較例之銅箔的短邊與長邊之尺寸，係採用JIS 1級金屬製尺進行測定。

(充填率) 實施例所製得之銅纖維不織布係如下予以算出。 充填率(%)=(銅纖維不織布之單位面積重量/(銅纖維不織布之厚度×銅纖維之真密度)×100 比較例之銅箔的充填率係如下予以算出。 充填率(%)=薄片之體密度/材質之真比重×100

(塑性/彈性變形之確認) 利用以下所示方法，來測定已於實施例、比較例中準備之薄片狀物(銅纖維不織布等)的壓縮應力與應變之關係。 將前述薄片狀物裁切為30mm見方，裝設於拉張/壓縮應力測定測試機(A&D公司製，製品名：RTC-1210A)。壓縮強度測試前之薄片狀物的厚度乃是採用前述薄片厚度測定方法進行測定所得之值。由於即便只有微量應力，薄片狀物仍會有潰損之可能，因此在降下測定探針之際盡可能緩降以求僅有探針本身重量加諸測試片。而且，碰觸探針之次數僅限1次。以如此測得之厚度為「測試前厚度」。 接著，利用薄片狀物來進行壓縮強度測試。使用1kN之荷重元。用於壓縮強度測試之夾具係使用不鏽鋼製直徑100mm之壓縮探針。壓縮速度設為1mm/min，持續進行薄片狀物之壓縮/釋放動作3次。藉此，即可確認薄片狀物之塑性變形、彈性變形。根據測試所得之「應力-應變曲線圖」計算出對應力之實際應變，依據以下算式算出塑性變形量與塑性變形率。 塑性變形量(μm)=T0-T1 塑性變形率(%)=(T0-T1)/T0×100 上述T0是施加荷重前的銅纖維不織布厚度， 上述T1是施加荷重又釋放後之銅纖維不織布厚度。 利用與前述相同之方法，進行測試後測試片厚度之測定，以之為「測試後厚度」。測試後厚度之測定係自測試結束起3小時後實施。

(伸長率之測定)(拉張強度測定) 依循JIS P8113，調整測試片面積成為15mm×180mm，在拉張速度30mm/min下，測定實施例之銅纖維不織布、比較例之銅箔的伸長率、拉張強度。

(加壓測試) 利用以下所示方法，來測定已於實施例、比較例中準備之薄片狀物(銅纖維不織布等)的形狀順應性、緩衝性。 將前述薄片狀物切裁成100mm×150mm，如圖12所示，自上方起依SUS板9(厚度1mm)、彈性體11(厚度1mm)、鏡面SUS板10(厚度1mm)、樹脂板12(厚度0.97mm)、薄片狀物13(銅纖維不織布等)、壓敏薄片14(厚度0.18mm)、鏡面SUS板10(厚度1mm)、彈性體11(厚度1mm)、SUS板9(厚度1mm)之順序疊合形成被壓縮體7。接下來，如圖11所示，將被壓縮體裝設在具備電源4及加熱器5的加壓裝置3之固定板6與可動板8間，然後在120℃、0.5MPa、2min之條件下施以熱加壓之後，在0.5MPa、3min之條件下實施水冷加壓。其後釋放壓力，就壓敏薄片14之變色程度進行觀察/評估。 壓敏薄片14係使用Prescale超低壓用(Fujifilm製，2薄片型)。 評估基準如下。 ◎：幾乎看不出未感知壓力的白色部。 ○：雖可看出若干顯示低感知之白色部，但面內壓敏差不明確。 ×：顯示低感知之白色部很顯著，面內壓敏差顯著。 圖13為實施例1、圖14為實施例5、圖15為比較例1之加壓測試後壓敏薄片的照片。

(克拉克硬挺度測試) 依據JIS P 8143：2009之克拉克硬挺度測試機法來確認已於實施例、比較例中準備之薄片狀物(銅纖維不織布等)的形狀順應性。

表1中顯示實施例之銅纖維不織布、比較例之銅板的塑性變形、彈性變形之有無、加壓測試結果、克拉克硬挺度等。 表2中顯示實施例之銅纖維不織布、比較例之銅板的物性值等。

[表1]

[表2]

以上，本發明之銅纖維不織布係如實施例所示，由加壓測試中之結果可知具有使面內壓力差均一之效果，且在克拉克硬挺度測試機法中也可知具有較銅箔更甚之柔韌性。亦即，本發明之銅纖維不織布，在壓縮應力與應變之關係上，具有展現塑性變形之第一區域、及出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域並展現彈性變形之第二區域；又或者具有展現彈性變形之區域，前述展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a及位於較反曲部a後方之彈性變形區域。藉此，可發揮高形狀順應性與適度的緩衝性。 產業上可利用性

可提供具備高形狀順應性還具備緩衝性之銅纖維不織布。

1‧‧‧銅纖維

2‧‧‧結著部

A‧‧‧展現塑性變形之第一區域

B‧‧‧展現彈性變形之第二區域(展現彈性變形之區域)

B1‧‧‧位於較反曲部a前方之彈性變形區域

B2‧‧‧位於較反曲部a後方之彈性變形區域

a‧‧‧反曲部

3‧‧‧加壓裝置

4‧‧‧電源

5‧‧‧加熱器

6‧‧‧固定板

7‧‧‧被壓縮體

8‧‧‧可動板

9‧‧‧SUS板

10‧‧‧鏡面SUS板

11‧‧‧彈性體

12‧‧‧樹脂板

13‧‧‧薄片狀物

14‧‧‧壓敏薄片

圖1係顯示銅纖維不織布之SEM截面的照片。 圖2係顯示銅纖維彼此結著之狀態的照片。 圖3係測定本發明銅纖維不織布之壓縮應力與應變之關係時的曲線圖(一實施形態)。 圖4係用以詳細說明本發明展現彈性變形之區域(展現彈性變形之第二區域)的曲線圖。 圖5係測定本發明其他實施形態銅纖維不織布之壓縮應力與應變之關係時的曲線圖。 圖6係測定本發明其他實施形態銅纖維不織布之壓縮應力與應變之關係時的曲線圖。 圖7係測定本發明其他實施形態銅纖維不織布之壓縮應力與應變之關係時的曲線圖。 圖8係測定本發明其他實施形態銅纖維不織布之壓縮應力與應變之關係時的曲線圖。 圖9係測定本發明其他實施形態銅纖維不織布之壓縮應力與應變之關係時的曲線圖。 圖10係測定銅板之壓縮應力與應變之關係時的曲線圖。 圖11係用以確認本發明銅纖維不織布之緩衝性之加壓裝置的概略圖。 圖12係用以說明裝設於加壓裝置之被壓縮體詳情的概略圖。 圖13係顯示實施例1之銅纖維不織布在加壓測試後壓敏薄片之狀態的照片。 圖14係顯示實施例5之銅纖維不織布在加壓測試後壓敏薄片之狀態的照片。 圖15係顯示比較例1之銅箔在加壓測試後壓敏薄片之狀態的照片。

Claims (3)

1. 一種銅纖維不織布，係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具備： 第一區域，其展現塑性變形；及 第二區域，其出現在壓縮應力高於前述第一區域之區域並展現彈性變形。
2. 如請求項1之銅纖維不織布，其中前述展現彈性變形之第二區域中，對壓縮應力之應變具有反曲部a。
3. 一種銅纖維不織布，係於銅纖維間具有結著部，且在壓縮應力與應變之關係上，具有展現彈性變形之區域； 前述展現彈性變形之區域具有位於較反曲部a前方之彈性變形區域、反曲部a及位於較反曲部a後方之彈性變形區域。