[发明专利]纤维增强复合材料及其制备方法和应用

说明书

本申请是分案申请，其原申请的国际申请号为PCT/JP2004/010703，中国国家申请号为200480022419.1，申请日为2004年07月28日，发明名称为“纤维增强复合材料及其制备方法和应用”。

技术领域

本发明涉及一种纤维增强复合材料及其制备方法，还涉及使用所述纤维增强复合材料制成的透明多层片、电路板和光波导。更具体地说，本发明涉及由基质材料和浸渍有该基质材料的纤维组成的高透明纤维增强复合材料，并涉及制备这种纤维增强复合材料的方法，本发明还涉及透明多层片、电路板和光波导，它们每种都是使用由这种纤维增强复合材料组成的基板制成。

背景技术

作为最普通的纤维增强复合材料，已经知道由树脂和浸渍有树脂的玻璃纤维组成的玻璃纤维增强树脂。这种玻璃纤维增强树脂一般是不透明的。得到透明的玻璃纤维增强树脂的方法已经公开在专利文献1和2中，其中使玻璃纤维的折射率与基质树脂的折射率相一致。

已经知道一些生产纤维素纤维的细菌。在专利文献3和4中，公开了具有各种形状的成型材料，例如片状、丝状和立体状，它们是由用细菌生产的纤维素纤维(此后称为“细菌纤维素”)制成的。

专利文献1：特开平9-207234号公报

专利文献2：特开平7-156279号公报

专利文献3：特开昭62-36467号公报

专利文献4：特开平8-49188号公报

根据使用条件，专利文献1和2中公开的玻璃纤维增强树脂有时是不透明的。由于物质的折射率依赖于温度，所以即使专利文献1和2中公开的玻璃纤维增强树脂在一定的温度条件下是透明的，在不同于上述温度条件下也会变为半透明或不透明的。每种物质的折射率具有它自己的波长依赖性；因此，即使使纤维和基质树脂的折射率在特定的可见光波长下相互一致，在整个可见光区域中也可能存在折射率发生偏移的区域，结果，在上述区域中，不能得到透明性。

专利文献3和4中公开的细菌纤维素由具有4nm的纤维直径的单丝组成，该纤维直径明显比可见光波长小，因此不可能发生可见光折射。但是，在专利文献3和4中，当细菌纤维素与树脂一起形成复合材料时，细菌纤维素被解离而进行使用。当用研磨机等施加机械剪切力来解离由细菌生产的产物时，细菌纤维素纤维在解离过程中相互紧密地粘附在一起，形成大纤维直径的纤维束，这会产生可见光的折射和散射，导致使用上述解离的纤维素制成的复合材料的透明性降低。

如上所述，现在还没有这样一种纤维增强复合材料，不管温度条件和波段如何，这种材料都能维持优异的透明性。

在接点式开关中，一般配备固定接点支撑板和活动接点支撑板，该固定接点支撑板由透明的基材和在基材的一个表面上形成的透明导电膜(固定接点)形成，该活动接点支撑板由透明基材和在基材的一个表面上形成的透明导电膜(活动接点)形成。这两个支撑板的透明导电膜相互面对面地布置，它们之间具有一隔离片。活动接点支撑板受到挤压时弯曲，使作为活动接点支撑板的活动接点部分的透明导电膜和作为固定接点支撑板的固定接点部分的透明导电膜相互接触。

一般地，固定接点支撑板的基材是玻璃板，或者是丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂等的透明绝缘片，厚度约为75μm～5mm。活动接点支撑板的基材是透明绝缘膜或片，厚度约为75～200μm，使用类似上述的材料制成。在上述基材上形成充当接点的透明导电膜、电路图、接头引线部分等。

玻璃板重，抗冲击性差。

尽管树脂片在重量上比玻璃板轻，但是它具有下列问题。在基材上形成接点的透明导电膜、电路图等用图案蚀刻法形成，在该图案蚀刻过程中，有时可以加热。这时，当基材和透明导电膜之间的线性热膨胀系数的差大时，它们之间的界面产生应力，损坏透明导电膜，例如产生裂纹和剥落，结果，因为损坏透明导电膜，所以电导率有时降低。当活动接点支撑板具有不充分的挠曲强度和/或挠曲模量时，在操作中重复地施加给支撑板的挤压力使支撑板变形或破裂。这时，由于透明导电膜变差，所以电导率降低。

因此，需要开发一种在其上形成透明导电膜的透明基材，该透明基材具有优异的透明性，重量轻，线性热膨胀系数小，不会因为线性热膨胀系数与透明导电膜的系数不同而损坏透明导电膜，具有高的挠曲强度和/或挠曲模量，能充分地承受重复施加的挤压力。

发明内容

本发明的第一目的是提供纤维增强复合材料，所述纤维增强复合材料不受温度条件、波长等的影响，总是维持优异的透明性，而且由于纤维和基质材料之间的复合，所述纤维增强复合材料还具有多种功能。