(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022163256
(43)【公開日】2022-10-26
(54)【発明の名称】軽量化放熱材
(51)【国際特許分類】
C08J 9/04 20060101AFI20221019BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20221019BHJP
C08K 3/28 20060101ALI20221019BHJP
【ＦＩ】
C08J9/04 CER
C08J9/04 CEZ
C08L101/00
C08K3/28
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021068080
(22)【出願日】2021-04-14
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 令和３年２月１９日 株式会社ＫＲＩのウェブサイトに公開。 公開のウェブページ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｒｉ－ｉｎｃ．ｊｐ／ｔｅｃｈ／１２７５５２０＿１１４５１．ｈｔｍｌ
(71)【出願人】
【識別番号】591167430
【氏名又は名称】株式会社ＫＲＩ
(72)【発明者】
【氏名】林 裕之
【テーマコード（参考）】
4F074
4J002
【Ｆターム（参考）】
4F074AA78
4F074AC33
4F074AG20
4F074BA03
4F074BA13
4F074BA16
4F074BA18
4F074BA34
4F074CA11
4F074CC22X
4F074CC28X
4F074DA02
4F074DA07
4F074DA47
4F074DA59
4J002BB031
4J002BB121
4J002BC031
4J002BD031
4J002BF031
4J002BG001
4J002CC001
4J002CD001
4J002CF051
4J002CK011
4J002CK021
4J002CM041
4J002CP031
4J002DF016
4J002DK006
4J002FA091
4J002FD206
(57)【要約】
【課題】 コンポジットが軽量さを保ちつつ、等方に高い熱伝導率を有する材料として最適な軽量有機無機放熱材料及びその製造方法軽量有機無機放熱材料の提供。
【解決手段】 本発明の軽量有機無機放熱材料は、熱伝導無機フィラーを含む発泡プラスチックからなる軽量有機無機放熱材料であって、前記熱伝導無機フィラーが構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーであり、前記放熱材料の密度が１．１ｇ／ｃｍ３以下で熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ／Ｋ以上である。そして、その製造方法は、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する工程（工程１）と、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる工程（工程２）と、前記工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体とする工程（工程３）を含む。
【選択図】 図１
【解決手段】 本発明の軽量有機無機放熱材料は、熱伝導無機フィラーを含む発泡プラスチックからなる軽量有機無機放熱材料であって、前記熱伝導無機フィラーが構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーであり、前記放熱材料の密度が１．１ｇ／ｃｍ３以下で熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ／Ｋ以上である。そして、その製造方法は、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する工程（工程１）と、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる工程（工程２）と、前記工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体とする工程（工程３）を含む。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱伝導無機フィラーを含む発泡プラスチックからなる軽量有機無機放熱材料であって、前記熱伝導無機フィラーが構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーであり、前記放熱材料の密度が１．１ｇ／ｃｍ３以下で熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ／Ｋ以上である軽量有機無機放熱材料。
【請求項2】
前記構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーが、窒化ホウ素及び／又は窒化ケイ素である請求項１に記載の軽量有機無機放熱材料。
【請求項3】
前記発泡プラスチックが、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸共重合体、ポリエチレンテレフタレート、エチレンプロピレンジエンゴムのいずれか１種類である請求項１又は請求項２に記載の軽量有機無機放熱材料。
【請求項4】
請求項１～３のいずれかに記載の軽量有機無機放熱材料の製造方法であって、軽量有機無機放熱材料の絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が絶縁性熱伝導無機フィラー：発泡プラスチック原料＝４：６～６：４になるよう絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する工程（工程１）と、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる工程（工程２）と、前記工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体とする工程（工程３）を含む軽量有機無機放熱材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルク体自体が軽量で熱等方性を兼ね備えた放熱材料として好適な有機無機放熱材料に関するものである。
【背景技術】
【0002】
放熱用途の有機無機コンポジットは、樹脂と熱伝導率の高い無機物で構成されており、樹脂そのものの高熱伝導化や無機フィラーの形状、分散性、配向性やパーコレーションについて多くの研究がなされている。
そして、通信機器、電子機器、家電製品は、利便性の観点からますます軽量化、薄型化が求められており、機器内に組み込まれる放熱材も薄さ、軽さを追求しつつ、放熱性を確保することが重要になっている。同様に設置型機器類も熱問題を抱えており、放熱性の確保は重要である。設置型の場合、放熱材が必ずしも薄くある必要はなく、放熱性を最大限確保するためにブロック状でも構わない。
そして、通信機器、電子機器、家電製品は、利便性の観点からますます軽量化、薄型化が求められており、機器内に組み込まれる放熱材も薄さ、軽さを追求しつつ、放熱性を確保することが重要になっている。同様に設置型機器類も熱問題を抱えており、放熱性の確保は重要である。設置型の場合、放熱材が必ずしも薄くある必要はなく、放熱性を最大限確保するためにブロック状でも構わない。
【0003】
以上のような情勢に鑑み、発泡性プラスチックに熱伝導体を含有させた発泡放熱材料が種々開発されている（特許文献１～３等）。そして、無機フィラーを窒化ホウ素として使用している実施例のある先行技術文献としては、特許文献４、５がある。
【0004】
しかし、窒化ホウ素は、板状の結晶で構造異方性をもっており、コンポジット化した場合配向しやすく、コンポジット形状が膜や板状であれば、膜平面あるいは板状平面の熱伝導率向上に寄与する反面、法線方向（面に対し垂直方向）の熱伝導率にはほとんど寄与しないのが欠点である。
【0005】
特許文献１～３の特許請求の範囲、明細書には、窒化ホウ素が熱伝導体粒子として記載されているが、実施例には記載がなく熱伝導シートとして性能を発揮している事実の記載がない。
また、特許文献４の実施例には、熱伝導体として窒化ホウ素を含有する発泡体シートが記載されているが、発泡体の熱伝導率は０．３～０．８５Ｗ／ｍ／Ｋと良好な結果が得られていない。
特許文献５は、板状フィラーの窒化ホウ素と球状フィラーを混合して良好な熱伝導率を有する熱伝導性発泡体シートを発明しているが、窒化ホウ素だけを含有する熱伝導性発泡体シートは、不良品しか作ることができていない（比較例３、表２）。
また、特許文献４の実施例には、熱伝導体として窒化ホウ素を含有する発泡体シートが記載されているが、発泡体の熱伝導率は０．３～０．８５Ｗ／ｍ／Ｋと良好な結果が得られていない。
特許文献５は、板状フィラーの窒化ホウ素と球状フィラーを混合して良好な熱伝導率を有する熱伝導性発泡体シートを発明しているが、窒化ホウ素だけを含有する熱伝導性発泡体シートは、不良品しか作ることができていない（比較例３、表２）。
【0006】
上記六方晶窒化ホウ素の欠点を補い、平板の垂直方向に伝熱経路を確保するために、磁場配向による六方晶窒化ホウ素の配列制御、平板を積層したブロック体を作製し、それを９０度回転させて配向方向を転換して垂直方向に六方晶窒化ホウ素を並べたり、あるいは予め六方晶窒化ホウ素の多孔質焼結体に樹脂を含侵させたり、予め六方晶窒化ホウ素の球状焼結体を作製して樹脂とコンポジット化するなどの手法がとられている。例えば、特許文献６では、平板を積層したブロック体を作製し、積層方向に平行にスライスして平板の垂直方向に窒化ホウ素が配向した熱伝導シートを製造している（実施例１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２００２－２５４４５６号公報
【特許文献2】特開２０１４－２０９５３７号公報
【特許文献3】特開２０１７－７９２６４号公報
【特許文献4】国際公開第２０１４／０８３８９０号
【特許文献5】特開２０１８－１７２６８２号公報
【特許文献6】国際公開第２０１８／１０１４４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、構造異方性粒子をランダムに配列して熱等方性を発現するとともに、有機無機コンポジットに相反する特性である軽さ（低密度）と高い熱伝導率を両立させる手法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、硬質発泡プラスチックあるいは軟質発泡プラスチックの発泡に伴って形成される気泡による軽量化と、発泡したプラスチックの界面に固定された無機フィラーによって形成された伝熱経路によって、低密度でありながら等方的に高い熱伝導率を発現することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は、以下の構成からなることを特徴とし、上記課題を解決するものである。
【0010】
〔１〕 熱伝導無機フィラーを含む発泡プラスチックからなる軽量有機無機放熱材料であって、前記熱伝導無機フィラーが構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーであり、前記放熱材料の密度が１．１ｇ／ｃｍ３以下で熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ／Ｋ以上である軽量有機無機放熱材料。
〔２〕 前記構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーが、窒化ホウ素及び／又は窒化ケイ素である前記〔１〕に記載の軽量有機無機放熱材料。
〔３〕 前記発泡プラスチックがポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸共重合体、ポリエチレンテレフタレート、エチレンプロピレンジエンゴムのいずれか１種類である前記〔１〕又は〔２〕に記載の軽量有機無機放熱材料。
〔４〕 前記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の軽量有機無機放熱材料の製造方法であって、軽量有機無機放熱材料の絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が絶縁性熱伝導無機フィラー：発泡プラスチック原料＝４：６～６：４になるよう絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する工程（工程１）と、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる工程（工程２）と、前記工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体とする工程（工程３）を含む軽量有機無機放熱材料の製造方法。
〔２〕 前記構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーが、窒化ホウ素及び／又は窒化ケイ素である前記〔１〕に記載の軽量有機無機放熱材料。
〔３〕 前記発泡プラスチックがポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸共重合体、ポリエチレンテレフタレート、エチレンプロピレンジエンゴムのいずれか１種類である前記〔１〕又は〔２〕に記載の軽量有機無機放熱材料。
〔４〕 前記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の軽量有機無機放熱材料の製造方法であって、軽量有機無機放熱材料の絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が絶縁性熱伝導無機フィラー：発泡プラスチック原料＝４：６～６：４になるよう絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する工程（工程１）と、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる工程（工程２）と、前記工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体とする工程（工程３）を含む軽量有機無機放熱材料の製造方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明に従えば、プラスチックの発泡により有機無機コンポジット内に積極的に独立気泡を導入することができ、一般的な緻密な有機無機コンポジットと同量の無機フィラーを添加しても軽量さを担保すること、すなわち低密度化を図れる。併せて発泡したプラスチックの界面に無機フィラーが固定され、伝熱経路が形成され、かつ無機フィラーがランダムに並ぶことで、等方的に高熱伝導を発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施例に関わる軽量有機無機放熱材料のコンセプトを説明する概略図である。
【図2】本発明の実施例で作製した軽量有機無機放熱材料のバルク平面の研削面である。
【図3】本発明の実施例１、２及び比較例１、２で作製した軽量有機無機放熱材料のフィラー添加量と密度および気孔率を表したグラフである。
【図4】本発明の実施例１、２及び比較例１、２で作製した軽量有機無機放熱材料の熱伝導率と若島式より算出した板状粒子の垂直配向と面配向したときの熱伝導率予測である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の軽量有機無機放熱材料は、熱伝導無機フィラーを含む発泡プラスチックからなる軽量有機無機放熱材料であって、前記熱伝導無機フィラーが構造異方性の絶縁性熱伝導無機フィラーであり、前記放熱材料の密度が１．１ｇ／ｃｍ３以下で熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ／Ｋ以上である。熱伝導率は、好ましくは、１．５Ｗ／ｍ／Ｋ以上である。
本発明の軽量有機無機放熱材料は、硬質発泡プラスチックあるいは軟質発泡プラスチックのいずれかと、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーで構成される軽さと高熱伝導性を有する有機無機放熱材料であって、化学反応、発泡剤の添加あるいはガス充填によって発泡して得られる独立気泡を有している。
本発明の軽量有機無機放熱材料は、硬質発泡プラスチックあるいは軟質発泡プラスチックのいずれかと、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーで構成される軽さと高熱伝導性を有する有機無機放熱材料であって、化学反応、発泡剤の添加あるいはガス充填によって発泡して得られる独立気泡を有している。
【0014】
前記発泡プラスチックを例示すると、硬質は、硬質発泡ポリウレタン、硬質発泡スチロール、フェノールフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム、ポリイミドフォーム、エポキシフォーム、アクリルフォームなどが挙げられ、軟質は、軟質発泡ウレタン、シリコーンフォーム、プロピレンフォーム、エチレンフォーム、メラミンフォーム、ユリアフォーム、ＰＶＡフォーム、ＥＶＡ架橋発泡体、ＰＥＴ樹脂発泡体、ＥＰＤＭフォームなどが挙げられる。
【0015】
前記構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーは特に制限されないが、高い熱伝導率を有する窒化ホウ素、窒化ケイ素がより好ましい。
【0016】
前記構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーは、面配向しやすく、加圧成形、押出成形、射出成形、ロールプレス成形、ブレード成形、熱プレス成形など、一般的な手法で作製した有機無機放熱材料は熱異方性を示す。本発明ではプラスチックの発泡によって、垂直や斜め、平面などランダム方向に構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーが並ぶことによって、熱等方性を実現できることに利点がある。
【0017】
本発明の軽量有機無機放熱材料における絶縁性無機フィラーの含有量は、軽量有機無機放熱材料の絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が絶縁性熱伝導無機フィラー：発泡プラスチック原料＝４：６～６：４になるようにするのが好ましい。より好ましくは、５：５～６：４である。
そして、軽量有機無機放熱材料は、気泡の含有率が体積比率で、軽量有機無機放熱材料の体積中の４０～８０％であることが好ましい。より好ましくは、４０～５０％である。
このような絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの配合比及び気泡含有率にすることで、前記放熱材料の密度が１．１ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは１．０６ｇ／ｃｍ３以下で、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ／Ｋ以上、好ましくは熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ／Ｋ以上、より好ましくは１．７Ｗ／ｍ／Ｋ以上である軽量有機無機放熱材料を得ることができる。
そして、軽量有機無機放熱材料は、気泡の含有率が体積比率で、軽量有機無機放熱材料の体積中の４０～８０％であることが好ましい。より好ましくは、４０～５０％である。
このような絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの配合比及び気泡含有率にすることで、前記放熱材料の密度が１．１ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは１．０６ｇ／ｃｍ３以下で、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ／Ｋ以上、好ましくは熱伝導率が１．５Ｗ／ｍ／Ｋ以上、より好ましくは１．７Ｗ／ｍ／Ｋ以上である軽量有機無機放熱材料を得ることができる。
【0018】
本発明の軽量有機無機放熱材料は、鋳込み成型時の鋳型の形状を変えることにより、各種形状の放熱材、例えば薄板からバルク体まで成形可能である。発泡剤添加量、発泡温度を調整して発泡倍率を制御することによって、本材料の形状（厚み）を制御するか、想定する発泡倍率まで発泡させた後、加工により薄片化することもできる。
【0019】
前記構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーが、図１に示したコンセプトに従って、発砲したプラスチックの界面に固定されてネットワークを形成し、伝熱経路の確保およびランダム配向によって熱等方性かつ高熱伝導率化が図れている。図２は有機無機放熱材料のバルク体を法線方向から観察した２次電子像である。図中の破線で囲んだくぼみが空孔部分であり、くぼみの底部の構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーは扁平上の平面が確認され、破線の周囲の構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーは、扁平の端面が観察されることから、図１のコンセプト通り、気泡の発生によって扁平粒子がランダムに配向して、伝熱経路を形成していることが確認できる。
【0020】
次に、本発明の有機無機放熱材料の製造方法について説明する。
本発明の軽量有機無機放熱材料は、軽量有機無機放熱材料の絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が絶縁性熱伝導無機フィラー：発泡プラスチック原料＝４：６～６：４になるよう絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する工程（工程１）と、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる工程（工程２）と、前記工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体とする工程（工程３）を含むことにより製造することができる。
本発明の軽量有機無機放熱材料は、軽量有機無機放熱材料の絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が絶縁性熱伝導無機フィラー：発泡プラスチック原料＝４：６～６：４になるよう絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する工程（工程１）と、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる工程（工程２）と、前記工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体とする工程（工程３）を含むことにより製造することができる。
【0021】
まず、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が絶縁性熱伝導無機フィラー：発泡プラスチック原料＝４：６～６：４、より好ましくは、５：５～６：４になるよう、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックの原料を準備する（工程１）。
絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が、６０％を超えると作製した放熱体の発泡倍率が低下するに伴い、脆くなり耐久性に問題が生じる。また、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が、４０％以下になると伝導率が低くなり放熱材には適さなくなる。
絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が、６０％を超えると作製した放熱体の発泡倍率が低下するに伴い、脆くなり耐久性に問題が生じる。また、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料の体積比率が、４０％以下になると伝導率が低くなり放熱材には適さなくなる。
【0022】
用いる発泡プラスチックは、２液混合により発泡させるタイプと発泡剤を添加して発泡させるタイプその他タイプを用いることができる。
２液混合タイプとしては、硬質発泡ポリウレタン、軟質発泡ウレタン、シリコーンフォーム、ポリイミドフォーム、を例示することができ、発泡剤添加タイプその他タイプとしては、硬質発泡スチロール、プロピレンフォーム、エチレンフォーム、フェノールフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム、シリコーンフォーム、ポリイミドフォーム、メラミンフォーム、エポキシフォーム、アクリルフォーム、ＥＶＡ架橋発泡体、ＰＥＴ樹脂発泡体、ＥＰＤＭフォームを例示することができる。
２液混合タイプとしては、硬質発泡ポリウレタン、軟質発泡ウレタン、シリコーンフォーム、ポリイミドフォーム、を例示することができ、発泡剤添加タイプその他タイプとしては、硬質発泡スチロール、プロピレンフォーム、エチレンフォーム、フェノールフォーム、ポリ塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム、シリコーンフォーム、ポリイミドフォーム、メラミンフォーム、エポキシフォーム、アクリルフォーム、ＥＶＡ架橋発泡体、ＰＥＴ樹脂発泡体、ＥＰＤＭフォームを例示することができる。
【0023】
発泡剤添加タイプの発泡剤としては、ジニトリルペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、ｐ，ｐ’－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、炭酸水素ナトリウム、水等がある。
【0024】
続いて工程２においては、絶縁性熱伝導無機フィラーと発泡プラスチックを混合し、混練して、熱伝導無機フィラーと発泡プラスチック原料を十分に馴染ませる。そして、工程３では、工程２で得られた混練生成物を鋳込み成型で発泡させてバルク体として放熱体を製造することができる。
鋳込み成型に使用する鋳型は、発泡反応でバルク体を作製させることができれば、どのような形状であってもよい。適当な大きさのバルク体を作製して、その後、加工により目的の形状の放熱体にしても良い。
鋳込み成型に使用する鋳型は、発泡反応でバルク体を作製させることができれば、どのような形状であってもよい。適当な大きさのバルク体を作製して、その後、加工により目的の形状の放熱体にしても良い。
【0025】
工程２及び工程３は、発泡プラスチックのタイプにより若干その実施方法が異なるので、以下、発泡プラスチックのタイプ別に工程２及び工程３を説明する。
【0026】
まず、発泡プラスチックが、２液混合タイプの場合について説明する。
発泡プラスチックが、２液混合タイプの場合は、まず、絶縁性熱伝導無機フィラーと一方の液（Ａ液）を混合し、絶縁性熱伝導無機フィラーが液で湿潤状態となるまで、すなわち液分で粒子が覆われるよう混錬する。
絶縁性熱伝導無機フィラーが、液分不足で発泡プラスチック原料で湿潤な状態にならない場合、絶縁性熱伝導無機フィラー重量と同等もしくはそれ以上の溶媒を添加して混錬することで、均一なペーストを得ることができる。溶媒としては、蒸気圧が高く、沸点が低いアセトンやエタノール、水等が挙げられる。
溶媒を添加した場合、十分に混錬が行われた後、反応の妨げとならないように室温減圧下または／あるいは発泡プラスチックの発泡温度以下の温度で熱処理して溶媒を除去する。アセトンを用いた場合は、室温減圧下で除去することが望ましく、エタノールや水などは加熱して除去することが望ましい。
発泡プラスチックが、２液混合タイプの場合は、まず、絶縁性熱伝導無機フィラーと一方の液（Ａ液）を混合し、絶縁性熱伝導無機フィラーが液で湿潤状態となるまで、すなわち液分で粒子が覆われるよう混錬する。
絶縁性熱伝導無機フィラーが、液分不足で発泡プラスチック原料で湿潤な状態にならない場合、絶縁性熱伝導無機フィラー重量と同等もしくはそれ以上の溶媒を添加して混錬することで、均一なペーストを得ることができる。溶媒としては、蒸気圧が高く、沸点が低いアセトンやエタノール、水等が挙げられる。
溶媒を添加した場合、十分に混錬が行われた後、反応の妨げとならないように室温減圧下または／あるいは発泡プラスチックの発泡温度以下の温度で熱処理して溶媒を除去する。アセトンを用いた場合は、室温減圧下で除去することが望ましく、エタノールや水などは加熱して除去することが望ましい。
【0027】
次に、他方の液（Ｂ液）を前記混練生成物に投入して発泡を開始するまで十分に混錬する。
混練が十分にできた後、混練物を鋳型に入れて発泡反応させ反応が終了するまで静置する。静置時間は、１時間もあれば十分である。
なお、工程２と工程３では、最初から鋳型を用いて混錬等の操作をしてもよい。
混練が十分にできた後、混練物を鋳型に入れて発泡反応させ反応が終了するまで静置する。静置時間は、１時間もあれば十分である。
なお、工程２と工程３では、最初から鋳型を用いて混錬等の操作をしてもよい。
【0028】
続いて、発泡剤添加タイプの発泡プラスチックについて説明する。
発泡剤添加タイプの発泡プラスチックは、樹脂（プラスチック）、絶縁性熱伝導無機フィラー及び発泡剤の３つを所定の割合で十分に混錬する。混練後、鋳型に流し込んで１００～１８０℃で加熱して樹脂を発泡させてバルク体を形成させる。
この場合も、最初から鋳型に３成分を加えて混錬してもよい。
発泡剤添加タイプの発泡プラスチックは、樹脂（プラスチック）、絶縁性熱伝導無機フィラー及び発泡剤の３つを所定の割合で十分に混錬する。混練後、鋳型に流し込んで１００～１８０℃で加熱して樹脂を発泡させてバルク体を形成させる。
この場合も、最初から鋳型に３成分を加えて混錬してもよい。
【0029】
発泡剤を用いる樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリオレフィン、シリコーン、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン酢酸共重合体、ポリエチレンテレフタレート、エチレンプロピレンジエンゴムが例示できる。
【0030】
特殊な例としては、以下のようなものがある。
樹脂がポリイミドの場合は、溶媒に分散した樹脂を用いる。
樹脂がスチレンの場合は、発泡剤を用いずに、発泡性スチレンビーズ、フィラー及び水を混錬して鋳込み、加熱、発泡させることもできる。
樹脂がポリエチレンの場合は、ポリエチレン樹脂、発泡性ポリエチレン樹脂ビーズ、フィラー及び水を混錬して鋳込み、加熱、発泡させることもできる。
樹脂がポリイミドの場合は、溶媒に分散した樹脂を用いる。
樹脂がスチレンの場合は、発泡剤を用いずに、発泡性スチレンビーズ、フィラー及び水を混錬して鋳込み、加熱、発泡させることもできる。
樹脂がポリエチレンの場合は、ポリエチレン樹脂、発泡性ポリエチレン樹脂ビーズ、フィラー及び水を混錬して鋳込み、加熱、発泡させることもできる。
【0031】
前記のような製法により、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーがランダム方向に配列し、伝熱経路を形成することで高い熱伝導率を発現した有機無機放熱材料を作製することができる。
すなわち、本発明の有機無機放熱材料の製造方法は、発泡に際して得られる気泡を利用して、図１に示した概念図のように気泡の界面に沿って構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーを並べ、固定することで、図２のような内部組織を形成して、軽量化と高熱伝導率化の両立した有機無機放熱材料とすることができていると推察される。
すなわち、本発明の有機無機放熱材料の製造方法は、発泡に際して得られる気泡を利用して、図１に示した概念図のように気泡の界面に沿って構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーを並べ、固定することで、図２のような内部組織を形成して、軽量化と高熱伝導率化の両立した有機無機放熱材料とすることができていると推察される。
【実施例0032】
（放熱材の見かけ密度の測定）
実施例及び比較例に示す作製した放熱材の見かけ密度は、得られた放熱材を１０ｍｍ□に加工し、その重量を測定して算出した。
（放熱材の熱伝導率）
実施例及び比較例に示す作製した放熱材の熱伝導率は、得られた放熱材を１０ｍｍ□に加工し、ネッチ・ジャパン製：ＬＦＡ４６７を用いて熱拡散率の評価を行い、下記式（１）により求めた。
（熱伝導率）＝（熱拡散率）×（比熱）×（密度） （１）
なお、式（１）の比熱は、物質固有の物性値であることから、混合則の計算式より求めた。
また、密度は実測の密度である。
実施例及び比較例に示す作製した放熱材の見かけ密度は、得られた放熱材を１０ｍｍ□に加工し、その重量を測定して算出した。
（放熱材の熱伝導率）
実施例及び比較例に示す作製した放熱材の熱伝導率は、得られた放熱材を１０ｍｍ□に加工し、ネッチ・ジャパン製：ＬＦＡ４６７を用いて熱拡散率の評価を行い、下記式（１）により求めた。
（熱伝導率）＝（熱拡散率）×（比熱）×（密度） （１）
なお、式（１）の比熱は、物質固有の物性値であることから、混合則の計算式より求めた。
また、密度は実測の密度である。
【0033】
＜実施例１＞
ウレタン樹脂と窒化ホウ素が体積比で５０：５０になるように、２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを５ｇ、Ｂを６．２５ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を１０ｃｍ３秤量した。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、溶媒としてアセトンを１０ｃｍ３加えて原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次に、加えた溶媒を室温減圧下で揮発させた。その後、ウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。
得られた放熱材の見掛け密度は０．９２ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は１．７２Ｗ／ｍ／Ｋであった。
ウレタン樹脂と窒化ホウ素が体積比で５０：５０になるように、２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを５ｇ、Ｂを６．２５ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を１０ｃｍ３秤量した。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、溶媒としてアセトンを１０ｃｍ３加えて原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次に、加えた溶媒を室温減圧下で揮発させた。その後、ウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。
得られた放熱材の見掛け密度は０．９２ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は１．７２Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0034】
＜実施例２＞
ウレタン樹脂と窒化ホウ素が体積比で４０：６０になるように、２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを４ｇ、Ｂを５ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を１２ｃｍ３秤量した。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合した後、溶媒としてアセトンを１２ｃｍ３加えてウレタン樹脂原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次に、加えた溶媒を室温減圧下揮発させた。その後、ウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。
得られた放熱材の見掛け密度は、１．０６ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は２．９１Ｗ／ｍ／Ｋであった。
ウレタン樹脂と窒化ホウ素が体積比で４０：６０になるように、２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを４ｇ、Ｂを５ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を１２ｃｍ３秤量した。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合した後、溶媒としてアセトンを１２ｃｍ３加えてウレタン樹脂原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次に、加えた溶媒を室温減圧下揮発させた。その後、ウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。
得られた放熱材の見掛け密度は、１．０６ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は２．９１Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0035】
＜比較例１＞
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液を４．４５ｇ、Ｂを５．５６ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を１．１１ｃｍ３秤量した（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比８８．９：１１．１に相当）。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次にウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。得られた放熱材の見掛け密度は、０．３４ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は、０．１１Ｗ／ｍ／Ｋであった。
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液を４．４５ｇ、Ｂを５．５６ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を１．１１ｃｍ３秤量した（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比８８．９：１１．１に相当）。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次にウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。得られた放熱材の見掛け密度は、０．３４ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は、０．１１Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0036】
＜比較例２＞
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを７ｇ、Ｂを８．７５ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を６ｃｍ３秤量した（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比７０：３０に相当）。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次にウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。
得られた放熱材の見掛け密度は０．５９ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は０．４８Ｗ／ｍ／Ｋであった。
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを７ｇ、Ｂを８．７５ｇと窒化ホウ素（デンカ株式会社：ＳＧＰＳグレード）を６ｃｍ３秤量した（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比７０：３０に相当）。初めに、窒化ホウ素粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、原液Ａと窒化ホウ素粉末をよく馴染ませた。次にウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。
得られた放熱材の見掛け密度は０．５９ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は０．４８Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0037】
＜比較例３＞
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを６ｇ、Ｂを７．５ｇと窒化アルミニウム（昭和電工株式会社：ＦＡＮ－ｆ３０グレード）を８ｃｍ３（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比６０：４０に相当）秤量した。初めに、窒化アルミニウム粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、原液Ａと窒化アルミニウム粉末をよく馴染ませた。次にウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。得られた放熱材の見掛け密度は０．４１ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は０．０９Ｗ／ｍ／Ｋであった。
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを６ｇ、Ｂを７．５ｇと窒化アルミニウム（昭和電工株式会社：ＦＡＮ－ｆ３０グレード）を８ｃｍ３（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比６０：４０に相当）秤量した。初めに、窒化アルミニウム粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合し、原液Ａと窒化アルミニウム粉末をよく馴染ませた。次にウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。得られた放熱材の見掛け密度は０．４１ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は０．０９Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0038】
＜比較例４＞
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを５ｇ、Ｂを６．２５ｇと窒化アルミニウム（昭和電工株式会社：ＦＡＮ－ｆ３０グレード）を１０ｃｍ３（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比５０：５０に相当）秤量した。初めに、窒化アルミニウム粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合する。溶媒としてアセトンを１０ｃｍ３加えて原液Ａと窒化アルミニウム粉末をよく馴染ませた。次に、加えた溶媒を室温減圧下揮発させた。ウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。得られた放熱材の見掛け密度は０．６８ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は０．１４Ｗ／ｍ／Ｋであった。
２液タイプのウレタン樹脂（株式会社服部商店：サンシールＨＹＵフォーム）の原液Ａを５ｇ、Ｂを６．２５ｇと窒化アルミニウム（昭和電工株式会社：ＦＡＮ－ｆ３０グレード）を１０ｃｍ３（ウレタン樹脂と窒化ホウ素の体積比５０：５０に相当）秤量した。初めに、窒化アルミニウム粉末とウレタン樹脂原液Ａを混合する。溶媒としてアセトンを１０ｃｍ３加えて原液Ａと窒化アルミニウム粉末をよく馴染ませた。次に、加えた溶媒を室温減圧下揮発させた。ウレタン樹脂原液Ｂを加えて素早く混合し、直径７ｃｍの円筒形鋳型に流し込んで静置し、Ａ液、Ｂ液の反応の開始から終了まで１時間放置しウレタン樹脂が発泡してバルク状になった放熱材を得た。得られた放熱材の見掛け密度は０．６８ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は０．１４Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0039】
＜比較例５＞
エポキシ樹脂（日本化薬株式会社：ＧＡＮ）および硬化剤（新日本理化：リカシッドＭＨ－７００Ｇ）をそれぞれ３．８３ｇと３．０７ｇ、窒化ホウ素４ｃｍ３（樹脂と窒化ホウ素の体積比６０：４０に相当秤量した。十分に撹拌混合してペーストを作製した。緻密体を得るため、作製したペーストを円筒状の樹脂製ダイスに充填し、軽く加圧して円柱に成型後、乾燥器内１６０℃で硬化した。得られた放熱材の見掛け密度は１．３１ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は１．０３Ｗ／ｍ／Ｋであった。
エポキシ樹脂（日本化薬株式会社：ＧＡＮ）および硬化剤（新日本理化：リカシッドＭＨ－７００Ｇ）をそれぞれ３．８３ｇと３．０７ｇ、窒化ホウ素４ｃｍ３（樹脂と窒化ホウ素の体積比６０：４０に相当秤量した。十分に撹拌混合してペーストを作製した。緻密体を得るため、作製したペーストを円筒状の樹脂製ダイスに充填し、軽く加圧して円柱に成型後、乾燥器内１６０℃で硬化した。得られた放熱材の見掛け密度は１．３１ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は１．０３Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0040】
＜比較例６＞
エポキシ樹脂（日本化薬株式会社：ＧＡＮ）および硬化剤（新日本理化：リカシッドＭＨ－７００Ｇ）をそれぞれ３．１９ｇと２．５６ｇ、窒化ホウ素５ｃｍ３（樹脂と窒化ホウ素の体積比５０：５０に相当）秤量した。十分に撹拌混合してペーストを作製した。緻密体を得るため、作製したペーストを円筒状の樹脂製ダイスに充填し、軽く加圧して円柱に成型後、乾燥器内１６０℃で硬化した。得られた放熱材の見掛け密度は１．３４ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は２．０７Ｗ／ｍ／Ｋであった。
エポキシ樹脂（日本化薬株式会社：ＧＡＮ）および硬化剤（新日本理化：リカシッドＭＨ－７００Ｇ）をそれぞれ３．１９ｇと２．５６ｇ、窒化ホウ素５ｃｍ３（樹脂と窒化ホウ素の体積比５０：５０に相当）秤量した。十分に撹拌混合してペーストを作製した。緻密体を得るため、作製したペーストを円筒状の樹脂製ダイスに充填し、軽く加圧して円柱に成型後、乾燥器内１６０℃で硬化した。得られた放熱材の見掛け密度は１．３４ｇ／ｃｍ３で、熱伝導率は２．０７Ｗ／ｍ／Ｋであった。
【0041】
実施例、比較例の結果をマトリックスの種類、フィラーの種類と発泡前のマトリックスとフィラーの体積に占めるフィラーの体積比率、作製した放熱材の密度、気孔率、発泡倍率、熱伝導率についてまとめて表１に示した。
【0042】
表中の発泡倍率は、下記式（２）により算出した。
発泡倍率＝（未発泡の理論密度－実測密度）／（未発泡の理論密度－発泡時の理論密度）×５ （２）
式中で５を乗じているのは、用いたウレタン樹脂が５倍発泡タイプであることによる。
発泡倍率＝（未発泡の理論密度－実測密度）／（未発泡の理論密度－発泡時の理論密度）×５ （２）
式中で５を乗じているのは、用いたウレタン樹脂が５倍発泡タイプであることによる。
【0043】
【表1】
【0044】
また、気孔率は、下記式（３）により算出した。
気孔率＝（未発泡の理論密度－実測密度）／未発泡の理論密度×１００（％） （３）
気孔率＝（未発泡の理論密度－実測密度）／未発泡の理論密度×１００（％） （３）
【0045】
図３に本発明の実施例１、２及び比較例１、２で作製した軽量有機無機放熱材料のフィラー添加量と密度および気孔率を表したグラフを示す。
グラフ中、▲は実測密度。●は気孔率を示し、実線はウレタン樹脂と窒化ホウ素の密度より混合則に従って求めた発泡がない場合の予測密度を示す。
図３から、本発明の放熱材は、低密度化を実現していることが分かる。
グラフ中、▲は実測密度。●は気孔率を示し、実線はウレタン樹脂と窒化ホウ素の密度より混合則に従って求めた発泡がない場合の予測密度を示す。
図３から、本発明の放熱材は、低密度化を実現していることが分かる。
【0046】
図４に本発明の実施例１、２及び比較例１、２で作製した軽量有機無機放熱材料の熱伝導率と若島式より算出した板状粒子の垂直配向と面配向したときの熱伝導率予測値を示す。
コンポジットの熱伝導率を予測する式は数多く提唱されているが、その中で、扁平粒子（構造異方性粒子）が、すべて垂直配向したときの熱伝導率とすべて面配向したときの熱伝導率を予測する式として若島の式（“複合材料の有効熱伝導率推定モデル”，Ｎｅｔｓｕ Ｂｕｓｓｅｉ，６，４（１９９２））を用いて、実施例１、２、比較例１、２の実測値と若島の式から計算した値を比較したのが図４である。
実施例１、２、比較例１、２で作製した有機無機放熱材料は、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーがランダム方向に配列し、伝熱経路を形成することで垂直配向よりは低いが面配向したときよりは非常に高い熱伝導率を発現していることが、図４のグラフから読み解ける。
すなわち、本発明の軽量有機無機放熱材料は、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーが垂直配向あるいは面配向となった時の熱伝導率の中間値より高い値を示し、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーが気泡によってランダム配列していることが示唆された。
コンポジットの熱伝導率を予測する式は数多く提唱されているが、その中で、扁平粒子（構造異方性粒子）が、すべて垂直配向したときの熱伝導率とすべて面配向したときの熱伝導率を予測する式として若島の式（“複合材料の有効熱伝導率推定モデル”，Ｎｅｔｓｕ Ｂｕｓｓｅｉ，６，４（１９９２））を用いて、実施例１、２、比較例１、２の実測値と若島の式から計算した値を比較したのが図４である。
実施例１、２、比較例１、２で作製した有機無機放熱材料は、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーがランダム方向に配列し、伝熱経路を形成することで垂直配向よりは低いが面配向したときよりは非常に高い熱伝導率を発現していることが、図４のグラフから読み解ける。
すなわち、本発明の軽量有機無機放熱材料は、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーが垂直配向あるいは面配向となった時の熱伝導率の中間値より高い値を示し、構造異方性絶縁性熱伝導無機フィラーが気泡によってランダム配列していることが示唆された。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明の軽量有機無機放熱材料は、軽さを必要とする電子機器や電気器具、摺動部に対し等方的に高い熱伝導率を有する放熱材料として好適である。また軽量有機無機放熱材料作製のアイディアおよび手法は、高い熱伝導率が期待される無機粒子、特に配向しやすい構造異方性無機粒子に対し、発泡によってプラスチックシェル界面に沿って配列、固定され、三次元的にネットワークを形成することで、伝熱経路が確保されて、軽量でありながら高い熱伝導率を発現できる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
