JP2006206634A

JP2006206634A - 制振放熱液

Info

Publication number: JP2006206634A
Application number: JP2005016829A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Hamada; 義隆濱田
Original assignee: HAMADA TSUSHO KK; NANOTEC SYSTEMS Inc; NANOTEC-SYSTEMS Inc; SIGMA DENSHI KK
Current assignee: HAMADA TSUSHO KK; NANOTEC SYSTEMS Inc; NANOTEC-SYSTEMS Inc; SIGMA DENSHI KK
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】各種電子部品に塗布することで、電子部品における振動を効果的に排除するとともに、放熱効果を併せ持つ制振放熱液を得る。
【課題手段】数１０μｍのピエゾセラミックス粒子を主成分としたアクリルバインダー溶液中にナノメートル級のダイヤモンド粉末を分散して成る制振放熱液であり、この制振放熱液は、ダイヤモンド粉末粒子及びピエゾセラミックス粒子がアクリルバインダーに懸濁して固化（固化結合）されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ピエゾ効果を利用して振動を吸収する制振放熱液に関し、特にアンプ等のオーディオ機器を構成する電子部品、パソコンや周辺機器等の内部に使用され発熱する半導体素子や電子部品、電源トランスのように発熱・振動するその他の電子部品等の所望箇所に塗布することで放熱や制振作用を有効に発揮させる制振放熱液に関する。

ピエゾ効果は、イオン結晶が外力による応力に対応して誘電分極を生じる現象である。振動や圧力を加えると電気を出し、電圧を加えると振動を起こす性質を持った一部のセラミックを使用したピエゾ素子がマイクロホンや圧力センサーなどに組み込まれて用いられている。

近年、ピエゾ効果を有するセラミック粒子をバインダー溶液中に分散した塗布液を部材（電子部品）に塗布することで、電子機器を構成する電子部品の振動を抑制することが提案され、その塗布液についても実用化されている。

本発明者は、ダイヤモンドの熱伝導率が他の素材に比較して極めて高いことに着目し、高伝導率から生じる放熱効果がピエゾ効果を有するセラミック粒子をバインダー溶液中に分散した塗布液における振動抑制（制振）効果に影響を与えるのではないかという推論の下に研究し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、各種電子部品に塗布することで、電子部品における振動を効果的に排除するとともに、放熱効果を併せ持つ制振放熱液を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため本発明の制振放熱液は、数１０μｍのピエゾセラミックス粒子を主成分としたアクリルバインダー溶液中にナノメートル級のダイヤモンド粉末を分散して成ることを特徴としている。
すなわち、本発明の制振放熱液は、ダイヤモンド粉末粒子及びピエゾセラミックス粒子がアクリルバインダーに懸濁して固化（固化結合）されていることを特徴としている。

請求項２は、請求項１の制振放熱液において、ダイヤモンド粉末が２〜１０重量％であることを特徴としている。

請求項３は、請求項１の制振放熱液において、ダイヤモンド粉末の粒度分布が５ナノメートルであることを特徴としている。

本発明の制振放熱液は、ナノメートル級のダイヤモンド粉末粒子と数１０μｍのピエゾセラミックス粒子を主成分としているので、バインダーが液状で固化しない状態においては、巨大なセラミック体のピエゾセラミックスの周囲にナノメートル級のダイヤモンド粉末粒子が吸着し易くなっている。

本発明の制振放熱液は、ダイヤモンド粉末粒子とピエゾセラミックス粒子との複合混合体であるので、ピエゾセラミックス粒子が振動を電気エネルギーに変換し、更にこのエネルギーを熱放散するものであるが、熱伝導率の高いダイヤの粉末が混入されていることから、このダイヤ粉末粒子により熱の伝播を加速し、ピエゾセラミックスが単独で含有された溶液より飛躍的に高い制振能力を発揮させることができる。
したがって、制振及び放熱の両機能を有する素材として利用することが可能となる。

本発明の実施の形態の一例としての制振放熱液について説明する。
本発明の制振放熱液は、水溶性樹脂をバインダーとし、粒度分布が５ｎｍ（ナノメートル）のダイヤモンド粉末及び数１０μｍ径のピエゾセラミックス粒子が水溶液の分散媒中に投入され、混練されたものである。
この制振放熱液は、数１０μｍのピエゾセラミックス粒子を主成分とした水溶性樹脂の溶液中に、ナノメートル級（粒度分布が５ｎｍ）のダイヤモンド粉末を分散させることにより作成される。水溶性樹脂は、例えばアクリル樹脂を使用する。作成された制振放熱液におけるアクリル樹脂、ダイヤモンド粉末、ピエゾセラミックス粒子の配合例を下記に示す。

アクリル樹脂（水溶性樹脂）５〜１０重量部
ダイヤモンド粉末１〜５重量部
ピエゾセラミックス粒子４０〜４５重量部

制振放熱液の振動抑制力を確保するため、ピエゾセラミックス粒子は全体の７０〜８５重量％であることが好ましい。また、制振放熱液のねばり性を確保するために、ダイヤモンド粒子は全体の１〜１５重量％、バインダーの能力を発揮させるためには２〜１０重量％であることが好ましい。
また、粒度分布が５ｎｍのダイヤモンド粉末を分散させた制振放熱液を作成して実験したところ、ダイヤモンド粒子の放熱効果によりピエゾセラミックス粒子の制振効果が促進される現象を確認することができた。

本発明の制振放熱液は、ナノメートル級のダイヤモンド粉末粒子と数１０μｍのピエゾセラミックス粒子を主成分としているので、例えば電子部品１０の表面に塗布した場合において、バインダー１が液状で固化しない状態では、図１（Ａ）に示すように、巨大なセラミック体のピエゾセラミックス粒子２の周囲にナノメートル級のダイヤモンド粉末粒子３が吸着し易くなっている。
これは、ピエゾセラミックス粒子２の推定粒径が１０μｍと５ナノメートルのダイヤモンド粉末粒子３に比べて約１万倍もの粒径差があるため、質量の大きいピエゾ粒子に微小粒子のダイヤがファンデルワールス力によって吸着すると考えられる。

そして、電子部品１０の塗布面において、バインダー１の乾燥収縮により空気泡４が塗膜外に追い出され（又は空気泡４の体積が減少し）、図１（Ｂ）に示すように、ダイヤ粉末粒子３が吸着したピエゾセラミックス粒子２同士の距離が近接して配置するようになり、良好な熱伝導効果が発揮しやすい状態となる。

この状態で電子部品等に塗布された制振放熱液が振動をピエゾセラミックス粒子により電気エネルギーに変換し、更にこのエネルギーが熱放射されるが、ダイヤ粉末粒子の存在により熱伝播が加速され、効率良く放熱させることができる。

本発明の制振放熱液は、アンプ等のオーディオ機器を構成する電子部品（コンデンサ、トランス、パワートランジスタ）の所望箇所に塗布することで、その振動除去や放熱に有効であり、良好な音質を再現することに寄与することができる。
また、パソコンや周辺機器等の内部に使用され発熱する半導体素子や電子部品、電源トランスのように発熱・振動するその他の電子部品等の所望箇所に塗布することで、その振動除去や放熱に有効であり、信頼性の高い機器が得られる。

具体的には、図２に示すように、電子部品である熱素子ａに対して、（Ａ）直接塗布ｂする，（Ｂ）ヒートシンク１１との間に塗布ｂする、（Ｃ）固定平板１２との間に塗布ｂする、（Ｄ）覆うように配置されるカバー１３に塗布ｂすることが考えられる。

本発明の制振放熱液の塗布状態を示す模式図で、（Ａ）はバインダーが液状である未乾燥状態、（Ｂ）はバインダーが固化した乾燥状態をそれぞれ示している。効果を測定するためのグラフ図である。（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の制振放熱液の熱素子に対する塗布例を示す説明図である。

符合の説明

１バインダー
２ピエゾセラミックス粒子
３ダイヤ粉末粒子
４空気泡
１０電子部品
ａ熱素子
ｂ塗布部分

Claims

数１０μｍのピエゾセラミックス粒子を主成分としたアクリルバインダー溶液中にナノメートル級のダイヤモンド粉末を分散して成ることを特徴とする制振放熱液。
ダイヤモンド粉末が２〜１０重量％である請求項１に記載の制振放熱液。
ダイヤモンド粉末の粒度分布が５ナノメートルである請求項１に記載の制振放熱液。