JP2009123769A - 断熱シート及び筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品等の一方の部材で発生した熱が、その電子部品等を内蔵した筐体等の他方の部材に伝達されるのを良好に抑制または遅延することのできる断熱シート、及び、その断熱シートを利用した筐体を、発泡性を有さない潜熱蓄熱材を内包した潜熱マイクロカプセルを利用することによって提供すること。
【解決手段】 断熱シート１は、シリコーンゴムからなる基材３に、パラフィンを内包した潜熱マイクロカプセル５と、発泡性を有する未発泡の発泡性マイクロカプセル７とを充填して構成されている（Ａ）。断熱シート１の片面に配設された電子部品の過熱時には、（Ｂ）のように発泡性マイクロカプセル７が発泡して断熱性を発揮すると共に、基材３を通る熱は潜熱マイクロカプセル５により潜熱として吸収される。
【選択図】図１

Description

本発明は、一方で発生した熱が他方に伝達されるのを抑制または遅延する断熱シート、並びに、その断熱シートを利用した電子機器の筐体に関する。

従来より、パラフィン等の発泡性を有さない潜熱蓄熱材を内包した潜熱マイクロカプセルを発泡樹脂に充填し、枕やマットレスに利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３００３７３号公報

ところが、従来は、潜熱マイクロカプセルは温度の変化を抑制するための保温，保冷の目的で使用されるのが専らであり、一方で発生した熱が他方に伝達されるのを抑制または遅延する断熱シートとしての用途は全く検討されていない。また、電子部品等の発熱体を内蔵した電子機器等の筐体では、発熱体で発生した熱が筐体に伝達されるのを抑制または遅延したいといった要請がある。しかも、このような要請は、携帯電話のように小型で、高性能の電子部品等を内蔵し、しかも直接手で触れるような電子機器においては一層強く求められている。

そこで、本発明は、電子部品等の一方の部材で発生した熱が、その電子部品等を内蔵した筐体等の他方の部材に伝達されるのを良好に抑制または遅延することのできる断熱シート、及び、その断熱シートを利用した筐体を、発泡性を有さない潜熱蓄熱材を内包した潜熱マイクロカプセルを利用することによって提供することを目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明の断熱シートは、エラストマまたはゴムからなるシート状の基材と、該基材に充填され、発泡性を有さない潜熱蓄熱材を内包した潜熱マイクロカプセルと、上記基材に充填され、発泡性を有する発泡性マイクロカプセルと、によって作られたことを特徴としている。

このように構成された本発明の断熱シートでは、エラストマまたはゴムからなるシート状の基材に、潜熱マイクロカプセルと発泡性マイクロカプセルとが充填されている。潜熱マイクロカプセルには発泡性を有さない潜熱蓄熱材が内包されており、基材が加熱されて潜熱蓄熱材の状態変化温度に達すると基材に加わった熱を潜熱として吸収する。しかも、本発明の断熱シートでは、基材に発泡剤を混入して発泡させているのではなく発泡性マイクロカプセルを充填しているだけなので、潜熱マイクロカプセルは気泡に曝されることなくほぼ全周に亘って基材と接触するので、基材に加わった熱を効率的に吸収することができる。また、発泡性マイクロカプセルとしては未発泡のも既発泡のも或いは両者の混合物もいずれも使用可能であるが、既発泡の発泡性マイクロカプセルは最初から、未発泡の発泡性マイクロカプセルは基材が発泡温度に達すると、そのカプセル内の気体が熱伝導を遮って断熱効果を発揮する。

このため、本発明の断熱シートでは、シートの例えば片面から他面へ熱が伝達されるのを良好に抑制若しくは遅延することができる。従って、例えば電子部品等の一方の部材とその電子部品等を内蔵した筐体等の他方の部材との間に本発明の断熱シートを配設すれば、一方の部材で発生した熱が他方の部材に伝達されるのを良好に抑制または遅延することができる。

なお、本発明は以下の構成に限定されるものではないが、上記潜熱蓄熱材は、パラフィンであってもよい。パラフィンは、状態変化温度の一例としての融点が材料の選択により適宜に設定できるので、所望に応じた断熱性の温度特性を得ることができる。

また、上記基材は、シリコーンであってもよい（ゴムであってもエラストマであってもよい）。シリコーンは、比較的良好な熱伝導性を有し、そのシリコーンからなる基材に加わった熱は上記潜熱マイクロカプセルに良好に伝達されて効率的に潜熱として吸収される。従って、基材がシリコーンである場合、断熱性を一層向上させることができる。更に、シリコーンとして自己貼着性（いわゆるタック性）を有するものを使用した場合、上記筐体等に貼り付けて使用することが一層容易になる。

更に、上記発泡性マイクロカプセルは、未発泡の状態で上記基材に充填されてもよい。この場合、発泡性マイクロカプセルが発泡する際にも、基材に加わった熱が潜熱として吸収され、断熱性を一層向上させることができる。また、この場合、発泡性マイクロカプセルが所定温度以上に加熱されたときに初めて発泡が起こるので、その発泡の有無によって、上記基材が上記所定温度以上に加熱されたことがあるか否かを履歴として残すことができる。更に、発泡性マイクロカプセルを未発泡の状態で充填する場合は、断熱シートを比較的薄手に成形しておくことで、基材が上記所定温度未満に維持されている場合は熱をある程度伝導させ、基材が上記所定温度以上に加熱されると発泡性マイクロカプセルを発泡させて強力な断熱性が発揮されるように設計することも可能となる。

また更に、上記基材の表面に、少なくとも該表面に沿った方向に上記基材よりも優れた熱伝導性を有するシート状部材が貼着されてもよく、この場合、上記断熱シートを挟んで発熱体と対向配置された部材を均等に熱から保護することができる。すなわち、上記シート状部材が貼着された側に発熱体が配置された場合は、発熱体で発生した熱が上記シート状部材に沿って均一に拡散された上で上記断熱シートにより断熱され、発熱体がその反対側に配置された場合は、発熱体で発生して上記断熱シートを通過した熱が、上記部材の手前で上記シート状部材に沿って均一に拡散される。従って、いずれの場合も、上記断熱シートを挟んで発熱体と対向配置された部材を均等に熱から保護することができる。

また、本発明の筐体は、電子部品を内蔵した電子機器の筐体であって、内面側の上記電子部品との対向面に上記いずれかの断熱シートが上記電子部品と間隔を開けて貼着されたことを特徴としている。このように構成された本発明の筐体では、電子機器に内蔵された発熱体としての電子部品では熱が発生するが、筐体の内面側の上記電子部品との対向面には前述の断熱シートが貼着されているので、筐体をその熱から良好に保護することができる。従って、その筐体の外面に人が直接手で触れるような場合であっても、その手を良好に保護することができる。また、断熱シートは電子部品と間隔を開けて配置されるので、電子部品からの放熱も良好に行える。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。本願出願人は、図１に概略的に示すように、シリコーンゴムからなる基材３に潜熱蓄熱材としてのパラフィンを内包した潜熱マイクロカプセル５（例えば、特開平１０−３００３７３号公報に記載のもの）と、発泡性を有する未発泡の発泡性マイクロカプセル７（例えば，商品名「エクスパンセル」：日本フィライト製：発泡温度８０〜２００℃）とを次のような工程を経て充填することにより、断熱シート１を製造した。

すなわち、液状シリコーンゴムと、潜熱マイクロカプセル５と、発泡性マイクロカプセル７とを混合することにより、シリコーンゴムに潜熱マイクロカプセル５，発泡性マイクロカプセル７を充填した。上記混合の方法としては、真空脱泡ミキサー等の機械を用いて混練する方法の他、押し出し，２本ロール，ニーダ，バンバリーミキサー等の種々の方法を適用することができる。

続いて、このように混練した液状シリコーンゴムをシート状に成形して断熱シート１を得た。この成形の方法としては、コーター，カレンダロール，押し出し，プレス等の機械を用いて成形する方法等、種々の方法を適用することができる。

このように構成された断熱シート１は、例えば図２に例示するように、携帯電話等の電子機器の筐体９１に、貼着して使用される。すなわち、この種の電子機器には、基板９３に搭載された発熱体としての電子部品９５（例えば各種ＩＣ）が内蔵されている。そこで、断熱シート１は、筐体９１の内面側の、電子部品９５との対向面に、シリコーンゴムの有する自己貼着性（いわゆるタック性）を利用して貼着される。こうすることで、筐体９１の表面が電子部品９５によって過剰に熱せられるのを抑制し、使用者の手などを良好に保護することができる。

すなわち、電子部品９５が比較的低温（例えば８０℃未満）で安定して動作しているときは、発泡性マイクロカプセル７は未発泡の状態に維持されるので、発泡性マイクロカプセル７の断熱性はそれほどなく、基材３を通してある程度熱を伝導させることができる。このとき、基材３に加わった熱の一部は潜熱マイクロカプセル５に内包されたパラフィンの融解熱として吸収され、一部は筐体９１へゆっくりと伝導される。なお、基材３を構成するシリコーンゴムは比較的良好な熱伝導性を有し、断熱シート１では基材３に発泡剤を混入して発泡させているのではなく発泡性マイクロカプセル７を充填しているだけなので、潜熱マイクロカプセル５は気泡に曝されることなくほぼ全周に亘って基材３と接触する。このため、基材３に加わった熱は潜熱マイクロカプセル５に良好に伝達されて効率的に潜熱として吸収される。従って、上記のように断熱シート１を筐体９１に貼着した場合、筐体９１の表面が過剰に熱せられるのを抑制して、その筐体９１に触れる使用者の手などを良好に保護することができる。また、断熱シート１は電子部品９５と間隔を開けて配置されるので、電子部品９５からの放熱も良好に行える。

一方、電子部品９５が異常に発熱して、基材３に例えば１３０℃以上の熱が３０秒程度加わると、発泡性マイクロカプセル７は発泡して強力な断熱性を発揮する。また、発泡性マイクロカプセル７が発泡する際にも、基材３に加わった熱が潜熱として吸収され、断熱性を一層向上させることができる。また、断熱シート１では、このように発泡性マイクロカプセル７が上記温度以上に加熱されたときに初めて発泡が起こるので、その発泡の有無によって、基材３が上記温度以上に加熱されたことがあるか否か、すなわち電子部品９５の異常発熱があったか否かを履歴として残すことができる。なお、このような履歴を残したい温度に応じて、適切な発泡温度を有する発泡性マイクロカプセル７を適宜選択して使用することも考えられる。更に、断熱シート１では、発泡性マイクロカプセル７を未発泡の状態で充填することにより、比較的薄手の扱い易い形状に成形しておくことも可能である。薄手に形成しておいても、前述のように確実に断熱を行いたい場面では、発泡性マイクロカプセル７の発泡により、断熱シート１は図１（Ｂ）に例示するような厚手のシートとなって良好に断熱を行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、基材はシリコーンゴム以外のゴムまたはエラストマであってもよく、潜熱マイクロカプセル５や発泡性マイクロカプセル７としても種々のものを使用することができる。例えば、所望の融点を有するパラフィンが内包された潜熱マイクロカプセル５を使用することにより、所望に応じた断熱性の温度特性を得ることができる。また、発泡性マイクロカプセル７は既発泡のものを使用してもよく、この場合は最初から良好な断熱性を発揮することができる。

また更に、図３に示す断熱シート５１のように、基材３の表面に、少なくともその表面に沿った方向に基材３よりも優れた熱伝導性を有するシート状部材５３（例えばアルミニウムを蒸着したＰＥＴフィルム，グラファイトなど）を貼着してもよい。この場合、シート状部材５３が貼着された側を電子部品９５に向けて筐体９１に断熱シート５１を貼着した場合は、電子部品９５で発生した熱がシート状部材５３に沿って均一に拡散された上で、前述の断熱シート１と同様の断熱がなされる。逆に、シート状部材５３が貼着された側を筐体９１に貼着した場合は、電子部品９５で発生して基材３を通過する間に断熱し切れなかった熱が、シート状部材５３に沿って均一に拡散されて筐体９１に伝達される。従って、いずれの場合も、筐体９１を均等に熱から保護することができる。

本発明が適用された断熱シートの断面を概略的に表す説明図である。 その断熱シートの使用例を表す説明図である。 その断熱シートの変形例の断面を概略的に表す説明図である。

符号の説明

１，５１・・・断熱シート ３・・・基材
５・・・潜熱マイクロカプセル ７・・・発泡性マイクロカプセル
５１・・・断熱シート ５３・・・シート状部材
９１・・・筐体 ９３・・・基板
９５・・・電子部品

Claims (6)

1. エラストマまたはゴムからなるシート状の基材と、
   該基材に充填され、発泡性を有さない潜熱蓄熱材を内包した潜熱マイクロカプセルと、
   上記基材に充填され、発泡性を有する発泡性マイクロカプセルと、
   によって作られたことを特徴とする断熱シート。
2. 上記潜熱蓄熱材は、パラフィンであることを特徴とする請求項１記載の断熱シート。
3. 上記基材は、シリコーンであることを特徴とする請求項１または２記載の断熱シート。
4. 上記発泡性マイクロカプセルは、未発泡の状態で上記基材に充填されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の断熱シート。
5. 上記基材の表面に、少なくとも該表面に沿った方向に上記基材よりも優れた熱伝導性を有するシート状部材が貼着されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の断熱シート。
6. 電子部品を内蔵した電子機器の筐体であって、
   内面側の上記電子部品との対向面に請求項１〜５のいずれかに記載の断熱シートが上記電子部品と間隔を開けて貼着されたことを特徴とする筐体。

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