JP2017128674A - 放熱塗料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の放熱塗料は、放熱性材料として単結晶シリコンの粒子と、バインダと、水とを少なくとも含んでいる。本発明の放熱塗料には、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニア(ZrO2)などの金属酸化物粒子がさらに含まれていてもよい。また、本発明の放熱塗料に含まれている単結晶シリコンの粒子径は、100nmから1.5μmの範囲内であることが好ましい。また、本発明の放熱塗料中の単結晶シリコン粒子の含有量は、放熱塗料の全体重量に対して、10重量%以上25重量%以下の範囲内であることが好ましい。
【選択図】なし
Description
本発明に係る放熱塗料は、放熱性材料として単結晶シリコンの粒子を含む。本実施形態では、単結晶シリコン粒子に加え、バインダ、金属酸化物、及び溶媒(水を含む)などをさらに含む放熱塗料を例に挙げて説明する。以下では、本実施形態に含まれる各種材料について順に説明する。
単結晶シリコン粒子は、単結晶シリコンのインゴット又は単結晶シリコンウエハを粉砕して粒状化することによって得られる。単結晶シリコンのインゴットは、例えば、高純度の多結晶シリコンを溶融させた後、従来公知の単結晶育成法を用いて製造することができる。また、単結晶シリコンウエハは、単結晶シリコンのインゴットをダイヤモンドブレードなどによってスライスすることによって得ることができる。
バインダは、放熱塗料中に単結晶シリコン粒子を保持しつつ、放熱塗料に接着力を付与する機能を有する。放熱塗料にバインダを添加することで、塗布対象の基材との密着性を高めることができる。これにより、基材から放熱塗料をはがれにくくすることができる。また、放熱塗料にバインダを添加することで、基材表面に直接放熱塗料を塗布することができる。これにより、基材への下塗りを不要とすることができる。
水は、単結晶シリコン粒子を塗料中に分散させる分散媒としての役割を果たす。放熱塗料中の水の含有量は、特に限定されない。例えば、本発明に係る放熱塗料に必須の成分である単結晶シリコン粒子及びバインダが、上述の好ましい範囲内の含有量となるように、水の配合量を調製すればよい。例えば、放熱塗料中の水の含有量は、放熱塗料の全体重量に対して、10重量%以上50重量%以下の範囲内とすることができる。
本発明に係る放熱塗料には、上述した単結晶シリコン粒子、バインダ、及び水が少なくとも含まれていればよい。但し、放熱塗料の性能をより向上させるためには、さらなる添加材料として、金属酸化物、水以外の溶媒などを含めることが好ましい。本発明に係る放熱塗料に添加することのできる金属酸化物及び溶媒について、以下に説明する。
金属酸化物は、単結晶シリコン粒子の放熱性をより高める補助剤としての機能を果たす。金属酸化物は、単結晶シリコンと同様に、粒子状となっていることが好ましい。また、金属酸化物の粒径は、単結晶シリコン粒子の粒径と同程度であることが好ましい。例えば、金属酸化物の粒径は、100nmから1.5μmの範囲内とすることができる。また、金属酸化物粒子の粒径は、比較的均一であることが好ましい。
溶媒は、単結晶シリコン粒子の分散媒としての役割を果たす。本発明の放熱塗料に水以外の溶媒を添加することで、単結晶シリコン粒子及び金属酸化物粒子などの固形成分を、塗料中により容易に分散させることができる。また、このような水以外の溶媒を添加することで、放熱塗料の粘度を高めることができる。
本発明に係る放熱塗料を製造する方法は、特に限定はされないが、例えば、水などの溶媒中に、単結晶シリコン粒子、バインダ、及び金属酸化物粒子を順次添加し、よく攪拌することで放熱塗料を製造することができる。
本発明に係る放熱塗料は、発熱する部材(熱源)を有する機械部品、電気製品、及び電気部品(例えば、回路基板など)などの放熱塗料として使用することができる。機械部品としては、例えば、エンジン、ボイラー、ブロワー、ポンプなどが挙げられる。電気製品としては、照明、太陽電池モジュール、冷蔵庫などが挙げられる。
続いて、本発明の放熱塗料を基材に塗布して得られる放熱部材について説明する。図1には、本発明の放熱塗料を用いて得られる放熱部材10を示す。図1に示すように、放熱部材10は、基材12と、基材12上に放熱塗料を塗布して形成された塗膜11とを有する。
続いて、本発明の実施例について説明する。本実施例では、本発明の一例の放熱塗料を作製した。そして、この放熱塗料を用いて放熱性の評価を行った。
作製した放熱塗料を金属製のヒートシンクの表面に塗布し、塗膜を形成した。そして、ヒートシンクをヒータに取り付け、300Wの熱負荷でヒータを加熱した。このときのヒータ取り付け面の温度変化を測定した。比較のために、放熱塗料を塗布していないヒートシンクについても、同様にヒータによる加熱を行い、ヒータ取り付け面の温度変化を測定した。
作製した放熱塗料を金属製の筐体に塗布した。なお、ここでは、筐体の外側表面のみに放熱塗料を塗布したもの(実施例A)、筐体の内側表面のみに放熱塗料を塗布したもの(実施例B)、筐体の外側表面及び内側表面の両方に放熱塗料を塗布したもの(実施例C)、及び放熱塗料を塗布しなかったもの(比較例)の4つのサンプルを作製し、放熱性の評価を行った。
11 :塗膜(放熱塗料)
12 :基材
Claims (2)
- 単結晶シリコン粒子と、バインダと、水とを含む放熱塗料。
- 金属酸化物粒子をさらに含む、請求項1に記載の放熱塗料。
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