JP2021105077A

JP2021105077A - ポリウレタンフォーム成形体のその製造方法

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Publication number: JP2021105077A
Application number: JP2019235861A
Authority: JP
Inventors: 弘和榊原; Hirokazu Sakakibara; 誠眞杉; Makoto Masasugi
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2021-07-26
Anticipated expiration: 2039-12-26
Also published as: JP7433897B2

Abstract

【課題】コストが嵩む磁場発生装置などが不要であって、良好な熱伝導性を有し、かつ成形性が良好で安価なポリウレタンフォームを得ることを目的とする。【解決手段】ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォーム成形体であって、熱伝導性フィラーが、ポリオール１００重量部に対して５０〜４００重量部であり、熱伝導性フィラーは、粒子径が４０〜４００μｍである大粒子径の熱伝導性フィラーと、粒子径が３〜２０μｍである小粒子径の熱伝導性フィラーの併用であるのが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、熱伝導性が良好なポリウレタンフォーム成形体とその製造方法に関する。

従来、ＯＡ機器や電気製品等には制振材や防音材としてポリウレタンフォームが使用されている。例えば、ＰＣのハードディスクドライブや電気自動車の電気モータなどには、筐体の内部や外面にポリウレタンフォームを配置して制振や防音性を高めることが行われる。また、ハードディスクドライブや電気モータは、作動時の発熱で高温になることがあるため、ポリウレタンフォームには、外部への放熱性の観点から、良好な熱伝導性が求められる。

ポリウレタンフォームに熱伝導性を付与する方法として、ポリウレタンフォーム原料に黒鉛などの熱伝導性フィラーを配合することが行われている。しかし、熱伝導性を高めるため、ポリウレタンフォーム原料に熱伝導性フィラーを大量に配合すると、ポリウレタンフォーム原料中のイソシアネートの比率が低下して均一に撹拌混合が難しくなる。また、それを防ぐために発泡剤としての水の配合量を増加させると、ポリウレタンフォーム製造時にポリウレタンフォームの発泡倍率が高くなってバリの発生が大になったり、製造したポリウレタンフォーム内にクラック（割れ）が発生し、却ってポリウレタンフォームの熱伝導率を低下させたりする問題がある。

また、熱伝導性粒子の表面にバインダーにより接着された磁性粒子を含む発泡ウレタン樹脂原料を、発泡型のキャビティに投入（注入）し、キャビティ内の磁束密度が略均一になるように磁場をかけながら発泡成形してポリウレタンフォームを製造する方法がある（特許文献１）。

特許第５８２９２７９号公報

しかし、磁場をかけながら発泡成形する方法は、磁場を発生させる装置などにコストが嵩む問題がある。
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、コストが嵩む磁場発生装置などが不要であって、良好な熱伝導性を有する安価なポリウレタンフォームの提供を目的とする。

請求項１の発明は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォーム成形体であって、前記熱伝導性フィラーが、ポリオール１００重量部に対して５０〜４００重量部であることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記熱伝導性フィラーは、粒子径が３０μｍ以上〜４００μｍ未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、粒子径が３μｍ以上〜３０μｍ未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２において、前記大粒子径の熱伝導性フィラーは、粒子径が８０μｍ以上〜４００μｍ未満であることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記破泡剤の種類は、炭化水素系、エステル系、シリコーン系の何れかであることを特徴とする。

請求項５の発明は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料を金型に充填して発泡させるポリウレタンフォーム成形体の製造方法において、前記熱伝導性フィラーが、ポリオール１００重量部に対して５０〜４００重量部であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５において、前記熱伝導性フィラーは、粒子径が３０μｍ以上〜４００μｍ未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、粒子径が３μｍ以上〜３０μｍ未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用であることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項６において、前記大粒子径の熱伝導性フィラーは、粒子径が８０μｍ以上〜４００μｍ未満であることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項５から７の何れか一項において、前記破泡剤の種類は、炭化水素系、エステル系、シリコーン系の何れかであることを特徴とする。

本発明は、ポリウレタンフォーム原料に破泡剤を含むことにより、ポリウレタンフォーム原料の発泡剤部数を増やしても、ポリウレタンフォーム内のクラックや、モールド成形時のバリの発生を抑えることができ、ポリウレタンフォームに熱伝導性を低下させるクラックの発生がなく、コストが嵩む磁場発生装置などが無くても、熱伝導性に優れるポリウレタンフォーム成形体が得られる。

さらに、本発明では、熱伝導性フィラーを平均粒子径が３０μｍ以上〜４００μｍ未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、平均粒子径が３μｍ以上〜３０μｍ未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用とすることにより、ポリウレタンフォーム内の熱伝導性フィラーの状態が、大粒子径の熱伝導性フィラー間に小粒子径の熱伝導性フィラーが充填された密な配置状態となって、熱伝導性フィラー間で熱が伝わり易くなるため、ポリウレタンフォームの熱伝導性を一層高めることができる。

実施例におけるポリウレタンフォームの配合と物性測定結果を示す表である。比較例におけるポリウレタンフォームの配合と物性測定結果を示す表である。

以下に、本発明のポリウレタンフォーム成形体について、実施形態を説明する。本発明のポリウレタンフォーム成形体は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料から得られる。

ポリオールとしては、ポリウレタンフォーム用のポリオールを使用することができ、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等の何れでもよく、それらの一種類あるいは複数種類を使用してもよい。

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールにエチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。

ポリエステルポリオールとしては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを挙げることできる。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、前記ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは１分子内にポリエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。

ポリオールについては、水酸基価（ＯＨＶ）が１０〜２８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数が２〜４、数平均分子量が８００〜１００００（より好適には２０００〜７０００）であるポリオールを単独または複数用いることが好ましい。

イソシアネートとしては、イソシアネート基を２以上有する脂肪族系または芳香族系ポリイソシアネート、それらの混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを使用することができる。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等を挙げることができ、芳香族ポリイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメリックＭＤＩ（クルードＭＤＩ）等を挙げることができる。なお、その他プレポリマーも使用することができる。

イソシアネートインデックス（ＩＮＤＥＸ）は７５〜１２０が好ましい。イソシアネートインデックスは、［（ポリウレタンフォーム原料中のイソシアネート当量／ポリウレタンフォーム原料中の活性水素の当量）×１００］で計算される。

触媒としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを用いることができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、Ｎ−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等のスズ触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒（有機金属触媒とも称される。）を挙げることができる。触媒の量は、ポリオール１００重量部に対して０．５〜３重量部程度が好ましい。

発泡剤としては、原材料の混合の観点で水が入っていることが好ましい。発泡剤（水）の量は、ポリオール１００重量部に対して０．５〜１．５重量部が好ましい。発泡剤（水）の量が０．５重量部未満の場合には原材料の混合、反応性が悪くなり成形不良が起きる。一方、１．５重量部を超えると発泡ガスが増大して成形物の内部にクラックが生じ、熱伝導性が低下するようになる。

破泡剤は、ポリウレタンフォームの発泡時に泡を破壊する作用を有するものである。破泡剤をポリウレタンフォーム原料に配合することにより、ポリウレタンフォーム原料の発泡剤部数を増やしても、ポリウレタンフォーム内のクラックや、モールド成形時のバリの発生を抑えることができ、優れた熱伝導性を有するポリウレタンフォーム成形体を製造することができるようになる。

破泡剤の種類としては、炭化水素系、エステル系、シリコーン系を挙げることができ、それらの二種類以上を使用してもよい。
炭化水素系の破泡剤としては、ポリブテン等のオイル類を挙げることができる。
エステル系の破泡剤としては、ダイマー酸ジエステル等を挙げることができる。
シリコーン系の破泡剤としては、シクロペンタシロキサン等を挙げることができる。

破泡剤の配合量は、ポリオール１００重量部に対して、１〜１５重量部が好ましい。発泡剤の配合量が少なすぎると、破泡剤による効果が得られにくくなり、逆に発泡剤の配合量が多すぎると、ポリウレタンフォームの良好な発泡が難しくなる。

熱伝導性フィラーとしては、膨張黒鉛、膨張化黒鉛、アルミナ、酸化マグネシウム、ケイ素（金属シリコン）、窒化ホウ素等を挙げることができる。ここで、膨張化黒鉛は、例えば、鱗片状黒鉛などの黒鉛を硫酸などで化学処理して得た膨張性黒鉛を、熱処理して膨張させた後、微細化することにより得ることができる。
熱伝導性フィラーの配合量は、ポリオール１００重量部に対し５０〜４００重量部が好ましい。熱伝導性フィラーの配合量が少なすぎると、ポリウレタンフォーム成形体の熱伝導性が低くなり、逆に多すぎるとポリウレタンフォームの発泡が悪くなる。

また、熱伝導性フィラーは、平均粒子径が３０μｍ以上〜４００μｍ未満、より好ましくは８０μｍ以上〜４００μｍ未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、平均粒子径が３μｍ以上〜３０μｍ未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用が好ましい。大粒子径の熱伝導性フィラーと小粒子径の熱伝導性フィラーを併用することにより、ポリウレタンフォーム内の熱伝導性フィラーの状態が、大粒子径の熱伝導性フィラー間に小粒子径の熱伝導性フィラーが充填された密な配置状態となって、熱伝導性フィラー間で熱が伝わり易くなり、ポリウレタンフォーム成形体の熱伝導性を高めることができる。

熱伝導性フィラー全量中の大粒子径の熱伝導性フィラー比率（重量比率）は、２８〜５０％が好ましい。この範囲の比率とすることにより、ポリウレタンフォーム内の熱伝導性フィラーがさらに密に配置され、熱伝導性を高くすることができる。

ポリウレタンフォーム原料には、その他の助剤を加えてもよい。助剤として、例えば、整泡剤、着色剤、難燃剤等を上げることができる。
整泡剤としては、ポリウレタンフォーム用として公知のものを使用することができる。例えば、シリコーン系整泡剤、フッ素系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。整泡剤はポリウレタンフォーム原料を均一に混合する点で加えた方が好ましい。
着色剤としては、カーボン顔料等、ポリウレタンフォームの用途等に応じたものを使用できる。
難燃剤としては、リン系、ポリリン酸アンモニウム等の粉体難燃剤や、リン酸エステル系難燃剤等の液体難燃剤があり、何れか一方あるいは両方の併用であってもよい。

本発明のポリウレタンフォーム成形体は、密度（ＪＩＳＫ７２２２）が０．７０〜１．６５ｇ／ｃｍ^３程度が好ましい。
また、本発明のポリウレタンフォーム成形体は、熱伝導率（熱線法を用いて熱伝導率を測定する京都電子工業社製測定器ＱＴＭ５００を使用し測定）が０．５〜１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましい。

前記ポリウレタンフォーム成形体の製造は、前記ポリウレタンフォーム原料を攪拌混合して金型に投入（注入）し、金型内で発泡させた後に金型を開け、成形品を取り出すモールド発泡成形法で行う。金型のキャビティは、ポリウレタンフォーム成形体の用途に応じた製品形状となっている。

以下の原料を用いてモールド発泡成形法で各実施例及び各比較例のポリウレタンフォーム成形体を製造した。具体的には、図１又は図２の配合でポリウレタンフォーム原料を調製し、攪拌混合後のポリウレタンフォーム原料を下型のキャビティに、図１又は図２に示す投入量を投入し、上型を被せて閉型し、８分後に金型を開けて１００×１５０ｍｍのポリウレタンフォーム成形体を得た。金型のキャビティは、１００×１５０ｍｍである。また、金型は６０℃に加熱して用いた。

・ポリオール：ポリエーテルポリオール、Ｍｗ５０００、水酸基価３４ｍｇＫＯＨ／ｇ、官能基数３、品番；サンニックスＦＡ−７０３、三洋化成工業株式会社
・触媒：品番；ＤＡＢＣＯ３３ＬＳＩ、ＥＶＯＮＩＫ社

・大粒子径の熱伝導性フィラー１：膨張黒鉛、平均粒子径３００μｍ、品番；ＳＹＺＲ５０２ＦＰ、三洋貿易株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー２：アルミナ、平均粒子径（Ｄ５０）４３μｍ、品番；Ｆ２２０、日本軽金属株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー３：酸化マグネシウム、平均粒子径５０μｍ、品番；ＲＦ−５０−ＳＣ、宇部マテリアルズ株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー４：膨張化黒鉛、平均粒子径（Ｄ５０）２００μｍ、品番；ＡＥＤ−２００、富士黒鉛工業株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー５：膨張化黒鉛、平均粒子径（Ｄ５０）１００μｍ、品番；ＡＥＤ−１００、富士黒鉛工業株式会社
・大粒子径の熱伝導性フィラー６：膨張化黒鉛、平均粒子径（Ｄ５０）５０μｍ、品番；ＡＥＤ−５０、富士黒鉛工業株式会社
・小粒子径の熱伝導性フィラー１：金属シリコン、平均粒子径２０μｍ、品番；＃２００、キンセイマテック株式会社
・小粒子径の熱伝導性フィラー２：酸化マグネシウム、平均粒子径４−１０μｍ、品番；ＲＦ−１０Ｃ−ＳＣ、宇部マテリアルズ株式会社
・小粒子径の熱伝導性フィラー３：アルミナ、平均粒子径３μｍ、品番；ＡＬ−４５−Ｈ、昭和電工株式会社

・整泡剤：シリコーン整泡剤、品番；Ｂ８７３８ＬＦ２、ＥＶＯＮＩＫ社
・破泡剤１：ダイマー酸ジエステル、品番；ＡＤＤＩＴＩＶＥＴ、日立化成ポリマー株式会社
・破泡剤２：シリコーンオイル、品番；ＳＨ２４５、東レ・ダウコーニング株式会社
・破泡剤３：ポリブテン（Ｍｗ＝４３０）、品番；ＬＶ−５０、ＪＸＴＧエネルギー株式会社
・破泡剤４：ポリブテン（ＭＷ＝５００）、品番；ＬＶ−１００、ＪＸＴＧエネルギー株式会社
・発泡剤：水
・イソシアネート：プレポリマー系ＭＤＩ、ＮＣＯ％＝２７％、品番；Ｍ２４９、住化コベストロウレタン株式会社

各実施例及び各比較例のポリウレタンフォーム成形体について、バリ／投入量％の算出、成形性の判断、熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）の測定、密度（ｇ／ｃｍ^３）の測定、熱伝導率／密度［（Ｗ／ｍ・Ｋ）／（ｇ／ｃｍ^３）］の算出を行った。

バリ／投入量％の算出は、成形体の外周に形成されたバリを切除してそのバリの重さを測定し、金型へのポリウレタンフォーム原料の投入量に対するバリの重量％（バリ／投入量％）を計算した。
バリ／投入量％の値に基づいて、バリ評価を行った。バリ評価は、バリ／投入量％が１０％未満の場合に「◎」、１０〜１５％未満の場合に「〇」、１５〜２０％未満の場合に「△」、２０％以上の場合に「×」とした。

成形性の判断は、ポリウレタンフォーム成形体の外観について目視で観察し、次に切断して切断面を目視で観察し、外観及び内部の何れも問題ない場合に「〇」、内部に小さなクラック（裂け目）が存在する場合に「△」、内部に大きなクラックが存在する場合に「×」とした。

熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）の測定は、熱線法を用いて熱伝導率を測定する測定器（ＱＴＭ５００、京都電子工業社製）を使用し測定を行い、熱伝導率の測定結果に基づいて熱伝導率評価を行った。熱伝導率評価は、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の場合に「◎」、０．６〜１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の場合に「〇」、０．３〜０．６Ｗ／ｍ・Ｋ未満の場合に「△」、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ未満の場合に「×」とした。

密度（ｇ／ｃｍ^３）の測定は、ＪＩＳＫ７２２２に基づいて行った。
熱伝導率／密度［（Ｗ／ｍ・Ｋ）／（ｇ／ｃｍ^３）］は、熱伝導率を密度で除算した。

熱伝導率／密度の値が０．９（Ｗ／ｍ・Ｋ）／（ｇ／ｃｍ^３）以上の場合に「◎」、０．７〜０．９（Ｗ／ｍ・Ｋ）／（ｇ／ｃｍ^３）未満の場合に「〇」、０．４〜０．７（Ｗ／ｍ・Ｋ）／（ｇ／ｃｍ^３）未満の場合に「△」、０．４（Ｗ／ｍ・Ｋ）／（ｇ／ｃｍ^３）未満の場合に「×」とした。

各項目の評価に基づいて総合評価を行った。バリ評価及び成形性が「〇」以上で、熱伝導率評価が「◎」の場合に総合評価「◎」、バリ評価及び成形性が「〇」以上で、熱伝導率評価が「〇」の場合に総合評価「〇」、バリ評価が「△」以上で成形性が「〇」、かつ熱伝導率評価が「△」の場合に総合評価［△］、「×」の評価が一つでもある場合に総合評価「×」にした。

・実施例１
実施例１は、ポリオール１００重量部、触媒０．７重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー１を８５重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー２を２１５重量部、熱伝導性フィラーの全量を３００重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率２８％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率６７％、整泡剤１．０重量部、破泡剤１を１０重量部、発泡剤を１．５重量部、イソシアネートを３７．７重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を２３７ｇとした例である。

実施例１のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が１１％、バリ評価「〇」、成形性「〇」、熱伝導率１．４６Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．３９ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が１．０５Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例２
実施例２は、実施例１における小粒子径の熱伝導性フィラー２に代えて、小粒子径の熱伝導性フィラー３を２１５重量部、金型への投入量を２６７ｇとした以外、実施例１と同様にした例である。

実施例２のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が１２％、バリ評価「〇」、成形性「〇」、熱伝導率１．２７Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．５６ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．８１Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例３
実施例３は、実施例２における破泡剤１を１０重量部に代えて、破泡剤２を１．０重量部とし、イソシアネートを３６．８重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率２８％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率６８％とし、金型への投入量を２６３ｇとした以外、実施例２と同様にした例である。

実施例３のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が１２％、バリ評価「〇」、成形性「〇」、熱伝導率１．２７Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．５３ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．８３Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例４
実施例４は、実施例２における破泡剤１を１０重量部に代えて、破泡剤３を１０重量部とし、イソシアネートを３７．６重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率２８％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率６７％とし、金型への投入量を２７３ｇとした以外、実施例２と同様にした例である。

実施例４のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が１２％、バリ評価「〇」、成形性「〇」、熱伝導率１．２７Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．５９ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．８０Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例５
実施例５は、実施例２における破泡剤１を１０重量部に代えて、破泡剤４を１０重量部とし、イソシアネートを３７．６重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率２８％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率６７％とし、金型への投入量を２７８ｇとした以外、実施例２と同様にした例である。

実施例５のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が１３％、バリ評価「〇」、成形性「〇」、熱伝導率１．４７Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．５９ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．９２Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例６
実施例６は、ポリオール１００重量部、触媒０．７重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー２を２００重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー３を２００重量部、熱伝導性フィラーの全量を４００重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率５０％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率７３％、整泡剤１．０重量部、破泡剤１を１０重量部、発泡剤を１．５重量部、イソシアネートを３７．８重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を２５３ｇとした例である。

実施例６のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が３％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率０．７１Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「〇」、密度１．６２ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．４４Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「〇」であり、成形性が良好で良好な熱伝導性を有する。

・実施例７
実施例７は、実施例６における大粒子径熱伝導性フィラーについて、大粒子径の熱伝導性フィラー１を８５重量部と大粒子径の熱伝導性フィラー３を２７重量部の併用とし、また、小粒子径の熱伝導性フィラーについては、小粒子径の熱伝導性フィラー２を１８８重量部とし、熱伝導性フィラーの全量を３００重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率３７％、熱伝導性フィラーの全配合量に対する比率６７％、イソシアネート３７．７重量部、金型への投入量を２４６ｇとし、その他を実施例６と同様にした例である。

実施例７のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が４％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率１．４２Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．５６ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．９１Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例８
実施例８は、実施例６における大粒子径熱伝導性フィラーについて、大粒子径の熱伝導性フィラー１を９５重量部とし、また、小粒子径の熱伝導性フィラーについては、小粒子径の熱伝導性フィラー１を１１５重量部とし、熱伝導性フィラーの全量を２１０重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率４５％、熱伝導性フィラーの全配合量に対する比率５８％、イソシアネート３７．８重量部、金型への投入量を２０４ｇとし、その他を実施例６と同様にした例である。

実施例８のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が８％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率１．５２Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．２３ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が１．２４Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例９
実施例９は、実施例６における大粒子径熱伝導性フィラーを０重量部とし、小粒子径の熱伝導性フィラーについては、小粒子径の熱伝導性フィラー１を１８５重量部とし、熱伝導性フィラーの全量を１８５重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率０％、熱伝導性フィラーの全配合量に対する比率５５％、イソシアネート３７．６重量部、金型への投入量を２０８ｇとし、その他を実施例６と同様にした例である。

実施例９のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が４％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率０．６３Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「〇」、密度１．２３ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．５１Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「〇」であり、成形性が良好で良好な熱伝導性を有する。

・実施例１０
実施例１０は、実施例８において、金型への投入量を１５８ｇとし、その他を実施例８と同様にした例である。

実施例１０のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が８％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率１．１６Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度０．９６ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が１．２１Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例１１
実施例１１は、ポリオール１００重量部、触媒０．７重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー４を３７重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー１を４５重量部、熱伝導性フィラーの全量を８２重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率４５％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率３８％、整泡剤１．０重量部、破泡剤１を１０重量部、発泡剤を０．７重量部、イソシアネートを２３．８重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を１４７ｇとした例である。

実施例１１のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が８％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率１．４４Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度０．８９ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が１．６２Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「◎」であり、成形性が良好で優れた熱伝導性を有する。

・実施例１２
実施例１２は、ポリオール１００重量部、触媒０．７重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー５を２５重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー１を３０重量部、熱伝導性フィラーの全量を５５重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率４５％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率２９％、整泡剤１．０重量部、破泡剤１を１０重量部、発泡剤を０．７重量部、イソシアネートを２３．８重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を１１７ｇとした例である。

実施例１２のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が５％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率０．７５Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「〇」、密度０．７３ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が１．０３Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「〇」であり、成形性が良好で良好な熱伝導性を有する。

・実施例１３
実施例１３は、ポリオール１００重量部、触媒０．７重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー６を２５重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー１を３０重量部、熱伝導性フィラーの全量を５５重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率４５％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率２９％、整泡剤１．０重量部、破泡剤１を１０重量部、発泡剤を０．７重量部、イソシアネートを２３．８重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を１３１ｇとした例である。

実施例１３のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が５％、バリ評価「◎」、成形性「〇」、熱伝導率０．７９Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「〇」、密度０．８２ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．９６Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「〇」であり、成形性が良好で良好な熱伝導性を有する。

・比較例１
比較例１は、ポリオール１００重量部、触媒０．７重量部、整泡剤０．５重量部、発泡剤１．０重量部、イソシアネート２８．３重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を５６ｇとし、熱伝導性フィラーと破泡剤の何れも含まない例である。

比較例１のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が１７％、バリ評価「△」、成形性「〇」、熱伝導率０．０７Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「×」、密度０．３０ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．２２Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「×」であり、バリが多く、熱伝導率が低いものであった。

・比較例２
比較例２は、実施例１において、破泡剤を０重量部とし、発泡剤を０．４重量部、イソシアネートを１８．５重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を２５７ｇとし、他を実施例１と同様にした例である。

比較例２は、実施例１と同様の熱伝導性フィラーの配合量であるが、破泡剤を含まず、かつ発泡剤の配合量が実施例１よりも少ないことにより、良好に発泡せず、ポリウレタンフォーム成形体を製造することができなかった。

・比較例３
比較例３は、比較例２において、イソシアネートを２９．４重量部、ＩＮＤＥＸを１５７、金型への投入量を２５１ｇとし、他を比較例２と同様にした例である。

比較例３は、実施例１と同様の熱伝導性フィラーの配合量で、破泡剤を含まず、かつ整泡剤の配合量が少ない比較例２では、良好に発泡しないため、ＩＮＤＥＸを１５７に高めてイソシアネートの配合量を増やした例であり、それでも良好に発泡せず、ポリウレタンフォーム成形体を製造することができなかった。

・比較例４
比較例４は、実施例１において、破泡剤を０重量部とし、イソシアネートを３７．５重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を２４１ｇとし、他を実施例１と同様にした例である。

比較例４のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が２０％、バリ評価「×」、成形性「△」、熱伝導率０．７４Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「〇」、密度１．２８ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．５８Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「×」であり、破泡剤を含まないことにより、バリが多く、成形性が良くなかった。

・比較例５
比較例５は、実施例２において、破泡剤を０重量部とし、イソシアネートを３７．５重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を３１０ｇとし、他を実施例２と同様にした例である。

比較例５のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が２０％、バリ評価「×」、成形性「×」、熱伝導率１．０６Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「◎」、密度１．６３ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．６５Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「×」であり、バリが多く、成形性が良くなかった。

・比較例６
比較例６は、実施例１において、大粒子径の熱伝導性フィラー１を１３０重量部、小粒子径の熱伝導性フィラーを０重量部、破泡剤を０重量部、イソシアネートを３７．１重量部、ＩＮＤＥＸを１００、金型への投入量を１２４ｇとし、他を実施例１と同様にした例である。

比較例６のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が８％、バリ評価「◎」、成形性「△」、熱伝導率０．４５Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「△」、密度０．７５ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．６０Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「△」であり、熱伝導性フィラーの量が少なく、破泡剤を含まないことにより、成形性が良くなく、熱伝導率が低いものであった。

・比較例７
比較例７は、ポリオール１００重量部、触媒０．７重量部、大粒子径の熱伝導性フィラー２を１４４重量部、小粒子径の熱伝導性フィラー３を１７６重量部、熱伝導性フィラーの全量を３２０重量部、熱伝導性フィラー中の大粒子径の比率４５％、熱伝導性フィラーの全配合量（ポリウレタンフォーム原料）に対する比率７０％、整泡剤０．５重量部、破泡剤０重量部、発泡剤を１．４重量部、イソシアネートを３１．９重量部、ＩＮＤＥＸを１０５、金型への投入量を１４０ｇとした例である。

比較例７のポリウレタンフォーム成形体は、バリ／投入量％が３％、バリ評価「◎」、成形性「△」、熱伝導率０．２５Ｗ／ｍ・Ｋ、熱伝導率評価「×」、密度０．９０ｇ／ｃｍ^３、熱伝導率／密度が０．２８Ｗ／ｍ・Ｋ／ｇ／ｃｍ^３、総合評価「×」であり、成形性が良くなく、熱伝導率が低いものであった。

このように、本発明は、コストが嵩む磁場発生装置などが不要であって、良好な熱伝導性を有し、かつ成形性が良好で安価なポリウレタンフォームを得ることができる。

Claims

ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料から得られるポリウレタンフォーム成形体であって、
前記熱伝導性フィラーが、ポリオール１００重量部に対して５０〜４００重量部であることを特徴とするポリウレタンフォーム成形体。
前記熱伝導性フィラーは、粒子径が３０μｍ以上〜４００μｍ未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、粒子径が３μｍ以上〜３０μｍ未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用であることを特徴とする請求項１に記載のポリウレタンフォーム成形体。
前記大粒子径の熱伝導性フィラーは、粒子径が８０μｍ以上〜４００μｍ未満であることを特徴とする請求項２に記載のポリウレタンフォーム成形体。
前記破泡剤の種類は、炭化水素系、エステル系、シリコーン系の何れかであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のポリウレタンフォーム成形体。
ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、破泡剤、熱伝導性フィラーを含むポリウレタンフォーム原料を金型に充填して発泡させるポリウレタンフォーム成形体の製造方法において、
前記熱伝導性フィラーが、ポリオール１００重量部に対して５０〜４００重量部であることを特徴とするポリウレタンフォーム成形体の製造方法。
前記熱伝導性フィラーは、粒子径が３０μｍ以上〜４００μｍ未満である大粒子径の熱伝導性フィラーと、粒子径が３μｍ以上〜３０μｍ未満である小粒子径の熱伝導性フィラーの併用であることを特徴とする請求項５に記載のポリウレタンフォーム成形体の製造方法。
前記大粒子径の熱伝導性フィラーは、粒子径が８０μｍ以上〜４００μｍ未満であることを特徴とする請求項６に記載のポリウレタンフォーム成形体の製造方法。
前記破泡剤の種類は、炭化水素系、エステル系、シリコーン系の何れかであることを特徴とする請求項５から７の何れか一項に記載のポリウレタンフォーム成形体の製造方法。