JP4947428B2 - 断熱シート及び筐体 - Google Patents

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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、によって作られた断熱シートであって、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、当該断熱シートが電子部品と対向配置された場合に、上記電子部品が安定して動作しているときは上記発泡性マイクロカプセルが未発泡の状態に維持され、上記電子部品が異常に発熱したときに発泡する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、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。
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いる。このため、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、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。すなわち、当該断熱シートが電子部品と対向配置された場合に、上記電子部品が安定して動作しているときは上記発泡性マイクロカプセルが未発泡の状態に維持され、上記電子部品が異常に発熱したときに発泡するようにできる。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 (3)

  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、
    によって作られた断熱シートであって、
    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、
    当該断熱シートが電子部品と対向配置された場合に、上記電子部品が安定して動作しているときは上記発泡性マイクロカプセルが未発泡の状態に維持され、上記電子部品が異常に発熱したときに発泡することを特徴とする断熱シート。
  2. 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に記載の断熱シート。
  3. 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〜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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