JP5416174B2 - 熱伝導性成形体 - Google Patents
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
本実施形態の熱伝導性成形体(以下、単に成形体という。)は、高分子マトリックスと、熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物(以下、単に組成物という。)から成形される。この成形体は発熱体と放熱体との間に介在するようにして用いられ、発熱体から放熱体への熱伝導を促進する。
て繊維状充填材を構成してもよい。これらの中でも、成形体の熱伝導率が高いことから、炭素繊維が好ましい。
材14が反磁性体である場合、組成物に磁場が印加されることにより、繊維状充填材14は、磁場の方向と反対方向に磁化されて磁力線に沿って配向される。また、繊維状充填材14の結晶構造の結晶方位に依存して繊維状充填材14の磁化率が異方性を持つ場合、繊維状充填材14は、磁化率の異方性に従って配向される。
体19から発熱体18に向かって荷重を加え、発熱体18及び放熱体19によって成形体11を挟持する。
本実施形態の繊維状充填材14は通常、成形体11の外面16から露出している。そのため、成形体11が接触対象物と接触する際、成形体11の外面16において、成形体11を構成する高分子マトリックス12と、接触対象物との接触は、露出した繊維状充填材14によって抑制される。ここで、高分子マトリックス12の硬度は通常、繊維状充填材14に比べて低い。そのため、成形体11は、硬度が低い高分子マトリックス12と接触対象物との接触が抑制されることから、粘着性を低下させてハンドリング性を高めることが容易である。硬度が大きい層を成形体の外面に設けることによって成形体のハンドリング性を高める場合、成形体の硬度が大きくなることから、成形体の柔軟性は低下する。これに対して、本実施形態の成形体11は、その硬度を低下させることなくハンドリング性を高めることから、柔軟性を維持することができる。
・ 前記熱伝導性充填材13は、高分子マトリックス12と熱伝導性充填材13との密着性を高めるために、例えばシランカップリング剤、又はチタネートカップリング剤を用いた表面処理が施されてもよいし、熱伝導性充填材13に絶縁性を付与するために、絶縁材料を用いた表面処理が施されてもよい。
・ 前記配向工程及び成形工程において、基材フィルム上に組成物を塗布した後、基材フィルム上で繊維状充填材14を配向させて成形体11を成形してもよい。この場合、露出工程において、成形体11の基材フィルムに接触していない外面16を、例えば回転式円板カッターを用いて削ることにより、高分子マトリックス12を除去してもよい。
(実施例1〜5、並びに比較例1及び2)
実施例1においては、調製工程として、高分子マトリックス12としての付加型の液状シリコーンゲルに、繊維状充填材14としての炭素繊維と、粒子状充填材15としての球状アルミナとを混合して成形体11用の組成物を調製した。各成分の配合量を表1に示す。表1において、各成分の配合量の数値は重量部を示す。液状シリコーンゲルの25℃における粘度は400mPa・sであり、液状シリコーンゲルの比重は1.0であった。炭素繊維の平均繊維径は10μmであり、炭素繊維の平均繊維長は160μmであった。球状アルミナの平均粒径は3.2μmであった。次に、炭素繊維及び球状アルミナが均一に分散されるまで組成物を攪拌した後、組成物の脱泡を行った。
各例の成形体11について、それらの粘着性に基づいてハンドリング性を評価した。表1中のハンドリング性について、「○」とは、成形体11の粘着性が適度に低く、成形体11の取扱いが容易であったことを示す。また、「×」とは、成形体11の粘着性が過剰に高く、成形体11の取扱いが困難であったことを示す。
各例の成形体11から円板状の試験片(直径:10mm、厚さ:0.5mm)を得た後、レーザーフラッシュ法により試験片の熱伝導率を測定した。
各例の成形体11について、それらを発熱体18及び放熱体19で挟持した後、厚さ方向に50%圧縮したときの厚さ方向における熱抵抗値を測定した。
・ 前記配向工程は、前記熱伝導性高分子組成物に磁場及び振動を印加して繊維状の熱伝導性充填材を配向させる工程を備え、前記振動の周波数は、前記熱伝導性高分子組成物の固有振動数よりも低く設定されている熱伝導成形体の製造方法。この構成によれば、繊維状の熱伝導性充填材を容易に配向させることができる。
伝導性充填材としての繊維状充填剤、16…外面、18…発熱体、19…放熱体。
Claims (7)
- 発熱体と放熱体との間に介在して用いられ、高分子マトリックスと、熱伝導性充填材とを含有する熱伝導性高分子組成物から成形された熱伝導性成形体であって、
前記熱伝導性充填材は、一定方向に配向された繊維状充填材を含み、
前記熱伝導性成形体において、前記配向の方向と交差する外面上には、前記繊維状充填材の端部が、交差した外面から先端まで距離を有して露出しており、
前記熱伝導性成形体の外面から当該外面に交差した状態で露出した繊維状充填材の先端までの距離が0μmを超えて50μm以下であり、
前記外面上に露出した繊維状充填材において、前記外面に交差した状態で露出している繊維状充填材の割合が50〜100%に設定されてなり、
前記熱伝導性成形体はその使用時に、前記外面が発熱体及び放熱体の少なくとも一方に接触するように、発熱体と放熱体との間に介在され、
前記露出された繊維状充填材の端部が、前記熱伝導性成形体の使用時に、熱伝導性成形体内において高分子マトリックスに対して相対的に没入することを特徴とする熱伝導性成形体。 - 前記熱伝導性成形体が発熱体と放熱体との間に介在される際に、前記露出された繊維状充填材の端部が、前記高分子マトリックス内に圧入されるとともに高分子マトリックスが繊維状充填材の間に浸み出すことによって、前記外面を形成する高分子マトリックスが発熱体及び放熱体の少なくとも一方に密着される構成である請求項1に記載の熱伝導性成形体。
- 前記熱伝導性成形体の外面は、前記高分子マトリックスが除去されて前記繊維状充填材が交差している面である請求項1又は請求項2に記載の熱伝導性成形体。
- 前記繊維状充填材が、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾールを前駆体とした炭素繊維である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の熱伝導性成形体。
- 前記熱伝導性充填材は、非繊維状充填材を含み、前記熱伝導性充填材の全量に対する前記繊維状充填材の割合は7質量%以上35質量%未満である請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の熱伝導性成形体。
- 前記繊維状充填材を露出させた面は、切断、研磨、及び高分子マトリックスの溶解から選ばれる少なくとも一種により処理された面である請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の熱伝導性成形体。
- 前記繊維状充填材を露出させた面は、剪断力による切断により処理された面である請求項6に記載の熱伝導性成形体。
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