JP6929589B2

JP6929589B2 - 複合材

Info

Publication number: JP6929589B2
Application number: JP2019571293A
Authority: JP
Inventors: ジョン・ミン・シン; ドン・ウ・ユ; ソ・ジン・キム
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2038-07-06
Also published as: CN110800388A; KR102159504B1; US20210138768A1; US11602922B2; JP2020524749A; EP3651560A1; EP3651560A4; CN110800388B; WO2019009670A1; KR20190005791A; KR102183702B1; KR20200101885A

Description

本出願は、２０１７年７月６日付けで提出された韓国特許出願第１０−２０１７−００８６０１２号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

本出願は、複合材に関する。

放熱素材は、多様な用途に使用できる。例えば、バッテリーや各種電子機器は、作動過程で熱が発生するので、このような熱を効果的に制御できる素材が要求される。

放熱特性が良い素材は、熱伝導度が高いセラミック素材などが知られているが、このような素材は、加工性が劣るので、高分子マトリックス内に高い熱伝導率を示す前記セラミックフィラーなどを配合して製造した複合素材が使用できる。

しかしながら、前記方式によれば、高い熱伝導度を確保するために多量のフィラー成分が適用されなければならないので、多様な問題が発生する。例えば、多量のフィラー成分を含む素材の場合、素材自体が固くなる傾向にあり、この場合、耐衝撃性などが劣る。

本出願は、複合材に関し、一例において、熱伝導特性に優れ、かつ耐衝撃性や加工性など他の物性も良好に確保され、必要に応じて電気伝導度も調節できる複合材またはその製造方法を提供することを目的とする。

本出願は、複合材に関する。用語「複合材」は、金属フォームと高分子成分を少なくとも含む材料を意味する。

本明細書で用語「金属フォームまたは金属骨格」は、金属を主成分として含む多孔性構造体を意味する。前記で金属を主成分とするというのは、金属フォームまたは金属骨格の全体重量を基準として金属の比率が５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上または９５重量％以上である場合を意味する。前記主成分として含まれる金属の比率の上限は、特に制限されず、例えば、１００重量％、９９重量％または９８重量％程度であってもよい。

本明細書で用語「多孔性」は、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が少なくとも１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、７５％以上または８０％以上である場合を意味する。前記気孔度の上限は、特に制限されず、例えば、約１００％未満、約９９％以下または約９８％以下程度であってもよい。前記気孔度は、金属フォームなどの密度を計算して公知の方式で算出することができる。

前記複合材は、高い熱伝導度を有し、これにより、例えば、放熱素材のように熱の制御のための素材に使用できる。

例えば、前記複合材は、熱伝導度が約０．４Ｗ／ｍＫ以上、０．４５Ｗ／ｍＫ以上、０．５Ｗ／ｍＫ以上、０．５５Ｗ／ｍＫ以上、０．６Ｗ／ｍＫ以上、０．６５Ｗ／ｍＫ以上、０．７Ｗ／ｍＫ以上、０．７５Ｗ／ｍＫ以上、０．８Ｗ／ｍＫ以上、０．８５Ｗ／ｍＫ以上、０．９Ｗ／ｍＫ以上、０．９５Ｗ／ｍＫ以上、１Ｗ／ｍＫ以上、１．５Ｗ／ｍＫ以上、２，Ｗ／ｍＫ以上２．５Ｗ／ｍＫ以上、３Ｗ／ｍＫ以上、３．５Ｗ／ｍＫ以上、４Ｗ／ｍＫ以上、４．５Ｗ／ｍＫ以上または５Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。前記複合材の熱伝導度は、高いほど複合材が優れた熱制御機能を有することができるものであって、特に制限されず、一例において、約１００Ｗ／ｍＫ以下、９０Ｗ／ｍＫ以下、８０Ｗ／ｍＫ以下、７０Ｗ／ｍＫ以下、６０Ｗ／ｍＫ以下、５０Ｗ／ｍＫ以下、４０Ｗ／ｍＫ以下、３０Ｗ／ｍＫ以下、２０Ｗ／ｍＫ以下、１５Ｗ／ｍＫ以下、１０Ｗ／ｍＫ以下、８Ｗ／ｍＫ以下または６Ｗ／ｍＫ以下程度であってもよい。本明細書で言及する複合材の熱伝導度は、後述する実施例の記述方式によって測定する。

本明細書で言及する物性のうち測定温度が当該物性に影響を及ぼす場合には、特に別途規定しない限り、その物性は、常温で測定したものである。用語「常温」は、加温または減温されない自然そのままの温度であり、例えば、約１０℃〜３０℃の範囲内のいずれか一つの温度、約２３℃または約２５℃程度の温度を意味する。

本出願の複合材は、前記のような優れた熱伝導特性を有すると同時に、加工性や耐衝撃性などの他の物性も安定的に確保され得、このような効果は、本明細書で説明する内容により達成され得る。

前記複合材に含まれる金属フォームの形態は、特に制限されないが、一例において、フィルム形状であってもよい。本出願の複合材では、前記フィルム形態の金属フォームの少なくとも表面や内部に存在する高分子成分が追加される。図１は、本出願の一例による複合体を示す図である。同図のように、本出願の複合材２０は、金属フォーム２２を含み、その内部および／または表面に高分子成分２１をさらに含むことができる。前記高分子成分２１は、図面では、内部および表面に共に存在する場合を示したが、前記高分子成分２１は、金属フォーム２２の内部または表面のうちいずれか一つにのみ存在することもでき、金属フォーム２２の内部に存在する場合にも、金属フォーム２２の全ての内部でなく、一部にのみ充填されていてもよい。

すなわち、高分子成分は、前記金属フォームの少なくとも一つの表面上で表面層を形成したり、金属フォーム内部の孔隙に充填されて存在したりすることができ、場合によっては、前記表面層を形成しつつ、かつ金属フォームの内部に充填されていてもよい。表面層を形成する場合に、金属フォームの表面のうち少なくとも一つの表面、一部の表面または全ての表面に対して高分子成分が表面層を形成していてもよい。一例において、少なくとも金属フォームの主表面である上部および／または下部表面に前記高分子成分が表面層を形成していてもよい。前記表面層は、金属フォームの表面全体を覆うように形成されてもよく、一部の表面のみを覆うように形成されてもよい。

複合材において金属フォームは、気孔度が約１０％〜９９％の範囲内であってもよい。このような気孔度を有する金属フォームは、適合な熱伝達ネットワークを形成している多孔性の金属骨格を有し、したがって、当該金属フォームを少量適用する場合にも、優れた熱伝導度を確保することができる。他の例において、前記気孔度は、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上または７０％以上であるか、９８％以下、９５％以下、９０％以下、８５％以下または８０％以下であってもよい。

金属フォームは、フィルム形態であってもよい。この場合、フィルムの厚さは、後述する方式によって複合材を製造するに際して、目的とする熱伝導度や厚さ比率などを考慮して調節され得る。前記フィルムの厚さは、目的とする熱伝導度を確保するために、例えば、約１０μｍ以上、約２０μｍ以上、約３０μｍ以上、約４０μｍ以上、約４５μｍ以上、約５０μｍ以上、約５５μｍ以上、約６０μｍ以上、約６５μｍ以上、約７０μｍ以上、約１００μｍ以上、約１５０μｍ以上、約２００μｍ以上、約２５０μｍ以上、約３００μｍ以上、約３５０μｍ以上、約４００μｍ以上、約４５０μｍ以上または約５００μｍ以上であってもよい。前記フィルムの厚さの上限は、目的に応じて制御されるものであって、特に制限されるものではないが、例えば、１０ｍｍ以下、５，０００μｍ以下、２，０００μｍ以下、１，５００μｍ以下、約１，０００μｍ以下、約９００μｍ以下、約８００μｍ以下、約７００μｍ以下、約６００μｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下、約１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約９０μｍ以下、約８０μｍ以下、約７０μｍ以下、約６０μｍ以下または約５５μｍ以下程度であってもよい。

本明細書で厚さは、当該対象の厚さが一定でない場合には、その対象の最小厚さ、最大厚または平均厚さであってもよい。

前記金属フォームは、熱伝導度が高い素材であってもよい。一例において、前記金属フォームは、熱伝導度が、約８Ｗ／ｍＫ以上、約１０Ｗ／ｍＫ以上、約１５Ｗ／ｍＫ以上、約２０Ｗ／ｍＫ以上、約２５Ｗ／ｍＫ以上、約３０Ｗ／ｍＫ以上、約３５Ｗ／ｍＫ以上、約４０Ｗ／ｍＫ以上、約４５Ｗ／ｍＫ以上、約５０Ｗ／ｍＫ以上、約５５Ｗ／ｍＫ以上、約６０Ｗ／ｍＫ以上、約６５Ｗ／ｍＫ以上、約７０Ｗ／ｍＫ以上、約７５Ｗ／ｍＫ以上、約８０Ｗ／ｍＫ以上、約８５Ｗ／ｍＫ以上または約９０Ｗ／ｍＫ以上である金属または金属合金を含むか、それからなることができる。前記熱伝導度は、その数値が高いほど少ない量の金属フォームを適用しつつ、目的とする熱制御特性を確保することができるので、特に制限されるものではなく、例えば、約１，０００Ｗ／ｍＫ以下程度であってもよい。

前記金属フォームの骨格は、多様な種類の金属や金属合金からなることができるが、このような金属や金属合金のうち前記言及された範囲の熱伝導度を示すことができる素材が選択されれば良い。このような素材としては、銅、金、白金、銀、アルミニウム、ニッケル、マンガン、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛よりなる群から選ばれたいずれか一つの金属や前記のうち２種以上の合金などを例示することができるが、これらに制限されるものではない。

このような金属フォームは、多様に公知されており、金属フォームを製造する方法もやはり多様に公知されている。本出願では、このような公知の金属フォームや前記公知の方式で製造した金属フォームが適用され得る。

金属フォームを製造する方式としては、塩などの気孔形成剤と金属の複合材料を焼結する方式と、高分子フォームなどの支持体に金属をコートし、その状態で焼結する方式やスラリー法などが知られている。また、前記金属フォームは、本出願人の先行出願である韓国出願第２０１７−００８６０１４号、第２０１７−００４０９７１号、第２０１７−００４０９７２号、第２０１６−０１６２１５４号、第２０１６−０１６２１５３号または第２０１６−０１６２１５２号などに開示された方式によっても製造され得る。

また、前記金属フォームは、前記先行出願に開示された方式のうち誘導加熱方式で製造され得るが、この場合、金属フォームは、導電性磁性金属を少なくとも含むことができる。この場合、金属フォームは、前記導電性磁性金属を重量を基準として３０重量％以上、３５重量％以上、４０重量％以上、４５重量％以上または５０重量％以上含むことができる。他の例において、前記金属フォーム内の導電性磁性金属の比率は、約５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上または９０重量％以上であってもよい。前記導電性磁性金属の比率の上限は、特に制限されず、例えば、約１００重量％未満または９５重量％以下であってもよい。

本出願において用語「導電性磁性金属」は、所定の比透磁率と電気伝導度を有する金属であって、誘導加熱方式により金属の焼結が可能なほどに発熱が可能な金属を意味する。

一例において、前記導電性磁性金属としては、比透磁率が９０以上の金属が使用できる。比透磁率μ_ｒは、当該物質の透磁率μと真空中の透磁率μ_０の比率μ／μ_０である。前記金属は、比透磁率が９５以上、１００以上、１１０以上、１２０以上、１３０以上、１４０以上、１５０以上、１６０以上、１７０以上、１８０以上、１９０以上、２００以上、２１０以上、２２０以上、２３０以上、２４０以上、２５０以上、２６０以上、２７０以上、２８０以上、２９０以上、３００以上、３１０以上、３２０以上、３３０以上、３４０以上、３５０以上、３６０以上、３７０以上、３８０以上、３９０以上、４００以上、４１０以上、４２０以上、４３０以上、４４０以上、４５０以上、４６０以上、４７０以上、４８０以上、４９０以上、５００以上、５１０以上、５２０以上、５３０以上、５４０以上、５５０以上、５６０以上、５７０以上、５８０以上または５９０以上であってもよい。比透磁率が高いほど、後述する誘導加熱のための電磁場の印加時に、さらに高い熱を発生することになるので、その上限は、特に制限されない。一例において、前記比透磁率の上限は、例えば、約３００，０００以下であってもよい。

導電性磁性金属は、２０℃での電気伝導度が約８ＭＳ／ｍ以上、９ＭＳ／ｍ以上、１０ＭＳ／ｍ以上、１１ＭＳ／ｍ以上、１２ＭＳ／ｍ以上、１３ＭＳ／ｍ以上または１４．５ＭＳ／ｍ以上であってもよい。前記電気伝導度の上限は、特に制限されず、例えば、前記電気伝導度は、約３０ＭＳ／ｍ以下、２５ＭＳ／ｍ以下または２０ＭＳ／ｍ以下であってもよい。

このような導電性磁性金属の具体的な例には、ニッケル、鉄またはコバルトなどがあるが、これらに制限されるものではない。

前記複合材は、前述したように、前記金属フォームの表面または金属フォームの内部に存在する高分子成分をさらに含むが、このような複合材の前記金属フォームの厚さＭＴおよび全体厚さＴの比率Ｔ／ＭＴは、３以下または２．５以下であってもよい。前記厚さの比率は、他の例において、約２以下、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１５以下または１．１以下であってもよい。前記厚さの比率の下限は、特に制限されるものではないが、一例において、約１以上、約１．０１以上、約１．０２以上、約１．０３以上、約１．０４以上、約１．０５以上または約１．１以上であってもよい。このような厚さ比率下で目的とする熱伝導度が確保されると共に、加工性や耐衝撃性などに優れた複合材が提供され得る。

本出願の複合材に含まれる高分子成分の種類は、特に制限されず、例えば、複合材の加工性や耐衝撃性、絶縁性などを考慮して選択され得る。本出願で適用され得る高分子成分の例としては、周知のアクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂、各種ゴム系樹脂およびフェノール樹脂よりなる群から選ばれた一つ以上が挙げられるが、これらに制限されるものではない。一例において、前記高分子成分としては、ポリジメチルシロキサン系のようなシリコン樹脂を適用することができる。

本出願の複合材は、前述した金属フォームの適用を通じて主に熱伝導度を確保する成分の比率を最小化しながらも、優れた熱伝導度を確保することができ、したがって、加工性や耐衝撃性などの低下なく目的とする物性の確保が可能である。

一例において、前記複合材に含まれる高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、１０以下であってもよい。前記比率ＭＶ／ＰＶは、他の例において、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下、２以下、１以下または０．５以下程度であってもよい。前記体積比の下限は、特に制限されず、例えば、約０．１程度であってもよい。前記体積比は、複合材に含まれる高分子成分と金属フォームの重量と当該成分の密度を通じて算出することができる。

他の例において、複合材内で金属フォームの含量は、全体複合材の重量に対して約３重量％以上、約５重量％以上または約１０重量％以上であってもよい。また、前記金属フォームフィラーの含量は、例えば、全体複合材の重量に対して約５０重量％以下、約４０重量％以下または約２５重量％以下程度であってもよい。

本出願の複合材では、前記のような高分子成分が金属フォームの少なくとも一つの表面で表面層を形成していてもよい。

この場合、前記表面層（高分子スキン層）の厚さは、目的に応じて制御されるものであって、特に制限されないが、例えば、約３００μｍ以下、２５０μｍ以下、２００μｍ以下または１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約８０μｍ以下、約６０μｍ以下、約４０μｍ以下、約３０μｍ以下、約２５μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、約１０μｍ以下または約５μｍ以下程度であってもよい。前記スキン層の厚さは、例えば、５μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、７０μｍ以上または１００μｍ以上程度であってもよい。

前記高分子成分は、電気伝導性フィラーをさらに含むことができ、例えば、前記電気伝導性フィラーは、前記金属フォームの内部孔隙を充填している高分子成分および／または前記表面層内に含まれていてもよい。これにより、さらに熱伝導特性に優れた複合材の提供が可能であり、前記複合材の電気伝導度も制御することができる。図２は、前記電気伝導性フィラーが表面層に存在する場合の例示である。図２のように、本出願の複合材３０は、高分子成分３１、金属フォーム３２および電気伝導性フィラー３５を含むことができる。

本出願で用語「電気伝導性フィラー」は、２０℃での電気伝導度が約８ＭＳ／ｍ以上、９ＭＳ／ｍ以上、１０ＭＳ／ｍ以上、１１ＭＳ／ｍ以上、１２ＭＳ／ｍ以上、１３ＭＳ／ｍ以上または１４．５ＭＳ／ｍ以上である粒子を意味する。前記電気伝導度の上限は、特に制限されず、例えば、約３０ＭＳ／ｍ以下、２５ＭＳ／ｍ以下または２０ＭＳ／ｍ以下であってもよい。

本出願で適用され得る電気伝導性フィラーの具体的な種類は、前記言及された電気伝導度を有するものであれば、特に制限されず、周知の金属フィラー、金属合金フィラーまたは炭素系フィラーなどが使用できる。

前記フィラーの例としては、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、金、アルミニウム、カルシウム、タングステン、亜鉛、モリブデン、白金、リチウム、スズ、鉛、チタン、マンガン、マグネシウムまたはクロムなどの電気伝導性金属のフィラーまたは前記のうち２種以上の合金のフィラーなどや、黒鉛、炭素繊維、カーボンナノチューブ、グラフェンまたはグラファイトなどのようなフィラーを例示することができるが、これらに制限されるものではない。

前記フィラーの形態や比率は、特に制限されない。一例において、前記フィラーの形態は、略球形、針状、板状、フレーク状、デンドライト状または星形等の多様な形態を有することができるが、前記形態に特に制限されるものではない。

一例において、前記電気伝導性フィラーは、平均粒径が０．００１μｍ〜８０μｍの範囲内にありえる。前記フィラーの平均粒径は、他の例において、０．０１μｍ以上、０．１μｍ以上、０．５μｍ以上、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上または約６μｍ以上であってもよい。前記フィラーの平均粒径は、他の例において、約７５μｍ以下、約７０μｍ以下、約６５μｍ以下、約６０μｍ以下、約５５μｍ以下、約５０μｍ以下、約４５μｍ以下、約４０μｍ以下、約３５μｍ以下、約３０μｍ以下、約２５μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、約１０μｍ以下または約５μｍ以下であってもよい。

フィラーの比率は、目的とする特性が確保されるか、あるいは、損傷されない範囲内で調節され得る。一例において、前記フィラーは、複合材内で体積比で約８０ｖｏｌ％以下程度で含まれ得る。前記で体積比は、複合材を構成する成分、例えば、前記金属フォーム、高分子成分およびフィラーそれぞれの重量と密度を基準として計算した数値である。

前記体積比は、他の例において、約７５ｖｏｌ％以下、７０ｖｏｌ％以下、６５ｖｏｌ％以下、６０ｖｏｌ％以下、５５ｖｏｌ％以下、５０ｖｏｌ％以下、４５ｖｏｌ％以下、４０ｖｏｌ％以下、３５ｖｏｌ％以下または３０ｖｏｌ％以下程度であるか、約１ｖｏｌ％以上、２ｖｏｌ％以上、３ｖｏｌ％以上、４ｖｏｌ％以上または５ｖｏｌ％以上程度であってもよい。

他の例において、前記フィラーは、高分子成分１００重量部に対して約０．１〜５０重量部で複合材に含まれ得る。前記比率は、他の例において、約０．５重量部以上、１重量部以上、５重量部以上または１０重量部以上であってもよく、また、約４５重量部以下、４０重量部以下、３５重量部以下、３０重量部以下、２５重量部以下、２０重量部以下または１５重量部以下程度であってもよい。

また、本出願は、前記のような形態の複合材の製造方法に関する。前記製造方法は、熱伝導度が８Ｗ／ｍＫ以上の金属または金属合金を含み、フィルム形態である金属フォームの表面に電気伝導性フィラーを含む硬化性高分子組成物が存在する状態で前記高分子組成物を硬化させる段階を含むことができる。

前記方法で適用される金属フォームやフィラーに関する具体的な内容は、既に記述した通りであり、製造される複合材に関する具体的な事項もやはり、前記記述した内容に従うことができる。

一方、前記で適用される高分子組成物もやはり、硬化等を用いて前記言及した高分子成分を形成できるものであれば、特別な制限はなく、このような高分子成分は、当業界に多様に公知となっている。

すなわち、例えば、公知となっている成分のうち適切な粘度を有する材料を使用して、周知の方式を用いて硬化を進めて、前記複合材を製造することができる。

本出願では、金属フォーム、高分子成分および電気伝導性フィラーを含み、優れた熱伝導度を有し、耐衝撃性、加工性および絶縁性などの他の物性も優れており、電気伝導度特性も制御可能な複合材を提供することができる。

本出願の例示的な複合材の模式図である。本出願の例示的な複合材の模式図である。

以下、実施例および比較例により本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例に制限されるものではない。

実施例１
金属フォームとしては、銅金属フォームとして、厚さが約１００μｍ程度であり、気孔度が約７０％程度であるフィルム形状の銅フォームを使用した。前記銅金属フォームを熱硬化型シリコン樹脂（ダウコーニング社、Ｓｙｌｇａｒｄ１８３ｋｉｔポリジメチルシロキサン）と、デンドライト状でありかつ平均粒径が４μｍ程度である銅粉末を混合した溶液（銅粉末１０重量％）に含浸させ、アプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１２０μｍ程度のフィルム形態になるように、過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約１２０℃のオーブンに約２０分間維持して硬化させることにより、複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約２．７６５Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、０．３６Ω／□程度であった。

前記熱伝導度は、複合材の熱拡散度Ａ、比熱Ｂおよび密度Ｃを求めて、熱伝導度＝ＡＢＣの数式で求め、前記熱拡散度Ａは、レーザーフラッシュ法（ＬＦＡ装備、モデル名：ＬＦＡ４６７）を用いて測定し、比熱は、ＤＳＣ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）装備を用いて測定し、密度は、アルキメデス法を用いて測定した。また、前記熱伝導度は、複合材の厚さ方向（Ｚ軸）に対する値である。また、電気抵抗は、４ポイントプローブシステムの面抵抗測定機で測定した。

実施例２
電気伝導性フィラーとして、フレーク状でありかつ平均粒径が約１０μｍ程度である銅粉末を適用したことを除いて、実施例１と同一に複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約４．３２９Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、０．３２Ω／□程度であった。

実施例３
電気伝導性フィラーとして、球形でありかつ平均粒径が約３〜６μｍ程度の水準であるニッケル粉末を適用したことを除いて、実施例１と同一に複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約１．７４１Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、０．０４８Ω／□程度であった。

実施例４
電気伝導性フィラーとして、フレーク状でありかつ平均粒径が約３〜６μｍ程度の水準であるニッケル粉末を適用したことを除いて、実施例１と同一に複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約２．９８６Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、０．０４１Ω／□程度であった。

実施例５
電気伝導性フィラーとして、フレーク状でありかつ平均粒径が約３〜６μｍ程度の水準であるグラファイト粉末を適用したことを除いて、実施例１と同一に複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約２．１３４Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、０．５１Ω／□程度であった。

比較例１
熱硬化型シリコン樹脂（ダウコーニング社、Ｓｙｌｇａｒｄ１８３ｋｉｔポリジメチルシロキサン）をフィルムアプリケーターを用いて１２０μｍ厚さのフィルムに形成した。その後、１２０℃のオーブンで２０分間加熱して熱硬化を進めた。この複合材の熱伝導度は、約０．２７０Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、絶縁体水準と高く測定された。

比較例２
厚さが１００μｍであり、気孔度が７５％であるシート形態の銅フォームに熱硬化型シリコン樹脂（ダウコーニング社、Ｓｙｌｇａｒｄ１８３ｋｉｔポリジメチルシロキサン）をフィルムアプリケーターを用いて全体厚さが１２０μｍとなるようにコートした。その後、１２０℃のオーブンで２０分間加熱して熱硬化を進めて複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約１．２１２Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、絶縁体水準と高く測定された。

比較例３
熱硬化型シリコン樹脂（ダウコーニング社、Ｓｙｌｇａｒｄ１８３ｋｉｔポリジメチルシロキサン）と、デンドライト状でありかつ平均粒径が４μｍである銅粉末を混合した溶液（銅粉末２５重量％）を混合した溶液をフィルムアプリケーターを用いて１２０μｍ厚さのフィルムに形成した。その後、１２０℃のオーブンで２０分間加熱して熱硬化を進めて放熱複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約０．４０２Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、絶縁体水準と高く測定された。

比較例４
熱硬化型シリコン樹脂（ダウコーニング社、Ｓｙｌｇａｒｄ１８３ｋｉｔポリジメチルシロキサン）と、フレーク状でありかつ平均粒径が１０μｍ程度である銅粉末を混合した溶液（銅粉末２５重量％）を混合した溶液をフィルムアプリケーターを用いて１２０μｍ厚さのフィルムに形成した。その後、１２０℃のオーブンで２０分間加熱して熱硬化を進めて放熱複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約０．３３８Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、絶縁体水準と高く測定された。

比較例５
熱硬化型シリコン樹脂（ダウコーニング社、Ｓｙｌｇａｒｄ１８３ｋｉｔポリジメチルシロキサン）と、球形でありかつ平均粒径が３〜６μｍ程度であるニッケル粉末を混合した溶液（ニッケル粉末２５重量％）を混合した溶液をフィルムアプリケーターを用いて１２０μｍ厚さのフィルムに形成した。その後、１２０℃のオーブンで２０分間加熱して熱硬化を進めて放熱複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約０．２９７Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、絶縁体水準と高く測定された。

比較例６
熱硬化型シリコン樹脂（ダウコーニング社、Ｓｙｌｇａｒｄ１８３ｋｉｔポリジメチルシロキサン）と、フレーク状でありかつ平均粒径が３〜６μｍ程度であるニッケル粉末を混合した溶液（ニッケル粉末２５重量％）を混合した溶液をフィルムアプリケーターを用いて１２０μｍ厚さのフィルムに形成した。その後、１２０℃のオーブンで２０分間加熱して熱硬化を進めて放熱複合材を製造した。この複合材の熱伝導度は、約０．３０１Ｗ／ｍＫ程度であり、電気抵抗は、絶縁体水準と高く測定された。

２０、３０複合材
２１、３１高分子成分
２２、３２金属フォーム
３５電気伝導性フィラー

Claims

厚さが９００μｍ以下であり、気孔度が６０〜９９％の範囲内にあるフィルム形態の金属フォームと、前記金属フォームの表面または金属フォームの内部に存在し、電気伝導性フィラーを含む高分子成分とを含む複合材であって、
前記金属フォームの厚さＭＴおよび前記複合材の全体厚さＴの比率Ｔ／ＭＴが１以上３以下であり、
前記電気伝導性フィラーの２０℃での電気伝導度が８ＭＳ／ｍ以上であり、
前記複合材の熱伝導度が０．４Ｗ／ｍＫ以上である、複合材。
前記金属フォームは、熱伝導度が８Ｗ／ｍＫ以上である金属または金属合金を含む、請求項１に記載の複合材。
前記金属フォームは、厚さが１０μｍ以上である、請求項１または２に記載の複合材。
前記金属フォームは、銅、金、白金、銀、アルミニウム、ニッケル、マンガン、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛からなる群から選ばれたいずれか一つの金属または２種以上を含む骨格を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の複合材。
前記高分子成分は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂およびフェノール樹脂からなる群から選ばれた一つ以上を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の複合材。
前記高分子成分の体積ＰＶと前記金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、１０以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の複合材。
前記電気伝導性フィラーは、金属フィラー、金属合金フィラーまたは炭素系フィラーである、請求項１から６のいずれか一項に記載の複合材。
前記電気伝導性フィラーは、ニッケル、鉄、コバルト、銀、銅、金、アルミニウム、カルシウム、タングステン、亜鉛、モリブデン、白金、リチウム、スズ、鉛、チタン、マンガン、マグネシウムおよびクロムからなる群から選択される一つ以上のフィラーである、請求項１から７のいずれか一項に記載の複合材。
前記電気伝導性フィラーは、黒鉛、炭素繊維、カーボンナノチューブ、グラフェンまたはグラファイトである、請求項１から７のいずれか一項に記載の複合材。
前記電気伝導性フィラーは、球形、針状、板状、フレーク状、デンドライト状または星形である、請求項１から９のいずれか一項に記載の複合材。
前記電気伝導性フィラーの複合材に対する体積比が８０ｖｏｌ％以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の複合材。