JPH1060287A - 高熱伝導性材料及びその製造方法、床暖房システム - Google Patents
高熱伝導性材料及びその製造方法、床暖房システムInfo
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- JPH1060287A JPH1060287A JP8214633A JP21463396A JPH1060287A JP H1060287 A JPH1060287 A JP H1060287A JP 8214633 A JP8214633 A JP 8214633A JP 21463396 A JP21463396 A JP 21463396A JP H1060287 A JPH1060287 A JP H1060287A
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- conductive material
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Central Heating Systems (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Floor Finish (AREA)
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ないフィラーの添加で効率的に熱伝導率を
高めることができる高熱伝導性材料を提供する。 【解決手段】 金属以外の材料を主材とする基材１に、
基材１より高い熱伝導率を有すると共に大きなアスペク
ト比を有するフィラー２を混合分散させる。フィラーと
してこのようにアスペクト比の大きいフィラー２を用い
ると、基材１中におけるフィラー２間の平均距離が小さ
くなり、フィラー２による熱伝導が効率的に行なわれる
ようになる。
高めることができる高熱伝導性材料を提供する。 【解決手段】 金属以外の材料を主材とする基材１に、
基材１より高い熱伝導率を有すると共に大きなアスペク
ト比を有するフィラー２を混合分散させる。フィラーと
してこのようにアスペクト比の大きいフィラー２を用い
ると、基材１中におけるフィラー２間の平均距離が小さ
くなり、フィラー２による熱伝導が効率的に行なわれる
ようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィラーを分散し
た高熱伝導性材料及びその製造方法、この高熱伝導性材
料を蓄熱材として用いた床暖房システムに関するもので
ある。
た高熱伝導性材料及びその製造方法、この高熱伝導性材
料を蓄熱材として用いた床暖房システムに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】金属以外の材料は一般的に熱伝導率が低
い。従ってこのような金属以外の材料を基材として利用
する分野において、基材に高熱伝導性が要求される場合
には、基材の材料より熱伝導率の高い粒状フィラーを基
材に混合分散させる等の方法が採用されている。
い。従ってこのような金属以外の材料を基材として利用
する分野において、基材に高熱伝導性が要求される場合
には、基材の材料より熱伝導率の高い粒状フィラーを基
材に混合分散させる等の方法が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように基材に粒状
フィラーを混合分散させる方法では、基材に対して粒状
フィラーを体積分率が３０％以上になるように添加しな
いと、熱伝導率を向上させる効果が表れない。従ってフ
ィラーの大量使用によって、基材の重量及び体積が大幅
に増加すると共に材料コストが大幅増になり、また基材
の基本物性が大きく損なわれる可能性がある、等の問題
を有するものであった。
フィラーを混合分散させる方法では、基材に対して粒状
フィラーを体積分率が３０％以上になるように添加しな
いと、熱伝導率を向上させる効果が表れない。従ってフ
ィラーの大量使用によって、基材の重量及び体積が大幅
に増加すると共に材料コストが大幅増になり、また基材
の基本物性が大きく損なわれる可能性がある、等の問題
を有するものであった。
【０００４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、少ないフィラーの添加で効率的に熱伝導率を高め
ることができる高熱伝導性材料及びその製造方法を提供
することを目的とするものであり、またのようにして得
られた高熱伝導性材料を用いて暖房を効率的に行なうこ
とができるようにした床暖房システムを提供することを
目的とするものである。
あり、少ないフィラーの添加で効率的に熱伝導率を高め
ることができる高熱伝導性材料及びその製造方法を提供
することを目的とするものであり、またのようにして得
られた高熱伝導性材料を用いて暖房を効率的に行なうこ
とができるようにした床暖房システムを提供することを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高熱伝導性
材料は、金属以外の材料を主材とする基材に、基材より
高い熱伝導率を有すると共に大きなアスペクト比を有す
るフィラーを混合分散させて成ることを特徴とするもの
である。また請求項２の発明は、上記のフィラーが、フ
レーク状もしくは繊維状のものであることを特徴とする
ものである。
材料は、金属以外の材料を主材とする基材に、基材より
高い熱伝導率を有すると共に大きなアスペクト比を有す
るフィラーを混合分散させて成ることを特徴とするもの
である。また請求項２の発明は、上記のフィラーが、フ
レーク状もしくは繊維状のものであることを特徴とする
ものである。
【０００６】また請求項３の発明は、上記のフィラー
が、平均アスペクト比が１０〜２００００のものである
ことを特徴とするものである。また請求項４の発明は、
上記のフィラーが、代表長さが０．５ｍｍ以上のもので
あることを特徴とするものである。また請求項５の発明
は、上記のフィラーが、金属材料、炭素材料、無機材
料、有機材料のいずれかからなるものであり、その熱伝
導率が基材の熱伝導率の３倍以上のものであることを特
徴とするものである。
が、平均アスペクト比が１０〜２００００のものである
ことを特徴とするものである。また請求項４の発明は、
上記のフィラーが、代表長さが０．５ｍｍ以上のもので
あることを特徴とするものである。また請求項５の発明
は、上記のフィラーが、金属材料、炭素材料、無機材
料、有機材料のいずれかからなるものであり、その熱伝
導率が基材の熱伝導率の３倍以上のものであることを特
徴とするものである。
【０００７】また請求項６の発明は、上記のフィラーと
して、平均アスペクト比が異なる２種以上のものを用い
ることを特徴とするものである。また請求項７の発明
は、上記フィラーが、全体積分率が１．５〜３０％にな
るように基材に混合分散されていることを特徴とするも
のである。また請求項８の発明は、上記の大きなアスペ
クト比を有するフィラーの他に、粒状のフィラーを基材
に混合分散させて成ることを特徴とするものである。
して、平均アスペクト比が異なる２種以上のものを用い
ることを特徴とするものである。また請求項７の発明
は、上記フィラーが、全体積分率が１．５〜３０％にな
るように基材に混合分散されていることを特徴とするも
のである。また請求項８の発明は、上記の大きなアスペ
クト比を有するフィラーの他に、粒状のフィラーを基材
に混合分散させて成ることを特徴とするものである。
【０００８】また請求項９の発明は、上記の粒状のフィ
ラーが、金属材料、炭素材料、無機材料、有機材料のい
ずれかからなるものであり、その熱伝導率が基材の熱伝
導率の２倍以上のものであることを特徴とするものであ
る。また請求項１０の発明は、上記粒状のフィラーが、
全体積分率が４％以上になるように基材に混合分散され
ていることを特徴とするものである。
ラーが、金属材料、炭素材料、無機材料、有機材料のい
ずれかからなるものであり、その熱伝導率が基材の熱伝
導率の２倍以上のものであることを特徴とするものであ
る。また請求項１０の発明は、上記粒状のフィラーが、
全体積分率が４％以上になるように基材に混合分散され
ていることを特徴とするものである。
【０００９】また請求項１１の発明は、上記基材が、潜
熱蓄熱材であることを特徴とするものである。また請求
項１２の発明は、上記潜熱蓄熱材が、有機系蓄熱材であ
ることを特徴とするものである。また請求項１３の発明
は、上記有機系蓄熱材が、パラフィンを蓄熱物質とする
蓄熱材であることを特徴とするものである。
熱蓄熱材であることを特徴とするものである。また請求
項１２の発明は、上記潜熱蓄熱材が、有機系蓄熱材であ
ることを特徴とするものである。また請求項１３の発明
は、上記有機系蓄熱材が、パラフィンを蓄熱物質とする
蓄熱材であることを特徴とするものである。
【００１０】また請求項１４の発明は、上記パラフィン
を蓄熱物質とする蓄熱材が、蓄熱物質であるパラフィン
と、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンと、結晶性
ポリオレフィンとからなることを特徴とするものであ
る。また請求項１５の発明は、上記の非晶性もしくは低
結晶性ポリオレフィンが、エチレンプロピレン共重合
体、超低密度ポリエチレン、アタクチックポリプロピレ
ンから選ばれるものであり、上記の結晶性ポリオレフィ
ンが、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、
ポリプロピレンから選ばれるものであることを特徴とす
るものである。
を蓄熱物質とする蓄熱材が、蓄熱物質であるパラフィン
と、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンと、結晶性
ポリオレフィンとからなることを特徴とするものであ
る。また請求項１５の発明は、上記の非晶性もしくは低
結晶性ポリオレフィンが、エチレンプロピレン共重合
体、超低密度ポリエチレン、アタクチックポリプロピレ
ンから選ばれるものであり、上記の結晶性ポリオレフィ
ンが、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、
ポリプロピレンから選ばれるものであることを特徴とす
るものである。
【００１１】また請求項１６の発明は、上記の大きなア
スペクト比を有するフィラーが、アルミニウムフレー
ク、アルミニウム繊維、ステンレス箔、ステンレス繊
維、グラファイト、カーボンファイバー、アルミナ、マ
イカ、バーミュキュライトのうち少なくとも一種を含む
ものであることを特徴とするものである。また請求項１
７の発明は、上記の粒状のフィラーが、炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリ
カ、タルク、クレイ、マイカ、アルミナのうち少なくと
も一種を含むものであることを特徴とするものである。
スペクト比を有するフィラーが、アルミニウムフレー
ク、アルミニウム繊維、ステンレス箔、ステンレス繊
維、グラファイト、カーボンファイバー、アルミナ、マ
イカ、バーミュキュライトのうち少なくとも一種を含む
ものであることを特徴とするものである。また請求項１
７の発明は、上記の粒状のフィラーが、炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリ
カ、タルク、クレイ、マイカ、アルミナのうち少なくと
も一種を含むものであることを特徴とするものである。
【００１２】また請求項１８の発明は、上記のフイラー
が、基材中でランダムな向きで分散していることを特徴
とするものである。また請求項１９の発明は、上記の大
きなアスペクト比を有するフィラーが、その長手方向が
基材の熱伝導方向と平行に配向して分散していることを
特徴とするものである。
が、基材中でランダムな向きで分散していることを特徴
とするものである。また請求項１９の発明は、上記の大
きなアスペクト比を有するフィラーが、その長手方向が
基材の熱伝導方向と平行に配向して分散していることを
特徴とするものである。
【００１３】また請求項２０の発明は、上記のフィラー
を分散させた基材と、上記のフィラーを分散させていな
い基材とを熱伝導方向と平行な層として交互に積層して
成ることを特徴とするものである。本発明に係る高熱伝
導性材料の製造方法は、上記に記載の基材とフィラーを
混練押出機で混練すると共にこの混練物を成形金型を通
して押出成形することによって、連続混練押出成形で成
形することを特徴とするものである。
を分散させた基材と、上記のフィラーを分散させていな
い基材とを熱伝導方向と平行な層として交互に積層して
成ることを特徴とするものである。本発明に係る高熱伝
導性材料の製造方法は、上記に記載の基材とフィラーを
混練押出機で混練すると共にこの混練物を成形金型を通
して押出成形することによって、連続混練押出成形で成
形することを特徴とするものである。
【００１４】また請求項２２の発明は、上記混練物の粘
度を、式η＝ｋγn-1 （η：粘度、ｋ：材料固有の係
数、γ：剪断速度、ｎ：べき指数）において、べき指数
ｎが１／２以下になるように調整して、成形金型を通し
て押出成形することを特徴とするものである。また請求
項２３の発明は、基材とフィラーを冷却混練して押出成
形することを特徴とするものである。
度を、式η＝ｋγn-1 （η：粘度、ｋ：材料固有の係
数、γ：剪断速度、ｎ：べき指数）において、べき指数
ｎが１／２以下になるように調整して、成形金型を通し
て押出成形することを特徴とするものである。また請求
項２３の発明は、基材とフィラーを冷却混練して押出成
形することを特徴とするものである。
【００１５】また請求項２４の発明は、結晶性ポリオレ
フィンを含む基材とフィラーを、結晶性ポリオレフィン
の融点以下の温度で冷却混練することを特徴とするもの
である。また請求項２５の発明は、基材に増粘材を添加
して混練することを特徴とするものである。
フィンを含む基材とフィラーを、結晶性ポリオレフィン
の融点以下の温度で冷却混練することを特徴とするもの
である。また請求項２５の発明は、基材に増粘材を添加
して混練することを特徴とするものである。
【００１６】また請求項２６の発明は、上記増粘材が、
ＥＶＡ、ソフトパラフィン、ポリイソブチレン、シリ
カ、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、カオリンクレ
ー、タルク、パーライト、ベントンから選ばれるもので
あることを特徴とするものである。また請求項２７の発
明は、基材に結晶性ポリオレフィンの結晶化促進剤を添
加することを特徴とするものである。
ＥＶＡ、ソフトパラフィン、ポリイソブチレン、シリ
カ、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、カオリンクレ
ー、タルク、パーライト、ベントンから選ばれるもので
あることを特徴とするものである。また請求項２７の発
明は、基材に結晶性ポリオレフィンの結晶化促進剤を添
加することを特徴とするものである。
【００１７】また請求項２８の発明は、上記混練物を、
熱伝導方向と平行に並ぶ複数のスリットを有する成形金
型を通して押出成形することを特徴とするものである。
また請求項２９の発明は、上記スリットが、熱伝導方向
の寸法と熱伝導方向に対して垂直な方向の寸法の比が
１．５：１〜２０：１になるように形成されていること
を特徴とするものである。
熱伝導方向と平行に並ぶ複数のスリットを有する成形金
型を通して押出成形することを特徴とするものである。
また請求項２９の発明は、上記スリットが、熱伝導方向
の寸法と熱伝導方向に対して垂直な方向の寸法の比が
１．５：１〜２０：１になるように形成されていること
を特徴とするものである。
【００１８】また請求項３０の発明は、基材を混練押出
機で混練しつつフィラーを間欠的に混練押出機に投入し
て基材に部分的に混練し、これを成形金型を通して押出
成形することによって、フィラーが混合された基材層と
フィラーが混合されていない基材層とを押出方向に積層
することを特徴とするものである。また請求項３１の発
明は、熱伝導方向と平行に並ぶ複数のスリットを設けた
成形金型を用い、フィラーが分散している基材とフィラ
ーが分散していない基材を隣合う各スリットから押出し
て成形することを特徴とするものである。
機で混練しつつフィラーを間欠的に混練押出機に投入し
て基材に部分的に混練し、これを成形金型を通して押出
成形することによって、フィラーが混合された基材層と
フィラーが混合されていない基材層とを押出方向に積層
することを特徴とするものである。また請求項３１の発
明は、熱伝導方向と平行に並ぶ複数のスリットを設けた
成形金型を用い、フィラーが分散している基材とフィラ
ーが分散していない基材を隣合う各スリットから押出し
て成形することを特徴とするものである。
【００１９】本発明に係る床暖房システムは、床材、上
記に記載の高熱伝導性材料からなる蓄熱体、ヒーター、
断熱材を積層して形成したことを特徴とするものであ
る。また請求項３３の発明は、上記に記載の高熱伝導性
材料から形成した蓄熱体と、アスペクト比の大きなフィ
ラーを含有しない基材から形成した蓄熱体を用いること
を特徴とするものである。
記に記載の高熱伝導性材料からなる蓄熱体、ヒーター、
断熱材を積層して形成したことを特徴とするものであ
る。また請求項３３の発明は、上記に記載の高熱伝導性
材料から形成した蓄熱体と、アスペクト比の大きなフィ
ラーを含有しない基材から形成した蓄熱体を用いること
を特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明は、金属以外の材料を主材とする基材に基
材より高い熱伝導率を有するフィラーを混合分散させ
て、高熱伝導性を有するようにしたものであり、この高
い熱伝導率を有するフィラーとして、本発明ではアスペ
クト比（代表長さ／厚さもしくは径）の大きなものを用
いるものである（請求項１）。ここで、代表長さ（フィ
ラーがフレーク状の場合には代表径ともいう）とは、フ
ィラーの最長部分の長さをいうものであり、フレーク状
フィラーの場合は偏平面での最長部分の長さ、繊維状フ
ィラーの場合は繊維長が相当する。基材にフィラーを分
散させるにあたって、フィラーとしてこのようにアスペ
クト比の高いフィラーを用いると、基材中におけるフィ
ラー間の平均距離が小さくなって、フィラーによる熱伝
導が効率的に行なわれる。従って、少ないフィラーの添
加量で効果的に基材の熱伝導率を向上させることができ
るものである。
する。本発明は、金属以外の材料を主材とする基材に基
材より高い熱伝導率を有するフィラーを混合分散させ
て、高熱伝導性を有するようにしたものであり、この高
い熱伝導率を有するフィラーとして、本発明ではアスペ
クト比（代表長さ／厚さもしくは径）の大きなものを用
いるものである（請求項１）。ここで、代表長さ（フィ
ラーがフレーク状の場合には代表径ともいう）とは、フ
ィラーの最長部分の長さをいうものであり、フレーク状
フィラーの場合は偏平面での最長部分の長さ、繊維状フ
ィラーの場合は繊維長が相当する。基材にフィラーを分
散させるにあたって、フィラーとしてこのようにアスペ
クト比の高いフィラーを用いると、基材中におけるフィ
ラー間の平均距離が小さくなって、フィラーによる熱伝
導が効率的に行なわれる。従って、少ないフィラーの添
加量で効果的に基材の熱伝導率を向上させることができ
るものである。
【００２１】このフィラーの形状は、アスペクト比が高
ければ何でも良いが、フレーク状もしくは繊維状のもの
が入手のし易さや比較的安価であることから好ましい
（請求項２）。またこのフィラーの平均アスペクト比は
１０〜２００００の範囲であることが好ましい（請求項
３）。平均アスペクトが１０未満であると、熱伝導率を
効率的に向上させることが困難になり、また平均アスペ
クト比が２００００を超えるものでは、基材に混合分散
させる際のフィラーの破損が大きく、基材中に分散され
たフィラーのアスペクト比が却って小さくなってしまう
おそれがある。
ければ何でも良いが、フレーク状もしくは繊維状のもの
が入手のし易さや比較的安価であることから好ましい
（請求項２）。またこのフィラーの平均アスペクト比は
１０〜２００００の範囲であることが好ましい（請求項
３）。平均アスペクトが１０未満であると、熱伝導率を
効率的に向上させることが困難になり、また平均アスペ
クト比が２００００を超えるものでは、基材に混合分散
させる際のフィラーの破損が大きく、基材中に分散され
たフィラーのアスペクト比が却って小さくなってしまう
おそれがある。
【００２２】さらに、このフィラーの代表長さは、０．
５ｍｍ以上の長いものが好ましい（請求項４）。このよ
うに代表長さの長いフィラーを基材中に分散させると、
フィラー同士の接触確率が高くなり、長い距離で熱がフ
ィラーを速く伝わり、熱伝導率を向上させる効果を高く
得ることができるものである。フィラーの代表長さは基
材の層の厚さが許す限り長いほうがよいが、実質的には
３０ｍｍ程度が限界である。
５ｍｍ以上の長いものが好ましい（請求項４）。このよ
うに代表長さの長いフィラーを基材中に分散させると、
フィラー同士の接触確率が高くなり、長い距離で熱がフ
ィラーを速く伝わり、熱伝導率を向上させる効果を高く
得ることができるものである。フィラーの代表長さは基
材の層の厚さが許す限り長いほうがよいが、実質的には
３０ｍｍ程度が限界である。
【００２３】また、このアスペクト比が大きいフィラー
は、金属材料、炭素材料、無機材料、有機材料のいずれ
かからなるものを用いることができる。金属材料や炭素
材料のように熱伝導率が高いものを使用すると、少ない
量の添加で熱伝導率を向上させる効果を高く得ることが
できるが、比較的熱伝導率が低くても無機材料や有機材
料のように安価な材料の場合には多めに添加することに
よって、熱伝導率を向上させることができる。いずれの
材料の場合でも基材の熱伝導率を大きく向上ささせるた
めには、このアスペクト比が大きいフィラーの熱伝導率
は基材の熱伝導率の３倍以上であることが望ましい（請
求項５）。このフィラーの熱伝導率は高ければ高い程よ
いが、基材の熱伝導率の５０００倍程度が実質的な限界
である。このようなアスペクト比の大きなフィラーを例
示すると、アルミニウムフレーク、アルミニウム繊維、
ステンレス箔、ステンレス繊維、グラファイト、カーボ
ンファイバー、アルミナ、マイカ、バーミュキュライト
などである（請求項１６）。
は、金属材料、炭素材料、無機材料、有機材料のいずれ
かからなるものを用いることができる。金属材料や炭素
材料のように熱伝導率が高いものを使用すると、少ない
量の添加で熱伝導率を向上させる効果を高く得ることが
できるが、比較的熱伝導率が低くても無機材料や有機材
料のように安価な材料の場合には多めに添加することに
よって、熱伝導率を向上させることができる。いずれの
材料の場合でも基材の熱伝導率を大きく向上ささせるた
めには、このアスペクト比が大きいフィラーの熱伝導率
は基材の熱伝導率の３倍以上であることが望ましい（請
求項５）。このフィラーの熱伝導率は高ければ高い程よ
いが、基材の熱伝導率の５０００倍程度が実質的な限界
である。このようなアスペクト比の大きなフィラーを例
示すると、アルミニウムフレーク、アルミニウム繊維、
ステンレス箔、ステンレス繊維、グラファイト、カーボ
ンファイバー、アルミナ、マイカ、バーミュキュライト
などである（請求項１６）。
【００２４】請求項６の発明は、金属以外の材料を主材
とする基材に、基材より高い熱伝導率を有するフィラー
を混合分散させるにあたって、このフィラーとして、フ
レーク状もしくは繊維状の形状を有すると共に大きなア
スペクト比を有しており、しかも平均アスペクト比が異
なる２種類以上のものを組み合わせて用いるようにした
ものである。フーク−フレーク、フレーク−繊維、繊維
−繊維のいずれの組み合わせでもよい。このようにアス
ペクト比の大きなフィラーとして、平均アスペクト比が
異なる２種類以上のものを組み合わせて用いることによ
って、熱伝導率向上の効果がさらに大きくなるものであ
る。
とする基材に、基材より高い熱伝導率を有するフィラー
を混合分散させるにあたって、このフィラーとして、フ
レーク状もしくは繊維状の形状を有すると共に大きなア
スペクト比を有しており、しかも平均アスペクト比が異
なる２種類以上のものを組み合わせて用いるようにした
ものである。フーク−フレーク、フレーク−繊維、繊維
−繊維のいずれの組み合わせでもよい。このようにアス
ペクト比の大きなフィラーとして、平均アスペクト比が
異なる２種類以上のものを組み合わせて用いることによ
って、熱伝導率向上の効果がさらに大きくなるものであ
る。
【００２５】基材にアスペクト比の大きなフィラーを混
合分散させるにあたって、上記のようにアスペクト比の
大きなフィラーは少ない添加量で熱伝導率を向上させる
ことができるものあり、基材へのフィラーの添加量は、
基材中の体積分率が１．５〜３０％になるように調整す
るのが好ましい（請求項７）。フィラーの添加量が３０
ｖｏｌ％を超えると、高熱伝導性材料の重量や体積の増
加が大きくなると共に材料コストが大幅増になり、また
高熱伝導性材料の基本物性が大きく損なわれる可能性が
ある。逆にフィラーの添加量が１．５ｖｏｌ％未満であ
ると、熱伝導率を向上させる効果を十分に得ることがで
きない。
合分散させるにあたって、上記のようにアスペクト比の
大きなフィラーは少ない添加量で熱伝導率を向上させる
ことができるものあり、基材へのフィラーの添加量は、
基材中の体積分率が１．５〜３０％になるように調整す
るのが好ましい（請求項７）。フィラーの添加量が３０
ｖｏｌ％を超えると、高熱伝導性材料の重量や体積の増
加が大きくなると共に材料コストが大幅増になり、また
高熱伝導性材料の基本物性が大きく損なわれる可能性が
ある。逆にフィラーの添加量が１．５ｖｏｌ％未満であ
ると、熱伝導率を向上させる効果を十分に得ることがで
きない。
【００２６】請求項８の発明は、金属以外の材料を主材
とする基材に、基材より高い熱伝導率を有するフィラー
を混合分散させるにあたって、このフィラーとして、フ
レーク状もしくは繊維状の形状を有すると共に大きなア
スペクト比を有する種類の他に、平均アスペクト比が小
さい（アスペクト比が１０未満）粒状のフィラーを併用
するようにしたものである。粒状のフィラーを基材に分
散させておき、さらにこれにアスペクト比の高いフィラ
ーを基材に分散させることによって、熱伝導率の向上の
効果をさらに高く得ることができるものである。
とする基材に、基材より高い熱伝導率を有するフィラー
を混合分散させるにあたって、このフィラーとして、フ
レーク状もしくは繊維状の形状を有すると共に大きなア
スペクト比を有する種類の他に、平均アスペクト比が小
さい（アスペクト比が１０未満）粒状のフィラーを併用
するようにしたものである。粒状のフィラーを基材に分
散させておき、さらにこれにアスペクト比の高いフィラ
ーを基材に分散させることによって、熱伝導率の向上の
効果をさらに高く得ることができるものである。
【００２７】この粒状のフィラーは、金属材料、炭素材
料、無機材料、有機材料のいずれかからなるものを用い
ることができる。金属材料や炭素材料のように熱伝導率
が高いものを使用すると、少ない量の添加で熱伝導率を
向上させる効果を高く得ることができるが、比較的熱伝
導率が低くても無機材料や有機材料のように安価な材料
の場合には多めに添加することによって、熱伝導率を向
上させることができる。いずれの材料の場合でも基材の
熱伝導率を大きく向上させるためには、この粒状のフィ
ラーの熱伝導率は基材の熱伝導率の２倍以上であること
が望ましい（請求項９）。この粒状のフィラーの熱伝導
率は高ければ高い程よいが、基材の熱伝導率の５０００
倍程度が実質的な限界である。このような粒状のフィラ
ーを例示すると、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、シリカ、タルク、クレイ、マ
イカ、アルミナなどである（請求項１７）。
料、無機材料、有機材料のいずれかからなるものを用い
ることができる。金属材料や炭素材料のように熱伝導率
が高いものを使用すると、少ない量の添加で熱伝導率を
向上させる効果を高く得ることができるが、比較的熱伝
導率が低くても無機材料や有機材料のように安価な材料
の場合には多めに添加することによって、熱伝導率を向
上させることができる。いずれの材料の場合でも基材の
熱伝導率を大きく向上させるためには、この粒状のフィ
ラーの熱伝導率は基材の熱伝導率の２倍以上であること
が望ましい（請求項９）。この粒状のフィラーの熱伝導
率は高ければ高い程よいが、基材の熱伝導率の５０００
倍程度が実質的な限界である。このような粒状のフィラ
ーを例示すると、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、シリカ、タルク、クレイ、マ
イカ、アルミナなどである（請求項１７）。
【００２８】またこの粒状のフィラーの基材への添加量
は、基材中の体積分率が４％になるように調整するのが
好ましい（請求項１０）。フィラーの添加量が４ｖｏｌ
％未満であると、熱伝導率を向上させる効果を十分に得
ることができない。この粒状のフィラーの添加量の上限
は特に設定されるものではないが、４０ｖｏｌ％程度が
限界である。そして上記のアスペクト比の大きいフィラ
ーとこの粒状フィラーを併用する場合、基材に対するア
スペクト比の大きいフィラーと粒状フィラーの配合量
は、基材１００重量部に対してアスペクト比の大きいフ
ィラー３〜３０重量部、粒状フィラー１０〜５０重量部
の範囲が好ましい。
は、基材中の体積分率が４％になるように調整するのが
好ましい（請求項１０）。フィラーの添加量が４ｖｏｌ
％未満であると、熱伝導率を向上させる効果を十分に得
ることができない。この粒状のフィラーの添加量の上限
は特に設定されるものではないが、４０ｖｏｌ％程度が
限界である。そして上記のアスペクト比の大きいフィラ
ーとこの粒状フィラーを併用する場合、基材に対するア
スペクト比の大きいフィラーと粒状フィラーの配合量
は、基材１００重量部に対してアスペクト比の大きいフ
ィラー３〜３０重量部、粒状フィラー１０〜５０重量部
の範囲が好ましい。
【００２９】また本発明において、上記の基材として潜
熱蓄熱材を用いることができる（請求項１１）。この潜
熱蓄熱材としては、有機系蓄熱材を用いることができる
（請求項１２）。そしてこの有機系蓄熱材としては、パ
ラフィンを蓄熱物質とする蓄熱材を用いることができる
（請求項１３）。このように基材として蓄熱材を用いる
ことによって、蓄熱作用を有する高熱伝導性材料を得る
ことができるものである。
熱蓄熱材を用いることができる（請求項１１）。この潜
熱蓄熱材としては、有機系蓄熱材を用いることができる
（請求項１２）。そしてこの有機系蓄熱材としては、パ
ラフィンを蓄熱物質とする蓄熱材を用いることができる
（請求項１３）。このように基材として蓄熱材を用いる
ことによって、蓄熱作用を有する高熱伝導性材料を得る
ことができるものである。
【００３０】そして上記のパラフィンを蓄熱物質とする
蓄熱材としては、蓄熱物質であるパラフィン（パラフィ
ンワックス）と、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィ
ンと、結晶性ポリオレフィンとからなるものを用いるの
が好ましい（請求項１４）。この蓄熱材においては、結
晶性ポリオレフィンが骨格材となり、非晶性もしくは低
結晶性ポリオレフィンがパラフィンの担持材となるた
め、外部へのパラフィンのしみ出しが非常に少なく、ま
た成形性が良好であるという利点を有するものである。
パラフィンと、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィン
と、結晶性ポリオレフィンの配合比率は、パラフィン４
０〜９５重量部、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィ
ン１〜３０重量部、結晶性ポリオレフィン１〜３０重量
部の範囲が好ましい。
蓄熱材としては、蓄熱物質であるパラフィン（パラフィ
ンワックス）と、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィ
ンと、結晶性ポリオレフィンとからなるものを用いるの
が好ましい（請求項１４）。この蓄熱材においては、結
晶性ポリオレフィンが骨格材となり、非晶性もしくは低
結晶性ポリオレフィンがパラフィンの担持材となるた
め、外部へのパラフィンのしみ出しが非常に少なく、ま
た成形性が良好であるという利点を有するものである。
パラフィンと、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィン
と、結晶性ポリオレフィンの配合比率は、パラフィン４
０〜９５重量部、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィ
ン１〜３０重量部、結晶性ポリオレフィン１〜３０重量
部の範囲が好ましい。
【００３１】上記の非晶性もしくは低結晶性ポリオレフ
ィンとしては、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰ）、
超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、アタクチックポ
リプロピレンから選ばれるものを用いることができ、ま
た上記の結晶性ポリオレフィンとしては、高密度ポリエ
チレン（ＨＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤ
ＰＥ）、ポリプロピレン、ＥＰＤＭから選ばれるものを
用いることができる（請求項１５）。
ィンとしては、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰ）、
超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、アタクチックポ
リプロピレンから選ばれるものを用いることができ、ま
た上記の結晶性ポリオレフィンとしては、高密度ポリエ
チレン（ＨＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤ
ＰＥ）、ポリプロピレン、ＥＰＤＭから選ばれるものを
用いることができる（請求項１５）。
【００３２】そして上記のように、基材にアスペクト比
の大きいフィラーを混合分散させると共に必要に応じて
粒状のフィラーを混合分散させることによって、本発明
に係る高熱伝導性材料を得ることができるものである。
ここで、基材１にアスペクト比の大きいフィラー２及び
必要に応じて粒状のフィラーを混合分散させるにあたっ
て、図１（ａ）に示すようにフィラー（特にアスペクト
比の大きいフィラー２）を基材１中でランダムな方向に
向くように分散させて高熱伝導性材料Ａを成形すること
ができる（請求項１８）。このようにフィラーをランダ
ムに分散させることによって、あらゆる方向での熱伝導
率を向上させた高熱伝導性材料Ａを得ることができるも
のである。
の大きいフィラーを混合分散させると共に必要に応じて
粒状のフィラーを混合分散させることによって、本発明
に係る高熱伝導性材料を得ることができるものである。
ここで、基材１にアスペクト比の大きいフィラー２及び
必要に応じて粒状のフィラーを混合分散させるにあたっ
て、図１（ａ）に示すようにフィラー（特にアスペクト
比の大きいフィラー２）を基材１中でランダムな方向に
向くように分散させて高熱伝導性材料Ａを成形すること
ができる（請求項１８）。このようにフィラーをランダ
ムに分散させることによって、あらゆる方向での熱伝導
率を向上させた高熱伝導性材料Ａを得ることができるも
のである。
【００３３】また基材１にアスペクト比の大きいフィラ
ー２及び必要に応じて粒状のフィラーを混合分散させる
にあたって、図１（ｂ）（ｃ）に示すようにアスペクト
比の大きいフィラー２の大部分を、その長手方向（代表
長さの方向）が一定の向きになるように平行に配向させ
て分散させた高熱伝導性材料Ａを成形することもできる
（請求項１９）。このとき図１（ｂ）のように、熱伝導
方向（図１（ｂ）（ｃ）に矢印で示す）とフィラー２の
長手方向が平行になるようにフィラー２を配向させるこ
とによって、熱伝導方向での熱伝導率を特に向上させた
高熱伝導性材料Ａを得ることができるものである。アス
ペクト比の大きなフィラー２のうち、４０％以上がこの
ように配向していることが望ましい。
ー２及び必要に応じて粒状のフィラーを混合分散させる
にあたって、図１（ｂ）（ｃ）に示すようにアスペクト
比の大きいフィラー２の大部分を、その長手方向（代表
長さの方向）が一定の向きになるように平行に配向させ
て分散させた高熱伝導性材料Ａを成形することもできる
（請求項１９）。このとき図１（ｂ）のように、熱伝導
方向（図１（ｂ）（ｃ）に矢印で示す）とフィラー２の
長手方向が平行になるようにフィラー２を配向させるこ
とによって、熱伝導方向での熱伝導率を特に向上させた
高熱伝導性材料Ａを得ることができるものである。アス
ペクト比の大きなフィラー２のうち、４０％以上がこの
ように配向していることが望ましい。
【００３４】図２は、アスペクト比の大きいフィラー２
及び必要に応じて粒状のフィラーを分散させた基材１ａ
と、フィラーを分散させていない基材１ｂとを交互に積
層して成形した高熱伝導性材料Ａを示すものであり、フ
ィラー入りの基材１ａの層とフィラー無しの基材１ｂの
層は、熱伝導方向（矢印で示す）と平行に積層するよう
にしてある（請求項２０）。このようにフィラー入りの
基材１ａとフィラー無しの基材１ｂを積層して形成した
高熱伝導性材料Ａにあって、同じ部数のフィラーを分散
させる場合、フィラーを高熱伝導性材料Ａの全体に均一
に分散させるときよりも、フィラー入り基材１ａに分散
しているフィラーの濃度が高くなるので、このフィラー
入り基材１ａの部分での熱伝導率が大きく向上し、高熱
伝導性材料Ａの全体としての熱伝導率を上昇させること
ができるものである。
及び必要に応じて粒状のフィラーを分散させた基材１ａ
と、フィラーを分散させていない基材１ｂとを交互に積
層して成形した高熱伝導性材料Ａを示すものであり、フ
ィラー入りの基材１ａの層とフィラー無しの基材１ｂの
層は、熱伝導方向（矢印で示す）と平行に積層するよう
にしてある（請求項２０）。このようにフィラー入りの
基材１ａとフィラー無しの基材１ｂを積層して形成した
高熱伝導性材料Ａにあって、同じ部数のフィラーを分散
させる場合、フィラーを高熱伝導性材料Ａの全体に均一
に分散させるときよりも、フィラー入り基材１ａに分散
しているフィラーの濃度が高くなるので、このフィラー
入り基材１ａの部分での熱伝導率が大きく向上し、高熱
伝導性材料Ａの全体としての熱伝導率を上昇させること
ができるものである。
【００３５】次に、本発明に係る高熱伝導性材料の製造
方法について説明する。図３は製造装置の一例の概略構
成を示すものであり、混練押出機４と、混練押出機４の
前端に接続される成形金型（ダイス）５とからなる。混
練押出機４はバレル６内に混練スクリュー７を設けて形
成されるものであり、投入口８から基材やフィラーをバ
レル６内に供給すると、基材とフィラーは混練スクリュ
ー７で混練されながらバレル６内を前方へ送られるよう
になっている。成形金型５は混練押出機４の前端の出口
に接続されているものであり、この出口に連通する押出
口９を設けて形成してある。そして混練押出機４で混練
された基材とフィラーの混練物は混練押出機４から成形
金型５へ送られ、押出口９を通して押出成形される。こ
のようにして基材にフィラーを混合分散させた高熱伝導
性材料Ａを連続混練押出成形することができるものであ
る（請求項２１）。
方法について説明する。図３は製造装置の一例の概略構
成を示すものであり、混練押出機４と、混練押出機４の
前端に接続される成形金型（ダイス）５とからなる。混
練押出機４はバレル６内に混練スクリュー７を設けて形
成されるものであり、投入口８から基材やフィラーをバ
レル６内に供給すると、基材とフィラーは混練スクリュ
ー７で混練されながらバレル６内を前方へ送られるよう
になっている。成形金型５は混練押出機４の前端の出口
に接続されているものであり、この出口に連通する押出
口９を設けて形成してある。そして混練押出機４で混練
された基材とフィラーの混練物は混練押出機４から成形
金型５へ送られ、押出口９を通して押出成形される。こ
のようにして基材にフィラーを混合分散させた高熱伝導
性材料Ａを連続混練押出成形することができるものであ
る（請求項２１）。
【００３６】上記のように混練押出成形を行なうにあた
って、成形金型５の押出口９を通過する基材とフィラー
の混練物の粘度が、数式η＝ｋγn-1 （η：粘度、ｋ：
材料固有の係数、γ：剪断速度、ｎ：べき指数）におい
て、べき指数ｎが１／２以下になるように、粘性特性を
調整して、押出成形するのが望ましい（請求項２２）。
上記の数式は非ニュートン流体の粘度と剪断速度との非
水平直線性の関係を表す周知の式であり、混練物の粘性
特性をこの数式のべき指数ｎが１／２以下になるように
調整すると、成形金型５の押出口９内での混練物は図４
（ａ）に示すような流速分布Ｓを持つ。すなわち、押出
口９の内壁面の付近は流路抵抗があるが、内壁面から少
し離れた箇所から押出口９の中央部にかけて広い範囲で
流速がほぼ等しくなり、流速分布Ｓは内壁面に対して垂
直になる。そしてアスペクト比の大きいフィラー２はそ
の長手方向は流速分布Ｓに沿って分布するので、アスペ
クト比の大きいフィラー２は図４（ｂ）のように分布
し、混練物の押出方向に対して垂直な向きに配向するこ
とになる。このようにしてアスペクト比の大きいフィラ
ー２の大部分を、その長手方向（代表長さの方向）が押
出方向（ａ矢印）に対して垂直な方向（ｂ矢印）を向く
ように配向させて分散させた高熱伝導性材料Ａを成形す
ることができるものである。従って、押出方向に対して
垂直な方向での熱伝導率の高い高熱伝導性材料Ａを得る
ことができるものであり、熱伝導方向での熱伝導率を特
に向上させた高熱伝導性材料Ａを得ることができるもの
である。
って、成形金型５の押出口９を通過する基材とフィラー
の混練物の粘度が、数式η＝ｋγn-1 （η：粘度、ｋ：
材料固有の係数、γ：剪断速度、ｎ：べき指数）におい
て、べき指数ｎが１／２以下になるように、粘性特性を
調整して、押出成形するのが望ましい（請求項２２）。
上記の数式は非ニュートン流体の粘度と剪断速度との非
水平直線性の関係を表す周知の式であり、混練物の粘性
特性をこの数式のべき指数ｎが１／２以下になるように
調整すると、成形金型５の押出口９内での混練物は図４
（ａ）に示すような流速分布Ｓを持つ。すなわち、押出
口９の内壁面の付近は流路抵抗があるが、内壁面から少
し離れた箇所から押出口９の中央部にかけて広い範囲で
流速がほぼ等しくなり、流速分布Ｓは内壁面に対して垂
直になる。そしてアスペクト比の大きいフィラー２はそ
の長手方向は流速分布Ｓに沿って分布するので、アスペ
クト比の大きいフィラー２は図４（ｂ）のように分布
し、混練物の押出方向に対して垂直な向きに配向するこ
とになる。このようにしてアスペクト比の大きいフィラ
ー２の大部分を、その長手方向（代表長さの方向）が押
出方向（ａ矢印）に対して垂直な方向（ｂ矢印）を向く
ように配向させて分散させた高熱伝導性材料Ａを成形す
ることができるものである。従って、押出方向に対して
垂直な方向での熱伝導率の高い高熱伝導性材料Ａを得る
ことができるものであり、熱伝導方向での熱伝導率を特
に向上させた高熱伝導性材料Ａを得ることができるもの
である。
【００３７】成形金型５内での基材とフィラーの混練物
の粘性特性が上記のようになるように調整するにあたっ
ては、混練押出機４における混練押出を冷却混練押出に
よって行ない、混練物の粘度を高めるようにするのが最
も簡単な方法である（請求項２３）。冷却混練押出は、
混練押出機４における混練工程の前半部分は溶融状態で
混練し、混練工程の最終部では基材の中の溶融温度が最
も高い物質の融点よりも低い温度で混練して、半固体状
態で混練を行ない、そのまま成形金型５に供給して成形
を行なうようにしたものである。
の粘性特性が上記のようになるように調整するにあたっ
ては、混練押出機４における混練押出を冷却混練押出に
よって行ない、混練物の粘度を高めるようにするのが最
も簡単な方法である（請求項２３）。冷却混練押出は、
混練押出機４における混練工程の前半部分は溶融状態で
混練し、混練工程の最終部では基材の中の溶融温度が最
も高い物質の融点よりも低い温度で混練して、半固体状
態で混練を行ない、そのまま成形金型５に供給して成形
を行なうようにしたものである。
【００３８】ここで、蓄熱物質であるパラフィンと、非
晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンと、結晶性ポリオ
レフィンとからなる基材のように、基材中に結晶性ポリ
レフィン（基材中で最も融点が高い）を含む配合の場
合、混練の最終工程を結晶性ポリオレフィンの融点以下
の温度で冷却混練押出を行なうものである（請求項２
４）。この場合、混練温度は結晶性ポリレフィンの融点
より２０〜８０℃低い温度に設定するのが望ましい。
晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンと、結晶性ポリオ
レフィンとからなる基材のように、基材中に結晶性ポリ
レフィン（基材中で最も融点が高い）を含む配合の場
合、混練の最終工程を結晶性ポリオレフィンの融点以下
の温度で冷却混練押出を行なうものである（請求項２
４）。この場合、混練温度は結晶性ポリレフィンの融点
より２０〜８０℃低い温度に設定するのが望ましい。
【００３９】また、基材中に増粘材を配合して、基材と
フィラーの混練物の粘度を高めるようにすることによっ
ても、上記のような粘性特性に調整することができる
（請求項２５）。このように増粘材を添加することによ
って上記の粘性の式中のべき指数ｎを引き下げることが
できるものであり、べき指数ｎの値が小さい程、流速分
布Ｓは成形金型５の内壁面に対して垂直になり、アスペ
クト比の大きいフィラー２を配向させる効果が高くなる
ものである。このような増粘材としては、ＥＶＡ（エチ
レン・酢酸ビニルコポリマー）、ソフトパラフィン、ポ
リイソブチレン、シリカ、炭酸カルシウム、珪酸マグネ
シウム、カオリンクレー、タルク、パーライト、ベント
ン（ベントナイト）などを用いることができる（請求項
２６）。また増粘材の添加量は、基材１００重量部に対
して３〜５０重量部の範囲が好ましい。
フィラーの混練物の粘度を高めるようにすることによっ
ても、上記のような粘性特性に調整することができる
（請求項２５）。このように増粘材を添加することによ
って上記の粘性の式中のべき指数ｎを引き下げることが
できるものであり、べき指数ｎの値が小さい程、流速分
布Ｓは成形金型５の内壁面に対して垂直になり、アスペ
クト比の大きいフィラー２を配向させる効果が高くなる
ものである。このような増粘材としては、ＥＶＡ（エチ
レン・酢酸ビニルコポリマー）、ソフトパラフィン、ポ
リイソブチレン、シリカ、炭酸カルシウム、珪酸マグネ
シウム、カオリンクレー、タルク、パーライト、ベント
ン（ベントナイト）などを用いることができる（請求項
２６）。また増粘材の添加量は、基材１００重量部に対
して３〜５０重量部の範囲が好ましい。
【００４０】さらに、基材に結晶性ポリレフィンを含む
配合の場合、基材に結晶性ポリオレフィンの結晶化促進
剤を添加して基材とフィラーの混練物の粘度を高めるよ
うにすることによっても、上記のような粘性特性に調整
することができる（請求項２７）。このように結晶化促
進剤を添加することによって上記の粘性の式中のべき指
数ｎを引き下げることができるものであり、べき指数ｎ
の値が小さい程、流速分布Ｓは成形金型５の内壁面に対
して垂直になり、アスペクト比の大きいフィラー２を配
向させる効果が高くなるものである。結晶化促進剤とし
ては、ビス（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール、
ビス（ｐ−エチルベンジリデン）ソルビトール、リン酸
２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニ
ル）ナトリウム、リン酸ビス（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）ナトリウムなどを用いることができるものであり、
結晶性ポリオレフィンに対して０．１〜３．０重量％の
範囲で添加するのが好ましい。
配合の場合、基材に結晶性ポリオレフィンの結晶化促進
剤を添加して基材とフィラーの混練物の粘度を高めるよ
うにすることによっても、上記のような粘性特性に調整
することができる（請求項２７）。このように結晶化促
進剤を添加することによって上記の粘性の式中のべき指
数ｎを引き下げることができるものであり、べき指数ｎ
の値が小さい程、流速分布Ｓは成形金型５の内壁面に対
して垂直になり、アスペクト比の大きいフィラー２を配
向させる効果が高くなるものである。結晶化促進剤とし
ては、ビス（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール、
ビス（ｐ−エチルベンジリデン）ソルビトール、リン酸
２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔ−ブチルフェニ
ル）ナトリウム、リン酸ビス（４−ｔ−ブチルフェニ
ル）ナトリウムなどを用いることができるものであり、
結晶性ポリオレフィンに対して０．１〜３．０重量％の
範囲で添加するのが好ましい。
【００４１】図５は成形金型５の押出口９内に複数枚の
仕切り板１２を平行に設け、押出口９を幅方向で平行に
並ぶ複数のスリット１３に分割するようにしたものであ
る（請求項２８）。このように押出口９を幅方向に複数
のスリット１３で分割すると、混練押出機４から成形金
型５に送り出された基材とフィラーの混練物は、各スリ
ット１３を通過して押出口９から押出成形される。そし
てこのとき、基材とフィラーの混練物が各スリット１３
を通過する際に混練物中のアスペクト比の大きいフィラ
ー２のうち各スリット１３の両側の仕切り板１２に近い
ものは図５（ｃ）のように仕切り板１２に沿って配向さ
れ、アスペクト比の大きいフィラー２の多くのものを仕
切り板１２と平行に配向させて分散させることができ
る。従ってこのアスペクト比の大きいフィラー２として
フレーク状のものを用いると、フィラー２の多くを図５
（ｃ）のように高熱伝導性材料Ａの厚み方向に配向させ
ることができ、高熱伝導性材料Ａの厚み方向の熱伝導性
を特に向上させることができるものであり、厚み方向を
熱伝導方向とした高熱伝導性材料Ａを得ることができる
ものである。
仕切り板１２を平行に設け、押出口９を幅方向で平行に
並ぶ複数のスリット１３に分割するようにしたものであ
る（請求項２８）。このように押出口９を幅方向に複数
のスリット１３で分割すると、混練押出機４から成形金
型５に送り出された基材とフィラーの混練物は、各スリ
ット１３を通過して押出口９から押出成形される。そし
てこのとき、基材とフィラーの混練物が各スリット１３
を通過する際に混練物中のアスペクト比の大きいフィラ
ー２のうち各スリット１３の両側の仕切り板１２に近い
ものは図５（ｃ）のように仕切り板１２に沿って配向さ
れ、アスペクト比の大きいフィラー２の多くのものを仕
切り板１２と平行に配向させて分散させることができ
る。従ってこのアスペクト比の大きいフィラー２として
フレーク状のものを用いると、フィラー２の多くを図５
（ｃ）のように高熱伝導性材料Ａの厚み方向に配向させ
ることができ、高熱伝導性材料Ａの厚み方向の熱伝導性
を特に向上させることができるものであり、厚み方向を
熱伝導方向とした高熱伝導性材料Ａを得ることができる
ものである。
【００４２】このように押出口９を幅方向に複数のスリ
ット１３で分割するにあたって、各スリット１３の空間
部の縦／横の寸法比が大きい程、高熱伝導性材料Ａの厚
み方向に配向するフィラー２の比率が高くなり、高熱伝
導性材料Ａの厚み方向の熱伝導性を高める効果が大きく
なる。従って本発明では、熱伝導方向の寸法（縦寸法Ｌ
1 ）と熱伝導方向と垂直な方向の寸法（横寸法Ｌ2 ）
が、Ｌ1 ／Ｌ2 ＝１．５〜２０になるように各スリット
１３の寸法を設定するのが好ましい（請求項２９）。Ｌ
1 ／Ｌ2 が１．５未満では配向するフィラー２の比率が
小さく、高熱伝導性材料Ａの厚み方向の熱伝導性を高め
る効果は不十分である。逆にＬ1 ／Ｌ2 が２０を超える
と、スリット１３の幅が狭くなり過ぎてアスペクト比の
大きいフィラーがスリット１３に詰まってしまうおそれ
があり、押出圧力が極端に大きくなったり、各スリット
１３からの押出流量が不均一になったりするおそれがあ
って好ましくない。
ット１３で分割するにあたって、各スリット１３の空間
部の縦／横の寸法比が大きい程、高熱伝導性材料Ａの厚
み方向に配向するフィラー２の比率が高くなり、高熱伝
導性材料Ａの厚み方向の熱伝導性を高める効果が大きく
なる。従って本発明では、熱伝導方向の寸法（縦寸法Ｌ
1 ）と熱伝導方向と垂直な方向の寸法（横寸法Ｌ2 ）
が、Ｌ1 ／Ｌ2 ＝１．５〜２０になるように各スリット
１３の寸法を設定するのが好ましい（請求項２９）。Ｌ
1 ／Ｌ2 が１．５未満では配向するフィラー２の比率が
小さく、高熱伝導性材料Ａの厚み方向の熱伝導性を高め
る効果は不十分である。逆にＬ1 ／Ｌ2 が２０を超える
と、スリット１３の幅が狭くなり過ぎてアスペクト比の
大きいフィラーがスリット１３に詰まってしまうおそれ
があり、押出圧力が極端に大きくなったり、各スリット
１３からの押出流量が不均一になったりするおそれがあ
って好ましくない。
【００４３】図６は他の製造装置の概略構成を示すもの
であり、このものでは混練押出機４の後部に基材１を供
給する後投入口８ａが、混練押出機４の前部にアスペク
ト比の大きいフィラー２を供給する前投入口８ｂがそれ
ぞれ設けてある。そしてこの混練押出機４を用いて冷却
混練押出法で図４（ｂ）のようにフィラー２を配向させ
ながら成形を行なうにあたって、基材１は一定量を後投
入口８ａから常時混練押出機４に供給して成形金型５へ
と送り出すが、アスペクト比の大きいフィラー２は間欠
的に前投入口８ｂから混練押出機４に供給するようにし
てある。従って、混練押出機４から成形金型５へ送り出
される混練物には基材１にフィラー２が混入している部
分と基材１にフィラー２が混入していない部分とが交互
に生じるものであり、この混練物を成形金型５から押出
成形することによって、フィラー２が混合分散する基材
１ａと、フィラー２が存在しない基材１ｂとが交互に積
層した高熱伝導性材料Ａを得ることができるものである
（請求項３０）。このようにフィラー入りの基材１ａと
フィラー無しの基材１ｂを積層して形成した高熱伝導性
材料Ａにあって、同じ部数のフィラー２を分散させる場
合、フィラー２を高熱伝導性材料Ａの全体に均一に分散
させるときよりも、フィラー入り基材１ａに分散してい
るフィラー２の濃度が高くなるので、このフィラー入り
基材１ａの部分での熱伝導率が大きく向上し、高熱伝導
性材料Ａの全体としての熱伝導率を上昇させることがで
きるものである。
であり、このものでは混練押出機４の後部に基材１を供
給する後投入口８ａが、混練押出機４の前部にアスペク
ト比の大きいフィラー２を供給する前投入口８ｂがそれ
ぞれ設けてある。そしてこの混練押出機４を用いて冷却
混練押出法で図４（ｂ）のようにフィラー２を配向させ
ながら成形を行なうにあたって、基材１は一定量を後投
入口８ａから常時混練押出機４に供給して成形金型５へ
と送り出すが、アスペクト比の大きいフィラー２は間欠
的に前投入口８ｂから混練押出機４に供給するようにし
てある。従って、混練押出機４から成形金型５へ送り出
される混練物には基材１にフィラー２が混入している部
分と基材１にフィラー２が混入していない部分とが交互
に生じるものであり、この混練物を成形金型５から押出
成形することによって、フィラー２が混合分散する基材
１ａと、フィラー２が存在しない基材１ｂとが交互に積
層した高熱伝導性材料Ａを得ることができるものである
（請求項３０）。このようにフィラー入りの基材１ａと
フィラー無しの基材１ｂを積層して形成した高熱伝導性
材料Ａにあって、同じ部数のフィラー２を分散させる場
合、フィラー２を高熱伝導性材料Ａの全体に均一に分散
させるときよりも、フィラー入り基材１ａに分散してい
るフィラー２の濃度が高くなるので、このフィラー入り
基材１ａの部分での熱伝導率が大きく向上し、高熱伝導
性材料Ａの全体としての熱伝導率を上昇させることがで
きるものである。
【００４４】図７は、成形金型５の押出口９内に他の材
料を押し出すことができる押出スリット１５を設けるよ
うにしたものである。押出スリット１５は縦長の断面に
形成されるものであって、押出口９内に所定間隔で幅方
向の複数箇所に設けてあり、外部から成形金型５内に導
入した他材料供給管１６に各押出スリット１５を接続す
るようにしてある。この他材料供給管１６は他の押出混
練機に接続してある。そしてこのものでは例えば、混練
押出機４から基材とフィラーを混練したフィラー入りの
基材を成形金型５の押出口９に送り出すと共に、フィラ
ーを入れないフィラー無しの基材を他材料供給管１６か
ら各押出スリット１５に送り出すと、隣合う押出スリッ
ト１５間の隙間を通過して押し出されるフィラー入り基
材１ａと各押出スリット１５から押し出されるフィラー
無し基材１ｂとが押出方向と平行に交互に積層された、
高熱伝導性材料Ａを成形することができるものである
（請求項３１）。このものにあっても、フィラー入り基
材１ａに分散しているフィラー２の濃度を高くすること
ができるので、このフィラー入り基材１ａの部分での熱
伝導率を大きく向上させて、高熱伝導性材料Ａの全体と
しての熱伝導率を上昇させることができるものである。
尚、上記と逆に、フィラー無しの基材１ｂを成形金型５
の押出口９に送り出すと共に、フィラー入りの基材１ａ
を他材料供給管１６から各押出スリット１５に送り出す
ようにして、成形を行なうようにしてもよいのはいうま
でもない。
料を押し出すことができる押出スリット１５を設けるよ
うにしたものである。押出スリット１５は縦長の断面に
形成されるものであって、押出口９内に所定間隔で幅方
向の複数箇所に設けてあり、外部から成形金型５内に導
入した他材料供給管１６に各押出スリット１５を接続す
るようにしてある。この他材料供給管１６は他の押出混
練機に接続してある。そしてこのものでは例えば、混練
押出機４から基材とフィラーを混練したフィラー入りの
基材を成形金型５の押出口９に送り出すと共に、フィラ
ーを入れないフィラー無しの基材を他材料供給管１６か
ら各押出スリット１５に送り出すと、隣合う押出スリッ
ト１５間の隙間を通過して押し出されるフィラー入り基
材１ａと各押出スリット１５から押し出されるフィラー
無し基材１ｂとが押出方向と平行に交互に積層された、
高熱伝導性材料Ａを成形することができるものである
（請求項３１）。このものにあっても、フィラー入り基
材１ａに分散しているフィラー２の濃度を高くすること
ができるので、このフィラー入り基材１ａの部分での熱
伝導率を大きく向上させて、高熱伝導性材料Ａの全体と
しての熱伝導率を上昇させることができるものである。
尚、上記と逆に、フィラー無しの基材１ｂを成形金型５
の押出口９に送り出すと共に、フィラー入りの基材１ａ
を他材料供給管１６から各押出スリット１５に送り出す
ようにして、成形を行なうようにしてもよいのはいうま
でもない。
【００４５】上記のように、基材として蓄熱材を用いて
高熱伝導性材料Ａを板状に作製することによって、この
高熱伝導性材料Ａで蓄熱体１８を形成することができ
る。図８はこの蓄熱体１８を用いた床暖房システムの一
例を示すものであり、根太１９の下側に合板などの下板
２０を張ると共に下板２０の下面に断熱材２１を積層
し、下板２０の上に断熱材２２を介して電気ヒーター２
３を設け、この電気ヒーター２３の上に上記の蓄熱体１
８を重ねるようにしてある。そして蓄熱体１８の上面側
に空気層２４ができるように、根太１９の上に表面材と
して床材２５を張ることによって、家屋の床暖房システ
ムを形成するようにしてあり、ヒーター２３にはコント
ローラによって制御しつつ通電するようにしてある（請
求項３２）。
高熱伝導性材料Ａを板状に作製することによって、この
高熱伝導性材料Ａで蓄熱体１８を形成することができ
る。図８はこの蓄熱体１８を用いた床暖房システムの一
例を示すものであり、根太１９の下側に合板などの下板
２０を張ると共に下板２０の下面に断熱材２１を積層
し、下板２０の上に断熱材２２を介して電気ヒーター２
３を設け、この電気ヒーター２３の上に上記の蓄熱体１
８を重ねるようにしてある。そして蓄熱体１８の上面側
に空気層２４ができるように、根太１９の上に表面材と
して床材２５を張ることによって、家屋の床暖房システ
ムを形成するようにしてあり、ヒーター２３にはコント
ローラによって制御しつつ通電するようにしてある（請
求項３２）。
【００４６】上記のように形成される床暖房システムに
あって、例えば安価な深夜電力を使ってヒーター２３に
通電して発熱させ、この熱を蓄熱体１８に蓄熱し、そし
て蓄熱体１８に蓄熱した熱を昼間に放熱させてほぼ一日
中暖房することができるようにすることができるもので
ある。そしてこの蓄熱体１８は高熱伝導性であるため
に、蓄熱時にも伝熱によって室内への放熱量を大きくす
ることができ、室温や床温の昇温を早めることができる
ものである。また高熱伝導性であるため、短時間で蓄熱
体１８に潜熱蓄熱することができると共に、深夜電力供
給時間帯でもさらに顕熱まで蓄熱することが可能になる
ものであり、この結果、放熱時には十分な熱を放出する
ことができるものであり、従って室温や床温を早く高め
ることできて蓄熱体１８との温度差を小さくすることが
でき、放熱量を低減して長時間の放熱が可能になるもの
である。床暖房システムはこのように蓄放熱を効率的に
行なうことができるものであり、高い暖房性能を有する
ものである。
あって、例えば安価な深夜電力を使ってヒーター２３に
通電して発熱させ、この熱を蓄熱体１８に蓄熱し、そし
て蓄熱体１８に蓄熱した熱を昼間に放熱させてほぼ一日
中暖房することができるようにすることができるもので
ある。そしてこの蓄熱体１８は高熱伝導性であるため
に、蓄熱時にも伝熱によって室内への放熱量を大きくす
ることができ、室温や床温の昇温を早めることができる
ものである。また高熱伝導性であるため、短時間で蓄熱
体１８に潜熱蓄熱することができると共に、深夜電力供
給時間帯でもさらに顕熱まで蓄熱することが可能になる
ものであり、この結果、放熱時には十分な熱を放出する
ことができるものであり、従って室温や床温を早く高め
ることできて蓄熱体１８との温度差を小さくすることが
でき、放熱量を低減して長時間の放熱が可能になるもの
である。床暖房システムはこのように蓄放熱を効率的に
行なうことができるものであり、高い暖房性能を有する
ものである。
【００４７】図９に示す床暖房システムでは、高熱伝導
性材料Ａから作製した蓄熱体１８の表面に、アスペクト
比の大きいフィラーを配合しない蓄熱材から作製した蓄
熱体２７を重ねて使用するようにしてある（請求項３
３）。このフィラーを配合しない蓄熱体２７は熱伝導率
が小さい従来から使用されているものであるので、蓄熱
体１８と蓄熱体２７の両者を合わせた全体の温度が図８
のものより低くなり、一日の間の暖房温度の較差が小さ
くなり、よりマイルドな暖房が可能になるものである。
またこのようにフィラーを配合しない蓄熱体２７を用い
ることによって、材料費を安価にすることもできるもの
である。
性材料Ａから作製した蓄熱体１８の表面に、アスペクト
比の大きいフィラーを配合しない蓄熱材から作製した蓄
熱体２７を重ねて使用するようにしてある（請求項３
３）。このフィラーを配合しない蓄熱体２７は熱伝導率
が小さい従来から使用されているものであるので、蓄熱
体１８と蓄熱体２７の両者を合わせた全体の温度が図８
のものより低くなり、一日の間の暖房温度の較差が小さ
くなり、よりマイルドな暖房が可能になるものである。
またこのようにフィラーを配合しない蓄熱体２７を用い
ることによって、材料費を安価にすることもできるもの
である。
【００４８】
【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに説明す
る。 （実施例１〜１４）表１及び表２に示す配合量で、基材
及びアスペクト比の高いフィラーを配合し、実施例８〜
１０についてはさらに表３に示す配合量で粒状フィラー
を配合した。そして実施例１〜３についてはこれをニー
ダールーダーで混練して押出成形した。ニーダールーダ
ーは、攪拌羽根を有するバッチ式の攪拌混合機と、この
攪拌混合機に接続された押出機とからなるものであり、
基材とフィラーを攪拌混合機に投入してバッチ式に攪拌
して混練し、混練が完了した混練物を押出機に供給して
成形金型から押出成形することによって、厚み１５ｍｍ
の高熱伝導材料を得た。また実施例４〜１４について
は、基材とフィラーを万能ミキサーで加熱溶融攪拌して
混練し、この混練物を冷却して固化させた後、カッター
で切断して切り出すことによって、厚み１５ｍｍ、縦７
０ｍｍ、横７０ｍｍの高熱伝導材料を得た。
る。 （実施例１〜１４）表１及び表２に示す配合量で、基材
及びアスペクト比の高いフィラーを配合し、実施例８〜
１０についてはさらに表３に示す配合量で粒状フィラー
を配合した。そして実施例１〜３についてはこれをニー
ダールーダーで混練して押出成形した。ニーダールーダ
ーは、攪拌羽根を有するバッチ式の攪拌混合機と、この
攪拌混合機に接続された押出機とからなるものであり、
基材とフィラーを攪拌混合機に投入してバッチ式に攪拌
して混練し、混練が完了した混練物を押出機に供給して
成形金型から押出成形することによって、厚み１５ｍｍ
の高熱伝導材料を得た。また実施例４〜１４について
は、基材とフィラーを万能ミキサーで加熱溶融攪拌して
混練し、この混練物を冷却して固化させた後、カッター
で切断して切り出すことによって、厚み１５ｍｍ、縦７
０ｍｍ、横７０ｍｍの高熱伝導材料を得た。
【００４９】尚、以下の各表において基材やフィラーの
熱伝導率を「λ」の欄に示す（単位kcal/mh ℃) 。また
基材の「配合量」は重量部、高アスペクト比フィラーの
「平均アスペクト比」の単位はｍｍ、「平均代表長さ」
の単位はｍｍである。 （比較例１）表２に示す配合量で、基材及び粒状フィラ
ーを配合し、上記の実施例４〜１４と同様にして厚み１
５ｍｍの高熱伝導材料を得た。
熱伝導率を「λ」の欄に示す（単位kcal/mh ℃) 。また
基材の「配合量」は重量部、高アスペクト比フィラーの
「平均アスペクト比」の単位はｍｍ、「平均代表長さ」
の単位はｍｍである。 （比較例１）表２に示す配合量で、基材及び粒状フィラ
ーを配合し、上記の実施例４〜１４と同様にして厚み１
５ｍｍの高熱伝導材料を得た。
【００５０】実施例１〜１４及び比較例１で得た高熱伝
導性材料について、厚み方向での熱伝導率をＪＩＳ Ａ
１４１２に規定される熱流計法二により測定した。結
果を表３に示す。アスペクト比の高いフィラーを混合し
た各実施例のものでは熱伝導率は高かったが、粒状のフ
ィラーのみを混合した比較例１のものは、高い熱伝導率
が得られなかった。
導性材料について、厚み方向での熱伝導率をＪＩＳ Ａ
１４１２に規定される熱流計法二により測定した。結
果を表３に示す。アスペクト比の高いフィラーを混合し
た各実施例のものでは熱伝導率は高かったが、粒状のフ
ィラーのみを混合した比較例１のものは、高い熱伝導率
が得られなかった。
【００５１】
【表１】
【００５２】
【表２】
【００５３】
【表３】
【００５４】（実施例１５）表４に示す配合量で、基材
及びアスペクト比の大きいフィラーを配合し、上記の実
施例４〜１４と同様にして、フィラーが図１（ａ）のよ
うにランダム方向に向く、厚み１５ｍｍの高熱伝導材料
を得た。 （比較例２）表４に示す配合量で、基材及びアスペクト
比の大きいフィラーを配合し、後述の比較例３と同様に
成形することによって、図１（ｃ）のように厚み方向と
垂直な方向にアスペクト比の高いフィラーが配向した、
厚み１５ｍｍの高熱伝導性材料を得た。
及びアスペクト比の大きいフィラーを配合し、上記の実
施例４〜１４と同様にして、フィラーが図１（ａ）のよ
うにランダム方向に向く、厚み１５ｍｍの高熱伝導材料
を得た。 （比較例２）表４に示す配合量で、基材及びアスペクト
比の大きいフィラーを配合し、後述の比較例３と同様に
成形することによって、図１（ｃ）のように厚み方向と
垂直な方向にアスペクト比の高いフィラーが配向した、
厚み１５ｍｍの高熱伝導性材料を得た。
【００５５】上記実施例１５及び比較例２で得た高熱伝
導性材料について、厚み方向での熱伝導率を熱流計法二
により測定した。結果を表４に示す。
導性材料について、厚み方向での熱伝導率を熱流計法二
により測定した。結果を表４に示す。
【００５６】
【表４】
【００５７】（実施例１６〜２４、比較例３）表５に示
す配合量で基材及びアスペクト比の高いフィラーを配合
し、実施例２１、２２、２４についてはさらに表６に示
す配合量で増粘材を配合し、実施例２３についてはさら
に表６に示す配合量で結晶化促進材を配合した。そし
て、図３及び図４の混練押出機と成形金型を用いて、連
続混練押出成形し、厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得
た。このときの成形金型直前での混練物の混練温度及
び、式η＝ｋγn-1 における粘性べき指数ｎを表６に示
す。尚、表５の結晶性ポリオレフィン（高密度ポリエチ
レン：ＨＤＰＥ）の融点は１３３℃である。
す配合量で基材及びアスペクト比の高いフィラーを配合
し、実施例２１、２２、２４についてはさらに表６に示
す配合量で増粘材を配合し、実施例２３についてはさら
に表６に示す配合量で結晶化促進材を配合した。そし
て、図３及び図４の混練押出機と成形金型を用いて、連
続混練押出成形し、厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得
た。このときの成形金型直前での混練物の混練温度及
び、式η＝ｋγn-1 における粘性べき指数ｎを表６に示
す。尚、表５の結晶性ポリオレフィン（高密度ポリエチ
レン：ＨＤＰＥ）の融点は１３３℃である。
【００５８】上記実施例１６〜２４及び比較例３で得た
高熱伝導性材料について、厚み方向（押出方向と垂直方
向）での熱伝導率を熱流計法二により測定した。結果を
表７に示す。べき指数ｎが１／２より大きい比較例３の
ものに比べ、べき指数ｎが１／２より小さい実施例１６
〜２４のほうが、高い熱伝導率を得ることができた。
高熱伝導性材料について、厚み方向（押出方向と垂直方
向）での熱伝導率を熱流計法二により測定した。結果を
表７に示す。べき指数ｎが１／２より大きい比較例３の
ものに比べ、べき指数ｎが１／２より小さい実施例１６
〜２４のほうが、高い熱伝導率を得ることができた。
【００５９】
【表５】
【００６０】
【表６】
【００６１】
【表７】
【００６２】（実施例２５〜２７）表８に示す配合量で
基材及びアスペクト比の高いフィラーを配合し、これを
混練押出機で混練した後、図５に示すようなスリットを
設けた成形金型で押出成形し、厚み３０ｍｍの高熱伝導
性材料を得た。このときの、スリットの縦／横比（Ｌ1
／Ｌ2 比）を表６に示す。
基材及びアスペクト比の高いフィラーを配合し、これを
混練押出機で混練した後、図５に示すようなスリットを
設けた成形金型で押出成形し、厚み３０ｍｍの高熱伝導
性材料を得た。このときの、スリットの縦／横比（Ｌ1
／Ｌ2 比）を表６に示す。
【００６３】（比較例４）スリットを設けない成形金型
を用いるようにした他は、上記実施例２５〜２７と同様
にして厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。上記実施
例２５〜２７及び比較例４で得た高熱伝導性材料につい
て、厚み方向での熱伝導率を熱流計法二により測定し
た。結果を表８に示す。スリット無しで成形した比較例
４のものより、スリットを通して成形した実施例２５〜
２７のほうが、高い熱伝導率を得ることができた。
を用いるようにした他は、上記実施例２５〜２７と同様
にして厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。上記実施
例２５〜２７及び比較例４で得た高熱伝導性材料につい
て、厚み方向での熱伝導率を熱流計法二により測定し
た。結果を表８に示す。スリット無しで成形した比較例
４のものより、スリットを通して成形した実施例２５〜
２７のほうが、高い熱伝導率を得ることができた。
【００６４】
【表８】
【００６５】（実施例２８〜２９）表９に示す配合量で
基材を混練押出機に連続して投入し、また表９に示す配
合でアスペクト比の高いフィラーを間欠的に混練押出機
に投入することによって、図６のようにフィラー入りの
基材とフィラー無しの基材とが押出方向に沿って交互に
積層された厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。この
ときのフィラー入りの基材とフィラー無しの基材の比を
表９に示す。
基材を混練押出機に連続して投入し、また表９に示す配
合でアスペクト比の高いフィラーを間欠的に混練押出機
に投入することによって、図６のようにフィラー入りの
基材とフィラー無しの基材とが押出方向に沿って交互に
積層された厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。この
ときのフィラー入りの基材とフィラー無しの基材の比を
表９に示す。
【００６６】（比較例５）表９に示す配合量で基材とア
スペクト比の高いフィラーをともに混練押出機に連続し
て投入することによって、フィラーが均一に分散された
厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。上記実施例２８
〜２９及び比較例５で得た高熱伝導性材料について、厚
み方向での熱伝導率を熱流計法二により測定した。結果
を表９に示す。フィラーを均一に分散させた比較例５の
ものより、フィラー入りの基材とフィラー無しの基材が
交互に積層した実施例２８〜２９のほうが、高い熱伝導
率を得ることができた。
スペクト比の高いフィラーをともに混練押出機に連続し
て投入することによって、フィラーが均一に分散された
厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。上記実施例２８
〜２９及び比較例５で得た高熱伝導性材料について、厚
み方向での熱伝導率を熱流計法二により測定した。結果
を表９に示す。フィラーを均一に分散させた比較例５の
ものより、フィラー入りの基材とフィラー無しの基材が
交互に積層した実施例２８〜２９のほうが、高い熱伝導
率を得ることができた。
【００６７】
【表９】
【００６８】尚、上記実施例１６〜２９では同じ成形金
型と混練押出機を用いた。成形金型の押出口の出口サイ
ズは横幅２５０ｍｍ、厚み３０ｍｍである。また混練押
出機においては、プレミキシングの段階で、機材の全材
料の融点以上の１５０℃で溶融混練し、混練の後半段階
で結晶性ポリオレフィンの融点以下である７０℃で冷却
混練押出を行なうようにした（実施例２１、２２、２４
を除く）。
型と混練押出機を用いた。成形金型の押出口の出口サイ
ズは横幅２５０ｍｍ、厚み３０ｍｍである。また混練押
出機においては、プレミキシングの段階で、機材の全材
料の融点以上の１５０℃で溶融混練し、混練の後半段階
で結晶性ポリオレフィンの融点以下である７０℃で冷却
混練押出を行なうようにした（実施例２１、２２、２４
を除く）。
【００６９】（実施例３０〜３１）図７の押出口内に押
出スリットを設けた成形金型を用い、２台の混練押出機
からそれぞれ、成形金型の押出口に表１０の配合の基材
と高アスペクト比のフィラーを混練したフィラー入り基
材を送り出すと共に表１０の配合の基材のみからなるフ
ィラー無し基材を押出スリットに送り出して押出成形す
ることによって、図７のようにフィラー入りの基材とフ
ィラー無しの基材とが押出方向と平行に交互に積層され
た厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。このときのフ
ィラー入りの基材とフィラー無しの基材の比を表１０に
示す。
出スリットを設けた成形金型を用い、２台の混練押出機
からそれぞれ、成形金型の押出口に表１０の配合の基材
と高アスペクト比のフィラーを混練したフィラー入り基
材を送り出すと共に表１０の配合の基材のみからなるフ
ィラー無し基材を押出スリットに送り出して押出成形す
ることによって、図７のようにフィラー入りの基材とフ
ィラー無しの基材とが押出方向と平行に交互に積層され
た厚み３０ｍｍの高熱伝導性材料を得た。このときのフ
ィラー入りの基材とフィラー無しの基材の比を表１０に
示す。
【００７０】上記実施例３０〜３１で得た高熱伝導性材
料について、厚み方向での熱伝導率を熱流計法二により
測定した。結果を表１０に示す。フィラーを均一に分散
させた前記の表９の比較例５のものより、フィラー入り
の基材とフィラー無しの基材をが交互に積層した実施例
３０〜３１のほうが、高い熱伝導率を得ることができ
た。
料について、厚み方向での熱伝導率を熱流計法二により
測定した。結果を表１０に示す。フィラーを均一に分散
させた前記の表９の比較例５のものより、フィラー入り
の基材とフィラー無しの基材をが交互に積層した実施例
３０〜３１のほうが、高い熱伝導率を得ることができ
た。
【００７１】
【表１０】
【００７２】（実施例３２）断熱基準及び地域に準拠し
た実験住宅の居室（１０畳間）の床暖房システムを図８
のように形成し、実施例１６の高熱伝導性材料によって
作製した厚み２８ｍｍの蓄熱体１８をこの床暖房システ
ムに組み込んだ。床暖房システムの敷設率（全床面積に
対する根太を含めた暖房面積の百分率）は約６０％とし
た。また根太１９の寸法は高さ×幅＝４５×４５ｍｍで
あり、床材２５として１５ｍｍ厚さの耐熱木製フローリ
ング材、下板２０として厚み１２ｍｍの合板、下板２０
の下面の断熱材２１として厚み９０ｍｍの硬質ウレタン
フォームを用いた。またヒーター２３は３９０Ｗ／ｍ2
のコードヒーターをアルミニウムラミネート材の均熱シ
ートでサンドイッチ成形して形成し、その下面に厚さ４
ｍｍのフェルト状断熱シートの断熱材２２を貼ったもの
を使用し、上限温度７０℃で制御するようにした。
た実験住宅の居室（１０畳間）の床暖房システムを図８
のように形成し、実施例１６の高熱伝導性材料によって
作製した厚み２８ｍｍの蓄熱体１８をこの床暖房システ
ムに組み込んだ。床暖房システムの敷設率（全床面積に
対する根太を含めた暖房面積の百分率）は約６０％とし
た。また根太１９の寸法は高さ×幅＝４５×４５ｍｍで
あり、床材２５として１５ｍｍ厚さの耐熱木製フローリ
ング材、下板２０として厚み１２ｍｍの合板、下板２０
の下面の断熱材２１として厚み９０ｍｍの硬質ウレタン
フォームを用いた。またヒーター２３は３９０Ｗ／ｍ2
のコードヒーターをアルミニウムラミネート材の均熱シ
ートでサンドイッチ成形して形成し、その下面に厚さ４
ｍｍのフェルト状断熱シートの断熱材２２を貼ったもの
を使用し、上限温度７０℃で制御するようにした。
【００７３】この床暖房システムにおいて、午後１１時
から翌日の午前７時までヒーター２３に通電し、午前８
時から午後１１時まで自然放熱を行なうサイクルを繰り
返し、床温と室温を測定した。そして暖房性能として、
床温と室温の最大値及び最小値、日較差を評価した。
尚、測定時の外気温は最大６．５℃、最小２．７℃、平
均約５℃であった。結果を表１１に示す。
から翌日の午前７時までヒーター２３に通電し、午前８
時から午後１１時まで自然放熱を行なうサイクルを繰り
返し、床温と室温を測定した。そして暖房性能として、
床温と室温の最大値及び最小値、日較差を評価した。
尚、測定時の外気温は最大６．５℃、最小２．７℃、平
均約５℃であった。結果を表１１に示す。
【００７４】（実施例３３）実施例１６と同様にして厚
み１８ｍｍのフィラー入りの高熱伝導性材料を成形し、
このフィラー入りの高熱伝導性材料で蓄熱体１８を作製
した。一方、実施例１６と同じ基材を用い、フィラーは
用いずに、厚み１０ｍｍのフィラー無しの蓄熱体２７を
作製した。そしてフィラー入りの蓄熱体１８の上にフィ
ラー無しの蓄熱体２７を重ね、図９に示すように床暖房
システムに組み込んだ。この図９の床暖房システムの他
の構成は図８のものと同じである。そして実施例３２の
場合と同様にして暖房性能を評価した。結果を表１１に
示す。
み１８ｍｍのフィラー入りの高熱伝導性材料を成形し、
このフィラー入りの高熱伝導性材料で蓄熱体１８を作製
した。一方、実施例１６と同じ基材を用い、フィラーは
用いずに、厚み１０ｍｍのフィラー無しの蓄熱体２７を
作製した。そしてフィラー入りの蓄熱体１８の上にフィ
ラー無しの蓄熱体２７を重ね、図９に示すように床暖房
システムに組み込んだ。この図９の床暖房システムの他
の構成は図８のものと同じである。そして実施例３２の
場合と同様にして暖房性能を評価した。結果を表１１に
示す。
【００７５】（比較例６）実施例１６と同じ基材を用
い、フィラーは用いずに、厚み２８ｍｍのフィラー無し
の蓄熱体を作製し、図８と同じようにしてこのフィラー
無しの蓄熱体を床暖房システムに組み込んだ。そして実
施例３２の場合と同様にして暖房性能を評価した。結果
を表１１に示す。高熱伝導性材料の蓄熱体を用いた実施
例３２、３３のものは、比較例６のものよりも暖房温度
が高く、暖房効率が良好であることが確認される。
い、フィラーは用いずに、厚み２８ｍｍのフィラー無し
の蓄熱体を作製し、図８と同じようにしてこのフィラー
無しの蓄熱体を床暖房システムに組み込んだ。そして実
施例３２の場合と同様にして暖房性能を評価した。結果
を表１１に示す。高熱伝導性材料の蓄熱体を用いた実施
例３２、３３のものは、比較例６のものよりも暖房温度
が高く、暖房効率が良好であることが確認される。
【００７６】
【表１１】
【００７７】
【発明の効果】上記のように本発明に係る高熱伝導性材
料は、金属以外の材料を主材とする基材に、基材より高
い熱伝導率を有すると共に大きなアスペクト比を有する
フィラーを混合分散させるようにしたことを特徴とする
ものであり、フィラーとしてこのようにアスペクト比の
大きいフィラーを用いると、基材中におけるフィラー間
の平均距離が小さくなって、フィラーによる熱伝導が効
率的に行なわれるようになり、少ないフィラーの添加量
で効果的に基材の熱伝導率を向上させることができるも
のである。
料は、金属以外の材料を主材とする基材に、基材より高
い熱伝導率を有すると共に大きなアスペクト比を有する
フィラーを混合分散させるようにしたことを特徴とする
ものであり、フィラーとしてこのようにアスペクト比の
大きいフィラーを用いると、基材中におけるフィラー間
の平均距離が小さくなって、フィラーによる熱伝導が効
率的に行なわれるようになり、少ないフィラーの添加量
で効果的に基材の熱伝導率を向上させることができるも
のである。
【００７８】また請求項２の発明は、上記のフィラー
が、フレーク状もしくは繊維状のものであることを特徴
とし、請求項３の発明は、上記のフィラーが、平均アス
ペクト比が１０〜２００００のものであることを特徴と
し、請求項４の発明は、上記のフィラーが、代表長さが
０．５ｍｍ以上のものであることを特徴とし、請求項５
の発明は、上記のフィラーが、金属材料、炭素材料、無
機材料、有機材料のいずれかからなるものであり、その
熱伝導率が基材の熱伝導率の３倍以上のものであること
を特徴とするものであり、アスペクト比の大きいフィラ
ーによって熱伝導率を向上させる効果を高く得ることが
できるものである。
が、フレーク状もしくは繊維状のものであることを特徴
とし、請求項３の発明は、上記のフィラーが、平均アス
ペクト比が１０〜２００００のものであることを特徴と
し、請求項４の発明は、上記のフィラーが、代表長さが
０．５ｍｍ以上のものであることを特徴とし、請求項５
の発明は、上記のフィラーが、金属材料、炭素材料、無
機材料、有機材料のいずれかからなるものであり、その
熱伝導率が基材の熱伝導率の３倍以上のものであること
を特徴とするものであり、アスペクト比の大きいフィラ
ーによって熱伝導率を向上させる効果を高く得ることが
できるものである。
【００７９】また請求項６の発明は、上記のフィラーと
して、平均アスペクト比が異なる２種以上のものを用い
ることを特徴とするものであり、熱伝導率向上の効果が
さらに大きくなるものである。また請求項７の発明は、
上記フィラーが、全体積分率が１．５〜３０％になるよ
うに基材に混合分散されていることを特徴とするもので
あり、高熱伝導性材料の基本物性を大きく損なうことな
く熱伝導率を向上させる効果を十分に得ることができる
ものである。
して、平均アスペクト比が異なる２種以上のものを用い
ることを特徴とするものであり、熱伝導率向上の効果が
さらに大きくなるものである。また請求項７の発明は、
上記フィラーが、全体積分率が１．５〜３０％になるよ
うに基材に混合分散されていることを特徴とするもので
あり、高熱伝導性材料の基本物性を大きく損なうことな
く熱伝導率を向上させる効果を十分に得ることができる
ものである。
【００８０】また請求項８の発明は、上記の大きなアス
ペクト比を有するフィラーの他に、粒状のフィラーを基
材に混合分散させて成ることを特徴とし、請求項９の発
明は、上記の粒状のフィラーが、金属材料、炭素材料、
無機材料、有機材料のいずれかからなるものであり、そ
の熱伝導率が基材の熱伝導率の２倍以上のものであるこ
とを特徴とし、請求項１０の発明は、上記粒状のフィラ
ーが、全体積分率が４％以上になるように基材に混合分
散されていることを特徴とするものであり、熱伝導率を
向上させる効果を高く得ることができるものである。
ペクト比を有するフィラーの他に、粒状のフィラーを基
材に混合分散させて成ることを特徴とし、請求項９の発
明は、上記の粒状のフィラーが、金属材料、炭素材料、
無機材料、有機材料のいずれかからなるものであり、そ
の熱伝導率が基材の熱伝導率の２倍以上のものであるこ
とを特徴とし、請求項１０の発明は、上記粒状のフィラ
ーが、全体積分率が４％以上になるように基材に混合分
散されていることを特徴とするものであり、熱伝導率を
向上させる効果を高く得ることができるものである。
【００８１】また請求項１１の発明は、上記基材が、潜
熱蓄熱材であることを特徴とし、請求項１２の発明は、
上記潜熱蓄熱材が、有機系蓄熱材であることを特徴と
し、請求項１３の発明は、上記有機系蓄熱材が、パラフ
ィンを蓄熱物質とする蓄熱材であることを特徴とするも
のであり、このように基材として蓄熱材を用いることに
よって、蓄熱作用を有する高熱伝導性材料を得ることが
できるものである。
熱蓄熱材であることを特徴とし、請求項１２の発明は、
上記潜熱蓄熱材が、有機系蓄熱材であることを特徴と
し、請求項１３の発明は、上記有機系蓄熱材が、パラフ
ィンを蓄熱物質とする蓄熱材であることを特徴とするも
のであり、このように基材として蓄熱材を用いることに
よって、蓄熱作用を有する高熱伝導性材料を得ることが
できるものである。
【００８２】また請求項１４の発明は、上記パラフィン
を蓄熱物質とする蓄熱材が、蓄熱物質であるパラフィン
と、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンと、結晶性
ポリオレフィンとからなることを特徴とするものであ
り、この蓄熱材においては、結晶性ポリオレフィンが骨
格材となり、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンが
パラフィンの担持材となって、外部へのパラフィンのし
み出しが非常に少なくなると共に成形性が良好になるも
のである。
を蓄熱物質とする蓄熱材が、蓄熱物質であるパラフィン
と、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンと、結晶性
ポリオレフィンとからなることを特徴とするものであ
り、この蓄熱材においては、結晶性ポリオレフィンが骨
格材となり、非晶性もしくは低結晶性ポリオレフィンが
パラフィンの担持材となって、外部へのパラフィンのし
み出しが非常に少なくなると共に成形性が良好になるも
のである。
【００８３】また請求項１８の発明は、上記のフイラー
が、基材中でランダムな向きで分散していることを特徴
とするものであり、あらゆる方向での熱伝導率を向上さ
せた高熱伝導性材料を得ることができるものである。ま
た請求項１９の発明は、上記の大きなアスペクト比を有
するフィラーが、その長手方向が基材の熱伝導方向と平
行に配向して分散していることを特徴とするものであ
り、熱伝導方向での熱伝導率を特に向上させた高熱伝導
性材料を得ることができるものである。
が、基材中でランダムな向きで分散していることを特徴
とするものであり、あらゆる方向での熱伝導率を向上さ
せた高熱伝導性材料を得ることができるものである。ま
た請求項１９の発明は、上記の大きなアスペクト比を有
するフィラーが、その長手方向が基材の熱伝導方向と平
行に配向して分散していることを特徴とするものであ
り、熱伝導方向での熱伝導率を特に向上させた高熱伝導
性材料を得ることができるものである。
【００８４】また請求項２０の発明は、上記のフィラー
を分散させた基材と、上記のフィラーを分散させていな
い基材とを熱伝導方向と平行な層として交互に積層して
成ることを特徴とするものであり、同じ部数のフィラー
を高熱伝導性材料の全体に均一に分散させるときより
も、フィラー入り基材に分散しているフィラーの濃度が
高くなるので、このフィラー入り基材の部分での熱伝導
率が大きく向上し、高熱伝導性材料の全体としての熱伝
導率を上昇させることができるものである。
を分散させた基材と、上記のフィラーを分散させていな
い基材とを熱伝導方向と平行な層として交互に積層して
成ることを特徴とするものであり、同じ部数のフィラー
を高熱伝導性材料の全体に均一に分散させるときより
も、フィラー入り基材に分散しているフィラーの濃度が
高くなるので、このフィラー入り基材の部分での熱伝導
率が大きく向上し、高熱伝導性材料の全体としての熱伝
導率を上昇させることができるものである。
【００８５】本発明に係る高熱伝導性材料の製造方法
は、上記に記載の基材とフィラーを混練押出機で混練す
ると共にこの混練物を成形金型を通して押出成形するこ
とによって、連続混練押出成形で成形することを特徴と
するものであり、混練と成形を一連の連続工程で行なう
ことができ、生産性高く高熱伝導性材料を製造すること
ができるものである。
は、上記に記載の基材とフィラーを混練押出機で混練す
ると共にこの混練物を成形金型を通して押出成形するこ
とによって、連続混練押出成形で成形することを特徴と
するものであり、混練と成形を一連の連続工程で行なう
ことができ、生産性高く高熱伝導性材料を製造すること
ができるものである。
【００８６】また請求項２２の発明は、上記混練物の粘
度を、式η＝ｋγn-1 （η：粘度、ｋ：材料固有の係
数、γ：剪断速度、ｎ：べき指数）において、べき指数
ｎが１／２以下になるように調整して、成形金型を通し
て押出成形することを特徴とするものであり、混練物の
粘性特性をこのように調整すると、成形金型内での混練
物の流速分布は成形金型の内壁面に対して垂直になり、
アスペクト比の大きいフィラーはその長手方向が流速分
布に沿って分布して、混練物の押出方向に対して垂直な
向きに配向させることができ、押出方向に対して垂直な
方向、すなわち厚み方向での熱伝導率の高い高熱伝導性
材料を得ることができるものである。
度を、式η＝ｋγn-1 （η：粘度、ｋ：材料固有の係
数、γ：剪断速度、ｎ：べき指数）において、べき指数
ｎが１／２以下になるように調整して、成形金型を通し
て押出成形することを特徴とするものであり、混練物の
粘性特性をこのように調整すると、成形金型内での混練
物の流速分布は成形金型の内壁面に対して垂直になり、
アスペクト比の大きいフィラーはその長手方向が流速分
布に沿って分布して、混練物の押出方向に対して垂直な
向きに配向させることができ、押出方向に対して垂直な
方向、すなわち厚み方向での熱伝導率の高い高熱伝導性
材料を得ることができるものである。
【００８７】また請求項２３の発明は、基材とフィラー
を冷却混練して押出成形することを特徴とし、請求項２
４の発明は、結晶性ポリオレフィンを含む基材とフィラ
ーを、結晶性ポリオレフィンの融点以下の温度で冷却混
練することを特徴とし、請求項２５の発明は、基材に増
粘材を添加して混練することを特徴とし、請求項２６の
発明は、上記増粘材が、ＥＶＡ、ソフトパラフィン、ポ
リイソブチレン、シリカ、炭酸カルシウム、珪酸マグネ
シウム、カオリンクレー、タルク、パーライト、ベント
ンから選ばれるものであることを特徴とし、請求項２７
の発明は、基材に結晶性ポリオレフィンの結晶化促進剤
を添加することを特徴とするものであり、上記のような
粘性特性に混練物を調整して成形を行なうことが容易に
なるものである。
を冷却混練して押出成形することを特徴とし、請求項２
４の発明は、結晶性ポリオレフィンを含む基材とフィラ
ーを、結晶性ポリオレフィンの融点以下の温度で冷却混
練することを特徴とし、請求項２５の発明は、基材に増
粘材を添加して混練することを特徴とし、請求項２６の
発明は、上記増粘材が、ＥＶＡ、ソフトパラフィン、ポ
リイソブチレン、シリカ、炭酸カルシウム、珪酸マグネ
シウム、カオリンクレー、タルク、パーライト、ベント
ンから選ばれるものであることを特徴とし、請求項２７
の発明は、基材に結晶性ポリオレフィンの結晶化促進剤
を添加することを特徴とするものであり、上記のような
粘性特性に混練物を調整して成形を行なうことが容易に
なるものである。
【００８８】また請求項２８の発明は、上記混練物を、
熱伝導方向と平行に並ぶ複数のスリットを有する成形金
型を通して押出成形することを特徴とするものであり、
混練物中のアスペクト比の大きいフィラーのうち各スリ
ットの両側の壁面に近いものは壁面に沿って配向される
ことになり、アスペクト比の大きいフィラーの多くを高
熱伝導性材料の厚み方向に配向させることができ、高熱
伝導性材料の厚み方向の熱伝導性を特に向上させること
ができるものである。
熱伝導方向と平行に並ぶ複数のスリットを有する成形金
型を通して押出成形することを特徴とするものであり、
混練物中のアスペクト比の大きいフィラーのうち各スリ
ットの両側の壁面に近いものは壁面に沿って配向される
ことになり、アスペクト比の大きいフィラーの多くを高
熱伝導性材料の厚み方向に配向させることができ、高熱
伝導性材料の厚み方向の熱伝導性を特に向上させること
ができるものである。
【００８９】また請求項２９の発明は、上記スリット
が、熱伝導方向の寸法と熱伝導方向に対して垂直な方向
の寸法の比が１．５：１〜２０：１になるように形成さ
れていることを特徴とするものであり、スリットの幅が
狭くなり過ぎて詰まったりするおそれなく、アスペクト
比の大きいフィラーによって高熱伝導性材料の厚み方向
の熱伝導性を高める効果を十分に得ることができるもの
である。
が、熱伝導方向の寸法と熱伝導方向に対して垂直な方向
の寸法の比が１．５：１〜２０：１になるように形成さ
れていることを特徴とするものであり、スリットの幅が
狭くなり過ぎて詰まったりするおそれなく、アスペクト
比の大きいフィラーによって高熱伝導性材料の厚み方向
の熱伝導性を高める効果を十分に得ることができるもの
である。
【００９０】また請求項３０の発明は、基材を混練押出
機で混練しつつフィラーを間欠的に混練押出機に投入し
て基材に部分的に混練し、これを成形金型を通して押出
成形することによって、フィラーが混合された基材層と
フィラーが混合されていない基材層とを押出方向に積層
することを特徴とするものであり、同じ部数のフィラー
を高熱伝導性材料の全体に均一に分散させるときより
も、フィラー入り基材に分散しているフィラーの濃度が
高くなるので、このフィラー入り基材の部分での熱伝導
率が大きく向上し、高熱伝導性材料の全体としての熱伝
導率を上昇させることができるものである。
機で混練しつつフィラーを間欠的に混練押出機に投入し
て基材に部分的に混練し、これを成形金型を通して押出
成形することによって、フィラーが混合された基材層と
フィラーが混合されていない基材層とを押出方向に積層
することを特徴とするものであり、同じ部数のフィラー
を高熱伝導性材料の全体に均一に分散させるときより
も、フィラー入り基材に分散しているフィラーの濃度が
高くなるので、このフィラー入り基材の部分での熱伝導
率が大きく向上し、高熱伝導性材料の全体としての熱伝
導率を上昇させることができるものである。
【００９１】また請求項３１の発明は、熱伝導方向と平
行に並ぶ複数のスリットを設けた成形金型を用い、フィ
ラーが分散している基材とフィラーが分散していない基
材を隣合う各スリットから押出して成形することを特徴
とするものであり、フィラーが混合された基材とフィラ
ーが混合されていない基材とを押出方向と平行に積層す
ることができ、同じ部数のフィラーを高熱伝導性材料の
全体に均一に分散させるときよりも、フィラー入り基材
に分散しているフィラーの濃度が高くなるので、このフ
ィラー入り基材の部分での熱伝導率が大きく向上し、高
熱伝導性材料の全体としての熱伝導率を上昇させること
ができるものである。
行に並ぶ複数のスリットを設けた成形金型を用い、フィ
ラーが分散している基材とフィラーが分散していない基
材を隣合う各スリットから押出して成形することを特徴
とするものであり、フィラーが混合された基材とフィラ
ーが混合されていない基材とを押出方向と平行に積層す
ることができ、同じ部数のフィラーを高熱伝導性材料の
全体に均一に分散させるときよりも、フィラー入り基材
に分散しているフィラーの濃度が高くなるので、このフ
ィラー入り基材の部分での熱伝導率が大きく向上し、高
熱伝導性材料の全体としての熱伝導率を上昇させること
ができるものである。
【００９２】本発明に係る床暖房システムは、床材、上
記に記載の高熱伝導性材料からなる蓄熱体、ヒーター、
断熱材を積層して形成したことを特徴とするものであ
り、ヒーターで発熱した熱を蓄熱体に蓄熱し、蓄熱体に
蓄熱した熱を放熱させてほぼ一日中暖房することが可能
になるものである。しかもこの蓄熱体は高熱伝導性であ
るために、蓄熱時にも伝熱によって室内への放熱量を大
きくすることができ、室温や床温の昇温を早めることが
できると共に、短時間で蓄熱体に蓄熱することができ、
効率的に蓄放熱して暖房を行なうことができるものであ
る。
記に記載の高熱伝導性材料からなる蓄熱体、ヒーター、
断熱材を積層して形成したことを特徴とするものであ
り、ヒーターで発熱した熱を蓄熱体に蓄熱し、蓄熱体に
蓄熱した熱を放熱させてほぼ一日中暖房することが可能
になるものである。しかもこの蓄熱体は高熱伝導性であ
るために、蓄熱時にも伝熱によって室内への放熱量を大
きくすることができ、室温や床温の昇温を早めることが
できると共に、短時間で蓄熱体に蓄熱することができ、
効率的に蓄放熱して暖房を行なうことができるものであ
る。
【００９３】また請求項３３の発明は、上記に記載の高
熱伝導性材料から形成した蓄熱体と、アスペクト比の大
きなフィラーを含有しない基材から形成した蓄熱体とを
用いることを特徴とするものであり、このフィラーを配
合しない蓄熱体は熱伝導率が小さく、高熱伝導性材料か
ら形成した蓄熱体とこの熱伝導率が小い蓄熱体の両者を
合わせた全体の熱伝導による暖房温度は上記のものより
低くなり、一日の間の暖房温度の較差が小さくなってマ
イルドな暖房が可能になるものである。
熱伝導性材料から形成した蓄熱体と、アスペクト比の大
きなフィラーを含有しない基材から形成した蓄熱体とを
用いることを特徴とするものであり、このフィラーを配
合しない蓄熱体は熱伝導率が小さく、高熱伝導性材料か
ら形成した蓄熱体とこの熱伝導率が小い蓄熱体の両者を
合わせた全体の熱伝導による暖房温度は上記のものより
低くなり、一日の間の暖房温度の較差が小さくなってマ
イルドな暖房が可能になるものである。
【図１】高熱伝導性材料の実施の形態を示すものであ
り、（ａ）は斜視図、（ｂ），（ｃ）は正面図である。
り、（ａ）は斜視図、（ｂ），（ｃ）は正面図である。
【図２】高熱伝導性材料の実施の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】製造装置の実施の形態の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図４】成形金型の実施の形態の一例を示すものであ
り、（ａ），（ｂ）は混練材料の流速分布の概略断面図
である。
り、（ａ），（ｂ）は混練材料の流速分布の概略断面図
である。
【図５】成形金型の実施の形態の一例を示すものであ
り、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は斜視図、（ｄ）はス
リット部分の概略正面断面図である。
り、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は斜視図、（ｄ）はス
リット部分の概略正面断面図である。
【図６】製造装置の実施の形態の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図７】成形金型の実施の形態の一例を示すものであ
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面断面図である。
り、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面断面図である。
【図８】床暖房システムの実施例の形態の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図９】床暖房システムの実施例の形態の一例を示す断
面図である。
面図である。
１ 基材 ２ フィラー ４ 混練押出機 ５ 成形金型 １３ スリット １８ 蓄熱体 ２１ 断熱材 ２２ 断熱材 ２３ ヒーター ２５ 床材 ２７ 蓄熱材
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｋ 3/08 ＫＡＢ Ｃ０８Ｋ 3/08 ＫＡＢ 3/22 ＫＡＥ 3/22 ＫＡＥ 3/26 ＫＡＦ 3/26 ＫＡＦ 3/34 ＫＡＨ 3/34 ＫＡＨ 3/36 3/36 5/00 ＫＡＪ 5/00 ＫＡＪ 7/06 ＫＣＪ 7/06 ＫＣＪ Ｃ０８Ｌ 23/00 ＬＣＷ Ｃ０８Ｌ 23/00 ＬＣＷ 91/06 ＬＳＪ 91/06 ＬＳＪ Ｅ０４Ｆ 15/18 0231−2Ｅ Ｅ０４Ｆ 15/18 Ｘ Ｈ０５Ｂ 3/20 ３４５ Ｈ０５Ｂ 3/20 ３４５ (72)発明者 宮田 真 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (33)
- 【請求項１】 金属以外の材料を主材とする基材に、基
材より高い熱伝導率を有すると共に大きなアスペクト比
を有するフィラーを混合分散させて成ることを特徴とす
る高熱伝導性材料。 - 【請求項２】 上記のフィラーは、フレーク状もしくは
繊維状のものであることを特徴とする請求項１に記載の
高熱伝導性材料。 - 【請求項３】 上記のフィラーは、平均アスペクト比が
１０〜２００００のものであることを特徴とする請求項
１又は２に記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項４】 上記のフィラーは、代表長さが０．５ｍ
ｍ以上のものであることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれかに記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項５】 上記のフィラーは、金属材料、炭素材
料、無機材料、有機材料のいずれかからなるものであ
り、その熱伝導率が基材の熱伝導率の３倍以上のもので
あることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
の高熱伝導性材料。 - 【請求項６】 上記のフィラーとして、平均アスペクト
比が異なる２種以上のものを用いることを特徴とする請
求項１乃至５のいずれかに記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項７】 上記フィラーは、全体積分率が１．５〜
３０％になるように基材に混合分散されていることを特
徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の高熱伝導性
材料。 - 【請求項８】 上記の大きなアスペクト比を有するフィ
ラーの他に、粒状のフィラーを基材に混合分散させて成
ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の
高熱伝導性材料。 - 【請求項９】 上記の粒状のフィラーは、金属材料、炭
素材料、無機材料、有機材料のいずれかからなるもので
あり、その熱伝導率が基材の熱伝導率の２倍以上のもの
であることを特徴とする請求項８に記載の高熱伝導性材
料。 - 【請求項１０】 上記粒状のフィラーは、全体積分率が
４％以上になるように基材に混合分散されていることを
特徴とする請求項８又は９に記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項１１】 上記基材は、潜熱蓄熱材であることを
特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の高熱伝
導性材料。 - 【請求項１２】 上記潜熱蓄熱材は、有機系蓄熱材であ
ることを特徴とする請求項１１に記載の高熱伝導性材
料。 - 【請求項１３】 上記有機系蓄熱材は、パラフィンを蓄
熱物質とする蓄熱材であることを特徴とする請求項１２
に記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項１４】 上記パラフィンを蓄熱物質とする蓄熱
材は、蓄熱物質であるパラフィンと、非晶性もしくは低
結晶性ポリオレフィンと、結晶性ポリオレフィンとから
なることを特徴とする請求項１３に記載の高熱伝導性材
料。 - 【請求項１５】 上記の非晶性もしくは低結晶性ポリオ
レフィンは、エチレンプロピレン共重合体、超低密度ポ
リエチレン、アタクチックポリプロピレンから選ばれる
ものであり、上記の結晶性ポリオレフィンは、高密度ポ
リエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン
から選ばれるものであることを特徴とする請求項１４に
記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項１６】 上記の大きなアスペクト比を有するフ
ィラーは、アルミニウムフレーク、アルミニウム繊維、
ステンレス箔、ステンレス繊維、グラファイト、カーボ
ンファイバー、アルミナ、マイカ、バーミュキュライト
のうち少なくとも一種を含むものであることを特徴とす
る請求項１乃至１５のいずれかに記載の高熱伝導性材
料。 - 【請求項１７】 上記の粒状のフィラーは、炭酸カルシ
ウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリ
カ、タルク、クレイ、マイカ、アルミナのうち少なくと
も一種を含むものであることを特徴とする請求項８乃至
１６のいずれかに記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項１８】 上記のフイラーは、基材中でランダム
な向きで分散していることを特徴とする請求項１乃至１
７のいずれかに記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項１９】 上記の大きなアスペクト比を有するフ
ィラーは、その長手方向が基材の熱伝導方向と平行に配
向して分散していることを特徴とする請求項１乃至１７
のいずれかに記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項２０】 上記のフィラーを分散させた基材と、
上記のフィラーを分散させていない基材とを熱伝導方向
と平行な層として交互に積層して成ることを特徴とする
請求項１乃至１９のいずれかに記載の高熱伝導性材料。 - 【請求項２１】 請求項１乃至２０のいずれかに記載の
基材とフィラーを混練押出機で混練すると共にこの混練
物を成形金型を通して押出成形することによって、連続
混練押出成形で成形することを特徴とする高熱伝導性材
料の製造方法。 - 【請求項２２】 上記混練物の粘度を、式η＝ｋγn-1
（η：粘度、ｋ：材料固有の係数、γ：剪断速度、ｎ：
べき指数）において、べき指数ｎが１／２以下になるよ
うに調整して、成形金型を通して押出成形することを特
徴とする請求項２１に記載の高熱伝導性材料の製造方
法。 - 【請求項２３】 基材とフィラーを冷却混練して押出成
形することを特徴とする請求項２２に記載の高熱伝導性
材料の製造方法。 - 【請求項２４】 結晶性ポリオレフィンを含む基材とフ
ィラーを、結晶性ポリオレフィンの融点以下の温度で冷
却混練することを特徴とする請求項２３に記載の高熱伝
導性材料の製造方法。 - 【請求項２５】 基材に増粘材を添加して混練すること
を特徴とする請求項２２に記載の高熱伝導性材料の製造
方法。 - 【請求項２６】 上記増粘材は、ＥＶＡ、ソフトパラフ
ィン、ポリイソブチレン、シリカ、炭酸カルシウム、珪
酸マグネシウム、カオリンクレー、タルク、パーライ
ト、ベントンから選ばれるものであることを特徴とする
請求項２５に記載の高熱伝導性材料の製造方法。 - 【請求項２７】 基材に結晶性ポリオレフィンの結晶化
促進剤を添加することを特徴とする請求項２２に記載の
高熱伝導性材料の製造方法。 - 【請求項２８】 上記混練物を、熱伝導方向と平行に並
ぶ複数のスリットを有する成形金型を通して押出成形す
ることを特徴とする請求項２１乃至２７のいずれかに記
載の高熱伝導性材料の製造方法。 - 【請求項２９】 上記スリットは、熱伝導方向の寸法と
熱伝導方向に対して垂直な方向の寸法の比が１．５：１
〜２０：１になるように形成されていることを特徴とす
る請求項２８に記載の高熱伝導性材料の製造方法。 - 【請求項３０】 基材を混練押出機で混練しつつフィラ
ーを間欠的に混練押出機に投入して基材に部分的に混練
し、これを成形金型を通して押出成形することによっ
て、フィラーが混合された基材層とフィラーが混合され
ていない基材層とを押出方向に積層することを特徴とす
る請求項２１乃至２７のいずれかに記載の高熱伝導性材
料の製造方法。 - 【請求項３１】 熱伝導方向と平行に並ぶ複数のスリッ
トを設けた成形金型を用い、フィラーが分散している基
材とフィラーが分散していない基材を隣合う各スリット
から押出して成形することを特徴とする請求項２１乃至
２７のいずれかに記載の高熱伝導性材料の製造方法。 - 【請求項３２】 床材、請求項１乃至２０のいずれかに
記載の高熱伝導性材料からなる蓄熱体、ヒーター、断熱
材を積層して形成したことを特徴とする床暖房システ
ム。 - 【請求項３３】 請求項１乃至２０のいずれかに記載の
高熱伝導性材料から形成した蓄熱体と、アスペクト比の
大きなフィラーを含有しない基材から形成した蓄熱体と
を用いることを特徴とする請求項３２に記載の床暖房シ
ステム。
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