JPS6216218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばエンジンの燃焼室インサート
材として使用しうるような樹脂複合断熱材に関す
るものである。

従来より、エポキシ樹脂等の断熱性樹脂中にり
ん片状の金属を混入した樹脂複合断熱材は公知で
あり、ある種のものは実用に供されている。

この種の樹脂複合断熱材は、耐熱性を有するの
みならず、それ自体耐熱摩耗性に優れており、母
材への塗布性、密着性が良好で、摺動部分に設け
た場合に、相手の母材に損傷を与えることなく一
定の緩衝作用を呈する等、断熱材として優れた利
点を有している。

一方、エンジンの燃焼室の断熱材としてセラミ
ツク部材を設置するものが特開昭50―88408号公
報に開示されているが、このセラミツク部材は高
温での放熱性が良くないという問題を有してい
る。

本発明者等は、かかる樹脂複合断熱材について
種々研究した結果、樹脂複合断熱材の気孔率、複
合金属の材質等を以下に述べるように適当に設定
することによつて、低温時には優れた断熱性を有
する一方、高温になるにつれて逆に優れた放熱性
を示す樹脂複合断熱材を見い出し、かかる研究結
果に基いて本発明をなすに至つたものである。

即ち、本発明は、分散した多数の気孔を５〜30
体積％有し、10〜75体積％の耐熱性樹脂と、20〜
60体積％のCu，Al，Agの少なくとも一種とから
なる樹脂複合断熱材を提供するものである。

気孔が５体積％以下では、必要な断熱性、緩衝
作用が得られず、30体積％以上では気孔率が高く
なりすぎで、樹脂複合断熱材としての強度が不足
し、母材との密着性が悪化する。

耐熱性樹脂としては、断熱材として優れた耐熱
性を有するエポキシ樹脂を用いることが好まし
い。耐熱性樹脂は10体積％以下では必要な断熱性
が得られず、75体積％以上では、複合する金属材
料に対して樹脂成分が多量となりすぎ、必要な放
熱性、即ち熱伝導性を得ることができない。

耐熱性樹脂中に複合する金属材料としては、高
い熱伝導度を有するCu，Al，Agの少なくとも一
種を用い特に該金属をりん片状にしたものを用い
ることが好ましい。かかる複合用金属材料は、20
体積％以下では樹脂成分に対する比率が低下して
高温時に必要な放熱性を得ることができず、60体
積％以上では逆に樹脂成分に対する比率が高くな
りすぎ、低温時に必要な断熱性が得られない。

耐熱性樹脂自体の熱伝導率は、常温と高温とで
余り変化しないにも拘らず、上記金属材料を混入
することによつて、樹脂複合材全体としての熱伝
導率が高温となるにしたがつて上昇し優れた放熱
性を示すのは、高温下では複合金属材料が熱変形
等によつて相互に金属接触し、樹脂複合材の熱伝
導度が相互に金属接触した複合金属材料によつて
支配されるに至るからであると考えられる。

第１図に、耐熱性樹脂としてエポキシ樹脂（住
友化学工業株式会社製「スミエポキシ
ESA017TM50」）を用い、硬化剤として「ヒタノ
ール4010」（日立化成工業株式会社製）を用いた
ベース樹脂に対して、常温時の気孔を15〜20体積
％に保つて、Cu，Al，Agの複合比率を種々変化
させたときの熱伝導率の変化特性を示す。

第２図は第１図に示す熱伝導率の変化特性をよ
り見やすくするため、室温25℃におけるベース樹
脂の熱伝導率に対する比として樹脂複合断熱材の
熱伝導率に対する変化特性を示している。

第１図および第２図から明らかなように、本発
明にかかる樹脂複合断熱材は、低温時の熱伝導率
に対して、150℃において２〜４倍の高い熱伝導
率を示す。

第３図は本発明にかかる樹脂複合断熱材の電気
抵抗の変化を、Cu，Agの体積％を種々変化させ
たときの、25℃における電気抵抗値に対する150
℃における電気抵抗値の比をとつてその変化特性
を示したものである。

Cuの場合、40体積％で電気抵抗の比が最小と
なる、換言すれば、電気伝導度の比の変化が最大
となる。この傾向は、Agの場合についても同様
である。

本発明にかかる樹脂複合断熱材が第３図に示す
如き変化特性を示すのは、前述した如く、温度上
昇に伴なつて複合金属材料の金属接触の度合が向
上するためと考えられる。

そして、複合金属材料の体積％が低すぎると、
高温下においても有効な金属接触が得られず、逆
に複合金属材料の体積％が高すぎた場合には、常
温時において既に金属接触の度合が高いため高温
下における金属接触の度合がさほど変化しない傾
向を示している。

本発明にかかる樹脂複合断熱材は、液状のエポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル、ポリイミド等の
耐熱性樹脂中に、Cu，Al，Agのりん片、もしく
はアトマイズ粉を混合し、塗布あるいはスプレー
もしくは溶射によつて母材表面上の被膜を形成す
る。この場合、樹脂中の溶剤が抜けた気孔が発生
し、りん片金属はほゞ一定の方向性を持つて配列
される。この状態で温度が上昇すると、りん片金
属の熱膨張あるいは金属と樹脂の熱膨張係数の差
による局所的なバイメタル変形などの熱歪みによ
つて特に気孔中においてランダムに微小な変形を
起し、その結果、全体として金属接触の度合が増
加する。

本発明にかかる樹脂複合断熱材は、例えば、エ
ンジンのピストンヘツド、シリンダヘツド内壁
面、ロータ、ライナー外周、吸気マニホールド、
排気マニホールドの通路壁面等に用いることによ
つて、その断熱性により、冷間始動時等における
暖機性を改善することができる一方、暖機後にお
いてはその放熱性によつてノツキングの防止を図
ることができ、暖機性の改善とノツキングの防止
という相異なる要求を同時に満足することができ
る。

また、本発明に係る樹脂複合断熱材は、例えば
点火プラグに用いて熱価を可変とすることがで
き、オイルパンに用いて、オイルの暖機性の向上
とオイル温度の過度の上昇の防止を図ることがで
きる等、各種の自動車部品に適用することができ
る。

しかしながら、本発明は上述用途に限られるも
のではなく、一般に低温時には断熱効果を必要と
し高温時には冷却能力を大きくする必要があるあ
らゆる用途に用いることができることはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は横軸を温度（℃）縦軸を熱伝導率
（Cal／cm・sec・℃）として金属材料の体積％を
種々変化させた場合の本発明にかかる樹脂複合断
熱材の熱伝導率の温度変化を示す片対数のグラフ
である。第２図は耐熱性樹脂の25℃における熱伝
導率に対する本発明にかかる樹脂複合断熱材の熱
伝導率の比の変化を示すグラフである。第３図は
金属材料の体積％を種々変化させたときの、25℃
における電気抵抗値に対する150℃の電気抵抗値
の比の変化を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分散した多数の気孔を５〜30体積％有し、10
   〜75体積％の耐熱性樹脂と、20〜60体積％の
   Cu，Al，Agの少なくとも一種の分散含有された
   金属とよりなる樹脂複合断熱材。 ２ 上記金属は、りん片状金属であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の樹脂複合断熱
   材。 ３ 上記耐熱性樹脂は、エポキシ樹脂であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の樹脂複
   合断熱材。