TW201416430A - 輻射熱傳導抑制片材 - Google Patents
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Abstract
本發明之輻射熱傳導抑制片材具有熱傳導抑制層與熱傳導層,該熱傳導抑制層之導熱率為0.06 W/m.K以下,該熱傳導層於波長7 μm~10 μm下之遠紅外線吸收率為0.6以下,且導熱率為200 W/m.K以上。該輻射熱傳導抑制片材係固定於內部具有發熱體之殼體上而使用,於熱傳導層不與發熱體密接而與發熱體之散熱面相面對之位置使熱傳導抑制層側固定於殼體上。
Description
本發明係關於一種輻射熱傳導抑制片材。
近年來,隨著個人電腦、平板電腦、PDA(Personal Digital Assistant,個人數位助理)、行動電話、及數位相機等電子機器之小型化、薄型化及高性能化,此等電子機器之內部所配置之CPU、LSI、及通訊芯片等電子零件向高密度化及高積體化方向發展,並且該電子零件於印刷配線基板上之安裝向高密度化方向發展。因電子機器之薄型化,使電子零件與殼體之距離變得非常小。其結果產生如下問題:因自電子零件向殼體放射之熱而於殼體表面產生熱點(heat spot);及使用者因殼體表面之溫度上升而受到低溫燒傷。進而,隨著電子零件之高密度化及高積體化,該電子零件之發熱量增大,若未效率良好地進行冷卻,則會產生電子機器因熱失控而發生故障之問題。
先前,作為將自電子零件生成之熱效率良好地釋放至外部之方法,已知有如下方法:藉由將填充有導熱性填充物之聚矽氧潤滑脂(silicone grease)或聚矽氧橡膠設置於電子零件與散熱器(代表性而言包含鋁、銅、及其等之合金等)之間,而減少接觸熱阻,藉由熱傳導將熱引導至散熱器,自散熱器向空氣散熱。又,已知有如下方法:設置合金製之熱管代替散熱器,藉由熱管內之熱傳導將熱引導至冷卻風扇,自該冷卻風扇向殼體外部散熱。該等方法所使用之散熱器及熱管
均使用導熱率較高之物質而形成。因此,因散熱器或熱管於殼體內之散熱,導致電子零件周邊之殼體表面溫度上升。即,藉由該等方法並未充分解決上述熱點之問題及使用者之低溫燒傷之問題。
為了解決如上上述之問題,專利文獻1提出有如下散熱構造,其係將散熱板與真空隔熱材料層疊而設置於裝置內部之發熱部與殼體之間者。專利文獻2提出有如下散熱構造,其係將具有隔熱片材及由可與電子零件密接之柔軟材料所形成之導熱片材的複合片材以導熱片材成為電子零件側且與電子零件及殼體內面兩者接觸之狀態配置者。專利文獻3中提出有如下冷卻構造,其具有:以與電子零件對向之方式配置於殼體內面上之推壓構件、與一部分經由推壓構件而推壓電子零件且其他部分固著於殼體內面之熱擴散片材。但是,藉由上述專利文獻所記載之技術,無法充分地解決殼體表面溫度之上升及熱點之問題。
[專利文獻1]日本專利第3590758號公報
[專利文獻2]日本專利第4104887號公報
[專利文獻3]日本專利特開平10-229287號公報
本發明係為了解決上述先前之課題而完成者,其目的在於提供一種輻射熱傳導抑制片材,其可抑制殼體表面之溫度增加及熱點之產生,進而向殼體上之安裝作業極其容易,且對殼體之密接性優異。
本發明之輻射熱傳導抑制片材具有熱傳導抑制層與熱傳導層,該熱傳導抑制層之導熱率為0.06 W/m.K以下,該熱傳導層於波長7 μm~10 μm下之遠紅外線吸收為0.6以下,導熱率為200 W/m.K以上,該輻射熱傳導抑制片材係固定於內部具有發熱體之殼體上而使用,於熱
傳導層不與發熱體密接而與發熱體之散熱面相面對之位置使該熱傳導抑制層側固定於該殼體上。
於本發明之一實施形態中,上述熱傳導抑制層係具有平均孔徑為100 μm以下之球狀氣泡之多孔質體。
於本發明之一實施形態中,上述熱傳導抑制層係具有表面開口部之多孔質體。
於本發明之一實施形態中,上述熱傳導抑制層係具有平均孔徑未達20 μm之球狀氣泡且於相鄰之球狀氣泡間具有通孔之多孔質體。
於本發明之一實施形態中,上述熱傳導抑制層含有親水性聚胺基甲酸酯系聚合物。
於本發明之一實施形態中,上述熱傳導抑制層於80℃下之剪切接著力為10 N/cm2以上。
於本發明之一實施形態中,上述熱傳導層係選自石墨片材及金屬箔之中。
於本發明之一實施形態中,上述熱傳導層具有相對於上述相面對之發熱零件之散熱面之面積為4倍以上之面積。
根據本發明,將具備具有特定之導熱率之熱傳導抑制層與具有特定之導熱率及特定之遠紅外線吸收率之熱傳導層的輻射熱傳導抑制片材以不使熱傳導層與殼體內之發熱體接觸之方式與該發熱體相面對而配置,且將熱傳導抑制層側固定於殼體內面,藉此可利用熱傳導層效率良好地反射來自發熱體之輻射熱,並且將藉由對流而傳遞至熱傳導層之熱效率良好地向該熱傳導層之面方向熱擴散,且一邊通過熱傳導抑制層向輻射熱傳導抑制片材之厚度方向緩慢地傳導,一邊向殼體散熱。因此,即使於如小型電子機器般之非常狹小之空間內,亦可非常有效率地將來自發熱體之熱散去,結果可良好地抑制殼體表面之溫
度上升及熱點之產生。
又,根據本發明,由於不使熱傳導層與發熱體接觸,故而可有效地利用熱傳導層之輻射熱反射機能。其結果為,於與發熱體之發熱量相同之情形時,與接觸發熱體而僅藉由熱擴散來散熱之情形相比,可減少自熱傳導層傳導至熱傳導抑制層之熱量,因此亦可減少自熱傳導抑制層散熱至殼體之熱量,從而可避免殼體表面之過大之溫度上升。進而,藉由以不與發熱體接觸之方式使用輻射熱傳導抑制片材,無須使輻射熱傳導抑制片材追隨發熱體之形狀。其結果為,即使發熱體之高度存在偏差,亦無須使輻射熱傳導抑制片材根據發熱體之形狀進行變形而使之密接。因此,可吸收發熱體(電子零件)之由公差引起之尺寸偏差,對於製造效率及成本而言亦有利。
進而,根據本發明,由於輻射熱傳導抑制片材之熱傳導抑制層具有充分之黏著力,故而輻射熱傳導抑制片材可不使用黏著劑或接著劑而經由熱傳導抑制層安裝於殼體上,又,向殼體上之安裝作業極其容易。
2‧‧‧熱傳導抑制層
3‧‧‧熱傳導層
4‧‧‧黏著劑層
5‧‧‧接著層
10‧‧‧輻射熱傳導抑制片材
11‧‧‧輻射熱傳導抑制片材
12‧‧‧輻射熱傳導抑制片材
13‧‧‧輻射熱傳導抑制片材
圖1係本發明之一實施形態之輻射熱傳導抑制片材之概略剖面圖。
圖2係本發明之另一實施形態之輻射熱傳導抑制片材之概略剖面圖。
圖3係本發明之又一實施形態之輻射熱傳導抑制片材之概略剖面圖。
圖4係本發明之又一實施形態之輻射熱傳導抑制片材之概略剖面圖。
圖5係與本發明相關之導熱率測定之概略圖。
圖6係與本發明相關之輻射熱傳導抑制效果之測定之概略圖。
圖7係實施例中獲得之熱傳導抑制層之剖面SEM照片之照片圖,且係明確地顯示於相鄰之球狀氣泡間具有通孔之連續氣泡構造。
本發明之實施形態之輻射熱傳導抑制片材具有熱傳導抑制層與熱傳導層。作為本發明之輻射熱傳導抑制片材之代表性結構,可列舉包含大小實質上相同之熱傳導抑制層2與熱傳導層3之輻射熱傳導抑制片材10(圖1)、包含大小不同之熱傳導抑制層2與熱傳導層3之輻射熱傳導抑制片材11(圖2)。進而,輻射熱傳導抑制片材可具有黏著劑層及/或接著層。作為此種構成之代表例,可列舉:於熱傳導抑制層2之與熱傳導層3相反側具有黏著劑層4之輻射熱傳導抑制片材12(圖3)、於熱傳導抑制層2與熱傳導層3之間具有接著層5且於熱傳導抑制層2之外側具有黏著劑層4之輻射熱傳導抑制片材13(圖4)。再者,所例示之代表性形態可適當組合,亦可加以變更。例如於圖1~圖3之熱傳導抑制層與熱傳導層之間可設置黏著劑層或接著層,圖4之熱傳導抑制層與熱傳導層亦可直接積層,圖2之熱傳導抑制層與熱傳導層之大小之關係可視目的而變更。本發明之輻射熱傳導抑制片材可採用任意適當之形狀。本發明之輻射熱傳導抑制片材之厚度、長邊及短邊等之長度可採用任意之適當值。
於本發明之實施形態之輻射熱傳導抑制片材中,可藉由減小熱傳導抑制層2之導熱率,而使藉由對流自發熱體傳遞至熱傳導層3之熱效率良好地沿著熱傳導層3之面方向擴散。其結果為,可將傳遞至熱傳導層3之熱一邊通過熱傳導抑制層緩慢地向輻射熱傳導抑制片材之厚度方向傳導,一邊散熱至殼體。此種熱傳導抑制層於熱傳導層3具有等向性之導熱率(未見導熱率根據方向而產生差異)之情形時特別有
效。
藉由穩態法測定之熱傳導抑制層之導熱率為0.06 W/m.K以下,較佳為0.055 W/m.K以下,更佳為0.05 W/m.K以下。若熱傳導抑制層之導熱率大於0.06 W/m.K,則藉由對流自發熱體傳遞至熱傳導層之熱於熱傳導層之面方向上立即傳導,因此殼體表面之溫度上升之抑制效果及熱點之抑制效果降低之情形較多。
熱傳導抑制層較佳為多孔質體。此種多孔質體較佳為具有空隙。
構成熱傳導抑制層之多孔質體較佳為具有球狀氣泡。球狀氣泡可不為嚴格之圓球狀之氣泡,例如可為部分扭曲之大致球狀之氣泡或包含具有較大扭曲之空間的氣泡。
構成熱傳導抑制層之多孔質體可具有之球狀氣泡之平均孔徑較佳為未達100 μm,更佳為未達50 μm,進而較佳為未達20 μm。多孔質體可具有之球狀氣泡之平均孔徑之下限值例如較佳為0.01 μm以上,更佳為0.1 μm以上,進而較佳為1 μm以上。藉由使多孔質體可具有之球狀氣泡之平均孔徑處於上述範圍內,可將多孔質體之球狀氣泡之平均孔徑精密地控制為較小值,而可提供可以應對薄膜之輻射熱傳導抑制片材。
構成熱傳導抑制層之多孔質體較佳為於表面具有表面開口部。該表面開口部之平均孔徑較佳為100 μm以下,更佳為50 μm以下,進而較佳為20 μm以下,尤佳為10 μm以下,最佳為5 μm以下。表面開口部之平均孔徑之下限值例如較佳為0.001 μm以上,更佳為0.01 μm以上。藉由使多孔質體具有表面開口部,且使表面開口部之平均孔徑處於上述範圍內,可減少與熱傳導層接觸之面積,因此變得可增加接觸熱阻,於在熱傳導層內之熱擴散方面,可對面方向表現出非常優異之熱擴散性。進而,表面開口部發揮作為微吸盤之作用,可提供熱傳
導抑制層本身具有充分之黏著力的輻射熱傳導抑制片材。此種輻射熱傳導抑制片材例如可不使用黏著劑層而經由熱傳導抑制層安裝至殼體上,又,向殼體上之安裝作業極其容易。
構成熱傳導抑制層之多孔質體較佳為具有於相鄰之球狀氣泡間具有通孔之連續氣泡構造。該通孔之平均孔徑較佳為5 μm以下,更佳為4 μm以下,進而較佳為3 μm以下。相鄰之球狀氣泡間所具有之通孔之平均孔徑之下限值並無特別限定,例如較佳為0.001 μm,更佳為0.01 μm。藉由使相鄰之球狀氣泡間所具有之通孔之平均孔徑處於上述範圍內,可保持吸盤效果所需之多孔質體內部之氣密性,並且抑制積層黏著劑時、積層於熱傳導層上時、或將輻射熱傳導抑制片材貼合於殼體內面時之空氣之夾雜,可提供成形及向殼體內面之固定較為容易之輻射熱傳導抑制片材。再者,連續氣泡構造可為於大部分或全部之相鄰球狀氣泡間具有通孔之連續氣泡構造,也可為該通孔之數量相對較少之半獨立半連續氣泡構造。
構成熱傳導抑制層之多孔質體之氣泡率較佳為30%以上,更佳為40%以上,進而較佳為50%以上。藉由使構成熱傳導抑制層之多孔質體之氣泡率處於上述範圍內,可獲得優異之熱傳導抑制性能。
構成熱傳導抑制層之多孔質體之密度較佳為0.08 g/cm3~0.6 g/cm3,更佳為0.09 g/cm3~0.5 g/cm3,進而較佳為0.1 g/cm3~0.4 g/cm3。藉由使多孔質體之密度處於上述範圍內,可獲得優異之熱傳導抑制性能。
構成熱傳導抑制層之多孔質體於80℃下之剪切接著力較佳為1 N/cm2以上,更佳為3 N/cm2以上,進而較佳為5 N/cm2以上,進而較佳為7 N/cm2以上,尤佳為9 N/cm2以上,最佳為10 N/cm2以上。藉由使多孔質體之剪切接著力處於上述範圍內,可獲得具有充分之黏著力之熱傳導抑制層,可不使用黏著劑或接著劑而將輻射熱傳導抑制片材
安裝至殼體上。
熱傳導抑制層之厚度可視目的而調整至任意之適當厚度。熱傳導抑制層之厚度較佳為0.5 mm以下,更佳為0.2 mm以下,進而較佳為0.1 mm以下。於熱傳導抑制層之厚度大於0.5 mm之情形時,對於向薄型化方面發展之電子機器,有難以於非接觸條件下導入輻射熱傳導抑制片材之虞。
構成熱傳導抑制層之多孔質體較佳為含有親水性聚胺基甲酸酯系聚合物。藉由使多孔質體含有親水性聚胺基甲酸酯系聚合物,可精密地控制氣泡構造,可形成氣泡率較高,具有平滑之表面,且具有經精密控制之大量微細表面開口部的熱傳導抑制層。其結果為,可獲得非常優異之熱傳導抑制性能與密接性能。再者,親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之詳細內容於下述製造方法之說明中提及。
熱傳導抑制層可藉由任意之適當方法而製造。熱傳導抑制層較佳為可藉由對W/O型乳液賦形並將其聚合而製造。
作為熱傳導抑制層之製造方法,例如可列舉如下之「連續法」,該連續法係對乳化機連續地供給連續油相成分與水相成分,而製備可用於獲得熱傳導抑制層之W/O型乳液,繼而將所獲得之W/O型乳液聚合而製造含水聚合物,繼而將所獲得之含水聚合物脫水。
又,例如可列舉如下之「批次法」,該批次法係於乳化機中裝入對於連續油相成分而言為適當量之水相成分,一邊攪拌一邊連續地供給水相成分,而製備可用於獲得熱傳導抑制層之W/O型乳液,將所獲得之W/O型乳液聚合而製造含水聚合物,繼而將所獲得之含水聚合物脫水。
作為熱傳導抑制層之製造方法,例如亦可列舉如下之「批次法」,該批次法係於乳化機中裝入對於連續油相成分而言為適當量之
水相成分,一邊攪拌一邊連續地供給水相成分,而製備可用於獲得熱傳導抑制層之W/O型乳液,將所獲得之W/O型乳液聚合而製造含水聚合物,繼而將所獲得之含水聚合物脫水。
將W/O型乳液連續地聚合之「連續法」由於生產效率較高,可最有效地利用聚合時間之縮短效果與聚合裝置之縮小,故而為較佳之方法。
更具體而言,熱傳導抑制層可較佳地藉由包括以下步驟之製造方法而製造:製備可用於獲得熱傳導抑制層之W/O型乳液之步驟(I);對所獲得之W/O型乳液賦形之步驟(II);將經賦形之W/O型乳液聚合之步驟(III);及將所獲得之含水聚合物脫水之步驟(IV)。此處,對所獲得之W/O型乳液賦形之步驟(II)與將經賦形之W/O型乳液聚合之步驟(III)可同時進行該等之一部分。
可用於獲得熱傳導抑制層之W/O型乳液係包含連續油相成分及與連續油相成分不混合之水相成分的W/O型乳液。更具體而言,W/O型乳液係將水相成分分散至連續油相成分中而成者。
W/O型乳液中之水相成分與連續油相成分之比率可於可形成W/O型乳液之範圍內採用任意之適當比例。W/O型乳液中之水相成分與連續油相成分之比率可成為決定藉由該W/O型乳液之聚合所獲得之多孔質體之結構、機械及性能之特性的重要因素。具體而言,W/O型乳液中之水相成分與連續油相成分之比率可成為決定藉由該W/O型乳液之聚合所獲得之多孔質體之密度、氣泡尺寸、氣泡構造及形成氣泡構造之壁體之尺寸等的重要因素。
W/O型乳液中之水相成分之比率之下限值較佳為30重量%,更佳
為40重量%,進而較佳為50重量%,尤佳為55重量%。W/O型乳液中之水相成分之比率之上限值較佳為95重量%,更佳為90重量%,進而較佳為85重量%,尤佳為80重量%。若W/O型乳液中之水相成分之比率處於上述範圍內,則可充分地表現出本發明之效果。
W/O型乳液可於無損本發明之效果之範圍內包含任意之適當添加劑。作為此種添加劑,例如可列舉:增黏樹脂,滑石,碳酸鈣、矽酸及其鹽類、黏土、雲母粉、鋅白、膨潤土、碳黑、二氧化矽、乙炔黑等填充劑,顏料,染料等。此種添加劑可僅包含1種,亦可包含2種以上。
作為W/O型乳液之製造方法,可採用任意之適當方法。作為製造W/O型乳液之方法,例如可列舉:「連續法」,其係對乳化機連續地供給連續油相成分與水相成分而形成W/O型乳液;及「批次法」,其係於乳化機中裝入對於連續油相成分而言為適當量之水相成分,一邊攪拌一邊連續地供給水相成分,藉此形成W/O型乳液。
於製造W/O型乳液時,作為用於獲得乳液狀態之剪切方法,例如可列舉:使用轉子/定子混合機、均化器、微流化裝置之高剪切條件之應用。又,作為用於獲得乳液狀態之另一剪切方法,例如可列舉:使用動葉混合機或葉針式混合機之振盪、或藉由應用使用電磁攪拌棒之低剪切條件而進行之連續及分散相之平穩混合。
作為用於藉由「連續法」而製備W/O型乳液之裝置,例如可列舉:靜態混合機、轉子/定子混合機以及葉式混合機。藉由提高攪拌速度,或藉由使用設計為利用混合方法使水相成分更微細地分散至W/O型乳液中之裝置,亦可實現更遽烈之攪拌。
作為用於藉由「批次法」而製備W/O型乳液之裝置,例如可列舉:手動之混合及振盪、從動動葉混合機、三葉螺旋漿(three-propeller)攪拌翼等。具體而言,PRIMIX公司製造之「T.K.AGI
HOMO MIXER(商品名)」或「T.K.COMBI MIX(商品名)」等可於減壓下製造目標之W/O型乳液,所獲得之W/O型乳液之氣泡混入大幅度減少。
作為製備連續油相成分之方法,可採用任意之適當方法。作為製備連續油相成分之方法,代表性而言例如較佳為製備包含親水性聚胺基甲酸酯系聚合物與乙烯性不飽和單體之混合漿液,繼而於該混合漿液中調配聚合起始劑、交聯劑、其他任意之適當成分。
作為製備親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之方法,可採用任意之適當方法。作為製備親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之方法,代表性而言例如可使聚氧乙烯聚氧丙烯二醇與二異氰酸酯化合物於胺基甲酸酯反應觸媒之存在下進行反應而獲得。
作為水相成分,可採用實質上與連續油相成分不混合之所有水性流體。就操作容易性及低成本之觀點而言,較佳為離子交換水等水。
水相成分中可於無損本發明之效果之範圍內包含任意之適當添加劑。水相成分中可包含之添加劑可僅為1種,亦可為2種以上。作為此種添加劑,例如可列舉聚合起始劑、水溶性鹽等。水溶性鹽可成為對於使W/O型乳液更穩定而言有效之添加劑。作為此種水溶性鹽,例如可列舉:碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀、磷酸鈉、磷酸鈣、磷酸鉀、氯化鈉、氯化鉀等。此種添加劑可僅含1種,亦可包含2種以上。
連續油相成分較佳為包含親水性聚胺基甲酸酯系聚合物與乙烯性不飽和單體。連續油相成分中之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物及乙烯性不飽和單體之含有比例可於無損本發明之效果之範圍內採用任意之適當含有比例。
連續油相成分中之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物與乙烯性不飽和單體之含有比例雖然亦取決於構成該親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之聚氧乙烯聚氧丙烯二醇單元中之聚氧乙烯比率、或所調配之水相成分之量,但例如較佳為相對於乙烯性不飽和單體70重量份~90重量份,親水性聚胺基甲酸酯系聚合物為10重量份~30重量份之範圍,更佳為相對於乙烯性不飽和單體75重量份~90重量份,親水性聚胺基甲酸酯系聚合物為10重量份~25重量份之範圍。又,相對於水相成分100重量份,較佳為親水性聚胺基甲酸酯系聚合物為1重量份~30重量份之範圍,更佳為親水性聚胺基甲酸酯系聚合物為1重量份~25重量份之範圍。若親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之含有比例為上述範圍內,則可充分地表現出本發明之效果。
親水性聚胺基甲酸酯系聚合物較佳為包含源自聚氧乙烯聚氧丙烯二醇之聚氧乙烯聚氧丙烯單元,該聚氧乙烯聚氧丙烯單元中,較佳為聚氧乙烯為5重量%~25重量%。
如上所述,上述聚氧乙烯聚氧丙烯單元中之聚氧乙烯之含有比例較佳為5重量%~25重量%,其下限值更佳為10重量%,其上限值更佳為25重量%,進而較佳為20重量%。上述聚氧乙烯聚氧丙烯單元中之聚氧乙烯可表現出使水相成分穩定地分散至連續油相成分中之效果。於上述聚氧乙烯聚氧丙烯單元中之聚氧乙烯之含有比例未達5重量%之情形時,有變得難以使水相成分穩定地分散至連續油相成分中之虞。於上述聚氧乙烯聚氧丙烯單元中之聚氧乙烯之含有比例超過25重量%之情形時,有隨著接近HIPE條件而自油包水型(W/O型)乳液向水包油型(O/W型)乳液相轉移。
先前之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物係藉由使二異氰酸酯化合物與疏水性長鏈二醇、聚氧乙烯二醇及其衍生物、低分子活性氫化合
物(鏈伸長劑)進行反應獲得,但藉由此種方法獲得之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物中所含之聚氧伸乙基之數量不均勻,因此包含此種親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之W/O型乳液有乳化穩定性降低之虞。另一方面,本發明中可用於獲得熱傳導抑制層之W/O型乳液之連續油相成分中所含之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物藉由具有如上述之特徵性結構,而於包含於W/O型乳液之連續油相成分中之情形時,即使主動地不添加乳化劑等,亦可表現出優異之乳化性及優異之靜態保存穩定性。
親水性聚胺基甲酸酯系聚合物較佳為藉由使聚氧乙烯聚氧丙烯二醇與二異氰酸酯化合物進行反應而獲得。於該情形時,關於聚氧乙烯聚氧丙烯二醇與二異氰酸酯化合物之比例,以NCO/OH(當量比)計下限值較佳為1,更佳為1.2,進而較佳為1.4,尤佳為1.6,上限值較佳為3,更佳為2.5,進而較佳為2。於NCO/OH(當量比)未達1之情形時,有於製造親水性聚胺基甲酸酯系聚合物時變得容易生成凝膠化物之虞。於NCO/OH(當量比)超過3之情形時,殘存二異氰酸酯化合物增多,有本發明中可用於獲得熱傳導抑制層之W/O型乳液變得不穩定之虞。
作為聚氧乙烯聚氧丙烯二醇,例如可列舉:ADEKA股份有限公司製造之聚醚多元醇(ADEKA(註冊商標)Pluronic L-31、L-61、L-71、L-101、L-121、L-42、L-62、L-72、L-122、25R-1、25R-2、17R-2)及日本油脂股份有限公司製造之聚氧乙烯聚氧丙烯二醇(PLONON(註冊商標)052、102、202)等。聚氧乙烯聚氧丙烯二醇可僅為1種,亦可為2種以上。
作為二異氰酸酯化合物,例如可列舉:芳香族、脂肪族、脂環族之二異氰酸酯,該等二異氰酸酯之二聚物及三聚物、多苯基甲烷多異氰酸酯。作為芳香族、脂肪族、脂環族之二異氰酸酯,例如可列
舉:甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、氫化苯二亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、1,3-苯二異氰酸酯、1,4-苯二異氰酸酯、丁烷-1,4-二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、環己烷-1,4-二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4-二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸甲酯基)環己烷、甲基環己烷二異氰酸酯、間-四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯。作為二異氰酸酯之三聚物,可列舉異氰脲酸酯型、縮二脲型、脲基甲酸酯型等。二異氰酸酯化合物可僅為1種,亦可併用2種以上。
二異氰酸酯化合物可基於與多元醇之胺基甲酸酯反應性之觀點而適當地選擇之其種類及組合等。就與多元醇之迅速之胺基甲酸酯反應性及與水之反應之抑制之觀點而言,較佳為使用脂環族二異氰酸酯。
關於親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之重量平均分子量,下限值較佳為5000,更佳為7000,進而較佳為8000,尤佳為10000,上限值較佳為50000,更佳為40000,進而較佳為30000,尤佳為20000。
親水性聚胺基甲酸酯系聚合物亦可於末端具有可自由基聚合之不飽和雙鍵。藉由於親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之末端具有可自由基聚合之不飽和雙鍵,可更進一步表現出本發明之效果。
作為乙烯性不飽和單體,只要為具有乙烯性不飽和雙鍵之單體,則可採用任意之適當單體。乙烯性不飽和單體可僅為1種,亦可為2種以上。
乙烯性不飽和單體較佳為包含(甲基)丙烯酸酯。關於乙烯性不飽和單體中之(甲基)丙烯酸酯之含有比例,下限值較佳為80重量%,更佳為85重量%,上限值較佳為100重量%,更佳為98重量%。(甲基)丙
烯酸酯可僅為1種,亦可為2種以上。
作為(甲基)丙烯酸酯,較佳為具有碳數1~20之烷基(包括環烷基、烷基(環烷基)以及(環烷基)烷基之概念)之(甲基)丙烯酸烷基酯。上述烷基之碳數較佳為4~18。
再者,於本說明書中所謂(甲基)丙烯酸係指丙烯酸及/或甲基丙烯酸,所謂(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。
作為具有碳數為1~20之烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯,可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸異肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸正十三烷基酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯、(甲基)丙烯酸異硬脂酯、(甲基)丙烯酸異酯等。該等中,較佳為(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異酯。具有碳數為1~20之烷基之(甲基)丙烯酸烷基酯可僅為1種,亦可為2種以上。
乙烯性不飽和單體較佳為進而包含可與(甲基)丙烯酸酯共聚合之極性單體。藉由包含該極性單體,可更進一步表現出本發明之效果。關於乙烯性不飽和單體中之極性單體之含有比例,下限值較佳為0重量%,更佳為2重量%,上限值較佳為20重量%,更佳為15重量%。極
性單體可僅為1種,亦可為2種以上。
作為極性單體,例如可列舉:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、ω-羧基-聚己內酯單丙烯酸酯、鄰苯二甲酸單羥乙酯丙烯酸酯、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁烯酸等含羧基之單體;順丁烯二酸酐、伊康酸酐等酸酐單體;(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯等含羥基之單體;N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯醯胺、羥基乙基(甲基)丙烯醯胺等含醯胺基之單體。
連續油相成分中較佳為包含聚合起始劑。
作為聚合起始劑,例如可列舉自由基聚合起始劑、氧化還原聚合起始劑等。作為自由基聚合起始劑,例如可列舉熱聚合起始劑、光聚合起始劑等。
作為熱聚合起始劑,例如可列舉:偶氮化合物、過氧化物、過氧碳酸、過氧羧酸、過硫酸鉀、過氧化異丁酸第三丁酯、2,2'-偶氮雙異丁腈等。
作為光聚合起始劑,例如可列舉:4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮(例如,Ciba Japan公司製造之商品名Darocur-2959)、α-羥基-α,α'-二甲基苯乙酮(例如,Ciba Japan公司製造之商品名Darocur-1173)、甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如,可在商品名Irgacure-651下源自Ciba Japan之產品)以及2-羥基-2-環己基苯乙酮(例如,Ciba Japan公司製造之商品名Irgacure-184)等苯乙酮系光聚合起始劑;苯偶醯二甲基縮酮等縮酮系光聚合起始劑;其他鹵化酮;醯基氧化膦(例如,Ciba Japan公司製造之商品名Irgacure-819)等。
聚合起始劑可僅為1種,亦可為2種以上。
聚合起始劑之含有比例相對於全部連續油相成分,下限值較佳為0.05重量%,更佳為0.1重量%,上限值較佳為5.0重量%,更佳為1.0重量%。於聚合起始劑之含有比例相對於全部連續油相成分未達0.05重量%之情形時,未反應之單體成分增加,而有所獲得之熱傳導抑制層中之殘存單體量增加之虞。於聚合起始劑之含有比例相對於全部連續油相成分超過5.0重量%之情形時,有所獲得之熱傳導抑制層之機械物性降低之虞。
再者,自光聚合起始劑之自由基產生量亦根據照射光之種類、強度及照射時間、單體及溶劑混合物中之溶氧量而變化。並且,當所溶氧較多之情形時,存在如下情況:自光聚合起始劑之自由基產生量受到抑制,聚合進行不充分,未反應物增多。因此,較佳為於光照射之前向反應體系中吹入氮氣等惰性氣體,而以惰性氣體置換氧氣,或預先藉由減壓處理進行脫氣。
連續油相成分中較佳為包含交聯劑。
典型而言,交聯劑係為了將聚合物鏈彼此連結而構建更立體之分子結構而使用。交聯劑之具體之種類及含量之選擇受到所獲得之熱傳導抑制層所需之構造特性、機械特性、及流體處理特性所影響。交聯劑之具體之種類及含量之選擇於實現熱傳導抑制層之構造特性、機械特性、及流體處理特性之所需組合方面變得重要。
於製造熱傳導抑制層方面,較佳為使用重量平均分子量不同之至少2種交聯劑作為交聯劑。
於製造熱傳導抑制層方面,更佳為併用「選自重量平均分子量為800以上之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯醯胺、及聚合反應性低聚物中之1種以上」與「選自重量平均分子量為500以下之多
官能(甲基)丙烯酸酯及多官能(甲基)丙烯醯胺中之1種以上」。此處,所謂多官能(甲基)丙烯酸酯具體係指1分子中具有至少2個乙烯性不飽和基之多官能(甲基)丙烯酸酯,所謂多官能(甲基)丙烯醯胺具體係指1分子中具有至少2個乙烯性不飽和基之多官能(甲基)丙烯醯胺。
作為多官能(甲基)丙烯酸酯,可列舉:二丙烯酸酯類、三丙烯酸酯類、四丙烯酸酯類、二甲基丙烯酸酯類、三甲基丙烯酸酯類、四甲基丙烯酸酯類等。
作為多官能(甲基)丙烯醯胺,可列舉:二丙烯醯胺類、三丙烯醯胺類、四丙烯醯胺類、二甲基丙烯醯胺類、三甲基丙烯醯胺類、四甲基丙烯醯胺類等。
多官能(甲基)丙烯酸酯例如可自二醇類、三醇類、四醇類、雙酚A類等而衍生。具體而言,例如可由1,10-癸二醇、1,8-辛二醇、1,6-己二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁烷-2-烯二醇、乙二醇、二乙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、對苯二酚、鄰苯二酚、間苯二酚、三乙二醇、聚乙二醇、山梨糖醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、雙酚A之環氧丙烷改性物等而衍生。
多官能(甲基)丙烯醯胺例如可由對應之二胺類、三胺類、四胺類等而衍生。
作為聚合反應性低聚物,可列舉:(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、共聚合酯(甲基)丙烯酸酯、低聚物二(甲基)丙烯酸酯等。較佳為疏水性(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯。
聚合反應性低聚物之重量平均分子量較佳為1500以上,更佳為2000以上。聚合反應性低聚物之重量平均分子量之上限並無特別限定,例如較佳為10000以下。
於併用「選自重量平均分子量為800以上之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯醯胺、及聚合反應性低聚物中之1種以上」與
「選自重量平均分子量為500以下之多官能(甲基)丙烯酸酯及多官能(甲基)丙烯醯胺中之1種以上」作為交聯劑之情形時,「選自重量平均分子量為800以上之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯醯胺及聚合反應性低聚物中之1種以上」之使用量相對於連續油相成分中之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物及乙烯性不飽和單體之合計量,下限值較佳為40重量%,上限值較佳為100重量%,更佳為80重量%。於「選自重量平均分子量為800以上之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯醯胺、及聚合反應性低聚物中之1種以上」之使用量相對於連續油相成分中親水性聚胺基甲酸酯系聚合物及乙烯性不飽和單體之合計量未達40重量%之情形時,有所獲得之熱傳導抑制層之凝聚力降低之虞,有變得難以同時實現韌性與柔韌之虞。於「選自重量平均分子量為800以上之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯醯胺、及聚合反應性低聚物中之1種以上」之使用量相對於連續油相成分中親水性聚胺基甲酸酯系聚合物及乙烯性不飽和單體之合計量超過100重量%之情形時,W/O型乳液之乳化穩定性降低,有無法獲得所需之熱傳導抑制層之虞。
於併用「選自重量平均分子量為800以上之多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯醯胺、及聚合反應性低聚物中之1種以上」與「選自重量平均分子量為500以下之多官能(甲基)丙烯酸酯及多官能(甲基)丙烯醯胺中之1種以上」作為交聯劑之情形時,「選自重量平均分子量為500以下之多官能(甲基)丙烯酸酯及多官能(甲基)丙烯醯胺中之1種以上」之使用量相對於連續油相成分中親水性聚胺基甲酸酯系聚合物及乙烯性不飽和單體之合計量,下限值較佳為1重量%,更佳為5重量%,上限值較佳為30重量%,更佳為20重量%。於「選自重量平均分子量為500以下之多官能(甲基)丙烯酸酯及多官能(甲基)丙烯醯胺中之1種以上」之使用量相對於連續油相成分中親水性聚胺基甲酸
酯系聚合物及乙烯性不飽和單體之合計量未達1重量%之情形時,耐熱性降低,而有於將含水聚合物脫水之步驟(IV)中氣泡構造因收縮而崩塌之虞。於「選自重量平均分子量為500以下之多官能(甲基)丙烯酸酯及多官能(甲基)丙烯醯胺中之1種以上」之使用量相對於連續油相成分中親水性聚胺基甲酸酯系聚合物及乙烯性不飽和單體之合計量超過30重量%之情形時,有所獲得之熱傳導抑制層之韌性降低,而顯示出脆性之虞。
交聯劑可僅包含1種,亦可包含2種以上。
連續油相成分中可於無損本發明之效果之範圍內包含任意之適當之其他成分。作為此種其他成分,代表性而言,較佳為可列舉:觸媒、抗氧化劑、光穩定劑、有機溶劑等。此種其他成分可僅為1種,亦可為2種以上。
作為觸媒,例如可列舉胺基甲酸酯反應觸媒。作為胺基甲酸酯反應觸媒,可採用任意之適當觸媒。具體而言,例如可列舉二月桂酸二丁基錫。
觸媒之含有比例可根據目標之觸媒反應而採用任意之適當含有比例。
觸媒可僅包含1種,亦可包含2種以上。
作為抗氧化劑,例如可列舉:酚系抗氧化劑、硫醚系抗氧化劑、磷系抗氧化劑等。
抗氧化劑之含有比例可於無損本發明之效果之範圍內採用任意之適當含有比例。
抗氧化劑可僅包含1種,亦可包含2種以上。
於步驟(II)中,作為對W/O型乳液賦形之方法,可採用任意之適
當賦形方法。例如可列舉:於移動之帶上連續地供給W/O型乳液,於帶上將其賦形為平滑之片狀的方法。又,可列舉:塗佈於熱塑性樹脂膜之一面上並賦形之方法。
於步驟(II)中,於採用塗佈於熱塑性樹脂膜之一面上進行賦形之方法作為對W/O型乳液賦形之方法之情形時,作為塗佈方法,例如可列舉使用輥塗機、模塗機、刮刀塗佈機等之方法。
於步驟(III)中,作為將經賦形之W/O型乳液聚合之方法,可採用任意之適當聚合方法。例如可列舉:將W/O型乳液連續地供給至具有利用加熱裝置將帶式傳送機之帶表面加溫之構造的移動之帶上,一邊於帶上賦形為平滑之片狀一邊加熱之方法;及將W/O型乳液連續地供給至具有藉由照射活性能量線將帶式傳送器之帶表面加溫之結構的移動之帶上,一邊於帶上賦形為平滑之片狀一邊藉由照射活性能量線進行聚合之方法。
於藉由加熱進行聚合之情形時,聚合溫度(加熱溫度)之下限值較佳為23℃,更佳為50℃,進而較佳為70℃,尤佳為80℃,最佳為90℃,上限值較佳為150℃,更佳為130℃,進而較佳為110℃。於聚合溫度未達23℃之情形時,聚合需要花費長時間,而有工業生產性降低之虞。於聚合溫度超過150℃之情形時,有所獲得之熱傳導抑制層之孔徑變得不均勻,及熱傳導抑制層之強度降低之虞。再者,聚合溫度無需固定,例如可於聚合過程中分成2階段或多階段而改變。
於藉由照射活性能量線進行聚合之情形時,作為活性能量線,例如可列舉紫外線、可見光、電子束等。作為活性能量線,較佳為紫外線、可見光,更佳為波長為200 nm~800 nm之可見光~紫外光。由於W/O型乳液使光散射之傾向較強,故而若使用波長為200 nm~800 nm之可見光~紫外光,則光會穿透W/O型乳液。又,可於波長200
nm~800 nm下活化之光聚合起始劑容易獲得,光源亦容易獲得。
活性能量線之波長之下限值較佳為200 nm,更佳為300 nm,上限值較佳為800 nm,更佳為450 nm。
關於照射活性能量線所使用之代表性裝置,例如作為可照射紫外線之紫外線燈,可列舉於波長300~400 nm之區域有光譜分佈之裝置,其例可列舉化學燈、黑光燈(Black Light lamp)(TOSHIBA LIGHTING & TECHNOLOGY CORPORATION製造之商品名)、金屬鹵化物燈等。
照射活性能量線時之照度可藉由調節自照射裝置至被照射物之距離及電壓而設定為任意之適當照度。例如可藉由日本專利特開2003-13015號公報所揭示之方法,於各步驟中分複數個階段分別照射紫外線,藉此精密地調節黏著性能。
為了防止具有聚合抑制作用之氧氣所產生之不良影響,紫外線照射例如較佳為將W/O型乳液塗佈至熱塑性樹脂膜等基材之一面上並進行賦形後於惰性氣體氛圍下進行,或將W/O型乳液塗佈至熱塑性樹脂膜等基材之一面上並進行賦形後,被覆塗佈有聚矽氧等脫模劑之聚對苯二甲酸乙二酯等使紫外線透射但阻擋氧氣之膜而進行。
作為熱塑性樹脂膜,只要為可將W/O型乳液塗佈至一面上並進行賦形者,則可採用任意之適當熱塑性樹脂膜。作為熱塑性樹脂膜,例如可列舉:聚酯、烯烴系樹脂、聚氯乙烯等之塑膠膜或片材。又,此種塑膠膜或片材可於一面或兩面進行過脫模處理。
所謂惰性氣體氛圍係指將光照射區中之氧氣置換為惰性氣體之氛圍。因此,於惰性氣體氛圍中,需要儘可能不存在氧氣,以氧濃度計較佳為5000 ppm以下。
步驟(IV)係將所獲得之含水聚合物脫水。於步驟(III)中獲得之含
水聚合物中,水相成分以分散狀態存在。藉由脫水除去水相成分並乾燥,藉此獲得多孔質體。該多孔質體可直接成為熱傳導抑制層。又,可藉由與任意之適當基材組合而成為熱傳導抑制層。
作為步驟(IV)中之脫水方法,可採用任意之適當乾燥方法。作為此種乾燥方法,例如可列舉:真空乾燥、冷凍乾燥、壓榨乾燥、微波爐乾燥、熱烘箱內之乾燥、利用紅外線之乾燥、或該等技術之組合。
於本發明之實施形態之輻射熱傳導抑制片材中,藉由減小熱傳導層之遠紅外線吸收率,可抑制自發熱體之輻射熱傳導,且可抑制由藉由自發熱體之對流的熱傳遞引起之發熱體之溫度上升,並且變得可藉由熱傳導層內之面方向之熱擴散而抑制殼體表面之溫度上升及熱點。
作為熱傳導層,例如可列舉石墨片材、金屬箔。作為金屬箔之材料,例如可列舉鋁、金、銀、銅。較佳為具有較高之遠紅外線反射率且製程成本廉價之鋁箔及銅箔。
熱傳導層之遠紅外線吸收率係由使用FT-IR(fourier transform infrared radiation,傅立葉變換紅外線光譜儀)測得之波長7 μm~10 μm下之透射率與反射率,使用式1而算出。熱傳導層於波長7 μm~10 μm下之遠紅外線吸收率為0.6以下,較佳為0.4以下,更佳為0.3以下。若熱傳導層於波長7 μm~10 μm下之遠紅外線吸收率大於0.6,則自發熱體發出之遠紅外線亦被熱傳導層吸收,立即將所轉化之熱向周圍進行固體熱傳導,因此有於殼體表面產生熱點之虞。又,由於自發熱體發出之遠紅外線透射熱傳導層,透射之遠紅外線會被殼體吸收,而有殼體表面之溫度上升之虞。
遠紅外線吸收率=1-(透射率+反射率)/100 式1
熱傳導層於波長7 μm~10 μm下之遠紅外線反射率較佳為0.4以
上,更佳為0.5以上,進而較佳為0.7以上。若熱傳導層之遠紅外線反射率小於0.4,則於熱傳導層不會充分地引起遠紅外線反射,而有因遠紅外線之吸收或透射導致殼體表面之溫度上升之虞。再者,熱傳導層之遠紅外線反射率可藉由使用FT-IR之反射率測定而求出。
藉由穩態法測得之熱傳導層之導熱率為200 W/m.K以上,較佳為300 W/m.K以上,更佳為400 W/m.K以上。若導熱率小於200 W/m.K,則自熱傳導抑制層之固體導熱率降低,因此自發熱體發出之遠紅外線變得無法被熱傳導抑制層有效地吸收,而有變得無法抑制發熱體之溫度上升之虞。再者,導熱率之實用上之上限例如為1500 W/m.K。
熱傳導層之厚度可根據目的而調整為任意之適當厚度。熱傳導層之厚度較佳為0.03 mm以上,更佳為0.05 mm以上,進而較佳為0.1 mm以上,尤佳為0.15 mm以上。若熱傳導層之厚度小於0.03 mm,則熱傳導層內之面方向之熱擴散性變得容易降低,而有抑制殼體表面產生熱點之效果降低之虞。
熱傳導層之面積可根據目的而調節為任意之適當面積。於將輻射熱傳導抑制片材固定於內部具有發熱體之殼體上而使用,於該熱傳導層不與該發熱體密接而與該發熱體之散熱面相面對之位置使該熱傳導抑制層側固定於該殼體上之情形時,熱傳導層之面積相對於發熱體之散熱面之面積較佳為4倍以上,更佳為7倍以上,進而較佳為10倍以上。若為此種構成,則可將發熱體所產生之熱經由熱傳導層有效率地於面方向上擴散,由於將由熱傳導層擴散之熱經由熱傳導抑制層緩慢地傳導至殼體表面,故而變得可防止殼體表面之局部溫度上升。
作為黏著劑層,可採用由任意之適當黏著劑所形成之黏著劑層。作為所使用之黏著劑之具體例,可列舉:丙烯酸系黏著劑、環氧系黏著劑、聚矽氧系黏著劑。
黏著劑層之厚度較佳為0.01 mm~0.05 mm,更佳為0.01 mm~0.03 mm。若黏著劑層之厚度小於0.01 mm,則對黏著面之追隨性差,由此發生剝離之情形時,固體熱傳導性降低之情形較多。另一方面,若黏著劑層之厚度超過0.1 mm,則有對於向薄型化方向發展之電子機器而言,變得難以於非接觸條件下導入該輻射熱傳導抑制片材之虞。
作為接著層,可採用由任意之適當接著劑所形成之接著層。作為所使用之接著劑之具體例,可列舉:丙烯酸系接著劑、環氧系接著劑、聚矽氧系接著劑。
接著層之厚度較佳為0.01 mm~0.05 mm,更佳為0.01 mm~0.03 mm。若接著層之厚度小於0.01 mm,則對接著面之追隨性差,由此產生剝離之情形時,固體熱傳導性降低之情形較多。另一方面,若接著層之厚度超過0.1 mm,則有對於向薄型化方向發展之電子機器而言,變得難以於非接觸條件下導入該輻射熱傳導抑制片材之虞。
本發明之實施形態之輻射熱傳導抑制片材係固定於內部具有發熱體之殼體上而使用,於上述熱傳導層不與該發熱體密接而與該發熱體之散熱面相面對之位置使上述熱傳導抑制側固定於該殼體上。關於如此獲得之附帶輻射熱傳導抑制片材之殼體,發熱體之溫度上升受到抑制,於殼體表面難以產生熱點,殼體表面之溫度上升亦受到抑制。進而,本發明之實施形態之輻射熱傳導抑制片材由於熱傳導抑制層具有非常優異之黏著劑性質,故而向殼體上之安裝作業極其容易,且對殼體之密接性優異。
藉由GPC(凝膠滲透層析)求出重量平均分子量。
裝置:Tosoh(股份)製造之「HLC-8020」
管柱:Tosoh(股份)製造之「TSKgel GMHHR-H(20)」
溶劑:四氫呋喃
標準物質:聚苯乙烯
將實施例中獲得之多孔質體沿厚度方向以薄片切片機切割,將所獲得者作為測定用試樣。利用低真空掃描型電子顯微鏡(日立製造,S-3400N),於800倍~5000倍下拍攝測定用試樣之切斷面。使用所獲得之圖像,對於任意範圍內之球狀氣泡、通孔及表面開口部,測定約30個最大孔之長軸長度,將其測定值之平均值設為平均孔徑。
對於實施例中獲得之熱傳導抑制層(多孔質體),分別測定於波長7 μm~10 μm下之遠紅外線透射率及反射率。具體而言,使用PerkinElmer Japan(股份)製造之FT-IR裝置「Spectrum One」測定反射率及透射率。於測定反射率時係藉由使用金鏡作為參照且使用PIKE TECHNOLOGIES製造之10Degrees Specular Reflectance Accessory(10度變角鏡面反射附件)裝置作為反射附件之反射法而進行。於測定時,於分辨率為4 cm-1、累計次數為16之條件下對各測定試樣分別測定兩次,求出其平均值。
基於所獲得之反射率及透射率,根據式1算出遠紅外線吸收率。
遠紅外線吸收率=1-(透射率+反射率)/100 式1
導熱率係利用圖5所示之測定裝置而測定。
將試驗片(20 mm×20 mm)夾入形成為邊長20 mm之立方體之鋁製(A5052,導熱率:140 W/m.K)之一對桿L之間。繼而,將一對桿以成
為上下之方式設置於發熱體(加熱器組件)H與散熱體(以冷卻水於內部循環方式構成之冷卻基板)C之間。更具體而言,於上側之桿L上配置發熱體H,於下側之桿L下配置散熱體C。
此處,一對桿L位於貫穿發熱體及散熱體之一對壓力調整用螺桿T之間。再者,於壓力調整用螺桿T與發熱體H之間配置有荷重元R,其以測定擰緊壓力調整用螺桿T時之壓力之方式構成,將該壓力設為施加至試驗片之壓力。
進而,以自散熱體C側貫穿下側之桿L及試驗片之方式設置接觸式位移計之三個探針P(直徑:1 mm)。此時,探針P之上端部成為與上側之桿L之下表面接觸之狀態,且以可測定上下之桿L間之間隔(試驗片之厚度)之方式構成。
於發熱體H及在上下之桿L上安裝溫度感測器D。具體而言,於發熱體H之一個位置、及沿各桿L之上下方向以5 mm為間隔之五個位置安裝溫度感測器D。
於測定時,先藉由擰緊壓力調整用螺桿T而對試驗片施加壓力,將發熱體H之溫度設定為80℃,並且於散熱體C中循環20℃之冷卻水。
繼而,於發熱體H及上下之桿L之溫度穩定後,利用各溫度感測器D測定上下之桿L之溫度,基於上下之桿L之導熱率及溫度梯度算出通過試驗片之熱通量,並且算出上下之桿L之與試驗片之界面的溫度。使用該等值算出該壓縮率下之導熱率(W/m.K)。
如圖6所示,將具備熱電偶之陶瓷加熱器(25 mm見方)設置於由厚度為2 mm之聚碳酸酯(PC)板所形成之台上,且將電能設為1.18 W。將實施例中獲得之輻射熱傳導抑制片切割成70 mm見方而製成熱傳導試
驗片,以使熱傳導層不與發熱零件密接而位於朝向發熱零件之散熱面的位置之方式將熱傳導抑制層側固定於成為殼體之PC板(160 mm×160 mm×2 mm)上。
利用熱電偶測定陶瓷加熱器之溫度,並利用測溫儀(NEC Avio Intrared Technologies Co.Ltd.製造,TYOE H2640型)測定殼體表面溫度,將兩者之溫度成為恆定狀態時之各溫度設為發熱體溫度及殼體表面溫度。
將所獲得之多孔質體切割為25 mm×25 mm,並於多孔質體之兩面分別貼附鋁板與PC板,製成測定試樣。使2 kg輥於水平放置之測定試樣上往復一次進行壓接。壓接後,於常溫、80℃或0℃之氛圍下放置30分鐘,於各溫度環境下將測定試樣垂直固定於萬能拉力試驗機(Tensilon)上,以50 mm/分鐘之拉伸速度進行拉伸,測定其正當中之剪切接著力。測定試樣係以n=3進行測定,並將其平均值設為各溫度氛圍下之剪切接著力。
切割所獲得之多孔質體,於多孔質體之單側之面上直接貼合鋁箔(Nilaco(股份)製造,AL-013351,厚度:100 μm)並切割為70 mm×70 mm後,將另一面貼附於PC板上,製成測定用試樣。使2 kg輥於水平放置之測定試樣上往復一次而進行壓接。壓接後,將試驗片垂直設置於固持器上,並於常溫或80℃或60℃/90%RH、或-40℃之氛圍下放置240小時。根據4個等級之評估,觀察放置240小時後之鋁箔之隆起、剝落之情況。◎:無剝落、隆起;○:稍有隆起;△:有部分剝落;×:貼附面積之40%以上隆起或剝落。
向具備冷卻管、溫度計及攪拌裝置之反應容器中投入包含作為
乙烯性不飽和單體之丙烯酸2-乙基己酯(東亞合成(股份)製造,以下簡稱為「2EHA」)之單體溶液173.2重量份、作為聚氧乙烯聚氧丙烯二醇之ADEKA(註冊商標)Pluronic L-62(分子量2500,ADEKA(股份)製造,聚醚多元醇)100重量份、及作為胺基甲酸酯反應觸媒之二月桂酸二丁基錫(岸田化學(股份)製造,以下簡稱為「DBTL」)0.014重量份,一邊攪拌,一邊滴加氫化苯二亞甲基二異氰酸酯(武田藥品(股份)製造,TAKENATE 600,以下簡稱為「HXDI」)12.4重量份,於65℃下反應4小時。再者,聚異氰酸酯成分及多元醇成分之使用量為NCO/OH(當量比)=1.6。其後,滴加丙烯酸2-羥基乙酯(岸田化學(股份)製造,以下簡稱為「HEA」)5.6重量份,於65℃下反應2小時,獲得親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液。所獲得之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之重量平均分子量為1.5萬。相對於所獲得之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液100重量份,添加2EHA 27.3重量份、丙烯酸正丁酯(東亞合成(股份)製造,以下簡稱為「BA」)51.8重量份、丙烯酸異酯(例如大阪有機化學工業(股份)製造,以下簡稱為「IBXA」)17.6重量份及作為極性單體之丙烯酸(東亞合成(股份)製造,以下簡稱為「AA」)10.5重量份,製成親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液1。
向具備冷卻管、溫度計及攪拌裝置之反應容器中投入包含作為乙烯性不飽和單體之IBXA之單體溶液173.2重量份、作為聚氧乙烯聚氧丙烯二醇之ADEKA(註冊商標)Pluronic L-62(分子量2500,ADEKA(股份)製造,聚醚多元醇)100重量份、及作為胺基甲酸酯反應觸媒之DBTL 0.014重量份,一邊攪拌,一邊滴加HXDI 12.4重量份,於65℃下反應4小時。再者,聚異氰酸酯成分及多元醇成分之使用量
為NCO/OH(當量比)=1.6。其後,滴加HEA 5.6重量份,於65℃下反應2小時,獲得親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液。所獲得之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物之重量平均分子量為1.5萬。相對於所獲得之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液100重量份,添加2EHA 24.7重量份、IBXA 69.3重量份及作為極性單體之AA 10.5重量份,製成親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液2。
向製造例1中獲得之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液1之100重量份中,均勻混合1,6-己二醇二丙烯酸酯(新中村化學工業公司,商品名「NK Ester A-HD-N」)(分子量226)11.9重量份、作為反應性低聚物之由聚四亞甲基二醇(以下簡稱為「PTMG」)與異佛酮二異氰酸酯(以下簡稱為「IPDI」)合成之聚胺基甲酸酯之兩末端經HEA處理而於兩末端具有乙烯性不飽和基的丙烯酸胺基甲酸酯(以下簡稱為「UA」)(分子量3720)47.7重量份、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(BASF公司製造,商品名「Lucirin TPO」)0.48重量份、受阻酚系抗氧化劑(Ciba Japan公司製造,商品名「Irganox 1010」)0.95重量份、及光穩定劑(例如BASF公司製造,商品名「TINUVIN 123」)2重量份,製成連續油相成分(以下稱為「油相」)。另一方面,將相對於上述油相100重量份為300重量份之作為水相成分(以下稱為「水相」)之離子交換水於常溫下連續地滴加供給至裝入有上述油相之作為乳化機之攪拌/混合機內,而製備穩定之W/O型乳液。再者,水相與油相之重量比為75/25。
將所獲得之W/O型乳液於常溫下靜置保存1小時後,以光照射後之厚度為0.2 mm之方式塗佈於經脫模處理之基材上,並連續成形。進而,於其上覆蓋厚度為38 μm之經脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯
膜。使用黑光燈(Black Light)(15 W/cm)對該片材照射5 mW/cm2(利用波峰感度波長為350 nm之TOPCON UVR-T1進行測定)之紫外線,獲得厚度為0.2 mm之高水含交聯聚合物。繼而,將上表面之膜剝離,將高水含交聯聚合物於140℃下加熱達到3分鐘,藉此獲得厚度0.2 mm、氣泡率約75%之熱傳導抑制層1。
所獲得之熱傳導抑制層1於厚度方向上之導熱率為0.054 W/m.K。將所獲得之熱傳導抑制層1沿傾斜方向拍攝之表面/剖面SEM照片之照片圖示於圖7。
其次,於兩面貼合總厚度10 μm之薄膜雙面膠帶(日東電工股份有限公司製造,No.5601),進而於另一黏著劑層上積層作為熱傳導層之鋁箔(Toyo Aluminium製造,厚度:80 μm),製備總厚度約0.3 mm之輻射熱傳導抑制片材1。將所獲得之輻射熱傳導抑制片材1供於上述輻射熱傳導抑制效果之評估,觀察殼體表面溫度之最大值與發熱體溫度之最大值。將結果示於表1。
向製造例2中獲得之親水性聚胺基甲酸酯系聚合物/乙烯性不飽和單體混合漿液2之100重量份中,均勻混合1,6-己二醇二丙烯酸酯15.9重量份、作為反應性低聚物之由PTMG與IPDI合成之聚胺基甲酸酯之兩末端經HEA處理而於兩末端具有乙烯性不飽和基之UA(分子量3720)47.7重量份、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(BASF製造,商品名「Lucirin TPO」)0.48重量份、受阻酚系抗氧化劑(Ciba Japan製造,商品名「Irganox 1010」)0.95重量份、及光穩定劑(BASF製造,商品名「TINUVIN 123」)2重量份,製成連續油相成分(以下稱為「油相」)。另一方面,將相對於油相100重量份為300重量份之作為水相成分(以下稱為「水相」)之離子交換水於常溫下連續地滴加供給至裝入有油相之作為乳化機之攪拌/混合機內,而製備穩定之W/O型乳
液。再者,水相與油相之重量比為75/25。
將所獲得之W/O型乳液於常溫下靜置保存1小時後,以光照射後之厚度為0.2 mm之方式塗佈於經脫模處理之基材上,並連續地成形。進而,於其上覆蓋厚度為38 μm之經脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯膜。使用黑光燈(Black Light)(15 W/cm)對該片材照射5 mW/cm2(利用波峰感度波長為350 nm之TOPCON UVR-T1進行測定)之紫外線,獲得厚度為0.2 mm之高水含交聯聚合物。其次,將上表面之膜剝離,並將高水含交聯聚合物於140℃下加熱達到3分鐘,藉此獲得厚度0.2 mm、氣泡率約75%之熱傳導抑制層2。所獲得之熱傳導抑制層2於厚度方向上之導熱率為0.048 W/m.K。
其次,於兩面貼合總厚度10 μm之薄膜雙面膠帶(日東電工股份有限公司製造,No.5601),進而於另一黏著劑層上積層作為熱傳導層之鋁箔(Toyo Aluminium製造,厚度:80 μm),製備總厚度約0.3 mm之輻射熱傳導抑制片材2。將所獲得之輻射熱傳導抑制片材2供於上述輻射熱傳導抑制效果之評估,觀察殼體表面溫度之最大值與發熱體溫度之最大值。將結果示於表1。
將實施例1中獲得之熱傳導抑制層1與作為熱傳導層之鋁箔(Toyo Aluminium製造,厚度:80 μm)直接積層,而製作總厚度約為0.28 mm之輻射熱傳導抑制片材3。將所獲得之輻射熱傳導抑制片材3供於上述輻射熱傳導抑制效果之評估,並觀察殼體表面溫度之最大值與發熱體溫度之最大值。將結果示於表1。進而,將熱傳導抑制層1之密接性(貼附保存性)之評估結果示於表2。
除了將厚度設為0.05 mm以外,以與實施例1相同之方式製作氣泡率約為75%之熱傳導抑制層3。所獲得之熱傳導抑制層3於厚度方向
上之導熱率為0.05 W/m.K。將所獲得之熱傳導抑制層3與作為熱傳導層之鋁箔(Toyo Aluminium製造,厚度:80 μm)直接積層,而製作總厚度約為0.13 mm之輻射熱傳導抑制片材4。將所獲得之輻射熱傳導抑制片材4供於上述輻射熱傳導抑制效果之評估,並觀察殼體表面溫度之最大值與發熱體溫度之最大值。將結果示於表1。此外,將熱傳導抑制層3之密接性(貼附保存性)之評估結果示於表2。
除了使用鋁箔(Nilaco(股份)製造,AL-013351,厚度:125μm)作為熱傳導層以外,以與實施例4相同之方式製作總厚度約為0.175 mm之輻射熱傳導抑制片材5。將所獲得之輻射熱傳導抑制片材5供於上述輻射熱傳導抑制效果之評估,並觀察殼體表面溫度之最大值與發熱體溫度之最大值。將結果示於表1。
不將熱傳導試驗片固定於成為殼體之PC板上,而作為空白對照進行輻射熱傳導抑制效果之評估。將結果示於表1。
[表2]
如表1所示確認,與不使用輻射熱傳導抑制片材之比較例相比,藉由導入實施例之輻射熱傳導抑制片材,會抑制殼體表面之溫度上升及熱點之產生,且抑制發熱體之溫度上升。又,如表2所示確認,於藉由對W/O型乳液賦形並將其聚合而獲得實施例之輻射熱傳導抑制片材之熱傳導抑制層之情形時,可不設置接著層或黏著劑層而對被黏附體獲得充分之密接性。
本發明之輻射熱傳導抑制片材可接著於例如包圍電子機器等所搭載之電子零件等之發熱體的製品殼體等上而使用。作為安裝部位之例,可列舉個人電腦、平板電腦、PDA、行動電話、及數位相機等電子機器,或列印印刷裝置、影印機及投影儀等資訊機器,熱水機、微波爐及熱水器等廚房家電等之需要隔熱的部位。
2‧‧‧熱傳導抑制層
3‧‧‧熱傳導層
10‧‧‧輻射熱傳導抑制片材
Claims (8)
- 一種輻射熱傳導抑制片材,其具有熱傳導抑制層與熱傳導層,該熱傳導抑制層之導熱率為0.06 W/m.K以下,該熱傳導層於波長7 μm~10 μm下之遠紅外線吸收率為0.6以下,導熱率為200 W/m.K以上,並且該輻射熱傳導抑制片材係固定於內部具有發熱體之殼體上而使用,於熱傳導層不與發熱體密接而與發熱體之散熱面相面對之位置使該熱傳導抑制層側固定於該殼體上。
- 如請求項1之輻射熱傳導抑制片材,其中上述熱傳導抑制層係具有平均孔徑為100 μm以下之球狀氣泡的多孔質體。
- 如請求項2之輻射熱傳導抑制片材,其中上述熱傳導抑制層係具有表面開口部之多孔質體。
- 如請求項2或3之輻射熱傳導抑制片材,其中上述熱傳導抑制層係具有平均孔徑未達20 μm之球狀氣泡且於相鄰之球狀氣泡間具有通孔之多孔質體。
- 如請求項1至4中任一項之輻射熱傳導抑制片材,其中上述熱傳導抑制層含有親水性聚胺基甲酸酯系聚合物。
- 如請求項1至5中任一項之輻射熱傳導抑制片材,其中上述熱傳導抑制層於80℃下之剪切接著力為10 N/cm2以上。
- 如請求項1至6中任一項之輻射熱傳導抑制片材,其中上述熱傳導層係選自石墨片材及金屬箔者。
- 如請求項1至7中任一項之輻射熱傳導抑制片材,其中上述熱傳導層具有相對於上述相面對之發熱零件之散熱面之面積為4倍以上之面積。
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