(57)【要約】【課題】発熱部品で発生した熱を拡散させるとともに、温度上昇を遅延させることができる断熱シートを提供することを目的とするものである。【解決手段】潜熱蓄熱剤が内包された粉体状マイクロカプセル１１とエラストマー１２とを混合し、シート状に成形した蓄熱シート１３と、高熱伝導シート１４とを粘着材１５により貼り合わせた断熱シートであって、蓄熱シート１３の中の粉体状マイクロカプセル１１の割合を、重量比で５０〜９０％にするとともに、蓄熱シート１３の高熱伝導シート１４と貼り合わせる面には、潜熱蓄熱剤が残らないようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜熱蓄熱剤が内包された粉体状マイクロカプセルとエラストマーとを混合し、シート状に成形した蓄熱シートと、高熱伝導シートとを粘着材により貼り合わせた断熱シートであって、前記蓄熱シートの中の前記粉体状マイクロカプセルの割合を、重量比で５０〜９０％にするとともに、前記蓄熱シートの前記高熱伝導シートと貼り合わせる面には、前記潜熱蓄熱剤が残らないようにしたことを特徴とする断熱シート。
【請求項２】
前記高熱伝導シートは、面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のシートであることを特徴とする請求項１記載の断熱シート。
【請求項３】
潜熱蓄熱剤が内包された粉体状マイクロカプセルとエラストマーとを、前記粉体状マイクロカプセルの割合が重量比で５０〜９０％になるように混合し、シート状に成形して蓄熱シートを得る工程と、前記蓄熱シートを得る工程において前記蓄熱シートの表面に析出した前記潜熱蓄熱剤を、前記蓄熱シートの少なくとも一面において除去する工程と、前記潜熱蓄熱剤を除去した面に粘着材を介して高熱伝導シートを貼り合わせる工程と、を備えた断熱シートの製造方法。
【請求項４】
前記高熱伝導シートは、面方向の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のシートであることを特徴とする請求項３記載の断熱シートの製造方法。
【請求項５】
前記潜熱蓄熱剤を除去する工程は、前記蓄熱シートの表面を研磨することによって行うことを特徴とする請求項３記載の断熱シートの製造方法。
【請求項６】
前記潜熱蓄熱剤を除去する工程は、前記潜熱蓄熱剤を溶解する溶剤を用いて行うことを特徴とする請求項３記載の断熱シートの製造方法。
【請求項７】
前記潜熱蓄熱剤を除去する工程は、前記潜熱蓄熱剤の融点より高い温度に加熱した液体を吹き付けることによって行うことを特徴とする請求項３記載の断熱シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部品から発生した熱を外部に伝達されるのを抑制または遅延するとともに、発熱部品の温度が急激に上昇することを抑制する断熱シートおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年各種電子機器の高性能化に伴い、ＩＣ等の発熱部品での発熱量が大きくなり、筐体が熱くなる、あるいはＩＣの温度が上がりすぎることにより、ＩＣの動作速度が遅くなるということがおこってくる。そのためグラファイトシートのように熱伝導性に優れたものをＩＣに接触させることにより、発生した熱を拡散するようなことが行われている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５１６４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の方法では、ある程度の発熱までは対応できるが、さらに瞬間的な発熱が大きくなると、対応が難しくなってくる。特に大量のデータをダウンロードする電子機器においては、ダウンロード時に突発的に発熱する。通常ダウンロードの時間はそれほど長くないため、その熱による温度上昇を一時的に抑えることが非常に重要な課題となってくる。
【０００６】
本発明は、発熱部品から発生した熱を外部に伝達されるのを抑制または遅延するとともに、発熱部品の温度が急激に上昇することを抑制する断熱シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために、潜熱蓄熱剤が内包された粉体状マイクロカプセルとエラストマーとを混合し、シート状に成形した蓄熱シートと、高熱伝導シートとを粘着材により貼り合わせた断熱シートであって、蓄熱シートの中の粉体状マイクロカプセルの割合を、重量比で５０〜９０％にするとともに、蓄熱シートの高熱伝導シートと貼り合わせる面には、潜熱蓄熱剤が残らないようにしたものである。このようにすることにより蓄熱シートと高熱伝導シートとの接続を安定に行うことができ、高熱伝導シートで拡散された熱を効率良く蓄熱シートに伝えることができる。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、発熱部品で発生した熱を高熱伝導シートによって拡散させるとともに、高熱伝導シートから蓄熱シートに伝わった熱は、所定の温度になると潜熱蓄熱剤を融解させるための熱として消費されるため、温度上昇を遅延させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態における断熱シートの断面図
【図２】本発明の一実施の形態における断熱シートの製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態における断熱シートについて、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態における断熱シートの断面図であって、蓄熱シート１３は、潜熱蓄熱剤が内包された粉体状マイクロカプセル１１とエラストマー１２とを混合し、シート状に成形したものである。ここで粉体状マイクロカプセル１１は、ホルマリン樹脂からなるカプセルに、潜熱蓄熱剤として融点が約３９℃のパラフィンを封入した粒子であり、カプセルの大きさは直径が１〜３μｍ程度の球体が凝集して大きさが５０μｍ程度の塊を形成した粉体となっている。この粉体状マイクロカプセル１１をエラストマー１２と混ぜ合わせてシート状に成形することにより厚さ約０．６ｍｍの蓄熱シート１３を構成している。エラストマー１２としては、例えばエチレンプロピレンジエンモノマー（以下ＥＰＤＭと記す）を用いている。
【００１２】
ここで蓄熱シート１３の中の粉体状マイクロカプセル１１の割合を、重量比で約７０％としている。蓄熱シート１３としての性能は、粉体状マイクロカプセル１１の割合を多くするほど向上するが、その割合が重量比で９０％を超えると混練が困難になり、またシートとしての強度、形状を保つことが難しくなる。一方粉体状マイクロカプセル１１の割合が重量比で５０％未満になってくると、粉体状マイクロカプセル１１の塊同士がばらばらにエラストマー１２の中に浮かんでいる状態となるため熱伝導性が悪くなり、蓄熱シートとしての性能を発揮しにくくなる。本発明では５０％以上とすることにより、粉体状マイクロカプセル１１の塊同士がお互いに接触している状態となるため、速やかに蓄熱シート１３全体に熱を伝えることができる。以上より、蓄熱シート１３の中の粉体状マイクロカプセル１１の割合を、重量比で５０〜９０％とすることが望ましい。
【００１３】
蓄熱シート１３の一面側には、厚さ約５μｍのアクリル系樹脂からなる粘着材１５を介して、高熱伝導シート１４が貼り合わされている。この高熱伝導シート１４としては、例えば厚さ約２５μｍの熱分解グラファイトシートが用いられる。なお、高熱伝導シート１４としては、熱分解グラファイトシート以外に、銅フィルム、アルミニウムフィルム等のように熱伝導率が、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものを使うことができるが、グラファイトシートはこれら金属フィルムよりも面方向に高い熱伝導率を有し、柔軟性にも優れるため、グラファイトシートを用いることがより望ましい。
【００１４】
蓄熱シート１３はその製造過程で混練、プレス等を行うため、特に粉体状マイクロカプセル１１の割合が多くなってくると粘度が上がり、より強い力で混練する必要がでてくる。このとき粉体状マイクロカプセル１１の一部が破壊され、内部のパラフィンが出てくると、プレスしたときにその表面にパラフィンが析出しやすくなる。蓄熱シート１３の表面にパラフィンが析出していると、粘着材１５との接着性が悪くなり、熱伝導性も悪くなる。本発明では、蓄熱シート１３の高熱伝導シート１４と貼り合わせる面には潜熱蓄熱剤が残らないようにしているため、高熱伝導シート１４との貼り合せを安定したものとすることができる。
【００１５】
なお高熱伝導シートの、蓄熱シートと貼り合わせる面とは反対側の面にも粘着材を形成していることが望ましい。このようにすることにより、発熱部品と高熱伝導シートとを密着させることができ、高熱伝導シートの性能をより発揮させることができる。
【００１６】
以上のように構成した断熱シートの高熱伝導シート１４側を、ＩＣ等の発熱部品あるいはこれを収納する筐体に貼り合わせる。このようにすることにより、発熱部品で発生した熱は高熱伝導シート１４に伝わり、面方向に拡散される。高熱伝導シート１４全体が蓄熱シート１３と確実に貼り合わされているため、スムースに蓄熱シート１３全体に熱が伝わる。蓄熱シート１３に伝わった熱は、所定の温度になると潜熱蓄熱剤を融解させるための熱として消費されるため、温度上昇を遅延させることができる。このことにより、特にダウンロード時の急激な発熱に対して対策を行うことができる。
【００１７】
なお、本発明の実施形態において、潜熱蓄熱剤の融点が約３９℃のものを用いたが、このように一種類の粉体状マイクロカプセルを用いるのではなく、例えば融点が約３９℃の潜熱蓄熱剤を封入した粉体状マイクロカプセルと、約６０℃の潜熱蓄熱剤を封入した粉体状マイクロカプセルとを混合したものを、エラストマーと混合して蓄熱シートを得るようにしても良い。このようにすることにより、発熱部品の温度が急激に上昇することをより抑制することができる。
【００１８】
次に、本発明の一実施の形態における断熱シートの製造方法について説明する。
【００１９】
まず粉体状マイクロカプセル１１とエラストマー１２とを混合し、蓄熱シート１３を作る。ここで粉体状マイクロカプセル１１は、ホルマリン樹脂からなるカプセルに、潜熱蓄熱剤として融点が約３９℃のパラフィンを封入した粒子であり、カプセルの大きさは直径が１〜３μｍ程度の球体が凝集して大きさが５０μｍ程度の塊を形成した粉体となっている。またエラストマー１２としてはＥＰＤＭを用いている。この混合物の内、粉体状マイクロカプセル１１の割合を、重量比で約７０％、エラストマー１２の割合を約３０％としている。粉体状マイクロカプセルの割合が小さい場合は、問題なく混合することができるが、このように粉体状マイクロカプセル１１の割合が大きくなると、粘度が高くなり、三本ロール等の設備により混練する必要がでてくる。一旦混練したあと硫化剤を添加し、さらに混練する。これをプレス機に入れて所定の厚さにし、約９０℃に加熱することにより、ＥＰＤＭを硬化させ、図２（ａ）のような蓄熱シート１３を得る。
【００２０】
以上のようにして蓄熱シート１３を得るが、粉体状マイクロカプセル１１の割合が大きくなると粘度が高くなり、これを混練しようとすると、混練中に大きな力が粉体状マイクロカプセル１１に加わるため、一部の粉体状マイクロカプセルが破壊され、内部のパラフィンが外に出てくる。これをシート状にプレスし、硬化させると図２（ａ）のように蓄熱シート１３の表面にパラフィン１６が析出してしまう。
【００２１】
このように蓄熱シート１３の表面にパラフィン１６が析出した状態で、その面に粘着材１５を用いて高熱伝導シート１４を貼り合わせようとすると、粘着性が悪くなり、剥離しやすくなってしまう。そこで少なくとも蓄熱シート１３の、高熱伝導シート１４を貼り合わせる面の表面に析出した潜熱蓄熱剤（パラフィン１６）を除去する。
【００２２】
除去する方法としては、例えば蓄熱シート１３の表面をサンドペーパーあるいは布のようなもので研磨することにより除去するという方法がある。あるいは潜熱蓄熱剤を溶解する溶剤を用いて潜熱蓄熱剤のみを除去する方法がある。この方法のための溶剤としては、例えば酢酸エチルを用いることができる。酢酸エチルはパラフィンを溶解し、ＥＰＤＭを溶解しないためこの目的に用いる溶剤として望ましい。さらに別の方法として、潜熱蓄熱剤の融点より高い温度に加熱した液体を吹き付けることによって、表面の潜熱蓄熱剤を洗い流すことができる。例えば本実施の形態では、８０℃程度の湯をスプレーで吹き付けることにより、融点が約３９℃のパラフィンは液化するために、容易に除去することができる。あるいはこれらを組み合わせても良い。以上のようにすることにより、図２（ｂ）のようになる。
【００２３】
なお、ＥＰＤＭの硬化時にプレスしながら熱を加えるため、粉体状マイクロカプセルの中から出てきたパラフィンの一部が蓄熱シートの内部に残り、その後熱が加わることにより蓄熱シートの表面に出てくる可能性がある。そのため一旦プレス成形した蓄熱シートを、再度大気圧中で、例えば約８０℃といった潜熱蓄熱剤の融点よりも高く、ＥＰＤＭを硬化した温度よりも低い温度で、ＥＰＤＭを硬化する時間よりも長い時間キープすることにより、蓄熱シートの内部に残ったパラフィンを表面に析出させるようにすることがより望ましい。
【００２４】
次に表面の潜熱蓄熱剤を除去した蓄熱シート１３の面に、高熱伝導シート１４として厚さ約２５μｍの熱分解グラファイトシートを厚さ約５μｍのアクリル製粘着材１５を介して貼り合わせる。このとき熱分解グラファイトシートの表面にアクリル製粘着材が形成されたものを蓄熱シートに貼り合わせるという方法をとっても、あるいは蓄熱シートの表面にアクリル製粘着材を形成したあと熱分解グラファイトシートを貼り合わせるという方法をとるものであっても良い。以上のようにして図２（ｃ）のような断熱シートを得ることができる。
【００２５】
なお、高熱伝導シート１４の蓄熱シート１３を貼り合わせた面とは反対側の面には、さらに粘着材が形成されていることがより望ましい。このようにすることにより、発熱部品と高熱伝導シートとを密着させることができ、高熱伝導シート１４の性能をより発揮させることができる。
【００２６】
さらに、蓄熱シートの高熱伝導シートと貼り合わせる面とは反対側の面の表面に析出した潜熱蓄熱剤も除去しておくことが望ましい。このようにすることにより、断熱シートの識別用のラベル等を容易に貼り合わせすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る断熱シートは、発熱部品から発生した熱を外部に伝達されるのを抑制または遅延するとともに、発熱部品の温度が急激に上昇することを抑制することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  粉体状マイクロカプセル
１２  エラストマー
１３  蓄熱シート
１４  高熱伝導シート
１５  粘着材
１６  パラフィン
【図１】
2014082412.tif 000003
【図２】
2014082412.tif 000004