(57)【要約】【課題】  熱伝導性が高く、電気絶縁性を有するウレタン発泡成形体、およびその製造方法を提供する。【解決手段】  ウレタン発泡成形体は、ポリウレタンフォームからなる基材と、該基材中に配合され互いに連接して配向している複合粒子と、を有し、該複合粒子は、非磁性体からなる熱伝導性粒子と、金属酸化物からなる絶縁皮膜および磁性体を有し該熱伝導性粒子の表面を被覆する被覆層と、からなる。磁性体は、絶縁皮膜中に分散される磁性粒子でも、熱伝導性粒子の表面に形成される磁性皮膜でもよい。ウレタン発泡成形体は、複合粒子の粉末と、発泡ウレタン樹脂原料と、を含む混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、磁場をかけながら発泡成形して、製造される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンフォームからなる基材と、該基材中に配合され互いに連接して配向している複合粒子と、を有し、
該複合粒子は、非磁性体からなる熱伝導性粒子と、金属酸化物からなる絶縁皮膜および磁性体を有し該熱伝導性粒子の表面を被覆する被覆層と、からなることを特徴とするウレタン発泡成形体。
【請求項２】
前記被覆層において、前記磁性体は、前記絶縁皮膜中に分散される磁性粒子である請求項１に記載のウレタン発泡成形体。
【請求項３】
前記被覆層において、前記磁性体は、前記熱伝導性粒子の表面に形成される磁性皮膜であり、
前記絶縁皮膜は、該磁性皮膜を被覆するように配置される請求項１に記載のウレタン発泡成形体。
【請求項４】
前記磁性体は、酸化鉄である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のウレタン発泡成形体。
【請求項５】
前記絶縁皮膜は、金属アルコキシドのゾルゲル反応により形成される請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のウレタン発泡成形体。
【請求項６】
前記絶縁皮膜の厚さは、１０ｎｍ以上２μｍ以下である請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のウレタン発泡成形体。
【請求項７】
前記絶縁皮膜は、酸化アルミニウムからなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のウレタン発泡成形体。
【請求項８】
さらに、前記基材中に分散される絶縁性無機粒子を有する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のウレタン発泡成形体。
【請求項９】
請求項２に記載のウレタン発泡成形体の製造方法であって、
前記熱伝導性粒子の粉末と前記磁性粒子の粉末とからなる混合粉末に、金属アルコキシドを含む溶液を添加して撹拌した後、乾燥および熱処理することにより、該熱伝導性粒子の表面に、前記絶縁皮膜と、該絶縁皮膜中に分散される該磁性粒子と、からなる前記被覆層を形成して、前記複合粒子を製造する複合粒子製造工程と、
該複合粒子の粉末と、発泡ウレタン樹脂原料と、を含む混合原料を調製する混合原料調製工程と、
該混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、磁場をかけながら発泡成形する発泡成形工程と、
を有することを特徴とするウレタン発泡成形体の製造方法。
【請求項１０】
請求項３に記載のウレタン発泡成形体の製造方法であって、
前記熱伝導性粒子の粉末に、磁性を有する金属のアルコキシドを含む第一金属アルコキシド溶液を添加して撹拌した後、乾燥することにより、該熱伝導性粒子の表面に、前記磁性皮膜の前駆体を形成する磁性皮膜前駆体形成工程と、
該磁性皮膜の前駆体が形成された該熱伝導性粒子の粉末に、第二金属アルコキシド溶液を添加して撹拌した後、乾燥および熱処理することにより、該熱伝導性粒子の表面に、該磁性皮膜と前記絶縁皮膜とが積層された前記被覆層を形成して、前記複合粒子を製造する複合粒子製造工程と、
該複合粒子の粉末と、発泡ウレタン樹脂原料と、を含む混合原料を調製する混合原料調製工程と、
該混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、磁場をかけながら発泡成形する発泡成形工程と、
を有することを特徴とするウレタン発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性が高く、電気絶縁性を有するウレタン発泡成形体、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウレタン発泡成形体は、吸音材や振動吸収材として、自動車、電子機器等の様々な分野で用いられている。ウレタン発泡成形体は、内部に多数のセル（気泡）を有する。このため、通常のウレタン発泡成形体の場合、熱伝導率が小さく、放熱性に乏しい。したがって、発熱を伴うエンジン、モーター等の周囲に配置した場合、ウレタン発泡成形体に熱が蓄積され、温度上昇を招くおそれがある。このような問題を解消するため、ポリウレタンフォーム中に、黒鉛や炭素繊維等の熱伝導率の大きなフィラーを配合して、放熱性の向上が図られている。しかし、単に黒鉛等のフィラーを配合しても、フィラー同士を接触させて熱の伝達経路を形成することは難しい。熱の伝達経路を形成するため、フィラーを多量に配合すると、発泡成形に影響を及ぼしたり、吸音特性等の物性が低下するおそれがある。また、ウレタン発泡成形体の質量が増加する、コストがかさむといった問題も生じる。
【０００３】
この点、例えば特許文献１には、ポリウレタンフォームからなる基材に複合粒子が配合されてなるウレタン発泡成形体が、開示されている。複合粒子は、黒鉛等の熱伝導性粒子と、その表面に付着された磁性粒子と、からなる。熱伝導性粒子の表面に磁性粒子が付着されているため、発泡成形時に磁場を作用させると、複合粒子は磁力線に沿って配向する。これにより、複合粒子を比較的少量配合した場合でも、基材中に熱の伝達経路を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２５８３３号公報
【特許文献２】特開２０１１−８９２１６号公報
【特許文献３】特開２００７−１２８９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、磁性粒子や黒鉛の導電性は高い。よって、磁性粒子や黒鉛を配合した場合、これらの接触により、ポリウレタンフォーム中に導通経路が形成される。このため、ウレタン発泡成形体において、電気絶縁性を維持することは難しい。したがって、ポリウレタンフォームに磁性粒子や黒鉛を配合することにより、放熱性が向上したとしても、当該ウレタン発泡成形体を、電子機器における放熱部材等、電気絶縁性が要求される用途に用いることはできない。
【０００６】
ちなみに、特許文献２には、黒鉛化短繊維の表面に炭化ケイ素層を被覆した絶縁化黒鉛化短繊維が開示されている。絶縁化黒鉛化短繊維は、熱伝導性と絶縁性とを有する。しかし、樹脂等に配合した場合、絶縁化黒鉛化短繊維を配向させることはできない。よって、絶縁化黒鉛化短繊維を配合しただけでは、放熱性の向上効果は充分ではない。
【０００７】
また、特許文献３には、高分子マトリックスに、絶縁皮膜が形成された繊維状の熱伝導性充填材が配合された熱伝導性部材が開示されている。しかし、熱伝導性充填材は、磁性体を有さない。このため、特許文献３によると、熱伝導性充填材を配向させるために、１０Ｔという高磁場をかけている。したがって、製造コストが高くなり、量産には不向きである。
【０００８】
このように、比較的少量のフィラーの配合により、熱伝導性が高く、かつ電気絶縁性を有するウレタン発泡成形体を、比較的低コストに製造するということは、実現されていないのが現状である。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、熱伝導性が高く、電気絶縁性を有するウレタン発泡成形体を提供することを課題とする。また、このようなウレタン発泡成形体を、比較的簡単かつ低コストに製造する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）上記課題を解決するため、本発明のウレタン発泡成形体は、ポリウレタンフォームからなる基材と、該基材中に配合され互いに連接して配向している複合粒子と、を有し、該複合粒子は、非磁性体からなる熱伝導性粒子と、金属酸化物からなる絶縁皮膜および磁性体を有し該熱伝導性粒子の表面を被覆する被覆層と、からなることを特徴とする。
【００１１】
複合粒子は、熱伝導性粒子と被覆層とからなる。被覆層は、熱伝導性粒子の表面に配置される。被覆層は、熱伝導性粒子の表面全体を被覆することが望ましい。しかし、熱伝導性粒子の表面に、被覆層により被覆されない部分が存在する態様を排除するものではない。被覆層は、絶縁皮膜および磁性体を有する。すなわち、熱伝導性粒子の表面には、絶縁皮膜が配置される。このため、複合粒子同士が接触した状態で配向しても、隣接する複合粒子間において、熱伝導性粒子や磁性体同士が接触しにくい。よって、熱伝導性粒子として、炭素材料等の導電性粒子を用いても、複合粒子間の電気抵抗が大きくなる。また、絶縁皮膜を介して複合粒子同士が接触することにより、複合粒子間の導通を断つことができる。これにより、本発明のウレタン発泡成形体において、所望の電気絶縁性を実現することができる。
【００１２】
また、熱伝導性粒子の表面には、磁性体が配置される。後に詳しく説明するが、磁性体は、絶縁皮膜中に分散される磁性粒子であってもよく、熱伝導性粒子の表面に形成される磁性皮膜であってもよい。磁性体は、磁力線に沿って配向する。よって、磁性体の磁場配向を利用して、非磁性体からなる熱伝導性粒子を配向させることができる。すなわち、磁場を作用させることにより、複合粒子を配向させることができる。配向した複合粒子は、互いに連接した状態で、基材中に配置される。複合粒子が数珠状に連なることにより、基材中に熱の伝達経路が形成される。これにより、本発明のウレタン発泡成形体の一端に加わった熱は、複合粒子を介して配向方向の他端に伝達され、速やかに放出される。つまり、本発明のウレタン発泡成形体は、熱伝導性に優れる。したがって、本発明のウレタン発泡成形体を、発熱を伴う部品の周囲に配置しても、ウレタン発泡成形体の放熱性が高いため、温度上昇を抑制することができる。また、本発明のウレタン発泡成形体は、高い熱伝導性と電気絶縁性との両方を備える。したがって、本発明のウレタン発泡成形体は、電子機器における放熱部材等、放熱性と電気絶縁性との両方が要求される用途に好適である。
【００１３】
なお、本発明のウレタン発泡成形体において、基材中の複合粒子は、ある規則性を持って所定の方向に配置されていればよい。例えば、ウレタン発泡成形体の一端と他端（一端に対して１８０°対向した端部でなくてもよい）との間に直線状に配置されていても、曲線状に配置されていてもよい。また、中心から外周に向かって放射状に配置されていてもよい。
【００１４】
本発明のウレタン発泡成形体によると、複合粒子の配向により、熱の伝達経路を形成することができるため、比較的少量の複合粒子により、高い熱伝導性を実現することができる。複合粒子の配合量が少ない程、ウレタン発泡成形体における引張り強さ、伸び、吸音特性等の物性に対する影響が小さい。また、ウレタン発泡成形体の軽量化や、コスト削減も可能になる。
【００１５】
また、磁性体として飽和磁化の高いものを選択することにより、磁束密度が２Ｔ以下の低磁場においても、複合粒子の所望の配向状態を実現することができる。よって、製造コストを抑えることができ、量産に有利である。例えば、磁場の形成に、電磁石を用いる場合、低磁場中で発泡成形できると、発泡型を挟んで配置される電磁石のギャップを、大きくすることができる。このため、発泡型のキャビティを大きくすることができ、製品の形状自由度が高くなる。また、電磁石の設備コスト、ランニングコストも低くすることができる。
【００１６】
（２）本発明のウレタン発泡成形体の第一の製造方法は、前記被覆層において、前記磁性体は、前記絶縁皮膜中に分散される磁性粒子である態様の上記本発明のウレタン発泡成形体の製造方法であって、前記熱伝導性粒子の粉末と前記磁性粒子の粉末とからなる混合粉末に、金属アルコキシドを含む溶液を添加して撹拌した後、乾燥および熱処理することにより、該熱伝導性粒子の表面に、前記絶縁皮膜と、該絶縁皮膜中に分散される該磁性粒子と、からなる前記被覆層を形成して、前記複合粒子を製造する複合粒子製造工程と、該複合粒子の粉末と、発泡ウレタン樹脂原料と、を含む混合原料を調製する混合原料調製工程と、該混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、磁場をかけながら発泡成形する発泡成形工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のウレタン発泡成形体の第一の製造方法は、複合粒子製造工程と、混合原料調製工程と、発泡成形工程と、を有する。複合粒子製造工程においては、金属アルコキシドの加水分解および重縮合反応（ゾルゲル反応）により絶縁皮膜を形成する。磁性粒子は、絶縁皮膜をバインダとして、熱伝導性粒子の表面に固定される。原料混合工程においては、製造した複合粒子の粉末と、発泡ウレタン樹脂原料と、を含む混合原料を調製する。混合原料は、これらの粉末に加えて、絶縁性無機粒子の粉末を含んでいてもよい。この形態については、後の実施形態において詳しく説明する。発泡成形工程においては、混合原料を、磁場中で発泡成形する。ここで、キャビティ内の磁束密度を略均一にすると、磁束密度の違いによる複合粒子の偏在を抑制することができる。よって、複合粒子の配合量が比較的少量でも、基材全体に分散させた状態で、複合粒子を配向させることができる。
【００１８】
このように、本発明の第一の製造方法によると、比較的少量の複合粒子を配合して、熱伝導性が高く、電気絶縁性を有する本発明のウレタン発泡成形体を、比較的簡単かつ低コストに製造することができる。
【００１９】
（３）本発明のウレタン発泡成形体の第二の製造方法は、前記被覆層において、前記磁性体は磁性皮膜であり、前記絶縁皮膜は該磁性皮膜を被覆するように配置される態様の上記本発明のウレタン発泡成形体の製造方法であって、前記熱伝導性粒子の粉末に、磁性を有する金属のアルコキシドを含む第一金属アルコキシド溶液を添加して撹拌した後、乾燥することにより、該熱伝導性粒子の表面に、前記磁性皮膜の前駆体を形成する磁性皮膜前駆体形成工程と、該磁性皮膜の前駆体が形成された該熱伝導性粒子の粉末に、第二金属アルコキシド溶液を添加して撹拌した後、乾燥および熱処理することにより、該熱伝導性粒子の表面に、該磁性皮膜と前記絶縁皮膜とが積層された前記被覆層を形成して、前記複合粒子を製造する複合粒子製造工程と、該複合粒子の粉末と、発泡ウレタン樹脂原料と、を含む混合原料を調製する混合原料調製工程と、該混合原料を発泡型のキャビティ内に注入し、磁場をかけながら発泡成形する発泡成形工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明のウレタン発泡成形体の第二の製造方法は、磁性皮膜前駆体形成工程と、複合粒子製造工程と、混合原料調製工程と、発泡成形工程と、を有する。磁性皮膜前駆体形成工程においては、磁性を有する金属のアルコキシド（以下適宜、「第一金属アルコキシド」と称す）のゾルゲル反応により、磁性皮膜の前駆体を形成する。続く複合粒子製造工程においては、まず、第一金属アルコキシドとは異なる第二金属アルコキシドのゾルゲル反応により、先に形成された磁性皮膜の前駆体の表面に、絶縁皮膜の前駆体を形成する。そして、磁性皮膜の前駆体と絶縁皮膜の前駆体とを一緒に熱処理することにより、磁性皮膜と絶縁皮膜とを形成する。このように、磁性皮膜前駆体形成工程および複合粒子製造工程において、いわゆる２コート１ベークにより、熱伝導性粒子の表面に、磁性皮膜と絶縁皮膜とが積層された被覆層を形成する。
【００２１】
原料混合工程および発泡成形工程については、上記本発明の第一の製造方法と同じである。このように、本発明の第二の製造方法によると、比較的少量の複合粒子を配合して、熱伝導性が高く、電気絶縁性を有する本発明のウレタン発泡成形体を、比較的簡単かつ低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１の複合粒子のＳＥＭ写真である（倍率２００倍）。
【図２】ウレタン発泡成形体の製造に使用した磁気誘導発泡成形装置の斜視図である。
【図３】同装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明のウレタン発泡成形体およびその製造方法の実施形態について説明する。なお、本発明のウレタン発泡成形体およびその製造方法は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【００２４】
＜ウレタン発泡成形体＞
本発明のウレタン発泡成形体は、ポリウレタンフォームからなる基材と、該基材中に配合され互いに連接して配向している複合粒子と、を有する。
【００２５】
ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネート成分およびポリオール成分等の発泡ウレタン樹脂原料から製造される。詳細は、後述する本発明のウレタン発泡成形体の製造方法において説明する。
【００２６】
複合粒子は、非磁性体からなる熱伝導性粒子と、金属酸化物からなる絶縁皮膜および磁性体を有し該熱伝導性粒子の表面を被覆する被覆層と、からなる。
【００２７】
［熱伝導性粒子］
熱伝導性粒子は、非磁性体であって、熱伝導率が大きいものであればよい。本明細書では、強磁性体および反強磁性体以外の、反磁性体および常磁性体を、非磁性体と称す。例えば、熱伝導性粒子の熱伝導率は、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが望ましい。熱伝導性粒子の材質としては、例えば、黒鉛、炭素繊維等の炭素材料、アルミニウム、金、銀、銅やこれらを母材とする合金、またはこれらの酸化物が挙げられる。複合粒子の製造には、熱処理が必要である。このため、熱伝導率が大きく、熱処理しても酸化しにくいという理由から、炭素材料が好適である。また、複合粒子を製造する際、熱伝導性粒子として、一種類の粒子を用いても、二種類以上の粒子を併用してもよい。
【００２８】
熱伝導性粒子の形状は、特に限定されるものではない。例えば、薄片状、繊維状、柱状、球状、楕円球状、長円球状（一対の対向する半球を円柱で連結した形状）等の種々の形状を採用することができる。熱伝導性粒子が球以外の形状をなす場合には、複合粒子同士の接触面積が大きくなる。これにより、熱の伝達経路が確保されやすくなると共に、伝達される熱量も大きくなる。なお、通常、アルミニウム、金、銅等の金属粒子の形状は、球状である。一方、黒鉛粒子は、アスペクト比が大きい形状のものでも、金属粒子と比較して安価に入手できる。このため、熱伝導性粒子の材質としては、黒鉛が好適である。
【００２９】
黒鉛としては、鱗片状黒鉛、鱗状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛や、人造黒鉛等が挙げられる。人造黒鉛は、鱗片状になりにくい。このため、鱗片状であり、熱伝導性の向上効果が高いという理由から、天然黒鉛が好適である。
【００３０】
熱伝導性粒子の大きさは、分散性や、発泡成形に使用する装置等を考慮して決定すればよい。例えば、熱伝導性粒子の平均粒子径を、５００μｍ以下とすることが望ましい。３００μｍ以下がより好適である。なお、本明細書においては、粒子径として、粒子の最長部分の長さを採用する。
【００３１】
［被覆層］
被覆層は、絶縁皮膜および磁性体を有する。絶縁皮膜は、絶縁性を有する金属酸化物から形成される。複合粒子間の熱伝導性を阻害しないという観点から、金属酸化物のなかでも、熱伝導率が比較的大きいものが望ましい。例えば、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の金属酸化物が好適である。このような金属酸化物としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化マグネシウム等が挙げられる。後述するように、絶縁皮膜は、金属アルコキシドのゾルゲル反応により形成される。原料の金属アルコキシドが、安価で入手しやすいという理由から、特に酸化アルミニウムが好適である。
【００３２】
複合粒子間の電気抵抗を大きくするという観点から、絶縁皮膜の厚さは、１０ｎｍ以上であることが望ましい。より好ましくは、１００ｎｍ以上である。なお、絶縁皮膜の厚さが大きすぎると、複合粒子間の熱伝導性が低下する。したがって、絶縁皮膜の厚さは、２μｍ以下であることが望ましい。より好ましくは、１μｍ以下である。
【００３３】
磁性体は、絶縁皮膜中に分散される磁性粒子、または熱伝導性粒子の表面に形成される磁性皮膜として配置される。前者の場合、磁性粒子は、磁化特性に優れたものであればよく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、ステンレス鋼、マグネタイト、マグヘマイト、マンガン亜鉛フェライト、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の強磁性体、ＭｎＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＦｅＣｌ２、ＭｎＡｓ等の反強磁性体、およびこれらを用いた合金類の粒子が挙げられる。なかでも、飽和磁化が高く、絶縁性が高いものが望ましい。また、複合粒子の製造には、熱処理が必要である。このため、熱処理しても酸化しにくいものが望ましい。これらの理由から、酸化鉄の粉末が好適である。酸化鉄の中でも、飽和磁化および絶縁性の両方が高いマグヘマイト（γＦｅ２Ｏ３）が、特に好適である。
【００３４】
磁性粒子の大きさは、絶縁皮膜の厚さ、複合粒子の配向性等を考慮して、適宜決定すればよい。磁性粒子の大きさが小さくなると、磁性粒子の飽和磁化が低下する傾向がある。したがって、より少量の磁性粒子により、複合粒子を配向させるためには、磁性粒子の平均粒子径は、１００ｎｍ以上であることが望ましい。一方、絶縁皮膜の厚さに対して、磁性粒子の大きさが大き過ぎると、絶縁皮膜から突出する部分が大きくなり、絶縁皮膜から脱落しやすくなる。したがって、磁性粒子の平均粒子径は、絶縁皮膜の厚さを考慮して、例えば１μｍ以下であることが望ましい。
【００３５】
磁性粒子の形状は、特に限定されるものではない。例えば、磁性粒子の形状が薄片状または針状の場合、球状の場合と比較して、磁性粒子同士が接触しやすくなる。これにより、磁性粒子を介して隣接する複合粒子間の熱伝導性が、向上する。その結果、ウレタン発泡成形体の熱伝導性が向上する。また、磁性粒子の形状が薄片状または針状の場合、絶縁皮膜から磁性粒子が脱落しにくい。したがって、磁性粒子としては、薄片状または針状の粒子を採用することが望ましい。
【００３６】
後者の場合、すなわち、磁性体が、熱伝導性粒子の表面に形成される磁性皮膜として配置される場合、絶縁皮膜は、後述するように、磁性を有する金属のアルコキシドのゾルゲル反応により形成される。形成される磁性皮膜は、磁性を有する金属酸化物からなる。磁性を有する金属酸化物としては、飽和磁化が高く、絶縁性が高いという理由から、酸化鉄が好適である。酸化鉄の中でも、特にマグヘマイト（γＦｅ２Ｏ３）が好適である。
【００３７】
複合粒子を配向させるという観点から、磁性皮膜の厚さは、１０ｎｍ以上であることが望ましい。より好ましくは、１００ｎｍ以上である。また、複合粒子間の熱伝導性を考慮すると、磁性皮膜の厚さは、１μｍ以下であることが望ましい。より好ましくは、５００ｎｍ以下である。
【００３８】
磁性皮膜の表面は、絶縁皮膜により被覆される。すなわち、磁性体が磁性皮膜である場合、熱伝導性粒子の表面には、磁性皮膜と絶縁皮膜とが積層された被覆層が形成される。ここで、絶縁皮膜は、磁性皮膜の表面全体を被覆することが望ましい。しかし、磁性皮膜の表面に、絶縁皮膜により被覆されない部分が存在する態様を排除するものではない。また、磁性体が磁性皮膜である場合、磁性皮膜は絶縁皮膜に被覆される。このため、絶縁皮膜に磁性粒子が分散される場合と比較して、複合粒子の表面に磁性体が表出しにくい。したがって、磁性体を磁性皮膜として配置すると、ウレタン発泡成形体の電気絶縁性を、より高くすることができる。
【００３９】
以上、複合粒子の構成について説明した。ウレタン発泡成形体における複合粒子の配合量は、発泡反応に対する影響、熱伝導性の向上効果等を考慮して、決定すればよい。例えば、発泡反応を阻害せず、所望の物性を有するウレタン発泡成形体を得るためには、複合粒子の配合量を、ウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の３０体積％以下とすることが望ましい。２０体積％以下とするとより好適である。一方、熱伝導性の向上効果を得るためには、複合粒子の配合量を、３体積％以上とすることが望ましい。１０体積％以上とするとより好適である。
【００４０】
本発明のウレタン発泡成形体は、さらに、基材中に分散される絶縁性無機粒子を有してもよい。すなわち、基材中には、配向した複合粒子に加えて、絶縁性無機粒子が分散していてもよい。基材中に絶縁性無機粒子を分散させると、複合粒子間に絶縁性無機粒子が入り込み、複合粒子同士が導通しにくくなる。したがって、ウレタン発泡成形体の絶縁性がより向上する。また、絶縁性無機粒子の熱伝導率が比較的大きい場合には、複合粒子による熱の伝達経路に加えて、絶縁性無機粒子による熱の伝達経路も形成される。これにより、ウレタン発泡成形体の放熱性がより向上する。また、絶縁性無機粒子が難燃性を有する場合には、ウレタン発泡成形体全体における難燃剤の量が増加することになる。したがって、ウレタン発泡成形体の難燃性が向上する。
【００４１】
絶縁性無機粒子は、絶縁性を有する無機材料の粒子であればよい。複合粒子間の熱伝導性を阻害しないという観点から、熱伝導率が比較的大きいものが望ましい。例えば、絶縁性無機粒子の熱伝導率が、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であると好適である。熱伝導率が、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の絶縁性無機材料としては、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム（アルミナ）、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、タルク等が挙げられる。基材中に分散される絶縁性無機粒子は、一種類でも二種類以上でもよい。
【００４２】
通常、難燃性が付与されているウレタン発泡成形体は、炎に晒されても火種を落下させて延焼を抑制するドロッピング作用を有する。しかし、磁性体を含有する場合、ドロッピング作用が損なわれ、ウレタン発泡成形体の自己消火性が低下するおそれがある。したがって、ウレタン発泡成形体の自己消火性の低下を抑制し、難燃性を維持するという観点から、難燃性を有する絶縁性無機粒子を選択するとよい。例えば、水酸化アルミニウムは、熱伝導率が比較的大きく難燃性を有するため、好適である。水酸化アルミニウムは、所定の温度に加熱されると、脱水分解する。脱水分解は吸熱反応であるため、温度上昇が抑制され、難燃効果がもたらされる。
【００４３】
基材中に分散される絶縁性無機粒子の形状は、特に限定されず、球状でも薄片状でもよい。また、基材中に分散される絶縁性無機粒子の大きさは、特に限定されないが、例えば、メディアン径が１μｍ以上２０μｍ以下であることが望ましい。絶縁性無機粒子の配合量が同じ場合、粒子径が小さいほど表面積が大きくなる。このため、メディアン径が１μｍ未満の場合、製造時に、混合原料（発泡ウレタン樹脂原料＋複合粒子＋絶縁性無機粒子）の粘度が上昇して、成形しにくくなる。反対に、メディアン径が２０μｍを超えると、熱伝導性の向上効果が小さくなる。
【００４４】
基材中に分散される絶縁性無機粒子の配合量は、成形のしやすさを考慮すると、ウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の２０体積％以下とすることが望ましい。１５体積％以下とするとより好適である。また、熱伝導性の向上効果を得るためには、５体積％以上とすることが望ましい。８体積％以上とするとより好適である。
【００４５】
高い熱伝導性を実現するという観点から、本発明のウレタン発泡成形体の熱伝導率は、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが望ましい。熱伝導率は、ＪＩＳ  Ａ１４１２−２（１９９９）の熱流計法に準じて測定すればよい。また、所望の電気絶縁性を実現するという観点から、本発明のウレタン発泡成形体の体積抵抗率は、１ｋＶの電圧印加時に１０８Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。体積抵抗率の測定は、ＪＩＳ  Ｋ６２７１（２００８）の平行端子電極法に準じて測定すればよい。
【００４６】
＜ウレタン発泡成形体の製造方法＞
［第一の製造方法］
本発明のウレタン発泡成形体の第一の製造方法は、被覆層において、磁性体が絶縁皮膜中に分散される磁性粒子である態様のウレタン発泡成形体の製造方法であって、複合粒子製造工程と、混合原料調製工程と、発泡成形工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
【００４７】
（１）複合粒子製造工程
本工程は、熱伝導性粒子の粉末と磁性粒子の粉末とからなる混合粉末に、金属アルコキシドを含む溶液を添加して撹拌した後、乾燥および熱処理することにより、熱伝導性粒子の表面に、絶縁皮膜と、絶縁皮膜中に分散される磁性粒子と、からなる被覆層を形成して、複合粒子を製造する工程である。
【００４８】
熱伝導性粒子、および磁性粒子については、上述した通りである。よって、ここでは説明を割愛する。また、磁性粒子の粉末の配合量は、製造される複合粒子の磁場配向性等を考慮して、熱伝導性粒子の粉末の配合量を基準に適宜調整すればよい。例えば、熱伝導性粒子として黒鉛を採用した場合、磁性粒子の粉末の配合量を、黒鉛粉末１００質量部に対して１０質量部以上１００質量部以下とすることが望ましい。１０質量部未満の場合には、複合粒子の配向に必要な磁性が不足するおそれがある。一方、１００質量部を超えると、磁性粒子の含有量が過剰になる。よって、その分だけ、ウレタン発泡成形体の質量の増加、熱伝導性の低下、コスト高を招く。
【００４９】
本工程においては、金属アルコキシドのゾルゲル反応により、絶縁皮膜を形成する。磁性粒子は、形成された絶縁皮膜中に分散して固定される。金属アルコキシドは、例えば、次の一般式（ａ）で表される。
Ｍ（ＯＲ）ｍ  ・・・（ａ）
［式（ａ）中、Ｍは金属原子である。Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基、アリール基、アルケニル基のいずれか一種以上であり、同一であっても、異なっていてもよい。ｍは金属原子Ｍの価数である。］
金属原子Ｍとしては、例えば、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム等が挙げられる。なかでも、絶縁性および熱伝導性に優れる絶縁皮膜が形成できるという理由から、アルミニウムが好適である。すなわち、金属アルコキシドとしては、アルミニウムアルコキシドが好適である。
【００５０】
金属アルコキシドを溶解または分散する溶剤としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘプタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸エチル等の有機酸エステル、アセトニトリル、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のシクロエーテル類、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等の酸アミド類、ヘキサン等の炭化水素類、トルエン等の芳香族類等が挙げられる。これらの一種を単独で、または二種以上を混合して用いればよい。
【００５１】
金属アルコキシドを含む溶液において、金属アルコキシドは、キレート化されていることが望ましい。この場合、予めキレート化された金属アルコキシドを溶剤に混合してもよく、金属アルコキシドをキレート剤を含む溶剤に混合してもよい。後者の場合、溶剤は、すべてがキレート剤であっても、キレート剤とそれ以外の溶剤との混合物であってもよい。キレート剤としては、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン等のβ−ジケトン、アセト酢酸エチル、ベンゾイル酢酸エチル等のβ−ケト酸エステル、トリエタノールアミン、乳酸、２-エチルヘキサンー１，３ジオール、１,３へキサンジオール等が挙げられる。
【００５２】
金属アルコキシドの添加量は、形成される絶縁皮膜の厚さを考慮して、熱伝導性粒子の粉末の配合量を基準に適宜調整すればよい。例えば、熱伝導性粒子として黒鉛を採用し、膜厚が１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の絶縁皮膜を形成する場合、金属アルコキシドの添加量を、黒鉛粉末１００質量部に対して１５質量部以上７５質量部以下とすることが望ましい。
【００５３】
混合粉末に、金属アルコキシドを含む溶液を添加して撹拌した後、所定の条件で乾燥させると、溶剤が除去される。これにより、金属アルコキシドの加水分解反応が進行する。乾燥は、例えば、８０〜１２０℃の温度範囲で、１〜５時間程度行えばよい。乾燥後には、ゾルゲル反応を促進すると共に、有機成分を除去して絶縁皮膜の絶縁性を高めるため、熱処理を行う。熱処理は、例えば、４００〜６００℃の温度範囲で、１〜５時間程度行えばよい。
【００５４】
（２）混合原料調製工程
本工程は、先の工程において製造された複合粒子の粉末と、発泡ウレタン樹脂原料と、を含む混合原料を調製する工程である。
【００５５】
発泡ウレタン樹脂原料は、ポリオール、ポリイソシアネート等の既に公知の原料から調製すればよい。ポリオールとしては、多価ヒドロキシ化合物、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリマーポリオール類、ポリエーテルポリアミン類、ポリエステルポリアミン類、アルキレンポリオール類、ウレア分散ポリオール類、メラミン変性ポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、アクリルポリオール類、ポリブタジエンポリオール類、フェノール変性ポリオール類等の中から適宜選択すればよい。また、ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、およびこれらの誘導体（例えばポリオール類との反応により得られるプレポリマー類、変成ポリイソシアネート類等）等の中から適宜選択すればよい。
【００５６】
発泡ウレタン樹脂原料には、さらに、触媒、発泡剤、整泡剤、可塑剤、架橋剤、難燃剤、帯電防止剤、減粘剤、安定剤、充填剤、着色剤等を適宜配合してもよい。例えば、触媒としては、テトラエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミン系触媒や、ラウリン酸錫、オクタン酸錫等の有機金属系触媒が挙げられる。また、発泡剤としては水が好適である。水以外には、塩化メチレン、フロン類、ＣＯ２ガス等が挙げられる。また、整泡剤としてはシリコーン系整泡剤が、架橋剤としてはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が好適である。
【００５７】
上述したように、本発明のウレタン発泡成形体においては、基材中に、複合粒子とは別に、絶縁性無機粒子が分散されていてもよい。この形態のウレタン発泡成形体を製造する場合には、発泡ウレタン樹脂原料に、複合粒子の粉末と絶縁性無機粒子の粉末とを混合すればよい。この場合、以下の製造方法の説明においても、絶縁性無機粒子を複合粒子と同じように扱えばよい。
【００５８】
混合原料は、例えば、複合粒子と発泡ウレタン樹脂原料とを、プロペラ等を用いて機械的に撹拌して製造することができる。また、発泡ウレタン樹脂原料の二つの成分（ポリオール原料、ポリイソシアネート原料）の少なくとも一方に、複合粒子を添加して、二種類の原料を調製した後、両原料を混合して製造してもよい。後者の場合、例えば、本工程を、発泡ウレタン樹脂原料として、ポリオール、触媒、および発泡剤を含むポリオール原料と、ポリイソシアネートを含むポリイソシアネート原料と、を調製し、該ポリオール原料および該ポリイソシアネート原料の少なくとも一方に、複合粒子を配合する原料調製工程と、該ポリオール原料と該ポリイソシアネート原料とを各々圧送してミキシングヘッドへ供給し、両原料を該ミキシングヘッド内で混合して混合原料とする混合工程と、により構成することができる。
【００５９】
本構成によると、ミキシングヘッド内において、ポリオール原料とポリイソシアネート原料とを、各々高圧で噴射して衝突させることにより混合する衝突撹拌法を採用することができる。衝突撹拌法によると、連続生産が可能になる。よって、衝突撹拌法は、大量生産に好適である。また、衝突撹拌法によると、機械的に撹拌する方法と比較して、混合するごとに必要であった容器の洗浄工程が不要となり、歩留まりも向上する。よって、製造コストを低減することができる。
【００６０】
衝突撹拌法では、複合粒子が予め配合されたポリオール原料、ポリイソシアネート原料を、各々、高圧発泡装置のミキシングヘッドに設けられた噴射孔から高圧で噴射させて衝突させる。仮に、複合粒子の大きさが、噴射孔の孔径よりも大きいと、複合粒子の接触により、噴射孔に傷が付きやすい。これにより、ミキシングヘッドの耐久性が低下するおそれがある。また、複合粒子の大きさが大きい程、複合粒子がポリオール原料等において沈降しやすくなる。このため、均一な混合が難しい。よって、衝突撹拌法を採用する場合には、複合粒子の最大長さは、ポリオール原料およびポリイソシアネート原料が噴射される噴射孔の孔径よりも、小さいことが望ましい。こうすることで、ミキシングヘッドに対する負荷を低減し、高圧発泡装置の高寿命化を図ることができる。また、複合粒子の沈降が抑制されると共に、ポリオール原料等における粘度の上昇も低減することができる。例えば、複合粒子の粒子径（最大長さ）は、５００μｍ以下であることが望ましい。
【００６１】
上述したように、発泡反応を阻害せず、所望の物性を有するウレタン発泡成形体を得るためには、複合粒子の配合量を、ウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の３０体積％以下とすることが望ましい。２０体積％以下とするとより好適である。一方、熱伝導性の向上効果を得るためには、複合粒子の配合量を、３体積％以上とすることが望ましい。１０体積％以上とするとより好適である。
【００６２】
（３）発泡成形工程
本工程は、先の工程において得られた混合原料を、発泡型のキャビティ内に注入し、磁場をかけながら発泡成形する工程である。
【００６３】
磁場は、複合粒子を配向させる方向に形成すればよい。例えば、複合粒子を直線状に配向させる場合、発泡型のキャビティ内の磁力線が、キャビティの一端から他端に向かって略平行になるよう形成することが望ましい。このような磁場を形成するためには、例えば発泡型を挟むように、発泡型の一端および他端の両面近傍に磁石を配置すればよい。磁石には、永久磁石または電磁石を用いればよい。電磁石を用いると、磁場形成のオン、オフを瞬時に切り替えることができ、磁場の強さの制御が容易である。よって、発泡成形を制御しやすい。
【００６４】
また、磁場を構成する磁力線は閉ループを形成していることが望ましい。こうすることで、磁力線の漏洩が抑制され、キャビティ内に安定した磁場を形成することができる。なお、発泡型の外部に配置した磁石により、発泡型の内部に磁場を形成させるには、発泡型としては透磁率の低い材質、つまり非磁性の材質のものを使用するとよい。例えば、通常ポリウレタンの発泡成形に使用されるアルミニウムやアルミニウム合金製の発泡型であれば問題ない。この場合、電磁石等の磁力源から発生する磁場、磁力線が影響を受けにくく、磁場状態のコントロールがしやすい。ただし、必要とする磁場、磁力線の状態に応じて適宜、磁性材料からなる発泡型を使用してもよい。
【００６５】
磁場は、キャビティ内の磁束密度が略均一になるように形成されることが望ましい。例えば、キャビティ内の磁束密度の差が、±１０％以内であるとよい。±５％以内、さらには±３％以内であるとより好適である。発泡型のキャビティ内に一様な磁場を形成することで、複合粒子の偏在を抑制することができ、所望の配向状態を得ることができる。また、発泡成形は、３００ｍＴ以上１Ｔ以下の磁束密度で行うとよい。
【００６６】
磁場は、発泡ウレタン樹脂原料の粘度が比較的低い間にかけられることが望ましい。発泡ウレタン樹脂原料が増粘し、発泡成形がある程度終了した時に磁場をかけると、複合粒子が配向しにくいため、所望の熱伝導性を得ることが難しい。なお、発泡成形を行う時間のすべてにおいて磁場をかける必要はない。
【００６７】
本工程にて発泡成形が終了した後、脱型して、本発明のウレタン発泡成形体を得る。この際、発泡成形の仕方により、ウレタン発泡成形体の一端および他端の少なくとも一方に、表皮層が形成される。当該表皮層は、用途に応じて切除してもよい（勿論切除しなくてもよい）。
【００６８】
［第二の製造方法］
本発明のウレタン発泡成形体の第二の製造方法は、被覆層において、磁性体は磁性皮膜であり、絶縁皮膜は該磁性皮膜を被覆するように配置される態様のウレタン発泡成形体の製造方法であって、磁性皮膜前駆体形成工程と、複合粒子製造工程と、混合原料調製工程と、発泡成形工程と、を有する。混合原料調製工程および発泡成形工程は、上記第一の製造方法と同じである。したがって、ここでは、磁性皮膜前駆体形成工程および複合粒子製造工程についてのみ説明する。
【００６９】
（１）磁性皮膜前駆体形成工程
本工程は、熱伝導性粒子の粉末に、磁性を有する金属のアルコキシドを含む第一金属アルコキシド溶液を添加して撹拌した後、乾燥することにより、熱伝導性粒子の表面に、磁性皮膜の前駆体を形成する工程である。
【００７０】
熱伝導性粒子については、上述した通りである。よって、ここでは説明を割愛する。  本工程においては、磁性を有する金属のアルコキシド（第一金属アルコキシド）のゾルゲル反応により、磁性皮膜の前駆体を形成する。第一金属アルコキシドは、形成する磁性皮膜に応じて、適宜選択すればよい。例えば、飽和磁化および絶縁性の両方が高い酸化鉄皮膜を形成するためには、鉄アルコキシドを用いればよい。
【００７１】
第一金属アルコキシドを溶解または分散する溶剤、およびキレート化については、上記第一の製造方法の複合粒子製造工程に準ずればよい。乾燥についても、上記第一の製造方法の複合粒子製造工程と同様に、例えば、８０〜１２０℃の温度範囲で、１〜５時間程度行えばよい。
【００７２】
第一金属アルコキシドの添加量は、形成される磁性皮膜の厚さを考慮して、熱伝導性粒子の粉末の配合量を基準に適宜調整すればよい。例えば、熱伝導性粒子として黒鉛を採用し、膜厚が５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の絶縁皮膜を形成する場合、第一金属アルコキシドの添加量を、黒鉛粉末１００質量部に対して１５質量部以上６０質量部以下とすることが望ましい。
【００７３】
（２）複合粒子製造工程
本工程は、磁性皮膜の前駆体が形成された熱伝導性粒子の粉末に、第二金属アルコキシド溶液を添加して撹拌した後、乾燥および熱処理することにより、熱伝導性粒子の表面に、磁性皮膜と絶縁皮膜とが積層された被覆層を形成して、複合粒子を製造する工程である。
【００７４】
本工程においては、まず、第一金属アルコキシドとは異なる第二金属アルコキシドのゾルゲル反応により、先に形成された磁性皮膜の前駆体の表面に、絶縁皮膜の前駆体を形成する。そして、磁性皮膜の前駆体と絶縁皮膜の前駆体とを一緒に熱処理することにより、磁性皮膜と絶縁皮膜とを形成する。
【００７５】
絶縁皮膜を形成する第二金属アルコキシドの種類、第二金属アルコキシドを溶解または分散する溶剤、キレート化、乾燥、および熱処理については、全て、上記第一の製造方法の複合粒子製造工程と同じでよい。
【実施例】
【００７６】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００７７】
＜複合粒子の製造＞
［実施例１］
本発明の第一の製造方法により、磁性粒子が絶縁皮膜に分散されてなる被覆層を有する複合粒子を製造した。まず、熱伝導性粒子としての黒鉛粉末（伊藤黒鉛工業（株）製「ＥＣ５０」、熱伝導率２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）、平均粒子径１５０μｍ）３００ｇと、磁性粒子としての酸化鉄粉末（チタン工業（株）製「γ−ＭＲＤ」、針状、平均粒子径０．８μｍ）５０ｇとを、ＦＭミキサ（日本コークス工業（株）製）に投入し、回転速度５００ｒｐｍで２分間混合した。次に、両粉末の混合物に、エチルアセトアセタトアルミニウムジイソプロポキシド５０ｇをエタノール５０ｇに溶解した溶液を滴下して、回転速度２０００ｒｐｍで１０分間混合した。その後、混合物を乾燥機に入れ、１００℃で１時間乾燥した。続いて、混合物を５００℃で２時間熱処理した。このようにして、黒鉛粒子の表面に、酸化鉄粒子がアルミナ皮膜に分散されてなる被覆層を形成して、複合粒子を製造した。製造した複合粒子の粉末を、実施例１の複合粒子の粉末とした。
【００７８】
［実施例２］
本発明の第二の製造方法により、磁性皮膜および絶縁皮膜の二層からなる被覆層を有する複合粒子を製造した。まず、熱伝導性粒子としての黒鉛粉末（同上）３００ｇを、ＦＭミキサ（同上）に投入し、回転速度５００ｒｐｍで撹拌しながら、鉄（ＩＩＩ）−アセチルアセトナート１００ｇをエタノール５０ｇに溶解した溶液を滴下して、回転速度２０００ｒｐｍで１０分間混合した。次に、混合物を乾燥機に入れ、１００℃で１時間乾燥した。これにより、黒鉛粒子の表面に、酸化鉄皮膜の前駆体を形成した。酸化鉄皮膜の前駆体が形成された黒鉛粒子の粉末を、再び、ＦＭミキサ（同上）に投入し、エチルアセトアセタトアルミニウムジイソプロポキシド５０ｇをエタノール５０ｇに溶解した溶液を滴下して、回転速度２０００ｒｐｍで１０分間混合した。そして、混合物を乾燥機に入れ、１００℃で１時間乾燥した。さらに、混合物を５００℃で２時間熱処理した。このようにして、黒鉛粒子の表面に、酸化鉄皮膜とアルミナ皮膜とが積層された被覆層を形成して、複合粒子を製造した。製造した複合粒子の粉末を、実施例２の複合粒子の粉末とした。
【００７９】
［比較例１］
酸化鉄粉末を配合しなかった点以外は、実施例１と同様にして、複合粒子を製造した。すなわち、製造した複合粒子は、黒鉛粒子と、その表面に形成されたアルミナ皮膜と、からなる。製造した複合粒子の粉末を、比較例１の複合粒子の粉末とした。
【００８０】
［比較例２］
アルミナ皮膜を形成しなかった点以外は、実施例１と同様にして、複合粒子を製造した。すなわち、黒鉛粉末と酸化鉄粉末との混合物に、バインダーとしてのヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ、信越化学工業（株）製「ＴＣ−５」）１０ｇを水４０ｇに溶解した溶液を滴下して、回転速度２０００ｒｐｍで１０分間混合した。その後、混合物を乾燥機に入れ、１００℃で１時間乾燥した。製造した複合粒子は、黒鉛粒子と、その表面に接着された酸化鉄粒子と、からなる。製造した複合粒子の粉末を、比較例２の複合粒子の粉末とした。
【００８１】
［複合粒子のＳＥＭ観察］
製造した複合粒子の粉末を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。図１に、実施例１の複合粒子のＳＥＭ写真を示す（倍率２００倍）。図１に示すように、実施例１の複合粒子においては、黒鉛粒子の表面にアルミナ皮膜を介して酸化鉄粒子が固定化されていることが確認できた。
【００８２】
＜ウレタン発泡成形体の製造＞
製造した四種類の複合粒子を用いて、ウレタン発泡成形体を製造した。まず、発泡ウレタン樹脂原料を、次のようにして調製した。ポリオール成分のポリエーテルポリオール（住化バイエルウレタン（株）製「Ｓ−０２４８」、平均分子量６０００、官能基数３、ＯＨ価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００質量部と、架橋剤のジエチレングリコール（三菱化学（株）製）２質量部と、発泡剤の水２質量部と、テトラエチレンジアミン系触媒（花王（株）製「カオーライザー（登録商標）Ｎｏ．３１」）１質量部と、シリコーン系整泡剤（東レ・ダウコーニング（株）製「ＳＺ−１３１３」）０．５質量部と、を混合して、ポリオール原料を調製した。調製したポリオール原料に、ポリイソシアネート成分のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン（株）製「ＮＥ１３２０Ｂ」、ＮＣＯ＝４４．８ｗｔ％）を加えて混合し、発泡ウレタン樹脂原料とした。ここで、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との配合比（ＰＯ：ＩＳＯ）は、両者の合計質量を１００％として、ＰＯ：ＩＳＯ＝７８．５：２１．５とした。
【００８３】
次に、調製した発泡ウレタン樹脂原料に、製造した複合粒子を各々配合して、四種類の混合原料を調製した。これとは別に、調製した発泡ウレタン樹脂原料に、実施例１の複合粒子と水酸化アルミニウム粉末（昭和電工（株）製「ハイジライト（登録商標）Ｈ３２」、メディアン径８μｍ）とを配合して、混合原料を調製した。水酸化アルミニウム粉末の配合量は、製造されるウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の８体積％とした。また、いずれの混合原料についても、複合粒子の配合量は、製造されるウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の２０体積％とした。
【００８４】
続いて、各混合原料を、アルミニウム製の発泡型（後述する図２、図３参照。キャビティは縦１３０ｍｍ×横１３０ｍｍ×厚さ２０ｍｍの直方体。）に注入し、密閉した。そして、発泡型を磁気誘導発泡成形装置に設置して、発泡成形を行った。図２に、磁気誘導発泡成形装置の斜視図を示す。図３に、同装置の断面図を示す。図３においては、説明の便宜上、ヨーク部および芯部のハッチングを省略して示す。図２、図３に示すように、磁気誘導発泡成形装置１は、架台２と、電磁石部３と、発泡型４と、を備えている。
【００８５】
電磁石部３は、架台２の上面に載置されている。電磁石部３と架台２とは、各々にブラケット２１をねじ止めすることにより、固定されている。電磁石部３は、ヨーク部３０Ｕ、３０Ｄと、コイル部３１Ｌ、３１Ｒと、ポールピース３２Ｕ、３２Ｄと、を備えている。
【００８６】
ヨーク部３０Ｕは、鉄製であり、平板状を呈している。ヨーク部３０Ｄも同様に、鉄製であり、平板状を呈している。ヨーク部３０Ｕ、３０Ｄは、上下方向に対向して配置されている。
【００８７】
コイル部３１Ｌは、ヨーク部３０Ｕ、３０Ｄの間に介装されている。コイル部３１Ｌは、発泡型４の左側に配置されている。コイル部３１Ｌは、上下方向に二つ重ねて配置されている。コイル部３１Ｌは、各々、芯部３１０Ｌと導線３１１Ｌとを備えている。芯部３１０Ｌは、鉄製であって、上下方向に延びる柱状を呈している。導線３１１Ｌは、芯部３１０Ｌの外周面に巻装されている。導線３１１Ｌは、電源（図略）に接続されている。
【００８８】
コイル部３１Ｒは、ヨーク部３０Ｕ、３０Ｄの間に介装されている。コイル部３１Ｒは、発泡型４の右側に配置されている。コイル部３１Ｒは、上下方向に二つ重ねて配置されている。コイル部３１Ｒは、各々、コイル部３１Ｌと同様の構成を備えている。すなわち、コイル部３１Ｒは、芯部３１０Ｒと導線３１１Ｒとを備えている。導線３１１Ｒは、芯部３１０Ｒの外周面に巻装されている。導線３１１Ｒは、電源（図略）に接続されている。
【００８９】
ポールピース３２Ｕは、鉄製であり、平板状を呈している。ポールピース３２Ｕは、ヨーク部３０Ｕの下面中央に配置されている。ポールピース３２Ｕは、ヨーク部３０Ｕと発泡型４との間に介装されている。ポールピース３２Ｄは、鉄製であり、平板状を呈している。ポールピース３２Ｄは、ヨーク部３０Ｄの上面中央に配置されている。ポールピース３２Ｄは、ヨーク部３０Ｄと発泡型４との間に介装されている。
【００９０】
発泡型４は、コイル部３１Ｌとコイル部３１Ｒとの間に、配置されている。発泡型４は、上型４０Ｕと下型４０Ｄとを備えている。上型４０Ｕは、正方形板状を呈している。下型４０Ｄは、直方体状を呈している。下型４０Ｄの上面には、凹部が形成されている。凹部は、上方に開口する直方体状を呈している。上型４０Ｕと下型４０Ｄとが合体することにより、直方体状のキャビティ４１が区画されている。キャビティ４１には、上述したように、混合原料が充填されている。
【００９１】
導線３１１Ｌに接続された電源および導線３１１Ｒに接続された電源を、共にオンにすると、コイル部３１Ｌの芯部３１０Ｌの上端がＮ極に、下端がＳ極に磁化される。このため、芯部３１０Ｌに、下方から上方に向かって磁力線Ｌ（図３に点線で示す）が発生する。同様に、コイル部３１Ｒの芯部３１０Ｒの上端がＮ極に、下端がＳ極に磁化される。このため、芯部３１０Ｒに、下方から上方に向かって磁力線Ｌが発生する。
【００９２】
コイル部３１Ｌの芯部３１０Ｌ上端から放射された磁力線Ｌは、ヨーク部３０Ｕ、ポールピース３２Ｕを通って、発泡型４のキャビティ４１内に流入する。その後、ポールピース３２Ｄ、ヨーク部３０Ｄを通って、芯部３１０Ｌ下端に流入する。同様に、コイル部３１Ｒの芯部３１０Ｒ上端から放射された磁力線Ｌは、ヨーク部３０Ｕ、ポールピース３２Ｕを通って、発泡型４のキャビティ４１内に流入する。その後、ポールピース３２Ｄ、ヨーク部３０Ｄを通って、芯部３１０Ｒ下端に流入する。このように、磁力線Ｌは閉ループを構成するため、磁力線Ｌの漏洩は抑制される。また、発泡型４のキャビティ４１内には、上方から下方に向かって略平行な磁力線Ｌにより一様な磁場が形成される。具体的には、キャビティ４１内の磁束密度は、約７５０ｍＴであった。また、キャビティ４１内における磁束密度の差は、±３％以内であった。
【００９３】
発泡成形は、最初の約２分間は磁場をかけながら行い、続く約５分間は磁場をかけないで行った。発泡成形が終了した後、脱型して、ウレタン発泡成形体を得た。得られたウレタン発泡成形体を、複合粒子の番号と対応させて番号付けした。また、複合粒子に加えて水酸化アルミニウム粉末を含むウレタン発泡成形体については、実施例３のウレタン発泡成形体とした。各ウレタン発泡成形体の断面を、目視で観察したところ、複合粒子が互いに連接して配向していた。実施例３のウレタン発泡成形体においては、ポリウレタンフォーム（基材）中に、水酸化アルミニウム粒子が分散していた。
【００９４】
＜評価方法＞
製造したウレタン発泡成形体について、熱伝導性および電気絶縁性を評価した。以下、各々の評価方法について説明する。
【００９５】
［熱伝導性］
ウレタン発泡成形体の熱伝導率を、ＪＩＳ  Ａ１４１２−２（１９９９）の熱流計法に準拠した、英弘精機（株）製「ＨＣ−１１０」を用いて測定した。
【００９６】
［電気絶縁性］
ウレタン発泡成形体の体積抵抗率を、ＪＩＳ  Ｋ６２７１（２００８）の平行端子電極法に準じて測定した。印加電圧は、１ｋＶとした。
【００９７】
＜評価結果＞
表１に、各ウレタン発泡成形体の評価結果を、複合粒子の構成と共に示す。
【表１】
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【００９８】
表１に示すように、実施例１〜３のウレタン発泡成形体は、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率と、１０８Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率と、の両方を満足していた。特に、複合粒子に加えて絶縁性無機粒子を分散させた実施例３のウレタン発泡成形体においては、実施例１のウレタン発泡成形体と比較して、熱伝導率および体積抵抗率のいずれも大きくなった。このように、実施例１〜３のウレタン発泡成形体は、高い熱伝導性と電気絶縁性とを有することが確認された。これに対して、磁性体を含まない複合粒子を用いた比較例１のウレタン発泡成形体においては、絶縁皮膜により電気絶縁性は高いものの、複合粒子が配向していないため、熱伝導率は小さかった。また、絶縁皮膜を有さない複合粒子を用いた比較例２のウレタン発泡成形体においては、熱伝導率は大きいものの、所望の電気絶縁性を得ることはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のウレタン発泡成形体は、自動車、電子機器、建築等の幅広い分野において用いることができる。特に、放熱性に加えて、高い電気絶縁性を要求される用途に好適である。例えば、路面の凹凸に起因する騒音を低減するための防音タイヤ、エンジンの騒音を低減するために車両のエンジンルームに配置されるエンジンカバーやサイドカバー、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器や家電製品のモーター用吸音材、パソコン等の電子機器の放熱性吸音材、家屋の内外壁用吸音材、太陽光発電システムのパワーコンディショナ用リアクトルに用いられる防振材等に好適である。
【符号の説明】
【０１００】
１：磁気誘導発泡成形装置、２：架台、２１：ブラケット、３：電磁石部、３０Ｄ、３０Ｕ：ヨーク部、３１Ｌ、３１Ｒ：コイル部、３２Ｄ、３２Ｕ：ポールピース、３１０Ｌ、３１０Ｒ：芯部、３１１Ｌ、３１１Ｒ：導線、４：発泡型、４０Ｕ：上型、４０Ｄ：下型、４１：キャビティ、Ｌ：磁力線。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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