(57)【要約】【課題】従来よりも性能を向上させることのできる熱伝導シート、断熱シート、温度センサ装置、及び、熱電発電システムを得る。【解決手段】熱電発電システム１００は、熱伝導シート１と、断熱シート２と、熱伝導シート１の一方の面１ｂに形成され、熱伝導シート１からの熱を受けてゼーベック効果により熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な熱電変換素子３と、熱電変換素子３において熱伝導シート１が形成されている側と反対側の面３ａに形成され、熱電変換素子３の熱を外気へ放熱可能な放熱シート４と、を備え、断熱シート２が、熱伝導シート１と放熱シート２との間において熱電変換素子３を取り囲むように配置されている。【選択図】図１
2014166079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、
粒径が２０μｍ〜４０μｍの炭素材料と、
粒径が２μｍ〜１０μｍのセラミックス系材料と、
を備え、
前記炭素材料と前記セラミックス系材料とが前記樹脂中に分散していることを特徴とする熱伝導シート。
【請求項２】
前記樹脂が、生体適合性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導シート。
【請求項３】
樹脂層と、
粒径が３５μｍ〜６５μｍの中空シリカ粒子と、
を備え、
前記中空シリカ粒子が前記樹脂層中に分散していることを特徴とする断熱シート。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の熱伝導シートと、
請求項３に記載の断熱シートと、
前記熱伝導シートとの熱接触を保った温度センサと、
を備え、
前記熱伝導シートの一方の面が、
前記温度センサの温度測定に使用されるものであって、
前記温度センサが、
前記熱伝導シートの他方の面に形成され、又は、前記熱伝導シート中に埋め込まれるものであって、
前記熱伝導シートの他方の面が、
前記断熱シートで被覆されていることを特徴とする温度センサ装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の熱伝導シートと、
請求項３に記載の断熱シートと、
前記熱伝導シートの一方の面に形成され、前記熱伝導シートからの熱を受けてゼーベック効果により熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な熱電変換素子と、
前記熱電変換素子において前記熱伝導シートが形成されている側と反対側の面に形成され、前記熱電変換素子の熱を外気へ放熱可能な放熱シートと、
を備え、
前記断熱シートが、
前記熱伝導シートと前記放熱シートとの間において前記熱電変換素子を取り囲むように配置されていることを特徴とする熱電発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電気デバイスなど様々な産業分野で利用可能な熱伝導シート、断熱シート、温度センサ装置、及び、熱電発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱電発電システムには、温度差を利用したゼーベック効果にて発電されるシステムがある。この発電方式は、生体（例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、ウサギなどの哺乳動物、及び、その他の脊椎動物）の体温と外気温の温度差のみならず、自動車のボディ、飛行機のボディ、建築物（例えば、マンション、一軒家、ビル、及び、その他の建築物）の外壁、暖房器具、その他加熱機器などの温度と、外気温との温度差を利用した環境発電（熱電発電）などにおいて、好適に用いられる。
【０００３】
上述のような熱電発電システムの構築には、生体又は自動車のボディなどの熱を熱電変換素子に確実に伝えるための熱伝導シートと、熱電変換素子における外気の影響を確実に抑制するための断熱シートと、が必要となる。熱伝導シート及び断熱シートは、例えば、ＣＰＵの冷却装置、スイッチング電源、ＤＣ−ＤＣコンバータ、パワートランジスタ、光ピックアップ、携帯端末機内部のベースバンドＩＣ・ＬＳＩ等の各種の電気デバイス、熱の有効利用が求められるシステム熱源、パワーアンプの放熱装置、生体の体温と外気温との温度差を利用した環境発電（熱電発電）などにおいて、好適に用いられる。
【０００４】
上述のように、熱伝導シート及び断熱シートは、様々な産業分野で利用可能である。それ故に、熱伝導シート及び断熱シートの性能向上が望まれている。より具体的に、熱伝導シートでは、高い熱伝導率且つ高い体積抵抗率を同時に実現可能なシートへの社会的ニーズが高まっている。また、断熱シートでは、０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の低い熱伝導率を実現可能なシートへの社会的ニーズが高まっている。
【０００５】
このような社会的背景の中で、従来、熱伝導率が比較的高い２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の配線基板を得る方法が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２７０４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示される配線基板では、２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の比較的高い熱伝導率を得ることはできても、高い体積抵抗率を得ることはできず、高い熱伝導率且つ高い体積抵抗率を同時に実現できないという問題があった。
【０００８】
加えて、特許文献１に開示される配線基板では、０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の低い熱伝導率を実現できないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、従来よりも性能を向上させることのできる熱伝導シート、断熱シート、温度センサ装置、及び、熱電発電システム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】
【００１０】
（１）  本発明の熱伝導シートは、樹脂と、粒径が２０μｍ〜４０μｍの炭素材料と、粒径が２μｍ〜１０μｍのセラミックス系材料と、を備え、前記炭素材料と前記セラミックス系材料とが前記樹脂中に分散していることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明でいう「樹脂」は、例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニルとビニルアルコールの共重合体、部分加水分解した塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、塩素化ポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体または共重合体、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートブチレート樹脂等のセルロース誘導体、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、マレイン酸及び／またはアクリル酸の共重合体、アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アミノ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル樹脂等のゴム系樹脂等を挙げることができる。
【００１２】
本発明でいう「炭素材料」は、例えば、ダイヤモンド、炭素繊維、及び、黒鉛の中から少なくとも１種類の材料を使用できる。ダイヤモンドを使用できる理由として、ダイヤモンドは、その熱伝導率が黒鉛よりも高く、さらに絶縁材料としても知られていることから、黒鉛よりも優れた特性を期待できる点を挙げることができる。炭素繊維を使用できる理由として、炭素繊維は、その熱伝導率が黒鉛よりも高い事で知られており、さらに体積抵抗率に関しても１０−４［Ω・ｃｍ］オーダーの黒鉛とほぼ同等の値が期待できる点を挙げることができる。
【００１３】
本発明でいう「セラミックス系材料」は、例えば、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ホウ素、酸化亜鉛、及び、窒化アルミニウムの中から少なくとも１種類の材料を使用できる。これらの材料を使用できる理由としては、セラミックス系材料は基本的に絶縁材料であるため、熱伝導率がアルミナよりも高い材料は基本的に使用可能であると考えられる点、上記材料はアルミナ粒子より熱伝導性に優れる点を挙げることができる。
【００１４】
上記（１）の構成によれば、比較的に体積抵抗率が高いセラミックス系材料を粒径が２μｍ〜１０μｍからなる微粒子にして、樹脂の中を分散させることで、高い体積抵抗率を維持しつつ、比較的に熱伝導率が高い炭素材料を粒径が２０μｍ〜４０μｍからなる微粒子にして、樹脂の中を分散させることで、炭素材料からなる微粒子同士の接触頻度を増やし、樹脂中における熱の流れを良くすることで、高い熱伝導率を維持できる。その結果、高い熱伝導率且つ高い体積抵抗率を同時に実現できる。ここでの「高い体積抵抗率」とは、２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］以上の体積抵抗率をいう。ここでの「高い熱伝導率」とは、２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率をいう。
【００１５】
（２）  上記（１）の熱伝導シートにおいては、前記樹脂が、生体適合性樹脂であることが好ましい。
【００１６】
本発明でいう「生体」とは、例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、ウサギなどの哺乳動物、及び、その他の脊椎動物を含む。また、本発明でいう「生体適合性樹脂」としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸誘導体、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリアミド、ポリアクリルアミド誘導体、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸誘導体、セルロース、ポリブチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、セルロース誘導体、ポリジメチルシロキサ等を挙げることができる。これらの素材は単独で用いられても、組み合わせて用いられてもよい。
【００１７】
上記（２）の熱伝導シートは、生体の体温と外気温との温度差を利用した熱電発電において、好適に用いることができる。
【００１８】
（３）  本発明の断熱シートは、樹脂層と、粒径が３５μｍ〜６５μｍの中空シリカ粒子と、を備え、前記中空シリカ粒子が前記樹脂層中に分散していることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明でいう樹脂層における「樹脂」としては、例えば、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニルとビニルアルコールの共重合体、部分加水分解した塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、塩素化ポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系重合体または共重合体、ニトロセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、ジアセチルセルロース、セルロースアセテートブチレート樹脂等のセルロース誘導体、ポリジメチルシロキサン、マレイン酸及び／またはアクリル酸の共重合体、アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン共重合体、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、アミノ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル樹脂等のゴム系樹脂等を挙げることができる。
【００２０】
上記（３）の構成によれば、比較的に熱伝導率が低い中空シリカ粒子を３５μｍ〜６５μｍからなる微粒子にして、樹脂の中に分散させることで、低い熱伝導率を維持できる。ここでの「低い熱伝導率」とは、０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の熱伝導率をいう。
【００２１】
（４）  本発明の温度センサ装置は、請求項１又は２に記載の熱伝導シートと、請求項３に記載の断熱シートと、前記熱伝導シートとの熱接触を保った温度センサと、を備え、前記熱伝導シートの一方の面が、前記温度センサの温度測定に使用されるものであって、前記温度センサが、前記熱伝導シートの他方の面に形成され、又は、前記熱伝導シート中に埋め込まれるものであって、前記熱伝導シートの他方の面が、前記断熱シートで被覆されていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明でいう「熱伝導シート中に埋め込まれる」とは、例えば、温度センサの全体が熱伝導シートの内部に入り込んだ状態、温度センサの一部のみが熱伝導シートの内部に入り込むとともに、温度センサの残りの部分が熱伝導シートの他方の面を介して断熱シートの内部に入り込んだ状態、温度センサの一部のみが熱伝導シートの内部に入り込むとともに、温度センサの残りの部分が熱伝導シートの一方の面から露出した状態、などを含む。
【００２３】
上記（４）の構成によれば、熱伝導シートにおいて温度測定に使用される一方の面と反対側にある他方の面が、断熱シートで被覆されるので、温度センサの測定対象から熱伝導シートの一方の面に伝わった熱が温度センサ装置の外部に放出することが防止される。また、本熱伝導シートは、上述したとおり、比較的熱伝導しやすいものである。これらにより、測定対象から熱伝導シートに熱が素早く伝わるとともに、測定対象から伝わる熱を、温度センサの測定温度が測定対象の温度と同じ温度（定常状態の温度）になるまで、温度センサ装置の内部に溜め込むことができる。その結果、温度センサの測定温度が測定対象の温度と同じ温度（定常状態の温度）になるまでの時間を短縮でき、温度センサの応答性を向上させることができる。
【００２４】
（５）  本発明の熱電発電システムは、請求項１又は２に記載の熱伝導シートと、請求項３に記載の断熱シートと、前記熱伝導シートの一方の面に形成され、前記熱伝導シートからの熱を受けてゼーベック効果により熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な熱電変換素子と、前記熱電変換素子において前記熱伝導シートが形成されている側と反対側の面に形成され、前記熱電変換素子の熱を外気へ放熱可能な放熱シートと、を備え、前記断熱シートが、前記熱伝導シートと前記放熱シートとの間において前記熱電変換素子を取り囲むように配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
上記（５）の構成によれば、断熱シートが、熱伝導シートと放熱シートとの間において熱電変換素子を取り囲むように配置されるので、熱電変換素子における外気の影響を確実に抑制できる。その結果、より多くの熱を熱伝導シートから熱電変換素子に伝えることができる。
【００２６】
上記（５）の熱電発電システムは、熱伝導シートを介して生体（例えば、ヒト、サル、マウス、ラット、ウサギなどの哺乳動物、及び、その他の脊椎動物）の体温を熱電変換素子に伝えるとともに、放熱シートを介して外気温を熱電変換素子に伝えることにより、体温と外気温の温度差を利用したゼーベック効果による発電を容易に実現できる。
【００２７】
上記（５）の熱電発電システムは、生体の体温だけでなく、自動車のボディ、飛行機のボディ、建築物（例えば、マンション、一軒家、ビル、及び、その他の建築物）の外壁、暖房器具、その他加熱機器などの高温外壁部と外気温との温度差を利用した熱電発電において、好適に用いられる。
【００２８】
上記（５）の熱電発電システムは、温度差を利用して発電するものであるので、無限時間発電することができる。
【００２９】
上記（５）の熱電発電システムでは、熱伝導シートのシート面積を増やすことで発電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る熱電発電システムの上面視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線の矢視断面図である。
【図２】（ａ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８０［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示したグラフである。（ｂ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８２［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示したグラフである。
【図３】（ａ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８４［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示したグラフである。（ｂ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８２［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示したグラフである。
【図４】（ａ）は、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を２８．５７［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示したグラフである。（ｂ）は、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を３６．００［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示したグラフである。
【図５】（ａ）は、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を４２．８６［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示したグラフである。（ｂ）は、粒径［μｍ］が８０［μｍ］の銅粒子を用いて作製した比較例に係る試験体の性能測定結果を示したグラフである。
【図６】（ａ）は、ＰＤＭＳに中空粒子を添加することで作製した試験体の性能測定結果を示したグラフである。（ｂ）ＰＤＭＳに中空粒子を添加することで作製した試験体の性能測定結果を示したグラフである。
【図７】（ａ）は、本実施例に係る温度センサ装置の上面視図である。（ｂ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線の矢視断面図である。（ｃ）は、本実施例に係る温度センサ装置の応答特性を示したグラフである。
【図８】（ａ）は、本発明の変形例に係る温度センサ装置の上面視図である。（ｂ）は、（ａ）に示すＣ−Ｃ線の矢視断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図１〜図６を参照しながら、本発明の一実施形態に係る熱電発電システムについて説明する。なお、図１（ａ）においては、熱電変換素子３の外形線（仮想線）を、放熱シート４から透視した点線によって表している。
【００３２】
（熱電発電システム１００の全体構成）
図１に示すように、熱電発電システム１００は、熱伝導シート１と、断熱シート２と、熱電変換素子３と、放熱シート４と、を備えている。
【００３３】
（熱伝導シート１の構成）
熱伝導シート１は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミドなどの生体適合性樹脂からなるものである。この生体適合性樹脂の中には、粒径［μｍ］が２０［μｍ］〜４０［μｍ］の炭素材料と、粒径［μｍ］が２［μｍ］〜１０［μｍ］のセラミックス系材料と、が分散している。炭素材料は、ダイヤモンド、炭素繊維、及び、黒鉛の中から少なくとも１種類の材料を使用できる。セラミックス系材料は、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ホウ素、酸化亜鉛、及び、窒化アルミニウムの中から少なくとも１種類の材料を使用できる。熱伝導シート１は、一方の面１ａがヒトなどの生体と粘着可能であって、生体からの熱を熱電変換素子３へ伝達可能に構成されている。
【００３４】
（断熱シート２の構成）
断熱シート２は、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂などの樹脂をシート状にした樹脂層からなるものである。この樹脂層の中には、粒径［μｍ］が３５［μｍ］〜６５［μｍ］の中空シリカ粒子が分散している。中空シリカ粒子の真密度［ｇ／ｃｍ３］は、０．０３［ｇ／ｃｍ３］〜０．１３［ｇ／ｃｍ３］であることが好ましい。断熱シート２は、熱伝導シート１と放熱シート４との間において熱電変換素子３を取り囲むように配置されている。
【００３５】
（熱電変換素子３の構成）
熱電変換素子３は、ゼーベック効果（Seebeck  Effect）を利用して熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な素子である。ここで、ゼーベック効果とは、異種金属を接合して、２接点間に温度差をつけると電圧が発生する周知の現象である。熱電変換素子３は、熱伝導シート１の他方の面１ｂに形成されており、熱伝導シート１からの熱を受けて熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能に構成されている。ここでは、熱伝導シート１と放熱シート４とで温度差が生じた場合に、ゼーベック効果に基づき、熱電変換素子３において電圧が発生する。
【００３６】
（放熱シート４の構成）
放熱シート４は、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂などの樹脂をシート状にした樹脂層からなるものである。この樹脂層の中には、粒径［μｍ］が２０［μｍ］〜４０［μｍ］の炭素材料と、粒径［μｍ］が２［μｍ］〜１０［μｍ］のセラミックス系材料と、が分散している。炭素材料は、ダイヤモンド、炭素繊維、及び、黒鉛の中から少なくとも１種類の材料を使用できる。セラミックス系材料は、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化亜鉛、及び、窒化アルミニウムの中から少なくとも１種類の材料を使用できる。放熱シート４は、熱電変換素子３において熱伝導シート１が形成されている側と反対側の面３ａに形成され、熱電変換素子３の熱を外気へ放熱可能であるとともに、外気の温度を熱電変換素子３へ伝達可能に構成されている。
【実施例】
【００３７】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。本発明者らは、熱伝導シート、断熱シート、及び、熱電発電システムの性能測定について実験を行った。以下では、その実験結果を述べる。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（熱伝導シートについて）
本実施例の熱伝導シートでは、樹脂として、優れた生体適合性をもつシリコーンゴム材料として知られているポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を使用し、炭素材料として伊藤黒鉛株式会社製の黒鉛粒子を使用し、セラミックス系材料として昭和電工株式会社製のアルミナ粒子を使用した。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）には、比較的に高粘度のＰＤＭＳと、比較的に低粘度のＰＤＭＳと、を混合したものを使用した。比較的に高粘度のＰＤＭＳには、粘度［Ｐａ・ｓ］が５５．５［Ｐａ・ｓ］である東レ・ダウコーニング株式会社製のＳｉｌｐｏｔ１８４（商品名）を使用した。比較的に低粘度のＰＤＭＳには、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳｉｌｐｏｔ１８４と、粘度［Ｐａ・ｓ］が０．８［Ｐａ・ｓ］である信越シリコーン社製のＫＥ−１０５１Ｊ（商品名）とを、重量比＝１：１で混合したものを使用した。
【００３９】
（熱伝導シートの作製工程について）
次に、本実験に使用した熱伝導シートの作製工程について説明する。ここでは、まず、容器に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、黒鉛粒子、及び、アルミナ粒子を所定量添加した。次いで、容器内で薬さじ等を用いて軽攪拌した後、小型３本ロールミル装置（アイメックス株式会社製のＢＲ−１００Ｖ（商品名））を用いて混練・分散を行った。次いで、混練・分散したペーストを真空脱泡した。この際の真空圧力は、約２［ｋＰａ］とした。そして、脱泡したペーストをシート作製用モールドへ流し込み、８０［℃］の温度条件下で１時間加熱硬化させることで、熱伝導シートを得た。
【００４０】
（熱伝導シートの性能測定について）
続いて、本発明者らは、以下の実験条件１〜４の下で、下記の表１〜表９に記載された実施例及び比較例に係る熱伝導シートの試験体を夫々作製し、各試験体について体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］及び熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］を測定するとともに、被験者を対象として柔軟性テストを実施した。体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］の測定には、デジタルマルチメータを用いた。熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］の測定には、ホットディスク法で計測可能な熱物性装置（京都電子工業株式会社製のＴＰＳ−５００（商品名））を使用した。
【００４１】
（実験条件１について）
実験条件１は、次のように与えられる。黒鉛粒子の粒径［μｍ］は３０［μｍ］で、アルミナ粒子の粒径［μｍ］は２［μｍ］である。実験条件１で作製した試験体の性能測定結果を以下の表１〜表４に示す。表１〜表４中の項目「黒鉛／（黒鉛＋アルミナ）×１００ｗｔ％」とは、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を示している。表１〜表４中の項目「柔軟性」とは、被験者の人体に熱伝導シートを装着した際に、被験者が違和感を覚えないことをいう。ここでの柔軟性テストは、「◎：全く違和感が無い」、「○：違和感が無い」、及び、「△：普通」の３段階評価で実施した。
【００４２】
【表１】
2014166079.tif 000003
表１及び図２（ａ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８０［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。ここでは、比較例１，２に係る試験体と比較することで、実施例１に係る熱伝導シートの特性が明らかになっている。
【００４３】
すなわち、実施例１は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を２８.５７［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で２．０９１１０［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る結果が得られた。さらに、実施例１では、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を遥かに上回る結果となった。
【００４４】
これに対して、比較例１は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を１４.２９［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．４１５２７［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００４５】
また、比較例２は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を４２．８６［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で３．２０３００［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られているものの、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で８［Ｍｏｈｍ・ｍ］の値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を下回る結果となった。
【００４６】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、実施例１及び比較例１，２の全てで、「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。
【００４７】
【表２】
2014166079.tif 000004
【００４８】
表２及び図２（ｂ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８２［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。ここでは、比較例３，４に係る試験体と比較することで、実施例２〜４に係る熱伝導シートの特性が明らかになっている。
【００４９】
すなわち、実施例２〜４は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を、それぞれ、２８.５７［ｗｔ％］、３２．００［ｗｔ％］、３６．００［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で、それぞれ、２．３２４７２［Ｗ／ｍ・Ｋ］、２．５２１３０［Ｗ／ｍ・Ｋ］、２．９１０３３［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る結果が得られた。さらに、実施例２〜４では、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を遥かに上回る結果となった。
【００５０】
これに対して、比較例３は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を１４.２９［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．４３５２６［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００５１】
また、比較例４は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を４２．８６［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で４．２０１４２［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られているものの、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で２［Ｍｏｈｍ・ｍ］の値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を下回る結果となった。
【００５２】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、実施例２〜４及び比較例３で、「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。これに対して、比較例４では、「○：違和感が無い」という評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が違和感を覚えていないことが分かった。
【００５３】
【表３】
2014166079.tif 000005
表３及び図３（ａ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８４［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。ここでは、比較例５に係る試験体と比較することで、実施例５に係る熱伝導シートの特性が明らかになっている。
【００５４】
すなわち、実施例５は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を２８.５７［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で２．２１３２３［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る結果となった。さらに、実施例５では、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を遥かに上回る結果となった。
【００５５】
これに対して、比較例５は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を１４.２９［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．５０３２３［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００５６】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、比較例５で「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。一方、実施例５では、「○：違和感が無い」という評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が違和感を覚えていないことが分かった。
【００５７】
【表４】
2014166079.tif 000006
表４は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８６［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。
【００５８】
比較例６は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を１４.２９［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．５４０５８［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００５９】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、「△：普通」という評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が少なくとも違和感を覚えていないことが分かった。
【００６０】
（実験条件２について）
実験条件２は、次のように与えられる。黒鉛粒子の粒径［μｍ］は３０［μｍ］で、アルミナ粒子の粒径［μｍ］は１０［μｍ］である。実験条件２で作製した試験体の性能測定結果を以下の表５に示す。表５中の項目「黒鉛／（黒鉛＋アルミナ）×１００ｗｔ％」とは、上記表１〜表４と同じく、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を示している。ここでは、実験条件１と同様に、「◎：全く違和感が無い」、「○：違和感が無い」、及び、「△：普通」の３段階評価で、柔軟性のテストを実施した。
【００６１】
【表５】
2014166079.tif 000007
表５及び図３（ｂ）は、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８２［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。ここでは、比較例７，８に係る試験体と比較することで、実施例６〜８に係る熱伝導シートの特性が明らかになっている。
【００６２】
すなわち、実施例６〜８は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を、それぞれ、２８.５７［ｗｔ％］、３２．００［ｗｔ％］、３６．００［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で、それぞれ、２．３６７３７［Ｗ／ｍ・Ｋ］、２．６９３１２［Ｗ／ｍ・Ｋ］、３．０１９２１［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る結果となった。さらに、実施例６〜８では、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を遥かに上回る結果となった。
【００６３】
これに対して、比較例７は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を１４.２９［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．４５５３９［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００６４】
また、比較例８は、黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を４２．８６［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で３．９２６１０［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られているものの、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で１０［Ｍｏｈｍ・ｍ］の値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を下回る結果となった。
【００６５】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、実施例６及び比較例７で、「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。また、実施例７では、「○：違和感が無い」という評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が違和感を覚えていないことが分かった。さらに、実施例８及び比較例８では、「△：普通」という評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が少なくとも違和感を覚えていないことが分かった。
【００６６】
（実験条件３について）
実験条件３は、次のように与えられる。黒鉛粒子の粒径［μｍ］は８［μｍ］〜４０［μｍ］で、アルミナ粒子の粒径［μｍ］は２［μｍ］である。実験条件３で作製した試験体の性能測定結果を以下の表６〜表８に示す。ここでは、実験条件１，２と同様に、「◎：全く違和感が無い」、「○：違和感が無い」、及び、「△：普通」の３段階評価で、柔軟性テストを実施した。
【００６７】
【表６】
2014166079.tif 000008
表６及び図４（ａ）は、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を２８．５７［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。ここでは、比較例９に係る試験体と比較することで、実施例９〜１１に係る熱伝導シートの特性が明らかになっている。
【００６８】
すなわち、実施例９〜１１は、黒鉛粒子の粒径［μｍ］を、それぞれ、２０［μｍ］、３０［μｍ］、４０［μｍ］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で、それぞれ、２．０９２１１［Ｗ／ｍ・Ｋ］、２．３２４７２［Ｗ／ｍ・Ｋ］、２．３５１９８［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る値が得られた。さらに、実施例９〜１１では、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を遥かに上回る結果が得られた。
【００６９】
これに対して、比較例９は、黒鉛粒子の粒径［μｍ］を８［μｍ］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．４９７２９［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００７０】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、実施例９〜１１及び比較例９の全てで、「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。
【００７１】
【表７】
2014166079.tif 000009
表７及び図４（ｂ）は、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を３６．００［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。ここでは、比較例１０に係る試験体と比較することで、実施例１２〜１４に係る熱伝導シートの特性が明らかになっている。
【００７２】
すなわち、実施例１２〜１４は、黒鉛粒子の粒径［μｍ］を、それぞれ、２０［μｍ］、３０［μｍ］、４０［μｍ］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で、それぞれ、２．４９２１１［Ｗ／ｍ・Ｋ］、２．９１０３３［Ｗ／ｍ・Ｋ］、２．９０３９２［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る結果となった。さらに、実施例１２〜１４では、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を遥かに上回る結果が得られた。
【００７３】
これに対して、比較例１０は、黒鉛粒子の粒径［μｍ］を８［μｍ］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．６５７２９［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００７４】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、実施例１２，１３及び比較例１０で、「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。一方、実施例１４では、「○：違和感が無い」という評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が違和感を覚えていないことが分かった。
【００７５】
【表８】
2014166079.tif 000010
表８及び図５（ａ）は、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を４２．８６［ｗｔ％］とした場合の熱伝導シートの性能測定結果を示している。ここでは、比較例１１，１２に係る試験体と比較することで、実施例１５に係る熱伝導シートの特性が明らかになっている。
【００７６】
すなわち、実施例１５は、黒鉛粒子の粒径［μｍ］を２０［μｍ］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で２．５９２１１［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る結果が得られた。さらに、実施例１５では、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を遥かに上回る結果が得られた。
【００７７】
これに対して、比較例１１は、黒鉛粒子の粒径［μｍ］を８［μｍ］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．８９７２９［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００７８】
また、比較例１２は、黒鉛粒子の粒径［μｍ］を３０［μｍ］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で３．８３７００［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られているものの、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で２［Ｍｏｈｍ・ｍ］の値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を下回る結果となった。
【００７９】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、実施例１５及び比較例１１で、「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。一方、比較例１２では、「○：違和感が無い」という評価が得られており、熱伝導シートを装着した被験者が違和感を覚えていないことが分かった。
【００８０】
（実験条件４について）
実験条件４は、次のように与えられる。銅粒子の粒径［μｍ］は８０［μｍ］である。実験条件４で作製した試験体の性能測定結果を表９及び図５（ｂ）に示す。表９中の項目「銅粒子／（ＰＤＭＳ＋銅粒子）×１００ｗｔ％」とは、ＰＤＭＳ及び銅粒子の混合物に含まれる銅粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を示している。
【００８１】
【表９】
2014166079.tif 000011
比較例１３は、銅粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を０［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で０．１８９２［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００８２】
比較例１４は、銅粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を５０［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で５０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を超える値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．６３３５［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００８３】
比較例１５は、銅粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を６３［ｗｔ％］とした場合であるが、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で３１［Ｍｏｈｍ・ｍ］の値が得られているものの、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で１．９３［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、高い熱伝導率の目安である２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る結果となった。
【００８４】
比較例１６は、銅粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を７５［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で２．５３［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られているものの、体積抵抗率［Ｍｏｈｍ・ｍ］で０．２１［Ｍｏｈｍ・ｍ］の値が得られており、高い体積抵抗率の目安である２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］を下回る結果となった。
【００８５】
（断熱シートについて）
本実施例の断熱シートでは、樹脂として、優れた生体適合性をもつシリコーンゴム材料として知られているポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を使用し、中空シリカ粒子として中空ソーダ石灰硼珪酸硝子粒子を使用した。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）には、比較的に高粘度のＰＤＭＳと、比較的に低粘度のＰＤＭＳと、を混合したものを使用した。比較的に高粘度のＰＤＭＳには、粘度［Ｐａ・ｓ］が５５．５［Ｐａ・ｓ］である東レ・ダウコーニング株式会社製のＳｉｌｐｏｔ１８４（商品名）を使用した。比較的に低粘度のＰＤＭＳには、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳｉｌｐｏｔ１８４と、粘度［Ｐａ・ｓ］が０．８［Ｐａ・ｓ］である信越シリコーン社製のＫＥ−１０５１Ｊ（商品名）とを、重量比＝１：１で混合したものを使用した。
【００８６】
（断熱シートの作製工程について）
次に、本実験に使用した熱伝導シートの作製工程について説明する。ここでは、まず、容器に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、及び、中空ソーダ石灰硼珪酸硝子粒子を所定量添加した。次いで、容器内で薬さじ等を用いて軽攪拌した後、小型３本ロールミル装置（アイメックス株式会社製のＢＲ−１００Ｖ（商品名））を用いて混練・分散を行った。次いで、混練・分散したペーストを真空脱泡した。この際の真空圧力は、約２［ｋＰａ］とした。そして、脱泡したペーストをシート作製用モールドへ流し込み、８０［℃］の温度条件下で１時間加熱硬化させることで、断熱シートを得た。
【００８７】
（断熱シートの性能測定について）
続いて、本発明者らは、以下の実験条件５，６の下で、下記の表１０，１１に記載された実施例及び比較例に係る断熱シートの試験体を夫々作製し、各試験体について熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］を測定するとともに、被験者を対象として柔軟性テストを実施した。熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］の測定には、ホットディスク法で計測可能な熱物性装置（京都電子工業株式会社製のＴＰＳ−５００（商品名））を使用した。
【００８８】
（実験条件５について）
実験条件５は、次のように与えられる。中空ソーダ石灰硼珪酸硝子粒子の粒径［μｍ］が６５［μｍ］で、真密度［ｇ／ｃｍ３］が０．１３［ｇ／ｃｍ３］である。実験条件５で作製した試験体の性能測定結果を表１０及び図６（ａ）に示す。表１０中の項目「中空粒子／（ＰＤＭＳ＋中空粒子）×１００ｗｔ％」とは、ＰＤＭＳと中空粒子との混合物に含まれる中空粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を示している。ここでは、実験条件１〜３と同様に、「◎：全く違和感が無い」、「○：違和感が無い」、及び、「△：普通」の３段階評価で、柔軟性のテストを実施した。
【００８９】
【表１０】
2014166079.tif 000012
ここでは、比較例１７〜１９に係る試験体と比較することで、実施例１６に係る断熱シートの特性が明らかになっている。
【００９０】
すなわち、実施例１６は、中空粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を３［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で０．０５５［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、低い熱伝導率の目安である０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る値が得られた。
【００９１】
これに対して、比較例１７〜１９は、中空粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を、それぞれ、０［ｗｔ％］、１［ｗｔ％］、２［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で、それぞれ、０．１８９２［Ｗ／ｍ・Ｋ］、０．１４７［Ｗ／ｍ・Ｋ］、０．０９８［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、低い熱伝導率の目安である０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る値が得られた。
【００９２】
さらに、柔軟性テストの結果を見ると、実施例１６及び比較例１７〜１９の全てで、「◎：全く違和感が無い」という最も高い評価が得られており、断熱シートを装着した被験者が全く違和感を覚えていないことが分かった。
【００９３】
（実験条件６について）
実験条件６は、次のように与えられる。中空ソーダ石灰硼珪酸硝子粒子の粒径［μｍ］が３５［μｍ］で、真密度［ｇ／ｃｍ３］が０．０３［ｇ／ｃｍ３］である。実験条件６で作製した試験体の性能測定結果を表１１及び図６（ｂ）に示す。表１１中の項目「中空粒子／（ＰＤＭＳ＋中空粒子）×１００ｗｔ％」とは、表１０と同じく、ＰＤＭＳと中空粒子との混合物に含まれる中空粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を示している。ここでは、実験条件５と同様に、「◎：全く違和感が無い」、「○：違和感が無い」、及び、「△：普通」の３段階評価で、柔軟性のテストを実施した。
【００９４】
【表１１】
2014166079.tif 000013
ここでは、比較例２０〜２３に係る試験体と比較することで、実施例１７に係る断熱シートの特性が明らかになっている。
【００９５】
すなわち、実施例１７は、中空粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を６［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で０．０５８［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、低い熱伝導率の目安である０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］を下回る値が得られた。
【００９６】
これに対して、比較例２０〜２３は、中空粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を、それぞれ、０［ｗｔ％］、１［ｗｔ％］、２［ｗｔ％］、４［ｗｔ％］とした場合であるが、熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］で、それぞれ、０．１８９［Ｗ／ｍ・Ｋ］、０．１６７［Ｗ／ｍ・Ｋ］、０．１４６［Ｗ／ｍ・Ｋ］、０．１０２［Ｗ／ｍ・Ｋ］の値が得られており、低い熱伝導率の目安である０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］を上回る値が得られた。
【００９７】
（温度センサ装置の構築について）
本発明者らは、これまでに挙げた熱伝導シート及び断熱シートを用いて、図７（ａ）に示すような構造の温度センサ装置２０を作製した。図７（ａ）は、本実施例に係る温度センサ装置の上面視図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すＢ−Ｂ線の矢視断面図である。なお、図７（ａ）においては、温度センサ２５及び制御部２６の外形線（仮想線）を、断熱シート２２から透視した破線によって表している。図７（ａ），（ｂ）に示すように、温度センサ装置２０は、熱伝導シート２１と、断熱シート２２と、熱伝導シート２１との熱接触を保った温度センサ２５と、該温度センサ２５を制御可能な制御部２６とを備えている。この制御部２６は、図７（ａ）に示すように、温度センサ装置２０内に埋設された一対の電気配線Ｗ１を介して温度センサ２５に接続されている。また、制御部２６には、温度センサ２５の電源供給部として機能する電池と、温度センサ２５の測定結果を外部ユニットに無線で送信可能な送信部と、が搭載されている。温度センサ装置２０では、熱伝導シート２１の一方の面２１ａが被験者であるヒトの皮膚などに貼り付けられて、温度センサ２５の温度測定に使用される。図７（ｂ）に示すように、温度センサ２５は、一方の面２５ａを除いて熱伝導シート２１の内部に入り込んでおり、温度センサ２５の面２５ａは、熱伝導シート２１の面２１ａと面一となっている。また、制御部２６は、図７（ｂ）に示すように、熱伝導シート２１の他方の面２１ｂに形成されている。そして、熱伝導シート２１の他方の面２１ｂと制御部２６は、断熱シート２２によって被覆されている。
【００９８】
（温度センサ装置の応答特性について）
図７（ｃ）は、本実施例に係る温度センサ装置の応答特性を示したグラフである。ここでは、被験者であるヒトの皮膚表面に熱伝導シート２１の面２１ａを貼り付けて、温度センサ装置２０の応答特性を観察した。この際、体表面温度［℃］は３６［℃］であり、温度測定に使用した室内温度［℃］は２０［℃］であった。その結果、図７（ｃ）に示すように、測定温度［℃］が約１００［秒］で定常状態に達し、被験者であるヒトの体表面温度と同じ温度である約３６［℃］を示した。
【００９９】
（熱電発電システムの構築について）
本発明者らは、これまでに挙げたシートを用いて、図１に示すような構造の熱電発電システムを作製した。熱エネルギーを電気エネルギーに変換する特性をもつゼーベック素子には、市販の小型ゼーベック素子（マイクロペルト社製のＭＰＧ−Ｄ７５１（商品名））を使用した。放熱シートには、樹脂として、優れた生体適合性をもつシリコーンゴム材料として知られているポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を使用し、炭素材料として伊藤黒鉛株式会社製の黒鉛粒子を使用し、セラミックス系材料として昭和電工株式会社製のアルミナ粒子を使用した。ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）には、比較的に高粘度のＰＤＭＳと、比較的に低粘度のＰＤＭＳと、を混合したものを使用した。比較的に高粘度のＰＤＭＳには、粘度［Ｐａ・ｓ］が５５．５［Ｐａ・ｓ］である東レ・ダウコーニング株式会社製のＳｉｌｐｏｔ１８４（商品名）を使用した。比較的に低粘度のＰＤＭＳには、東レ・ダウコーニング株式会社製のＳｉｌｐｏｔ１８４と、粘度［Ｐａ・ｓ］が０．８［Ｐａ・ｓ］である信越シリコーン社製のＫＥ−１０５１Ｊ（商品名）とを、重量比＝１：１で混合したものを使用した。
【０１００】
（放熱シートの作製工程について）
次に、熱電発電システムに使用した放熱シートの作製工程について説明する。ここでは、まず、容器に、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、黒鉛粒子、及び、アルミナ粒子を所定量添加した。ここでは、ＰＤＭＳに含まれる黒鉛粒子及びアルミナ粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を８２［ｗｔ％］とし、黒鉛粒子とアルミナ粒子の混合物に含まれる黒鉛粒子の重量パーセント濃度［ｗｔ％］を４２．８６［ｗｔ％］とした。次いで、容器内で薬さじ等を用いて軽攪拌した後、小型３本ロールミル装置（アイメックス株式会社製のＢＲ−１００Ｖ（商品名））を用いて混練・分散を行った。次いで、混練・分散したペーストを真空脱泡した。この際の真空圧力は、約２［ｋＰａ］とした。そして、脱泡したペーストをシート作製用モールドへ流し込み、８０［℃］の温度条件下で１時間加熱硬化させることで、放熱シートを得た。
【０１０１】
（熱電発電システムの出力電力特性について）
ここでは、被験者であるヒトの頸動脈付近の皮膚表面に熱伝導シートを貼り付けて、熱電発電システムの出力電力特性を観察した。この際の皮膚表面の温度［℃］は、３５［℃］であった。その結果、外気温度［℃］が２５［℃］の温度条件下で、熱電発電システムの出力電力は１．３９［μＷ］であった。また、外気温度［℃］が２０［℃］の温度条件下で、熱電発電システムの出力電力は２．０９［μＷ］であった。
【０１０２】
以下の表１２は、熱電発電システムの作製に使用した各シート及びゼーベック素子の膜厚［ｍｍ］及び面積［ｍｍ２］を示している。
【表１２】
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ここでは、被験者であるヒトの頸動脈付近の皮膚表面に熱伝導シートを貼り付けて、熱電発電システムの出力電力特性を観察した。
【０１０３】
上記構成の熱伝導シート１によれば、比較的に体積抵抗率が高いセラミックス系材料を粒径が２μｍ〜１０μｍからなる微粒子にして、樹脂の中を分散させることで、２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］以上の体積抵抗率を維持しつつ、比較的に熱伝導率が高い炭素材料を粒径が２０μｍ〜４０μｍからなる微粒子にして、樹脂の中を分散させることで、炭素材料からなる微粒子同士の接触頻度を増やし、樹脂中における熱の流れを良くすることで、２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率を維持できる。その結果、２０［Ｍｏｈｍ・ｍ］以上の体積抵抗率と、２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率とを同時に実現できる。
【０１０４】
また、上記構成の断熱シート２によれば、比較的に熱伝導率が低い中空シリカ粒子を３５μｍ〜６５μｍからなる微粒子にして、樹脂の中を分散させることで、０．０６［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の熱伝導率を実現できる。
【０１０５】
また、上記構成の温度センサ装置２０によれば、熱伝導シート２１において温度測定に使用される一方の面２１ａと反対側にある他方の面２１ｂが、断熱シート２２で被覆されるので、温度センサ２５の測定対象であるヒトから熱伝導シート２１の一方の面２１ａに伝わった熱が温度センサ装置２０の外部に放出することが防止される。また、熱伝導シート２１は、上述したとおり、比較的熱伝導しやすいものである。これらにより、測定対象から熱伝導シート２１に熱が素早く伝わるとともに、ヒトから熱伝導シート２１に伝わった熱を、ヒトの体表面温度と略同じ温度になるまで、温度センサ装置２０の内部に溜め込むことができる。その結果、温度センサ２５の測定温度がヒトの体表面温度と略同じ温度になるまでの時間を短縮でき、温度センサ２５の応答性を向上させることができる。
【０１０６】
また、上記構成の熱電発電システム１００によれば、断熱シート２が、熱伝導シート１と放熱シート４との間において熱電変換素子３を取り囲むように配置されるので、熱電変換素子３における外気の影響を確実に抑制できる。その結果、より多くの熱を熱伝導シート１から熱電変換素子３に伝えることができる。
【０１０７】
また、上記構成の熱電発電システム１００によれば、熱伝導シート１を介して生体の体温を熱電変換素子３に伝えるとともに、放熱シート４を介して外気温を熱電変換素子３に伝えることにより、体温と外気温の温度差を利用したゼーベック効果による発電を容易に実現できる。
【０１０８】
また、上記構成の熱電発電システム１００は、温度差を利用して発電するものであるので、無限時間発電することができる。
【０１０９】
また、上記構成の熱電発電システム１００では、熱伝導シートのシート面積を増やすことで発電効率を高めることができる。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１１１】
なお、上記実施形態の温度センサ装置では、被験者であるヒトの皮膚表面に熱伝導シート２１の面２１ａを貼り付けて、体表面温度を測定する例について述べたが、本発明に係る温度センサ装置の用途はこれに限定されず、ヒトの体温の他にも、例えば、サル、マウス、ラット、ウサギなどの哺乳動物などの体温に加えて、自動車のボディ、飛行機のボディ、建築物（例えば、マンション、一軒家、ビル、及び、その他の建築物）の外壁、暖房器具、その他加熱機器などの高温外壁部の温度測定においても好適に用いられる。
【０１１２】
なお、上記実施形態の温度センサ装置では、温度センサ２５が、一方の面２５ａを除いて熱伝導シート２１の内部に入り込んだ構造となっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、温度センサ２５の全体を熱伝導シート２１の内部に入り込ませてもよい。また例えば、温度センサ２５の一方の面２５ａは、必ずしも、熱伝導シート２１の一方の面２１ａと面一である必要はなく、熱伝導シート２１の一方の面２１ａと段差があってもよい。また例えば、図８（ａ），（ｂ）に示した温度センサ装置３０のように、２．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の高い熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］を有する本発明の熱伝導シート３１の特性を利用して、温度センサ３５を熱伝導シート３１の他方の面３１ｂに形成して、断熱シート３２の内部に入り込ませてもよい。なお、図８中の符号３６は、制御部を示し、符号Ｗ２は、温度センサ装置３０内に埋設され、温度センサ３５と制御部３６とを接続する一対の電気配線を示す。
【０１１３】
なお、上記実施形態の温度センサ装置では、温度センサ２５及び制御部２６の外形を矩形状に形成する例について述べたが（図７（ａ）参照）、この形状に限定されず、円形状又は楕円形状など種々の形状に形成できる。
【０１１４】
なお、上記実施形態の熱電発電システムでは、熱伝導シート１を介して生体の体温を熱電変換素子３に伝えるとともに、放熱シート４を介して外気温を熱電変換素子３に伝えることにより、体温と外気温の温度差を利用したゼーベック効果による発電を実現する例について述べた。本発明に係る熱電発電システムの用途はこれに限定されず、生体の体温の他にも、自動車のボディ、飛行機のボディ、建築物（例えば、マンション、一軒家、ビル、及び、その他の建築物）の外壁、暖房器具、その他加熱機器などの高温外壁部と外気温との温度差を利用した熱電発電において好適に用いられる。
【０１１５】
なお、上記実施形態の熱電発電システムでは、熱電変換素子３の外形を略円形状に形成する例について述べたが（図１（ａ）参照）、この形状に限定されず、楕円形状又は多角形状など種々の形状に形成できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１、２１、３１    熱伝導シート
１ａ、１ｂ、３ａ、２１ａ、２１ｂ、２５ａ、３１ｂ    面
２、２２、３２    断熱シート
３    熱電変換素子
４    放熱シート
２０、３０    温度センサ装置
２５、３５    温度センサ
２６、３６    制御部
１００    熱電発電システム
Ｗ１、Ｗ２    電気配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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