(57)【要約】【課題】めっき、金属製品への研削加工が多用されているが、装飾部の剥がれや金属の酸化劣化が課題であり、接着剤処理や酸化防止処理や透明フィルム表面へ成膜された装飾面を製品の内面に配置して装飾するなどの対策が必要であり、装飾を保護するための接着剤や腐食防止剤や透明フィルムが製品価格を向上することも課題となっている。【解決手段】高分子材料に極性形状異方性材料を分散させた高分子構造体は、金属酸化物または金属窒化物等または窒化ホウ素からなる少なくとも１のフィラーを高分子構造体へ分散させたことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料に極性形状異方性材料を分散させた高分子構造体であって、
金属酸化物または金属窒化物等または窒化ホウ素からなる少なくとも１のフィラーを高分子構造体へ分散させたことを特徴とする高分子構造体。
【請求項２】
高分子材料の単位化学構造において不飽和結合を持ち、不飽和結合数（２重結合は２、フェニル基は１．５×６）が飽和結合数の１／３以上である高分子を少なくとも１種用いる事を特徴とする、請求項１記載の高分子構造体。
【請求項３】
高分子材料の単位化学構造における主鎖の不飽和結合数が、側鎖の不飽和結合数以上である高分子を少なくとも１種用いる事を特徴とする、請求項１または２に記載の高分子構造体。
【請求項４】
平均粒子径が１００μｍ以下の金属酸化物または金属窒化物または窒化ホウ素であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の高分子構造体。
【請求項５】
アスペクト比が３以上である異方性材料を分散させたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高分子構造体。
【請求項６】
最大径平均が５０μｍ以下である異方性材料を分散させたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の高分子構造体。
【請求項７】
高分子材料に極性異方性材料を分散させた高分子構造体であって、
金属酸化物または金属窒化物等からなる顔料を高分子構造体へ、絶縁体材料／極性異方性材料の体積比率が１／４以上であることを特徴とする高分子構造体。
【請求項８】
高分子材料に金属酸化物または金属窒化物等または窒化ホウ素からなる少なくとも１の形状異方性材料を分散させた高分子構造体であって、
平均粒子が１０ｕｍ以下の金属またはグラファイトからなる少なくとも１の球または楕円状フィラーを高分子分散体へ分散させたことを特徴とする請求項２、３、５、または６に記載の高分子構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部で熱を発する電子機器、家電製品等の筐体、放熱板、反射板等に用いる部材及び製品外観の金属光沢など装飾に用いる部材に関し、より詳細には、放熱性、ならびに、絶縁性、加工性、耐食性、装飾性に優れた高機能の部材に関する。
【０００２】
更に本発明は、前記部材を用いた電子機器用又は家電製品用の筐体、シートならびに、この筐体、シートを用いた電子機器又は家電製品、自動車部品や該部品の装飾に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子機器の小型化、高性能化に伴い、これらの電子部品から放出される熱が、狭い空間に蓄積されることが多くなり、該空間からの排熱が問題となってきている。つまり、電子機器内の発熱による機器内部の高温化は、精密な電子機器本体の性能を損なう恐れがあるため、熱を効率よく外部へ排出することが重要な課題となっている。
【０００４】
また、携帯電話等に代表される通信機器の表面あるいは自動車バンパー、オーディオ製品表面には、高級感を出すために金属特有の質感や光沢を持つような装飾が要求される場合がある。
【０００５】
このため、めっき、金属製品への研削加工が多用されているが、装飾部の剥がれや金属の酸化劣化が課題となっており、接着剤処理や酸化防止処理や透明フィルム表面へ成膜された装飾面を製品の内面に配置して装飾するなどの対策が必要であり、装飾を保護するための接着剤や腐食防止剤や透明フィルムが製品価格を向上することが課題となっている。
【０００６】
このような課題を解決するために、特許文献１には、発熱による機器内部の高温化を対策するために、グラファイトからなるシートを該機器内部または外部へ設置することで熱を効率よく外部へ排出することが提案されているが、グラファイトから成るシートは材料及び製造コストの関係上高価である。
【０００７】
特許文献２には、低コストで加工性及び放熱性の良好な材料として、金属や金属酸化物等を顔料として含有させた曲げ加工性に優れた樹脂膜からなる熱放射性材料が記載されている。ここで、顔料としての金属や金属酸化物の熱拡散率（数百［Ｗ／（ｍＫ）］）は、グラファイト(数千［Ｗ／（ｍＫ）］)よりも少なく、樹脂の熱拡散率はほぼゼロである。そのため、顔料として金属や金属酸化物を用いる場合は顔料／樹脂比率をより多くする必要があるのに対してグラファイトを顔料として用いる場合は該比率が比較的少なくても所望の熱拡散率を向上できる。
【０００８】
特許文献３には、透明樹脂シートと、その透明樹脂シートより内部にあってその透明樹脂シートから視認されるように配置される金属装飾層とを少なくとも含む金属調多層成形体であって、透明樹脂シートにおける金属装飾層側の面に金属の加工跡を模した金属調の加工溝を備えている。
【０００９】
特許文献４には、ミクロン粒度のグラファイト、ダイヤモンド、石英粉末など充填剤と、金属やグラファイトのナノ粒子をポリマーへブレンドすることで膜の熱伝達を向上することが記載されている。
【００１０】
特許文献５には、電気絶縁性、熱伝導性の酸化アルミニウム充填剤と熱および電気伝導性のグラファイト充填剤をナイロン、ポリアミド、ポリエステルへブレンドすることで熱伝導と電気抵抗を向上している。
【００１１】
特許文献６には、硬化性ポリマーと最大粒径２５ミクロン未満のシリカ、ダイヤモンド、グラファイトなど熱伝導性フィラーとのブレンド組成物により、熱伝導材料とそれに対応する合わせ面との間に存在する現場熱抵抗を低減することが記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１７１０３０号公報
【特許文献２】特開２００８−１５５３９２号公報
【特許文献３】特開２００７−３０２３８号公報
【特許文献４】特開２００７−５０４６６３号公報
【特許文献５】特開２０１０−５３５８７６号公報
【特許文献６】特開２００７−５０３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献２に対し、グラファイト、カーボンナノチューブなどの特殊な炭素材料は樹脂への分散性が低いため、顔料分散樹脂膜の熱拡散率を向上することが困難であることが課題である。さらに、グラファイト及びカーボンアノチューブは異方性材料であり、グラファイトの熱拡散特性は高い方向で１０００［Ｗ／（ｍＫ）］以上であるが、低い方向は数１０［Ｗ／（ｍＫ）］程度であるため、グラファイトを樹脂へ混錬する場合、成膜時にグラファイトを配向させなければ良好な熱拡散特性は得られなかった。
【００１４】
特許文献３に対し、加工溝の溝内に空間が存在する金属調多層成形体としている材料選択の幅が広く、低コストで、かつ環境への影響も少なく、金属特有の質感や光沢を視認しやすい金属調多層成形体を提案しているが、高価な透明樹脂シートを積層している点、接着層なども必要である点、装飾層材料の光劣化などの課題が残存する。
【００１５】
特許文献４に対し、ミクロン粒度の充填材として用いているグラファイトを配向するためには非極性の粒子が必要であり、ナノ粒子として用いているグラファイトを配向するためにはグラファイトよりも小さい非極性粒子が必要である。さらに、異方性材料を用いる場合においても配向することないため、求める特性を充填率でカバーしなければならないため、ポリマー中への隙間無い充填材またはナノ粒子のブレンドにより、得られるポリマーマトリックスは樹脂の柔軟性等物性を著しく変化させてしまう。
【００１６】
特許文献５に対し、該樹脂は主鎖よりも側鎖にパイ電子を多く含む化学構造であること、各充填剤の粒径、形状が特定の範囲であることが必要であり、上述内容が変化すると高分子構造体へ求める熱物性、機械特性、外観、などを満足できない。
【００１７】
特許文献６に対し、が、熱硬化性ポリマーは主鎖にパイ電子を多く含む高分子であること、充填するフィラーを異方性材料のグラファイトとした場合に該粒径は大きくアスペクト比が大きくなければ配向し難いこと、などにより、特許文献６の熱伝導材料は熱拡散特性を向上するために高分子構造体の樹脂機械特性を低減し、さらに熱拡散特性を向上するためにフィラー充填率を増加すると脆くなることが懸念される。
【００１８】
以上のことから、めっき、金属製品への研削加工が多用されているが、装飾部の剥がれや金属の酸化劣化が依然として課題であり、接着剤処理や酸化防止処理や透明フィルム表面へ成膜された装飾面を製品の内面に配置して装飾するなどの対策が必要であり、装飾を保護するための接着剤や腐食防止剤や透明フィルムが製品価格を向上することも依然として課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明の高分子材料に極性形状異方性材料を分散させた高分子構造体は、金属酸化物または金属窒化物等または窒化ホウ素からなる少なくとも１のフィラーを高分子構造体へ分散させたことを特徴とする。
【００２０】
これにより、酸化物や窒化物などが分散できる高分子の部位が上述異方性材料の分散によって拡大でき、従来よりも多くの上述汎用顔料を含む高分子構造体、つまり異方性材料の分散量の割に柔軟性に優れた高分子構造体を提供できる。
【００２１】
さらに、本発明の高分子材料に極性異方性材料を分散させた高分子構造体は、金属酸化物または金属窒化物等からなる顔料を高分子構造体へ、絶縁体材料／極性異方性材料の体積比率が１／４以上であることを特徴とする。
【００２２】
これにより、比率が１／４以上であれば絶縁体を添加した電気抵抗の向上効果が得られる。
【発明の効果】
【００２３】
極性異方性材料と絶縁体と樹脂との混合物により、用いる樹脂の物性をより多く残存させ、熱の放射性に優れた電気抵抗の大きい膜、錆びが発生しない材料からなる金属光沢膜または構造体を提供することができる。
【００２４】
したがって、用いる樹脂または添加剤の適切な選択によって、柔軟なシートから剛健かつ金属よりも軽い構造体など、例えばパーソナル・コンピュータ等の電子機器、冷蔵庫等の家電製品、エアコンの室内機や室外機のラジエターなど、熱の放散が必要とされるものの筐体材料、金属光沢を目的とした錆びない装飾部品として極めて有用である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明者は、グラファイトなどの極性異方性材料を多く分散できる樹脂に特有の化学構造を見出し、さらに上述異方性材料を配向する樹脂の化学構造を見出し、更に高分子への分散部位が上述極性異方性材料と異なる材料を樹脂脂異方性材料混合体へ添加することで、上述の異方性材料の配向を向上することを見出した。
【００２６】
高分子材料に極性形状異方性材料を分散させた高分子構造体であって、金属酸化物または金属窒化物等または窒化ホウ素からなる少なくとも１のフィラーを高分子構造体へ分散させた構成は、酸化物や窒化物などが分散できる高分子の部位が上述異方性材料の分散によって拡大でき、従来よりも多くの上述汎用顔料を含む高分子構造体、つまり異方性材料の分散量の割に柔軟性に優れた高分子構造体を提供できる。
【００２７】
上述の異方性材料をグラファイトとした場合、高分子の極性基と親和性が高いが上述酸化物や窒化物は高分子の分子間の隙間に分散される。つまり、上述の異方性材料と酸化物や窒化物の顔料はお互いに高分子へ分散される部分が異なるため、該高分子−異方性材料−顔料の混合体は圧延などの成形方法により高分子が流れる方向に上述異方性材料が配向する膜や成形体の高分子構造体を得ることができる。
【００２８】
上述異方性材料をグラファイトとした場合、上述の高分子構造体は面内方向において高い熱伝導性を得る他、グラファイトの配向による光沢を得、上述酸化物や窒化物が絶縁体である場合は高い熱伝導の他に絶縁性を得ることができ、上述酸化物や窒化物が透明であれば、グラファイトや錆びない材料からなる金属光沢膜を得ることができ、更に上述酸化物や窒化物の屈折率や色合いにより膜の光沢や色合いを調整できる。
【００２９】
高分子材料の単位化学構造において不飽和結合を持ち、不飽和結合数（２重結合は２、フェニル基は１．５×６）が飽和結合数の１／３以上である高分子を少なくとも１種用いる構成は、異方性材料は高分子の極性基に親和性が高いため、より多くの異方性材料を高分子へ分散するためには、該高分子が多くの極性基を分子中に持っていることが有利となる。
【００３０】
また、通常は高分子の極性基間は分子間力の働きにより空間的に狭く材料が分散し難いため、材料の分散性を得るために加熱して該極性基間を広げることができるが、用いる高分子の耐熱性が低い場合は高分子を極性溶剤へ溶解することで極性基間へ溶剤を浸透し極性基間を拡張して異方性材料を分散することが可能である。
【００３１】
高分子材料の単位化学構造における主鎖の不飽和結合数が、側鎖の不飽和結合数以上である高分子を少なくとも１種用いる構成は、異方性材料と酸化物や窒化物などの高分子への分散領域を際だたせるためには、異方性材料と親和性の高い極性基を高分子の側鎖に配置された高分子を用いることが望ましい。つまり、高分子の極性基が極性異方性材料側へ向いた複合体は、複合体同士に極性基の分子間力が働き難くなるため、分子間が拡張された上述顔料が分散し易い複合体となり、該複合体へ顔料を添加した高分子複合体を圧延などの工法で高分子構造体を形成する場合、高分子が流動する方向へ異方性材料が配向し易くなっていると考える。
【００３２】
平均粒子径が１００μｍ以下の金属酸化物または金属窒化物または窒化ホウ素である構成は、上述高分子−異方性材料複合体間へ顔料を分散するために、顔料の粒径はある程度小さくなければならないため、複合体間へ分散する顔料の粒径は１０μｍ以下であることが望ましい。顔料は所望する特性に合わせて自由に選択できるが、高分子に分散する場合に高分子の分子間に分散される酸化物や窒化物が好ましく、該分散部分へ分散する目的で、例えば金属表面へ酸化や窒化など表面処理することも可能である。
【００３３】
アスペクト比が３以上である異方性材料を分散させた構成は、異方性材料が形状的に異方性がある程度強いほうが、高分子構造体を形成する際に配向性を向上することができるため、所望する特性をより高くすることが可能である。これは、高分子構造体を圧延などで形成する際に高分子が圧延で流動する方向に分散材料も流動するためである。通常、高分子だけを流動する際は極性基近辺で分子間力による流動摩擦が発生するため、分散材料はランダムな向きで流動するが、本発明の高分子構造体は高分子の極性基が極性異方性材料との親和力に費やされているため、極性基近辺で分子間力による流動摩擦が発生し難い、または高分子の分子間力での摩擦が顔料と高分子または顔料と顔料との弱い引力に置き換わっていると考えている。上述異方性材料は配向した部分と配向していない部分で熱伝導性は１０倍から１００倍異なり、外観光沢も大きく異なる。アスペクト比が大きい上述異方性材料は配向性が向上するため、アスペクト比が大きい異方性材料を用いた高分子分散体を用いることで熱伝導率等がより顕著な高分子構造体を提供できる。
【００３４】
最大径平均が５０μｍ以下である異方性材料を分散させた構成は、異方性材料と顔料等絶縁体の分散サイトは異なるので、絶縁体量が多い程、分散サイトの違いが際だち、異方性材料の配向は向上する。材料を分散させた高分子構造体の柔軟性は高分子または分散材料の分子間距離に依存し、高分子同士の分子間力は分散材料同士の分子間力よりも大きいため、過度量または過大な異方性材料体を分散すると高分子の分子間力よりも分散材料同士の分子間力の占有率が上がるため、該高分子構造体は脆くなる。よって、高分子構造体の高分子同士の分子間力を損なわず構造体を脆くしないための絶縁体の大きさは直径１００ｕｍ以下であることが望ましい。
【００３５】
高分子材料に極性異方性材料を分散させた高分子構造体であって、金属酸化物または金属窒化物等からなる顔料を高分子構造体へ、絶縁体材料／極性異方性材料の体積比率が１／４以上である構成は、電気抵抗が大きい構造体を得るためには絶縁体／導電性異方性材料の体積比率が大きいことが望ましく、該比率が１／５の場合は異方性材料の配向を向上する効果は得られるが、絶縁体を添加した電気抵抗の向上効果は殆ど得られない。該比率が１／４以上であれば絶縁体を添加した電気抵抗の向上効果が得られ、１／１以上であれば抵抗率が１０の４乗Ωｃｍ以上の高分子構造体を得ることができ、２／１以上であれば抵抗率が１０の６乗Ωｃｍ以上の高分子構造体を得ることができる。
【００３６】
尚、高分子材料に極性異方性材料を分散させた高分子構造体へ、金属酸化物または金属窒化物等、高分子の分散サイトが極性異方性材料と異なる材料を高分子構造体へ分散させると、上述の高分子材料に極性異方性材料を分散させた高分子構造体よりも柔軟な高分子構造体が得られる。逆に、上述高分子構造体へアモルファスカーボンなど高分子の分散サイトが同じ材料を分散させると、添加材料に応じた剛直な高分子構造体が得られる。上述の柔軟性や剛直性は、絶縁体やアモルファスカーボン等材料の添加量が多すぎると、得られる高分子構造体を脆くするので、上述高分子構造体に、電気抵抗でなく、柔軟性や剛直性のみを付与したい場合は、絶縁体やアモルファスカーボンなどを上述の電気抵抗を向上する比率以下の適量を添加することができる。
【００３７】
高分子材料に金属酸化物または金属窒化物等または窒化ホウ素からなる少なくとも１の形状異方性材料を分散させた高分子構造体であって、平均粒子が１０ｕｍ以下の金属またはグラファイトからなる少なくとも１の球または楕円状フィラーを高分子分散体へ分散させた構成は、高分子の極性基と親和性が高い球状かつ微細なフィラーを用いて、形状異方性の金属酸化物などを配向することにより、例えば板状アルミナを配向させて高光沢な外観の高分子構造体を得る発明である。フィラーまたは形状異方性材料の光学特性により、様々な色合いを調整でき、球状かつ微細なフィラーをグラファイトとした場合は錆びを発生しない高分子構造体を得ることができる。
【００３８】
[樹脂材料]
本発明に用いる樹脂は、高分子材料の単位化学構造において不飽和結合を持ち、不飽和結合数（２重結合は２、フェニル基は１．５×６）が飽和結合数の１／３以上であれば特に限定されるものではなく、用途別に強度や柔軟性や耐熱性などに着目して選択すればよく、複種類の樹脂を混合しても構わないし、必要によって添加剤や硬化剤を用いても構わない。
【００３９】
このような樹脂に用いる事が出来る樹脂として、例えば柔軟なシートでゴム弾性を要求される用途には、イソプレンゴムよりもニトリルブタジエンゴムの方が極性材料を多く含有することができ、スチレンブタジエンゴムはイソプレンゴムよりも側鎖におけるπ電子密度が高いため、より少ない極性材料含有率で所望の熱拡散性や金属光沢や摺動性を得ることが出来る。ここで、フェノール樹脂は３次元構造の樹脂であり、主鎖、側鎖の概念が適さないが、熱硬化反応により樹脂が収縮するので、より少ない極性異方性材料含有率で所望の物性を得ることが出来る。
【００４０】
尚、高分子構造体内部での異方性材料同士、または異方性材料以外の分散材料同士の接触を低減して、得られる高分子構造体の電気抵抗を低減する目的で、例えば、異方性材料を電気伝導性の高いグラファイトとする場合、グラファイトと親和性の高い、パイ電子を多く含むメラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレン系、アミン系、マレイン酸重合樹脂等をグラファイト表面に被覆し、上述の樹脂被覆グラファイトの繋ぎとして樹脂または絶縁体を分散した樹脂を用いることで、得られる高分子構造体内部でのグラファイト同士の接触を低減することができ、得られる高分子構造体の電気抵抗を向上することができる。上述の繋ぎとしての樹脂は、構造中にパイ電子を多く必要は無く、エポキシ、ウレタン、アクリル等樹脂を用いることができ、上述のエポキシ、ウレタン、アクリル等樹脂に絶縁体を分散した塗料を用いる事で、グラファイト同士の接触及び樹脂被覆グラファイト同士間の距離を長くすることができるため、得られる高分子構造体の電気抵抗を更に向上することができる。
【００４１】
[異方性材料]
本発明に用いる異方性材料はグラファイトであって、高分子構造の柔軟さなど樹脂特性を維持するために少量のグラファイトで高い熱拡散率を得るためには、グラファイトのアスペクト比が大きいことが望ましいが、粒径は特に限定されるものではない。
【００４２】
また、高分子構造体に柔軟さなど樹脂特性の維持が必要でない場合はグラファイトの形状は特に限定されるものではなく、球状であっても構わない。
【００４３】
尚、カーボンナノチューブ、フラーレンから少なくとも１つ選択される熱拡散性の炭素材料を混合しても構わない。
【００４４】
尚、極性異方性材料を用いる場合は添加する材料は絶縁体を用いることで異方性材料を配向できるが、非極性異方性材料を用いる場合は添加する材料を極性材料とすることで異方性材料を配向できる。
【００４５】
[絶縁体材料]
本発明に用いる絶縁体材料は電気抵抗が大きければ粒径以外に特に限定されるものではなく、酸化物、窒化物、無機顔料、有機色素などを用いることができる。電気抵抗の他に熱拡散性を高分子構造体に求める場合は、熱拡散性の高いアルミナやマグネシアなどを用いることができる。また、装飾においては酸化物や窒化物及び無機顔料や有機色素の光学特性により装飾の色合いや光沢を調整することができる。また、高分子構造体の摩耗耐性を向上するために、カーボンやシリカなどを用いることができる。
【００４６】
[溶剤]
本発明に用いる溶剤は用いる樹脂の溶解性が高く、用いる樹脂を腐食しければ特に限定されるものではなく、必要に応じて複種類用いても構わないが、本発明の膜または構造体を形成する際に、不必要に膜または構造体へ残留することがないように、０．７〜１．５×１０４ｍｍＨｇ以上の蒸気圧を有する溶剤である。用いる樹脂によるが、有機溶媒は酸やアルカリなどの無機溶剤と比較して樹脂腐食性は無いか少ないので、有機溶剤を用いる事が出来る。高分子材料の単位化学構造において不飽和結合を持ち、不飽和結合数（２重結合は２、フェニル基は１．５×６）が飽和結合数の１／３以上に対し、値が大きい樹脂は極性有機溶媒への溶解性が高く、アセトンやテトラハイドロフランなどの極性有機溶媒は蒸気圧が高いので、本発明の溶剤として用いる事ができる。
【００４７】
[樹脂と異方性材料、絶縁体材料の混合]
各材料の混合は、井元製作所製ＩＭＣ−１８８９型２００ｃｃ小型ミキサを用いた。撹拌部のブレードはイリプスブレードであり、三菱製ギアモータＧＭ−Ｓによりブレードを最大１２０ｒｐｍ程度で回転させて樹脂と異方性材料と絶縁体を撹拌した。ミキサのみで混合する場合、樹脂に異方性材料を少しずつ、所望の添加量まで添加して絶縁体を添加すればよい。例えば撹拌時に樹脂が流動する温度に設定すれば、材料を分散する際に樹脂がより細かい状態となるためより短時間で多くの材料を分散することができる。
【００４８】
[樹脂の溶解]
材料を分散する際に樹脂をより細かい状態とするために撹拌中に加熱することもできるが、該温度が樹脂または添加したい添加剤などの熱分解温度近辺である場合は用いる樹脂または添加剤などを変更しなければならないが、樹脂を溶剤に溶解することで、低温で樹脂または添加剤などの流動性を確保できる。
【００４９】
樹脂の溶解は、ペレットや粉状などなるべく表面積を大きくして溶剤が浸透し易い状態にした樹脂に対してアセトンなどの溶剤を例えば樹脂１に対して溶剤１の比率で混合して溶解することができるし、樹脂が膨潤して水飴状態になる程度に溶剤を添加して炭素材料と伴にミキサ混合しても構わない。
【００５０】
超音波洗浄器や攪拌機を用いれば短時間で溶解することができ、加温することで更に短時間で溶解することができる。樹脂の溶解はレゾールタイプのフェノール樹脂など、必要無い場合については溶剤を用いる必要は無い。
【００５１】
[高分子構造体の成膜]
異方性及び絶縁体材料を練り込んだ樹脂混合物はプレス法にて成膜し該膜を評価したが、成膜工法は特に限定されるものではない。本発明の樹脂混合物は成膜変形時に樹脂が流動して各材料の繋ぎになり易いように、加熱条件下でプレス圧を加えて成膜した。
【００５２】
加熱条件及びプレス圧も特に限定されるものではなく、樹脂または添加剤の熱分解温度以下、または熱硬化性樹脂を用いる場合は熱硬化温度に設定しても構わない。
【００５３】
プレス圧は所望の厚みに成形できる圧力であれば特に限定されるものではなく、成膜物１００平方ミリメートル当たり０．１ＭＰａ以上程度で構わない。
【００５４】
成形厚み及び面積も特に限定されるものではなく、所望の厚み及び面積に形成すればよいが、熱拡散特性を測定するための試料として厚みは０．１〜２μｍ、面積は直径５〜４０ｍｍがカットなどで取り出せる形状とした。
【００５５】
膜の比重は各材料と樹脂の混合比率により変化するが、理論比重を５０％以上満足する高充填な比重であることを確認して以下評価を実施した。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５７】
[実施例及び比較例１〜４]
実施例の高分子構造体は、樹脂をＪＳＲ製ＳＢＲ１５０２（不飽和結合数が飽和結合数の１／３以上で、高分子材料の単位化学構造における主鎖の不飽和結合数が、側鎖の不飽和結合数以上である高分子），グラファイトは和光純薬製特級試薬（アスペクト比３以上、最大粒径５０ミクロン以下），絶縁体は和光純薬製試薬アルミナ０．５ｕｍ，堺化学製チタニアＤ９１８を用い、各混合比率を請求項範囲とした。
【００５８】
比較例１の高分子構造体は、樹脂をイソプレン（不飽和結合数が飽和結合数の１／３以下であり高分子材料の単位化学構造における主鎖の不飽和結合数が、側鎖の不飽和結合数以下である高分子）とした以外は成膜方法など実施例と同様とした。
【００５９】
比較例２の高分子構造体は、樹脂をＰＰＳ（不飽和結合数が飽和結合数の１／３以上であるが、高分子材料の単位化学構造における主鎖の不飽和結合数が、側鎖の不飽和結合数以下である高分子）とした以外は成膜方法など実施例と同様とした。
【００６０】
比較例３は絶縁体に最大２００ｕｍのアルミナを用いた以外は実施例同様とした。
【００６１】
比較例４は球状グラファイトを用いた以外は実施例と同様とした。
【００６２】
その他比較例は実施例におけるグラファイトまたは絶縁体を添加していない以外は実施例と同様とした。
【００６３】
比較例１はグラファイトの分散能及び絶縁体の分散能が低いため、熱特性や光沢を得るためにグラファイトと絶縁体を多く分散できず、理論比重の５０％を満足することができない脆めの高分子構造体となった。
【００６４】
比較例２はグラファイトの分散能が高いが、該グラファイトを配向し難いため、熱特性や光沢を得るためにグラファイト及び絶縁体の分散量を増加すると、理論比重の５０％を満足することができない脆めの高分子構造体となった。
【００６５】
比較例３は高分子構造体を作製する前の塗料の流動性が低いためか、比較例１同様に理論比重の５０％を満足することができない脆めの高分子構造体となった。
【００６６】
比較例４はグラファイトが配向し難いため、熱特性や光沢が低い高分子構造体となり、多量のグラファイト及び絶縁体を分散すると、理論比重の５０％を満足することができない脆めの高分子構造体となった。
【００６７】
[構造体の配向性評価]
次いで、高分子の化学構造において、主鎖にπ電子高密度部分が多い樹脂と側鎖に多い樹脂を用いて溶剤工法にて作製した膜表面を配向性評価は目視評価の他に視認性を定量化するために光学装置などを用いることができる。異方性材料の配向性評価は日本電色工業製グロスメータＶＧ−１０を用いて膜面光沢を簡易に定量化した値である。
【００６８】
光沢度測定としては、まず投光角度，受光角度をそれぞれ４５°に合わせる。０点調整及び標準板を用い、標準設定の後に試料台の上に前記試料を置いて測定を行い、標示部に示される数値を光沢度として読みとる。この時Ｓ，Ｓ／１０切替ＳＷはＳに合わせ、角度，感度切替ＳＷは４５−６０に合わせる。
【００６９】
尚、上述光沢度の値は標準板で８４、試料の値は２００を上限とした。
【００７０】
【表１】
2014101396.tif 000002
【００７１】
（表１）より、樹脂及び樹脂と絶縁体の構造体は光沢度が低く、抵抗率が大きい。異方性材料と樹脂の構造体は異方性材料の添加量を増加すると光沢度が向上するが、抵抗率は低減し、構造体は異方性材料の添加量に比例して硬くなる。異方性材料と樹脂の混合物へ絶縁体を添加すると光沢度は向上し、構造体は柔軟になる。
【００７２】
更に絶縁体添加量を増加すると光沢度は向上するが、構造体は絶縁体の添加量に比例して硬くなる。
【００７３】
尚、抵抗率はＪＩＳ  Ｋ  ７１９４準拠の三菱化学株式会社製の低抵抗率計“Ｌｏｒｅｓｔａ−ＥＰ”ＭＣＰ−Ｔ３６０にて測定した値である。
【００７４】
ここで、アルミナの比重は４、チタニアの比重を３．９とし、絶縁体と異方性材料の添加体積比率を１／４以上（重量比１／１以上）にすると、異方性材料のみの場合よりも高分子構造体として絶縁体添加の電気抵抗向上効果が得られ（異方性材料の配向による導電性向上率を絶縁体添加による電気抵抗向上率が上回る）、体積比率が１／１（重量比率４／１）を超えると高分子構造体の抵抗率を１０の４乗Ωｃｍ以上とすることができる。添加体積比１／１以上（重量比８／１以上）を超えると構造体の抵抗率を１０の６乗Ωｃｍ以上とすることができる。
【００７５】
なお、該構造体の樹脂物性を維持するためには、異方性材料と絶縁体の添加量を調整または該材料を多く分散できる樹脂に変更すれば良く、光沢度（異方性材料の配向性）が高い構造体は熱拡散率が大きいので、高い光沢度と絶縁抵抗を維持する場合も絶縁体と異方性材料の添加量及び該材料を多く分散できる樹脂に変更すれば良い。
【００７６】
[放熱性試験]
放熱性試験は、ＮＥＴＺＳＣＨ社製熱拡散率測定装置ＬＦＡ４５７Ｍｉｃｒｏｆｌａｓｈにて試料を測定確認した。放熱性試験は上述加熱プレスにて作製した膜を試料形状１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍｔと直径２５ｍｍ×約０．４ｍｍｔにカットしてそれぞれ厚み方向と面内方向の放熱性を測定した。
【００７７】
放熱性試験結果は異方性材料の配向性評価の結果と相関があり、同じ樹脂及び同じ炭素材料を用いて分散比率を変化した膜の放熱特性を評価する場合は、高価な放熱性試験装置を用いなくとも、配向性評価にて大まかに放熱特性を判断できる。配向性評価は目視評価の他に視認性を定量化するために光学装置などを用いることができる。
【００７８】
【表２】
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【００７９】
（表１）、（表２）より、本発明の高分子構造体は形状異方性材料を効率良く配向することができるため、高分子の機械物性を維持したままで異方性材料の配向を向上した高分子構造体を提供する。高分子の機械物性とは、ゴムの様なバネ性やポリカーボネートの様な靭性などの高分子構造体としての機械特性の他に、射出成形性などの加工性を意味する。
【００８０】
該高分子構造体に熱拡散性を求める場合、形状異方性材料として配向すると優れた熱拡散性を有する材料を選択すればよく、さらに電気抵抗を求める場合は添加する材料を絶縁体及び絶縁性熱拡散材料を選択すればよく、さらに高分子構造体へ光沢など外観を求める場合、上述添加する材料の可視光領域での屈折率など光学特性を求める色合いから選択すればよい。
【００８１】
また、高分子構造体の外観を配向したグラファイトの光沢色を基準とするのではなく、アルミナなどの光沢色を基準にしたい場合は、形状異方性材料として板状アルミナなどを選択し、該配向を向上するための添加材料に金属や球状グラファイトなどを選択すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
良好な放熱性具備し、且つ、電気抵抗が大きい部材、この部材を用いた電子機器用又は家電製品用の筐体、シートならびに、この筐体、シートを用いた電子機器又は家電製品、及び摺動性を必要とする上述製品及び医療部材、製品外観の金属光沢、ガンメタリックなど装飾に用いる部材に関する。