(57)【要約】      （修正有）【課題】様々な種類の塗装素形材と接合しても、その密着性に優れた熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体を提供する。【解決手段】熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３と塗装素形材２を有する複合体１であって、塗装素形材の表面に有機樹脂層５を被覆している放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。【選択図】図１
2019136973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックと塗装素形材を有する複合体であって、塗装素形材の表面に有機樹脂層を被覆している放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【請求項２】
熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックと、表面に有機樹脂層を被覆している塗装素形材と、ホットメルトフィルムを有する複合体であって、ホットメルトフィルムが熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックの樹脂層と塗装素形材表面の有機樹脂層に融着していることを特徴とする放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【請求項３】
塗装素形材の表面に被覆されている有機樹脂層が酸変性ポリプロピレンを含むことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【請求項４】
塗装素形材の表面に被覆されている有機樹脂層がポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【請求項５】
塗装素形材は鉄鋼材料または非鉄金属である放熱性を有する請求項１〜２のいずれかに記載の熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【請求項６】
塗装素形材と熱可塑性プラスチックの少なくともどちらか一方が加工された形状であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【請求項７】
塗装素形材と熱可塑性プラスチックの少なくともどちらか一方が平板形状であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートフォンやタブレットなどの情報端末機器や自動車用コントロールユニットなど電子機器の部品に使用される樹脂と塗装素形材の複合体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレットなどの情報端末機器は、携帯用機器として広く使用されるようになり、軽量化とともに情報処理能力の向上が求められるようになってきた。特に情報処理能力の向上は、インターネットの普及により増大している情報、いわゆるビッグデータを取り扱うようになってから、急速に求められている。これに対応して、ＣＰＵやバッテリーの能力向上が図られているが、これらが安定して稼動するには情報端末機器から発せられる熱をどのようにコントロールするか、つまりは、機器自体を大型化せずに発せられる熱をいかに冷却するかが課題となっている。  
【０００３】
また、自動車分野においても、環境負荷物質低減の観点から様々な部品が電動化にされつつあり、それらをコントロールする部品も増加してきた。この部品は、通常、コントロールユニットと言われているが、ＣＰＵによる計算機能を有しており情報端末機器と同じように自動車の電動化に伴って処理する情報量が増えているため、発生する熱のコントロールが課題となっている。特に自動車用コントロールユニットの場合は、自動車の安定走行を行うために熱による誤作動を防止しなければならず、冷却機能をどのように設けるかが課題となっている。
【０００４】
上記の問題に対して、情報端末機器や自動車用コントロールユニットともに、内部の部品を内包するケースに放熱性能を持たせ、これによって稼動時に発生した熱を冷却する方法が用いられている。
【０００５】
このようなケースの放熱性能を実現するために、特許文献１や２に熱伝導性能が高い樹脂と金属箔や金属部材とを接合した複合材をケースに用いることが提案されている。熱伝導性能が高い樹脂は、熱伝導率が高い炭素繊維や金属粒子を混合したものである。また、特許文献１における樹脂と金属箔との接合は、樹脂を溶融させた状態で金属箔を押し付けて一体化する方法が提案されている。この接合方法では、樹脂と金属箔との接合強度を高めるために金属箔表面に凹凸を付与してアンカー効果を持たせたり、表面を十分に洗淨などして樹脂の濡れ性を高めるような前処理が必要である。しかし、金属箔を加工した際に表面の凹部深さが浅くなってアンカー効果が低減したり、洗淨などの前工程が増加するという問題がある。また、特許文献２における接合としては、接着用フィルムを樹脂と金属部材との間に挿入して、熱融着する方法が提案されている。しかし、この接合方法では、接着用フィルムを挿入する工程が増えるという問題と、接着用フィルムと金属部材との接合強度を高めるために、金属部材表面を凹凸化したり、濡れ性を高めるような工程を加えなければならないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１５／１１９０６４号
【特許文献２】特開２００８−２３０２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来方法の問題を解消して放熱性能が高い樹脂と塗装素形材との複合体を実現している。本発明の塗装素形材は、鉄鋼材料や非鉄材料、熱硬化性プラスチックを素材としており、形状としては平板状や加工形状が該当する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内容は以下の通りである。
（１）熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックと塗装素形材を有する複合体であって、塗装素形材の表面に有機樹脂層を被覆している放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
（２）熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックと、表面に有機樹脂層を被覆している塗装素形材と、ホットメルトフィルムを有する複合体であって、ホットメルトフィルムが熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックの樹脂層と塗装素形材表面の有機樹脂層に融着していることを特徴とする放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
（３）塗装素形材の表面に被覆されている有機樹脂層が酸変性ポリプロピレンを含むことを特徴とする放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
（４）塗装素形材の表面に被覆されている有機樹脂層がポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂を含むことを特徴とする放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
（５）塗装素形材は鉄鋼材料または非鉄金属または熱硬化性プラスチックである放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
（６）塗装素形材と熱可塑性プラスチックの少なくともどちらか一方が加工された形状であることを特徴とする放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
（７）塗装素形材と熱可塑性プラスチックの少なくともどちらか一方が平板形状であることを特徴とする放熱性を有する熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、様々な種類の塗装素形材と接合しても、その密着性に優れた熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックと塗装素形材との複合体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の複合体の一例に係る断面図である。
【図２】本発明の複合体のその他の例に係る断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．複合体
本発明の複合体は、一方面あるいは両面に有機樹脂層を形成した塗装素形材と熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックを塗装素形材の樹脂層と熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックの樹脂層とで接合している。
【００１２】
図１は、本発明の複合体の一例である。複合体１は、図１に示したように、塗装素形材２、熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３を有する。塗装素形材２は、素形材４と有機樹脂層５を有する。熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３は、図示していないが、熱伝導材７と熱可塑性プラスチック８を有し、熱可塑性プラスチック８内に一定量の熱伝導材７が混合された状態になっている。熱伝導材７は、特に限定されないが、アルミニウムや銅などの金属や無機材料や有機材料の表面に金属をめっきした物質が使用でき、形状としては粒子状や線状、箔状などが使用できる。複合体１では、有機樹脂層５と熱可塑性プラスチック８が融着することで接合している。
【００１３】
図２は、本発明の複合体のその他の例である。複合体１は、図２に示したように、塗装素形材２、熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３を有しているが、有機樹脂層５と熱可塑性プラスチック８の間にホットメルトフィルム６を挿入し、ホットメルトフィルム６と有機樹脂層５と熱可塑性プラスチック８が融着することで接合している。
【００１４】
２．塗装素形材
本発明の塗装素形材２は、素形材４と有機樹脂層５を含む。有機樹脂層５は、素形材４の表面に形成されている。また、塗装素形材２の形状は、特に限定されず、平板や絞り形状などの加工形状でも良い。素形材４表面への有機樹脂層５の被覆方法も、特に限定されず、ロールコート法やカーテンフロー法、スピンコート法、スプレー法、浸漬引き上げ法などを適用できる。
【００１５】
素形材４の材質は、特に限定されない。例えば、亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金めっき鋼板、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、ステンレス鋼板、特殊鋼などの鉄鋼材料やアルミニウム合金や銅合金、マグネシウム合金、チタンなどの非鉄金属材料、熱硬化性プラスチックが含まれる。
【００１６】
３．有機樹脂層
有機樹脂層５は、有機樹脂を含有する層であり、塗装素形材２と熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３との密着性を向上させる。有機樹脂層５は、素形材４の表面に形成されている。
【００１７】
有機樹脂層５の有機樹脂の種類は、素形材４と水素結合する官能基（水素結合性官能基）を有し、ホットメルトフィルム６に対する融着性を有するものであれば、特に限定されない。前記の水素結合性官能基の例には、カルボキシル基およびアミノ基が含まれる。水素接合性官能基を有し、ホットメルトフィルム６との融着性も有する樹脂としては、酸変性ポリプロピレン系樹脂やポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂があり、これらは特に融着性が高い。また、その他にポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが含まれる。これらの樹脂は、単独で使用しても良いし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００１８】
４．熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック
熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３は、前述のように熱伝導材７を熱可塑性プラスチック８内に一定量混合された状態になっており、板状だけでなく絞り形状などの加工形状としても良い。熱可塑性プラスチック８としては、熱可塑性能があれば、特に限定されない。例えば、酸変性ポリプロピレン系樹脂やポリカーボネートユニット含有ポリウレタン樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが含まれる。これらの樹脂は、単独で使用しても良いし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。また、熱伝導材７も、特に限定されないが、アルミニウムや銅などの金属や無機材料や有機材料の表面に金属をめっきした物質が使用でき、形状としては粒子状や線状、箔状などが使用できる。
【００１９】
５．ホットメルトフィルム
ホットメルトフィルム６の種類は、熱可塑性樹脂組成物の延伸または押出し成形などの既存方法で作製され、加熱により溶融して種々の部材と接合力を発現する成分で構成されるフィルムまたはシート状のものであれば、特に限定されない。例えば、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系などが適用できる。
【実施例】
【００２０】
１．塗装素形材の作製
（１）素形材
素形材４として、片面当りのめっき付着量が４５ｇ／ｍ２の溶融Ｚｎ−６質量％Ａｌ−３質量％Ｍｇ合金めっき鋼板を使用した。このめっき鋼板の基材は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）である。また、この素形材４の寸法は、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍ、板厚０．８ｍｍである。
【００２１】
（２）有機樹脂塗料の調製
有機樹脂のエマルジョン、ポリエチレンワックスおよび架橋剤を水に添加して不揮発成分が２０質量％の有機樹脂塗料を調製した。有機樹脂のエマルジョンには、ウレタン系樹脂のエマルジョン、ポリプロピレン系樹脂のエマルジョン（アデカボンタイターＨＵＸ−３８６：株式会社ＡＤＥＫＡ）を用いた。ウレタン系樹脂のエマルジョンには、市販のポリカーボネートユニットを含有するポリウレタン樹脂のエマルジョンを用いた。ポリプロピレン系樹脂のエマルジョンには、市販の酸変性ポリプロピレン樹脂エマルジョン（ハードレンＮＺ−１００５：東洋紡株式会社）を用いた。
【００２２】
（３）有機樹脂層の形成
前記の素形材４を液温４０℃、ｐＨ１２のアルカリ脱脂水溶液（ＳＤ−２７０：日本ペイント株式会社）に１分間浸漬して、表面を脱脂した。次いで、脱脂した素形材４の表面に上記（２）で調製した有機樹脂塗料をロールコーターで塗布し、到達温度が１５０℃となるように熱風乾燥機で乾燥させて、有機樹脂層５を形成した。有機樹脂層５の付着量は、有機樹脂塗料の種類に係わらず約１．２ｇ／ｍ２であった。こうして、塗装素形材２を得た。
【００２３】
２．熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック
熱可塑性プラスチック８としては、上記「１．（２）」の有機樹脂塗料と同じ有機樹脂とし、この有機樹脂内に平均粒径３μｍの銅粒子を１０、２０、４０体積％含有した。寸法は、幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ０．３ｍｍである。
【００２４】
３．ホットメルトフィルムの種類
ホットメルトフィルム６としては、ポリウレタン系で厚さが７０μｍ、融点が１１０℃のＳＨＭ１０７−ＰＵＲ（シーダム株式会社）と、ポリプロピレン系で厚さが４０μｍ、融点が１３９℃のアドマーＱＥ０６０（三井化学東セロ株式会社）を用いた。
【００２５】
４．塗装素形材と熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチックとの接合方法
上記の「２．」の熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３を上記「１．」の塗装素形材２に重ね合せ、加熱した金型で加圧して接合した。熱融着条件は、加圧力が１ＭＰａ、温度が１５０℃、加熱後の金型保持時間が５秒である。また、上下の金型寸法は、幅２５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、高さ２０ｍｍの矩形状である。ホットメルトフィルム６を挿入した複合体１の場合も、熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３と塗装素形材２の間にホットメルトフィルム６を挿入しただけで、熱融着条件は上記と同じである。
【００２６】
５．放熱性の評価方法
表１に上記の「１．」〜「４．」で作製した複合体１を示す。比較例としては、熱伝導材７を添加していない熱可塑性プラスチック８を塗装素形材２に接合したものとした。放熱性の評価は、各複合体１の塗装素形材２側からヒーターで加熱し、塗装素形材２の加熱表面が８０℃となった際の、熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３あるいは熱可塑性プラスチック８の表面の温度を測定した。この際に熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック３あるいは熱可塑性プラスチック８の表面の温度が、７０℃以上は「○」で合格、７０℃未満は「×」で不合格とした。
【００２７】
上記「５．」で評価した放熱性の結果も表１に示した。本発明の複合体１は、何れも十分な放熱性を示して合格であったが、比較例の複合体は熱可塑性プラスチック８の表面の温度が７０℃未満で不合格であった。
【００２８】
【表１】
2019136973.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の複合体は、優れた放熱性を有していることから、情報端末機器や自動車用コントロールユニットなど電子機器の部品に好適である。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・複合体
２・・・塗装素形材
３・・・熱伝導材を含有した熱可塑性プラスチック
４・・・素形材
５・・・有機樹脂層
６・・・ホットメルトフィルム
７・・・熱伝導材
８・・・熱可塑性プラスチック８
【図１】
2019136973.tif 000004
【図２】
2019136973.tif 000005