(57)【要約】      （修正有）【課題】  熱伝導性の高い硬化物を与える樹脂ペーストを提供すること及び熱効率が高い伝熱構造体を提供すること。【解決手段】  アスペクト比が１．５〜７．５である無機粉末、及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ペースト、並びに熱伝導率が２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの薄膜で、表面が覆われている無機粉末、及び熱硬化性樹脂を含有する樹脂ペースト。金属板及び加熱手段又は冷却手段を有し、該金属板と該加熱手段又は該冷却手段とが、該樹脂ペーストの硬化物により固定されている伝熱構造体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粉末及び熱硬化性樹脂を含有し、該無機粉末のアスペクト比が１．５〜７．５であることを特徴とする樹脂ペースト。
【請求項２】
無機粉末及び熱硬化性樹脂を含有し、該無機粉末の表面が、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する薄膜で覆われていることを特徴とする樹脂ペースト。
【請求項３】
更に、平均粒径が５０〜５００ｎｍである無機微粒子を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂ペースト。
【請求項４】
金属板及び加熱手段又は冷却手段を有し、該金属板と該加熱手段又は該冷却手段とが、熱硬化性樹脂の硬化物により固定されている伝熱構造体であって、該熱硬化性樹脂の硬化物が無機粉末を含有し、該無機粉末のアスペクト比が１．５〜７．５であることを特徴とする伝熱構造体。
【請求項５】
金属板及び加熱手段又は冷却手段を有し、該金属板と該加熱手段又は該冷却手段とが、熱硬化性樹脂の硬化物により固定されている伝熱構造体であって、該熱硬化性樹脂の硬化物が無機粉末を含有し、該無機粉末の表面が、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する薄膜で覆われていることを特徴とする伝熱構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱手段又は冷却手段と被加熱体又は被冷却体とを接着させ、且つ伝熱効率を高めるための樹脂ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
常温では固体又は高粘度である物質を搬送するためのパイプラインには、該パイプラインを加熱するための水蒸気ライン等の加熱ラインが併設されている。この時、該パイプラインと該加熱ラインが接触することにより、該加熱ラインから該パイプラインに、熱が伝導する。ところが、単に、両者を併設しただけでは、伝熱効率が悪い。つまり、両者は、断面で観察すると、それぞれの円周上のただ一点でのみ接触するだけなので、若干の輻射熱があるものの、主には、その点でのみでしか伝熱が起こらないため、伝熱効率が悪い。
【０００３】
そこで、従来より、熱伝導性の樹脂ペーストを用いて、該パイプラインの近傍に該加熱ラインを接着して固定すると共に、該加熱ラインから該パイプラインへ効率良く熱を伝導させることが行われてきた。
【０００４】
図８を参照に、該熱伝導性の樹脂ペーストについて説明する。図８は、接着後のパイプラインと加熱ラインを示す模式的な断面図である。パイプライン４１に加熱ライン４２を、Ａ点で接触させるように併設し、次いで、熱伝導性の樹脂ペーストを、該加熱ライン４２全体を包摂し、且つ該パイプライン４１と該加熱ライン４２の隙間を埋めるように塗布し、次いで、該熱伝導性の樹脂ペーストを加熱して、硬化させることにより、樹脂ペーストの硬化物４３で、該パイプライン４１及び該加熱ラインを接着し、施工体４４を得る。
【０００５】
該パイプライン４１に該加熱ライン４２を併設しただけでは、両者間の熱伝導は、Ａ点１点でのみ行われるので、熱効率が悪いが、該施工体４４のように、熱伝導性を有する該樹脂ペーストの硬化物４３で、該加熱ライン４２を包摂し、且つ該パイプライン４１と該加熱ライン４２の隙間を埋めることにより、該加熱ライン４２の周囲全体が熱伝導部位になるので、該施工体４４の伝熱効率が高い。
【０００６】
このような熱伝導性の樹脂ペーストは、伝熱セメントとも呼ばれており、熱硬化性樹脂及び無機粉末を含有するものが、現在、広く使用されている。
【０００７】
また、例えば、特開２０００−１８３２５２号公報（特許文献１）には、ゴム変性エポキシ樹脂と変性アミン型硬化剤とから成る熱硬化性の担体樹脂２０乃至６０重量％と、該担体樹脂中に分散された熱伝導率が３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の伝熱性フィラー粒子４０乃至８０重量％とから成り、かつ外添加で親水性基及び疎水性基を有する有機シラン類もしくは有機チタネート類の少なくとも１種から成る分散剤が前記伝熱性フィラー粒子１００重量部に対し０．５乃至５重量部添加されている伝熱性化合物（樹脂ペースト）が開示されている。
【０００８】
また、該パイプライン４１内を流れる物質の冷却が必要な場合、該加熱ライン４２が、冷却水ライン等の冷却ラインになるだけで、構造は、上記と同様である。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１８３２５２号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、現在使用されている熱伝導性の樹脂ペーストの硬化物では、伝熱効率が不十分である。そのため、現在使用されている熱伝導性の樹脂ペーストを用いて作成される伝熱構造体は、熱効率が低かった。つまり、更に熱伝導率が高い硬化物を与える樹脂ペーストが求められている。
【００１１】
従って、本発明の課題は、熱伝導性の高い硬化物を与える樹脂ペーストを提供することにある。また、熱効率が高い伝熱構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、（１）樹脂ペーストに含有させる無機粉末のアスペクト比を、特定の範囲にすることにより、又は（２）表面が特定の熱伝導率を有する薄膜で覆われている無機粉末を用いることにより、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率を高くすることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
すなわち、本発明（１）は、無機粉末及び熱硬化性樹脂を含有し、該無機粉末のアスペクト比が１．５〜７．５である樹脂ペーストを提供するものである。
【００１４】
また、本発明（２）は、無機粉末及び熱硬化性樹脂を含有し、該無機粉末の表面が、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する薄膜で覆われている樹脂ペーストを提供するものである。
【００１５】
また、本発明（３）は、金属板及び加熱手段又は冷却手段を有し、該金属板と該加熱手段又は該冷却手段とが、熱硬化性樹脂の硬化物により固定されている伝熱構造体であって、該熱硬化性樹脂の硬化物が無機粉末を含有し、該無機粉末のアスペクト比が１．５〜７．５である伝熱構造体を提供するものである。
【００１６】
また、本発明（４）は、金属板及び加熱手段又は冷却手段を有し、該金属板と該加熱手段又は該冷却手段とが、熱硬化性樹脂の硬化物により固定されている伝熱構造体であって、該熱硬化性樹脂の硬化物が無機粉末を含有し、該無機粉末の表面が、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する薄膜で覆われている伝熱構造体を提供するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、熱伝導性の高い硬化物を与える樹脂ペーストを提供することができる。また、本発明によれば、熱効率が高い伝熱構造体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の第一の形態の樹脂ペースト（以下、本発明の樹脂ペースト（１）とも記載する。）は、無機粉末及び熱硬化性樹脂を含有し、該無機粉末のアスペクト比が１．５〜７．５である。また、本発明の第二の形態の樹脂ペースト（以下、本発明の樹脂ペースト（２）とも記載する。）は、無機粉末及び熱硬化性樹脂を含有し、該無機粉末の表面が、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する薄膜で覆われている。このように、本発明の樹脂ペースト（１）と本発明の樹脂ペースト（２）は、含有させる無機粉末が異なる以外は、同様である。また、本発明の樹脂ペースト（１）及び本発明の樹脂ペースト（２）のいずれも、熱伝導性樹脂ペーストである。
【００１９】
本発明の樹脂ペースト（１）に係る無機粉末（以下、無機粉末（１）とも記載する。）は、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、特に制限されず、該無機粉末（１）の熱伝導率は、好ましくは３０〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋ、特に好ましくは３５〜１０００Ｗ／ｍ・Ｋである。該無機粉末（１）としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト（黒鉛）、無定形炭素等の炭化物；アルミナ（Ａｉ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、ベリリア（ＢｅＯ）等の金属酸化物；窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ２Ｎ３）等の金属窒化物；炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、炭化チタン（ＴｉＣ）等の金属炭化物が挙げられる。特に、樹脂ペーストが電熱ヒーターを接着するために用いられる場合は、該無機粉末（１）は、体積固有抵抗が、１×１０７Ω・ｃｍ以上であることが、短絡が起こり難い点で好ましく、１×１０１０〜１×１０２０Ω・ｃｍであることが特に好ましく、１×１０１３〜１×１０１７Ω・ｃｍであることが更に好ましい。
【００２０】
該無機粉末（１）としては、長細い形状のもの；鱗片状グラファイト、マイカ等のような鱗片形状のもの；無機繊維を砕いたミルドファイバー、短繊維長のカーボンファイバー等のような繊維形状のものが挙げられる。そして、該無機粉末（１）は、アスペクト比が、１．５〜７．５、好ましくは１．７〜７、特に好ましくは１．８〜６、更に好ましくは１．９〜５、最も好ましくは２〜４である。該アスペクト比が上記範囲であることにより、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率が高くなる。一方、該アスペクト比が、１．５未満だと樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率が低くなり、また、７．５を超えても樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率が低くなる。
【００２１】
該無機粉末（１）の平均粒径は、１〜１５０μｍ、好ましくは３〜１００μｍ、特に好ましくは５〜８０μｍである。なお、本発明において、該無機粉末（１）の平均粒径とは、該無機粉末（１）の長径の平均を指す。また、該無機粉末（１）が、繊維形状の該無機粉末（１）の場合には、該繊維形状の無機粉末（１）の平均繊維径は、１〜２０μｍ、好ましくは２〜１５μｍ、特に好ましくは３〜１０μｍであり、該繊維形状の無機粉末（１）の平均繊維長は、２〜１５０μｍ、好ましくは３〜１１０μｍ、特に好ましくは５〜５０μｍである。
【００２２】
本発明の樹脂ペースト（２）に係る無機粉末（以下、無機粉末（２）とも記載する。）は、表面が、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する薄膜で覆われている。言い換えると、該無機粉末（２）は、熱伝導率が２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの薄膜材料で、表面がコーティングされている。
【００２３】
該無機粉末（２）に係る薄膜の熱伝導率、つまり、該薄膜を形成する薄膜材料の熱伝導率は、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋ、好ましくは２５０〜１０００Ｗ／ｍ・Ｋ、特に好ましくは３００〜５００Ｗ／ｍ・Ｋである。該薄膜材料の熱伝導率が、２００Ｗ／ｍ・Ｋ未満だと、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率が低くなる。また、該薄膜の熱伝導率を２５００Ｗ／ｍ・Ｋより高くすることは、薄膜材料としてダイヤモンド等を用いれば可能ではあるが、非常に製造コストが高くなるので、実用的ではない。
【００２４】
該薄膜を構成する薄膜材料としては、例えば、銀、銅、アルミニウム等の金属；カーボンブラック、グラファイト（黒鉛）、無定形炭素等の炭素物質；窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ２Ｎ３）等の金属窒化物；炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ３）、炭化チタン（ＴｉＣ）等の金属炭化物等が挙げられる。
【００２５】
該無機粉末（２）は、ベース物質の表面に、該薄膜が形成されている。該ベース物質としては、無機物質であれば、特に制限されず、従来の熱伝導性の樹脂ペーストの充填剤として用いられる物質のような、熱伝導率が高い物質であっても、あるいは、シリカ粉末（ＳｉＯ２）、ガラス粉末のように、熱伝導率が低いために、従来の熱伝導性の樹脂ペーストの充填剤としては用いられていなかった物質であってもよい。これらのうち、該ベース物質としては、シリカ、ムライト、アルミナ、Ｅガラス、ＡＲガラス、Ｓガラス等が、安価な点で好ましい。
【００２６】
該無機粉末（２）の平均粒径は、０．１〜３００μｍ、好ましくは１〜１５０μｍ、特に好ましくは５〜８０μｍである。
【００２７】
本発明の樹脂ペースト（１）及び本発明の樹脂ペースト（２）に係る熱硬化性樹脂としては、通常、熱伝導性の樹脂ペーストに用いられる熱硬化性樹脂であれば、特に制限されず、例えば、ポリアミドイミド、ポリイミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル、又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
【００２８】
該熱硬化性樹脂は、室温（２５℃）で液体又は固体のいずれでもよい。該熱硬化性樹脂が固体の場合、固体の熱硬化性樹脂は、液体の熱硬化性樹脂に分散されているか若しくは溶解されており、又は有機溶媒に溶解されている。
【００２９】
本発明の樹脂ペースト（１）及び本発明の樹脂ペースト（２）は、有機溶媒を含有することができる。よって、本発明の樹脂ペースト（１）及び本発明の樹脂ペースト（２）は、室温で液体の該熱硬化性樹脂に、該無機粉末（１）又は該無機粉末（２）が分散されたものであってもよいし、有機溶媒に該熱硬化性樹脂を溶解させた該熱硬化性樹脂の溶液に、該無機粉末（１）又は該無機粉末（２）が分散されたものであってもよい。
【００３０】
該有機溶媒としては、特に制限されず、例えば、トルエン、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が挙げられる。
【００３１】
本発明の樹脂ペースト（１）中の該無機粉末（１）の含有量、及び本発明の樹脂ペースト（２）中の該無機粉末（２）の含有量は、該熱硬化性樹脂１００質量部に対し、５０〜５００質量部、好ましくは７５〜４００質量部、特に好ましくは１００〜３００質量部である。該無機粉末（１）又は該無機粉末（２）の含有量が、５０質量部未満だと、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率が低くなり易く、また、５００質量部を超えると、樹脂ペーストの硬化物が脆くなり易い。
【００３２】
本発明の樹脂ペースト（１）又は本発明の樹脂ペースト（２）が該有機溶媒を含有する場合、本発明の樹脂ペースト（１）中の該有機溶媒の含有量、及び本発明の樹脂ペースト（２）中の該有機溶媒の含有量は、該熱硬化性樹脂１００質量部に対し、好ましくは１００〜１０００質量部、特に好ましくは２００〜６００質量部、更に好ましくは２５０〜４００質量部である。
【００３３】
本発明の樹脂ペースト（１）及び本発明の樹脂ペースト（２）は、更に、無機微粒子を含有することができる。該無機微粒子は、樹脂ペーストの粘度を高くするために用いられる。なお、本発明において、該無機微粒子とは、平均粒径が１０〜５００ｎｍの無機粒子を指す。パイプラインに、加熱手段又は冷却手段を、樹脂ペーストで固定する場合のように、工場等の現場で施工を行う場合、樹脂ペーストの粘度が低いと、硬化する前に、塗布した樹脂ペーストがタレ、適切な施工体が得られない。従って、本発明の樹脂ペースト（１）及び本発明の樹脂ペースト（２）は、該無機微粒子を含有することが、現場での施工性が向上する点で好ましい。
【００３４】
該無機微粒子としては、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、炭素微粒子等が挙げられる。
【００３５】
該無機微粒子の平均粒径は、１０〜５００ｎｍ、好ましくは２０〜２５０ｎｍ、特に好ましくは２５〜１００ｎｍである。
【００３６】
本発明の樹脂ペースト（１）中の該無機微粒子の含有量、及び本発明の樹脂ペースト（２）中の該無機微粒子の含有量は、該熱硬化性樹脂１００質量部に対して、好ましくは１〜２０質量部、特に好ましくは５〜１０質量部である。該無機微粒子の含有量が、上記範囲にあることにより、現場での施工性が高くなる。
【００３７】
本発明の樹脂ペースト（１）及び本発明の樹脂ペースト（２）は、該熱硬化性樹脂又は該熱硬化性樹脂の有機溶媒溶液に、該無機粉末（１）又は該無機粉末（２）を混合し、混練、攪拌等を行って、該無機粉末（１）又は該無機粉末（２）を均一に分散させることにより得られる。この時、該熱硬化性樹脂の硬化温度未満であれば、加熱して混練等を行うことができる。
【００３８】
本発明の樹脂ペースト（１）は、含有されている該無機粉末（１）が特定の範囲のアスペクト比を有している。図１を参照に、無機粉末のアスペクト比と熱伝導率の関係を説明する。図１は、樹脂ペーストに含有されている無機粉末のアスペクト比と熱伝導率の関係を示す模式的なグラフである。横軸は、樹脂ペーストに含有されている無機粉末のアスペクト比を示し、縦軸は、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率を示す。無機化合物のアスペクト比が大きくなる程、その形状は細長くなるので、樹脂ペースト中で、無機化合物同士は絡み合い易くなる。そのため、本来、図１中の破線２で示すように、無機化合物のアスペクト比が大きくなる程、絡み合った無機化合物同士の間に空隙が形成され易くなるので、熱伝導率が低くなるはずである。ところが、本発明者らは、アスペクト比が特定の範囲では、該破線２の値よりも、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率が高くなることを見出した。図１中に示すように、アスペクト比がＢの範囲では、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率１は、破線２より高い値である。これは、無機粉末が縦長の形状になることにより、該無機粉末は、樹脂ペースト中で、一定の方向に配向し易くなるので、無機粉末が一定の方向に配向している樹脂ペーストの硬化物が得られ、そのため、樹脂ペーストの硬化物中に、熱の伝導経路のようなものが形成されて、その配向方向に熱が伝導し易くなるためである。そして、アスペクト比が大きくなり過ぎると、無機粉末の配向による熱伝導率の向上より、空隙の形成による熱伝導率の低下が大きくなる。従って、無機粉末のアスペクト比を特定の範囲にすることにより、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率を高くすることができる。
【００３９】
本発明の樹脂ペースト（２）は、含有されている無機粉末（２）が、熱伝導率が高い薄膜で覆われている。そのため、従来の熱伝導性の樹脂ペーストでは用いることができなかった、熱伝導率が低い無機粉末、例えば、シリカ粉末、ガラス粉末等を、該薄膜が形成されるベース物質として用いることができる。従って、本発明の樹脂ペースト（２）によれば、無機粉末を構成する材料の幅が広がるので、安価なベース物質を選択することにより、従来より安価な樹脂ペーストを製造できる。
【００４０】
次に、本発明の伝熱構造体について説明する。本発明の第一の形態の伝熱構造体（以下、本発明の伝熱構造体（１）とも記載する。）は、金属板及び加熱手段又は冷却手段を有し、該金属板と該加熱手段又は冷却手段とが、熱硬化性樹脂の硬化物により固定されている伝熱構造体であって、該熱硬化性樹脂の硬化物が、無機粉末を含有し、該無機粉末のアスペクト比が１．５〜７．５である。すなわち、本発明の伝熱構造体（１）は、本発明の樹脂ペースト（１）の硬化物で、金属板と加熱手段又は冷却手段とが固定されている伝熱構造体である。
【００４１】
また、本発明の第二の形態の伝熱構造体（以下、本発明の伝熱構造体（２）とも記載する。）は、金属板及び加熱手段又は冷却手段を有し、該金属板と該加熱手段又は冷却手段とが、熱硬化性樹脂の硬化物により固定されている伝熱構造体であって、該熱硬化性樹脂の硬化物が無機粉末を含有し、該無機粉末の表面が、２００〜２５００Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率を有する薄膜で覆われている。すなわち、本発明の伝熱構造体（２）は、本発明の樹脂ペースト（２）の硬化物で、金属板と加熱手段又は冷却手段が固定されている伝熱構造体である。
【００４２】
本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）に係る金属板としては、特に制限されず、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。また、該金属板の形状は、被加熱体又は被冷却体の形状により適宜選択され、例えば、平板状、円筒状等が挙げられる。また、該金属板の厚みは、被加熱体又は被冷却体、加熱又は冷却条件等により適宜選択される。
【００４３】
本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）に係る加熱手段は、特に制限されず、例えば、管の内部に水蒸気、温湯等の熱媒体を流通させる加熱管、電熱ヒーター等が挙げられる。また、本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）に係る冷却手段は、特に制限されず、例えば、管の内部に冷媒を流通させる冷却管等が挙げられる。
【００４４】
本発明の伝熱構造体（１）は、例えば、該金属板上に、該加熱手段又は該冷却手段を置き、次いで、本発明の樹脂ペースト（１）を、該金属板と該加熱手段又は該冷却手段の隙間を埋めるように塗布し、次いで、熱硬化性樹脂の硬化温度以上で加熱して、樹脂ペーストを硬化させることにより、製造される。本発明の伝熱構造体（２）は、本発明の樹脂ペースト（２）を用いる以外は、上記と同様の方法で製造される。
【００４５】
この時、図２に示すように、該金属板６と該加熱手段又は該冷却手段７は、図２中（ＩＩ−１）のように、接触していてもよいし、あるいは、図２中（ＩＩ−２）のように、離れていてもよい。また、図２中（ＩＩ−１）のように、該加熱手段又は該冷却手段７の周囲が、樹脂ペーストの硬化物５で完全に覆われていてもよいし、図２中（ＩＩ−３）のように、該加熱手段又は該冷却手段７に、樹脂ペーストの硬化物５で覆われていない部分８があってもよい。なお、図２は、本発明の伝熱構造体（１）又は本発明の伝熱構造体（２）において、該金属板と該加熱手段又は該冷却手段とが、本発明の樹脂ペースト（１）又は本発明の樹脂ペースト（２）で固定されている部分の模式的な断面である。また、図２中、符号５は、樹脂ペーストの硬化物を示し、符号６は、金属板を示し、符号７は、加熱手段又は冷却手段を示す。
【００４６】
本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）の実施の形態例を、図３を参照に説明する。図３は、本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）の実施の形態例である。図３に示すように、伝熱構造体１０においては、樹脂ペーストの硬化物１３が、矩形状の金属板１１の一方の面に接着されており、該樹脂ペーストの硬化物１３の内部に、電熱線１２が蛇行して埋設されている。該伝熱構造体１０は、例えば、液晶ガラス、シリコンウェハ等の加熱に用いられる。
【００４７】
本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）の他の実施の形態例を、図４を参照に説明する。図４は、本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）の他の実施の形態例である。図４中（ＩＶ−１）、（ＩＶ−２）、（ＩＶ−３）に示す伝熱構造体２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、断面が半円形状の半円筒状ジャケット２１ａ、２１ｂ、２１ｃと、該半円筒状ジャケット２１ａ、２１ｂ、２１ｃの外側の側面に、一定の厚みを持って接着している樹脂ペーストの硬化物２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、図４中に示すような形状に成形された、該樹脂ペーストの硬化物２３ａ、２３ｂ、２３ｃに埋設されている水冷管２２ａ、２２ｂ、２２ｃを有する。つまり、該水冷管２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、該樹脂ペーストの硬化物２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介して、該半円筒状ジャケット２１ａ、２１ｂ、２１ｃの近傍に、固定されている。また、図４中（ＩＶ−４）に示す伝熱構造体２０ｄは、断面が円形の円筒状ジャケット２１ｄと、該円筒状ジャケット２１ｄの外側の側面に、一定の厚みを持って接着している樹脂ペーストの硬化物２３ｄと、図４中に示すような形状に成形され、該樹脂ペーストの硬化物２３ｄに埋設されている水冷管２２ｄを有する。つまり、該水冷管２２ｄは、該樹脂ペーストの硬化物２３ｄを介して、該円筒状ジャケット２１ｄの近傍に、固定されている。該ジャケット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、該水冷管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄとは、直接接触していてもよいし、直接接触していなくてもよい。なお、図４中、該ジャケット及び該冷却管は、点線で示されている。
【００４８】
該伝熱構造体２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの使用例を説明する。例えば、先ず、２つの該伝熱構造体２０ａ、２０ｂ、２０ｃでパイプラインを挟み込み、該２つの該伝熱構造体２０ａ、２０ｂ、２０ｃ同士を固定することにより、該パイプラインの周囲を、該伝熱構造体２０ａ、２０ｂ、２０ｃで囲むか、あるいは、該伝熱構造体２０ｄに内側に、パイプラインを挿通させることにより、該パイプラインの周囲を該伝熱構造体２０ｄで囲む。次いで、該水冷管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの内部に冷却水を流すことにより、該パイプラインを冷却する。
【００４９】
本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）は、金属板と加熱手段又は冷却手段が、熱伝導率が高い本発明の樹脂ペースト（１）又は本発明の樹脂ペースト（２）で固定されているので、伝熱効率が高い。
【００５０】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
（樹脂ペーストの製造）
熱硬化性樹脂としてポリアミドイミド１０質量部、及び無機粉末として無機粉末（１）Ａ  ３０質量部を、遊星式攪拌・脱泡混練機に入れ、２５℃で、３分間、攪拌・混練・脱泡し、樹脂ペーストＡを得た。結果を表１に示す。
【００５２】
（性能評価）
１．接着強度の測定
接着強度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ６８５０に準拠して行った。樹脂ペーストＡを、試験板の上に、膜厚が１ｍｍとなるように塗布し、２００℃で、１時間硬化させ、試験試料を得た。次いで、該試験試料を用いて、２５℃、２００℃及び３００℃で、接着強度を測定した。
【００５３】
２．熱伝導率の測定
樹脂ペーストＡを、金属板上に、厚さが１ｍｍとなるように塗布し、次いで、２００℃で、１時間加熱し、硬化物Ｂを得た。
熱伝導率の測定は、ＪＩＳ  Ｒ  １６１１に準拠して行った。１００℃、２００℃及び３００℃で、硬化物Ｂの熱伝導率を測定した。
【００５４】
３．耐久性試験
硬化物Ｂを、２００℃の恒温槽に１５分間放置し、次いで、２５℃、湿度５５％の部屋で１５分間放置した。この一連の加熱及び放冷操作を、１０サイクル、５０サイクル及び１００サイクル行った後の、硬化物Ｂの２５℃における接着強度を測定した。
【００５５】
（実施例２〜１９、比較例１〜９）
表１〜４に示す配合量で、熱硬化性樹脂及び無機粉末を混合し、表中に記載がある場合は、更に無機微粒子を混合する以外は、実施例１と同様の方法で行い、樹脂ペーストを得た。結果を表１〜４に示す。
【００５６】
【表１】
2007238750.tif 000003
【００５７】
【表２】
2007238750.tif 000004
【００５８】
【表３】
2007238750.tif 000005
【００５９】
【表４】
2007238750.tif 000006
【００６０】
実施例１、実施例９、実施例１０、比較例１、比較例４及び比較例６の結果を基に、無機粉末のアスペクト比と樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率の関係を求めた。図５は、樹脂ペーストに含有されている無機粉末のアスペクト比と樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率の関係を示すグラフである。図５に示すように、実施例１、実施例９及び実施例１０は、比較例１、比較例４及び比較例６を結ぶ破線Ｃより、熱伝導率が高い。この結果は、アスペクト比が特定の範囲にある無機粉末を用いることにより、すなわち、本発明の樹脂ペースト（１）の構成を採ることにより、樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率を高くできることを示す。
【００６１】
上記実施例及び比較例において使用した物質は、以下の通りである。
＜熱硬化性樹脂＞
・ポリアミドイミド：ガラス転移点３５０℃
・フェノール樹脂：ガラス転移点１８０℃
・エポキシ樹脂：ガラス転移点１８０℃
【００６２】
＜無機粉末（１）＞
・無機粉末（１）Ａ：カーボンファイバー、平均繊維径７μｍ、平均繊維長２８μｍ、アスペクト比４
・無機粉末（１）Ｂ：アルミナファイバー（アルミナ：シリカ＝９５：５）、平均繊維径３μｍ、平均繊維長１２μｍ、アスペクト比４
・無機粉末（１）Ｃ：カーボンファイバー、平均繊維径７μｍ、平均繊維長２８μｍ、アスペクト比４、表面が銀コートされている。
・無機粉末（１）Ｄ：カーボン粉末、平均粒径７μｍ、アスペクト比１
・無機粉末（１）Ｅ：カーボンファイバー、平均繊維径７μｍ、平均繊維長７０μｍ、アスペクト比１０
・無機粉末（１）Ｆ：アルミナ粉末、平均粒径５μｍ、アスペクト比１
・無機粉末（１）Ｇ：カーボンファイバー、平均繊維径７μｍ、平均繊維長１４μｍ、、アスペクト比２
・無機粉末（１）Ｈ：カーボンファイバー、平均繊維径７μｍ、平均繊維長４２μｍ、アスペクト比６
・無機粉末（１）Ｊ：カーボンファイバー、平均繊維径７μｍ、平均繊維長５６μｍ、アスペクト比８
【００６３】
＜無機粉末（２）＞
・無機粉末（２）Ｋ：平均粒径３０μｍ、ベース物質がガラス粉末（Ｅガラス）であり、表面が銀コートされている。
・無機粉末（２）Ｌ：平均粒径３０μｍ、ベース物質がアルミナ粉末であり、表面が銀コートされている。
・無機粉末（２）Ｍ：平均粒径３０μｍ、ベース物質がアルミナ粉末であり、表面が銅コートされている。
・無機粉末（２）Ｎ：平均繊維径３μｍ、平均繊維長１２μｍ、ベース物質がアルミナファイバー（アルミナ：シリカ＝９５：５）であり、表面が銀コートされている。
・無機粉末（２）Ｐ：平均粒径３０μｍ、ガラス粉末（Ｅガラス）であり、表面はコートされていない。
・無機粉末（２）Ｑ：平均粒径３０μｍ、アルミナ粉末であり、表面はコートされていない。
【００６４】
＜無機微粒子＞
・シリカ微粒子：平均粒径２０ｎｍ
・アルミナ微粒子：平均粒径２０ｎｍ
・カーボン微粒子：平均粒径１５ｎｍ
【００６５】
（実施例２０）
（伝熱構造体の製造）
縦１００ｍｍ×横２００ｍｍ×厚さ２ｍｍのアルミ板及び長さ１５０ｍｍ×直径３／８インチのＳＵＳ配管を用意した。次いで、図６中、ＶＩ−１に示すように、アルミ板２６の中央に、ＳＵＳ配管２７を接触させて配置させ、次いで、実施例１で得た樹脂ペーストを、図６中、ＶＩ−２の樹脂ペーストの硬化物２８の形状になるように塗布し、次いで、２００℃で、１時間加熱し、樹脂ペーストを硬化させ、伝熱構造体２５を得た。この時、接着幅Ｄは、２０ｍｍであった。なお、図６は、実施例２０で得られた伝熱構造体を示す図であり、ＶＩ−１は平面図であり、ＶＩ−２は側面図である。
【００６６】
（水冷効果確認試験）
図７に示すように、表面温度が２００℃となるように加熱されている熱板３１の上方に、アルミ板２６との距離Ｅが、１５ｍｍとなるように、伝熱構造体２５を設置し、水温２３℃の冷却水を、１Ｌ／ｍｉｎ．の流速で、ＳＵＳ配管２７内に流通させた。３０分後、該熱板３１に面している面とは反対の面のアルミ板２６の表面温度を測定した。測定点は、該アルミ板２６とＳＵＳ配管２７とが接している点（Ｆ（０））を基点に、左右に２５ｃｍ間隔でそれぞれ３点設けられている（Ｆ（−７５）、Ｆ（−５０）、Ｆ（−２５）、Ｆ（２５）、Ｆ（５０）、Ｆ（７５））。その結果を表５に示す。なお、図７は、水冷効果確認試験における、伝熱構造体と熱板の位置関係を示す断面図である。
【００６７】
（比較例１０）
（伝熱構造体の製造）
実施例１で得た樹脂ペーストに代えて、比較例６で得た樹脂ペーストとする以外は、実施例２０と同様の方法で行い、伝熱構造体を得た。
【００６８】
（冷却効果確認試験）
上記で得た伝熱構造体を用いる以外は、実施例２０と同様の方法で行った。その結果を表５に示す。
【００６９】
【表５】
2007238750.tif 000007
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】樹脂ペーストに含有されている無機粉末のアスペクト比と熱伝導率の関係を示す模式的なグラフである。
【図２】該金属板と該加熱手段又は該冷却手段とが、本発明の樹脂ペーストで固定されている部分の模式的な断面である。
【図３】本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）の実施の形態例である。
【図４】本発明の伝熱構造体（１）及び本発明の伝熱構造体（２）の他の実施の形態例である。
【図５】樹脂ペーストに含有されている無機粉末のアスペクト比と樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率の関係を示すグラフである。
【図６】実施例２０で得られた伝熱構造体を示す図である。
【図７】水冷効果確認試験における、伝熱構造体と熱板の位置関係を示す断面図である。
【図８】接着後のパイプラインと加熱ラインを示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１            樹脂ペーストの硬化物の熱伝導率
２            破線
５、１３、２３、２８、４３    樹脂ペーストの硬化物
６、１１      金属板
７            加熱手段又は冷却手段
１２          電熱線
２１          ジャケット
２２          水冷管
２５          伝熱構造体
２６          アルミ板
２７          ＳＵＳ配管
２９          冷却水
３１          熱板
４１          パイプライン
４２          加熱ライン
４４          施工体
【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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