トップ :: H 電気 :: H05 他に分類されない電気技術




【発明の名称】 密閉構造体用放熱装置
【発明者】 【氏名】金子 範義

【氏名】町田 政広

【氏名】小板橋 雄也

【氏名】出牛 雄一

【氏名】清水 光一郎
【要約】 【課題】大型化を回避しつつ、放熱の効率化を達成すること。

【解決手段】放熱装置は、ＣＰＵ１０の外周が筐体１４で囲繞された密閉構造体１６に適用される。放熱装置は、第１放熱膜１８と、第２放熱膜２０と、第３放熱膜２２とを備えている。第１放熱膜１８は、発熱体であるＣＰＵ１０の外表面の一部である上面に形成されている。第２放熱膜２０は、第１放熱膜１８と対向するように、筐体１４の内面に形成されている。第３放熱膜２２は、筐体１４の全周外表面に形成されている。第１放熱膜１８は、ＣＰＵ１０が放出する熱を吸収して、遠赤外線に変換して、第２放射膜２０に向けて放熱する。第２放熱膜２０は、遠赤外線を受けて、これを吸収して、熱伝導性の筐体１４に伝導させる。筐体１４は、第２放熱膜２０から伝導された熱を、第３放熱膜２２に伝導し、これを受けた第３放熱膜２２は、遠赤外線に変換して、外部に放熱する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵや集積回路などの発熱体の外周を熱伝導体性の筐体で囲繞した密閉構造体の放熱装置において、
前記発熱体の外表面に形成される第１放熱膜と、
前記第１放熱膜と対向するようにして、前記筐体の内面に形成される第２放熱膜とを備え、
前記発熱体が放出する熱は、前記第１放熱膜で遠赤外線に変換して、前記第２放熱膜に放熱され、
前記第２放熱膜は、前記遠赤外線を吸収して、前記筐体に伝導させ、
前記筐体は、前記第２放熱膜から受けた熱を外部に放熱することを特徴とする密閉構造体用放熱装置。
【請求項２】
前記筐体の外表面に、当該筐体を伝導する熱を吸収して、遠赤外線に変換して外部に放熱する第３放熱膜を設けたことを特徴とする請求項１記載の密閉構造体用放熱装置。
【請求項３】
前記第１から第３放熱膜は、内部の蓄熱を、高い放射率で遠赤外線として放射する同一組成の薄膜から構成することを特徴とする請求項２記載の密閉構造体用放熱装置。
【請求項４】
前記薄膜は、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物から形成することを特徴とする請求項３記載の密閉構造体。
【請求項５】
前記アルコキシシランが、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランの少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項４記載の密閉構造体用放熱装置。
【請求項６】
前記混合物は、チタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドを更に混合することを特徴とする請求項４または５記載の密閉構造体用放熱装置。
【請求項７】
前記薄膜は、珪酸ナトリウム及び珪酸カリウムの水溶液、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末並びにカオリン粉末との混合物製の薄膜から形成することを特徴とする請求項３記載の密閉構造体用放熱装置。
【請求項８】
前記薄膜は、シリコーン樹脂を含むエマルジョン、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物から形成することを特徴とする請求項３記載の密閉構造体用放熱装置。
【請求項９】
前記第１から第３放熱膜は、厚みを１０〜１００μｍにすることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の密閉構造体用放熱装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、密閉構造体用の放熱装置に関し、特に、発熱体を内蔵した密閉構造体における放熱の改良技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコンや携帯電話器などの電子機器において、これらの機器に用いられる電子部品の小型化が促進されている。このような機器に用いられる電子部品のうち、例えば、ＣＰＵなどの電子部品には、これらが外部からの電磁波の影響を受けないようにするために、金属製の筐体で外周を囲繞して、電磁シールドを設ける場合がある。
【０００３】
また、例えば、携帯電話器の場合には、携帯電話器に搭載されている電子部品から発生する電磁波の影響を人体に及ぼさないために、電磁波を発射する電子部品を金属製の筐体で囲繞することも行われている。
【０００４】
ところが、このような電子部品は、通常、電力を供給して作動させると熱が発生し、電磁波の内外への透過を防止すべく、金属製の筐体でこれらの電子機器を密閉すると、発生した熱の放熱が大きな問題となる。
【０００５】
ここで、ＣＰＵなどの電子機器の放熱手段としては、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されているものが知られている。特許文献１に開示されている放熱手段は、ＣＰＵの上に配置された放熱器と、放熱器に冷却風を送るファンとを備えている。
【０００６】
また、特許文献２に開示されている放熱手段は、ＣＰＵなどの発熱素子の上面に配置されるものであって、熱伝導性の良好な部材で形成され、複数の放熱フィンを立設したベースプレートと、扁平管内に熱伝導作動液を収容したヒートレートに複数の放熱フィンを固定した構造を備えている。
【０００７】
しかしながら、このような構造の放熱手段は、特に、発熱体を筐体で密閉した構造に採用する際には、以下に説明する技術的な課題があった。
【特許文献１】特開２００２−１９０５６２号公報
【特許文献２】特開２００３−４６０４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
すなわち、特許文献１，２に開示されている放熱手段は、いずれもＣＰＵなどの発熱体に放熱フィンを直接取り付ける構造なので、発熱体を筐体で密閉する構造に採用すると、発熱体を囲繞する筐体が大きくなるとともに、放熱フィンで放熱された熱は、一部が筐体を介して外部に放出されるものの、その多くが筐体の内部に留まることになり、十分な放熱効果が得られないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、全体の大型化を回避しつつ、十分な放熱効果が得られるを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ＣＰＵや集積回路などの発熱体の外周を熱伝導体性の筐体で囲繞した密閉構造体の放熱装置において、前記発熱体の外表面に形成される第１放熱膜と、前記第１放熱膜と対向するようにして、前記筐体の内面に形成される第２放熱膜とを備え、前記発熱体が放出する熱は、前記第１放熱膜で遠赤外線に変換して、前記第２放熱膜に放熱され、前記第２放熱膜は、前記遠赤外線を吸収して、前記筐体に伝導させ、前記筐体は、前記第２放熱膜から受けた熱を外部に放熱するようにした。
【００１１】
このように構成した密閉構造体用放熱装置によれば、外周を熱伝導体性の筐体で囲繞した発熱体から放出する熱は、第１放熱膜で遠赤外線に変換して、第２放熱膜に放熱され、第２放熱膜は、遠赤外線を吸収して、筐体に伝導させ、筐体は、第２放熱膜から受けた熱を外部に放熱する。
【００１２】
この際に、熱の伝達を行う第１〜第２放熱膜は、薄い膜状に形成されているので、発熱体を筐体で囲繞する密封構造に殆ど影響を及ぼすことがないので、全体の大型化が回避され、かつ、筐体で密閉した発熱体の熱を外部に放熱することができる。
【００１３】
前記筐体の外表面に、当該筐体を伝導する熱を吸収して、遠赤外線に変換して外部に放熱する第３放熱膜を設けることができる。
【００１４】
前記第１から第３放熱膜は、内部の蓄熱を、高い放射率で遠赤外線として放射する同一組成の薄膜から構成することができる。
【００１５】
前記薄膜は、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物から形成することができる。
【００１６】
前記アルコキシシランが、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン及びテトラアルコキシシランの少なくとも一種を含有することができる。
【００１７】
前記混合物は、チタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドを更に混合することができる。
【００１８】
前記薄膜は、珪酸ナトリウム及び珪酸カリウムの水溶液、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末並びにカオリン粉末との混合物製の薄膜から形成することができる。
【００１９】
前記薄膜は、シリコーン樹脂を含むエマルジョン、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物から形成することができる。
【００２０】
前記第１から第３放熱膜は、厚みを１０〜１００μｍにすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる密閉構造体用放熱装置によれば、全体の大型化を回避しつつ、効率的に放熱を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明にかかる密閉構造体用の放熱装置の一実施例を示している。この図に示した実施例は、発熱体として、ＣＰＵ１０の放熱用に本発明を適用した場合を例示しており、ＣＰＵ１０は、基板１２に搭載され、これらの外周は、熱伝導性、例えば、アルミニウム合金などで形成された筐体１４で四周を囲繞され、この構成により、四周が外部と隔成された密閉構造体１６となっている。
【００２４】
本実施例の放熱装置は、このような密閉構造体１６に適用されるものであって、第１放熱膜１８と、第２放熱膜２０と、第３放熱膜２２とを備えている。第１放熱膜１８は、発熱体であるＣＰＵ１０の外表面の一部である上面に形成されている。なお、図１に示した実施例では、ＣＰＵ１０の上面だけに第１放熱膜１８を形成しているが、ＣＰＵ１０の側面などの他の外表面に形成してもよい。
【００２５】
第２放熱膜２０は、第１放熱膜１８と対向するように、筐体１４の内面に形成されている。なお、図１に示した実施例では、第２放熱膜２０は、筐体１４の基板１２から右側の内面に形成しているが、例えば、第１放熱膜１８と対向する面だけに設けてもいいし、また、筐体１４の内面の全周面に設けても良い。第３放熱膜２２は、筐体１４の全周外表面に形成されている。
【００２６】
第１放熱膜１８は、ＣＰＵ１０が放出する熱を吸収して、遠赤外線に変換して、対向する第２放射膜２０に向けて放熱する。第２放熱膜２０は、第１放熱膜１８からの遠赤外線を受けて、これを吸収して、熱伝導性の筐体１４に伝導させる。
【００２７】
筐体１４は、第２放熱膜２０から伝導された熱を、第３放熱膜２２に伝導し、これを受けた第３放熱膜２２は、遠赤外線に変換して、外部に放熱する。第１から第３放熱膜１８〜２２は、内部の蓄熱を、高い放射率で遠赤外線として放射する同一組成の薄膜から構成することができ、このような性状を備えた第１〜第３放熱膜１８〜２２は、以下に詳述する薄膜で構成することができる。
【００２８】
すなわち、本実施例の第１〜第３放熱膜１８〜２２は、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物からなる薄膜、珪酸ナトリウムの水溶液、珪酸カリウムの水溶液、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物からなる薄膜、または、シリコーン樹脂を含むエマルジョン、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物殻なる薄膜のいずれか１つから選択することができる。
【００２９】
この場合、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末をアルコキシシランを含むバインダー、珪酸ナトリウム水溶液と珪酸カリウム水溶液を含むバインダー又はシリコーンエマルジョンを含むバインダーに分散させ懸濁液となし、この懸濁液をＣＰＵ１０や筐体１４の内外面に塗布して、薄膜を形成する。
【００３０】
薄膜の構成成分として、酸化珪素、酸化アルミニウム及びカオリンの他にも、各種の金属酸化物や窒化物を使用することができ、例えば、金属酸化物としては酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化錫、酸化銅、酸化鉄、酸化コバルト、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化アンチモン、酸化硼素、酸化バリウム、酸化ビスマス、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム等の金属酸化物の少なくとも１種を含有することができる。
【００３１】
金属酸化物以外に、窒化硼素、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、窒化錫、窒化ストロンチウム、窒化チタン、窒化バリウムや窒化珪素等の窒化物を含有することができる。
【００３２】
また、薄膜中に含有させる金属酸化物、カオリンや窒化物等は、その粒径を１５μｍ〜１００ｎｍとするのがよい。より好ましくは、１０μｍ〜８０ｎｍの粒径のものを使用する。この粒径のものを使用することにより、薄膜の表面が滑らかで綺麗になるとともに放熱の効率が高まる。
【００３３】
カオリンは、重量でアルコキシシラン、珪酸ナトリウムと珪酸カリウムを合わせたもの又はシリコーン樹脂１に対して０．１〜２０添加することが好ましい。また、金属酸化物の添加量は、重量でアルコキシシラン、珪酸ナトリウムと珪酸カリウムとを併せたもの又はシリコーン樹脂１に対して０．５〜７０添加することが好ましい。これは、薄膜形成性を維持しながら、高い放熱性能を保持するためである。
【００３４】
薄膜形成用の懸濁液の粘度が高くなるようであれば、必要に応じて、溶剤や水を添加して、粘度を調整する。このようにして得た懸濁液を対象物に塗布することにより、薄膜を得ることができる。
【００３５】
懸濁液を対象物に筆塗り、スプレー、ローラー、印刷等により塗布し、常温又は加温にて乾燥後、更に、必要に応じて、８０℃〜３００℃で熱処理することにより、筐体１４などに対する密着度の高い薄膜を得ることができる。
【００３６】
第１〜第３放熱膜１８〜２２の膜厚は、或る程度の厚さがないと放熱効果は充分に発現しないが、逆に厚さが大きすぎると皮膜に蓄熱作用が起こり、放熱効果が不十分になる。本発明者らの実験によると膜厚は１００μｍ以下が好ましく、更に好ましくは１０μｍ〜１００μｍ、特に好ましくは３０μｍ〜８０μｍである。
【００３７】
上記構成の薄膜は、蓄熱したエネルギーを遠赤外線として空気中に放射する能力が高く、放射率０．９５という高い数値を示す。内部に蓄積した熱を遠赤外線という電磁波に変換して効率よく放射し、物体の温度上昇を抑えることができる。効率良く遠赤外線を放射するということは、内部に蓄積した熱を遠赤外線という電磁波に変換して効率よく放熱することを意味し、結果として温度上昇を抑える効果をもたらす。
【００３８】
この場合、本実施例のような密閉構造体１６に適用すると非常に好適な結果をもたらし、空気流の対流を用いずに効率よく放熱するという結果を導く。従来遠赤外線の放射能力が高いとされている物質（例えば、ゼオライト、コージェライト、アパタイト、ドロマイト等）の放射特性を見ると、４ミクロン乃至１４ミクロンの波長全ての領域にわたって高い遠赤外線の放射特性をもつわけではなく、波長によって放射率に相違がある。
【００３９】
多くの場合、９ミクロン波長前後の鎮域で放射率が下がる傾向が見られる。一方、本実施例の上述した組成物の放射する遠赤外線は４ミクロン乃至１４ミクロン波長の全ての領域にわたって０．９以上の放射率を維持し、非常に放射効率の高いものとなっている。
【００４０】
アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液、酸化珪素、酸化アルミニウム、カオリン等の混合物から形成せしめた薄膜は、基本的には、アルコキシシランの加水分解・縮合により形成されるものである。即ち、アルコキシシランが加水分解をしてコロイダルシリカの表面に存在するシラン基とも結合しながら、薄膜を形成する。
【００４１】
アルコキシシランは、水が存在すると加水分解・縮合が起こるので、使用直前までは水の存在しない状態に保つのがよい。即ち、水溶性溶媒の溶液として保存しておくのである。
【００４２】
使用時に、アルコキシシランの水溶性溶媒溶液、コロイダルシリカの水分散液、酸化珪素、酸化アルミニウム、カオリン等を混合し、筐体１４などに塗布し皮膜を形成せしめる。コロイダルシリカの水分散液に存在する水の作用を受けて、アルコキシシランが加水分解・縮合し薄膜を形成する。
【００４３】
アルコキシシラン溶液は、使用直前に、コロイダルシリカの水分散液と金属酸化物粉末等と混合される。アルコキシシラン溶液とコロイダルシリカの水分散液との混合割合は、コロイダルシリカ（固形分）が、アルコキシシランに対して重量比で、０．０１〜１となるように混合することが好ましい。
【００４４】
コロイダルシリカ水分散液の水は、アルコキシシランの加水分解に寄与する。同時に、アルコキシシランがその加水分解の過程でコロイダルシリカのシラノール基と反応しコロイダルシリカを抱き込んだ形で薄膜を形成することができる。コロイダルシリカは、膜形性、膜の保持性及び放熱性、遮熱性に寄与する。
【００４５】
また、チタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドを混合させることができる。チタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドは、単体として使用してもよいし、溶液として使用することもできる。
【００４６】
溶液として使用する場合には、チタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドの有機溶媒の溶液状態で使用してもよいし、アルコキシシランの溶液に更にチタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドを混合してもよい。
【００４７】
そして、チタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドは、アルコキシシランの珪素原子に対してチタン及び／又はアルミニウム原子が０．０１〜０．５の割合で添加されることが好ましい。チタンアルコキシド及び／又はアルミニウムアルコキシドは、水によりアルコキシシランとともに共加水分解し、チタン及び又はアルミニウムを主鎖に含む薄膜を形成する。
【００４８】
アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン（モノ有機基置換アルコキシシラン）、ジアルコキシシラン（ジ有機基置換アルキシシラン）等を使用することができる。これらアルコキシシランを適宜混合して使用することもできる。
【００４９】
アルコキシシランは、使用直前までは、水の存在しない状態、即ち、水を含まない溶液の状態に保持する。溶液に使用する溶媒は、水の溶解する水溶性の溶媒を使用する。具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホオキシド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド等の溶媒である。中でも、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、Ｎ−メチルピロリドン、メチルフォルムアミド、メチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド等の溶媒が好適に使用できる。
【００５０】
アルコキシシランの具体的な例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、ジチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、更には、エポキシ基を有する有機基を有していてもよい。チタンアルコキシドの具体的な例としては、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、アルミニウムアルコキシドの具体的な例としては、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリエトキシド等を使用することができる。但し、これらに限定されるものではない。
【００５１】
コロイダルシリカは、周知技術に基づきテトラアルコキシシラン（テトラアルキルシリケート）を加水分解することにより容易に得ることができる。市販もされている。
【００５２】
例えば、テトラエチルシリケートを塩酸、硝酸、アンモニア等の触媒の存在するエチルアルコールと水の混合液中に滴下し加水分解し、加水分解後エチルアルコールと触媒を、例えば、真空下に除去することにより、コロイダルシリカの水分散液を得る。このコロイダルシリカの粒径は、ミクロンオーダーないしそれ以下の小さいものである。コロイダルシリカは表面にシラノール基を有している。コロイダルシリカの水分散液中のコロイダルシリカの量は、１０〜６０重量％程度である。この量は、加水分解時に使用する水の量で適宜調製することができる。シリケートの加水分解後、水を加えて調製することもできる。
【００５３】
アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等との混合物を塗布して薄膜を形成する際には、直前に、アルコキシシランの溶液とコロイダルシリカの水分散液を先ず混合し、この混合液に金属酸化物粉末等を加えて懸濁液を得る。
【００５４】
同時に、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液及び金属酸化物等を混合してもよい。これらの混合物は懸濁液となる。この懸濁液をＣＰＵ１０や筐体１４に塗布して薄膜を形成して、これを放熱膜１８〜２２とする。
【００５５】
第１〜第３放熱膜１８〜２２の薄膜形成には、上述したアルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液に替えて、珪酸のアルカリ金属塩の水溶液を使用することができる。珪酸のアルカリ金属塩としては、具体的には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムや珪酸リチウムを使用することができる。
【００５６】
珪酸ナトリウム、珪酸カリウムや珪酸リチウム等の珪酸塩は、水溶液として供給されるので、珪酸のアルカリ金属塩の水溶液に金属酸化物、カオリンや窒化物を添加、混合し、更に、必要に応じて水を加えて懸濁液となし、この懸濁液を対象物に塗布することにより、薄膜を得ることができる。
【００５７】
珪酸のアルカリ金属塩は、具体的には、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムや珪酸リチウムを使用しうるが、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムの両者を混合使用するのがよい。
【００５８】
混合使用する際、珪酸ナトリウムと珪酸カリウムの割合は重量で、珪酸カリウム１に対して珪酸ナトリウム０．５〜７（固形分ベース）が好ましい。これは、珪酸ナトリウムの量が多いと、皮膜の水除去、即ち、乾燥が困難で皮膜形成が難しく、また、珪酸カリウムの量が多いと膜形性能が低下するので、適量の珪酸ナトリウムと珪酸カリウムを併用使用するのが好ましい。
【００５９】
また、第１〜第３放熱膜１８〜２２の薄膜形成には、シリコーン樹脂を含むエマルジョンを使用することができる。即ち、シリコーン樹脂を含むエマルジョンに酸化珪素、酸化アルミニウム及びカオリン等を混合し、更に、必要に応じて水を加えて懸濁液となし、この懸濁液をＣＰＵ１０などに塗布し薄膜を形成する。
【００６０】
シリコーン樹脂を含むエマルジョンに酸化珪素、酸化アルミニウム及びカオリン等を混合して得た懸濁液において、シリコーン樹脂エマルジョンがこの懸濁液に占める割合は３０〜７０重量％であることが好ましい。
【００６１】
それは、シリコーン樹脂エマルジョンの量が少ないと、薄膜の安定性が低下し、同時に、膜のＣＰＵ１０などへの接着性が低くなるからである。シリコーン樹脂エマルジョンの量が多すぎると、金属酸化物等の量が相対的に少なくなり、放熱効果が小さくなる。
シリコーン樹脂のエマルジョンは、非水溶性のシリコーン樹脂を主として水に分散させたエマルジョン状態のものである。シリコーン樹脂エマルジョンは、大別すると以下の５つの方法で得ることができる。
【００６２】
すなわち、１）アルキルシリケート化合物又はその部分加水分解・縮合物を各種界面活性剤を用いて乳化し、水性エマルジョンとする方法（特開昭５８−２１３０４６号公報）。このエマルジョンに、更に重合性ビニルモノマーを乳化重合したエマルジョンを混合することもできる（特開平６−３４４６６５号公報）、２）界面活性剤を使用せずにアルキルシリケート化合物を水中で加水分解して得られる水溶性ポリマーの存在下、ラジカル重合可能なビニルモノマーを乳化重合する方法（特開平８−６００９８号公報）、３）ビニル重合性アルキルシリケートを含有するアルキルシリケート混合物を加水分解・縮合することにより、固形のシリコーン樹脂を含む水性エマルジョンとし、更にラジカル重合性ビニルモノマーを加え、乳化重合することにより、グラフト共重合体微粒子（固形）エマルジョンを得る方法（特開平５−２０９１４９号、特開平７−１９６７５０号公報）、４）ラジカル重合性官能基を乳化重合したエマルジョンにアルキルシリケート化合物を添加し、加水分解・縮合させ、エマルジョン粒子中にシリコーン樹脂を導入する方法（特開平３−４５６２８号、特開平８−３４０９号公報）、５）ビニル重合性官能基含有アルキルシリケートを、ラジカル重合性ビニルモノマーと共に乳化重合し、エマルジョンを作成する方法（特開昭６１−９４６３号、特開平８−２７３４７号公報）等の方法で得ることができる。また、市販品として入手することもできる。
【００６３】
エマルジョンにするシリコーン樹脂は、耐熱性、接着性、電気的性質に優れるものである。エマルジョン状態のシリコーン樹脂は、金属酸化物や窒化物のバインダーとなるとともに、これら金属酸化物や窒化物を塗膜面に接着させ、安定した、強固な塗膜を形成する役割を担うものである。
【００６４】
上記いずれかの方法で得たシリコーン樹脂を含むエマルジョンに、金属酸化物を含有させる。シリコーン樹脂を含むエマルジョンに金属酸化物等の粉末を添加混合して、エマルジョン性の懸濁液を得る。シリコーン樹脂を含むエマルジョンには、元々水が存在するので、この水に金属酸化物等が懸濁状態で混合され、シリコーン樹脂と金属酸化物等とを含むエマルジョン性の懸濁液を得ることができる。
【００６５】
このエマルジョン性懸濁液に加える金属酸化物等の量が相対的に多くなると、エマルジョン性懸濁液の粘度が高くなる場合がある。このような場合には、適宜水を加えてエマルジョン性懸濁液の粘度を調節するのがよい。また、逆に、シリコーン樹脂を含むエマルジョンの水分量が多くて、金属酸化物等を含有させたエマルジョン性懸濁液の粘度が小さい場合もある。このように粘度の小さい場合は、適宜増粘剤を加えて粘度を調整することができる。
【００６６】
さて、以上のように構成した密閉構造体用放熱装置によれば、外周を熱伝導体性の筐体１４で囲繞した発熱体（ＣＰＵ１０）から放出する熱は、第１放熱膜１８で遠赤外線に変換して、第２放熱膜２０に放熱され、第２放熱膜２０は、遠赤外線を吸収して、筐体１４に伝導させ、筐体１４は、第２放熱膜２０から受けた熱を第３放熱膜２２に伝導し、第３放熱膜２２は、伝導された熱を遠赤外線に変換して、外部に放熱する。
【００６７】
この際に、熱の伝達を行う第１〜第３放熱膜１８〜２２は、薄い膜状に形成されているので、発熱体（ＣＰＵ１０）を筐体１４で囲繞する密封構造体１６に殆ど影響を及ぼすことがないので、全体の大型化が回避され、かつ、筐体１４で密閉した発熱体（ＣＰＵ１０）の熱を外部に放熱することができる。
【００６８】
この場合、第１〜第３放熱膜１８〜２２として、上述したような薄膜、例えば、アルコキシシランの溶液、コロイダルシリカの水分散液、酸化珪素粉末、酸化アルミニウム粉末及びカオリン粉末との混合物から形成すると、遠赤外線への変換効率が高くなるので、より一層放熱効率を高くすることができる。
【００６９】
図２は、本発明の作用効果を確認するために、本発明者らが行った実験装置の概要を示している。同図に示した実験装置は、発熱体としてヒーターＨ（外形が４０×４０×１５ｍｍで、表面がステンレス製、印加電力８Ｗ）を準備し、このヒーターＨの外周をアルミニウム製の筐体Ｂ（外形が１００×１００×１６ｍｍで、厚みが１．０ｍｍ）で囲繞して、密閉構造体とした。
【００７０】
そして、ヒーターＨの外周全面と、筐体Ｂの内外周の全面に放熱膜ａを形成した。この放熱膜ａは、重量比でシリコーン樹脂エマルジョン５０．８に、カリオン１２、酸化珪素８．２、酸化アルミニウム１２．３、酸化チタン６．２および酸化ジルコニウム１０．５を添加混合して得られたエマルジョン性組成物を、１００μの厚みにスプレーで塗布し、１２０℃で１５分間乾燥させて、塗膜を形成した。
【００７１】
実験条件は、ヒーターＨに印加電力８Ｗを供給して、室温２５℃の下で、ヒーターＨの表面温度、筐体Ｂの内部温度、筐体Ｂの外壁温度をそれぞれ測定した。このときの測定結果を図３に示している。
【００７２】
図３に示した測定結果では、グラフの下にブランクとして示した部分が、放熱膜ａを形成していない個所の温度測定値であり、放熱膜ａで示した部分が、これを形成した個所の温度測定値である。
【００７３】
図３に示した測定結果から明らかなように、放熱膜ａを形成すると、ヒーターＨの表面温度が、１４２℃から１０９．４℃に低下し、約２３％の温度低減効果が得られる。
【００７４】
また、筐体Ｂの内部温度も５８．７℃から５０．１℃に低下することがわかるとともに、筐体Ｂの外壁温度は、殆ど変わらない。以上の実験から、明らかなように、本発明にかかる放熱装置では、筐体Ｂで密閉した発熱体（ヒーターＨ）の熱を外部に効率よく放熱することができる。
【００７５】
なお、上記実施例では、筐体１４の外表面に第３放熱膜２２を形成した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限る必要はなく、筐体１４だけで十分な放熱効果が見込める場合には、第３放熱膜２２は、必ずしも必要としない。また、筐体１４で囲繞する発熱体は、ＣＰＵ１０に限る必要はなく、他の発熱体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明にかかる密閉構造体用放熱装置によれば、大型化を回避しつつ、効果的に放熱することができるので、例えば、携帯電話やパソコンのＣＰＵなどの放熱に適用して、広く活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明にかかる密閉構造体用放熱装置の一１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の放熱装置の作用効果を確認するために行った実験装置の線断面図である。
【図３】図２に示した実験装置での実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ＣＰＵ
１２ 基板
１４ 筐体
１６ 密閉構造体
１８ 第１放熱膜
２０ 第２放熱膜
２２ 第３放熱膜
【出願人】 【識別番号】５０２１３５５８７
【氏名又は名称】セラミッション株式会社
【識別番号】００００００２９５
【氏名又は名称】沖電気工業株式会社
【出願日】 平成１６年４月２８日（２００４．４．２８）
【代理人】 【識別番号】１０００８８２１４
【弁理士】
【氏名又は名称】生田 哲郎
【公開番号】 特開２００５−３１７７４２（Ｐ２００５−３１７７４２Ａ）
【公開日】 平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願番号】 特願２００４−１３３４７９（Ｐ２００４−１３３４７９）