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                樹脂成形事業 技術レポート 2009.9.16号

 

            〜 ナイロン熱伝導性樹脂による放熱対策 〜

 

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  知らない(気にしない)うちに豚インフルエンザが蔓延しているようです。

  子供からお年寄りまで、持病を持たない方も亡くなられているようです。

  弊社の封止成形でも、ウィルスをシャットアウトできますが(?)、マスク等の適切な

  手法で自己防衛し、インフルエンザにならないようお気をつけください!!

  さて、第11回目は、ナイロン熱伝導性樹脂による放熱対策に関する情報を紹介します。

  (配信担当:松本)

 

  近年、電気・電子機器の小型化や高性能化が急速に進み、熱源の高温化や放熱スペースの狭小化が

  機器設計において問題になってきています。

  それに伴い、現在射出成形にて設計されている熱可塑性樹脂部品へ熱伝導性という機能を付与する

  という要望が高まってきており、これに該当する性能の樹脂材料が市場に出回り始めてきました。

  基本的に、樹脂に熱伝導性を付与する手段としては、熱伝導性を有するフィラー(充填材)を

  樹脂にコンパウンドする方法が一般的です。しかしながら、高い熱伝導性を達成するためには、

  多量のフィラーを配合する必要があるため、溶融加工性(樹脂流動性)が急激に低下し、

  小型化・精密化している部品に対しては適合できないという問題がありました。

  そこで、弊社は、電気・電子機器の部材に多く採用されているナイロン樹脂おいて、

  その分子構造や配合成分を特殊設計し、さらに、当社のコンパウンド技術を応用することにより、

  熱伝導性フィラーを多量に配合しても溶融流動性に優れ、機械物性に優れるナイロン熱伝導性樹脂

  を開発しました。

  

  表1に代表的なナイロン熱伝導性樹脂の基本特性を示します。

  (注1:ベース樹脂はナイロン6ですが、ご要望に応じてベース樹脂を選択できます。) 

    https://www.unitika.co.jp/plastics/mold/unitikamold/jirei/090916-1.JPG

    (画像が見にくい場合は通常のサイズに戻してご覧ください)

  

     熱伝導率(面方向)のレベルとしては、

  非難燃系においては、導電系:〜50W/(mK)、絶縁系:〜15W/(mK)となります。

  難燃系においては、絶縁系:〜2W/(mK)となり、さらに高熱伝導性化の検討を行っております。

  また、難燃系では、LCP(液晶ポリマー)をベース樹脂として、絶縁系:〜20W/(mK)があります。

  熱伝導性に関しては、異方性があり、樹脂の流動方向(面方向)が最も高い熱伝導性を示し、

  垂直方向は流動方向の1/3〜1/5程度の熱伝導率を示します。

  

  図1に熱伝導性樹脂のサーモグラフィによる熱伝導比較を示します。 

    https://www.unitika.co.jp/plastics/mold/unitikamold/jirei/090916-2.JPG

    (画像が見にくい場合は通常のサイズに戻してご覧ください)

  

    従来のナイロン樹脂(0.2W/(mK))と比較して、周囲へすばやく熱を拡散することにより、

  ヒートスポットが緩和されているのが分かります。

 

  図2に代表的な熱伝導性樹脂の流動性(バーフロー流動長)を示します。 

     https://www.unitika.co.jp/plastics/mold/unitikamold/jirei/090916-3.JPG

    (画像が見にくい場合は通常のサイズに戻してご覧ください)

  

  ベースポリマーと熱伝導性フィラーをコンパウンドしただけの従来処方では、

  300℃でも流動性は低いのに対し、ナイロン熱伝導性樹脂は280℃での成形が可能で、かつ

  従来処方よりも流動性に優れています。

  

  図3にナイロン熱伝導性樹脂の価格イメージを示します。

  (注2:価格に関しては、フィラーの種類や配合量で大きく変わります。)

    https://www.unitika.co.jp/plastics/mold/unitikamold/jirei/090916-4.JPG

    (画像が見にくい場合は通常のサイズに戻してご覧ください)    

  

  上述したナイロン熱伝導性樹脂は射出成形可能な全ての部材に適用できますが、

  自動車分野、電気・電子分野の熱源ユニット周辺の放熱ユニットへの適用事例が多くなっています。

  

  また、当社では設計から量産まで対応できる成形事業を展開しおり、この熱伝導性樹脂に関しても、

  得意とする封止成形を応用した樹脂部品のモジュール化・一体化の検討が可能です。

  その具体的な一例として、図4に防水型放熱LED照明の事例を示します。

  https://www.unitika.co.jp/plastics/mold/unitikamold/jirei/090916-5.JPG

   (画像が見にくい場合は通常のサイズに戻してご覧ください)

  

  熱伝導性樹脂に関しては、それぞれの用途において熱伝導率などの仕様が異なりますので、

  ご相談いただければ、用途に応じたグレードの開発を検討いたします。

  お気軽にお問い合せください。

 

 

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  今月号は、ナイロン熱伝導性樹脂による放熱対策に関する情報について述べさせてもらいました。

  詳細な情報が必要な方はお気軽にご返信ください。

  10月号では、熱伝導性塗料に関する情報をお届けします。ご期待ください。

 

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  バックナンバーはコチラ・・・https://www.unitika.co.jp/plastics/mold/unitikamold/index.html

 

 

 

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