一種絕熱片、使用其的電子設備及絕熱片的制造方法與流程

本發明涉及一種絕熱片及其制造方法，另外，還涉及包含該絕熱片的電子設備。

背景技術：

現在，便攜設備正在以非常快的速度普及。今后便攜設備的小型化、薄型化及高性能化會更加進步。在此，便攜設備大多情況下會由人長時間進行手持操作。因此，將便攜設備的表面溫度抑制得較低是至關重要的。

作為防止便攜設備的表面溫度上升的方法，有在便攜設備中的發熱部件的正上方敷設石墨片的方法。在該方法中，通過用石墨片使發熱部件的熱擴散，并使便攜設備內的溫度分布平均化，從而降低局部的溫度上升(專利文獻1)。然而，隨著作為發熱部件的半導體芯片的高性能化，表面到達溫度比以往上升，在僅依賴石墨片的熱對策中存在限制。

因此，可以想到石墨片與絕熱材料的組合。作為絕熱性能高的絕熱材料，有二氧化硅氣凝膠。

二氧化硅氣凝膠已知是具有90％以上的空隙率的納米多孔體。另外，從經年劣化、耐熱性的觀點出發，已知比已有的絕熱材料優異且具有15mW/mK左右的優異的導熱率。然而，二氧化硅氣凝膠由于形成數10nm級的二氧化硅粒子以點接觸連接的網絡結構，因此機械強度并不那么大。因此，為了克服其脆弱性，正在研究通過將二氧化硅氣凝膠與纖維、無紡布及樹脂等復合化來提高強度。

專利文獻2提出了如下方法：將二氧化硅氣溶膠散布到由低熔點纖維和高熔點纖維這兩個成分構成的纖維材料中，并利用加熱加壓制成絕熱材料。在該方法中，通過將低熔點纖維以熔點以上進行加熱壓縮，從而二氧化硅氣凝膠與纖維結合，使氣凝膠的脫落得到緩和。

此外，關于二氧化硅氣凝膠與纖維樹脂的復合體，已知專利文獻3、4。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5267439號

專利文獻2：日本專利第4237253號

專利文獻3：日本專利第4898435號

專利文獻4：日本特開2013－100406號

技術實現要素：

本發明提供厚度均質且絕熱性高的絕熱片、使用該絕熱片的設備及該絕熱片的制造方法。

本發明的一個方案的絕熱片具有第1二氧化硅干凝膠層、第2二氧化硅干凝膠層和復合層。第1二氧化硅干凝膠層包含第1二氧化硅干凝膠，第2二氧化硅干凝膠層包含第2二氧化硅干凝膠。復合層位于第1二氧化硅干凝膠層與第2二氧化硅干凝膠層之間、且含有至少一種無紡布纖維和第3二氧化硅干凝膠。第3二氧化硅干凝膠位于無紡布纖維中的空間體積。

另外，本發明的一個方案的電子設備具有伴有發熱的電子部件和容納該電子部件的框體，并且在電子部件與框體之間配置有所述絕熱片。

另外，本發明的一個方案為制造上述絕熱片的方法。在該方法中，在無紡布纖維中含浸溶膠溶液而使其凝膠化，形成復合層。然后，將該復合層夾持于膜中，進行加壓，在復合層的表面形成第1二氧化硅干凝膠層或第2二氧化硅干凝膠層。

根據本發明的絕熱片，即使在電子設備的框體內的狹小空間內也能充分發揮絕熱效果，并且可以有效地降低從發熱部件向框體的傳熱。本發明的絕熱片的導熱率比以往的絕熱片低，因此，即使薄也具有絕熱效果。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式中的絕熱片的剖面圖。

圖2為表示圖1所示絕熱片的制造方法的流程圖。

圖3為包含圖1所示絕熱片的電子設備的局部剖視圖。

圖4A為表示在絕熱片中測定掃描型電子顯微鏡觀察(SEM)的圖像的場所的圖。

圖4B為表示絕熱片的SEM圖像的圖。

圖4C為表示絕熱片的SEM圖像的圖。

圖4D為表示絕熱片的SEM圖像的圖。

具體實施方式

在對本發明的實施方式進行說明之前，對現有技術中的問題點進行簡單說明。就上述的專利文獻2的方法而言，在低熔點纖維熔解時，熔解的纖維樹脂進入到二氧化硅氣凝膠的納米級的微孔中。其結果是，復合材料的導熱率高達27mW/mK以上，有損絕熱性。因此，在有限的空間內，難以利用該方法有效地隔絕從發熱部件向弱耐熱部件的熱流。另外，專利文獻3、4也存在同樣的問題。

近年來，電子設備的小型化、薄型化更進一步取得進展，向框體內加入厚絕熱材料的空間變得極小。像便攜設備那樣，在有限的空間體積內，為了有效地隔絕熱，需要顯著提高材料固有的絕熱性，以便即使絕熱材料本身的厚度薄，也能有效地絕熱。

另外，需要降低厚度不均。然而，迄今為止并未提出即使薄也能有效地絕熱的高性能的絕熱片。此外，也并未研究假設將該絕熱片裝入狹小的框體內，而降低絕熱片的厚度不均。

以下，參照附圖對解決上述課題的本實施方式進行說明。

＜絕熱片103＞

圖1是本實施方式的絕熱片103的剖視圖。絕熱片103由包含無紡布和二氧化硅干凝膠的復合層102以及位于其上表面及下表面的二氧化硅干凝膠層101構成。例如，上表面的二氧化硅干凝膠層101為第1二氧化硅干凝膠層，下表面的二氧化硅干凝膠層101為第2二氧化硅干凝膠層。

＜二氧化硅干凝膠層101＞

在復合層102的表面(雙面)具有至少10nm以上的厚度的二氧化硅干凝膠層101。二氧化硅干凝膠層101為由二氧化硅干凝膠構成的單一層。單一層是指不含纖維等而僅由二氧化硅干凝膠構成的層。予以說明，也可以僅二氧化硅干凝膠層101的一方為由二氧化硅干凝膠構成的單一層。

在二氧化硅干凝膠層101中，形成10nm級的二氧化硅粒子以點接觸連結的網絡結構。由此可知：若二氧化硅干凝膠層101的厚度為10nm以上，則二氧化硅干凝膠層101的表面整體成為二氧化硅干凝膠。予以說明，也可以僅二氧化硅干凝膠層101的一方的厚度為10nm以下。

另外，若增厚二氧化硅干凝膠層101，則絕熱性能提高，但是強度變弱。因此，二氧化硅干凝膠層101的厚度優選為100nm以下。予以說明，也可以僅二氧化硅干凝膠層101的一方的厚度為100nm以下。

＜復合層102＞

復合層102包含二氧化硅干凝膠和無紡布纖維。復合層102為絕熱片103的主構成要素。在復合層102中，二氧化硅干凝膠位于無紡布纖維中的空間體積。

＜絕熱片103的導熱率＞

絕熱片103的導熱率為0.014～0.024W/mK。該導熱率可以視為無紡布纖維的導熱率與存在于無紡布的空隙的二氧化硅干凝膠的導熱率的大致總和。

無紡布的導熱率為0.030～0.060W/mK。二氧化硅干凝膠的導熱率為0.010～0.015W/mK。通過將它們復合化，從而成為上述低導熱率。

＜二氧化硅干凝膠＞

二氧化硅干凝膠存在于復合層102和其兩面的二氧化硅干凝膠層101中。這三層中的二氧化硅干凝膠可以相同，也可以不同。予以說明，下述的例子中，三層中的二氧化硅干凝膠相同。即，二氧化硅干凝膠從復合層102向其兩面的二氧化硅干凝膠層101連續地連接。

但是，可以另外將不同的二氧化硅干凝膠分別設置于兩面的二氧化硅干凝膠層101。不同的二氧化硅干凝膠是指，在廣泛而并非同一條件下制作的二氧化硅干凝膠，密度、組成等可以不同。

二氧化硅干凝膠為無機多孔體且具有90％以上的空隙。不含有CO₂、環戊烷等低導熱率的發泡氣體而具有空氣的平均自由行程即68nm以下的微孔徑。由此可知，具有優異的絕熱效果。干凝膠由于形成數10nm級的二氧化硅粒子以點接觸連結的網絡結構，因此機械強度欠缺。在此，將通過超臨界干燥得到的干凝膠作為“二氧化硅氣凝膠”，通過常壓干燥得到的干凝膠作為“二氧化硅干凝膠”，按照干燥方法的不同而分開使用。

＜絕熱片103的厚度＞

絕熱片103的厚度優選為0.03mm以上且1.5mm以下的范圍內，更優選為0.05mm以上且1.0mm以下的范圍內。此時，在絕熱片103的上表面及下表面形成二氧化硅干凝膠層101，在復合層102的無紡布纖維的最外表面含有10nm以上的二氧化硅干凝膠層101的單一層。

在絕熱片103的厚度薄于0.03mm的情況下，厚度方向的絕熱效果降低。因此，若導熱率未實現接近真空的水平的非常低的導熱率，則不能良好地防止從其一面向另一面的厚度方向的熱傳遞。

若絕熱片103的厚度厚0.05mm以上，則可以確保厚度方向的絕熱效果。

另一方面，若絕熱片103比1.0mm厚，則難以裝入近年來薄型化、小型化取得進展的便攜設備內。尤其，在智能手機、平板等移動設備中，若厚度比1.5mm厚，則更難以裝入設備中。

＜絕熱片103中的二氧化硅干凝膠的含有率＞

二氧化硅干凝膠在絕熱片103的重量中所占的比例(二氧化硅干凝膠層101與復合層102的合計)的最佳范圍根據無紡布纖維的單位面積重量、體積密度、厚度而不同。因此，不能一概而論，但是，二氧化硅干凝膠的比例只要為至少30重量％以上即可。

在二氧化硅干凝膠的比例不足30重量％的情況下，難以低導熱率化，同時無法吸收絕熱片103的厚度不均。

在二氧化硅干凝膠的比例高于80重量％的情況下，導熱率雖然下降，但是柔軟性、強度不足，通過反復使用，有可能引起二氧化硅干凝膠的脫落。因此，二氧化硅干凝膠的比例只要為80重量％以下即可。

＜無紡布纖維的單位面積重量＞

作為在復合層102中使用的無紡布纖維的單位面積重量，使用5～120g/m²。關于單位面積重量，利用以下的實施例進行說明。予以說明，單位面積重量是指每單位面積的重量。

＜無紡布纖維的厚度＞

無紡布纖維的厚度根據無紡布纖維的制造方法而異，一般無紡布纖維的厚度不均較大。出于吸收(緩和)該厚度不均的目的，在無紡布纖維中的空間體積內填充二氧化硅干凝膠后，再在其上表面及下表面形成二氧化硅干凝膠層101。因此，優選選擇相對于絕熱片103的平均目標厚度為60～90％的范圍的厚度的無紡布纖維。若為目標厚度的60～90％的范圍內，則可以在保持無紡布纖維特有的柔軟性的基礎上緩和無紡布纖維的厚度不均。

＜無紡布纖維的體積密度＞

無紡布纖維的體積密度優選為100kg/m³以上且500kg/m³以下的范圍內。在該范圍的無紡布纖維的情況下，可以提高絕熱片103中的二氧化硅干凝膠的含有率，進一步降低導熱率。

由于使用伴有機械強度的無紡布纖維作為連續體，因此體積密度需要至少為100kg/m³。另外，在無紡布纖維的體積密度大于500kg/m³的情況下，無紡布纖維中的空間體積變小。因此，可以填充到無紡布纖維中的二氧化硅干凝膠相對減少，導熱率變高。關于體積密度的值，在以下的實施例中也進行說明。

＜無紡布纖維的材質＞

作為在復合層102中使用的無紡布纖維的材質，可以利用無機纖維系的玻璃棉或石棉、有機纖維系的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、天然系的羊毛或纖維素等。即，復合層102中使用的無紡布纖維包含無機無紡布纖維或有機無紡布纖維作為主成分。

＜絕熱片103的制造方法及使用原料＞

圖2為表示絕熱片103的制造方法的流程圖。以下，參照圖2示出制造絕熱片103的方法的一例。

(1)原料混合

在高摩爾硅酸水溶液(東曹產業(株)、SiO₂濃度為14重量％)22.29重量份中添加作為催化劑的濃鹽酸0.31重量份(1.4重量％)，進行攪拌，調合二氧化硅氣溶膠溶液(以下為溶膠溶液)。

二氧化硅的原料種類并不限定于高摩爾硅酸鈉，也可以使用烷氧基硅烷或水玻璃(低摩爾比)。高摩爾硅酸水溶液是指，SiO₂的一次粒子的粒度分布為大致2～20nm的范圍且位于水玻璃與膠體二氧化硅的中間尺寸的二氧化硅原料，與通常的水玻璃相比，鈉成分被降低至1重量％以下。

為了維持二氧化硅干凝膠的強度，SiO₂濃度優選為10重量％以上。為了減少固體的傳熱成分而減小導熱率，優選為16重量％以下。為了促進高摩爾硅酸水溶液中的硅酸的水解反應，優選添加酸催化劑。

作為所使用的酸的種類，可列舉：鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸、亞硫酸、磷酸、亞磷酸、次磷酸、氯酸、亞氯酸、次氯酸等無機酸類；酸性磷酸鋁、酸性磷酸鎂、酸性磷酸鋅等酸性磷酸鹽類；乙酸、丙酸、草酸、琥珀酸、檸檬酸、蘋果酸、己二酸、壬二酸等有機酸等。對所使用的酸催化劑的種類并無限制，從所得的二氧化硅干凝膠的凝膠骨架強度、疏水性的觀點出發，優選鹽酸。

例如在鹽酸的情況下，酸的濃度優選為1～12N、更優選為6～12N。在濃度不足1N的情況下，在將高摩爾硅酸水溶液調整為所需的pH時，需要添加更大量的稀鹽酸，因此有時硅酸濃度減少、無法有效地進行二氧化硅網絡的構建。若為6N以上，則與例如添加1N鹽酸的情況相比，添加量為6分之一的量即可，能夠避免SiO₂濃度的降低。

酸催化劑的添加量也取決于所調節的pH值，在鹽酸的情況下，相對于水凝膠的重量100重量份，在12N鹽酸水溶液時，優選為0.5～6.0重量份，更優選為1.0～3.0重量份。

將上述的酸催化劑添加到高摩爾硅酸水溶液中而進行所制備的溶膠溶液的凝膠化。溶膠的凝膠化優選在不使液體溶劑揮發的密閉容器內進行。

在向高摩爾硅酸水溶液中添加酸而使其凝膠化的情況下，此時的pH值優選為4.0～8.0。在pH不足4.0的情況或大于8.0的情況下，根據此時的溫度有時高摩爾硅酸水溶液不發生凝膠化。

溶膠的凝膠化溫度在常壓下的情況下優選為0～100℃、更優選為20～90℃。若凝膠化溫度不足0℃，則不能傳遞作為反應的活性種的硅酸單體所需的熱，不會促進二氧化硅粒子的生長，直至充分進行凝膠化為止需要很多時間。進而，有時所生成的濕潤凝膠的強度低，在干燥時大幅地收縮。另外，有時也無法得到所需的二氧化硅干凝膠。

另外，若凝膠化溫度超過100℃，則即使將容器密閉，在容器中也會出現水揮發而與凝膠分離的現象。由此，所得的濕潤凝膠的體積減小，有時無法得到所需的二氧化硅干凝膠。

若凝膠化溫度為20～90℃的范圍，則不會損害生產率，可以促進二氧化硅粒子的適度的生長和由二氧化硅網絡的形成所致的凝膠化。進而，不會使濕潤凝膠的水分揮發，能夠引發凝膠化，因此更優選。

予以說明，凝膠化時間根據凝膠化溫度、后述的凝膠化后的養護時間而異。但是，凝膠化時間與后述的養護時間的合計時間優選為0.5～72小時，更優選為2～24小時。

這樣，通過進行凝膠化及養護，從而凝膠壁的強度、剛性提高，可以得到在干燥時難以收縮的濕潤凝膠。

若凝膠化時間與養護的合計時間為不足0.5小時，則有時凝膠壁的強度提高不充分。

另外，若凝膠化時間與養護的合計時間長于72小時，則提高凝膠壁的強度時的養護效果欠缺，有時反而會損害生產率。若凝膠化時間與養護的合計時間為2～24小時，則可以充分進行凝膠壁強度的提高而不會損害生產率，因此更優選。

(2)含浸

對無紡布(材質為PET，厚度規格為90μm、單位面積重量為12g/m²、體積密度為130kg/m³、尺寸為12cm見方)注入溶膠溶液。利用手持輥將溶膠溶液壓入無紡布使其含浸溶膠溶液。關于溶膠溶液的含浸量，相對于無紡布纖維中的理論空間體積而過量地使用(100體積％以上)。無紡布中的理論空間體積由無紡布纖維的體積密度來計算。予以說明，如上述所示，無紡布材質、厚度、體積密度并不受上述的限定。另外，作為含浸方法，可以為使無紡布卷按照卷材浸漬于溶膠溶液的方法、以卷對卷(Roll to Roll)的方式邊以一定速度送給無紡布，邊由分配器或噴霧噴嘴涂布溶膠溶液的方法。從生產率的觀點出發，優選卷對卷方式。

(3)膜夾持

將含浸有溶膠溶液的無紡布夾持于PP膜(聚丙烯膜、厚度為50μm×2片、尺寸為B6)，在室溫23℃下放置約20分鐘，使溶膠溶液凝膠化。由此形成含有無紡布纖維和位于無紡布纖維中的空間體積的二氧化硅干凝膠的復合層。關于夾持無紡布的膜的材質、厚度，并不受上述的限定。

膜的材質由于在養護工序中需要加熱，因此適宜為聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。膜的材質優選使用最高溫度為100℃以上且線性熱膨脹系數為100(×10^－6/℃)以下的樹脂原材。

作為膜，在使用線性熱膨脹系數大于100(×10^－6/℃)的樹脂原材的情況下，與無紡布纖維或凝膠的線膨脹系數之差變大。因此，在養護后將凝膠冷卻至室溫的過程中，有時在凝膠中帶入褶皺。予以說明，即使在不將含浸有溶膠溶液的無紡布暫時夾持于膜等的情況下，以雙軸輥或刮板等的任意方法實施厚度控制，凝膠也會大量附著在厚度控制夾具表面。

因此，無法進行目標厚度控制。進而，助長絕熱材料的厚度不均，無法得到具有所需導熱率的絕熱材料。

(4)厚度控制

確認凝膠化后，連同整個膜將含浸無紡布通過間隙設定為190μm(包含膜厚在內)的雙軸輥間。由此，將上述復合層與膜一起進行加壓。然后，從無紡布擠出多余的凝膠，按照目標100μm控制厚度。予以說明，厚度控制的方法并不受上述的限定，也可以利用刮板或壓制等方法控制厚度。

通過擠出該多余的凝膠，從而在復合層的兩面形成成為二氧化硅干凝膠層101的層。通過溢出凝膠，從而在成為復合層102的無紡布部分的兩面形成成為二氧化硅干凝膠層101的層。

厚度控制的時機優選為含浸于無紡布的溶膠溶液發生凝膠化后。優選在溶膠溶液剛發生凝膠化(喪失流動性的狀態)后的90分鐘以內進行厚度控制。若在凝膠化前進行厚度控制，則具有流動性，因此無法得到厚度控制的效果。另外，若經過90分鐘以上，則促進固化，成為完全沒有流動性的狀態，因此因基于厚度控制的壓力而破壞二氧化硅網絡，使凝膠產生裂紋。另外，關于厚度控制時的間隙設定，優選為相對于目標厚度加上2片膜厚度的總厚度減少5～20％的厚度。

例如，在目標厚度為1.0mm、膜厚度為0.05mm的情況下，總厚度為1.1mm，作為間隙設定值，設為0.88～1.05mm。

使間隙設定值小于總厚度的理由為：由于在后續工序(養護、疏水化、干燥工序)中溶脹而變厚，因此預先減去溶脹厚度部分。

在間隙設定值不足總厚度的5％的情況下，有時絕熱片103的厚度的結果厚于目標厚度。若間隙設定值大于厚度的20％，則最終得到的片的厚度偏離目標的±20％以內。

(5)養護

在容器中加入被保持于膜的凝膠，在設定為溫度85℃、濕度85％的恒溫恒濕槽中放置3小時。由此，使二氧化硅粒子生長(硅醇的脫水縮合反應)而形成多孔結構。

養護溫度在常壓下的情況下優選為50～100℃、更優選為60～90℃。

若養護溫度不足50℃，則與凝膠化工序同樣，不能傳遞作為反應的活性種的硅酸單體所需的熱，不能促進二氧化硅粒子的生長。結果，直至充分進行養護為止需要很多時間，而且使所生成的濕潤凝膠的強度變低。進而，有時在干燥時發生大幅收縮，有時無法得到所需的二氧化硅干凝膠。

另外，若養護溫度超過100℃，則即使將容器密閉，在容器中也會出現水揮發而與凝膠分離的現象。由此，所得的濕潤凝膠的體積減少，有時無法得到所需的二氧化硅干凝膠。

另一方面，若養護溫度為60～90℃的范圍，則不會損害生產率，可以適度地促進二氧化硅粒子的生長。另外，可以實現二氧化硅粒子彼此以點接觸連結的頸部分的強化。并且，能夠在不使濕潤凝膠的水分揮發的情況下實施養護。

養護時間還取決于養護溫度，但是優選為0.5～6小時，更優選為1～3小時。

若養護時間不足0.5小時，則有時凝膠壁的強度提高不充分。

若養護時間超過6小時，則提高凝膠壁的強度時的養護效果欠缺，反而有損生產率。

若養護時間為1～3小時，則可以在不損害生產率的情況下充分進行凝膠壁強度的提高。

作為養護條件，必要總體地考慮溫濕度和時間。若考慮凝膠骨架強度的提高與生產率的平衡，則優選在85℃、85％條件下將養護時間設為1～3小時。

為了增大干凝膠的微孔容積或增大平均微孔徑，優選在上述范圍內提高凝膠化溫度或養護溫度、或者在上述范圍內延長凝膠化時間與養護時間的合計時間。

另外，為了減小二氧化硅干凝膠的微孔容積或減小平均微孔徑，優選在上述范圍內降低凝膠化溫度和養護溫度、或者在上述范圍內縮短凝膠化時間與養護時間的合計時間。

(6)膜剝離

從恒溫槽取出養護容器，使其在室溫自然冷卻后，取出養護后的樣品，將膜剝離。

(7)疏水化1(鹽酸浸漬工序)

將凝膠在鹽酸(6～12當量)中浸漬后，在常溫23℃放置45分鐘以上，使鹽酸進入到凝膠中。

(8)疏水化2(硅氧烷處理工序)

使凝膠浸漬于例如作為甲硅烷基化劑的八甲基三硅氧烷與作為醇的2－丙醇(IPA)的混合液中，將其放置在55℃的恒溫槽中，使其反應2小時。

一開始形成三甲基硅氧烷鍵，就從凝膠排出鹽酸水，進行2液分離。上層主要分布硅氧烷，下層主要分布鹽酸水和2－丙醇。

(9)干燥

將凝膠移入150℃的恒溫槽中，使其干燥2小時。

予以說明，為了實現圖1所示的結構，如(2)～(4)中所述那樣，用2片膜夾持含浸有過量溶膠溶液的無紡布纖維，在凝膠化后，通過設定了一定Gap的雙軸輥之間。

就上述制造方法而言，在圖1的結構中，二氧化硅干凝膠從復合層102連續至兩面的二氧化硅干凝膠層101。

但是，可以另外將不同的二氧化硅干凝膠分別設置于兩面的二氧化硅干凝膠層101。例如，若在通過雙軸輥之間以前使凝膠表面附著不同的二氧化硅干凝膠，則成為3層不同的二氧化硅干凝膠。

＜應用例＞

圖3示出作為絕熱片103的應用例的電子設備即便攜設備的局部剖面。在便攜設備的框體106，配置絕熱片103、石墨片104、發熱部件105、基板107。即，該便攜設備具有作為伴有發熱的電子部件的發熱部件105、容納發熱部件105的框體106和配置于發熱部件105與框體106之間的絕熱片103。

利用石墨片104，來擴散發熱部件105的熱。但是，并不向框體106傳熱。因此，可以大幅地降低框體106的表面的局部溫度上升。

實際上，在智能手機、平板中應用了該結構。可以降低從發熱部件105向框體106的傳熱。

實施例

以下，基于實施例對本實施方式進行說明。但是，本實施方式并不受下述實施例的限定。所有的反應均在大氣下進行。

＜評價＞

予以說明，在實施例中，改變無紡布的單位面積重量(每單位面積的無紡布纖維的重量[g/m²])或厚度而制作絕熱片103，測定絕熱片103的導熱率、厚度。

在絕熱片103的導熱率測定中使用熱流計HFM 436Lamda(NETZCH制)和TIM tester(Analysys Tech制)。

在厚度測定中使用Digimatic Indicator H0530(三豐株式會社制)。測定壓力設為7.4kPa。關于測定部位，對于10片絕熱片103，分別在面內測定15點(合計150點)，計算平均厚度和厚度不均3σ。

以下對各實施例、比較例的詳細的條件進行說明。另外，結果和條件如表1所示。

[表1]

＜基準＞

將絕熱片103的導熱率為0.024W/mK以下、厚度不均為3σ20％以下設為合格。將滿足兩者的條件作為綜合評價合格。

已知靜止空氣在常溫下的導熱率為0.026W/mK左右。因此，為了有效地隔絕熱流，需要將絕熱片103的導熱率設為小于靜止空氣的導熱率。因此，絕熱片103的導熱率的合格基準設為比靜止空氣的導熱率低約10％的0.024W/mK以下。

若絕熱片103的導熱率大于0.024W/mK，則與靜止空氣的導熱率相比不怎么變化，因此有損相對于空氣絕熱的優越性。

另外，在絕熱片103面內的厚度偏差大于3σ20％的情況下，在絕熱片103內局部地存在厚度薄的部位。因此，在該薄的部位，無法有效地減少熱點。結果將絕熱片103的厚度偏差的合格基準設為3σ20％以下。

在實施例1～3中，如圖1所示，絕熱片103由復合層102和二氧化硅干凝膠層101構成。

另一方面，在比較例1～3中，不含二氧化硅干凝膠層101而僅由無紡布纖維構成，并非圖1的結構。

＜實施例1＞

在高摩爾硅酸水溶液(東曹產業(株)、SiO₂濃度14重量％)22.29重量份中添加作為催化劑的濃鹽酸0.31重量份(1.4重量％)，進行攪拌，調合溶膠溶液。

接著，對無紡布(材質為PET、厚度為0.902mm、面積為12cm見方、單位面積重量為105g/m²)注入溶膠溶液，用手持輥將溶膠溶液壓入無紡布而使其含浸溶膠溶液。

用PP膜(厚度50μm×2片)夾持含浸有溶膠溶液的無紡布，在室溫23℃下放置20分鐘而使溶膠凝膠化。

確認凝膠化后，連同整個膜將含浸無紡布通過將間隙設定為1.05mm(包含膜厚在內)的雙軸輥間，從無紡布擠出多余的凝膠，按照目標1.00mm來控制厚度。

接著，將上述凝膠以帶膜的狀態放入容器中，在設定為溫度85℃、濕度85％的恒溫恒濕槽中放置3小時。由此使二氧化硅粒子生長(硅醇的脫水縮合反應)而形成多孔結構。

從恒溫槽取出養護容器，使其在室溫自然冷卻后，取出養護后的樣品，將膜剝離。

接著，將凝膠在鹽酸12當量中浸漬后，在常溫23℃放置60分鐘，使鹽酸進入到凝膠中。

接著，使凝膠浸漬到作為甲硅烷基化劑的八甲基三硅氧烷與2－丙醇(IPA)的混合液中，將其放置在55℃的恒溫槽中，使其反應2小時。一開始形成三甲基硅氧烷鍵，就從凝膠排出鹽酸水，成為2液分離的狀態(上層為硅氧烷、下層為鹽酸水、2－丙醇)。

將凝膠移入150℃的恒溫槽中，使其在大氣氣氛下干燥2小時，得到片材。

其結果得到平均厚度為1.05mm、厚度偏差為3σ3.3％、導熱率為0.0189W/mK的絕熱片103。此時的二氧化硅干凝膠的填充率為63.1重量％。

所得的絕熱片103的SEM圖像如圖4B～圖4D所示。拍攝SEM圖像的絕熱片103的場所如圖4A所示。圖4B為從絕熱片103的正上方觀察到的圖像。確認到整面被二氧化硅干凝膠覆蓋。

另外，圖4C、圖4D為觀察絕熱片103的剖面的圖像。確認到在無紡布纖維的空間體積密集地填充有二氧化硅干凝膠、且在無紡布纖維的最外表面也形成二氧化硅干凝膠的單一層。

＜實施例2＞

將無紡布的規格變成平均厚度為0.034mm、單位面積重量為12g/m²，隨之，將原料的使用量變為1/5。除此以外，利用與實施例1同樣的工藝條件制作片材。

其結果得到平均厚度為0.042mm、厚度偏差為3σ18％、導熱率為0.0130W/mK的絕熱片103。此時的二氧化硅干凝膠的填充率為30.0重量％。

＜實施例3＞

將無紡布的規格變成平均厚度為0.023mm、單位面積重量為8g/m²，隨之，將原料的使用量變為1/5。除此以外，利用與實施例1同樣的工藝條件制作片。

其結果得到平均厚度為0.040mm、厚度偏差為3σ13％、導熱率為0.0120W/mK的絕熱片103。此時的二氧化硅干凝膠的填充率為35.8重量％。

＜比較例1＞

使用厚度為0.902mm、單位面積重量為105g/m²、材質為PET的無紡布纖維。不使二氧化硅干凝膠與無紡布纖維復合化。對導熱率進行測定的結果為0.0336W/mK。

＜比較例2＞

將無紡布纖維的規格變成平均厚度為0.034mm、單位面積重量為12g/m²。不使二氧化硅干凝膠與無紡布纖維復合化。對導熱率進行測定的結果為0.0355W/mK。

＜比較例3＞

將無紡布纖維的規格變成平均厚度為0.023mm、單位面積重量為8g/m²。不使二氧化硅干凝膠與無紡布纖維復合化，對導熱率進行測定的結果為0.0343W/mK。

＜結果＞

在實施例1～3中，面內厚度偏差為3σ20％以下，導熱率為0.010～0.024W/mK。該結果可知：無紡布纖維的單位面積重量為5～120g/m²、無紡布纖維的體積密度為116～345kg/m³，考慮到偏差，需要為100～500kg/m³。

由該結果和圖4B～圖4D的絕熱片103的SEM圖像得出以下結論。即，可知需要形成在無紡布纖維的空間體積填充有二氧化硅干凝膠的復合層102和位于無紡布纖維的最外表面的二氧化硅干凝膠層101(單一層)。

予以說明，無紡布纖維的單位面積重量范圍為由最小單位面積重量和最大單位面積重量規定的范圍。考慮到偏差，無紡布纖維的有效體積密度的范圍也為由最大體積密度和最小體積密度規定的范圍。

＜附文＞

予以說明，二氧化硅干凝膠層101并非必須存在于復合層102的兩面，只是優選的例子。

產業上的可利用性

本發明的絕熱片被廣泛利用在電子設備內。并且被用于在信息設備、便攜設備、顯示器、電裝品等涉及熱的全部制品中。

符號說明

101 二氧化硅干凝膠層

102 復合層

103 絕熱片

104 石墨片

105 發熱部件

106 框體

107 基板