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公開番号2025142230
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-30
出願番号2025122038,2024062572
出願日2025-07-22,2020-10-20
発明の名称ワイヤーハーネス
出願人株式会社オートネットワーク技術研究所,住友電装株式会社,住友電気工業株式会社,国立大学法人九州大学
代理人弁理士法人上野特許事務所
主分類C09K 5/14 20060101AFI20250919BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】比重を小さく抑えながら、高い熱伝導性を発揮することができる熱伝導性フィラー、また、そのような熱伝導性フィラーを含んだ熱伝導性複合材料およびワイヤーハーネス、そのような熱伝導性フィラーを製造することができる熱伝導性フィラーの製造方法を提供する。
【解決手段】基材粒子11と、前記基材粒子11を被覆する被覆層12と、を有し、前記被覆層12は、前記基材粒子11の表面に、化学結合を介して結合されて、前記基材粒子11の表面を被覆するゲル状物質12aと、前記ゲル状物質12aの層内に分散された、前記基材粒子11および前記ゲル状物質12aよりも高い熱伝導率と大きな比重を有する熱伝導性物質12bと、を含む、熱伝導性フィラー10とする。また、前記熱伝導性フィラー10がマトリクス材料2中に分散されている、熱伝導性複合材料1とする。さらに、前記熱伝導性複合材料1を含む、ワイヤーハーネスとする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
熱伝導性複合材料を含む、ワイヤーハーネスであって、
前記熱伝導性複合材料は、
熱伝導性フィラーと、
マトリクス材料と、を含み、
前記熱伝導性フィラーが前記マトリクス材料中に分散されており、
前記熱伝導性フィラーは、
基材粒子と、
前記基材粒子を被覆する被覆層と、を有し、
前記被覆層は、
前記基材粒子の表面に、化学結合を介して結合されて、前記基材粒子の表面を被覆するゲル状物質と、
前記ゲル状物質の層内に分散された、前記基材粒子および前記ゲル状物質よりも高い熱伝導率と大きな比重を有する熱伝導性物質と、を含む、ワイヤーハーネス。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記基材粒子は、中空状である、請求項１に記載のワイヤーハーネス。
【請求項３】
前記熱伝導性フィラーは、比重が１．８以下である、請求項１または請求項２に記載のワイヤーハーネス。
【請求項４】
前記マトリクス材料は、有機ポリマーを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。
【請求項５】
前記熱伝導性複合材料は、比重が１．４以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。
【請求項６】
前記熱伝導性複合材料は、室温における熱伝導率が、０．９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のワイヤーハーネス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱伝導性フィラー、熱伝導性複合材料、ワイヤーハーネス、および熱伝導性フィラーの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電気電子部品を構成する絶縁性部材において、放熱性を高め、通電等による発熱の影響を小さく抑える目的で、有機ポリマー材料に、熱伝導性フィラーが添加される場合がある。熱伝導性フィラーは、多くの場合、アルミナや窒化アルミニウム、窒化ホウ素等、熱伝導性の高い無機化合物より構成される。
【０００３】
近年、自動車用エレクトロニクスをはじめとする種々の電気電子部品において、大電流化や集積化が進んでおり、通電時の発熱量が増大する傾向にある。その発熱の影響を抑制する手段として、例えば、自動車用ワイヤーハーネスであれば、電線をフラット化し、電線の表面積を増やすことや、電線を高熱伝導性の外装材に効率良く接触させること等、部材の形状や構造の改良による放熱性の向上が進められている。一方で、電線被覆や電線外装材等、電気電子部品の絶縁性部材を構成する材料自体の熱伝導性を高めることも、放熱性の向上に重要である。
【０００４】
有機ポリマー材料等に、多量のフィラーを混合すれば、材料の熱伝導性を高めることができるが、無機化合物よりなるフィラーを多量に有機ポリマー材料に混合すると、材料の比重が大きくなってしまい、電気電子部品を軽量化することが難しくなる。自動車等、製品全体の軽量化の観点から、製品に搭載される電気電子部品においては、軽量化が重要となる。よって、熱伝導性フィラーを含む材料においても、軽量化が望まれる。そのための方法として、フィラーの添加量を少なく抑えることが試みられている。
【０００５】
フィラーの添加量を少なく抑えながら、高熱伝導性を維持することを目的として、フィラーの形状や粒子配置に関して、工夫がなされている。例えば、特許文献１では、内部に空隙部を有し、空隙率が所定の範囲とされたフィラーが開示されている。特許文献２では、マトリックスとしての樹脂中に、窒化ホウ素粒子を、一次粒子の積層体である二次粒子を層間剥離させる剥離工程を経ることにより生じた剥離扁平粒子の状態で分散させた、無機有機複合組成物が開示されている。特許文献３では、形状に異方性をもつ高熱伝導性フィラー同士が直接接触して、マトリックス樹脂中で網目構造を形成している高熱伝導性複合体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－１８４９号公報
特開２０１２－２５５０５５号公報
特開２０１０－１３５８０号公報
特開２０１２－１２２０５７号公報
特開２０１５－１７８５４３号公報
特開２０１５－１０８０５８号公報
特開２００３－２２１４５３号公報
特開２０１４－１３３６７８号公報
特開２０２０－２９５２４号公報
特開２０１９－１２３９８３号公報
【非特許文献】
【０００７】
渡辺秀夫ら「表面改質処理によるナノシリカ中空粒子のポリマー中分散性の改善」、化学工学会第40回秋季大会要旨集Ｋ２１６、２００８年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
アルミナや窒化アルミニウム、窒化ホウ素に代表される無機化合物は、高い熱伝導性を示す一方、比重が大きく、フィラーとして有機ポリマー材料等に添加して複合材料とした際に、複合材料全体としての比重を小さく保ちながら、高熱伝導性を達成することは、難しい。特に、アルミナ等の酸化物よりなるフィラーは、比重が大きくなりやすい。特許文献１～３に記載されるように、フィラーの形状や粒子配置の工夫により、無機化合物の添加量をある程度少なく抑えることはできるが、限界がある。フィラーの構成材料を検討することで、フィラー自体の比重を低減することができれば、フィラーを添加した複合材料において、軽量化と高熱伝導性の両立を、さらに高度に達成できる可能性がある。
【０００９】
例えば、中空粒子等、比重の小さい材料と、高い熱伝導性を有する材料を複合してフィラーを形成することができれば、フィラー全体として、軽量性と高熱伝導性を両立できる可能性がある。ガラス等の中空粒子を他の材料と複合した材料が、特許文献８～１０および非特許文献１等に開示されている。しかし、ガラス等無機化合物の粒子の表面に、熱伝導を担う物質の層を、強固に固着させ、かつ熱伝導性の発揮に十分な厚さで設けることは、容易ではない。ガラス等よりなる中空粒子の表面に、熱伝導性物質を、化学結合を介して結合させることができれば、熱伝導性物質の層を中空粒子に強固に固定することができると期待されるが、ガラス等の無機化合物の粒子の表面に直接形成できる化学結合の密度は限られており、また、化学結合の影響が及ぶ範囲は、粒子と熱伝導性物質との間の界面のごく薄い領域に限られてしまう。
【００１０】
そこで、比重を小さく抑えながら、高い熱伝導性を発揮することができる熱伝導性フィラー、また、そのような熱伝導性フィラーを含んだ熱伝導性複合材料およびワイヤーハーネス、そのような熱伝導性フィラーを製造することができる熱伝導性フィラーの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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