エアロゲル断熱材による熱対策の強化
ゴアはエレクトロニクスの熱制御を進化させます
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製品概要
エアロゲルはユニークな構造を持つ素材です。非常に空孔率が高く、通常は体積の95〜99%が空気で構成されています。この低密度で多孔質の固体素材は、軽量で耐久性があります。こうした特徴から、エアロゲル断熱材は様々な用途で有効なソリューションとなっています。
その中でもユニークな断熱特性を持つのが、シリカエアロゲルです。エアロゲルの熱伝導率は空気より低いため、空気よりも大きな断熱効果を発揮することができます。これは、メソポーラス材料（細孔の直径が2〜50nmの多孔質材料）であるためです。この孔径は空気の平均自由行程よりも小さいため、分子は素材中を蛇行することを余儀なくされ、結果として熱の伝達が阻害されます。この現象はクヌーセン効果として知られています。
エアロゲル断熱材
エアロゲル断熱材は、厚い織物構造内に含有され、航空宇宙業界で長年使用されてきました。最近では、シリカエアロゲルのエレクトロニクスへの利用が進んでいます。
エアロゲル断熱材の多くは、不織布などの基材にシリカエアロゲルをコーティングしたものです。しかしこれでは、構造体においてエアロゲルの分布に偏りが生じ、以下のような問題の原因となります。
- エアロゲル断熱材の熱伝導率のばらつき
- エアロゲル粒子の離脱（エアロゲルが構造体と結合していないため）
ゴアが新たに開発したエアロゲルベースの製品「GORE® Thermal Insulation」は、このような不均一性や離脱の問題を解決しています。
- ゴアのシリカエアロゲル断熱材は、PTFEマトリックス中にエアロゲルが非常に均一に分布するため、空気より約20%低い熱伝導率を有しています。
- また、GORE® Thermal Insulationは、エアロゲルがPTFEマトリックスに結合しているため、離脱の恐れがないという点で他の断熱材より優れます。
- ゴアの加工技術により、特定の厚みの断熱材をラインナップしています。これは、機器によってギャップの大きさが異なるエレクトロニクス用途のエアロゲル断熱材として大きなメリットとなっています。
エアロゲル断熱材の設計と取付方法
GORE® Thermal Insulation 断面図
最適なパフォーマンスを実現するには、適切な断熱材の設計（厚みと面積）を選択することが不可欠です。エアロゲルを用いた熱設計には、ヒートスポットの面積に対する断熱面積の最適化が重要となります。
GORE® Thermal Insulationは、適切なサイズや形状に型抜きされたパーツ状態で提供されます。電子機器にエアロゲル断熱材を組み込むには、粘着剤と保護フィルムを使用します。ゴアは、エアロゲル断熱材の取付方法に関するガイダンスやサポートをお客様に提供しています
エアロゲル断熱材の特性
GORE® Thermal Insulationの熱伝導率は約0.020 W/m•K（厚みによる）、比熱容量は1.8J/g °Cです。エアロゲル断熱材の最大使用温度は、使用される粘着剤により決定されます。GORE® Thermal Insulationの場合、通常の最大使用温度は100 °Cです。高温環境に適した粘着剤を選択することで、このエアロゲル断熱材は最大320 °Cまで使用可能です。
| 特性 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 断熱材厚さa | 0.10 mm | 0.12 mm | 0.23 mm | 0.28 mm | 0.38 mm | 0.53 mm |
| 封止構造のための粘着材幅b | 1 mm | 1 mm | 1 mm | 1 mm | 1 mm | 1.5 mm |
| 熱伝導率 (k) c | 0.021 W/m•K | 0.020 W/m•K | ||||
| 圧縮率 @ 100 kPa (14.5 psi) | 13% | 8% | ||||
| 比熱容量d | 1.8 J/g °C | |||||
| かさ密度 | 0.37 g/cc | |||||
| 使用温度e | -40°C～100°C | |||||
| 保護フィルム素材 | PETフィルム（黒色） | |||||
| 粘着材タイプ | アクリル | |||||
| RoHS対応f | 適合 | |||||
| 最大サイズ | 100 mm × 200 mm | |||||
a 積層製品に用いる各素材厚さの総厚
b 最小値
c 改訂版ASTM C518に準拠した熱伝導率測定による
d 75℃で、ASTM E2716 メソッドBによる測定値
e 100℃以上が求められる用途に対して、代替材料を適用
f 上記製品はGOREが知る限りにおいて、RoHS指令（2011/65/EU）に記載の最大濃度を超える規制物質を一切含まず、また、委員会委任指令（2015/863）を含む改訂RoHS第 4条の物質規制に適合しています。
*値はすべて公称値であり、仕様や保証値ではありません。
空気より低い熱伝導率
GORE® Thermal Insulationは、現在利用している熱対策ソリューションの熱拡散効果を高めることができます。高度のエアロゲル技術によって垂直方向の熱伝導率(Kz値）が空気より格段に低いGORE®Thermal Insulationは、エアギャップをしのぐ断熱効果を発揮します。単独で、または熱拡散部材と併用することで、より高性能な熱設計を実現することができます。
GORE® Thermal Insulationの技術情報はこちらからご覧ください
設計から製造まで、お客様に寄り添った製品サポート
ゴアの製品が、世界のOEMに支持されているのは、ペースが早く競争の激しい市場で、 当社の製品とサービスが開発及び部品供給面でのリスクを低くしながら、差別化された 画期的な製品を開発するのに役立っているからです。
世界のモバイル業界への提供実績
ゴアは、世界のOEMの幅広い用途（スマー トフォン、スマートウォッチ、イヤホン、スマー トスピーカー、カメラ、タブレット、無線機な ど）に、ベントフィルター製品の理想的供給 パートナーとして数十年の実績を積み上げてきました。
迅速な設計対応
設計への素早い対応ゴアは、モバイルエレクトロニクス産業で求められる迅速な設計・試作対応を通じて、開発チームがスケジュール通りにプロジェクトを進められよう支援しています。
供給安定性
モバイルエレクトロニクスの分野で長年の経験を有するゴアは、プロジェクトの成功に欠かせない製品の大量供給や素早い量産化対応を、製品性能を維持しながら迅速なタイミングで行うことができます。
確かなパフォーマンス
用途に対して最適な製品を供給するために、ゴアは品質、性能、信頼性全てにおいて最高な基準を保つようにしています。
本製品は、工業製品に限定してご使用ください。
食品、医薬品、化粧品または医療機器の製造、加工、包装工程にはご使用いただけません。
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