JP2001287298A - 接着構造体及びその製造方法 - Google Patents

接着構造体及びその製造方法

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JP2001287298A
JP2001287298A JP2000103794A JP2000103794A JP2001287298A JP 2001287298 A JP2001287298 A JP 2001287298A JP 2000103794 A JP2000103794 A JP 2000103794A JP 2000103794 A JP2000103794 A JP 2000103794A JP 2001287298 A JP2001287298 A JP 2001287298A
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polyurethane
silicone
primer layer
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Hajime Funahashi
一 舟橋
Ikuko Miyamoto
育子 宮本
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Fuji Polymer Industries Co Ltd
Original Assignee
Fuji Polymer Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】グラファイトシート表面にポリウレタンあるい
はポリウレタン誘導体プライマー層を設けることにより
シリコーン組成物と強固に接着する接着構造体とその製
造方法を提供する。 【解決手段】グラファイトシート表面にポリウレタンあ
るいはポリウレタン誘導体プライマー層を設けることに
よりシリコーン組成物と強固に接着させる。例えば、グ
ラファイトシートにポリエステルポリウレタン樹脂を溶
剤で希釈して塗布し、乾燥した後、加熱硬化させ、この
グラファイトシートにシリコーンゴムコンパウンドを圧
延によって塗工し、加熱加硫する。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明はグラファイトシート
とシリコーン組成物の接着構造体及びその製造方法に関
するものである。グラファイトシートとシリコーン組成
物の接着体は電気部品などの熱伝導部品などとして用い
られる。
【従来の技術】被接着物とシリコーン組成物の接着は通
常カップリング剤などで表面処理しておこなう。しかし
被接着物の中には被接着物表面上に水酸基が少ないため
カップリング剤の効果を十分に発揮できない場合があ
る。グラファイトシートはその典型例である。しかし多
少の効果はあるので、特開平3−51302号公報、特
開平11−340673号公報に提案されているように
シランカップリング剤でグラファイトシートの表面処理
をしてシリコーン組成物を接着させている例がある。グ
ラファイトシートは高熱伝導性であるが同時に導電性で
ある。よって電子部品に使用される場合は、電気絶縁性
を要求される場合にはグラファイト表面に絶縁層を設け
る必要がある。一般的にはポリエステルを貼る場合が多
い。しかし、ポリエステルなどは熱伝導性が非常に悪い
ため熱性能が低下することがある。そこで熱伝導性シリ
コーン組成物を貼り付けて一体化し、発熱体との密着度
を高め、さらに電気絶縁性を合わせもった電気部品の開
発が要請されている。
【発明が解決しようとする課題】グラファイトシートに
シリコーン組成物接着するにはグラファイトシート表面
上に接着層が形成されるようなプライマーが必要であ
る。しかしながら、シランカップリング剤,チタンカッ
プリング剤,アルミニウムカップリング剤などの単分子
層の被膜では強固な接着性を発揮するには不十分であと
いう問題があった。本発明は前記従来の課題を解決する
ため、グラファイトシート表面にポリウレタンあるいは
ポリウレタン誘導体のプライマー層を設けることにより
シリコーン組成物と強固に接着することができる接着構
造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のグラファイトシートとシリコーン組成物の
接着構造体は、グラファイトシート表面にポリウレタン
またはポリウレタン誘導体プライマー層を形成し、その
表面にシリコーン組成物を貼り合わせることを特徴とす
る。これによりグラファイトシートとシリコーン組成物
とは強固に接着させることができる。前記接着構造体に
おいては、シリコーン組成物が電気絶縁性の熱伝導性フ
ィラーを20.0〜97.0重量%の範囲含んでいるこ
とが好ましい。これによりグラファイトシートに熱伝導
性シリコーン組成物を貼り合せて一体化できる。熱伝導
性フィラーとしては、電気絶縁性のフェライトが好まし
い。電気絶縁性の熱伝導性フィラーとしては、金属酸化
物,窒化物,炭化物が添加されていてもよい。また前記
接着構造体においては、シリコーン組成物がシリコーン
ゴム組成物またはシリコーンゲル組成物であることが好
ましい。また、プライマー層の厚みは0.1〜75μm
の範囲であることが好ましい。次に本発明の接着構造体
の製造方法は、グラファイトシート表面にポリウレタン
またはポリウレタン誘導体を溶液状態で塗布し、乾燥し
てプライマー層を形成し、その後シリコーン組成物と接
着させることを特徴とする。前記方法においては、シリ
コーン組成物を圧延または印刷でグラファイトシート表
面に載せ熱を加えることによって接着することが好まし
い。加熱は、温度25〜150℃の範囲、加熱時間3〜
3000分間の範囲行うのが好ましい。
【発明の実施の形態】本発明に使用するグラファイトシ
ートは天然グラファイトを圧延ロールで製造したシート
や高分子フィルムを高温で処理することで製造したシー
トがありどちらを使用してもよい。グラファイト表面上
に生成させる被膜はポリウレタンあるいはポリウレタン
誘導体がよい。ポリウレタンあるいはポリウレタン誘導
体被膜の構成物質としてはウレタン系接着剤の構成と同
様でイソシアネート化合物,活性水素化合物を骨格とし
てその他充填剤,可塑剤,安定剤を添加したものであ
る。本発明はウレタンあるいはウレタン誘導体接着剤を
プライマーとして使用する。ウレタンあるいはウレタン
誘導体接着剤には硬化の形態によって2液型,湿気硬化
型,蒸発固化型がありどれを使用してもよいが蒸発固化
型が好ましい。ウレタンあるいはウレタン誘導体接着剤
は溶剤型,エマルジョン型などがあるが無溶剤型を溶剤
で希釈することによって使用してもよい。ウレタンある
いはウレタン誘導体接着剤の塗布は刷毛,スプレー,浸
せきなどによっておこなう。乾燥は風乾または温風乾燥
によっておこなう。皮膜生成は加熱によっておこなう。
塗布,乾燥,皮膜生成方法は使用するウレタンあるいは
ウレタン誘導体接着剤に応じて任意選択する。シリコー
ン組成物はシリコーンゲルあるいはシリコーンゴムをベ
ースとして電気絶縁性の熱伝導性フィラー,電気絶縁性
のフェライト,補強剤,可塑剤,加硫剤,架橋剤,難燃
剤を添加したものである。熱伝導性フィラーとしては金
属酸化物,窒化物,炭化物があり、金属酸化物としては
酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化
カルシウム、酸化ジルコニウム、窒化物としては、窒化
アルミニウム、窒化硼素、窒化珪素などがあり、炭化物
としては炭化珪素、炭化チタン、炭化硼素などがありこ
れらの一種または二種以上の混合物が好適に用いられ
る。フェライトは一般式M2+O・Fe23(M=Fe,
Mn,Co,Ni,Zn)で表せるソフトフェライトと
一般式MO・6Fe23(MはBa2+,Sr2+)で表せ
るハードソフトフェライトがある。補強剤には補強シリ
カ、石英、炭酸カルシウム、ポリテトラフルオロエチレ
ンなどがあり、必要に応じて添加してよい。架橋剤には
両末端、片末端がビニル基ポリジメチルシロキサンやポ
リメチルハイドロシロキサン、ポリメチルハイドロジメ
チルシロキサンコポリマーなどがありここに挙げた限り
ではなくまた必要に応じて使用してもよい。可塑剤には
ジメチルポリシロキサン,メチルハイドロジェンポリシ
ロキサン,メチルフェニルポリシロキサン,アルキル変
性シリコーンなどがありここに挙げた限りではなくまた
必要に応じて使用してもよい。加硫剤はベンゾイルパー
オキサイド,2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイ
ド,ジキュミパーオキサイド,ジターシャリーブチルパ
ーオキサイド,2,5−ジメチル−2.5−ビス(ター
シャリーブチルパーオキシ)−ヘキサンなどがあり一種
または二種以上の混合物が好適に用いられる。本発明は
難燃性付与のため塩化白金酸、アルコール変性塩化白金
酸、白金オレフィン錯体、メチルポリビニルシロキサン
白金錯体などの白金化合物の一種、二種以上の混合物が
好適に用いられる。また、難燃助剤として酸化鉄、酸化
チタン、カーボンブラック、水酸化アルミニウム、水酸
化マグネシウムなどがあり一種または二種以上の混合物
が好適に用いられる。シリコーン組成物は圧延あるいは
印刷でグラファイトシート表面に載せるのがよい。圧延
はグラファイトシート上に上記のシリコーン組成物を載
せ、二つのロールの間を通過させることによっておこな
われる。この方法はシリコーン組成物のベースとしてシ
リコーンゲルが用いられるときに有効な方法である。一
方、印刷はどのようなシリコーン組成物でもグラファイ
トシート表面に載せることができグラファイトシート上
の任意の場所にのみシリコーン組成物を載せるようなこ
とも可能である。圧延の場合はそのままオーブン加硫,
プレス加硫によってシリコーン組成物を加硫させる。印
刷の場合は溶剤などを揮発させてオーブン加硫によって
シリコーン組成物を加硫させる。本発明はグラファイト
シート表面にポリウレタンあるいはポリウレタン誘導体
被膜層を設けることによりシリコーン組成物と強固に接
着した接着組成物を得ることができる。
【実施例】以下実施例により本発明をさらに具体的に説
明する。まずシリコーン組成物は以下のように用意し
た。シリコーンゲル(JCR6106、東レ・ダウコー
コング(株)製)100重量部に酸化アルミニウム30
0重量部添加し混練りしてコンパウンドを用意した。グ
ラファイトシートはUCAR CARSBON社製12
00 CLASSGRAFOILを使用した。
【実施例1】グラファイトシートにポリエステルポリウ
レタン樹脂(タイホース CS397 大日本インキ化
学工業株式会社製)をメチルエチルケトンで30重量%
の希釈溶液を作成し、これを刷毛によって塗布した。そ
の後、1日風乾後、100℃、1時間加熱硬化させた。
乾燥後のプライマー層の厚みは20μmであった。この
グラファイトシートを使用して上記コンパウンドを圧延
によって塗工しオーブンで100℃で30分加硫させ
た。
【実施例2】グラファイトシートにポリウレタン樹脂
(ユーロック 405、1液硬化型、広野化学工業株式
会社製)をメチルエチルケトンで濃度30重量%の希釈
溶液を作成し刷毛によって塗布した。その後、1日風乾
後、100℃、1時間加熱硬化させた。乾燥後のプライ
マー層の厚みは20μmであった。このグラファイトシ
ートを使用して上記コンパウンドを圧延によって塗工し
オーブンで100℃、30分加硫させた。
【比較例1】グラファイトシートに上記コンパウンドを
圧延によって塗工しオーブンで100℃ 30分加硫さ
せた。
【比較例2】グラファイトシートにシランカップリング
剤(SH6040)を刷毛によって塗布した。すぐに上
記コンパウンドを圧延によって塗工しオーブンで100
℃ 30分加硫させた。
【比較例3】グラファイトシートにシランカップリング
剤(プライマーD)を刷毛によって塗布した。1日風乾
後上記コンパウンドを圧延によって塗工しオーブンで1
00℃ 30分加硫させた。実施例1,2と比較例1,
2,3の接着状態は以下のとおりである。接着状態の確
認はグラファイトシート上にあるシリコーン組成物を手
でグラファイトシートに対して、引っ張り角度90°で
引っ張ることでおこなった。結果を下記の表1に示す。
【表1】 表1において、界面破壊とは、グラファイトシートとシ
リコーン組成物との境界で接着の破壊が起こることをい
う。表1からもわかるとおり比較例1,2,3では接着
体の破壊はグラファイトシートとシリコーン組成物との
界面で発生するのに対して、実施例1,2ではグラファ
イトシートとシリコーン組成物との界面で破壊は発生せ
ずグラファイトシートが先に破壊した。
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によればグ
ラファイトシート表面にポリウレタンあるいはポリウレ
タン誘導体プライマー層を設けることにより、シリコー
ン組成物と強固に接着する接着構造体とその製造方法を
提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AA19 AB11B AD11A AK41 AK41J AK51 AK51A AK51J AK52B AL01 AL05B AN02B BA02 CA30B EJ062 EJ172 EJ372 EJ422 EJ65A EJ652 GB41 JG04B JJ01B JL11 JM10B 4J040 EF031 JA02 JA03 JA13 JB04 JB05 LA06 MA01 MA10 MB03 MB05 NA19 PA03 PA30

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】グラファイトシート表面にポリウレタンま
    たはポリウレタン誘導体プライマー層を形成し、その表
    面にシリコーン組成物を貼り合わせることを特徴とする
    グラファイトシートとシリコーン組成物の接着構造体。
  2. 【請求項2】シリコーン組成物が電気絶縁性の熱伝導性
    フィラーを含んでいる請求項1に記載の接着構造体。
  3. 【請求項3】熱伝導性フィラーが電気絶縁性のフェライ
    トである請求項2に記載の接着構造体。
  4. 【請求項4】シリコーン組成物がシリコーンゴム組成物
    またはシリコーンゲル組成物である請求項1に記載の接
    着構造体。
  5. 【請求項5】プライマー層の厚みが0.1〜75μmの
    範囲である請求項1〜4のいずれかに記載の接着構造
    体。
  6. 【請求項6】グラファイトシート表面にポリウレタンま
    たはポリウレタン誘導体を溶液状態で塗布し、乾燥して
    プライマー層を形成し、その後シリコーン組成物と接着
    させることを特徴とする接着構造体の製造方法。
  7. 【請求項7】シリコーン組成物を圧延または印刷でグラ
    ファイトシート表面に載せ熱を加えることによって接着
    する請求項6に記載の接着構造体の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007012913A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Polymatech Co Ltd 放熱シート及び放熱構造
JP2010064434A (ja) * 2008-09-12 2010-03-25 Taika:Kk 曲面発熱体用冷感パッド積層体およびその用途品

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