JP2003133490A - 熱伝導性組成物及び熱伝導性成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、熱伝導性充填材を高比率で含有
し、耐熱性に優れ、内部に気泡のない熱伝導性成形体を
効率的に生産できる熱伝導性組成物およびそれを用いて
得られる熱伝導性成形体をを提供するものである。 【解決手段】 塊状重合法により得られ分子鎖に反応性
官能基を有しかつ常圧下１５０℃の１０分間加熱の重量
減少が２％以下のアクリル系重合体、前記アクリル系重
合体の反応性官能基と反応性を有する官能基を分子鎖中
に平均２個以上有しかつ常圧下１００℃の１０分間加熱
の重量減少が３％以下の化合物、および熱伝導性充填
材、含む熱伝導性組成物、および上記の熱伝導性組成物
からなる成形体を特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器等の部品
の熱を放熱するためのシート等の成形体を製造するため
に使用する熱伝導性組成物、及びそれを用いて得られる
熱伝導性成形体に関する。

【０００２】

【従来技術】一般的に、電子機器部品においては、使用
時に装置内に発熱する部品があり、これらの部品の熱に
よる破損防止あるいは部品の安定作動を目的に、金属製
のヒートシンク等が取り付けられる。さらに、必要に応
じてヒートシンクをファン等により強制的に空冷するこ
とも行われている。さらに、大きな発熱を伴う部品にお
いては、水循環による水冷、半導体素子の一種であるペ
ルチェ素子を用いて強制的に冷却させる等の方法も用い
られている。これら冷却装置を発熱体に取り付ける際、
両者間の接触を密にして熱を有効に冷却装置へ伝達して
やる必要がある。このような役割をするものとしては、
熱伝導材がある。熱伝導材は、冷却装置と発熱体の間に
介在して使用されるものであり、両者間の熱の伝達を改
善するものである。すなわち、両者間に空気層などの空
隙が存在すると熱が有効に冷却装置側へ伝達されないの
で、空気層が入り込まないような工夫がなされている。
このような熱伝導材として、一般的には熱分解安定性、
難燃性の点でシリコーン系グリスや、熱伝導率を高めた
シリコーンゴムシート／シリコーンゲルシートが使用さ
れている。しかしながら、シリコーン系グリスは、高粘
度液状物のため、取扱いがしずらく、また、発熱部品に
塗布する場合の塗布量のコントロールが難しく、さらに
高温になるにつれグリスの流動性が高まり流出などの問
題もある。また、大きな凸凹面に対しては密着性の問題
で実質的に使用することは困難である。さらに、シリコ
ーン系材料のため、シロキサンガスの発生が僅かながら
あり、電極接点などへ付着し接点不良を発生させる可能
性もある。熱伝導率を高めたシリコーンゴムシートある
いは、それより低硬度のシリコーンゲルシートの場合、
シリコーン樹脂そのものが高価であるばかりか、製造に
おいても加硫工程を必要とするため容易には製造できな
いものである。さらに上記シリコーン系グリスの場合と
同様にシロキサンガスの発生による接点不良の問題も発
生する。このようなシリコーン系グリス、ゴム、ゲルの
問題点を解決するため、窒化硼素等の熱伝導性充填材を
含有したゴム系、ウレタン系、アクリル系の熱伝導材が
考案されているが、それぞれに問題点があり、一部の限
定された用途のみの使用にとどまっている。例えば、天
然ゴム、合成ゴムなどのゴム系樹脂に熱伝導性充填材を
混合しシート化したゴム系シートの場合、加硫工程を必
要とし製造し難い問題があり、また熱伝導性充填材を高
比率で混合することも難しく、さらに難燃性にも問題が
あるものであった。一方、加硫工程を必要としない熱可
塑性エラストマーを用いたものでは、やはり熱伝導性充
填材を高比率で混合することが難しいばかりか、得られ
るシートの耐熱性が低いという問題点もあった。ウレタ
ン系樹脂に熱伝導性充填材を混合したシートの場合、既
重合のウレタンエラストマーを使用したものでは耐熱性
に問題があった。また、熱伝導性充填材を混入した単分
子ポリオールとイソシアネートを反応させシート化した
ものでは耐候性の問題で長期使用には適さないものであ
った。アクリル系樹脂に熱伝導性充填材を混合したシー
トの場合、いままでは、既重合のいわゆるアクリルゴム
を樹脂マトリックスとして使用していたため、熱伝導性
充填材を高比率で混合することが難しく、得られるシー
トの耐熱性が劣るものであった。一方、熱伝導性感圧接
着剤として上市されている、溶剤に溶解したアクリル樹
脂あるいは水に分散させたエマルジョン系アクリル樹脂
に熱伝導性充填材を配合したもは、離型性フイルム等に
コーテイングすることにより薄膜化することも可能であ
るが、反面、溶剤または水を除去するため厚さを大きく
することが困難であり、３００ミクロン程度の厚みが上
限であった。厚さを大きくした場合、溶剤または水を充
分に乾燥できず、えられたシート又はフィルムに気泡が
発生する場合がある。気泡がシート内部に生成されると
熱伝導性を著しく阻害するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な熱伝導材の抱える問題点を解決するためになされたも
のであって、熱伝導性充填材を高比率で含有し、耐熱性
に優れ、内部に気泡のない熱伝導性成形体を効率的に生
産できる熱伝導性組成物、およびそれを用いて得られる
熱伝導性成形体を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の熱伝導性組成物
は、下記、Ａ、Ｃ、Ｄを含むことを特徴とする。 Ａ：分子鎖に反応性官能基を有しかつ常圧下１５０℃の
１０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合法により
得られるアクリル系重合体。 Ｃ：Ａの反応性官能基と反応性を有する官能基を分子鎖
中に平均２個以上有しかつ常圧下１００℃の１０分間加
熱の重量減少が３％以下の化合物。 Ｄ：熱伝導性充填材。

【０００５】また、本発明の熱伝導性組成物は、下記、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを含み、Ｂ／Ａの重量比が１／９９〜４
０／６０であることを特徴とする。 Ａ：分子鎖に反応性官能基を有しかつ常圧下１５０℃の
１０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合法により
得られるアクリル系重合体。 Ｂ：分子鎖に反応性官能基を持たずかつ常圧下１５０℃
の１０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合法によ
り得られるアクリル系重合体。 Ｃ：Ａの反応性官能基と反応性を有する官能基を分子鎖
中に平均２個以上有しかつ常圧下１００℃の１０分間加
熱の重量減少が３％以下の化合物。 Ｄ：熱伝導性充填材。

【０００６】また、本発明の熱伝導性成形体は、分子鎖
に反応性官能基を有しかつ常圧下１５０℃の１０分間加
熱の重量減少が２％以下の塊状重合法により得られるア
クリル系重合体、前記アクリル系共重合体の反応性官能
基と反応性を有する官能基を分子鎖中に平均２個以上有
しかつ常圧下１００℃の１０分間加熱の重量減少が３％
以下の化合物、および熱伝導性充填材を含む混合物を反
応硬化させてなることを特徴とする。

【０００７】分子鎖に反応性官能基を有しかつ常圧下１
５０℃の１０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合
法により得られるアクリル系重合体（以下単にアクリル
重合体Ａという）の重量減少が２％より大きいと、反応
性官能基とこれに反応する化合物との反応により鎖延長
する際の障害になるばかりか、得られる成形体（シート
等）の内部に気泡を発生させる原因になる。なお、アク
リル系重合体が重量減少する理由としては、未反応の残
留モノマー分もしくは極低分子量ダイマー、トリマー、
オリゴマー等が存在するためであると考えられる。ま
た、分子鎖に反応性官能基を持たずかつ常圧下１５０℃
の１０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合法によ
り得られるアクリル系重合体（以下単にアクリル系重合
体Ｂという）の重量減少も２％より大きいと、得られる
成形体の内部に気泡を発生させる原因になる。同様に、
Ａの反応性官能基と反応性を有する官能基を分子鎖中に
平均２個以上有しかつ常圧下１００℃の１０分間加熱の
重量減少が３％以下の化合物（以下単に化合物Ｃとい
う）の重量減少が３％より大きいと、得られる成形体の
内部に気泡を発生させる原因になる。

【０００８】本発明は、アクリル重合体として、得られ
る成形体を柔らかくする目的で、アクリル重合体Ａの他
に、アクリル系重合体Ｂを含ませることが好ましく、そ
の重量比はアクリル系重合体Ｂ／アクリル系重合体Ａ＝
１／９９〜４０／６０であることが好ましい。重量比が
１／９９より小さいと、得られる成形体を柔らかくする
効果がほとんど発現しない場合があり、４０／６０より
大きいと硬化が不完全で、成形体が得られない傾向にあ
る。

【０００９】本発明のアクリル系重合体Ａ及びアクリル
系重合体Ｂは、塊状重合法によって重合するものであ
る。一般に、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンおよ
びこれらの誘導体のような重合性二重結合を有する重合
性化合物は、ラジカル重合開始剤の存在下に溶液重合法
（ソリューション法）（例えば、乳化重合法（エマルジ
ョン重合法）、懸濁重合法（サスペンジョン重合法）
等）、および塊状重合法（バルク法）によって重合可能
であり、こうして得られる重合体は、成形体、粘着剤、
塗料、繊維、シーリング剤など種々の用途に利用されこ
うした重合体のうち、溶液重合法（乳化重合法、懸濁重
合法 等）、によって製造される重合体は、反応溶媒や
分散媒などの液体中で重合させるため、重合条件を制御
しやすく、均質で高効率で目的とする重合体を比較的容
易に製造できるものである。

【００１０】しかしながら、こうした液体中での重合方
法では、生成した重合液体から重合体そのものを分離す
る必要があり、重合体が固体化するものであれば比較的
容易に分離を行えるが、重合体が液状のままのもので
は、分離が難しく、そのまま塗料、接着剤等として使用
する場合が多い。そのため、重合体そのものを必要とす
る場合、分留、濾過、洗浄等の複雑な操作が必要である
ばかりか、完全に液体分を除去することは非常に難しい
ものである。

【００１１】このように液体を媒体として使う重合方法
に対して、以前において塊状重合（バルク法）では、媒
体を使用しないことから、液体の分離および残留する不
純物等の問題はなく、効率よく高純度の重合体を生成で
きる利点はあるものの、重合反応の制御が難しく、生成
される重合体の構造、分子量の均一性に劣るものであっ
たが、近年、これら塊状重合の問題点を触媒の選択、開
始剤を兼ねたモノマーの使用などにより、高効率で分子
量分布の比較的均一なアクリル重合体を得ることができ
るようになり、本発明では、塊状重合法により得られる
アクリル系重合体を用いたものである。（特表昭５９−
６２０７、特開昭６０−２１５００７、特開平１０−１
７６４０、特開２０００−２３９３０８、特開２０００
−１２８９１１、特開２００１−４００３７参照）

【００１２】本発明に使用するアクリル系重合体Ａは、
官能基を有さないアクリル系モノマーを主体に、これに
共重合可能な、ビニル系モノマー及び官能基を有するモ
ノマーを共重合することにより得られる。アクリル系重
合体Ａは、その分子鎖に反応性官能基を有し、この官能
基が水酸基、カルボキシル基、グリシジル基のいずれか
であることが必要である。これら官能基は、分子鎖末端
にあっても、また、分子鎖中間に存在しても、また、側
鎖上に存在しても構わない。さらに反応性官能基が平均
して分子鎖に２個以上存在することが好ましく、これよ
り少ないと、反応性官能基が化合物Ｃと反応し充分鎖延
長することができず、耐熱性の低下や、最悪の場合、成
形体を得ることが困難になる。これら官能基の導入は、
一般的な方法でよく、すなわち共重合時に官能基を有し
たモノマーを共重合させることによりなされる。また、
得られた重合体が２種類以上の異なった官能基を有して
いても構わないが、化合物Ｃとの硬化反応に際して反応
が安定せず制御が困難になる傾向にある。

【００１３】官能基を有さないアクリル系モノマーとし
ては、アクリル酸アルキルエステル、脂環式アルキルア
クリレート、メタクリル酸アルキルエステル、脂環式ア
ルキルメタクリレート等が挙げられる。

【００１４】アクリル酸アルキルエステルとしては、メ
チルアクリレート（アクリル酸メチル）、エチルアクリ
レート（アクリル酸エチル）、プロピルアクリレート
（アクリル酸プロピル）、ｉｓｏ−プロピルアクリレー
ト（アクリル酸−ｉｓｏ−プロピル）、ｎ−ブチルアク
リレート（アクリル酸−ｎ−ブチル）、ｉｓｏ−ブチル
アクリレート（アクリル酸−ｉｓｏ−ブチル）、ｔｅｒ
ｔ−ブチルアクリレート（アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチ
ル）、２−エチルヘキシルアクリレート（アクリル酸−
２−エチルヘキシル）、オクチルアクリレート（アクリ
ル酸オクチル）、ｉｓｏ−オクチルアクリレート（アク
リル酸−ｉｓｏ−オクチル）、デシルアクリレート（ア
クリル酸デシル）、ｉｓｏ−デシルアクリレート（アク
リル酸イソデシル）、ｉｓｏ−ノニルアクリレート（ア
クリル酸−ｉｓｏ−ノニル）、ネオペンチルアクリレー
ト（アクリル酸ネオペンチル）、トリデシルアクリレー
ト（アクリル酸トリデシル）、ラウリルアクリレート
（アクリル酸ラウリル）等が挙げられる。

【００１５】脂環式アルキルアクリレートとしては、シ
クロヘキシルアクリレート、イソボルニルアクリレー
ト、トリシクロデシルアクリレート、テトラヒドロフル
フリルアクリレート等が挙げられる。

【００１６】メタクリル酸アルキルエステルとしては、
メチルメタクリレート（メタクリル酸メチル）、エチル
メタクリレート（メタクリル酸エチル）、プロピルメタ
クリレート（メタクリル酸プロピル）、ｉｓｏ−プロピ
ルメタクリレート（メタクリル酸−ｉｓｏ−プロピ
ル）、ｎ−ブチルメタクリレート（メタクリル酸−ｎ−
ブチル）、ｉｓｏ−ブチルメタクリレート（メタクリル
酸−ｉｓｏ−ブチル）、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレー
ト（メタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル）、２−エチルヘ
キシルメタクリレート（メタクリル酸−２−エチルヘキ
シル）、オクチルメタクリレート（メタクリル酸オクチ
ル）、ｉｓｏ−オクチルメタクリレート（メタクリル酸
−ｉｓｏ−オクチル）、デシルメタクリレート（メタク
リル酸デシル）、イソデシルメタクリレート（メタクリ
ル酸イソデシル）、イソノニルメタクリレート（メタク
リル酸イソノニル）、ネオペンチルメタクリレート（メ
タクリル酸ネオペンチル）、トリデシルメタクリレート
（メタクリル酸トリデシル）、ラウリルメタクリレート
（メタクリル酸ラウリル）等が挙げられる。

【００１７】脂環式アルキルメタクリレートとしては、
シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルメタクリ
レート、トリシクロデシルメタクリレート、テトラヒド
ロフルフリルメタクリレート等が挙げられる。

【００１８】これらの中で、アクリル酸アルキルエステ
ル、メタクリル酸アルキルエステルが好ましく、特にｎ
−ブチルアクリレート（アクリル酸−ｎ−ブチル）、２
−エチルヘキシルアクリレート（アクリル酸−２−エチ
ルヘキシル）が好ましい。

【００１９】ビニル系モノマーとしては、アクリロニト
リル、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ジメチ
ルアクリルアミド、Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、Ｎ
−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ−ジメチルア
ミノエチルメタクリレート、Ｎ−ジエチルアミノエチル
アクリレート、Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレー
ト、酢酸ビニル、スチレン、α−メチルスチレン、ジビ
ニルベンゼン、アリル（メタ）アクリレート等が挙げら
れる。

【００２０】官能基を有するモノマーとしては、水酸基
含有モノマー、カルボキシル基含有モノマー、グリシジ
ル基含有モノマーが挙げられる。

【００２１】水酸基含有モノマーとしては、ヒドロキシ
メチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、ヒロドキシブチルアクリレー
ト、ヒドロキシブチルメタクリレート、２−ヒドロキシ
プロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタク
リレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペ
ンタエリスリトールメタクリレート、グリセリンモノア
クリレート、グリセリンモノメタクリレート、アクリル
酸又はメタクリル酸とポリプロピレングリコール又はポ
リエチレングリコールとのモノエステル、エチレングリ
コールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリ
レート、ブチレングリコールジアクリレート、ブチレン
グリコールジメタクリレート、ラクトン類と２−ヒドロ
キシエチルアクリレート又は２−ヒドロキシエチルメタ
クリレートとの付加物、等が挙げられる。

【００２２】カルボキシル基含有モノマーとしては、ア
クリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マ
レイン酸、フマル酸等が挙げられる。グリシジル基含有
モノマーとしては、グリシジルアクリレート、グリシジ
ルメタクリレート、２−エチルグリシジルアクリレー
ト、２−エチルグリシジルメタクリレート、アリルグリ
シジルエーテル等が挙げられる。

【００２３】また、本発明に使用するのアクリル系重合
体Ａは、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用
いたゲルパーミュエションクロマトグラフィー（ＧＰ
Ｃ）測定によるポリスチレン換算の数平均分子量が２０
００〜１００００であることが好ましい。数平均分子量
が２０００未満であると、得られる成形体の耐熱性、耐
候性が劣る傾向にあり、また成形体がシート状物の場
合、硬度が高くなり過ぎる傾向にある。また逆に数平均
分子量が１００００を超えると、アクリル系重合体の流
動性がなくなる傾向にあり、熱伝導性充填剤を高比率で
充填させることが困難となるばかりか、成形加工性にも
劣る傾向にある。

【００２４】本発明に使用するアクリル系重合体Ｂは、
官能基を有さないアクリル系モノマーを主体に、これに
共重合可能な、ビニル系モノマーを共重合することによ
り行われる。

【００２５】官能基を有さないアクリル系モノマー及び
ビニル系モノマーとしては、アクリル系重合体Ａを重合
するために用いたものと同様なものが挙げられる。

【００２６】アクリル系重合体Ｂは、ゲルパーミュエシ
ョンクロマトグラフィー（ＧＰＣ）測定によるポリスチ
レン換算の数平均分子量が１０００〜１００００である
ことが好ましい。数平均分子量１０００未満であると、
得られる成形体において単分子がブリードアウトしやす
くなる。また、逆に数平均分子量１００００を超えると
アクリル系重合体の流動性が悪くなり、熱伝導性充填剤
を高比率で充填させることが困難となるばかりか、成形
加工性にも劣る傾向にある。

【００２７】本発明に使用する化合物Ｃは、アクリル系
重合体Ａの反応性官能基と反応し結合を作るものである
が、その反応の際に副生成物を伴うものは好ましくな
い。例えば、アクリル系重合体Ａの反応性官能基が水酸
基、化合物Ｃの官能基がカルボキシル基であると、両者
の反応により副生成物として水が発生する。これら副生
成物は硬化される成形体中に残留する場合が多く、とく
に気泡の発生を伴うために好ましくない。したがって、
アクリル系重合体Ａの反応性官能基が水酸基である場
合、イソシアネート系化合物、酸無水物等が選択使用さ
れる。この中で特にイソシアネート系化合物が好適に使
用される。

【００２８】イソシアネート化合物としては、種々のも
のが使用できるが、常温で液状のものが好ましく、溶剤
で希釈することは得られる成形体に気泡が発生する可能
性があるので好ましくない。これらイソシアネートとし
ては、耐候性に優れる点で、ヘキサメチレンジイソシア
ネート（ＨＤＩ）等の脂肪族系イソシアネートが特に好
適に使用される。

【００２９】アクリル系重合体Ａの反応性官能基がカル
ボキシル基である場合、エポキシ系化合物（グリシジル
基含有化合物）等を選択使用することが可能である。例
えば、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラグリシジル−ｍ−キシレン
ジアミン等が挙げられる。

【００３０】アクリル系重合体Ａの反応性官能基がグリ
シジル基である場合、アミン系化合物、イソシアネート
系化合物、メルカプト系化合物、クロルスルホニル系化
合物、イミダゾール系化合物、酸無水物等が選択使用さ
れる。これらの中で、ジエチレントリアミン等のアミン
系化合物、無水マレイン酸等の酸無水物及びテレフタル
酸等のカルボン酸系化合物が特に好適に使用される。

【００３１】アクリル系重合体Ａと、アクリル系重合体
Ｂと、化合物Ｃとを混合撹拌して硬化させて成形体を得
るには、必要に応じて触媒を加えることも可能である。

【００３２】触媒としては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ
−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’
−テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’
−-テトラメチルプロパン、１，３−ジアミン、Ｎ，
Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサン−１，６−ジア
ミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’’，Ｎ’’−ペンタメチル
ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’
−ペンタメチルジプロピレン-トリアミン、テトラメチ
ルグアニジン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’’−ジ
メチルピペラジン、Ｎ−メチル−Ｎ’−（２−ジメチル
アミノ）−エチルピペラジン、Ｎ−メチルモルホリン、
Ｎ−（Ｎ’−ジメチルアミノエチル)−モルホリン、
１，２−ジメチルイミダゾール、ジメチルアミノエタノ
ール、ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’−トリメチルアミノエチル−エタノール、Ｎ−メチ
ル−Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル)−エタノールアミ
ン、Ｎ−メチル−Ｎ’−(２−ヒドロキシエチル)−ピペ
ラジン、Ｎ−(２−ヒドロキシエチル)モルホリン、ビス
(２−ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコ
ールビス(３−ジメチル)−アミノプロピルエーテル等の
アミン系触媒、オクテン酸鉛、オクチル酸鉛、ジブチル
錫ジラウレート、ジブチル錫メルカプタイド、ジブチル
錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジ
オクチル錫メルカプタイド、ジオクチル錫チオカルボキ
シレート等の有機金属化合物、炭酸カルシウム、重炭酸
ソーダ等が挙げられる。中でも、有機金属化合物を使用
することが反応性の点で特に好ましい。また、触媒の配
合量は、アクリル系重合体Ａ１００重量部に対して０．
０１〜１０重量部が好ましく、より好ましくは０．０２
〜３重量部である。組成物に触媒を混合する方法として
は、アクリル系重合体Ａやアクリル系重合体Ｂに触媒を
配合しておいて、その後、化合物Ｃを混合することが好
ましい。

【００３３】本発明に使用される熱伝導性充填材として
は、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミ
ニウム、窒化硼素、窒化珪素、水酸化アルミニウム、ア
ルミニウム、銅、銀、鉄等の熱伝導性の高い材料が用い
られ、これらを単独で用いることも可能であり、また複
数の充填材を組み合わせて用いることも可能である。さ
らに、これら熱伝導性充填材と一般に使用されている一
般充填材、例えば炭酸カルシウム、クレー、カオリン等
を組み合わせて使用することも何ら問題ない。これら熱
伝導性充填材の大きさ、形状は特に制限されるものでは
ないが、粒径はおおよそ０．５〜８０μｍ、形状は似球
状のものが特に好ましく用いられる。熱伝導性充填材は
所望の熱伝導率を得るためにその添加量を適宜調整され
るものであり、アクリル系重合体Ａ、アクリル系重合体
Ｂ、化合物Ｃの合計１００重量部に対して８０〜６００
重量部の量を添加することにより達成される。

【００３４】本発明の熱伝導性成形体は、熱伝導性組成
物のアクリル系重合体Ａを主剤とし、化合物Ｃを硬化剤
としてアクリル系重合体Ａの官能基と化合物Ｃの官能基
との反応硬化作用により固化形成されるものである。こ
のように、基本的に２つの成分の混合撹拌によって固化
が行われ、その際にアクリル系重合体Ａおよび／または
化合物Ｃに熱伝導性充填材を予め混合しておくものであ
る。また、アクリル系重合体Ａおよび／または化合物Ｃ
にアクリル系重合体Ｂを予め混合しておくことが好まし
い。

【００３５】主剤としてのアクリル系重合体Ａに、熱伝
導性充填材、アクリル系重合体Ｂを適宜の比率で配合す
るすることが可能であり、配合方法としては、おのおの
を計量し混合撹拌することにより作製される。硬化剤と
しての化合物Ｃに、熱伝導性充填材、アクリル系重合体
Ｂを適宜の比率で配合することが可能であり、配合方法
としては、おのおのを計量し混合撹拌することにより作
製される。

【００３６】主剤や硬化剤を作製するための混合撹拌方
法に関しては、特に制限されるものではなく、重合体の
組成、充填材の種類、配合量により選定されるものであ
り、具体的には、デイゾルバーミキサー、ホモミキサー
等の撹拌機を用いることが可能である。この際に、主剤
や硬化剤に必要に応じて顔料などの着色剤、酸化防止
剤、耐候安定剤、耐熱安定剤、触媒等を適宜添加するこ
とが可能である。また、混合撹拌された配合物は必要に
応じて未分散の充填材等の固まりを除去する目的で濾過
することも何ら問題ない。なお、混合撹拌で液中に生じ
た気泡を減圧下で脱泡することは必要である。

【００３７】熱伝導性成形体の成形加工の方法として
は、成形加工の直前に主剤と硬化剤とを混合撹拌して得
られたペースト状の混合物を反応硬化させることによっ
ても良いし、アクリル系重合体Ａと化合物Ｃとの組合せ
において常温での反応の進行が遅い場合、予め主剤、硬
化剤を混合撹拌して得られたペースト状の混合物を加熱
により反応硬化させることによっても良い。混合撹拌
は、上記の撹拌機で撹拌後脱泡したり、スタティックミ
キサーにより混合撹拌することができる。加熱する温度
は、官能基の種類によって異なるが、８０〜１６０℃程
度に設定すると良い。また、熱伝導性成形体は、主剤と
硬化剤を混合撹拌して得られたペースト状の混合物を、
型に注入することにより立体形状を有したものとしても
良いし、また、混合物を剥離処理がなされたフイルム
（セパレーターフイルム）、紙（離型紙）の上にコーテ
イングすることによりシート状成形体としても良い。

【００３８】シート状成形体とした場合の厚さは、０．
２〜３ｍｍとすることが好ましい。これより薄いと、電
子機器との部品（発熱体）とヒートシンク等の冷却装置
との間にシート状成形体を介在させても隙間が発生して
十分な熱伝導剤としての役目を果たせない。また、これ
より厚いと熱抵抗が大きくなってやはり熱伝導材として
の役目を果たせない。これら、シート状成形体は、必要
に応じてロール状に切断することが可能であり、任意の
形状に裁断することにより熱伝導が必要な部位に容易に
貼着させることも可能である。この際に、硬化反応に際
して気泡の発生が抑えられるために、熱伝導を阻害する
気泡の無い良好な成形体が得られることが特徴である。

【００３９】

【実施例】以下、実験例により本発明を更に詳細に説明
する。 （実施例１〜１１、比較例１〜９）表４に示す組成のア
クリル系重合体、充填材、顔料、触媒を表１、表２、表
３に示す割合で配合し、混合撹拌後充分に脱泡し、表４
に示す官能基含有化合物を混合撹拌し、表面が離型処理
されているポリエステルフイルム上にコーテイングし
た。コーテイング後、１３０℃のオーブン中で１０分間
加熱することにより硬化させた。さらに、常温にて２４
時間放置することにより養生し熱伝導性シート状成形体
を得た。なお、上記硬化条件においても硬化しないもの
は、性能評価を除外した。

【００４０】（参考例１）ミラブル型シリコーン樹脂に
窒化アルミ粉を１００重量部混合し、カレンダー法にて
厚さ１．０ｍｍのに圧延し１９０℃にて加熱加硫するこ
とによりシートを作製した（２次加硫無し）。

【００４１】（参考例２）スチレン系熱可塑性エラスト
マーに酸化マグネシウム粉を８０重量部添加しコンパウ
ンド用２軸押出機によりペレット化する。このペレット
をＴダイスを取り付けた単軸押出機により押出すことに
よりシートを作製した。

【００４２】（参考例３）２ＥＨＡ／ＢＡを主体とする
水酸基含有のアクリル系粘着剤（不揮発分濃度８０ｗｔ
％、溶剤組成：酢酸エチル／トルエン＝４０／６０）１
００重量部に酸化アルミニウム（表４に示す充填材１）
を３００重量部添加し、イソシアネート系硬化剤２重量
部を添加し、剥離処理したポリエステルフイルム上にコ
ーテイングした。オーブンにて７０℃×１分、９０℃×
１分、１１０℃×１分と徐々に温度を上げて、合計３分
間加熱乾燥することによりシートを作製した。 （参考例４）市販の熱伝導性シリコーングリス。

【００４３】表１〜表４において、官能基含有アクリル
系重合体（１）〜（３）が本発明に使用されるアクリル
系重合体Ａである。官能基を持たないアクリル系重合体
（１）、（２）が本発明に使用されるアクリル系重合体
Ｂである。官能基含有化合物（１）、（２）が本発明に
使用する化合物Ｃである。充填材（１）、（２）が本発
明に使用する熱伝導性充填材である。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】

【表５】

【００４９】

【表６】

【００５０】

【表７】

【００５１】表５、表６、表７に実施例１〜１１、比較
例１〜９、参考例１〜４の組成物より得られた熱伝導性
シート状成形体の評価を示した。 （硬化性）○：硬化、△：不完全硬化、×：ほとんど硬
化せず （熱伝導率）京都電子社製、迅速熱伝導率測定器ＴＱＭ
−５００にて測定。○：０．７０（Ｗ／ｍＫ）以上、
△：０．３０〜０．６９、×：０．３０未満 （耐熱性）ＴＧＡ（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉ
ｃ Ａｎａｌｙｚｅｒ熱天秤）にて大気雰囲気下で測
定、分解開始温度を記録。○：１８０℃以上、△：１５
０〜１７９、×：１５０未満 （気泡の発生）○：発生せず、×：発生 （シロキサンガスの発生）○：発生せず、×：発生 （高温圧縮による変形）５×５ｃｍのシートを２枚のア
ルミ板（５×５ｃｍ）に挟み２５００ｇの荷重をかけた
状態で１００℃×６０分加熱、アルミ板の脇からのはみ
出しを観測。○：はみ出しなし、×：はみ出し有り （得られたシートの取り扱い性）○：取り扱いやすい、
△：やや取り扱いにくい （コスト）○：安価、△：安価〜高価、×：高価

【００５２】実施例９で得られたシート状成形体は、薄
くて発熱する部品やヒートシンクへの装着が若干困難な
ものであり、実施例１０で得られたシート状成形体は、
厚くて発熱する部品やヒートシンクへの密着性が若干良
くないものであった。

【００５３】

【発明の効果】本発明の熱伝導性組成物によれば、熱伝
導性充填材を高比率で含有し、耐熱性に優れ、内部に気
泡のない熱伝導性成形体を効率的に生産できるものであ
る。また、本発明の熱伝導性成形体によれば、電子機器
等の部品の熱を冷却装置に良好に伝達する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/373 Ｈ０１Ｌ 23/36 Ｍ Ｆターム(参考） 4J002 BG042 BG062 BG071 DA077 DA087 DA097 DE077 DE147 DF017 DJ007 DK007 ED026 EN006 ER006 EU116 EV016 EV236 GQ00 4J031 AA19 AA20 AA24 AB01 AC03 AC04 AC05 AC08 AD01 AE11 AF23 5F036 AA01 BB21 BD21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記、Ａ、Ｃ、Ｄを含むことを特徴とする
   熱伝導性組成物。 Ａ：分子鎖に反応性官能基を有しかつ常圧下１５０℃の
   １０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合法により
   得られるアクリル系重合体。 Ｃ：Ａの反応性官能基と反応性を有する官能基を分子鎖
   中に平均２個以上有しかつ常圧下１００℃の１０分間加
   熱の重量減少が３％以下の化合物。 Ｄ：熱伝導性充填材。
2. 【請求項２】下記、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを含み、重量比Ｂ／
   Ａが１／９９〜４０／６０であることを特徴とする熱伝
   導性組成物。 Ａ：分子鎖に反応性官能基を有しかつ常圧下１５０℃の
   １０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合法により
   得られるアクリル系重合体。 Ｂ：分子鎖に反応性官能基を持たずかつ常圧下１５０℃
   の１０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合法によ
   り得られるアクリル系重合体。 Ｃ：Ａの反応性官能基と反応性を有する官能基を分子鎖
   中に平均２個以上有しかつ常圧下１００℃の１０分間加
   熱の重量減少が３％以下の化合物。 Ｄ：熱伝導性充填材。
3. 【請求項３】Ａの数平均分子量が２０００〜１００００
   の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２記載の熱
   伝導性組成物。
4. 【請求項４】分子鎖に反応性官能基を有しかつ常圧下１
   ５０℃の１０分間加熱の重量減少が２％以下の塊状重合
   法により得られるアクリル系重合体、前記アクリル系共
   重合体の反応性官能基と反応性を有する官能基を分子鎖
   中に平均２個以上有しかつ常圧下１００℃の１０分間加
   熱の重量減少が３％以下の化合物、および熱伝導性充填
   材を含む混合物を反応硬化させてなることを特徴とする
   熱伝導性成形体。