JP2006137833A - 片面粘着性シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゴムまたは樹脂からなる基材中にフィラーが充填され、一方の面が他方の面に比べて粘着力の低い片面粘着性シートであって、しかも、製造が容易でフィラーを多量に充填しても良好な片面粘着性が得られる片面粘着性シート、及びその製造方法の提供。
【解決手段】 基材としての未硬化のアクリル樹脂３，比重の小さい小粒径のフィラー５，比重の大きい大粒径のフィラー７を混合し、一方の面を下方に向けた状態で基材を硬化させた。硬化するまでの間に、上記一方の面側に比重の大きい大粒径のフィラー７が沈殿し、その上に比重の小さい小粒径のフィラー５が沈殿する。大粒径のフィラー７は小粒径のフィラー５に比べて基材の粘着性を阻害する効果が高いので、上記一方の面は上記他方の面に比べて粘着力が低下し、片面粘着性シート１に片面粘着性（いわゆる片面タック性）が付与される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、片面にのみ粘着性（いわゆるタック性）を有する片面粘着性シート、及びその製造方法に関する。

従来より、ゴムまたは樹脂からなる基材中に熱伝導フィラーを充填してなる熱伝導シートや、同様の基材中に導電性フィラーを充填してなる電磁波シールドシートなどが知られている。これらのシートは、ＣＰＵ等の電子部品やその電子部品を収容した筐体など（以下、電子部品等という）に貼り付けて使用される場合がある。

粘着性が全くないシートは、両面粘着テープ等を利用して電子部品等に貼り付けられるが、この場合、両面粘着テープを貼り付ける必要があるため、電子部品等への貼り付け作業の作業性が悪い。また、特に熱伝導シートでは、両面粘着テープが熱抵抗として作用してしまう可能性がある。一方、全面に粘着性を有するシートは、電子部品等に直接貼り付けることができるが、貼り付ける際に作業者の手にも粘着するためやはり作業性が悪い。また、このようなシートは一度貼り付けた後は貼り直しが困難で、作業に熟練を要する。

そこで、この種のシートでは、一方の面が他方の面に比べて粘着力の低い、いわゆる片面粘着性を有することが望まれる。このような片面粘着性を有するシートは、上記他方の面を電子部品等に貼り付けても上記一方の面側から容易に剥がすことができ、そのシートの着脱作業における作業性が向上する。しかしながら、このような片面粘着性を有するシートを製造するためには、シートの成形後に別工程を施す必要があった。

そこで、本願出願人は、多量の硬化遅延剤を熱伝導フィラーと共にシリコーンゴムに混練してシート状に成形した後、一方の面を下方に向けてシートを硬化させることを提案した。こうすることにより、熱伝導フィラーが上記一方の面側に沈殿した状態でシートが成形され、上記一方の面はその反対面に比べて粘着力が低下する。従って、前述のような片面粘着性を有するシートを極めて容易に製造することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１８３５００号公報

ところが、この場合、フィラーを多量に充填するとそのフィラーが上記反対面側にも分布するようになり、良好な片面粘着性が得られなくなる。そこで、本発明は、ゴムまたは樹脂からなる基材中にフィラーが充填され、一方の面が他方の面に比べて粘着力の低い片面粘着性シートであって、しかも、製造が容易でフィラーを多量に充填しても良好な片面粘着性が得られる片面粘着性シート、及びその製造方法の提供を目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明は、ゴムまたは樹脂からなる基材中にフィラーが充填され、一方の面が他方の面に比べて粘着力の低い片面粘着性シートであって、比重の大きい大粒径のフィラーが上記一方の面側に、比重の小さい小粒径のフィラーが上記他方の面側に、それぞれ偏って分布したことを特徴としている。

このように構成された本発明では、シートの一方の面側に大粒径のフィラーが、シートの他方の面に小粒径のフィラーが、それぞれ偏って分布している。大粒径のフィラーは、小粒径のフィラーに比べて基材の粘着性を阻害する効果が高いので、本発明では、基材全体に少なくともいずれかのフィラーが分布していたとしても、上記一方の面の粘着力を他方の面の粘着力に比べて低くすることができる。また、大粒径のフィラーは比重が大きく、小粒径のフィラーは比重が小さいので、未硬化の基材中で沈殿などを起こさせることによって、上記各フィラーを上記のように偏って分布させることも容易である。従って、本発明の片面粘着性シートは、製造が容易で、フィラーを多量に充填しても良好な片面粘着性が得られる。

なお、大粒径のフィラーの比重が小さく、小粒径のフィラーの比重が大きい場合も、沈殿等によってフィラー分布の偏りを生ぜしめることは可能であるが、この場合、フィラーの充填量によっては大粒径のフィラーがシートの表面近傍まで達しない可能性がある。この場合は、シートの両面が粘着性を有し、良好な片面粘着性が得られない。これに対して、本発明では、大粒径のフィラーの比重が大きく、小粒径のフィラーの比重が小さいので、上記沈殿等の方法によって製造した場合、大粒径のフィラーは確実に上記一方の面近傍に分布し、良好な片面粘着性が得られる。

また、本発明において、上記大粒径のフィラーの粒径が、上記小粒径のフィラーの粒径の５倍以上であると、上記一方の面と上記他方の面における粘着性の相違が顕著になり、一層良好な片面粘着性が得られる。

本発明の片面粘着性シートは、比重の大きい大粒径のフィラーと比重の小さい小粒径のフィラーとが上記のように分布していればよく、その製造方法については特に限定されない。但し、未硬化の上記基材に上記各フィラーを混練してシート状に成形した後、一方の面を下方に向けた状態で上記基材を硬化させて製造されたものである場合、次のように製造が一層容易になる。すなわち、このようにして片面粘着性シートを製造する場合、一方の面を下方に向けた状態で基材が硬化される間に、上記比重差によって大粒径のフィラーが下方（すなわち上記一方の面側）に偏って分布し、小粒径のフィラーが上方（すなわち上記他方の面側）に偏って分布する。従って、この場合、製造を一層容易にしてその片面粘着性シートの製造コストを一層良好に低減することができる。

更に、この場合、上記小粒径のフィラーと上記大粒径のフィラーとの比重差が０．５以上であると、その比重差によるフィラー分布の偏りが一層顕著になり、一層良好な片面粘着性が得られる。

また、本発明の片面粘着性シートを構成する基材としては、ある程度の粘着性を有するものであれば各種のゴムまたは樹脂を使用することができるが、上記基材がアクリル系のエラストマである場合、次のような更なる効果が生じる。

アクリル系のエラストマは、シリコーンゴムなどに比べて、引裂強度が強い、成形後の伸びが少なく形状安定性に優れている、などの長所を備えている。このため、基材としてアクリル系エラストマを使用した場合、一旦貼り付けたものを剥がしてまた貼り付けることができるといったいわゆるリペア性が向上する。

上記各フィラーとしては、熱伝導フィラー、断熱フィラー、導電性フィラー、絶縁性フィラー、磁性フィラー、制振フィラー、防虫フィラーなど種々のフィラーが使用できる。また、形状も粒子や粉末に限らず、炭素繊維などの繊維状フィラーや、空気の入ったマイクロカプセルなどの構造物もフィラーとして使用することができる。

但し、上記各フィラーがいずれも熱伝導フィラーであって、上記小粒径のフィラーの熱伝導性が上記大粒径のフィラーの熱伝導性よりも優れている場合、次のような更なる効果が生じる。

この場合、片面粘着性シートの粘着性を有する側の面（上記他方の面）近傍の熱伝導性が極めて優れ、上記一方の面近傍の熱伝導性は、大粒径の熱伝導フィラーによって向上されているものの上記他方の面ほどではない。このため、このように構成された片面粘着性シートを電子部品等に貼り付ければ、その電子部品等が発生する熱を上記他方の面を介して迅速に吸収することができ、その吸収した熱を、上記一方の面を介して比較的緩やかに放熱することができる。

このような片面粘着性シートは、携帯電話等、人が手で持って使用する機器に応用することによって極めて顕著な効果が生じる。すなわち、片面粘着性シートが全体的に良好な熱伝導性を有していると、電子部品等が発生した熱は即座に人が手で触れる部分に伝わってその部分が熱くなる。このため、使用者に不快感を与える可能性があるが、上記の場合、一方の面から熱がジワジワと緩やかに伝わるため不快感が少ない。

また、上記大粒径のフィラーが導電性フィラーであって、上記小粒径のフィラーが絶縁性フィラーである場合、粘着性を有する側の面（上記他方の面）が絶縁性となる。このため、この片面粘着性シートを電子部品の表面に絶縁層を設けずに直接貼り付けても、電子部品からは絶縁された位置に導電性フィラーを配設して、その電子部品に出入りする電磁波をシールドすることができる。

一方、本発明の片面粘着性シートの製造方法は、ゴムまたは樹脂からなる未硬化の基材に、比重の小さい小粒径のフィラーと比重の大きい大粒径のフィラーとからなる少なくとも２種類のフィラーを混練してシート状に成形した後、一方の面を下方に向けた状態で上記基材を硬化させることを特徴としている。

このような製造方法によって片面粘着性シートを製造する場合、一方の面を下方に向けた状態で基材が硬化される間に、大粒径のフィラーと小粒径のフィラーとの比重差によって、大粒径のフィラーが下方に偏って分布し、小粒径のフィラーが上方に偏って分布する。従って、本発明の製造方法によれば、上記各発明の片面粘着性シートを容易に製造することができる。

次に、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態では、以下の製造方法により片面粘着性シートを製造した。先ず、表１に示す未硬化のアクリル樹脂（基材に相当），小粒径の熱伝導フィラー，及び大粒径の熱伝導フィラーなどを混合することにより、アクリル樹脂に熱伝導フィラーを充填した。

上記アクリル樹脂及び各熱伝導フィラーの混合法としては、真空脱泡ミキサー等の機械を用いて混練する方法の他、押し出し，２本ロール，バンバリーミキサー等の種々の方法を適用することができる。この内、ミキサーを使用して混練する場合、作業性が向上する点で望ましい。

続いて、このように熱伝導フィラーを混練したアクリル樹脂をシート状に成形した。この成形の方法としては、コーター，カレンダロール，押し出し，プレス等の機械を用いて成形する方法等、種々の方法を適用することができるが、本実施の形態では次のようにロールを用いた成形機によって成形した。

図２は、この種の成形機５１の構成を概略的に表す説明図である。図２に示すように、この成形機５１では、装置の上方に巻回保持されたＰＥＴフィルム９１がロール５３，５５を介して搬送され、装置の下方に巻回保持されたＰＥＴフィルム９３がロール５７，５９を介して搬送される。ロール５５とロール５９とは片面粘着性シートの厚さに対応した隙間を開けて対向配置され、その間に搬送されるＰＥＴフィルム９３の上には材料タンク６１に設けられた材料注入口６３から片面粘着性シートの材料９５（上記アクリル樹脂及び各熱伝導フィラーを混練したもの）が供給される。

すると、この材料９５はロール５５，５９の間にＰＥＴフィルム９１，９３を介して挟まれることによってシート状に成形される。続いて、この材料９５は、材料乾燥を行う常温の第１ゾーン７１，加硫を行う第２ゾーン７３，同じく加硫を行う第３ゾーン７５，及び，更に同じく加硫を行う第４ゾーン７７を経て搬送される。この間、材料９５は一方の面（ＰＥＴフィルム９３が貼着された面）を下方に向けたまま略水平に搬送される。

本実施の形態では、ロール５５，５９を通過してから加硫がなされるまでの経路長を適宜設定して、その間、材料９５の一方の面を下方に向けているので、材料９５が上記加硫によって硬化するまでの間に熱伝導フィラーが次のように沈殿する。すなわち、上記一方の面側に比重の大きい大粒径のフィラーが沈殿し、その上に比重の小さい小粒径のフィラーが沈殿する。

この結果、得られた片面粘着性シート１は、図１に例示するように、基材としてのアクリル樹脂３の中に、小粒径のフィラー５が上記他方の面(図１の上方の面）側に偏って分布し、大粒径のフィラー７が上記一方の面（図１の下方の面）側に偏って分布した構造となる。すると、大粒径のフィラー７は小粒径のフィラー５に比べて基材の粘着性を阻害する効果が高いので、上記一方の面は上記他方の面に比べて粘着力が低下し、片面粘着性シート１に片面粘着性（いわゆる片面タック性）が付与される。

このように片面粘着性シート１が片面タック性を有していると、次のように片面粘着性シート１の着脱作業における作業性を向上させることができる。先ず、この片面粘着性シート１を電子部品等に貼り付ける際には、上記粘着性を利用することによって両面粘着テープ等を使用することなく貼り付けが行え、上記粘着性は片面（上記他方の面）にしかないので作業者の手に片面粘着性シート１が粘着することも防止できる。従って、このような貼り付け作業の作業性が向上する。また、片面粘着性シート１を剥がす際も上記一方の面側から容易に剥がすことができる。更に、アクリル樹脂は、シリコーンゴムなどに比べて、引裂強度が強く、成形後の伸びが少なく形状安定性にも優れている。このため、片面粘着性シート１は、一旦貼り付けたものを剥がしてまた貼り付けることができるといったいわゆるリペア性が優れている。

また、上記一方の面を電子部品等またはヒートシンクに被着することにより、電子部品等とヒートシンクとの間に片面粘着性シート１を配設した後、上記電子部品等をヒートシンクから引き剥がしたとき、片面粘着性シート１が電子部品またはヒートシンクの所望の側に必ず付着するようにすることができる。更に、片面粘着性シート１には両面にＰＥＴフィルム９１，９３が被着されるが、使用時には必ずＰＥＴフィルム９３から剥がすことができる。

更に、片面粘着性シート１では、その厚さ方向全体にわたって熱電度フィラーとしてのフィラー５，７のいずれかが分布しており、いずれのフィラー５，７も良好な熱伝導性を有しているので、片面粘着性シート１は全体として極めて良好な熱伝導性を有する。本実施の形態では、このような優れた熱伝導性と片面粘着性とを有する片面粘着性シート１を、上記のように簡単な製造工程によって製造することができた。

なお、上記実施の形態では、いずれのフィラー５，７もほぼ同様に良好な熱伝導性を有するものを使用したが、次の表２に示すように、大粒径のフィラー７として小粒径のフィラー５よりも熱伝導性の劣るものを使用した場合、次のような効果が生じる。

この場合、片面粘着性シート１の粘着性を有する側の面（上記他方の面）近傍の熱伝導性が極めて優れ、上記一方の面近傍の熱伝導性は、フィラー７によってある程度向上されているものの上記他方の面ほどではない。このため、このように構成された片面粘着性シート１を電子部品等に貼り付ければ、その電子部品等が発生する熱を上記他方の面を介して迅速に吸収することができ、その吸収した熱を、上記一方の面を介して比較的緩やかに放熱することができる。

このような片面粘着性シート１は、携帯電話，ＰＤＡ等、人が手で持って使用する機器に応用することによって極めて顕著な効果が生じる。すなわち、片面粘着性シート１が全体的に良好な熱伝導性を有していると、電子部品等が発生した熱は即座に人が手で触れる部分に伝わってその部分が熱くなる。このため、使用者に不快感を与える可能性があるが、上記の場合、一方の面から熱がジワジワと緩やかに伝わるため不快感が少ない。

また、フィラー５，７としては、熱伝導フィラー以外にも、断熱フィラー、導電性フィラー、絶縁性フィラー、磁性フィラー、制振フィラー、防振フィラーなど種々のフィラーが使用できる。また、形状も粒子や粉末に限らず、炭素繊維などの繊維状フィラーや、空気の入ったマイクロカプセルなどの構造物もフィラーとして使用することができる。

表３に示すように、大粒径のフィラー７が導電性フィラーであって、小粒径のフィラー５が絶縁性フィラーである場合は、粘着性を有する側の面（上記他方の面）が絶縁性となる。従って、このように製造された片面粘着性シート１では、次のような効果が生じる。

このように製造された片面粘着性シート１の上記他方の面を電子部品等に貼り付ける場合、片面粘着性シート１を電子部品の表面に絶縁層を設けずに直接貼り付けても、導電性のフィラー７と電子部品とが直接接触しない。このため、電子部品からは絶縁された位置に導電性のフィラー７の層を配設して、その電子部品に出入りする電磁波を良好にシールドすることができる。

また更に、本発明は上記各実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、本発明の片面粘着性シートを構成する基材としては、ある程度の粘着性を有するものであれば各種のゴムまたは樹脂を使用することができる。また、本発明の片面粘着性シートは、プレス等の方法によって成形してもよい。

本発明が適用された片面粘着性シートの構成を表す概略図である。 ロールを用いた成形機の構成を表す概略図である。

符号の説明

１…片面粘着性シート ３…アクリル樹脂
５…小粒径のフィラー ７…大粒径のフィラー
５１…成形機 ５３，５５，５７，５９…ロール
９１，９３…ＰＥＴフィルム ９５…材料

Claims (8)

1. ゴムまたは樹脂からなる基材中にフィラーが充填され、一方の面が他方の面に比べて粘着力の低い片面粘着性シートであって、
   比重の大きい大粒径のフィラーが上記一方の面側に、比重の小さい小粒径のフィラーが上記他方の面側に、それぞれ偏って分布したことを特徴とする片面粘着性シート。
2. 上記大粒径のフィラーの粒径が、上記小粒径のフィラーの粒径の５倍以上であることを特徴とする請求項１記載の片面粘着性シート。
3. 未硬化の上記基材に上記各フィラーを混練してシート状に成形した後、一方の面を下方に向けた状態で上記基材を硬化させてなることを特徴とする請求項１または２記載の片面粘着性シート。
4. 上記小粒径のフィラーと上記大粒径のフィラーとの比重差が０．５以上であることを特徴とする請求項３記載の片面粘着性シート。
5. 上記基材がアクリル系のエラストマであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の片面粘着性シート。
6. 上記各フィラーがいずれも熱伝導フィラーであって、上記小粒径のフィラーの熱伝導性が上記大粒径のフィラーの熱伝導性よりも優れていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の片面粘着性シート。
7. 上記大粒径のフィラーが導電性フィラーであって、上記小粒径のフィラーが絶縁性フィラーであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の片面粘着性シート。
8. ゴムまたは樹脂からなる未硬化の基材に、比重の小さい小粒径のフィラーと比重の大きい大粒径のフィラーとからなる少なくとも２種類のフィラーを混練してシート状に成形した後、一方の面を下方に向けた状態で上記基材を硬化させることを特徴とする片面粘着性シートの製造方法。

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