JP2006137860A

JP2006137860A - 熱伝導シート

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Publication number: JP2006137860A
Application number: JP2004329034A
Authority: JP
Inventors: Akitsugu Tashiro; 了嗣田代; Tomonori Seki; 智憲関; Takayuki Suzuki; 孝幸鈴木; Atsushi Fujita; 藤田　　淳
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: JP4853698B2

Abstract

【課題】黒鉛などの使用材料の発塵がなく、電子機器の内部でのショートを引き起こさず、熱伝導性、可撓性等シート物性に優れ、かつ品質的に安定した熱伝導シートを提供する。
【解決手段】弾性を有するバインダー中に、熱伝導材料として機能する異方性黒鉛が均一に分散してなる黒鉛落ちのない熱伝導シートに関し、上記材料のうち弾性を有するバインダーとして水系エマルジョンゴム又は水系エマルジョンゴムとゴム以外の高分子材料の混合物を用い、異方性黒鉛として揮発分が少ない膨張黒鉛又は膨張黒鉛シート粉砕粉を用いることが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子機器、各種デイスプレイ、その他の機器、装置等に使用する伝熱性に優れた熱伝導シートに関する。

近年、電子機器又は各種デイスプレイ分野を初めとして、放熱性又は伝熱性に優れたシート状部材が注目されている。例えば、パソコンなどの電子機器においては、近年ＣＰＵ（中央演算処理装置）の動作周波数の増加により、その発熱量も増加の一途を辿っており、ＣＰＵ以外の部品についても消費電力は増加傾向にある。

一方、装置自体は、益々小型化、軽量化が求められており、これに加えて静音化、消費電力低減の要求もあることから、ファンによる空冷によらない放熱システムが求められている。
また、デイスプレイの分野においても、例えばプラズマデイスプレイでは、発熱による温度上昇を抑えることが大きな課題であり、その他有機ＥＬ等のデイスプレイにおいても放熱に関する対策が必要となっている。

このような分野において、従来伝熱シートとして、アルミナ、シリカ等の無機フィラーとシリコンゴムやアクリルゴムとを複合化した熱伝導シートと呼ばれる部材が使用されている。
この材料は、発熱部材とヒートシンクとの間に配置されて熱を伝える働きをするが、柔らかく密着性がよいことに特長があり、部材間の接触熱抵抗を低く抑えることができる。

しかしながら、熱伝導率は一般的なもので２〜５Ｗ／ｍｋ程度であり、さらに放熱効率を上げるために、高熱伝導化が求められている。
また、膨張黒鉛シート粉砕粉とバインダーとの複合化による、放熱材料成形体も、特許文献１及び２に示すように提案されているが、使用バインダーが剛直な分子構造を有する熱硬化性樹脂のため、シートに求められる可撓性を満足することはできない。

特開２００１-０３１８８０号公報特開２００１-１２２６６３号公報

このような状況の中、熱伝導シートを設計、作製するポイントは、使用材料（黒鉛など）の発塵が極めて少なく、電子機器の内部でのショートを引き起こさず、一定の可撓性を有し、圧力なしで部材間の熱伝達が十分に達成できることが必修となるが、このような条件を全て満足することが可能な熱伝導シートが存在していないのが現状である。

本発明は、黒鉛などの使用材料の発塵がなく、電子機器の内部でのショートを引き起こさず、熱伝導性、可撓性等シート物性に優れ、かつ品質的に安定した熱伝導シートを提供するものである。

本発明は、次のものに関する。
１．弾性を有するバインダー中に、熱伝導材料として機能する異方性黒鉛が均一に分散してなる黒鉛落ちのない熱伝導シート。
２．弾性を有するバインダーが、１２０℃の雰囲気下で使用しても、室温での物性値が著しく低下しない合成ゴムである項１記載の熱伝導シート。
３．弾性を有するバインダーが、水系エマルジョンゴムである項１又は２記載の熱伝導シート。
４．弾性を有するバインダーが、水系エマルジョンゴムとゴム以外の高分子材料の混合物である項１又は２記載の熱伝導シート。

５．異方性黒鉛が、揮発成分が少ない膨張黒鉛粉又は膨張黒鉛シート粉砕粉である項１記載の熱伝導シート。
６．異方性黒鉛が、数平均粒径が５０μｍ〜５００μｍの範囲である、項１又は５記載の熱伝導シート。
７．膨張黒鉛シート粉砕粉が、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ^３〜０．３ｇ／ｃｍ^３の範囲である項１、５又は６記載の熱伝導シート。
８．弾性を有するバインダーと異方性黒鉛の配合比率が、バインダーの固形分１００重量部に対し、異方性黒鉛が１０重量部〜１０００重量部の範囲である項１〜７のいずれかに記載の熱導電シート。
９．弾性を有するバインダーと異方性の複合化が、均一系である項１〜８のいずれかに記載の熱伝導シート。

本発明の熱伝導シートは、黒鉛などの使用材料の発塵がなく、電子機器の内部でのショートを引き起こさず、熱伝導性、可撓性等のシート物性に優れ、かつ軽量で揮発成分が極めて少なく、無機材料を使用しないため、製造工程での材料沈降の発生がなく、品質的に安定したものを供給でき、工業的に極めて好適である。

本発明は、熱伝導材料である異方性黒鉛の有する特殊形状により、配合された黒鉛と黒鉛が最適にネットワークし、通常の熱伝導性シートに比べバインダーに対する配合が少量ですみ、また大きな熱伝導性を示し、さらに肉薄、軽量の汎用シートを提供することができる。
また、使用する異方性黒鉛の密度が低いため、液状バインダーとの混合時や混合終了後の、黒鉛沈降が著しく少なく、混合物（複合物）が安定であり、最終シートの熱伝導性及びシート物性が安定する。

本発明において、異方性黒鉛としては、熱伝導材料として機能する材質のものが用いられ、例えば膨張黒鉛粉を用いることが好ましい。膨張黒鉛粉については特に制限はないが、コストを重視するならば、原料黒鉛として、天然黒鉛、人造黒鉛を使用することが好ましい。使用する原料黒鉛の粒径及び形状に制限はなく、工業的に使用されるものが使用できる。

原料黒鉛から製造される、膨張黒鉛粉の使用性状に制限はなく、得られる膨張黒鉛をそのまま使用してもよいが、配合を簡便化するため、膨張黒鉛をシート化し、粉砕したもので、膨張黒鉛粉に比べ密度の高い膨張黒鉛シート粉砕粉も使用することができる。
なお、弾性を有するバインダー中に、熱伝導材料として機能する異方性黒鉛を均一に分散させる方法として、ライカイ機、ニーダ等の機器で混合することが一般的であるが、混合時間、剪断力などを最適化し、混合時の異方性黒鉛が破壊しないよう、留意する必要がある。

好ましいものとして使用される膨張黒鉛粉又は膨張黒鉛シート粉砕粉の製法については特に制限はなく、例えば原料黒鉛を、酸性物質及び酸化剤を含む溶液中に浸漬して黒鉛層間化合物を生成させる工程及び前記黒鉛層間化合物を加熱して黒鉛結晶のＣ軸方向を膨張させて膨張黒鉛とする工程により製造することができる。これにより膨張した黒鉛が虫状形となり複雑に絡み合った形態となる。

膨張黒鉛の倍率は、特に制限はないが熱伝導性、可撓性、強度等を考慮すると、１００倍以上が好ましく、１００倍〜５００倍であることがさらに好ましい。膨張倍率が１００倍未満及び５００倍を超える膨張黒鉛を使用すると、熱伝導性、可撓性、強度等に支障をきたす傾向がある。

必要に応じて、さらなる揮発成分の低減が必要な場合、上記膨張黒鉛をさらに高い温度で熱処理し、膨張黒鉛中に含まれる不純物を除去して使用される。またより一層の黒鉛均化を望むなら、分級し、分別することによって所望の平均粒径に調整して使用することができる。

前記の原料としては特に制限はないが、天然黒鉛、キツシユ黒鉛、熱分解黒鉛等の高度に結晶が発達した黒鉛が好ましいものとして挙げられる。得られる特性と経済性のバランスを考慮すると天然黒鉛が好ましい。

用いる天然黒鉛としては、特に制限はなく、Ｆ４８Ｃ（日本黒鉛工業（株）製の商品名）、Ｈ-１５（中越黒鉛工業所（株）製の商品名）等の市販品を用いることができる。これらは、鱗片状の形態で使用することが好ましい。

原料黒鉛の処理に用いられる酸性物質は、一般的に硫酸などの黒鉛の層間に進入して十分な膨張能力を有する酸性根（陰イオン）を発生することができるものが使用される。酸性物質の使用量については特に制限はなく、目的とする膨張倍率で決定され、例えば、黒鉛１００重量部に対して１００重量部〜１０００重量部使用するのが好ましい。

また、酸性物質と共に用いられる酸化剤としては、過酸化水素、過塩素酸カリウム、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム等の過酸化物、また硝酸などの酸化作用のある酸を用いることができ、良好な膨張黒鉛を得やすいという観点から過酸化水素が特に好ましい。

酸化剤として過酸化水素を用いる場合、水溶液として用いることが好ましく、このとき、過酸化水素の濃度については特に制限はないが、２０重量％〜４０重量％の範囲が好ましい。その使用量についても特に制限はないが、黒鉛１００重量部に対して過酸化水素として５重量部〜６０重量部の範囲で配合することが好ましい。

酸性物質及び酸化剤は、水溶液の形態で使用することが好ましい。
酸性物質としての硫酸は、適度の濃度で使用されるが、９５重量％以上の濃度のものが好ましく、濃硫酸を使用することが特に好ましい。

上記に示す方法で得られた酸処理黒鉛をさらに大量の水で洗浄して余分な酸性物質を除去し、乾燥して水分を取り除くことにより、膨張黒鉛の原料である酸処理黒鉛が得られる。次いで、酸処理黒鉛を、１０００℃以上の温度で加熱することによって膨張黒鉛が得られる。

熱伝導材料として使用する膨張黒鉛の平均粒径については特に制限はないが、熱伝導性の向上を望むなら、数平均粒径で５０μｍ〜５００μｍの範囲のものを用いることが好ましい。数平均粒径が５０μｍ未満であると、膨張黒鉛の特長である、炭素繊維の複雑な絡み合い（ネットワーク）が破壊され、所望の熱伝導性を有したシートが得られ難くなる傾向がある。一方、数平均粒径が５００μｍを超えると、使用する弾性バインダーとの混合性が著しく低下し、均一混合が難しく、得られる熱伝導シートの熱伝導性を含む諸物性値にバラツキが生じ易くなる。

上記で得られる膨張黒鉛も本発明の熱伝導材料として使用可能であるが、弾性を有するバインダーとの配合作業、混合性、混合時の黒鉛の破壊などを考慮すると、前記においても説明したように膨張黒鉛を一度シート（高密度）化して、粉砕したもの（膨張黒鉛シート粉砕粉）を使用するのが好ましい。膨張黒鉛をシート化する方法に特に制限はないが、一般的には上記で得た膨張黒鉛を、プレス、ロール等で圧力を加えてシート化することが好ましい。

膨張黒鉛をシート化したときのシートの厚さ及び嵩密度については特に制限はないが、厚さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲及び嵩密度が０．２ｇ／ｃｍ^３〜１．７ｇ／ｃｍ^３の範囲のものが好ましい。厚さが０．５ｍｍ未満であると粉砕工程での作業低下（ハンドリング中にシートが脆く崩れる）を招く傾向があり、１．５ｍｍを超えると粉砕が難しい傾向がある。

また、嵩密度が０．２ｇ／ｃｍ^３未満であると得られる熱伝導粉の伝導性が低下する傾向があり、１．７ｇ／ｃｍ^３を超えると熱伝導シートの柔軟性が低下する傾向がある。なお嵩密度の大きさは、加圧量、ロールギャップ等の調整により、調整することができる。膨張黒鉛シートの粉砕は、粗粉砕及び微粉砕により行うことが好ましく、この後、必要に応じて分級し、分別することによって目的とする平均粒径及び異方性を有した膨張黒鉛シート粉砕粉を得ることができる。

膨張黒鉛シート粉砕粉の嵩密度については特に制限はないが、より一層の熱伝導性を望むなら、０．１５ｇ／ｃｍ^３〜０．３ｇ／ｃｍ^３の範囲の粉砕粉が好ましい。膨張黒鉛シート粉砕粉の嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ^３未満であると炭素繊維の複雑な絡み合い（ネットワーク）が破壊された粉が多く存在する性状となり、作製したシートの熱伝導性に不安が残る傾向があり、０．３ｇ／ｃｍ^３を超えると剛直な構造となり黒鉛粉単独の可撓性を失う傾向がある。

異方性黒鉛と併用して使用される弾性を有するバインダーの種類については特に制限はなく、熱伝導シートが使用される機器内部の温度を考慮して、１２０℃の雰囲気下で使用しても、室温での物性値が著しく低下しない弾性を有するバインダーを使用することが好ましい。なお、上記の室温とは１０℃〜４０℃のものを指すものである。
上記に適合するバインダーとしては、液状合成ゴム（固形ゴムを有機溶媒に溶解した物も含む）、変性高分子材料等が使用されるが、シート物性及びコストを考慮すれば合成ゴムを用いることが好ましく、さらに環境面及び安全性を考慮すると、使用希釈溶媒が水系のものが好ましい。

使用可能な合成ゴムとしては、数平均分子量及びアクリロニトリル基含有量に制限されるものでなく、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）としては、例えばＮｉｐｏｌ−１０４１、Ｎｉｐｏｌ−１０４２、Ｎｉｐｏｌ−１０４３、Ｎｉｐｏｌ−１０４２ＡＬ、Ｎｉｐｏｌ−１０５２Ｊ、Ｎｉｐｏｌ−１０３２、ＤＮ２０１、ＤＮ２０２、ＤＮ２０２Ｈ、ＤＮ２０４、ＤＮ２０６、ＤＮ２０７、ＤＮ２１１、ＤＮ２１５、ＤＮ２１９、ＤＮ２２１、ＤＮ２２３、ＤＮ１０３、ＤＮ１１５（以上、日本ゼオン（株）製の商品名）、クライナック８０１（ポリサー社製の商品名）、Ｎ２２０ＳＨ（日本合成ゴム社（株）の商品名）等が挙げられる。

また、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）としては、例えばＮｉｐｏｌ−１００６、Ｎｉｐｏｌ−１００９、Ｎｉｐｏｌ−１５００、Ｎｉｐｏｌ−１５０２、Ｎｉｐｏｌ−１５０７、Ｎｉｐｏｌ−１７１２、Ｎｉｐｏｌ−１７７８Ｊ、Ａｍｅｒｉｐｏｌ１０１３、Ａｍｅｒｉｐｏｌ１５０３、Ａｍｅｒｉｐｏｌ１５０６、Ａｍｅｒｉｐｏｌ１５０９、Ａｍｅｒｉｐｏｌ１５１１、Ａｍｅｒｉｐｏｌ１５１３（以上、日本ゼオン（株）製の商品名）等の固形ゴムが使用でき、用途に応じて上記ゴム同士を混合して使用することもできる。

さらに、上記ゴム性状は固形であり、熱伝導材料の異方性黒鉛と混合する場合、ゴムを有機溶媒に希釈溶解して使用される。希釈倍率は、異方性黒鉛の配合量、粒径等で任意に決定される。

合成ゴムのさらなる耐熱性の向上を望むなら上記ゴムを加硫して使用する方法もある。
一般的な加硫剤としては硫黄及び加硫促進剤の併用で行われる。使用する硫黄に制限はなく、例えばコロイド硫黄、沈降硫黄等が用いられる。使用する硫黄の量は、使用ゴム（固形分）１００重量部に対して、１０重量部〜３０重量部の範囲が好ましい。

使用する加硫促進剤についても制限はなく、例えばチアゾール系のノクセラーＭ、ノクセラーＤＭ（以上、大内新興化学社製の商品名）、チウラム系のクセラーＴＴ、ノクセラーＴＥＴ、クセラーＴＳ、ノクセラーＴＲＡ（以上、大内新興化学（株）製の商品名）、ジチオカルバミン酸塩系のクセラーＰＰＤ、ノクセラーＰ、ノクセラーＰＺ、ノクセラーＥＺ、ノクセラーＢＺ、ノクセラーＰＸ、ノクセラーＺＰ、クセラーＳ、ノクセラーＳＤＣ、ノクセラーＴＰ（以上、大内新興化学（株）製の商品名）等が使用できる。通常加硫時間調整などで、上記成分を混合して使用される。また必要に応じ亜鉛華が使用される。
使用する加硫促進剤の量は使用ゴム（固形分として）１００重量部に対して、１重量部以下が好ましい。

また、環境面、安全性及び揮発成分の含有などを重視すると使用する合成ゴムは、水系溶媒にｎｍ単位のゴム粒子が分散したエマルジョンタイプの合成ゴムを使用するのが好ましい。使用可能な上記エマルジョンゴムとしては、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）として、例えばＮｉｐｏｌ２５１８ＦＳ、Ｎｉｐｏｌ２５１８Ｇ、ＮｉｐｏｌＬＸ６０３、ＮｉｐｏｌＬＸ１１０、ＮｉｐｏｌＬＸ１１２、ＮｉｐｏｌＬＸ４３０、ＮｉｐｏｌＬＸ４３３Ｃ、ＮｉｐｏｌＬＸ４３５、ＮｉｐｏｌＣ４８５０Ａ、Ｎｉｐｏｌ２５０７Ｈ（以上、日本ゼオン（株）製の商品名）等が使用できる。

また、上記性状ゴムの耐熱性を望むのであれば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）として、Ｎｉｐｏｌ１５６１、Ｎｉｐｏｌ１５６２、Ｎｉｐｏｌ１５７１Ｈ、Ｎｉｐｏｌ１５７１Ｃ、Ｎｉｐｏｌ１５７１ＣＬ、ｌＮｉｐｏｌＬＸ５１７Ａ、Ｎｉｐｏｌ１５７７、ＮｉｐｏｌＬＸ５１１Ａ、ＮｉｐｏｌＬＸ５１３（以上、日本ゼオン（株）製の商品名）等が使用できる。
また、耐久性を考慮すると、使用するゴムに老化防止剤が含有しているものが好ましい。

さらに、本発明においては、上記ゴム成分中に、異種の高分子材料（例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂）を配合することで、ゴム単独では発現し得ない物性値（例えば、耐熱性の向上、機械強度の向上、軟化点の上昇、揮発成分の抑制等）を得ることが可能となる。

使用する異種高分子材料としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂やポリアミドイミド樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フェノキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

ゴムと異種高分子材料の分子レベルの結合は、カルボニル基を有するゴムの場合、エポキシ基を有する樹脂との、開環重合が可能であり分子レベルの結合が達成され、より一層の物性向上が期待できる。
また、分子結合が不能な場合でも、均一分散によりゴムと異種高分子材料が分子ユニット毎に均一に、海（ゴム）、島（異種高分子材料）構造が形成されれば、各物性をそれぞれの構造で機能分担し対応が図れる。

前記した熱伝導材料として機能する膨張黒鉛粉又は膨張黒鉛シート粉砕粉と弾性を有するバインダー、必要に応じて使用する材料を均一に混合し、溶媒成分を除去することにより、熱伝導シート材料を得ることができる。

膨張黒鉛粉又は膨張黒鉛シート粉砕粉と弾性を有するバインダーとの混合比率に特に制限はないが、得られる熱伝導シートの熱伝導性及び可撓性、飛塵を考慮すると、弾性を有するバインダー（固形分として）１００重量部に対し、膨張黒鉛又は膨張黒鉛シート粉砕粉が１０重量部〜１０００重量部の範囲が好ましく、２０重量部〜９００重量部の範囲がさらに好ましい。膨張黒鉛又は膨張黒鉛シート粉砕粉の配合量が１０重量部未満であると得られる熱伝導シートの熱伝導率の低下が大きくなる傾向があり、１０００重量部を超えると配合した弾性を有するバインダーのバインダー効果が薄れ、熱伝導シートの可撓性の低下や飛塵の量が増加する傾向がある。

上記に示す材料を均一に混合する方法については特に制限はないが、攪拌羽根を装着したモーターによる混合やライカイ機、ニーダ等を使用して混合すれば、材料の均一化及び製造コストの面で有利となるので好ましい。但し、量産前に詳細な検討を行い弾性を有するバインダーの最適粘度（溶媒希釈倍率）の把握、混合材料の最適粘度、チキソ性等の値を把握する必要がある。また、混合条件の設定（混合時間、混合時に熱伝導粉に加わる応力等）を詳細に検討する必要も有り、これらを怠ると、熱伝導材料の破壊などにより、設計値より低い熱伝導率のシートを作製したり、シート物性値のバラツキの大きなシートを作製することになる。

上記に示す方法などで均一に混合された材料から、使用溶媒を除去するが、その除去方法については特に制限はなく、例えば減圧乾燥機を用いることで、短時間に溶媒除去ができ、溶媒の沸点以下の温度で処理ができるため、使用した弾性を有するバインダーの反応及び加硫の促進を抑えることができ、安定したシートを作製する上で好適である。

最終的に上記混合材料を用いて熱伝導シートを作製するが、その作製方法についても特に制限はないが、一定ギヤップ幅を持たせた加熱型ロールや熱プレスを使用し、使用材料に均一な熱と圧力を加えてシート化することができる。特に、ラテックス系ゴム使用の場合は、微粒子化したゴム同士を均一に融着させることが、物性値向上の重要なポイントとなる。
また、必要に応じて、得られた熱伝導シートの片面及び両面に、接着シートや金属板を貼り付け、複合化して使用することもできる。

以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１
（１）弾性を有するバインダー（水系ラテックス変性ＮＢＲゴム）の選定
Ｎｉｐｏｌ１５７１Ｃ（ガスケット用、日本合成ゴム（株）製の商品名）、樹脂固形分４５％、水溶媒、粘度２５（ｍＰａ・ｓ）を使用した。

（２）熱伝導材料（膨張黒鉛粉）の製造
濃硫酸８００ｇを３リットルのガラスビーカに入れ、このものに天然黒鉛（固定炭素数９９重量％以上、中国産＃５９９黒鉛）４００ｇを配合し、ガラス製の攪拌羽根を取り付けた攪拌モーター（３回転／１分）で１０分間攪拌した。その後、過酸化水素水（濃度３５％）３２ｇを配合し、１５分攪拌した。攪拌終了後、減圧濾過で酸処理黒鉛と酸成分を分離し、得られた酸処理黒鉛を別容器に移し、５リットルの水を加え、大型攪拌羽根で攪拌し、減圧濾過で洗浄酸処理黒鉛と洗浄水を分離した。この作業を２回行った。

得られた洗浄酸処理黒鉛をホーロー製の容器に移し均一に均し、１１０℃に昇温した減圧乾燥機で１時間乾燥処理して水分を除去した。このものをさらに１０００℃に昇温した加熱炉に１０分間入れ膨張黒鉛粉を得た。冷却後、得られた膨張黒鉛粉を熱伝導材料として使用した。得られた膨張黒鉛粉の嵩密度は０．０２ｇ／ｃｍ^３（メスシリンダ測定法で測定した）。

（３）熱伝導複合材料の調整
（１）の弾性を有するバインダー２２２ｇ（ゴム固形分：１００ｇ）を、４０ｃｍ×３０ｃｍ×４ｃｍの金属製容器に計り取り、さらに（２）で得た膨張黒鉛粉１０ｇを注意深く計り取り（配合比率：弾性を有するバインダー／膨張黒鉛＝１００重量部／１０重量部）、次いで、水中に分散した弾性を有するバインダー中に前記で計り取った膨張黒鉛粉を均一に５分間浸漬し、その後、減圧濾過を行って弾性バインダーを含浸した膨張黒鉛を得た。
さらに、上記で得た弾性バインダー含浸膨張黒鉛を、８０℃に昇温した減圧乾燥機で１時間処理し、弾性バインダーの溶媒であった水を除去して熱伝導シート原料を得た。

（４）熱伝導シートの作製
縦１０ｃｍ及び横２０ｃｍの金型（押し切りで厚さ１ｍｍの設計）を、１２０℃に加熱した、７０トン油圧プレスの熱板上に２時間放置後、（３）で得た熱伝導シート原料２０ｇを、加熱したメス金型内部に、速やかに均一に充填した。その後、オス金型を装着し、熱板上に金型を戻し２分間放置した後、ゆっくりと成形圧力を掛け、ゲージ圧力が９．８ＭＰａに達した時点で加圧を止め、その状態で３分間放置し、成形を終了して熱伝導シートを得た。
得られた熱伝導シートは、弾性バインダーと膨張黒鉛が均一となった外観の綺麗な、充分に可撓性のある熱伝導シートであった。

実施例２
（５）弾性を有するバインダー（水系ラテックス変性ＮＢＲゴム）の選定
実施例１で使用したものを用いた。
（６）熱伝導材料（膨張黒鉛シート粉砕粉）の製造
板厚が１．０ｍｍ及び嵩密度が１．０ｇ／ｃｍ^３の膨張黒鉛シート（カーボフィットＨＧＰ-１０５、日立化成工業（株）製の商品名）を粗粉砕及び微粉砕機で粉砕し、得られた粉砕粉を分級し、数平均粒径が１００μｍの膨張黒鉛シート粉砕粉を得た。

（７）熱伝導複合材料の調整
（５）の弾性を有するバインダー２２２ｇ（ゴム固形分：１００ｇ）を実施例１と同様の金属製容器に計り取り、さらに（６）で得た膨張黒鉛シート粉砕粉１００ｇを注意深く計り取り（配合比率：弾性バインダー／膨張黒鉛＝１００重量部／１００重量部）、以下、実施例１（３）と同様の装置を用い、実施例１（３）と同様の工程を経て熱伝導シート原料を得た。
（８）熱伝導シートの作製
（７）で得た熱伝導シート原料を使用し、以下、実施例１（４）と同様の装置を用い、実施例１（４）と同様の工程を経て熱伝導シートを得た。得られた熱伝導シートは、弾性バインダーと膨張黒鉛シート粉砕粉が均一となった外観の綺麗な、充分に可撓性のある熱伝導シートであった。

比較例１
板厚が１．０ｍｍ及び嵩密度が１．０ｇ／ｃｍ^３の膨張黒鉛シート（カーボフィットＨＧＰ-１０５、日立化成工業（株）製の商品名）をそのまま熱伝導シートとした。

次に、実施例１、２及び比較例１で得た熱伝導シートについて、熱伝導性、熱拡散率、比熱、可撓性及び発塵（飛塵）の比較試験を行った。その試験結果を表１に示す。なお、比較試験における評価及び測定方法は下記の通りである。

（１）熱伝導性、熱拡散率
ＵＬＶＡＣ社製、レーザフラッシュ法熱定数測定装置（ＴＣ-７０００）を使用し、試料（３０ｍｍ×３０ｍｍ×１.０ｍｍ）のもので測定した。
（２）可撓性評価
最小曲げ半径試験により、熱伝導シートのクラック発生時点で評価した。
（３）発塵（飛塵）
シートをカッターで丁寧に切断し、切断面に柔らかい筆先を接触させ数回往復させ、落下したシート材の量で判断した。

表１に示されるように、実施例１及び２で得た熱伝導シートは、比較例１で得た熱伝導シートに比較して、熱伝導シートとしての物性に優れることが明らかである。

Claims

弾性を有するバインダー中に、熱伝導材料として機能する異方性黒鉛が均一に分散してなる黒鉛落ちのない熱伝導シート。
弾性を有するバインダーが、１２０℃の雰囲気下で使用しても、室温での物性値が著しく低下しない合成ゴムである請求項１記載の熱伝導シート。
弾性を有するバインダーが、水系エマルジョンゴムである請求項１又は２記載の熱伝導シート。
弾性を有するバインダーが、水系エマルジョンゴムとゴム以外の高分子材料の混合物である請求項１又は２記載の熱伝導シート。
異方性黒鉛が、揮発成分が少ない膨張黒鉛粉又は膨張黒鉛シート粉砕粉である請求項１記載の熱伝導シート。
異方性黒鉛が、数平均粒径が５０μｍ〜５００μｍの範囲である、請求項１又は５記載の熱伝導シート。
膨張黒鉛シート粉砕粉が、嵩密度が０．１５ｇ／ｃｍ^３〜０．３ｇ／ｃｍ^３の範囲である請求項１、５又は６記載の熱伝導シート。
弾性を有するバインダーと異方性黒鉛の配合比率が、バインダー（固形分として）１００重量部に対し、異方性黒鉛が１０重量部〜１０００重量部の範囲である請求項１〜７のいずれかに記載の熱導電シート。
弾性を有するバインダーと異方性の複合化が、均一系である請求項１〜８のいずれかに記載の熱伝導シート。