JP2007173613A

JP2007173613A - 放熱シート及びその製造方法

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Publication number: JP2007173613A
Application number: JP2005370683A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Nagata; 良平永田; Toshio Furutaka; 敏男古高
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Inctec Inc
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Inctec Inc
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】放熱性、電気絶縁性、及び機械的強度にすぐれた（電子機器・電子部品用）放熱シート、ならびにそのための製造方法を提供すること。
【解決手段】水酸化アルミニウム粒子を、ガラス転移温度が−５０〜５０℃であるバインダー樹脂で結着させてなる放熱シートであって、水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂の体積比が５０／５０〜７０／３０であり、シート厚みが１０〜１５０μｍであることを特徴とする放熱シートである。
【選択図】なし

Description

本発明は、パソコン、携帯電話などの電子機器における、大規模集積回路（ＬＳＩ）などの電子部品、プラズマディスプレーパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬ又は無機ＥＬ、発光ダイオード(ＬＥＤ)、蛍光表示管（ＶＦＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）等のディスプレーなどの表示装置、あるいは白熱電球、蛍光灯、ＥＬ（有機又は無機）、ＬＥＤなどを用いた照明器具等から発生する熱を効率よく外方に放熱するために使用される放熱シートに関する。

近年、電子機器は高性能化、多機能化がめざましく、使用されるマイクロプロセッサー（ＭＰＵ）、画像処理チップ、メモリーなどＬＳＩの高性能化が進む一方で、それに伴いＭＰＵから発生される熱によって、ＬＳＩの発熱量も増える一方であったため、熱対策が問題となっていた。
従来は、ＬＳＩの機器内適正配置で済む場合、そうでないときは小型ファンモーター等の放熱器の利用が一般的であった。しかしながら、ノート型パソコン、携帯電話機など、薄型軽量化（小型化）が特に追求されるような電子機器では、熱設計は難しくなる一方である。そして、以前は放熱器が不要であったＭＰＵについても、発熱量の増加によって、放熱器を用いなければ放熱し切れなくなってきている。
ＭＰＵなどの電子部品に放熱器を設けるにあたって、通常は電子部品と放熱器との間に、高熱伝導率の材料から成る放熱シートを配置する。電子部品と放熱器とを直接接合すると、放熱器の接合面の微小な反り等から、電子部品と放熱器の間に空隙が生じ、この空隙が熱伝導の大きな抵抗となるからである。また、ファンモーターの音が気になるというユーザーの声もあり、放熱シートのみの使用でファンレス化したノート型パソコンも市販されるようになった。
また、ＰＤＰなどの表示装置においては、その表示輝度を高めるほど、熱が多く発生し、表示パネル部分の温度が高温となり表示パネルの表示品質特性が劣化する等の問題があり、表示パネルと放熱板との間にそれらに略密着するように熱伝導性シートを設けることが提案され（特許文献１参照）、実用化もされている。
このように、放熱シートは、電子機器、電子部品、表示装置等の熱対策にきわめて重要なものとなってきている。

放熱シートとしては柔軟性が必要なため、ゴム性状のものが用いられていたが、熱伝導率を上げた放熱シートとして、近年、窒化ホウ素をポリオレフィン系ゴムに分散させた放熱シート（特許文献２参照）、平均アスペクト比が３未満の黒鉛質炭素繊維をマトリックス樹脂に分散させた放熱シート（特許文献３参照）などが提案されている。
なお、分散させる高熱伝導性粒子（無機質フィラー）として窒化ホウ素、アルミナ等の電気絶縁性物質を選択すれば、電気絶縁性放熱シートが得られ、また、黒鉛等の電気伝導性物質を選択すれば、電気伝導性放熱シートが得られ、各々用途に応じて使用されている。
これら無機質フィラー、特に後者の黒鉛質炭素繊維は熱伝導率がかなり高いものであるが、放熱シートの柔軟性、機械的強度等の物性を重視するために、放熱シート中の無機質フィラーの含量はそれほど高くなく、シートの膜厚も数百μｍオーダーと比較的厚みのあるものであった。すなわち、これら放熱シートは何れも、必然的に、専らシートの熱伝導率を５〜１０Ｗ／ｍＫ程度と高くすることによって、熱抵抗を低くし（熱貫流率を高くし）、以って放熱性能を高める設計思想を採用していた。

特許第３５０３６２５号公報特開平７−２４６６２８号公報特開平９−２８３９５５号公報

本発明は、かかる状況下、放熱シートを提供するに当たって、放熱性がよく、且つ電気絶縁性及び機械的強度にもすぐれた（電子機器・電子部品用）放熱シート、ならびにそのための製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記目的達成のための検討を行った結果、一定範囲のガラス転移温度（Ｔｇ）をもつ熱可塑性樹脂中に、特定の粒子を一定量分散させ、且つ放熱シートのシート厚さを制御することによって、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。

すなわち本発明は、
（１）水酸化アルミニウム粒子を、ガラス転移温度が−５０〜５０℃であるバインダー樹脂で結着させてなる放熱シートであって、水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂の体積比が５０／５０〜７０／３０であり、シート厚みが１０〜１５０μｍであることを特徴とする放熱シート、
（２）前記水酸化アルミニウム粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍである上記（１）記載の放熱シート、
（３）前記バインダー樹脂が、ポリエステル系樹脂、及び酢酸ビニル単位の比率が４０〜８０モル％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂から選ばれる１種以上である上記（１）又は（２）に記載の放熱シート、
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の放熱シートが離型性保護フィルム上に貼着された離型性保護フィルム付き放熱シート、
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の放熱シートの上面及び／又は下面に粘着層を設けた粘着層付き放熱シート、及び
（６）水酸化アルミニウム粒子、ガラス転移温度が−５０〜５０℃であるバインダー樹脂及び溶剤からなるインキ組成物を塗工機により塗工し、溶剤を乾燥させて固化することによってシート化する放熱シートの製造方法であって、溶剤中に、相対蒸発速度１９０以上、沸点６０〜１３０℃、且つ溶解度パラメータが８〜１２である成分を８０質量％以上含有することを特徴とする放熱シートの製造方法、
を提供するものである。

本発明の放熱シートは、熱伝導性、熱輻射性及び電気絶縁性のいずれも良好な材料である水酸化アルミニウムをできるだけ少量のバインダー樹脂で結着し、且つ、シート厚みをできるだけ薄くしたものであるから、熱伝導、熱輻射による放熱性及び電気絶縁性が良好である。
また、かかる放熱シートは、特定のガラス転移温度を有するバインダー樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に、水酸化アルミニウム粒子を分散させ、これを塗工し、乾燥することで薄膜の放熱シートを好適に製造することができ、放熱性のみならず、機械的強度、柔軟性等においても実用的な電気絶縁性にすぐれた放熱シートを得ることができる。

本発明で使用される水酸化アルミニウムとしては、プラスチック、ゴム用の一般グレードを使用することができ、特に制限されない。水酸化アルミニウムは、硬度が比較的低いので、本発明の好ましい製造方法であるインキ組成物を用いて塗布する方法において、塗工時に塗工ロールを傷めず、また安価であるという利点がある。
本発明の好ましい製造方法で用いるインキ組成物中で水酸化アルミニウム粒子の均一な分散状態を得るため、及び十分な薄膜形成性を得るために、その平均粒径（レーザー回折法により測定）は０．１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．２〜３μｍ程度のものを使用するのがよい。即ち、平均粒径を０．１μｍ以上とすることで樹脂溶液中への均一分散が容易になる上、樹脂溶液の粘性増加を防止して流動性を向上させ、このため塗工適性が向上して均一な成膜が容易となる。一方、平均粒径を１０μｍ以下とすることで１５０μｍ以下の放熱シートの薄膜化が容易になり、また、水酸化アルミニウム粒子同士の接触面積が高くなり、高熱伝導率を得ることが容易となる。更に放熱シートの機械的強度の低下も防止し得る。
なお、水酸化アルミニウム粒子は、例えば、昭和電工（株）製「ハイジライトＨ−４２」、「ハイジライトＨ−３２」などの一般のプラスチック、ゴム用グレードを好ましく使用できる。

本発明の放熱シートで使用されるバインダー樹脂は、ガラス転移温度（以下、Ｔｇという、ＤＳＣ法により測定。）が−５０〜５０℃であることが必要である。特に、Ｔｇが−３０〜１０℃であることが好ましい。Ｔｇがこの範囲であることで、水酸化アルミニウム粒子の含有量が高くても、すなわちバインダー樹脂量が低くても、放熱シートの薄膜での成膜性、柔軟性、及び実用的な機械強度等が確保できる。

本発明で使用されるバインダー樹脂としては、上記のＴｇ範囲を充足するものであれば特に限定されないが、電気絶縁性にすぐれた放熱シートとするために、樹脂となったときの物性として、体積固有抵抗値が１×１０⁸Ω・ｍ以上（電気伝導度でいうと１×１０^-8Ω^-1・ｍ^-1以下に相当）、特に１×１０¹²Ω・ｍ以上であることが好ましく、１×１０¹⁴Ω・ｍ以上であることがさらに好ましい。
そのようなバインダー樹脂としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリオレフィン、アクリル樹脂、各種合成ゴムなどが挙げられるが、溶剤への易溶解性、溶剤に溶解した組成物の塗工適性（粘度等）の他、シートの機械的強度、耐候性、耐熱性などの点から、ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂が特に好適である。

ポリエステル系樹脂としては、上記のＴｇ範囲を充足するほか、シートの柔軟性、及び本発明の放熱シート製造のための溶剤への易溶解性の観点から、非晶質のポリエステル系樹脂が好ましく、また、耐侯性の点から飽和ポリエステルが好ましい。
かかる飽和ポリエステルとしては、コハク酸、アジピン酸などの飽和二塩基酸とエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオールなどの飽和二価アルコールのポリエステルなどが挙げられる。該飽和ポリエステルの数平均分子量は５０００〜５００００の範囲であることが好ましい。
なお、ダイオキシン発生防止、低分子シロキサンによる接点不良の防止の観点から、ハロゲンフリー、シロキサンフリーであるポリエステル系樹脂であることが好ましい。

エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂としては、上記のＴｇ範囲を充足するものを用いる。ただし、放熱シートの柔軟性及び耐熱性の観点から、酢酸ビニル単位の比率が４０〜８０モル％であるＥＶＭ（ＩＳＯ１６９２（１９９５））とよばれるエラストマーの範囲のものが特に好ましい。該エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂の数平均分子量は、５００００〜５０００００の範囲であることが好ましい。このＥＶＭエラストマーは耐熱性が高いため、これを使用すると放熱シートの熱安定性が特に優れるという利点がある。
なお、ポリエステル系樹脂同様、ダイオキシン発生防止、低分子シロキサンによる接点不良の防止の観点から、ハロゲンフリー、シロキサンフリーであることが好ましい。

本発明の放熱シートは、上記水酸化アルミニウム粒子／上記バインダー樹脂の体積比（以下、ＰＶ比ということがある。）が、５０／５０〜７０／３０の範囲であることを必須とする。ＰＶ比が５０／５０より低いと熱伝導性及び熱輻射性が不十分であり、７０／３０より高いと実用的な機械強度の放熱シートにすることが困難となる。そして、熱伝導率を重視した設計、具体的には熱伝導率を１Ｗ／ｍＫ以上としたい場合には、ＰＶ比を６０／４０〜７０／３０の範囲で制御し、一方、放熱シートの柔軟性を重視した設計とするのであれば、ＰＶ比を５０／５０〜６０／４０の範囲で制御することが好ましい。
また、放熱シートの十分な低熱抵抗を得るために放熱シートの厚みは１０〜１５０μｍの範囲とすることが必要であり、３０〜１２０μｍの範囲がさらに好ましい。放熱シートの厚みが１０μｍ未満であると水酸化アルミニウム粒子の凝集物の存在のために均一な塗膜形成が困難であり、また、電気絶縁性を確保することが難しくなる。放熱シートの厚みが１５０μｍを超えると、塗膜形成時の溶剤乾燥が困難で、平滑な塗膜を形成することが困難となると共に、放熱シートの厚み方向への熱抵抗が大きく、放熱性が不十分となる。
すなわち、熱伝導性、赤外線波長域における熱輻射性（以下、単に「熱輻射性」ともいう。）を高くするため、高フィラー含量とし、且つ、放熱シートの厚みをできるだけ薄くしたものである。また、かかるバインダー樹脂に対する高フィラー比は、放熱シートの耐熱性を高めることができる。

かかる本発明の放熱シートは、バインダー樹脂を溶剤に溶解した溶液に水酸化アルミニウム粒子を均一に分散した組成物を塗工し、溶剤を乾燥して固化せしめることにより、水酸化アルミニウム粒子含有量の高い、シート厚みの薄い放熱シートとすることができる。すなわち、本発明は、溶剤を使用することにより、水酸化アルミニウム粒子とバインダー樹脂混合物の流動性を高め、薄膜塗工適性を付与したものである。かつ、該組成物を塗工、成膜した後、含有する溶剤を乾燥除去することにより得られる固化した放熱シートの膜厚は、溶剤分だけ減少し、更なる薄膜化がなされる。

本発明の放熱シートの製造に用いられる溶剤は、溶剤中に、相対蒸発速度１９０以上、沸点６０〜１３０℃、且つ溶解度パラメータ（ＳＰ値）が８〜１２である成分を８０質量％以上含有することが好ましい。これらの条件を満足する溶剤を用いることにより、本発明の放熱シートを効率的に生産することができる。特に、ＳＰ値がこの範囲であるとバインダー樹脂を高い濃度で溶解し、且つ水酸化アルミニウム粒子の分散性もよい。
ここで、相対蒸発速度とは、酢酸−ｎ−ブチルの蒸発速度を１００としたときの相対的な蒸発速度をいい、好ましくは１９０〜６００の範囲である。また、沸点は常圧での沸点であり、ＳＰ値としては、さらに８．５〜１１の範囲であることが好ましい。
かかる溶剤としては、上記条件を満足するものであれば特に制限されず、芳香族炭化水素、ケトン、エステルなどの溶剤を用いることができる。より具体的には、トルエン（相対蒸発速度：１９６、沸点：１１０．８℃、ＳＰ値：８．９）、メチルエチルケトン（相対蒸発速度：４６５、沸点：７９．６℃、ＳＰ値：９．３）、酢酸エチル（相対蒸発速度：５２５、沸点：７６．８℃、ＳＰ値：９．１）などが、塗工後の乾燥性、インキ組成物の流動性などの点から好ましく用いられる。これら溶剤は１種単独であるいは２種以上を混合して用いてもよい。
さらに、本発明の放熱シートを製造するためのインキ組成物としては、バインダー樹脂の溶液状態を損なわない範囲において、インキ組成物の流動性や乾燥速度の調節等の目的で、必要に応じ、２０質量％を限度として、上記物性の範囲外である遅乾溶剤等を適宜の量、添加することができる。

本発明の放熱材料層を製造するための組成物は、ガラス転移温度が−５０〜５０℃であるバインダー樹脂１００質量部を、溶剤７５〜２３００質量部に溶解した溶液に、水酸化アルミニウム粒子（熱伝導フィラー）２００〜４８０質量部を、ディゾルバーなどを用いて、均一且つ微細に分散混合させたものである。
該組成物の塗工性は、組成物の各成分の種類、量に左右されるが、なかでも、溶剤の種類、量、熱伝導フィラーの形状・粒径、量等により大きく影響を受ける。
本発明に好適に使用されるコーティング法により、本発明の１０〜１５０μｍという薄いシート厚みの放熱シートを容易に得るためには、最適な溶剤配合量（インキ組成物の流動性、乾燥時の厚み収縮との関係を評価するために、組成物全体に対する溶剤の比率で表示する）としては該組成物中の溶剤量で２０〜８０質量％、水酸化アルミニウム粒子の粒径としては、前述のように０．１〜１０μｍ程度、そして、水酸化アルミニウム粒子を分散したインキ組成物の粘度としては、２５℃において、５０〜１００００ｍＰａ・ｓ（Ｂ型粘度計（６０回転））程度が好適である。

なお、本発明の放熱シートには、赤外線の波長域における輻射率（以下、単に「輻射率」ともいう。）を高めるために、放熱特性、電気絶縁特性に悪影響を与えない範囲で、非導電性カーボンブラック等の黒色系顔料を添加することができる。また、放熱特性（熱伝導率、熱輻射性）に大きな悪影響を与えない程度であれば、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン、赤燐などの難燃剤、黒色系以外の着色剤、シランカップリング剤、イソシアネートなどの硬化剤、熱安定剤、分散剤、マイクロシリカなどを適宜、適量選択して配合しても差し支えない。

本発明の放熱シートを製造するための組成物である水酸化アルミニウム粒子を分散したインキ組成物は、コンマコーター、ダイヘッドコーター、グラビア印刷機などの通常の塗工機（コーティング機）等で、樹脂フィルムや離型層付き樹脂フィルムの離型性フィルム等の上に塗工され、遠赤外線輻射ヒーター、温風吹付けなどによって乾燥されることにより、乾燥溶剤の分だけその膜厚が低減した状態でシート化される。
該樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂等が用いられる。また、上記離型層としては、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等が用いられる。

成膜された放熱シートの熱伝導率は、勿論、より高い方が放熱性能上好ましい。ただし、本発明においては、放熱シートの厚みを１５０μｍ以下と薄くすることで熱抵抗を下げる設計のため、放熱シートの熱伝導率は０．８Ｗ／ｍＫ程度以上、より好ましくは１．０Ｗ／ｍＫ以上あれば実用上求められる放熱性能は得られる。この厚み及び熱伝導率の組合せ及び水酸化アルミニウムの熱輻射性により、従来の、厚み５００μｍで熱伝導率５Ｗ／ｍＫ程度の放熱シートと同等の放熱性能を得ることができる。前記のような配合の組成物を用いて薄膜とすれば、この程度の熱伝導率は容易に得られる。
なお、熱伝導率の測定は、ＡＳＴＭ C５１８、ＪＩＳＡ１４１２、ＪＩＳＲ１６１１規定の方法、レーザーフラッシュ法等公知の方法に準拠して行う。

このようにして得られた放熱シートは、離型性フィルムから剥がし、あるいは、離型性フィルムを保護フィルムとして積層したままの状態で、放熱シートとしての使用に供するための製品の形とすることができる。
また、本発明の放熱シートは、粘着性層を放熱シートの上面又は下面にさらに設けた構成としてもよく、これにより、製品使用時の利便性が高まる。

本発明の放熱シートは、トランジスタ、ＬＳＩ、ＭＰＵなどの電子部品、ＰＤＰなどの表示装置等の発熱体の表面、裏面、側面等に、組立て、発光、画像表示等の支障にならない位置に貼付する。これにより、本発明の放熱シートは、使用形態に応じた放熱機構を発現する。例えば、ヒートシンク、水冷もしくは空冷の冷却器など熱排出システムと積層ないし連結して用いる場合には、本発明の放熱シートは、発熱体から該熱排出システムへ熱を伝達する通路となる。熱は専ら熱排出システムから熱伝導及び／又は熱輻射により外部へ放出される。この場合は、本発明の放熱シートは、その低熱抵抗性により高効率で発熱体から熱排出システムへ熱を輸送することで良好な放熱機構に寄与する。一方、本発明の放熱シート単体で発熱体表面に貼着して使用する場合は、発熱体から該放熱シートの厚み方向及び面内方向に熱伝導にて伝達した熱を、専ら該放熱シート表面からの熱輻射によって（及びこれに加えて一部は周囲雰囲気への熱伝導によって）外部へ放出される。この場合は、本発明の放熱シートは、その低熱抵抗性により高効率で発熱体からの熱を該放熱シート表面の熱輻射面に輸送せしめ、且つ該熱輻射面に到達した熱をその表面の高熱輻射性によって高効率で輻射することで良好な放熱機構に寄与する。

以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、各実施例及び比較例で得られた放熱シートの評価は以下の方法により行った。
（１）シート密度（ｇ／ｃｍ³）
５．０×１０．０ｃｍのサイズに切り取った放熱シートの膜厚及び重さ（質量）（ｇ）を測定して算出した。
（２）放熱性
放熱性の評価は以下の測定により行った。各実施例及び比較例で得られた放熱シートを直径８３ｍｍ、高さ１００ｍｍの金属缶（表面が鏡面であるステンレス鋼）の側面全面に貼り付け、缶中に加温した水を入れて、缶の温度が８９℃になるように調整した。この缶を、２５℃に調整した縦２９０ｍｍ、横３８０ｍｍ、高さ３６０ｍｍの密閉した段ボール紙でできた箱内に置き、３０分、６０分及び９０分経過後の水温の変化を測定した。また、放熱シートを貼り付けずに同様の実験を行って、３０分、６０分及び９０分経過後の水温の変化を測定し（参考例１として第１表に表示）、これを基準値として温度の低下率を併せて表示した。
（３）熱伝導率
ＡＳＴＭ C５１８、ＪＩＳＡ１４１２、ＪＩＳＲ１６１１に準拠して、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を求め、該熱拡散率と熱容量（密度×比熱）との積として熱伝導率を算出する方法で行った。
（４）機械的強度
放熱シートの引張破壊伸び及び引張強さをＪＩＳＫ７１１３に準拠して求め、以下の基準で評価した。
○；引張破壊伸びが５％以上且つ引張強さ０．５Ｎ／１０ｍｍ以上
×；引張破壊伸びが５％未満又は引張強さ０．５Ｎ／１０ｍｍ未満

実施例１
３００ｍＬ容の攪拌混合機を備えた容器中で、バインダー樹脂として、ポリエステル樹脂Ａ（非晶質飽和共重合ポリエステル；東洋紡績（株）製、商品名：「バイロン３００」、Ｔｇ：６℃、数平均分子量２３０００、比重１．２０、体積固有抵抗値１．３×１０¹⁵Ω）をメチルエチルケトン／トルエン混合溶剤（混合比２０：８０）中に３０質量％溶解した溶液１００質量部に、水酸化アルミニウム粒子（昭和電工（株）製「ハイジライトH−４２」、平均粒径：１．０μｍ）６０質量部を加え、攪拌・混合して、水酸化アルミニウム粒子が均一に分散したインキ組成物を得た。得られたインキ組成物を、コンマコーター（井上金属工業（株）製）により、離型剤塗布ＰＥＴフィルムの離型層上に塗工し、熱風乾燥して、含有する溶剤を乾燥除去することで放熱シートを得た。塗工速度を３ｍ／ｍｉｎとし、乾燥温度を５０〜１２０℃とした乾燥ゾーン４ユニット（ユニット長さ：２ｍ×４、乾燥温度第１ユニット：５０℃、第２ユニット：８０℃、第３ユニット：１００℃、第４ユニット：１２０℃）を通過させて、シート厚６０μｍの放熱シートを得た。水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂体積比（ＰＶ比）＝５０／５０である。得られた放熱シートの物性及び放熱性を第１表に示す。

実施例２
ポリエステル樹脂Ａに代えて、ＥＶＭエラストマー（ＩＳＯ１６９２（１９９５）、酢酸ビニル単位の比率が８０モル％、Ｔｇ：５℃、数平均分子量９１０００）を用いたこと以外は実施例１と同様にして放熱シートを得、実施例１と同様に評価した。結果を第１表に示す。

実施例３
ポリエステル樹脂Ａの含有量を２０質量部、水酸化アルミニウム粒子の含有量を８０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして放熱シートを得た。水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂体積比（ＰＶ比）＝６６／３４である。得られた放熱シートについて、上記方法で評価した結果を第１表に示す。

比較例１
本発明の放熱シートの代わりに、厚さ６０μｍのアルミニウムを貼り、上記方法にて放熱性を評価した。結果を第１表に記す。

比較例２
ポリエステル樹脂Ａの含有量を４０質量部、水酸化アルミニウム粒子の含有量を６０質量部としたこと以外は実施例１と同様にして放熱シートを得た。水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂体積比（ＰＶ比）＝４３／５７である。得られた放熱シートについて、上記方法で評価した結果を第１表に示す。

比較例３
ポリエステル樹脂Ａの含有量を１４質量部、水酸化アルミニウム粒子の含有量を８６質量部としたこと以外は実施例１と同様にして放熱シートを得た。水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂体積比（ＰＶ比）＝７５／２５である。得られた放熱シートについて、上記方法で評価した結果を第１表に示す。

比較例４
ポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂Ｂ（非晶質飽和共重合ポリエステル；東洋紡績（株）製、商品名：「バイロン２００」（Ｔｇ：６７℃、数平均分子量１７０００、比重１．２６、ＳＰ値１１．７３、体積固有抵抗値７．２×１０¹⁶Ω）を用い、含有量を３３質量部とし、水酸化アルミニウム粒子の含有量を６７質量部としたこと以外は実施例１と同様にして放熱シートの作製を試みた。しかしながら、実用的な機械的強度をもつシートを得ることはできなかった。なお、水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂体積比（ＰＶ比）＝５０／５０である。

比較例５
ポリエステル樹脂としてポリエステル樹脂Ｃ（ウレタン変性ポリエステル；東洋紡績（株）製、Ｔｇ：−５４℃）を用いたこと以外は比較例４と同様にして放熱シートの作製を試みた。しかしながら、実用的な機械的強度をもつシートを得ることはできなかった。なお、水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂体積比（ＰＶ比）＝５０／５０である。

＊１ポリエステル樹脂Ａ；非晶質飽和共重合ポリエステル、東洋紡績（株）製、商品名：「バイロン３００」、Ｔｇ：６℃、数平均分子量２３０００、比重１．２０、体積固有抵抗値１．３×１０¹⁵Ω
＊２ポリエステル樹脂Ｂ；非晶質飽和共重合ポリエステル、東洋紡績（株）製、商品名：「バイロン２００」、Ｔｇ：６７℃、数平均分子量１７０００、比重１．２６、体積固有抵抗値７．２×１０¹⁶Ω
＊３ポリエステル樹脂Ｃ；ウレタン変性ポリエステル、東洋紡績（株）製、Ｔｇ：−５４℃
＊４ＥＶＭ；ＩＳＯ１６９２（１９９５）、酢酸ビニル単位の比率が８０モル％、Ｔｇ：５℃、数平均分子量９１０００

第１表に示すとおり、本発明の放熱シートは、表面に高効率で伝導してきた熱を表面の高輻射性によって外界に輻射する機構による放熱性が高く、放熱シートを貼付しない場合（ステンレス鋼缶表面は低熱伝導性、且つ低熱輻射性）や、アルミニウム箔（高熱伝導率、且つ低熱輻射率）を貼付した場合に比較して、３０分後で７．７〜８．７％の温度低下、６０分後で１１．８〜１２．２％の温度低下、さらに９０分後では１４．１〜１５．５％もの温度低下が見られ、無風の環境下において優れた放熱性を有することがわかる。なお、アルミニウム箔を貼付した比較例１は、高熱伝導率（約２４０Ｗ／ｍＫ）にて熱を表面にまで伝導しても、表面の熱輻射性が低い為（全輻射率０．０４）、結果的には放熱性は殆ど発現されていないことがわかる。また、本発明の各実施例の放熱シートは熱伝導率についても０．８０〜１．１２と高く、熱伝導による放熱性も高いことがわかる。さらに、本発明の放熱シートは機械的強度も高いことがわかる。
また、図１に示す通り、本発明の放熱シートの熱伝導率はＰＶ比に比例する。すなわち、ＰＶ比を制御することにより任意の熱伝導率を得られることがわかる。

本発明によれば、熱伝導性、熱輻射性及び電気絶縁性のいずれも良好な材料である水酸化アルミニウムをできるだけ少量のバインダー樹脂で結着することができ、しかもシート厚みを薄くすることが可能であるため、本発明の放熱シートは熱伝導、熱輻射による放熱性及び電気絶縁性が良好である。また、放熱性のみならず、機械的強度、柔軟性等においても実用的な電気絶縁性に優れる。
また、かかる放熱シートは、特定のガラス転移温度を有するバインダー樹脂を溶剤に溶解させた樹脂溶液中に、水酸化アルミニウム粒子を分散させ、これを塗工し、乾燥することにより高い生産性で製造することができる。

本発明の放熱シートにおけるフィラー量と熱伝導率の関係を示す図である。

Claims

水酸化アルミニウム粒子を、ガラス転移温度が−５０〜５０℃であるバインダー樹脂で結着させてなる放熱シートであって、水酸化アルミニウム粒子／バインダー樹脂の体積比が５０／５０〜７０／３０であり、シート厚みが１０〜１５０μｍであることを特徴とする放熱シート。
前記水酸化アルミニウム粒子の平均粒径が０．１〜１０μｍである請求項１記載の放熱シート。
前記バインダー樹脂が、ポリエステル系樹脂、及び酢酸ビニル単位の比率が４０〜８０モル％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂から選ばれる１種以上である請求項１又は２に記載の放熱シート。
請求項１〜３のいずれかに記載の放熱シートが離型性保護フィルム上に貼着された離型性保護フィルム付き放熱シート。
請求項１〜３のいずれかに記載の放熱シートの上面及び／又は下面に粘着層を設けた粘着層付き放熱シート。
水酸化アルミニウム粒子、ガラス転移温度が−５０〜５０℃であるバインダー樹脂及び溶剤からなるインキ組成物を塗工機により塗工し、溶剤を乾燥させて固化することによってシート化する放熱シートの製造方法であって、溶剤中に、相対蒸発速度１９０以上、沸点６０〜１３０℃、且つ溶解度パラメータが８〜１２である成分を８０質量％以上含有することを特徴とする放熱シートの製造方法。