JP2007311628A - Heat transferable elastic sheet - Google Patents

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JP2007311628A JP2006140331A JP2006140331A JP2007311628A JP 2007311628 A JP2007311628 A JP 2007311628A JP 2006140331 A JP2006140331 A JP 2006140331A JP 2006140331 A JP2006140331 A JP 2006140331A JP 2007311628 A JP2007311628 A JP 2007311628A
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優幸 加藤
Hironori Nonami
宏典 野並
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new heat transferable elastic sheet in which, by employing a new heat transferable electric insulating agent, an operability enough to mold to an objective sheet shape is ensured, while a heat transfer performance can be considerably enhanced with a smaller mixing amount than a conventional metal oxide. <P>SOLUTION: The heat transferable elastic sheet is obtained by molding a mixture composition composed of a polymer elastic material such as a silicone rubber or the like in the form of a sheet, and crosslinking it. In the heat transferable elastic sheet, a metal silicon powder is employed as the heat transferable electric insulating agent. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気絶縁性とゴム状弾性特性を確保しつつ優れた熱伝導性を実現することの出来る新規な伝熱性弾性シートに関するものである。   The present invention relates to a novel heat conductive elastic sheet capable of realizing excellent thermal conductivity while ensuring electrical insulation and rubbery elastic characteristics.

パワートランジスタやサイリスタ,整流器,トランス等の発熱性電気部品では、通電によって発生する熱を外部に効率的に逃がすことが重要となる。そこで、従来から、発熱性電気部品に放熱部品を装着するに際して、それら発熱性電気部品と放熱部品の間に伝熱性弾性シートを装着した構造が採用されている。   In heat-generating electrical components such as power transistors, thyristors, rectifiers, and transformers, it is important to efficiently release the heat generated by energization to the outside. Therefore, conventionally, when a heat dissipating component is mounted on a heat generating electrical component, a structure in which a heat conductive elastic sheet is mounted between the heat generating electrical component and the heat dissipating component has been adopted.

すなわち、伝熱性弾性シートを介在させることにより、発熱性電気部品と放熱部品の重ね合わせ面における凹凸に起因する隙間を充填して接触熱抵抗を低減することが出来る。これにより、発熱性電気部品から放熱部品へ効率的に熱伝導させて、放熱部品による放熱効果をより有効に発揮させることが可能となるのである。   That is, by interposing a heat conductive elastic sheet, it is possible to fill a gap caused by unevenness on the overlapping surface of the heat generating electrical component and the heat radiating component and reduce the contact thermal resistance. Thereby, it is possible to efficiently conduct heat from the heat-generating electrical component to the heat-dissipating component, and to effectively exhibit the heat-dissipating effect of the heat-dissipating component.

また、近年では、液晶ディスプレイにおいて、それぞれ多数が直線状に並ぶ液晶パネル側の電極端子列と駆動回路側の配線端子列とをロウ接するに際して、それら両端子列と電気鏝の間に介在させるクッションシートとしても、同様な伝熱性弾性シートが採用されている。かかるクッションシートにおいても、両端子列と電気鏝の各形状に追従して効率的な熱伝達を実現することが要求される。   In recent years, in liquid crystal displays, when the electrode terminal row on the liquid crystal panel side and the wiring terminal row on the drive circuit side are lined up in a row, a cushion interposed between the two terminal rows and the electric lamp. A similar heat conductive elastic sheet is also used as the sheet. Even in such a cushion sheet, it is required to realize efficient heat transfer by following the shapes of both terminal rows and electric irons.

ところで、このような伝熱性弾性シートとしては、一般に、耐熱性の高いシリコーンゴムを主体とし、その伝熱性能を向上させるために、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム等の金属酸化物の粉末を配合した混合組成物を用い、それをシート状に成形したものが採用されている(特許文献1参照)。   By the way, as such a heat transfer elastic sheet, generally, a heat-resistant silicone rubber is mainly used, and in order to improve its heat transfer performance, a mixture of powders of metal oxides such as aluminum oxide and magnesium oxide is mixed. What used the composition and shape | molded it in the sheet form is employ | adopted (refer patent document 1).

しかしながら、従来の伝熱性弾性シートでは、伝熱性能を向上させるために金属酸化物の配合量を増やすと、弾性シートの物性が低下してしまうという問題があった。具体的には、金属酸化物の配合量の増大によって、カレンダロール加工等の成形に支障を来したり、弾性シートを介して重ね合わせられる両部材への形状追従性が低下して重ね合わせ面に隙間が発生することにより充分な伝熱性能を安定して得ることが難しくなる等といった問題が発生するのである。   However, the conventional heat-transfer elastic sheet has a problem that the physical properties of the elastic sheet are lowered when the amount of the metal oxide is increased in order to improve the heat transfer performance. Specifically, due to an increase in the amount of metal oxide blended, it may hinder molding such as calender roll processing, or the shape followability to both members that are superposed via an elastic sheet may be reduced. As a result, a problem arises in that it becomes difficult to stably obtain sufficient heat transfer performance due to the occurrence of gaps.

それ故、従来の伝熱性弾性シートでは、要求される弾性特性を確保しつつ、高度な伝熱性能を実現することが、非常に難しかったのである。   Therefore, it has been very difficult to achieve high heat transfer performance while securing the required elastic characteristics with the conventional heat transfer elastic sheet.

特開昭47−32400号公報JP 47-32400 A

ここにおいて、本発明は上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、新規な伝熱性電気絶縁剤を採用することにより、目的とするシート形状への成形を可能とするだけの操作性を確保しつつ、従来の金属酸化物に比して少ない配合量で伝熱性能を大幅に向上させることが出来る、新規な伝熱性シートを提供することにある。   Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is to form a desired sheet shape by adopting a novel heat conductive electrical insulating agent. It is an object of the present invention to provide a novel heat transfer sheet capable of significantly improving the heat transfer performance with a smaller blending amount as compared with conventional metal oxides while ensuring operability sufficient to enable the above.

かかる課題を解決するために、本発明者が多くの実験と検討を重ねた結果、特定の粉末を高分子弾性材料に配合することにより、従来の金属酸化物を配合する場合に比して少ない配合量で伝熱性能を向上させることが出来、それ故、柔軟性や電気絶縁性,操作性等を充分に確保しつつ優れた伝熱性能を発揮し得る新規なゴム状弾性材を実現することを見い出したのであって、かかる知見に基づいて、本発明が完成され得たのである。   In order to solve such a problem, the present inventor has conducted many experiments and examinations, and as a result, the specific powder is blended with the polymer elastic material, so that it is less than when the conventional metal oxide is blended. Heat transfer performance can be improved by blending amount, and therefore, a new rubber-like elastic material that can exhibit excellent heat transfer performance while sufficiently ensuring flexibility, electrical insulation, operability, etc. is realized. Based on this finding, the present invention could be completed.

すなわち、本発明の特徴とするところは、高分子弾性材料に伝熱性電気絶縁剤を配合した混合組成物をシート状に成形し、架橋して得られる伝熱性弾性シートにおいて、前記伝熱性電気絶縁剤として金属ケイ素粉末を採用した伝熱性弾性シートにある。   That is, a feature of the present invention is that in the heat conductive elastic sheet obtained by forming a mixture composition obtained by blending a polymer elastic material and a heat conductive electric insulating agent into a sheet shape and crosslinking, the heat conductive electric insulation is obtained. It is a heat conductive elastic sheet that employs metal silicon powder as an agent.

本発明に従い、金属ケイ素を伝熱性電気絶縁剤として配合することにより、後述の実施形態や実施例の記載から明らかなように、従来の金属酸化物を伝熱性電気絶縁剤として採用した場合に比して、少ない配合量で伝熱性能が向上され得たシリコーンゴムを得ることが出来る。   In accordance with the present invention, by incorporating metal silicon as a heat conductive electrical insulation, as is apparent from the description of the embodiments and examples described later, it is compared with the case where a conventional metal oxide is employed as the heat conductive electrical insulation. Thus, a silicone rubber having improved heat transfer performance can be obtained with a small amount.

特に、従来の金属酸化物を伝熱性電気絶縁剤として採用する場合に比して、配合量を抑えることが出来ることから、シート形状への成形性や柔軟性も充分に実用レベルに維持することが可能となる。   In particular, the amount of blending can be reduced compared to the case where conventional metal oxides are used as heat-conducting electrical insulating agents, so that the formability and flexibility of the sheet shape must be maintained at a practical level. Is possible.

なお、伝熱性電気絶縁剤として金属ケイ素を採用したことでかくの如き格別の効果が発揮され得る理由は、未だ充分に解明されておらず、またその科学的解明が本発明の目的でもない。しかし、例えば、その理由の一つとして、金属ケイ素が有する熱伝導率の高さだけでなく、タップ密度等の物性が関係するものと推定される。   It should be noted that the reason why such a special effect can be exhibited by adopting metallic silicon as the heat conductive electrical insulating agent has not yet been fully elucidated, and scientific elucidation is not the object of the present invention. However, for example, it is estimated that one of the reasons is related not only to the high thermal conductivity of metal silicon but also to physical properties such as tap density.

すなわち、金属ケイ素は、タップ密度が約660であり、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム等といった金属酸化物の800〜1320に比して小さい。それ故、シリコーンゴム材料等の高分子弾性材料と混合した際に、金属酸化物に比して金属ケイ素の粉末は、高分子弾性材料への混合状態下での分散性が良く、良好な混合状態が安定して発現されるものと推定される。   That is, metal silicon has a tap density of about 660, which is smaller than that of metal oxides 800 to 1320 such as aluminum oxide and magnesium oxide. Therefore, when mixed with a polymer elastic material such as a silicone rubber material, the metal silicon powder has better dispersibility in the mixed state in the polymer elastic material than the metal oxide, and is well mixed. It is presumed that the state is stably expressed.

しかも、金属ケイ素は、それ自体の熱伝導率を見ても168W/mK程度あり、これは酸化アルミニウムや酸化マグネシウム等といった金属酸化物の10〜60W/mKに比して非常に大きいのである。   Moreover, metallic silicon has a thermal conductivity of about 168 W / mK, which is very large compared to 10 to 60 W / mK of metal oxides such as aluminum oxide and magnesium oxide.

かくの如き、金属ケイ素に固有の物性が高分子弾性材料と好適にマッチングすることとなり、その結果、高分子弾性材料中に金属ケイ素を比較的に少ない配合量で全体に略均一に分散混合させることで、柔軟性や強度等といった弾性特性や成形性を有利に確保しつつ、目的とする伝熱性能が、弾性材の全体によって良好に且つ安定して発現され得ることになると考えられる。また、高分子弾性材として特にシリコーンゴムを採用した場合には、シリコーンゴム自体のゴム特性である粘着性も充分に維持され得ることから、シリコーンゴムを装着するに際して特別な粘着付与剤等も一般に必要とすることがなくなって優れた操作性が発揮され得るのである。
As described above, the physical properties inherent to metallic silicon are suitably matched to the polymeric elastic material, and as a result, metallic silicon is dispersed and mixed almost uniformly throughout the polymeric elastic material with a relatively small amount. Thus, it is considered that the desired heat transfer performance can be expressed well and stably by the whole elastic material while advantageously securing elastic properties such as flexibility and strength and moldability. In addition, when silicone rubber is particularly used as the polymer elastic material, the tackiness which is the rubber characteristic of the silicone rubber itself can be sufficiently maintained. This eliminates the need for it and provides excellent operability.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described.

先ず、本発明において用いられる高分子弾性材料としては、ゴム材料とエラストマー材料の何れも挙げることが出来る。具体的に例示すると、シリコーンゴムやエチレンプロピレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム等のゴム材料の他、エチレン酢酸ビニルやエチレンメタクリレート共重合体、塩素化ポリエチレン等のエラストマー材料などをはじめとして、各種の公知のゴム材料やエラストマー材料が高分子弾性材料として、本発明において採用されることとなる。   First, as the polymer elastic material used in the present invention, both a rubber material and an elastomer material can be mentioned. Specific examples include rubber materials such as silicone rubber, ethylene propylene rubber, natural rubber, isoprene rubber, and styrene butadiene rubber, as well as elastomer materials such as ethylene vinyl acetate, ethylene methacrylate copolymer, and chlorinated polyethylene. Various known rubber materials and elastomer materials are employed as the polymer elastic material in the present invention.

特に、高分子弾性材料としてシリコーンゴムが好適に採用され得るが、かかるシリコーンゴムは、公知のポリオルガノシロキサンを架橋させることによって得られるものであって、それ自体は、公知のとおり、架橋後において、電気絶縁性や耐熱性等に優れた物性を有するものであり、低硬度で柔軟性や形状追従性,加工性にも優れている。即ち、本発明では、従来から知られている各種のシリコーンゴムが、目的とする伝熱性弾性シートのマトリックス材料として、特に好適に採用され得る。   In particular, silicone rubber can be suitably employed as the polymer elastic material, but such silicone rubber is obtained by crosslinking a known polyorganosiloxane, and as such is known, after crosslinking, It has excellent physical properties such as electrical insulation and heat resistance, and has low hardness and excellent flexibility, shape followability and workability. That is, in the present invention, various types of conventionally known silicone rubbers can be particularly suitably employed as the matrix material of the intended heat-transfer elastic sheet.

具体的には、その架橋形態として、有機過酸化物によるラジカル反応型の他、ビニル基を含むポリオルガノシロキサンとケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンと白金系触媒とによる付加反応型や、縮合反応型などが、限定されることなく挙げられる。またその組成としても、メチルビニルシラン系の他、メチルフェニルシラン系、ジメチルシラン系、メチルフルオロアルキルシラン系などが、限定されることなく挙げられる。これらのシリコーンゴムは、何れも、上述の如き物性を共通に備えているからである。   Specifically, as the crosslinking form, in addition to radical reaction type by organic peroxide, addition reaction type by polyorganosiloxane containing vinyl group, organohydrogen having hydrogen atom bonded to silicon atom, and platinum catalyst. The condensation reaction type and the like are not limited. In addition to the methyl vinyl silane, the composition includes methyl phenyl silane, dimethyl silane, methyl fluoroalkyl silane, and the like without limitation. This is because all of these silicone rubbers have the above-mentioned physical properties in common.

ここにおいて、本発明では、特に、メチルビニルシラン系のシリコーンゴムを用いることが望ましい。それにより、金属ケイ素の配合量を比較的に多く設定した場合等においても、ゴムシートの柔軟性や成形性を一層有利に確保することが出来て、シートの利用範囲を広範に設定することも可能となる。   Here, in the present invention, it is particularly desirable to use methylvinylsilane-based silicone rubber. As a result, even when the amount of metal silicon is set relatively large, the flexibility and formability of the rubber sheet can be secured more advantageously, and the use range of the sheet can be set broadly. It becomes possible.

また、本発明では、特に、金属ケイ素の配合の操作性を良好とし、更にマトリックス中への金属ケイ素の分散をより均一化するために、液状のシリコーンゴム材料が好適に採用され得る。   In the present invention, in particular, a liquid silicone rubber material can be suitably used in order to improve the operability of the compounding of the metal silicon and further uniformize the dispersion of the metal silicon in the matrix.

なお、かくの如きシリコーンゴム材料や、上述のエチレンプロピレンゴム材料をはじめとする各種ゴム材料やエラストマー材料などの高分子弾性材料には、架橋剤の他、従来から公知の可塑剤や粘着剤、オイル、架橋遅延剤等の成形助剤、着色剤、耐熱向上剤などが、適宜に、必要に応じて配合され得る。また、従来から伝熱性電気絶縁剤として採用されていた酸化アルミニウムや酸化マグネシウムなども必要に応じて添加しても良い。更に、炭化ケイ素、グラファイト、補強用二酸化ケイ素、静電防止カーボン等を配合することも可能である。   In addition, such silicone rubber materials and various elastic materials such as the above-mentioned ethylene propylene rubber materials and elastomeric materials such as elastomer materials include cross-linking agents, conventionally known plasticizers and adhesives, Molding aids such as oil and crosslinking retarder, colorants, heat resistance improvers and the like can be appropriately blended as necessary. In addition, aluminum oxide, magnesium oxide, etc., which have been conventionally employed as a heat conductive electrical insulating agent, may be added as necessary. Furthermore, silicon carbide, graphite, reinforcing silicon dioxide, antistatic carbon and the like can be blended.

一方、かくの如き高分子弾性材料に配合される金属ケイ素は、熱伝導性と電気絶縁性に優れた公知のものであり、これを粉末にして、マトリックスとしての高分子弾性材料中に分散させる。金属ケイ素は、一般に珪石を原料として電気炉等で還元することによって得られたものであって、窒化ケイ素やニューセラミックス、耐火煉瓦などの材料として提供されていることから、市場において容易に入手することが出来るものである。特に本発明では、一般に入手できる金属ケイ素粉末で充分であり、高純度化処理する前のもの、即ち純度が95〜99%程度のものを採用可能である。   On the other hand, the metal silicon blended in such a polymer elastic material is a well-known material excellent in thermal conductivity and electrical insulation, and this is powdered and dispersed in the polymer elastic material as a matrix. . Metallic silicon is generally obtained by reducing silica with raw materials such as an electric furnace, and is easily obtained in the market because it is provided as a material such as silicon nitride, new ceramics, and refractory bricks. It can be done. In particular, in the present invention, generally available metal silicon powder is sufficient, and it is possible to adopt a product before high purification treatment, that is, a purity of about 95 to 99%.

この金属ケイ素の粉末は、平均粒径が20μm以下であることが望ましい。この粉末の金属ケイ素は、平均粒径を指定した粉末状態のものを市場において容易に入手することが出来る。   The metal silicon powder desirably has an average particle size of 20 μm or less. The powdered metal silicon can be easily obtained in the market in a powder state having an average particle size.

金属ケイ素の平均粒径が20μmより大きいと、伝熱性能の向上は実現され得るものの、目的とする高分子弾性シートの特性によっては、強度や引裂強さ、耐久性、ゴム弾性(伸び)等に関して要求値を満足し難くなる。また、目的とする高分子弾性シートの厚さ寸法や、要求される密着性などによっては、シート表面の凹凸が問題となるおそれもある。   If the average particle size of the metal silicon is larger than 20 μm, the heat transfer performance can be improved. However, depending on the properties of the intended polymer elastic sheet, the strength, tear strength, durability, rubber elasticity (elongation), etc. It becomes difficult to satisfy the required value. Further, depending on the thickness dimension of the intended polymer elastic sheet and the required adhesion, unevenness on the sheet surface may become a problem.

特に、より良好なシート強度や耐久性、弾性等を得るためには、平均粒径が好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下の金属ケイ素粉末を採用する。   In particular, in order to obtain better sheet strength, durability, elasticity, and the like, a metal silicon powder having an average particle size of preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less is employed.

一方、金属ケイ素粉末の粒径が余り小さいと、粉末加工上の問題や取扱上の問題もあり、収率が低下してコスト高となる。それ故、好適には金属ケイ素粉末の平均粒径が2μm以上とされ、より好適には5μm以上の平均粒径の金属ケイ素粉末が採用される。   On the other hand, if the particle size of the metal silicon powder is too small, there are problems in powder processing and handling, resulting in a decrease in yield and an increase in cost. Therefore, the average particle diameter of the metal silicon powder is preferably 2 μm or more, and more preferably, the metal silicon powder having an average particle diameter of 5 μm or more is employed.

さらに、このような金属ケイ素粉末の高分子弾性材料に対する配合量は、弾性シートの用途や要求特性等に応じて適当に設定されるものであって、特に限定されるものでない。しかし、一般的な電気部品と放熱部品の間への装着用途を考慮すると、金属ケイ素の配合量は、高分子弾性材料の100重量部あたり15〜300重量部とすることが望ましい。より好適には、高分子弾性材料の100重量部あたり50重量部以上、更に好ましくは100重量部以上、金属ケイ素粉末が配合されることとなる。また、より好適には、高分子弾性材料の100重量部あたり200重量部以下、更に好適には150重量部以下、金属ケイ素粉末が配合されることとなる。   Furthermore, the compounding quantity with respect to the polymeric elastic material of such a metal silicon powder is suitably set according to the use of an elastic sheet, a required characteristic, etc., and is not specifically limited. However, in consideration of a mounting application between a general electric component and a heat dissipation component, the compounding amount of metal silicon is desirably 15 to 300 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer elastic material. More preferably, the metal silicon powder is blended in an amount of 50 parts by weight or more, more preferably 100 parts by weight or more per 100 parts by weight of the polymer elastic material. More preferably, the metal silicon powder is blended in an amount of 200 parts by weight or less, more preferably 150 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the polymer elastic material.

蓋し、金属ケイ素粉末の配合量が少なすぎると得られる高分子弾性シートにおいて目的とする熱伝導率の向上効果を十分に得ることが難しいからであり、反対に金属ケイ素の配合量が多すぎると得られる高分子弾性シートの弾性特性が低下してしまい、用途等によっては要求される柔軟性や伸びが得られ難く、形状追従性が悪くなって装着時の電気部品や放熱部品等への密着性が十分に得られ難くなるおそれがあるからである。   This is because it is difficult to obtain the desired effect of improving the thermal conductivity in the obtained polymer elastic sheet when the amount of the metal silicon powder is too small, and conversely, the amount of the metal silicon is too large. The elastic properties of the resulting polymer elastic sheet will be reduced, and it will be difficult to obtain the required flexibility and elongation depending on the application, etc. This is because it may be difficult to obtain sufficient adhesion.

なお、上記の配合量の算定基準となる高分子弾性材料は、弾性材原料単体でなく、それに適当な添加剤や更に架橋材を配合した高分子弾性体の成形材料である。具体的に例示すると、例えばシリコーンゴム材料であれば、ポリオルガノシロキサンの原料単体でなく、それに適当な添加剤や更に架橋剤を配合したゴム材料である。このような高分子弾性材料は、各材料毎に、或いはシリコーンゴム原料に適当な添加剤を予め配合したものとして、市場において複数の企業から提供されており、容易に入手することができる。また、金属ケイ素の配合量の算定基準を、このようにポリオルガノシロキサン等の高分子弾性材の原料単体でなく、それに適当な添加剤等を配合した弾性材料とすることは、単に入手や実施が容易であるというだけでなく、金属ケイ素の配合量によって発現される上述の如き熱伝導率の向上効果や弾性特性の変化が、金属ケイ素の分散状態に基づくものであって、シリコーンゴム原料単体等の高分子弾性体の原料単体を基準とするよりもシリコーンゴム材料等の高分子弾性材料を基準とした方が有意に把握され得るからである。   The polymer elastic material that is the calculation standard for the blending amount is not a material for elastic material alone but a molding material for a polymer elastic body in which an appropriate additive and a crosslinking material are blended. Specifically, for example, in the case of a silicone rubber material, it is not a raw material of polyorganosiloxane, but a rubber material blended with an appropriate additive and a crosslinking agent. Such a polymer elastic material is provided by a plurality of companies in the market as each material or as a material in which an appropriate additive is pre-blended with a silicone rubber raw material, and can be easily obtained. In addition, the calculation standard for the amount of metallic silicon is not simply a raw material for a polymer elastic material such as polyorganosiloxane, but an elastic material containing an appropriate additive or the like is simply obtained and implemented. In addition to the fact that the effect of improving the thermal conductivity and the change in elastic properties expressed by the amount of metallic silicon are based on the dispersed state of metallic silicon, This is because it can be understood more significantly based on a polymer elastic material such as a silicone rubber material than on the basis of a single raw material of the polymer elastic body.

また、本発明において採用される金属ケイ素は、その粒子形状を特に限定されるものでない。例えば、球状、扁平状、顆粒状、塊状、繊維状、針状、鱗片状、ペレット状、ウィスカー状などとして市場に提供されているもの、或いは不定形とされているものであっても良い。なかでも、一般破砕形として市場に提供されているものは、比較的に安価且つ容易に入手できることから有効である。   Moreover, the metal silicon employ | adopted in this invention does not specifically limit the particle shape. For example, a spherical shape, a flat shape, a granular shape, a lump shape, a fibrous shape, a needle shape, a scale shape, a pellet shape, a whisker shape, or the like may be provided on the market or an indefinite shape. Especially, what is provided to the market as a general crushed form is effective because it is relatively inexpensive and easily available.

続いて、上述の如きシリコーンゴム等の高分子弾性材料をマトリックスとし、これに伝熱性電気絶縁剤として金属ケイ素粉末を分散状態で配合せしめた混合組成物を成形材料とした、目的とする弾性シートを製造する工程について説明を加える。   Subsequently, a target elastic sheet using as a molding material a mixed composition in which a polymer elastic material such as silicone rubber as described above is used as a matrix and a metal silicon powder as a heat-conducting electrical insulating agent is mixed in a dispersed state. A description will be given of the process of manufacturing the.

先ず、シリコーンゴム材料等の高分子弾性材料中に金属ケイ素粉末を配合する際には、金属ケイ素粉末を出来るだけ均一に分散させることが望ましい。かかる目的のために、例えばミキサー等を用いた混練工程が採用される。かかるミキサーとしては、回転形ミキサーやプラネタリミキサー等の公知のものが採用可能である。   First, when the metal silicon powder is blended in a polymer elastic material such as a silicone rubber material, it is desirable to disperse the metal silicon powder as uniformly as possible. For this purpose, for example, a kneading process using a mixer or the like is employed. As such a mixer, a known mixer such as a rotary mixer or a planetary mixer can be employed.

なお、高分子弾性材料中への金属ケイ素粉末の均一分散性をより向上させるために、例えば金属ケイ素粉末に適当な表面処理を施すことも可能である。この表面処理としては、例えばシランカップリング剤やアルミニウムカップリング剤、ケイ素化合物などを採用することができる。   In addition, in order to further improve the uniform dispersibility of the metal silicon powder in the polymer elastic material, for example, a suitable surface treatment can be applied to the metal silicon powder. As this surface treatment, for example, a silane coupling agent, an aluminum coupling agent, a silicon compound, or the like can be employed.

かくの如くして得られた成形材料を用いて目的とする弾性シートを得るには、目的とするシート形状やシート寸法、更には成形材料の特性などを考慮して、適当な成形方法が採用される。特に限定されるものでないが、例えば、カレンダー成形の他、押出成形、ブロー成形、圧縮成形、射出成形、プレス圧延成形などが、採用可能である。なお、液状シリコーンゴム材料等の液状の高分子弾性材料を採用する場合には、塗工法や印刷法、ボンディング、ディッピングなどの成形方法も好適に採用され得る。また、成形と同時或いは成形後における架橋も、加熱と加圧によるものの他、電磁波や放射線によるものなども採用可能である。なお、何れの成形法や架橋方法による場合においても、原料や各種添加剤などの添加や追加配合などは、目的とする弾性シートの特性に問題を生じない限り、限定されることなく任意の工程で変更、設定可能である。また、エラストマー材料等の場合において、架橋処理が必ずしも必要でないことは言うまでもない。   In order to obtain the desired elastic sheet using the molding material thus obtained, an appropriate molding method is adopted in consideration of the target sheet shape, sheet size, and the characteristics of the molding material. Is done. Although not particularly limited, for example, extrusion molding, blow molding, compression molding, injection molding, press rolling molding, and the like can be employed in addition to calendar molding. When a liquid polymer elastic material such as a liquid silicone rubber material is employed, a molding method such as a coating method, a printing method, bonding, or dipping can be suitably employed. In addition to crosslinking by heating and pressurization at the same time as molding or after molding, those by electromagnetic waves or radiation can be employed. In addition, in any case of the molding method and the cross-linking method, the addition or additional blending of raw materials and various additives is not limited as long as there is no problem in the properties of the target elastic sheet. Can be changed and set. Needless to say, in the case of an elastomer material or the like, a crosslinking treatment is not necessarily required.

そして、このようにして得られた本発明に従う伝熱性弾性シートにおいては、伝熱性電気絶縁剤としての金属ケイ素粉末が、高分子弾性体中に均一に分散されてなる構造を有しているのであり、そのような特定物質の特定構造が実現されたことによって、従来の金属酸化物を伝熱性電気絶縁剤として採用した場合に比して、少ない配合量で伝熱性能が有利に向上され得るのである。   And, in the heat conductive elastic sheet according to the present invention obtained in this way, the metal silicon powder as the heat conductive electrical insulating agent has a structure that is uniformly dispersed in the polymer elastic body. In addition, by realizing such a specific structure of the specific substance, the heat transfer performance can be advantageously improved with a small amount compared to the case where a conventional metal oxide is used as the heat transfer electrical insulating agent. It is.

特に従来の金属酸化物を伝熱性電気絶縁剤として採用する場合に比して、伝熱性電気絶縁剤としての金属ケイ素粉末の配合量を抑えつつ、優れた伝熱性能を得ることが可能となることから、高度の伝熱性能の実現とあわせて、伝熱性弾性シートにおける伸びや形状追従性を良好に得ることができるのであり、良好な実用性が発揮される。   In particular, it is possible to obtain excellent heat transfer performance while suppressing the blending amount of metal silicon powder as the heat conductive electrical insulating agent, compared to the case where a conventional metal oxide is adopted as the heat conductive electrical insulating agent. Therefore, along with the realization of a high degree of heat transfer performance, the elongation and shape followability of the heat transfer elastic sheet can be obtained well, and good practicality is exhibited.

特に、高分子弾性材料100重量部に対する金属ケイ素粉末200重量部以下、或いは100重量部以下、或いは50重量部以下、或いは15重量部の少ない配合量であっても、高度な伝熱特性を実現可能である。このように少ない伝熱性電気絶縁剤の配合量で優れた伝熱特性が実現されることから、高度な熱伝導率を確保しつつ、充分な伸び特性や引張強さ及び硬さを有する弾性シートを有利に得ることが可能となる。
In particular, high heat transfer characteristics can be achieved even with less than 200 parts by weight of metal silicon powder, 100 parts by weight or less, 50 parts by weight or less, or 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer elastic material. Is possible. Since excellent heat transfer characteristics are realized with such a small amount of heat conductive electrical insulation, an elastic sheet having sufficient elongation characteristics, tensile strength and hardness while ensuring high thermal conductivity Can be advantageously obtained.

以下、本発明の実施例および比較例を挙げることにより、本発明を更に具体的に明らかにする。なお、以下の実施例における具体的な記載や上述の実施形態における例示的な記載によって、本発明は、何等、限定的に解釈されるものでない。   Hereinafter, the present invention will be more specifically clarified by giving examples and comparative examples of the present invention. It should be noted that the present invention is not construed as being limited to the specific descriptions in the following examples and the exemplary descriptions in the above-described embodiments.

また、以下の実施例および比較例における熱伝導率の測定は、非定常熱線法の原理に基づくプローブ法を採用することにより、熱線法と同じ熱伝導率値を直接に求めることによって行なった。具体的には、京都電子工業株式会社製の「Kemtherm QTM−D3迅速熱伝導率計」(商品名)を用いて試料の熱伝導率を測定した。   Moreover, the measurement of the thermal conductivity in the following Examples and Comparative Examples was performed by directly obtaining the same thermal conductivity value as in the hot wire method by adopting a probe method based on the principle of the unsteady hot wire method. Specifically, the thermal conductivity of the sample was measured using a “Kemtherm QTM-D3 rapid thermal conductivity meter” (trade name) manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.

メチルビニルシラン系のシリコーンゴム材料として東レ・ダウコーニング株式会社製の「SE1647U」(商品名)を用い、このシリコーンゴム材料100g(比重:1.18)に対して、伝熱性電気絶縁剤として金属ケイ素粉末(タップ密度:659kg/m3 )を340cm3 を配合した。これに、架橋剤として東レ・ダウコーニング株式会社製の2・5ジメチル,2・5ジ(ターシャリブチルパーオキシ)ヘキサンを有効成分とする「RC−4」(商品名)を添加して、これを混練したことによって混合組成物としての成形材料を得た。なお、上記の市販のシリコーンゴム材料(SE1647U)には、予め二酸化ケイ素,静電防止カーボンが所定量だけ配合されている。すなわち、本実施例では、これらの市販のシリコーンゴム材料(SE1647U)と架橋剤(RC−4)により、高分子弾性材料が構成されている。 "SE1647U" (trade name) manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. is used as the methyl vinyl silane-based silicone rubber material. 340 cm 3 of powder (tap density: 659 kg / m 3 ) was blended. To this was added “RC-4” (trade name) containing 2.5 dimethyl, 2.5 di (tertiary butyl peroxy) hexane produced by Toray Dow Corning Co., Ltd. as an active ingredient, This was kneaded to obtain a molding material as a mixed composition. In addition, silicon dioxide and antistatic carbon are previously blended in predetermined amounts into the above-mentioned commercially available silicone rubber material (SE1647U). That is, in this example, a polymer elastic material is constituted by these commercially available silicone rubber materials (SE1647U) and a crosslinking agent (RC-4).

得た成形材料をカレンダー成形で、厚さ0.3mmのシート状に成形した後、温度164℃×10分間で架橋した。   The obtained molding material was formed into a sheet having a thickness of 0.3 mm by calendar molding, and then crosslinked at a temperature of 164 ° C. for 10 minutes.

このようにして得られた伝熱性弾性シートとしてのシリコーンゴムシートについて、熱伝導率を実測した結果を、実施例1として以下の〔表1〕に示す。   The results obtained by actually measuring the thermal conductivity of the silicone rubber sheet as the heat conductive elastic sheet thus obtained are shown in Table 1 below as Example 1.

また、上記金属ケイ素の粉末に代えて、伝熱性電気絶縁剤として、酸化アルミニウムの5種類と、酸化マグネシウムと、炭化ケイ素と、グラファイトを、それぞれ採用した場合について、何れも、同じ条件でシリコーンゴムシートを得た。これら計8種類の得られたシリコーンゴムシートについて、それぞれ、熱伝導率を測定した結果を、比較例1〜8として、〔表1〕に併せ示す。   Further, in place of the above metal silicon powder, five types of aluminum oxide, magnesium oxide, silicon carbide, and graphite were respectively employed as the heat conductive electrical insulator, and silicone rubber was used under the same conditions. A sheet was obtained. About these 8 types of obtained silicone rubber sheets, the result of having measured the thermal conductivity, respectively is shown together in [Table 1] as Comparative Examples 1-8.

なお、伝熱性電気絶縁剤としてグラファイトを採用した比較例8では、高い熱伝導率が得られるものの、得られたゴムシートにおいて弾性が殆どなく、ゴム特性を殆ど示さないものであって、極めて容易にひびや割れが発生することから、到底、実用に供し得ないものであった。   In Comparative Example 8 in which graphite was used as the heat conductive electrical insulating agent, although high thermal conductivity was obtained, the obtained rubber sheet had almost no elasticity and showed almost no rubber properties. Since cracks and cracks occurred, it was impossible to put to practical use.

Figure 2007311628
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かかる〔表1〕に示す結果からも、シリコーンゴムにおいて、金属ケイ素粉末を配合することにより、従来から用いられていた伝熱性電気絶縁剤に比して、熱伝導率を優位に向上させることの出来ることが判る。   From the results shown in [Table 1], it can be seen that by adding metal silicon powder in the silicone rubber, the thermal conductivity can be significantly improved as compared with the conventionally used heat conductive electrical insulation. I know I can do it.

次に、上記実施例と同じシリコーンゴム材料(SE1647U)および架橋剤(RC−4)を採用し、これに配合する伝熱性電気絶縁剤としての金属ケイ素粉末の配合量を種々異ならせて複数種類の成形材料を得た。これらの成形材料を用いて、上記実施例と同様にしてカレンダー成形で、厚さ0.3mmのシート状成形体を得、温度164℃で10分間の架橋を行なうことで、本発明に従うシリコーンゴムシートとして実施例2〜7を得た。   Next, the same silicone rubber material (SE1647U) and cross-linking agent (RC-4) as those in the above examples were adopted, and various types of metal silicon powders as heat-conducting electrical insulating agents to be blended were used. A molding material was obtained. Using these molding materials, a sheet-like molded product having a thickness of 0.3 mm is obtained by calender molding in the same manner as in the above examples, and the silicone rubber according to the present invention is crosslinked at a temperature of 164 ° C. for 10 minutes. Examples 2 to 7 were obtained as sheets.

これら実施例2〜7について、それぞれ、熱伝導率を測定すると共に、引張強さ(JIS K6251)を測定した。その結果を、以下の〔表2〕に示す。なお、〔表2〕中の金属ケイ素粉末の配合量は、高分子弾性材料の100重量部に対する配合重量で表す。   About these Examples 2-7, while measuring thermal conductivity, respectively, tensile strength (JIS K6251) was measured. The results are shown in [Table 2] below. In addition, the compounding quantity of the metal silicon powder in [Table 2] is represented by the compounding weight with respect to 100 parts by weight of the polymer elastic material.

また、上記実施例2〜7と同じ条件下で、金属ケイ素粉末を配合しない場合について、同じ条件でシリコーンゴムシートを得た。更にまた、実施例2〜7と同じ条件で、金属ケイ素粉末に代えて、従来から伝熱性電気絶縁剤として用いられていた酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムを配合せしめた場合について、何れも、同じ条件でシリコーンゴムシートを得た。これら計3種類の得られたシリコーンゴムシートについて、それぞれ、熱伝導率等を同様に測定した結果を、比較例9〜11として、〔表2〕に併せ示す。   Moreover, the silicone rubber sheet was obtained on the same conditions about the case where a metal silicon powder is not mix | blended on the same conditions as the said Examples 2-7. Furthermore, under the same conditions as in Examples 2 to 7, in the case where aluminum oxide or magnesium oxide that has been conventionally used as a heat conductive electrical insulating agent is blended instead of the metal silicon powder, both are the same conditions. A silicone rubber sheet was obtained. For these three types of silicone rubber sheets obtained, the results of measuring the thermal conductivity and the like in the same manner are shown in Table 2 as Comparative Examples 9-11.

Figure 2007311628
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かかる〔表2〕に示す結果からも、シリコーンゴム材料に対して金属ケイ素粉末を配合させることにより、かかる金属ケイ素粉末が伝熱性電気絶縁剤として有効に作用し得ることが確認できた。特に、メチルビニルシラン系のシリコーンゴム材料を採用したこれらの実施例から、シリコーンゴム材料の100重量部に対して金属ケイ素粉末を50重量部以上配合させることにより、1.0W/mK以上の優れた熱伝導率を備えたゴムシートを得ることを出来ることも確認できた。また、伝熱性電気絶縁剤として従来の酸化アルミニウムや酸化マグネシウムを添加した場合に比して、本発明に従い金属ケイ素粉末を添加することにより、得られるゴムシートにおける熱伝導率が有利に向上されることは勿論、引張強さや成形操作性(ハンドリング)などのゴム特性までも大幅に向上され得ることが認められる。   Also from the results shown in [Table 2], it was confirmed that the metal silicon powder can effectively act as a heat conductive electrical insulating agent by blending the metal silicon powder with the silicone rubber material. In particular, from these examples employing a methylvinylsilane-based silicone rubber material, by mixing 50 parts by weight or more of metal silicon powder with respect to 100 parts by weight of the silicone rubber material, an excellent of 1.0 W / mK or more was obtained. It was also confirmed that a rubber sheet with thermal conductivity could be obtained. In addition, by adding metal silicon powder according to the present invention, the thermal conductivity in the resulting rubber sheet is advantageously improved as compared with the case where conventional aluminum oxide or magnesium oxide is added as a heat conductive electrical insulating agent. Of course, it is recognized that rubber properties such as tensile strength and molding operability (handling) can be greatly improved.

続いて、メチルフェニルシラン系のシリコーンゴム材料として東レ・ダウコーニング株式会社製の「SE955U」(商品名)を用いると共に、架橋剤として東レ・ダウコーニング株式会社製の「RC−4」(商品名)を採用した。すなわち、本実施例の、高分子弾性材料としてのシリコーンゴムは、これら市販のメチルフェニルシラン系シリコーンゴム材料(SE955U)と架橋剤(RC−4)により構成されている。これに伝熱性電気絶縁剤としての金属ケイ素粉末を採用し、高分子弾性材料100重量部に対して金属ケイ素粉末を194重量部配合して成形材料を得た。この成形材料を用いて、上記実施例2〜7と同様にしてカレンダー成形で、厚さ0.3mmのシート状成形体を得、温度164℃×10分間で架橋を行なうことで、本発明に従うシリコーンゴムシートとして実施例8を得た。   Subsequently, “SE955U” (trade name) manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. is used as a methylphenylsilane-based silicone rubber material, and “RC-4” (trade name) manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. is used as a crosslinking agent. )It was adopted. That is, the silicone rubber as the polymer elastic material of this example is composed of these commercially available methylphenylsilane-based silicone rubber materials (SE955U) and the crosslinking agent (RC-4). Metallic silicon powder as a heat conductive electrical insulating agent was employed for this, and 194 parts by weight of metallic silicon powder was blended with 100 parts by weight of the polymer elastic material to obtain a molding material. Using this molding material, a sheet-like molded body having a thickness of 0.3 mm is obtained by calender molding in the same manner as in Examples 2 to 7 described above, and is crosslinked at a temperature of 164 ° C. for 10 minutes in accordance with the present invention. Example 8 was obtained as a silicone rubber sheet.

かかる実施例8について、熱伝導率を測定すると共に、伸び(JIS K6251)、硬さ(JIS−A)の各値を測定した。その結果を、以下の〔表3〕に示す。   About Example 8, while measuring thermal conductivity, each value of elongation (JIS K6251) and hardness (JIS-A) was measured. The results are shown in [Table 3] below.

また、上記ケイ素粉末に代えて、従来から伝熱性電気絶縁剤として用いられていた酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムを配合せしめた場合について、何れも、同じ条件でシリコーンゴムシートの成形と、得られたゴムシートの特性測定を試みた。その結果を比較例12,13として、〔表3〕に併せ示す。   In addition, in the case where aluminum oxide or magnesium oxide, which has been conventionally used as a heat conductive electrical insulating agent, is blended in place of the silicon powder, the molding of the silicone rubber sheet under the same conditions and the obtained rubber An attempt was made to measure the characteristics of the sheet. The results are also shown in Table 3 as Comparative Examples 12 and 13.

Figure 2007311628
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かかる〔表3〕に示す結果からも、メチルフェニルシラン系のシリコーンゴム材料を採用する場合にも、本発明が有利に適用されることが明らかである。特に、伝熱性電気絶縁剤として従来の酸化アルミニウムや酸化マグネシウムを添加した場合に比して、本発明に従い金属ケイ素粉末を添加することにより、得られるゴムシートにおける熱伝導率を同等かそれ以上に実現するに際して、本発明に従う実施例では非常に優れた成形性やゴム特性が発現され得ることが認められる。   From the results shown in [Table 3], it is clear that the present invention is advantageously applied even when a methylphenylsilane-based silicone rubber material is employed. In particular, compared to the case where conventional aluminum oxide or magnesium oxide is added as a heat conductive electrical insulating agent, by adding metal silicon powder according to the present invention, the thermal conductivity of the resulting rubber sheet is made equal or higher. In realization, it is recognized that very good moldability and rubber properties can be exhibited in the examples according to the present invention.

次に、メチルビニルシラン系のシリコーンゴム材料として東レ・ダウコーニング株式会社製の「SH747U」(商品名)を用いると共に、架橋剤として東レ・ダウコーニング株式会社製の「RC−4」(商品名)を採用した。すなわち、本実施例では、これら市販のメチルビニルシラン系のシリコーンゴム材料(SH747U)と架橋剤(RC−4)により、高分子弾性材料が構成されている。これに伝熱性電気絶縁剤としての金属ケイ素粉末を採用し、高分子弾性材料100重量部に対して金属ケイ素粉末をそれぞれ10〜146重量部配合して、各成形材料を得た。これらの成形材料を用いて、上記実施例2〜7と同様にしてカレンダー成形で、厚さ0.3mmのシート状成形体を得、温度164℃×10分間で架橋を行なうことで、本発明に従うシリコーンゴムシートとして実施例9〜12を得た。   Next, “SH747U” (trade name) manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. is used as a methyl vinylsilane-based silicone rubber material, and “RC-4” (trade name) manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd. is used as a crosslinking agent. It was adopted. That is, in this embodiment, a polymer elastic material is constituted by these commercially available methylvinylsilane-based silicone rubber materials (SH747U) and a crosslinking agent (RC-4). The metal silicon powder as a heat conductive electrical insulating agent was employ | adopted for this, and 10-146 weight part of metal silicon powder was mix | blended with respect to 100 weight part of polymeric elastic materials, respectively, and each molding material was obtained. Using these molding materials, a sheet-like molded body having a thickness of 0.3 mm was obtained by calendar molding in the same manner as in Examples 2 to 7, and the crosslinking was performed at a temperature of 164 ° C. for 10 minutes. Examples 9-12 were obtained as silicone rubber sheets according to the above.

これら実施例9〜12について、熱伝導率を測定すると共に、引張強さ(JIS K6251)を測定した。その結果を、以下の〔表4〕に示す。   About these Examples 9-12, while measuring thermal conductivity, the tensile strength (JIS K6251) was measured. The results are shown in [Table 4] below.

また、上記実施例9〜12と同じ条件下で、金属ケイ素粉末を配合しない材料を用いてシリコーンゴムシートを成形した。更にまた、実施例9〜12と同じ条件下で、金属ケイ素粉末に代えて、従来から伝熱性電気絶縁剤として用いられていた酸化アルミニウムまたは酸化マグネシウムを配合せしめた場合について、何れも、同じ条件でシリコーンゴムシートを得た。これら計3種類の得られたシリコーンゴムシートについて、それぞれ、熱伝導率等を同様に測定した結果を、比較例14〜16として、〔表4〕に併せ示す。   Moreover, the silicone rubber sheet was shape | molded using the material which does not mix | blend a metal silicon powder on the same conditions as the said Examples 9-12. Furthermore, under the same conditions as in Examples 9 to 12, in place of metal silicon powder, aluminum oxide or magnesium oxide conventionally used as a heat conductive electrical insulating agent was blended, and in all cases, the same conditions A silicone rubber sheet was obtained. The results of measuring the thermal conductivity and the like of these three types of silicone rubber sheets obtained in the same manner are shown in Table 4 as Comparative Examples 14 to 16.

Figure 2007311628
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かかる〔表4〕に示す結果からも、シリコーンゴム材料に対して金属ケイ素粉末を配合させることにより、かかる金属ケイ素粉末が伝熱性電気絶縁剤として有効に作用し得ることが確認できた。特に、メチルビニルシラン系のシリコーンゴム材料を採用したこれらの実施例から、高分子弾性材料の100重量部に対して金属ケイ素粉末を15重量部以上配合させることにより1.0W/mK以上の良好な熱伝導率を備えたゴムシートを得ることを出来ることが確認できた。また、伝熱性電気絶縁剤として従来の酸化アルミニウムや酸化マグネシウムを添加した場合に比して、本発明に従い金属ケイ素粉末を添加することにより、優れた熱伝導率を得ることが出来ると共に、得られるゴムシートにおける引張強さや成形操作性などのゴム特性が大幅に向上され得ることが認められる。   From the results shown in [Table 4], it was confirmed that the metal silicon powder can effectively act as a heat conductive electrical insulating agent by blending the metal silicon powder with the silicone rubber material. In particular, from these examples employing a methyl vinyl silane-based silicone rubber material, by adding 15 parts by weight or more of metal silicon powder to 100 parts by weight of the polymer elastic material, a favorable value of 1.0 W / mK or more is obtained. It was confirmed that a rubber sheet having thermal conductivity could be obtained. Moreover, compared with the case where the conventional aluminum oxide and magnesium oxide are added as a heat conductive electrical insulation agent, by adding metal silicon powder according to the present invention, excellent thermal conductivity can be obtained and obtained. It is recognized that rubber properties such as tensile strength and molding operability in the rubber sheet can be greatly improved.

続いて、オレフィン系ゴム材料としてのエチレンプロピレンゴムとして、JSR株式会社製の「EP33」(商品名)を採用して、これを主な成分とする高分子弾性材料100重量部に対して、伝熱性電気絶縁剤として金属ケイ素粉末を、以下の〔表5〕に示すとおりに、それぞれ配合した。すなわち、エチレンプロピレンゴム材料(EP33)73.5重量部に、架橋剤として三井石油化学株式会社製の「Dicup40C」(商品名)を3.7重量部、添加オイルとして出光興産株式会社製の「ダイアナPW−50」を22.1重量部、界面活性剤として花王株式会社製の「ステアリン酸150」を0.7重量部、それぞれ添加して、各所定量の金属ケイ素粉末を添加し、更にこれを混練したことによって成形材料を得た。   Subsequently, as ethylene propylene rubber as the olefin rubber material, “EP33” (trade name) manufactured by JSR Corporation is adopted, and is transmitted to 100 parts by weight of the polymer elastic material having this as a main component. Metallic silicon powders were blended as thermal electrical insulating agents as shown in the following [Table 5]. That is, 73.5 parts by weight of ethylene propylene rubber material (EP33), 3.7 parts by weight of “Dicup40C” (trade name) manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd. as a crosslinking agent, and “Idemitsu Kosan Co., Ltd.” 22.1 parts by weight of Diana PW-50 ”and 0.7 parts by weight of“ Stearic acid 150 ”manufactured by Kao Corporation as a surfactant were added, and each predetermined amount of metal silicon powder was added. A molding material was obtained by kneading.

得られた成形材料を、厚さ略2.3mmで分出しして、架橋処理を施すことによって略2mm厚さのゴムシートを得た。なお、架橋条件は、温度170℃×15分である。   The obtained molding material was dispensed at a thickness of approximately 2.3 mm and subjected to a crosslinking treatment to obtain a rubber sheet having a thickness of approximately 2 mm. The crosslinking condition is a temperature of 170 ° C. × 15 minutes.

このようにして得られた7種類のゴムシートについて、熱伝導率を実測した結果を、実施例13〜19として、以下の〔表5〕に示す。   The results obtained by actually measuring the thermal conductivity of the seven types of rubber sheets thus obtained are shown in Table 5 below as Examples 13 to 19.

また、上記金属ケイ素の粉末に代えて、伝熱性電気絶縁剤として、酸化アルミニウムを採用した場合について、何れも、同じ条件でエチレンプロピレンゴムシートを得た。得られた4種類のゴムシートについて、それぞれ、熱伝導率と引張強さを測定した結果を、比較例17〜20として、〔表5〕に併せ示す。   Moreover, it replaced with the said metal silicon powder, and the case where aluminum oxide was employ | adopted as a heat conductive electrical insulating agent obtained the ethylene propylene rubber sheet on the same conditions in all. The results of measuring the thermal conductivity and tensile strength of the four types of rubber sheets obtained are shown in Table 5 as Comparative Examples 17-20.

Figure 2007311628
Figure 2007311628

かかる〔表5〕に示す結果からも、エチレンプロピレンゴムにおいて、金属ケイ素粉末を配合することにより、従来から用いられていた伝熱性電気絶縁剤に比して、熱伝導率を優位に向上させることの出来ることが判る。特に、エチレンプロピレンゴム材料を採用したこれらの実施例から、高分子弾性材料100重量部に対して金属ケイ素粉末を100重量部以上配合させることにより0.6W/mK以上の良好な熱伝導率を備えたゴムシートを得ることが出来、更に金属ケイ素粉末を200重量部以上配合させることにより1.1W/mK以上の一層優れた熱伝導率を備えたゴムシートを得ることを出来ることが確認できた。また、伝熱性電気絶縁剤として従来の酸化アルミニウムや酸化マグネシウムを添加した場合に比して、本発明に従い金属ケイ素粉末を添加することにより、少ない添加量で大きな熱伝導率を効率的に得ることが出来ると共に、得られるゴムシートにおける引張強さなどのゴム特性が大幅に向上され得ることが認められる。   From the results shown in [Table 5], it is possible to improve the thermal conductivity by using metal propylene rubber in the ethylene propylene rubber as compared with the conventionally used heat conductive electrical insulation. You can see that In particular, from these examples employing an ethylene propylene rubber material, by adding 100 parts by weight or more of metal silicon powder to 100 parts by weight of the polymer elastic material, a good thermal conductivity of 0.6 W / mK or more is obtained. It can be confirmed that the prepared rubber sheet can be obtained, and further, by adding 200 parts by weight or more of metal silicon powder, it is possible to obtain a rubber sheet having a further excellent thermal conductivity of 1.1 W / mK or more. It was. In addition, compared with the case where conventional aluminum oxide or magnesium oxide is added as a heat conductive electrical insulating agent, a large thermal conductivity can be efficiently obtained with a small addition amount by adding metal silicon powder according to the present invention. It is recognized that rubber properties such as tensile strength in the resulting rubber sheet can be greatly improved.

因みに、上記実施例17〜19と比較例17〜20について熱伝導率の測定結果をグラフに表わしたものを、〔図1〕に示す。この〔図1〕から、伝熱性電気絶縁剤として従来から用いられていた酸化アルミニウムに比して、本発明に従い金属ケイ素を採用することにより、エチレンプロピレンゴムの伝熱性能が極めて効率的に向上され得ることを、より明瞭に認識することが出来る。
Incidentally, the measurement results of the thermal conductivity of Examples 17 to 19 and Comparative Examples 17 to 20 shown in the graph are shown in FIG. From this [Fig. 1], the heat transfer performance of ethylene propylene rubber is improved very efficiently by adopting metallic silicon according to the present invention, compared with aluminum oxide conventionally used as a heat transfer electrical insulating agent. Can be more clearly recognized.

本発明の実施例17〜19における熱伝導率の測定結果を、比較例17〜20における熱伝導率の測定結果と併せて示すグラフ。The graph which shows the measurement result of the thermal conductivity in Examples 17-19 of this invention with the measurement result of the thermal conductivity in Comparative Examples 17-20.

Claims (6)

高分子弾性材料に伝熱性電気絶縁剤を配合した混合組成物をシート状に成形し、架橋して得られる伝熱性弾性シートにおいて、
前記伝熱性電気絶縁剤として金属ケイ素粉末を採用したことを特徴とする伝熱性弾性シート。
In a heat conductive elastic sheet obtained by forming a mixed composition in which a heat conductive electrical insulating agent is blended with a polymer elastic material into a sheet shape and crosslinking,
A heat conductive elastic sheet characterized in that metallic silicon powder is employed as the heat conductive electrical insulating agent.
前記金属ケイ素粉末の平均粒径が20μm以下である請求項1に記載の伝熱性弾性シート。   The heat conductive elastic sheet according to claim 1, wherein an average particle diameter of the metal silicon powder is 20 µm or less. 前記金属ケイ素粉末の配合量が、前記高分子弾性材料の100重量部あたり15〜300重量部である請求項1又は2に記載の伝熱性弾性シート。   The heat conductive elastic sheet according to claim 1 or 2, wherein a compounding amount of the metal silicon powder is 15 to 300 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer elastic material. 前記高分子弾性材料がシリコーンゴムである請求項1乃至3の何れか一項に記載の伝熱性弾性シート。   The heat conductive elastic sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer elastic material is silicone rubber. 前記シリコーンゴムが、メチルビニルシラン系シリコーンゴムである請求項4に記載の伝熱性弾性シート。   The heat conductive elastic sheet according to claim 4, wherein the silicone rubber is methylvinylsilane-based silicone rubber. 熱伝導率が1.0W/mK以上である請求項1乃至5の何れか一項に記載の伝熱性弾性シート。
The heat conductive elastic sheet according to any one of claims 1 to 5, which has a thermal conductivity of 1.0 W / mK or more.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138100A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Shin Etsu Chem Co Ltd High thermal conductivity silicone rubber composition
WO2009063534A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-22 Kureha Elastomer Co., Ltd. Heat transfer elastic sheet and method for manufacturing the same
WO2010103998A1 (en) 2009-03-11 2010-09-16 信越化学工業株式会社 Connection sheet for solar battery cell electrode, process for manufacturing solar cell module, and solar cell module
JP2011218723A (en) * 2010-04-13 2011-11-04 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Silicone rubber laminated sheet for thermocompression bonding and method for manufacturing the same
KR20150098626A (en) * 2012-12-18 2015-08-28 콰르츠베르케 게엠베하 Thermally conductive plastic
WO2021260279A1 (en) 2020-06-25 2021-12-30 Elkem Silicones France Sas Thermally conductive silicone compositions

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007138100A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Shin Etsu Chem Co Ltd High thermal conductivity silicone rubber composition
WO2009063534A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-22 Kureha Elastomer Co., Ltd. Heat transfer elastic sheet and method for manufacturing the same
WO2010103998A1 (en) 2009-03-11 2010-09-16 信越化学工業株式会社 Connection sheet for solar battery cell electrode, process for manufacturing solar cell module, and solar cell module
KR20110133605A (en) 2009-03-11 2011-12-13 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Connection sheet for solar battery cell electrode, process for manufacturing solar cell module, and solar cell module
JP2011218723A (en) * 2010-04-13 2011-11-04 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Silicone rubber laminated sheet for thermocompression bonding and method for manufacturing the same
JP2016500385A (en) * 2012-12-18 2016-01-12 グラーツヴェルケ ゲーエムベーハー Thermally conductive plastic
KR20150098626A (en) * 2012-12-18 2015-08-28 콰르츠베르케 게엠베하 Thermally conductive plastic
JP2018204026A (en) * 2012-12-18 2018-12-27 グラーツヴェルケ ゲーエムベーハー Thermally conductive plastic
JP2020186411A (en) * 2012-12-18 2020-11-19 グラーツヴェルケ ゲーエムベーハー Thermally conductive plastic
KR102267585B1 (en) * 2012-12-18 2021-06-21 콰르츠베르케 게엠베하 Thermally conductive plastic
JP7107621B2 (en) 2012-12-18 2022-07-27 グラーツヴェルケ ゲーエムベーハー thermally conductive plastic
JP7125005B2 (en) 2012-12-18 2022-08-24 グラーツヴェルケ ゲーエムベーハー thermally conductive plastic
WO2021260279A1 (en) 2020-06-25 2021-12-30 Elkem Silicones France Sas Thermally conductive silicone compositions

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