JP2015010108A - 熱伝導性粘着シート - Google Patents
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Abstract
【課題】熱伝導性とともに、電気絶縁性に優れる粘着シートを提供する。【解決手段】熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を有し、下記のNaイオン量測定法で求められるNaイオン量が5.0μg/g以下であることを特徴とする熱伝導性粘着シート1。Naイオン量測定法:幅40mm、長さ40mmの粘着シートについて秤量し、前記粘着シートを100mlの超純水にいれたものを120℃で1時間加温することにより抽出液を得て、前記抽出液についてイオンクロマトグラフ分析を行い、Naイオン量を測定する。【選択図】図1
Description
本発明は、熱伝導性と電気絶縁性を併せ持つ粘着シート、すなわち電気絶縁性を有する熱伝導性粘着シートに関する。
電子機器の高集積化・高性能化に伴い、電子機器に用いられる熱伝導部材(例えば粘着シートなど)には、熱伝導性と電気絶縁性とが求められるようになってきている。特に、大型のコンデンサなどの高電圧で使用される機器では、高い電気絶縁信頼性が要求されている。
熱伝導性や電気絶縁性を有する粘着シートとして、粘着シートの粘着剤層中に粒子(例えば、水酸化アルミニウム、アルミナなど)を添加した粘着シートが知られている(特許文献1及び2参照)。
しかし、粒子(例えば、水酸化アルミニウム、アルミナなど)を添加した粘着剤層を有する粘着シートは、吸湿により不純物イオンが粘着剤層中に溶出し、粘着シートの誘電率が大きくなることがある。この結果、漏れ電流が発生することがあり、漏れ電流が発生すると粘着シートの電気絶縁性が損なわれるという問題がある。
従って、本発明の目的は、熱伝導性とともに、電気絶縁性に優れる粘着シートを提供することにある。
本発明者らは鋭意検討した結果、粘着剤層を有する粘着シートにおいて、ベースポリマーを含有する粘着剤層に熱伝導性粒子を含有させ、所定の方法で求められるNaイオン量を所定の値以下とすると、熱伝導性とともに、電気絶縁性に優れる粘着シートが得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を有し、下記のNaイオン量測定法で求められるNaイオン量が5.0μg/g以下であることを特徴とする熱伝導性粘着シートを提供する。
Naイオン量測定法:幅40mm、長さ40mmの粘着シートについて秤量し、前記粘着シートを100mlの超純水にいれたものを120℃で1時間加温することにより抽出液を得て、前記抽出液についてイオンクロマトグラフ分析を行い、Naイオン量を測定する。
Naイオン量測定法:幅40mm、長さ40mmの粘着シートについて秤量し、前記粘着シートを100mlの超純水にいれたものを120℃で1時間加温することにより抽出液を得て、前記抽出液についてイオンクロマトグラフ分析を行い、Naイオン量を測定する。
上記粘着剤層中の熱伝導性粒子の含有割合は、上記粘着剤層の全体積(100体積%)に対して40体積%以上75体積%以下であることが好ましい。
上記熱伝導性粒子は、水酸化アルミニウム及びアルミナからなる群より選ばれる少なくとも1つの熱伝導性粒子であることが好ましい。
上記ベースポリマーは、アクリル系ポリマーであることが好ましい。
上記熱伝導性粘着シートは、上記粘着剤層のみから構成されることが好ましい。
さらに、本発明は、上記熱伝導性粘着シートが用いられていることを特徴とする電気又は電子機器を提供する。
本発明の熱伝導性粘着シートは、熱伝導性とともに、電気絶縁性に優れる。
本発明の熱伝導性粘着シートは、熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を有する。また、本発明の熱伝導性粘着シートは、下記のNaイオン量測定法で求められるNaイオン量(粘着シート1g当たり)が5.0μg/g以下である。
Naイオン量測定法:幅40mm、長さ40mmの粘着シートについて秤量し、前記粘着シートを100mlの超純水にいれたものを120℃で1時間加温することにより抽出液を得て、前記抽出液についてイオンクロマトグラフ分析を行い、Naイオン量を測定する。
なお、本明細書では、単に「Naイオン量」という場合、上記のNaイオン量測定法で求められるNaイオン量のことをいう。
Naイオン量測定法:幅40mm、長さ40mmの粘着シートについて秤量し、前記粘着シートを100mlの超純水にいれたものを120℃で1時間加温することにより抽出液を得て、前記抽出液についてイオンクロマトグラフ分析を行い、Naイオン量を測定する。
なお、本明細書では、単に「Naイオン量」という場合、上記のNaイオン量測定法で求められるNaイオン量のことをいう。
本発明の熱伝導性粘着シートにおけるNaイオン量は、5.0μg/g以下であり、好ましくは4.0μg/g以下、さらに好ましくは3.0μg/g以下である。上記Naイオン量が5.0μg/g以下であると、良好な電気絶縁性が得やすくなり、好ましい。例えば、粘着シートが貼付される被着体が電子又は電子部品である場合、粘着シートのNaイオン量が多いと、電圧が印加された際に、漏れ電流が発生することがあり、漏れ電流が発生すると粘着シートの電気絶縁性が損なわれ、被着体の損壊や故障を生じることがある。
また、本発明の熱伝導性粘着シートにおける熱伝導率は、特に限定されないが、0.5W/mK以上であることが好ましく、より好ましくは0.8W/mK以上、さらに好ましくは1.0W/mK以上である。上記熱伝導率が0.5W/mK以上であると、良好な熱伝導性が得やすくなり、被着体(熱の発生源)に粘着シートを貼付した際に被着体からの熱を効率よく伝導させて、放熱でき、被着体の損壊や故障をより抑制でき、好ましい。
本発明の熱伝導性粘着シートの厚みは、特に限定されないが、50μm以上5000μm以下が好ましい。その下限は、より好ましくは100μm以上、さらに好ましくは500μm以上である。また、その上限は、より好ましくは3000μm以下、さらにより好ましくは2000μm以下、特に好ましくは1000μm以下である。
本発明の熱伝導性粘着シートにおける「シート」とは、「テープ」「シート」「フィルム」の形状を含む概念である。また、本発明の熱伝導性粘着シートは、その使用目的に応じた形状に加工(例えば、打ち抜き加工、切断加工など)がなされていていてもよい。
本発明の熱伝導性粘着シートは、粘着面を1つ有する片面粘着シートであってもよく、2つの粘着面のうち、粘着面を2つ有する両面粘着シートであってもよい。また、本発明の熱伝導性粘着シートにおいて、このような粘着面は、剥離ライナーにより保護されていてもよい。
また、本発明の熱伝導性粘着シートは、基材を有する粘着シート(基材付き粘着シート)であってもよく、基材を有しない粘着シート(基材レス粘着シート)であってもよい。
より具体的には、本発明の熱伝導性粘着シートの形態としては、例えば、基材の両面側に粘着剤層を有する基材付き両面粘着シート、基材の一方の面側に粘着剤層を有する基材付き片面粘着シート、粘着剤層のみから構成される基材レス両面粘着シートなどが挙げられる。
特に、本発明の熱伝導性粘着シートは、柔軟性の観点より、粘着剤層のみから構成される基材レス両面粘着シートであることが好ましい。なお、本発明の熱伝導性粘着シートにおいて、柔軟性が良好であると、被着体の段差や凹凸部分に追従し、隙間(空気層)を埋め、熱伝導性をより向上できる。
また、本発明の熱伝導性粘着シートは、基材と粘着剤層との間に設けられる中間層などの「その他の層」を有していてもよい。
さらに、本発明の熱伝導性粘着シートは、ロール状に巻回された形態で形成されていてもよく、シートが積層された形態で形成されていてもよい。
(粘着剤層)
本発明の熱伝導性粘着シートは、熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を少なくとも有する。上記粘着剤層は、接着性を発揮し、電気絶縁性を有する。このような粘着剤層は、粘着剤組成物により形成される。例えば、後述のアクリル系粘着剤層は、アクリル系粘着剤組成物により形成される。なお、粘着剤組成物は粘着剤層の形成に用いられる組成物を意味し、粘着剤の形成に用いられる組成物の意味を含むものとする。
本発明の熱伝導性粘着シートは、熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を少なくとも有する。上記粘着剤層は、接着性を発揮し、電気絶縁性を有する。このような粘着剤層は、粘着剤組成物により形成される。例えば、後述のアクリル系粘着剤層は、アクリル系粘着剤組成物により形成される。なお、粘着剤組成物は粘着剤層の形成に用いられる組成物を意味し、粘着剤の形成に用いられる組成物の意味を含むものとする。
上記粘着剤層のベースポリマーとしては、特に限定されないがが、ウレタン系粘着剤層がベースポリマーとして含有するウレタン系ポリマー、アクリル系粘着剤層がベースポリマーとして含有するアクリル系ポリマー、ゴム系粘着剤層がベースポリマーとして含有するゴム系ポリマー、シリコーン系粘着剤層がベースポリマーとして含有するシリコーン系ポリマー、ポリエステル系粘着剤層がベースポリマーとして含有するポリエステル系ポリマー、ポリアミド系粘着剤層がベースポリマーとして含有するポリアミド系ポリマー、エポキシ系粘着剤層がベースポリマーとして含有するエポキシ系ポリマー、ビニルアルキルエーテル系粘着剤層がベースポリマーとして含有するビニルアルキルエーテル系ポリマー、フッ素系粘着剤層がベースポリマーとして含有するフッ素系ポリマーなどが挙げられる。中でも、上記ベースポリマーとしては、耐候性、耐熱性、機能、コストや使用目的に応じた粘着剤設計のしやすさの点より、アクリル系ポリマーが好ましい。なお、これらのベースポリマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
つまり、本発明の熱伝導性粘着シートは、熱伝導性粒子及びベースポリマーとしてのアクリル系ポリマーを含有するアクリル系粘着剤層を有することが好ましい。
上記粘着剤層は、ベースポリマーを少なくとも含有する。例えば、上記アクリル系粘着剤層は、ベースポリマーとしてアクリル系ポリマーを少なくとも含有する。上記粘着剤層中のベースポリマーの含有割合(例えばアクリル系粘着剤層中のアクリル系ポリマーの含有割合)、特に限定されないが、上記粘着剤層全量(全体積、100体積%)に対して、15体積%以上であることが好ましく、より好ましくは20体積%以上である。なお、上記ベースポリマーの含有割合の上限は、特に限定されないが、59.9体積%以下であることは好ましく、より好ましくは55体積%以下である。
上記アクリル系ポリマーは、構成モノマー成分として、アクリル系モノマー(分子中に(メタ)アクリロイル基を有するモノマー)を含むポリマーである。上記アクリル系ポリマーは、構成モノマー成分として、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含むポリマーであることが好ましい。なお、アクリル系ポリマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ペンタデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸ヘプタデシル、(メタ) アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシルなどの、アルキル基の炭素数が1−20である(メタ)アクリル酸C1-20アルキルエステルが挙げられる。なお、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
中でも、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、接着特性のバランスを取りやすいという点から、アルキル基の炭素数が2−12である(メタ)アクリル酸C2-12アルキルエステルが好ましく、より好ましくはアルキル基の炭素数が4−9である(メタ)アクリル酸C4-9アルキルエステルである。
上記アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対する上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの割合は、特に限定されないが、60重量%以上であることが好ましく、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量以上である。
上記アクリル系ポリマーは、構成するモノマー成分として、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルのみを含むポリマーであってもよいが、必要に応じた機能の付与を可能にする点、粘着剤の各種特性やアクリル系ポリマーの構造などをより適切にコントロールする点より、構成するモノマー成分として、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとともに、共重合性モノマーを含むポリマーであってもよい。なお、共重合性モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記共重合性モノマーとしては、極性基含有モノマーが挙げられる。上記極性基含有モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、カルボキシル基含有モノマー、窒素含有モノマー、水酸基含有モノマー、スルホン酸基含有モノマー、リン酸基含有モノマーなどが挙げられる。なお、極性基含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記カルボキシル基含有モノマーは、1分子中にカルボキシル基を1つ以上有するモノマーであるが、無水物の形態であってもよい。上記カルボキシル基含有モノマーはとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが挙げられる。なお、カルボキシル基含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
特に、上記アクリル系ポリマーは、構成するモノマー成分として、カルボキシル基含有モノマーを実質的に含まないことが好ましい。また、カルボキシル基含有モノマーを「実質的に含まない」とは、アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分にカルボキシル基含有モノマーが全く含有されないか、あるいは、アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対するカルボキシル基含有モノマーの割合が0.1重量%以下であることをいう。
上記アクリル系粘着剤層が熱伝導性粒子を含有する場合、上記アクリル系ポリマーが構成するモノマー成分としてカルボキシル基含有モノマーを含んでいると、熱伝導性粒子によっては、極性基含有モノマーを含有させたことによる接着性向上の効果を得ることが困難となる場合があり、また、アクリル系粘着剤層を形成する組成物であるアクリル系粘着剤組成物の流動性が低下して、粘着剤層の形成が困難となる場合がある。これらの原因は十分明らかにはなっていないが、カルボキシル基含有モノマーのカルボキシル基と、熱伝導性粒子の有する官能基(例えば水酸基など)とが反応し、アクリル系粘着剤組成物が必要以上に硬くなったり、また、粘着剤層が必要以上に硬くなり、粘着剤層の濡れ性が低下するためと推測される。
共重合性モノマーとして水酸基含有モノマーを含んでいると、熱伝導性粒子の分散性が良好となり、また、アクリル系粘着剤層で被着体への良好な濡れ性が得やすくなる。上記水酸基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル、(4−ヒドロキシメチルシクロへキシル)メチルメタクリレートなどが挙げられる。中でも、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチルが好ましい。なお、水酸基含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
共重合性モノマーとして窒素含有モノマーを含んでいると、適度な極性を付与して、アクリル系粘着剤層で、貼り付け初期の接着性、接着信頼性などの良好な接着特性が得やすくなる。上記窒素含有モノマーとしては、例えば、N−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(1−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(3−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド、N−(4−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミドなどのN−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−アクリロイルピロリジンなどの環状(メタ)アクリルアミド;(メタ)アクリルアミド、N−置換(メタ)アクリルアミドなどの非環状(メタ)アクリルアミドが挙げられる。上記N−置換(メタ)アクリルアミドとしては、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−n−ブチル(メタ)アクリルアミドなどのN−アルキル(メタ)アクリルアミド;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(n−ブチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(t−ブチル)(メタ)アクリルアミドなどのN,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
さらに、上記窒素含有モノマーとしては、例えば、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)、N−ビニル−2−ピペリドン、N−ビニル−3−モルホリノン、N−ビニル−2−カプロラクタム、N−ビニル−1,3−オキサジン−2−オン、N−ビニル−3,5−モルホリンジオンなどのN−ビニル環状アミド;アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどのアミノ基を有するモノマー;N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド骨格を有するモノマー;N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミドなどのイタコンイミド系モノマーなどが挙げられる。
なお、窒素含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
さらに、上記窒素含有モノマーとしては、例えば、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP)、N−ビニル−2−ピペリドン、N−ビニル−3−モルホリノン、N−ビニル−2−カプロラクタム、N−ビニル−1,3−オキサジン−2−オン、N−ビニル−3,5−モルホリンジオンなどのN−ビニル環状アミド;アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどのアミノ基を有するモノマー;N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド骨格を有するモノマー;N−メチルイタコンイミド、N−エチルイタコンイミド、N−ブチルイタコンイミド、N−2−エチルヘキシルイタコンイミド、N−ラウリルイタコンイミド、N−シクロヘキシルイタコンイミドなどのイタコンイミド系モノマーなどが挙げられる。
なお、窒素含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
中でも、上記窒素含有モノマーとしては、N−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド、N−ビニル環状アミド、環状(メタ)アクリルアミド、N−置換(メタ)アクリルアミドが好ましく、より好ましくはN−(2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、N−(メタ)アクリロイルモルホリン、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミドである。
上記アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対する上記窒素含有モノマーの割合は、特に限定されないが、その下限は、1重量%以上であることが好ましく、より好ましくは2重量%以上である。また、その上限は、10重量%以下であることが好ましく、より好ましくは7重量%以下である。
上記スルホン酸基含有モノマーとしては、例えば、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などが挙げられる。なお、スルホン酸基含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記リン酸基含有モノマーとしては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどが挙げられる。なお、リン酸基含有モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対する上記極性基含有モノマーの割合は、特に限定されないが、その下限は、1重量%以上が好ましく、より好ましくは2重量%以上である。また、その上限は、30重量%以下が好ましく、より好ましくは25重量%以下である。極性基含有モノマーの割合が1重量%以上であると、高い凝集力を得て、高い保持力が得やすくなり、好ましい。一方、極性基含有モノマーの割合が30重量%以下であると、凝集力が高くなりすぎて、接着性が低下する不具合の発生を抑制でき、好ましい。
また、上記共重合性モノマーとしては、アルコキシ基を有するモノマーが挙げられる。共重合性モノマーとしてアルコキシ基を有するモノマーを含んでいると、アクリル系粘着剤層の濡れ性を向上させることができ、被着体(熱の発生源)からの熱を効率よく伝導させることができる。上記アルコキシ基を有するモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸メトキシエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリプロピレングリコールなどが挙げられる。なお、アルコキシ基を有するモノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対する上記アルコキシ基を有するモノマーの割合は、特に限定されないが、その下限は、3重量%以上であることが好ましく、より好ましくは5重量%以上であり、また、その上限は、20重量%以下であることが好ましく、より好ましくは15重量%以下である。
さらに、上記共重合性モノマーとしては、多官能モノマーが挙げられる。かかる多官能モノマーによれば、アクリル系ポリマーに架橋構造を導入することができ、粘着剤層の凝集力を調整することができる。上記多官能モノマーとしては、例えば、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、ジブチル(メタ)アクリレート、ヘキシジル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。なお、上記多官能モノマーは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記アクリル系ポリマーを構成する全モノマー成分(100重量%)に対する上記多官能モノマーの割合は、特に限定されないが、その下限は、0.01重量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.02重量%以上であり、また、その上限は、2重量%以下であることが好ましく、より好ましくは1重量%以下である。多官能モノマーの割合が0.01重量%以上であると、高い凝集力を得て、高い保持力が得やすくなり、好ましい。一方、多官能モノマーの割合が2重量%以下であると、凝集力が高くなりすぎて、接着性が低下する不具合の発生を抑制でき、好ましい。
他にも、上記共重合性モノマーとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテルなどのエポキシ基を有するモノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアノ基を有するモノマー;スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系モノマー;エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、イソブチレンなどのα−オレフィン;2−イソシアナートエチルアクリレート、2−イソシアナートエチルメタクリレートなどのイソシアネート基を有するモノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル系モノマー;ビニルエーテルなどのビニルエーテル系モノマー;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートなどの複素環を有する(メタ)アクリル酸エステル;フッ素(メタ)アクリレートなどのハロゲン原子を有するモノマー;3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのアルコキシシリル基を有するモノマー;シリコーン(メタ)アクリレートなどのシロキサン結合を有するモノマー;シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレートなどの脂環式炭化水素基を有する(メタ)アクリレート;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸フェノキシジエチレングリコールなどの芳香族炭化水素基を有する(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
上記アクリル系ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、特に限定されないが、低弾性のアクリル系粘着剤層が得やすくなる点、段差吸収性が良好なアクリル系粘着剤層が得やすくなる点より、その上限は、−10℃以下であることが好ましく、より好ましくは−20℃以下であり、また、その上限は、−70℃以上であることが好ましく、より好ましくは−65℃以上である。アクリル系ポリマーのTgは、構成するモノマー成分の組成や配合量を選択することにより、調整できる。ここで、アクリル系ポリマーのTgとは、モノマー成分を構成する各モノマーのホモポリマーのTgおよび該モノマーの重量分率(共重合組成)に基づいてFoxの式から求められる値をいう。ホモポリマーのTgの値は、各種の公知資料(JOHN WILEY&SONS社の「POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION」、日刊工業新聞社の「粘着技術ハンドブック」など)から得ることができる。
上記アクリル系ポリマーは、上記モノマー成分を重合することにより得ることができる。重合方法としては、特に限定されないが、例えば、溶液重合、乳化重合、塊状重合、光重合(活性エネルギー線重合)などが挙げられる。中でも、熱や活性エネルギー線(例えば、α線、β線、γ線、中性性子線、電子線などの電離性放射線や紫外線など)を利用する重合方法が好ましく、より好ましくは熱重合開始剤や光重合開始剤などの重合開始剤を用いた、熱や活性エネルギー線による重合方法が好ましい。特に、上記重合方法としては、重合時間を短くすることができる利点などから、光重合開始剤を用いた活性エネルギー線(特に紫外線)による重合方法が好ましい。なお、重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、α−ケトール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤、光活性オキシム系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、ケタール系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などが挙げられる。なお、光重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記ベンゾインエーテル系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、アニソールメチルエーテルなどが挙げられる。上記アセトフェノン系光重合開始剤としては、例えば、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、4−フェノキシジクロロアセトフェノン、4−(t−ブチル)ジクロロアセトフェノンなどが挙げられる。上記α−ケトール系光重合開始剤としては、例えば、2−メチル−2−ヒドロキシプロピオフェノン、1−[4−(2−ヒドロキシエチル)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンなどが挙げられる。上記芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤としては、例えば、2−ナフタレンスルホニルクロライドなどが挙げられる。上記光活性オキシム系光重合開始剤としては、例えば、1−フェニル−1,1−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)−オキシムなどが挙げられる。上記ベンゾイン系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインなどが挙げられる。上記ベンジル系光重合開始剤としては、例えば、ベンジルなどが挙げられる。上記ベンゾフェノン系光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、3、3′−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、ポリビニルベンゾフェノン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどが挙げられる。上記ケタール系光重合開始剤としては、例えば、ベンジルメチルケタールなどが挙げられる。上記チオキサントン系光重合開始剤としては、例えば、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン、デシルチオキサントンなどが挙げられる。
上記光重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、上記アクリル系ポリマーを構成するモノマー成分100重量部に対して、その下限は、0.01重量部以上であることが好ましく、より好ましくは0.05重量部以上であり、また、その上限は、5重量部以下であることが好ましく、より好ましくは3重量部以下である。
光重合に際して、活性エネルギー線(特に紫外線)の照射エネルギーや照射時間などは特に限定されない。光重合開始剤を活性させて、モノマー成分の反応を生じさせることができればよい。
上記熱重合開始剤としては、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオン酸)ジメチル、4,4′−アゾビス−4−シアノバレリアン酸、アゾビスイソバレロニトリル、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジヒドロクロライド、2,2′−アゾビス[2−(5−メチル−2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロライド、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二硫酸塩、2,2′−アゾビス(N,N′−ジメチレンイソブチルアミジン)ヒドロクロライド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]ハイドレートなどのアゾ系重合開始剤;ジベンゾイルペルオキシド、t−ブチルペルマレエート、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化水素などの過酸化物系重合開始剤;過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩;過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウムとの組み合わせ、過酸化物とアスコルビン酸ナトリウムとの組み合わせなどのレドックス系重合開始剤などが挙げられる。なお、熱重合開始剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
熱重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、例えば、従来、重合開始剤として利用可能な範囲で選択できる。熱を利用して重合する場合、例えば、モノマー成分および熱重合開始剤を適宜な溶剤(例えばトルエンや酢酸エチルなどの有機溶剤)に溶解し、高温(例えば、20〜100℃(好ましくは40〜80℃))で反応させることにより、アクリル系ポリマーを得ることができる。
さらに、本発明の熱伝導性粘着シートの上記粘着剤層(特に上記アクリル系粘着剤層)は、熱伝導性粒子を少なくとも含む。なお、本発明の熱伝導性粘着シートが、粘着剤層に熱伝導性粒子を含有するので、良好な熱伝導性を有するとともに、粘着シートを燃えにくくでき、粘着シートで炎を広がりにくくできる。すなわち、難燃性を得ることもできる。なお、熱伝導性粒子は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記熱伝導性粒子としては、例えば、水和金属化合物が挙げられる。上記水和金属化合物は、分解開始温度が150〜500℃の範囲にあって、一般式MmOn・XH2O(ここにMは金属、m,nは金属の原子価によって定まる1以上の整数、Xは含有結晶水を示す数)で表される化合物または該化合物を含む複塩である。なお、水和金属化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記水和金属化合物としては、例えば、水酸化アルミニウム[Al2O3・3H2O;またはAl(OH)3]、ベーマイト[Al2O3・H2O;またはAlOOH]、水酸化マグネシウム[MgO・H2O;またはMg(OH)2]、水酸化カルシウム[CaO・H2O;またはCa(OH)2]、水酸化亜鉛[Zn(OH)2]、珪酸[H4SiO4;またはH2SiO3;またはH2Si2O5]、水酸化鉄[Fe2O3・H2Oまたは2FeO(OH)]、水酸化銅[Cu(OH)2]、水酸化バリウム[BaO・H2O;またはBaO・9H2O]、酸化ジルコニウム水和物[ZrO・nH2O]、酸化スズ水和物[SnO・H2O]、塩基性炭酸マグネシウム[3MgCO3・Mg(OH)2・3H2O]、ハイドロタルサイト[6MgO・Al2O3・H2O]、ドウソナイト[Na2CO3・Al2O3・nH2O]、硼砂[Na2O・B2O5・5H2O]、ホウ酸亜鉛[2ZnO・3B2O5・3.5H2O]などが挙げられる。さらには、ハイドロタルサイト、硼砂なども挙げられる。
さらに、上記水和金属化合物は、一般の市販品を用いることができる。水酸化アルミニウムの市販品としては、例えば、商品名「ハイジライトH−100−ME」(平均粒径75μm)(昭和電工社製)、商品名「ハイジライトH−10」(平均粒径55μm)(昭和電工社製)、商品名「ハイジライトH−32」(平均粒径8μm)(昭和電工社製)、商品名「ハイジライトH−42」(平均粒径1μm)(昭和電工社製)、商品名「ハイジライトH−42I」(平均粒径1μm)(昭和電工社製)、商品名「B103ST」(平均粒径8μm)(日本軽金属社製)、商品名「BE−033」(平均粒径3μm)(日本軽金属社製)などが挙げられる。また、水酸化マグネシウムの市販品としては、例えば、商品名「KISUMA 5A」(平均粒径1μm)(協和化学工業社製)などが挙げられる。
さらに、上記熱伝導性粒子としては、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ガリウムなどの金属窒化物;酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化銅、酸化ニッケル、アンチモン酸ドープ酸化スズなどの金属酸化物が挙げられる。加えて、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、銅、銀、金、ニッケル、アルミニウム、白金、カーボンブラック、カーボンチューブ(カーボンナノチューブ)、カーボンファイバー、ダイヤモンドなどが挙げられる。
このような熱伝導性粒子は、一般の市販品を用いることができる。窒化ホウ素の市販品としては、例えば、商品名「HP−40」(水島合金鉄社製)、商品名「PT620」(モメンティブ社製)などが挙げられる。酸化アルミニウムの市販品としては、例えば、商品名「AS−50」(昭和電工社製)、商品名「AL−13KT」(平均粒径96μm)(昭和電工社製)、「AL−47H」(平均粒径2μm)(昭和電工社製)などが挙げられる。アンチモン酸ドープスズの市販品としては、例えば、商品名「SN−100S」(石原産業社製)、商品名「SN−100P」(石原産業社製)、商品名「SN−100D(水分散品)」(石原産業社製)などが挙げられる。酸化チタンの市販品としては、例えば、商品名「TTOシリーズ」(石原産業社製)などが挙げられる。酸化亜鉛の市販品としては、商品名「SnO−310」(住友大阪セメント社製)、商品名「SnO−350」(住友大阪セメント社製)、商品名「SnO−410」(住友大阪セメント社製)などが挙げられる。
中でも、上記熱伝導性粒子としては、熱伝導性、難燃性、コスト面より、水和金属化合物、金属酸化物が好ましく、より好ましくは水酸化アルミニウム、アルミナである。すなわち、上記熱伝導性粒子は、水和金属化合物及び金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1の粒子であることが好ましく、より好ましくは水酸化アルミニウム及びアルミナからなる群より選ばれる少なくとも1の粒子である。
また、上記熱伝導性粒子は、所定の値以下のNaイオン量が得やすくなる点より、低ソーダ性熱伝導性粒子や高純度熱伝導性粒子が好ましい。一般的に、上記熱伝導性粒子は、微量の不純物を含む。例えば、水酸化アルミニウムやアルミナは、不純物として、Fe2O3、SiO2、Na2Oなどを含むことが多い。このような熱伝導性粒子について、化学処理や物理処理を行うことにより、低ソーダ性熱伝導性粒子や高純度熱伝導性粒子を得ることができる。例えば、水酸化アルミニウムの低ソーダ品や高純度品は、(i)バイヤー法により水酸化アルミニウムを製造する際に、粉砕条件下で過飽和アルミン酸ナトリウム溶液から水酸化アルミニウムを析出させる析出工程を行う方法、(ii)バイヤー法により水酸化アルミニウムを製造する際に、過飽和アルミン酸ナトリウム溶液に第4級アンモニウム塩を添加する方法などを用いることにより得ることができる。また、アルミナの低ソーダ品や高純度品は、例えば、(i)水酸化アルミニムを脱ソーダ剤の存在下で焼成する際に二段階焼成する方法や(ii)水酸化アルミニムを脱ソーダ剤の存在下で焼成する際に酸性水溶液で洗浄する方法などを用いることにより得ることができる。
よって、上記熱伝導性粒子は、低ソーダ性又は高純度であり、水和金属化合物及び金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも1の粒子であることが好ましく、低ソーダ性又は高純度であり、水酸化アルミニウム及びアルミナからなる群より選ばれる少なくとも1の粒子であることがさらに好ましい。
上記熱伝導性粒子において、純度が99.5%以上(より好ましくは99.7%以上)である場合、このような熱伝導性粒子は低ソーダ性熱伝導性粒子や高純度熱伝導性粒子に相当する。例えば、水酸化アルミニムにおいて、Al(OH)3の割合が99.5%以上(より好ましくは99.7%以上)である場合、このような水酸化アルミニウムは高純度水酸化アルミニムに相当する。加えて、不純物としてのNa2Oの割合が非常に微量となるので、低ソーダ性水酸化アルミニムに相当する。また、アルミナにおいて、Al2O3の割合が99.5%以上(より好ましくは99.7%以上)である場合、このようなアルミナは高純度アルミナに相当する。加えて、不純物としてのNa2Oの割合が非常に微量となるので、低ソーダ性アルミナに相当する。
このような低ソーダ性熱伝導性粒子や高純度熱伝導性粒子は、市販品であってもよい。例えば、商品名「ハイジライトH−42I」(平均粒径1μm)(昭和電工社製)や商品名「BE−033」(平均粒径3μm)(日本軽金属社製)は、水酸化アルミニウムの低ソーダ品や高純度品に相当し、「AL−47H」(平均粒径2μm)(昭和電工社製)は、アルミナの低ソーダ品や高純度品に相当する。
上記熱導電性粒子の形状は、特に限定されず、バルク状、針形状、板形状、層状であってもよい。バルク形状には、例えば球形状、直方体形状、破砕状またはそれらの異形形状が含まれる。
上記熱伝導性粒子の平均粒径は、特に限定されないが、0.1〜1000μmが好ましい。その下限は、より好ましくは0.2μm以上であり、さらに好ましくは0.5μm以上である。また、その上限は、200μm以下であり、さらに好ましくは150μm以下である。上記平均粒径が1000μm以下であると、熱伝導性粒子の大きさが粘着剤層の厚みより小さくなり、粘着剤層の厚みがばらつく不具合を抑制でき好ましい。また、表面に熱伝導粒子が突出しないため、良好な粘着特性が得やすくなり、好ましい。
本発明の熱伝導性粘着シートでは、より良好な熱伝導性を得る点より、上記粘着剤層は、平均粒径の異なる2種以上の熱伝導性粒子を同時に含有することが好ましい。つまり、上記熱伝導性粒子は、平均粒径の小さい熱伝導性粒子と、平均粒径の大きい熱伝導性粒子とを組み合わせて用いることが好ましい。例えば、平均粒径が5μm以上の大きな熱伝導性粒子と平均粒径が5μm未満の小さな熱伝導性粒子とを組み合わせて用いることが好ましい。このように平均粒径の大きさの異なる熱伝導性粒子を併用することで、熱伝導性粒子の分散性を高めることができ、粘着剤層に多くの熱伝導性粒子を充填することができる。また、熱伝導性粒子が粘着剤層内により最密に充填されると、熱伝導性粒子による熱伝導パスが構築されやすくなり、熱伝導性がより向上するという効果がある。
平均粒径の小さい熱伝導性粒子と平均粒径の大きい熱伝導性粒子とを組み合わせについては、より大きな熱伝導性を得る点より、平均粒径の大きい熱伝導性粒子の平均粒径と平均粒径の小さい熱伝導性粒子の平均粒径との差が20μm以上(好ましくは40μm以上)となる組み合わせが好ましい。なお、上記の差は、3種以上を含む場合、最も大きい平均粒径を有するものと、最も小さい平均粒径を有するものとの差である。
また、平均粒径の小さい熱伝導性粒子と平均粒径の大きい熱伝導性粒子とを組み合わせる場合、平均粒径の小さい熱伝導性粒子と平均粒径の大きい熱伝導性粒子との割合は、特に限定されないが、より大きな熱伝導性を得る点より、前者:後者(重量比)で、1:10〜10:1が好ましく、より好ましくは1:5〜5:1、さらに好ましくは1:2〜2:1である。
上記粘着剤層中の上記熱伝導性粒子の含有割合は、特に限定されないが、粘着剤層の全体積(100体積%)に対して、40体積%以上75体積%以下であることが好ましい。その下限は、より好ましくは50体積%以上であり、さらに好ましくは55体積%以上である。また、その上限は、より好ましくは70体積%以下であり、さらに好ましくは65体積%以下である。上記熱伝導性粒子の含有割合が40体積%以上であると、良好な熱伝導性や良好な難燃性が得やすくなり、好ましい。また、上記熱伝導性粒子の含有割合が75体積%以下であると、可とう性の低下を抑制でき、また、粘着力や保持力の低下を抑制でき、好ましい。なお、上記含有割合で用いている単位「体積%」は、熱伝導性粒子の密度を用いて、単位「重量%」に換算できる。
さらに、本発明の熱伝導性粘着シートの上記粘着剤層(特に上記アクリル系粘着剤層)には、良好な熱伝導性や良好な難燃性を得る点より、上記熱伝導性粒子とともに、分散剤が含有されていることが好ましい。上記粘着剤層が分散剤を含有していると、熱伝導性粒子の凝集が生じることなく、熱伝導性粒子を安定して分散した状態で含有できる。このため、上記粘着剤層は、分散剤を含有していると、接着特性を維持しつつ、大量に熱伝導性粒子を含有できる。ゆえに、本発明の熱伝導性粘着シートは、上記粘着剤層が、熱伝導性粒子及び分散剤の両方を含有していると、良好な熱伝導性や良好な難燃性をより発揮しやすくなる。なお、分散剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
中でも、上記分散剤としては、リン酸エステル系分散剤が好ましい。
特に、上記リン酸エステル系分散剤は、リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤であることが好ましい。上記粘着剤層がリン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤を含有していると、経時で粘着シートの電気絶縁性が低下するという問題の発生を抑制でき、優れた電気絶縁性を得やすくなるからである。一般的に、粘着シートに熱伝導性や電気絶縁性の付与を目的として、粘着シートの粘着剤層中に熱伝導性粒子を含有させた場合、経時の吸湿により、熱伝導性粒子から不純物イオンが粘着剤層中に溶出し、粘着シートの誘電率が大きくなることがあるが、リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤を含有していると、誘電率の上昇を抑制できる。これは、リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤が不純物イオンをトラップし、不純物イオンの移動速度を小さくするためと推測される。
上記リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤は、下記の化学式(3)で示すリン酸トリエステル体を少なくとも含有することが好ましい。また、上記リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤は、下記の化学式(1)で示すリン酸モノエステル体や下記の化学式(2)で示すリン酸ジエステル体を含んでいてもよい。つまり、上記リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤は、リン酸モノエステル体、リン酸ジエステル体及びリン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤であってもよいし、リン酸モノエステル体及びリン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤であってもよいし、リン酸ジエステル体及びリン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤であってもよいし、リン酸トリエステル体のみを含有するリン酸エステル系分散剤であってもよい。
上記化学式(1)〜(3)において、nは1以上の正の整数であり、Rは有機基である。また、化学式(2)及び化学式(3)において、n及びRは、全て同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Rは、特に限定されず、例えば、直鎖又は分岐鎖状の構造、環状の構造、芳香族環を有する構造、これらを組み合わせた構造などであってもよい。より具体的には、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルキル基を置換基として有するフェニル基、炭素数7〜20のアラルキル基を置換基として有するフェニル基などが挙げられる。
上記化学式(1)〜(3)において、nは、特に限定されないが、好ましくは2〜20(より好ましくは2〜10)である。
なお、リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤は、上記化学式(1)〜(3)の化合物のかっこ内のエチレンオキシ基の一部又は全部をプロピレンオキシ基に置き換えた化合物を含有していてもよい。
上記リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルリン酸エステルのトリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルのトリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤、ポリオキシエチレントリデシルエーテルリン酸エステルのトリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステルのトリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤などが挙げられる。
上記リン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤は、一般の市販品を用いることができる。例えば、商品名「プライサーフ A208F」(第一工業製薬社製)などが挙げられる。なお、商品名「プライサーフ A208F」は、リン酸モノエステル体、リン酸ジエステル体及びリン酸トリエステル体を含有するリン酸エステル系分散剤である。
上記粘着剤層中の分散剤の含有割合は、特に限定されない。例えば、上記粘着剤層中にリン酸エステル系分散剤を含有させる場合、その含有割合(体積基準)は、特に限定されないが、熱伝導性粒子を安定して分散した状態で含有させる点、経時での電気絶縁性の低下を抑制する点より、粘着剤層の全体積(100体積%)に対して、0.1体積%以上10体積%以下であることが好ましい。その下限は、より好ましくは0.3体積%以上であり、さらに好ましくは0.5体積%以上である。また、その上限は、より好ましくは8.0体積%以下であり、さらに好ましくは5.0体積%以下である。なお、上記含有割合で用いている単位「体積%」は、リン酸エステル系分散剤の密度を用いて、単位「重量%」に換算できる。
また、上記粘着剤層中のリン酸エステル系分散剤の含有量(重量基準)は、特に限定されないが、上記と同様の理由により、粘着剤層中のベースポリマー(例えば、アクリル系粘着剤層である場合の上記アクリル系ポリマー)100重量部に対して、0.1〜10重量部であることが好ましい。その下限は、より好ましくは0.5重量部以上であり、さらに好ましくは1.0重量部以上である。また、その上限は、より好ましくは8.0重量部以下であり、さらに好ましくは5.0重量部以下である。
上記粘着剤層は、凝集力向上の点より、架橋剤を含んでいてもよい。上記架橋剤としては、特に限定されず、例えば、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、シリコーン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、アジリジン系架橋剤、シラン系架橋剤、アルキルエーテル化メラミン系架橋剤、金属キレート系架橋剤などが挙げられる。中でも、イソシアネート系架橋剤、エポキシ系架橋剤が好ましい。なお、架橋剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いられる。
上記イソシアネート系架橋剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、および、これらとトリメチロールプロパンなどのポリオールとのアダクト体などが挙げられる。さらに、2−イソシアナートエチル(メタ)アクリレートなどの「1分子中に少なくとも1つ以上のイソシアネート基と、1つ以上の不飽和結合を有する化合物」も挙げられる。
また、上記エポキシ系架橋剤としては、例えば、ビスフェノールA、エピクロルヒドリン型のエポキシ系樹脂、エチレングリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシジルアニリン、ジアミングリシジルアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミンおよび1,3−ビス(N,N’−ジアミングリシジルアミノメチル)シクロヘキサンなどが挙げられる。
上記粘着剤層中の上記架橋剤の含有量は、特に限定されないが、粘着剤層中のベースポリマー(例えば、アクリル系粘着剤層である場合の上記アクリル系ポリマー)100重量部に対して、0.01〜5重量部が好ましい。その下限は、より好ましくは0.02重量部以上である。また、その上限は、より好ましくは3重量部以下であり、さらに好ましくは2重量部以下である。上記架橋剤の含有量が0.01重量部以上であると、凝集性が得やすくなり、好ましい。また、上記架橋剤の含有量が5重量部以下であると、可とう性が得やすくなり、好ましい。
さらに、上記粘着剤層は、接着性向上の点より、粘着付与樹脂を含んでいてもよい。上記粘着付与樹脂としては、特に限定されないが、例えば、石油系樹脂、テルペン系樹脂、クマロン・インデン系樹脂、スチレン系樹脂、ロジン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂などが挙げられる。中でも、石油系樹脂やテルペン系樹脂が好ましい。なお、粘着付与樹脂は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
特に、上記粘着剤層が活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物により形成される場合、例えば、上記粘着剤層がアクリル系粘着剤であり、このアクリル系粘着剤層が後述のモノマー混合物又はその部分重合物を少なくとも含有する活性エネルギー線硬化型のアクリル系粘着剤組成物により形成される場合、阻害反応の生じにくさの点より、水素添加型の粘着付与樹脂を用いることが好ましい。このような水素添加型の粘着付与樹脂としては、特に限定されないが、例えば、上記粘着付与樹脂に水素添加した誘導体などが挙げられる。より具体的には、水素添加型石油系樹脂は芳香族系、ジシクロペンタジエン系、脂肪族系、芳香族−ジシクロペンタジエン共重合系などから選ぶことができる。また、水素添加型テルペン系樹脂は、テルペンフェノール樹脂、芳香族テルペン樹脂などから選ぶことができる。
また、上記粘着付与樹脂は、高い凝集力の得やすさの点より、軟化点が80〜200℃(好ましくは100〜200℃)の粘着付与樹脂が好ましい。
上記粘着剤層中の上記粘着付与樹脂の含有量は、特に限定されないが、粘着剤層中のベースポリマー(例えば、アクリル系粘着剤層である場合の上記アクリル系ポリマー)100重量部に対して、1〜50重量部が好ましい。その下限は、より好ましくは2重量部以上であり、さらに好ましくは3重量部以上である。また、その上限は、より好ましくは40重量部以下であり、さらに好ましくは30重量部以下である。上記粘着付与樹脂の含有量が1重量部以上であると、接着性向上の効果が得やすくなり、好ましい。また、上記粘着付与樹脂の含有量が50重量部以下であると、凝集力の低下を抑制でき、好ましい。
さらに、上記粘着剤層は、本発明の効果を損なわない範囲で、アクリル系オリゴマーを含有していてもよい。アクリル系オリゴマーは粘着付与成分として機能するので、接着性向上を図ることができる。
さらに、上記着剤層は、接着力や耐久力の向上の点、熱伝導性粒子とベースポリマー(特にアクリル系ポリマー)との親和性向上の点より、シランカップリング剤を含有していてもよい。上記シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシ基含有シランカップリング剤;3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミンなどのアミノ基含有シランカップリング剤;3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどの(メタ)アクリル基含有シランカップリング剤;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのインシアネート基含有シランカップリング剤などが挙げられる。上記シランカップリング剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記粘着剤層中の上記シランカップリング剤の含有量は、特に限定されないが、粘着剤層中のベースポリマー(例えば、アクリル系粘着剤層である場合の上記アクリル系ポリマー)100重量部に対して、0.01〜10重量部であることが好ましい。その下限は、より好ましくは0.02重量部以上であり、さらに好ましくは0.05重量部以上である。また、その上限は、より好ましくは5重量部以下であり、さらに好ましくは2重量部以下である。上記シランカップリング剤の含有量が0.01重量部以上であると、親和性向上の効果が得やすくなり、好ましい。また、上記シランカップリング剤の含有量が10重量部以下であると、シランカップリング剤による熱伝導性の低下という問題が生じにくくなり、好ましい。
さらに、上記粘着剤層中には、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、可塑剤、老化防止剤、着色剤(顔料や染料など)、帯電防止剤などの添加剤を含んでいてもよい。さらには、クッション性の向上や凹凸追従性の向上の点より、気泡を含んでいてもよい。
上記粘着剤層は、上述のように、粘着剤組成物により形成される。例えば、アクリル系粘着剤層は、アクリル系粘着剤組成物により形成される。上記粘着剤組成物は、いずれの形態を有していてもよく、例えば、エマルション型、溶剤型(溶液型)、活性エネルギー線硬化型、熱溶融型(ホットメルト型)などが挙げられる。中でも、溶剤型の粘着剤組成物や、活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物が好ましい。特に、生産性、環境面、厚みのある粘着剤層の得やすさの点より、上記粘着剤組成物は、活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物であることが好ましい。
上記溶剤型の粘着剤組成物はベースポリマーを少なくとも含有する組成物であることが好ましい。また、上記活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物は、ベースポリマーを形成する組成物であるモノマー混合物又はその部分重合物を少なくとも含有する組成物であることが好ましい。なお、上記活性エネルギー線硬化型の粘着剤組成物は、モノマー混合物の部分重合物とともに、モノマー成分を含んでいてもよい。本明細書において、「モノマー混合物」は、モノマー成分のみの混合物を意味し、1つのモノマー成分のみから構成される場合を含むものとする。
特に、上記粘着剤層がアクリル系粘着剤層である場合、良好な熱伝導性、良好な難燃性、良好な電気絶縁性を得る点より、アクリル系粘着剤層を形成するアクリル系粘着剤組成物は、溶剤型である場合、アクリル系ポリマー、熱伝導性粒子、リン酸エステル系分散剤を含有するアクリル系粘着剤組成物であることが好ましく、また、活性エネルギー線硬化型である場合、モノマー混合物又はその部分重合物、熱伝導性粒子、リン酸エステル系分散剤を含有することが好ましい。中でも、上記アクリル系粘着剤組成物は、生産性、環境面、厚みのある粘着剤層の得やすさの点より、活性エネルギー線硬化型のアクリル系粘着剤組成物であることが好ましい。
上記粘着剤層は、上記粘着剤組成物より、公知乃至慣用の方法を用いて形成される。例えば、粘着剤層は、上記粘着剤組成物を剥離ライナーや基材等の適当な支持体上に塗布して、粘着剤組成物層を形成し、次に、この粘着剤組成物層を硬化(例えば、熱や活性エネルギー線による硬化)させることにより形成されてもよい。さらに、必要に応じて、硬化に加えて、さらに加熱乾燥させてもよい。なお、光重合反応は空気中の酸素により阻害されやすいので、活性エネルギー線による硬化(光硬化)は、剥離ライナーで覆うことや窒素雰囲気下で反応させることなどにより、酸素を遮断した環境下で行うことが好ましい。
特に、上記粘着剤層は、熱伝導性粒子を安定して含有させる点からは、重合開始剤(上記光重合開始剤や上記熱重合開始剤、特に上記光重合開始剤)を含有する粘着剤組成物により、熱や活性エネルギー線による硬化反応を利用して形成されることが好ましい。
上記粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、段差吸収性の点、接着特性の点、熱伝導性や電気絶縁性の点より、大きい方が好ましい。上記厚みの下限は、特に限定されないが、50μm以上が好ましく、より好ましくは100μm以上、さらに好ましくは500μm以上である。また、上記厚みの上限は、特に限定されないが、均一な厚みを有する粘着剤層の得やすさや作業性の点より、5000μm以下が好ましく、より好ましくは3000μm以下、さらにより好ましくは2000μm以下、特に好ましくは1000μm以下である。なお、上記粘着剤層は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
(基材)
本発明の熱伝導性粘着シートは、上述のように、基材付き粘着シートであってもよい。上記基材としては、特に限定されないが、例えば、布、不織布、フェルト、ネット等の繊維系基材;各種の紙等の紙系基材;金属箔、金属板等の金属系基材;各種樹脂によるフィルムやシート等のプラスチック基材;発泡シート等の発泡体;これらの積層体などが挙げられる。中でも、強度や強靱性、電気絶縁性の点より、プラスチック基材が好ましい。なお、上記基材は、1層からなる基材であってもよく、2層以上の積層構造を有していてもよい。
本発明の熱伝導性粘着シートは、上述のように、基材付き粘着シートであってもよい。上記基材としては、特に限定されないが、例えば、布、不織布、フェルト、ネット等の繊維系基材;各種の紙等の紙系基材;金属箔、金属板等の金属系基材;各種樹脂によるフィルムやシート等のプラスチック基材;発泡シート等の発泡体;これらの積層体などが挙げられる。中でも、強度や強靱性、電気絶縁性の点より、プラスチック基材が好ましい。なお、上記基材は、1層からなる基材であってもよく、2層以上の積層構造を有していてもよい。
上記プラスチック基材を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン;ポリビニルアルコール;ポリ塩化ビニリデン;ポリ塩化ビニル;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;ポリ酢酸ビニル;ポリアミド;ポリイミド;セルロース類;フッ素系樹脂;ポリエーテル;ポリエーテルアミド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド;ポリスチレン等のポリスチレン系樹脂;ポリカーボネート;ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。なお、上記材料は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
中でも、上記プラスチック基材を構成する材料としては、強度、取り扱い性(ハンドリング性)、コスト、寸法安定性、投錨力のバランスの良さから、ポリエステルが好ましく、より好ましくはポリエチレンテレフタレート(PET)である。すなわち、上記基材は、ポリエステルフィルムであることが好ましく、より好ましくはポリエチレンテレフタレートフィルムである。
上記基材は、延伸処理(一軸延伸又は二軸延伸)等により変形性が制御されていてもよい。
また、上記基材は、必要に応じて、表面処理が施されていてもよい。このような表面処理としては、例えば、粘着剤層との密着性を高めるため、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的方法による酸化処理等;粘着剤層との密着性を高めるためのプライマー処理;表面の耐擦傷性(耐擦過性)を向上させるためのハードコート処理:粘着シートがロール状に巻回しすることにより粘着面を保護する場合における基材背面への剥離処理などが挙げられる。
上記基材の厚みは、特に限定されないが、取り扱い性や熱伝導性の点より、その下限は1μm以上が好ましく、より好ましくは10μm以上であり、また、その上限は、100μm以下が好ましく、より好ましくは50μm以下である。
(剥離ライナー)
本発明の熱伝導性粘着シートの粘着面は、剥離ライナーにより保護されていてもよい。なお、上記剥離ライナーは、特に限定されないが、慣用の剥離紙、低接着性基材、剥離ライナー用基材の少なくとも一方の面に剥離処理層が形成されている剥離ライナーなどが挙げられる。
本発明の熱伝導性粘着シートの粘着面は、剥離ライナーにより保護されていてもよい。なお、上記剥離ライナーは、特に限定されないが、慣用の剥離紙、低接着性基材、剥離ライナー用基材の少なくとも一方の面に剥離処理層が形成されている剥離ライナーなどが挙げられる。
上記低接着性基材としては、特に限定されないが、例えば、フッ素系ポリマー(例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体など) からなる低接着性基材や、無極性ポリマー(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂など)からなる低接着性基材などが挙げられる。
上記剥離ライナー用基材の少なくとも一方の面に剥離処理層が形成されている剥離ライナーにおける剥離ライナー用基材としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどポリエステルフィルム;ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどオレフィン系樹脂フィルム;ポリ塩化ビニルフィルム;ポリイミドフィルム;ナイロンフィルムなどのポリアミドフィルム;レーヨンフィルムなどのプラスチック系基材フィルム(合成樹脂フィルム)が挙げられる。また、上質紙、和紙、クラフト紙、グラシン紙、合成紙、トップコート紙など紙系基材も挙げられる。さらには、これらを、ラミネートや共押し出しなどにより、複層化したもの(2〜3層の複合体)なども挙げられる。
また、上記剥離ライナー用基材の少なくとも一方の面に剥離処理層が形成されている剥離ライナーにおいて、剥離処理層を形成する剥離処理剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系剥離処理剤、フッ素系剥離処理剤、長鎖アルキル系剥離処理剤などが挙げられる。なお、剥離処理剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
上記剥離ライナーの厚みや形成方法などは、特に限定されない。なお、上記剥離ライナーの厚みは、本発明の熱伝導性粘着シートの厚みには含まれない。
[熱伝導性粘着シート]
本発明の熱伝導性粘着シートは、熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を有し、Naイオン量が所定の値以下であるので、良好な熱伝導性を有し、さらに、漏れ電流の発生を防ぎ、電気絶縁性に優れる。
本発明の熱伝導性粘着シートは、熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を有し、Naイオン量が所定の値以下であるので、良好な熱伝導性を有し、さらに、漏れ電流の発生を防ぎ、電気絶縁性に優れる。
本発明の熱伝導性粘着シートの作製方法は、特に限定されないが、公知乃至慣用の方法により作製されてもよい。例えば、本発明の熱伝導性粘着シートが粘着剤層のみからなる基材レス粘着シートである場合、剥離ライナー上に、上記粘着剤組成物により粘着剤層を形成することにより、作製される。また、本発明の熱伝導性粘着シートが粘着剤層と基材とを少なくとも有する基材付き粘着シートである場合、基材の少なくとも一方の面側に上記粘着剤組成物により粘着剤層を形成することや、予め作製しておいた粘着剤層を基材の少なくとも一方の側に転写することにより、作製される。
本発明の熱伝導性粘着シートは、電気又は電子機器に好ましく用いられる。より具体的な例の一例として、電子部品の放熱や絶縁などに用いる場合が挙げられる。より詳細には、IC、コンデンサなどの電子部品を本発明の熱伝導性粘着シートにより筐体やヒートシンクに固定することが挙げられる。
[電気又は電子機器]
本発明の電気又は電子機器は、上記熱伝導性粘着シートが用いられている。上記熱伝導性粘着シートは優れた熱伝導性及び優れた電気絶縁性を有するので、本発明の電気又は電子機器は、使用により生じた熱を効率よく放熱でき、熱に起因する損壊や故障が生じにくい。このような電気又は電子機器としては、例えば、IC、コンデンサなどの電子部品の筐体やヒートシンクへの固定に上記熱伝導性粘着シートが用いられている電気又は電子機器が挙げられる。
本発明の電気又は電子機器は、上記熱伝導性粘着シートが用いられている。上記熱伝導性粘着シートは優れた熱伝導性及び優れた電気絶縁性を有するので、本発明の電気又は電子機器は、使用により生じた熱を効率よく放熱でき、熱に起因する損壊や故障が生じにくい。このような電気又は電子機器としては、例えば、IC、コンデンサなどの電子部品の筐体やヒートシンクへの固定に上記熱伝導性粘着シートが用いられている電気又は電子機器が挙げられる。
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
(熱伝導率)
粘着シートについて、厚み方向における熱伝導率を、図1に示す熱特性評価装置を用いて実施した。図1の(a)は熱特性評価装置の正面概略図であり、図1の(b)は熱特性評価装置の側面概略図である。なお、測定の際に剥離ライナーAは除かれている。
具体的には、1辺が20mmの立方体となるように形成されたアルミニウム製(A5052、熱伝導率:140W/m・K)の一対のブロック(「ロッド」と称する場合もある。)L間に、粘着シート1(幅:20mm、長さ:20mm)を挟み込み、一対のブロックLを粘着シート1で貼り合わせた。
そして、一対のブロックLが上下となるように発熱体(ヒーターブロック)Hと放熱体(冷却水が内部を循環するように構成された冷却ベース板)Cとの間に配置した。具体的には、上側のブロックLの上に発熱体Hを配置し、下側にブロックLの下に放熱体Cを配置した。
このとき、粘着シート1で貼り合わされた一対のブロックLは、発熱体Hおよび放熱体Cを貫通する一対の圧力調整用ネジTの間に位置している。なお、圧力調整用ネジTと発熱体Hとの間にはロードセルRが配置されており、圧力調整用ネジTを締め込んだときの圧力が測定されるように構成されており、かかる圧力を粘着シート1に加わる圧力として用いた。
具体的には、この試験において、圧力調整用ネジTを、粘着シート1に加わる圧力が25N/cm2(250kPa)となるように締め込んだ。
また、下側のブロックLおよび粘着シート1を放熱体C側から貫通するように接触式変位計の3本のプローブP(直径1mm)を設置した。このとき、プローブPの上端部は、上側のブロックLの下面に接触した状態になっており、上下のブロックL間の間隔(粘着シート1の厚み)を測定可能に構成されている。
発熱体Hおよび上下のブロックLには温度センサーDを取り付けた。具体的には、発熱体Hの1箇所に温度センサーDを取り付け、各ブロックLの5箇所に上下方向に5mm間隔で温度センサーDをそれぞれ取り付けた。
測定はまず初めに、圧力調整用ネジTを締め込んで、粘着シート1に圧力を加え、発熱体Hの温度を80℃に設定するともに、放熱体Cに20℃の冷却水を循環させた。
そして、発熱体Hおよび上下のブロックLの温度が安定した後、上下のブロックLの温度を各温度センサーDで測定し、上下のブロックLの熱伝導率(W/m・K)と温度勾配から粘着シート1を通過する熱流束を算出するとともに、上下のブロックLと粘着シート1との界面の温度を算出した。そして、これらを用いて圧力における熱伝導率(W/m・K)および熱抵抗(cm2・K/W)を、下記の熱伝導率方程式(フーリエの法則)を用いて算出した。
Q=−λgradT
R=L/λ
Q:単位面積あたりの熱流速
gradT:温度勾配
L:シートの厚み
λ:熱伝導率
R:熱抵抗
粘着シートについて、厚み方向における熱伝導率を、図1に示す熱特性評価装置を用いて実施した。図1の(a)は熱特性評価装置の正面概略図であり、図1の(b)は熱特性評価装置の側面概略図である。なお、測定の際に剥離ライナーAは除かれている。
具体的には、1辺が20mmの立方体となるように形成されたアルミニウム製(A5052、熱伝導率:140W/m・K)の一対のブロック(「ロッド」と称する場合もある。)L間に、粘着シート1(幅:20mm、長さ:20mm)を挟み込み、一対のブロックLを粘着シート1で貼り合わせた。
そして、一対のブロックLが上下となるように発熱体(ヒーターブロック)Hと放熱体(冷却水が内部を循環するように構成された冷却ベース板)Cとの間に配置した。具体的には、上側のブロックLの上に発熱体Hを配置し、下側にブロックLの下に放熱体Cを配置した。
このとき、粘着シート1で貼り合わされた一対のブロックLは、発熱体Hおよび放熱体Cを貫通する一対の圧力調整用ネジTの間に位置している。なお、圧力調整用ネジTと発熱体Hとの間にはロードセルRが配置されており、圧力調整用ネジTを締め込んだときの圧力が測定されるように構成されており、かかる圧力を粘着シート1に加わる圧力として用いた。
具体的には、この試験において、圧力調整用ネジTを、粘着シート1に加わる圧力が25N/cm2(250kPa)となるように締め込んだ。
また、下側のブロックLおよび粘着シート1を放熱体C側から貫通するように接触式変位計の3本のプローブP(直径1mm)を設置した。このとき、プローブPの上端部は、上側のブロックLの下面に接触した状態になっており、上下のブロックL間の間隔(粘着シート1の厚み)を測定可能に構成されている。
発熱体Hおよび上下のブロックLには温度センサーDを取り付けた。具体的には、発熱体Hの1箇所に温度センサーDを取り付け、各ブロックLの5箇所に上下方向に5mm間隔で温度センサーDをそれぞれ取り付けた。
測定はまず初めに、圧力調整用ネジTを締め込んで、粘着シート1に圧力を加え、発熱体Hの温度を80℃に設定するともに、放熱体Cに20℃の冷却水を循環させた。
そして、発熱体Hおよび上下のブロックLの温度が安定した後、上下のブロックLの温度を各温度センサーDで測定し、上下のブロックLの熱伝導率(W/m・K)と温度勾配から粘着シート1を通過する熱流束を算出するとともに、上下のブロックLと粘着シート1との界面の温度を算出した。そして、これらを用いて圧力における熱伝導率(W/m・K)および熱抵抗(cm2・K/W)を、下記の熱伝導率方程式(フーリエの法則)を用いて算出した。
Q=−λgradT
R=L/λ
Q:単位面積あたりの熱流速
gradT:温度勾配
L:シートの厚み
λ:熱伝導率
R:熱抵抗
(比誘電率)
粘着シートを銅板と電極との間に挟み込み、下記の装置により、周波数120Hzにおける比誘電率を測定した。測定は、JIS K 6911に準じて、下記条件で行った。測定は3回行い、その測定値の平均値を当該粘着シートの特定周波数における比誘電率とした。なお、測定の際に剥離ライナーは除かれている。
測定装置:Agilent Technologies 4294A Precision Impedace Analezer
測定方法:容量法
電極構成:12.1mmΦ、0.5mm厚みのアルミ板
対向電極:3oz 銅板
測定環境:23±1℃、52±1%RH
粘着シートを銅板と電極との間に挟み込み、下記の装置により、周波数120Hzにおける比誘電率を測定した。測定は、JIS K 6911に準じて、下記条件で行った。測定は3回行い、その測定値の平均値を当該粘着シートの特定周波数における比誘電率とした。なお、測定の際に剥離ライナーは除かれている。
測定装置:Agilent Technologies 4294A Precision Impedace Analezer
測定方法:容量法
電極構成:12.1mmΦ、0.5mm厚みのアルミ板
対向電極:3oz 銅板
測定環境:23±1℃、52±1%RH
(Naイオン量)
粘着シートを、幅40mm、長さ40mmのシート状に切断して、測定サンプルとした。容器(PP容器)に上記測定サンプルを入れ、秤量し、測定サンプルの重量を求めた。次に、容器に超純水100mlを入れて、乾燥機を用いて、120℃で、1時間加温し、抽出を行った。そして、抽出液を得た。
この抽出液について、下記の条件でイオンクロマトグラフ分析(イオンクロマトグラフによる定量分析)を行い、Naイオン量を測定した。
なお、抽出液中のNaイオンは、測定サンプル中のNaイオンの発生源となる化合物に由来する。
分析装置:イオンクロマトグラフィーシステム ICS−3000(日本ダイオネクス社製)
測定条件
・ 分離カラム:Ion Pac AS18(4mm×250mm)
・ ガードシステム:Ion Pac AG18(4mm×50mm)
・ 除去システム:ASRS−300
・ 検出器:電気伝導度検出器
・ 溶離液:KOH水溶液(溶離液ジェネレーターEG40を使用)
・ 溶離液流量:1.0mL/min
・ 試料溶液流入量:250μL
粘着シートを、幅40mm、長さ40mmのシート状に切断して、測定サンプルとした。容器(PP容器)に上記測定サンプルを入れ、秤量し、測定サンプルの重量を求めた。次に、容器に超純水100mlを入れて、乾燥機を用いて、120℃で、1時間加温し、抽出を行った。そして、抽出液を得た。
この抽出液について、下記の条件でイオンクロマトグラフ分析(イオンクロマトグラフによる定量分析)を行い、Naイオン量を測定した。
なお、抽出液中のNaイオンは、測定サンプル中のNaイオンの発生源となる化合物に由来する。
分析装置:イオンクロマトグラフィーシステム ICS−3000(日本ダイオネクス社製)
測定条件
・ 分離カラム:Ion Pac AS18(4mm×250mm)
・ ガードシステム:Ion Pac AG18(4mm×50mm)
・ 除去システム:ASRS−300
・ 検出器:電気伝導度検出器
・ 溶離液:KOH水溶液(溶離液ジェネレーターEG40を使用)
・ 溶離液流量:1.0mL/min
・ 試料溶液流入量:250μL
(モノマー混合物の部分重合物の調製例)
モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):82重量部、アクリル酸2−メトキシエチル(MEA):12重量部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP):5重量部、及び、ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA):1重量部を含むモノマー混合物に、光重合開始剤として、商品名「イルガキュア184」(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、BASF社製):0.05重量部、及び、商品名「イルガキュア651」(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、BASF社製):0.05重量部を配合した後、粘度(BH粘度計No.5ローター、10rpm、測定温度30℃)が約20Pa・sになるまで紫外線を照射して、一部のモノマー成分が重合した組成物(モノマー混合物の部分重合物、シロップ)を作製した。
なお、上記組成物を、「シロップ」と称する場合がある。
モノマー成分として、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):82重量部、アクリル酸2−メトキシエチル(MEA):12重量部、N−ビニル−2−ピロリドン(NVP):5重量部、及び、ヒドロキシエチルアクリルアミド(HEAA):1重量部を含むモノマー混合物に、光重合開始剤として、商品名「イルガキュア184」(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、BASF社製):0.05重量部、及び、商品名「イルガキュア651」(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、BASF社製):0.05重量部を配合した後、粘度(BH粘度計No.5ローター、10rpm、測定温度30℃)が約20Pa・sになるまで紫外線を照射して、一部のモノマー成分が重合した組成物(モノマー混合物の部分重合物、シロップ)を作製した。
なお、上記組成物を、「シロップ」と称する場合がある。
(剥離ライナーの使用例)
剥離ライナーとして、片面に剥離処理が施されているポリエチレンテレフタレート製剥離ライナー(商品名「ダイアホイルMRF38」、三菱樹脂社製)を使用した。
上記剥離ライナーを、「剥離ライナーA」と称する場合がある。
剥離ライナーとして、片面に剥離処理が施されているポリエチレンテレフタレート製剥離ライナー(商品名「ダイアホイルMRF38」、三菱樹脂社製)を使用した。
上記剥離ライナーを、「剥離ライナーA」と称する場合がある。
(実施例1)
上記シロップ:70重量部に、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):30重量部、多官能モノマー(架橋成分、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、商品名「KAYARAD DPHA−40H」、日本化薬社製):0.05重量、分散剤(リン酸エステル系分散剤、商品名「プライサーフ A212E」、第一工業製薬社製):2.7重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径1μm、商品名「ハイジライト H−42I」、昭和電工社製):170重量部、及び、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径55μm、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製):170重量部を添加して、混合し、粘着剤組成物を得た。
上記粘着剤組成物を用いて、2枚の剥離ライナーAの剥離処理面の間に粘着剤組成物層を設けて、剥離ライナーA、粘着剤組成物層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有するシートを得た。
次に、上記シートの両面から、照度:5mW/cm2の紫外線を3分間照射して、粘着剤組成物層を硬化させて、厚みが1000μmの粘着剤層を形成した。そして、剥離ライナーA、粘着剤層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有する粘着シートを得た。
上記シロップ:70重量部に、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):30重量部、多官能モノマー(架橋成分、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、商品名「KAYARAD DPHA−40H」、日本化薬社製):0.05重量、分散剤(リン酸エステル系分散剤、商品名「プライサーフ A212E」、第一工業製薬社製):2.7重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径1μm、商品名「ハイジライト H−42I」、昭和電工社製):170重量部、及び、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径55μm、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製):170重量部を添加して、混合し、粘着剤組成物を得た。
上記粘着剤組成物を用いて、2枚の剥離ライナーAの剥離処理面の間に粘着剤組成物層を設けて、剥離ライナーA、粘着剤組成物層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有するシートを得た。
次に、上記シートの両面から、照度:5mW/cm2の紫外線を3分間照射して、粘着剤組成物層を硬化させて、厚みが1000μmの粘着剤層を形成した。そして、剥離ライナーA、粘着剤層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有する粘着シートを得た。
(実施例2)
上記シロップ:50重量部に、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):50重量部、光重合開始剤(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、商品名「イルガキュア651」、BASF社製):0.3重量部、多官能モノマー(架橋成分、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、商品名「KAYARAD DPHA−40H」、日本化薬社製):0.05重量、分散剤(リン酸エステル系分散剤、商品名「プライサーフ A208F」、第一工業製薬社製):2.0重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径3μm、商品名「BE−033」、日本軽金属社製):150重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径55μm、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製):250重量部、及び、粒子(アルミナ、平均粒径:2μm、商品名「AL−47H」、昭和電工社製):125重量部を添加して、混合し、粘着剤組成物を得た。
上記粘着剤組成物を用いて、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤組成物層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有するシートを得た。
次に、上記シートより、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有する粘着シートを得た。
上記シロップ:50重量部に、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):50重量部、光重合開始剤(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、商品名「イルガキュア651」、BASF社製):0.3重量部、多官能モノマー(架橋成分、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、商品名「KAYARAD DPHA−40H」、日本化薬社製):0.05重量、分散剤(リン酸エステル系分散剤、商品名「プライサーフ A208F」、第一工業製薬社製):2.0重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径3μm、商品名「BE−033」、日本軽金属社製):150重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径55μm、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製):250重量部、及び、粒子(アルミナ、平均粒径:2μm、商品名「AL−47H」、昭和電工社製):125重量部を添加して、混合し、粘着剤組成物を得た。
上記粘着剤組成物を用いて、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤組成物層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有するシートを得た。
次に、上記シートより、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有する粘着シートを得た。
(比較例1)
上記シロップ:70重量部に、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):30重量部、多官能モノマー(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、商品名「KAYARAD DPHA−40H」、日本化薬社製):0.05重量、分散剤(リン酸エステル系分散剤、商品名「プライサーフ A212E」、第一工業製薬社製):2.7重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径1μm、商品名「ハイジライト H−42」、昭和電工社製):170重量部、及び、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径55μm、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製):170重量部を添加して、混合し、粘着剤組成物を得た。
上記粘着剤組成物を用いて、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤組成物層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有するシートを得た。
次に、上記シートより、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有する粘着シートを得た。
上記シロップ:70重量部に、アクリル酸2−エチルヘキシル(2EHA):30重量部、多官能モノマー(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、商品名「KAYARAD DPHA−40H」、日本化薬社製):0.05重量、分散剤(リン酸エステル系分散剤、商品名「プライサーフ A212E」、第一工業製薬社製):2.7重量部、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径1μm、商品名「ハイジライト H−42」、昭和電工社製):170重量部、及び、粒子(水酸化アルミニウム、平均粒径55μm、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製):170重量部を添加して、混合し、粘着剤組成物を得た。
上記粘着剤組成物を用いて、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤組成物層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有するシートを得た。
次に、上記シートより、実施例1と同様にして、剥離ライナーA、粘着剤層、剥離ライナーAの順に積層している構造を有する粘着シートを得た。
表1で用いた略号は以下のとおりである。
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
プライサーフA208F:分散剤(商品名「プライサーフ A208F」、第一工業製薬社製)
プライサーフA212E:分散剤(商品名「プライサーフ A212E」、第一工業製薬社製)
H−42I:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「ハイジライト H−42I」、昭和電工社製)
H−42:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「ハイジライト H−42」、昭和電工社製)
H−10:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製)
BE−033:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「BE−033」、日本軽金属社製)
AL−47H:粒子(アルミナ、商品名「AL−47H」、昭和電工社製)
2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート
プライサーフA208F:分散剤(商品名「プライサーフ A208F」、第一工業製薬社製)
プライサーフA212E:分散剤(商品名「プライサーフ A212E」、第一工業製薬社製)
H−42I:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「ハイジライト H−42I」、昭和電工社製)
H−42:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「ハイジライト H−42」、昭和電工社製)
H−10:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「ハイジライト H−10」、昭和電工社製)
BE−033:粒子(水酸化アルミニウム、商品名「BE−033」、日本軽金属社製)
AL−47H:粒子(アルミナ、商品名「AL−47H」、昭和電工社製)
表1の「添加量[体積%]」は、以下の密度を用いて算出した。
水酸化アルミニウム:2.4g/cm3
アルミナ:4.0g/cm3
その他:1.0g/cm3
水酸化アルミニウム:2.4g/cm3
アルミナ:4.0g/cm3
その他:1.0g/cm3
実施例の粘着シートは、何れも、周波数120Hzにおける比誘電率が30以下であるので、電気絶縁性が良好と評価できる。なお、粘着シートにおいて周波数120Hzにおける比誘電率が30を超えると、粘着シートの誘電率が大きくなって、漏れ電流が発生することがあり、漏れ電流が発生すると粘着シートの電気絶縁性が損なわれ、被着体の損壊や故障を生じることがある。
1 粘着シート
2 温度計
3 接触式変位計
C 放熱体
D 温度センサー
H 発熱体(ヒートブロック)
L ブロック(ロッド)
P プローブ
R ロードセル
T 圧力調整用ネジ
2 温度計
3 接触式変位計
C 放熱体
D 温度センサー
H 発熱体(ヒートブロック)
L ブロック(ロッド)
P プローブ
R ロードセル
T 圧力調整用ネジ
Claims (6)
- 熱伝導性粒子及びベースポリマーを含有する粘着剤層を有し、下記のNaイオン量測定法で求められるNaイオン量が5.0μg/g以下であることを特徴とする熱伝導性粘着シート。
Naイオン量測定法:幅40mm、長さ40mmの粘着シートについて秤量し、前記粘着シートを100mlの超純水にいれたものを120℃で1時間加温することにより抽出液を得て、前記抽出液についてイオンクロマトグラフ分析を行い、Naイオン量を測定する。 - 前記粘着剤層中の熱伝導性粒子の含有割合が前記粘着剤層の全体積(100体積%)に対して40体積%以上75体積%以下である、請求項1記載の熱伝導性粘着シート。
- 前記熱伝導性粒子が水酸化アルミニウム及びアルミナからなる群より選ばれる少なくとも1つの熱伝導性粒子である、請求項1又は2記載の熱伝導性粘着シート。
- 前記ベースポリマーがアクリル系ポリマーである、請求項1〜3の何れか1項に記載の熱伝導性粘着シート。
- 前記粘着剤層のみから構成される、請求項1〜4の何れか1項に記載の熱伝導性粘着シート。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の熱伝導性粘着シートが用いられていることを特徴とする電気又は電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013134094A JP2015010108A (ja) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | 熱伝導性粘着シート |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013134094A JP2015010108A (ja) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | 熱伝導性粘着シート |
Publications (1)
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JP2015010108A true JP2015010108A (ja) | 2015-01-19 |
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Family Applications (1)
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JP2013134094A Pending JP2015010108A (ja) | 2013-06-26 | 2013-06-26 | 熱伝導性粘着シート |
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-
2013
- 2013-06-26 JP JP2013134094A patent/JP2015010108A/ja active Pending
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