JP6266890B2 - 電子機器用熱伝導性発泡体シート - Google Patents
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しかして、前記ウレタンフォームは、その製法上1mm以下の厚さのシート状に加工することが難しく、薄いシート状成形物は発泡倍率を高くすることが困難であるため、圧縮強度が高くなり柔軟性が失われるという問題がある。
本発明において用いる発泡体シートの25%圧縮強度は200kPa以下である。前記圧縮強度が200kPaを超えると、発泡体シートの柔軟性が低下するため好ましくない。発泡体シートの柔軟性の観点から、発泡体シートの25%圧縮強度は、5kPa以上が好ましく、50kPa以上がより好ましく、55kPa以上が更に好ましく、そして、190kPa以下が好ましく、180kPa以下がより好ましく、150kPa以下が更に好ましく、100kPa以下がより更に好ましい。
発泡体シートの25%圧縮強度の具体的な数値は、5〜190kPaが好ましく、50〜190kPaがより好ましく、50〜150kPaが更に好ましく、55〜100kPaがより更に好ましい。
柔軟性を向上させる観点から、発泡体シートの50%圧縮強度は、150kPa以下がより好ましく、100kPa以下が更に好ましい。
エラストマー樹脂中の液状エラストマー含有量は、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、そして、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。
発泡体シートの見掛け密度の具体的な数値は、0.4〜1.5g/cm3が好ましく、0.4〜1.4g/cm3がより好ましく、0.7〜1.4g/cm3更に好ましく、0.85〜1.2g/cm3がより更に好ましい。発泡体シートの見掛け密度が前記範囲内であれば、所望の厚さ、柔軟性、熱伝導率を兼ね備える発泡体シートを得ることができる。
本発明においては、熱伝導体として形状が長径1〜300μm、短径1〜300μm、長径と厚さとの比(長径/厚さ)が2〜500である鱗片状、及び/又は直径0.01〜50μm、長さと直径との比(長さ/直径)が5〜30,000である繊維状のものを用いる。形状が前記数値範囲外であると、発泡体シートの内部に熱伝導体を高密度に充填することができなくなるため、発泡体シートの熱伝導性が低下する。
熱伝導体が鱗片状である場合の長径は1〜250μmが好ましく、2〜200μmがより好ましく、2〜50μmが更に好ましい。短径は1〜250μmが好ましく、2〜200μmがより好ましく、2〜50μmが更に好ましい。長径と厚さとの比(長径/厚さ)は2.5〜450が好ましく、3〜400がより好ましい。
熱伝導体が繊維状である場合の直径は0.05〜45μmがより好ましく、0.07〜40μmが更に好ましい。長さと直径との比(長さ/直径)は6〜28,000がより好ましく、7〜26,000が更に好ましい。
本発明に用いることができるエラストマー樹脂としては、アクリロニトリルブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、液状エチレン−プロピレンゴム、天然ゴム、液状天然ゴム、ポリブタジエンゴム、液状ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、液状ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、液状スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−イソプレンブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、液状水素添加スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体等が挙げられ、これらの中では、アクリロニトリルブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム及びエチレン−プロピレン−ジエンゴム、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴムが好ましい。
本発明においては、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に応じて各種の添加成分を含有させることができる。
この添加成分の種類は特に限定されず、発泡成形に通常使用される各種添加剤を用いることができる。このような添加剤として、例えば、滑剤、収縮防止剤、気泡核剤、結晶核剤、可塑剤、着色剤(顔料、染料等)、紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、上記導電付与材を除いた充填剤、補強剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、界面活性剤、加硫剤、表面処理剤等が挙げられる。添加剤の添加量は、気泡の形成等を損なわない範囲で適宜選択でき、通常の樹脂の発泡・成形に用いられる添加量を採用できる。かかる添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて用いることができる。
難燃助剤としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、ピロアンチモン酸ナトリウム、三塩化アンチモン、三硫化アンチモン、オキシ塩化アンチモン、二塩化アンチモンパークロロペンタン、アンチモン酸カリウム等のアンチモン化合物、メタホウ酸亜鉛、四ホウ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、塩基性ホウ酸亜鉛等のホウ素化合物、ジルコニウム酸化物、スズ酸化物、モリブデン酸化物等が挙げられる。
本発明の電子機器用熱伝導性発泡体シートは、公知の化学発泡法又は物理的発泡法により製造することができ、製造方法に特に制限はない。
なお、発泡処理方法は、プラスチックフォームハンドブック(牧広、小坂田篤編集 日刊工業新聞社発行 1973年)に記載されている方法を含め、公知の方法を用いることができる。
以下の実施例及び比較例で使用した材料は以下のとおりである。
(1)アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)
日本ゼオン(株)製、商品名「Nipol 1041」
密度:1.00g/cm3
アクリロニトリル成分:40.5質量%
(2)エチレン−プロピレンゴム−ジエンゴム(EPDM)
JSR(株)製、商品名「EP21」
密度:0.86g/cm3
プロピレン含量:34質量%
(3)液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム(液状EPDM)
三井化学(株)製、商品名「PX−068」
密度:0.9g/cm3
プロピレン含量:39質量%
(4)アゾジカルボンアミド
大塚化学(株)製、商品名「SO−L」
(5)グラファイト
XGサイエンス製、商品名「XGnP−H−5」
形状:鱗片状
長径:平均5μm
短径:平均5μm
厚さ:平均15nm
長径/厚さ=5/0.015=333.3
(6)窒化ホウ素
電気化学工業(株)製、商品名デンカボロンナイトライド「SGP」
形状:鱗片状
長径:平均15μm
短径:平均15μm
厚さ:平均3μm
長径/厚さ=15/3=5
(7)酸化マグネシウム
宇部マテリアルズ(株)製、商品名「RF−10C−SC」
形状:丸み状破砕品
平均粒径4μm
(8)酸化アルミニウム
(株)マイクロン製、球状アルミナ、商品名「AX3−32」
形状:球状
平均粒径3μm
(9)フェノール系酸化防止剤
チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製、商品名「イルガノックス1010」
実施例1
アクリロニトリルブタジエンゴム100質量部、アゾジカルボンアミド15質量部、グラファイト220質量部、及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.4mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を1.2Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度0.79g/cm3、厚さ0.5mmの発泡
体シートを得た。
アクリロニトリルブタジエンゴム100質量部、アゾジカルボンアミド16質量部、窒化ホウ素220質量部及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.4mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を1.2Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度0.76g/cm3、厚さ0.5mmの発泡
体シートを得た。
エチレン−プロピレン−ジエンゴム70質量部、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム30質量部、アゾジカルボンアミド15質量部、グラファイト220質量部、及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.4mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を3.0Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度0.44g/cm3、厚さ0.5mmの発泡体シートを得た。
エチレン−プロピレン−ジエンゴム70質量部、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム30質量部、アゾジカルボンアミド16質量部、窒化ホウ素220質量部、及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.4mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を3.0Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度0.42g/cm3、厚さ0.5mmの発泡体シートを得た。
アクリロニトリルブタジエンゴム100質量部、アゾジカルボンアミド15質量部、酸化マグネシウム360質量部及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を押出機に供給して溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.4mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を1.2Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度1.03g/cm3、厚さ0.5mmの発泡
体シートを得た。
アクリロニトリルブタジエンゴム100質量部、アゾジカルボンアミド15質量部、酸化アルミニウム400質量部及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.4mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を1.2Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度0.98g/cm3、厚さ0.5mmの発泡
体シートを得た。
エチレン−プロピレン−ジエンゴム60質量部、液状エチレン−プロピレン−ジエンゴム40質量部、アゾジカルボンアミド15質量部、酸化マグネシウム360質量部、及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.4mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を3.0Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度0.70g/cm3、厚さ0.5mmの発泡体シートを得た。
アクリロニトリルブタジエンゴム100質量部、アゾジカルボンアミド8質量部、酸化アルミニウム400質量部及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.48mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を1.2Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度1.93g/cm3、厚さ0.5mmの発泡体シートを得た。
アクリロニトリルブタジエンゴム100質量部、アゾジカルボンアミド6質量部及びフェノール系酸化防止剤0.1質量部を押出機に供給して溶融混練後、プレスすることにより厚さが0.25mmの発泡性樹脂シートを得た。
得られた発泡性樹脂シートの両面に加速電圧500keVにて電子線を1.2Mrad照射して発泡性樹脂シートを架橋させた。次にシートを250℃に加熱することによって発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度0.12g/cm3、厚さ0.5mmの発泡
体シートを得た。
得られた発泡体シートの物性は以下のように測定した。各測定結果は表1に示す。
〔25%圧縮強度〕
得られたシール材における厚さ方向の25%圧縮強度はJIS K6767−7.2.3(JIS2009)に準拠して25%ひずみ時の強度を測定した。
〔発泡倍率〕
発泡倍率は、発泡体シ−トの比重を発泡性シートの比重で除することにより算出した。〔発泡体シートの熱伝導率〕
レーザーフラッシュ法により、アルバック理工(株)製「TC−7000」を用いて、熱伝導率を25℃にて測定した。
〔見掛け密度〕
JIS K 7222に準拠して測定した。
〔熱伝導性能〕
図1に示すように、断熱材の上に25mm×25mm×2mmのヒーター(坂口電熱(
株)製マイクロセラミックヒーター、型番「MS5」)を載せ、その上に60mm×10
0mm×0.6mmのステンレス板(SUS304)を重ねる。さらにその上に各実施例及び比較例で作成したサンプル60mm×100mmとガラス板60mm×100mm×0.5mmとを順に重ねる。この状態でヒーターに2.6Wの電力(ヒーターのみで90℃まで温度が上昇する電力)を引加し、15分後にヒーターの温度が一定となったところで当該ヒーターの温度[T](℃)を測定した。値が小さい程、熱伝導性能がよいことを示す。
Claims (6)
- 発泡体シートを構成するエラストマー樹脂部分に熱伝導体を含有する電子機器用熱伝導性発泡体シートであって、該熱伝導体の形状が長径1〜300μm、短径1〜300μm、長径と厚さとの比(長径/厚さ)が2〜500である鱗片状、及び/又は直径0.01〜50μm、長さと直径との比(長さ/直径)が5〜30,000である繊維状であり、該発泡体シートの25%圧縮強度が50〜190kPaであり、厚さが0.05〜1mmであり、さらに該発泡体シートの見掛け密度が0.4〜1.5g/cm3である電子機器用熱伝導性発泡体シート。
- 前記熱伝導体が、窒化ホウ素、タルク、窒化アルミニウム、グラファイト、カーボンナノチューブ、及びカーボン繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1に記載の電子機器用熱伝導性発泡体シート。
- 前記発泡体シートの熱伝導率が0.3〜10W/m・Kである請求項1又は2に記載の電子機器用熱伝導性発泡体シート。
- 前記発泡体シートの発泡倍率が1.5〜5倍である請求項1〜3のいずれかに記載の電子機器用熱伝導性発泡体シート。
- 前記エラストマー樹脂がアクリロニトリルブタジエンゴムである請求項1〜4のいずれかに記載の電子機器用熱伝導性発泡体シート。
- 前記エラストマー樹脂100質量部に対する前記熱伝導体の含有量が100〜500質量部である請求項1〜5のいずれかに記載の電子機器用熱伝導性発泡体シート。
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