JP6419631B2 - 熱拡散シート - Google Patents
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Description
本発明は、放熱に用いる熱拡散シートに係り、特に、熱を、熱拡散シートの広がり方向に拡散させる熱拡散シートに関する。
近年、パソコン、携帯電話、ＰＤＡなどの電子機器の性能向上は著しく、それはＣＰＵの著しい性能向上によっている。この様なＣＰＵの性能向上に伴い、ＣＰＵの発熱量も著しく増加し、電子機器における放熱をどの様に行うかが重要な課題になっている。
熱対策としてはファンによる空冷やヒートパイプ、水を用いた水冷などの方法があるが、これらはいずれも新たな放熱のための装置を必要とし、機器の重量増加を招くだけでなく、騒音や使用電気量の増加などを招くという欠点がある。
一方で、ＣＰＵの発生する熱を出来るだけ迅速に広い面積に拡散させる方法は冷却効率を上げることを目的としたもので、携帯電話やパソコンなどの電子機器における冷却方法としては最も現実的なものである。
ところで、有機ＥＬ素子に代表されるディスプレイデバイスでは、近年、大型化が進み、デバイスの精度、特に均一性が重要視されている。特に有機ＥＬ素子においては、素子自体が有機物で構成されている為、熱による劣化が素子の寿命、特に、発光特性、及び色度変化に影響を与えることが知られており、デバイスを構成する駆動回路などの発熱により、経時変化を伴うことがある。
この様な放熱目的に使用される熱伝導シートとして、近年では、シート状のグラファイトが大きな注目を集めている。
その理由は、良質のグラファイトシートは１００〜１０００Ｗ／(ｍ・Ｋ)の非常に高い熱伝導性を有しており、他のゲル状の放熱材料やシート状の放熱材料の熱伝導度の特性に比べて著しく高性能であり、熱を拡散させるためには最適だからである。
その理由は、良質のグラファイトシートは１００〜１０００Ｗ／(ｍ・Ｋ)の非常に高い熱伝導性を有しており、他のゲル状の放熱材料やシート状の放熱材料の熱伝導度の特性に比べて著しく高性能であり、熱を拡散させるためには最適だからである。
特許文献１には、発熱体からの熱を放熱部材に直接伝達するための熱伝導性シートが記載されており、特許文献２や特許文献３には、発熱体からの熱を平面方向に拡散させる熱拡散性の熱伝導性シートが記載されている。
熱伝導性シートとしては、特許文献１のものではなく、特許文献２や特許文献３に記載された熱伝導性シートが注目され、特に、グラファイトをシート化したいわゆるグラファイトシートが注目されている。
すなわち、グラファイトシートは、平面方向に１００〜１０００Ｗ／(ｍ・Ｋ)の高い熱伝導性を有しており、発熱体からの熱を拡散させて電子機器内の温度を均一化させることで、機器内の配置された部品の機能低下を防止している。
特許文献２の実施の形態３(段落００４８)には、ＰＥＴフィルムなどの基材の両面に粘着剤層を形成した両面テープをグラファイトシートの片面に予め貼付しておき、その粘着剤層により電子機器における目的の表面及び箇所(以下、被着面)に貼付する技術が開示されているが、通常粘着剤層は熱伝導性を有さず、シート全体の熱拡散効果を低下させる傾向にある。また、通常粘着剤層として使用されるアクリル系粘着剤層では、リワーク(貼りなおしのために一度剥離すること)が困難である。
そのため、特許文献３では、グラファイトシートの片面にシリコーンゴム等の弾性層(粘着剤層に相当)に熱伝導性材料を含有させたグラファイトシート(請求項１)を提供することで、熱伝導率の低下防止とリワークの解決を試みている。
しかし、画像パネル、とりわけ、ＯＬＥＤパネル(有機ＥＬパネル)のような画像表示パネルは、そのパネルを構成する表面がガラスであり非常に平滑であるが、粘着剤層に熱伝導性材料を含有させると粘着剤層表面に凹凸が形成されるため、初期の密着性が低下する不具合がある。この密着性の低下は、リワークには貢献するものの、相対的に粘着剤層を構成する樹脂成分の割合が低下するから、接着信頼性の低下は避けられない(課題１)。
また、グラファイトシートの厚みが３００μｍ以下の場合には、それほど問題にはならないが、グラファイトシートの厚みがそれ以上厚くなると、シート全体の剛性が高くなる結果、リワークの際にシートを曲げることが困難となる。
そのために、グラファイトシートを目的の表面から角度を付けないようにリワークする(上方側引っ張る)ことになるが、その場合シリコーン粘着剤層が凝集破壊しやすく、その結果、被着面に残りやすい結果となる(課題２)。
そのために、グラファイトシートを目的の表面から角度を付けないようにリワークする(上方側引っ張る)ことになるが、その場合シリコーン粘着剤層が凝集破壊しやすく、その結果、被着面に残りやすい結果となる(課題２)。
上記の問題点を克服するために、本発明の目的は、優れた熱伝導率を十分確保したまま、素子やデバイスが発生する熱を効率よく伝播することのできる再剥離可能な熱拡散シートを提供することにある。
また、本発明の目的は、接着信頼性が高い熱拡散シートを提供することにある。
また、本発明の目的は、シリコーン粘着剤層を凝集破壊させずに剥離させることができる熱拡散シートを提供することにある。
また、本発明の目的は、接着信頼性が高い熱拡散シートを提供することにある。
また、本発明の目的は、シリコーン粘着剤層を凝集破壊させずに剥離させることができる熱拡散シートを提供することにある。
上述の目的を達成するための本発明に係る発明は、
グラファイトシートの表面に、複合粘着剤フィルムを形成してなる熱拡散シートにおいて、
前記グラファイトシートの厚みが３００μｍ以上２０００μｍ以下であり、
前記複合粘着剤フィルムは、
(Ａ)厚みが５μｍ以上１５μｍ以下の範囲であり、熱伝導性材料を含有しないアクリル系粘着剤層と、
(Ｂ)厚みが２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲であるポリエステルフィルムと、
(Ｃ)厚みが２μｍ以上２５μｍ以下の範囲であり、熱伝導性材料を含有せず、且つ剥離強度が０．００５Ｎ/ｃｍ以上１．０Ｎ/ｃｍ以下であるシリコーン粘着剤層を前記グラファイトシートから順次積層してなることを特徴とする熱拡散シートである。
グラファイトシートの表面に、複合粘着剤フィルムを形成してなる熱拡散シートにおいて、
前記グラファイトシートの厚みが３００μｍ以上２０００μｍ以下であり、
前記複合粘着剤フィルムは、
(Ａ)厚みが５μｍ以上１５μｍ以下の範囲であり、熱伝導性材料を含有しないアクリル系粘着剤層と、
(Ｂ)厚みが２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲であるポリエステルフィルムと、
(Ｃ)厚みが２μｍ以上２５μｍ以下の範囲であり、熱伝導性材料を含有せず、且つ剥離強度が０．００５Ｎ/ｃｍ以上１．０Ｎ/ｃｍ以下であるシリコーン粘着剤層を前記グラファイトシートから順次積層してなることを特徴とする熱拡散シートである。
上述の通り、本発明はグラファイトシートに対して、複合化された粘着剤層を有する複合粘着剤フィルムを用いた熱拡散シートである。このような熱拡散シートにおいては、まず、グラファイトシートの使用により、広がり方向に優れた熱伝導率を有しており、発熱素子から発生した熱は、広がり方向に伝達され、熱拡散シートが均一な温度になり、熱拡散シートが貼付された被着体が部分的に発熱しても、均一に温度上昇する効果を奏する。
また、シリコーン粘着剤層は、片面はポリエステルフィルムと強固に粘着されており、他方の面は、ガラス板等の被着体から剥離可能な粘着力にされているので、被着体から剥離した後、再利用することができる。
複合粘着剤フィルムの熱伝導率は低いが、厚さは薄く形成されており、複合粘着剤フィルムの膜厚方向の熱抵抗が小さくされているから、被着体から発生する熱は、グラファイトシートに伝達されやすい。
本発明の実施の形態を下記の項目にしたがって述べる。
１．本発明の熱拡散シート(粘着剤付きグラファイトシート)
２．グラファイトシート
３．複合粘着剤フィルム
４．アクリル系粘着剤層
５．ポリエステルフィルム
６．シリコーン粘着剤層
７．ポリエステルフィルムとシリコーン粘着剤層の関係
８．粘着剤付きグラファイトシートの製造方法
１．本発明の熱拡散シート(粘着剤付きグラファイトシート)
２．グラファイトシート
３．複合粘着剤フィルム
４．アクリル系粘着剤層
５．ポリエステルフィルム
６．シリコーン粘着剤層
７．ポリエステルフィルムとシリコーン粘着剤層の関係
８．粘着剤付きグラファイトシートの製造方法
＜１．本発明の粘着剤付きグラファイトシート＞
図１の符号２は、本発明の熱拡散シートであり、グラファイトシート１０と、複合粘着剤フィルム１１とを有している。
この熱拡散シート２は、有機ＥＬ素子に代表されるディスプレイデバイスのような機器内及び部位に貼付され、その熱源からの熱を拡散する役割を果たすものである。
図１の符号２は、本発明の熱拡散シートであり、グラファイトシート１０と、複合粘着剤フィルム１１とを有している。
この熱拡散シート２は、有機ＥＬ素子に代表されるディスプレイデバイスのような機器内及び部位に貼付され、その熱源からの熱を拡散する役割を果たすものである。
＜２．グラファイトシート＞
本発明に用いられるグラファイトシート１０は、主に天然黒鉛から製造され、高い熱伝導性を有し、且つ数十ミクロンから数千ミクロンの任意の厚みに調整できると言う特性を持っている。
本発明に用いられるグラファイトシート１０は、その結晶性から、熱伝導に異方性があり、厚み方向の熱伝導率は低く、熱が伝わりにくくされており、広がり方向(シートの表面と平行な方向)の熱伝導率は高く、熱が伝わりやすくされている。広がり方向への熱伝導率は、銅やアルミニウムの数倍の大きさを有しており、また、グラファイトシート１０は金属シートに比べて軽い。
本発明に用いられるグラファイトシート１０は、主に天然黒鉛から製造され、高い熱伝導性を有し、且つ数十ミクロンから数千ミクロンの任意の厚みに調整できると言う特性を持っている。
本発明に用いられるグラファイトシート１０は、その結晶性から、熱伝導に異方性があり、厚み方向の熱伝導率は低く、熱が伝わりにくくされており、広がり方向(シートの表面と平行な方向)の熱伝導率は高く、熱が伝わりやすくされている。広がり方向への熱伝導率は、銅やアルミニウムの数倍の大きさを有しており、また、グラファイトシート１０は金属シートに比べて軽い。
グラファイトシートの厚みは、通常、５０μｍ〜２０００μｍの範囲あるが、本発明の熱拡散シート２に使用されるグラファイトシート１０の場合には、ＯＬＥＤの画像パネルのように薄型化が要請される機器に使用されるという目的や、シート自体の柔軟性が損なわれシワが発生しやすいと言う不具合に対処するためには、６００μｍ以下が好ましい。
そして、本発明の複合粘着剤フィルム１１は、後述するように、グラファイトシート１０の厚さが３００μｍを越える場合、特に４００μｍを越える場合にその効果が顕著である。
そして、本発明の複合粘着剤フィルム１１は、後述するように、グラファイトシート１０の厚さが３００μｍを越える場合、特に４００μｍを越える場合にその効果が顕著である。
なお、グラファイトシート１０の熱伝導率は、２００〜６００Ｗ／(ｍ・Ｋ)であり、その熱伝導率は、グラファイトの配向、分子量や圧延密度などにより影響を受ける。
＜３．複合粘着剤フィルム＞
本発明の複合粘着剤フィルム１１は、上記のグラファイトシート１０の片面に形成され、グラファイトシート１０を、貼付対象物の表面に貼付する役割を持つ。
本発明の複合粘着剤フィルム１１は、上記のグラファイトシート１０の片面に形成され、グラファイトシート１０を、貼付対象物の表面に貼付する役割を持つ。
また、複合粘着剤フィルム１１は、後述するように熱伝導性材料を含有していないため、複合粘着剤フィルム１１の全体の熱伝導率は０．０５〜０．５Ｗ／(ｍ・Ｋ)の範囲である。
したがって、グラファイトシート１０の熱伝導性を損なわないように、また本発明の他の効果に影響を与えないようにするため、複合粘着剤フィルム１１の総厚みを２７μｍ〜１００μｍの範囲とするのが好ましい。
複合粘着剤フィルム１１は、具体的構成は、ポリエステルフィルム２２の片面にアクリル系粘着剤層２１が設けられ、その片面の反対側の面にシリコーン粘着剤層２３が設けられて構成されており、アクリル系粘着剤層２１の表面がグラファイトシート１０の表面に接触して配置されたものである。
＜４．アクリル系粘着剤層＞
アクリル系粘着剤層２１を構成する材料は、ベースポリマーとなるアクリル共重合体(ａ)と、ベースポリマーに相溶し粘着性を発現させる粘着付与剤(ｂ)と、アクリル共重合体(ａ)の凝集力を調整する硬化剤(ｃ)を含んでおり、グラファイトシート１０にアクリル系粘着剤層２１が接触する前に、アクリル共重合体(ａ)と硬化剤(ｃ)との反応は、完全ではないが、終了している。
アクリル系粘着剤層２１を構成する材料は、ベースポリマーとなるアクリル共重合体(ａ)と、ベースポリマーに相溶し粘着性を発現させる粘着付与剤(ｂ)と、アクリル共重合体(ａ)の凝集力を調整する硬化剤(ｃ)を含んでおり、グラファイトシート１０にアクリル系粘着剤層２１が接触する前に、アクリル共重合体(ａ)と硬化剤(ｃ)との反応は、完全ではないが、終了している。
アクリル共重合体(ａ)としては、メタクリロイル基、水酸基、カルボキシル基、メチロール基、またはアミド基などの官能基を有する単量体として、２−ヒドロキシエチルメタクリレートの他に、アクリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキシエチルまたはプロピルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、アクリルまたはメタクリルアミドなどからなるモノマーから選択されたアクリル共重合体を使用することができる。また、粘着付与剤(ｂ)としては、フェノール系樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、水添ロジン系樹脂、キシレン樹脂、アクリル樹脂からなる低分子のポリマーを使用することができる。
硬化剤(ｃ)としては、アクリル共重合体(ａ)の成分として水酸基などを有するモノマーなどを含有している場合には、イソシアネート型硬化剤などを使用することができ、その一方、エポキシなどの官能基を有するモノマーなどを含有している場合には、エチレンイミン型硬化剤などを使用することができる。
アクリル系粘着剤層２１の厚みは、５μｍ〜１５μｍである。５μｍよりも薄い場合には、被着体との接着力不足となる不具合があり、その一方１５μｍよりも厚い場合には、ポリエステルフィルム２２の厚みにもよるが、熱抵抗が上昇し良好な熱伝導が得られない不具合がある。なお、熱伝導性材料を含有しないのは、後述のシリコーン粘着剤層２３と同様である。
＜５．ポリエステルフィルム＞
ポリエステルフィルム２２は、複合粘着剤フィルム１１全体の強度を発生させることができ、後述するシリコーン粘着剤層２３の厚みとの関係から、リワークが容易となる役割がある。
また、アクリル系粘着剤層２１とシリコーン粘着剤層２３を直接積層する際に両層が混合されるのを防止する役目も果たしている。
ポリエステルフィルム２２は、複合粘着剤フィルム１１全体の強度を発生させることができ、後述するシリコーン粘着剤層２３の厚みとの関係から、リワークが容易となる役割がある。
また、アクリル系粘着剤層２１とシリコーン粘着剤層２３を直接積層する際に両層が混合されるのを防止する役目も果たしている。
ポリエステルフィルム２２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を好ましく使用することができ、その厚みは、２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲である。二軸延伸加工されたＰＥＴフィルムを用いる場合は、引っ張り強度については、ＭＤ方向で１００ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下の範囲がよく、ＴＤ方向で１０ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下の範囲がよい。
そして、貯蔵弾性率については１０００Ｐａ以上１００００ＭＰａ以下の範囲がよい。
そして、貯蔵弾性率については１０００Ｐａ以上１００００ＭＰａ以下の範囲がよい。
＜６．シリコーン粘着剤層＞
シリコーン粘着剤層２３は、付加反応型シリコーン樹脂からなり、ＯＬＥＤ等の画像パネル(ガラス)に対する付着力(剥離強度)が０．００５〜１．０Ｎ／ｃｍとなる観点から選択される。具体的には、ジメチルシロキサンなどのオルガノシロキサンを使用することができる。
シリコーン粘着剤層２３は、付加反応型シリコーン樹脂からなり、ＯＬＥＤ等の画像パネル(ガラス)に対する付着力(剥離強度)が０．００５〜１．０Ｎ／ｃｍとなる観点から選択される。具体的には、ジメチルシロキサンなどのオルガノシロキサンを使用することができる。
なお、上述の通り、複合粘着剤フィルム１１はポリエステルフィルム２２によって強度が向上されているから、本発明はシリコーン粘着剤層２３を厚く形成する必要がなく、具体的には、シリコーン粘着剤層２３の厚みは、５μｍ〜２５μｍの範囲である。
また、シリコーン粘着剤層２３は、前述のアクリル系粘着剤層２１と同様に、熱伝導性材料を含有しない。
また、シリコーン粘着剤層２３は、前述のアクリル系粘着剤層２１と同様に、熱伝導性材料を含有しない。
＜７．ポリエステルフィルムとシリコーン粘着剤層の関係＞
ポリエステルフィルム２２とシリコーン粘着剤層２３は、アクリル系粘着剤層２１とは異なり、リワーク性を左右するが、グラファイトシート１０の厚みや所望の面積に伴って、その厚みの関係を変更することが好ましい。
ポリエステルフィルム２２とシリコーン粘着剤層２３は、アクリル系粘着剤層２１とは異なり、リワーク性を左右するが、グラファイトシート１０の厚みや所望の面積に伴って、その厚みの関係を変更することが好ましい。
例えば、グラファイトシート１０の厚みが３００μｍ〜６００μｍであり、その面積が、２５〜３００ｃｍ2(例えば、１２ｃｍ×６.７ｃｍ)と比較的小さい場合には、ポリエステルフィルム２２の厚みが２０μｍ〜３０μｍの範囲とし、シリコーン粘着剤層２３の厚みが５μｍ〜１５μｍとすることが好ましい。
すなわち、シリコーン粘着剤層２３の厚みに対して、ポリエステルフィルム２２の厚みを１．３〜６倍とするのが好ましい。
すなわち、シリコーン粘着剤層２３の厚みに対して、ポリエステルフィルム２２の厚みを１．３〜６倍とするのが好ましい。
また、グラファイトシート１０の面積が、４０００〜１５０００ｃｍ2(例えば１２１．７ｃｍ×６８．５ｃｍ)と比較的大きい場合には、ポリエステルフィルム２２の厚みが４５μｍ〜５５μｍであり、シリコーン粘着剤層２３の厚みが、１５μｍ〜２５μｍとすることが好ましい。すなわち、シリコーン粘着剤層２３の厚みに対して、ポリエステルフィルム２２の厚みを１．８〜３．６倍とするのが好ましい。
＜８．粘着剤付きグラファイトシートの製造方法＞
本発明の粘着剤付きグラファイトシートの製造方法は、上記に説明したグラファイトシート１０を用意し、そのグラファイトシート１０に対して、アクリル系粘着剤層２１、ポリエステルフィルム２２及びシリコーン粘着剤層２３を順次形成してもよく、また、ポリエステルフィルム２２の片面にアクリル系粘着剤層２１、他面にシリコーン粘着剤層２３を形成した両面粘着シートを用意し、そのアクリル系粘着剤層２１側とグラファイトシート１０を積層するようにして本発明の熱拡散シート（粘着剤付きグラファイトシート）２を製造しても良い。
本発明の粘着剤付きグラファイトシートの製造方法は、上記に説明したグラファイトシート１０を用意し、そのグラファイトシート１０に対して、アクリル系粘着剤層２１、ポリエステルフィルム２２及びシリコーン粘着剤層２３を順次形成してもよく、また、ポリエステルフィルム２２の片面にアクリル系粘着剤層２１、他面にシリコーン粘着剤層２３を形成した両面粘着シートを用意し、そのアクリル系粘着剤層２１側とグラファイトシート１０を積層するようにして本発明の熱拡散シート（粘着剤付きグラファイトシート）２を製造しても良い。
また、ポリエステルフィルム２２にシリコーン粘着剤層２３を形成した中間シートＡを形成し、他方、剥離フィルム上にアクリル系粘着剤層２１を形成した中間シートＢを形成しておき、前記中間シートＡのポリエステルフィルム２２の表面と、前記中間シートＢのアクリル系粘着剤層２１の表面とを接触させて、二枚の中間シートＡ、Ｂとを貼付させて両面粘着シートである複合粘着剤フィルム１１を作成し、そのアクリル系粘着剤層２１側の剥離フィルムを除去し、露出したアクリル系粘着剤層２１の表面をグラファイトシート１０の表面に接触させて、複合粘着剤フィルム１１をグラファイトシート１０に貼付し、本発明の熱拡散シート２を製造しても良い。
また、ポリエステルフィルム２２にシリコーン粘着剤層２３が設けられた中間シートＡと、グラファイトシート１０にアクリル系粘着剤層２１の材料が塗布されてアクリル系粘着剤層２１が設けられた中間シートＣとを用意し、中間シートＡのポリエステルフィルム２２の表面を露出させ、その露出された表面に、前記中間シートＣのアクリル系粘着剤層２１の表面を接触させて貼付し、本発明の熱拡散シート２を製造しても良い。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
〈グラファイトシートの製造方法〉
過マンガン酸カリウムを濃硫酸に溶解した混液約１５重量部に対し、天然黒鉛１００重量部を浸漬して得た鱗片状黒鉛を約９００℃に加熱し、容積比で１５０ｃｍ3 ／ｇに膨張させた膨張黒鉛をプレス成形して密度約１．５ｇ／ｃｍ3 の膨張黒鉛圧延シートから成るグラファイトシート１０を得た。これをさらに圧延処理し、厚み０．５ｍｍのフィルム状の圧延シートを得た。これを平面方向の熱拡散率を測定できるサーモウェーブアナライザーで測定したところ、熱拡散率は、３×１０-4ｍ2／ｓであった。
〈グラファイトシートの製造方法〉
過マンガン酸カリウムを濃硫酸に溶解した混液約１５重量部に対し、天然黒鉛１００重量部を浸漬して得た鱗片状黒鉛を約９００℃に加熱し、容積比で１５０ｃｍ3 ／ｇに膨張させた膨張黒鉛をプレス成形して密度約１．５ｇ／ｃｍ3 の膨張黒鉛圧延シートから成るグラファイトシート１０を得た。これをさらに圧延処理し、厚み０．５ｍｍのフィルム状の圧延シートを得た。これを平面方向の熱拡散率を測定できるサーモウェーブアナライザーで測定したところ、熱拡散率は、３×１０-4ｍ2／ｓであった。
〈シリコーン粘着剤層の作製方法〉
アルケニル基としてビニル基を有するオルガノジメチルポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとからなる付加型オルガノポリシロキサン［信越化学（株）製：商品名「ＫＳ−８４７Ｈ」；固形分３０質量％］１０質量部に、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比で６：４)１５質量部と、白金触媒［信越化学（株）製：商品名「ＰＬ−５０Ｔ」］０．１質量部とを添加して調製した塗工液(固形分１２質量％)を、厚さ２０μｍと、厚さ５０μｍの二種類のポリエステルフィルム２２［帝人デュポンフィルム（株）製のポリエチレンテレフタレートフィルム：商品名「Ｇ２」］に、マイヤーバー＃３を用いてそれぞれ塗布し、１６０℃で６０秒間乾燥させ、シリコーンエラストマーからなり、微粘着性を有するシリコーン粘着剤層２３をポリエチレンテレフタレートフィルム上に製造した。
アルケニル基としてビニル基を有するオルガノジメチルポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとからなる付加型オルガノポリシロキサン［信越化学（株）製：商品名「ＫＳ−８４７Ｈ」；固形分３０質量％］１０質量部に、トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤(質量比で６：４)１５質量部と、白金触媒［信越化学（株）製：商品名「ＰＬ−５０Ｔ」］０．１質量部とを添加して調製した塗工液(固形分１２質量％)を、厚さ２０μｍと、厚さ５０μｍの二種類のポリエステルフィルム２２［帝人デュポンフィルム（株）製のポリエチレンテレフタレートフィルム：商品名「Ｇ２」］に、マイヤーバー＃３を用いてそれぞれ塗布し、１６０℃で６０秒間乾燥させ、シリコーンエラストマーからなり、微粘着性を有するシリコーン粘着剤層２３をポリエチレンテレフタレートフィルム上に製造した。
塗工液は、５０μｍのポリエステルフィルム２２上には、塗布量１．０ｇ／ｍ2で塗布し、厚さ２０μｍのシリコーン粘着剤層２３を得た。
２０μｍのポリエステルフィルム２２上には、その１／４の塗布量で、厚さ５μｍのシリコーン粘着剤層２３を得た。
２０μｍのポリエステルフィルム２２上には、その１／４の塗布量で、厚さ５μｍのシリコーン粘着剤層２３を得た。
〈アクリル系粘着剤層の作製方法〉
アクリルモノマー及びアクリルポリマーを混合した樹脂液 ５５重量部に、粘着付与剤として、水添ロジンである［荒川化学工業（株）社製 商品名「ＫＥ３１１」］を５重量部加えて混合し、更にトルエン４０重量部を加えて均一になるまで混合した。これに、ＴＤＩ系イソシアネート変性架橋剤である［日本ポリウレタン工業（株）社製：商品名「コロネートＬ」］を２重量部加えて、さらに均一になるまで混合した。この塗工液を厚さ３８μｍの離型フィルム上に、マイヤーバー＃３を用いて塗布量１０ｇ／ｍ2で塗布し、１３０℃で１２０秒間乾燥させ、厚さ１０μｍのアクリル系粘着剤層２１を離型フィルム上に形成した。
アクリルモノマー及びアクリルポリマーを混合した樹脂液 ５５重量部に、粘着付与剤として、水添ロジンである［荒川化学工業（株）社製 商品名「ＫＥ３１１」］を５重量部加えて混合し、更にトルエン４０重量部を加えて均一になるまで混合した。これに、ＴＤＩ系イソシアネート変性架橋剤である［日本ポリウレタン工業（株）社製：商品名「コロネートＬ」］を２重量部加えて、さらに均一になるまで混合した。この塗工液を厚さ３８μｍの離型フィルム上に、マイヤーバー＃３を用いて塗布量１０ｇ／ｍ2で塗布し、１３０℃で１２０秒間乾燥させ、厚さ１０μｍのアクリル系粘着剤層２１を離型フィルム上に形成した。
〈複合粘着剤フィルム〉
得られた上記組成物を、１ｋｇ／ｃｍの線圧で加熱できる装置にてラミネートし、ポリエステルフィルム２２の片面にシリコーン粘着剤層２３が配置され、その反対側の面にアクリル系粘着剤層２１が配置された構造の複合粘着剤フィルム１１を作成した。
得られた上記組成物を、１ｋｇ／ｃｍの線圧で加熱できる装置にてラミネートし、ポリエステルフィルム２２の片面にシリコーン粘着剤層２３が配置され、その反対側の面にアクリル系粘着剤層２１が配置された構造の複合粘着剤フィルム１１を作成した。
＜実施例１、２＞
上述の工程で製造したグラファイトシート１０と複合粘着剤フィルム１１とを真空加熱プレスにより、アクリル系粘着剤層２１がグラファイトシート１０に接触して固定されている熱拡散シート２を得た。
上述の工程で製造したグラファイトシート１０と複合粘着剤フィルム１１とを真空加熱プレスにより、アクリル系粘着剤層２１がグラファイトシート１０に接触して固定されている熱拡散シート２を得た。
この熱拡散シート２は、大きさ約１２００ｍｍ×７２０ｍｍ×０．６ｍｍの積層体であり、ポリエステルフィルムが２０μｍの熱拡散シート２(実施例１)と５０μｍの熱拡散シート２(実施例２)が作成されている。
＜比較例１、２＞
本発明に用いた複合粘着剤フィルム１１に替えて、熱伝導性材料が含有されておらず、両面にアクリル粘着剤層が形成された両面粘着シート(「市販品１」)を、複合粘着剤フィルムとしてグラファイトシートの片面に貼付し、熱拡散シートを作成した。この両面粘着シートは、比較例１では、グラファイトシート側と被着体側とにアクリル粘着剤層が１０μｍ形成されており、比較例２では、グラファイトシート側と被着体側とにアクリル粘着剤層が３０μｍ形成されており、グラファイトシート層の厚さは１０６μｍと１２７μｍである。
被着体にアクリル粘着剤層が貼付されるので、リワーク性は悪い。
本発明に用いた複合粘着剤フィルム１１に替えて、熱伝導性材料が含有されておらず、両面にアクリル粘着剤層が形成された両面粘着シート(「市販品１」)を、複合粘着剤フィルムとしてグラファイトシートの片面に貼付し、熱拡散シートを作成した。この両面粘着シートは、比較例１では、グラファイトシート側と被着体側とにアクリル粘着剤層が１０μｍ形成されており、比較例２では、グラファイトシート側と被着体側とにアクリル粘着剤層が３０μｍ形成されており、グラファイトシート層の厚さは１０６μｍと１２７μｍである。
被着体にアクリル粘着剤層が貼付されるので、リワーク性は悪い。
＜比較例３＞
厚さ１２μｍのポリエステルフィルムに、厚さ１０μｍのアクリル系粘着剤層と、厚さ２０μｍのシリコーン粘着剤層とを形成し、アクリル系粘着剤層を、厚さ１２７μｍのグラファイトシートに貼付した。
シリコーン粘着剤層には、デクセリアルズ（株）製のシリコーン粘着剤シート［商品名Ｔ４０８２Ｓ]を用いた。
シリコーン粘着剤層の厚みがポリエステルフィルムよりも厚く、剥離が困難であり又ポリエステルフィルムが変形することがあり、作業性が悪い。
厚さ１２μｍのポリエステルフィルムに、厚さ１０μｍのアクリル系粘着剤層と、厚さ２０μｍのシリコーン粘着剤層とを形成し、アクリル系粘着剤層を、厚さ１２７μｍのグラファイトシートに貼付した。
シリコーン粘着剤層には、デクセリアルズ（株）製のシリコーン粘着剤シート［商品名Ｔ４０８２Ｓ]を用いた。
シリコーン粘着剤層の厚みがポリエステルフィルムよりも厚く、剥離が困難であり又ポリエステルフィルムが変形することがあり、作業性が悪い。
＜比較例４＞
上述の工程で製造したグラファイトシートに、上述のシリコーン粘着剤層用の塗工液を塗布・乾燥させ、シリコーン粘着剤層を形成し、熱拡散シートを得た。複合粘着剤フィルムは用いていない。
上述の工程で製造したグラファイトシートに、上述のシリコーン粘着剤層用の塗工液を塗布・乾燥させ、シリコーン粘着剤層を形成し、熱拡散シートを得た。複合粘着剤フィルムは用いていない。
＜測定試験＞
実施例１、２と比較例１〜４の熱拡散シートについて、下記試験を行った。
○熱拡散率試験
熱拡散シートを１５ｍｍ×１５ｍｍにポンチで切り抜き、熱拡散率測定装置(サーモウェーブアナライザーＴＡ３：（株）ベテル製)を用いて、２５℃の温度下で平衡状態に達した時の熱拡散率を算出した。熱拡散率は数値が高いほど好ましく、１０-4ｍ2／ｓ以上が望まれる。
実施例１、２と比較例１〜４の熱拡散シートについて、下記試験を行った。
○熱拡散率試験
熱拡散シートを１５ｍｍ×１５ｍｍにポンチで切り抜き、熱拡散率測定装置(サーモウェーブアナライザーＴＡ３：（株）ベテル製)を用いて、２５℃の温度下で平衡状態に達した時の熱拡散率を算出した。熱拡散率は数値が高いほど好ましく、１０-4ｍ2／ｓ以上が望まれる。
○リワーク性試験
熱拡散シートを１３００ｍｍ×８００ｍｍのガラス板(ソーダライムガラス)に、１ｋｇ／ｃｍの線圧でラミネートし、常温にて７日経過後、複合粘着剤シートをガラス板から剥離出来るかを確認した。さらに、剥離後の剥離残渣がガラス板の表面上に残っていないかを確認した。
熱拡散シートを１３００ｍｍ×８００ｍｍのガラス板(ソーダライムガラス)に、１ｋｇ／ｃｍの線圧でラミネートし、常温にて７日経過後、複合粘着剤シートをガラス板から剥離出来るかを確認した。さらに、剥離後の剥離残渣がガラス板の表面上に残っていないかを確認した。
○接着信頼性試験
熱拡散シートを１３００ｍｍ×８００ｍｍのガラス板(ソーダライムガラス)に、１ｋｇ／ｃｍの線圧でラミネートし、６０℃７５％ＲＨに調整された大気恒温恒湿オーブンに投入し、１０００Ｈｒ経過後の外観を確認した。
熱拡散シートを１３００ｍｍ×８００ｍｍのガラス板(ソーダライムガラス)に、１ｋｇ／ｃｍの線圧でラミネートし、６０℃７５％ＲＨに調整された大気恒温恒湿オーブンに投入し、１０００Ｈｒ経過後の外観を確認した。
＜試験結果＞
○測定値
各試験の結果を、下記表１、２に示す。
○測定値
各試験の結果を、下記表１、２に示す。
○リワーク性の評価
表１、２中、リワーク性の欄には、下記の評価が示されている。
Ａ良好：ガラス板から少ない力で剥離でき、ガラス板から剥離した面に残渣が残らない
Ｂ可能：ガラス板から一応剥離できる。ガラス板から剥離した面に残渣が残らない
Ｃ不良：ガラス板から剥離するのにかなり力が必要。ガラス板から剥離した面に残渣が残る
○接着信頼性の評価
表１，２中、接着信頼性の欄には、下記の評価が示されている。
Ａ良好：浮きの発生が全く無く、端部もきちんと接着している
Ｂ可能：浮きの発生はほぼ無いが、端部が一部盛り上がっている
Ｃ不良：浮きの発生があり、端部が盛り上がっている
表１、２中、リワーク性の欄には、下記の評価が示されている。
Ａ良好：ガラス板から少ない力で剥離でき、ガラス板から剥離した面に残渣が残らない
Ｂ可能：ガラス板から一応剥離できる。ガラス板から剥離した面に残渣が残らない
Ｃ不良：ガラス板から剥離するのにかなり力が必要。ガラス板から剥離した面に残渣が残る
○接着信頼性の評価
表１，２中、接着信頼性の欄には、下記の評価が示されている。
Ａ良好：浮きの発生が全く無く、端部もきちんと接着している
Ｂ可能：浮きの発生はほぼ無いが、端部が一部盛り上がっている
Ｃ不良：浮きの発生があり、端部が盛り上がっている
２……熱拡散シート
１０……グラファイトシート
１１……複合粘着剤フィルム
２１……アクリル系粘着剤層
２２……ポリエステルフィルム
２３……シリコーン粘着剤層
１０……グラファイトシート
１１……複合粘着剤フィルム
２１……アクリル系粘着剤層
２２……ポリエステルフィルム
２３……シリコーン粘着剤層
Claims (1)
- グラファイトシートの表面に、複合粘着剤フィルムを形成してなる熱拡散シートにおいて、
前記グラファイトシートの厚みが３００μｍ以上２０００μｍ以下であり、
前記複合粘着剤フィルムは、
(Ａ)厚みが５μｍ以上１５μｍ以下の範囲であり、熱伝導性材料を含有しないアクリル系粘着剤層と、
(Ｂ)厚みが２０μｍ以上６０μｍ以下の範囲であるポリエステルフィルムと、
(Ｃ)厚みが２μｍ以上２５μｍ以下の範囲であり、熱伝導性材料を含有せず、且つ剥離強度が０．００５Ｎ/ｃｍ以上１．０Ｎ/ｃｍ以下であるシリコーン粘着剤層を前記グラファイトシートから順次積層してなることを特徴とする熱拡散シート。
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