JPH09207275A - シリコーンゲルシートおよびその製造方法 - Google Patents
シリコーンゲルシートおよびその製造方法Info
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Abstract
皮膜を有するシリコーンゲルシート、およびこのような
シートを効率良く製造する方法。 【解決手段】 付加反応硬化型シリコーン組成物を硬化
させてなる、JIS K2207に規定される針入度が
20〜200であるシリコーンゲルシートにおいて、こ
のシートの片面にシリコーンゴム皮膜が形成されている
ことを特徴とするシリコーンゲルシート、および一分子
中にケイ素結合水素原子および/またはアルケニル基を
少なくとも3個有するオルガノポリシロキサンを薄膜状
に塗布した剥離性基材上で、またはこのオルガノポリシ
ロキサンを塗布した剥離性基材とこのオルガノポリシロ
キサンを塗布していない剥離性基材の間で付加反応硬化
型シリコーン組成物をシート状に硬化させる。
Description
る、片面にシリコーンゴム皮膜を有するシリコーンゲル
シート、およびこのようなシートを効率良く製造する方
法に関し、さらには、発熱性の電気・電子部品を放熱フ
ィンや金属製放熱板に取り付けるために、これらの部品
を仮止めしたり、これらの部品を取り付けた後、これら
の部品を容易に交換することができる熱伝導性シリコー
ンゲルシート、およびこのようなシートを効率良く製造
する方法に関する。
させて形成したシリコーンゲルシートは、一般に、粘着
性や形状追随性があるために、これを粘着シートとして
使用したり、また、これに熱伝導性充填剤を配合して、
パワートランジスタ、パワーモジュール、サイリスタ、
整流器、トランス等の発熱性の電気・電子部品と放熱フ
ィンや金属製放熱板に若干の加圧により十分に密着し
て、この電気・電子部品から発生する熱を効率良く放熱
するための熱伝導性シリコーンゲルシートとして使用し
ている。
は、その粘着力により、指紋やほこりが付着しやすく、
また、機械的強度が小さいために形状が容易に変化した
り、裂けたりして極めて取扱作業性が悪いという問題が
あった。このため、このシリコーンゲルシートを電気・
電子部品と放熱フィンや金属製放熱板の間に取り付ける
際に、これらの部品を仮止めできなかったり、また、こ
れらの部品を取り付けた後、再びこれらの部品を取り替
えたりできないという問題があった。
紋やほこりを付着しにくくする方法としては、例えば、
IC、ハイブリッドIC、パワートランジスタ、コンデ
ンサー等の電気・電子部品をシリコーンゲルで被覆した
後、このシリコーンゲルの表面にケイ素原子水素原子ま
たはアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンを塗
布して、このシリコーンゲルをさらに硬化させることに
よって、このシリコーンゲルの表面にシリコーンゴム皮
膜を形成する方法(特公平1−25704号公報および
特公平6−45222号公報参照)、これらの電気・電
子部品をシリコーンゲル組成物で被覆して、次いで、こ
の組成物の表面にケイ素原子結合水素原子を有するオル
ガノポリシロキサンを塗布した後、この組成物を硬化さ
せることによって、シリコーンゲルの表面にシリコーン
ゴム皮膜を形成する方法(特開昭61−277414号
公報参照)、また、これらの電気・電子部品をシリコー
ンゲル組成物で被覆して、次いで、この組成物の表面
に、硬化してシリコーンゴム組成物を被覆した後、これ
らの組成物を同時に硬化させることによって、シリコー
ンゲルの表面にシリコーンゴム層を形成する方法(特開
平5−69511号公報および特開平5−69512号
公報参照)、さらには、成形用金型の内面に、ケイ素原
子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを塗布
した後、これにシリコーンゲル組成物を注入して、シリ
コーンゲル成形物の表層部にシリコーンゴム皮膜を形成
する方法(特公平6−88281号公報参照)が挙げら
れる。
6−45222号、特開昭61−277414号、特開
平5−69511号、および特開平5−69512号に
より提案された方法はいずれも電気・電子部品をシリコ
ーンゲルで被覆する方法に関するものであり、シリコー
ンゲルシートに容易に適用しうるものではなかった。ま
た、特公平6−88281号により提案された方法で
は、片面にシリコーンゴム皮膜を有するシリコーンゲル
シートを製造することは困難であった。
を向上させるために、例えば、シリコーンゴム層の上に
シリコーンゲル層が積層されててなるシリコーンゲルシ
ート(特開平2−196453号公報参照)、ガラスク
ロス等の網目状補強材にシリコーンゴムを被覆硬化させ
たシリコーンゴムシートにシリコーンゲルを積層してな
るシリコーンゲルシート(特開平6−155517号公
報参照)、片面に金属箔を設けてなるシリコーンゲルシ
ート(特開平6−291226号公報参照)が提案され
ている。
平6−155517号、および特開平6−291226
号により提案されているようなシリコーンゲルシート
は、シリコーンゲルシートが本来有する形状追随性が損
なわれるために好ましくなかった。また、特開平2−1
96453号および特開平6−155517号により提
案されるようなシリコーンゲルシートはシリコーンゲル
層とシリコーンゴム層との界面の接着力が乏しく、長期
間にわたる屈曲疲労やヒートサイクルをうけた場合に
は、この界面で剥離したりするという問題があった。
課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達
した。すなわち、本発明の目的は、取扱作業性が優れ
る、片面にシリコーンゴム皮膜を有するシリコーンゲル
シート、およびこのようなシートを効率良く製造する方
法を提供することにあり、さらには、発熱性の電気・電
子部品を放熱フィンや金属製放熱板に取り付けるため
に、これらの部品を仮止めしたり、これらの部品を取り
付けた後、これらの部品を容易に交換することができる
熱伝導性シリコーンゲルシート、およびこようなのシー
トを効率良く製造する方法を提供することにある。
シートは、付加反応硬化型シリコーン組成物を硬化させ
てなるJIS K 2207に規定される針入度が20
〜200であるシリコーンゲルシートにおいて、このシ
ートの片面にシリコーンゴム皮膜が形成されていること
を特徴とする。また、本発明のシリコーンゲルシートの
製造方法は、一分子中にケイ素結合水素原子および/ま
たはアルケニル基を少なくとも3個有するオルガノポリ
シロキサンを薄膜状に塗布した剥離性基材上で、または
このオルガノポリシロキサンを塗布した剥離性基材とこ
のオルガノポリシロキサンを塗布していない剥離性基材
の間で付加反応硬化型シリコーン組成物をシート状に硬
化させることを特徴とする。
ルシートを詳細に説明する。本発明のシリコーンゲルシ
ートは、付加反応硬化型シリコーン組成物を硬化させて
なるJIS K 2207に規定される針入度が20〜
200であるシリコーンゲルシートにおいて、このシー
トの片面にシリコーンゴム皮膜が形成されていることを
特徴とする。このシリコーンゲルシートは付加反応硬化
型シリコーン組成物を硬化して形成されたものであり、
このシリコーンゲルのJIS K 2207に規定され
る針入度は20〜200である。これは、この針入度が
20未満であるシリコーンゲルもしくはシリコーンゴム
は、粘着性や形状追随性が乏しく、得られるシートの用
途が限定されるためであり、また、この針入度が200
をこえる柔らかなシリコーンゲルもしくは流動性のシリ
コーンゲルは、得られるシートの取扱作業が極めて困難
であるためである。このようなシリコーンゲルは、一般
に粘着性を有するが、特に、その粘着力は限定されな
い。
れているシリコーンゴム皮膜は、シリコーンゲルを形成
するための付加反応硬化型シリコーン組成物をオルガノ
ポリシロキサン系架橋剤により架橋度を増して形成され
ることが好ましい。このようなシリコーンゴム皮膜を有
するシリコーンゲルシートは、従来の付加反応硬化型シ
リコーンゲル組成物と付加反応硬化型シリコーンゴム組
成物とを同時に硬化させて形成されたシリコーンゲル層
とシリコーンゴム層からなる一体成形体や、付加反応硬
化型シリコーンゲル組成物を硬化して形成したシリコー
ンゲル上でシリコーンゴム組成物を硬化させて形成され
たシリコーンゲル層とシリコーンゴム層からなる一体成
形体とは本質的に異なり、シリコーンゲル層とシリコー
ンゴム層との接合界面を明確に区別することが困難であ
り、まさに、シリコーンゲルとシリコーンゴム皮膜が不
可分な構造である一体成形シートである。
オルガノポリシロキサン系架橋剤としては、1分子中に
ケイ素原子結合水素原子および/またはアルケニル基を
少なくとも3個有するオルガノポリシロキサンであるこ
とが好ましい。このようなオルガノポリシロキサンの分
子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直
鎖状、分岐鎖状、環状、樹枝状が挙げられる。このオル
ガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合する有機基と
しては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基等のアル
キル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル
基、ヘキセニル基、ヘプテニル基等のアルケニル基;フ
ェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリ
ール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;
クロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−
トリフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げ
られ、特に、メチル基、ビニル基、フェニル基であるこ
とが好ましい。また、このようなオルガノポリシロキサ
ンは、実用的には液状もしくはガム状であり、好ましく
は、25℃における粘度が1〜500,000センチポ
イズの範囲内であり、特に好ましくは、5〜100,0
00センチポイズの範囲内である。
原子を少なくとも3個有するオルガノポリシロキサンと
しては、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチル
ハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチ
ルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロ
ジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシ
ロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェ
ンシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分
子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメ
チルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、
式:R1 3SiO1/2で示されるシロキサン単位と式:R1
2HSiO1/2で示されるシロキサン単位と少量の式:S
iO4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノポ
リシロキサン共重合体、式:R1 2HSiO1/2で 示され
るシロキサン単位と少量の式:SiO4/2で示されるシ
ロキサン単位からなるオルガノポリシロキサン共重合
体、式:R1HSiO2/2で示されるシロキサン単位と少
量の式:R1SiO3/2で示されるシロキサン単位もしく
は式:HSiO3/2で示されるシロキサン単位からなる
オルガノポリシロキサン共重合体、および、これらのオ
ルガノポリシロキサンの二種以上からなる混合物が挙げ
られる。上式中のR1はアルケニル基以外の一価炭化水
素基であり、前記と同様の基が例示される。
も3個有するオルガノポリシロキサンとしては、例え
ば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシ
ロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両
末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキ
サン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチル
シロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニル
シロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロ
キシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端
ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メ
チルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチル
ビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニ
ルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、
式:R1 3SiO1/2で示されるシロキサン単位と式:R1
2R2SiO1/2で示されるシロキサン単位と式:R1 2S
iO2/2で示される単位と少量の式:SiO4/2で示され
るシロキサン単位からなるオルガノポリシロキサン共重
合体、式:R1 2R2SiO1/2で示されるシロキサン単位
と式:R1 2SiO2/2で示されるシロキサン単位と少量
の式:SiO4/2で示されるシロキサン単位からなるオ
ルガノポリシロキサン共重合体、式:R1R2SiO2/2
で示されるシロキサン単位と少量の式:R1SiO3/2で
示されるシロキサン単位もしくは式:R2SiO3/2で示
されるシロキサン単位からなるオルガノポリシロキサン
共重合体、および、これらのオルガノポリシロキサンの
二種以上からなる混合物が挙げられる。上式中のR1は
前記と同じであり、また、上式中のR2はアルケニル基
であり、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペ
ンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基が挙げられ
る。
子およびアルケニル基を少なくとも3個有するオルガノ
ポリシロキサンとしては、分子鎖両末端トリメチルシロ
キシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・メチルビ
ニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロ
キシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェン
シロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖
両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチル
シロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、式:R
1 3SiO1/2で示されるシロキサン単位と式:R1 2HS
iO1/2で示されるシロキサン単位と式:R1 2R2SiO
1/2で示されるシロキサン単位と少量の式:SiO4/2で
示されるシロキサン単位からなるオルガノポリシロキサ
ン共重合体、式:R1 2HSiO1/2で示されるシロキサ
ン単位と式:R1 2R2SiO1/2で示されるシロキサン単
位と少量の式:SiO4/2で示されるシロキサン単位か
らなるオルガノポリシロキサン共重合体、式:R1HS
iO2/2で示されるシロキサン単位と式:R1R2SiO
2/2で示されるシロキサン単位と少量の式:R1SiO
3/2で示されるシロキサン単位もしくは式:HSiO3/2
で示されるシロキサン単位からなるオルガノポリシロキ
サン共重合体、および、これらのオルガノポリシロキサ
ンの二種以上からなる混合物が挙げられる。上式中のR
1はアルケニル基以外の一価炭化水素基であり、前記と
同様の基が例示され、上式中のR2はアルケニル基であ
り、前記と同様の基が例示される。
リコーンゲル面の粘着力より小さければ特に限定され
ず、この粘着力の差は指触によっても確認することがで
きるが、好ましくはASTM D 2979に規定され
る方法に準じて、プローブタック試験機による測定によ
り確認することができる。このシリコーンゴム皮膜面の
粘着力としては、このシリコーンゲル面の粘着力に対し
て80%以下の比率であることが実用上好ましい。
加反応硬化型シリコーン組成物に用いることができる無
機質充填剤を含有していてもよく、また、これを熱伝導
性シリコーンゲルシートとして使用する場合には、この
シリコーンゲルには熱伝導性充填剤を含有していること
が必要である。このような熱伝導性充填剤としては、例
えば、石英、アルミナ、マグネシア、亜鉛華、窒化ホウ
素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、雲母が挙げられ
る。これらの熱伝導性充填剤の平均粒子径は0.01〜
50μmであることが好ましい。また、シリコーンゲル
中のこれら熱伝導性充填剤の含有量は、この熱伝導性シ
リコーンゲルに対して50〜95重量%であることが好
ましい。
特に限定されず、用途によって適宜選択することが必要
である。例えば、このシリコーンゲルシートを電気・電
子部品と放熱フィンや金属性放熱板と接合するための熱
伝導性シリコーンゲルシートとして使用する場合には、
この厚さとしては、0.01〜50mmであることが好
ましく、特に、0.1〜10mmであることが好まし
い。また、このシリコーンゲルシートのシリコーンゲル
層には、その支持体として天然もしくは合成の織布また
は不織布を用いてもよい。このような織布または不織布
としては、例えば、セルロース繊維、ポリエステル繊
維、ポリプロピレン繊維、ポリビニルアルコール繊維、
ナイロン繊維、アラミッド繊維、ガラス繊維からなる織
布または不織布が挙げられる。
は、その両面、または少なくともシリコーンゲル面に剥
離紙を貼着しておき、使用直前にこれを剥して使用する
ことが好ましい。このような剥離紙としては、例えば、
フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、
ポリエステル樹脂等の有機樹脂フィルム、これらの有機
樹脂を被覆した紙、フロロシリコーン樹脂処理した紙が
挙げられる。
る。本発明の製造方法では、まずはじめに、剥離性基材
に、一分子中にケイ素結合水素原子および/またはアル
ケニル基を少なくとも3個有するオルガノポリシロキサ
ンを薄膜状に塗布する。この剥離性基材は、付加反応硬
化型シリコーン組成物が硬化してシリコーンゲルシート
を形成しても、これが接着せず、これを剥離することが
できるような材質であれば特に限定されないが、この組
成物を加熱して硬化させる場合には、この基材には耐熱
性が要求される。このような剥離性基材としては、例え
ば、フッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。また、この剥離性
基材の表面に塗布するオルガノポリシロキサンとして
は、前述のオルガノポリシロキサン系架橋剤と同じもの
が例示される。
への塗布量は薄膜状となるような量であれば特に限定さ
れないが、この塗布量が余りに多いと、これが薄膜状と
ならず、さらに、得られるシリコーンゲルシートの片面
に形成されたシリコーンゴム皮膜の特性、すなわち、粘
着力や機械的特性が不均一となってしまい、また、この
塗布量が余りに少ないと、得られるシリコーンゲルシー
トの片面にシリコーンゴム皮膜が形成できないためであ
る。この塗布量としては、0.00001〜0.1g/
10cm2であることが好ましく、さらに、0.000
05〜0.05g/10cm2であることが好ましく、
特に、0.0001〜0.01g/cm2であることが
好ましい。また、このオルガノポリシロキサンを剥離性
基材に均一に塗布する方法としては、例えば、スプレー
塗布、はけ塗り、紙やスポンジにこのオルガノポリシロ
キサンをしみこませて塗布する方法が挙げられ、また、
このオルガノポリシロキサンを予めトルエン、キシレ
ン、ヘキサン、オクタン、アセトン、メチルエチルケト
ン等の有機溶剤により希釈して塗布した後、これらの有
機溶剤を揮散させることもできるが、本発明において
は、このオルガノポリシロキサンが剥離性基材に均一に
塗布されていることが重要である。
布した剥離性基材上で、またはこの剥離性基材とこのオ
ルガノポリシロキサンを塗布していない剥離性基材の間
で付加反応硬化型シリコーン組成物をシート状に硬化さ
せる。この付加反応硬化型シリコーン組成物は、硬化し
て、JIS K 2207に規定される針入度が20〜
200であり、粘着性を有するシリコーンゲルを形成す
るような組成物である。このようなシリコーン組成物と
しては、(A)一分子中に少なくとも2個のアルケニル基
を有するオルガノポリシロキサン、(B)一分子中に少な
くとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノ
ポリシロキサン{(A)成分のアルケニル基に対して、こ
の成分中のケイ素原子結合水素原子のモル比が0.1〜
10となる量}、および(C)白金系触媒{この組成物に
対して、この成分中の白金金属が重量単位で0.1〜
1,000ppmとなる量}からなる組成物が例示され
る。
組成物の主剤であり、一分子中に少なくとも2個のアル
ケニル基を含有する。(A)成分のアルケニル基として
は、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテ
ニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基が挙げられ、特
に、ビニル基であることが好ましい。(A)成分のアルケ
ニル基の結合位置としては、例えば、分子鎖末端および
/または分子鎖側鎖が挙げられる。(A)成分のアルケニ
ル基以外のケイ素原子に結合する有機基としては、例え
ば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基、ヘキシル基、ヘプチル基等のアルキル基;フェ
ニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリー
ル基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;ク
ロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−ト
リフロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げら
れ、特に、メチル基、フェニル基であることが好まし
い。このような(A)成分の分子構造としては、例えば、
直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状が挙
げられるが、(B)成分が分岐鎖状である場合には、(A)
成分は実質的に直鎖状であることが好ましい。(A)成分
の25℃における粘度は、得られるシリコーンゲルの物
理的特性が良好であり、また、組成物の取扱作業性が良
好であることから、10〜500,000センチポイズ
の範囲内であることが好ましく、特に、50〜100,
000センチポイズの範囲内であることが好ましい。
サンとしては、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキ
シ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン
共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチ
ルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロ
キシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサ
ン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端
ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサ
ン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチル
ビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシ
ロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキ
サン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基
封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メ
チルフェニルシロキサン共重合体、式:R1 3SiO1/2
で示されるシロキサン単位と式:R1 2R2SiO1/2で示
されるシロキサン単位と式:R1 2SiO2/2で示される
単位と少量の式:SiO4/2で示されるシロキサン単位
からなるオルガノポリシロキサン共重合体、式:R1 2R
2SiO1/2で示されるシロキサン単位と式:R1 2SiO
2/ 2で示されるシロキサン単位と少量の式:SiO4/2で
示されるシロキサン単位からなるオルガノポリシロキサ
ン共重合体、式:R1R2SiO2/2で示されるシロキサ
ン単位と少量の式:R1SiO3/2で示されるシロキサン
単位もしくは式:R2SiO3/2で示されるシロキサン単
位からなるオルガノポリシロキサン共重合体、および、
これらのオルガノポリシロキサンの二種以上からなる混
合物が挙げられる。上式中のR1はアルケニル基以外の
一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリ
ル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネ
チル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3−クロロ
プロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基等のハ
ロゲン化アルキル基が挙げられる。また、上式中のR2
はアルケニル基であり、例えば、ビニル基、アリル基、
ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル
基が挙げられる。
組成物の架橋剤であり、一分子中に少なくとも2個のケ
イ素原子結合水素原子を含有する。(B)成分のケイ素原
子結合水素原子の結合位置としては、例えば、分子鎖末
端および/または分子鎖側鎖が挙げられる。(B)成分の
ケイ素原子に結合する有機基としては、例えば、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘ
キシル基、ヘプチル基等のアルキル基;フェニル基、ト
リル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベン
ジル基、フェネチル基等のアラルキル基;クロロメチル
基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプ
ロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、特に、
メチル基、フェニル基であることが好ましい。このよう
な(B)成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、一部
分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状が挙げられるが、
(A)成分が分岐鎖状である場合には、(B)成分は実質的
に直鎖状であることが好ましい。(B)成分の25℃にお
ける粘度は、得られるシリコーンゲルの物理的特性が良
好であり、また、組成物の取扱作業性が良好であること
から、1〜500,000センチポイズの範囲内である
ことが好ましく、特に、5〜100,000センチポイ
ズの範囲内であることが好ましい。
ェンポリシロキサンとしては、分子鎖両末端トリメチル
シロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、
分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキ
サン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子
鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン
・メチルハイドロジェンシロキサン・メチルフェニルシ
ロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェ
ンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末
端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロ
キサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両
末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェ
ニルポリシロキサン、式:R1 3SiO1/2で示されるシ
ロキサン単位と式:R1 2HSiO1/2で示されるシロキ
サン単位と少量の式:SiO4/2で示されるシロキサン
単位からなるオルガノポリシロキサン共重合体、式:R
1 2HSiO1/2で 示されるシロキサン単位と少量の式:
SiO4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノ
ポリシロキサン共重合体、式:R1HSiO2/2で示され
るシロキサン単位と少量の式:R1SiO3/2で示される
シロキサン単位もしくは式:HSiO3/2で示されるシ
ロキサン単位からなるオルガノポリシロキサン共重合
体、および、これらのオルガノポリシロキサンの二種以
上からなる混合物が挙げられる。上式中のR1はアルケ
ニル基以外の一価炭化水素基であり、前記と同様の基が
例示される。
ニル基に対する、この成分中のケイ素原子結合水素原子
のモル比が0.1〜10となる量である。これは、(A)
成分中のアルケニル基に対する、(B)成分中のケイ素原
子結合水素原子のモル比が0.1未満である組成物は十
分に硬化しないためであり、また、これが10をこえる
と、得られるシリコーンゲルの物理的特性が経時的に変
化したり、また、甚だしい場合には、組成物が硬化しな
いためである。
を促進するための触媒であり、例えば、白金微粉末、白
金黒、白金担持のシリカ微粉末、白金担持の活性炭、塩
化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金とオレフ
ィンの錯体、白金とアルケニルシロキサンの錯体;およ
びこれらの白金系触媒を含有するアクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、メチルセルロース
樹脂、ポリシラン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂からなる微粉
末が挙げられる。この成分の配合量は、この組成物に対
して、この成分中の白金金属が重量単位で0.1〜1,
000ppmとなる量であり、特に、これが1〜500
ppmとなる量であることが好ましい。
(A)成分〜(C)成分以外の任意の成分として、例えば、
ヒュームドシリカ、ヒュームド二酸化チタン、酸化鉄、
水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、炭酸亜鉛、層状マイカ、カーボンブラック、ケイ藻
土、ガラス繊維等の無機質充填剤、および、これらの充
填剤をオルガノアルコキシシラン化合物、オルガノクロ
ロシラン化合物、オルガノシラザン化合物、低分子量シ
ロキサン化合物等の有機ケイ素化合物により表面処理し
た充填剤が挙げられる。また、このシリコーンゲルシー
トを熱伝導性シリコーンゲルシートとして使用する場合
には、このシリコーン組成物に熱伝導性充填剤を配合し
ていることが必要である。この熱伝導性充填剤として
は、石英、アルミナ、マグネシア、亜鉛華、窒化ホウ
素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、雲母が例示され
る。このシリコーン組成物中の熱伝導性充填剤の含有量
は、この熱伝導性シリコーン組成物の50〜95重量%
であることが好ましい。
を向上させるために硬化抑制剤を配合することができ
る。この硬化抑制剤としては、例えば、3−メチル−1
−ブチン−3−オール、3,5−ジメチル−1−ヘキシ
ン−3−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オー
ル等のアルキンアルコール;3−メチル−3−ペンテン
−1−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イ
ン等のエンイン化合物;1,3,5,7−テトラメチル
−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサ
ン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−
テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン、ベンゾトリ
アゾールが挙げられる。これらの硬化抑制剤の配合量
は、この組成物において重量単位で10〜50,000
ppmの範囲内であることが好ましい。
の目的を損なわない範囲において、その他任意の成分と
して、例えば、一分子中に1個のケイ素原子結合水素原
子またはアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサ
ン、ケイ素原子結合水素原子またはアルケニル基を含有
しないオルガノポリシロキサン、一分子中にケイ素原子
結合水素原子またはアルケニル基とケイ素原子結合アル
コキシ基を含有するオルガノポリシロキサン、一分子中
にケイ素原子結合アルコキシ基とエポキシ基を含有する
有機ケイ素化合物、一分子中にケイ素原子結合アルコキ
シ基とメタクリロキシ基を含有する有機ケイ素化合物、
接着促進剤、有機溶剤、クリープハードニング防止剤、
貯蔵安定剤、耐熱性付与剤、難燃性付与剤、可塑剤、チ
クソ性付与剤、顔料、染料、防かび剤を配合することが
できる。
ては、例えば、ロスミキサー、プラネタリーミキサー等
の混合装置により調製する方法が挙げられる。このシリ
コーンゲル組成物を一液として貯蔵する場合には、これ
を25℃以下で貯蔵するか、好ましくは、10℃以下に
冷蔵することが必要であり、また、このシリコーン組成
物を二液以上に分けて貯蔵する場合には、使用直前に均
一に混合することが必要である。
/またはアルケニル基を少なくとも3個有するオルガノ
ポリシロキサンを塗布した剥離性基材上で、このシリコ
ーン組成物をシート状に硬化させてシリコーンゲルシー
トを形成する方法としては、このオルガノポリシロキサ
ンを薄膜状に塗布した剥離性基材上に、所定の厚さとな
るようにシリコーン組成物を注いで、次いで、必要に応
じて脱泡処理した後、このシリコーン組成物を室温下も
しくは加熱下で硬化させる。このようにして形成された
シリコーンゲルシートは、剥離性基材に接する部分にシ
リコーンゴム皮膜が形成されたシリコーンゲルシートで
ある。また、このオルガノポリシロキサンを塗布した剥
離性基材とこのオルガノポリシロキサンを塗布しない剥
離性基材の間でシリコーン組成物を硬化させる方法とし
ては、例えば、上記の方法のように、オルガノポリシロ
キサンを塗布した剥離性基材上にシリコーン組成物を注
いで、この組成物の表面に気泡を生じないように、オル
ガノポリシロキサンを塗布しない剥離性基材を覆った
後、これらの剥離性基材を加圧しながら、このシリコー
ン組成物を室温下もしくは加熱下で硬化させる方法、こ
れらの剥離性基材の間にシリコーン組成物を気泡を生じ
ないように注入して室温もしくは加熱下で硬化させる方
法が挙げられる。加熱下でこのシリコーン組成物を硬化
させる場合には、この硬化温度としては、50〜250
℃であることが好ましく、特に、70〜200℃である
ことが好ましい。また、シリコーンゲルシートの寸法は
特に限定されず、用途によって適宜選択することが必要
であるが、これを電気・電子部品のための熱伝導性シリ
コーンゲルシートとして利用する場合には、実用上好ま
しくは、この厚さを0.01〜50mmとなるように注
意して注ぐことが必要である。
シートは、片面にシリコーンゴム皮膜を有するが、この
シリコーンゴム皮膜の粘着力は、剥離性基材の表面に塗
布したオルガノポリシロキサンの種類や分子構造によっ
て調節することが可能である。このシリコーンゴム皮膜
の粘着力は、シリコーンゲルの粘着力より小さければよ
く、この粘着力の差は指触によっても確認することがで
きるが、好ましくはASTM D 2979に規定され
る方法に準じて、プローブタック試験機により確認する
ことができる。このシリコーンゴム皮膜の粘着力として
は、このシリコーンゲルの粘着力に対して、80%以下
の比率であることが好ましい。
シートは、従来の付加反応硬化型シリコーンゲル組成物
と付加反応硬化型シリコーンゴム組成物とを同時に硬化
させて形成されたシリコーンゲル層とシリコーンゴム層
からなる一体成形物や、シリコーンゲル組成物を硬化し
て形成したシリコーンゲル上にシリコーンゴム組成物を
塗布して硬化して形成されたシリコーンゲル層とシリコ
ーンゴム層からなる一体成形物とは異なり、シリコーン
ゲル層とシリコーンゴム層との接合界面が明確でなく、
まさに、シリコーンゲルとシリコーンゴム皮膜とが不可
分な構造である一体成形シートである。また、従来のシ
リコーンゲルシートを製造するためには、シリコーンゲ
ル組成物とシリコーンゴム組成物との二種の組成物を使
用しなければならないのに対して、本願発明の製造方法
によれば、シリコーンゲル組成物のみを使用すればよ
く、また、シリコーンゲルシートの片面に形成されるシ
リコーンゴム皮膜の粘着力も剥離性基材の表面に塗布し
たオルガノポリシロキサンの種類や分子構造により可変
的に調節することが可能であり、シリコーンゲルシート
の製造工程を大幅に簡略化することが可能である。
作業性が優れているので、形状追随性のある粘着シート
として使用できる他、熱伝導性充填材を配合することに
よって、パワートランジスタ、パワーモジュール、サイ
リスタ、整流器、トランス等の発熱性の電気・電子部品
を放熱フィンや金属製放熱板に密着させて、この電気・
電子部品から発生する熱を効率良く放熱するための熱伝
導性シリコーンゲルシートとして使用でき、このシリコ
ーンゲルシートは、これらの部品を仮止めしたり、これ
らの部品を取り付けた後、これらの部品の容易に交換す
ることができるという利点がある。
造方法を実施例により説明する。なお、実施例中の特性
は25℃において測定した値である。また、このシリコ
ーンゲルシートの両面の粘着力は、ASTM D 29
79に規定される方法に準じて、プローブタック試験機
(ニチバン製のNSプローブタックテスター)により測
定して、この熱伝導率は、JIS R 2618に規定
される方法に準じて、Shortherm QTM(昭
和電工株式会社製:非定常熱線法)により測定した。さ
らに、このシリコーンゲルシートの取扱作業性は、これ
を熱伝導性シリコーンゲルシートとしてパワートランジ
スタと放熱フィンを接続させた場合の作業性により評価
した。
た成形用金型のフッ素樹脂フィルムの表面に、粘度が5
センチポイズである、分子鎖両末端がトリメチルシロキ
シ基封鎖されたジメチルシロキサン・メチルハイドロジ
ェンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含
有量=0.8重量%)を0.003g/10cm2とな
るように均一に塗布した。次いで、このフッ素樹脂フィ
ルム上に、粘度が380センチポイズであり、分子鎖両
末端がジメチルビニルシロキシ基封鎖されたジメチルポ
リシロキサン(ビニル基の含有量=0.48重量%)1
00重量部、粘度が5センチポイズであり、分子鎖両末
端がトリメチルシロキシ基封鎖されたジメチルシロキサ
ン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素
原子結合水素原子の含有量=0.8重量%)0.1重量
部、白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジ
ビニルジシロキサン錯体をこのジメチルポリシロキサン
の合計量に対して錯体中の白金金属が重量単位で15p
pmとなる量、熱伝導性充填剤として、平均粒子径が3
μmのアルミナ粉末450重量部、および硬化抑制剤と
して、エチニルヘキサノール0.01重量部を均一に混
合して調製した付加反応硬化型熱伝導性シリコーン組成
物を気泡が生じないように注意深く注いだ後、この組成
物上に未処理のフッ素フィルムを被覆した成形用金型を
気泡を生じないように密着させて、これらの金型を50
kgf/cm2の加圧下、100℃で15分間加熱し
て、厚さ1mmのシリコーンゲルシートを作成した。こ
のシリコーンゲルの針入度は55であった。このシリコ
ーンゲルシートの片面にはシリコーンゴム皮膜が形成さ
れており、このシリコーンゴム皮膜は粘着性が小さく、
この粘着力は8g・fであった。また、他の片面のシリ
コーンゲルは粘着性が大きく、この粘着力は120g・
fであった。また、このシリコーンゲルシートの熱伝導
率は、両面とも3×10-3cal/cm・sec・℃で
あった。このシリコーンゲルシートをパワートランジス
タの大きさに切断して熱伝導性シリコーンゲルシートを
作成した。この熱伝導性シリコーンゲルシートの粘着性
が大きい面をパワートランジスタに密着させてたとこ
ろ、十分に密着した。また、この熱伝導性シリコーンゲ
ルシートのシリコーンゴム皮膜には指紋、ちりやほこり
が付着しにくかった。次に、この熱伝導性シリコーンゲ
ルシートのシリコーンゴム皮膜の面にアルミニウム製の
放熱フィンを圧着して、これをねじで固定した。その
後、この放熱フィンを取り外して熱伝導性シリコーンゲ
ルシートを容易に剥すことができた。また、この熱伝導
性シリコーンゲルシートの形状には変化がなかった。ま
た、この熱伝導性シリコーンゲルシートは再びパワート
ランジスタに密着して再利用することができた。
脂フィルム被覆した成形用金型のフッ素樹脂フィルムの
表面に、粘度が5センチポイズである、分子鎖両末端が
トリメチルシロキシ基封鎖されたジメチルシロキサン・
メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子
結合水素原子の含有量=0.8重量%)と粘度が20セ
ンチポイズである、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ
基封鎖されたジメチルシロキサン・メチルハイドロジェ
ンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有
量=0.1重量%)の重量比が1:99である混合物を
0.003g/10cm2となるように均一に塗布し
た。次いで、このフッ素樹脂フィルム上に、実施例1で
用いた付加反応硬化型の熱伝導性シリコーン組成物を注
入した後、未処理のフッ素フィルムを被覆した成形用金
型を圧着させて、50kgf/cm2の加圧下、100
℃で15分間加熱して、厚さ1mmのシリコーンゲルシ
ートを調製した。このシリコーンゲルの針入度は55で
あった。このシリコーンゲルシートの片面にはシリコー
ンゴム皮膜が形成されており、このシリコーンゴム皮膜
は粘着性が小さく、この粘着力は65g・fであった。
また、他の片面のシリコーンゲルは粘着性が大きく、こ
の粘着力は120g・fであった。また、このシリコー
ンゲルシートの熱伝導率は、両面とも3×10-3cal
/cm・sec・℃であった。このシリコーンゲルシー
トを実施例1と同様にして熱伝導性シリコーンゲルシー
トを作成した。この熱伝導性シリコーンゲルシートのシ
リコーンゴム皮膜には指紋、ちりやほこりが付着しにく
く、この熱伝導性シリコーンゲルシートを容易にパワー
トランジスタや放熱フィンから剥しても、形状には変化
がなく、また、これを再利用することができた。
脂フィルム被覆した成形用金型のフッ素樹脂フィルムの
表面に、粘度が5センチポイズである、分子鎖両末端が
トリメチルシロキシ基封鎖されたジメチルシロキサン・
メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子
結合水素原子の含有量=0.8重量%)と塗布しない以
外は実施例1と同様にして、厚さ1mmのシリコーンゲ
ルシートを作成した。このシリコーンゲルの針入度は5
5であった。このシリコーンゲルシートは粘着性が大き
く、その粘着力は両面とも120g・fであった。ま
た、このシリコーンゲルシートの熱伝導率は、両面とも
3×10-3cal/cm・sec・℃であった。このシ
リコーンゲルシートを実施例1と同様にして熱伝導性シ
リコーンゲルシートを作成した。しかし、この熱伝導性
シリコーンゲルシートには指紋、ちりやほこりが付着し
て、また、放熱フィンをパワートランジスタから剥そう
としたが、容易に取り外すことができず、また、無理に
放熱フィンを剥そうとすると、この熱伝導性シリコーン
ゲルシートの一部が伸びきって、裂けてしまい、この熱
伝導性シリコーンゲルシートを再利用することはできな
かった。
性を有するにもかかわらず、この片面にシリコーンゴム
皮膜を形成しているので、この取扱作業性が優れている
という特徴がある。また、本発明の製造方法は、このよ
うなシリコーンゲルシートを効率良く製造することがで
きるという特徴がある。さらに、本発明のシリコーンゲ
ルシートは、これに熱伝導性充填剤を配合することによ
って、発熱性の電気・電子部品を放熱フィンや金属製放
熱板に取り付けるための熱伝導性シリコーンゲルシート
として使用することができ、このシートは、これらの部
品を仮止めしたり、これらの部品を取り付けた後、これ
らの部品を容易に交換することができるという特徴があ
り、また、本発明の製造方法は、このような熱伝導性シ
リコーンゲルシートを効率良く製造することができると
いう特徴がある。
Claims (8)
- 【請求項1】 付加反応硬化型シリコーン組成物を硬化
させてなる、JISK 2207に規定される針入度が
20〜200であるシリコーンゲルシートにおいて、こ
のシートの片面にシリコーンゴム皮膜が形成されている
ことを特徴とするシリコーンゲルシート。 - 【請求項2】 シリコーンゴム皮膜が、シリコーンゲル
を形成するための付加反応硬化型シリコーン組成物をオ
ルガノポリシロキサン系架橋剤により架橋度を増して形
成されたことを特徴とする請求項1記載のシリコーンゲ
ルシート。 - 【請求項3】 オルガノポリシロキサン系架橋剤が、一
分子中にケイ素結合水素原子および/またはアルケニル
基を少なくとも3個有するオルガノポリシロキサンであ
ることを特徴とする請求項2記載のシリコーンゲルシー
ト。 - 【請求項4】 シリコーンゲル面の粘着力に対する、シ
リコーンゴム皮膜面の粘着力の比率が80%以下である
ことを特徴とする請求項1記載のシリコーンゲルシー
ト。 - 【請求項5】 シリコーンゲルが熱伝導性充填剤を含有
する熱伝導性シリコーンゲルであることを特徴とする請
求項1記載のシリコーンゲルシート。 - 【請求項6】 一分子中にケイ素結合水素原子および/
またはアルケニル基を少なくとも3個有するオルガノポ
リシロキサンを薄膜状に塗布した剥離性基材上で、また
はこのオルガノポリシロキサンを塗布した剥離性基材と
このオルガノポリシロキサンを塗布していない剥離性基
材の間で付加反応硬化型シリコーン組成物をシート状に
硬化させることを特徴とする請求項1記載のシリコーン
ゲルシートの製造方法。 - 【請求項7】 一分子中にケイ素原子結合水素原子およ
び/またはアルケニル基を少なくとも3個有するオルガ
ノポリシロキサンの剥離性基材への塗布量が0.000
01〜0.1g/10cm2であることを特徴とする請
求項6記載の製造方法。 - 【請求項8】 付加反応硬化型シリコーン組成物が熱伝
導性充填剤を含有する付加反応硬化型熱伝導性シリコー
ン組成物であることを特徴とする請求項6記載の製造方
法。
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