KR102518946B1 - 수지 시트 및 점착제층을 구비한 수지 시트 - Google Patents

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마코토 사이토
아키라 히라오
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

두께 방향으로 용이하게 압축할 수 있고, 두께 방향으로 압축해도 면 방향의 종횡의 길이의 왜곡이 작고, 두께 방향으로 압축한 후에 해당 압축에 가해지는 힘을 해방하면 충분히 두께가 회복되는, 수지 시트를 제공한다. 또한, 그러한 수지 시트를 갖는 점착제층을 구비한 수지 시트를 제공한다. 본 발명의 수지 시트는, 주면 A 및 주면 B가 두께 d로 대항하고 있는 수지 시트이며, JIS K 6767: 1999에 기재된 압축 경도의 측정 방법에 준하여 측정한 두께 d 방향의 23±5℃에서의 50％ 압축 하중이 20N/㎠ 이하이고, 23℃에서의 푸아송비가 0.10 이하이고, 23℃에서 두께 d 방향으로 20％ 압축한 때의 두께 회복률이 40％ 이상이다.

Description

수지 시트 및 점착제층을 구비한 수지 시트
본 발명은, 수지 시트 및 점착제층을 구비한 수지 시트에 관한 것이다.
슬림형 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대 게임기 등의 전자 기기에 있어서는, 발광원인 LED의 고출력화나 CPU 등의 고집적화에 수반하여, 전자 부품 등의 발열 부품으로부터 발해지는 열의 양이 증대하고 있고, 이 열을 제거하는 것이 요구된다.
그래서, 예를 들어 발열 부품과 하우징 사이에 있는 간극에 열전도체를 설치하여, 발열 부품과 하우징을 일체로 하고, 열전도에 의해 발열 부품으로부터 발해지는 열을 하우징에 전도시켜, 하우징으로부터 외계로 열을 전함으로써 발열 부품을 냉각하는 방법이 채용되고 있다.
열전도체로서는, 그래파이트 시트 등의 높은 열전도성을 갖는 무기 재료의 시트가 자주 이용되고 있다(특허문헌 1).
그러나, 그래파이트 시트 등의 높은 열전도성을 갖는 무기 재료의 시트를 사용하면, 하우징의 일부가 매우 높은 온도가 되는 경우가 많고, 실제, 사람의 손으로 만지면, 화상의 우려를 느끼게 하는 등 불쾌함을 느낄 정도가 되는 경우가 많고, 특히 가반성이 있는 전자 기기류(모바일 폰 등)에서는 조작의 방해가 된다.
발열 부품이나 하우징은 요철 부분을 갖고 있는 것이 일반적이다. 그렇게 하면, 발열 부품과 하우징 사이에 있는 간극도 그 요철 부분에 기인하여 크게 되어 있는 개소나 작게 되어 있는 개소 등 복잡한 형상으로 된다. 이 경우, 간극이 작은 곳에 맞춰서 열전도체를 설치하면, 간극의 두께가 두꺼운 곳에서는 공극이 발생해 버리고, 그 부분에서는 열전도를 일으키는 것이 어려워져 버린다. 반대로 간극이 큰 곳에 맞춰서 열전도체를 설치하면, 간극의 두께가 얇은 곳에서는 하우징과 발열 부품을 일체화하여 고정할 수 없다. 그렇게 하면, 그래파이트 시트 등의 높은 열전도성을 갖는 무기 재료의 시트를, 간극의 두께가 얇은 곳에 수용되도록 하기 위해서는, 큰 힘이 필요하고, 큰 힘을 가하면, 플라스틱 등으로 구성되는 경우가 많은 하우징은, 그 응력에 견딜 수 없고 갈라지거나 금이 가거나 하는 경우가 있다.
상기와 같은 이유에서, 종래과 같이, 열전도체로서 그래파이트 시트 등의 높은 열전도성을 갖는 무기 재료의 시트가 이용되는 경우에는, 발열 부품과 열전도체와 하우징이 일체로 되어서 반드시 접촉하고 있는 것은 아니고, 발열 부품과 열전도체와 하우징이 부분적으로 접촉하고 있고, 그 접촉 부분에서만 열제거가 이루어지고 있다. 이것이, 하우징의 일부가 매우 높은 온도가 되는 원인으로 생각된다. 또한, 발열 부품과 열전도체와 하우징이 부분적으로밖에 접촉하고 있지 않으면, 열전도체가 높은 열전도 특성을 충분히 발휘할 수 없다.
그래서, 발열 부품과 열전도체와 하우징이 무리 없이 일체화할 수 있는 것과 같은 열전도체가 요구된다.
이러한 열전도체로서, 예를 들어 경화 전의 에폭시 수지 등, 유동성이 높은 액상의 재료(탄성을 거의 나타내지 않는 재료)를 들 수 있다. 그러나, 액상의 재료는, 발열 부품과 열전도체와 하우징을 일체화하려고 하기 위한 힘에 의해, 비어져 나오거나, 경시로 유동하거나 해서, 간극을 매립하는 성능이 시간 경과와 함께 저하되어 버린다. 경시에서의 유동성 저하를 억제하기 위해서, 경화성 수지의 액상 재료라면, 가열하여 굳히는 것이 가능하다. 그러나, 가열하는 공정이 필요하고, 굳어진 후 하우징을 떼는 것이 곤란해져 버린다.
열전도체로서, 실온에서 고무 탄성을 나타내는 수지를 채용하면, 상기와 같은 액상의 재료의 문제점은 해소할 수 있다. 그러나, 실온에서 고무 탄성을 나타내는 수지는, 두께 방향으로부터의 힘이 가해지면, 압축에 의해, 면 방향의 종횡의 길이에 왜곡이 발생한다. 이 때문에, 발열 부품과 하우징 사이에 있는 간극의 길이가 열전도체의 두께에 비하여 유의하게 작은 개소가 있는 경우(예를 들어, 1/2 정도 등의 경우), 발열 부품과 열전도체와 하우징을 일체화하려고 하면, 그 개소에 있어서 두께 방향의 압축에 의해 열전도체의 면 방향의 종횡의 길이에 왜곡이 발생하고, 면 방향의 세로 또는 가로의 방향으로 넓어져 버린 열전도체가 다른 부품 등과 간섭해 버리는 등의 문제가 발생해 버린다. 또한, 이러한 간섭의 정도가 적어도, 열전도체의 면 방향으로 넓어져 버린 부분은, 열전도 성능이 저하되어 버린다.
또한, 발열 부품과 열전도체와 하우징을 일체화하려고 할 때에 열전도체의 적어도 일부가 압축되는 경우, 일체화하여 잠시동안 경과한 후에 하우징을 떼면, 압축한 부분의 두께가 충분히 회복되지 않는 경우가 많다. 이 때문에, 일체화한 후에 일단 하우징을 뗀 때에는, 낡은 열전도체를 제거하여, 새로운 열전도체를 사용할 필요가 생겨 버린다.
일본 특허 공개 소61-275116호 공보
본 발명의 과제는, 두께 방향으로 용이하게 압축할 수 있고, 두께 방향으로 압축해도 면 방향의 종횡의 길이의 왜곡이 작고, 두께 방향으로 압축한 후에 해당 압축에 가해지는 힘을 해방하면 충분히 두께가 회복되는, 수지 시트를 제공하는 데 있다. 또한, 그러한 수지 시트를 갖는 점착제층을 구비한 수지 시트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 수지 시트는,
주면 A 및 주면 B가 두께 d로 대항하고 있는 수지 시트이며,
JIS K 6767: 1999에 기재된 압축 경도의 측정 방법에 준하여 측정한 두께 d 방향의 23±5℃에서의 50％ 압축 하중이 20N/㎠ 이하이고,
23℃에서의 푸아송비가 0.10 이하이고,
23℃에서 두께 d 방향으로 20％ 압축한 때의 두께 회복률이 40％ 이상이다.
하나의 실시 형태에 있어서는, 상기 수지 시트가 수지 발포체로 구성된다.
하나의 실시 형태에 있어서는, 상기 수지 발포체가, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, EPDM, 아크릴계 수지에서 선택되는 적어도 1종을 포함한다.
하나의 실시 형태에 있어서는, 상기 수지 발포체가, 화학적 발포 방법, 물리적 발포 방법에서 선택되는 적어도 1종인 발포 방법에 의해 형성된다.
하나의 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 수지 시트가 수지 발포체로 구성되는 경우, 셀 벽 비율이 5％ 내지 80％이다.
하나의 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 수지 시트가 수지 발포체로 구성되는 경우, 평균 셀 직경이 40㎛ 내지 500㎛이다.
하나의 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 수지 시트가 수지 발포체로 구성되는 경우, 겉보기 밀도가 0.01g/㎤ 내지 0.5g/㎤이다.
하나의 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 수지 시트가 수지 발포체로 구성되는 경우, 열전도율이 0.05W/mK 내지 0.35W/mK이다.
본 발명의 점착제층을 구비한 수지 시트는, 상기 수지 시트와 점착제층을 갖는다.
본 발명에 따르면, 두께 방향으로 용이하게 압축할 수 있고, 두께 방향으로 압축해도 면 방향의 종횡의 길이의 왜곡이 작고, 두께 방향으로 압축한 후에 해당 압축에 가해지는 힘을 해방하면 충분히 두께가 회복되는, 수지 시트를 제공할 수 있다. 또한, 그러한 수지 시트를 갖는 점착제층을 구비한 수지 시트를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 수지 시트의 하나의 실시 형태에 있어서의 개략 단면도이다.
도 2는, 열특성 평가 장치의 개략 단면도이다.
《《수지 시트》》
본 발명의 하나의 실시 형태에 있어서의 수지 시트는, 주면 A 및 주면 B가 두께 d로 대항하고 있는 수지 시트이다. 구체적으로는, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 수지 시트(1000)는, 주면 A(100)와, 주면 B(200)가 두께 d로 대항하고 있다.
수지 시트의 두께 d는, 바람직하게는 50㎛ 내지 500㎛이고, 보다 바람직하게는 60㎛ 내지 400㎛이고, 더욱 바람직하게는 80㎛ 내지 350㎛이고, 특히 바람직하게는 100㎛ 내지 300㎛이고, 가장 바람직하게는 150㎛ 내지 250㎛이다.
수지 시트는, JIS K 6767: 1999에 기재된 압축 경도의 측정 방법에 준하여 측정한 두께 d 방향의 23±5℃에서의 50％ 압축 하중이 20N/㎠ 이하이고, 바람직하게는 17N/㎠ 이하이고, 보다 바람직하게는 15N/㎠ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10N/㎠ 이하이고, 특히 바람직하게는 5N/㎠ 이하이고, 가장 바람직하게는 3N/㎠ 이하이다. 상기 50％ 압축 하중은, 두께 d 방향의 압축의 용이함을 나타내는 지표이며, 작으면 작을수록, 두께 방향으로 용이하게 압축할 수 있다. 상기 50％ 압축 하중의 하한은, 현실적으로는 0.1N/㎠ 이상이다. 상기 50％ 압축 하중이 상기 범위 내에 있으면, 수지 시트는, 두께 방향으로 용이하게 압축될 수 있다.
또한, JIS K 6767: 1999에 기재된 압축 경도의 측정 방법에 준하여 측정한 두께 d 방향의 23±5℃에서의 50％ 압축 하중의 측정 방법의 상세에 대해서는 후술한다.
수지 시트는, 23℃에서의 푸아송비가 0.10 이하이고, 바람직하게는 0.07 이하이고, 보다 바람직하게는 0.05 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.03 이하이고, 특히 바람직하게는 0.02 이하이고, 가장 바람직하게는 0.01 이하이다. 상기 푸아송비는, 두께 방향으로부터의 힘이 가해져서 압축된 때의 면 방향의 종횡의 길이의 왜곡 상태를 나타내는 지표이고, 작으면 작을수록, 두께 방향으로부터의 힘이 가해져서 압축된 때의 면 방향의 종횡의 길이의 왜곡이 작다. 상기 푸아송비의 하한은, 현실적으로는 0.00이다. 상기 푸아송비가 상기 범위 내에 있으면, 수지 시트는, 두께 방향으로 압축해도 면 방향의 종횡의 길이의 왜곡이 작아질 수 있다.
또한, 23℃에서의 푸아송비의 측정 방법의 상세에 대해서는 후술한다.
수지 시트는, 23℃에서 두께 d 방향으로 20％ 압축한 때의 두께 회복률이 40％ 이상이고, 보다 바람직하게는 50％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 60％ 이상이고, 특히 바람직하게는 70％ 이상이고, 가장 바람직하게는 80％ 이상이다. 상기 두께 회복률은, 두께 방향으로 압축한 후에 해당 압축에 가해지는 힘을 해방한 때의 두께 회복 상태를 나타내는 지표이고, 크면 클수록, 충분히 두께가 회복하게 된다. 상기 두께 회복률의 상한은, 현실적으로는 100％이다. 상기 두께 회복률이 상기 범위 내에 있으면, 수지 시트는, 두께 방향으로 압축한 후에 해당 압축에 가해지는 힘을 해방하면 충분히 두께가 회복될 수 있다.
수지 시트는, 주면 A 및 주면 B의 적어도 한쪽의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra가, 바람직하게는 20㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 15㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하이고, 특히 바람직하게는 5㎛ 이하이고, 가장 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 주면 A 및 주면 B의 적어도 한쪽의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra가 상기 범위 내에 있으면, 예를 들어 발열 부품과 하우징 사이에 열전도체를 배치하여 일체화하려고 할 때에, 발열 부품 및/또는 하우징과 수지 시트의 접촉면에 있어서 열이 효율적으로 전해질 수 있다. 주면 A 및 주면 B의 적어도 한쪽의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra가 상기 범위 내로 하는 방법으로서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 이러한 방법으로서는, 예를 들어 수지 시트를 가열한 롤러에 끼워 넣고, 표면을 녹여서 무두질함으로써 달성될 수 있다. 이러한 방법에 의하면, 수지 시트의 특성에 끼치는 영향을 작게 할 수 있고, 표면 요철을 간편하게 작게 할 수 있다.
수지 시트의 주면 A 및 주면 B의 적어도 한쪽의 표면에, 산술 평균 표면 조도 Ra를 상기의 범위 내로 조정한 별도의 시트를 적층함으로써, 최외층의 적어도 한쪽의 표면의 산술 평균 표면 조도 Ra를 상기의 범위 내로 조정할 수 있다.
수지 시트는, 주면 A 및 주면 B의 적어도 한쪽의 표면에, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 다른 층을 갖고 있어도 된다.
수지 시트는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 수지 시트를 채용할 수 있다. 이러한 수지 시트는, 바람직하게는 수지 발포체로 구성된다.
수지 시트가 수지 발포체로 구성되면, 수지 시트에 요구되는 각종 물성을 적절하게 조정하기 쉬워진다. 수지 시트가 수지 발포체로 구성되면, 셀(기포)의 내부에 기체(통상은 공기)가 존재하기 때문에, 압축성이나 팽창성이 우수하고, 예를 들어 두께 방향의 압축 응력에 빠르게 응답하여 압축되기 쉽다. 또한, 수지 시트가 수지 발포체로 구성되면, 셀의 내부 기체(통상은 공기)는 셀 내외로 이동하기 쉽기 때문에, 두께 방향으로 압축해도 면 방향의 종횡의 길이의 왜곡이 작아질 수 있고, 두께 방향으로 압축한 후에 해당 압축에 가해지는 힘을 해방하면 충분히 두께가 회복될 수 있다. 또한, 셀의 내부 기체(통상은 공기)가 셀 내외로 이동하기 쉬운 이유로서는, 셀 외부에 있는 수지를 구성하는 분자보다도 기체 분자는 매우 작기 때문에, 수지를 구성하는 분자를 용이하게 투과하기 때문이라고 생각된다.
수지 발포체에 포함되는 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리카르보네이트; EPM(에틸렌·프로필렌 고무), EPDM(에틸렌·프로필렌·디엔 고무) 등의 고무계 수지; 스티렌계 수지; 폴리아미드; 폴리이미드; 폴리아미드이미드; 폴리에테르이미드; 폴리우레탄; 아크릴계 수지; 폴리염화비닐; 불화비닐리덴 등의 불소 함유 수지; 알케닐 방향족 수지; 폴리아세탈; 폴리페닐렌술피드; 등을 들 수 있다. 이러한 수지로서는, 본 발명의 효과를 보다 발현시킬 수 있는 점에서, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리카르보네이트; EPM(에틸렌·프로필렌 고무), EPDM(에틸렌·프로필렌·디엔 고무) 등의 고무계 수지; 아크릴계 수지; 등을 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, EPDM, 아크릴계 수지에서 선택되는 적어도 1종이다. 수지 발포체에 포함되는 수지는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
수지 발포체 중의 상기 수지의 함유 비율은, 예를 들어 바람직하게는 5중량％ 내지 100중량％이고, 보다 바람직하게는 10중량％ 내지 99중량％이고, 더욱 바람직하게는 20중량％ 내지 98중량％이고, 특히 바람직하게는 30중량％ 내지 97중량％이고, 가장 바람직하게는 40중량％ 내지 96중량％이다.
상기 폴리에틸렌으로서는, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 폴리에틸렌을 들 수 있다. 이들의 폴리에틸렌 중에서도, 본 발명의 효과를 보다 발현시킬 수 있는 점에서, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌이 바람직하다. 상기 폴리에틸렌은, 1종의 폴리에틸렌만이어도 되고, 2종 이상의 폴리에틸렌이어도 된다.
상기 폴리프로필렌으로서는, 호모 폴리프로필렌, 블록 폴리프로필렌, 랜덤 폴리프로필렌 등, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 폴리에틸렌을 들 수 있다. 상기 폴리프로필렌의 용융 유속(MFR)은, 본 발명의 효과를 보다 발현시킬 수 있는 점에서, 바람직하게는 0.1g/10min 내지 5.0g/10min이고, 보다 바람직하게는 0.15g/10min 내지 4.0g/10min이고, 더욱 바람직하게는 0.2g/10min 내지 3.0g/10min이고, 특히 바람직하게는 0.25g/10min 내지 2.0g/10min이고, 가장 바람직하게는 0.3g/10min 내지 1.0g/10min이다. 상기 폴리프로필렌은, 1종의 폴리프로필렌만이어도 되고, 2종 이상의 폴리프로필렌이어도 된다.
상기 아크릴계 수지로서는, 호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 이상의 모노머와, 호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 미만의 모노머를 필수적인 모노머 성분으로서 형성된 아크릴계 폴리머가 바람직하다.
상기 「호모 폴리머의 Tg」란, 「호모 폴리머를 형성한 때의 유리 전이 온도(Tg)」이고, 「당해 모노머의 단독 중합체의 유리 전이 온도(Tg)」를 의미하고, 구체적으로는, 「Polymer Handbook」(제3판, John Wiley&Sons, Inc., 1987년)에 수치가 예시되어 있다. 또한, 상기 문헌에 기재되어 있지 않은 모노머의 호모 폴리머 Tg는, 예를 들어 이하의 측정 방법에 의해 얻어지는 값(일본 특허 공개 제2007-51271호 공보 참조)을 말한다. 즉, 온도계, 교반기, 질소 도입관 및 환류 냉각관을 구비한 반응기에, 모노머 100중량부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.2중량부 및 중합 용매로서 아세트산에틸 200중량부를 투입하고, 질소 가스를 도입하면서 1시간 교반한다. 이와 같이 하여 중합계 내의 산소를 제거한 후, 63℃로 승온하여 10시간 반응시킨다. 이어서, 실온까지 냉각하고, 고형분 농도 33중량％의 호모 폴리머 용액을 얻는다. 이어서, 이 호모 폴리머 용액을 세퍼레이터 상에 유연 도포하고, 건조하여, 두께 약 2mm의 시험 샘플(시트상의 호모 폴리머)을 제작한다. 그리고, 이 시험 샘플을 직경 7.9mm의 원반상으로 펀칭하여, 패럴렐 플레이트로 끼워 넣고, 점탄성 시험기(ARES, 레오메트릭스사제)를 사용하여, 주파수 1Hz의 전단 변형을 부여하면서, 온도 영역 -70℃ 내지 150℃, 5℃/분의 승온 속도로 전단 모드에 의해 점탄성을 측정하고, tanδ의 피크 톱 온도를 호모 폴리머의 Tg로 한다.
호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 이상의 모노머에 있어서, 해당 Tg는, 예를 들어 바람직하게는 -10℃ 내지 250℃이고, 보다 바람직하게는 10℃ 내지 230℃이고, 더욱 바람직하게는 50℃ 내지 200℃이다.
호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 이상의 모노머로서는, 예를 들어 (메트)아크릴로니트릴; (메트)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메트)아크릴아미드 등의 아미드기 함유 모노머; (메트)아크릴산; 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸 등의 호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 이상의 (메트)아크릴산알킬에스테르; (메트)아크릴산이소보르닐; N-비닐-2-피롤리돈 등의 복소환 함유 비닐 모노머; 2-히드록시에틸메타크릴레이트 등의 히드록실기 함유 모노머; 등을 들 수 있다. 이들은, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 이들 중에서도, 특히 (메트)아크릴로니트릴(특히, 아크릴로니트릴)이 바람직하다.
호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 미만의 모노머에 있어서, 해당 Tg는, 예를 들어 바람직하게는 -70℃ 이상 -10℃ 미만이고, 보다 바람직하게는 -70℃ 내지 -12℃이고, 더욱 바람직하게는 -65℃ 내지 -15℃이다.
호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 미만의 모노머로서는, 예를 들어 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산2-에틸헥실 등의 호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 미만의 (메트)아크릴산알킬에스테르 등을 들 수 있다. 이들은, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 이들 중에서도, 특히 아크릴산C2-8알킬에스테르가 바람직하다. 여기서, 「C2-8」이란 탄소 원자수가 2 내지 8개인 것을 의미하고, 이하, 「Ca-b」라고 있을 때는 마찬가지로 탄소 원자수가 a 내지 b개인 것을 의미한다.
아크릴계 폴리머를 형성하는 전체 단량체 성분(모노머 성분 전량)에 대한, 호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 이상의 모노머의 함유량은, 바람직하게는 2중량％ 내지 30중량％이고, 하한은, 바람직하게는 3중량％이고, 보다 바람직하게는 4중량％이고, 상한은, 바람직하게는 25중량％이고, 보다 바람직하게는 20중량％이다. 또한, 아크릴계 폴리머를 형성하는 전체 단량체 성분(모노머 성분 전량)에 대한, 호모 폴리머의 Tg가 -10℃ 미만의 모노머의 함유량은, 바람직하게는 70중량％ 내지 98중량％이고, 하한은, 바람직하게는 75중량％이고, 보다 바람직하게는 80중량％이고, 상한은, 바람직하게는 97중량％이고, 보다 바람직하게는 96중량％이다.
아크릴계 폴리머를 형성하는 모노머 중에는 질소 원자 함유 모노머가 포함되어 있어도 된다. 질소 원자 함유 모노머로서는, 예를 들어 (메트)아크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 모노머; N-비닐-2-피롤리돈 등의 락탐환 함유 모노머; (메트)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메트)아크릴아미드, N-메틸올아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드 등의 아미드기 함유 모노머 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 아크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 모노머, N-비닐-2-피롤리돈 등의 락탐환 함유 모노머가 바람직하다. 질소 원자 함유 모노머는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
질소 원자 함유 모노머에서 유래되는 구조 단위를 갖는 아크릴계 폴리머에 있어서, 질소 원자 함유 모노머에서 유래되는 구조 단위의 함유량은, 아크릴계 폴리머를 구성하는 전체 구조 단위에 대하여, 바람직하게는 2중량％ 내지 30중량％이고, 그 하한은, 바람직하게는 3중량％이고, 보다 바람직하게는 4중량％이고, 그 상한은, 바람직하게는 25중량％이고, 보다 바람직하게는 20중량％이다.
질소 원자 함유 모노머에서 유래되는 구조 단위를 갖는 아크릴계 폴리머에 있어서는, 질소 원자 함유 모노머에서 유래되는 구조 단위 외에, 아크릴산C2-18알킬에스테르(특히, 아크릴산C2-8알킬에스테르)에서 유래되는 구조 단위를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 아크릴산C2-18알킬에스테르는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 이러한 아크릴계 폴리머에 있어서, 아크릴산C2-18알킬에스테르(특히, 아크릴산C2-8알킬에스테르)에서 유래되는 구조 단위의 함유량은, 아크릴계 폴리머를 구성하는 잔체 구조 단위에 대하여, 바람직하게는 70중량％ 내지 98중량％이고, 그 하한은, 바람직하게는 75중량％이고, 보다 바람직하게는 80중량％이고, 그 상한은, 바람직하게는 97중량％이고, 보다 바람직하게는 96중량％이다.
수지 발포체는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 이러한 첨가제로서는, 예를 들어 연화제, 노화 방지제, 내후제, 자외선 흡수제, 분산제, 가소제, 착색제(안료, 염료 등), 대전 방지제, 계면활성제, 장력 개질제, 유동성 개질제, 활제, 산화 방지제, 충전제, 보강제, 표면 처리제, 수축 방지제, 가황제, 난연제, 가교제, 증점제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
연화제로서는, 예를 들어 파라핀계 광물유, 나프텐계 광물유, 방향족계 광물유 등의 광물유; 프로세스 오일, 윤활유, 유동 파라핀, 석유 아스팔트, 바셀린 등의 석유계 물질; 콜타르, 콜타르 피치 등의 콜타르류; 피마자유, 아마인유, 유채유, 대두유, 야자유 등의 지방 기름; 톨유, 밀랍, 카르나우바 왁스, 라놀린 등의 왁스류; 석유 수지, 쿠마론인덴 수지, 어택틱 폴리프로필렌 등의 합성 고분자 물질; 디옥틸프탈레이트, 디옥틸아디페이트, 디옥틸세바케이트 등의 에스테르 화합물; 마이크로크리스탈린 왁스; 서브(팩티스); 액상 폴리부타디엔; 변성 액상 폴리부타디엔; 액상 티오콜; 액상 폴리이소프렌; 액상 폴리부텐; 액상 에틸렌·α-올레핀계 공중합체; 등을 들 수 있다. 연화제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
수지 발포체가 연화제를 함유하는 경우, 수지 발포체 중의 연화제의 함유 비율은, 예를 들어 바람직하게는 1중량％ 내지 200중량％이고, 보다 바람직하게는 3중량％ 내지 150중량％, 더욱 바람직하게는 5중량％ 내지 100중량％이고, 특히 바람직하게는 7중량％ 내지 70중량％이고, 가장 바람직하게는 10중량％ 내지 50중량％이다. 수지 발포체 중의 연화제의 함유 비율이 상기 범위 내에 있으면, 수지 시트의 가공성, 유연성이 보다 향상될 수 있다.
난연제는, 수지 발포체의 난연성을 향상시킬 수 있다. 이 때문에, 난연제를 함유하는 수지 발포체는, 전기 또는 전자 기기 용도 등의 난연성이 요구되는 용도에도 사용할 수 있다. 난연제는, 파우더상이어도 되고, 파우더상 이외의 형태를 하고 있어도 된다. 파우더상의 난연제로서는, 무기 난연제가 바람직하다. 무기 난연제로서는, 예를 들어 브롬계 난연제, 염소계 난연제, 인계 난연제, 안티몬계 난연제, 논 할로겐-논 안티몬계 무기 난연제 등을 들 수 있다. 여기서, 염소계 난연제나 브롬계 난연제는, 연소 시에 인체에 대하여 유해하여 기기류에 대하여 부식성을 갖는 가스 성분을 발생하고, 또한, 인계 난연제나 안티몬계 난연제는, 유해성이나 폭발성 등의 문제가 있다. 이 때문에, 무기 난연제로서는, 논 할로겐-논 안티몬계 무기 난연제가 바람직하다. 논 할로겐-논 안티몬계 무기 난연제로서는, 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화마그네슘·산화니켈의 수화물, 산화마그네슘·산화아연의 수화물 등의 수화 금속 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 수화 금속 산화물은 표면 처리되어 있어도 된다.
난연제는, 난연성을 갖고, 또한, 발포 배율이 높은 수지 발포체가 얻어지는 점에서, 기포 핵제로서의 기능도 갖는 것이 바람직하다. 기포 핵제로서의 기능을 갖는 난연제로서는, 예를 들어 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등을 들 수 있다.
난연제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
수지 발포체가 난연제를 함유하는 경우, 수지 발포체 중의 난연제의 함유 비율은, 예를 들어 바람직하게는 1중량％ 내지 150중량％이고, 보다 바람직하게는 2중량％ 내지 130중량％, 더욱 바람직하게는 3중량％ 내지 100중량％이고, 특히 바람직하게는 4중량％ 내지 70중량％이고, 가장 바람직하게는 5중량％ 내지 50중량％이다.
활제는, 수지 발포체를 형성하는 수지 조성물의 유동성을 향상시킬 수 있고, 열 열화를 억제할 수 있다. 활제로서는, 예를 들어 유동 파라핀, 파라핀 왁스, 마이크로 왁스, 폴리에틸렌 왁스 등의 탄화수소계 활제; 스테아르산, 베헨산, 12-히드록시스테아르산 등의 지방산계 활제; 스테아르산부틸, 스테아르산모노글리세라이드, 펜타에리트리톨테트라스테아레이트, 경화 피마자유, 스테아르산스테아릴 등의 에스테르계 활제; 등을 들 수 있다. 활제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
수지 발포체가 활제를 함유하는 경우, 수지 발포체 중의 활제의 함유 비율은, 예를 들어 바람직하게는 0.1중량％ 내지 20중량％이고, 보다 바람직하게는 0.2중량％ 내지 15중량％, 더욱 바람직하게는 0.3중량％ 내지 10중량％이고, 특히 바람직하게는 0.4중량％ 내지 7중량％이고, 가장 바람직하게는 0.5중량％ 내지 5중량％이다.
가교제로서, 예를 들어 에폭시계, 옥사졸린계, 이소시아네이트계, 카르보디이미드계, 멜라민계, 금속 산화물계 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 옥사졸린계 가교제가 바람직하다.
가교제의 첨가량(고형분(불휘발분))은, 예를 들어 수지 재료(폴리머)(고형분(불휘발분)) 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0중량부 내지 30중량부이고, 하한은, 바람직하게는 0.01중량부이고, 보다 바람직하게는 0.5중량부이고, 더욱 바람직하게는 1중량부이고, 특히 바람직하게는 2중량부이고, 상한은, 바람직하게는 25중량부이고, 보다 바람직하게는 20중량부이다.
증점제로서는, 예를 들어 아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제, 폴리비닐알코올계 증점제 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리아크릴산계 증점제, 우레탄계 증점제가 바람직하다.
증점제의 첨가량(고형분(불휘발분))은, 예를 들어 수지 재료(폴리머)(고형분(불휘발분)) 100중량부에 대하여, 바람직하게는 0중량부 내지 10중량부이고, 하한은, 바람직하게는 0.1중량부이고, 상한은, 바람직하게는 5중량부이다.
수지 시트가 수지 발포체로 구성되는 경우, 수지 발포체의 셀 벽 비율은, 바람직하게는 5％ 내지 80％이고, 보다 바람직하게는 10％ 내지 75％이고, 더욱 바람직하게는 20％ 내지 70％이고, 특히 바람직하게는 30％ 내지 65％이고, 가장 바람직하게는 30％ 내지 60％이다. 수지 발포체의 셀 벽 비율이 상기 범위 내에 있으면, 본 발명의 효과를 보다 발현시킬 수 있음과 함께, 적절한 열교환성을 가질 수 있음과 함께, 충격 흡수성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 발포체는, 통상, 단열 효과를 갖기 때문에, 발열 부품과 일체화한 때에 해당 발열 부품의 냉각 능이 저하되어 버린다. 그러나, 수지 발포체의 셀 벽 비율이 상기 범위 내에 있으면, 열이 수지로부터 형성된 셀 벽을 통하여 적절하게 전도되기 때문에, 적절한 열교환성을 가질 수 있다.
수지 시트가 수지 발포체로 구성되는 경우, 수지 발포체의 평균 셀 직경은, 바람직하게는 40㎛ 내지 500㎛이고, 보다 바람직하게는 50㎛ 내지 400㎛이고, 더욱 바람직하게는 60㎛ 내지 300㎛이고, 특히 바람직하게는 70㎛ 내지 200㎛이고, 가장 바람직하게는 80㎛ 내지 150㎛이다.
수지 발포체의 평균 셀 직경의 크기는, 예를 들어 발열 부품으로부터 배출되는 열의 전달 능이나, 셀의 역학적 성질에 영향을 미친다. 구체적으로는, 예를 들어 셀 벽을 통하여 하우징으로 배출되는 열은, 하우징을 균일하게 따뜻하게 하도록 배출되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 수지 발포체는, 다수의 셀 벽으로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 평균 셀 직경이 상기 범위 내의 수지 발포체로 하면, 하우징을 균일하게 따뜻하게 하는데 적합한 두께의 셀 벽으로 하기 쉽다. 평균 셀 직경이 너무 크면, 셀 벽의 하나하나가 커져 버려, 하우징이 부분적으로 가열되기 쉬워져 버릴 우려가 있다. 또한, 평균 셀 직경이 너무 크면, 개개의 셀의 셀 체적/셀이 셀 벽과 접하는 면적도 커지고, 셀 중의 기체의 투과에 의한 수지 발포체의 변형 능에도 악영향을 미칠 우려가 있다. 평균 셀 직경이 너무 작으면, 셀 벽 두께가 얇아지고, 보다 치밀한 뜨개질 코(나무 형상)의 셀 벽으로 구성되는 수지 발포체가 될 수 있다. 이러한 수지 발포체는 외부 응력으로 용이하게 변형되어 버려, 쿠션성이 저하될 우려가 있다.
셀은, 수지 발포체 중에 다수 존재하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 셀 내부의 기체가 공기인 경우에 있어서는, 수지 발포체의 겉보기 밀도가, 바람직하게는 0.01g/㎤ 내지 0.5g/㎤이고, 보다 바람직하게는 0.02g/㎤ 내지 0.3g/㎤이고, 더욱 바람직하게는 0.03g/㎤ 내지 0.2g/㎤이고, 특히 바람직하게는 0.04g/㎤ 내지 0.15g/㎤이고, 가장 바람직하게는 0.05g/㎤ 내지 0.12g/㎤이다.
수지 발포체의 열전도율은, 바람직하게는 0.05W/mK 내지 0.35W/mK이고, 보다 바람직하게는 0.08W/mK 내지 0.33W/mK이고, 더욱 바람직하게는 0.10W/mK 내지 0.30W/mK이고, 특히 바람직하게는 0.13W/mK 내지 0.27W/mK이고, 가장 바람직하게는 0.15W/mK 내지 0.25W/mK이다.
수지 발포체의 셀 구조(기포 구조)는, 예를 들어 독립 기포 구조, 반 연속 반 독립 기포 구조(독립 기포 구조와 연속 기포 구조가 혼재하고 있는 기포 구조)가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 반 연속 반 독립 기포 구조이다. 수지 발포체의 독립 기포 구조부의 비율은, 유연성의 점에서, 수지 발포체의 체적(100％)에 대하여 바람직하게는 40％ 이하이고, 보다 바람직하게는 30％ 이하이다. 셀 구조는, 예를 들어 발포 성형 시에, 수지 조성물에 함침시키는 발포제의 양이나 압력에 의해 발포 배율을 조절함으로써, 제어할 수 있다.
수지 발포체는, 수지 조성물을 발포시킴으로써 형성된다. 수지 조성물은, 수지 발포체를 형성시키기 위한 재료이다. 즉, 수지 발포체는 수지 조성물로부터 형성된다.
수지 조성물은 또한, 기포 핵제(발포 핵제), 결정 핵제를 포함하고 있어도 된다. 이들 중에서도, 수지 조성물은, 기포 핵제를 포함하는 것이 바람직하다. 기포 핵제를 포함하면, 수지 조성물을 발포시킴으로써, 균일하고 미세한 셀 구조를 갖는 수지 발포체가 얻어지기 쉽다.
기포 핵제로서는, 예를 들어 입자를 들 수 있다. 이러한 입자로서는, 예를 들어 탈크, 실리카, 알루미나, 제올라이트, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 산화아연, 산화티타늄, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 마이카, 몬모릴로나이트 등의 클레이, 카본 입자, 유리 섬유, 카본 튜브(카본 나노 튜브 등) 등을 들 수 있다. 기포 핵제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
기포 핵제로서의 입자의 평균 입자경(입경)은, 예를 들어 0.1 내지 20㎛가 바람직하다. 기포 핵제로서의 입자의 평균 입자경(입경)이 상기 범위 내에 있으면, 기포 핵제로서의 기능을 보다 충분히 발휘할 수 있음과 함께, 발포 성형 시에 보다 가스 누출되기 어려워질 수 있다.
수지 조성물이 기포 핵제를 함유하는 경우, 수지 조성물 중의 기포 핵제의 함유 비율은, 예를 들어 바람직하게는 0.5중량％ 내지 125중량％이고, 보다 바람직하게는 1중량％ 내지 120중량％이다.
수지 조성물은, 상기 수지 등의 재료를 혼련함으로써 제작할 수 있다. 예를 들어, 수지 조성물은, 1축(단축) 혼련 압출기나 2축 혼련 압출기 등의 임의의 적절한 용융 혼련 압출 장치에 의해 혼련하여 압출함으로써 얻을 수 있다. 수지 조성물은, 예를 들어 스트랜드상, 시트상, 평판상, 펠릿상(예를 들어, 스트랜드상으로 압출된 수지 조성물을 수랭 또는 공랭하고, 적당한 길이로 재단한 펠릿상) 등을 들 수 있다.
수지가 아크릴계 수지의 경우에는, 수지 조성물은, 기포성의 관점에서, 수지 재료를 포함하는 에멀션(에멀션 수지 조성물)을 사용하는 것이 바람직하다. 에멀션은, 2종 이상의 에멀션을 블렌드하여 사용해도 된다. 에멀션의 고형분 농도는, 성막성의 관점에서, 높은 쪽이 바람직하다. 에멀션의 고형분 농도는, 바람직하게는 30중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 40중량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상이다.
수지 조성물을 발포시키는 방법으로서는, 예를 들어 물리적 발포 방법이나 화학적 발포 방법 등을 들 수 있다. 물리적 발포 방법은, 저비점 액체(발포제)를 수지 조성물에 함침(분산)시키고, 이어서 발포제를 휘발시킴으로써, 셀을 형성시키는 방법이다. 화학적 발포 방법은, 수지 조성물에 첨가한 화합물의 열분해에 의해 발생한 가스에 의해 셀을 형성시키는 방법이다. 이들 중에서도, 수지 발포 시트의 오염을 회피하는 점, 미세하고 균일한 셀 구조의 얻기 쉬움의 점에서, 물리적 발포 방법이 바람직하고, 발포제로서 고압의 가스를 사용하는 물리적 발포 방법이 보다 바람직하다.
물리적 발포 방법에 있어서 사용되는 발포제로서는, 예를 들어 미세하고 또한 셀 밀도가 높은 셀 구조의 얻기 쉬움의 점에서, 가스가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 수지 조성물이 함유하는 수지에 대하여 불활성의 가스(불활성 가스)이다. 불활성 가스로서는, 예를 들어 이산화탄소, 질소 가스, 공기, 헬륨, 아르곤 등을 들 수 있다. 이들의 불활성 가스 중에서도, 수지 조성물로의 함침량이 많고, 함침 속도가 빠른 점에서, 이산화탄소가 바람직하다. 불활성 가스는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
수지 조성물 중의 발포제의 함유 비율은, 바람직하게는 2중량％ 내지 10중량％이다.
불활성 가스는, 수지 조성물로의 함침 속도를 빠르게 한다는 점에서, 함침 시에 초임계 상태인 것이 바람직하다. 즉, 수지 발포체는, 수지 조성물을, 초임계 유체를 사용하여 발포시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다. 불활성 가스가 초임계 유체(초임계 상태)이면, 수지 조성물에 대한 불활성 가스의 용해도가 증대하고, 고농도의 불활성 가스의 함침(혼입)이 가능하다. 또한, 고농도로 불활성 가스를 함침하는 것이 가능하기 때문에, 함침 후에 압력을 급격하게 강하시킨 때에는, 기포 핵의 발생이 많아지고, 미세한 셀을 얻을 수 있다. 또한, 이산화탄소의 임계 온도는 31℃, 임계 압력은 7.4MPa이다.
발포제로서 가스를 사용하는 물리적 발포 방법으로서는, 수지 조성물에 고압의 가스(예를 들어, 불활성 가스 등)를 함침시킨 후, 감압(예를 들어, 대기압까지)하는 공정(압력을 해방하는 공정)을 거쳐서 발포시킴으로써 형성하는 방법이 바람직하다. 구체적으로는, 수지 조성물을 성형함으로써 미발포 성형물을 얻고, 해당 미발포 성형물에 고압의 가스를 함침시킨 후, 감압(예를 들어, 대기압까지)하는 공정을 거쳐서 발포시킴으로써 형성하는 방법이나, 용융한 수지 조성물에 가스(예를 들어, 불활성 가스 등)를 가압 상태 하에서 함침시킨 후, 감압(예를 들어, 대기압까지)하여 발포시킴과 함께 성형에 제공하여 형성하는 방법 등을 들 수 있다.
수지 발포체를 형성하는 경우에는, 수지 조성물을, 시트상 등의 적당한 형상으로 성형하여 미발포 수지 성형체(미발포 성형물)로 한 후, 이 미발포 수지 성형체에, 고압의 가스를 함침시켜, 압력을 해방함으로써 발포시키는 방식(배치 방식)으로 행해도 되고, 또한, 수지 조성물을, 고압 조건 하, 고압의 가스와 함께 혼련하고, 성형함과 동시에 압력을 해방하고, 성형과 발포를 동시에 행하는 방식(연속 방식)으로 행해도 된다.
배치 방식에 있어서, 미발포 수지 성형체를 형성하는 방법으로서는, 예를 들어 수지 조성물을, 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기를 사용하여 성형하는 방법; 수지 조성물을, 롤러, 캠, 니더, 밴버리형 등의 블레이드를 마련한 혼련기를 사용하여 균일하게 혼련해 두고, 열판의 프레스 등을 사용하여 소정의 두께로 프레스 성형하는 방법; 수지 조성물을, 사출 성형기를 사용하여 성형하는 방법; 등을 들 수 있다. 또한, 미발포 수지 성형체의 형상으로서는, 예를 들어 시트상, 롤상, 판상 등을 들 수 있다. 배치 방식에서는, 원하는 형상이나 두께의 미발포 수지 성형체가 얻어지는 적절한 방법에 의해 수지 조성물이 성형으로 처리된다.
배치 방식에서는, 미발포 수지 성형체를 내압 용기 중에 넣어서, 고압의 가스를 주입(도입, 혼입)하고, 미발포 수지 성형체 내에 가스를 함침시키는 가스 함침 공정, 충분히 가스를 함침시킨 시점에서 압력을 해방하고(통상, 대기압까지), 수지 조성물 중에 기포 핵을 발생시키는 감압 공정을 거쳐, 셀 구조가 형성된다.
연속 방식에서는, 수지 조성물을 압출기(예를 들어, 단축 압출기, 2축 압출기 등)나 사출 성형기를 사용하여 혼련하면서, 고압의 가스를 주입(도입, 혼입)하고, 충분히 고압의 가스를 수지 조성물에 함침시키는 혼련 함침 공정, 압출기의 선단에 마련된 다이스 등을 통하여 수지 조성물을 압출함으로써 압력을 해방하고(통상, 대기압까지), 성형과 발포를 동시에 행하는 성형 감압 공정에 의해, 수지 조성물이 발포 성형으로 처리된다.
배치 방식이나 연속 방식에서는, 필요에 따라, 가열에 의해 기포 핵을 성장시키는 가열 공정이 마련되어도 된다. 또한, 가열 공정을 마련하지 않고, 실온에서 기포 핵을 성장시켜도 된다. 또한, 셀을 성장시킨 후, 필요에 따라 냉수 등에 의해 급격하게 냉각하고, 형상을 고정화시켜도 된다. 고압의 가스 도입은, 연속적으로 행하여도 되고 불연속적으로 행하여도 된다. 또한, 기포 핵을 성장시킬 때의 가열 방법으로서는, 예를 들어 워터 배스, 오일 배스, 열 롤, 열풍 오븐, 원적외선, 근적외선, 마이크로파 등을 사용한 방법을 들 수 있다.
배치 방식의 가스 함침 공정이나 연속 방식의 혼련 함침 공정에 있어서, 가스를 함침시킬 때의 압력은, 가스의 종류나 조작성 등을 고려하여 적절히 선택되고, 예를 들어 바람직하게는 5MPa 내지 100)MPa이고, 보다 바람직하게는 7MPa 내지 100)MPa이다. 즉, 수지 조성물에, 바람직하게는 5MPa 내지 100MPa의 압력의 가스를 함침시키고, 보다 바람직하게는 7MPa 내지 100)MPa의 압력의 가스를 함침시킨다. 가스의 압력이, 5MPa 이상이면, 발포 시의 셀 성장을 적절하게 억제하고, 셀이 너무 커지는 것을 억제할 수 있는 경향이 있다. 이것은, 압력이 높으면, 가스의 함침량이 저압 시에 비하여 상대적으로 많아지고, 기포 핵 형성 속도가 빠르게 형성되는 기포 핵 수가 많아지기 때문에, 1 셀당의 가스량을 억제하여, 셀 직경이 극단적으로 커지기 어려운 것에 의한다. 또한, 5MPa 이상의 압력 영역에서는, 함침 압력을 조금 변화시켜도, 셀 직경, 셀 밀도가 크게 변화되기 어렵고, 셀 직경 및 셀 밀도의 제어가 용이하게 되기 쉽다.
배치 방식에 있어서의 가스 함침 공정이나 연속 방식에 있어서의 혼련 함침 공정에서, 가스를 함침시킬 때의 온도(함침 온도)는, 사용하는 가스나 수지의 종류에 따라 상이하고, 넓은 범위에서 선택할 수 있지만, 조작성 등을 고려한 경우, 바람직하게는 10℃ 내지 350℃이다. 배치 방식에서의 함침 온도는, 바람직하게는 10℃ 내지 250℃이고, 보다 바람직하게는 40℃ 내지 240℃이고, 더욱 바람직하게는 60℃ 내지 230℃이다. 연속 방식에서의 함침 온도는, 바람직하게는 60℃ 내지 350℃이고, 보다 바람직하게는 100℃ 내지 320℃이고, 더욱 바람직하게는 150℃ 내지 300℃이다. 고압의 가스로서 이산화탄소를 사용하는 경우에는, 초임계 상태를 유지하기 위해서, 함침 시의 온도(함침 온도)는, 바람직하게는 32℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 40℃ 이상이다. 또한, 가스를 함침시킨 후, 발포 성형하기 전에, 가스를 함침시킨 수지 조성물을, 발포 성형에 적합한 온도(예를 들어, 150℃ 내지 190℃)까지 냉각해도 된다.
배치 방식이나 연속 방식에 있어서, 감압 공정(압력을 해방하는 공정)에서의 감압 속도로서는, 예를 들어 균일하고 미세한 셀을 갖는 셀 구조를 얻는 점에서, 바람직하게는 5MPa/초 내지 300MPa/초이다.
기포 핵을 성장시키기 위해서, 가열 공정을 마련하는 경우에는, 가열 온도는, 예를 들어 바람직하게는 40℃ 내지 250℃이고, 보다 바람직하게는 60℃ 내지 250℃이다.
수지 발포체의 셀 구조, 밀도, 상대 밀도는, 구성하는 수지의 종류에 따라, 수지 조성물을 발포 성형할 때의 발포 방법이나 발포 조건(예를 들어, 발포제의 종류나 양, 발포 시의 온도나 압력이나 시간 등)을 선택함으로써 조정될 수 있다.
수지가 아크릴계 수지의 경우에는, 수지 조성물(바람직하게는, 에멀션 수지 조성물)을 기계적으로 발포시켜서 거품 발생화시키는 공정(공정 A)을 거쳐서 발포체를 제작하는 방법이 바람직하다. 즉, 수지 발포체는, 수지 조성물(예를 들어, 에멀션 수지 조성물)의 기계 발포체인 것이 바람직하다. 거품 발생 장치로서는, 예를 들어 고속 전단 방식, 진동 방식, 가압 가스의 토출 방식 등의 장치를 들 수 있다. 이들 중에서도, 기포 직경의 미세화, 대용량 제작의 관점에서, 고속 전단 방식이 바람직하다.
기계적 교반에 의해 거품 발생한 때의 기포는, 기체(가스)가 에멀션 중에 도입된 것이다. 가스로서는, 에멀션에 대하여 불활성이라면, 임의의 적절한 가스를 채용할 수 있다. 이러한 가스로서는, 예를 들어 공기, 질소, 이산화탄소 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 경제성의 관점에서, 공기가 바람직하다.
상기 방법에 의해 거품 발생화한 수지 조성물(바람직하게는, 에멀션 수지 조성물)을 기재 상에 도포 시공하여 건조하는 공정(공정 B)을 거침으로써, 수지 발포체의 시트를 얻을 수 있다. 기재로서는, 예를 들어 박리 처리한 플라스틱 필름(박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등), 플라스틱 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등) 등을 들 수 있다.
공정 B에 있어서의, 도포 시공 방법, 건조 방법으로서는, 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 공정 B는, 기재 상에 도포한 수지 조성물(바람직하게는, 에멀션 수지 조성물)을 50℃ 이상 125℃ 미만에서 건조하는 예비 건조 공정 B1과, 그 후 또한 125℃ 이상 200℃ 이하에서 건조하는 본 건조 공정 B2를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 예비 건조 공정 B1과 본 건조 공정 B2를 마련함으로써, 급격한 온도 상승에 의한 기포의 합일화, 기포의 파열을 방지할 수 있다. 특히, 두께가 작은 수지 발포체의 시트에 있어서는, 온도의 급격한 상승에 의해 기포가 합일하거나, 파열되므로, 예비 건조 공정 B1을 마련하는 의의는 크다. 예비 건조 공정 B1에 있어서의 온도는, 바람직하게는 50℃ 이상 100℃ 이하이다. 예비 건조 공정 B1의 시간은, 바람직하게는 0.5분 내지 30분이고, 보다 바람직하게는 1분 내지 15분이다. 본 건조 공정 B2에 있어서의 온도는, 바람직하게는 130℃ 이상 180℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 130℃ 이상 160℃ 이하이다. 본 건조 공정 B2의 시간은, 바람직하게는 0.5분 내지 30분이고, 보다 바람직하게는 1분 내지 15분이다.
수지가 아크릴계 수지인 경우에는, 수지 발포체의 평균 셀 직경, 최대 셀 직경 및 최소 셀 직경은, 계면활성제의 종류나 양을 조정하는 것이나, 기계적 교반 시의 교반 속도나 교반 시간에 의해 조정할 수 있다.
수지가 아크릴계 수지인 경우에는, 수지 발포체의 겉보기 밀도는, 기계적 교반시의 수지 조성물(바람직하게는, 에멀션 수지 조성물) 중에 도입되는 기체(가스) 성분량에 의해 조정할 수 있다.
수지 발포체는, 슬라이스 가공을 실시해도 된다. 구체적으로는, 수지 조성물을 발포시켜서 수지 발포체를 얻은 후, 해당 수지 발포체의 양면측의 표면을 슬라이스 가공해도 된다. 수지 발포체는, 표면 부근에, 내부와 비교하여 밀도가 높은 층상 부분(내부와 비교하여 발포 배율이 낮은 층상 부분, 스킨층)을 갖는 경우가 많다. 슬라이스 가공에 의하면 이 층상 부분을 제외할 수 있고, 수지 발포체의 표면에 내부의 기포 구조를 노출시켜, 개구부를 마련할 수 있다. 또한, 슬라이스 가공에 의해, 두께 정밀도의 향상을 도모할 수 있고, 이에 의해 두께 정밀도가 향상된다.
수지 발포체는, 표면이 가열 용융 처리되어 있어도 된다. 구체적으로는, 수지 조성물을 발포시켜서 수지 발포체를 얻은 후, 필요에 따라 슬라이스 가공하고, 수지 발포체의 표면을 가열 용융 처리해도 된다. 이와 같이, 두께 방향의 표면을 용융시킴으로써, 유연성의 저하를 최소한으로 억제하면서, 길이 방향의 인장 강도를 높게 하여 파단이나 끊어진 조각 등의 발생을 억제하고, 수지 발포체를 용이하게 연속하여 얻을 수 있다. 또한, 발포 부분이 비발포 상태(벌크)로 되돌아감으로써, 표면의 조도(두께의 오차)가 작아져 두께 정밀도가 향상된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 수지 조성물을 발포시킴으로써 얻어지는 수지 발포체이며, 가열 용융 처리하기 전의 수지 발포체를 「발포 구조체」라고 칭하는 경우가 있다.
가열 용융 처리는, 예를 들어 두께 정밀도를 높게 하기 쉬운 점에서, 발포 구조체의 적어도 한쪽 면에 대하여 전체적으로 실시되는 것이 바람직하다. 즉, 수지 발포체는, 수지 조성물을 발포시킴으로써 발포 구조체를 얻은 후, 발포 구조체의 편면 또는 양면에 가열 용융 처리를 실시함으로써 얻어지는 것이 바람직하다. 또한, 동일한 면에 가열 용융 처리를 2회 이상 실시해도 된다.
가열 용융 처리로서는, 예를 들어 열 롤에 의한 프레스 처리, 레이저 조사 처리, 가열된 롤 상에서의 접촉 용융 처리, 프레임 처리 등을 들 수 있다. 열 롤에 의한 프레스 처리의 경우, 열 라미네이터 등을 사용하여 처리를 행할 수 있다. 또한, 롤의 재질로서는 고무, 금속, 불소계 수지(예를 들어, 테플론(등록 상표)) 등을 들 수 있다.
가열 용융 처리 시의 온도로서는, 하한값으로서, 바람직하게는 수지 발포체에 포함되는 수지의 연화점 또는 융점보다 15℃ 낮은 온도 이상이고, 보다 바람직하게는, 수지 발포체에 포함되는 수지의 연화점 또는 융점보다 12℃ 낮은 온도 이상이고, 상한값으로서, 바람직하게는, 수지 발포체에 포함되는 수지의 연화점 또는 융점보다 20℃ 높은 온도 이하이고, 보다 바람직하게는, 수지 발포체에 포함되는 수지의 연화점 또는 융점보다 10℃ 높은 온도 이하이다.
수지 발포체에 포함되는 수지가 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등)인 경우, 가열 용융 처리 시의 온도는, 구체적으로는, 바람직하게는 100℃ 내지 300℃이고, 보다 바람직하게는 150℃ 내지 250℃이고, 더욱 바람직하게는 170℃ 내지 230℃이다.
가열 용융 처리의 처리 시간으로서는, 예를 들어 바람직하게는 0.1초 내지 10초이고, 보다 바람직하게는 0.5초 내지 7초이다. 처리 시간이 상기 범위 내에 있으면, 용융에 충분한 시간을 확보할 수 있고, 과잉의 가열에 의한 주름 등의 발생을 억제할 수 있고, 충분한 가열 용융 처리를 행할 수 있고, 수지 발포체의 두께 정밀도가 보다 향상될 수 있다.
가열 용융 처리는, 발포 구조체가 통과하는 갭(간극, 간격)을 조정할 수 있는 가열 용융 처리 장치를 사용하여 행하는 것이 바람직하다. 이러한 가열 용융 처리 장치로서는, 예를 들어 갭을 조정 가능한 가열 롤(열 유전 롤)을 갖는 연속 처리 장치를 들 수 있다.
층상의 수지 발포체에는, 다른 층이 적층되어 있어도 된다. 다른 층은, 수지 발포체의 편면측에만 마련되어 있어도 되고, 양면측에 마련되어 있어도 된다. 다른 층은, 단층이어도 되고, 복수의 층으로 이루어지는 적층체여도 된다. 다른 층으로서는, 예를 들어 점착제층, 중간층(예를 들어 밀착성을 향상시키는 하도층 등), 기재층(예를 들어 필름층, 부직포층 등) 등을 들 수 있다.
층상의 수지 발포체(다른 층이 적층되어 있는 경우에는 다른 층과의 적층체)를 롤상으로 권회함으로써, 권회체가 얻어진다. 권회체에 있어서의 수지 발포체는, 다른 층이 적층되어 있지 않은 것이 바람직하다. 권회체는, 코어재와 해당 코어재에 권회된 수지 발포체로 이루어지는 것이 바람직하다. 수지 발포체에 다른 층으로서 소정의 강도를 갖는 층이 적층되어 있는 경우, 권회체의 절단 가공 후에 외관 이상이나 죽순상의 변형은 비교적 발생하기 어렵다. 그러나, 권회체는, 다른 층이 적층되어 있지 않은 경우(예를 들어, 코어재와 해당 코어재에 권회된 상기 수지 발포 시트만으로 이루어지는 경우)라도, 절단 후의 외관 이상이나 죽순상의 변형이 발생하기 어렵다. 따라서, 수지 발포체에 다른 층으로서 소정의 강도를 갖는 층을 적층하는 것은 불필요하게 되기 때문에, 다른 층을 접합하는 수고나 비용을 저감하는 것이 가능하게 된다.
권회는, 코어재에 수지 발포체 또는 적층체를 감음으로써 행하는 것이 바람직하다. 감을 때의 장력은, 예를 들어 바람직하게는 1N/200mm 내지 20N/200mm이고, 보다 바람직하게는 2N/200mm 내지 10N/200mm이다. 상기 장력이 상기 범위 내에 있으면, 수지 발포체에 적당한 장력이 가해지고, 또한, 감을 때에 수지 발포체가 변형되기 어렵다.
감기 시의 속도(인취 속도)는, 예를 들어 바람직하게는 1m/min 내지 50m/이고, 보다 바람직하게는 5m/min 내지 30m/min이다.
《《점착제층을 구비한 수지 시트》》
본 발명의 하나의 실시 형태인 점착제층을 구비한 수지 시트는, 본 발명의 하나의 실시 형태인 수지 시트와 점착제층을 갖는다. 점착제층은, 수지 시트의 한쪽의 측에 구비되어 있어도 되고, 양쪽의 측에 구비되어 있어도 된다. 점착제층은, 1층만이어도 되고, 2층 이상이어도 된다.
본 발명의 하나의 실시 형태인 점착제층을 구비한 수지 시트가 갖는 각 층은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 방법에 의해 적층시키면 된다.
점착제층을 구비한 수지 시트는, 수지 시트와 점착제층 이외에, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 다른 층을 갖고 있어도 된다.
점착제층의 두께는, 바람직하게는 5㎛ 내지 200㎛이고, 보다 바람직하게는 10㎛ 내지 150㎛이고, 더욱 바람직하게는 20㎛ 내지 100㎛이고, 특히 바람직하게는 30㎛ 내지 80㎛이고, 가장 바람직하게는 40㎛ 내지 60㎛이다.
점착제층을 구비한 수지 시트의 두께는, 바람직하게는 55㎛ 내지 700㎛이고, 보다 바람직하게는 70㎛ 내지 650㎛이고, 더욱 바람직하게는 100㎛ 내지 450㎛이고, 특히 바람직하게는 130㎛ 내지 380㎛이고, 가장 바람직하게는 190㎛ 내지 310㎛이다.
점착제층을 구성하는 점착제로서는, 예를 들어 고무계 점착제(합성 고무계 점착제, 천연 고무계 점착제 등), 우레탄계 점착제, 아크릴 우레탄계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 에폭시계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 불소계 점착제, 고무계 점착제 등을 들 수 있다. 점착제층을 구성하는 점착제로서는, 바람직하게는 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제에서 선택되는 적어도 1종이다. 이러한 점착제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다. 점착제층은, 1층이어도 되고, 2층 이상이어도 된다.
점착제로서는, 점착 형태로 분류하면, 예를 들어 에멀션형 점착제, 용제형 점착제, 자외선 가교형(UV 가교형) 점착제, 전자선 가교형(EB 가교형) 점착제, 열용융형 점착제(핫 멜트형 점착제) 등을 들 수 있다. 이러한 점착제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
점착제로서는, 바람직하게는 열전도성 입자를 함유하는 열전도성 점착제를 들 수 있다. 점착제로서 열전도성 입자를 함유하는 열전도성 점착제를 채용하면, 적층에 의해 발생하는 특성 변화 중 열전도성으로의 영향을 저감할 수 있고, 두께에 대한 제한을 완화할 수 있다.
열전도성 점착제로서는, 열전도율이, 하한값으로서, 바람직하게는 0.3W/m·K 이상이고, 보다 바람직하게는 0.4W/m·K 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.5W/m·K 이상이고, 상한값으로서, 바람직하게는 10W/m·K 이하이다.
열전도성 점착제는, 바람직하게는 열전도성 입자를 함유하는 특정한 점착제 원료로부터 얻어진다.
점착제 원료는, 단량체 및/또는 폴리머와, 열전도성 입자를 함유한다.
단량체로서는, 예를 들어 필수 성분으로서, (메트)아크릴산알킬에스테르계 단량체를 들 수 있고, 임의 성분으로서, 극성기 함유 단량체, 다관능 단량체, 이들의 단량체와 공중합 가능한 공중합 가능 단량체를 들 수 있다.
단량체는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
점착제 원료 중의 단량체의 함유 비율은, 바람직하게는 1중량％ 내지 45중량％이고, 보다 바람직하게는 10중량％ 내지 40중량％이다.
(메트)아크릴산알킬에스테르계 단량체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산프로필, (메트)아크릴산이소프로필, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산이소부틸, (메트)아크릴산s-부틸, (메트)아크릴산t-부틸, (메트)아크릴산펜틸, (메트)아크릴산이소펜틸, (메트)아크릴산헥실, (메트)아크릴산헵틸, (메트)아크릴산옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산노닐, (메트)아크릴산이소노닐, (메트)아크릴산데실, (메트)아크릴산이소데실, (메트)아크릴산운데실, (메트)아크릴산도데실, (메트)아크릴산트리데실, (메트)아크릴산테트라데실, (메트)아크릴산펜타데실, (메트)아크릴산헥사데실, (메트)아크릴산헵타데실, (메트)아크릴산옥타데실, (메트)아크릴산노나데실, (메트)아크릴산에이코실 등을 들 수 있다. 이들의 (메트)아크릴산알킬에스테르계 단량체 중에서도, 접착 특성의 균형을 취하기 쉽다고 하는 점 등에서, 바람직하게는 (메트)아크릴산C2-C12알킬에스테르이고, 보다 바람직하게는 (메트)아크릴산C4-C9알킬에스테르이다. 또한, 「Cx-Cy」가 되는 표기는, 「탄소수 x-탄소수 y」를 의미한다.
단량체 중의 (메트)아크릴산알킬에스테르계 단량체의 함유 비율은, 하한값으로서, 바람직하게는 60중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 80중량％ 이상이고, 상한값으로서, 바람직하게는 99중량％ 이하이다.
극성기 함유 단량체로서는, 예를 들어 질소 함유 단량체, 수산기 함유 단량체, 술포기 함유 단량체, 질소·수산기 병유 단량체, 질소·술포기 병유 단량체, 수산기·인산기 병유 단량체, 카르복실기 함유 단량체 등을 들 수 있다.
질소 함유 단량체로서는, 예를 들어 N-(메트)아크릴로일모르폴린, N-아크릴로일피롤리딘 등의 환상 (메트)아크릴아미드; (메트)아크릴아미드, N-치환 (메트)아크릴아미드(예를 들어, N-에틸(메트)아크릴아미드, N-n-부틸(메트)아크릴아미드 등의 N-알킬(메트)아크릴아미드); N,N-치환 (메트)아크릴아미드(예를 들어, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디프로필(메트)아크릴아미드, N,N-디이소프로필(메트)아크릴아미드, N,N-디(n-부틸)(메트)아크릴아미드, N,N-디(t-부틸)(메트)아크릴아미드 등의 N,N-디알킬(메트)아크릴아미드); N-비닐-2-피롤리돈(NVP), N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-3-모르폴리논, N-비닐-2-카프로락탐, N-비닐-1,3-옥사진-2-온, N-비닐-3,5-모르폴린디온 등의 N-비닐 환상 아미드; 아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트 등의 아미노기 함유 단량체; N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드 골격 함유 단량체; N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-라우릴이타콘이미드, N-시클로헥실이타콘이미드 등의 이타콘이미드계 단량체; 등을 들 수 있다.
수산기 함유 단량체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산3-히드록시프로필, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
술포기 함유 단량체로서는, 예를 들어 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등을 들 수 있다.
질소·수산기 병유 단량체로서는, 예를 들어 N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드(HEAA), N-(2-히드록시프로필)(메트)아크릴아미드, N-(1-히드록시프로필)(메트)아크릴아미드, N-(3-히드록시프로필)(메트)아크릴아미드, N-(2-히드록시부틸)(메트)아크릴아미드, N-(3-히드록시부틸)(메트)아크릴아미드, N-(4-히드록시부틸)(메트)아크릴아미드 등의 N-히드록시알킬(메트)아크릴아미드 등을 들 수 있다.
질소·술포기 병유 단량체로서는, 예를 들어 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산 등을 들 수 있다.
수산기·인산기 병유 단량체로서는, 예를 들어 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등을 들 수 있다.
카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이소크로톤산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등을 들 수 있다.
극성기 함유 단량체 중, 점착제층에 높은 접착성과 유지력을 부여한다는 점에서, 바람직하게는 질소 함유 단량체, 수산기 함유 단량체, 질소·수산기 함유 단량체를 들 수 있고, 보다 바람직하게는, N-비닐-2-피롤리돈, N-(메트)아크릴로일모르폴린, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴산히드록시부틸, N-(2-히드록시에틸)(메트)아크릴아미드를 들 수 있다.
단량체 중의 극성기 함유 단량체의 함유 비율은, 바람직하게는 5중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 5중량％ 내지 30중량％이고, 더욱 바람직하게는 5중량％ 내지 25중량％이다. 극성기 함유 단량체의 함유 비율이 상기 범위 내에 있으면, 점착제층에 양호한 유지력을 부여할 수 있다.
다관능 단량체는, 에틸렌계 불포화 탄화수소기를 복수 갖는 단량체이며, 예를 들어 헥산디올(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 비닐(메트)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에폭시아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트, 디부틸(메트)아크릴레이트, 헥시딜(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
단량체 중의 다관능 단량체의 함유 비율은, 바람직하게는 2중량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.01중량％ 내지 2중량％이고, 보다 바람직하게는 0.02중량％ 내지 1중량％이다. 다관능 단량체의 함유 비율이 상기 범위 내에 있으면, 점착제층의 접착력을 향상시킬 수 있다.
공중합 가능 단량체로서는, 예를 들어 글리시딜(메트)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르 등의 에폭시기 함유 단량체; (메트)아크릴산2-메톡시에틸, (메트)아크릴산3-메톡시프로필, (메트)아크릴산메톡시에틸렌글리콜, (메트)아크릴산메톡시폴리프로필렌글리콜 등의 알콕시기 함유 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시아노기 함유 단량체; 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 부타디엔, 이소부틸렌 등의 α-올레핀; 2-이소시아나토에틸아크릴레이트, 2-이소시아나토에틸메타크릴레이트 등의 이소시아네이트기 함유 단량체; 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등의 비닐에스테르계 단량체; 알킬비닐에테르 등의 비닐에테르계 단량체; 테트라히드로푸르푸릴(메트)아크릴레이트 등의 복소환 함유 (메트)아크릴산에스테르; 플루오로알킬(메트)아크릴레이트 등의 할로겐 원자 함유 단량체; 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등의 알콕시실릴기 함유 단량체; (메트)아크릴기 함유 실리콘 등의 실록산 골격 함유 단량체; 시클로펜틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 보르닐(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 지환식 탄화수소기 함유 (메트)아크릴레이트; 페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산페녹시디에틸렌글리콜 등의 방향족 탄화수소기 함유 (메트)아크릴레이트; 등을 들 수 있다.
공중합 가능 단량체 중, 바람직하게는 알콕시기 함유 단량체이고, 보다 바람직하게는, 아크릴산2-메톡시에틸이다. 알콕시기 함유 단량체를 채용함으로써, 점착제층의 피착체에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있고, 피착체로부터의 열을 효율적으로 전도시킬 수 있다.
단량체 중의 공중합 가능 단량체의 함유 비율은, 바람직하게는 30중량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 20중량％ 이하이다.
폴리머로서는, 예를 들어 단량체를 반응시켜서 얻어지는 중합체(폴리머)를 들 수 있다. 상세하게는, 폴리머로서는, 예를 들어 아크릴계 폴리머, 보다 상세하게는, 필수 성분으로서, (메트)아크릴산알킬에스테르계 단량체가 사용되고, 임의 성분으로서, 극성기 함유 단량체, 다관능 단량체, 이들의 단량체와 공중합 가능한 공중합 가능 단량체가 사용된 아크릴계 중합체 등을 들 수 있다. 또한, 폴리머에는, 단량체의 일부 중합물이 포함된다.
폴리머는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
점착제 원료 중의 폴리머의 함유 비율은, 바람직하게는 1중량％ 내지 45중량％이고, 보다 바람직하게는 10중량％ 내지 40중량％이다.
점착제 원료 중에 단량체 및 폴리머의 양쪽이 함유되는 경우, 점착제 원료 중의 단량체 및 폴리머의 함유 비율은, 바람직하게는 1중량％ 내지 45중량％이고, 보다 바람직하게는 10중량％ 내지 40중량％이다.
열전도성 입자로서는, 예를 들어 수화 금속 화합물을 들 수 있다.
수화 금속 화합물은, 분해 개시 온도가 150℃ 내지 500℃의 범위이고, 일반식 MxOy·nH2O(M은 금속 원자, x, y는 금속의 원자가에 의해 정해지는 1 이상의 정수, n은 함유 결정수의 수)로 표시되는 화합물 또는 해당 화합물을 포함하는 복염이다.
수화 금속 화합물로서는, 예를 들어 수산화알루미늄[Al2O3·3H2O; 또는 Al(OH)3], 베마이트[Al2O3·H2O; 또는 AlOOH], 수산화마그네슘[MgO·H2O; 또는 Mg(OH)2], 수산화칼슘[CaO·H2O; 또는 Ca(OH)2], 수산화아연[Zn(OH)2], 규산[H4SiO4; 또는 H2SiO3; 또는 H2Si2O5], 수산화철[Fe2O3·H2O 또는 2FeO(OH)], 수산화구리[Cu(OH)2], 수산화바륨[BaO·H2O; 또는 BaO·9H2O], 산화지르코늄 수화물[ZrO·nH2O], 산화주석 수화물[SnO·H2O], 염기성 탄산마그네슘[3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O], 히드로탈사이트[6MgO·Al2O3·H2O], 도오소나이트[Na2CO3·Al2O3·nH2O], 붕사[Na2O·B2O5·5H2O], 붕산아연[2ZnO·3B2O5·3.5H2O] 등을 들 수 있다.
수화 금속 화합물은, 시판되고 있고, 예를 들어 수산화알루미늄으로서, 상품명 「하이지라이트 H-100-ME」(1차 평균 입자경 75㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-10」(1차 평균 입자경 55㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-32」(1차 평균 입자경 8㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-31」(1차 평균 입자경 20㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「하이지라이트 H-42」(1차 평균 입자경 1㎛)(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「B103ST」(1차 평균 입자경 8㎛)(닛본 게긴조꾸사제) 등, 수산화마그네슘으로서, 상품명 「KISUMA 5A」(1차 평균 입자경 1㎛)(교와 가가꾸 고교사제) 등을 들 수 있다.
열전도성 입자로서는, 수화 금속 화합물 이외에, 예를 들어 질화붕소, 질화알루미늄, 질화규소, 질화갈륨, 탄화규소, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화아연, 산화주석, 산화구리, 산화니켈, 안티몬산 도프 산화주석, 탄산칼슘, 티타늄산바륨, 티타늄산칼륨, 구리, 은, 금, 니켈, 알루미늄, 백금, 카본 블랙, 카본 튜브(카본 나노 튜브), 카본 파이버, 다이아몬드 등을 들 수 있다.
열전도성 입자는, 시판되고 있고, 예를 들어 질화붕소로서, 상품명 「HP-40」(미즈시마 고킨테츠사제), 상품명 「PT620」(모멘티브사제) 등, 산화알루미늄으로서, 상품명 「AS-50」(쇼와 덴꼬사제), 상품명 「AS-10」(쇼와 덴꼬사제) 등, 안티몬산 도프 주석으로서, 상품명 「SN-100S」(이시하라 산교사제), 상품명 「SN-100P」(이시하라 산교사제), 상품명 「SN-100D(수분산품)」(이시하라 산교사제) 등, 산화티타늄으로서, 상품명 「TTO 시리즈」(이시하라 산교사제) 등, 산화아연으로서, 상품명 「SnO-310」(스미토모 오사카 시멘트사제), 상품명 「SnO-350」(스미토모 오사카 시멘트사제), 상품명 「SnO-410」(스미토모 오사카 시멘트사제) 등을 들 수 있다.
열전도성 입자는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
열전도성 입자로서, 바람직하게는 수화 금속 화합물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는, 점착제층에 높은 열전도성과 난연성을 부여한다는 점 등에서, 수산화알루미늄을 들 수 있다.
열전도성 입자의 형상으로서는, 예를 들어 벌크상, 바늘 형상, 판 형상, 층상 등을 들 수 있다. 벌크 형상에는, 예를 들어 구 형상, 직육면체 형상, 파쇄상 또는 그것들의 이형 형상이 포함된다.
점착제 원료 중의 열전도성 입자의 함유 비율은, 하한값으로서, 바람직하게는 55중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 60중량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 65중량％ 이상이고, 상한값으로서, 바람직하게는 90중량％ 이하이다. 점착제 원료 중의 열전도성 입자의 함유 비율이 상기 범위 내에 있으면, 점착제층에 높은 열전도율과 난연성을 부여할 수 있다.
열전도성 입자는, 바람직하게는 제1 입도 분포를 갖는 제1 열전도성 입자와, 제2 입도 분포를 갖는 제2 열전도성 입자를 함유한다.
열전도성 입자는, 바람직하게는 1차 입자의 체적 기준의 평균 입자경이 5㎛ 이하인 제1 열전도성 입자 10중량％ 내지 80중량％와, 1차 입자의 체적 기준의 평균 입자경이 5㎛를 초과하는 제2 열전도성 입자 20중량％ 내지 90중량％를 함유한다.
제1 열전도성 입자의 입도 분포(제1 입도 분포)에 있어서, 1차 입자의 체적 기준의 평균 입자경은, 상한값으로서는, 바람직하게는 5㎛ 미만이고, 보다 바람직하게는 2㎛ 이하이고, 하한값으로서는, 바람직하게는 0.1㎛ 이상이다.
제2 열전도성 입자의 입도 분포(제2 입도 분포)에 있어서, 1차 입자의 체적 기준의 평균 입자경은, 하한값으로서, 바람직하게는 5㎛ 이상이고, 보다 바람직하게는 7㎛ 이상이고, 상한값으로서는, 바람직하게는 30㎛ 이하이다.
입도 분포는, 레이저 산란법에 있어서의 입도 분포 측정법에 의해 구해진다. 구체적으로는, 레이저 산란식 입도 분포계에 의해 계측될 수 있다. 1차 입자의 체적 기준의 평균 입자경은, 측정된 입도 분포에 기초하여, D50값(누적 50％ 메디안 직경)으로서 구해진다.
열전도성 입자 중의 제1 열전도성 입자의 함유 비율은, 바람직하게는 10중량％ 내지 80중량％이고, 보다 바람직하게는 20중량％ 내지 80중량％이고, 더욱 바람직하게는 30중량％ 내지 60중량％이다.
열전도성 입자 중의 제2 열전도성 입자의 함유 비율은, 바람직하게는 20중량％ 내지 90중량％이고, 보다 바람직하게는 20중량％ 내지 80중량％이고, 더욱 바람직하게는 30중량％ 내지 60중량％이다.
점착제 원료는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 방법에 의해 조제할 수 있다.
점착제 원료를 조제하기 위해서는, 먼저, 예를 들어 단량체와, 중합 개시제를 함유하는 단량체 조성물을 조제하거나, 또는, 폴리머를 유기 용제 등의 용매에 용해시켜서 폴리머 조성물을 조제한다.
단량체 조성물을 조제하기 위해서는, 먼저, 단량체에 중합 개시제를 배합한다. 중합 개시제는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 임의의 적절한 양을 배합할 수 있다.
중합 개시제로서는, 예를 들어 광중합 개시제, 열중합 개시제 등을 들 수 있다. 중합 개시제는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 된다.
광중합 개시제로서는, 예를 들어 벤조인에테르계 광중합 개시제, 아세토페논계 광중합 개시제, α-케톨계 광중합 개시제, 방향족 술포닐클로라이드계 광중합 개시제, 광활성 옥심계 광중합 개시제, 벤조인계 광중합 개시제, 벤질계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 티오크산톤계 광중합 개시제 등을 들 수 있다.
열 중합 개시제로서는, 예를 들어 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스-2-메틸부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온산)디메틸, 4,4'-아조비스-4-시아노발레르산, 아조비스이소발레로니트릴, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-(5-메틸-2-이미다졸린-2-일)프로판]디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)이황산염, 2,2'-아조비스(N,N'-디메틸렌이소부틸아미딘)히드로클로라이드, 2,2'-아조비스[N-(2-카르복시에틸)-2-메틸프로피온아미딘]하이드레이트 등의 아조계 중합 개시제; 디벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼말레에이트, t-부틸히드로퍼옥시드, 과산화수소 등의 과산화물계 중합 개시제; 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 과황산염; 과황산염과 아황산수소나트륨의 조합, 과산화물과 아스코르브산나트륨의 조합 등의 산화 환원계 중합 개시제; 등을 들 수 있다.
단량체 조성물을 조제하기 위해서는, 이어서, 필요에 따라, 단량체의 일부를 중합시킨다.
단량체의 일부를 중합시키기 위해서는, 광중합 개시제를 배합하고 있는 경우에는, 단량체와 광중합 개시제의 혼합물에 자외선을 조사한다. 자외선을 조사하기 위해서는, 광중합 개시제가 여기되는 것과 같은 조사 에너지로, 단량체 조성물의 점도(BH 점도계, No.5 로터, 10rpm, 측정 온도 30℃)가, 바람직하게는 5Pa·s 내지 30Pa·s, 보다 바람직하게는 10Pa·s 내지 20Pa·s가 될 때까지, 조사한다.
단량체의 일부를 중합시키기 위해서는, 열 중합 개시제를 배합하고 있는 경우에는, 단량체와 열중합 개시제의 혼합물을, 예를 들어 열중합 개시제의 분해 온도 이상, 구체적으로는, 예를 들어 20℃ 내지 100℃ 정도의 중합 온도에서, 광중합 개시제를 배합하고 있는 경우와 마찬가지로, 단량체 조성물의 점도(BH 점도계, No.5 로터, 10rpm, 측정 온도 30℃)가, 바람직하게는 5Pa·s 내지 30Pa·s, 보다 바람직하게는 10Pa·s 내지 20Pa·s가 될 때까지, 가열한다.
단량체의 일부를 중합시켜서 단량체 조성물을 조제하는 경우에는, 예를 들어 먼저, (메트)아크릴산알킬에스테르계 단량체와, 극성기 함유 단량체 및 공중합 가능 단량체에서 선택되는 단량체와, 중합 개시제를 배합하여, 필요에 따라 단량체의 일부를 중합시키고, 그 후, 다관능 단량체를 배합시킨다.
이상과 같이 하여, 단량체 조성물이 조제된다.
단량체 조성물이나 폴리머 조성물에는, 필요에 따라, 분산제, 점착 부여제, 아크릴계 올리고머, 실란 커플링제, 불소계 계면활성제, 가소제, 충전재, 노화 방지제, 착색제 등의 첨가제를 배합할 수도 있다. 첨가제는, 유기 용제 등의 용매 중에 분산 또는 용해한 상태에서, 단량체 조성물이나 폴리머 조성물에 배합할 수 있다.
이어서, 점착제 원료를 조제하기 위해서는, 얻어진 단량체 조성물이나 폴리머 조성물에, 열전도성 입자를 배합하고, 혼합한다. 열전도성 입자는, 유기 용제 등의 용매 중에 분산 또는 용해한 상태에서, 단량체 조성물이나 폴리머 조성물에 배합할 수 있다.
이상과 같이 하여, 점착제 원료가 조제된다.
점착제 원료의 점도(BM 점도계, No.4 로터, 12rpm, 측정 온도 23℃)는, 바람직하게는 50Pa·s 이하이고, 보다 바람직하게는 5Pa·s 내지 40Pa·s이고, 더욱 바람직하게는 10Pa·s 내지 35Pa·s이다.
점착제 원료에 셀(기포)을 함유시켜서 발포체로 해도 된다.
점착제 원료에 기포를 함유시키기 위해서는, 예를 들어 중앙부에 관통 구멍을 가진 원반 상에 다수의 톱니를 갖는 스테이터(고정 톱니)와, 스테이터에 대향하고, 원반 상에 다수의 톱니를 갖는 로터(회전 톱니)를 구비한 교반 장치를 사용하여, 스테이터의 톱니와 로터의 톱니 사이에 점착제 원료를 도입하고, 로터를 고속 회전시키면서, 스테이터의 관통 구멍을 통하여 기포를 형성시키기 위한 기체를, 점착제 원료 중에 도입한다.
점착제 원료에 도입되는 기체로서는, 예를 들어 질소, 이산화탄소, 아르곤 등의 불활성 가스; 공기; 등을 들 수 있다.
점착제 원료의 전체 체적에 대한 셀(기포)의 도입 비율은, 바람직하게는 5체적％ 내지 50체적％이고, 보다 바람직하게는 10체적％ 내지 40체적％이고, 더욱 바람직하게는 12체적％ 내지 35체적％이다.
열전도성 점착제는, 예를 들어 베이스 필름의 박리 처리가 실시된 면에 점착제 원료를 도포하고, (1) 형성한 도막 위에 커버 필름을 바람직하게는, 커버 필름의 박리 처리가 실시된 면이 도막에 접촉하도록) 배치하고, 자외선을 조사하거나(광중합 개시제를 배합하고 있는 경우 등), 가열하거나(열중합 개시제를 배합하고 있는 경우 등) 하여 얻을 수 있고, 혹은, (2) 건조시켜서, 용매를 제거하거나 하여(폴리머 조성물을 점착제 원료에 배합한 경우나, 열전도성 입자나 첨가제를 용매에 분산 또는 용해시켜서 점착제 원료에 배합한 경우 등) 얻을 수 있다. 이 경우, 열전도성 점착제는 층상으로 되고, 점착제층으로 될 수 있다.
베이스 필름으로서는, 예를 들어 폴리에스테르 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등); 불소계 폴리머(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐, 폴리불화비닐리덴, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 클로로플루오로에틸렌-불화비닐리덴 공중합체 등)로 이루어지는 불소계 필름; 올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등)로 이루어지는 올레핀계 수지 필름; 폴리염화비닐 필름, 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름(나일론 필름), 레이온 필름 등의 플라스틱계 기재 필름(합성 수지 필름); 상질지, 일본 종이, 크라프트지, 글라신지, 합성지, 톱 코팅지 등의 종이류; 이들을 복층화한 복합체; 등을 들 수 있다.
점착제 원료를 베이스 필름에 도포하는 방법으로서는, 예를 들어 롤 코팅, 키스 롤 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 코팅, 롤 브러시, 스프레이 코팅, 딥 롤 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 에어나이프 코팅, 커튼 코팅, 립 코팅, 다이 코터 등에 의한 압출 코팅법 등을 들 수 있다.
점착제 원료의 도포 시공 두께로서는, 바람직하게는 10㎛ 내지 500㎛이고, 보다 바람직하게는 20㎛ 내지 300㎛이고, 더욱 바람직하게는 30㎛ 내지 100㎛이다.
열전도성 점착제로 형성되는 점착제층의 두께는, 바람직하게는 10㎛ 내지 500㎛이고, 보다 바람직하게는 20㎛ 내지 300㎛이고, 더욱 바람직하게는 30㎛ 내지 100㎛이다.
열전도성 점착제의 인장 탄성률은, 바람직하게는 0.1MPa 내지 10MPa이고, 보다 바람직하게는 0.2MPa 내지 8MPa이고, 더욱 바람직하게는 0.5MPa 내지 5MPa이다.
열전도성 점착제의 90도 박리 접착력(스테인리스 강판에 접착한 후, 스테인리스 강판에 대하여 박리 각도 90도로 박리 속도 300mm/분 박리한 때의 접착력)은, 하한값으로서는, 바람직하게는 3N/20mm 이상이고, 보다 바람직하게는 6N/20mm 이상이고, 더욱 바람직하게는 10N/20mm 이상이고, 상한값으로서는, 바람직하게는 100N/20mm 이하이다.
열전도성 점착제의 경도(JIS K 7312에 규정되는 타입 C 경도 시험에 준하여 측정하는 것)는, 타입 C 듀로미터의 가압면을 밀착시키고 나서 30초 후에 측정한 때에, 상한값으로서는, 바람직하게는 90 이하이고, 보다 바람직하게는 80 이하이고, 하한값으로서는, 바람직하게는 1 이상이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 등에 있어서의, 시험 및 평가 방법은 이하와 같다. 또한, 「부」라고 기재되어 있는 경우에는, 특기 사항이 없는 한 「중량부」를 의미하고, 「％」라고 기재되어 있는 경우에는, 특기 사항이 없는 한 「중량％」를 의미한다.
<50％ 압축 하중의 측정>
JIS K 6767에 기재되어 있는 압축 경도 측정법에 준하여 측정하였다. 측정 대상의 시트를 30mm×30mm로 잘라내고, 두께 10mm로 조정해서(예를 들어, 시트 두께가 0.2mm인 경우에는 50장 적층시킴으로써) 시트상의 시험편으로 하였다. 또한, 이때 30mm×30mm×10mm의 시험편은 대략 직육면체가 되도록 하였다. 이어서, 이 시험편을, 23±5℃, 압축 속도: 10mm/min으로, 두께 방향으로, 압축률이 50％가 될 때까지 압축한 때의 응력(N)을 단위 면적(1㎠)당으로 환산하고, 50％ 압축 하중으로 하였다.
<푸아송비의 측정>
마이크로 오토그래프((주)시마즈 세이사쿠쇼사제, MST-200NX)의 샘플 설치면에, 측정 대상의 시트를 10mm×10mm로 잘라내고, 두께 1mm로 조정해서(예를 들어, 시트 두께가 0.2mm인 경우에는 5장 적층시킴으로써) 시트상의 시험편으로 하였다. 또한, 이때 10mm×10mm×1mm의 시험편은 대략 직육면체가 되도록 하였다. 시험편에 대하여 카메라가 정면으로 대향하는 위치에 카메라를 설치하였다. 즉, 카메라로부터 본 때에, 시험편의 10mm의 변이 가장 길게 비추도록 카메라를 설치하였다. 23℃에서, 오토그래프의 압축 지그를 속도 10mm/min으로 움직이게 하고, 시험편의 두께가 0.2mm가 될 때까지 압축하였다. 그때의 화상으로부터, 압축 전에 10mm였던 변의 압축 후의 길이 X(mm)를 구하고, 하기 식에 의해 푸아송비를 구하였다.
푸아송비=│{(X-10)/10}/{(0.2-1)/1}│
(「│(수치 A)│」는, 수치 A의 절댓값을 나타냄)
<두께 회복률의 측정>
측정 대상의 시트를 10mm×10mm로 잘라내고, 두께 1mm로 조정하여(예를 들어, 시트 두께가 0.2mm인 경우에는 5장 적층시킴으로써) 시트상의 시험편으로 하였다. 또한, 이때 10mm×10mm×1mm의 시험편은 대략 직육면체가 되도록 하였다. 압축 시험기((주)시마즈 세이사쿠쇼사제, 마이크로 서보)를 사용하여, 23℃에서, 두께 방향으로, 초기 두께(1mm)에 대하여 20％의 두께로 1분간 압축하고, 압축 해제하고, 압축 해제 1초 후의 두께의 회복 거동을, 고속 카메라를 사용하여 촬영하였다. 두께 회복률은, 압축 해제 1초 후의 두께의 초기 두께에 대한 비율로서 나타내었다.
<발포체 수지의 셀 벽 비율의 측정>
측정 대상의 발포체 수지의 시트의 흐름 방향(MD)과 평행하게 절단한 때의 단면을 현미경(Keyence제, VHX-900F, 링 조명 OP-72404, 배율 100배)으로 관찰하고, 촬영된 단면 셀 화상을, 화상 처리 소프트 「ImageJ」를 사용하여, 역치 「75」로 2치화한 때의 셀 벽의 비율(백색 부분으로 됨)을 「셀 벽 비율」로 하였다.
<발포체 수지의 평균 셀 직경의 측정>
측정 대상의 발포체 수지의 시트의 MD 방향(흐름 방향)에 대한 직교 방향에 평행하게, 커터로 측정 대상의 발포체 수지의 시트의 주면(연장하는 면)에 대하여 수직 방향(두께 방향)으로 절단하고, 평활한 단면을 제작하였다. 이들 단면을 디지털 현미경(Keyence제, VHX-500)에 의해, 측정 대상의 발포체 수지의 시트 셀 확대 화상을 도입하고, 동 계측기의 해석 소프트웨어(미따니 쇼지(주)제, Win ROOF)를 사용하여, 화상 해석함으로써, 평균 셀 직경(㎛)을 구하였다. 확대 화상 내의 셀 중, 면적이 큰 것으로부터 10개의 셀을 해석에 사용하여 평균 직경을 산출하고, 이것을 평균 셀 직경으로 하였다.
<발포체 수지의 겉보기 밀도의 측정>
측정 대상의 발포체 수지의 시트를, 40mm×40mm 사이즈로 펀칭하여, 시험편으로 하고, 시험편의 치수를 측정하였다. 또한, 측정 단자 φ20mm의 1/100 다이얼 게이지로 두께를 측정하였다. 이들 값으로부터 측정 대상의 시트 체적을 산출하였다. 이어서, 측정 대상의 시트 질량을, 최소 눈금 0.01g 이상의 상명 천칭으로 측정하였다. 이들 값으로부터, 측정 대상의 시트의 겉보기 밀도를 산출하였다.
겉보기 밀도(g/㎤)=시험편의 질량/시험편의 체적
<발포체 수지의 열전도율의 측정>
충분한 체적의 발포체를 잘라내서 적층한 후, 가열 기능을 갖는 진공 프레스기를 사용하여 1분간 압축함으로써, 두께 0.3mm의 수지 시트를 얻었다. 가열 온도는 발포체 수지의 융점 부근에서 미용융이나 열 열화가 없는 범위에서 설정을 행하였다.
열전도율의 측정은 도 2((a)가 정면도, (b)가 측면도)에 나타내는 열특성 평가 장치를 사용하여 행하였다. 구체적으로는, 1변이 20mm인 입방체로 되도록 형성된 알루미늄제(A5052, 열전도율: 140W/m·K)의 한 쌍의 블록(로드라고 칭하는 경우도 있음) L 사이에, 열전도성 점착제 S(20mm×20mm)를 끼워 넣고, 한 쌍의 블록 L을 접착 시트로 접합하였다. 그리고, 한 쌍의 블록 L이 상하로 되도록 발열체(히터 블록) H와 방열체(냉각수가 내부를 순환하도록 구성된 냉각 베이스판) C 사이에 배치하였다. 구체적으로는, 상측의 블록 L 위에 발열체 H를 배치하고, 하측의 블록 L 아래에 방열체 C를 배치하였다. 이때, 열전도성 점착제 S로 서로 붙이게 한 한 쌍의 블록 L은, 발열체 H 및 방열체 C를 관통하는 한 쌍의 압력 조정용 나사 T 사이에 위치하고 있다. 또한, 압력 조정용 나사 T와 발열체 H 사이에는 로드셀 R이 배치되어 있고, 압력 조정용 나사 T를 죄어 넣은 때의 압력이 측정되도록 구성되어 있고, 이러한 압력을 열전도성 점착 시트 S에 가해지는 압력으로서 사용하였다. 구체적으로는, 이 시험에 있어서, 압력 조정용 나사 T를, 열전도성 점착제 S에 가해지는 압력이 25N/㎠(250kPa)로 되도록 죄어 넣었다. 또한, 하측의 블록 L 및 열전도성 점착제 S를 방열체 C측으로부터 관통하도록 접촉식 변위계의 3개의 프로브 P(직경 1mm)를 설치하였다. 이때, 프로브 P의 상단부는, 상측의 블록 L의 하면에 접촉한 상태가 되고 있고, 상하의 블록 L 사이의 간격(열전도성 점착제 S의 두께)을 측정 가능하게 구성되어 있다. 발열체 H 및 상하의 블록 L에는 온도 센서 D를 설치하였다. 구체적으로는, 발열체 H의 1군데에 온도 센서 D를 설치하고, 각 블록 L의 5군데에 상하 방향으로 5mm 간격으로 온도 센서 D를 각각 설치하였다. 측정은 먼저 처음에, 압력 조정용 나사 T를 죄어 넣고, 열전도성 점착제 S에 압력을 가하여, 발열체 H의 온도를 80℃로 설정함과 함께, 방열체 C에 20℃의 냉각수를 순환시켰다. 그리고, 발열체 H 및 상하의 블록 L의 온도가 안정된 후, 상하의 블록 L의 온도를 각 온도 센서 D로 측정하고, 상하의 블록 L의 열전도율(W/m·K)과 온도 구배로부터 열전도성 점착제 S를 통과하는 열 유속을 산출함과 함께, 상하의 블록 L과 열전도성 점착제 S의 계면의 온도를 산출하였다. 그리고, 이들을 사용하여 압력에 있어서의 열전도율(W/m·K) 및 열저항(㎠·K/W)을, 하기의 열전도율 방정식(푸리에의 법칙)을 사용하여 산출하였다.
Q=-λgradT
R=L/λ
Q: 단위 면적당의 열 유속
gradT: 온도 구배
L: 시트의 두께
λ: 열전도율
R: 열저항
<부분적인 가열성 평가>
두께 2mm의 폴리카르보네이트(PC)판에 의해 형성된 스테이지에 열전대를 구비한 세라믹 히터(한변이 25mm인 정사각형)를 설치하였다. 측정 대상의 시트를 25mm×25mm로 절단하고, 세라믹 히터 상에 접합한 후, 위로부터 하우징으로 하는 PC판(160mm×160mm×2mm)을 부착하였다. 하우징의 PC판과 세라믹 히터 사이의 간극은 0.2mm로 설정하고, PC판의 좌 절반에 0.1mm의 PET 필름을 접합하고, 간극에는 0.1mm의 단차를 가하였다. 세라믹 히터에 2A의 전류를 흘려서 가열하고, 5분 후의 세라믹 히터의 온도를 열전대에서 측정하고, 하우징 표면 온도를 서모그래피(NEC제, TH7800)로 측정하였다. 서모그래피로 측정한 열 분포 화상을, 리포트 작성 프로그램(NEC 산에이사제, NS9200)으로 해석을 행하고, 히터의 중심부로부터 좌우로 9mm씩 이격된 점의 온도를 관측하였다. PET 필름이 들어 있는 측을 A, 들어 있지 않은 측을 B로 하고, A-B의 값을 부분적인 가열 평가의 지표로 하였다.
<열전도성 점착제의 열전도율, 열저항의 측정>
열전도성 점착제의 열전도율 및 열저항의 측정은, 도 2((a)가 정면도, (b)가 측면도)에 나타내는 열특성 평가 장치를 사용하여 행하였다. 구체적으로는, 1변이 20mm의 입방체로 되도록 형성된 알루미늄제(A5052, 열전도율: 140W/m·K)의 한 쌍의 블록(로드라고 칭하는 경우도 있음) L 사이에, 열전도성 점착제 S(20mm×20mm)를 끼워 넣고, 한 쌍의 블록 L을 접착 시트로 접합하였다. 그리고, 한 쌍의 블록 L이 상하로 되도록 발열체(히터 블록) H와 방열체(냉각수가 내부를 순환하도록 구성된 냉각 베이스판) C 사이에 배치하였다. 구체적으로는, 상측의 블록 L 위에 발열체 H를 배치하고, 하측의 블록 L 아래에 방열체 C를 배치하였다. 이때, 열전도성 점착제 S로 서로 붙이게 한 한 쌍의 블록 L은, 발열체 H 및 방열체 C를 관통하는 한 쌍의 압력 조정용 나사 T 사이에 위치하고 있다. 또한, 압력 조정용 나사 T와 발열체 H 사이에는 로드셀 R이 배치되어 있고, 압력 조정용 나사 T를 죄어 넣은 때의 압력이 측정되도록 구성되어 있고, 이러한 압력을 열전도성 점착 시트 S에 가해지는 압력으로서 사용하였다. 구체적으로는, 이 시험에 있어서, 압력 조정용 나사 T를, 열전도성 점착제 S에 가해지는 압력이 25N/㎠(250kPa)로 되도록 죄어 넣었다. 또한, 하측의 블록 L 및 열전도성 점착제 S를 방열체 C측으로부터 관통하도록 접촉식 변위계의 3개의 프로브 P(직경 1mm)를 설치하였다. 이때, 프로브 P의 상단부는, 상측의 블록 L의 하면에 접촉한 상태가 되고 있고, 상하의 블록 L 사이의 간격(열전도성 점착제 S의 두께)을 측정 가능하게 구성되어 있다. 발열체 H 및 상하의 블록 L에는 온도 센서 D를 설치하였다. 구체적으로는, 발열체 H의 1군데에 온도 센서 D를 설치하고, 각 블록 L의 5군데에 상하 방향으로 5mm 간격으로 온도 센서 D를 각각 설치하였다. 측정은 먼저 처음에, 압력 조정용 나사 T를 죄어 넣고, 열전도성 점착제 S에 압력을 가하여, 발열체 H의 온도를 80℃로 설정함과 함께, 방열체 C에 20℃의 냉각수를 순환시켰다. 그리고, 발열체 H 및 상하의 블록 L의 온도가 안정된 후, 상하의 블록 L의 온도를 각 온도 센서 D로 측정하고, 상하의 블록 L의 열전도율(W/m·K)과 온도 구배로부터 열전도성 점착제 S를 통과하는 열 유속을 산출함과 함께, 상하의 블록 L과 열전도성 점착제 S의 계면의 온도를 산출하였다. 그리고, 이들을 사용하여 압력에 있어서의 열전도율(W/m·K) 및 열저항(㎠·K/W)을 하기의 열전도율 방정식(푸리에의 법칙)을 사용하여 산출하였다.
Q=-λgradT
R=L/λ
Q: 단위 면적당의 열 유속
gradT: 온도 구배
L: 시트의 두께
λ: 열전도율
R: 열저항
<열전도성 점착제의 원료인 점착제 원료의 점도 측정>
점착제 원료의 점도는, BM 점도계(No.4 로터, 12rpm, 측정 온도 23℃)에 의해 측정하였다.
<열전도성 점착제의 인장 탄성률, 신율의 측정>
열전도성 점착제를, 폭 10mm, 길이 60mm로 절단하여 시료로 하고, JIS K 6767에 준하여 인장 시험을 실시하였다. 시료로부터 베이스 필름 및 커버 필름을 박리하고, 23℃, 50％ RH 분위기 하에서, 만능 인장 시험기 「TCM-1kNB」(미네베아사제)를 사용하여, 척간 거리 20mm, 인장 속도 300mm/min으로 응력-변형 곡선을 측정하였다. 측정된, 응력-변형 곡선으로부터, 하기 식에 의해, 인장 강도 및 신율을 계산하였다. 또한, 얻어진 응력-변형 곡선의 초기 상승 부분에 접선을 그어, 그 접선이 100％ 신율에 상당할 때의 하중(N)을 시료의 단면적(㎟)으로 나누어, 인장 탄성률(MPa)로 하였다.
인장 강도(MPa)=시료가 파단될 때까지의 최대 하중(N)/시료의 단면적(㎟)
신율(％)={(파단 시의 시료의 척간 길이(mm)-20(mm))/20(mm)}×100
<열전도성 점착제의 90도 박리 접착력의 측정>
열전도성 점착제의 베이스 필름(또는 커버 필름)을 박리하여, 두께 25㎛의 PET 필름을 접합하고, 이것을 폭 20mm, 길이 150mm로 절단하여 평가용 샘플로 하였다. 평가용 샘플로부터 나머지의 커버 필름(또는 베이스 필름)을 박리하고, 23℃, 50％ RH 분위기 하에서, 열전도성 점착제를 알루미늄판(#1050)에 첩부하고, PET 필름 위로부터 2kg 롤러를 1 왕복시켜서, 열전도성 점착제를 알루미늄판에 압박하였다. 23℃에서 30분간 양생한 후, 만능 인장 시험기 「TCM-1kNB」(미네베아사제)를 사용하여, 박리 각도 90도, 인장 속도 300mm/분으로, 90도 박리 접착력을, JIS Z 0237에 준하여 측정하였다.
<열전도성 점착제의 경도 측정>
열전도성 점착제를 사용하여, JIS K 7312에 준하여, 하기 조건에서 시험을 실시하였다. 상세하게는, 열전도성 점착제를 폭 20mm, 길이 20mm로 절단하고, 두께가 4mm가 되도록 적층시킨 것을 평가용 샘플로 하여, 아스카 C 경도계(고분시 케키사제)로, 23℃, 50％ RH 분위기 하에서, 아스카 C 경도계의 가압면을 밀착시키고 나서 30초 후의 경도(아스카 C 경도)를 측정하였다.
<열전도성 점착제의 유지력의 측정>
열전도성 점착제를, 20mm×10mm의 크기로 재단한 후, 25㎛ 두께의 PET 필름에 첩부하여, 샘플로 하였다. 이어서, 23℃, 50％ RH 환경 하에서, 샘플의 상단부 10mm×20mm의 부분을, 박리면을 스테인리스강(SUS304BA)판의 하단부에 적재하여, 2kg의 롤러로 1 왕복함으로써, 열전도성 점착제를 스테인리스 강판에 접착하였다. 그 후, 80℃ 환경 하에서, 30분간, 정치하여 접착(접착) 상태를 안정시킨(양생) 후, 스테인리스 강판의 상단부를 고정하고, 샘플의 하단부에 300g의 추를 80℃의 조건에서 수하하였다. 그리고, 80℃ 환경 하에서, 1시간 방치시킨 때의, 샘플의 스테인리스강에 대한 어긋남양(이동 거리)을 측정하였다.
〔실시예 1〕
폴리프로필렌(용융 유속(MFR): 0.35g/10min): 52중량부, 열가소성 올레핀계 엘라스토머(에틸렌-프로필렌 공중합체 엘라스토머)와 연화제(파라핀계 신전유)의 혼합물(MFR(230℃): 6g/10분, JIS A 경도: 79도, 연화제를 폴리올레핀계 엘라스토머 100중량부에 대하여 30중량부 배합): 48중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히 카본(주)제): 5중량부, 수산화마그네슘: 10중량부, 스테아르산모노글리세라이드: 3중량부 및 지방산 아미드(라우르산비스아미드): 1중량부를, (주)니혼 세코쇼(JSW)제의 2축 혼련기로, 200℃의 온도에서 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수랭 후 펠릿상으로 성형하였다. 이 펠릿을, (주)니혼 세코쇼제의 단축 압출기에 투입하고, 220℃의 분위기 하에서, 13(주입 후 12)MPa의 압력으로, 이산화탄소 가스를 주입하였다. 이산화탄소 가스는, 펠릿 전량에 대하여 5.6중량％의 비율로 주입하였다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각하고, 다이로부터 원통상으로 압출하여, 발포체의 내측 표면을 냉각하는 맨드럴과, 압출기의 환상 다이로부터 압출된 원통상의 발포체의 외측 표면을 냉각하는 발포체 냉각용 에어 링 사이를 통과시키고, 직경의 일부를 절단하여 시트상으로 전개하여 긴 발포체 원단을 얻었다. 이 긴 발포체 원단을 소정의 폭으로 절단하고(슬릿 가공), 연속 슬라이스 장치(슬라이스 라인)를 사용하여, 1면씩 표면의 저발포층을 박리하여 취하고, 수지 발포체(1)(두께: 0.30mm)를 얻었다.
수지 발포체(1)를 유도 발열 롤의 온도를 200℃, 갭을 0.2mm로 세트한 연속 처리 장치 내를 통과시킴으로써, 편면을 열로 용융 처리하여 수지 시트(1)를 얻었다. 또한, 인취 속도는, 20m/min으로 하였다.
얻어진 수지 발포체(1), 수지 시트(1)에 관한 각종 결과를 표 1에 나타내었다.
〔실시예 2〕
(주)니혼 세코쇼(JSW)제의 2축 혼련기로 혼련하는 재료를, 폴리프로필렌(용융 유속(MFR): 0.45g/10min): 42중량부, 열가소성 올레핀계 엘라스토머(에틸렌-프로필렌 공중합체 엘라스토머)와 연화제(파라핀계 신전유)의 혼합물(MFR 230℃): 6g/10분, JIS A 경도: 79도, 연화제를 폴리올레핀계 엘라스토머 100중량부에 대하여 30중량부 배합): 55중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히 카본(주)제): 1중량부, 수산화마그네슘: 10중량부, 스테아르산모노글리세라이드: 1.2중량부 및 지방산 아미드(라우르산비스아미드): 2.5중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 발포체(2), 수지 시트(2)를 얻었다.
얻어진 수지 발포체(2), 수지 시트(2)에 관한 각종 결과를 표 1에 나타내었다.
〔실시예 3〕
(수지 발포체(3), 수지 시트(3)의 제조)
(주)니혼 세코쇼(JSW)제의 2축 혼련기로 혼련하는 재료를, 폴리프로필렌(용융 유속(MFR): 0.40g/10min): 52중량부, 열가소성 올레핀계 엘라스토머(에틸렌-프로필렌 공중합체 엘라스토머)와 연화제(파라핀계 신전유)의 혼합물(MFR(230℃): 6g/10분, JIS A 경도: 79도, 연화제를 폴리올레핀계 엘라스토머 100중량부에 대하여 30중량부 배합): 48중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히 카본(주)제): 5중량부, 수산화마그네슘: 10중량부, 스테아르산모노글리세라이드: 3중량부 및 지방산아미드(라우르산 비스 아미드): 1중량부로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 수지 발포체(3), 수지 시트(3)를 얻었다.
(열전도성 점착제(3)의 제조)
단량체로서, 아크릴산2-에틸헥실: 90중량부, N-비닐-2-피롤리돈(NVP): 10중량부를 배합하고, 혼합하여 단량체의 혼합물을 얻었다. 얻어진 혼합물에, 광중합 개시제로서, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온(상품명 「이르가큐어 651」, BASF사제): 0.05중량부와, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(상품명 「이르가큐어 184」, BASF사제): 0.05중량부를 배합하였다. 그 후, 혼합물에 자외선을 조사하여, 점도(BH 점도계, No.5 로터, 10rpm, 측정 온도 30℃)가 약 20Pa·s가 될 때까지 중합하고, 단량체의 일부가 중합한 단량체의 부분 중합물(시럽상)을 조제하였다. 얻어진 단량체의 부분 중합물: 100중량부에, 다관능 단량체로서, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(상품명 「KAYARAD DPHA-40H」, 닛본 가야꾸사제) 0.05중량부와, 분산제로서, 상품명 「플라이서프 A212E」(다이이찌 고교 세야꾸사제) 3.4중량부를 배합하고, 혼합하여, 단량체 조성물을 조제하였다.
이어서, 얻어진 단량체 조성물에, 제1 열전도성 입자로서, 평균 입자경(체적 기준) 1㎛, 최대 입자경(체적 기준) 10㎛ 미만의 수산화알루미늄 분말(상품명 「하이지라이트 H-42」, 형상: 파쇄상, 쇼와 덴꼬사제): 100중량부와, 제2 열전도성 입자로서, 평균 입자경(체적 기준) 8㎛, 최소 입자경(체적 기준) 30㎛ 이상의 수산화알루미늄 분말(상품명 「하이지라이트 H-32」, 형상: 파쇄상, 쇼와 덴꼬사제): 100중량부를 배합하고, 혼합하여 점착제 원료를 조제하였다. 점착제 원료의 점도(BM 점도계, No.4 로터, 12rpm, 측정 온도 23℃)를 표 3에 나타내었다.
얻어진 점착제 원료를, 편면에 박리 처리가 실시되어 있는 베이스 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 상품명 「다이어포일 MRF38」, 미쯔비시 가가꾸 폴리에스테르 필름사제)의 박리 처리면에, 건조 및 경화 후의 두께가 50㎛로 되도록 도포하였다. 이어서, 베이스 필름 사이에 점착제 원료의 도막을 사이에 두도록, 점착제 원료의 도막 상에 커버 필름(베이스 필름과 같은 필름)을 배치하였다. 이어서, 점착제 원료에, 자외선(조도 약 5mW/㎠)을 양측(베이스 필름측 및 커버 필름측)로부터 3분간 조사하였다. 이에 의해, 점착제 원료 중의 단량체를 중합시켜서, 두께 50㎛의 열전도성 점착제(3)를 제작하였다.
얻어진 열전도성 점착제(3)의 신율, 인장 탄성률, 90도 박리 접착력, 유지력, 경도, 열전도율, 열저항을, 표 3에 나타내었다.
(점착제층을 구비한 수지 시트(3)의 제조)
얻어진 수지 시트(3)와 열전도성 점착제(3)를 겹쳐, 프레스 압력을 0.2MPa로 조정한 소형 라미네이터의 수지 롤 사이를 2m/min의 속도로 통과시킴으로써, 점착제층을 구비한 수지 시트(3)를 얻었다.
얻어진 수지 발포체(3), 점착제층을 구비한 수지 시트(3)에 관한 각종 결과를 표 1에 나타내었다.
〔실시예 4〕
폴리올레핀계 수지로서의 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(니혼 폴리에틸렌 가부시키가이샤제 「커널 KF370」, 밀도: 0.905g/㎤, 융점(DSC법) Tm: 97℃): 100중량부, 열분해형 발포제로서의 아조디카르본아미드: 15중량부, 및 분해 온도 조정제로서의 산화아연: 2.0질량부를 압출기에 공급하여 130℃에서 용융 혼련하고, 두께 약 0.3mm의 긴 시트상의 폴리올레핀계 수지 조성물을 압출하였다. 이어서, 얻어진 긴 시트상의 폴리올레핀계 수지 조성물을, 그 양면에 가속 전압 500kV의 전자선을 5.0Mrad 조사하여 가교한 후, 열풍 및 적외선 히터에 의해 250℃로 유지된 발포로 내에 연속적으로 보내와서 가열하여 발포시킴과 함께, 발포시키면서 MD의 연신 배율을 3.0배, TD의 연신 배율을 2.0배로 하여 연신시킴으로써, 두께 0.2mm의 수지 발포체(4)로 이루어지는 수지 시트(4)를 얻었다.
얻어진 수지 발포체(4), 수지 시트(4)의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
〔실시예 5〕
하드 세그먼트로서의 폴리부틸렌테레프탈레이트와 소프트 세그먼트로서의 폴리에테르의 블록 공중합체(상품명 「펠프렌 P-90BD」, 도요보 가부시키가이샤제, 230도의 용융 유속: 3.0g/10min): 100중량부, 아크릴계 활제(상품명 「메타블렌 L-1000」, 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤제): 3중량부, 실란 커플링제로 표면 처리 가공되어 있는 하드 클레이(상품명 「ST-301」, 시라이시 칼슘 가부시키가이샤제): 0.5중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히카본 가부시키가이샤제): 5중량부 및 에폭시계 아크릴 수지(에폭시 변성 아크릴계 폴리머, 중량 평균 분자량: 50000, 에폭시 당량: 1200g/eq, 점도: 2850mPa·s): 1중량부를, 2축 혼련기(니혼 세코쇼(JSW)사제)에 의해, 220℃의 온도에서 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수랭 후 펠릿상으로 절단하여 성형하였다. 그리고, 펠릿상의 수지 조성물을 얻었다.
이 펠릿상의 수지 조성물을 단축 압출기(닛본 세꼬쇼사(JSW)제)에 투입하고, 240℃의 분위기 중, 17(주입 후 13)MPa의 압력으로, 이산화탄소 가스를 펠릿상의 수지 조성물 전량(100중량％)에 대하여, 3.3중량％의 비율로 주입하였다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각 후, 다이로부터 압출하여, 발포체의 내측 표면을 냉각하는 맨드럴과, 압출기의 환상 다이로부터 압출된 원통상의 발포체 외측 표면을 냉각하는 발포체 냉각용 에어 링 사이를 통과시키고, 직경의 일부를 절단하여 시트상으로 전개하여 긴 발포체 원단을 얻었다. 이 긴 발포체 원단을 소정의 폭으로 절단하고(슬릿 가공), 연속 슬라이스 장치(슬라이스 라인)를 사용하여, 1면씩 표면의 저발포층을 박리하여 취하고, 수지 발포체(5)(두께: 0.30mm)를 얻었다.
수지 발포체(5)를, 유도 발열 롤의 온도를 200℃, 갭을 0.20mm로 세트한 연속 처리 장치 내를 통과시킴으로써, 편면을 열로 용융 처리하여 두께 0.2mm의 수지 시트(5)를 얻었다. 또한, 인취 속도는, 20m/min으로 하였다.
얻어진 수지 발포체(5), 수지 시트(5)의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
〔실시예 6〕
EPDM(「EPT3045」, 미쯔이 가가꾸사제, 디엔 함량 4.7중량％): 40중량부, EPDM(「EP-24」, JSR사제, 디엔 함량 4.5중량％): 60중량부, 안료로서 카본 블랙(「아사히 #50」, 아사히 카본사제): 15중량부, 가황 보조제로서 산화아연(미쯔이 긴조쿠 고교사제): 4중량부, 활제로서 스테아르산(「분말 스테아르산 사쿠라」, 니치유사제): 5중량부, 충전재로서 탄산칼슘(「N 중질탄산칼슘」, 마루오 칼슘사제): 120중량부, 연화제로서 파라핀(「파라페레 130」, 타니구치 세키유사제, 융점: 54.4 내지 57.2℃, 침입도: 50 이하): 10중량부, 아스팔트로서 블론 아스팔트 10-20(신니혼 세키유사제, 연화점: 135 내지 142℃, 침입도(25℃): 10 내지 20): 100중량부, 파라핀계 오일로서 파라핀계 프로세스 오일(다이아나 프로세스 오일 PW-90, 이데미쯔 고산사제, 밀도: 0.85 내지 0.89g/㎤, 동점도(40℃): 75.0 내지 105.0cSt): 40중량부, 및 가황 촉진제로서 티오우레아계 가황 촉진제(N,N'-디부틸티오 요소, 「노크셀러 BUR」, 오우찌 신꼬 가가꾸사제): 1중량부를 배합하고, 3L 가압 니더로 혼련하여, 1차 혼화물을 조제하였다.
별도, 가황제로서 황(「알파그란 S-50EN」, 토우치사제): 1중량부, 가황 촉진제로서 티아졸계 가황 촉진제(2-머캅토벤조티아졸, 「노크셀러 M」, 오우찌 신꼬 가가꾸사제): 0.5중량부, 가황 촉진제로서 디티오카르밤산계 가황 촉진제(디벤질디티오카르밤산아연, 「노크셀러 ZTC」, 오우찌 신꼬 가가꾸사제): 0.2중량부, 가황 촉진제로서 티우람계 가황 촉진제(테트라벤질티우람디술피드, 「노크셀러 TBzTD」, 오우찌 신꼬 가가꾸사제): 0.5중량부, 발포제로서 ADCA(아조디카르본아미드, 「AC#LQ」, 에와 가세이 고교사제): 18중량부, 및 발포 보조제로서 요소계 발포 보조제(「셀페이스트 K5」, 에이와 가세이 고교사제): 2중량부를 배합하였다.
그 후, 얻어진 배합물을 1차 혼화물에 배합하여, 10인치 믹싱 롤로 혼련하고, 발포 조성물(2차 혼화물)을 조제하였다(조제 공정). 이어서, 발포 조성물을, 1축 압출 성형기(45mmφ)를 사용하여, 두께 약 8mm의 시트상으로 압출하고, 발포 조성물 시트를 제작하였다(성형 공정). 그리고, 발포 조성물 시트를, 열풍 순환식 오븐에서, 120℃에서 20분간 예열하였다. 그 후, 열풍 순환식 오븐을 10분에 걸쳐 160℃까지 승온하고, 발포 조성물 시트를, 160℃에서 20분간 가열하여 가황 발포시켜(발포 공정), 발포체 원단을 얻었다. 이 발포체 원단을 소정의 폭으로 절단하고(슬릿 가공), 연속 슬라이스 장치(슬라이스 라인)를 사용하여, 1면씩 표면의 저발포층을 박리하여 취하고, 수지 발포체(6)로 이루어지는 수지 시트(6)(두께: 0.20mm)를 얻었다.
얻어진 수지 발포체(6), 수지 시트(6)의 평가 결과를 표 1에 나타내었다.
〔실시예 7〕
폴리프로필렌(용융 유속(MFR): 0.35g/10min): 52중량부, 열가소성 올레핀계 엘라스토머(에틸렌-프로필렌 공중합체 엘라스토머)와 연화제(파라핀계 신전유)의 혼합물(MFR(230℃): 6g/10분, JIS A 경도: 79도, 연화제를 폴리올레핀계 엘라스토머 100중량부에 대하여 30중량부 배합): 48중량부, 카본 블랙(상품명 「아사히 ＃35」, 아사히 카본(주)제): 5중량부, 수산화마그네슘: 10중량부, 스테아르산모노글리세라이드: 3중량부 및 지방산아미드(라우르산 비스 아미드): 1중량부를, (주)니혼 세코쇼(JSW)제의 2축 혼련기로, 200℃의 온도에서 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수랭 후 펠릿상으로 성형하였다. 이 펠릿을, (주)니혼 세코쇼제의 단축 압출기에 투입하고, 220℃의 분위기 하에서, 13(주입 후 12)MPa의 압력으로, 이산화탄소 가스를 주입하였다. 이산화탄소 가스는, 펠릿 전량에 대하여 5.6중량％의 비율로 주입하였다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각하고, 다이로부터 원통상으로 압출하여, 발포체의 내측 표면을 냉각하는 맨드럴과, 압출기의 환상 다이로부터 압출된 원통상의 발포체 외측 표면을 냉각하는 발포체 냉각용 에어 링 사이를 통과시키고, 직경의 일부를 절단하여 시트상으로 전개하여 긴 발포체 원단을 얻었다. 이 긴 발포체 원단을 소정의 폭으로 절단하고(슬릿 가공), 연속 슬라이스 장치(슬라이스 라인)를 사용하여, 1면씩 표면의 저발포층을 박리하여 취하고, 수지 발포체(7)(두께: 0.20mm)를 얻었다.
얻어진 수지 발포체(7)를 그대로, 수지 시트(7)로 하였다.
얻어진 수지 발포체(7), 수지 시트(7)에 관한 각종 결과를 표 2에 나타내었다.
〔실시예 8〕
실시예 7에서 얻어진 수지 시트(7)(즉, 수지 발포체(7))와 실시예 3에서 얻어진 열전도성 점착제(3)를 겹쳐, 프레스 압력을 0.2MPa로 조정한 소형 라미네이터의 수지 롤 사이를 2m/min의 속도로 통과시킴으로써, 점착제층을 구비한 수지 시트(8)를 얻었다.
수지 발포체(7) 및 얻어진 점착제층을 구비한 수지 시트(8)에 관한 각종 결과를 표 2에 나타내었다.
〔실시예 9〕
폴리프로필렌(용융 유속(MFR): 0.35g/10min): 52중량부, 열가소성 올레핀계 엘라스토머(에틸렌-프로필렌 공중합체 엘라스토머)와 연화제(파라핀계 신전유)의 혼합물(MFR(230℃): 6g/10분, JIS A 경도: 79도, 연화제를 폴리올레핀계 엘라스토머 100중량부에 대하여 30중량부 배합): 48중량부, 카본 블랙(상품명 「케첸 블랙 EC-600JD」, 입경 D50=0.04㎛, 중공 셸 구조, BET 비표면적=1270㎡/g, 라이온·스페셜티·케미컬 가부시키가이샤제): 5중량부, 카본 나노 튜브(상품명 「K-Nanos 100P」, 튜브 직경=10nm, 튜브 길이=1.5㎛, 애스펙트비=150, Korea Kumho Petrochemical제): 7중량부, 수산화마그네슘: 10중량부 및 스테아르산모노글리세라이드: 1중량부를, (주)니혼 세코쇼(JSW)제의 2축 혼련기로, 200℃의 온도로 혼련한 후, 스트랜드상으로 압출하고, 수랭 후 펠릿상으로 성형하였다. 이 펠릿을, (주)니혼 세코쇼제의 단축 압출기에 투입하고, 220℃의 분위기 하에서, 13(주입 후 12)MPa의 압력으로, 이산화탄소 가스를 주입하였다. 이산화탄소 가스는, 펠릿 전량에 대하여 5.6중량％의 비율로 주입하였다. 이산화탄소 가스를 충분히 포화시킨 후, 발포에 적합한 온도까지 냉각하고, 다이로부터 원통상으로 압출하여, 발포체의 내측 표면을 냉각하는 맨드럴과, 압출기의 환상 다이로부터 압출된 원통상의 발포체 외측 표면을 냉각하는 발포체 냉각용 에어 링 사이를 통과시키고, 직경의 일부를 절단하여 시트상으로 전개하여 긴 발포체 원단을 얻었다. 이 긴 발포체 원단을 소정의 폭으로 절단하고(슬릿 가공), 연속 슬라이스 장치(슬라이스 라인)를 사용하여, 1면씩 표면의 저발포층을 박리하여 취하고, 수지 발포체(9)(두께: 0.30mm)를 얻었다.
수지 발포체(9)를, 유도 발열 롤의 온도를 200℃, 갭을 0.2mm로 세트한 연속 처리 장치 내를 통과시킴으로써, 편면을 열로 용융 처리하여 수지 시트(9)를 얻었다. 또한, 인취 속도는, 20m/min으로 하였다.
얻어진 수지 발포체(9), 수지 시트(9)에 관한 각종 결과를 표 2에 나타내었다.
〔실시예 10〕
실시예 9에서 얻어진 수지 시트(9)(즉, 수지 발포체(9))와 실시예 3에서 얻어진 열전도성 점착제(3)를 겹쳐, 프레스 압력을 0.2MPa로 조정한 소형 라미네이터의 수지 롤 사이를 2m/min의 속도로 통과시킴으로써, 점착제층을 구비한 수지 시트(10)를 얻었다.
수지 발포체(9) 및 얻어진 점착제층을 구비한 수지 시트(10)에 관한 각종 결과를 표 2에 나타내었다.
〔실시예 11〕
아크릴 에멀션 용액(고형분량 55％, 아크릴산에틸-아크릴산부틸-아크릴로니트릴 공중합체(중량비 45:48:7)): 100중량부, 지방산 암모늄계 계면활성제(스테아르산암모늄의 수분산액, 고형분량 33％)(계면활성제 A): 1.6중량부, 카르복시 베타인형 양쪽성 계면활성제(「아모겐 CB-H」, 다이이찌 고교 세야꾸사제)(계면활성제 B): 1.6중량부, 옥사졸린계 가교제(「에포크로스 WS-500」 닛폰 쇼쿠바이사제, 고형분량 39％): 6중량부, 안료(카본 블랙)(「NAF-5091」 다이니찌 세까 고교사제): 2중량부, 폴리아크릴산계 증점제(아크릴산에틸-아크릴산 공중합체(아크릴산 20중량％), 고형분량(28.7％): 0.8중량부를 디스퍼(「로보믹스」 프라이믹스사제)로 교반 혼합하여 거품 발생화하였다. 이 발포 조성물을, 박리 처리를 한 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(두께: 38㎛, 상품명 「MRF ＃38」 미쓰비시 쥬시사제) 상에 도포하고, 70℃에서 4.5분, 140℃에서 4.5분 건조시켜, 수지 발포체(11)(두께: 0.20mm)를 얻었다.
얻어진 수지 발포체(11)를 그대로, 수지 시트(11)로 하였다.
얻어진 수지 발포체(11), 수지 시트(11)에 관한 각종 결과를 표 2에 나타내었다.
〔실시예 12〕
실시예 11에서 얻어진 수지 시트(11)(즉, 수지 발포체(11))와 실시예 3에서 얻어진 열전도성 점착제(3)를 겹쳐, 프레스 압력을 0.2MPa로 조정한 소형 라미네이터의 수지 롤 사이를 2m/min의 속도로 통과시킴으로써, 점착제층을 구비한 수지 시트(12)를 얻었다.
수지 발포체(11) 및 얻어진 점착제층을 구비한 수지 시트(12)에 관한 각종 결과를 표 2에 나타내었다.
〔비교예 1〕
시판하고 있는 그래파이트 시트(상품명 「그래피니티 25㎛」, 가네까사제, 두께: 25㎛)를 8장 적층한 시트(C1)를 얻었다.
얻어진 시트(C1)의 평가 결과를 표 2에 나타내었다.
Figure 112020019661155-pct00001
Figure 112020019661155-pct00002
Figure 112020019661155-pct00003
본 발명의 수지 시트, 점착제층을 구비한 수지 시트는, 예를 들어 발열 부품과 하우징 사이에 설치하는 열전도체로서 이용 가능하다.
1000: 수지 시트
100: 주면 A
200: 주면 B

Claims (9)

  1. 주면 A 및 주면 B가 두께 d로 대항하고 있는 수지 시트이며,
    상기 수지 시트가 수지 발포체로 구성되고,
    열전도율이 0.05W/mK 내지 0.35W/mK이고,
    JIS K 6767: 1999에 기재된 압축 경도의 측정 방법에 준하여 측정한 두께 d 방향의 23±5℃에서의 50％ 압축 하중이 20N/㎠ 이하이고,
    23℃에서의 푸아송비가 0.10 이하이고,
    23℃에서 두께 d 방향으로 20％ 압축한 때의 두께 회복률이 40％ 이상인,
    수지 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지 발포체가, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, EPDM, 아크릴계 수지에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는, 수지 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지 발포체가, 화학적 발포 방법, 물리적 발포 방법에서 선택되는 적어도 1종인 발포 방법에 의해 형성되는, 수지 시트.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 셀 벽 비율이 5％ 내지 80％인, 수지 시트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 평균 셀 직경이 40㎛ 내지 500㎛인, 수지 시트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 겉보기 밀도가 0.01g/㎤ 내지 0.5g/㎤인, 수지 시트.
  7. 제1항 또는 제2항에 기재된 수지 시트와 점착제층을 갖는, 점착제층을 구비한 수지 시트.
  8. 삭제
  9. 삭제
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