(57)【要約】【課題】熱硬化樹脂が有する本来の成形加工性、軽量性、機械的強度等の実用特性を低下させることなく、優れた熱伝導性を有し、熱伝導の方向性や移動量の制御が可能な異方的な熱伝導性を有する熱伝導樹脂材料や、その成形体を提供する。【解決手段】熱硬化性樹脂（Ａ）を母材とする樹脂成分と、これに非相溶な有機化合物（Ｂ）と、繊維状フィラー（Ｃ）とを含む熱伝導性樹脂材料であって、樹脂成分中に、有機化合物（Ｂ）が分散粒子として存在し、２つ以上の繊維状フィラー（Ｃ）が各分散粒子の表面に接触し、または分散粒子中に存在する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂（Ａ）を母材とする樹脂成分と、これに非相溶な有機化合物（Ｂ）と、繊維状フィラー（Ｃ）とを含む熱伝導性樹脂材料であって、樹脂成分中に、有機化合物（Ｂ）が分散粒子として存在し、２つ以上の繊維状フィラー（Ｃ）が各分散粒子の表面に接触し、または分散粒子中に存在することを特徴とする熱伝導性樹脂材料。
【請求項２】
繊維状フィラー（Ｃ）が網目状に接触していることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項３】
繊維状フィラー（Ｃ）が、有機化合物（Ｂ）の分散粒子の平均粒子径の２倍以上の平均繊維長を有することを特徴とする請求項１または２記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項４】
繊維状フィラー（Ｃ）が、０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の平均繊維長を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項５】
繊維状フィラー（Ｃ）が、１μｍより大きく１００μｍ以下の平均直径を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項６】
繊維状フィラー（Ｃ）が、５００以上５００００以下のアスペクト比を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項７】
繊維状フィラー（Ｃ）が、総質量に対して１〜４０質量％含有されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項８】
繊維状フィラー（Ｃ）が、カーボン、窒化物、炭化物、ホウ化物および金属から選ばれる１種または２種以上を含む５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する無機材料からなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項９】
繊維状フィラー（Ｃ）が、結晶性のカーボンファイバーからなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１０】
繊維状フィラー（Ｃ）が、表面処理により、酸素含有基、窒素含有基および硫黄含有基から選ばれる１種または２種以上の極性基が導入され、または、繊維状フィラー（Ｃ）の表面若しくは前記極性基に、金属、金属化合物及び有機化合物から選ばれる１種または２種以上が結合若しくは付着されたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１１】
繊維状フィラー（Ｃ）が、０．５ｍｍ以下の平均繊維長を有する繊維状フィラー（Ｄ）を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１２】
繊維状フィラー（Ｄ）が、５ｎｍ以上５０μｍ以下の平均繊維長を有するカーボンファイバーまたはその集合体であることを特徴とする請求項１１に記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１３】
繊維状フィラー（Ｄ）が、総質量に対して０．５〜２０質量％含有されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１４】
有機化合物（Ｂ）の分散粒子が、０．１〜５００μｍの範囲の平均粒子径を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１５】
有機化合物（Ｂ）が、分子量が２０００以下の低分子化合物であることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１６】
有機化合物（Ｂ）が、エステル化合物、オレフィン化合物、カーボネート化合物およびアミド化合物から選ばれる１種または２種以上を含み、８０〜２００℃の融点を有することを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１７】
有機化合物（Ｂ）が、植物性油脂、動物性油脂、およびこれらから合成されるワックス状物質から選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１８】
有機化合物（Ｂ）が、主鎖の炭素数が８〜４４であり、分子量が３００〜１０００であり、脂肪族カルボン酸アミド、芳香族カルボン酸アミド、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル及び極性基を有するこれらの化合物から選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項１９】
極性基が、酸素含有基および窒素含有基から選ばれる１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１８記載の熱伝導樹脂材料。
【請求項２０】
有機化合物（Ｂ）が、ひまし油から誘導されたカルボン酸アミド化合物を含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の熱伝導樹脂材料。
【請求項２１】
有機化合物（Ｂ）が、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、パルミチン酸アミド、リノール酸アミド、リノレン酸アミド、アラキン酸アミド、または、これらの誘導体を含むことを特徴とする請求項２０記載の熱伝導樹脂材料。
【請求項２２】
有機化合物（Ｂ）が、総質量に対して０．５〜２０重量％含有されることを特徴とする請求項１から２０のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項２３】
熱硬化性樹脂（Ａ）が、エポキシ系樹脂を含むことを特徴とする請求項１から２２のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料を用いて射出成形により成形されたことを特徴とする熱伝導性成形体。
【請求項２５】
請求項１から２３のいずれかに記載の熱伝導性樹脂材料を用いて圧縮成形により成形されたことを特徴とする熱伝導性成形体。
【請求項２６】
繊維状フィラー（Ｃ）が、厚さに対して０．５倍以上１００倍以下の平均繊維長を有することを特徴とする請求項２４または２５記載の熱伝導性成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性、機械的強度、成形加工性、帯電防止性、電磁波遮蔽性に優れた熱導電性樹脂材料やその成形体に関し、より詳しくは、炭素繊維を含有する熱伝導性樹脂材料やその成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱硬化性樹脂は、優れた機械的特性、耐熱性、絶縁性等を有することから、電子部品用絶縁材、小型電子機器用外装材、建材、航空機や船舶用の内・外装材等、種々の産業分野で重要な材料として利用されている。特に電子機器用途では、各種のデバイスから発生する熱を効率よく放熱させるための熱伝導性が要求されるが、熱硬化性樹脂は一般的に熱伝導性が充分ではない。
【０００３】
これに対して、樹脂の熱伝導性を向上する方法として、熱伝導性フィラーを添加する方法が一般に知られている。例えば、アルミナ、窒化ホウ素、カーボンなどの熱伝導率の高い無機フィラーが広く用いられており、とりわけ、カーボンファイバーは、他のフィラーに比べて軽量であることに加え、比較的安価であり、毒性がなく環境への影響がほとんどないことから、実用性に優れた材料として注目されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、液晶性反応硬化型樹脂の硬化前に炭素繊維を含ませ、磁場を印加し、炭素繊維と樹脂分子を一定方向に配向させながら硬化させることにより、特定方向の熱伝導性を向上させた樹脂成形体が報告されている。
【０００５】
また、特許文献２には、エポキシ樹脂中において、メソゲンを含む異方構造単位を２５体積％以上で存在させ、さらに無機セラミックスフィラーを２０体積％以上含ませることにより、全体として等方性を保ちながら熱伝導性を向上させた樹脂成形体が報告されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、２種以上の熱可塑性樹脂混合物中において、１種の樹脂相に直径１μｍ以下の繊維状カーボンを偏在させ、局所的な高熱伝導領域を形成させて全体の熱伝導性を向上させた樹脂成形体が報告されている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１〜３に開示された樹脂成形体には、いくつかの問題がある。特許文献１の成形体では、炭素繊維と樹脂分子が配向することにより、特定方向の応力や衝撃に対する機械的強度が著しく低下する。すなわち、樹脂成形体の機械的性質は、樹脂分子の高次構造に大きく依存しており、樹脂分子が一定方向に配向することによって３次元的な分子鎖の絡み合いが減少し、機械的強度が著しく低下する。さらに、成形過程で強磁場を印加するためには、既存の成型装置に特別な加工が必要となり、実用面において大きな障害が存在する。
【０００８】
一方、特許文献２の成形体では、規則的な分子構造を部分的に存在させて熱伝導性を向上させているが、分子間における熱伝導の連続性には限界があるため、結果的にフィラーの添加に頼らざるを得なくなるという問題が生じる。実際、メソゲンの導入によって最大５倍程度の熱伝導率が得られているものの、その値はおよそ１Ｗ／ｍ・Ｋであり、フィラーを４０体積％共存させることによって、ようやく５Ｗ／ｍ・Ｋ程度まで向上させるものである。このようなフィラーを高配合した熱硬化性樹脂成形体では、機械的強度が大きく低下してしまい、樹脂本来の特性を発揮することができない。
【０００９】
また、特許文献３の成形体では、特定の樹脂相に繊維状カーボンを偏在させ、局所的な熱伝導領域を形成させることで成形体全体の熱伝導性を向上させているが、それぞれの樹脂相の力学的特性が異なるために、成形体の機械的強度が大きく低下してしまう。これは、繊維状カーボンが偏在した樹脂相と、マトリックス樹脂相との間で界面破壊が生じやすくなるためであり、実用材料として致命的な欠点を有する。また、一般的な方法に比べれば熱伝導性が向上しているものの、実用的な要求レベルには至っていない。
【００１０】
さらに、近年のデバイスの高集積化、製品の小型化や多機能化に伴う発熱密度の増加によって、電子機器や電子部品の放熱の問題は極めて深刻になってきている。特に、進歩がめざましいモバイル情報端末においては、触れていると低温火傷を生ずるほどの熱が素子から発生することが問題になっており、このため、熱を筐体にダイレクトに伝えるというだけでなく、材料自体の熱伝導の方向性や移動量を制御でき、安全に放熱を行える従来にない特定の材料が求められている。即ち、将来的には、電子機器や電子部品に適用される材料においては、既存の樹脂やセラミックスあるいは金属固有の特性だけでなく、高度な熱伝導性を備えた新しい材料が必要であり、特に、樹脂の特徴である成形加工性、軽量性、低コストなどの実用性に加えて、優れた熱伝導性および熱の方向性が制御できるような熱伝導性材料が求められている。
【特許文献１】特開２００３−２６８０７０号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６６８７号公報
【特許文献３】特開２００５−５４０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、電子部品用モールド材、プリント基板、さらに小型電子機器の外装材などに使用される熱硬化性樹脂が、本来有する成形加工性、軽量性、機械的強度、耐熱性等の実用特性を低下させることなく、優れた熱伝導性を有し、且つ熱伝導の方向性や移動量の制御が可能な異方的な熱伝導性を有する熱伝導樹脂材料や、その成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、樹脂とフィラーとを含む樹脂材料において、そのモルホロジーが熱伝導性に強く影響することに着目し、熱伝導性フィラー、特に繊維状フィラーと熱硬化性樹脂、および各種添加剤との溶融粘度、流動性、および各成分の分散状態、表面間相互作用などについて詳細に解析した。その結果、母材の熱硬化性樹脂に対して、これに非相溶の有機化合物と繊維状のフィラーとを配合して、樹脂成分中に分散した有機化合物の各分散粒子に２以上の繊維状のフィラーを接触、または内部に存在させた状態に分散させることができることを見い出した。これを用いて得られる成形体において繊維状フィラーの網目状構造が形成され、優れた熱伝導性を有するものとなることの知見を得た。
【００１３】
特に、特定のサイズを有する繊維状の熱伝導性フィラーと、母材の熱硬化性樹脂に非相溶な特定の分子構造を有する有機化合物を特定の範囲で配合することにより、上記複合体のモルホロジーが大きく変化し、優れた熱伝導性が得られることを見出した。すなわち、上記特定の分子構造を有する有機化合物の配合によって、溶融樹脂中でのフィラーの分散が著しく促進され、同時に母材樹脂と上記フィラーとの化学的相互作用が強化され、高熱伝導化に最適なモルホロジーが形成されることを見い出した。
【００１４】
本発明の熱伝導の促進のメカニズムは必ずしも明確ではないが、熱硬化性樹脂に対して、非相溶性の有機化合物を添加することにより、繊維状フィラーの分散性が向上し、樹脂中にこれらのフィラー同士が網目状に接触した構造が形成され、成形体において繊維状フィラーのネットワーク構造が形成され、高い熱伝導性が実現したものと考えられる。この場合、低粘度の非相溶性の有機化合物は、特に、母材の熱硬化性樹脂を溶融してこれに混合する際、微分散し、樹脂の溶融粘度を低下させ、本来凝集しやすい繊維状フィラーの分散性を効果的に高めると同時に、フィラー表面に対して強い相互作用を持つことで、フィラー同士のバインダー（複数の繊維状フィラーを部分的に集結させる、網の結節のような働きをする）となり、繊維状フィラーのネットワーク構造を形成すると推測する。このようなネットワーク構造は、特に、特定の繊維長および繊維径を有する繊維状フィラーによって、低い配合量で特異的に形成される。また、非相溶性の有機化合物との相乗効果によって、繊維状フィラー同士が接触あるいは極めて接近した状態が形成されるため、熱伝搬のロスが低減され、少量のフィラーで充分に高い熱伝導性が得られる。このためフィラー配合量の低減を図り、樹脂本来の特性を阻害することなく成形体に高い熱伝導性を付与することができることの知見を得た。
【００１５】
また、繊維状フィラーが、特定の樹脂相に偏在することがないため、界面破壊が発生しにくく、強度的な低下は生じない。さらに、上述した非相溶性の有機化合物による樹脂成分の溶融粘度の低下により、繊維状フィラーが、樹脂成分の流動方向や成形面方向に対して配向し易くなり、異方的な熱伝導性が得られるようになる。一般に、樹脂中でのフィラーの配向は、機械的強度の低下やソリの原因になることが知られているが、従来に比べて繊維状フィラーの配合量が極めて少量であること、この少量の繊維状フィラーのネットワーク構造とが相俟って、これらの問題を効果的に抑制することができることを見い出した。
【００１６】
熱伝導性樹脂材料の熱伝導率は、添加するフィラーの熱伝導率がその種類によって１桁から２桁も異なることから、添加するフィラーの種類や添加量に依存することが多い。熱伝導率の要求レベルに応じ、フィラーの種類や配合比を変えることにより、樹脂の熱伝導率を制御することができるが、既存の方法を用いて同様のフィラーを同配合比で混合した場合に比べ、とりわけ、モルホロジーの制御によって熱伝導性を著しく向上させることができ、同時に熱伝導の方向性や移動量の制御が可能になることを確認した。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、熱硬化性樹脂（Ａ）を母材とする樹脂成分と、これに非相溶な有機化合物（Ｂ）と、繊維状フィラー（Ｃ）とを含む熱伝導性樹脂材料であって、樹脂成分中に、有機化合物（Ｂ）が分散粒子として存在し、２つ以上の繊維状フィラー（Ｃ）が各分散粒子の表面に接触し、または分散粒子中に存在することを特徴とする熱伝導性樹脂材料に関する。
【００１８】
また、本発明は、上記熱伝導性樹脂材料を用いて成形した熱伝導性成形体に関する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱伝導性樹脂材料は、電子部品用モールド材、プリント基板、さらに小型電子機器の外装材などに使用される熱硬化性樹脂材料が、本来有する成形加工性、軽量性、機械的強度、耐熱性等の実用特性を低下させることなく、優れた熱伝導性を有し、且つ熱伝導の方向性や移動量の制御が可能な異方的な熱伝導性を有する。本発明の熱伝導性成形体は、用いる樹脂が有する本来の成形加工性、軽量性、機械的強度、耐熱性等の実用特性を低下させることなく、優れた熱伝導性を有し、且つ、熱伝導の方向性や移動量の制御が可能な異方的な熱伝導性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の熱伝導性樹脂材料は、熱硬化性樹脂（Ａ）を母材とする樹脂成分と、これに非相溶な有機化合物（Ｂ）と、繊維状フィラー（Ｃ）とを含む熱伝導性樹脂材料であって、樹脂成分中に、有機化合物（Ｂ）が分散粒子として存在し、２つ以上の繊維状フィラー（Ｃ）が各分散粒子の表面に接触し、または分散粒子中に存在することを特徴とする。
【００２１】
本発明の熱伝導性樹脂材料に用いられる熱硬化性樹脂（Ａ）は樹脂成分の母材となるものであり、成形分野で使用される熱硬化性樹脂であれば、いずれも適用することができる。かかる熱硬化性樹脂（Ａ）としては、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、ウレタン系樹脂等を挙げることができる。特にエポキシ系樹脂は、電気絶縁性、機械的特性、耐熱性、耐薬品性等に優れるところから、プリント基板や半導体パッケージの封止材料等に汎用的に用いられており、これらの電子機器における大量の発熱を装置外へ放出するため、適用することが好ましい。エポキシ系樹脂とは、分子内にエポキシ基を含む化合物、あるいはエポキシ基の３次元的な架橋によって得られる樹脂構造体およびその硬化物のことをいう。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、クレゾールノバラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等を挙げることができる。これらは１種または２種以上を組み合わせて使用することができ、通常、アミン系、フェノール系、酸無水物系などの硬化剤と混合して用いられる。
【００２２】
熱硬化性樹脂（Ａ）を母材として含む樹脂成分は、本発明の熱伝導性樹脂材料におけるマトリックスを構成するものであり、熱可塑性樹脂を一部に、含んでいてもよい。熱可塑性樹脂は有機化合物（Ｂ）と非相溶であることが好ましく、マトリックス樹脂中の含有量としては、例えば、熱硬化性樹脂１００質量部に対して、０．５〜３０質量部以下の範囲を挙げることができる。
【００２３】
本発明の熱伝導性樹脂材料に用いる有機化合物（Ｂ）は、上記熱硬化性樹脂（Ａ）に対して非相溶であり、母材の熱硬化性樹脂（Ａ）中において分散粒子を形成するものである。ここで非相溶とは、母材の熱硬化性樹脂（Ａ）に対して０．１μｍ以上のサイズで分散粒子を形成し、可視光域において光学的な非相溶性を呈するものをいう。異種の樹脂又は樹脂と有機化合物の混合物においては、各樹脂が熱力学的に完全相溶すること（分子レベルで一相になること）は極めてまれであり、可視上均一に見える場合であっても、サブミクロン以下のミクロ的視野においては分散状態で存在しているのが一般的である。したがって、「非相溶性」あるいは「完全相溶でない」ということは、ほとんどの異種樹脂混合系を包括してしまうことになる。本発明における樹脂成分に「非相溶」な有機化合物（Ｂ）とは、部分相溶の状態も含め、樹脂成分中に、有機化合物（Ｂ）が０．１μｍ以上のサイズで分散粒子を形成し、可視レベルで非相溶を認識できるものをいう。
【００２４】
上記有機化合物（Ｂ）の分散粒子の平均粒子径としては、０．１〜５００μｍの範囲であることが好ましい。有機化合物（Ｂ）の分散粒子の平均粒子径が０．１μｍ以上であれば、可視レベルで樹脂成分との非相溶を認識することができ、後述する繊維状フィラー（Ｃ）を樹脂成分中において相互に網目状に接触するように分散させ、得られる成形体において繊維状フィラー（Ｃ）とネットワーク構造を形成することにより、熱伝導性の向上を図ることができる。一方、分散粒子の平均粒子径が５００μｍ以下であれば、樹脂製分中での凝集を抑制することができ、マクロ相分離による界面破壊等を抑制することができる。
【００２５】
ここで平均粒子径は顕微鏡法による測定値とすることができる。
【００２６】
樹脂成分と非相溶でこのような平均粒子径を有する有機化合物（Ｂ）は、繊維状フィラー（Ｃ）との相互作用により、各有機化合物（Ｂ）の分散粒子の一部の表面と２つ以上の繊維状フィラー（Ｃ）と接触した状態、または各有機化合物（Ｂ）の内部の一部に２つ以上の繊維状フィラー（Ｃ）が存在した状態を形成する。図１の模式図に示すように、マトリックス樹脂３中に分散された有機化合物の分散粒子２は繊維状フィラー１のバインダーとなり、繊維状フィラー１が網目状となって結ばれたネットワーク構造が、マトリックス樹脂３中に形成される。有機化合物（Ｂ）の分散粒子の平均粒子径が、繊維状フィラーの平均繊維長の１／２以下であると、有機化合物（Ｂ）の分散粒子内に繊維状フィラー（Ｃ）が凝集するのを抑制し、繊維状フィラー（Ｃ）と有機化合物（Ｂ）の分散粒子とのネットワーク構造の形成を促進させることができる。このため、マトリックス樹脂中に繊維状フィラー（Ｃ）と有機化合物（Ｂ）によるネットワーク構造が容易に形成され、少量の繊維状フィラー（Ｃ）により、充分に高い熱伝導性が得られるようになる。ネットワーク構造を形成する有機化合物（Ｂ）と繊維状フィラー（Ｃ）間の接合は、水素結合や配位結合等の化学結合に加え、物理吸着、静電吸着、疎水性相互作用、磁性吸着、幾何学的要因等のいずれの作用によるものであってもよく、その接合状態としては、有機化合物（Ｂ）の分散粒子を繊維状フィラー（Ｃ）が貫通した状態、あるいは接触した状態のいずれであってもよい。
【００２７】
上記有機化合物（Ｂ）は、溶融粘度がマトリックス樹脂成分よりも低く、かつ融点がマトリックス樹脂成分よりも低いことが好ましい。このような有機化合物（Ｂ）を用いることにより、マトリックス樹脂との混合において溶融粘度が低下し、流動性が向上し、固体の繊維状フィラーを容易に分散させることができる。
【００２８】
上記有機化合物（Ｂ）は、極性あるいは溶解度パラメーター（以下、ＳＰ値と表記する）がマトリックス樹脂と同等またはそれ以下であり、その差がマトリックス樹脂のＳＰ値に対して３０％以内の範囲にあることが好ましい。熱伝導率が高いカーボンファイバーや窒化物などの繊維状フィラー（Ｃ）は、表面が化学的に不活性な疎水構造を有することが多く、極性あるいはＳＰ値がマトリックス樹脂と同等またはそれ以下の有機化合物（Ｂ）とより強い疎水相互作用を持つことにより、繊維状フィラー（Ｃ）の凝集を抑制することができる。さらに、上記範囲のＳＰ値を有する有機化合物（Ｂ）の分散粒子は、マトリックス樹脂中で繊維状フィラー（Ｃ）を伴って微分散するため、繊維状フィラー（Ｃ）の分散性をより向上させ、繊維状フィラー（Ｃ）を上記ネットワーク構造を形成し得る状態に分散させることができる。上記有機化合物（Ｂ）には、マトリックス樹脂と同等のＳＰ値を有する有機化合物が含まれるが、これらはマトリックス樹脂に非相溶のものに限定される。一般的に、有機化合物はＳＰ値が同等のマトリックス樹脂に対し相溶性を有する場合が多いが、分子量や立体構造などの影響により非相溶性を呈する場合がある。従って、マトリック樹脂と同等のＳＰ値を有する有機化合物であってもマトリックス樹脂に相溶のものは、上記有機化合物（Ｂ）には含まれない。上記有機化合物（Ｂ）がマトリックス樹脂のＳＰ値に対してその差が３０％以内の範囲のＳＰ値を有することにより、マトリックス樹脂中での上記有機化合物（Ｂ）のマクロ相分離が抑制され、ネットワーク構造が効果的に形成される。
【００２９】
ここで、ＳＰ値は、いくつかの理論的算出法が知られているが、定性的な見地から、汎用的に用いられる原子団寄与法（ｔｈｅ  ｇｒｏｕｐ  ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）を用いて得られた値を採用することができる。具体的には、式（１）を用いて算出することができる。算出に必要となる各物性値については、文献値（例えば、Ｄ．Ｗ．Ｖａｎ  Ｋｒｅｖｅｌｅｎ  ａｎｄ  Ｐ．Ｊ．Ｈｏｆｔｙｚｅｒ，ＰＲＯＰＥＲＴＹ  ＯＦ  ＰＯＬＹＭＥＲＳ：ＴＨＥＩＲ  ＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＣＯＲＲＥＬＡＴＩＯＮ  ＷＩＴＨ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９７６に記載）、あるいは実験値の何れを用いてもよい。
δ  ＝  （ΣＥｃｏｈｉ／ΣＶｍｉ）1/2      （１）
δ：溶解度パラメーター（ＳＰ値）
Ｅｃｏｈｉ：各原子団のモル凝集エネルギー
ＥＶｍｉ：各原子団のモル体積
上記有機化合物（Ｂ）としては、エステル化合物、オレフィン化合物、カーボネート化合物、アミド化合物、水素添加油脂、合成ワックス、およびこれらの混合物から選ばれる融点が８０℃〜２００℃であり、分子量が２０００以下の低分子化合物であることが好ましい。このような低分子の有機化合物は、溶融粘度が低く、マトリックス樹脂に微分散しやすいことに加え、エポキシ樹脂などの脆性の大きな熱硬化性樹脂（Ａ）に対して、可塑剤、あるいは滑剤や離型剤等の加工助剤として作用するため、成形体において機械的特性および成形加工性が大きく改善されるという利点がある。更に、融点が８０℃以上であれば、発熱を伴う電子機器の部品や筐体用等として、熱による軟化、溶出を抑制することができるため、好ましい。一方、融点が２００℃以下であれば、高温での成形加工を回避することができ、熱分解によるガスの発生、変色を抑制することができる。
【００３０】
これらのうち、分子構造の主鎖の炭素数が８〜４４であり、分子量が２００〜１５００、より好ましくは３００〜１０００である脂肪族カルボン酸アミド、芳香族カルボン酸アミド、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステルなどから選ばれる結晶性の有機化合物を好ましいものとして挙げることができる。これらは１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。このような特定の炭素数と分子量を持つ結晶性の有機化合物は、植物性油脂や動物性油脂などの天然油脂から合成できるものが多く、取り扱いが容易であることに加えて、安価で得られることが多い。しかも、熱硬化性樹脂（Ａ）が結晶性樹脂の場合には、結晶核剤として作用し、成形サイクルを大幅に短縮できる効果が得られる。上記脂肪族カルボン酸アミド、芳香族カルボン酸アミド、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステルは分子中に１つあるいは２つ以上の極性基が導入されたものが好ましい。かかる極性基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、グリシジル基などの酸素含有基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、イソシアネート基などの窒素含有基、フッ素含有基などを挙げることができる。これらの極性基が部分的に導入された上記化合物において、繊維状フィラー（Ｃ）と相互作用を持ちつつ、熱硬化性樹脂（Ａ）に対しては水素結合などの物理化学的作用を持つため、母材熱硬化性樹脂（Ａ）と繊維状フィラー（Ｃ）の双方に対してそれぞれの相互作用を強化するバインダー的な効果が発現し、成形体において機械的強度が向上する。
【００３１】
上記の有機化合物（Ｂ）としては、具体的に、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、Ｎ−オレイルパルミチン酸アミド、Ｎ−オレイルオレイン酸アミド、Ｎ−オレイルステアリン酸アミド、Ｎ−ステアリルオレイン酸アミド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アミド、Ｎ−ステアリルエルカ酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ｐ−キシリレンビスステアリン酸アミドなどのカルボン酸アミドおよびこれらの分子中の一部に極性基が導入された化合物、また、ラウリン酸エステル、パルミチン酸エステル、オレイン酸エステル、ステアリン酸エステル、エルカ酸エステル、Ｎ−オレイルパルミチン酸エステル、Ｎ−オレイルオレイン酸エステル、Ｎ−オレイルステアリン酸エステル、Ｎ−ステアリルオレイン酸エステル、Ｎ−ステアリルステアリン酸エステル、Ｎ−ステアリルエルカ酸エステル、メチレンビスステアリン酸エステル、エチレンビスラウリン酸エステル、エチレンビスカプリン酸エステル、エチレンビスオレイン酸エステル、エチレンビスステアリン酸エステル、エチレンビスエルカ酸エステル、エチレンビスイソステアリン酸エステル、ブチレンビスステアリン酸エステル、ｐ−キシリレンビスステアリン酸エステルなどのカルボン酸エステルおよびこれらの分子中の一部に極性基が導入された化合物等を挙げることができる。
【００３２】
上記有機化合物（Ｂ）のうち、特に好ましいものは、ひまし油から誘導されたカルボン酸アミド化合物である。具体的には、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、パルミチン酸アミド、リノール酸アミド、リノレン酸アミド、アラキン酸アミド、およびこれらの誘導体などである。これらは極めて優れた熱伝導性に加えて、バイオマス由来であることから環境適合性に優れ、安全性、生産性、コスト性、生体親和性のほか、アルコール等の溶剤にも難溶であり、実用面で優れた特性を有している。
【００３３】
上記有機化合物（Ｂ）の熱伝導性樹脂材料中の含有量は、０．５〜２０質量％であることが好ましく、より好ましくは１〜１５質量％である。有機化合物（Ｂ）の含有量が０．５質量％以上であれば、熱伝導性樹脂材料の溶融粘度を充分に低くすることができ、繊維状フィラー（Ｃ）を十分に分散させることができる。一方、有機化合物（Ｂ）の含有量が２０質量％以下であれば、微分散した有機化合物（Ｂ）の再凝集を抑制し、マクロ相分離による機械的強度の低下を抑制することができ、得られる成形体において凝集した有機化合物（Ｂ）が表面に露出することを抑制し、外観不良や塗装不良の発生を抑制することができる。
【００３４】
本発明の熱伝導性樹脂材料に用いる繊維状フィラー（Ｃ）は、繊維状であればよい。熱伝導性樹脂材料の熱伝導率そのものは、一般には繊維状フィラー（Ｃ）固有の熱伝導率や添加量に依存することが多く、必要とされる熱伝導性の程度、熱硬化性樹脂（Ａ）や有機化合物（Ｂ）の種類に応じて、繊維状フィラー（Ｃ）の材質を適宜選択することができる。上記繊維状フィラー（Ｃ）の材質としては、カーボン、窒化物、炭化物、ホウ化物、または金属等の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の無機物が好ましい。繊維状フィラーの熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、高い熱伝導性を有する成形体を得ることができる。これらの無機物としては、具体的には、カーボンファイバー、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、金属ウィスカーなどを挙げることができる。このような繊維状フィラーは、繊維軸方向に特に優れた熱伝導性を有しており、射出成形などで樹脂の流動方向に配向することによって、異方的な熱伝導性が得られ、熱伝導の方向性や移動量の制御が可能となる。上記の材料のうちカーボンファイバーは、他のフィラーに比べて密度が小さいことに加え、繊維軸方向の熱伝導率が金属以上に高く、環境への悪影響もほどんどないため、実用に優れているという利点がある。より詳しくは、極めて少量の添加量で樹脂の熱伝導性を向上でき、軽量性、加工成形性、機械的強度などの実用特性にも優れ、比較的安価であり、取り扱いが容易である。
【００３５】
ここで、熱伝導率は、レーザーフラッシュ法、平板熱流計法、温度波熱分析法（ＴＷＡ法）、温度傾斜法（平板比較法）などの測定方法による測定値を採用することができる。
【００３６】
上記カーボンファイバーとしては、ＰＡＮ系、ピッチ系、アーク放電法 、レーザー蒸発法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）、ＣＣＶＤ法（触媒化学気相成長法）など、任意の原料あるいは合成方法で合成されたものを用いることができる。これらのうちピッチ系、気相法、さらに黒鉛化処理を行って得られるカーボンファイバーは、結晶性に優れ、繊維軸方向の熱伝導性に優れており、好ましい。特にメソフェーズピッチ系および気相で作製されたカーボン（ナノ）チューブ、カーボン（ナノ）ホーン、カーボンファイバーなどは、繊維軸方向に対して異方的なグラファイト構造を持つため、金属以上の熱伝導率を有しており、マトリックス樹脂に対してより高い熱伝導性を付与することができる。
【００３７】
上記繊維状フィラー（Ｃ）として、平均繊維長が０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下のものが好ましい。このような平均繊維長を有する繊維状フィラー（Ｃ）は、低配合比においても、上述のフィラーのネットワーク構造を非常に容易に形成し、繊維状フィラー（Ｃ）同士が接触あるいは極めて接近した状態になることによって、熱エネルギーの伝搬ロスを著しく低減し熱伝導性に極めて重要かつ本質的な機能を有する。また、成形時に、繊維状フィラー（Ｃ）は樹脂の流動方向や面方向に配向し易いため、得られる成形体において従来と比較して熱伝導化と異方的な熱伝導性の双方を向上させることができる。これは、成形体において繊維状フィラー（Ｃ）同士が、接触あるいは極めて接近した状態を維持して存在することにより、繊維状フィラー（Ｃ）間の接触面積、あるいはその熱伝導にかかわる繊維状フィラー（Ｃ）の実効面積が増加して熱抵抗が大幅に低下するためである。この点が従来の単なる繊維状フィラーを配合した樹脂成形体と大きく異なる点であり、熱伝導性において圧倒的な差異を生じる。上記繊維状フィラー（Ｃ）の平均繊維長としては、成形体においてその厚さの０．５倍以上であることが、面配向、即ち、ネットワーク構造として２次元に近い構造を形成する傾向にあるため、好ましい。電子機器の部品や筐体など成形体の厚さは、薄いもので１ｍｍ程度であり、かかる点から繊維状フィラー（Ｃ）としては、０．５ｍｍ以上の繊維長であることが好ましい。一方、繊維状フィラー（Ｃ）の平均繊維長が５０ｍｍ以下であれば、繊維状フィラー（Ｃ）同士の絡み合いによって、樹脂との混合や成形が困難になるのを抑制し、射出成形の際にノズル詰まりを抑制することができ、実用上好ましい。
【００３８】
また、繊維状フィラー（Ｃ）には、上記平均繊維長より短い繊維長を有する繊維状フィラー（Ｄ）を含有させることが好ましい。繊維長の短い繊維状フィラー（Ｄ）としてはカーボンファイバーやその集合体を好ましいものとして例示することができる。繊維状フィラー（Ｄ）の平均繊維長としては、５ｎｍ以上５０μｍ以下を挙げることができる。このような繊維状フィラー（Ｄ）を併用することにより、帯電防止性や電磁波遮蔽性をより一層向上させることができる。これは、繊維状フィラー（Ｄ）が、配向する長繊維長の繊維状フィラーに対して、ランダムな状態で存在する短繊維長の繊維状フィラーを含むことにより、樹脂の導電性を向上させ、得られる成形体の熱伝導性等を高度に制御することが可能になる。このような短繊維長の繊維状フィラー（Ｄ）の含有量としては、マトリックス樹脂中に０．５〜２０質量％とすることができる。
【００３９】
上記繊維状フィラー（Ｃ）として、平均径が１μｍより大きく２００μｍ以下のものを用いることが好ましい。繊維状フィラー（Ｃ）の平均径が１μｍより大きいと、凝集する傾向が少なく、樹脂との混合において分散が容易となる。また、嵩密度が小さいことに起因する浮遊などによる作業性の低下を抑制することができる。一方、平均径が２００μｍ以下であれば、樹脂中に均一に分散させることができ、成形体の表面に繊維状フィラー（Ｃ）の凝集体が露出することによる外観不良の発生を抑制することができる。このような繊維状フィラー（Ｃ）の平均径は顕微鏡法により求めることができる。
【００４０】
上記繊維状フィラー（Ｃ）としては、５００以上５００００以下のアスペクト比を有することが好ましい。上記のように繊維状フィラー（Ｃ）の平均繊維長として０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、平均直径として１μｍより大きく１００μｍ以下が好ましいことから、これらの平均繊維長と平均直径との比であるアスペクト比として５００以上５００００以下を得ることができる。
【００４１】
上記繊維状フィラー（Ｃ）は、結晶性であることが好ましい。金属などの導電材料では熱伝導率が伝導電子の運動性に依存するのに対して、セラミックスやカーボンなどでは熱伝導率は格子振動が寄与するところが大きい。このため、特に、セラミックスやカーボンなどからなる繊維状フィラー（Ｃ）においては、高結晶性のものがより優れた熱伝導性を有するものとなる。セラミックスやカーボン製の繊維状フィラー（Ｃ）において結晶性を高める方法としては、例えば、非酸化性雰囲気下で５００〜３０００℃の温度の熱処理を挙げることができる。繊維状フィラーが高温下の気相法により成形されたものの場合には、高度に結晶化している場合が多く、好ましい。
【００４２】
上記繊維状フィラー（Ｃ）は、必要に応じて、表面処理して用いることができる。表面処理としては、具体的には、酸化処理や窒化処理、ニトロ化、スルホン化、あるいはこれらの処理によって表面に官能基を導入する処理や、導入した官能基に更に、金属、金属化合物、有機化合物などを付着あるいは結合させる処理、また、繊維状フィラー（Ｃ）表面に金属、金属化合物、有機化合物などを付着あるいは結合させる処理等を挙げることができる。上記官能基の具体例としては、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、ニトロ基、アミノ基等の酸素含有基や窒素含有基を挙げることができる。このような官能基や化合物が表面に導入された繊維状フィラー（Ｃ）において、熱硬化性樹脂（Ａ）との化学的な相互作用が強化されるため、得られる成形体において機械的強度が向上する。
【００４３】
また、繊維状フィラー（Ｃ）の表面処理としては、有機化合物（Ｂ）と相互作用を有する官能基または化合物を表面に結合若しくは付着させる処理を挙げることができる。このような表面処理を行った繊維状フィラー（Ｃ）は、有機化合物（Ｂ）との結合が強化され、成形体において熱伝導性を一層向上させることができる。具体的には、繊維状フィラー（Ｃ）がカーボンファイバーの場合に各種カルボン酸などによる表面処理を挙げることができる。
【００４４】
更に、表面処理として繊維状フィラー（Ｃ）表面の疎水化処理を挙げることができる。疎水化処理としては、例えば、不活性ガス雰囲気中で熱処理を行う方法やフッ素化処理などを挙げることができる。このような疎水化処理された繊維状フィラー（Ｃ）は、極性の低い樹脂とより強い相互作用を示すようになる。
【００４５】
上記表面処理は繊維状フィラー（Ｃ）の全量に対して行うこともできるが、一部の繊維状フィラー（Ｃ）に対して行うこともできる。
【００４６】
上記繊維状フィラー（Ｃ）の熱伝導性樹脂材料中の含有量は、１〜４０質量％であることが好ましく、より好ましくは５〜２０質量％である。含有量が１質量％以上であれば、成形体において充分な熱伝導性を得ることができる。一方、４０質量％以下であれば、特に低密度の繊維状フィラー（Ｃ）を含有する熱伝導性樹脂材料においても、体積分率の増加を抑制し、フィラー同士の絡み合いによる熱伝導性樹脂材料の溶融粘度の上昇を抑制することができ、優れた成形加工性を有するものとなる。
【００４７】
本発明の熱伝導性樹脂材料には、必要に応じて、種々の添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、補強剤、難燃剤、発泡剤、劣化防止剤、結晶核剤、着色剤、酸化防止剤、耐熱性向上剤、耐光剤、加工安定剤、抗菌剤、防かび剤、可塑剤などを挙げることができる。補強剤としては、具体的には、マイカやタルクなどの充填剤、アラミドやポリアリレートなどの有機繊維やガラス繊維、さらにケナフのような植物繊維を使用することができる。また、難燃剤としては、具体的には、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物、メラミンやイソシアヌル酸化合物などの窒素系難燃剤、リン酸化合物などのリン系難燃剤などを挙げることができる。また、種々の無機系あるいは有機系結晶核剤、酸化チタンなどの着色剤、ラジカルトラップ剤、酸化防止剤、加水分解抑制剤などの安定剤、銀イオンなどの抗菌剤を、適宜、配合することができる。
【００４８】
本発明の熱伝導性樹脂材料を製造する方法としては、上記各種成分を混合する方法によることができ、ハンドミキシングによる混合に加えて、公知の混合機、例えばタンブラーミキサー、リボンブレンダー、単軸や多軸混合押出機、ロール等を用いて、溶融混合する方法を使用することができる。これらの中で、タンブラーミキサー、リボンブレンダー、単軸押出機などの比較的混合力が弱いものを使用する方法は、混合工程において繊維状フィラー（Ｃ）の破断や粉砕を抑制することができ、繊維状フィラー（Ｃ）本来の繊維軸方向の高い熱伝導性が反映されやすい。また、複数の添加物を加える場合は、繊維状フィラー（Ｃ）以外の添加物を樹脂成分に予め加えて混合しておき、その後に繊維状フィラー（Ｃ）を添加することが、繊維状フィラー（Ｃ）の混合時間の短縮を図り、これらの破断や粉砕を低減することができ有効である。また、溶融混合時に充分な流動性を確保するため、混合機のシリンダ内のクリアランス調整や、スクリューや撹拌翼の回転数、溶融温度条件などの装置条件を設定することが好ましい。
【００４９】
本発明の熱伝導性成形体は、上記熱伝導性樹脂材料を用いて成形したことを特徴とする。熱伝導性成形体の成形方法としては、射出成形、射出圧縮成形、圧縮成形法など、熱硬化性樹脂の成形体の成形に用いられる方法を適用することができる。これらの溶融混合や成形時における温度は、樹脂成分の融点以上で、かつそれぞれの成分が劣化しない範囲であることが好ましい。
【００５０】
本発明の熱伝導性成形体は、その上部あるいは下部に、熱伝導性の異なる被膜を積層することができる。被膜を成形するには、フィラー濃度、添加量、配向方向等が異なる樹脂、配合成分の異なる樹脂、種類の異なる樹脂などを原料とし、塗工などにより表面に塗膜として積層したり、これらを薄膜に成形し接着すればよい。このような積層構造あるいは薄膜からなる被膜を有する熱伝導性成形体は、熱伝導性の方向性を３次元的に制御することも可能である。熱伝導性の低い樹脂被膜を有する熱伝導性成形体は、熱源から表面に直接熱が伝わる状態を抑制することができ、電子機器の筐体などに低温火傷防止の点から、特に有効である。
【００５１】
また、本発明の熱伝導性成形体としては、その表面に、熱放射作用に優れた材料からなる被膜を設けたものであってもよい。熱放射作用に優れた材料からなる被膜を有することにより、放熱特性を向上させることができる。熱放射作用に優れた材料を用いた被膜の成形は、塗工などにより表面に塗膜として積層したり、これらを薄膜に成形し接着する方法によることができる。また、本発明の熱伝導性成形体としては、その表面に、熱容量の異なる材料からなる被膜を設けたものであってもよい。熱容量の異なる材料からなる被膜を有することにより、表面における温度変化を鈍くすることができるため、人体や生物に直接触れるような機器、あるいは熱の変化を嫌うような精密機器などにおいて有効である。熱容量の異なる材料からなる被膜の成形は、塗工などにより表面に塗膜として積層したり、これらを薄膜に成形し接着する方法によることができる。
【実施例】
【００５２】
以下に、本発明の熱伝導性樹脂材料および成形体を具体的に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１］
［熱伝導性成形体の調製］
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８、油化シェルエポキシ製）８３．３質量部、アミン系硬化剤（エピキュアＴ、油化シェルエポキシ製）１６．７質量部の樹脂成分１００質量部に対して、非相溶の有機化合物としてエチレンビスステアリルアミドを１０質量部、カーボンファイバー（メソフェーズピッチ系、長さ５ｍｍ、径１０μｍ、アスペクト比５００）を５質量部加え、回分式攪拌機でよく攪拌した後、真空脱泡し、厚さが２ｍｍになるようテフロン製型に注型して室温で４日間硬化させた。その後、型から取り出し２０×７０×２ｍｍの成形体を切り出し、熱伝導性評価用の試験片とした。
【００５４】
得られた試験片について、熱伝導性を、面内熱伝導性、異方熱伝導性から評価した。
【００５５】
［熱伝導性評価］
［面内熱伝導性］
試験片を支持台に固定し、予め８０℃に加熱したラバーヒーターで試験片の一部に定常熱を負荷した。ラバーヒーターとの接触部分から試験片全体に熱が拡散していく様子を赤外線サーモトレーサー（ＮＥＣ三栄製、サーモスキャナＴＳ５３０４）で観察し、図２に示すサーモグラフィー解析により、面内熱伝導性を評価した。観察に際し、試験片表面に既知の放射率を有する黒体塗料を塗装した。図２（ａ）に示す試験片（サンプル）の熱伝導性ａと、図２（ｂ）に示す同じ繊維状フィラーのみを添加したときの熱伝導性ｂとの比、ａ／ｂを求め、以下の基準によって面内熱伝導性を評価した。結果を表１に示す。
【００５６】
◎：ａ／ｂが１．５以上
○：ａ／ｂが１．１以上１．５未満
△：ａ／ｂが０．９以上１．１未満
×：ａ／ｂが０．９未満。
【００５７】
［異方熱伝導性］
アルミニウム台の上に試験片を置き、その上に予め８０℃に加熱した分銅を置いて、定量熱を負荷した。分銅の設置から一定時間内に広がる熱の様子を、上記と同様、サーモトレーサーで観察した。試験片における平面内の温度の拡散状況を等方的な熱伝導性を有する同形のステンレス板と比較して、平面に平行方向の熱伝導性を評価した。平面に垂直方向の熱は、下層のアルミニウム台に速やかに移動するため、平面方向の熱伝導性が顕著に観察できる。熱の拡散状況を示すサーモグラフィーを図３（ａ）に試験片、（ｂ）にステンレスを示す。サーモグラフィーから、試験片の所定時間後の一定温度の範囲の面積ａと、ステンレスの所定時間後の一定温度の範囲の面積ｂとの比、ａ／ｂを求め、以下の基準によって面方向の熱の拡散、異方熱伝導性を評価した。結果を表１に示す。
【００５８】
○：ａ／ｂが１．５以上
△：ａ／ｂが１．１以上１．５未満
×：ａ／ｂが１．１未満。
【００５９】
［実施例２］
カーボンファイバーとして、メソフェーズピッチ系、長さ５ｍｍ、径１０μｍ、アスペクト比５００に替えて、メソフェーズピッチ系、長さ２ｍｍ、径１０μｍ、アスペクト比２００を用いた他は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様にして、熱伝導性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００６０】
［実施例３］
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＯＣＮ１０２０、日本化薬製）６４．７質量部、フェノール樹脂系硬化剤（ＨＦ４５、明和化成製）３４．６質量部、硬化促進触媒（トリフェニルフォスフィン、関東化学）０．７質量部の樹脂成分１００質量部に対して、非相溶の有機化合物としてエチレンビスオレイルアミドを１０質量部、カーボンファイバー（メソフェーズピッチ系、長さ２ｍｍ、径２０μｍ、アスペクト比１００）を５質量部加え、１２０℃のエクストルーダーで約２０秒間混合した後、冷却して粉砕した。その後、厚さが２ｍｍになるようテフロン製型に粉砕物を入れ、１７０℃のプレスで圧縮成形した。その後は、型から取り出し２０×７０×２ｍｍの成形体を切り出し、熱伝導性評価用の試験片とした。得られた試験片について、実施例１と同様にして熱伝導性を評価を行った。結果を表１に示す。
【００６１】
［実施例４］
カーボンファイバーとして、メソフェーズピッチ系、長さ５ｍｍ、径１０μｍ、アスペクト比５００に替えて、気相系、長さ１０ｍｍ、径２０μｍ、アスペクト比５００を用いた他は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様にして、熱伝導性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００６２】
［比較例１］
非相溶の有機化合物としてエチレンビスステアリルアミドを用いない他は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様にして、熱伝導性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００６３】
［比較例２］
非相溶の有機化合物としてエチレンビスオレイルアミドを用いない他は、実施例３と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様にして、熱伝導性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００６４】
［比較例３］
非相溶の有機化合物のエチレンビスオレイルアミドに替えて相溶性のポリジメチルシロキサン（平均分子量２０００）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして試験片を作製し、実施例１と同様にして熱伝導性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００６５】
【表１】
2008007647.tif 000002
【００６６】
結果から、非相溶性有機化合物と繊維状フィラーとを添加した実施例１〜４の熱伝導性成形体では、いずれも高い熱伝導性を示した。特に繊維長が５ｍｍのカーボンフィラーを添加した実施例１、繊維長１０ｍｍの長繊維カーボンファイバーを添加した実施例４では、面内熱伝導性の著しい向上が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の熱伝導性樹脂材料により得られる熱伝導性成形体は、電子機器などの発熱を生じる機器の筐体や部品への適用、家電製品、電池材料、熱エネルギー変換材料、自動車部品、航空部品、鉄道部品、宇宙分野などの高度な熱伝導性が必要とされる分野に広範囲に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の熱伝導性樹脂材料の構造を示す模式図である。
【図２】本発明の熱伝導性成形体の一例の面内熱伝導性を従来例との比較において示すサーモグラフィーを示す図である。
【図３】本発明の熱伝導性成形体の一例の異方熱伝導性を等方熱伝導性を示すステンレスとの比較においてサーモグラフィーを示す図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  繊維状フィラー（Ｃ）
２  有機化合物（Ｂ）の分散粒子
３  樹脂成分
【図１】
2008007647.tif 000003
【図２】
2008007647.tif 000004
【図３】
2008007647.tif 000005