(57)【要約】【課題】接合性や放熱性を考慮しながら、保守点検する場合やリサイクル或いは廃棄処分を行なう場合の剥離作業を更に簡単にし、且つ剥離作業を行う為の設備等の費用を低く押えることが出来る熱伝導性アルミナ接合剤を提供する。【解決手段】粉末状の熱伝導性材料と粘着性がありエラスティックな高分子材料であるバインダーに充填材を加えて混練りし、粘土状とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末状の熱伝導性材料と粘着性がありエラスティックな高分子材料であるバインダーに充填材を加えて混練りし、粘土状としたことを特徴とする熱伝導性アルミナ接合剤。
【請求項２】
熱伝導性材料がアルミナ微粉末であり、バインダーとしてのエラスティックな高分子材料がブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴムのいづれか１つであり、充填材が炭酸カルシュームの微粉末であることを特徴とする請求項１記載の熱伝導性アルミナ接合剤。
【請求項３】
熱伝導性材料とバインダー及び充填材の混合割合として熱伝導材料を５０〜７０重量％、バインダーを３０〜１５重量％そして充填材を２０〜１５重量％としたことを特徴とする請求項１及び２記載の熱伝導性アルミナ接合剤。
【請求項４】
混練りして粘土状とした時の硬さが２０°〜５０°（試験方法ＪＩＳＫ２２０７；５０ｇ荷重、２５℃）であることを特徴とする請求項１〜請求項３記載の熱伝導性アルミナ接合剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  アルミ板或いは鉄板と熱を保有するガラス板例えばプラズマディスプレイパネル等に於けるアルミシャーシとガラスパネルの間に介在させ、両者を接合する熱伝導性接合剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  プラズマディスプレイパネル等はその構造上そしてその働きの故に発熱量が多く、高温とならざるを得ない。従って、高温のもとでも充分な接合性を確保するのは勿論、高温となるが故に、如何に効率良く放熱させるかが重要となる。更に、保守点検する場合やリサイクル或いは廃棄処分する場合はガラス板とアルミ板等金属板を分離する必要があり、それ故に接合性が良く併せて剥離性も良くなくてはならないという相反する機能が要求されるのである。【０００３】  従来より、ガラス板が保有する熱を熱伝導性の良いアルミ板へ効果的に送り放熱を効率良く行わせる為前記ガラス板とアルミ板を接合する接合剤に放熱機能層を持たせたり、接合剤に熱伝導性材料を混在させるという方法が取られている。例えば、フラットパネルのシャーシ部とガラスパネルを貼り合わせる両面接着シートであって、該両面接着シートに放熱機能層及び遮光部材を基材として介在させたものがある。（特許文献１）この先行技術に於いては、基材として放熱機能層を介在させているのでガラス板の熱をシャーシ部側へ効果的に送ることが可能で、再剥離機構としては感圧性接着剤等を使用し、官能基の調整等の方法で接着昂進を抑制して再剥離性を良好にして、熱、光、電子線、超音波等のエネルギーを与えて接着層を硬化・凝集させて剥離させたり、発泡剤や硬化剤或いはオイル等の接着力を低下させるものを内包させたマイクロカプセルを使用して圧力や熱などの刺激でマイクロカプセルを破壊することで、剥離を容易にする内容となっている。【０００４】  更に、他の先行技術として熱伝導性付与剤を含有させたウレタン系粘着剤組成物があり、加えてこの先行技術は熱伝導性付与剤の含有割合を限定し、熱伝導性付与剤の材料をアルミナに限定したり、或いは軟化点（１２０〜２００℃）や形状（シート状）等を限定したものとなっている。（特許文献２）この先行技術に於いては、熱伝導性付与剤を含有させることでガラスパネルの熱をアルミシャーシ側へ効果的に送るようにし、且つ熱伝導性付与剤等の含有割合を限定することで、粘着性と放熱性のバランスをとると共に１００℃をやや超える程度の温度で軟化・溶融させ、ガラスパネルとアルミシャーシを容易に分離させるものである。
【特許文献１】特開２００３−３２１６５４
【特許文献２】特開２００２−１２１５２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  上述したように、アルミ板或いは鉄板とガラス板を接合する接合剤に於いて、ガラス板が保有する比較的高温の熱をアルミ板或いは鉄板側へ効果的に送り、効率的に放熱させる為に放熱機能層を持たせたり、熱伝導性付与剤を含有させるものは存在する。併せてこれら先行技術は、リサイクル或いは廃棄処分する場合を考慮して剥離し易いものとされている。【０００６】  然しながら、比較的高温の下で接合性と剥離性という相反する機能を併せ持たせなければならないので、非常に難しい問題である。上記先行技術に於いても剥離する場合には、熱、光、電子線、超音波等のエネルギーを与えて接着層を硬化・凝集させたり、発泡剤や硬化剤或いはオイル等の接着力を低下させるものを内包させたマイクロカプセルを使用して圧力や熱などの刺激でマイクロカプセルを破壊するようにしたり、接着剤を一定の温度で軟化・溶融するよう構成し、剥離する場合は１００℃をやや超える程度の熱をかけるようになっていて、その剥離作業は安易なものではなく、設備等の費用もけっして見逃すことの出来ないところである。【０００７】  本発明は、こうした従来技術に鑑み、接合性や放熱性を考慮しながら、保守点検する場合やリサイクル或いは廃棄処分を行なう場合の剥離作業を更に簡単にし、且つ剥離作業を行う為の設備等の費用を低く押えることが出来る熱伝導性アルミナ接合剤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、粉末状の熱伝導性材料と粘着性がありエラスティックな高分子材料であるバインダーに充填材を加えて混練りし、粘土状としたものである。このように構成したことにより、比較的高温となるプラズマディスプレイパネル等に於けるアルミ板或いは鉄板とガラス板との接合を確実に行い、比較的高温の熱を保有する前記ガラス板の熱をアルミ板や鉄板側へ効果的に伝導させて効率的に放熱させ、且つ粘土状としたことでガラス板或いはアルミ板や鉄板に適切な外力を与えるという簡単な作業でガラス板とアルミ板又は鉄板との接合を剥離することが出来る熱伝導性アルミナ接合剤を提供することが出来る。【０００９】  請求項２記載の発明は、熱伝導性材料がアルミナ微粉末であり、バインダーとしてのエラスティックな高分子材料がブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴムのいづれか１つであり、充填材を炭酸カルシュームの微粉末としたものである。このように構成したことにより、熱伝導性が優れ、コスト的にも安価な熱伝導性アルミナ接合剤を提供することが出来る。【００１０】  請求項３記載の発明は、熱伝導性材料とバインダー及び充填材の混合割合として熱伝導性材料を５０〜７０重量％、バインダーを３０〜１５重量％そして充填材を２０〜１５重量％としたものである。このように構成したことにより、比較的高温となるプラズマディスプレイパネル等に於けるアルミ板や鉄板とガラス板との接合性、そして比較的高温の熱を保有する前記ガラス板の熱をアルミ板や鉄板側へ効率的に送る放熱性、更にガラス板とアルミ板又は鉄板との接合を剥離する剥離性を更に良好とした熱伝導性アルミナ接合剤を提供することが出来る。【００１１】  請求項４記載の発明は、混練りして粘土状とした時の硬さを２０°〜５０°（試験方法ＪＩＳＫ２２０７；５０ｇ荷重、２５℃）としたものである。このように構成したことにより、接合性や放熱性を確実に行ないながら、アルミ板や鉄板或いはガラス板等塗布対象物への塗布作業を容易に行なえるようにし、ガラス板とアルミ板又は鉄板との接合を剥離する剥離性を更に良好とした熱伝導性アルミナ接合剤を提供することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】  本発明は、以上説明したように構成されているので、下記に説明するような効果を奏する。【００１３】  本発明による熱伝導性アルミナ接合剤は、粉末状の熱伝導性材料と粘着性がありエラスティックな高分子材料であるバインダーに充填材を加えて混練りし、粘土状としたので、比較的高温となるプラズマディスプレイパネル等に於けるアルミ板或いは鉄板とガラス板との接合を確実に行い、比較的高温の熱を保有する前記ガラス板の熱をアルミ板や鉄板側へ効果的に伝導させて効率的に放熱させ、且つ適度な接着状態を保持しながら、接着層を硬化・凝集させたり、接着力を低下させるものを内包させたり、又１００℃をやや超える程度の熱をかけて接着剤を軟化、溶融させるような特別な手段を取らず、ガラス板或いはアルミ板や鉄板に適切な外力を与えるという簡単な作業でガラス板とアルミ板又は鉄板との接合を剥離することが可能となり、アルミ板や鉄板とガラス板換言すればプラズマディスプレイパネル等を安定的に使用することが出来ると共に保守点検する場合やリサイクル或いは廃棄処分の場合の剥離作業を、設備等の費用を低く押えながら残剤を残すことなく綺麗に極めて簡単に行うことが出来る。そして粘土状としたことで、接合性に影響を与える接合面例えばアルミ板面の凹凸による気泡の発生も防止出来る。【００１４】  更に、本発明による熱伝導性アルミナ接合剤は、熱伝導性材料がアルミナ微粉末であり、バインダーとしてのエラスティックな高分子材料がブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴムのいづれか１つであり、充填材を炭酸カルシュームの微粉末としたので、確実な接合性や剥離性を有しながら、優れた熱伝導性が得られ、コスト的にも安価に提供出来る。【００１５】  更に、本発明による熱伝導性アルミナ接合剤は、熱伝導性材料とバインダー及び充填材の混合割合として熱伝導性材料を５０〜７０重量％、バインダーを３０〜１５重量％そして充填材を２０〜１５重量％と、各材料を適正に混合させるようにしたので、比較的高温となるプラズマディスプレイパネル等に於けるアルミ板や鉄板とガラス板との接合性、そして比較的高温の熱を保有する前記ガラス板の熱をアルミ板や鉄板側へ効率的に送る放熱性、更にガラス板とアルミ板又は鉄板との接合を剥離する剥離性を更に良好とし、アルミ板や鉄板とガラス板換言すればプラズマディスプレイパネル等を更に安定的に使用することが出来ると共に保守点検する場合やリサイクル或いは廃棄処分の場合の剥離作業を、設備等の費用を低く押えながら、残剤を残すことなく綺麗に極めて簡単に行うことが出来る。【００１６】  更に、本発明による熱伝導性アルミナ接合剤は、混練りして粘土状とした時の硬さを２０°〜５０°（試験方法ＪＩＳＫ２２０７；５０ｇ荷重、２５℃）と適度な硬さとしたので、接合性や放熱性を確実に行ないながら、アルミ板や鉄板或いはガラス板等塗布対象物への塗布作業が容易に行なえるようになり、ガラス板とアルミ板又は鉄板との接合を剥離する剥離性を更に良好とし、それによってアルミ板や鉄板とガラス板換言すればプラズマディスプレイパネル等を更に安定的に使用することが出来ると共に保守点検する場合やリサイクル或いは廃棄処分の場合の剥離作業を綺麗に極���て簡単に行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】  以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明に於ける接合剤は、基材としての粉末状の熱伝導性材料と粘着性がありエラスティックな高分子材料であるバインダーと充填材を加えて混練りし、粘土状としたことを基本組成としている。【００１８】  前述した通り、プラズマディスプレイパネル等に於けるアルミシャーシとガラスパネルとを接合する接合剤は、単に接合させれば良いというものではなく、比較的高温の環境下に於いても接合性が確保され、熱伝導性即ち放熱性も重要であり、その上必要に応じて剥離性も要求される極めて難しいものである。従って、接合剤としての組成をどのようなものにするか即ち熱伝導性材料やバインダーの材料を何にするか、又それらをどのような割合で混合するか、更に充填材は必要ないか、必要であれば何をどれ位加えれば良いのか等が重要となる。しかも、その混合割合は種々のテストによって効果を確認しながら決めざるを得ないものである。【００１９】  こうした状況から、本出願人は種々テストを実施した。その結果、接合剤の基本組成として、既に説明してあるように、粉末状の熱伝導性材料と粘着性がありエラスティックな高分子材料であるバインダーと充填材を加えて粘土状に混練りしたものが効果的であることを確認した。【００２０】  更に、熱伝導性材料としては、熱伝導性が優れているばかりでなく、汎用性があってコスト的にも比較的安価なアルミナ微粉末を使用し、バインダーとしてのエラスティックな高分子材料にはブチルゴムやシリコンゴム或いはアクリルゴムのいづれか１つを使用し、充填材としては炭酸カルシューム微粉末を使用するのが有利であることを掴んだ。これは、ブチルゴムやシリコンゴム或いはアクリルゴムそして炭酸カルシューム微粉末が前記アルミナ微粉末と同様に、使用目的に合った性能を有しているばかりでなく、汎用性があってコスト的にも比較的安価であることによる。尚、熱伝導性材料としてはアルミナ微粉末の他に水酸化アルミニューム微粉末や銅或いは鉄の微粉末更には水酸化マグネシュームの微粉末等も使用可能であることが判明した。そしてバインダーとしてのブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴムは必ずしも単独で使用しなくてはならないということではなく、単独の方が混合内容を検討調整する等の煩わしさがなく有利であるからで、ブチルゴムとシリコンゴム等複数の材料を併せて使用することも可能であることを確認した。尚更に、バインダーとして使用されるのはブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴムに限定されるものではなく、例えばウレタンゴム等も使用可能であることを念のため付言して置くこととする。【００２１】  次に、接合剤の組成の割合即ち熱伝導性材料であるアルミナ微粉末とバインダーとしてのブチルゴムやシリコンゴム或いはアクリルゴムそして充填材である炭酸カルシュームの微粉末の混合割合について説明する。テストによる結果を質量分率法により示すと、熱伝導性材料であるアルミナ微粉末を５０〜７０重量％とした時にバインダー（ブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴムのいづれか１つ）は、前記熱伝導性材料に対応させて３０〜１５重量％、同様に充填材である炭酸カルシュームの微粉末は２０〜１５重量％とするものであっ��。そしてバインダーの種類（ブチルゴム、シリコンゴム、アクリルゴム）による混合割合の差は殆ど無いことも確認した。更に、アルミナ微粉末以外の熱伝導性材料である水酸化アルミニューム微粉末や銅或いは鉄の微粉末更には水酸化マグネシュームの微粉末を個々にアルミナ微粉末に代えてテストを実施したところ、それぞれ、特別に混合割合を変えることなく、使用出来ることが判明した。【００２２】  この様な混合割合で得られる接合剤は粘土状を呈するが、その場合の硬さ（柔らかさ）は、接合性や塗布する場合の作業性更には剥離性にも大きく影響するので非常に重要な部分である。本発明に於いては、その硬さを約２０°〜５０°（試験方法ＪＩＳＫ２２０７；５０ｇ荷重、２５℃）とすることで良い結果を得ている。このように硬さを設定すると、接合性や塗布する場合の作業性更には剥離性に好適であるのは勿論、接合性に大きく影響する気泡の発生を防止することも可能となる。アルミ板や鉄板の表面には凹凸（通常金属表面には極小さな凹凸がある。）があり、接合した時にこの凹凸部分に気泡が残り、接合性に悪影響を及ぼすのであるが、接合剤を適度の硬さで粘土状にしたので、貼り合わせた後に適切な押圧力を加えることで、接合剤が凹凸部分まで入り込み気泡を除去する為である。【００２３】  続いて、こうして得られた接合剤の使用方法を図１及び図２により説明する。図１は、本発明による熱伝導性アルミナ接合剤を使用してアルミ板とガラス板を接合した一実施例を示す斜視図である。接合方法は、まず接合剤３をアルミ板１或いはガラス板２のいづれか一方の片面に刷け塗り等適切な方法で必要量塗布することで行なわれる。そして後アルミ板１或いはガラス板２のいづれか他方を貼り合わせ、適度の押圧力をもって押し付けて終了する。勿論接合剤が完全に接合効果を表すためには所定の時間が必要となるので、接合作業終了後は一定時間安全に保持することとなるのは云うまでもない。【００２４】  更に、他の接合方法として、接合剤を接着テープとして使用することも可能である。図２は本発明による熱伝導性アルミナ接合剤を接着テープとして利用した一実施例を示すものであって、該接着テープ４は、離型フィルム５の何れか一方の面に接合剤３を平面状に塗布したものとなっている。この様な接着テープを使用した場合の接合方法は、接着テープ４の接着面側をアルミ板１或いはガラス板２のいづれか一方の片面に貼り合わせることで行なわれる。そして後離型フィルム５を剥がしてからアルミ板１或いはガラス板２のいづれか他方を貼り合わせ、適度の押圧力をもって押し付け終了する。接合作業終了後の一定時間保持はアルミ板１或いはガラス板２に接合剤を直接塗布する場合と同様である。【００２５】  次に、本発明による熱伝導性アルミナ接合剤のテストの過程で、組成を変えることで新たな利用方法が可能であことが判明したので、参考のため付言する。その内容は、前記熱伝導性アルミナ接合剤の組成のうち、アルミナ微粉末の代わりに石や貝殻の微粉末を使用して粘土状としたものである。この接合剤を床タイル（木製タイル、不織布等タイル、プラスティックタイル等）の貼り付け個所の下地に塗り付け、その上にタイルを貼り付けると柔軟性を維持して��合するため、吸音効果があり、床の防音に大きな効果があることが判った。更に組成として使用する貝殻は、その処理が問題となっている産業廃棄物であり、産業廃棄物の再利用としても効果がある。又、銅や鉄等の金属性微粉末が熱伝導性材料としてアルミナ微粉末に代えて本発明の接合剤に使用出来ることは、既に述べた通りであるが、これら金属性微粉末を使用した接合材に吸音や共振防止等の働きがあることがわかり、音響機器等への利用を視野に入れて開発を進めているところである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による熱伝導性アルミナ接合剤を使用してアルミ板とガラス板を接合した一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明による熱伝導性アルミナ接合剤を接着テープとして利用した一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】    １  アルミ板
２  ガラス板
３  接合剤（熱伝導性アルミナ接合剤）
４  接着テープ
５  離型フィルム
【図１】
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【図２】
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