(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状黒鉛層の両面にシート状エラストマー層が積層され、一方のシート状のエラストマー層に、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種が配合され、他方のシート状のエラストマー層に、電気絶縁性の熱伝導性充填剤として軟磁性フェライトが配合されているとともに、前記一方のシート状のエラストマー層には織布又は不織布が埋設され、前記他方のシート状のエラストマー層には絶縁性の織布又は不織布が埋設されることを特徴とする電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【請求項２】
シート状黒鉛層の両面にシート状エラストマー層が積層され、一方のシート状のエラストマー層に、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種が配合され、他方のシート状のエラストマー層に、電気絶縁性の熱伝導性充填剤として軟磁性フェライトが配合されてなり、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種が配合されたシート状のエラストマー層が電子機器等に取り付ける側とは反対側の面に積層されるとともに、前記一方のシート状のエラストマー層には織布又は不織布が埋設され、前記他方のシート状のエラストマー層には絶縁性の織布又は不織布が埋設されることを特徴とする電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【請求項３】
シート状エラストマー層が、加圧して積層されることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【請求項４】
一方のシート状のエラストマー層に、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種に加えて、熱伝導性充填剤が配合されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【請求項５】
軟磁性フェライトがＮｉ−Ｚｎ系軟磁性フェライトであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【請求項６】
エラストマーが、シリコーンゴムを基材とするものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱伝導性シートに関する。特に、各種の電気および電子機器の発熱性部品から発生される熱を効率よく放熱するための放熱材として好ましく用いられる熱伝導性シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の電気および電子機器においては、発熱性部品から発生される熱を効率よく放熱することが、誤作動を防止したり、製品寿命を延ばしたりする上で重要である。したがって、従来から発熱を伴う部品を有する電気および電子機器においては、発生される熱を放熱するための放熱材が用いられている。そして、このような放熱材の一つとして、黒鉛シートの少なくとも片面に、シリコーンゴムを塗布した熱伝導性シートが特公平３−５１３０２号において開示されている。かかる熱伝導性シートは、その形状からして取り扱いが容易であり、また少なくとも片面にシリコーンゴムを有していて、取り付け対象部との密着性も良く、電気および電子機器の放熱材として便利なものとされている。しかし、かかる熱伝導性シートは、黒鉛シートにシリコーンゴムを塗布しただけであるので、黒鉛シートとシリコーンゴムとの密着が不十分となったり、密着面に気泡や空隙を生じることがあった。また、フルパックトランジスタのような平坦な取り付け対象部に対しては密着が確保できたとしても、その他の電気および電子機器に汎用な熱伝導性シートとしては、密着させるべき取り付け対象部との間に空隙を生じやすいなどの欠点があり、熱伝導性を十分に向上しきれないものであった。また、取り付け対象部に沿って熱伝導性シートを変形させる結果、黒鉛シートに劈開を生じたり、場合によっては黒鉛が劈開片として欠落する等、使用時における信頼性の点で問題があった。さらに、その製造時においても、連続シートとして製造しようとする場合に、黒鉛シートがちぎれる恐れがあるため十分な巻取りテンションを掛け難く、量産性にも課題を残していた。
【０００３】
また最近では、携帯電話等の普及に伴い、電気および電子機器から発せられる電磁波をできるだけ低減することが求められているが、上記従来の熱伝導性シートは、この要請に十分応えるものではなく、電磁波吸収ないし遮蔽効果をより高めた熱伝導性シートの開発が望まれていた。
【０００４】
さらに、放熱材は、例えば万一の漏電を考えただけでも、電気および電子機器に取り付けたときに、それら取り付け対象との電気絶縁性を保つことが必要不可欠である。そのため、高い熱伝導性を維持すると同時に、取り付け対象との十分な電気絶縁性を確保することが望まれていた。
【０００５】
一方、本発明者は、特開平１１−１１６８２０号において、シリコーンゴム等のエラストマーにフェライトを配合して硬化させた熱伝導性エラストマー成形体を提案した。かかる成形体は、良好な熱伝導性および電気絶縁性を有するものであるが、それらの性能をさらに向上させることが望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来の状況に鑑み、取り扱いが便利で、十分な熱伝導性を有し、複数の層を積層させたときに層間に空隙等を生じず、また取り付け対象部とも十分に密着して高い熱伝導性を維持でき、さらに変形に対して劈開等の欠陥を生じ難く、量産性にも優れる新規な熱伝導性シートを提供することにある。
【０００７】
また、本発明は、取り付け対象である電気および電子機器からの電磁波を強力に吸収ないし遮蔽し、さらに取り付け対象との高い電気絶縁性を確保した熱伝導性シートを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記本発明の目的を達成すべく鋭意研究した結果、シート状黒鉛層の両面にシート状エラストマー層を積層し、一方のシート状エラストマー層に、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種を配合して熱伝導性シートを構成することにより、上記本発明の目的を達成できることを見出した。
【０００９】
さらに、本発明者は、上記シート状エラストマー層の内、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルを配合しない側のシート状エラストマー層に、電気絶縁性の熱伝導性充填剤を配合することにより、取り付け対象との電気絶縁性を確保しつつ放熱性を向上させうることを見出した。また、上記電気絶縁性の熱伝導性充填剤としては軟磁性フェライトが好ましく用いられることを知見している。すなわち、各種電気絶縁性の熱伝導性充填剤の中でも、軟磁性フェライトは、安価であり、相応の高い熱伝導性と電気絶縁性を有していて、これにシリコーンゴムを配合したシリコーンゴム組成物は、さしたるコストアップを招くことなく、良好な熱伝導性と電気絶縁性を有し、上記熱伝導性シートの、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルを配合しない側のシート状エラストマー層を形成するに好適なものであることを知見した。
【００１０】
また、上記軟磁性フェライトに関して、さらに次のことを知見している。すなわち、軟磁性フェライトには、所謂Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系あるいはＭｎ−Ｍｇ系等の各種のものがあるが、これら各種のものには特性に種々の得失、挙動の差異があって、必ずしも電気絶縁性の熱伝導性充填剤として一様の作用効果を有するものではなく、これら各種の中で、Ｎｉ−Ｚｎ系の軟磁性フェライトが最も基材としてのシリコーンゴムに配合する電気絶縁性の熱伝導性充填剤として好ましく用いられることを知見した。すなわち、（ａ）上記各種のものを熱伝導率の点で比較すれば、熱伝導率の高さは、Ｍｎ−Ｍｇ系＞Ｎｉ−Ｚｎ系＞Ｃｕ−Ｚｎ系の順であり、Ｍｎ−Ｍｇ系が最も高く、（ｂ）これら各種のものをシリコーンゴムに配合した場合、該シリコーンゴムが、その硬化機構が付加型のシリコーンゴムであるとき、部分的に未硬化ないし硬化不十分な箇所が生じるという所謂硬化阻害が起こることがあること、およびＭｎ−Ｍｇ系はかかる硬化阻害を起こす危険があり、Ｎｉ−Ｚｎ系とＣｕ−Ｚｎ系とはかかる硬化阻害を起こし難いものであること、また、（ｃ）これら各種のものをシリコーンゴムへの均一分散性の点で比較すれば、Ｍｎ−Ｍｇ系は多くが凝集したまま残り、Ｃｕ−Ｚｎ系は若干凝集して残ることがあり、Ｎｉ−Ｚｎ系は凝集せず均一に分散すること等を知見した。つまり、上記各種の軟磁性フェライトの内、Ｎｉ−Ｚｎ系が、相応に熱伝導性および電気絶縁性が高く、シリコーンゴムの硬化阻害を起こし難く、シリコーンゴムへの分散性に優れているという特性を兼ね備えており、シリコーンゴムに配合する電気絶縁性の熱伝導性充填剤として最も好ましく用いられることを知見した。
【００１１】
また、本発明者は、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種を配合するシート状エラストマー層に、上記電気絶縁性の熱伝導性充填剤を含む種々の熱伝導性充填剤をさらに配合することにより、そのシート状エラストマー層の熱伝導性、ひいては熱伝導性シート全体の放熱性をさらに向上させうることを見出した。
【００１２】
さらに本発明者は、シート状黒鉛層に積層するシート状エラストマー層に対して織布又は不織布を埋設することにより、シート状黒鉛層が補強され、その結果、使用時においては黒鉛の劈開等の発生を抑制しうること、また製造時においては十分な巻取りテンションを掛けることが可能となり、量産性を向上させうることを見出した。
【００１３】
すなわち、本発明は、上記各種の知見に基づいて完成されたものであって、上記本発明の目的を達成するために、次の熱伝導性シートを提供する。
【００１４】
（１）シート状黒鉛層の両面にシート状エラストマー層が積層され、一方のシート状エラストマー層に、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種が配合され、他方のシート状エラストマー層に、電気絶縁性の熱伝導性充填剤として軟磁性フェライトが配合されていることを特徴とする電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【００１５】
（２）シート状黒鉛層の両面にシート状エラストマー層が積層され、一方のシート状エラストマー層に、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種が配合され、他方のシート状エラストマー層に、電気絶縁性の熱伝導性充填剤として軟磁性フェライトが配合されてなり、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種が配合されたシート状エラストマー層を電子機器等に取り付ける側とは反対側の面に積層されたことを特徴とする電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【００１６】
（３）シート状エラストマー層が、加圧して積層されることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【００１７】
（４）一方のシート状エラストマー層に、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種に加えて、熱伝導性充填剤が配合されていることを特徴とする上記（１）または（２）記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【００１８】
（５）軟磁性フェライトがＮｉ−Ｚｎ系軟磁性フェライトであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【００１９】
（６）シート状エラストマー層に、織布又は不織布が埋設されることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導シート。
【００１９】
（７）エラストマーが、シリコーンゴムを基材とするものであることを特徴とする上記（１）〜（４）、（６）のいずれか記載の電磁波遮蔽性を有する熱伝導性シート。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明で熱伝導性シートを構成するシート状黒鉛層としては、従来から知られた各種の黒鉛シートを適宜選択して用いることができる。例えば、黒鉛シートには、天然黒鉛から誘導されたものや、黒鉛化できる高分子化合物を黒鉛化して誘導されたもの等の各種の黒鉛シートがあるが、その製造由来は問わない。黒鉛シートの厚さは、必要に応じて適宜設定することができるが、一般に、０．２〜１．６ｍｍが適当である。この黒鉛シートは可撓性を有するものが好ましい。また、黒鉛シートには、必要に応じて、シート状エラストマー層との接着性を向上させるために、予めプライマーを塗布しておくこともできる。このプライマーの例として、プライマーＣ（商品名：信越シリコーン社製）、プライマーＸ（商品名：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）、プライマーＹ（商品名：東レ・ダウコーニング・シリコーン社製）、ＭＥ１５１（商品名：東芝シリコーン社製）等が挙げられる。
【００２１】
本発明で熱伝導性シートを構成するシート状エラストマー層としては、ウレタンゴム、アクリルゴム等の種々のエラストマーが適用可能であるが、その中でも、シリコーンゴムを基材とするものが好適に用いられる。シリコーンゴムとしては、従来から知られた各種のシリコーンゴムを適宜選択して用いることができる。例えば、加熱硬化型あるいは常温硬化型のもの、硬化機構が縮合型あるいは付加型のものなど、いずれも用いることができる。また、ケイ素原子に結合する基も特に限定されるものではなく、その例として、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基のほか、これらの基の水素原子が部分的に他の原子または結合基で置換されたものを挙げることができる。上記各種のシリコーンゴムの中でも、硬化機構が付加型のものは、硬化に際して副生成物が生成されず、この点で好ましく用いられる。
【００２４】
上記シリコーンゴムは、ゲル状態のものでもよく、例えば、硬化後におけるＪＩＳ Ｋ２２０７−１９８０（５０ｇ荷重）の針入度が５〜２００のものを用いることができる。この程度の柔らかさになるシリコーンゴムを用いると、その組成物から形成されるシート状エラストマー層の密着性が増し、熱伝導性シートの取り付けに際し便利である。
【００２５】
また、一般に、上記シリコーンゴム等の市販のエラストマーには、充填材、可塑材、その他の添加剤等を含んだ形で市場に出荷されるものがあるが、かかる充填材、可塑材、着色剤、難燃剤、その他の添加剤を含んだエラストマーも、本発明の目的を損なわない範囲内において適宜選択して用いることができる。
【００２６】
また、本発明の熱伝導性シートにおいて、シート状黒鉛層の両面に積層されたシート状エラストマー層のうち、一方のシート状エラストマー層に配合されるカーボンナノチューブあるいはカーボンマイクロコイルとしては、公知の種々のカーボンナノチューブやカーボンマイクロコイルを適宜選択して用いることができる。カーボンナノチューブは、一般に、炭素からなる、外径が２〜７０ｎｍ、長さが直径の１０2倍以上である円筒状の中空繊維状のものであって、炭素含有ガスの気相分解反応や、炭素棒、炭素繊維等を用いたアーク放電法等によって得られるものである。また、その末端形状は必ずしも円筒状である必要はなく、例えば円錐状等変形していても差し支えない。さらに、末端は閉じていても開いていてもどちらでも良い。好ましく用いられるカーボンナノチューブの例として、ハイペリオン・カタリシス・インターナショナル社製のＧｒａｐｈｉｔｅＦｉｂｒｉｌｓ・Ｇｒａｄｅｓ ＢＮ（商品名）等が挙げられる。カーボンマイクロコイルは、一般に、炭素からなる、繊維直径が０．０５〜５μｍ、コイル外径が繊維直径の２〜１０倍であり、巻数が１０μｍ当たり５／コイル外径（μｍ）〜５０／コイル外径（μｍ）であるコイル状繊維のものであって、炭素含有ガスの気相分解反応によって得られるものである。これらのカーボンナノチューブとカーボンマイクロコイルは、必要に応じて、併用することもできる。そして、カーボンナノチューブやカーボンマイクロコイルの配合量は、未だこれらの総生産量が少ないこともあって非常に高価であるため、必要に応じて適宜設定することとなるが、一般に、シート状エラストマー層総重量に対して０．０５〜１０重量％が適当である。このカーボンナノチューブやカーボンマイクロコイルは、熱伝導性を有すると共に、電磁波吸収性に優れたものであるから、これらを配合したシート状エラストマー層を、熱伝導性シートの、電子機器等に取り付ける側とは反対側の面に積層させることにより、ＳＮ比が高い電磁波吸収性を得ることができる。
【００２７】
本発明の熱伝導性シートにおいて、上記カーボンナノチューブやカーボンマイクロコイルを配合しない側のシート状エラストマー層には、電気絶縁性の熱伝導性充填剤を配合することができる。ここで「電気絶縁性」とは、上記カーボンナノチューブやカーボンマイクロコイルに比べて、電気伝導度の低い物質であれば用いることができる意味である。電気絶縁性の熱伝導性充填剤としては、従来から知られた各種の熱伝導性充填剤等を適宜選択して用いることができる。その例として、軟磁性フェライト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素、窒化チタン、窒化ジルコニウムの等の窒化物、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化硼素等の酸化物、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化硼素等の炭化物等が挙げられる。これらの電気絶縁性の熱伝導性充填剤は、必要に応じて複数種併用することもできる。また、熱伝導性充填剤の形状は、必要に応じて球状、繊維状、不定形状等の任意の形状にすることができ、また、その大きさを、必要に応じて適宜設定することができるが、一般に、粒径３〜５０μｍ程度の球状であることが分散性向上等の点から好ましい。熱伝導性充填剤の配合量は、必要に応じて適宜設定することができるが、一般に、シート状エラストマー層に十分な熱伝導性を付与し、かつ該エラストマー層の良好な成形性を確保するために、該エラストマー層総重量に対して２０〜８０重量％とすることが適当である。
【００２８】
上記各種の電気絶縁性の熱伝導性充填剤の中でも、軟磁性フェライトが好ましく用いられる。この軟磁性フェライトとしては、従来から知られた各種の軟磁性フェライトを適宜選択して用いることができ、その例として、Ｍｎ−Ｍｇ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｚｎ系等の軟磁性フェライトが挙げられる。これらの軟磁性フェライトの中でも、Ｎｉ−Ｚｎ系が、相応に熱伝導性および電気絶縁性が高く、シリコーンゴムの硬化阻害を起こし難く、シリコーンゴムへの分散性に優れているという特性を兼ね備えていて、好ましく用いられる。軟磁性フェライトは、例えば窒化硼素等のような高熱伝導充填材と比べると遥かに低価格で入手することができ、経済的である。
【００２９】
さらに、本発明の熱伝導性シートは、カーボンナノチューブやカーボンマイクロコイルを配合する側のシート状エラストマー層に対し、上記カーボンナノチューブ等に加えて、さらに熱伝導性充填剤を配合することができる。熱伝導性充填剤としては、電気絶縁性であるか否かにかかわらず、従来から知られた各種の熱伝導性充填剤を適宜選択して用いることができる。具体例としては、上述したような種々の電気絶縁性の熱伝導性充填剤に加え、純鉄、金属ケイ素、アルミニウム、金、銀、銅等が挙げられる。これらの熱伝導性充填剤は複数を併用して用いることができる。また、熱伝導性充填剤の形状、大きさについては、上述の電気絶縁性の熱伝導性充填剤と同様である。さらに、配合量は、カーボンナノチューブやカーボンマイクロコイルと上記熱伝導性充填剤との合計重量がシート状エラストマー層総重量に対して２０〜８０重量％とすることが適当である。
【００３０】
また、上記各種の熱伝導性充填剤は、必要に応じて、シリコーンゴムとの混合性を一層高めて均一なシリコーンゴム組成物を一層容易に得るために、その表面をシランカップリング剤で処理することができる。このシランカップリング剤としては、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラ、ビニルトリメトキシシラン、ビニル・トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−クリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。シランカップリング剤の使用量は、必要に応じて適宜設定することができるが、一般に、熱伝導性充填剤の重量に対して約０．２〜１０重量％が好ましい。
【００３１】
さらにまた、本発明の熱伝導性シートを構成するに際し、上記シート状エラストマー層には、必要に応じて、上記カーボンナノチューブやカーボンマイクロコイル、熱伝導性充填剤等に加えて、本発明の目的を損なわない範囲において、一般に従来からエラストマーに用いられているような硬化剤、硬化促進剤、着色剤、難燃材等の一般的添加剤を適量配合することができる。
【００３２】
また、上記シート状エラストマー層には、必要に応じて、織布又は不織布を埋設することができる。なお、ここでいう「埋設」とは、織布・不織布がシート状エラストマー層の中に包まれるように内在する状態、及び織布・不織布がシート状エラストマー層とシート状黒鉛層の間の界面に位置するよう埋め込まれた状態のいずれも意味するものである。これにより、織布又は不織布がシート状黒鉛層の補強材として機能し、熱伝導性シートの変形等により生じるシート状黒鉛の劈開あるいは欠落を防止することができる。なお、織布又は不織布は、カーボンナノチューブ等を配合する一方のエラストマー層及びカーボンナノチューブ等を配合しない他方のエラストマー層の双方に対して埋設することが望ましいが、どちらか一方のエラストマー層にのみ埋設することもできる。
【００３３】
上記の織布又は不織布としては、耐熱性を有することを条件として、種々の合成繊維、天然繊維、ガラス繊維、金属繊維等の織布、不織布の中から適宜選択し用いることができる。具体的には、メタ・アラミドペーパー（商品名：デュポン帝人アドバンスドペーパー社製）等のアラミド系繊維からなる不織布を好適な例として挙げることができる。なお、シート状黒鉛層の両面に積層するシート状エラストマー層の内、カーボンナノチューブ等を配合しない側のエラストマー層に対して埋設する織布・不織布については、電気絶縁性を有することが必要である。また、織布又は不織布の厚さは、厚過ぎると熱伝導性シート全体の熱伝導率が低下し、またシートの可撓性も損なわれるので好ましくなく、逆に薄過ぎるとシート状黒鉛層の補強効果が十分に得られないので、これらを考慮して適宜設定される。具体的には３０〜１００μｍ程度が適当であるがこれに限定されるものではない。
【００３４】
次に、本発明の熱伝導性シートの作製方法を、シート状エラストマー層の基材にシリコーンゴムを用いた場合を例として、（ａ）織布又は不織布を埋設しない場合、（ｂ）織布又は不織布を埋設する場合、のそれぞれについて以下に説明する。
【００３５】
上記（ａ）の場合は、まず、カーボンナノチューブおよびカーボンマイクロコイルから選ばれた少なくとも一種、および必要に応じて熱伝導性充填剤や従来から一般に用いられている一般的添加剤を配合したシリコーンゴム組成物（以下、組成物Ａという）と、必要に応じて電気絶縁性の熱伝導性充填剤や従来から一般に用いられている一般的添加剤を配合したシリコーンゴム組成物（以下、組成物Ｂという）を調製する。なお、このシリコーンゴム組成物の調製は、シリコーンゴムに上記各種配合物を加えて、例えばヘンシェルミキサー、バンバリー混合機、三本ロール混練機等の公知の混合手段を用いて適宜混合して行うことができる。しかして、上記（ａ）に係る熱伝導性シートは、未硬化で流動性の上記組成物ＡおよびＢを用い、黒鉛シートの一方の面に組成物Ａ、他方の面には組成物Ｂをそれぞれ流し込み、硬化させることによって作製することができる。その際、層間の密着性をより向上させるために、流し込んだ組成物を黒鉛シートに対して加圧しつつ硬化させることができる。流し込むシリコーンゴム組成物の厚さは、必要に応じて適宜設定することができるが、特に組成物Ｂからなるエラストマー層については、取り付け対象部との電気絶縁性を確保するために、硬化後の厚さで、少なくとも１５０μｍ以上が好ましく、その中でも０．２〜１ｍｍとすることが特に好ましい。また、作製する熱伝導性シートの全体の厚さ、すなわちシート状黒鉛層の厚さと、硬化後のシート状エラストマー層の厚さを合計した厚さも、必要に応じて適宜設定することができるが、一般に、０．５〜３．６ｍｍが適当である。また、未硬化のシリコーンゴム組成物の黒鉛シートへの流し込みは、スプレー法、デイッピング法、カレンダリング法、ワイヤーバーコート法等の公知の手段を用いて適宜行うことができる。
【００３６】
黒鉛シートに流し込んだ未硬化のシリコーンゴム組成物を、黒鉛シートに対して加圧しつつ硬化させる場合、その方法は、各種プレス機により加圧するとともに加熱する等の方法を採用して適宜行われる。また、流し込んだシリコーン組成物を黒鉛シート上に均一厚さに展開するためスキージする際、そのスキージする圧力を利用して加圧することもできる。これにより、シリコーンゴム組成物が黒鉛シートに強く密着されたまま硬化が進むので、後に剥離や空隙を生じる層間の欠陥が除かれ、高い熱伝導性が維持される。
【００３７】
加圧する圧力は、シリコーン組成物を硬化させる温度やカーボンナノチューブ、熱伝導性充填剤等の濃度等に応じて適宜設定されるが、低すぎると層間を密着させて欠陥を除去する効果が不十分であり、逆に高すぎるとカーボンナノチューブ、熱伝導性充填剤等の偏在を引き起こして好ましくないので、これらを考慮して、１０〜２００ｋＰａとすることが好ましい。
【００３８】
一方、上記（ｂ）の場合であって織布・不織布をシート状エラストマー層の中に包むように内在させる場合には、まず、織布又は不織布を、上記（ａ）において調製したシリコーンゴム組成物Ａ又はＢの中に浸漬する等して、シリコーンゴム組成物を織布又は不織布に含浸させる。そして、そのシリコーンゴム組成物が含浸された織布又は不織布をシート状黒鉛に積層させ、硬化させることにより上記（ｂ）に係る熱伝導性シートを得ることができる。あるいは、シート状黒鉛に、上記シリコーンゴム組成物を流し込み、その上に織布又は不織布を積層させ、さらにシリコーンゴム組成物を流し込んで硬化させることによっても同様の熱伝導性シートを得ることができる。また、上記（ｂ）の場合であって織布・不織布をシート状エラストマー層とシート状黒鉛層の間の界面に位置するよう埋め込む場合には、例えば、シート状黒鉛に接着剤を薄く塗布してから織布・不織布を積層させ、さらにその上にシリコーンゴム組成物を流し込み硬化させることによって目的の熱伝導性シートを得ることができる。なお、シート状黒鉛に塗布する接着剤としては、織布・不織布とシート状黒鉛とを十分に接着できるものであれば特に成分を問わずに用いることができる。また、別の例としては、織布・不織布とシート状黒鉛とを積層させる際に上記接着剤を用いず、織布・不織布を溶着により積層させることもできる。なお、織布・不織布の上に流し込むシリコーン組成物は、織布・不織布に含浸させつつ硬化させると密着性が高まるため好ましい。また、シリコーンゴム組成物を流し込む手段、及び硬化後のエラストマー層の厚さについては上記（ａ）の場合と同様である。さらに、硬化させるに当たっては、エアーの残留を無くし確実に密着させるため、ロールや平板プレス等で加圧することが好ましい。加圧する際の圧力は、上記（ａ）の場合に準ずる。
【００３９】
上記（ｂ）の場合のように、シート状エラストマー層に織布・不織布を埋設することにより、シート状黒鉛層が補強されるため、製造過程において例えば巻取りテンション等の外力を加えた際に、シート状黒鉛層がちぎれる等の事態を回避することができる。したがって、目的の熱伝導性シートを連続シートとして製造することが可能となり量産性が向上する。
【００４０】
上記のような方法で作製された熱伝導性シートの一例の断面を模式的に図１〜５にそれぞれ示す。図１の例では、シート状黒鉛層１の両面にシート状エラストマー層２Ａ、２Ｂが積層され、一方のシート状エラストマー層２Ａには、カーボンナノチューブ３が所定量配合されている。また、図２は、図１における他方のシート状エラストマー層２Ｂに、電気絶縁性の熱伝導性充填剤４が配合された例である。さらに、図３は、図２における一方のシート状エラストマー層２Ａに、カーボンナノチューブ３に加えてさらに熱伝導性充填剤５を配合した例である。さらに、図４及び図５は、いずれも図１における他方のシート状エラストマー層２Ｂに対し不織布６を埋設した例であるが、図４は不織布６をシート状エラストマー層２Ｂの中に包み込むように内在させた状態を示したものであり、図５は不織布６をシート状エラストマー層２Ｂとシート状黒鉛層１の間の界面に位置するよう埋め込んだ状態を示したものである。本発明の熱伝導性シートは、一般に、可撓性のあるシートである。
【００４１】
【実施例】
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
実施例１ＪＩＳ Ｋ２２０７−１９８０（５０ｇ荷重）の針入度が１００に硬化するシリコーンゲル組成物（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製；ＣＦ５０５７（商品名））５０重量部に、カーボンナノチューブ（ハイペリオン・カタリシス・インターナショナル社製；ＧｒａｐｈｉｔｅＦｉｂｒｉｌｓ・ＧｒａｄｅｓＢＮ（商品名））の１重量部を加え組成物Ａを調製した。一方、上記と同様のシリコーンゲル組成物５０重量部に、電気絶縁性の熱伝導性充填剤として、平均粒径１６μｍの球状のＮｉ−Ｚｎ系軟磁性フェライト粉末（パウダーテック社製）８０重量部を加え組成物Ｂを調製した。なお、上記組成物の調製は、シリコーンゲル組成物に所定の配合物を加え三本ロール混練機にて常温下で混合して行った。次に、組成物Ｂを真空脱泡した後、ガラス板上に流し込んでシート状とした上に、予め両表面にプライマー（信越シリコーン社製；プライマーＣ（商品名））を塗布した厚さ０．３ｍｍの黒鉛シート（日本カーボン社製；ニカフィルムＦＬ−４０１（商品名））を載置した。続いて、上記黒鉛シートの上に、組成物Ａを空気を巻き込まないように流し込み、その上から四隅にスペーサーを介在させたガラス板で蓋をして、１００℃で３０分間、１００ｋＰａの圧力で加熱プレスを行った。組成物ＡおよびＢが硬化したのを確認して、ガラス板を取り除き、熱伝導性シートを得た。得られた熱伝導性シートは、シート状黒鉛層の表裏に１．０ｍｍ厚のシート状エラストマー層がサンドイッチした如く積層され、全体としては２．３ｍｍ厚であった。さらに、得られた熱伝導シートについて、熱伝導率計（京都電子工業社製；ＱＴＭ５００）にて熱伝導率測定したところ、２．４８Ｗ／ｍＫであった。また、ＬＥＤ点滅数と電子音で電磁波の強弱を知らせる簡易な電磁波検知具を、パソコンに繋がれたＣＲＴの前方に置き、この間に熱伝導性シートを挿脱したときのＬＥＤ点滅数および電子音強弱の差により、この熱伝導シートは電磁波吸収性にも優れることを確認した。
【００４３】
実施例２実施例１で用いた組成物Ａに、さらに平均粒径１６μｍの球状のＮｉ−Ｚｎ系軟磁性フェライト粉末（パウダーテック社製）８０重量部を加えて組成物Ａとした他は実施例１と同様にして熱伝導性シートを得た。このものの熱伝導率は２．６３Ｗ／ｍＫであり、また同様に電磁波吸収性に優れることも確認された。
【００４４】
実施例３アラミド不織布である厚さ５０μｍのメタ・アラミドペーパー（商品名：デュポン帝人アドバンスドペーパー社製）に対し実施例１で用いた組成物Ｂを含浸させたものをガラス板上に載置し、その上に、予め両表面にプライマー（信越シリコーン社製；プライマーＣ（商品名））を塗布した厚さ０．２ｍｍの黒鉛シート（日本カーボン社製；ニカフィルムＦＬ−４００（商品名））、及び組成物Ａを実施例１と同様の方法により順次積層させ、目的の熱伝導性シートを得た。得られた熱伝導性シートは、シート状黒鉛層の一方の面に０．３５ｍｍ厚のシート状エラストマー層と、他方の面にアラミド不織布が埋設した０．３５ｍｍ厚のシート状エラストマー層とがサンドイッチした如く積層され、全体としては１．０ｍｍ厚であった。得られた熱伝導性シートの熱伝導率は２．９８Ｗ／ｍＫであり、また同様に電磁波吸収性に優れることも確認した。さらに、得られた熱伝導性シートをプレスでの打ち抜き加工にて切断したところ、織布又は不織布を埋設しない場合に見られたような、シート状黒鉛層の切断面からの劈開や黒鉛の欠落は一切見られなかった。さらに、製造時における熱伝導性シートのハンドリング性を評価するため、ａ）長尺状の熱伝導性シート（１ｍ×４０ｃｍ）の一短辺の両端を手で持ち、熱伝導性シートを自重で吊り下げた。その結果、シート黒鉛層にひびが入ったり、各積層間からの劈開等は見られなかった。また、ｂ）上記長尺状の熱伝導性シートの対向する二つの短辺の中点をそれぞれ手で掴み、対向する短辺どうしを３０ｃｍ程度まで近づけ、熱伝導性シートの中心部をたるませた。その結果、その自由屈曲部においてシート黒鉛層にひびが入ったり、各積層間からの劈開等は見られなかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、十分な熱伝導性を有する熱伝導性シートが提供される。特に、シート状黒鉛層とシート状エラストマー層とが強力に密着して一体性が維持されるうえ、取り付け対象部とも十分に密着して高い熱伝導性が維持される。また本発明の熱伝導性シートは、シート状黒鉛層に劈開等を生じ難いため使用時における信頼性が高く、さらに、連続シートとして製造する場合に巻取りテンションを掛けてもシート状黒鉛層がちぎれるような事態が起こらないため、量産性にも優れる。
【００４６】
また本発明により、電気および電子機器から発生する電磁波を好適に遮蔽し、さらに、取り付け対象部との電気絶縁性が確保された熱伝導性シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱伝導性シートの一実施形態の断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の熱伝導性シートの一実施形態の断面を模式的に示す図である。
【図３】本発明の熱伝導性シートの一実施形態の断面を模式的に示す図である。
【図４】本発明の熱伝導性シートの一実施形態の断面を模式的に示す図である。
【図５】本発明の熱伝導性シートの一実施形態の断面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ シート状黒鉛層
２Ａ シート状エラストマー層
２Ｂ シート状エラストマー層
３ カーボンナノチューブ
４ 電気絶縁性の熱伝導性充填剤
５ 熱伝導性充填剤
６ 不織布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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