(57)【要約】【課題】電気絶縁性を有し、熱伝導率を高めた高熱伝導性の樹脂材料を提供すること。【解決手段】側鎖に液晶基を有する二種以上の重合体ブロックから構成されるブロック共重合体であって、重合体ブロックが、スチレン系重合体ブロック、（メタ）アクリレート系重合体ブロック及び共役ジエン系重合体ブロックからなる群から選択されることを特徴とするブロック共重合体である。この液晶基は、安息香酸フェニル、ビフェニル、スチルベン、ジアゾベンゼン、アニリンベンジリデン及びこれらの誘導体からなる群から選択されるメソゲン基と、アルキル基、アルキルエーテル基、アルコシキ基及びアルキルエステル基からなる群から選択されるスペーサーとから構成されることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
側鎖に液晶基を有し且つスチレン系重合体ブロック、（メタ）アクリレート系重合体ブロック及び共役ジエン系重合体ブロックからなる群から選択される二種以上の重合体ブロックから構成されることを特徴とするブロック共重合体。
【請求項２】
前記ブロック共重合体が、二種の重合体ブロックから構成され、且つこれらの重合体ブロックの側鎖が、互いに異なる液晶基を有することを特徴とする請求項１に記載のブロック共重合体。
【請求項３】
前記液晶基が、安息香酸フェニル、ビフェニル、スチルベン、ジアゾベンゼン、アニリンベンジリデン及びこれらの誘導体からなる群から選択されるメソゲン基と、アルキル基、アルキルエーテル基、アルコシキ基及びアルキルエステル基からなる群から選択されるスペーサーとから構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のブロック共重合体。
【請求項４】
前記側鎖の末端に反応性基を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のブロック共重合体。
【請求項５】
前記反応性基が、エポキシ基、ビニル基、アクリロイル基、シクロヘキセン基、メタクリロイル基、シンナモイル基、イソシアナート基及びジカルボン酸無水物基からなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載のブロック共重合体。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のブロック共重合体と、ブロック共重合体の反応性基と反応する官能基を少なくとも２個有する架橋剤とを含有することを特徴とするブロック共重合体組成物。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のブロック共重合体又は請求項６に記載のブロック共重合体組成物と、熱伝導性充填剤とを含有することを特徴とする絶縁シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気絶縁性を有し、且つ優れた熱伝導性を有するブロック共重合体及びそれを含有する絶縁シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化・小型化・軽量化に伴い、電子部品の高密度化が進んでいる。これにより電子部品内での発熱量が著しく増大しており、部品の信頼性・寿命低下の一因となっている。このように電子機器における熱問題は極めて重要な課題であり、その対策に用いられる放熱材料には更なる熱伝導性向上が求められている。放熱材料のうち、特に電気絶縁性が求められる分野で用いられる樹脂材料の熱伝導性向上策としては、熱伝導性の高い無機セラミックス等のフィラーを添加する手法が一般的である。しかし、これらの方法では、フィラー添加量の制限から十分な熱伝導性を得ることが難しく、樹脂自体の熱伝導性の向上が求められている。このような観点から、樹脂材料で高い熱伝導率を達成するという課題は極めて重要なことであり、単一の樹脂材料で高熱伝導率を達成する方法として、メソゲン基を有する液晶性エポキシ樹脂等を重合することにより、熱伝導性を向上させたものが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２３１６２号公報
【特許文献２】国際公開第２００２／０９４９０５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、最近の電子部品はその高性能化に伴って発熱量が増大しているため、上記特許文献１及び２に記載されている樹脂材料から得られるエポキシ樹脂硬化物では熱伝導性が不十分となっている。
従って、本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、電気絶縁性を有し、熱伝導率を高めた高熱伝導性の樹脂材料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】
【０００５】
本発明に係るブロック共重合体は、側鎖に液晶基を有し且つスチレン系重合体ブロック、（メタ）アクリレート系重合体ブロック及び共役ジエン系重合体ブロックからなる群から選択される重合体ブロックから構成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ブロック共重合体内の液晶構造の規則性が高いため、電気絶縁性を有し、極めて高い熱伝導率を有するブロック共重合体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を説明する。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るブロック共重合体は、側鎖に液晶基を有する二種以上の重合体ブロックから構成されるブロック共重合体であって、重合体ブロックが、スチレン系重合体ブロック、（メタ）アクリレート系重合体ブロック及び共役ジエン系重合体ブロックからなる群から選択されるものである。言い換えれば、実施の形態１に係るブロック共重合体は、スチレン系重合体、（メタ）アクリレート系重合体、共役ジエン系重合体又はこれらを組み合わせたものからなる主鎖を有し、側鎖に液晶基を有するものである。
【０００８】
これらの重合体ブロックの主鎖を構成する単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びその塩等のスチレン系単量体；パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニル単量体；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ペンチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ヘプチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ウンデシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸トルイル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸−２−メトキシエチル、（メタ）アクリル酸−３−メトキシブチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸グリシジ（メタ）アクリル酸２−アミノエチル、γ−（メタクリロイルオキシプロピル）トリメトキシシラン、（メタ）アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、（メタ）アクリル酸トリフルオロメチルメチル、（メタ）アクリル酸２−トリフルオロメチルエチル、（メタ）アクリル酸２−パーフルオロエチルエチル、（メタ）アクリル酸２−パーフルオロエチル−２−パーフルオロブチルエチル、（メタ）アクリル酸２−パーフルオロエチル、（メタ）アクリル酸パーフルオロメチル、（メタ）アクリル酸ジパーフルオロメチルメチル、（メタ）アクリル酸２−パーフルオロメチル−２−パーフルオロエチルメチル、（メタ）アクリル酸２−パーフルオロヘキシルエチル、（メタ）アクリル酸２−パーフルオロデシルエチル、（メタ）アクリル酸２−パーフルオロヘキサデシルエチル等の（メタ）アクリレート系単量体；ブタジエン、イソプレン等の共役ジエン類等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、複数種をブロック共重合させてもよい。特に、ブロック共重合させる場合は、生成物の構造秩序性に基づく高熱伝導化の点で、（メタ）アクリレート系単量体及び芳香族ビニル系単量体が好ましい。
【０００９】
実施の形態１に係るブロック共重合体は、二種の重合体ブロックから構成され、且つこれらの重合体ブロックの側鎖が、互いに異なる液晶基を有することが好ましい。このような構成とすることで、ブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成をより向上させることができる。
【００１０】
実施の形態１において、重合体ブロックに含まれる液晶基は、メソゲン基とスペーサーとから構成される。メソゲン基とは、液晶性を示す官能基を指し、例えば、安息香酸フェニル、ビフェニル、シアノビフェニル、ターフェニル、シアノターフェニル、フェニルベンゾエート、アゾベンゼン、ジアゾベンゼン、アニリンベンジリデン、アゾメチン、アゾキシベンゼン、スチルベン、フェニルシクロヘキシル、ビフェニルシクロヘキシル、フェノキシフェニル、ベンジリデンアニリン、ベンジルベンゾエート、フェニルピリミジン、フェニルジオキサン、ベンゾイルアニリン、トラン及びこれらの誘導体が挙げられる。これらの中でも、熱伝導性の点で、安息香酸フェニル、ビフェニル、スチルベン、ジアゾベンゼン、アニリンベンジリデン及びこれらの誘導体が好ましい。より具体的なメソゲン基としては、安息香酸フェニル、ビフェニル、スチルベン、ジアゾベンゼン、アニリンベンジリデン、フェニルベンゾエートが挙げられる。これらのメソゲン基は、１側鎖内に少なくとも１つあればよく、２つ以上あってもよい。なお、これら環状単位の末端は、例えば、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン基等の置換基を有していてもよい。
【００１１】
メソゲン基は、スペーサーを介して重合体ブロックの主鎖に結合していてもよいし、逆に、スペーサーがメソゲン基を介して重合体ブロックの主鎖に結合していてもよい。スペーサーとしては、アルキル基、アルキルエーテル基、アルコシキ基、アルキルエステル基、シロキサン結合等が挙げられる。スペーサーを形成する構造単位の繰り返し数は、メソゲン基の化学構造により適宜決定されるが、アルキル基の繰り返し単位は、通常、０〜２０であり、好ましくは２〜１２であり、アルキルエーテル基の繰り返し単位は、通常、０〜１０であり、好ましくは１〜３である。
【００１２】
上述したブロック共重合体の中でも、下記一般式（１）〜（９）：
【００１３】
【化１】
2009203439.tif 000002
【００１４】
【化２】
2009203439.tif 000003
【００１５】
【化３】
2009203439.tif 000004
【００１６】
（式中、ｂはブロック共重合体の意を示し、Ｒ1及びＲ2は、同一であっても異なっていてもよく、水素原子、メチル基又は炭素数１〜３のアルコキシ基であり、ｍ及びｎはそれぞれ１０〜２，０００の整数を表し、ｘ及びｙはそれぞれ２〜１２の整数を表す。）で示されるものが好ましい。
【００１７】
実施の形態１に係るブロック共重合体は、分子量分布、すなわち、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の比（Ｍｗ／Ｍｎ）の値が小さいという特徴も有する。分子量分布の値は、好ましくは３以下であり、より好ましくは２以下であり、より好ましくは１．８以下であり、より好ましくは１．６以下であり、より好ましくは１．４以下であり、最も好ましくは１．３以下である。ここでのＧＰＣ測定においては、通常、移動相としてテトラハイドロフランを用い、測定はポリスチレンゲルカラムにて行う。数平均分子量等は、ポリスチレン換算で求めることができる。
【００１８】
このようなブロック共重合体は、ある温度範囲において、メソゲン基が規則的に配列する液晶状態となる性質を有している。液晶状態の種類としては、ネマティック相、スメクティック相、コレステリック相等が挙げられる。これらの中でも、側鎖の長軸が一定方向に配向したスメクティック相及びネマティック相が特に好ましいが、これらに限定されるものではない。スメクティック相とは、液晶分子の長軸方向が一定の方向に向かって並んでおり、さらに液晶分子が層状に配置されている液晶状態を指す。また、ネマティック相とは、液晶分子の重心位置に秩序はないが、その長軸方向が一定の方向に向かって並んでいる液晶状態を指す。このような液晶構造の規則性が高いほど熱伝導性が高くなる。
【００１９】
実施の形態１に係るブロック共重合体は、これを構成する重合体ブロックに対応するスチレン系単量体、（メタ）アクリレート系単量体、共役ジエン系単量体をブロック共重合することにより製造することができる。なお、重合体ブロックに対応する単量体は公知の方法により合成できる。
【００２０】
実施の形態１に係るブロック共重合体は、上記単量体を用いてリビングラジカル重合、あるいはリビングアニオン重合により製造される。一般にラジカル重合は、重合速度が速く、ラジカル同士のカップリング反応等による停止反応が起こりやすいため制御が難しい。しかし、リビングラジカル重合では、停止反応が起こり難く、分子量分布の狭い（重量平均分子量をＭｗ、数平均分子量をＭｎとした時のＭｗ／Ｍｎが１．１〜１．５程度）重合体が得られる。また、重合体の分子量は単量体と開始剤との仕込み比によって自由に制御することができ、更に第１の単量体が消費された後に第２の単量体を重合系に添加することでブロック共重合体を合成することができる。なお、リビング重合は狭義においては、末端が常に活性を持ちつづけて分子鎖が生長していく重合のことをいうが、一般には、末端が不活性化されたものと活性化されたものが平衡状態にありながら生長していく擬リビング重合も含まれる。本発明における定義も後者である。
【００２１】
リビングラジカル重合は、近年様々なグループで積極的に研究がなされており、例えば、コバルトポルフィリン錯体を用いるもの、ニトロキシフリーラジカルなどのようなラジカルキャッピング剤を用いるもの、有機ハロゲン化合物等を開始剤とし遷移金属錯体を触媒とする「原子移動ラジカル重合」などが知られている。本発明のリビングラジカル重合では、上記方法のいずれを使用してもよいが、ニトロキシフリーラジカルなどのようなラジカルキャッピング剤を用いる方法が絶縁性の点で好ましい。
【００２２】
ラジカルキャッピング剤を用いるリビングラジカル重合法は、ラジカル発生剤及びラジカルキャッピング剤を併用して重合する。ラジカル発生剤とラジカルキャッピング剤との反応生成物が重合開始剤となって付加重合性単量体の重合が進行すると考えられる。両者の併用割合は、ラジカル発生剤１モルに対してラジカルキャッピング剤を０．１〜１０モル用いるのが好ましく、より好ましくはラジカル発生剤１モルに対してラジカルキャッピング剤を１〜１．５モル、最も好ましくはラジカル発生剤１モルに対してラジカルキャッピング剤を１．１〜１．４モル用いるのが好適である。
【００２３】
ラジカル発生剤としては、種々の化合物を用いることができるが、好ましくは、重合温度条件下で、ラジカルを発生し得るパーオキサイドが挙げられる。このようなパーオキサイドとしては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、イソブチロイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、３、５、５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｍ−トルオイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−クミルパーオキサイド、α、α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２、５−ジメチル−２、５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２、５−ジメチル−２、５ージ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３等のジアルキルパーオキサイド類、２、２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、２、２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、１、１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３、３、５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４、４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バリレート等のパーオキシケタール類、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−３−メトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチル）パーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート等のパーオキシカーボネート類、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシピパレート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシ２ーエチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ３、５、５ートリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジーｔ−ブチルジパーオキシイソフタレート、２、５ージメチルー２、５ージ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシエステル類、アセチルアセトンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、３、３、５ートリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、クメンハイドロパーオキサイド、ジーイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、２、５ージメチルヘキサン２、５ージハイドロパーオキサイド、１、１、３、３ーテトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類、２塩基酸のポリアシルパーオキサイド類、２塩基酸とポリオールとのポリパーオキシエステル類が挙げられる。これらの中でも、ベンゾイルパーオキサイドが好ましく用いられる。
【００２４】
また、パーオキサイドの代わりにラジカル発生性アゾ化合物等もラジカル発生剤として用いることができる。ラジカル発生性アゾ化合物としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
【００２５】
ラジカルキャッピング剤としては、ラジカル補足性の化合物であれば特に制限はないが、一般に知られる安定なニトロキシフリーラジカル（＝Ｎ−Ｏ・）等を用いることができる。具体的なニトロキシフリーラジカル化合物としては、例えば、２，２，６，６−テトラメチル−１−ピぺリジニルオキシラジカル（ＴＥＭＰＯ）、２，２，６，６−テトラエチル−１−ピぺリジニルオキシラジカル、２，２，６，６−テトラメチル−４−オキソ−１−ピぺリジニルオキシラジカル（ＯＨ−ＴＥＭＰＯ）、２，２，５，５−テトラメチル−１−ピロリジニルオキシラジカル、１，１，３，３−テトラメチル−２−イソインドリニルオキシラジカル等の環状ヒドロキシアミンからのニトロキシフリーラジカル、Ｎ，Ｎ−ジ−ｔ−ブチルアミンオキシラジカルや、式（２１）の２，２，５−トリメチル−４−フェニル−３−アザヘキサン−３−ニトロキシラジカル（Journal of the American Chemical Society，１９９９，１２１，３９０４）等が挙げられる。このようなニトロキシフリーラジカル化合物の中でも、２，２，６，６−置換−１−ピぺリジニルオキシラジカルや２，２，５，５−置換−１−ピロリジニルオキシラジカル等のような環状ヒドロキシアミンからのニトロキシフリーラジカルが好ましく用いられる。この場合、置換基としてはメチル基やエチル基等の炭素数４以下のアルキル基が適当である。また、２，２，５−トリメチル−４−フェニル−３−アザヘキサン−３−ニトロキシラジカルも好ましく用いられる。
【００２６】
これらのニトロキシフリーラジカルの中でも、特に、２，２，６，６−テトラメチル−１−ピぺリジニルオキシラジカル（ＴＥＭＰＯ）、２，２，６，６−テトラメチル−４−オキソ−１−ピぺリジニルオキシラジカル（ＯＨ−ＴＥＭＰＯ）等の環状ヒドロキシアミンからのニトロキシフリーラジカルや、下記式（１０）に示される２，２，５−トリメチル−４−フェニル−３−アザヘキサン−３−ニトロキシラジカルが、本発明のラジカルキャッピング剤として好ましい。
【００２７】
【化４】
2009203439.tif 000005
【００２８】
また、上記ニトロキシフリーラジカルの代わりに、ガルビノキシルフリーラジカル等の安定なフリーラジカルをラジカルキャッピング剤として用いることも可能である。
更に、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１９９５，２８，２９９３で報告されているように、ラジカルキャッピング剤及びラジカル発生剤を併用する代わりに、下記式（１１）のようなアルコキシアミン化合物や、
【００２９】
【化５】
2009203439.tif 000006
【００３０】
下記式（１２）の２，２，５−トリメチル−３−（１−フェニルエトキシ）−４−フェニル−３−アザヘキサンを開始剤として用いても構わない。
【００３１】
【化６】
2009203439.tif 000007
【００３２】
このように、実施の形態１によれば、ブロック共重合体内の液晶構造の規則性が高いため、電気絶縁性を有し、極めて高い熱伝導率を有するブロック共重合体を得ることができる。
【００３３】
実施の形態２．
本発明の第２の実施の形態２に係るブロック共重合体は、重合体ブロックの側鎖の末端に反応性基を有する点が実施の形態１に係るブロック共重合体と異なり、この反応性基が反応することにより、ブロック共重合体（ブロック型液晶ポリマー）を架橋させることができる。それ以外の、重合体ブロックの主鎖の形成に用いることのできる単量体、液晶基（メソゲン基及びスペーサー）、分子量分布等は実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３４】
反応性基としては、反応性を有するものであれば特に制限はなく、例えば、エポキシ基、ビニル基、水酸基等が挙げられる。
【００３５】
このようなブロック共重合体としては、例えば、下記一般式（１３）〜（２３）：
【００３６】
【化７】
2009203439.tif 000008
【００３７】
【化８】
2009203439.tif 000009
【００３８】
【化９】
2009203439.tif 000010
【００３９】
（式中、ｂはブロック共重合体の意を示し、Ｒ1及びＲ2は、同一であっても異なっていてもよく、エポキシ基、ビニル基、水酸基、アクリロイル基、シクロヘキセン環、メタクリロイル基、シンナモイル基、イソシアナート基又はジカルボン酸無水物であり、ｍ及びｎはそれぞれ１０〜２，０００の整数を表し、ｘ及びｙはそれぞれ２〜１２の整数を表し、ｚは１〜１２の整数を表す。）で示されるものが挙げられる。
【００４０】
実施の形態２に係るブロック共重合体は、実施の形態１と同様に、ブロック共重合体を構成する重合体ブロックに対応するスチレン系単量体、（メタ）アクリレート系単量体、共役ジエン系単量体をブロック共重合することにより製造することができる。
ただし、側鎖の末端に反応性基を導入するには、反応性基を有するスチレン系単量体、（メタ）アクリレート系単量体、共役ジエン系単量体を用いてリビングラジカル重合、あるいはリビングアニオン重合を行えばよい。
【００４１】
【化１０】
2009203439.tif 000011
【００４２】
更に、実施の形態２のブロック共重合体と、反応助剤としての、反応性基に対して反応性を有する官能基を少なくとも２個有する架橋剤とを含有するブロック共重合体組成物としてもよい。側鎖の末端に反応性基を有するブロック共重合体の反応性基を、架橋剤と反応させることにより、ブロック共重合体を架橋させることができる。
【００４３】
これら反応性基の組み合わせは、反応性を有するものであれば特に制限はない。例えば、反応性基が水酸基である場合には、架橋剤の官能基としては、イソシアネート基、カルボキシル基、エポキシ基等が挙げられる。また、反応性基がエポキシ基である場合には、架橋剤の官能基としては、カルボキシル基、水酸基、アミノ基等が挙げられる。また、反応性基がカルボキシル基である場合には、架橋剤の官能基としては、水酸基、アミノ基、イソシアネート基、エポキシ基、アジリジン基等が挙げられる。これらの組み合わせの中でも、ブロック共重合体の反応性基が、エポキシ基、ビニル基、アクリロイル基、シクロヘキセン基、メタクリロイル基、シンナモイル基、イソシアナート基、ジカルボン酸無水物基である場合が架橋反応性の点で好ましい。
【００４４】
架橋剤としては、具体的には、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、ポリアミドアミン、メンセンジアミン、イソホロンジアミン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルフォン、メタフェニレンジアミン等のポリアミン系架橋剤、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビス（アンヒドロトリメート）、メチルシクロヘキサンテトラカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、ポリアゼライン酸無水物等の酸無水物架橋剤、フェノールノボラック、カテコールノボラック、クレゾールノボラック等のポリフェノール型架橋剤、トリオキサントリメチレンメルカプタン等のポリメルカプタン型架橋剤、ポリサルファイド型架橋剤、ベンジルジメチルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、三フッ化ホウ素アミン錯体、ジシアンジアミド、トリフェニルホスフィン、アジピン酸ヒドラジド、芳香族ジアゾニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、トリアリルセレニウム塩、ケチミン等の触媒型架橋剤等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。また、架橋剤の配合量は、ブロック共重合体が含有する反応性基と化学量論比となる量とすることが架橋反応性の点で好ましい。
【００４５】
実施の形態２によれば、反応性基が反応することにより、ブロック共重合体を架橋させることができ、ブロック共重合体の側鎖基間のパッキング性が良くなり、液晶構造の規則性がより高くなるため、電気絶縁性を有し、極めて高い熱伝導率を有するブロック共重合体を得ることができる。
【００４６】
実施の形態３．
本発明の第３の実施の形態に係る絶縁シートは、上述した実施の形態１のブロック共重合体又は実施の形態２のブロック共重合体（組成物）と、熱伝導性充填剤とを含有する絶縁組成物をシート状に成形したものである。
熱伝導性充填剤としては、例えば、ニッケル、すず、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、コバルト、インジウムやこれらの合金などの金属粒子、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化亜鉛、酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン等の金属酸化物粒子、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物粒子、炭化珪素、黒鉛、ダイヤモンド、非晶カーボン、カーボンブラック、炭素繊維などの炭素化合物粒子、石英、石英ガラスなどのシリカ化合物粉類等が挙げられる。これらの中でも、絶縁性の点で、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化珪素、ダイヤモンド、非晶カーボン、カーボンブラック、炭素繊維、石英、石英ガラス等が好ましい。
【００４７】
熱伝導性充填剤の平均粒子径は、０．０５μｍ〜１５０μｍであることが好ましく、０．１μｍ〜１００μｍであることが更に好ましい。熱伝導性充填剤の平均粒子径が０．０５μｍより小さいと２次凝集のために熱伝導性充填剤の分散が困難になる場合があり、一方、１５０μｍより大きくなると薄膜状のシート状に成形したときに表面荒れが発生しやすくなる。ブロック共重合体と熱伝導性充填剤との配合割合は、絶縁シート全体に対して、ブロック共重合体が１０容量％〜８０容量％、熱伝導性充填剤が９０容量％〜２０容量％とすることが好ましく、ブロック共重合体が３０容量％〜７０容量％、熱伝導性充填剤が７０容量％〜３０容量％とすることが更に好ましい。熱伝導性充填剤が少な過ぎると熱伝導性が十分に確保できなくなる恐れがあり、一方、多過ぎると絶縁シートが硬くなりすぎて接触面の凹凸に対しての追従性を確保できなくなる恐れがある。
【００４８】
また、熱伝導性充填剤とブロック共重合体との濡れ性の改善、熱伝導性充填剤とブロック共重合体との界面の補強、絶縁組成物中における熱伝導性充填剤の分散性の向上を目的として、カップリング剤処理等の公知の表面処理が施された熱伝導性充填剤を用いてもよい。
【００４９】
実施の形態３に係る絶縁シートは、絶縁組成物を配向基材上に塗工し、製膜することによって製造することができる。配向基材上への塗工は、特に制限されるものではなく、溶融法、溶液法のいずれを採用してもよいが、溶液法が好適である。溶液の塗工方法は、特に限定されるものではなく、バーコーター、マルチコーター、スピナー、ロールコーターなどの適宜な塗工機にて行うことができるが、製膜された絶縁シート表面の品質の点でキャスト法が好適である。
【００５０】
溶液塗工において、ブロック共重合体等を溶解する溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、パラクロロフェノールなどのフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、酢酸エチル、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレンブリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、トリエチルアミン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ブチロニトリル、二硫化炭素、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等が挙げられる。
【００５１】
絶縁シートの厚みは、２０μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上３００μｍ以下であることが更に好ましい。シートの厚みが２０μｍより薄いと、部材間に挟着されたとき、挟着面の凹凸に対する追従性が不十分で、界面熱抵抗が上昇する恐れがあり、８００μｍを超えると、熱の伝達距離が長くなるため、熱抵抗が上昇する恐れがある。
【００５２】
実施の形態３によれば、電気絶縁性を有し、極めて高い熱伝導性を有する絶縁シートを得ることができる。このような絶縁シートは、シート状で熱伝導性が要求される回路基板材料、放熱シート、半導体パッケージ、放熱板、熱拡散板、接着シート等に好適に使用することができる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
ここで得られた目的生成物の確認は、以下の方法により行った。
（１）高分子物の基本単位の構造の確認
得られた高分子物を構成する基本単位の構造については、赤外線分光分析及びＮＭＲ分析のスペクトル解析をすることにより確認した。
（２）分子量の測定
得られた高分子物をテトラハイドロフランに溶解後、ポリスチレンで校正したゲルパーミエーションクロマトグラフィーで分析し、分子量を算出した。
（３）高分子薄膜構造の確認
得られた高分子物をクロロホルム、メチレンクロライド、トルエン、テトラハイドロフラン、メチルエチルケトンのいずれかの溶媒に溶解させた後、基材上に塗布し、室温〜１５０℃の温度で溶媒を揮発させて薄膜を作製した。作製した薄膜の構造については、偏光顕微鏡観察、Ｘ線回折、シンクロトロン放射光による小角Ｘ線回折、走査型電子顕微鏡観察及び透過型電子顕微鏡観察の結果を解析することにより確認し、下記基準に従って配向性を評価した。
液晶構造がスメクティック相である場合には、小角Ｘ線回折像において、ミクロ相分離構造の恒等周期に由来する小角領域の回折像の中心を子午線上に配置した上で、液晶分子の配列に基づく広角領域の回折像の両終端と中心との角度から評価した。液晶構造がスメクティック相以外の液晶相である場合には、広角Ｘ線回折像において、液晶分子の配列に基づく回折像の両終端と中心との角度から評価した。
◎：±３０度未満
○：±３０度以上６０度未満
△：±６０度以上８０度未満
×：±８０度以上９０度未満（リング）
【００５４】
［実施例１］
（原子移動型ラジカル重合によるブロック共重合体の合成）
目的のブロック共重合体の一例として、下式に示す２種の単量体Ａ及びＢを用いた。
【００５５】
【化１１】
2009203439.tif 000012
【００５６】
【化１２】
2009203439.tif 000013
【００５７】
単量体Ａ ０．２ｇ、（１−ブロモエチル）ベンゼン ４ｍｇ、ＣｕＢｒ ３ｍｇ及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン ３ｍｇをトルエン ０．１ｍＬに加えて溶解させた後、凍結脱気を３回繰り返し、窒素下１１０℃にて８時間重合を行った。反応終了後、反応溶液をメタノール ３０ｍＬに投入し、再沈殿を行った。重合体をメチレンクロライド ２ｍＬに再溶解させ、メタノール ３０ｍＬに投入、再沈殿を行うことにより十分洗浄した。次に減圧下、室温にて２４時間乾燥させることによりマクロイニシエーター ０．１ｇを得た。続いてマクロイニシエーター ０．１ｇを案量体Ｂ ０．２ｇ、ＣｕＢｒ ３ｍｇ、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−ペンタメチルジエチレントリアミン ３ｍｇと共にトルエン ０．２ｍＬに溶解させ、凍結脱気を３回繰り返した後、窒素下１１０℃にて８時間重合を行った。マクロイニシエーターと同様に精製を行った後、５０℃にて１２時間、油回転真空ポンプにより減圧乾燥させた。その結果、薄緑色のブロック共重合体 ０．２ｇを得た。
【００５８】
得られたブロック共重合体の赤外分光分析及び１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲによるスペクトル測定を行うことにより、単量体Ａのユニットと単量体Ｂのユニットとを基本単位とするブロック共重合体であることを確認した。このブロック共重合体をテトラハイドロフランに溶解させ、ポリスチレンで校正したゲルパーミエーションクロマトグラフィーで分析した結果、数平均分子量は２０，０００であり、分子量分布は１．１０であった。
【００５９】
このブロック共重合体のトルエン溶液を調製し、ガラス基板上に塗布した。１３０℃において溶媒を揮発させ、ガラス基板上に薄膜を得た。続いて１５０℃にて３０分間保持し、徐々に室温まで戻した後に得られた薄膜の偏光顕微鏡観察及びＸ線構造解析を行うことによりブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００６０】
［実施例２］
（解離平衡型リビングラジカル重合によるブロック共重合体の合成）
目的のブロック共重合体の一例として、下式に示す２種の単量体Ａ及びＣを用いた。
【００６１】
【化１３】
2009203439.tif 000014
【００６２】
【化１４】
2009203439.tif 000015
【００６３】
単量体Ａ ０．３ｇ、２，２，５−トリメチル−３−（１−フェニルエトキシ）−４−フェニル−３−アザヘキサン ３ｍｇ及び無水酢酸 ２ｍｇをジクロロベンゼン ０．７ｍＬに溶解させた後、凍結脱気を３回繰り返し、窒素下１００℃にて３６時間重合を行った。反応終了後、反応溶液をメタノール ３０ｍＬに投入し、再沈殿を行った。得られた重合体をメチレンクロライド １ｍＬに再溶解させ、メタノール ３０ｍＬに投入することにより十分洗浄した。次に、減圧下、室温にて２４時間乾燥させることによりマクロイニシエーター ０．２ｇを得た。続いてマクロイニシエーター ０．１ｇを、単量体Ｃ ０．３ｇ、無水酢酸 ２ｍｇと共にジクロロベンゼン １ｍＬに溶解させ、凍結脱気を３回繰り返すことにより酸素を除去した。続いて、窒素下１００℃にて３６時間重合を行った後、マクロイニシエーターと同様の精製を行うことにより、単量体Ａのユニットの繰り返し単位数２５、単量体Ｂのユニットの繰り返し単位数２５からなるブロック共重合体を得た。
【００６４】
得られたブロック共重合体の赤外分光分析及び1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲによるスペクトル測定を行うことにより、単量体Ａのユニットと単量体Ｂのユニットを基本単位とするブロック共重合体であることを確認した。このブロック共重合体をテトラハイドロフランに溶解させ、ポリスチレンで校正したゲルパーミエーションクロマトグラフィーで分析した結果、数平均分子量は２５，０００であり、分子量分布は１．２６であった。
【００６５】
このブロック共重合体のトルエン溶液を調製し、ガラス基板上に塗布した。続いて、１５０℃にて３０分間保持し、徐々に室温まで戻した後に得られた薄膜の偏光顕微鏡観察及びＸ線構造解析を行うことによりブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００６６】
［実施例３］
（解離平衡型リビングラジカル重合によるブロック共重合体の合成）
目的のブロック共重合体の一例として、下式に示す２種の単量体Ｂ及びＣを用いた。
【００６７】
【化１５】
2009203439.tif 000016
【００６８】
【化１６】
2009203439.tif 000017
【００６９】
単量体Ｂ ０．３ｇ、２，２，５−トリメチル−３−（１−フェニルエトキシ）−４−フェニル−３−アザヘキサン ４ｍｇ及び２，２，５−トリメチル−４−フェニル−３−アザヘキサン−３−ニトロキシド ０．１ｍｇをジクロロベンゼン ０．２ｍＬに溶解させ、凍結脱気を３回繰り返し、窒素下１２５℃にて４８時間重合を行った。反応終了後、反応溶液をメタノール ３０ｍＬに投入し、再沈殿を行った。得られた重合体をメチレンクロライド １ｍＬに再溶解させ、メタノール ３０ｍＬに投入することにより十分洗浄した後、減圧下室温２４時間乾燥させることによりマクロイニシエーターを得た。続いてマクロイニシエーター ０．１ｇを、単量体Ｃ ０．３ｇ、無水酢酸 ２ｍｇと共にジクロロベンゼン １ｍＬに溶解させた。凍結脱気を３回繰り返した後、窒素下１００℃にて３６時間重合を行った後、マクロイニシエーターと同様の精製を行うことにより、単量体Ｂのユニットの繰り返し数２５、単量体Ｃのユニットの繰り返し数２５からなるブロック共重合体を得た。
【００７０】
得られたブロック共重合体の赤外分光分析及び1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲによるスペクトル測定を行うことにより、単量体Ｂのユニットと単量体Ｃのユニットを基本単位とするブロック共重合体であることを確認した。このブロック共重合体をテトラハイドロフランに溶解させ、ポリスチレンで校正したゲルパーミエーションクロマトグラフィーで分析した結果、数平均分子量２５，０００であり、分子量分布は１．２６であった。
【００７１】
このブロック共重合体のトルエン溶液を調製し、ガラス基板上に塗布した。続いて、１５０℃にて３０分間保持し、徐々に室温まで戻した後に得られた薄膜の偏光顕微鏡観察及びＸ線構造解析を行うことによりブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００７２】
［実施例４］
実施例１で得られたブロック共重合体１００重量部及び架橋剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール（商品名：キュアゾール２Ｅ４ＭＺ、四国化成工業（株）製）４．８重量部からなるブロック共重合体組成物に、溶剤としてメチルエチルケトン２００重量部を添加し、絶縁薄膜形成用組成物を調製した。
【００７３】
絶縁薄膜形成用組成物をポリエチレンテレフタレートシート上に塗布し、１１０℃で２時間加熱乾燥した後、塗膜面に別のポリエチレンテレフタレートシートを置いて塗膜を挟み込み、１３０℃で２０分間真空プレスして薄膜を得た。
【００７４】
得られた薄膜の赤外分光分析及び1Ｈ−ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲによるスペクトル測定を行うことにより、ブロック共重合体の側鎖末端の反応性基（エポキシ基）が反応し、架橋されていることを確認した。また、得られた薄膜の偏光顕微鏡観察及びＸ線構造解析を行うことによりブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００７５】
［実施例５］
実施例４において、実施例１で得られたブロック共重合体の代わりに、実施例２で得られたブロック共重合体１００重量部を用い、架橋剤の配合量を５．０重量部に変えた以外は、実施例４と同様にして薄膜を作製した。
【００７６】
実施例４と同様にして、薄膜の構造を解析したところ、ブロック共重合体の側鎖末端の反応性基（エポキシ基）が反応し、架橋されていることを確認した。また、ブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００７７】
［実施例６］
実施例４において、実施例１で得られたブロック共重合体の代わりに、実施例３で得られたブロック共重合体１００重量部を用い、架橋剤の配合量を４．４重量部に変えた以外は、実施例４と同様にして薄膜を作製した。
実施例４と同様にして、薄膜の構造を解析したところ、ブロック共重合体の側鎖末端の反応性基（エポキシ基）が反応し、架橋されていることを確認した。また、ブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００７８】
［実施例７〜９］
実施例１で用いた２種の単量体Ａ及びＢの代わりに、表１に示す単量体Ｐ及びＱを用いた以外は、実施例１と同じ方法で実施例７〜９のブロック共重合体を得た。また、実施例１と同じ方法で薄膜を作製し、薄膜の構造を解析したところ、ブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００７９】
【表１】
2009203439.tif 000018
【００８０】
［実施例１０］
実施例４において、実施例１で得られたブロック共重合体の代わりに、実施例９で得られたブロック共重合体１００重量部を用い、架橋剤の配合量を５．１重量部に変えた以外は、実施例４と同様にして薄膜を得た。
【００８１】
実施例４と同様にして、薄膜の構造を解析したところ、ブロック共重合体の側鎖末端の反応性基（エポキシ基）が反応し、架橋されていることを確認した。また、ブロック共重合体の液晶性側鎖基の配向による秩序構造の形成が明らかになった。
【００８２】
［実施例１１］
実施例１で得られたブロック共重合体１００重量部及び架橋剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール（商品名：キュアゾール２Ｅ４ＭＺ、四国化成工業（株）製）４．８重量部からなるブロック共重合体組成物に対して、熱伝導性充填剤としての窒化ホウ素粒子（電気化学工業社製、グレードＳＧＰ平均粒子径１８μｍ）を含有量が５０容量％となるように混合した後、溶剤としてメチルエチルケトン２００重量部を添加し、絶縁組成物を調製した。
【００８３】
絶縁組成物をポリエチレンテレフタレートシート上に塗布し、１１０℃で２時間加熱乾燥した後、塗膜面に別のポリエチレンテレフタレートシートを置いて挟み込み、１３０℃で２０分間真空プレスし、厚さ１００μｍの絶縁シートを得た。
【００８４】
［実施例１２］
実施例１１において、実施例１で得られたブロック共重合体の代わりに、実施例２で得られたブロック共重合体１００重量部を用い、架橋剤の配合量を５．０重量部に変えた以外は、実施例１１と同様にして絶縁シートを得た。
【００８５】
［実施例１３］
実施例１１において、実施例１で得られたブロック共重合体の代わりに、実施例３で得られたブロック共重合体１００重量部を用い、架橋剤の配合量を４．４重量部に変えた以外は、実施例１１と同様にして絶縁シートを得た。
【００８６】
［実施例１４］
実施例１１において、実施例１で得られたブロック共重合体の代わりに、実施例９で得られたブロック共重合体１００重量部を用い、架橋剤の配合量を５．１重量部に変えた以外は、実施例１１と同様にして絶縁シートを得た。
【００８７】
［比較例１〜３］
実施例１で用いた単量体Ａ、Ｂ及び実施例２で用いた単量体Ｃそれぞれを、ホモポリマー用モノマーとして用いた以外は、実施例１と同じ方法で合成を行い、比較例１〜３のホモポリマーを得た。
【００８８】
実施例１と同じ方法で薄膜を作製し、薄膜の構造を解析したところ、ホモポリマーでは実施例のブロック共重合体に比べて、液晶側鎖基の広範囲における配向性は乏しく、高い構造秩序性は得られないことが明らかになった。
【００８９】
実施例１〜１４及び比較例１〜３において得られた薄膜及び絶縁シートについて、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置（ＬＦ／ＴＣＭ−ＦＡ８５１０Ｂ  株式会社理学電機製）によって、各シートの厚み方向における熱拡散率及び比熱を測定し、さらに水中置換法により各シートの密度を測定した。得られた各測定値より各シートの厚さ方向における熱伝導率を算出した（熱伝導率＝熱拡散率×比熱×密度）。
【００９０】
【表２】
2009203439.tif 000019
【００９１】
【表３】
2009203439.tif 000020
【００９２】
【表４】
2009203439.tif 000021
【００９３】
表２〜４の結果から明らかなように、実施例のブロック共重合体は、ブロック共重合体内の液晶構造の配向性を高めたことにより、極めて高い熱伝導率を有することが示された。