JP2018080235A

JP2018080235A - 熱伝導エラストマー組成物、及び熱伝導成形体

Info

Publication number: JP2018080235A
Application number: JP2016222420A
Authority: JP
Inventors: 内田　達也; Tatsuya Uchida; 達也内田
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2018-05-24
Also published as: WO2018092593A1; US20190127621A1; CN109415568A; US10696886B2

Abstract

【課題】熱伝導性、絶縁性、低硬度性及び成形性等に優れた熱伝導エラストマー組成物等の提供。【解決手段】本発明の熱伝導エラストマー組成物は、スチレン系エラストマー１００質量部と、石油系炭化水素からなるプロセスオイル８００〜１０００質量部と、水酸化アルミニウム粉末２４０〜２９０質量部と、平均粒径が８μｍ〜３０μｍである板状の人造黒鉛粉末、又は平均粒径が８μｍ〜３０μｍである鱗片状若しくは塊状の天然黒鉛粉末２７０〜４００質量部とが配合されてなる。【選択図】なし

Description

本発明は、熱伝導エラストマー組成物、及び熱伝導成形体に関する。

電子機器内の電子部品等から発せられる熱を外部へ放出するための部材として、例えば、特許文献１に示されるような、スチレン系エラストマーをベースポリマーとしつつ、熱伝導フィラーを含有する熱伝導成形体が利用されている。この種の熱伝導成形体は、例えば、基板上に実装された電子部品と、放熱板等の放熱体との間に介在される形で使用され、電子部品から発せられた熱を放熱体へ伝達する。

熱伝導成形体と電子部品との間、又は熱伝導成形体と放熱体との間に隙間が形成されると、放熱効率が低下してしまうため、熱伝導成形体には、電子部品等の形状に追従できるような柔軟性（低硬度性）が求められている。また、熱伝導成形体には、電子部品等の正常な動作の確保等の観点より、絶縁性が求められている。

なお、上記熱伝導フィラーとしては、膨張黒鉛が利用されている。

特開２０１５−１９３７８５号公報

上記のように、スチレン系エラストマーをベースポリマーとしつつ、熱伝導フィラーとして膨張黒鉛を含有する熱伝導成形体は、絶縁性が不十分であり、問題となっていた。

本発明の目的は、熱伝導性、絶縁性、低硬度性及び成形性等に優れた熱伝導エラストマー組成物、及びその成形体を提供することである。

本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、スチレン系エラストマーと、プロセスオイルとを含有し、かつ熱伝導フィラーとして、水酸化アルミニウム粉末と共に、所定の平均粒径及び所定形状を備えた人造黒鉛粉末、又は天然黒鉛粉末を含有する熱伝導エラストマー組成物が、熱伝導性、絶縁性、低硬度性及び成形性等に優れることを見出し、本発明の完成に至った。

前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞スチレン系エラストマー１００質量部と、石油系炭化水素からなるプロセスオイル８００〜１０００質量部と、水酸化アルミニウム粉末２４０〜２９０質量部と、平均粒径が８μｍ〜３０μｍである板状の人造黒鉛粉末、又は平均粒径が８μｍ〜３０μｍである鱗片状若しくは塊状の天然黒鉛粉末２７０〜４００質量部とが配合されてなる熱伝導エラストマー組成物。

＜２＞前記水酸化アルミニウム粉末の平均粒径が１μｍ〜３０μｍである前記＜１＞に記載の熱伝導エラストマー組成物。

＜３＞前記スチレン系エラストマー１００質量部に対して、オレフィン系樹脂１９〜２３質量部を含有する前記＜１＞又は＜２＞に記載の熱伝導エラストマー組成物。

＜４＞前記人造黒鉛粉末の配合量が３４０〜４００質量部である前記＜１＞〜＜３＞の何れか１つに記載の熱伝導エラストマー組成物。

＜５＞前記＜１＞〜＜４＞の何れか１つに記載の熱伝導エラストマー組成物を成形してなる熱伝導成形体。

本願発明によれば、熱伝導性、絶縁性、低硬度性及び成形性等に優れた熱伝導エラストマー組成物、及びその成形体を提供することができる。

熱伝導成形体の一例を模式的に表した側面図熱伝導成形体を放熱対象物に装着した状態を模式的に表した断面図

〔熱伝導エラストマー組成物〕
本実施形態の熱伝導エラストマー組成物Ｉは、熱伝導フィラーとして、水酸化アルミニウム粉末と共に、板状の人造黒鉛粉末とが配合されたものからなる。具体的には、熱伝導エラストマー組成物Ｉは、スチレン系エラストマー１００質量部と、石油系炭化水素からなるプロセスオイル８００〜１０００質量部と、水酸化アルミニウム粉末２４０〜２９０質量部と、平均粒径が８μｍ〜３０μｍである板状の人造黒鉛粉末２７０〜４００質量部とが配合されたものからなる。

また、他の実施形態の熱伝導エラストマー組成物ＩＩは、スチレン系エラストマー１００質量部と、石油系炭化水素からなるプロセスオイル８００〜１０００質量部と、水酸化アルミニウム粉末２４０〜２９０質量部と、平均粒径が８μｍ〜３０μｍである鱗片状又は塊状の天然黒鉛粉末３４０〜４００質量部とが配合されたものからなる。

以下、熱伝導エラストマー組成物Ｉ，ＩＩを構成する各材料について説明する。なお、本明細書において、熱伝導エラストマー組成物Ｉと熱伝導エラストマー組成物ＩＩとを、まとめて「熱伝導エラストマー組成物」と称する場合がある。

（スチレン系エラストマー）
スチレン系エラストマーは、熱伝導エラストマー組成物のベースポリマーであり、熱可塑性、適度な弾性等を備えたものが好ましく用いられる。スチレン系エラストマーとしては、例えば、水添スチレン・イソプレン・ブタジエンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン・イソブチレン共重合体（ＳＩＢＳ）、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）等が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上を組み合わせて用いられてもよい。

スチレン系エラストマーとしては、少なくとも２個のビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックＡと、少なくとも１種の共役ジエン化合物からなる重合体ブロックＢとからなるブロック共重合体を水素添加して得られるものが好ましい。

前記ビニル芳香族化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、１，３−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げられる。これらの中でも、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましい。芳香族ビニル化合物は１種を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

前記スチレン系エラストマーにおけるビニル芳香族化合物の含有量は５〜７５質量％が好ましく、５〜５０質量％がより好ましい。ビニル芳香族化合物の含有量がこの範囲内であると、熱伝導エラストマー組成物の弾性が確保され易い。

前記共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン等が挙げられる。共役ジエン化合物は１種を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。これらの中でも、前記共役ジエン化合物がイソプレン及びブタジエンから選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、イソプレンとブタジエンの混合物がより好ましい。

前記スチレン系エラストマーは、前記重合体ブロックＢの共役ジエン化合物に由来する炭素−炭素二重結合の５０％以上が水素添加されていることが好ましく、７５％以上が水素添加されていることがより好ましく、９５％以上が水素添加されていることが特に好ましい。

前記スチレン系エラストマーは、重合体ブロックＡと重合体ブロックＢとをそれぞれ少なくとも１個含有していればよいが、耐熱性、力学物性等の観点より、重合体ブロックＡを２個以上、重合体ブロックＢを１個以上含有していることが好ましい。重合体ブロックＡと重合体ブロックＢの結合様式は、線状、分岐状あるいはこれらの任意の組み合わせであってもよいが、重合体ブロックＡをＡで、重合体ブロックＢをＢで表したとき、Ａ−Ｂ−Ａで示されるトリブロック構造や、（Ａ−Ｂ）ｎ、（Ａ−Ｂ）ｎ−Ａ、（ここでｎは２以上の整数を表す）で示されるマルチブロック共重合体などを挙げることができ、これらの中でも、Ａ−Ｂ−Ａで示されるトリブロック構造のものが、耐熱性、力学物性、取り扱い性等の点で特に好ましい。

スチレン系エラストマーの重量平均分子量は、８０，０００〜４００，０００が好ましく、１００，０００〜３５０，０００がより好ましい。なお、本明細書における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定された標準ポリスチレン換算の重量平均分子量である。重量平均分子量の測定条件は、以下の通りである。

＜測定条件＞
ＧＰＣ：ＬＣＳｏｌｕｔｉｏｎ（ＳＩＭＡＤＵ製）
検出器：示差屈折率計ＲＩＤ−１０Ａ（ＳＨＩＭＡＤＺＵ製）
カラム：ＴＳＫｇｅｌＧ４０００Ｈｘｌを２本直列（ＴＯＳＯＨ製）
ガードカラム：ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎＨｘｌ−Ｌ（ＴＯＳＯＨ製）
溶媒：テトラヒドロフラン
温度：４０℃
流速：１ｍｌ／ｍｉｎ
濃度：２ｍｇ／ｍｌ

スチレン系エラストマーとしては、特にＳＥＥＰＳが好ましい。ＳＥＥＰＳの市販品としては、例えば、株式会社クラレ製のセプトン（登録商標）４０３３、４４０４、０５５、４０７７、４０９９等を用いることができる。これらのうち、ＳＥＥＰＳとしては、他の材料との混合性又は相溶性、成形性等の観点より、セプトン（登録商標）４０５５（重量平均分子量：２７０，０００）が特に好ましい。

（プロセスオイル）
プロセスオイルは、スチレン系エラストマー（例えば、ＳＥＥＰＳ）を軟化させる機能等を備えるものであり、石油系炭化水素からなる。石油系炭化水素としては、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、例えば、パラフィン系の炭化水素化合物が好ましい。つまり、プロセスオイルとしては、パラフィン系プロセスオイルが好ましい。パラフィン系プロセスオイルとしては、分子量が４００〜８００のものが好ましい。パラフィン系プロセスオイルの具体例としては、例えば、「ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０（分子量：７５０）」（出光興産株式会社製）等が挙げられる。

熱伝導エラストマー組成物において、スチレン系エラストマー１００質量部に対するプロセスオイルの配合量は、８００〜１０００質量部であり、好ましくは８２０〜９８０質量部であり、より好ましくは８４０〜９６０質量部である。

（水酸化アルミニウム粉末）
水酸化アルミニウム粉末は、水酸化アルミニウムからなる粒子の集まりであり、熱伝導エラストマー組成物に対して、熱伝導性、難燃性等を付与するために用いられる。水酸化アルミニウム粉末の平均粒径は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、１μｍ〜３０μｍが好ましく、３μｍ〜２５μｍがより好ましく、５μｍ〜１５μｍが特に好ましい。なお、水酸化アルミニウム粉末の形状は、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はなく、一般に入手可能な粒状のものが利用される。

水酸化アルミニウム粉末の平均粒径は、レーザー回折法による体積基準の平均粒径（Ｄ５０）である。平均粒径は、レーザー回折式の粒度分布測定器で測定することができる。なお、後述する人造黒鉛粉末、天然黒鉛粉末等の平均粒径も、レーザー回折法による体積基準の平均粒径（Ｄ５０）である。

熱伝導エラストマー組成物において、スチレン系エラストマー１００質量部に対する水酸化アルミニウム粉末の配合量は、２４０〜２９０質量部である。

（板状の人造黒鉛粉末）
熱伝導エラストマー組成物Ｉでは、熱伝導フィラーとして、板状の人造黒鉛粉末が利用される。人造黒鉛粉末は、人造黒鉛からなる粒子の集まりである。人造黒鉛は、コークス等を約３０００℃の高温で処理することで得られる黒鉛であり、天然黒鉛に比べて不純物が少なく、高純度の黒鉛である。人造黒鉛の形状としては、板状、塊状が知られている。板状の人造黒鉛として、市販されているものとしては、例えば、昭和電工株式会社製の商品名「ＵＦ−Ｇ５」、「ＵＦ−Ｇ１０」、「ＵＦ−Ｇ３０」、伊藤黒鉛工業株式会社製の商品名「ＡＧＢ−３２」、「ＡＧ−１３０」等が挙げられる。これに対し、塊状の人造黒鉛として、市販されているものとしては、例えば、伊藤黒鉛工業株式会社製の商品名「ＡＧＢ−６０」、「ＡＧ．Ｂ」、「ＡＧＢ−５」等が挙げられる。

熱伝導エラストマー組成物Ｉで使用される人造黒鉛粉末は、板状であり、かつ平均粒径が、８μｍ〜３０μｍのものである。このような人造黒鉛粉末の市販品としては、例えば、昭和電工株式会社製の商品名「ＵＦ−Ｇ３０」（平均粒径１０μｍ）が挙げられる。

なお、熱伝導エラストマー組成物Ｉで使用される人造黒鉛粉末の平均粒径は、好ましくは８μｍ〜２０μｍであり、より好ましくは８μｍ〜１５μｍである。

熱伝導エラストマー組成物Ｉで使用される板状の人造黒鉛粉末の嵩比重（ｇ／ｃｍ^３）は、０．２５〜０．３５ｇ／ｃｍ^３が好ましい。

熱伝導エラストマー組成物Ｉにおいて、スチレン系エラストマー１００質量部に対する板状の人造黒鉛粉末の配合量は、２７０〜４００質量部であり、好ましくは３４０〜４００質量部であり、より好ましくは３４５〜４００質量部である。

なお、本明細書において、鱗片状の天然黒鉛を化学処理することで得られる膨張黒鉛、及び膨張黒鉛を高温で加熱した膨張化黒鉛は、人造黒鉛には含まれないものとする。本明細書における人造黒鉛は、非膨張性のものである。

（鱗片状又は塊状の天然黒鉛粉末）
熱伝導エラストマー組成物ＩＩでは、熱伝導フィラーとして、鱗片状又は塊状の天然黒鉛粉末が利用される。天然黒鉛粉末は、天然黒鉛からなる粒子の集まりである。天然黒鉛の主成分は、炭素（Ｃ）であるものの、それ以外の不純物として、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）等を含んでいる。天然黒鉛の形状は、産地等により異なっており、鱗片状、塊状、土状が知られている。

鱗片状の天然黒鉛は、主に中国、アメリカ、インド、ブラジル等の鉱山から産出され、アスペクト比が大きい黒鉛である。鱗片状の天然黒鉛として市販されているものとしては、例えば、西村黒鉛株式会社製の商品名「ＰＡ−９９」、「ＰＳ−９９」等が挙げられる。塊状の天然黒鉛は、スリランカの鉱山から産出され、アスペクト比の小さい黒鉛である。塊状の天然黒鉛として市販されているものとしては、例えば、西村黒鉛株式会社製の塊状の天然黒鉛（平均粒径１０μｍ、平均粒径２５μｍ）等が挙げられる。土状の天然黒鉛は、主に中国、韓国、北朝鮮の鉱山から産出される土塊状の黒鉛であり、鱗片状の天然黒鉛と比べて親水性に優れる。土状の天然黒鉛として市販されているものとしては、例えば、西村黒鉛株式会社製の商品名「Ｓ微粉」、「特微粉」等が挙げられる。

熱伝導エラストマー組成物ＩＩで使用される天然黒鉛粉末は、鱗片状でありかつ平均粒径が８μｍ〜３０μｍのもの、又は塊状でありかつ平均粒径が８μｍ〜３０μｍのものである。

鱗片状でありかつ平均粒径が８μｍ〜３０μｍの天然黒鉛粉末の市販品としては、例えば、西村黒鉛株式会社製の商品名「ＰＡ−９９」（平均粒径２６μｍ）、「ＰＳ−９９」（平均粒径８．５μｍ）等が挙げられる。

なお、熱伝導エラストマー組成物ＩＩで使用される鱗片状の天然黒鉛粉末の平均粒径は８μｍ〜１０μｍが好ましい。

塊状でありかつ平均粒径が８μｍ〜３０μｍの天然黒鉛粉末の市販品としては、西村黒鉛株式会社製の塊状の天然黒鉛（平均粒径１０μｍ、平均粒径２５μｍ）等が挙げられる。

なお、熱伝導エラストマー組成物ＩＩで使用される塊状の天然黒鉛粉末の平均粒径は２０μｍ〜３０μｍが好ましい。

熱伝導エラストマー組成物ＩＩで使用される鱗片状又は塊状の天然黒鉛粉末の灰分量は、０．５５〜１．０質量％が好ましい。

また、熱伝導エラストマー組成物ＩＩで使用される鱗片状又は塊状の天然黒鉛粉末の嵩比重（ｇ／ｃｍ^３）は、０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ^３が好ましい。

熱伝導エラストマー組成物ＩＩにおいて、スチレン系エラストマー１００質量部に対する鱗片状又は塊状の天然黒鉛粉末の配合量は、３４０〜４００質量部であり、好ましくは３７０〜４００質量部であり、より好ましくは３８０〜４００質量部である。

（その他の添加材）
熱伝導エラストマー組成物は、更に、オレフィン系樹脂、重金属不活性剤、酸化防止剤等を含んでもよい。

オレフィン系樹脂は、熱伝導エラストマー組成物の製造時、成形時等おいて、熱伝導エラストマー組成物に対して流動性等を付与する。オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレンプロピレン共重合体等が挙げられる。熱伝導エラストマー組成物において、スチレン系エラストマー１００質量部に対するオレフィン系樹脂の配合量は、１９〜２３質量部が好ましい。

重金属不活性剤としては、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、Ｎ’１，Ｎ’１２−ビス（２−ヒドロキシベンゾイル）ドデカンジヒドラジド等が利用される。熱伝導エラストマー組成物において、スチレン系エラストマー１００質量部に対する重金属不活性剤の配合量は、４〜６質量部が好ましい。

酸化防止剤としては、本発明の目的を損なわない限り、特に制限はないが、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が利用される。熱伝導エラストマー組成物において、スチレン系エラストマー１００質量部に対する酸化防止剤の配合量は、４〜６質量部が好ましい。

熱伝導エラストマー組成物は、本発明の目的を損なわない限り、更に、紫外線防止剤、着色剤（顔料、染料）、増粘付与剤、フィラー、オレフィン系樹脂以外の熱可塑性樹脂、界面活性剤等が配合されてもよい。

以上のような熱伝導エラストマー組成物は、熱伝導性、絶縁性、低硬度性、成形性、軽量性等に優れている。また、熱伝導エラストマー組成物より得られる熱伝導成形体についても同様に、熱伝導性、絶縁性、低硬度性、成形性、軽量性等に優れている。

熱伝導エラストマー組成物の熱伝導率は、０．５８Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、０．６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましい。なお、熱伝導エラストマー組成物の熱伝導率の上限は、特に制限はないが、例えば、１．０Ｗ／ｍ・Ｋである。

熱伝導エラストマー組成物の体積抵抗率は、１×１０^１２Ω・ｃｍ以上が好ましい。

熱伝導エラストマー組成物の硬度（アスカーＣ）は、７〜１３が好ましい。熱伝導エラストマー組成物の硬度（アスカーＣ）がこのような範囲であると、熱対策の対象物（例えば、基板）に対して不要な負荷を加えることが抑制される。また、熱伝導エラストマー組成物は、振動や衝撃等を吸収して、対象物を保護する機能も備えている。

熱伝導エラストマー組成物の比重は、１．００〜１．２０ｇ／ｃｍ^３が好ましい。熱伝導エラストマー組成物の比重がこのような範囲であると、軽量化が求められる用途において好適に用いられる。

また、熱伝導エラストマー組成物は、熱伝導フィラー（水酸化アルミニウム粉末、人造黒鉛粉末又は天然黒鉛粉末）の合計量が少なくなっている。熱伝導エラストマー組成物Ｉにおける熱伝導フィラーの合計量は、５１０〜６９０質量部であり、熱伝導エラストマー組成物ＩＩにおける熱伝導フィラーの合計量は、５８０〜６９０質量部となっている。このように、熱伝導フィラーの合計量が少ないことによって、熱伝導エラストマー組成物より得られる熱伝導成形体は、へたり難く、形状安定性（寸法安定性）に優れる。

〔熱伝導成形体〕
熱伝導成形体は、上記熱伝導エラストマー組成物を所定形状に成形したものからなる。熱伝導成形体の成形方法としては、熱可塑性エラストマー（例えば、スチレン系エラストマー）の一般的な成形方法であれば特に制限はなく、例えば、射出成形、プレス又はＴダイを利用したシート成形等が挙げられる。

熱伝導成形体は、例えば、電子機器内の電子部品等から発せられる熱を外部へ放出するための部材（熱伝導部材）として利用される。熱伝導成形体は、電子機器等の機器内の基板の熱対策や保護等の目的で利用される。

熱伝導成形体が使用される電子機器としては、例えば、スマートフォン、携帯型ゲーム機、携帯型テレビ、タブレット端末等の携帯機器、携帯機器以外のその他の機器等が挙げられる。

図１は、熱伝導成形体１０の一例を模式的に表した側面図である。熱伝導成形体１０は、熱伝導エラストマー組成物を材料とし、かつ所定の金型を用いて成形されたものである。熱伝導成形体１０は、全体的には、概ね平坦な直方体状の本体部１１と、裏面側に凹状に窪んだ複数の収容部１２，１３，１４，１５を備えている。各収容部１２，１３，１４，１５は、それぞれ放熱対象物の形状に合わせて形成されている。

図２は、熱伝導成形体１０を放熱対象物２０に装着した状態を模式的に表した断面図である。熱伝導成形体１０は、放熱対象物２０である基板装置上に載せられる形で装着されている。基板装置は、基板２１と、基板２１上に実装された複数の電子部品２２，２３，２４，２５とを備えている。熱伝導成形体１０の各収容部１２，１３，１４，１５は、それぞれ基板２１上の電子部品（発熱部）２２，２３，２４，２５に密着する形で被せられる。なお、熱伝導成形体１０の表側には、金属製の放熱板３０が載せられている。放熱対象物２０の各電子部品２２等から発生した熱は、熱伝導成形体１０へ移動し、更に放熱板３０へ移動することで、放熱対象物２０の各電子部品２２等が冷却される。

以上のように、熱伝導成形体は、放熱対象物の形状に倣った形を備えており、確実に放熱対象物に密着して熱対策や保護等を行うことができる。

熱伝導成形体の形状は、目的に応じて適宜、設定されればよく、例えばシート状であってもよい。

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

〔実施例１〜１０及び比較例１〜１６〕
（組成物の作製）
スチレン系エラストマー１００質量部に対して、プロセスオイル、オレフィン系樹脂、重金属不活性化剤、酸化防止剤、水酸化アルミニウム、及び黒鉛を、表１及び表２に示される割合（質量部）で配合し、それらの混合物をラボプラストミル（二軸押し出し機、製品名「４Ｃ１５０−１」、東洋精機製作所製）を用いて１００ｒｐｍ、２００℃の条件で７分間混錬することで実施例１〜１０及び比較例１〜１６の各組成物を得た。

なお、各実施例及び各比較例で使用した材料は、以下の通りである。
「スチレン系エラストマー」：ＳＥＥＰＳ、商品名「セプトン４０５５」、株式会社クラレ製
「プロセスオイル」：石油系炭化水素、商品名「ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０」、出光興産株式会社製
「オレフィン系樹脂」：エチレンプロピレン共重合体、商品名「プライムポリプロＪ２０２１ＧＲ」、株式会社プライムポリマー製
「重金属不活性剤」：Ｎ’１，Ｎ’１２−ビス（２−ヒドロキシベンゾイル）ドデカンジヒドラジド、商品名「アデカスタブＣＤＡ−６」、株式会社ＡＤＥＫＡ製
「酸化防止剤」：ペンタエリトリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート］（ヒンダードフェノール系酸化防止剤）、商品名「ＩＲＧＡＮＯＸ＃１０１０」、ＢＡＳＦジャパン株式会社製
「水酸化アルミニウム」：平均粒径１０μｍ、球状、商品名「ＢＦ０８３」、日本軽金属株式会社製

「人造黒鉛（１０μｍ，板状）」：平均粒径１０μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．３ｇ／ｃｍ^３、板状、商品名「ＵＦ−Ｇ３０」、昭和電工株式会社製
「人造黒鉛（５μｍ，板状）」：平均粒径５μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．３ｇ／ｃｍ^３、板状、商品名「ＵＦ−Ｇ１０」、昭和電工株式会社製
「人造黒鉛（８０μｍ、板状）」：平均粒径８０μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．６４ｇ／ｃｍ^３、板状、商品名「ＡＧＢ−１３０」、伊藤黒鉛工業株式会社製
「人造黒鉛（２５μｍ、塊状）」：平均粒径２５μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．５３ｇ／ｃｍ^３、塊状、商品名「ＡＧＢ−６０」、伊藤黒鉛工業株式会社製
「人造黒鉛（１０μｍ、塊状）」：平均粒径１０μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．４３ｇ／ｃｍ^３、塊状、商品名「ＡＧ．Ｂ」、伊藤黒鉛工業株式会社製
「人造黒鉛（５μｍ、塊状）」：平均粒径５μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．２１ｇ／ｃｍ^３、塊状、商品名「ＡＧＢ−５」、伊藤黒鉛工業株式会社製

「天然黒鉛（２６μｍ，鱗片状）」：平均粒径２６μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．３１ｇ／ｃｍ^３、鱗片状、灰分量０．６０％、商品名「ＰＡ−９９」、西村黒鉛株式会社製
「天然黒鉛（８．５μｍ，鱗片状）」：平均粒径８．５μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．１５ｇ／ｃｍ^３、鱗片状、灰分量０．６０％、商品名「ＰＳ−９９」、西村黒鉛株式会社製
「天然黒鉛（１０μｍ，塊状）」：平均粒径１０μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．１５ｇ／ｃｍ^３、塊状、灰分量０．７１％、西村黒鉛株式会社製
「天然黒鉛（２５μｍ，塊状）」：平均粒径２５μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．３１ｇ／ｃｍ^３、塊状、灰分量０．７１％、西村黒鉛株式会社製
「天然黒鉛（９．３μｍ，土状）」：平均粒径９．３μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．２６ｇ／ｃｍ^３、土状、灰分量１５．４％、商品名「Ｓ微粉」、西村黒鉛株式会社製
「天然黒鉛（４．７μｍ，土状）」：平均粒径４．７μｍ、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．２３ｇ／ｃｍ^３、土状、灰分量１５．４％、商品名「特微粉」、西村黒鉛株式会社製
「膨張黒鉛（１０μｍ）」：平均粒径１０μｍ、膨張済み、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．０６ｇ／ｃｍ^３、灰分量０．４８％、西村黒鉛株式会社製
「膨張黒鉛（２５０μｍ）」：平均粒径２５０μｍ、膨張済み、真比重２．２ｇ／ｃｍ^３、嵩比重０．１１ｇ／ｃｍ^３、灰分量０．４８％、西村黒鉛株式会社製
「膨張黒鉛（１８０μｍ）」：平均粒径１８０μｍ、未膨張、嵩比重０．４〜０．７ｇ／ｃｍ^３、商品名「ＳＹＺＲ８０２」、三洋貿易株式会社製

（成形体の作製）
５０ｔｏｎプレス機（製品名「油圧成型機Ｃ型」、株式会社岩城工業製）にセットされた金型を１８０℃で１分間加熱した後、上述した各組成物を金型内に投入した。続いて、金型をプレス（加圧条件：約２ｔｏｎ）で挟んだ状態で１分間、１８０℃で加熱し、その後、金型を常温の冷却プレスで挟んだ状態で２分間冷却した。そして、冷却後の金型から、シート状の成形体（６０ｍｍ×６０ｍｍ×６ｍｍ）を取り出した。このようにして、実施例１〜１０及び比較例１〜１６の各組成物からなる成形体を得た。

〔評価〕
実施例１〜１０及び比較例１〜１６の成形体について、以下に示される方法により、硬度、熱伝導率、体積抵抗率、比重、成形性、及び難燃性を評価した。

（硬度）
各実施例等の成形体から、６０ｍｍ×３０ｍｍ×６ｍｍサイズに切り出した切片を２つ用意し、それらを重ね合わせたものを硬度測定用の試験片（６０ｍｍ×３０ｍｍ×１２ｍｍ）とした。また、ゴム硬度計用定圧荷重器（有限会社エラストロン製）とアスカーＣ硬度計を用意した。試験片に硬度計の押針を接触させ、荷重がすべてかかった時点から３０秒後の硬度計の値を読み取り、それを硬度（アスカーＣ）とした。結果は、表１及び表２に示した。

（熱伝導率）
各実施例等の成形体から、３０ｍｍ×３０ｍｍ×６ｍｍサイズに切り出した切片を４つ用意し、２枚重ねの切片からなる１組の試験片（３０ｍｍ×３０ｍｍ×１２ｍｍ）を用意した。そして、１組の試験片の間でポリイミドセンサーを挟み込み、ホットディスク法によって、熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）を測定した。なお、測定には、ホットディスク熱特性測定装置（製品名「ＴＰＳ５００」、ＨｏｔＤｉｓｋ社製）を用いた。結果は、表１及び表２に示した。

（体積抵抗率）
各実施例等の成形体（６０ｍｍ×６０ｍｍ×６ｍｍ）を試験片とした。測定装置（製品名「Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）」、三菱化学株会社製）を用いて、各試験片の体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を測定した。なお、測定に使用したプローブはＵＲＳであり、印加電圧は１０００Ｖであり、時間（タイマー）は１０秒であった。結果は、表１及び表２に示した。なお、測定結果が、９．９９×１０^１３Ω・ｃｍを超える場合、表１及び表２において、「ＯＶＥＲ」と示した。

（比重）
各実施例等の成形体について、比重測定天秤（製品名「ＡＧ２０４」、メトラー・トレド株式会社製）を用いて比重（ｇ／ｃｍ^３）を測定した。なお、比重の計算式は、以下の通りである。結果は、表１及び表２に示した。
比重＝大気中での成形体の質量／（大気中での成形体の質量−水中での成形体の質量）

（成形性）
上述した各実施例等の成形体の成形時に、成形体が金型から容易に剥がれるか否かによって成形性を判定した。成形体が金型から容易に剥がれる場合、「成形性が良好」と判定し、成形体が金型から用意に剥がれない場合、「成形性が不良」と判定した。結果は、表１及び表２に示した。なお、表１及び表２において、「成形性が良好」は記号「〇」で示し、「成形性が不良」を記号「×」で示した。

（難燃性）
各実施例等の成形体について、ＵＬ９４ＨＢの水平燃焼試験と同様にして、難燃性を評価した。結果は、表１及び表２に示した。

実施例１〜６は、所定の平均粒径を備えた板状の人造黒鉛粉末を含む場合である。このような実施例１〜６では、低硬度性、熱伝導性、絶縁性、軽量性、難燃性に優れる結果となった。

実施例７，８は、所定の平均粒径を備えた鱗片状の天然黒鉛粉末を含む場合であり、また、実施例９，１０は、所定の平均粒径を備えた塊状の天然黒鉛粉末を含む場合である。このような実施例７〜１０では、低硬度性、熱伝導性、絶縁性、軽量性、難燃性に優れる結果となった。

これに対し、比較例１〜１６では、低硬度性、熱伝導性、絶縁性、軽量性、難燃性の何れかが劣る結果となった。

１０…熱伝導成形体、１１…本体部、１２，１３，１４，１５…収容部、２０…放熱対象物（基板装置）、２１…基板、２２，２３，２４，２５…電子部品（発熱部）、３０…放熱板

Claims

スチレン系エラストマー１００質量部と、
石油系炭化水素からなるプロセスオイル８００〜１０００質量部と、
水酸化アルミニウム粉末２４０〜２９０質量部と、
平均粒径が８μｍ〜３０μｍである板状の人造黒鉛粉末、又は平均粒径が８μｍ〜３０μｍである鱗片状若しくは塊状の天然黒鉛粉末２７０〜４００質量部とが配合されてなる熱伝導エラストマー組成物。
前記水酸化アルミニウム粉末の平均粒径が１μｍ〜３０μｍである請求項１に記載の熱伝導エラストマー組成物。
前記スチレン系エラストマー１００質量部に対して、オレフィン系樹脂１９〜２３質量部を含有する請求項１又は請求項２に記載の熱伝導エラストマー組成物。
前記人造黒鉛粉末の配合量が３４０〜４００質量部である請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の熱伝導エラストマー組成物。
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の熱伝導エラストマー組成物を成形してなる熱伝導成形体。