JP4812391B2 - Thermally conductive resin composition, structure thereof and use thereof - Google Patents
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Description
本発明は、熱伝導性樹脂組成物、その構造体及びその用途に関するものであり、詳細には、電気電子機器の各種半導体素子、電源、光源、ヒーター、部品などの熱源から発生する熱を効果的に放散若しくは拡散させるために熱源に接して用いられる、熱拡散性若しくは放熱性の構造体と、その構造体を得るための熱伝導性樹脂組成物と、前記構造体の用途に関するものである。 The present invention relates to a thermally conductive resin composition, a structure thereof, and an application thereof, and more specifically, heat generated from a heat source such as various semiconductor elements, power sources, light sources, heaters, and components of electric and electronic equipment is effective. The present invention relates to a thermally diffusible or heat radiating structure used in contact with a heat source for radiating or diffusing it, a thermally conductive resin composition for obtaining the structure, and uses of the structure. .
近年の電子機器においては、高性能化、小型化及び軽量化に伴い、様々な部品の集積度が高まっている。電気電子機器及び部品は、一般的に、廃熱を散逸させるために放熱体が設けられている。同様に個々の集積回路にも、熱を拡散若しくは放散して、ホットスポットの形成を防ぐための放熱体が設けられている。電子機器の集積度が高くなるに従って、より小さい区域により多くの部品や集積回路が組み込まれるので、廃熱の管理が不十分になると、電子機器の故障や誤動作を生じることがある。従って、これらの電子機器や電子部品から発生する熱を効果的に拡散させ、外部へ放散させる熱対策が非常に重要な課題になっている。 In recent electronic devices, the degree of integration of various components has been increasing with higher performance, smaller size, and lighter weight. In general, electric and electronic devices and components are provided with a heat radiator to dissipate waste heat. Similarly, each integrated circuit is provided with a heat radiating body for diffusing or dissipating heat to prevent the formation of hot spots. As the degree of integration of electronic devices increases, more components and integrated circuits are incorporated in smaller areas. If waste heat management is insufficient, failure or malfunction of electronic devices may occur. Therefore, a heat countermeasure that effectively diffuses the heat generated from these electronic devices and electronic components and dissipates them to the outside is a very important issue.
例えば、トランジスタやサイリスタなどの発熱性電子部品等に、熱伝導性の良好なシート材料（サーマルインターフェースマテリアル：以下「熱伝導性シート」という。）を介してヒートシンク等の放熱部材を取り付けるという対策が一般的に採られている。この種の熱伝導性シートは、一般に、発熱源となる発熱性電子部品等の被装着部位の凹凸に対して柔軟に追従させて、発熱性電子部品等に密着した状態で取り付けられる。そして、かかる熱伝導性シートは、発熱性電子部品等と放熱部材との接触熱抵抗を低減させ、発熱性電子部品等にて発生する熱を効率良く放熱部材に伝導させる機能を果たす。この際、熱は熱伝導シートの平面方向だけでなく厚み方向にも放熱させることが必要となるので、熱伝導率の異方性が小さく、且つ高い熱伝導率を有する熱伝導性シートが求められている。 For example, there is a measure to attach a heat-dissipating member such as a heat sink to a heat-generating electronic component such as a transistor or thyristor via a sheet material having good thermal conductivity (thermal interface material: hereinafter referred to as “thermal conductive sheet”). Generally adopted. In general, this type of heat conductive sheet is attached in a state of being in close contact with the heat generating electronic component or the like by flexibly following the unevenness of the mounted portion of the heat generating electronic component or the like serving as a heat generation source. Such a heat conductive sheet functions to reduce the contact thermal resistance between the heat-generating electronic component and the like and the heat radiating member, and efficiently conduct heat generated in the heat-generating electronic component and the like to the heat radiating member. At this time, since it is necessary to dissipate heat not only in the plane direction but also in the thickness direction of the heat conductive sheet, a heat conductive sheet having low thermal conductivity anisotropy and high heat conductivity is desired. It has been.
また、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブやデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）ドライブには半導体レーザーを利用したピックアップが使用されている。記録用のピックアップでは半導体レーザーの出力が１００ｍＷを超えるため、ピックアップの温度が高くなる。半導体レーザーは、その改良や光学系部品の集積化等により耐熱温度が約８０℃に向上したが、その耐熱温度を超えないようにするためにピックアップベースの基材として放熱性の高い金属材料が使用されている。金属材料は、亜鉛ダイキャスト、アルミダイキャストなどであるが、機械加工が必要なためコストや量産性に課題があった。また、金属材料は、比重が重いため、アクチュエータなどの駆動機構に余分な強度アップや駆動出力アップが必要となる。そこで、近年、比重が軽い黒鉛を利用した熱伝導性樹脂組成物が使用されるようになってきている。 A pickup using a semiconductor laser is used for a compact disc (CD) drive and a digital versatile disc (DVD) drive. Since the output of the semiconductor laser exceeds 100 mW in the recording pickup, the temperature of the pickup becomes high. Semiconductor lasers have improved heat resistance to about 80 ° C due to improvements and integration of optical components. However, in order to avoid exceeding the heat resistance, a metal material with high heat dissipation is used as a base material for the pickup base. in use. The metal materials are zinc die cast, aluminum die cast, and the like, but there are problems in cost and mass productivity because machining is required. Further, since the specific gravity of the metal material is heavy, it is necessary to increase the strength and drive output of a drive mechanism such as an actuator. Therefore, in recent years, heat conductive resin compositions using graphite having a low specific gravity have been used.
一方、熱による膨張等を利用して作動させる機器においては、熱を効率的に伝えることが重要である。そのために熱伝導材が設けられている。
例えば、インクジェットプリンターに用いられるサーマル式プリンタヘッドには、ノズル中のヒーターを加熱しインク貯蔵室を膨張させ、その内圧によりインクを噴出させるためのヒーターベースが使用されている。ヒーターベースは、ヒーターからの熱をインク貯蔵室に効率的に伝える必要があり、また構成部品の撓みによる圧損失をなくすため高剛性かつ寸法安定性、更にインクへの低汚染性が必要である。これまでヒーターベースにはセラミックス材料が使用されてきた。しかし、セラミックス製ヒーターベースは、部品の焼結、機械加工にコストがかかり、非常に重い。そこで、近年、低コスト化、軽量化の為に、黒鉛を利用した熱伝導性樹脂組成物が検討されている。
On the other hand, it is important to efficiently transfer heat in a device that operates by utilizing expansion or the like due to heat. For this purpose, a heat conducting material is provided.
For example, a thermal printer head used in an ink jet printer uses a heater base for heating a heater in a nozzle to expand an ink storage chamber and ejecting ink by its internal pressure. The heater base needs to efficiently transfer the heat from the heater to the ink storage chamber, and to eliminate pressure loss due to bending of the component parts, it must have high rigidity, dimensional stability, and low contamination to the ink. . So far, ceramic materials have been used for the heater base. However, ceramic heater bases are very heavy because of the cost of sintering and machining parts. Thus, in recent years, thermal conductive resin compositions using graphite have been studied for cost reduction and weight reduction.
従来、熱伝導性樹脂組成物としては、例えば、特許文献１に開示されるような、ポリアリーレンスルフィドなどの樹脂に、板状、薄片状あるいは鱗片状の黒鉛を充填した熱伝導性樹脂組成物；特許文献２に開示されるような、ポリアリーレンスルフィド樹脂に、引張弾性率が５００ＧＰａ以上の炭素繊維と、鱗片状や土状などの黒鉛とを含有させた熱伝導性樹脂組成物；特許文献３に開示されるような、六方晶配向を有し、縦横比が少なくとも５〜１であるフレーク形態の高度に配向したグラファイト粒子と、重合体結合剤とを含んでなる複合材料組成物；特許文献４に開示されるような、シリコーンなどの高分子材料に、黒鉛化炭素繊維を５００μｍ以下の長さに粉砕したもので、ＢＥＴ吸着法で測定される比表面積が０．５〜２．０ｍ２／ｇであるものを３０％以下含有させた熱伝導性樹脂組成物；などが知られている。 Conventionally, as a heat conductive resin composition, for example, as disclosed in Patent Document 1, a resin such as polyarylene sulfide is filled with plate-like, flake-like, or scale-like graphite. A thermally conductive resin composition comprising polyarylene sulfide resin as disclosed in Patent Document 2 containing carbon fiber having a tensile modulus of 500 GPa or more and graphite such as scaly or earthy; Patent Document A composite composition comprising highly oriented graphite particles in the form of flakes having a hexagonal orientation and an aspect ratio of at least 5 to 1, as disclosed in No. 3, and a polymer binder; Patent A polymer material such as silicone disclosed in Reference 4 is obtained by pulverizing graphitized carbon fiber to a length of 500 μm or less, and a specific surface area measured by the BET adsorption method is 0.5 to 2.0 m. 2 A thermally conductive resin composition containing 30% or less of / g is known.
炭素繊維や鱗片状黒鉛等はアスペクト比が５以上で、異方性が高い形状を持つ。これら異方性黒鉛微粉を樹脂に添加したこれまでの樹脂組成物を圧縮成形や射出成形等で溶融成形すると、黒鉛の長軸が樹脂の流動方向に配向する。そのため、得られた成形品は、黒鉛の配向方向に平行な方向の熱伝導率が高いけれど、黒鉛の配向方向に垂直な方向の熱伝導率が極端に低い。
例えば、インクジェットプリンターのヒーターベースの場合、成形時、溶融した樹脂は成形品の面方向に流動する。黒鉛は樹脂の流動方向に配向しやすいので成形品の面方向は熱伝導率が高く、厚み方向は熱伝導率が低くなる。成形品の面方向と厚み方向の両方で高熱伝導性となる成形品を得るための樹脂組成物は未だ見出されていない。
Carbon fiber, scale-like graphite, etc. have a shape with an aspect ratio of 5 or more and high anisotropy. When a conventional resin composition obtained by adding these anisotropic graphite fine powders to a resin is melt-molded by compression molding, injection molding or the like, the major axis of graphite is oriented in the flow direction of the resin. For this reason, the obtained molded product has a high thermal conductivity in a direction parallel to the orientation direction of graphite, but has an extremely low thermal conductivity in a direction perpendicular to the orientation direction of graphite.
For example, in the case of a heater base of an ink jet printer, molten resin flows in the surface direction of the molded product during molding. Since graphite is easily oriented in the flow direction of the resin, the surface direction of the molded product has a high thermal conductivity, and the thickness direction has a low thermal conductivity. A resin composition for obtaining a molded product having high thermal conductivity in both the surface direction and the thickness direction of the molded product has not yet been found.
また、一般的に、板状、薄片状あるいは鱗片状黒鉛は、同じ粒子径分布の場合、塊状あるいは粒状の黒鉛よりもＢＥＴ比表面積が大きい。比表面積が大きい微粉は樹脂への充填性が悪いので、板状、薄片状あるいは鱗片状黒鉛は樹脂への高充填が出来ず高い熱伝導率を達成することが出来ない。 In general, plate-like, flake-like or scaly graphite has a BET specific surface area larger than that of massive or granular graphite in the case of the same particle size distribution. Since fine powder having a large specific surface area has a poor filling property into the resin, plate-like, flake-like or flaky graphite cannot be filled into the resin at a high rate, and high thermal conductivity cannot be achieved.
本発明は、上記の従来の問題点を解決し、熱伝導率の異方性が小さく、かつ高い熱伝導率を有する熱伝導性樹脂組成物、該組成物を成形してなる構造体及び、その構造体を備えた電子機器等を提供するものである。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, has a low thermal conductivity anisotropy and a high thermal conductivity, a thermally conductive resin composition, a structure formed by molding the composition, and An electronic device or the like provided with the structure is provided.
本発明者らは、このような事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、塊状または粒状の黒鉛微粉と鱗片状の黒鉛微粉とを併用することにより、熱伝導率の異方性が小さく、高い熱伝導性を有する熱伝導性樹脂組成物を得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成にするに至った。 As a result of intensive studies in view of such circumstances, the present inventors have used a massive or granular graphite fine powder and a scaly graphite fine powder in combination, resulting in low thermal conductivity anisotropy and high heat. It has been found that a thermally conductive resin composition having conductivity can be obtained, and the present invention has been completed based on this finding.
かくして、本発明によれば、
（１）成分（Ａ）：塊状黒鉛及び／又は球状黒鉛と、成分（Ｂ）：鱗片状黒鉛と、成分（Ｃ）：樹脂 とを含有する熱伝導性樹脂組成物が提供され、
好適な態様として
（２）成分（Ａ）：塊状黒鉛及び／又は球状黒鉛と、成分（Ｂ）：鱗片状黒鉛と、成分（Ｃ）：樹脂 からなる熱伝導性樹脂組成物、
（３）成分（Ａ）と成分（Ｂ）の総量に対して、成分（Ａ）が２０〜８０質量％である前記の熱伝導性樹脂組成物、
（４）成分（Ａ）と成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の総量に対して、成分（Ｃ）が５０質量％以下である前記の熱伝導性樹脂組成物、
（５）成分（Ａ）及び成分（Ｂ）からなる群から選ばれた少なくとも一種の成分のＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ以下である前記の熱伝導性樹脂組成物、
（６）成分（Ａ）及び成分（Ｂ）からなる群から選ばれた少なくとも一種の成分の平均粒子径（Ｄ５０）が１μｍ以上３００μｍ以下である前記の熱伝導性樹脂組成物、
（７）成分（Ａ）及び成分（Ｂ）からなる群から選ばれた少なくとも一種の成分の粒子径分布（Ｄ９０／Ｄ１０）が１０以上である前記の熱伝導性樹脂組成物、
（８）成分（Ｃ）がシリコーン樹脂又はポリエーテルサルホンである前記の熱伝導性樹脂組成物、
（９）熱伝導率が３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である前記の熱伝導性樹脂組成物、及び／又は
（１０）成分（Ａ）と成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の総量１００質量部に対して、０．１〜３質量部の気相法炭素繊維をさらに含有する前記の熱伝導性樹脂組成物、が提供される。
Thus, according to the present invention,
(1) A thermally conductive resin composition containing component (A): lump graphite and / or spherical graphite, component (B): flaky graphite, and component (C): resin is provided,
As a preferred embodiment, a thermally conductive resin composition comprising (2) component (A): lump graphite and / or spherical graphite, component (B): flaky graphite, and component (C): resin,
(3) The thermal conductive resin composition, wherein the component (A) is 20 to 80% by mass with respect to the total amount of the component (A) and the component (B),
(4) The thermal conductive resin composition, wherein the component (C) is 50% by mass or less based on the total amount of the component (A), the component (B), and the component (C),
(5) The thermal conductive resin composition as described above, wherein the BET specific surface area of at least one component selected from the group consisting of component (A) and component (B) is 10 m 2 / g or less,
(6) The thermal conductive resin composition described above, wherein an average particle size (D50) of at least one component selected from the group consisting of component (A) and component (B) is 1 μm or more and 300 μm or less,
(7) The thermal conductive resin composition, wherein the particle size distribution (D90 / D10) of at least one component selected from the group consisting of the component (A) and the component (B) is 10 or more,
(8) The thermally conductive resin composition as described above, wherein the component (C) is a silicone resin or polyethersulfone,
(9) The thermal conductive resin composition having a thermal conductivity of 3 W / (m · K) or more, and / or (10) the total amount of component (A), component (B), and component (C) is 100 mass. The thermally conductive resin composition further containing 0.1 to 3 parts by mass of vapor grown carbon fiber is provided.
また、本発明によれば、
（１１）前記の熱伝導性樹脂組成物からなる熱伝導性構造体が提供され。
さらに本発明によれば、
（１２）前記の構造体を備えた電子機器、
（１３）前記の構造体を備えたインクジェットプリンター、
（１４）前記の構造体を備えたコンパクトディスクドライブ、
（１５）前記の構造体を備えたデジタルバーサタイルディスクドライブ、
（１６）前記のコンパクトディスクドライブを備えた電子機器、及び／又は
（１７）前記のデジタルバーサタイルディスクドライブを備えた電子機器が提供される。
Moreover, according to the present invention,
(11) A thermally conductive structure comprising the above thermally conductive resin composition is provided.
Furthermore, according to the present invention,
(12) An electronic device including the structure,
(13) An ink jet printer provided with the structure,
(14) A compact disk drive having the above structure,
(15) A digital versatile disk drive comprising the above structure,
(16) An electronic device including the compact disc drive and / or (17) an electronic device including the digital versatile disk drive is provided.
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導率の異方性が小さく、高い熱伝導率を有する。そのため、本発明の熱伝導性樹脂組成物を成形してなる構造体を、コンパクトディスクドライブ、デジタルバーサタイルディスクドライブなどの電子機器に備えることによって、廃熱を効率的に放散又は拡散し、電子機器の誤動作を防ぎ、電子機器の寿命を長くすることができる。またインクジェットプリンターのサーマル式プリンタヘッドに備えることによって、ヒーターからの熱を効率的に伝えることができるので、低消費電力で、インク貯蔵室を膨張させインクを噴出させることができる。 The thermally conductive resin composition of the present invention has a low thermal conductivity anisotropy and a high thermal conductivity. Therefore, by providing a structure formed by molding the thermally conductive resin composition of the present invention in an electronic device such as a compact disk drive or a digital versatile disk drive, the waste heat is efficiently dissipated or diffused, and the electronic device Can be prevented and the life of the electronic device can be extended. Further, by providing the thermal printer head of the ink jet printer, heat from the heater can be efficiently transmitted, so that the ink storage chamber can be expanded and ink can be ejected with low power consumption.
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、樹脂と、塊状及び／又は球状黒鉛と、鱗片状黒鉛とを含有するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The heat conductive resin composition of the present invention contains a resin, massive and / or spherical graphite, and scale-like graphite.
［熱伝導性樹脂組成物に用いる樹脂］
本発明の熱伝導性樹脂組成物を構成する樹脂（成分（Ｃ））は、特に限定されず、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などから適宜選択して用いることが出来る。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、α−オレフィンコポリマー、ポリブテン−１、ポリメチルペンテン、環状オレフィン系重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール、スチレン系ブロックコポリマー樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリサルホン、非晶ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、熱可塑性ポリイミド、シンジオ型ポリスチレン、スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、１，２−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー及びこれらの混合物などを挙げることができる。
[Resin used in the thermally conductive resin composition]
Resin (component (C)) which comprises the heat conductive resin composition of this invention is not specifically limited, It can select suitably from a thermoplastic resin, a thermosetting resin, etc., and can be used.
Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, α-olefin copolymer, polybutene-1, polymethylpentene, cyclic olefin polymer, polyolefin such as ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyvinyl chloride, vinylidene chloride resin, acrylonitrile. -Styrene-butadiene resin, acrylonitrile-styrene resin, methyl methacrylate-butadiene-styrene resin, polystyrene, methacrylic resin, polyvinyl alcohol, styrene block copolymer resin, polyamide, polyacetal, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polyester resin, fluororesin, polysulfone , Amorphous polyarylate, polyetherimide, polyethersulfone, polyetherketone, polyamideimide, thermoplastic poly Mido, Syndio-type polystyrene, Styrenic thermoplastic elastomer, Polyolefin thermoplastic elastomer, Polyvinyl chloride thermoplastic elastomer, Polyurethane thermoplastic elastomer, Polyester thermoplastic elastomer, Polyamide thermoplastic elastomer, 1,2-polybutadiene Mention may be made of thermoplastic elastomers and mixtures thereof.
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、非熱可塑性ポリイミド、及びこれらの混合物などを挙げることができる。
これらの中で、耐熱性が高いという理由でポリエーテルサルホン、耐熱性と柔軟性が高いという理由でシリコーン樹脂が好ましい。
Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenol resins, urea melamine resins, polyurethane resins, silicone resins, diallyl phthalate resins, non-thermoplastic polyimides, and mixtures thereof. .
Of these, polyethersulfone is preferable because of its high heat resistance, and silicone resin is preferable because of its high heat resistance and flexibility.
［黒鉛微粉］
本発明の熱伝導性樹脂組成物を構成する黒鉛微粉は、塊状黒鉛及び／又は球状黒鉛（成分（Ａ））と、鱗片状黒鉛（成分（Ｂ））である。成分（Ａ）と成分（Ｂ）とを併用することによって、厚み方向の熱伝導率を高くでき、熱伝導の異方性を小さくすることができる。
[Graphite fine powder]
The fine graphite powder constituting the thermally conductive resin composition of the present invention is massive graphite and / or spherical graphite (component (A)) and flaky graphite (component (B)). By using the component (A) and the component (B) in combination, the thermal conductivity in the thickness direction can be increased, and the thermal conductivity anisotropy can be decreased.
本発明を構成する成分（Ａ）の塊状黒鉛としては、スリランカ等で天然に産出される天然の塊状黒鉛や、塊状の石油コークスを黒鉛化して得られる人造黒鉛などが挙げられる。天然の塊状黒鉛（Ｖｅｉｎ Ｇｒａｐｈｉｔｅ）は、鱗状黒鉛（Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｇｒａｐｈｉｔｅ）の一種で鱗片状黒鉛（Ｆｌａｋｅ Ｇｒａｐｈｉｔｅ）よりも粒子の厚みが厚い。天然の塊状黒鉛の製品例としては、伊藤黒鉛工業株式会社製の鱗状（塊状）黒鉛（スリランカ産）が挙げられる。また、人造の塊状黒鉛の製品例としては、日本黒鉛工業株式会社製のＰＡＧシリーズ、ＨＡＧシリーズや、株式会社エスイーシー製のＳＧＬシリーズや、昭和電工株式会社製のＳＣＭＧシリーズなどが挙げられる。 Examples of the massive graphite of component (A) constituting the present invention include natural massive graphite naturally produced in Sri Lanka or the like, artificial graphite obtained by graphitizing massive petroleum coke, and the like. Natural bulk graphite (Veline Graphite) is a kind of scaly graphite (Crystalline Graphite), and the thickness of particles is larger than that of scaly graphite (Flake Graphite). Examples of natural massive graphite products include scale-like (lumpy) graphite (produced by Sri Lanka) manufactured by Ito Graphite Industries Co., Ltd. Examples of the product of artificial massive graphite include PAG series and HAG series manufactured by Nippon Graphite Industries Co., Ltd., SGL series manufactured by ESC Corporation, and SCMG series manufactured by Showa Denko Co., Ltd.
また、成分（Ａ）の球状黒鉛としては、鱗片状黒鉛などの非球状の黒鉛微粉を球状化処理して得られた黒鉛微粉や、石油系または石油系のピッチを結晶化させた球状のカーボン粒子や熱硬化性樹脂を球状に硬化した粉末を黒鉛化した黒鉛微粉などが挙げられる。球状化処理の方法としては、例えば、ハイブリダイゼーションシステムを用いた高速気流中衝撃法が挙げられる。球状化した黒鉛の製品例としては、伊藤黒鉛工業株式会社製の球状化黒鉛が挙げられる。さらに、本発明の熱伝導性樹脂組成物には、塊状黒鉛と球状黒鉛とを併用してもよく、塊状黒鉛と球状黒鉛との組成は特に限定されない。 The spherical graphite as component (A) includes graphite fine powder obtained by spheroidizing non-spherical graphite fine powder such as flaky graphite, and spherical carbon obtained by crystallizing petroleum-based or petroleum-based pitch. Examples thereof include fine graphite powder obtained by graphitizing particles or a powder obtained by curing a thermosetting resin into a spherical shape. Examples of the spheroidizing method include a high-speed air impact method using a hybridization system. As an example of a product of spheroidized graphite, spheroidized graphite manufactured by Ito Graphite Industries Co., Ltd. can be mentioned. Furthermore, massive graphite and spherical graphite may be used in combination in the thermally conductive resin composition of the present invention, and the composition of massive graphite and spherical graphite is not particularly limited.
本発明に用いる成分（Ａ）のＢＥＴ比表面積は、好ましくは１０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは５ｍ２／ｇ以下、特に好ましくは３ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積が小さくなると、黒鉛微粉の樹脂への充填性が高くなる。ＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇを超える黒鉛微粉は、５０質量％を超える樹脂への高充填が困難になる傾向がある。 The BET specific surface area of the component (A) used in the present invention is preferably 10 m 2 / g or less, more preferably 5 m 2 / g or less, and particularly preferably 3 m 2 / g or less. When the BET specific surface area becomes small, the filling property of the graphite fine powder into the resin becomes high. Graphite fine powder having a BET specific surface area of more than 10 m 2 / g tends to be difficult to highly fill a resin of more than 50% by mass.
本発明に用いる成分（Ａ）の平均粒子径（Ｄ５０）は、特に限定されない。しかし、平均粒子径が３００μｍを超える塊状又は球状黒鉛微粉は成形品の外観を損ねるので、成分（Ａ）の平均粒子径は３００μｍ以下が好ましい。また、平均粒子径が１μｍ未満の場合には、樹脂に添加したときに樹脂の流動性を大きく下げてしまうので、成分（Ａ）の平均粒子径は１μｍ以上が好ましい。 The average particle diameter (D50) of the component (A) used in the present invention is not particularly limited. However, since the lump or spherical graphite fine powder having an average particle diameter exceeding 300 μm impairs the appearance of the molded product, the average particle diameter of the component (A) is preferably 300 μm or less. Further, when the average particle diameter is less than 1 μm, the fluidity of the resin is greatly lowered when added to the resin, and therefore the average particle diameter of the component (A) is preferably 1 μm or more.
本発明に用いる成分（Ａ）の粒子径分布は、特に限定されないが、黒鉛微粉の樹脂への充填性を高めるために広い粒子径分布を有する黒鉛微粉が好ましい。成分（Ａ）の好ましい粒子径分布は、累積粒度分布曲線より得られる累積度９０％粒度（Ｄ９０）と累積度１０％粒度（Ｄ１０）の比（Ｄ９０／Ｄ１０）が１０以上である。このような粒子径分布を持つ成分（Ａ）を用いると、成形加工時に樹脂組成物が高い流動性を示し、公知の成形方法によって容易に構造体を形成することができる。粒子径分布の広い成分（Ａ）は、大きな平均粒子径を有する塊状及び／又は球状の黒鉛微粉と小さい平均粒子径を有する塊状及び／又は球状の黒鉛微粉とを混合したものであってもよい。 The particle size distribution of the component (A) used in the present invention is not particularly limited, but graphite fine powder having a wide particle size distribution is preferable in order to enhance the filling properties of the graphite fine powder into the resin. A preferable particle size distribution of the component (A) is such that the ratio (D90 / D10) of the 90% cumulative particle size (D90) and the 10% cumulative particle size (D10) obtained from the cumulative particle size distribution curve is 10 or more. When the component (A) having such a particle size distribution is used, the resin composition exhibits high fluidity during molding and a structure can be easily formed by a known molding method. The component (A) having a wide particle size distribution may be a mixture of massive and / or spherical graphite fine powder having a large average particle diameter and massive and / or spherical graphite fine powder having a small average particle diameter. .
本発明の熱伝導性樹脂組成物を構成する成分（Ｂ）の鱗片状黒鉛としては、天然黒鉛と人造黒鉛があるが、鱗片状黒鉛である限り特に限定されない。鱗片状黒鉛は、その黒鉛化度が高く、樹脂に充填した場合に高い熱伝導率が得られるという理由で、人造黒鉛が好ましい。鱗片状黒鉛の好ましい黒鉛化度は、Ｘ線回折法により測定される黒鉛結晶の（００２）面の面間隔ｄ００２で評価される値で、好ましくは０．３３７以上である。鱗片状黒鉛は、そのアスペクト比（鱗片状黒鉛主面の面積の平方根を厚みで割った値）が、通常５以上、好ましくは１０以上のものである。 The scaly graphite of component (B) constituting the heat conductive resin composition of the present invention includes natural graphite and artificial graphite, but is not particularly limited as long as it is scaly graphite. Scaled graphite is preferably artificial graphite because it has a high degree of graphitization and high thermal conductivity is obtained when it is filled in a resin. Preferred degree of graphitization of the flake graphite is a value that is evaluated in terms spacing d 002 of (002) plane of the graphite crystal measured by X-ray diffractometry, it is preferably 0.337 or more. The scaly graphite has an aspect ratio (a value obtained by dividing the square root of the area of the scaly graphite main surface by the thickness) usually 5 or more, preferably 10 or more.
本発明に用いる成分（Ｂ）のＢＥＴ比表面積は、好ましくは１０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは５ｍ２／ｇ以下、特に好ましくは３ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積が小さくなると、黒鉛微粉の樹脂への充填性が高くなる。ＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇを超える黒鉛微粉は、５０質量％を超える樹脂への高充填が困難になる傾向がある。 The BET specific surface area of the component (B) used in the present invention is preferably 10 m 2 / g or less, more preferably 5 m 2 / g or less, and particularly preferably 3 m 2 / g or less. When the BET specific surface area becomes small, the filling property of the graphite fine powder into the resin becomes high. Graphite fine powder having a BET specific surface area of more than 10 m 2 / g tends to be difficult to highly fill a resin of more than 50% by mass.
本発明に用いる成分（Ｂ）の平均粒子径（Ｄ５０）は、特に限定されない。しかし、平均粒子径が３００μｍを超える鱗片状黒鉛微粉は成形品の外観を損ねるので、成分（Ｂ）の平均粒子径は３００μｍ以下が好ましい。また、平均粒子径が１μｍ未満の場合には、樹脂に添加したときに樹脂の流動性を大きく下げてしまうので、成分（Ｂ）の平均粒子径は１μｍ以上が好ましい。 The average particle diameter (D50) of the component (B) used in the present invention is not particularly limited. However, since the scaly graphite fine powder having an average particle diameter exceeding 300 μm impairs the appearance of the molded product, the average particle diameter of the component (B) is preferably 300 μm or less. In addition, when the average particle size is less than 1 μm, the fluidity of the resin is greatly reduced when added to the resin, so the average particle size of the component (B) is preferably 1 μm or more.
本発明に用いる成分（Ｂ）の粒子径分布は、特に限定されないが、黒鉛微粉の樹脂への充填性を高めるために広い粒子径分布を有する黒鉛微粉が好ましい。成分（Ｂ）の好ましい粒子径分布は、累積粒度分布曲線より得られる累積度９０％粒度（Ｄ９０）と累積度１０％粒度（Ｄ１０）の比（Ｄ９０／Ｄ１０）が１０以上である。このような粒子径分布を持つ成分（Ｂ）を用いると、成形加工時に樹脂組成物が高い流動性を示し、公知の成形方法によって容易に構造体を形成することができる。粒子径分布の広い成分（Ｂ）は、大きな平均粒子径を有する鱗片状黒鉛微粉と小さい平均粒子径を有する鱗片状黒鉛微粉とを混合したものであってもよい。 The particle size distribution of the component (B) used in the present invention is not particularly limited, but graphite fine powder having a wide particle size distribution is preferable in order to enhance the filling property of the graphite fine powder into the resin. A preferable particle size distribution of the component (B) is a ratio (D90 / D10) of 90% cumulative particle size (D90) and 10% cumulative particle size (D10) obtained from the cumulative particle size distribution curve is 10 or more. When the component (B) having such a particle size distribution is used, the resin composition exhibits high fluidity during molding and a structure can be easily formed by a known molding method. The component (B) having a wide particle size distribution may be a mixture of flaky graphite fine powder having a large average particle size and flaky graphite fine powder having a small average particle size.
成分（Ａ）と成分（Ｂ）の比は、成分（Ａ）と成分（Ｂ）の総量に対して成分（Ａ）が好ましくは２０〜８０質量％の範囲、より好ましくは３０〜７０質量％の範囲である。この発明の効果が最も顕著に現れるという理由で、４０〜６０質量％が特に好ましい。成分（Ａ）の量が２０質量％未満又は８０質量％を超えると、本発明の効果が低くなる傾向になる。 The ratio of component (A) to component (B) is such that component (A) is preferably in the range of 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total amount of component (A) and component (B). Range. 40-60 mass% is especially preferable because the effect of this invention appears most remarkably. When the amount of the component (A) is less than 20% by mass or exceeds 80% by mass, the effect of the present invention tends to be lowered.
［熱伝導性樹脂組成物］
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、上述の樹脂と塊状及び／又は球状の黒鉛と、鱗片状の黒鉛とが含有されてなる。樹脂の含有率は、樹脂と黒鉛微粉（成分（Ａ）と成分（Ｂ））の合計１００質量％を基準として、５０質量％以下の範囲が好ましい。さらに、４０質量％以下が特に好ましい。樹脂の含有率が５０質量％を超える場合は、熱伝導率が低下傾向になる。
[Thermal conductive resin composition]
The heat conductive resin composition of the present invention contains the above-mentioned resin, massive and / or spherical graphite, and scaly graphite. The resin content is preferably in the range of 50% by mass or less, based on the total of 100% by mass of the resin and graphite fine powder (component (A) and component (B)). Furthermore, 40 mass% or less is especially preferable. When the resin content exceeds 50% by mass, the thermal conductivity tends to decrease.
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、成分（Ａ）と成分（Ｂ）と成分（Ｃ）の総量１００質量部に対し、０．１〜３質量部の気相法炭素繊維をさらに含有していてもよい。気相法炭素繊維は、例えば、ベンゼン等の有機化合物を原料とし、触媒としてのフェロセン等の有機遷移金属化合物をキャリアーガスとともに高温の反応炉に導入し生成し、続いて熱処理して製造される（特開昭６０−５４９９８号公報、特許２７７８４３４号公報等参照）。その繊維径は、０．０１〜０．５μｍで、アスペクト比１０〜５００程度のものである。気相法炭素繊維の市販品としては、昭和電工株式会社製のＶＧＣＦ（登録商標）等が挙げられる。気相法炭素繊維を少量添加することにより、熱伝導率が大きく増加する効果がある。 The thermally conductive resin composition of the present invention further contains 0.1 to 3 parts by mass of vapor grown carbon fiber with respect to 100 parts by mass of the total amount of component (A), component (B) and component (C). It may be. Vapor-grown carbon fiber is produced, for example, by using an organic compound such as benzene as a raw material, introducing an organic transition metal compound such as ferrocene as a catalyst into a high-temperature reactor together with a carrier gas, followed by heat treatment. (Refer to Unexamined-Japanese-Patent No. 60-54998, patent 2778434, etc.). The fiber diameter is 0.01 to 0.5 μm, and the aspect ratio is about 10 to 500. Examples of commercially available vapor grown carbon fiber include VGCF (registered trademark) manufactured by Showa Denko KK. The addition of a small amount of vapor grown carbon fiber has the effect of greatly increasing the thermal conductivity.
本発明の熱伝導性樹脂組成物には、必要に応じて、硬度、強度、導電性、成形性、耐久性、耐候性、耐水性等を改良する目的で、更にガラスファイバー、ウィスカー、金属酸化物、有機繊維、紫外線安定剤、酸化防止剤、離型剤、滑剤、撥水剤、増粘剤、低収縮剤、親水性付与剤等の添加剤を添加することができる。 The heat conductive resin composition of the present invention may further include glass fiber, whisker, metal oxide for the purpose of improving hardness, strength, conductivity, moldability, durability, weather resistance, water resistance, etc., if necessary. Additives such as products, organic fibers, UV stabilizers, antioxidants, mold release agents, lubricants, water repellents, thickeners, low shrinkage agents, hydrophilicity imparting agents and the like can be added.
なお、本発明の熱伝導性樹脂組成物は、用途に応じて、上述の添加剤を含まないもの、すなわち、樹脂と、塊状又は球状黒鉛微粉と、鱗片状黒鉛微粉とだけからなるものであってもよい。このような組成物の用途としては、例えば添加剤が成形体からブリードアウトして流出すると不都合が生じる分野、具体的には半導体製造工程などで使われる機器や部材、医薬品や食品の加工、包装などに使われる機器や部材などが挙げられる。 The thermally conductive resin composition of the present invention does not contain the above-mentioned additive depending on the use, that is, only the resin, the lump or spherical graphite fine powder, and the flaky graphite fine powder. May be. Applications of such compositions include, for example, fields where inconvenience occurs when the additive bleeds out of the molded body and flows out, specifically, devices and parts used in semiconductor manufacturing processes, pharmaceuticals and food processing, packaging Equipment and materials used for the above.
本発明の熱伝導性樹脂組成物の製造方法は特に制限されない。上記した各成分をロール、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー（登録商標）、ヘンシェルミキサー（登録商標）、プラネタリーミキサー等の樹脂分野で一般的に用いられている混合機、混練機を使用し、なるべく均一に混合させるのが好ましい。 The manufacturing method in particular of the heat conductive resin composition of this invention is not restrict | limited. Using the above-mentioned components, a mixer, a kneader generally used in the resin field such as a roll, an extruder, a kneader, a Banbury mixer (registered trademark), a Henschel mixer (registered trademark), a planetary mixer, It is preferable to mix as uniformly as possible.
本発明の熱伝導性樹脂組成物は後述するように成形して構造体を得てもよいし、半導体などの発熱性部品の封止材や、コーティング材として用いてもよい。 The thermally conductive resin composition of the present invention may be molded to obtain a structure as described later, or may be used as a sealing material or a coating material for exothermic parts such as semiconductors.
［構造体］
本発明の構造体は、上記の熱伝導性樹脂組成物を成形してなる。本発明の熱伝導性樹脂組成物はいかなる成形法によっても熱伝導率の異方性が小さい構造体を得ることができるので、成形方法は、特に限定されない。例えば、射出成形、射出圧縮成形、プレス成形、押出成形等の樹脂成形の分野で一般的に用いられている成形方法を使用することが出来る。成形法は、用いる樹脂、黒鉛微粉の含有量、成形品の形などを総合的に判断して選択すればよい。
[Structure]
The structure of the present invention is formed by molding the above heat conductive resin composition. Since the heat conductive resin composition of the present invention can obtain a structure having a small anisotropy of thermal conductivity by any molding method, the molding method is not particularly limited. For example, a molding method generally used in the field of resin molding such as injection molding, injection compression molding, press molding, and extrusion molding can be used. The molding method may be selected by comprehensively judging the resin to be used, the content of graphite fine powder, the shape of the molded product, and the like.
構造体の形状は、用途に応じて適宜選択でき、特に限定されない。構造体の基本形状として、例えば、シート状、板状、棒状、直方体、立方体、球状などが挙げられる。放熱性を考慮すると、表面積の大きくなるシート状又は板状などが好適である。また、構造体を箱状に成形して、携帯電話等の電子機器の筐体としても用いることができる。 The shape of the structure can be appropriately selected depending on the application, and is not particularly limited. Examples of the basic shape of the structure include a sheet shape, a plate shape, a rod shape, a rectangular parallelepiped shape, a cube shape, and a spherical shape. In consideration of heat dissipation, a sheet shape or a plate shape having a large surface area is preferable. In addition, the structure can be formed into a box shape and used as a housing of an electronic device such as a mobile phone.
本発明の構造体は、熱伝導率の異方性が小さく高い熱伝導性を有するので、放熱の方向に異方性がないことを要求される分野において有用である。また本発明の構造体は、高剛性で、寸法安定性に優れ、またインク等によって汚染されにくいので、このような特性が要求される分野においても有用である。 Since the structure of the present invention has low thermal conductivity anisotropy and high thermal conductivity, it is useful in a field that requires no anisotropy in the direction of heat dissipation. The structure of the present invention has high rigidity, excellent dimensional stability, and is hardly contaminated by ink or the like, so that it is useful in fields where such characteristics are required.
例えば、発熱性の高い半導体素子、抵抗などの封止用樹脂、あるいは軸受けなどの高い摩擦熱が発生する部品；発電機、電動機、変圧器、変流器、電圧調整器、整流器、インバーター、継電器、電力用接点、開閉器、遮断機、ナイフスイッチ、他極ロッド、電気部品キャビネット、ソケット、リレーケースなどの電気機器部品用途；センサー、ＬＥＤランプ、コネクター、小型スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、液晶、ＦＤＤキャリッジ、ＦＤＤシャーシ、ハードディスクドライブ部品（ハードディスクドライブハブ、アクチュエーター、ハードディスク基板など）、ＤＶＤ部品（光ピックアップなど）、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品などの電子部品；ＶＴＲ部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などの家庭用若しくは事務用電気製品部品； For example, highly heat-generating semiconductor elements, sealing resins such as resistors, or parts that generate high frictional heat such as bearings; generators, motors, transformers, current transformers, voltage regulators, rectifiers, inverters, relays , Power contacts, switches, breakers, knife switches, other pole rods, electrical parts cabinets, sockets, relay cases, and other electrical equipment parts; sensors, LED lamps, connectors, small switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, Optical pickups, oscillators, various terminal boards, transformers, plugs, printed circuit boards, tuners, speakers, microphones, headphones, small motors, magnetic head bases, power modules, liquid crystals, FDD carriages, FDD chassis, hard disk drive components (hard disk drives) Hub, Actu Electronic components such as motor brush holders, parabolic antennas, computer-related parts; VTR parts, TV parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts, acoustics Home or office electrical product parts such as parts, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts, word processor parts;
オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどの機械関連部品；顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などの光学機器若しくは精密機械関連部品；オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター，ＩＣレギュレーター、ライトディヤー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケースなどの自動車・車両関連部品に適用できる。 Office computer-related parts, telephone-related parts, facsimile-related parts, copier-related parts, cleaning jigs, motor parts, lighters, typewriters and other machine-related parts; microscopes, binoculars, cameras, watches, and other optical equipment or precision Machine-related parts: alternator terminal, alternator connector, IC regulator, light meter potentiometer base, various valves such as exhaust gas valves, fuel-related / exhaust / intake-related pipes, air intake nozzle snorkel, intake manifold, fuel pump , Engine coolant joint, carburetor main body, carburetor spacer, exhaust gas sensor, coolant sensor, oil temperature sensor, brake pad wear sensor, throttle position sensor, clutch Neck shaft position sensor, air flow meter, brake pad wear sensor, thermostat base for air conditioner, heating hot air flow control valve, brush holder for radiator motor, water pump impeller, turbine vane, wiper motor related parts, distributor, starter switch , Starter relays, transmission wire harnesses, window washer nozzles, air conditioner panel switch boards, coils for fuel-related electromagnetic valves, fuse connectors, horn terminals, electrical component insulation plates, step motor rotors, lamp sockets, lamp reflectors, lamp housings, Automobiles such as brake pistons, solenoid bobbins, engine oil filters, and ignition device cases It can be applied to a vehicle-related parts.
これら種々の用途のうち、本発明の熱伝導性樹脂組成物又は構造体は、インクジェットプリンタ、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）ドライブに好適である。 Among these various uses, the thermally conductive resin composition or structure of the present invention is suitable for ink jet printers, compact disc (CD) drives, and digital versatile disc (DVD) drives.
本発明のインクジェットプリンタは、本発明の構造体を備えている。本発明のインクジェットプリンタの一態様例は、構造体をサーマル式プリンタヘッドのヒーターベースとして備えているものである。インクジェットプリンタのサーマル式プリンタヘッドは、インクを貯留するタンク（インク貯留室）と、タンクを加熱し膨張させるためのヒーターと、ヒーターからの熱をタンクに伝えるヒーターベースと、インクを噴出させるノズルとを少なくとも備えている。すなわち、このインクジェットプリンタの態様例では、このヒーターベースを本発明の構造体で構成しているのである。 The ink jet printer of the present invention includes the structure of the present invention. One embodiment of the ink jet printer of the present invention includes a structure as a heater base of a thermal printer head. A thermal printer head of an ink jet printer includes a tank (ink storage chamber) for storing ink, a heater for heating and expanding the tank, a heater base for transmitting heat from the heater to the tank, and a nozzle for ejecting ink. At least. That is, in this embodiment of the ink jet printer, the heater base is composed of the structure of the present invention.
本発明のコンパクトディスクドライブ若しくはデジタルバーサタイルディスクドライブ又はこれらディスクドライブを備える電子機器は、本発明の構造体を備えている。本発明のコンパクトディスクドライブ若しくはデジタルバーサタイルディスクドライブ又はこれらディスクドライブを備える電子機器の一態様例は、構造体をピックアップベースの基材として備えているものである。コンパクトディスクドライブやデジタルバーサタイルディスクドライブには半導体レーザーを利用したピックアップが備わっている。このピックアップには、半導体レーザーが発する熱を放散させるためのピックアップベース基材が備わっている。すなわち、このコンパクトディスクドライブ若しくはデジタルバーサタイルディスクドライブ又はこれらディスクドライブを備える電子機器の一態様例では、このピックアップベース基材を本発明の構造体で構成しているのである。 The compact disk drive or digital versatile disk drive of the present invention or an electronic apparatus including these disk drives includes the structure of the present invention. In one embodiment of the compact disk drive or digital versatile disk drive of the present invention or an electronic apparatus including these disk drives, a structure is provided as a pickup base material. Compact disc drives and digital versatile disc drives have a pickup using a semiconductor laser. This pickup is provided with a pickup base substrate for dissipating heat generated by the semiconductor laser. That is, in this compact disk drive, digital versatile disk drive, or one embodiment of an electronic apparatus equipped with these disk drives, this pickup base substrate is composed of the structure of the present invention.
以下に実施例、比較例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、部及び％は特に断りのない限り質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, parts and% are based on mass unless otherwise specified.
本実施例及び比較例で用いた黒鉛及び樹脂は以下のとおりである。
成分（Ａ）：塊状黒鉛（人造黒鉛微粉ＳＣＭＧ−Ａ：昭和電工株式会社製、ＢＥＴ比表面積２．２ｍ２／ｇ）
成分（Ｂ）：鱗片状黒鉛（人造黒鉛微粉ショーカライザー：昭和電工株式会社製、ＢＥＴ比表面積１．６ｍ２／ｇ）
成分（Ｃ）：ポリエーテルサルホン（レーデルＡ−３００Ａ：ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製）
The graphites and resins used in the examples and comparative examples are as follows.
Component (A): Bulk graphite (artificial graphite fine powder SCMG-A: manufactured by Showa Denko KK, BET specific surface area 2.2 m 2 / g)
Ingredient (B): flake graphite (artificial graphite fine powder showcalizer: manufactured by Showa Denko KK, BET specific surface area 1.6 m 2 / g)
Component (C): Polyethersulfone (Radel A-300A: manufactured by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd.)
実施例１
成分（Ａ）６５％、成分（Ｂ）２２％、及び成分（Ｃ）１３％の混合物をラボプラストミル（東洋精機工業株式会社製）にて３２０℃、４０回転／分で、１０分間溶融混練し、熱伝導性樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、５０ｔ圧縮成形機（ＮＩＰＰＯ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ社製 Ｅ−３０１３）を用いて、温度３２０℃、圧力１５ＭＰａで２分間加圧して、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ厚の平板状構造体に成形した。この構造体の熱伝導率を下記のレーザーフラッシュ法により測定した。評価結果を表１に示した。
Example 1
A mixture of 65% of component (A), 22% of component (B), and 13% of component (C) was melt kneaded at 320 ° C. and 40 rpm for 10 minutes in a Laboplast mill (manufactured by Toyo Seiki Kogyo Co., Ltd.). As a result, a thermally conductive resin composition was obtained. The obtained resin composition was pressed at a temperature of 320 ° C. and a pressure of 15 MPa for 2 minutes using a 50 t compression molding machine (E-3013 manufactured by NIPPO ENGINEERING) to form a plate-like structure having a thickness of 100 mm × 100 mm × 2 mm. Molded. The thermal conductivity of this structure was measured by the following laser flash method. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例２
成分（Ａ）４３．５％、成分（Ｂ）４３．５％、及び成分（Ｃ）１３％の混合物をラボプラストミルにて３２０℃、４０回転／分で、１０分間溶融混練し、熱伝導性樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、５０ｔ圧縮成形機を用いて、温度３２０℃、圧力１５ＭＰａで２分間加圧して、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ厚の平板状構造体に成形した。この構造体の熱伝導率を下記のレーザーフラッシュ法により測定した。評価結果を表１に示した。
Example 2
A mixture of 43.5% of component (A), 43.5% of component (B), and 13% of component (C) is melt-kneaded in a Laboplast mill at 320 ° C. and 40 rpm for 10 minutes to conduct heat. A functional resin composition was obtained. The obtained resin composition was pressed at a temperature of 320 ° C. and a pressure of 15 MPa for 2 minutes using a 50 t compression molding machine to form a plate-like structure having a thickness of 100 mm × 100 mm × 2 mm. The thermal conductivity of this structure was measured by the following laser flash method. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例３
成分（Ａ）２２％、成分（Ｂ）６５％、及び成分（Ｃ）１３％の混合物をラボプラストミルにて３２０℃、４０回転／分で、１０分間溶融混練し、熱伝導性樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、５０ｔ圧縮成形機を用いて、温度３２０℃、圧力１５ＭＰａで、２分間加圧して、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ厚の平板状構造体に成形した。この構造体の熱伝導率を下記のレーザーフラッシュ法により測定した。評価結果を表１に示した。
Example 3
A mixture of 22% of component (A), 65% of component (B), and 13% of component (C) is melt-kneaded in a Laboplast mill at 320 ° C. and 40 rpm for 10 minutes to obtain a heat conductive resin composition. Got. The obtained resin composition was pressed at a temperature of 320 ° C. and a pressure of 15 MPa for 2 minutes using a 50 t compression molding machine to form a plate-like structure having a thickness of 100 mm × 100 mm × 2 mm. The thermal conductivity of this structure was measured by the following laser flash method. The evaluation results are shown in Table 1.
比較例１
成分（Ａ）８７％、及び成分（Ｃ）１３％の混合物をラボプラストミルにて３２０℃、４０回転／分で、１０分間溶融混練し、熱伝導性樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、５０ｔ圧縮成形機を用いて、温度３２０℃、圧力１５ＭＰａで２分間加圧して、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ厚の平板状構造体に成形した。この構造体の熱伝導率を下記のレーザーフラッシュ法により測定した。評価結果を表１に示した。
Comparative Example 1
A mixture of 87% of component (A) and 13% of component (C) was melt-kneaded in a Laboplast mill at 320 ° C. and 40 rpm for 10 minutes to obtain a heat conductive resin composition. The obtained resin composition was pressed at a temperature of 320 ° C. and a pressure of 15 MPa for 2 minutes using a 50 t compression molding machine to form a plate-like structure having a thickness of 100 mm × 100 mm × 2 mm. The thermal conductivity of this structure was measured by the following laser flash method. The evaluation results are shown in Table 1.
比較例２
成分（Ｂ）８７％、及び成分（Ｃ）１３％の混合物をラボプラストミルにて３２０℃、４０回転／分で、１０分間溶融混練し、熱伝導性樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、５０ｔ圧縮成形機を用いて、温度３２０℃、圧力１５ＭＰａで２分間加圧して、１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍ厚の平板状構造体に成形した。この構造体の熱伝導率を下記のレーザーフラッシュ法により測定した。評価結果を表１に示した。
Comparative Example 2
A mixture of 87% of component (B) and 13% of component (C) was melt-kneaded in a Laboplast mill at 320 ° C. and 40 rpm for 10 minutes to obtain a heat conductive resin composition. The obtained resin composition was pressed at a temperature of 320 ° C. and a pressure of 15 MPa for 2 minutes using a 50 t compression molding machine to form a plate-like structure having a thickness of 100 mm × 100 mm × 2 mm. The thermal conductivity of this structure was measured by the following laser flash method. The evaluation results are shown in Table 1.
なお、本実施例等で行った評価方法は以下のとおりである。
（熱拡散率）
熱伝導性樹脂組成物の平板から直径１０ｍｍの円盤を切り出し、２０℃において、その円盤の表面に、Ｌａｓｅｒ Ｆｌａｓｈ ＴＣ−７０００（真空理化株式会社製）を用いてレーザを照射し、円盤の裏面の温度変化を計測し、その円盤の厚み方向の熱拡散率を算出した。
In addition, the evaluation method performed in the present Example etc. is as follows.
(Thermal diffusivity)
A disk having a diameter of 10 mm was cut out from the flat plate of the heat conductive resin composition, and at 20 ° C., the surface of the disk was irradiated with a laser using Laser Flash TC-7000 (manufactured by Vacuum Rika Co., Ltd.), The temperature change was measured, and the thermal diffusivity in the thickness direction of the disk was calculated.
（比熱容量）
熱伝導性樹脂組成物の粉末の比熱容量は、示差走査熱量計ＤＳＣ７（パーキンエルマー社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１２３に準拠して測定した。
具体的には、熱伝導性樹脂組成物約１０ｍｇをアルミニウムパンに封入した。このパンをホルダーにセットした。０℃で１５分間保持し、次いで１０℃／分の昇温速度で５０℃まで昇温し、熱伝導性樹脂組成物のＤＳＣ曲線を得た。同様の温度プロファイルで、基準物質であるα−アルミナ約１０ｍｇのＤＳＣ曲線を得た。熱伝導性樹脂組成物とα−アルミナのＤＳＣ曲線から熱伝導性樹脂組成物の比熱容量を算出した。
(Specific heat capacity)
The specific heat capacity of the heat conductive resin composition powder was measured according to JIS K 7123 using a differential scanning calorimeter DSC7 (manufactured by Perkin Elmer).
Specifically, about 10 mg of the heat conductive resin composition was sealed in an aluminum pan. This bread was set in the holder. It hold | maintained at 0 degreeC for 15 minutes, then, it heated up to 50 degreeC with the temperature increase rate of 10 degree-C / min, and obtained the DSC curve of the heat conductive resin composition. With a similar temperature profile, a DSC curve of about 10 mg of α-alumina as a reference material was obtained. The specific heat capacity of the heat conductive resin composition was calculated from the DSC curve of the heat conductive resin composition and α-alumina.
（密度）
熱伝導性樹脂組成物の平板から、２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ厚の試験片を切り出し、ＤＥＮＳＩ ＭＥＴＥＲ（東洋精機工業株式会社製）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１１２に準拠して測定した。
（構造体の厚さ方向熱伝導率の測定）
構造体の厚さ方向熱伝導率は、上記方法で求められた熱拡散率、比熱容量、及び密度により以下の式を用いて算出した。
熱伝導率＝熱拡散率×比熱容量×密度
(density)
A test piece of 20 mm × 20 mm × 2 mm thickness was cut out from the flat plate of the heat conductive resin composition, and measured according to JIS K 7112 using DENSI METER (manufactured by Toyo Seiki Kogyo Co., Ltd.).
(Measurement of thermal conductivity in the thickness direction of the structure)
The thickness direction thermal conductivity of the structure was calculated using the following formula based on the thermal diffusivity, specific heat capacity, and density determined by the above method.
Thermal conductivity = thermal diffusivity x specific heat capacity x density
以上の結果から、塊状黒鉛と鱗片状黒鉛とを併用した樹脂組成物を成形したもの（実施例１〜３）は、厚み方向の熱伝導率が高くなり、構造体の熱伝導の異方性が小さくなることがわかる。これに対して、塊状黒鉛だけを用いた樹脂組成物を成形したもの（比較例１）、及び鱗片状黒鉛だけを用いた樹脂組成物を成形したもの（比較例２）では、厚さ方向の熱伝導率が小さく、熱伝導の異方性が大きいことがわかる。 From the above results, those obtained by molding a resin composition using both lump graphite and flake graphite (Examples 1 to 3) have high thermal conductivity in the thickness direction, and the thermal conductivity anisotropy of the structure. It turns out that becomes small. In contrast, in the case of molding a resin composition using only massive graphite (Comparative Example 1) and the molding of a resin composition using only scaly graphite (Comparative Example 2), the thickness direction It can be seen that the thermal conductivity is small and the thermal conductivity anisotropy is large.
Claims (15)
成分（Ａ）および成分（Ｂ）からなる群から選ばれた少なくとも１種の成分の粒子径分布（Ｄ９０／Ｄ１０）が１０以上で且つ成分（Ａ）および成分（Ｂ）からなる群から選ばれた少なくとも１種の成分のＢＥＴ比表面積が１０ｍ 2 ／ｇ以下である、熱伝導性樹脂組成物。 A thermally conductive resin composition comprising: component (A): spherical graphite; component (B): scaly graphite; and component (C): resin.
The particle size distribution (D90 / D10) of at least one component selected from the group consisting of component (A) and component (B) is 10 or more and selected from the group consisting of component (A) and component (B) A heat conductive resin composition in which at least one component has a BET specific surface area of 10 m 2 / g or less .
成分（Ａ）および成分（Ｂ）からなる群から選ばれた少なくとも１種の成分の粒子径分布（Ｄ９０／Ｄ１０）が１０以上で且つ成分（Ａ）および成分（Ｂ）からなる群から選ばれた少なくとも１種の成分のＢＥＴ比表面積が１０ｍ 2 ／ｇ以下である、熱伝導性樹脂組成物。 A thermally conductive resin composition comprising: component (A): spherical graphite; component (B): scaly graphite; and component (C): resin.
The particle size distribution (D90 / D10) of at least one component selected from the group consisting of component (A) and component (B) is 10 or more and selected from the group consisting of component (A) and component (B) A heat conductive resin composition in which at least one component has a BET specific surface area of 10 m 2 / g or less .
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