JP5460094B2 - 熱伝導性ゴム組成物および熱伝導性成形体 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る熱伝導性ゴム組成物は、アクリルゴムと熱可塑性エラストマーとの配合比が95:5から70:30であるベースゴム100質量部に対して、熱伝導性フィラーとして、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、チッ化ホウ素、チッ化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも1種を700質量部より多く1300質量部未満を配合して、これらを混練して生成したものである。このように、アクリルゴムと熱可塑性エラストマーとの配合比が所定値であるベースゴムに対して、所定量の熱伝導性フィラーを含有させることによって、高い熱伝導性を長期にわたり発揮でき、弾性が適度に小さく適度な柔らかさを有するものとなる。以下、この熱伝導性ゴム組成物を構成する各成分について説明する。
アクリルゴムは、単量体成分としてのアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルと、各種官能基を有する単量体とを少量共重合させて得られるゴム弾性体であり、高い耐熱性を有する。具体的には、アクリルゴムとして、Nipol(登録商標) AR(商品名、日本ゼオン社製)、JSR AR(商品名、JSR社製)、トアアクロン(登録商標) AR(商品名、トウペ社製)等を使用することができる。また、共重合させる単量体としては、2−クロルエチルビニルエーテル、メチルビニルケトン、アクリル酸、アクリロニトリル、ブタジエン等を適宜使用することができる。
熱可塑性エラストマーは、ビニル芳香族化合物をその構成成分の主体とした少なくとも2個の重合体ブロックAと、共役ジエン化合物をその構成成分の主体とした少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体又はこれを水素添加して得られるもの、あるいはこれらの混合物である。たとえば、熱可塑性エラストマーとしては、A−B−A、B−A−B−A、A−B−A−B−Aなどの構造を有するビニル芳香族化合物−共役ジエン化合物ブロック共重合体、あるいはこれらの水素添加されたもの(水添ブロック共重合体)等を挙げることができる。以下、(水添)ブロック共重合体とは、ブロック共重合体及び/又は水添ブロック共重合体を意味するものとする。上記(水添)ブロック共重合体は、ビニル芳香族化合物を好ましくは5〜60質量%、より好ましくは、20〜50質量%含む。
本実施の形態においては、酸化アルミニウムとしては、従来から製造されている電融アルミナ、焼成アルミナおよび焼結アルミナが使用できる。酸化アルミニウムの粒径としては、より充填しやすい粘度とするためには0.5μm以上が好ましく、ベースゴムとの親和性をより良好にするためには、100μm以下が好ましい。また、酸化マグネシウムとしては、好ましくは疎水化された酸化マグネシウム粉末が使用できる。疎水化された酸化マグネシウム粉末であれば、吸湿性が低いため、高温高湿下においてもボロボロになりにくい。具体的には、たとえば特開平6−171928号公報に記載された高耐水和性、高流動性酸化マグネシウム粉末が好適に適用できる。
なお、上記の実施の形態に係る熱伝導性ゴム組成物に対して、柔らかさを向上させるために軟化剤を配合してもよい。軟化剤としては、ベースゴムの2種類の成分に対してそれぞれ相溶性に優れたオイルが適用できる。たとえば、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリエーテルエステル系、トリメリット酸系オイルからなる群から選ばれた少なくとも1種からなる軟化剤Aと、パラフィン系オイルからなる軟化剤Bとを配合したオイルである。
つぎに、本発明のその他の実施の形態としての熱伝導性成形体について説明する。本実施の形態に係る熱伝導成形体は、上記実施の形態に係る熱伝導性ゴム組成物、またはこれに上記軟化剤を配合したものを、常法により所望の形状に成形して作製したものである。本実施の形態に係る熱伝導性成形体の形状は、シート状の他にテープ状、ブロック状、型成形品などであるが、その用途に応じて適宜選択され、特に限定はされない。また、本発明のさらに他の実施の形態に係る熱伝導性成形体としては、上記実施の形態に係る熱伝導性ゴム組成物を金属シートの両面に被覆した成形体(シートなど)や、この熱伝導性ゴム組成物の少なくとも片面に粘着剤を塗布したものでもよい。上記した熱伝導性成形体のうちシート状にしたものは、熱伝導性シートとして、被冷却部品とヒートシンクとの間に介在させるものとして好適である。
つぎに、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。アクリルゴム(日本ゼオン社製、商品名Nipol AR54)と熱可塑性エラストマー(クラレ社製、商品名セプトン(登録商標)4055。以下、TPEと略記する)との配合比が異なるベースゴム100質量部に対して、熱伝導フィラーとして、形状が球状であり平均粒径が35μmである酸化アルミニウムA(マイクロン社製、商品名AH35−2)、形状が丸味状であり平均粒径が22μmである酸化アルミニウムB(昭和電工社製、商品名AS−20)、および形状が不定形であり平均粒径が8μmである水酸化アルミニウム(日本軽金属社製、商品名日軽金B−103)から少なくとも1種を所定の質量部だけ配合し、さらに軟化剤として、ポリエーテルエステル系オイルであるオイルA(ADEKA社製、商品名アデカサイザー(登録商標)RS700)、パラフィン系オイルであるオイルB(出光興産社製、商品名ダイアナ(登録商標)プロセスPW380)を所定の質量部だけ配合して、これらを混練して熱伝導性ゴム組成物を作製し、さらにこの熱伝導性ゴム組成物を押出機で厚さ6mmのシート状に押し出し熱伝導性成形体とした(実施例1〜7、比較例1〜4)。さらに、この熱伝導性成形体を所定の型に打ち抜く作業もおこなった。なお、トムソン刃型を用いた抜き型(20mm×20mm形状で縦7列、横11列に配置されたもの)で打ち抜きを行った。そして、この各実施例、比較例に係る熱伝導性成形体を作製する際の混練、押し出し、打ち抜きの際の作業性を確認しつつ、作製した熱伝導性成形体に対して、熱伝導率、硬度、圧縮強度、難燃性についての測定を行った。
Claims (3)
- アクリルゴムと熱可塑性エラストマーとの配合比が95:5から70:30であるベースゴム100質量部に対して、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、チッ化ホウ素、チッ化アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも1種を700質量部より多く1300質量部未満含むことを特徴とする熱伝導性ゴム組成物。
- さらに前記ベースゴム100質量部に対して、ポリエーテル系オイル、ポリエステル系オイル、ポリエーテルエステル系オイル、トリメリット酸系オイルからなる群から選ばれた少なくとも1種30〜120質量部と、パラフィン系オイル5〜50質量部とを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性ゴム組成物。
- 請求項1または2に記載の熱伝導性ゴム組成物を成形してなることを特徴とする熱伝導性成形体。
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