JPWO2013084750A1 - 熱伝導性感圧接着剤組成物、熱伝導性感圧接着性シート状成形体、これらの製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)と、分散剤(C)と、を所定量含み、且つ該分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである、混合組成物中において、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び多官能性単量体(D)の重合反応と、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、を行い、高い熱伝導性及び十分な柔軟性を両立し、表面部分が十分な凝集力を有する、熱伝導性感圧接着剤組成物及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体と、これらの製造方法と、該熱伝導性感圧接着剤組成物又は該熱伝導性感圧接着性シート状成形体を備えた電子機器とを提供する。
Description
本発明は、熱伝導性感圧接着剤組成物、熱伝導性感圧接着性シート状成形体、及びこれらの製造方法、並びに、該熱伝導性感圧接着剤組成物又は該熱伝導性感圧接着性シート状成形体を備えた電子機器に関する。
近年、プラズマディスプレイパネル(PDP)、集積回路(IC)チップ等のような電子部品は、その高性能化に伴って発熱量が増大している。その結果、温度上昇による機能障害対策を講じる必要が生じている。当該対策として一般的には、金属製のヒートシンク、放熱板、放熱フィン等の放熱体を電子部品等に備えられる発熱体に取り付けることによって放熱させる方法が採られている。このようにして放熱を行うには、発熱体から放熱体へと効率よく熱を伝えられることが好ましい。そのため、発熱体と放熱体との間には熱伝導性が高いシート状の部材(熱伝導シート)が一般的に使用されている。なお、発熱体と放熱体とを固定する用途においては、熱伝導性に加えて感圧接着性も備えた組成物(以下、「熱伝導性感圧接着剤組成物」という。)やシート状の部材(以下、「熱伝導性感圧接着性シート状成形体」という。)が必要とされている。
上記熱伝導性感圧接着剤組成物及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体は、発熱体から放熱体へと熱を伝えることを目的の一つとして用いられるため、凹凸を有する発熱体及び放熱体に密着できる柔軟性等が求められる。柔軟性が優れた熱伝導性感圧接着性シート状成形体に関する技術としては、例えば、特許文献1に開示された熱伝導性シートや、特許文献2に開示された熱伝導性感圧接着シートがある。
アルミナや水酸化アルミニウムは、樹脂組成物に添加することによって当該樹脂組成物から得られる熱伝導性感圧接着性シート状成形体等の熱伝導率を向上させることができる添加剤として知られている。しかしながら、これらの添加剤を熱伝導性感圧接着剤組成物や熱伝導性感圧接着性シート状成形体に含有させる場合、その含有率を上げると、熱伝導性感圧接着剤組成物や熱伝導性感圧接着性シート状成形体の柔軟性が損なわれるという問題があった。
熱伝導性感圧接着剤組成物及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体の柔軟性を向上させる方法としては、例えば可塑剤を添加することが考えられる。しかしながら、樹脂組成物に可塑剤を少量添加しただけでは、当該樹脂組成物から得られる熱伝導性感圧接着性シート状成形体等の柔軟性を向上させる効果を得難く、大量に添加すると当該樹脂組成物の増粘、ゲル化が起こり、当該樹脂組成物の凝集力が低下して熱伝導性感圧接着剤組成物や熱伝導性感圧接着性シート状成形体を成形することが困難になる。
そこで、本発明は、高い熱伝導性と十分な柔軟性とを両立し、表面部分が十分な凝集力を有する熱伝導性感圧接着剤組成物及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体と、これらの製造方法と、該熱伝導性感圧接着剤組成物又は該熱伝導性感圧接着性シート状成形体を備えた電子機器とを提供することを課題とする。
本発明の第1の態様は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物中において、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなる、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)である。
本発明において「(メタ)アクリル」とは、「アクリル、及び/又は、メタクリル」を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び多官能性単量体(D)の重合反応」とは、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)と多官能性単量体(D)との共重合反応、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の重合反応、及び、多官能性単量体(D)の重合反応のうち、一又は複数の重合反応を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応」とは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)同士の架橋反応、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体同士の架橋反応、及び、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)と(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体との架橋反応のうち、一又は複数の架橋反応を意味する。また、「BET比表面積」とは、以下の方法で計測したものを意味する。まず、窒素およびヘリウムの混合ガスをBET比表面積測定装置内に導入し、試料(BET比表面積の測定対象物)を入れた試料セルを液体窒素に浸して、窒素ガスを試料表面に吸着させる。吸着平衡に達した後、試料セルを水浴に入れ常温まで温め、試料に付着していた窒素を脱着させる。窒素ガスの吸着、脱着時に試料セルを通過する前後のガスの混合比は変化するので、この変化を窒素およびヘリウムの混合比が一定のガスを対照として熱伝導度検出器(TCD)で検知し、窒素ガスの吸着量および脱着量を求める。測定前に単位量の窒素ガスを装置内に導入してキャリブレーションを行い、TCDで検出した値に対応する表面績の値を求めておくことにより、その試料の表面積を求める。そして、その求めた表面積をその試料の質量で除すことにより、BET比表面積を求めることができる。また、「熱伝導性フィラー」とは、添加することによって熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び後に説明する熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の熱伝導性を向上させることができ、熱伝導率が1W/m・K以上である添加剤を意味する。
本発明の第2の態様は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物をシート状に成形した後、又は該混合組成物をシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなる、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)である。
本発明の第3の態様は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物を作製する工程、並びに、前記混合組成物中において、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを行う工程、を含む、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法である。
本発明の第4の態様は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物を作製する工程、並びに、該混合組成物をシート状に成形した後、又は、該混合組成物をシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを行う工程、を含む、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法である。
本発明の第5の態様は、放熱体及び該放熱体に貼合された本発明の第1の態様の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、又は、放熱体及び該放熱体に貼合された本発明の第2の態様の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、を備えた電子機器である。
本発明によれば、高い熱伝導性と十分な柔軟性とを両立することが可能であり、表面部分が十分な凝集力を有する熱伝導性感圧接着剤組成物及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体と、これらの製造方法と、該熱伝導性感圧接着剤組成物又は該熱伝導性感圧接着性シート状成形体を備えた電子機器とを提供することができる。
1.熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)(以下、単に「熱伝導性フィラー(B1)」という場合がある。)を250質量部以上1000質量部以下と、分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物中において、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなるものである。また、本発明の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、上記混合組成物をシート状に成形した後、又は上記混合組成物をシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなるものである。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を構成する物質について以下に説明する。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)(以下、単に「熱伝導性フィラー(B1)」という場合がある。)を250質量部以上1000質量部以下と、分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物中において、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなるものである。また、本発明の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、上記混合組成物をシート状に成形した後、又は上記混合組成物をシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなるものである。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を構成する物質について以下に説明する。
<(メタ)アクリル樹脂組成物(A)>
本発明に用いる(メタ)アクリル樹脂組成物(A)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含んでいる。なお、上述したように、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得る際には前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われる。当該重合及び架橋反応を行うことによって(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体及び多官能性単量体(D)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の成分と混合及び/又は一部結合する。
本発明に用いる(メタ)アクリル樹脂組成物(A)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含んでいる。なお、上述したように、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得る際には前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われる。当該重合及び架橋反応を行うことによって(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体及び多官能性単量体(D)は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の成分と混合及び/又は一部結合する。
本発明において、アクリル酸エステル重合体(A1)及び(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の使用量は、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)100質量%に対して、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)5質量%以上49.9質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)50質量%以上94.9質量%以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の含有比率を上記範囲とすることによって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の成形が容易になる。また、本発明において多官能性単量体(D)の使用量は、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量%として0.1質量%以上15質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上10質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることがさらに好ましい。多官能性単量体(D)の使用量を上記範囲とすることによって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に感圧接着剤としての柔軟性及び引張強度を両立させやすくなる。以下、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)に含まれる成分についてより詳細に説明する。
((メタ)アクリル酸エステル重合体(A1))
本発明に用いることができる(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体の単位(a1)、及び、有機酸基を有する単量体単位(a2)を含有することが好ましい。
本発明に用いることができる(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体の単位(a1)、及び、有機酸基を有する単量体単位(a2)を含有することが好ましい。
上記(メタ)アクリル酸エステル単量体の単位(a1)を与える(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)は特に限定はないが、例えば、アクリル酸エチル(単独重合体のガラス転移温度は、−24℃)、アクリル酸n−プロピル(同−37℃)、アクリル酸n−ブチル(同−54℃)、アクリル酸sec−ブチル(同−22℃)、アクリル酸n−ヘプチル(同−60℃)、アクリル酸n−ヘキシル(同−61℃)、アクリル酸n−オクチル(同−65℃)、アクリル酸2−エチルヘキシル(同−50℃)、アクリル酸2−メトキシエチル(同−50℃)、アクリル酸3−メトキシプロピル(同−75℃)、アクリル酸3−メトキシブチル(同−56℃)、アクリル酸−エトキシメチル(同−50℃)、メタクリル酸n−オクチル(同−25℃)、メタクリル酸n−デシル(同−49℃)などを挙げることができる。中でも、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−メトキシエチルが好ましく、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルがより好ましく、アクリル酸2−エチルヘキシルがさらに好ましい。
これらの(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)は、それから導かれる単量体単位(a1)が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中、好ましくは80質量%以上99.9質量%以下、より好ましくは85質量%以上99.5質量%以下となるような量で重合に使用することが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)の使用量が上記範囲内であると、重合時の重合系の粘度を適正な範囲に保つことが容易になる。
上記有機酸基を有する単量体単位(a2)を与える単量体(a2m)は特に限定されないが、その代表的なものとして、カルボキシル基、酸無水物基、スルホン酸基などの有機酸基を有する単量体を挙げることができる。また、これらのほか、スルフェン酸基、スルフィン酸基、燐酸基などを含有する単量体も使用することができる。
カルボキシル基を有する単量体の具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのα,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸や、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのα,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸の他、イタコン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノプロピルなどのα,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸部分エステルなどを挙げることができる。また、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの、加水分解などによりカルボキシル基に誘導することができる基を有するものも同様に使用することができる。
スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などのα,β−不飽和スルホン酸、及び、これらの塩を挙げることができる。
単量体(a2m)としては、上に例示した有機酸基を有する単量体のうち、カルボキシル基を有する単量体がより好ましく、中でも、アクリル酸又はメタクリル酸を有する単量体が特に好ましい。これらの単量体は工業的に安価で容易に入手することができ、他の単量体成分との共重合性も良く、生産性の点でも好ましい。なお、単量体(a2m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
有機酸基を有する単量体(a2m)は、それから導かれる単量体単位(a2)が(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中、0.1質量%以上20質量%以下、好ましくは0.5質量%以上15質量%以下となるような量で重合に使用することが好ましい。有機酸基を有する単量体(a2m)の使用量が上記範囲内であると、重合時の重合系の粘度を適正な範囲に保つことが容易になる。
なお、有機酸基を有する単量体単位(a2)は、前述のように、有機酸基を有する単量体(a2m)の重合によって、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中に導入するのが簡便であり好ましいが、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)を生成後に、公知の高分子反応により、有機酸基を導入してもよい。
また、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、有機酸基以外の官能基を有する単量体(a3m)から誘導される単量体単位(a3)を含有していてもよい。
上記有機酸基以外の官能基としては、水酸基、アミノ基、アミド基、エポキシ基、メルカプト基などを挙げることができる。
水酸基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピルなどの、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルなどを挙げることができる。
アミノ基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、アミノスチレンなどを挙げることができる。
アミド基を有する単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドなどのα,β−エチレン性不飽和カルボン酸アミド単量体などを挙げることができる。
エポキシ基を有する単量体としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテルなどを挙げることができる。
有機酸基以外の官能基を有する単量体(a3m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
これらの有機酸基以外の官能基を有する単量体(a3m)は、それから導かれる単量体単位(a3)が、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)中、10質量%以下となるような量で重合に使用することが好ましい。10質量%以下の単量体(a3m)を使用することにより、重合時の重合系の粘度を適正な範囲に保つことが容易になる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、上述したガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位(a1)、有機酸基を有する単量体単位(a2)、及び、有機酸基以外の官能基を有する単量体単位(a3)以外に、上述した単量体と共重合可能な単量体(a4m)から誘導される単量体単位(a4)を含有していてもよい。単量体(a4m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
単量体(a4m)から導かれる単量体単位(a4)の量は、アクリル酸エステル重合体(A1)の10質量%以下が好ましく、より好ましくは、5質量%以下である。
単量体(a4m)は、特に限定されないが、その具体例として、上記(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体、α,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸完全エステル、アルケニル芳香族単量体、共役ジエン系単量体、非共役ジエン系単量体、シアン化ビニル単量体、カルボン酸不飽和アルコールエステル、オレフィン系単量体などを挙げることができる。
上記(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)以外の(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例としては、アクリル酸メチル(単独重合体のガラス転移温度は、10℃)、メタクリル酸メチル(同105℃)、メタクリル酸エチル(同63℃)、メタクリル酸n−プロピル(同25℃)、メタクリル酸n−ブチル(同20℃)などを挙げることができる。
α,β−エチレン性不飽和多価カルボン酸完全エステルの具体例としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、イタコン酸ジメチルなどを挙げることができる。
アルケニル芳香族単量体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルα−メチルスチレン、ビニルトルエン、及び、ジビニルベンゼンなどを挙げることができる。
共役ジエン系単量体の具体例としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレンと同義)、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、シクロペンタジエンなどを挙げることができる。
非共役ジエン系単量体の具体例としては、1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネンなどを挙げることができる。
シアン化ビニル単量体の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどを挙げることができる。
カルボン酸不飽和アルコールエステル単量体の具体例としては、酢酸ビニルなどを挙げることができる。
オレフィン系単量体の具体例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテンなどを挙げることができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法(GPC法)で測定して、標準ポリスチレン換算で1000以上100万以下の範囲にあることが好ましく、10万以上50万以下の範囲にあることが、より好ましく、20万以上50万以下の範囲にあることが、さらに好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)は、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)、有機酸基を有する単量体(a2m)、必要に応じて使用する、有機酸基以外の官能基を含有する単量体(a3m)、及び、必要に応じて使用するこれらの単量体と共重合可能な単量体(a4m)を共重合することによって特に好適に得ることができる。
重合の方法は、特に限定されず、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合などのいずれであってもよく、これ以外の方法でもよい。好ましくは、溶液重合であり、中でも重合溶媒として、酢酸エチル、乳酸エチルなどのカルボン酸エステルやベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族溶媒を用いた溶液重合がより好ましい。重合に際して、単量体は、重合反応容器に分割添加してもよいが、全量を一括添加するのが好ましい。重合開始の方法は、特に限定されないが、重合開始剤として熱重合開始剤を用いるのが好ましい。熱重合開始剤は、特に限定されず、過酸化物及びアゾ化合物のいずれでもよい。
過酸化物重合開始剤としては、t−ブチルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシドや、ベンゾイルペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシドのようなペルオキシドの他、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩などを挙げることができる。これらの過酸化物は、還元剤と適宜組み合わせて、レドックス系触媒として使用することもできる。
アゾ化合物重合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)などを挙げることができる。
重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、単量体100質量部に対して、0.01質量部以上50質量部以下の範囲であるのが好ましい。
これらの単量体のその他の重合条件(重合温度、圧力、撹拌条件など)は、特に制限がない。
重合反応終了後、必要により、得られた重合体を重合媒体から分離する。分離の方法は特に限定されない。例えば、溶液重合の場合、重合溶液を減圧下に置き、重合溶媒を留去することにより、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)を得ることができる。
(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の重量平均分子量は、重合の際に使用する重合開始剤の量や、連鎖移動剤の量を適宜調整することによって制御することができる。
((メタ)アクリル酸エステル単量体(α1))
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体を含有するものであれば特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)を含有するものであることが好ましい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体を含有するものであれば特に限定されないが、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)を含有するものであることが好ましい。
ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)の例としては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の合成に用いる(メタ)アクリル酸エステル単量体(a1m)と同様の(メタ)アクリル酸エステル単量体を挙げることができる。(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)の比率は、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは75質量%以上100質量%以下である。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)の比率を上記範囲とすることによって、感圧接着性や柔軟性に優れた熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得やすくなる。
また、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、ガラス転移温度が−20℃以下となる単独重合体を形成する(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)の他に、これと共重合可能な単量体(a6m)を含む混合物としてもよい。
上記単量体(a6m)の例としては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の合成に用いる単量体(a2m)として例示したものと同様の有機酸基を有する単量体を挙げることができる。単量体(a6m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における単量体(a6m)の比率は、30質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以下である。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における単量体(a6m)の比率を上記範囲とすることによって、感圧接着性や柔軟性に優れた熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得やすくなる。
(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体(a5m)及び所望により共重合させることができる有機酸基を有する単量体(a6m)の他に、これらと共重合可能な単量体(a7m)を含む混合物としてもよい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)における単量体(a7m)の比率は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。
上記単量体(a7m)の例としては、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)の合成に用いる単量体(a3m)、及び単量体(a4m)として例示したものと同様の単量体を挙げることができる。単量体(a7m)は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(多官能性単量体(D))
多官能性単量体(D)としては、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)に含まれる単量体と共重合可能なものを用いる。また、多官能性単量体(D)は重合性不飽和結合を複数有しており、該不飽和結合を末端に有することが好ましい。このような多官能性単量体(D)を用いることによって、共重合体に分子内及び/又は分子間架橋を導入して、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の感圧接着剤としての凝集力を高めることができる。
多官能性単量体(D)としては、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)に含まれる単量体と共重合可能なものを用いる。また、多官能性単量体(D)は重合性不飽和結合を複数有しており、該不飽和結合を末端に有することが好ましい。このような多官能性単量体(D)を用いることによって、共重合体に分子内及び/又は分子間架橋を導入して、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の感圧接着剤としての凝集力を高めることができる。
ラジカル熱重合などの重合時には、多官能性単量体を用いずともある程度の架橋反応は進行する。しかしながら、より確実にしかも所望の量の架橋構造を形成させるためには、通常、多官能性単量体(D)を用いる。
本発明に用いる多官能性単量体(D)としては、例えば、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2−エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの多官能性(メタ)アクリレートや、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−p−メトキシスチレン−5−トリアジンなどの置換トリアジンの他、4−アクリルオキシベンゾフェノンのようなモノエチレン系不飽和芳香族ケトンなどを用いることができる。中でも、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートが好ましい。多官能性単量体は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
<重合開始剤>
上述したように、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得る際には、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)に含まれる成分が重合する。その重合反応を促進するため、本発明では重合開始剤を用いることが好ましい。
上述したように、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得る際には、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)に含まれる成分が重合する。その重合反応を促進するため、本発明では重合開始剤を用いることが好ましい。
本発明に用いることができる重合開始剤としては、光重合開始剤、アゾ系熱重合開始剤、有機過酸化物熱重合開始剤などが挙げられる。ただし、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に優れた接着性を付与する等の観点からは、有機過酸化物熱重合開始剤を用いることが好ましい。
光重合開始剤としては、公知の各種光重合開始剤を用いることができる。その中でも、アシルホスフィンオキサイド系化合物が好ましい。好ましい光重合開始剤であるアシルホスフィンオキサイド系化合物としては、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドなどが挙げられる。
アゾ系熱重合開始剤としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)などが挙げられる。
有機過酸化物熱重合開始剤としては、t−ブチルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシドや、ベンゾイルペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンのようなペルオキシドなどを挙げることができる。ただし、熱分解時に臭気の原因となる揮発性物質を放出しないものが好ましい。また、有機過酸化物熱重合開始剤の中でも、1分間半減期温度が100℃以上かつ170℃以下のものが好ましい。
重合開始剤の使用量は、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)100質量部に対し、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上5質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以上1質量部以下であることがさらに好ましい。重合開始剤の使用量を上記範囲とすることによって、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の重合転化率を適正な範囲にし易くなり、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に単量体臭が残ることを防止し易くなる。なお、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の重合転化率は、95質量%以上であることが好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)の重合転化率が上記下限以上であることで、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に単量体臭が残ることを防止し易くなる。また、重合開始剤の使用量を上記範囲とすることによって、重合開始剤を添加することにより重合反応の過度の進行を防止し、その結果、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を平滑なシート状とすることができ、また、材料破壊を起こすことを防止し易くなる。
<熱伝導性フィラー(B1)>
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)には、熱伝導性フィラー(B1)を用いる。熱伝導性フィラー(B1)は、添加することによって熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の熱伝導性を向上させることができる添加剤であり、BET比表面積が1.0m2/g以上である。熱伝導性フィラー(B1)のBET比表面積は、1.0m2/g以上10m2/g以下であることが好ましく、1.0m2/g以上5m2/g以下であることがより好ましく、1.0m2/g以上3m2/g以下であることがさらに好ましい。熱伝導性フィラー(B1)のBET比表面積を上記範囲とする事によって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物の粘度が過度に増大することを抑制しつつ、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に感圧接着剤としての適正な表面凝集力を付与し易くなる。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)には、熱伝導性フィラー(B1)を用いる。熱伝導性フィラー(B1)は、添加することによって熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の熱伝導性を向上させることができる添加剤であり、BET比表面積が1.0m2/g以上である。熱伝導性フィラー(B1)のBET比表面積は、1.0m2/g以上10m2/g以下であることが好ましく、1.0m2/g以上5m2/g以下であることがより好ましく、1.0m2/g以上3m2/g以下であることがさらに好ましい。熱伝導性フィラー(B1)のBET比表面積を上記範囲とする事によって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物の粘度が過度に増大することを抑制しつつ、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に感圧接着剤としての適正な表面凝集力を付与し易くなる。
また、上記所定の範囲のBET比表面積を有する熱伝導性フィラー(B1)とすることで、後に詳述する分散剤(C)を併用する際に、混合組成物の表面凝集力を維持し熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の成形性を良好に保ちつつ、分散剤(C)の添加量を増やすことができる。これは、熱伝導性フィラー(B1)の比表面積が上記下限以上であることによって、該熱伝導性フィラー(B1)が分散剤(C)をある程度吸収し、分散剤(C)が混合組成物の表面に現れることを防ぐからであると推察される。
本発明に用いることができる熱伝導性フィラー(B1)の具体例としては、水酸化アルミニウム、水酸化ガリウム、水酸化インジウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、ホウ酸亜鉛水和物、カオリンクレー、アルミン酸カルシウム水和物、炭酸カルシウム、炭酸アルミニウム、ドーソナイト、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シリカ等を挙げることができる。中でも、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムが好ましく、水酸化アルミニウム及び酸化アルミニウムがより好ましく、酸化アルミニウムがさらに好ましい。熱伝導性フィラー(B1)は一種を単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に使用する熱伝導性フィラー(B1)の量は、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)100質量部に対して、250質量部以上1000質量部以下であり、300質量部以上800質量部以下であることが好ましく、300質量部以上600質量部以下であることがより好ましい。熱伝導性フィラー(B1)の含有量が上記上限以下であると、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物の粘度が増加せず、熱伝導性感圧接着剤組成物(E)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(F)を成形し難くなることを防ぎ、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の硬度が増大して形状追随性が低下したりすることを抑制する。また、熱伝導性フィラー(B1)の含有量が上記下限以上であると、熱伝導性フィラー(B1)を用いることによって熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の熱伝導性を向上させる効果が十分に得られる。
<熱伝導性フィラー(B2)>
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)には、上記熱伝導性フィラー(B1)に加えて、後述するBET比表面積が1.0m2/g未満である熱伝導性フィラー(B2)(以下、単に「熱伝導性フィラー(B2)」という場合がある。)を併用してもよい。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)には、上記熱伝導性フィラー(B1)に加えて、後述するBET比表面積が1.0m2/g未満である熱伝導性フィラー(B2)(以下、単に「熱伝導性フィラー(B2)」という場合がある。)を併用してもよい。
熱伝導性フィラー(B2)は、添加することによって熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の熱伝導性を向上させることができる添加剤であり、BET比表面積が1.0m2/g未満である。熱伝導性フィラー(B2)としては、熱伝導性フィラー(B1)とBET比表面積が異なる以外は同様のものを使用できる。熱伝導性フィラー(B1)と熱伝導性フィラー(B2)とを併用する事によって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物の粘度が過度に増大することを抑制しつつ、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の熱伝導性向上に寄与する添加剤(熱伝導性フィラー(B1)及び熱伝導性フィラー(B2))の充填率を高め易くなる。したがって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の熱伝導性を向上させ易くなる。
熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に含有させる熱伝導性フィラー(B2)の量は、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)100質量部に対して、800質量部以下であることが好ましく、600質量部以下であることがより好ましい。熱伝導性フィラー(B2)の含有量が上記上限以下であると、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物の粘度が増加せず、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を成形し難くなることを防ぎ、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の硬度が増大して形状追随性が低下したりすることを抑制する。
<分散剤(C)>
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)には、分散剤(C)を用いる。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物に分散剤(C)を添加することによって、該混合組成物に含まれる固形の添加剤(例えば、上記熱伝導性フィラー(B1)等。以下、「充填剤」という場合がある。)が当該混合組成物中に均一分散し、充填剤同士の滑りを向上させるため、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の柔軟性を向上させることができる。このような分散剤(C)としては、多価アルコール重合体の脂肪酸エステルを用いることが好ましい。なお、上記にて、充填剤が均一分散し、充填剤同士の滑りを向上させる旨に関しては、分散剤がある場合、水平方向の応力が掛かることにより充填剤同士の間に滑りが生じやすくなることを意味し、それにより、充填剤同士の配列が緩むため、得られる熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の柔軟性や形状追従性を向上させることができる。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)には、分散剤(C)を用いる。熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物に分散剤(C)を添加することによって、該混合組成物に含まれる固形の添加剤(例えば、上記熱伝導性フィラー(B1)等。以下、「充填剤」という場合がある。)が当該混合組成物中に均一分散し、充填剤同士の滑りを向上させるため、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の柔軟性を向上させることができる。このような分散剤(C)としては、多価アルコール重合体の脂肪酸エステルを用いることが好ましい。なお、上記にて、充填剤が均一分散し、充填剤同士の滑りを向上させる旨に関しては、分散剤がある場合、水平方向の応力が掛かることにより充填剤同士の間に滑りが生じやすくなることを意味し、それにより、充填剤同士の配列が緩むため、得られる熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の柔軟性や形状追従性を向上させることができる。
上記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルとしては、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリソルビタン脂肪酸エステル、ポリプロピレングリコール脂肪酸エステル等が挙げられる。中でも、ポリグリセリン脂肪酸エステルがより好ましい。
ポリグリセリン脂肪酸エステルとしては、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、ポリグリセリンリシノレイン酸エステル、ポリグリセリンオレイン酸エステル、ポリグリセリンステアリン酸エステル、などが挙げられる。中でも、ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステルが特に好ましい。
ポリソルビタン脂肪酸エステルとしては、ポリソルビタン縮合リシノレイン酸エステル、ポリソルビタンリシノレイン酸エステル、ポリソルビタンオレイン酸エステル、ポリソルビタンステアリン酸エステル、などが挙げられる。
ポリプロピレングリコール脂肪酸エステルとしては、ポリプロピレングリコール縮合リシノレイン酸エステル、ポリプロピレングリコールリシノレイン酸エステル、ポリプロピレングリコールオレイン酸エステル、ポリプロピレングリコールステアリン酸エステル、などが挙げられる。
ポリソルビタン脂肪酸エステルとしては、ポリソルビタン縮合リシノレイン酸エステル、ポリソルビタンリシノレイン酸エステル、ポリソルビタンオレイン酸エステル、ポリソルビタンステアリン酸エステル、などが挙げられる。
ポリプロピレングリコール脂肪酸エステルとしては、ポリプロピレングリコール縮合リシノレイン酸エステル、ポリプロピレングリコールリシノレイン酸エステル、ポリプロピレングリコールオレイン酸エステル、ポリプロピレングリコールステアリン酸エステル、などが挙げられる。
前記における「縮合リシノレイン酸」について説明する。リシノレイン酸はカルボキシル基と水酸基との両方を有する化合物であるが、リシノレイン酸が有するカルボキシル基と、別分子であるリシノレイン酸が有する水酸基とがエステル化反応することで多量化したものを「縮合リシノレイン酸」と称する。また、前記ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステルは、縮合リシノレイン酸中のカルボキシル基が、水酸基を有する化合物中の水酸基との間でエステル化反応することにより得られるものである。
なお、分散剤(C)としては、数平均分子量が1,000〜10,000のものが好ましい。また、分散剤(C)は、1気圧下、10℃以上40℃以下の温度下において液体であることが好ましい。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)に使用する分散剤(C)の量は、(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部として、5質量部以上55質量部以下であり、10質量部以上50質量部以下であることが好ましく、15質量部以上45質量部以下であることがより好ましい。分散剤(C)の含有量が上記上限以下であることで、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物の表面凝集力が低下して熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の成形が困難になることを防止する。一方、分散剤(C)の含有量が上記下限以上であると、分散剤(C)を用いることによって熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の柔軟性及び形状追従性を向上させる効果が十分に得られる。
従来、分散剤は、樹脂組成物に添加することによって該樹脂組成物の粘度を低下させ、該樹脂組成物からなる成形品の生産性を向上させる目的で使用されていた。このような目的で添加剤を使用する場合、通常、樹脂組成物100質量部に対して、分散剤は1質量部程度の割合で使用される。
一方、本発明者らは、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の前駆体である混合組成物に、上記のように従来の使用量より多量の分散剤(C)を添加することによって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の柔軟性を向上させられることを見出した。分散剤(C)の使用量を増やすと上記混合組成物の表面凝集力が低下し易くなる。しかしながら、上述したように熱伝導性フィラー(B1)及び分散剤(C)を併用することによって、分散剤(C)の添加量を従来の使用量より増やしても混合組成物の表面凝集力を維持することができる。すなわち、本発明によれば、従来の使用量より多量の分散剤(C)を添加しても表面部分が十分な凝集力を有する熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得ることができる。また、熱伝導性フィラー(B1)を用いることによって、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)には高い熱伝導性が付与される。したがって、本発明によれば、高い熱伝導性と十分な柔軟性とを両立することが可能であり、表面部分が十分な凝集力を有する熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を得ることができる。
<その他の添加剤>
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、少なくとも、上述した(メタ)アクリル樹脂組成物(A)、熱伝導性フィラー(B1)、及び分散剤(C)を所定の割合で含んでいればよく、これらを組み合わせて用いることによる上記効果を妨げない範囲で、公知の添加剤をさらに添加することもできる。公知の添加剤としては、リン酸エステル;発泡剤(発泡助剤を含む。);金属の水酸化物、金属塩水和物等の難燃性熱伝導無機化合物;ガラス繊維;膨張化黒鉛粉、PITCH系炭素繊維等の熱伝導性無機化合物;外部架橋剤;カーボンブラック、二酸化チタンなど顔料;クレーなどのその他の充填材;フラーレン、カーボンナノチューブなどのナノ粒子;ポリフェノール系、ハイドロキノン系、ヒンダードアミン系などの酸化防止剤;アクリル系ポリマー粒子、微粒シリカ、酸化マグネシウムなど増粘剤;等を挙げることができる。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、少なくとも、上述した(メタ)アクリル樹脂組成物(A)、熱伝導性フィラー(B1)、及び分散剤(C)を所定の割合で含んでいればよく、これらを組み合わせて用いることによる上記効果を妨げない範囲で、公知の添加剤をさらに添加することもできる。公知の添加剤としては、リン酸エステル;発泡剤(発泡助剤を含む。);金属の水酸化物、金属塩水和物等の難燃性熱伝導無機化合物;ガラス繊維;膨張化黒鉛粉、PITCH系炭素繊維等の熱伝導性無機化合物;外部架橋剤;カーボンブラック、二酸化チタンなど顔料;クレーなどのその他の充填材;フラーレン、カーボンナノチューブなどのナノ粒子;ポリフェノール系、ハイドロキノン系、ヒンダードアミン系などの酸化防止剤;アクリル系ポリマー粒子、微粒シリカ、酸化マグネシウムなど増粘剤;等を挙げることができる。
2.製造方法
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)は、これまでに説明した各物質を混合して混合組成物を作製した後、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを少なくとも行うことにより得ることができる。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)は、これまでに説明した各物質を混合して混合組成物を作製した後、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを少なくとも行うことにより得ることができる。
すなわち、本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)と、分散剤(C)と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物を作製する工程、並びに、前記混合組成物中において、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを行う工程、を含んでいる。なお、その他に使用できる物質や、各物質の好ましい含有比率や、各物質の好ましい平均粒径等は上述した通りであり、説明を省略する。
また、本発明の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、これまでに説明した各物質を混合して得た混合組成物をシート状に成形した後、又はシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、を行うことにより得ることができる。
すなわち、本発明の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法は、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)と、BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)と、分散剤(C)と、を含み、且つ該分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物を作製する工程、並びに、該混合組成物をシート状に成形した後、又は、該混合組成物をシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、を行う工程を含んでいる。なお、その他に使用できる物質や、各物質の好ましい含有比率や、好ましい平均粒径等は上述した通りであり、説明を省略する。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、上記重合及び架橋反応を行う際には、加熱することが好ましい。当該加熱には、例えば、熱風、電気ヒーター、赤外線などを用いることができる。このときの加熱温度は、重合開始剤が効率良く分解し、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び多官能性単量体(D)の重合が進行する温度が好ましい。好ましい温度範囲は、用いる重合開始剤の種類により異なるが、例えば100℃以上200℃以下が好ましく、130℃以上180℃以下がより好ましい。
また、本発明の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、上記混合組成物をシート状に成形する方法は特に限定されない。好適な方法としては、例えば、離型処理したポリエステルフィルムなどの離型フィルムの上に上記混合組成物を塗布してシートを成形する方法、必要ならば二枚の離型処理した離型フィルム間に上記混合組成物を挟んでロールの間を通して押圧することでシートを成形する方法、及び、押出機を用いて上記混合組成物を押出し、その際にダイスを通して厚さを制御することでシートを成形する方法などが挙げられる。
本発明の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の厚さとしては、0.05mm以上3mm以下であることが好ましく、0.01mm以上2mm以下であることがより好ましい。熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の厚さが上記上限以下であると、該熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を発熱体及び放熱体の間に配置して用いた際に、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)における熱抵抗が大きくならず、発熱体から放熱体へと熱が伝わり易く、好ましい。一方、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)が上記下限以上であると、当該熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を発熱体又は放熱体に貼付する際に空気を巻き込み難く、結果として、熱抵抗の増加をまねかず、被着体への貼り付け工程における作業性が劣らずに済む。
また、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、基材の片面又は両面に成形することもできる。当該基材を構成する材料は特に限定されない。当該基材の具体例としては、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、ベリリウム銅などの熱伝導性に優れる金属、及び、合金の箔状物や、熱伝導性シリコーンなどのそれ自体熱伝導性に優れるポリマーからなるシート状物や、熱伝導性添加物を含有させた熱伝導性プラスチックフィルムや、各種不織布や、ガラスクロスや、ハニカム構造体などを挙げることができる。プラスチックフィルムとしては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリメチルペンテン、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、芳香族ポリアミドなどの耐熱性ポリマーからなるフィルムを使用することができる。
3.使用例
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、電子機器に備えられる電子部品の一部として用いることができる。その際、放熱体のような基材上に直接的に成形して電子部品の一部として提供することもできる。当該電子機器及び電子部品の具体例としては、エレクトロルミネッセンス(EL)、発光ダイオード(LED)光源を有する機器における発熱部周囲の部品、自動車等のパワーデバイス周囲の部品、燃料電池、太陽電池、バッテリー、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ノートパソコン、液晶、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(SED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、又は集積回路(IC)などの発熱部を有する機器や部品を挙げることができる。
本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は、電子機器に備えられる電子部品の一部として用いることができる。その際、放熱体のような基材上に直接的に成形して電子部品の一部として提供することもできる。当該電子機器及び電子部品の具体例としては、エレクトロルミネッセンス(EL)、発光ダイオード(LED)光源を有する機器における発熱部周囲の部品、自動車等のパワーデバイス周囲の部品、燃料電池、太陽電池、バッテリー、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ノートパソコン、液晶、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(SED)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、又は集積回路(IC)などの発熱部を有する機器や部品を挙げることができる。
なお、本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の電子機器への使用方法の一例としては、LED光源を例にすると下記に記述するような使用方法を挙げることができる。すなわちLED光源に直接貼り付ける;LED光源と放熱材料(ヒートシンク、ファン、ペルチェ素子、ヒートパイプ、グラファイトシート等)との間に挟みこむ;LED光源に接続された放熱材料(ヒートシンク、ファン、ペルチェ素子、ヒートパイプ、グラファイトシート等)に貼り付ける;LED光源を取り囲む筐体として使用する;LED光源を取り囲む筐体に貼り付ける;LED光源と筐体との隙間を埋める;等の方法である。LED光源の用途例としては、透過型の液晶パネルを有する表示装置のバックライト装置(テレビ、携帯、PC、ノートPC、PDA等);車両用灯具;工業用照明;商業用照明;一般住宅用照明;等が挙げられる。
また、LED光源以外の具体例としては、以下のものが挙げられる。すなわち、PDPパネル;IC発熱部;冷陰極管(CCFL);有機EL光源;無機EL光源;高輝度発光LED光源;高輝度発光有機EL光源;高輝度発光無機EL光源;CPU;MPU;半導体素子;等である。
更に本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の使用方法としては、装置の筐体に貼り付けること等を挙げることができる。例えば、自動車等に備えられる装置に使用する場合、自動車に備えられる筐体の内部に貼り付ける;自動車に備えられる筐体の外側に貼り付ける;自動車に備えられる筐体の内部にある発熱部(カーナビ/燃料電池/熱交換器)と該筐体とを接続する;自動車に備えられる筐体の内部にある発熱部(カーナビ/燃料電池/熱交換器)に接続した放熱板に貼り付ける;こと等が挙げられる。
なお、自動車以外にも、同様の方法で本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)を使用することができる。その対象としては、例えばパソコン;住宅;テレビ;携帯電話機;自動販売機;冷蔵庫;太陽電池;表面伝導型電子放出素子ディスプレイ(SED);有機ELディスプレイ;無機ELディスプレイ;有機EL照明;無機EL照明;有機ELディスプレイ;ノートパソコン;PDA;燃料電池;半導体装置;炊飯器;洗濯機;洗濯乾燥機;光半導体素子と蛍光体とを組み合わせた光半導体装置;各種パワーデバイス;ゲーム機;キャパシタ;等が挙げられる。
更に、本発明の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)及び熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)は上記の使用方法に留まらず、用途に応じて他の方法で使用することも可能である。例えば、カーペットや温暖マット等の熱の均一化のために使用する;LED光源/熱源の封止剤として使用する;太陽電池セルの封止剤として使用する;太陽電池のバックシ−トとして使用する;太陽電池のバックシ−トと屋根との間に使用する;自動販売機内部の断熱層の内側に使用する;有機EL照明の筐体内部に、乾燥剤や吸湿剤と共に使用する;有機EL照明の筐体内部の熱伝導層及びその上に、乾燥剤や吸湿剤と共に使用する;有機EL照明の筐体内部の熱伝導層、放熱層、及びその上に、乾燥剤や吸湿剤と共に使用する;有機EL照明の筐体内部の熱伝導層、エポキシ系の放熱層、及びその上に、乾燥剤や吸湿剤と共に使用する;人や動物を冷やすための装置、衣類、タオル、シート等の冷却部材に対し、身体と反対の面に使用する;電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像成形装置に搭載する定着装置の加圧部材に使用する;電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像成形装置に搭載する定着装置の加圧部材そのものとして使用する;制膜装置の処理対象体を載せる熱流制御用伝熱部として使用する;制膜装置の処理対象体を載せる熱流制御用伝熱部に使用する;放射性物質格納容器の外層と内装の間に使用する;太陽光線を吸収するソーラパネルを設置したボックス体の中に使用する;CCFLバックライトの反射シートとアルミシャーシの間に使用する;こと等を挙げることができる。
最後に、本発明に係る熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法、および、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、
多価アルコール重合体の脂肪酸エステルが、数平均分子量1,000〜10,000のものであり、かつ、10℃以上40℃以下の温度下において液体であることが好ましい。
また、本発明に係る熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法、および、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、
好ましい多価アルコール重合体の脂肪酸エステルは、ポリグリセリン脂肪酸エステルである。
また、本発明に係る熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法、および、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、
好ましい熱伝導性フィラー(B1)は、BET比表面積が1.0m2/g以上の酸化アルミニウムである。
また、本発明に係る熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法、および、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、
(メタ)アクリル樹脂組成物(A)は、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)5質量%以上49.9質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)50質量%以上94.9質量%以下、及び、多官能性単量体(D)0.1質量%以上15質量%以下を含有する。
多価アルコール重合体の脂肪酸エステルが、数平均分子量1,000〜10,000のものであり、かつ、10℃以上40℃以下の温度下において液体であることが好ましい。
また、本発明に係る熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法、および、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、
好ましい多価アルコール重合体の脂肪酸エステルは、ポリグリセリン脂肪酸エステルである。
また、本発明に係る熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法、および、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、
好ましい熱伝導性フィラー(B1)は、BET比表面積が1.0m2/g以上の酸化アルミニウムである。
また、本発明に係る熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法、および、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法において、
(メタ)アクリル樹脂組成物(A)は、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)5質量%以上49.9質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)50質量%以上94.9質量%以下、及び、多官能性単量体(D)0.1質量%以上15質量%以下を含有する。
以下に、実施例にて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、ここで用いる「部」や「%」は、特に断らない限り、質量基準である。
<PET剥離性(表面凝集力)>
後に説明するようにして熱伝導性感圧接着性シート状成形体を作製後、両面に貼合された、離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、「離型PETフィルム」という。)のうち一方を剥がし、その際の熱伝導性感圧接着性シート状成形体の状態を目視で観察した。その結果を表1及び表2に示した。表1及び表2において、熱伝導性感圧接着性シート状成形体を破損させることなく離型PETフィルムを剥がせた場合を「剥離可能」とし、熱伝導性感圧接着性シート状成形体が破損した場合を「材料破壊」とした。熱伝導性感圧接着性シート状成形体の表面凝集力が不足している場合、該熱伝導性感圧接着性シート状成形体は離型PETフィルムを剥がす際に破損する。なお、この評価の段階で破損したものは製品として使用できないため、以下の評価は行っていない。
後に説明するようにして熱伝導性感圧接着性シート状成形体を作製後、両面に貼合された、離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、「離型PETフィルム」という。)のうち一方を剥がし、その際の熱伝導性感圧接着性シート状成形体の状態を目視で観察した。その結果を表1及び表2に示した。表1及び表2において、熱伝導性感圧接着性シート状成形体を破損させることなく離型PETフィルムを剥がせた場合を「剥離可能」とし、熱伝導性感圧接着性シート状成形体が破損した場合を「材料破壊」とした。熱伝導性感圧接着性シート状成形体の表面凝集力が不足している場合、該熱伝導性感圧接着性シート状成形体は離型PETフィルムを剥がす際に破損する。なお、この評価の段階で破損したものは製品として使用できないため、以下の評価は行っていない。
<熱伝導率>
後に説明するようにして厚さ1mmの熱伝導性感圧接着性シート状成形体を作製した後、それを幅50mm×長さ110mmの大きさに裁断した試験片を用意した。その後、当該試験片の一方の面から離型PETフィルムを剥離し、当該離型PETフィルムを剥がした面に、空気が入らないようにラップフィルムを貼った。このラップフィルムの大きさは、試験片の粘着面より大きいものであれば良い。そして、このラップフィルムを貼った試験片を用いて熱伝導率を測定した。熱伝導率(単位:W/m・K)の測定は、迅速熱伝導率計(商品名「QTM−500」、京都電子工業株式会社製)を用いて、非定常熱線比較法により行った。なお、リファレンスプレートには、シリコーンスポンジ(電流値:1A)、シリコーンゴム(電流値:2A)、及び、石英(電流値:4A)をこの順で使用した。測定は23℃雰囲気下で行った。その結果を表1及び表2に示した。この評価による結果が1.0W/m・K以上であれば、熱伝導率が高いと言える。なお、この評価による結果が1.0W/m・K未満であったものは製品として使用できないため、以下の評価は行っていない。
後に説明するようにして厚さ1mmの熱伝導性感圧接着性シート状成形体を作製した後、それを幅50mm×長さ110mmの大きさに裁断した試験片を用意した。その後、当該試験片の一方の面から離型PETフィルムを剥離し、当該離型PETフィルムを剥がした面に、空気が入らないようにラップフィルムを貼った。このラップフィルムの大きさは、試験片の粘着面より大きいものであれば良い。そして、このラップフィルムを貼った試験片を用いて熱伝導率を測定した。熱伝導率(単位:W/m・K)の測定は、迅速熱伝導率計(商品名「QTM−500」、京都電子工業株式会社製)を用いて、非定常熱線比較法により行った。なお、リファレンスプレートには、シリコーンスポンジ(電流値:1A)、シリコーンゴム(電流値:2A)、及び、石英(電流値:4A)をこの順で使用した。測定は23℃雰囲気下で行った。その結果を表1及び表2に示した。この評価による結果が1.0W/m・K以上であれば、熱伝導率が高いと言える。なお、この評価による結果が1.0W/m・K未満であったものは製品として使用できないため、以下の評価は行っていない。
<硬度(柔軟性)>
後に説明するようにして厚さ1mmの熱伝導性感圧接着性シート状成形体を作製した後、それを幅30mm×長さ50mmの大きさに切断した試験片を複数枚用意した。それらの試験片から離型PETフィルムを剥がし、離型PETフィルムを剥がした面にタルクを使用して粉打ちした。厚さが6mm程度になるように試験片を積層し、硬度計(商品名「CL−150」、高分子計器株式会社製、JIS K7312準拠)の試料台上に載せた。その後、ダンパーを落として硬度の測定を行った。ダンパーが試料に接してから20秒後の値を測定値として読み取った。測定は23℃雰囲気下で行った。その結果を表1及び表2に示した。この評価による結果が40未満であれば、柔軟性が優れていると言える。
後に説明するようにして厚さ1mmの熱伝導性感圧接着性シート状成形体を作製した後、それを幅30mm×長さ50mmの大きさに切断した試験片を複数枚用意した。それらの試験片から離型PETフィルムを剥がし、離型PETフィルムを剥がした面にタルクを使用して粉打ちした。厚さが6mm程度になるように試験片を積層し、硬度計(商品名「CL−150」、高分子計器株式会社製、JIS K7312準拠)の試料台上に載せた。その後、ダンパーを落として硬度の測定を行った。ダンパーが試料に接してから20秒後の値を測定値として読み取った。測定は23℃雰囲気下で行った。その結果を表1及び表2に示した。この評価による結果が40未満であれば、柔軟性が優れていると言える。
(実施例1)
反応器に、アクリル酸2−エチルヘキシル94%とアクリル酸6%とからなる単量体混合物100部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.03部及び酢酸エチル700部を入れて均一に溶解し、窒素置換後、80℃で6時間重合反応を行った。重合転化率は97%であった。得られた重合体を減圧乾燥して酢酸エチルを蒸発させ、粘性のある固体状の(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)を得た。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)の重量平均分子量(Mw)は270,000、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は3.1であった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、テトラヒドロフランを溶離液とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、標準ポリスチレン換算で求めた。
反応器に、アクリル酸2−エチルヘキシル94%とアクリル酸6%とからなる単量体混合物100部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.03部及び酢酸エチル700部を入れて均一に溶解し、窒素置換後、80℃で6時間重合反応を行った。重合転化率は97%であった。得られた重合体を減圧乾燥して酢酸エチルを蒸発させ、粘性のある固体状の(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)を得た。(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)の重量平均分子量(Mw)は270,000、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は3.1であった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、テトラヒドロフランを溶離液とするゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、標準ポリスチレン換算で求めた。
次に、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びペンタエリスリトールジアクリレートを60:35:5の割合で混合した多官能性単量体1.0部と、アクリル酸2−エチルヘキシル(表1及び表2では、「2EHA」と略記している。)69部と、有機過酸化物熱重合開始剤(1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボニルオキシ)ヘキサン(1分間半減期温度は150℃である。))1.0部と、を電子天秤で計量し、これらを上記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)30部と混合した。混合には、恒温槽(東機産業株式会社製、商品名「ビスコメイト 150III」)及びホバートミキサー(株式会社小平製作所製、商品名「ACM−5LVT型」、容量:5L)を用いた。ホバート容器の温調は60℃に設定し、回転数目盛を3にして10分間攪拌した。この工程を第1混合工程という。
次に、分散剤としてのポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル(太陽化学社製、商品名「チラバゾールH−818」、1気圧下、20℃下で液体、数平均分子量4,000)30部と、アルミナ(昭和電工株式会社製、商品名「AL−47−H」、平均粒径:2μm、BET比表面積:1.8m2/g)400部と、を計量して上記ホバート容器に投入し、ホバート容器の温調を60℃に設定し、回転数目盛を5にして10分間攪拌した。この工程を第2混合工程という。
次に、上記第1及び第2混合工程を経て得た混合組成物を厚さ0.1mmの離型PETフィルム上に垂らし、当該混合組成物上にさらに他の厚さ0.1mmの離型PETフィルムを被せた。混合組成物が離型PETフィルムに挟持されたこの積層体を、両者の間隔を1.2mmにしたロールの間を通し、シート状にした。その後、当該積層体をオーブンに投入し、150℃で15分間加熱した。この加熱工程によって、上記アクリル酸2−エチルヘキシル及び上記多官能性単量体の重合反応と、上記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1−1)及び/又は上記アクリル酸2−エチルヘキシル由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを行わせ、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(以下、単に「シート」と表記する。)(G1)を得た。なお、シート(G1)中の残存単量体量から(メタ)アクリル酸エステル単量体の重合転化率を計算したところ、99.9%であった。
(実施例2乃至5、及び比較例1乃至4)
各物質の配合を表1及び表2に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、シート(G2)〜(G5)、及び(GC1)〜(GC4)を得た。
各物質の配合を表1及び表2に示すように変更した以外は実施例1と同様にして、シート(G2)〜(G5)、及び(GC1)〜(GC4)を得た。
実施例2乃至5、及び比較例1乃至4で使用した、これまでに説明していない添加剤は、下記の通りである。
・アルミナ(電気化学工業株式会社製、商品名「DAM−45」、平均粒径:45μm、BET比表面積:0.2m2/g)
・アルミナ(電気化学工業株式会社製、商品名「DAM−45」、平均粒径:45μm、BET比表面積:0.2m2/g)
実施例にかかるシート(G1)〜(G5)はいずれも外観が良く、表1に示すようにPET剥離性も優れていた。また、これらのシート(G1)〜(G5)は、熱伝導率が高く、柔軟性も優れていた。一方、表2に示すように、比較例にかかるシート(GC1)〜(GC4)は上記性能のいずれかが劣っていた。具体的には、以下の通りであった。
・比較例1:分散剤(ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル)を含まない比較例1のシート(GC1)は、硬度が高く、柔軟性が劣っていた。
・比較例2:添加した熱伝導性フィラー(アルミナ)のBET比表面積が本発明で規定する範囲に満たない比較例2のシート(GC2)は、シートを作製後、離型PETフィルムから剥離する際、材料破壊が起こり、シートの形状を維持できなかった。
・比較例3:熱伝導性フィラー(アルミナ)の含有量が本発明で規定する範囲に満たない比較例3のシート(GC3)は、熱伝導率が劣っていた。なお、比較例3のシート(GC3)については、熱伝導率の値が1.0W/m・K未満であり熱伝導率に劣るものであったため、硬度の測定は行わなかった。
・比較例4:分散剤(ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル)の含有量が本発明で規定する範囲を超える比較例4のシート(GC4)は、シート作製後、離型PETフィルムから剥離する際、材料破壊が起こり、シートの形状を維持できなかった。
・比較例1:分散剤(ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル)を含まない比較例1のシート(GC1)は、硬度が高く、柔軟性が劣っていた。
・比較例2:添加した熱伝導性フィラー(アルミナ)のBET比表面積が本発明で規定する範囲に満たない比較例2のシート(GC2)は、シートを作製後、離型PETフィルムから剥離する際、材料破壊が起こり、シートの形状を維持できなかった。
・比較例3:熱伝導性フィラー(アルミナ)の含有量が本発明で規定する範囲に満たない比較例3のシート(GC3)は、熱伝導率が劣っていた。なお、比較例3のシート(GC3)については、熱伝導率の値が1.0W/m・K未満であり熱伝導率に劣るものであったため、硬度の測定は行わなかった。
・比較例4:分散剤(ポリグリセリン縮合リシノレイン酸エステル)の含有量が本発明で規定する範囲を超える比較例4のシート(GC4)は、シート作製後、離型PETフィルムから剥離する際、材料破壊が起こり、シートの形状を維持できなかった。
Claims (21)
- (メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、
BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、
分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、
を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物中において、
前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなる、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。 - 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルが、数平均分子量1,000〜10,000のものであり、かつ、10℃以上40℃以下の温度下において液体のものである、請求項1に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルがポリグリセリン脂肪酸エステルである、請求項1又は2に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- 前記熱伝導性フィラー(B1)が、BET比表面積が1.0m2/g以上の酸化アルミニウムである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- 前記(メタ)アクリル樹脂組成物(A)が、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)5質量%以上49.9質量%以下、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)50質量%以上94.9質量%以下、及び、前記多官能性単量体(D)0.1質量%以上15質量%以下を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)。
- (メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、
BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、
分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物をシート状に成形した後、又は前記混合組成物をシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応と、が行われてなる、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)。 - 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルが、数平均分子量1,000〜10,000のものであり、かつ、10℃以上40℃以下の温度下において液体のものである、請求項6に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)。
- 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルがポリグリセリン脂肪酸エステルである、請求項6又は7に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)。
- 前記熱伝導性フィラー(B1)が、BET比表面積が1.0m2/g以上の酸化アルミニウムである、請求項6〜8のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)。
- 前記(メタ)アクリル樹脂組成物(A)が、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)5質量%以上49.9質量%以下、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)50質量%以上94.9質量%以下、及び、前記多官能性単量体(D)0.1質量%以上15質量%以下を含有する、請求項6〜9のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)。
- (メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、
BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、
分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、
を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物を作製する工程、並びに、
前記混合組成物中において、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを行う工程、を含む、熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法。 - 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルが、数平均分子量1,000〜10,000のものであり、かつ、10℃以上40℃以下の温度下において液体のものである、請求項11に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法。
- 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルがポリグリセリン脂肪酸エステルである、請求項11又は12に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法。
- 前記熱伝導性フィラー(B1)が、BET比表面積が1.0m2/g以上の酸化アルミニウムである、請求項11〜13のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法。
- 前記(メタ)アクリル樹脂組成物(A)が、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)5質量%以上49.9質量%以下、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)50質量%以上94.9質量%以下、及び、前記多官能性単量体(D)0.1質量%以上15質量%以下を含有する、請求項11〜14のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)の製造方法。
- (メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)、(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)、及び、重合性不飽和結合を複数有する多官能性単量体(D)、を含む(メタ)アクリル樹脂組成物(A)を100質量部と、
BET比表面積が1.0m2/g以上である熱伝導性フィラー(B1)を250質量部以上1000質量部以下と、
分散剤(C)を5質量部以上55質量部以下と、を含み、且つ前記分散剤(C)が多価アルコール重合体の脂肪酸エステルである混合組成物を作製する工程、並びに、
前記混合組成物をシート状に成形した後、又は、前記混合組成物をシート状に成形しながら、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)及び前記多官能性単量体(D)の重合反応と、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)及び/又は前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)由来の構造単位を含む重合体の架橋反応とを行う工程、を含む、熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法。 - 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルが、数平均分子量1,000〜10,000のものであり、かつ、10℃以上40℃以下の温度下において液体のものである、請求項16に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法。
- 前記多価アルコール重合体の脂肪酸エステルがポリグリセリン脂肪酸エステルである、請求項16又は17に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法。
- 前記熱伝導性フィラー(B1)が、BET比表面積が1.0m2/g以上である酸化アルミニウムである、請求項16〜18のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法。
- 前記(メタ)アクリル樹脂組成物(A)が、前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(A1)5質量%以上49.9質量%以下、前記(メタ)アクリル酸エステル単量体(α1)50質量%以上94.9質量%以下、及び、前記多官能性単量体(D)0.1質量%以上15質量%以下を含有するものである、請求項16〜19のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)の製造方法。
- 放熱体及び該放熱体に貼合された請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着剤組成物(F)、又は、放熱体及び該放熱体に貼合された請求項6〜10のいずれか1項に記載の熱伝導性感圧接着性シート状成形体(G)、を備えた電子機器。
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