JP2000256558A

JP2000256558A - 熱伝導性シリコーンゴム組成物及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000256558A
Application number: JP11064173A
Authority: JP
Inventors: Akio Nakano; 昭生中野; Hiroshi Takei; 博武井; Takeshi Hashimoto; 毅橋本; Suketaka Sakurai; 祐貴桜井
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-19
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: TW444045B; JP3543663B2; US6306957B1

Abstract

(57)【要約】【解決手段】（Ａ）平均組成式Ｒ¹ _aＳｉ０
_(4-a)/2（Ｒ^lは１価炭化水素基、ａは１．９０〜２．０
５の正数）のオルガノポリシロキサン２〜６９．９体積
％（Ｂ）式（２）の加水分解性基含有メチルポリシロキサ
ン０．１〜５０体積％【化１】（Ｒ²は炭素原子数１〜４の１価炭化水素基、Ｒ³は炭素
原子数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、Ａはメ
チル基又は−Ｚ−ＳｉＲ² _bＲ³ _3-bで示される基、Ｚは酸
素原子又は炭素原子数２〜１０の２価炭化水素基、ｂは
０，１又は２、ｍは３〜１００、ｎは０〜５０、５≦ｍ
＋ｎ≦１００、ｎ＝０のときＡの少なくとも一方が−Ｚ
−ＳｉＲ² _bＲ³ _3-bである。）（Ｃ）熱伝導性充填剤３０〜９０体積％（Ｄ）硬化剤硬化に必要な量を含有してなることを特徴
とする熱伝導性シリコーンゴム組成物。【効果】本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物は、
熱伝導性充填剤を大量配合しても粘度上昇や可塑度上昇
が抑えられ、成形加工性に優れ、かつ高熱伝導性を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝導性充填剤を
大量添加しても組成物の粘度上昇や可塑度上昇が小さ
く、柔軟性に富んだ優れた成形加工性を有する高熱伝導
性のシリコーンゴム成形品を与え、放熱シート用材料等
として有効に利用される熱伝導性シリコーンゴム組成物
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明の属する技術分野】従来、パワー
トランジスタ、サイリスタ等の発熱性部品は、熱の発生
により特性が低下するので、設置の際、ヒートシンクを
取り付けて熱を放散したり、機器の金属製のシャーシに
熱を逃がす対策が採られている。この時、電気絶縁性と
熱伝導性を向上させるため、発熱性部品とヒートシンク
の間にシリコーンゴムに熱伝導性充填剤を配合した放熱
絶縁性シートが用いられる。

【０００３】この放熱絶縁性材料としては、特開昭４７
−３２４００号公報にシリコーンゴム等の合成ゴム１０
０重量部に酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、水和酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ば
れる少なくとも１種以上の金属酸化物を１００〜８００
重量部配合した絶縁性組成物が開示されている。

【０００４】また、絶縁性を必要としない場所に用いら
れる放熱材料として、特開昭５６−１００８４９号公報
には、付加硬化型シリコーンゴムにシリカ及び銀、金、
ケイ素等の熱伝導性粉末を６０〜５００重量部配合した
組成物が開示されている。

【０００５】しかし、これらの熱伝導性材料は、いずれ
も熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫより低く、また、熱伝導性
を向上させるために熱伝導性充填剤を多量に高充填する
と、液状シリコーンゴム組成物の場合は流動性が低下
し、ミラブルタイプのシリコーンゴム組成物の場合は可
塑度が増加して、いずれも成形加工性が非常に悪くなる
という問題があった。

【０００６】そこで、これを解決する方法として、特開
平１−６９６６１号公報には平均粒径５μｍ以下のアル
ミナ粒子１０〜３０重量％と、残部が単一粒子の平均粒
径１０μｍ以上であり、かつカッティングエッジを有し
ない形状である球状コランダム粒子からなるアルミナを
充填する高熱伝導性ゴム・プラスチック組成物が開示さ
れている。また、特開平４−３２８１６３号公報には、
平均重合度６，０００〜１２，０００のガム状のオルガ
ノポリシロキサンと平均重合度２００〜２，０００のオ
イル状のオルガノポリシロキサンを併用したベースと球
状酸化アルミニウム粉末５００〜１，２００重量部から
なる熱伝導性シリコーンゴム組成物が開示されている。

【０００７】しかし、これらの方法を用いても、例えば
酸化アルミニウム粉末を１，０００重量部以上（酸化ア
ルミニウムを７０体積％以上）高充填化した場合、粒子
の組み合わせ及びシリコーンベースの粘度調整だけでは
成形加工性の向上に限界があった。

【０００８】一方、パーソナルコンピューター、ワード
プロセッサ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の電子機器の高集
積化が進み、装置内のＬＳＩ，ＣＰＵ等の集積回路素子
の発熱量が増加したため、従来の冷却方法では不充分な
場合がある。特に、携帯用のノート型のパーソナルコン
ピューターの場合、機器内部の空間が狭いため大きなヒ
ートシンクや冷却ファンを取り付けることができない。
更に、これらの機器では、プリント基板上に集積回路素
子が搭載されており、基板の材質に熱伝導性の悪いガラ
ス補強エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が用いられるの
で、従来のように放熱絶縁シートを介して基板に熱を逃
がすことができない。

【０００９】そこで、集積回路素子の近傍に自然冷却タ
イプ或いは強制冷却タイプの放熱部品を設置し、素子で
発生した熱を放熱部品に伝える方式が用いられる。この
方式で素子と放熱部品を直接接触させると、表面の凹凸
のため熱の伝わりが悪くなり、更に放熱絶縁シートを介
して取り付けても放熱絶縁シートの柔軟性がやや劣るた
め、熱膨張により素子と基板との間に応力がかかり破損
する恐れがある。

【００１０】また、各回路素子ごとに放熱部品を取り付
けようとすると余分なスペースが必要となり、機器の小
型化が難しくなるので、いくつかの素子をひとつの放熱
部品に組み合わせて冷却する方式が採られることもあ
る。

【００１１】特にノート型のパーソナルコンピューター
で用いられているＢＧＡタイプのＣＰＵは、高さが他の
素子に比べて低く発熱量が大きいため、冷却方式を充分
考慮する必要がある。

【００１２】そこで、素子ごとに高さが異なることによ
り生じる種々の隙間を埋めることができる低硬度の高熱
伝導性材が必要になる。このような課題に対して、熱伝
導性に優れ、柔軟性があり、種々の隙間に対応できる熱
伝導性シートが要望される。また、年々駆動周波数の高
周波化に伴い、ＣＰＵの性能が向上して発熱量が増大す
るため、より高熱伝導性の材料が求められている。

【００１３】この場合、特開平２−１９６４５３号公報
には、シリコーン樹脂に金属酸化物等の熱伝導性材料を
混入したものを成形したシートで、取り扱いに必要な強
度を持たせたシリコーン樹脂層の上に柔らかく変形し易
いシリコーン層が積層されたシートが開示されている。
また、特開平７−２６６３５６号公報には、熱伝導性充
填剤を含有し、アスカーＣ硬度が５〜５０であるシリコ
ーンゴム層と直径０．３ｍｍ以上の孔を有する多孔性補
強材層を組み合わせた熱伝導性複合シートが開示されて
いる。特開平８−２３８７０７号公報には、可とう性の
三次元網状体又はフォーム体の骨格格子表面を熱伝導性
シリコーンゴムで被覆したシートが開示されている。特
開平９−１７３８号公報には、補強性を有したシート或
いはクロスを内蔵し、少なくとも一方の面が粘着性を有
してアスカーＣ硬度が５〜５０である厚さ０．４ｍｍ以
下の熱伝導性複合シリコーンシートが開示されている。
特開平９−２９６１１４号公報には、付加反応型液状シ
リコーンゴムと熱伝導性絶縁性セラミック粉末を含有
し、その硬化物のアスカーＣ硬度が２５以下で熱抵抗が
３．０℃／Ｗ以下である放熱スペーサーが開示されてい
る。

【００１４】しかしながら、このような低硬度の熱伝導
性シートは、更に高熱伝導化するために熱伝導性充填剤
を多量に配合しようとすると、組成物の流動性が非常に
悪くなり、成形加工が難しくなる問題が生じる。

【００１５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、熱伝導性充填剤を多量配合しても粘度上昇
や可塑度上昇が小さく、優れた成形加工性を有し、かつ
高熱伝導性のシリコーンゴム成形品を与える熱伝導性シ
リコーンゴム組成物及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、下記平均組成式（１）で表されるオルガノポリシロ
キサン（（Ａ）成分）、下記一般式（２）で表される加
水分解性基含有メチルポリシロキサン（（Ｂ）成分）、
熱伝導性充填剤（（Ｃ）成分）、硬化剤（（Ｄ）成分）
をそれぞれ特定量配合した場合、熱伝導性充填剤を多量
配合しても粘度上昇や可塑度上昇が小さく、柔軟性に優
れ、成形加工性に優れた非常に高熱伝導性のシリコーン
ゴム成形品を与える熱伝導性シリコーンゴム組成物を得
ることができることを見出した。

【００１７】また、（Ａ）〜（Ｃ）成分を８０℃以上の
温度で熱処理してベース組成物を調製した後、前記ベー
ス組成物を４０℃以下まで冷却し、（Ｄ）成分を配合す
ることにより、上記熱伝導性シリコーンゴム組成物を工
業的に有利に製造できることを見出した。

【００１８】この場合、本発明組成物は、ウェッターと
して下記式（２）の加水分解性基含有メチルポリシロキ
サンを配合したことにより、ベース組成物の粘度や可塑
度を効果的に低下させることができ、このため熱伝導性
充填剤を３０〜９０体積％と多量配合して高熱伝導化し
ても、液状タイプは低粘度で良好な流動性、ミラブルタ
イプは低可塑度を有し、機器や素子等の種々の隙間にも
十分対応できる柔軟性、優れた成形加工性を有するもの
である。このように本発明組成物は、高熱伝導性で成形
加工性に優れており、しかも液状タイプ、ミラブルタイ
プのいずれの形態にも調製でき、低硬度化も可能である
ことから、一般電源、電子機器、集積回路素子等の各種
放熱シート用材料として幅広く有効に利用することがで
きる。

【００１９】従って、本発明は、（Ｉ）（Ａ）下記平均組成式（１）Ｒ¹ _aＳｉ０_(4-a)/2 （１）（式中、Ｒ^lは同一又は異種の非置換もしくは置換の１価炭化水素基、ａは１．９０〜２．０５の正数である。）で表されるオルガノポリシロキサン２〜６９．９体積％（Ｂ）下記一般式（２）で表される加水分解性基含有メチルポリシロキサン０．１〜５０体積％（Ｃ）熱伝導性充填剤３０〜９０体積％（但し、（Ａ）＋（Ｂ）＝１０〜７０体積％、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝１００体積％である。）（Ｄ）硬化剤硬化に必要な量を含有してなることを特徴とする熱伝導性シリコーンゴム組成物、（ＩＩ）（Ａ）〜（Ｃ）成分を８０℃以上の温度で熱処
理してベース組成物を調製した後、前記ベース組成物を
４０℃以下まで冷却し、（Ｄ）成分を配合することを特
徴とする上記熱伝導性シリコーンゴム組成物の製造方法
を提供する。

【００２０】

【化３】（式中、Ｒ²は炭素原子数１〜４の１価炭化水素基、Ｒ³
は炭素原子数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、
Ａはメチル基又は−Ｚ−ＳｉＲ² _bＲ³ _3-bで示される基、
Ｚは酸素原子又は炭素原子数２〜１０の２価炭化水素基
である。また、ｂは０，１又は２、ｍは３〜１００の整
数、ｎは０〜５０の整数で、かつ５≦ｍ＋ｎ≦１００で
あり、ｎ＝０のときＡの少なくとも一方が−Ｚ−ＳｉＲ
² _bＲ³ _3-bで示される基である。）

【００２１】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物において、
（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンは下記平均組成式
（１）で示されるものである。Ｒ¹ _aＳｉ０_(4-a)/2 （１）

【００２２】上記平均組成式（１）中、Ｒ¹は同一又は
異種の置換もしくは非置換の１価炭化水素基であり、特
に炭素数が１〜１０のものが好ましく、例えばビニル
基、アリル基等のアルケニル基、メチル基、エチル基、
プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロ
ヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル
基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等の
アラルキル基、或いはこれらの水素原子が部分的に塩素
原子、フッ素原子などで置換されたハロゲン化炭化水素
基等が例示される。ａは１．９０〜２．０５の正数であ
る。

【００２３】上記式（１）のオルガノポロシロキサンと
しては、一般的にオルガノポロシロキサンの主鎖がジメ
チルシロキサン単位からなるもの、或いはこのオルガノ
ポリシロキサンの主鎖にビニル基、フェニル基、トリフ
ルオロプロピル基などを導入したものが好ましい。ビニ
ル基は０．０１〜１０モル％、特に０．０２〜５モル％
含有することが好ましい。

【００２４】また、上記オルガノポリシロキサンとして
は、分子鎖末端がトリオルガノシリル基又は水酸基で封
鎖されたものが望ましく、このトリオルガノシリル基と
しては、例えばトリメチルシリル基、ジメチルビニルシ
リル基、トリビニルシリル基などが例示される。

【００２５】（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンの重
合度は、特に限定されないが、１００〜１２，０００、
特に２００〜１０，０００の範囲が好適である。従っ
て、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンとしては、オ
イル状からガム状のものまで種々の性状のものを用いる
ことができ、本発明組成物は液状タイプ、ミラブルタイ
プのいずれにも調製できる。

【００２６】（Ｂ）成分の加水分解性基含有メチルポリ
シロキサンは、下記一般式（２）で表される化合物であ
る。

【００２７】

【化４】

【００２８】ここで、Ｒ²は炭素原子数１〜４の１価の
炭化水素基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基等のアルキル基などが挙げられる。Ｒ³
は炭素原子数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基で
あり、例えばメトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ
基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、アセトキシ基
等が挙げられる。Ａはメチル基又は−Ｚ−ＳｉＲ² _bＲ³
_3-bで示される基である。

【００２９】この場合、Ｚは酸素原子又は炭素原子数２
〜１０の２価の炭化水素基であり、具体的には、酸素原
子の他、アルキレン基等が挙げられる。２価のアルキレ
ン基としては、下記の基などが例示される。 −ＣＨ₂ＣＨ₂− −ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− −ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂− −ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂−

【００３０】また、ｂは０，１又は２、好ましくは０，
１、特に好ましくは０であり、ｍは３〜１００、好まし
くは５〜５０の整数、ｎは０〜５０、好ましくは０〜１
０の整数で、かつ５≦ｍ＋ｎ≦１００、好ましくは５≦
ｍ＋ｎ≦６０である。ｍ＋ｎが５未満でもｍ＋ｎが１０
０を超えても組成物の粘度及び可塑度を低下させる効果
が小さくる。なお、ｎ＝０のときＡの少なくとも一方が
上記の−Ｚ−ＳｉＲ² _bＲ³ _3-bで示される基である。

【００３１】この場合、本発明では、（Ｂ）成分が下記
一般式（３）で表される片末端３官能の加水分解性基含
有メチルポリシロキサンであることが好ましく、これに
より組成物の粘度や可塑度の低下効果がより高くなる。

【００３２】

【化５】（但し、式中Ｒ³は前記と同様であり、ｐは５〜１００
の整数である。）

【００３３】このような（Ｂ）成分の加水分解性基含有
メチルポリシロキサンの代表例として下記化合物を挙げ
ることができるが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。

【００３４】

【化６】

【００３５】（Ｂ）成分の加水分解性基含有メチルポリ
シロキサンの配合量は、０．１〜５０体積％、好ましく
は０．５〜３０体積％である。配合量が少なすぎると組
成物の粘度及び可塑度を低下させる効果が小さくなり、
多すぎると効果が飽和し、かえって硬化後加水分解性基
含有メチルポリシロキサンに悪影響を与える。

【００３６】（Ｃ）成分の熱伝導性充填剤としては、熱
伝導性を有する各種充填剤を使用することができ、各種
無機粉末、金属粉末等が好適である。

【００３７】熱伝導性充填剤として具体的には、酸化ア
ルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化
ケイ素、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホ
ウ素、グラファイト等の無機粉末、アルミニウム、銅、
銀、ニッケル、鉄、ステンレス等の金属粉末などが例示
される。なお、熱伝導性充填剤としては、上記無機粉末
又は金属粉末の１種又は２種以上を組み合わせて用いて
もよい。

【００３８】本発明では、上記熱伝導性充填剤の中でも
酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、炭化ケイ
素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム及びグラファイトか
ら選ばれる無機粉末、アルミニウム、銅、銀、ニッケ
ル、鉄及びステンレスから選ばれる金属粉末が好適に使
用される。

【００３９】上記熱伝導性充填剤は、平均粒径が５０μ
ｍ以下、特に０．１〜４０μｍであることが好ましい。
平均粒径が大きすぎると分散性が悪くなり、液状シリコ
ーンゴムの場合、放置しておくと熱伝導性充填剤が沈降
してしまう場合がある。

【００４０】なお、本発明では、平均粒径の大きい熱伝
導性充填剤粉末（具体的には平均粒径５〜４０μｍ）と
平均粒径の小さい熱伝導性充填剤粉末（具体的には平均
粒径０．１〜３μｍ）を最密充填理論分布曲線に従う比
率で組み合わせることが好ましく、これによりより充填
効率が向上して低粘度化及び高熱伝導化が可能になる。

【００４１】また、熱伝導性充填剤の形状は、丸みを帯
びた球状に近いものであることが好ましく、形状が丸み
を帯びているものほど高充填した際の粘度の上昇を効果
的に抑えることができる。

【００４２】このような球状の熱伝導性充填剤として
は、昭和電工株式会社製の球状アルミナＡＳシリーズ、
アドマテックス（株）製の高純度球状アルミナＡＯシリ
ーズ等が挙げられる。

【００４３】（Ｃ）成分の熱伝導性充填剤の配合比率
は、体積分率で（Ａ）＋（Ｂ）成分を７０〜１０体積
％、（Ｃ）成分を３０〜９０体積％の範囲、好ましくは
（Ａ）＋（Ｂ）成分を６０〜１５体積％、（Ｃ）成分を
４０〜８５体積％の範囲とする。（Ｃ）成分の配合量が
少なすぎると組成物の熱伝導性が不充分となり、多すぎ
ると配合が難しくなり、組成物の粘度或いは可塑度が高
くなって成形加工性が悪くなる。

【００４４】（Ｄ）成分の硬化剤は、特に限定されるも
のではなく、シリコーンゴムの硬化に使用される公知の
硬化剤の中から適宜選択することができる。硬化剤の具
体例としては、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５
−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキ
サン、ジクミルパーオキサイド等のラジカル反応に使用
される有機過酸化物、（Ａ）成分のオルガノポリシロキ
サンがアルケニル基を有する場合は、ケイ素原子に結合
した水素原子を１分子中に２個以上含有するオルガノハ
イドロジェンポリシロキサンと白金族系触媒からなる付
加反応型硬化剤等が挙げられる。

【００４５】（Ｄ）成分の硬化剤としての有機過酸化物
の添加量は、通常のシリコーンゴム組成物と同様とする
ことができ、具体的には（Ａ）成分＋（Ｂ）成分１００
重量部に対して０．１〜１０重量部、特に０．２〜５重
量部である。

【００４６】本発明では、特に熱伝導性シリコーンゴム
成形品を低硬度化するには液状シリコーンゴム組成物に
（Ｄ）成分の硬化剤として上記したような付加反応型硬
化剤を用いることが最適である。この場合、架橋剤であ
るオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中
にケイ素原子に直接結合している水素原子を２個以上含
んでいる直鎖状、分岐状又は環状の分子からなるもので
あり、２５℃における粘度が１〜１，０００ｃｓの範囲
であることが好ましい。

【００４７】オルガノハイドロジェンポリシロキサンの
添加量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンのアル
ケニル基１個に対してオルガノハイドロジェンポリシロ
キサン中のＳｉＨ基が通常０．０５〜３当量、特に０．
１〜２当量となる範囲が好適である。添加量が０．０５
当量より少ない場合には架橋密度が低くなりすぎ、硬化
した組成物の硬度が低くなり成形及び取扱いが難しくな
る。３当量より多い場合は硬化した組成物の硬度が高く
なりすぎる。

【００４８】また、白金族系触媒としては、公知の白金
金属又は白金化合物が好ましく、その添加量は、白金族
金属として０．１〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１〜
５００ｐｐｍとすることができる。

【００４９】本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物に
は、その他の添加成分を必要に応じて添加することがで
きる。任意添加成分としては、付加反応における組成物
の硬化速度、保存安定性を調節する目的で、例えばメチ
ルビニルシクロテトラシロキサン等のビニル基含有オル
ガノポリシロキサン、トリアリルイソシアヌレート、ア
セチレンアルコール及びそのシロキサン変性物などが挙
げられる。

【００５０】また、本発明の効果を損なわない程度の補
強性シリカ、着色剤、酸化鉄、酸化セリウム等の耐熱性
向上剤、接着助剤を添加しても良い。なお、これら任意
成分の添加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量
とすることができる。

【００５１】本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物の
製造方法としては、まず最初に（Ａ）成分であるオルガ
ノポリシロキサンと（Ｃ）成分である熱伝導性充填剤、
（Ｂ）成分である加水分解性基含有メチルポリシロキサ
ンをプラネタリミキサー、ニーダー、品川ミキサー等の
混合機で混合し、８０℃以上、好ましくは１２０〜２０
０℃の温度で熱処理してベース組成物を調製する。この
場合、温度をかけなくても長時間混練りすれば組成物の
低粘度化及び可塑化は可能であるが、製造工程の短縮化
及び配合中の混合機への負荷の低減のために加熱により
促進することが好ましい。

【００５２】次に、得られたベース組成物を４０℃以
下、好ましくは室温まで冷却し、（Ｄ）成分である硬化
剤を添加配合することが好ましく、これにより本発明の
熱伝導性シリコーンゴム組成物を効率良く製造すること
ができる。

【００５３】本発明では、このようにして製造された熱
伝導性シリコーンゴム組成物を硬化させることで熱伝導
性シリコーンゴム成形品を得ることができる。この場
合、成形方法としては、下記方法が例示され、液状タイ
プ、ミラブルタイプに応じた方法が採用される。

【００５４】モールド成形：金型中に未硬化の組成物を
仕込み、金型を締めてから熱プレス機により圧力と熱を
かけ組成物を硬化させる。射出成形：射出成形機上の加熱した金型の中にノズルか
ら未硬化の組成物を射出して金型のキャビティ内に充填
する。硬化後金型を開け、成形品を取り出す。コーティング成形：コーティング装置に連続的にフィル
ム（例えばＰＥＴ）を供給し、この上に未硬化の液状組
成物をナイフコータ等により一定の厚さに塗布してから
加熱炉を通して液状組成物を硬化させる。押出し成形：押出し機のダイスとニップルの組み合わせ
により未硬化のミラブルタイプの組成物を任意のチュー
ブ形状に成形してから、加熱炉を通して組成物を硬化さ
せる。カレンダー成形：カレンダーロールにより未硬化の組成
物を一定の厚さに分出し、フィルム上に組成物を転写し
てから加熱炉を通して組成物を硬化させる。

【００５５】本発明組成物の硬化条件は、成形方法に応
じて適宜調整することが好ましいが、１００〜４００℃
で２秒〜３０分が好適である。

【００５６】このように本発明組成物を硬化させて得ら
れる成形品は、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上、特に
２．０Ｗ／ｍＫ以上であることが望ましい。

【００５７】また、本発明組成物の成形品は、アスカー
Ｃ硬度計を用いて測定したアスカーＣ硬度が２〜５０、
特に５〜４０の範囲であることが好適である。ここで、
アスカーＣ硬度とは、ＳＲＩＳ０１０１（日本ゴム協
会規格）及びＪＩＳＳ６０５０に基づき、スプリン
グ式硬さ試験機アスカーＣ型を使用して厚さ６ｍｍのシ
ートを２枚重ねて測定した硬度である。硬度（アスカー
Ｃ硬度）が小さすぎるとゴム層の強度が乏しいため成形
が難しくなり、量産性が悪くなる場合があり、硬度が大
きすぎると硬くなり、発熱性部品との密着性が低下し、
また部品形状への追従性が悪くなる場合がある。

【００５８】更に、本発明組成物から得られる熱伝導性
シリコーンゴムシートの内部にガラスクロス、ポリエス
テル、ナイロン等からなるクロス或いは不織布、ポリイ
ミド、ナイロン、ポリエステル等からなる樹脂フィルム
等を入れて補強しても良い。これによりシートの強度が
向上すると共に、シートの伸びが抑制されるので、取扱
い易くなり作業性が向上する。

【００５９】

【発明の効果】本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物
は、熱伝導性充填剤を大量配合しても液状タイプでは粘
度上昇が抑えられて流動性が維持され、ミラブルタイプ
では可塑度上昇が抑えられるので、優れた成形加工性を
有し、しかも熱伝導性充填剤の高充填化が可能であるこ
とから高熱伝導性を有する。よって、本発明組成物は、
液状シリコーンゴムをべースとして使用すると、低硬度
化も可能であり、コストの高い熱伝導性充填剤の窒化ホ
ウ素、窒化アルミニウム等を用いなくても高熱伝導性の
成形品を得ることができる。

【００６０】本発明の製造方法によれば、上記熱伝導性
シリコーンゴム組成物を工業的に有利に製造することが
できる。

【００６１】従って、本発明組成物は、一般の電源、電
子機器等に用いられる放熱シート用材料及びパーソナル
コンピューター、ワードプロセッサ、ＣＤ−ＲＯＭドラ
イブ等の電子機器のＬＳＩ，ＣＰＵ等の集積回路素子の
放熱に用いる低硬度熱伝導性シリコーンゴムシート用材
料等として最適である。

【００６２】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。

【００６３】〔実施例１〜３、比較例１〕（Ａ）成分と
して２５℃における粘度が３０，０００ｃｓのジメチル
ビニルシロキシ基で両末端を封止したジメチルポリシロ
キサン（Ａ−１）２０重量部、２５℃における粘度が６
００ｃｓのジメチルビニルシロキシ基で両末端を封止し
たジメチルポリシロキサン（Ａ−２）６０重量部、２５
℃における粘度が１５，０００ｃｓで両末端がトリメチ
ルシロキシ基で封鎖されたメチルビニルシロキサン単位
０．７ｍｏｌ％、ジメチルシロキサン単位９９．３ｍｏ
ｌ％からなるオルガノポリシロキサン（Ａ−３）１０重
量部、２５℃における粘度が１，０００ｃｓの両末端が
トリメチルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキ
サン（Ａ−４）を表１に示した添加量、（Ｃ）成分とし
て平均粒径１６μｍの球状酸化アルミニウム粉末ＡＳ−
３０（商品名、昭和電工（株）製）６４０重量部、平均
粒径３μｍの酸化アルミニウム粉末ＡＬ−４５−Ｈ（商
品名、昭和電工（株）製）１６０重量部、及び（Ｂ）成
分として下記の構造式で表される加水分解性基含有メチ
ルポリシロキサン（Ｃ−１）を表１に示した量で添加
し、プラネタリミキサーを用いて室温で１０分間混練り
した後、温度を１５０℃に昇温して加熱しながら３０分
間混練りし、得られたベース組成物（実施例１〜３）の
室温下（２５℃）での粘度を測定した。

【００６４】

【化７】

【００６５】また、比較のため、加水分解性基含有メチ
ルポリシロキサン（Ｃ−１）を添加しない以外は実施例
１と同様な組成を同様な方法で配合し、同様に粘度を測
定した。

【００６６】次に、各組成物を室温まで冷却後、（Ｄ）
成分として塩化白金酸のビニルシロキサン錯体（白金含
有量１％）０．３６重量部を均一に混合し、次いでエチ
ニルシクロヘキサノール０．０９重量部を添加混合し、
更に２５℃の粘度が１８ｃｓの下記式で表されるオルガ
ノハイドロジェンポリシロキサン（ＳｉＨ含有量０．０
０３１ｍｏｌ／ｇ）２．５重量部を均一に混合して液状
タイプの低硬度熱伝導性シリコーンゴム組成物を調製し
た。なお、このときのＳｉＨ基とビニル基の比は０．７
であった。

【００６７】

【化８】

【００６８】これらの低硬度熱伝導性シリコーンゴム組
成物をモールド成形により１５０℃で１０分間加熱して
厚さ６ｍｍのシートを作製し、アスカーＣ硬度計で硬度
を測定した。また、厚さ２０ｍｍのブロック体をモール
ド成形で作製し、熱伝導率計（商品名：Ｓｈｏｔｈｅｒ
ｍＱＴＭ迅速熱伝導率計、昭和電工（株）製）を使用
して熱伝導率を測定した。これらの結果及び各成分の体
積％を表１に示す。

【００６９】表１の結果より、加水分解性基含有メチル
ポリシロキサンを含有する熱伝導性シリコーンゴム組成
物（実施例１〜３）は、高熱伝導性である上、ベース組
成配合後の粘度が低く、モールド成形及び射出成形が容
易に実施できることが確認された。

【００７０】

【表１】

【００７１】〔実施例４、比較例２〕（Ａ）成分として
ジメチルビニルシロキシ基で両末端封止したジメチルシ
ロキサン単位からなる平均重合度８，０００のジメチル
ポリシロキサン（Ａ−５）８０重量部、実施例１〜３で
使用したオルガノポリシロキサン（Ａ−４）１５重量
部、（Ｃ）成分として平均粒径１０μｍの球状酸化アル
ミニウム粉末（アドマファインＡＯ−４１Ｒ、商品名、
アドマテックス（株）製）１，２００重量部、（Ｂ）成
分として実施例１〜３で使用した加水分解性基含有メチ
ルポリシロキサン（Ｃ−１）５重量部、及び下記構造式
で示されるα，ω−ジヒドロキシジメチルポリシロキサ
ン５重量部をニーダーで混練りし、１７０℃で１時間の
熱処理を行い、ベース組成物を得た。

【００７２】

【化９】

【００７３】また、比較のため、加水分解性基含有メチ
ルポリシロキサン（Ｃ−１）を添加しない以外は実施例
４と同様な組成及び調製方法で配合を行い、ベース組成
物を得た。

【００７４】それぞれのベース組成物を冷却後、可塑度
の測定を下記方法で行った。可塑度の測定方法：ＪＩＳＫ６２４９に準じて平行
板可塑度計（ウイリアムスブラストメーター）を用いて
測定した。

【００７５】更に、室温まで冷却した上記各ベース組成
物に、（Ｄ）成分として２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン０．５重量部を二本
ロールで添加し、ミラブルタイプの熱伝導性シリコーン
ゴム組成物を得た。更に、得られた組成物を温度１６５
℃、圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ²の条件でモールド成形した
後、乾燥機で２００℃、４時間熱処理して、硬度（デュ
ロメータＡ）と熱伝導率測定用のサンプルを作成し、上
記と同様の方法で測定した。結果を表２に示す。

【００７６】表２の結果より、加水分解性基含有メチル
ポリシロキサンを添加していない比較例２は、可塑度が
高く、二本ロールに巻きつき難く作業性が非常に悪いの
に対して、本発明のミラブルタイプの熱伝導性シリコー
ンゴム組成物は、高熱伝導性で、かつ可塑度が低く、作
業性に優れていることがわかった。

【００７７】

【表２】

【００７８】〔実施例５〕（Ａ）成分として実施例１〜
３で用いたオルガノポリシロキサン（Ａ−１）２０重量
部、オルガノポリシロキサン（Ａ−２）６０重量部、オ
ルガノポリシロキサン（Ａ−３）１０重量部、オルガノ
ポリシロキサン（Ａ−４）１０重量部、（Ｃ）成分とし
て平均粒径１５μｍのアルミニウム粉末６００重量部及
び（Ｂ）成分として下記構造式で表される加水分解性基
含有メチルポリシロキサン（Ｃ−２）２０重量部をプラ
ネタリミキサーを用いて室温で１０分間混練りした後、
温度を１５０℃に昇温して加熱しながら１時間混練り
し、得られたベース組成物の粘度を実施例１〜３と同様
に測定した。

【００７９】

【化１０】

【００８０】次に、ベース組成物を室温まで冷却後、実
施例１〜３と同組成で同様に（Ｄ）成分として塩化白金
酸のビニルシロキサン錯体、エチニルシクロヘキサノー
ル、オルガノハイドロジェンポリシロキサンを添加し、
均一に混合して液状タイプの低硬度熱伝導性シリコーン
ゴム組成物を調製した。

【００８１】この組成物を硬化して硬度（アスカーＣ）
と熱伝導率を測定したところ、下記の結果が得られた。（体積％）オルガノポリシロキサン体積％：２９．６％熱伝導性充填剤体積％：６４．５％加水分解性基含有メチルポリシロキサン体積％：５．９％（特性）粘度：１２，０００Ｐ硬度（アスカーＣ）：４５熱伝導率：６．５Ｗ／ｍＫ

【００８２】〔実施例６〕（Ａ）成分として実施例４で
用いたオルガノポリシロキサン（Ａ−５）８５重量部、
（Ｃ）成分としてアドマファインＡＯ−４１Ｒを１，４
００重量部、酸化亜鉛粉末亜鉛華１号（商品名、三井金
属鉱業（株）製）３００重量部、（Ｂ）成分として実施
例１〜３で使用した加水分解性基含有メチルポリシロキ
サン（Ｃ−１）１５重量部及びα，ω−ジヒドロキシジ
メチルポリシロキサン８重量部をニーダーで混練りし、
１７０℃で２時間の熱処理を行い、ベース組成物を得
た。

【００８３】次に、実施例４と同組成で同様に、（Ｄ）
成分として２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル
パーオキシ）ヘキサンを添加し、ミラブルタイプの熱伝
導性シリコーンゴム組成物を得た。

【００８４】得られた組成物について、実施例４と同様
な方法で可塑度、硬さ及び熱伝導率を測定したところ、
下記の結果が得られた。（体積％）オルガノポリシロキサン体積％：１８．３％熱伝導性充填剤体積％：７８．８％加水分解性基含有メチルポリシロキサン体積％：２．９％（特性）可塑度（３分）：３９０硬度（デュロメータＡ）：８８熱伝導率：４．９Ｗ／ｍＫ

【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月８日（２０００．３．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７０】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橋本毅群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料技術研究所内 (72)発明者桜井祐貴群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料技術研究所内Ｆターム(参考） 4J002 CP031 CP043 CP052 DA026 DA076 DA086 DA096 DA118 DC006 DE076 DE106 DE146 DJ006 DJ016 EK037 FD016 FD147 FD153 FD158 GQ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）下記平均組成式（１）Ｒ¹ _aＳｉ０_(4-a)/2 （１）（式中、Ｒ^lは同一又は異種の非置換もしくは置換の１価炭化水素基、ａは１．９０〜２．０５の正数である。）で表されるオルガノポリシロキサン２〜６９．９体積％（Ｂ）下記一般式（２）で表される加水分解性基含有メチルポリシロキサン０．１〜５０体積％【化１】（式中、Ｒ²は炭素原子数１〜４の１価炭化水素基、Ｒ³は炭素原子数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、Ａはメチル基又は−Ｚ−ＳｉＲ² _bＲ³ _3-bで示される基、Ｚは酸素原子又は炭素原子数２〜１０の２価炭化水素基である。また、ｂは０，１又は２、ｍは３〜１００の整数、ｎは０〜５０の整数で、かつ５≦ｍ＋ｎ≦１００であり、ｎ＝０のときＡの少なくとも一方が−Ｚ−ＳｉＲ² _bＲ³ _3-bで示される基である。）（Ｃ）熱伝導性充填剤３０〜９０体積％（但し、（Ａ）＋（Ｂ）＝１０〜７０体積％、（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）＝１００体積％である。）（Ｄ）硬化剤硬化に必要な量を含有してなることを特徴とする熱伝導性シリコーンゴム組成物。
【請求項２】（Ｂ）成分の加水分解性メチルポリシロ
キサンが、下記一般式（３）で表される片末端３官能の
加水分解性メチルポリシロキサンである請求項１記載の
熱伝導性シリコーンゴム組成物。【化２】（式中、Ｒ³は炭素原子数１〜４のアルコキシ基又はア
シロキシ基であり、ｐは５〜１００の整数である。）
【請求項３】硬化物の熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上
である請求項１又は２記載の熱伝導性シリコーンゴム組
成物。
【請求項４】硬化物の硬さがアスカーＣ硬度計で２〜
５０の範囲である請求項１，２又は３記載の熱伝導性シ
リコーンゴム組成物。
【請求項５】硬化剤が付加反応型硬化剤である請求項
１乃至４のいずれか１項記載の熱伝導性シリコーンゴム
組成物。
【請求項６】（Ａ）〜（Ｃ）成分を８０℃以上の温度
で熱処理してベース組成物を調製した後、前記ベース組
成物を４０℃以下まで冷却し、（Ｄ）成分を配合するこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の熱
伝導性シリコーンゴム組成物の製造方法。