本發(fā)明涉及在發(fā)熱體和放熱體之間配置使用的導(dǎo)熱片。

背景技術(shù)：

電腦或汽車(chē)部件等電子設(shè)備中，為了使半導(dǎo)體元件、機(jī)械部件等發(fā)熱體生成的熱散發(fā)，采用了散熱器等放熱體。出于提高至該放熱體的熱傳遞效率的目的，會(huì)有在發(fā)熱體和放熱體之間配置導(dǎo)熱片的情況。作為這種導(dǎo)熱片，例如，日本特開(kāi)2014-027144號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)公開(kāi)了作為導(dǎo)熱材料填充石墨化碳纖維并使之定向了的導(dǎo)熱片。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2014-027144號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，將碳纖維定向的導(dǎo)熱片制成柔軟性高的片材時(shí)，高度壓縮時(shí)碳纖維的定向有易于變亂的傾向。隨著被壓縮，導(dǎo)熱片整體會(huì)向外側(cè)擴(kuò)張變形，因而該現(xiàn)象是不可避免的，但發(fā)生這類(lèi)變形時(shí)會(huì)出現(xiàn)如碳纖維的定向方向紊亂、導(dǎo)熱性降低的問(wèn)題。并且，為了碳纖維的定向，會(huì)采用比片材厚度短的碳纖維，但就從片材的一面到另一面的導(dǎo)熱路經(jīng)而言，為了使短的碳纖維彼此接觸，有必要大量填充碳纖維。然而，從制造方法或硬度等方面考慮，很難通過(guò)大量填充碳纖維來(lái)得到所期望的導(dǎo)熱率。

因此，本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題點(diǎn)完成的，目的是提供與現(xiàn)有的導(dǎo)熱片相比提高了導(dǎo)熱性的導(dǎo)熱片。并且，本發(fā)明的目的是提供導(dǎo)熱性提高、同時(shí)具有柔軟性的導(dǎo)熱片。

解決問(wèn)題的方法

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的導(dǎo)熱片構(gòu)成如下。

即，本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱片，該導(dǎo)熱片是含有固化前高分子基質(zhì)、扁狀石墨粉、縱橫比為2以下的導(dǎo)熱填料的混合組合物固化而成的片狀成形體，其特征在于，扁狀石墨粉的扁狀面定向在片材的厚度方向上。

相對(duì)于固化前高分子基質(zhì)，含有扁狀石墨粉、縱橫比為2以下的導(dǎo)熱填料，因而與單獨(dú)填充扁狀石墨粉或?qū)崽盍蠒r(shí)相比可以大量填充這兩者。因此，可以得到高的導(dǎo)熱性。并且，由于是含有固化前高分子基質(zhì)、扁狀石墨粉、縱橫比為2以下的導(dǎo)熱填料的混合組合物的固化體，所以可以得到扁狀石墨粉的定向狀態(tài)好的導(dǎo)熱片。

再者，扁狀石墨粉的扁狀面定向在厚度方向上，因而除了片材的厚度方向的導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異以外，還可以向片材的側(cè)面方向傳熱。即，與定向石墨化碳纖維的導(dǎo)熱片相比，采用碳纖維時(shí)在碳纖維的軸向、即片材的厚度方向可以發(fā)揮優(yōu)異的導(dǎo)熱性，但該軸向也只是一個(gè)方向。相對(duì)于此，采用扁狀石墨粉時(shí)可以發(fā)揮扁狀石墨粉的面方向上的導(dǎo)熱性，在不局限于一個(gè)方向的、面的延伸方向上可以發(fā)揮導(dǎo)熱性。在該面的延伸方向的高導(dǎo)熱性促進(jìn)石墨粉彼此的導(dǎo)熱，具有可以提高定向方向上的導(dǎo)熱性的效果。

并且，出于定向性或柔軟性的觀點(diǎn)，碳纖維定向?qū)崞捎美w維長(zhǎng)度比片材的厚度短的碳纖維。因此，考慮到厚度方向上的導(dǎo)熱路經(jīng)，必然要經(jīng)由多個(gè)碳纖維來(lái)導(dǎo)熱，所以必須考慮到碳纖維彼此的接觸。相對(duì)于在這種碳纖維定向?qū)崞刑祭w維彼此的線與線需要重合，在含有扁狀石墨粉的導(dǎo)熱片中重合的是面與面，接觸的概率大大提升。因此，與定向碳纖維相比，定向扁狀石墨粉的方式在導(dǎo)熱效率方面更為優(yōu)異。

進(jìn)而，碳纖維定向?qū)崞?，填充的碳纖維在纖維軸向的壓縮情形下容易彎曲。另一方面，在填充了扁狀石墨粉的導(dǎo)熱片中，扁狀石墨粉的面的法線方向相對(duì)于片材的厚度方向?yàn)殡S機(jī)朝向，扁狀石墨粉難以彎曲。從而，可以發(fā)揮穩(wěn)定的導(dǎo)熱性。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，固化前高分子基質(zhì)可以是液態(tài)硅的主劑和固化劑。

采用固化前高分子基質(zhì)為液態(tài)硅的主劑和固化劑的導(dǎo)熱片時(shí)，固化前可以將粘度抑制在低的程度，可以輕松地進(jìn)行扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料的填充，可以得到定向性能高的導(dǎo)熱片。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，扁狀石墨粉可以由高分子膜煅燒后熱分解的人造石墨構(gòu)成。

扁狀石墨粉采用高分子膜煅燒后熱分解的人造石墨時(shí)，與天然石墨相比是導(dǎo)熱性高的石墨，所以易于提高導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱性。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，扁狀石墨粉的比表面積可以為0.70～1.50m²/g。

扁狀石墨粉的比表面積為0.70～1.50m²/g時(shí)，可以制作粘度適宜的混合組合物，可以得到大量填充了扁狀石墨粉的導(dǎo)熱性高的導(dǎo)熱片。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，在用表面積頻度表示的粒度分布中，扁狀石墨粉可以在20～400μm范圍內(nèi)具有峰，20～150μm范圍的最大出現(xiàn)頻度與200～400μm范圍的最大出現(xiàn)頻度之比可以為0.2～2.0。

就所采用的扁狀石墨粉而言，在用表面積頻度表示的粒度分布中，摻混的扁狀石墨粉在20～400μm范圍內(nèi)具有峰，在20～150μm范圍的最大出現(xiàn)頻度與200～400μm范圍的最大出現(xiàn)頻度之比為0.2～2.0，因而可以制作粘度適宜的混合組合物，可以得到大量填充了扁狀石墨粉的導(dǎo)熱性高的導(dǎo)熱片。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，在用表面積頻度表示的粒度分布中，扁狀石墨粉的800μm以上的表面積頻度可以在0.1％以下。

采用在用表面積頻度表示的粒度分布中，800μm以上的表面積頻度為0.1％以下的扁狀石墨粉時(shí)，可以制作粘度適宜的混合組合物，可以得到大量填充了扁狀石墨粉的導(dǎo)熱性高的導(dǎo)熱片。

就800μm以上的扁狀石墨粉而言，破壞定向的問(wèn)題突出，這種粒徑的扁狀石墨粉的比例高時(shí)會(huì)導(dǎo)致由定向紊亂引起的導(dǎo)熱性的惡化，但800μm以上的扁狀石墨粉的比例在0.1％以下時(shí)，如上所述，粘度變得適宜，大量填充扁狀石墨粉時(shí)也難以發(fā)生定向紊亂。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，導(dǎo)熱填料的平均粒徑可以為0.5～35μm。

將導(dǎo)熱填料的平均粒徑控制在0.5～35μm時(shí)，可以大量填充扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料，可以提高導(dǎo)熱性。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，所述混合組合物中相對(duì)于固化前高分子基質(zhì)100質(zhì)量份，含有扁狀石墨粉75～135質(zhì)量份、導(dǎo)熱填料250～700質(zhì)量份。

所制作的混合組合物中相對(duì)于固化前高分子基質(zhì)100質(zhì)量份，含有扁狀石墨粉75～135質(zhì)量份、導(dǎo)熱填料250～700質(zhì)量份，因而可以在大量填充扁狀石墨粉、導(dǎo)熱填料的同時(shí)得到分散性?xún)?yōu)異、粘度適宜的混合組合物，可以得到定向性、導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異的導(dǎo)熱片。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，扁狀石墨粉的扁狀面的法線方向可以朝向與導(dǎo)熱片的平面平行的隨機(jī)方向。

所制造的導(dǎo)熱片中扁狀石墨粉的扁狀面的法線方向朝向與導(dǎo)熱片的平面平行的隨機(jī)方向時(shí)，在扁狀石墨粉的層間難以發(fā)生剝離，可以得到在片材的平面方向上沒(méi)有各向異性的導(dǎo)熱片。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中，astmd2240規(guī)定的oo型硬度可以為10～80，片材的厚度方向上的導(dǎo)熱率可以為12～30w/m·k，相對(duì)于呈鏡面的不銹鋼面的靜摩擦系數(shù)可以為8.0～20.0。

導(dǎo)熱片的astmd2240規(guī)定的oo型硬度為10～80，片材的厚度方向上的導(dǎo)熱率為12～30w/m·k，相對(duì)于呈鏡面的不銹鋼面的靜摩擦系數(shù)為8.0～20.0時(shí)，可以形成柔軟、對(duì)于被粘附體的密合性高，導(dǎo)熱性也優(yōu)異的導(dǎo)熱片。

發(fā)明的效果

本發(fā)明的導(dǎo)熱片是柔軟性和導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異的導(dǎo)熱片。并且，是易于固定在發(fā)熱體或放熱體上的操作性好的導(dǎo)熱片。

附圖說(shuō)明

圖1是用表面積頻度表示扁狀石墨粉的粒度分布的圖。

圖2是用于測(cè)定靜摩擦系數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。

符號(hào)的說(shuō)明

s水平臺(tái)、p試驗(yàn)片、w砝碼、t帶子、g推拉力計(jì)

具體實(shí)施方式

基于實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。此外，各實(shí)施方式中相同的材質(zhì)、組成、制造方法、作用等省略重復(fù)說(shuō)明。

本實(shí)施方式的導(dǎo)熱片是含有固化前高分子基質(zhì)、扁狀石墨粉、縱橫比為2以下的導(dǎo)熱填料的混合組合物的片狀成形固化體，其特征在于，扁狀石墨粉的扁平面(扁狀面)定向在片材的厚度方向上。

高分子基質(zhì)

高分子基質(zhì)為樹(shù)脂或橡膠等高分子，由固化前高分子基質(zhì)固化而成。并且，固化前高分子基質(zhì)是指液態(tài)的高分子組合物，可以由如主劑和固化劑的混合系構(gòu)成。因此，作為該高分子組合物，例如，可以是含有未交聯(lián)橡膠和交聯(lián)劑的組合物，還可以是含有含交聯(lián)劑的未交聯(lián)橡膠和交聯(lián)促進(jìn)劑的組合物。并且，其固化反應(yīng)可以是常溫固化，也可以是熱固化。高分子基質(zhì)采用硅橡膠時(shí)，可以列舉含有烯基的有機(jī)聚硅氧烷和有機(jī)氫化聚硅氧烷等。并且，采用聚酯類(lèi)熱塑性彈性體時(shí)，可以是二醇和二羧酸，采用聚氨酯類(lèi)熱塑性彈性體時(shí)，可以是二異氰酸酯和二醇。在這些固化前高分子基質(zhì)中，優(yōu)選采用固化后的高分子基質(zhì)特別柔軟，導(dǎo)熱填料的填充性好的加成反應(yīng)型的硅橡膠。

扁狀石墨粉

高分子基質(zhì)中含有的扁狀石墨粉包括鱗片狀或扁平狀等扁狀的石墨粉。就扁狀石墨粉而言，石墨的結(jié)晶面在面方向上延伸，在該面內(nèi)各向同性地具有極高的導(dǎo)熱率。因此，通過(guò)將該面方向調(diào)整到指定的方向，可以提高特定方向的導(dǎo)熱率。

作為該石墨，可以列舉天然石墨或人造石墨，但優(yōu)選采用將高分子膜的熱分解得到的人造石墨片(以下，簡(jiǎn)稱(chēng)為“膜熱分解片”)進(jìn)行粉碎了的扁狀石墨粉。這是由于，膜熱分解片在片材面方向上的導(dǎo)熱率尤為高，將之粉碎后得到的扁狀石墨粉也具有極高的導(dǎo)熱率的緣故。

膜熱分解片可以通過(guò)將高分子膜在惰性氣體、2400℃～3000℃的高溫進(jìn)行煅燒來(lái)得到。煅燒可以是一個(gè)階段，也可以分成兩個(gè)階段以上來(lái)進(jìn)行。對(duì)于惰性氣體沒(méi)有特別的限定，優(yōu)選氮?dú)饣驓鍤狻?/p>

對(duì)于石墨化的高分子膜沒(méi)有特別的限定，但優(yōu)選采用聚酰亞胺等芳香族高分子。這是由于，可以得到石墨結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)的導(dǎo)熱性高的石墨膜的緣故。高分子膜的厚度可以根據(jù)所要求的扁狀石墨粉的厚度來(lái)選擇，但優(yōu)選在400μm以下，更優(yōu)選在10～200μm。但是，粉碎石墨時(shí)在石墨的層間容易發(fā)生剝離，因而會(huì)有所得到的扁狀石墨粉的厚度薄于高分子膜的厚度的情況。

對(duì)于膜熱分解片的粉碎方法沒(méi)有特別的限定，例如，可以利用球磨法、高壓濕式無(wú)介質(zhì)微粒化(nanomizer)法、氣流磨法、離心磨法等進(jìn)行粉碎。優(yōu)選利用刀片切割的方法預(yù)先制造出大的扁狀石墨粉。采用天然石墨時(shí)，將指定縱橫比的石墨加工成扁狀。作為扁狀石墨粉，可以單獨(dú)使用制造方法相同的一種扁狀石墨粉，也可以混合使用制造方法或來(lái)源不同的多種扁狀石墨粉。并且，也可以混合粒度分布不同的扁狀石墨粉。

扁狀石墨粉的縱橫比優(yōu)選超過(guò)2。這是由于，縱橫比為2以下時(shí)難以將扁狀石墨粉定向在特定方向，難以提高導(dǎo)熱性的緣故?？v橫比更優(yōu)選為5以上。此外，這里提到的縱橫比是扁狀石墨粉的“扁狀面的長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度/厚度”的值。

扁狀石墨粉的比表面積優(yōu)選為0.70～1.50m²/g，更優(yōu)選為0.85～1.50m²/g。比表面積也與粒徑緊密相關(guān)，比表面積低于0.70m²/g時(shí)，大粒徑的扁狀石墨粉相對(duì)過(guò)多后會(huì)出現(xiàn)定向紊亂的問(wèn)題。并且，還會(huì)有800μm以上的大粒徑的扁狀石墨粉的比例增多、粘度變高的傾向。換句話說(shuō)，這意味著對(duì)于試圖調(diào)整所期望的粘度的情形，用大粒徑的扁狀石墨粉時(shí)難以進(jìn)行大量填充。通常來(lái)說(shuō)，扁狀石墨粉的粒徑越大越易于提高導(dǎo)熱性，但考慮到填充量或定向性，扁狀石墨粉的粒徑大時(shí)往往難以提高導(dǎo)熱性。另一方面，比表面積超過(guò)1.50m²/g時(shí)，微粉增多后也會(huì)有粘度變高的傾向，所以難以大量填充扁狀石墨粉并提高導(dǎo)熱性。更優(yōu)選為0.85～1.50m²/g的范圍，這是由于，提高扁狀石墨粉的填充量和定向性后可以提高導(dǎo)熱率的緣故。此外，這里提到的比表面積可以采用依據(jù)bet多點(diǎn)法得到的值。

扁狀石墨粉的性狀可以用表面積頻度表示的粒度分布來(lái)表征。表面積頻度表示的粒度分布是指用激光衍射散射方式粒度分布測(cè)定裝置，并利用干式法進(jìn)行測(cè)定，基于面積基準(zhǔn)進(jìn)行粒度的統(tǒng)計(jì)時(shí)得到的粒度分布。

就易于在高分子基質(zhì)中大量填充、可以提高導(dǎo)熱性的扁狀石墨粉而言，其粒度分布中在20～400μm的范圍具有峰，比較20～150μm范圍的表面積頻度的最大點(diǎn)p1和200～400μm范圍的表面積頻度的最大點(diǎn)p2時(shí)，兩者比p2/p1的值優(yōu)選在0.2～2.0的范圍。p2/p1在0.2～2.0時(shí)，意味著如20～150μm和200～400μm的不同粒徑的扁狀石墨粉的比率處于指定的范圍內(nèi)，含有指定量的20～150μm的扁狀石墨粉和200～400μm的扁狀石墨粉。

所述比低于0.2時(shí)，意味著20～150μm的扁狀石墨粉的比例大，微粉增加后難以大量填充、難以提高導(dǎo)熱性。另一方面，所述比超過(guò)2.0時(shí)，大粒徑的扁狀石墨粉相對(duì)增多后也難以大量填充、難以提高導(dǎo)熱性。

該用表面積頻度表示的粒度分布中，800μm以上的扁狀石墨粉的比例優(yōu)選為0.1％以下。這是由于，800μm以上的扁狀石墨粉會(huì)破壞定向，這類(lèi)扁狀石墨粉的表面積頻度超過(guò)0.1％的時(shí)，會(huì)出現(xiàn)定向的紊亂導(dǎo)致的導(dǎo)熱性惡化情形的緣故。

然而，只要不影響定向，800μm以上的扁狀石墨粉的比例也可以超過(guò)0.1％，該情形也是優(yōu)選的。這是由于，以超過(guò)0.1％的比例含有800μm以上的扁狀石墨粉時(shí)，只要可以定向就可以提高導(dǎo)熱率的緣故。

因此，只要通過(guò)降低混合組合物的粘度等改善定向性，800μm以上的扁狀石墨粉的含有比例就可以超過(guò)0.1％。

相對(duì)于高分子基質(zhì)100質(zhì)量份，扁狀石墨粉的含量?jī)?yōu)選為75～135質(zhì)量份。低于75質(zhì)量份時(shí)難以提高導(dǎo)熱性，超過(guò)135質(zhì)量份時(shí)會(huì)出現(xiàn)混合組合物的粘度增高、定向性變差的問(wèn)題。

導(dǎo)熱填料

導(dǎo)熱填料是與扁狀石墨粉一同將導(dǎo)熱性賦予給高分子基質(zhì)的材料。導(dǎo)熱填料位于定向的扁狀石墨的面彼此的間隙，是扁狀石墨間的熱傳遞的橋梁。

作為導(dǎo)熱填料，例如，可以列舉金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物等的球狀或不定形的粉末、球狀石墨等。作為金屬，可以列舉鋁、銅、鎳等，作為金屬氧化物，可以列舉氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、石英等，作為金屬氮化物，可以列舉氮化硼及氮化鋁等。并且，作為金屬碳化物，可以列舉碳化硅，作為金屬氫氧化物，可以列舉氫氧化鋁。這些導(dǎo)熱填料中，氧化鋁、鋁的導(dǎo)熱率高且易于得到球狀物，因而是優(yōu)選的，氫氧化鋁易于得到且可以提高導(dǎo)熱片的阻燃性，因而也是優(yōu)選的。

這種導(dǎo)熱填料的縱橫比優(yōu)選為2以下。縱橫比超過(guò)2時(shí)，粘度易于升高，難以大量填充?；谶@些理由，導(dǎo)熱填料的形狀優(yōu)選為球狀。

導(dǎo)熱填料的平均粒徑優(yōu)選為0.5～35μm。平均粒徑超過(guò)35μm時(shí)，與扁狀石墨粉的大小相近，會(huì)出現(xiàn)破壞該扁狀石墨粉的定向的問(wèn)題。另一方面，平均粒徑低于0.5μm的導(dǎo)熱填料比表面積大，所以粘度易于上升，難以大量填充。但對(duì)于填充性沒(méi)有影響時(shí)，可以含有低于0.5μm的導(dǎo)熱填料。導(dǎo)熱填料的平均粒徑可以用激光衍射散射法(jisr1629)測(cè)定的粒度分布的體積平均粒徑來(lái)表示。

相對(duì)于高分子基質(zhì)100質(zhì)量份，優(yōu)選以250～700質(zhì)量份的范圍添加導(dǎo)熱填料，更優(yōu)選以350～600質(zhì)量份的范圍進(jìn)行添加。少于250質(zhì)量份時(shí)，位于扁狀石墨粒子彼此的間隙中的量不足，導(dǎo)熱性會(huì)變差。另一方面，超過(guò)700質(zhì)量份時(shí)，提高導(dǎo)熱性的效果也不會(huì)提升，相反會(huì)阻礙扁狀石墨粉的導(dǎo)熱。再者，在350～600質(zhì)量份的范圍時(shí)，導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異，混合組合物的粘度也適宜。

添加劑

在不損害成形后的導(dǎo)熱片功能的前提下，固化前高分子基質(zhì)中可以含有各種添加劑。例如，可以含有增塑劑、分散劑、偶聯(lián)劑、粘合劑等有機(jī)成分。并且，作為其他成分，可以適當(dāng)添加阻燃劑、抗氧化劑、緩凝劑、催化劑、著色劑等。

混合組合物

混合固化前高分子基質(zhì)、扁狀石墨粉、導(dǎo)熱填料，均勻分散后得到混合組合物。構(gòu)成混合組合物的各成分中，優(yōu)選相對(duì)于固化前高分子基質(zhì)100質(zhì)量份，含有扁狀石墨粉75～135質(zhì)量份、導(dǎo)熱填料250～700質(zhì)量份。將該添加比例換算成體積％時(shí)，相當(dāng)于相對(duì)于固化前高分子基質(zhì)30～50體積％，扁狀石墨粉約為10～28體積％，導(dǎo)熱填料約為28～60體積％。其中可以適當(dāng)含有上述添加劑等。

對(duì)于混合組合物的粘度沒(méi)有特別的限定，但在后述的磁場(chǎng)定向的情形，優(yōu)選為10～300pa·s。這是由于，低于10pa·s時(shí)會(huì)有扁狀石墨粉或?qū)崽盍铣两档膯?wèn)題，超過(guò)300pa·s時(shí)流動(dòng)性過(guò)低，在磁場(chǎng)中扁狀石墨粉不定向、或定向過(guò)于耗時(shí)。作為磁場(chǎng)定向以外的定向方法采用擠壓成形等時(shí)，超過(guò)了300pa·s也可以進(jìn)行定向。并且，還有采用難以沉降的導(dǎo)熱填料、或組合沉降防止劑等添加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)低于10pa·s的做法。

再者，更優(yōu)選為10～200pa·s。在大量含有粒徑大的扁狀石墨粉的情形，超過(guò)200pa·s時(shí)粒徑大的扁狀石墨粉的定向會(huì)變得稍為困難，但在200pa·s以下時(shí)，這些粒徑大的扁狀石墨粉也易于定向。

導(dǎo)熱片的制造方法

在制造導(dǎo)熱片的方法中，這里說(shuō)明兩種方法。

第一種是將混合組合物置于磁場(chǎng)中，使扁狀石墨粉沿著磁場(chǎng)定向后，使固化前高分子基質(zhì)固化的磁場(chǎng)定向制造方法。

首先，在固化前高分子基質(zhì)中分散扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料，從而制備混合組合物。其次，對(duì)混合組合物施加磁力線，并在將變形扁狀石墨粉定向在一定方向的狀態(tài)下使混合組合物固化，形成指定形狀后得到導(dǎo)熱片。

作為施加磁力線的磁力線產(chǎn)生源，可以列舉超導(dǎo)磁石、永久磁石、電磁石、線圈等，但出于可以產(chǎn)生高磁束密度的磁場(chǎng)的觀點(diǎn)，優(yōu)選超導(dǎo)磁石。這些磁力線產(chǎn)生源生成的磁場(chǎng)的磁束密度優(yōu)選為1～30特斯拉。該磁束密度低于1特斯拉時(shí)，難以使變形扁狀石墨粉定向。另一方面，在實(shí)際場(chǎng)合難以得到超過(guò)30特斯拉的磁束密度。作為導(dǎo)熱片的成形方法，可以列舉棒涂法、刮刀法、擠壓成形法(t形模法等)、壓延成形法、沖壓成形法、鑄模法等。

通過(guò)以上方式得到的成形體可以直接用作為導(dǎo)熱片，也可以切片或切割后加工成最終的形狀。就用鑄模等模具成形的導(dǎo)熱片、或用棒涂法等在離型模上形成的導(dǎo)熱片而言，在片材的表面會(huì)形成由高分子基質(zhì)構(gòu)成的極薄皮層。該皮層具有抑制扁狀石墨粉或?qū)崽盍系拿撀涞男ЧＡ硪环矫?，通過(guò)在與定向方向垂直的平面進(jìn)行切片或切割，可以得到不具有所述皮層的導(dǎo)熱片。不具有皮層的導(dǎo)熱片中，扁狀石墨粉、導(dǎo)熱填料可以大面積地與發(fā)熱體、放熱體接觸，可以提高導(dǎo)熱性。

第二種是在混合組合物上施加剪斷力來(lái)制造薄板狀的預(yù)制片，將多張?jiān)擃A(yù)制片層壓、固化來(lái)制造層壓塊，隨后裁斷該層壓塊來(lái)得到導(dǎo)熱片的層壓切片制造方法。

層壓切片制造方法中，首先在固化前高分子基質(zhì)中混入扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料，根據(jù)需要還可以混入各種添加劑并進(jìn)行攪拌，從而制備混入的固形物均勻分散了的混合組合物?；旌辖M合物優(yōu)選具有較高的粘度10～1,000pa·s，以便在伸長(zhǎng)為成片狀時(shí)可以承受剪斷力。

其次，對(duì)混合組合物施加剪斷力的同時(shí)，使其平坦伸長(zhǎng)來(lái)成形為片狀。通過(guò)施加剪斷力，可以使扁狀石墨粉在與片材的平面平行的方向上定向。作為片材的成形方法，例如，可以列舉利用棒涂器或刮刀等涂布器，或者利用擠壓成形或從噴嘴噴出等在基材膜上涂布混合組合物的方法。此時(shí)的片材厚優(yōu)選為50～250μm的范圍。由此可以得到預(yù)制片。該預(yù)制片中，片材面方向與扁狀石墨粉的定向方向相同。

其次，重疊并層壓多張?jiān)擃A(yù)制片后，利用紫外線照射或熱沖壓等使固化前高分子基質(zhì)固化的適宜的固化手段，使混合組合物固化來(lái)形成層壓塊。最后，在與扁狀石墨粉的定向方向垂直的方向上切斷層壓塊，得到片狀的導(dǎo)熱片。

以下，比較第一種磁場(chǎng)定向制造方法和第二種層壓切片制造方法。

就層壓切片制造方法而言，難以制作柔軟且薄的導(dǎo)熱片。例如，在e硬度為20以下大小的情形，即便采用盡可能銳利的刀片，片材過(guò)軟后切片時(shí)的按壓力也會(huì)使片材的形變大，難以得到良好品質(zhì)的薄膜片。作為解決該問(wèn)題的對(duì)策，可以列舉冷凍后進(jìn)行切片的方法。但就冷凍的方法而言，例如，對(duì)于丙烯酸凝膠等有效，但對(duì)于將硅用作為高分子基質(zhì)的導(dǎo)熱片來(lái)說(shuō)，即使在-40°冷凍時(shí)硬度也幾乎不會(huì)改變，無(wú)法改善切片的品質(zhì)。進(jìn)而，冷卻至低溫(實(shí)際上到-60°左右)時(shí)可以使之變硬并改善切片的品質(zhì)，但考慮到冷卻至低于-40°的溫度時(shí)需要特殊的裝置，且切片時(shí)的摩擦熱也會(huì)阻礙冷卻等的因素，現(xiàn)實(shí)中不可能采用這種方法。

并且，就導(dǎo)熱片而言，出于被粘附體彼此的切實(shí)密合和降低熱阻的目的，通常會(huì)壓縮10～40％左右來(lái)使用。片材柔軟時(shí)壓縮的應(yīng)力減小，應(yīng)力引起的被粘附體即基板的變形的可能性就低。然而，層壓切片制造方法會(huì)受到硬度的限制，難以得到非常柔軟的導(dǎo)熱片。

進(jìn)而，層壓切片制造方法中，存在著導(dǎo)熱片的面方向的物性或?qū)嵝园l(fā)生各向異性、或損害表面的粘合性的問(wèn)題，所以會(huì)有如難以固定在被粘附體上、操作性差的問(wèn)題。并且，層壓后貼合的工序、切片工序增多后，導(dǎo)致成本上升。進(jìn)而，在發(fā)熱體和放熱體之間配置導(dǎo)熱片時(shí)，需要在片材彼此的貼合面依倒的方向上施加壓力，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)貼合面剝離、或扁狀石墨粉彼此剝離的問(wèn)題。

另一方面，就磁場(chǎng)定向制造方法而言，具有如扁狀石墨粉的扁平面的法線方向與導(dǎo)熱片的面方向平行，及該扁狀面彼此朝向隨機(jī)方向的特性。另一方面，層壓切片制造方法中，扁狀石墨粉的扁狀面的法線方向與導(dǎo)熱片的面方向平行，且該扁狀面彼此也為平行。即，就利用磁場(chǎng)定向制造方法的扁狀石墨粉的定向而言，扁狀石墨的扁狀面彼此既有重合、也有不重合的情況，所以具有扁狀石墨的扁狀面彼此難以剝離的性質(zhì)。從而，可以在片材的面方向上各向同性地傳熱。并且，不具有多張片材貼合的貼合面，也就不存在諸如該貼合面易于剝離的問(wèn)題。因此，基于以上理由，優(yōu)選利用磁場(chǎng)定向制造方法來(lái)制造。

導(dǎo)熱片的性質(zhì)

以用日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jisk6253的e型硬度計(jì)測(cè)定的值(以下，稱(chēng)之為“e硬度”)計(jì)，導(dǎo)熱片的硬度優(yōu)選為0～95，更優(yōu)選為0～60。e硬度超過(guò)95時(shí)，無(wú)法充分地得到對(duì)于發(fā)熱體或放熱體的形狀的追隨性，會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱體或放熱體與導(dǎo)熱片的密合性降低后導(dǎo)熱性降低的問(wèn)題。e硬度為95以下時(shí)，導(dǎo)熱片可以很好地追隨發(fā)熱體或放熱體的形狀，可以充分確保發(fā)熱體或放熱體與導(dǎo)熱片的密合性。進(jìn)而，e硬度為60以下時(shí)，即使在發(fā)熱體和放熱體之間設(shè)置時(shí)的壓縮率高，也可以降低壓縮時(shí)的應(yīng)力。

導(dǎo)熱片的硬度的下限以e硬度計(jì)為0。此時(shí)，以美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)采用的astmd2240規(guī)定的oo型肖氏硬度(以下，稱(chēng)之為“oo硬度”)計(jì)，優(yōu)選為5以上，更優(yōu)選為10～80。這是由于，在oo硬度為5以上的情形，e硬度為0時(shí)也可以具有保持形狀程度的物性的緣故。并且，在10～80的范圍時(shí)，具有一定程度的可操作性的同時(shí)可以極力減小壓縮的應(yīng)力。

導(dǎo)熱片可以具有指定的粘性(粘合性)。作為粘性，可以將靜摩擦系數(shù)的值作為其指標(biāo)，該靜摩擦系數(shù)的值優(yōu)選在8.0～20.0的范圍。更優(yōu)選為10.0～15.0。這是由于，在8.0～20.0的范圍內(nèi)時(shí)易于固定在發(fā)熱體或放熱體上，安裝導(dǎo)熱片時(shí)的操作性好，在10.0～15.0的范圍內(nèi)時(shí)，固定容易度和操作性都特別好的緣故。該靜摩擦系數(shù)可以用隨后說(shuō)明的實(shí)驗(yàn)例的方法測(cè)量。

導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率可以在12～30w/m·k的范圍。該導(dǎo)熱率是片材的厚度方向的導(dǎo)熱率，可以用隨后說(shuō)明的實(shí)驗(yàn)例的方法算出。此外，本發(fā)明中單純稱(chēng)之為導(dǎo)熱率時(shí)，如無(wú)特殊說(shuō)明是指片材的厚度方向的導(dǎo)熱率。

就導(dǎo)熱片中的扁狀石墨粉而言，其扁狀面定向在片材的厚度方向上。更具體地說(shuō)，是指扁狀石墨粉的扁狀面相對(duì)于片材的厚度方向的角度低于30°的、扁狀石墨粉的數(shù)量的比例超過(guò)50％的狀態(tài)。這種定向狀態(tài)中，通過(guò)以適當(dāng)?shù)谋嚷屎斜鉅钍酆涂v橫比小的導(dǎo)熱填料，導(dǎo)熱填料可以恰好地介入在定向的扁狀石墨粉的面彼此的間隙中，可以得到導(dǎo)熱率高的導(dǎo)熱片。

本發(fā)明的導(dǎo)熱片中含有扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料，石墨的含量較少，是柔軟性和片材表面的粘性?xún)?yōu)異的導(dǎo)熱片。因此，在發(fā)熱體和放熱體之間夾持后進(jìn)行加壓時(shí)壓縮應(yīng)力也小，出現(xiàn)基板變形或承受過(guò)多的壓力的可能性低。并且，本發(fā)明的導(dǎo)熱片易于固定在發(fā)熱體或放熱體上，操作性良好。

實(shí)施例

以下，示出更為具體的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

扁狀石墨粉的制造

厚度25μm的聚酰亞胺膜在氬氣環(huán)境中、2600℃熱處理4小時(shí)，得到厚度約17μm的石墨膜。得到的石墨膜用離心磨粉碎。此時(shí)，改變離心磨的轉(zhuǎn)數(shù)和處理時(shí)間來(lái)得到粒度不同的扁狀石墨粉1～4。具體地說(shuō)，低轉(zhuǎn)數(shù)的短時(shí)間處理得到大粒徑的扁狀石墨粉4。隨后提高轉(zhuǎn)數(shù)、延長(zhǎng)粉碎時(shí)間得到石墨粉3。進(jìn)而，用比石墨粉3更高的轉(zhuǎn)數(shù)、更長(zhǎng)的粉碎時(shí)間得到石墨粒子2。隨后，用比石墨粉2更高的轉(zhuǎn)數(shù)、更高的粉碎時(shí)間得到石墨粉1。

扁狀石墨粉的粒度分布

用激光衍射散射方式的粒度分布測(cè)定裝置ls230(beckmancoulter公司制)測(cè)定扁狀石墨粉1～4的粒度分布。此時(shí)用干粉模塊，調(diào)整振子和俄歇使干粉的濃度為3～5％，將測(cè)定時(shí)間設(shè)定在60秒，選擇fraunhofer作為光學(xué)模式，基于面積基準(zhǔn)算出頻度(表面積頻度)。由此得到的粒度分布示于圖1中。

用電子顯微鏡觀察扁狀石墨粉1～4時(shí)，扁狀石墨粉1中看到最多的是約35μm大小的鱗片狀粒子。并且，扁狀石墨粉2中最多的是80μm大小的鱗片狀粒子，也可以看到大量至300μm大小的鱗片狀粒子。并且，扁狀石墨粉3中看到最多的是300～400μm大小的鱗片狀粒子，扁狀石墨粉4中看到大量100～400μm大小的鱗片狀粒子的同時(shí)，也隨處可見(jiàn)800μm以上稍大的粒子。

扁狀石墨粉的比表面積

用自動(dòng)比表面積測(cè)定裝置gemini(株式會(huì)社島津制作所制)，并利用bet多點(diǎn)法測(cè)定扁狀石墨粉1～4的比表面積時(shí)，扁狀石墨粉1～4的比表面積分別依次為2.33m²/g、1.27m²/g、0.91m²/g、0.83m²/g。

扁狀石墨粉的縱橫比

用電子顯微鏡觀察扁狀石墨粉1～4的各扁狀石墨粉的形狀時(shí)，在扁狀石墨粉1～4中均看到了大量的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為35～400μm的扁狀粒子。這些扁狀石墨粉的厚度為約17μm，所以其縱橫比在2～24的范圍。

混合組合物的制備和導(dǎo)熱片的形成

混合扁狀石墨粉、導(dǎo)熱填料和固化前高分子基質(zhì)，從而制備以下說(shuō)明的試樣1～試樣20的混合組合物和導(dǎo)熱片。

試樣1

在作為固化前高分子基質(zhì)的加成反應(yīng)型硅、即含有烯基的有機(jī)聚硅氧烷與有機(jī)氫化聚硅氧烷的混合物(比重1.0)中，按照表1所示的比例摻混上述扁狀石墨粉2(比重2.2)、作為導(dǎo)熱填料1的粒徑3μm且縱橫比約為1的球狀氧化鋁(比重4.0)和作為導(dǎo)熱填料2的粒徑10μm且縱橫比約為1的球狀氧化鋁(比重4.0)，混合攪拌使該組合物變均勻后，脫氣制備試樣1的混合組合物。此外，扁狀石墨粉1和導(dǎo)熱填料1、2采用預(yù)先用硅烷偶聯(lián)劑做了表面處理的材料。

接著，混合組合物用模具成形方法成形為片狀。隨后，在超導(dǎo)磁石形成的8特斯拉的磁場(chǎng)中靜置10分鐘，從而在片材的厚度方向施加磁力線。其次，在120℃加熱30分鐘，得到厚度2.0mm的試樣1的導(dǎo)熱片。該試樣1的組成示于表1中。

試樣2～試樣22

將試樣1的配比改為表1～3所示的配比，用與試樣1相同的方法制備試樣2～試樣22的混合組合物。對(duì)于試樣10、14、17以外的試樣，用與試樣1的導(dǎo)熱片的制造方法相同的方法制造各試樣編號(hào)的導(dǎo)熱片。該試樣2～試樣22的組成、性質(zhì)等示于表1～3中。因此，扁狀石墨粉2～4、導(dǎo)熱填料3、4也采用預(yù)先用硅烷偶聯(lián)劑做了表面處理的材料。

表1

表2

表3

此外，表1～3所示的各材料采用以下材料。

“碳纖維”是將平均纖維長(zhǎng)度100μm、平均直徑10μm的瀝青用作為原料的石墨化碳纖維，“導(dǎo)熱填料1”是平均粒徑3μm的球狀的氧化鋁，“導(dǎo)熱填料2”是平均粒徑10μm的球狀的氧化鋁，“導(dǎo)熱填料3”是平均粒徑35μm的球狀的氧化鋁，“導(dǎo)熱填料4”是平均粒徑50μm的球狀的氧化鋁。導(dǎo)熱填料1～4的平均粒徑是利用激光衍射散射法(jisr1629)測(cè)定的粒度分布的體積平均粒徑。并且，導(dǎo)熱填料1～4的縱橫比用電子顯微鏡觀察，約為1.0。

混合組合物和導(dǎo)熱片的性質(zhì)

粘度的測(cè)定

各試樣的混合組合物的粘度用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(博勒飛公司制，商品名dv-e型，轉(zhuǎn)軸no.14)，在25℃的環(huán)境、10rpm的轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行測(cè)定。該結(jié)果也示于表1～3中。并且，將沒(méi)有在該條件測(cè)定的試樣在表中記為“-”。沒(méi)有測(cè)定的所有試樣要比測(cè)定的試樣的粘度高，經(jīng)驗(yàn)上推測(cè)超過(guò)300pa·s。

硬度的測(cè)定

分別重疊3張各試樣的導(dǎo)熱片來(lái)制作6mm厚的試驗(yàn)片，用oo型肖氏硬度計(jì)測(cè)定oo硬度。該結(jié)果也示于表1～3中。

熱阻值的測(cè)定和導(dǎo)熱率

制作將導(dǎo)熱片切割成縱10mm×橫10mm的試驗(yàn)片。將這些試驗(yàn)片分別夾持在發(fā)熱基板(發(fā)熱量q：25w)和散熱器(株式會(huì)社alpha制“fh60-30”)之間，在散熱器上施加一定的荷重(2kgf/cm²)。在該散熱器的上部安裝有冷卻扇(風(fēng)量0.01kg/秒、風(fēng)壓49pa)，散熱器及發(fā)熱基板連接有溫度傳感器。在冷卻扇運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，在發(fā)熱基板通電。通電開(kāi)始后，在經(jīng)過(guò)5分鐘的時(shí)間點(diǎn)測(cè)定發(fā)熱基板的溫度(t1)及散熱器的溫度(t2)，將各溫度代入下述式(1)中來(lái)算出各試樣的試驗(yàn)片的熱阻值。

熱阻值(℃/w)＝(t1-t2)/發(fā)熱量q…(1)

其次，依據(jù)下述的關(guān)系式(2)并由熱阻值換算出導(dǎo)熱率。該結(jié)果示于表中。此外，對(duì)于這些導(dǎo)熱率，將優(yōu)選的評(píng)價(jià)為“◎”、稍?xún)?yōu)選的評(píng)價(jià)為“○”、不合適的評(píng)價(jià)為“×”后在表中一并示出。

熱阻值(℃/w)＝傳熱方向厚度(m)/(傳熱剖面積(m²)×導(dǎo)熱率(w/m·k)…(2)

靜摩擦系數(shù)的測(cè)定

作為表示各試樣的導(dǎo)熱片的粘性的指標(biāo)，采用靜摩擦系數(shù)。該靜摩擦系數(shù)可以用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定。在表面為鏡面的不銹鋼制水平臺(tái)(s)上放置導(dǎo)熱片的試驗(yàn)片(p)(縱150mm×橫150mm)，在該試驗(yàn)片(p)上放置147g的砝碼(w)(直徑50mm的圓柱，不銹鋼制，接觸面為鏡面)。在砝碼(w)的下端附近貼附砝碼(w)牽引用的帶子(t)的一端，將該帶子(t)的另一端固定在推拉力計(jì)(g)上(株式會(huì)社大場(chǎng)計(jì)器制作所制的圓形拉力計(jì)4000)。隨后，在試驗(yàn)片(p)的橫向上以100mm/分鐘的速度牽引試驗(yàn)片(p)，測(cè)定推拉力計(jì)(g)牽引時(shí)的試驗(yàn)片(p)與砝碼(w)的靜摩擦力fs(n)。更具體地說(shuō)，基于牽引試驗(yàn)片(p)時(shí)的牽引力與砝碼(w)的重量，用下述式(3)算出靜摩擦系數(shù)。對(duì)于各試驗(yàn)片(p)的導(dǎo)熱片，進(jìn)行5次靜摩擦力fs的測(cè)定及靜摩擦系數(shù)的計(jì)算，用這些的平均值作為導(dǎo)熱片的靜摩擦系數(shù)。

靜摩擦系數(shù)＝fs(n)/fp(n)…(3)

此外，上述式(3)中，fp為砝碼的質(zhì)量(重量)產(chǎn)生的法向力，fp的值用0.147kg(砝碼的重量)×9.8m/s²(重力加速度)＝1.4406n來(lái)表示。

試樣的評(píng)價(jià)

試樣1的混合組合物的粘度為178pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為14.1w/m·k，oo硬度為58。粘度稍高但混合均勻，且用電子顯微鏡觀察導(dǎo)熱片的剖面時(shí)可以確認(rèn)到扁狀石墨粉呈有序定向。

就試樣2的混合組合物而言，粘度高到了無(wú)法測(cè)定粘度的程度。雖然勉強(qiáng)成形為片狀，但操作性非常差。用顯微鏡觀察該試樣2的導(dǎo)熱片的縱截面時(shí)，可知扁狀石墨粉的面沒(méi)有能定向在片材的厚度方向上。并且，從片材面觀察時(shí)，可知扁狀石墨粉的面隨機(jī)朝向各個(gè)方向。試樣2的導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率低為7.4w/m·k，oo硬度為71。

試樣3的混合組合物的粘度為135pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為14.1w/m·k，oo硬度為48。用電子顯微鏡觀察導(dǎo)熱片的剖面時(shí)，可以確認(rèn)到扁狀石墨粉呈有序定向。

試樣4的混合組合物的粘度為189pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為13.8w/m·k，oo硬度為58。混合組合物的粘度稍高，但用電子顯微鏡觀察導(dǎo)熱片的剖面時(shí)可以確認(rèn)到扁狀石墨粉呈有序定向。

試樣5的混合組合物的粘度為250pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率稍低為11.0w/m·k，oo硬度為61。用電子顯微鏡觀察導(dǎo)熱片的剖面時(shí)，可以確認(rèn)大部分的扁狀石墨粉雖定向，但一部分600μm以上的扁狀石墨粉沒(méi)有完全定向后呈傾斜的樣子?？梢哉J(rèn)為由于該影響，導(dǎo)熱率稍降低。

試樣6中，將扁狀石墨粉置換成碳纖維。該試樣6的混合組合物的粘度為48pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為10.8w/m·k，oo硬度為60。用電子顯微鏡觀察導(dǎo)熱片的剖面時(shí)，可以確認(rèn)到碳纖維有序定向的樣子。

試樣7中，將平均粒徑35μm的稍大的氧化鋁用作為導(dǎo)熱填料。該試樣7的混合組合物的粘度為185pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率高達(dá)15.1w/m·k，oo硬度為60。用電子顯微鏡觀察導(dǎo)熱片的剖面時(shí)，可以確認(rèn)到扁狀石墨粉呈有序定向。關(guān)于導(dǎo)熱率稍高的理由，可以認(rèn)為是位于石墨粉彼此之間的氧化鋁的粒徑大，促進(jìn)了導(dǎo)熱的緣故。

試樣8中，將平均粒徑為50μm的大的氧化鋁用作為導(dǎo)熱填料。該試樣8的混合組合物的粘度為162pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率低為10.4w/m·k，oo硬度為68。用電子顯微鏡觀察導(dǎo)熱片的剖面時(shí)，可以看到扁狀石墨粉沿著大粒徑的氧化鋁的外形被固定的狀態(tài)。由該狀態(tài)可知，大粒徑的氧化鋁阻礙了扁狀石墨粉的定向。關(guān)于導(dǎo)熱率稍低的理由，可以認(rèn)為是由于該定向紊亂的緣故。

試樣9中不含有扁狀石墨粉。該試樣9的混合組合物的粘度為18pa·s，導(dǎo)熱片沒(méi)有均勻地分散開(kāi)。導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率非常低，為3.0w/m·k，oo硬度為49。

試樣10中不含有導(dǎo)熱填料。就該試樣10的混合組合物而言，扁狀石墨粉在固化前高分子基質(zhì)中沒(méi)有均勻分散開(kāi)，無(wú)法得到具有流動(dòng)性的組合物。并且，也無(wú)法成形為片狀，無(wú)法制得導(dǎo)熱片。

試樣11中減少了氧化鋁的量，增加了扁狀石墨粉的量。該試樣11的混合組合物的粘度為190pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為13.0w/m·k，oo硬度為61。

試樣12的混合組合物的粘度為137pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為11.4w/m·k，oo硬度為58。

試樣13中進(jìn)一步增加了扁狀石墨粉的量。該試樣13的混合組合物的粘度為298pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為18.5w/m·k，oo硬度為72。

與試樣13相比，試樣14中進(jìn)一步增加了扁狀石墨粉的量。就該試樣14而言，扁狀石墨粉在固化前高分子基質(zhì)中沒(méi)有均勻分散開(kāi)，無(wú)法得到具有流動(dòng)性的組合物。并且，也無(wú)法成形為片狀，無(wú)法制得導(dǎo)熱片。

試樣15是導(dǎo)熱填料的量較少的試樣。該試樣15的混合組合物的粘度為125pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率稍低為11.0w/m·k，oo硬度為64。

試樣16是導(dǎo)熱填料的量相對(duì)增加了的試樣。該試樣16的混合組合物的粘度為256pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為13.5w/m·k，oo硬度為76。

試樣17中進(jìn)一步增加了導(dǎo)熱填料的量。就該試樣17而言，扁狀石墨粉在固化前高分子基質(zhì)中沒(méi)有均勻分散開(kāi)，無(wú)法得到具有流動(dòng)性的均勻的組合物。并且，也無(wú)法成形為片狀，無(wú)法制得導(dǎo)熱片。

與試樣5相比，試樣18中扁狀石墨粉的量少。試樣18的混合組合物的粘度為178pa·s，導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱率為12.8w/m·k，oo硬度為52。

試樣19與試樣3的扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料的種類(lèi)及量相同，但相對(duì)于高分子基質(zhì)100質(zhì)量份中的主劑，增加了固化劑的比例。就試樣19的導(dǎo)熱片而言，固化劑增多后片材表面的粘合性下降。硬度為e50。

試樣20與試樣3的扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料的種類(lèi)及量相同，但與試樣19相比，相對(duì)于高分子基質(zhì)100質(zhì)量份中的主劑，進(jìn)一步增加了固化劑的比例。就試樣20的導(dǎo)熱片而言，固化劑進(jìn)一步增多后片材表面的粘合性下降。硬度為e60。

試樣21是將厚度2mm的試樣6的導(dǎo)熱片切割成1mm(一半)的導(dǎo)熱片。作為靜摩擦系數(shù)，測(cè)定了該切割面的值。

試樣22是在試樣3的導(dǎo)熱片的片材表面涂布粘合劑，提高了密合性的導(dǎo)熱片。

結(jié)果討論

扁狀石墨粉的影響

比較試樣1～試樣5的導(dǎo)熱片時(shí)，得到了采用扁狀石墨粉1的試樣2的導(dǎo)熱率低為7.4w/m·k，采用扁狀石墨粉4的試樣5的導(dǎo)熱率稍低為11.0w/m·k的結(jié)果。另一方面，試樣1、試樣3、試樣4的導(dǎo)熱率高，在13.8w/m·k～14.1w/m·k的范圍。由該結(jié)果可知，扁狀石墨粉4優(yōu)于扁狀石墨粉1，扁狀石墨粉2和扁狀石墨粉3優(yōu)于扁狀石墨粉4。并且，就采用扁狀石墨粉2的導(dǎo)熱片和采用扁狀石墨粉3的導(dǎo)熱片而言，導(dǎo)熱率為相同程度。

試樣2中，扁狀石墨粉1的扁狀面沒(méi)有定向在片材的厚度方向上，該定向的混亂導(dǎo)致了導(dǎo)熱性下降。定向紊亂的主要原因在于，所采用的扁狀石墨粉的比表面積稍大為2.33m²/g，且粘度高。并且，這一點(diǎn)也可以由表示粒度分布的圖1看出。即，扁狀石墨粉1中，粒徑為30μm左右的粒子的比例大，且?guī)缀醪缓?00μm以上的粒子，因而比表面積變大。相對(duì)于此，扁狀石墨粉2～扁狀石墨粉4的比表面積為1.27～0.83m²/g，因而粘度沒(méi)有如同扁狀石墨粉1般上升。

比較試樣1、試樣3、試樣4的粘度時(shí)，試樣3的粘度稍低。在粘度低的情形，可以增加扁狀石墨粉、導(dǎo)熱填料的填充量來(lái)得到指定的粘度，有進(jìn)一步提高導(dǎo)熱率的余地。由此可知，與單獨(dú)摻混的情形相比，更優(yōu)選混合扁狀石墨粉2和扁狀石墨粉3。

基于圖1的粒度分布探討它們的不同時(shí)可知，扁狀石墨粉2在粒徑60μm附近具有峰，另一方面，扁狀石墨粉3在60μm附近具有峰但高度低，在370μm附近具有大的峰。相對(duì)于此，就試樣3中采用的混合粉末而言，60μm附近和370μm附近的峰為相同程度。由此可知，該兩個(gè)峰區(qū)域的石墨粒子為相同程度的頻度時(shí)，粘度可以降到最低。

將所述兩個(gè)峰區(qū)域定義為20～150μm、200～400μm，估算20～150μm范圍的頻度最大點(diǎn)p1和200～400μm粒度范圍的頻度最大點(diǎn)p2來(lái)算出p2/p1。其結(jié)果，扁狀石墨粉1為“0”，扁狀石墨粉2為“0.48”，扁狀石墨粉3為“1.23”，扁狀石墨粉4為1.29，以1:2的比例混合扁狀石墨粉2和扁狀石墨粉3時(shí)為“0.92”。由這些結(jié)果可知，適于添加的扁狀石墨粉2、扁狀石墨粉3或這兩者的混合物，以及扁狀石墨粉4的p2/p1的值在0.2～2.0的范圍內(nèi)，可以縮小至0.48～1.29的范圍內(nèi)。并且，其中最適于添加的扁狀石墨粉2、扁狀石墨粉3或這兩者的混合物的p2/p1的值在0.48～1.23的范圍內(nèi)。

并且，比較試樣1、試樣3、試樣4和試樣5時(shí)，得到了試樣5的導(dǎo)熱率稍低的結(jié)果。用電子顯微鏡觀察試樣5的剖面時(shí)可知，尤其是超過(guò)800μm的大的扁狀石墨粉沒(méi)有垂直于片材面來(lái)定向。由此可知，大的扁狀石墨粉難以定向?；谶@些進(jìn)一步觀察圖1的粒度分布時(shí)可知，與其他的扁狀石墨粉相比，扁狀石墨粉4含有更多的800μm以上的扁狀石墨粉。就頻度的值而言，扁狀石墨粉4為0.5％，其次大的扁狀石墨粉3低于0.1％，因而優(yōu)選800μm以上的扁狀石墨粉的表面積頻度在0.1％以下。

比較試樣5和試樣18時(shí)，得到了扁狀石墨粉的摻混量少的試樣18導(dǎo)熱率稍高的結(jié)果。兩個(gè)試樣均是摻混扁狀石墨粉4來(lái)作為扁狀石墨粉，但在試樣5中觀察到大的扁狀石墨粉沒(méi)有定向的情況，而用電子顯微鏡確認(rèn)試樣18的剖面時(shí)，可以看到超過(guò)800μm的大的扁狀石墨粉垂直于片材面定向。由于這些大的扁狀石墨粉的定向程度有差異，試樣18中盡管扁狀石墨粉4的摻混量少，但導(dǎo)熱率要比試樣5高。

大的扁狀石墨粉在試樣18中定向的理由在于，與試樣5的混合組合物的粘度高達(dá)250pa·s相比，試樣18的混合組合物的粘度低為178pa·s的緣故。即，可知粘度在200pa·s以下時(shí)，即便有稍大的扁狀石墨粉也可以定向。

比較試樣4和試樣6時(shí)可知，就扁狀石墨粉和碳纖維而言，以相同質(zhì)量份數(shù)的配比摻混扁狀石墨粉時(shí)更易于提高導(dǎo)熱性。

導(dǎo)熱填料的影響

比較試樣4、試樣9、試樣10。首先，如同試樣9般完全不含有扁狀石墨粉時(shí)，導(dǎo)熱率極低。而如同試樣10般完全不含有導(dǎo)熱填料時(shí)，難以分散扁狀石墨粉，無(wú)法得到混合組合物。由此可知，在扁狀石墨粉中添加指定的導(dǎo)熱填料時(shí)，除了可以提高導(dǎo)熱性以外，還具有提高扁狀石墨粉的分散性的效果。

關(guān)于導(dǎo)熱填料的摻混量，比較并分析試樣3、試樣10、試樣12、試樣15、試樣16、試樣17。不含有導(dǎo)熱填料的試樣10無(wú)法均勻地分散開(kāi)，但就摻混導(dǎo)熱填料150質(zhì)量份的試樣15的導(dǎo)熱片而言，導(dǎo)熱率雖稍低為11.0w/m·k，混合組合物的粘度相當(dāng)?shù)?，僅為125pa·s。并且，就導(dǎo)熱填料的摻混量為250質(zhì)量份的試樣12的導(dǎo)熱片而言，導(dǎo)熱率為11.4w/m·k，其混合組合物的粘度為137pa·s，盡管并非顯見(jiàn)的高粘度，但導(dǎo)熱性高。進(jìn)而，就導(dǎo)熱填料的摻混量為450質(zhì)量份的試樣3而言，粘度為135pa·s，在粘度沒(méi)有上升的前提下，成功地將導(dǎo)熱性提高到了14.1w/m·k。由這些結(jié)果可知，優(yōu)選至少添加150質(zhì)量份的導(dǎo)熱填料，更優(yōu)選添加250質(zhì)量份以上。

另一方面，就稍減少扁狀石墨粉并添加700質(zhì)量份的導(dǎo)熱填料的試樣16而言，導(dǎo)熱率為13.5w/m·k，粘度為256pa·s。導(dǎo)熱填料增加至700質(zhì)量份時(shí)，粘度上升也會(huì)明顯，所以無(wú)法添加到850質(zhì)量份。因此，導(dǎo)熱填料的添加量?jī)?yōu)選為至700質(zhì)量份的程度。

此外，上述結(jié)果換算成體積分率的話，優(yōu)選含有扁狀石墨粉10～28質(zhì)量％左右，優(yōu)選含有導(dǎo)熱填料20～60質(zhì)量％左右。

扁狀石墨粉與導(dǎo)熱填料的組合

其次，用體積基準(zhǔn)分析扁狀石墨粉和導(dǎo)熱填料的比例。由表1～3記載的混合比率計(jì)算“石墨(體積％)/導(dǎo)熱填料(體積％)”的值時(shí)，試樣17為“0.16”，試樣16為“0.19”，試樣4為“0.36”，試樣11為“0.76”，試樣13為“0.98”，試樣15為“1.09”。其中，試樣17由于分散不良，沒(méi)有得到導(dǎo)熱片，但在試樣16的比例時(shí)可以制得指定的導(dǎo)熱片，因而下限為0.19左右。另一方面，試樣15的導(dǎo)熱性稍低，而試樣13的導(dǎo)熱性好，因而可知上限為1.0左右。

粘性

就oo型硬度為48～60的試樣3、試樣6、試樣9的導(dǎo)熱片而言，靜摩擦系數(shù)為10.9～12.2。相對(duì)于此，就提高了硬度的試樣19、試樣20的導(dǎo)熱片而言，硬度為e60的試樣19的靜摩擦系數(shù)為8.2，硬度為e70的試樣20的靜摩擦系數(shù)為2.0。進(jìn)而，在切割試樣6得到的切片面的情形，試樣21的靜摩擦系數(shù)低至0.3。另一方面，就在試樣表面涂布了粘合劑的試樣22而言，靜摩擦系數(shù)升至27.2。

基于上述試驗(yàn)結(jié)果可知，試樣21具有沒(méi)有粘性、而滑動(dòng)性好的性質(zhì)。其次，試樣20的靜摩擦系數(shù)為2.0，但粘性小。試樣19的粘性稍小，但具有適于一時(shí)固定情形的充分的粘性。由這些結(jié)果可知，靜摩擦系數(shù)優(yōu)選為8.0以上。此外，試樣20的e硬度為60，但oo硬度為90以上。

試樣3、6、9具有適宜的粘性。另一方面，試樣22有粘性過(guò)高的傾向，到了不破壞試樣則難以從被粘附體上剝離的程度。此時(shí)，導(dǎo)熱片、發(fā)熱體、放熱體等的再修整性變差，因而不優(yōu)選?；谶@些結(jié)果可知，靜摩擦系數(shù)優(yōu)選為8.0～20.0，更優(yōu)選為10.0～15.0。

此外，就試樣20、試樣21以外的各試樣而言，粘性高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)牽引時(shí)的初期為最大值、隨后牽引力為一定的穩(wěn)定的牽引。因此，作為求算靜摩擦系數(shù)時(shí)的牽引力，所有試樣均采用了最大值。