熱伝導性発泡体インターフェース材料
１つの態様においては、本発明は、発泡フィルムを含む発泡サーマル・インターフェース材料を提供するが、前記フィルムは、２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルト感圧接着剤と、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤とのブレンド物を含み、前記フィルムは、前記発泡フィルムの容積の少なくとも５パーセントのボイド容積を有する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
集積回路、能動素子および受動素子、光ディスクドライブなどは、使用条件下で熱を発生するので、そのような発熱性構成要素の連続使用を可能とするためには、そのような熱を放散させなければならない。一般的には、フィン付きの金属ブロックの形態のヒートシンクおよびヒートパイプを含むヒートスプレッダーをそれらの発熱性構成要素に取り付け、過剰の熱を伝導させて、大気中に放射させる。発熱性構成要素とヒートシンク／ヒートスプレッダーとの間で熱の橋渡しをするのに有用な材料は公知である。それらの材料の多くは、ゲル状物質、液相から固相への相変化化合物、グリース、またはパッド、などをベーストしたものであるが、それらは、プリント回路基板（ＰＣＢ）とヒートシンクとの間に機械的に挟み込まねばならない。
【０００２】
より最近になって、接着剤を取り込んだ熱伝導性材料が導入されるようになってきた。それらの熱伝導性接着剤材料は、典型的には、発熱性構成要素とヒートシンク／ヒートスプレッダーとの間に接着性の結合を形成し、そのために、機械的にクランプ止めをする必要はない。加熱活性化（ホットメルト）接着剤および感圧接着剤のいずれもが、熱伝導性接着剤として使用されてきた。すべての場合において、それらのサーマル・インターフェース材料は、（非充填または、軽度に充填したポリマー組成物に比較して）伝熱効果が高く、高温において寸法安定性があり（発熱性構成要素は、５０℃以上で使用されることが多い）、基材の間に良好な接触（浸潤性）が得られるように、柔軟で馴染みやすいものである必要がある。典型的には、そのような熱伝導性接着剤は、柔らかさ／馴染みやすさを得るために熱伝導性の面で妥協するか、その逆で熱伝導性のために、柔らかさ／馴染みやすさの面で妥協したものであった。
【０００３】
ポリマー発泡コアを含む物品の特徴は、その発泡ポリマーの密度が、発泡させる前のポリマーマトリックスの密度より低いことである。発泡体として密度を低くすることは、幾つかの公知の方法によって可能であって、たとえば、化学的発泡剤を用いた発泡による方法か、または、マトリックスの中にミクロスフェアを散在させる方法かによるが、そのミクロスフェアは典型的には、ガラスまたはある種のポリマー材料から作られており、前者は発泡体の柔らかさ／馴染みやすさにとっては、好ましいものではない。
【０００４】
発泡体は、２枚の硬質の基材、または平坦でないもしくは粗い表面を持つ基材を合わせるために使用されてきた。しかしながら、現在までのところ、サーマル・インターフェース材料のために発泡体が使用されたことはない。サーマル・インターフェース材料の中に不連続なボイドを存在させることは、そのようなボイドが有する断熱特性の面から、避けるべきである、と考えられていた。そのために、熱伝導率の点で妥協があった。
【０００５】
ある種の用途においては、難燃性が、必要とされたり、および／または適用される規制によって要求されたりする。たとえば、電気電子用途において使用されるテープは、電流、短絡、および／または関連する電子構成要素または電気的デバイスから発生する熱、などに直接暴露される可能性がある。したがって、工業規格または規制では、そのようなテープ物品の使用についての条件を課して、燃焼試験などのような認定試験を実施することが求められることもある。電気電子用途においては、業界の標準的な燃焼試験は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）のものがある（ＵＬ９４、「スタンダード・フォア・テスツ・フォア・フランマビリティ・オブ・プラスチック・マテリアルズ・フォア・パーツ・イン・デバイシズ・アンド・アプライアンシズ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｐａｒｔｓ ｉｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）」）。
【０００６】
その他の用途においても、たとえば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）にアルミニウムフレームを取り付けるといったような、再加工および／または修理をする必要がある。それらの用途においては、容易に除去することが可能な取り付け法、たとえば伸長により剥離させることが可能な取り付けシステムが都合がよいであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、受容可能な熱伝導率を有し、柔らかで／馴染みやすい、熱伝導性発泡体および熱伝導性接着剤インターフェース、およびそのサーマル・インターフェース材料の製造方法が提供されるのが、望ましい。場合によっては、難燃性構成において、伸長剥離可能な性質を有する前述の熱伝導性物品が提供されるのもまた、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様においては、本発明は、発泡フィルムを含む発泡サーマル・インターフェース材料を提供するが、前記フィルムには、２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルト感圧接着剤と、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤とのブレンド物を含み、前記フィルムは、前記発泡フィルムの容積の少なくとも５パーセントのボイド容積を有する。
【０００９】
また別な態様においては、本発明は、２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルト感圧接着剤と、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤と、有効量の発泡剤を含むサーマル・インターフェース組成物を提供する。
【００１０】
その他の態様においては、本発明の発泡サーマル・インターフェース材料および組成物にはさらに、難燃剤および／またはミクロ繊維形成材料が含まれていてもよい。
【００１１】
また別な態様においては、本発明は、発泡サーマル・インターフェース材料を調製するための方法を提供し、それに含まれるのは：
（ａ）感圧接着剤（ＰＳＡ）ポリマー、熱伝導性粒子、および発泡剤を溶融混合し、膨張性の成形性組成物を形成する工程；
（ｂ）前記発泡剤を活性化させる工程；
（ｃ）前記成形性組成物を、外部表面を有する発泡フィルムに成形する工程；および
（ｄ）場合により、前記発泡フィルムの外部表面の上に熱伝導性接着剤組成物を塗布する工程、である。
【００１２】
本発明のさらに別な態様においては、前記押出し加工可能な組成物を押出し加工した後に、発泡剤を活性化させることも可能である。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、詳細な説明を検討すること、および添付の特許請求の範囲から、当業者には明らかであろう。
【００１４】
好ましい実施態様の各種の構成を説明する際に、各種の図面を参照するが、ここで、同様の参照番号は、同様の構成を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本明細書においては、本発明の好ましい実施態様を説明するために、幾つかの用語を用いている。それらの用語はすべて、当業者らが一般的に使用している内容と矛盾しないように解釈されることを意図している。以下のような意味合いを説明するが、これらは便宜上のもので、単なる例であって、これらに限定される訳ではない。
【００１６】
「ボイド容積（ｖｏｉｄ ｖｏｌｕｍｅ）」という用語は、接着剤中に含まれる発泡剤を活性化させることにより形成された、接着剤の中に存在するボイドに関するものである。
【００１７】
「難燃剤」という用語は、可燃性材料に塗布またはその中に組み入れた場合に、熱または火炎に暴露されたその材料が発火する傾向を抑制または排除する、および／または、一旦発火したものの燃焼が継続する傾向を抑制するような物質を指す。
【００１８】
「伸長剥離（ｓｔｒｅｔｃｈ ｒｅｌｅａｓｅ）」という用語は、接着剤物品の性質を表すもので、その物品を基材表面から速度３０センチメートル／分、角度４５度以下で引き伸ばしたときに、その物品が基材表面から、目に見えるような顕著な量を残すことなく剥がされるか、または、その物品を２枚の硬質な基材の間に使用した場合には、その物品を速度３０センチメートル／分、角度５度以下で引き伸ばしたときに、その物品が基材表面から、硬質の基材の内の少なくとも片側の上に目に見えるような顕著な量を残すことなく剥がされることを特徴とする。
【００１９】
「実質的に連続の」という用語は、ミクロ繊維がその長さ方向に、少なくとも約０．５ｃｍの長さで破壊されていないことを表している。
【００２０】
「実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｆｒｅｅ）」という用語は、本発明のサーマル・インターフェース材料（ＴＩＭ）の中に存在するある構成要素が、高分子ホットメルトＰＳＡの重量を基準にして、０．１、０．０９、または０．０８重量パーセント未満のレベルであることを表している。
【００２１】
本発明は、熱伝導性充填剤およびホットメルト感圧接着剤（ＰＳＡ）ポリマー発泡体（または発泡フィルム）を含む発泡サーマル・インターフェース材料（発泡ＴＩＭ）を提供するが、その発泡体には、オリゴマーまたは低分子量ポリマーを実質的にまたは全く含まないのが望ましいが、ただし、ＰＳＡの重合の結果生成する残分（すなわち、数平均分子量が２５，０００未満のもの）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、有機溶媒、添加されたフリーラジカル重合開始剤、および架橋剤は除く。発泡フィルムにはさらに、加熱した際にさらなる膨張を可能とする１種または複数のポリマーミクロスフェアが含まれていてもよい。発泡フィルムの外部表面は実質的に、平坦であっても模様が付けられていてもよく、その発泡フィルムは、シート状、棒状、円筒状など各種の形態で用いることができる。外部表面の少なくとも一部は、フィルム、接着剤層などのための基材として機能させることができ、それによって、各種のテープ／ＴＩＭが得られる。本発明のＴＩＭの発泡フィルムには、本明細書に記載の試験方法によって測定したボイド容積を少なくとも約５パーセント含む。
【００２２】
本発明による発泡ＴＩＭの望ましい特性としては、下記のものの１つまたは複数が挙げられる：（１）バルク熱伝導率が、少なくとも約０．５ワット／メートル・Ｋ；（２）ショアーＡ硬度が約６０未満；（３）静的剪断強さ（２２℃または７０℃）が、以下において本明細書に記載する試験方法による試験したときに、少なくとも約１０，０００分；および（４）ＴＩＭが粘弾性的なミクロ繊維を含む場合においては、その引張破壊強さがＴＩＭの降伏強さの少なくとも約１５０％で、そのときの伸びが約２００％より大、そして１００％伸長させた後の回復が約５０％未満であり、ＴＩＭが弾性のあるミクロ繊維を含む場合においては、そのＴＩＭの伸びが約２００％より大、そして１００％伸長させた後の回復が約５０％未満である。発泡ＰＳＡフィルムの表面に貼り付けた、連続接着剤フィルムおよび／または場合によってはスキン接着剤層（１層または複数）を含む発泡ＴＩＭは、パネルに貼り付けると高い接着力を有することができ、たとえば９０度剥離接着力が約０．０４３８ｋＮ／ｍ（４オンス／インチ）、他の実施態様においては約０．１７６ｋＮ／ｍより大、または約０．３５２ｋＮ／ｍより大である。
【００２３】
本発明において有用な高分子ホットメルトＰＳＡは、２５，０００を超える数平均分子量、好ましくは１００，０００を超える数平均分子量、より好ましくは２００，０００を超える数平均分子量、さらにより好ましくは４００，０００を超える数平均分子量を有する（Ｌ．Ｈ．スパーリング（Ｌ．Ｈ．Ｓｐｅｒｌｉｎｇ）『イントロダクション・トゥ・フィジカル・ポリマー・サイエンス（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）』第１章、ｐ．６、ＩＳＢＮ０−４７１−８９０９２−８、における定義に従う）。高分子ホットメルトＰＳＡは、各種のポリマー材料から選択することができるが、そのようなものとしてはたとえば、ゴム、エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、ポリ−アルファ−オレフィン、合成ゴム、アクリレートポリマーおよびメタクリレートポリマー、アクリレートおよびメタクリレートコポリマー、および前述のものの組合せなどが挙げられる。任意成分の熱伝導性接着剤層はＰＳＡであってよく、たとえば、ポリ−アルファ−オレフィン接着剤、アクリル酸接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン接着剤、ゴム系接着剤とアクリル系接着剤のブレンド物、およびそれらの組合せなどである。同様にして、任意成分の熱伝導性接着剤層が加熱活性化接着剤であってもよい。連続発泡フィルムおよび／または任意成分の熱伝導性接着剤層は、その中に、実質的に連続の、長さ方向に配向させた、独立したポリマー性ミクロ繊維を含んで提供することも可能であり、そのミクロ繊維は、その物品に伸長剥離特性を付与する。さらに、連続フィルムおよび／または任意成分の熱伝導性接着剤層には、難燃剤が含まれていてもよい。
【００２４】
本発明による発泡ＴＩＭの１例を図１に示す。発泡ＴＩＭ１０には、第一の平坦表面１２とその第一の表面１２の反対側にある第二の表面（図示せず）を有する発泡フィルム１１が含まれる。本発明においては、少なくとも１種の熱伝導性充填剤１５を、ポリマー性接着剤マトリックス１６全体に散在させる。発泡フィルム１１には、そのマトリックス中に散在させた多くのボイド１４を有する、ポリマー接着剤マトリックス１６が含まれる。ボイド１４は、フィルム１１を製造する際の発泡工程の結果であり、たとえば発泡剤を使用するか、膨張性の高分子ミクロスフェアを添加するか、またはそれらを組み合わせることによって、作ることができる。発泡フィルム１１を製造する際に膨張性ミクロスフェアを加えると、ボイド１４には典型的には、膨張されてはいるが破壊はされていない形状のポリマーミクロスフェアが含まれ、それによって少なくとも５％のボイド容積が与えられている。
【００２５】
その他の層および／または構造を、発泡フィルム１１の第一の表面１２に塗布または貼り付けることが可能であるということは、充分に理解されるであろう。他の層または構造を表面１２と組み合わせる場合、熱伝導性スキン接着剤の層をまず始めに第一の表面１２に塗布し、追加の層または構造を表面１２に結合させる。同様にして、第一の表面１２の逆側の表面上に、もう一つの接着剤層、特に熱伝導性接着剤層を有する両面テープＴＩＭとして、発泡フィルム１１を得ることも可能である。剥離ライナーなどを、発泡フィルム１１の表面のいずれかまたは両方の上の熱伝導性スキン接着剤に組み合わせることも可能である。
【００２６】
図２は、第一の表面１０２と第一の表面の反対側の第二の表面（図示せず）を有する発泡フィルム１０１の形態にある、発泡ＴＩＭ１００を示す。本発明のこの実施態様においては、発泡ＴＩＭ１００には、少なくとも１種の熱伝導性充填剤１０５、複数のボイド１０４、およびポリマー性接着剤マトリックス１０６全体に散在させ、長さ方向に配向させた個々の実質的に連続の、粘弾性的および／または弾性的ミクロ繊維１０８を含む、発泡フィルム１０１が含まれる。ミクロ繊維１０８は典型的には、ＴＩＭの製造の間にその場で形成され、長さ方向に配向されている。その他の層および／または構造を、発泡フィルム１０１の第一の表面１０２に塗布または貼り付けることが可能であるということは、充分に理解されるであろう。
【００２７】
本発明において有用な高分子ホットメルトＰＳＡ（熱伝導性充填剤を用いたコンパウンディングをする前）は、２５，０００を超える数平均分子量を有していて、室温（約２２℃）において接着性がある。ＰＳＡは、接着剤の独特なカテゴリーであって、乾燥（無溶媒）の形態においては、室温で恒久的な接着性を有する。それらは、いろいろな異種表面に単に接触させるだけで、指または手の圧力以上は必要とせずに、しっかりと接着させる。ＰＳＡは、水、溶媒、あるいは熱による活性化を必要とすることなく、比較的強力な接着性保持力を発揮する。ＰＳＡは、それらの材料の弾性率が、室温で１０6ダイン／ｃｍ2より低い状態にあるという「ダールキスト（Ｄａｈｌｑｕｉｓｔ）判定基準」を用いて定量的に表すことができる。Ａ．Ｖ．ポシアス（Ａ．Ｖ．Ｐｏｃｉｕｓ）『アドヘージョン・アンド・アドヘーシブズ：アン・イントロダクション（Ａｄｈｅｓｉｏｎ ＆ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）第１版』（ハンザー・パブリッシャーズ（Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）、ニューヨーク州ニューヨーク（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ）、１９９７年）を参照されたい。本発明の発泡体には、１種または複数のＰＳＡを含む。ユニークな発泡体の性質を得るためには、異なった組成を有する２種以上のＰＳＡポリマーを使用するのが望ましい。ＰＳＡ成分のタイプと濃度を選択することによって、広い範囲の発泡体の物理的性質を得ることができる。最終的な物質における所望の性質に基づいて、特定のポリマーを選択すればよい。
【００２８】
そのホットメルトＰＳＡは、各種異なったポリマー材料であってよく、たとえばエラストマー、ゴム、熱可塑性エラストマー、ポリ−アルファ−オレフィン接着剤、アクリル系接着剤、およびそれらのブレンド物などが挙げられる。典型的には、そのポリマー樹脂は、米国特許第６，１０３，１５２号明細書に記載されているような、溶融押出し加工に適したタイプとする。化学的に異なった組成を有する２種以上のポリマーをブレンドするのが望ましい。発泡体の物理的性質は、発泡体を製造するのに使用する成分のタイプを変化させたり、それらの相対的な濃度を変化させたりすることによって、最適化することが可能である。一般的には、最終的なサーマル・インターフェース材料において所望する性質に応じて、具体的なホットメルトＰＳＡを選択する。ホットメルトＰＳＡを調製するために使用するポリマー材料には、残存量のフリーラジカル開始剤、オリゴマーまたは低分子量ポリマー（数平均分子量が２５，０００未満）、または有機溶媒が含まれていてもよいと考えられている。
【００２９】
有用なホットメルトＰＳＡを製造するための好適な材料としては、アクリレートおよびメタクリレートのポリマーまたはコポリマーを挙げることができる。そのようなポリマーは、５０〜１００重量部の、１種または複数のモノマー性のアクリル酸またはメタクリル酸の非三級アルキルアルコールエステル（そのアルキル基は１〜２０個の炭素原子（たとえば３〜１８個の炭素原子）を有する）を重合させることによって、形成させることができる。好適なアクリレートモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソボルニル、およびアクリル酸ドデシルが挙げられる。たとえばアクリル酸ベンジルおよびアクリル酸シクロベンジルのような芳香族アクリレートもまた有用である。幾つかの用途においては、５０重量部未満のモノマー性のアクリルエステルまたはメタクリルアクリルエステルを使用するのが望ましい。場合によっては、１種または複数のモノエチレン性不飽和コモノマーを、約０〜５０部コモノマーの量で、アクリレートモノマーと重合させてもよい。有用なコモノマーの１つのタイプとしては、ホモポリマーのガラス転移温度が、アクリレートホモポリマーのガラス転移温度よりも高いようなものを挙げることができる。このタイプに属する好適なコモノマーの例としては、アクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、置換アクリルアミドたとえばＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、イタコン酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸シアノエチル、Ｎ−ビニルカプロラクタム、無水マレイン酸、アクリル酸ヒドロキシアルキル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、アクリル酸ベータ−カルボキシエチル、ネオデカン酸、ネオノナン酸、ネオペンタン酸、２−エチルヘキサン酸、またはプロピオン酸のビニルエステル（たとえば、コネチカット州ダンベリー（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ）のユニオン・カーバイド・コーポレーション（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．）から、商品名バイネーツ（ＶＹＮＡＴＥＳ）として入手可能なもの）、塩化ビニリデン、スチレン、ビニルトルエン、およびアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。
【００３０】
有用なコモノマーの第二のタイプとしては、ホモポリマーのガラス転移温度が、アクリレートホモポリマーのガラス転移温度よりも低いようなものを挙げることができる。このタイプに属する好適なコモノマーの例としては、アクリル酸エトキシエトキシエチル（Ｔｇ＝−７１℃）およびアクリル酸メトキシポリエチレングリコール４００（Ｔｇ＝−６５℃、新中村化学工業（株）（Ｓｈｉｎ Ｎａｋａｍｕｒａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）から商品名ＮＫエステル（ＮＫ Ｅｓｔｅｒ）ＡＭ−９０Ｇとして入手可能）などが挙げられる。
【００３１】
本発明において有用なまた別な群としては、非光重合性モノマーから調製した、感圧ホットメルト接着剤を挙げることができる。そのようなポリマーは、接着性ポリマー（すなわち、本来的に接着性であるポリマー）、または本来的には接着性ではないものの、接着付与剤と共にコンパウンディングすると接着性組成物を形成することが可能なポリマーであればよい。具体例としては、ポリウレタン、ポリ−アルファ−オレフィン（たとえば、ポリオクテン、ポリヘキセンおよびアタクチックポリプロピレン）、ブロックコポリマー系の接着剤、天然ゴムおよび合成ゴム、シリコーン接着剤、エチレン−酢酸ビニル、およびエポキシ含有構造接着剤ブレンド物（たとえば、エポキシ−アクリレートおよびエポキシ−ポリエステルのブレンド物）、およびそれらの組合せなどが挙げられる。
【００３２】
場合によっては、その接着剤が高い使用温度（すなわち、７０℃までまたはそれ以上）を有しているのが望ましい。このことは、幾つかの公知の方法により達成することができる。たとえば、アクリル系接着剤は、電子ビーム（Ｅビーム）、ガンマ線などを照射することによって架橋させることができる。ブロックコポリマー系の接着剤は、米国特許第６，２７７，４８８号明細書に記載されているように、そのブロックコポリマーに、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）または末端ブロック補強樹脂を添加することによって、それらの高温性能を改良することができる。
【００３３】
多くの熱伝導性充填剤が、本発明の接着剤の中で使用するのに適している。熱伝導性充填剤は、ＡＳＴＭ Ｄ１５３０に従って測定したバルク熱伝導率が約５〜１０００ワット／メートル・Ｋの間である、各種材料から選択される。好適な熱伝導性充填剤の例を挙げれば、酸化アルミニウム、ベリリア、ジルコニア、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタンなど、およびそれらの組合せなどがあるが、これらに限定される訳ではない。これらの充填剤には、各種の形状／形態のものがある（球状、フレーク状、アグロメレート状、結晶状、針状、ヒューム状）。形状は、選択した接着性樹脂のレオロジーおよび最終のホットメルトＰＳＡ／粒子混合物の加工容易性に応じて選択する。充填剤は、幾つかの結晶形（たとえば、六方晶系および斜方晶系窒化ホウ素）として入手できるが、結晶のタイプは、結晶の熱伝導率（結晶軸の違いによる、熱伝導率の異方性も含めて）および最終的な機械的性質およびコストに対する結晶系の影響に応じて選択する。
【００３４】
粒径および粒径分布もまた、機械的性質および接着性に影響するので、最終的な接着性に対する要求に合わせるように粒径を選択するべきである。別な実施態様においては、充填剤（または充填剤混合物）の粒径および粒子の添加量を選択して、充分な機械的性質を維持しながらも、好適な伝熱性が得られるようにする。
【００３５】
典型的には、有用な熱伝導性粒子の平均粒径は、０．５マイクロメートル（μｍ）〜２５０マイクロメートルの範囲である。別な実施態様においては、熱伝導性粒子の平均粒径が１〜１００マイクロメートルや、１０〜７０マイクロメートルの範囲である。粒子は、０．５〜２５０マイクロメートルの間の任意の範囲内で平均粒径に幅があってもよく、また、０．５〜２５０マイクロメートルの間のどの平均粒径であってもよい。接着剤には、接着剤および／またはサーマル・インターフェースマトリックスの橋かけをすることが可能で、その粒径が大きくなる程度に合わせてマトリックスから露出されるような熱伝導性粒子を含むことができる。それによって、粒子がＰＳＡの内部に含まれることになり、熱源の基材と熱伝達性物品、たとえばヒートシンク物品の間にある経路における熱伝導性が改良される。それらの粒子は、ヒートシンク物品の近傍または基部に衝突するのに充分な大きさを有していて、それによって、ヒートシンク物品を使用状態にする前または後に、その表面の内部または上に押さえつけられるようにする。一般的に、接着剤厚みを一定としてそれらの粒径を大きくすると、熱源の基材と熱伝達性物品との間の熱伝導率が大きくなる。
【００３６】
粒径の選択は、その用途に依存する。たとえば、（たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）とヒートシンクの間に見られるように）接着剤層が２５〜１００μｍの範囲に入るような場合には、主寸法が少なくとも約１〜２μｍで、かつ約３０μｍ以下であるか、別な実施態様においては約５〜２０μｍの間であるような粒子が適している。熱基材と冷基材の間のギャップがより大きい場合には、約２０〜３０μｍより大きい、たとえば５０〜２５０μｍの粒子を使用する。さらに、異なった粒径の材料を組み合わせて使用することも可能である。熱伝導性充填剤の粒径が大きいほど、バルク熱伝導率も高くなる。選択された粒子の内の少なくとも幾分かが、ヒートシンク物品に取り付ける際に塑性変形することが可能であるならば、それらの粒径は、上述の大きさよりもさらに大きくすることもできる。粒径の異なるものを混合すると、充填密度が上がることとなり、それによって、得られる熱伝導率を改良することができる。異なった熱伝導性充填剤を組み合わせて、高価な充填剤（たとえば、窒化ホウ素）の一部をより安価な充填剤（たとえば、炭化ケイ素）と置きかえることによって、熱的な性能は同等に維持しながらもコストを下げられることが、判っている。熱伝導性充填剤では、熱伝導率が各種の結晶面に沿って異方性を有していることが多く、熱的な性能を向上させるために、公知の方法に従って充填剤を配向させることも用いることができる。
【００３７】
熱伝導性粒子は、本発明の接着剤組成物中に、全組成物の少なくとも２５重量パーセントの量で存在させることができる。本発明の別な実施態様においては、熱伝導性充填剤を、少なくとも約３０重量パーセント、少なくとも約４０重量パーセントの量、本発明のいくつかの実施態様においては少なくとも約５０重量パーセントの量で存在させる。また別な実施態様においては、熱伝導性充填剤を、本発明の接着剤ブレンド物中に、２５〜８０重量パーセント、３０〜８０重量パーセント、４０〜８０重量パーセント、５０〜８０重量パーセントの範囲、あるいは、２５〜８０重量パーセントの間の任意の範囲で存在させることができる。
【００３８】
熱伝導性充填剤の最大量は、その物品の最終的な性質（たとえば、硬度、馴染みやすさ、接着性、および熱伝導率）を基準に選択するが、熱伝導性充填剤は一般に、約８０重量パーセント未満の量で存在させる。
【００３９】
発泡サーマル・インターフェース材料は、少なくとも約０．５ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有し；別な実施態様においては、発泡サーマル・インターフェース材料は、少なくとも約０．６ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有し；そして、また別な実施態様においては、少なくとも約０．８ワット／メートル・Ｋである。
【００４０】
有用な発泡剤としては、混入ガス／高圧注入ガス；発泡剤、たとえば化学的発泡剤および物理的発泡剤；膨張または未膨張ポリマーバブル；およびそれらの組合せが挙げられる。
【００４１】
高圧注入ガスとは、密閉した混合系（たとえば、密閉式押出機）に２０．６７ＭＰａ（３０００ｐｓｉ）より高い圧力で添加して、その密閉系から出るときに発泡体を形成させるようなガスのことである。高圧注入ガスの例としては、窒素、空気、二酸化炭素（ＣＯ2）およびその他の相溶性のあるガス、およびそれらの組合せなどが挙げられる。
【００４２】
本発明において有用な物理的発泡剤としては、発泡フィルムがダイから押し出されるときの温度と圧力では気体である、各種の天然に存在する大気物質なら何でもよい。物理的発泡剤は、ガス状、液状または超臨界流体としてポリマー材料の中に導入することができる。物理的発泡剤は、押出機系の中に注入してもよい。物理的発泡剤は通常、加工工程の間押出機の中で存在している条件下では超臨界状態となっている。物理的発泡剤を使用する場合には、それが使用しているポリマー材料の中に可溶性であることが好ましい。物理的発泡剤に何を使用するかは、得られる発泡物品において求められる性質によって決める。発泡剤を選択する際に考慮すべきその他の因子は、その毒性、蒸気圧プロフィール、および取扱いの容易さである。発泡剤、たとえばペンタン、ブタン、およびその他の有機物質、たとえばヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）およびヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）を使用することができるが、不燃性、非毒性であって、オゾン層破壊のない発泡剤が好ましく、その理由は、それらが使用するのに容易であり、たとえば、環境面および安全面で問題が少ないからである。好適な物理的発泡剤の例としては、たとえば、二酸化炭素、窒素、ＳＦ6、亜酸化窒素、ペルフルオロ化流体たとえばＣ2Ｆ6、アルゴン、ヘリウム、希ガスたとえばキセノン、空気（窒素と酸素のブレンド物）、およびそれらの物質のブレンド物、ヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）およびヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）などが挙げられる。
【００４３】
化学的発泡剤の場合には、物理的発泡剤の場合のような注入システムを必要とせず、実質的にいかなる押出し系においても使用することができる。化学的発泡剤例を挙げれば、水、およびアゾ−、カーボネート−、およびヒドラジド−系の分子で、たとえば、４，４'−オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド、たとえばセロゲン（ＣＥＬＯＧＥＮ）ＯＴ（コネチカット州ミドルベリー（Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，ＣＴ）のユニロイヤル・ケミカル・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から入手可能）、４，４'−オキシベンゼンスルホニルセミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、シュウ酸ヒドラジド、ジフェニルオキシド−４，４'−ジスルホヒドラジド、ベンゼンスルホンヒドラジド、アゾジカーボナミド、アゾジカーボナミド（１，１'−アゾビスホンアミド）、メタ変性アゾジカルボニド、５−フェニルテトラゾール、５−フェニルテトラゾール類縁体、ヒドラゾカルボキシレート、ジイソプロピルヒドラゾジカルボキシレート、アゾジカルボン酸バリウム、５−フェニル−３，６−ジヒドロ−１，３，４−オキサジアジン−２−オン、ナトリウムボロヒドリド、アゾジイソブチロニトリル、トリヒドラジノトリアジン、アゾジカルボン酸の金属塩、テトラゾール化合物、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸塩化合物とポリカルボン酸との調合物、およびクエン酸と重炭酸ナトリウムの混合物、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ−テレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、およびそれらの組合せなどがある。ニューヨーク州ナイアガラフォールズ（Ｎｉａｇｒａ Ｆａｌｌｓ，ＮＹ）のワシントン・ミルズ・エレクトロ・ミネラルズ・コーポレーション（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｍｉｌｌｓ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｃｏｒｐ．）から、シルカライド・Ｇ−２１・シリコン・カーバイド・グレード・Ｐ２４０（ＳＩＬＣＡＲＩＤＥ Ｇ−２１ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｇｒａｄｅ Ｐ２４０）の商品名で入手可能な炭化ケイ素が、化学的発泡剤、さらには熱伝導性充填剤として機能することが見出された。その他の化学的発泡剤については、Ｄ．クレンプナー（Ｄ．Ｋｌｅｍｐｎｅｒ）、Ｋ．Ｃ．フリッシュ（Ｋ．Ｃ．Ｆｒｉｓｃｈ）（編）『ハンドブック・オブ・ポリメリック・フォームズ・アンド・フォーム・テクノロジー（Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｏａｍｓ ａｎｄ Ｆｏａｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）』第１７章（ハンセン（Ｈａｎｓｅｎ）、ニューヨーク（ＮＹ）、１９９１）に記載がある。
【００４４】
１種または複数の膨張性高分子ミクロスフェアを、本発明の発泡熱伝導性フィルムにおける発泡剤として使用することができる。膨張性高分子ミクロスフェアは、ポリマー性シェルと、気体、液体またはそれらの組合せのコア材料とからできている。ポリマー性シェルの溶融温度もしくは流動温度またはそれ以下に加熱すると、ポリマーシェルが膨張する。好適なコア材料の例を挙げれば、プロパン、ブタン、ペンタン、イソブタン、ネオペンタン、または類似の物質、およびそれらの組合せなどがある。ポリマーミクロスフェアシェルに使用する熱可塑性樹脂の素性が、発泡体の機械的性質に影響する可能性があり、発泡体の性質を、ミクロスフェアの選択、あるいは異なったタイプのミクロスフェアの混合物の使用により、調節することができる。たとえば、低密度の発泡体物品において高い引張力および凝集力が望ましいような場合には、アクリロニトリル含有樹脂が有用である。アクリロニトリル含量がシェルに用いた樹脂の少なくとも５０重量パーセント、一般には少なくとも６０重量パーセント、典型的には少なくとも７０重量パーセントであるような場合に、このことは特にあてはまる。シェルとして使用することが可能な、好適な熱可塑性樹脂の例を挙げれば、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、たとえばポリアクリレート；アクリレート−アクリロニトリルコポリマー；およびメタクリレート−アクリル酸コポリマーなどがある。塩化ビニリデン含有ポリマー、たとえば塩化ビニリデン−メタクリレートコポリマー、塩化ビニリデン−アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル−塩化ビニリデン−メタクリロニトリル−アクリル酸メチルコポリマー、およびアクリロニトリル−塩化ビニリデン−メタクリロニトリル−メタクリル酸メチルコポリマーを使用することもできるが、ただし、高い強度が必要とされるような場合には望ましいものではない。一般的に言って、高い強度が必要とされる場合には、そのミクロスフェアシェルには、２０重量パーセント以下の塩化ビニリデン、典型的には１５重量パーセント以下の塩化ビニリデンを含むようにする。高い強度を要する用途では、実質的に塩化ビニリデンを含まないミクロスフェアを必要とする。ハロゲンを含まないミクロスフェアを本発明の発泡体において使用することも可能である。市場で入手可能な好適な膨張性高分子ミクロスフェアの例としては、ピアス・スティーブンス（Ｐｉｅｒｃｅ Ｓｔｅｖｅｎｓ）（ニューヨーク州バッファロー（Ｂｕｆｆｆａｌｏ，ＮＹ））から商品名Ｆ−３０Ｄ、Ｆ−５０Ｄ、Ｆ−８０ＳＤ、およびＦ−１００Ｄとして入手できるものがある。好適な膨張性高分子ミクロスフェアはさらに、エクスパンセル・インコーポレーテッド（Ｅｘｐａｎｃｅｌ，Ｉｎｃ．）（ジョージア州ダルース（Ｄｕｌｕｔｈ，ＧＡ））から、商品名エクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）５５１、エクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）４６１、エクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）０９１、およびエクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）０９２ＭＢ１２０として入手することが可能である。膨張性高分子ミクロスフェアは典型的には、その膨張温度と、使用する熱伝導性充填剤を基準に選択する。
【００４５】
発泡剤の量は、発泡フィルムの容積の少なくとも５％を構成するボイド容積を与えるように選択する。一般的には、発泡剤濃度が高いほど、その発泡フィルムの密度が低下し、熱伝導率が低くなる。すなわち、ボイド容積が高いほど、その発泡フィルムの熱伝導率が低くなる。たとえば、ポリマー樹脂の中のミクロスフェアの量は、典型的には（ポリマー１００部を基準にして）０．１重量部〜１０重量部の範囲、他の実施態様においては約０．５重量部〜約５重量部、さらに他の実施態様においては、約０．５重量部〜約２重量部の範囲である。
【００４６】
発泡ＴＩＭには、本明細書に記載した試験方法で測定して、少なくとも約５パーセントのボイド容積を含む。また別な実施態様においては、発泡ＴＩＭには、本明細書に記載した試験方法で測定して、少なくとも約１０パーセントのボイド容積を含む。一般的に言って、発泡ＴＩＭには、ボイドが熱伝導率におよぼす影響を考慮して、約７５パーセント未満のボイド容積、約６０パーセント未満、または約５０パーセント未満のボイド容積を含ませる。
【００４７】
ある種の用途においては、難燃性が、必要とされたり、および／または適用される規制によって要求されたりする。たとえば、電気電子用途において使用されるテープは、電流、短絡、および／または関連する電子構成要素または電気的デバイスから発生する熱、などに直接暴露される可能性がある。したがって、工業規格または規制では、そのようなテープ物品の使用についての条件を課して、燃焼試験などのような認定試験を実施することが求められることもある。電気電子用途においては、業界の標準的な燃焼試験は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）のものがある（ＵＬ９４、「スタンダード・フォア・テスツ・フォア・フランマビリティ・オブ・プラスチック・マテリアルズ・フォア・パーツ・イン・デバイシズ・アンド・アプライアンシズ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｐａｒｔｓ ｉｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）」）。発泡ＴＩＭが、ＵＬ９４Ｖ−２燃焼性グレードに合格する、また別な実施態様においては、ＵＬ９４Ｖ−０燃焼性グレードに合格するのが、好ましい。
【００４８】
本発明の発泡ＴＩＭに加えるのに適した難燃剤は、いかなるタイプの難燃剤であってもよいが、その難燃剤は一般的に、発泡ＴＩＭの全重量を基準にして約５重量パーセント〜約４０重量パーセントの間の濃度で、フィルム中に存在させる。その難燃剤は、発泡性難燃剤とすることもできるし、および／または非発泡性難燃剤とすることもできる。典型的には、難燃剤はハロゲン非含有、そしてアンチモンを含まないものである。本明細書に記載する発泡ＴＩＭにおいて使用するのに適した難燃剤の例を挙げれば、ノースカロライナ州シャーロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）のクラリアント・コーポレーション（Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている、商品名エキソリット（ＥＸＯＬＩＴ）、たとえばＩＦＲ２３、ＡＰ７５０、エキソリット（ＥＸＯＬＩＴ）ＯＰグレート（有機リン系化合物をベースとしたもの）、およびエキソリット（ＥＸＯＬＩＴ）ＲＰグレード（赤リン物質）、非ハロゲン化難燃剤のたとえば、ファイアブレーク（ＦＩＲＥＢＲＡＫＥ）ＺＢおよびボルガード（ＢＯＲＧＡＲＤ）ＺＢ、ならびにイスラエル国ベール・シバ（Ｂｅｅｒ Ｓｈｉｖａ，Ｉｓｒａｅｌ）のデッド・シー・ブロミン・グループ（Ｄｅａｄ Ｓｅａ Ｂｒｏｍｉｎｅ Ｇｒｏｕｐ）から入手可能な、ＦＲ３７０（トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェート）などがある。熱伝導性充填剤としても機能する好適な難燃剤の例としては、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムが挙げられる。
【００４９】
１種または複数の難燃剤および／または相乗剤のブレンド物もまた、本発明の発泡ＴＩＭにおいて使用することができる。難燃剤システムの選択は、各種のパラメーターたとえば、目的とする用途に対する工業標準などや、発泡フィルムポリマーマトリックスの組成によって、決める。さらに、本発明の発泡ＴＩＭには、発煙抑制剤を加えることもできるが、そのようなものとしては、オハイオ州クリーブランド（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）のシャーウィン−ウィリアムズ・ケミカルズ（Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から商品名ケムガード（Ｋｅｍｇａｒｄ）ＨＰＳＳ、９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃとして入手可能なものがある。
【００５０】
伸長剥離特性を与えるため、および本発明の発泡ＴＩＭをさらに補強するために、熱伝導性フィルム、熱伝導性スキン接着剤、またはフィルムとスキン接着剤の両方に、本明細書に記載の製造工程の間に、その場で形成される粘弾性的および／または弾性的ミクロ繊維を形成するミクロ繊維形成材料を含む。個々のミクロ繊維は個々に実質的に連続であり、接着性ポリマーマトリックス全体にわたって分散され、フィルムの長さ方向に配向されている。ミクロ繊維としては、係属中の米国特許出願公開第０２−０１８７２９４Ａ１号明細書の教示に従って作られるようなものが好適であることが判った。本発明の発泡ＴＩＭにおいては、個々のミクロ繊維は、長さ方向に少なくとも約０．５センチメートル（ｃｍ）、他の実施態様においては、少なくとも約２ｃｍ、約５ｃｍ、または約８ｃｍは、破壊されていない。また別な態様においては、個々の実質的に連続のミクロ繊維は一般に、０．０５〜５マイクロメートル、典型的には０．１〜１マイクロメートルの最大直径を有し、個々の実質的に連続のミクロ繊維のアスペクト比（すなわち、長さの直径に対する比）が約１０００より大きい。
【００５１】
発泡ＴＩＭにはさらに、上記で明確に除外される物質以外の、その他の幾つかの添加剤が含まれていてもよい。好適な添加剤の例を挙げれば、接着付与剤（たとえば、ロジンエステル、テルペン、フェノール、および脂肪族、芳香族、または脂肪族と芳香族混合の合成炭化水素樹脂）、顔料、補強剤、疎水性もしくは親水性シリカ、炭酸カルシウム、強化剤、繊維、充填剤、抗酸化剤、安定剤、およびそれらの組合せなどがある。前述の追加の添加剤および成分は一般に、目的とする最終の性質、特に接着性を有する物品が得られるのに充分な量で添加する。良好な馴染み性と表面接触性を得るためには、ＴＩＭの硬度がショアーＡで約６０未満であるのが好ましい。
【００５２】
本発明のその他の実施態様としては、テープおよび転写テープが挙げられる。有用なバッキング材料は熱伝導性である。そのようなバッキング材料は、本来的に熱伝導性であってもよいし、あるいは、先に「熱伝導性充填剤」として説明したような、熱伝導性を付与するための、添加剤（１種または複数）を含んでいてもよい。好適なバッキング材料の例を挙げれば、セルロース系材料、たとえば紙および布（織布および不織布）；フィルム、たとえばポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリプロピレン、およびナイロン；熱伝導性発泡材料、たとえばポリエチレン発泡体およびアクリル系発泡体；スクリム；および金属フォイル、たとえばアルミニウムフォイルなどがある。また別な実施態様においては、バッキング材料が剥離ライナーであってもよい。その実施態様においては、バッキングが熱伝導性である必要はない。剥離ライナーは、剥離コーティングを用いて片面または両面にコーティングすることができる。このバッキングはさらに、多重層として提供されてもよい。
【００５３】
多重層発泡ＴＩＭは、発泡フィルムにポリマー層または非ポリマー層を積層させるか、または、複数の押出し発泡フィルムを、それらが個々に成形用オリフィスを押し出されてくるときに、ある種の固着手段、たとえば接着剤を用いて重ね合わせることによって、調製することも可能である。使用可能なその他の方法としては、押出しコーティングおよびインクルージョン共押出しがあるが、それについては、たとえば、米国特許第５，４２９，８５６号明細書に記載がある。
【００５４】
図３には、また別なＴＩＭ２００を示しているが、ここでは、発泡フィルム２０１の表面２０２の１つの上に、熱伝導性スキン接着剤層２２０が設けられている。発泡フィルム２０１には、複数のボイド２０４およびマトリックスの中に散在させられた熱伝導性粒子２０５を含む、ポリマー接着剤マトリックス２０６が含まれる。スキン接着剤層２２０には、本明細書においてさらに説明されているような、各種の接着剤材料および熱伝導性充填剤が含まれていてもよい。典型的には、スキン接着剤層２２０は、その中に難燃剤を含まない配合の熱伝導性ＰＳＡである。場合によっては、接着剤２２０を他の基材などに塗布する前にその接着剤層２２０を保護する目的で、剥離ライナー（図示せず）を用いてもよい。
【００５５】
本発明の主題に従えば、上述の熱伝導性スキン接着剤層を発泡フィルムと組み合わせることは、たとえば、押出し加工可能な発泡剤含有組成物と、１種または複数の押出し加工可能な接着剤組成物とを共押出しすることによって可能となるが、これについては後により詳しく説明する。熱伝導性接着剤組成物は一般に、難燃剤なしの配合および／または選択をすることにより、接着剤物品、たとえば、連続の発泡フィルムがそのテープのための基材を形成しているようなテープを与える。接着剤は、連続発泡フィルムの表面の一部（たとえば、その主表面の１つの面の上）に塗布し、その発泡フィルムの表面の一部（第二主表面）は基材のまま残して、さらなる層または構造を支持するようにすることができる。スキン接着剤はまた、発泡フィルムの表面に積層することも可能であるし、あるいは、スキン接着剤層を剥離ライナーに付着させた後に、そのスキン接着剤層の上に発泡フィルムを直接押出すか、またはコーティングすることも可能である。スキン接着剤層には、多重の接着剤層を用いてもよい。典型的には、スキン接着剤層における熱伝導性充填剤の濃度を発泡フィルムよりも低くして、接着性を最大化させることができる。一般に、熱伝導性充填剤の量が増えるほど、接着性は低下する。
【００５６】
図４を参照すると、本発明による発泡ＴＩＭを調製するための、押出しプロセス３００が示されている。本発明のプロセスに従えば、ホットメルトＰＳＡポリマーを第一の押出機３１０（典型的には、単軸スクリュー押出機）に供給し、ポリマーを軟化、混合して、押出し加工に適した形態とする。得られたポリマーを用いて、発泡フィルムのポリマーマトリックスを形成させる。ポリマーを押出機３１０に供給するには、たとえば、ペレット、ビレット、パッケージ、ストランド、パウチ、およびロープなど、利便性が良ければいかなる形態であってもよい。
【００５７】
次いで、熱伝導性充填剤、および、存在させるならば接着性付与樹脂、難燃剤、ミクロ繊維形成材料、およびその他の添加剤（発泡性ミクロスフェアは、存在させるとしても除外する）を第二の押出機３１２（たとえば、典型的には２軸スクリュー押出機）に供給する。ホットメルトＰＳＡポリマーは、第一のポート３１１を通して、押出機３１０から第二の押出機３１２の中に直接供給してもよい。熱伝導性充填剤およびその他の添加剤は、どのポートから供給してもよいが、典型的には押出機３１２の混合／分散セクションより手前の位置にある、フィード口３１３から第二の押出機３１２の中に、典型的には供給する。組み合わせたホットメルトＰＳＡポリマーと添加剤は、押出機３１２の中で充分に混合する。構成成分の添加順と混合条件（たとえば、スクリュー速度、スクリューの長さ、および温度）を選択して、最適な混合が行われるようにする。一般的には混合は、ミクロスフェアが存在しているような場合には、そのようなミクロスフェアが膨張するのに必要な限界温度よりも低い温度で実施する。しかしながら、ミクロスフェアの膨張温度よりも高い温度を使用することも可能であるが、そのような場合には典型的には、混合の後で押出機３１２へのミクロスフェアの添加の前に温度が下げられている。押出し加工に適した形状でホットメルトＰＳＡポリマーが得られるような場合には、その第一の押出し工程は省略して、ポリマーを直接押出機３１２に供給することも可能であることは、認識されたい。多量の熱伝導性充填剤を組み入れる場合には、その充填剤を複数の添加ポートを通して押出機に添加し（すなわち、分散供給、図示せず）、ポート３０９からの真空を用いて取り込まれた空気を除去するのが望ましい。一般的には、ボイド容積は、取り込まれたガス、化学的発泡剤、物理的発泡剤、およびミクロスフェアによって与えられる。
【００５８】
膨張性高分子ミクロスフェアを、第二の押出機３１２に添加することができるが、典型的には、供給口３１３の下流側、典型的には押出機３１２の輸送ゾーンの直ぐ手前の独立したゾーンで添加する。それを添加した後は、熱伝導性充填剤、膨張性高分子ミクロスフェア、ホットメルトＰＳＡポリマー、および任意成分の難燃剤および／またはミクロ繊維形成材料を、輸送ゾーンの中で溶融混合し、膨張性の押出し加工可能な組成物を形成させる。溶融混合工程の目的は、熱伝導性充填剤、ミクロスフェア、およびその他の添加剤（存在させるとすれば）を溶融ポリマー全体の中に分散させた、膨張性の押出し加工可能な組成物を調製することにある。典型的には、その溶融混合操作では、供給口３１３より下流側の１つの輸送ブロックを使用して充分な混合を行うが、同様にして混練要素を使用してもよい。溶融混合の際に採用する温度、圧力、剪断速度、および混合時間を選択して、ミクロスフェアが膨張してしまったり破壊されたりしないようにして、膨張性の押出し加工可能な組成物を調製する。具体的な添加順序、ゾーン温度、圧力、剪断速度、および混合時間を、加工処理すべき具体的な化学組成物を基準にして選択するが、そのような諸条件の選択は当業者の技量の範囲内である。
【００５９】
溶融混合工程の後、その膨張性の押出し加工可能な組成物を、ギアポンプ３１６を用い、輸送配管３１８を通して、押出しダイ３１４（たとえば、コンタクトダイまたはドロップダイ）の中に計量仕込みする。多層ダイ３１４の内部温度は、輸送配管３１８の内部温度と実質的に同じ温度に保つ。ダイ３１４の内部温度は、発泡性ミクロスフェアの膨張を起こさせるのに必要な温度以上とする。図４においては、押出しダイ３１４を多層ダイとして示しているが、ダイ３１４が単層ダイであってもよいことは理解されたい。輸送配管３１８の内部温度もまたミクロスフェアの膨張を開始させるのに必要な限界温度以上となるが、通常は輸送配管３１８の内部の圧力を充分に高くして、ミクロスフェアが配管３１８の中に滞留している間には、ミクロスフェアが膨張しないようにする。ダイ３１４の内部容積が配管３１８の内部容積よりも大きいので、配管３１８からダイ３１４へと流れてくる材料が、輸送配管３１８の内部よりは低い圧力へと、圧力低下にさらされる。膨張性の押出し加工可能な組成物がダイ３１４に入ると、圧力の低下とダイ３１４内部での加熱とによって、高分子ミクロスフェアの膨張が始まる。ミクロスフェアの膨張が始まると、膨張性の押出し加工可能な組成物が発泡体を形成する。通常、ミクロスフェアの膨張のほとんどは、ミクロスフェアがダイ３１４を出るより前に起きる。ダイ３１４の内部の圧力は、膨張性の押出し加工可能な組成物がダイ３１４の出口ポート３１５に近づくほど、連続的に低くなっていく。圧力が連続的に低下することによって、ダイの内部においてミクロスフェアがさらに膨張するようになる。膨張性ポリマー組成物がダイ３１４から出るより前に、発泡性ミクロスフェアの膨張を促進させるに充分なほど低くダイキャビティの中の圧力を保てるように、押出機３１２およびダイ３１４を通過するポリマーの流動速度を維持する。ダイ３１４の形状を選択あるいは細工して、発泡ＴＩＭが所望の形状になるようにすることができる。たとえば、連続または不連続なシートやフィルムなど、各種の発泡体形状を作り出すことが可能である。本発明による発泡体の製造において、発泡性ミクロスフェアに代えて、あるいはミクロスフェアと組み合わせて、化学的発泡剤などを使用することができるのは、当業者のよく知るところである。
【００６０】
所望により、発泡フィルムの一方または両方の表面の平滑さを増すことも可能であるが、それには、発泡フィルムがダイ３１４を出た後に、ニップロール３１７を用いて発泡フィルムを冷却ロール３１９に押しつける方法か、あるいは、発泡フィルムのそれぞれの表面に平滑なライナーを当てて、その複合材料物品をニップの間を通過させる方法を用いる。（一方または両方の）表面を平滑にすることは、良好な表面接触と接着をさせるには都合がよい。発泡フィルムの一方または両方の表面の上にパターンを型押しすることも可能であり、それには、発泡体がダイ３１４を出た後でその発泡体をパターン模様のあるロールに接触させる方法か、あるいは、たとえば、米国特許第６，１９７，３９７Ｂ１号明細書に記載されているような、パターン化または微細構造化ライナーを使用する方法を用いる。
【００６１】
特に、大きな取り付け面積を有する硬質の基材と接着させる場合、良好な熱伝導性を得るためには、発泡ＴＩＭと基材の間に空気の取り込みが無いのが望ましい。非接触または非接着の領域では、熱が伝わらず、その発泡ＴＩＭの総合的な熱伝導率が低下する。パターン化された発泡ＴＩＭでは、空気を追い出しやすく、その結果として接着剤の接触が改良される。非発泡ＴＩＭに対して、発泡ＴＩＭでは柔らかさと馴染みやすさが改良されていることもまた、接着剤の接触の改良に寄与している。
【００６２】
この押出しプロセスを用いて、異なった密度の領域を有するパターン化発泡フィルムを調製することも可能である。たとえば、（図４において）フィルムがダイ３１４を出るより下流側で、たとえば、パターンロールまたは赤外線マスクを使用することによって、フィルムを選択的に加熱して、発泡フィルムの所定の領域の中で、ミクロスフェアを段階的に、あるいは領域を分けて膨張させることができる。
【００６３】
改良された接着性が必要とされる用途においては、熱伝導性発泡フィルムを１種または複数のスキン接着剤層と組み合わせるし、別な実施態様においては、１種または複数の熱伝導性スキン接着剤層を、発泡フィルムの外部表面に塗布する。スキン接着剤層の厚みは、典型的には０．０２５ｍｍ（１ミル）〜０．１２５ｍｍ（５ミル）、別な実施態様においては、０．０２５ｍｍ（１ミル）〜０．０７６ｍｍ（３ミル）である。図４には、そのような共押出しプロセスが示されている。スキン接着剤層のための接着剤を、系に導入するには、接着性ポリマーを押出機３３０（たとえば、単軸スクリュー押出機）に供給するが、そこでポリマーを軟化させてから、第二の押出機３３２（たとえば、典型的には２軸スクリュー押出機）に供給し、そこでそのポリマーに、熱伝導性充填剤および（使用するならば）その他の添加剤を混合する。接着剤、典型的にはＰＳＡをその系を通すことで加工して、たとえばテープとして有用なスキン層を有する発泡ＴＩＭを得る。そのような用途のためには、接着剤の接着性またはタック性を低下させるような他の添加剤を加えることなく、熱伝導性接着剤を配合する。
【００６４】
難燃剤材料は、接着剤のための配合からは通常除かれるが、接着剤に難燃性を付与するには効果がありながら接着剤のタックに顕著な悪影響を与えない程度の濃度で、少量の難燃剤を接着剤の中に加えることも可能である。具体的には、非常に薄い（すなわち、０．６３５ｍｍ未満（０．０２５インチ未満））熱伝導性難燃性発泡ＴＩＭにおけるスキン接着剤に少量の難燃剤を添加するのが望ましい。スキン接着剤層に添加する難燃剤の量は、スキン接着剤の全重量の約３０重量パーセント以下、約２０重量パーセント以下、約１０重量パーセント以下、または約５重量パーセント以下である。
【００６５】
成形可能または押出し加工可能な接着剤組成物を、押出機３３２から、ギアポンプ３３６を使用し、輸送配管３３４を通して、ダイ３１４の適切なチャンバに計量仕込みする。その接着剤を、ダイ３１４の出口ポート３１５を通して発泡体と共に共押出しして、それにより接着剤を発泡フィルムの外部表面に、直接塗布する。発泡フィルムが、その上に２つの主外部表面を有するシートの形状で得られる場合には、接着剤を、発泡フィルムの主外部表面の一方または両方の上に塗布することができる。接着剤を用いて物品をコーティングするための共押出し方法は、当業者には公知であって、本明細書でこれ以上説明する必要は無い。スキン接着剤層を塗布するには他の方法を使用することも可能で、それにはたとえば、直接コーティング、スプレーコーティング、パターン印刷、積層法などがある。
【００６６】
スキン接着剤層を発泡フィルムの主外側表面の両方に塗布した場合には、得られる発泡ＴＩＭは、発泡フィルムをコアとし、発泡フィルムの主表面それぞれの上にスキン接着剤層を有することを特徴とする３層の物品となる。３層Ａ／Ｂ／Ｃ構成（接着剤Ａ／発泡体Ｂ／接着剤Ｃ）とするためには、もう１台の押出機と関連の設備を用いることにより、発泡体の他の主表面にもう１層の熱伝導性スキン接着剤層が得られるようにすることができる。この構成においては、発泡ＴＩＭの２つの主表面を、発泡ＴＩＭの熱伝導性が望ましいおよび／または必要とされているような用途において使用するための各種の表面に接着させることができる。さらに、スキン接着剤層の中に難燃剤を含まないために、熱伝導性発泡フィルムを表面または基材に、使用した具体的なスキン接着剤が発揮できる最高度の接着性をもって、接着させることが可能となる。
【００６７】
本発明の物品において使用するのに好適なスキン接着剤としては、各種の極性および／または非極性基材に受容可能な接着性を与えるいかなる接着剤であってもよい。ＰＳＡは一般に受容可能なものである。好適なＰＳＡの例としては、アクリル系ポリマー、ポリウレタン、熱可塑性エラストマーたとえば、クレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）の商品名で市販されているもの（たとえば、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、およびそれらの組合せ）およびその他のブロックコポリマー、ポリオレフィンたとえばポリ−アルファ−オレフィンおよび非晶質ポリオレフィン、シリコーン、ゴム系接着剤（天然ゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ブチルゴム、などを含む）、さらにはそれらの接着剤の組合せまたはブレンド物をベーストしたものが挙げられる。熱伝導性スキン接着剤には、接着付与剤、補強樹脂、可塑剤、レオロジー調節剤、充填剤、繊維、架橋剤、抗酸化剤、染料、着色剤、さらには活性成分たとえば抗菌剤などが含まれていてもよい。
【００６８】
本発明において有用であると知られているＰＳＡの群としては、たとえば、米国再発行特許発明第ＲＥ２４，９０６号明細書に記載されているようなアクリレートコポリマー、特に、重量比が９０：１０から９８：２までのアクリル酸イソオクチル：アクリル酸のコポリマーがある。重量比が９０：１０から９８：２までのアクリル酸２−エチルヘキシル：アクリル酸コポリマー、および６５：３５のアクリル酸２−エチルヘキシル：アクリル酸イソボルニルコポリマーもまた、受容可能である。たとえば、米国特許第５，８０４，６１０号明細書および同第５，９３２，２９８号明細書に記載されているのは、有用な接着剤である。接着剤の中に、たとえば米国特許第４，３１０，５０９号明細書および同第４，３２３，５５７号明細書に記載されているような、抗菌剤を加えることも考えられる。国際公開第０１／５７１５２号パンフレットに記載されているような、アクリル系接着剤とゴム系接着剤とのブレンド物もまた使用することができる。
【００６９】
剥離ライナー３２０を、発泡体の主表面の一方または両方に配された単一または複数の熱伝導性スキン接着剤層に貼り付けることもできる。ライナー３２０は、供給ロール３２２から送り出される。ライナー３２０に適した材料を挙げれば、シリコーン剥離ライナー、剥離剤コーティングしたポリエステルフィルム（たとえば、ポリエチレンテレフタレートフィルム）、およびポリオレフィンフィルム（たとえば、ポリエチレンフィルム）などがある。次いでそのライナーと発泡体とを、ニップローラー３２４の間で積層させる。
【００７０】
任意の剥離ライナー３４０を、ニップロール３２４の内の１つに近接して位置させた、任意の第二の供給ロール３４２によって、発泡体の反対側の表面に加えることができる。この第二の剥離ライナー３４０は、剥離ライナー３２０と同じであっても、異なっていてもよい。さらに、この第二の剥離ライナー３４０が、剥離ライナー３４０の片側の表面にコーティングまたは付着させた１層の熱伝導性接着剤を伴っていてもよい。この方法においては、第二の熱伝導性接着剤層（図示せず）を、発泡材料の第二主表面に付着させることが可能となる。その第二の熱伝導性スキン接着剤層は、先に述べた共押出しした接着剤と同じであっても、異なっていてもよい。典型的には、熱伝導性スキン接着剤層には熱伝導性ＰＳＡを含む。剥離ライナー３２０、３４０はさらに、その表面の１つにコーティングまたは付着させた１層の熱伝導性接着剤を伴っていてもよい。
【００７１】
上述のプロセスおよびそこで使用した設備は、当業者には公知であり、本明細書の図４で述べられた装置に本発明が限定される訳ではない。
【００７２】
多重層発泡ＴＩＭを製造するためのその他の方法も、本発明の範囲内にあると考えられる。たとえば、前述の共押出しプロセスは、１層または２層のＴＩＭを製造するために運転することができるし、あるいは、適当なフィードブロックを備えた単層ダイを準備するか、または、多翼ダイまたは多マニフォールドダイを使用することによって、３層以上（たとえば、１０〜１００層またはそれ以上）を有するＴＩＭを製造することもできる。多重層ＴＩＭは、物品がダイ３１４を出た後で、追加の層（たとえば、ポリマー層、金属、金属フォイル、スクリム、紙、布、剥離ライナー上にコーティングした接着剤など）を、発泡フィルム、または各種共押出しポリマー層に積層させることによって、調製することも可能である。使用可能なその他の技術としてはパターン印刷がある。本発明のＴＩＭの中の熱伝導性発泡フィルム（１枚または複数）の厚みは、厚い（すなわち、０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）以上）、あるいは薄い（すなわち０．０２５ｍｍ（０．０１０インチ）未満）のいずれであってもよい。
【００７３】
積層させた後で、場合によっては、その発泡ＴＩＭをＥビーム源３２６からの照射に暴露させることにより発泡ＴＩＭを架橋させて、凝集力を改良する。他の照射源（たとえば、イオンビームおよびガンマ線照射）を用いることも可能ではあるが、ただし、その照射が、発泡ＴＩＭの厚みの中に充分に浸透して、発泡ＴＩＭの厚み全体において、その架橋を開始させ充分に架橋させるだけのエネルギーを有していなければならない。Ｅビーム暴露に続けて、その任意の第二の剥離ライナー３４０を引取りロール３２９の上に巻き取り、その積層物を引取りロール３２８の上に巻き取る。発泡ＴＩＭの場合、より完全な架橋をさせるためには、Ｅビームを両側の主表面から発泡フィルムに照射させて、材料に充分に浸透させることが必要となることもあり得る。別な方法として、ロールに巻き上げた後にＴＩＭをガンマ線照射してもよい。
【００７４】
剥離ライナーは典型的には、フルオロケミカルまたはシリコーンのような剥離剤をコーティングしてある。たとえば、米国特許第４，４７２，４８０号明細書には低い表面エネルギーのペルフルオロケミカルライナーが記載されている。好適な剥離ライナーとしては、シリコーン剥離材料をコーティングした、紙、ポリオレフィンフィルム、またはポリエステルフィルムが挙げられる。アクリル系ＰＳＡと共に使用する場合には、ポリオレフィンフィルムでは剥離コーティングを必要としないこともある。市販されているシリコーンコーティング剥離ライナーの例を挙げれば、ポリスリック（ＰＯＬＹＳＬＩＫ，登録商標）シリコーン剥離紙（イリノイ州ベッドフォード・パーク（Ｂｅｄｆｏｒｄ Ｐａｒｋ，ＩＬ）のジェームズ・リバー・カンパニー（Ｊａｍｅｓ Ｒｉｖｅｒ Ｃｏ．）、Ｈ．Ｐ．スミス・ディビジョン（Ｈ．Ｐ．Ｓｍｉｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）から入手可能）、およびＤＣＰ−ロージャ（ＤＣＰ−Ｌｏｈｊａ）（イリノイ州ディクソン（Ｄｉｘｏｎ，ＩＬ））（現在はロパレックス・インコーポレーテッド（Ｌｏｐａｒｅｘ，Ｉｎｃ．）（イリノイ州ウィロウブルック（Ｗｉｌｌｏｗｂｒｏｏｋ，ＩＬ））により供給されるシリコーン剥離紙がある。具体的な剥離ライナーとして、商品名１−６０ＢＫＧ−１５７として知られる、水系のシリコーン剥離表面を有するスーパーカレンダークラフト紙が、ＤＣＰ−ロージャ（ＤＣＰ−Ｌｏｈｊａ）から入手できる。その他のタイプの、Ｅビームに安定で、不純物が含まれない剥離ライナーもまた本発明において有用であり、たとえば、本出願の被譲渡人に譲渡され現在係属中の、たとえば、米国特許出願公開第０２−０１５５２４３−Ａ１号明細書に記載されているようなものがある。
【００７５】
本発明の発泡ＴＩＭは、たとえば航空、自動車、電子および医療用途など、広い範囲の用途において使用することが可能である。本発明の発泡ＴＩＭは典型的には、プロセッサーや構成要素を、熱拡散デバイス（たとえば、ヒートシンクおよびヒートスプレッダー）に結合させるために使用される。ＴＩＭの特性は、目的とする用途の必要に合わせて与えることが可能である。応用の具体例を挙げれば、接着テープ、パッドまたはシート、制振用物品、テープバッキング、ガスケット、スペーサー、およびシーラントなどがある。
【００７６】
本発明の実施態様の特徴を、以下の非限定的な例を用いてさらに説明する。
【実施例】
【００７７】
以下の試験方法および実施例においては、サンプルの寸法（典型的には、長さ）は概略値であるが、ただし幅については例外で、幅は切断工具の精度まで測定した。
【００７８】
これらの実施例は、単に説明をするためだけのものであり、添付の特許請求の範囲の範囲を限定するものではない。実施例およびその他の明細書の部分における、すべての部、パーセント、比などは、特に断らない限り、重量基準である。
【００７９】
試験方法
密度、およびボイド容積の測定
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２−８６「スタンダード・テスト・メソッド・フォア・デンシティ・アンド・スペシフィック・グラビティ・（リラティブ・デンシティ）・オブ・プラスチックス・バイ・ディスプレースメント（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｇｒａｖｉｔｙ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ）ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ｂｙ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）」に従って測定した。サンプルを、ほぼ２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ（１インチ（ｉｎ）×１インチ（ｉｎ））の大きさの試験片に切断し、スイス国グライフェンゼー（Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）のメトラー・トレド（Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ）からＡＧ２４５型として入手可能な高精密天秤で秤量した。それぞれのサンプルの容積は、室温（２３℃±１℃）で置換される水の質量を測定することにより求めた。天秤に特別付属品を取り付けて、それぞれのサンプルの浮力をグラム（ｇ）の単位で測定した。サンプルの密度（Ｄmeas.）は、その質量を浮力で割り算することにより求めた（２３℃における水の密度を１ｇ／ｃｃと仮定）。
【００８０】
組成物（発泡前）の理論密度（Ｄtheor.）は、以下の式から求めた：
組成物のＤtheor.＝（接着剤成分の重量パーセント×接着剤成分のＤmeas.）＋（第一の充填剤成分の重量パーセント×第一の充填剤成分のＤtheor.）＋（第二の充填剤成分の重量パーセント×第二の充填剤成分のＤtheor.）＋（第三の充填剤成分の重量パーセント×第三の充填剤成分のＤtheor.）、など。
【００８１】
そして、これからボイド容積を次式に従って計算した：
％ボイド容積＝［１−（組成物のＤmeas.）／（組成物のＤtheor.）］×１００
【００８２】
報告した％ボイド容積には、膨張した高分子ミクロスフェアおよび／または取り込まれたガスおよび／または化学的発泡剤および／または物理的発泡剤のボイド容積への寄与が含まれている。
【００８３】
硬度試験
物品（約３．８１ｃｍ（１．５インチ）×２．５４ｃｍ（１．０インチ））サンプルの厚みを測定し、記録した。次いでそのサンプルを、清浄な乾燥したガラスパネルに、積層させたが、その際に、サンプルとガラスの間に気泡が残らないよう注意した。その第一の物品に、同様の方法で追加の物品サンプルを積層していって、合計した厚みが少なくとも０．３４ｃｍ（０．１３５インチ）になるようにした。ショアーＡ硬度試験機（ニューヨーク州フリーポート（Ｆｒｅｅｐｏｒｔ，ＮＹ）のショア・インストルメント・マニュファクチャリング・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｓｈｏｒｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｍｆｇ．Ｃｏ．Ｉｎｃ．）から入手可能な、モデル・ＣＶ・スタンド・アンド・デュロメーター・タイプ・Ａ・ＡＳＴＭ・Ｄ２２４０・ゲージ（Ｍｏｄｅｌ ＣＶ Ｓｔａｎｄ ａｎｄ Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ Ｔｙｐｅ Ａ ＡＳＴＭ Ｄ２２４０ Ｇａｕｇｅ））を使用して、それぞれのサンプル片について３カ所でその初期硬度を試験器で読み取って、それらの値を平均した。
【００８４】
粘度
レオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ）から入手可能なレオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ）ＲＤＡ ＩＩを用いて、粘度変化を測定した。接着剤を、直径２５ｍｍの平行プレートの間に、厚みが１ｍｍになるように挟んだ。１８０℃における複素粘性率対温度および剪断速度で、データをプロットした。周波数１ラジアン／秒における粘度を報告した。
【００８５】
静的剪断強さ試験
幅２．５４ｃｍ（１インチ）×長さ約３．８１ｃｍ（１．５インチ）のサンプルを試験物品から切り出し、溶媒洗浄（アセトンで１回、次いでヘプタンで３回洗浄）して乾燥させた、幅０．５０８ｃｍ（２インチ）×長さ７．６２ｃｍ（３インチ）のタイプ３０４ステンレス鋼基材パネルの上に、サンプルがパネルの一端の中央に来るように押しつけた。長さ約１０．１６ｃｍ（４インチ）×幅約３．１７５ｃｍ（１．２５インチ）×厚み０．００２５ｃｍ（０．００１インチ）のプライマー処理したポリエステルフィルムのシートを、ポリエステルフィルムのプライマー処理した側をサンプルにあててロール掛けすることにより、サンプルに付着させたが、それには２ｋｇ（４．５ポンド）硬質ゴムローラーを使用し、それぞれの方向に２パスずつロール掛けしたが、その際に、フィルムとサンプルの間に気泡が残らないように注意を払い、またポリエステルフィルムを約５．１ｃｍ（２インチ）だけパネルよりもはみ出させて、タブとして使用した。次いでパネルの上の積層物を切断して、長さ２．５４ｃｍ（１インチ）とすると、得られる接着面積が２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ（１インチ×１インチ）となった。次いで５．１ｃｍ（２インチ）のタブを三角クリップのまわりに巻き付け、マスキングテープでくるみ、ステープルで留めて、その試験片に重りを取り付けられるようにした。室温において試験する場合には１０００ｇの重りを用い、７０℃（１５８゜Ｆ）で試験する場合には５００ｇの重りを用いた。このようにして調製したサンプルを、室温、約５０％相対湿度で、約２４〜７２時間保存した。次いでその試験片を、２度の角度で後ろ側に傾けた静的剪断標準ジグに取り付けた。次いでジグに取り付けた試験片について、室温（約２２℃）、または７０℃±３℃（１５８゜Ｆ）に設定した強制空気循環炉のいずれかにおいて試験した。高温での試験片は、１０分間の予熱時間をおいた後に、５００ｇの重りを取り付けた。試験片が破損するか、あるいは１０，０００分経過するまで試験を続けた。破損した時間を記録した。
【００８６】
引張破壊強さおよび伸び試験（方法Ｉ）
引張および伸びは、ＡＳＴＭ Ｄ４１２−９８ａ「スタンダード・テスト・メソッズ・フォア・バルカナイズド・ラバー・アンド・サーモプラスチック・エラストマーズ−テンション（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ Ｒｕｂｂｅｒ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ−Ｔｅｎｓｉｏｎ）」に従って測定した。すでに片側にはライナーが取り付けてある物品の、露出表面にシリコーン剥離ライナーを貼り付けた。試験物品からダイＥを用いて長さ方向にサンプルを切り出して、試験片とした。サンプルの厚みは、０．１ｋｇ（３．５オンス）の力と直径０．０６３５ｃｍ（０．２５インチ）の脚部を有するエームス（ＡＭＥＳ）ゲージを用いて、それぞれの試験片の中央部分で測定した。引張試験機は以下の条件に設定した：
掴み具間隔：８．８９ｃｍ（３．５インチ）
クロスヘッド速度：５１ｃｍ／分（２０インチ／分）
ロードセル：４５ｋｇ（１００ポンド）
【００８７】
初期のゲージ長は、測定機の掴み具の間隔を調節して８．８９ｃｍ（３．５インチ）とし、サンプルを掴み具の間で水平方向の中央に取り付け、それぞれの掴み具でほほ等しい長さのサンプルを保持するようにした。そのサンプルを、クロスヘッド速度５１ｃｍ／分（２０インチ／分）で試験して、サンプルが破損するか、または測定機の最大伸び（１０１．６ｃｍ（４０インチ））に達するまで続けた。引張強さをポンドの単位で測定し（後でキログラムに換算）、また伸びの距離を記録した。パーセント伸びは、伸びた距離を最初のギャップ距離で割って１００倍することにより求めた。特に断らない限り、１１個の反復試験片について試験を行い、それらを平均することにより、厚み、ピーク荷重、ピーク応力、ピーク応力時のパーセント（％）歪み、破断荷重、破断時％歪み、破断時エネルギー、およびモジュラスを得た。
【００８８】
引張破壊強さおよび伸び（破断時）試験（方法ＩＩ）
シリコーン剥離ライナーを、物品のライナーの無い側に貼り付けた。試験物品から長さ方向に、幅１．２７ｃｍ（０．５インチ）×長さ約１２．７ｃｍ（５インチ）のサンプルを切り出して、試験片とした。片側のライナーを剥がして、２．５４ｃｍ（１．０インチ）の長さを測定して、試験片の中央部分に印を付けて、最初のギャップ距離とした。幅２．５４ｃｍ（１インチ）×約７．６２ｃｍ（３インチ）のマスキングテープ片を、テープの縁が両方のマークの上に来るような位置で発泡体物品を横切るように置いて、それによって、印を付けた長さ２．５４ｃｍ（１インチ）の部分はテープで覆われないようにした。次いでもう一方のライナーを剥がし、マスキングテープで物品のまわりを完全に包み込み、マスキングテープが物品のまわりにきちんと配列されるようにした。このテープが使用された目的は、サンプルがインストロン（ＩＮＳＴＲＯＮ）の掴み具に接着することを防ぐと共に、サンプルが掴み具で固定されているところで破損することを防ぐためである。インストロン（ＩＮＳＴＲＯＮ）は以下の条件に設定した：
掴み具間隔：２．５４ｃｍ（１．０インチ）
クロスヘッド速度：２５．４ｃｍ／分（１０インチ／分）
次いで試験片を、インストロン（ＩＮＳＴＲＯＮ）の掴み具に取り付け、掴み具がマスキングテープの縁に並ぶようにした。サンプルをクロスヘッド速度２５．４ｃｍ／分（１０インチ／分）で試験し、サンプルが破損するまで続けた。引張破壊強さまたはピーク荷重をポンドの単位で記録し（後にキログラムに換算）、また、伸びの距離を記録した。破断時パーセント伸びは、伸びた距離を最初のギャップ距離で割って１００倍することにより求めた。サンプル１つあたり１つの試験片を試験した。
【００８９】
９０度剥離接着力試験
幅が２５．４ｍｍ（１インチ）または１２．７ｍｍ（０．５インチ）で、長さが約１２７ｍｍ（５インチ）のサンプルを試験物品から切り出して、長さ約１５．２４ｍｍ（６インチ）×幅約２８．６ｍｍ（１．１２５インチ）×厚み０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）のプライマー処理したポリエステルフィルムの上に積層したが、それには、ポリエステルフィルムのプライマー処理した側の上に物品を置いて、フィルムと物品との間に気泡が残らないよう注意しながら、ロール掛けした。幅１２．７ｍｍ（０．５インチ）のサンプルも同様にして、長さ約１５２．４ｍｍ（６インチ）×幅約１５．８ｍｍ（０．６２５インチ）×厚み０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）のプライマー処理したポリエステルフィルムに積層させた。次いでその積層物を、溶媒洗浄（アセトンで１回、次いでヘプタンで３回洗浄）して乾燥させた、幅５１ｍｍ（２インチ）×長さ約１２７ｍｍ（５インチ）の６０６１−Ｔ６合金むき出しの標準アルミニウムパネルか、または溶媒洗浄（イソプロピルアルコールで３回洗浄）して乾燥させた、幅５１ｍｍ（２インチ）×長さ約１２７ｍｍ（５インチ）のポリプロピレンパネルのいずれかの上に、積層物がパネルの中心に位置し、積層物の一部がパネルの外側にまではみ出ていてタブとして使用できるように、置いた。２ｋｇ（４．５ポンド）の硬質ゴムローラーを使用し、それぞれの方向に１パス押さえることにより、積層物をパネルの上にロール掛けした。パネルと積層物の間に気泡が残らないよう注意を払った。そのようにして調製したサンプルは、室温（約２２℃）で約２４時間保存した。次いでそのサンプルを室温（約２２℃）において、下記の方法Ａ（ポリプロピレンパネル用）または方法Ｂ（アルミニウムパネル用）により、９０度剥離接着力の試験を行った。
【００９０】
方法Ａ：４．５ｋｇ（１０ポンド）のロードセルを取り付けたアイマス（ＩＭＡＳＳ）試験機を使用して、クロスヘッド速度３０ｃｍ／分（１２インチ／分）の条件で、サンプルの試験を行った。最初の剥離長さ０．５１ｃｍ（０．２インチ）において得られた剥離値は無視した。その次の５．０８ｃｍ（２インチ）または「剥離領域（ｐｅｅｌ ａｒｅａ）」における剥離値を、積分平均値として記録した。報告した数値は、３つの反復試験片の平均である。
【００９１】
方法Ｂ：４５ｋｇ（１００ポンド）ロードセルを取り付けたシンテック５／ＧＬインストロン（ＳＩＮＴＥＣＨ ５／ＧＬ Ｉｎｓｔｒｏｎ）試験器を用い、クロスヘッド速度３０ｃｍ／分（１２インチ／分）の条件で、サンプルの試験を行った。最初の剥離長さ１．２７ｃｍ（０．５インチ）において得られた剥離値は無視した。その次の８９ｍｍ（３．５インチ）または「剥離領域」の積分平均剥離値を記録した。報告した数値は、３つの反復試験片の積分平均剥離接着力の値である。
【００９２】
伸長剥離試験
幅１２．５ｍｍ（０．５インチ）×長さ１２７ｍｍ（５インチ）の条片を試験サンプルから切り出したが、その条片の長い方がサンプルの長さ方向になるようにした。
【００９３】
１つの条片を、幅５０．８ｍｍ（２インチ）×長さ１２７ｍｍ（５インチ）のアルミニウムまたはガラスのパネルに積層したが、その条片がパネルの長い縁の一端からほぼ０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）のところにあり、条片のほぼ２５．４ｍｍ（１．０インチ）がパネルの端からはみ出ているようにした。条片とパネルとの間で最大の浸潤性または接触が確保できるよう、注意を払った。１００％の接触が達成できるのが望ましい。
【００９４】
同様にして、異なった実施例からの条片を、ガラスパネルのもう一方の縁部に沿って積層させた。
【００９５】
次いで、第二の同様のパネル（すなわち、アルミニウムに対してはアルミニウム、またはガラスに対してはガラス）を第一のパネルの上に直接積層させて、条片と第二のパネルの間に気泡が残らないようにした。接着させたサンプルを、室温（約２２℃）で２４時間〜７２時間保存した。
【００９６】
手を使って、試験用条片のフリーになっている端を実質的にパネルと平行の方向に約３０ｃｍ／分（約１２インチ／分）の速度で引っ張って、伸長剥離除去を開始させ、接着が破損するまで続けた。ガラスパネルの場合のみであるが、残分の存在を目視により調べて、破損モードを記録した。パネルから完全に除去されているならば、そのサンプルは「合格」と評価した。サンプルが完全には除去されていない場合は、そのサンプルは「不合格」と評価した。
【００９７】
熱インピーダンス測定
開示された本発明の単一層の熱インピーダンスを、ＡＳＴＭ Ｃ−１１１４試験法「ステディ−ステート・サーマル・トランスミッション・プロパティーズ・バイ・ミーンズ・オブ・ザ・シン−ヒーター・アパラタス（Ｓｔｅａｄｙ−Ｓｔａｔｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｉｎ−Ｈｅａｔｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」に従って、測定した。
【００９８】
シン−ヒーター・アパラタス（Ｔｈｉｎ−Ｈｅａｔｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）５００の図を、図５に示す。
【００９９】
小型の抵抗体５０２を薄板ヒーターとして使用した。用いた抵抗体は、表面積０．８０６ｃｍ2（０．１２５ｉｎ2）を有するＴＯ−２２０パッケージ中の１０オーム抵抗体であった（たとえば、キャドック・エレクトロニクス（Ｃａｄｄｏｃｋ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）ＭＰ９３０）。抵抗体の背部に小さな穴をあけて、その中に細線熱電対５０４を挿入して、熱側の温度Ｔhを測定した。
【０１００】
精密電力供給装置５０６（たとえば、ヒューレット・パッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ）Ｅ３６１１Ａ）から、電流と電圧を設定することにより、既知の電力、Ｑを供給した（電力＝電流×電圧）。試験サンプル５０８を、薄板ヒーターと冷アルミニウム試験ブロック５１０の間の使い捨ての試験表面５０９の上に置いたが、その試験ブロック５１０は、冷却ブロック５１１に冷水を通すことによって冷却した。冷試験ブロックでは、熱電対５１２を用いて冷側温度Ｔcを測定した。抵抗体に電力を供給し、抵抗体の温度が平衡に達するようにした。温度ＴhとＴcとを記録し、インピーダンスと熱伝導度を、ＡＳＴＭ Ｃ１１１４に従い、次式の関係を用いて計算した：
Ａ＝薄板ヒーターの面積
電力、Ｑ＝供給電圧×電流
熱流束速度、ｑ＝Ｑ／Ａ
デルタＴ＝Ｔh−Ｔc
伝熱抵抗（Ｒ）＝デルタＴ／ｑ
熱インピーダンス（Ｚuncorr.）＝Ｒ×Ａ
【０１０１】
熱インピーダンスは、抵抗体の上側（水平）表面（ただしサンプルの横側は無視）からの各種熱損失について補正し、それをＺcorr.として報告した。
Ｚcorr.＝Ｚuncorr.−［抵抗体の対流熱損失値×（抵抗体表面温度Ｔh−室温）］
ここで、ＴＯ−２２０型抵抗体の場合の対流熱損失値は、０．０１１ワットである。
【０１０２】
さらなる説明は、「ファクターズ・アフェクティング・コンベクション・ヒート・トランスファー（Ｆａｃｔｏｒｓ Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）」、ヒート・トランスファー（Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、ワットロー・エデュケーション・シリーズ（Ｗａｔｌｏｗ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ）、第１冊、１９９５、ｐ．１６〜１７の記事に見出すことができる。対流熱損失値は、試験抵抗体の大きさをもとに、ｐ．１７の図１７から求めた。
【０１０３】
バルク熱伝導率測定
バルク熱伝導率（ｋ）には、インピーダンスプロット法を用いた。異なった厚みで材料を押出し加工するか、あるいは単一のサンプルの多重層を組み合わせて異なった厚みにするか、のいずれかにより、サンプルを得た。
【０１０４】
異なった厚みのサンプルについて、上記の試験方法に従って、熱インピーダンス（Ｚcorr.）を測定した。次いでそのデータをプロットすることにより、界面インピーダンスの有限値を得た。このプロット法は、次式で表すことができる：
Ｚcorr.＝Ｚinterface＋ｔ／ｋ
【０１０５】
図６に見られるように、補正熱インピーダンス（Ｚcorr.）を厚み（ｔ）に対してプロットすることで、勾配＝１／ｋで、ｔ＝０における切片がＺinterfaceに等しい直線が得られる。次いで、バルク熱伝導率（ｋ）をその直線の勾配から計算した。
【０１０６】
【表１】
【０１０７】
実施例１〜４
膨張性高分子ミクロスフェア（Ｆ−１００Ｄ）を用い、熱伝導性充填剤の量を変化させて、４種のアクリル系ＴＩＭを調製した。それぞれの組成物を数種類の厚みでコーティングした。
【０１０８】
感圧接着剤Ａ（ＰＳＡ−Ａ）の調製：
９５部の２−ＥＨＡ、５部のＡＡ、０．１５部のＩＲＧ６５１、および０．０２部のＩＯＴＧを混合することにより、感圧接着剤組成物を調製した。
【０１０９】
その組成物を、おおよそ１００ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍ（厚み）の大きさのＶＡ−２４フィルムパッケージの中に入れ、水浴に浸漬し、米国特許第５，８０４，６１０号明細書の記載に従って、ＵＶ照射に暴露させた。ＰＳＡ−Ａの粘度は、上述の試験法に従って測定すると３９８０．７３ポワズ（Ｐ）であった。この接着剤は、約７００，０００〜約１，２００，０００の重量平均分子量（ＭW）を有していると考えられる。ＰＳＡ−Ａの密度は０．９８ｇ／ｃｃであった。
【０１１０】
ＴＩＭの調製：
５１ｍｍ単軸スクリュー押出機（ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）製）を介して、ＰＳＡ−Ａを、スクリュー速度設定２００ｒｐｍ（実際の速度約１７６ｒｐｍ）で運転している、４つのポートを有する３０ｍｍ同方向回転２軸押出機（ウェルナー・プライデラー（Ｗｅｒｎｅｒ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）製）のバレルセクション１のフィードポートに供給した。ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機の中のすべてのゾーンで、温度を１４９℃（３００゜Ｆ）に設定した。表１に示された熱伝導性充填剤（表１に示されているのは、ＰＳＡ−Ａと熱伝導性充填剤との合計１００重量部あたりの重量部）を、乾燥固体として一時に、２軸スクリュー押出機のバレルセクション５にあるフィードポートに添加したが、このときの熱伝導性充填剤とＰＳＡ−Ａとを合計した流量は、約３．１８ｋｇ／ｈｒ（７ポンド／ｈｒ）であった。ＰＳＡ−Ａの１００重量部あたり０．５重量部の濃度で、Ｆ−１００Ｄミクロスフェアを、バレルセクション７の下流側に添加した。２軸スクリュー押出機の中の６つの温度ゾーンすべてにおいて、温度を９３．５℃（２００゜Ｆ）に設定した。バレルセクション９の中のポートを通して、真空（約−７７．９±１０．２ニュートン／平方メートル（Ｎ／ｍ2）（水銀（Ｈｇ）柱−２３±３インチ）の範囲）をかけた。押出機アダプターと押出機の出口端にあるフレキシブルホースの温度はすべて１１３℃（２３５゜Ｆ）に設定した。公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖ、温度設定１１３℃（２３５゜Ｆ）の、加熱ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）溶融ポンプを用いて流量を調節した。
【０１１１】
その押出し物は、加熱ホースを介して、幅１５．２４ｃｍ（６インチ）で、ギャップを約０．１１４ｃｍ（０．０４５インチ）とした単層ドロップダイにポンプ輸送した。ダイの温度は１８２℃（３６０゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表１に示したような目標厚みが得られるようにした。
【０１１２】
押出したシートは、２枚のシリコーンコーティングポリエステル剥離ライナーの間に挟んで、２本の冷却ロール（１本は金属、１本はゴム）で形成されるニップの中に流し込んだ。冷却ロールの温度は７．５℃（４５゜Ｆ）に設定した。それぞれのライナーは、厚みが０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）の、両面をシリコーンコーティングポリエステルライナーであって、それぞれの面に異なった剥離剤原料（５０３５と７２００と同定された）を有するものであって、イリノイ州ウィロウブルック（Ｗｉｌｌｏｗｂｒｏｏｋ，ＩＬ）のＤＣＰ−ロージャ・インコーポレーテッド（ＤＣＰ−Ｌｏｈｊａ Ｉｎｃ．）から、２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００として入手可能なものである。押出したシートは、一方のライナーの７２００側と、もう一方のライナーの５０３５側とに接触させた。押出したシートと接触させた７２００剥離剤原料を有するライナーを取り除き、得られた物品をロールに巻き上げて、次の架橋に用いた。
【０１１３】
【表２】
【０１１４】
長さ約０．４６メートル（ｍ）（１８インチ）の２本の試験片を上述のサンプルロールから切り出した。２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００剥離ライナーを、それぞれの試験片のカバーされていない側に注意深く積層したが、ここでは、７２００シリコーンでコーティングされている側をカバーされていない側に接触させた。次いで、両側にライナーを有するこの押出したシートを、以下に述べるようにして、ガンマ線照射にかけた。
【０１１５】
サンプルは、ガンマ線処理ユニット（リサーチ・ループ・オブ・パナソニック・インダストリアル・イラディエーター（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌｏｏｐ ｏｆ Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｉｒｒａｄｉａｔｏｒ）ＪＳ７５００、コバルト６０ウェット・ストレージ（Ｗｅｔ Ｓｔｏｒａｇｅ）、カナダ国オンタリオ州カノータ（Ｋａｎｏｔａ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）のＭ．Ｄ．Ｓ．ノーディオン（Ｍ．Ｄ．Ｓ．Ｎｏｒｄｉｏｎ）から入手可能）の中を通過させた。それぞれの試験片は、実測で３１．６〜３６．４キログレイ（ｋＧｙ）の間のガンマ線量を受けた（目標線量３０ｋＧｙ）。
【０１１６】
次いで得られた物品の物理的性質を試験したが、その試験法については先に述べた。実施例１〜４のバルク熱伝導率はそれぞれ、０．８２、０．９５、０．６０、および０．８５ワット／メートル・Ｋであった。
【０１１７】
結果を表２に示す。
【０１１８】
【表３】
【０１１９】
実施例５
発泡剤としても機能する２種の熱伝導性充填剤のブレンド物を使用して、アクリル系サーマル・インターフェース組成物を調製した。
【０１２０】
サーマル・インターフェース組成物の調製：
サーマル・インターフェース組成物を、実施例１〜４にならって調製したが、ただし、伝熱性充填剤は８２重量部のＳｉＣと１８重量部のＢＮのドライブレンド物であり、膨張性高分子ミクロスフェアは使用しなかった。
【０１２１】
【表４】
【０１２２】
実施例１〜４と同様にして、それらのサンプルをガンマ線照射にかけた。
【０１２３】
次いでＴＩＭについて、先に述べた試験法に従って物理的性質を試験した。実施例５のバルク熱伝導率は、０．９７ワット／メートル・Ｋであった。
【０１２４】
結果を表４に示す。
【０１２５】
【表５】
【０１２６】
実施例６
実施例５の２種の熱伝導性充填剤のブレンド物を用いて、熱可塑エラストマー性ＴＩＭを調製した。炭化ケイ素もまた化学的発泡剤として働いた。ＰＳＡ組成物の予備混合は行わなかった。その組成物を数種類の厚みでコーティングした。得られた物品には照射はしなかった。
【０１２７】
ＴＩＭの調製：
１００部のクレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）Ｄ１１０７を、実施例１〜４の２軸スクリュー押出機のバレルセクション１の中のフィードポートに、２．６０ｋｇ／ｈｒ（５．７３ポンド／ｈｒ）の供給速度で添加した。１７９部のウィングタック・プラス（ＷＩＮＧＴＡＣＫ ＰＬＵＳ）接着性付与樹脂を、ヘリコン・ミキサー（Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｍｉｘｅｒ）（タンク設定温度１４９℃（３００゜Ｆ）、ポンプおよびホース設定温度１６３℃（３２５゜Ｆ））の中で溶融させ、バレルセクション３の中のフィードポートへ、供給速度１．８７ｋｇ／ｈｒ（４．１１ポンド／ｈｒ）でポンプ注入した。２３部のシェルフレックス（ＳＨＥＬＬＦＬＥＸ）３７１Ｎオイルを、バレルセクション５の中のフィードポートへ、ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）ポンプを使用して、供給速度０．２４ｋｇ／ｈｒ（０．５２８ポンド／ｈｒ）で添加した。接着剤（すなわち、クレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）Ｄ１１０７、ウィングタック・プラス（ＷＩＮＧＴＡＣＫ ＰＬＵＳ）接着性付与樹脂、およびシェルフレックス（ＳＨＥＬＬＦＬＥＸ）３７１Ｎ）を合計した流量は約３．１８ｋｇ／ｈｒ（７ポンド／ｈｒ）であった。接着剤の密度は０．９６ｇ／ｃｃであった。
【０１２８】
表５に示した熱伝導性充填剤と３部のイルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０をドライブレンド物として一時に、バレルセクション５中のフィードポートに、流量２．６０ｋｇ／ｈｒ（５．７３ポンド／ｈｒ）で添加した。
【０１２９】
２軸スクリュー押出機の中の６つの温度ゾーンの設定は次の通りであった：ゾーン１は１４９℃（３００゜Ｆ）、ゾーン２は１５４．４℃（３１０゜Ｆ）、ゾーン３〜６は１６０℃（３２０゜Ｆ）。バレルセクション９の中のポート全体に、真空（約−７７．９±１０．２Ｎ／ｍ2（水銀（Ｈｇ）柱−２３±３インチ）の範囲）をかけた。押出機アダプターと押出機の出口端にあるフレキシブルホースの温度は１６０℃（３２０゜Ｆ）に設定した。公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖ、温度設定１６０℃（３２０゜Ｆ）の、加熱ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）溶融ポンプを用いて流量を調節した。
【０１３０】
その押出し物を、実施例１〜４の単層ドロップダイへ加熱ホースを介してポンプ輸送した。ダイの温度は、１６３℃±１４℃（３２５゜Ｆ±２５゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表５に示したような目標厚みが得られるようにした。押出したシートは、実施例１〜４のように２枚のシリコーンコーティングポリエステル剥離ライナーの間に挟んで、２本の冷却ロール（１本は金属、１本はゴム）で形成されるニップの中に流し込んだ。冷却ロールの温度は７．５℃（４５゜Ｆ）に設定した。１枚のライナーを除去して、得られた物品をロールに巻き取った。
【０１３１】
【表６】
【０１３２】
次いでＴＩＭについて、先に述べた試験法に従って物理的性質を試験した。結果を表６に示す。密度を計算するために、熱伝導性充填剤を含まない熱可塑エラストマー性接着剤の密度を測定すると、０．９６ｇ／ｃｃであった。実施例６のバルク熱伝導率は、０．８４ワット／メートル・Ｋであった。
【０１３３】
【表７】
【０１３４】
実施例７
サーマル・インターフェース組成物の調製：
各種の熱伝導性充填剤を用いて、アクリル系サーマル・インターフェース組成物を調製した。
【０１３５】
感圧接着剤Ｂ（ＰＳＡ−Ｂ）の調製：
感圧接着剤組成物（ＰＳＡ−Ｂ）を、ＰＳＡ−Ａの調製にならって調製したが、ただし、９５部の２−ＥＨＡ、５部のＡＡ、および０．０２部のＩＯＴＧに代えて、９７部の２−ＥＨＡ、３部のＡＡおよび０．０１部のＩＯＴＧを使用した。上述の試験法に従って試験したＰＳＡ−Ｂの粘度は、２２１５．２Ｐであった。この接着剤は、約８００，０００〜約１，３００，０００の重量平均分子量（ＭW）を有していると考えられる。ＰＳＡ−Ｂの密度は０．９８ｇ／ｃｃであった。
【０１３６】
ＴＩＭの調製：
ＰＳＡ−Ｂを、実施例１〜４のボネ（Ｂｏｎｎｅｔ）押出機を介して、同方向回転２軸押出機（４０ｍｍのベルシュトーフ（Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ）ＺＥ−４０、Ｌ／Ｄ＝４０、１０バレル）のバレル１の中へ、供給速度４．５５ｋｇ／ｈｒ（１０ポンド／ｈｒ）で供給した。ゾーン１の温度設定を１３５℃（２７５゜Ｆ）とした以外は、ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機の温度ゾーンはすべて１４９℃（３００゜Ｆ）に設定した。熱伝導性充填剤は乾燥固形物として、重力フィーダー（ニューヨーク州ピットマン（Ｐｉｔｍａｎ，ＮＹ）のＫ−トロン（Ｋ−Ｔｒｏｎ）の、Ｋ−トロン（Ｋ−Ｔｒｏｎ）モデルＴ２０）を用いて、２軸スクリュー押出機のバレル２および４に、それぞれ２．２７ｋｇ／ｈｒ（４ポンド／ｈｒ）および２．７３ｋｇ／ｈｒ（６ポンド／ｈｒ）の供給速度で、供給した。下記の表７に、添加した伝熱性フィラーの量とタイプを示す。このような分散供給方法を採用したのは、満足のいくレベルで、低嵩密度の充填剤を必要な担持量とするためである。さらに、余分な空気の取り込みを避けるために、垂直落下距離を可能な限り短くした。それぞれの押出しスクリューは、自己ワイピング式で、角形チャネル（ｓｑｕａｒｅ ｃｈａｎｎｅｌ）、可変ピッチ（６０ｍｍ、４０ｍｍ、および３０ｍｍ）のダブルフライト搬送要素からなるものであった。そのスクリューにはさらに、長さ５０ｍｍの５枚パドルの混練ブロックが含まれ、（１）先送り（ＬＩ）方向に４５度、（２）逆送り（ＲＥ）方向に４５度、または（３）中立パターンの９０度と、３つの異なった配列のオフセットが与えられている。スクリューの最初の３７０ミリメートルは、先送り用の自己ワイピング式要素（ピッチ、３０および６０）からなるものであった。第一の混練セクションはスクリューの３７０〜５２０ｍｍの間に位置し、先送り、中立、および逆送り混練ブロックからなっていた。輸送セクション（５２０〜７７０ｍｍ）およびもう１つの混練セグメント（７７０〜９２０ｍｍ）がそれに続く。この混練セクションは、２つの先送りブロックとその後の逆送りブロックからなっていた。スクリューの残りの部分（９２０〜１６００ｍｍ）は、自己ワイピング式および各種のピッチの角形チャンネル先送り要素からなるが、一般にはピッチは下げていく（６０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍ）。この２軸スクリュー押出機の運転条件は、スクリュー速度の設定点が２００ｒｐｍ（実際の速度約２００ｒｐｍ）で、温度はすべてのゾーンにおいて１２５℃（２５７゜Ｆ）であった。真空（約−９４．８１ｋＮ／ｍ２（水銀（Ｈｇ）柱−２８インチ）をゾーン８にある開放ポートからかけて、揮発分および／または水分をすべて除去した。スクリューの設計のところで述べたように、その真空領域には大きなピッチの先送り要素を使用して、充填度を下げ、それによってポリマーの表面積を最大化した。押出し物を、公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖで温度設定が１２５℃（２５７゜Ｆ）の加熱したノルマグ（Ｎｏｒｍａｇ）溶融ポンプを介してポンプ輸送し、１５４．４℃（３１０゜Ｆ）に温度設定した直径１．９０５ｃｍ（０．７５インチ）のステンレス鋼製ネックチューブを通して、幅４．１７ｃｍ（１０インチ）で、０．１０２ｃｍ（０．０４０インチ）のギャップを有する３層クルーレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ）ドロップダイ（テキサス州オレンジ（Ｏｒａｎｇｅ，ＴＸ）のクルーレン・カンパニー（Ｃｌｏｅｒｅｎ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能）の中間／中心層へ送った。ダイの温度は１７７℃（３５０゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表７に示したような目標厚みが得られるようにした。
【０１３７】
【表８】
【０１３８】
押出したシートを、実施例１〜４の両面をシリコーンコーティングしたポリエステルライナーの上にキャスティングし、冷却キャスティングロールと接触させた。シートは、２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００剥離ライナーの５０３５側の上にキャスティングした。キャストロールの温度は７．５℃（５４゜Ｆ）に設定した。得られた物品をロールに巻き上げて、次の架橋に用いた。
【０１３９】
長さ約０．４６メートル（１８インチ）の８本の試験片を上述のサンプルロールから切り出した。２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００剥離ライナーを、それぞれの試験片のカバーされていない側に注意深く積層したが、ここでは、７２００シリコーンでコーティングされている側をカバーされていない側に接触させた。次いで、両側にライナーを有するこの押出したシートを、以下に述べるようにして、ガンマ線照射にかけた。
【０１４０】
サンプルをガンマ線照射にかけたが、それには、実施例１〜４のガンマ線処理ユニットの中を通過させた。それぞれ２つのサンプル片を、約３０ｋＧｙ（３１．６〜３１．７ｋＧｙ）、４５ｋＧｙ（４４．４〜４５．９ｋＧｙ）、または６０ｋＧｙ（５８．８〜５９．７ｋＧｙ）の間の目標（実測）ガンマ線量で照射した。
【０１４１】
そのようにして得られた物品を、次いで、上述の試験方法に従って、物理的性質および接着性能についての試験を行った。得られた結果を表８および９に示す。使用した試験方法は、引張破壊強さおよび伸び試験（方法Ｉ）であった。
【０１４２】
【表９】
【０１４３】
【表１０】
【０１４４】
実施例８〜９
その場でのミクロ繊維形成により得られる、伸長剥離特性を有するアクリル系サーマル・インターフェース組成物を、イグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０の量を変化させて調製した。それぞれの組成物を数種類の厚みでコーティングした。
【０１４５】
ＴＩＭの調製：
実施例７のＰＳＡ−Ｂを、実施例１〜４のボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機を介して、供給速度１．９５ｋｇ／ｈｒ（４．２８ポンド／ｈｒ）で、スクリュー速度設定点２２５ｒｐｍ（実際の速度約２０１ｒｐｍ）で運転している、実施例１〜４の２軸スクリュー押出機のバレルセクション３にあるフィードポートに供給した。ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機の中のすべてのゾーンで、温度を１４９℃（３００゜Ｆ）に設定した。表１０に記載の熱伝導性充填剤（ＰＳＡ−Ｂと熱伝導性充填剤との合計の１００重量部あたり、表１０に記載の重量部で）を乾燥固形物として一時に、実施例１〜４の２軸スクリュー押出機のバレルセクション１にあるフィードポートに添加した。
【０１４６】
２５重量パーセントのイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０を含む実施例では、熱伝導性充填剤とイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０の供給速度はそれぞれ、２．１２ｋｇ／ｈｒ（４．６７ポンド／ｈｒ）と０．６５ｋｇ／ｈｒ（１．４３ポンド／ｈｒ）であった。３０重量パーセントのイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０を含む実施例では、熱伝導性充填剤とイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０の供給速度はそれぞれ、２．２７ｋｇ／ｈｒ（５．００ポンド／ｈｒ）と０．８３ｋｇ／ｈｒ（１．８３ポンド／ｈｒ）であった。１００重量部のＰＳＡ−Ｂあたり０．９３重量部の濃度で、Ｆ−１００Ｄミクロスフェアを、バレルセクション７の下流側に、供給速度０．３ｇ／分で添加した。
【０１４７】
２軸スクリュー押出機内の６つの温度ゾーンはすべて、その設定温度を１４９℃（３００゜Ｆ）としたが、ゾーン４だけは例外で、９３．５℃（２００゜Ｆ）に設定した。バレルセクション１０の中のポートを通して、真空（約−７７．９±１０．２Ｎ／ｃｍ2（水銀（Ｈｇ）柱−２３±３インチ）の範囲）をかけた。３つの押出機アダプターの中の温度は１４９℃（３００゜Ｆ）であり、押出機の出口端にあるフレキシブルホースはすべて１６５．５℃（３３０゜Ｆ）に設定した。公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖ、温度設定１４９℃（３００゜Ｆ）の、加熱ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）溶融ポンプを用いて流量を調節した。
【０１４８】
その押出し物を、実施例１〜４の単層ドロップダイへ加熱ホースを介してポンプ輸送した。ダイの温度は１８２℃（３６０゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表１０に示したような目標厚みが得られるようにした。
【０１４９】
押出したシートは、実施例１〜４のように２枚のシリコーンコーティングポリエステル剥離ライナーの間に挟んで、２本の冷却ロール（１本は金属、１本はゴム）で形成されるニップの中に流し込んだ。冷却ロールの温度は７．５℃（４５゜Ｆ）に設定した。実施例１〜４のように一方のライナーを取り除き、得られた物品をロールに巻き上げて、次の架橋に用いた。
【０１５０】
【表１１】
【０１５１】
得られたロールをガンマ線照射にかけたが、その実測ガンマ線量は３３．４〜３５．３ｋＧｙの間であった（目標は３０ｋＧｙ）。
【０１５２】
照射させたロールからサンプルを切り出して、先に述べた試験方法に従って物理的性質および接着性能の試験を行ったが、Ｄtheor.だけは例外で、これについては、発泡性ミクロスフェアの寄与が無視できると考えられるので、計算には含めなかった。結果を表１１および１２に示す。使用した試験方法は、引張破壊強さおよび伸び試験（方法ＩＩ）であった。
【０１５３】
【表１２】
【０１５４】
【表１３】
【０１５５】
本発明の好ましい実施態様について各種の特徴を詳細に記述してきたが、それらの特徴および記載した実施態様を変化させることが可能であることは、当業者には明かであろう。そのような変化または修正は、以下の特許請求の範囲に記載されているような本発明の範囲と精神に含まれるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明のサーマル・インターフェース材料を示す透視図である。
【図２】第二のサーマル・インターフェース材料を示す透視図である。
【図３】熱伝導性接着剤層と組み合わせた連続フィルムを特徴とするサーマル・インターフェース材料の透視図である。
【図４】本発明による物品を調製するための押出し加工機の概略図である。
【図５】実施例において使用した薄板ヒーター試験装置の概略図である。
【図６】実施例においてバルク熱伝導率を計算するために使用した、熱インピーダンス（Ｚcorr.）対厚み（ｔ）のプロットである。
【背景技術】
【０００１】
集積回路、能動素子および受動素子、光ディスクドライブなどは、使用条件下で熱を発生するので、そのような発熱性構成要素の連続使用を可能とするためには、そのような熱を放散させなければならない。一般的には、フィン付きの金属ブロックの形態のヒートシンクおよびヒートパイプを含むヒートスプレッダーをそれらの発熱性構成要素に取り付け、過剰の熱を伝導させて、大気中に放射させる。発熱性構成要素とヒートシンク／ヒートスプレッダーとの間で熱の橋渡しをするのに有用な材料は公知である。それらの材料の多くは、ゲル状物質、液相から固相への相変化化合物、グリース、またはパッド、などをベーストしたものであるが、それらは、プリント回路基板（ＰＣＢ）とヒートシンクとの間に機械的に挟み込まねばならない。
【０００２】
より最近になって、接着剤を取り込んだ熱伝導性材料が導入されるようになってきた。それらの熱伝導性接着剤材料は、典型的には、発熱性構成要素とヒートシンク／ヒートスプレッダーとの間に接着性の結合を形成し、そのために、機械的にクランプ止めをする必要はない。加熱活性化（ホットメルト）接着剤および感圧接着剤のいずれもが、熱伝導性接着剤として使用されてきた。すべての場合において、それらのサーマル・インターフェース材料は、（非充填または、軽度に充填したポリマー組成物に比較して）伝熱効果が高く、高温において寸法安定性があり（発熱性構成要素は、５０℃以上で使用されることが多い）、基材の間に良好な接触（浸潤性）が得られるように、柔軟で馴染みやすいものである必要がある。典型的には、そのような熱伝導性接着剤は、柔らかさ／馴染みやすさを得るために熱伝導性の面で妥協するか、その逆で熱伝導性のために、柔らかさ／馴染みやすさの面で妥協したものであった。
【０００３】
ポリマー発泡コアを含む物品の特徴は、その発泡ポリマーの密度が、発泡させる前のポリマーマトリックスの密度より低いことである。発泡体として密度を低くすることは、幾つかの公知の方法によって可能であって、たとえば、化学的発泡剤を用いた発泡による方法か、または、マトリックスの中にミクロスフェアを散在させる方法かによるが、そのミクロスフェアは典型的には、ガラスまたはある種のポリマー材料から作られており、前者は発泡体の柔らかさ／馴染みやすさにとっては、好ましいものではない。
【０００４】
発泡体は、２枚の硬質の基材、または平坦でないもしくは粗い表面を持つ基材を合わせるために使用されてきた。しかしながら、現在までのところ、サーマル・インターフェース材料のために発泡体が使用されたことはない。サーマル・インターフェース材料の中に不連続なボイドを存在させることは、そのようなボイドが有する断熱特性の面から、避けるべきである、と考えられていた。そのために、熱伝導率の点で妥協があった。
【０００５】
ある種の用途においては、難燃性が、必要とされたり、および／または適用される規制によって要求されたりする。たとえば、電気電子用途において使用されるテープは、電流、短絡、および／または関連する電子構成要素または電気的デバイスから発生する熱、などに直接暴露される可能性がある。したがって、工業規格または規制では、そのようなテープ物品の使用についての条件を課して、燃焼試験などのような認定試験を実施することが求められることもある。電気電子用途においては、業界の標準的な燃焼試験は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）のものがある（ＵＬ９４、「スタンダード・フォア・テスツ・フォア・フランマビリティ・オブ・プラスチック・マテリアルズ・フォア・パーツ・イン・デバイシズ・アンド・アプライアンシズ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｐａｒｔｓ ｉｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）」）。
【０００６】
その他の用途においても、たとえば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）にアルミニウムフレームを取り付けるといったような、再加工および／または修理をする必要がある。それらの用途においては、容易に除去することが可能な取り付け法、たとえば伸長により剥離させることが可能な取り付けシステムが都合がよいであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、受容可能な熱伝導率を有し、柔らかで／馴染みやすい、熱伝導性発泡体および熱伝導性接着剤インターフェース、およびそのサーマル・インターフェース材料の製造方法が提供されるのが、望ましい。場合によっては、難燃性構成において、伸長剥離可能な性質を有する前述の熱伝導性物品が提供されるのもまた、望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様においては、本発明は、発泡フィルムを含む発泡サーマル・インターフェース材料を提供するが、前記フィルムには、２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルト感圧接着剤と、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤とのブレンド物を含み、前記フィルムは、前記発泡フィルムの容積の少なくとも５パーセントのボイド容積を有する。
【０００９】
また別な態様においては、本発明は、２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルト感圧接着剤と、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤と、有効量の発泡剤を含むサーマル・インターフェース組成物を提供する。
【００１０】
その他の態様においては、本発明の発泡サーマル・インターフェース材料および組成物にはさらに、難燃剤および／またはミクロ繊維形成材料が含まれていてもよい。
【００１１】
また別な態様においては、本発明は、発泡サーマル・インターフェース材料を調製するための方法を提供し、それに含まれるのは：
（ａ）感圧接着剤（ＰＳＡ）ポリマー、熱伝導性粒子、および発泡剤を溶融混合し、膨張性の成形性組成物を形成する工程；
（ｂ）前記発泡剤を活性化させる工程；
（ｃ）前記成形性組成物を、外部表面を有する発泡フィルムに成形する工程；および
（ｄ）場合により、前記発泡フィルムの外部表面の上に熱伝導性接着剤組成物を塗布する工程、である。
【００１２】
本発明のさらに別な態様においては、前記押出し加工可能な組成物を押出し加工した後に、発泡剤を活性化させることも可能である。
【００１３】
本発明のその他の特徴および利点は、詳細な説明を検討すること、および添付の特許請求の範囲から、当業者には明らかであろう。
【００１４】
好ましい実施態様の各種の構成を説明する際に、各種の図面を参照するが、ここで、同様の参照番号は、同様の構成を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本明細書においては、本発明の好ましい実施態様を説明するために、幾つかの用語を用いている。それらの用語はすべて、当業者らが一般的に使用している内容と矛盾しないように解釈されることを意図している。以下のような意味合いを説明するが、これらは便宜上のもので、単なる例であって、これらに限定される訳ではない。
【００１６】
「ボイド容積（ｖｏｉｄ ｖｏｌｕｍｅ）」という用語は、接着剤中に含まれる発泡剤を活性化させることにより形成された、接着剤の中に存在するボイドに関するものである。
【００１７】
「難燃剤」という用語は、可燃性材料に塗布またはその中に組み入れた場合に、熱または火炎に暴露されたその材料が発火する傾向を抑制または排除する、および／または、一旦発火したものの燃焼が継続する傾向を抑制するような物質を指す。
【００１８】
「伸長剥離（ｓｔｒｅｔｃｈ ｒｅｌｅａｓｅ）」という用語は、接着剤物品の性質を表すもので、その物品を基材表面から速度３０センチメートル／分、角度４５度以下で引き伸ばしたときに、その物品が基材表面から、目に見えるような顕著な量を残すことなく剥がされるか、または、その物品を２枚の硬質な基材の間に使用した場合には、その物品を速度３０センチメートル／分、角度５度以下で引き伸ばしたときに、その物品が基材表面から、硬質の基材の内の少なくとも片側の上に目に見えるような顕著な量を残すことなく剥がされることを特徴とする。
【００１９】
「実質的に連続の」という用語は、ミクロ繊維がその長さ方向に、少なくとも約０．５ｃｍの長さで破壊されていないことを表している。
【００２０】
「実質的に含まない（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｆｒｅｅ）」という用語は、本発明のサーマル・インターフェース材料（ＴＩＭ）の中に存在するある構成要素が、高分子ホットメルトＰＳＡの重量を基準にして、０．１、０．０９、または０．０８重量パーセント未満のレベルであることを表している。
【００２１】
本発明は、熱伝導性充填剤およびホットメルト感圧接着剤（ＰＳＡ）ポリマー発泡体（または発泡フィルム）を含む発泡サーマル・インターフェース材料（発泡ＴＩＭ）を提供するが、その発泡体には、オリゴマーまたは低分子量ポリマーを実質的にまたは全く含まないのが望ましいが、ただし、ＰＳＡの重合の結果生成する残分（すなわち、数平均分子量が２５，０００未満のもの）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド、有機溶媒、添加されたフリーラジカル重合開始剤、および架橋剤は除く。発泡フィルムにはさらに、加熱した際にさらなる膨張を可能とする１種または複数のポリマーミクロスフェアが含まれていてもよい。発泡フィルムの外部表面は実質的に、平坦であっても模様が付けられていてもよく、その発泡フィルムは、シート状、棒状、円筒状など各種の形態で用いることができる。外部表面の少なくとも一部は、フィルム、接着剤層などのための基材として機能させることができ、それによって、各種のテープ／ＴＩＭが得られる。本発明のＴＩＭの発泡フィルムには、本明細書に記載の試験方法によって測定したボイド容積を少なくとも約５パーセント含む。
【００２２】
本発明による発泡ＴＩＭの望ましい特性としては、下記のものの１つまたは複数が挙げられる：（１）バルク熱伝導率が、少なくとも約０．５ワット／メートル・Ｋ；（２）ショアーＡ硬度が約６０未満；（３）静的剪断強さ（２２℃または７０℃）が、以下において本明細書に記載する試験方法による試験したときに、少なくとも約１０，０００分；および（４）ＴＩＭが粘弾性的なミクロ繊維を含む場合においては、その引張破壊強さがＴＩＭの降伏強さの少なくとも約１５０％で、そのときの伸びが約２００％より大、そして１００％伸長させた後の回復が約５０％未満であり、ＴＩＭが弾性のあるミクロ繊維を含む場合においては、そのＴＩＭの伸びが約２００％より大、そして１００％伸長させた後の回復が約５０％未満である。発泡ＰＳＡフィルムの表面に貼り付けた、連続接着剤フィルムおよび／または場合によってはスキン接着剤層（１層または複数）を含む発泡ＴＩＭは、パネルに貼り付けると高い接着力を有することができ、たとえば９０度剥離接着力が約０．０４３８ｋＮ／ｍ（４オンス／インチ）、他の実施態様においては約０．１７６ｋＮ／ｍより大、または約０．３５２ｋＮ／ｍより大である。
【００２３】
本発明において有用な高分子ホットメルトＰＳＡは、２５，０００を超える数平均分子量、好ましくは１００，０００を超える数平均分子量、より好ましくは２００，０００を超える数平均分子量、さらにより好ましくは４００，０００を超える数平均分子量を有する（Ｌ．Ｈ．スパーリング（Ｌ．Ｈ．Ｓｐｅｒｌｉｎｇ）『イントロダクション・トゥ・フィジカル・ポリマー・サイエンス（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ）』第１章、ｐ．６、ＩＳＢＮ０−４７１−８９０９２−８、における定義に従う）。高分子ホットメルトＰＳＡは、各種のポリマー材料から選択することができるが、そのようなものとしてはたとえば、ゴム、エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、ポリ−アルファ−オレフィン、合成ゴム、アクリレートポリマーおよびメタクリレートポリマー、アクリレートおよびメタクリレートコポリマー、および前述のものの組合せなどが挙げられる。任意成分の熱伝導性接着剤層はＰＳＡであってよく、たとえば、ポリ−アルファ−オレフィン接着剤、アクリル酸接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン接着剤、ゴム系接着剤とアクリル系接着剤のブレンド物、およびそれらの組合せなどである。同様にして、任意成分の熱伝導性接着剤層が加熱活性化接着剤であってもよい。連続発泡フィルムおよび／または任意成分の熱伝導性接着剤層は、その中に、実質的に連続の、長さ方向に配向させた、独立したポリマー性ミクロ繊維を含んで提供することも可能であり、そのミクロ繊維は、その物品に伸長剥離特性を付与する。さらに、連続フィルムおよび／または任意成分の熱伝導性接着剤層には、難燃剤が含まれていてもよい。
【００２４】
本発明による発泡ＴＩＭの１例を図１に示す。発泡ＴＩＭ１０には、第一の平坦表面１２とその第一の表面１２の反対側にある第二の表面（図示せず）を有する発泡フィルム１１が含まれる。本発明においては、少なくとも１種の熱伝導性充填剤１５を、ポリマー性接着剤マトリックス１６全体に散在させる。発泡フィルム１１には、そのマトリックス中に散在させた多くのボイド１４を有する、ポリマー接着剤マトリックス１６が含まれる。ボイド１４は、フィルム１１を製造する際の発泡工程の結果であり、たとえば発泡剤を使用するか、膨張性の高分子ミクロスフェアを添加するか、またはそれらを組み合わせることによって、作ることができる。発泡フィルム１１を製造する際に膨張性ミクロスフェアを加えると、ボイド１４には典型的には、膨張されてはいるが破壊はされていない形状のポリマーミクロスフェアが含まれ、それによって少なくとも５％のボイド容積が与えられている。
【００２５】
その他の層および／または構造を、発泡フィルム１１の第一の表面１２に塗布または貼り付けることが可能であるということは、充分に理解されるであろう。他の層または構造を表面１２と組み合わせる場合、熱伝導性スキン接着剤の層をまず始めに第一の表面１２に塗布し、追加の層または構造を表面１２に結合させる。同様にして、第一の表面１２の逆側の表面上に、もう一つの接着剤層、特に熱伝導性接着剤層を有する両面テープＴＩＭとして、発泡フィルム１１を得ることも可能である。剥離ライナーなどを、発泡フィルム１１の表面のいずれかまたは両方の上の熱伝導性スキン接着剤に組み合わせることも可能である。
【００２６】
図２は、第一の表面１０２と第一の表面の反対側の第二の表面（図示せず）を有する発泡フィルム１０１の形態にある、発泡ＴＩＭ１００を示す。本発明のこの実施態様においては、発泡ＴＩＭ１００には、少なくとも１種の熱伝導性充填剤１０５、複数のボイド１０４、およびポリマー性接着剤マトリックス１０６全体に散在させ、長さ方向に配向させた個々の実質的に連続の、粘弾性的および／または弾性的ミクロ繊維１０８を含む、発泡フィルム１０１が含まれる。ミクロ繊維１０８は典型的には、ＴＩＭの製造の間にその場で形成され、長さ方向に配向されている。その他の層および／または構造を、発泡フィルム１０１の第一の表面１０２に塗布または貼り付けることが可能であるということは、充分に理解されるであろう。
【００２７】
本発明において有用な高分子ホットメルトＰＳＡ（熱伝導性充填剤を用いたコンパウンディングをする前）は、２５，０００を超える数平均分子量を有していて、室温（約２２℃）において接着性がある。ＰＳＡは、接着剤の独特なカテゴリーであって、乾燥（無溶媒）の形態においては、室温で恒久的な接着性を有する。それらは、いろいろな異種表面に単に接触させるだけで、指または手の圧力以上は必要とせずに、しっかりと接着させる。ＰＳＡは、水、溶媒、あるいは熱による活性化を必要とすることなく、比較的強力な接着性保持力を発揮する。ＰＳＡは、それらの材料の弾性率が、室温で１０6ダイン／ｃｍ2より低い状態にあるという「ダールキスト（Ｄａｈｌｑｕｉｓｔ）判定基準」を用いて定量的に表すことができる。Ａ．Ｖ．ポシアス（Ａ．Ｖ．Ｐｏｃｉｕｓ）『アドヘージョン・アンド・アドヘーシブズ：アン・イントロダクション（Ａｄｈｅｓｉｏｎ ＆ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）第１版』（ハンザー・パブリッシャーズ（Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）、ニューヨーク州ニューヨーク（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ）、１９９７年）を参照されたい。本発明の発泡体には、１種または複数のＰＳＡを含む。ユニークな発泡体の性質を得るためには、異なった組成を有する２種以上のＰＳＡポリマーを使用するのが望ましい。ＰＳＡ成分のタイプと濃度を選択することによって、広い範囲の発泡体の物理的性質を得ることができる。最終的な物質における所望の性質に基づいて、特定のポリマーを選択すればよい。
【００２８】
そのホットメルトＰＳＡは、各種異なったポリマー材料であってよく、たとえばエラストマー、ゴム、熱可塑性エラストマー、ポリ−アルファ−オレフィン接着剤、アクリル系接着剤、およびそれらのブレンド物などが挙げられる。典型的には、そのポリマー樹脂は、米国特許第６，１０３，１５２号明細書に記載されているような、溶融押出し加工に適したタイプとする。化学的に異なった組成を有する２種以上のポリマーをブレンドするのが望ましい。発泡体の物理的性質は、発泡体を製造するのに使用する成分のタイプを変化させたり、それらの相対的な濃度を変化させたりすることによって、最適化することが可能である。一般的には、最終的なサーマル・インターフェース材料において所望する性質に応じて、具体的なホットメルトＰＳＡを選択する。ホットメルトＰＳＡを調製するために使用するポリマー材料には、残存量のフリーラジカル開始剤、オリゴマーまたは低分子量ポリマー（数平均分子量が２５，０００未満）、または有機溶媒が含まれていてもよいと考えられている。
【００２９】
有用なホットメルトＰＳＡを製造するための好適な材料としては、アクリレートおよびメタクリレートのポリマーまたはコポリマーを挙げることができる。そのようなポリマーは、５０〜１００重量部の、１種または複数のモノマー性のアクリル酸またはメタクリル酸の非三級アルキルアルコールエステル（そのアルキル基は１〜２０個の炭素原子（たとえば３〜１８個の炭素原子）を有する）を重合させることによって、形成させることができる。好適なアクリレートモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソボルニル、およびアクリル酸ドデシルが挙げられる。たとえばアクリル酸ベンジルおよびアクリル酸シクロベンジルのような芳香族アクリレートもまた有用である。幾つかの用途においては、５０重量部未満のモノマー性のアクリルエステルまたはメタクリルアクリルエステルを使用するのが望ましい。場合によっては、１種または複数のモノエチレン性不飽和コモノマーを、約０〜５０部コモノマーの量で、アクリレートモノマーと重合させてもよい。有用なコモノマーの１つのタイプとしては、ホモポリマーのガラス転移温度が、アクリレートホモポリマーのガラス転移温度よりも高いようなものを挙げることができる。このタイプに属する好適なコモノマーの例としては、アクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、置換アクリルアミドたとえばＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、イタコン酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸シアノエチル、Ｎ−ビニルカプロラクタム、無水マレイン酸、アクリル酸ヒドロキシアルキル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、アクリル酸ベータ−カルボキシエチル、ネオデカン酸、ネオノナン酸、ネオペンタン酸、２−エチルヘキサン酸、またはプロピオン酸のビニルエステル（たとえば、コネチカット州ダンベリー（Ｄａｎｂｕｒｙ，ＣＴ）のユニオン・カーバイド・コーポレーション（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．）から、商品名バイネーツ（ＶＹＮＡＴＥＳ）として入手可能なもの）、塩化ビニリデン、スチレン、ビニルトルエン、およびアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。
【００３０】
有用なコモノマーの第二のタイプとしては、ホモポリマーのガラス転移温度が、アクリレートホモポリマーのガラス転移温度よりも低いようなものを挙げることができる。このタイプに属する好適なコモノマーの例としては、アクリル酸エトキシエトキシエチル（Ｔｇ＝−７１℃）およびアクリル酸メトキシポリエチレングリコール４００（Ｔｇ＝−６５℃、新中村化学工業（株）（Ｓｈｉｎ Ｎａｋａｍｕｒａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）から商品名ＮＫエステル（ＮＫ Ｅｓｔｅｒ）ＡＭ−９０Ｇとして入手可能）などが挙げられる。
【００３１】
本発明において有用なまた別な群としては、非光重合性モノマーから調製した、感圧ホットメルト接着剤を挙げることができる。そのようなポリマーは、接着性ポリマー（すなわち、本来的に接着性であるポリマー）、または本来的には接着性ではないものの、接着付与剤と共にコンパウンディングすると接着性組成物を形成することが可能なポリマーであればよい。具体例としては、ポリウレタン、ポリ−アルファ−オレフィン（たとえば、ポリオクテン、ポリヘキセンおよびアタクチックポリプロピレン）、ブロックコポリマー系の接着剤、天然ゴムおよび合成ゴム、シリコーン接着剤、エチレン−酢酸ビニル、およびエポキシ含有構造接着剤ブレンド物（たとえば、エポキシ−アクリレートおよびエポキシ−ポリエステルのブレンド物）、およびそれらの組合せなどが挙げられる。
【００３２】
場合によっては、その接着剤が高い使用温度（すなわち、７０℃までまたはそれ以上）を有しているのが望ましい。このことは、幾つかの公知の方法により達成することができる。たとえば、アクリル系接着剤は、電子ビーム（Ｅビーム）、ガンマ線などを照射することによって架橋させることができる。ブロックコポリマー系の接着剤は、米国特許第６，２７７，４８８号明細書に記載されているように、そのブロックコポリマーに、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）または末端ブロック補強樹脂を添加することによって、それらの高温性能を改良することができる。
【００３３】
多くの熱伝導性充填剤が、本発明の接着剤の中で使用するのに適している。熱伝導性充填剤は、ＡＳＴＭ Ｄ１５３０に従って測定したバルク熱伝導率が約５〜１０００ワット／メートル・Ｋの間である、各種材料から選択される。好適な熱伝導性充填剤の例を挙げれば、酸化アルミニウム、ベリリア、ジルコニア、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタンなど、およびそれらの組合せなどがあるが、これらに限定される訳ではない。これらの充填剤には、各種の形状／形態のものがある（球状、フレーク状、アグロメレート状、結晶状、針状、ヒューム状）。形状は、選択した接着性樹脂のレオロジーおよび最終のホットメルトＰＳＡ／粒子混合物の加工容易性に応じて選択する。充填剤は、幾つかの結晶形（たとえば、六方晶系および斜方晶系窒化ホウ素）として入手できるが、結晶のタイプは、結晶の熱伝導率（結晶軸の違いによる、熱伝導率の異方性も含めて）および最終的な機械的性質およびコストに対する結晶系の影響に応じて選択する。
【００３４】
粒径および粒径分布もまた、機械的性質および接着性に影響するので、最終的な接着性に対する要求に合わせるように粒径を選択するべきである。別な実施態様においては、充填剤（または充填剤混合物）の粒径および粒子の添加量を選択して、充分な機械的性質を維持しながらも、好適な伝熱性が得られるようにする。
【００３５】
典型的には、有用な熱伝導性粒子の平均粒径は、０．５マイクロメートル（μｍ）〜２５０マイクロメートルの範囲である。別な実施態様においては、熱伝導性粒子の平均粒径が１〜１００マイクロメートルや、１０〜７０マイクロメートルの範囲である。粒子は、０．５〜２５０マイクロメートルの間の任意の範囲内で平均粒径に幅があってもよく、また、０．５〜２５０マイクロメートルの間のどの平均粒径であってもよい。接着剤には、接着剤および／またはサーマル・インターフェースマトリックスの橋かけをすることが可能で、その粒径が大きくなる程度に合わせてマトリックスから露出されるような熱伝導性粒子を含むことができる。それによって、粒子がＰＳＡの内部に含まれることになり、熱源の基材と熱伝達性物品、たとえばヒートシンク物品の間にある経路における熱伝導性が改良される。それらの粒子は、ヒートシンク物品の近傍または基部に衝突するのに充分な大きさを有していて、それによって、ヒートシンク物品を使用状態にする前または後に、その表面の内部または上に押さえつけられるようにする。一般的に、接着剤厚みを一定としてそれらの粒径を大きくすると、熱源の基材と熱伝達性物品との間の熱伝導率が大きくなる。
【００３６】
粒径の選択は、その用途に依存する。たとえば、（たとえば、中央処理装置（ＣＰＵ）とヒートシンクの間に見られるように）接着剤層が２５〜１００μｍの範囲に入るような場合には、主寸法が少なくとも約１〜２μｍで、かつ約３０μｍ以下であるか、別な実施態様においては約５〜２０μｍの間であるような粒子が適している。熱基材と冷基材の間のギャップがより大きい場合には、約２０〜３０μｍより大きい、たとえば５０〜２５０μｍの粒子を使用する。さらに、異なった粒径の材料を組み合わせて使用することも可能である。熱伝導性充填剤の粒径が大きいほど、バルク熱伝導率も高くなる。選択された粒子の内の少なくとも幾分かが、ヒートシンク物品に取り付ける際に塑性変形することが可能であるならば、それらの粒径は、上述の大きさよりもさらに大きくすることもできる。粒径の異なるものを混合すると、充填密度が上がることとなり、それによって、得られる熱伝導率を改良することができる。異なった熱伝導性充填剤を組み合わせて、高価な充填剤（たとえば、窒化ホウ素）の一部をより安価な充填剤（たとえば、炭化ケイ素）と置きかえることによって、熱的な性能は同等に維持しながらもコストを下げられることが、判っている。熱伝導性充填剤では、熱伝導率が各種の結晶面に沿って異方性を有していることが多く、熱的な性能を向上させるために、公知の方法に従って充填剤を配向させることも用いることができる。
【００３７】
熱伝導性粒子は、本発明の接着剤組成物中に、全組成物の少なくとも２５重量パーセントの量で存在させることができる。本発明の別な実施態様においては、熱伝導性充填剤を、少なくとも約３０重量パーセント、少なくとも約４０重量パーセントの量、本発明のいくつかの実施態様においては少なくとも約５０重量パーセントの量で存在させる。また別な実施態様においては、熱伝導性充填剤を、本発明の接着剤ブレンド物中に、２５〜８０重量パーセント、３０〜８０重量パーセント、４０〜８０重量パーセント、５０〜８０重量パーセントの範囲、あるいは、２５〜８０重量パーセントの間の任意の範囲で存在させることができる。
【００３８】
熱伝導性充填剤の最大量は、その物品の最終的な性質（たとえば、硬度、馴染みやすさ、接着性、および熱伝導率）を基準に選択するが、熱伝導性充填剤は一般に、約８０重量パーセント未満の量で存在させる。
【００３９】
発泡サーマル・インターフェース材料は、少なくとも約０．５ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有し；別な実施態様においては、発泡サーマル・インターフェース材料は、少なくとも約０．６ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有し；そして、また別な実施態様においては、少なくとも約０．８ワット／メートル・Ｋである。
【００４０】
有用な発泡剤としては、混入ガス／高圧注入ガス；発泡剤、たとえば化学的発泡剤および物理的発泡剤；膨張または未膨張ポリマーバブル；およびそれらの組合せが挙げられる。
【００４１】
高圧注入ガスとは、密閉した混合系（たとえば、密閉式押出機）に２０．６７ＭＰａ（３０００ｐｓｉ）より高い圧力で添加して、その密閉系から出るときに発泡体を形成させるようなガスのことである。高圧注入ガスの例としては、窒素、空気、二酸化炭素（ＣＯ2）およびその他の相溶性のあるガス、およびそれらの組合せなどが挙げられる。
【００４２】
本発明において有用な物理的発泡剤としては、発泡フィルムがダイから押し出されるときの温度と圧力では気体である、各種の天然に存在する大気物質なら何でもよい。物理的発泡剤は、ガス状、液状または超臨界流体としてポリマー材料の中に導入することができる。物理的発泡剤は、押出機系の中に注入してもよい。物理的発泡剤は通常、加工工程の間押出機の中で存在している条件下では超臨界状態となっている。物理的発泡剤を使用する場合には、それが使用しているポリマー材料の中に可溶性であることが好ましい。物理的発泡剤に何を使用するかは、得られる発泡物品において求められる性質によって決める。発泡剤を選択する際に考慮すべきその他の因子は、その毒性、蒸気圧プロフィール、および取扱いの容易さである。発泡剤、たとえばペンタン、ブタン、およびその他の有機物質、たとえばヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）およびヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）を使用することができるが、不燃性、非毒性であって、オゾン層破壊のない発泡剤が好ましく、その理由は、それらが使用するのに容易であり、たとえば、環境面および安全面で問題が少ないからである。好適な物理的発泡剤の例としては、たとえば、二酸化炭素、窒素、ＳＦ6、亜酸化窒素、ペルフルオロ化流体たとえばＣ2Ｆ6、アルゴン、ヘリウム、希ガスたとえばキセノン、空気（窒素と酸素のブレンド物）、およびそれらの物質のブレンド物、ヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）およびヒドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）などが挙げられる。
【００４３】
化学的発泡剤の場合には、物理的発泡剤の場合のような注入システムを必要とせず、実質的にいかなる押出し系においても使用することができる。化学的発泡剤例を挙げれば、水、およびアゾ−、カーボネート−、およびヒドラジド−系の分子で、たとえば、４，４'−オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド、たとえばセロゲン（ＣＥＬＯＧＥＮ）ＯＴ（コネチカット州ミドルベリー（Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，ＣＴ）のユニロイヤル・ケミカル・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｕｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から入手可能）、４，４'−オキシベンゼンスルホニルセミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、シュウ酸ヒドラジド、ジフェニルオキシド−４，４'−ジスルホヒドラジド、ベンゼンスルホンヒドラジド、アゾジカーボナミド、アゾジカーボナミド（１，１'−アゾビスホンアミド）、メタ変性アゾジカルボニド、５−フェニルテトラゾール、５−フェニルテトラゾール類縁体、ヒドラゾカルボキシレート、ジイソプロピルヒドラゾジカルボキシレート、アゾジカルボン酸バリウム、５−フェニル−３，６−ジヒドロ−１，３，４−オキサジアジン−２−オン、ナトリウムボロヒドリド、アゾジイソブチロニトリル、トリヒドラジノトリアジン、アゾジカルボン酸の金属塩、テトラゾール化合物、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸塩化合物とポリカルボン酸との調合物、およびクエン酸と重炭酸ナトリウムの混合物、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ−テレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、およびそれらの組合せなどがある。ニューヨーク州ナイアガラフォールズ（Ｎｉａｇｒａ Ｆａｌｌｓ，ＮＹ）のワシントン・ミルズ・エレクトロ・ミネラルズ・コーポレーション（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｍｉｌｌｓ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｃｏｒｐ．）から、シルカライド・Ｇ−２１・シリコン・カーバイド・グレード・Ｐ２４０（ＳＩＬＣＡＲＩＤＥ Ｇ−２１ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｇｒａｄｅ Ｐ２４０）の商品名で入手可能な炭化ケイ素が、化学的発泡剤、さらには熱伝導性充填剤として機能することが見出された。その他の化学的発泡剤については、Ｄ．クレンプナー（Ｄ．Ｋｌｅｍｐｎｅｒ）、Ｋ．Ｃ．フリッシュ（Ｋ．Ｃ．Ｆｒｉｓｃｈ）（編）『ハンドブック・オブ・ポリメリック・フォームズ・アンド・フォーム・テクノロジー（Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ Ｆｏａｍｓ ａｎｄ Ｆｏａｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）』第１７章（ハンセン（Ｈａｎｓｅｎ）、ニューヨーク（ＮＹ）、１９９１）に記載がある。
【００４４】
１種または複数の膨張性高分子ミクロスフェアを、本発明の発泡熱伝導性フィルムにおける発泡剤として使用することができる。膨張性高分子ミクロスフェアは、ポリマー性シェルと、気体、液体またはそれらの組合せのコア材料とからできている。ポリマー性シェルの溶融温度もしくは流動温度またはそれ以下に加熱すると、ポリマーシェルが膨張する。好適なコア材料の例を挙げれば、プロパン、ブタン、ペンタン、イソブタン、ネオペンタン、または類似の物質、およびそれらの組合せなどがある。ポリマーミクロスフェアシェルに使用する熱可塑性樹脂の素性が、発泡体の機械的性質に影響する可能性があり、発泡体の性質を、ミクロスフェアの選択、あるいは異なったタイプのミクロスフェアの混合物の使用により、調節することができる。たとえば、低密度の発泡体物品において高い引張力および凝集力が望ましいような場合には、アクリロニトリル含有樹脂が有用である。アクリロニトリル含量がシェルに用いた樹脂の少なくとも５０重量パーセント、一般には少なくとも６０重量パーセント、典型的には少なくとも７０重量パーセントであるような場合に、このことは特にあてはまる。シェルとして使用することが可能な、好適な熱可塑性樹脂の例を挙げれば、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、たとえばポリアクリレート；アクリレート−アクリロニトリルコポリマー；およびメタクリレート−アクリル酸コポリマーなどがある。塩化ビニリデン含有ポリマー、たとえば塩化ビニリデン−メタクリレートコポリマー、塩化ビニリデン−アクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリル−塩化ビニリデン−メタクリロニトリル−アクリル酸メチルコポリマー、およびアクリロニトリル−塩化ビニリデン−メタクリロニトリル−メタクリル酸メチルコポリマーを使用することもできるが、ただし、高い強度が必要とされるような場合には望ましいものではない。一般的に言って、高い強度が必要とされる場合には、そのミクロスフェアシェルには、２０重量パーセント以下の塩化ビニリデン、典型的には１５重量パーセント以下の塩化ビニリデンを含むようにする。高い強度を要する用途では、実質的に塩化ビニリデンを含まないミクロスフェアを必要とする。ハロゲンを含まないミクロスフェアを本発明の発泡体において使用することも可能である。市場で入手可能な好適な膨張性高分子ミクロスフェアの例としては、ピアス・スティーブンス（Ｐｉｅｒｃｅ Ｓｔｅｖｅｎｓ）（ニューヨーク州バッファロー（Ｂｕｆｆｆａｌｏ，ＮＹ））から商品名Ｆ−３０Ｄ、Ｆ−５０Ｄ、Ｆ−８０ＳＤ、およびＦ−１００Ｄとして入手できるものがある。好適な膨張性高分子ミクロスフェアはさらに、エクスパンセル・インコーポレーテッド（Ｅｘｐａｎｃｅｌ，Ｉｎｃ．）（ジョージア州ダルース（Ｄｕｌｕｔｈ，ＧＡ））から、商品名エクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）５５１、エクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）４６１、エクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）０９１、およびエクスパンセル（ＥＸＰＡＮＣＥＬ）０９２ＭＢ１２０として入手することが可能である。膨張性高分子ミクロスフェアは典型的には、その膨張温度と、使用する熱伝導性充填剤を基準に選択する。
【００４５】
発泡剤の量は、発泡フィルムの容積の少なくとも５％を構成するボイド容積を与えるように選択する。一般的には、発泡剤濃度が高いほど、その発泡フィルムの密度が低下し、熱伝導率が低くなる。すなわち、ボイド容積が高いほど、その発泡フィルムの熱伝導率が低くなる。たとえば、ポリマー樹脂の中のミクロスフェアの量は、典型的には（ポリマー１００部を基準にして）０．１重量部〜１０重量部の範囲、他の実施態様においては約０．５重量部〜約５重量部、さらに他の実施態様においては、約０．５重量部〜約２重量部の範囲である。
【００４６】
発泡ＴＩＭには、本明細書に記載した試験方法で測定して、少なくとも約５パーセントのボイド容積を含む。また別な実施態様においては、発泡ＴＩＭには、本明細書に記載した試験方法で測定して、少なくとも約１０パーセントのボイド容積を含む。一般的に言って、発泡ＴＩＭには、ボイドが熱伝導率におよぼす影響を考慮して、約７５パーセント未満のボイド容積、約６０パーセント未満、または約５０パーセント未満のボイド容積を含ませる。
【００４７】
ある種の用途においては、難燃性が、必要とされたり、および／または適用される規制によって要求されたりする。たとえば、電気電子用途において使用されるテープは、電流、短絡、および／または関連する電子構成要素または電気的デバイスから発生する熱、などに直接暴露される可能性がある。したがって、工業規格または規制では、そのようなテープ物品の使用についての条件を課して、燃焼試験などのような認定試験を実施することが求められることもある。電気電子用途においては、業界の標準的な燃焼試験は、アンダーライターズ・ラボラトリーズ（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）のものがある（ＵＬ９４、「スタンダード・フォア・テスツ・フォア・フランマビリティ・オブ・プラスチック・マテリアルズ・フォア・パーツ・イン・デバイシズ・アンド・アプライアンシズ（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｓ ｆｏｒ Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｐａｒｔｓ ｉｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）」）。発泡ＴＩＭが、ＵＬ９４Ｖ−２燃焼性グレードに合格する、また別な実施態様においては、ＵＬ９４Ｖ−０燃焼性グレードに合格するのが、好ましい。
【００４８】
本発明の発泡ＴＩＭに加えるのに適した難燃剤は、いかなるタイプの難燃剤であってもよいが、その難燃剤は一般的に、発泡ＴＩＭの全重量を基準にして約５重量パーセント〜約４０重量パーセントの間の濃度で、フィルム中に存在させる。その難燃剤は、発泡性難燃剤とすることもできるし、および／または非発泡性難燃剤とすることもできる。典型的には、難燃剤はハロゲン非含有、そしてアンチモンを含まないものである。本明細書に記載する発泡ＴＩＭにおいて使用するのに適した難燃剤の例を挙げれば、ノースカロライナ州シャーロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）のクラリアント・コーポレーション（Ｃｌａｒｉａｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている、商品名エキソリット（ＥＸＯＬＩＴ）、たとえばＩＦＲ２３、ＡＰ７５０、エキソリット（ＥＸＯＬＩＴ）ＯＰグレート（有機リン系化合物をベースとしたもの）、およびエキソリット（ＥＸＯＬＩＴ）ＲＰグレード（赤リン物質）、非ハロゲン化難燃剤のたとえば、ファイアブレーク（ＦＩＲＥＢＲＡＫＥ）ＺＢおよびボルガード（ＢＯＲＧＡＲＤ）ＺＢ、ならびにイスラエル国ベール・シバ（Ｂｅｅｒ Ｓｈｉｖａ，Ｉｓｒａｅｌ）のデッド・シー・ブロミン・グループ（Ｄｅａｄ Ｓｅａ Ｂｒｏｍｉｎｅ Ｇｒｏｕｐ）から入手可能な、ＦＲ３７０（トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェート）などがある。熱伝導性充填剤としても機能する好適な難燃剤の例としては、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムが挙げられる。
【００４９】
１種または複数の難燃剤および／または相乗剤のブレンド物もまた、本発明の発泡ＴＩＭにおいて使用することができる。難燃剤システムの選択は、各種のパラメーターたとえば、目的とする用途に対する工業標準などや、発泡フィルムポリマーマトリックスの組成によって、決める。さらに、本発明の発泡ＴＩＭには、発煙抑制剤を加えることもできるが、そのようなものとしては、オハイオ州クリーブランド（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）のシャーウィン−ウィリアムズ・ケミカルズ（Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から商品名ケムガード（Ｋｅｍｇａｒｄ）ＨＰＳＳ、９１１Ａ、９１１Ｂおよび９１１Ｃとして入手可能なものがある。
【００５０】
伸長剥離特性を与えるため、および本発明の発泡ＴＩＭをさらに補強するために、熱伝導性フィルム、熱伝導性スキン接着剤、またはフィルムとスキン接着剤の両方に、本明細書に記載の製造工程の間に、その場で形成される粘弾性的および／または弾性的ミクロ繊維を形成するミクロ繊維形成材料を含む。個々のミクロ繊維は個々に実質的に連続であり、接着性ポリマーマトリックス全体にわたって分散され、フィルムの長さ方向に配向されている。ミクロ繊維としては、係属中の米国特許出願公開第０２−０１８７２９４Ａ１号明細書の教示に従って作られるようなものが好適であることが判った。本発明の発泡ＴＩＭにおいては、個々のミクロ繊維は、長さ方向に少なくとも約０．５センチメートル（ｃｍ）、他の実施態様においては、少なくとも約２ｃｍ、約５ｃｍ、または約８ｃｍは、破壊されていない。また別な態様においては、個々の実質的に連続のミクロ繊維は一般に、０．０５〜５マイクロメートル、典型的には０．１〜１マイクロメートルの最大直径を有し、個々の実質的に連続のミクロ繊維のアスペクト比（すなわち、長さの直径に対する比）が約１０００より大きい。
【００５１】
発泡ＴＩＭにはさらに、上記で明確に除外される物質以外の、その他の幾つかの添加剤が含まれていてもよい。好適な添加剤の例を挙げれば、接着付与剤（たとえば、ロジンエステル、テルペン、フェノール、および脂肪族、芳香族、または脂肪族と芳香族混合の合成炭化水素樹脂）、顔料、補強剤、疎水性もしくは親水性シリカ、炭酸カルシウム、強化剤、繊維、充填剤、抗酸化剤、安定剤、およびそれらの組合せなどがある。前述の追加の添加剤および成分は一般に、目的とする最終の性質、特に接着性を有する物品が得られるのに充分な量で添加する。良好な馴染み性と表面接触性を得るためには、ＴＩＭの硬度がショアーＡで約６０未満であるのが好ましい。
【００５２】
本発明のその他の実施態様としては、テープおよび転写テープが挙げられる。有用なバッキング材料は熱伝導性である。そのようなバッキング材料は、本来的に熱伝導性であってもよいし、あるいは、先に「熱伝導性充填剤」として説明したような、熱伝導性を付与するための、添加剤（１種または複数）を含んでいてもよい。好適なバッキング材料の例を挙げれば、セルロース系材料、たとえば紙および布（織布および不織布）；フィルム、たとえばポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリプロピレン、およびナイロン；熱伝導性発泡材料、たとえばポリエチレン発泡体およびアクリル系発泡体；スクリム；および金属フォイル、たとえばアルミニウムフォイルなどがある。また別な実施態様においては、バッキング材料が剥離ライナーであってもよい。その実施態様においては、バッキングが熱伝導性である必要はない。剥離ライナーは、剥離コーティングを用いて片面または両面にコーティングすることができる。このバッキングはさらに、多重層として提供されてもよい。
【００５３】
多重層発泡ＴＩＭは、発泡フィルムにポリマー層または非ポリマー層を積層させるか、または、複数の押出し発泡フィルムを、それらが個々に成形用オリフィスを押し出されてくるときに、ある種の固着手段、たとえば接着剤を用いて重ね合わせることによって、調製することも可能である。使用可能なその他の方法としては、押出しコーティングおよびインクルージョン共押出しがあるが、それについては、たとえば、米国特許第５，４２９，８５６号明細書に記載がある。
【００５４】
図３には、また別なＴＩＭ２００を示しているが、ここでは、発泡フィルム２０１の表面２０２の１つの上に、熱伝導性スキン接着剤層２２０が設けられている。発泡フィルム２０１には、複数のボイド２０４およびマトリックスの中に散在させられた熱伝導性粒子２０５を含む、ポリマー接着剤マトリックス２０６が含まれる。スキン接着剤層２２０には、本明細書においてさらに説明されているような、各種の接着剤材料および熱伝導性充填剤が含まれていてもよい。典型的には、スキン接着剤層２２０は、その中に難燃剤を含まない配合の熱伝導性ＰＳＡである。場合によっては、接着剤２２０を他の基材などに塗布する前にその接着剤層２２０を保護する目的で、剥離ライナー（図示せず）を用いてもよい。
【００５５】
本発明の主題に従えば、上述の熱伝導性スキン接着剤層を発泡フィルムと組み合わせることは、たとえば、押出し加工可能な発泡剤含有組成物と、１種または複数の押出し加工可能な接着剤組成物とを共押出しすることによって可能となるが、これについては後により詳しく説明する。熱伝導性接着剤組成物は一般に、難燃剤なしの配合および／または選択をすることにより、接着剤物品、たとえば、連続の発泡フィルムがそのテープのための基材を形成しているようなテープを与える。接着剤は、連続発泡フィルムの表面の一部（たとえば、その主表面の１つの面の上）に塗布し、その発泡フィルムの表面の一部（第二主表面）は基材のまま残して、さらなる層または構造を支持するようにすることができる。スキン接着剤はまた、発泡フィルムの表面に積層することも可能であるし、あるいは、スキン接着剤層を剥離ライナーに付着させた後に、そのスキン接着剤層の上に発泡フィルムを直接押出すか、またはコーティングすることも可能である。スキン接着剤層には、多重の接着剤層を用いてもよい。典型的には、スキン接着剤層における熱伝導性充填剤の濃度を発泡フィルムよりも低くして、接着性を最大化させることができる。一般に、熱伝導性充填剤の量が増えるほど、接着性は低下する。
【００５６】
図４を参照すると、本発明による発泡ＴＩＭを調製するための、押出しプロセス３００が示されている。本発明のプロセスに従えば、ホットメルトＰＳＡポリマーを第一の押出機３１０（典型的には、単軸スクリュー押出機）に供給し、ポリマーを軟化、混合して、押出し加工に適した形態とする。得られたポリマーを用いて、発泡フィルムのポリマーマトリックスを形成させる。ポリマーを押出機３１０に供給するには、たとえば、ペレット、ビレット、パッケージ、ストランド、パウチ、およびロープなど、利便性が良ければいかなる形態であってもよい。
【００５７】
次いで、熱伝導性充填剤、および、存在させるならば接着性付与樹脂、難燃剤、ミクロ繊維形成材料、およびその他の添加剤（発泡性ミクロスフェアは、存在させるとしても除外する）を第二の押出機３１２（たとえば、典型的には２軸スクリュー押出機）に供給する。ホットメルトＰＳＡポリマーは、第一のポート３１１を通して、押出機３１０から第二の押出機３１２の中に直接供給してもよい。熱伝導性充填剤およびその他の添加剤は、どのポートから供給してもよいが、典型的には押出機３１２の混合／分散セクションより手前の位置にある、フィード口３１３から第二の押出機３１２の中に、典型的には供給する。組み合わせたホットメルトＰＳＡポリマーと添加剤は、押出機３１２の中で充分に混合する。構成成分の添加順と混合条件（たとえば、スクリュー速度、スクリューの長さ、および温度）を選択して、最適な混合が行われるようにする。一般的には混合は、ミクロスフェアが存在しているような場合には、そのようなミクロスフェアが膨張するのに必要な限界温度よりも低い温度で実施する。しかしながら、ミクロスフェアの膨張温度よりも高い温度を使用することも可能であるが、そのような場合には典型的には、混合の後で押出機３１２へのミクロスフェアの添加の前に温度が下げられている。押出し加工に適した形状でホットメルトＰＳＡポリマーが得られるような場合には、その第一の押出し工程は省略して、ポリマーを直接押出機３１２に供給することも可能であることは、認識されたい。多量の熱伝導性充填剤を組み入れる場合には、その充填剤を複数の添加ポートを通して押出機に添加し（すなわち、分散供給、図示せず）、ポート３０９からの真空を用いて取り込まれた空気を除去するのが望ましい。一般的には、ボイド容積は、取り込まれたガス、化学的発泡剤、物理的発泡剤、およびミクロスフェアによって与えられる。
【００５８】
膨張性高分子ミクロスフェアを、第二の押出機３１２に添加することができるが、典型的には、供給口３１３の下流側、典型的には押出機３１２の輸送ゾーンの直ぐ手前の独立したゾーンで添加する。それを添加した後は、熱伝導性充填剤、膨張性高分子ミクロスフェア、ホットメルトＰＳＡポリマー、および任意成分の難燃剤および／またはミクロ繊維形成材料を、輸送ゾーンの中で溶融混合し、膨張性の押出し加工可能な組成物を形成させる。溶融混合工程の目的は、熱伝導性充填剤、ミクロスフェア、およびその他の添加剤（存在させるとすれば）を溶融ポリマー全体の中に分散させた、膨張性の押出し加工可能な組成物を調製することにある。典型的には、その溶融混合操作では、供給口３１３より下流側の１つの輸送ブロックを使用して充分な混合を行うが、同様にして混練要素を使用してもよい。溶融混合の際に採用する温度、圧力、剪断速度、および混合時間を選択して、ミクロスフェアが膨張してしまったり破壊されたりしないようにして、膨張性の押出し加工可能な組成物を調製する。具体的な添加順序、ゾーン温度、圧力、剪断速度、および混合時間を、加工処理すべき具体的な化学組成物を基準にして選択するが、そのような諸条件の選択は当業者の技量の範囲内である。
【００５９】
溶融混合工程の後、その膨張性の押出し加工可能な組成物を、ギアポンプ３１６を用い、輸送配管３１８を通して、押出しダイ３１４（たとえば、コンタクトダイまたはドロップダイ）の中に計量仕込みする。多層ダイ３１４の内部温度は、輸送配管３１８の内部温度と実質的に同じ温度に保つ。ダイ３１４の内部温度は、発泡性ミクロスフェアの膨張を起こさせるのに必要な温度以上とする。図４においては、押出しダイ３１４を多層ダイとして示しているが、ダイ３１４が単層ダイであってもよいことは理解されたい。輸送配管３１８の内部温度もまたミクロスフェアの膨張を開始させるのに必要な限界温度以上となるが、通常は輸送配管３１８の内部の圧力を充分に高くして、ミクロスフェアが配管３１８の中に滞留している間には、ミクロスフェアが膨張しないようにする。ダイ３１４の内部容積が配管３１８の内部容積よりも大きいので、配管３１８からダイ３１４へと流れてくる材料が、輸送配管３１８の内部よりは低い圧力へと、圧力低下にさらされる。膨張性の押出し加工可能な組成物がダイ３１４に入ると、圧力の低下とダイ３１４内部での加熱とによって、高分子ミクロスフェアの膨張が始まる。ミクロスフェアの膨張が始まると、膨張性の押出し加工可能な組成物が発泡体を形成する。通常、ミクロスフェアの膨張のほとんどは、ミクロスフェアがダイ３１４を出るより前に起きる。ダイ３１４の内部の圧力は、膨張性の押出し加工可能な組成物がダイ３１４の出口ポート３１５に近づくほど、連続的に低くなっていく。圧力が連続的に低下することによって、ダイの内部においてミクロスフェアがさらに膨張するようになる。膨張性ポリマー組成物がダイ３１４から出るより前に、発泡性ミクロスフェアの膨張を促進させるに充分なほど低くダイキャビティの中の圧力を保てるように、押出機３１２およびダイ３１４を通過するポリマーの流動速度を維持する。ダイ３１４の形状を選択あるいは細工して、発泡ＴＩＭが所望の形状になるようにすることができる。たとえば、連続または不連続なシートやフィルムなど、各種の発泡体形状を作り出すことが可能である。本発明による発泡体の製造において、発泡性ミクロスフェアに代えて、あるいはミクロスフェアと組み合わせて、化学的発泡剤などを使用することができるのは、当業者のよく知るところである。
【００６０】
所望により、発泡フィルムの一方または両方の表面の平滑さを増すことも可能であるが、それには、発泡フィルムがダイ３１４を出た後に、ニップロール３１７を用いて発泡フィルムを冷却ロール３１９に押しつける方法か、あるいは、発泡フィルムのそれぞれの表面に平滑なライナーを当てて、その複合材料物品をニップの間を通過させる方法を用いる。（一方または両方の）表面を平滑にすることは、良好な表面接触と接着をさせるには都合がよい。発泡フィルムの一方または両方の表面の上にパターンを型押しすることも可能であり、それには、発泡体がダイ３１４を出た後でその発泡体をパターン模様のあるロールに接触させる方法か、あるいは、たとえば、米国特許第６，１９７，３９７Ｂ１号明細書に記載されているような、パターン化または微細構造化ライナーを使用する方法を用いる。
【００６１】
特に、大きな取り付け面積を有する硬質の基材と接着させる場合、良好な熱伝導性を得るためには、発泡ＴＩＭと基材の間に空気の取り込みが無いのが望ましい。非接触または非接着の領域では、熱が伝わらず、その発泡ＴＩＭの総合的な熱伝導率が低下する。パターン化された発泡ＴＩＭでは、空気を追い出しやすく、その結果として接着剤の接触が改良される。非発泡ＴＩＭに対して、発泡ＴＩＭでは柔らかさと馴染みやすさが改良されていることもまた、接着剤の接触の改良に寄与している。
【００６２】
この押出しプロセスを用いて、異なった密度の領域を有するパターン化発泡フィルムを調製することも可能である。たとえば、（図４において）フィルムがダイ３１４を出るより下流側で、たとえば、パターンロールまたは赤外線マスクを使用することによって、フィルムを選択的に加熱して、発泡フィルムの所定の領域の中で、ミクロスフェアを段階的に、あるいは領域を分けて膨張させることができる。
【００６３】
改良された接着性が必要とされる用途においては、熱伝導性発泡フィルムを１種または複数のスキン接着剤層と組み合わせるし、別な実施態様においては、１種または複数の熱伝導性スキン接着剤層を、発泡フィルムの外部表面に塗布する。スキン接着剤層の厚みは、典型的には０．０２５ｍｍ（１ミル）〜０．１２５ｍｍ（５ミル）、別な実施態様においては、０．０２５ｍｍ（１ミル）〜０．０７６ｍｍ（３ミル）である。図４には、そのような共押出しプロセスが示されている。スキン接着剤層のための接着剤を、系に導入するには、接着性ポリマーを押出機３３０（たとえば、単軸スクリュー押出機）に供給するが、そこでポリマーを軟化させてから、第二の押出機３３２（たとえば、典型的には２軸スクリュー押出機）に供給し、そこでそのポリマーに、熱伝導性充填剤および（使用するならば）その他の添加剤を混合する。接着剤、典型的にはＰＳＡをその系を通すことで加工して、たとえばテープとして有用なスキン層を有する発泡ＴＩＭを得る。そのような用途のためには、接着剤の接着性またはタック性を低下させるような他の添加剤を加えることなく、熱伝導性接着剤を配合する。
【００６４】
難燃剤材料は、接着剤のための配合からは通常除かれるが、接着剤に難燃性を付与するには効果がありながら接着剤のタックに顕著な悪影響を与えない程度の濃度で、少量の難燃剤を接着剤の中に加えることも可能である。具体的には、非常に薄い（すなわち、０．６３５ｍｍ未満（０．０２５インチ未満））熱伝導性難燃性発泡ＴＩＭにおけるスキン接着剤に少量の難燃剤を添加するのが望ましい。スキン接着剤層に添加する難燃剤の量は、スキン接着剤の全重量の約３０重量パーセント以下、約２０重量パーセント以下、約１０重量パーセント以下、または約５重量パーセント以下である。
【００６５】
成形可能または押出し加工可能な接着剤組成物を、押出機３３２から、ギアポンプ３３６を使用し、輸送配管３３４を通して、ダイ３１４の適切なチャンバに計量仕込みする。その接着剤を、ダイ３１４の出口ポート３１５を通して発泡体と共に共押出しして、それにより接着剤を発泡フィルムの外部表面に、直接塗布する。発泡フィルムが、その上に２つの主外部表面を有するシートの形状で得られる場合には、接着剤を、発泡フィルムの主外部表面の一方または両方の上に塗布することができる。接着剤を用いて物品をコーティングするための共押出し方法は、当業者には公知であって、本明細書でこれ以上説明する必要は無い。スキン接着剤層を塗布するには他の方法を使用することも可能で、それにはたとえば、直接コーティング、スプレーコーティング、パターン印刷、積層法などがある。
【００６６】
スキン接着剤層を発泡フィルムの主外側表面の両方に塗布した場合には、得られる発泡ＴＩＭは、発泡フィルムをコアとし、発泡フィルムの主表面それぞれの上にスキン接着剤層を有することを特徴とする３層の物品となる。３層Ａ／Ｂ／Ｃ構成（接着剤Ａ／発泡体Ｂ／接着剤Ｃ）とするためには、もう１台の押出機と関連の設備を用いることにより、発泡体の他の主表面にもう１層の熱伝導性スキン接着剤層が得られるようにすることができる。この構成においては、発泡ＴＩＭの２つの主表面を、発泡ＴＩＭの熱伝導性が望ましいおよび／または必要とされているような用途において使用するための各種の表面に接着させることができる。さらに、スキン接着剤層の中に難燃剤を含まないために、熱伝導性発泡フィルムを表面または基材に、使用した具体的なスキン接着剤が発揮できる最高度の接着性をもって、接着させることが可能となる。
【００６７】
本発明の物品において使用するのに好適なスキン接着剤としては、各種の極性および／または非極性基材に受容可能な接着性を与えるいかなる接着剤であってもよい。ＰＳＡは一般に受容可能なものである。好適なＰＳＡの例としては、アクリル系ポリマー、ポリウレタン、熱可塑性エラストマーたとえば、クレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）の商品名で市販されているもの（たとえば、スチレン−イソプレン−スチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、およびそれらの組合せ）およびその他のブロックコポリマー、ポリオレフィンたとえばポリ−アルファ−オレフィンおよび非晶質ポリオレフィン、シリコーン、ゴム系接着剤（天然ゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ブチルゴム、などを含む）、さらにはそれらの接着剤の組合せまたはブレンド物をベーストしたものが挙げられる。熱伝導性スキン接着剤には、接着付与剤、補強樹脂、可塑剤、レオロジー調節剤、充填剤、繊維、架橋剤、抗酸化剤、染料、着色剤、さらには活性成分たとえば抗菌剤などが含まれていてもよい。
【００６８】
本発明において有用であると知られているＰＳＡの群としては、たとえば、米国再発行特許発明第ＲＥ２４，９０６号明細書に記載されているようなアクリレートコポリマー、特に、重量比が９０：１０から９８：２までのアクリル酸イソオクチル：アクリル酸のコポリマーがある。重量比が９０：１０から９８：２までのアクリル酸２−エチルヘキシル：アクリル酸コポリマー、および６５：３５のアクリル酸２−エチルヘキシル：アクリル酸イソボルニルコポリマーもまた、受容可能である。たとえば、米国特許第５，８０４，６１０号明細書および同第５，９３２，２９８号明細書に記載されているのは、有用な接着剤である。接着剤の中に、たとえば米国特許第４，３１０，５０９号明細書および同第４，３２３，５５７号明細書に記載されているような、抗菌剤を加えることも考えられる。国際公開第０１／５７１５２号パンフレットに記載されているような、アクリル系接着剤とゴム系接着剤とのブレンド物もまた使用することができる。
【００６９】
剥離ライナー３２０を、発泡体の主表面の一方または両方に配された単一または複数の熱伝導性スキン接着剤層に貼り付けることもできる。ライナー３２０は、供給ロール３２２から送り出される。ライナー３２０に適した材料を挙げれば、シリコーン剥離ライナー、剥離剤コーティングしたポリエステルフィルム（たとえば、ポリエチレンテレフタレートフィルム）、およびポリオレフィンフィルム（たとえば、ポリエチレンフィルム）などがある。次いでそのライナーと発泡体とを、ニップローラー３２４の間で積層させる。
【００７０】
任意の剥離ライナー３４０を、ニップロール３２４の内の１つに近接して位置させた、任意の第二の供給ロール３４２によって、発泡体の反対側の表面に加えることができる。この第二の剥離ライナー３４０は、剥離ライナー３２０と同じであっても、異なっていてもよい。さらに、この第二の剥離ライナー３４０が、剥離ライナー３４０の片側の表面にコーティングまたは付着させた１層の熱伝導性接着剤を伴っていてもよい。この方法においては、第二の熱伝導性接着剤層（図示せず）を、発泡材料の第二主表面に付着させることが可能となる。その第二の熱伝導性スキン接着剤層は、先に述べた共押出しした接着剤と同じであっても、異なっていてもよい。典型的には、熱伝導性スキン接着剤層には熱伝導性ＰＳＡを含む。剥離ライナー３２０、３４０はさらに、その表面の１つにコーティングまたは付着させた１層の熱伝導性接着剤を伴っていてもよい。
【００７１】
上述のプロセスおよびそこで使用した設備は、当業者には公知であり、本明細書の図４で述べられた装置に本発明が限定される訳ではない。
【００７２】
多重層発泡ＴＩＭを製造するためのその他の方法も、本発明の範囲内にあると考えられる。たとえば、前述の共押出しプロセスは、１層または２層のＴＩＭを製造するために運転することができるし、あるいは、適当なフィードブロックを備えた単層ダイを準備するか、または、多翼ダイまたは多マニフォールドダイを使用することによって、３層以上（たとえば、１０〜１００層またはそれ以上）を有するＴＩＭを製造することもできる。多重層ＴＩＭは、物品がダイ３１４を出た後で、追加の層（たとえば、ポリマー層、金属、金属フォイル、スクリム、紙、布、剥離ライナー上にコーティングした接着剤など）を、発泡フィルム、または各種共押出しポリマー層に積層させることによって、調製することも可能である。使用可能なその他の技術としてはパターン印刷がある。本発明のＴＩＭの中の熱伝導性発泡フィルム（１枚または複数）の厚みは、厚い（すなわち、０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）以上）、あるいは薄い（すなわち０．０２５ｍｍ（０．０１０インチ）未満）のいずれであってもよい。
【００７３】
積層させた後で、場合によっては、その発泡ＴＩＭをＥビーム源３２６からの照射に暴露させることにより発泡ＴＩＭを架橋させて、凝集力を改良する。他の照射源（たとえば、イオンビームおよびガンマ線照射）を用いることも可能ではあるが、ただし、その照射が、発泡ＴＩＭの厚みの中に充分に浸透して、発泡ＴＩＭの厚み全体において、その架橋を開始させ充分に架橋させるだけのエネルギーを有していなければならない。Ｅビーム暴露に続けて、その任意の第二の剥離ライナー３４０を引取りロール３２９の上に巻き取り、その積層物を引取りロール３２８の上に巻き取る。発泡ＴＩＭの場合、より完全な架橋をさせるためには、Ｅビームを両側の主表面から発泡フィルムに照射させて、材料に充分に浸透させることが必要となることもあり得る。別な方法として、ロールに巻き上げた後にＴＩＭをガンマ線照射してもよい。
【００７４】
剥離ライナーは典型的には、フルオロケミカルまたはシリコーンのような剥離剤をコーティングしてある。たとえば、米国特許第４，４７２，４８０号明細書には低い表面エネルギーのペルフルオロケミカルライナーが記載されている。好適な剥離ライナーとしては、シリコーン剥離材料をコーティングした、紙、ポリオレフィンフィルム、またはポリエステルフィルムが挙げられる。アクリル系ＰＳＡと共に使用する場合には、ポリオレフィンフィルムでは剥離コーティングを必要としないこともある。市販されているシリコーンコーティング剥離ライナーの例を挙げれば、ポリスリック（ＰＯＬＹＳＬＩＫ，登録商標）シリコーン剥離紙（イリノイ州ベッドフォード・パーク（Ｂｅｄｆｏｒｄ Ｐａｒｋ，ＩＬ）のジェームズ・リバー・カンパニー（Ｊａｍｅｓ Ｒｉｖｅｒ Ｃｏ．）、Ｈ．Ｐ．スミス・ディビジョン（Ｈ．Ｐ．Ｓｍｉｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）から入手可能）、およびＤＣＰ−ロージャ（ＤＣＰ−Ｌｏｈｊａ）（イリノイ州ディクソン（Ｄｉｘｏｎ，ＩＬ））（現在はロパレックス・インコーポレーテッド（Ｌｏｐａｒｅｘ，Ｉｎｃ．）（イリノイ州ウィロウブルック（Ｗｉｌｌｏｗｂｒｏｏｋ，ＩＬ））により供給されるシリコーン剥離紙がある。具体的な剥離ライナーとして、商品名１−６０ＢＫＧ−１５７として知られる、水系のシリコーン剥離表面を有するスーパーカレンダークラフト紙が、ＤＣＰ−ロージャ（ＤＣＰ−Ｌｏｈｊａ）から入手できる。その他のタイプの、Ｅビームに安定で、不純物が含まれない剥離ライナーもまた本発明において有用であり、たとえば、本出願の被譲渡人に譲渡され現在係属中の、たとえば、米国特許出願公開第０２−０１５５２４３−Ａ１号明細書に記載されているようなものがある。
【００７５】
本発明の発泡ＴＩＭは、たとえば航空、自動車、電子および医療用途など、広い範囲の用途において使用することが可能である。本発明の発泡ＴＩＭは典型的には、プロセッサーや構成要素を、熱拡散デバイス（たとえば、ヒートシンクおよびヒートスプレッダー）に結合させるために使用される。ＴＩＭの特性は、目的とする用途の必要に合わせて与えることが可能である。応用の具体例を挙げれば、接着テープ、パッドまたはシート、制振用物品、テープバッキング、ガスケット、スペーサー、およびシーラントなどがある。
【００７６】
本発明の実施態様の特徴を、以下の非限定的な例を用いてさらに説明する。
【実施例】
【００７７】
以下の試験方法および実施例においては、サンプルの寸法（典型的には、長さ）は概略値であるが、ただし幅については例外で、幅は切断工具の精度まで測定した。
【００７８】
これらの実施例は、単に説明をするためだけのものであり、添付の特許請求の範囲の範囲を限定するものではない。実施例およびその他の明細書の部分における、すべての部、パーセント、比などは、特に断らない限り、重量基準である。
【００７９】
試験方法
密度、およびボイド容積の測定
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２−８６「スタンダード・テスト・メソッド・フォア・デンシティ・アンド・スペシフィック・グラビティ・（リラティブ・デンシティ）・オブ・プラスチックス・バイ・ディスプレースメント（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｇｒａｖｉｔｙ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ）ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ ｂｙ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）」に従って測定した。サンプルを、ほぼ２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ（１インチ（ｉｎ）×１インチ（ｉｎ））の大きさの試験片に切断し、スイス国グライフェンゼー（Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）のメトラー・トレド（Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ）からＡＧ２４５型として入手可能な高精密天秤で秤量した。それぞれのサンプルの容積は、室温（２３℃±１℃）で置換される水の質量を測定することにより求めた。天秤に特別付属品を取り付けて、それぞれのサンプルの浮力をグラム（ｇ）の単位で測定した。サンプルの密度（Ｄmeas.）は、その質量を浮力で割り算することにより求めた（２３℃における水の密度を１ｇ／ｃｃと仮定）。
【００８０】
組成物（発泡前）の理論密度（Ｄtheor.）は、以下の式から求めた：
組成物のＤtheor.＝（接着剤成分の重量パーセント×接着剤成分のＤmeas.）＋（第一の充填剤成分の重量パーセント×第一の充填剤成分のＤtheor.）＋（第二の充填剤成分の重量パーセント×第二の充填剤成分のＤtheor.）＋（第三の充填剤成分の重量パーセント×第三の充填剤成分のＤtheor.）、など。
【００８１】
そして、これからボイド容積を次式に従って計算した：
％ボイド容積＝［１−（組成物のＤmeas.）／（組成物のＤtheor.）］×１００
【００８２】
報告した％ボイド容積には、膨張した高分子ミクロスフェアおよび／または取り込まれたガスおよび／または化学的発泡剤および／または物理的発泡剤のボイド容積への寄与が含まれている。
【００８３】
硬度試験
物品（約３．８１ｃｍ（１．５インチ）×２．５４ｃｍ（１．０インチ））サンプルの厚みを測定し、記録した。次いでそのサンプルを、清浄な乾燥したガラスパネルに、積層させたが、その際に、サンプルとガラスの間に気泡が残らないよう注意した。その第一の物品に、同様の方法で追加の物品サンプルを積層していって、合計した厚みが少なくとも０．３４ｃｍ（０．１３５インチ）になるようにした。ショアーＡ硬度試験機（ニューヨーク州フリーポート（Ｆｒｅｅｐｏｒｔ，ＮＹ）のショア・インストルメント・マニュファクチャリング・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｓｈｏｒｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｍｆｇ．Ｃｏ．Ｉｎｃ．）から入手可能な、モデル・ＣＶ・スタンド・アンド・デュロメーター・タイプ・Ａ・ＡＳＴＭ・Ｄ２２４０・ゲージ（Ｍｏｄｅｌ ＣＶ Ｓｔａｎｄ ａｎｄ Ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ Ｔｙｐｅ Ａ ＡＳＴＭ Ｄ２２４０ Ｇａｕｇｅ））を使用して、それぞれのサンプル片について３カ所でその初期硬度を試験器で読み取って、それらの値を平均した。
【００８４】
粘度
レオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ）から入手可能なレオメトリックス（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ）ＲＤＡ ＩＩを用いて、粘度変化を測定した。接着剤を、直径２５ｍｍの平行プレートの間に、厚みが１ｍｍになるように挟んだ。１８０℃における複素粘性率対温度および剪断速度で、データをプロットした。周波数１ラジアン／秒における粘度を報告した。
【００８５】
静的剪断強さ試験
幅２．５４ｃｍ（１インチ）×長さ約３．８１ｃｍ（１．５インチ）のサンプルを試験物品から切り出し、溶媒洗浄（アセトンで１回、次いでヘプタンで３回洗浄）して乾燥させた、幅０．５０８ｃｍ（２インチ）×長さ７．６２ｃｍ（３インチ）のタイプ３０４ステンレス鋼基材パネルの上に、サンプルがパネルの一端の中央に来るように押しつけた。長さ約１０．１６ｃｍ（４インチ）×幅約３．１７５ｃｍ（１．２５インチ）×厚み０．００２５ｃｍ（０．００１インチ）のプライマー処理したポリエステルフィルムのシートを、ポリエステルフィルムのプライマー処理した側をサンプルにあててロール掛けすることにより、サンプルに付着させたが、それには２ｋｇ（４．５ポンド）硬質ゴムローラーを使用し、それぞれの方向に２パスずつロール掛けしたが、その際に、フィルムとサンプルの間に気泡が残らないように注意を払い、またポリエステルフィルムを約５．１ｃｍ（２インチ）だけパネルよりもはみ出させて、タブとして使用した。次いでパネルの上の積層物を切断して、長さ２．５４ｃｍ（１インチ）とすると、得られる接着面積が２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ（１インチ×１インチ）となった。次いで５．１ｃｍ（２インチ）のタブを三角クリップのまわりに巻き付け、マスキングテープでくるみ、ステープルで留めて、その試験片に重りを取り付けられるようにした。室温において試験する場合には１０００ｇの重りを用い、７０℃（１５８゜Ｆ）で試験する場合には５００ｇの重りを用いた。このようにして調製したサンプルを、室温、約５０％相対湿度で、約２４〜７２時間保存した。次いでその試験片を、２度の角度で後ろ側に傾けた静的剪断標準ジグに取り付けた。次いでジグに取り付けた試験片について、室温（約２２℃）、または７０℃±３℃（１５８゜Ｆ）に設定した強制空気循環炉のいずれかにおいて試験した。高温での試験片は、１０分間の予熱時間をおいた後に、５００ｇの重りを取り付けた。試験片が破損するか、あるいは１０，０００分経過するまで試験を続けた。破損した時間を記録した。
【００８６】
引張破壊強さおよび伸び試験（方法Ｉ）
引張および伸びは、ＡＳＴＭ Ｄ４１２−９８ａ「スタンダード・テスト・メソッズ・フォア・バルカナイズド・ラバー・アンド・サーモプラスチック・エラストマーズ−テンション（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ Ｒｕｂｂｅｒ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ−Ｔｅｎｓｉｏｎ）」に従って測定した。すでに片側にはライナーが取り付けてある物品の、露出表面にシリコーン剥離ライナーを貼り付けた。試験物品からダイＥを用いて長さ方向にサンプルを切り出して、試験片とした。サンプルの厚みは、０．１ｋｇ（３．５オンス）の力と直径０．０６３５ｃｍ（０．２５インチ）の脚部を有するエームス（ＡＭＥＳ）ゲージを用いて、それぞれの試験片の中央部分で測定した。引張試験機は以下の条件に設定した：
掴み具間隔：８．８９ｃｍ（３．５インチ）
クロスヘッド速度：５１ｃｍ／分（２０インチ／分）
ロードセル：４５ｋｇ（１００ポンド）
【００８７】
初期のゲージ長は、測定機の掴み具の間隔を調節して８．８９ｃｍ（３．５インチ）とし、サンプルを掴み具の間で水平方向の中央に取り付け、それぞれの掴み具でほほ等しい長さのサンプルを保持するようにした。そのサンプルを、クロスヘッド速度５１ｃｍ／分（２０インチ／分）で試験して、サンプルが破損するか、または測定機の最大伸び（１０１．６ｃｍ（４０インチ））に達するまで続けた。引張強さをポンドの単位で測定し（後でキログラムに換算）、また伸びの距離を記録した。パーセント伸びは、伸びた距離を最初のギャップ距離で割って１００倍することにより求めた。特に断らない限り、１１個の反復試験片について試験を行い、それらを平均することにより、厚み、ピーク荷重、ピーク応力、ピーク応力時のパーセント（％）歪み、破断荷重、破断時％歪み、破断時エネルギー、およびモジュラスを得た。
【００８８】
引張破壊強さおよび伸び（破断時）試験（方法ＩＩ）
シリコーン剥離ライナーを、物品のライナーの無い側に貼り付けた。試験物品から長さ方向に、幅１．２７ｃｍ（０．５インチ）×長さ約１２．７ｃｍ（５インチ）のサンプルを切り出して、試験片とした。片側のライナーを剥がして、２．５４ｃｍ（１．０インチ）の長さを測定して、試験片の中央部分に印を付けて、最初のギャップ距離とした。幅２．５４ｃｍ（１インチ）×約７．６２ｃｍ（３インチ）のマスキングテープ片を、テープの縁が両方のマークの上に来るような位置で発泡体物品を横切るように置いて、それによって、印を付けた長さ２．５４ｃｍ（１インチ）の部分はテープで覆われないようにした。次いでもう一方のライナーを剥がし、マスキングテープで物品のまわりを完全に包み込み、マスキングテープが物品のまわりにきちんと配列されるようにした。このテープが使用された目的は、サンプルがインストロン（ＩＮＳＴＲＯＮ）の掴み具に接着することを防ぐと共に、サンプルが掴み具で固定されているところで破損することを防ぐためである。インストロン（ＩＮＳＴＲＯＮ）は以下の条件に設定した：
掴み具間隔：２．５４ｃｍ（１．０インチ）
クロスヘッド速度：２５．４ｃｍ／分（１０インチ／分）
次いで試験片を、インストロン（ＩＮＳＴＲＯＮ）の掴み具に取り付け、掴み具がマスキングテープの縁に並ぶようにした。サンプルをクロスヘッド速度２５．４ｃｍ／分（１０インチ／分）で試験し、サンプルが破損するまで続けた。引張破壊強さまたはピーク荷重をポンドの単位で記録し（後にキログラムに換算）、また、伸びの距離を記録した。破断時パーセント伸びは、伸びた距離を最初のギャップ距離で割って１００倍することにより求めた。サンプル１つあたり１つの試験片を試験した。
【００８９】
９０度剥離接着力試験
幅が２５．４ｍｍ（１インチ）または１２．７ｍｍ（０．５インチ）で、長さが約１２７ｍｍ（５インチ）のサンプルを試験物品から切り出して、長さ約１５．２４ｍｍ（６インチ）×幅約２８．６ｍｍ（１．１２５インチ）×厚み０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）のプライマー処理したポリエステルフィルムの上に積層したが、それには、ポリエステルフィルムのプライマー処理した側の上に物品を置いて、フィルムと物品との間に気泡が残らないよう注意しながら、ロール掛けした。幅１２．７ｍｍ（０．５インチ）のサンプルも同様にして、長さ約１５２．４ｍｍ（６インチ）×幅約１５．８ｍｍ（０．６２５インチ）×厚み０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）のプライマー処理したポリエステルフィルムに積層させた。次いでその積層物を、溶媒洗浄（アセトンで１回、次いでヘプタンで３回洗浄）して乾燥させた、幅５１ｍｍ（２インチ）×長さ約１２７ｍｍ（５インチ）の６０６１−Ｔ６合金むき出しの標準アルミニウムパネルか、または溶媒洗浄（イソプロピルアルコールで３回洗浄）して乾燥させた、幅５１ｍｍ（２インチ）×長さ約１２７ｍｍ（５インチ）のポリプロピレンパネルのいずれかの上に、積層物がパネルの中心に位置し、積層物の一部がパネルの外側にまではみ出ていてタブとして使用できるように、置いた。２ｋｇ（４．５ポンド）の硬質ゴムローラーを使用し、それぞれの方向に１パス押さえることにより、積層物をパネルの上にロール掛けした。パネルと積層物の間に気泡が残らないよう注意を払った。そのようにして調製したサンプルは、室温（約２２℃）で約２４時間保存した。次いでそのサンプルを室温（約２２℃）において、下記の方法Ａ（ポリプロピレンパネル用）または方法Ｂ（アルミニウムパネル用）により、９０度剥離接着力の試験を行った。
【００９０】
方法Ａ：４．５ｋｇ（１０ポンド）のロードセルを取り付けたアイマス（ＩＭＡＳＳ）試験機を使用して、クロスヘッド速度３０ｃｍ／分（１２インチ／分）の条件で、サンプルの試験を行った。最初の剥離長さ０．５１ｃｍ（０．２インチ）において得られた剥離値は無視した。その次の５．０８ｃｍ（２インチ）または「剥離領域（ｐｅｅｌ ａｒｅａ）」における剥離値を、積分平均値として記録した。報告した数値は、３つの反復試験片の平均である。
【００９１】
方法Ｂ：４５ｋｇ（１００ポンド）ロードセルを取り付けたシンテック５／ＧＬインストロン（ＳＩＮＴＥＣＨ ５／ＧＬ Ｉｎｓｔｒｏｎ）試験器を用い、クロスヘッド速度３０ｃｍ／分（１２インチ／分）の条件で、サンプルの試験を行った。最初の剥離長さ１．２７ｃｍ（０．５インチ）において得られた剥離値は無視した。その次の８９ｍｍ（３．５インチ）または「剥離領域」の積分平均剥離値を記録した。報告した数値は、３つの反復試験片の積分平均剥離接着力の値である。
【００９２】
伸長剥離試験
幅１２．５ｍｍ（０．５インチ）×長さ１２７ｍｍ（５インチ）の条片を試験サンプルから切り出したが、その条片の長い方がサンプルの長さ方向になるようにした。
【００９３】
１つの条片を、幅５０．８ｍｍ（２インチ）×長さ１２７ｍｍ（５インチ）のアルミニウムまたはガラスのパネルに積層したが、その条片がパネルの長い縁の一端からほぼ０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）のところにあり、条片のほぼ２５．４ｍｍ（１．０インチ）がパネルの端からはみ出ているようにした。条片とパネルとの間で最大の浸潤性または接触が確保できるよう、注意を払った。１００％の接触が達成できるのが望ましい。
【００９４】
同様にして、異なった実施例からの条片を、ガラスパネルのもう一方の縁部に沿って積層させた。
【００９５】
次いで、第二の同様のパネル（すなわち、アルミニウムに対してはアルミニウム、またはガラスに対してはガラス）を第一のパネルの上に直接積層させて、条片と第二のパネルの間に気泡が残らないようにした。接着させたサンプルを、室温（約２２℃）で２４時間〜７２時間保存した。
【００９６】
手を使って、試験用条片のフリーになっている端を実質的にパネルと平行の方向に約３０ｃｍ／分（約１２インチ／分）の速度で引っ張って、伸長剥離除去を開始させ、接着が破損するまで続けた。ガラスパネルの場合のみであるが、残分の存在を目視により調べて、破損モードを記録した。パネルから完全に除去されているならば、そのサンプルは「合格」と評価した。サンプルが完全には除去されていない場合は、そのサンプルは「不合格」と評価した。
【００９７】
熱インピーダンス測定
開示された本発明の単一層の熱インピーダンスを、ＡＳＴＭ Ｃ−１１１４試験法「ステディ−ステート・サーマル・トランスミッション・プロパティーズ・バイ・ミーンズ・オブ・ザ・シン−ヒーター・アパラタス（Ｓｔｅａｄｙ−Ｓｔａｔｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｉｎ−Ｈｅａｔｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」に従って、測定した。
【００９８】
シン−ヒーター・アパラタス（Ｔｈｉｎ−Ｈｅａｔｅｒ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）５００の図を、図５に示す。
【００９９】
小型の抵抗体５０２を薄板ヒーターとして使用した。用いた抵抗体は、表面積０．８０６ｃｍ2（０．１２５ｉｎ2）を有するＴＯ−２２０パッケージ中の１０オーム抵抗体であった（たとえば、キャドック・エレクトロニクス（Ｃａｄｄｏｃｋ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）ＭＰ９３０）。抵抗体の背部に小さな穴をあけて、その中に細線熱電対５０４を挿入して、熱側の温度Ｔhを測定した。
【０１００】
精密電力供給装置５０６（たとえば、ヒューレット・パッカード（Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ）Ｅ３６１１Ａ）から、電流と電圧を設定することにより、既知の電力、Ｑを供給した（電力＝電流×電圧）。試験サンプル５０８を、薄板ヒーターと冷アルミニウム試験ブロック５１０の間の使い捨ての試験表面５０９の上に置いたが、その試験ブロック５１０は、冷却ブロック５１１に冷水を通すことによって冷却した。冷試験ブロックでは、熱電対５１２を用いて冷側温度Ｔcを測定した。抵抗体に電力を供給し、抵抗体の温度が平衡に達するようにした。温度ＴhとＴcとを記録し、インピーダンスと熱伝導度を、ＡＳＴＭ Ｃ１１１４に従い、次式の関係を用いて計算した：
Ａ＝薄板ヒーターの面積
電力、Ｑ＝供給電圧×電流
熱流束速度、ｑ＝Ｑ／Ａ
デルタＴ＝Ｔh−Ｔc
伝熱抵抗（Ｒ）＝デルタＴ／ｑ
熱インピーダンス（Ｚuncorr.）＝Ｒ×Ａ
【０１０１】
熱インピーダンスは、抵抗体の上側（水平）表面（ただしサンプルの横側は無視）からの各種熱損失について補正し、それをＺcorr.として報告した。
Ｚcorr.＝Ｚuncorr.−［抵抗体の対流熱損失値×（抵抗体表面温度Ｔh−室温）］
ここで、ＴＯ−２２０型抵抗体の場合の対流熱損失値は、０．０１１ワットである。
【０１０２】
さらなる説明は、「ファクターズ・アフェクティング・コンベクション・ヒート・トランスファー（Ｆａｃｔｏｒｓ Ａｆｆｅｃｔｉｎｇ Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）」、ヒート・トランスファー（Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、ワットロー・エデュケーション・シリーズ（Ｗａｔｌｏｗ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ）、第１冊、１９９５、ｐ．１６〜１７の記事に見出すことができる。対流熱損失値は、試験抵抗体の大きさをもとに、ｐ．１７の図１７から求めた。
【０１０３】
バルク熱伝導率測定
バルク熱伝導率（ｋ）には、インピーダンスプロット法を用いた。異なった厚みで材料を押出し加工するか、あるいは単一のサンプルの多重層を組み合わせて異なった厚みにするか、のいずれかにより、サンプルを得た。
【０１０４】
異なった厚みのサンプルについて、上記の試験方法に従って、熱インピーダンス（Ｚcorr.）を測定した。次いでそのデータをプロットすることにより、界面インピーダンスの有限値を得た。このプロット法は、次式で表すことができる：
Ｚcorr.＝Ｚinterface＋ｔ／ｋ
【０１０５】
図６に見られるように、補正熱インピーダンス（Ｚcorr.）を厚み（ｔ）に対してプロットすることで、勾配＝１／ｋで、ｔ＝０における切片がＺinterfaceに等しい直線が得られる。次いで、バルク熱伝導率（ｋ）をその直線の勾配から計算した。
【０１０６】
【表１】
【０１０７】
実施例１〜４
膨張性高分子ミクロスフェア（Ｆ−１００Ｄ）を用い、熱伝導性充填剤の量を変化させて、４種のアクリル系ＴＩＭを調製した。それぞれの組成物を数種類の厚みでコーティングした。
【０１０８】
感圧接着剤Ａ（ＰＳＡ−Ａ）の調製：
９５部の２−ＥＨＡ、５部のＡＡ、０．１５部のＩＲＧ６５１、および０．０２部のＩＯＴＧを混合することにより、感圧接着剤組成物を調製した。
【０１０９】
その組成物を、おおよそ１００ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍ（厚み）の大きさのＶＡ−２４フィルムパッケージの中に入れ、水浴に浸漬し、米国特許第５，８０４，６１０号明細書の記載に従って、ＵＶ照射に暴露させた。ＰＳＡ−Ａの粘度は、上述の試験法に従って測定すると３９８０．７３ポワズ（Ｐ）であった。この接着剤は、約７００，０００〜約１，２００，０００の重量平均分子量（ＭW）を有していると考えられる。ＰＳＡ−Ａの密度は０．９８ｇ／ｃｃであった。
【０１１０】
ＴＩＭの調製：
５１ｍｍ単軸スクリュー押出機（ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）製）を介して、ＰＳＡ−Ａを、スクリュー速度設定２００ｒｐｍ（実際の速度約１７６ｒｐｍ）で運転している、４つのポートを有する３０ｍｍ同方向回転２軸押出機（ウェルナー・プライデラー（Ｗｅｒｎｅｒ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）製）のバレルセクション１のフィードポートに供給した。ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機の中のすべてのゾーンで、温度を１４９℃（３００゜Ｆ）に設定した。表１に示された熱伝導性充填剤（表１に示されているのは、ＰＳＡ−Ａと熱伝導性充填剤との合計１００重量部あたりの重量部）を、乾燥固体として一時に、２軸スクリュー押出機のバレルセクション５にあるフィードポートに添加したが、このときの熱伝導性充填剤とＰＳＡ−Ａとを合計した流量は、約３．１８ｋｇ／ｈｒ（７ポンド／ｈｒ）であった。ＰＳＡ−Ａの１００重量部あたり０．５重量部の濃度で、Ｆ−１００Ｄミクロスフェアを、バレルセクション７の下流側に添加した。２軸スクリュー押出機の中の６つの温度ゾーンすべてにおいて、温度を９３．５℃（２００゜Ｆ）に設定した。バレルセクション９の中のポートを通して、真空（約−７７．９±１０．２ニュートン／平方メートル（Ｎ／ｍ2）（水銀（Ｈｇ）柱−２３±３インチ）の範囲）をかけた。押出機アダプターと押出機の出口端にあるフレキシブルホースの温度はすべて１１３℃（２３５゜Ｆ）に設定した。公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖ、温度設定１１３℃（２３５゜Ｆ）の、加熱ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）溶融ポンプを用いて流量を調節した。
【０１１１】
その押出し物は、加熱ホースを介して、幅１５．２４ｃｍ（６インチ）で、ギャップを約０．１１４ｃｍ（０．０４５インチ）とした単層ドロップダイにポンプ輸送した。ダイの温度は１８２℃（３６０゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表１に示したような目標厚みが得られるようにした。
【０１１２】
押出したシートは、２枚のシリコーンコーティングポリエステル剥離ライナーの間に挟んで、２本の冷却ロール（１本は金属、１本はゴム）で形成されるニップの中に流し込んだ。冷却ロールの温度は７．５℃（４５゜Ｆ）に設定した。それぞれのライナーは、厚みが０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）の、両面をシリコーンコーティングポリエステルライナーであって、それぞれの面に異なった剥離剤原料（５０３５と７２００と同定された）を有するものであって、イリノイ州ウィロウブルック（Ｗｉｌｌｏｗｂｒｏｏｋ，ＩＬ）のＤＣＰ−ロージャ・インコーポレーテッド（ＤＣＰ−Ｌｏｈｊａ Ｉｎｃ．）から、２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００として入手可能なものである。押出したシートは、一方のライナーの７２００側と、もう一方のライナーの５０３５側とに接触させた。押出したシートと接触させた７２００剥離剤原料を有するライナーを取り除き、得られた物品をロールに巻き上げて、次の架橋に用いた。
【０１１３】
【表２】
【０１１４】
長さ約０．４６メートル（ｍ）（１８インチ）の２本の試験片を上述のサンプルロールから切り出した。２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００剥離ライナーを、それぞれの試験片のカバーされていない側に注意深く積層したが、ここでは、７２００シリコーンでコーティングされている側をカバーされていない側に接触させた。次いで、両側にライナーを有するこの押出したシートを、以下に述べるようにして、ガンマ線照射にかけた。
【０１１５】
サンプルは、ガンマ線処理ユニット（リサーチ・ループ・オブ・パナソニック・インダストリアル・イラディエーター（Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌｏｏｐ ｏｆ Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｉｒｒａｄｉａｔｏｒ）ＪＳ７５００、コバルト６０ウェット・ストレージ（Ｗｅｔ Ｓｔｏｒａｇｅ）、カナダ国オンタリオ州カノータ（Ｋａｎｏｔａ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）のＭ．Ｄ．Ｓ．ノーディオン（Ｍ．Ｄ．Ｓ．Ｎｏｒｄｉｏｎ）から入手可能）の中を通過させた。それぞれの試験片は、実測で３１．６〜３６．４キログレイ（ｋＧｙ）の間のガンマ線量を受けた（目標線量３０ｋＧｙ）。
【０１１６】
次いで得られた物品の物理的性質を試験したが、その試験法については先に述べた。実施例１〜４のバルク熱伝導率はそれぞれ、０．８２、０．９５、０．６０、および０．８５ワット／メートル・Ｋであった。
【０１１７】
結果を表２に示す。
【０１１８】
【表３】
【０１１９】
実施例５
発泡剤としても機能する２種の熱伝導性充填剤のブレンド物を使用して、アクリル系サーマル・インターフェース組成物を調製した。
【０１２０】
サーマル・インターフェース組成物の調製：
サーマル・インターフェース組成物を、実施例１〜４にならって調製したが、ただし、伝熱性充填剤は８２重量部のＳｉＣと１８重量部のＢＮのドライブレンド物であり、膨張性高分子ミクロスフェアは使用しなかった。
【０１２１】
【表４】
【０１２２】
実施例１〜４と同様にして、それらのサンプルをガンマ線照射にかけた。
【０１２３】
次いでＴＩＭについて、先に述べた試験法に従って物理的性質を試験した。実施例５のバルク熱伝導率は、０．９７ワット／メートル・Ｋであった。
【０１２４】
結果を表４に示す。
【０１２５】
【表５】
【０１２６】
実施例６
実施例５の２種の熱伝導性充填剤のブレンド物を用いて、熱可塑エラストマー性ＴＩＭを調製した。炭化ケイ素もまた化学的発泡剤として働いた。ＰＳＡ組成物の予備混合は行わなかった。その組成物を数種類の厚みでコーティングした。得られた物品には照射はしなかった。
【０１２７】
ＴＩＭの調製：
１００部のクレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）Ｄ１１０７を、実施例１〜４の２軸スクリュー押出機のバレルセクション１の中のフィードポートに、２．６０ｋｇ／ｈｒ（５．７３ポンド／ｈｒ）の供給速度で添加した。１７９部のウィングタック・プラス（ＷＩＮＧＴＡＣＫ ＰＬＵＳ）接着性付与樹脂を、ヘリコン・ミキサー（Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｍｉｘｅｒ）（タンク設定温度１４９℃（３００゜Ｆ）、ポンプおよびホース設定温度１６３℃（３２５゜Ｆ））の中で溶融させ、バレルセクション３の中のフィードポートへ、供給速度１．８７ｋｇ／ｈｒ（４．１１ポンド／ｈｒ）でポンプ注入した。２３部のシェルフレックス（ＳＨＥＬＬＦＬＥＸ）３７１Ｎオイルを、バレルセクション５の中のフィードポートへ、ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）ポンプを使用して、供給速度０．２４ｋｇ／ｈｒ（０．５２８ポンド／ｈｒ）で添加した。接着剤（すなわち、クレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）Ｄ１１０７、ウィングタック・プラス（ＷＩＮＧＴＡＣＫ ＰＬＵＳ）接着性付与樹脂、およびシェルフレックス（ＳＨＥＬＬＦＬＥＸ）３７１Ｎ）を合計した流量は約３．１８ｋｇ／ｈｒ（７ポンド／ｈｒ）であった。接着剤の密度は０．９６ｇ／ｃｃであった。
【０１２８】
表５に示した熱伝導性充填剤と３部のイルガノックス（ＩＲＧＡＮＯＸ）１０１０をドライブレンド物として一時に、バレルセクション５中のフィードポートに、流量２．６０ｋｇ／ｈｒ（５．７３ポンド／ｈｒ）で添加した。
【０１２９】
２軸スクリュー押出機の中の６つの温度ゾーンの設定は次の通りであった：ゾーン１は１４９℃（３００゜Ｆ）、ゾーン２は１５４．４℃（３１０゜Ｆ）、ゾーン３〜６は１６０℃（３２０゜Ｆ）。バレルセクション９の中のポート全体に、真空（約−７７．９±１０．２Ｎ／ｍ2（水銀（Ｈｇ）柱−２３±３インチ）の範囲）をかけた。押出機アダプターと押出機の出口端にあるフレキシブルホースの温度は１６０℃（３２０゜Ｆ）に設定した。公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖ、温度設定１６０℃（３２０゜Ｆ）の、加熱ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）溶融ポンプを用いて流量を調節した。
【０１３０】
その押出し物を、実施例１〜４の単層ドロップダイへ加熱ホースを介してポンプ輸送した。ダイの温度は、１６３℃±１４℃（３２５゜Ｆ±２５゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表５に示したような目標厚みが得られるようにした。押出したシートは、実施例１〜４のように２枚のシリコーンコーティングポリエステル剥離ライナーの間に挟んで、２本の冷却ロール（１本は金属、１本はゴム）で形成されるニップの中に流し込んだ。冷却ロールの温度は７．５℃（４５゜Ｆ）に設定した。１枚のライナーを除去して、得られた物品をロールに巻き取った。
【０１３１】
【表６】
【０１３２】
次いでＴＩＭについて、先に述べた試験法に従って物理的性質を試験した。結果を表６に示す。密度を計算するために、熱伝導性充填剤を含まない熱可塑エラストマー性接着剤の密度を測定すると、０．９６ｇ／ｃｃであった。実施例６のバルク熱伝導率は、０．８４ワット／メートル・Ｋであった。
【０１３３】
【表７】
【０１３４】
実施例７
サーマル・インターフェース組成物の調製：
各種の熱伝導性充填剤を用いて、アクリル系サーマル・インターフェース組成物を調製した。
【０１３５】
感圧接着剤Ｂ（ＰＳＡ−Ｂ）の調製：
感圧接着剤組成物（ＰＳＡ−Ｂ）を、ＰＳＡ−Ａの調製にならって調製したが、ただし、９５部の２−ＥＨＡ、５部のＡＡ、および０．０２部のＩＯＴＧに代えて、９７部の２−ＥＨＡ、３部のＡＡおよび０．０１部のＩＯＴＧを使用した。上述の試験法に従って試験したＰＳＡ−Ｂの粘度は、２２１５．２Ｐであった。この接着剤は、約８００，０００〜約１，３００，０００の重量平均分子量（ＭW）を有していると考えられる。ＰＳＡ−Ｂの密度は０．９８ｇ／ｃｃであった。
【０１３６】
ＴＩＭの調製：
ＰＳＡ−Ｂを、実施例１〜４のボネ（Ｂｏｎｎｅｔ）押出機を介して、同方向回転２軸押出機（４０ｍｍのベルシュトーフ（Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ）ＺＥ−４０、Ｌ／Ｄ＝４０、１０バレル）のバレル１の中へ、供給速度４．５５ｋｇ／ｈｒ（１０ポンド／ｈｒ）で供給した。ゾーン１の温度設定を１３５℃（２７５゜Ｆ）とした以外は、ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機の温度ゾーンはすべて１４９℃（３００゜Ｆ）に設定した。熱伝導性充填剤は乾燥固形物として、重力フィーダー（ニューヨーク州ピットマン（Ｐｉｔｍａｎ，ＮＹ）のＫ−トロン（Ｋ−Ｔｒｏｎ）の、Ｋ−トロン（Ｋ−Ｔｒｏｎ）モデルＴ２０）を用いて、２軸スクリュー押出機のバレル２および４に、それぞれ２．２７ｋｇ／ｈｒ（４ポンド／ｈｒ）および２．７３ｋｇ／ｈｒ（６ポンド／ｈｒ）の供給速度で、供給した。下記の表７に、添加した伝熱性フィラーの量とタイプを示す。このような分散供給方法を採用したのは、満足のいくレベルで、低嵩密度の充填剤を必要な担持量とするためである。さらに、余分な空気の取り込みを避けるために、垂直落下距離を可能な限り短くした。それぞれの押出しスクリューは、自己ワイピング式で、角形チャネル（ｓｑｕａｒｅ ｃｈａｎｎｅｌ）、可変ピッチ（６０ｍｍ、４０ｍｍ、および３０ｍｍ）のダブルフライト搬送要素からなるものであった。そのスクリューにはさらに、長さ５０ｍｍの５枚パドルの混練ブロックが含まれ、（１）先送り（ＬＩ）方向に４５度、（２）逆送り（ＲＥ）方向に４５度、または（３）中立パターンの９０度と、３つの異なった配列のオフセットが与えられている。スクリューの最初の３７０ミリメートルは、先送り用の自己ワイピング式要素（ピッチ、３０および６０）からなるものであった。第一の混練セクションはスクリューの３７０〜５２０ｍｍの間に位置し、先送り、中立、および逆送り混練ブロックからなっていた。輸送セクション（５２０〜７７０ｍｍ）およびもう１つの混練セグメント（７７０〜９２０ｍｍ）がそれに続く。この混練セクションは、２つの先送りブロックとその後の逆送りブロックからなっていた。スクリューの残りの部分（９２０〜１６００ｍｍ）は、自己ワイピング式および各種のピッチの角形チャンネル先送り要素からなるが、一般にはピッチは下げていく（６０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍ）。この２軸スクリュー押出機の運転条件は、スクリュー速度の設定点が２００ｒｐｍ（実際の速度約２００ｒｐｍ）で、温度はすべてのゾーンにおいて１２５℃（２５７゜Ｆ）であった。真空（約−９４．８１ｋＮ／ｍ２（水銀（Ｈｇ）柱−２８インチ）をゾーン８にある開放ポートからかけて、揮発分および／または水分をすべて除去した。スクリューの設計のところで述べたように、その真空領域には大きなピッチの先送り要素を使用して、充填度を下げ、それによってポリマーの表面積を最大化した。押出し物を、公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖで温度設定が１２５℃（２５７゜Ｆ）の加熱したノルマグ（Ｎｏｒｍａｇ）溶融ポンプを介してポンプ輸送し、１５４．４℃（３１０゜Ｆ）に温度設定した直径１．９０５ｃｍ（０．７５インチ）のステンレス鋼製ネックチューブを通して、幅４．１７ｃｍ（１０インチ）で、０．１０２ｃｍ（０．０４０インチ）のギャップを有する３層クルーレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ）ドロップダイ（テキサス州オレンジ（Ｏｒａｎｇｅ，ＴＸ）のクルーレン・カンパニー（Ｃｌｏｅｒｅｎ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能）の中間／中心層へ送った。ダイの温度は１７７℃（３５０゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表７に示したような目標厚みが得られるようにした。
【０１３７】
【表８】
【０１３８】
押出したシートを、実施例１〜４の両面をシリコーンコーティングしたポリエステルライナーの上にキャスティングし、冷却キャスティングロールと接触させた。シートは、２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００剥離ライナーの５０３５側の上にキャスティングした。キャストロールの温度は７．５℃（５４゜Ｆ）に設定した。得られた物品をロールに巻き上げて、次の架橋に用いた。
【０１３９】
長さ約０．４６メートル（１８インチ）の８本の試験片を上述のサンプルロールから切り出した。２−２ＰＥＳＴＲ（Ｐ２）−５０３５アンド７２００剥離ライナーを、それぞれの試験片のカバーされていない側に注意深く積層したが、ここでは、７２００シリコーンでコーティングされている側をカバーされていない側に接触させた。次いで、両側にライナーを有するこの押出したシートを、以下に述べるようにして、ガンマ線照射にかけた。
【０１４０】
サンプルをガンマ線照射にかけたが、それには、実施例１〜４のガンマ線処理ユニットの中を通過させた。それぞれ２つのサンプル片を、約３０ｋＧｙ（３１．６〜３１．７ｋＧｙ）、４５ｋＧｙ（４４．４〜４５．９ｋＧｙ）、または６０ｋＧｙ（５８．８〜５９．７ｋＧｙ）の間の目標（実測）ガンマ線量で照射した。
【０１４１】
そのようにして得られた物品を、次いで、上述の試験方法に従って、物理的性質および接着性能についての試験を行った。得られた結果を表８および９に示す。使用した試験方法は、引張破壊強さおよび伸び試験（方法Ｉ）であった。
【０１４２】
【表９】
【０１４３】
【表１０】
【０１４４】
実施例８〜９
その場でのミクロ繊維形成により得られる、伸長剥離特性を有するアクリル系サーマル・インターフェース組成物を、イグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０の量を変化させて調製した。それぞれの組成物を数種類の厚みでコーティングした。
【０１４５】
ＴＩＭの調製：
実施例７のＰＳＡ−Ｂを、実施例１〜４のボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機を介して、供給速度１．９５ｋｇ／ｈｒ（４．２８ポンド／ｈｒ）で、スクリュー速度設定点２２５ｒｐｍ（実際の速度約２０１ｒｐｍ）で運転している、実施例１〜４の２軸スクリュー押出機のバレルセクション３にあるフィードポートに供給した。ボノ（Ｂｏｎｎｏｔ）押出機の中のすべてのゾーンで、温度を１４９℃（３００゜Ｆ）に設定した。表１０に記載の熱伝導性充填剤（ＰＳＡ−Ｂと熱伝導性充填剤との合計の１００重量部あたり、表１０に記載の重量部で）を乾燥固形物として一時に、実施例１〜４の２軸スクリュー押出機のバレルセクション１にあるフィードポートに添加した。
【０１４６】
２５重量パーセントのイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０を含む実施例では、熱伝導性充填剤とイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０の供給速度はそれぞれ、２．１２ｋｇ／ｈｒ（４．６７ポンド／ｈｒ）と０．６５ｋｇ／ｈｒ（１．４３ポンド／ｈｒ）であった。３０重量パーセントのイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０を含む実施例では、熱伝導性充填剤とイグザクト（Ｅｘａｃｔ）３０４０の供給速度はそれぞれ、２．２７ｋｇ／ｈｒ（５．００ポンド／ｈｒ）と０．８３ｋｇ／ｈｒ（１．８３ポンド／ｈｒ）であった。１００重量部のＰＳＡ−Ｂあたり０．９３重量部の濃度で、Ｆ−１００Ｄミクロスフェアを、バレルセクション７の下流側に、供給速度０．３ｇ／分で添加した。
【０１４７】
２軸スクリュー押出機内の６つの温度ゾーンはすべて、その設定温度を１４９℃（３００゜Ｆ）としたが、ゾーン４だけは例外で、９３．５℃（２００゜Ｆ）に設定した。バレルセクション１０の中のポートを通して、真空（約−７７．９±１０．２Ｎ／ｃｍ2（水銀（Ｈｇ）柱−２３±３インチ）の範囲）をかけた。３つの押出機アダプターの中の温度は１４９℃（３００゜Ｆ）であり、押出機の出口端にあるフレキシブルホースはすべて１６５．５℃（３３０゜Ｆ）に設定した。公称１０．３ｃｃ／ｒｅｖ、温度設定１４９℃（３００゜Ｆ）の、加熱ゼニス（Ｚｅｎｉｔｈ）溶融ポンプを用いて流量を調節した。
【０１４８】
その押出し物を、実施例１〜４の単層ドロップダイへ加熱ホースを介してポンプ輸送した。ダイの温度は１８２℃（３６０゜Ｆ）に設定した。ライン速度を調節して、表１０に示したような目標厚みが得られるようにした。
【０１４９】
押出したシートは、実施例１〜４のように２枚のシリコーンコーティングポリエステル剥離ライナーの間に挟んで、２本の冷却ロール（１本は金属、１本はゴム）で形成されるニップの中に流し込んだ。冷却ロールの温度は７．５℃（４５゜Ｆ）に設定した。実施例１〜４のように一方のライナーを取り除き、得られた物品をロールに巻き上げて、次の架橋に用いた。
【０１５０】
【表１１】
【０１５１】
得られたロールをガンマ線照射にかけたが、その実測ガンマ線量は３３．４〜３５．３ｋＧｙの間であった（目標は３０ｋＧｙ）。
【０１５２】
照射させたロールからサンプルを切り出して、先に述べた試験方法に従って物理的性質および接着性能の試験を行ったが、Ｄtheor.だけは例外で、これについては、発泡性ミクロスフェアの寄与が無視できると考えられるので、計算には含めなかった。結果を表１１および１２に示す。使用した試験方法は、引張破壊強さおよび伸び試験（方法ＩＩ）であった。
【０１５３】
【表１２】
【０１５４】
【表１３】
【０１５５】
本発明の好ましい実施態様について各種の特徴を詳細に記述してきたが、それらの特徴および記載した実施態様を変化させることが可能であることは、当業者には明かであろう。そのような変化または修正は、以下の特許請求の範囲に記載されているような本発明の範囲と精神に含まれるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明のサーマル・インターフェース材料を示す透視図である。
【図２】第二のサーマル・インターフェース材料を示す透視図である。
【図３】熱伝導性接着剤層と組み合わせた連続フィルムを特徴とするサーマル・インターフェース材料の透視図である。
【図４】本発明による物品を調製するための押出し加工機の概略図である。
【図５】実施例において使用した薄板ヒーター試験装置の概略図である。
【図６】実施例においてバルク熱伝導率を計算するために使用した、熱インピーダンス（Ｚcorr.）対厚み（ｔ）のプロットである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡フィルムを含む発泡サーマル・インターフェース材料であって、前記発泡フィルムが、２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルトＰＳＡと、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤とのブレンド物を含み、前記フィルムが、前記発泡フィルムの容積の少なくとも５パーセントのボイド容積を有する、発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２】
２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルトＰＳＡと、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤と、有効量の発泡剤とを含む、サーマル・インターフェース組成物。
【請求項３】
前記発泡フィルムが、難燃剤および／または実質的に連続のミクロ繊維をさらに含む、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項４】
前記材料が伸長剥離特性を有する、請求項３に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項５】
伸長剥離特性を付与する前記ミクロ繊維が、その場で形成されたものである、請求項４に記載のサーマル・インターフェース材料。
【請求項６】
前記材料がＵＬ９４Ｖ−２グレードに合格する、請求項３に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項７】
前記ボイド容積が、前記材料の５〜７５容積パーセントの範囲内である、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項８】
前記熱伝導性充填剤が、セラミックス、金属酸化物、金属水酸化物、およびそれらの組合せ、からなる群より選択される、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料または請求項２に記載のサーマル・インターフェース組成物。
【請求項９】
前記高分子ホットメルトＰＳＡが、アクリル樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム／樹脂、ブロックコポリマー、またはポリ−アルファ−オレフィン接着剤から選択される、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料または請求項２に記載のサーマル・インターフェース組成物。
【請求項１０】
前記熱伝導性充填剤が、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、酸化アルミニウム、ベリリア、ジルコニア、炭化ケイ素、炭化ホウ素、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、およびそれらの組合せ、からなる群より選択される、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料または請求項２に記載のサーマル・インターフェース組成物。
【請求項１１】
前記熱伝導性充填剤が、前記発泡フィルム中に、少なくとも４０重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１２】
前記熱伝導性充填剤が、前記発泡フィルム中に、少なくとも６０重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１３】
前記発泡フィルムに隣接したバッキングをさらに含む、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１４】
前記バッキングが熱伝導性である、請求項１３に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１５】
前記発泡フィルムの少なくとも一部に貼り付けた、少なくとも１層の接着性スキン層をさらに有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１６】
前記少なくとも１層の接着性スキン層が熱伝導性充填剤を含む、請求項１５に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１７】
前記熱伝導性充填剤が、前記発泡フィルム中に、前記接着性スキン層中の熱伝導性充填剤の量よりも多い量で存在する、請求項１６に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１８】
少なくとも約０．５ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１９】
少なくとも約０．６ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２０】
少なくとも約０．８ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２１】
前記発泡剤が、発泡性ミクロスフェア、物理的発泡剤、化学的発泡剤、およびそれらの組合せ、からなる群より選択される請求項２に記載のサーマル・インターフェース材料。
【請求項２２】
アルミニウムに対する９０度剥離接着力が約０．０４３８ｋＮ／ｍであり、ショアーＡ硬度が約６０未満である、請求項４に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２３】
電気構成要素からヒートシンク材料へ熱を伝達させる方法であって：
請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料を準備する工程；および
前記発泡サーマル・インターフェース材料が前記電気構成要素と前記ヒートシンク材料との間に存在するように前記発泡サーマル・インターフェース材料を電気構成要素およびヒートシンク材料と接触させる工程、
を含む方法。
【請求項２４】
発泡サーマル・インターフェース材料を調製するための方法であって：
（ａ）感圧接着剤ポリマー、熱伝導性粒子、および発泡剤を溶融混合し、膨張性の成形性組成物を形成する工程；
（ｂ）前記発泡剤を活性化させる工程；
（ｃ）前記成形性組成物を、外部表面を有する発泡ポリマーフィルムに成形する工程；および
（ｄ）場合により、前記発泡ポリマーフィルムの外部表面の上に熱伝導性接着剤組成物を塗布する工程、
を含む方法。
【請求項２５】
照射を用いて前記発泡サーマル・インターフェース材料を架橋させる工程をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記照射が、ガンマ線、Ｘ線、および電子ビーム照射からなる群より選択される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
ミクロ繊維形成材料または難燃剤、またはその両方を溶融混合する工程をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項１】
発泡フィルムを含む発泡サーマル・インターフェース材料であって、前記発泡フィルムが、２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルトＰＳＡと、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤とのブレンド物を含み、前記フィルムが、前記発泡フィルムの容積の少なくとも５パーセントのボイド容積を有する、発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２】
２５，０００を超える数平均分子量を有する高分子ホットメルトＰＳＡと、少なくとも２５重量パーセントの熱伝導性充填剤と、有効量の発泡剤とを含む、サーマル・インターフェース組成物。
【請求項３】
前記発泡フィルムが、難燃剤および／または実質的に連続のミクロ繊維をさらに含む、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項４】
前記材料が伸長剥離特性を有する、請求項３に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項５】
伸長剥離特性を付与する前記ミクロ繊維が、その場で形成されたものである、請求項４に記載のサーマル・インターフェース材料。
【請求項６】
前記材料がＵＬ９４Ｖ−２グレードに合格する、請求項３に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項７】
前記ボイド容積が、前記材料の５〜７５容積パーセントの範囲内である、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項８】
前記熱伝導性充填剤が、セラミックス、金属酸化物、金属水酸化物、およびそれらの組合せ、からなる群より選択される、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料または請求項２に記載のサーマル・インターフェース組成物。
【請求項９】
前記高分子ホットメルトＰＳＡが、アクリル樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム／樹脂、ブロックコポリマー、またはポリ−アルファ−オレフィン接着剤から選択される、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料または請求項２に記載のサーマル・インターフェース組成物。
【請求項１０】
前記熱伝導性充填剤が、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、酸化アルミニウム、ベリリア、ジルコニア、炭化ケイ素、炭化ホウ素、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、およびそれらの組合せ、からなる群より選択される、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料または請求項２に記載のサーマル・インターフェース組成物。
【請求項１１】
前記熱伝導性充填剤が、前記発泡フィルム中に、少なくとも４０重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１２】
前記熱伝導性充填剤が、前記発泡フィルム中に、少なくとも６０重量パーセントの量で存在する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１３】
前記発泡フィルムに隣接したバッキングをさらに含む、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１４】
前記バッキングが熱伝導性である、請求項１３に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１５】
前記発泡フィルムの少なくとも一部に貼り付けた、少なくとも１層の接着性スキン層をさらに有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１６】
前記少なくとも１層の接着性スキン層が熱伝導性充填剤を含む、請求項１５に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１７】
前記熱伝導性充填剤が、前記発泡フィルム中に、前記接着性スキン層中の熱伝導性充填剤の量よりも多い量で存在する、請求項１６に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１８】
少なくとも約０．５ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項１９】
少なくとも約０．６ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２０】
少なくとも約０．８ワット／メートル・Ｋのバルク熱伝導率を有する、請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２１】
前記発泡剤が、発泡性ミクロスフェア、物理的発泡剤、化学的発泡剤、およびそれらの組合せ、からなる群より選択される請求項２に記載のサーマル・インターフェース材料。
【請求項２２】
アルミニウムに対する９０度剥離接着力が約０．０４３８ｋＮ／ｍであり、ショアーＡ硬度が約６０未満である、請求項４に記載の発泡サーマル・インターフェース材料。
【請求項２３】
電気構成要素からヒートシンク材料へ熱を伝達させる方法であって：
請求項１に記載の発泡サーマル・インターフェース材料を準備する工程；および
前記発泡サーマル・インターフェース材料が前記電気構成要素と前記ヒートシンク材料との間に存在するように前記発泡サーマル・インターフェース材料を電気構成要素およびヒートシンク材料と接触させる工程、
を含む方法。
【請求項２４】
発泡サーマル・インターフェース材料を調製するための方法であって：
（ａ）感圧接着剤ポリマー、熱伝導性粒子、および発泡剤を溶融混合し、膨張性の成形性組成物を形成する工程；
（ｂ）前記発泡剤を活性化させる工程；
（ｃ）前記成形性組成物を、外部表面を有する発泡ポリマーフィルムに成形する工程；および
（ｄ）場合により、前記発泡ポリマーフィルムの外部表面の上に熱伝導性接着剤組成物を塗布する工程、
を含む方法。
【請求項２５】
照射を用いて前記発泡サーマル・インターフェース材料を架橋させる工程をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記照射が、ガンマ線、Ｘ線、および電子ビーム照射からなる群より選択される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
ミクロ繊維形成材料または難燃剤、またはその両方を溶融混合する工程をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００６−５２６６８７（Ｐ２００６−５２６６８７Ａ）
【公表日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０９９７４（Ｐ２００６−５０９９７４）
【出願日】平成１６年４月１４日（２００４．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１１３５５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０８８５１
【国際公開日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年４月１４日（２００４．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１１３５５
【国際公開番号】ＷＯ２００４／１０８８５１
【国際公開日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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