KR102403182B1 - 열계면 접착 박막 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전도율이 높은 섬유를 배향하여 선형화된 열 전달 채널을 형성함에 따라 열 전달 효율을 향상시킬 수 있는 열계면 접착 박막 및 열계면 접착 박막 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 접착 기재가 연신된 섬유가 적층되어 형성된 섬유박막 및 탄소 나노튜브로 이루어진 탄소 나노튜브 라인, 금속 나노섬유로 이루어진 금속 나노섬유 라인, 탄소섬유, 금속섬유를 포함하는 선형 열전도성 필러를 포함한다.
Description
본 발명은 열계면 접착 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전도율이 높은 섬유를 배향하여 선형화된 열 전달 채널을 형성함에 따라 열 전달 효율을 향상시킬 수 있는 열계면 접착 박막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자 소자의 소형화 및 고집적화로 인해 열 밀도가 급격히 증가하여 전자부품의 수명과 신뢰성에 큰 영향을 미치고 있다. 일반적인 열전도성 물질(Thermal interface material, TIM)은 피부착물과 부착물의 두 면을 접합하거나 미세한 표면결함을 메꾸어 열전달 효율을 높이는 것으로, 기존에 개발된 열전도성 물질의 경우 낮은 열전도성을 가지고 있고, 낮은 열전도성으로 인해 열 전달을 방해하여 제품의 변형이 생겨 전자제품에 사용되기에는 어려움이 있다.
이에 열전도성 물질로서 열전도 점착 시트, 필름, 열전도성 테이프 등이 다양하게 개발되고 있다.
열전도성 물질에 사용되는 방열 소재로는 세라믹, 탄소, 금속 소재 등 열전도성 필러와 고분자로 이루어진 복합재료를 사용하는 경우가 늘어나고 있다. 기존 시장에서 무기재료를 사용한 복합조성물의 경우 1~2W/mK 사이의 열전도도를 가지고 있고, 금속소재를 사용한 복합조성물의 경우 3W/mK 내외의 열전도도 특성을 보유하고 있다.
향후 전기 및 전자기기의 고성능화로 인해 발열문제가 더 심각해지는 문제를 해결하기 위해서는 더 높은 열전도 특성과 안정적인 점착 특성을 갖춘 기능소재의 개발이 요구된다.
한편, 도 1은 종래의 열계면 접착 박막을 개략적으로 나타낸 이미지로, 종래의 열계면 접착 박막은 다양한 크기를 가지는 열전도성 필러(1)가 박막(2) 내부에 고르게 분산되어 열전도를 향상시킬 수 있는 구조를 가지나, 각각의 열전도성 필러(1)가 특정 형상을 가지고 있기 때문에 열전도성 필러(1) 사이에 공백이 생길 수 있다.
이에 따라 종래의 열계면 접착 박막은 열전도성 필러(1) 사이에 공백이 생긴 경우 열 전달 흐름(H1)이 끊기거나 열전파가 지연될 수 있고, 전방향적으로 열이 확산되기기 때문에 특정 방향으로 열을 전달할 때 불리한 측면이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 열전도율이 높은 섬유를 배향하여 선형화된 열 전달 채널을 형성함에 따라 열 전달 효율을 향상시킬 수 있는 열계면 접착 박막 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 크기의 필러를 동일한 방향으로 배열되도록 복합적으로 혼합하여 필러의 충진량을 줄이고, 장축의 필러를 통해 먼 거리로 빠르게 열을 전파하고, 단축 또는 입자형 필러를 통해 주변의 모재로 열을 확산시킬 수 있는 열계면 접착 박막 및 이의 제조 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막은, 접착 기재가 연신된 섬유가 적층되어 형성된 섬유박막 및 제1 종횡비가 150이상에서 300이하인 탄소 나노튜브(Multi-Walled Carbon Nano Tube, MWCNT)로 이루어진 탄소 나노튜브 라인, 제2 종횡비가 1000이상에서 2000이하인 금속 나노섬유로 이루어진 금속 나노섬유 라인, 제3 종횡비가 500이상에서 1000이하인 탄소섬유 및 제4 종횡비가 500이상에서 1000이하인 금속섬유를 포함하는 선형 열전도성 필러를 포함할 수 있고, 탄소 나노튜브 라인, 금속 나노섬유 라인, 탄소섬유 및 금속섬유 각각이 간격을 두고 섬유박막의 내부에 동일한 방향으로 배열될 수 있다.
또한, 섬유박막 내부에 선형 열전도성 필러와 간격을 두고 분포된 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 더 포함할 수 있다.
또한, 판형 열전도성 필러는, 질화붕소 및 고분자 메조겐(Polymer mesogen) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 입자형 열전도성 필러는, 제5 종횡비가 1이상에서 50이하인 알루미나(Alumina) 입자, 철(Fe) 입자, 알루미늄(Al) 입자, 은(Ag) 입자, 구리(Cu) 입자, 니켈(Ni) 입자, 티타늄(Ti) 입자, 금(Au) 입자, 코발트(Co) 입자, 아연(Zn) 입자, 금속나노파티클 및 세라믹 입자 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막 제조 방법은 전도성 접착제 분사 장치에 접착 기재, 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 포함하는 열계면 접착제를 주입하는 단계, 전도성 접착제 분사 장치에 주입된 열계면 접착제를 180~220℃로 용융시키는 단계, 전도성 접착제 분사 장치의 노즐을 통해 용융된 열계면 접착제의 접착 기재를 7~9bar의 압력으로 분사하여 제조된 연신된 섬유 및 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 포함하는 에어로졸을 분사하는 단계, 에어로졸을 피부착물의 표면에 도포하여 열계면 접착 박막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막 제조 방법은 다음과 같은 실시예들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다.
또한, 선형 열전도성 필러는, 제1 종횡비가 150이상에서 300이하인 탄소 나노튜브(Multi-Walled Carbon Nano Tube, MWCNT)로 이루어진 탄소 나노튜브 라인, 제2 종횡비가 1000이상에서 2000이하인 금속 나노섬유로 이루어진 금속 나노섬유 라인, 제3 종횡비가 500이상에서 1000이하인 탄소섬유 및 제4 종횡비가 500이상에서 1000이하인 금속섬유를 포함할 수 있고, 열계면 접착 박막을 형성하는 단계는, 전자기장 장치로 탄소 나노튜브 라인, 금속 나노섬유 라인, 탄소섬유 및 금속섬유를 동일한 방향으로 배열시키는 단계 및 동일한 방향으로 배열된 탄소 나노튜브 라인, 금속 나노섬유 라인, 탄소섬유 및 금속섬유와, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 연신된 섬유와 함께 피부착물의 표면에 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 열계면 접착 박막 제조 과정은 에어로졸을 분사한 후, 비접촉식 가열 장치에서 광원을 에어로졸에 조사하여 에어로졸을 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막 및 이의 제조 방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명은 열전도율이 높은 섬유를 배향하여 선형화된 열 전달 채널을 형성함에 따라 열 전달 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 크기의 필러를 동일한 방향으로 배열되도록 복합적으로 혼합하여 필러의 충진량을 줄이고, 장축의 필러를 통해 먼 거리로 빠르게 열을 전파하고, 단축 또는 입자형 필러를 통해 주변의 모재로 열을 확산시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 열계면 접착 박막을 개략적으로 나타낸 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막을 개략적으로 나타낸 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정에서 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정에서 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸에 포함된 선형 열전도성 필러가 일정 방향으로 배열되기 전을 나타낸 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막에 포함된 선형 열전도성 필러의 일정 방향으로의 배열 전(a, b)과 배열 후(c)를 나타낸 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막을 개략적으로 나타낸 이미지이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정에서 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정에서 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸에 포함된 선형 열전도성 필러가 일정 방향으로 배열되기 전을 나타낸 이미지이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막에 포함된 선형 열전도성 필러의 일정 방향으로의 배열 전(a, b)과 배열 후(c)를 나타낸 이미지이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막을 개략적으로 나타낸 이미지이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막(100)은 섬유박막(10) 및 선형 열전도성 필러(20)를 포함할 수 있다.
섬유박막(10)은 접착 기재가 연신된 섬유가 적층되어 형성될 수 있다. 섬유박막(10)의 제조방법에 대해서는 아래에서 상세하게 설명하도록 한다.
접착 기재는 조성물 간의 물리적 및 화학적 결합을 위해 사용하는 것으로, 열가소성수지, 광경화성수지 및 협기성 경화제 중 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다. 열가소성수지는 가열과 냉각에 따라 용융되었다가 고화되는 특성을 가지고 있다. 광경화성수지는 자외선, 전자선 등 빛에너지를 받으면 경화되는 특성을 가지고 있다. 협기성 경화제는 조성물의 신속한 경화를 돕는 역할을 하는 것으로, 산소 없이도 경화 작용을 수행할 수 있는 특성을 가지고 있다.
한편, 접착 기재는 열가소성수지, 광경화성수지 및 협기성 경화제 중 하나 이상을 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.
섬유박막(10)은 접착 기재가 연신된 섬유를 이용하여 선형 열전도성 필러(20)에 포함된 탄소 나노튜브 라인(21), 금속 나노섬유 라인(22), 탄소섬유(23) 및 금속섬유(24) 각각과 이하에서 설명할 판형 열전도성 필러(30) 및 입자형 열전도성 필러(40)를 결합시킬 수 있다.
선형 열전도성 필러(20)는 섬유박막(10)의 내부에 동일한 방향으로 배열되고, 섬유박막(10)에 의해 판형 열전도성 필러(30) 및 입자형 열전도성 필러(40)와 결합될 수 있다. 이러한 선형 열전도성 필러(20)는 탄소 나노튜브 라인(21), 금속 나노섬유 라인(22), 탄소섬유(23) 및 금속섬유(24)를 포함할 수 있다.
탄소 나노튜브 라인(21)은 나노 크기를 가지는 탄소 나노튜브(Carbon Nano Tube,CNT)로 이루어진다. 여기에서, 탄소 나노튜브는 다중벽 탄소 나노튜브(Multi-Walled Carbon Nano Tube, MWCNT) 및 단일벽 탄소 나노튜브(Single-Walled Carbon Nano Tube, SWCNT) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
탄소 나노튜브 라인(21)은 제1 종횡비가 150이상에서 300이하인 탄소 나노튜브가 연결되어 이루어질 수 있다. 에기에서, 제1 종횡비는 탄소 나노튜브의 길이와 직경의 비로 정의될 수 있다.
금속 나노섬유 라인(22)은 나노 크기를 가지는 금속 나노섬유로 이루어진다. 금속 나노섬유 라인(22)은 제2 종횡비가 1000이상에서 2000이하인 금속 나노섬유가 연결되어 이루어질 수 있다. 여기에서, 제2 종횡비는 금속 나노섬유의 길이와 직경의 비로 정의될 수 있다.
탄소섬유(23)는 제3 종횡비가 500이상에서 1000이하인 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 여기에서, 제3 종횡비는 탄소섬유(23)의 길이와 직경의 비로 정의될 수 있다.
금속섬유(24)는 제4 종횡비가 500이상에서 1000이하인 크기를 가지도록 형성될 수 있다. 여기에서, 제4 종횡비는 금속섬유(24)의 길이와 직경의 비로 정의될 수 있다.
위에서 설명한 탄소 나노튜브 라인(21), 금속 나노섬유 라인(22), 탄소섬유(23) 및 금속섬유(24) 각각은 간격을 두고 섬유박막(10)의 내부에 동일한 방향으로 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열계면 접착 박막(100)은 판형 열전도성 필러(30) 및 입자형 열전도성 필러(40)를 더 포함할 수 있다.
판형 열전도성 필러(30)는 섬유박막(10) 내부에 선형 열전도성 필러(20)와 간격을 두고 분포된다. 예를 들어, 판형 열전도성 필러(30)는 질화붕소 및 고분자 메조겐(Polymer mesogen) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
위에서 예시한 판형 열전도성 필러(30)는 이미 공지되어 있으므로, 형상 등에 대한 상세한 설명은 생략한다.
입자형 열전도성 필러(40)는 섬유박막(10) 내부에 선형 열전도성 필러(20)와 간격을 두고 분포된다. 예를 들어, 입자형 열전도성 필러(40)는 제5 종횡비가 1이상에서 50이하인 알루미나(Alumina) 입자, 철(Fe) 입자, 알루미늄(Al) 입자, 은(Ag) 입자, 구리(Cu) 입자, 니켈(Ni) 입자, 티타늄(Ti) 입자, 금(Au) 입자, 코발트(Co) 입자, 아연(Zn) 입자, 금속나노파티클 및 세라믹 입자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기에서, 제5 종횡비는 입자의 길이와 직경의 비로 정의될 수 있다.
위에서 예시한 입자형 열전도성 필러(40)의 구성 요소들은 이미 공지되어 있으므로, 형상 등에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막(100)은 열전자기적 특성과 유동성 등 물리적 특성을 보다 개선하기 위해, 섬유박막(10), 선형 열전도성 필러(20), 판형 열전도성 필러(30) 및 입자형 열전도성 필러(40)와 더불어 자성 파우더, 파라핀, 왁스, 염료, 바인더 등을 더 혼합하여 이루어질 수 있다.
한편, 도 2에서는 선형 열전도성 필러(20)를 이루는 탄소 나노튜브 라인(21), 금속 나노섬유 라인(22), 탄소섬유(23) 및 금속섬유(24)와 판형 열전도성 필러(30) 및 입자형 열전도성 필러(40)의 형태를 개략적으로 도시하였지만, 이에 한정하고자 하는 것은 아니며, 선형화된 열 전달 채널을 형성한다면 어떠한 형태도 채택 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막(100)은 탄소 나노튜브 라인(21), 금속 나노섬유 라인(22), 탄소섬유(23) 및 금속섬유(24)를 포함하는 선형 열전도성 필러(20)와 판형 열전도성 필러(30) 및 입자형 열전도성 필러(40)를 포함하여 섬유박막(10)에서 동일한 방향으로 배열됨에 따라 열 전달 흐름(H2)이 선형으로 이루어지고, 전체 영역에서 열을 고르게 확산시키며, 장거리로 열이 전파되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정을 도시한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정에서 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 과정에서 사용되는 장치를 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막의 제조 방법은 아래와 같은 단계를 통해 이루어질 수 있다.
전도성 접착제 분사 장치(110)에 접착 기재, 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 포함하는 열계면 접착제(200)를 주입한다(단계 S310).
여기에서, 열계면 접착제(200)는 펠렛 형태로 가공되어 전도성 접착제 분사 장치(110)로 주입될 수 있다.
전도성 접착제 분사 장치(110)는 종래의 접착제 분사 장치를 사용해도 무관하며, 열계면 접착제(200)가 주입되기 위한 주입구를 구비할 수 있다.
계속해서, 전도성 접착제 분사 장치(110)의 내부에 구비된 가열 장치(미도시됨)를 통해 전도성 접착제 분사 장치(110)에 주입된 열계면 접착제(200)를 180~220℃로 용융시킨다(단계 S320).
이에 따라 열계면 접착제(200)는 고형의 펠렛 형태에서 액체로 용융되므로 사용하지 않을 때의 보관이 용이한 특징이 있다.
이후, 전도성 접착제 분사 장치(110)의 노즐을 통해 용융된 열계면 접착제(200)를 에어로졸로서 분사한다(단계 S330).
이때 전도성 접착제 분사 장치(110)는 용융된 열계면 접착제(200)를 7~9bar의 압력으로 분사하여 접착 기재를 연신된 섬유로 제조함과 동시에, 연신된 섬유 형태의 접착 기재, 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 포함하는 에어로졸을 분사할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에어로졸에 포함된 선형 열전도성 필러가 일정 방향으로 배열되기 전을 나타낸 이미지로, 도 6을 참고하면, 전도성 접착제 분사 장치(110)에서 접착 기재가 연신된 섬유와 선형 열전도성 필러가 에어로졸 형태로 분사된 것을 알 수 있다.
전도성 접착제 분사 장치(110)를 통해 에어로졸을 분사한 후, 비접촉식 가열 장치(120)에서 광원을 에어로졸에 조사하여 에어로졸을 가열한다(단계 S340).
여기에서, 비접촉식 가열 장치(120)는 전도성 접착제 분사 장치(110)를 통해 분사된 에어로졸이 연신으로 인한 섬유화 과정 중에 대기 공기와의 접촉으로 냉각되는 현상을 방지하기 위해 노즐 전단을 향해 광원을 조사할 수 있다.
예를 들어, 비접촉식 가열 장치(120)는 할로겐 램프, 제논 램프, 고출력 LED(Light Emitting Diode), 세라믹 히터, 원적외선 히터 등으로 제작될 수 있고, 광원을 조사하여 에어로졸의 온도 손실을 보상할 수 있다.
또한, 비접촉식 가열 장치(120)는 에어로졸을 가열하여 에어로졸의 유동성을 향상시킴에 따라 에어로졸이 피부착물에 부착되기 전에 더욱 연신되도록 하여 에어로졸의 섬유 직경을 감소시킬 수 있는 특징이 있다.
계속해서, 전도성 접착제 분사 장치(110)를 통해 분사된 에어로졸을 피부착물의 표면에 도포하여 열계면 접착 박막을 형성한다(단계 S350).
이때 에어로졸을 피부착물의 표면에 도포하는 과정에서, 전자기장 장치(130)를 통해 전자기장을 발생시켜 에어로졸에 포함된 선형 열전도성 필러의 탄소 나노튜브 라인, 금속 나노섬유 라인, 탄소섬유 및 금속섬유와, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러 각각을 동일한 방향으로 배열시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열계면 접착 박막에 포함된 선형 열전도성 필러의 일정 방향으로의 배열 전(a, b)과 배열 후(c)를 나타낸 이미지로, 도 7에 도시된 바와 같이, 에어로졸을 피부착물의 표면에 불규칙하게 도포한 형태(a)를 알 수 있고, 에어로졸을 피부착물의 표면에 불규칙하게 도포한 후 이하에서 설명할 압착 장치(140)를 통해 압착한 형태(b)를 알 수 있으며, 전자기장 장치(130)를 통해 에어로졸을 일정 방향의 1축으로 정렬하여 피부착물의 표면에 도포한 형태(c)를 알 수 있다.
여기에서, 전자기장 장치(130)는 전자기장을 발생시킴에 따라 접착 기재, 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러 각각의 입자 간 반발(척력)과 피부착물에 대한 인력으로 인해 섬유화를 가속화시켜 에어로졸이 더욱 미세한 섬유상을 가지도록 유도할 수 있다.
또한, 전자기장 장치(130)는 에어로졸 내부의 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 배향하여 배열된 방향으로 열 전달률을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 전자기장 장치(130)는 헬름홀츠 코일, 전자석 등으로 제작되어 특정 방향으로의 자기장을 형성할 수 있다.
이에 따라 전자기장 장치(130)를 통해 피부착물의 표면에 동일한 방향으로 배열된 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 연신된 섬유와 함께 피부착물의 표면에 도포하여 열계면 접착 박막을 형성할 수 있다.
이후 추가적으로 압착 장치(140)를 통해 피부착물의 표면에 형성된 열계면 접착 박막을 압착할 수 있다.
여기에서, 압착 장치(140)는 피부착물의 표면에 대응하는 면적을 가지도록 유리 등의 투과성 소재로 제작할 수 있으며, 내부에 원적외선 발생장치, 자기장 발생 장치 등을 구비하여 압착 기능과 가열 기능을 동시에 제공할 수 있다.
압착 장치(140)는 광원식 열 프레스로 제작되는 경우, 광 열원을 통해 피부착물에 형성된 열계면 접착 박막을 가열시킴과 동시에 유동성이 높아진 열계면 접착 박막을 압축하여, 미세 결함을 충진하고 피부착물과 열계면 접착 박막의 계면을 효과적으로 접착할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 섬유박막 20: 선형 열전도성 필러
30: 판형 열전도성 필러 40: 입자형 열전도성 필러
100: 열계면 접착 박막 110: 전도성 접착제 분사 장치
120: 비접촉식 가열 장치 130: 전자지장 장치
140: 압착 장치 200: 열계면 접착제
30: 판형 열전도성 필러 40: 입자형 열전도성 필러
100: 열계면 접착 박막 110: 전도성 접착제 분사 장치
120: 비접촉식 가열 장치 130: 전자지장 장치
140: 압착 장치 200: 열계면 접착제
Claims (7)
- 접착 기재가 연신된 섬유가 적층되어 형성된 섬유박막; 및
제1 종횡비가 150이상에서 300이하인 탄소 나노튜브(Multi-Walled Carbon Nano Tube, MWCNT)로 이루어진 탄소 나노튜브 라인, 제2 종횡비가 1000이상에서 2000이하인 금속 나노섬유로 이루어진 금속 나노섬유 라인, 제3 종횡비가 500이상에서 1000이하인 탄소섬유 및 제4 종횡비가 500이상에서 1000이하인 금속섬유를 포함하는 선형 열전도성 필러를 포함하고,
상기 탄소 나노튜브 라인, 상기 금속 나노섬유 라인, 상기 탄소섬유 및 상기 금속섬유 각각이 간격을 두고 상기 섬유박막의 내부에 동일한 방향으로 배열된 열계면 접착 박막. - 제1 항에 있어서,
상기 섬유박막 내부에 상기 선형 열전도성 필러와 간격을 두고 분포된 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 더 포함하는 열계면 접착 박막. - 제2 항에 있어서,
상기 판형 열전도성 필러는,
질화붕소 및 고분자 메조겐(Polymer mesogen) 중 하나 이상을 포함하는 열계면 접착 박막. - 제2 항에 있어서,
상기 입자형 열전도성 필러는,
제5 종횡비가 1이상에서 50이하인 알루미나(Alumina) 입자, 철(Fe) 입자, 알루미늄(Al) 입자, 은(Ag) 입자, 구리(Cu) 입자, 니켈(Ni) 입자, 티타늄(Ti) 입자, 금(Au) 입자, 코발트(Co) 입자, 아연(Zn) 입자, 금속나노파티클 및 세라믹 입자 중 하나 이상을 포함하는 열계면 접착 박막. - 전도성 접착제 분사 장치에 접착 기재, 선형 열전도성 필러, 판형 열전도성 필러 및 입자형 열전도성 필러를 포함하는 열계면 접착제를 주입하는 단계;
상기 전도성 접착제 분사 장치에 주입된 상기 열계면 접착제를 180~220℃로 용융시키는 단계;
상기 전도성 접착제 분사 장치의 노즐을 통해 상기 용융된 열계면 접착제의 상기 접착 기재를 7~9bar의 압력으로 분사하여 제조된 연신된 섬유 및 상기 선형 열전도성 필러, 상기 판형 열전도성 필러 및 상기 입자형 열전도성 필러를 포함하는 에어로졸을 분사하는 단계; 및
상기 에어로졸을 피부착물의 표면에 도포하여 열계면 접착 박막을 형성하는 단계를 포함하는 열계면 접착 박막 제조 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 선형 열전도성 필러는,
제1 종횡비가 150이상에서 300이하인 탄소 나노튜브(Multi-Walled Carbon Nano Tube, MWCNT)로 이루어진 탄소 나노튜브 라인, 제2 종횡비가 1000이상에서 2000이하인 금속 나노섬유로 이루어진 금속 나노섬유 라인, 제3 종횡비가 500이상에서 1000이하인 탄소섬유 및 제4 종횡비가 500이상에서 1000이하인 금속섬유를 포함하고,
상기 열계면 접착 박막을 형성하는 단계는,
전자기장 장치로 상기 탄소 나노튜브 라인, 상기 금속 나노섬유 라인, 상기 탄소섬유 및 상기 금속섬유를 동일한 방향으로 배열시키는 단계; 및
상기 동일한 방향으로 배열된 상기 탄소 나노튜브 라인, 상기 금속 나노섬유 라인, 상기 탄소섬유 및 상기 금속섬유와, 상기 판형 열전도성 필러 및 상기 입자형 열전도성 필러를 상기 연신된 섬유와 함께 상기 피부착물의 표면에 도포하는 단계를 포함하는 열계면 접착 박막 제조 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 에어로졸을 분사한 후, 비접촉식 가열 장치에서 광원을 상기 에어로졸에 조사하여 상기 에어로졸을 가열하는 단계를 더 포함하는 열계면 접착 박막 제조 방법.
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Legal Events
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