KR100975613B1

KR100975613B1 - 열전도성 고분자 성형체

Info

Publication number: KR100975613B1
Application number: KR1020030073680A
Authority: KR
Inventors: 도비타마사유키; 시모야마나오유키; 이시가키츠카사; 아오키히사시; 가무라도루; 기무라츠네히사; 야마토마사후미
Original assignee: 폴리마테크 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2010-08-17
Also published as: JP2004149722A; US7347955B2; EP1416031B1; EP1416031A1; KR20040038673A; DE60305411T2; TWI324631B; DE60305411D1; TW200415230A; US20040087697A1

Abstract

본 발명에 따르면, 열을 전도시키기 위하여 액정성 조성물을 포함하는 성형체로서, 상기 액정성 조성물은 하기 식 1에 의해 얻어진 배향도(α)를 가지는 액정성 고분자를 함유하고 있으며,

배향도 α = (180 - Δβ) / 180 ... (식 1)

여기에서 Δβ는 X-선 회절 측정에 의한 피크 산란각을 고정시키고 방위각 방향을 0 내지 360도까지 변화시킴으로써 얻어진 강도분포에 있어서의 절반 폭이고, 상기 배향도(α)는 0.5 이상 1.0 미만의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 성형체가 제공된다.

열전도, 고분자, 성형체, 액정성, 조성물, 배향도, 열전도율

Description

열전도성 고분자 성형체{HEAT CONDUCTING POLYMER MOLD PRODUCTS}

도 1은 실시예 3의 열전도성 고분자 성형체의 적도 방향의 강도분포를 나타내는 그래프,

도 2는 실시예 3의 열전도성 고분자 성형체의 방위각 방향의 강도분포를 나타내는 그래프,

도 3은 종래의 열전도성 고분자 성형체(비교예 1)의 적도 방향의 강도분포를 나타내는 그래프,

도 4는 종래의 열전도성 고분자 성형체(비교예 1)의 방위각 방향의 강도분포를 나타내는 그래프,

도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 열전도성 시트를 나타내는 사시도,

도 6은 두께 방향으로 높은 배향도를 가지는 열전도성 시트의 제조방법을 나타내는 개념도,

도 7은 면 방향으로 높은 배향도를 가지는 열전도성 시트의 제조방법을 나타내는 개념도이다.

본 발명은 전자부품 등에서 발생되는 열을 전도하는 열전도성 고분자 성형체에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 우수한 열전도성을 발휘할 수 있는 열전도성 고분자 성형체에 관한 것이다.

최근, 전자기기의 고성능화, 소형화, 경량화 등에 따라 반도체 패키지의 고밀도 패키징, LSI의 고집적화 및 고속화 등이 요구되고 있다. 이에 따라 각종 전자부품에서 발생되는 열이 증대되기 때문에, 전자부품으로부터 열을 효과적으로 외부로 방산시키는 열 대책이 매우 중요한 과제로 되고 있다. 방열부재로서, 금속, 세라믹스, 고분자조성물 등의 방열재료를 포함하는 열전도성 성형체가 프린트 배선기판, 반도체 패키지, 케이싱, 히트 파이프, 방열판, 및 열 확산판 등에 사용되고 있다.

이들 방열부재 중에서도, 고분자조성물로 이루어지는 열전도성 성형체(이하, "열전도성 고분자 성형체"라고 함)는 임의의 형상으로 성형 가공이 용이하고 비교적 경량이기 때문에 널리 사용되고 있다.

열전도성 고분자 성형체를 구성하는 고분자조성물은 예컨대 수지 또는 고무 등의 고분자 매트릭스 재료 중에서 열전도율이 높은 열전도성 충전제를 배합한 것이 알려져 있다. 열전도성 충전제로서는, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 석영 등의 금속산화물; 질화붕소, 질화알루미늄 등의 금속질화물; 탄화규소 등의 금속탄화물; 수산화알루미늄 등의 금속수산화물; 금, 은, 동 등의 금속; 탄소섬유; 및 흑연 등이 이용되고 있다.

한편, 전자부품의 패키징 공정 및 그 사용시에 고온으로 인한 성형체의 변형 이 발생되지 않아야 하는 용도로는 매트릭스의 수지로서 열 액정성 고분자를 함유하는 고분자조성물이 이용된다. 열 액정성 고분자는 양호한 성형 가공성과 우수한 내열성을 가진다. 50 ∼ 90중량%의 지르콘과 50 ∼ 10중량%의 열 액정성 고분자를 포함하는 열전도성이 우수한 전기 절연성 조성물이 일본 특개평 5-271465 호 공보에 개시되어 있다. 또, 탄소섬유와 같은 열전도성 충전제 20 ∼ 80중량%와 열 액정성 고분자 80 ∼ 20중량%를 포함하는 조성물이 일본 특표 2001-523892호 공보에 개시되어 있다.

액정성 폴리머의 물리학적 특성은 액정에 포함된 분자 사슬의 배향도 및 삼중구조에 따른다. 고분자 사슬은 액정 내에서 부분적으로 각각의 고분자에 특정한 결정구조 내에 배열된다. 고분자 사슬의 배열을 관찰하기 위한 방법으로서, X-선 회절이 이용된다.

그런데, 최근의 전자부품은 그 고성능화에 수반하여 발열량이 증대하고 있기 때문에 상기 종래 기술의 조성물로부터 얻어지는 열전도성 고분자 성형체로는 열전도성이 불충분하게 된다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래 기술에 존재하는 문제점에 착안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 우수한 열전도성을 실현시킬 수 있는 열전도성 고분자 성형체를 제공하고자 하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 열을 전도시키기 위하여 액 정성 조성물을 포함하는 성형체로서, 상기 액정성 조성물은 하기 식 1에 의해 얻어진 배향도(α)를 가지는 액정성 고분자를 함유하고 있으며,

배향도 α = (180 - Δβ) / 180 ... (식 1)

여기에서 Δβ는 X-선 회절 측정에 의한 피크 산란각을 고정시키고 방위각 방향을 0 내지 360도까지 변화시킴으로써 얻어진 강도분포에 있어서의 절반 폭이고,

상기 배향도(α)는 0.5 이상 1.0 미만의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 성형체를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면 및 장점들은 본 발명의 원리를 예를 들어 설명하는, 첨부된 도면과 함께 취해지는 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명의 목적 및 장점들과 함께, 본 발명은 첨부된 도면과 함께 바람직한 실시형태의 다음 설명을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있다.

(바람직한 실시형태의 상세한 설명)

이하 본 발명의 실시형태가 상세하게 설명된다.

본 실시형태의 열전도성 고분자 성형체는 액정성 고분자를 함유하는 액정성 조성물로부터 얻어진다. 결정화의 상태 및 결정의 배열은 재료를 통해 X-선을 투과시켜 X-선의 회절을 검출함으로써 측정될 수 있다. 이러한 열전도성 고분자 성형체에 있어서 액정성 고분자의 배향도(α)는 0.5 이상 1.0 미만의 범위에 있다. 배향도(α)는 광각(wide-angle) X-선 회절측정으로부터 하기 식 (1)에 의해 얻어진 값이다.

배향도 α = (180 - Δβ) / 180 .... (1)

여기에서 Δβ는 X-선 회절측정으로부터 얻어진 피크 산란각을 고정시키고, 방위각 방향의 0 내지 360도까지의 강도분포에 있어서의 절반 폭을 나타낸다.

열전도성 고분자 성형체는 프린트 배선기판, 반도체 패키지, 케이싱, 히트 파이프, 방열판, 열확산판 등의 방열부재에 적용될 수 있다. 열전도성 고분자 성형체는 각종 전자부품에서 발생되는 열을 전도시켜 전자기기의 외부로 방열시킬 수 있다.

이하 액정성 조성물이 상세하게 설명된다. 액정성 조성물에 함유된 액정성 고분자는 액정상태에 있어서 고분자의 분자 사슬이 규칙적으로 배열되는 것에 의해서 광학적 이방성을 가지는 용융상(molten phase)을 나타낸다. 광학적 이방성은 직교 편광자를 이용한 통상의 편광 검사법에 의해서 확인할 수 있다. 액정성 고분자의 예로서는 열 액정성 고분자(thermotropic liquid crystal polymer) 및 리오트로픽(lyotropic) 액정성 고분자를 들 수 있다.

열 액정성 고분자는 특정 온도범위에서 가열 용융될 때 액정 상태로 변하는 열가소성 고분자이다. 열 액정성 고분자는 길고 편평한 형상을 가지며 분자의 긴 사슬을 따라서 단단한 분자 사슬을 가지는 고분자로 이루어진다. 동축 또는 평행하게 위치되는 복수개의 분자 사슬은 연쇄 신장 결합을 가진다.

한편, 리오트로픽 액정성 고분자는 특정 농도범위로 용매에 용해될 때 광학적 이방성을 가지는 액정 상태를 나타내는 액정성 고분자이다.

액정성 고분자로서는 열 액정성 고분자를 이용하는 것이 바람직하다. 열 액정성 고분자가 열전도성 조성물에 대하여 사용될 때 액정 상태는 어떠한 용매도 사용함 없이 열에 의해 얻어질 수 있다. 따라서 액정성 고분자는 용이하게 배향될 수 있다.

열 액정성 고분자의 예로서는 열 액정성 폴리에스테르, 열 액정성 폴리에스테르아미드, 열 액정성 폴리에스테르에테르, 열 액정성 폴리에스테르카보네이트, 열 액정성 폴리에스테르이미드 등을 들 수 있다. 열 액정성 고분자는 주쇄(main chain)형 열 액정성 고분자, 측쇄(side chain)형 열 액정성 고분자, 및 복합형 열 액정성 고분자 등을 들 수 있다. 주쇄형 열 액정성 고분자는 액정 구조 발현의 근원이 되는 메소겐 기가 주쇄에 들어가 있는 것이 좋고, 폴리에스테르의 코폴리머(폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 히드록시 안식향산의 코폴리머 등), 히드록시나프토에산 및 히드록시 안식향산의 코폴리머 등을 들 수 있다. 측쇄형 열 액정성 고분자는 측쇄 내에 메소겐 기를 가지고 있는 것을 말하며, 에틸렌 계나 실록산 계 주쇄에 메소겐 기가 측쇄로서 연결된 구조를 반복 단위로서 포함하는 것이다. 복합형 열 액정성 고분자는 주쇄형과 측쇄형이 복합된 것을 말한다.

열 액정성 폴리에스테르로서는 예컨대 열 액정성 전 방향족 폴리에스테르를 들 수 있다. 일반적으로 열 액정성 전 방향족 폴리에스테르란, 광학적 이방성 용융상을 형성하는 세그멘트 부분이 방향족 카르본산과 방향족 알코올과의 에스테르로 구성된 것을 말한다. 본 실시형태에 있어서 열 액정성 전 방향족 폴리에스테르는, 광학적 이방성 용융상을 형성하지 않는 세그멘트 부분을 지방족 또는 지환족의 산과 알코올에 의한 에스테르로 구성될 수도 있다. 본 실시형태에 있어서 열 액정성 전 방향족 폴리에스테르는, 광학적 이방성 용융상을 형성하는 세그멘트 부분을 지방족 또는 지환족의 산과 알코올에 의한 에스테르로 구성하고, 광학적 이방성 용융상을 형성하지 않는 세그멘트 부분을 방향족 카르본산과 방향족 알코올과의 에스테르로 구성할 수도 있다. 더욱이, 광학적 이방성 용융상을 형성하지 않는 세그멘트 부분은 지방족 또는 지환족의 산과 방향족 알코올에 의한 에스테르로 구성될 수 있다. 또 광학적 이방성 용융상을 형성하지 않는 세그멘트 부분은 지방족 또는 지환족의 알코올과 방향족 카르본산에 의한 에스테르로 구성될 수 있다.

열 액정성 전 방향족 폴리에스테르의 구성성분으로서는, (a) 방향족 디카르본산계 화합물 및 지환족 디카르본산계 화합물 중 적어도 하나; (b) 방향족 히드록시카르본산계 화합물 중 적어도 하나; (c) 방향족 디올계, 지환족 디올계, 및 지환족 디올계 화합물 중 적어도 하나; (d) 방향족 디티올계, 방향족 티오페놀계, 및 방향족 티올 카르본산계 화합물 중 적어도 하나; 그리고 (e) 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민계 화합물 중 적어도 하나 등을 들 수 있다. 이들 성분 (a) ∼ (e)는 단독으로 구성하여도 좋지만, 바람직하게는 (a) 및 (c); (a) 및 (d); (a), (b) 및 (c); (a), (b) 및 (e); (a), (b), (c) 및 (e) 등으로 조합하여 구성된다.

방향족 디카르본산계 화합물 (a)로서는, 방향족 디카르본산 및 그 유도체를 들 수 있다. 방향족 디카르본산으로서는, 테레프탈산, 4,4'-디페닐디카르본산, 4,4'-트리페닐디카르본산, 2,6-나프탈렌디카르본산, 1,4-나프탈렌디카르본산, 2,7-나프탈렌디카르본산, 디페닐에테르-4,4'-디카르본산, 디페녹시에탄-4,4'-디카르본 산, 디페녹시부탄-4,4'-디카르본산, 디페닐에탄-4,4'-디카르본산, 이소프탈산, 디페닐에테르-3,3'-디카르본산, 디페녹시에탄-3,3'-디카르본산, 디페닐에탄-3,3'-디카르본산, 1,6-나프탈렌디카르본산 등을 들 수 있다. 방향족 디카르본산 유도체는 방향족 디카르본산에 알킬, 알콕시, 할로겐 등의 치환기를 도입한 것이고, 클로로테레프탈산, 디클로로테레프탈산, 브로모테레프탈산, 메틸테레프탈산, 디메틸테레프탈산, 에틸테레프탈산, 메톡시테레프탈산, 에톡시테레프탈산 등을 들 수 있다.

지환족 디카르본산계 화합물 (a)로서는, 지환족 디카르본산 및 그 유도체를 들 수 있다. 지환족 디카르본산으로서는, 트랜스-1,4-시클로헥산디카르본산, 시스-1,4-시클로헥산디카르본산, 1,3-시클로헥산디카르본산 등을 들 수 있다. 지환족 디카르본산 유도체는, 지환족 디카르본산에 알킬, 알콕시, 할로겐 등의 치환기를 도입한 것이고, 트랜스-1,4-(2-메틸)시클로헥산디카르복산 및 트랜스-1,4-(2-클로로)시클로헥산디카르본산 등을 들 수 있다.

방향족 히드록시카르본산계 화합물 (b)로서는, 방향족 히드록시카르본산 및 그 유도체를 들 수 있다. 방향족 히드록시카르본산으로서는, 4-히드록시 안식향산, 3-히드록시 안식향산, 6-히드록시-2-나프토에산, 6-히드록시-1-나프토에산 등을 들 수 있다. 방향족 히드록시카르본산 유도체는, 방향족 히드록시카르본산에 알킬, 알콕시, 할로겐 등의 치환기를 도입한 것이고, 3-메틸-4-히드록시 안식향산, 3,5-디메틸-4-히드록시 안식향산, 2,6-디메틸-4-히드록시 안식향산, 3-메톡시-4히드록시 안식향산, 3,5-디메톡시-4-히드록시 안식향산, 6-히드록시-5-메틸-2-나프토에산, 6-히드록시-5-메톡시-2-나프토에산, 2-클로로-4-히드록시 안식향산, 3-클로 로-4-히드록시 안식향산, 2,3-디클로로-4-히드록시 안식향산, 3,5-디클로로-4-히드록시 안식향산, 2,5-디클로로-4-히드록시 안식향산, 3-브로모-4-히드록시 안식향산, 6-히드록시-5-클로로-2-나프토에산, 6-히드록시-7-클로로-2-나프토에산, 6-히드록시-5,7-디클로로-2-나프토에산 등을 들 수 있다.

방향족 디올 화합물로서는, 방향족 디올 및 그 유도체를 들 수 있다. 방향족 디올로서는, 4,4'-디히드록시디페닐, 3,3'-디히드록시디페닐, 4,4'-디히드록시트리페닐, 하이드로퀴논, 레조르신, 2,6-나프탈렌디올, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 비스(4-히드록시페녹시)에탄, 3,3'-디히드록시디페닐에테르, 1,6-나프탈렌디올, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)메탄 등을 들 수 있다. 방향족 디올 유도체는, 방향족 디올에 알킬, 알콕시, 할로겐 등의 치환기를 유도한 것이고, 클로로하이드로퀴논, 메틸하드로퀴논, t-부틸하이드록퀴논, 페닐하이드로퀴논, 메톡시하이드록퀴논, 페녹시하이드록퀴논, 4-클로로레조르신, 4-메틸레조르신 등을 들 수 있다.

지환족 디올계 화합물 (c)로서는, 지환족 디올 및 그 유도체를 들 수 있다. 지환족 디올로서는, 트랜스-1,4-시클로헥산디올, 시스-1,4-시클로헥산디올, 트랜스-1,4-시클로헥산디메탄올, 시스-1,4-시클로헥산디메탄올, 트랜스-1,3-시클로헥산디올, 시스-1,2-시클로헥산디올, 트랜스-1,3-시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 지환족 디올 유도체는, 지환족 디올에 알킬, 알콕시, 할로겐 등의 치환기를 도입한 것이고, 트랜스-1,4-(2-메틸)시클로헥산디올, 트랜스-1,4-(2-클로로)시클로헥산디올 등을 들 수 있다.

지방족 디올계 화합물 (c)로서는, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜 등의 직쇄상(straight chain) 또는 분기상(branched) 지방족 디올을 들 수 있다.

방향족 디티올계 화합물 (d)로서는, 벤젠-1,4-디티올, 벤젠-1,3-디티올, 2,6-나프탈렌-디티올, 2,7-나프탈렌-디티올 등을 들 수 있다.

방향족 티오페놀계 화합물 (d)로서는, 4-메르카프토페놀, 3-메르카프토페놀, 6-메르카프토페놀 등을 들 수 있다.

방향족 티올카르본산계 화합물 (d)로서는, 4-메르카프토 한식향산, 3-메르카프토 안식향산, 6-메르카프토-2-나프토에산, 7-메르카프토-2-나프토에산 등을 들 수 있다.

방향족 히드록시아민계 화합물 (e)로서는, 4-아미노페놀, N-메틸-4-아미노페놀, 3-아미노페놀, 3-메틸-4-아미노페놀, 2-클로로-4-아미노페놀, 4-아미노-1-나프톨, 4-아미노-4'-히드록시디페닐, 4-아미노-4'-히드록시디페닐에테르, 4-아미노-4'-히드록시디페닐메탄, 4-아미노-4'-히드록시디페닐설파이드, 4,4'-에틸렌디아닐린 등을 들 수 있다.

방향족 디아민계 화합물 (e)로서는, 1,4-페닐렌디아민, N-메틸-1,4-페닐렌디아민, N,N'-디메틸-1,4-페닐렌디아민, 4,4'-디아미노페닐설파이드(티오디아닐린), 4,4'-디아미노디페닐설파이드, 2,5-디아미노톨루엔, 4,4'-디아미노디페녹시에탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄(메틸렌디아닐린), 4,4'-디아미노디페닐에테르(옥시디아닐린) 등을 들 수 있다.

열 액정성 폴리에스테르아미드로서는, 예컨대 전 방향족 폴리에스테르아미드를 들 수 있다. 전 방향족 폴리에스테르아미드로서는, 방향족 디아민, 방향족 디카르본산, 방향족 디올, 방향족 아미노카르본산, 방향족 옥시카르본산, 방향족 옥시아미노 화합물 및 이들의 유도체, 그리고 이들로부터 선택된 2개 이상의 구성성분으로 조합된 것을 들 수 있다.

열전도성이 우수한 열전도성 고분자 성형체가 용이하게 얻어질 수 있기 때문에, 바람직하게는 이들 열 액정성 고분자는, 전 방향족 폴리에스테르 및 전 방향족 폴리에스테르아미드로부터 선택된 적어도 하나이고, 더욱 바람직하게는 전방향족 폴리에스테르이다.

액정성 조성물에는, 내열성, 성형가공성 등을 개량하기 위하여 또 다른 고분자를 소량 배합할 수 있다. 그 고분자로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아릴레이트, 폴리에스테르 카보네이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르계 엘라스토머, 폴리스티렌, 아크릴계 고분자, 폴리술폰, 실리콘계 고분자, 할로겐계 고분자, 올레핀계 고분자 등을 들 수 있다.

또한, 액정성 조성물에는 필요에 따라서 안료, 염료, 형광증백제, 분산제, 안정제, 자외선흡수제, 에너지 소광제, 대전방지제, 산화방지제, 난연제, 열안정제, 윤활제, 가소제, 용제 등을 소량 첨가할 수 있다.

더욱이, 액정성 조성물에는 열전도성 고분자 성형체의 열전도성을 향상시키기 위하여 열전도성 충전제를 적정량 배합할 수 있다. 열전도성 충전제로서는, 금 속, 금속산화물, 금속질화물, 금속탄화물, 금속수산화물, 금속피복수지, 탄소섬유, 흑연화탄소섬유, 천연흑연, 인조흑연, 구상흑연입자, 메소카본 마이크로비즈, 위스커상(whisker-shaped) 카본, 마이크로코일상 카본, 나노코일상 카본, 카본 나노튜브, 카본 나노 혼(horn) 등을 들 수 있다. 금속으로서는, 은, 동, 금, 백금, 지르콘 등; 금속산화물로서는 산화알루미늄, 산화마그네슘 등; 금속질화물로서는 질화붕소, 질화알루미늄, 질화규소 등; 금속탄화물로서는 탄화규소 등; 금속수산화물로서는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등을 들 수 있다. 이들 열전도성 충전제의 배합량은, 액정성 고분자 100중량부에 대하여, 바람직하게는 100중량부 미만, 보다 바람직하게는 80중량부 미만, 더욱 바람직하게는 70중량부 미만이다. 이 배합량이 액정성 고분자 100중량부에 대하여 100중량부 이상이면, 열전도성 고분자 성형체의 밀도가 증대되어 적용물의 경량화를 방해한다.

적용물의 경량화가 더욱 요구될 때, 액정성 조성물에는 실질적으로 열저도성 충전제를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 실질적으로 열전도성 충전제를 함유하지 않는 액정성 조성물로서는, 액정성 고분자 100중량부에 대하여 열전도성 충전제가 바람직하게는 5중량부 이하, 보다 바람직하게는 1중량부 이하인 액정성 조성물, 더욱 바람직하게는 액정성 고분자만으로 이루어진 액정성 조성물이다.

액정성 고분자로서 리오트로픽 액정성 고분자를 배합하는 경우에는, 리오트로픽 액정성 고분자를 용해시키기 위한 용매가 배합된다. 용매로서는, 리오트로픽 액정성 고분자가 용해되는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 용매는 열전도성 충전제의 분산매로서 작용하기도 하기 때문에, 열전도성 충전제의 분산성을 고려하여 선택하는 것이 바람직하다. 용매의 배합량은, 리오트로픽 액정성 고분자가 액정상태를 발현하는 양으로 설정된다.

다음에 열전도성 고분자 성형체가 설명된다. 열전도성 고분자 성형체에 있어서 액정성 고분자의 배향도(α)는, 열전도성 고분자 성형체의 광각(wide-angle) X-선 회절측정에 의해서 구해진다. 배향도(α)를 구하기 위해서는, 우선 열전도성 고분자 성형체에 대하여 광각 X-선 회절측정을 행하는 것에 의해 도 1에 도시된 바와 같은 적도방향의 회절 패턴을 얻는다. 이 그래프에 있어서, 회절각 2θ= 20도의 위치에서 확인되는 회절피크는 고분자 성형체 내에서 평행하게 배열된 액정 고분자 사슬 사이의 거리를 나타낸다. 이 회절피크의 각도(피크 산란각)는 일반적으로는 20도이고, 액정성 고분자의 구조 및 액정성 조성물의 배합에 따라서 20도를 전후하여 15도 내지 30도 사이의 범위 내에 있다. 이 회절피크(피크 산란각)의 각도를 20도로 고정한 다음, 방위각 방향으로 0도에서 360도까지의 강도를 측정하는 것에 의해, 도 2에 나타낸 방위각 방향의 강도분포가 얻어진다. 이 방위각 방향의 강도분포에 있어서, 피크 높이의 절반 위치에 있어서의 폭(절반 폭(Δβ))을 구한다. 이 절반 폭(Δβ)을 식 (1)에 대입함으로써 배향도(α)를 산출한다. 도 2에 나타난 방위각 방향 각도분포의 경우, 배향도(α)는 0.83 이다.

배향도(α)의 범위는 0.5 이상 1.0 미만, 바람직하게는 0.55 이상 1.0 미만, 더욱 바람직하게는 0.6 이상 1.0 미만, 가장 바람직하게는 0.7 이상 1.0 미만이다. 이 배향도(α)가 0.5 미만이면, 열전도율(λ)이 낮아 충분한 열전도성이 얻어지지 않는다. 한편, 1.0 이상의 배향도(α)는, 절반 폭(Δβ)이 항상 양의 값을 나타내 기 때문에, 상기 식 (1)로부터는 쓸모 없는 범위로 된다. 배향도(α)의 범위가 0.5 이상 1.0 미만이면, 열전도율(λ)이 높아 우수한 열전도성을 발휘할 수 있다.

액정성 고분자로서 열 액정성 고분자를 함유하는 액정성 조성물로부터 열전도성 고분자 성형체를 얻기 위해서는, 우선 성형장치에 의해서 열 액정성 고분자를 가열 용융시키는 동시에, 배향도(α)가 0.5 이상 1.0 미만으로 되도록 열 액정성 고분자를 배향시킨다. 다음에 열 액정성 고분자가 배향된 상태에서, 용융 상태의 열 액정성 고분자를 냉각 고화시켜, 액정상태로부터 고체상태로 상전이 시키는 것에 의해 상기 범위의 배향도(α)를 가지는 열전도성 고분자 성형체를 얻을 수 있다.

액정성 고분자로서 리오트로픽 액정성 고분자를 함유하는 액정성 조성물로부터 열전도성 고분자 성형체를 얻기 위해서는, 우선 성형장치에 의해서 액정성 조성물을 용액 성형하는 동시에, 배향도(α)가 0.5 이상 1.0 미만으로 되도록 리오트로픽 액정성 고분자를 배향시킨다. 다음에 리오트로픽 액정성 고분자가 배향된 상태에서, 휘발 등에 의해 용매를 제거시켜, 리오트로픽 액정성 고분자를 액정상태로부터 고체상태로 상전이 시키는 것에 의해 상기 범위의 배향도(α)를 가지는 열전도성 고분자 성형체를 얻을 수 있다.

액정성 고분자를 배향시키는 방법으로서는, 유동장, 전단장, 자기장, 및 전기장으로부터 선택되는 적어도 하나의 장에 의한 배향방법을 들 수 있다. 이들 배향방법 중에서도, 배향하는 방향 및 배향도를 용이하게 제어할 수 있기 때문에 자기장에 의한 배향방법이 바람직하다. 자기장을 이용하여 액정성 고분자를 배향시 키기 위해서는, 액정상태의 액정성 고분자에 자기장을 인가하여, 액정성 고분자의 강직한 분자 사슬을 자기력선과 평행방향 또는 수직방향으로 배향시킨다. 계속해서, 자기장을 인가한 상태에서 액정성 고분자를 액정상태로부터 고체상태로 상전이 시킨다. 액정성 고분자의 배향도(α)는, 자기장의 자속밀도, 자기장의 인가시간 등에 따라서 0.5 이상 1.0 미만으로 되도록 설정될 수 있다.

자기장을 발생시키는 자기장 발생수단으로서는, 영구자석, 전자석, 초전도자석, 코일 등을 들 수 있다. 이들 자기장 발생수단 중에서 실용적인 자속밀도를 가지는 자기장을 발생시킬 수 있기 때문에 초전도자석이 바람직하다.

액정성 고분자에 인가하는 자기장의 자속밀도는, 바람직하게는 1 ∼ 20 테스라(T), 더욱 바람직하게는 2 ∼ 20T, 가장 바람직하게는 3 ∼ 20T 이다. 이 자속밀도가 1T 미만이면, 액정성 고분자의 강직한 분자사슬을 충분히 배향시킬 수 없게 되고, 배향도(α)가 0.5 이상인 열전도성 고분자 성형체가 얻어지기 어렵게 된다. 한편, 자속밀도가 20T를 넘는 자기장은, 실제로 얻어지기 어렵다. 이 자속밀도의 범위가 3 ∼ 20T 이면, 높은 열전도율(λ)을 가지는 열전도성 고분자 성형체가 얻어지는 동시에 실용적이다.

성형장치로서는, 사출성형장치, 압출성형장치, 프레스성형장치 등의 합성수지를 성형하는 장치를 이용할 수 있다. 액정성 조성물은, 시트형상, 필름형상, 블록형상, 입자형상, 섬유형상 등 다양한 형상의 열전도성 고분자 성형체로 성형할 수 있다.

열전도성 고분자 성형체의 열전도율(λ)은, 액정성 고분자의 분자 사슬이 일 정방향으로 배향되고, 그 배향도(α)가 상기 범위로 설정되는 것에 의해, 그 분자 사슬 방향으로 상당히 높아지게 된다. 이 열전도율(λ)의 값은 바람직하게는 0.7 ∼ 20 W/(m·K), 더욱 바람직하게는 1.0 ∼ 10 W/(m·K), 가장 바람직하게는 2.0 ∼ 10 W/(m·K) 이다. 이 열전도율(λ)이 0.7 W/(m·K) 미만이면, 전자부품으로부터 발생하는 열을 효과적으로 외부로 전도시키기 어렵게 될 수 있다. 한편, 20 W/(m·K)를 넘는 열전도성 고분자 성형체를 얻는 것은 액정성 고분자의 물성을 고려한다면 곤란하다.

이 열전도성 고분자 성형체의 밀도는, 바람직하게는 1.10 g/㎤ 이상, 2.10 g/㎤ 미만, 더욱 바람직하게는 1.20 g/㎤ 이상, 1.90 g/㎤ 미만, 가장 바람직하게는 1.30 g/㎤ 이상, 1.80 g/㎤ 미만이다. 이 밀도가 2.10 g/㎤ 이상이면, 적용물의 경량화를 방해할 수 있다. 한편, 1.10 g/㎤ 미만이면, 열전도성 고분자 성형체를 얻는 것은 액정성 고분자의 물성을 고려한다면 곤란하다.

이 열전도성 고분자 성형체를 시트형상으로 성형하는 경우, 그 두께는 바람직하게는 0.02 ∼ 10㎜, 더욱 바람직하게는 0.1 ∼ 7㎜, 가장 바람직하게는 0.2 ∼ 5㎜ 이다. 이 두께가 0.02㎜ 미만이면, 적용물에 적용할 때 조작성이 나빠질 수 있다. 한편, 10㎜를 넘으면, 전자기기 등의 적용물을 경량화하는 것이 곤란하게 된다.

액정성 고분자로서 열 액정성 고분자를 배합한 액정성 조성물로부터 열전도성 고분자 성형체를 제조하는 방법에 관하여 도 5 내지 7에 근거하여 상세하게 설명한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 열전도성 고분자 성형체로서의 시트형상 열전 도성 시트(11)는, 프린트 배선기판, 방열시트 등의 방열부재로서 전자기기 등에 적용할 수 있다.

열전도성 시트(11)의 두께방향(도 5에 있어서 Z축 방향)으로 열 액정성 고분자의 강직한 분자사슬을 배향시킨 경우에 관하여 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 금형(12a)의 내부에는, 캐비티(13a)가 시트형상으로 형성되어 있다. 금형(12a)의 상하에는 자기장 발생수단으로서의 한 쌍의 영구자석(14a)이 배열되고, 영구자석(14a)에 의해서 발생되는 자기장의 자력선(M1)은, 캐비티(13a)의 두께방향에 일치하도록 되어 있다.

이 캐비티(13a)에 열 액정성 고분자가 용융 상태로 된 액정성 조성물(15)을 충전시킨다. 금형(12a)에는 도시하지 않은 가열장치가 구비되어, 캐비티(13a)에 충전된 액정성 조성물(15)에 함유된 열 액정성 고분자는 용융 상태로 유지된다. 영구자석(14a)에 의해서 캐비티(13a)에 충전된 액정성 조성물(15)에 소정의 자속밀도의 자장을 인가한다. 이 때 자력선(M1)은 시트형상의 액정성 조성물(15)의 두께방향에 일치하기 때문에, 열 액정성 고분자의 강직한 분자사슬을 시트형상의 액정성 조성물(15)의 두께방향으로 배향시킬 수 있다. 이러한 배향상태에서 열 액정성 고분자를 냉각 고화시켜, 금형(12a)으로부터 꺼내면 열 액정성 고분자의 강직한 분자사슬이 두께방향으로 배향되고, 배향도(α)가 0.5 이상 1.0 미만인 열전도성 시트(11)를 얻을 수 있다.

이 때 열전도성 시트(11)의 두께방향의 배향도(α)는 0.5 이상 1.0 미만이다. 따라서, 열전도성 시트(11)는 두께방향으로 높은 열전도율(λ)을 가지며, 두 께방향으로 열전도성이 요구되는 회로기판재료, 반도체 패키지용 방열시트 등에 적용될 수 있다.

다음에 열전도성 시트(11)의 면에 평행한 세로방향(이하, "세로방향"이라 함)으로 열 액정성 고분자의 강직한 분자사슬을 배향시키는 경우에 관하여 설명한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 자력선(M2)이 세로방향에 평행하도록 한 쌍의 영구자석(14b)이 금형(12b)의 양측에 대향되게 배치된다. 다음에, 영구자석(14b)에 의해서 캐비티(13b)의 내부에 충전된 액정성 조성물(15)에 자기장을 인가한다. 자력선(M2)이 시트형상 액정성 조성물(15)의 세로방향으로 향하기 때문에 열 액정성 고분자의 강직한 분자사슬은 액정성 조성물(15)의 세로방향으로 배향될 수 있다. 이 배향상태에서 열 액정성 고분자를 냉각 고화시킨 다음 금형(12b)으로부터 꺼내어 열 액정성 고분자의 강직한 분자사슬이 세로방향으로 배향된 열전도성 시트(11)를 얻을 수 있다.

열전도성 시트(11)의 액정성 고분자의 세로방향 배향도(α)는 0.5 이상 1.0 미만이다. 따라서, 열전도성 시트(11)는 세로방향으로 높은 열전도율(λ)을 가지며, 세로방향으로 열전도성이 요구되는 회로기판재료, 반도체 패키지용 방열시트 등에 적용될 수 있다.

본 실시형태의 열전도성 고분자 성형체는 액정성 고분자를 함유하는 액정성 조성물로부터 얻어지고, 액정성 고분자의 배향도(α)는 0.5 이산 1.0 미만의 범위이다. 따라서 열전도성 고분자 성형체는 액정성 고분자의 배향방향에 있어서 높은 열전도율(λ)을 가지며, 우수한 열전도성을 발휘할 수 있다. 액정성 조성물에 열 전도성 충전제를 배합하여, 얻어진 열전도성 고분자 성형체의 열전도성을 향상시킨 경우에도, 액정성 고분자의 배향도(α)를 상기 범위로 설정하는 것에 의해서, 그 열전도성을 더욱 향상시킨다. 그러므로, 우수한 열전도성을 발휘할 수 있다.

본 실시형태의 열전도성 고분자 성형체에 있어서, 바람직하게는 액정성 고분자 100중량부에 대하여, 100중량부 미만의 열전도성충전제를 함유한다. 이 경우, 열전도성 충전제를 다량으로 배합하지 않기 때문에, 얻어진 열전도성 고분자 성형체는, 적용물의 경량화에 공헌할 수 있다. 더욱이 열전도성 충전제를 다량으로 배합하지 않기 때문에, 액정성 고분자에 대한 열전도성 충전제의 분산성 등을 고려하는 노력이 생략되고, 액정성 조성물을 용이하게 제조할 수 있다. 게다가, 액정성 조성물은 액정성 고분자를 주성분으로 하고 있기 때문에, 얻어진 열전도성 고분자 성형체는, 액정성 고분자가 가지는 전기절연성 등의 특성을 발휘할 수 있다.

본 실시형태의 열 액정성 고분자 성형체에 있어서, 액정성 고분자는 열 액정성 고분자인 것이 바람직하다. 이 경우, 액정성 고분자를 용이하게 배향시킬 수 있고, 우수한 열전도성을 가지는 열전도성 고분자 성형체를 용이하게 얻을 수 있다.

본 실시형태의 열전도성 고분자 성형체에 있어서, 열 액정성 고분자가 전 방향족 폴리에스테르 및 전 방향족 폴리에스테르아미드로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성된 경우에, 광학적 이방성 용융상을 용이하게 발현시킬 수 있는 동시에, 이들 열 액정성 고분자의 성형가공성은 양호하고, 각종 형상으로 용이하게 성형할 수 있다. 따라서, 열 액정성 고분자를 용이하게 배향시 킬 수 있는 동시에, 액정성 조성물을 용이하게 성형할 수 있고, 우수한 열전도성을 가지는 열전도성 고분자 성형체를 더욱 용이하게 얻을 수 있다.

본 실시형태의 열전도성 고분자 성형체에 있어서, 액정상태의 액정성 고분자에 자기장을 인가하는 것에 의해서, 액정성 고분자의 강직한 분자사슬을 일정방향으로 배향 제어할 수 있다. 이와 같이 구성한 경우, 액정성 고분자를 용이하게 배향시킬 수 있고, 우수한 열전도성을 가지는 열전도성 고분자 성형체를 용이하게 얻을 수 있다.

당해 기술의 기술자들에게 본 발명이 본 발명의 정신 또는 범주로부터 벗어남 없이 많은 다른 특정 형태로 변형될 수 있다는 것은 명백하다. 구체적으로, 본 발명은 다음 형태로 변경될 수 있다.

상술된 열전도성 충전제를 대신하여 유리섬유와 같은 통상의 충전제를 배합하여도 좋다.

영구자석(14a, 14b)은 금형(12a, 12b)을 사이에 끼우도록 한 쌍이 배열되는 대신에, 금형(12a, 12b)의 한 쪽에만 배열될 수 있다.

자력선(M1, M2)은 곡선 형상일 수 있다. 영구자석(14a, 14b)은 자력선(M1, M2)이 일방향으로 뻗어있도록 배열되어 있지만, 자력선(M1, M2)이 2 이상의 방향으로 뻗어있도록 영구자석(14a, 14b)을 배열하여도 좋다. 자력선(M1, M2) 또는 금형(12a, 12b)은 회전되어도 좋다.

실시예

다음에 실시예 및 비교예를 들어 상기 실시형태를 더욱 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

열 액정성 고분자로서 4-히드록시 안식향산 80몰% 와 테레프탈산 및 에틸렌글리콜의 혼합물 20몰%로 이루어지는 전 방향족 폴리에스테르(i)의 펠릿을 제습 건조하고, 사출성형에 의해 길이 50㎜, 폭 50㎜, 두께 2㎜의 시트형상 성형체를 제작하였다. 이 시트형상 성형체를 온도 340℃로 가열한 금형의 캐비티에 넣어 자속밀도 2.5 테스라의 초전도자석의 자기장 중에서 용융시킨 다음, 동 자기장 중에서 20분간 유지하고, 그 후 실온까지 냉각 고화시켜 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다. 자력선의 방향은 시트형상 성형체의 두께방향으로 설정되었다.

(실시예 2 및 3)

실시예 2 및 3의 열전도성 고분자 성형체는 실시예 1과 동일한 전 방향족 폴리에스테르(i)의 펠릿을 사출성형한 시트형상 성형체를 사용하며, 표 1에 기재된 자속밀도로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(실시예 4)

열 액정성 고분자로서 4-히드록시 안식향산 60몰% 와 테레프탈산 및 에틸렌 글리콜의 혼합물 40몰%로 이루어지는 전 방향족 폴리에스테르(ii)의 펠릿을 이용하여 실시예 1과 동일하게 시트형상 성형체를 제작하였다. 이 시트형상 성형체를 사용하여, 자속밀도를 5 테스라로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(실시예 5)

실시예 4와 동일하게 시트형상 성형체를 얻었다. 이 시트형상 성형체를 사용하여, 자속밀도를 10 테스라로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일한 전 방향족 폴리에스테르(i)의 펠릿을 제습 건조하고, 사출성형에 의해 길이 50㎜, 폭 50㎜, 두께 2㎜의 시트형상 성형체를 제작하였다. 이 시트형상 성형체를, 온도 340℃로 가열한 금형의 캐비티에 넣어 자기장을 인가하지 않고 용융시킨 다음, 용융상태로 20분간 유지하고, 그 후 실온까지 냉각 고화시켜 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(비교예 2)

비교예 1과 동일하게 시트형상 성형체를 제작하였다. 이 시트형상 성형체를, 온도 340℃로 가열한 금형의 캐비티에 넣어 자속밀도 1 테스라의 자기장 중에 서 용융시킨 다음, 동 자기장 중에서 20분간 유지하고, 그 후 실온까지 냉각 고화시켜 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다. 자력선의 방향은 시트형상 성형체의 두께방향으로 설정되었다.

(비교예 3)

실시예 4와 동일하게 시트형상 성형체를 제작하였다. 이 시트형상 성형체를 사용하여 비교예 2와 동일하게 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 배향도(α)를 맥사이언스(MacScience)제 X-선 회절장치를 사용하여 산출하였다. 실시예 3의 X-선 회절측정에 의한 적도방향의 회절 패턴을 도 1에, 회절피크각도 2θ= 20도에 있어서의 방위각 분포를 도 2에 나타낸다. 비교예 1의 X-선 회절측정에 의한 적도방향의 회절 패턴을 도 3에, 회절피크각도 2θ= 20도에 있어서의 방위각 분포를 도 4에 나타낸다.

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 열전도율(λ)을 레이저 플래시(laser flash)법으로 측정하였다. 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 배향도(α) 및 열전도율(λ)을 표 1에 나타낸다.

	실시예					비교예
	1	2	3	4	5	1	2	3
전 방향족 폴리에스테르(i) [중량부]	100	100	100	0	0	100	100	0
전 방향족 폴리에스테르(ii) [중량부]	0	0	0	100	100	0	0	100
자속밀도[테스라]	2.5	5	10	5	10	0	1	1
배향도α	0.71	0.83	0.91	0.81	0.90	0	0.41	0.40
열전도율λ[W/(m·K)]	0.87	1.14	1.71	1.05	1.52	0.31	0.38	0.29

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 5에서는, 배향도(α)가 0.7 이상인 열전도성 고분자 성형체가 얻어지고, 열전도율(λ)이 0.7 W/(m·K) 이상인 우수한 열전도성이 발휘되고 있다. 실시예 1 내지 5에서는, 자속밀도를 높이는 만큼 높은 배향도(α)를 가지는 열전도성 고분자 성형체가 얻어진다는 것을 알 수 있다.

한편, 비교예 1 내지 3에 있어서, 열전도성 고분자 성형체는 0.41 미만의 배향도(α)를 가지기 때문에, 열전도율(λ)이 0.38 W/(m·K) 이하인 불충분한 열전도성을 얻게 된다.

(실시예 6)

실시예 1과 동일한 전 방향족 폴리에스테르(i) 100중량부에 대하여, 흑연화 탄소섬유 분말(주식회사 페토카 머티리얼즈(Petoca Materials Ltd.) 제) 60중량부를 배합한 혼합물을 압출기에서 용융 혼련하여, 펠릿 형상의 액정성 조성물을 얻었다. 이 액정성 조성물을 제습 건조하고, 사출성형에 의해 길이 50㎜, 폭 50㎜, 두께 2㎜의 시트형상 성형체를 제작하였다. 이 시트형상 성형체를 온도 340℃로 가열한 금형의 캐비티에 넣어 자속밀도 5 테스라의 초전도자석의 자기장 중에서 용융 시킨 다음, 동 자기장 중에서 20분간 유지하고, 그 후 실온까지 냉각 고화시켜 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다. 자력선의 방향은 시트형상 성형체의 두께방향으로 설정되었다.

(실시예 7)

자속밀도를 10 테스라로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(실시예 8)

실시예 1과 동일한 전 방향족 폴리에스테르(i) 100중량부에 대하여, 알루미나 분말(쇼와 덴코 주식회사 제) 50중량부를 배합한 혼합물을 압출기에서 용융 혼련하여, 펠릿형상의 액정성 조성물을 얻었다. 자속밀도를 10 테스라로 변경한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여, 액정성 조성물로부터 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(실시예 9)

실시예 4와 동일한 전 방향족 폴리에스테르(ii) 100중량부에 대하여, 흑연화 탄소섬유 분말(주식회사 페토카 머리티얼즈 제) 60중량부를 배합한 혼합물을 압출기에서 용융 혼련하여, 펠릿형상의 액정성 조성물을 얻었다. 자속밀도를 10 테스라로 한 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 하여, 액정성 조성물로부터 열전도성 고 분자 성형체를 제작하였다.

(비교예 4)

실시예 6과 동일하게 하여 액정성 조성물을 얻었다. 이 액정성 조성물을 제습 건조하고, 사출성형에 의해 길이 50㎜, 폭 50㎜, 두께 2㎜의 시트형상 성형체를 제작하였다. 이 시트형상 성형체를 온도 340℃로 가열한 금형의 캐비티에 넣어 자기장을 인가하지 않고 용융시킨 다음, 용융상태로 20분간 유지하고, 그 후 실온까지 냉각 고화시켜 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(비교예 5)

실시예 8과 동일하게 하여 액정성 조성물을 얻었다. 비교예 4와 동일하게 하여 이 액정성 조성물로부터 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

(비교예 6)

실시예 9와 동일하게 하여 액정성 조성물을 얻었다. 비교예 4와 동일하게 하여 이 액정성 조성물로부터 열전도성 고분자 성형체를 제작하였다.

실시예 6 내지 9 및 비교예 4 내지 6의 배향도(α) 및 열전도율(λ)을 표 2에 나타낸다.

	실시예				비교예
	6	7	8	9	4	5	6
전 방향족 폴리에스테르(i) [중량부]	100	100	100	0	100	100	0
전 방향족 폴리에스테르(ii) [중량부]	0	0	0	100	0	0	100
탄소섬유분말	60	60	0	60	60	0	60
알루미나분말	0	0	50	0	0	50	0
자속밀도[테스라]	5	10	10	10	0	0	0
배향도α	0.72	0.86	0.83	0.89	0	0	0
열전도율λ[W/(m·K)]	1.96	3.16	1.14	3.02	0.43	0.38	0.40

표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 6 내지 9에서는, 배향도(α)가 0.7 이상인 열전도성 고분자 성형체가 얻어지고, 열전도성 충전제가 배합되어 있기 때문에, 열전도율(λ)이 1.1 W/(m·K) 이상인 우수한 열전도성이 발휘되고 있다.

한편, 비교예 4 내지 6의 열전도성 고분자 성형체는 열 액정성 고분자와 열전도성 충전제로 이루어지는 액정성 조성물로부터 얻어지는 종래의 열전도성 고분자 성형체이다. 열전도성 충전제를 소량 배합하여도 열 액정성 고분자가 배향되어 있지 않으면, 표 2에 나타나 있는 바와 같이, 열전도율(λ)이 0.43 W/(m·K) 이하인 불충분한 열전도성을 얻게 된다.

그러므로, 본 실시예 및 실시형태들은 본 발명을 제한하는 것이 아니라 예시로서 고려되어야 하며, 본 발명은 여기에서 주어진 상세로 한정되는 것이 아니라 첨부된 청구항의 범위 및 그 등가물 내에서 변형될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 열전도성 고분자 성형체에 의하면, 우수한 열전도성을 발휘할 수 있다.

Claims

광학적 이방성을 가지는 용융상을 나타내며 전 방향족 폴리에스테르(full aromatic polyesters) 및 전 방향족 폴리에스테르아미드(full aromatic polyesteramides)로 이루어진 군으로부터 선택된 고분자로 이루어지는 열 액정성 고분자(thermotropic liquid crystal polymer)를 포함하는 열전도용 성형체로서,

상기 열 액정성 고분자는 하기 식 1에 의해 얻어진 배향도(α)를 가지며,

배향도 α = (180 - Δβ) / 180 ... (식 1)

여기에서 Δβ는 X-선 회절 측정에 의한 피크 산란각을 고정시키고 방위각 방향을 0 내지 360도까지 변화시킴으로써 얻어진 강도분포에 있어서의 절반 폭이고,

상기 배향도(α)는 0.5 이상 1.0 미만의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 열전도용 성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 성형체는 열 액정성 고분자 100중량부에 대하여 100중량부 미만의 열전도성 충전제를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 열전도용 성형체.
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제 1 항에 있어서, 상기 열 액정성 고분자는 상기 열 액정성 고분자가 가열 용융됨으로써 얻어지는 액정 상태에 있는 동안 자기장 발생수단에 의해 발생되는 자기력을 인가함으로써 배향도(α)를 가지는 것을 특징으로 하는 열전도용 성형체.
제 1 항에 있어서, 상기 성형체는 시트형상으로 성형되며 적어도 두께방향으로의 열 액정성 고분자의 배향도(α)는 0.5 이상 1.0 미만의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 열전도용 성형체.
제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 방향으로의 열전도율(λ)은 0.7 W/(m·K) 이상 20 W/(m·K) 미만의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 열전도용 성형체.