KR101131964B1 - 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 ｌｅｄ 히트싱크, ｌｅｄ 조명 케이스 및 ｓｍｐｓ 케이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열가소성수지를 포함하고, 열전도성 80W/mK 이상이며 전기저항특성이 10-1오옴/cm이하이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 카본계열 충전제를 Y중량부 포함하며, 상기 카본계열 충전제를 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH 를 X라 할 때, 0〈 Y〈 100, X≤180/Y 를 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 접촉저항이 안전하게 조절되며 비중이 1.5이하로 낮으면서도 열전도도를 1W/mK 이상을 갖고 기계적인 물성이 기존의 열전도성 고분자 수지보다 월등히 우수한 고전기저항-경량-열전도성고분자복합수지 조성물인 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접촉저항이 안전하게 조절되며 비중이 1.5이하로 낮으면서도 열전도도를 1W/mK이상을 갖고 기계적인 물성이 기존의 열전도성 고분자 수지보다 월등히 우수한 고전기저항-경량-열전도성고분자복합수지 조성물인 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스에 관한 것이다.
전기 및 전자 부품 분야에서 높은 열전도도를 갖는 수지 재료가 요구되고 있다.
구리 및 알루미늄 및 산화알루미늄과 같이 열전도도가 높은 물질을 포함하는 구형 충전제를 고도로 충전시킴으로써 수지 재료에 높은 열전도도를 부여하는 방법이 제안되었다.
종래에는 수지 재료에 충분이 높은 열전도도 및 기계적 강도를 제공할 수 없 었으며, 일부 수지 재료는 높은 전기 전도성 충전제로 인해, 전기 및 전자 부품에 포함된 부재에 적용하기 어렵다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 접촉저항이 안전하게 조절되며 비중이 1.5이하로 낮으면서도 열전도도를 1W/mK이상을 갖고 기계적인 물성이 기존의 열전도성 고분자 수지보다 월등히 우수한 고전기저항-경량-열전도성고분자복합수지 조성물인 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스를 제공하는 데 있다.
또한 본 발명의 목적은, 열교환기, 방사난방, 파이프, 집적회로, 히트파이프, LED 하우징, 코일, 펌프, 모터, 변압기, 히트싱크, 연료전지, LED 히트싱크, LED 조명 케이스, SMPS 케이스 등의 절연 및 단열이 필요한 제품에 적용 가능하며, 열전도성 수지를 LED에서 방출되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트싱크에 적용하면, LED에서 방출되는 열이 히트싱크에 의해 외부로 방출됨에 따라, LED의 온도는 적정온도까지만 오르게 되고, LED의 온도는 상기 적정온도로 유지함으로써 LED의 수명을 연장할 수 있는 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스를 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 제1실시예에 따른 열가소성수지를 포함하는 열전도성 수지에 있어서, 상기 열전도성 수지 100중량부에 대해, 열전도성 80W/mK 이상이며 전기저항특성이 10-1오옴/cm이하이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 카본계열 충전제를 Y중량부 포함하며, 상기 카본계열 충전제를 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH 를 X라 할 때, 0〈 Y〈 100, X≤180/Y 를 모두 만족하는 것을 특징으로 한다.
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또한 본 발명의 제3실시예에 따른 열가소성수지를 포함하는 열전도성 수지에 있어서, 상기 열전도성 수지 100중량부에 대해, 열전도성 80W/mK이상이며 전기저항특성이 10-1오옴/cm이하이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 카본계열 충전제를 Y중량부 포함하고, 열전도성 20W/mK이상이며 전기저항특성이 1010오옴/cm 이상이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 무기계 충전제를 Z중량부 포함하며, 상기 카본계열 충전제를 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH를 X라 할 때, Y 〉0, Z 〉0, 0〈Y+Z〈100, X≤180/Y, 20〈Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함한다.
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함한다.
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함한다.
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또한, 상기 카본계열 충전제는 흑연, 그래핀, 팽창흑연, 카본화이버, 인상흑연 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무기계 충전제는 Mg(OH)2, SiC, Al(OH)3, Al2O3, 울라스토나이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 열가소성수지는 폴리에스터, 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드11, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌, ABS, PC, PET, PBT, PVC 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 LED 히트싱크는 제3실시예 또는 제4실시예의 열전도성 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 LED 조명 케이스는 제3실시예 또는 제4실시예의 열전도성 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 SMPS 케이스는 제3실시예 또는 제4실시예의 열전도성 수지로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 접촉저항이 안전하게 조절되며 비중이 1.5이하로 낮으면서도 열전도도를 1W/mK이상을 갖고 기계적인 물성이 기존의 열전도성 고분자 수지보다 월등히 우수한 고전기저항-경량-열전도성고분자복합수지 조성물인 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 열교환기, 방사난방, 파이프, 집적회로, 히트파이프, LED 하우징, 코일, 펌프, 모터, 변압기, 히트싱크, 연료전지, LED 히트싱크, LED 조명 케이스, SMPS 케이스 등의 절연 및 단열이 필요한 제품에 적용 가능하며, 열전도성 수지를 LED에서 방출되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트싱크에 적용하면, LED에서 방출되는 열이 히트싱크에 의해 외부로 방출됨에 따라, LED의 온도는 적정온도까지만 오르게 되고, LED의 온도는 상기 적정온도로 유지함으로써 LED의 수명을 연장할 수 있는 열전도성 수지 및 그 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크, LED 조명 케이스 및 SMPS 케이스를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전도성 수지를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
<제1실시예>
본 발명의 제1실시예에 따른 열전도성 수지는, 열가소성수지를 포함하고, 열 전도성 80W/mK 이상이며 전기저항특성이 10-1오옴/cm이하이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 카본계열 충전제를 Y중량부 포함하고, 상기 카본계열 충전제를 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH 를 X라 할 때, 0〈 Y〈 100, X≤180/Y 를 모두 만족하는 것이 바람직하다.
산도 PH의 조건을 X≤180/Y 로 하는 이유는 전기전도성을 줄이기 위한 것이다.
상기 카본계열 충전제는 흑연, 그래핀, 팽창흑연, 카본화이버, 인상흑연 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 흑연은 순수한 탄소로 이루어진 광물의 하나로 탄소 동소체의 하나로, 육방 정계에 속하는 판(板) 모양의 결정을 이루며, 검은색을 띠고 금속광택이 있다. 천연적으로 나는 것은 석탄이 변질하여 탄화도(炭化度)가 높아진 것인데, 인공적으로도 대량으로 제조된다. 전기가 잘 통하고 녹는점이 높아 전극(電極)이나 원자로의 중성자 감속재로 쓰인다.
팽창흑연은 할로겐 Free의 고상층을 형성하는 난연제로, 대부분의 경우, 연기 발생을 억제하고 팽창된 카본층이 절연층으로 작용하여 열의 이동을 방해하며 비할로겐타입의 저발연성 친환경 난연제로 적용된다.
<제2실시예>
본 발명의 제2실시예에 따른 열전도성 수지는, 열가소성수지를 포함하고, 열전도성 20W/mK 이상이며 전기저항특성이 1010오옴/cm 이상이고 입자의 직경이 50마 이크로미터 이하인 무기계 충전제 30~70중량부를 포함한다.
상기 무기계 충전제는 Mg(OH)2, SiC, Al(OH)3, Al2O3, 울라스토나이트 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 특히 Mg(OH)2 는 침상형 Mg(OH)2 인 것이 바람직하다.
상기와 같은 <제2실시예>에 따른 열전도성 수지는 무기계 충전제인 Mg(OH)2, SiC, Al(OH)3, Al2O3, 울라스토나이트 중 어느 하나가 포함됨에 따라, 물성의 감소가 다소 발생하지만, 비중이 높고 가격대비 열전도성 및 난연효과가 우수하다.
도 1은 본 발명의 제2실시예에 따른 본 발명의 열전도성 수지와 알루미늄의 열전도도 차이에 따른 온도 비교표이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 표면온도까지 고려한 전자식 온도계를 사용하였을 때 150분 후 제품 내 내부 온도는 알루미늄이 60℃까지 올라간 반면 본 발명에 따른 열전도성 수지는 50℃에서 유지됨을 알 수 있다.
내부 온도만을 고려한 수은식 온도계를 사용했을 경우 알루미늄은 55℃, 본 발명에 따른 열전도성 수지는 48℃를 나타냈다.
열방출 시험결과 알루미늄에 비하여 본 발명에 따른 열전도성 수지가 우수한 결과를 보였다.
<제3실시예>
본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는, 열가소성수지를 포함하고, 열 전도성 80W/mK 이상이며 전기저항특성이 10-1오옴/cm이하이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 카본계열 충전제를 Y중량부 포함하고, 열전도성 20W/mK이상이며 전기저항특성이 1010오옴/cm 이상이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 무기계 충전제를 Z중량부 포함하며, 상기 카본계열 충전제를 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH를 X라 할 때, Y 〉0, Z 〉0, 0〈Y+Z〈100 및 X≤180/Y 를 모두 만족하는 것이 바람직하다.
상기 열가소성수지는 기재수지로서 플라스틱 복합재료에서 사용하는 것으로 두 가지 이상의 물질을 섞어줄 때 주가 되는 수지이다.
또한, 상기 열가소성수지는 폴리에스터, 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드11, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌, ABS, PC, PET, PBT, PVC 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기와 같은 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 표면접촉저항이 100V에서 109 오옴으로 낮아서 전기적 안전성을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 상기 Y와 Z의 관계는 20≤Y+Z≤59, 20〈Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 상기 Y와 Z의 관계는 20≤Y+Z≤59, 20〈Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족함에 따라, 전기적인 안전성과 경량성(비중 1.6이하)를 유지하면서 열전도성이 1W/mK이상인 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값(Aspet Ratio)이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값(Aspet Ratio)이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함함에 따라, 높은 기계적 물성을 제공할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지에서 Y와 Z의 관계는 20≤Y+Z≤59, 20〈Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하며, 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 Y와 Z의 관계는 20≤Y+Z≤59, 20〈Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하며, 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함함에 따라, 높은 기계적 물성을 제공할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 적인(赤燐)은 적색의 인을 의미하며, 난연제의 역할을 하는 것이다.
상기 난연제는, 멜라민이 코팅된 적인(赤燐)으로, 플라스틱의 분해온도 이하에서 반응하여 불연성 물질로 되어, 플라스틱과 산소와의 접촉을 방지하거나 또 불 연성 가스를 방출하여 연소를 방해하는 기능을 가진 물질을 말한다.
난연제는, Free radical에 의한 연쇄반응을 지연시키는 연쇄 이동제 이고, 불에 타지않는 가스(H2O, CO2, NH3등)를 발생시키고, 분해된 가스의 인화점을 높게유지하는 화합물이며, 연소물질 위에서 유리상의 도막을 형성하여 산소의 접근을 방해하는 화합물이다.
또한 난연제는, 탄화상태의 생성을 촉진하는 촉매적 기능이 있는 화합물이고, 기질과 흡열반응으로 분해하여 연소열을 저하시키거나 불꽃의 진행을 경감시키는 기능이 있는 재료이다.
상기와 같은 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부를 더 포함함에 따라, 다른 난연제를 포함할 경우보다 연소시 유리섬유의 수축으로 난연효과가 월등하게 된다.
본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값(Aspet Ratio)이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하고, 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값(Aspet Ratio)이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하고, 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부를 더 포함함에 따라, 높은 기계적 물성을 제공할 수 있다.
표 1은 <제3실시예>에 따른 본 발명의 열전도성 수지와 알루미늄의 비교를 수치로 나타낸 표이다.
| Metal(Aluminium) | 열전도성 수지(PA) | |
| 물리적강성(높을수록 유리) | 100 | 80 |
| 열전도성(높을수록 유리) | 100 | 87~99 |
| 전기전도성(낮을수록 유리) | 100 | 0 |
| 생산성(높을수록 유리) | 20 | 100 |
| 난연성(높을수록 유리) | 70~80(350도 용융) | 100(난연제품기준) |
| 비중(낮을수록 유리) | 100(2.8) | 50~55(1.4~1.5) |
| 디자인/설계자유도(높을수록 유리) | 30~50 | 100 |
| 절연/단열성(높을수록 유리) | 0 | 100 |
| 재료단가(낮을수록 유리) | 60~70 | 100 |
| 제품 개당 단가(낮을수록 유리) | 100 | 50~60 |
| 재활용성(높을수록 유리) | 30 | 100 |
<제4실시예>
본 발명의 제4실시예에 따른 열전도성 수지는, 열가소성수지를 포함하고, 비이온성 계면활성제와 2-메타아크릴로옥시트리메틸암모늄 클로라이드로와 고분자 단량체로 인시튜반응된 직경이10~30나노미터의 다중벽탄소나노튜브를 Y중량부 포함하고, 열전도성 20W/mK이상이며 전기저항특성이 1010오옴/cm 이상이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 무기계 충전제를 Z중량부 포함하며, 상기 다중벽탄소나노튜브의 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH를 X라 할 때, Y 〉0, Z 〉0, 0〈Y+Z〈100 및 X≤36/Y 를 모두 만족하는 것이 바람직하다.
상기 다중벽탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 신소재이며, 형태는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있다. 관의 지름이 수～수십 나노미터에 불과하여 탄소나노튜브라고 일컬어지게 되었다. 나노미터는 10억 분의 1m로 보통 머리카락의 10만 분의 1 굵기이다.
또한, 다중벽탄소나노튜브는 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다. 탄소섬유는 1％만 변형시켜도 끊어지는 반면 다중탄소나노튜브는 15％가 변형되어도 견딜 수 있다.
표 2는 다중탄소나노튜브의 물리적 특성을 나타낸 표이다.
| 특성 |
단일벽 탄소나노튜브 Single-Walled Carbon Nanotube(SWNT) | 다중탄소나노튜브 Multi-Walled Carbon Nanotube(MWNT) | 비고 |
| 지름(nm) |
1.2~3 |
5~100 |
머리카락 (70~100)×103 |
| 장력(GPa) |
45 |
50~300 |
합금철 ~2 스테인리스강 ~(0.65~1) |
| 밀도(g/cc) |
1.33~1.40 |
- |
알루미늄(Al) ~2.7 |
| 전기저항(Ω?m) |
10×10-6 |
5.1×10-8 |
구리(Cu) 1.7×10-8 |
| 전류밀도(A/m2) |
109 |
- |
구리(Cu) 106 |
| 열전도율(W/m?K) |
6000 |
3000 |
다이아몬드 2000~40000, 구리(Cu) 393.7 |
또한, 상기 다중벽탄소나노튜브의 인시튜 반응이란, 나노튜브를 분산하는 공정과 말단에 원하는 화합물을 붙이는 반응을 하나의 공정으로 하는 것을 말한다.
상기와 같은 제3실시예에 따른 열전도성 수지는 표면접촉저항이 100V에서 109 오옴으로 낮아서 전기적 안전성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 상기 Y와 Z가 10≤Y+Z≤59, 20〈 5Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 Y와 Z가 10≤Y+Z≤59, 20〈 5Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족함에 따라 전기적인 안전성과 경량성(비중 1.6이하)를 유지하면서 열전도성이 1W/mK이상인 조성물을 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 상기 Y와 Z는 10≤Y+Z≤59, 20〈 5Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하고, 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 상기 Y와 Z는 10≤Y+Z≤59, 20〈 5Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하고, 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함함에 따라 높은 기계적 물성을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함함에 따라 높은 기계적 물성을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함함에 따라 다른 난연제를 포함할 경우보다 연소시 유리섬유의 수축으로 난연효과가 월등하게 된다.
또한 본 발명의 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하며, 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함하고, 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 제4실시예에 따른 열전도성 수지는 무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하며, 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함하고, 평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함함에 따라 높은 기계적 물성을 제공할 수 있다.
표 3은 <제4실시예>에 따른 본 발명의 열전도성 수지를 적용한 제품과 알루미늄을 적용한 제품의 비교를 수치로 나타낸 표이다.
| 제품 | 비중 | 열전도도 (W/mK) |
표면저항 (전기절연성) |
난연성 | 제품중량 (g) |
| 알루미늄 제품 | 2.7 | 209 | 103↓ | 불연 | 636 |
| 열전도성 수지 제품 | 1.36 | 1.5 | 1010↑ | V0 등급 | 243 |
-알루미늄 제품 크기(mm): 174*94*70
-열전도성 수지 제품 크기(mm):170*85*45
난연성의 등급은 V0 등급 내지 V4 등급 등으로 나눠지는데, 난연성이 가장 낮은 등급은 VO 등급으로 나타낸다.
따라서, 본 발명에 따른 열전도성 수지를 적용한 제품은 가장 낮은 난연성의 등급을 가진다.
일반적으로 열전도도가 좋은 제품은 전기 전도도 비례하여 높으나, 본 발명에 따른 열전도성 수지를 적용한 제품은 높은 열전도를 가지며, 일반 플라스틱과 같은 전기 전도도를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 열전도성 수지를 적용한 제품은 제품비중이 1/2로 절감되고, 접촉저항이 안전하게 조절되며, 비중이 1.5이하로 낮으면서도 열전도도를 1W/mK 이상을 갖게 된다.
상기와 같은 <제1실시예> 내지 <제4실시예>에 따른 열전도성 수지는 열교환기, 방사난방, 파이프, 집적회로, 히트파이프, LED 하우징, 코일, 펌프, 모터, 변압기, 히트싱크, 연료전지, LED에서 방출되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트싱크, LED 조명 케이스, SMPS 케이스 등의 절연 및 단열이 필요한 제품에 적용 가능하다.
본 발명에 따른 열전도 수지를 LED에서 방출되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트싱크에 적용하면, LED에서 방출되는 열이 히트싱크에 의해 외부로 방출됨에 따라, LED의 온도는 적정온도까지만 오르게 되고 LED의 온도는 상기 적정온도로 유지됨으로써 LED의 수명은 연장되는 것이다.
즉, LED의 수명은 LED의 상승되는 온도에 의해 감소되는 것인데, 본 발명에 따른 열전도성 수지를 히트싱크에 적용함으로써 LED에서 방출되는 열이 외부로 방출됨에 따라 LED의 온도가 적정온도를 유지하게 되고, 이에 따라 LED의 수명이 연장되는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 열전도성 수지는 적인 물성이 기존의 열전도성 고분자 수지보다 월등히 우수한 고전기저항-경량-열도성고분자복합수지 조성물에 적용가능하며, 본 발명에 따른 열전도성 수지는 LED 히트싱크, LED 조명 케이스, SMPS 케이스(스위칭 모드 파워 서플라이 케이스)에 적용가능하다.
본 발명은 상술한 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 유지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 용이하게 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 이와 같은 변경은 청구항의 청구범위 기재범위 내에 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제3실시예에 따른 열전도성 수지와 알루미늄의 열전도도 차이에 따른 온도 비교표이다.
Claims (18)
- 열가소성수지를 포함하는 열전도성 수지에 있어서,상기 열전도성 수지 100중량부에 대해,열전도성 80W/mK 이상이며 전기저항특성이 10-1오옴/cm이하이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 카본계열 충전제를 Y중량부 포함하며,상기 카본계열 충전제를 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH 를 X라 할 때, 0〈 Y〈 100, X≤180/Y 를 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 삭제
- 열가소성수지를 포함하는 열전도성 수지에 있어서,상기 열전도성 수지 100중량부에 대해,열전도성 80W/mK 이상이며 전기저항특성이 10-1오옴/cm이하이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 카본계열 충전제를 Y중량부 포함하고,열전도성 20W/mK 이상이며 전기저항특성이 1010오옴/cm 이상이고 입자의 직경이 50마이크로미터 이하인 무기계 충전제를 Z중량부 포함하며,상기 카본계열 충전제를 50 중량% 되도록 증류수에 혼합한 용액의 산도 PH 를 X라 할 때, Y 〉0, Z 〉0, 0〈Y+Z〈100, X≤180/Y, 20〈Y + Z/2〈32 및 5≤Y를 모두 만족하는 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 삭제
- 제3항에 있어서,무기계장섬유상의 길이를 직경으로 나눈 값이 250 이상이며 SiO2 가 30 중량% 이상인 무기계장섬유 충전제를 5~15중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 제3항에 있어서,평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 제5항에 있어서,평균입자의 직경이 100마이크로미터 이하인 적인을 0.5~5중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 카본계열 충전제는흑연, 그래핀, 팽창흑연, 카본화이버, 인상흑연 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 열가소성수지는폴리에스터, 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드12, 폴리아미드11, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌, ABS, PC, PET, PBT, PVC 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 제3항 또는 제6항에 있어서, 상기 무기계 충전제는Mg(OH)2, SiC, Al(OH)3, Al2O3, 울라스토나이트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 열전도성 수지.
- 제3항 또는 제6항의 열전도성 수지로 이루어진 LED 히트싱크.
- 제3항 또는 제6항의 열전도성 수지로 이루어진 LED 조명 케이스.
- 제3항 또는 제6항의 열전도성 수지로 이루어진 SMPS 케이스.
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| JP2007031611A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Teijin Chem Ltd | 熱可塑性樹脂組成物 |
| JP2007137961A (ja) | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 熱可塑性樹脂組成物及びそれを成形してなる成形品 |
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2009
- 2009-07-06 KR KR1020090061116A patent/KR101131964B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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| KR20110003706A (ko) | 2011-01-13 |
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