KR20050106791A - Conductive sheet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전도성 파이버를 포함하는 실로 직조된 전도성시트에 관한 것으로 본 발명에 의하여 지포 상의 양면 또는 단면에 밀생된 전도성 파이버를 포함하는 단섬유 또는 장섬유의 파일 또는 루프를 갖는 편직물로 된 전도성 시트가 제공된다. The present invention relates to a conductive sheet woven with a yarn comprising a conductive fiber, the present invention relates to a conductive sheet made of a knitted fabric having a pile or loop of short or long fibers comprising a conductive fiber densified on both sides or cross-sections of the paper Is provided.
본 발명의 전도성 시트는 편직물이 가지는 통기성과 드레이프성에 의하여 피착체 표면과 접합성은 우수하다. 두께 방향의 탄성, 상기 통기성과 드레이프성에 기인한 접합성은 부분적인 비접촉을 허용하지 않고 접촉압을 형성하기 때문에 플라스마 디스플레이 패널의 유리패널과 샤시 사이와 같이 넓은 범위의 평면 열전도성시트로는 최적이다.The conductive sheet of the present invention is excellent in adhesion to the adherend surface due to air permeability and drape of the knitted fabric. Since the elasticity in the thickness direction and the bonding property due to the breathability and drape property form a contact pressure without allowing partial non-contact, it is optimal for a wide range of planar thermal conductive sheets such as between the glass panel and the chassis of the plasma display panel.
Description
본 발명은 전도성 시트에 관한 것이다. 특히 본 발명은 전도성 파이버를 포함하는 실로 직조된 전도성시트에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive sheet. In particular, the present invention relates to a conductive sheet woven with a yarn comprising a conductive fiber.
전자기기에서 발생하는 열이 히트싱크로 원활하게 흐르지 않으면 고가의 전자 디바이스가 고장나는 원인을 제공하게 된다. 디스플레이 분야 특히 플라스마 디스플레이 패널과 같은 경우에는 고전압 방전구조에 의하여 발열량이 증가함에 따라 원활한 열 흐름에 의한 패널의 냉각은 디바이스의 안정성에 중요한 요소가 된다. 따라서 플라스마 디스플레이 패널의 유리패널과 히트싱크인 알류미늄 샷시 사이의 원활한 열흐름을 위하여 종래 기술에서 다양한 열전도성 시트를 개시하고 있다.If heat from the electronics does not flow smoothly into the heatsink, it can cause expensive electronic devices to fail. In the display field, particularly in plasma display panels, cooling of the panel by smooth heat flow becomes an important factor for the stability of the device as the heat generation amount is increased by the high voltage discharge structure. Therefore, various thermally conductive sheets have been disclosed in the prior art for smooth heat flow between the glass panel of the plasma display panel and the aluminum sash, which is a heat sink.
일군의 열전도성 시트는 플라스틱 물질에 열전도성 분말을 합입하여 플라스틱의 절연성을 보완한 것으로 열전도성이 여전히 낮고 시트상의 밀폐성 재료이기 때문에 피착재와의 계면에 고립 공기층이 형성되기 쉽다. 이러한 고립 공기층은 열전도를 차단하여 국부가열을 일으킨다. A group of thermally conductive sheets are made by incorporating a thermally conductive powder into a plastic material to compensate for the insulation of the plastic. Since the thermal conductivity is still low and the sheet-like sealing material is easily formed, an isolated air layer is formed at the interface with the adherend. This isolated air layer blocks thermal conduction and generates localized heating.
다른 일군의 열전도성 시트는 알루미늄과 같은 금속 포일을 발열체와 히트싱크 사이에 게재시켜 방열하는 구조를 택하고 있다. 이러한 금속시트는 고열전도성의 장점이 있으나 시트 자체의 강도에 의하여 피착체와의 접합성이 부족하고 두께 방향의 탄성도 거의 없으므로 편면 또는 양면에 수지에 열전도성 분말이 혼입된 접착제 층 또는 수지층을 가져야 하고 이러한 수지층은 상기의 플라스틱 열전도성 시트와 동일한 문제점을 가지고 있다.Another group of thermally conductive sheets adopts a structure in which a metal foil such as aluminum is placed between a heating element and a heat sink to radiate heat. These metal sheets have the advantage of high thermal conductivity, but due to the strength of the sheet itself, the adhesion to the adherend is insufficient, and the elasticity in the thickness direction is scarce. Therefore, it is necessary to have an adhesive layer or resin layer in which thermal conductive powder is incorporated into the resin on one or both sides. This resin layer has the same problem as the above plastic thermal conductive sheet.
또 다른 일군의 전도성 시트는 그래파이트 시트이다. 그래파이트 시트는 두가지 방법으로 제조되는데 그 중에 하나는 고결정성 수지 필름을 열분해하여 제조되는 열분해성 그래파이트 시트(Pyrolytic Graphite Sheet), 일명 PGS로서 강도도 높고 탄성도 약간 있으나 두께가 0.2mm이하이다. 다른 하나는 흑연 입자로 부터 제조되는 그래파이트 시트로서 강도는 PGS보다 낮고 탄성도 약간 있고 두께는 1mm이상도 가능하다. 이러한 그래파이트 시트는 이방성이 매우 강하여 시트 면의 방향으로는 열전도성과 같은 물리적인 성질이 아주 우수하지만 두께 방향의 물리적 성질은 수십배 낮다는 점과 피착체와의 계면 접합성이 좋지 못하다. 접합성을 개선하기 위하여 금속 포일과 같이 열전도성 분말이 혼입된 접착제 층 또는 수지층을 가져야 하고 이러한 수지층은 그래파이트 시트와 계면 결합력이 낮다. 뿐만아니라 PGS는 고가이고 흑연 입자로 부터 제조되는 그래파이트 시트는 제조공정상 잔류되기 쉬운 산에 의하여 가온 환경에서 기기에 치명적인 부식의 위험을 야기할 수 있다.Another group of conductive sheets is graphite sheets. Graphite sheet is produced by two methods, one of which is pyrolytic graphite sheet (Pyrolytic Graphite Sheet), also known as PGS is a high strength and slightly elastic but less than 0.2mm thick. The other is a graphite sheet made from graphite particles, which has a lower strength than PGS, a little elasticity and a thickness of 1 mm or more. The graphite sheet has very strong anisotropy, so that the physical properties such as thermal conductivity are excellent in the sheet plane direction, but the physical properties in the thickness direction are several tens of times lower, and the interface bonding with the adherend is not good. In order to improve the adhesion, it is necessary to have an adhesive layer or a resin layer in which thermally conductive powder is incorporated, such as a metal foil, and the resin layer has a low interfacial bonding force with the graphite sheet. In addition, graphite sheets, which are expensive from PGS and are made from graphite particles, can cause a risk of fatal corrosion to the device in a heated environment by acids that are likely to remain in the manufacturing process.
일반적으로 시트 형태가 가지는 평면 방향의 물리적 성질과 두께 방향의 물리적 성질을 전도성에서 뿐만아니고 피착재와의 접촉에 있어서도 매우 불리하다. 두께 방향의 열전도성을 개선하기 위하여 한국특허공개 제 2002-70449호에는 열전도성 합성 수지 시트를 제조함에 있어 충진물인 카본 파이버를 두께 방향으로 배열하기 위하여 압연시트를 적층하고 적층시트를 슬라이싱하여 복잡하게 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 외에 그래파이트 시트의 이방성을 개선하기 위하여 그래파이트 시트 내에 다른 열전도성 입자를 인터록킹시키거나 위스커섬유를 화학적으로 성장시키거나 도자성 물질을 파이버에 코팅하여 자장 속에 배열하는 방법 등이 개시되어 있으나 공정이 너무 복잡하다. In general, the physical properties in the planar direction and the thickness direction of the sheet form are very disadvantageous not only in conductivity but also in contact with the adherend. In order to improve the thermal conductivity in the thickness direction, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-70449 has a complicated method of stacking a rolled sheet and slicing the laminated sheet in order to arrange the carbon fiber as a filler in the thickness direction. Disclosed is a method of manufacturing. In addition, in order to improve the anisotropy of the graphite sheet, a method of interlocking other thermally conductive particles in the graphite sheet, chemically growing whisker fibers, or coating a magnetic material on a fiber and arranging them in a magnetic field is disclosed. Too complicated
열전도성 시트는 높은 열전도성 뿐만아니라 발열체와 히트싱크와 같은 피착재와의 접합성이 중요한 요소이다. 특히 플라스마 디스플레이 패널의 유리패널과 샷시 사이와 같이 넓은 영역에 게재되어 사용되는 열전도성 시트는 특히 피착재와의 접합성이 중요하다. 양호한 접합성은 피착재와의 접촉면적과 접촉의 균일성을 동시에 만족시키는 개념으로 열전도성 시트의 유연성 뿐만아니라 어느 정도의 표면 거칠기 또는 연속기공에 의하여 피착체와의 사이에 고립된 공기층의 형성이 방지되어야 획득된다. 이러한 고립된 공기층은 부분적인 온도의 차를 일으켜 부분적으로 손상을 일으키고 기기의 수명을 단축시킬 수 있으므로 열전도성 만큼 중요한 요소이다.The thermally conductive sheet is an important factor as well as high thermal conductivity, and the bonding property between the heating element and the adherend such as the heat sink is important. In particular, the thermally conductive sheet used in a wide area such as between the glass panel and the sash of the plasma display panel is particularly important for bonding to the adherend. Good bonding is a concept that satisfies the contact area and the uniformity of contact with the adherend at the same time. It prevents the formation of an isolated air layer between the adherend due to surface roughness or continuous pores as well as the flexibility of the thermal conductive sheet. Should be obtained. This isolated air layer is just as important as thermal conductivity because it can cause partial temperature differences that can cause partial damage and shorten the life of the device.
본 발명은 피착재와 접합성이 좋으면서 양호한 전도성을 가지는 전도성 시트를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a conductive sheet having good conductivity with good adhesion to an adherend.
본 발명에 의하여 지포 상의 양면 또는 단면에 밀생된 전도성 파이버를 포함하는 단섬유 또는 장섬유의 파일 또는 루프를 갖는 편직물로 된 전도성 시트가 제공된다. 상기 파일 또는 루프의 높이는 지포 두께 이상이 바람직하다. 상기 파일 또는 루프는 지포의 편면에 형성되는 것도 가능하나 두께 방향의 탄성이나 피착재와의 접합성을 위하여 양면에 형성되는 것이 가능하다. 상기 루프 또는 파일은 반드시 직립될 필요는 없으나 피착재와의 균일한 접촉을 위하여 일정 방향으로 배열되는 것이 바람직하다. 여기서 전도성 파이버는 금속 예를 들면 금, 은, 동, 아연, 몰리브덴, 주석, 티탄, 알루미늄 또는 이들의 합금으로 된 금속성 파이버, 카본파이버 및/또는 전도성 세라믹 예를 들면 알루미나, 실리카, 질화규소, 질화알미늄, 질화붕소, 탄화규소, 탄화알루미늄 등의 세라믹성 파이버일 수 있다. 상기 직조는 직물과 편물을 포함하여 제조하는 것을 말한다. 상기 파일 또는 로프는 필라멘트 또는 단섬유로 방적된 얀일 수 있다. 상기 전도성 섬유는 절연성인 일반섬유, 예를 들면, 아라미드 섬유를 포함하는 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 셀룰로스 등 많은 다른 섬유와 혼방되어 사용될 수 있다. 이런 섬유에는 아마 면과 같은 천연섬유도 포함된다. 전도성 장섬유는 상기 일반 섬유등의 장섬유와 연사될 수 있다. 상기 전도성 섬유는 바람직하게는 30 내지 90% 사용된다.The present invention provides a conductive sheet of knitted fabric having piles or loops of short fibers or long fibers comprising dense conductive fibers on both sides or on one side of a paper. The height of the pile or loop is preferably at least the thickness of the paper. The pile or loop may be formed on one side of the paper cloth, but may be formed on both sides for elasticity in the thickness direction or adhesion to the adherend. The loops or piles do not necessarily have to be upright but are preferably arranged in a predetermined direction for uniform contact with the adherend. The conductive fibers here are metals such as gold, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, titanium, aluminum or alloys thereof, carbon fibers and / or conductive ceramics such as alumina, silica, silicon nitride, aluminum nitride And ceramic fibers such as boron nitride, silicon carbide, and aluminum carbide. The weaving refers to manufacturing including woven and knitted fabrics. The pile or rope may be yarn spun into filament or short fibers. The conductive fibers can be used in combination with many other fibers such as nylon, polyester, acrylic, polyimide, polypropylene, cellulose, including insulating regular fibers, such as aramid fibers. These fibers also include natural fibers, such as cotton. The conductive long fibers may be twisted with long fibers such as the above-mentioned normal fibers. The conductive fiber is preferably used 30 to 90%.
본 발명의 편직물은 두께 방향으로 탄성력을 주기 위하여 섬유의 일부가 일면 또는 양면으로 돌출하기 위하여 편성파일 방식으로 제조하거나 경사의 일부 또는 위사를 수축률이 다른 섬유를 사용하여 일반 직조방식(평직, 능직, 수지직)으로 제조되거나 바람직하게는 첨모직조 방식으로 제조된다. 편성파일 방식은 위편 이중편성법 파일사가 긴 코를 만들면서 편성하도록 한다. 첨모직조 방식은 섬유파일을 지표면상에 돌출시키기 위하여 직조하는 방식이다. 첨모직조 방식은 잘 알려져 있는 바와 같이, 예를 들면 위경사 외에 파일사를 사용하는 위파일 직조, 경파일직조, 터프트파일직조, 타월직조 방식 등으로 지표 상하에 루프 상 또는 첨모의 파일을 형성한다. 양면 또는 단면에 형성된 루프는 경우에 따라서 기모 단계에서 절단하거나 제직 중에 절단하여 파일을 형성한다. 이러한 파일, 루프 또는 돌출부는 기포 두께 이상이 바람직하다. 파일사는 단섬유의 얀으로 사용할 수 있으나 전도성 물질로 된 장섬유를 사용할 수 있다. 지포사는 100% 절연성 일반 섬유를 사용하는 것도 가능하나, 파일 또는 루프는 반드시 열 전도성 섬유를 사용하여야 한다. 이러한 파일 또는 루프는 지포 상에 직립될 정도로 밀생하여야 하고 루프상으로 형성될 때는 수mm 이하의 균일한 간격을 유지하여야 한다.Knitted fabric of the present invention is produced in the form of knitting pile to protrude one or both sides of the fiber in order to give elastic force in the thickness direction or a general weaving method (woven, twill, Resin woven fabric) or preferably in a cue weave fashion. The knitting file method allows the counterfeit double knitting file yarn to be made while making a long nose. The cue weave method is a method of weaving a fiber pile to protrude on the ground surface. As it is well known, the kneaded weaving method is to form a file of a loop or a cue above and below the surface by, for example, weaving, light pile weaving, tuft weaving, towel weaving using a file yarn other than a weft inclination. do. Loops formed on both sides or sections are optionally cut at the raising step or during weaving to form piles. Such piles, loops or protrusions are preferably at least bubble thicknesses. The pile yarn may be used as a yarn of short fibers, but long fibers of a conductive material may be used. Zippo can also use 100% insulating regular fibers, but piles or loops must use thermally conductive fibers. Such piles or loops should be dense enough to stand upright on the fabric and maintain a uniform spacing of several millimeters or less when formed into loops.
본 발명의 전도성 시트는 편직물이 가지는 드레이프성에 의하여 완만한 기복이 있는 평면을 포함하여 넓은 평면 상에 균일하게 접촉될 수 있고 시트 형태가 가지는 평면 방향의 물리적 성질과 두께 방향의 물리적 성질이 전혀 다른 이방성 성질을 현격하게 줄일 수 있다. 본 발명에서는 전도성 파이버를 포함하는 편직물을 제조하고 지포 상에 루프 또는 파일을 형성하여 전도성 파이버를 두께 방향으로 형성함으로써 전도성 뿐만아니라 두께 방향의 탄성을 주어 피착재 사이에 압착 설치 가능하여 별도의 접착제 없이도 전도성 시트로 사용하는 것이 가능하다.The conductive sheet of the present invention can be uniformly contacted over a wide plane including a plane having a gentle undulation due to the drape property of the knitted fabric, and the anisotropy is completely different from the physical property in the planar direction and the thickness direction in the sheet form. You can significantly reduce the quality. In the present invention, a knitted fabric including a conductive fiber is manufactured and a loop or pile is formed on a paper fabric to form a conductive fiber in the thickness direction, thereby providing elasticity in the thickness direction as well as conducting compression installation between the adherends without a separate adhesive. It is possible to use it as a conductive sheet.
상기 전도성 시트의 두께는 특별히 제한되지는 않으나 열전도성 시트 특히 플라스마 디스플레이 패널의 열전도성 시트로 사용되기 적합하다. 바람직하게는 대략 0.5내지 5mm, 더욱 바람직하게는 1내지 3mm정도의 두께로 사용된다.The thickness of the conductive sheet is not particularly limited, but is suitable for use as a thermal conductive sheet, particularly as a thermal conductive sheet of a plasma display panel. Preferably it is used in thickness of about 0.5 to 5 mm, more preferably about 1 to 3 mm.
상기 본 발명의 열전도성 시트는 편직물이 가지는 통기성과 드레이프성에 의하여 피착체 표면과 접합성은 우수하다. 두께 방향의 탄성, 상기 통기성과 드레이프성에 기인한 접합성은 부분적인 비접촉을 허용하지 않고 접촉압을 형성하기 때문에 플라스마 디스플레이 패널의 유리패널과 샤시 사이와와 같이 넓은 범위의 평면 열전도성시트로는 최적이다.The thermally conductive sheet of the present invention is excellent in adhesion to the adherend surface due to air permeability and drape of the knitted fabric. The elasticity in the thickness direction, and the bonding property due to the breathability and drape, form a contact pressure without allowing partial non-contact, so it is optimal for a wide range of planar thermal conductive sheets such as between glass panels and chassis of plasma display panels. .
본 발명의 전도성 시트가 열전도성 시트로 사용될 때는 피착체와의 바람직한 결합을 위하여 접착제가 도포될 수 있다. 상기 접착제는 내열성 또는 열경화성 접착제로서 예를 들면 초산비닐, 아크릴, 우레탄, 실리콘 또는 에폭시 접착제이고 상기 접착제에는 열전도성 분말 예를 들면 탄소형 미립자, 금속 미립자 및/또는 금속 또는 준금속의 산화물, 수산화물, 탄화물, 질화물 또는 탄질화물의 미립자가 분산될 수 있다. 상기 열전도성 분말은 예를 들면 탄소 , 카본블랙, 흑연 또는 다아야몬드입자, 금, 은, 동, 아연, 몰리브덴, 주석, 티탄, 알루미늄, 알루미나, 수산화알루미늄, 실리카, 마그네시아, 질화규소, 질화알미늄, 질화붕소, 탄화규소, 탄화알루미늄 분말 또는 이들의 혼합물이다. 상기 열전도성시트에 상기 접착제의 피복은 스프레이 침지 또는 롤 코팅과 같은 종래의 방법으로 실시된다. 직포의 통기성이 손상되지 않을 정도로 소량 스프레이 방식으로 적용하는 것이 바람직하다.When the conductive sheet of the present invention is used as a thermally conductive sheet, an adhesive may be applied for desirable bonding with the adherend. The adhesive is a heat resistant or thermosetting adhesive, for example a vinyl acetate, acrylic, urethane, silicone or epoxy adhesive, the adhesive having a thermally conductive powder such as carbonaceous fine particles, metal particulates and / or oxides, hydroxides of metals or metalloids, Particulates of carbide, nitride or carbonitride can be dispersed. The thermally conductive powder is, for example, carbon, carbon black, graphite or diamond particles, gold, silver, copper, zinc, molybdenum, tin, titanium, aluminum, alumina, aluminum hydroxide, silica, magnesia, silicon nitride, aluminum nitride, Boron nitride, silicon carbide, aluminum carbide powder or mixtures thereof. The coating of the adhesive on the thermally conductive sheet is carried out by conventional methods such as spray dipping or roll coating. It is desirable to apply a small amount of spraying so that the breathability of the woven fabric is not impaired.
상기 전도성시트는 단독으로 사용될 수 있으나 전도성이 양호하나 접합성이 부족한 금속 포일 바람직하게는 알루미늄 포일과 함께 복합층으로 사용될 수 있다. 금속 포일의 편면 또는 양면에 상기 전도성시트가 적층될 수 있다. The conductive sheet may be used alone but has good conductivity but lacks bonding property. Preferably, the conductive sheet may be used as a composite layer together with aluminum foil. The conductive sheet may be laminated on one or both sides of the metal foil.
본 발명의 전도성 시트는 접합성이 우수하고 시공하기도 간편하며 두께 방향의 전도성이 양호하여 플라스마 디스플레이 패널의 유리패널과 샤시 사이의 광범위한 영역의 계면 간에 사용하기 적합한 열전도성시트를 제공한다. The conductive sheet of the present invention has excellent bonding properties, is easy to install, and has good conductivity in the thickness direction, thereby providing a thermal conductive sheet suitable for use between an interface of a wide area between a glass panel and a chassis of a plasma display panel.
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