KR20130043720A

KR20130043720A - 방열흑연시트 및 이를 이용한 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트

Info

Publication number: KR20130043720A
Application number: KR1020110107775A
Authority: KR
Inventors: 유종삼
Original assignee: 주식회사 배스팀
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-05-02

Abstract

본 발명은 방열흑연시트 및 이를 이용한 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트에 관한 것으로, 본 발명은 수직 열전도성이 좋은 팽창흑연시트가 면상을 분리되는 수직결합력을 보완하고, 표면에 스크래치등이 쉽게 생기는 문제점을 극복하고, 흑연시트의 공극을 메위 열전도도를 향상시킬 수 있는 방열흑연시트에 관한 것이고, 최근 많이 사용하는 스마트폰 배면에 방열흑연시트를 장착함으로써 스마트폰의 문제점인 발열문제를 해결하고, 이를 스마트폰에 도입시 사용자의 손에 흑연입자가 묻어나는 것을 방지하기 위하여 보호필름층을 도입하고, 흑연시트를 에위싸는 보호필름층에 엣지부를 두어 포켓을 형성하여 흑연시트 측면에서 흑연이 묻어나는 현상을 방지할 수 있는 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트에 관한 것이다.
본 발명인 방열흑연시트 및 스마트폰 배면에 부착되는 방열흑연시트는 흑연시트; 상기 흑연시트 상면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 상면 보호필름층; 상기 흑연시트 하면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 하면 보호필름층; 상기 하면 보호필름층 하면에 부착되는 점착층; 상기 점착층 하면에 부착되고 대상물에 부착시 제거되는 이형필름을 포함하여 이루어진다.

Description

방열흑연시트 및 이를 이용한 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트{heat dissipation graphite sheet}

본 발명은 방열흑연시트 및 이를 이용한 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트에 관한 것으로, 본 발명은 수직 열전도성이 좋은 팽창흑연시트가 면상을 분리되는 수직결합력을 보완하고, 표면에 스크래치등이 쉽게 생기는 문제점을 극복하고, 흑연시트의 공극을 메위 열전도도를 향상시킬 수 있는 방열흑연시트에 관한 것이고, 최근 많이 사용하는 스마트폰 배면에 방열흑연시트를 장착함으로써 스마트폰의 문제점인 발열문제를 해결하고, 이를 스마트폰에 도입시 사용자의 손에 흑연입자가 묻어나는 것을 방지하기 위하여 보호필름층을 도입하고, 흑연시트를 에위싸는 보호필름층에 엣지부를 두어 포켓을 형성하여 흑연시트 측면에서 흑연이 묻어나는 현상을 방지할 수 있는 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트에 관한 것이다.

본 발명인 방열흑연시트 및 스마트폰 배면에 부착되는 방열흑연시트는 흑연시트; 상기 흑연시트 상면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 상면 보호필름층; 상기 흑연시트 하면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 하면 보호필름층; 상기 하면 보호필름층 하면에 부착되는 점착층; 상기 점착층 하면에 부착되고 대상물에 부착시 제거되는 이형필름을 포함하여 이루어진다.

두께방향에 비해서 면방향의 열전도율이 큰, 열이방성을 가지는 시트는, 열원(熱源)으로부터의 열을 다른 장소로 이동시키기 위한 부재로서 사용되고 있고, 그 면방향의 열전도율이 커질수록 열의 이동을 빠르게 할 수 있으므로 면방향의 열전도율이 큰 재료가 개발되고 있다.

명방향의 열전도율이 좋은 재료가 팽창흑연시트이고,

상기 팽창흑연시트는 특허 제10-0840532호, 특허 제10-0628031호 등이 대한민국 특허청에 등록된 바 있으며, 상기와 같은 팽창흑연시트는 면상 결합을 하고 있기 때문에 수직 결합력이 취약하고, 표면에 스크래치등이 가해지는 문제점이 있으므로 이에 대한 보완수단이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

또한, 팽창흑연시트 표면의 공극을 메워서 물성이 강화시키고 박리를 방지하기 위한 표면에 코팅하는 기술의 도입이 필수적이다.

최근 소형컴퓨터가 내장된 스마트폰이 대세이며, 스마트폰발열이 많은 문제가 되고 있다.

과거, 휴대폰 전화기에서는 그다지 큰 문제는 되지 않았지만, 요즘 핸드폰이 스마트폰으로 대부분 교체되면서 스마트폰발열이 이슈가 되고 있다.

요즘 블로그나, 카페, 트위트, 페이스북 등을 보면, 계란후라이, 치즈를 가지고 하는 비교 테스트 하는 이미지나, 동영상이 많이 나우며, 실제로 내부온도가 45도씨까지 올라가기도 한다.

상기와 같이 스마트폰의 발열문제점을 해결하는 방법으로 쿨링패드가 개발되었고, 이 패드를 스마트폰 배면에 부착하면 발열문제를 해결활 수 있으나, 그 효과를 장기간 가져갈 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 극복하기 위한 것으로,

본 발명은 수직 열전도성이 좋은 팽창흑연시트가 면상을 분리되는 수직결합력을 보완하고, 표면에 스크래치등이 쉽게 생기는 문제점을 극복하고, 흑연시트의 공극을 메위 열전도도를 향상시킬 수 있는 방열흑연시트를 제공하는 것이고,

또한, 최근 많이 사용하는 스마트폰 배면에 방열흑연시트를 장착함으로써 스마트폰의 문제점인 발열문제를 해결하고, 이를 스마트폰에 도입시 사용자의 손에 흑연입자가 묻어나는 것을 방지하기 위하여 보호필름층을 도입하고, 흑연시트를 에위싸는 보호필름층에 엣지부를 두어 포켓을 형성하여 흑연시트 측면에서 흑연이 묻어나는 현상을 방지할 수 있는 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방열흑연시트 및 및 이를 이용한 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트는

흑연시트; 상기 흑연시트 상면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 상면 보호필름층; 상기 흑연시트 하면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 하면 보호필름층; 상기 하면 보호필름층 하면에 부착되는 점착층; 상기 점착층 하면에 부착되고 대상물에 부착시 제거되는 이형필름을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 상면 보호필름 및 하면 보호필름은 흑연시트를 에워싸고 남은 엣지부가 접합되어 포켓을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흑연시트는 팽창흑연시트인 것을 특징으로 하고,

상기 팽창흑연시트에 혼합분산용액을 코팅한 것을 특징으로 하고,

상기 혼합분산용액은

에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸 이소케톤, 에틸렌글리콜류, 아닐린류, 톨루엔, 클로로포름 소디움도데실 설페트, 폴리비닐알코올, 트리톤-x, 하이드로 프로필 셀룰로오즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오즈 중에서 선택되는 하나 선택한 분산제 또는 2개의 분산제를 혼합하여 사용할 경우에는 선택된 분산제를 각각 50중량부에, 50중량부를 혼합한 분산제 20-40중량%;

폴리에스터 또는 폴리에스테르 10-25중량부; 우레탄 또는 에폭시 70-85중량부; 실레인(접착증강제) 1-3중량부를 혼합하여 이루어진 바인더 용제 20-40 중량%;

단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브 다중벽탄소나노튜브,탄소나노섬유, 나노카본, 그래핀, 플러랜 중에서 선택되는 탄소나노선재 15-40중량%를 혼합한 혼합물을 코팅한 것을 특징으로 한다.

위와 같은 구성을 갖는 방열흑연시트 및 이를 이용한 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트 직 열전도성이 좋은 팽창흑연시트가 면상을 분리되는 수직결합력을 보완하고, 표면에 스크래치등이 쉽게 생기는 문제점을 극복하고, 흑연시트의 공극을 메위 열전도도를 향상시킬 수 있고,

또한, 최근 많이 사용하는 스마트폰 배면에 방열흑연시트를 장착함으로써 스마트폰의 문제점인 발열문제를 해결하고, 이를 스마트폰에 도입시 사용자의 손에 흑연입자가 묻어나는 것을 방지하기 위하여 보호필름층을 도입하고, 흑연시트를 에위싸는 보호필름층에 엣지부를 두어 포켓을 형성하여 흑연시트 측면에서 흑연이 묻어나는 현상을 방지할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 방열흑연시트의 결합사시도.
도 2 는 도 1에 방열흑연시트의 분해사시도.
도 3 은 도 1 및 도 2에 도시된 방열흑연시트를 스마트폰에 적용한 상태도.

상기 팽창흑연시트 상의 공극을 줄여 열전도성을 극대화할 수 있으며, 또 나노 입자의 세라믹계나 고분자 수지를 이용하여 표면부의 공극 및 표면에 침투시켜, 탄소 서로간의 사이에서 접착제 역할을 함으로 서, 열전도율의 향상과 박리를 방지할 수 있고, 시트 표면에 전기적 절연성을 띌 수 있다.

상기 상면 보호필름층(20) 및 하면 보호필름층(30)은 흑연시트가 가지고 있는 물성 즉, 수직 열전도도는 좋으나 면상 결합으로 인하여 수평으로 박리되는 점, 표면에 스크래치가 쉽게 생기는 점, 표면의 흑연입자가 묻어나는 점을 극복하기 위하여 흑연시트 상하면을 보호필름으로 보호를 하는 것이다.

상기 상면 및 하면 보호필름층(20)(30)은 접착제(22)(32)와 보호필름(24)(34)으로 이루어져 있으며, 상기 점착제(40)는 EVA 내지 폴리카졸(후술하는 혼합분산용액)을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 보호필름은 PET 내지 OPP를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 상면 보호필름층(20) 및 하면 보호필름층(30)을 사용하여 흑연시트(10)의 상하면을 보호하는 것뿐만 아니라 흑연시트의 측면을 보호할 필요성이 있으며,

흑연시트의 측면을 보호하는 방법은 상면 보호필름층(20)과 하면 보호필름층(30)을 흑연시트 사면보다 넓게 하고, 흑연시트를 에워싸고 남은 엣지부를 접합하여 포켓을 형성하는 것이다.

상기 포켓은 상면 보호필름층의 접착제층과 하면 보호필름층의 접착제층이 강하게 접착되면서 완료된다.

상기 상면 및 하면 보호필름층(20)(30)을 포켓 형으로 코팅할 경우 흑연시트가 박리되는 문제점, 습기 침투를 방지할 뿐만 아니라 표면 스크래치를 방지하고, 흑연시트가 묻어나는 문제점을 극복할 수 있으며, 흑연시트의 측면을 보강할 수 있게 된다.

상기 보호필름으로 사용되는 OPP(oriented polypropylene, OPP )는 가열접착을 할 수 없고 가열에 의해 수축하지만, 투명성, 방습성, 내유성이 우수한 특징이 있으며, PET(Polyethylene Terephthalate)는 PET 제품의 전기적 특성은 다른 폴리에스터들과 같지만 특수 PET 제품은 전기적 아크에이하, 도 1 내지 도3을 참조하여 본 발명에 따른 방열흑연시트를 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 방열흑연시트(100)는 흑연시트(10); 상기 흑연시트(10) 상면에 부착되는 접착제(22) 및 보호필름(24)으로 이루어진 상면 보호필름층(20); 상기 흑연시트(10) 하면에 부착되는 접착제(32) 및 보호필름(34)으로 이루어진 하면 보호필름층(30); 상기 하면 보호필름층(30) 하면에 부착되는 점착층(40); 상기 점착층(40) 하면에 부착되고 대상물에 부착시 제거되는 이형필름(50)을 포함하여 이루어진다.

상기 흑연시트(10)는 팽창흑연시트를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 팽창흑연시트는 팽창흑연 분말을 소정의 프레스 성형틀을 채워 넣고, 그리고 프레스를 이용하여 적정한 성형압력으로 팽창흑연 분말을 가압 성형하여 1차 가공물을 생성하고, 필요에 따라 1차 가공물에 롤링(Rolling) 가공을 하여 적당한 목표두께를 맞춘 후,2차 가공물을 생성하고, 2차 가공물을 절단/벤딩하여 최종적인 팽창흑연시트를 제조하게 된다.

강하고, 크랙 발생에 강하다. 내약품성, 치수안정성 및 내후성이 좋고 스트레스 크랙성이 우수한 성질을 가지고 있다.

상기와 같이 팽창흑연시트 상하면에 보호필름을 부착함으로써 수직 결합력이 취약하고, 표면에 스크래치등이 쉽게 가해지는 팽창흑연시트의 단점을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 보호필름의 에지부로 포켓을 형성함으로써 팽창흑연시트 측면의 스크래치 및 취성 문제를 해결할 수 있는 것이다.

상기의 접착제는 EVA 내지 후술할 혼합분산용액을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 팽창흑연시트 상면에는 혼합분산용액을 코팅하는 것이 바람직한데, 상기 혼합분산용액은 분산제 20-40 중량%, 바인더 용제 20-40중량%, 탄소나노선재 15-40 중량%를 혼합한 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 분산제는 에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸 이소케톤, 에틸렌글리콜류, 아닐린류, 톨루엔, 클로로포름 소디움도데실 설페트, 폴리비닐알코올, 트리톤-x, 하이드로 프로필 셀룰로오즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오즈 중에서 선택되는 하나 선택하여 사용할 수도 있으며,

2개 이상의 분산제를 혼합하여 사용할 경우에는 선택된 분산제를 각각 동일한 중량%를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 바인더 용제는 폴리에스터 또는 폴리에스테르 10-25중량부; 우레탄 또는 에폭시 70-85중량부; 실레인(접착증강제) 1-3중량부를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상시 탄소나노선재는 단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브 다중벽탄소나노튜브,탄소나노섬유, 나노카본, 그래핀, 플러랜 중에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 탄소나노선재는 나노 입자의 세라믹계나 고분자 수지를 혼합 분산하여 그 표면에 코팅을 하면박리(exfoliation) 문제와 전기 쇼트(electricity-short) 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

상기 혼합분산용액 혼합물을 코팅하는 두께는 10㎛ 내지 20㎛ 이며, 롤 코팅(Roll Coating) 혹은 나이프 코팅(Knife Coating)방식 혹은 스프레이 코팅(Sparay Coating) 방식 중 적어도 어느 하나를 이용하여 코팅을 수행하는 것을 특징으로 한다.

롤 코팅(Roll coating)이란 혼합분산용액을 롤러를 통하여 팽창흑연시트의 일면에 코팅하는 것을 말하고, 나이프코팅(Knife coating)이란 일정량의 혼합분산용액을 팽창흑연시트의 일면에 도포한 다음 나이프를 이용하여 적정량의 두께로 얇게 펴서 코팅하는 것을 말한다.

도 3은 본 발명의 의한 방열흑연시트(100)를 열이 많이 나는 스마트폰(S) 배면(B)에 부착한 상태를 도시한 것으로서, 상기와 같이 방열흑연시트를 스마트폰 배면에 장착함으로써 스마트폰 사용시 발생하는 열을 방출할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 방열흑연시트 및 이를 이용한 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 방열흑연시트
10: 흑연시트 20: 상면보호필름층
22: 접착제 24: 보호필름
30: 하면보호필름 32: 접착제
34: 보호필름 40: 점착제
50: 이형필름

Claims

흑연시트;
상기 흑연시트 상면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 상면 보호필름층;
상기 흑연시트 하면에 부착되는 접착제 및 보호필름으로 이루어진 하면 보호필름층;
상기 하면 보호필름층 하면에 부착되는 점착층;
상기 점착층 하면에 부착되고 대상물에 부착시 제거되는 이형필름을 포함하여 이루어진 방열흑연시트.
제 1 항에 있어서,
상기 상면 보호필름 및 하면 보호필름은 흑연시트를 에워싸고 남은 엣지부가 접합되어 포켓을 형성하는 것을 특징으로 하는 방열흑연시트.
제 1 항에 있어서,
상기 흑연시트는 팽창흑연시트인 것을 특징으로 하고,
상기 팽창흑연시트에 혼합분산용액을 코팅한 것을 특징으로 하고,
상기 혼합분산용액은
에틸알콜, 메틸알콜, 이소프로필 알코올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸 이소케톤, 에틸렌글리콜류, 아닐린류, 톨루엔, 클로로포름 소디움도데실 설페트, 폴리비닐알코올, 트리톤-x, 하이드로 프로필 셀룰로오즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오즈 중에서 선택되는 하나 선택한 분산제 또는 2개의 분산제를 혼합하여 사용할 경우에는 선택된 분산제를 각각 50중량부에, 50중량부를 혼합한 분산제 20-40중량%;
폴리에스터 또는 폴리에스테르 10-25중량부; 우레탄 또는 에폭시 70-85중량부; 실레인(접착증강제) 1-3중량부를 혼합하여 이루어진 바인더 용제 20-40 중량%;
단일벽탄소나노튜브, 이중벽탄소나노튜브 다중벽탄소나노튜브,탄소나노섬유, 나노카본, 그래핀, 플러랜 중에서 선택되는 탄소나노선재 15-40중량%를 혼합한 혼합물을 코팅한 것을 특징으로 하는 방열흑연시트.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상물은 스마트폰인 것을 특징으로 하는 스마트폰 배면에 장착되는 방열흑연시트.