KR20150080436A

KR20150080436A - 복합 시트

Info

Publication number: KR20150080436A
Application number: KR1020140195056A
Authority: KR
Inventors: 장길재; 이동훈; 황승재
Original assignee: 주식회사 아모그린텍
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2015-07-09
Also published as: KR101777756B1

Abstract

본 발명은 복합 시트에 관한 것으로, 복합 시트는 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산시켜 방열하는 방열층; 및 상기 방열층의 일면에 적층되며, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 열차단층;을 포함한다. 이에 의하면, 기존 그라파이트 단층으로 방열을 수행하는 구조에서, 고온의 핫 스팟 영역에 의해 그라파이트가 포화되어 전자기기 외부의 온도가 규정 온도 이상으로 높아지는 문제를, 열차단층을 이용하여 단열함으로써 해결할 수 있다.

Description

복합 시트{Complex Sheet}

본 발명은 복합 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 방열층과 열차단층을 적층하여 방열 및 단열 효율을 극대화시킬 수 있고, 초박형 및 초슬림화가 가능한 복합 시트에 관한 것이다.

일반적으로, 컴퓨터, 디스플레이, 휴대 단말기 등의 전자제품은 내부에서 발생한 열을 외부로 적절히 확산시키지 못하는 경우, 과도하게 축적된 열로 인하여 화면 잔상의 발생, 시스템의 장애와의 충돌 등을 유발하고, 제품의 수명을 단축시키거나, 심한 경우에는 폭발 및 화재의 원인을 제공하기도 한다.

최근, 휴대용 단말기를 비롯한 전자제품이 지속적으로 발전하고 있으며, 전자제품은 사용자의 요구에 따라 고성능화 및 다기능화가 촉진되고 있다.

특히, 휴대용 단말기는 사용자의 휴대성 및 편리성을 극대화하기 위하여, 소형화 및 경량화가 필수적이고, 고성능을 위하여 점점 작은 공간에 집적화된 부품들이 실장되고 있다. 이에 따라 휴대용 단말기에 사용되는 부품들은 고성능화로 발열 온도가 높아지고, 이 높아진 발열 온도는 인접된 부품들에 영향을 인가하여 휴대용 단말기의 성능을 저하시키는 문제점을 야기시킨다.

이러한 발열에 의한 문제를 해결하기 위해서 다양한 방열 및 단열 소재들이 휴대용 단말기에 적용되었으나, 현재까지도 두께가 얇고 단열 성능이 우수한 최적의 단열 소재가 개발되지 않아 단열에 대한 다양한 연구 및 기술 개발이 이루어지고 있다.

한국 등록특허공보 제10-1134880호에는 엘씨디의 전면에 배치되는 단열필름을 포함하여 구성된 단열필름을 구비한 휴대용 단말기가 개시되어 있어, 휴대용 단말기로부터 발생되는 열이 엘씨디를 통해 사용자의 안면부로 전달됨을 방지할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 단열필름은 가시광선의 투과율을 최대로 허용하면서 열의 통과를 차단하는 저 방사율(Low Emissivity) 필름이고, 엘씨디 패널 전면에 부착되어 사용하는 것으로, 휴대용 단말기에 내장된 부품들에서 발생되는 고온의 열을 단열시키는데는 한계가 있어, 최근의 고성능화된 휴대용 단말기에서 발생되는 열 문제를 해결할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명자들은 슬림화가 가능하고 단열 성능을 우수하게 할 수 있는 단열 기술에 대한 연구를 지속적으로 진행하여 방열층과 열차단층을 적층함으로써 방열 및 단열 효율을 극대화시킬 수 있고, 초박형 및 초슬림화가 가능한 복합 시트의 구조적인 특징을 도출하여 발명함으로써, 보다 경제적이고, 활용 가능하고 경쟁력있는 본 발명을 완성하였다.

한국 등록특허공보 제10-1134880호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 방열층과 열차단층을 적층하여 초박형 및 초슬림화된 적층 구조의 복합 시트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 방열층에서 포화된 열을 열차단층에서 차단하는 기능을 갖는 시트를 구현하여, 방열 및 단열 효율을 극대화시킬 수 있는 복합 시트를 제공하는 데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예는, 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산시켜 방열하는 방열층; 및 상기 방열층의 일면에 적층되며, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 갖춘 열차단층;을 포함하는 복합 시트를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산시켜 방열하는 방열층; 상기 방열층의 일면에 적층되며, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 갖춘 열차단층; 상기 방열층의 타면에 적층되어 전자파를 흡수하는 전기 전도성 점착층; 및 상기 열차단층의 일면에 적층되는 점착층;을 포함하는 복합 시트를 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 발열 부품에서 전도된 열을 방열층에서 확산하여 방열시키고, 방열층에서 포화된 열을 열차단층에서 차단하여 단열시킴으로써, 전자기기의 외부 온도를 규정 온도 이하로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서는 나노 섬유 웹을 복합 시트의 열차단층으로 적용하여, 초박형 복합 시트를 구현할 수 있는 잇점이 있다. 또한, 상기 나노 섬유 웹은 나노 크기의 에어 포켓을 형성함으로써 단열 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는 방열층에서 포화된 열을 열차단층에서 차단할 수 있는 복합 시트를 구현함으로써, 단열 성능이 우수하여 고성능의 전자 제품에 장착할 수 있고, 이와 동시에, 복합 시트의 두께를 얇게 할 수 있어 초박형 및 초슬림화된 휴대용 단말기를 포함한 전자 제품에도 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 개략적인 단면도이고,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 열차단층으로 적용되는 다공성 박막을 설명하기 위한 개념적인 단면도이고,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트의 단면도이고,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 시트의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 시트의 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합 시트의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트는, 다수의 미세 기공이 형성되어 있고, 상기 다수의 미세 기공으로 열을 차단하여 단열시키는 열차단층(100); 및 상기 열차단층(100)의 일면에 적층되고, 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층(110);을 포함하여 구성한다.

이러한 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트는 발열 부품에서 전도된 열을 방열층(110)에서 확산하여 방열시키고, 방열층(110)에서 포화된 열을 열차단층(100)에서 차단함으로써, 방열은 물론 열차단 효율을 극대화시킬 수 있는 것이다.

이때, 열차단층(100)은 다공성 박막으로 적용하고, 방열층(110)은 그래파이트(graphite) 시트로 적용하는 것이 바람직하다.

참고로, 그래파이트 시트는 통상, 천연 그래파이트 플레이크를 700~1000℃ 에서 80배 혹은 그 이상 발포시킨 후 가압 롤을 통과시켜 시트 형태로 만든다. 이렇게 만들어진 그래파이트 시트는 수평 방향으로는 높은 열전도도(180~ 240W/mK)를 가지나 수직 방향으로는 낮은 열전도도(5~7W/mK)를 가짐으로써, 수평방향으로 열을 확산시키는 방열 특성을 갖는다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 열차단층으로 적용되는 다공성 박막을 설명하기 위한 개념적인 단면도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 복합 시트의 열차단층은 다수의 미세 기공을 갖는 다공성 박막을 적용할 수 있다.

여기서, 본 발명에서 열차단층의 미세 기공은 공기가 대류하지 못하고 트랩(가두어 둠)되어 있으므로 공기의 단열 특성을 가지는 열차단용 미세 포켓이 된다. 그러므로, 열차단층은 미세 기공에 의하여 열차단 능력을 가지는 것이다.

따라서, 열차단층은 다공성 박막으로 나노 섬유에 의해 집적되어 형성된 미세 기공 구조를 갖는 나노 섬유 웹(102,103), 부직포(101) 및 이들의 적층 구조 중 하나로 사용할 수 있다. 결국, 본 발명에서는 나노 섬유 웹을 복합 시트의 열차단층으로 적용하여, 초박형 복합 시트를 구현할 수 있다.

나노 섬유 웹(102,103)과 부직포(101)의 적층 구조는 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)의 적층 구조(도 2a), 또는 나노 섬유 웹(102)/부직포(101)/나노 섬유 웹(103)의 적층 구조(도 2b)로 구현될 수 있다. 이때, 나노 섬유 웹(102)의 두께(t1)는 부직포(101)의 두께(t2)보다 얇은 것이 바람직하다.

이와 같이, 열차단층을 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)의 적층 구조로 적용하게 되면, 부직포(101)가 나노 섬유 웹(102)보다 가격이 저렴하고, 강도가 높기 때문에, 복합 시트의 제조 경비를 감소시킬 수 있고, 동시에 강도를 향상시킬 수 있다. 이와 더불어, 부직포(101)도 다수의 기공이 존재함으로, 열을 차단할 수 있다.

여기서, 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)는 열 압착으로 인하여 융착될 수 있으며, 나노 섬유 웹(102)의 융점을 부직포(101)의 융점보다 낮게 설계하여, 열 압착시 인가되는 열에 의해 나노 섬유 웹(102)이 녹아서 부직포(101)에 융착되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 나노 섬유 웹(102)을 형성하기 위한 고분자물질을 PVdF로 적용한 경우, PVdF의 융점(melting point)은 155℃이므로, 부직포(101)는 155℃보다 높은 융점을 갖는 폴리에스터 계열, 나일론 계열 및 셀루로오스 계열 중 하나로 이루어진 부직포(101)를 적용한다.

그러므로, 열 압착시, 부직포(101)에 접한 나노 섬유 웹(102) 영역이 녹아서 부직포(101)와 융착된다. 여기서, 부직포(101)의 기공 크기는 나노 섬유 웹의 기공 크기보다 월등히 크므로, 녹은 나노 섬유 웹(102)의 일부가 부직포(101)의 기공 내부로 침투하게 된다. 즉, 열 압착되기 전의 부직포(101)와 나노 섬유 웹(102)의 경계면을 기준으로, 열 압착한 후에 그 경계면에서 나노 섬유 웹(102) 방향 및 부직포(101) 방향으로 녹은 나노 섬유 웹(102)이 확산되어 분포하게 된다. 이러한 기술적인 특징을 바탕으로, 나노 섬유 웹(102)의 녹은 량의 정도를 조절하게 되면 부직포(101)의 기공에 나노 섬유 웹(102)이 녹아들어가게 되고, 부직포(101) 기공에 스며들어간 나노 섬유 웹(102)이 락킹(Locking)하는 역할을 수행하여 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)의 접착력을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서는, 나노 웹을 형성하는 고분자물질로, PVdF와 PAN을 5;5로 혼합한 고분자물질을 적용할 수 있다. 이때, 전기방사된 나노 섬유는 PAN으로 이루어진 코어, 및 그 코어 외주면을 감싸고 PVdF로 이루어진 외피부를 갖는 구조로 형성되고, 이러한 구조의 나노 섬유가 적층되어 나노 섬유 웹(102)을 형성하게 된다. 코어 및 외피부 구조를 갖는 나노 섬유가 적층된 나노 섬유 웹(102)과 부직포(101)가 열 압착하게 되면, 외피부의 PVdF가 녹아서 부직포(101)에 스며들어 융착된다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합 시트의 단면도이다.

도 3a을 참고하면, 제2실시예에 따른 복합 시트는 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층(110); 상기 방열층(110)의 일면에 적층되며, 다수의 미세 기공이 형성되어 있고, 상기 다수의 미세 기공으로 열을 차단하는 열차단층(100); 상기 방열층(110)의 타면에 적층되는 점착층(120);을 포함하여 구성한다.

그리고, 도 3b를 참고하면, 제2실시예에 따른 복합 시트는 다수의 미세 기공이 형성되어 있고, 상기 다수의 미세 기공으로 열을 차단하는 열차단층(100); 상기 열차단층(100)의 일면에 적층되고, 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층(110); 및 상기 열차단층(100)의 타면에 적층된 점착층(120);을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 도 3a에서 점착층(120)은 방열층(110)의 타면에 적층되고, 도 3b에서 점착층(120)은 열차단층(100)의 타면에 적층된다.

열차단층(100)은 전달되는 열을 기공에 의해 차단할 수 있는 다공성 박막으로 형성된다. 열차단층(100)은 일 예로, 전기 방사방법에 의해 다수의 기공을 갖는 나노 웹 형태, 다수의 기공을 갖는 부직포, PES(polyether sulfone) 등이 사용될 수 있고, 다수의 기공을 구비하고 단열이 가능한 재질이면 어떠한 재질도 적용이 가능하다. 여기서, 열차단층(100)의 기공 사이즈는 수십 ㎚에서 최대 5㎛ 미만인 것이 바람직하다.

이러한 열차단층(100)은 나노 웹 형태일 경우, 전기 방사가 가능하고 내열성이 우수한 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다.

나노 섬유의 직경이 작을수록 나노 섬유의 비표면적이 증대되고 다수의 미세 기공을 구비하는 나노섬유 웹의 열차단 능력이 커지게 되어 단열 성능을 향상시키게 된다. 따라서, 나노 섬유의 직경은 0.3-1.5um범위이고, 열차단층(100)의 두께는 10~25㎛로 형성된다. 또한, 열차단층(100)에 형성되는 기공의 기공도는 50~80% 범위를 갖는 것이 바람직하다.

여기에서, 본 발명에 적용되는 방사 방법은 일반적인 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

열차단층(100)를 만드는데 사용되는 고분자 물질은 예를 들어, 저중합체 폴리우레탄(polyurethane), 고중합체 폴리우레탄, PS(polystylene), PVA(polyvinylalchol), PMMA(polymethyl methacrylate), 폴리락트산(PLA:polylacticacid), PEO(polyethyleneoxide), PVAc(polyvinylacetate), PAA(polyacrylic acid), 폴리카프로락톤(PCL:polycaprolactone), PAN(polyacrylonitrile), PMMA(polymethyl methacrylate), PVP(polyvinylpyrrolidone), PVC(polyvinylchloride), 나일론(Nylon), PC(polycarbonate), PEI(polyetherimide), PVdF(polyvinylidene fluoride), PEI(polyetherimide), PES(polyesthersulphone) 중 하나 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다.

상기한 폴리머 중 폴리우레탄(PU)은 열전도율이 0.016~0.040W/mK이고, 폴리스티렌은 열전도율이 0.033~0.040W/mK로 알려져 있어, 이를 방사하여 얻어지는 나노웹 또한, 열전도율이 낮게 된다.

용매는 DMA(dimethyl acetamide), DMF(N,N-dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidinone), DMSO(dimethyl sulfoxide), THF(tetra-hydrofuran), DMAc(di-methylacetamide), EC(ethylene carbonate), DEC(diethyl carbonate), DMC(dimethyl carbonate), EMC(ethyl methyl carbonate), PC(propylene carbonate), 물, 초산(acetic acid), 및 아세톤으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

열차단층(100)은 전기방사 방법으로 제조되므로 방사용액의 방사량에 따라 두께가 결정된다. 따라서, 열차단층(100)의 두께를 원하는 두께로 만들기가 쉬운 장점이 있다.

이와 같이, 열차단층(100)은 방사 방법에 의해 나노 섬유가 축적된 나노섬유 웹 형태로 형성되므로 별도의 공정없이 복수의 기공을 갖는 형태로 만들 수 있고, 방사용액의 방사량에 따라 기공의 크기를 조절하는 것도 가능하다. 따라서, 기공을 미세하게 다수로 만들 수 있어 열차단 성능이 뛰어나고 이에 따라 단열 성능을 향상시킬 수 있다.

여기에서, 열차단층(100) 및 방열층(110)의 두께가 두꺼울수록 단열 성능이 향상되고, 방열층(110)의 두께가 두꺼울수록 열 확산 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 설치 위치에 따라 열차단층(100) 및 방열층(110)의 두께를 조절하여 최적의 성능을 구현할 수 있도록 한다.

점착층(120)은 발열부품에서 발생되는 열을 열차단층(100) 또는 방열층(110)으로 빠르게 전달할 수 있도록 열 전도성을 갖는 점착물질로 형성할 수 있다. 일 예로, 점착층(120)은 기존의 열 전도성 점착 테이프 또는 열 전도성 점착 시트가 사용될 수 있고, 전기 방사방법에 의해 무기공 또는 기공 나노 웹 형태로 형성될 수 있다.

이러한 점착층(120)이 무기공 나노 웹 형태일 경우 열 전도성 및 전기 전도성 점착물질은 열 전도성이 우수한 Ni, Cu, Ag 등의 열 전도성 금속 및 카본 블랙(Carbon Black), 카본나노튜브, 그래핀(Graphene), 전도성 폴리머(PDOT) 중 어느 하나와 점착제와 용매를 혼합하여 전기방사에 적합한 점도를 갖는 점착물질을 만들고, 이 점착물질을 전기방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 무기공 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다.

즉, 점착층(120)은 열차단층(100)을 형성하는 방법과 동일한 전기 방사방법에 형성될 수 있고, 점착물질의 방사량에 따라 두께가 결정되므로 점착층(120)의 두께를 자유롭게 만들 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 점착층(120)에 단열 필러 또는 열전도성 필러가 분산되어 있을 수 있다,

먼저, 점착층(120)에 단열 필러가 분산되어 있는 경우, 점착층(120)은 점착막; 및 상기 점착막 내부에 분말 형태로 분산되어 위치되어 있는 단열 필러로 구성된다. 이때, 단열 필러는 전자기기의 발열 부품에서 발생되어 점착막으로 전달된 열을 차단한다.

이와 같은 단열 필러는 단열 특성이 우수한 에어로겔로 이루어진 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

단열 필러의 크기는 0.1~1000㎛이며, 단열 필러의 형상은 구형, 다각형, 판상형 등을 사용할 수 있다.

점착막은 아크릴계, 에폭시계, 우레탄(urethane)계, 폴리아미드(polyamide)계, 폴리에틸렌(polyethylen)계, E.V.A.계, 폴리에스테르(polyester)계, P.V.C.계 중 하나일 수 있다. 그리고, 점착막은 열점착이 가능한 섬유가 축적되어 다수의 기공을 갖는 웹 상태 또는 무기공 상태의 핫멜트(Hot melt)성 점착제 시트로도 구현할 수 있다.

이와 같이 점착층(120)에 단열 필러가 분산되어 있으면, 점착층(120)이 발열부품에 점착 또는 인접되어 있으면, 발열부품에서 전달된 열을 단열 필러에서 차단할 수 있어, 열차단 성능을 한층 높일 수 있다.

그리고, 점착층(120)에 열전도성 필러가 분산되어 있는 경우, 열 확산을 촉진시킴으로써 방열 능력을 높일 수 있다.

이때, 점착층(120)은 점착막; 상기 점착막 내부에 분산되어 있으며, 전달된 열을 수평 방향으로 확산시키는 제1열전도성 필러; 및 상기 점착막 내부에 분산되어 있으며, 상기 열을 상기 제1열전도성 필러로 전달하는 제2열전도성 필러;를 포함하여 구성할 수 있다.

이러한, 제1 및 제2열전성 필러가 분산되어 있는 점착층(120)이 발열부품에 점착 또는 인접되어 있으면, 발열부품에서 전달된 열을 제1열전도성 필러에서 수평 방향으로 확산시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 제2열전도성 필러는 발열부품에서 전달된 열을 제1열전도성 필러로 전달하는 기능을 수행하여, 점착층(120)의 수평 방향으로 열 확산을 촉진시킴으로써 방열 능력을 향상시킬 수 있다.

즉, 제1 및 제2열전도성 필러는 점착층(120) 내부에 분산되어 있는 상태로 존재하여 발열부품의 열이 수평 방향으로 확산되는 것을 촉진시키는 기능을 수행하여 점착층(120)의 수직 방향으로 전달되는 열의 온도를 낮출 수 있는 것이다.

제2열전도성 필러는 제1열전도성 필러가 존재하지 않는 점착층(120) 영역에 위치될 수 있으며, 발열부품의 열을 제1열전도성 필러로 전달하여 열 진행 경로를 변경시킨다.

제1열전도성 필러는 점착층(120)의 수평 방향으로 확산시킬 수 있도록 판상형 구조(또는 장방형 구조)를 가지는 것이 바람직하고, GNF(Graphite nano fiber), CNT(Carbon nano tube), 금속 파이버, AlN(Aluminum nitride), BN(Boron nitride) 중 적어도 하나의 소재로 이루어질 수 있다. 그리고, 제1열전도성 필러는 1:100의 종횡비를 가지는 형상으로 구현하는 것이 바람직하다.

제2열전도성 필러는 제1열전도성 필러로 열 전달시킬 수 있도록 구형 구조를 가질 수 있으며, 이때, 제2열전도성 필러는 발열부품에서 전달된 열을 전달받아 구형 표면으로 확산시킴으로 점착층(120)의 수직 방향으로 전달된 열의 경로를 변경시켜 제1열전도성 필러로 신속하게 열을 전달한다. 이러한 제2열전도성 필러는 MgO, Al₂O₃,SiC,다이아몬드 중 적어도 하나의 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 제1열전도성 필러는 점착층(120)의 수직 방향으로 이격된 층간을 갖는 다수 층 상에 배열될 수 있고, 제2열전도성 필러는 제1열전도성 필러의 층간에 위치될 수 있다.

또한, 제1 및 제2열전도성 필러는 열도전율이 200 ~ 3000W/mk 정도인 소재로 이루어질 수 있다.

그리고, 제1 및 제2열전도성 필러는 점착층(120)의 총중량에 5 ~ 15wt%가 함유되어 있는 것이 바람직하다. 점착층(120)이 5wt% 이하의 제1 및 제2열전도성 필러를 함유하고 있는 경우 원하는 수준의 방열 효율을 얻을 수 없고, 15wt% 이상의 제1 및 제2열전도성 필러를 함유하고 있으면 점착 성능이 저하되는 단점이 있다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합 시트의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 복합 시트의 단면도이다.

도 4를 참고하면, 제3실시예에 따른 복합 시트는 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층(110); 상기 방열층(110)의 일면에 적층되며, 다수의 미세 기공이 형성되어 있고, 상기 다수의 미세 기공으로 열을 차단하는 열차단층(100); 상기 방열층(110)의 타면에 적층되는 점착층(120); 상기 열차단층(100)의 일면에 적층되어 열차단층(100)을 보호하는 보호 커버층(130);을 포함하여 구성한다.

보호 커버층(130)은 열차단층(100)에 부착되어 열차단층(100)의 일면을 밀폐하여 기공이 에어 챔버 역할을 할 수 있도록 함과 아울러 외부 충격이나 기타 이물질이 열차단층(100)의 기공으로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이러한 보호 커버층(130)은 PET 필름 등 수지재질이 사용될 수 있고, 수지 재질 이외에 섬유 재질도 적용이 가능하다.

도 5를 참고하면, 제4실시예에 따른 복합 시트는 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층(110); 상기 방열층(110)의 일면에 적층되는 제1 점착층(121); 상기 방열층(110)의 타면에 적층되는 제2 점착층(122); 상기 제1 점착층(121)의 일면에 적층되며, 다수의 미세 기공이 형성되어 있고, 상기 다수의 미세 기공으로 열을 차단하는 열차단층(100); 상기 열차단층(100)의 일면에 적층되어 열차단층(100)을 보호하는 보호 커버층(130)을 포함하여 구성한다.

여기에서, 제1 점착층(121)은 열차단층(100)을 방열층(110)에 부착하는 역할을 하는 것으로, 전기 방사방법에 의해 제조되는 무기공 나노 웹 타입으로 형성될 수 있다. 그리고, 제2 점착층(122)은 복합 시트를 부품에 부착하는 역할을 수행한다.

도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 복합 시트의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합 시트의 단면도이다.

도 6을 참고하면, 제5실시예에 따른 복합 시트는 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층(110); 상기 방열층(110)의 일면에 적층되며, 다수의 미세 기공이 형성되어 있고, 상기 다수의 미세 기공으로 열을 차단하여 단열시키는 열차단층(100); 상기 방열층(110)의 타면에 적층되어 전자파를 흡수하는 전기 전도성 점착층(123); 및 상기 열차단층(100)의 일면에 적층되는 점착층(120);을 포함하여 구성한다.

전기 전도성 점착층(123)은 열차단층(100)을 형성하는 것과 동일하게 전기 방사장치에 의해 형성될 수 있고, 전기 전도성 점착필름을 방열층(110)의 일면에 부착할 수 있다.

이러한 전기 전도성 점착층(123)을 전기 방사장치에 의해 형성할 경우, 전기 방사가 가능한 고분자 물질, 전기 전도성 점착물질 및 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 이 방사용액을 전기 방사하여 나노 섬유를 형성하고, 이 나노 섬유가 축적되어 무기공 타입 나노섬유 웹(nano web) 형태로 형성된다.

이와 같이, 제5실시예에 따른 복합 시트는 전기 전도성 점착층(123)을 구비하여 전자파를 흡수함으로써, 전자파 차폐 역할을 겸할 수 있다.

도 7을 참고하면, 제6실시예에 따른 복합 시트는 다수의 미세 기공이 형성되어 있고, 상기 다수의 미세 기공으로 열을 차단하여 단열시키는 열차단층(100); 상기 열차단층(100)의 일면에 적층되고, 수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층(110); 상기 열차단층(100)의 타면에 적층된 점착층(120); 및 상기 방열층(110)의 일면에 적층되고 다양한 색상을 갖는 컬러 커버층(150);을 포함하여 구성한다.

제6실시예에 따른 복합 시트가 외부로 노출되는 부분에 사용될 경우 복합 시트의 외부로 노출되는 부분에 다양한 색상을 갖는 컬러 커버층(150)을 구비하여 디자인을 아름답게 할 수 있다.

컬러 커버층(150)은 컬러 색상을 방열층(110)의 표면에 코팅하여 형성할 수 있고, 일면에 컬러 색상을 갖는 단면 점착 테이프가 사용될 수 있다.

일 예로, 본 발명의 복합 시트가 휴대용 단말기의 커버의 내면에 부착될 경우 커버를 본체에서 분리하면 커버의 내면이 외부로 노출된다. 따라서, 컬러 커버층(150)은 커버의 색상이 흰색일 경우 흰색으로, 검정색일 경우 검정색으로 형성하는 등 컬러 커버층(150)을 커버와 동일한 색상으로 형성한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100:열차단층 101:부직포
102,103:나노 섬유 웹 110:방열층
120,121,122:점착층 123:전기 전도성 점착층
130:보호 커버층 150:컬러 커버층

Claims

수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산시켜 방열하는 방열층; 및
상기 방열층의 일면에 적층되며, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 열차단층;을 포함하는 복합 시트.
제1항에 있어서, 상기 열차단층은 다공성 박막인 복합 시트.
제1항에 있어서, 상기 열차단층은 나노 섬유에 의해 집적되어 형성된 미세 기공 구조를 갖는 나노 섬유 웹, 부직포 및 이들의 적층 구조 중 하나인 복합 시트.
제3항에 있어서, 상기 나노 섬유 웹과 상기 부직포의 적층 구조에서, 상기 나노 섬유 웹의 두께는 상기 부직포의 두께보다 얇은 복합 시트.
제1항에 있어서, 상기 방열층은 그래파이트(graphite) 시트인 복합 시트.
제1항에 있어서, 상기 방열층의 타면에 적층되는 점착층을 더 포함하는 복합 시트.
제6항에 있어서, 상기 점착층은 점착제와 용매가 혼합된 방사용액을 전기방사하여 형성되는 나노 섬유가 축적되어 이루어진 나노섬유 웹인 복합 시트.
제6항에 있어서, 상기 열차단층에 적층되어 상기 열차단층을 보호하는 보호 커버층을 더 포함하는 복합 시트.
제6항에 있어서, 상기 방열층과 상기 열차단층 사이에 개재된 점착층을 더 포함하는 복합 시트.
제6항, 제7항 및 제9항 중 한 항에 있어서, 상기 점착층에 단열 필러 또는 열전도성 필러가 분산되어 있는 복합 시트.
제10항에 있어서, 상기 열전도성 필러는 상기 방열 점착제 내부에 분산되어 상기 열을 수평 방향으로 확산시키는 제1열전도성 필러 및 상기 열을 상기 제1열전도성 필러로 전달하는 제2열전도성 필러를 포함하는 복합 시트.
수평 방향의 열전도도가 수직 방향의 열전도도보다 높아 전달된 열을 상기 수평방향으로 확산하는 방열층;
상기 방열층의 일면에 적층되며, 단열을 위한 에어 포켓을 형성하는 다수의 미세 기공을 구비한 열차단층;
상기 방열층의 타면에 적층되어 전자파를 흡수하는 전기 전도성 점착층; 및
상기 열차단층의 일면에 적층되는 점착층;을 포함하는 복합 시트.
제12항에 있어서, 상기 전기 전도성 점착층은 고분자 물질, 전기 전도성 점착물질 및 용매가 혼합된 방사용액을 전기방사하여 형성되는 나노 섬유가 축적되어 이루어진 나노섬유 웹인 복합 시트.