KR20150119850A

KR20150119850A - 열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프

Info

Publication number: KR20150119850A
Application number: KR1020157020034A
Authority: KR
Inventors: 타카히로 아오키
Original assignee: 빅텍크노스 컴퍼니 엘티디.
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-10-26
Also published as: TW201435039A; CN104885215B; KR102165850B1; TWI608071B; JP2014160718A; JP5372270B1; WO2014129077A1; CN104885215A

Abstract

우레탄계 수지와 열전도성 필러를 포함하고, 0.5W/mㆍK 이상의 열전도율, 0.85 이상의 열방사율, 5N/20㎜ 이상의 인장강도 및 10∼30㎛의 막두께를 가지는 열방사성 필름.

Description

열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프{HEAT RADIATING FILM AND HEAT RADIATING ADHESIVE TAPE}

본 발명은 열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 전기기기, 전자기기 등의 전력의 소비에 의해 발열하는 부품으로부터 열을 놓아주는 것이 소망되는 용도로 호적하게 사용할 수 있는 열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프에 관한 것이다.

전기기기, 전자기기 등을 구성하는 부품은 그 집적도의 향상 및 동작속도의 향상에 의해 소비전력이 증대하고, 그 결과, 발열량이 증대하고 있다. 발열량이 증대하면 부품자체의 온도가 상승하게 된다. 부품의 온도상승은 부품의 오동작, 고장에 의한 수명저하, 사용자로의 화상의 발생 등으로 이어지기 때문에, 온도의 상승을 억제하는 것이 소망되고 있다.

온도상승의 억제수단으로서는 방열판을 부품에 접촉시키는 기술이 알려져 있다. 방열판을 부품에 접촉시키는 것에 의해, 부품에 발생한 열이 방열판으로 전도되고, 그 결과, 부품의 온도상승을 억제할 수 있다.

방열판에는 금속과 같은 열전도율이 높은 재료가 사용되고 있다. 그러나, 방열판에 쌓인 열은 방열판 온도와 외기온도의 차이가 작으면, 배출되지 않고, 방열판에 쌓인 채로 있다. 그 때문에 온도상승의 억제수단으로서의 방열판은 아직 개선의 여지가 있다.

상기 방열판의 과제를 해결하는 기술이 일본특허 제2807198호(특허문헌 1)에서 제안되고 있다. 특허문헌 1에서는 열방사율이 큰 열방사성 재료로 이루어지는 시트와, 열전도율이 큰 열전도성 재료로 이루어지는 시트의 적층체를 방열체로 사용하는 것이 제안되고 있다. 특허문헌 1에서는 열방사성 재료로서, 코디어라이트, 타이타늄산 알루미늄, β-스포듀민, 세라믹, 카본블랙, 탄소섬유 등을 들 수 있고, 열전도성 재료로서 페라이트을 들 수 있다. 또, 특허문헌 1에서는, 상기 2종의 시트는 실리콘의 가황체에 의해 그 형상이 유지되고, 각각의 두께가 1㎜로 되어 있다.

일본특허 제2807198호

상기 특허문헌 1의 방열체에서도, 부품의 온도상승의 억제에는 충분하지 않고, 추가적인 개선이 요구되고 있었다. 또, 전기기기나 전자기기는 박육화가 더욱 요구되고 있으며, 그 때문에 방열체에도 박막화가 요구되고 있다. 이 관점에서, 특허문헌 1의 방열체에는 취급이 가능한 범위에서의 박막화에 한계가 있었다.

이렇게 해서, 본 발명에 의하면, 우레탄계 수지와 열전도성 필러를 포함하고, 0.5W/mㆍK 이상의 열전도율, 0.85 이상의 열방사율, 5N/20㎜ 이상의 인장강도 및 10∼30㎛의 막두께를 가지는 것을 특징으로 하는 열방사성 필름이 제공된다.

또, 본 발명에 의하면, 상기 열방사성 필름과, 점착제층을 두께 방향으로 구비한 열방사성 점착 테이프가 제공된다.

본 발명에 의하면, 전기기기, 전자기기 등을 구성하는 부품의 온도상승을 더욱 억제 가능한 박막의 열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프를 제공할 수 있다.

또,

(1) 열전도성 필러가 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 카본블랙, 흑연, 탄소섬유 및 멜라민 시아누레이트로부터 하나 이상 선택된다,

(2) 열전도성 필러가 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소 및 멜라민 시아누레이트로부터 선택되는 필러 A와, 카본블랙, 흑연 및 탄소섬유로부터 선택되는 필러 B의 조합, 또는 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄 및 질화 붕소로부터 선택되는 필러 C와, 멜라민 시아누레이트의 필러 D와의 조합이다

(3) 열전도성 필러가 우레탄계 수지 100중량부에 대해서 100∼600중량부 포함된다,

(4) 필러 B가, 필러 A 100중량부에 대해서, 0.5∼30중량부 포함되고, 필러 D가 필러 C 100중량부에 대해서, 1∼200중량부 포함된다,

(5) 열전도성 필러가,

ㆍ알루미나, 탄화 규소, 질화 알루미늄 및 멜라민 시아누레이트로부터 선택되는 필러와, 카본블랙의 필러와의 조합, 또는

ㆍ알루미나의 필러와, 멜라민 시아누레이트의 필러와의 조합이다,

(6) 우레탄계 수지가 두께 25㎛일 때에, 5N/20㎜ 이상의 인장강도를 갖는다,

중 어느 하나를 가지는 경우, 부품의 온도상승을 더욱 억제 가능한 박막의 열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 열방사성 점착 테이프의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 열방사성 점착 테이프의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 열방사성 점착 테이프의 개략적인 단면도이다.
도 4는 실시예의 방열 효과시험의 개략적인 설명도이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1의 열방사성 점착 테이프의 방열 효과시험에 있어서의 측정온도의 경시변화를 나타내는 그래프이다.

(열방사성 필름)

열방사성 필름은 우레탄계 수지 및 열전도성 필러를 포함하는 10∼30㎛의 막두께의 것을 의미한다. 또 열방사성 필름은 0.5W/mㆍK 이상의 열전도율, 0.85 이상의 열방사율 및 5N/20㎜ 이상의 인장강도를 가지고 있다.

열방사성 필름이 상기 범위의 열전도율, 열방사율, 인장강도 및 막두께를 가지고 있음으로써, 부품의 온도상승을 억제할 수 있으며, 또 취급 가능한 범위에서 박막화를 실현할 수 있다. 여기에서, 취급 가능한 범위란 부품으로의 부착 시에, 작업에 지장이 되는 필름에 절단이 용이하게 발생하지 않을 정도의 취급성을 의미한다.

열전도율은 0.5W/mㆍK 이상인 것이 더 바람직하고, 1.0W/mㆍK 이상인 것이 더욱 바람직하다. 열방사율은 0.85 이상인 것이 더 바람직하고, 0.88 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이들 바람직한 열전도율 및 열방사율의 범위라면, 부품의 온도상승을 더욱 억제 가능한 필름을 제공할 수 있다. 열전도율은 0.5W/mㆍK, 1.0W/mㆍK, 1.5W/mㆍK, 2.0W/mㆍK, 2.5W/mㆍK, 3.0W/mㆍK 등의 값을 취할 수 있다. 열방사율은 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.95를 취할 수 있다.

인장강도는 5N/20㎜ 이상인 것이 더 바람직하고, 10N/20㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 막두께는 10∼30㎛인 것이 더 바람직하고, 10∼25㎛인 것이 더욱 바람직하다. 이들 바람직한 인장강도 및 막두께의 범위라면, 취급이 더욱 용이하며, 또 더욱 박막의 필름을 제공할 수 있다. 인장강도는 10N/20㎜, 15N/20㎜, 20N/20㎜, 25N/20㎜, 30N/20㎜, 35N/20㎜, 40N/20㎜를 취할 수 있다. 막두께는 10㎛, 15㎛, 20㎛, 25㎛를 취할 수 있다.

(a) 우레탄계 수지

우레탄계 수지로서는 30㎛의 두께로 필름의 형상을 취할 수 있으며, 또 필름에 5N/20㎜ 이상의 인장강도를 제공할 수 있는 수지라면, 특별하게 한정되지 않는다. 이것들 우레탄계 수지 가운데, 두께 25㎛일 때에, 5N/20㎜ 이상의 인장강도를 가지는 수지가 더 바람직하다. 인장강도는 30㎛ 및/또는 25㎛의 두께에서, 5N/20㎜, 10N/20㎜, 15N/20㎜, 20N/20㎜, 25N/20㎜, 30N/20㎜, 35N/20㎜, 40N/20㎜를 취할 수 있다.

우레탄계 수지로서는 예를 들면,

(1) 카프로락톤을 개환 중합해서 수득되는 폴리락톤 에스테르폴리올과, 디이소시아네이트(예를 들면, 톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌 디소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 등)과의 중부가반응에 의해 합성한 카프로락톤형 폴리우레탄 엘라스토머,

(2) 디카복시산(예를 들면, 아디프산, 프탈산 등)과 글리콜(예를 들면, 폴리프로필렌글리콜)과의 디카복시산 에스테르폴리올과, 디이소시아네이트와의 중부가반응에 의해 합성한 디카복시산 에스테르형 폴리우레탄 엘라스토머,

(3) 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜(예를 들면, 폴리프로필렌글리콜) 등의 폴리에테르 폴리올과, 디이소시아네이트와의 중부가반응에 의해 합성한 폴리에테르형 폴리우레탄 엘라스토머, 및

(4) 폴리카보네이 폴리올,

을 들 수 있다. 우레탄계 수지는, 이것들 (1)∼(4)의 혼합물일 수도 있다.

우레탄계 수지는 카복실기, 아미노기 등의 작용기를 가질 수도 있다. 특히, 카복실기를 가짐으로써, 열전도성 필러의 분산성을 향상시킬 수 있다.

우레탄 엘라스토머는 1만∼20만의 중량평균 분자량을 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 범위의 분자량이라면, 취급이 더욱 용이하며, 또 더욱 박막의 필름을 얻을 수 있다.

우레탄계 수지로서는 시판품으로는 Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.의 DAIFERAMINE MAU시리즈(형번 5022, 4308HV, 9022 등)이나 RESAMINE ME시리즈(형번 ME-44ELP, ME-8105LP 등) 등의 폴리우레탄 엘라스토머 전구체와, Nippon Ployurethane Industry Co., Ltd.의 CORONATE L-55E, Mitsui Chemicals, Inc.의 TAKENATE D-160N 등의 이소시아네이트계 가교제와의 반응물에 유래하는 엘라스토머, KURARAY CO., LTD.의 KURAMIRON U1000번 시리즈(형번 1180, 1190 등)이나 9000번 시리즈(형번 9180, 9185 등)의 엘라스토머 등을 들 수 있다.

(b) 열전도성 필러

열전도성 필러로서는 필름에 0.5W/mㆍK 이상의 열전도율 및 0.85 이상의 열방사율을 제공할 수 있는 필러라면 특별하게 한정되지 않는다. 구체적으로는, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 카본블랙, 흑연, 탄소섬유 및 멜라민 시아누레이트로부터 하나 이상 선택된다. 열전도율은 0.5W/mㆍK, 1.0W/mㆍK, 1.5W/mㆍK, 2.0W/mㆍK, 2.5W/mㆍK, 3.0W/mㆍK 등의 값을 취할 수 있다. 열방사율은 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.90, 0.91, 0.92, 0.95를 취할 수 있다.

열전도성 필러는,

알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소 및 멜라민 시아누레이트로부터 선택되는 필러 A와, 카본블랙, 흑연 및 탄소섬유로부터 선택되는 필러 B와의 조합, 또는

알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄 및 질화 붕소로부터 선택되는 필러 C와, 멜라민 시아누레이트의 필러 D와의 조합

인 것이 열전도 및 열방사의 효율을 향상시키기 위해서 바람직하다.

예를 들면, 필러 A와 필러 B와의 조합은,

알루미나/카본블랙, 티타니아/카본블랙, 지르코니아/카본블랙, 페라이트/카본블랙, 실리카/카본블랙, 산화 아연/카본블랙, 산화 마그네슘/카본블랙, 탄화 알루미늄/카본블랙, 탄화 규소/카본블랙, 질화 알루미늄/카본블랙, 질화 붕소/카본블랙 및 멜라민 시아누레이트/카본블랙

알루미나/흑연, 티타니아/흑연, 지르코니아/흑연, 페라이트/흑연, 실리카/흑연, 산화 아연/흑연, 산화 마그네슘/흑연, 탄화 알루미늄/흑연, 탄화 규소/흑연, 질화 알루미늄/흑연, 질화 붕소/흑연, 멜라민 시아누레이트/흑연

알루미나/탄소섬유, 티타니아/탄소섬유, 지르코니아/탄소섬유, 페라이트/탄소섬유, 실리카/탄소섬유, 산화 아연/탄소섬유, 산화 마그네슘/탄소섬유, 탄화 알루미늄/탄소섬유, 탄화 규소/탄소섬유, 질화 알루미늄/탄소섬유, 질화 붕소/탄소섬유, 멜라민 시아누레이트/탄소섬유

를 들 수 있다.

필러 C와 필러 D와의 조합은,

알루미나/멜라민 시아누레이트, 티타니아/멜라민 시아누레이트, 지르코니아/멜라민 시아누레이트, 페라이트/멜라민 시아누레이트, 실리카/멜라민 시아누레이트, 산화 아연/멜라민 시아누레이트, 산화 마그네슘/멜라민 시아누레이트, 탄화 알루미늄/멜라민 시아누레이트, 탄화 규소/멜라민 시아누레이트, 질화 알루미늄/멜라민 시아누레이트, 질화 붕소/멜라민 시아누레이트

를 들 수 있다.

더 바람직한 조합은,

ㆍ알루미나의 필러와, 멜라민 시아누레이트의 필러와의 조합이다.

열전도성 필러는 열전도의 효율을 향상하기 위해서, 작은 입경을 가지고 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 입경은, 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 10㎛ 이하인 것이 더 바람직하다. 입경의 하한은 작업 용이성 및 입수 용이성의 관점으로부터, 0.1㎛인 것이 바람직하다. 입경은 0.1㎛, 1㎛, 5㎛, 10㎛, 15㎛, 20㎛를 취할 수 있다.

입경은 레이저 회절ㆍ산란법에 의해 측정할 수 있다.

(c) 우레탄계 수지 및 열전도성 필러

우레탄계 수지 및 열전도성 필러의 함유비율은 필름에 소정의 열전도율, 열방사성, 인장강도 및 막두께를 제공할 수 있는 것이기만 하면, 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 열전도성 필러는 우레탄계 수지 100중량부에 대해서, 100∼600중량부의 범위 내로 포함되는 것이 바람직하고, 200∼500중량부의 범위 내로 포함되는 것이 더 바람직하다.

열전도성 필러로서 상기 필러 A와 필러 B과의 조합을 사용하는 경우, 필러 B는 필러 A 100중량부에 대해서, 0.5∼30중량부 포함되는 것이 바람직하다. 필러 B의 함유량은 0.5중량부, 10중량부, 15중량부, 20중량부, 25중량부, 30중량부를 취할 수 있다. 또, 상기 필러 C와 필러 D와의 조합을 사용하는 경우, 필러 D는 필러 C 100중량부에 대해서, 1∼200중량부 포함되는 것이 바람직하다. 필러 D의 함유량은 1중량부, 50중량부, 100중량부, 150중량부, 200중량부를 취할 수 있다.

(d) 기타의 성분

필름은 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 다른 성분을 포함할 수도 있다. 다른 성분으로서는 착색제, 대전방지제, 산화방지제 등을 들 수 있다.

(e) 열방사성 필름의 평면형상

열방사성 필름은 특별하게 한정되지 않고, 열방사를 소망하는 기기의 요구에 따른 평면형상을 취할 수 있다.

(열방사성 점착 테이프)

(a) 점착제층

열방사성 점착 테이프는 예를 들면, 도 1의 개략적인 단면도에 나타나 있는 바와 같이, 상기 열방사성 필름(1)과, 점착제층(2)을 두께 방향으로 구비하고 있는 것을 의미한다. 점착제층의 두께는 예를 들면, 3∼50㎛의 범위로 할 수 있다. 점착제층은 열방사성 필름 전면에 형성될 수도 있고, 소정의 패턴으로 부분적으로 형성될 수도 있다. 막두께는 3㎛, 10㎛, 20㎛, 30㎛, 40㎛, 50㎛를 취할 수 있다.

점착제층에는 특별하게 한정되지 않고, 공지의 점착제로 이루어지는 층을 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴계 점착제를 들 수 있다.

아크릴계 점착제에는 예를 들면, 아크릴계 모노머를 임의로 중합개시제의 존재 하에서 중합시킴으로써 얻은 점착제나, 시판의 점착제를 사용할 수 있다.

(a-1) 아크릴계 모노머

아크릴계 모노머에는 탄소수 1∼10의 알킬기를 가지는 알킬(메트)아크릴레이트가 주성분(50중량% 이상)로서 포함되어 있는 것이 바람직하다.또,(메트)아크릴레이트는, 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트를 의미한다.

탄소수 1∼14의 알킬기를 가지는 알킬(메트)아크릴레이트로서는 예를 들면, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이것들 알킬(메트)아크릴레이트는 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상 조합시켜서 사용할 수 있다. 이들 알킬(메트)아크릴레이트 중, 탄소수 1∼8의 알킬기를 가지는 알킬(메트)아크릴레이트가 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬기를 가지는 알킬(메트)아크릴레이트가 더 바람직하고, n-부틸(메트)아크릴레이트가 더욱 바람직하고, n-부틸 아크릴레이트가 특히 바람직하다.

다른 아크릴계 모노머로서는 아크릴산, 메타크릴산, 카복시 에틸아크릴레이트 등의 카복실기 함유 모노머, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-하이드록시헥실(메트)아크릴레이트, (4-하이드록시메틸사이클로헥실)-메틸아크릴레이트 등의 하이드록실기 함유 모노머를 들 수 있다. 이들 다른 (메트)아크릴레이트는 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상 조합시켜서 사용할 수 있다. (메트)아크릴레이트에는 카복실기 함유 모노머 및 하이드록실기 함유 모노머가 양쪽 포함되어 있는 것이 바람직하다.

아크릴계 모노머에는 탄소수 1∼10의 알킬기를 가지는 알킬(메트)아크릴레이트가 주성분으로서 함유되어 있다. 따라서 아크릴계 모노머는 다른 아크릴계 모노머를 사용하지 않고, 알킬(메트)아크릴레이트만으로 이루어질 수도 있다. 또, 소망하는 성능의 점착제 조성물을 용이하게 입수하는 관점에서 다른 아크릴계 모노머가 50중량% 미만 및 1중량% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하고, 5∼30중량% 포함되어 있는 것이 더 바람직하고, 5∼15중량% 포함되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 아크릴계 모노머의 함유량은 1중량%, 5중량%, 10중량%, 30중량%, 40중량%, 49중량%를 취할 수 있다.

또, (메트)아크릴레이트에는, 필요에 따라서 비닐계 모노머를 첨가할 수 있다. 비닐계 모노머로서는 예를 들면, 이타콘산, 말레산, 크로톤산, 무수 말레산, 무수 이타콘산, 아세트산 비닐, N-비닐피롤리돈, N-비닐카복시산 아미드류, 스티렌, N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있다. 이들 비닐계 모노머는 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상 조합시켜서 사용할 수 있다.

(a-2) 중합개시제

임의로 사용되는 중합개시제로서는 예를 들면, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘) 2황화물, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4,4-트리메틸 펜탄), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸 프로피오네이트), 2,2'-아조비스 [2-메틸-N-(페닐메틸)-프로피온 아미딘]디 하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스 [2-(3,4,5,6-테트라하이드로 피리미딘-2-일)프로판]디하이드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]등의 아조계 중합개시제; 과황산 칼륨, 과황산 암모늄 등의 과황산염계 중합개시제; 벤조일퍼옥사이드, 과산화 수소, t-부틸하이드로 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 벤조에이트, 디쿠밀 퍼옥사이드, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)-3, 3, 5-트리메틸사이클로헥산, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)사이클로 도데칸, 3,3,5-트리메틸 사이클로 헥사노일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시 피발레이트 등의 과산화물계 중합개시제; 과황산염과 아황산수소 나트륨으로 구성된 레독스계 중합개시제 등을 들 수 있다. 이들 중합개시제는 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상 조합시켜서 사용할 수 있다.

중합개시제는 아크릴계 모노머 100중량부에 대해서 0.005∼1중량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 이 범위로 중합개시제를 사용함으로써, 점착 특성이 개선된 아크릴계 점착제를 형성할 수 있다. 또 중합개시제의 사용량은 0.1∼0.5중량부의 범위인 것이 더 바람직하다. 중합개시제의 사용량은 0.005중량부, 0.01중량부, 0.1중량부, 0.5중량부, 1중량부를 취할 수 있다.

(a-3) 유기용제

점착제층의 형성 용이성의 관점으로부터, 유기용제가 함유될 수도 있다. 이 유기용제로서는 특별하게 한정되지 않고, 점착제 조성물에 사용 가능한 공지의 유기용제를 들 수 있다. 예를 들면, 헥산, 헵탄 등의 지방족 탄화수소, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 프로필아세테이트 등의 에스테르류, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 등의 방향족계 탄화수소를 들 수 있다. 이들 유기용제는 1종만 사용할 수도 있고, 2종 이상 조합시켜서 사용할 수 있다.

또, 유기용제를 사용하는 경우, 아크릴계 점착제로 이루어지는 고형분 함량이 10중량% 이상이 되도록 그 사용비율을 조제하는 것이 바람직하다. 또 사용비율은 고형분 함량이 20∼50중량%이 되도록 조제되어 있는 것이 더 바람직하다.

(a-4) 다른 성분

아크릴계 점착제는 점착제층의 형상 안정성을 향상시키기 위해서, 가교구조를 가질 수도 있다. 가교구조를 부여하기 위해서, 예를 들면, 이소시아네이트계 가교제, 알루미늄 킬레이트계 가교제를, 아크릴계 점착제 100중량부에 대해서 0.01∼10중량부의 범위로 사용할 수 있다. 상기 가교제의 사용량은 0.01중량부, 0.1중량부, 1.0중량부, 5.0중량부, 10중량부를 취할 수 있다.

또, 아크릴계 점착제는 점착제층의 열전도성을 향상시키기 위해서, 열전도성 필러를 함유할 수도 있다. 이 필러에는 상기 열방사성 필름의 설명에서 열거한 열전도성 필러를 모두 사용할 수 있다. 열전도성 필러는 아크릴계 점착제 100중량부에 대해서 50∼500중량부의 범위로 사용할 수 있다. 열전도성 필러의 사용량은 50중량부, 100중량부, 200중량부, 350중량부, 500중량부를 취할 수 있다.

(b) 열전도성 재료를 포함하는 시트

열방사성 점착 테이프는 테이프의 열전도성을 향상시키기 위해서, 열방사성 필름과 점착제층 사이에, 구리, 알루미늄 및 그래파이트로부터 선택되는 열전도성 재료를 포함하는 시트를 추가로 구비할 수도 있다. 구체적인 구성으로서는 도 2에 나타내는 바와 같이 열방사성 필름(1)에 직접 시트(3)를 밀착시키는 구성, 도 3에 나타내는 바와 같이 점착제층(4)을 통해서 열방사성 필름(1)에 시트(3)를 밀착시키는 구성을 들 수 있다.

이 시트에는 예를 들면, 구리박과 같은 열전도성 재료 단독으로 시트상의 형상을 유지할 수 있는 경우에는, 그대로 사용할 수 있다. 또, 입자상의 열전도성 재료를 사용하는 경우에는, 수지 바인더와 혼합하는 것에 의해 시트상으로 할 수 있다.

시트의 두께는 열전도성을 저해하지 않는 한 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면, 10∼5000㎛으로 할 수 있다.

(열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프의 용도)

열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프는 발생한 열을 외부로 놓아주는 것이 소망되는 용도라면, 어떤 용도에도 사용할 수 있다. 예를 들면, 모터, 조명 등의 전기기기, LSI, IC, 저항 등의 전자기기의 방열용도를 들 수 있다. 특히, 최근, 박막화가 현저한 휴대전화나, 액정 및 유기EL 등의 디스플레이에 사용하는 것이, 본 발명의 필름 및 테이프가 박막인 것을 살릴 수 있기 위해서 호적하다.

실시예

이하, 실시예를 사용해서 본 발명을 더욱 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 열방사성 필름의 열전도율, 열방사율 및 인장강도의 측정법, 열방사성 점착 테이프의 방열 효과 시험법의 실시순서를 하기 한다.

(열전도율)

열전도율의 측정은 Ulvac-Riko Inc.의 정상법 열전도율측정 장치 GH-1을 사용해서 실시한다. 열방사성 필름을 50㎜직경의 알루미늄판으로 집고, 협지물을 측정장치에 세팅하고, ASTM E1530에 준거해서 열전도율을 측정한다.

(열방사율)

열방사율의 측정은 Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.의 열방사율계 D&S AERD를 사용해서 실시한다. 열방사성 필름을 폭 및 길이 60㎜의 크기로 절단함으로써 측정시료를 얻는다. 열방사율계를 표준시료로 교정 후, 열방사율계에 측정시료를 세팅해서 열방사율을 측정한다.

(인장강도)

열방사성 필름을 폭 20㎜, 길이 100㎜의 크기로 절단함으로써 측정시료를 얻는다. Shimadzu Corporation.의 오토그래프 AGS-H에 측정시료의 양변을 고정하도록 세팅하고, 인장속도 300㎜/분으로 측정시료를 잡아 당긴다. 측정시료가 파단되었을 때의 힘을 측정하고, 수득된 값을 인장강도(N/20㎜)로 한다.

(방열효과 시험)

70㎛ 두께의 구리박(폭 및 길이 150㎜)의 하면의 중심에 히터(출력 10W, 폭 25㎜, 길이 50㎜)를 두께 10㎛의 점착제를 사용해서 형성한다. 히터의 중심에 열전대를 설치하고, 열전대를 단열재 위에 올려 놓은 후, 히터를 정출력(10W)으로 가열한다. 가열 15분 후의 온도를 측정한다. 수득된 온도를 기준온도로 한다.

다음에, 상기 구리박 위에 열방사성 점착 테이프를 붙인 후, 기준온도의 측정 순서와 동일하게 해서, 가열 15분 후의 온도를 측정한다. 도 4(a) 및 (b)에, 측정시의 설치상황의 개략도를 나타낸다. 도 4(a)는 평면도, 도 4(b)는 측면도이다. 도 중, a는 열방사성 점착 테이프, b는 구리박, c는 히터, d는 열전대, e는 단열재를 의미한다.

측정온도로부터 기준온도를 감산해서 수득된 값을 사용해서 방열효과를 평가한다. 감산값이 -10℃ 이하인 경우를 방열효과가 크다고 해서 ○로 평가하고, -10 ℃ 보다 높은 경우를 방열 효과가 불충분하다고 해서 ×로 평가한다.

실시예 1

(열방사성 필름)

우레탄 수지 전구체(Daiichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.의 DAIFERAMINE MAU-5022, 고형분 35중량%, 중량평균 분자량 6∼7만) 286중량부에, 이소시아네이트계 가교제(Nippon Ployurethane Industry Co., Ltd.의 CORONATE L-55E, 고형분 55중량%) 57중량부, 알루미나(SHOWA DENKO K.K.의 AL-47H, 입경 2㎛) 400중량부 및 카본블랙(Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.의 CB4873) 12중량부를 첨가하고, 교반했다. 교반 후, 탈포함으로써 열방사성 필름 제조용 조성물을 얻었다.

수득된 조성물을 릴리스 라이너 상에 소정의 두께로 도포했다. 수득된 도막을 100℃에서 2분간 건조 후, 40℃에서 3일간 양생시키는 것에 의해, 두께 25㎛의 열방사성 필름을 얻었다.

(열방사성 점착 테이프)

n-부틸아크릴레이트 91중량부, 아크릴산 8중량부, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트 1중량부, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN, 중합개시제) 0.2중량부, 용제(에틸아세테이트:톨루엔=9:1(중량비)) 150중량부를, 혼합했다. 수득된 혼합물을, 질소기류 중, 85℃에서 5시간 반응시키는 것에 의해, 고형분 40중량%, 점도7000mP·s의 아크릴계 점착제를 얻었다.

상기 아크릴계 점착제 100중량부에, 이소시아네이트계 가교제(Nippon Ployurethane Industry Co., Ltd.의 CORONATE L-55E)1중량부 및 알루미나(SHOWA DENKO K.K의 AL-47H) 120중량부를 첨가하고, 교반했다. 교반 후, 탈포함으로써 점착제층 제조용 조성물을 얻었다.

수득된 조성물을 릴리스 라이너 상에 소정의 두께로 도포했다. 수득된 도막을 100℃에서 2분간 건조함으로써 두께 25㎛의 점착제층을 형성했다. 점착제층을 열방사성 필름에 전사 후, 40℃에서 3일간 양생시키는 것에 의해, 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 2

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나의 첨가량을 200중량부로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 3

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나의 첨가량을 500중량부로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 4

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나의 첨가량을 180중량부로 하고, 카본블랙 대신에 멜라민 시아누레이트(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.의 MC-6000, 입경 2㎛)를 80중량부 첨가한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 5

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나 대신에 멜라민 시아누레이트(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.의 MC-6000, 입경 2㎛)를 170중량부 첨가한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 6

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나 대신에 질화 알루미늄(Tokuyama Corporation.의 H그레이드, 입경 1㎛)을 첨가한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 7

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나 대신에 탄화 규소(신에츠덴키세이렌사의 H3000, 입경 4㎛)을 첨가한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 8

우레탄계 열가소성수지(KURARAY CO., LTD.의 KURAMIRON U1190, 고형분 100중량%) 131중량부를, 131중량부의 N,N'-디메틸포름아미드에 60℃에서 용해시켰다. 수득된 용액에, 알루미나(SHOWA DENKO K.K.의 AL-47H, 입경 2㎛) 400중량부 및 카본블랙(Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.의 CB4873) 12중량부를 첨가하고, 교반했다. 교반 후, 탈포함으로써 열방사성 필름 제조용 조성물을 얻었다.

수득된 조성물을 릴리스 라이너 상에 소정의 두께로 도포했다. 수득된 도막을 150℃에서 3분간 건조 후, 40℃에서 3일간 양생시키는 것에 의해, 두께 25㎛의 열방사성 필름을 얻었다.

상기 필름을 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

실시예 9

우레탄계 열가소성수지로서, KURARAY CO., LTD.의 KURAMIRON U9185(고형분 100중량%)을 사용한 이외는 실시예 8과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

비교예 1

열방사성 필름 제조용 조성물에 알루미나를 첨가하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

비교예 2

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나의 첨가량을 700중량부로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 필름을 제조하려고 했지만 필름으로 막형성할 수 없었다.

비교예 3

열방사성 필름 제조용 조성물에 카본블랙을 첨가하지 않은 것 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

비교예 4

열방사성 필름 제조용 조성물에 알루미나 및 카본블랙을 첨가하지 않고, 멜라민 시아누레이트(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.의 MC-6000, 입경 2㎛)를 150중량부 첨가한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

비교예 5

열방사성 필름 제조용 조성물에 알루미나 및 카본블랙을 첨가하지 않고, 알루미늄(Toyo Aluminium K.K.의 11-0018)을 200중량부 첨가한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 점착 테이프를 얻었다.

비교예 6

에폭시계 수지(NIPPON STEEL SUMIKIN CHEMICAL CO., LTD.의 YP-50EK35, 고형분 35중량%, 중량평균 분자량 약 7만) 286중량부에, 알루미나(SHOWA DENKO K.K.의 AL-47H, 입경 2㎛) 200중량부 및 카본블랙(Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.의 CB4873) 12중량부를 첨가하고, 교반했다. 교반 후, 탈포함으로써 열방사성 필름 제조용 조성물을 얻었다.

상기 필름 제조용 조성물을 사용한 이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 필름을 얻었다. 수득된 필름은 충분한 인장강도를 가지지 않고 있었다.

비교예 7

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나의 첨가량을 400중량부로 한 이외는 비교예 6과 동일하게 해서 열방사성 필름을 제조하려고 했지만 필름으로 막형성할 수 없었다.

비교예 8

아크릴계 수지(DIC사의 ACRYDIC A-804, 고형분 50중량%) 200중량부에, 이소시아네이트계 가교제(Nippon Ployurethane Industry Co., Ltd.의 CORONATE L-55E, 고형분 55중량%) 2중량부, 알루미나(SHOWA DENKO K.K.의 AL-47H, 입경 2㎛) 200중량부 및 카본블랙(Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.의 CB4873) 12중량부를 첨가하고, 교반했다. 교반 후, 탈포함으로써 열방사성 필름 제조용 조성물을 얻었다.

상기 필름 제조용 조성물을 사용하는 것이외는 실시예 1과 동일하게 해서 열방사성 필름을 얻었다.수득된 필름은 충분한 인장강도를 가지지 않고 있었다.

비교예 9

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나의 첨가량을 400중량부로 한 이외는 비교예 8과 동일하게 해서 열방사성 필름을 제조하려고 했지만 필름으로 막형성할 수 없었다.

비교예 10

폴리에스테르계 열가소성 수지(Mitsubishi Rayon Co., Ltd.의 ER-1082, 고형분 100중량%, 중량평균 분자량 약 3만) 100중량부를, 100중량부의 에틸아세테이트에 50℃에서 용해시켰다. 수득된 용액에, 알루미나(SHOWA DENKO K.K.의 AL-47H, 입경 2㎛) 200중량부 및 카본블랙(Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.의 CB4873) 12중량부를 첨가하고, 교반했다. 교반 후, 탈포함으로써 열방사성 필름 제조용 조성물을 얻었다.

수득된 조성물을 릴리스 라이너 상에 소정의 두께로 도포했다. 수득된 도막을 100℃에서 3분간 건조후, 40℃에서 3일간 양생시키는 것에 의해, 두께 25㎛의 열방사성 필름을 얻었다. 수득된 필름은 충분한 인장강도를 가지지 않고 있었다.

비교예 11

열방사성 필름 제조용 조성물에 포함되는 알루미나의 첨가량을 400중량부로 한 이외는 비교예 10과 동일하게 해서 열방사성 필름을 제조하려고 했지만 필름으로 막형성할 수 없었다.

수득된 열방사성 필름 및 열방사성 점착 테이프의 각종 시험결과를, 사용한 재료종 및 사용량과 함께, 표 1에 나타낸다.

도 5에 실시예 1 및 비교예 1의 열방사성 점착 테이프의 방열효과 시험에 있어서의 측정온도의 경시변화를 나타내는 그래프를 나타낸다. 도 5에는 열방사성 필름을 구비하지 않는 열방사성 점착 테이프의 그래프도 합쳐서 나타내고 있다.

표 1 및 도 5로부터, 0.5W/mㆍK 이상의 열전도율, 0.85 이상의 열방사율, 5N/20㎜ 이상의 인장강도 및 10∼30㎛의 막두께를 가지는 실시예의 열방사성 필름은 방열효과가 높은 것이 확인되고 있다.

1: 열방사성 필름
2 , 4: 점착제층
3: 열전도성 재료(시트)
a: 열방사성 점착 테이프
b: 구리박
c: 히터
d: 열전대
e: 단열재

Claims

우레탄계 수지와 열전도성 필러를 포함하고, 0.5W/mㆍK 이상의 열전도율, 0.85 이상의 열방사율, 5N/20㎜ 이상의 인장강도 및 10∼30㎛의 막두께를 가지는 것을 특징으로 하는 열방사성 필름.
제 1 항에 있어서, 열전도성 필러가 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 카본블랙, 흑연, 탄소섬유 및 멜라민 시아누레이트로부터 하나 이상 선택되는 열방사성 필름.
제 1 항에 있어서, 우레탄계 수지와 열전도성 필러를 포함하고, 0.5W/mㆍK 이상의 열전도율, 0.85 이상의 열방사율, 5N/20㎜ 이상의 인장강도 및 10∼30㎛의 막두께를 가지고,
상기 열전도성 필러가,
ㆍ알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄, 질화 붕소 및 멜라민 시아누레이트로부터 선택되는 필러 A와, 카본블랙, 흑연 및 탄소섬유로부터 선택되는 필러 B와의 조합, 또는
ㆍ알루미나, 티타니아, 지르코니아, 페라이트, 실리카, 산화 아연, 산화 마그네슘, 탄화 알루미늄, 탄화 규소, 질화 알루미늄 및 질화 붕소로부터 선택되는 필러 C와, 멜라민 시아누레이트의 필러 D와의 조합이고,
상기 열전도성 필러가 상기 우레탄계 수지 100중량부에 대해서 100∼600중량부 포함되는 열방사성 필름.
제 3 항에 있어서, 상기 필러 B가 상기 필러 A 100중량부에 대해서, 0.5∼30중량부 포함되고, 상기 필러 D가 상기 필러 C 100중량부에 대해서, 1∼200중량부 포함되는 열방사성 필름.
제 3 항에 있어서, 상기 열전도성 필러가,
ㆍ알루미나, 탄화 규소, 질화 알루미늄 및 멜라민 시아누레이트로부터 선택되는 필러와, 카본블랙의 필러와의 조합, 또는
ㆍ알루미나의 필러와, 멜라민 시아누레이트의 필러와의 조합인 열방사성 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 우레탄계 수지가 두께 25㎛일 때에, 5N/20㎜ 이상의 인장강도를 가지는 열방사성 필름.
제 1 항에 기재된 열방사성 필름과, 점착제층을 두께 방향으로 구비한 열방사성 점착 테이프.
제 7 항에 있어서, 상기 열방사성 필름과 점착제층 사이에, 구리, 알루미늄 및 그래파이트로부터 선택되는 열전도성 재료를 포함하는 시트를 추가로 구비한 열방사성 점착 테이프.
제 8 항에 있어서, 상기 열방사성 필름과 열전도성 재료를 포함하는 시트 사이에, 점착제층을 추가로 구비한 열방사성 점착 테이프.