KR20200034711A - 열전도성 입자 충전 파이버 - Google Patents

열전도성 입자 충전 파이버 Download PDF

Info

Publication number
KR20200034711A
KR20200034711A KR1020207001351A KR20207001351A KR20200034711A KR 20200034711 A KR20200034711 A KR 20200034711A KR 1020207001351 A KR1020207001351 A KR 1020207001351A KR 20207001351 A KR20207001351 A KR 20207001351A KR 20200034711 A KR20200034711 A KR 20200034711A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
thermally conductive
resin
conductive particle
filled
Prior art date
Application number
KR1020207001351A
Other languages
English (en)
Inventor
카즈히데 요시야마
겐스케 나카
키미히로 마츠카와
Original Assignee
칸토 덴카 코교 가부시키가이샤
고쿠리츠 다이가쿠 호우진 교토 코우게이 센이 다이가쿠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칸토 덴카 코교 가부시키가이샤, 고쿠리츠 다이가쿠 호우진 교토 코우게이 센이 다이가쿠 filed Critical 칸토 덴카 코교 가부시키가이샤
Publication of KR20200034711A publication Critical patent/KR20200034711A/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D01D5/0038—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion the fibre formed by solvent evaporation, i.e. dry electro-spinning
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/046—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with synthetic macromolecular fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/10—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material characterised by the additives used in the polymer mixture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/04—Dry spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/09—Addition of substances to the spinning solution or to the melt for making electroconductive or anti-static filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2333/14—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • C08J2363/02—Polyglycidyl ethers of bis-phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters
    • C08J2433/14—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/222—Magnesia, i.e. magnesium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C08K2003/282—Binary compounds of nitrogen with aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
    • C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/10—Transparent films; Clear coatings; Transparent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/16—Applications used for films
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2310/00—Masterbatches
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/08—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polymers of unsaturated carboxylic acids or unsaturated organic esters, e.g. polyacrylic esters, polyvinyl acetate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

본 발명은 수지와 열전도성 입자를 함유하는 열전도성 입자 충전 파이버로서, 열전도성 입자의 적어도 일부가 상기 파이버의 내부에 존재하고, 열전도성 입자의 평균 입경이 10~1000nm이며, 평균 섬유 직경이 50~10000nm인 열전도성 입자 충전 파이버이다.

Description

열전도성 입자 충전 파이버
본 발명은 열전도성 입자 충전 파이버 및 그 제조 방법, 및 수지 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
수지, 카본, 금속 산화물 등을 사용한 미세섬유는 일반적으로 나노 파이버라고 칭해지는 섬유 직경이 나노 스케일의 섬유이다. 미세섬유는 표면적이 매우 크고, 각종 용도(예를 들면, 고성능 필터, 전지 세퍼레이터, 전자파 실드재, 인공피혁, 세포 배양 기재, IC칩, 유기 EL, 태양전지 등)에 응용되는 것이 기대되고 있다.
미세섬유의 특성 예를 들면 물리적 특성이나 전기적 특성 등을 바꾸기 위해서, 또 소정의 기능을 부여하기 위해서, 목적에 따른 재료를 당해 미세섬유와 복합화시키는 것이 제안되어 있다.
일본 특개 2004-3070호 공보에는, 열가소성 수지로 이루어지는 섬유의 표면에 고체 입자를 담지하는 섬유로서, 상기 고체 입자의 융점 또는 분해 온도가 상기 열가소성 수지의 융점보다 높고, 상기 고체 입자의 평균 입자 직경이 상기 섬유의 평균 직경의 1/3 이하이며, 소정의 유효 표면적률이 50% 이상인 고체 입자 담지 섬유가 개시되어 있다.
일본 특개 2016-11474호 공보에는, 열가소성 수지로 이루어지는 섬유를 포함하는 부직포의 표면에 0.1~20g/m2로 소성 하이드록시아파타이트 입자가 열융착에 의해 고착된, 전단 강성이 8.5gf/cm·deg인 구강 청소용 부직포가 개시되어 있다.
일본 특개 2006-336121호 공보에는, 평균 섬유 직경이 50~1000nm, 섬유 길이가 100μm 이상인 지르코니아 섬유를 소정의 단계를 거쳐 제조하는 것이 개시되어 있다.
일본 특표 2011-529437호 공보에는, 세공을 가지는 금속 산화물 담체와, 이 세공 내에 분산된 금속 나노 입자를 포함하고, 직경이 300nm 이하인 나노 파이버가 개시되어 있다.
일본 특개 2015-86270호 공보에는, 유기 수지 중에 섬유상 알루미나 필러가 분산된, 소정의 열전도율을 가지는 필러 분산 유기 수지 복합체가 개시되어 있다.
일본 특개 2008-75010호 공보에는, 매트릭스인 수지(A)와 섬유상물로 이루어지는 복합체로서, 이 섬유상물이 수지(B)와 무기 입자로 이루어지는 수지 복합체가 개시되어 있다.
일본 특표 2010-526941호 공보에는, 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 해독 입자를 포함하는, 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 섬유가 개시되어 있다.
일본 특개 2016-79202호 공보에는, 열전도성 무기 입자와 셀룰로오스 나노 파이버의 복합재로 이루어지는 방열재로서, 상기 셀룰로오스 나노 파이버는 그 표면을 에스테르화 및/또는 에테르화하여 수식되어 있는 방열재가 개시되어 있다.
산화마그네슘 등의 화합물은 열전도성이나 내열성 등이 우수한 것이 알려져 있고, 수지 조성물의 열전도성을 높이기 위한 열전도성 필러로서 다양한 수지에 사용되어 있다.
본 발명은 열전도성이 우수하고, 수지에 대해서도 우수한 열전도성을 부여할 수 있는, 열전도성 입자를 함유하는 열전도성 입자 충전 파이버를 제공한다.
본 발명은 수지와 평균 입경이 10~1000nm인 열전도성 입자를 함유하고, 평균 섬유 직경이 50~10000nm인, 열전도성 입자 충전 파이버에 관한 것이다.
본 발명은 수지와 열전도성 입자를 함유하는 열전도성 입자 충전 파이버로서,
열전도성 입자의 적어도 일부가 상기 파이버의 내부에 존재하고,
열전도성 입자의 평균 입경이 10~1000nm이며,
평균 섬유 직경이 50~10000nm인,
열전도성 입자 충전 파이버를 포함한다.
또 본 발명은 상기 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버와 수지를 함유하는, 수지 조성물에 관한 것이다.
또 본 발명은 상기 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버의 제조 방법으로서, 수지, 열전도성 입자 및 용매를 함유하는 폴리머 용액을 사용하여 전계 방사법에 의해 방사하는 공정을 가지는, 열전도성 입자 충전 파이버의 제조 방법에 관한 것이다.
또 본 발명은 상기 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 제조하는 공정(I)과, 상기 공정(I)에서 얻어진 열전도성 입자 충전 파이버를 수지에 배합하는 공정(II)을 가지는 수지 조성물의 제조 방법으로서, 공정(I)이 수지, 열전도성 입자 및 용매를 함유하는 폴리머 용액을 사용하여 전계 방사법에 의해 방사하는 공정을 가지는, 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 열전도성이 우수하고, 수지에 대해서도 우수한 열전도성을 부여할 수 있는, 열전도성 입자를 함유하는 열전도성 입자 충전 파이버가 제공된다.
도 1은 실시예, 비교예에서 얻어진 필름의 열전도율과 산화마그네슘 입자의 첨가량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
<열전도성 입자 충전 파이버 및 그 제조 방법>
본 발명은 수지와 평균 입경이 10~1000nm인 열전도성 입자를 함유하고, 평균 섬유 직경이 50~10000nm인 미세 파이버에 관한 것이다. 본 발명의 파이버는 평균 입경이 10~1000nm인 열전도성 입자가 분산된 수지로 이루어지는, 평균 섬유 직경이 50~10000nm인 수지 파이버이다.
본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 수지와 열전도성 입자를 함유한다.
수지는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 아미드·이미드 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지 등으로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 들 수 있다. 수지는 에폭시기와 같은 경화성의 기를 가지는 것이어도 된다.
본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 수지를 바람직하게는 25~90질량%, 보다 바람직하게는 25~80질량%, 더욱 바람직하게는 50~70질량% 함유한다.
본 발명에 있어서, 열전도성 입자는 열전도율이 1.0W/m·K 이상인 입자를 말한다.
열전도성 입자는 평균 입경이 10~1000nm, 바람직하게는 10~500nm, 보다 바람직하게는 10~100nm이다. 이와 같은 평균 입경의 열전도성 입자, 예를 들면 산화마그네슘 입자는 예를 들면 기상 산화법에 의해 입수할 수 있다.
여기서, 열전도성 입자의 평균 입경은 동적 광산란법(DLS:Dynamic Light Scattering Measurement)에 의해 측정된 것이다. 평균 입경은 예를 들면 다이나믹 광산란 광도계에 의해 측정할 수 있고, 구체적으로는 열전도성 입자를 분산매에 마그네틱 스터러로 24시간정도 교반, 분산시키고, 얻어진 분산액을 다이나믹 광산란 광도계(예를 들면, 오츠카덴시 가부시키가이샤제, 형번:DLS-7000HL)를 사용하여 측정할 수 있다.
열전도성 입자로서는 금속 산화물 입자, 금속 질화물 입자 및 탄소 입자로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 구체적으로는 열전도성 입자로서는 산화마그네슘 입자, 산화알루미늄 입자, 질화붕소 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 나노다이아, 카본나노튜브 및 그래핀 입자로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 바람직하게는 금속 산화물 입자이며, 보다 바람직하게는 산화마그네슘 입자이다.
본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 열전도성 입자를 바람직하게는 20~90질량%, 보다 바람직하게는 25~90질량%, 더욱 바람직하게는 30~90질량%, 보다 더 바람직하게는 30~80질량%, 보다 더 바람직하게는 30~60질량% 함유한다. 후술하는 본 발명의 수지 조성물에 있어서, 동일한 양의 열전도성 입자를 수지 조성물 중에 배합하는 경우, 상기 범위에서 열전도성 입자를 함유하는 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 사용하는 것이, 수지 조성물의 제조면이나 열전도율의 향상 효과의 면에서 유리한 경우가 있다. 그 때문에, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 상기 범위에서 열전도성 입자를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 평균 섬유 직경이 50~10000nm, 바람직하게는 100~5000nm, 보다 바람직하게는 100~1000nm이다.
여기서, 열전도성 입자 충전 파이버의 평균 섬유 직경은 얻어진 나노 파이버를 주사형 전자 현미경(히타치하이테크놀로지즈제 SU1510)에 의해 촬영하여 얻은 화상으로부터 랜덤으로 50개소를 선택하여 평균값을 구함으로써 측정할 수 있다.
본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 평균 섬유 길이가 바람직하게는 100μm 이상, 보다 바람직하게는 500μm 이상, 더욱 바람직하게는 1000μm 이상이다.
여기서, 열전도성 입자 충전 파이버의 평균 섬유 길이는 얻어진 나노 파이버를 주사형 전자 현미경에 의해 촬영하여 얻은 화상으로부터 랜덤으로 50개소를 선택하여 평균값을 구함으로써 측정할 수 있다.
본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 바람직하게는 열전도성 입자의 적어도 일부가 섬유 내부에 존재한다. 즉, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 열전도성 입자가 분산된 미세섬유이다. 이와 같은 상태를 얻기 위해서, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 전계 방사법에 의해 제조된 미세섬유인 것이 바람직하다. 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버는 수지, 열전도성 입자 및 용매를 함유하는 폴리머 용액을 사용하여 전계 방사법에 의해 방사하는 공정을 가지는, 열전도성 입자 충전 파이버의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
수지, 열전도성 입자는 상기한 것이 사용된다. 수지는 열경화성 수지, UV 경화성 수지 등의 경화성 수지가 바람직하다. 수지는 에폭시기와 같은 경화성의 기를 가지는 것이어도 된다. 수지가 경화성 수지인 경우는 경화제를 폴리머 용액에 함유시킬 수 있다.
폴리머 용액의 용매는 수지를 용해시키는 것이 사용된다. 용매로서는 유기 용매, 또한 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 아세톤, 시클로헥산온 등의 케톤, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, n-부탄올, 이소부틸알코올 등의 알코올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 에테르, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 락트산에틸, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에스테르, 디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아세토아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드를 들 수 있다. 본 발명에서는 열전도성 입자와 용매의 혼합물을 수지와 혼합하여 폴리머 용액을 조제하는 것이 바람직하다. 폴리머 용액을 사용한 전계 방사법은 공지의 방법에 준하여 행할 수 있다.
폴리머 용액은 분산제를 함유해도 된다. 분산제로서는 다가 카르복실산을 포함하는 지방산이나 불포화 지방산 등을 포함하는 아니온계 분산제, 고분자계 이온성 분산제, 인산에스테르계 화합물 등을 들 수 있다. 분산제는 열전도성 입자에 대하여, 1~25질량%의 비율로 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 수지가 에폭시기를 포함하는 폴리머이며, 그 경화제를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 글리시딜기를 가지는 폴리머와, 경화제인 아민 화합물과의 조합을 수지로서 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 폴리글리시딜메타크릴레이트 및 폴리-비스페놀A디글리시딜에테르로부터 선택되는 폴리머와, 쇄상 지방족 폴리아민, 예를 들면 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 디프로프렌디아민, 디에틸아미노프로필아민 등과의 조합을 들 수 있다. 경화제인 아민 화합물은 폴리머에 대하여, 1~10질량%의 비율로 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 폴리글리시딜메타크릴레이트 및 폴리-비스페놀A디글리시딜에테르로부터 선택되는 폴리머, 이 폴리머의 경화제인 쇄상 지방족 폴리아민, 열전도성 입자, 예를 들면 산화마그네슘 입자, 및 상기 폴리머의 용매를 함유하는 폴리머 용액을 열전도성 입자 충전 파이버의 제조에 사용하는 것이 바람직하다.
<수지 조성물 및 그 제조 방법>
본 발명의 수지 조성물은 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버와 수지(이하, 매트릭스 수지라고 함)를 함유한다.
수지 조성물에 있어서의 매트릭스 수지는 열전도성 입자 충전 파이버를 구성하는 수지와 동일해도 되고 상이해도 된다. 수지 조성물에 있어서의 매트릭스 수지로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 아미드·이미드 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지 등으로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 들 수 있다. 수지는 에폭시기와 같은 경화성의 기를 가지는 것이어도 된다.
본 발명의 수지 조성물은 1개의 측면에 있어서 매트릭스 수지 중에 열전도성 입자(이하, 매트릭스 수지용 입자라고 함)를 함유하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 수지 조성물은 1개의 측면에 있어서 매트릭스 수지 중에 분산된 열전도성 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 매트릭스 수지용 입자로서는 금속 산화물 입자, 금속 질화물 입자 및 탄소 입자로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 매트릭스 수지용 입자로서는 산화알루미늄 입자, 산화마그네슘 입자 및 결정성 실리카 입자로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하다. 매트릭스 수지용 입자는 열전도성 입자 충전 파이버 중의 열전도성 입자(이하, 파이버용 입자라고 함)와 동일한 종류의 것이어도 되고 상이한 종류의 것이어도 된다. 매트릭스 수지용 입자의 평균 입경이나 함유량은 첨가 목적에 따라 선정할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 매트릭스 수지 100질량부에 대하여, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 바람직하게는 1~90질량부, 보다 바람직하게는 25~80질량부, 더욱 바람직하게는 30~75질량부 함유한다.
일례로서, 열전도성을 향상시킨 수지 조성물의 경우, 이하와 같은 조성을 들 수 있다.
매트릭스 수지 5~99질량부
매트릭스 수지용 입자 0~95질량부
본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버 1~90질량부
이 수지 조성물에서는 수지는 비스페놀A디글리시딜에테르를 구성 모노머로서 포함하는 수지가 바람직하다. 또 매트릭스 수지용 입자의 평균 입경은 0.1~10μm가 바람직하다. 또 매트릭스 수지용 입자를 사용하는 경우, 열전도성 입자 충전 파이버는 당해 열전도성 입자 충전 파이버 중의 파이버용 입자가 매트릭스 수지용 입자에 대하여 1~75질량%가 되도록 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 파이버용 입자/매트릭스 수지용 입자의 질량비는 0.01~0.75가 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물이 매트릭스 수지와 매트릭스 수지용 입자를 함유하는 경우, 본 발명의 수지 조성물은 매트릭스 수지와 매트릭스 수지용 입자의 합계 100질량부에 대하여, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 바람직하게는 1~90질량부, 보다 바람직하게는 1~50질량부, 더욱 바람직하게는 1~25질량부 함유한다.
산화마그네슘 등의 입자는 수지의 열전도성을 향상시키는 첨가제로서 알려져 있는데, 본 발명에서는 열전도성 입자를 미세섬유 중에 함유시켜 열전도성 입자 충전 파이버로 하고, 당해 열전도성 입자 충전 파이버를 수지 조성물 중에 배합함으로써, 동일한 양의 열전도성 입자를 직접 수지 조성물 중에 배합한 경우에 비해, 현격히 열전도성이 향상된다.
본 발명의 수지 조성물의 용도로서, 예를 들면 각종 전자 디바이스의 방열 재료, 열교환 재료 등을 들 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 투과율이 바람직하게는 80%T 이상, 보다 바람직하게는 85%T 이상, 더욱 바람직하게는 90%T 이상이다. 이 투과율은 분광 광도계를 사용하여, 입사광 파장역 λ380~780nm에서 측정한 분광 투과율로서 얻을 수 있다. 분광 광도계는 예를 들면 레이시오 빔 분광 광도계(가부시키가이샤 히타치하이테크사이언스제:U-5100)를 사용할 수 있다. 본 발명의 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 사용함으로써, 투명성을 유지하면서, 열전도성이 향상된 수지 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 제조하는 공정(I)과, 상기 공정(I)에서 얻어진 열전도성 입자 충전 파이버를 수지에 배합하는 공정(II)을 가지는 수지 조성물의 제조 방법으로서, 공정(I)이 수지, 산화마그네슘 입자 및 용매를 함유하는 폴리머 용액을 사용하여 전계 방사법에 의해 방사하는 공정을 가지는, 수지 조성물의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
공정(I)은 상기한 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버의 제조 방법과 동일하다.
공정(II)에서는 열전도성 입자 충전 파이버를 매트릭스 수지의 구성 모노머와 혼합하고, 이 구성 모노머를 중합시킴으로써, 열전도성 입자 충전 파이버를 매트릭스 수지에 배합할 수 있다. 또 공정(II)에서는 공정(I)에서 얻어진 열전도성 입자 충전 파이버와 매트릭스 수지를 혼련하여, 열전도성 입자 충전 파이버를 매트릭스 수지에 배합할 수 있다.
또 공정(II)에서는 매트릭스용 입자를 매트릭스 수지에 배합할 수 있다.
공정(II)에서는 예를 들면 공정(I)에서 얻어진 열전도성 입자 충전 파이버, 및 매트릭스 수지의 구성 모노머, 임의로 매트릭스용 입자를 혼합하고, 이 구성 모노머를 중합시킴으로써, 열전도성 입자 충전 파이버와 임의로 매트릭스용 입자를 매트릭스 수지에 배합할 수 있다.
또한 공정(II) 후에, 공정(II)에서 얻어진 혼합물을 성형하는 공정(III)을 마련할 수 있다. 즉, 본 발명에 의해, 공정(I), 공정(II) 및 공정(III)을 가지는 수지 성형품의 제조 방법이 제공된다. 공정(II)에 있어서, 매트릭스 수지의 구성 모노머를 중합시키는 방법을 채용하는 경우는, 중합용의 혼합물을 형 프레임에 충전하거나 지지체에 도포하거나 한 후, 경화시켜, 수지 조성물의 제조와 성형을 동시에 행해도 된다. 예를 들면, 공정(I)에서 얻어진 열전도성 입자 충전 파이버, 매트릭스용 입자, 및 매트릭스 수지의 구성 모노머를 혼합하고, 얻어진 혼합물을 형 프레임에 충전하고, 이 형 프레임 중에서 상기 구성 모노머를 중합시킴으로써, 열전도성 입자 충전 파이버와 매트릭스용 입자를 함유하는 수지 조성물을 성형할 수 있다. 또 공정(II)에서 얻어진 상기 혼합물의 도막을 경화시켜 박막을 형성할 수 있다.
또 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버 또는 본 발명의 수지 조성물과, 다른 부재를 복합시킨 복합 물품을 얻을 수도 있다. 예를 들면, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버와, 시트, 밀착성 필름 등을 복합시킨 물품을 들 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 용도 등을 고려하여, 적당한 형상으로 성형하여 사용할 수 있다. 본 발명에 의해, 본 발명의 수지 조성물로 이루어지는 박막이 제공된다. 본 발명의 박막은 투과율이 바람직하게는 80%T 이상, 보다 바람직하게는 85%T 이상, 더욱 바람직하게는 90%T 이상이다. 이 투과율은 분광 광도계를 사용하여, 입사광 파장역 λ380~780nm에서 측정한 분광 투과율로서 얻을 수 있다. 분광 광도계는 예를 들면 레이시오 빔 분광 광도계(가부시키가이샤 히타치하이테크사이언스제:U-5100)를 사용할 수 있다. 본 발명의 박막은 두께 160μm, 입사광 파장 λ400nm의 조건에서, 상기 범위의 투과율을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 사용함으로써, 투명성을 유지하면서, 열전도성이 향상된 박막을 얻을 수 있다.
본 발명에 의해, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버와 매트릭스 수지용의 구성 모노머와 혼합하고, 이 혼합물 중의 상기 모노머를 경화시키는, 성형품의 제조 방법이 제공된다.
또한 본 발명에 의해, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버와 매트릭스 수지용의 구성 모노머와 혼합하고, 이 혼합물을 박막으로 한 후, 이 박막 중의 상기 모노머를 경화시키는, 경화 박막의 제조 방법이 제공된다. 상기 혼합물을 박막으로 하는 방법은 예를 들면 지지체에 상기 혼합물을 도포하는 방법을 들 수 있다.
(실시예)
〔실시예 1 및 비교예 1〕
<열전도성 입자 충전 파이버의 제조>
(1) 폴리머 용액의 조제
산화마그네슘 입자(평균 입경 35nm)와 용매인 메틸에틸케톤을 하이플렉스호모지나이저를 사용하여 혼합하여 분산액을 조제했다. 분산액 중의 산화마그네슘 입자의 농도는 30질량%였다.
열전도성 입자 충전 파이버용의 수지로서, 플레이크상의 폴리글리시딜메타크릴레이트(PGMA)를 사용했다. 또 PGMA용의 경화제로서, 트리에틸렌테트라민(TETA)을 사용했다.
상기 분산액에 PGMA를 용해시키고, TETA를 첨가하여, 전계 방사법에 사용하는 폴리머 용액을 조제했다. 폴리머 용액의 조성은 산화마그네슘 입자 21질량%, 메틸에틸케톤 52질량%, PGMA 25질량%, TETA 2질량%였다.
(2) 전계 방사법에 의한 열전도성 입자 충전 파이버의 제조
상기 (1)에서 조제한 폴리머 용액을 사용하여, 전계 방사용 장치(NEU 나노 파이버 일렉트로스피닝 유닛, 가토테크 가부시키가이샤)로 전계 방사하고, 용매인 메틸에틸케톤을 휘발시켜, 평균 섬유 직경이 497nm인 열전도성 입자 충전 파이버를 제조했다. 전계 방사용 장치의 조건은 실린지 속도:0.05mm/분, 노즐 내경:1.20mm, 회전식 타겟(포집체):스테인레스제 드럼(직경 10cm), 회전식 타겟 속도:3.00m/분, 노즐로의 인가 전압:+15kV, 노즐 선단으로부터 회전식 타겟까지의 거리:10cm로 했다.
이 열전도성 입자 충전 파이버에서는 산화마그네슘 입자의 적어도 일부가 섬유 내부에 존재하고 있었다. 전해 방사법 후의 열전도성 입자 충전 파이버의 조성은 산화마그네슘 입자 40질량%, PGMA의 가교 수지 60질량%(PGMA 55.7질량%와 TETA 4.3질량%에 상당)였다.
<평가용 필름의 제조>
얻어진 열전도성 입자 충전 파이버와, 매트릭스 수지용 모노머인 비스페놀A디글리시딜에테르(BPADGE)와, 매트릭스용 입자인 산화알루미늄(평균 입경 3μm)을 초음파 호모지나이저로 혼합하여, 모노머 용액을 조제했다. 조제한 모노머 용액에 트리에틸렌테트라민을 첨가하여, 테프론(등록상표) 프레임에 흘려넣고, 120℃에서 3시간 가열함으로써 평가용 필름을 제조했다.
표 1에서는 BPADGE와 산화알루미늄(Al2O3)의 합계 중, 산화알루미늄의 양이 50질량% 또는 90질량%인 조성을 채용했다. 또 열전도성 입자 충전 파이버는 산화마그네슘 입자의 함유량이 40질량%인 것을 채용했다. 그리고, BPADGE와 산화알루미늄의 합계 100질량부에 대하여, 열전도성 입자 충전 파이버 중의 산화마그네슘의 첨가량이 표 1과 같아지도록 열전도성 입자 충전 파이버의 첨가량을 조정하여 필름을 제조했다. 실시예의 필름에서는 매트릭스 수지 중에 열전도성 입자 충전 파이버와 산화마그네슘 입자가 분산되어 있었다.
또 비교의 필름에서는 열전도성 입자 충전 파이버 대신에, 이 열전도성 입자 충전 파이버에 배합한 산화마그네슘 입자를 그대로 표 1의 첨가량으로 사용하여 모노머 용액을 조제하여 필름을 제조했다.
또한 편의적으로 BPADGE와 산화알루미늄을 합쳐, 표에서는 매트릭스 수지라고 표기했다.
<필름의 평가>
얻어진 평가용 필름의 열확산율, 비열, 밀도를 측정하고, 열전도율(W/m·K)을 하기의 식에 따라 산출했다.
열전도율=열확산율×비열×밀도
열확산율은 열물성 측정 장치(베델허드슨켄큐쇼:서모웨이브애널라이저 TA3)를 사용하여 측정했다. 필름의 수직 방향에 대하여 중심과, 그로부터 좌측 앞쪽, 우측 앞쪽, 좌측 안쪽, 우측 안쪽으로 1mm씩 어긋나게 한 합계 5개소를 측정하여, 수직 평균을 산출했다.
비열은 시차 주사 열량계(가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼제:DSC-60)를 사용하여 측정했다.
비중은 전자 비중계(알파미라지 가부시키가이샤제:EW-300SG)를 사용하여 측정했다.
결과를 표 1에 나타냈다. 또한 표 1에는 열전도성 입자 충전 파이버를 첨가하지 않고 제조한 필름의 열전도율도 나타냈다.
또 도 1에, 표 1의 실시예, 비교예에 대해서, 필름의 열전도율과 산화마그네슘 입자의 첨가량과의 관계를 그래프로 나타냈다. 시료는 BPADGE와 산화알루미늄(50질량%와 90질량%의 2종류)을 매트릭스 수지로 하고, 표 1에 나타내는 바와 같이, 참고예는 산화마그네슘(MgO) 입자가 무첨가인 필름이며, 비교예는 MgO 입자를 단순히 첨가한 것이며, 실시예는 MgO 입자 충전 파이버를 사용한 것이다.
MgO 매트릭스 수지 구분
첨가 방법 첨가량*1 Al2O3 함유량(질량%)
50 90
열전도율
(W/m·K)		 무첨가 0.36 1.11 참고예
MgO 40질량% 함유 파이버 2질량부 0.67 1.46 실시예 1-1
MgO 입자 2질량부 0.44 1.31 비교예 1-1
MgO 40질량% 함유 파이버 4질량부 0.82 1.53 실시예 1-2
MgO 입자 4질량부 0.48 1.32 비교예 1-2
*1 첨가량 : 매트릭스 수지 100질량부(BPADGE와 산화알루미늄의 합계 100질량부)에 대한 산화마그네슘 입자의 첨가량(질량부)
표 1 및 도 1의 결과로부터, 동일한 양의 산화마그네슘 입자를 매트릭스 수지에 배합하는 경우, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버의 형태로 배합함으로써, 열전도율이 높아지는 것을 알 수 있다. 표 1 및 도 1의 결과는 본 발명의 하나의 구체예이며, MgO 함유 파이버의 MgO 함유량을 증가시키면, 또 MgO 함유 파이버의 첨가량을 증가시키면, 보다 열전도율은 높아진다. 덧붙여서, 본 실시예에서는 MgO 입자를 파이버에 함유시키고 있지만, 일부를 파이버에 함유시키고, 일부를 매트릭스 수지에 첨가할 수도 있다.
〔실시예 2〕
<평가용 투명 도막의 제조>
상기한 열전도성 입자 충전 파이버의 제조와 마찬가지로, 단, 폴리머 용액의 조성을 변경하여, 산화마그네슘 입자 45질량%, PGMA의 가교 수지 55질량%의 열전도성 입자 충전 파이버(평균 섬유 직경 497nm)를 제조했다. 이 열전도성 입자 충전 파이버에서는 산화마그네슘 입자의 적어도 일부가 섬유 내부에 존재하고 있었다.
얻어진 열전도성 입자 충전 파이버와, 매트릭스 수지용 모노머인 폴리글리시딜메타크릴레이트(PGMA)를 메틸에틸케톤(MEK)에 60질량% 용해한 폴리머 용액을 막자사발 혼련하여, 파이버 첨가 폴리머 용액을 얻었다. 조제한 파이버 첨가 폴리머 용액을 애플리케이터로 커버 글라스 상에 도막하고, 100℃에서 1시간 가열함으로써 평가용 투명 도막을 얻었다. 그 때, 투명 도막에 있어서의 PGMA와 열전도성 입자 충전 파이버의 함유량이 표 2와 같이 되도록, 열전도성 입자 충전 파이버의 첨가량을 조정하여 투명 도막을 제조했다. 실시예의 투명 도막에서는 매트릭스 수지 중에 열전도성 입자 충전 파이버가 분산되어 있었다.
<투명 도막의 평가>
얻어진 평가용 투명 도막의 분광 투과율을 레이시오 빔 분광 광도계(가부시키가이샤 히타치하이테크사이언스제:U-5100, 입사광 파장 λ400nm)를 사용하여 측정했다. 또 얻어진 투명 도막의 열전도율을 실시예 1과 마찬가지로 산출했다. 이들의 결과를 표 2에 나타냈다. 또한 참고예는 열전도성 입자 충전 파이버를 첨가하지 않고 제조한 투명 도막이다.
투명 도막 평가
조성 막두께
(μm)		 투과율
(%T)		 열전도율
(W/m·K)
매트릭스 수지
(PGMA)
(질량%)		 MgO 45질량%
함유 파이버
(질량%)		 MgO 환산의
함유량
(질량%)
참고예 100 0 0 120 95 0.14
실시예 2-1 90 10 4.5 106 88 0.33
2-2 80 20 9 159 80 0.46
표 2의 결과로부터, 본 발명의 열전도성 입자 충전 파이버를 사용하면, 투명 도막의 투과율을 유지하면서, 열전도율을 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 실시예 2-1, 2-2의 투명 도막의 막두께를 보다 작게 한 경우는 더욱 투과율이 커진다고 생각된다.

Claims (16)

  1. 수지와 평균 입경이 10~1000nm인 열전도성 입자를 함유하고, 평균 섬유 직경이 50~10000nm인 열전도성 입자 충전 파이버.
  2. 제 1 항에 있어서, 수지가 에폭시 수지, 아크릴 수지, 아미드·이미드 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지 등으로부터 선택되는 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 열전도성 입자 충전 파이버.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 열전도성 입자를 20~90질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 열전도성 입자 충전 파이버.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 섬유 길이가 100μm 이상인 것을 특징으로 하는 열전도성 입자 충전 파이버.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 열전도성 입자가 금속 산화물 입자, 금속 질화물 입자 및 탄소 입자로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 열전도성 입자 충전 파이버.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 열전도성 입자가 산화마그네슘 입자, 산화알루미늄 입자, 질화붕소 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 나노다이아, 카본나노튜브 및 그래핀 입자로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 열전도성 입자 충전 파이버.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 열전도성 입자 충전 파이버와, 수지(이하, 매트릭스 수지라고 함)를 함유하는 수지 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 매트릭스 수지 중에 열전도성 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 매트릭스 수지 중의 열전도성 입자가 금속 산화물 입자, 금속 질화물 입자 및 탄소 입자로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 매트릭스 수지 중의 열전도성 입자가 산화알루미늄 입자, 산화마그네슘 입자 및 결정성 실리카 입자로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 투과율이 80%T 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 열전도성 입자 충전 파이버의 제조 방법으로서, 수지, 열전도성 입자 및 용매를 함유하는 폴리머 용액을 사용하여 전계 방사법에 의해 방사하는 공정을 가지는 열전도성 입자 충전 파이버의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 열전도성 입자 충전 파이버를 제조하는 공정(I)과, 상기 공정(I)에서 얻어진 열전도성 입자 충전 파이버를 수지에 배합하는 공정(II)을 가지는 수지 조성물의 제조 방법으로서, 공정(I)이 수지, 열전도성 입자 및 용매를 함유하는 폴리머 용액을 사용하여 전계 방사법에 의해 방사하는 공정을 가지는 수지 조성물의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 공정(II)에서, 열전도성 입자 충전 파이버를 수지의 구성 모노머와 혼합하고, 이 구성 모노머를 중합시킴으로써, 열전도성 입자 충전 파이버를 수지에 배합하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물의 제조 방법.
  15. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물로 이루어지는 박막.
  16. 제 15 항에 있어서, 투과율이 80%T 이상인 것을 특징으로 하는 박막.
KR1020207001351A 2017-08-28 2018-05-10 열전도성 입자 충전 파이버 KR20200034711A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017163218 2017-08-28
JPJP-P-2017-163218 2017-08-28
PCT/JP2018/018068 WO2019044045A1 (ja) 2017-08-28 2018-05-10 熱伝導性粒子充填ファイバー

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200034711A true KR20200034711A (ko) 2020-03-31

Family

ID=65527573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207001351A KR20200034711A (ko) 2017-08-28 2018-05-10 열전도성 입자 충전 파이버

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200239759A1 (ko)
EP (1) EP3650589A4 (ko)
JP (1) JPWO2019044045A1 (ko)
KR (1) KR20200034711A (ko)
CN (1) CN111051583A (ko)
TW (1) TW201912695A (ko)
WO (1) WO2019044045A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7352406B2 (ja) * 2019-08-06 2023-09-28 関東電化工業株式会社 熱伝導性粒子充填ファイバー
CN115461411A (zh) * 2020-04-30 2022-12-09 太阳控股株式会社 树脂组合物和使用其的薄膜
JP7440650B2 (ja) 2020-09-14 2024-02-28 富士フイルム株式会社 不織布、不織布製造方法、液体用フィルタ
CN114808183A (zh) * 2022-03-11 2022-07-29 纳电(深圳)材料科技有限公司 一种静电纺丝油墨、高导热纤维膜及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4300006B2 (ja) 2001-09-06 2009-07-22 日本バイリーン株式会社 固体粒子担持繊維及び固体粒子担持繊維シートの製造方法及び製造装置
JP4612476B2 (ja) 2005-05-31 2011-01-12 帝人株式会社 ジルコニア繊維の製造方法
JP2007154007A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Seiko Epson Corp フィラーの製造方法、フィラーおよび樹脂成形体
JP2008075010A (ja) * 2006-09-22 2008-04-03 Mitsubishi Chemicals Corp 樹脂複合体
JP5308435B2 (ja) 2007-04-11 2013-10-09 ナショナル ユニヴァーシティー オブ シンガポール 化学的物質および生物学的物質の除染用の繊維
US20100028674A1 (en) 2008-07-31 2010-02-04 Fredrick O Ochanda Nanofibers And Methods For Making The Same
JP5967002B2 (ja) * 2013-04-08 2016-08-10 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 易変形性凝集体、熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性部材、および熱伝導性接着シート
JP2014118429A (ja) * 2012-12-13 2014-06-30 Sumitomo Bakelite Co Ltd 樹脂シートおよびフィルム
JP2014162921A (ja) * 2013-02-28 2014-09-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd 樹脂シートおよびフィルム
JP6336262B2 (ja) * 2013-10-29 2018-06-06 日本バイリーン株式会社 フィラー分散有機樹脂複合体
JP6164130B2 (ja) * 2014-03-25 2017-07-19 トヨタ自動車株式会社 熱伝導材の製造方法
JP2016011474A (ja) 2014-06-27 2016-01-21 日本バイリーン株式会社 歯面等の口腔清掃用不織布
US10753022B2 (en) * 2014-07-25 2020-08-25 Illinois Tool Works, Inc. Particle-filled fiber and articles formed from the same
JP6470539B2 (ja) 2014-10-10 2019-02-13 株式会社Kri 放熱材

Also Published As

Publication number Publication date
EP3650589A1 (en) 2020-05-13
CN111051583A (zh) 2020-04-21
JPWO2019044045A1 (ja) 2020-11-05
TW201912695A (zh) 2019-04-01
EP3650589A4 (en) 2021-04-21
US20200239759A1 (en) 2020-07-30
WO2019044045A1 (ja) 2019-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200034711A (ko) 열전도성 입자 충전 파이버
Odom et al. Rapid curing and additive manufacturing of thermoset systems using scanning microwave heating of carbon nanotube/epoxy composites
Griffini et al. 3D-printable CFR polymer composites with dual-cure sequential IPNs
JP5168445B2 (ja) 接合体およびその製造方法
CN103756252B (zh) 一种热固性树脂基导热复合材料及其制备方法和应用
CN103756298B (zh) 一种热塑性聚合物基导热复合材料及其制备方法和应用
Gouzman et al. 3D printing of bismaleimides: from new ink formulation to printed thermosetting polymer objects
JP6576345B2 (ja) サブミクロン銀粒子インク組成物、プロセスおよび応用
US20050245667A1 (en) Polymer/carbon nanotube composites, methods of use and methods of synthesis thereof
US8815144B2 (en) Carbon nanotube/polymer composites resistant to ionizing radiation
KR101742863B1 (ko) 분산안정성이 개선된 열전도성 복합재료 코팅용액, 이의 제조방법 및 이를 이용한 열전도 및 방열 코팅막
CN109943075A (zh) 一种磁取向的石墨烯导热硅橡胶复合材料的制备方法
CN107033294A (zh) 一种用于激光3d打印的导电紫外光固化树脂复合材料及其制备方法
CN102190900A (zh) 导热性片材
JP2014089818A (ja) 熱硬化型導電性ペースト
CN105255154A (zh) 一种热固性树脂物基导热复合材料的制备方法
KR101433575B1 (ko) 그래핀이 담지된 투명성을 나타내는 미립자와 이를 이용한 열전도성 접착제 및 그의 제조방법
CN101528816A (zh) 碳纤维复合片材
JP7352406B2 (ja) 熱伝導性粒子充填ファイバー
JP2005068241A (ja) プラスチック複合透明シート及びそれを使用した表示素子
Liu et al. Synthesis and characterization of stereolithography 3D printing fluorescent resin
KR20180032213A (ko) 수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법
Davis et al. Preparation of nanoscale multi-walled carbon nanotube dispersions in a polyetheramine epoxy for eco-toxicological assessment
Wang et al. Research on thermal conductivity and electrical insulation properties of epoxy composites with fluorescent grafted zero-dimensional Al2O3
JP2012007024A (ja) レーザー溶着用光吸収樹脂組成物及び光吸収樹脂成形体、並びに光吸収樹脂成形体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application