KR20200110310A - 흑연 물품 및 그의 제조 방법 - Google Patents

흑연 물품 및 그의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200110310A
KR20200110310A KR1020207017785A KR20207017785A KR20200110310A KR 20200110310 A KR20200110310 A KR 20200110310A KR 1020207017785 A KR1020207017785 A KR 1020207017785A KR 20207017785 A KR20207017785 A KR 20207017785A KR 20200110310 A KR20200110310 A KR 20200110310A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
graphite
article
sheet
creped
folds
Prior art date
Application number
KR1020207017785A
Other languages
English (en)
Inventor
리차드 에이 베이에를레
Original Assignee
네오그라프 솔루션즈, 엘엘씨
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 네오그라프 솔루션즈, 엘엘씨 filed Critical 네오그라프 솔루션즈, 엘엘씨
Publication of KR20200110310A publication Critical patent/KR20200110310A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B32B9/007—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile comprising carbon, e.g. graphite, composite carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012—Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/045—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/205—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20—Graphite
    • C01B32/21—After-treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3733—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon having a heterogeneous or anisotropic structure, e.g. powder or fibres in a matrix, wire mesh, porous structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/51—Elastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/54—Yield strength; Tensile strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/32—Thermal properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • F28D2021/0029—Heat sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/10—Secondary fins, e.g. projections or recesses on main fins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/552—Protection against radiation, e.g. light or electromagnetic waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

크레이핑된 흑연 시트로 형성된 흑연 물품이 제공된다. 크레이핑된 흑연 시트는 제1 주 표면 및 제1 주 표면에 대향되게 배치된 제2 주 표면 그리고 복수의 거대 접힘부를 가지며, 각각의 거대 접힘부는 복수의 연관된 미소 접힘부를 가지며, 각각의 미소 접힘부는 연관된 거대 접힘부보다 작다. 크레이핑된 흑연 물품은, 크레이핑되지 않은 흑연 시트에 비해서, 개선된 가요성을 갖는다. 크레이핑된 흑연 시트는 가요성의 천연 흑연의 시트 또는 합성 흑연의 시트로 형성될 수 있다.

Description

흑연 물품 및 그의 제조 방법
본원에서 설명되는 물품은 일반적으로 흑연 물품, 특히 크레이핑(creping) 공정에 의해 시트로부터 형성된 3차원 흑연 물품 분야에 관한 것이다.
흑연 물품은 여러 장치의 열 관리에서 이용되고 있다. 그러한 이전의 흑연의 용도는 열원으로부터 멀리 (물품의 평면을 통해) z 방향으로 열을 소산시키는 것 또는 열원에서 나타나는 열점으로부터 멀리 (물품의 평면 내에서) x-y 방향으로 열을 확전시키는 것을 포함한다.
도 1a 및 도 1b는 크레이핑되기 전의 가요성 흑연 시트를 도시한다.
도 2는 흑연 시트를 크레이핑하는 것에 의해 형성된 흑연 물품을 도시한다.
도 3은 흑연 시트를 크레이핑하는 것에 의해 형성된 흑연 물품을 도시한다.
도 4a 내지 도 4d는 흑연 시트의 크레이핑 공정을 도시한다.
도 5는 편평한 캐리어 상에서 가요성 흑연 시트를 크레이핑하는 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 형성된 크레이프 포켓을 도시한다.
도 6은 원통형 양키 캐리어(Yankee carrier) 상에서 가요성 흑연 시트를 크레이핑하는 닥터 블레이드에 의해 형성된 크레이프 포켓을 도시한다.
도 7은 크레이핑된 흑연 물품을 포함하는 적층형 물품을 도시한다.
도 8은 크레이핑된 흑연 물품의 접힘부 내에서 유지되는 액체를 도시한다.
도 9는 균일한 크레이핑된 시트 두께를 부여하기 위한 크레이핑된 흑연 물품의 캘린더링을 도시한다.
도 10은 하나 이상의 거대 접힘부(macrofold)의 이미지이다.
도 11은 인정 강도 시험 이전의 인장 강도 샘플을 도시한다.
도 12는 인장 강도 시험 이후의 도 11에 도시된 인장 강도 샘플을 도시한다.
도 13은 도 11 및 도 12에 도시된 샘플의 인장 강도 시험의 인장 강도 시험 결과를 도시한다.
도 14는 도 13의 인장 강도 시험 결과의 일부를 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 외피(enclosure)로 형성된 또는 드로잉된, 크레이핑된 흑연 시트를 도시한다.
도 16은 접힌 크레이핑된 흑연 시트를 도시한다.
도 17은 크레이핑된 섹션 및 크레이핑되지 않은 섹션을 갖는 물품을 형성하는 크레이핑된 흑연 시트를 도시한다.
이제 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 흑연(1)은 탄소 원자(3)의 육각형 어레이 또는 네트워크 또는 결정으로 이루어진 층 평면(2)으로 구성된다. 육각형으로 배열된 탄소 원자(3)의 이러한 층 평면(2)은 실질적으로 편평하고, 서로 실질적으로 평행하고 동일한 거리에 있도록 배향되거나 정렬된다. 일반적으로 그래핀 층 또는 기본 평면으로 지칭되는, 탄소 원자로 이루어진 실질적으로 편평하고, 평행한 동일 거리의 층들이 함께 연계되거나 결합되고, 그 그룹들이 결정자 내에 배열된다. 고도 정렬 흑연은 상당한 크기의 결정자로 이루어지고, 결정자들은 서로에 대해서 고도로 정렬 또는 배향되고 양호하게-정렬된 탄소 층을 갖는다. 다시 말해서 고도 정렬 흑연은 높은 정도의 바람직한 결정자 배향을 갖는다. 흑연이 비등방적 구조를 가지며 그에 따라, 열적 및 전기적 전도도와 같이 큰 방향성을 갖는 많은 특성을 나타내거나 갖는다는 것을 주목하여야 한다.
간략히, 전반적으로 4로 표시된 가요성 흑연 시트는 탄소(5)로 이루어진 적층형 구조물, 즉 약한 반데르발스 힘에 의해 함께 결합된 탄소 원자(3)의 중첩된 층들 또는 박층들(2)로 이루어진 구조물을 특징으로 할 수 있다. 흑연 구조물을 고려하면, 2개의 축 또는 방향, 더 구체적으로, "c" 축 또는 방향 및 "a" 축 또는 방향이 일반적으로 주목된다. 간결함을 위해서 "c" 축 또는 방향은 탄소 층에 수직인 방향으로 간주될 수 있다. "a" 축 또는 방향은 탄소 층에 평행한 방향 또는 "c" 방향에 수직인 방향으로 간주될 수 있다. 가요성 흑연 시트(4)를 제조하기에 적합한 흑연은 매우 높은 정도의 배향을 갖는다.
앞서 주목한 바와 같이, 탄소 원자의 평행한 층들을 함께 유지하는 결합력은 일반적으로 약한 반데르발스 힘이다. 중첩된 탄소 층들 또는 박층들 사이의 간격이 적절히 개방되어 층들에 수직인 방향으로 즉, "c" 방향으로 뚜렷한 팽창을 제공할 수 있도록, 그리고 그에 따라 탄소 층의 층상형 특성이 실질적으로 유지되는 팽창된 또는 부풀어 오른 흑연 구조물을 형성할 수 있도록, 천연 흑연이 처리될 수 있다.
팽창된 흑연의 응집적인 또는 통합된 시트들, 예를 들어 (전형적으로 "가요성 흑연"으로 지칭되는) 웹, 페이퍼, 스트립, 테이프, 호일, 매트 또는 기타 내에서 결합제를 이용하지 않으면서, 크게 팽창된 그리고 보다 특히 원래의 "c" 방향 치수보다 약 80배 이상만큼 큰 최종 두께 또는 "c" 방향 치수를 갖도록 팽창된 흑연 플레이크가 형성될 수 있다. 임의의 결합 재료를 이용하지 않고, 압축에 의해 통합된 가요성 시트로의, 원래의 "c" 방향 치수보다 약 80배 이상만큼 큰 최종 두께 또는 "c" 방향 치수를 갖도록 팽창된 흑연 입자의 형성은, 부피가 큰 팽창된 흑연 입자들 사이에서 얻어지는 기계적 상호 결속 또는 응집력으로 인해 가능해지는 것으로 생각된다.
가요성에 더하여, 앞서 주목한 바와 같은 시트 재료(4)는, 높은 압축으로부터 초래되는 시트의 대향되는 면들에 실질적으로 평행한 팽창된 흑연 입자 및 흑연 층의 배향으로 인해서, 열 전도도와 관련하여 높은 정도의 비등방성을 가지며, 그에 따라 열 확전 적용예에서 특히 유용하다는 것이 또한 확인되었다. 그렇게 생성된 시트 재료(4)는 가요성을 가지며, 양호한 강도 및 높은 정도의 배향을 갖는다.
간략히, 가요성의, 무결합제 비등방적 흑연 시트 재료, 예를 들어 웹, 페이퍼, 스트립, 테이프, 호일, 매트, 또는 기타를 생산하는 공정은, 미리 결정된 하중 하에서 그리고 결합제가 없이, 원래의 입자의 "c" 방향 치수보다 약 80배 이상만큼 큰 "c" 방향 치수를 갖는 팽창된 흑연 입자를 압축 또는 압밀하여, 실질적으로 편평하고, 가요성을 가지며, 통합된 흑연 시트를 형성하는 것을 포함한다. 일반적으로 벌레-모양 또는 가늘고 긴 외관의 팽창된 흑연 입자는, 일단 압축되면, 셋팅된 압축 및 시트의 대향되는 주 표면들과의 정렬을 유지할 것이다. 시트 재료의 밀도 및 두께는 압축의 정도를 제어하는 것에 의해 달라질 수 있다. 시트 재료(4)의 밀도는 약 0.04 g/cc 내지 약 2.0 g/cc 범위일 수 있다.
가요성 흑연 시트(4)는, 시트의 대향되고 평행한 주 표면들에 평행한 흑연 입자의 정렬로 인해서, 적절한 정도의 비등방성을 나타내고, 비등방성의 정도는, 배향을 증가시키기 위한 시트 재료의 압축 시에, 증가된다. 압축된 비등방적 시트(4)에서, 두께 즉, 대향되는 평행한 시트 표면들에 수직인 방향은 "c" 방향을 포함하고, 길이 및 폭을 따라 걸쳐지는 즉, 대향되는 주 표면을 따라서 또는 그에 평행하게 걸쳐지는 방향은 "a" 방향을 포함하고, 시트의 열적 및 전기적 특성은 "c" 방향 및 "a" 방향에서 여러 자릿수 만큼 크게 다르다.
이제 도 2를 참조하면, 본원에서 설명되는 바와 같은 3차원 흑연 물품이 10으로 전반적으로 도시되어 있다. 하나 이상의 예에서, 흑연 물품(10)은, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 크레이핑된 흑연 시트(12)를 형성하기 위해서 크레이핑된 가요성 흑연 시트(4)로 형성될 수 있다.
가요성 흑연 시트(4)의 일 실시예는 압축되고, 박리된 흑연, 특히 천연 흑연의 시트이다. 전술한 바와 같이, 흑연은, 평면들 사이의 결합이 약한 편평한 층상형 평면들 내에서 공유 결합된 원자들을 포함하는 탄소의 결정질 형태이다. 천연 흑연 플레이크와 같은 흑연의 입자를 예를 들어 황산 및 질산 용액의 인터칼런트(intercalant)로 처리하는 것에 의해서, 흑연의 결정 구조가 반응하여 흑연 및 인터칼런트의 화합물을 형성한다. 처리된 흑연 입자는 "인터칼레이션된 흑연의 입자"로서 지칭된다. 고온에 노출될 때, 인터칼레이션된 흑연의 입자는 "c" 방향으로 즉, 흑연의 결정질 평면에 수직인 방향으로, 아코디언-유사 방식으로 원래의 부피보다 80배 이상으로 크게 치수가 팽창된다. 박리된 흑연 입자는 가늘고 긴 외관을 가지며, 그에 따라 일반적으로 벌레로서 지칭된다. 그러한 벌레는 가요성 시트로 함께 압축될 수 있고, 이는, 원래의 흑연 플레이크와 달리, 다양한 형상으로 형성될 수 있고 컷팅될 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 천연 흑연으로 형성된 가요성 흑연 시트(4)의 예로서, 미국 오하이오 레이크우드에 소재하는 NeoGrafTM Solutions LLC로부터 입수할 수 있는 eGRAF® HITHERMTM 가요성 흑연 또는 eGRAF® SPREADERSHIELDTM 가요성 흑연이 있다.
하나 이상의 다른 예에서, 가요성 흑연 시트(4)는 흑연화된 중합체로 형성된 합성 흑연으로 형성될 수 있다. 가요성 흑연 시트(4)는, 열분해 흑연 시트로도 지칭되는, 고분자 중합체 필름의 열분해에 의해 생성될 수 있다. 흑연화된 중합체로 형성된 가요성 흑연 시트를 위한 전구체는, 폴리페닐렌옥사디아졸(POD), 폴리벤조티아졸(PBT), 폴리벤조비스티아졸(PBBT), 폴리벤조옥사졸(PBO), 폴리벤조비스옥사졸(PBBO), 폴리(피로멜리티미드)(PI), 폴리(페닐렌이소프탈아미드) (PPA), 폴리(페닐렌벤조이미다졸)(PBI), 폴리(페닐렌벤조비스이미다졸)(PPBI), 폴리티아졸(PT) 및 폴리(파라-페닐렌비닐렌)(PPV)으로부터 선택된 중합체 필름일 수 있다. 폴리페닐렌옥사디아졸은 폴리-페닐렌-1,3,4-옥사디아졸 및 그 이성질체를 포함한다. 중합체는, 적절한 방식으로 열처리될 때, 양호한 품질의 흑연으로 변환될 수 있다. 비록 시작 필름을 위한 중합체가 POD, PBT, PBBT, PBO, PBBO, PI, PPA, PBI, PPBI, PT 및 PPV로부터 선택되는 것으로 기재되었지만, 열처리에 의해 양호한 품질의 흑연을 획득할 수 있는 다른 중합체가 또한 이용될 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 합성 흑연으로 형성된 가요성 흑연 시트(4)의 예로서, 미국 오하이오 레이크우드에 소재하는 NeoGrafTM Solutions LLC로부터 입수할 수 있는 eGRAF® HITHERMTM 또는 eGRAF SPREADERSHIELD가 있다. 다른 적합한 흑연 시트는, 일본의 Matsushita Electric Components Company Ltd., Ceramic Division으로부터 입수할 수 있는 Panasonic PGS®와 같은 열분해 흑연 시트이다.
하나 이상의 예에서, 흑연 시트(4)는 발포 흑연이 아니다.
흑연 물품(10)은 제1 주 표면(14) 및 대향 배치된 제2 주 표면(16)을 갖는 크레이핑된 흑연 시트(12)를 포함하고, 제2 주 표면은 제1 주 표면에 대향되는 시트의 측면 상에 배치된다. 크레이핑된 흑연 시트(12)는 두께(TC)를 갖는다.
천연 흑연으로 형성된 크레이핑된 흑연 시트(12)의 두께(TC)는 약 50 마이크로미터 내지 약 2 mm일 수 있다. 다른 예에서, 크레이핑된 가요성 흑연 시트(12)는 약 75 마이크로미터 내지 약 1.5 mm의 두께(TC)를 갖는다. 또 다른 예에서, 크레이핑된 가요성 흑연 시트는 약 75 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터의 두께(TC)를 갖는다. 또한 추가적인 예에서, 크레이핑된 흑연 시트는 약 75 마이크로미터 내지 약 300 마이크로미터의 두께(TC)를 갖는다. 합성 흑연으로 형성된, 청구된 발명의 크레이핑된 가요성 흑연 시트(12)는 바람직하게 약 25 마이크로미터 내지 700 마이크로미터의 두께(TC)를 갖는다. 다른 예에서, 이는 약 50 마이크로미터 내지 약 600 마이크로미터의 두께(TC)를 갖는다. 또 다른 예에서, 이는 약 50 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터의 두께(TC)를 갖는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 가요성 흑연 시트(4)는 크레이핑되기 전에 실질적으로 2차원 시트 제품인 것으로 간주된다. 실질적으로 2차원 가요성 흑연 시트(4)는, x 또는 y 방향 중 하나로 연장되는 시트의 길이(L) 또는 x 또는 y 방향 중 다른 하나로 연장되는 시트의 폭(W) 중 적어도 하나의 1 퍼센트(%) 미만인 두께(Tag)를 갖는다. 대조적으로, 흑연 물품(10)은, 시트의 두께(TC)보다 상당히 더 큰 높이(H)를 갖는, 3차원 물품인 것으로 간주된다. 일 예에서, H는 TC보다 10배 초과로 더 크다. 다른 예에서, H는 TC보다 100배 초과이고, 또 다른 예에서, H는 TC보다 1000배 초과이다.
선택적인 실시예에서 희망하는 경우에, 크레이핑된 흑연(12)은 다른 재료를 또한 갖는 적층체를 포함할 수 있다. 흑연 시트(4)를 따라서 크레이핑될 수 있는 다른 재료의 예는 금속 호일, 플라스틱, 페이퍼 및 얇은 세라믹을 포함한다.
3차원 물품(10)은, 전반적으로 20으로 표시된, 복수의 거대 접힘부를 포함한다. 거대 접힘부(20)는 볼록한 거대 접힘부(20a) 및 오목한 거대 접힘부(20b)를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "볼록" 및 "오목"은 동일 표면 또는 동일 측면에 대해서 정의된다.
하나 이상의 예에서, 볼록한 거대 접힘부(20a) 및 오목한 거대 접힘부(20b)가 교번적일 수 있다. 거대 접힘부(20)는 규칙적으로 또는 무작위적으로 이격될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 볼록한 거대 접힘부(20a) 및 오목한 거대 접힘부(20b)가 교번적이고 규칙적으로 이격될 수 있다. 3차원 물품의 높이(H1)는 가장 높은 볼록한 접힘부(20a)와 가장 낮은 오목한 접힘부(20b) 사이의 z 방향 거리일 수 있다. 다른 예에서, 높이(H1)는 인접한 볼록한 거대 접힘부와 오목한 거대 접힘부 사이의 평균 거리를 이용하여 결정될 수 있다. 다른 예에서, 높이(H1)는 인접한 볼록한 거대 접힘부와 오목한 거대 접힘부 사이의 중간값 거리를 이용하여 결정될 수 있다. 볼록한 거대 접힘부(20a) 및 오목한 거대 접힘부(20b)가 규칙적으로 이격된 간격으로 교번적인 예에서, 3차원 물품은, 2개의 인접한 피크들 사이의 거리로서 정의되는 피치(P1)를 포함한다. 최소 피치 값(P1)은 시작 재료인 가요성 흑연 시트(4)의 두께(T)의 2배일 것이다. 크레이핑 후의 시트(12)의 장력화는 높이(H)를 감소시킬 것이고 피치 값(P1)을 증가시킬 것이다. 크레이핑된 시트(12)를 구속 없이 압축하는 것은 높이(H)를 감소시킬 것이고 피치 값(P1)을 증가시킬 것이다. 크레이핑된 시트(12)를 구속하면서 압축하는 것은 높이(H)를 감소시킬 것이나 피치 값(P1)은 증가시키지 않을 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 미소 접힘부(20)는 직선형 섹션(20c)을 포함할 수 있다. 20c의 길이는 전형적으로 높이(H)와 대략적으로 유사할 수 있다. 20c의 길이는 인접한 거대 접힘부들(20) 사이에서 다를 수 있고, 균일할 수 있고, 또는 그 임의의 조합일 수 있다. 전형적으로, 길이(20c)는 1개 이하의 미소 접힘부(22)를 포함한다.
거대 접힘부(20a 또는 20b)는 균일할 수 있고, 불균일할 수 있고, 또는 그 임의의 조합일 수 있다.
물품(10)은 또한, 거대 접힘부(20)보다 작은 복수의 미소 접힘부(22)를 포함하고, 상이한 미소 접힘부(22)의 그룹이 인접한 거대 접힘부들 사이에 배치된다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 오목한 거대 접힘부(23) 및 볼록한 거대 접힘부(21)가 미소 접힘부(22)를 각각 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 볼록한 거대 접힘부(21), 오목한 거대 접힘부(23), 볼록한 미소 접힘부(22a) 및 오목한 미소 접힘부(22b)는 전형적으로 크레이핑된 시트를 단부도로 도시하는 것에 의해 가장 잘 묘사될 수 있다.
거대 접힘부(20)와 유사하게, 미소 접힘부(22)는 균일할 수 있고, 불균일할 수 있고, 또는 그 임의의 조합일 수 있다.
거대 접힘부(20)는 하나 이상의 미소 접힘부, 바람직하게 적어도 2개의 미소 접힘부(22), 더 바람직하게 2개 초과의 미소 접힘부(22)를 포함할 수 있다.
미소 접힘부 높이(H2)와 거대 접힘부(H) 간의 높이 비교와 관련하여, 전형적으로, 거대 접힘부는, 거대 접힘부(20)의 일부인 미소 접힘부(22)의 높이(H2)의 적어도 2.5배의 높이를 갖는다. 더 바람직하게, 거대 접힘부 높이(H)와 미소 접힘부 높이(H2) 간의 높이 비는 적어도 약 3:1이다.
미소 접힘부(22)의 굽힘 반경을 거대 접힘부(20)의 굽힘 반경에 비교하면, 전형적으로, 거대 접힘부(20)의 굽힘 반경은 미소 접힘부(22)의 굽힘 반경의 적어도 2.5배이다.
전술한 비교의 모두에서, 미소 접힘부(22)는, 특정 거대 접힘부(20) 내에 포함되는 미소 접힘부이다.
미소 접힘부(22)는 볼록한 미소 접힘부(22a), 오목한 미소 접힘부(22b), 또는 그 조합일 수 있다. 하나 이상의 예에서, 볼록한 미소 접힘부(22a) 및 오목한 미소 접힘부(22b)가 교번적일 수 있다. 미소 접힘부(22)는 규칙적으로 이격될 수 있다. 하나 이상의 예에서, 볼록한 미소 접힘부(22a) 및 오목한 미소 접힘부(22b)가 교번적이고 규칙적으로 이격될 수 있다. 미소 접힘부의 높이(H2)는, 가장 높은 볼록한 미소 접힘부(22a)와 가장 낮은 오목한 미소 접힘부(22b) 사이에서 공정 방향에서 수직으로 측정되는 높이 차이로서 결정될 수 있다. 다른 예에서, 높이(H2)는 인접한 볼록한 미소 접힘부와 오목한 미소 접힘부 사이에서 공정 방향에 수직으로 측정되는 평균 거리를 이용하여 결정될 수 있다. 다른 예에서, 높이(H2)는 인접한 볼록한 미소 접힘부와 오목한 미소 접힘부 사이에서 공정 방향에 수직으로 측정되는 중간값 거리를 이용하여 결정될 수 있다. 볼록한 미소 접힘부(22a) 및 오목한 미소 접힘부(22b)가 규칙적으로 이격된 간격으로 교번적인 예에서, 3차원 물품은, 인접한 오목한 미소 접힘부들(22b) 사이의 거리로서 정의되는 피치(P2)를 포함한다. 다른 예에서, 피치(P2)는 인접한 볼록한 미소 접힘부들(22a) 사이의 거리로서 정의될 수 있다.
피치 크기(P1)는, 두께(T)의 가요성 흑연 시트(4)의 재료 특성뿐만 아니라 이하에서 더 설명되는 바와 같은 크레이핑 공정을 기초로, 희망에 따라 변경될 수 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 25 마이크로미터 두께의 합성 흑연 시트(4)는, 크레이핑된 흑연 시트(12)로 가공되면, 1 mm 마다 10개의 접힘부를 나타냈다. 다른 예에서, 125 마이크로미터 두께의 천연 흑연 시트(4)는, 크레이핑된 흑연 시트(12)로 가공되면, 1 mm 마다 4개의 접힘부를 나타냈다. 더 얇은 시작 재료(4)는, 훨씬 더 많은 수의 접힘부 및 더 조밀하게 이격된 피치(P1)를 갖는, 크레이핑된 흑연 시트(12)를 생성할 가능성이 높을 것이다. 접힘부 밀도는, 접힘부의 생성 후에 크레이핑된 흑연 시트(12)를 스트래칭시키는 것에 의해 감소될 수 있다.
3차원 물품(10)은, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 제1 단부(30)로부터 대향되는 제2 단부(32)까지 공정 방향(M)으로 연장되는 길이(L)를 갖는다. 도 2에 도시된 예에서, 길이(L) 및 공정 방향(M)은 y 축을 따라서 연장되는 것으로 도시되어 있다. 물품(10)은 또한, 이러한 예에서 x 방향을 따라, 길이 및 공정 방향(M)에 수직으로 연장되는 폭(W)을 포함한다. 일부 예에서, 길이(L)는 폭(W)보다 길 수 있다. 다른 예에서, 길이(L)는 폭(W)보다 짧을 수 있다. 또 다른 예에서, 길이(L) = W이다. 실시예에서, 거대 접힘부(20) 및 미소 접힘부(22)가 일반적으로 공정 방향(M)에 수직으로 연장될 수 있다.
3차원 물품(10)은 그의 길이(L)를 따라서 가소성을 가지며, 그에 따라, 크레이핑된 흑연 시트(12)를 파열시키거나 그 무결성을 달리 손상시키지 않으면서, 단부(30) 및 단부(32)가 반대로, 다시 말해서 서로로부터 멀리 당겨질 수 있다. 흑연화된 중합체의 경우에, 3차원 물품(10)의 가소성은, 일 실시예에서, 크레이핑된 흑연 시트(12)가 그의 길이(L)를 따라서 크레이핑 후의 그의 원래 길이의 약 6배까지 연장될 수 있게 한다. 다른 예에서, 3차원 물품(10)의 가소성은, 크레이핑된 흑연 시트(12)가 그의 길이(L)를 따라서 크레이핑 후의 그의 원래 길이의 5배로 연장될 수 있게 한다. 크레이핑된 박리된 흑연 시트(12)의 경우에, 흑연 시트(12)가 가소성 캐리어로 크레이핑되는 경우에, 시트(12)는 또한 그의 길이(L)를 따라서 크레이핑 후의 그의 원래 길이의 약 6배까지 연장될 수 있다. 그 이외에, 본 발명자는, 크레이핑된 박리된 흑연 시트(12)가 그의 길이(L)를 따라서 크레이핑 후의 그의 원래 길이의 약 4배까지 연장될 수 있다는 것을 관찰하였다.
백분율(%)로, 인장력을 인가할 때, 흑연 시트(4)는 인장력 인가 전의 그의 길이의 1% 초과로 신장되지 않는다. 흑연 시트(12)의 경우에는, 이는 인장력의 인가 전의 그의 길이의 적어도 10% 신장될 것이고 ("소성 신율"); 흑연 시트(12)의 전형적인 소성 신율의 다른 예는 적어도 25%, 적어도 50%, 적어도 100%, 적어도 150%, 및 적어도 200%를 포함한다. 충진 시에, 300%까지의 소성 신율이 관찰되었다.
하중을 제거하면, 흑연 시트(12)는 소정량의 탄성 회복을 나타내고, 그러한 회복은 소성 변형과 관련하여 그의 길이에서 중요하지 않았다.
탄성 한계를 넘어서면, 크레이핑된 시트(12)는 그의 원래 길이로 완전히 회복되지 않을 것이고, 그에 의해 크레이핑 후의 그의 원래 길이보다 길게 연장된 길이를 유지할 것이다. 그러나, 어떠한 장력의 양도, 장력이 제거된 후에 크레이핑된 시트(12)가 그 크페이프-전 편평도 및 길이가 되게 할 수 없는데, 이는, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 크레이핑된 시트(12)의 구조가 크레이핑에 의해 영구적으로 변형되었기 때문이다.
평면을 통과하는 방향을 따른 압축 하에서, 크레이핑된 흑연 시트(12)는 공정 방향(M)을 따라서 길이가 20% 비가역적으로 신장되나, 폭 방향(W)는 눈에 띄게 신장되지 않는다.
이러한 예에서, 크레이핑된 시트(12)가 (힘이 제거된 후에) 복귀되는 길이가 원래 길이보다 증가되도록, 그러나 흑연이 파열되지 않도록 또는 흑연 시트(12)의 무결성을 달리 손상하지 않도록, 단부(30, 32)가 더 큰 힘으로 반대로 당겨질 수 있다. 다른 예에서, 단부(30 및 32)는, 힘이 제거된 후에 길이(L)가 미리 결정된 값보다 더 변화되지 않도록, 미리 결정된 항복력 미만의 힘으로 서로 반대로 당겨질 수 있다(즉, 공정 방향으로 서로 멀리 당겨진다).
흑연 시트(12)를 흑연 시트(4)에 비교하면, 흑연 시트(12)는 흑연 시트(4) 두께의 적어도 약 4배(4x)의 두께를 가질 수 있다. 전형적인 예에서, 두께는 적어도 약 15배(15x)의 인자만큼 증가될 수 있다. 현재까지 달성 가능한 가장 큰 두께 증가는 약 35배(35x)이었다. 흑연 시트(12)가 흑연 시트(4)와 실질적으로 동일한 두께를 가지도록 흑연 시트(12)가 충분히 스트래칭될 수 있는 것으로 생각되지는 않는다. 물품(10)의 두께는 다수 (적어도 3개)의 거대 접힘부(20)에 걸쳐 캘리퍼로 측정될 수 있다. 통상적으로, 흑연 시트(12)는 시작 흑연 시트(4)의 길이보다 적어도 약 10% 짧은 길이를 갖는다. 다른 실시예에서, 흑연 시트(12)의 길이는 흑연 시트(4)의 원래 길이보다 90%까지 더 짧다.
흑연 시트(12)에서 거대 접힘부의 수에 대한 전형적인 피치는 시작 재료인 흑연 시트(4)의 두께의 적어도 약 2배(2TS)이다. 특정 예에서, 피치는 적어도 50 마이크로미터이고 2 mm까지 일 수 있다.
도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 크레이핑된 흑연 시트(12)는, 전술한 거대 접힘부(20) 및 미소 접힘부(22)를 생성하기 위한 크레이핑 공정 의해서 형성될 수 있다. 크레이핑 공정에서, 도시된 바와 같이, 가요성 흑연 시트(4)는 선택적 캐리어(40)의 표면(38)에 배치된다. 하나 이상의 예에서, 캐리어 표면(38)은, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 흑연(4)이 크레이핑될 수 있게 하기 위해서, 캐리어 표면을 따라 흑연이 이동하는 것을 저지하기에 충분히 큰 마찰을 갖는다.
하나 이상의 다른 예에서, 흑연(4)은, 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 흑연이 크레이핑될 수 있게 하기 위해서, 캐리어 표면(38)을 따른 흑연(4)의 이동을 저지하기 위한 충분히 큰 접착력을 갖는 접착 결합을 형성하는 캐리어 표면(38)에 결합된다.
캐리어 표면(38)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 편평할 수 있다. 다른 예에서, 선택적인 캐리어는, 도 6에 도시된 바와 같이, 원통형 캐리어 표면(38')을 갖는 양키 실린더(40')의 표면일 수 있다. 캐리어는 전형적으로 시트(4)의 전체 폭보다 약간 더 넓다. 원통형 표면(38')은 롤 또는 롤들(미도시)에 대한 대응 협지부를 형성하고, 상부에 크레이프가 발생되는 플랫폼을 제공한다.
하나 이상의 다른 예에서, 캐리어는 라이너일 수 있다. 흑연과 라이너 사이의 부착이 긁기 작업에 저항하여 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이 흑연을 크레이핑하도록, 흑연(4)이 라이너에 결합될 수 있다.
닥터 블레이드(60)로 지칭되는 블레이드가 캐리어 표면(38)에 접촉되어, 크레이핑으로서 지칭되는 제어된 공정에서 흑연을 캐리어 표면으로부터 긁어 낸다. 닥터 블레이드(60)는 흑연 시트(4)의 폭보다 넓은 공정-횡단 방향으로 측정된 폭을 갖는다. 이러한 공정의 변형예는, (일명 노치형) 갭형 블레이드일 수 있는 닥터 블레이드(60)를 포함할 수 있다. 이는 흑연 시트(12)에 변동 텍스쳐를 제공할 것이고; 또한 홈이 형성된 크레이핑된 흑연 시트로 지칭될 수 있다.
닥터 블레이드에 도달하기 직전에, 흑연 시트(4)의 흑연 탄소 원자(3)가 C-C 결합을 통해 서로 부착된다. 크레이핑의 하나의 기능은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 흑연 층이 캐리어 표면으로부터 부분적으로 분리되기 시작하도록, 작은 판의 배향을 방해하거나 이동시켜 시트가 경우에 따라 캐리어 표면(38 또는 38')으로부터 멀리 Z-방향으로 팽창되게 하는 것이다. 이러한 결합을 방해하기 위한 에너지는, 흑연을 캐리어에 접착시키는 접착제에 의해 형성된 접착 결합을 통해 시트(4)가 위에서 단단히 유지되는, 회전되는 양키에 의해서, 또는 이동하는 편평한 캐리어에 의해 부여된다. 접착제의 대부분이 흑연(4)으로부터 분리되는 반면, 일부 접착제는 흑연과 함께 유지되어 인접한 접힘부들을 함께 결합시킬 수 있다. 이동 시트(4)는 정지적인 닥터 블레이드(60)에 충격을 가하고, C-C 결합의 부분적인 파괴를 유발하는데 그리고 닥터 블레이드에서의 계면을 따라서 흑연(4)을 캐리어 표면(38)으로부터 결합-분리시켜 흑연을 캐리어 표면으로부터 충분히 상승시키고 미소 접힘부(22)를 형성하는데 충분한 에너지 전달이 발생된다. 흑연이 캐리어 표면에 결합되지 않는 다른 예에서, 이러한 에너지 전달은 단지 미소 접힘부(22)를 형성하기 위해서 캐리어 표면의 작은 부분에 걸쳐 흑연을 캐리어 표면(38)으로부터 상승시키기에 충분한 C-C 결합의 부분적인 파괴와 함께 발생된다. 다른 예에서, 닥터 블레이드(60)가 정지적인 흑연 시트(4)에 대항하여(against) 이동될 수 있거나, 다른 예에서, 닥터 블레이드(60) 및 흑연 시트 모두가 서로를 향하는 방향으로 이동된다.
Z 방향으로의 시트의 팽창뿐만 아니라, 흑연(4)의 일부가 좌굴되고(buckle) 굽혀질 것이다. 접착 강도 및/또는 캐리어 표면(38)의 마찰 계수에 따라서, 팽창된 그리고 좌굴된 시트가 도 4a에 도시된 바와 같이 짧은 거리(D)에 걸쳐 캐리어 표면으로부터 분리될 것이다. 접착 강도가 강할수록 및/또는 캐리어 표면의 마찰 계수가 클수록, 도 4a에 도시된 이러한 거리(D)가 더 짧아질 것임을 이해하여야 한다. 따라서, 흑연 크레이프의 미소 접힘부(22)로서 본원에서 언급되는 작은 접힘부는, 캐리어 표면(38)에 대해서 유지되는 흑연 시트가 닥터 블레이드 표면(62)과 재-충돌하고 공정이 재시작되기 전에, 형성된다.
흑연의 미소 접힘부(22)로 형성된, 완성된 크레이핑된 흑연(12)은 닥터 블레이드(60)의 단부를 따라서 형성된 크레이프 포켓으로부터 멀리 연속적으로 이동한다. 크레이핑된 흑연(12)은, 희망하는 경우에, 릴 상으로 감겨질 수 있다. 릴의 이용이 없이, 3차원 흑연 물품(10)이 자체적으로 자연스럽게 롤로 코일화되지 않을 것임을 발견하였다. 크레이핑된 흑연(12)은 크레이핑되지 않은 시트(4)보다 더 용이하게 코일화되는데, 이는 바로 앞에서 설명한 크레이핑 공정에 의해 웹 방향 가요성이 향상되었기 때문이다. 권취 릴이 사용될 수 있거나, 최대 가소성 유지를 위해서 결과적인 재료가 캐치 빈(catch bin) 내로 낙하될 수 있다.
크레이핑 중에, 흑연 시트(4)는 첫 번째로, C-결합 파괴가 발생됨에 따라, 공정 방향(y 축) 및 공정-횡단 방향(x 축) 모두에 수직인 방향인, Z 방향으로 팽창되고, 두 번째로 크레이프 작용에 의해 미소 접힘부(22)를 형성한다. 크레이핑된 흑연은 전체적으로 균일하게 미소 접힘부(22)만으로 구성되지 않는다. 그 대신, 크레이핑된 3차원 흑연 물품은, 전술한 바와 같이, 복수의 더 작은 미소 접힘부(22)와 함께 점재된 더 큰 거대 접힘부(20)를 포함한다.
다른 예에서, 닥터 블레이드(60)가 공정-횡단 방향으로 전후로 이동되어, 3차원 물품(10)의 흑연 내에 지그-재그 패턴을 생성할 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전반적으로 300으로 도시된 크레이프 포켓의 기하형태가 더 구체적으로 설명된다. 크레이프 포켓(300)은, 블레이드 연부(62)가 캐리어 표면(38)과 접촉되는 접촉 라인에서 블레이드 면(62)이 흑연(4)과 함께 형성하는 각도인, 포켓 각도(302)에 의해 정의된다. 원통형 양키 표면과 같이, 캐리어 표면(38')이 편평하지 않은 예에서, 포켓 각도(302)는 블레이드 면(62)과, 블레이드 연부(62)가 캐리어 표면(38')과 접촉되는 곳에서 취한 접선 사이에 형성된다.
포켓 각도(302)는, 접촉 지점(64)에서 블레이드 면(62)이 캐리어 표면(또는 그 접선)과 형성하는 각도인, 블레이드 사면 각도(306)에 의해 결정된다. 블레이드 사면 각도(306)는 블레이드 면(62)과 블레이드 기부(66) 사이에 형성된 각도이다. 블레이드 기부(66)는 블레이드 홀더(68)로부터 연장되어, 활주 마모 각도(sliding wear angle)(308)를 형성한다. 활주 마모 각도(308)는 블레이드 홀더 각도(310)에서 블레이드 편향 각도(312)를 빼는 것에 의해 결정된다. 블레이드 홀더 각도(310)는, 블레이드 기부가 블레이드 홀더(68)를 빠져 나가는 곳에서의 블레이드 기부(66)와 캐리어 표면(38)(또는 그 접선) 사이에 형성된다. 활주 마모 각도(308)는 접촉 라인(64)에서 블레이드 편향의 양만큼 감소된다. 블레이드 편향은, 부분적으로, 블레이드 재료 및 블레이드 돌출 길이에 의해 결정된다. 블레이드 돌출은, 블레이드 홀더(68)로부터 블레이드 연부(62)까지 연장되는 블레이드 기부(66)의 길이이다. 블레이드를 구성할 수 있는 재료의 예는 금속, 세라믹 또는 탄화물 재료를 포함한다. 블레이드는 유사 재료로 코팅될 수 있다.
특정 실시예에서, 활주 마모 각도(308)는 약 15도 내지 40도의 범위일 수 있다. 최종 활주 마모 각도(308)는 2가지 방식으로 제한된다. 활주 마모 각도가 너무 작은(약 15도 미만인) 경우, 시트를 분리할 수 있는 그 능력이 손상되고, 시트가 블레이드를 우회(bypass)하거나 그에 걸려서 웹-파괴를 초래할 수 있다. 활주 마모 각도가 너무 큰(40°초과) 경우에, 이는 캐리어 표면(38)에 대항하여 너무 큰 마찰을 부여하고, 캐리어 표면 내에서, 채터 마크(chattermark)로 인한 마모 또는 손상이 문제가 된다. 따라서, 17 내지 19°의 블레이드 홀더 각도가 전형적이나, 다른 각도도 고려될 수 있다. 비교적 더 개방된 것으로 간주되는 포켓 각도를 달성하기 위해서, 블레이드는 60°까지의 사면 각도(306)로 경사질 수 있다. 90°초과의 포켓 각도로, 크레이프 포켓이 더 개방될수록, 블레이드가 더 작은 피치(P2)를 갖는 미소 접힘부를 생성하는 경향이 더 커진다. 거대 접힘부의 크기 또는 높이(H)는 전형적으로, 포켓 각도가 더 개방적일 때, 감소된다. 90°미만의 포켓 각도에 의해 형성된, 비교적 덜 개방된 크레이프 포켓은 크레이핑 중에 거대 접힘부의 높이(H)를 증가시킨다.
블레이드 돌출은 포켓 각도의 미세 조율을 결정할 수 있는데, 이는, 돌출이 증가되는 경우에, 블레이드 편향이 포켓을 개방할 수 있기 때문이다. 그러나, 큰 돌출은 또한 블레이드가 더 진동하게 할 수 있고, 또한 우회를 초래할 수 있다. 20 내지 25 mm의 돌출이 바람직하나, 15 내지 35 mm의 돌출이 이용될 수 있고, 다른 예에서, 10 내지 50 mm의 돌출이 이용될 수 있다. 본원에서 개시된 실시예의 실행에 있어서, 전술한 각도 및 측정은 예시적인 것이고, 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다.
캐리어에 대한 흑연의 접착은, 미소 접힘부 및 거대 접힘부를 형성하기 위해서 극복하여야 하는 결합 분리에 영향을 미친다.
접착제의 예가 아크릴 PSA를 포함할 수 있다. 제1 PSA 층 내에 포함된 PSA의 유형은 특별히 제한되지 않는다. 이러한 PSA는, 기본 중합체로서, 아크릴 중합체, 폴리에스테르, 우레탄계 중합체, 폴리에테르, 고무계 중합체, 실리콘계 중합체, 폴리아미드 및 불소계 중합체와 같이, PSA의 구성 성분으로서 기능할 수 있는 다양한 중합체(PSA 중합체) 중에서 선택된 하나의 또는 2개 이상의 유형을 포함하는 PSA일 수 있다. PSA 성능 및 비용과 같은 관점에서, 기본 중합체로서 아크릴 중합체 또는 고무계 중합체를 함유하는 PSA가 유리하게 사용될 수 있다. 이들 중에서, 기본 중합체로서 아크릴 중합체를 포함하는 PSA(아크릴 PSA)가 바람직하다. 제1 PSA 층이 아크릴 PSA로 구성된 PSA 층, 즉 아크릴 PSA 층인 모드와 관련하여 주로 설명할 것이나, 여기에서 개시된 특징부 내의 제1 PSA 층을 아크릴 PSA 층으로 제한하고자 하는 의도는 없다.
다른 예에서, 접착제는 PET 캐리어에 도포된 실리콘 층을 포함할 수 있다.
비교적 덜 강한 접착제가 더 용이하게 파단되어, 비교적 더 긴 H에 의해 측정되는 바와 같은 큰 크레이프 크기 및 비교적 더 긴 피치(P)에 의해 측정되는 바와 같은 작은 주파수를 갖는 조대한 크레이프를 제공할 것이다. 비교적 더 강한 접착제는 접착 결합이 덜 용이하게 파단되고, 그에 따라 비교적 더 낮은 H에 의해 측정되는 바와 같은 작은 크기, 및 비교적 더 짧은 피치(P)에 의해 측정되는 바와 같은 큰 주파수의, 미세 크레이프를 제공할 것이다.
3차원 물품(10)의 가요성 특성은 물품이, 고온을 견딜 수 있는, 가스켓 또는 밀봉부로서 매우 적합하게 이용되게 한다. 또한, 가요성 특성은 물품이 스탬핑, 드로잉, 또는 프레스되어, 전형적인 실질적으로 2차원 가요성 흑연 시트보다, 더 다양한 형상으로 형성될 수 있게 한다.
3차원 물품(10)의 가요성 특성은 물품이, 고온을 견딜 수 있는, 열적 계면으로서 매우 적합하게 이용되게 한다.
또한, 가요성 특성은 물품이 스탬핑 또는 프레스되어, 전형적인 실질적으로 2차원 가요성 흑연 시트보다, 더 다양한 형상으로 형성될 수 있게 한다.
흑연 물품(12)은 열적 계면으로서 이용될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 열적 계면의 주요 기능은, 가요성 흑연 시트(12)의 제1 표면(14)과 전자 구성요소의 외부 표면 사이의 충분한 동작적인 열 전달을 형성하여, 수용 가능한 접촉 압력에서 열원으로부터의 열의 제거를 최대화하는 것이다. 흑연 물품(10)은 또한, 전자 구성요소로부터의 열 소산을 촉진하기 위해서 그리고 그에 따라 흑연 물품(10)이 열적 확전부 또는 열 확전부로서 작용하도록 하기 위해서, 전자 구성요소 표면의 증가된 유효 표면적을 제공하는 열적 계면으로서의 제2 기능을 제공한다.
물품을 위한 적용예는, 고객 전자기기, 백색 가전, 자동차용 구동 트레인, 상업용 또는 기관차 차량, 원격통신, 열-전자 장치, 및 산업용 장비와 같은 환경에서 열적 계면으로서 이용되는 것을 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 물품은 이하의 장점 중 임의의 것으로부터 전부를 가질 수 있다: 작은 접촉 저항, 우수한 두께를 통한 열 전도도, 큰 평면-내 열 전도도, 비교적 두꺼운 결합 라인 두께, 및 평면형 흑연 시트보다 더 큰 가변적인 두께 및 조도에 대한 큰 적응성. 하나의 장점은 큰 면적의 열적 계면 재료로서의 장점이다. 그러한 재료의 다른 장점은, 통상적인 열적 계면 재료보다, 작은 열 저항, 증가된 압축성, 및 큰 평면-내 열 전도도를 포함한다.
흑연 물품(10)은 크레이핑되지 않은 흑연 시트(4)에 비해서 증가된 가소성을 갖는다. 증가된 가소성은, 흑연 시트(4)에 비해서, 3차원 형상으로 굽혀질 수 있는, 몰딩될 수 있는, 압출될 수 있는 물품(10)의 능력을 개선한다. 물품 가소성은, 물품이 물체 주위로 드로잉될 수 있게 하거나 외피로 형성될 수 있게 한다. 이러한 것의 예가 도 15a, 도 15b 및 도 16에 도시되어 있다.
흑연 물품(10)은 어떠한 누설도 없이 EMI 발생원을 5개의 측면에서 동시에 둘러싸는 EMI 캔으로 형성되었다. 이는 또한, 동일한 패키지로부터 열을 제거하고 제6 측면을 따라서 열을 외측으로 확산시킨다.
흑연화된 중합체 흑연 시트(12)는 제어 흑연 시트(4)보다 우수한 증가된 차폐 효율을 나타냈다. 흑연 시트(12)는, 차폐 효과에 관한 ASTM 시험 방법 D4935에 따라 시험되었다. 크레이핑된 흑연 시트(12)는 2 내지 6 GHz의 주파수 범위에 걸쳐 적어도 10 dB의 차폐 증가를 나타냈다. 또한, 차폐 효과는 그러한 범위를 벗어난 주파수에서도 증가되었다. (노치형 닥터 블레이드(60)로 크레이핑된) 홈이 형성된 흑연 시트(12)는 해당 주파수 범위에서, 제어 흑연 시트(4)보다 약 6배 더 큰, 1.3 dB/MHz의 기울기를 나타냈고, (홈이 형성된 닥터 블레이드(60)로 크레이핑된) 흑연 시트(12)는 해당 주파수에서, 약 20배 더 큰, 3.8 dB/MHz의 기울기를 나타냈다. 따라서, 본원에서 개시된 크레이핑된 흑연(12)은 2 내지 6 GHz 범위의 주파수에서 차폐 효과의 증가를 나타내고, 가장 적합한 라인의 기울기는 적어도 0.6 dB/MHz, 바람직하게 적어도 0.8 MHz 그리고 더 바람직하게 적어도 1.0 dB/MHz의 기울기를 갖는다.
또한, 드로잉된 흑연 시트(12)는 파열이 없이 클램핑될 수 있다.
흑연 물품(12)은 우수한 불투과성을 가지며, 그에 따라 크레이핑된 흑연(12)은 유체뿐만 아니라 다른 유형의 물질을 봉입하기 위해서 사용될 수 있다. 수분 증기 투과율("MVTR")로도 지칭될 수 있는 수증기 투과율("WVTR")과 관련하여, 바람직하게 실시예는 60% RH 및 20℃에서 약 20 gm/m2-일 이하의 WVTR을 가질 수 있다. 다른 바람직한 WVTR은 60% RH 및 20℃에서 약 15 gm/m2-일 이하; 60% RH 및 20℃에서 약 10 gm/m2-일 이하 및 60% RH 및 20℃에서 약 5 gm/m2-일 이하를 포함한다. 다른 실시예는 60% RH 및 20℃에서 1.0 gm/m2-일 미만의 불투과성을 나타냈다. 다른 실시예는 60% RH 및 20℃에서 0.05 gm/m2-일의 불투과성을 나타냈다. 그러한 WVTR을 결정하는 시험 방법은 ASTM F-1249이다.
산소 투과율("OTR")과 관련하여, 바람직한 실시예는 23% 제어된 RH에서 150 cc/m2-일-atm 이하의 OTR을 갖는다. 다른 바람직한 OTR은 23% 제어된 RH에서 100 cc/m2-일-atm 이하, 23% 제어된 RH에서 75 cc/m2-일-atm 이하, 23% 제어된 RH에서 50 cc/m2-일-atm 이하, 그리고 23% 제어된 RH에서 25 cc/m2-일-atm 이하, 및 23% 제어된 RH에서 10 cc/m2-일-atm 이하를 포함한다. 그러한 OTR을 결정하는 시험 방법은 ASTM F-1927이다.
다시 도 7을 참조하면, 제1 재료(100)와 제2 재료(102) 사이에 배치된 물품으로 구성된 적층체를 형성하기 위해서 3차원 물품이 이용될 수 있다. 일 예에서, 제1 재료는 제2 재료와 동일하다. 다른 예에서, 제1 재료 및 제2 재료가 상이하다. 2개의 재료가 크레이핑되는 경우에, 미소 접힘부 및 거대 접힘부에 의해 형성된 상호 결속 접힘부는 상부 재료와 하부 재료 사이에서 벨크로-유사 연결을 가능하게 한다. 상부 및 하부 재료는 크레이핑된 흑연 계면에 의해 더 격리될 수 있다. 이러한 방식에서, 서로 달리 반응할 수 있는 또는 서로 달리 분리되어 유지되어야 하는 재료들이 이제 물품(10)으로 구성된 이러한 얇은 층을 통해 상호 연결될 수 있다.
흑연 시트(12)의 다른 적용예는, 코어로서 3개 이상의 흑연 시트(12)의 층을 갖는 적층체의 코어를 형성하는 것이다. 그러한 적층체의 외부 표면에서, 흑연 시트(4)가 하나의 또는 양 표면을 위해서 사용될 수 있다. 선택적으로, 비제한적으로 금속 호일과 같은, 다른 재료들이 적층체의 외부 표면을 위해서 사용될 수 있다. 결과적인 적층체는 주름형 판과 유사하다. 그러한 적층체는 적층체의 x 및 y 방향 모두로 큰 굽힘 강도를 가질 수 있다. 그러한 적층체는 구조적 적용예에서 이용될 수 있다.
흑연화된 중합체로 시작하여, 크레이핑된 흑연 시트(12)는 다수-층 적층체의 코어로서 이용될 수 있고, 그에 의해 적층체의 강도 또는 열 전도도 또는 전기 유전적 특성을 증가시킬 수 있다. 단일 층 크레이핑된 시트(12)는 주름형 종이와 유사한 방식으로 적층체에 강도를 부가한다. 크레이핑된 시트(12)의 기하형태적 프로파일이 균일하지 않은 경우에도, 강도 증가가 관찰되었다.
본원에서 설명된 흑연 물품(10)은, 물품(10)이 차지하는 풋프린트(footprint)의 면적과 관련된 표면적(14 또는 16)인 큰 비면적(specific area)을 갖는다. 비면적은 또한, 물품이 스트래칭되었을 때의 물품의 표면적을, 풋프린트로도 지칭되는 물품(10)이 차지하는 면적으로 나눈 것으로 표현될 수 있다. 비면적은 일반적으로 3:1 내지 10:1이고, 다른 예에서 2:1 내지 20:1이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 물품의 비면적의 증가 그리고 미소 접힘부 및 거대 접힘부에 의해 형성된 좁은 채널은, 습윤을 개선하기 위해서 및/또는 접촉 저항을 줄이기 위해서 이용되는 것과 같은 액체를 위한 결합 영역을 제공한다. 이는, 물품이 열적 계면으로서 이용되는 적용예에서 유용할 수 있다. 물품(10)의 열 전도도를 개선하기 위해서 그리스뿐만 아니라 오일, 예를 들어 폼블린 오일(fomblin oil), 합성 오일, 또는 다른 오일이 표면(14 또는 16)에 부가될 수 있다. 다른 예에서, 본 발명에서 사용되는 오일은, 예를 들어, 미네랄 오일, 식물성 오일, 동물성 오일, 에센셜 오일, 식용 오일, 실리콘 오일과 같은 합성 오일, 및 그 조합을 포함하는, 넓은 범위의 물질을 포함한다. 본 발명에서 이용하기 위한 미네랄 오일은, 예를 들어, 파라핀계 미네랄 오일, 나프텐계 미네랄 오일, 중간계 미네랄 오일 등을 포함한다. 본 발명에서 사용하기 위한 미네랄 오일은 전형적으로 석유계이며 지방족, 방향족 및 혼합-계 오일을 포함한다. 본 발명에서 사용되는 미네랄 오일의 구체적인 예는 중성 오일, 중간-중력 오일, 무거운 중성 오일, 브라이트 스톡(bright stock) 및 엔진 오일과 같은 일반적인 윤활제, 및 정제된 파라핀 오일과 같은 의료용 오일을 포함한다. 본 발명과 관련하여 사용되는 식물성 오일은 종자 또는 견과류로부터 주로 얻어질 수 있고, 유채씨 오일, 카놀라 오일, 대두 오일, 콤 오일(com oil), 면씨 오일, 아마인 오일, 올리브 오일, 오동 오일(tung oil), 땅콩 오일, 메도우폼 오일, 해바라기 오일, 대두 오일, 홍화 오일, 호호바 오일, 팜 오일, 피마자 오일, 코코넛 오일 등을 포함한다. 식물성 오일은 예를 들어 유전자 변형 식물로부터 얻어질 수 있거나 수세, 정제, 에스테르화, 가수 분해 등에 의해 변형될 수 있다. 본 발명과 관련하여 사용되는 동물성 오일은 어류 오일, 어류-간 오일, 올레산 등을 포함한다. 본 발명과 관련하여 사용되는 에센셜 오일은 꽃, 줄기 및 잎, 그리고 종종 식물 전체로부터 얻어지는 액체를 포함한다. 이러한 오일은 화장품에서 전형적으로 이용되는 오일을 포함할 수 있다. 또한 통상적인 식용 오일이 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다. 이러한 오일은 과일 또는 씨앗 및 식물로부터 얻어진다. 옥수수, 코코넛, 대두, 올리브, 면화씨 및 홍화가 가장 일반적이다. 이러한 오일은 다양한 채도를 갖는다. 마지막으로, 합성 오일이 본 발명과 관련하여 사용될 수 있다. 합성 오일은 에스테르 유형 오일, 폴리알파올레핀 올리고머 또는 알킬화 벤젠이다.
본 발명의 다른 실시예는 열적 계면 재료를 제조하기 위한 공정이다. 그러한 공정은 미소 접힘부 및 거대 접힘부를 갖는 흑연 물품을 제공하는 단계; 오일, 그리스 또는 왁스(이하에서, "오일"로 통칭) 중 하나를 제공하는 단계 및 오일의 약 2 중량% 내지 약 75 중량%가 미소 접힘부 및 거대 접힘부 내에 함유될 때까지 오일을 흑연 시트와 접촉시키는 단계를 포함한다.
오일이 흑연 내로 흡수되어 약 2% 내지 약 75% 중량부의 오일을 함유하는 크레이핑된 흑연 시트가 얻어질 때까지 시트를 불소화 합성 오일과 접촉시키는 것에 의해서, 불소화 합성 오일이 크레이핑된 시트(12)에 첨가된다. 다른 예에서, 흑연 시트는 약 2% 내지 약 50% 중량부의 오일을 함유하며, 또 다른 예에서 흑연 시트는 약 2% 내지 약 20% 중량부의 오일을 함유하며, 또 다른 예에서 흑연 시트는 약 10% 내지 약 50% 중량부의 오일을 함유한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 크레이핑된 시트(12)는 이격된 롤러들(R) 사이에서 캘린더링되어, 물품의 압축성을 크게 감소시키지 않으면서, 적용예에 보다 더 적합한 제어된 최대 두께를 갖는 캘린더링된 물품(10')을 제공할 수 있다. 캘린더링은 도 2에 도시된 볼록한 거대 접힘부 및 오목한 거대 접힘부 간의 높이(H1) 변동을 감소시킨다. 롤 간격에 따라, 이러한 새로운 재료(10')는 고도로 압축 가능하게 그리고 등각적으로(conformable) 유지될 수 있거나, 더 높은 밀도를 가질 수 있다. 이러한 단계는 선택적이다.
폴리이미드 또는 PET와 같은 유전체 재료가 또한 도포되어, 탄성 흑연 크레이프의 압축성과 큰 전압 절연파괴 특성을 갖는 재료를 조합할 수 있다. 대안적으로, 큰 가요성의 실리콘 층이 공극을 충진하거나 표면에 도포되어, 흑연 복합체의 벌크를 통한 열 플럭스를 가능하게 하면서, 복합체의 전기 전도도를 감소시킬 수 있다. 흑연 시트의 연속적인 성질은, 부가적인 매트릭스 재료를 필요로 하지 않으면서, 상단 표면과 하단 표면을 연결하는 리본의 비교적 균일한 간격을 보장한다.
크레이핑은 엠보싱과 구별된다. 엠보싱은 재료를 그 평면에 수직으로 압축하는 반면, 크레이핑으로 인한 압축은 크레이핑되는 재료의 평면에 수직으로 발생되지 않는다.
실시예
이제 도 11 내지 도 14를 참조하면, 인장 응력을 견딜 수 있는 크레이핑된 흑연 시트(12)의 능력을 시험하였다.
비교를 위해서, (도 11에 도시된) 인장력(TF)을 112에서 도시된 대조군 샘플로서 사용되는 흑연 시트(4), 및 114 및 116에서 도시된 크레이핑된 흑연 시트(12)의 2개의 샘플에 인가하였다. 인장력(TF)은, 공정 방향으로도 지칭되는, 크레이핑의 방향으로 인가되었다. 도 11은 인장력(TF)을 인가하기 전의 샘플(112, 114 및 116)을 도시한다. 도 12는 인장력(TF)을 인가한 후의 샘플(112, 114 및 116)을 도시한다.
크레이핑된 흑연 시트(114)의 제1 샘플은, 인가된 인장력(TF)에 전반적으로 수직으로 연장되는 크레이핑된 거대 접힘부(20) 및 미소 접힘부(22)를 포함하였다. 제1 샘플(114)은, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 흑연 시트(112)의 약 1/2의 하중을 견뎠다. 제1 샘플(114)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 그의 원래 길이의 약 3배로 그리고 대조군 샘플(112)보다 적어도 약 50배로 신장되는 장점을 가졌다.
크레이핑된 흑연 시트(116)의 제2 샘플은, 인가된 인장력(TF)에 전반적으로 평행으로 연장되는 크레이핑된 거대 접힘부(20) 및 미소 접힘부(22)를 포함하였다. 제2 샘플(116)은, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 흑연 시트(112)의 2배 초과의 하중을 견딜 수 있었다. 제2 샘플(116)은, 대조군 샘플(112)과 대략적으로 동일한 자릿수인, 대략적으로 유사한 양으로 신장되었다. 제2 샘플(116)은 또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 인장력 인가 중에 적어도 20%만큼 폭이 증가되었다.
전술한 시험을 위해서 MTS/Instron 인장 시험 장비를 이용하였다. 인장 시험 과정은 그러한 장비에 대한 설명서 지침을 따랐고; 이는 ASTM D638과 유사하다. 모든 샘플(112, 114, 및 116)은 합성 흑연으로 형성되었다. 샘플(114 및 116)은 샘플(112)보다 약 4배 더 많은 합성 흑연 재료로 형성되었다.
적어도 250 kPa의 압력에서 크레이핑된 샘플 및 크레이핑되지 않은 샘플의 열적 임피던스를 비교하면, 크레이핑된, 박리된 흑연 시트(12)에서, 약 4 내지 7.5배의 두께 증가를 갖는 시트(12)는 그 크레이핑되지 않은 대응 부분, 예를 들어 흑연 시트(4)와 유사한 임피던스를 나타냈다. 흑연화된 중합체 흑연 시트(4)에서, 직선형 닥터 블레이드로 크레이핑된, 크레이핑된 샘플은 크레이핑되지 않은 흑연 시트의 두께의 약 2.5 내지 4배의 두께에서 유사한 임피던스를 나타냈다. 노치형 닥터 블레이드(60)로 크레이핑된 흑연 시트(12)는 유사한 열적 임피던스에 대해서 2배 이상의 두께를 나타냈다. 이러한 시험에서, 홈이 형성된 크레이핑된 시트(12)가 직선형의 크레이핑된 시트(12)의 약 1/2 두께를 가졌다는 것을 주목하였다. 시험은 ASTM D5470 시험 방법에 따라 실시되었다.
또한, 크레이핑된 흑연 시트(12)의 열적 임피던스를 일부 기존 갭 패드의 열적 임피던스와 비교하였다. 시험된 기존 갭 패드는 적어도 500 마이크로미터 내지 약 1 mm의 두께를 대략적으로 가졌다. 전술한 ASTM D5470 시험을 이용하였다. 샘플링된 기존 갭 패드는 1 mm에서의 Fujipoly 100XR-m(미압축), 500 마이크로미터에서의 Fujipoly 50XR-m(미압축)을 포함하였다. 700 kPa의 압력에서, 크레이핑된 흑연 시트는, 작은 열적 임피던스를 나타내는 것에 의해서, 기존 갭 패드보다 항상 성능이 뛰어났다. 약 1 mm의 미압축 두께를 갖는 천연 흑연 크레이핑된 흑연 시트(12)에서, 천연 크레이핑된 시트(12)는 기존 갭 패드보다 5 내지 50%의 열적 임피던스의 감소를 나타냈다. 흑연화된 중합체 크레이핑된 흑연 시트에서, 이들은 대조군보다 0.5 내지 2.5배 더 작은 열적 임피던스의 감소를 나타냈다. 이러한 동일한 경향은, 약 500 마이크로미터의 두께를 갖는 흑연화된 중합체 흑연 시트(12)에 대해서도 계속되었다. 크레이핑된 시트는, 대조군 갭 패드의 열적 임피던스의 약 2.5 내지 4배의 열적 임피던스의 감소를 나타냈다.
700 kPa 접촉 압력에서의 샘플 열적 임피던스 결과는 0.5℃*cm2/W 미만, 0.35℃*cm2/W 미만 및 0.20℃*cm2/W 미만을 포함하였다.
흑연화된 중합체 크레이핑된 시트(12)의 평면-내 확산도를 비교하면, 이는 시트(12)의 x 방향과 y 방향 간에 적어도 15%의 평면-내 확산도 차이를 가졌다. 흑연화된 중합체 크레이핑된 시트(12)의 평면-내 확산도 차이에 관한 비제한적인 추가적인 예는 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40% 및 적어도 50%이다. 박리된 천연 흑연 크레이핑된 시트(12)에서, x 방향과 y 방향 간의 평면-내 확산도 차이는 적어도 5%이다. 박리된 천연 흑연 크레이핑된 시트(12)의 평면-내 확산도 차이에 관한 비제한적인 추가적인 예는 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 및 적어도 50%이다. 그러한 확산도를 Bethel TA33 열적 분석기에서 시험하였다.
이제 도 17을 참조하면, 관심 대상인 크레이핑된 흑연의 특정 실시예는, 하나 이상의 크레이핑된 섹션(202) 및 하나 이상의 크레이핑되지 않은 섹션(204)을 갖는 일반적으로 200에서 도시된 크레이핑된 흑연 시트이다. 하나의 추가적인 실시예는 2개의 크레이핑되지 않은 섹션들 사이에 위치된 단지 하나의 크레이핑된 섹션을 갖는 흑연 시트이다. 다른 실시예는 2개의 크레이핑된 섹션들 사이에 위치된 단지 하나의 크레이핑되지 않은 섹션을 갖는 흑연 시트이다.
나열된 예는 이하를 포함한다:
1. 흑연 물품이며: 제1 주 표면 및 제1 주 표면에 대향되게 배치된 제2 주 표면을 갖는 크레이핑된 흑연 시트를 포함하고, 크레이핑된 흑연 시트는 복수의 거대 접힘부 및 복수의 미소 접힘부를 가지며, 복수의 거대 접힘부 중의 거대 접힘부에 인접한 복수의 미소 접힘부 중의 각각의 미소 접힘부가 인접한 거대 접힘부의 높이보다 작은 높이를 갖는다.
2. 예 1의 흑연 물품에 있어서, 거대 접힘부가 볼록한 접힘부 및 오목한 미소 접힘부를 포함한다.
3. 예 1 또는 예 2의 흑연 물품에 있어서, 거대 접힘부가 교번적인 볼록한 접힘부 및 오목한 미소 접힘부를 포함한다.
4. 예 1 내지 예 3 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 거대 접힘부는, 인접한 볼록한 접힘부 중 적어도 하나와 인접한 오목한 미소 접힘부 사이의 거리로서 정의되는 피치를 갖는, 규칙적으로 이격된 교번적인 볼록한 접힘부 및 오목한 미소 접힘부를 포함한다.
5. 예 1 내지 예 4 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 볼록한 접힘부 및 오목한 미소 접힘부는 흑연 물품을 횡단면에서 볼 때 확인될 수 있다.
6. 예 1 내지 예 5 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 흑연 물품은 미소 접힘부 내에 함유된 오일을 더 포함한다.
7. 예 1 내지 예 6 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 흑연 물품은 탄성 특성 및/또는 소성 특성을 나타낸다.
8. 예 1 내지 예 7 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 물품의 신율이 물품의 원래 길이의 적어도 10%를 포함한다.
9. 예 1 내지 예 8 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, x-y 방향에서의 평면-내 확산도의 차이가 적어도 15%를 포함한다.
10. 예 1 내지 예 9 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 흑연 물품이 열적 계면을 포함한다.
11. 예 1 내지 예 10 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 흑연 물품이, 약 700 kPa의 접촉 압력에서 0.5℃*cm2/W 미만의 열적 임피던스를 나타낸다.
12. 예 1 내지 예 11 중 어느 한 예의 흑연 물품에 있어서, 적어도 0.5 mm의 두께를 갖는다.
13. 3차원 물품을 제조하는 방법이며: PET 또는 접착제 코팅된 표면을 포함하는 캐리어 상에 배치된 흑연 시트를 제공하는 단계;
흑연 시트와의 각도가 형성되도록 블레이드를 배향하는 단계; 및 블레이드를 이용하여 흑연을 캐리어로부터 긁어내고 그에 의해 흑연 시트 내에 반복되는 미소 접힘부를 형성하는 단계를 포함한다.
14. 예 13의 방법에 있어서, 미소 접힘부가 볼록한 미소 접힘부 및 오목한 미소 접힘부를 포함한다.
15. 예 13 또는 예 14의 방법에 있어서, 미소 접힘부는, 인접한 볼록한 미소 접힘부 중 적어도 하나와 인접한 오목한 미소 접힘부 사이의 거리로서 정의되는 피치를 갖는, 규칙적으로 이격된 교번적인 볼록한 미소 접힘부 및 오목한 미소 접힘부를 포함한다.
16. 예 13 내지 예 15 중 어느 한 예의 방법에 있어서, 블레이드를 이용하여 흑연을 캐리어로부터 긁어내고 그에 의해 흑연 시트 내에 반복되는 거대 접힘부를 형성하는 단계를 더 포함한다.
17. 예 13 내지 예 16 중 어느 한 예의 방법 물품에 있어서, 거대 접힘부가 교번적인 볼록한 거대 접힘부 및 오목한 거대 접힘부를 포함한다.
18. 크레이핑된 가요성 흑연 시트를 포함하는 물품.
19. 예 18의 물품에 있어서, 가요성 흑연 시트는 박리된 흑연 시트의 압축된 입자의 시트 및/또는 흑연화된 중합체의 시트를 포함한다.
20. 예 18 또는 예 19의 물품에 있어서, 크레이핑된 가요성 흑연 시트가 그의 원래 길이의 적어도 10%의 신율을 갖는다.
21. 예 18 내지 예 20 중 어느 한 예의 물품에 있어서, 물품은 적어도 15%의 x-y 방향에서의 평면-내 확산도의 차이를 갖는다.
22. 예 18 내지 예 21 중 어느 한 예의 물품에 있어서, 물품은 약 700 KPa의 접촉 압력에서 0.5 (℃*cm2/W) 미만의 열적 임피던스를 갖는다.
23. 예 18의 물품에 있어서, 크레이핑된 가요성 흑연 시트는 단일체 물품을 포함한다.
24. 예 18의 물품에 있어서, 물품은 23%의 제어된 상대 습도에서 150 cc/m2-일-atm 이하의 산소 투과율을 포함한다.
25. 예 18의 물품에 있어서, 물품은 20℃ 및 60%의 상대 습도에서 20 gm/m2-일 이하의 수증기 투과율을 포함한다.
26. 예 18의 물품에 있어서, 물품은 약 700 KPa의 접촉 압력에서 0.5(℃*cm2/W) 미만의 열적 임피던스를 갖는다.
27. 예 18의 물품에 있어서, 물품의 외부 층 또는 내부 층을 형성하는 열가소성 층을 더 포함한다.
28. 크레이핑된 가요성 흑연 물품 자체.
전술한 설명은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위한 것이다. 본 설명으로부터 당업자에게 명확해지게 될 모든 가능한 변경 및 수정을 구체적으로 설명하지는 않는다. 그러나, 그러한 모든 수정 및 변경이, 이하의 청구항에 의해 규정되는 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다.
따라서, 흑연 물품의 새롭고 유용한 적용예 및 그러한 흑연 물품을 제조하는 방법에 관한 본 발명의 특정 실시예를 설명하였지만, 그러한 언급은 이하의 청구항에서 기술된 바와 같은 것을 제외하고 본 개시 내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다. 전술한 여러 실시예가 그 임의의 조합으로 실시될 수 있다.

Claims (38)

  1. 제1 주 표면 및 제1 주 표면에 대향되게 배치된 제2 주 표면을 갖는 크레이핑된 흑연 시트(creped graphite sheet)를 포함하고, 크레이핑된 흑연 시트는 복수의 거대 접힘부를 가지며, 각각의 거대 접힘부는 복수의 연관된 미소 접힘부를 가지며, 각각의 미소 접힘부는 연관된 거대 접힘부보다 작은 것인 흑연 물품.
  2. 제1항에 있어서, 거대 접힘부가 볼록한 거대 접힘부 및 오목한 거대 접힘부를 포함하는 것인 흑연 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 거대 접힘부가 교번적인 볼록한 거대 접힘부 및 오목한 거대 접힘부를 포함하는 것인 흑연 물품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 크레이핑된 흑연 시트의 두께(TC)가 50 마이크로미터 내지 2 mm인 흑연 물품.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 흑연 물품의 높이(H)가 크레이핑된 흑연 시트의 두께(TC)보다 100배 초과로 더 큰 것인 흑연 물품.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 접힘부가 적어도 2개의 미소 접힘부를 포함하는 것인 흑연 물품.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 접힘부 중 적어도 하나와 미소 접힘부 중 적어도 하나 간의 높이 비가 적어도 3:1인 흑연 물품.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 0.5 mm의 z-방향 측정값을 갖는 3차원 형상으로 배열된 흑연 물품.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 접힘부 내에 함유된 오일을 추가로 포함하는 흑연 물품.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 특성 및/또는 소성 특성을 나타내는 흑연 물품.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 물품의 신율이 물품의 원래 길이의 적어도 10%를 포함하는 것인 흑연 물품.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, x-y 방향에서의 평면-내 확산도의 차이가 적어도 15%를 포함하는 것인 흑연 물품.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 열적 계면을 포함하는 흑연 물품.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약 700 kPa의 접촉 압력에서 0.5℃*cm2/W 미만의 열적 임피던스를 나타내는 흑연 물품.
  15. 제1 주 표면 및 제1 주 표면에 대향되게 배치된 제2 주 표면을 갖는 크레이핑된 흑연 시트이며, 상기 크레이핑된 흑연 시트는 복수의 거대 접힘부를 가지며, 각각의 거대 접힘부는 복수의 연관된 미소 접힘부를 가지며, 각각의 미소 접힘부는 연관된 거대 접힘부보다 작은 높이를 갖는 것인 크레이핑된 흑연 시트.
  16. 제15항에 있어서, 크레이핑된 흑연 시트의 두께(TC)가 50 마이크로미터 내지 2 mm인 시트.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 크레이핑된 흑연 시트의 높이(H)가 크레이핑된 흑연 시트의 두께(TC)보다 100배 초과로 더 큰 것인 시트.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 거대 접힘부가 적어도 2개의 미소 접힘부를 포함하는 것인 시트.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 거대 접힘부 중 적어도 하나와 미소 접힘부 중 적어도 하나 간의 높이 비가 적어도 3:1인 시트.
  20. 흑연 물품의 제조 방법이며:
    캐리어 상에 배치된 가요성 흑연 시트를 제공하는 단계로서, 여기서 캐리어 표면은 캐리어 표면을 따라 흑연 시트가 이동하는 것을 저지하기에 충분히 큰 마찰을 갖거나, 또는 흑연 시트가 캐리어 표면에 접착 결합된 것인 단계;
    흑연 시트와의 각도가 형성되도록 블레이드를 배향하는 단계; 및
    블레이드를 이용하여 흑연을 캐리어로부터 긁어내고 그에 의해 흑연 시트 내에 반복되는 거대 접힘부 및 미소 접힘부를 형성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 블레이드가, 블레이드 홀더로부터 연장되고 15 내지 40도의 활주 마모 각도를 형성하는 기부를 갖는 것인 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 블레이드가 0 내지 60도의 블레이드 사면 각도를 갖는 것인 방법.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드가 15 내지 35 mm의 블레이드 돌출을 갖는 것인 방법.
  24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 흑연 시트는 흑연화된 중합체의 시트 및/또는 박리된 흑연 시트의 압축된 입자의 시트를 포함하는 것인 방법.
  25. 제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 크레이핑된 흑연 시트를 스탬핑(stamping), 드로잉(drawing) 및/또는 프레싱(pressing)하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  26. 제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 흑연 물품을 제조하기 위한 방법.
  27. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 흑연 물품 또는 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 크레이핑된 흑연 시트를 포함하는 물품.
  28. 크레이핑된 가요성 흑연 시트를 포함하는 물품.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서, 크레이핑된 가요성 흑연 시트가 그의 원래 길이의 적어도 10%의 신율을 갖는 것인 물품.
  30. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 15%의 x-y 방향에서의 평면-내 확산도의 차이를 갖는 물품.
  31. 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 흑연 물품이 단일체인 물품.
  32. 제27항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 재료와 제2 재료 사이에 배치된 흑연 물품으로 이루어진 적층체인 물품.
  33. 제27항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 약 700 KPa의 접촉 압력에서 0.5(℃*cm2/W) 미만의 열적 임피던스를 갖는 물품.
  34. 제27항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 물품의 외부 층 또는 내부 층을 형성하는 열가소성 층을 추가로 포함하는 물품.
  35. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 흑연 물품 또는 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 크레이핑된 흑연 시트의, 열적 계면으로서의 용도.
  36. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 흑연 물품 또는 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 크레이핑된 흑연 시트의, 외피를 형성하기 위한 용도.
  37. 크레이핑된 가요성 흑연 물품 자체.
  38. 제37항에 있어서, 크레이핑된 거대 접힘부에 수직인 방향을 갖는 인장력의 인가시에 10% 초과 및 300% 이하의 신율을 가질 수 있는 물품.
KR1020207017785A 2018-01-22 2019-01-11 흑연 물품 및 그의 제조 방법 KR20200110310A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862620464P 2018-01-22 2018-01-22
US62/620,464 2018-01-22
US201862695079P 2018-07-08 2018-07-08
US62/695,079 2018-07-08
PCT/IB2019/050231 WO2019142082A1 (en) 2018-01-22 2019-01-11 A graphite article and method of making same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200110310A true KR20200110310A (ko) 2020-09-23

Family

ID=65441007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207017785A KR20200110310A (ko) 2018-01-22 2019-01-11 흑연 물품 및 그의 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11806983B2 (ko)
EP (1) EP3743668A1 (ko)
KR (1) KR20200110310A (ko)
CN (2) CN115638688A (ko)
CA (1) CA3089050A1 (ko)
WO (1) WO2019142082A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116490277A (zh) 2020-08-31 2023-07-25 拉伯赛特股份有限公司 用于自动热循环的热适配器
US20220128338A1 (en) * 2020-10-27 2022-04-28 Warwick Mills, Inc. Lightweight highly flexible electromagnetic barrier
CN113292971A (zh) * 2021-06-01 2021-08-24 江西德思恩新材料有限公司 一种用于散热功能的增强抗拉强度人工石墨膜及其制备方法
US20230320035A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Folded graphite fins for heatsinks
CN116178035B (zh) * 2022-09-08 2023-12-22 中钢集团南京新材料研究院有限公司 一种柔性高导热石墨材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5372187A (en) * 1993-05-24 1994-12-13 Robinson Fin Machines, Inc. Dual corrugated fin material
US6746768B2 (en) * 2001-12-26 2004-06-08 Advanced Energy Technology Inc. Thermal interface material
US6749009B2 (en) * 2002-02-20 2004-06-15 Delphi Technologies, Inc. Folded fin on edge heat sink
US20070053168A1 (en) * 2004-01-21 2007-03-08 General Electric Company Advanced heat sinks and thermal spreaders
DE502004005321D1 (de) * 2004-04-16 2007-12-06 Sgl Carbon Ag Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus expandiertem Graphit
US20160077074A1 (en) * 2011-12-21 2016-03-17 The Regents Of The University Of California Interconnected corrugated carbon-based network
WO2014149189A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Graftech International Holdings Inc. Thermal interfaces
US9706684B2 (en) 2013-12-26 2017-07-11 Terrella Energy Systems Ltd. Exfoliated graphite materials and composite materials and devices for thermal management
US9700968B2 (en) 2013-12-26 2017-07-11 Terrella Energy Systems Ltd. Apparatus and methods for processing exfoliated graphite materials
DE102014101358B4 (de) 2014-02-04 2017-03-02 Dr. Schneider Kunststoffwerke Gmbh Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Wärmetauschers, plattenförmiger Wärmetauscher und Verbund mit plattenförmigen Wärmetauschern
KR102087163B1 (ko) * 2014-12-18 2020-03-10 가부시키가이샤 가네카 그래파이트 적층체, 그래파이트 적층체의 제조 방법, 열 수송용 구조물 및 로드상의 열 수송체
CN104591163B (zh) * 2014-12-29 2016-08-17 上海交通大学 基于软-硬模板的石墨烯制备方法
CN106358361A (zh) * 2016-08-31 2017-01-25 安徽赛福电子有限公司 高效电子元件散热装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111344531B (zh) 2022-08-09
EP3743668A1 (en) 2020-12-02
WO2019142082A1 (en) 2019-07-25
US20200384731A1 (en) 2020-12-10
CA3089050A1 (en) 2019-07-25
CN111344531A (zh) 2020-06-26
US20240034028A1 (en) 2024-02-01
US11806983B2 (en) 2023-11-07
CN115638688A (zh) 2023-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200110310A (ko) 흑연 물품 및 그의 제조 방법
US20240021495A1 (en) Apparatus and Methods for Processing Exfoliated Graphite Materials
US9959948B2 (en) Highly conductive graphitic films
CN109095456B (zh) 单体石墨烯层或石墨烯单晶
EP1467856B1 (en) Improved thermal interface material
KR200478915Y1 (ko) 복합물 열 스프레더
US20160079001A1 (en) Graphene Electrode Based Ceramic Capacitor
EP0144560B1 (en) Insulating polyolefin laminate paper and method for production same, and electric power supply cable
US11312629B2 (en) Process for producing monolithic film of integrated highly oriented halogenated graphene sheets or molecules
KR20190046886A (ko) 고전도성 흑연 필름 및 생산 공정
WO2017053089A1 (en) Monolithic film of integrated highly oriented halogenated graphene
JP7233564B2 (ja) 放熱シート及びその製造方法
CN116134978A (zh) 导电性膜、粒子状物质、浆料和导电性膜的制造方法
Lv et al. Highly compressible graphene aerogel with high thermal conductivity along both in-plane and through-plane directions
US10553357B2 (en) Monolithic film of integrated highly oriented halogenated graphene
US11864355B2 (en) Thermal conductor and method for manufacturing thermal conductor
Nagpal et al. 2D Materials: Mechanical Properties and Applications
US20240001664A1 (en) Heat dissipation sheet and method of manufacturing the same
US20240017955A1 (en) Thermal conduction sheet holder and method of manufacturing heat dissipating device
US20230127153A1 (en) Energy storage film and method of manufacturing same
KR101912261B1 (ko) 적층 세라믹 전자 부품의 내부 전극용 도전성 페이스트 및 이를 이용한 적층 세라믹 전자 부품
KR20220096774A (ko) 저유전 방열 시트 및 이의 제조방법
KR100567832B1 (ko) 팽창흑연 성형품 제조방법
JP2004200241A (ja) 電子部品製造用樹脂フィルム及びグリーンシートの製法並びに積層型電子部品の製法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right