(57)【要約】【課題】膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシートを提供する。【解決手段】本発明の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシートは、所定の混合比で混合された膨張黒鉛（Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ）粉末と炭素ナノチューブ（ＣＮＴ，Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ  Ｔｕｂｅ）粉末を高温加圧して成形したユニットカーボンシート層、及びユニットカーボンシート層の少なくともいずれか１面に形成されユニットカーボンシート層を補強しユニットカーボンシート層を電気的に絶縁させる合成樹脂層を含むことを特徴とする。これにより、水平方向及び垂直方向の熱伝導率の向上が得られることは勿論、相対的な物性の強化によって引張強度及び強度を増加することができる。【選択図】図１
2009502567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膨張黒鉛粉末と炭素ナノチューブ粉末とを高温加圧して成形したユニットカーボンシート層と、
前記ユニットカーボンシート層の少なくとも１面に形成され、前記ユニットカーボンシート層を補強するとともに前記ユニットカーボンシート層を電気的に絶縁する合成樹脂層と、を含むことを特徴とする膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項２】
前記ユニットカーボンシート層の成形温度は４００℃〜１０００℃であり、成形圧力は１５０Ｋｇｆ／□〜８００Ｋｇｆ／□であることを特徴とする請求項１に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項３】
前記合成樹脂層は、エポキシ及びウレタンのいずれか一種を液状で塗布した後、乾燥及び硬化させて形成されることを特徴とする請求項１に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項４】
前記合成樹脂層は、ＰＥＴ、アマイド及びＰＥＮのいずれか一種によって形成される耐熱性フィルム層であって、
前記ユニットカーボンシート層の一面に接着されることを特徴とする請求項１に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項５】
前記ユニットカーボンシート層の少なくともいずれか１面には、炭素ナノチューブコーティング層がさらに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項６】
前記炭素ナノチューブコーティング層の厚さは、０．２μｍ〜５μｍであることを特徴とする請求項５に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項７】
前記炭素ナノチューブコーティング層は、ロールコーティング又はナイフコーティングのいずれか一つのコーディング法により形成されることを特徴とする請求項６に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項８】
前記ユニットカーボンシート層、前記耐熱性フィルム層及び前記炭素ナノチューブコーティング層の少なくともいずれか一つの最外層面に塗布される粘着剤層と、
前記粘着剤層に着脱自在に結合される離型紙を含むことを特徴とする請求項１または請求項５に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項９】
前記ユニットカーボンシート層、前記耐熱性フィルム層及び前記炭素ナノチューブコーティング層の少なくともいずれか一つの外面に一体に結合された放熱特性を付加する金属板をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項５に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項１０】
前記ユニットカーボンシート層の原材料として、前記膨張黒鉛粉末を９９．５重量％〜５０重量％、前記炭素ナノチューブ粉末を０．５重量％〜５０重量％の範囲となるように混合したことを特徴とする請求項１に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項１１】
膨張黒鉛シート層と、
前記膨張黒鉛シート層の少なくともいずれか１面にコーティングされる炭素ナノチューブコーティング層と、
前記膨張黒鉛シート層と前記炭素ナノチューブコーティング層の内のいずれか１面に形成される合成樹脂層と、を含むことを特徴とする膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項１２】
前記合成樹脂層は、エポキシ及びウレタンのいずれか一種を液状に塗布した後、乾燥及び硬化させて形成されることを特徴とする請求項１１に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【請求項１３】
前記合成樹脂層は、ＰＥＴ、アマイド及びＰＥＮのいずれか一種により形成される耐熱性フィルム層であって、
前記ユニットカーボンシート層の一面に接着されることを特徴とする請求項１１に記載の膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシートに係り、さらに詳しくは水平方向及び垂直方向の熱伝導率の向上が図られると同時に、相対的に物性が強化され、引張強度及び引裂強度を向上させることができる膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
カーボンシートとは、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、それからＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）のヒートシンク（Ｈｅａｔ  Ｓｉｎｋ）として活用されるシート（Ｓｈｅｅｔ）を指す。このようなカーボンシートは、殆ど言わば膨張黒鉛（Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ）との材料の粉末を用いて製造されるが、その方法を簡単に説明すれば、次の通りである。
【０００３】
まず、コーティングされた膨張黒鉛粉末を所定のプレス成形型に充填する。そして、プレスを用いて、適正な成形圧力で膨張黒鉛粉末を加圧成形して１次加工物を生成する。その後、必要に応じて１次加工物にローリング（Ｒｏｌｌｉｎｇ）加工して適当な目標厚さにして２次加工物を生成し、当該２次加工物を切断／ベンディングして最終的なカーボンシートを製造する。
【０００４】
ところが、このような方法でカーボンシートを製造する場合、カーボンシートの強度が弱いので、一定圧力以上が加わると塑性変形されるのみならず、水平方向と垂直方向との熱伝導率の差が相対的に大きくなる問題点があった。さらに、従来のカーボンシートは、その全量を輸入に依存しているため、高価になるという問題点があった。
【０００５】
このような問題点を克服するため、本出願人は、高熱伝導性カーボンシートに対する技術を出願してきた（韓国特許出願番号１０−２００４−００２３２３５号参照）。この出願は、膨張黒鉛と炭素ナノチューブ（ＣＮＴ，Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ  Ｔｕｂｅ）とを混合して高熱伝導性カーボンシートを製造することによって、従来の技術に較べて強度を高め、水平方向及び垂直方向の熱伝導率向上の効果が最大限発揮できるようにしている。しかし、このような方法でカーボンシートを製造するとしても、十分な物性が得られず、引張強度及び引裂強度も不十分という問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述した従来の技術の問題点の解決するために案出されたもので、その目的は、水平方向及び垂直方向の熱伝導率が向上すると同時に、物性が相対的に強化され、引張強度及び引裂強度を向上させた膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的は、所定の混合比で混合された膨張黒鉛粉末と炭素ナノチューブ粉末とを高温加圧して成形して得られるユニットカーボンシート層、及び前記ユニットカーボンシート層の少なくともいずれか１面に形成され前記ユニットカーボンシート層を補強すると同時に、前記ユニットカーボンシート層を電気的に絶縁させるための合成樹脂層と、を含むことを特徴とする膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシートにより達成される。
【０００８】
ここで、前記ユニットカーボンシート層の成形温度は、４００℃〜１０００℃であり、成形圧力は１５０Ｋｇｆ／□〜８００Ｋｇｆ／□でありうる。
【０００９】
前記合成樹脂層は、エポキシ及びウレタンの内の一種を、液状で塗布した後、乾燥及び硬化させて形成されたものであることが好ましい。
【００１０】
また、前記合成樹脂層は、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）、アマイド（Ａｍｉｄｅ）及びＰＥＮ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｎａｐｈｔａｌａｔｅ）のいずれか一種を用いて形成される耐熱性フィルム層であって、前記ユニットカーボンシート層の一面に接着されていることが好ましい。
【００１１】
前記ユニットカーボンシート層の少なくとも１面には、炭素ナノチューブコーティング層がさらに形成されている場合も好ましい。
【００１２】
前記炭素ナノチューブコーティング層の厚さは、０．２μｍ〜５μｍであることが望ましい。
【００１３】
前記炭素ナノチューブコーティング層は、ロールコーティング（Ｒｏｌｌ  Ｃｏａｔｉｎｇ）とナイフコーティング（Ｋｎｉｆｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ）のいずれかのコーティング法を用いて形成することが好ましい。
【００１４】
前記ユニットカーボンシート層、前記耐熱性フィルム層及び前記炭素ナノチューブコーティング層の少なくともいずれか一つの最外層面に塗布される粘着剤層、及び前記粘着剤層に着脱自在に結合される離型紙を含める。
【００１５】
前記ユニットカーボンシート層、前記耐熱性フィルム層及び前記炭素ナノチューブコーティング層の少なくともいずれか一つの外面に一体に結合され、放熱特性を付加する金属板をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
前記ユニットカーボンシート層の原材料は、前記膨張黒鉛粉末が９９．５重量％〜５０重量％、前記炭素ナノチューブ粉末が０．５重量％〜５０重量％の範囲で含むように混合することが好ましい。
【００１７】
一方、前述した目的は、膨張黒鉛シート層と、前記膨張黒鉛シート層の少なくともいずれか１面にコーティングされる炭素ナノチューブコーティング層、及び前記膨張黒鉛シート層と前記炭素ナノチューブコーティング層とのいずれか一面に形成される合成樹脂層を含むことを特徴とする膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンとを用いた高熱伝導性カーボンシートとしても良い。
【００１８】
ここで、前記合成樹脂層は、エポキシ及びウレタンの内の一種を液状として、これを塗布した後、乾燥および硬化させて形成できる。
【００１９】
前記合成樹脂層は、ＰＥＴ、アマイド及びＰＥＮのいずれか一種により形成される耐熱性フィルム層であって、前記ユニットカーボンシート層の一面に接着されるのが有利である。
【発明の効果】
【００２０】
以上述べたように、本発明によれば強度が高くなり、又、水平方向及び垂直方向の熱伝導率の向上が可能であると同時に、物性が相対的に強化され、引張強度及び引裂強度を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付した図面に基づき本発明を詳述し、各実施形態の説明のうち同一構成については同一符号を付する。
【００２２】
図１は本発明の第１実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。同図によれば、本発明の実施形態による高熱伝導性カーボンシート１０は、ユニットカーボンシート層１１、接着剤層１３、合成樹脂層(図示せず)、粘着剤層１７及び離型紙１９を有する。
【００２３】
ユニットカーボンシート層１１は、所定の混合比で混合された膨張黒鉛（Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ）粉末と炭素ナノチューブ（ＣＮＴ，Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏ  Ｔｕｂｅ）粉末とを高温でプレスで加圧して所定の厚さに形成される。この際、ユニットカーボンシート層１１の原材料は、膨張黒鉛粉末が９９．５重量％〜５０重量％、炭素ナノチューブ粉末が０．５重量％〜５０重量％の範囲となるよう混合して用いる。そして、プレス成形時の成形温度は４００℃〜１０００℃、成形圧力は１５０Ｋｇｆ／□〜８００Ｋｇｆ／□にすることが好ましい。
【００２４】
本実施形態において使われる膨張黒鉛粉末は、膨張黒鉛の原料として天然黒鉛、キッシュ（ｋｉｓｈ）黒鉛など層状結晶構造を持つ黒鉛粒を、硫酸、硝酸、燐酸、過塩素酸などの酸とクロム酸、過マンガン酸、過沃素酸及び過酸化水素などよりなる酸化剤で処理して、層間化合物を形成した後、洗浄して高温加熱(４００℃〜１０００℃)して得られる。こうして得られた膨張黒鉛は、加熱されると層平面に直角の層間距離が黒鉛本来のものより８０倍以上、２００倍〜８００倍ほど膨張させることと報告されている。
【００２５】
炭素ナノチューブは、数μｍ〜数百μｍの直径と数μｍ〜数百μｍの長さを有する非等方性の素材である。炭素ナノチューブにおいて、一つの炭素原子は、三つの他の炭素原子と結合されており、六角形ハニカムパターンを取っている。平らな紙上にこのようなハニカムパターンを描いて、その紙を丸く巻くとナノチューブ構造になる。すなわち、ナノチューブの一つは中空のチューブあるいはシリンダのような形を取っている。これをナノチューブと呼ぶ理由は、そのチューブの直径が通常１ナノメートル（１０億分の１メートル）ほどの極小レベルであるからである。紙にハニカムパターンを描いて、その紙を丸く巻くとナノチューブになるが、この際、紙をどの程度の巻込み角度で巻くかによって、炭素ナノチューブが金属のような電気的導体（Ａｒｍｃｈａｉｒ構造）になる場合と、半導体（Ｚｉｇｚａｇ構造）になる場合とに分かれる。
【００２６】
このような炭素ナノチューブは、大きな長さ／直径比を有していて、単位面積当たりの表面積が極めて大きく、物理的には鋼鉄の約１００倍に達する強度を有しながら、化学的にも安定した特性を有する。特に、炭素ナノチューブは、地球上に存在する物質のうち常温で熱伝導度が最大のダイアモンド（３３．３Ｗ／ｃｍ・Ｋ）よりも、さらに大きい熱伝導度（１５００Ｗ／ｍ・ｋ〜６０００Ｗ／ｍ・ｋ）を有するので、一般に放熱板に使われるアルミニウム（０．２４３Ｗ／ｃｍ・Ｋ）や銅（４．０１Ｗ／ｃｍ・Ｋ）に比べれば数十倍〜数百倍の熱伝導度を有することになる。本実施形態で使われる炭素ナノチューブは、単層炭素ナノチューブ（ＳＷＮＴ：  Ｓｉｎｇｌｅ−Ｗａｌｌ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ）と多層炭素ナノチューブ（ＭＷＮＴ：  Ｍｕｌｔｉ−Ｗａｌｌ  Ｎａｎｏｔｕｂｅ）などである。
【００２７】
一方、ユニットカーボンシート層１１の強度が高くなり、又、水平方向及び垂直方向の熱伝導率の向上が得られたとしても、前述したように十分な物性が得られず引張強度及び引裂強度も不十分である。これに対し、本実施形態では前述した方法で製造されたユニットカーボンシート層１１の一面に接着剤を塗布して接着剤層１３を形成した後、接着剤層１３で合成樹脂層をさらに形成している。
【００２８】
合成樹脂層は、エポキシ及びウレタンの内のいずれか一種を、液状で塗布した後、乾燥および硬化（自然乾燥した後、硬化させたり、熱乾燥してから硬化させるもの）させて形成されるが、本実施形態では合成樹脂層を耐熱性フィルム層１５で設けて接着剤層１３に接着している。
【００２９】
耐熱性フィルム層１５は、ユニットカーボンシート層１１を補強する一方、ユニットカーボンシート層１１を電気的に絶縁する役割を果たす。このような材料として耐熱性フィルム層１５は、ＰＥＴ、アマイド及びＰＥＮのいずれか一種を用いることが好ましい。
【００３０】
このようにユニットカーボンシート層１１の一面に耐熱性フィルム層１５を接着することによって、相対的に物性が強く、引張強度及び引裂強度に優れたカーボンシートが得られる。但し、このようなカーボンシートは、主にＰＤＰやＬＣＤ、それからＬＥＤのヒートシンク（Ｈｅａｔ  Ｓｉｎｋ）として活用されるので、該当物や部品に容易に接着できれば使い勝手が良くなる。従って、図１に示したように、耐熱性フィルム層１５の露出面に粘着剤を塗布し、粘着剤上に離型紙１９を貼り付けている。よって、使用する場合は、離型紙１９を剥がして、粘着剤の粘着力を用いて所望の物や部品に貼って使用すればよい。
【００３１】
このような構成を有する第１実施形態の高熱伝導性カーボンシート１０の製造方法について説明する。
【００３２】
まず、膨張黒鉛粉末と炭素ナノチューブ粉末とを混合してユニットカーボンシート層１１を製造する。すなわち、膨張黒鉛粉末と炭素ナノチューブ粉末とを適正量混合して混合カーボン粉末を作った後、混合カーボン粉末を作業位置に塗布する。それから塗布された混合カーボン粉末の上部に設けられたプレスと混合カーボン粉末の下部に位置した金型との間に一定圧力を発生させながら、プレスで高温加圧成形すれば、混合カーボン粉末が加圧されて、１次カーボンシート層（図示せず）が生成される。この際の成形温度は４００℃〜１０００℃、成形圧力は１５０Ｋｇｆ／□〜８００Ｋｇｆ／□である。
【００３３】
その後、１次カーボンシート層の上面に混合カーボン粉末を再塗布し、前述したプレス加圧工程を繰り返す。すると、２次カーボンシート層（図示せず）が１次カーボンシート層の上面に積層されて、その厚みが厚くなる。このように１次カーボンシート層の上面に２次カーボンシート層を形成する過程で、所望の目標厚さが得られなければ、所望の厚さに到達するまで同様の方法で３次カーボンシート層（図示せず）を形成して、全体として所望の目標厚さを有するユニットカーボンシート層１１を製造するようになる。勿論、２次カーボンシート層だけで目標厚さが得られると、３次カーボンシート層を形成する必要がなく、ローリング作業を経て加工過程を完了することによってユニットカーボンシート層１１が得られる。
【００３４】
参考に、膨張黒鉛（Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｔｅ）粉末と炭素ナノチューブ粉末との混合比は、下記のような方法で製造されうる。下記の表１は膨張黒鉛粉末と炭素ナノチューブ粉末との混合比を異なるものとして、ユニットカーボンシート層１１を製造した後、水平方向及び垂直方向への熱伝導率を測定したものである。
【００３５】
実施例１の場合は、膨張黒鉛粉末９９重量％に対し炭素ナノチューブ粉末１重量％を使ってユニットカーボンシート層１１を作った例である。そして、実施例２の場合は、実施例１の膨張黒鉛粉末を、９９重量％から９５重量％として、炭素ナノチューブ１重量％を５重量％に変更して、前述した方法でユニットカーボンシート層１１を形成している。実施例３〜実施例７の場合は、それぞれ膨張黒鉛粉末を９０重量％、８５重量％、８０重量％、７５重量％、７０重量％として、炭素ナノチューブ粉末をそれぞれ１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％と変化させてユニットカーボンシート層１１を製造した例を示す。いずれの方法を適用しても強度が高くなり、又、水平方向及び垂直方向の熱伝導率向上の効果が得られている点においては何ら変わりない。
【００３６】
【表１】
2009502567.tif 000003
【００３７】
次いで、ユニットカーボンシート層１１の一面に接着剤を塗布して、接着剤層１３を形成する。それから、接着剤層１３に耐熱性フィルム層１５を板面方向に配置して、接着することによってユニットカーボンシート層１１と一体化する。その後、耐熱性フィルム層１５の露出面に粘着剤層１７を形成した後、粘着剤層１７に離型紙１９を粘着させることによって、本発明の第１実施形態による高熱伝導性カーボンシート１０が製造される。
【００３８】
このような方法でカーボンシート１０を製造して、ＰＤＰやＬＣＤのヒートシンクとして使用する場合、強度が高く、又、水平方向及び垂直方向の熱伝導率の向上が可能ということは、物性が相対的に強化され引張強度及び引裂強度を向上させることを意味する。
【００３９】
一方、図２は、図１に示された高熱伝導性カーボンシートの斜視図であり、図３は、図２に示された高熱伝導性カーボンシートにヒートパイプ（Ｈｅａｔ  Ｐｉｐｅ）を適用した例示図であって、次の表２はカーボンシート１０（図２参照）とカーボンシート１０の一面にヒートパイプ２０を付加して（図３参照）、放熱特性の改善レベルを確認した結果を示している。
【００４０】
【表２】
2009502567.tif 000004
【００４１】
図２及び図３を参照しつつ表２の結果を見ると、図３のように、カーボンシート１０にヒートパイプ２０を適用する場合、放熱効果が相対的に増加していることが分かる。ここでは、ヒートパイプ２０の長さが１００ｍｍのものを採用した。
【００４２】
図４は、本発明の他の実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。前述した第１実施形態の場合は、ユニットカーボンシート層１１の一面に順に接着剤層１３、耐熱性フィルム層１５、粘着剤層１７及び離型紙１９が配置されている。しかし、第２実施形態を示した図２のように、高熱伝導性カーボンシート１０ａは、接着剤層１３、耐熱性フィルム層１５、粘着剤層１７及び離型紙１９はユニットカーボンシート層１１の両面にそれぞれ対称に形成されうる。
【００４３】
図５は、本発明のさらに他の実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。図５に示したように、本実施形態による高熱伝導性カーボンシート１０ｂにおいて、ユニットカーボンシート層１１の一面には、炭素ナノチューブコーティング層１２がさらに形成されている。
【００４４】
このような炭素ナノチューブコーティング層１２は、０．２μｍ〜５μｍほどの厚さに形成されるが、ロールコーティング（Ｒｏｌｌ  Ｃｏａｔｉｎｇ）とナイフコーティング（Ｋｎｉｆｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ）のいずれか一つのコーティング法によってコーティングできる。参考として、ロールコーティングとは、炭素ナノチューブコーティング液をローラでユニットカーボンシート層１１の一面にコーティングすることを指し、ナイフコーティング（Ｋｎｉｆｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ）とは一定量の炭素ナノチューブコーティング液をユニットカーボンシート層１１の一面に塗布した後、ナイフを用いて適正量の厚さに薄く広げてコーティングすることを指す。
【００４５】
このように、炭素ナノチューブコーティング層１２をさらに形成する場合、さらに高い放熱効果を奏することができる。参考として、炭素ナノチューブコーティング層１２を形成した熱伝導性カーボンシート１０ｂのサイズとソース（Ｓｏｕｒｃｅ）温度変化を見れば、図６に示したように、同じ温度条件下で炭素ナノチューブコーティング層１２が形成された熱伝導性カーボンシート１０ｂは、一般の黒鉛シートに比べて、放熱効果が高いことが分かる。グラフに示された２本の線のうち、右側のものが一般の黒鉛シートであり、左側のものが熱伝導性カーボンシート１０ｂである。そして、本実施形態のカーボンシート１０ｂは、その面積が大きいほど、放熱効果が高く現れることが分かる。
【００４６】
図７は、本発明のさらに他の実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。前述した実施形態では、全てが膨張黒鉛粉末と炭素ナノチューブ粉末とを使用してカーボンシート１０、１０ａ、１０ｂを製造している。
【００４７】
しかし、図７に示したように、本実施形態による高熱伝導性カーボンシート１０ｃは、膨張黒鉛シート層１１ａ、膨張黒鉛シート層１１ａの一面にコーティングされる炭素ナノチューブコーティング層１２及び炭素ナノチューブコーティング層１２の一面に形成される耐熱性フィルム層１５で製造している。
【００４８】
図７に示すような層構成で製造しても強度が高くなり、又、水平方向及び垂直方向の熱伝導率の向上が得られ、物性が相対的に強化され引張強度及び引裂強度を向上させる効果は何ら変わらない。図７において、その他の構成は、前述した実施形態と近似している。例えば、炭素ナノチューブコーティング層１２と耐熱性フィルム層１５との間には、接着剤層１３が形成され、耐熱性フィルム層１５の一面には粘着剤層１７に離型紙１９が着脱自在に粘着されている。
【００４９】
参考に、次の表３は、図７に示された本発明の他の実施形態による高熱伝導性カーボンシート１０ｂのサイズ別ソース（Ｓｏｕｒｃｅ）温度変化の結果表である。
【００５０】
【表３】
2009502567.tif 000005
【００５１】
表３によれば、膨張黒鉛シート層１１ａ（厚さ０．７ｍｍ）表面に炭素ナノチューブコーティング層１２をコーティングして、放熱特性の改善レベルを確認したところ、膨張黒鉛シート層１１ａに炭素ナノチューブコーティング層１２を適用する場合、狭い面積になるほど、放熱効果が高くなることが分かる。
【００５２】
このように本発明の各実施形態によれば、強度が高くなり、又、水平方向及び垂直方向の熱伝導率の向上が得られ、物性が相対的に強化され、引張強度及び引裂強度を向上させたカーボンシート１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃが提供できる。
【００５３】
以上図面に基づき本発明について詳述してきたが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００５４】
前述した実施形態では説明を省いているが、前述したカーボンシートには、別の金属板を一体に貼り付けて一つのヒートシンクとして使用することもできる。今のところ、カーボンシートに放熱ファンを結合させて使用する場合もあるが、放熱ファンの騒音や体積の問題が発生することから、放熱ファンの代わりに別の金属板を使用することができる。例えば、アルミニウム、銅などの金属板を、カーボンシートに貼り付けて使用する場合、カーボンシートの放熱特性が付加されて、一層優れた放熱効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明に係る膨張黒鉛と炭素ナノチューブとの混合カーボンを用いた高熱伝導性カーボンシートは、強度が高く、又、水平方向及び垂直方向の熱伝導率が向上すると同時に、物性が相対的に強化され、引張強度及び引裂強度を顕著に向上させたものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。
【図２】図１に示した高熱伝導性カーボンシートの斜視図である。
【図３】図２に示した高熱伝導性カーボンシートにヒートパイプ（Ｈｅａｔ  Ｐｉｐｅ）を適用した例示図である。
【図４】本発明の他の実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。
【図６】図５に示したカーボンシートのサイズとソース（Ｓｏｕｒｃｅ）温度変化との相関関係を示したグラフである。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による高熱伝導性カーボンシートの概略的な断面図である。
【図１】
2009502567.tif 000006
【図２】
2009502567.tif 000007
【図３】
2009502567.tif 000008
【図４】
2009502567.tif 000009
【図５】
2009502567.tif 000010
【図６】
2009502567.tif 000011
【図７】
2009502567.tif 000012
【国際調査報告】
2009502567.tif 000013
2009502567.tif 000014