KR101623781B1

KR101623781B1 - 기능성 성형체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101623781B1
Application number: KR1020117021394A
Authority: KR
Inventors: 토모아키 요코타
Original assignee: 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2016-05-24
Also published as: JPWO2010095601A1; US20110300388A1; KR20110127212A; US9144926B2; WO2010095601A1

Abstract

충분한 유연성이나 성형성을 가지면서 기능성 입자의 기능도 충분히 갖는 기능성 성형체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 하고, 이와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명에 의한 기능성 성형체는 기능성 입자와 바인더와 섬유상물을 포함하는 혼합물을 성형해서 이루어지는 것을 특징으로 하고, 기능성 성형체의 제조방법은 기능성 입자와 바인더와 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고, 상기 섬유상물이 상기 혼합물을 얻는 과정에서 가해지는 기계력에 의해 섬유상물로 되는 섬유화 재료로부터 얻어지는 것을 특징으로 하거나, 기능성 입자와 바인더와 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고, 상기 혼합물은 기능성 입자를 바인더와 혼합하여 얻어진 전구 혼합물을 섬유상물 또는 상기 혼합물을 얻는 과정에 가해지는 기계력에 의해 섬유상물로 되는 섬유화 재료와 더 혼합함으로써 얻어지는 것을 특징으로 한다.

Description

기능성 성형체 및 그 제조 방법{FUNCTIONAL MOLDED ARTICLE AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 기능성 성형체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상세하게는 열전도성 시트, 전자파 쉴드, 플립칩, 전극막, 전자파 흡수체, 센서, 안테나, 액츄에이터, 가스 배리어막 등으로서 이용되는 기능성 성형체 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

종래에는 열전도성, 도전성, 자성, 유전성, 가스 배리어성 등의 기능성을 갖는 기능성 입자를 바인더로 결합시켜서 성형한 것이 많이 알려져 있다.

그러나, 상기에 있어서 바인더의 양이 많으면 단열이나 절연을 초래하거나 하여 기능성 입자의 특성이 저해되어 버리고, 한편 바인더의 양을 단지 적게 하는 것만으로는 얻어진 기능성 성형체의 유연성이나 성형성 등이 저하되어 버리는 문제가 있었다.

그런데, 섬유상물에 기능성 입자를 배합하는 기술(예를 들면, 특허문헌 1 참조)도 알려져 있으며, 이 기술에서는 바인더를 사용하지 않으므로 바인더에 의한 기능성의 저해는 일어나지 않는다. 그러나, 이렇게 하여 얻어진 기능성 성형체에서는 찢어져 버리거나 기능성 입자의 탈락이 일어나거나 하는 문제가 있었다.

또한, 기능성 성형체의 다른 종래 기술로서 다공질체로 이루어지는 기재에 기능성 입자를 고착시켜서 기능성을 부여한다는 점에서 그러한 기재를 사용하지 않는 상기 종래 기술과는 이질적인 기술이지만 피브릴화된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)에 의해 기능성 입자가 다공질체에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 성형체가 알려져 있다(특허문헌 2 참조). 이 기술에 의하면, 피브릴화에 의해 점착성이 있는 미세한 섬유상으로 된 PTFE의 3차원 그물 구조에 의해 다량의 기능성 분체가 다공질로 고정되어 있기 때문에 기능성 분체 표면 전체가 PTFE에 의해 덮이지 않고, 상기 기능성 분체의 기능이 손상되지 않고, 상기 기능성 재료 내부를 통과하거나 기능성 재료에 접촉하거나 하는 물질에 대하여 기능성 분체의 기능이 충분히 발휘되고, 또한 상기 기능성 재료의 제조시 또는 사용시에 기능성 분체가 쉽게 탈락할 일도 없다고 한다.

마찬가지로, 다공질체를 사용한 기술로서 바인더와 마이크로피브릴 셀룰로오스(MFC)로 이루어지는 혼합물에 의해 다공질체에 기능성 분체가 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 성형체도 알려져 있다(특허문헌 3 참조). 이 기술에 의하면, 바인더의 접착력, MFC의 마이크로피브릴의 결합력에 의해 기능성 분체가 다공질체에 고정되어서 기능성 분체의 탈락이 확실하게 방지되고, 또한 MFC의 마이크로피브릴이 3차원적인 네트상 구조를 만들어 내고, 그 중에 분체를 받아 들여 높은 공극률을 유지하므로 기능성 분체 표면이 바인더의 피막에 의해 덮혀 버리는 일이 없고, 기능성 분체의 기능이 손상되지 않는다고 한다.

상기 기술은 다공체에 기능성 입자를 고착시키는 기술이며, 부직포 등의 다공질체를 필수로 사용하는 것이며, 따라서 이들 기술에 있어서의 기능성 성형체는 유연성이 부족한 것이었다.

또한, 상술한 종래 기술의 예와 같이, 바인더는 기능성 입자를 포착한다고 하는 기능의 면에서는 후술의 섬유상물과 공통되지만, 본 발명에 있어서 「바인더」라고 할 때는 종래에서의 용례를 모방하여, 섬유상물은 포함하지 않는 것으로 한다. 그리고, 양자의 공통되는 포착 기능에 근거해 양자를 총칭할 때는 「포착재」라고 하는 용어를 사용한다.

일본 특허공개 평5-4247호 공보 일본 특허공개 평5-295124호 공보 일본 특허공개 평7-3036호 공보

그래서, 본 발명이 해결하려고 하는 과제는 충분한 유연성이나 성형성을 가지면서 기능성 입자의 기능도 충분히 갖는 기능성 성형체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행했다. 그 결과, 기능성 입자와 바인더와 섬유상물을 포함하는 혼합물을 성형해서 이루어지는 것이면, 기능성 입자끼리를 결합시키기 위해서 종래와 같이 바인더를 과잉으로 사용하지 않아도 충분한 유연성이나 성형성이 얻어지는 결과, 바인더에 의해 기능성 입자의 기능이 저해되지 않고, 소망의 기능이 양호하게 발휘될 수 있는 것을 발견했다.

즉, 본 발명에 의한 기능성 성형체는 기능성 입자와 바인더와 섬유상물을 포함하는 혼합물을 성형해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 기능성 성형체의 제조 방법은 기능성 입자와 바인더와 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고, 상기 섬유상물이 상기 혼합물을 얻는 과정에서 가해지는 기계력에 의해 섬유상물로 되는 섬유화 재료로부터 얻어진 것을 특징으로 하거나, 기능성 입자와 바인더와 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고, 상기 혼합물은 기능성 입자를 바인더와 혼합해서 얻어진 전구 혼합물을 섬유상물 또는 상기 혼합물을 얻는 과정에서 가해지는 기계력에 의해 섬유상물로 되는 섬유화 재료와 더 혼합함으로써 얻어지는 것을 특징으로 한다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 종래와 같이 과잉한 양의 바인더를 사용하지 않더라도 유연성이나 성형성을 줄 수 있음과 아울러 기능성 입자끼리를 충분히 포착할 수 있고, 기능성 입자가 갖는 여러 가지 기능을 양호하게 발휘시킬 수 있다.

특히, 기능성 입자로서 열전도성 입자를 사용하는 열전도성 시트에 있어서는 바인더로서 가교 구조를 갖는 것을 사용함으로써 내열성, 고무상 탄성이 뛰어나고 충분한 열전도성을 갖는 것으로 된다. 특히, 바인더의 양은 매우 적어도 좋으므로 열전도성 입자의 다량 충전이 가능해지고, 이것에 의해 공극에 의한 단열 작용을 경감시켜 매우 높은 열전도성을 발휘시킬 수 있다. 또한, 실리콘 고무를 사용하지 않으므로 장치 내를 오염시킬 수 있는 실록산의 발생을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 기능성 성형체 및 그 제조 방법에 대해서 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범위는 이들의 설명에 구속되지 않고 이하의 예시 이외에 대해서도 본 발명의 취지를 손상하지 않는 범위에서 적당히 변경하여 실시할 수 있다.

[기능성 성형체]

본 발명의 기능성 성형체는 기능성 입자와 바인더와 섬유상물을 포함하는 혼합물을 성형해서 이루어진다.

종래 기술과 같이, 기능성 입자와 바인더와 섬유상물을 함유하는 혼합물을 다공질체 등에 담지함으로써 기능을 발휘하는 것이 아니라 기능성 입자와 바인더와 섬유상물을 포함하는 혼합물을 성형해서 이루어지는 기능성 성형체가 소망의 기능을 발휘하는 것이다.

이하, 섬유상물, 바인더, 기능성 입자, 기능성 성형체의 제조 방법 및 그 용도에 대해서 상술한다.

<섬유상물>

섬유상물의 원료로서는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 불소계 고분자 재료, 실리콘계 고분자 재료, 방향족 복소환계 고분자 재료, 열경화성 고분자 재료, 열가소성 고분자 재료 및 그들의 혼합물을 들 수 있다. 이들 중, 고내열성, 실록산 등의 아웃가스 프리의 면에서 불소계 고분자 재료가 특히 바람직하다. 상기 불소계 고분자 재료로서는 구체적으로는, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 폴리불화비닐리덴(PVdF), 폴리불화비닐(PVF), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로비닐에테르 공중합체(PFA), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE)등의 불소계 수지를 들 수 있다. 또한, 실리콘계 고분자 재료로서는 메틸계 실리콘 수지, 메틸페닐계 실리콘 수지 등을 들 수 있고, 방향족 복소환계 고분자 재료로서는 폴리이미드 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다. 내열성, 고온에서의 섬유상물의 형상유지능의 관점에서, 특히 폴리테트라플루오로에틸렌이 바람직하다.

섬유상물은 상기 섬유상물의 재료를 종래 공지의 방법에 의해 섬유화함으로써 얻을 수 있다.

구체적으로는, 예를 들면 후술하는 기능성 성형체의 제조 방법에 있는 바와 같이 섬유상물의 재료로서 입자상 수지 재료나 이하의 방법으로 제작할 수 있는 반섬유상 수지 재료나 섬유상 수지 재료를 사용하여 기능성 재료의 제조의 과정에서 섬유상물을 얻을 수 있다.

상기 반섬유상 수지 재료나 섬유상 수지 재료를 얻기 위한 방법으로서는, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌과 같이 방사액으로서의 용액을 얻게 하는 적절한 용매가 없고, 결정 융점 이상의 고온 가열시에 충분한 열유동성을 나타내지 않는 섬유 원료를 사용할 경우에는 일반적으로 에멀션 방사가 채용된다. 여기서, 에멀션 방사법은, 예를 들면 섬유 원료의 미립자를 분산제 첨가 하에, 후에 메트릭스의 역활을 하는 수용성의 고분자 물질(폴리비닐알콜, 알길산 소다 등)의 수용액(비스코스 등도 사용할 수 있음) 중에 분산시켜서 에멀션 방사액으로하고, 이것을 메트릭스 고분자에 대한 응고욕 중에 습식방사함으로써 반섬유상 수지 재료나 섬유상 수지 재료가 얻어진다.

한편, 방사액으로서의 용액을 얻기 위한 적절한 용매가 있고, 또는 결정 융점 이상의 고온 가열시에 충분한 열유동성을 나타내는 것이면 다른 일반적인 방사법으로서 섬유 원료를 용융해서 노즐에 의해 기류 중으로 압출하고 섬유상으로 냉각한 것을 권취하는 용융 방사법, 섬유 원료를 용매에 녹여서 용액으로 하고 노즐로부터 기류 중으로 압출하여 용매를 증발시키는 건식 방사법, 섬유 원료를 용매에 녹여서 용액으로 하고 노즐에 의해 응고욕 중에 압출하고 탈용매하여 섬유로 하는 습식방사법 등을 채용해도 좋고, 어느 쪽의 방사법을 채용할지는 섬유 원료의 열적 안정성이나 용해성에 의해 결정하면 좋다.

<바인더>

본 발명에 의한 바인더의 재료로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 불소계 고분자 재료, 실리콘계 고분자 재료, 방향족 복소환계 고분자 재료, 열경화성 고분자 재료, 열가소성 고분자 재료 및 그들의 혼합물을 들 수 있다. 이들 중, 고내열성, 실록산 등의 아웃가스 프리의 면에서 불소계 고분자 재료로 이루어지는 불소계 바인더가 특히 바람직하다. 상기 불소계 고분자 재료로서는 구체적으로는, 예를 들면 시판품으로서 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품의 열경화계 액상 고무 「SIFEL」을 재료로 하는 것을 들 수 있는 것 이외에, 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체(4불화에틸렌을 터모노머로 하는 것을 포함)(FKM), 4불화에틸렌과 퍼플루오로메틸비닐에테르의 공중합체(FFKM) 등을 재료로 하는 것을 들 수 있다. 또한, 실리콘계 고분자 재료로서는 디메틸실리콘 고무, 메틸페닐비닐실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무 등을 들 수 있고, 방향족 복소환계 고분자 재료로서는 페놀 수지 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 바인더의 재료가 가교능을 갖는 액상 바인더이면 얻어진 기능성 성형체는 유연성, 고무상 탄성, 점착성이 우수한 것으로 되고, 예를 들면 열전도성 시트로서 적용했을 경우에는 충분한 열전도성을 갖는 것이 된다. 특히, 액상에서 성형성이 뛰어나고, 또한 자기가교능을 갖는 SIFEL이 바람직하다.

여기서, 상술한 바와 같이 고무 탄성을 얻는 등의 목적으로 가교능을 갖는 바인더 재료를 사용하면 상기 바인더로서는 가교 구조를 갖는 것이 되는 것이지만, 이 경우 바인더 재료의 가교능은 자기가교능만을 의미하는 것이 아니고 다른 것의 가교능, 즉 별도 가교제를 첨가하거나 해서 그 작용에 의해 가교 구조를 형성할 수 있는 것이어도 좋다.

상기 가교 구조는 통상, 바인더 재료와 다른 원료를 혼련한 뒤에 행해지는 시트화 등의 성형 공정에 있어서 형성되는 것이고, 성형 전(다른 원료와의 혼련 시점 등)에 가교 구조를 가지고 있을 필요는 없다.

<기능성 입자>

본 발명에 의한 기능성 입자로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 열전도성, 도전성, 자성, 유전성, 가스 배리어성 등의 기능성을 갖는 기능성 입자를 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 흑연, 알루미늄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 수산화알루미늄, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화아연, 실리카, 마이카, 아연화 등을 들 수 있고, 이들을 1종 또는 2종 이상 병용해서 사용할 수 있다.

기능성 입자의 평균 입경은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 열전도성 입자 등의 경우, 0.5~500㎛가 바람직하고, 1~100㎛가 보다 바람직하다. 0.5㎛ 미만에서는 기능성 입자의 분산이 불량이 될 우려가 있고, 500㎛를 초과하면 시트의 평활성이 손상될 우려가 있다.

<다른 성분>

본 발명에 의한 기능성 성형체를 얻기 위한 원료로서는 상기 섬유상물, 바인더, 기능성 입자 이외에 가교제, 가교 촉진제, 용제, 분산제, 가소제, 노화 방지제, 안료 등의 다른 성분을 포함하는 것이어도 좋다.

특히, 가소제를 사용함으로써 가소성이 부여되므로 각 성분의 분산성이 높아지고, 또한 얻어진 혼합물의 성형성이 향상되거나, 얻어진 기능성 성형체의 밀착성, 점착성이 향상되거나 한다. 가소제로서는, 예를 들면 시판품으로서 Daikin Industries, Ltd. 제품의 「뎀남」, Asahi Glass Co., Ltd. 제품의 「플론루브」, Ausimont K.K. 제품의 「폼블린」, E.I. du Pont 제품의 「크라이톡스」등을 들 수 있다.

<기능성 성형체의 제조>

본 발명에 의한 기능성 성형체는, 예를 들면 아래와 같이 하여 제조할 수 있다.

즉, 기능성 입자와 바인더와 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고 상기 섬유상물이 상기 혼합물을 얻는 과정에서 가해지는 기계력에 의해 섬유상물이 되는 섬유화 재료로부터 얻어진 것이라는 방법이나, 기능성 입자와 바인더와 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고 상기 혼합물은 기능성 입자와 바인더를 혼합해서 얻어지는 전구 혼합물을 섬유상물 또는 상기 혼합물을 얻는 과정에서 가해지는 기계력에 의해 섬유상물이 되는 섬유화 재료와 더 혼합함으로써 얻어진 것이라는 방법이다.

상기에 있어서, 상기 섬유상물의 재료가 되는 수지 재료가 분산질로서 함유되어 있는 분산액을 사용할 경우, 기능성 성형체를 얻을 때까지의 공정에 있어서 이 분산매(용제)를 증발 제거하는 것이나, 상기 혼합물을 성형하는 공정을 마쳐서 얻어진 성형체를 압밀 가공할 수 있다.

본 발명에 의한 기능성 성형체의 제조 방법에서는 바인더의 사용량을 저감하기 위해서 기능성 입자를 상기 바인더와 혼합해서 전구 혼합물을 얻어 두는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 기능성 입자가 바인더에 의해 표면 코팅된다고 추측된다. 기능성 입자와 상기 바인더를 혼합하는 방법으로서는 기능성 입자를 바인더 중에 분산시켜 전단력을 가하면서 혼합할 수 있다.

이 전구 혼합물을 섬유상물이나 섬유상물의 재료와 혼합하는 것이지만, 이 경우에 있어서의 섬유상물의 재료로서는, 예를 들면 최종적으로 섬유상물로 되는 입자상 수지 재료, 반섬유상 수지 재료 또는 섬유상 수지 재료나 이들의 분산액을 사용할 수 있다. 이들 수지 재료는 미소성이며, 혼련 중에 신장되어 상기 전구 혼합물과 복잡하게 얽힌다. 그리고, 예를 들면 후술하는 열프레스 처리 등의 열처리에 의해 소성되어 섬유로서의 강고한 구조를 얻을 수 있다. 또한, 반섬유상 수지 재료는 전체로서는 명확한 섬유구조를 갖지 않지만, 부분적으로 섬유화한 구조의 것을 포함하는 취지이다.

본 발명에 의한 기능성 성형체의 제조 방법으로서는 구체적으로는, 예를 들면 이하의 3가지의 방법을 바람직하게 예시할 수 있다.

(1) 기능성 입자와 바인더를 전단력이 강한 혼합기로 혼합해서 전구 혼합물을 얻은 후, 섬유상물의 재료가 되는 수지 재료와 더 혼합하고, 얻어진 최종 혼합물을 성형 가공하는 방법.

(2) 기능성 입자와 바인더를 전단력이 강한 혼합기로 혼합해서 얻은 전구 혼합물 1과, 기능성 입자와 섬유상물의 재료가 되는 수지 재료를 혼합해서 얻은 전구 혼합물 2를 혼합하고, 얻어진 최종 혼합물을 성형 가공하는 방법.

(3) 기능성 입자와 바인더와 용제에 분산된 섬유상물의 재료가 되는 수지 재료를 혼합하고, 얻어진 최종 혼합물을 용제를 송풍 등에 의해 건조하고나서 성형 가공하거나, 얻어진 최종 혼합물을 성형 가공하고나서 용제를 송풍 등에 의해 건조하는 방법.

상기 (1)의 방법은 전단력이 강한 혼합기로 혼합을 행함으로써 바인더 중의 기능성 입자의 분산성을 개선되기 때문에 공극이 대폭 저감되게 되고, 또한 섬유상물에 의한 기능성 입자의 얽힘 효과에 의한 다량 충전 효과도 발휘되기 때문에 공극이 적은 고밀도의 기능성 성형체를 얻기 위한 방법으로서는 가장 바람직하다.

상기 (2), (3)의 방법은 기능성 입자에 강한 전단력에 의해 파괴되기 쉬운 것이 포함되어 있었다고 해도 기능성 입자를 파괴하지 않고 성형할 수 있는 방법이며, 예를 들면 기능성 입자로서 흑연, 섬유(탄소, 금속), 중공입자 등의 전단에 의해 파괴되기 쉬운 기능성 입자를 전구 혼합물 1이 아니라 전구 혼합물 2에 있어서 사용함으로써 이들의 기능성 입자를 효율적으로 고밀도 충전한 기능성 성형체를 얻을 수 있다. 그러나, 전단에 의해 파괴되기 쉬운 기능성 입자는 전구 혼합물 1과 같이 전단력이 강한 혼합기에서의 혼합에 의해 바인더 중의 분산성이 개선되어 있지는 않기 때문에 상기 (1)의 방법에 비해서 공극의 저감 효과가 뒤떨어지고, 이 때문에 배치식으로 압밀 가공을 실시할 필요가 있다. 또한, 상기 (1)의 방법에 비해서 기능성 입자의 유지성(탈락성)도 약간 뒤떨어진다.

이 기능성 입자의 유지성(탈락성)을 개선하기 위해서, 상기 (2), (3)에 있어서는 압밀 가공을 표면에 내부로부터의 먼지 발생을 방지하기 위한 층(이하, 기재 간소화를 위해 방진층이라고 함)을 형성한 후에 행하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 기능성 입자의 유지성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 (3)에 있어서는 방진층의 형성은 용제를 증발 건조시킨 후에 행하는 것이 좋다.

반면, 상기 (1)의 방법은 전단력이 강한 혼합기에 의한 혼합에 의해 파괴되어버리는 기능성 입자에는 응용할 수 없지만, 공극을 발생하기 어렵기 때문에 오븐 등의 열공기에 의한 연속식도 가능하므로 생산성에 있어서도 상기 (1)의 방법이 가장 바람직하다.

상기 (1), (2)의 방법에 있어서의, 전단력이 강한 혼합은 구체적으로는, 예를 들면 라이카이기, 롤밀, 니더, 반버리 믹서, 헨쉘 믹서, 플래너터리 믹서 등에 의해 행하는 것이 바람직하고, 이들의 전단 효과에 의해 기능성 입자의 바인더 중에의 분산성을 향상시켜서 공극의 저감에 기여한다. 상기 전단력이 강한 혼합은 휘발 가능한 용제를 첨가한 상태에서 행해도 좋다. 상기 (1)~(3)의 방법에 있어서의 압연 공정은 구체적으로는, 예를 들면 롤, 프레스 등에 의해 행하는 것이 바람직하고, 이들 압연 작용에 의해 다른 재료와의 혼련시에 섬유화한 섬유상물이 더욱 효율적으로 장섬유화되어, 기능성 입자의 다량 충전 효과에 기여한다. 또한, 이 장섬유화한 섬유는 압연에 의한 배향 작용에 의해 기능성 성형체의 이음의 역할도 발휘하기 때문에, 예를 들면 겔과 같은 매우 무른 것이나 지나치게 다량으로 충전해서 성형하기 어려운 것을 바인더로 하는 경우에도 높은 성형능을 초래한다. 섬유상물의 재료가 되는 수지 재료로서는 분산성을 고려하면 입자상의 수지 재료를 사용하는 것이 바람직하지만, 용제에 분산된 상태의 수지 재료나 섬유상의 수지 재료를 사용해도 좋다.

상기에 있어서, 섬유상물의 재료의 평균 입경으로서는 분산성의 관점 등으로부터, 예를 들면 0.01~50㎛인 것이 바람직하고, 0.01~5㎛인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 섬유상물로 되는 수지 재료는 완전한 섬유가 되지 않고, 예를 들면 부분적으로 입자상 부분이 남는 경우도 있지만, 본 발명에서는 이 경우도 포함시켜서 섬유상물의 개념에 포함하는 것으로 한다.

이렇게 하여 얻어진 기능성 성형체는 섬유상물 및 바인더와 기능성 입자의 배합 비율이 섬유상물 및 바인더의 합계량 100체적부에 대하여 기능성 입자 100~1800체적부인 것이 바람직하고, 300~1000체적부인 것이 보다 바람직하다. 기능성 입자가 100체적부 미만이면 각종 기능성이 불충분하게 될 우려가 있고, 1800체적부를 초과하면 기능성 성형체의 평활성이나 유연성이나 성형성이 손상되거나 기능성 입자의 탈락을 초래하거나 하는 우려가 있다. 또한, 섬유상물과 바인더의 배합 비율은 체적 기준으로 섬유상물:바인더=5:1~1:20인 것이 바람직하고, 2:1~1:10이 보다 바람직하다. 섬유상물의 배합 비율이 지나치게 많으면(바인더의 비율이 지나치게 적으면) 기능성 성형체 내에 공극이 많아져서 각종 기능성이 저하하거나 바인더에 의해 초래되는 성능(고무상 탄성 등)이 손상되거나 하는 우려가 있고, 섬유상물의 배합 비율이 지나치게 적으면(바인더의 비율이 지나치게 많으면) 기능성 입자를 다량 충전하는 것이 곤란하게 되어 기능성 입자의 여러 가지 기능이 저하되는 우려가 있다.

바인더의 배합 비율은 기능성 입자 100체적부에 대하여 100체적부 이하인 것이 바람직하다. 기능성 입자에 대한 바인더의 배합 비율이 지나치게 많으면 기능성 입자의 여러 가지 기능이 저하해버린다. 5~30체적부인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 기능성 성형체를 고밀도의 기능성 성형체로서 이용할 경우, 공극률이 30체적% 이하인 것이 바람직하고, 0~5체적%인 것이 보다 바람직하다. 이 공극률은 실시예에서 채용하는 방법으로 측정되는 값으로 한다.

<기능성 성형체의 용도>

기능성 성형체는 열전도성 시트, 전자파 쉴드, 플립칩, 전극막, 전자파 흡수체, 센서, 안테나, 액츄에이터, 가스 배리어막 등으로서 이용되는 기능성 성형체 등으로서 적합하게 이용할 수 있고, 다향한 기재에 부착되어 각종 기능을 발휘시킬 수 있고, 또한 실링재로서의 사용도 가능하다.

시트화 등을 행하기 위한 성형 기술로서는 특별히 한정되지 않고, 압축 성형법, 압출 성형법, 사출 성형법, 주형 성형법, 블로우 성형법, 캘린더 성형법 등을 채용할 수 있는 것 이외에 원료 혼합물이 액상이면 도장법, 인쇄법, 디스펜서법, 포팅법 등도 채용할 수 있다.

상기 (2), (3)의 방법에서는 상기 (1)의 방법과 같이 매우 고밀도의 기능성 성형체를 얻는 것은 곤란하므로, 특히 적합한 성형 기술로서 압밀 가공, 예를 들면 원료 혼합물을 캘린더기 등에 의해 압연해서 저밀도의 기능성 성형체를 제작하고, 이것을 재단한 후 프레스기로 프레스함으로써 고밀도의 기능성 성형체를 제작하는 방법을 들 수 있다. 상기 프레스 공정에서는 저밀도의 기능성 성형체를 복수장 겹쳐서 행해도 좋고, 또한 열프레스로 하거나(열가교성의 경우), 프레스 시에 자외선 등을 조사하거나(자외선 가교성의 경우) 함으로써 이 프레스 공정에 있어서 바인더의 가교를 행하게 할 수 있다.

상기 (1)의 방법에서는 상술한 바와 같이, 상술한 프레스 가공 등의 공정 없이도 고밀도의 기능성 성형체를 얻을 수 있고, 따라서 압출 성형 등만으로 연속적으로 성형품을 얻을 수 있다.

이러한 고밀도의 기능성 성형체는 특히, 공기에 의한 단열을 억제할 필요가 있는 열전도성 시트나, 기밀성이나 수밀성이 요구되는 실링재 등에 적합하게 사용된다.

기능성 성형체를 얻을 때의 조건이나 재료, 구체적으로는 예를 들면 바인더의 종류나 가교 밀도, 가소제 첨가의 유무 등을 조정함으로써 기능성 성형체로서 고무 모양, 겔 모양인 소망의 특성을 가진 것을 얻을 수 있다. 용도마다 이들의 특성을 선택함으로써, 예를 들면 열전도성 시트로의 적용시에 점착성, 밀착성, 형상추종성 등이 우수한 겔 모양의 기능성 성형체를 사용함으로써 매우 높은 열전도성을 발현시킬 수 있는 등의 이점이 얻어진다.

기능성 성형체를 기능성 시트로서 사용할 경우에 있어서의 그 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 열전도성 시트 등의 경우에는 20~2000㎛로 하는 것이 바람직하고, 50~1000㎛로 하는 것이 보다 바람직하다. 20㎛ 미만이면 시트 강도가 지나치게 약해져서 파단이나 균열이 생기는 우려가 있고, 2000㎛를 초과하면 시트 내부에 있어서의 기능성 입자의 여러 가지 기능 전달이 불충분하게 되어 실용성이 결여되는 우려가 있다.

본 발명에 의한 기능성 성형체는, 예를 들면 목적으로 하는 기능에 따라서 각종 용도로 사용할 수 있고, 예를 들면 열전도성 시트로서 사용할 경우에는 전자 부품 등의 발열체와 히트 싱크나 히트 파이프 등 방열체 사이에 개재시킴으로써 양자 사이에서의 열전도를 효과적으로 행하는데에 적합하다. 피복 대상물로서는, 예를 들면 휴대 전화나 회로 기판 등이 있다.

실시예

이하에, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

평균 입경 200㎛의 구상화 흑연 30중량%(비중 2.2, 31체적%), 평균 입경 50㎛의 구상화 흑연 12중량%(비중 2.2, 12체적%), 평균 입경 20㎛의 구상화 흑연 8중량%(비중 2.2, 8체적%), 평균 입경 10㎛의 알루미늄 30중량%(비중 2.7, 25체적%)를 SIFEL(열경화계 액상 불소계 고무, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품) 10중량%(비중 1.8, 13체적%)와 혼합해서 전구 혼합물을 얻은 후, 이 전구 혼합물에 PTFE입자 10중량%(비중 2.2, 10체적%)를 포함하는 분산액 90중량%를 첨가해서 혼련하고, 그 혼합물을 압연했다. 이 최종 혼합물을 송풍에 의해 1일 동안 건조시킴으로써 수분을 제거하고, 또한 압력 2.8MPa, 온도 170℃로 열프레스해서 SIFEL를 가교함으로써 시트 두께가 279㎛인 실시예 1에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

실시예 1에 의한 열전도성 시트에 대해서 질소 가스 분위기 하에서 승온 온도 10℃/min으로 열중량 측정을 실시하고, 300℃까지 승온했을 때 초기 중량에 대하여 몇% 감량되었는지를 산출한 결과, 감량이 없고 충분한 내열성을 구비하는 것이 확인되었다.

[실시예 2]

시트 두께를 300㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 시트 두께가 300㎛인 실시예 2에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

실시예 2에 의한 열전도성 시트는 실시예 1과 같은 방법에 의한 내열성 평가에 있어서 충분한 내열성을 구비하는 것이 확인되었다.

[실시예 3]

평균 입경 200㎛의 구상화 흑연 30중량%(비중 2.2, 31체적%), 평균 입경 50㎛의 구상화 흑연 10중량%(비중 2.2, 12체적%), 평균 입경 20㎛의 구상화 흑연 8중량%(비중 2.2, 8체적%)와 PTFE입자 10중량%(비중 2.2, 10체적%)를 포함하는 분산액80중량%를 혼합 교반하고, 분산액 중의 PTFE입자를 섬유화시킴으로써 PTFE섬유와 흑연의 복합체를 포함하는 현탁액을 얻었다. 이 현탁액을 300℃에서 반나절 동안 건조시킴으로써 수분을 제거했다. 얻어진 PTFE섬유와 흑연의 복합체를 분쇄기를 사용해서 분쇄하고 평균 입경 180㎛로 조정했다.

이어서, 평균 입경 10㎛의 알루미늄 30중량%(비중 2.7, 25체적%)와 SIFEL(열경화계 액상 불소계 고무, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품) 10중량%(비중 1.8, 13체적%)를 라이카이기로 1시간 동안 혼련해서 혼합물을 얻은 후, 이 혼합물에 먼저 조제해 둔 PTFE섬유와 흑연의 복합체 60중량%(61체적%)를 첨가하고 혼련하고, 그 혼합물을 압연하고, 또한 압력 2.8MPa, 온도 170℃로 열프레스하여 SIFEL를 가교함으로써 시트 두께가 300㎛인 실시예 3에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

실시예 3에 의한 열전도성 시트는 실시예 1과 같은 방법에 의한 내열성 평가에 있어서 충분한 내열성을 구비하는 것이 확인되었다.

[실시예 4]

SIFEL(열경화계 액상 불소계 겔, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품) 14중량%(비중 1.8, 25체적%), 뎀남 그리스(퍼플루오로폴리에테르계 불소계 그리스, Daikin Industries, Ltd. 제품) 6중량%(비중 2.0, 9.5체적%), 평균 입경 18㎛의 산화알루미늄 47중량%(비중 3.97, 38체적%), 평균 입경 3㎛의 산화알루미늄 31중량%(비중 3.97, 25체적%) 및 기상성장 탄소섬유 0.5중량%(비중 2.2, 0.5체적%)를 라이카이기로 1시간 동안 혼합한 후, PTFE입자(평균 입경 500㎛) 1.5중량%(비중 2.2, 2체적%)를 첨가해서 혼합하여 혼합물을 얻었다. 이어서, 얻어진 혼합물을 폴리에스테르계 이형 필름으로 끼워서 롤압연함으로써 라미네이트 시트를 얻었다. 이 라미네이트 시트를 150℃에서 1시간 동안 히터열로 가교함으로써 겔상 열전도성 시트의 라미네이트물을 얻었다. 폴리에스테르계 이형 필름을 제거해서 얻어진 실시예 4에 의한 열전도성 시트의 두께는 300㎛이었다.

실시예 4에 의한 열전도성 시트는 실시예 1과 같은 방법에 의한 내열성 평가에 있어서 충분한 내열성을 구비하는 것이 확인되었다.

실시예 4에 의한 열전도성 시트에 대해서, 또한 JIS Z3284에 준거하여 100gf 부하했을 때의 점착 강도를 측정한 결과 11gf인 우수한 점착성이 확인되었다.

실시예 4에 의한 열전도성 시트에 대해서, 300㎛ 두께의 시트를 시트 사이에 기포가 들어가지 않도록 4장 더 겹쳐서 합계 2㎜ 두께의 피측정 샘플로 하고, 이것을 ASKER C경도계(Kobunshi Keiki Co., Ltd. 제품)를 사용하여 1초 후의 판독을 측정한 결과 68이라는 우수한 경도가 얻어졌다.

[실시예 5]

사용하는 재료를 SIFEL(열경화계 액상 불소계 겔, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품) 12.5중량%(비중 1.8, 22.5체적%), 뎀남 그리스(퍼플루오로폴리에테르계 불소계 그리스, Daikin Industries, Ltd. 제품) 5.5중량%(비중 2.0, 9체적%), 평균 입경 18㎛의 산화알루미늄 48중량%(비중 3.97, 39.5체적%), 평균 입경 3㎛의 산화알루미늄 32중량%(비중 3.97, 26체적%) 및 기상성장 탄소섬유 0.5중량%(비중 2.2, 0.5체적%), PTFE입자(평균 입경 500㎛) 1.5중량%(비중 2.2, 2체적%)로 한 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 하여 겔상 열전도성 시트의 라미네이트물을 얻었다. 폴리에스테르계 이형 필름을 제거하여 얻어진 실시예 5에 의한 열전도성 시트의 두께는 300㎛이었다.

실시예 5에 의한 열전도성 시트는 실시예 1과 같은 방법에 의한 내열성 평가에 있어서 충분한 내열성을 구비하는 것이 확인되었다.

실시예 5에 의한 열전도성 시트에 대해서, 또한 실시예 4와 같은 방법에 의해 점착 강도를 측정한 결과, 12gf라는 우수한 점착성이 확인되었다.

실시예 5에 의한 열전도성 시트에 대해서 실시예 4와 같은 방법에 의해 경도를 더 측정한 결과 60이라는 우수한 경도가 얻어졌다.

[실시예 6]

평균 입경 50㎛의 구상화 흑연 30중량%(비중 2.2, 34체적%), 평균 입경 20㎛의 구상화 흑연 20중량%(비중 2.2, 23체적%), PTFE입자 10중량%(비중 2.2, 11체적%)를 포함하는 분산액 130중량%를 혼합 교반하고, 분산액 중의 PTFE입자를 섬유화시킴으로써 PTFE섬유와 흑연의 복합체를 포함하는 현탁액을 얻었다. 이 현탁액을 300℃에서 반나절 동안 건조시킴으로써 수분을 제거했다. 얻어진 PTFE섬유와 흑연의 복합체를 분쇄기를 사용해서 분쇄하고 평균 입경 180㎛로 조정했다.

이어서, 평균 입경 3㎛의 산화알루미늄 30중량%(비중 3.97, 19체적%)와 SIFEL(열경화계 액상 불소계 고무, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품) 10중량%(비중 1.8, 14체적%)를 라이카이기로 1시간 동안 혼련해서 혼합물을 얻은 후, 이 혼합물에 먼저 조제해 둔 PTFE섬유와 흑연의 복합체 60중량%(68체적%)를 첨가하고 혼련하고, 그 혼합물을 압연했다.

이어서, 방진층을 얻게 하는 도료를 불소 고무(상품명 「Diel G912」, Daikin Industries, Ltd. 제품) 95중량%, 가교 조제(상품명 「TAIC」, Nippon Kasei Chemical Co., Ltd. 제품) 4중량%, 가교제(「Perhexa 25B」, Nippo Oil and Fats Co., Ltd. 제품) 1중량%, 2-부타논 810중량% 배합으로 제작하고, 이것을 상기 압연 후의 시트의 표면에 2㎛ 두께로 도포하여 건조 경화시킨 다음에 압력 2.8MPa, 온도 170℃에서 열프레스해서 SIFEL를 가교함으로써 시트 두께가 330㎛인 실시예 6에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

실시예 6에 의한 열전도성 시트는 실시예 1과 같은 방법에 의한 내열성 평가에 있어서 충분한 내열성을 구비하는 것이 확인되었다.

[비교예 1]

PTFE 입자 20중량%(비중 2.2, 21체적%)를 포함하는 분산액 130중량%에 평균 입경 200㎛의 구상화 흑연 30중량%(비중 2.2, 32체적%), 평균 입경 50㎛의 구상화 흑연 12중량%(비중 2.2, 13체적%), 평균 입경 20㎛의 구상화 흑연 8중량%(비중 2.2, 8체적%), 평균 입경 10㎛의 알루미늄 30중량%(비중 2.7, 26체적%)를 첨가하여 혼련한 다음, 그 혼합물을 압연했다. 이 최종 혼합물을 송풍에 의해 1일 동안 건조시킴으로써 수분을 제거하고, 또한 압력 2.8MPa로 프레스하여 시트 두께가 300㎛인 비교예 1에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

[비교예 2]

사용하는 재료를 PTFE입자 10중량%(비중 2.2, 11체적%)를 포함하는 분산액 130중량%와 평균 입경 200㎛의 구상화 흑연 34중량%(비중 2.2, 36체적%), 평균 입경 50㎛의 구상화 흑연 13중량%(비중 2.2, 14체적%), 평균 입경 20㎛의 구상화 흑연 9중량%(비중 2.2, 10체적%), 평균 입경 10㎛의 알루미늄 34중량%(비중 2.7, 30체적%)로 변경한 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여 시트 두께가 300㎛인 비교예 2에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

[비교예 3]

사용하는 재료를 PTFE입자 20중량%(비중 2.2, 20체적%)를 포함하는 분산액 120중량%와, 평균 입경 200㎛의 구상화 흑연 48중량%(비중 2.2, 48체적%), 평균 입경 50㎛의 구상화 흑연 19중량%(비중 2.2, 19체적%), 평균 입경 20㎛의 구상화 흑연 13중량%(비중 2.2, 13체적%)로 변경한 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여 시트 두께가 300㎛인 비교예 3에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

[비교예 4]

SIFEL(열경화계 액상 불소계 겔, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품) 15.5중량%(비중 1.8, 27체적%), 뎀남 그리스(퍼플루오로폴리에테르계 불소계 그리스, Daikin Industries, Ltd. 제품) 6중량%(비중 2.0, 9.5체적%), 평균 입경 18㎛의 산화알루미늄 47중량%(비중 3.97, 38체적%), 평균 입경 3㎛의 산화알루미늄 31중량%(비중 3.97, 25체적%) 및 기상성장 탄소섬유 0.5중량%(비중 2.2, 0.5체적%)를 라이카이기로 1시간 동안 혼합하여 혼합물을 얻었다. 이어서, 얻어진 혼합물을 폴리에스테르계 이형 필름으로 끼워서 롤압연함으로써 라미네이트화를 시도했다. 그러나, 상기 혼합물은 겔상물이고 매우 무르기 때문에 롤압연 성형하려고 해도 시트가 다다르는 장소에서 파괴가 발생하여 시트물을 얻을 수 없었다.

[비교예 5]

G901(테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로에틸렌-불화비닐리덴의 3원형 불소 고무, Daikin Industries, Ltd. 제품) 50중량%(비중 1.8, 60체적%)와 평균 입경 10㎛의 알루미늄 50중량%(비중 1.8, 40체적%)를 혼련롤로 20분 동안 혼합하고 압연 함으로써 시트 두께가 300㎛인 비교예 5에 의한 열전도성 시트를 얻었다.

[평가]

상기 실시예 1~6, 비교예 1~5의 실시 조건을 표 1에 정리했다. 또한, 표 1에 있어서 배합에 관한 기재는 모두 체적%이다.

또한, 상기 실시예 1~6, 비교예 1~5에 의한 열전도성 시트에 대해서 하기와 같이 열전도성, 공극률, 방진성을 측정·평가했다. 결과를 표 1에 함께 나타낸다.

<열전도성>

ASTM D5470에 준거하여 열전도율을 측정했다. 구체적으로는 10㎜×10㎜의 각 열전도성 시트를 히터와 냉각 부재 사이에 끼우고, 98kPa의 압력을 가하면서 45V의 전력을 인가하고, 10분간 협지한 후의 히터와 냉각 부재의 온도를 측정하고, 그 값과 이하의 식에 의해 각 열전도성 시트의 열전도율(W/m·K)을 측정했다.

열전도율(W/m·K)=(W×t)/(S×(T₁-T₂))

상기에 있어서, W(W)=히터 인가전압(45V)×전류(A)이고, t(m)=압축시의 시트 두께이고, S(㎡)=전열면적(1.0×10^-4㎡)이고, T₁(℃)=히터측 온도, T₂(℃)=냉각 부재측 온도이다.

<공극률>

공극률은 하기 식에 의해 산출했다.

공극률(%)={1-(시트의 측정 비중/시트의 진 비중)}×100

상기에 있어서, 시트의 측정 비중은 아르키메데스 비중계에 의해 측정한 값이다. 또한, 시트의 진 비중은 하기 식에 의해 산출한 값이다.

시트의 진 비중=Σ(각 충전물의 진 비중×각 충전물의 체적)

= 바인더의 진 비중×바인더의 체적

+ 기능성 입자의 진 비중×기능성 입자의 체적

+ 섬유상물의 진 비중×섬유상물의 체적

+ 다른 성분의 진 비중× 다른 성분의 체적

<방진성>

시트를 종이에 문질러 보았을 때에, 종이에 시트 조성이 옮겨지는지의 여부를 기준으로 판단하여 옮겨지지 않은 경우를 ◎, 거의 옮겨지지 않은 경우를 ○, 많이 옮겨진 경우를 ×로 평가했다.

<평가 결과의 고찰>

실시예 1~6의 열전도성 시트는 적당한 유연성이나 성형성을 가짐과 아울러 열전도성도 우수한 것이었다. 또한, 내열성이 높고, 불소계 원료를 사용하고 있기 때문에 실록산이 발생되지 않는 이점도 있고, 또한 기능성 입자에 대한 바인더의 상대량이 적은 것에 추가하여 압밀 가공도 행하고 있으므로 고밀도이며 시트 중의 공기의 양이 적기 때문에 열전도성 시트로서 매우 바람직한 것이었다.

실시예 3에서는 알루미늄과 바인더의 혼합을 라이카이기에 의해 행함으로써 강한 전단력을 가하고 있으므로 알루미늄의 균일 분산성이 높고, 공극률이 실시예 1, 실시예 2보다 낮았다. 단, 기능성 입자로서 구상화 흑연도 사용하고 있고, 이 구상화 흑연에 관해서는 라이카이기에 의한 강한 전단력을 가하면 혼합시에 쪼개져서 갈라져 버리기 때문에 알루미늄과는 별도로 혼합을 행하고 있다. 그 때문에, 구상화 흑연은 알루미늄만큼 높은 분산성이 얻어지지 않으므로 공극률을 더욱 저감시키기 위해서 압밀 가공을 행하고 있다.

실시예 4, 실시예 5에서는 강도가 높은 산화알루미늄만을 기능성 분말로서 사용하고 있기 때문에 모든 기능성 입자가 라이카이기에 의한 강한 전단력에 의해 균일하게 분산되고 있는 결과, 공극이 없는 시트의 연속 성형이 가능하게 되어 있다. 또한, 롤압연 시 혼합물 중의 PTFE섬유가 장섬유화되고, 그것이 배향됨으로써 시트의 이음의 역할도 발휘되고, 그 결과 겔상의 바인더를 사용하고 있음에도 불구하고 무름이 개선되고, 성형성이 부여되어 있다. 그리고, 얻어진 시트가 겔상이기 때문에 높은 형상추종성, 밀착성을 갖는 것이었다.

또한, 방진성의 평가 항목의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 어느 실시예나 기능성 입자가 포착재에 의해 강고하게 고정되어 있기 때문인지 기능성 입자의 탈락이 억제되어 있었다. 특히, 기능성 입자가 충분히 균일하게 시트 내에 분산되어 있는 실시예 4, 실시예 5나, 방진층이 형성되어 있는 실시예 6에 있어서는 기능성 입자의 탈락이 매우 양호하게 억제되어 있었다.

바인더를 사용하지 않은 비교예 1~3은 기능성 입자 사이의 공극이 많기 때문에 그 공극에 존재하는 공기가 단열에 기여함으로써 열전도성이 나빴다. 또한, 기능성 입자끼리의 결합이 불충분하고, 기능성 입자의 탈락은 실시예 1보다 현저하게 보여졌다.

비교예 4는 겔상의 바인더를 사용하고 있기 때문에 매우 무르고, 성형성이 매우 나빴다.

비교예 5는 종래 일반적으로 행하여져 온 기술이고, 다량의 바인더에 의해 기능성 입자를 유지하는 것이다. 표 1에 나타낸 결과로부터 명확한 바와 같이 다량의 바인더에 의해 기능성 입자의 기능이 저해되어 있는 것을 알 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명에 의한 기능성 성형체 및 그 제조 방법은 기능성 시트나 실링재 등 및 그 제조 방법으로서 적합하게 사용할 수 있고, 예를 들면 기능성 입자를 선택함으로써 열전도, 도전, 자성, 압전, 제진, 차음, 슬라이딩, 마찰, 안티블록킹, 단열, 전자파 흡수, 광산란 반사, 열선복사, 난연, 자외선흡수, 방사선흡수, 항균, 살균, 탈수, 탈취, 고비중, 가스 배리어 등의 기능을 발현시킬 수 있다.

Claims

기능성 입자와 가교 구조를 갖는 불소계 바인더와 불소계 수지의 섬유화물인 섬유상물을 포함하는 혼합물을 성형해서 이루어지고,
상기 가교 구조를 갖는 불소계 바인더의 첨가량은 상기 기능성 입자 100체적부에 대하여 5~30체적부인 것을 특징으로 하는 기능성 성형체.
제 1 항에 있어서,
기능성 성형체 내의 공극률이 30체적% 이하인 것을 특징으로 하는 기능성 성형체.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 섬유상물의 첨가량은 상기 기능성 입자 100체적부에 대하여 100체적부 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 성형체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기능성 입자의 기능은 열전도성, 도전성, 자성, 유전성 및 가스 배리어성에서 선택되는 적어도 1가지인 것을 특징으로 하는 기능성 성형체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
형상이 시트상인 것을 특징으로 하는 기능성 성형체.
제 6 항에 있어서,
상기 기능성 입자는 열전도성을 갖는 것이고, 상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌이며, 열전도성 시트인 것을 특징으로 하는 기능성 성형체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
성형체의 표면에 내부로부터의 먼지의 발생을 방지하기 위한 층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능성 성형체.
제 1 항에 기재된 기능성 성형체의 제조 방법으로서,
기능성 입자와 가교 구조를 갖는 불소계 바인더와 불소계 수지의 섬유화물인 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고, 상기 불소계 수지는 상기 혼합물을 얻는 과정에서 가해지는 기계력에 의해 섬유화되는 것을 특징으로 하는 기능성 성형체의 제조 방법.
제 1 항에 기재된 기능성 성형체의 제조 방법으로서,
기능성 입자와 가교 구조를 갖는 불소계 바인더와 불소계 수지의 섬유화물인 섬유상물의 혼합물을 성형하는 공정을 필수로 하고, 상기 혼합물은 상기 기능성 입자를 상기 가교 구조를 갖는 불소계 바인더와 혼합해서 얻어진 전구 혼합물을 상기 섬유상물 또는 상기 혼합물을 얻는 과정에서 가해지는 기계력에 의해 섬유화되는 불소계 수지와 더 혼합함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 기능성 성형체의 제조 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 혼합물을 성형하는 공정을 끝내고 얻어진 성형체를 압밀 가공하는 것을 특징으로 하는 기능성 성형체의 제조 방법.