제3장 온조(溫調) 수지 (Heatorage® / Comformer®) (4)

[YDfamily]

5. Heatorage의 적용 범위 확대를 향하여

5.1 디바이스 용도로의 적용 가능성

최근 우리 생활에는 빠질 수 없게 된 노트북이나 스마트폰 등, 비교적 열이 먹기 쉬운 소형 디바이스 기기에 있어서, 쾌적한 처리 속도를 유지하기 위해서는 기기 자체의 온도가 빠르게 없어지는 것이 필수이다.

디바이스 기기가 뜨거워지는 요인으로서는 기기 내부의 전자의 마찰열, 배터리 부하나 다른 환경 온도나 일사광선의 영향 등, 다양한 요인이 고려된다. 종래의 디바이스 기기에는 방열 재료(시트, 필름 등)이 이용되는 것이 많았고, 기기 내에 가득 찬 고온의 열을 방출하고, 기기의 온도 상승을 억제시키고 있다. 하지만 고온의 열을 방열하는 과정에 있어서, 방열 재료는 일반적으로 열 용량이 작고, 온도가 올라가기 쉽기 때문에, 장시간의 방열 효과를 발휘하는 것은 곤란하다.

하지만, 축열재와 방열재료의 조합이라면 종래의 과제를 극복 가능하다고 생각되고 있다. Heatorage는 흡열하고 있는 동안은 특정의 온도대를 지키는(특정의 온도대의 열 용량이 크다) 특성이 있는데, 한편으로 방사율과 열전사율은 통상의 플라스틱과 같은 정도이기 때문에, 적극적으로 대기 중에 방열하는 것은 불가하다. 하지만, Heatorage에 방열 filler(탄소섬유, 아연, 질화 붕소 등)를 첨가한 필름, 시트, 또는 Heatorage 시트에 방열 필름, 시트(알루미늄, graphite 등)을 적층 시킨 것으로, 열 확산과 열 용량의 양립을 모색하고, 보다 장시간 방열이 가능하게 된다(도11).

도11 방열재료와의 조합 이미지

5.2 방열 filler를 함유한 Hetorage 시트의 방열능

도12에 제시한 5cm의 각의 시험계에서, Heatorage의 온도 상승 억제 효과를 검증하였다. 벌열체의 위에 열확산용 방열재로서 시판의 graphite 시트를 적층하고, 또한 그 위에 표1에 제시하는 1 및 2의 조성으로 되는 두께 1mm의 시험편을 적층하였다(표1의 3은 시험편 없음). 실온에 있어서, 발열체로부터 열을 발생시켜, 3분 후에 발열체 온도를 측정한 결과, 3>2>1의 순서로 되고, Hetorage와 방열 filler로 있는 질화 붕소를 조합한 시험편을 사용한 경우, 가장 온도 상승이 억제되는 결과로 되었다. 본 실험에 의해, 방열재가 갖는 열확산성과 Heatorage가 갖는 큰 열용량을 조합하는 것으로, 디바이스의 발열 대책에 기여 가능한 가능성이 제시되었다. 앞으로 Heatorage와 상용성이 좋은 방열재를 선정한 상에서, 각각의 재료의 조합 방법(혼련, 적층 등)이나 배합비 등을 최적화하는 것으로, 열의 흡방출을 한층 더 표준화 가능하다고 생각된다.

	부위	소재
	①	시험편
	②	Graphite 시트
	③	발열체
	④	구리박 / bakelite 기판
	⑤	Polycarbonate 기판
	⑥	받침대(단열재)

도12 시험계의 개략도

표1 시험편의 평가 결과

① 시험편		1	2	3
Hetorage	[wt%]	80	-	-
폴리프로필렌	[wt%]	-	80	-
질화 붕소 (방열 filler)	[wt%]	20	20	-
발열체의 온도	[℃]	57	62	68

6. 맺음말

온조수지(Heatorage, Comformer)는, 환경 온도 변화에 대하여, 고체 상태를 유지한 체로, 흡방열을 행하는 것이 가능하고, 다양한 형상으로 그대로 가공 가능 가능한 것이 최대의 특징이다. 인류가 쾌적하게 생활하는 데에 필요한 다양한 용도에 있어서, 앞을 더욱더 열 에너지의 유효 활용되는 것으로, 생활 환경의 쾌적성의 한층 더 향상에 공한 가능한 것을 기대하고 있다.

Sustainable..... 이 책자의 번역을 하는 동안 제가 추구하는 이 카페의 주제와는 점점 벗어 나는 것을 느꼈습니다. 플라스틱에 관한 이야기이지만, 조금 거리가 있는 내용이라 여기서 마치겠습니다. 지금까지 별로 재미없는 내용 읽으시느라 고생하셨습니다.