KR100201876B1 - 전도성을 갖는 열가소성수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전도성을 갖는 열가소성수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방향족 폴리에테르설폰수지와 폴리카보네이트수지에 카본 화이버, 탈크, 글래스 화이버를 함유시켜 전기 전도성, 치수 안정성, 기계적 강도, 내열성 및 가공성을 향상시킴으로써 전자 제품의 부품 특히 반도체 칩 제조시 칩의 건조 및 운반에 사용되는 반도체 트레이(Tray)에 유용한 열가소성수지 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전도성을 갖는 열가소성수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방향족 폴리에테르설폰수지와 폴리카보네이트수지에 카본 화이버, 탈크, 글래스 화이버를 함유시켜 전기 전도성, 치수 안정성, 기계적 강도, 내열성 및 가공성을 향상시킴으로써 전자 제품의 부품 특히 반도체 칩 제조시 칩의 건조 및 운반에 사용되는 반도체 트레이(Tray)에 유용한 열가소성수지 조성물에 관한 것이다.
열가소성수지에 내열성 및 전도성을 부여하기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔다.
일본특허공개 제 61,670 호(1978년도)에서는 방향족 폴리설폰수지를 열가소성수지로 사용하고 전도성을 부여하기 위하여 전도성 카본 블랙과 같은 전도성 물질을 첨가하여 전도성을 갖도록 하였다. 그러나, 이러한 조성물은 전기 저항이 1010Ω이나 그 이하를 갖게 되며, 전도성을 갖게 하기 위하여 첨가된 전도성 카본 블랙은 첨가량에 따라 조성물의 가공성을 저하시키거나 기계적 강도를 떨어뜨리게 된다.
또한 미국특허 제 5,173,524 호에서는 방향족 폴리설폰수지와 폴리페닐렌설파이드수지를 열가소성수지로 사용하고 전도성 카본 블랙과 함께 물성을 보완하기 위해 엘라스토머(elastomer)를 첨가하였다. 그러나 이 발명에 의한 조성물은 결정성 수지인 폴리페닐렌설파이드에 의해 사출에 의한 가공시 수축이 발생하여 치수 정밀도가 낮으며 첨가된 카본 블랙의 양에 따라 가공성 및 기계적 강도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서는 내열성이 우수한 방향족 폴리에테르설폰수지와 가공성이 좋고 가격이 저렴한 폴리카보네이트수지를 열가소성수지로 사용하며, 카본 화이버를 투입하여 전기 전도성 및 가공성을 향상시키고 탈크와 글래스 화이버를 투입하여 치수 안정성, 내열성 및 기계적 강도의 증가시킴으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 전기 전도성, 치수 안정성, 기계적 강도, 내열성 및 가공성이 우수하여 전자 제품의 부품 소재로 유용한 열가소성수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 방향족 폴리에테르설폰과 폴리카보네이트수지가 함유된 열가소성수지 조성물에 있어서, 상기 방향족 폴리에테르설폰수지 20~90 중량%와 폴리카보네이트수지 80~10 중량%로 이루어진 열가소성수지 100 중량부에 카본 화이버 5~25 중량부, 탈크 5~25 중량부 및 글래스 화이버 5~20 중량부를 함유시켜 전도성을 가지는 열가소성수지 조성물을 그 특징으로 한다.
이와같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 전도성을 가지는 열가소성수지 조성물은 열가소성수지로서 방향족 폴리에테르설폰수지와 폴리카보네이트수지를 사용한다. 방향족 폴리에테르설폰수지로는 분자량 30000~60000, 바람직하기로는 분자량 25000~35000의 높은 흐름성을 가지는 사출성형용 수지를 사용하는 것이다. 그리고 폴리카보네이트수지로는 분자량 20000~50000, 바람직하기로는 분자량 30000~40000으로 분자량이 크고 기계적 물성이 우수한 압출성형용 수지를 사용하는 것이다.
열가소성수지로서 함유되는 방향족 폴리에테르설폰수지와 폴리카보네이트수지는 20~90 : 10~80 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 만약 열가소성수지로서 방향족 폴리에테르설폰수지가 20 중량% 미만 함유되면 수지의 내열성이 낮아져 성형물이 열변형되기 쉽고, 90 중량%를 초과하여 과량 함유되면 가공온도가 너무 높아 가공성이 떨어지게 된다. 또한, 열가소성수지중에 폴리카보네이트수지가 10 중량% 미만 함유되면 제조상의 압출 가공성이 불량하게 되고, 80 중량%를 초과하면 성형품의 치수 안정성이 좋지 않으며 또한 열변형이 되기 쉽다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같은 열가소성수지에 카본 화이버, 탈크 및 글래스 화이버를 함유시켜 전도성을 갖는 열가소성수지 조성물을 제조한다.
카본 화이버는 전도성을 부여하기 위하여 투입되는 것으로서, 팬(PAN)계의 전도성이 높고 3~6㎜ 크기로 잘게 잘려진 카본 화이바를 사용하는 것이 바람직하다. 카본 화이버는 열가소성수지 100 중량부에 대하여 5~25 중량부 함유되는데, 그 함량이 5 중량부 미만이면 전도성 부여가 어렵게 되고, 25 중량부를 초과하면 본 발명의 열가소성수지 조성물의 용융 점도가 크게 증가하여 가공성이 낮아진다.
탈크는 치수안정성 및 내열성을 증가시키기 위하여 투입되는 것으로서, 입자크기가 5~12㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 탈크는 열가소성수지 100 중량부에 대하여 5~25 중량부 함유되는데, 그 함량이 5 중량부 미만이면 치수안정성 및 내열성에 영향을 미치지 못하고, 30 중량부를 초과하면 열가소성수지 조성물의 기계적 강도가 취약해진다.
그리고 글래스 화이버는 치수안정성 및 내열성을 증가시키기 위하여 투입되는 것으로서, 필라멘트 지름이 6~10㎛이고 3~6㎜ 크기로 잘게 잘려진 것을 사용하는 것이 바람직하다. 글래스 화이버는 열가소성수지 100 중량부에 대하여 5~20 중량부 함유되며, 그 함량이 5 중량부 미만이면 치수안정성 및 내열성에 영향을 미치지 못하고, 20 중량부를 초과하면 열가소성수지 조성물의 용융점도가 크게 증가하여 공정상 어려운 점이 나타난다.
상기와 같은 조성성분을 함유하고 있는 본 발명의 열가소성수지 조성물을 제조하기 위해서는 먼저, 방향족 폴리에테르설폰수지와 폴리카보네이트수지로 이루어진 열가소성수지 성분을 이축 압출기의 1차 투입구에 투입한 다음, 카본 화이버, 탈크 및 글래스 화이버를 각각의 투입장치로 2차 투입구에 투입한다. 또한, 이축 압출기의 니딩 블록(Kneading Block)수와 리버스 스크류(Reverse Screw)수를 증가시켜 혼련 효과를 향상시키도록 한다. 본 발명의 열가소성수지 조성물의 압출 가공온도는 290~340℃로 하고, 스크류 회전속도는 120~200rpm으로 하며, 압출된 펠렛으로 시험편을 사출성형하여 기계적 강도 및 전도성을 ASTM에 의거하여 측정하였다.
이와 같이 제조된 본 발명의 열가소성수지 조성물은 전도성, 대전성 및 고내열성이 요구되는 분야에 응용될 수 있으며, 그 용도는 반도체 제조시 사용되는 트레이(Tray) 및 캐리어, 대전성에 의한 방진 효과가 필요한 크린룸 설비, 전자제품의 내·외장재로 이용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 다음의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~8 및 비교예 1~3
다음의 표 1에 나타낸 바와 같은 함량 및 조성으로 본 발명의 열가소성수지 조성물을 제조하였다.
방향족 폴리에테르설폰[비에이에스에프(FASF) 사의 울트라손(Ultrason)]과 폴리카보네이트수지[삼양사의 트리렉스(Trirex)]를 각각의 투입장치를 통하여 이축 압출기의 1차 투입구에 투입한다. 그리고, 카본 화이버[토레이(Toray) 사의 토레이카(Torayca)], 탈크[Talc Co. Ltd. SG-620] 및 글래스 화이버[Vetrotex 5252]를 각각의 투입장치로 2차 투입구에 투입하여 압출하였다. 이때, 압출온도는 290~340℃이고, 이축 압출기의 니딩 블록(Kneading Block)수는 4이며, 리버스 스크류(Reverse Screw)수는 2로 하였다.
압출된 펠렛으로 시험편을 사출하여 물성을 측정하여 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다.
인장강도, 열변형온도, 충격강도 및 표면저항은 ASTM 방법으로 측정하였다.
치수정밀도는 300×150×3㎜ 규격의 시편을 사출성형하여 열풍건조기내에서 일정온도, 일정시간을 열처리하여 처리전후의 길이, 폭, 두께를 측정하여 이를 비교하여 치수안정성을 평가하였다. 이때 길이와 폭이 ±0.5㎜ 이내에 있으면 안정성이 있는 것으로 하였고, 범위를 벗어날 경우 안정치 못한 것으로 평가하였다.
본 발명의 열가소성수지는 전도성, 내열성 및 치수 안정성이 우수하여 반도체용 트레이(Tray) 소재로 적합하다.
Claims (1)
- 방향족 폴리에테르설폰수지과 폴리카보네이트수지를 함유하는 열가소성수지 조성물에 있어서, 상기 방향족 폴리에테르설폰수지 20~90 중량%와 폴리카보네이트수지 80~10 중량%로 이루어진 열가소성수지 100 중량부에 카본 화이버 5~25 중량부, 탈크 5~25 중량부 및 글래스 화이버 5~20 중량부를 함유시킨 것임을 특징으로 하는 전도성을 갖는 열가소성수지 조성물.
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