KR100672862B1

KR100672862B1 - 진공성형용 칼라 고분자 필름 제조 방법

Info

Publication number: KR100672862B1
Application number: KR1020050044713A
Authority: KR
Inventors: 광 석 서; 종 은 김; 태 영 김; 영 필 진; 진 수 신
Original assignee: 광 석 서
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2007-01-22
Also published as: WO2006126845A1; KR20060122343A

Abstract

본 발명은 전자 부품 포장용기에 있어 균일한 색상을 나타내고 진공성형성이 뛰어나면서, 또한 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 대전방지층을 표면에 형성할 수 있는 진공성형용 고분자 필름 및 이로부터 제조된 대전방지 포장용기에 관한 것이다. 본 발명에서는 기저 고분자와 상용성이 좋은 액상의 저분자량 화합물에 색상을 부여하는 무기질 입자를 혼합하여 유색의 액상 조성물을 만든 후, 이를 다시 기저 고분자 수지와 함께 혼합하여 압출하는 방법으로, 이를 통해 색상 입자의 분산을 크게 향상시킴으로써, 적은 함량으로도 균일한 색상을 나타내고 기저 고분자 수지의 압출성 및 성형성이 크게 향상되면서, 또한 압출된 고분자 필름의 표면에 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 대전방지층을 형성할 수 있는 경제적인 고분자 필름 및 이로부터 제조된 전자 부품 운반용 대전방지 포장용기를 제공하고자 한다. 또한 공압출법에 의해 다층 구조의 고분자 필름을 제조할 경우에도 중간층에 상기 기술을 이용하고 표면층에는 투명 고분자 층을 갖도록 압출하면, 균일한 색상을 나타내고 진공성형시 성형성이 향상되는 동시에, 색상 입자가 필름 표면으로부터 떨어져 나오는 현상을 방지할 수 있어 효과적인 고분자 필름 및 이로부터 제조된 전자 부품 운반용 대전방지 포장용기를 얻을 수 있다.

Description

진공성형용 칼라 고분자 필름 제조 방법{Method For Producing Highly thermoformable colored polymer film}

본 발명은 압출 및 진공성형성이 개선되고, 진공성형 후에도 균일한 색상을 나타내면서 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층을 표면에 형성할 수 있는 진공성형용 고분자 필름 또는 쉬트(이하 필름이라 한다)의 제조 기술 및 이로부터 제조된 전자 부품 운반용 대전방지 포장용기에 관한 것이다.

최근 정밀 전자 부품 운반 및 공정용 트레이의 경우, 공정 중 실장 제품의 검사 및 사용상 용이성을 위해 색상을 갖는 트레이의 사용이 점차 늘어나고 있다. 일반적으로 색상을 갖는 트레이는 트레이용 기저 고분자 수지에 색상을 부여하는 무기질 입자를 일정량 혼합하여 압출함으로써 색상을 갖는 고분자 필름을 제조하고, 이를 진공 성형하는 방식으로 쉽게 제조할 수 있다. 그러나 진공성형법에 의해 트레이를 제조하는 경우에는 1,000% 이상의 연신율을 필요로 하는 경우도 있어 사출성형법이나 블로우 몰딩법에 의한 것과는 달리, 진공 성형에 의해 고분자 필름이 많이 늘어나는 부분과 늘어나지 않는 부분이 있기 때문에, 고분자 필름이 많이 늘어나는 부분에서는 다른 부분에 비해 색상이 엷어지게 되고, 이로 인해 트레이의 색상이 전체적으로 균일하지 않게 되는 문제점이 있다.

이와 같이 진공성형 후에 색상이 균일하지 않은 문제점은 색상을 나타내는 성분의 함량을 크게 증가시키면 어느 정도 해결할 수 있다. 그러나 색상을 나타내는 성분들은 주로 무기질 입자이기 때문에 진공성형품이 균일한 색상을 갖게 하기 위해 색상 성분의 함량을 크게 증가시킨다는 것은 결국 무기질 입자의 함량이 크게 증가한다는 것을 의미하며, 이와 같이 고분자 수지 내에 무기질 함량이 증가하면 결국 고분자 필름의 성형성이 크게 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 특히 진공성형용으로 가장 많이 사용되는 비정질 폴리에스터 필름의 경우 무기질 함량이 크게 증가하면 성형이 안 되는 문제점이 발생한다. 예를 들어, 검은 색 빛 차폐성 트레이를 제조하기 위해 카본 블랙을 혼합하는 경우, 트레이가 전체적으로 균일하게 검은 색을 나타내도록 하기 위해 카본 블랙의 함량을 증가시키면 균일한 색상은 얻을 수 있으나 성형이 되지 않고 카본 블랙의 함량을 감소시키면 성형은 되지만 균일한 색상을 얻지 못하는 문제점이 발생한다.

최근 이러한 문제점을 해결하기 위해 빛 차폐성은 고분자 수지에 혼합되는 성분의 빛 산란성에 의한다는 점에 착안하여 빛 산란성을 향상시킬 수 있는 성분과 색상을 나타내는 성분을 혼합 사용하여 균일한 색상을 가지면서 진공성형이 가능한 진공성형용 고분자 필름 및 이로부터 제조된 진공성형 트레이 제조 기술이 고안되어 폴리에스터계 필름 등에 적용된 바 있다. (대한민국 특허출원 제 10-2004-0108266호, 대한민국 특허출원 10-2005-0012507호 참조)

상기 기술이 빛 차폐성 및 균일한 색상을 갖도록 한다는 면에 있어서는 성공적으로 적용될 수 있는 기술이기는 하지만 이들 무기질 성분들의 분산성은 항상 문 제로 남아 있다. 즉, 다량의 무기질 충전제를 고분자 수지와 용융 혼합하는 경우 무기질 충전제의 분산성이 좋지 않아 고분자 수지 내에 무기질 충전제가 뭉쳐있는 상태로 존재하게 되는데, 이는 결국 필요함량 이상의 무기질 충전제를 사용해야 한다는 것을 의미하며, 또한 다량의 무기질 충전제가 뭉쳐있는 형태로 존재함으로써 고분자 필름의 물성이 저하될 가능성이 높다는 문제점이 있다. 이러한 문제점들은 무기질 충전제를 기저 고분자 수지에 혼합할 때 계면결합제를 일정 함량 첨가하여 사용하는 등의 기존방법을 통해 어느 정도 개선할 수는 있으나, 이와 같이 단순히 무기질 충전제를 고분자 수지와 용융 혼합하는 기술로는 다량의 무기질 충전제를 고분자 수지에 고르게 분산시켜야 하는 문제를 근본적으로 해결할 수 없다.

상기 문제점을 개선하기 위해 색상을 부여하는 무기질 입자를 사용하려는 고분자 수지에 높은 함량으로 먼저 혼합하여 소위 마스터배치를 먼저 만든 후, 이를 다시 순수한 수지와 혼합하여 압출하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 사용하려는 수지가 비정질 폴리에스터와 같이 무기질 입자 함량이 높으면 물성이 크게 저하되는 경우에는 마스터 배치 제조시 다량의 무기질 입자를 혼합할 수 없다. 따라서 상대적으로 무기질 입자의 함량이 낮은 마스터 배치를 제조하고 이 마스터 배치를 순수한 수지와 혼합할 때 높은 함량으로 첨가하여야 하는데, 이 경우 다량의 마스터 배치 사용으로 인한 경제적인 문제가 발생한다.

따라서 보다 근본적인 방법, 즉 색상을 부여하는 성분을 고분자 수지와 혼합하여 압출법에 의해 진공성형용 고분자 필름을 제조할 때 색상을 나타내는 무기질 입자의 분산성을 크게 향상시킴으로써 적은 무기질 함량에서도 균일한 색상을 가지고 진공성형시 성형성을 향상시킬 수 있으면서, 또한 필름 표면에 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층을 형성할 수 있는 경제적인 고분자 필름 및 이로부터 제조된 전자부품 운반용 대전방지 포장용기의 발명이 필요하다.

본 발명은 압출법에 의해 진공성형용 고분자 필름을 제조할 때 색상을 부여하는 성분의 분산을 크게 향상시킴으로써 적은 함량으로도 균일한 색상을 나타내고 진공성형시 필요한 연신율을 가져 성형성을 향상시키면서, 또한 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층을 표면에 형성할 수 있는 경제적인 진공성형용 고분자 필름 및 이로부터 제조된 전자 부품 운반용 포장용기를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

기저 고분자를 준비하는 단계;

상기 기저 고분자와 상용성이 좋은 저분자량 화합물을 색상을 나타내는 성분과 95:5-5:95의 함량비로 혼합하여 유색의 액상 조성물을 준비하는 단계; 및

상기 유색의 액상 조성물을 상기 기저 고분자 수지와 색상을 나타내는 성분의 함량이 상기 기저 고분자 수지 대비 0.001-10 중량부가 되도록 혼합하여 0.1-5.0 mm 두께의 고분자 필름으로 압출하는 단계;

를 포함하여 대전방지층이 형성된 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에서는 색상을 나타내는 무기질 입자를 기저 고분자와 상용성이 좋은 액상의 저분자량 화합물과 혼합하여 유색의 액상조성물을 만든 후, 이를 기저 고분자와 혼합, 압출하여 0.1-5.0 mm 두께의 진공성형용 고분자 필름을 제조하는 기술을 이용하였다.

본 발명의 기술은 액상 저분자량 화합물의 선택, 이 액상 저분자량 화합물을 색상을 나타내는 무기질 성분의 혼합하여 유색의 액상 조성물을 제조하는 방법, 그리고 이 유색의 액상조성물을 기저 고분자 수지와 혼합하여 압출하는 기법 등 세 가지 주요 과제로 이루어져 있다.

먼저, 액상의 저분자량 화합물은 기저 고분자와 상용성이 좋은 것으로 기저 고분자의 종류에 따라 다른 형태의 화합물을 선택해야 한다. 액상 저분자량 화합물은 에스터기, 에테르기, 우레탄기, 수산기, 카복실기, 티오기, 스티렌기, 아크릴기, 아크릴로니트릴기, 이미드기, 아미드기등에서 선택된 어느 하나 이상의 관능기를 포함하고 있는 화합물이거나, 이들로부터 변성된 화합물로서 관능기 중 어느 하나 이상이 메틸렌기로 연결되어 있거나 링 구조를 갖는 성분으로 연결되어 있는 화합물로, 분자량이 100-5,000 그램/몰인 저분자량 화합물(예를 들어, 폴리옥시에틸렌 노닐 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 아민, 소르비탄 모노올레이트, 소르비탄 트리올레이트, 폴리에틸렌 글리콜 에스터 모노라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 에스터 다이라우레이트)을 사용하면 무난하다.

상기 액상의 저분자량 화합물들은 아무런 문제없이 사용될 수 있으나 특히 기저 고분자와의 상용성이 매우 중요한 경우에는 기저 고분자를 열분해하여 저분자량화함으로써 기저 고분자 수지와 성분은 동일하며 분자량은 작은 액상 고분자를 만든 후, 이를 상기의 액상 저분자량 화합물 대신 사용하면 기저 고분자와 가장 확실한 상용성을 얻을 수 있어 효과적이다. 열분해법에 의해 기저 고분자 성분을 그대로 가지면서 저분자량의 화합물을 얻는 방법은 고분자 수지의 분자량이 작아지면 액상으로 변한다는 성질을 이용한 방법으로서, 열분해시 열분해 온도 및 시간을 적절히 조절하면 다른 성분은 전혀 없고 기저 고분자 성분만으로 된 저분자량 화합물을 얻을 수 있다.

유색의 액상 조성물은 상기의 저분자량 화합물과 색상을 나타내는 성분을 (95:5)/(5:95)의 함량비로 하여 일정 용기에 넣은 뒤 교반 혼합하여 제조하면 되는데, 이때 초음파를 가할 수 있도록 설계된 용기이면 더욱 효과적이다. 또한 상기의 유색 액상 조성물은 롤 밀이 장착된 용기 내에서 롤 밀링을 통해 혼합 제조할 수 있으며, 상기 방법들을 통해 유색 액상 조성물 제조시 색상을 부여하는 입자의 분산성을 더욱 높이기 위해 실란계, 티탄계등의 계면결합제, 또는 지방산 스테아린산, 지방산 스테아레이트계 등의 분산제를 색상을 나타내는 성분의 함량 대비 0.01-5 중량부 범위에서 단독으로 또는 혼합하여 사용하면 더욱 좋은 혼합 효과를 얻을 수 있다.

상기 유색 액상 조성물을 기저 고분자에 혼합할 때에는 색상을 나타내는 입자의 함량이 기저 고분자 대비 0.001-10 중량부 범위에서 조절되게 하면 된다. 색 상 입자의 함량이 0.001 중량부보다 적으면 색상을 내는 성분의 함량이 너무 낮아 마치 혼합하지 않은 것 같이 보이기 때문에 색상 조절 효과가 미미하고, 10 중량부 이상이면 함께 혼합해야 하는 저분자량 화합물의 함량이 너무 높아 압출성이 떨어지는 단점이 있어 불리하다.

상기 기술에 의해 제조된 유색의 액상 조성물은 기저 고분자 수지와 혼합하여 압출함으로써 색상을 갖는 고분자 필름을 제조할 수 있는데, 이 때 크게 다음의 두 가지 방법을 이용할 수 있다. 먼저 일정 함량의 액상 조성물을 기저 고분자 수지와 혼합하여 소위 드라이 블렌딩한 후, 이를 압출기 호퍼를 통해 동시에 압출기 내부로 주입하여 압출하는 방법이 있으며, 다른 방법으로는 먼저 기저 고분자 수지를 압출기 호퍼를 통해 주입한 후, 일정 함량의 액상 조성물을 별도의 주입구를 통해 압출기 내부로 직접 주입하여 압출하는 방법이 있다. 이들 두 방법 모두 사용 가능하나 첫 번째 방법은 소위 드라이 블렌딩하는 동안 드라이 블렌더 벽면에 액상 조성물이 묻기 때문에 미관상 좋지 않고 액상 조성물의 정확한 함량 조절이 어려워지는 등 여러 가지 문제점이 있어, 액상 조성물을 압출기 내부로 직접 주입하는 두 번째 방법이 더욱 효과적이다. 유색의 액상 조성물을 압출기 내부로 직접 주입하는 방법은 기저 고분자의 종류에 따라 다시 여러 가지가 있을 수 있는데, 호퍼 하단에 별도의 주입구를 만든 후 이를 통해 액상 조성물을 주입하는 방법과 압출기 중간의 적절한 지점에 주입구를 만들어 이를 통해 액상 조성물을 주입하는 방법 등이 있다.

상기와 같이 유색의 액상 조성물을 압출기 내부로 직접 주입하는 방법 중에 서 가장 효과적인 방법은 다음과 같다. 탈기 장치가 있는 압출기에서 호퍼 하단에 별도의 주입구를 만들고 이를 통해 액상 조성물을 주입하여 이 액상 조성물이 압출기의 벤트부까지 오는 동안 기저 고분자 수지와 혼합되고, 여분의 저분자량 화합물은 벤트부를 통해 제거되도록 하는 방법으로, 이 방법을 이용하면 저분자량 화합물이 압출기 내부의 높은 온도로 인해 기포를 발생시키는 등의 문제점을 해결할 수 있다. 또한 이 방법은 진공성형용 고분자 필름을 제조하는 경우 더욱 효과적인데, 이는 여분의 저분자량 화합물이 필름 내부에 많이 남아 있을 경우 진공성형시 받는 열에 의해 필름에 기포를 발생시킬 가능성이 높기 때문에, 상기의 방법을 통해서 압출 공정 중 여분의 저분자량 성분을 완전히 제거하여 진공성형시 발생하는 문제점을 해결할 수 있기 때문이다.

상기와 같은 방법으로 유색의 액상 조성물을 고분자 수지에 혼합, 압출하여 단층의 고분자 필름을 제조한 후, 진공 성형법에 의해 트레이를 제조하게 되면, 색상이 균일하고 압출성 및 성형성이 향상된 트레이를 얻을 수 있으나, 고분자 필름 내에 색상을 나타내는 성분들도 결국은 무기질 입자이기 때문에 트레이 표면에서 무기질 성분이 떨어져 나올 가능성이 높다. 따라서 이러한 현상을 없애기 위해서는 공압출법에 의해 3층 구조의 고분자 필름을 제조해야 한다. 즉, 공압출법에 의해 3층 구조의 고분자 필름을 제조함에 있어, 중간층에는 유색의 액상 조성물을 고분자 수지와 혼합하여 사용하고 양 표면층에는 액상 조성물을 혼합하지 않은 순수한 고분자만을 사용하여 3층 구조의 고분자 필름을 제조하게 되면, 색상을 부여하는 성분이 무기질 입자들이라 해도 진공성형 후에 트레이 표면으로부터 무기질 입자가 떨어져 나오는 문제점을 근본적으로 해결한 진공성형용 고분자 필름을 제조할 수 있고, 이로부터 균일한 색상을 가지면서 무기질 입자가 표면으로부터 떨어져 나오지 않는 전자 부품 운반용 트레이를 제조할 수 있다.

또한 상기의 3층 구조를 갖는 고분자 필름을 제조하는 압출 공정에서, 필름의 양 표면층에 본 발명의 저분자량 화합물을 고분자 수지에 일정 함량 혼합하여 사용하면 이들 저분자량 화합물이 기저 고분자의 평균 분자량을 떨어뜨리는 역할을 하게 되고, 이로 인해 고분자 필름의 압출성과 성형성이 향상되기 때문에 효과적이다. 양 표면층에 혼합되는 저분자량 화합물의 함량은 고분자 대비 0.001-5 중량부 범위에서 조절하면 되는데, 이 화합물의 함량이 0.001 중량부보다 낮으면 성형성 증진 효과가 미미하고 5 중량부 이상이면 압출성을 크게 저하시키기 때문에 오히려 불리하다.

본 발명의 기술에 의해 제조된 색상을 갖는 고분자 필름은 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층을 고분자 필름 표면에 형성함에 있어 아무런 문제가 없다. 그 이유는 본 발명에서 기저 고분자 수지와 혼합하여 사용하는 유색의 액상 조성물이 고분자 필름의 표면 상태를 크게 변화시키지 않기 때문이다. 본 발명에 사용하는 유색 액상 조성물의 주요 성분은 색상을 나타내는 무기질 입자와 저분자량의 화합물로서, 무기질 입자는 대전방지액의 코팅성 및 접착성에 영향을 주는 성분이 아니고 저분자량 화합물은 기저 고분자와 상용성이 좋은 것을 선택적으로 사용하면, 저분자량 성분이 고분자 필름의 내부로부터 표면으로 빠져나오는 소위 블루밍 현상으로 인해 고분자 필름의 표면상태가 변하는 문제점이 발생하지 않는 다. 따라서 이 경우 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 대전방지제 및 기존의 각종 대전방지제의 코팅성에 영향을 주지 않고, 오히려 저분자량 화합물 사용으로 인해 고분자 수지의 평균 분자량이 낮아짐으로 인해서 고분자 필름의 압출성 및 진공 성형성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 기술을 이용하여 제조된 고분자 필름은 필름 표면에 각종 대전방지제를 코팅하여 대전방지 필름을 제조하는 목적으로 사용 가능하다. 예를 들어, 전도성 고분자와 바인더와의 혼합물을 유효 성분으로 하는 대전방지 코팅액을 본 발명의 고분자 필름 표면에 도포, 건조, 경화하여 대전방지층을 형성하는 기술, 액상 또는 기상중합법을 이용하여 고분자 필름 표면에 직접 대전방지층을 형성하는 기술, 산화주석 또는 산화아연 등의 금속 산화물이나 금속입자 등의 각종 전도성 입자를 바인더와 혼합하여 고분자 필름 표면에 대전방지층을 형성하는 기술 등 기존 기술을 적용하는데 사용할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자를 사용하는 것이며, 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 상기 대전방지층은 용액 코팅법을 사용하거나 또는 액상중합법 및 기상중합법 등의 직접중합법을 사용하는 것이다. 또한 상기 용액 코팅법에 의한 대전방지층 형성 방법은 스프레이법, 전착 도장법, 함침법 등의 방법으로 사용하는 것이며 또한 용액 코팅법에 의한 대전방지층 형성시 자외선 경화법에 의해 표면 대전방지층의 연필경도가 1H 이상이면서 알콜류 용매에 닦이지 않도록 하면 더욱 바람직하다.

본 발명의 기술을 이용하여 색상을 갖는 고분자 필름을 제조할 때, 기저 고 분자 수지로는 거의 모든 고분자를 사용하여 제조할 수 있는데, 550 nm 에서의 빛투과성이 30% 이상인 고분자에 적용 가능하다. 예를 들어, 무정형 폴리에스터 (A-PET), 폴리에스터 공중합물 (PETG), 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN), 환상폴리올레핀 (알톤 필름) 등의 투명 고분자, 스티렌계 고분자, 올레핀계 고분자, 그리고 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐린옥사이드, 폴리에테르이미드 등의 반투명성 고분자 중에서 선택된 어느 하나 이상을 유효 성분으로 함유하거나 또는 이들 성분이 블렌드 또는 공중합물의 형태로 이루어진 고분자를 기저 고분자 수지로 사용하여 본 발명의 기술을 적용한 고분자 필름 또는 쉬트를 제조할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

<비교예 1>

비교예 1은 진공성형용 고분자인 비정질 폴리에스터에 카본 블랙의 함량이 10 중량부가 되도록 하여 압출법으로 1.0 mm 두께의 필름을 만든 후 이를 이용하여 진공성형법으로 1.0 mm 깊이의 엘시디 모듈 운반용 트레이를 제조하였다.

상기 기술에 의해 제조된 검은 색 폴리에스터 필름은 검은 색을 나타냈으나 진공성형시 굴곡부위가 미성형되었다.

<비교예 2>

비교예 2는 비정질 폴리에스터 필름에 들어 있는 카본 블랙의 함량이 5 중량부가 되도록 필름을 제조한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하다.

상기 기술에 의해 제조된 폴리에스터 필름은 검은 색상을 나타내고 진공성형시 굴곡 부위의 성형은 잘 되었으나, 진공성형에 의해 필름이 많이 늘어난 굴곡 부분의 색상이 다른 부분에 비해 엷어져서 전체적으로 트레이의 색상이 균일하지 않았다.

<비교예 3>

비교예 3은 기 출원 특허의 방법에 의거, 색상을 내는 성분으로 산화티타늄 3 중량부와 카본 블랙 2 중량부를 혼합하여 비정질 폴리에스터 필름 대비 전체 5 중량부의 무기질 첨가제를 혼합하여 폴리에스터 필름을 제조한 것을 제외하고는 나머지는 비교예 1과 동일하다.

상기 기술에 의해 제조된 비정질 폴리에스터 필름은 짙은 회색을 나타내는 데, 이 필름을 이용하여 진공성형법으로 트레이를 제조한 경우 굴국 부위의 성형이 잘 되었고 트레이의 색상도 전체적으로 균일하였다.

<실시예 1>

실시예 1은 먼저 소르비탄 모노올레이트와 카본 블랙을 50:50 중량비로 롤 밀링 장치가 있는 용액 혼합기에서 60 분간 혼합하여 검은색을 나타내는 액상 조성물을 만든 뒤, 이를 압출기 호퍼 하단의 액상 주입기를 통하여 비정질 폴리에스터에 5 중량부로 혼합하여 압출함으로써 단층 구조의 고분자 필름을 제조하였다.

상기 기술에 의해 제조된 고분자 필름은 검은 색을 나타내는데, 상기 필름을 이용하여 진공성형법으로 깊이 1.0 mm 인 엘시디 모듈 운반용 트레이를 제조한 경우, 진공 성형시 굴곡 부위의 성형이 잘 되었으며, 성형 후 트레이의 색상도 전체적으로 균일하였다.

<실시예 2>

실시예 2는 공압출법에 의해 중간층에 실시예 1의 검은색 액상 조성물을 고분자 수지에 8 중량부 혼합하고, 표면층에는 상기 액상 조성물을 혼합하지 않은 상태로 하여 3층 구조로 된 1.0 mm 두께의 폴리에스터 필름을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하다.

상기 기술에 의해 제조된 폴리에스터 필름은 표면이 반짝거리는 검은 색을 나타내는 데, 상기 필름을 이용하여 진공성형법으로 트레이를 성형한 결과, 굴곡 부위가 뚜렷하게 성형되었으며 트레이 색상도 전체적으로 균일한 색상을 나타내었다. 상기 고분자 필름 및 트레이를 60도의 온도에서 72 시간 열처리한 결과 중간층과 표면층의 분리가 없어 중간층에 혼합된 저분자량 화합물이 충간 분리를 유발하지 않음을 확인하였다.

<실시예 3>

실시예 3은 표면층 고분자 수지에 소르비탄 모노올레이트를 0.3 중량부 혼합하여 공압출법에 의해 필름을 제조한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하다.

상기 기술에 의해 제조된 비정질 폴리에스터 필름의 색상은 실시예 2와 동일 하게 검은 색이었고 진공 성형성시 굴곡 부위가 뚜렷하게 성형되는 등 성형성이 좋았으며, 트레이의 색상도 균일하였다. 상기 고분자 필름 및 트레이도 실시예 2의 결과와 마찬가지로 60도 온도에서 72 시간 열처리했을 때, 층간 분리 현상을 보이지 않았다.

<실시예 4>

실시예 4는 유색의 액상 조성물 제조시 백색을 내기 위해 카본 블랙 대신 산화티타늄을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하다.

상기 기술에 의해 제조된 비정질 폴리에스터 필름은 백색을 나타내는 데, 상기 필름을 이용하여 진공성형법에 의해 트레이를 제조한 결과, 굴곡 부위의 성형성이 좋았으며 트레이의 색상도 전체적으로 균일하게 백색을 나타내었다. 또한 실시예 2의 결과와 마찬가지로 열처리시에 층간 분리 현상이 없었다.

<실시예 5>

실시예 5는 유색의 액상 조성물 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 실시예 1의 검은색의 액상 조성물 제조시 티타네이트계 계면결합제를 (AJINOMOTO, KENREACT KR55) 카본 블랙 함량 대비 1.0 중량부 첨가하고, 이를 롤 밀링기가 부착된 액상 혼련기에서 혼합하여 제조하였다.

상기와 같은 방법으로 제조한 검은 색의 액상 조성물을 5번 바코터를 이용하여 폴리에스터 필름 표면에 얇게 코팅하여 카본 블랙의 혼련 상태를 검사한 결과, 롤 밀링법을 이용한 액상 혼련 시간이 20 분 정도로 관찰되었다.

따라서 롤 밀링에 의한 액상 조성물 제조시 계면결합제를 사용하면 액상 조성물 제조 시간이 크게 단축됨을 확인하였다.

<실시예 6>

실시예 6은 실시예 5에 의해 제조된 검은 색의 액상 조성물을 사용하고,실시예 3의 방법을 통해서 제조한 비정질 폴리에스터 필름의 표면에 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지액을 코팅한 후, 이를 진공 성형법에 의해 트레이를 제조하였다. 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지 조성물은 먼저 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4 그램, 분자량이 10,000인 우레탄계 바인더 9 그램, 조닐 첨가제(듀폰사) 0.01 그램, 에틸렌 글리콜 0.2 그램, 1-메틸2-피롤리디논 0.2 그램을 에틸알콜과 이소프로필알콜이 1:1로 혼합된 혼합용매 25 그램에 넣어 혼합하여 제조하였다. 이를 실시예 3의 방법을 통해 제조한 무정형 폴리에스터 필름 표면에 0.5 미크론 두께로 코팅하고 70??에서 1분간 건조하여 표면에 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 대전방지층이 형성된 고분자 필름을 제조한 후 이를 진공 성형하여 전자 부품 운반용 트레이를 제조하였다.

상기 기술에 의해 표면에 대전방지층이 형성된 무정형 폴리에스터 필름 및 이로부터 제조된 트레이의 물성을 측정한 결과는 다음과 같다. 상기 필름의 표면저항을 공지의 방법으로 측정한 결과 10⁵ 오움/면적을 나타내었으며, ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B로 매우 양호하였다. 이 필름을 진공성형법에 의해 트레이로 제조한 후에 측정한 표면저항은 10^5-7 오움/면적으로 양호하였으며, 접착력은 5B로 유지 되었다. 상기 트레이를 60도의 온도에서 72 시간 열처리한 후 물성을 측정한 경우에도 접착력 및 표면저항 등의 표면 물성이 그대로 유지되었다.

상기 기술에 있어, 색상을 나타내는 성분을 액상의 저분자량 화합물과 혼합하여 유색의 액상 조성물을 제조한 후 이를 다시 기저 고분자 수지에 혼합하여 압출하게 되면, 저분자량 화합물이 기저 고분자와 상용성이 좋기 때문에 색상을 나타내는 무기질 입자의 분산을 크게 향상시키고, 이로 인해 동일한 색상을 내기 위해 혼합하는 색상 입자의 함량을 크게 낮춤으로써 소량의 액상 조성물을 사용해도 균일한 색상을 갖는 경제적인 고분자 필름을 얻을 수 있다. 또한 저분자량 화합물이 기저 고분자의 평균 분자량을 떨어뜨리는 역할을 하기 때문에 고분자 필름의 압출성 및 진공성형성이 크게 향상되는 효과가 있으며, 기저 고분자 수지와 상용성이 좋은 저분자량 화합물을 사용함으로써 저분자량 성분이 고분자 필름 내부에서 표면으로 이동하는 블루밍 현상이 최대한 억제되어 표면에 대전방지층을 형성하는 데 문제가 없는 고분자 필름을 제조할 수 있다. 따라서 본 발명의 기술을 통해 적은 무기질 입자 함량에서도 균일한 색상을 나타내고, 압출성 및 진공성형성이 향상되면서 표면에 대전방지층을 아무런 문제없이 형성할 수 있는 고분자 필름 및 이로부터 제조된 전자부품 운반용 대전방지 포장용기를 얻을 수 있다. 또한 본 발명의 기술을 이용하여 공압출법에 의해 3층 구조의 필름을 제조함에 있어 중간층에만 액상 조성물을 혼합하고 표면층에는 액상 조성물을 혼합하지 않는 형태로 고분자 필름을 제조하게 되면, 표면층에는 색상을 나타내는 무기질 입자가 포함되어 있지 않기 때 문에 이들 무기질 입자가 트레이 표면으로부터 떨어져 나오는 현상을 방지할 수 있어 더욱 효과적이다.

Claims

기저 고분자를 준비하는 단계;

상기 기저 고분자와 상용성이 좋은 저분자량 화합물을 색상을 나타내는 성분과 95:5-5:95의 중량비로 혼합하여 유색의 액상 조성물을 준비하는 단계; 및

상기 유색의 액상 조성물을 상기 기저 고분자 수지와 색상을 나타내는 성분의 함량이 상기 기저 고분자 수지 대비 0.001-10 중량부가 되도록 혼합하여 0.1-5.0 mm 두께의 고분자 필름으로 압출하는 단계;

를 포함하는 형성된 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 저분자량 화합물은 에스터기, 에테르기, 우레탄기, 수산기, 카복실기, 티오기, 스티렌기, 아크릴기, 아크릴로니트릴기, 이미드기, 아미드기등에서 선택된 어느 하나 이상의 관능기를 포함하고 있는 화합물이거나, 이들로부터 변성된 화합물로서 관능기 중 어느 하나 이상이 메틸렌기로 연결되어 있거나 링 구조를 갖는 성분으로 연결되어 있는 화합물로서, 분자량이 100-5,000 그램/몰임을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 저분자량 화합물은 기저 고분자 수지를 질소분위기에서 열분해하여 저분자량화 함으로써 기저 고분자 수지와 동일한 성분을 가지게 되는 화합물인 것을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 색상을 나타내는 성분은 무지개 색상 중에 한 색상을 나타내는 무기질 입자로서, 한 종류 또는 그 이상을 저분자량 화합물과 혼합하여 사용함을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 유색의 액상 조성물 제조 시 색상을 나타내는 성분의 분산성 향상을 위해 실란계, 티탄계등의 계면결합제, 또는 지방산 스테아린산, 지방산 스테아레이트계 등의 분산제를 색상을 나타내는 성분의 함량 대비 0.01-5 중량부 범위에서 단독으로 또는 혼합하여 사용함을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 압출하는 단계가 공압출법에 의해 고분자 필름의 구조를 3층 구조로 하고, 중간층에는 유색의 액상 조성물을 고분자 수지와 혼합되며 양 표면층에는 유색의 액상 조성물을 혼합하지 않은 순수한 고분자 수지로 하여 압출하는 것을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 압출하는 단계가 공압출법에 의해 고분자 필름의 구조를 3층 구조로 하고, 중간층에는 유색의 액상 조성물을 고분자 수지에 혼합하여 사용하고, 양 표면층에는 저분자량 화합물 0.001-5 중량부를 고분자 수지에 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 기저 고분자 수지는 550 nm 에서의 빛 투과도가 30% 이상인 투명 또는 반투명성 고분자임을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 기저 고분자 수지가 무정형 폴리에스터, 폴리에스터 공중합물, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 환상폴리올레핀을 포함하는 투명 고분자, 스티렌계 고분자, 올레핀계 고분자, 그리고 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐린옥사이드, 폴리에테르이미드 중에서 선택된 어느 하나 이상을 유효 성분으로 함유하거나 또는 이들 성분이 블렌드 또는 공중합물의 형태로 이루어진 고분자를 기저 고분자 수지로 하는 것을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법이 상기 압출된 필름의 표면에 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전 방지층을 형성하는 단계를 더 포함하여 대전 방지층이 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 10항에 있어서, 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자임을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 10항에 있어서, 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 상기 대전방지층은 용액 코팅법을 사용하거나 또는 액상중합법 및 기상중합법의 직접중합법을 사용하여 고분자 필름표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 12항에 있어서, 용액 코팅법에 의한 대전방지층 형성 방법은 스프레이법, 전착 도장법, 함침법의 방법임을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 용액 코팅법에 의한 대전방지층 형성시 자외선 경화법에 의해 표면 대전방지층의 연필경도가 1H 이상이면서 알콜류 용매에 닦이지 않도록 함을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름을 제조하는 방법.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 진공 및 압축성형용 고분자 필름.
제 15항에 있어 상기 고분자 필름의 표면에 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층이 더 형성된 것을 특징으로 하는 진공 및 압축성형용 고분자 필름.
제 15항의 고분자 필름을 진공 성형하여 제조된 대전방지 전자부품 운반용 포장 용기.
제 16항의 고분자 필름을 진공 성형하여 제조된 대전방지 전자부품 운반용 포장 용기.