KR101437047B1 - 대전방지용 코팅 조성물 및 포장재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우수한 투명성, 기재 접착성 및 낮은 내면 흡착성 등의 우수한 물성을 가지며, 균일하고도 뛰어난 대전방지 성능을 나타내는 대전방지 코팅층의 형성을 가능케 하는 대전방지용 코팅 조성물 및 이를 사용한 포장재에 관한 것이다.
상기 대전방지용 코팅 조성물은 4급 암모늄 염; 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지; 도막 형성용 첨가제; 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제; 및 유기 용매를 포함한다.

Description

대전방지용 코팅 조성물 및 포장재 {ANTISTATIC COATING COMPOSITION AND PACKING MATERIAL}
본 발명은 우수한 투명성, 기재 접착성 및 낮은 내면 흡착성 등의 우수한 물성을 가지며, 균일하고도 뛰어난 대전방지 성능을 나타내는 대전방지 코팅층의 형성을 가능케 하는 대전방지용 코팅 조성물 및 이를 사용한 포장재에 관한 것이다.
전자부품 및 반도체의 고집적화에 따라 정전기 발생에 의한 기능저하 및 제품손상의 문제가 대두되고 있으며, 이러한 정전기 발생에 의한 피해를 최소화하기 위한 많은 노력이 기울여지고 있다. 전자부품을 조립하거나 사용하는데 있어 영향을 미치는 정전기는 작업자의 인체, 작업공간, 부품자체, 조립 및 포장, 운반과정에서 작업자나 포장재에서 생성되는 정전기가 전체 부품 손상율의 35%이상을 차지하는 것으로 알려진 만큼, 완성된 전자부품의 포장재는 정전기의 발생을 억제하거나 발생된 정전기를 효과적으로 소멸시킬 필요가 있다. 따라서, 완성된 전자부품은 최종제품이 되기 전까지 모든 운반과정 동안, 정전기 방지를 위한 대전방지 처리된 포장재에 포장되어 운반될 필요가 있다.
또, 이러한 포장재는 이러한 대전방지에 의한 정전기 방지 성능에 더하여, 외부의 습기로부터 전자부품 또는 반도체 소자 등을 보호하기 위해, 우수한 습기 차폐 성능을 나타낼 필요가 있다.
한편, 포장재 표면의 고유 저항에 따라, 그 표면에서 나타나는 대전 현상 등은 아래 표 1과 같이 정리될 수 있다. 따라서, 상술한 대전방지 처리된 포장재는 우수한 정전기 발생 억제 성능을 발현하기 위해, 예를 들어, 108 ~ 1010 Ω/sq의 표면 고유 저항을 나타낼 필요가 있으며, 이를 위해 적절히 표면 처리 또는 표면 코팅될 필요가 있다.
표면 고유 저항에 따른 대전현상
표면고유저항(Ω/sq) 대전현상 특징
1013 정전기 전하 축적 절연
1012 ~ 1013 정전기 발생 정적 상태에의 장해방지
1010 ~ 1012 정전기 발생 동적 상태에의 장해방지
108 ~ 1010 정전기 발생 없음 대전방지
107 ~ 108 정전기 발생 없음 전도성부가 (역전하발생)
이전에는 상술한 표면 고유 저항 및 정전기 발생 억제 성능을 나타내는 전자부품 등의 포장재 구현을 위하여, 카본블랙 및 고분자를 혼합하여 포장재에 표면 코팅하는 방법을 적용한 바 있다. 그러나, 이러한 조성물의 표면 코팅시, 카본블랙이 전자부품이나 작업공간 등을 오염시키는 문제가 있었고, 또, 상기 조성물의 균일한 표면 코팅이 용이치 않아 균일한 표면 고유 저항 및 정전기 발생 억제 성능이 구현되기 어려운 단점이 있었다.
부가하여, 인듐 틴 옥사이드(ITO) 또는 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 등의 금속 산화물을 포장재 표면에 증착 또는 코팅하여 정전기 발생 억제 성능을 구현하고자 시도된 바 있지만, 이는 표면 고유 저항 조절에 한계가 있고 매우 고가의 제품이며, 또, 카본블랙과 마찬가지로 입자에 의한 불순물이 발생하며, 대전방지 성능을 내기 위해 많은 함량이 첨가되어야 하고, 투명성이나 내면 흡착성 등 포장재의 물성을 저하시키는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 우수한 투명성, 기재 접착성 및 낮은 내면 흡착성 등의 우수한 물성을 가지며, 균일하고도 뛰어난 대전방지 성능을 나타내는 대전방지 코팅층의 형성을 가능케 하는 대전방지용 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 상기 대전방지용 코팅 조성물을 이용하여 형성되어, 우수하고도 균일한 대전방지 성능을 나타내는 코팅층을 구비한 포장재를 제공하는 것이다.
본 발명은 4급 암모늄 염; 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지; 도막 형성용 첨가제; 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제; 및 유기 용매를 포함하는 대전 방지용 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 수지 기재; 및 4급 암모늄 염, 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지, 도막 형성용 첨가제, 및 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제를 포함하는 수지 기재 상의 대전방지용 코팅층을 포함하는 포장재를 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 대전 방지용 코팅 조성물 및 이를 사용한 포장재에 대해 상술하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 4급 암모늄 염; 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지; 도막 형성용 첨가제; 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제; 및 유기 용매를 포함하는 대전 방지용 코팅 조성물이 제공된다.
이하의 실시예에서도 입증되는 바와 같이, 상술한 4급 암모늄 염, 소정의 바인더 수지, 도막 형성용 첨가제 및 소정의 표면 흡착 방지제를 포함하는 대전 방지용 코팅 조성물을 제공함으로서, 우수하고도 균일한 대전방지에 의한 정전기 발생 억제 성능을 나타내면서도, 우수한 투명성, 기재 접착성 및 낮은 내면 흡착성 등의 뛰어난 제반 물성을 나타내는 대전방지용 코팅층이 형성될 수 있음을 밝혀내고 본 발명을 완성하였다.
보다 구체적으로, 4급 암모늄 염이 대전 방지 성분으로 포함되는 한편, 이러한 대전 방지 성분을 균일하고도 안정하게 분산시킬 수 있는 소정의 바인더 수지가 포함됨에 따라, 일 구현예의 대전 방지용 코팅 조성물은 대전 방지 성분에 의한 오염 등의 우려를 줄이면서도, 우수한 정전기 발생 억제 성능을 갖는 코팅층을 형성할 수 있다.
또, 소정의 바인더 수지, 도막 형성용 첨가제 및 소정의 표면 흡착 방지제 등이 포함됨에 따라, 일 구현예의 조성물로 형성된 코팅층은 우수한 투명성 및 기재 접착성을 갖는 양호한 상태를 나타낼 뿐 아니라, 낮은 내면 흡착성을 나타내고 상기 대전방지 성분 등이 코팅층에서 이탈되어 전자부품 등의 제품을 오염시키는 것을 억제할 수 있다.
결과적으로, 일 구현예의 대전 방지용 코팅 조성물의 사용에 의해, 우수한 제반 물성 및 정전기 발생 억제 성능을 나타내는 코팅층 및 이를 포함하는 포장재를 제공하여, 각종 전자부품 또는 반도체 소자 등을 정전기로부터 효과적으로 보호할 수 있게 된다.
이하, 일 구현예의 대전 방지용 코팅 조성물을 각 성분별로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 일 구현예의 조성물은 대전 방지 성분으로서 4급 암모늄 염을 포함한다. 이러한 4급 암모늄 염은 대기 중의 수분을 흡수하여 대전방지 성능 및 정전기 발생 억제 성능이 발현되게 하는 대전 방지 성분으로서 작용할 수 있다. 특히, 이러한 4급 암모늄 염은 일 구현예의 조성물로 형성된 코팅층이, 예를 들어, 1 X 108 내지 1 X 1010 Ω/sq의 표면 저항을 나타낼 수 있게 하여, 정전기로부터 전자부품 등을 양호하게 보호할 수 있게 한다. 또, 상기 4급 암모늄 염은 후술하는 바인더 수지에 균일하게 분산되어 안정하게 유지될 수 있으며, 소정의 도막 형성용 첨가제 등과의 상호 작용에 의해 코팅층에서 이탈되거나 전자부품 등의 표면을 오염시키지 않게 된다. 따라서, 일 구현예의 조성물로 형성된 코팅층은 전자부품 등의 오염 우려를 줄이면서, 우수한 대전방지 성능 및 정전기 발생 억제 성능을 나타낼 수 있다.
이러한 4급 암모늄 염으로는, 4급 암모늄 염 형태를 갖는 임의의 염 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 4급 암모늄 염의 대표적인 예로는, 예를 들어, 황산 암모늄, 질산 암모늄, 인산 암모늄, 유기 산의 암모늄 또는 치환 또는 비치환된 탄화수소기 등의 유기기가 결합된 암모늄 화합물 등의 14 내지 17족 원소를 갖는 음이온의 암모늄염 화합물로 되거나, 기타 카르복실산 에스테르 알킬 암모늄염 또는 디노닐 나프틸 술폰산 암모늄염 등으로 될 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 4급 암모늄 염이 함께 사용될 수도 있다. 이외에도, 이전부터 대전방지제로서 사용 가능한 것으로 알려진 임의의 4급 암모늄 염 형태의 물질을 사용할 수 있음은 물론이다.
이러한 4급 암모늄 염은 전체 대전방지용 코팅 조성물 중에, 약 0.1 내지 3.0 중량%, 혹은 약 0.2 내지 1.0 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 성분의 함량이 지나치게 작아지면 최종 형성된 조성물 및 코팅층이 충분한 정전기 발생 억제 성능을 나타내지 못할 수 있고, 그 함량이 지나치게 커지면 4급 암모늄 염과, 대기 중의 수분 간의 과흡착이 발생하여 코팅층 및 이를 포함한 포장재의 기본적 성능이 크게 저하될 수 있고, 추가적인 정전기 발생 억제 성능의 향상도 기대하기 어렵다.
한편, 일 구현예의 대전 방지용 코팅 조성물은 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지를 포함한다. 이러한 바인더 수지는 상술한 대전 방지 성분, 즉, 4급 암모늄 염을 균일하게 분산시켜 최종 형성된 코팅층 및 포장재가 우수한 대전방지 성능 및 정전기 발생 억제 성능을 나타내게 할 수 있을 뿐 아니라, 대전 방지 성분의 이탈 및 이에 따른 전자부품 등의 오염을 줄일 수 있다. 또한, 상술한 바인더 수지는 일 구현예의 조성물을 사용한 양호하고도 안정적인 도막의 형성을 담보할 수 있고, 포장재의 수지 기재와의 우수한 접착성을 나타내게 할 수 있다.
이러한 바인더 수지, 구체적으로 폴리아미드계 수지로는 상용화된 폴리아미드를 사용할 수 있는데, 상술한 바인더 수지의 역할을 고려하여 약 100 내지 110℃의 연화점 및 약 0.90 내지 0.98g/cm3의 비중을 갖는 폴리아미드 수지를 사용할 수 있다. 이러한 폴리아미드 수지의 상용화된 예로는, 바스프社의 VERSAMID JP-940 (연화점 105℃, 비중 0.97 g/cm3) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 니트로셀룰로오스계 수지로는 양호하게 안정적인 도막 형성성 등을 고려하여, 약 10.7 내지 12.2. 중량%의 질화도를 갖는 니트로셀룰로오스 수지를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 초화면(질화도) RS1/2 등급을 갖는 상용화된 니트로셀룰로오스 수지, 예를 들어, Noble社의 DMX 3/5 등을 사용할 수 있으며, 기타 다양한 니트로셀룰로오스계 수지를 사용할 수 있음은 물론이다.
상술한 바인더 수지 중에서, 폴리아미드계 수지는 전체 대전방지용 코팅 조성물 중에, 약 0.1 내지 2.0 중량%, 혹은 약 0.3 내지 1.0 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 성분의 함량이 지나치게 작아지면 최종 형성된 코팅층과, 포장재의 수지 기재 간의 접착력이 충분치 못하게 될 수 있으며, 그 함량이 지나치게 커지면 폴리아미드계 수지 특유의 Tacky한 특성으로 인해 코팅층에서 유래한 성분이 포장재 내면에 흡착될 수 있다. 또, 일 구현예의 조성물 인쇄 공정에서의 Blocking 문제가 발생할 수 있다.
또한, 니트로셀룰로오스계 수지는 전체 대전방지용 코팅 조성물 중에, 약 0.1 내지 2.0 중량%, 혹은 약 0.3 내지 1.0 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 성분의 함량이 지나치게 작아지면 상술한 4급 암모늄 염 또는 후술하는 실리카 등을 도막 내에 안정적으로 분산 및 고착시킬 수 없어 코팅층으로부터 표면 이탈이 발생할 수 있고, 이는 전자제품 등의 오염을 초래할 수 있다. 반대로 위 성분의 함량이 지나치게 커지면, 포장재의 수지 기재와의 접착력이 저하되거나 대전방지 성능 또는 정전기 발생 억제 성능 등을 저하시킬 수 있다.
일 구현예의 대전 방지용 코팅 조성물은 상술한 구성 성분 외에 도막 형성용 첨가제를 포함한다. 이러한 첨가제는 일 구현예의 조성물의 안정한 도막 형성을 보조하고, 수지 기재와의 접착성을 보다 향상시키는 역할을 할 수 있다.
이러한 도막 형성용 첨가제로는, 히드록시기를 갖는 폴리실리콘 수지(polysilicone), 폴리아크릴레이트계 수지, 음이온 변성 파라핀, 변성 폴리에틸렌 에멀젼, 에테르계 에멀젼 및 음이온 형태의 왁스 에멀젼으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 다만, 일 구현예의 대전 방지용 조성물이 보다 양호한 제반 물성 등을 나타낼 수 있도록, 변성 폴리에틸렌 에멀젼이 도막 형성용 첨가제로서 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들어, 아크릴 산으로 변성된 폴리에틸렌 에멀젼, 구체적인 예로서, 비와이케이(BYK)社의 아쿠아매트270(Aquamat 270)또는 아쿠아매트272(Aquamat 272) 등을 사용할 수 있다.
상술한 도막 형성용 첨가제는 전체 대전방지용 코팅 조성물 중에, 약 0.1 내지 2.0 중량%, 혹은 약 0.3 내지 1.0 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 성분의 함량이 지나치게 작아지면, 상술한 4급 암모늄 염의 친유성 그룹을 충분히 포용하기 어려워 이러한 4급 암모늄 염의 표면 이탈 및 이에 따른 제품 오염이 발생할 수 있으며, 수지 기재와의 접착성 역시 충분치 못할 수 있다. 반대로 위 성분의 함량이 지나치게 커지면, 대전방지 성능 또는 정전기 발생 억제 성능 등을 저하시킬 수 있다.
한편, 일 구현예의 조성물은 또한, 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제를 포함한다. 이러한 표면 흡착 방지제는 일 구현예의 조성물로 형성된 코팅층이 포장재 내면에 흡착되는 것을 억제하고, 최종 형성된 코팅층 및 포장재가 낮은 내면 흡착성 등을 나타내게 할 수 있다.
상기 표면 흡착 방지제, 구체적으로 폴리에틸렌 왁스로는 상용화된 폴리에틸렌 왁스를 별다른 제한없이 사용할 수 있으며, 이러한 폴리에틸렌 왁스의 상용화된 예로는, Goodyear社의 8F-Gold 또는 Munsing社의 ME-1620 등을 들 수 있다.
또한, 상기 실리카로는 Degussa社의 Aerosil-200 또는 Fuji社의 Sylysia-350 등을 사용할 수 있고, 기타 다양한 실리카를 표면 흡착 방지제로서 사용할 수 있다.
상술한 표면 흡착 방지제 중에서, 폴리에틸렌 왁스는 전체 대전방지용 코팅 조성물 중에, 약 0.2 내지 0.8 중량%, 혹은 약 0.1 내지 0.5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 또, 실리카의 경우, 전체 대전방지용 코팅 조성물 중에, 약 0.1 내지 0.5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
이들 표면 흡착 방지제의 함량이 지나치게 작아지면, 4급 암모늄 염과, 폴리아미드 수지의 Tacky한 특성을 제어하기 어려워 코팅층의 내면 흡착성이 낮아지기 어렵다. 반대로 위 성분의 함량이 지나치게 커지면, 상기 표면 흡착 방지제 성분의 이탈 등에 의한 제품 오염이 발생할 수 있고, 대전방지 성능 또는 정전기 발생 억제 성능이 저하될 수 있다.
상술한 일 구현예의 조성물은 상술한 각 성분을 용해시켜 수지 기재 상에 코팅하기 위한 유기 용매를 더 포함한다. 구체적으로, 이러한 유기 용매는 이소프로필 알코올 등의 극성 용매, 톨루엔 등의 비극성 용매 및 에틸아세테이트의 혼합 용매를 포함할 수 있다.
이러한 혼합 용매를 사용할 경우, 비극성 용매는 폴리아미드계 수지의 바인더 수지를 적절히 용해시킬 수 있고, 극성 용매는 니트로셀룰로오스계 수지의 바인더 수지를 적절히 용해시킬 수 있다. 또, 에틸아세테이트는 비극성 용매 및 극성 용매를 포함한 전체 성분들을 적절히 혼화시킬 수 있다. 따라서, 이러한 혼합 용매의 사용에 의해, 일 구현예의 조성물의 양호한 형성 및 수지 기재에 대한 우수한 코팅성이 담보될 수 있다.
상기 혼합 용매를 사용할 경우, 전체 유기 용매의 함량을 기준으로, 비극성 용매의 50 내지 70 중량%, 극성 용매의 20 내지 40 중량% 및 에틸아세테이트의 5 내지 20 중량%를 혼합하여 사용할 수 있고, 이를 통해 겔화 또는 상분리의 발생 없이 일 구현예의 조성물을 단일상으로 양호하게 형성하여, 수지 기재에 대해 양호한 코팅이 가능해진다.
한편, 상술한 일 구현예의 조성물은 상술한 각 성분들을 혼합하고 교반하여 제조될 수 있다. 또, 이러한 조성물은 딥 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅, 또는 그라비아 코팅법 등 Roll-to-roll이 가능한 코팅 공정으로 균일하게 수지 기재 상에 도포될 수 있다. 이후 건조를 통해 상기 조성물 중의 용매 등을 제거하여 수지 기재 상에 대전 방지용 코팅층을 형성할 수 있고, 그 결과 포장재가 얻어질 수 있다.
이에 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 조성물을 사용하여 얻어지는 포장재가 제공된다. 이러한 포장재는 수지 기재; 및 4급 암모늄 염, 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지, 도막 형성용 첨가제, 및 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제를 포함하는 수지 기재 상의 대전방지용 코팅층을 포함한다.
이러한 포장재는 일 구현예의 조성물로부터 형성되어, 4급 암모늄염, 소정의 바인더 수지, 도막 형성용 첨가제 및 소정의 표면 흡착 방지제를 포함함에 따라, 우수한 정전기 발생 억제 성능, 뛰어난 투명성 및 기재 접착성, 낮은 내면 흡착성 등의 물성을 갖는 코팅층을 구비할 수 있다. 또, 이러한 코팅층으로부터 대전 방지 성분 등이 이탈되어 전자부품 등의 제품을 오염시키는 것도 효과적으로 억제될 수 있다.
따라서, 상술한 포장재는 전자부품 또는 반도체 소자 등의 포장재로서 적절히 적용되어, 정전기에 따른 제품의 손상을 효과적으로 억제하면서, 이들을 적절히 보호하는 포장재로서 바람직하게 사용될 수 있다.
한편, 상술한 포장재는 LLDPE 등의 폴리올레핀계 필름, 폴리아미드계 필름 또는 폴리에스테르계 필름을 수지 기재로서 포함할 수 있으며, 다만, 우수한 기계적 물성 및 일 구현예의 조성물의 우수한 코팅성 등을 고려하여 상기 폴리올레핀계 필름을 수지 기재로서 바람직하게 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 우수하고도 균일한 대전방지에 의한 정전기 발생 억제 성능을 나타내면서도, 우수한 투명성, 기재 접착성 및 낮은 내면 흡착성 등의 뛰어난 제반 물성을 나타내는 대전방지용 코팅층의 형성을 가능케 하는 대전 방지용 코팅 조성물이 제공된다.
따라서, 이러한 코팅 조성물을 사용해, 전자부품 또는 반도체 소자 등의 포장재로서 적용되어, 정전기에 따른 제품의 손상을 효과적으로 억제하면서, 이들을 적절히 보호하는 포장재를 제공할 수 있게 된다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6: 대전 방지용 코팅 조성물 및 포장재의 제조
a) 대전 방지용 코팅 조성물
하기 표 2의 조성에 따라 각 성분을 혼합 및 교반하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6의 대전 방지용 코팅 조성물을 제조하였다.
b) 대전방지용 코팅층 및 포장재의 형성
상기 대전 방지용 코팅 조성물을 LLDPE (Low-Low Density Poly Ethylene) 필름의 수지 기재 상에 그라비어 인쇄방식으로 코팅하고, 건조하여 0.05g/m2의 균일한 대전방지용 코팅층 및 이를 포함한 포장재를 형성하였다.
대전방지용 코팅 조성물의 조성
구분 대전방지제
(중량%)		 PA
(중량%)		 NC
(중량%)		 PEE
(중량%)		 PEW
(중량%)		 SiO2
(중량%)		 유기용매
(중량%)
비교예1 1 - - - - - 99
비교예2 1 1 - - - - 98
비교예3 1 - 1 - - - 98
비교예4 1.4 1 1 - - - 97.6
비교예5 1.4 1 1 1 0.5 - 95.1
실시예1 1.4 1 1 1 0.5 0.2 94.9
실시예2 0.7 0.4 0.4 0.5 0.25 0.2 97.55
실시예3 0.3 0.2 0.2 0.25 0.12 0.1 98.83
비교예6 0.4 - - 0.5 - - 99.1
*4급 암모늄 염(대전 방지제): Staticide社의 ACL-#3000G
* 폴리아미드계 수지(PA): 바스프社의 VERSAMID JP-940
* 니트로셀룰로오스계 수지(NC): Noble社의 DMX 3/5
* 변성 폴리에틸렌 에멀젼(PEE): BYK社의 AQUAMAT 272
* 폴리에틸렌 왁스(PEW): Goodyear社의 8F-Gold
* 실리카(SiO2): Degussa社의 Aerosil-200
* 유기 용매: 톨루엔의 60 중량%, 이소프로필알코올의 30 중량% 및 에틸아세테이트의 10 중량%의 혼합 용매
비교예 7 내지 10: 대전 방지용 코팅 조성물 및 포장재의 제조
하기 표 3의 조성에 따라, 각 성분을 혼합 및 교반하여 비교예 7 내지 10의 대전 방지용 코팅 조성물을 형성하였다. 비교예 7은 4급 암모늄 염대신 Carbon Powder (DENKA Acetylene Black Non-Press Type)를 폴리아크릴 수지 (Rohm and Haas社, Paraloid B-66)에 분산하여 제조하였고, 비교예 8은 전도성 알루미나 파우더(Ferro社, Silver Coated Copper 550 grade)를 상기의 폴리아크릴 수지에 분산하여 제조하였다.
그리고, 비교예 7 및 8의 경우, 밀링(Milling)방식의 분산기를 이용하여 5회 이상 분산하였으며, 1000 rpm 의 속도로 약 5분간 교반하여 조성물을 제조하였다.
대전방지용 코팅 조성물의 조성
구분 도전성 원료 (함량; 중량%) 바인더 수지 (함량; 중량%) 유기 용매(함량; 중량%)
비교예7 Carbon Powder (2 중량%) 폴리아크릴 수지 (4 중량%) 톨루엔 (96 중량%)
비교예8 Alumina Powder (4 중량%) 폴리아크릴 수지 (4 중량%) 톨루엔 (92 중량%)
비교예9 4급 암모늄 염 (1 중량%) 폴리우레탄 수지 (1 중량%) 메틸에틸케톤 (98 중량%)
비교예10 4급 암모늄 염 (1 중량%) 폴리에스테르 수지 (1 중량%) 메틸에틸케톤 (98 중량%)
*4급 암모늄 염(대전 방지제): Staticide社의 ACL-#3000G
* 폴리우레탄 수지: 송원산업社의 Hi-Thane 9002
* 폴리에스테르 수지: Toyobo社의 Vylon-200
시험예: 대전방지용 코팅층 및 포장재의 물성 평가
먼저, 각 실시예 및 비교예에서, 표면 저항은 SIMCO社의 모델 ST-4를 이용하여 측정하였고 수지 기재와, 코팅층의 접착성은 Taping Test를 실시하여 측정하였다. 제품의 투명도는 육안으로 판별하였고, 내면 흡착 평가는 코팅층이 형성된 수지 기재면끼리를 접촉시켜 85℃, 습도 80%의 항온 항습기에서 30 kgf의 하중으로 가압한 상태에서 3일간 보관한 뒤 포장재를 개봉하는 방식으로 평가하였다. 포장재를 만드는 과정 중 하나인 Sealing 공정에서의 온도는 TOYOSEIKI社의 Heat Gredient 를 이용하여 140℃부터 5개 구간으로 설정하여 측정, 분석하였다.
이러한 물성 측정 결과를 하기 표 4에 정리하여 나타내었다.
물성 측정 결과
구분 기재부착성 투명도 저항(Ω/sq) 내면흡착 Sealing 온도 (℃)
비교예1 X Clear 1 x 108.0 발생 160
비교예2 O Clear 1 x 108.5 발생 180
비교예3 X Clear 1 x 108.5 발생 180
비교예4 O Clear 1 x 108.8 발생 180
비교예5 O Clear 1 x 109.0 발생 180
실시예1 O Clear 1 x 109.5 양호 180
실시예2 O Clear 1 x 109.6 양호 160
실시예3 O Clear 1 x 109.8 양호 160
비교예6 O Clear 1 x 108.6 발생 160
비교예7 X 차광 1 x 108 양호 Sealing 불가
비교예8 X 차광 1 x 108 발생 Sealing 불가
비교예9 X Clear 1 x 108 발생 190
비교예10 X Clear 1 x 108 발생 200
상기 표 4를 참조하면, 실시예 1 내지 3으로 형성된 대전방지용 코팅층 및 포장재는 표면 저항이 적절하여 우수한 정전기 발생 억제 성능을 나타내면서도, 내면 흡착이 발생하지 않고, 코팅층의 기재 부착성 및 투명도가 우수하며, 실링 온도가 낮아 가공성 또한 우수함이 확인되었다.
이에 비해, 한 가지 이상의 성분이 누락된 비교예 1 내지 6으로 형성된 대전방지용 코팅층 및 포장재는 코팅층의 기재 부착성이 열악하거나, 내면 흡착이 발생함이 확인되었다. 또한, 비교예 7 내지 10의 코팅층 및 포장재 역시 상기 기재 부착성 또는 투명도가 열악하거나, 내면 흡착이 발생하거나, 혹은 가공 자체가 어려운 단점을 나타냄이 확인되었다.

Claims (12)

  1. 4급 암모늄 염; 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지; 도막 형성용 첨가제; 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제; 및 유기 용매를 포함하는 대전 방지용 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 4급 암모늄 염은 14 내지 17족 원소를 갖는 음이온의 암모늄염 화합물, 카르복실산 에스테르 알킬 암모늄염 및 디노닐 나프틸 술폰산 암모늄염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 코팅 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 100 내지 110℃의 연화점 및 0.90 내지 0.98g/cm3의 비중을 갖는 폴리아미드계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 코팅 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 10.7 내지 12.2중량%의 질화도를 갖는 니트로셀룰로오스계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 코팅 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 도막 형성용 첨가제는 히드록시기를 갖는 폴리실리콘 수지(polysilicone), 폴리아크릴레이트계 수지, 음이온 변성 파라핀, 변성 폴리에틸렌 에멀젼, 에테르계 에멀젼 및 음이온 형태의 왁스 에멀젼으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 코팅 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 도막 형성용 첨가제는 변성 폴리에틸렌 에멀젼을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 코팅 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 유기 용매는 극성 용매, 비극성 용매 및 에틸아세테이트의 혼합 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 코팅 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 4급 암모늄 염의 0.1 내지 3.0 중량%, 폴리아미드계 수지의 0.1 내지 2.0 중량%, 니트로셀룰로오스계 수지의 0.1 내지 2.0 중량%, 도막 형성용 첨가제의 0.1 내지 2.0 중량%, 폴리에틸렌 왁스의 0.2 내지 0.8 중량%, 실리카의 0.1 내지 0.5 중량%, 및 잔량의 유기 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전 방지용 코팅 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 전자 부품 또는 반도체 소자의 포장재에 코팅되는 것을 특징으로 하는 대전방지용 코팅 조성물.
  10. 수지 기재; 및
    4급 암모늄 염, 폴리아미드계 수지 및 니트로셀룰로오스계 수지를 포함한 바인더 수지, 도막 형성용 첨가제, 및 폴리에틸렌 왁스 및 실리카를 포함하는 표면 흡착 방지제를 포함하는 수지 기재 상의 대전방지용 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장재.
  11. 제 10 항에 있어서, 수지 기재는 폴리올레핀계 필름, 폴리아미드계 필름 또는 폴리에스테르계 필름인 것을 특징으로 하는 포장재.
  12. 제 11 항에 있어서, 전자 부품 또는 반도체 소자의 포장에 사용되는 것을 특징으로 하는 포장재.
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