KR101911116B1 - 유색의 폴리이미드 소광 분말을 함유하는 폴리이미드 필름 및 이의 제조 - Google Patents

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Abstract

유색의 소광 분말이 실질적으로 동일한 몰비로 디아민 및 이무수물 단량체를 반응시켜 수득된 폴리이미드를 포함하는 입자, 및 폴리이미드와 함께 함유된 안료를 포함하고, 안료의 일부는 입자의 외부 표면에 위치된다. 더욱이, 유색의 폴리이미드 필름이 또한 유색의 소광 분말을 함유하고, 저 광택, 저 투명도 및 우수한 절연을 나타낼 수 있는 것으로 기술된다.

Description

유색의 폴리이미드 소광 분말을 함유하는 폴리이미드 필름 및 이의 제조 {POLYIMIDE FILM INCORPORATING COLORED POLYIMIDE MATTING POWDER AND MANUFACTURE THEREOF}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2013년 1월 28일자의 대만 특허 출원 제102103207호, 및 2013년 11월 29일자의 대만 특허 출원 제102143793호를 우선권으로 주장한다.
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 출원은 폴리이미드 분말, 더욱 구체적으로는 폴리이미드 필름에서 소광제(matting agent)로 사용되는 유색의 폴리이미드 분말에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
연성 인쇄 회로(Flexible printed circuit, FPC)는 전자 제품, 광학 렌즈, LCD 모듈, 태양 전지 등에서 널리 사용된다. 연성 인쇄 회로는 보통 폴리이미드 필름으로 만들어진 커버레이(coverlay) 또는 기판을 포함한다. 이러한 적용분야는 보통 폴리이미드 필름이 저 광택, 저 투명도 및 우수한 절연을 가질 것을 요구한다. 저 광택은 제품이 더욱 심미적인 외관을 가지게 하고, 절연 및 저 투명도는 연성 인쇄 회로의 인쇄 회로를 보호할 수 있다.
일반적으로, 소광제 및 유색의 첨가제(예를 들어, 안료 또는 염료) 두 가지 모두가 폴리이미드 필름 제작에 사용된다. 종래의 제작 공정에서, 유색 첨가제(예컨대 카본 블랙)는 보통 폴리이미드 필름의 투명도를 감소시키기 위하여 함유되는 반면, SiO2와 같은 소광제는 폴리이미드 필름의 광택을 감소시키기 위하여 첨가될 수 있다. 그러나, 유색의 첨가제나 소광제 어느 것도 단독으로 소광을 달성하고 투명도를 감소시킬 수 없다. 따라서, 종래의 제작 공정은 원하는 특성을 폴리이미드 필름에 부여하기 위하여 다량의 유색 첨가제 및 소광제 사용을 필요로 하는데, 이는 조작 어려움 및 첨가제의 불량한 분산과 같은 문제를 야기할 수 있다.
그러므로, 원하는 특징을 가지는 폴리이미드 필름을 비용-효율적인 방식으로 제작할 수 있고, 위에 언급한 문제점을 극복할 수 있는 새로운 접근법이 요구된다.
요약
본 출원은 실질적으로 동일한 몰비로 디아민 및 이무수물 단량체를 반응시켜 수득된 폴리이미드, 및 폴리이미드와 함께 함입된 안료를 포함하는 입자를 포함하며, 안료의 일부는 입자의 외부 표면에 위치되는 유색의 소광 분말을 기술한다.
본 출원은 또한 실질적으로 동일한 몰비로 디아민 및 이무수물 단량체를 반응시켜 수득된 필름의 주 구조를 구성하는 폴리이미드-계 고분자, 및 폴리이미드 필름에 분포된 유색의 소광 분말을 포함하는 유색의 폴리이미드 필름을 기술한다.
다른 실시양태에서, 본 출원은 유색의 폴리이미드 필름 및 금속 레이어를 포함하고, 금속 레이어는 유색의 폴리이미드 필름의 외부 표면에 배열되는 전자파 장해 차폐 구조물을 추가로 기술한다.
다른 실시양태에서, 본 출원은 또한 유색의 폴리이미드 필름을 제조하는 방법을 기술한다. 상기 방법은 디아민 및 이무수물 단량체를 반응시켜 폴리암산 용액을 수득하는 단계, 유색의 소광 분말을 폴리암산 용액에 첨가하여 유색의 혼합물 용액을 수득하는 단계, 유색의 혼합물 용액의 레이어를 지지체에 코팅하는 단계, 및 레이어를 가열하여 필름을 형성하는 단계를 포함한다.
도 1은 유색의 폴리이미드 필름을 함유하는 전자파 장해 차폐 구조물의 실시양태를 도해하는 개략도이고;
도 2 내지 4는 유색의 소광 분말 및 폴리이미드 필름에 대하여 얻어진 시험 결과를 나타내는 도표이고;
도 5는 유색의 소광 분말의 입자를 도해하는 개략도이고;
도 6은 소광제의 함량과 폴리이미드 필름의 소광계수의 관계를 기술하는 그래프를 플롯하고;
도 7은 소광제의 함량과 폴리이미드 필름의 광택의 관계를 기술하는 그래프를 플롯한다.
실시양태의 상세한 설명
본 출원은 실질적으로 동일한 몰비로 디아민 및 이무수물 단량체를 반응시켜 수득된 폴리이미드, 및 폴리이미드와 함께 함유된 안료를 포함하는 입자를 포함하고, 안료의 일부는 입자의 외부 표면에 위치되는 유색의 소광 분말을 기술한다. 따라서, 유색의 소광 분말은 유색의 입자로 이루어질 수 있고, 일반적으로 투명하고 무색, 또는 투명하고 연한 황색 또는 연한 갈색인 순수한 폴리이미드 입자와 상이한 뚜렷한 색상을 나타낸다.
유색의 소광 분말은 약 2 내지 10 마이크로미터(㎛)의 입자 평균 직경을 가진다. 평균 직경의 예시적인 값에는 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 9, 9.5, 10 ㎛, 또는 위에 언급된 값들 사이의 임의의 중간 값이 포함될 수 있다. 일부 실시양태에서, 유색의 소광 분말은 약 3 내지 약 8 ㎛의 평균 입자 직경을 가진다. 더욱 구체적으로는, 유색의 소광 분말의 평균 입자 직경은 약 4 내지 약 7 ㎛일 수 있다.
한 실시양태에서, 유색의 소광 분말에 포함된 안료는 유색의 소광 분말의 총 중량을 기준으로 약 10 wt% 내지 약 40 wt%이다. 안료 중량비의 예시적인 값에는 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 37%, 37.5%, 40%, 또는 위에 언급된 값들 사이의 임의의 중간 값이 포함될 수 있다.
유색의 소광 분말에 포함된 안료는 유기 안료 또는 무기 안료, 예컨대 흑색 안료, 백색 안료, 적색 안료, 주황색 안료, 황색 안료, 녹색 안료, 청색 안료 또는 자색 안료일 수 있다. 안료는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 안료에는, 제한 없이, 카드뮴 레드, 카드뮴 버밀리온, 알리자린 크림슨, 퍼머넌트 마젠타, 반 다이크 브라운, 바륨 레몬 옐로우, 카드뮴 옐로우 레몬, 카드뮴 옐로우 라이트, 카드뮴 옐로우 미들, 카드뮴 옐로우 오렌지, 스칼렛 레이크, 로 엄버 그리니쉬, 번트 엄버, 또는 이들의 임의의 조합이 포함될 수 있다.
일부 실시양태에서, 안료는 또한 컬러 인덱스(C.I.), 예를 들어, The Society of Dyers and Colourists에 의하여 간행된 컬러 인덱스에 분류된 화합물로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 황색 안료에는 C.I. 피그먼트 옐로우 1, C.I. 피그먼트 옐로우 3, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 15, C.I. 피그먼트 옐로우 16, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 20, C.I. 피그먼트 옐로우 24, C.I. 피그먼트 옐로우 31, C.I. 피그먼트 옐로우 53, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 86, C.I. 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 94, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 117, C.I. 피그먼트 옐로우 125, C.I. 피그먼트 옐로우 128, C.I. 피그먼트 옐로우 137, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 147, C.I. 피그먼트 옐로우 148, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 153, C.I. 피그먼트 옐로우 154, C.I. 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 173, C.I. 피그먼트 옐로우 194, C.I. 피그먼트 옐로우 214 등이 포함될 수 있다.
주황색 안료에는 C.I. 피그먼트 오렌지 13, C.I. 피그먼트 오렌지 31, C.I. 피그먼트 오렌지 36, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 오렌지 40, C.I. 피그먼트 오렌지 42, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 오렌지 51, C.I. 피그먼트 오렌지 55, C.I. 피그먼트 오렌지 59, C.I. 피그먼트 오렌지 61, C.I. 피그먼트 오렌지 64, C.I. 피그먼트 오렌지 65, C.I. 피그먼트 오렌지 71, C.I. 피그먼트 오렌지 73 등이 포함될 수 있다.
적색 안료에는 C.I. 피그먼트 레드 9, C.I. 피그먼트 레드 97, C.I. 피그먼트 레드 105, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 123, C.I. 피그먼트 레드 144, C.I. 피그먼트 레드 149, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 168, C.I. 피그먼트 레드 176, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 180, C.I. 피그먼트 레드 192, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 215, C.I. 피그먼트 레드 216, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 264, C.I. 피그먼트 레드 265 등이 포함될 수 있다.
청색 안료에는 C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 15：3, C.I. 피그먼트 블루 15：4, C.I. 피그먼트 블루 15：6, C.I. 피그먼트 블루 60 등이 포함될 수 있다.
자색 안료에는 C.I. 피그먼트 퍼플 1, C.I. 피그먼트 퍼플 19, C.I. 피그먼트 퍼플 23, C.I. 피그먼트 퍼플 29, C.I. 피그먼트 퍼플 32, C.I. 피그먼트 퍼플 36, C.I. 피그먼트 퍼플 38 등이 포함될 수 있다.
녹색 안료에는 C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36 등이 포함될 수 있다. 갈색 안료에는 C.I. 피그먼트 브라운 23, C.I. 피그먼트 브라운 25 등이 포함될 수 있다. 흑색 안료에는 C.I. 피그먼트 블랙 1, C.I. 피그먼트 블랙 7 등이 포함될 수 있다.
일부 실시양태에서, 흑색 안료가 흑색 소광 분말을 제조하기 위하여 사용될 수 있다. 흑색 안료에는, 제한 없이, 카본 블랙, 코발트 옥사이드, Fe-Mn-Bi 블랙, Fe-Mn 옥사이드 스피넬 블랙, (Fe,Mn)2O3 블랙, 코퍼 크로마이트 블랙 스피넬, 램프 블랙, 본 블랙(bone black), 본 애쉬(bone ash), 본 차(bone char), 헤마타이트, 아이언 옥사이드 블랙, 운모상 아이언 옥사이드, 블랙 복합 무기 착색 안료 (complex inorganic color pigment, CICP), CuCr2O4 블랙, (Ni,Mn,Co)(Cr,Fe)2O4 블랙, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, 안트라퀴논 블랙, 크롬 그린 블랙 헤마타이트, 아이언-크로뮴 혼합 옥사이드 등이 포함될 수 있고, 이는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
다른 실시양태에서, 백색 안료가 백색 소광 분말을 제조하기 위하여 함유될 수 있다. 백색 안료에는, 제한 없이, 티타늄 디옥사이드(TiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 카드뮴 카르보네이트(CaCO3), 칼슘 설페이트(CaSO4), 실리콘 디옥사이드(SiO2), 보론 니트라이드(BN), 알루미늄 니트라이드(AlN), 점토, 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 징크 옥사이드(ZnO2), 징크 설파이드(ZnS2), 및 바륨 설페이트(BaSO4), 점토 등이 포함될 수 있고, 이는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
폴리이미드 입자는 디아민 및 이무수물 단량체의 축합 중합에 의하여 생성될 수 있다. 안정하고 원하는 입자 크기를 가지는 폴리이미드 입자를 수득하기 위하여, 디아민 대 이무수물의 몰비가 약 1:0.800 대 1:1이다. 디아민은 예시적으로 옥시디아닐린(ODA)(예를 들어 4,4'-ODA, 3,4'-ODA), 페닐렌 디아민(PDA)(예를 들어 m-PDA, p-PDA), 2,2'-비스(트리플루오로메틸) 벤지딘(TFMB) 등에서 선택될 수 있고, 이는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 이무수물은 예시적으로 파이로멜리트산 이무수물(PMDA), 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물(3,3',4,4'-BPDA) 및 2,2-비스[4-(3,4-디카르복시페녹시) 페닐]프로판 이무수물 (BPADA) 등에서 선택될 수 있고, 이는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.
위에 언급된 몰비를 가지는 디아민(예를 들어, 4,4'-ODA) 및 이무수물(예를 들어 PMDA)는 먼저 축합 중합 동안 용매 중에서 서로 반응하여 폴리암산(PAA) 용액이 수득될 수 있다. 용매는 비양성자성 극성 용매일 수 있다. 용매는 비교적 낮은 온도에서 폴리이미드 필름으로부터의 제거를 용이하게 하기 위하여 비교적 낮은 끓는점(예를 들어, 약 225℃ 아래)을 가질 수 있다. 적절한 용매의 예에는 디메틸아세트아미드(DMAC), N,N'-디메틸포름아미드(DMF) 등이 포함될 수 있다. 디아민 및 이무수물의 총 중량은 반응 용액의 총 중량의 약 2 내지 20 wt%이다. 한 실시양태에서, 디아민 및 이무수물의 총 중량은 반응 용액의 총 중량의 약 5 내지 15 wt%일 수 있다.
안료 슬러리는 안료 및 용매를 혼합하여 수득된다. 용매는 PAA 용액에서 사용된 용매와 유사할 수 있다. 이후 안료 슬러리는 PAA 용액, 탈수제 및 촉매와 혼합되고, 교반되어 균일한 반응 용액이 수득된다.
탈수제는 아디프산 무수물(예를 들어, 아세트산 무수물 및 프로피온산 무수물) 및 방향족 산 무수물(예를 들어, 벤조산 무수물 및 프탈산 무수물)로부터 선택될 수 있고, 이는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 선택된 탈수제가 아세트산 무수물일 수 있고, 사용된 양은 폴리암산 당량당 약 2 내지 약 3 몰이다.
촉매는 헤테로사이클릭 삼차 아민(예를 들어, 피콜린, 피리딘, 루티딘, 퀴놀린, 이미다졸, N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈, N-메틸피페리딘, N-에틸피페리딘 등), 지방족 삼차 아민(예를 들어, 트리에틸아민(TEA), 트리프로필아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, 트리에틸렌디아민 및 디이소프로필에틸아민(DIPEA)), 및 방향족 삼차 아민(예를 들어, 디메틸아닐린)으로부터 선택될 수 있고, 이는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 선택된 촉매는 예시적인 피콜린, 예컨대 α-피콜린, β-피콜린, 또는 γ-피콜린이다. 폴리암산:탈수제:촉매 몰비는 약 1:2:1일 수 있고, 여기서 폴리암산 몰마다, 약 2 몰의 탈수제 및 약 1 몰의 촉매가 존재한다.
반응 용액이 가열되어 폴리이미드 및 안료의 침전물이 수득된다. 침전물은 더욱 세척되고, 여과되고 건조되어 유색의 소광 분말이 형성될 수 있다.
본 출원은 또한 실질적으로 동일한 몰비로 디아민 및 이무수물 단량체를 반응시켜 생성된 필름의 주 구조를 구성하는 폴리이미드-계 고분자, 및 폴리이미드 필름에 분포된 유색의 소광 분말을 포함하는 유색의 폴리이미드 필름을 기술한다. 유색의 폴리이미드 필름은 약 3 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 더욱 구체적으로는, 유색의 폴리이미드 필름의 두께가 약 5 ㎛ 내지 약 50 ㎛일 수 있다.
유색의 소광 분말(즉 폴리이미드 및 안료로부터 형성된 분말)은 폴리이미드 필름을 위한 소광제로서 사용되고, 폴리이미드 필름의 외부 표면 및/또는 폴리이미드 필름 내 광-산란 구조에서 불균등 미세구조를 형성될 수 있다. 이에 의하여 입사광이 산란되어 광택이 감소될 수 있다. 더욱이, 유색의 소광 분말에 포함된 안료가 필름에 원하는 색상을 부여할 수 있다. 특히, 폴리이미드 필름의 색상이 실질적으로 유색의 소광 분말에 의하여 나타날 수 있는 반면, 필름의 주 구조를 구성하는 폴리이미드-계 고분자는 투명 무색, 또는 연한 황색 또는 연한 갈색이다. 다시 말해서, 유색의 소광 분말의 함유가 폴리이미드 필름에 원하는 색상 및 광택 감소를 부여할 수 있다.
폴리이미드-계 고분자는 디아민을 이무수물 단량체와 반응시켜 수득될 수 있고, 디아민 및 이무수물 단량체의 몰비는 실질적으로 1:1이다. 하나 이상의 유형의 디아민 단량체는 하나 이상의 유형의 이무수물 단량체와 반응하여 폴리이미드-계 고분자를 형성될 수 있다. 디아민 단량체의 예에는 ODA(예를 들어, 4,4'-ODA, 3,4'-ODA), PDA(예를 들어, m-PDA, p-PDA), TFMB 등이 포함될 수 있다. 이무수물 단량체의 예에는 PMDA, BPDA, BPADA 등이 포함될 수 있다.
유색의 소광 분말은 폴리이미드 필름의 총 중량을 기준으로 약 5 wt% 내지 약 20 wt%의 중량비로 폴리이미드 필름에 함유된다. 중량비의 예시적인 값에는 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 9, 9.5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 wt%, 또는 위에 언급된 값들 사이의 임의의 중간 값이 포함될 수 있다. 일부 실시양태에서, 유색의 소광 분말의 중량비는 약 7 wt% 내지 18 wt%일 수 있다. 더욱이, 유색의 소광 분말은 약 2 내지 약 10 ㎛의 평균 입자 직경을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 유색의 소광 분말의 평균 입자 직경은 약 3 내지 약 8 ㎛, 더욱 구체적으로 약 4 내지 약 7 ㎛일 수 있다.
실시의 한 예에서, 유색의 폴리이미드 필름은 필름의 주 구조를 구성하는 폴리이미드-계 고분자, 및 약 4 내지 약 7 ㎛의 평균 입자 직경을 가지고 필름의 총 중량의 약 12 wt% 내지 약 20 wt%의 중량비인 유색의 소광 분말을 포함할 수 있다.
유색의 폴리이미드 필름은 개선된 광택, 소광계수 및 부피 저항률 특징을 나타낼 수 있다. 60°광택 값은 45 이하, 특히 40 미만, 또는 30 미만일 수 있다. 소광계수(α)는 약 0.15 ㎛-1 이상, 특히 0.2 ㎛-1 초과, 또는 0.3 ㎛-1 초과일 수 있다. 필름의 부피 저항률은 약 1 × 1015 Ω-cm 이상, 바람직하게는 5 × 1015 Ω-cm 이상, 더욱 바람직하게는 1 × 1016 Ω-cm 이상일 수 있다.
폴리이미드의 향상된 열 저항 및 절연 특성으로 인하여, 유색의 소광 분말은 화학적 전환이 250℃ 내지 500℃의 온도 범위하에 수행될 때 안정한 특성을 가질 수 있다. 그 결과, 폴리이미드 필름의 제작 동안 유색의 소광 분말의 용융에 의하여 유발되는 비-균일 색상 결함의 발생이 예방될 수 있다. 유색의 소광 분말에 포함되는 폴리이미드 및 안료의 비율을 조정하여, 폴리이미드 필름은 또한 더 큰 부피 저항률을 나타낼 수 있고, 이는 폴리이미드 필름을 고 절연 특성, 저 광택 및 고 차폐 능력을 요구하는 적용분야에 특히 적절하게 만든다.
도 1은 위에 언급된 유색의 폴리이미드 필름을 사용하는 전자파 장해 차폐 구조물(20)을 도해하는 개략도이다. 전자파 장해 차폐 구조물(20)은 유색의 폴리이미드 필름(22) 및 금속 레이어(24)를 포함할 수 있고, 금속 레이어(24)는 유색의 폴리이미드 필름(22)의 외부 표면에 배열된다. 유색의 폴리이미드 필름(22)은 필름의 주 구조를 구성하는 폴리이미드-계 고분자, 및 유색의 소광 분말(11)을 포함할 수 있다. 금속 레이어(24)는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 은(Ag), 크로뮴(Cr), 팔라듐(Pd), 몰리브데넘(Mo), 또는 위에 언급된 임의의 금속의 합금으로 만들어질 수 있다.
유색의 폴리이미드 필름 제작의 더욱 상세한 예가 아래에 기술된다.
실시예
실시예 1
단계 (1): 흑색 소광 분말의 제조.
약 500g의 카본 블랙(즉, CABOT Company에 의하여 명칭 No. M1400로 판매되는 카본 블랙) 및 약 8,500g의 DMAC가 혼합되고 약 60 분 동안 교반될 수 있다. 이후 혼합물이 분쇄기를 통하여 가공되어 카본 블랙 슬러리가 수득될 수 있다.
3-구 플라스크에서, 약 58.1g의 카본 블랙 슬러리 및 몰비 1: 0.990으로 4,4'-ODA 및 PMDA에 의하여 공중합된 약 6wt%의 고형분을 포함하는 약 400g의 PAA 용액이 혼합되고 균일하게 교반되어 흑색 PAA 용액이 수득될 수 있다. 이후 흑색 PAA 용액은 2℃/min의 속도로 약 160℃까지 증가되는 온도 조건하에, 이후 160℃에서 약 3 시간 동안 가열되어 흑색 폴리이미드 침전물이 형성될 수 있다. 침전물의 카본 블랙 함량은 약 13wt%일 수 있다. 실온으로 냉각된 후, 침전물은 DMAC 및 에탄올로 헹구어지고, 진공 여과를 거친 다음, 약 160℃에서 오븐에서 약 1 시간 동안 가열되어 흑색 소광 분말이 수득될 수 있다.
단계 (2): 흑색 소광 분말의 슬러리의 제조.
실온하에, 약 0.92g의 흑색 소광 분말 및 약 5.52g의 DMAC가 혼합되고 약 60 분 동안 교반될 수 있다. 흑색 소광 분말 대 DMAC의 중량비는 약 1:6일 수 있다. 이후 혼합물이 800rpm에서 작동하는 분쇄기(예를 들어, 명칭 Buhler Drais SF12로 공지인 것)를 통하여 3 분 동안 가공된 다음, 250 메쉬 스테인리스 스틸 필터를 통하여 여과되어 약 400cps의 점도를 가지는 흑색 소광 분말의 슬러리가 수득될 수 있다.
단계 (3): 흑색 폴리이미드 필름의 제조.
약 6.44g의 위에 언급된 단계에서 수득된 흑색 소광 분말의 슬러리, 및 1:0.990의 몰비로 4,4'-ODA 및 PMDA의 공중합에 의한 약 15wt%의 고형분을 포함하는 약 50g의 PAA 용액이 혼합되고 균일하게 교반되어 흑색 PAA 용액이 수득될 수 있다. 흑색 PAA 용액은 유리 평판 지지체에 코팅되고 오븐에서 가열될 수 있다. 오븐 내 가열 조건은 용매를 제거하기 위하여 80℃의 온도에서 30 분 동안, 이후 흑색 폴리이미드 필름을 형성하기 위하여 170℃ 내지 370℃에서 4 시간 동안으로 설정될 수 있다. 유리 평판 지지체로부터 박리된 필름은 약 12wt%의 흑색 소광 분말을 포함하고 약 13㎛의 두께를 가진다.
실시예 2
필름은 단계 (1)에서, 약 155.8g의 카본 블랙 슬러리가 약 400g의 DMAC와 혼합되는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 소광 분말은 약 28.6wt%의 카본 블랙 함량을 가진다.
실시예 3
필름은 단계 (1)에서, 약 233.3g의 카본 블랙 슬러리가 약 400g의 DMAC와 혼합되는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 소광 분말은 약 37.5wt%의 카본 블랙 함량을 가진다.
실시예 4
필름은 단계 (3)에서, 흑색 소광 분말의 슬러리가 약 0.355g의 흑색 소광 분말 및 약 2.13g의 DMAC을 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 폴리이미드 필름 중 소광 분말의 중량비는 약 5.0wt%이다.
실시예 5
필름은 단계 (3)에서, 흑색 소광 분말의 슬러리가 약 0.508g의 흑색 소광 분말 및 약 3.408g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 폴리이미드 필름 중 소광 분말의 중량비는 약 7.0wt%이다.
실시예 6
필름은 단계 (3)에서, 흑색 소광 분말의 슬러리가 약 1.191g의 흑색 소광 분말 및 약 7.146g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 흑색 폴리이미드 필름 중 소광 분말의 중량비는 약 15wt%이다.
실시예 7
필름은 단계 (3)에서, 흑색 소광 분말의 슬러리가 약 1.69g의 흑색 소광 분말 및 약 10.14g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 흑색 폴리이미드 필름 중 소광 분말의 중량비는 약 20wt%이다.
실시예 8
필름은 카본 블랙이 CABOT Company에 의하여 명칭 No. R400R로 판매되는 것임을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조된다.
실시예 9
필름은 카본 블랙이 Orion Company에 의하여 명칭 No. SB4A로 판매되는 것임을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조된다.
실시예 10
단계 (1): 백색 소광 분말의 제조.
약 500g의 TiO2 및 약 8,500g의 DMAC가 혼합되고 약 60 분 동안 교반될 수 있다. 이후 혼합물이 분쇄기를 통하여 가공되어 백색 슬러리가 수득될 수 있다.
3-구 플라스크에서, 약 58.1g의 백색 슬러리, 및 TFMB, p-PDA 및 BPDA에 의하여 공중합된 약 6 wt%의 고형분을 포함하는 약 400g의 PAA 용액이 혼합되고 균일하게 교반되어 백색 PAA 용액이 수득될 수 있다. 백색 PAA 용액은 2℃/min의 속도로 약 160℃까지 증가되는 온도 조건하에, 이후 160℃에서 3 시간 동안 가열되어 백색 폴리이미드 침전물을 형성될 수 있다. 침전물의 백색 안료 함량은 약 13wt%이다. 실온으로 냉각된 후, 침전물은 DMAC 및 에탄올로 헹구어지고, 진공 여과를 거친 다음, 약 160℃에서 오븐에서 약 1 시간 동안 가열되어 백색 소광 분말이 수득될 수 있다.
단계 (2): 백색 소광 분말의 슬러리의 제조.
실온하에, 약 0.92g의 백색 소광 분말 및 약 5.52g의 DMAC가 혼합되고 약 60 분 동안 교반될 수 있다. 백색 소광 분말 대 DMAC의 중량비는 약 1:6일 수 있다. 이후 혼합물은 분쇄기를 통하여 가공되어 백색 소광 분말의 슬러리가 수득될 수 있다.
단계 (3): 백색 폴리이미드 필름의 제조.
약 6.44g의 위에 언급된 단계에서 수득된 백색 소광 분말의 슬러리, 및 약 50g의 4,4'-ODA, p-PDA 및 PMDA에 의하여 공중합된 약 15wt%의 고형분을 포함하는 PAA 용액이 혼합되고 균일하게 교반되어 백색 PAA 용액이 수득될 수 있다. 백색 PAA 용액은 유리 평판 지지체에 코팅되고 오븐에서 가열될 수 있다. 가열 조건은 용매를 제거하기 위하여 80℃의 온도에서 30 분 동안, 이후 백색 폴리이미드 필름을 형성하기 위하여 170℃ 내지 370℃에서 4 시간 동안으로 설정될 수 있다. 유리 평판 지지체로부터 박리된 필름은 약 12wt%의 백색 소광 분말을 포함하고 약 13㎛의 두께를 가진다.
실시예 11
필름은 단계 (3)에서, 약 155.8g의 백색 슬러리가 약 400g의 PAA와 혼합될 수 있는 것을 제외하고 실시예 10과 유사하게 제조되고, 수득된 백색 소광 분말은 약 28.6wt%의 TiO2를 포함한다.
비교예 1
단계 (1): 카본 블랙 슬러리의 제조.
약 0.92g의 카본 블랙(더욱 구체적으로는, CABOT Company에 의하여 명칭 No. M1400로 판매되는 카본 블랙) 및 약 5.52g의 DMAC가 혼합되고 60 분 동안 교반된다. 카본 블랙 대 DMAC의 중량비는 약 1:6이다. 이후 혼합물은 분쇄기를 통하여 가공되어 카본 블랙 슬러리가 수득될 수 있다.
단계 (2): 흑색 폴리이미드 필름의 제조.
약 6.44g의 카본 블랙 슬러리, 및 4,4'-ODA 및 PMDA에 의하여 공중합된 약 15wt%의 고형분을 포함하는 약 50g의 PAA 용액이 혼합되고 교반되어 흑색 PAA 용액이 수득된다. 흑색 PAA 용액은 유리 평판 지지체에 코팅되고 오븐에서 가열될 수 있다. 가열 조건은 용매를 제거하기 위하여 약 80℃의 온도에서 30 분 동안, 이후 흑색 폴리이미드 필름을 형성하기 위하여 170℃ 내지 370℃에서 4 시간 동안으로 설정된다. 유리 평판 지지체로부터 박리된 필름은 12wt%의 카본 블랙을 포함한다.
비교예 2
필름은 카본 블랙 슬러리가 0.355g의 카본 블랙 및 약 2.13g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 비교예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 폴리이미드 필름은 약 5wt%의 카본 블랙을 포함한다.
비교예 3
필름은 카본 블랙이 Orion Company에 의하여 명칭 No. SB4A으로 판매되는 것임을 제외하고 비교예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 폴리이미드 필름은 약 12wt%의 카본 블랙을 포함한다.
비교예 4
단계 (1): 폴리이미드 소광 분말의 제조.
4,4'-ODA 및 PMDA에 의하여 공중합된 약 6wt%의 고형분을 포함하는 400g의 PAA 용액이 3-구 플라스크에 공급되고, 교반되고, 2℃/min의 속도로 약 160℃까지 증가되는 온도 조건하에, 이후 160℃에서 3 시간 동안 가열되어 폴리이미드 침전물이 형성된다. 실온으로 냉각된 후, 침전물은 DMAC 및 에탄올로 헹구어지고, 진공 여과를 거친 다음, 약 160℃에서 오븐에서 1 시간 동안 가열되어 폴리이미드 소광 분말이 수득될 수 있다.
단계 (2): 폴리이미드 필름의 제조.
실온하에, 약 0.034g의 폴리이미드 소광 분말 및 약 0.204g의 DMAC가 혼합되고 60 분 동안 교반된다. PI 폴리이미드 소광 분말 대 DMAC의 중량비는 약 1:6이다. 이후 혼합물은 분쇄기를 통하여 가공되어 폴리이미드 분말 슬러리가 수득된다. 약 0.238g의 폴리이미드 분말 슬러리 및 4,4'-ODA 및 PMDA에 의하여 공중합된 약 15wt%의 고형분을 포함하는 약 50g의 PAA 용액이 혼합되고 교반된다. 이후 혼합물은 유리 평판 지지체에 코팅되고 오븐에서 가열된다. 가열 조건 용매를 제거하기 위하여 80℃의 온도에서 30 분 동안, 이후 폴리이미드 필름을 형성하기 위하여 170℃ 내지 370℃에서 4 시간 동안으로 설정된다. 유리 평판 지지체로부터 박리된 필름은 0.5wt%의 폴리이미드 소광 분말을 포함하고 약 13㎛의 두께를 가진다.
비교예 5
필름은 단계 (2)에서, 폴리이미드 분말 슬러리가 0.068g의 폴리이미드 소광 분말 및 약 0.408g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 비교예 4와 유사하게 제조되고, 수득된 폴리이미드 필름은 약 1.0wt%의 폴리이미드 소광 분말을 포함한다.
비교예 6
필름은 단계 (2)에서, 폴리이미드 분말 슬러리가 0.355g의 폴리이미드 소광 분말 및 약 2.13g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 비교예 4와 유사하게 제조되고, 수득된 폴리이미드 필름은 약 5.0wt%의 폴리이미드 소광 분말을 포함한다.
비교예 7
필름은 단계 (2)에서, 폴리이미드 분말 슬러리가 0.668g의 폴리이미드 소광 분말 및 약 4.01g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 비교예 4와 유사하게 제조되고, 수득된 폴리이미드 필름은 약 9.0wt%의 폴리이미드 소광 분말을 포함한다.
비교예 8
필름은 단계 (2)에서, 폴리이미드 분말 슬러리가 0.92g의 폴리이미드 소광 분말 및 약 5.52g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 비교예 4와 유사하게 제조되고, 수득된 폴리이미드 필름은 약 12wt%의 폴리이미드 소광 분말을 포함한다.
비교예 9
필름은 단계 (2)에서, 폴리이미드 분말 슬러리가 1.69g의 폴리이미드 소광 분말 및 약 10.14g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 비교예 4와 유사하게 제조되고, 수득된 폴리이미드 필름은 약 20wt%의 폴리이미드 소광 분말을 포함한다.
비교예 10
필름은 카본 블랙이 종래의 소광제 SiO2 분말(예를 들어, GRACE Company에 의하여 명칭 No. P405로 판매되는 SiO2 분말)로 대체되는 것을 제외하고 비교예 2와 유사하게 제조되고, 수득된 폴리이미드 필름은 약 5wt%의 SiO2를 포함한다.
비교예 11
필름은 단계 (2)에서, 소광제 슬러리가 0.575g의 폴리이미드 소광 분말, 약 0.345g의 카본 블랙(더욱 구체적으로는, CABOT Company에 의하여 명칭 No. M1400로 판매되는 카본 블랙), 및 약 5.52g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 비교예 4와 유사하게 제조된다. 수득된 폴리이미드 필름은 7.5 wt%의 폴리이미드 소광 분말 및 4.5wt%의 카본 블랙을 포함한다.
비교예 12
필름은 단계 (1)에서, 약 310.5g의 카본 블랙 슬러리가 약 400g의 PAA 용액과 혼합되는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 흑색 소광 분말은 약 44.4wt%의 카본 블랙을 포함한다.
비교예 13
필름은 단계 (1), 약 388.8g의 카본 블랙 슬러리가 약 400g의 PAA 용액과 혼합되는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 흑색 소광 분말은 약 50wt%의 카본 블랙을 포함한다.
비교예 14
필름은 단계 (3)에서, 흑색 소광 분말의 슬러리가 약 0.034g의 흑색 소광 분말 및 약 0.204g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 폴리이미드 필름은 약 0.5wt%의 흑색 소광 분말을 포함한다.
비교예 15
필름은 단계 (3)에서, 흑색 소광 분말의 슬러리가 약 0.068g의 흑색 소광 분말 및 약 0.408g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 폴리이미드 필름은 약 1.0wt%의 흑색 소광 분말을 포함한다.
비교예 16
필름은 단계 (3)에서, 흑색 소광 분말의 슬러리가 약 0.209g의 흑색 소광 분말 및 약 1.254g의 DMAC를 포함하는 것을 제외하고 실시예 1과 유사하게 제조되고, 수득된 흑색 폴리이미드 필름은 약 3.0wt%의 흑색 소광 분말을 포함한다.
위에 언급된 실시예 및 비교예에 따라 제조된 소광제 및 폴리이미드 필름의 특성이 아래에 기재되는 바와 같이 시험될 수 있다.
소광 분말 물질의 입자 직경은 주사 전자 현미경에 의하여 검출될 수 있다. 소광제는 DMAC 용매에 분산될 수 있고, 수득된 용액은 카본 테이프에 적하되고 오븐에서 건조되어 샘플이 제조될 수 있다. 이후 건조된 샘플은 5000X 배율로 SEM에서 관찰되고 촬영된다. 사진에서, 100 개의 무작위로 선택된 입자의 입자 직경이 측정되고, 이후 평균 직경 및 직경 분포가 유도될 수 있다.
명칭 Micro Tri Gloss - BYK Gardner로 판매되는 광택계(gloss meter)가 60°광택 값을 측정하기 위하여 사용될 수 있다.
명칭 Nippon Denshoku NDH 2000 Haze Meter로 판매되는 탁도계(haze meter)가 전체 투명도(%)를 측정하기 위하여 사용될 수 있다. 필름 두께(㎛)가 또한 측정되고, 소광계수 α는 다음 식으로부터 유도된다:
α = -lnT/t (I)
여기서, "T"는 전체 투명도이고, "t"는 필름 두께이다. 필름 두께 증가가 전체 투명도 감소를 야기할 수도 있다. 그러나, 이러한 필름 두께의 효과는 등식 (I)에서 생략될 수 있다. 소광계수는 폴리이미드 필름의 두께 단위당 광 투명도(%)를 나타낸다.
수득된 폴리이미드 필름의 부피 저항률은 16008B Resistivity cell을 가지는 저항계 Agilent 4339B에 의하여 검출된다.
시험 결과가 도 2-4에 나타나고, 도 2는 실시예 1-9의 시험 결과를 나타내고, 도 3은 실시예 10-11의 시험 결과를 나타내고, 도 4는 비교예 1-16의 시험 결과를 나타낸다.
비교예 1-11은 전형적으로, 종래의 소광제를 함유하는 폴리이미드 필름을 형성하고, 이의 시험 결과가 도 4에 나타난다. 비교예 1-3에서, 카본 블랙이 소광제로서 폴리이미드 필름에 함유된다. 시험 결과는 결과로 얻은 필름이 검정 색상을 나타내지만 불량한 절연을 가짐(즉, 필름은 전기적으로 전도성임)을 보여준다. 더욱이, 비교예 1-3의 폴리이미드 필름은 극도의 고 광택을 나타낸다.
비교예 4-10에서, 폴리이미드 분말 또는 SiO2가 소광제로 사용된다. 비교예 10의 시험 결과는 SiO2를 소광제로 사용하는 것이 투명도를 감소시킬 수 없음, 즉, 소광계수 향상에 실패함을 밝힌다. 더욱이, 비교예 4-9에 대하여 수득된 시험 결과는 카본 블랙이 없는 폴리이미드 분말의 첨가가 저 광택 및 우수한 절연 특성을 야기할 수 있지만, 투명도를 감소시킬 수 없음, 즉, 비교예 4-9의 소광계수가 0.05보다 낮게 유지됨을 보여주고, 이는 불충분한 차폐를 제공한다.
비교예 11에서, 흑색 필름은 카본 블랙(4.5wt%) 및 폴리이미드 소광제(7.5wt%)가 폴리이미드 필름에 개별적으로 첨가되는 공정을 통하여 제작된다. 결과로 얻은 필름은 저 광택 및 저 투명도를 가질 수 있지만, 불량한 절연을 가진다. 즉, 필름이 전기적으로 전도성이다.
비교예와 대조적으로, 흑색 또는 백색 소광 분말을 함유하는 폴리이미드 필름은 저 광택, 저 투명도(즉, 고 소광계수), 및 탁월한 절연(즉, 고 부피 저항률)을 제공할 수 있다. 이러한 유리한 특징들의 조합은 종래의 폴리이미드 필름에 의해서는 충족되지 않는다.
흑색 또는 백색 소광 분말의 입자는 폴리이미드 및 흑색 또는 백색 안료로 이루어진다. 도 5에 나타나는 바와 같이, 소광 분말의 입자(11)는 일반적으로 구형을 가질 수 있고, 빛을 분산시키고 흡수할 수 있는 거친 외부 표면을 가질 수 있다. SEM에서 이러한 입자의 관찰은 폴리이미드에 함유된 안료(즉, 카본 블랙 또는 백색 안료)의 상당한 부분이 입자(11)의 외부 표면에 존재하고 외부로 노출됨을 보여준다. 다시 말해서, 안료가 폴리이미드 입자(11)의 거친 표면을 형성하도록 작용할 수 있다.
실시예 1-9에서, 흑색 소광 분말은 폴리이미드 및 카본 블랙을 포함하는 입자를 포함하고, 카본 블랙의 중량비는 약 10 내지 약 40wt%이다. 약 5 내지 약 20 wt%의 흑색 소광제를 함유하는 흑색 폴리이미드 필름은 40 이하의 60°광택 값, 0.15㎛-1 이상의 소광계수, 및 1 × 1015 Ω-cm 이상의 부피 저항률을 가질 수 있다.
실시예 10 및 11에서, 백색 소광 분말은 폴리이미드 및 TiO2와 같은 백색 안료를 포함하는 입자를 포함하고, 백색 안료의 중량비는 약 13 내지 약 29wt%이다. 약 12wt%의 백색 소광 분말을 함유하는 백색 폴리이미드 필름은 20 이하의 60°광택 값, 0.40 ㎛-1 이상의 소광계수, 1.8×1016 Ω-cm 이상의 부피 저항률, 및 약 500 이하의 슬러리 점도를 가진다.
도 4에 나타나는 바와 같이, 흑색 소광 분말이 비교예 12 및 13과 같이 40wt% 초과의 카본 블랙을 포함할 경우, 결과로 얻은 폴리이미드 필름은 절연이 없다. 즉, 과전류를 유발한다. 흑색 소광 분말이 10 wt% 미만의 카본 블랙을 포함할 경우, 더 많은 양의 흑색 소광 분말이 원하는 투명도를 가지는 (즉, 고 소광계수를 가지는) 폴리이미드 필름 제조에 필요하다. 그러나, 더 많은 양의 흑색 소광 분말의 첨가는 제조 비용을 증가시키고, 불량한 입자 분산이 발생할 수 있다.
형성된 폴리이미드 필름이 각각 5wt% 미만의 흑색 소광 분말을 포함하는 비교예 14-16에서, 광택이 70 초과로 증가되지만, 차폐 능력이 현저하게 감소되고 소광계수가 약 0.15 미만이다. 도 7은 폴리이미드 필름의 광택이 흑색 소광 분말의 중량비가 20wt% 초과일 경우 현저하게 영향받지 않고, 더 많은 양의 흑색 소광 분말이 제조 비용을 증가시키고 불량한 입자 분산이 발생할 수 있음을 나타낸다. 다시 말해서, 비교예 12-16에 의하여 수득된 폴리이미드 필름은 산업적 적용에 부적절하다.
도 4를 다시 참조하면, 도해된 그래프는 비교예 4-9, 비교예 14-16 및 실시예 3-9에 대하여 얻어진 시험 결과에 기반한 소광제의 함량과 폴리이미드 필름의 소광계수 사이의 관계를 플롯한다. 도 4의 그래프에 나타나는 바와 같이, 소광계수는 흑색 소광제의 함량에 따라 변할 수 있다. 즉, 흑색 소광 분말의 양이 더 많으면, 폴리이미드 필름의 투명도가 더 낮아진다. 반면에, 종래의 폴리이미드 소광 분말의 함량은 소광계수에 영향을 미치지 않는데, 예를 들어, 수득된 필름의 소광계수가 0.05㎛-1 미만으로 유지된다. 20wt%의 종래의 폴리이미드 소광 분말을 함유하는 필름은 여전히 극도의 고 투명도를 나타낸다.
도 6은 폴리이미드 필름의 소광제의 함량과 소광계수 사이의 관계 그래프를 플롯하고, 도 7은 흑색 소광 분말의 함량과 폴리이미드 필름의 광택 사이의 관계 그래프를 플롯한다. 도 6의 그래프에서, "PI 분말"은 안료를 포함하지 않는 폴리이미드 소광 분말을 지칭하고, "흑색 소광 분말"은 흑색 안료를 포함하는 폴리이미드 소광 분말을 지칭한다. 도 6의 그래프에 나타나는 바와 같이, 폴리이미드 필름에서 안료를 포함하지 않는 폴리이미드 소광 분말의 양을 증가시키는 것은 폴리이미드 필름의 소광계수에 현저하게 영향을 미치지 않고, 소광계수의 값은 대략 유사하게 유지된다. 반면, 흑색 소광 분말의 양을 증가시키는 것은 폴리이미드 필름의 소광계수를 현저하게 상승시킬 수 있고, 이는 안료를 포함하지 않는 폴리이미드 소광 분말이 첨가된 폴리이미드 필름의 소광계수 값보다 높아질 수 있다.
더욱이, 도 7의 그래프를 참조하면, 흑색 소광 분말의 양을 증가시키는 것은 필름의 60°광택 값을 낮출 수 있다. 흑색 소광 분말의 양이 10 wt%보다 많을 경우, 60°광택 값이 20이거나, 더 낮을 수 있다. 도 6 및 7의 그래프는 따라서 흑색 소광 분말 첨가가 개선된 소광을 야기할 수 있음을 나타낸다.
폴리이미드 및 흑색 또는 백색 안료를 포함하는 본 명세서에 기재된 소광 분말은 원하는 색상, 감소된 광택, 향상된 차폐 능력 및 향상된 절연을 나타내는 폴리이미드 필름 제조에 사용될 수 있다.
종래의 제조 공정에서, 유색의 폴리이미드 필름은 보통, 소광제 및 안료, 즉, 별개의 두 유형의 분말을 개별적으로 첨가하여 제작된다. 종래의 제조 공정과 비교하면, 본 명세서에 기재된 소광 분말은, 하나의 단일한 소광 분말이 폴리이미드 필름의 제작에서 사용되어 원하는 색상 및 소광 특성을 부여할 수 있는 것과 같이, 착색 및 소광 특징을 부여할 수 있다. 따라서, 제작 공정이 단순화될 수 있고, 첨가제의 양이 감소될 수 있으며, 분말 분산이 향상될 수 있다. 더욱이, 다양한 첨가제 간의 간섭이 예방될 수 있다.
본 명세서에 기술된 유색의 소광 분말의 장점에는 종래 기술의 문제점을 해결하고 형성된 폴리이미드 필름에 고 소광, 저 투명도 및 우수한 절연 특징을 부여하는 능력이 포함된다. 이러한 유리한 특징은 폴리이미드 필름에 소량의 유색의 소광 분말을 첨가하여 얻어질 수 있다. 따라서, 제작 공정은 실시하기에 더욱 비용-효율적일 수 있고, 첨가제의 분산이 효육적으로 개선될 수 있다.
유색의 소광 분말 및 폴리이미드 필름의 구현이 특정 실시양태의 문맥에서 기술되었다. 이러한 실시양태는 예시적이고 제한이 아닌 것으로 의도된다. 여러 변형, 변경, 부가, 및 개선이 가능하다. 이를 비롯한 다른 변형, 변경, 부가 및 개선이 다음의 청구항에 정의된 발명의 범위 내에 있을 수 있다.

Claims (18)

  1. 실질적으로 동일한 몰비로 디아민 단량체와 이무수물 단량체를 반응시켜 수득된 폴리이미드; 및 폴리이미드와 함께 함입된 안료;를 포함하는 입자를 포함하는 유색의 소광 분말이되, 상기 안료의 일부는 입자의 외부 표면에 배치되는 유색의 소광 분말.
  2. 제1항에 있어서, 안료는 유색의 소광 분말의 총 중량을 기준으로 10 wt% 내지 40 wt%의 중량비를 가지는 유색의 소광 분말.
  3. 제1항에 있어서, 안료는 흑색 안료, 백색 안료, 적색 안료, 주황색 안료, 황색 안료, 녹색 안료, 청색 안료 또는 자색 안료인 유색의 소광 분말.
  4. 제1항에 있어서, 안료는 카본 블랙, 코발트 옥사이드, Fe-Mn-Bi 블랙, Fe-Mn 옥사이드 스피넬 블랙, (Fe,Mn)2O3 블랙, 코퍼 크로마이트 블랙 스피넬, 램프 블랙, 본 블랙(bone black), 본 애쉬(bone ash), 본 차(bone char), 헤마타이트, 아이언 옥사이드 블랙, 운모상 아이언 옥사이드, 블랙 복합 무기 착색 안료(CICP), CuCr2O4 블랙, (Ni,Mn,Co)(Cr,Fe)2O4 블랙, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, 안트라퀴논 블랙, 크롬 그린 블랙 헤마타이트, 아이언-크로뮴 혼합 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 흑색 안료인 유색의 소광 분말.
  5. 제1항에 있어서, 안료는 티타늄 디옥사이드(TiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 카드뮴 카르보네이트(CaCO3), 칼슘 설페이트(CaSO4), 실리콘 다이옥사이드(SiO2), 보론 니트라이드(BN), 알루미늄 니트라이드(AlN), 점토, 지르코늄 옥사이드(ZrO2), 징크 옥사이드(ZnO2), 징크 설파이드(ZnS2), 바륨 설페이트(BaSO4) 및 점토로 이루어진 군에서 선택되는 백색 안료인 유색의 소광 분말.
  6. 제1항에 있어서, 디아민 단량체는 옥시디아닐린(ODA), 페닐렌 디아민(PDA), 및 2,2'-비스(트리플루오로메틸) 벤지딘(TFMB)으로 이루어진 군에서 선택되고, 이무수물 단량체는 파이로멜리트산 이무수물(PMDA), 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 이무수물(3,3',4,4'-BPDA) 및 2,2-비스[4-(3,4-디카르복시페녹시) 페닐]프로판 이무수물(BPADA)로 이루어진 군에서 선택되는 유색의 소광 분말.
  7. 제1항에 있어서, 3 내지 8 마이크로미터의 평균 입자 직경을 가지는 유색의 소광 분말.
  8. 다음을 포함하는 유색의 폴리이미드 필름:
    실질적으로 동일한 몰비로 디아민 및 이무수물 단량체를 반응시켜 수득된 폴리이미드-계 고분자; 및
    폴리이미드 필름에 분포된 제1항에 따른 유색의 소광 분말.
  9. 제8항에 있어서, 유색의 소광 분말의 중량비는 유색의 폴리이미드 필름의 총 중량을 기준으로 5 wt% 내지 20 wt%인 유색의 폴리이미드 필름.
  10. 제8항에 있어서, 40 이하의 60°광택 값을 가지는 유색의 폴리이미드 필름.
  11. 제8항에 있어서, 0.15 ㎛-1 이상의 소광계수를 가지는 유색의 폴리이미드 필름.
  12. 제8항에 있어서, 1 × 1015 Ω-cm 이상의 부피 저항률을 가지는 유색의 폴리이미드 필름.
  13. 제8항에 있어서, 40 이하의 60°광택 값, 0.15 ㎛-1 이상의 소광계수, 및 1 × 1015 Ω-cm 이상의 부피 저항률을 가지는 유색의 폴리이미드 필름.
  14. 다음을 포함하는 전자파 장해 차폐 구조물:
    제8항에 따른 유색의 폴리이미드 필름; 및
    유색의 폴리이미드 필름의 최소 하나의 외부 표면에 배치된 금속 레이어.
  15. 제14항에 있어서, 금속 레이어는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 은(Ag), 크로뮴(Cr), 팔라듐(Pd), 몰리브데넘(Mo), 또는 이들의 합금으로 만들어지는 전자파 장해 차폐 구조물.
  16. 다음 단계를 포함하는 유색의 폴리이미드 필름 제조 방법:
    디아민과 이무수물 단량체를 반응시켜 폴리암산 용액을 수득하는 단계;
    제1항에 따른 유색의 소광 분말을 폴리암산 용액에 첨가하여 유색의 혼합물 용액을 수득하는 단계;
    유색의 혼합물 용액의 레이어를 지지체에 코팅하는 단계; 및
    레이어를 가열하여 유색의 폴리이미드 필름을 형성하는 단계.
  17. 제16항에 있어서, 유색의 소광 분말은 유색의 폴리이미드 필름의 총 중량을 기준으로 5 wt% 내지 20 wt%의 중량비를 가지는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 유색의 소광 분말은 흑색 안료, 백색 안료, 적색 안료, 또는 청색 안료에서 선택되는 안료를 포함하는 방법.
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