KR101934065B1

KR101934065B1 - 금형 청소용 수지 조성물

Info

Publication number: KR101934065B1
Application number: KR1020147000888A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 노무라; 가츠노리 요시무라; 다이치 사토
Original assignee: 닛뽕 카바이도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2019-01-02
Also published as: JPWO2013011876A1; TW201311423A; KR20140039047A; CN103702813A; CN103702813B; WO2013011876A1; TWI580547B; JP5972266B2

Abstract

적어도 멜라민계 수지와, 평균 입경이 4~12㎛이고 입경의 표준 편차가 10㎛이하이며 입경의 평균 애스펙트비가 1~1.3이고 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 0.5이하인 무기 충전재를 포함하는 금형 청소용 수지 조성물.

Description

금형 청소용 수지 조성물{Mold-cleaning resin composition}

본 발명은 금형 청소용 수지 조성물에 관한 것이다.

에폭시 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지 등을 대표로 하는 열경화성 수지 조성물을 포함하는 봉지 성형 재료를 이용하여 집적 회로나 LED 소자 등의 봉지 성형 작업을 장시간 계속하면, 봉지 성형 재료에 유래하는 오물이 성형 금형의 내부 표면에 부착된다. 이 성형 금형의 내부 표면에 부착된 오물을 방치하면, 집적 회로나 LED 소자 등의 봉지 성형물의 표면에 오물이 부착되는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 봉지 성형 공정에 있어서 성형 금형의 내부 표면에 부착된 오물을 제거할 필요가 있다. 구체적으로는 수백 쇼트의 봉지 성형 작업마다 수 쇼트의 비율로 봉지 성형 재료 대신에 금형 청소용 수지 조성물을 성형하여 성형 금형의 내부 표면의 오물을 제거한다.

금형 청소용 수지 조성물에 관한 검토는 종래부터 여러 가지 행해지고 있다. 금형 청소용 수지 조성물의 구체적인 예로서는 멜라민 수지 등의 아미노계 수지와 최대 입경 및 평균 입경을 제어한 광물질류 분체를 포함하는 금형 청소용 수지 조성물이 개시되어 있다(예를 들면, 일본특허공개 2003-62835호 공보 참조). 특허문헌 1에 개시된 금형 청소용 수지 조성물에 따르면, 최대 입경이 180㎛이하이고 입경이 100㎛이상인 광물질류 분체의 함유량을 광물질류 분체 전량에 대해 1질량% 이하로 하고, 또한 광물질류 분체의 함유량을 금형 청소용 수지 조성물 전량에 대해 5~30질량%로 함으로써 유동성을 양호한 것으로 하고, 금형 내부의 공극 구석구석까지 널리 퍼지게 함으로써 오물을 포착한다.

최근에 전자 기기 등의 고성능화에 따라 집적 회로나 LED 소자 등의 봉지 성형의 형상 및 구조가 다양화, 정밀화되고 있다. 그 때문에 성형 금형의 형상 및 구조도 다양화, 정밀화가 요구되고 있다. 이러한 성형 금형의 청소에서는 오물이 남기 쉬운 코너부나 협소한 공극부도 포함하여 성형 금형의 캐비티 구석구석까지 오물을 제거하는 것이 요구된다.

그러나, 상기 일본특허공개 2003-62835호 공보에 개시된 금형 청소용 수지 조성물을 비롯한 종래의 금형 청소용 수지 조성물은 상기와 같은 다양화, 정밀화되고 있는 성형 금형의 형상 및 구조에의 대응이라는 점에서는 효과가 충분하다고는 할 수 없고 개선의 여지가 있다.

그런데, 성형 금형의 내부 표면에 부착된 봉지 성형 재료에 유래하는 오물은 그 성형 금형의 내부 표면이 평활에 가까운 상태이면, 금형 청소용 수지 조성물을 이용함으로써 용이하게 제거할 수 있다. 통상 성형 금형의 내부 표면은 도금 처리되어 있다.

그러나, 종래의 금형 청소용 수지 조성물에서는 그 금형 청소용 수지 조성물에 포함되는 충전재가 성형 금형의 내부 표면을 마모시키거나 손상시키기 때문에 도금 처리면의 결핍이나 표면 상태의 거침이 발생하였다. 성형 금형의 내부 표면에 난 상처의 방치는 오물을 성형 금형의 내부 표면에 체류시키는 원인이 되어 금형 청소의 작업성을 저하시키게 된다. 또, 성형 금형의 캐비티의 게이트부가 마모되면 성형 금형의 수리나 교환이 필요하게 된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서 성형 금형의 캐비티 구석구석까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어려운 금형 청소용 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 제1 태양은 적어도 멜라민계 수지와, 평균 입경이 4~12㎛이고 입경(입자지름)의 표준 편차가 10㎛이하이며 입경의 평균 애스펙트비가 1~1.3이고 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 0.5이하인 무기 충전재를 포함하는 금형 청소용 수지 조성물이다.

상기 금형 청소용 수지 조성물은 탄소수 14~18의 포화 지방산과 칼슘, 아연 및 마그네슘에서 선택되는 금속으로 구성되는 포화 지방산의 금속염을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 금형 청소용 수지 조성물은 상기 무기 충전재가 탄화 규소, 산화 규소, 탄화 티탄, 산화 티탄, 탄화 붕소, 산화 붕소, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 산화 칼슘에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 산화 규소 및 산화 알루미늄에서 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하다.

상기 금형 청소용 수지 조성물은 트랜스퍼 성형에 이용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물에 따르면, 성형 금형의 캐비티 구석구석까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어렵다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 금형 청소용 수지 조성물에 포함되는 무기 충전재의 입경과 빈도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 금형 청소용 수지 조성물에 포함되는 무기 충전재의 입경의 애스펙트비와 빈도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 금형 청소용 수지 조성물에 포함되는 무기 충전재의 부피의 근사값과 빈도의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시형태에 대해 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이하의 실시형태에 전혀 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적의 범위 내에서 적절히 변경을 가하여 실시할 수 있다.

최근에 전자 기기 등의 고성능화에 따라 집적 회로나 LED 소자 등의 봉지 성형용 금형의 형상이나 구조도 다양화, 정밀화되고 있다. 성형 금형의 청소에서는 오물이 남기 쉬운 코너부나 협소한 공극부를 포함하여 성형 금형의 캐비티 구석구석까지 오물을 제거하는 것이 요구된다. 그러나, 종래의 금형 청소용 수지 조성물에서는 금형의 형상이나 구조의 다양화, 정밀화에 충분히 대응할 수 없고, 특히 코너부나 협소한 공극부에 부착된 오물을 만족할 정도까지 제거하기는 어려웠다. 또, 종래의 금형 청소용 수지 조성물에 포함되는 충전재는 성형 금형의 내부 표면의 마모나 상처의 원인이 되었다. 성형 금형의 내부 표면에 난 상처를 방치하면, 오물이 성형 금형의 내부 표면에 체류하여 금형 청소의 작업성을 저하시키게 된다. 또한, 성형 금형의 캐비티의 게이트부가 마모되면 성형 금형의 수리나 교환이 필요하게 된다.

본 발명에서는 구성 성분으로서 적어도 멜라민계 수지와 무기 충전재를 선택하고, 그 무기 충전재의 평균 입경, 입경의 표준 편차, 입경의 평균 애스펙트비 및 입경의 애스펙트비의 표준 편차를 제어함으로써, 성형 금형의 캐비티 구석구석까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어려운 금형 청소용 수지 조성물의 제공을 실현 가능하게 한 점에 의의가 있다.

[금형 청소용 수지 조성물]

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 적어도 멜라민계 수지와, 평균 입경이 4~12㎛이고 입경의 표준 편차가 10㎛이하이며 입경의 평균 애스펙트비가 1~1.3이고 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 0.5이하인 무기 충전재를 이용하여 구성되어 있다. 본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 필요에 따라 추가로 포화 지방산 또는 그 금속염, 유기 충전재, 기타 첨가제 등을 이용하여 구성할 수 있다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 성형 금형의 내부 표면의 오물, 특히 에폭시 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지 등으로 대표되는 열경화성 수지 조성물을 포함하는 봉지 성형 재료에서 유래하는 오물을 제거하기 위해 적합하게 이용된다.

(멜라민계 수지)

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 멜라민계 수지를 포함한다. 본 발명에 있어서, 「멜라민계 수지」란 멜라민 수지, 멜라민-페놀 공축합물 및 멜라민-우레아 공축합물을 말한다. 보다 자세하게는 본 발명에 있어서, 「멜라민계 수지」란 멜라민과 포름알데히드의 반응물인 메틸올멜라민 및 멜라민, 페놀 또는 우레아와 메틸올멜라민의 반응물을 말한다. 본 발명에서는 이들 중에서 1종 이상을 선택하여 이용한다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 멜라민계 수지를 포함하므로, 성형 금형의 내부 표면의 오물에 대해 뛰어난 클리닝성을 나타낸다. 멜라민계 수지는 극성이 높은 메틸올기를 갖고 있다. 본 발명에서는 멜라민계 수지가 갖는 극성이 높은 메틸올기가 열경화성 수지 조성물을 포함하는 봉지 성형 재료에 유래하는 오물에 작용함으로써 뛰어난 클리닝 효과가 얻어지는 것으로 생각된다. 또한, 멜라민계 수지는 열에 대해 안정적이므로, 성형 금형 청소시의 일반적인 온도인 160~190℃ 부근에서도 본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 안정된 클리닝성을 나타내는 것으로 생각된다.

상기 멜라민 수지는 트리아진류와 알데히드류의 축합물이다. 트리아진류로서는 예를 들면 멜라민, 벤조구아나민, 아세토구아나민 등을 들 수 있다. 알데히드류로서는 예를 들면 포름알데히드, 파라포름알데히드, 아세트알데히드 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 멜라민 수지는 트리아진류 유래의 반복 단위와 알데히드류 유래의 반복 단위의 몰비가 1:1.2~1:4인 것이 바람직하다.

상기 멜라민-페놀 공축합물은 트리아진류와 페놀류와 알데히드류의 공축합물이다. 페놀류로서는 예를 들면 페놀, 크레졸, 크실레놀, 에틸페놀, 부틸페놀 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 멜라민-페놀 공축합물은 트리아진류 유래의 반복 단위와 페놀류 유래의 반복 단위와 알데히드류 유래의 반복 단위의 몰비가 1:0.3:1~1:1:3인 것이 바람직하다.

상기 멜라민-우레아 공축합물은 트리아진류와 우레아류와 알데히드류의 공축합물이다. 우레아류로서는 예를 들면 요소, 티오 요소, 에틸렌 요소 등을 들 수 있다.

본 발명에서의 멜라민계 수지는 공지의 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 멜라민 수지는 멜라민 결정과 포름알데히드를 몰비 1:1.2~1:4, 반응 온도 80~90℃, pH 7~7.5의 조건 하에서 교반하여 60℃에서 반응물의 3질량% 수용액이 백탁할 때까지의 시간 반응시키며 NaOH를 넣고 냉각함으로써 얻을 수 있다. 또, 본 발명에서는 상기와 같은 공지의 방법에 의해 제조한 멜라민계 수지를 이용해도 되고, 시판되고 있는 멜라민계 수지를 이용해도 된다.

본 발명에서의 멜라민계 수지의 함유량은 금형 청소용 수지 조성물의 전고형분 100질량부에 대해 60~80질량부인 것이 바람직하고, 65~75질량부인 것이 보다 바람직하다. 멜라민계 수지의 함유량이 상기 범위 내이면, 성형하였을 때에 금형 청소용 수지 조성물의 강도가 적절히 유지되고, 청소시의 경화도 적정하게 진행되므로, 금형 청소용 수지 조성물이 뛰어난 청소 성능을 나타낸다.

(무기 충전재)

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 무기 충전재를 포함한다. 본 발명에서의 무기 충전재로서는 예를 들면 탄화 규소, 산화 규소, 탄화 티탄, 산화 티탄, 탄화 붕소, 산화 붕소, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 탄산 칼슘 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 이들 무기 충전재를 단독으로 혹은 복수 조합하여 이용해도 된다.

본 발명에서의 무기 충전재는 탄화 규소, 산화 규소, 탄화 티탄, 산화 티탄, 탄화 붕소, 산화 붕소, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 산화 칼슘에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들 무기 충전재는 금형 청소용 수지 조성물의 제작시, 멜라민계 수지와의 혼합이 양호하다는 관점에서 바람직하다.

본 발명에 있어서, 보다 바람직한 무기 충전재는 산화 규소, 산화 티탄 및 산화 알루미늄에서 선택되는 적어도 1종이고, 더 바람직한 무기 충전재는 산화 규소 및 산화 알루미늄에서 선택되는 적어도 1종이며, 특히 바람직한 무기 충전재는 산화 규소이다.

금형의 재질이나 상태에도 따르기 때문에 일괄적으로는 말할 수 없지만, 산화 규소, 산화 티탄 및 산화 알루미늄은 경도가 적당하고 금형의 내부 표면 및 게이트부의 마모나 상처의 발생을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 금형을 청소할 때의 온도는 통상 160~190℃인데, 산화 규소, 산화 티탄 및 산화 알루미늄은 상기 온도 부근에서도 열적으로 안정되므로 바람직하다.

또, 상기에서 예시한 무기 충전재의 경도(신모스 경도)는 탄화 규소가 13, 산화 규소가 8, 탄화 티탄이 9, 산화 티탄이 8, 탄화 붕소가 14, 산화 붕소가 3, 산화 알루미늄이 12, 산화 마그네슘이 4 및 산화 칼슘이 3이다.

본 발명에서의 무기 충전재는 평균 입경이 4~12㎛이고 입경의 표준 편차가 10㎛이하이며 입경의 평균 애스펙트비가 1~1.3이고 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 0.5이하이다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 평균 입경, 입경의 표준 편차, 입경의 평균 애스펙트비 및 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 특정의 수치 범위 내인 무기 충전재를 포함하므로, 성형 금형의 캐비티의 코너부까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어렵다.

본 발명에서의 무기 충전재의 평균 입경은 4~12㎛의 범위 내이며, 6~10㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 평균 입경이 현저히 작은 무기 충전재는 질량이나 표면적이 작기 때문에 성형 금형의 캐비티에 있어서 클리닝 성능을 발휘하기 어렵다고 생각된다.

본 발명에서는 무기 충전재의 평균 입경이 4㎛이상이므로 성형 금형의 내부 표면의 오물에 대해 충분한 클리닝성을 나타낸다. 또한, 본 발명에서는 무기 충전재의 평균 입경이 12㎛이하이므로, 성형 금형의 캐비티의 코너부까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어렵다.

본 발명에서의 무기 충전재의 입경의 표준 편차는 10㎛이하이다. 무기 충전재의 입경의 표준 편차가 크면 청소시에 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 나빠져 오물이 남기 쉬운 성형 금형의 캐비티의 코너부에서의 클리닝 효과가 저하된다.

본 발명에서는 무기 충전재의 입경의 표준 편차가 10㎛ 이하이므로, 청소시에 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 유지되고, 그 결과 성형 금형의 캐비티의 코너부까지 충분히 청소하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에서의 무기 충전재의 입경의 평균 애스펙트비는 1~1.3의 범위 내이며, 1~1.25의 범위 내인 것이 바람직하고, 1.10~1.23의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 무기 충전재의 입경의 평균 애스펙트비가 크면, 청소시에 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 나빠져 오물이 남기 쉬운 성형 금형의 캐비티의 코너부에서의 클리닝 효과가 저하되고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 쉬워진다.

본 발명에서는 무기 충전재의 입경의 평균 애스펙트비가 1.3 이하이므로, 청소시에 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 유지되고, 그 결과 성형 금형의 캐비티의 코너부까지 충분히 청소하는 것이 가능하게 되고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어렵다.

본 발명에서의 무기 충전재의 입경의 애스펙트비의 표준 편차는 0.5 이하이며, 0.45 이하인 것이 바람직하다. 무기 충전재의 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 크면, 청소시에 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 나빠져 오물이 남기 쉬운 성형 금형의 캐비티의 코너부에서의 클리닝 효과가 저하되고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 쉬워진다.

본 발명에서는 무기 충전재의 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 0.5 이하이며, 무기 충전재가 거의 균일한 형상이기 때문에, 청소시에 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 유지되고, 그 결과 성형 금형의 캐비티의 코너부까지 충분히 청소하는 것이 가능하게 되고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어렵다.

본 발명에서의 「입경」이란 이하의 방법에 의해 측정되는 값이다. 전자현미경(JSM-5510, 니혼 전자 주식회사 제품)을 이용하여 무기 충전재를 1500배의 배율로 촬영한다. 하나의 시야에 약 30개의 무기 충전재가 포함되도록 촬영하고, 다른 5 시야에 포함되는 합계 150개의 무기 충전재에 대해 긴 지름(X) 및 짧은 지름(Y)을 각각 5회씩 계측한다. 또, 짧은 지름(Y)은 긴 지름(X)에 직교하도록 취한다. 긴 지름(X) 및 짧은 지름(Y)의 5회 계측값의 평균값을 구하고, 하기 식 1에 적용시켜 하나의 무기 충전재의 입경을 산출한다.

입경=((X의 5회 계측값의 평균값)+(Y의 5회 계측값의 평균값))/2 …식 1

본 발명에서의 「평균 입경」이란 상기의 방법으로 측정한 150개의 무기 충전재의 입경의 평균값이다. 또한, 본 발명에서의 「입경의 표준 편차」는 상기의 방법으로 측정한 150개의 무기 충전재의 입경의 표준 편차이다.

본 발명에서의 「입경의 애스펙트비」란 이하의 방법에 의해 측정되는 값이다. 전자현미경(JSM-5510, 니혼 전자 주식회사 제품)을 이용하여 무기 충전재를 1500배의 배율로 촬영한다. 하나의 시야에 약 30개의 무기 충전재가 포함되도록 촬영하고, 다른 5 시야에 포함되는 합계 150개의 무기 충전재에 대해 긴 지름(X) 및 짧은 지름(Y)을 각각 5회씩 계측한다. 짧은 지름(Y)은 긴 지름(X)에 직교하도록 취한다. 긴 지름(X) 및 짧은 지름(Y)의 5회 계측값의 평균값을 구하고, 하기 식 2에 적용시켜 하나의 무기 충전재의 입경의 애스펙트비를 산출한다. 또, 하기 식 2에서는 긴 지름(X)=짧은 지름(Y)이다.

입경의 애스펙트비=(X의 5회 계측값의 평균값)/(Y의 5회 계측값의 평균값) …식 2

상기에서 규정한 측정 방법에 따르면, 긴 지름(X)과 짧은 지름(Y)이 동일한 경우, 입경의 애스펙트비는 1이 된다. 또한, 상기에서 규정한 측정 방법에 따르면 입경의 애스펙트비는 1 미만의 값을 취하지 않는다. 본 발명에서의 무기 충전재의 형상은 대략 구형상이다(전자현미경에 의한 확인). 따라서, 입경의 애스펙트비가 1에 가까울수록 무기 충전재의 형상은 구형상에 가까운 것을 나타낸다. 또, 통상 금형 청소용 수지 조성물에 이용되는 무기 충전재는 파쇄형상, 즉 부정형의 것이 사용된다. 파쇄형상의 무기 충전재에서는 입경의 애스펙트비는 예를 들면 1.5 이상이 된다.

본 발명에서의 「평균 애스펙트비」란 상기의 방법으로 측정한 150개의 무기 충전재의 입경의 애스펙트비의 평균값이다. 또한, 본 발명에서의 「애스펙트비의 표준 편차」는 상기의 방법으로 측정한 150개의 무기 충전재의 입경의 애스펙트비의 표준 편차이다.

금형의 형상에도 따르지만, 본 발명에서의 무기 충전재는 상기 평균 입경, 입경의 표준 편차, 입경의 평균 애스펙트비 및 입경의 애스펙트비의 표준 편차의 조건을 만족시키는 것에 덧붙여, 최대 입경이 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 75㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 무기 충전재의 최대 입경이 100㎛ 이하이면, 성형 금형의 캐비티의 코너부에서의 클리닝 효과가 보다 높아지므로 바람직하다.

상기 평균 입경, 입경의 표준 편차, 입경의 평균 애스펙트비 및 입경의 애스펙트비의 표준 편차의 조건을 만족시키는 적합한 무기 충전재의 시판품 예로서는 예를 들면 HS203(신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품), HS205(신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품), TS10-141(신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품), FB7SDC(덴키카가쿠공업 주식회사 제품), SE-40(주식회사 도쿠야마사 제품), SE-15(주식회사 도쿠야마사 제품), SE-8T(주식회사 도쿠야마사 제품) 등의 용융 실리카, CB-P10(쇼와덴코 주식회사 제품)의 알루미나 등을 들 수 있다.

본 발명에서의 상기 무기 충전재의 함유량은 금형 청소용 수지 조성물의 전고형분 100질량부에 대해 10~30질량부인 것이 바람직하고, 15~25질량부인 것이 보다 바람직하다. 무기 충전재의 함유량이 상기 범위 내이면, 성형하였을 때에 금형 청소용 수지 조성물의 강도가 적절히 유지되므로, 청소 후 금형으로부터 박리할 때의 작업성이 양호해지고 성형 금형의 내부 표면의 청소 성능도 양호해진다.

(유기 충전재)

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 그 금형 청소용 수지 조성물의 강도를 적절히 유지하기 위해 첨가제로서 유기 충전재를 포함하는 것이 바람직하다. 유기 충전재로서는 예를 들면 펄프, 목분, 합성 섬유 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 펄프가 특히 바람직하다.

펄프로서는 예를 들면 목재 펄프(침엽수 펄프, 광엽수 펄프), 비목재 펄프(짚, 대나무, 버개스, 면) 등을 들 수 있다. 이들 펄프는 화학 펄프 및 기계 펄프 모두 이용할 수 있다. 이들 펄프의 크기는 특별히 한정되지 않지만, 5~1000㎛인 것이 바람직하고, 10~200㎛인 것이 보다 바람직하다. 펄프의 크기가 상기 범위 내이면, 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 양호해지므로 바람직하다. 또한, 펄프의 크기가 상기 범위 내이면, 성형하였을 때에 금형 청소용 수지 조성물의 강도가 적절히 유지되므로, 청소 후 금형으로부터 박리할 때의 작업성이 양호해지므로 바람직하다.

본 발명에서의 상기 유기 충전재의 함유량은 금형 청소용 수지 조성물의 전고형분 100질량부에 대해 3~20질량부인 것이 바람직하다. 유기 충전재의 함유량이 상기 범위 내이면, 금형 청소용 수지 조성물의 유동성이 적정한 것이 되므로 바람직하다. 또한, 유기 충전재의 함유량이 상기 범위 내이면, 성형하였을 때에 금형 청소용 수지 조성물의 강도가 적절히 유지되므로, 청소 후 금형으로부터 박리할 때의 작업성이 양호해지므로 바람직하다.

(포화 지방산의 금속염)

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 청소 후에서의 성형물과 성형 금형의 내부 표면의 형 떨어짐을 양호한 것으로 하고, 성형물을 금형으로부터 박리할 때의 작업성을 향상시키기 위해 첨가제로서 탄소수 12~20의 포화 지방산과 칼슘, 아연 및 마그네슘에서 선택되는 금속으로 구성되는 포화 지방산의 금속염을 포함하는 것이 바람직하고, 탄소수 14~18의 포화 지방산과 칼슘, 아연 및 마그네슘에서 선택되는 금속으로 구성되는 포화 지방산의 금속염을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

탄소수 12~20의 포화 지방산으로서는 예를 들면 탄소수 12의 라우린산(IUPAC명: 도데칸산), 탄소수 14의 미리스틴산(IUPAC명: 테트라데칸산), 탄소수 16의 팔미틴산(IUPAC명: 헥사데칸산), 탄소수 18의 스테아린산(IUPAC명: 옥타데칸산), 탄소수 20의 아라키딘산(IUPAC명: 에이코산산) 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 탄소수 14의 포화 지방산과 아연으로 구성되는 미리스틴산 아연, 탄소수 18의 포화 지방산과 아연으로 구성되는 스테아린산 아연 및 탄소수 18의 포화 지방산과 칼슘으로 구성되는 스테아린산 칼슘 중 적어도 1종을 포함하는 것이 더 바람직하고, 미리스틴산 아연을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 미리스틴산 아연은 융점이 약 123~130℃이며, 금형 청소시의 160~190℃의 온도에서 충분한 유동성이 있어 오물에 작용하기 쉬우므로 바람직하다.

본 발명에서의 상기 포화 지방산의 금속염의 함유량은 금형 청소용 수지 조성물의 전고형분 100질량부에 대해 0.1~5질량부인 것이 바람직하고, 0.3~3질량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 포화 지방산의 함유량이 상기 범위 내이면, 청소 후에서의 성형물과 성형 금형의 내부 표면의 형 떨어짐이 양호해져 성형물을 금형으로부터 박리할 때의 작업성이 향상되고, 성형 금형의 내부 표면의 청소 성능이 양호한 것이 된다.

(그 밖의 성분)

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한에서 필요에 따라 알키드 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 수지 등의 수지류, 고무류를 더 포함해도 된다. 또한, 공지의 첨가제, 예를 들면 경화 촉매, 윤활제, 착색제, 항산화제 등의 첨가제를 포함해도 된다.

경화 촉매로서는 예를 들면 무수프탈산, 설파민산, 파라톨루엔 술폰산, 안식향산, 미리스틴산, 스테아린산, 옥살산 등의 유기산, 염산, 황산 등의 무기산 등을 들 수 있다.

윤활제로서는 예를 들면 지방산 아미드계 윤활제, 구체적으로는 라우린산 아미드, 미리스틴산 아미드, 에루카산 아미드, 올레인산 아미드, 스테아린산 아미드와 같은 포화 혹은 불포화 모노아미드형 윤활제, 메틸렌비스스테아린산 아미드, 에틸렌비스스테아린산 아미드, 에틸렌비스올레인산 아미드와 같은 포화 혹은 불포화 비스아미드형 윤활제 등을 들 수 있다.

[금형 청소용 수지 조성물의 조제 방법]

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 예를 들면 상기 멜라민계 수지, 상기 무기 충전재, 필요에 따라 상기 유기 충전재, 상기 포화 지방산의 금속염, 첨가물 등의 그 밖의 성분을 니더, 리본 블렌더, 헨셀 믹서, 볼 밀, 롤 밀링, 뇌궤기, 텀블러 등을 이용하여 거의 균일하게 혼합함으로써 조제한다.

[금형 청소용 수지 조성물의 사용 방법]

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 트랜스퍼 성형됨으로써 성형 금형의 내부 표면을 청소하는 이른바 트랜스퍼 타입의 금형 청소용 수지 조성물로서 적합하다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 통상 태블릿 형상으로 가공하여 성형 금형의 내부 표면의 청소 작업에 이용된다. 구체적으로는 성형 금형 상에 리드 프레임을 배치한 후, 태블릿 형상의 금형 청소용 수지 조성물을 포트부에 삽입하고 형 조임한 후, 플런저로 흘러가게 한다. 이 때, 포트부의 금형 청소용 수지 조성물은 러너부를 경유하여 게이트부를 통과하고 캐비티 내부로 흘러들어간다. 소정의 성형 시간이 경과한 후, 금형을 열고 리드 프레임과 일체가 된 성형물, 즉 오물을 포함하는 금형 청소용 수지 조성물의 성형물을 제거한다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 상기와 같은 방법에 의해 집적 회로 등의 봉지 성형 작업시에 생기는 성형 금형의 내부 표면의 오물을 제거한다. 성형 금형의 재질은 예를 들면 철이나 크롬 등이며, 통상 성형 금형의 내부 표면에는 도금 처리가 실시되어 있다. 성형 금형의 내부 표면은 봉지 성형 작업과 청소 작업이 반복되면 미크론 크기의 상처가 나고 마모된다. 그 결과, 성형 금형의 내부 표면에 실시된 도금 처리면이 결락되거나 표면 상태가 거칠어진다. 도금 처리면의 결락이나 거침은 봉지 성형 작업시의 성형성 및 이형성 저하, 표면의 외관 불량을 초래하고, 더욱이 성형 금형의 내부 표면의 청소 작업성을 잃게 한다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 구성 성분인 무기 충전재의 평균 입경, 입경의 표준 편차, 입경의 평균 애스펙트비 및 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 특정의 범위 내이므로, 성형 금형의 내부 표면 등에의 상처나 마모의 발생을 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 금형 청소용 수지 조성물의 바람직한 태양을 나타낸다.

<1>적어도 멜라민계 수지와, 평균 입경이 4~12㎛이고 입경의 표준 편차가 10㎛이하이며 입경의 평균 애스펙트비가 1~1.3이고 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 0.5 이하인 무기 충전재를 포함하는 금형 청소용 수지 조성물이다.

<2>탄소수 14~18의 포화 지방산과 칼슘, 아연 및 마그네슘에서 선택되는 금속으로 구성되는 포화 지방산의 금속염을 더 포함하는 상기 <1>에 기재된 금형 청소용 수지 조성물이다.

<3>상기 무기 충전재가 탄화 규소, 산화 규소, 탄화 티탄, 산화 티탄, 탄화 붕소, 산화 붕소, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 산화 칼슘에서 선택되는 적어도 1종인 상기 <1> 또는 <2>에 기재된 금형 청소용 수지 조성물이다.

<4>상기 무기 충전재가 산화 규소 및 산화 알루미늄에서 선택되는 적어도 1종인 상기 <3>에 기재된 금형 청소용 수지 조성물이다.

<5>트랜스퍼 성형에 이용되는 상기 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 금형 청소용 수지 조성물이다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 그 주된 취지를 넘지 않는 한 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

-금형 청소용 수지 조성물의 조제-

[멜라민-페놀 공축합물의 조제]

(제조예 1)

멜라민 346질량부, 페놀 131질량부, 포름알데히드(37% 수용액) 522질량부, 유기 충전재로서 광엽수 펄프(LDPR, 니폰 제지 주식회사 제품) 248질량부를 80~90℃, pH 7~7.5의 알칼리 조건 하에서 60℃에서 반응물의 3질량% 수용액이 백탁할 때까지의 시간 가열 반응시킨 후, 감압 건조하여 분말화하여 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물을 얻었다.

[금형 청소용 수지 조성물의 조제]

(실시예 1)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 1의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

또, 상기 무기 충전재를 전자현미경(JSM-5510, 니혼 전자 주식회사 제품)으로 관찰한 바, 대략 구형상이었다.

(실시예 2)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS205, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 2의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 3)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, SE-40, 주식회사 도쿠야마사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 3의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 4)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, SE-15, 주식회사 도쿠야마 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 4의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 5)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 알루미늄(CB-P10, 쇼와덴코 주식회사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 5의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 6)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 탄산 칼슘(화이톤 SB 청, 시로이시 칼슘 주식회사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 6의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 7)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 칼슘(칼슘 아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 7의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 8)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 미리스틴산 아연(파우더 베이스 M, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 8의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 9)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 라우린산 아연(ZS-3, 닛토카세이 공업 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 9의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 10)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 아르키딘산 아연 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 10의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(실시예 11)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품) 20질량부, 스테아린산(F-3, 가와켄 파인케미컬 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 실시예 11의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(비교예 1)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(파쇄 실리카, FS200, 덴키카가쿠 공업 주식회사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 비교예 1의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

또, 상기 무기 충전재를 전자현미경(JSM-5510, 니혼 전자 주식회사 제품)으로 관찰한 바, 파쇄형상이었다.

(비교예 2)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, SO-C6, 주식회사 아도마텍스 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 비교예 2의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(비교예 3)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품)와 산화 규소(용융 실리카, HS302, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품)의 질량비 1:1의 혼합물 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 비교예 3의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(비교예 4)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, TS10-141, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품)와 산화 규소(파쇄 실리카, F-CD10, 킨세이마텍스사 제품)의 질량비 1:2의 혼합물 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣어 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 비교예 4의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

또, 상기 무기 충전재를 전자현미경(JSM-5510, 니혼 전자 주식회사 제품)으로 관찰한 바, 대략 구형상과 파쇄형상이 혼재하였다.

(비교예 5)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(용융 실리카, HS203, 신닛테츠 머티리얼즈 주식회사 마이크론사 제품)와 산화 규소(파쇄 실리카, F-CD10, 킨세이마텍스사 제품)의 질량비 1:3의 혼합물 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 비교예 5의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(비교예 6)

멜라민계 수지로서 상기 유기 충전재를 포함하는 멜라민-페놀 공축합물 29.1질량부(그 중 멜라민-페놀 공축합물로서 21.3질량부, 유기 충전재로서 7.8질량부) 및 멜라민 수지 50질량부, 무기 충전재로서 산화 규소(순규석분, 세토 요업 원료 주식회사 제품) 20질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 미리스틴산 아연(파우더 베이스 M, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 비교예 6의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

(비교예 7)

멜라민계 수지로서 메틸올멜라민(니카레진 S-176, 니폰 카바이드 공업 주식회사 제품) 76.1질량부, 유기 충전재로서 광엽수 펄프(LDPR, 니폰 제지 주식회사 제품) 23질량부, 포화 지방산의 금속염으로서 스테아린산 아연(징크 스테아레이트 GF200, 니치유 주식회사 제품) 0.5질량부, 경화 촉매로서 안식향산 0.05질량부를 볼 밀에 넣고 분쇄하였다. 다음에, 윤활제로서 스테아린산 아미드 0.35질량부를 나우타 믹서로 가하여 비교예 7의 금형 청소용 수지 조성물을 얻었다. 이와 같이 하여 얻은 금형 청소용 수지 조성물을 태블릿 성형하여 금형 청소 평가에 이용하였다.

-측정-

실시예 1~11 및 비교예 1~7의 금형 청소용 수지 조성물에 이용한 무기 충전재의 평균 입경, 입경의 표준 편차, 입경의 평균 애스펙트비 및 입경의 애스펙트비의 표준 편차는 이하의 방법에 의해 구하였다. 측정 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

전자현미경(JSM-5510, 니혼 전자 주식회사 제품)을 이용하여 무기 충전재를 1500배의 배율로 촬영하였다. 하나의 시야에 약 30개의 무기 충전재가 포함되도록 촬영하고, 다른 5 시야에 포함되는 합계 150개의 무기 충전재에 대해 긴 지름(X) 및 짧은 지름(Y)을 각각 5회씩 계측하였다. 또, 짧은 지름(Y)은 긴 지름(X)에 직교하도록 취하였다. 그리고, 긴 지름(X) 및 짧은 지름(Y)의 5회 계측값의 평균값을 구하고, 하기 식 1에 적용시켜 하나의 무기 충전재의 입경을 산출한 후, 150개의 무기 충전재의 입경의 평균값 및 150개의 무기 충전재의 입경의 표준 편차를 구하였다.

또한, 긴 지름(X) 및 짧은 지름(Y)의 5회 계측값의 평균값을 하기 식 2에 적용시켜 하나의 무기 충전재의 입경의 애스펙트비를 산출한 후, 150개의 무기 충전재의 입경의 애스펙트비의 평균값 및 150개의 무기 충전재의 입경의 애스펙트비의 표준 편차를 구하였다.

-평가-

실시예 1~11 및 비교예 1~7의 금형 청소용 수지 조성물의 클리닝성 및 손상성에 대해 이하에 나타내는 방법으로 평가하였다. 평가 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

(1)클리닝성

시판의 에폭시 수지 성형 재료(EME-G700L, 스미토모 베이크라이트 주식회사 제품)를 이용하여 트랜스퍼 자동 성형기(금형 온도: 175℃, 트랜스퍼압: 8.7MPa, 트랜스퍼 시간: 6.5초, 경화 시간: 90초)로 QFP(Quad Flat Package)를 400쇼트 성형하고, 금형의 내부 표면을 더럽게 하였다.

이 더러워진 금형을 이용하여 상기와 같은 성형 조건으로 상기에서 조제한 금형 청소용 수지 조성물을 반복하여 성형하였다. 그리고, 금형의 내부 표면에 부착된 오물을 완전히 제거할 수 있을 때까지 필요한 쇼트수를 측정하고, 이 쇼트수를 금형 청소용 수지 조성물의 클리닝성을 평가하기 위한 지표로 하였다. 오물을 완전히 제거할 수 있었는지 여부는 육안으로 판단하였다.

평가시에는 특히 금형의 캐비티의 게이트부나 코너부에 부착된 오물을 제거할 수 있는지에 주목하였다. 이번 평가에 이용한 금형의 게이트부는 폭이 800㎛이고 높이가 300㎛이었다.

쇼트수는 작을수록 클리닝성이 뛰어난 것을 나타낸다.

(2)손상성

금형 청소용 수지 조성물의 손상성 평가에는 시판의 테이버 마모 시험기(MODEL 5155, TABER INDUSTRIES사 제품)를 이용하였다.

SUS판(재질: ASP-23H)에 경질 크롬 도금 처리를 실시한 시험편(100mm×100mm, 두께: 7mm)을 준비하였다. 레이저 현미경(VK-9710, 주식회사 키엔스 제품)을 이용하여 이 시험편의 표면 거칠기(Ra: 산술 평균 거칠기, JIS B 0601-2001 준거)를 측정한 바, 0.099㎛이었다.

금형 청소용 수지 조성물을 폭 10mm, 길이 100mm, 두께 4mm의 형상이 되는 금형을 이용하여 성형하고 평가용 시료로 하였다. 장치에는 트랜스퍼 자동 성형기(금형 온도: 170℃, 트랜스퍼압: 6.9MPa, 트랜스퍼 시간: 30초, 경화 시간: 90초)를 이용하였다.

사전 준비로서 #1500 샌드페이퍼를 테이버 마모 시험기의 회전대에 놓고, 그 위에 금형 청소용 수지 조성물의 평가용 시료를 10mm×4mm의 면이 아래가 되도록 시험기 지그를 이용하여 고정하고, 회전대를 속도 60rpm으로 30 회전시켜 평가용 시료의 평면을 내었다.

시험편을 테이버 마모 시험기의 회전대에 놓고, 그 위에 평면을 낸 평가용 시료를 시험기 지그로 고정하여 1000g의 하중을 걸면서 회전대를 속도 60rpm으로 30 회전시키는 마모 시험을 실시하였다.

마모 시험 후, 레이저 현미경(VK-9710, 주식회사 키엔스사 제품)을 이용하여 시험편 표면의 표면 거칠기(Ra: 산술 평균 거칠기, JIS B 0601-2001 준거)를 측정하고, 이 표면 거칠기의 값을 금형 청소용 수지 조성물의 손상성을 평가하기 위한 지표로 하였다.

이 시험편 표면의 표면 거칠기의 값이 작을수록 평가용 시료에 의한 손상이 적은 것을 나타낸다. 따라서, 이 시험편 표면의 표면 거칠기의 값이 작을수록 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어려운 금형 청소용 수지 조성물인 것을 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 금형 청소용 수지 조성물에 따르면, 성형 금형의 캐비티의 코너부까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면에 마모나 상처가 발생하기 어려운 것이 명확해졌다.

실시예 8 및 비교예 6의 금형 청소용 수지 조성물에 이용한 무기 충전재의 입경과 빈도의 관계를 도 1에 나타낸다. 실시예 8의 금형 청소용 수지 조성물에 이용한 무기 충전재는 입경이 2.5㎛이하인 것을 7%(150개 중 11개) 포함하였다.

실시예 8 및 비교예 6의 금형 청소용 수지 조성물에 이용한 무기 충전재의 입경의 애스펙트비와 빈도의 관계를 도 2에 나타낸다. 실시예 8의 금형 청소용 수지 조성물에 이용한 무기 충전재는 입경의 애스펙트비가 1.0~1.1의 범위 내인 것을 49%(150개 중 74개) 포함하였다.

실시예 8 및 비교예 6의 금형 청소용 수지 조성물에 이용한 무기 충전재의 부피의 근사값과 빈도의 관계를 도 3에 나타낸다. 또, 무기 충전재의 부피는 긴 지름(X)과 짧은 지름(Y)의 평균값을 입경으로 하고, 하기 식 3으로 근사하였다.

부피의 근사값=4×3.14×(입경)³/3 …식 3

실시예 8의 금형 청소용 수지 조성물에 이용한 무기 충전재는 부피의 근사값이 10~100㎛³의 범위 내인 것을 12%(150개 중 18개) 포함하였다.

이상, 실시예 및 비교예에서 나타낸 바와 같이, 구성 성분으로서 적어도 멜라민계 수지 조성물과 무기 충전재를 선택하고, 그 무기 충전재의 평균 입경, 입경의 표준 편차, 입경의 평균 애스펙트비 및 입경의 애스펙트비의 표준 편차를 특정의 범위 내로 제어함으로써, 성형 금형의 캐비티 구석구석까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부에 마모나 상처가 발생하기 어려운 금형 청소용 수지 조성물을 제공할 수 있었다.

본 발명의 금형 청소용 수지 조성물은 열경화성 수지 조성물 유래의 금형 표면의 오물을 제거하기 위한 트랜스퍼 타입의 금형 청소용 수지 조성물로서, 성형 금형의 캐비티 구석구석까지 충분히 청소할 수 있고, 또한 성형 금형의 내부 표면 및 게이트부의 마모나 손상을 억제한다.

일본출원 2011-156953의 개시는 그 전체가 참조에 의해 본 명세서에 도입된다.

본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허출원 및 기술 규격은 개개의 문헌, 특허출원 및 기술 규격이 참조에 의해 도입되는 것이 구체적으로, 또한 개별로 기록된 경우와 같은 정도로 본 명세서 중에 참조에 의해 도입된다.

Claims

적어도 멜라민계 수지와, 평균 입경이 4~12㎛이고 입경의 표준 편차가 10㎛이하이며 입경의 평균 애스펙트비가 1~1.3이고 또한 입경의 애스펙트비의 표준 편차가 0.5이하인 무기 충전재를 포함하는 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 멜라민계 수지의 함유량이 금형 청소용 수지 조성물의 전고형분 100질량부에 대해 60~80질량부의 범위인 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 탄소수 14~18의 포화 지방산과 칼슘, 아연 및 마그네슘에서 선택되는 금속으로 구성되는 포화 지방산의 금속염을 더 포함하는 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 무기 충전재가 탄화 규소, 산화 규소, 탄화 티탄, 산화 티탄, 탄화 붕소, 산화 붕소, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘 및 산화 칼슘에서 선택되는 적어도 1종인 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 4에 있어서, 상기 무기 충전재가 산화 규소 및 산화 알루미늄에서 선택되는 적어도 1종인 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기 충전재의 함유량이 금형 청소용 수지 조성물의 전고형분 100질량부에 대해 10~30질량부의 범위인 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 6에 있어서, 유기 충전재를 더 포함하는 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 7에 있어서, 상기 유기 충전재의 함유량이 금형 청소용 수지 조성물의 전고형분 100질량부에 대해 3~20질량부의 범위인 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 8에 있어서, 상기 유기 충전재가 펄프인 금형 청소용 수지 조성물.
청구항 9에 기재된 금형 청소용 수지 조성물을 이용하여 트랜스퍼 성형 금형을 청소하는 것을 포함하는 트랜스퍼 성형방법.