KR101962866B1

KR101962866B1 - 탈형성이 향상된 몰드용 고무 조성물 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101962866B1
Application number: KR1020170152310A
Authority: KR
Inventors: 임대환
Original assignee: 임대환
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2019-03-27

Abstract

본 발명은 성형품 제조용 몰드, 특히 반도체 EMC 성형공정 과정 중 몰드와 같은 장치에 존재하는 오염물을 효율적으로 제거하기 위한 몰드용 세정 또는 이형 고무 조성물에 관한 것이다.
즉, 고무를 주성분으로 하고 여기에 세정제 또는 왁스, 경화제 및 무기충전제, 특히 입자 사이즈가 5 μm 이하인 무기충전제를 혼합하여 몰드상의 오염물질을 효과적으로 제거하는 한편 작업공정 후 몰드표면과 고무표면 간의 sticking을 저하시켜 탈형성을 향상시키는 효과를 갖는다.

Description

탈형성이 향상된 몰드용 고무 조성물 및 이의 제조방법{RUBBER COMPOSITION WITH IMPROVED DEMOLDING PROPERTY FOR MOLD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 성형품 제조용 몰드, 특히 반도체 EMC 성형공정 과정 중 몰드와 같은 장치에 존재하는 오염물을 효율적으로 제거하기 위한 몰드용 세정 또는 이형 고무 조성물에 관한 것이다.

즉, 고무를 주성분으로 하고 여기에 세정제 또는 왁스, 경화제 및 무기충전제, 특히 입자 사이즈가 5 μm 이하인 무기충전제를 혼합하여 몰드상의 오염물질을 효과적으로 제거하는 한편 작업공정 후 몰드표면과 고무표면 간의 sticking을 저하시켜 탈형성을 향상시키는 효과를 갖는다.

일반적으로 열경화성 수지를 이용하여 제품을 성형하는 경우, 특히 반도체 제조를 위한 EMC 성형공정에서는 고품위의 제품신뢰도를 요하고 있다. 열경화성 수지 등을 원료로 하여 이를 압축 및 가열하여 제품을 성형하는데 사용되는 몰드는 반복되는 작업 공정 중에 성형물의 일부가 탄화되어 잔존하게 되는데 이러한 잔존 물질들이 오염물로 작용하여 이후 제조되는 성형물의 일부에 결함을 유발할 뿐만 아니라 계속적인 성형과정에서 제품의 품질을 떨어뜨리는 원인이 된다.

이에 따라 금형 내부에 EMC 반응가스와 이형제 성분의 찌든 찌꺼기를 금형 내부 동면에 상처를 주지 않고 손쉽게 세정하여 금형 내부에 잔존하는 오염물을 제거하기 위한 몰드용 고무 조성물에 대한 연구가 이루어져 왔다.

종래에 사용된 고무 조성물은 이형제를 고무 조성물에 첨가하여 작업공정 후 탈형성을 증가시켰다. 하지만 이형제 첨가 시 세정력이 감소하는 경향이 있다.

그리고, 사용되는 충진제의 입도를 감안하지 않아 고무 조성물과 몰드와의 접착이 발생하며 몰드에서 경화된 고무 조성물을 제거하는데 많은 시간이 소요되고 작업자들이 침(바늘) 등을 이용하여 캐비티 내의 고무 조성물을 제거하며 이로 인해 화상 등 안전사고와 생산성 저하를 발생시켰다.

또한, 기존에는 금형에서 경화된 고무 조성물이 쉽게 빠지지 않는 탈형성 저하로 인한 제품 불량 및 금형 내 오염 문제와 이형제 코팅 작업 시 금형 내부에 만입되어 있는 부분들까지 고무 조성물이 충분히 채워지지 못 하는 미충진 현상에 따른 금형의 이형성 저하 등의 문제점이 있다.

이에 따라 반도체 조립 생산의 후공정인 EMC 몰드 성형 후 금형 내부 동면에 상처를 주지 않고 손쉽게 세정하여 금형 내부에 잔존하는 오염물을 제거하는 세정용 고무 조성물에 대한 필요성이 존재한다.

또한, 반복작업에 따른 열경화성 수지의 탈착을 용이하게 하기 위해 금형에 이형성을 부여하는 이형고무가 사용되고 있는데 종래에는 파우더 상태로 분쇄한 천연 카노버 왁스나 디메틸 실리콘 오일을 핵산 등의 용제에 혼합하여 고압의 스프레이 용기에 담아 금형 표면에 직접 분사하는 방법, 에폭시 수지 화합물에 왁스를 다량 배합하고 이를 저압의 이송성형 방식으로 코팅하는 방법 등이 사용되었다.

그러나, 상기 방법들을 사용할 경우, 금형의 내부에 균일하게 도포되지 못하여 이형성이 저하되고, 핵산 용제를 사용함에 따른 환경오염이 발생하거나, 저압의 이송성형 방식에 따른 과다한 비용 발생 등의 문제점이 발생하게 되므로 보다 개선된 이형고무에 대한 필요성이 존재한다.

KR 10-2015-0116051 KR 10-0454389

본 발명의 목적은 무기충전제의 입자 사이즈를 조정하여 작업공정 후 고무표면의 sticking을 저하시켜 고무 조성물의 탈형성을 향상시키는 데에 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 무기충전제의 직경에 따른 함량을 규정함으로써 작업공정 후 고무 조성물과 금형 사이의 sticking 현상을 저하시키고 탈형성을 향상시킴으로써, 작업의 효율성과 생산성을 향상시키는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 탈형성이 향상된 몰드용 고무 조성물은 고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부, 세정제 또는 왁스 0.5 내지 20 중량부, 경화제 0.2 내지 5 중량부 및 무기충전제 65 내지 95 중량부를 포함하며, 상기 무기 충전제는 입자 직경이 1 내지 5 μm 인 것을 특징으로 한다.

상기 무기 충전제는 실리카, 탈크, 알루미나, 탄산칼륨, 탄산칼슘, 수산화 알루미늄, 산화티탄 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 고무 혼합물은 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM), 니트릴 고무(NR), 스틸렌-부틸렌 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 불소고무, 아크릴고무, 실리콘고무 및 부틸고무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

상기 세정제는 아민류 세정 화합물, 아미노알콜계 세정 화합물 및 이미다졸린계 세정 화합물로 구성된 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

상기 경화제는 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)헥산-3, d-t-부틸퍼록사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼록시)-헥산, t-부틸큐밀퍼록사이드, 비스-(t-부틸퍼록시-i-프로필)-벤젠, 디큐밀퍼록사이드, 4,4-디-t-부틸퍼록시-n-부틸발레레이트, t-부틸퍼록시벤조에이트, 1,1-디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 디-벤조일퍼록사이트, 비스-(2,4-디클로로벤조일)-퍼록사이드 및 황으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 몰드가 반도체 제조용 몰드인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 탈형성이 향상된 몰드용 고무 조성물의 제조방법은 고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부, 세정제 또는 왁스 0.5 내지 20 중량부, 경화제 0.2 내지 5 중량부 및 무기충전제 65 내지 95 중량부를 포함하여 혼합물을 준비하는 단계; 및 상기 혼합물로부터 미경화 compound 제조 후 hot press에서 160 내지 200 도에서 1분 내지 15 분 동안 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 몰드용 고무 조성물에 포함된 무기 충전제는 5 μm 이하의 작은 입자 사이즈로 표면적이 크므로 고무 조성물 내 세정제의 배출을 용이하게 하여 적은 세정제 함량에도 높은 세정력을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 무기 충전제의 입자가 작을수록 표면적이 크므로 고무 조성물 내에 균일하게 분포되어 고무 Sticking을 저하(접착력 분산)시키는 효과가 있어 몰드 작업공정 후 탈형성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탈형성이 향상된 몰드용 고무 조성물의 탈형성 과정을 나타낸 모식도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일한 구성 요소 또는 기능적으로 유사한 구성 요소들을 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.

본 발명에 따른 몰드용 고무 조성물에 있어서, 고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부, 세정제 또는 왁스 0.5 내지 20 중량부, 경화제 0.2 내지 5 중량부 및 무기충전제65 내지 95 중량부를 포함하며, 상기 무기 충전제는 입자 직경이 1 내지 5 μm 인 것을 특징으로 한다.

상기 무기 충진제는 더욱 우수한 점성도 증가에 따른 조성물 성분들의 균형 유지를 증가시키는 역할을 하는 성분으로 무기 충진제를 첨가하여 조성물의 물질간의 점성도(viscosity)를 증가시켜, 여러 성분들의 균형을 유지시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 충전제는 입자 직경을 5 μm 이하로 규정함으로써 작업공정 후 고무 조성물과 금형사이의 sticking 현상을 저하시키고 탈형성을 향상시킴으로써 작업의 효율성과 생산성을 향상시키는 효과가 있다. 5 μm 초과인 경우 고무 조성물과 몰드와의 접착이 발생하며 몰드에서 경화된 고무 조성물을 제거하는데 많은 시간이 소요되고 이로 인한 생산성 저하를 발생시킬 수 있다.

상기 고무 혼합물은 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM), 니트릴 고무(NR), 스틸렌-부틸렌 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 니트릴-부타디엔 고무(NBR), 불소고무, 아크릴고무, 실리콘고무 및 부틸고무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다. 상기 고무 혼합물은 열과 압력에 의한 경화작용에 의해 몰드 내에서 경화되어 몰드의 오염물을 함유한 상태로 제거되는 물질로 본 발명에 따른 충진성이 향상된 몰드용 고무 조성물은 EPDM과 BR로 이루어진 혼합 고무를 사용함이 바람직하다.

상기 아민류 세정 화합물의 예로는 2-아미노에탄올(2-aminoethanol), 2-(2-아미노에톡시)에탄올(2-(2-aminoethoxy)ethanol), 모노에탄올아민 (Monoethanolamine), 디에탄올아민(Diethanolamine), 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올(2-amino-2-ethyl-1,3-propandiol), 2-아미노-2-(히드록시메틸)-1,3-프로판디올(2-amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandiol), 트리에탄올아민 (triethanolamine), 트리에탄올아민히드로클로라이드 (triethanol amine hydrochloride), 3-아미노-1-프로판올(3-amino-1-propanol), 2-아미노-1-프로판올(2-amino-1-propanol), 1-아미노-2-프로판올(1-amino-2-propanol), 3-아미노-1,2-프로판디올(3-amino-1,2-propandiol),3-아미노-1-프로판올 비닐 에테르(3-amino-1-propanol vinyl ether), 2-아미노페놀(2-aminophenol), 2-아미노펜틸알코올(2-aminophentylalcohol), 3-아미노페놀(3-aminophenol), 4-아미노페놀(4-aminophenol), 4-메틸-1,2,4-트리아조린-3,5-디온(4-methyle-1,2,4-triazoline-3,5-dion),2-(디부틸아미노)-에탄올(2-(dibuthylamino)-ethanol), 2-(에틸아미노)-에탄올(2-(ethylamino)-ethanol) 등이다.

상기 아미노알콜계 세정 화합물의 예로는, 2-히드록시벤즈아미드(2-hydroxybenzamide), 4-히드록시벤즈아미드(4-hydroxybenzamide), 2-히드록시벤즈이미다졸(2-hydroxybenzimidazol), 1-(2-히드록시에틸)-피퍼라진(1-(2-hydroxyethyl)-peperazine), (2-히드록시에틸)-피페리딘((2-hydroxyethyl)-piperidine), 1-(2-히드록실메틸)-2-피롤리딘(1-(2-hydroxylmethyl)-2-pyrrolidine), 2,4-디히드록시-6-메틸피리미딘(2,4-dihydroxy-6-methylpyrimidine), 2,4-디아미노-6-히드록시피리딘(2,4-diamino-6-hydroxypyridine), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazine), 4-(히드록시메틸)-이미다졸(4-(hydroxymethyl)-imidazole) 등이 있다.

상기 이미다졸린계 세정 화합물의 예로는, 2-에틸-4-메틸이미다졸(2-ethyl-4-methylimidazole), 1-(3-아미노프로필)-이미다졸(1-(3-aminopropyl)-imidazole), 2-히드록시에틸히드라진(2-hydroxyethylhydrazin), 1-(2-히드록시에틸)-2-이미다졸 리디논(1-(2-hydroxyethyl)-2-imidazolidinone), 이미다졸(imidazol), 4-이미다졸메탄올(4-imidazolmethanol), 2-이미다졸에티올(2-imidazolethiol), 2-이미다졸리디논(2-imidazolidinone) 등이 있다.

상기 세정제는 몰드 내의 오염물을 효과적으로 이탈시킬 수 있는 화합물로서 그 세정력과 고무 조성물에 적절하게 혼합되는지 여부에 따라 적절하게 선택함이 바람직하다. 이러한 세정제는 상기 고무 조성물에 혼합되어 오염물을 제거할 몰드 내부에서 경화되어지며, 경화된 고무 조성물을 걷어냄으로써, 몰드 내 오염물을 제거하는 방식으로 작업이 편리하고 효율성이 높은 효과가 있다.

상기 왁스는 세정 후의 금형을 그대로 사용하면 금형이 너무 건조해서 열경화성 수지의 탈착을 어렵게 하기 때문에 이형고무(releasing rubber)에 포함되어 금형의 이형성을 높이는 효과가 있다.

상기 세정제는 상기 고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부에 대하여, 0.5 내지 20 중량부로 포함될 수 있다. 0.5 미만인 경우 세정효과가 떨어지고, 20 초과인 경우 경화 이후에 몰드에 잔류할 수 있고, 경화 자체를 어렵게 할 수 있다.

상기 경화제는 조성물에 포함되어 열을 가하는 경우 고무분자 사슬간에 가교반응을 일으켜 고무 경화물을 형성하는 촉매 역할을 한다. 상기 고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부에 대하여 상기 경화제를 0.2 내지 5 중량부로 포함하는 것이 바람직하다. 0.2 미만인 경우 경화 효과가 미미하고, 5 초과인 경우 과다 함유로 경제적 손실을 일으킬 수 있다.

상기 무기 충전제는 실리카, 활성 알루미나(Activated Alumina), 실리카 겔, 무정형 알루미노실리케이트(Amorphous Aluminosilicate), 결정형 알루미노실리케이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

무정형 알루미노실리케이드의 예로는 규조토, 카올린, 백토 등이 있으며, 결정형 알루미노실리케이트의 예로는 약 34종 이상의 천연 제올라이트와 약 100여종 이상의 합성 제올라이트 등이 있다.

상기 무기 충전제는 일반적으로 빌더로서 역할을 하게 되는데 냄새 및 연무의 원인이 되는 물질에 대해 흡착력이 크거나 비표면적이 큰 물질을 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 몰드용 고무 조성물은 충전제로 실리카, 점토, 탄산칼슘, 제올라이트 및 탈크를 포함할 수도 있다. 상기 충전제의 입자 크기는 1 내지 5 μm 이하인 것이 바람직한데 5 μm 초과인 경우, 작업성을 떨어뜨리는 문제가 생길 수 있다.

삭제

기타 다양한 용도에 따라 첨가제를 1 내지 10 중량부로 포함할 수 있다. 멜라민 수지나 셀룰로오즈(cellulose) 같은 보조제나 섬유질을 세정 보조용로 사용할 수도 있다. 셀룰로오즈 등은 세정고무의 흐름을 방지하여 세정 공정의 효율성을 높이는 역할을 한다. 경우에 따라서는 오염물의 이탈여부를 육안으로 확인하기 위하여 착색제를 사용할 수도 있는데, 그러한 대표적인 예로는 산화티타늄, 아나타제등이 있으며 이들의 1 또는 2 이상의 혼합물을 사용한다. 기타 본 발명 조성물의 물성을 해하지 않는 범위내에서 용도에 따라 다른 화합물 또는 혼합물을 첨가할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탈형성이 향상된 몰드용 고무 조성물의 탈형성 과정을 나타낸 모식도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고무 조성물은 미경화 고무(110)로 제조된 후 몰드(140)에 충분한 양을 부어 일정한 온도 및 압력 하에서 경화시키게 된다. 이때 미경화 고무에 포함된 무기 충전제(120)가 몰드 내의 틈새를 메꾸게 되고, 경화 고무(130)를 걷어낼 때 몰드 내의 오염물질을 이형고무(100)가 흡착하여 오염물질을 효과적으로 제거하는 한편 몰드표면과 고무표면간의 sticking을 저하시키는 효과가 있다.

본 발명에 따른 탈형성이 향상된 몰드용 고무 조성물의 제조방법은 (a) 고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부, 세정제 또는 왁스 0.5 내지 20 중량부, 경화제 0.2 내지 5 중량부 및 무기충전제 65 내지 95 중량부를 포함하여 혼합물을 준비하는 단계; (b) 상기 혼합물로부터 미경화 compound 제조하는 단계; 및 (c) 상기 미경화 compound를 hot press에서 160 내지 200 도에서 1분 내지 15 분 동안 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

경화 온도는 170 내지 190도, 경화 시간은 3 내지 8분이 더욱 바람직한데 이 범위를 벗어나면 경화되기 어렵고, 혼합물질의 특성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.

상기 (a) 단계는 기타 첨가제 1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다. 기타 첨가제로는 멜라민 수지나 셀룰로오즈(cellulose) 같은 보조제나 섬유질을 세정 보조용로 사용할 수도 있다. 셀룰로오즈 등은 세정고무의 흐름을 방지하여 세정 공정의 효율성을 높이는 역할을 한다. 경우에 따라서는 오염물의 이탈여부를 육안으로 확인하기 위하여 착색제를 사용할 수도 있는데, 그러한 대표적인 예로는 산화티타늄, 아나타제등이 있으며 이들의 1 또는 2 이상의 혼합물을 사용한다. 기타 본 발명 조성물의 물성을 해하지 않는 범위내에서 용도에 따라 다른 화합물 또는 혼합물을 첨가할 수도 있다.

상기 (a) 단계는 상기 무기 충전제는 입자 직경이 1 내지 5 μm 인 것을 특징으로 한다.

이로 인해 본 발명에 따른 몰드용 고무 조성물은 성형품 제조용 몰드, 특히 반도체 EMC 성형공정 과정 중 몰드와 같은 장치에 존재하는 오염물을 효율적으로 제거할 수 있는 효과가 있다.

즉, 고무를 주성분으로 하고 여기에 세정제, 경화제 및 무기충전제, 특히 입자 사이즈가 5 μm 미만인 무기충전제를 혼합하여 몰드상의 오염물질을 효과적으로 제거하는 한편 작업공정 후 몰드표면과 고무표면간의 sticking을 저하시켜 세정용 고무의 탈형성을 향상시키는 효과를 갖는다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 설명하고자 하며, 이로써 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

<실시예> 몰드용 고무 조성물의 제조

실시예 1

고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부, 이산화티타늄 5 중량부, 실리카 30 중량부, 세정제 7 중량부, 경화제 2 중량부 및 입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 30 중량부를 포함하여 몰드 세정을 위한 고무 조성물을 제조하였다.

실시예 2

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 50 중량부를 포함한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

실시예 3

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 30 중량부, 탄산칼슘 30 중량부를 포함한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

실시예 4

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 30 중량부, 제올라이트 30 중량부를 포함한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

실시예 5

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 30 중량부, 탈크 30 중량부를 포함한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

실시예 6

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 70 중량부, 탄산칼슘 15 중량부, 실리카 15 중량부를 포함한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

실시예 7

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 100 중량부, 제올라이트 15 중량부, 실리카 15 중량부를 포함한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

실시예 8

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제 120 중량부, 탈크 15 중량부, 실리카 15 중량부를 포함한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예>

비교예 1

입자 직경이 5 μm 이하인 충진제를 포함하지 않고 실리카를 40 중량부로 포함한 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 고무 조성물을 제조하였다.

	비교예 1	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8
부타디엔고무(BR)	70	70	70	70	70	70	70	70	70
에틸렌-프로필렌 디엔 모노머고무(EPDM)	30	30	30	30	30	30	30	30	30
이산화티타늄	5	5	5	5	5	5	5	5	5
실리카	40	30	30	30	30	30	15	15	15
탄산칼슘	-	-	-	30	-	-	15	-	-
제올라이트	-	-	-	-	30	-	-	15	-
탈크	-	-	-	-	-	30	-	-	15
충진제 (5 μm 이하)	-	30	50	30	30	30	70	100	120
세정제	7	7	7	7	7	7	7	7	7
경화제	2	2	2	2	2	2	2	2	2

실험예

실험예 1. 탈형성 및 세정력 테스트 결과

본 발명의 일 실시예에 따른 몰드용 고무 조성물의 탈형성 및 세정력을 테스트하였다. 상기 실시예 1 내지 9와 비교예 1에서 제조된 혼합물을 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)로 오염된 실험용 금형(MQFP 28 x 28)에 장입하고 180℃에서 60 kg/cm² 압력으로 5분간 경화시키면서, 금형에 대한 세정작업을 수행하였다. 이러한 작업은 금형에 대한 오염물이 완전히 제거될 때까지 반복하였다. 몰드의 세정상태와 성형물과 일체화되어 나온 오염물질의 양을 눈으로 파악하여 그 결과를 상대적으로 좋음(G), 나쁨(P)으로 구분하여 하기 표 2와 같은 결과를 얻었다.

또한, 탈형성은 세정성 컴파운드를 몰드에 넣고 성형 후 성형물을 떼어낼 때 몰드에 성형물의 잔여물이 최대한 남아 있지 않고 깨끗하게 잘 떨어지는지의 정도를 측정한 것인데, 이를 측정하기 위해 비교적 복잡하고 미세한 몰드에 세정성 컴파운드를 넣고 성형한 후 남아 있는 잔여물 정도를 측정하였다.

	비교예 1	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8
탈형성	4	3	2	1	1	2	1	2	3
세정력	G	P	P	G	G	G	G	G	G

(※ G: Good, P: Poor, Good=1< 2< 3< 4< 5=Poor)

본 발명에 따라 제조된 몰드용 고무 조성물인 실시예 1 내지 8은 입자 크기가 1 내지 5 μm 인 충진제를 포함하지 않은 비교예 1에 비해 탈형성이 모두 우수함을 확인하였다. 다만, 실시예 1의 경우 충진제 함량비가 낮아 탈형성 효과가 미미하고, 오히려 세정력을 떨어뜨리는 부작용을 초래하였고, 실시예 8의 경우 충진제 함량비가 너무 높음으로 인해 탈형성 효과가 떨어짐을 확인하였다.

따라서 본 발명에 따른 몰드용 고무 조성물은 입자 크기가 1 내지 5 μm 인 충진제를 40 내지 80 중량부로 포함함으로써, 탈형성이 향상되고, 동시에 우수한 세정력을 얻을 수 있음을 확인하였다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 이형고무 110: 미경화 고무
120: 무기 충전제 130: 경화 고무
140: 몰드

Claims

몰드용 세정 또는 이형 고무 조성물에 있어서,
고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부,
세정제 0.5 내지 20 중량부,
경화제 0.2 내지 5 중량부,
무기충전제 65 내지 95 중량부를 포함하고,
상기 세정제는 아민류 세정 화합물, 아미노알콜계 세정 화합물 및 이미다졸린계 세정 화합물로 구성된 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며,
상기 무기 충전제는 이산화티타늄, 실리카, 탄산칼슘, 제올라이트, 탈크 및 충진제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 충진제는 입자 직경이 1 내지 2㎛인 것으로, 상기 무기충전제의 중량부에서 30 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 몰드용 고무 조성물.
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제1항에 있어서,
상기 몰드가 반도체 제조용 몰드인 것을 특징으로 하는 몰드용 고무 조성물.
(a) 고무 혼합물으로 부타디엔 고무(BR) 70 중량부 및 에틸렌-프로필렌 디엔 모노머 고무(EPDM) 30 중량부, 세정제 0.5 내지 20 중량부, 경화제 0.2 내지 5 중량부, 무기충전제 65 내지 95 중량부를 포함하여 혼합물을 준비하는 단계;
(b) 상기 혼합물로부터 미경화 compound 제조하는 단계; 및
(c) 상기 미경화 compound를 hot press에서 160 내지 200 도에서 1분 내지 15 분 동안 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드용 고무 조성물의 제조방법에 있어서,
상기 세정제는 아민류 세정 화합물, 아미노알콜계 세정 화합물 및 이미다졸린계 세정화합물로 구성된 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이며,
상기 무기충전제는 이산화티타늄, 실리카, 탄산칼슘, 제올라이트, 탈크 및 충진제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 충진제는 입자 직경이 1 내지 2㎛인 것으로, 상기 무기충전제의 중량부에서 30 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 몰드용 고무 조성물의 제조방법.
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