KR102148974B1

KR102148974B1 - 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물 및 그를 포함하는 성형품

Info

Publication number: KR102148974B1
Application number: KR1020200048232A
Authority: KR
Inventors: 강철이; 이상진; 이상욱; 장재규
Original assignee: 한화솔루션 주식회사
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2020-08-28
Also published as: WO2021107426A1; CN114729149A; JP2023503885A; JP7386344B2

Abstract

본 발명은 미끄럼방지 기능을 갖는 전도성 수지 조성물 및 그를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 미끄럼방지를 위하여 점착제를 코팅하거나 전도성 부여를 위해 대전 방지제를 첨가하는 기존 방식과 달리 높은 표면 마찰력을 제공할 수 있는 점착성 수지에 탄소 충진재를 포함하여 낮은 표면 저항을 제공하여 우수한 전도성을 제공하는 기술에 관한 것이다.

Description

미끄럼방지용 전도성 수지 조성물 및 그를 포함하는 성형품 {Anti-slip conductive resin composition and molded article comprising thereof}

본 발명은 미끄럼방지 기능을 갖는 전도성 수지 조성물 및 그를 포함하는 성형품에 관한 것으로, 미끄럼방지를 위하여 점착제를 코팅하거나 전도성 부여를 위해 대전 방지제를 첨가하는 기존 방식과 달리 높은 표면 마찰력을 제공할 수 있는 점착성 수지에 탄소 충진재를 포함하여 낮은 표면 저항을 제공하여 우수한 전기 전도성을 제공하는 기술에 관한 것이다.

현대사회에서 휴대전화, 텔레비전, 컴퓨터 등의 전자 제품의 사용은 필수불가결한 것으로 그 발전 속도는 물론 그 양상 또한 급변하고 있다. 이러한 전자 제품을 제조를 위하여 여러가지 전자 부품이 사용되고 전자 제품의 신속한 대량 생산을 위하여 대부분이 자동화 공정으로 진행되고 있다. 이 때, 자동화 공정에서 사용되는 전자 부품 이송을 위한 트레이(tray)는 보통 전도성 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 수지 조성물을 진공 성형하여 사용되고 있다. 이들은 비교적 공정이 간단하고 생산 단가가 저렴하여 경제적이나 전자 부품의 이송 중 낮은 표면 마찰력으로 발생하는 부품의 미끄러짐 현상으로 부품 표면 스크래치가 발생하고 이는 전도성의 상실로 이어져 정전기 문제가 발생하거나 필름 표면 스크래치가 발생하여 불량을 유발하는 문제점을 야기한다. 또한, 트레이에 적재되는 전자 부품의 위치를 고정하기 위해 트레이에 캐비티를 성형하여 사용하는데 이 경우 제품별로 서로 다른 규격의 트레이가 필요하게 되어 트레이의 생산, 보관, 관리 비용이 크게 증가하게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 자동화 생산 공정에서는 미끄럼 방지하기 위하여 매트 또는 패드 등을 주로 사용하고 있다. 이 경우, 주로 매트나 패드 표면에 점착성 도료를 코팅하여 미끄럼 방지 기능을 부여하는 경우가 대부분이다.

이와 관련 기술로 한국등록특허 제10-2016-0007099호를 살펴보면, 우수한 마찰저항 저감성능을 갖는 도료조성물에 관한 기술을 개시하고 있다. 바인더 수지로서 에스테르 화합물과, 실릴아크릴레이트계 단량체를 라디칼 중합성 불포화 단량체로 더 포함하여 분자량 및 친수-친유 균형을 조절함으로써 장기간 균일한 마모율을 나타내어 방오성 및 우수한 마찰저항 저감성능을 갖는 것을 개시하고 있다. 다만, 상기 특허와 같이 도료 조성물을 코팅하는 경우는 시간 경과에 따라 도료의 점착성이 약해지거나 도료가 벗겨지는 문제가 있다.

한편, 전자 부품 생산을 위한 자동화 공정에서 미끄럼 방지와 더불어 필요한 정전기 방지 기능을 제공하기 위하여는 주로 대전방지제를 이용하여 정전기 방지 기능을 부여하고 있다. 이와 관련 기술로 한국공개특허공보 제10-2017-0033986호에서는 정전기 방지 기능이 우수한 시트를 개시하고 있다. 시트 본체의 상하부에 하이브리드 코팅액 코팅층을 포함하며, 상기 하이브리드 코팅액은 용매, 폴리 우레탄 수지, 항블로킹제, 내마모성증진제, 슬립개선제, 소포제 및 정전기방지제로 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다. 다만, 상기 특허와 같이 정전기 방지제 또는 대전 방지제를 사용할 경우, 표면 저항이 10¹⁰Ω/sq 이상의 높은 저항을 나타내어 정전기 방지 성능이 우수하게 제공함에 다소 한계가 있다.

따라서 본 발명은 상기 문제점의 해결하고 보다 간단한 공정을 제공하여 가공성을 향상시키고, 성형품의 표면 마찰력이 우수하고, 낮은 표면 저항으로 우수한 전도성을 지닌 수지 조성물을 제공하고자 오랜 연구 끝에 완성하였다.

(특허문헌 1) 한국 공개특허공보 제10-2016-0007099호 (2016.01.20)

(특허문헌 2) 한국 공개특허공보 제10-2017-0033986호 (2019.03.28)

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 수지 성형품에 높은 표면 마찰력을 제공할 수 있는 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 수지 성형품에 낮은 표면 저항값을 제공할 수 있는 수지 조성물을 제공하여, 우수한 전기 전도성을 부여하는 것이다.

본 발명은 목적은 성형품의 가공성을 단순화하여 생산성을 향상시키는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수지 성형품의 마찰력은 ASTM D1894 기준 10N 이상이고, 표면 저항값은 ASTM D257 기준 10³ 내지 10⁹Ω/sq으로 제공하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물은 표면 마찰력이 우수한 점착성 수지에 탄소 충진재를 포함하여 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착성 수지는 초저비중폴리에틸렌(VLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 올레핀블록공중합체(OBC), 에틸렌초산공중합체(EVA), 에틸렌부틸아크릴레이트(EBA), 에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 스티렌부타디엔고무(SBR), 스티렌부타디엔스티렌공중합체(SBS), 스티렌에틸렌부타디엔스티렌공중합체(SEBS), 에테르블록아미드공중합체(PEBA), 열가소성우레탄(TPU), 열가소성에스터엘라스토머(TPEE), 실리콘고무, 천연고무(NR), 이소프렌고무(IR), 부틸고무(IIR), 부타디엔고무(BR), 아크릴고무(ACM), 니트릴부타디엔고무(NBR) 및 크로로프렌고무(CR)에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탄소 충진재는 탄소나노튜브(CNT), 그래파이트(Graphite), 카본블랙(Carbon black), 카본파이버(carbon fiber) 및 그래핀(Graphene)에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 포함하는 성형품이 제공된다.

본 발명에 따른 수지로 제조되는 성형품의 경우, 높은 표면 마찰력을 제공하여 장시간 사용하더라도 우수한 미끄러짐 방지 기능을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 수지로 제조되는 성형품의 경우, 낮은 표면 저항을 제공하여, 우수한 정전기 방지하는 효과와 전기 전도성을 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 수지를 적용하여 성형하는 경우, 기존 방식에 비하여, 가공 방법이 단순하여 가공성 및 생산성의 효율성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 상기 성형품을 전자 부품의 제조공정에 사용하는 트레이에 적용하는 경우, 부품의 이동 공정에서 미끄럼 방지 효과(non-slip) 및 낮은 표면 저항을 제공하여 전자 부품 및 소재를 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수지를 포함한 성형품(시트)의 표면 마찰력 측정 방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 수지를 포함한 성형품(시트)의 미끄럼 방지 및 정전기 방지 특성을 나타낸 것이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

미끄럼 방지 성능이란, 높은 표면 마찰력을 의미하고 마찰력이란 제품의 하중을 지지하는 면과 그 면의 접촉 면적을 최대화하여, 접촉면에 발생하는 운동을 방해하는 힘을 부여하는 것을 의미한다. 전자 제품을 생산하기 위한 자동화 공정에서 전자 부품 이송용 트레이(tray)에서 경우, 이송 중 부품이 미끄러지는 것을 방지하기 위하여 본 발명은 높은 표면 마찰력을 제공할 수 있는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 제공하자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수지 성형품의 표면 마찰력은 ASTM D1894 기준 10N 이상이고, 표면 저항값은 ASTM D257 기준 10³ 내지 10⁹Ω/sq으로 제공이 가능한 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물은 표면 마찰력이 우수한 점착성 기본 수지(base resin)에 탄소 충진재를 포함하여 제공되며, 필요에 따라 상용화제, 항산화제, 가공 조제 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 높은 표면 마찰력을 제공하여 미끄럼 방지 효과를 제공하기 위하여 점착성을 부여하는 기본 수지(base resin)로 초저비중폴리에틸렌(VLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 올레핀블록공중합체(OBC), 에틸렌초산공중합체(EVA), 에틸렌부틸아크릴레이트(EBA), 에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM), 스티렌부타디엔고무(SBR), 스티렌부타디엔스티렌공중합체(SBS), 스티렌에틸렌부타디엔스티렌공중합체(SEBS), 에테르블록아미드공중합체(PEBA), 열가소성우레탄(TPU), 열가소성에스터엘라스토머(TPEE), 실리콘고무, 천연고무(NR), 이소프렌고무(IR), 부틸고무(IIR), 부타디엔고무(BR), 아크릴고무(ACM), 니트릴부타디엔고무(NBR) 및 크로로프렌고무(CR)에서 적어도 하나 이상의 수지를 제공할 수 있다. 바람직하게는 폴리올레핀엘라스토머(POE), 에틸렌초산공중합체(EVA), 초저비중폴리에틸렌(VLDPE) 및 올레핀블록공중합체(OBC)에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 제공할 수 있다.

점착성 수지로 제공될 수 있는 폴리올레핀엘라스토머(POE)는 에틸렌과 알파올레핀을 공중합시켜 얻어지는 중합체를 의미하며, 알파올레핀 공단량체의 종류 및 함량에 따라 기본 성질이 변하는 특성을 가지고 있다. 알파올레핀의 함량이 증가할수록 결정화도가 감소하여 밀도가 감소하며 광학성 및 유연성은 증가한다. 따라서, 본 발명의 폴리올레핀엘라스토머(POE)는 알파올레핀으로 부텐 및 옥텐을 공중합한 것으로 결정화도 34% 이하의 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 결정화도 13 내지 24%에 0.85 내지 0.88 g/cm³ 범위의 폴리올레핀엘라스토머(POE)로 용융지수(MI)는 ASTM D1238기준으로 190℃의 2.16Kg에서 0.5 내지 60 g/10min으로 제공된다. 또한, 상기 폴리올레핀엘라스토머(POE)의 중량평균분자량은 10,000 내지 800,000 g/mol으로 제공된다. 비중이 낮을수록 Sticky 한 특성을 보이는 바, 상기 범위의 비중을 제공하여, 미끄럼 방지 특성을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있다.

에틸렌초산공중합체(EVA)는 에틸렌과 초산 비닐(vinyl acetate) 단량체를 공중합시켜 얻어지는 중합체를 의미하며, 일반적으로 에틸렌 단량체로 만들어진 폴리에틸렌제품의 기본 성질에 초산 비닐의 성질이 더해진 특성을 갖고 있다. 에틸렌 단량체에 비하여 초산 비닐 단량체는 아세톡시(acetoxy)기를 포함하고 있어서, 이 함량이 높아질수록 극성(polar)한 성질을 제공한다. 초산 비닐의 함유량이 증가함에 따라 광학성(광택도)이 좋아지고 밀도는 증가하지만 결정화도는 저하하여 유연성은 증가하게 된다. 또한, 에틸렌초산공중합체 (EVA)의 경우, 미끄러짐성을 나타내지만 초산 비닐 함량이 증가하면 마찰계수가 커져서 미끄러지기 어렵게 된다. 따라서, 본 발명의 에틸렌초산공중합체(EVA)는 초산 비닐(VA)의 함유율이 10 내지 50 중량%인 것을 특징으로 한다. 함량이 10 중량% 미만인 경우 가공이 어려운 문제점이 있고, 50 중량%를 초과하는 경우 결정화도에서 불리한 점이 있다. 따라서, 상기 범위 10 내지 50 중량%를 제공하여, 우수한 미끄럼 방지 효과(non-slip) 효과를 제공할 수 있다. 더불어, 에틸렌초산공중합체(EVA)의 용융지수(MI)는 ASTM D1238기준으로 190℃의 2.16Kg에서 0.5 내지 80g/10min으로 제공된다. 또한, 에틸렌초산공중합체(EVA)의 중량평균분자량은 10,000 내지 800,000g/mol으로 제공된다.

초저비중폴리에틸렌(VLDPE)은 0.890 내지 0.914 g/cm³ 범위의 밀도를 갖는 폴리에틸렌의 유형으로 선형저밀폴리에틸렌(LLDPE)과 같이 메탈로센 촉매를 사용하는 저압 중합 기술로 생산되며, 다른 유형의 폴리에틸렌 대비 알파올레핀 함량이 높은 것이 특징이다. 알파올레핀의 알킬 분지는 패킹 밀도와 결정성을 낮추는 효과가 있어, 높은 인성과 탄성을 나타내고 인장 강도와 융점은 매우 낮다. 더불어, 초저비중폴리에틸렌(VLDPE)의 용융지수(MI)는 ASTM D1238기준으로 190℃의 2.16Kg에서 0.5 내지 80g/10min으로 제공된다. 또한, 초저비중폴리에틸렌(VLDPE) 중량평균분자량은 10,000 내지 800,000 g/mol으로 제공된다.

올레핀블록공중합체(OBC)는 에틸렌계 또는 프로필렌계 반복 단위와, α-올레핀계 반복 단위를 포함한 복수의 블록 또는 세그먼트를 포함하는 올레핀 블록 공중합체로서, 0.860 내지 0.890 g/cm³ 범위의 밀도를 갖는다. 블록 공중합체는 소프트세그먼트로 지칭되는 연질의 탄성 블록과, 하드세그먼트로 지칭되는 경질의 결정성 블록을 함께 포함할 수 있으며, 이로 인해, 우수한 탄성과 내열성 등의 물성을 함께 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 이러한 블록 공중합체는 소프트세그먼트의 유리 전이 온도 이상에서는 상기 블록 공중합체가 연질 특성을 나타낼 수 있으며, 용융 온도보다 높은 온도에 이르러서 열가소성 거동을 나타내기 때문에 비교적 우수한 가공성을 나타낼 수 있다. 더불어, 올레핀블록공중합체(OBC)의 용융지수(MI)는 ASTM D1238기준으로 190℃의 2.16Kg에서 0.5 내지 20g/10min으로 제공된다. 또한, 올레핀블록공중합체(OBC) 중량평균분자량은 10,000 내지 800,000 g/mol으로 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착성 수지는 폴리올레핀 엘라스토머(POE), 에틸렌초산공중합체(EVA), 초저비중폴리에틸렌(VLDPE) 및 올레핀블록공중합체(OBC)에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상이 용융혼련 될 수 있고, 상기 용융혼련이라 함은 80℃ 내지 190℃ 조건에서 압출기, 니더, 롤밀 등을 이용해 진행될 수 있으며, 통상의 기술자가 실시할 수 있는 적절한 가공 범위 내에서 진행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착성 수지 100 중량부에 대하여, 탄소 충진재 0.1 내지 40 중량부를 포함하여 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탄소 충진재는 탄소나노튜브(CNT), 그래파이트(Graphite), 카본블랙(Carbon Black), 카본파이버(carbon fiber) 및 그래핀(Graphene)에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 제공된다. 기존의 대전방지제 투입을 통하여 정전기 방지효과를 제공하는 경우 표면 저항값이 상대적으로 높음에 비하여 전도성 탄소 충진재를 통하여 정전기 방지 효과를 제공하는 경우 보다 낮은 표면 저항값을 제공할 수 있으며, 이에 우수한 정전지 방지 효과와 전기 전도성을 제공할 수 있다. 또한, 최종 제품의 인장 신율, 광택 등의 물성을 향상시키고, 향상된 충격보강효과을 함께 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착성 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브(CNT) 0.1 내지 10 중량부, 카본블랙(Carbon black) 1 내지 15 중량부 및 그래핀(Graphene) 0.1 내지 10 중량부에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 범위와 같은 조성물을 제공함으로써 높은 표면 마찰력을 제공할 수 있는 기본 수지에 전도성을 제공할 수 있는 탄소 충진재를 용융 혼련하여 우수한 정전기 방지 성능을 동시에 제공할 수 있다. 특히, 본 발명의 경우, 마찰력이 높은 수지에 전도성의 탄소 충진재를 포함함으로써 가공 공정을 단순화 시킬 수 있는 장점이 있다. 이 경우, 상기 점착성 수지는 에틸렌초산공중합체(EVA) 20 내지 80 중량부에 대하여, 폴리올레핀엘라스토머(POE), 초저비중폴리에틸렌(VLDPE) 또는 올레핀블록공중합체(OBC)를 20 내지 80 중량부 포함할 수 있다.

특히, 점착성 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브(CNT)가 0.1 내지 10 중량부로 제공되어, 낮은 탄소 함량 대비 우수한 전기전도도를 제공하면서도 수지의 점착 특성을 유지하여 높은 표면 마찰력을 제공할 수 있고, 카본블랙(Carbon black) 1 내지 15 중량부를 포함하여, 가공 시 수지 흐름에 의한 내부 구조 변화에도 일정 수준 이상의 전기 전도도를 유지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. 또한, 그래핀 0.1 내지 10 중량부를 포함하여 전기 전도도의 향상은 물론 모듈러스 향상에 의한 인장강도 및 굴곡강도를 향상시키는 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 조성물은 항산화제 및 가공조제에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 점착성 수지 100 중량부에 대하여, 항산화제 및 가공조제에서 선택된 적어도 어느 하나를 0.01 내지 10 중량부 포함하여 제공된다.

항산화제의 경우, 수지 조성물에 포함되어 성형되는 최종 제품의 산화를 방지하며, 항산화제의 종류로는 1차 항산화제(primary antioxidant), 2차 항산화제(secondary antioxidant)가 있다. 1차 항산화제로는 힌더드 페놀(hindered phenol)계, 락톤(lactone)계가 사용되고, 2차 항산화제로는 인(phosphite)계, 티오에스테르(thioester)계가 사용된다. 1차 항산화제의 역할은 라디칼 스캐빈저(radical scavenger)로 힌더드 페놀(hindered phenol)계는 산소 중심 라디칼(oxygen centered radical)을 처리한다. 2차 항산화제는 하이드로퍼옥사이드 분해자(hydroperoxide(ROOH) decomposer)로서 작용한다. 항산화제는 대부분의 수지에 있어 1차와 2차 항산화제를 같이 사용함으로써 상승 효과를 더욱 증가시키므로, 힌더드 페놀(hindered phenol)계, 락톤(lactone)계 및 인(phosphite)계가 적절한 비율로 혼합되어 사용되고 있다. 페놀계는 2,6-di-t-Butyl-4-methylphenol, 2,2-Methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol)등이 제공될 수 있고, 인계의 경우 Bis(2,4-di-t-butyl), Tris(2,4-di-t-butylphenyl)-phosphite 등이 제공될 수 있다. 항산화제의 경우, 점착성 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.

가공조제의 경우, 압출물의 표면을 매끄럽게 하여 성형품의 품질을 높일 수 있다. 금형면이나 압출기표면과 수지와의 점착성을 방지하고 슬립성 향상을 위한 첨가제로 수지와 혼련되어 용융점도를 저하시켜 성형가공성을 좋게 하고 수지 가공 시 펠렛간의 케이킹 현상을 방지한다. 이러한 가공조제는 아크릴 폴리머, 스타이렌 공중합물, 미네랄 오일, 페트로라툼, 파라핀 왁스, 석유 레진, 지방산, 지방산 에스테르, 지방 알코올, 금속 비누, 지방산 아마이드, 페놀 수지, 폴리에틸렌, 폴리부텐, 유기 실리콘 등이 제공될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 가공조제의 경우, 점착성 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 수지 조성물을 포함하여 성형된 최종 성형품의 표면마찰력은 ASTM D1894 기준 10N 이상으로 제공이 가능하며, 바람직하게는 10N 내지 40N으로 제공될 수 있다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 수지를 포함한 성형품(시트)의 표면 마찰력 측정방법을 나타낸 것이고, 도 2를 참고하면, 표면의 높은 마찰력을 제공하여 놓여진 물체가 횡충격에 의해 움직이지 않도록 지지할 수 있도록 도움을 줄 수 있음을 확인할 수 있다.

또한, 최종 성형품의 표면 저항값은 10³ 내지 10⁹Ω/sq으로 비교적 낮은 표면 저항값을 제공하여 우수한 정전지 방지 기능을 제공할 수 있으며, 해당 기능을 통해 전자 부품 및 소재를 보호할 수 있다. 특히 기존의 미끄럼 방지 매트 또는 패드의 경우 정전기 방지 기능을 부여하기 위하여 대전방지제를 포함하여 제조되는 경우 표면 저항값이 10¹⁰Ω/sq을 초과하여 제공됨에 비하여, 본 발명의 경우 탄소 충진재를 포함하여 표면 저항값을 10³ 내지 10⁹ Ω/sq으로 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 포함하는 성형품이 제공된다. 성형품의 제조에는 사출 성형(Injection Molding), 사출 중공 성형(Injection Blow Molding), 진공 성형(Vacuum Molding) 또는 T 다이를 이용한 압출 시트 성형 방법이 제공될 수 있으며, 상기 방법들은 성형 재료를 가열 용용시켜 미리 닫힌 금형의 캐비티에 사출 충전한 후, 냉각 고화시켜 성형품을 얻거나 성형 재료를 금형에 올린 후 가열한 다음 진공을 걸어 금형에 밀착 성형하는 방법으로 진행될 수 있다. 또한, 통상의 기술자가 실시할 수 있는 범위 내에서 적절한 범위 내에서는 변형하여 진행할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 성형품은 시트, 패드, 필름, 포장지, 파이프, 파우치, 내장재, 용기, 전자 부품 제조용 트레이에서 선택되는 적어도 어느 하나인 성형품으로 제공될 수 있으며, 바람직하게는 전자 부품 제조용 트레이에 적용될 수 있으며, 이에 제한 되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

[실시예]

<실시예 1: 전도성 수지 조성물의 제조>

점착성 수지 100 중량부(한화솔루션 EVA 1834 80 중량부, 다우 Engage 8137 POE 20 중량부)에 탄소나노튜브(CNT) 2 중량부, 카본블랙(Carbon black) 8 중량부, 항산화제(힌더드 페놀계) 0.1 중량부 및 가공조제(지방산 아마이드계) 0.3 중량부를 포함하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 제조하였다.

제조된 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 금형의 캐비티에 충진 후 프레스로 압력을 가한 후, 냉각 고화시켜 성형품(시트)를 제조하였다.

<실시예 2>

점착성 수지 100 중량부(한화솔루션 EVA 1834 20 중량부, 다우 Engage 8137 POE 80 중량부)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 3>

점착성 수지 100 중량부(한화솔루션 EVA 1834 20 중량부, 다우 FLEXOMER DFDB-9042 NT VLDPE 80 중량부)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 4>

점착성 수지 100 중량부(한화솔루션 EVA 1834 20 중량부, 다우 Infuse 9807 OBC 80 중량부)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 5>

점착성 수지 100 중량부(한화솔루션 EVA 1834)에 대하여 카본블랙 14 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 6>

점착성 수지 100 중량부(다우 Engage 8137 POE)에 대하여 카본블랙 14 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 7>

점착성 수지 100 중량부(다우 FLEXOMER DFDB-9042 NT VLDPE)에 대하여 카본블랙 14 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 8>

점착성 수지 100 중량부(다우 Infuse 9807 OBC)에 대하여 카본블랙 14 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 9>

점착성 수지 100 중량부(한화솔루션 EVA 1834)에 대하여 카본블랙 8 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

<실시예 10>

점착성 수지 100 중량부(한화솔루션 EVA 1834)에 대하여 카본블랙 11 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

[비교예]

<비교예 1>

상업적으로 시중에 판매하는 전도성 PET 시트를 준비하였다.

<비교예 2>

상업적으로 시중에 판매하는 PET 수지층에 대전방지 코팅된 시트를 준비하였다.

[실험예 1: 표면 마찰력 측정]

ASTM D1894에 따라 표면 마찰력을 측정하였다. 실시예 및 비교예에 따른 성형품(패드)를 거치대에 고정 후 PET 필름이 부착된 지그를 잡아당기면서 걸리는 힘을 측정한다. 이에 대하여 [도 1]에 도시하였다. 또한, 이에 대한 결과를 [표 1] 에서 나타내었다.

[실험예 2: 표면 저항 측정]

ASTM D257 방법에 따라 표면 저항을 측정하였다. 이에 대한 결과는 [표 1]에서 나타내고 있다.

	표면 마찰력	표면 저항	비고
실시예1	40N	10³~10⁴Ω/sq	전도성 EVA+POE
실시예2	12N	10³~10⁴Ω/sq	전도성 EVA+POE
실시예3	10N	10³~10⁴Ω/sq	전도성 EVA+VLDPE
실시예4	14N	10³~10⁴Ω/sq	전도성 EVA+OBC
실시예5	40N	10³~10⁵Ω/sq	전도성 EVA
실시예6	12N	10³~10⁵Ω/sq	전도성 POE
실시예7	10N	10³~10⁵Ω/sq	전도성 VLDPE
실시예8	14N	10³~10⁵Ω/sq	전도성 OBC
실시예 9	40N	10⁸~10¹⁰Ω/sq	전도성 EVA
실시예10	40N	10⁶~10⁸Ω/sq	전도성 EVA
비교예 1	0.3N	10⁶~10⁹Ω/sq	전도성 PET
비교예 2	1N	10^10~10¹²Ω/sq	PET/대전방지 코팅

표 1의 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 제공하여 성형한 제품의 경우, 표면 마찰력은 10N 내지 40N 으로 제공이 가능하며, 비교예가 1N 이하로 제공되는 것에 비하여 현저하게 높은 표면 마찰력을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

또한, 표면 저항값은 10³ 내지 10⁹Ω/sq의 범위로 제공이 가능하며, 비교예의 표면 저항값이 10⁶ 내지 10⁹Ω/sq의 범위로 제공되는 것에 비하여 현저하게 낮은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 낮은 표면 저항을 제공하여 우수한 정전기 방지 기능과 전기 전도성을 제공할 수 있음을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 경우 전자 부품의 제조공정에 사용하는 트레이에 적용하는 경우, 부품의 이동 공정에서 미끄럼 방지 효과 (non-slip) 및 낮은 표면 저항을 제공하여 전자 부품 및 소재 보호 가능함을 확인할 수 있었다.

더불어, 별도의 공정 추가가 필요없이 점착성 수지 그 자체로 마찰력을 제공하는 점에서 제조방법도 용이한 점에서 가공 방법이 단순하여 가공성 및 생산성의 효율성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

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

Claims

전자 제품을 생산하기 위한 자동화 공정에 이용되는 수지 성형품의 표면 마찰력은 ASTM D1894 기준 10N 이상이고, 표면 저항값은 ASTM D257 기준 10³내지 10⁹Ω/sq으로 제공하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물으로,
상기 수지 조성물은 점착성 수지 100 중량부에 대하여, 탄소 충진재 0.1 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 점착성 수지는
초저비중폴리에틸렌(VLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 올레핀블록공중합체(OBC), 에틸렌초산공중합체(EVA),에틸렌부틸아크릴레이트(EBA),에틸렌프로필렌디엔고무(EPDM),스티렌부타디엔고무(SBR),스티렌부타디엔스티렌공중합체(SBS),스티렌에틸렌부타디엔스티렌공중합체(SEBS),에테르블록아미드공중합체(PEBA),열가소성우레탄(TPU),열가소성에스터엘라스토머(TPEE),실리콘고무,천연고무(NR),이소프렌고무(IR),부틸고무(IIR),부타디엔고무(BR),아크릴고무(ACM),니트릴부타디엔고무(NBR) 및 크로로프렌고무(CR)에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 탄소 충진재는 탄소나노튜브(CNT), 그래파이트(graphite), 카본블랙(carbon black), 카본파이버(carbon fiber) 및 그래핀(graphene)에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 점착성 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브(CNT) 0.1 내지 10 중량부, 카본블랙(Carbon black) 1 내지 15 중량부 및 그래핀(Graphene) 0.1 내지 10 중량부에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 점착성 수지 100 중량부에 대하여, 항산화제 및 가공조제에서 선택된 적어도 어느 하나를 0.01 내지 10 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 점착성 수지의 중량평균분자량은 10,000 내지 800,000인 것을 특징으로 하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 점착성 수지의 용융지수(MI)는 ASTM D1238기준으로 190℃의 2.16Kg에서 0.5 내지 60g/10min 인 것을 특징으로 하는 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물.
삭제
제1항 및 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 미끄럼방지용 전도성 수지 조성물을 포함하는 성형품.
제11항에 있어서,
상기 성형품은 시트, 패드, 필름, 포장지, 파이프, 파우치, 내장재, 용기 및 전자 부품 제조용 트레이에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 성형품.