KR20020061924A

KR20020061924A - 대전방지용 코팅조성물 및 대전방지용 코팅조성물이도포된 대전방지 및 수분 차폐봉투

Info

Publication number: KR20020061924A
Application number: KR1020010003034A
Authority: KR
Inventors: 서광석; 김종은; 신병근; 박상민
Original assignee: 서광석
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-07-25
Also published as: KR100426792B1

Abstract

본 발명은 대전방지용 코팅조성물 및 대전방지 코팅조성물이 도포된 대전방지 및 수분 차폐봉투에 관한 것으로 보다 상세하게는 전도성 고분자, 바인더 및 용매가 포함된 전도성 코팅조성물 및 대전방지 코팅조성물이 도포된 대전방지 및 수분차폐 봉투에 관한 것이다.

본 발명의 대전방지용 코팅조성물은 전도성 고분자 0.5∼5 중량부, 바인더 10∼50 중량부, 용매 40∼85 중량부 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 대전방지 차폐봉투 및 수분차폐봉투 등 각종 대전방지 차폐봉투에 사용할 수 있는 필름원단의 내외부 표면에 전도성 고분자로 이루어진 도전성 코팅액을 도포하여 표면저항이 10²-10¹⁰Ω/□ 범위에서 조절이 가능하면서 도전성분의 이행이 없이 영구대전이 가능한 각종 대전방지 및 수분 차폐봉투의 제공을 목적으로 한다.

Description

대전방지용 코팅조성물 및 대전방지용 코팅조성물이 도포된 대전방지 및 수분 차폐봉투{Coating composition for Electrostatic Dissipative and Electrostatic Dissipative Shielding and Moisture Barrier Bags dopped coating composition for Electrostatic Dissipative}

본 발명은 대전방지용 코팅조성물 및 대전방지용 코팅조성물이 도포된 대전방지 및 수분 차폐봉투에 관한 것으로 보다 상세하게는 전도성 고분자, 바인더 및 용매가 포함된 대전방지용 코팅조성물 및 이러한 코팅조성물이 도포된 대전방지 및 수분 차폐봉투에 관한 것이다.

컴퓨터 하드디스크드라이브용 헤드와 같은 정밀전자부품은 먼지 또는 주변의 습기에 의해 성능이 크게 좌우되므로 먼지 및 습기와 완전히 차단되어 수분의 영향을 받지 않는 상태에서 운반되어야 한다. 이때 이들 전자부품을 일정 용기에 담은 후 이를 다시 대전방지 또는 수분차폐 봉투에 넣고 진공포장하여 운반한다.

이외에도 정밀 전자부품을 운반할 때는 대전방지 처리된 비닐, 보통의 경우 폴리에틸렌으로 만들어진 봉투에 담아 운반한다. 비슷한 목적으로 사용되는 봉투로는 알루미늄이 증착된 폴레에스터 필름을 폴리에틸렌 필름과 합지한 후 내외부 표면에 대전방지 처리하여 사용하는데, 알루미늄 증착층의 두께에 따라 또는 알루미늄이 증착된 폴리에스터 필름을 몇 겹, 예를 들어 한 겹 또는 두 겹 이상, 사용하느냐에 따라 수분차폐성능이 좌우된다.

각종 대전방지 차폐봉투는 일반적으로 알루미늄, 니켈, 티타늄, 구리, 크롬, 아연 등의 금속을 증착하거나 스퍼터링하여 제조된 금속증착 폴리에스터 필름과 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene, LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene. LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(high density polyethylene, HDPE) 또는 이들 폴리에틸렌의 혼합물로 이루어진 폴리에틸렌 필름을 합지한 후 내외부 표면에 대전처리한 후 이 필름원단을 이용하여 봉투를 제조하여 사용한다.

금속이 증착된 증착층의 두께에 따라 쉴딩백(shielding bag)과 수분차폐봉투(moisture barrier bag)용 원단으로 구분된다. 쉴딩백의 경우 광학밀도(optical density)가 0.6 정도인 알루미늄 증착 폴리에스터 필름을 주로 사용하고 있고, 수분차폐봉투의 경우에는 광학밀도가 2 정도인 알루미늄 증착 폴리에스터 필름을 2겹 또는 그 이상 합지한 후 폴리에틸렌 필름과 다시 합지하거나 또는 폴리에스터 필름과 각종 두께의 알루미늄 호일을 합지한 후 이를 다시 폴리에틸렌과 합지하여 사용한다.

각종 대전방지 차폐봉투 제조시 가장 중요한 문제는 내외층의 대전방지 처리기술이다. 종래에 플라스틱 표면에 대전방지 처리를 하기 위해서는 플라스틱에 전도성 카본블랙, 카본화이버 또는 계면활성제 등을 혼합하거나 또는 표면에 코팅하는 방법을 주로 이용한다.

그러나 이들 방법에 의해 제조된 대전방지 또는 수분차폐봉투는 근본적으로 큰 문제점을 안고 있다. 전도성 증진제로서 카본블랙을 사용할 경우에는 봉투가 완전히 검은색이 되어 내용물 확인이 불가능하며, 또한 카본블랙이 검은색 불순물이 되어 제품의 성능에 악영향을 미친다.

계면활성제를 사용하면 계면활성제가 주위의 수분과 반응하여 이온전도성을 띠는 물질이기 때문에 수분의존성이 심하며, 3-6개월 정도 시간이 지나면 대전방지성을 완전히 잃어버리고, 가장 중요한 것은 계면활성제가 봉투 표면으로 기어나오는 소위 이행성 때문에 제품 표면에 불순물이 석출되는 불량을 초래하는 단점이 있다. 또한 계면활성제를 사용할 경우 내용제성이 열악하여 계면활성제가 혼합되거나 코팅된 대전방지 봉투의 경우 물, 에틸알콜, 이소프로필알콜 등의 용제로 세척하면 대전방지성을 잃는 문제점이 있다.

본 발명은 대전방지 차폐봉투 및 수분차폐봉투 등 각종 대전방지 차폐봉투 내외부 표면에 전도성 고분자로 이루어진 도전성 코팅액을 도포하여 표면저항이 10²-10¹⁰Ω/□ 범위에서 조절이 가능하면서 도전성분의 이행이 없이 영구대전이 가능한 각종 대전방지용 코팅조성물 및 대전방지용 코팅코팅조성물이 도포된 대전방지 및 수분 차폐봉투를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기에서, 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 중에서 선택된 1종류 이거나 또는 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자를 사용할 수 있는데, 예를 들면 술포닐기로 치환된 폴리아닐린, 탄소수가 4-10인 알킬기가 치환된 폴리티오펜, 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 옥타데실, 비페닐기가 치환된 폴리피롤 등의 변성 전도성 고분자를 사용할 수 있다.

바인더는 카보닐기, 수산기, 에스터기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기, 이미드기 카복실산, 말레인산, 무수말레인산 중에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상의 관능기가 포함되어 있는 수지를 사용한다.

용매는 메타크레졸, 클로로포름, 이미다졸, 에틸알콜, 증류수, 이소프로필알콜, 노말부탄올, 메탄올 중에서 선택된 1종류를 사용하거나 또는 상기 용매 2종류가 5:95∼95:5의 비로 혼합된 혼합용매를 사용할 수 있다.

한편 전도성 코팅액을 대전방지용 필름원단에 코팅하는 방법은 상기에서 언급한 전도성 고분자 0.5∼5 중량부, 바인더 10∼50 중량부, 용매 40∼85 중량부를 포함하는 전도성 코팅액을 필름원단의 내외면에 직접 스프레이 하는 코팅법, 필름원단을 전도성 코팅액에 함침하는 방법 또는 그라비아 코팅법으로 필름원단의 내외면에 0.1∼2 미크론(㎛)의 두께로 코팅한 후 40∼110℃의 온도에서 1∼20분 동안 건조한다. 건조 후 전도성 코팅액 중의 용매가 휘발되면서 필름원단에 전도성 코팅막이 형성되는 것이다. 또한 원하는 색상이 있는 경우 원하는 색상을 나타낼 수 있는 안료를 전도성 코팅액에 혼합하여 전도성 코팅액을 필름원단 내외면에 코팅하거나 또는 필름원단에 미리 안료를 코팅한 후 전도성 코팅액을 상기의 방법에 의해서 필름원단에 코팅할 수 있다.

한편 상기에서 언급한 스프레이, 함침 또는 그라비아 코팅 방법으로 필름원단 표면에 전도성 코팅액을 도포하기 전 프라이머 처리로서 카보닐기, 수산기, 에스터기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 카복실산, 아미드기, 이미드기, 말레인산, 무수말레인산 중에서 선택된 1종류 또는 2종류 이상의 관능기가 포함되어 있는 수지의 바인더를 단독 또는 2 종류 이상 혼합하여 필름원단 표면에 코팅한 후 40∼110℃의 온도에서 1∼20분 동안 건조한 후 전도성 고분자가 용매에 용해된 전도성 고분자액을 필름원단에 도포해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

그리고 전도성 코팅액을 필름원단에 코팅한 후 전도층 코팅막을 경화시킬 필요가 있는 경우 경화제로 멜라민, 이소시아네이트를 바인더에 혼합하여 전도층을 경화시킬 수 있는데 경화제의 함량은 경화정도 및 경화시간 등에 따라 다르기는 하지만 일반적으로 바인더 함량에 대하여 0.1∼5 중량부를 사용한다. 경화제 함량이 바인더 함량에 대하여 0.1 중량부 미만 사용하는 경우 경화효과가 미미하고, 5 중량부 초과 사용해도 경화도 증가효과가 미미하기 때문에 원가절감 측면에서 바람직하지 않다.

현재 많이 사용하고 있는 각종 대전방지 제품 중 대전방지 차폐봉투는 주로 알루미늄으로 증착된 폴리에스터 필름과 폴리에틸렌 필름을 사용하고 있는데, 외부의 폴리에스터층의 경우에는 상기에서 언급된 관능기가 있는 바인더가 모두 별도의 처리 없이 잘 코팅되나, 내부의 폴리에틸렌층의 경우에는 폴리에틸렌 표면을 코로나 처리해야 전도성 코팅액이 코팅된다. 이때 코로나 처리된 폴리에틸렌의 표면장력이 최소한 35 dynes/cm²이상이 되어야 한다.

이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

<실시예 1>

켐퍼설폰산이 도핑된 폴리아닐린 0.005 mmol과 아크릴계 바인더(애경화학, A811) 0.05 mmol을 메타크레졸과 클로로포름이 50:50으로 혼합된 혼합용매에 넣어 혼합한 후 이를 초음파 중탕기에서 36 시간 동안 초음파 처리하여 전도성 코팅액을 제조하였다. 이 전도성 코팅액을 광학밀도가 0.6인 쉴딩백 내외부 표면에 코팅한 후 100℃의 온도에서 1-5동안 건조시켜 필름원단 내외부 표면에 전도성 막을 형성하였다.

이와 같이 제조된 필름원단의 표면저항과 접착력을 측정한 바 표면저항은 내외부 표면 모두 10⁴Ω/□ 이었고, ASTM D3359 법에 의한 접착력은 5B 이었다.

<실시예 2>

켐퍼설폰산이 도핑된 폴리아닐린 0.005 mmol과 아크릴계 바인더 0.05 mmol을 메타크레졸과 클로로포름이 50:50으로 혼합된 혼합용매에 넣어 혼합한 후 이를 초음파 중탕기에서 36 시간 동안 초음파 처리하여 전도성 코팅액을 제조하였다. 제조된 전도성 코팅액을 다시 메타크레졸과 클로로포름이 50:50으로 혼합된 혼합용액으로 5배 희석시켜 묽은 전도성 코팅액을 제조한 후 묽은 전도성 코팅액을 광학밀도가 0.6인 쉴딩백 내외부 표면에 코팅한 후 100℃의 온도에서 1-5분 동안 건조시켜 필름원단 내외부 표면에 전도성 막을 형성하였다.

이와 같이 제조된 필름원단의 표면저항과 접착력을 측정한 바 표면저항은 내외부 표면 모두 10⁶Ω/□ 이었고, ASTM D3359 법에 의한 접착력은 5B 이었다.

<실시예 3>

3,4-에틸렌디옥시티오펜 3.5 mmol, 페릭톨루엔술포네이트 8.1 mmol, 이미다졸 2.3 mmol을 에틸알콜 15 그램(g)에 혼합한 도전성 코팅액을 만든 후 이를 대전방지 차폐봉투를 제조할 수 있는 필름원단 내외부 표면에 코팅한 후 80℃의 온도에서 2 분간 방치하여 필름원단 표면에 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜 합성을 유도하였다. 반응이 완료된 후 필름원단을 꺼내어 에틸알콜로 표면을 세척한 후 다시 80℃의 온도에서 2 분간 건조시켰다.

이와 같이 제조된 필름원단의 표면저항 및 접착력을 측정한 바 표면저항은 내외부 표면 모두 10³Ω/□ 이었고 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B이었다.

<실시예 4>

3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 0.005 mmol과 우레탄계 바인더(유니온화성, U-10) 0.05 mmol을 증류수와 이소프로필알콜이 50:50의 비로 혼합된 혼합용매에 넣어 혼합하여 도전성 코팅액을 만들었다. 이 도전성 용액을 광학밀도가 0.6인 쉴딩백용 필름원단의 내외부 표면에 도포한 후 약 80℃의 온도에서 2 분간 건조시켜 필름원단 내외부 표면에 전도성 막을 형성하였다.

이와 같이 제조된 필름원단의 표면저항 및 접착력을 측정한 바 표면저항은 10⁶Ω/□ 이었고 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B이었다.

본 발명의 전도성 코팅조성물 및 동 코팅조성물을 포함한 전도성 코팅액을 차폐봉투용 필름원단에 코팅하면 표면저항이 10²-10¹⁰Ω/□ 범위에서 조절이 가능하면서 전도성 성분의 이행성이 없으면서 수분의존성이 없는 각종 대전방지 차폐봉투제조용 필름원단을 제공할 수 있다.

Claims

전도성 고분자 0.5∼5 중량부, 바인더 10∼50 중량부, 용매 40∼85 중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지용 필름원단의 대전방지 코팅조성물
제 1항에 있어서, 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 중에서 선택된 1종류 이거나 또는 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자임을 특징으로 하는 대전방지용 필름원단의 대전방지 코팅조성물
제 1항에 있어서, 바인더는 카보닐기, 수산기, 에스터기, 아크릴기, 우레탄기, 카복실기, 아미드기, 이미드기, 카복실산, 말레인산, 무수말레인산 중에서 선택된 1종류 이거나 또는 2종류 이상의 관능기가 포함되어 있는 수지인 것을 특징으로 하는 대전방지용 필름원단의 대전방지 코팅조성물
제 1항에 있어서, 용매는 메타크레졸, 클로로포름, 이미다졸, 에틸알콜, 증류수, 이소프로필알콜, 노말부탄올, 메탄올 중에서 선택된 1종류 이거나 또는 상기 용매 2종류를 서로 5:95∼95:5의 비로 혼합한 혼합용매인 것을 특징으로 하는 대전방지용 필름원단의 대전방지 코팅조성물
제 2항에 있어서, 변성 전도성 고분자는 술포닐기로 치환된 폴리아닐린, 탄소수가 4-10인 알킬기가 치환된 폴리티오펜, 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 옥타데실 또는 비페닐기가 치환된 폴리피롤 임을 특징으로 하는 대전방지용 필름원단의 대전방지 코팅조성물
상기 특허청구범위 제 1항 내지 제 5항 중 선택된 어느 한 항의 대전방지 코팅조성물이 도포된 대전방지 차폐봉투
상기 특허청구범위 제 1항 내지 제 5항 중 선택된 어느 한 항의 대전방지 코팅조성물이 도포된 수분 차폐봉투