KR20020080785A - 대전방지용 전도성 고분자 코팅조성물 및 포장재료 - Google Patents

대전방지용 전도성 고분자 코팅조성물 및 포장재료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자부품 및 반도체부품 등의 정전기방지능이 우수한 포장재를 위한 대전방지용 전도성 고분자 코팅조성물로서 전도성고분자 0.5∼5중량부, 고분자바인더 10∼50중량부, 증점제 및 분산제 1∼5중량부, 접착 및 윤활제 0.01∼0.1중량부, 희석제인 용매 40∼80중량부를 포함하는 대전방지특성을 개선한 코팅조성물을 개시한다. 상기 구성에 의한 본 발명의 코팅조성물을 기저고분자에 적용하면 표면저항을 104∼1010Ω/□의 범위에서 조절할 수 있으며, 도막경도 및 코팅막의 내용제성이 우수하며 불순물 발생을 차단할 수 있다. 또한 본 발명의 전도성 고분자 코팅조성물은 가시광 영역투과도가 우수하여 이를 이용하여 코팅에 적용시 기저고분자대비 투명도가 95%이상인 대전방지용 포장제품을 생산하는 것이 가능하다.

Description

대전방지용 전도성 고분자 코팅조성물 및 포장재료{Electroconductive Coating Composition for Electrosdtatic Discharge and Packaging Materials}
본 발명은 전자부품 및 반도체부품 등의 정전기방지능이 우수한 포장재를 위한 대전방지용 전도성 고분자 코팅조성물 및 이를 이용한 포장재료에 관한 것으로서 보다 상세하게는 전도성고분자 0.5∼5중량부, 고분자바인더 10∼50중량부, 증점제 및 분산제 1∼5중량부, 접착 및 윤활제 0.01∼0.1중량부, 희석제인 용매 40∼80중량부를 포함함으로써 대전방지특성을 포함한 제반특성을 개선한 코팅조성물 및 포장재료에 관한 것이다.
전자부품 및 반도체의 고집적화에 따라 정전기 발생에 의한 기능저하 및 제품손상에 대한 문제가 대두되면서 여러 가지 경로로 발생되는 정전기에 대한 피해를 최소화하기 위한 많은 노력이 기울여지고 있다. 전자부품을 조립하거나 사용하는데 있어 부품에 영향을 미치는 정전기는 작업자의 인체, 작업공간, 부품자체, 조립 및 포장, 운반과정에서 작업자나 포장재료에서 생성되는 정전기가 전체부품 손상율의 35%이상을 차지하는 것으로 알려진 만큼 완성된 전자부품을 담고 운반하는 재료는 정전기가 발생되지 않거나 발생된 정전기를 효과적으로 소멸시킬 수 있어야 한다. 이를 위해 작업대를 포함한 작업공간을 정전기 방지재료로 처리하고, 인체에서 생성된 정전기가 부품에 전달되는 것을 방지하기 위해 작업자가 정전기 방지처리된 의복, 신발 등을 착용하여야 하고 최종적으로 완성된 전자부품은 최종제품이 되기 전까지 모든 운반과정동안 정전기 방지처리된 포장용기에 담아져 운반되어야 한다.
종래 전자부품 및 반도체 부품의 정전기방지를 위한 포장재료로 사용되어 오던 종류는 여러 가지가 있다. 가장 일반적으로 알려진 것으로는 카본블랙인데 원하는 물성을 가진 고분자에 혼합하거나 표면에 코팅함으로써 104Ω/□정도의 도전성을 발휘하여 현재 가장 범용적으로 사용되고 있다.
하지만 카본블랙은 사용중 입자불순물이 발생하여 제품이나 작업공간을 오염시키는 문제가 있어 주변환경에 있어 높은 청정도가 유지되어져야 하며, 또한 검은색을 띠므로 육안으로 용기내부의 제품을 확인할 수 없는 단점이 지적된다.
계면활성제를 사용한 대전방지재료는 109∼1012Ω/□정도의 대전성을 부여하기 위해 계면활성제를 기저고분자에 혼합하거나 표면에 코팅하여 사용된다. 하지만 상기 재료는 표면에 존재하는 일정량의 수분과 계면활성제의 친수성기가 수소결합을 한 후 전도성을 나타내는 이온전도성물질이기 때문에 습도가 20%이하로 떨어지게 되면 대전방지능이 소멸되며, 계면활성제 입자가 표면으로 누출되거나 입자에서 발생되는 이온성 불순물에 의해 제품이 부식되는 단점이 지적된다.
상기 재료이외에도 인듐 틴 옥사이드(ITO), 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 등을 고분자 표면에 증착시키거나 코팅하여 사용하는데 이는 저항조절의 한계가 있고 매우 고가이며 성형하여 제품을 만들 수 없어 성형품에는 적용하지 못하며, 바륨설페이트 및 타이타늄 옥사이드 등을 기저 고분자에 혼합한 재료 또한 카본블랙과 마찬가지로 입자를 혼합한 것이기 때문에 불순물이 발생하며, 대전방지성능을 내기 위해 많은 함량이 첨가되어야 하므로 기저고분자의 물성을 저하시키는 단점이 있다.
또한 금속이나 카본블랙이외에 도전성을 지니는 재료중의 하나로서 전도성고분자를 들 수 있다. 하지만 전도성 고분자 역시 합성 후 용융이나 용해가 어려워 코팅이나 고분자에 혼합하여 사용하는데 어려움이 있고, 비편재화된 고분자 사슬구조 때문에 대부분 진한 색을 지니므로 코팅투명도를 유지하기가 매우 어려운 문제가 있다.
현재 시판되고 있는 상기 전도성 고분자의 예로는 독일 오메콘사의 더블유 그린(W-GREEN)용액과 독일 바이엘사의 바이트론 피에치(Baytron PH) 등이 있다. 상기 더블유 그린은 바인더가 혼합된 형태의 제품으로 폴리에스터 필름에 코팅을 실시하면 접착력이 불량하고 용매의 증발시간이 매우 긴 단점이 있으며, 바이트론 피에치는 다른 전도성 고분자에 비해 전기적, 광학적 특성은 우수하나 코팅할 경우 용액자체만으로는 접착력, 표면경도, 내화학성을 가지지 못하는 단점이 있다.
이밖에도 국내에서 제조되고 있는 입자분산형의 폴리아닐린 용액은 입자분산상태가 불량하고 높은 고형분 함량에도 불구하고 전기전도도가 낮은 단점이 지적된다.
상기와 같이 시판되는 전도성 고분자용액을 그대로 사용하는 경우 전도성 고분자용액은 물성을 내기 위해 다른 용매나 바인더를 혼합하여야 하지만 상기 제품들에 적용시 고형분이 석출되거나 바인더를 사용하지 아니하는 경우에는 표면이 고분자 표면에서 분리되거나 용매에 용해되는 단점이 지적된다.
현재 진공성형용 쉬트로 사용되는 기저고분자재료는 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜공중합무정형폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG), 폴리카보네이트 등이 있으며 이들 재료는 성형시 최대 1000%까지 늘어날 것이 요구되어진다. 이때 부가적으로 사용되는 첨가제 및 코팅제는 상기 기저고분자와 비슷하거나 동일한 정도의 연신율을 가져야 한다.
첨가제로서 카본블랙은 파우더 형태로 30%까지 첨가되며 늘어나게 되더라도 저항변화 등의 물성에는 크게 변화가 없으며, 계면활성제의 경우 단분자이기 때문에 일정 길이로 늘린다 하더라도 고분자와 격리되는 현상은 발생하지는 아니한다. 하지만 기저고분자 표면에 코팅하여 전도도를 부여할 경우에는 일정량의 바인더를 사용하여야 하는데 이때 바인더의 연신율이 너무 작으면 연신시킬 경우 고분자가 늘어나는 정도와 유사하지 않아 코팅도막이 파괴되는 현상이 발생하는 문제가 상존한다.
또한 상기 기저고분자들은 유기용제에 취약성을 보유하여 종래의 방법에 따라 제품을 제조하는 경우에는 세척수 등의 유기용제에 의해 도막이 녹는 등의 문제를 해결할 수 없어 이에 대한 대책방안의 수립이 절실히 요구된다.
본 발명자는 상기와 같이 종래기술이 지니는 한계점들을 인식하고서 전기전도도가 우수하면서도, 높은 투명도를 보유하며, 도막물성이 우수하여 안정적으로 코팅처리가 가능할 뿐만 아니라 우수한 내용제성을 보유한 전도성 코팅조성물을 연구하여 오던 중 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 대전방지 특성 및 제반특성이 우수한 전도성 고분자 코팅조성물을 제공하는데 있다.
도 1은 메톡시메틸 폴리아마이드의 경화반응도.
본 발명의 대전방지용 전도성 코팅조성물은 전도성고분자 0.5∼5중량부, 고분자바인더 10∼50중량부, 증점제 및 분산제 1∼5중량부, 접착 및 윤활제 0.01∼0.1중량부, 희석제인 용매 40∼80중량부를 포함한다.
본 발명의 코팅조성물은 특히 전자부품 및 반도체부품의 포장용 재료에 적용하기 위한 정전기 방지능이 우수한 코팅조성물을 제공한다. 상기 코팅조성물은 진공성형용 플라스틱 필름 및 쉬트 등에 적용가능하며 특히 이들 필름 및 쉬트의 원료로는 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜공중합무정형폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG), 폴리카보네이트 및 상기 고분자에 고무성분을 10∼30%를 포함한 혼합고분자가 있다.
상기 전도성고분자는 수용성 또는 용제타입의 고분자를 포함하며, 예를 들면 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 이들의 변성된 전도성고분자로서 3번위치에 각각 탄소수가 5∼12개로 이루어진 알킬기를 포함하는 폴리티오펜, 3,4번위치에 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 2,3번위치에 탄소수 1∼4개를 포함한 알콕시기를 포함하거나 아미노기, 술폰기를 포함하는 폴리아닐린, 탄소수 5∼12개로 이루어진 알킬기를 포함하는 폴리피롤에서 선택된 어느 하나를 포함한다.
상기 전도성고분자는 고분자의 물성에 따라 수용성 또는 용제타입의 용액의 형태로 코팅조성물에 제공함이 바람직하다. 상기와 같은 전도성고분자 용액의 예를 들면 수용성 타입으로 수용액 중에 폴리티오펜계 전도성 고분자를 1% 이내로 분산시켜 놓은 바이트론 피에치(상품명: Baytron PH, 독일 바이엘사)용액이 있으며, 용제타입으로는 더블류 원 그린 (상품명: W1-Green, 독일 오메콘사)이 있다.
상기 전도성 고분자의 코팅조성물에의 첨가량은 바람직하기로는 0.5∼5중량부로 하며, 만일 0.5중량부 미만일 경우에는 요구되는 충분한 전도성의 확보가 곤란하고, 5중량부를 초과하면 대전방지 성능정도에 필요 이상으로 전도도가 높고 색이 진해지므로 바람직하지 않다. 다만 상기 조성범위는 절대적인 의미의 임계범위를 설정하는 취지는 아니며 적당한 범위에서의 편차는 당업자에게 자명한 정도의 것으로 본 발명의 권리범위를 벗어나지 아니한다.
상기 전도성 고분자용액을 코팅처리시 단독으로 적용하는 경우에는 코팅대상인 기저고분자표면으로부터 분리되거나 용매에 용해되는 문제가 우려되므로 이와함께 바인더를 첨가해 줄 필요가 있다.
본 발명에서 사용가능한 바인더로는 수용성 또는 용제타입의 바인더를 포함하며, 예를 들면 Tg가 상온이상인 수용성 또는 범용유기용제 분산형 아크릴, 우레탄, 에스터, 에테르, 에폭시 타입으로서 멜라민, 에폭시 경화제로 경화가 가능한 고분자 바인더 및 유기약산으로 경화가 가능한 메톡시메틸기를 포함한 폴리아마이드 등이 이에 포함된다.
상기 바인더 중에서도 특히 용제에 대한 내성과 진공성형시 도막의 안정성을 부여하기 위해서는 메톡시메틸기를 포함한 폴리아마이드를 적용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 메톡시메틸기를 포함한 폴리아마이드는 파라톨루엔술폰산 등의 유기약산의 처리에 의해 메톡시기가 폴리아마이드내의 -NH-기와 반응하여 한분자의 메탄올이 제거되면서 다른 체인에 있던 아마이드기와 메틸렌기로 연결함에 의해 경화를 수행하여 도막물성이 증가된다(도 1 반응도 참조).
또한 폴리아마이드 수지는 연성이 우수하므로 전도성 코팅조성물을 제조하여 고분자 기저수지에 코팅한 후 이를 진공성형함에 있어서도 코팅도막의 변화가 전혀 발생하지 아니한다. 이러한 특성은 전자부품 및 반도체부품을 포장하기 위한 대전방지용 진공성형품의 제조시 특히 유용하다. 즉 진공성형과 같이 통상적으로 250℃이상의 고온조건이 필수적인 환경하에서는 코팅도막의 균일성이 손실되고, 저항이 급격히 감소하거나 심지어 절연체가 되는 경우까지 초래되는 경우가 있는데 반해 상기 바인더를 사용하는 경우에는 이러한 염려가 없다.
상기 예시한 바인더들은 사용할 용매의 물성에 따라 선택하여 첨가되며 이경우 첨가량은 요구되는 저항에 따라 상이할 수 있다. 본 발명에서는 요구되는 표면저항의 범위가 104∼1010Ω/□인 경우 바람직하기로는 바인더 첨가시 전도성고분자와 바인더고형분 대비 1:100∼1:10 중량비를 유지하도록 함이 좋다.
또한 본 발명의 코팅조성물은 코팅시 표면 퍼짐성과 접착력증진을 도모하기 위해 접착 및 윤활제를 적량 첨가할 수 있다. 이때 첨가가능한 제품의 예로서는 플로린을 포함하는 FC 시리즈(3M사), 인 및 플로린을 포함하는 조닐첨가제(듀폰사), 실리콘타입 윤활제(신에츠사) 등을 들 수 있다.
전도성 물질의 분산을 위한 증점제로는비점이 200℃이상인 글리콜 및 글리세롤로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜이에틸에테르, 글리세롤, 글리세롤디글리시딜에테르의 군에서 선택된 적어도 1종이 바람직하다.
또한 전도성 고분자의 분산제로는 특별한 한정을 요하는 것은 아니지만 바람직하기로는 예를 들면 1-메틸-2-피롤리디논, 1-메틸피롤리돈, 2-메틸피롤리돈, 1-메틸-3-피롤리디올 등이 있다.
일반적으로 전자부품 및 반도체부품 포장에 사용되는 진공성형용 쉬트를 구성하는 고분자재료로는 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜공중합무정형폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG), 폴리카보네이트 등이 많이 사용되며 이중에서도 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트는 특히 기계적 강도 및 투명도가 우수하여 각광을 받고 있다. 하지만 상기 재료들은 아세톤 및 톨루엔 등을 포함한 유기용제에 대한 내성이 부족하다 함은 이미 앞서 설명한 바와 같다.
본 발명은 상기와 같이 쉬트를 구성하는 고분자재료의 내용제성을 개선하기 위한 목적으로 코팅조성물에 유기실리케이트를 적량 첨가한 전도성 고분자 코팅조성물을 포함한다.
상기 유기실리케이트로서 사용가능한 물질의 예로서는 탄소수 1∼4인 테트라에톡시올소실리케이트, 테트라메톡시실리케이트, 테트라아이소프로폭시실리케이트, 테트라부톡시실리케이트 등을 들 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니며 이들의 균등물들을 포함한다.
상기 유기실리케이트는 바람직하기로는 코팅조성물내에 소정의 약산과 물로 반응시켜 가수분해시킨 형태의 실리케이트 졸용액의 형태로 제공된다. 또한 코팅도막의 충분한 내용제성을 확보하기 위해서는 상기 실리케이트졸용액은 사용되는 바인더의 고형분에 대해 바람직하기로는 5∼95중량부로 하며, 특히 고분자 기저수지와의 접착력증진을 위해 비닐, 에폭시, 메타크릴 등의 작용기가 포함된 실리케이트를 사용하는 졸용액 고형분 함량에 대해 5∼20중량부 혼합하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 유기실리케이트를 코팅조성물내에 첨가하면 코팅시에 일부반응이 진행되며 폴리아마이드 경화반응에서와 마찬가지로 진공성형시 경화가 완료되어 내용제성 특히 수용성타입의 바인더의 경우 알콜에 대한 내용제성이 크게 개선되며, 또한 산업현장에서 세척제로 많이 사용되는 이소프로필알콜, 에틸알콜에 대한 내성에서 매우 우수하다.
뿐만 아니라 상기 유기실리케이트를 첨가하게 되면 표면윤활성을 개선하는데 있어서도 매우 유용하다. 전자부품 및 반도체 포장용 재료는 유, 무기불순물이 많이 문제되는데 미량의 유기물입자도 불순물로 간주되므로 반응에 참여하거나 네트워크가 형성되는데 참여하지 않는 첨가제는 사용할 수 없으므로 코팅표면의 윤활성을 증가시킬 어떠한 첨가제도 사용할 수 없는 한계가 있다. 하지만 상기 유기 실리케이트를 첨가하면 경화반응 후 표면이 매우 매끄로워 별도로 첨가제를 사용하여 표면윤활성을 부여할 필요가 전혀 없다.
본 발명의 전도성 고분자 코팅조성물에 사용되는 용매는 사용되는 전도성 고분자 및 바인더 등에 따라 적절한 용매를 선택하도록 하며 사용가능한 용매의 예로서는 코팅액에 따라 증류수; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 노르말부탄올을 포함하는 탄소수 1∼4의 알콜; 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메톡시부탄올, 에톡시부탄올, 에틸아세테이트, 1-메틸-2-피롤리디논의 군에서 선택된 적어도 1종의 용매가 이에 포함된다. 바람직하기로는 상기 용매 중에서 비중이 높고 낮으며 전체 조성에 대해 상용성이 있는 것을 2종 이상 선택하여 혼합사용하도록 하며 전체 코팅조성물에 대해 20∼80중량부를 사용하는 것으로 충분하다.
또한 본 발명은 상기 대전방지용 전도성 코팅조성물을 이용하여 기저고분자로서 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜공중합무정형폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG), 폴리카보네이트 및 상기 고분자에 고무성분을 10∼30%를 포함한 혼합고분자의 군에서 선택된 적어도 1종의 표면에 코팅하여 제조한 전자부품 또는 반도체부품을 위한 포장재를 포함한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 구체적으로 설명하고자 하나 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.
<비교예 1>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4g, 수용성 아크릴계 바인더 (Tg=10oC) 9.6g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g 및 에틸렌 글리콜 0.2g을 첨가하여 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액에 녹여 무정형폴리에스터 쉬트에 코팅 한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 105Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 4B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 95%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 1012Ω/□이상이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 1012Ω/□ 이상으로 증가하였다.
<비교예 2>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4g, 수용성 우레탄계 바인더(Tg=35oC) 8.9g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g 및 에틸렌 글리콜 0.2g을 첨가하여 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액에 녹여 무정형폴리에스터 쉬트에 코팅 한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 105Ω/□ 이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰 한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 95%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 1012Ω/□ 이상이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 1012Ω/□ 이상으로 증가하였다.
<비교예 3>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4g, 수용성 우레탄계 바인더 (Tg=35oC) 8.9g, 수용성 멜라민 경화제 0.02g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g 및 에틸렌 글리콜 0.2g을 첨가하여 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액에 녹여 무정형폴리에스터 쉬트에 코팅한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 105Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 95%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 1012Ω/□ 이상이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 1012Ω/□이상으로 증가하였다.
<실시예 1>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4g, 메톡시메틸 폴리아마이드 (MW: 40,000) 9g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g 및 에틸렌 글리콜 0.2g, 1-메틸2-피롤리디논 0.2g을 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액에 녹여 무정형폴리에스터 쉬트에 코팅한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 105Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 95%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 1010Ω/□이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 107Ω/□으로 관찰되었다.
<실시예 2>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4g, 메톡시메틸 폴리아마이드 (MW: 40,000) 9g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g, 약한 유기산인 파라톨루엔술포닉에시드 0.003g 및 에틸렌 글리콜 0.2g, 1-메틸2-피롤리디논 0.2g을 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액에 녹여 무정형폴리에스터쉬트에 코팅 한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 105Ω/□이며 ASTMD3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 95%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 106Ω/□이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 107Ω/□으로 관찰되었다.
<실시예 3>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 4g, 메톡시메틸 폴리아마이드 (MW: 40,000) 9g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g 및 에틸렌 글리콜 0.2g, 1-메틸2-피롤리디논 0.2g을 25g의 에틸알콜 및 아이소프로필 알콜 혼합 용액을 제조한 후 테트라 에톡시 실란을 고형분 함량 5%가 되게 에틸알콜에 희석하여 실온에서 4시간 반응시킨 실리케이트 졸용액을 0.5g 첨가하여 무정형폴리에스터 쉬트에 코팅한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 105Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 5B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 95%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 105Ω/□이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 107Ω/□으로 관찰되었다.
<실시예 4>
용제타입 아크릴계 바인더가 혼합된 시판 폴리아닐린 용액 3g, FC430 (3M사)0.01g, 톨루엔 10g, 노르말 부탄올 10g을 경질 폴리염화비닐 쉬트에 코팅한후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 106Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 3B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 72%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 1012Ω/□이상이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 1012Ω/□이상으로 증가하였다.
<실시예 5>
켐퍼술폰산으로 도핑된 폴리아닐린 3g, 용제타입 아크릴계 바인더 용액 (Tg: 60oC) 5g, KP322 (신에츠사) 0.01g, 톨루엔 10g, 노르말 부탄올 10g을 경질 폴리염화비닐 쉬트에 코팅한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 105Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 4B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 75%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 109Ω/□이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 1010Ω/□으로 관찰되었다.
<실시예 6>
염화철로 도핑된 폴리피롤 용액 3g, 용제타입 경화 후 우레탄이 생성되는 아크릴 폴리올 바인더 용액(Tg: 45oC) 5g, BYK 310 (BYK사) 0.01g, 톨루엔 10g, 노르말 부탄올 10g을 경질 폴리염화비닐 쉬트에 코팅한 후 70oC에서 5분간 건조하였다. 상기방법으로 제조된 쉬트의 표면저항은 108Ω/□이며 ASTM D3359법에 의한 접착력은 4B였다. 또한 UV 스펙트럼으로 관찰한 550nm에서의 투명도는 고분자 쉬트 대비 80%이고, 아이소프로필알콜에 침지한 와이프로 세척시 저항은 109Ω/□이며, 260oC에서 진공성형시 저항은 109Ω/□으로 관찰되었다.
상기 실시예 1∼6 및 비교예를 포함한 전도성 고분자 코팅조성물의 함량 및 물성측정결과를 하기 표 1에 나타내었다.
<표 1> 전도성 고분자 코팅조성물의 함량 및 물성측정결과
구분 전도성물질 바인더종류 표면저항(Ω/□) 접착력(B) 세척후 저항(Ω/□) 성형후 저항(Ω/□)
비교예 1 PEDOT* 아크릴 10sup5 4 10sup12 10sup12
비교예 2 PEDOT 우레탄 10sup5 5 10sup12 10sup12
비교예 3 PEDOT 우레탄 10sup5 5 10sup12 10sup12
실시예 1 PEDOT 아마이드 10sup5 5 10sup10 10sup7
실시예 2 PEDOT 아마이드 10sup5 5 10sup6 10sup7
실시예 3 PEDOT 아마이드 10sup5 5 10sup5 10sup7
실시예 4 PANI+ 아크릴 10sup6 3 10sup12 10sup12
실시예 5 PANI 아크릴 10sup5 4 10sup9 10sup10
실시예 6 PPY++ 아크릴 10sup8 4 10sup9 10sup9
* 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜, +: 폴리아닐린, ++: 폴리피롤
본 발명에 의하면 표면저항을 104∼1010Ω/□의 범위에서 조절할 수 있으며, 도막경도 및 코팅막의 내용제성이 우수하며 불순물 발생을 차단할 수 있다. 또한 본 발명의 전도성 고분자 코팅조성물은 가시광 영역투과도가 우수하여 이를 이용하여 코팅에 적용시 기저고분자대비 투명도가 95%이상인 대전방지용 포장제품을 생산하는 것이 가능해진다.

Claims (8)

  1. 전자부품 또는 반도체부품 등을 위한 포장재의 기저고분자용 코팅조성물에 있어서, 전도성고분자 0.5∼5중량부, 고분자바인더 10∼50중량부, 증점제 및 분산제 1∼5중량부, 접착 및 윤활제 0.01∼0.1중량부, 희석제인 용매 40∼80중량부를 포함함을 특징으로 하는 대전방지용 전도성 코팅조성물
  2. 제 1항에 있어서, 전도성고분자는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 이들의 변성된 전도성고분자로서 3번위치에 각각 탄소수가 5∼12개로 이루어진 알킬기를 포함하는 폴리티오펜, 3,4번위치에 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 2,3번위치에 탄소수 1∼4개를 포함한 알콕시기를 포함하거나 아미노기, 술폰기를 포함하는 폴리아닐린, 탄소수 5∼12개로 이루어진 알킬기를 포함하는 폴리피롤에서 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 대전방지용 전도성 코팅조성물
  3. 제 1항에 있어서, 바인더는 Tg가 상온이상인 수용성 또는 범용유기용제 분산형 아크릴, 우레탄, 에스터, 에테르, 에폭시 타입으로서 멜라민, 에폭시 경화제로 경화가 가능한 고분자 바인더 및 유기약산으로 경화가 가능한 메톡시메틸기를 포함한 폴리아마이드에서 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 대전방지용 전도성 코팅조성물
  4. 제 1항에 있어서, 증점제는비점이 200℃이상인 글리콜 및 글리세롤로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜이에틸에테르, 글리세롤, 글리세롤디글리시딜에테르에서 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 대전방지용 전도성 코팅조성물
  5. 제 1항에 있어서, 접착 및 윤활제는 플로린을 포함하는 FC 시리즈, 인 및 플로린을 포함하는 조닐첨가제, 실리콘타입 윤활제에서 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 대전방지용 전도성 코팅조성물
  6. 제 1항에 있어서, 용매는 코팅액에 따라 증류수; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 노르말부탄올을 포함하는 탄소수 1∼4의 알콜; 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메톡시부탄올, 에톡시부탄올, 에틸아세테이트, 1-메틸-2-피롤리디논의 군에서 선택된 적어도 1종의 용매를 포함함을 특징으로 하는 대전방지용 전도성 코팅조성물
  7. 제 1항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 있어서, 유기실리케이트로서 탄소수 1∼4인 테트라에톡시올소실리케이트, 테트라메톡시실리케이트, 테트라아이소프로폭시실리케이트, 테트라부톡시실리케이트에서 선택된 적어도 1종을 추가로 포함함을 특징으로 하는 대전방지용 전도성 코팅조성물
  8. 제 1항 내지 제 6항 중의 어느 한 항에 의한 전도성 코팅조성물을 기저고분자로서 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜공중합무정형폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG), 폴리카보네이트 및 상기 고분자에 고무성분을 10∼30%를 포함한 혼합고분자의 군에서 선택된 적어도 1종의 표면에 코팅한 전자부품 또는 반도체부품을 위한 포장재
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