KR20060094638A - 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름 및 이를 이용한 정전분산 전자부품 포장 봉투 - Google Patents

정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름 및 이를 이용한 정전분산 전자부품 포장 봉투 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름 및 이를 이용한 정전분산 전자부품 포장 봉투에 관한 것으로서, 단층 혹은 다층 기저 플라스틱 필름의 적어도 일면에 전도성 고분자 1∼10중량%, 아크릴-우레탄 공중합 바인더 5∼30중량%, 물 또는 유기용매 또는 이들의 혼합 용매 30∼80중량%, 방오·방습 첨가제 0.1∼5중량% 및 열 접착 기능성 수지 0.5∼5중량%를 포함하는 정전분산용 코팅 조성물이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름을 제공한다.

Description

정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름 및 이를 이용한 정전분산 전자부품 포장 봉투{A film for packaging bags of electronic parts with electrostatic dissipative and Packaging bags of electronic parts with electrostatic dissipate using it}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름의 저면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름의 단면도.
본 발명은 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름 및 이를 이용한 정전분산 전자부품 포장 봉투에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방오·방습 기능과 강력한 열 접착력을 갖는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름 및 이를 정전분산 전자부품 포장 봉투에 관한 것이다.
전자부품 혹은 반도체부품 포장용 정전분산 봉투는 정전분산 기능뿐 아니라, 지문, 이물질 등으로부터 오염을 방지할 수 있는 방오 기능과 수분으로부터 보호받을 수 있는 방습 기능이 필요하다. 즉, 방오·방습 기능이란 내부로 물, 기름 또는 기타 오염물질이 침투하는 것을 방지하는 기능으로 표면을 특수 코팅 등을 통해 필름과 이물질 간의 접촉각을 크게 하면, 접촉된 물, 기름 또는 기타 오염 물질의 접촉 표면이 최소화되므로 오염물질이 내부로 침투하지 못하게 하는 기능을 의미한다.
기존에 알려진 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름은 일반적으로 폴리에스테르(polyester) 필름 위에 알루미늄, 니켈, 티타늄, 구리, 크롬, 아연 등의 금속 물질을 증착하거나 스퍼터링하여 제조된 금속증착 폴리에스테르 필름과 계면활성제, 카본블랙 등으로 표면이 대전 코팅 처리된 폴리에틸렌 필름을 합지하여 제조되며, 이를 이용하여 전자부품 포장용 봉투를 제조하였다. 계면활성제를 이용한 정전분산 봉투의 경우 이온을 갖는 계면활성제의 영향으로 수분과 민감하게 반응하여 반영구적인 정전분산 효과를 얻지 못할 뿐만 아니라, 표면으로 이온이 전이되어 기저 플라스틱 필름에 석출되어 반도체부품 포장용 정전분산 봉투로는 적절하지 못하다. 또한, 카본블랙을 사용한 정전분산 봉투의 경우 필름 제조 시 흑색 카본 분진 발생의 우려가 있을 뿐 아니라, 투명성을 갖지 못하는 문제점이 있어 반도체부품 포장용 정전분산 필름으로는 적절하지 못하다.
이러한 문제점을 보완하기 위해 최근에는 전도성 고분자를 이용한 정전분산 봉투의 제조가 시도되고 있다. 전도성 고분자는 카본블랙과 계면활성제가 갖지 못 하는 투명성, 높은 전기전도도 및 표면 전이가 전혀 없다는 이점들이 있어서 최근에 전자부품, 반도체부품 포장용 정전분산 봉투의 코팅 조성물로 널리 사용되고 있다.
전도성 고분자를 이용한 코팅 조성물은 독일 바이에르사에서 "Baytron"이라는 전도성 폴리티오펜 수용액을 개발하여 판매하고 있다. 이들 조성물에 대한 내용은 미국특허 제5,372,924호에 개시되어 있다.
이들 전도성 고분자 코팅 조성물을 사용하여 기저 플라스틱 필름 위에 다양한 방식으로 코팅된 정전분산용 수분차폐 봉투의 관련 특허는 미국특허 제5,759,649호, 제5,478,616호 및 대한민국등록특허 제426792호에 알려져 있으며, 구체적으로는 금속증착 폴리에스테르 필름과 일반 폴리에틸렌을 합지한 후 표면에 전도성 고분자 코팅 조성물로 처리하고, 이 필름을 사용하여 전자부품 포장용 봉투를 제조한다.
하지만, 상기 전도성 고분자 코팅 조성물을 사용하여 제조된 정전분산용 필름의 경우 투명성과 표면저항은 양호하지만 방오·방습 기능을 보강하고자 금속 증착된 폴리에스테르 필름을 사용하므로 원가 상승, 생산성 저하 및 금속 환경 오염의 원인이 되고 있다. 더욱이, 내피면을 알려진 전도성 고분자 조성물로 코팅한 후 봉투를 제조하면 열 접착력이 현저하게 감소하여 봉투의 기능으로는 부적합하다. 폴리에틸렌 필름은 열에 의해 서로 강한 접착력을 갖고 있지만, 전도성 고분자가 코팅된 필름은 열에 의한 접착력이 현저하게 감소하여 상품성 가치를 상실하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 방오·방습과 열 접착 기능을 동시에 갖는 정전분산용 전도성 코팅 조성물이 도포된 전자부품 포장 봉투용 필름을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 전자부품 포장 봉투용 필름을 이용하여 제조되는 전자부품 포장 봉투를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 단층 혹은 다층 기저 플라스틱 필름의 적어도 일면에 전도성 고분자 1∼10중량%, 아크릴-우레탄 공중합 바인더 5∼30중량%, 물 또는 유기용매 또는 이들의 혼합 용매 30∼80중량%, 방오·방습 첨가제 0.1∼5중량% 및 열 접착 기능성 수지 0.5∼5중량%를 포함하는 정전분산용 코팅 조성물이 코팅되어 있는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름을 제공한다.
상기 정전분산용 코팅 조성물이 상기 필름의 외피면에 전면 코팅되고, 그 내피면에는 매시 혹은 격자 형태로 부분 코팅될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 필름을 열 접착하여 제조되는 정전분산 전자부품 포장 봉투를 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 방오·방습과 열 접착 기능을 동시에 갖는 정전분산용 전도성 코팅 조성물이 도포된 전자부품 포장 봉투용 필름에 관한 것이다.
본 발명은 수분 차폐 목적으로 폴리에스테르 필름 위에 금속을 증착한 후 폴 리에틸렌 필름과 합지하여 사용하는 대신에 불소-우레탄 공중합 고분자 형태의 방오·방습 첨가제와 열 접착에 따른 접착력 증진을 위해 열 접착 기능성 수지를 포함하는 정전분산용 코팅 조성물을 제조하고, 이를 기저 플라스틱의 단면 또는 양면에 코팅하여 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름을 제공한다. 또한, 상기 필름의 외피면은 전면 코팅하고 내피면은 매시(mesh) 혹은 격자 형태로 부분 코팅할 수 있으며, 이로써 외피면과 내피면이 동시에 방오·방습 기능과 강력한 열 접착력을 갖게 되며, 특히 내피면 필름이 추가로 강력한 접착력을 가질 수 있게 된다. 또한, 상기 외피면과 내피면을 동시에 코팅하는 경우 상기 내피면에는 본 발명의 정전분산용 코팅 조성물을 코팅하고, 외피면에는 상기 정전분산용 코팅 조성물에서 열 접착 기능성 수지를 제외하고 코팅하여 접착력을 조절할 수 있다.
본 발명의 정전분산용 코팅 조성물은 전도성 고분자 1∼10중량%, 아크릴-우레탄 공중합 바인더 5∼30중량%, 물 또는 유기용매 또는 이들의 혼합 용매 30∼80중량%, 방오·방습 첨가제 0.1∼5중량% 및 열 접착 기능성 수지 0.5∼5중량%를 포함한다.
상기 전도성 고분자로는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(3,4-에틸렌티오펜) 또는 이들의 유도체나 공중합물과 π-공액계 전기 전도성 고분자 등이 사용될 수 있다.
상기 유기용매로서는 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 2-부탄온, 4-메틸-2-펜탄온 등의 극성 유기용매와 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 이소부틸알코올, t-부틸알코올, 벤질알코올, 에틸렌글리콜 등의 알코올 등을 예시할 수 있으며, 바람직하게는 DMSO, NMP, 이소프로필알코올이 사용된다. 이들 유기용매는 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 방오·방습 첨가제로는 불소-우레탄 공중합 고분자 형태로 과불소 알킬 알코올과 관능성 이소시아네이트 공단량체가 자유라디칼 중합 반응에 의해 수산기와 이소시아네이트기의 우레탄 반응으로 중합하여 제조되는 과불소-우레탄 공중합체이거나, 적어도 하나 이상의 불소함유 말단기를 가진 화합물 또는 올리고머 및 이들의 연속 단위인 고분자를 포함하는 불소 조성물들을 포함한다. 불소-우레탄 공중합 고분자에서 과불소기 [CF3(CF2)n 기능성 작용기]에서 n이 1∼20, 평균 분자량이 1,000∼10,000인 것이 바람직하다. 상기 방오·방습 첨가제를 포함하는 정전분산용 코팅 조성물로 코팅된 필름의 표면 접촉각은 80∼130도를 가지며, 표면저항은 103∼109Ω/cm2을 갖는다.
상기 열접착 기능성 수지로는 분자 내에 아실옥시기를 함유하는 올레핀계 공중합체로서, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-에틸렌 디아세테이트 공중합체 등의 에틸렌계 공중합체; 프로필렌-아세트산비닐 공중합체, 프로필렌-에틸렌 디아세테이트 공중합체 등의 프로필렌계 공중합체 등이 있으며, 수용성 핫멜트 열접착 기능성 수지로서 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(옥시에틸렌), 폴리(비닐알코올), 아크릴산, 폴리(에틸렌 아크릴산), 폴리(에틸렌 비닐공중합체) 중에서 선택된 1종 혹은 2종 이상이 혼합된 것이 사용될 수 있다. 상기 수용성 핫멜트 열접착 기능성 수지 는 점착성 부여 수지 및 왁스 또는 가소제 등의 첨가제와 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 기저 플라스틱으로는 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리설폰, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 이들의 혼합물 및 공중합체와 페놀수지, 에폭시수지, 우레탄수지, ABS수지에서 선택된 1종이거나 선택된 1종 이상의 다층으로 형성되어 있는 필름이 사용될 수 있다. 바람직하게는 외피면에 폴리에스테르 필름과 내피면에 폴리에틸렌 필름이 합지되어 있는 다층 필름을 들 수 있다. 또한, 내첨형 대전방지필름과 일반 플라스틱 필름이 합지된 다층 필름도 사용할 수 있다. 본 발명의 정전분산용 코팅 조성물을 외피면의 플라스틱 필름에 그라비아 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅 등 일반 코팅 방식에 의해 코팅한 후 열경화시켜 우수한 표면 전도성 필름을 제조하고 열 접착에 의해 내피면의 내첨형 대전방지 필름을 접착시켜 정전분산 전자부품 포장 봉투를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름의 단면도를 나타낸다. 상기 필름은 폴리에스테르 필름 외층(10)과, 폴리에틸렌 필름 내층(20)과 상기 외층(10) 및 내층(20)에 각각 형성되어 있는 정전분산 코팅층(30a 및 30b)으로 이루어진다. 상기 정전분산 코팅층(30a 및 30b)은 정전분산용 고분자 코팅액 조성물을 코팅하여 형성된다. 정전분산용 고분자 코팅액 조성물은 수용성 고분자 분산액인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(독일 H.C. Starck사의 Baytron PH), 아크릴-우레탄 공중합 바인더, 물 및 유기용매(NMP, DMSO), 방오·방습 첨가 제인 과불소-우레탄 공중합체(BPI Co, Bondthane UD-50), 수용성 열접착 수지, 슬립성 첨가제를 첨가하여 제조되었다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름의 저면도를 나타낸다. 상기 필름의 폴리에틸렌 필름 내피면(120)에 정전분산용 코팅 조성물이 매시 혹은 격자형태로 코팅되어 있다. 그라비아, 롤, 스크린, 스프레이 등의 일반 코팅 방식에 의해 정전분산용 코팅 조성물을 다양한 폭, 높이, 홀 폭의 간격을 조절하여 매시 혹은 격자형태로 코팅하면, 정전분산 효과가 100% 그대로 유지되면서 열 접착력이 현저하게 증가될 수 있다. 매시 혹은 격자 형태로는 폭 0.01∼5mm, 높이 0.1∼5㎛, 홀 폭이 0.1∼5mm 범위인 매시 형태가 바람직하며, 격자, 사각형, 마름모, 구형 등 다양한 형태의 매시 또는 격자 모양으로 이루어질 수 있다. 상기 매시 또는 격자 형태가 상기 범위를 벗어나는 경우 표면저항이 좋아짐에 따른 접착력 감소와 접착력이 좋아짐에 따른 표면저항이 증가하는 결과를 초래할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름의 단면도를 나타낸다. 상기 필름은 폴리에스테르 필름 외층(210)과, 상기 외층(210) 위에 형성된 정전분산 코팅층(230) 및 내첨형 대전방지 폴리에틸렌 필름 내층(240)으로 이루어진다. 상기 필름은 폴리에스테르 필름(210)과 내첨형 대전방지 폴리에틸렌 필름(240, 표면저항 109Ω/cm2)이 합지된 필름에서 폴리에스테르 필름 위에 본 발명의 정전분산 코팅액을 그라비아 코팅 방식으로 코팅하고, 80∼100℃에 서 2분간 열경화시켜 제조하였다. 정전분산 코팅액으로 코팅된 폴리에스테르 필름의 표면저항은 105Ω/cm2, 표면 접촉각(Phoneix 300)은 95도를 나타내었다. 상기의 코팅액으로 코팅된 정전분산용 필름의 내피면인 내첨형 대전방지 폴리에틸렌 필름을 160℃에서 서로 열 접착시켜 전자부품 포장용 봉투를 제조할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
1% 수용성 고분자 분산액인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(독일 H.C. Starck사의 Baytron PH) 30중량%, 아크릴-우레탄 공중합 바인더(Stahl Asia Pte Ltd., WF-4644) 15중량%, 물 11중량%, 이소프로필알코올 30중량%, 유기용매(NMP와 DMSO 1:4 혼합용매) 10중량%, 방오·방습 첨가제인 과불소-우레탄 공중합체(BPI Co, Bondthane UD-50) 1중량% 및 열접착 기능성 수지(Vixxol Co., TKW-1080) 3중량%를 사용하여 전도성 코팅액을 제조하였다.
상기 코팅액을 그라비아 코팅 방식에 의해 기저 플라스틱(외피는 폴리에스테르 필름이고 내피는 폴리에틸렌인 합지 필름)의 내피면에 코팅하고, 외피면에는 상기 코팅액에서 열접착 기능성 수지만을 제외한 전도성 코팅액을 코팅하고 80∼100℃에서 2분간 열경화시켰다.
<실시예 2 내지 3 및 비교예 1>
방오·방습 첨가제와 열접착 기능성 첨가제 비율을 달리하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 필름의 물성 시험 결과를 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
방오·방습, 열접착 기능성 첨가제 비율 1중량% 2중량% 3중량% 0%
표면저항 2x105Ω/cm2 3x105Ω/cm2 4x105Ω/cm2 2x105Ω/cm2
표면 접촉각 75도 95도 115도 60도
접착력 40 45 50 10
조건 1. 표면저항은 ASTM D257 방식으로 측정하였다. 2. 표면 접촉각은 Phoneix 300(SEO Co.) 측정장치를 이용하여 측정하였다. 3. 접착력은 내면인 폴리에틸렌의 열 접착력의 결과이다. (코팅되지 않은 폴리에틸렌의 열 접착력을 100으로 기준)
<실시예 4 내지 5 및 비교예 2 내지 3>
실시예 1에서 제조된 전도성 코팅액을 사용하여 기저 플라스틱의 내피면(폴리에틸렌)에 내피면(폴리에틸렌)에 매시 형태로 부분 코팅하고 80∼100℃에서 2분간 열 경화시켜 매시 모양의 구조를 갖는 코팅층을 형성하였다. 외피면(폴리에스테르)에는 상기 전도성 코팅액에서 열접착 기능성 수지만 제외시킨 전도성 코팅액을 전면 코팅하고 80∼100℃에서 2분간 열 경화시켰다.
하기 표 2에 기재된 바와 같이 매시 형태를 달리하여 실시예 4 내지 6 및 비교예 2의 필름을 제조하였다. 실시예 4 내지 5 및 비교예 2 내지 3에 따라 제조된 필름의 폴리에틸렌 내피면의 물성을 표 2에 나타내었다.
실시예 4 실시예 5 비교예 2 비교예 3
홀 폭의 간격(매시의 폭 0.5mm, 높이 1㎛ 고정) 3mm 5mm 10mm 0mm
표면저항 8x105Ω/cm2 3x106Ω/cm2 2x107Ω/cm2 3x105Ω/cm2
표면 접촉각 91도 85도 71도 95도
접착력 91 93 95 50
조건 1. 표면저항은 ASTM D257 방식으로 측정하였다. 2. 표면 접촉각은 Phoneix 300(SEO Co.) 측정장치를 이용하여 측정하였다. 3. 접착력은 내면인 폴리에틸렌의 열 접착력의 결과이다. (코팅되지 않은 폴리에틸렌의 열 접착력을 100으로 기준)
본 발명은 기존 전도성 고분자 코팅 조성물을 사용한 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름 제조의 경우 정전분산 기능성은 우수하나 방오·방습 기능성이 부족할 뿐 아니라, 봉투 제조 시 열에 의한 접착력이 약한 단점을 보완하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명에 따른 정전분산용 코팅 조성물을 기저 플라스틱 필름의 단면 또는 양면에 코팅하거나, 또는 내피면을 매시 혹은 격자 형태로 부분 코팅함으로써, 본 발명의 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름은 외피면과 내피면이 동시에 방오·방습 기능성과 탁월한 열 접착력을 가질 뿐 아니라, 기존 금속증착 필림을 사용하지 않기 때문에 경제적이고 환경친화적인 이점을 가질 수 있다.

Claims (7)

  1. 단층 혹은 다층 기저 플라스틱 필름의 적어도 일면에 전도성 고분자 1∼10중량%, 아크릴-우레탄 공중합 바인더 5∼30중량%, 물 또는 유기용매 또는 이들의 혼합 용매 30∼80중량%, 방오·방습 첨가제 0.1∼5중량% 및 열접착 기능성 수지 0.5∼5중량%를 포함하는 정전분산용 코팅 조성물이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 정전분산용 코팅 조성물이 상기 필름의 외피면에 전면 코팅되고, 그 내피면에는 매시 혹은 격자 형태로 부분 코팅되는 것을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 매시 혹은 격자 형태는 폭이 0.1∼5mm, 높이가 0.1∼5㎛, 홀 폭이 0.1∼5mm 인 것을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리(3,4-에틸렌티오펜) 또는 이들의 유도체나 공중합물과 π-공액계 전기 전도성 고분자 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 방오·방습 첨가제는 불소-우레탄 공중합 고분자 내의 과불소기[CF3(CF2)n 기능성 작용기]에서 n이 1∼20, 평균 분자량이 1,000∼10,000인 과불소-우레탄 공중합 고분자인 것을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 열접착 기능성 수지는 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(옥시에틸렌), 폴리(비닐알코올), 아크릴산, 폴리(에틸렌 아크릴산), 폴리(에틸렌비닐공중합체) 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상 혼합된 것임을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투용 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 필름을 열 접착하여 제조되는 것을 특징으로 하는 정전분산 전자부품 포장 봉투.
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