KR20090083207A - 도전성 코팅제, 이를 이용한 무연신 도전시트 및 이로부터성형된 포장재 - Google Patents

도전성 코팅제, 이를 이용한 무연신 도전시트 및 이로부터성형된 포장재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도전성 코팅제, 이를 이용한 무연신 도전시트 및 이로부터 성형된 포장재에 관한 것이다.
본 발명은 전도성 고분자 30∼55중량% 및 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지 4∼10중량%가 용매에 희석된 도전성 코팅제를 제공하고, 기저고분자 시트에 상기 도전성 코팅제를 적용하여 형성된 무연신 도전시트는 점착력 및 내화학성이 개선된다. 이에 따라, 본 발명의 무연신 도전시트는 코팅형태의 대전방지 시트가 재활용시 전도성 고분자의 기능이 저하되고, 도전시트 표면의 스크레치에 의해 대전방지기능이 저하되는 문제를 해결할 수 있으며, 고가의 내부첨가형태 대전방지 시트를 대체할 수 있다.
대전방지기능, 도전시트, 폴리카보네이트, 전도성 고분자

Description

도전성 코팅제, 이를 이용한 무연신 도전시트 및 이로부터 성형된 포장재{CONDUCTIVE COATING COMPOSITION, UNSTRETCHED CONDUCTIVE SHEET USING THEM AND ANTI-STATIC PACKING MATERIAL THEREBY}
본 발명은 도전성 코팅제, 이를 이용한 무연신 도전시트 및 이로부터 성형된 포장재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전도성 고분자에 폴리카보네이트 바인더 수지를 혼합함으로써, 점착성 및 내화학성이 개선된 도전성 코팅제, 이를 기저고분자 시트에 이용한 무연신 도전시트 및 이로부터 성형된 포장재에 관한 것이다.
전자부품 및 반도체의 고집적화에 따라, 정전기 발생에 의한 기능저하 및 제품손상에 대한 문제가 대두되면서 정전기에 대한 피해를 최소화하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 정전기는 전자부품을 조립하거나 사용하는 과정에서 작업자의 인체, 작업공간, 부품자체, 조립 및 포장, 운반과정에서 발생되는데, 이러한 정전기가 전체부품 손상율의 35%이상을 차지하는 것으로 알려져 있다.
따라서, 완성된 전자부품을 담고 운반하는 재료는 정전기가 발생되지 않거나 발생된 정전기를 효과적으로 소멸시킬 수 있어야 한다. 이러한 노력의 일환으로, 작업대를 포함한 작업 공간을 정전기 방지재료로 처리되고, 인체에서 생성된 정전기가 부품에 전달되는 것을 방지하기 위해 작업자가 정전기 방지 처리된 의복, 신발 등을 착용하여야 하고 최종적으로 완성된 전자부품은 최종제품이 되기 전까지 모든 운반과정 동안 정전기 방지 처리된 포장용기에 담아져 운반되도록 한다.
종래 전자부품 및 반도체 부품용 포장재는 기저고분자에 전도성 물질을 혼합 또는 표면에 코팅하는 형태로 이루어지며, 가장 일반적인 형태의 포장재는 기저고분자에 카본블랙을 혼합 또는 표면에 코팅한 포장재이며, 첨가제로서 사용된 상기 카본블랙이 파우더 형태로 30%까지 첨가되고 연신 시 저항변화 등의 물성변화가 크지 않은 장점과 더불어, 104Ω/□의 도전성을 지닌다.
그러나, 카본블랙을 사용한 경우, 포장재 사용 중 입자불순물이 발생하여 제품이나 작업공간을 오염시키는 문제가 있으며, 검은색을 띠므로 육안으로 용기 내부의 제품을 확인할 수 없는 단점이 있다.
다른 형태의 대전방지 포장재로는 기저고분자에 계면활성제를 혼합 또는 표면에 코팅함으로써 109∼1012Ω/□의 도전성을 부여하는데, 상기 계면활성제는 단분자이기 때문에 포장재가 일정 길이로 연신 되더라도 기저고분자와 격리되는 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.
그러나, 상기 계면활성제를 함유하는 대전방지 포장재는 표면에 존재하는 일정량의 수분과 계면활성제의 친수성기가 수소결합을 한 후 도전성을 나타내는 이온 전도성 물질이기 때문에 습도가 20%이하로 떨어지게 되면, 대전방지기능이 소멸되며, 계면활성제 입자가 표면으로 누출되거나 입자에서 발생되는 이온성 불순물에 의해 제품 이 부식되는 단점이 있다.
상기 전도성 물질 재료 이외에, 인듐 틴 옥사이드(ITO), 안티몬 틴 옥사이드(ATO) 등을 기저고분자 표면에 증착 또는 코팅하여 사용할 수 있으나, 이는 저항조절에 한계가 있고 매우 고가이며 성형하여 제품을 만들 수 없어 성형품에 적용하지 못하는 단점이 있다.
또한, 기저고분자에 바륨설페이트 또는 타이타늄 옥사이드 등을 혼합하여 도전성을 부여하는 방법도 공지되어 있으나, 카본블랙과 마찬가지로 입자를 혼합한 것이기 때문에 불순물이 발생하며, 대전방지성능을 발현하기 위해 많은 함량이 첨가되어야 하므로 기저고분자의 물성을 저하시키는 단점이 있다.
최근, 전도성 물질로서 종래의 카본블랙이나 금속 이외에 전도성 고분자 사용에 대한 관심이 집중되고 있는데, 현재 전도성 고분자의 일례로 독일 오메콘사의 더블유 그린(W-GREEN)용액 및 독일 바이엘사의 바이트론 피에치(Baytron PH)가 시판되고 있다.
그러나, 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. 즉, 상기 더블유 그린은 바인더가 혼합된 형태의 제품이나, 폴리에스테르 시트에 코팅하면 접착이 불량하고 용매의 증발시간이 매우 긴 단점이 있으며, 바이트론 피에치는 다른 전도성 고분자에 비해 전기적, 광학적 특성은 우수하나 코팅할 경우 용액 자체만으로는 접착력, 표면경도 및 내화학성을 가지지 못하는 단점이 있다. 이외에, 국 내에서 제조되는 전도성 고분자인 입자분산형의 폴리아닐린 용액은 입자분산 상태가 불량하고 높은 고형분 함량에도 불구하고 전기전도도가 낮다.
따라서, 전도성 고분자의 충분한 물성의 발현을 위해서는 상기 전도성 고분자에 다른 첨가제 또는 바인더 수지의 혼합이 요구된다. 그러나, 바인더 수지의 선택에 따라, 전도성 고분자 혼합용액의 물성이 좌우되는데, 일례로 바인더 수지의 연신율이 지나치게 작으면, 기저고분자가 연신되는 정도와의 차이에 의해 코팅도막이 파괴되는 현상이 발생된다. 전도성 고분자 용액을 코팅하여 제조된 도전시트를 재활용할 때, 여러 용매로 세척하는 과정에서 표면 전도성 고분자의 기능이 급격하게 줄어들 뿐 아니라 표면 스크래치 등에 의하여 대전방지 특성이 현저하게 떨어지게 된다. 또한, 기저고분자 재료가 유기용제에 취약하여 세척수 등의 유기용제에 의해 도막이 녹는 등의 문제가 발생한다.
이에, 종래에 전도성 고분자와 함께 사용되는 바인더 수지로는 에폭시계, 아크릴계, 멜라민계 등의 경화성 수지가 사용되어 왔으나, 기저고분자 시트와 도전층과의 점착력 또는 내화학 물성에 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있다. 반면에, 폴리카보네이트 수지는 내구성 및 내화학성 특히 낼알코올성의 우수성이 공지되었음에도 불구하고, 종래의 전도성 고분자와 함께 사용되는 바인더 수지로서 적용된 바 없다.
이에, 본 발명자들은 종래의 문제점을 해소하고자 노력한 결과, 전도성 고분자에 특정의 폴리카보네이트 바인더 수지를 최적의 혼합비로 혼합하여 상기 폴리카보네이트 바인더 수지 자체의 내구성 및 내화학성이 도전성 코팅제에 보존되도록 하고, 기저고분자 시트 상에 상기 도전성 코팅제를 적용함으로써, 특히 점착성 및 내화학성이 개선되고 인라인 코팅공정에서도 최적의 대전방지성을 지닌 도전시트를 제조할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 전도성 고분자에 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지를 함유한 도전성 코팅제를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기저고분자 시트 상에 도전성 코팅제를 도포하여 제조된 도전층이 구비된 무연신 도전시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기의 무연신 도전시트를 이용한 전자부품 및 반도체부품용 포장재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전도성 고분자에 혼합되는 바인더 수지로서, 특정의 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지를 혼합하는 것을 특징으로 한다. 더욱 상세하게는 전도성 고분자 30∼55중량% 및 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지 4∼10중량%가 용매에 희석된 도전성 코팅제를 제공한다.
상기 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지는 수평균 분자량 800∼10,000을 가지는 폴리카보네이트 폴리올의 고형분 함유량 5∼40중량%가 혼합용제에 용해되어 제조된 것이고, 상기 혼합용제는 알코올 및 정제수가 2:1 내지 4:3의 혼합비율로 이루어진 것이다.
상기 폴리카보네이트 폴리올은 10∼60℃의 용융온도를 가지는 직쇄의 2작용성 폴리카보네이트 폴리올이다. 이때, 상기 폴리카보네이트 폴리올이 탄소수 12개 이하의 디알킬 카보네이트 또는 디알릴 카보네이트 및 지방족 폴리올, 상기 혼합물의 중축 합에 의해 제조된 2개 이상의 히드록시기를 가지는 카보네이트 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다.
상기 폴리카보네이트 폴리올을 제조하기 위한 폴리올이 디에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 및 1,12-도데칸디올로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다.
상기 전도성 고분자는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 그들로부터 변성된 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나가 수용액 또는 용제에 용해된 전도성 고분자 함유 수분산 용액 형태로 존재하며, 상기 변성된 전도성 고분자가 3번 위치에 탄소수가 5∼12개의 알킬기를 함유하는 폴리티오펜, 3,4번 위치에 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 2,3번 위치에 탄소수가 1∼4개의 알콕시기를 함유하거나 아미노기 또는 술폰기를 함유하는 폴리아닐린 및 탄소수 5∼12개의 알킬기를 함유하는 폴리피롤에서 선택된 어느 하나이다.
나아가 본 발명은 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜 공중합 무정형 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG) 및 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 기저고분자 시트에, 상기의 도전성 코팅제를 적용하여 형성된 도전층이 구비된 무연신 도전시트를 제공한다.
이때, 상기 도전시트의 표면저항이 104∼106Ω/□이다.
더 나아가 본 발명은 상기 무연신 도전시트를 연신 성형하여 제조되되, 표면저항이 105∼109Ω/□인 전자부품 및 반도체부품용 포장재를 제공한다.
본 발명은 전도성 고분자에 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지를 혼합한 도전성 코팅제를 제공하여, 기저고분자 시트에 적용함으로써, 점착력 및 내화학성이 개선된 도전시트를 제공할 수 있다.
본 발명의 도전시트를 고연신으로 성형하여 제조된 포장재의 경우, 표면저항이 105∼109Ω/□으로서, 대전방지성이 유지되므로, 전자부품 및 반도체부품용 포장재로 유용한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 전도성 고분자에 특정의 폴리카보네이트 바인더 수지를 최적의 혼합비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 도전성 코팅제를 제공하는 것으로, 더욱 상세하게는 전도성 고분자 30∼55중량% 및 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지 4∼10중량%가 용매에 희석된 도전성 코팅제를 제공한다.
본 발명은 바인더 수지로서 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지를 사용함으로써, 상기 폴리카보네이트 바인더 수지 자체의 내구성 및 내화학성 특히, 내알코올성으로 인하여, 기저고분자 시트 상에 전도성 고분자 단독 코팅처리 시, 전도성 고분자가 기저고분자 표면으로부터 분리되거나 용매에 의해 전도성 고분자가 용해되는 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 폴리카보네이트 바인더 수지는 4∼10중량% 사용되는 것이 바람직하고, 상기 함량이 4중량% 미만이면, 도전시트를 고연신으로 성형시 전기적인 특성 저하가 나타나 대전방지, 점착성 및 내화학성 등의 물성이 충분하지 않으며, 함량이 10중량%를 초과하면 폴리카보네이트 바인더 수지 첨가량에 따른 효과의 변화가 미미하여 경제적이지 않다.
더욱 상세하게는 본 발명에서 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지라 함은 수평균 분자량 800∼10,000을 갖는 폴리카보네이트 폴리올의 고형분 5∼40중량%가 알코올 및 정제수의 혼합용제에 용해된 것이다. 이때, 상기 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지의 점도는 100cps 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 내지 100cps이고, 점도가 100cps 초과이면 코팅성이 불량하여 평활도가 저하되고, 이에 따라 정전기방지 특성이 저하되는 문제가 있다.
상기에서, 폴리카보네이트 폴리올의 고형분 함유량이 5중량% 미만이면 기저고분자 시트 및 전도성 코팅제 간의 점착력이 충분하지 않으며, 도전시트의 도전성 및 내화학성이 충분하지 않고, 고형분 함유량이 40중량% 초과이면 폴리카보네이트 바인더 수지 함량에 따른 효과가 미미하여 경제적이지 않다.
상기 혼합용제는 폴리카보네이트 폴리올의 혼화성을 고려하여 용해성이 있으면 제한없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 알코올 및 정제수가 2:1 내지 4:3의 비율로 혼합된 것이다. 이때, 알코올은 이소프로필알코올, 부탄올, 에틸알코올등 제한되지 않고 통상의 것이 사용 가능하나, 폴리카보네이트 폴리올의 분산성 및 성형 제품의 내구성, 내화학성 등의 측면에서 이소프로필알코올의 사용이 효과적이다.
본 발명에서 사용되는 폴리카보네이트 폴리올은 수평균 분자량이 800∼10,000이며, 분자량이 800 미만이면 점도가 저하되어 충분한 도포량을 얻을 수 없고, 분자량이 10,000 초과이면 점도가 높아져 코팅 공정성이 저하되어 바람직하지 않다.
상기 폴리카보에니트 폴리올은 10∼60℃의 용융온도를 가지는 직쇄의 2작용성 폴리카보네이트 폴리올이며, 바람직한 일례로는 폴리카보네이트 폴리올이 탄소수 12 개 이하의 디알킬 카보네이트 또는 디알릴 카보네이트 및 지방족 폴리올, 상기 혼합물의 중축합에 의해 제조된 2개 이상의 히드록시기를 가지는 카보네이트 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이다.
또한, 상기 폴리카보네이트 폴리올을 제조하기 위한 폴리올은 디에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸 디올 및 1,12-도데칸디올로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지는 자연상태, 열경화 조건 및 유기약산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 조건하에서 경화가 가능하다.
본 발명의 도전성 코팅제에 있어서 전도성 고분자의 첨가량은 30∼55중량%이다. 첨가량이 30중량% 미만이면 요구되는 전도성의 확보가 어려우며, 첨가량이 55중량% 초과이면 도전방지 성능 정도에 필요 이상으로 전도도가 높고 도전시트의 색이 진해지는 문제가 있다.
본 발명에서 사용되는 전도성 고분자의 일례로는 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오 펜 및 그들로부터 변성된 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나가 수용액 또는 용제에 용해된 전도성 고분자 함유 수분산 용액 형태로 존재한다. 상기 변성된 전도성 고분자는 3번 위치에 각각 탄소수가 5∼12개로 이루어진 알킬기를 포함하는 폴리티오펜, 3,4번 위치에 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 2,3번 위치에 탄소수 1∼4개의 알콕시기를 함유하거나 아미노기 또는 술폰기를 함유하는 폴리아닐린 및 탄소수 5∼12개의 알킬기를 함유하는 폴리피롤로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.
본 발명의 도전성 코팅제를 기저고분자 시트 상에 코팅 시, 표면에 접촉하는 순간에 일부 경화반응이 진행되며 성형단계에 걸쳐 경화가 완료된다.
본 발명의 도전성 코팅제는 전도성 고분자의 분산성을 높이기 위하여, 상기 조성에 증점제, 분산제 및 계면활성제를 추가로 함유할 수 있다.
상기 증점제는 전도성 물질의 분산을 위해 0.1∼5중량%가 사용되는 것이 바람직하며, 비점이 200℃이상인 글리콜 및 글리세롤로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜이에틸에테르, 글리세롤 및 글리세롤디글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 사용이 바람직하다.
상기 분산제로는 1-메틸-2-피롤리디논, 1-메틸피롤리돈, 2-메틸피롤리돈, 1-메틸-3-피롤리디올로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 사용되며, 바람직한 함량은 0.1∼5중량%가 사용되는 것이다.
상기 계면활성제는 기저고분자 시트 상에 도전성 코팅제 적용시 표면퍼짐성 및 점 착력 증진을 도모하기 위한 것으로 접착제 및 윤활제의 역할을 한다. 이때, 첨가 가능한 계면활성제의 일례로 플로린을 포함하는 FC 시리즈(3M사), 인 및 플로린을 포함하는 조닐첨가제(듀폰사), 실리콘타입 윤활제(신에츠사)등이 있다. 계면활성제의 바람직한 함량은 0.01∼0.1중량%가 사용되는 것이다.
본 발명의 도전성 코팅제에 사용 가능한 용매는 증류수; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 또는 노르말부탄올을 포함하는 탄소수 1∼4개의 알코올; 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메톡시부탄올, 에톡시부탄올, 에틸아세테이트 및 1-메틸-2-피롤리디논으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이다. 바람직하기로는 상기 용매 중에서 비중이 높고 낮으며 전체 조성에 대해 상용성이 있는 2종 이상 혼합 사용하며 전도성 코팅제에 대해 20∼80중량%를 사용한다.
나아가 본 발명은 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜 공중합무정형폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG) 및 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 기저고분자 시트에, 상기의 도전성 코팅제를 적용하여 형성된 도전층이 구비된 무연신 도전시트를 제공한다. 이때, 상기 도전시트는 표면저항 104∼106Ω/□의 대전방지성을 갖는다.
이에, 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지 함유 도전성 코팅제가 적용된 도전시트는 도전성 코팅제에 전도성 고분자와 함께 사용된 폴리카보네이트 바인더 수지로 인하여, 내구성 및 내알코올성이 강화된다. 따라서, 코팅 타입의 도전시트의 단점 인 내용제성, 특히 알코올에 대한 내용제성이 개선되어, 도전시트의 재활용 시, 여러 용매로 세척하는 과정에서 전도성 폴리머의 기능이 급격하게 줄어들고, 사용시 표면 스크래치에 의해 대전방지 특성이 현저하게 저하되는 문제를 개선할 수 있다. 이러한 개선된 물성으로 인하여, 고가의 내부첨가타입의 도전시트를 대체가능한 정도의 대전방지 효과를 구현할 수 있다.
상기 기저고분자 시트는 성형 시 최대 1000%까지 연신되어야 하며, 그의 바람직한 일례로는 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸 글리콜 공중합무정형폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG), 폴리카보네이트 등이 사용되는 것이다. 특히, 기계적 강도 및 투명도가 우수한 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트가 더욱 바람직하다.
더 나아가, 본 발명은 상기 무연신 도전시트가 연신 성형하여 제조되되, 표면저항 105∼109Ω/□인 전자부품 및 반도체부품용 포장재를 제공한다.
본 발명의 무연신 도전재를 이용하여 제조된 전자부품 및 반도체부품용 포장재는 300∼400% 정도의 연신 성형하더라도 우수한 대전방지성을 만족함에 따라, 높은 대전방지 수준이 요구되는 반도체, 디스플레이 시트, 보이스 코일 모터(VCM)등의 포장재로 유용하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 10g, 수용성 폴리카보네이트 수지(MW: 10,000) 1.14g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g, 에틸렌 글리콜 0.2g 및 1-메틸2-피롤리디논 0.2g을 증류수 및 이소프로필 알코올 혼합용액 17.14g에 녹여 코팅조성물을 준비하고, 무정형폴리에스터 시트에 상기 코팅조성물을 코팅한 후 70℃에서 30초간 건조하여 도전시트를 제조하였다.
< 실시예 2>
수용성 폴리카보네이트 수지 1.43g을 사용하고, 증류수 및 이소프로필 알코올 혼합용액 15.71g에 용해시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 동일하게 수행하여 도전시트를 제조하였다.
< 실시예 3>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 12g 및 수용성 폴리카보네이트 수지 1.5g을 상기 혼합용액 15g에 용해시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 동일하게 수행하여 도전시트를 제조하였다.
< 실시예 4>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 15g 및 수용성 폴리카보네이트 수지 2g을 상기 혼합용액 15g에 용해시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 동일하게 수행하여 도전시트를 제조하였다.
< 실시예 5>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 20g 및 수용성 폴리카보네이트 수지2.91g을 상기 혼합용액 16g에 용해시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 동일하게 수행하여 도전시트를 제조하였다.
< 실시예 6>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 20g 및 수용성 폴리카보네이트 수지2.91g을 상기 혼합용액 12.73g에 용해시키는 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 동일하게 수행하여 도전시트를 제조하였다.
< 비교예 1>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 10g, 메톡시메틸 폴리아마이드(MW:40,000) 22.5g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g, 에틸렌 글리콜 0.2g 및 1-메틸2-피롤리디논 0.2g을 에틸알코올 및 아이소프로필 알코올 혼합용액 40g에 녹여 무정형폴리에스터 시트에 코팅한 후 70℃ 에서 5분간 건조하여 도전시트를 제조하였다.
< 비교예 2>
3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜 수분산 용액 10g, 메톡시메틸 폴리아마이드(MW: 40,000) 22.5g, 조닐 첨가제 (듀폰사) 0.01g, 약한 유기산인 파라톨루엔술포닉에시드 0.003g, 에틸렌 글리콜 0.2g 및 1-메틸2-피롤리디논 0.2g을 에틸알코올 및 이소프로필 알코올 혼합용액 55g에 녹여 무정형폴리에스터 시트에 코팅 한 후 70℃에서 5분간 건조하여 도전시트를 제조하였다.
< 실험예 >
1.대전방지 측정방법
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 도전방지 필름 표면의 대전방지성을 확인하기 위하여 표면저항을 측정하였다. 측정은 동심형 프로브를 구비한 몬로사의 일렉트로닉스(모델 272A)를 이용하여 절연판 위에 시트를 설치하고, 100V 전압을 인가한 후 30초 충전 후의 표면저항을 측정하였다.
2. 마찰정전압 측정
마찰정전압 측정은 동심형 프로브 및 AC 그라운드에 접속된 집게형 플러그를 구비한 트렉(모델 344)을 이용하여 절연판 위에 시트를 설치하고 헝겊으로 5회 마찰을 가한 후, 시트에서 5mm간격을 유지하며 전압을 측정하였다.
3.정전기 감쇄 측정
정전기 감쇄 측정은 몬로사의 268A, 하전된 판 모니터 및 AC 그라운드에 접속된 블록형 플러그를 이용하여 판 위에 시트를 설치 후 판이 1,000V을 초과하도록 하전시키고 판 제어기를 통해 붕괴시키고 블록형 플러그를 이용하여 팁을 시트 상단부에 접촉시켜 시간을 측정하였다.
4.내화학성 측정
도전처리된 시트를 이소프로필알코올이 도포된 수건으로 5회 문지른 후 표면저항을 측정하였다.
5.점착성 측정
제전처리된 시트 상에 잉크락카를 도포 후, 100개 도막으로 크로스 커팅하고 테이 프로 부착력을 테스트하는 ASTM D3359법에 의하여 점착성을 측정하였다.
6.성형성 측정
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2의 도전방지 시트를 350% 연신되는 컵 모양의 몰드를 적용하여 성형 후 표면저항을 측정하였다.
7.투명성 측정
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 도전시트에 대하여, UV스펙트럼을 이용하여 550nm조건하에서 투명도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
Figure 112008007595783-PAT00001
상기 실험결과에서와 같이, 본 발명의 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지 함
도전성 코팅제를 적용한 도전시트가 통상의 바인더 수지를 사용한 도전시트에 비하여 1/20의 바인더 수지 함량에도 불구하고 점착력 및 내화학성이 향상되었다. 또한, 기저고분자 시트 및 도전층 간의 점착력이 개선됨에 따라 도전시트가 350%의 고연신으로 성형되어도 안정적인 대전방지기능이 가능하다.
상기에서 살펴본 결과, 본 발명은
첫째, 전도성 고분자에 내구성 및 내화학성이 우수한 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지를 혼합한 도전성 코팅제를 제공하고, 이를 기저고분자 시트에 적용함에 따라, 기저고분자 시트 및 도전층 간의 점착력이 향상되고, 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지로 인하여, 내구성 및 내화학성이 개선된 무연신 도전시트를 제공하였다.
둘째, 본 발명의 무연신 도전시트는 코팅 타입의 도전시트의 단점인 내용제성, 특히 알코올에 대한 내용제성이 개선되어, 도전시트의 재활용 시, 여러 용매로 세척하는 과정에서 표면 전도성 폴리머의 기능이 급격하게 줄어들고, 사용시 표면 스크래치에 의해 대전방지 특성이 현저하게 저하되는 문제를 개선할 수 있다. 따라서, 이러한 개선된 물성으로 인하여, 고가의 내부첨가타입의 도전시트를 대체 가능하다.
셋째, 본 발명의 무연신 도전시트를 고연신하여 성형 제조된 포장재의 경우에도 물성 저하없이 우수한 대전방지성이 유지되므로, 전자부품 및 반도체부품용 포장재로서 유용하다.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (11)

  1. 전도성 고분자 30∼55중량% 및 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지 4∼10중량%가 용매에 희석된 것을 특징으로 하는 도전성 코팅제.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 폴리카보네이트 바인더 수지는 수평균 분자량 800∼10,000을 가지는 폴리카보네이트 폴리올의 고형분 함유량 5∼40중량%가 혼합용제에 용해되어 제조된 것을 특징으로 하는 상기 도전성 코팅제.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 혼합용제는 알코올 및 정제수가 2:1 내지 4:3의 혼합비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 도전성 코팅제.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 폴리올이 10∼60℃의 용융온도를 가지는 직쇄의 2작용성 폴리카보네이트 폴리올인 것을 특징으로 하는 상기 도전성 코팅제.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 폴리올이 탄소수 12개 이하의 디알킬 카보네이트 또는 디알릴 카보네이트 및 지방족 폴리올, 상기 혼합물의 중축합에 의해 제조된 2개 이상의 히드록시기를 가지는 카보네이트 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 도전성 코팅제.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 폴리카보네이트 폴리올을 제조하기 위한 폴리올이 디에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 및 1,12-도데칸디올로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 도전성 코팅제.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 고분자가 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리티오펜 및 그들로부터 변성된 전도성 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나가 수용액 또는 용제에 용해된 전도성 고분자 함유 수분산 용액 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 상기 도전성 코팅제.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 변성된 전도성 고분자가 3번 위치에 탄소수 5∼12개의 알킬기를 함유하는 폴리티오펜, 3,4번 위치에 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜, 2,3번 위치에 탄소수가 1∼4개의 알콕시기를 함유하거나 아미노기 또는 술폰기를 함유하는 폴리아닐린 및 탄소수 5∼12개의 알킬기를 함유하는 폴리피롤에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 도전성 코팅제.
  9. 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 무정형폴리에틸렌테레프탈레이트, 헥사디메틸글리콜 공중합 무정형 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG) 및 폴리카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 기저고분자 시트에,
    제 1항의 도전성 코팅제를 적용하여 형성된 도전층이 구비된 것을 특징으로 하는 무연신 도전시트.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 도전시트의 표면저항이 104∼106Ω/□인 것을 특징으로 하는 상기 무연신 도전시트.
  11. 제 9항의 무연신 도전시트가 연신 성형하여 제조되되, 표면저항이 105∼109Ω/□인 것을 특징으로 하는 전자부품 및 반도체부품용 포장재.
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