KR20140115088A

KR20140115088A - 몰드 세정용 고무 조성물

Info

Publication number: KR20140115088A
Application number: KR1020130029711A
Authority: KR
Inventors: 김순학; 배영민; 김영진; 곽기섭; 김효진
Original assignee: 주식회사 엔트코리아
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2014-09-30

Abstract

본 발명은 스틸렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌-프로필렌 터폴리머 고무(EPT), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌 디엔 고무(EPDM), 폴리이소프렌 고무(NB), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 플루오르 고무(FPM), 아크릴 고무(ACM), 우레탄 고무(U) 및 실리콘 고무(Si)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머 고무 100중량부와; 상기 폴리머 고무 100중량부를 기준으로, 무기충진제 30 내지 150 중량부; 세정제 5 내지 10 중량부; 및 가교제 1 내지 10 중량부;를 포함하여 이루어지고, ODR(Oscillating Disk Rheometer)로 측정한 최소 토오크 값이 20 내지 60 lbf.in이고, 최대 토오크 값이 80 내지 150 lbf.in 인 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물을 개시한다. 본 발명에 따른 몰드 세정용 고무 조성물은 몰드 내에서 우수한 퍼짐성을 가지고, 탈형성이 우수하여 몰드 세정의 작업성이 우수하다.

Description

몰드 세정용 고무 조성물{Rubber composition for cleaning mold}

본 발명은 몰드 세정용 고무 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 반도체 몰드에 넣어 경화시킴에 따라 몰드 표면을 효과적으로 세정할 수 있으며, 이형성 및 탈형성이 우수하여 몰드 내부의 2차 오염의 피해를 예방할 수 있는 세정성이 우수한 몰드 세정용 고무 조성물에 관한 것이다.

트랜지스터, 집적회로(IC), 고밀도 집적회로(LSI) 등과 같은 반도체 소자는 통상적으로는 플라스틱 패키징(packaging)에 의해 수지-캡슐화시킨다. 이러한 수지 캡슐화는 에폭시수지 조성물 등과 같은 열경화성수지 조성물을 사용하여, 캐스팅, 압축성형, 사출성형, 이송성형, 특히 매스 생산성 및 작업성이 탁월한 이송성형에 의해 수행한다.

그러나, 열경화성 수지 등을 원료로 하여 이를 압축 및/또는 가열하여 제품을 성형하는데 사용되는 몰드는 작업공정 중에 유입된 오염물과 성형물의 일부가 탄화되어 잔존하게 되고 이것이 이후 반복적인 작업공정에 오염물로 작용하여 이후 제조되는 성형물에 일부 결함을 유발할 뿐만 아니라 계속적인 성형과정에서 제품의 품질을 떨어뜨리는 원인이 된다. 성형물의 탄화 잔재를 포함한 오염물은 구조가 복잡하거나 성형물의 크기가 작은 경우에 특히 두드러지게 나타난다. 또한, 계속적인 열작업에 의해서 탄화잔재는 몰드에 더욱 강력하게 달라붙게 되어 더 이상 몰드로서의 기능을 유지할 수 없게 되기도 한다.

따라서, 고품질의 제품성형을 유지하기 위하여 수시로 반도체 금형에 잔존하는 오염물을 제거하기 위한 세정 및 이형공정은 필수적이며, 반도체 소자가 고집적화될수록 그 중요성은 더 중요한 요소로 작용하고 있다.

종래에는 몰드의 캐비티 주변에 오염물질을 제거하기 위하여, 주기적으로 수작업이나 에어분사하여 세정하는 방법이 사용되거나, 금형 자체를 세정액에 담가 세정하는 방법이 행해졌다. 그러나 이러한 방법들은 시간 소모적이고 작업이 매우 번거로운 문제점을 가지고 있었다.

몰드 세정의 다른 방법으로 멜라민 수지 또는 고무 시트를 이용한 세정방법이 많이 사용되고 있다. 이는 세정용 멜라민 수지 또는 고무 시트를 몰드 내에 투입하여 제품 성형 공정과 동일한 방법으로 가열 및 가압하는 방법이 이용된다.

이것은 고체 상태의 세정용 수지(멜라민 수지 또는 고무)를 몰드에 주입하고 열과 압력을 가하면서 주형을 밀봉하여 세정용 수지가 일반적인 성형 공정에서와 같이 고형이 됨과 동시에 탄화잔재 등 오염물질이 세정용 수지에 흡수되게 한 후, 고화된 세정용 수지를 제거하는 공정에 의해 몰드를 청소하는 방법이다.

그러나, 멜라민 수지를 주원료로 사용하는 세정용 수지는 세정성이 떨어지고 멜라민 수지의 잔류물이 발생하여 탈형성이 떨어짐으로 수작업을 통해 제거해야 하므로 많은 시간과 노력을 요한다. 이에 반해, 고무를 주성분으로 하는 세정용 수지는 세정성이 우수하고 세정시간이 짧지만, 연무가 많이 나고 취기성 냄새를 유발하며, 경화 후 부스러짐 현상으로 인해 2차 오염을 유발시키고 작업자의 환경을 크게 악화시키는 문제점을 안고 있다.

따라서 본 발명은 반복 작업에 따라 발생하는 오염물질을 효과적으로 제거 하고 몰드를 세정하는 것을 그 해결과제로 한다.

또한, 세정 공정 후 잔류물이나 오염 잔상이 발생하지 않아 몰드의 2차 오염을 막고 몰드 세정 작업성을 향상시키는 세정용 고무 조성물을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은

스틸렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌-프로필렌 터폴리머 고무(EPT), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌 디엔 고무(EPDM), 폴리이소프렌 고무(NB), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 플루오르 고무(FPM), 아크릴 고무(ACM), 우레탄 고무(U) 및 실리콘 고무(Si)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머 고무 100중량부와, 상기 폴리머 고무 100중량부를 기준으로, 무기충진제 30 내지 150 중량부; 세정제 5 내지 10 중량부; 및 가교제 1 내지 10 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물에 관한 것이다.

또한 바람직하게는, 상기 몰드 세정용 고무 조성물은 ODR(Oscillating Disk Rheometer)로 측정한 최소 토오크 값이 20 내지 60 lbf.in 인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 몰드 세정용 고무 조성물은 ODR(Oscillating Disk Rheometer)로 측정한 최대 토오크 값이 80 내지 150 lbf.in 인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 무기충진제는 실리카, 실리카 겔, 카본 블랙, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 지르코늄, 산화철, 활성알루미나, 수산화 알루미늄, 산화티타늄, 수산화 티타늄, 무정형 알루미노실리케이트 및 결정형 알루미노실리케이트 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 가교제는 d-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼옥시)-헥산, t-부틸퍼록시벤조에이트, 1,1-디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 디-벤조일퍼록사이드, 비스-(2,4-디클로로벤조일)-퍼록사이드, t-부틸퍼록시벤조에이트 및 황(sulfer) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 스테아린산, 이산화티타늄, 산화방지제 및 실란 중에서 선택된 하나 이상인 첨가제를 더 포함하고, 상기 첨가제는 1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 세정용 고무 조성물은 몰드 주변에 형성된 오염물질을 효과적으로 제거하면서, 금형 내부에서 경화된 고무 조성물의 탈형성이 우수하여 몰드 내부의 2차 오염의 피해를 방지할 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 스틸렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌-프로필렌 터폴리머 고무(EPT), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌 디엔 고무(EPDM), 폴리이소프렌 고무(NB), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 플루오르 고무(FPM), 아크릴 고무(ACM), 우레탄 고무(U) 및 실리콘 고무(Si)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머 고무 100중량부와 상기 폴리머 고무 100중량부를 기준으로, 무기충진제 30 내지 150 중량부; 세정제 5 내지 10 중량부; 및 가교제 1 내지 10 중량부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물에 관한 것이다.

이하에서는 각 조성물을 좀 더 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 사용되는 폴리머 고무는 열과 압력을 받을 경우 몰드 내에서 유동하여 미세한 구조로 침투가 일어나고, 경화되어 몰드에 잔존하는 오염물을 함유한 상태로 제거하는 물질로서, 상기 폴리머 고무가 몰드 내부와 정확히 일치되는 형상으로 유동 및 충진되어야 몰드 내부의 세부 공간에 잔존하는 오염물을 보다 효과적으로 제거 가능할 수 있게 된다.

이러한 폴리머 고무성분의 대표적인 예로는 스틸렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌-프로필렌 터폴리머 고무(EPT), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌 디엔 고무(EPDM), 폴리이소프렌 고무(NB), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 플루오르 고무(FPM), 아크릴 고무(ACM), 우레탄 고무(U) 및 실리콘 고무(Si)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물이거나 이들의 변성물이다. 본 발명의 일 실시예에서는 부타디엔 고무(BR)와 에틸렌-프로필렌 디엔 고무(EPDM)의 혼합고무를 사용하였다.

본 발명에서 사용되는 무기충진제는 무기 화합물 중 일반적으로 고무 배합시 경도 조절용으로 사용되고, 반도체 금형의 특성상 국소 응력을 방지하고, 유동성 및 신뢰성을 고려하여 고운 분말형태로 사용할 수 있다.

또한, 상기 무기충진제의 함량은 상기 폴리머 고무 100 중량부를 기준으로 하여 30 내지 150 중량부의 범위로 포함될 수 있다. 상기 무기충진제의 함량이 30 중량부 미만일 경우에는 열팽창이 커져서 경화된 고무 자체의 내열성, 내크랙성 및 내습성 등의 물성이 저하되며, 150 중량부를 초과하는 경우에는 고무 경화시 유동성이 저하되어 충분한 성형이 이루어지기 힘들며, 부스러짐의 현상이 발생하게 되므로 바람직하지 못하다.

구체적으로, 상기 무기충진제는 실리카, 실리카 겔, 카본 블랙, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 지르코늄, 산화철, 활성알루미나, 수산화 알루미늄, 산화티타늄, 이산화티타늄 및 수산화 티타늄, 무정형 알루미노실리케이트 및 결정형 알루미노실리케이트 중에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.

상기 무정형 알루미노실리케이트의 예로는 규조토, 카올린, 백토 등이 있으며, 결정형 알루미노실리케이트의 예로는 약 34종 이상의 천연 제올라이트와 약 100여종 이상의 합성 제올라이트 등이 있다. 천연 제올라이트의 구체적인 예로는 아날사임(Analcime), 카바사이트(chabaxite), 그멜리나이트(Gmelinite), 에피스틸바이트(Epistilbite), 허이란다이트(Heulandite), 스틸바이트(Stilibite), 에딩토나이트(Edingtonite), 메조라이트(Mesolite), 브로이스테라이트(Brewsterite), 포자사이트(Faujasite), 비제이트(Viseite), 오프레타이트(Offretite), 모더나이트(Mordenite)등이 있고, 합성 제올라이트의 구체적인 예로는 제올라이트A, 제올라이트L, 제올라이트T, 제올라이트K-G, 제올라이트ZK-5, 제올라이트X, 제올라이트Y, 제올라이트ZSM-5, 제올라이트D, 제올라이트S, 제올라이트R, 제올라이트P, 제올라이트Z-21, 제올라이트S 등이 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 세정제는 몰드 내에 있는 오염물을 몰드로부터 이탈시키는 역할을 하는 물질로서, 상기 무기충진제와 함께 상기 고무 조성물에 혼입하게 된다. 일반적으로 상기 세정제는 상기 폴리머 고무 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부의 범위로 포함될 수 있다. 상기 세정제의 함량이 5중량부 미만일 경우, 금형에 충분한 세정력을 제공하기 곤란한 반면, 그 함량이 10 중량부를 초과할 경우, 세정 작업 후 고무 조성물이 몰드에 부착되어 몰드로부터 이형 작업성을 감소시킴으로 바람직하지 못하다.

이러한 세정제의 대표적인 예로 글리콜에테르류, 에스테르류, 케톤류, 아민류, 아미노 알콜류, 피롤류, 이미다졸류 및 이미다졸린류계 세정제가 있으며, 이들의 하나 이상의 조합으로 이용될 수 있다.

구체적으로, 글리콜에테르류 세정제의 예는 에틸렌글리콜다이메틸에테르, 다이에틸렌글리콜다이메틸에테르, 트라이에틸렌글리콜다이메틸에테르, 테트라에틸렌글리콜다이메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜다이메틸에테르, 다이에틸렌글리콜모노프로필에테르, 다이에틸렌글리콜모노부틸에테르, 다이에틸렌글리콜다이에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르 및 에틸렌글리콜모노부틸에테르를 포함할 수 있고 이들 하나 이상의 조합으로 이용될 수 있다.

에스테르류 세정제의 예로는 포름산 에틸, 포름산 프로필, 포름산 이소부틸, 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등을 들 수 있다.

케톤류 세정제의 예는 아세톤, 메틸에틸케톤을 들 수 있다.

이미다졸류 세정제의 예는 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸 및 2,4-다이아미노-6[2'-메틸이미다졸일-(1)']에틸-s-트라이아딘을 포함할 수 있고, 하나 이상의 조합으로 이용될 수 있다.

이미다졸린류 세정제의 예는 2-메틸이미다졸린, 2-메틸-4-에틸이미다졸린, 2-페닐이미다졸린, 1-벤질-2-메틸이미다졸린, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸린, 2,4-다이아미노-6[2'-메틸이미다졸리닐-(1)']에틸-s-트라이아딘, 2,4-다이아미노-6[2'-메틸-4'-이미다졸리닐-(1)']에틸-s-트라이아딘, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸린 및 1-시아노에틸-2-메틸-4-에틸이미다졸린을 포함할 수 있고, 하나 이상의 조합으로 이용될 수 있다.

아민류 세정제의 예로는 2-아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-(히드록시메틸)-1,3-프로판디올, 2-아미노-4-히드록시-6-메틸피리미딘, 2-(2-아미노에틸아미노)-에탄올, 2-아미노-3-히드록시피리딘, 트리에탄올아민, 트리에탄올아민히드로클로라이드, 3-아미노-1-프로판올 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 3-아미노-1,2-프로판디올, 3-아미노-1-프로판올 비닐 에테르, 2-아미노페놀, 4-메틸-1,2,4,-트리아조린-3,5-디온, 2-(디부틸아미노)-에탄올, 2-(에틸아미노)-에탄올을 포함할 수 있고, 하나 이상의 조합으로 이용될 수 있다.

아미노 알코올류 세정제의 대표적인 예로는 모노에탄올아민, 다이에탄올아민, 트라이에탄올아민, N-메틸에탄올아민, N,N-다이메틸에탄올아민, N,N-다이부틸에탄올아민, N,N-다이에틸에탄올아민, N-메틸-N,N-다이에탄올아민, 2-아미노-2-메틸프로판올, 3-아미노프로판올 및 2-아미노프로판올 등을 포함할 수 있고, 하나 이상의 조합으로 이용될 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 가교제는 고무 조성물에 첨가되어 열이 가해졌을 때 고무 분자 사슬간의 가교반응을 야기시켜 고무 경화물을 형성하는 촉매의 역할을 한다. 이러한 상기 가교제의 대표적인 예로는 d-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼옥시)-헥산, t-부틸퍼록시벤조에이트, 1,1-디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 디-벤조일퍼록사이드, 비스-(2,4-디클로로벤조일)-퍼록사이드, t-부틸퍼록시벤조에이트 및 황(sulfer) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 사용하도록 하고, 상기 가교제의 함량은 폴리머 고무 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 기타 용도에 따라서 첨가제를 더 포함하여 이루어 질 수 있다. 이러한 첨가제는 일반고무 배합시 사용되는 공지물질에 해당된다. 고무 조성물 내부에서 활제로 기계마찰을 낮추고 미끄럼을 촉진하기 위하여 활제로 스테아린산이 포함될 수 있으며, 착색제로 이산화티타늄이 포함될 수 있다. 또한, 산화방지제 및 실란 등의 첨가제를 사용할 수 있다. 이들 첨가제를 고무 조성물에 첨가할 경우에 함량은 폴리머 고무 조성물 100중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부가 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 세정용 고무 조성물은 실리콘 오일과 왁스 등을 더 포함할 수 있다. 상기 실리콘 오일을 더 첨가함으로써 고무와의 배합성을 높이고, 상기 왁스가 상기 고무 조성물의 경화시 용출되어 몰드 내부에 코팅막을 형성함으로 보다 효과적인 세정성을 가지는 고무조성물을 제조할 수 있다.

상기에 의한 성분 조성에 의하여 몰드 내부의 오염물질을 효과적으로 제거 하고 몰드를 세정하며, 세정 공정 후 오염잔상이 발생되지 않아 작업효율이 우수한 몰드 세정용 고무 조성물을 제조할 수 있다.

본원 발명의 세정성이 우수한 몰드 세정용 고무 조성물은 150 내지 200℃ 범위의 경화 온도에서 ODR(Oscillating Disk Rheometer)를 이용하여 고무 조성물 샘플을 기구 내에 넣고 시간 함수로서 토오크를 측정한다. 상기의 ODR 장비는 고무의 성질을 평가함에 있어 고무 조성물이 경화될 때 그 경화 진행상태를 확인할 수 있다. 상기 고무 조성물 샘플이 경화 온도로 가온됨에 따라서 상기 고무 조성물 샘플은 더 부드러워지고 토오크는 감소한다. 이어 고무 조성물 샘플이 경화되기 시작하며, 이는 토오크 증가에 의해 나타난다.

본 명세서에서는 고무 조성물 샘플이 경화가 시작되는 시점을 최소 토오크 값(minimum torque, ML value)으로 정의하기로 한다. 이러한 최소 토오크 값은 경화되지 않은 상태의 변형특성 및 최소점도를 의미하는 것이다. 또한, 경화가 진행함에 따라 토오크는 최대값에 도달할 때까지 계속 증가하게 되는데, 이 최대값을 최대 토오크 값(maximum torque, MH value)라 정의하기로 한다. 이러한 최대 토오크 값은 완전히 경화된 상태의 강도 또는 전단계수를 의미하는 것이다.

상기 본 발명의 몰드 세정용 고무 조성물은 최소 토오크 값이 20 내지 60 lbf.in 의 범위를 가진다. 고무 조성물의 최소 토오크 값이 상기의 범위를 넘어서는 경우 고무 조성물이 몰드 내에 충분히 충진되지 않은 상태에서 경화가 나타나기 때문에 효과적인 세정능력을 나타내기 어렵기 때문에 바람직하지 못하다.

또한 본 발명의 최대 토오크 값은 80 내지 150 lbf.in 의 범위를 가진다. 고무 조성물의 최대 토오크 값이 80 lbf.in 미만인 경우 고무 조성물의 강도가 약하여 몰드 내부의 오염물질을 포함했을 시 스티킹(sticking) 현상 등이 나타날 수 있으므로 바람직하지 못하고, 최대 토오크 값이 150 lbf.in을 초과하는 경우에도 경화 후의 고무 조성물의 강도가 너무 높아 고무 조성물의 부스러짐 현상이 나타날 수 있으므로 바람직하지 못하다.

또한, 최소 토오크에서 가교가 시작되어 최대 토오크의 10%에 도달하는 시간을 T10이라고 하고, 최소 토오크에서 최대 토오크의 90%에 도달하는 시간을 T90이라 칭한다. 여기서, T90 값이 더 클수록 고무 조성물에 대한 경화 시간이 더 긴 것을 의미한다. 본 발명에 따른 T10은 30 내지 80 초가 바람직하며, 상기 T90은 200 내지 300 초가 바람직하다. 세정 공정의 완료시 얻어진 고무 조성물은 충분한 시간 동안 충분히 증가된 온도와 같은 경화조건하에서 소정 시간 동안 몰드의 형상을 유지하는 것에 의해 완전한 경화를 거쳐야 몰드 내부의 오염물을 보다 효과적으로 세정할 수 있다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 설명하되, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

<실시예 1>

BR 75g과 EPDM 25g이 함유된 폴리머 고무 성분 100g에 실리카 A-type 22.7g, 실리카 B-type 10g 및 제올라이트A 5g을 포함하는 무기충진제 37.7g, 아민류 세정제 7.1g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 1.2g, 기타 첨가제(스테아린산 1g, 이산화티타늄 5g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 몰드 세정용 고무 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

BR 80g과 EPDM 20g이 함유된 폴리머 고무 성분 100g에 실리카 A-type 20g, 실리카 B-type 5g, 및 제올라이트A 5g을 포함하는 무기충진제 30g, 아민류 세정제 7.2g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 1g, 기타 첨가제(스테아린산 1g, 이산화티타늄 5g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 몰드 세정용 고무 조성물을 제조하였다.

<실시예 3>

BR 75g과 EPDM 25g이 함유된 폴리머 고무 성분 100g에 실리카 B-type 15.5g, 제올라이트A 20g 및 제올라이트Y 60g을 포함하는 무기충진제 95.5g, 아민류 세정제 5.9g, 아미다졸린류 세정제 1.2g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 1.7g, 기타 첨가제(스테아린산 1g, 실란 1g, 이산화티타늄 5g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 몰드 세정용 고무 조성물을 제조하였다.

<실시예 4>

BR 80g과 EPDM 20g이 함유된 폴리머 고무 성분 100g에 실리카 B-type 12.5g, 제올라이트Y 87.5g을 포함하는 무기충진제 100g, 아민류 세정제 5.3g, 아미다졸린계 세정제 1.2g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 1g, 기타 첨가제(스테아린산 1g, 실란 1g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 몰드 세정용 고무 조성물을 제조하였다.

<실시예 5>

BR 60g과 EPDM 40g이 함유된 폴리머 고무 성분 100g에 실리카 A-type 25g, 실리카 B-type 11g, 제올라이트A-4 5g, 제올라이트A 20g 및 제올라이트Y 5g을 포함하는 무기충진제 66g, 아민류 세정제 7.4g, 아미다졸린류 세정제 0.9g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 2.3g, 기타 첨가제(스테아린산 1g, 실란 1g, 이산화티타늄 5g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 몰드 세정용 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예 1>

BR 90g과 EPDM 20g이 함유된 폴리머 고무 성분 110g에, 실리카 A-type 45g, 실리카 B-type 20g을 포함하는 무기충진제 65g, 아민류 세정제 1.6g, 아미다졸린류 세정제 1.6g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 1.8g, 기타 첨가제(스테아린산 1g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예 2>

BR 80g과 EPDM 20g이 함유된 폴리머 고무 성분 100g에 무기충진제인 제올라이트A-4 75g, 아민류 세정제 3g, 아미다졸린류 세정제 3g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 0.8g, 기타첨가제(스테아린산 1g, 실란 1g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 고무 조성물을 제조하였다.

<비교예 3>

BR 80g과 EPDM 20g이 함유된 폴리머 고무 성분 100g에 실리카 B-type 28g, 제올라이트A-4 98g를 포함하는 무기충진제 126g, 아민류 세정제 2.3g, 아미다졸린류 세정제 2.3g, 가교제로 부틸퍼옥사이드 1.4g, 기타첨가제(스테아린산 1g, 실란 1g)을 투입하여 분산시킨 과정을 거쳐 고무 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3에 대한 상세 함량을 하기 표 1에 나타내었다.

상기 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 고무 조성물을 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 이용하여 최대 토오크 값과 최소 토오크 값을 측정하였고, 상기 고무 조성물을 시트 형태로 제작하여 몰드에서 180℃에서, 2000 내지 2300PSi의 압력으로 6분간 몰드 세정을 실시하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2을 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5는 비교예 1 내지 3과 비교하여 몰드에서 세정 공정시 연무나 취기성 냄새가 발생하지 않으며, 우수한 몰드 세정성, 탈형성 및 퍼짐성의 특성을 나타내었다.

먼저, 고무 조성물에 따른 몰드 세정시 연무 및 취기성 냄새의 발생은 무기 충진제의 종류 및 조성에 따라 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 보다 상세하게 설명하면, 결정형 알루미노실리케이트의 무기충진제를 포함하는 실시예 1 내지 5는 연무 및 취기성 냄새의 발생이 비교예 1 내지 3에 비하여 보통 또는 소량으로 발생되거나, 거의 발생되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 비교예에서도 마찬가지로 결정형 알루미노 실리케이트를 포함하는 비교예 2 내지 3에서는 연무 및 취기성 냄새의 발생이 보통인 것을 확인할 수 있었다.

더욱이, 실시예 3 내지 5에서는 제올라이트 Y성분을 함유하고 있고, 이때의 몰드 세정용 고무 조성물은 연무 및 취기성 냄새의 발생이 현저히 줄어듦을 알 수 있었다. 따라서, 무기충진제로 결정형 알루미노실리케이트를 포함하는 고무 조성물의 연무 및 취기성 냄새가 발생하지 않는 특징이 향상되는 것을 알 수 있었고, 더욱이, 제올라이트 Y 성분을 함유하는 고무 조성물 일수록 그 특성이 현저하게 향상됨을 확인할 수 있었다.

다음으로, 몰드 퍼짐성에 대하여 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3을 관찰한 결과, 실시예 1 내지 5는 모두 최소 토오크 값이 20 내지 60 lbf.in 범위에 포함되며, 이로 인해 고무 조성물의 몰드 퍼짐성이 우수한 것을 확인할 수 있는 반면, 비교예 1 내지 2는 최소 토오크 값이 20 lbf.in 보다 낮은 범위에 포함되며, 고무 조성물의 퍼짐성이 과도하여 몰드 내에 충진 시 충진불량이 나는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 비교예 3은 최소 토오크 값이 60 lbf.in를 넘어서는 범위에 포함되며, 몰드 퍼짐성이 현저히 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 고무 조성물이 경화되지 않는 상태의 변형특성 및 최소 점도를 의미하는 최소 토오크 값이 작을수록 퍼짐성이 우수하여 몰드 내부에 충분한 충진이 가능한 것을 확인할 수 있었다.

또한, 몰드 탈혈성 및 이형성에 대하여 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3을 관찰한 결과, 실시예 1 내지 5은 최대 토오크 값이 80 내지 150 lbf.in 범위 내에 포함되어, 고무 조성물이 몰드 내에 퍼져 완전히 경화되면서도 경화된 상태의 강도가 적절하여 부스러짐 없이 몰드 탈형성 및 이형성이 우수한 특징을 가지는 것을 확인할 수 있었다.

반면, 비교예1 및 2의 경우에는 최대 토오크 값이 80 lbf.in 미만의 범위에 포함되는 것으로 나타났는 바, 이는 고무 조성물이 충분한 강도를 나타내지 못하여 세정공정 후 제거 과정에서 탈형성 및 이형성이 불량한 것으로 확인되었고, 비교예 3의 경우는 최대 토오크 값이 150 lbf.in 이상인 것으로 나타났는 바, 이는 세정 공정 과정 중 경화 후 고무 조성물의 강도가 너무 높아 부스러짐 현상이 발생되어 제거 과정 시 탈형성 및 이형성이 불량한 것으로 확인되었다.

따라서, 고무 조성물의 최대 토오크 값이 80 내지 150 lbf.in 범위일 때, 우수한 몰드 탈형성 및 이형성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 더욱이, 최소 토오크 값과 최대 토오크 값이 상기의 범위에 포함되면서도 아민류 세정제와 아미다졸린류 세정제를 함께 사용한 실시예 3, 4 및 5에서 우수한 세정 능력이 나타남을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

스틸렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 니트릴 고무(NBR), 클로로프렌 고무(CR), 에틸렌-프로필렌 터폴리머 고무(EPT), 에틸렌-프로필렌 고무(EPM), 에틸렌-프로필렌 디엔 고무(EPDM), 폴리이소프렌 고무(NB), 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM), 플루오르 고무(FPM), 아크릴 고무(ACM), 우레탄 고무(U) 및 실리콘 고무(Si)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폴리머 고무 100중량부와;
상기 폴리머 고무 100중량부를 기준으로, 무기충진제 30 내지 150 중량부;
세정제 5 내지 10 중량부; 및
가교제 1 내지 10 중량부;를 포함하여 이루어지고,
ODR(Oscillating Disk Rheometer)로 측정한 최소 토오크 값이 20 내지 60 lbf.in이고, 최대 토오크 값이 80 내지 150 lbf.in 인 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물.
제1항에 있어서,
상기 무기충진제는 실리카, 실리카 겔, 카본 블랙, 탄산 칼슘, 칼슘 실리케이트, 지르코늄, 산화철, 활성알루미나, 수산화 알루미늄, 산화티타늄, 수산화 티타늄, 무정형 알루미노실리케이트 및 결정형 알루미노실리케이트 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물.
제1항에 있어서,
상기 가교제는 d-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스-(t-부틸퍼옥시)-헥산, t-부틸퍼록시벤조에이트, 1,1-디-t-부틸퍼록시-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 디-벤조일퍼록사이드, 비스-(2,4-디클로로벤조일)-퍼록사이드, t-부틸퍼록시벤조에이트 및 황(sulfer) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물.
제1항에 있어서,
스테아린산, 이산화티타늄, 산화방지제 및 실란 중에서 선택된 하나 이상인 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물.
제4항에 있어서,
상기 첨가제는 1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 몰드 세정용 고무 조성물.