KR20200034992A - UV resistant antistatic trays and antistatic coating formulations - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 칩이나 전자부품 또는 모듈 등 정전기에 민감한 전자부품 운반용 트레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 , 정전기 방지를 위해 표면에 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 조성물이 코팅된 쉬트를 이용하여 제조된 트레이 및 이러한 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a tray for carrying electronic components that are sensitive to static electricity, such as semiconductor chips, electronic components, or modules, and more specifically, is manufactured by using a sheet coated with a composition having a conductive polymer as an active ingredient on the surface to prevent static electricity. Trays and these compositions.
반도체 집적회로 칩 등의 전자 부품 운반용 트레이의 경우 운반 도중 정전기 피해를 방지하기 위해 정전기 방지 처리된 트레이를 이용하여 운반한다. 이때 사용하는 대표적인 정전기 방지 처리 기술은 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지 조성물을 쉬트 표면에 코팅하여 대전방지층을 형성하고, 이를 일정 형상으로 성형하여 제조한 트레이를 사용한다.In the case of a tray for transporting electronic components such as a semiconductor integrated circuit chip, the tray is transported using an antistatic tray to prevent electrostatic damage during transport. At this time, a typical anti-static treatment technology used is to form an anti-static layer by coating an anti-static composition containing a conductive polymer as an active ingredient on a sheet surface, and use a tray prepared by molding it into a certain shape.
이 트레이에 장착된 전자 부품 등은 실내에서 사용되는 것이 일반적인데, 경우에 따라 운반 도중 외부에 노출되거나 또는 흔한 경우는 아니지만 미약한 자외선에 노출될 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 또한 이 트레이가 사용되는 도중 자외선 등의 강한 전자기파가 조사되면 표면에 형성된 전도성 고분자 층의 표면저항이 증가하여 정전기 방지 성능이 저하되는 문제점이 있으며 그리고 트레이가 실내에서 오랜 기간 동안 사용되는 경우에도 누적된 실내 조명등의 영향으로 전도성 고분자의 전도성 성능이 저하될 가능성이 있다.Electronic components and the like mounted on the tray are generally used indoors. In some cases, the possibility of exposure to the outside during transportation or, in rare cases, exposure to weak ultraviolet rays cannot be completely excluded. In addition, when this tray is being used, when a strong electromagnetic wave such as ultraviolet rays is irradiated, the surface resistance of the conductive polymer layer formed on the surface is increased, and thus, the antistatic performance is deteriorated, and even if the tray is used indoors for a long period of time, accumulated Under the influence of indoor lighting, there is a possibility that the conductive performance of the conductive polymer is deteriorated.
전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층의 경우 전도성 고분자는 일중결합과 이중결합이 분자 내에 주기적으로 위치하는 분자로서, 이들로 제조된 트레이가 자외선 또는 누적된 실내 조명등 또는 햇빛 등을 쪼이게 되면 이중결합이 깨지는 현상이 발생하여 전도성 고분자가 그 성능을 잃게 되어, 결국 트레이의 대전방지 성능이 저하될 가능성이 높아지게 된다.In the case of an antistatic layer containing a conductive polymer as an active ingredient, a conductive polymer is a molecule in which double bonds and double bonds are periodically located in a molecule, and when the tray made of them is exposed to ultraviolet rays or accumulated indoor lighting or sunlight, double bonds This cracking phenomenon occurs and the conductive polymer loses its performance, which in turn increases the likelihood that the tray's antistatic performance will deteriorate.
따라서 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층이 구비된 트레이의 경우 이러한 조명등, 햇빛, 또는 지외선 등의 지속적인 노출에도 대전방지 성능이 유지될 수 있는 쉬트 재료 및 이로부터 제조된 전자 부품 운반용 트레이의 발명이 필요하다.Therefore, in the case of a tray provided with an antistatic layer made of a conductive polymer as an active ingredient, the invention of a sheet material capable of maintaining antistatic performance even with continuous exposure to such lights, sunlight, or ultraviolet rays, and the tray for carrying electronic parts made therefrom This is necessary.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 표면에 형성된 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층이 자외선 등의 전자기파에 강한 저항성을 갖도록 하는 기술에 관한 것이다. The present invention is to solve such a problem, and relates to a technology for making an antistatic layer having a conductive polymer formed on a surface as an active ingredient have strong resistance to electromagnetic waves such as ultraviolet rays.
본 발명에서는 누적되는 실내등, 햇빛, 또는 지외선 등에 노출되는 환경에서도 대전방지성의 저하없이 사용 가능한 전자 부품 운반용 트레이 제조용 쉬트 및 이로부터 제조된 트레이를 제공하고자 한다.The present invention intends to provide a sheet for manufacturing a tray for carrying electronic components and a tray manufactured therefrom, which can be used without deterioration of antistatic properties even in an environment exposed to accumulated indoor lights, sunlight, or outside light.
본 발명이 이루고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be achieved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 전도성 고분자 조성물을 발명하고, 이를 고분자 쉬트에 코팅하여 대전방지층을 형성하고, 이를 이용하여 트레이를 제조하는 방법을 사용하였다.In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a conductive polymer composition capable of achieving the object of the present invention was invented, and an antistatic layer was formed by coating it on a polymer sheet, and a method of manufacturing a tray using the same was used.
본 발명에 따른 부품운반용 대전방지 트레이는, 상기 트레이의 표면에 대전방지층이 형성되며, 그리고 상기 대전방지층은 전도성 고분자와 탄소물질을 유효 성분으로 포함하여 자외선 저항성이 향상되는 것을 특징으로 한다.The antistatic tray for transporting parts according to the present invention is characterized in that an antistatic layer is formed on the surface of the tray, and the antistatic layer includes a conductive polymer and a carbon material as active ingredients to improve ultraviolet resistance.
또한, 상기 전도성 고분자는 아닐린, 피롤, 티오펜 등의 성분으로 이루어진, 또는 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자로 이루어진 것임을 특징으로 한다.In addition, the conductive polymer is characterized in that it is composed of a component such as aniline, pyrrole, thiophene, or a modified conductive polymer modified from them.
또한, 상기 탄소물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 카본블랙 중 어느 하나 또는 그 이상의 물질이 혼합되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbon material is characterized in that any one or more of the carbon nanotubes, graphene, carbon black is mixed.
상기 탄소나노물질은 다중벽 탄소나노튜브의 경우 함량이 대전방지층 물질의 전체 고형분 100 중량부 대비 2-30 중량부이거나, 또는 일중벽 탄소나노튜브의 경우 함량이 대전방지층 물질의 전체 고형분 대비 0.5-10 중량부임을 특징으로 한다.In the case of multi-walled carbon nanotubes, the content is 2-30 parts by weight compared to 100 parts by weight of the total solids of the antistatic layer material, or in the case of single-walled carbon nanotubes, the content is 0.5- compared to the total solids of the antistatic layer material. It is characterized by 10 parts by weight.
상기 트레이는 에스터계, 스티렌계, 아크릴로니트릴계, 카보네이트계, 부타디엔계, 에틸렌계 또는 프로필렌계 등의 올레핀계, 술폰계, 에테르계, 아미드계 성분 중 어느 하나로 이루어진 고분자 쉬트 또는 그 이상의 성분이 공중합되어 있는 고분자 쉬트, 또는 이들 성분으로 만들어진 고분자들이 적층구조로 되어있는 고분자 쉬트로 만들어진 것이며, 그리고 전도성 고분자와 일중벽 내지 다중벽 탄소나노튜브를 유효 성분으로 하는 대전방지층의 두께가 0.02-5 미크론임을 특징으로 한다.The tray is a polymer sheet or more components of any one of olefin, sulfone, ether, and amide components such as ester, styrene, acrylonitrile, carbonate, butadiene, ethylene or propylene. The polymer sheet copolymerized, or a polymer sheet made of polymers made of these components is made of a stacked structure, and the thickness of the antistatic layer comprising a conductive polymer and single-wall to multi-walled carbon nanotubes as an active ingredient is 0.02-5 microns. It is characterized by.
또한 본 발명의 전도성 고분자를 포함하는 대전방지 코팅액 조성물은, 상기 대전방지 코팅액 조성물이 전도성 고분자와 탄소물질을 유효성분으로 포함하여 자외선 저항성이 향상된 것을 특징으로 한다.In addition, the antistatic coating liquid composition comprising the conductive polymer of the present invention is characterized in that the antistatic coating liquid composition includes a conductive polymer and a carbon material as active ingredients to improve ultraviolet resistance.
상기 코팅액 조성물 내에 포함되어 있는 탄소물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 카본블랙 중 어느 하나 또는 그 이상의 물질이 혼합되어 있는 것임을 특징으로 한다.The carbon material contained in the coating liquid composition is characterized in that any one or more materials of carbon nanotubes, graphene, and carbon black are mixed.
상기 코팅액 조성물 내에 포함되어 있는 탄소물질은 일중벽 또는 다중벽 탄소나노튜브임을 특징으로 하는 대전방지 코팅액 조성물.The carbon material contained in the coating liquid composition is an antistatic coating liquid composition, characterized in that the single-walled or multi-walled carbon nanotubes.
또한, 상기 코팅액 조성물에서 다중벽 탄소나노튜브의 경우 함량은 전체 고형분 전체 100 중량부 대비 2 -30 중량부이거나 또는 일중벽 탄소나노튜브의 경우 함량이 대전방지층 물질의 전체 고형분 대비 0.5-10 중량부임을 특징으로 한다.In addition, the content of the multi-walled carbon nanotubes in the coating solution composition is 2-30 parts by weight compared to 100 parts by weight of the total solids, or in the case of single-walled carbon nanotubes, the content is 0.5-10 parts by weight compared to the total solids of the antistatic layer material. It is characterized by.
상기 전도성 고분자는 아닐린, 피롤, 티오펜 또는 이들로부터 변상된 변성 전도성 고분자임을 특징으로 한다.The conductive polymer is characterized in that it is a modified conductive polymer modified from aniline, pyrrole, thiophene or these.
본 발명의 기술로 제조된 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층이 구비된 쉬트로 전자부품 운반용 트레이를 제조하면, 누적되는 실내등, 또는 햇빛, 자외선 등에 노출되는 환경에서도 표면저항의 상승, 즉 대전방지성의 저하 없는 트레이가 되어 트레이로 운반하는 전자 부품 등을 안전하게 보관 운반할 수 있다.When a tray for carrying an electronic component is manufactured as a sheet provided with an antistatic layer made of a conductive polymer made of the technology of the present invention as an active ingredient, the surface resistance is increased even when exposed to accumulated indoor light, sunlight, or ultraviolet light, that is, antistatic It becomes a tray without sacrificing castle and can safely store and transport electronic components that are transported to the tray.
본 발명의 기술에 따른 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층이 형성된 쉬트를 이용하여 제조된 트레이는 비록 자외선이 조사되는 환경에서 사용되어도 표면의 대전방지 성능을 유지할 수 있는 장점이 있다.Trays manufactured using a sheet formed with an antistatic layer having a conductive polymer as an active ingredient according to the technology of the present invention have an advantage of maintaining the antistatic performance of the surface even when used in an environment irradiated with ultraviolet rays.
본 발명에서는 먼저 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지 조성물 제조 시 누적되는 실내등 환경, 또는 간헐적인 햇빛 또는 자외선 등에 노출되는 환경에서도 대전방지성을 유지할 수 있는 전도성 고분자 조성물을 제조하는 것을 기본으로 한다. 나머지 공정, 즉 상기 개선된 전도성 고분자 조성물을 쉬트에 코팅하는 기술 및 이 쉬트를 이용하여 트레이를 제조하는 기술 등은 기존 기술을 그대로 적용이 가능하다.In the present invention, first, it is based on the preparation of a conductive polymer composition capable of maintaining antistatic properties even in an indoor light environment that accumulates when manufacturing an antistatic composition containing a conductive polymer as an active ingredient, or in an environment exposed to intermittent sunlight or ultraviolet light. The rest of the process, that is, the technology of coating the improved conductive polymer composition on the sheet and the technology of manufacturing the tray using the sheet, can apply the existing technology as it is.
상기 환경 중 전도성 고분자의 대전방지성 저하에 대한 가장 중요한 요인은 자외선 성분이기 때문에, 본 발명의 중요한 기술적 특징은 전도성 고분자 조성물 제조 시 자외선에 강한 성분을 첨가하여 자외선에 강한 전도성 고분자 조성물을 제조하는 것이다.Since the most important factor for deterioration of the antistatic property of the conductive polymer in the environment is the ultraviolet component, an important technical feature of the present invention is to prepare a conductive polymer composition resistant to ultraviolet rays by adding a strong component to ultraviolet rays when preparing the conductive polymer composition. .
본 발명에서는 가장 널리 사용되고 있는 투명 고분자인 폴리에스터계 고분자 쉬트로 만든 전자부품 운반용 트레이를 예로 들어 설명하기로 한다. 따라서 고분자 쉬트 재료는 무정형폴리에스터 쉬트, 그리고 대전방지 조성물은 대표적인 전도성 고분자인 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) (poly(3,4-ethylenedioxythiophene); PEDOT)를 사용하여 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 상기 폴리에스터계 고분자를 비롯한 스티렌계 고분자 등 유사한 목적으로 사용되는 모든 대전방지 트레이 및 이를 성형하기 위한 쉬트 등 다양한 소재에 적용될 수 있음은 자명하다.In the present invention, an electronic component transport tray made of a polyester polymer sheet, which is the most widely used transparent polymer, will be described as an example. Therefore, the polymer sheet material is an amorphous polyester sheet, and the antistatic composition will be described using a representative conductive polymer, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT). However, it is obvious that the present invention can be applied to various materials such as all anti-static trays used for similar purposes, such as the polyester-based polymer, and sheets for forming the same.
본 발명에서 자외선에 강한 전도성 고분자 대전방지 조성물을 제조하는 방법은 자외선이 조사되는 경우 자외선이 전도성 고분자의 이중결합을 깨기 전에 다른 성분을 먼저 변화시키도록 유도하는 것이다.In the present invention, a method for preparing a conductive polymer antistatic composition resistant to ultraviolet rays is to induce ultraviolet rays to change other components first before breaking the double bond of the conductive polymer when irradiated with ultraviolet rays.
실험 결과, 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지 조성물의 경우, 카본블랙, 그래핀, 또는 탄소나노튜브 등의 카본계 물질을 전도성 고분자 용액에 혼합하면 최종 대전방지 조성물로 만든 대전방지층의 자외선 저항성을 유지하는데 큰 효과가 있음을 확인하였다. 특히 탄소나노튜브를 첨가제로 사용하는 경우에는 220~650 나노미터의 파장을 가지면서 에너지가 20,000 밀리주울 (mJ) 정도인 매우 강한 자외선을 조사해도 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층이 구비된 스티렌계 쉬트는 물론 일반 투명기재인 폴레에스터 필름 등 대부분의 고분자 기재 원단 또는 이들로부터 성형된 트레이 또는 성형품의 표면저항이 크게 변하지 않고 유지됨을, 즉 대전방지 성능이 저하되지 않음을 발견하였다.As a result of the experiment, in the case of an antistatic composition containing a conductive polymer as an active ingredient, when carbon-based materials such as carbon black, graphene, or carbon nanotubes are mixed in a conductive polymer solution, the UV resistance of the antistatic layer made of the final antistatic composition is improved. It was confirmed that it had a great effect on maintenance. In particular, when a carbon nanotube is used as an additive, a styrene sheet having an antistatic layer containing a conductive polymer even when irradiated with very strong ultraviolet rays having a wavelength of 220 to 650 nanometers and energy of 20,000 millijoules (mJ). Of course, it was found that the surface resistance of most polymer-based fabrics such as polyester films, which are general transparent materials, or trays or molded products molded from them is maintained unchanged, that is, the antistatic performance is not deteriorated.
본 발명에 사용할 수 있는 탄소물질로는 그래핀, 카본 블랙과 탄소나노튜브 등이 있다. 이들 탄소물질들은 모두 동일한 효과를 낼 수 있는데, 본 발명에서는 주로 탄소나노튜브를 이용하여 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 목적이 전도성 고분자를 유효성분으로 하는 대전방지 조성물이 표면에 형성된 트레이의 자외선저항성을 증가시키기 위한 것이므로, 그래핀을 비롯한 기타 탄소물질도 동일한 효과를 낼 수 있음이 자명하여 본 발명의 범위를 특별한 종류의 탄소물질에 국한할 필요가 없다.Carbon materials that can be used in the present invention include graphene, carbon black and carbon nanotubes. All of these carbon materials can have the same effect. In the present invention, mainly carbon nanotubes will be described. However, since the object of the present invention is to increase the ultraviolet resistance of the tray formed on the surface of the antistatic composition using the conductive polymer as an active ingredient, it is obvious that other carbon materials including graphene can have the same effect. There is no need to limit the scope to special types of carbon materials.
탄소나노튜브 물질의 경우에는 일중벽 탄소나노튜브 (SWCNT), 이중벽 탄소나노튜브 (DWCNT), 그 이상의 벽을 갖는 다중나노튜브 (MWCNT) 등 벽의 숫자에 상관없이 모두 사용 가능하다.In the case of carbon nanotube materials, it can be used regardless of the number of walls, such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT), double-walled carbon nanotubes (DWCNT), and multi-nanotubes (MWCNT) with more walls.
전도성 고분자 조성물에 혼합되는 탄소계 물질의 함량은 전도성 고분자 조성물에 혼합하는 탄소나노튜브의 종류에 따라 달리하여야 한다.The content of the carbon-based material mixed in the conductive polymer composition should be different depending on the type of carbon nanotube mixed in the conductive polymer composition.
즉, 다중벽 탄소나노튜브를 사용하는 경우 전도성 고분자 용액의 고형분 100 중량부 대비 2-30 중량부가 되도록 하여야 한다. 여기에서 전도성 고분자 용액의 고형분이라 함은 전도성 고분자와 바인더의 전체 무게를 의미한다. 다중벽 탄소나노튜브의 함량이 2 중량부보다 적으면 전체 전도성 대전방지층의 자외선 저항성이 낮아 큰 효과가 없어 불리하고, 30 중량부 이상이면 불필요하게 많은 양의 탄소나노튜브를 사용할 필요가 없고 경제적으로 불리하고 너무 많은 탄소나노튜브를 사용함으로 인한 광투과도 저하가 심하여 오히려 불리하다.That is, when using a multi-walled carbon nanotube, it should be 2-30 parts by weight compared to 100 parts by weight of solid content of the conductive polymer solution. Here, the solid content of the conductive polymer solution means the total weight of the conductive polymer and the binder. If the content of the multi-walled carbon nanotubes is less than 2 parts by weight, the UV resistance of the entire conductive antistatic layer is low and thus has no great effect, and if it is more than 30 parts by weight, it is unnecessary to use a large amount of carbon nanotubes and economically It is disadvantageous because the light transmittance decreases due to the use of too many carbon nanotubes.
반면에 일중벽 탄소나노튜브를 사용할 경우에는 다중벽 탄소나노튜브보다 적은 함량에서도 좋은 자외선 저항성을 얻을 수 있다. 일중벽 탄소나노튜브를 사용할 경우 전도성 고분자 용액의 전체 고형분 100 중량부 함량 대비 0.5-10 중량부 범위의 함량을 사용하는 것이 바람직하다. 일중벽 탄소나노튜브의 함량이 0.5 중량부 미만이면 자외선 저항성의 효과가 크지 않아 불리하고, 10 중량부 이상이면 더 이상의 함량을 사용해도 저항성 증가 효과가 미미한 반면 경제적으로 불리하고 광투과도가 과도하게 저하되는 단점이 있어 오히려 불리하다. 즉 탄소(카본계) 물질이 충분히 잘 분산되어 자외선 저항성의 효과를 발휘할 수 있을 정도 이상의 함량을 포함하면 된다. 그리고 광투과도와 저항성 증가 효과를 고려하여 카본계 물질의 함량을 조절하면 된다. 또한 아래의 실시예의 결과를 참조하여 함유량을 설정할 수 있다.On the other hand, when using single-walled carbon nanotubes, good UV resistance can be obtained even at a lower content than multi-walled carbon nanotubes. When using single-walled carbon nanotubes, it is preferable to use a content in the range of 0.5-10 parts by weight compared to 100 parts by weight of the total solid content of the conductive polymer solution. If the content of single-walled carbon nanotubes is less than 0.5 parts by weight, the effect of UV resistance is not great, and if it is more than 10 parts by weight, the effect of increasing the resistance is negligible while economically disadvantageous and the light transmittance is excessively reduced. There are disadvantages of being rather disadvantageous. That is, the carbon (carbon-based) material may be dispersed sufficiently well to include a content more than sufficient to exert the effect of UV resistance. In addition, the content of the carbon-based material may be adjusted in consideration of the effect of increasing light transmittance and resistance. In addition, the content can be set by referring to the results of the examples below.
일중벽 탄소나노튜브 외에 이중벽 탄소나노튜브도 실험을 통하여 일중벽 탄소나튜브와 유사한 효과를 보임을 알았다. 그러나 본 발명에서는 일중벽 탄소나노튜브나 이중벽 탄소나노튜브가 거의 유사한 특성을 보이므로 일중벽 탄소나노튜브라 함은 이중벽 탄소나노튜브도 포함하는 것으로 간주하기로 한다.In addition to the single-walled carbon nanotubes, experiments also showed that double-walled carbon nanotubes have similar effects to single-walled carbon nanotubes. However, in the present invention, since single-walled carbon nanotubes or double-walled carbon nanotubes show almost similar characteristics, the term single-walled carbon nanotubes is also considered to include double-walled carbon nanotubes.
본 발명에서는 전도성 고분자 코팅용액의 전체 고형분 대비 탄소나노튜브의 함량을 규정하였다. 전도성 고분자를 포함하는 대전방지 코팅액을 기재 물질 표면에 도포, 건조 및 경화를 통하여 기재 물질 표면에 대전방지층을 형성할 경우 대부분의 용매는 휘발하여 소멸되기 때문에 전도성 고분자 용액의 전체 고형분이라 함은 결국 최종적으로 기재 물질 표면에 형성된 대전방지층에 들어있는 전도성 고분자 물질 및 바인더 물질의 전체무게 대비 탄소나노튜브의 함량을 의미하기도 한다. 따라서 전도성 고분자 용액내 고형분 대비 탄소나노튜브의 함량은 최종적으로 형성된 대전방지층에 포함되어 있는 전도성고분자 물질 및 바인더 성분의 전체 함량 대비 탄소나노튜브의 함량과 동일한 의미로 해석하기로 한다.In the present invention, the content of carbon nanotubes compared to the total solid content of the conductive polymer coating solution was defined. When forming an antistatic layer on the surface of the base material through coating, drying and curing the antistatic coating solution containing the conductive polymer, most of the solvent is volatilized and disappears, so that the total solid content of the conductive polymer solution is ultimately final. In addition, it also means the content of the carbon nanotubes compared to the total weight of the conductive polymer material and the binder material contained in the antistatic layer formed on the surface of the base material. Therefore, the content of the carbon nanotubes relative to the solid content in the conductive polymer solution will be interpreted in the same meaning as the content of the carbon nanotubes relative to the total content of the conductive polymer material and the binder component contained in the finally formed antistatic layer.
본 발명의 자외선에 강한 전도성 고분자 조성물 제조에 사용되는 카본 물질은, 예를 들어 탄소나노튜브의 경우, 먼저 전도성 고분자 조성물을 만든 후 여기에 탄소나노튜브를 첨가한 후 초음파 처리 또는 기계적 교반법을 단독으로 또는 병행하여 사용하여 분산하면 된다. 이때 필요한 경우 별도의 분산제를 사용하여도 무방하다. 탄소나노튜브의 분산방법 및 분산제의 종류, 함량 등은 당업에 종사하는 자라면 기존 개시된 기술을 사용하여 시행착오를 통하여 찾아낼 수 있으므로 본 발명에서는 별도로 언급하지 않기로 한다.The carbon material used in the preparation of a conductive polymer composition resistant to ultraviolet rays of the present invention, for example, in the case of a carbon nanotube, first forms a conductive polymer composition, and then adds the carbon nanotube to it, followed by sonication or mechanical stirring. Disperse by using or in parallel. In this case, if necessary, a separate dispersant may be used. The method of dispersing the carbon nanotubes and the type and content of the dispersant can be found through trial and error using existing disclosed techniques, so that the present invention will not be described separately.
본 발명의 전도성 고분자 및 탄소 물질을 유효 성분으로 하는 대전방지층의 표면저항은 트레이 성형용 쉬트의 경우 쉬트의 표면저항이 104-1010 오움/면적 범위가 적당하다. 그러나 이는 성형 형태 및 깊이에 따라 조절해야 하므로 특별한 범위의 표면저항으로 규정할 필요는 없다.The surface resistance of the antistatic layer comprising the conductive polymer and the carbon material of the present invention as an active component is suitable for a sheet forming tray having a sheet resistance of 10 4 -10 10 ohm / area. However, it does not have to be specified as a special range of surface resistance since it must be adjusted according to the shape and depth of the molding.
그러나 본 발명의 대전방지 조성물은 표면에 형성된 후 자외선 등의 특별한 환경에서의 변화를 적게 해야 하는 것이므로, 표면저항과는 상관없이 자외선 방지 효과를 갖는 탄소물질을 포함하는 대전방지층의 두께는 적정 범위를 갖는 것이 바람직하다. However, since the antistatic composition of the present invention is required to reduce changes in a special environment such as ultraviolet rays after being formed on the surface, the thickness of the antistatic layer containing a carbon material having an anti-UV effect is irrespective of the surface resistance. It is desirable to have.
본 발명의 조성물을 이용하여 기재 물질의 표면에 대전방지층을 형성하는 경우, 조사되는 자외선의 종류 및 광량 등에 따라 두께를 적절하게 조절해야 하지만 트레이 표면에서의 대전방지층의 두께가 0.02-10 미크론의 범위로 형성하는 것이 유리하다. 두께가 0.02 미크론 미만이면 자외선 등의 저항성이 약하여 불리하고, 10 미크론 이상이면 필요 이상으로 대전방지층을 형성함으로서 비경제적이므로 오히려 불리하다.When the antistatic layer is formed on the surface of the base material using the composition of the present invention, the thickness should be appropriately adjusted according to the type and amount of ultraviolet rays to be irradiated, but the thickness of the antistatic layer on the tray surface is in the range of 0.02-10 microns. It is advantageous to form. If the thickness is less than 0.02 microns, the resistance such as ultraviolet light is weak and disadvantageous. If it is 10 microns or more, it is rather unfavorable since it is uneconomical by forming an antistatic layer more than necessary.
이 두께는 기재 물질을 후속 가공처리 여부에 따라 결정되는데, 후속 가공처리가 없는 경우 대전방지층이 비교적 얇아도 무방한 반면, 트레이 등 기재 물질을 후속 가공하여, 즉 열성형하여 트레이를 제조해야 하는 경우 연신되는 정도에 따라 표면의 대전방지층이 얇아질 수 있다. 따라서 쉬트 자체의 대전방지층의 두께와 상관없이 성형된 최종 트레이 표면의 대전방지층의 두께가 중요하므로, 본 발명에서는 트레이 제품의 표면의 대전방지층의 두께로 규정한다.This thickness is determined by whether or not the substrate material is subjected to a subsequent processing process. In the absence of a subsequent processing process, the antistatic layer may be relatively thin, whereas a substrate material such as a tray must be subsequently processed, that is, thermally molded to produce a tray. Depending on the degree of stretching, the antistatic layer on the surface may be thinned. Therefore, regardless of the thickness of the anti-static layer of the sheet itself, the thickness of the anti-static layer on the surface of the molded final tray is important, so the present invention defines the thickness of the anti-static layer on the surface of the tray product.
따라서 부품 운반용 트레이의 경우, 트레이 전체에서 자외선 저항성을 일정 수준 이상으로 유지하기 위해서는, 트레이 성형 후 탄소나노튜브를 포함하는 대전방지층의 두께가 0.02-5 미크론이어야 한다. 본 발명의 대전방지층의 두께가 0.02 미크론 미만이면 자외선 저항성이 낮아져 아주 불리하고, 5 미크론 이상이면 불필요하게 두꺼워 비경제적이고 이 대전방지층이 탈락되어 불순물로 작용할 위험성이 높아서 오히려 불리하다.Therefore, in the case of the tray for carrying parts, in order to maintain the UV resistance at a predetermined level or higher in the entire tray, the thickness of the antistatic layer including the carbon nanotubes after forming the tray should be 0.02-5 microns. If the thickness of the antistatic layer of the present invention is less than 0.02 microns, UV resistance is low, which is very unfavorable. If it is 5 microns or more, it is uneconomical because it is unnecessarily thick.
일반적으로 부품 운반용 트레이로 많이 사용하는 재료는 에스터계, 스티렌계, 아크릴로니트릴계, 카보네이트계, 부타디엔계, 에틸렌계또는 프로필렌계 등의 올레핀계, 술폰계, 에테르계, 아미드계 성분 중 어느 하나 또는 그 이상의 성분이 공중합되어 있는 고분자 쉬트, 또는 이들 성분으로 만들어진 고분자들이 적층구조로 되어있는 고분자 쉬트를 많이 사용한다. 본 발명의 탄소나노튜브 등의 탄소 물질을 자외선 안정제로 사용하는 경우 기재 물질의 종류 및 형태 (즉, 필름 또는 쉬트 등), 그리고 이들 기재 물질 표면에 본 발명의 조성물을 포함하는 대전방지층을 형성하는 소위 코팅법 등은 기존 기술을 그대로 사용하면 되므로, 특별한 고분자의 종류 또는 코팅방법에 국한되지 않음은 자명하다. 또한 본 발명의 조성물이 표면에 형성된 쉬트를 이용하여 전자 부품 트레이를 제조하는 방법, 즉 열성형 또는 진공성형 방법 또한 기존 방법을 그대로 적용하면 되므로, 이에 대하여는 더 이상 언급하지 않기로 한다.In general, the material that is frequently used as a tray for carrying parts is any one of olefin, sulfone, ether, and amide components such as ester, styrene, acrylonitrile, carbonate, butadiene, ethylene, or propylene. Alternatively, a polymer sheet in which more components are copolymerized, or a polymer sheet in which polymers made of these components are stacked are used. When using a carbon material such as the carbon nanotube of the present invention as an ultraviolet stabilizer, the type and shape of the base material (ie, film or sheet), and forming an antistatic layer comprising the composition of the present invention on the surface of these base materials It is obvious that the so-called coating method is not limited to a specific polymer type or coating method since the existing technology can be used as it is. In addition, a method of manufacturing an electronic component tray using a sheet formed on the surface of the composition of the present invention, that is, a thermoforming method or a vacuum molding method, may also be applied as it is, since it will not be described further.
또한 본 발명에 사용되는 유효 성분 중의 하나인 전도성 고분자의 경우 아닐린계, 피롤계, 티오펜계 전도성 고분자 및 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자, 예를 들어 PEDOT 등 거의 모든 전도성 고분자를 사용할 수 있다. 이는 사용하는 방법은 기존 기술을 그대로 사용하면 된다.In addition, in the case of a conductive polymer that is one of the active ingredients used in the present invention, aniline-based, pyrrole-based, thiophene-based conductive polymers and modified conductive polymers modified therefrom, for example, almost all conductive polymers such as PEDOT can be used. This method can be used by using the existing technology as it is.
상기 언급된 내용을 비교예 및 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 본 발명의 범위는 실시예에 국한되거나 본 비교예 및 실시예에 사용한 기재 필름에 국한되는 것은 아니다.The above-mentioned contents will be described in more detail using comparative examples and examples. However, the scope of the present invention is not limited to the examples or the base film used in the present comparative examples and examples.
<비교예 1><Comparative Example 1>
비교예 1은 본 발명의 비교를 위한 기준 시료로서, 자외선 저항성 향상을 위한 탄소물질이 포함되지 않은 전도성 고분자 자체만 포함하는 조성물이다.Comparative Example 1 is a reference sample for comparison of the present invention, is a composition containing only the conductive polymer itself does not contain a carbon material for improving ultraviolet resistance.
비교예 1의 전도성 고분자 대전방지 조성물은 전도성 고분자인 PEDOT 수분산액 7.2 그램, 우레탄계 바인더 2.4 그램을 이소프로필 알콜 58.6 그램에 혼합하여 대전방지 조성물을 제조한 후 이를 스티렌계 고분자 쉬트에 105 오움/면적의 표면저항을 갖도록 대전방지층을 형성하였다. 이때 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층의 두께는 대략 0.3 미크론이었다. 이 쉬트를 이용하여 진공성형법으로 깊이가 4 cm인 반도체 모듈트레이를 제조하였다. 성형 직후 (UV 조사 전) 성형된 트레이의 바닥면의 표면저항은 106 오움/면적이었다. The conductive polymer antistatic composition of Comparative Example 1 was prepared by mixing 7.2 grams of an aqueous dispersion of PEDOT, which is a conductive polymer, and 2.4 grams of a urethane-based binder with 58.6 grams of isopropyl alcohol, to prepare an antistatic composition, and then adding it to a styrene polymer sheet for 10 5 ohms / area. An antistatic layer was formed to have a surface resistance of. At this time, the thickness of the antistatic layer containing the conductive polymer was approximately 0.3 microns. Using this sheet, a semiconductor module tray having a depth of 4 cm was manufactured by vacuum forming. Immediately after molding (before UV irradiation), the surface resistance of the bottom surface of the molded tray was 10 6 ohms / area.
성형된 트레이의 자외선 저항성을 측정한 결과, 저압등 조사의 경우 48시간까지 표면저항의 변화가 없었고, 300 mJ의 고압 메탈등의 경우 20번 조사 후 표면저항이 109 오움/면적으로 증가하였고, 1,000 mJ 광량을 20번 조사한 경우 표면저항이 1012 오움/면적으로 크게 증가하였다.As a result of measuring the UV resistance of the molded tray, the surface resistance did not change until 48 hours in the case of low pressure lamp irradiation, and the surface resistance increased by 10 9 ohms / area after 20 irradiations in the case of 300 mJ high pressure metal lamp, When the 1,000 mJ light was irradiated 20 times, the surface resistance increased significantly by 10 12 ohms / area.
본 비교예 1을 통하여, 기존 전도성 고분자 조성물의 경우, 트레이 성형 후 트레이에 UV를 조사하면 트레이의 표면저항이 크게 증가하여 고압등을 오랜 시간 쪼이면 트레이 표면의 표면저항이 절연성으로 변화하는 것을 알 수 있다. 이는 전도성 고분자의 이중결합 부위가 UV에 의하여 손상되어 전도성 고분자의 전기전도성을 잃어버리기 때문이다. Through this Comparative Example 1, in the case of the existing conductive polymer composition, it is found that when the tray is irradiated with UV after forming the tray, the surface resistance of the tray is greatly increased and the surface resistance of the tray surface changes to insulation when high pressure lamps are exposed for a long time. You can. This is because the double bond site of the conductive polymer is damaged by UV and loses the electrical conductivity of the conductive polymer.
<실시예 1-4><Example 1-4>
실시예 1은 비교예 1의 전도성 고분자 조성물에 다중탄소나노튜브 수분산액(다중탄소나노튜브 함량: 3 중량부)을 탄소나노튜브의 함량이 전체 고형분 대비 2.5, 5, 10, 20 중량부 되도록 혼합하여 대전방지 코팅조성물을 제조한 것을 제외한 나머지는 비교예 1과 동일하다.Example 1 is mixed in the conductive polymer composition of Comparative Example 1 so that the multi-carbon nanotube aqueous dispersion (multi-carbon nanotube content: 3 parts by weight) is 2.5, 5, 10, 20 parts by weight compared to the total solid content of the carbon nanotubes By doing so, the rest were the same as in Comparative Example 1, except that an antistatic coating composition was prepared.
표 1은 다중벽 탄소나노튜브 함량에 따른 트레이의 표면저항 변화 (단위: 오움/면적)를 나타낸다.Table 1 shows the surface resistance change (unit: ohm / area) of the tray according to the content of multi-walled carbon nanotubes.
비교예 1과 실시예 1-4의 표면저항 측정 결과가 표 1에 정리되어 있다. 상기 실시예의 기술로 제조된 대전방지 트레이에 대한 자외선 저항성을 측정한 결과, 저압등과 고압 메틸등을 이용하여 300 mJ 광량의 자외선을 20회 조사한 경우 표면저항의 변화가 없었다. 그러나 1,000 mJ의 높은 광량으로 20회 조사한 경우, 2.5 중량부 시료에서는 표면저항이 증가하는 반면 이보다 높은 함량에서는 109 오움/면적 미만의 표면저항값을 유지하며, 탄소나노튜브의 함량이 높아질수록 UV 조사 후 표면저항의 변화가 적음을 알 수 있다.Table 1 shows the results of surface resistance measurements of Comparative Examples 1 and 1-4. As a result of measuring the ultraviolet resistance of the antistatic tray manufactured by the technology of the above example, when the ultraviolet light of 300 mJ light was irradiated 20 times using a low pressure lamp and a high pressure methyl lamp, there was no change in surface resistance. However, when irradiated 20 times with a high light amount of 1,000 mJ, the surface resistance increases in the 2.5 parts by weight sample while maintaining the surface resistance value less than 10 9 ohms / area at higher contents, and the higher the content of carbon nanotubes, the higher the UV It can be seen that there is little change in surface resistance after irradiation.
<실시예 5><Example 5>
실시예 5는 실시예 2의 조성물을 이용하여 성형 후 열을 가하여 쉬트를 늘려서 탄소나노튜브를 포함하는 대전방지층의 두께가 0.15 미크론 정도가 되도록 조절한 쉬트를 이용하여 자외선 항성을 평가한 것이다.Example 5 was evaluated by using the composition of Example 2 to increase the sheet by applying heat after molding so that the thickness of the antistatic layer containing the carbon nanotubes was adjusted to be about 0.15 micron, thereby evaluating UV star resistance.
상기 기술로 제조한 시료에 대한 자외선 저항성을 측정한 결과, 1,000 mJ의 광량의 자외선을 20회 조사한 후 표면저항은 108오움/면적으로 측정되었다.As a result of measuring the ultraviolet resistance of the sample prepared by the above technique, after irradiating ultraviolet light with a light amount of 1,000 mJ 20 times, the surface resistance was measured by 10 8 ohms / area.
<비교예 2><Comparative Example 2>
비교예 2는 표면의 대전방지층의 두께가 0.02 미크론이 되도록 많이 늘린 것을 제외한 나머지는 실시예 5와 동일하다.Comparative Example 2 is the same as in Example 5 except that the thickness of the surface of the antistatic layer was increased so much as to be 0.02 microns.
상기 기술에 의해 제조된 시료의 자외선 저항성을 평가한 결과, 1,000 mJ 광량의 고압등을 20회 조사한 결과 표면저항이 1012 오움/면적으로 증가하였다.As a result of evaluating the ultraviolet resistance of the sample prepared by the above technique, the surface resistance increased by 10 12 ohms / area as a result of irradiating high pressure lamps of 1,000 mJ light quantity 20 times.
상기 비교예와 실시예의 결과를 비교하면, 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지층 형성 시 탄소나노튜브가 포함되면 대전방지 쉬트 및 트레이의 자외선 저항성을 크게 향상시킴을 알 수 있다. 이때 성형된 트레이의표면의 대전방지층의 두께가 어느 정도 두께 이상이 되어야 성형된 트레이의 자외선 저항성이 유지됨을 알 수 있다.Comparing the results of the comparative examples and the examples, it can be seen that when the carbon nanotubes are included in the formation of the antistatic layer using the conductive polymer as an active ingredient, the UV resistance of the antistatic sheet and tray is greatly improved. At this time, it can be seen that the UV resistance of the molded tray is maintained only when the thickness of the antistatic layer on the surface of the molded tray is more than a certain thickness.
<실시예 6-9><Example 6-9>
실시예 6-9는 일중벽 탄소나노튜브를 사용하여 함량을 조절한 것을 제외한 나머지는 실시예 1-4와 동일하다.Example 6-9 was the same as Example 1-4 except that the content was adjusted using a single-walled carbon nanotube.
본 실시예의 탄소나노튜브의 함량에 따른 자외선 저항성이 표 2에 정리되어 있다.Table 2 summarizes the UV resistance according to the content of the carbon nanotubes in this embodiment.
표 2는 일중벽 탄소나노튜브 함량에 따른 트레이의 표면저항 변화 (단위: 오움/면적)를 나타낸다.Table 2 shows the change in the surface resistance of the tray according to the content of the single-walled carbon nanotube (unit: ohm / area).
비교예 1과 실시예 6-9의 표면저항 측정 결과가 표 2에 정리되어 있다. 표 2에 나와 있는 바와 같이, 일중벽 탄소나노튜브를 적당량 혼합할 경우 강한 자외선을 쪼여도 트레이의 표면저항이 크게 증가하지 않고 유지됨을 알 수 있다. 이로서 일중벽 탄소나노튜브를 포함하는 전도성 대전방지층을 갖는 트레이의 자외선 저항성이 전도성 고분자만 사용한 경우 대비 월등히 향상됨을 알 수 있다. 또한 실시예 1-4의 결과와 실시예 6-9의 결과를 비교하면 일중벽 탄소나노튜브를 사용하는 경우 다중벽 탄소나노튜브에 비하여 낮은 함량에서도 동일한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다. Table 2 shows the results of surface resistance measurements of Comparative Examples 1 and 6-9. As shown in Table 2, it can be seen that when the single-walled carbon nanotubes are mixed in an appropriate amount, the surface resistance of the tray is maintained without significantly increasing even when strong ultraviolet rays are irradiated. As a result, it can be seen that the UV resistance of the tray having the conductive antistatic layer including the single-walled carbon nanotubes is significantly improved compared to the case where only the conductive polymer is used. In addition, when comparing the results of Examples 1-4 and the results of Examples 6-9, it can be seen that when using a single-walled carbon nanotube, the same effect can be obtained even at a low content compared to a multi-walled carbon nanotube.
Claims (10)
상기 트레이의 표면에 대전방지층이 형성되며, 그리고
상기 대전방지층은 전도성 고분자와 탄소물질을 유효 성분으로 포함하여 자외선 저항성이 향상되는 것,
을 특징으로 하는 부품 운반용 대전방지 트레이.In the tray for carrying parts,
An antistatic layer is formed on the surface of the tray, and
The antistatic layer includes a conductive polymer and a carbon material as active ingredients to improve ultraviolet resistance,
Anti-static tray for carrying parts, characterized in that.
상기 전도성 고분자는 아닐린, 피롤, 티오펜 등의 성분으로 이루어진, 또는 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자로 이루어진 것임을 특징으로 하는 부품 운반용 대전방지 트레이According to claim 1,
The conductive polymer is made of components such as aniline, pyrrole, thiophene, or a modified conductive polymer modified from them.
상기 탄소물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 카본블랙 중 어느 하나 또는 그 이상의 물질이 혼합되어 있는 것,
을 특징으로 하는 부품운반용 대전방지 트레이.The method of claim 1
The carbon material is a mixture of any one or more of carbon nanotubes, graphene, and carbon black,
Anti-static tray for carrying parts, characterized in that.
상기 탄소나노물질은 다중벽 탄소나노튜브의 경우 함량이 대전방지층 물질의 전체 고형분 100 중량부 대비 2-30 중량부이거나, 또는 일중벽 탄소나노튜브의 경우 함량이 대전방지층 물질의 전체 고형분 대비 0.5-10 중량부임을 특징으로 하는 대전방지 부품운반용 트레이.According to claim 3,
In the case of multi-walled carbon nanotubes, the content is 2-30 parts by weight compared to 100 parts by weight of the total solids of the antistatic layer material, or in the case of single-walled carbon nanotubes, the content is 0.5- compared to the total solids of the antistatic layer material. Tray for carrying antistatic parts, characterized by 10 parts by weight.
상기 트레이는 에스터계, 스티렌계, 아크릴로니트릴계, 카보네이트계, 부타디엔계, 에틸렌계 또는 프로필렌계 등의 올레핀계, 술폰계, 에테르계, 아미드계 성분 중 어느 하나로 이루어진 고분자 쉬트 또는 그 이상의 성분이 공중합되어 있는 고분자 쉬트, 또는 이들 성분으로 만들어진 고분자들이 적층구조로 되어있는 고분자 쉬트로 만들어진 것이며, 그리고
전도성 고분자와 일중벽 내지 다중벽 탄소나노튜브를 유효 성분으로 하는 대전방지층의 두께가 0.02-5 미크론임을 특징으로 하는 부품운반용 대전방지 트레이.The method according to any one of claims 1 to 4,
The tray is a polymer sheet or more components of any one of olefin, sulfone, ether, and amide components such as ester, styrene, acrylonitrile, carbonate, butadiene, ethylene or propylene. A polymer sheet copolymerized or polymers made of these components are made of a stacked polymer sheet, and
An antistatic tray for carrying parts, characterized in that the thickness of the antistatic layer comprising a conductive polymer and single-wall to multi-wall carbon nanotubes as an active ingredient is 0.02-5 microns.
상기 대전방지 코팅액 조성물이 전도성 고분자와 탄소물질을 유효성분으로 포함하여 자외선 저항성이 향상된 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅액 조성물.In the antistatic coating liquid composition comprising a conductive polymer,
The antistatic coating liquid composition is characterized in that the conductive polymer and a carbon material as an active ingredient to improve the UV resistance.
코팅액 조성물 내에 포함되어 있는 탄소물질은 탄소나노튜브, 그래핀, 카본블랙 중 어느 하나 또는 그 이상의 물질이 혼합되어 있는 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅액 조성물.The method of claim 6,
The carbon material contained in the coating liquid composition is an antistatic coating liquid composition, characterized in that any one or more substances of carbon nanotubes, graphene, and carbon black are mixed.
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