KR20220063337A

KR20220063337A - 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물

Info

Publication number: KR20220063337A
Application number: KR1020200149030A
Authority: KR
Inventors: 원정호
Original assignee: (주)성호폴리텍
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-05-17
Also published as: KR102427762B1

Abstract

구조가 점차적으로 미세해지고 복잡해지는 IC 트레이의 물성을 만족시키는 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물을 제시한다. 그 조성물은 수지조성물 전체 중량에 대하여, 폴리페닐렌옥사이드 45중량% 내지 60중량%, 내충격성 폴리스틸렌 8중량% 내지 12중량%, 무기충진재 및 유리섬유 15중량% 내지 30중량%, 탄소섬유 5중량% 내지 20중량%, 나노 티탄산칼륨 5중량% 내지 10중량% 및 기타 첨가제 5중량% 이하를 포함한다.

Description

나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물{Resin for IC tray using nano potassium titanate}

본 발명은 집적회로 트레이용 수지조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 티탄산칼륨 분말을 활용하여 집적회로 트레이의 물성을 개선한 수지조성물에 관한 것이다.

집적회로(IC) 트레이는 집적회로(IC)를 수용하는 용기로써, IC는 IC 트레이에 탑재되어 이송된다. IC 트레이는 이송되는 과정에서, 140℃ 이상의 고온, 감광제와 같은 다양한 화학물질 등에 노출되기도 한다. 또한, IC 트레이는 IC의 보호, 포장 및 이송에 적용되므로, 온도변화, 습도, 전기적 자극과 같은 다양한 환경에 노출된다. 이때, IC 트레이에 채택되는 수지조성물은 IC가 물리적, 화학적, 전기적 손상이 일어나지 않아야 하고, 대전방지 기능이 요구된다. 최근, 집적도 향상으로 IC의 크기가 작아짐에 따라, IC 트레이의 포켓(pocket)의 구조는 미세해지고 복잡해지고 있다. IC 트레이를 위한 수지조성물은 성형과정에서의 낮은 변형율, 높은 내열온도, 치수안정성, 우수한 가공성 등과 같은 물성이 개선되어야 한다.

국내등록특허 제10-0839173호는 IC 트레이의 물성을 개선하기 위한 수지조성물을 제시하고 있다. 상기 특허는 도전성을 부여하기 위하여 탄소섬유를 첨가하고, 더불어 인장강도, 신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도, HDT, 마모도 등과 같은 물성을 증가시키려고 유리섬유와 같은 충진재를 첨가한다. 그런데, 종래의 수지조성물은 최근 구조가 점차적으로 미세해지고 복잡해지는 IC 트레이의 물성을 만족시키기에는 미흡한 점이 있다. 상기 IC 트레이의 물성은 수지조성물 자체를 개질하여 만족시키기에는 어려운 실정이어서, 충진재를 이용하여 해결하는 방안이 요구되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구조가 점차적으로 미세해지고 복잡해지는 IC 트레이의 물성을 만족시키는 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물은 수지조성물 전체 중량에 대하여, 폴리페닐렌옥사이드 45중량% 내지 60중량%와, 내충격성 폴리스틸렌 8중량% 내지 12중량%와, 무기충진재 및 유리섬유 15중량% 내지 30중량%와, 탄소섬유 5중량% 내지 20중량%와, 나노 티탄산칼륨 5중량% 내지 10중량% 및 기타 첨가제 5중량% 이하를 포함한다.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 폴리페닐렌옥사이드와 상기 내충격성의 폴리스티렌의 함량비는 상기 내충격성의 폴리스티렌의 함량 1에 대하여 상기 폴리페닐렌옥사이드의 함량이 5 내지 6.3의 범위일 수 있다. 상기 나노 티탄산칼륨의 형상은 섬유 강화효과를 발현시키는 섬유 형태일 수 있다. 상기 나노 티탄산칼륨의 평균직경은 80 내지 140nm일 수 있다. 상기 나노 티탄산칼륨은 무기충진재가 먼저 투입된 후에 투입되거나, 또는 상기 무기충진재와 함께 투입되어 제조될 수 있다.

본 발명의 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물에 의하면, 나노 티탄산칼륨을 활용함으로써, 구조가 점차적으로 미세해지고 복잡해지는 IC 트레이의 물성을 만족시킨다.

도 1은 본 발명에 의한 수지조성물을 제조하는 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 수지조성물의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 과장되게 표현하였다.

본 발명의 실시예는 나노 티탄산칼륨을 활용함으로써, 구조가 점차적으로 미세해지고 복잡해지는 IC 트레이의 물성을 만족시키는 나노 티탄산칼륨을 이용한 IC 트레이용 수지조성물을 제시한다. 이를 위해, 나노 티탄산칼륨이 혼합된 IC 트레이용 수지조성물에 대하여 구체적으로 알아보고, 상기 수지조성물의 물성에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 의한 수지조성물은 최근 구조가 점차적으로 미세해지고 복잡해지는 IC 트레이의 물성을 만족시키기 위한 것이다. 상기 물성에는 비중, 인장강도, 신율, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도, 열변형온도(HDT), 마모도 등이 있다.

본 발명의 실시예에 의한 수지조성물은 전체 중량에 대하여, 개질 폴리페닐렌옥사이드(Modified PolyPhenylene Oxide, MPPO) 55중량% 내지 70중량%, 무기충진재를 포함하는 유리섬유 15중량% 내지 30중량%, 탄소섬유 5중량% 내지 20중량%, 나노 티탄산칼륨 5중량% 내지 10중량% 및 산화방지제를 포함하는 기타 첨가제 5중량% 이하의 함량을 가진다. 본 발명의 실시예에서의 나노 티탄산칼륨은 종래의 충진재를 포함하는 수지조성물에 비하여 IC 트레이의 물성을 개선하기 위하여 함유시킨 것이다.

본 발명의 실시예는 개질 폴리페닐렌옥사이드 수지를 사용한다. 상기 개질 폴리페닐렌옥사이드는 비결정성 수지 PPO에 폴리스티렌(PS), 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP) 등을 적절하게 혼합시킨 소재로써, 치수 안정성, 저흡습성, 유동성, 내화학성, 내충격성 등의 특성이 우수하다. 상기 MPPO는 굳이 한정하는 것은 아니나, 내충격성이 우수한 폴리스티렌을 혼합시키는 것이 바람직하다. 개질 폴리페닐렌옥사이드는 폴리페닐렌옥사이드와 폴리스티렌의 함량비 및 그 외 첨가물들의 함량비에 따라서 결과적으로 제조되는 폴리페닐렌옥사이드의 물성들이 달라지고, 그에 따른 용도도 달라진다.

본 발명에 따른 개질 폴리페닐렌옥사이드는 수지조성물 전체에 대하여, 55중량% 내지 70중량%가 바람직하다. 상기 수지조성물 전체에 대해서 폴리페닐렌옥사이드 45중량% 내지 60중량%, 내충격성의 폴리스티렌 8중량% 내지 12중량%를 함유하는 것이 좋다. 즉, 폴리페닐렌옥사이드와 내충격성의 폴리스티렌의 함량비가 대략 내충격성의 폴리스티렌의 함량 1에 대하여 폴리페닐렌옥사이드의 함량이 5 내지 6.3의 범위가 바람직하다. 이는 후술하는 실시예와 비교예 및 이에 의해 제조된 개질 폴리페닐렌옥사이드의 물성 테스트를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 폴리페닐렌옥사이드와 내충격성의 폴리스티렌의 함량비가 이 범위를 벗어날 경우에는 IC 트레이로 사용하기에 적절하지 못한 물성을 나타난다.

본 발명에 따른 수지조성물은 무기충진재와 유리섬유를 함유할 수 있으며, 그 함량은 조성물 전체 중량에 대하여 각각 15중량% 내지 30중량%인 것이 바람직하다. 무기충진재와 유리섬유의 함량은 상술한 폴리페닐렌옥사이드, 내충격성의 폴리스티렌 및 탄소섬유의 함량을 결정한 후, 개질 폴리페닐렌옥사이드에 첨가될 무기충진재와 유리섬유의 각각의 함량을 결정한다. 본 발명에 따른 수지조성물에 포함될 수 있는 무기충진재는 탈크, 탄산칼슘 또는 미네랄인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 개질 폴리페닐렌옥사이드에 포함될 수 있는 유리섬유는 IC 트레이의 내열온도를 향상시키고 치수안정성을 부여할 수 있으며, 상업적으로 이용할 수 있는 유리섬유라면 모두 가능하다.

본 발명의 수지조성물은 탄소섬유를 조성물 전체 중량에 대하여 5중량% 내지 20중량% 함유할 수 있다. 탄소섬유는 고분자 수지에 전도성을 부여하기 위해서 첨가된다. 본 발명에서는 탄소섬유의 함량을 낮추면서도 우수한 물성을 보이는 수지조성물을 제시한다. 본 발명에 따른 수지조성물에서, 탄소섬유의 함량이 20중량%보다 크면, 도전성이 반도체의 범위를 벗어나고 고가의 탄소섬유에 의한 단가를 상승시키는 요인이 된다. 상기 범위를 벗어나면, IC 트레이로 사용할 수 있는 수지조성물의 제조에 적절하지 못하다. 상기 함량이 5중량%보다 작으면, 도전성을 나타내는 표면저항값이 너무 커져서 IC 트레이로 적용하기 어렵다. 따라서, 바람직한 탄소섬유의 함량은 5중량% 내지 20중량%의 범위이다.

본 발명에 따른 수지조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 첨가제로는 윤활제, 산화방지제 또는 안정제와 같은 것이 있으며, 다만, 본 발명의 실시예에 의한 수지조성물의 기대하는 물성을 향상시키기 위해서 첨가할 수 있는 첨가제가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 윤활제는 수지조성물의 가공성을 향상시켜서 수지조성물의 제조시 또는 IC 트레이의 사출시 수지의 유동성을 향상시키게 하여 수지 내의 잔류응력을 최소화하기 위해서 사용될 수 있는 첨가제이다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 흔히 윤활제로서 사용되는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 예를 들면, 칼슘-스테아레이트, 징크-스테아레이트, 징크-옥사이드 등이 있다.

상기 산화방지제는 수지조성물의 산화를 방지하기 위해서 수지조성물의 제조시 사용될 수 있는 첨가제인데, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 흔히 산화방지제로서 사용되는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 예를 들면, 페닐계 화합물 또는 아민계 화합물 등과 같은 것들이 있다. 안정제는 내열 안정제, 자외선 안정제 등과 같은 것들이 있는데, 내열 안정제로는 페놀계 화합물, 아민계 화합물 등을 사용할 수 있고, 자외선 안정제로는 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물 등이 있지만, 본 발명에 사용할 수 있는 안정제가 이에 한정되는 것은 아니다.

나노 티탄산칼륨은 예컨대, 티탄산칼륨 단섬유는 수염 모양의 침상 결정으로 이론적인 원자배열에 의해 완전히 성장한 단결정(single crystal)로서 이론적 한계에 가까운 강도를 가진다. 구체적으로, 나노 티탄산칼륨은 단결정이고 원자배열 순서가 정연하며 내부에는 거의 결함이 없어서 치수정밀성, 가공성이 우수하며, 강도와 탄성계수는 재료의 원자 결합의 이론 강도에 근접한다.

나노 티탄산칼륨은 다양한 크기와 형상을 갖는 기능성 소재로써, K₂OㆍnTiO₂로 표시되며, n치는 1, 2, 4, 6, 8로 표시될 수 있다. 그중 n이 2, 4, 6, 8일 때 티탄산칼륨은 전부 결정질 섬유로 되고, Mg 등의 첨가에 의하여 형상 제어가 가능하다. 또한, 나노 티탄산칼륨의 형상은 이산화티타늄 및 탄산칼륨의 질량비, 소성온도, 소성시간을 조정함으로써 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 의한 나노 티탄산칼륨의 형상은 섬유 강화효과를 발현시키도록 섬유(whisker) 형태가 바람직하다.

상기 나노 티탄산칼륨의 평균직경은 80 내지 140nm이 바람직하다. 80nm보다 작으면 물성의 개선효과가 떨어지고, 140nm보다 크면 분산이 제대로 이루어지지 않는다. 또한, 140nm보다 크면, 필요 이상의 크기를 가지므로 제조시간이 길어져서 제조원가가 상승한다. 나노 티탄산칼륨은 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 25kW의 마이크로웨이브를 이용한 가열로를 통하여 대략 980℃에서 대략 1시간을 반응시켜 제조한다. 1시간보다 작게 반응시키면 티탄산칼륨의 평균직경이 작아서 부식방지 성능이 떨어지고, 1시간보다 크면 티탄산칼륨의 평균직경이 커서 충진이 잘 이루어지지 않고 제조원가가 상승한다. 본 발명의 나노 티탄산칼륨을 제조하기 위한 시간 및 온도는 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변형될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 수지조성물을 제조하는 제조장치(100)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소, 예컨대 공지의 배럴, 히터 등을 포함할 수 있다.

도 1에 의하면, 제조장치(100)는 다수개의 공급부들(feeder, 10, 11, 12, 13), 압출기(20) 및 정량 계량기(30)를 포함한다. 공급부들(10, 11, 12. 13)에는 각 해당되는 원재료가 투입되고, 정량 계량기(30)를 설정하여 각 재료가 압출기(20) 내부로 일정한 투입속도와 투입량으로 투입되도록 한다. 압출기(20) 내부는 예컨대 두개의 스크류(21)로 구성되어 있는데, 스크류의 날개는 각 원재료가 혼합되는 속도와 압출되는 속도 등을 고려하여 설계할 수 있다. 각 공급부는 폴리페닐렌옥사이드와 내충격성의 폴리스티렌이 투입되는 제1 공급부(10), 무기충진재가 투입되는 제2 공급부(11), 나노 티탄산칼륨이 투입되는 제3 공급부(12), 탄소섬유 및 유리섬유가 투입되는 제4 공급부(13)이다. 경우에 따라, 나노 티탄산칼륨이 투입되는 제3 공급부(12)은 별도로 구비하지 않고, 무기충진재와 함께 제2 공급부(11)에 투입될 수도 있다. 도시하지는 않았지만 기타 첨가제가 투입되는 공급부를 적절한 위치에 설계하여 배치함으로써 첨가제를 투입하도록 할 수 있다.

투입된 원료들은 화살표 방향으로 혼합되고 압출되는데, 1차적으로 폴리페닐렌옥사이드와 내충격성의 폴리스티렌에 혼합되고 반응된 후, 제2 공급부(11)을 통해서 투입된 무기충진재 및 나노 티탄산칼륨과 순차적 또는 함께 혼합된다. 그 다음, 제3 공급부(12)을 통해서 투입된 탄소섬유와 유리섬유와 함께 혼합된 후, 유출구(22)를 통해서 압출된 혼합물이 유출된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 수지조성물의 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 이때, 제조장치는 도 1을 참조하기로 한다.

도 2에 의하면, 먼저, 원재료를 각 원료를 압출기와 연결된 해당 공급부(10, 11, 12, 13)에 각각 공급한다(S10). 압출기는 정량 압출기로서, 각 원료가 압출기 내부로 투입되는 양과 그 속도를 결정해서 세팅해 둘 수 있다. 그후, 투입된 원료들은 압출기 내부에서 혼합되면서 흘러가게 되는데, 먼저 폴리페닐렌옥사이드와 내충격성 폴리스티렌이 1차 혼합하고 반응하여 제1 혼합물을 형성하고(S12), 제1 혼합물과 무기충진재가 혼합된 제2 혼합물을 형성한다(S14). 제2 혼합물과 나노 티탄산칼륨이 혼합된 제3 혼합물을 형성한다(S16). 탄소섬유 및 유리섬유가 혼합된 제4 혼합물을 형성한다(S18). 도시되어 있지 않지만, 제4 혼합물을 형성한 후 선택적으로 첨가제와 더 혼합하는 단계를 추가할 수도 있다. 또한, 나노 티탄산칼륨을 무기충진재와 함께 투입하면, 상기 제2 혼합물은 제1 혼합물, 무기충진재 및 나노 티탄산칼륨이 혼합된 것이다.

압출기(20)의 압출온도는 200℃ 내지 320℃의 범위 이내인 것이 바람직한데, 압출온도가 200℃보다 낮아지면 압출기 내부의 혼합물들이 굳어버리기 때문에 압출에 문제가 생긴다. 압출온도가 320℃보다 커지면, 압출 이후 냉각 과정에서 냉각 시간이 길어지면서 문제가 발생할 수 있기 때문에, 압출온도는 200℃ 내지 320℃의 범위 이내인 것이 바람직하다. 형성된 제3 혼합물은 유출구(22)를 통해서 압출이 되고(S20), 압출된 후 냉각 과정을 거친다(S22). 냉각시의 냉각온도는 50℃ 내지 70℃의 범위 이내인 것이 바람직하고, 냉각은 먼저 압출된 혼합물을 물과 접촉시켜서 수냉시킨 후에 공기 중에서 공냉시켜서 냉각시키는 것이 바람직하다.

도시하지 않았지만, 압출 이후 공정에서, 압출기(20)의 유출구(22)에 연결되도록 물이 담긴 수조를 배치하여 둠으로써, 압출된 혼합물이 압출된 즉시 수조의 물과 접촉하여 즉시 냉각되도록 한 후, 공기 중에서 서서히 냉각되도록 하는 것이 바람직하다. 수냉시간은 짧은 것이 좋은데, 수냉을 길게 하면 압출물이 수분을 다량 흡수하게 되어 최종 성형 공정시에 기포가 많이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 수냉이 없이 공기 중에서만 냉각 시킬 경우, 냉각시간이 너무 길어져서 공정에 바람직하지 못하다. 따라서, 적절한 수냉과 공냉을 조화시키는 것이 바람직하다. 냉각과정을 거친 압출물은 내부에 포함되어 있는 수분을 증발시키기 위해서 건조과정을 거친다(S24).

건조과정에서 건조온도는 100℃ 내지 130℃의 범위 이내이고, 건조시간은 2시간 내지 5시간의 범위 이내인 것이 바람직하며, 특히 건조단계에서 제습기를 이용해서 제습과 동시에 건조를 하는 것이 바람직하다. 제습을 하지 않으면 최종 성형 제품에 수분이 함유되어 가스가 발생하거나 성형 제품이 변형하거나 휘는 현상이 발생할 수 있고 또는 성형이 되지 않는 문제점도 발생할 수 있기 때문에 건조과정에서 제습할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하기 위해 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이하의 실시예에 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 및 비교예에 나타내는 수지조성물의 물성은 이하의 방법에 의해 측정 또는 판정된 값을 나타낸다.

1) 입자크기(㎛)

전자현미경(SEM)을 이용하여 이미지를 촬영하고 형상 및 크기 확인하였다.

2) 인장강도(kg/㎠)

시편의 양끝을 인장시험기에 고정시킨 후 한쪽을 일정속도로 당겨 인장강도를 측정하였다. 이때, 인장강도는 절단시의 하중/(시편의 두께×시편)으로 계산된다. ASTM D638에 의거하여 측정하였고, 165×19×3.2mm (ASTM D638 Type 1 규격) 크기의 시편을 제조하였다. 이를 덤벨 타입으로 만든 후 150℃에서 인장시험기를 이용하여 시편의 속도(cross-head speed)를 3mm/min으로 측정하였다.

3) 신율(%)

ASTM D638에 의거하여 측정하였고, 165×19×3.2mm (ASTM D638 Type 1 규격) 크기의 시편을 제조하였다. 이를 덤벨 타입으로 만든 후 인장시험기를 이용하여 시편의 속도(cross-head speed)를 3mm/min으로 측정하였다..

4) 굴곡강도(kg/㎠)

시편의 양끝을 지지점으로 받치고 위쪽 중앙부에서 일정속도로 굽힘 압력을 가했을 때 시편의 중심에 힘을 가해 파괴점에서의 힘을 기록하였다. ASTM D790에 의거하여 측정하였으며, 시편 두께는 127×12.7×6.4mm이고, 측정속도는 30mm/min로 하였다.

5) 굴곡탄성율(kg/㎠)

시편의 양끝을 지지점으로 받치고 위쪽 중앙부에서 일정속도로 굽힘 압력을 가했을 때 시편의 중심에 힘을 가해 파괴점에서의 힘을 기록하였다.ASTM D790에 의거하여 측정하였으며, 시편 두께는 127×12.7×6.4mm이고, 측정속도는 30mm/min로 하였다.

6) 충격강도(kgf·㎝/㎝)

노치 아이조드 충격강도로 ASTM D256에 의거하여 측정하였으며, 시편 두께는 61×12.7×6.4mm이고, 시편에 노치 후 상온(23 ℃)에서 측정하였다.

7) 열변형온도(1.82Mpa, ℃)

시편을 측정기 홀더에 고정시키고 일정 규정하중을 가하여 실리콘 오일에 침적한 후, 오일의 온도를 일정한 속도로 가열시키는 과정에서 시편의 변형이 발생되어 처지게 되는데 0.254mm 처질 때의 온도를 측정하였다.

8) 마모도(1,000g, CS-17, 5,000 cycle)

시편을 Taber CS-17 규격에 따라 측정하여 마모량을 확인하여 시편 전체 질량과 대비하여 %로 계산하였다.

<실시예 1>

폴리페닐렌옥사이드, 내충격성 폴리스티렌, 탈크, 유리섬유, 탄소섬유, 나노 티탄산칼륨 및 기타 첨가제를 준비하였다. 준비된 성분들을 공급부에 투입하였다. 공급부에 투입된 원료들은 정량공급되도록 세팅된 정량공급장치를 통해서, 최종 압출되는 조성물의 총중량에 대해서, 폴리페닐렌옥사이드 50중량%, 내충격성 폴리스티렌 10중량%, 탈크 및 유리섬유 혼합물 20중량%, 탄소섬유 8중량%, 나노 티탄산칼륨 7중량% 및 나머지는 기타 첨가제를 혼합하여 압출기로 공급하였다. 압출기는 2중 스크류타입의 압출기로서, 각 원료들은 도 1에 도시된 바와 같은 압출기 장치를 통해서 서로 다른 곳으로 투입되어 지고, 압출기 내부의 2개의 스크류가 서로 맞물려 돌아가면서 각 원료를 혼용시켜주었다.

압출기의 압출 조건은 헤드 부분의 온도를 210℃로 하고, 최종 압출시의 온도를 290℃로 하였으며, 압출기의 압출 속도는 시간당 300kg이 압출되도록 설정하였다. 압출기를 통해 압출된 최종 혼합물을 수조 온도 60℃인 수조에서 20cm가량 수조 내부의 물에 접촉하도록 수냉한 후 공기 중에서 공냉하여 냉각시켰다. 그 다음, 제습기를 이용해서 120℃의 온도를 유지하면서 4시간 건조시켜 수지조성물을 펠렛 형태로 제조하였다.

<비교예 1>

압출기로 정량공급시키는 원료 성분들의 함량을 폴리페닐렌옥사이드를 60중량%, 탈크 및 유리섬유 혼합물 25중량%, 탄소섬유 8중량%로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 같은 방법으로 수지조성물을 펠렛 형태로 제조하였다.

표 1은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 수지조성물의 물성을 나타낸 것이다.

구분	실시예 1	비교예 1
비중	1.336	1.335
인장강도(kg/㎠)	960	948
신율(%)	3.8	3.23
굴곡강도(kg/㎠)	1,420	1.193
굴곡탄성율(kg/㎠)	104,860	103,160
충격강도(kgf·㎝/㎝)	4.1	3.43
열변형온도(1.82Mpa, ℃)	176	173.8
마모도(1,000g, CS-17, 5,000 cycle)	0.1610	0.3688

표 1에 의하면, 나노 티탄산칼륨 및 폴리스티렌을 포함하는 본 발명의 실시예1은 나노 티탄산칼륨 및 폴리스티렌을 포함하지 않는 종래의 비교예 1에 비하여, 비중, 신율을 제외하고 모든 물성이 개선되었다. 구체적으로, 인장강도, 굴곡강도, 굴곡탄성율, 충격강도와 같은 기계적 강도가 향상되었다. 신율은 약간 증가하였지만, 형상의 변화에는 큰 영향이 없었다. 열변형온도가 증가하여 열적 안정성이 높아졌으며, 마모도가 적어서 외부의 충격에 의한 분진의 발생을 감소시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예 1의 수지조성물은 최근 구조가 점차적으로 미세해지고 복잡해지는 IC 트레이의 물성을 충분하게 만족시킬 수 있었다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10, 11, 12, 13; 공급부
20; 압출기 21; 스크류
22; 유출구 30; 정량 계량기

Claims

수지조성물 전체 중량에 대하여,
폴리페닐렌옥사이드 45중량% 내지 60중량%;
내충격성 폴리스틸렌 8중량% 내지 12중량%;
무기충진재 및 유리섬유 15중량% 내지 30중량%;
탄소섬유 5중량% 내지 20중량%;
나노 티탄산칼륨 5중량% 내지 10중량%; 및
기타 첨가제 5중량% 이하를 포함하는 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리페닐렌옥사이드와 상기 내충격성의 폴리스티렌의 함량비는 상기 내충격성의 폴리스티렌의 함량 1에 대하여 상기 폴리페닐렌옥사이드의 함량이 5 내지 6.3의 범위인 것을 특징으로 하는 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노 티탄산칼륨의 형상은 섬유 강화효과를 발현시키는 섬유 형태인 것을 특징으로 하는 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노 티탄산칼륨의 평균직경은 80 내지 140nm인 것을 특징으로 하는 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물.
제1항에 있어서, 상기 나노 티탄산칼륨은 무기충진재가 먼저 투입된 후에 투입되거나, 또는 상기 무기충진재와 함께 투입되어 제조되는 것을 특징으로 하는 나노 티탄산칼륨을 이용한 집적회로 트레이용 수지조성물.