KR930002903B1 - 대전방지 필름 제조방법 - Google Patents
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Abstract
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Description
본 발명은 전자부품 포장제로 사용될 수 있는 대전방지 고분자 성형물의 제조에 관한 것으로 특히, 대전 방지 성능을 발휘하는 유기화합물을 혼합 사용함으로써 성능과 지속성이 뛰어난 고분자 대전방지 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
대전방지 고분자 성형물을 이용하는 분야는 전자부품 포장재로서 MOS/FET, G-MOS 프린트 기판 등은 정전기에 민감하여 외부로부터 가해지는 전기적인 충격에 의해 쉽게 파손되어 그 기능을 상실함으로 이를 보완해줄 필요가 있다.
특히 전자산업의 발달에 따라 전자부품등이 고밀도, 고집적화되어짐으로 위와 같은 요구가 더욱 필요하여 대전방지 고분자 성형물의 제조 특히 대전방지 필름의 제조가 요망되었다.
종래의 대전방지 필름의 제조방법으로는 계면활성제(J.P.62161359) 도전성 카본블랙, 알루미늄, 니켈, 구리등을 수지내에 혼입하거나(J.Appl.Polym.Sci., 31, 1931), 산화인디움, 산화주석등의 금속산화물을 진공증착하는 방법(U.S.P.4, 187, 340)이 있다.
첫째, 계면활성제를 이용하는 방법에는 외부도포형과 내부 혼입형 두가지가 있다. 전자의 경우 제조경비가 낮고 성능도 좋으나 필름의 표면에 도포된 관계로 지속성 및 내구성이 떨어지고 사용중 접촉된 다른 물질을 오염시키는 문제점이 있다.
후자는 지속성 및 내구성이 전자보다 뛰어나고 제조경비가 낮으며 제조공정이 간단하여 현재 많이 사용되는 방법중의 하나이다. 그러나 지금까지 알려진 대전방지제는 대부분 초기성능은 좋지만 지속성이 나빠서 일정시간이 경과하면 대부분 그 효능을 상실하였다.
둘째로, 도전성 카본블랙을 이용하는 방법은 표면전기저항, 지속성, 내구성등 우수한 포장재료로서의 성능을 고루 갖추고 있으나 불투명하여 내부를 볼수 없는 단점을 가지고 있다.
셋째, 금속이나 금속산화물을 진공증착하는 방법으로서 투명성, 대전성, 지속성, 내구성등의 특성은 좋으나 제조경비가 높고 양산에 어려움이 있다.
본 발명은 제조방법이 비교적 간단하고 경제적으로 유리하며 제품의 성능도 좋은 내부혼입형 방법을 이용하여 복합계면활성제를 함유한 대전방지성 필름을 제조하는 방법.
일반적으로 폴리올레핀계 필름은 상대습도 60%에서 1015-1016(Ω/?)의 표면 전기저항을 나타내기 때문에 먼지가 흡착되거나 사용중 정전기발생으로 불쾌감을 주는 일이 많다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 여러가지 종류의 대전방지제를 혼합하여 사용하고 있지만 필름 제조공정상 또는 대전방지 효과면에서 부족한 점들이 많으며 실효를 거두지 못하고 있다. 현재, 고분자 물질에 대전방지 계면활성제를 혼입하여 고분자 제품을 생산하고 있지만 계면활성제 자체가 갖고 있는 한계성 때문에 품질이 우수한 제품을 이 방법으로는 만들지 못하고 있다.
따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 극복하고 대전성, 내구성 및 지속성이 좋은 대전방지성 필름을 제조하였으며 기존 제품과는 제조공정은 비슷하나 계면활성제중 두가지 혹은 그 이상 혼합첨가하며 상승효과 작용을 유도시킴으로서 기존 제품보다 전기전도성이 100배나 우수한 제품을 얻었다.
기존의 내부혼입형 대전방지제로 알려져 있는 계면활성제로는 양이온계, 음이온계, 비이온계등이 있고 이를 사용하였을때 표 1에 나타난 바와 같이 기존의 계면활성제는 표면 전기저항값이 초기에는 1011단위였으나 시간이 지남에 따라 1012-13단위까지 상승하였다.
그러나 본 발명에서는 새로운 대전방지제를 복합시켜 내부혼입형 방법을 이용하여 대전방지 효과의 지속성이 우수한 필름을 제조하였다. 즉, 선택된 고분자재료 100부에 2종 이상의 대전방지제를 혼합하여 0.2-0.5부씩 첨가하여 충분히 섞이도록 한다. 대부분의 경우 고분자와 계면활성제는 상용성이 좋지 않아서 잘 혼련이 되지 않고 또 혼련이 되어 있어도 필름을 가공할때는 쉽게 필름표면으로 나오기 때문에 혼련시 세심한 주의가 요구된다.
그리고 대전방지 효과의 지속성을 높이기 위해서는 계면활성제의 분자량을 되도록 증가시켜 고분자 사슬 내부에 계면활성제의 분자들을 보다 오랜 시간 동안 머물게 하며 고분자와 계면활성제 분자들의 물리적인 엄킴현상을 증가시키기 위해 충분히 블렌딩한다.
이 방법에 의하면 대전방지제 농도를 다음대로 조정할 수 있어서 고농도의 마스타벳취를 제조할 수 있으며, 따라서 고분자에 혼입하는 마스타벳취 투입량을 조절하므로서 원하는 정도의 대전성을 갖는 고분자 필름을 제조할 수 있다.
발명에 따른 성능을 기존의 것과 비교하면 표 1에 나타낸 바와 같이 대전방지처리를 하지 않은 필름의 경우 대부분 표면전기저항은 1015-1016(Ω/?)을 나타내고 통상의 양이온계, 음이온계 및 비이온계 계면활성제를 사용할 경우 동일한 조건에서 1011-1012(Ω/?)을 넘지 못하고 있다. 또 그 효능도 10일을 넘어가면 점점 감소되는 현상을 나타내고 있다.
그러나 본 발명에 의하면 초기 표면 전기저항이 1016(Ω/?)이고 30일이경과하여도 그 값이 크게 변하지 않는다. 기존의 제품과 비교하면 같은 조건에서 초기에는 약 10배 정도의 성능차이가 생기나 시간이 경과하여 30일 정도가 되면 약 100배 정도의 성능차이가 생긴다.
이같은 성능 차이가 발생하는 것은 대부분의 계면활성제는 분자량이 낮고 고분자수지들과 상용성이 좋지 못하여 상분리가 일어나 필름 표면으로 쉽기 이행하여 증발되기 때문이다.
따라서 본 발명에서는 작용기를 도입시켜 계면활성제의 분자량을 적당히 증가시켜 사용하므로 계면활성제의 표면 이행을 둔화시킴과 동시에 도입된 작용기는 공기중 수분과의 높은 친화성에 의하여 우수한 대전방지 기능을 나타나게 한다.
본 발명에서 사용하는 양이온계 대전방지제는
이고 음이온계 대전방지제는
이다.
식중, R1은 CH3(CH2)n(n=0-16) 또는 C6H5X(X=할로겐화합물)이며 R2는 메틸, R'는 메틸 또는 에틸기 X는 Cl 또는 SO3이다.
여기서 R1은 고분자 수지와 상용성을 유지시키며, N, X, 또는 0같은 작용기들은 공기중의 수분을 흡수하는 역활을 한다.
본 발명에 사용되는 고분자 물질로는 저밀도폴리에틸렌, 선형 저밀도폴리에틸렌, 고밀도폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 계면활성제는 양이온 및 음이온의 유기화합물로서 두가지 혹은 그 이상을 혼합하여 마스타벳취를 만든 후 인플레이숀이나 압출연신 성형 방법으로 필름을 제조한다.
아래에는 본 발명의 상세한 실시예를 나타내었다(실시예중 부는 중량부임).
[실시예 1]
양이온계 계면활성제 트리메틸암모니움에톡시드(trimethyl ammonium ethoxide(TAE)와 음이온계 계면활성제(3-라우라미도프로필)트리메틸 암모늄메틸설페이트(3-lauramidopropyl) trimethylammonium methylsulfate(LTMS)를 LDPE, HDPE수지 100부에 0.2부씩 각각 첨가하여 공지의 마스타벳취 방법으로 압출연신 성형하여 필름을 제조하였다. 필름의 표면전기저항은 ASTM D 257(표면전기저항 측정법) 방법으로 상대습도 60%, 상온에서 3.1×1011(Ω/?)의 초기표면 전기저항값을 각각 나타냈고 30일이 경과한 후에도 8.2×1011(Ω/?)값을 각각 유지하였다.
[실시예 2]
실시예 1의 양이온계 계면활성제 TEA와 음이온계 계면활성제 LTMS를 동일한 수지 100부에 0.5부씩 각각 첨가하여 동일한 방법으로 필름을 제조한 후, 실시예 1과 같은 조건과 측정 방법으로 3.2×1010과 7.8×1010(Ω/?)결과를 각각 얻었다.
[실시예 3]
양이온계 계면활성제 트리메틸암모니움 부톡시드(trimethyl ammonium buthoxide(TAB)와 음이온계 계면활성제(3-라우라미도 프로필)트리메틸암모늄메틸설페이트(3-lauramidopropyl) trimethyl ammonium methylsulfate(LTMS)를 LDPE, HDPE수지 100부에 0.2부씩 각각 첨가하여 공지의 마스타벳취 방법으로 압출연신 성형하여 필름을 제조하였다. 필름의 표면전기저항은 ASTM D 257(표면전기저항측정법) 방법으로 상대습도 60%, 상온에서 3.2×1011(Ω/?) 초기표면 전기저항값을 각각 나타내었고 30일 경과한 후에도 9.2×1011(Ω/?)값을 각각 유지하였다.
[실시예 4]
실시예 3의 양이온계 계면활성제 TAB와 음이온계 계면활성제 LTMS를 동일한 수지 100부에 0.5부씩 각각 첨가하여 동일한 방법으로 필름으로 제조한 후 실시예 3과 같은 조건과 측정방법으로 3.0×1010과 8.0×1010(Ω/?) 결과를 각각 얻었다.
[실시예 5]
양이온계 계면활성제 트리메틸암모니움펜옥시드(trimethyl ammonium phenoxide(TAP))와 음이온계 계면활성제 LTMS를 LDPE, HDPE수지 100부에 0.2부씩 각각 첨가하여 공지의 마스타 벳취 방법으로 압출연신 성형하여 필름을 제조하였다. 필름의 표면전기저항은 ASTM D 257(표면전기저항 측정법) 방법으로 상대습도 60%, 상온에서 8.2×1010(Ω/?) 초기표면 전기저항값을 각각 나타내었고 30일이 경과한 후에도 8.2×1011(Ω/?)값을 각각 유지하였다.
[실시예 6]
실시예 5의 양이온계 계면활성제 TAP와 음이온계 계면활성제 LTMS를 동일한 수지 100부에 0.5부씩 각각 첨가하여 동일한 방법으로 필름을 제조한 후 실시예 5와 같은 조건과 측정 방법으로 2.8×1010과 8.0×1010(Ω/?)결과를 각각 얻었다.
[실시예 7]
양이온계 계면활성제 트리메틸암모니움 p-클로로펜옥시드(trimethyl ammonium p-chloro phenoxide(TACP)와 음이온계 계면활성제 LTMS를 LDPE, HDPE수지 100부에 0.2부씩 각각 엄가하여 공지의 마스타벳취 방법으로 압출연신 성형하여 필름을 제조하였다. 필름의 표면전기 저항은 ASTM D 257(표면전기저항 측정법) 방법으로 상대습도 60%, 상온에서 2.8×1011(Ω/?) 초기표면 전기저항값을 각각 나타내었고 30일이 경과한 후에도 7.5×1011(Ω/?)값을 각각 유지하였다.
[실시예 8]
실시예 7의 양이온계 계면활성제 TACP와 음이온계 계면활성제 LTMS를 동일한 수지 100부에 0.5부씩 각각 첨가하여 동일한 방법으로 필름을 제조한 후 실시예 7과 같은 조건과 측정방법으로 2.4×1010과 7.8×1010(Ω/?) 결과를 각각 얻었다.
[실시예 9]
양이온계 계면활성제 트리메틸암모니움 라우옥시드(trimethyl ammounium lauroxide(TAL))와 음이온계 계면활성제 LTMS를 LDPE, HDPE수지 100부에 0.2부씩 각각 첨가하여 공지의 마스타 벳취 방법으로 압출 연신 성형하여 필름을 제조하였다. 필름의 표면전기 저항은 ASTM D 257(표면전기저항 측정법) 방법으로 상대습도 60%, 상온에서 3.4×1011(Ω/?) 초기 표면 전기저항값을 각각 나타내었고 30일 경과한 후에도 7.2×1011(Ω/?)값을 각각 유지하였다.
[실시예 10]
실시예 9의 양이온계 계면활성제 TAL과 음이온계 계면활성제 LTMS를 동일한 수지 100부에 0.5부씩 각각 첨가하여 동일한 방법으로 필름을 제조한 후 실시예 9와 같은 조건과 측정방법으로 2.0×1010과 7.0×1010(Ω/?) 결과를 각각 얻었다.
[표 1]
1) 트리메틸암모늄 메톡사이드
2) 소리움라우딜설페이트
3) 실험방법 ; ASTM D 257 * 상대습도 : 60%
* 온도 : 25℃
Claims (1)
- 폴리올레핀계 고분자 중합체 100중량부에 트리메틸 암모니움 에톡시드, 트리메틸 암모니움 부톡시드, 트리메틸 암모니움 펜옥시드, 트리메틸 암모니움 P-클로로 펜옥시드, 트리메틸 암모니움 라우 옥시드에서 선택한 양이온 게면 활성제 0.2∼0.5중량부와 음이온 계면 활성제인(3-라우라미도프로필) 트리메틸암모늄 메틸 설페이트 0.2∼0.5중량부를 첨가하여 성형하는 대전방지 필름 제조방법.
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| KR1019900004042A KR930002903B1 (ko) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 대전방지 필름 제조방법 |
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| KR1019900004042A KR930002903B1 (ko) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | 대전방지 필름 제조방법 |
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| KR910016829A KR910016829A (ko) | 1991-11-05 |
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