KR102043314B1 - 대전방지 트레이 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대전방지 트레이에 관한 것으로서, 기계적 강도를 향상시킴과 동시에, 전기적 특성 및 성형성을 유지할 수 있는 최적의 조성을 갖는 복합재로 제조되어 강도 및 대전성과 같은 물성이 우수하다.

Description

대전방지 트레이 및 그 제조방법 {ANTISTATIC TRAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 성형성 및 기계적 특성을 향상시킨 대전방지 트레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 전자제품 기술의 발달로 전자제품의 소형화와 고집적화, 고성능화가 이루어지고 있으며, 이에 따라 전자제품 및 부품 등 소재의 이송과 보관 중에 발생할 수 있는 전기적 손상을 방지하기 위하여, 전기 전도성 소재가 사용되고 있다.
상기와 같은 용도로 사용되는 것으로는 예를 들어, IC 트레이(IC Tray)가 있으며, 반도체 칩의 제조공정 간 이송 및 제조 후 포장 등에 사용되고 있다. 상기 IC 트레이는 반도체 칩의 유형 및 종류에 따라, 트레이의 크기 및 형태가 정해지고, 회로 등이 인쇄되어 있는 부품에 대하여 분진, 수분 등에 의한 전기적 쇼크 등의 손상을 방지하는 역할을 할 수 있다. 부품의 제조 공정 중에는 수분의 제거를 위하여, 부품이 담긴 트레이를 베이킹(baking) 하는 단계를 포함할 수 있으므로, 상기 트레이는 내열성 및 베이킹 전, 후의 안정성과 저왜곡성, 정전분산, 표면저항, 전기전도성 등의 물성이 요구된다.
종래에는 상기와 같은 물성을 만족시키기 위하여, 전자부품용 트레이에 탄소섬유를 사용하는 소재가 주로 적용되고 있다.
하지만, 탄소섬유를 포함하고 있는 트레이의 경우, 성형성과 기계적 특성을 향상시키는 데에 한계가 있다. 구체적으로, 인장강도 및 굴곡강도의 향상이 충분하지 않으며, 충격강도가 낮아 성형이 용이하지 않을 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 전자부품용 대전방지 트레이에 대하여, 표면저항 특성을 유지하는 동시에, 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등의 물성을 향상시키기 위한 최적의 조성에 대한 연구가 요구된다.
본 발명의 목적은 성형성 및 기계적 특성을 향상시킨 대전방지 트레이를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 대전방지 트레이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은
조성물 총 중량을 기준으로 40 내지 95중량%의 폴리카보네이트, 0.1 내지 10중량%의 탄소나노튜브 및 1 내지 50중량%의 유리섬유를 포함하는 복합재로 제조된 대전방지 트레이를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브의 평균 길이는 1 내지 500㎛일 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브의 최대 길이는 500㎛일 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브의 종횡비는 10 내지 1,000일 수 있으며,
상기 종횡비는 하기 식 1에 따라 계산된 것이다.
[수학식 1]
종횡비(Aspect Ratio) = 길이(L) / 직경(D)
일구현예에 따르면, 상기 유리섬유의 평균 길이는 4mm일 수 있다.
또한, 상기 유리섬유의 최대 길이는 20mm일 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 대전방지 트레이의 인장강도는 1,000kg/cm2 이상일 수 있다.
또한, 상기 대전방지 트레이의 굴곡강도는 1,600kg/cm2 이상일 수 있다.
또한, 상기 대전방지 트레이의 충격강도는 8kg·cm/cm 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면,
조성물 총 중량을 기준으로 40 내지 95중량%의 폴리카보네이트, 0.1 내지 10중량%의 탄소나노튜브 및 1 내지 50중량%의 유리섬유를 혼합하여 복합재를 제조하는 단계; 및
상기 복합재를 성형하여 대전방지 트레이를 제조하는 단계를 포함하는 대전방지 트레이 제조방법을 제공할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브는 촉매화학증기증착법(CCVD)에 따라 제조된 것일 수 있다.
또한, 일구현예에 따르면, 상기 복합재는 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 혼화제, 착색제, 활제, 정전기방지제, 안료, 방염제 및 이들의 하나 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 대전방지 트레이 및 그 제조방법에 의하면, 정전분산 특성, 즉, 표면저항 특성을 유지하면서, 동시에 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있으므로, 내열성, 내구성 및 성형성이 요구되는 대전방지 트레이로서 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에 사용된 "복합재"의 용어는 본 명세서 내에서 "복합 소재"와 함께 혼용하여 기재될 수 있으며, 두 가지 이상의 소재가 모여서 형성된 소재를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에 사용된 "탄소나노튜브"의 용어는 단수 또는 하나 이상의 개체를 포함하는 복수의 집합을 의미할 수 있다고 이해되어야 한다.
또한, "성형"이라는 용어는 본 명세서 내에서 "가공"과 함께 혼용하여 기재될 수 있으며, 열이나 압력 등을 가하여 목적으로 하는 형태를 형성하는 것으로 이해될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예에 따른 대전방지 트레이 및 그 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
대전이란, 양전하와 음전하 양이 같은 중성상태의 물질이 외부의 힘에 의해 전하량의 평형이 깨지면서 음전기 또는 양전기를 띄는 현상을 의미한다. 상기와 같은 대전 현상에 의하여, 정전기가 발생할 수 있으며, 정전기가 방전할 때 반도체 등의 전자부품이 전기적 쇼크에 의하여 손상될 수 있고, 티끌과 같은 먼지가 부착되기 쉬운 조건이 형성될 수 있다.
이러한 현상을 방지하기 위해서는, 전하의 분리가 일어나지 않도록 하는 방법, 전하 분리에 의한 국부적 전기장을 축소시키키기 위하여, 유전율이 높은 물질을 사용하는 방법, 분리 전하의 누출 속도를 증가시키기 위하여, 유전체 근처의 공기를 이온화하는 방법 등이 적용될 수 있다.
상기와 같은 대전현상을 방지하기 위하여 본 발명은,
조성물 총 중량을 기준으로 40 내지 95중량%의 폴리카보네이트, 0.1 내지 10중량%의 탄소나노튜브 및 1 내지 50중량%의 유리섬유를 포함하는 복합재로 제조된 대전방지 트레이를 제공한다.
본 발명에 따른 대전방지 트레이는, 탄소소재로 탄소섬유 대신 탄소나노튜브를 사용함으로써, 표면저항을 유지시키면서도 동시에 인장강도 및 충격강도 등의 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 디페놀류와 포스겐, 할로겐 포르메이트, 탄산 에스테르 또는 이들의 조합과 반응시켜 제조될 수 있다. 상기 디페놀류의 구체적인 예로는, 히드로퀴논, 레조시놀, 4,4'-디히드록시디페닐, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판('비스페놀-A'라고도 함), 2,4-비스(4-히드록시페닐)-2-메틸부탄, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산, 2,2-비스(3-클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디메틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폭사이드, 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)에테르 등을 들 수 있다. 이들 중에서 좋게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(3,5-디클로로-4-히드록시페닐)프로판 또는 1,1-비스(4-히드록시페닐)사이클로헥산을 사용할 수 있으며, 더 좋게는 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트 수지는 2종 이상의 디페놀류로부터 제조된 공중합체의 혼합물일 수도 있다. 　또한 상기 폴리카보네이트 수지는 선형 폴리카보네이트 수지, 분지형(branched) 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 폴리카보네이트 수지로는 비스페놀-A계 폴리카보네이트 수지 등을 들 수 있다.　상기 분지형 폴리카보네이트 수지로는 트리멜리틱 무수물, 트리멜리틱산 등과 같은 다관능성 방향족 화합물을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 상기 다관능성 방향족 화합물은 분지형 폴리카보네이트 수지 총량에 대하여 0.05 내지 2 몰%로 포함될 수 있다. 　상기 폴리에스테르카보네이트 공중합체 수지로는 이관능성 카르복실산을 디페놀류 및 카보네이트와 반응시켜 제조한 것을 들 수 있다. 이때 상기 카보네이트로는 디페닐카보네이트 등과 같은 디아릴카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 40 내지 95중량%, 바람직하게는 60 내지 90중량% 또는 70 내지 90중량% 일 수 있다.
상기 복합재 조성물에는 폴리카보네이트 외에도 다양한 수지가 사용되거나 필요에 따라 함께 첨가될 수 있다. 예를 들어 폴리프로필렌 수지, 아라미드수지, 방향족 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리에스테르카보네이트 수지, 폴리페닐렌 옥사이드 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리아릴렌 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리케톤 수지, 폴리에테르케톤 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리아릴케톤 수지, 폴리에테르니트릴 수지, 액정 수지, 폴리벤즈이미다졸 수지, 폴리파라반산 수지, 방향족 알케닐 화합물, 메타크릴산에스테르, 아크릴산에스테르, 및 시안화비닐 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 비닐 단량체를, 중합 혹은 공중합시켜서 얻어지는 비닐계 중합체 혹은 공중합체 수지, 디엔-방향족 알케닐 화합물 공중합체 수지, 시안화비닐-디엔-방향족 알케닐 화합물 공중합체 수지, 방향족 알케닐 화합물-디엔-시안화비닐-N-페닐말레이미드 공중합체 수지, 시안화비닐-(에틸렌-디엔-프로필렌(EPDM))-방향족 알케닐 화합물 공중합체 수지, 폴리올레핀, 염화비닐 수지, 염소화 염화비닐 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다. 이들 수지의 구체적인 종류는 당업계에 잘 알려져 있으며, 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 예는 당업자들에 의해 적절히 선택될 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지로서는, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리부틸렌, 및 폴리(4-메틸-1-펜텐), 및 이들의 조합물이 될 수 있으나 이들에 한정되는 것은 아니다. 일구현예에서, 상기 폴리올레핀으로서는 폴리프로필렌 동종 중합체(예를 들어, 혼성배열(atactic) 폴리프로필렌, 동일배열(isotactic) 폴리프로필렌, 및 규칙배열(syndiotactic) 폴리프로필렌), 폴리프로필렌 공중합체(예를 들어, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 적절한 폴리프로필렌 공중합체는, 이에 한정되지는 않지만, 에틸렌, 부트-1-엔(즉, 1-부텐), 및 헥스-1-엔(즉, 1-헥센)으로 이루어진 군으로부터 선택된 공단량체의 존재하에서 프로필렌의 중합으로부터 제조된 랜덤 공중합체를 포함한다. 이러한 폴리프로필렌 랜덤 공중합체에서, 공단량체는 임의의 적정한 양으로 존재할 수 있지만, 전형적으로 약 10wt% 이하(예를 들어, 약 1 내지 약 7wt%, 또는 약 1 내지 약 4.5wt%)의 양으로 존재할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지로서는, 디카르복실산 성분 골격과 디올 성분 골격의 중축합체인 호모 폴리에스테르나 공중합 폴리에스테르를 말한다. 여기서 호모 폴리에스테르로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌디페닐레이트 등이 대표적인 것이다. 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트는 저렴하므로 매우 다방면에 걸치는 용도로 사용할 수 있어 바람직하다. 또한, 상기 공중합 폴리에스테르란 다음에 예시하는 디카르복실산 골격을 갖는 성분과 디올 골격을 갖는 성분으로부터 선택되는 적어도 3개 이상의 성분으로 이루어지는 중축합체로 정의된다. 디카르복실산 골격을 갖는 성분으로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 4,4'-디페닐술폰디카르복실산, 아디핀산, 세바신산, 다이머산, 시클로헥산디카르복실산과 그들의 에스테르 유도체 등을 들 수 있다. 글리콜 골격을 갖는 성분으로서는 에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜타디올, 디에틸렌글리콜, 폴리알킬렌글리콜, 2,2-비스(4'-β-히드록시에톡시페닐)프로판, 이소소르베이트, 1,4-시클로헥산디메탄올, 스피로글리콜 등을 들 수 있다.
상기 시클로올레핀계 폴리머로서는, 노르보르넨계 중합체, 단고리의 고리형 올레핀계 중합체, 고리형 공액 디엔계 중합체, 비닐 지환식 탄화수소 중합체, 및 이들의 수소화물을 들 수 있다. 그 구체예로서는, 아펠 (미츠이 화학사 제조의 에틸렌-시클로올레핀 공중합체), 아톤 (JSR 사 제조의 노르보르넨계 중합체), 제오노아 (닛폰 제온사 제조의 노르보르넨계 중합체) 등을 들 수 있다.
상기 폴리페닐렌 옥사이드 수지는 폴리페닐렌 에테르로도 칭해지며, 반복단위로서 페닐렌기에 -O-가 결합된 구조를 갖는다. 상기 페닐렌기는 다양한 치환기, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 할로겐기, 히드록시기 등을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 대전방지 트레이를 제조하기 위한 복합재는 탄소나노튜브의 함량이 조성물 총 중량을 기준으로 0.1중량% 미만인 경우, 표면저항 및 강도 등의 물성이 저하될 수 있으며, 10중량%를 초과하는 경우, 성형시 필요한 열 또는 물리적 힘이 증가할 수 있다. 바람직하게는 0.5 내지 8 중량% 또는 1 내지 5중량% 일 수 있다.
상기 유리섬유의 함량은 조성물 총 중량을 기준으로 1중량% 미만인 경우, 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도 등의 물성이 저하될 수 있고, 50중량%를 초과하는 경우에는, 점도가 향상될 수 있다. 바람직하게는 5 내지 30중량% 또는 10 내지 20 중량%일 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브의 평균 길이는 1 내지 500㎛일 수 있으며, 예를 들어 1 내지 300㎛, 예를 들어 1 내지 100㎛일 수 있고, 상기 탄소나노튜브의 최대 길이는 500㎛일 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브의 종횡비(aspect ratio)는 예를 들어, 10 내지 1,000일 수 있으며, 예를 들어 50 내지 500일 수 있으며, 예를 들어 100일 수 있고, 하기 수학식 1에 따라 계산될 수 있다.
[수학식 1]
종횡비(Aspect Ratio) = 길이(L) / 직경(D)
상기 탄소나노튜브는, 예를 들어 아크방전법(Arc Discharge), 레이저 증착법(Laser Ablation), 열분해법(Pyrolysis), 불꽃반응(Flame)합성법, 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition:CVD), 기상 성장법(Vapor Phase Growth) 등의 방법으로부터 제조될 수 있다.
상기 아크방전법(Arc Discharge)은 예를 들어, 직경이 다른 두 개의 탄소봉을 사용하여 아크를 발생시키는 방법일 수 있으며, 반응기 내부에 있는 불활성 기체의 압력과 전류와 같은 변수에 따라 다중벽 탄소나노튜브를 합성할 수 있고, 단일벽 탄소나노튜브를 성장시키기 위해서는 금속촉매가 필요하다.
상기 레이저 증착법(Laser Ablation)은 예를 들어, 1200℃의 고온에서 오븐 안에 흑연 덩어리를 레이저로 쪼여서 흑연 혼합물과 사용하는 반응 가스의 종류에 따라 SWNT와 MWNT를 만들 수 있다.
상기 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD)은 대면적에 고르게 제작할 수 있는 장점이 있고 수직 배향이 가능하며, 또한 저온에서 합성이 가능하고, 구조의 제어를 용이하게 할 수 있다. 상기 화학기상 증착법(CVD)은 예를 들어, 촉매 화학증기 증착법(catalytic carbon vapor deposition: CCVD), 열 CVD법, 직류(Direct Current: DC) 플라즈마 CVD법, 고주파(Radio Frequency: RF) 플라즈마 CVD법, 마이크로파 플라즈마 CVD법으로 구분할 수 있다.
상기 기상 성장법(Vapor Phase Growth)은 기판을 사용하지 않고 반응로 내부로 촉매금속 반응물과 탄화가스를 동시에 공급하여 반응로 안에서 기상으로 탄소나노튜브를 합성하는 방법이며, 대량 합성에 적용할 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 유리섬유는 평균 길이가 4mm일 수 있고, 최대 길이는 20mm일 수 있으며, 상기 길이가 짧은 경우, 인장강도 및 충격강도 특성의 향상이 충분하지 않을 수 있고, 길이가 긴 경우, 점도가 높아 성형이 용이하지 않을 수 있다.
일구현예에 따르면, 본 발명에 따른 대전방지 트레이는 인장강도 1,000kg/cm2 이상, 굴곡강도 1,600kg/cm2 이상 및 충격강도 8kg·cm/cm 이상의 기계적 특성을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 대전 방지 트레이는, 조성물 총 중량을 기준으로 40 내지 95중량%의 폴리카보네이트, 0.1 내지 10중량%의 탄소나노튜브 및 1 내지 50중량%의 유리섬유를 혼합하여 복합재를 제조하는 단계; 및
상기 복합재를 성형하여 대전방지 트레이를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
일구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브는 촉매화학증기증착법(CCVD)에 따라 제조된 것일 수 있다. 상기 촉매화학증기증착법(CCVD)은 기판을 사용하지 않고, 반응로 안에 반응가스와 유기 금속촉매를 직접 공급하여, 기상으로부터 탄소나노튜브를 직접 합성하는 방법으로, 단일벽, 이중벽 또는 다중벽 탄소나노튜브를 비교적 경제적으로 대량 합성하는 데 적합할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브의 직경, 길이, 밀도, 구조, 결정성 등을 제어하기가 쉽고, 고순도의 탄소나노튜브를 생산할 수 있으며, 예를 들어, 유기화합물의 열분해법, 탄화수소의 촉매 분해법 등으로 구분될 수 있다.
상기 유기 화합물의 열분해법은 비교적 높은 분해 온도와 비교적 낮은 압력하에서 진행될 수 있으며, 메탈로센, 철펜타카보닐 등과 같은 유기금속 전구체를 사용할 수 있다.
상기 탄화수소의 촉매 분해법은 금속 화합물을 촉매 지지체로서 포함할 수 있다. 상기 탄화수소 물질과 함께 전이금속 촉매를 함유하는 유기금속화합물로서, Fe(CO)5 또는 페로센(Ferrocene) 등을 반응로에 주입하고, 가열로에 의해 분해된 금속 원자는 기상에서 다발을 형성하며, 탄소나노튜브의 성장을 위한 핵을 형성하며 탄소나노튜브의 합성을 개시할 수 있다.
일구현예에 따르면, 본 발명에 따른 대전방지 트레이는 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 혼화제, 착색제, 활제, 정전기방지제, 안료, 방염제 및 이들의 하나 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함할 수 있다.
이와 같은 첨가물은 본 발명에 따른 대전방지 트레이의 인장강도, 충격강도, 표면저항 등의 물성에 영향을 주지 않는 범위 내에서 포함될 수 있으며, 상기 폴리카보네이트 100중량부를 기준으로 0.1 내지 5중량부, 예를 들어 0.1 내지 3중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 대전방지 트레이는 압출, 사출 또는 압출 및 사출하여 성형되는 것일 수 있으나, 상기 성형품의 제조 방법은 당 업계에 사용되는 통상의 방법이면 적절하게 사용될 수 있으며, 상기 기재에 한정되지는 않는다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3: 대전방지 트레이의 제조
표 1에 나타낸 바와 같은 함량의 성분들을 이축압출기(L/D=42, Φ=40mm) 에 첨가하고 온도 프로파일을 280℃까지 올리면서 용융 압출하여 0.2mm X 0.3mm X 0.4mm의 크기를 갖는 펠렛을 제조하였다. 제조된 펠렛을 사출기에서 사출온도 280℃의 플랫 프로파일의 조건으로 사출하여 두께 3.2mm, 길이 12.7mm 및 도그-본(dog-bone) 형태의 시편을 제조하였다.
표 1에서 사용된 성분들은 다음과 같고, 각 함량의 단위는 조성물 총 중량을 기준으로 하는 중량%이다.
폴리카보네이트는 ㈜LG화학의 LUPOY 1300-30을 사용하였다.
탄소섬유는 단섬유(chopped fiber. Zoltek) 직경 1 내지 30㎛, 길이 6㎜이상의 것을 사용하였다.
탄소나노튜브는 촉매화학증기증착법(CCVD)에 따라 제조된 평균직경 10㎚, 길이 1.5㎛의 것을 사용하였다.
유리섬유는 Owenscorning사의 직경 10~13㎛, 길이 4㎜의 것을 사용하였다.
열안정제 및 활제로는 에스터계 왁스 Hywax EP-184, 열안정제 Ciba Irganox 1076, Irgafos 168을 사용하였다.
구분 탄소소재 종류 탄소소재 함량 유리소재 함량 유리소재 길이(mm) 폴리카보네이트 함량 열안정제 및 활제
실시예 1 탄소나노튜브 1.5 16 4 81.6 0.9
실시예 2 탄소나노튜브 2.0 18 4 79.1 0.9
비교예 1 탄소섬유 7.0 - - 92.1 0.9
비교예 2 탄소섬유 8.0 - - 91.1 0.9
비교예 3 탄소섬유 9.0 - - 90.1 0.9
실험예 : 트레이의 특성 평가
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 대전방지 트레이 시편에 대하여, ASTM D638에 준하는 방법으로 인장강도를 측정하였다.
실험예 2
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 대전방지 트레이 시편에 대하여, ASTM D790에 준하는 방법으로 굴곡강도를 측정하였다.
실험예 3
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 대전방지 트레이 시편에 대하여, ASTM D790에 준하는 방법으로 굴곡탄성을 측정하였다.
실험예 4
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 대전방지 트레이 시편에 대하여, ASTM D256에 준하는 방법으로 충격강도를 측정하였다.
실험예 5
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 대전방지 트레이 시편에 대하여, ASTM D257에 준하는 방법으로 표면저항을 측정하였다.
실험예 6
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 대전방지 트레이 시편에 대하여, ASTM D648에 준하는 방법으로 열변형온도를 측정하였다.
실험예 7
상기 실시예 및 비교예에 따른 각 대전방지 트레이 시편에 대하여, 300℃에서 두께 1.5㎜, 보압 2000kg/cm2 조건으로 스파이럴 플로우 길이(spiral flow length)를 측정하였다.
상기 실험예의 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 인장강도
(kg/cm2)		 굴곡강도
(kg/cm2)		 굴곡탄성
(kg/cm2)		 충격강도
(kg·cm/cm)		 표면저항
(ohm/sq)		 Spiral flow length(cm) 열변형온도(℃)
실시예 1 1,031 1,684 54,772 10.3 105 25.5 131.8
실시예 2 1,113 1,762 59,772 11.9 105 24.3 131.8
비교예 1 915 1,479 57,747 5.4 105-1010 24.3 133.5
비교예 2 958 1,505 59,624 5.4 105 24.1 135.0
비교예 3 998 1,573 67,580 5.5 104-105 24.0 134.6
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 및 비교예 모두 열 변형 온도가 130℃ 이상이므로 베이킹 공정과 같은 고온 공정을 적용할 수 있으며, 표면저항과 같은 전기적 특성을 유지할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 스파이럴 플로우 값으로부터 유리섬유 및 탄소나노튜브를 포함하고 있는 실시예가, 탄소섬유를 포함하는 비교예와 동등한 수준의 성형성을 유지함을 확인할 수 있고, 인장강도 값, 굴곡강도 값과 특히, 충격강도 값으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예가 비교예보다 우수한 기계적 강도를 가지는 것을 알 수 있다.
그러므로, 상기에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 대전방지 트레이에 의하면, 기계적 강도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 전기적 특성 및 성형성을 유지할 수 있음을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 조성물 충 중량을 기준으로 70 내지 90중량%의 폴리카보네이트, 0.1 내지 10중량%의 탄소나노튜브 및 1 내지 50중량%의 유리섬유를 포함하는 복합재를 포함하는 대전방지 트레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 평균 길이가 1 내지 500㎛인 것인 대전방지 트레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 최대 길이가 500㎛ 것인 대전방지 트레이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 종횡비가 10 내지 1,000이며,
    상기 종횡비가 하기 식 1에 따라 계산된 것인 대전방지 트레이:
    [수학식 1]
    종횡비(Aspect Ratio) = 길이(L) / 직경(D).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리섬유의 평균 길이가 4mm인 것인 대전방지 트레이.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리섬유의 최대 길이가 20mm인 것인 대전방지 트레이.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복합재의 인장강도가 1,000kg/cm2 이상인 것인 대전방지 트레이.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복합재의 굴곡강도가 1,600kg/cm2 이상인 것인 대전방지 트레이.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복합재의 충격강도가 8kg·cm/cm 이상인 것인 대전방지 트레이.
  10. 조성물 총 중량을 기준으로 70 내지 90중량%의 폴리카보네이트, 0.1 내지 10중량%의 탄소나노튜브 및 1 내지 50중량%의 유리섬유를 혼합하여 복합재를 제조하는 단계; 및
    상기 복합재를 성형하여 대전방지 트레이를 제조하는 단계를 포함하는 대전방지 트레이 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브가 촉매화학증기증착법(CCVD)에 따라 제조된 것인 대전방지 트레이 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복합재가 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 혼화제, 착색제, 활제, 정전기방지제, 안료, 방염제 및 이들의 하나 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는 것인 대전방지 트레이 제조방법.
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