KR102085500B1 - 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리 - Google Patents

논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리는, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함한 것으로, 표면 마찰력이 ASTM D1894 기준 10 내지 50N인, 논슬립 패드; 상기 논슬립 패드를 안착시키는 수용 공간을 구비한 상태에서, 상기 수용 공간의 표면에 미끄럼 방지 패턴이 형성된 트레이;를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU)중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함한 논슬립 패드를 매개로 수지 자체의 우수한 자기 점착 특성을 통해 효과적으로 미끄럼을 방지할 수 있다.

Description

논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리{Tray assembly for manufacturing electronics including Non-slip pads}
본 발명은 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU)중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함한 논슬립 패드로서 수지 자체의 우수한 자기 점착 특성을 통해 효과적으로 미끄럼을 방지할 수 있는, 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리에 관한 것이다.
먼저, 전자제품 제조용 트레이는 전자제품의 제조 현장에서 제품 제조 시 각 공정의 부품, 반제품, 제품을 운반 및 보관, 포장할 때 사용되는 트레이로서 수많은 전자제품 및 부품을 안정적으로 운반 및 보관할 수 있어야 하며 외부의 충격으로부터 효과적으로 방어해야 한다.
이러한 전자제품 제조용 트레이는 전자제품과의 마찰에서 발생되는 대전 현상을 방지할 수 있어야하며 전자제품 및 각 부품이 안정적으로 운반 및 보관될 수 있도록 전자제품 및 부품이 트레이 내에서 정 위치에서 벗어나는 현상(즉, 미끄러지는 현상)을 방지해야 한다.
이때, 전자제품 운반용 트레이와 관련된 선행기술로 한국 공개 특허 제 10-2013-0011050호(발명의 명칭 : 전자제품 운반용 트레이 및 이의 제조방법)가 공개되어 있다.
상기 선행기술은 일정의 면적을 갖는 열가소성폴리머시트(10)와; 상기 열가소성폴리머시트(10)의 어느 한쪽 면 이상에 합지되는 일정의 면적을 갖는 대전방지 폴리올레핀 발포체 시트(20a, 20b, 20c)를 포함하여 구성되는 다층 트레이시트로 구성되고, 상기 대전방지 폴리올레핀 발포체시트(20a, 20b, 20c)는 ① 도전성 물질을 포함하는 필름(22)이 폴리올레핀 발포체(21) 일면에 합지된 대전방지 폴리올레핀 발포체시트(20a), ② 도전성 물질을 포함하는 코팅액(23)이 폴리올레핀 발포체(21) 일면에 코팅된 대전방지 폴리올레핀 발포체시트(20b) 또는 ③ 도전성 물질이 폴리올레핀 발포체(21)에 내첨된 대전방지 폴리올레핀 발포체시트(20c) 중 어느 하나로 구성되며, 상기 다층 트레이시트는 성형처리되어 일정의 형태를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자제품 운반용 트레이를 제시하고 있다.
상기 선행기술에 따르면 일정의 탄성력을 제공하여, 제조완료된 전자제품 운반용 트레이의 수용홈에 수용된 전자제품에 가해질 수 있는 외력 또는 전자제품과 전자제품 운반용 트레이 간에 유발될 수 있는 외력에 대한 완충력을 제공하지만 다층의 시트로 구성되어 있기 때문에 트레이의 제조 공정이 복잡할 수 있으며 표면 마찰력과 점도를 고려하지 않아 전자제품이 트레이 내에서 미끄러지는 현상이 발생 하기 때문에 수용홈이 반드시 필요할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 기존 트레이의 경우 다양한 제품 및 부품의 모양에 맞추어 가공/제작의 필요가 있어 어느 특정 제품 및 부품에만 사용 가능하다는 문제점이 존속한다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU)중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함한 논슬립 패드로서 수지 자체의 우수한 자기 점착 특성을 통해 효과적으로 미끄럼을 방지할 수 있으며, 다양한 형상을 할 수 있는 패드형이기 때문에 다양한 제품 및 부품의 모양에 상관없이 공용으로 사용할 수 있는 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리를 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함하여 수지 자체의 우수한 자기 점착 특성을 통해 효과적으로 미끄럼을 방지할 수 있는 논슬립 패드를 포함한 트레이 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 트레이 어셈블리에서, 카본블랙(Carbon black), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 탄소계 대전방지제를 추가로 포함하여 대전 현상을 방지할 수 있는 논슬립 패드를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 트레이 어셈블리에서, 열안정제, 산화방지제, UV안정제 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 안정제를 추가로 포함하여 적정한 논슬립성을 유지할 수 있는 논슬립 패드를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 상기 트레이 어셈블리에서, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 중 어느 하나인 알킬 아크릴레이트(Alkyl Acrylate)를 추가로 포함하여 경도가 지나치게 높아지는 현상을 방지할 수 있으며 미끄럼 방지 효과가 유지될 수 있는 논슬립 패드를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리는, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함한 것으로, 표면 마찰력이 ASTM D1894 기준 10 내지 50N인, 논슬립 패드; 상기 논슬립 패드를 안착시키는 수용 공간을 구비한 상태에서, 상기 수용 공간의 표면에 미끄럼 방지 패턴이 형성된 트레이;를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 논슬립 패드는, 카본블랙(Carbon black), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 대전방지제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 논슬립 패드는, 상기 수지 베이스 65 내지 90중량부, 상기 대전방지제 5 내지 30중량부, 열안정제, 산화방지제, UV안정제 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 안정제 1 내지 15중량부의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 수지 베이스는, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리에 의하면,
1) 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함하여 자기 점착 특성이 우수하여 효과적으로 미끄럼을 방지함과 동시에 특정 수치 범위의 마찰력에 의해 픽업 안정성을 확보하여 트레이의 불필요한 유동 문제를 방지할 수 있고,
2) 카본블랙(Carbon black), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 탄소계 대전방지제를 추가로 포함하여 대전 현상을 방지할 수 있으며,
3) 열안정제, 산화방지제, UV안정제 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 안정제를 추가로 포함하여 적정한 논슬립성을 유지할 수 있을 뿐 아니라,
4) 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 중 어느 하나인 알킬 아크릴레이트(Alkyl Acrylate)를 추가로 포함하여 경도가 지나치게 높아지는 현상을 방지하면서 미끄럼 방지 기능을 향상시킬 수 있다는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리의 개략적인 외관을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 대전방지제를 제조하는 방법을 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 논슬립 패드를 대상으로 한 실험결과를 나타낸 그래프.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 논슬립 패드(100)는 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스를 포함할 수 있으며, 이와 같은 수지 베이스를 포함하여 제작된 최종적인 논슬립 패드의 표면 마찰력은 ASTM D1894 기준 10 내지 50N인 것을 특징으로 한다. 이때, 논슬립 패드는 수지 베이스 외에 논슬립성 및 기타 기능 향상을 위하여 후술하겠지만 다른 첨가물이 함께 포함되어 있을 수 있다.
이러한 논슬립 패드(100)는 전자부품 제조용 트레이 상에 안착되어 함께 사용되는 것으로서 트레이(200)에서 발생할 수 있는 전자부품의 미끄러짐 현상을 효과적으로 방지할 수 있으며 전자부품이 트레이(200) 상에서 정 위치에 안착되어 이동될 수 있도록 도움을 줄 수 있다. 이때, 논슬립 패드(100)의 평면 형상은 정사각형, 직사각형 등 다양한 형상과 크기로 이루어진 상태에서 역시 다양한 두께를 가질 수 있으며 트레이(200) 상에 안정적으로 안착될 수 있다면 그 제한은 두지 않는다.
하기에서는 논슬립 패드(100)의 수지 베이스에 포함될 수 있는 물질에 대한 설명을 수행하도록 한다.
에틸렌비닐아세테이트는 에틸렌(Ethylene) 단량체와 초산비닐(Vinyl Acetate, VA) 단량체의 공중합체 즉, 두 단량체가 함께 중합되어 생산된 소재이며 유연하여 저온에서 충격흡수가 뛰어나고 내후성, 인열강도, 내스트레스 크랙성, 내오존성이 양호하며, 접착성 및 가공성이 우수하다는 특징이 있다.
여기서, 에틸렌비닐아세테이트는 초산비닐(Vinyl Acetate, VA)의 함량에 따라 투명성, 녹는 온도 등이 달라질 수 있으며, 초산비닐의 함량에 따른 에틸렌비닐아세테이트의 물성 변화는 후술하도록 한다. 이러한 에틸렌비닐아세테이트는 스포츠 용품, 태양 전지 보호 필름, 핫멜트 접착제(Hot Melt Adhesive, HMA), 신발 중창, 레인 부츠, 낚시 찌 등의 발포 제품, 필름 등에 적용되어 산업 및 생활 용품에 널리 사용되고 있다.
저밀도 폴리에틸렌은 에틸렌으로 만든 합성수지로 가지가 많고 결정성이 낮은 에틸렌 중합제로서 투명 또는 반투명의 고체이이며 가공성, 유연성, 전기절연성, 내수성, 방습성, 내한성이 양호하며 포장 용기, 전선 피복, 파이프, 섬유, 포장 재료 등의 투명한 비닐 제품류에 사용되고 있는 소재이다.
선형저밀도 폴리에틸렌은 상술한 저밀도 폴리에틸렌과 비슷한 성질을 가지고 있지만 저밀도 폴리에틸렌보다 강도와 가공성, 광학성, 환경적응력이 우수하다는 특징이 있으며 각종 산업용 포장재, 식품 포장재, 타포린 코팅 등의 원료로 사용되고 있는 소재이다.
폴리올레핀엘라스토머는 폴리에틸렌(Polyethlene, PE) 중 VLDPE(Very Low Density Polyethlene)의 일종으로, 메탈로센 촉매를 사용한 에틸렌(CH2＝CH2)과 옥텐 또는 부텐의 공중합체이다. 이러한 폴리올레핀엘라스토머는 밀도가 낮고 탄성이 높으므로, 잘 깨지기 쉬운 폴리프로필렌(PP)와 블렌딩하여 충격보강제로 주로 사용된다.
폴리올레핀플라스토머는 플라스틱의 가공성과 고무의 탄성 특징을 동시에 지니며 식품 포장에 주로 사용되는 소재이다. 이러한 폴리올레핀플라스토머는 밀도와 결정성이 낮아 투명성과 질김성이 우수하다는 특징이 있다.
열가소성폴리우레탄은 고무의 탄성을 가진 플라스틱으로 가볍고 단단해 잘 변형되지 않으며 휴대폰 케이스, 운동화, 밑창, 축구공, 도마 등 다양한 용도로 쓰이는 소재이다. 이러한 열가소성폴리우레탄은 열을 가하면 형태 변형이 생겨 잘 휘어지고 충격 흡수력이 뛰어나며 약품을 첨가하지 않아 환경에 영향을 주지 않는다는 특징이 있다.
이때, 전자부품(본 발명에서는 이를 '제품'이라고도 명명한다)이 트레이(200) 상에 위치하였을 때 트레이(200)의 표면에서 미끄러져 제품 및 부품이 픽업되는 과정에서 오류가 발생하는 현상을 방지하기 위해서, 논슬립 패드(100)는 상술한 표면 마찰력, 즉 ASTM D1894 기준 10 내지 50N을 가지는 것이 바람직하다.
여기서, 논슬립 패드는 상술한 표면 마찰력 수치를 가질 수 있도록 다양한 표면 처리 공정이 적용될 수 있는데, 이와 같은 표면 처리 공정은 예를 들어 플라즈마 처리, 코로나 처리, 이온 빔 처리, 롤러 처리, 약물 처리 등으로 예시될 수 있다.
특히, 표면 마찰력인 ASTM D1894 기준 10 내지 50N을 도출하기 위하여 상술한 표면 처리 공정을 시행착오법을 통한 학습을 반복 실시한 다음 해당 학습을 기초로 얻은 기준, 즉 룩업 테이블(look-up table)을 통해 각 공정을 수행하는 장치(이 장치는 각 공정에서 공지된 장치이므로 구체적인 설명은 생략한다)의 세부 구성 각각의 구동값을 설정하는 방식을 적용할 수 있다.
이 여러 방법 중에서 몇몇 방법을 예시적으로 설명하면, 플라즈마 처리 방법은 대기압 하에서 압축공기를 고전압을 이용하여 고 에너지의 플라즈마 상태로 만들어 주며 1,000 내지 2,000 ℃의 온도를 내어 표면을 처리하는 방법이다.
또한, 코로나 처리 방법은 두 개의 전극 사이에 고전압을 흘려보내 발생된 고주파 또는 저주파에 의해 공기를 이온화하여 전하를 띤 입자를 발생시키고 이러한 입자들로 제품의 표면을 처리하는 것으로 제품의 표면에 손상을 주지 않으며 작업성이 좋고 제품 표면의 접착성을 향상시켜준다는 특징을 적용할 수 있다.
즉, 코로나 방전처리는 방전자체의 물리적인 표면개질과 극성관능기 생성에 의한 화학적인 표면개질의 상승효과에 의해 표면장력이 저하되어 젖음성의 향상을 얻을 수 있으며, 예를 들어 플라스틱 필름의 경우 화학적 표면 개질은 고에너지의 전자나 이온이 충돌하여 플라스틱 표면에 래디컬이나 이온이 생성되고 이들 주위의 오존, 산소, 질소, 수분 등이 반응하여 카르보닐기, 카르복실기, 히드록실기, 시아노기 등의 극성관능기가 도입되어 화학적 표면개질을 일으킨다. 상기와 같이 코로나 처리를 실시한 필름기재는 화학적, 물리적으로 표면 개질되어 친수성, 접착성, 코팅 및 증착특성 등이 향상되고 표면에 존재하는 유분이 제거되는 처리효과를 얻을 수 있다.
이 같은 코로나 방전처리 공정을 통하여 논슬립 패드의 표면 마찰력이 ASTM D1894 기준 10 내지 50N이 되도록 하기 위하여 코로나 처리 시간, 전압, 거리 등을 조절해야 하는데, 이는 상술한 바와 같이 시행착오법을 통한 학습을 반복 실시한 다음 해당 학습을 기초로 얻은 기준, 즉 룩업 테이블에 기록된 세부 조건을 통해 설정하는 것이 가능하다.
앞서 언급하였듯이, 본 발명의 논슬립 패드는 표면 마찰력이 ASTM D1894 기준 10 내지 50N인 것을 주요 특징으로 한다.
주지의 사실과 같이 표면 마찰력이란 유체가 고체에 접하여 흐를 때에 상호 간섭으로 일어나는 마찰력을 의미하는 것이며, 곧 본 발명의 논슬립, 즉 미끄럼 방지 성질을 의미할 수 있다.
특히, 본 발명의 논슬립 패드는 상술한 기준보다 높은 표면 마찰력을 가질 경우 논슬립성이 과다하게 되어 트레이(200)에서 제품의 픽업 시 오히려 트레이(200)와 제품 사이에서 이중 픽업(즉, 마찰력에 강하여 제품과 트레이가 같이 픽업되거나 트레이가 불필요하게 밀려 이동되는 현상)되는 문제가 따를 수 있으며, 상술한 기준보다 낮은 표면 마찰력을 가질 경우 논슬립성이 낮아지게 되어 트레이(200) 내에서 전자 제품 및 부품이 정 위치에 안착되지 못하는 현상이 발생할 수 있다. 따라서 상술한 기준의 표면 마찰력을 유지하여 논슬립 패드를 제조하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리의 개략적인 외관을 도시한 사시도이다.
이때, 즉, 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리로서 논슬립 패드와 상기 논슬립 패드를 안착시키는 수용 공간을 구비한 상태에서, 상기 수용 공간(210)의 표면에 미끄럼 방지 패턴(220)이 형성된 트레이를 포함할 수 있다.
즉, 이러한 논슬립 패드(100)는 산업 및 생활 용품으로 사용될 수도 있지만 도 1에 도시한 바와 같이 전자부품 제조용 트레이(200)와 어셈블리 형식으로 함께 조합되어 사용되는 것이 바람직하다.
이에 대하여 구체적으로 설명하면, 전자기기(예를 들어, 핸드폰, 반도체 등)의 제조 시 중간 부품이 생성되는데 이러한 중간 부품은 다량으로 생성되어 전자부품 트레이에 안착되며 컨베이어 벨트위에서 이동된 후 다음 제조 과정으로 넘어가기 위해 픽업(pick-up)되어 이동되게 된다. 이때, 트레이(200) 내부에서 이러한 부품들이 미끄러지는 현상이 발생하게 되며 이에 따라 다음 과정으로 진행되기 위해 픽업되는 과정에서 오류가 발생할 수 있다. 따라서 제조 과정의 정확성을 향상시키기 위하여 미끄럼 방지 효과가 요구되며 부품들 간의 또는 부품과 트레이(200) 간에 발생될 수 있는 대전 현상을 방지하기 위해 본 발명의 논슬립 패드(100)를 함께 조합하여 사용할 수 있다.
이때, 트레이(200)에 논슬립 패드(100)를 고정시킬 수도 있지만 따로 분리되어 필요 시 조합 사용하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명의 트레이 어셈블리에 포함된 논슬립 패드의 다양한 실시예를 추가적으로 설명하도록 한다.
논슬립 패드(100)는 카본블랙(Carbon black), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 탄소계 대전방지제를 추가로 포함하여 상술한 트레이(200)와 전자부품 또는 전자부품과 전자부품 사이에서 발생하는 대전 형상을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서 이러한 대전 방지 효과를 통해 트레이의 정전기 발생에 의한 이물 흡착 현상을 방지할 수 있어 전자 부품 및 제품의 완성도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 수지 베이스는 분자 구조에 의한 결정화도가 낮고 자유부피가 큰 특성으로 인해 충진재 함침성이 뛰어나다는 특징이 있다. 이때, 이러한 수지 베이스에 탄소계 대전방지제가 잘 흡수될 수 있으며 탈리 및 이염의 우려가 낮다는 장점이 있다.
카본블랙은 천연가스, 타르 등을 불완전 연소시켜 생긴 그을음을 모으거나 탄화수소의 불완전연소 또는 열분해를 통해 생성된 미세한 분말 물질로서 타이어 등 고무(Rubber)의 탄성을 강화하는 강화재와 인쇄잉크를 비롯하여 흑색안료 등의 착색제로 사용되는 제품이다. 이러한 카본블랙은 내유성, 내열성이 우수하며 부도체에 포함되어 +와-의 분리를 방지할 수 있으며 이를 통해 정전기 및 대전 현상의 발생을 방지할 수 있다.
탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 원통 형태의 소재로서 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성, 고효율의 수소 저장 매체 특성 등을 지니며 초강력 섬유나 열과 마찰에 잘 견디는 표면 재료로 사용된다.
그래핀은 흑연의 한 층을 의미하는 것으로 0.2㎚의 두께를 가지며 물리적, 화학적 안정성이 매우 높다는 특징이 있다. 이러한 그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 실리콘보다 100배 이상 전자의 이동성이 빠르며 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 따라서 높은 전기적 특성을 활용한 초고속 반도체, 투명 전극을 활용한 휘는 디스플레이, 디스플레이만으로 작동하는 컴퓨터, 높은 전도도를 이용한 고효율 태양전지 등에 사용되고 있다.
이에 더하여, 논슬립 패드(100)는 상기 수지 베이스 65 내지 90중량부, 상기 대전방지제 5 내지 30중량부, 열안정제, 산화방지제, UV안정제 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 안정제 1 내지 15중량부의 혼합물일 수 있다. 이때, 논슬립 패드(100)의 구성 성분으로 수지 베이스, 대전방지제, 안정제 이 외에도 논슬립 패드(100)의 기능 향상을 위하여 별도의 물질을 추가로 첨가할 수 있다.
이때, 안정제는 열안정제, 산화방지제, UV안정제 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하여 적절한 논슬립성을 유지할 수 있도록 도움을 줄 수 있으며 트레이(200)에서 제품 픽업 시 트레이(200)와 전자부품 사이의 이중 픽업을 효과적으로 방지할 수 있다.
이때, 논슬립 패드(100)의 논슬립 성질이 너무 높아지게 되면 앞서 언급한 바와 같이 오히려 논슬립 패드(100)에서 전자 부품이 떨어지지 않아 전자 부품의 운반 및 이동 과정에서 오류가 발생할 수 있기 때문에 전자 부품이 정 위치에서 안정적으로 운반 및 이동될 수 있을 정도의 논슬립 성을 유지하는 것이 중요하다. 따라서 논슬립 패드(100)에 안정제를 포함함으로써 논슬립 패드(100)가 적절한 논슬립 성을 유지할 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
열안정제는 수지 베이스와 혼합되어 패드의 물리적, 화학적 성질을 안정적으로 유지할 수 있도록 도움을 줄 수 있는 물질로서 고온에서 패드 내부의 성질들이 분해되는 현상을 방지할 수 있고 Cd/Ba/Zn계, Cd/Ba계, Ba/Zn계, Ca/Zn계, Na/Za계, Sn계, Pb계, Cd계, Zn계 등의 열 안정제가 사용될 수 있다.
산화방지제는 페놀계 산화방지제, 아인산 에스테르 등이 사용될 수 있으며 패드가 공기 또는 수분과의 접촉으로 인해 산화되어 품질이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
UV안정제는 벤조페놀류 안정제, 벤조트리아졸류 안정제, 납안정제 등이 사용될 수 있으며 자외선의 침투를 감소 및 지연시켜 패드가 자외선에 노출됨으로써 산화되어 품질이 저하되는 형상을 방지하는데 도움이 될 수 있다.
구체적으로 수지 베이스는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)일 수 있다. 이때, 에틸렌비닐아세테이트는 앞서 상술하였듯이 초산비닐(Vinyl Acetate, VA)의 함량에 따라 투명성, 녹는 온도 등이 달라질 수 있는 물질이며 가공성, 유연성, 전기절연성, 내수성, 방습성, 내한성이 양호한 소재이다.
도 2는 본 발명의 대전방지제를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
다른 실시예로서, 상술한 대전방지제는 카본블랙(Carbon black)일 수 있다. 이때, 카본블랙은 앞서 상술하였듯이 내유성, 내열성이 우수하며 부도체에 포함되어 +와-의 분리를 방지할 수 있으며 이를 통해 정전기의 발생을 방지할 수 있는 물질이다.
이에 더하여, 대전방지제는 구체적으로 1차 물질 제조 단계(S100), 2차 물질 제조 단계(S110), 3차 물질 제조 단계(S120), 대전방지제 완성 단계(S130)를 거쳐 제조될 수 있으며, 카본블랙의 표면을 개질함으로써 분산 안정성 및 대전 방지 효능이 향상될 수 있다.
먼저, 1차 물질 제조 단계(S100)는 메틸렌클로라이드(methylene chloride) 99 내지 99.9중량부, 카본블랙(Carbon black) 0.1 내지 1중량부를 혼합한 뒤 5 내지 15분 동안 초음파 처리하여 1차 물질을 제조하는 과정이다. 여기서, 메틸렌클로라이드는 카본블랙을 분산시키기 위한 분산 용매로서 역할을 수행하며, 초음파 처리를 통해 메틸렌클로라이드 내에 카본블랙이 안정적으로 완전히 분산될 수 있다.
다음, 2차 물질 제조 단계(S110)는 상기 1차 물질 75 내지 85중량부, 테트라프로필암모늄브로마이드(tetrapropylammonium bromide) 5 내지 15중량부, 아세트산(acetic acid) 5 내지 15중량부. 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 1 내지 10중량부를 혼합한 뒤 20 내지 30시간 동안 교반하여 2차 물질을 제조하는 과정이다. 여기서, 테트라프로필암모늄브로마이드은 카본블랙 표면의 개질 처리를 위한 촉매로서 역할을 수행하고 아세트산은 카본블랙의 표면에 아세트기를 제공하기 위한 것이며 과망가니즈산칼륨은 산화제로서 역할을 수행한다.
이후, 3차 물질 제조 단계(S120)는 상기 2차 물질 95 내지 99중량부, MPTMS(3-Mercaptopropyl trimethoxysilane) 1 내지 5중량부를 혼합한 뒤 80 내지 110℃에서 5 내지 8시간 동안 가열하여 3차 물질을 제조하는 과정으로서, MPTMS는 카본블랙의 표면 개질 반응이 신속히 이루어지도록 한다.
마지막으로, 대전방지제 완성 단계(S130)는 3차 물질을 여과하여 잔여물을 수득한 뒤 메탄올 및 염산수용액으로 3 내지 5회 세척하고 20 내지 30℃에서 건조하여 대전방지제를 완성하는 과정이다. 이때, 완성된 대전방지제는 표면에 아세트기가 도입되어 개질된 카본블랙이며 약 80 내지 120㎛의 크기를 가진다. 이렇게 카본블랙의 표면을 개질하여 완성된 대전방지제는 분산 안정성이 향상되어 논슬립 패드(100) 내에서 안정적으로 분산될 수 있으며 반응성이 향상되어 논슬립 패드(100) 내의 다른 물질들과의 상용성이 우수해질 수 있다.
이때, 논슬립 패드(100)에 대전방지제를 포함하게 되면 대전 현상 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있지만 논슬립 패드(100)의 경도가 너무 향상되어 미끄럼 방지 효과가 감소될 수 있다는 문제가 따를 수 있다. 따라서 논슬립 패드(100)에 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 중 어느 하나인 알킬 아크릴레이트(Alkyl Acrylate)를 추가로 포함 논슬립 패드(100)의 경도가 지나치게 높아지는 현상을 방지할 수 있으며 미끄럼 방지 효과를 유지하도록 도움을 줄 수 있다.
이때, 알킬 아크릴레이트는 수지 베이스 65 내지 90중량부, 대전방지제 5 내지 30중량부, 안정제 1 내지 15중량부, 상기 알킬 아크릴레이트 1 내지 5중량부의 비율로 포함될 수 있다. 이때 알킬아크릴레이트는 발수 성능을 갖고 있어 논슬립 패드에 발수 기능을 추가적으로 제공할 수 있는 단량체이며, 점착성이 생기게 되어 본 발명의 논슬립 패드(100)의 미끄럼 방지 기능을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서 이러한 알킬 아크릴레이트는 논슬립 패드(100)의 경도가 지나치게 높아지는 현상을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 논슬립 패드를 대상으로 한 실험결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 트레이 어셈블리에 포함된 논슬립 패드(100)에 대한 다양한 실시예 및 대조예를 들어 비교함으로써 설명하기로 한다.
후술될 실시예 및 대조예에 대해서는 실시예 및 대조예의 표면 마찰력 및 대전 방지제 포함 여부에 따른 논슬립 패드(100)의 미끄럼 방지 기능 및 안정성과 대전 방지 효과를 평가하여 기록한 후 각각 매우 좋음(5), 좋음(4), 보통(3), 나쁨(2), 매우 나쁨(1)의 5단계로 평가하여 그 평균점을 판정하였다.
이때, 미끄럼 방지 효과 및 트레이 상의 전자 부품의 위치 정확성은 본 발명의 논슬립 패드(100)와 시판 패드의 표면 마찰력을 측정한 뒤 논스립 패드(100) 및 패드를 트레이(200)에 안착하여 트레이 상에서 전자부품의 이동 및 픽업 작업을 100회씩 실행하여 미끄럼 방지 효과 및 트레이 상에서 전자부품의 위치 정확성(적당한 논슬립성을 가지고 있는지, 이중 픽업 현상이 발생하지 않는지) 등을 평가하고 이에 따라 점수를 주어 평가를 표시하였다. 이렇게 미끄럼 방지 효과 및 트레이 상의 전자 부품의 위치 정확성을 측정한 후 높게 측정되었을수록 매우 좋음(5)에 가깝게, 낮게 측정되었을수록 매우 나쁨(1)에 가깝게 평가하도록 하였다.
또한, 대전 방지 효과는 본 발명의 논슬립 패드(100)와 대전 방지제를 포함하지 않은 시판 패드의 논스립 패드(100) 및 본 발명의 대전방지제를 포함한 패드를 트레이(200)에 안착하여 전자부품의 대전 방지 효과를 평가하고 이에 따라 점수를 주어 평가를 표시하였다. 이렇게 대전 방지 효과를 측정한 후 높게 측정되었을수록 매우 좋음(5)에 가깝게, 대전 방지 효과가 낮게 측정되었을수록 매우 나쁨(1)에 가깝게 평가하도록 하였다.
<실시예 1>
먼저, 에틸렌비닐아세테이트(EVA)인 수지 베이스 및 상기 카본블랙(Carbon black)을 포함하는 대전방지제를 포함한 재료를 혼합한 뒤 재료를 준비된 60cm * 40cm*2cm 사이즈를 가진 성형틀에 주입하였다.
다음, 성형틀에 주입된 재료를 핫 프레스(hot press)를 이용하여 약 150℃에서 약 0.5MPa의 압력으로 약 5분간 압착하여 결정화 및 고화시킨 후 약 60℃에서 약 10분간 건조시켰으며, 이때의 고화된 재료, 즉 논슬립 패드(100)의 표면 마찰력은 ASTM D1894 기준 80N로 측정되었다.
이후, 고화된 재료의 표면을 50/60 Hz 유틸리티 전기 전력 하에서 코로나 처리기를 통해 5cm/sec(초)의 속도로 코로나 처리하였다.
이때, 코로나 처리기는 STS316 스테인레스 스틸 재질의 방전극(양극)과 하부전극(음극)을 가지고 이러한 양극과 음극 사이에 속도와 5.3 kV 방전 전압을 발생시켰으며 방전극과 고화된 재료의 거리는 1.5cm로 설정하여 코로나 처리 하였다.
이를 통해 표면 마찰력이 ASTM D1894 기준 45N인 논슬립 패드를 제조하였다.
<실시예 2>
실시예 1과 마찬가지로 고화된 재료, 즉 논슬립 패드(100)를 얻었고, 이때의 고화된 재료의 표면 마찰력은 역시 ASTM D1894 기준 80N로 측정되었다.
이후, 논슬립 패드(100)를 이의 체적에 맞는 롤러를 통해 40bar의 압력으로 2회 롤링 처리하였고, 이와 같이 롤러의 롤리에 의해 표면 처리된 재료의 표면 마찰력은 ASTM D1894 기준 71N으로 측정되었다.
<실시예 3>
카본블랙(Carbon black)을 포함하는 대전방지제를 포함하지 않는 것을 제외하고 <실시예 1>과 같은 조건으로 논슬립 패드(100)를 제조하였다.
<대조예>
시판 패드.
Figure 112020008254218-pat00001
<본 발명의 논슬립 패드를 대상으로 한 실험결과를 나타낸 표>
도 3에 나타난 바를 통해, 평가단이 실시예와 대조예로 제조된 논슬립 패드(100)의 미끄럼 방지 효과 및 트레이 상의 전자 부품의 위치 정확성과 대전 방지 효과에 대한 결과를 평균 점수로 표현하여 표로 나타낸 것이며, 앞서 설명과 같이 실시예 1 내지 3은 대조예와 비교하여 높은 평가 점수를 얻었다.
특히, 실시예 1은 미끄럼 방지 효과 및 트레이 상의 전자 부품의 위치 정확성과 대전 방지 효과에 대하여 모두 좋은 평가를 얻었지만, 실시예 2는 표면 마찰력이 너무 높아 논슬립성이 지나치게 되어 트레이 상에서 전자 부품을 픽업할 때, 논슬립 패드도 함께 이중 픽업되는 현상이 빈번하게 발생하였으며, 실시예 3은 트레이 상에서 전자 부품을 안착하거나 픽업할 경우 대전효과가 발생하였다.
따라서 본 발명의 논슬립 패드(100)(실시예 1 내지 3)는 대조예인 시판 패드보다 미끄럼 방지 효과 및 트레이 상의 전자 부품의 위치 정확성과 대전 방지 효과가 뛰어난 것을 알 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리를 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
100: 논슬립 패드 200: 트레이
210: 수용 공간 220: 미끄럼 방지 패턴
S100: 1차 물질 제조 단계 S110: 2차 물질 제조 단계
S120: 3차 물질 제조 단계 S130: 대전방지제 완성 단계

Claims (6)

  1. 논슬립 패드를 포함한 전자부품 제조용 트레이 어셈블리로서,
    에틸렌비닐아세테이트(EVA), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀엘라스토머(POE), 폴리올레핀플라스토머(POP), 열가소성폴리우레탄(TPU) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 수지 베이스 65 내지 90중량부와, 카본블랙(Carbon black), 탄소나노튜브(CNT), 그래핀(Graphene) 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 대전방지제 5 내지 30중량부 및, 열안정제, 산화방지제, UV안정제 중 어느 하나이거나 이들의 혼합물인 안정제 1 내지 15중량부와, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트 중 어느 하나인 알킬 아크릴레이트(Alkyl Acrylate) 1 내지 5중량부를 포함한 것으로,
    표면 마찰력이 ASTM D1894 기준 10 내지 50N인, 논슬립 패드;
    상기 논슬립 패드를 안착시키는 수용 공간을 구비한 상태에서, 상기 수용 공간의 표면에 미끄럼 방지 패턴이 형성된 트레이;를 포함한 것을 특징으로 하는, 트레이 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수지 베이스는,
    에틸렌비닐아세테이트(EVA)인 것을 특징으로 하는, 트레이 어셈블리.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 대전방지제는, 카본블랙(Carbon black)이고,
    상기 대전방지제는,
    메틸렌클로라이드(methylene chloride) 99 내지 99.9중량부, 카본블랙(Carbon black) 0.1 내지 1중량부를 혼합한 뒤 5 내지 15분 동안 초음파 처리하여 1차 물질을 제조하는, 1차 물질 제조 단계;
    상기 1차 물질 75 내지 85중량부, 테트라프로필암모늄브로마이드(tetrapropylammonium bromide) 5 내지 15중량부, 아세트산(acetic acid) 5 내지 15중량부. 과망가니즈산칼륨(potassium permanganate) 1 내지 10중량부를 혼합한 뒤 20 내지 30시간 동안 교반하여 2차 물질을 제조하는, 2차 물질 제조 단계;
    상기 2차 물질 95 내지 99중량부, MPTMS(3-Mercaptopropyl trimethoxysilane) 1 내지 5중량부를 혼합한 뒤 80 내지 110℃에서 5 내지 8시간 동안 가열하여 3차 물질을 제조하는, 3차 물질 제조 단계;
    상기 3차 물질을 여과하여 잔여물을 수득한 뒤 메탄올 및 염산수용액으로 3 내지 5회 세척하고 20 내지 30℃에서 건조하여 대전방지제를 완성하는 단계;를 거쳐 제조되는 것을 특징으로 하는, 트레이 어셈블리.
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