정전분산(ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자

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정전분산(ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자 정의

2. 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자 의 필요성

3. 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자의 구성요소 와 종류

4. 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자의 핵심요소 및 제조 공정

5. 충전제 종류에 따른 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자의 장, 단점 비교

6. 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자의 기술개발 현황

6. 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자의 앞으로의 시장 전망

7. 정전분산 (ESD: Electrostatic Dissipation) 고분자의 발전 및 기술개발 방향

8. 결론

9. Reference

본문내용

게 slugging 문제를 일으키며, 청정룸에서는 실제로 카본블랙은 사용 금지되고 있다. 특히, high-end 제품의 응용에 있어서는 제로에 가까운 slugging 이 요구되고 있으며, 이를 만족시킬 수 있는 전도성 충전제에 관한 연구도 활발히 진행되고 있다.
3) Static Charge Decay
ESD 소재는 마찰될 경우 정전기의 발생방지 수준을 넘어, 대전된 물체가 접촉하였을 경우 스파크의 발생 없이 대전된 정전하를 소산시킬 수 있어야 하는데, 이를 위해서는 대전된 정전하의 50%가 소산되는데 필요한 시간(Static Charge Decay)이 0.005초 이하여야 한다. 0.005초 이하의 짧은 Static Charge Decay를 가지기 위해서는 전 고분자에 걸친 균일한 표면저항이 요구되며, 따라서 고분자 표면내에서 전도성 충전제의 균일한 분산이 중요한 요건이라 할 수 있다. 이에 따라 전도성 충전제를 고분자 매트릭스내에 균일하게 분산시킬 수 있는 기술개발에 대한 연구가 진행되고 있다.
4) 성형성 (Part performance)
전도성 충전제를 고분자 수지에 첨가하면 인장강도, 탄성계수, 열변형 온도 등 다양한 물성이 변화한다. 충전제가 함유된 성형제품의 경우 인장강도, 열전도성, 전기전도성, toughness 등 성능이 개선되지만, flexibility 및 신뢰성 등 물리적 성능을 저하시키기도 한다. 과다한 충전제의 첨가는 수지의 점도 등 성형성을 떨어뜨리므로, 대부분의 수지 공급자들은 순수한수지 그 자체의 가공성을 확보하기 위해 가능한 한 전도성 충전제의 양을 최소화하기 위해 노력하고 있다. 모델에 기초한 고분자 성형체 설계 역시순수 수지에 집중되어 있고, 충전제가 포함된 고분자 설계의 경우에는 주로 실험식에 의존하고 있는 상황으로, 정전분산 성능을 충분히 발휘하면서도 순수 고분자 수지의 성형성 및 기계적 물성을 유지할 수 있는 ESD 고분자 개발 연구가 이루어지고 있다.
5) 표면마감도
ESD 고분자를 활용하는 시장 중 고품질 자동차 및 전자제품의 외장용 고분자에서는 외장을 A급으로 처리하는 것이 최종 제품의 성능 및 가격에 중요한 요인이므로, ESD 고분자의 표면 마감도는 매우 중요하다 할 수 있다. 현재 활용되고 있는 ESD 고분자용 충전제 중, 탄소섬유는 긴 형상과 마이크로 수준의 크기로 인하여, 자동차 외장 표면에 쉽게 노출되어 표면을 거칠게 한다. 카본블랙의 경우도 표면처리 후에 입자가 외부표면으로 나오거나 떨어지면서 pit을 형성하게 되어 역시 표면을 거칠게 한다. 고품질자동차 및 전자부품의 외장용 고분자에서는 class A finish의 표면마감 특성이 요구되며, 만족시킬 수 있는 충진제로는 CNT가 가장 유력하여, 고유한 영역을 차지할 수 있을 것으로 판단되고 있다.
6) Cost of Fillers
ESD 고분자는 그 용도에 따라서 시장가격이 크게 달라진다. 범용의 경우에는 저가의 충전제가 경쟁력을 가지는 반면, 가격보다는 고성능을 요구하는 fuel line, hard disc drive, clean room 등의 high-end 용 제품에서는 가격은 고가이나 고성능의 충전제가 경쟁력을 가진다. 그러나 향후high-end용 제품의 수요가 확대되기 위해서는 고성능 충전제의 저가격화가 필수적이며, 향후 기술개발은 저가의 대량생산기술 개발을 통해 고성능충전제의 가격경쟁력을 확보하는 방향으로 진행되고 있다. 또한 , high-end용 제품에서도 고분자 수지로 고가의 엔지니어링 고분자뿐만 아니라, PET 등 저가의 범용 고분자를 활용하려는 시도도 진행되고 있다.
< ESD 고분자의 기술개발 방향 >
8. 결론
기존의 바닥재, 의복재 등과 같은 범용 ESD 고분자의 시장 성장이 한계에 도달하고, 반도체 제조공정, 고성능 HDD, 자동차용 연료 라인 등 신규 고성능 어플리케이션에서의 ESD 수요가 증대하면서, ESD 고분자의 기술은 낮은 탄소 함량, 0에 가까운 slugging 특성, 짧은 charge decay time을 만족시킬 수 있는 신소재를 개발하는 방향으로 진행되고 있다. 따라서 ESD 고분자용 충전제로써 기존의 저가소재인 카본블랙, 탄소섬유에서 고성능 CNT를 활용하는 방향으로 기술개발이 전개되고 있다.
CNT ESD 고분자는 뛰어난 정전분산 특성에도 불구하고 저가의 양산기술 미흡으로 인한 CNT의 낮은 가격경쟁력, CNT 분산 기술 및 고분자내 CNT의 유변학적 거동 이해 부족으로 시장 진출 및 확대가 저해되고 있는 상황이다. 그러나 최근 CNT 소재의 전반에 대한 기술의 발전으로 향후 수년내에 낮은 충전율과 저가격화로 기존 충전제와의 가격경쟁력을 갖추게 되어, 신규 어플리케이션의 개척과 기존 시장의 대체가 가능할 전망이다.
전문가들은 2010년경에 이르러서 CNT가 탄소섬유와 비교하여 가격경쟁력을 갖게 될 것으로 보는 것이 일반적인 전망이다. 이러한 시급성과 파급성을 고려하여 산업자원부는 CNT ESD 플라스틱을 10대 유망전자부품의 품목으로 발표한 바 있으며 앞으로 더욱더 기술개발이 촉진될 것이다.
9. Reference
1. 2006 TCI Report (Technology Commercialization Intelligence Report),BA 557
2. Hyperion-Catalysis, Designing for ESD Protection Using FIBRILTM Nanotubes
in Polymer
3. 김기수, www.reseat.re.kr, 전자산업에 요구되는 전도성 첨가제 개발, 2005
4. 박창걸·노현숙, 『정전분산 고분자』,한국과학기술정보연구원, 2006년도
5. 산업자원부, 부품소재기술로드맵, CNT 복합소재 기술로드맵
6. 기술거래소, 전자정보센터, 탄소나노튜브의 저온성장, 2004
7. 김석진, 김기일, 소대섭, 한종훈, 한국과학기술정보연구원, 심층정보분석보고서, 탄소나노튜브, 2002
8. 한종훈, 탄소나노튜브 합성 및 전도성 고분자 개발동향, Polymer Science and Technology, 16[2]. April 2005.
9. LG화학 http://www.lgchem.co.kr

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ESD,   정전분산고분자,   Electrostatic Dissip,   CNT