KR101171317B1 - Ceramic substrate with antistatic treatment and antistatic coating method on the ceramic substrate - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대전방지 처리된 세라믹 기판 및 세라믹 기판의 대전방지 처리방법을 개시한다. 본 발명에 따른 대전 방지된 세라믹 기판은, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층과, 상기 기판 기저층 표면에 대전방지용액으로 코팅되어 이루어지며, 면저항이 106 내지 109 Ω/sq 인 대전 방지층을 포함한다. 이 경우, 상기 대전방지용액은, 탄소나노튜브와, 용매 대비 0.01 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 실리콘 소재로 이루어진 레벨링제와, 용매 대비 0.05 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 분산제를 포함한다.The present invention discloses an antistatic treated ceramic substrate and an antistatic treatment method of the ceramic substrate. The antistatic ceramic substrate according to the present invention includes a substrate base layer made of a ceramic material and an antistatic layer formed by coating an antistatic solution on the surface of the substrate base layer, and having a sheet resistance of 10 6 to 10 9 Ω / sq. In this case, the antistatic solution includes a carbon nanotube, a leveling agent made of a silicon material having a weight ratio of 0.01 to 10 wt% with respect to the solvent, and a dispersant having a weight ratio of 0.05 to 10 wt% with respect to the solvent.
Description
본 발명은 대전 방지 처리된 세라믹 기판 및 상기 세라믹 기판 상의 대전방지 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이 분야, 반도체 분야 등 다방면에 적용되며 정전기 발생을 방지할 필요가 있는 세라믹 기판에 관한 것이다.The present invention relates to an antistatic treatment of a ceramic substrate and an antistatic coating method on the ceramic substrate, and more particularly, to a ceramic substrate which is applied to various fields such as a display field and a semiconductor field and needs to prevent the generation of static electricity.
세라믹 기판은 경도가 우수하고, 화학적으로 안정적이며, 고온에 변형이 없으므로, 반도체 및 디스플레이 공정 등에 기판로서 많이 사용되고 있다. Ceramic substrates are excellent in hardness, chemically stable, and have no deformation at high temperatures, and thus are widely used as substrates for semiconductor and display processes.
그런데, 세라막 기판 자체의 면저항은 1010Ω/sq 이상으로 대전방지 특성을 전혀 가지지 않는다. However, the sheet resistance of the cera film substrate itself is 10 10 Ω / sq or more and does not have any antistatic property.
따라서 실제 공정에서는 이오나이저 등 부가적인 장치를 설치하여 정전기 방지효과를 얻고 있다. 그런데, 상기 방법은 일시적인 정전기 제거 효과만 있을 뿐 이오나이저 등의 부가 장치를 지나가게 되면, 다시 정전기를 품고 이동하게 된다는 문제점이 있다. Therefore, in the actual process, an additional device such as ionizer is installed to obtain an antistatic effect. However, the method has only a temporary static elimination effect, and when passing through an additional device such as an ionizer, there is a problem in that the static electricity is moved again.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 세라믹 기판 위에 불소 코팅을 행하는 방안도 검토될 수 있으나, 이 경우에는 따로 접지를 해야 하거나 접지를 하더라도 높은 저항으로 인해 쉽게 정전기가 빠져나가지 못하는 문제점이 발생한다. In order to solve this problem, a method of applying a fluorine coating on the ceramic substrate may be considered, but in this case, even if the grounding or grounding separately, the problem that the static electricity is not easily released due to high resistance.
즉, 불소 코팅의 경우 누설 저항이라는 항목이 필요한데, 접지가 따로 필요하며, 근본적으로 세라믹이 절연체이므로 불소 저항을 적용하더라도 누설 저항이 발생하기 어렵다. That is, in the case of fluorine coating, an item called leakage resistance is required, and grounding is separately required, and since a ceramic is an insulator, leakage resistance is hardly generated even when fluorine resistance is applied.
또한 불소 등은 낮은 경도로 인하여 내구성이 좋지 않고, 공정 중 마찰로 인하여 분진 발생 가능성이 높다.In addition, fluorine and the like have poor durability due to low hardness, and dust is likely to be generated due to in-process friction.
본 발명은 상기 문제점을 포함한 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로, 세라믹 기판 상에 대전방지 효과가 우수한 동시에, 경도가 높은 대전 방지된 세라믹 기판 및 상기 세라믹 기판 상의 대전방지 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve various problems including the above problems, and an object thereof is to provide an antistatic ceramic substrate having an excellent antistatic effect on a ceramic substrate and a high hardness and an antistatic coating method on the ceramic substrate. .
따라서, 본 발명에 따른 대전 방지된 세라믹 기판은, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층과, 상기 기판 기저층 표면에 대전방지용액으로 코팅되어 이루어지며, 면저항이 106 내지 109Ω/sq 인 대전 방지층을 포함한다. 이 경우, 상기 대전방지용액은, 탄소나노튜브와, 용매 대비 0.01 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 실리콘 소재로 이루어진 레벨링제와, 용매 대비 0.05 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 분산제를 포함한다. Accordingly, the antistatic ceramic substrate according to the present invention comprises a substrate base layer made of a ceramic material and an antistatic layer coated on the surface of the substrate base layer with an antistatic solution, and having a sheet resistance of 10 6 to 10 9 Ω / sq. do. In this case, the antistatic solution includes a carbon nanotube, a leveling agent made of a silicon material having a weight ratio of 0.01 to 10 wt% with respect to the solvent, and a dispersant having a weight ratio of 0.05 to 10 wt% with respect to the solvent.
이 경우, 상기 분산제는 NaDDBS(sodium dodecylbenzene sulfonate, C12H25C6H4SO3Na), SDS(sodium dodecyl sulfate, C12H25OSO3Na), Triton X-100 (C8H17C6H4(OCH2CH2)10OH), DTAB(dodecyltrimethylammonium bromide, CH3(CH2)11N(CH3)3Br), GA(Gum Arabic), 녹말(starch), PVP(polyvinyl pyrrolidone)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.In this case, the dispersant NaDDBS (sodium dodecylbenzene sulfonate, C12H25C6H4SO3Na), SDS (sodium dodecyl sulfate, C12H25OSO3Na), Triton X-100 (C8H17C6H4 (OCH2CH2) 10OH), DTAB (dodecyltrimethylammonium bromide3, CH3) ), GA (Gum Arabic), starch (starch), PVP (polyvinyl pyrrolidone) may be at least one selected from the group consisting of.
또한, 상기 대전 방지층은 0.01 내지 1000 μm의 두께를 가질 수 있다.In addition, the antistatic layer may have a thickness of 0.01 to 1000 μm.
한편, 본 발명의 다른 측면에서의 세라믹 기판 대전 방지 처리방법은, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층을 준비하는 단계와, 상기 기판 기저층 표면에 대전방지용액을 코팅하는 단계를 포함한다. 이 경우, 상기 대전방지용액은 탄소나노튜브와, 용매 대비 0.01 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 실리콘 소재로 이루어진 레벨링제와, 용매 대비 0.05 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 분산제를 포함하여 이루어지며, 상기 분산제는 NaDDBS(sodium dodecylbenzene sulfonate, C12H25C6H4SO3Na), SDS(sodium dodecyl sulfate, C12H25OSO3Na), Triton X-100 (C8H17C6H4(OCH2CH2)10OH), DTAB(dodecyltrimethylammonium bromide, CH3(CH2)11N(CH3)3Br), GA(Gum Arabic), 녹말(starch), PVP(polyvinyl pyrrolidone)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이다.On the other hand, the ceramic substrate antistatic treatment method in another aspect of the present invention comprises the steps of preparing a substrate base layer made of a ceramic material, and coating the antistatic solution on the surface of the substrate base layer. In this case, the antistatic solution comprises a carbon nanotube, a leveling agent made of a silicon material having a weight ratio of 0.01 to 10 wt% with respect to the solvent, and a dispersant having a weight ratio of 0.05 to 10 wt% with respect to the solvent, The dispersant is sodium dodecylbenzene sulfonate (C12H25C6H4SO3Na), SDS (sodium dodecyl sulfate, C12H25OSO3Na), Triton X-100 (C8H17C6H4 (OCH2CH2) 10OH), DTAB (dodecyltrimethylammonium bromide, CH3 (CH3) 3N3N3 (Gum Arabic), starch (starch), PVP (polyvinyl pyrrolidone) is one or more selected from the group consisting of.
한편, 본 발명의 또 다른 측면에서의 세라믹 기판 대전 방지 처리방법은, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층을 준비하는 단계와, 상기 기판 기저층 상에, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 세라믹, 유무기 혼합 바인더 중에서 선택된 하나로 이루어진 프라이머층을 코팅하는 단계와, 상기 프라이머층 상에, 탄소나노튜브를 포함하여 이루어진 대전방지 용액을 코팅하는 단계와, 상기 대전방지 용액을 코팅후에 경화시키는 단계를 포함한다.On the other hand, the ceramic substrate antistatic treatment method according to another aspect of the present invention comprises the steps of preparing a substrate base layer made of a ceramic material, on the substrate base layer, acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, ceramic, organic-inorganic mixing Coating a primer layer comprising one selected from binders, coating an antistatic solution comprising carbon nanotubes on the primer layer, and curing the antistatic solution after coating.
본 발명에 따르면, 세라믹 기판에 탄소나노튜브가 코팅됨으로써, 세라믹 기판에 대전방지효과가 부여된다. 또한, 중간 프라이머층에 의하여 세라믹 기판과 CNT 코팅과의 접착성이 강화된다. 또한, 세라믹 기판의 고온 내구 특성으로 인해 고온 공정이 가능하게 되어서, 경화에 대한 견고함이 높아진다. 이와 더불어 탄소나노튜브를 이용하여 대전방지층을 형성시킴으로써 경도가 우수해져서, 아노다이징 등의 별도의 공정이 필요 없다. 또한, 코로나 방전으로 제전 되므로 접지가 따로 필요 없다.According to the present invention, the carbon nanotube is coated on the ceramic substrate, thereby providing an antistatic effect to the ceramic substrate. In addition, the adhesion between the ceramic substrate and the CNT coating is enhanced by the intermediate primer layer. In addition, the high temperature durability of the ceramic substrate enables high temperature processes, thereby increasing the rigidity against curing. In addition, by forming an antistatic layer using carbon nanotubes, the hardness is excellent, and there is no need for a separate process such as anodizing. In addition, since there is static elimination by corona discharge, there is no need for grounding separately.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대전방지 처리된 세라믹 기판을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 측면에서 일 실시예에 따른 세라믹 기판의 대전방지 처리방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 기판의 대전방지 처리방법을 도시한 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 도 3의 세라믹 기판의 대전방지 처리방법의 각 단계를 도시한 단면도로서, 도 4는 기판 기저층을 준비하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 5는 기판 기저층 표면에 프라이머층을 형성시키는 단계를 도시한 단면도이다.
도 6은 프라이머층 표면에 대전 방지층을 코팅하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 7은 대전방지층을 경화시키는 단계를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an antistatic ceramic substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an antistatic treatment method of a ceramic substrate according to another exemplary embodiment of the present disclosure.
3 is a flowchart illustrating an antistatic treatment method of a ceramic substrate according to another embodiment of the present invention.
4 to 7 are cross-sectional views illustrating each step of the antistatic treatment method of the ceramic substrate of FIG. 3, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a step of preparing a substrate base layer.
5 is a cross-sectional view illustrating a step of forming a primer layer on a surface of a substrate base layer.
6 is a cross-sectional view showing a step of coating an antistatic layer on the surface of the primer layer.
7 is a cross-sectional view showing the step of curing the antistatic layer.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대전방지 처리된 세라믹 기판을 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an antistatic ceramic substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 표면이 대전 방지 처리된 세라믹 기판(1)은, 기판 기저층(10) 및 상기 기판 기저층(10)의 표면에 코팅된 대전 방지층(20)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the
기판 기저층(10)은 세라믹 소재로 이루어진다. 상기 세라믹의 예로는 유리, 도자기, 운모, 석재, 시멘트, 점토, 규석, 장석, 산화알루미늄 (Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4), 지르코니아(ZrO2) 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 상기 세라믹 기판은 내화학성이 우수하다. 따라서 대전방지물질로 흔히 사용되는 ITO가 상기 세라믹 기판 표면에 용이하게 코팅되지 않는다. The
상기 기판 기저층(10)의 일 예로 웨이퍼 기판이거나, 디스플레이 기판일 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 대전방지가 필요한 세라믹 소재의 기판에는 모두 적용되는 것은 명확하다. An example of the
대전 방지층(20)은 상기 기판 기저층(10) 표면에 대전방지용액으로 코팅되어 이루어지며, 면저항이 106 내지 109 Ω/sq을 가진다.The
상기 대전방지용액은 탄소나노튜브(21)와, 레벨링제(23)와, 분산제(25)를 포함한다. The antistatic solution includes a
탄소나노튜브(21)는 하나의 탄소가 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있고, 튜브의 직경이 나노미터 수준으로 극히 작아서 특유의 전기 화학적 특성을 나타낸다. 상기 탄소나노튜브는 우수한 기계적 특성, 전기적 선택성, 뛰어난 전계방출 특성을 가진다. 이러한 탄소나노튜브를 기판 기저층(10)에 얇은 도전막으로 형성하면 높은 전도성을 가지므로 정전기 방지효과가 있다. 또한, 상기 탄소나노튜브 각각은 구형 형상이 아닌 튜브 형상으로 서로 네트웍을 구성하고 있기 때문에 분진 가능성이 적으며, 내습성이 우수하다.The
상기 탄소나노튜브(21)로는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 및 다발형 탄소나노튜브 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.The
또한 산처리 등에 의해 탄소나노튜브 표면이 개질된 탄소나노튜브나, 금속성 및 반도체성 등 서로 다른 속성이 분리된 탄소나노튜브가 선택될 수 있다.In addition, carbon nanotubes on which the surface of carbon nanotubes is modified by acid treatment, or carbon nanotubes having different properties such as metallicity and semiconductivity, may be selected.
레벨링제(23)는 원래 도막이 필요한 재료에 도료를 칠할 때 사용하는 것으로, 상기 도료의 흐름성을 좋게 해서 도막을 고르고 매끈하게 발라지게 함으로써 외관을 형성시키는 재료이다. The
이러한 레벨링제(23)를 탄소나노튜브(21)와 혼합하여 사용하면, 세라믹 기판과 탄소나노튜브 사이의 접착력을 향상시켜서, 상기 탄소나노튜브가 기판 기저층(10)에 용이하게 코팅될 수 있게 된다. 이와 더불어 상기 레벨링제(23)는 대전 방지층(20)의 두께 균일도를 향상시키고, 조도 특성을 향상시키는 기능을 한다. When the
상기 레벨링제(23)는 용매 대비 0.01 내지 10wt%의 중량비를 가지는 것이 바람직하다. 이는 상기 레벨링제(23)의 함량이 0.01wt% 보다 작으면 코팅 특성이 열화되고, 상기 레벨링제(23)의 함량이 10wt% 보다 크면 전기적 특성이 저하되기 때문이다. The
이 경우, 상기 레벨링제(23)는 실리콘 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 실리콘 소재의 레벨링제(23)의 경우, 세라믹 소재의 기판 기저층(10)과 분자 구조가 동일 또는 유사하여서, 접착력이 우수하기 때문이다. In this case, the
분산제(25)는 계면활성 물질로서, 탄소나노튜브(21)들 사이의 계면 자유 에너지를 낮게 하여서, 탄소나노튜브가 상기 대전방지용액 내에서 잘 분산될 수 있도록 한다. The
상기 분산제(25)의 구체적인 예로서, NaDDBS(sodium dodecylbenzene sulfonate, C12H25C6H4SO3Na), SDS(sodium dodecyl sulfate, C12H25OSO3Na), Triton X-100(C8H17C6H4(OCH2CH2)10OH), DTAB(dodecyltrimethylammonium bromide, CH3(CH2)11N(CH3)3Br), GA(Gum Arabic), 녹말(starch), PVP(polyvinyl pyrrolidone)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.As a specific example of the
상기 분산제(25)의 함량은 용매 대비 0.05 내지 10 wt%의 중량비를 가진다. The content of the
이 경우, 상기 대전방지용액의 용매로는 DMF, NMP, DMAc, NEP 중 선택된 어느 하나일 수 있다. In this case, the solvent of the antistatic solution may be any one selected from DMF, NMP, DMAc, and NEP.
이 경우, 상기 대전 방지층(20)의 코팅 두께(D)는 0.01 내지 1000μm일 수 있다. 상기 코팅 두께가 1000μm를 초과하는 경우에는 코팅 비용이 증가하고, 상기 코팅 두께가 0.01μm 미만인 경우에는 내구성 및 충격 안정성이 저하된다. In this case, the coating thickness (D) of the
본 발명에 따르면, 세라믹 소재의 기판 기저층(10) 표면에 탄소나노튜브(21)로 코팅되도록 하여서 대전방지효과를 가져올 수 있다. 또한, 대전 방지층(20)이 탄소나노튜브(21)가 혼합됨에 따라서 높은 경도를 가지게 되여서 아노다이징 등의 별도의 공정이 불필요하다. 또한, 대전방지층은 내구성이 높아서 장시간 특성변화가 없다는 장점이 있다.According to the present invention, the surface of the
여기에, 기판 기저층(10)에 대전 방지층(20)을 코팅하기 위하여, 상기 기판 기저층(10)과 대전 방지층(20) 사이에 별도의 프라이머(primer) 층이 개재되지 않기 때문에, 코팅 비용이 저감되고, 코팅층의 두께를 낮출 수 있다는 장점이 있다.Here, in order to coat the
도 2는 본 발명의 다른 측면에서 세라믹 기판 대전 방지 처리방법의 일 실시예를 도시한 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 기판 대전 방지 처리방법은, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층을 준비하는 단계(S110)와, 상기 기판 기저층 표면에 대전방지용액을 코팅하는 단계(S120)를 포함한다. 상기 코팅 단계 이후에는, 코팅 완료된 기판 기저층을 경화 및 세척시키는 단계(S130)를 더 거칠 수 있다. 2 is a block diagram showing an embodiment of a ceramic substrate antistatic treatment method in another aspect of the present invention. As shown in Figure 2, the ceramic substrate antistatic treatment method according to an embodiment of the present invention, the step of preparing a substrate base layer made of a ceramic material (S110), and coating the antistatic solution on the substrate base layer surface Step S120 is included. After the coating step, the step of curing and washing the substrate base layer of the coating may be further roughened (S130).
도 1을 참조하여 가 단계를 상세히 설명하면, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층(10)을 준비하는 단계에서, 상기 기판 기저층(10)을 초순수 및 아세톤으로 세척 후 열을 가해서 건조하는 공정을 거칠 수 있다. 이 경우, 세척은 거즈 또한 깨끗한 천을 초순수로 적신 후 기판을 세척하고, 그 후에 아세톤으로 거즈 또는 깨끗한 천으로 2차 세척을 진행할 수 있다. 또한 열을 가하는 방식은 오븐, 히팅 플레이트 및 IR 히터 등을 이용할 수 있고, 그 가열 온도는 100℃ 내지 300℃일 수 있다. Referring to FIG. 1, in detail, the step of preparing the
상기 단계에서는 또한 준비된 기판 기저층(10)을 표면 처리하는 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 표면처리 단계는 기판 기저층(10) 표면의 접착력 및 코팅 특성을 향상시키기 위함이다. 상기 표면처리 방식은 오존 처리방식, 플라즈마 처리방식, 코로나 처리 방식등의 공지된 표면처리 방식을 적용할 수 있다. The above step may also be further subjected to the surface treatment of the prepared
상기 기판 기저층(10) 표면에 대전방지용액을 코팅하는 단계에서는, 상기 대전방지용액은 탄소나노튜브(21)와, 용매 대비 0.01 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 실리콘 소재로 이루어진 레벨링제(23)와, 용매 대비 0.05 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 분산제(25)를 포함하여 이루어지며, 상기 분산제(25)는 NaDDBS(sodium dodecylbenzene sulfonate, C12H25C6H4SO3Na), SDS(sodium dodecyl sulfate, C12H25OSO3Na), Triton X-100(C8H17C6H4(OCH2CH2)10OH), DTAB(dodecyltrimethylammonium bromide, CH3(CH2)11N(CH3)3Br), GA(Gum Arabic), 녹말(starch), PVP(polyvinyl pyrrolidone)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.In the step of coating the antistatic solution on the surface of the
그 후에 코팅 완료된 기판 기저층(10)을 경화 및 세척시키는 단계를 거칠 수 있다. 상기 경화는 오븐 열경화, IR heater 등을 사용할 수 있으며, 이 때에 경화 온도는 50 내지 300℃를 사용하며 경화 시간은 30 내지 120분 중 상황에 맞게 선택할 수 있다. Thereafter, the coated
만약 200℃ 이상의 경화 온도를 사용 시 기재의 손상을 방지 하기 위해 2단계에 걸쳐 경화 진행할 필요도 있는데, 초기 1단계에서는 100℃에서 10~60분, 2단계에서 200℃ 이상에서 10~60분 경화시킬 수 있다. 상기 경화가 끝난 후 냉각 진행도 기재가 손상 되지 않도록 급하지 않도록 상온에서 서서히 냉각시킬 필요가 있다.If using a curing temperature of 200 ℃ or more, it is necessary to proceed with curing in two stages to prevent damage to the substrate.In the
본 발명에 따르면, 기판 기저층(10)에 대전 방지층(20)을 코팅하기 위하여, 상기 기판 기저층(10)을 준비한 다음 대전 방지층(20)을 코팅하기 전에 별도의 프라이머(primer) 층을 형성시키는 단계가 불필요하다. 그 결과로 대전방지 처리 비용이 저감되고, 그 처리 시간이 단축된다는 장점을 가진다.According to the present invention, in order to coat the
도 3은 본 발명의 또 다른 측면에서의 세라믹 기판의 대전 방지 처리방법의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing another embodiment of the antistatic treatment method of the ceramic substrate in another aspect of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 기판의 대전 방지 처리방법은, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층을 준비하는 단계(S210)와, 상기 기판 기저층 상에, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 세라믹, 유무기 혼합 바인더 중에서 선택된 하나로 이루어진 프라이머층을 코팅하는 단계(S220)와, 상기 프라이머층 상에 탄소나노튜브를 포함하여 이루어진 대전방지 용액을 코팅하여 대전방지층을 형성하는 단계(S230)와, 상기 대전방지 용액을 코팅 후에 경화시키는 단계(S240)를 포함한다. 상기 경화단계 이후에 대전 방지층을 세척하는 단계(250)를 더 거칠 수 있다. As shown in Figure 3, the antistatic treatment method of the ceramic substrate according to another embodiment of the present invention, preparing a substrate base layer made of a ceramic material (S210), on the substrate base layer, acrylic resin, epoxy Coating a primer layer made of one selected from a resin, a silicone resin, a ceramic, and an organic-inorganic mixed binder (S220), and forming an antistatic layer by coating an antistatic solution including carbon nanotubes on the primer layer. (S230), and the step of curing the antistatic solution after coating (S240). After the curing step, the step 250 of washing the antistatic layer may be further roughened.
도 4 내지 도 7은 도 3의 세라믹 기판의 대전 방지 처리방법의 각 단계를 도시한 단면도이다. 도 4 내지 도 7을 참조하여, 각 단계를 상세히 설명한다. 4 to 7 are cross-sectional views illustrating respective steps of the antistatic treatment method of the ceramic substrate of FIG. 3. 4 to 7, each step will be described in detail.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 세라믹 소재로 이루어진 기판 기저층(110)을 준비하는 단계를 거친다. 상기 기판 기저층(110)은 세라믹 소재로 이루어진다. 상기 세라믹의 예로는 시멘트, 콘크리트, 유리, 타일, 도자기, 석고보드, 운모, 천연 석재 중 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있다.First, as shown in FIG. 4, the
상기 단계에서 상기 기판 기저층(110)을 초순수 및 아세톤으로 세척 후 열을 가해서 건조하는 공정을 거칠 수 있다. 이 경우, 세척은 거즈 또한 깨끗한 천을 초순수로 적신 후 기판을 세척하고, 그 후에 아세톤으로 거즈 또는 깨끗한 천으로 2차 세척을 진행할 수 있다. In this step, the
또한 열을 가하는 방식은 오븐, 히팅 플레이트 및 IR 히터 등을 이용할 수 있고, 그 가열 온도는 100℃ 내지 300℃일 수 있다.In addition, a method of applying heat may use an oven, a heating plate, an IR heater and the like, and the heating temperature may be 100 ° C to 300 ° C.
그 후에 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판 기저층(110) 상에, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 세라믹, 유무기 혼합 바인더 중에서 선택된 하나로 이루어진 프라이머층(120)을 코팅하는 단계를 거친다. 상기 프라이머층(120) 코팅 방법은 스프레이 코팅, 딥 코팅, 증착 등의 코팅 방법이 적용될 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 5, a
상기 기판 기저층(110)을 준비하는 단계와, 프라이머층(120)을 코팅하는 단계 사이에는, 표면처리하는 단계를 더 거칠 수 있다. 상기 표면처리 단계는 기판 기저층(110) 표면의 접착력 및 코팅 특성을 향상시키기 위함이다. 상기 표면처리 방식은 오존 처리방식, 플라즈마 처리방식, 코로나 처리 방식등의 공지된 표면처리 방식을 적용할 수 있다. Between the preparation of the
그 후에 도 6에 도시된 바와 같이, 대전 방지층(130)을 코팅하는 단계를 거친다. 이 경우, 상기 대전 방지층(130)은 소재는 용매에 바인더(135)와 탄소나노튜브(131)가 균일하게 분산 되어 있는 대전방지용액이다. 용매는 DMF, NMP, DMAc, NEP 등이 적용될 수 있다. 탄소나노튜브(131)로는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 및 다발형 탄소나노튜브 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 상기 탄소나노튜브는 아크방식, CVD 방식, 레이저 방식 등으로 제조될 수 있다. 바인더는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 세라믹, 유무기 혼합 바인더 등이 사용될 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 6, the
필요에 경우, 상기 대전방지 용액에 분산제가 포함될 수 있다. 상기 분산제는 NaDDBS(sodium dodecylbenzene sulfonate, C12H25C6H4SO3Na), SDS(sodium dodecyl sulfate, C12H25OSO3Na), Triton X-100(C8H17C6H4(OCH2CH2)10OH), DTAB(dodecyltrimethylammonium bromide, CH3(CH2)11N(CH3)3Br), GA(Gum Arabic), 녹말(starch), PVP(polyvinyl pyrrolidone)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.If necessary, a dispersant may be included in the antistatic solution. The dispersant is sodium dodecylbenzene sulfonate (C 12 H 25 C 6 H 4 SO 3 Na), sodium dodecyl sulfate (C 12 H 25 OSO 3 Na), Triton X-100 (C 8 H 17 C 6 H 4) (OCH 2 CH 2 ) 10OH), DTAB (dodecyltrimethylammonium bromide, CH 3 (CH 2 ) 11 N (CH 3 ) 3 Br), GA (Gum Arabic), starch, PVP (polyvinyl pyrrolidone) There may be more than one.
상기 단계에서 코팅 특성 향상을 위해 기판 기저층(110)을 가열하며 코팅 할 수 있다. 상기 기판 기저층(110)을 가열하는 방법은, 기판 기저층(110)을 heating plate 위에 올리거나, 오븐에서 가열 후 바로 꺼내서 열이 식기 전에 코팅 진행하거나, IR heater를 이용해서 가열 하는 방법 등이 사용될 수 있다. 이 경우 가열 온도는 상황에 따라 30~300℃까지 광범위하게 사용 가능하다.In this step, the
그 후에, 도 7에 도시된 바와 같이, 코팅 완료된 기판 기저층(110)을 경화 시키는 단계를 거칠 수 있다. 상기 경화는 오븐 열경화, IR heater 등을 사용할 수 있으며, 이 때에 경화 온도는 50 내지 300℃를 사용하며 경화 시간은 30 내지 120분 중 상황에 맞게 선택할 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 7, the step of curing the coated
만약 200℃ 이상의 경화 온도를 사용 시 기재의 손상을 방지 하기 위해 2단계에 걸쳐 경화 진행할 필요도 있는데, 초기 1단계에서는 100℃에서 10~60분, 2단계에서 200℃ 이상에서 10~60분 경화시킬 수 있다. 상기 경화가 끝난 후 냉각 진행도 기재가 손상 되지 않도록 급하지 않도록 상온에서 서서히 냉각시킬 필요가 있다.If using a curing temperature of 200 ℃ or more, it is necessary to proceed with curing in two stages to prevent damage to the substrate.In the
한편, 상기 경화 단계 이후에, 대전 방지층(130)을 세척하는 단계를 더 거치게 된다. 상기 세척 단계는 아세톤 등의 용매로 잔여 코팅 물질 또는 외부 이물들을 세척 진행한다. 상기 세척 완료 후 측정 하여 불량은 재 코팅 하도록 할 수 있다.On the other hand, after the curing step, the step of washing the
본 발명에 따르면, 세라믹 기판에 탄소나노튜브가 코팅됨으로써, 세라믹 기판에 대전방지효과가 부여된다. 또한, 중간 프라이머층(120)에 의하여 세라믹 기판과 CNT 코팅과의 접착성이 강화된다. 또한, 세라믹 기판의 고온 내구 특성으로 인해 고온 공정이 가능하게 되어서, 경화에 대한 견고함이 높아진다. 이와 더불어 탄소나노튜브를 이용하여 대전방지층을 형성시킴으로써 경도가 우수해져서, 아노다이징 등의 별도의 공정이 필요 없다. 또한, 코로나 방전으로 제전 되므로 접지가 따로 필요 없다. According to the present invention, the carbon nanotube is coated on the ceramic substrate, thereby providing an antistatic effect to the ceramic substrate. In addition, adhesion between the ceramic substrate and the CNT coating is enhanced by the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
10, 100: 기판 기저층
20, 130: 대전 방지층
21: 탄소나노튜브
23: 레벨링제
25: 분산제
120: 프라이머층10, 100: substrate base layer
20, 130: antistatic layer
21: carbon nanotube
23: leveling agent
25: dispersant
120: primer layer
Claims (7)
상기 기판 기저층 상에,용매와, 탄소나노튜브와, 분산제와, 상기 용매 대비 0.01 내지 10 wt%의 중량비를 가지는 실리콘 소재의 레벨링제를 포함하여 이루어진 대전방지 용액을 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 대전방지 용액을 상기 레벨링제가 제거되지 않은 상태로 경화시켜서, 상기 기판 기저층 상에 면저항이 106 내지 109Ω/sq인 대전 방지층을 형성시키는 단계;를 포함하여서,
상기 세라믹 기판상에 탄소나노튜브와 레벨링제를 포함하는 대전 방지층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 대전 방지 처리방법.Preparing a substrate base layer made of a ceramic material;
Coating an antistatic solution comprising a solvent, a carbon nanotube, a dispersant, and a leveling agent of a silicon material having a weight ratio of 0.01 to 10 wt% with respect to the solvent on the substrate base layer; And
Curing the coated antistatic solution in a state where the leveling agent is not removed to form an antistatic layer having a sheet resistance of 10 6 to 10 9 μs / sq on the substrate base layer.
And an antistatic layer comprising carbon nanotubes and a leveling agent on the ceramic substrate.
상기 기판 기저층을 준비하는 단계와, 상기 기판 기저층 상에 대전방지 용액을 코팅하는 단계 사이에, 상기 기판 기저층 상에 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 세라믹 수지, 유무기 혼합 바인더 중 선택된 하나로 이루어진 프라이머층을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 대전 방지 처리방법.The method of claim 4, wherein
Between the step of preparing the substrate base layer and the step of coating an antistatic solution on the substrate base layer, a primer consisting of one selected from acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, ceramic resin, organic-inorganic mixed binder on the substrate base layer Ceramic substrate antistatic treatment method further comprising the step of coating a layer.
상기 코팅된 기판 기저층을 상기 레벨링제가 제거되지 않은 상태로 경화시키는 단계는, 상기 코팅된 기판 기저층을 50 ℃ 내지 200℃의 온도에서, 30 내지 120분 동안 경화시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 기판 대전 방지 처리방법.The method of claim 4, wherein
Curing the coated substrate base layer without the leveling agent removed, wherein the coated substrate base layer is cured at a temperature of 50 ° C. to 200 ° C. for 30 to 120 minutes. Treatment method.
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