KR100442409B1 - 투명성및전도성을갖는고분자하드코팅조성물 - Google Patents

투명성및전도성을갖는고분자하드코팅조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR100442409B1
KR100442409B1 KR1019980009246A KR19980009246A KR100442409B1 KR 100442409 B1 KR100442409 B1 KR 100442409B1 KR 1019980009246 A KR1019980009246 A KR 1019980009246A KR 19980009246 A KR19980009246 A KR 19980009246A KR 100442409 B1 KR100442409 B1 KR 100442409B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
transparency
conductivity
acid
hard coating
Prior art date
Application number
KR1019980009246A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19990075175A (ko
Inventor
김현돈
정해룡
정민교
장두원
Original Assignee
제일모직주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제일모직주식회사 filed Critical 제일모직주식회사
Priority to KR1019980009246A priority Critical patent/KR100442409B1/ko
Publication of KR19990075175A publication Critical patent/KR19990075175A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100442409B1 publication Critical patent/KR100442409B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00—Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L57/06—Homopolymers or copolymers containing elements other than carbon and hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20—Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22—Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206—Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2218—Synthetic macromolecular compounds
    • C08J5/2231—Synthetic macromolecular compounds based on macromolecular compounds obtained by reactions involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/12—Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/86—Vessels; Containers; Vacuum locks
    • H01J29/88—Vessels; Containers; Vacuum locks provided with coatings on the walls thereof; Selection of materials for the coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/10—Transparent films; Clear coatings; Transparent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 전도성 고분자 수용액 20 내지 50중량%와 실리카졸 용액 50 내지 80중량%로 이루어진 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 조성물 용액을 유리 또는 합성 수지 필름과 같은 투명 기질 위에 코팅하면 전도도가 101내지 105Ω/□, 투명도 95 내지 85%, 막 경도 5 내지 8H의 물성을 갖는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅막이 얻어진다.
본 발명의 조성물은 투명성이 요구되는 TV브라운관 화면 표면, 컴퓨터 모니터 화면 표면, 기타 유리, 폴리카보네이트 및 아크릴판, 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 CPP 필름 등의 투명기질 표면 위에서 대전 방지 및 전자파 차폐 기능을 발휘하게 된다.

Description

투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물
본 발명은 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드코팅 조성물과 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 고분자산으로 도핑하여 얻은, 물에 잘 분산되는 전도성 고분자 화합물과 실리카졸과의 혼합으로 제조되는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드코팅 조성물에 관한 것이다.
현재, 전도성 고분자화합물로서 많이 이용되고 있는 것은 폴리아닐린(Polyaniline: PAN), 폴리피롤(Polypyrrol: PPy), 폴리티오펜(Polythiophene: PT)등이 있으며, 이들 화합물들은 중합이 쉽고, 상당히 우수한 전도성과 열적 안전성 및 산화 안전성을 가지므로 널리 연구되는 물질이다. 이러한 전도성 고분자 화합물들의 전기적 특성을 응용하여 이차전지의 전극, 전자파 차폐용 소재, 유연성을 가지는 전극, 대전 방지용 소재, 부식 방지용 코팅재 등 여러 용도로 사용 가능성이 제안되고 있으나 가공성의 난점, 열적 및 대기 안전성의 문제, 가격 등의 문제로 인해서 활발하게 상업화되고 있지 못하는 실정에 있다.
그러나, 최근 먼지 부착 방지 및 대전 방지용 코팅재료의 주목과 더불어 전자파 차폐에 관한 규격강화에 의해 여러 전자 기기들의 전자파 차폐용 코팅재로서의 용도로 주목을 받기 시작하였다. 특히 기존 금속계 전자파 차폐재의 문제점인 착색을 가진 재료보다는 컴퓨터 모니터 화면 또는 보안경, TV 브라운관 유리 표면 등 투명기질 위에 코팅 가능한 투명 전도성 코팅재가 주목을 받기 시작하였다.
이러한, 투명성이 우수한 전도성 고분자 코팅재로 주목받기 시작한 것은 미국 특허 제 5, 035, 926호 및 제 5,391,472호에 기재되어 있는 바와 같이 수용성 폴리디에틸렌디옥시티오펜(polydiethylene dioxythiophene : PEDT)가 주목받기 시작하였다.
그러나, 이러한 기존의 PEDT계 전도성 고분자를 전자파 차폐 및 대전 방지 코팅재로 사용함에 있어 큰 단점은 합성수지, 유리, 금속 등의 소재표면에 코팅 후 형성된 막의 경도가 매우 약하다는 단점이 있어 왔다. 그래서 약간의 접촉에도 쉽게 떨어져 나가고 스크렛치가 일어나는 등 실용화에 문제점이 있었다.
그리고 PEDT계 전도성 고분자의 코팅막이 두꺼울 경우 진한 청색이 나타나므로 그 색상 때문에 코팅재질의 색상을 해치는 단점이 있었다. 그래서 투명성을 요구하는 곳에는 최소한 얇게 코팅해야 하므로 이러한 경우 막 경도 문제가 매우 중요하게 된다.
이러한 얇은 코팅에 의해서 투명도를 유지하면서 경도가 요구되는 전자파 차폐 및 대전 방지 코팅재가 필요한 부문은 주로 외부에 노출되는 부위인 컴퓨터 및 TV 브라운관 유리 표면 또는 보안경 표면 크린룸 벽, 전자 공장내 핸드 케리어 표면, 기타 특수한 목적의 CPP(Casting Polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 표면 코팅 등을 예로 들 수 있다.
전도성 고분자 화합물 등을 이용하여 유리표면, 예를 들면 컴퓨터 화면, TV 브라운관, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 폴리프로필렌(PP) 등 합성수지 필름 표면에 코팅하여 전자파 차폐 및 대전 방지 기능을 부여하고자 할 경우, 기존의 전도성 고분자 화합물 단독 또는 전도성 고분자 화합물과 유기 분자 혼합물을 코팅한 후 열경화시켜서 완성된 도막은 경도가 매우 약하여 외부의 약한 접촉 및 충격에도 쉽게 스크렛치 및 탈리가 일어나서, 실용성에 많은 제한이 있었다.
또 다른 실용화에 대한 문제점으로서는 전도성 고분자 화합물의 착색성 때문에 코팅막을 최대한 얇게 하지 않으면 투명도가 확보되지 않는다는 점이다. 본 발명자들은 투명도를 확보하기 위하여 최대한 얇게 코팅해도 경도가 우수한 코팅막 제조를 위해 장기간 노력한 결과, 용매 중에 쉽게 녹아서 가공성도 양호하면서 코팅후 경도 및 투명도가 우수한 도막을 형성하여 쉽게 스크렛치가 일어나지 않는 전동성 고분자 하드코팅 조성물을 제공하기에 이르게 되었다.
본 발명의 목적은 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물을 유리, 합성 수지 필름과 같은 투명성 기질 위에 코팅하여서 된 하드코팅막을 제공하는데 있다.
본 발명은 전도성 고분자, 고분자산 도판트 및 물로 구성되는 전도성 고분자수용액 20 내지 50중량%와, 실리카졸 용액 50 내지 80중량%으로 이루어진 전도도가 101내지 105Ω/□, 투명도 95 내지 85%, 막 경도 5 내지 8H를 유지하는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용하는 전도성 고분자로는 염화아닐린, 피를 또는 3,4-에틸렌옥시티오펜이며, 그로부터 얻어지는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 화합물은 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리디옥시에틸렌티오펜이다.
본 발명에서 사용하는 전도성 고분자들의 도판트로서는 술폰산기가 치환되어 있는 고분자산이 바람직하며, 그 예로는 폴리스티렌술폰산염, 베타-나프탈렌 술폰산염 포르말린 축합물 [(주)이건실업 에토넥스] 또는 멜라민술폰산염 포르말린 축합물 [(주)이건실업 에토넥스] 이 있으며, 분자구조적으로 볼 때 폴리(스티렌-코-스티렌술폰산) 또는 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1프로판술폰산-코-아크릴니트릴)도 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서 술폰산이 치환되어 있는 고분자산이 도핑된 전도성 고분자를 사용하는 이유는 다음에서 설명하는 3가지의 중요한 기능 때문이다. 첫째, 전도성 고분자들의 물에 대한 용해도를 증가시켜 수분산이 가능하도록 하여 알콜을 용매로하는 실리카졸 용액과의 상분리가 없이 안정한 용액을 형성하도록 하며, 둘째, 실리카졸과의 분자간 수소 결합이 가능하여 (예를들면, (실리카졸)-Si-OH...HO3S-(고분자산)과의 수소결합) 균일한 유기-무기 혼성체를 형성할 수 있도록 하며, 셋째, 코팅막 형성후 전도성 고분자들의 열적 및 대기 안정성을 증가시켜 장기 안전성을 극도로 증가시키는 역할을 하기 때문이다.
본 발명에서 코팅막의 경도를 증가시키기 위한 목적으로 사용되는 실리카졸의 용액은 이미 알려진 바와 같이 테트라에톡시실란(TEOS)과 같은 알콕시실란, 물, 용매와 촉매로서 무기산을 혼합하여서 제조한다.
상기 용매는 알콜, N-메틸피롤리돈(NMP) 및 디메틸포름아마이드(DMF) 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
전도성 고분자 수용액(용액 A) 제조
폴리아닐린(PAN) 수용액을 제조하기 위하여, 고분자산 도판트를 물에 용해시킨 후, 이 용액에 염화아닐린 용액과 산화제 수용액을 동시에 1시간 동안 점적(占摘)하면서 24시간 동안 교반하여 반응시키고, 0 내지 15℃정도의 저온에서 폴리아닐린을 합성한다.
여기서, 산화제 용액의 농도를 더 묽게 함으로써 더 천천히 첨가하는 효과를 얻도록 하고, 저온에서 폴리아닐린을 합성하는 이유는 폴리아닐린의 분자량을 증가시키는 효과를 얻기 위해서 이다.
상기 염화아닐린에 대한 도판트의 몰비는 0.5 내지 2.0으로 하는 것이 바람직하고, 염화아닐린의 농도는 약 0.2몰/ℓ, 산화제는 염화아닐린에 대하여 1.1 당량으로 첨가하는 것이 좋다.
산화제로서는 주로 암모늄설페이트 또는 나트륨설페이트를 사용하며, 고분자산 도판트로서 폴리스티렌술폰산염을 사용할 때에는 이 고분자 화합물에 염산을 첨가해서 산으로 전환시켜서 사용한다.
이렇게 하여 제조된 용액은 3일 동안 투석하여 정제한 후 용액 상태로 보관한다. 고분자산 도판트를 포함한 폴리아닐린 고형분의 농도는 추가로 물을 첨가하여 1.5중량%로 조정한다.
한편, 고분자산 도판트로서 상기의 폴리스티렌술폰산염 대신에 베타-나프탈렌술폰산염 포르말린 축합물 [(주)이건실업 에코넥스] 또는 멜라민술폰산염 포르말린 축합물 [(주)이건실업 에코넥스] 등을 사용할 수 있으며, 이러한 고분자산 도판트를 사용할 경우에는 폴리아닐린의 고형분의 농도가 조금 달라질 수 있으므로 상기의 폴리스티렌술폰산염과 같게 추가로 물을 첨가하여 고형분의 농도를 1.5 중량%로 조정한다.
전도성 고분자 수용액이 폴리피롤(PPy) 수용액일 경우에는 다음과 같은 방법으로 제조한다.
즉, 2.0 당량의 고분자산 도판트 존재하에 2.0당량의 피롤과 1 내지 2당량의 산화제를 적하하면서 반응시키면 폴리피롤이 잘 분산되어 있는 수용액을 얻을 수 있다. 이 폴리피롤 수용액을 3일 동안 투석 정제하여 용액상태로 보관하고, 물을 추가로 첨가하여 고형분의 농도를 1.5중량%로 조정한다.
폴리디옥시에틸렌티오펜(PEDT) 수용액의 제조는 기존에 알려진 미국 특허 제5,391,472호에 기재된 폴리디옥시에틸렌티오펜의 합성 방법과 동일하다. 즉, 1ℓ의 수용액에 14g의 폴리스티렌술폰산염(분자량 Mn 40,000)을 녹이고, 12.9g의 포타슘퍼옥사이드술페이트(K2S2O8), 1g의 Fe2(SO4)3, 5.68g의 3,4-에틸렌디옥시티오펜을 첨가하고, 반응 혼합물을 20℃에서 24시간동안 교반하면서 혼합하고, 최종에는 투석 정제하여 반응을 완성하고, 고형분의 농도는 물을 첨가하여 1.5중량%로 조정한다.
또한, 고분자산 도판트로는 상기의 폴리스티렌술폰산염 대신에 베타-나프탈렌술폰산염 포르말린 축합물 [(주)이건실업 에코넥스] 또는 멜라민술폰산염 포르말린 축합물 [(주)이건실업 에코넥스] 을 사용할 수 있다. 이러한 고분자산 도판트를 사용할 경우에는 고형분의 농도가 조금 달라질 수 있으므로 상기의 폴리스티렌술폰산의 경우와 같이 추가로 물을 첨가하여 고형분의 농도를 1.5 중량%로 조정한다.
다음 표 1은 상기에서 제조한 본 발명의 수용성 전도성 고분자 용액(용액 1)의 종류를 열거한 것이다.
PAN : 폴리아닐린, PPy : 폴리피롤, PEDT : 폴리디옥시에틸렌티오펜, PSSNa : 폴리스티렌술폰산염, NaPSNa : 베타-나프탈렌술폰산염 포르말린 축합물, MelSNa: 멜라민술폰산염 포르말린 축합물.
실리카졸 용액(을액 B) 제조
실리카졸 용액은 잘 알려진 대로 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane, TEOS)의 용매로서는 알콜, N-메틸피롤리돈(NMP) 및 디메틸포름아마이드(DMF) 중에서 적어도 하나를 사용하고, 반응개시제로는 물, 촉매로서는 염산, 질산 또는 황산과 같은 무기산으로 구성되고, 이 물질들을 혼합하고, pH = 1 내지 2 및 상온에서 약 1시간 정도 방치하면 다음 반응식 1과 같은 촉매 반응을 통해서 실리카졸이 생성된다.
반응식 1(겔화)
(가수분해)
(중합)
저중합체
:
중합체
:
본 발명에서는 전도성 고분자 수용액(용액 A)과의 혼합을 양호하게 위하여 실리카졸의 분자량 및 농도에 영향을 미치는 TEOS의 농도를 5중량%로 조정한다.
본 발명에서 목적하는 양호한 혼합성 및 막 경도를 가지기 위해서는 졸의 분자 구조가 중요한 바, 실리카졸의 농도 분자 구조는 물/TEOS 몰비에 영향을 받는데 산성용액에서 물/TEOS = 4 이상일 경우 치밀구조의 졸을 형성하여 컴펙트한 구형을 가지게 되며, 4 이하의 경우는 성긴구조(실리카졸의 고분자 사슬이 선형 구조에 가까움)의 졸을 형성하여 선형의 형태를 가지게 된다.
특히, 가장 적절한 물/TEOS 몰비는 1 내지 30정도이다. 이 비율이 1이하 일 경우 전도성 고분자 수용액과 혼합이 불량하여 막 균일도가 불량하게 되며, 반대로 30 이상일 경우 졸의 구조가 너무 컴펙트(치밀구조)하여 전도성 고분자에 혼합후 본 발명의 목적에 바라는 충분한 막 경도를 나타내지 못하게 된다.
또한, TEOS의 농도가 증가할 경우 실리카졸의 분자량도 상대적으로 커지게 된다.
본 발명에서는 실리카졸 용액에 사용되는 용매로서는 전도성 고분자 수용액의 용해도를 좋게 하기 위하여 알콜, N-메틸피롤리돈(NMP) 및 디메틸포름아마이드(DMF) 중 적어도 하나를 전체 용매 중 3 내지 10중량부 정도로 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서 실리카졸 용액에 사용되는 용매인 알콜류의 예로서는 탄소 1개 내지 4개의 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 또는 부탄올 등이 가장 바람직하다. 만일 탄소수 5개 이상의 고급 알콜을 사용하면 코팅후 용매의 증발이 어렵기 때문에 고온소성이 필요하다는 단점이 있다.
용액 A와 용액 B 혼합에 의한 하드코팅 제조
본 발명에 따른 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물의 제조과정을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 고분자 하드코팅 조성물은 전도성 고분자 수용액(용액A)과 실리카졸 용액(용액B)을 혼합하여 제조한다. 코팅이 양호하면서 본 발명의 목적에 만족하는 수준의 막 전도도(106Ω/□ 이하), 막 투명도(80%이상), 막 경도(연필경도 4H 이상)을 달성하기 위해서는 적정한 조성비를 가져야 한다.
즉, 그 조성은 전도성 고분자 수용액 20 내지 50 중량%(고형분 0.3 내지 0.75중량%), 실리카졸 용액 50 내지 80중량%(고형분 0.3 내지 0.75중량%)가 적절하고, 그 이유는 다음과 같다.
전도성 고분자 수용액이 20중량% 이하 및 실리카졸 용액이 80중량% 이상일 경우는 투명 기질 표면에 코팅할 때, 고점도이고, 진한 착색(예를 들면, 검은색, 코발트색)성인 전도성 고분자량이 상대적으로 적으므로, 코팅성이 양호하고, 투명도도 양호하고, 또한 막 경도를 증가시키는 실리카졸의 농도가 증가함에 따라 막경도는 양호하게 되나 전도도가 106Ω/□ 이상으로 본 발명의 도전성 코팅재로서의 목적에 적합하지 않게 된다.
반대로, 전도성고분자 수용액의 양이 50중량% 이상 및 실리카졸 용액이 50중량% 이하일 경우, 전도성 고분자량의 증가에 따른 전도도는 매우 우수하나, 투명기질 표면에 코팅할 때 점도상승에 다른 코팅성 불량 및 착색성 증가에 따른 투명도 불량 및 착색성 증가에 따른 투명도 불량, 실리카졸양의 감소에 따른 막 경도불량등의 문제가 있어 적절치 못하다.
본 발명은 상기한 바와 같이 전도성 고분자 수용액 20 내지 50 중량%, 실리카졸 용액 50 내지80 중량%로 구성을 하게 되면 본 발명이 바라는 목표수준에 도달하는 것에는 문제가 없다. 가장 바람직하기로는 전도성 고분자 수용액 30 내지 40중량%, 실리카졸 용액 60 내지 70중량%로 하는 것이 좋다. 이 조성은 코팅성도 우수할 뿐만 아니라 막의 물성도 전도도가 101내지 105Ω/□, 투명도 95 내지 85%, 막 경도 5 내지 8H를 유지하여 3가지 물성의 최적의 균형을 유지할 수 있게 된다.
본 발명의 투명성 및 전도성을 갖는 하드코팅 조성물로 하드 코팅막을 제조방법은 다음과 같다.
즉, 유리, CPP 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리카보네이트(PC) 및 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 판넬과 같은 투명기질 표면 위에 본 발명의 하드코팅 조성물 용액을 붓고 바(bar)코팅이나 스핀코팅으로 균일하게 도포한 후 100 내지 200℃의 건조 오븐에서 약 1 내지 2시간 정도 건조하면 본 발명에 따른 하드 코팅막이 만들어지게 된다.
이렇게 하여 제조된 투명성 전도성 고분자 하드 코팅막은 전자파 차폐 및 대전 방지용으로 TV 브라운관 유리표면, 컴퓨터 모니터 화면 표면 및 보안경 표면에 가장 효과적으로 사용될 수 있고, 또한 같은 목적으로 CPP 및 PET 필름, PC 및 PMMA 패널 표면에 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 하기 실시예에 의해서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 4
다음 표 2의 실시예 1 내지 9 에서는 본 발명의 고분자 하드 코팅 조성물의 예를 표시한 것이고, 비교예 1 내지 3 및 4는 전도성 고분자 하드 코팅 조성물이나 실리카졸 용액 중 하나만을 단독으로 코팅했을 때의 결과이다.
여기서, 전도성 고분자 수용액은 상기 표 1 에서 예시한 CP1 내지 CP9 이며 고형분은 1.5중량%이다. 실리카졸의 조성은 테트라에톡시실란(TEOS)의 농도는 5중량%, 용매는 에탄올 및 이소프로판올(IPA) 혼합용액(1:1)를 사용하였으며, 물/TEOS의 몰비가 12인 조성에서 제조된 실리카졸용액이다. 물성평가를 위해 제조된 투명전도성 고분자 코팅막의 제조는 다음과 같다.
본 실시예들에서의 제조된 혼합 용액을 약 2시간 정도 교반한 후, 산으로 깨끗이 세척하고, 건조된 유리 표면 위에 25μ 의 두께로 바 코팅하고, 150℃ 오븐에 약 1시간 정도 건조하였다. 건조된 도막의 두께는 모두 2μ 이하이었다.
물성 평가는 전도도를 오옴(ohm)메타기로 표면저항으로 평가하였으며, 투명도는 W-Visible 480nm 투과도로서 평가하였고, 막경도는 연필경도로서 평가하였다. 그 결과는 다음 표 2와 같다.
상기 실시예 1 내지 9에서는 기존의 전도성 고분자 수용액을 단독으로 코팅했을 때의 결과(비교예 1 내지 3)에 비해서 막경도가 매우 우수하고, 실리카졸 용액만을 단독(비교예 4)으로 코팅했을 때의 결과와 비교했을 때 전도도가 우수함을 알 수 있었다.
실시예 10 내지 13 및 비교예 5 내지 10
다음 표 3의 실시예 10 내지 13은 본 발명의 또 다른 예를 나타낸 것이며, 본 발명의 조성에서 벗어난 비교예 5 내지 10과 비교하여 그 결과를 나타내었다. 여기서 사용한 전도성 고분자 수용액 및 실리카졸 용액은 상기 실시예 1 내지 9에 나타낸 것과 동일한 것이다.
상기 실시예 1 내지 9와 동일하게 코팅막의 제조방법, 소성방법, 물성측정방법을 실시하였다.
상기 실시예 10 내지 13의 결과는 본 발명에서 원하는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드코팅 조성물임을 잘 나타내고 있으나, 비교예 5 내지 7은 전도도가 적기 때문에 본 발명에서 원하는 결과를 나타내지 못하고 있고, 비교예 8 내지 9는 투명도, 막경도, 분산성 측면에서 적합하지 못하다.
상기 표 3에서 예시한 것들은 본 발명의 일부에 지나지 않고, 대표적인 조성만 예시한 것이다.
실시예 14 내지 18 및 비교예 11, 12
실시예 14 내지 18 및 비교예 11, 12는 본 발명의 전도성 고분자 수용액 및 실리카졸 용액의 혼합물에서 실리카졸 용액의 분자구조별, 즉 물/TEOS 몰비에 따른막물성을 평가하기 위한 것으로 그 결과는 다음 표 4에서와 같다. 여기서 예시한 전도성 고분자(CP7) 수용액/실리카졸 용액의 혼합비는 공통적으로 35/75중량%이며, 실리카졸 용액의 TEOS 농도는 5중량%이고, 용매는 메탄올과 이소프로판올(중량비로 1 : 1) 혼합용매를 사용하였다. 물/TEOS 몰비는 다음 표 4에 나타낸 바와 같다.
이와 같은 코팅막의 제조방법, 소성방법, 물성측정방법 등은 상기 실시예 1 내지 9에서와 동일하게 하였다.
상기 표 4의 실시예 14 내지 18의 경우는 물/TEOS비가 1 내지 30 이내일 때 본 발명의 물성 목표치에 부합되는 결과를 보여주고 있는 반면에 비교예 11 및 12에서와 같이 상기 조건을 벗어날 경우에는 막 경도 및 막 균일성이 불량하게 나타남을 알 수 있었다.
상기 표 4에서 예시한 것들은 본 발명의 일부에 지나지 않고, 대표적인 조성만 예시한 것이다. 예시하지 않은 다른 조성에서도 본 발명에 부합되는 결과를 보여준다.
본 발명은 고분자산을 도판트로 사용하는 수용성 전도성 고분자 용액을, 알콕시실란(테트라에톡시실란), 물, 용매 및 무기산으로 부터 제조되는 실리카졸 용액이 혼합되어 있는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물에 대한 것으로, 본 발명의 혼합 용액으로 유리 및 합성수지 표면경도가 매우 우수한 도전성 투명 도막을 제조할 수 있고, 또한 본 발명의 혼합 용액은 물 및 알콜에 용해도가 우수하여 가공성(코팅성)이 매우 뛰어나서, 용매 종류 및 양의 조정에 의해서 코팅 도막의 두께를 충분히 조절 가능한 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 전도성 고분자, 고분자산 도판트 및 물로 이루어진 전도성 고분자 수용액 20 내지 50중량%와 실리카졸 용액 50 내지 80중량%로 이루어진 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물로,
    상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리디옥시에틸렌티오펜이고,
    상기 고분자산 도판트는 술폰산기가 치환되어 있는 고분자산 도판트로서 폴리스티렌술폰산염, 베타-나프탈렌 술폰산염 포르말린 축합물, 멜라민술폰산염 포르말린 축합물, 폴리(스티렌-코-스티렌술폰산) 또는 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산-코-아크릴니트릴)이고,
    상기 실리카졸 용액은 모노머로서 테트라에톡시실란, 반응 개시제로서 물, 용매로서 알콜, N-메틸피롤리돈 및 디메틸포름아마이드 중에서 선택된 하나 이상, 및 촉매로서 무기산을 혼합하여서 제조되고,
    여기서 상기 조성물에 의해 형성되는 코팅막은 전도도가 101내지 105Ω/□ , 투명도 95 내지 85%, 경도 5 내지 8H를 갖게 되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전도성 고분자 수용액과 실리카졸 용액은 고형분의 농도가 0.3 내지 0.75 중량%인 것을 특징으로 하는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 물/테트라에톡시실란의 몰비는 1 내지 30으로 하여서 된 것을 특징으로 하는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드 코팅 조성물.
  4. 제 1항, 제 2항 또는 제 3항에 따른 고분자 하드 코팅 조성물을 투명 기질위에 코팅하여서 된 전도도가 101내지 105Ω/□, 투명도 95 내지 85%, 막 경도 5 내지 8H를 갖는 것을 특징으로 하는 투명성 및 전도성을 갖는 고분자 하드코팅막.
KR1019980009246A 1998-03-18 1998-03-18 투명성및전도성을갖는고분자하드코팅조성물 KR100442409B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980009246A KR100442409B1 (ko) 1998-03-18 1998-03-18 투명성및전도성을갖는고분자하드코팅조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980009246A KR100442409B1 (ko) 1998-03-18 1998-03-18 투명성및전도성을갖는고분자하드코팅조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990075175A KR19990075175A (ko) 1999-10-15
KR100442409B1 true KR100442409B1 (ko) 2004-11-06

Family

ID=37357583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980009246A KR100442409B1 (ko) 1998-03-18 1998-03-18 투명성및전도성을갖는고분자하드코팅조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100442409B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100389764B1 (ko) * 1998-06-15 2003-12-24 제일모직주식회사 고전도성 및 고투명성을 갖는 전도성 고분자하드 코팅 용액 조성물
KR20000019871A (ko) * 1998-09-16 2000-04-15 유현식 도전성 유기-무기 하이브리드 코팅액의 제조방법
KR100333191B1 (ko) * 1999-08-10 2002-04-18 이영관 전도성 고분자의 코팅 용액을 이용한 코팅방법
KR100565937B1 (ko) * 2003-12-30 2006-03-30 주식회사 새 한 속건형 투명 도전성 코팅액 조성물을 이용한 열성형용대전방지 포장재
WO2009131257A1 (en) * 2008-04-21 2009-10-29 Korea Institute Of Machinery & Materials Conductive polymer transparent electrode and fabricating method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05171072A (ja) * 1991-10-04 1993-07-09 Nippon Achison Kk 導電性コーティング剤
JPH06119816A (ja) * 1992-09-30 1994-04-28 Asahi Glass Co Ltd 透明導電膜及びその製造方法
JPH09198925A (ja) * 1996-01-19 1997-07-31 Showa Denko Kk 透明導電性膜及び製造法
EP0805474A1 (en) * 1996-04-30 1997-11-05 VIDEOCOLOR S.p.A. Anti-glare, anti-static coating and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05171072A (ja) * 1991-10-04 1993-07-09 Nippon Achison Kk 導電性コーティング剤
JPH06119816A (ja) * 1992-09-30 1994-04-28 Asahi Glass Co Ltd 透明導電膜及びその製造方法
JPH09198925A (ja) * 1996-01-19 1997-07-31 Showa Denko Kk 透明導電性膜及び製造法
EP0805474A1 (en) * 1996-04-30 1997-11-05 VIDEOCOLOR S.p.A. Anti-glare, anti-static coating and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990075175A (ko) 1999-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0999242B1 (en) Polythiophene-based conductive polymer liquid composition of high conductivity and transparancy
TWI300419B (en) Process for the preparation of neutral polyethylenedioxythiophene, and corresponding polyethlenedioxythiophenes
EP2947126B1 (en) Conductive polymer composite and substrate
US8338546B2 (en) Composition of polythiophene-based conductive polymers having high conductivity, transparency, waterproof property and a membrane prepared using the same
KR20180097140A (ko) 도전성 폴리머 복합체 및 기판
JP4920613B2 (ja) 帯電防止コーティング液組成物及びその製造方法並びにこれをコーティングした帯電防止コーティングフィルム
TWI618765B (zh) 導電性聚合物複合體及基板
Chao et al. Novel electroactive poly (arylene ether sulfone) copolymers containing pendant oligoaniline groups: Synthesis and properties
KR101807358B1 (ko) 도전성 중합체 복합체 및 기판
KR101997952B1 (ko) 도전성 중합체 복합체 및 기판
US5804649A (en) Water-soluble self acid-doped polyaniline, method of preparation thereof, and polymer blends made therefrom
EP0673042B1 (en) Soluble and processable doped electrically conductive polymer and polymer blend thereof
TW201734149A (zh) 導電性材料及基板
KR100442409B1 (ko) 투명성및전도성을갖는고분자하드코팅조성물
EP3067897B1 (en) Conductive material and substrate
JP2003286336A (ja) 透明の導電性層の製造方法、こうして得られる層並びにその使用
KR100393134B1 (ko) 고전도성 및 고투명성을 갖는 전도성 고분자의 제조방법
JP3155723B2 (ja) 水溶性導電性高分子を用いた帯電防止剤
US5134177A (en) Conducting composite polymer beads and methods for preparation and use thereof
WO2007097564A1 (en) Composition of polythiophene-based conductive polymers having high conductivity, transparency, waterproof property and a membrane prepared using the same
KR20000019871A (ko) 도전성 유기-무기 하이브리드 코팅액의 제조방법
JP5105409B2 (ja) 成形用帯電防止性シート
TW201734148A (zh) 導電性材料及基板
TW201723061A (zh) 導電性聚合物複合體及基板
KR100417173B1 (ko) 정전기방지투명하드코팅액조성물

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120629

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130607

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee