KR101025668B1 - Conductive polymer composition, and antistatic polymer film fabricated using the same - Google Patents
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Abstract
전도성 고분자 조성물 및 이를 사용하여 제조된 대전방지 고분자 필름을 제공한다. 상기 조성물은 수분산형 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대해 고형분을 기준으로 0.05내지 0.5 중량부의 전도성 고분자를 함유한다. 상기 전도성 고분자 조성물은 아미노 수지계 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 아미노 수지 가교제는 고형분을 기준으로 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해 10 내지 100 중량부로 함유될 수 있다. 이러한 전도성 고분자 조성물을 사용한 코팅막은 기재 필름에의 부착성, 내화학성 및 경도가 우수할 수 있다.It provides a conductive polymer composition and an antistatic polymer film prepared using the same. The composition contains 0.05 to 0.5 parts by weight of the conductive polymer based on solids with respect to 100 parts by weight of the water-dispersible polyurethane resin. The conductive polymer composition may further include an amino resin crosslinking agent. The amino resin crosslinking agent may be contained in an amount of 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solids based on solids. Coating film using such a conductive polymer composition may be excellent in adhesion to the base film, chemical resistance and hardness.
Description
본 발명은 전도성 고분자 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 대전방지 고분자 필름을 위한 전도성 고분자 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive polymer composition, and more particularly to a conductive polymer composition for an antistatic polymer film.
전자장치 등에서 발생하는 정전기는 제품에 불순물이나 먼지를 부착시키고, 제조공정에서 유기용제를 사용할 경우 화재를 발생시킬 수 있으며, 전자장치를 정전기 파손시킬 수 있다. 따라서, 제품 표면에 축전된 전하를 방전시킬 수 있는 대전방지층이 필요하다.Static electricity generated from electronic devices may cause impurities or dust to adhere to the product, and may cause a fire if organic solvents are used in the manufacturing process, and may damage the electronic devices. Therefore, there is a need for an antistatic layer capable of discharging the electric charge stored on the product surface.
이러한 대전방지층에 전도성 고분자를 사용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 그러나, 전도성 고분자를 사용하여 대전방지층을 형성하는 것은 전도성 고분자의 가공상 어려움, 낮은 열적 및 대기 안정성, 낮은 내화학성 및 낮은 경도로 인해, 상업화를 위해 개선해야될 점이 많은 실정이다.Research into using a conductive polymer in such an antistatic layer is underway. However, the formation of the antistatic layer using the conductive polymer due to the processing difficulties, low thermal and atmospheric stability, low chemical resistance and low hardness of the conductive polymer, there are many situations that need to be improved for commercialization.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내화학성 및 경도가 우수한 대전방지막을 형성할 수 있는 전도성 고분자 조성물 및 이를 사용하여 형성된 대전방지 고분자 필름을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a conductive polymer composition capable of forming an antistatic film excellent in chemical resistance and hardness, and an antistatic polymer film formed using the same.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 전도성 고분자 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 수분산형 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해 고형분을 기준으로 0.05내지 0.5 중량부의 전도성 고분자를 함유한다.One aspect of the present invention to achieve the above object provides a conductive polymer composition. The composition contains 0.05 to 0.5 parts by weight of the conductive polymer based on solids with respect to 100 parts by weight of the water-dispersed polyurethane resin solids.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 대전방지 고분자 필름을 제공한다. 상기 대전방지 고분자 필름은 기재 필름, 및 상기 기재 필름 상에 상기 전도성 고분자 조성물을 사용하여 형성된 대전방지막을 포함한다.Another aspect of the present invention to achieve the above object provides an antistatic polymer film. The antistatic polymer film includes a base film and an antistatic film formed using the conductive polymer composition on the base film.
본 발명에 따르면, 수분산형 폴리우레탄 수지는 수성 용매를 사용하여 코팅막을 형성할 수 있는 물질로서, 전도성 고분자와의 상용성이 뛰어날 수 있다. 이와 더불어서, 전도성 고분자 및 수분산형 폴리우레탄 수지를 함유하는 전도성 고분자 조성물을 사용한 코팅막은 기재 필름에의 부착성, 내화학성 및 경도가 우수할 수 있다.According to the present invention, the water-dispersible polyurethane resin is a material capable of forming a coating film using an aqueous solvent, and may have excellent compatibility with a conductive polymer. In addition, the coating film using the conductive polymer composition containing the conductive polymer and the water-dispersed polyurethane resin may be excellent in adhesion to the base film, chemical resistance and hardness.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으 며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail in order to describe the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.
본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 고분자 조성물은 전도성 고분자와 베이스 수지로서 수분산형 폴리우레탄 수지(polyurethane dispersion)를 함유한다. 상기 조성물은 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해 상기 전도성 고분자 고형분 0.05 ~ 0.5중량부를 함유할 수 있다. 상기 전도성 고분자의 고형분 함량이 0.05 ~ 0.5중량부일 때, 상기 전도성 고분자 조성물을 사용하여 형성한 대전방지막은 10E4 내지 10E10Ω/sq의 표면전기저항을 나타낼 수 있어 적절한 대전방지기능을 수행할 수 있다. The conductive polymer composition according to an embodiment of the present invention contains a water-dispersible polyurethane dispersion as the conductive polymer and the base resin. The composition may contain 0.05 to 0.5 parts by weight of the conductive polymer solids based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solids. When the solid content of the conductive polymer is 0.05 to 0.5 parts by weight, the antistatic film formed using the conductive polymer composition may exhibit a surface electrical resistance of 10E4 to 10E10Ω / sq to perform an appropriate antistatic function.
상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 또는 폴리티오펜일 수 있으나, 바람직하게는 우수한 투명도를 나타내는 폴리에틸렌디옥시티오펜(polyethylenedioxythiopene; PEDOT)일 수 있다. 더 바람직하게는 폴리 음이온인 폴리스티렌설포네이트(polystyrenesulfonate: PSS)를 도핑한 PEDOT:PSS일 수 있다. 이러한 PEDOT:PSS는 수용액 내에 분산된 수분산액의 형태로 제공될 수 있다.The conductive polymer may be polyaniline, polypyrrole, or polythiophene, but may preferably be polyethylenedioxythiopene (PEDOT) which exhibits excellent transparency. More preferably, it may be PEDOT: PSS doped with polystyrenesulfonate (PSS) which is a poly anion. Such PEDOT: PSS may be provided in the form of an aqueous dispersion dispersed in an aqueous solution.
상기 수분산형 폴리우레탄 수지는 물을 용매로 사용하여 코팅막을 형성할 수 있는 물질로서, 상기 전도성 고분자 수분산액과의 상용성이 뛰어날 수 있다. 이와 더불어서, 고분자 기재 필름 구체적으로는 폴리에스테르 필름에의 부착성이 매우 뛰어날 분 아니라, 내마모성과 내약품성이 매우 우수하다. The water-dispersed polyurethane resin is a material capable of forming a coating film using water as a solvent, it can be excellent in compatibility with the conductive polymer aqueous dispersion. In addition, the polymer base film is not particularly excellent in adhesion to the polyester film, but is also very excellent in wear resistance and chemical resistance.
이러한 수분산형 폴리우레탄 수지는 음이온형일 수 있다. 또한, 상기 수분산형 폴리우레탄 수지는 지방족 폴리(카보네이트-다이올)(aliphatic poly(carbonate-diol)) 형이거나, 지방족 폴리에스테르(aliphatic polyester) 형일 수 있다. Such a water dispersion type polyurethane resin may be anionic. In addition, the water-dispersed polyurethane resin may be an aliphatic poly (carbonate-diol) type or an aliphatic polyester (aliphatic polyester) type.
상기 전도성 고분자 조성물은 저저항 유도체를 더 포함할 수 있다. 상기 저저항 유도체는 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해 10 내지 100 중량부로 함유될 수 있다. 상기 저저항 유도제는 상기 전도성 고분자를 추가적으로 도핑시키는 물질로서, 단분자 음이온 예를 들어, 단분자 알킬 설포네이트일 수 있다. 상기 단분자 알킬 설포네이트는 디메닐설포네이트(dimethyl sulfonate)일 수 있다. 이러한 단분자 음이온은 상기 수분산형 폴리우레탄 수지 및 상기 전도성 고분자와 상용성이 우수할 뿐 아니라, 전도성 고분자 조성물의 저장안정성을 향상시킬 수 있다.The conductive polymer composition may further include a low resistance derivative. The low resistance derivative may be contained in 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solids. The low resistance inducing agent is a material which additionally dopes the conductive polymer, and may be a monomolecular anion, for example, monomolecular alkyl sulfonate. The monomolecular alkyl sulfonate may be dimethyl sulfonate. Such monomolecular anions not only have excellent compatibility with the water-dispersible polyurethane resin and the conductive polymer, but also improve the storage stability of the conductive polymer composition.
상기 전도성 고분자 조성물은 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 가교제는 폴리아지리딘(polyaziridine), 아미노 수지, 또는 이들의 복합물일 수 있다. 상기 가교제가 폴리아지리딘인 경우에, 폴리아지리딘은 고형분을 기준으로 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해 0.1 내지 10중량부로 함유될 수 있다. 한편, 상기 가교제가 아미노 수지인 경우에, 아미노 수지는 고형분을 기준으로 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해 10 내지 100중량부, 바람직하게는 10 내지 60 중량부로 함유될 수 있다. 상기 가교제가 상기 함량 범위로 함유될 때, 상기 전도성 고분자 조성물을 사용한 대전방지막은 적절한 내화학성 및 경도를 가질 수 있다.The conductive polymer composition may further include a crosslinking agent. The crosslinking agent may be polyaziridine, amino resin, or a combination thereof. When the crosslinking agent is a polyaziridine, the polyaziridine may be contained in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solids based on solids. On the other hand, when the crosslinking agent is an amino resin, the amino resin may be contained in an amount of 10 to 100 parts by weight, preferably 10 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solids based on solids. When the crosslinking agent is contained in the content range, the antistatic film using the conductive polymer composition may have appropriate chemical resistance and hardness.
상기 폴리아지리딘(polyaziridine) 또는 상기 아미노 수지는 상기 수분산형 폴리우레탄 수지의 말단 카르복실기와 반응하여 아미노에스터(amino ester)를 형성하면서 상기 폴리우레탄을 가교시킬 수 있다. 그 결과, 코팅막의 경도 및 내용제성을 향상시킬 수 있다. 상기 폴리아지리딘은 펜타에리트리톨-트리스-(β-(N-아지리디닐프로피오네이트) (Pentaerythritol -tris-(β-(N-aziridinyl)Propionate)일 수 있다. The polyaziridine or the amino resin may crosslink the polyurethane while reacting with the terminal carboxyl group of the water-dispersible polyurethane resin to form an amino ester. As a result, the hardness and the solvent resistance of the coating film can be improved. The polyaziridine may be pentaerythritol-tris- (β- (N-aziridinylpropionate) (Pentaerythritol-tris- (β- (N-aziridinyl) Propionate).
바람직하게는 상기 가교제는 코팅막의 경도 및 내용제성 향상 효과가 뛰어난 아미노 수지 일예로서, 멜라민일 수 있다. 상기 멜라민은 수분산형 폴리우레탄 수지와 상용성이 우수하며, 건조온도를 낮출 수 있고 건조시간을 단축시킬 수 있는 메톡시메틸 멜라민일 수 있다.Preferably, the crosslinking agent may be melamine as an example of an amino resin having an excellent effect of improving hardness and solvent resistance of the coating film. The melamine may be excellent in compatibility with the water-dispersed polyurethane resin, methoxymethyl melamine that can lower the drying temperature and shorten the drying time.
상기 멜라민을 가교제로서 사용하는 경우에, 산촉매를 더 추가할 수 있다. 이 경우, 상기 멜라민을 가교제로 추가한 전도성 고분자 조성물의 코팅막의 건조온도를 낮출 수 있고, 건조시간을 단축시킬 수 있다. 상기 산촉매는 블로킹된 유기산 예를 들어, 블로킹된 p-톨루엔 설포닉산일 수 있다. 상기 산촉매는 상기 가교제 100 중량부에 대해 0.2 내지 5.0 중량부로 사용될 수 있다. In the case of using the melamine as a crosslinking agent, an acid catalyst may be further added. In this case, the drying temperature of the coating film of the conductive polymer composition in which the melamine is added as a crosslinking agent can be lowered, and the drying time can be shortened. The acid catalyst may be a blocked organic acid, for example a blocked p-toluene sulfonic acid. The acid catalyst may be used in an amount of 0.2 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the crosslinking agent.
상기 전도성 고분자 조성물은 첨가제를 더 함유할 수 있다. 상기 첨가제는 평활제(leveling agent), 슬립제(slip agent), 소포제(defoamer), 및 중화제로 이 루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.The conductive polymer composition may further contain an additive. The additive may be at least one selected from the group consisting of a leveling agent, a slip agent, a defoamer, and a neutralizing agent.
상기 평활제는 조성물의 표면장력을 줄여 도장 작업시 퍼짐성 및 외관향상을 위하여 사용하는 것으로, 실리콘계 혹은 아세틸렌 디올계의 계면활성제일 수 있다. 수성 코팅 용액의 경우 물의 표면장력이 유기 용매에 비해 높기 때문에 피코팅 기판에 대한 습윤 특성이 불량할 수 있는데, 상기 평활제를 첨가함으로써 습윤 특성을 향상시킬 수 있다. 바람직하게는 상기 평활제는 아세틸렌 디올계인 2,4,7,9-테트라메틸-5 데킨-4,7-디올(2,4,7,9-tetramethyl-5 decyne-4,7-diol)일 수 있다. 상기 평활제는 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해, 0.5 ~ 5 중량부로 함유될 수 있다. 상기 평활제의 함량이 0.5 중량부 이하이면 코팅 용액의 웨팅효과가 떨어져서 코팅막이 소재에 잘 부착하지 않는 문제가 있으며, 5 중량부를 초과하는 경우 상부에 위치할 상부 코팅막과의 부착성을 저해시킬 수 있다.The smoothing agent is used to reduce the surface tension of the composition to improve the spreadability and appearance during painting, it may be a silicone-based or acetylene diol-based surfactant. In the case of the aqueous coating solution, since the surface tension of water is higher than that of the organic solvent, the wettability of the substrate to be coated may be poor. By adding the leveling agent, the wettability may be improved. Preferably the leveling agent is acetylene diol type 2,4,7,9-tetramethyl-5 dekin-4,7-diol (2,4,7,9-tetramethyl-5 decyne-4,7-diol) yl Can be. The leveling agent may be contained in 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solids. If the content of the leveling agent is 0.5 parts by weight or less, there is a problem that the coating film is poorly adhered to the material due to the lack of the wetting effect of the coating solution. have.
상기 슬립제는 코팅막의 슬립성을 향상시키기 위한 첨가제로서, 폴리에틸렌계 왁스일 수 있다. 상기 슬립제는 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해, 0.5 ~ 5 중량부로 함유될 수 있다.The slip agent is an additive for improving slip property of the coating film, and may be polyethylene wax. The slip agent may be contained in 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solids.
상기 소포제는 조성물 제조시 또는 코팅시 기포를 제거하여 작업성을 개선시키기 위한 것으로서, 2,4,7,9-테트라메틸-5 데킨-4,7-디올과 같은 아세틸렌 디올게 물질일 수 있다. 상기 소포제는 상기 폴리우레탄 수지 고형분 100 중량부에 대해, 0.5 ~ 5.0 중량부로 함유될 수 있다.The antifoaming agent is to improve workability by removing bubbles during preparation or coating of the composition, and may be an acetylene diolge material such as 2,4,7,9-tetramethyl-5 dekin-4,7-diol. The antifoaming agent may be contained in an amount of 0.5 to 5.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyurethane resin solid content.
상기 중화제는 전도성 고분자 조성물의 PH를 조절하기 위하여 사용되어지며 DMEA(N,N-Dimethylethanolamine)일 수 있다.The neutralizer is used to control the pH of the conductive polymer composition and may be DMEA (N, N-Dimethylethanolamine).
이러한 전도성 고분자 조성물은 희석제를 사용하여 고형분의 함량이 0.1 내지 10wt%가 되도록 희석될 수 있다. 상기 고형분의 함량이 너무 적으면 대전방지 기능이 충분하게 발현될 수 없는 문제점이 있으며, 또한 너무 많으면 대전방지 필름의 투명성이 저하될 수 있다. 상기 희석제는 물, 알코올 또는 이들의 혼합용액일 수 있다. 상기 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올 또는 이소프로필알코올일 수 있다. 알코올을 희석제로서 사용하는 경우, 전도성 고분자 조성물의 저장안정성을 향상시킬 수 있다.The conductive polymer composition may be diluted using a diluent so that the content of solids is 0.1 to 10 wt%. If the amount of the solid content is too small, there is a problem that the antistatic function can not be sufficiently expressed, and if too much, the transparency of the antistatic film may be lowered. The diluent may be water, alcohol or a mixed solution thereof. The alcohol may be methyl alcohol, ethyl alcohol or isopropyl alcohol. When alcohol is used as a diluent, the storage stability of the conductive polymer composition can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 고분자 조성물 사용하여 형성된 대전방지 고분자 필름을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an antistatic polymer film formed using a conductive polymer composition according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기재 필름(10) 상에 전도성 고분자 조성물을 도포하여 대전방지막(13)을 형성한다. 상기 기재 필름(10)은 폴리에스테르 필름, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET) 필름일 수 있다. 상기 기재 필름(10)은 일축 배향 필름 또는 이축 배향 필름일 수 있다.Referring to FIG. 1, an
상기 기재 필름(10)을 코로나 방전처리하여 상기 기재 필름(10)의 표면 상에 극성기를 부여할 수 있다.The
상기 기재 필름(10) 상에 상술한 바와 같은 전도성 고분자 조성물을 도포하여 대전방지막(13)을 형성할 수 있다. 상기 기재 필름(10)의 표면 상에 극성기가 부여된 경우, 상기 기재 필름(10) 상에 전도성 고분자 조성물이 균일하게 도포될 수 있고, 이에 따라 상기 대전방지막(13)의 표면 평탄도가 향상될 수 있다.An
상기 대전방지막(13)은 그라비아 롤코팅(gravure roll coating techinique), 에어나이프 코팅법(air knife coating techinique), 또는 바 코팅법(bar coating techinique)을 사용하여 형성될 수 있다. The
이 후, 상기 대전방지막(13)을 건조할 수 있다. 이를 위해, 직열 건조법 또는 열풍 건조법을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 건조시간이 짧은 열풍 건조법을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 대전방지막(13)을 60℃ 내지 180 ℃, 바람직하게는 80℃ 내지 160 ℃의 온도에서 열풍 건조할 수 있다. 이러한 건조 공정은 작업처리량(throughput)을 고려할 때, 20초 ~ 1분 정도의 시간이 소요되는 것이 바람직하다.Thereafter, the
상기 대전방지막(13)의 두께는 0.2㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 상기 대전방지막(13)이 0.2㎛ 미만인 경우 내용제성과 경도가 불량하며, 2㎛을 초과하는 경우에는 건조시간이 2분 이상으로 생산성에 문제가 될 수 있다.The
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following experimental examples.
<실험예들; examples>Experimental Examples; examples>
베이스 수지와 전도성 고분자 상용성 평가Evaluation of Base Polymer and Conductive Polymer Compatibility
<전도성 고분자 조성물 제조예 1><Conductive Polymer Composition Preparation Example 1>
전도성 고분자 수분산액인 PEDOT:PSS 수분산액 100g(고형분 1.2%)을 증류수 와 이소프로필알콜 1:1 희석액 400g에 넣고 500rpm의 속도로 10분동안 교반하였다. 여기에, 중화제로서 0.3g의 DMEA를 추가한후, 500rpm의 속도로 10분동안 교반하였다. 그 후, DMSO(Dimethyl sulfonate)를 20g을 투입하여 500rpm의 속도로 10분간 교반하였다. 그후에 베이스 수지로서 지방족 폴리(카보네이트-다이올) 타입의 수분산성 폴리우레탄 수지 100g(고형분 함량 35wt%)를 더 추가하여 500rpm의 속도로 10분동안 교반하였다.100 g of PEDOT: PSS aqueous dispersion (1.2% solids), a conductive polymer aqueous solution, was added to 400 g of 1: 1 dilution solution of distilled water and isopropyl alcohol and stirred for 10 minutes at a speed of 500 rpm. To this, 0.3 g of DMEA was added as a neutralizing agent, followed by stirring for 10 minutes at a speed of 500 rpm. Thereafter, 20 g of DMSO (dimethyl sulfonate) was added thereto, followed by stirring for 10 minutes at a speed of 500 rpm. Thereafter, 100 g (solid content of 35 wt%) of water-dispersible polyurethane resin of aliphatic poly (carbonate-diol) type was further added as a base resin, and the mixture was stirred at a speed of 500 rpm for 10 minutes.
<전도성 고분자 조성물 제조예 2><Conductive Polymer Composition Preparation Example 2>
베이스 수지로서 지방족 폴리에스테르 타입의 수분산성 폴리우레탄 수지 100g(고형분 함량 34wt%)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건에서 코팅막을 형성하였다.A coating film was formed under the same conditions as in Preparation Example 1, except that 100 g (solid content of 34 wt%) of the water-dispersible polyurethane resin of the aliphatic polyester type was used as the base resin.
<전도성 고분자 조성물 비교예 1><Conductive Polymer Composition Comparative Example 1>
베이스 수지로서 아크릴계 코폴리머 에멀젼(acrylic copolymer emulsion) 100g(고형분 함량 42wt%)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건에서 코팅막을 형성하였다.A coating film was formed under the same conditions as Preparation Example 1, except that 100 g (solid content of 42 wt%) of an acrylic copolymer emulsion was used as the base resin.
<전도성 고분자 조성물 비교예 2><Conductive Polymer Composition Comparative Example 2>
베이스 수지로서 수분산형 아크릴-우레탄 코폴리머 분산액(acrylic-urethane copolymer dispersion) 100g(고형분 함량 40wt%)를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조건에서 코팅막을 형성하였다.A coating film was formed under the same conditions as in Preparation Example 1, except that 100 g (solid content of 40 wt%) of an aqueous dispersion-type acrylic-urethane copolymer dispersion was used as the base resin.
제조예들 1과 2, 및 비교예들 1과 2을 통해 얻은 전도성 고분자 조성물들 상 태를 관찰하여 하기 표 1에 정리하였다.The conditions of the conductive polymer compositions obtained through Preparation Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 and 2 were observed and summarized in Table 1 below.
<표 1>TABLE 1
상기 표 1을 참조하면, 비교예 1에 따른 아크릴계 코폴리머 에멀젼을 사용한 전도성 고분자 조성물과 비교예 2에 따른 수분산형 아크릴-우레탄 코폴리머를 사용한 전도성 고분자 조성물은 시드가 발생되는 등 용액 상태가 불량하였다. 반면, 제조예들 1 및 2에 따른 수분산성 폴리우레탄 수지를 사용한 전도성 고분자 조성물은 그 상태가 매우 양호하였다. 따라서, 수분산성 폴리우레탄 수지와 전도성 고분자와의 상용성이 매우 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 1, the conductive polymer composition using the acrylic copolymer emulsion according to Comparative Example 1 and the conductive polymer composition using the water-dispersible acrylic-urethane copolymer according to Comparative Example 2 had a poor solution state such as seed generation. . On the other hand, the conductive polymer composition using the water-dispersible polyurethane resin according to Preparation Examples 1 and 2 was very good. Therefore, it can be seen that the compatibility between the water-dispersible polyurethane resin and the conductive polymer is very excellent.
대전방지막 특성 평가Antistatic Film Characteristics Evaluation
<대전방지막 코팅예 1><Antistatic coating coating example 1>
제조예 1을 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 기재 필름인 PET 필름(도레 새한, 38um) 상에 메이어 바 코팅법을 사용하여 코팅하여 약 10um의 코팅막을 형성하였다. 상기 코팅막을 80℃에서 60초간 열풍건조시켜, 대전방지막을 형성하 였다 The conductive polymer composition obtained in Preparation Example 1 was coated on the PET film (Dore Saehan, 38um), which is a base film, by using the Mayer bar coating method to form a coating film of about 10um. The coating film was hot-air dried at 80 ° C. for 60 seconds to form an antistatic film.
<대전방지막 코팅예 2><Antistatic film coating example 2>
제조예 2를 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 사용한 것을 제외하고는 코팅예 1과 동일한 방법을 사용하여 대전방지막을 형성하였다.An antistatic film was formed in the same manner as in Coating Example 1, except that the conductive polymer composition obtained in Preparation Example 2 was used.
<대전방지막 코팅예 3><Antistatic coating coating example 3>
기재 필름으로서 A-PET(웅진케미칼, 0.6um)을 사용한 것을 제외하고는 코팅예 1과 동일한 방법을 사용하여 대전방지막을 형성하였다.An antistatic film was formed in the same manner as in Coating Example 1, except that A-PET (Woongjin Chemical, 0.6um) was used as the base film.
<대전방지막 코팅예 4><Antistatic film coating example 4>
기재 필름으로서 A-PET(웅진케미칼, 0.6um)을 사용하고, 상기 조성물 제조예 2를 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 사용한 것을 제외하고는 코팅예 1과 동일한 방법을 사용하여 대전방지막을 형성하였다.An antistatic film was formed using the same method as Coating Example 1 except that A-PET (Woongjin Chemical, 0.6um) was used as the base film, and the conductive polymer composition obtained through Composition Preparation Example 2 was used.
<부착성 평가예>Adhesion Evaluation Example
코팅예들 1 및 2를 통해 형성된 대전방지막들에 1㎜ 간격으로 크로스컷(cross cut)하여 100개의 바둑판 모양의 셀들을 형성한 후, 점착 테이프를 사용하여 기판으로부터 이탈되는 셀 개수를 조사하여, 하기 표 2에 나타내었다.After forming 100 checkered cells by cross-cutting at 1 mm intervals on the antistatic films formed through the coating examples 1 and 2, the number of cells deviated from the substrate using an adhesive tape was investigated. It is shown in Table 2 below.
<표 2>TABLE 2
조성물 내의
베이스 수지Conductive polymer
In the composition
Base resin
상기 표 2를 참조하면, 코팅예들 1 내지 4에 따라 형성된 대전방지막은 부착성 평가에서 단 하나의 셀도 이탈되지 않았다. 이러한 결과로부터, 수분산성 폴리우레탄 수지를 사용한 코팅막이 기재 필름 상에 우수하게 부착될 수 있음을 알 수 있다.Referring to Table 2, the antistatic film formed according to the coating examples 1 to 4 did not leave even one cell in the adhesion evaluation. From these results, it can be seen that the coating film using the water dispersible polyurethane resin can be adhered well on the base film.
<내용제성 평가예><Evaluation of solvent resistance>
코팅예들 1 및 2를 통해 형성된 대전방지막들의 각각에 용제를 거즈에 묻혀 300g의 하중으로 더블 러빙하되, 외관이 변화될 때까지의 더블 러빙의 횟수를 조사하여 하기 표 3에 나타내었다. 상기 용제로서 에탄올, 이소프로필알코올, 및 에틸 아세테이트를 사용하였다.Each of the antistatic films formed through the coating examples 1 and 2 was rubbed in a gauze solvent and double rubbed at a load of 300 g, but the number of double rubbings until the appearance was changed is shown in Table 3 below. Ethanol, isopropyl alcohol, and ethyl acetate were used as the solvent.
<표 3>TABLE 3
조성물 내의
베이스 수지Conductive polymer
In the composition
Base resin
상기 표 3을 참조하면, 내용제성의 경우 지방족 폴리(카보네이트-다이올) 타입의 수분산성 폴리우레탄 수지를 베이스 수지로서 함유한 전도성 고분자 조성물을 사용하여 코팅한 대전방지막(코팅예 1)이 지방족 폴리에스테르 타입의 수분산성 폴리우레탄 수지를 사용한 경우(코팅예 2)에 비해 더 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있다.Referring to Table 3 above, in the case of solvent resistance, the antistatic film (coating example 1) coated with a conductive polymer composition containing a water-dispersible polyurethane resin of aliphatic poly (carbonate-diol) type as a base resin is an aliphatic poly It can be seen that better results are obtained compared to the case of using an ester type water dispersible polyurethane resin (coating example 2).
<연필 경도 평가예><Pencil hardness evaluation example>
코팅예들 1 및 2를 통해 형성된 대전방지막들 각각의 연필 경도를 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.Pencil hardness of each of the antistatic films formed through the coating examples 1 and 2 was measured and shown in Table 4 below.
<표 4>TABLE 4
조성물 내의
베이스 수지Conductive polymer
In the composition
Base resin
상기 표 4를 참조하면, 지방족 폴리(카보네이트-다이올) 타입의 수분산성 폴리우레탄 수지를 사용한 경우(코팅예 1) 및 지방족 폴리에스테르 타입의 수분산성 폴리우레탄 수지를 사용한 경우(코팅예 2) 모두 양호한 연필경도를 나타내었으나, 코팅예 1의 경우 더 우수한 연필경도를 나타내었다.Referring to Table 4, both the case of using the water-dispersible polyurethane resin of the aliphatic poly (carbonate-diol) type (coating example 1) and the case of using the water-dispersible polyurethane resin of the aliphatic polyester type (coating example 2) Although good pencil hardness was shown, coating example 1 showed better pencil hardness.
알코올로 희석된 전도성 고분자 조성물을 사용한 대전방지막의 전기저항특성 평가Evaluation of Electrical Resistance of Antistatic Film Using Alcohol Dilute Conductive Polymer Composition
제조예 1에 따른 전도성 고분자 조성물을 증류수와 알콜류(메탄올, 에탄올, 또는 이소프로필알콜)를 1:1로 희석액으로 제조하여 2배, 4배, 6배로 각각 희석시킨 후, 기재 필름인 PET 필름(도레이 새한, 38um) 상에 메이어 바 코팅법을 사용하여 코팅하여 약 10um의 막을 형성하였다. 이 후, 80℃에서 60초간 열풍건조시켜, 대전방지막들을 형성하였다. 상기 대전방지막들의 표면전기저항을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.Distilled water and alcohols (methanol, ethanol, or isopropyl alcohol) were prepared in a 1: 1 dilution, and then diluted twice, four times, and six times, respectively. Toray Saehan, 38um) was coated using a Meyer Bar coating method to form a film of about 10um. Thereafter, hot air drying was performed at 80 ° C. for 60 seconds to form antistatic films. The surface electrical resistance of the antistatic films was measured and shown in Table 5 below.
<표 5>TABLE 5
한편, 제조예 1에 따른 전도성 고분자 조성물을 희석하지 않고 대전방지막을 형성한 코팅예 1의 경우, 표면전기저항이 10E4Ω/sq로 나타났다. On the other hand, in the coating example 1 in which the antistatic film was formed without diluting the conductive polymer composition according to Preparation Example 1, the surface electrical resistance was 10E4Ω / sq.
이에 비해 희석한 전도성 고분자 조성물을 사용하여 형성한 대전방지막은 표면전기저항이 높아지기는 하였지만, 4배 희석한 경우에도 대전방지막으로서의 적절한 표면전기저항(10E4 내지 10E10Ω/sq)을 나타내었다. 다만, 희석액으로서 이소프로필알코올을 사용하는 경우에는 6배를 희석한 경우에도 대전방지막으로서의 적절한 표면전기저항을 나타내었다. 따라서, 표면전기저항의 감소없이 전도성 고분자 조성물을 알코올로 희석할 수 있어, 전도성 고분자 조성물의 저장 안정성을 향상시킬 수 있다. On the other hand, the antistatic film formed by using the diluted conductive polymer composition showed a high surface electrical resistance, but even when diluted 4 times, it showed an appropriate surface electrical resistance (10E4 to 10E10Ω / sq) as the antistatic film. However, when isopropyl alcohol was used as the diluent, even when 6-fold dilution, an appropriate surface electrical resistance as an antistatic film was shown. Therefore, the conductive polymer composition can be diluted with alcohol without reducing the surface electrical resistance, thereby improving the storage stability of the conductive polymer composition.
가교제를 추가한 전도성 고분자 조성물을 사용한 대전 방지막의 특성 평가Evaluation of Characteristics of Antistatic Film Using Conductive Polymer Composition Added with Crosslinking Agent
<전도성 고분자 조성물 제조예 3><Production Example 3 of Conductive Polymer Composition>
전도성 고분자 수분산액인 PEDOT:PSS 수분산액 100g(고형분 1.2%)을 증류수와 이소프로필알콜 1:1 희석액 400g에 넣고 500rpm의 속도로 10분동안 교반하였다. 여기에, 중화제로서 0.3g의 DMEA를 추가한후, 500rpm의 속도로 10분동안 교반하였 다. 그 후, DMSO(Dimethyl sulfonate)를 20g을 투입하여 500rpm의 속도로 10분간 교반하였다. 그 후, 베이스 수지로서 지방족 폴리(카보네이트-다이올) 타입의 수분산성 폴리우레탄 수지 100g(고형분 함량 35wt%)를 더 추가하여 500rpm의 속도로 10분동안 교반하였다. 여기에, 가교제로서 펜타에리트리톨-트리스-(β-(N-아지리디닐프로피오네이트)(CX-100, Avecia사) 0.2g(고형분 함량 100 wt%)을 첨가하여 500rpm의 속도로 10분동안 교반하여, 전도성 고분자 조성물을 형성하였다.100 g (1.2% solids) of PEDOT: PSS aqueous dispersion, which is a conductive polymer aqueous dispersion, was added to 400 g of distilled water and isopropyl alcohol 1: 1 diluent and stirred for 10 minutes at a speed of 500 rpm. To this, 0.3 g of DMEA was added as a neutralizing agent, followed by stirring for 10 minutes at a speed of 500 rpm. Thereafter, 20 g of DMSO (dimethyl sulfonate) was added thereto, followed by stirring for 10 minutes at a speed of 500 rpm. Thereafter, 100 g of a water-dispersible polyurethane resin (solid content 35 wt%) of an aliphatic poly (carbonate-diol) type was further added as a base resin, followed by stirring for 10 minutes at a speed of 500 rpm. To this, a pentaerythritol-tris- (β- (N-aziridinylpropionate) (CX-100, Avecia) 0.2g (solid content 100 wt%) was added as a crosslinking agent at a speed of 500 rpm for 10 minutes. Stirred to form a conductive polymer composition.
<전도성 고분자 조성물 제조예 4><Production Example 4 of Conductive Polymer Composition>
가교제로서 펜타에리트리톨-트리스-(β-(N-아지리디닐프로피오네이트) (CX-100, Avecia사)을 2g(고형분 함량 100 wt%) 첨가한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법을 사용하여 전도성 고분자 조성물을 형성하였다.The same method as Preparation Example 3, except that 2 g (solid content of 100 wt%) of pentaerythritol-tris- (β- (N-aziridinylpropionate) (CX-100, Avecia) was added as a crosslinking agent. Was used to form the conductive polymer composition.
<전도성 고분자 조성물 제조예 5><Production Example 5 of Conductive Polymer Composition>
가교제로서 메톡시메틸 멜라민(L073,독일 BASF사)을 9g(고형분 함량 80 wt%) 첨가한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법을 사용하여 전도성 고분자 조성물을 형성하였다.A conductive polymer composition was formed in the same manner as in Preparation Example 3, except that 9 g (solid content of 80 wt%) of methoxymethyl melamine (L073, BASF, Germany) was added as a crosslinking agent.
<전도성 고분자 조성물 제조예 6><Preparation Example 6 of Conductive Polymer Composition>
가교제로서 메톡시메틸 멜라민(L073, 독일 BASF 사)을 21g (고형분 함량 80 wt%) 첨가한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법을 사용하여 전도성 고분자 조성물을 형성하였다.A conductive polymer composition was formed in the same manner as in Preparation Example 3, except that 21 g (solid content of 80 wt%) of methoxymethyl melamine (L073, BASF, Germany) was added as a crosslinking agent.
<전도성 고분자 조성물 제조예 7><Example 7 of Conductive Polymer Composition>
가교제로서 메톡시메틸 멜라민(L073, 독일BASF 사)을 21g(고형분 함량 80 wt%) 첨가한 것, 및 산촉매로서 블로킹된 파라톨루엔술폰산 0.4g을 더 추가한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일한 방법을 사용하여 전도성 고분자 조성물을 형성하였다.The same method as Preparation Example 3, except that 21 g (solid content of 80 wt%) of methoxymethyl melamine (L073, BASF, Germany) was added as a crosslinking agent, and 0.4 g of paratoluenesulfonic acid blocked as an acid catalyst was further added. Was used to form the conductive polymer composition.
<대전방지막 코팅예 5><Antistatic film coating example 5>
제조예 3을 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 기재 필름인 PET 필름(도레이 새한, 38um) 상에 메이어 바 코팅법을 사용하여 코팅하여 약 10um의 막을 형성하였다. 이 후, 80℃에서 60초간 열풍건조시켜, 대전방지막을 형성하였다The conductive polymer composition obtained in Preparation Example 3 was coated on a PET film (38 m) of Toray Saehan, which is a base film, using a Mayer bar coating method to form a film of about 10 um. Thereafter, hot air drying was performed at 80 ° C. for 60 seconds to form an antistatic film.
<대전방지막 코팅예 6><Antistatic film coating example 6>
제조예 4을 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 기재 필름인 PET 필름(도레이 새한, 38um) 상에 메이어 바 코팅법을 사용하여 코팅하여 약 10um의 막을 형성하였다. 이 후, 80℃에서 60초간 열풍건조시켜, 대전방지막을 형성하였다The conductive polymer composition obtained in Preparation Example 4 was coated on a PET film (38 um, Toray Saehan, 38um), which is a base film, using a Mayer bar coating method to form a film of about 10 um. Thereafter, hot air drying was performed at 80 ° C. for 60 seconds to form an antistatic film.
<대전방지막 코팅예 7><Antistatic film coating example 7>
제조예 5을 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 기재 필름인 PET 필름(도레이 새한, 38um) 상에 메이어 바 코팅법을 사용하여 코팅하여 약 10um의 막을 형성하였다. 이 후, 160℃에서 120초간 열풍건조시켜, 대전방지막을 형성하였다The conductive polymer composition obtained in Preparation Example 5 was coated on a PET film (Toray Saehan, 38um), which is a base film, using a Mayer bar coating method to form a film of about 10um. Thereafter, hot air was dried at 160 ° C. for 120 seconds to form an antistatic film.
<대전방지막 코팅예 8><Antistatic film coating example 8>
제조예 6을 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 기재 필름인 PET 필름(도레이 새한, 38um) 상에 메이어 바 코팅법을 사용하여 코팅하여 약 10um의 막을 형성하였다. 이 후, 160℃에서 120초간 열풍건조시켜, 대전방지막을 형성하였다.The conductive polymer composition obtained in Preparation Example 6 was coated on a PET film (38 um, Toray Saehan, 38um), which is a base film, using a Mayer bar coating method to form a film of about 10 um. Thereafter, hot air was dried at 160 ° C. for 120 seconds to form an antistatic film.
<대전방지막 코팅예 9> <Antistatic film coating example 9>
제조예 7을 통해 얻어진 전도성 고분자 조성물을 기재 필름인 PET 필름(도레이 새한, 38um) 상에 메이어 바 코팅법을 사용하여 코팅하여 약 10um의 막을 형성하였다. 이 후, 140℃에서 40초간 열풍건조시켜, 대전방지막을 형성하였다.The conductive polymer composition obtained in Preparation Example 7 was coated on a PET film (38 m) of Toray Saehan, which is a base film, using a Mayer bar coating method to form a film of about 10 um. Thereafter, hot air drying was performed at 140 ° C. for 40 seconds to form an antistatic film.
코팅예들 5 내지 9를 통해 형성된 대전방지막들의 각각에 용제를 거즈에 묻혀 300g의 하중으로 더블 러빙하되, 외관이 변화될 때까지의 더블 러빙의 횟수를 조사하여 하기 표 6에 나타내었다. 상기 용제로서 에탄올, 이소프로필알코올, 및 에틸 아세테이트를 사용하였다. Each of the antistatic films formed through the coating examples 5 to 9 was rubbed with a gauze solvent and double rubbed at a load of 300 g, but the number of double rubbings until the appearance was changed is shown in Table 6 below. Ethanol, isopropyl alcohol, and ethyl acetate were used as the solvent.
또한, 코팅예들 5 내지 9를 통해 형성된 대전방지막들의 각각의 연필 경도를 측정하여 하기 표 6에 나타내었다.In addition, the pencil hardness of each of the antistatic films formed through the coating examples 5 to 9 was shown in Table 6 below.
<표 6>TABLE 6
산촉매 0.4g21 g
0.4g acid catalyst
상기 표 6을 참조하면, 가교제를 사용하지 않은 코팅예 1에 비해 코팅예들 5 및 6은 내용제성이 약 30%~50% 정도향상되었으며, 연필경도값은 차이가 없었다. 또한, 코팅예 1에 비해 코팅예들 7 및 8은 내용제성이 약 100 ~ 200% 향상되었으며, 연필경도값 또한 크게 향상되었다. 이러한 결과로부터, 가교제를 함유하는 전도성 고분자 조성물을 사용하여 대전방지막을 코팅하는 경우, 내용제성 및 경도를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한, 가교제로서 멜라민계 가교제인 메톡시메틸 멜라민을 사용하는 코팅예들 7 및 8은 내용제성 및 경도가 더욱 향상됨을 알 수 있다.Referring to Table 6, the coating examples 5 and 6 improved the solvent resistance of about 30% to 50% compared to the coating example 1 not using a crosslinking agent, the pencil hardness value was not different. In addition, compared to Coating Example 1, Coating Examples 7 and 8 have improved solvent resistance by about 100 to 200%, and pencil hardness values are also greatly improved. From these results, it can be seen that when the antistatic film is coated using the conductive polymer composition containing the crosslinking agent, solvent resistance and hardness can be improved. In addition, it can be seen that the coating examples 7 and 8 using the melamine-based crosslinking agent methoxymethyl melamine as a crosslinking agent further improve the solvent resistance and hardness.
이와 더불어서, 산촉매로서 블로킹된 술폰산을 더 추가한 전도성 고분자 조성물을 사용하여 대전방지막을 형성한 코팅예 9의 경우, 산촉매를 포함하지 않은 코팅예 8과 비교할 때, 건조온도 및 시간을 160℃, 120초에서 140℃, 40초로 단축시켰음에도 불구하고, 코팅예 8과 유사한 내용제성 및 경도를 나타냄을 알 수 있다. 이로부터, 전도성 고분자 조성물 내에 산촉매를 추가하는 것이 바람직함을 알 수 있다. In addition, in the case of the coating example 9 in which the antistatic film was formed using the conductive polymer composition which further added the blocked sulfonic acid as the acid catalyst, the drying temperature and time were 160 ° C and 120, compared with the coating example 8 without the acid catalyst. In spite of being shortened from 140 seconds to 40 seconds, it can be seen that they exhibit similar solvent resistance and hardness as in Coating Example 8. From this, it can be seen that it is desirable to add an acid catalyst in the conductive polymer composition.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. This is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 고분자 조성물을 사용하여 형성된 대전방지 고분자 필름을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an antistatic polymer film formed using a conductive polymer composition according to an embodiment of the present invention.
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