KR101343852B1 - 대전방지 코팅조성물 및 이를 이용한 대전방지 코팅막 - Google Patents

대전방지 코팅조성물 및 이를 이용한 대전방지 코팅막 Download PDF

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Abstract

폴리티오펜(PEDOT) 5~20 중량부, 아크릴우레탄수지 1~10 중량부, 탄소나노튜브 0.01~1 중량부, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 10~30 중량부, 이소프로필알콜(IPA) 20~40 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 1~10 중량부, 증류수 20~40 중량부, 폴리에틸렌계 나노왁스 0.1~3 중량부, 부착강도 증진제 0.1~3 중량부, 자외선흡수제 0.1~1 중량부, 및 pH 조절제 0.1~0.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅조성물을 개시한다. 본 발명의 코팅조성물은, 탄소나노튜브를 첨가하여 단프라시트로 제작하는 경우 골과 골 사이를 연결하는 고리 역할을 하여 압출방향(세로)과 가로 방향 모두 대전방지 효과가 있으며, 고융점 폴리에틸렌계 나노왁스를 일정량 첨가함으로써 부착력 및 내스크래치성의 향상으로 장시간 사용하는 동안 대전방지 코팅층의 마모로 인한 대전방지 효과의 저하를 방지할 수 있다. 또한 자외선 흡수제 첨가로 일광에 노출되더라도 전도성 폴리머의 자외선에 의한 영향을 최소화하여 장기간 일정 수준의 표면저항을 유지할 수 있고, 부착강도 증진제의 사용으로 발암성 용제가 과량 포함된 올레핀계 프라이머를 전혀 사용하지 않고 세척시에도 안정적으로 내구성이 있는 대전방지성을 유지할 수 있다.

Description

대전방지 코팅조성물 및 이를 이용한 대전방지 코팅막{Anti-static Coating Composition and the coating film using the Coating composition}
본 발명은 대전방지 코팅조성물 및 이를 이용한 대전방지 코팅막에 관한 것으로, 구체적으로는 발암성 용제를 포함한 프라이머 처리가 필요 없는 대전방지 코팅조성물 및 이를 이용한 대전방지 코팅막에 관한 것이다.
일반적으로 단프라시트는 폴리프로필렌으로 제조되는 관상의 시트를 말하며 단프라시트를 제작하는 방법은 동업계에서 공지된 기술로서 폴리프로필렌(PP)수지를 고도의 압축성형법에 의하여 일체 중공 구조식과 골판상 구조식으로서 격막에 의해 내부에 빈 공간부를 갖도록 압출, 어닐링, 냉각 공정을 거쳐 성형되는 것이다.
이러한 공지의 단프라시트(Danpla Sheet)는 종이박스에 비하여 강하고 가벼우며, 내수, 내유, 내약품성이 우수하고 단열 및 방음성이 우수하여 판넬과 같은 산업용 건축자재로도 활용된다. 또한 탄력성 및 충격 완충성도 우수하여 각종 포장 재료로 운반용 상자, 선물포장, 산업용 자재, 식품용기 포장, 농수산물 운반용, 통신기기, 컴퓨터, 자동차부품, 반도체 부품, 전자제품 포장 등에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 일반적으로 폴리프로필렌과 같은 올레핀계 수지는 분자 내에 극성기가 없어서 다른 고분자 수지에 비하여 정전기 발생으로 인한 먼지와 같은 이물질 부착이 심해서 특히 위생적으로 관리해야 하는 병, 펫트 용기, 캔과 같은 식품용기나 정전기가 치명적으로 손상을 일으키는 반도체 부품, 전자제품 등의 경우 포장 재료의 대전방지 처리는 필수적이다.
폴리프로필렌 수지를 기재로 압출 성형한 단프라시트에 대전방지제를 부착하기 위하여 인체 유해성이 있는 발암성 유기 용매인 톨루엔을 최소 60% 이상 포함한 올레핀 수지(염소화 폴리올레핀:CPO)를 주성분으로 하는 프라이머를 처리한 다음 대전방지 코팅을 실시하였다.
현재 단프라시트에 사용되는 대부분의 올레핀 수지계 프라이머는 Cl(염소)를 가지고 있는 할로겐 화합물로서 환경적으로 많은 문제점이 대두되고 있으며, 톨루엔과 같은 발암성 용제가 많이 포함되어 있기 때문에 이를 사용하는 작업환경은 근로자의 건강에 심각한 문제를 일으킬 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-0657356호는 대전방지 처리된 단프라시트 및 이의 제조방법을 개시하고 있다. 상기 특허에 따른 단프라시트는 상기 단프라시트 표면에 올레핀수지가 10~20중량부, 카프린제가 0.5~2 중량부, 톨루엔은 60~75중량부 MEK는 10~25중량부로 이루어진 혼합물로서 도포하는 프라이머층 형성단계와; 40 ~ 50℃의 노내부를 통과되도록하여 단프라시트에 연성을 부여하는 어닐링단계와; 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리티오펜 중에서 선택된 어느 하나가 12~22중량부, 우레탄아크릴레이트 12~22중량부, IPA 40~60중량부 및 물 10~25중량부로 구성되는 대전방지 코팅액으로 프라이머층 위에 도포하는 도전층형성단계;를 포함하여 구성된다.
상기 특허에서 개시한 바와 같이, 프라이머 조성을 살펴보면 고인화성 용제의 함량이 높으므로 화재의 위험이 크며, 코팅 후 코팅설비를 세척하기 위해서는 다시 톨루엔과 같은 발암성 용제를 사용하여야 하므로 심각한 위험성이 내포되어 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 발암성 용제가 포함된 올레핀계 프라이머를 사용하지 않고 장시간 사용하는 동안 내구성이 있으며 전도성 코팅층의 마모로 인한 대전방지 효과의 저하를 방지할 수 있고 부착력 및 내스크래치성이 우수한 대전방지 코팅조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 세척시에도 내구성이 있으며 장시간 사용하는 동안 대전방지 코팅층의 마모로 인한 대전방지 효과의 저하를 방지할 수 있고 부착력 및 내스크래칭성이 우수한 대전방지 코팅조성물을 이용하여 형성된 대전방지 코팅막을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
폴리티오펜(PEDOT) 5~20 중량부, 아크릴우레탄수지 1~10 중량부, 탄소나노튜브 0.01~1 중량부, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 10~30 중량부, 이소프로필알콜(IPA) 20~40 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 1~10 중량부, 증류수 20~40 중량부, 폴리에틸렌계 나노왁스 0.1~3 중량부, 부착강도 증진제 0.1~3 중량부, 자외선흡수제 0.1~1 중량부, 공중합형 양쪽성 계면활성제 1~3 중량부 및 pH 조절제 0.1~0.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅조성물을 제공한다.
상기 탄소나노튜브의 함량은 0.1 ~ 0.5 중량부인 것이 바람직하다.
상기 부착강도 증진제는 비정질 폴리올레핀인 것이 바람직하다.
상기 pH조절제는 N,N-디메틸에탄올아민인 것이 바람직하다.
상기 공중합형 양쪽성 계면활성제는 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체[N-(Carboxymethyl)-N,N-dimethyl-2-[(2-methyl-1-oxo-2-propenyl)oxy]-ethanaminium inner salt polymer with 2-hydroxyethyl 2-methyl-2-propenoate and methyl 2-methyl-2-propenoate]인 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
상기 코팅조성물을 이용하여 형성된 대전방지 코팅막을 제공한다.
본 발명에 따른 대전방지 코팅조성물은, 탄소나노튜브(CNT)를 첨가하여 단프라시트의 골과 골 사이를 연결하는 고리 역할을 하여 압출방향(세로)과 가로 방향 모두 대전방지 효과가 있으며, 고융점 폴리에틸렌계 나노왁스를 일정량 첨가함으로써 부착력 및 내스크래치성의 향상으로 장시간 사용하는 동안 대전방지 코팅층의 마모로 인한 대전방지 효과의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 대전방지 코팅조성물을 이용하여 제조된 대전방지 코팅막은 자외선 흡수제 첨가로 일광에 노출되더라도 전도성 폴리머의 자외선에 의한 영향을 최소화하여 장기간 일정 수준의 표면저항을 유지할 수 있고, 부착강도 증진제의 사용으로 발암성 용제가 과량 포함된 올레핀계 프라이머를 전혀 사용하지 않고 세척시에도 안정적으로 내구성이 있는 대전방지성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대전방지 코팅조성물을 이용하여 형성된 대전방지막을 도시한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 폴리티오펜(PEDOT) 5~20 중량부, 아크릴우레탄수지 1~10 중량부, 탄소나노튜브(CNT) 0.01~1 중량부, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 10~30 중량부, 이소프로필알콜(IPA) 20~40 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 1~10 중량부, 증류수 20~40 중량부, 폴리에틸렌계 나노왁스 0.1~3 중량부, 부착강도 증진제 0.1~3 중량부, 자외선흡수제 0.1~1 중량부, 공중합형 양쪽성 계면활성제 1 ~ 3중량부 및 pH 조절제 0.1~0.3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅조성물을 제공한다.
전도성 고분자는 폴리티오펜(PEDOT)이 사용될 수 있다. 또한 이들로부터 변성된 변성 전도성 고분자를 사용할 수 있는데, 예를 들면 탄소수가 4-10인 알킬기가 치환된 폴리티오펜, 에틸렌디옥시기가 치환된 폴리티오펜 등의 변성 전도성 고분자를 사용할 수도 있다.
바인더 수지는 조성물의 도포시 형성되는 막의 강도를 조절하고 조성물의 점도를 제어한다. 바인더 수지는 열 또는 광에 의해 고화 혹은 경화되는 수지로서, 대전방지 보호 필름에 통상적으로 사용되는 열 또는 광 경화형 바인더이면 무방하다. 바람직하게는 아크릴우레탄 수지를 사용할 수 있다. 아크릴우레탄 수지는 중량평균분자량이 1,000 내지 100,000인 것이 바람직하다.
용매는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜(IPA), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 부틸알콜, 이소부틸알콜, 에틸렌글리콜, 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로 헥사논, 헥산, 디에틸아민, 트리에틸아민, 옥타데실 아민, 사이클로 헥산, 에틸아세테이트, 아세톤, 디메틸폼아미드, 디메틸아세트아미드, 메틸렌 클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있고, 바람직하게는 에틸알콜, 이소프로필알콜(IPA), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 사용할 수 있다.
삭제

기존 대전방지 단프라시트는 압출방향(세로)만 대전방지 효과가 있으나, 본 발명에서는 폴리티오펜계 수분산 도전성 폴리머를 주성분으로 하는 코팅제에 탄소나노튜브를 일정량 첨가함으로써 단프라시트의 골과 골 사이를 연결하는 고리 역할을 하여 압출방향(세로)과 가로 방향 모두 대전방지 효과 있다.
삭제
본 발명의 탄소나노튜브는 단일벽(Single-walled), 이중벽(Double walled), 얇은 다중벽(Thin multi-walled), 다중벽(Multi-walled) 및 다발형(Roped)에서 하나 이상 선택된 탄소나노튜브이다.
상기 탄소나노튜브는 0.5 내지 100nm의 직경 및 0.1 내지 1000㎛의 길이를 갖는 것이 바람직하다.
또한 폴리에틸렌계 나노왁스를 일정량 첨가함으로써 부착력 및 내스크래치성을 향상시킬 수 있고, 장시간 사용하는 동안 수 마이크론 대전방지 코팅층의 마모로 인한 대전방지 효과의 저하를 방지할 수 있다.
부착강도 증진제를 소량 첨가하여 프라이머 사용없이 피접착물과의 부착력을 향상시켜 내구성 있는 대전방지 제품을 만들 수 있고, 바람직하게는 APO(chlorine free modified polyolefins) 타입의 비정질 폴리에틸렌계 물질이 사용될 수 있다.
폴리에틸렌계 나노왁스와 APO(chlorine free modified polyolefins) 타입의 부착강도 증진제의 사용으로 발암성 용제가 과량 포함되어 있는 올레핀계 프라이머를 전혀 사용하지 않고 세척시에도 안정적으로 내구성이 있는 대전방지성을 유지할 수 있다.
자외선 흡수제 첨가로 일광에 노출되더라도 전도성 폴리머의 자외선에 의한 영향을 최소화하여 장기간 일정 수준의 표면저항을 유지할 수 있다. 바람직하게는 자외선 흡수제로서 벤조트리아졸을 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면 공중합형 양쪽성 계면활성제(copolymer type amphoteric surfactant)를 첨가할 수 있다. 전도성코팅제의 주원인 PEDOT은 컨쥬게이트(conjugate) 구조로서 탄소나노튜브와 자외선 흡수제를 첨가하더라도 일정기간 동안은 일광에 노출시 표면저항이 상승되는 것을 막아줄 수는 있지만, 장시간 일광에 노출된다면 표면저항이 계속해서 높아져(10E12 / 이상) 결국 대전방지 특성이 소멸된다. 이를 해결하기 위하여 대기 중의 수분흡착력이 뛰어나며, 방담성과 대전방지성이 우수한 공중합형 양쪽성 계면활성제로는, 예를 들어 이에 한정되는 것은 아니지만 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체[N-(Carboxymethyl)-N,N-dimethyl-2- [(2-methyl-1-oxo-2-propenyl)oxy]-ethanaminium inner salt polymer with 2-hydroxyethyl 2-methyl-2-propenoate and methyl 2-methyl-2-propenoate]를 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 공중합형 양쪽성 계면활성제를 첨가함으로써 장시간 일광에 노출되더라도 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체의 자체 대전방지성능으로 인하여 계속되는 표면저항의 상승을 10E9 / 이하로 억제시킬 수 있다.
일반적으로 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체 원료는 대기 중에 수분을 기재 표면으로 흡착하여 대전방지성을 부여하는 타입으로 일광으로 인한 표면저항의 상승을 억제한다.
pH조절제는 N,N-디메틸에탄올아민을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 코팅막 형성 후 사용 중 세척시 발수성이 우수하여 수용성 전도성 캐리어 첨가제의 용출이 지연될 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 대전방지 코팅조성물을 이용하여 형성된 대전방지 단프라시트를 제공한다.
대전방지 코팅제를 코팅하기 전에 단프라시트 표면에 코로나 처리를 할 수 있다. 시트표면에 코로나처리를 하면 전도성코팅제의 코팅성과 부착성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 대전방지 코팅조성물을 이용하여 형성된 대전방지 단프라시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 대전방지 코팅조성물(A)을 형성하는 단계; 상기 조성물 30 중량부에 유기 용매 60 ~ 80 중량부를 혼합하여 희석된 대전방지 코팅조성물(B)을 형성하는 단계; 및 기재 상에 상기 대전방지 코팅조성물(A)과 희석된 대전방지 코팅조성물(B)을 교대로 도포하여 코팅하는 단계를 포함하는 대전방지 단프라시트의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 올레핀계 프라이머를 사용하지 않고 대전방지 코팅조성물을 균일하게 코팅하기 위하여 상기 코팅조성물(편의상 (A)라 함)을 단독으로 처리하기보다는 대전방지 코팅조성물 약 30 중량부에 에틸알콜 또는 이소프로필알콜 60 ~ 80 중량부를 혼합하여 용매가 추가되어 희석된 대전방지 코팅조성물(편의상 (B)라 함)를 단프라시트 표면에 롤, 그라비아 또는 스프레이 방식으로 1차 코팅 후 80 ~ 100℃에서 1분간 건조를 실시한다.
여기서 미리 제조된 코팅조성물에 에틸알콜 또는 이소프로필알콜 70 중량부를 첨가한 이유는 대전방지 코팅조성물의 레벨링성과 웨팅성을 좀 더 부가시키기 위함이며, 기존의 올레핀계 프라이머를 대신하여 보다 균일하고 내구성 가지는 도막을 코팅하기 위함이다. 또한 대전방지 코팅제를 두 번 코팅함으로써 기존 대전방지 단프라시트의 문제점인 압출방향(세로)만 대전방지성이 나타나며, 가로방향에는 대전방지성이 좋지 못하는 단점을 보완하기 위함이다.
상기 방식으로 코팅된 단프라시트에 대전방지 코팅조성물(A)을 단프라시트 표면에 롤, 그라비아 또는 스프레이 방식으로 2차 코팅 후 80~100℃에서 1분간 건조를 하여 프라이머가 필요 없는 대전방지 단프라시트를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대전방지 코팅조성물을 이용하여 형성된 대전방지 단프라시트를 도시한다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 대전방지 단프라시트 제조방법은 별도의 프라이머를 전혀 사용하지 않고 고융점 폴리에틸렌 나노왁스와 APO(chlorine free modified polyolefins) 타입의 접착증강제를 첨가하여, 희석된 대전방지 코팅조성물(B)과 대전방지 코팅조성물(A)이 순차적으로 코팅한다.
본 발명의 대전방지 코팅조성물을 이용하여 제조된 대전방지 단프라시트의 표면저항은 ASTM D257 방식에 의해 10E4~10E5 ohms/sq 측정되었으며, 가로 및 세로방향으로 안정적인 대전방지성을 부여할 수 있다.
본 발명에 따른 대전방지 단프라시트는 폴리에틸렌 나노왁스를 사용함으로써 접착력 및 내스크레치성 향상으로 장시간 사용하는 동안 수 마이크론 전도성 코팅층의 마모로 인한 대전방지 효과 저하를 방지할 수 있고, 세척 발수성이 우수하여 대전방지 코팅조성물에 포함된 수용성 전도성 케리어 첨가제의 용출 지연으로 내수성 있는 대전방지성을 부여할 수 있었다.
본 발명에 따른 대전방지 단프라시트는 자외선 흡수제와 탄소나노튜브(CNT) 첨가로 전도성폴리머 폴리티오펜(PEDOT)의 자외선으로 인한 영향을 최소화하여 장기간 일정 수준의 표면저항을 유지할 수 있다.
실시예
실시예 1
폴리티오펜(PEDOT) 16g, 아크릴우레탄수지 4g, 탄소나노튜브(제조사: 월드튜브) 0.2g, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 20g, 이소프로필알콜(IPA) 33g, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 5g, 증류수 18g, 폴리에틸렌계 나노왁스 1g, 부착증진제로서 APO(chlorine free modified polyolefins: 상품명 Trapylen 9200W, 제조사: Tramco) 0.5g, 자외선흡수제로서 벤조트리아졸 0.2g, 공중합형 양쪽성 계면활성제로서 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체[N-(Carboxymethyl)-N,N-dimethyl-2-[(2-methyl-1-oxo-2- propenyl)oxy]-ethanaminium inner salt polymer with 2-hydroxyethyl 2-methyl-2-propenoate and methyl 2-methyl-2-propenoate](CAS No: 72765-59-4, 제조사: 중일유화(주)) 2g, pH 조절제로서 N,N-디메틸에탄올아민 0.1g을 포함하는 대전방지 코팅조성물을 제조하였다.
이어서 상기 대전방지 코팅조성물 약 30 중량부에 에틸알콜 70 중량부를 혼합하여 희석된 대전방지 코팅조성물(B)을 형성하였다.
기재에 조성물을 도포하기 전에 코로나 처리를 한 다음 표면에 상기 대전방지 코팅조성물(A)과 희석된 대전방지 코팅조성물(B)을 교대로 그라비아 코팅 방식으로 코팅 후 100℃에서 1분간 건조를 실시하였다.
실시예 2
폴리티오펜(PEDOT) 18g, 아크릴우레탄수지 5g, 탄소나노튜브(제조사: 월드튜브) 0.2g, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 20g, 이소프로필알콜(IPA) 29g, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 5g, 증류수 18g, 폴리에틸렌계 나노왁스 1.5g, 부착증진제로서 APO(chlorine free modified polyolefins: 상품명 Trapylen 9200W, 제조사: Tramco) 1.0g, 자외선흡수제로서 벤조트리아졸 0.2g, 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체 (CAS No: 72765-59-4, 제조사: 중일유화(주)) 2g, pH 조절제로서 N,N-디메틸에탄올아민 0.1g을 포함하는 대전방지 코팅조성물을 제조하였다. 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
폴리티오펜(PEDOT) 13g, 아크릴우레탄수지 4g, 탄소나노튜브(제조사: 월드튜브) 0.2g, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 20g, 이소프로필알콜(IPA) 33g, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 5g, 증류수 21g, 폴리에틸렌계 나노왁스 1g, 부착증진제로서 APO(chlorine free modified polyolefins: 상품명 Trapylen 9200W, 제조사: Tramco) 0.5g, 자외선흡수제로서 벤조트리아졸 0.2g, 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체(제조사: 중일유화(주)) 2g, pH 조절제로서 N,N-디메틸에탄올아민 0.1g을 포함하는 대전방지 코팅조성물을 제조하였다. 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
폴리티오펜(PEDOT) 13g, 아크릴우레탄수지 4g, 탄소나노튜브(제조사: 월드튜브) 0.4g, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 20g, 이소프로필알콜(IPA) 33g, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 5g, 증류수 20.8g, 폴리에틸렌계 나노왁스 1g, 부착증진제로서 APO(chlorine free modified polyolefins: 상품명 Trapylen 9200W, 제조사: Tramco) 0.5g, 자외선흡수제로서 벤조트리아졸 0.2g, 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체(제조사: 중일유화(주)) 2g, pH 조절제로서 N,N-디메틸에탄올아민 0.1g을 포함하는 대전방지 코팅조성물을 제조하였다. 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 5
폴리티오펜(PEDOT) 16g, 아크릴우레탄수지 4g, 탄소나노튜브(제조사: 월드튜브) 0.2g, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 20g, 이소프로필알콜(IPA) 33g, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 5g, 증류수 19g, 폴리에틸렌계 나노왁스 1g, 부착증진제로서 APO(chlorine free modified polyolefins: 상품명 Trapylen 9200W, 제조사: Tramco) 0.5g, 자외선흡수제로서 벤조트리아졸 0.2g, 공중합형 양쪽성 계면활성제로서 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체(제조사: 중일유화(주)) 1g, pH 조절제로서 N,N-디메틸에탄올아민 0.1g을 포함하는 대전방지 코팅조성물을 제조하였다. 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
탄소나노튜브를 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 2
폴리에틸렌계 나노왁스를 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 3
부착증진제를 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.다.
비교예 4
자외선흡수제를 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체를 포함하지 않고, 증류수 20g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 대전방지 코팅조성물과 희석된 대전방지 조성물의 도포는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5에 따른 대전방지 코팅조성물의 조성을 다음 표 1에 정리하여 나타내었다.
원료
NO. 		PEDOT 아크릴
우레탄수지		 계면활성제 탄소나노튜브 에틸알콜 IPA NMP 증류슈 나노왁스 부착
증진제		 자외선
흡수제		 pH조절제
실시예1 16 4 2 0.2 20 33 5 18 1 0.5 0.2 0.1
실시예2 18 5 2 0.2 20 29 5 18 1.5 1.0 0.2 0.1
실시예3 13 4 2 0.2 20 33 5 21 1 0.5 0.2 0.1
실시예4 13 4 2 0.4 20 33 5 20.8 1 0.5 0.2 0.1
실시예5 16 4 1 0.2 20 33 5 19 1 0.5 0.2 0.1
비교예1 16 4 2 - 20 33 5 18.2 1 0.5 0.2 0.1
비교예2 16 4 2 0.2 20 33 5 19 - 0.5 0.2 0.1
비교예3 16 4 2 0.2 20 33 5 18.5 1 - 0.2 0.1
비교예4 16 4 2 0.2 20 33 5 18.2 1 0.5 - 0.1
비교예5 16 4 - 0.2 20 33 5 20 1 0.5 0.2 0.1
<평가방법>
* 표면저항
ASTM D257 방식에 의해 측정하였다(측정기기 : 일본 SHISHIDO사의 MEGASTAT HT-301).
* 연필경도
KS G 2630(연필) 방식의 의해 연필경도기(TO-540, 제조사:테스트원)를 이용하여 코팅된 단프라시트 표면에 규정된 연필 심을 대고 누르면서 이동하여 표면을 긁는데, 표면상태의 변화를 보고 그 때 연필번호로 비교하여 판정하였다.
* 웨팅성
Bar Coater #3(바코터 3번)을 자동도공기(TO-500, 제조사:테스트원)를 이용하여 코팅 후 육안으로 코팅상태를 평가하였다.
(◎: 매우우수 ○: 우수 □: 보통 △: 나쁨 ×: 매우 나쁨)
* 3회 세척 후 표면저항(내수성 평가)
코팅된 단프라시트를 10cm × 10cm 로 절단하여 흐르는 수돗물에 30초간 세척 후 80℃에서 1분간 건조를 3회 반복 후 표면저항을 측정하여 내수성에 대한 평가를 실시하였다.
* 자외선램프에 24시간 노출후 표면저항( 내일광성 평가)
코팅된 단프라시트를 10cm × 10cm 로 절단하여 자외선램프 아래에서 24시간 노출을 시킨 후 표면저항을 측정하여 내일광성에 대한 평가를 실시하였다.
<평가결과>
표면저항, 연필경도, 웨팅성, 3회 세척 후 표면저항(내수성), 자외선램프에 24시간 노출 후 표면저항(내일광성)을 측정한 결과를 표 2에 정리하여 나타내었다.
측정항목
NO.		 표면저항
(Ω/□)		 연필경도 웨팅성 3회 세척후 표면저항
(내수성 평가)
(Ω/□)		 자외선램프에 24시간 노출후
표면저항(Ω/□)
(내일광성 평가)		 자외선램프에 240시간 노출후 표면저항
(내일광성 평가)
(Ω/□)
실시예1 10E5 2B ◎ 10E5 10E5 10E9
실시예2 10E6 3B ◎ 10E6 10E6 10E9
실시예3 10E6 2B ◎ 10E6 10E7 10E10
실시예4 10E5 2B ◎ 10E5 10E5 10E10
실시예5 10E5 2B ◎ 10E5 10E5 10E10
비교예1 10E6 2B ◎ 10E6 10E7 10E10
비교예2 10E9 HB × 10E12 10E9 10E10
비교예3 10E5 HB □ 10E12 10E5 10E9
비교예4 10E5 2B ◎ 10E5 10E7 10E10
비교예5 10E5 2B ◎ 10E5 10E9 10E12
실시예 1은 가장 이상적인 기본 배합으로 모든 물성이 우수하게 나타났다. 실시예 2는 단프라시트의 코팅성을 높이기 위하여 실시예 1에 비하여 우레탄아크릴수지, 나노왁스, 부착증진제의 첨가량을 높여서 배합하였고, 측정결과 연필경도는 소폭 향상되었으나, 실시예 1과 비교하여 전도성원료인 PEDOT의 함량을 2% 증가하였음에도 불구하고 표면저항이 높아졌다. 표면저항이 높아졌다는 것은 대전방지성이 나빠짐을 의미한다.
실시예 3은 실시예 1과 비교하여 전도성원료 PEDOT 함량을 3% 줄여서 배합결과 표면저항이 높아졌다. 실시예 4는 실시예 1과 비교하여 전도성원료 PEDOT 함량을 3% 줄이고, 탄소나노튜브 함량을 0.2% 증가시킨 결과 표면저항은 그대로 유지되었다. 실시예 5는 계면활성제의 함량을 1중량% 줄인 결과 자외선 램프에 24시간 방치 후 표면저항은 나빠지지 않았으나, 자외선램프에 240시간 방치 후 표면저항은 실시예 1에 비하여 표면저항이 높아졌다.
비교예 1은 탄소나노튜브를 첨가하지 않은 결과 실시예 1과 비교하여 표면저항이 높아지며, 내일광성 역시 나빠졌다. 비교예 2는 나노왁스를 첨가하지 않은 결과 실시예 1과 비교하여 표면저항이 높아지며, 연필경도, 웨팅성이 크게 나빠졌다. 비교예 3은 부착증진제를 첨가하지 않은 결과 실시예 1과 비교하여 연필경도, 웨팅성이 크게 나빠졌다. 비교예 4는 자외선흡수제를 첨가하지 않은 결과 실시예 1과 비교하여 내일광성이 나빠졌다. 비교예 5는 공중합성 양쪽성 계면활성제를 첨가하지 않은 결과 실시예 1과 비교하여 240시간 자외선 램프 방치후 표면저항을 측정한 결과 실시예 1에 비하여 급격하게 나빠졌다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 폴리티오펜(PEDOT) 5~20 중량부, 아크릴우레탄수지 1~10 중량부, 탄소나노튜브 0.01~1 중량부, 에틸알콜(Ethyl alcohol) 10~30 중량부, 이소프로필알콜(IPA) 20~40 중량부, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 1~10 중량부, 증류수 20~40 중량부, 폴리에틸렌계 나노왁스 0.1~3 중량부, 부착강도 증진제 0.1~3 중량부, 자외선흡수제 0.1~1 중량부, 공중합형 양쪽성 계면활성제 1~ 3 중량부 및 pH 조절제 0.1~0.3 중량부를 포함하는 대전방지 코팅조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 함량은 0.1 ~ 0.5 중량부인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부착강도 증진제는 비정질 폴리올레핀인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 pH조절제는 N,N-디메틸에탄올아민인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공중합형 양쪽성 계면활성제는 2-하이드록시에틸-2-메틸-2-프로페노에이트 및 메틸 2-메틸-2-프로페노에이트를 갖는 N-(카르복실메틸)-N,N-디메틸-2-[(2-메틸-1-옥소-2-프로페닐)옥시]-에탄아민 분자내 염 중합체인 것을 특징으로 하는 대전방지 코팅조성물.

  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 코팅조성물을 이용하여 형성된 대전방지 코팅막.
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