KR102101447B1 - 제전성 투명 그레이팅 - Google Patents

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KR102101447B1 KR1020190057310A KR20190057310A KR102101447B1 KR 102101447 B1 KR102101447 B1 KR 102101447B1 KR 1020190057310 A KR1020190057310 A KR 1020190057310A KR 20190057310 A KR20190057310 A KR 20190057310A KR 102101447 B1 KR102101447 B1 KR 102101447B1
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Abstract

본 발명에 따른 제전성 투명 그레이팅은 고투명성을 가지면서, 제전성이 우수한 것은 물론, 높은 표면경도를 유지하면서도 내충격성 및 구조 안정성이 우수하며, 초기 대전 방지 특성을 그대로 유지할 수 있도록 내마모성 및 내후성이 우수한 효과가 있고, 투명 복합 플레이트 및 프레임이 결합된 구조를 가짐에도 투명 복합 플레이트가 프레임으로부터 탈착되더라도 투명 복합 플레이트가 프레임의 하측으로 추락하는 문제를 원천 방지할 수 있는 효과가 있으며, 전술한 특징들이 초기와 실질적으로 동일한 수준으로 반영구적으로 유지될 수 있는 효과가 있다.

Description

제전성 투명 그레이팅{Anti-static clear grating}
본 발명은 제전성 투명 그레이팅에 관한 것이다.
최근 각종 전자기기 및 산업현장에 이르기까지 다양한 분야에서 정전기 발생으로 인한 피해가 발생되고 있다.
종래에는 대전성을 가지는 플라스틱이 반도체 산업의 클린룸의 바닥 또는 벽면의 구역을 나눌 수 있는 파티션으로 사용되었으며, 반도체 장비의 보호커버 및 의료산업의 의료용 장비, 전자제품 등의 다양한 용도로 많이 사용되었다.
그러나 플라스틱의 경우 표면 전기 저항이 크기 때문에 표면에 대전현상(정전기)을 일으켜 먼지를 흡착하는 문제뿐만 아니라, 대전현상(정전기)에 의한 스파크 발생으로 화재나 폭발의 원인으로 산업재해의 문제로 연계될 가능성이 매우 높아, 초고순도 생산물을 요구하는 반도체 산업의 큰 문제점으로 손꼽히고 있다. 예컨대 수천-수만 V 정도의 높은 정전기가 발생함에 따라, 정밀함이 요구되는 공정에서 큰 문제가 발생할 수밖에 없다. 이러한 문제는 제품의 불량률을 높이고, 이물흡착과 같은 표면 오염 문제, 불필요한 얼룩 문제, 정전기, 자기장 등에 민감한 반도체, 집적회로의 불량을 야기한다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 설비 내부에 이오나이저와 같은 제전장비를 설치함으로써 정전기를 이온 중화하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 정전기를 이온 중화시키는 데에 적어도 수 초 또는 그 이상의 시간이 걸리며, 따라서 순간적으로 높은 수준으로 발생하여 수초 이내에 방전되는 정전기에 대해서는 효과적으로 제어하는 것이 어렵다. 뿐만 아니라 이와 같은 방법으로는 주위에서 발생할 수 있는 정전기 등의 환경 변수에 의해 발생되는 문제까지 제어하는 것은 더욱 어렵기 때문에 근본적으로 주위 환경에서부터 정전기 발생을 원천 차단할 수 있는 방법이 요구된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 대전 방지 코팅층이 표면에 형성된 플라스틱 등의 바닥재, 벽면재를 이용한 대전현상을 방지하는 기술이 연구되었다. 이러한 대전 방지 코팅층의 재료로는 전도성 유기물로 구성된 전도성 코팅액, 무기산화물로 구성된 전도성 코팅액, 카본이 함유된 전도성코팅 방법 등이 산업현장에서 널리 쓰였다. 그러나 저분자 또는 고분자 전도성 물질이 포함된 대전방지 코팅액은 대전기능의 유통기한이 매우 짧은 단점으로 손꼽히고 있으며, 또한 자외선에 의한 분해로 장기 대전방지 성능이 열세이다. 또한 인듐 주석 산화물(Indium tin oxide, ITO), 안티몬 주석 산화물(Antimony tin oxide, ATO), 실버 나노와이어 등과 같은 금속계 물질은 제조공정이 복잡하고, 수율이 낮으며 또한 가격이 비싸서 대중화하는 반도체 벽이나 또는 클린룸용으로는 현실적으로 사용이 제한되고 있다. 또한 충분한 대전방지 성능을 가지기에는 많은 양이 필요하고, 양을 증가시키는 경우에는 색상을 가지게 되어 투명성을 현저하게 떨어뜨리게 되므로 높은 광투과성을 가지는 용도에는 불리하다. 또한 카본블랙(Carbon black)이나 다중벽 카본나노튜브(Multiwall Carbon Nanotube, MWCNT) 및 무기산화물 등은 목적으로 하는 대전방지성능을 가지기 위해서는 많은 양을 첨가하여야만 대전방지 기능을 구현 할 수 있으며, 이 경우에도 역시 파티클이 발생되거나 최종 생산물의 색상 및 투과율에 영향을 주는 단점을 갖고 있다.
대전 방지 코팅층이 표면에 형성된 그레이팅은 바닥재로 사용됨에 따라 내충격성 및 구조 안정성이 우수하여야 하며, 대전 방지 코팅층이 초기 대전 방지 특성을 그대로 유지할 수 있도록 내마모성도 우수하여야 한다. 또한 그레이팅의 하측이 잘 보일 수 있도록 고투명성을 가져야 한다.
KR20-0447128Y1 (2009.12.17) KR10-2015-0072549A (2015.06.30)
본 발명의 목적은 고분자계 이형 소재를 가지는 복합 플레이트를 포함함으로써, 강도 및 표면경도가 우수하고 고투명성의 제전성이 우수한 투명 그레이팅을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 높은 표면경도를 유지하면서도 내충격성 및 구조 안정성이 우수하며, 초기 대전 방지 특성을 그대로 유지할 수 있도록 내마모성 및 내후성이 우수한 제전성 투명 그레이팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 투명 복합 플레이트 및 프레임이 결합된 구조를 가짐에도 투명 복합 플레이트가 프레임으로부터 탈착되더라도 투명 복합 플레이트가 프레임의 하측으로 추락하는 문제를 원천 방지할 수 있는 제전성 투명 그레이팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에 따른 제전성 투명 그레이팅은, 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트가 적층된 투명 복합 플레이트; 상기 투명 복합 플레이트가 안착되도록 프레임의 내측에 걸림턱이 형성되되, 상기 걸림턱이 프레임의 내측을 따라 가이드하여 형성되는 내부 투영 공간이 형성되는 프레임; 및 상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임의 표면 상에 형성되는 대전방지 하드 코팅층;을 포함하며, 상기 폴리아크릴 플레이트가 상기 걸림턱의 상면과 대향하도록 상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임이 결합되며, 상기 투명 복합 플레이트의 최소 길이는 상기 내부 투영 공간의 최장 길이보다 큰 것일 수 있다.
또한 본 발명의 일 예에 따른 제전성 투명 그레이팅은, 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트가 적층된 투명 복합 플레이트; 상기 투명 복합 플레이트가 안착되도록 프레임의 내측에 걸림턱이 형성되되, 상기 걸림턱이 프레임의 내측을 따라 가이드하여 형성되는 내부 투영 공간이 형성되는 프레임; 및 상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임의 표면 상에 형성되는 대전방지 하드 코팅층;을 포함하며, 상기 폴리아크릴 플레이트가 상기 걸림턱의 상면과 대향하도록 상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임이 결합되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 투명 복합 플레이트는 일면부에 플레이트의 내측으로 단차가 형성되는 볼록부를 가질 수 있으며, 상기 볼록부는 상기 내부 투영 공간에 대응하여 끼움결합되되, 상기 내부 투영 공간을 형성하는 걸림턱의 내측면에 접하여 끼움결합되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 투명 복합 플레이트는, 폴리카보네이트 시트와 폴리아크릴 시트가 공압출되어 제조된 압출시트일 수 있거나, 상기 폴리카보네이트 플레이트와 상기 폴리아크릴 플레이트의 사이에 투명 접착층이 위치하는 접착시트일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 플레이트와 상기 폴리아크릴 플레이트의 두께 비는 1:0.01~0.9일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 투명 복합 플레이트 및 상기 내부 투영 공간의 형상은 사각형일 수 있으며, 상기 투명 복합 플레이트의 최장 대각 길이는 상기 내부 투영 공간의 최장 대각 길이보다 클 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 대전방지 하드 코팅층은 대전방지성 광경화형 수지 조성물이 코팅 및 경화되어 형성될 수 있다. 이때 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물, 광개시제, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브 및 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여 광개시제 0.05 내지 10 중량부, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브 0.01 내지 4 중량부 및 용매 10 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 평활제 및 다관능성 올리고머 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 전도성 고분자 및 도전성 금속입자 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물은 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 대전방지 하드 코팅층은 표면저항이 109 Ω/sq 이하일 수 있고, 하기 식 1로 표시되는 표면저항 변화율 △S가 102 Ω/sq 이하일 수 있다. 하기 식 1에서, S2는 480 mJ/cm2로 20 시간 동안 자외선 조사 후 측정된 표면저항이고, S1은 자외선 조사 전 측정된 표면저항이다.
[식 1]
△S = S2 - S1
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 대전방지 하드 코팅층은 투과율이 85% 이상일 수 있고, 표면경도가 1H 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 제전성 투명 그레이팅은 고투명성을 가지면서, 제전성이 우수한 것은 물론, 높은 표면경도를 유지하면서도 내충격성 및 구조 안정성이 우수하며, 초기 대전 방지 특성을 그대로 유지할 수 있도록 내마모성 및 내후성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에 따른 제전성 투명 그레이팅은 추락 방지 기능을 가질 수 있으며, 구체적으로, 투명 복합 플레이트 및 프레임이 결합된 구조를 가짐에도 투명 복합 플레이트가 프레임으로부터 탈착되더라도 투명 복합 플레이트가 프레임의 하측으로 추락하는 문제를 원천 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 제전성 투명 그레이팅은 전술한 특징들이 초기와 실질적으로 동일한 수준으로 반영구적으로 유지될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 목적은 고분자계 이형 소재를 가지는 복합 플레이트를 포함함으로써, 강도 및 표면경도가 우수한 제전성 투명 그레이팅을 제공하는 것이다.
본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 일반형 제전성 투명 그레이팅을 나타낸 조립도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 추락 방지용 제전정 투명 그레티팅을 나타낸 조립도이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 추락 방지용 제전정 투명 그레티팅의 절단도로서, 도 2의 투명 복합 플레이트의 중심선(가로 방향)을 기준으로 절단하여 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 투명 복합 플레이트의 적층 구조를 모식화하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 예에 따른 추락 방지용 제전성 투명 그레이팅의 실제 이미지를 나타낸 것이다.
도 5는 표면 개질되지 않은 SWCNT Powder의 TEM사진(좌측) 및 폴리 아크릴산으로 표면개질된 SWCNT의 TEM사진(우측)이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 제전성 투명 그레이팅을 상세히 설명한다.
본 명세서에 기재되어 있는 도면은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 상기 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 %의 단위는 별다른 정의가 없는 한 중량%를 의미한다.
본 발명에 따른 제전성 투명 그레이팅은, 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트가 적층된 투명 복합 플레이트; 상기 투명 복합 플레이트가 안착되도록 프레임의 내측에 걸림턱이 형성되되, 상기 걸림턱이 프레임의 내측을 따라 가이드하여 형성되는 내부 투영(透映) 공간이 형성되는 프레임; 및 상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임의 표면 상에 형성되는 대전방지 하드 코팅층;을 포함하며, 상기 폴리아크릴 플레이트가 상기 걸림턱의 상면과 대향(또는 접)하도록 상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임이 결합된다.
본 발명의 일 예에 따른 추락 방지용 제전성 투명 그레이팅은, 상기 투명 복합 플레이트의 최소 길이(DP)는 상기 내부 투영 공간의 최장 길이(DF)보다 큼에 따라, 투명 복합 플레이트가 프레임의 내부 투영 공간인 관통홀에 인접한 구조를 가짐에도, 투명 복합 플레이트가 프레임의 하측으로 추락하는 문제를 원천 방지할 수 있는 효과가 있다. 즉, 투명 복합 플레이트가 프레임으로부터 탈착되는 상황이 발생하더라도 투명 복합 플레이트가 프레임의 하측으로 추락하는 문제를 원천 방지할 수 있어, 사용자가 프레임의 내부 투영 공간인 관통홀로 떨어지는 치명적인 사고를 원천 방지할 수 있는 효과가 있다. 여기서 ‘투명 복합 플레이트의 최소 길이’라 함은 투명 복합 플레이트의 길이를 측정할 시 최소값이 되도록 하는 단축의 길이를 의미하며, ‘내부 투영 공간의 최장 길이’라 함은 내부 투영 공간의 길이를 측정할 시 최대값이 되도록 하는 장축의 길이를 의미한다.
상기 투명 복합 플레이트가 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트가 적층된 것이면서, 상기 폴리아크릴 플레이트가 걸림턱의 상면과 대형하거나 접하도록 상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임이 결합됨에 따라, 고투명성을 가짐에도 폴리카보네이트 플레이트에 의한 높은 내충격성과 폴리아크릴 플레이트에 의한 높은 내마모성에 의해, 높은 구조 안정성 및 내충격성을 가지면서 반영구적인 재전성을 가질 수 있다.
상기 투명 복합 플레이트 및 상기 내부 투영 공간의 형상은 크게 제한되지는 것은 아니고, n각형(n은 3 이상의 자연수), 원형, 타원형, 별형 등의 다양한 형태들이 적용될 수 있으나, 바람직하게는 사각형일 수 있으며, 구체적으로, 정사각형, 직사각형, 마름모, 평행사변형 등을 예로 들 수 있다. 상기 투명 복합 플레이트 및 상기 내부 투영 공간의 형상이 사각형일 경우, 투명 복합 플레이트의 최소 길이는 가장 짧은 변의 길이가 될 수 있으며, 내부 투영 공간의 최장 길이는 최장 대각 길이를 의미할 수 있다. 즉, 상기 투명 복합 플레이트 및 상기 내부 투영 공간의 형상이 사각형일 경우, 투명 복합 플레이트의 최소 변 길이는 상기 내부 투영 공간의 최장 대각 길이보다 크게 된다.
상기 투명 복합 플레이트는, 일면부에 플레이트의 내측으로 단차가 형성되는 볼록부; 및 상기 볼록부를 제외한 부분인 테두리부를 포함할 수 있다. 상기 볼록부는 상기 내부 투영 공간에 대응하여 끼움결합되되, 상기 내부 투영 공간을 형성하는 걸림턱의 내측면에 접하여 끼움 결합되는 것일 수 있다. 상기 테두리부는 상기 걸림턱의 상부면과 대향하여 접하고, 상기 걸림터의 상측에 형성된 프레임의 내측면에 접하여 끼움결합되는 것일 수 있다. 즉, 투명 복합 플레이트의 볼록부에 해당하는 볼록 영역은 내부 투영 공간에 대응하여 대향 및 접하며, 투명 복합 플레이트의 상기 볼록 영역을 제외한 테두리 영역은 프레임의 걸림턱과 대응하여 대향 및 접한다. 이를 만족할 경우, 투명 복합 플레이트와 프레임 간 결합이 더욱 밀착 견고해지며 유격에 의한 흔들림을 최소화할 수 있고, 구조 안정성이 보다 향상된다.
본 발명의 일 예에 따른 추락 방지용 제전성 투명 그레이팅에 있어서, 상기 투명 복합 플레이트는, 볼록 영역과 테두리 영역의 면적비, 즉, 내부 투영 공간과 걸림턱의 면적비는 크게 제한되는 것은 아니나, 1:1~3, 구체적으로 1:1.2~2.5를 만족하는 것이 높은 물리적 가압에도 버틸 수 있는 구조 안정성 및 추락 방지 효과를 더 향상시킬 수 있으면서, 내부 투영 공간을 통한 적절한 시야을 확보할 수 있는 측면에서 좋을 수 있다. 하지만 이는 추락 방지용 제전성 투명 그레이팅에 따른 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 반드시 제한되어 해석되는 것은 아니다. 내부 투영 공간에 의한 시야 확보가 더 중요할 경우, 상기 면적비를 벗어나는 범위로 조절될 수도 있음은 물론이다.
상기 폴리카보네이트 플레이트 및 상기 폴리아크릴 플레이트는 각각 카보네이트 수지 또는 아크릴 수지를 시트화하여 제조된 것을 의미할 수 있으며, 상기 수지의 중량평균분자량, 제조 방법 등은 널리 공지된 기술이므로, 공지 문헌을 참고하면 된다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 폴리카보네이트 플레이트와 상기 폴리아크릴 플레이트의 두께 비는 크게 제한되는 것은 아니지만, 폴리카보네이트 플레이트의 두께가 폴리아크릴 플레이트의 두께보다 큰 것이 바람직하다. 구체적으로, 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트의 두께 비가 1:0.01~0.9, 구체적으로 1:0.02~0.5, 보다 구체적으로 1:0.02~0.2인 것이 내충격성 및 내마모성의 향상과 그레이팅의 전체 구조 안정성을 더 확보할 수 있는 측면에서 더 바람직할 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
일 양태로, 상기 투명 복합 플레이트는 폴리카보네이트 시트와 폴리아크릴 시트가 공압출되어 제조된 압출시트일 수 있으며, 공압출 방법은 널리 공지된 기술이므로, 공지 문헌을 참고하면 된다.
일 양태로, 상기 투명 복합 플레이트는 상기 폴리카보네이트 플레이트와 상기 폴리아크릴 플레이트의 사이에 투명 접착층이 위치하는 접착시트일 수 있다. 구체적으로, 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트의 견고한 접합을 위하여, 이들 사이에 투명 접작제를 사용하여 이들을 접합할 수 있다. 즉, 상기 접착시트는 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트의 사이에는 투명 접착층이 더 존재할 수 있다. 상기 투명 접착제는 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트를 접착할 수 있으면서 동시에 최종 접착층 형성 시 투명을 유지할 수 있는 것이라면 OCA(Optical Clear Adhesive) 또는 OCR(Optical Clear Resin) 등, 공지된 다양한 것들을 사용할 수 있다.
상기 대전방지 하드 코팅층은 외부와 접촉할 수 있는 그레이팅의 표면 상 모두에 형성되는 것이 우수한 제전성을 확보할 수 있는 측면에서 바람직하다. 구체적으로, 대전방지 하드 코팅층은 경제성 측면에서 투명 복합 플레이트의 상면과 프레임의 외면에 형성될 수 있으며, 보다 우수한 제전성의 확보를 위한 측면에서 투명 복합 플레이트의 전체면과 프레임의 전체면에 형성될 수 있다. 하지만 이는 바람직한 일 예로서 설명된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 프레임의 재질은 제한되지 않으나, 강도, 강성 등의 물리적 물성 및 구조 안정성이 보장된 알루미늄, 마그네슘, 철 또는 이들의 합금 등의 금속재 또는 다양한 범용수지를 포함하는 강화 플라스틱재 등 다양한 공지된 것들이 사용될 수 있다.
상기 투명 복합 플레이트 및 상기 프레임의 두께, 크기 등의 규격은 요구 강도에 따라 적절히 설계, 변경할 수 있는 사항이므로, 제한되지 않는다.
본 발명의 일 예에 있어서, 경우에 따라, 투명 복합 플레이트 또는 프레임에 제전 기능을 더 향상시키는 물질 및/또는 안료, 스티커 등을 이용한 식별부재가 형성될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 복합 플레이트의 일면에 안료를 포함하는 도료층이 더 도포될 수 있고, 이러한 수단으로 경고 표시 등을 위한 식별부재가 형성될 수 있다. 그레이팅은 하부에 배치된 각종 설비의 확인이 용이하도록 투명하게 제작됨에 따라 유지보수나 설치 및 해체작업 중 작업자로부터 혼동이 발생될 수 있으나, 식별부재가 그레이팅 상에 형성될 경우, 작업자의 혼동을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 투명 복합 플레이트는 손잡이 부재를 더 포함할 수 있다. 유지, 보수 등의 작업이 요구될 때 투명 복합플레이트는 프레임으로부터 탈착될 수 있으며, 이를 위해 손잡이 부재가 투명 복합 플레이트에 형성될 수 있다. 손잡이 부재의 일 예로 다양한 수단이 적용될 수 있으며, 예컨대 볼록 형성부, 오목 형성부, 관통된 홀 등의 형태를 가질 수 있다. 상기 손잡이 부재가 형성될 경우, 관통된 홀 형태를 가지는 것이 사용자의 이동을 방해하는 장애물 역할을 하지 않아 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 제전성 투명 그레이팅은 각 구성들의 결합을 위해, 체결부재, 볼트, 너트 등 다양한 부품들을 더 포함할 수 도 있고, 이를 위한 홀이 더 형성될 수 있으며, 이들 부품의 외면에도 대전방지 하드 코팅층이 형성될 수 있다. 이러한 구조를 형성하기 위한 부자재들에 대한 구성은 KR20-0447128Y1에 구체적으로 기술되어 있으므로, 이를 참고할 수 있다.
상기 대전방지 하드 코팅층은 대전방지성 광경화형 수지 조성물이 코팅 및 경화되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 투명 복합 플레이트 또는 프레임의 일면에 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물을 도포하고, 활성 에너지선을 조사하여 경화도막으로 형성함으로써 얻어지는 것일 수 있다. 상기 도포 방법으로는 예를 들면, 다이 코트, 마이크로 그라비어 코트, 그라비어 코트, 롤 코트, 콤마 코트, 에어나이프 코트, 키스 코트, 스프레이 코트, 괘도 코트, 딥 코트, 스피너 코트, 휠러 코트, 브러쉬 도포, 실크 스크린에 의한 솔리드 코트, 와이어바 코트, 플로우 코트, 나이프코트 등을 들 수 있다.
또한, 조성물을 경화하기 위하여, 활성 에너지선으로서 자외선을 사용할 경우, 자외선을 조사하는 장치로서는, 예를 들면, 저압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈할라이드 램프, 무전극 램프(퓨전 램프), 케미컬 램프, 블랙라이트 램프, 수은-제논 램프, 쇼트아크등, 헬륨/가돌리늄 레이저, 아르곤 레이저, 태양광, LED 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 제전성 투명 그레이팅은 바닥재로 용도로 사용될 수 있으며, 구체적으로, 정전기 방지가 요구되는 클린룸의 바닥재로서, 상기 그레이팅 다수가 배열 및 설치되어 사용될 수 있다.
이하 상기 대전방지 하드 코팅층을 형성하는 대전방지성 광경화형 수지 조성물을 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물, 광개시제, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브 및 용매를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브(SWCNT)를 첨가하여 영구적인 대전방지 기능을 구현하였다. 또한, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브(SWCNT)를 첨가하는 경우는 소량을 사용하는 경우에도, 구체적으로 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 4 중량부를 사용하는 경우에도 표면저항이 109 Ω/sq이하인 대전방지 하드 코팅층을 제조할 수 있으며, 표면저항의 변화가 적어 영구적인 대전방지 하드 코팅층을 제공할 수 있음을 발견하였다.
또한 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물, 광개시제, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브를 포함하는 대전방지성 광경화형 수지 조성물을 제공함으로써, 내스크래치성이 우수하고, 부착력이 우수하며, 투과율이 높고, 내화학성을 향상시켜 플라스틱 또는 플라스틱판재의 단점을 극복시킬 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 일 양태는 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물, 광개시제, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브 및 용매를 포함하는 대전방지성 광경화형 수지 조성물이다.
구체적인 예로서 본 발명의 일 양태는 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 광개시제 0.05 내지 10 중량부, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브 0.01 내지 4 중량부 및 용매 10 내지 100 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
일 양태로, 본 발명에 따른 판넬은 상기 제시된 대전방지성 광경화형 수지 조성물을 이용하여 제조되며, 109 Ω/sq이하의 표면저항을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물은 반응성 단량체를 포함하며, 상기 반응성 단량체는 광개시제에 의해 중합가능한 단량체로 분자 구조 내에 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 및 비닐기에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 기능기를 갖는 단량체의 혼합물을 포함하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 1 분자 중에 둘 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트와 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체의 혼합물인 것일 수 있다. 본 발명에서 상기 용어 「(메타)아크릴레이트」란, 아크릴레이트와 메타크릴레이트의 한쪽 또는 양쪽을 말하며, 상기 용어「(메타)아크릴로일기」란, 아크릴로일기와 메타크릴로일기의 한쪽 또는 양쪽을 말한다.
더욱 구체적으로 상기 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 1 내지 6 개의 관능기 또는 그 이상의 다양한 관능기를 가진 단량체를 하나 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 수지 조성물의 작업 점도와 기재 부착성, 내스크래치성 등을 고려하여 1 내지 6관능 단량체들을 사용하여 점도 및 내스크레치성 등을 조절할 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 구체예로서는, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 3-메틸-1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 2-메틸-1,8-옥탄디올디(메타)아크릴레이트, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 2가 알코올의 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트의 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 1몰에 4몰 이상의 에틸렌옥사이드 혹은 프로필렌옥사이드를 부가해서 얻은 디올의 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 1몰에 2몰의 에틸렌옥사이드 혹은 프로필렌옥사이드를 부가해서 얻은 디올의 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 트리스(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다관능 (메타)아크릴레이트(A1)는, 1종으로 사용할 수도 있으며 2종 이상 병용할 수도 있다.
더욱 구체적으로, 3관능 이상의 단량체로서 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등의 펜타에리스리톨 또는 디펜타에리스리톨계 다관능성 아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 에틸렌옥사이드 부가형 트리메티롤프로판 트리아크릴레이트(EO-TMPTA), 글리세린 프로필렌옥사이드 부가형 트리아크릴레이트 (PETTA) 등을 사용할 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
2관능 단량체로, 헥산디올 디 (메타)아크릴레이트, 부탄디올 디 (메타)아크릴레이트, 네오페닐글리콜 디 아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디 아크릴레이트, 노닐프로필렌글리콜 디 아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디 아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디 (메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디 메타 아크릴레이트, 테트라트리 에틸렌 글리콜 디 아크릴레이트, 에톡시레이트디비스페놀에이 디 (메타)아크릴레이트 및 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 등이 있다.
또한 1관능 단량체로, 알킬메타크릴레이트, 알킬아크릴레이트 등의 아크릴계 단량체로서, 더욱 구체적으로 예를 들면 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가형 페녹시에틸 아크릴레이트, 2-(2-에톡시)에틸 아크릴레이트, 노닐페닐 아크릴레이트, 에폭시 모노아크릴레이트, 옥시에틸페놀 아크릴레이트 및 이소보닐 (메타)아크릴레이트 등의 다양한 공중합 단량체를 채택할 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체는 구체적으로 예를 들면, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올모노(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜모노(메타)아크릴레이트 등의 2가 알코올의 모노(메타)아크릴레이트; 트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드(EO) 변성 트리메틸올프로판(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드(PO) 변성 트리메틸올프로판디(메타)아크릴레이트, 글리세린디(메타)아크릴레이트, 비스(2-(메타)아크릴로일옥시에틸)히드록시에틸이소시아누레이트 등의 3가의 알코올의 모노 또는 디(메타)아크릴레이트, 혹은, 이들 알코올성 수산기의 일부를 ε-카프로락톤으로 변성한 수산기를 갖는 모노 및 디(메타)아크릴레이트; 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트 등의 1관능의 수산기와 3관능 이상의 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물, 혹은, 당해 화합물을 추가로 ε-카프로락톤으로 변성한 수산기를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트; 디프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트 등의 옥시알킬렌쇄를 갖는 (메타)아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리옥시부틸렌-폴리옥시프로필렌모노(메타)아크릴레이트 등의 블록 구조의 옥시알킬렌쇄를 갖는 (메타)아크릴레이트; 폴리(에틸렌글리콜-테트라메틸렌글리콜)모노(메타)아크릴레이트, 폴리(프로필렌글리콜-테트라메틸렌글리콜)모노(메타)아크릴레이트 등의 랜덤 구조의 옥시알킬렌쇄를 갖는 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들을 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물은 4관능성 이상의 다관능성 아크릴레이트계 단량체와, 1 내지 3관능성 아크릴레이트계 단량체를 혼합한 다관능성 아크릴레이트계 단량체와, 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체를 혼합하여 사용하는 것일 수 있다.
더욱 구체적으로, 다관능성 아크릴레이트계 단량체 100중량부에 대하여, 수산기와 (메타)아크릴로일기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체 10 내지 200 중량부를 채택할 수 있으며, 더욱 구체적으로 다관능성 아크릴레이트계 단량체 100 중량부에 대하여, 수산기와 (메타)아크릴로일기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 단량체를 10 내지 50 중량부를 포함하도록 하여, 광경화형 수지 조성물의 코팅 점도와 내스크래치성 등을 조절하는 것이 좋지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 광개시제는 자외선에 의해 중합을 개시할 수 있는 개시제로서, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 이러한 광개시제로는 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 올리고{2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판온}, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-2-모르폴리노(4-티오메틸페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄온 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 등의 벤조인계 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조인디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드계 화합물; 벤질(디벤조일), 메틸페닐글리옥시에스테르, 옥시페닐아세트산2-(2-히드록시에톡시)에틸에스테르, 옥시페닐아세트산2-(2-옥소-2-페닐아세톡시에톡시)에틸에스테르 등의 벤질계 화합물; 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸-4-페닐벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐설파이드, 아크릴화벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논, 4-메틸벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 2-이소프로필티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 2,4-디클로로티오잔톤 등의 티오잔톤계 화합물; 미힐러케톤, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등의 아미노벤조페논계 화합물; 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논, 1-[4-(4-벤조일페닐설파닐)페닐]-2-메틸-2-(4-메틸페닐설포닐)프로판-1-온, 히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1(4-(메틸티오)페닐)-2-몰포리닐-1-프로판, 히드록시케톤, 벤질디메틸케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 비스아실포스핀옥사이드, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 및 포스핀옥사이드 페닐비스(2,3,6-트리메틸벤조일) 등이 사용될 수 있다. 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 이용할 수 있다. 상기 광개시제는 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100중량부에 대하여, 0.05 내지 10 중량부, 더욱 구체적으로 0.1 내지 10 중량부로 첨가되는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로 상기 카르복실산기로 표면 개질된 단일벽카본나노튜브(SWCNT)에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 단일벽카본나노튜브를 채택함으로써, 다중벽탄소나노튜브(multi-wall carbon nanotube)에 비하여 현저한 분산성과 투명성 및 우수한 장기성능 유지성을 가지는 점에서 매우 우수하며, 특히 표면개질재로 아크릴산 또는 메타크릴산 등의 카르복실산기를 포함하는 중합체 또는 공중합체를 이용하여 표면개질 함으로써, 특이하게 SWCNT를 사용함에 따른 색상변화가 적고, 투명성이 매우 우수하여 더욱 좋은 코팅 특성을 제공할 수 있다.
일 양태로, 상기 카르복실산기를 가지는 고분자는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 등의 카르복실산을 갖는 중합체 또는 이들 단량체를 포함하여 제조된 공중합체 일 수 있으며, 공중합체의 경우 상기 단량체가 30몰% 이상의 단위를 포함하는 것일 수 있다.
상기 공중합가능한 메타크릴계 또는 아크릴계 단량체는 알킬메타크릴레이트, 알킬아크릴레이트 등의 아크릴계 단량체로서, 예를들면 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가형 페녹시에틸 아크릴레이트, 2-(2-에톡시)에틸 아크릴레이트, 노닐페닐 아크릴레이트, 에폭시 모노아크릴레이트, 옥시에틸페놀 아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트 등의 다양한 공중합 단량체를 채택할 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다. 좋게는 폴리아크릴산, 폴리아크릴산메틸메타크릴레이트의 공중합체 등이 있다.
또한 본 발명의 일 양태에서 표면개질하는 방법은 상기 중합체 용액에 SWCNT를 투입하여 격렬히 혼합함으로써, 또는 중합 중에 SWCNT를 투입함으로써, SWCNT의 표면에 극성기인 카르복실산이 흡착 결합되어 표면 코팅하는 것일 수 있다.
본 발명에서 SWCNT를 표면개질 없이 분산한 후 SEM 사진(도 5 좌측)에서는 SWCNT와 SWCNT간의 연결이 부족하지만, 본 발명의 표면개질을 한 것(도 5 우측)은 SWCNT와 SWCNT가 서로 크로스 되어 잘 융착되어 서로 연결되는 네트워크 구조가 형성되는 것을 알 수 있어 물성에서 많은 향상이 있는 것으로 생각되어진다.
본 발명의 일 양태에서 상기 표면개질 SWCNT의 함량은 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 0.01 내지 4 중량부로 첨가되는 것이 좋다. 그 함량이 0.01 중량부 미만으로 첨가되면, 표면저항을 낮추는 효과가 미미하며, 4 중량부를 초과하면, 표면저항을 낮출 수는 있으나, 부착성이 저하될 수 있으며, 투과율이 낮아져 시인성이 떨어질 수 있다. 더욱 구체적으로 0.02 내지 2 중량부, 더욱 구체적으로 0.03 내지 1 중량부로 포함할 수 있으며, 상기 범위에서도 표면저항이 109 Ω/sq이하인 물성을 만족할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 용매는 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물의 점도를 조절하고, 박막의 코팅을 수행하도록 하기 위하여 포함되는 것일 수 있다. 상기 용매의 구체적인 예를 들면 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, t-부탄올 등의 알코올류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥산온 등의 케톤류 등을 들 수 있다. 이들 용제는, 1종으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 그 함량은 도포가 용이하도록 조절하여 사용될 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 10 내지 100 중량부를 사용하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 추가적으로 평활제를 더 포함할 수 있다. 평활제는 판넬 기재의 표면에 상기 조성물을 코팅할 때, 표면 평활도 및 표면 슬립 기능을 부여함에 동시에 내스크래치 개선 효과를 부여하는 것으로서, 구체적으로 예를 들면, 실리콘 아크릴레이트계 평활제, 비실리콘 아크릴레이트계 평활제 및 아크릴레이트 폴리 실록산계 평활제 등이 이용될 수 있다. 상업적으로 UCB Chemical의 실리콘 아크릴레이드계인 Ebecryl 350 등을 들 수 있다. 상기 평활제는 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 3중량부로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 추가적으로 다관능성 올리고머를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 다관능성 올리고머를 포함하는 경우, 표면 평활성이 더욱 좋아지고 광투과도도 좋아지는 효과를 가진다. 상기 다관능성 올리고머는 다관능성 아크릴레이트 올리고머인 것일 수 있으며, 다관능성 아크릴레이트 올리고머는 굴절률이 1.45 내지 1.55이고, 분자량이 500 내지 10,000인 것일 수 있다.
구체적인 예를 들면, 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 방향족 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 아크릴릭 아크릴레이트 올리고머 또는 이들의 임의의 혼합물일 수 있다.
구체적으로 상기한 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 CN8000NS(6관능기, 점도 14,000cps@25℃, Satomer사), CN8007NS(4관능기, 점도 1,250cps@25℃, Satomer사), CN8009NS(3관능기, 점도 517cps@25℃, Satomer사), CN8011NS(6관능기, 점도 6,800cps@25℃, Satomer사), CN8881NS(2관능기, 점도 20,000~40,000cps@60℃, Satomer사), CN9001NS(2관능기, 점도 46,500cps@60℃, Satomer사), CN9010NS(6관능기, 점도 2,200cps@60℃, Satomer사), CN9013NS(9관능기, 점도 10,000cps@60℃, Satomer사), 미라머 PU210(2관능기, 점도 40,000cps@25℃, 미원상사), 미라머 PU340(3관능기, 점도 75,000cps@25℃, 미원상사), 미라머 PU610(6관능기, 점도 100,000cps@25℃, 미원상사), 미라머 PU620(6관능기, 점도 60,000cps@25℃, 미원상사), 미라머 PU664(6관능기, 점도 61,000@25℃, 미원상사), 미라머 SC2153(10관능기, 점도 140,000cps@25℃, 미원상사), 에베크릴 1290(6관능기, 분자량(MW) 약 1,000, 에스케이사이텍), 에베크릴 1290K(6관능기, 분자량(MW) 약 1,000, 에스케이사이텍), 에베크릴 5129(6관능기, 분자량 약 800, 에스케이사이텍), 또는 이들의 임의의 혼합물을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기한 방향족 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 CN975NS(6관능기, 점도 500cps@60℃, Satomer사), CN978NS(2관능기, 점도 3,200cps@60℃, Satomer사), 미라머 PU280(2관능기, 점도 50,000cps@25℃, 미원상사), 미라머 PU640(6관능기, 점도 30,000cps@25℃, 미원상사), AH-600(2관능기, 점도 2,000~4,000cps@50℃, Kyoeisha사), AT-600(4관능기, 점도 10,000~20,000cps@25℃, Kyoeisha사), 또는 이들의 임의의 혼합물을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기한 폴리에스터 아크릴레이트 올리고머는 CN294E(4관능기, 점도 5,500cps@60℃, Satomer사), CN7001NS(2관능기, 점도 2,500cps@25℃, Satomer사), 미라머 PS460(2관능기, 점도 40,000cps@25℃, 미원상사), 미라머 PS610(6관능기, 점도 40,000cps@25℃, 미원상사), 에베크릴 830(6관능기, 점도 50,000cps@25℃, 에스케이사이텍), 에베크릴 800(4관능기, 점도 14,000cps@25℃, 에스케이사이텍), 또는 이들의 임의의 혼합물을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기한 에폭시 아크릴레이트 올리고머는 CN104NS(2관능기, 점도 18,900cps@49℃, Satomer사), CN2003NS(2관능기, 점도 3,495cps@60℃, Satomer사), 미라머 PE110(단관능기, 점도 140cps@25℃, 미원상사), 미라머 PE230(2관능기, 점도 500cps@25℃, 미원상사), 미라머 PE320(3관능기, 점도12,000cps@25℃, 미원상사), 에베크릴 600(2관능기, 점도 3,000cps@25℃, 에스케이사이텍), 에베크릴 3416(4관능기, 점도 18,000cps@25℃, 에스케이사이텍), 또는 이들의 임의의 혼합물을 사용할 수 있다.
구체적으로 상기한 아크릴릭 아크릴레이트 올리고머는 에베크릴 740-40TP(점도 8,500cps@25℃, 에스케이사이텍), 에베크릴 741(점도 4,500cps@25℃, 에스케이사이텍), 에베크릴 767(점도 8,500cps@25℃, 에스케이사이텍), 에베크릴 1710(점도 26,000cps@25℃, 에스케이사이텍), 또는 이들의 임의의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 다관능성 올리고머의 함량은 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100중량부에 대하여, 0.1 내지 50 중량부 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 전도성고분자 또는 도전성 금속입자에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분을 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브(SWCNT)와 상기 전도성고분자 및 도전성 금속입자의 혼합된 상태는 기재와의 코팅성이 더욱 우수해지는 효과를 부여할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 요구되는 특성에 따라 중합금지제, 표면조정제, 대전방지제, 소포제, 점도조정제, 내광안정제, 내후안정제, 내열안정제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 레벨링제, 유기 안료, 무기 안료, 안료분산제, 유기 비드 등의 첨가제; 산화규소(실리카 입자), 산화알루미늄, 산화티타늄, 지르코니아, 오산화안티몬 등의 무기 충전제 등을 더 포함할 수 있다.이들은 1종으로 사용할 수 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
일 양태로 상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 투명판재 상에 플로우코팅, 스프레이코팅, 딥코팅 및 나이프코팅 등의 다양한 코팅방법으로 코팅하고, 광경화하여 제조할 수 있다.
상기 대전방지 하드 코팅층은 대전방지성 광경화형 수지 조성물을 이용하여 형성되며, 109 Ω/sq 이하, 더욱 구체적으로 106 내지 109 Ω/Sq의 표면저항을 가질 수 있다. 또한 상기 폴리카보네이트 시트의 경우에 광투과도가 85% 이상, 더욱 좋게는 95% 이상일 수 있으며, 연필경도가 1H, 더욱 좋게는 2H 이상을 만족할 수 있다.
또한, 하기 식 1로 표시되는 표면저항 변화율 △S가 102 Ω/sq 이하인, 더욱 구체적으로 100 내지 102 Ω/sq인 것일 수 있으며, 영구적인 대전방지성을 나타낼 수 있는 대전방지 하드 코팅층을 형성할 수 있다.
[식 1]
△S = S2 - S1
상기 식 1에서, 상기 S2는 480 mJ/㎠로 20 시간동안 UV조사 후 측정된 표면저항이고, 상기 S1은 UV조사 전 측정된 표면저항이다.
또한 투과율이 90%이상으로 투명성이 우수하며, 표면 경도가 1H이상인 대전방지 하드 코팅층을 형성할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 표면저항(Ω/sq) 측정방법
MITSUBISHI HIRESTA MCP-HT450을 이용하여 표면저항을 측정하였다.
계측조건 인가전압 : 10 V(계측 중 9.99×1010 초과 시 100 V로 전환),
PROBE: URS TYPE
2. 투과율
ASTM D1003-13(측정법 A)로 Konica Minolta사의 CM-5(분광측색계)장비를 활용하여 투과율을 측정하였다.
3. 연필경도(미스비시연필)
JIS K 5600-5-4:1999의 방법으로 측정하였다.
1) 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브의 제조
중량평균분자량이 12,000인 폴리아크릴산 중합체 5 g을 n-프로판올 1 ℓ에 투입한 후, 초음파를 이용하여 완전히 용해하였다. 상기 프로판올 용액에 SWCNT(직경: 1.6±0.6 nm, 길이: 5 ㎛ 이상) 0.5 g을 넣고 초음파 및 자력교반기를 이용하여 30 분간 추가 혼합과정을 진행하여 혼합물을 제조하였다. 이어서 고압분산기를 이용하여 30,000 psi의 압력으로 고압분사하여 SWCNT-Sol을 얻었다.
2) 대전방지성 광경화형 수지 조성물의 제조
광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물로, 6관능 아크릴레이트 DPHA(Dipentaerythritolhexaacrylate) 10g, 3관능 아크릴레이트 PETA(Pentaerythritoltriacrylate 3g 및 2-HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate) 3g을 준비하였다.
별도로 준비된 비이커에 상기 준비된 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 광개시제(2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온) 10 중량부 및 이소프로필알콜 50 중량부를 넣어 교반하고, 상기 제조된 SWCNT-Sol의 고형분 함량으로 0.5 중량부를 첨가한 후, 교반하여 대전방지성 광경화형 수지 조성물을 제조하였다.
상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물을 10 ㎜두께의 폴리카보네이트(Polycarbonate) 시트 상에 플로우 코팅한 후, 상온에서 1 분간 방치하여 흐름성(레벨링)을 주어 코팅면에 평탄화 작업을 진행한 후, 100℃로 가열된 강제통풍오븐에 넣은 뒤 1 분간 열처리 한 후, 480 mJ/㎠로 자외선이 조사되는 자외선 경화기(레이닉스사의 「RX-C29ud」, 램프 : 120 W/㎝, 고압 수은등)에 넣어 경화시켰으며, 최종 대전방지 판넬을 제조하였다.
표면저항은 1.32 × 106 Ω/sq이고, 투과율은 90%, 연필경도는 1H였다. 또한, 자외선에 대한 내성을 확인하기 위해 480 mJ/㎠로 조사되는 자외선에 일정시간 방치하여 자외선의 내구성에 대한 차이를 확인하였다. 표 1에 기재하였듯이, 시간이 20 시간 경과하여도 표면저항의 차이가 전혀 발생하지 않았다. 즉 조건에 따른 표면저항의 차이가 일정한 값을 보였다.
실시예 1에서 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여, 5 중량부의 우레탄 아크릴레이트 올리고머 CN8000NS(6관능기, 점도 14,000 cps(at 25℃), Satomer사)를 더 추가한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
그 결과 표면저항은 2.1×106 Ω/sq, 자외선에 대한 내구성은 20 시간 동안 조사하여도 6.1×106 Ω/sq으로 우수하였으며, 특히 표면경도가 2H, 투과율이 91%로 더욱 우수한 효과를 나타내었다.
[비교예 1]
PEDOT(in water/고형분 1%/ 수양켐텍) 3 g을 비이커에 500 ㎖에 넣고 6관능기 아크릴레이트 DPHA 10 g과 3관능기 아크릴레이트 PETA 3 g, 단관능기 아크릴레이트 2-HEMA 3 g, 광개시제 18-184 1.6 g을 넣고 희석제인 IPA 82.4 g을 넣고 자력교반기를 이용하여 혼합시켰다. 이후 10 ㎜두께의 폴리카보네이트 기판에 Flow coating 하였으며, 이후 상온에서 1분간 방치 후 100℃의 오븐에서 1분간 열처리하였다. 최종 480 mJ/㎠로 자외선이 조사되는 자외선 경화기에 넣어 박막화 하였다. 제조된 코팅면의 표면저항을 측정한 결과 및 광투과도를 측정한 결과를 표면저항은 9.25 × 106 Ω/sq이고, 투과율은 85%였으며, 연필경도는 HB였다.
그러나 실시예 1과 비하여 표면저항이 열세였으며, 또한 자외선 경화를 실시하는 경우 표면저항이 현저히 증가하였으며, 실제 사용 시 내구성이 나쁘며, 초기의 표면저항의 유지를 위해서도 더 많은 전도성 고분자가 사용되어야 하는 것임을 알 수 있고, 이 경우 광투과도가 현저히 낮아져서 실제 사용에서는 문제점을 가지는 것임을 알 수 있다. 또한, 480 mJ/㎠로 조사되는 자외선에 일정시간 방치하여 자외선의 내구성에 대한 차이를 확인하였다. 표 1에 기재하였듯이, 자외선 조사 1시간 후 스펙 아웃되는 현상이 발견되었다.
[비교예 2]
실시예 1에서 폴리아크릴산 대신에 분자량 10,000의 폴리비닐알콜(79%비닐화)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 것을 사용하였다. 그 결과, 표면저항이 3.18×107 Ω/sq이었으며, 투과율이 80%로 낮아졌음을 알 수 있고, 또한 자외선조사 직후 1 시간 이내 표면저항이 1.02×1011 Ω/sq로 증가하였다. 따라서 광투과도와 내구성에서 다소 열세임을 알 수 있다.
[비교예 3]
실시예 1에서 SWCNT를 폴리아크릴산으로 처리하지 않은 무처리 SWCNT를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
그 결과, 광투과도에서는 동일한 수준을 유지 하였지만, 코팅면의 이물질이 발견되고, 또한 표면저항이 구간마다 달라져서 정전기 방지 효과가 감소함을 알 수 있어서 제품으로 사용할 수 없었다.
[비교예 4]
실시예 1에서 SWCNT 대신에 MWCNT(직경: 20 nm, 길이: 12 ㎛이상)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 그 결과 면저항 2.30×107 Ω/sq이나, 투과율이 70%로서, 매우 열세여서 본 발명의 목적에 사용할 수 없을 정도였다.
[비교예 5]
실시예 1에서 SWCNT 대신에 ATO(입자구경 30nm)를 사용하였으며, 이를 분산하기 위해 비드밀(비드크기:0.2 mm)을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 그 결과 표면저항 2.30×107 Ω/sq이 구현되었지만, 투과율이 40%로서, 매우 열세여서 본 발명의 목적에 사용 할 수 없을 정도였다.
[비교예 6]
실시예 1에서 SWCNT 대신에 ITO(입자구경 30 nm)를 사용하였으며, 이를 분산하기 위해 비드밀(비드크기:0.2 mm)을 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 그 결과 표면저항 1.70 × 107 Ω/sq이 구현되었지만, 투과율이 60%로서, 매우 열세여서 본 발명의 목적에 사용 할 수 없을 정도였다.
하기 표 1은 480 mJ/㎠로 자외선을 조사하여 자외선에 대한 내구성(표면저항율의 변화)을 확인한 결과이다.
UV조사시간 비교예 1 실시예 1
조사 전
(0 min)		 9.25×106 1.32×106
1 시간 OVER
(9.99×1011 초과)		 4.28×106
3 시간 OVER
(9.99×1011 초과)		 4.35×106
6 시간 OVER
(9.99×1011 초과)		 5.10×106
10 시간 OVER
(9.99×1011 초과)		 5.91×106
20 시간 OVER
(9.99×1011 초과)		 7.24×106
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 비교예 1의 경우는 UV조사 후 표면저항이 크기 증가하였으나, 실시예 1의 경우 표면저항이 1×109 이하로 지속적으로 유지되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 상기와 같이 제조된 시편을 활용하여 연필경도, 광투과율, 내마모테스트를 측정하였으며, 하기 표 2는 연필경도 측정결과를 나타낸 것이다. 연필경도는 ASTM D3363과 같이 500 g 하중에서 측정하였다.
연필경도(하중 500 g) 비교예 1 실시예 1 실시예 2
경도 HB 1H 2H
비교예 1에 비교하여 실시예 1 및 실시예 2의 연필경도가 더욱 높은 것을 확인하였다.
하기 표 3은 투과율 측정결과이다. 투과율의 경우 ASTM D1003에 의하여 CM-5를 통해 측정되었다.
광투과율
(장비명:CM-5)		 비교예 1 비교예 5 비교예 6 실시예 1 실시예 2
측정결과 85% 40% 60% 90% 91%
비교예 1, 비교예 5, 비교예 6에 비교하여 실시예 1 및 실시예 2의 광투과율이 더욱 우수함을 확인하였다.
하기 표 4는 부착력 측정결과이다. 부착력의 경우에 JIS K 5600-5-6의 방법을 활용하여, 크로스커터를 사용하여 플라스틱 판재위에 형성된 박막의 부착력을 테스트하였다.
부착력테스트 비교예 1 실시예 1
실험결과 0 0
100 : 투명 복합 플레이트, 110 : 폴리카보네이트 플레이트,
120 : 폴리아크릴 플레이트, 130 : 대전방지 하드 코팅층,
150 : 볼록부, 160 : 테두리부,
160 : 손잡이 부재(손잡이용 홀), 170 : 고정볼트 홀
200 : 프레임, 210 : 걸림턱, 220 : 내부 투영 공간,
DP : 투명 복합 플레이트의 최소 길이, DF : 프레임의 최장 길이

Claims (13)

  1. 폴리카보네이트 플레이트와 폴리아크릴 플레이트가 적층된 투명 복합 플레이트;
    상기 투명 복합 플레이트가 안착되도록 프레임의 내측에 걸림턱이 형성되되, 상기 걸림턱이 프레임의 내측을 따라 가이드하여 형성되는 내부 투영 공간이 형성되는 프레임; 및
    상기 투명 복합 플레이트와 상기 프레임의 표면 상에 형성되는 대전방지 하드 코팅층;을 포함하며,
    상기 투명 복합 플레이트는, 상기 폴리카보네이트 플레이트와 상기 폴리아크릴 플레이트가 공압출되어 제조된 투명 압출시트이거나, 또는 상기 폴리카보네이트 플레이트와 상기 폴리아크릴 플레이트의 사이에 형성된 접착층을 포함하는 투명 접착시트이며,
    상기 투명 복합플레이트의 테두리 영역과 상기 걸림턱이 서로 접하여 상기 투명 복합플레이트 및 프레임이 서로 결합되는 제전성 투명 그레이팅.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 복합 플레이트의 최소 길이는 상기 내부 투영 공간의 최장 길이보다 큰 것인 제전성 투명 그레이팅.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 복합 플레이트는 일면부에 플레이트의 내측으로 단차가 형성되는 볼록부를 가지며,
    상기 볼록부는 상기 내부 투영 공간에 대응하여 끼움결합되되, 상기 내부 투영 공간을 형성하는 걸림턱의 내측면에 접하여 끼움 결합되는 제전성 투명 그레이팅.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리카보네이트 플레이트와 상기 폴리아크릴 플레이트의 두께 비는 1:0.01~0.9인 제전성 투명 그레이팅.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 투명 복합 플레이트 및 상기 내부 투영 공간의 형상은 사각형이며,
    상기 투명 복합 플레이트의 최장 대각 길이는 상기 내부 투영 공간의 최장 대각 길이보다 큰 것인 제전성 투명 그레이팅.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지 하드 코팅층은 대전방지성 광경화형 수지 조성물이 코팅 및 경화되어 형성되며,
    상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물, 광개시제, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브 및 용매를 포함하는 제전성 투명 그레이팅.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물 100 중량부에 대하여 광개시제 0.05 내지 10 중량부, 카르복실산기를 가지는 고분자로 표면 개질된 단일벽탄소나노튜브 0.01 내지 4 중량부 및 용매 10 내지 100 중량부를 포함하는 제전성 투명 그레이팅.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 평활제 및 다관능성 올리고머 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 제전성 투명 그레이팅.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 대전방지성 광경화형 수지 조성물은 전도성 고분자 및 도전성 금속입자 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 제전성 투명 그레이팅.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 광경화성 (메타)아크릴레이트 단량체 조성물은 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체 및 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 제전성 투명 그레이팅.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 대전방지 하드 코팅층은 표면저항이 109 Ω/sq 이하이고, 하기 식 1로 표시되는 표면저항 변화율 △S가 102 Ω/sq 이하인 것인 제전성 투명 그레이팅.
    [식 1]
    △S = S2 - S1
    (상기 식 1에서, S2는 480 mJ/cm2로 20 시간 동안 자외선 조사 후 측정된 표면저항이고, S1은 자외선 조사 전 측정된 표면저항이다)
  13. 제7항에 있어서,
    상기 대전방지 하드 코팅층은 투과율이 90% 이상이며, 표면경도가 1H 이상인 것인 제전성 투명 그레이팅.
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