KR102125401B1 - 인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법, 이로부터 제조된 하이브리드 전도성 고분자 및 이를 이용한 대전방지 코팅액 - Google Patents

인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법, 이로부터 제조된 하이브리드 전도성 고분자 및 이를 이용한 대전방지 코팅액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 전기전도도 및 기계적 특성을 나타내는 탄소나노소재를 이용하여 인시튜(In-situ) 공정을 기반으로 제조되는 하이브리드 전도성 고분자 및 상기 하이브리드 전도성 고분자를 통해 전도도, 기계적 특성의 향상과 동시에 내구성 및 열 안정성이 강화된 대전방지 코팅액 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법, 이로부터 제조된 하이브리드 전도성 고분자 및 이를 이용한 대전방지 코팅액{Method for preparing carbon nano materials/PEDOT:PSS hybrid conductive polymer based on In-situ process, hybrid conductive polymer made therefrom and anti-static coating agent using the same}
본 발명은 우수한 전기전도도 및 기계적 특성을 나타내는 탄소나노소재를 이용하여 인시튜(In-situ) 공정을 기반으로 제조되는 하이브리드 전도성 고분자; 및 상기 하이브리드 전도성 고분자를 이용하여 제조되는, 전도도, 기계적 특성의 향상과 동시에 내구성 및 열 안정성이 강화된 대전방지 코팅액;에 관한 것이다.
전도성 고분자는 투과도, 유연성, 휴대용 및 저가라는 장점을 지니고 있어 현재 디스플레이 및 전자기기제품에 다양하게 응용되고 있다.
대표적인 전도성 고분자로는 폴리피롤(Polypyrrole), 폴리아닐린(Polyaniline), PEDOT:PSS[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene): Poly(styrenesulfonate)]등이 있다.
하지만 이러한 유기 전도성 고분자는 기계적 특성이 약하여, 용액 코팅 후의 필름 내구성과 내열성이 떨어지는 문제가 있다.
탄소나노소재는 휨에 강하고 전도성, 기계적 강도가 높기 때문에 전자 소자에 응용 가능한 훌륭한 재료이다.
현재 용액공정 기반의 코팅액 제조 시 탄소나노소재를 수용액상에 분산시킨 후 바인더, 분산제, 계면활성제, 용매 및 물을 혼합한 용액에 첨가시켜 하이브리드(Hybrid) 코팅액으로 제조하여 그 효과를 기대하였다.
그러나, 탄소나노소재를 대전방지 코팅액으로 사용하는데 있어 분산력, 투과도, 기판과의 접합성 문제가 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다.
분산성이 떨어지게 되면 고른 코팅면을 구현할 수가 없고, 투과도가 떨어지며, 추후 기판과의 접합성이 떨어지는 현상이 나타나 다층 코팅 공정으로의 응용에 장애로 작용하고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제시되는, 인시튜(In-situ) 공정을 기반으로 제조하는 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자, 이를 이용한 대전방지 코팅액 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명과 관련하여 다음의 기술들이 개시된 바 있다.
1) 대한민국 등록특허 10-1003156(등록일자 2010.12.15) '수계 그라핀 용액 및 수계 전도성 고분자 용액의 제조방법'에 대한 기술이 개시된 바 있다.
상기 등록특허는 산 처리를 통한 표면 개질을 시도하여 분산력을 강화시킴으로써, 그라핀 자체의 성능을 저해함과 동시에 처리 공정이 위험하고 까다로움을 수반한다.
하지만 본 발명에서는 다른 분산제의 첨가 없이 전도성 고분자의 원료를 분산제로 사용함으로써 공정이 간단하고 위험성이 낮으며, 탄소나노소재의 분산 안정성을 강화한 새로운 물질로서 상기 등록특허 10-1003156와 차별성을 갖는다.
또한 본 발명은 탄소나노소재의 표면개질을 시도하지 않고, 다른 분산제를 첨가하지 않음으로써 고유의 성능을 최적으로 이끌어 냄과 동시에 분산 안정성을 강화하였고, 또한 코팅액 제조 시 내열성 및 내구성을 확보함으로써 여러 분야의 응용가능성을 넓힐 수 있다.
2) 대한민국 등록특허 10-1034863(등록일자 2011.05.06) '탄소나노튜브를 이용한 대전방지 코팅막 제조방법 및 이에 의해 제조된 대전방지 코팅막'에 대한 기술이 개시된 바 있다.
상기 등록특허는 대부분의 탄소나노소재를 사용하는 코팅액 제조기술과 마찬가지로, 산용액을 사용하여 탄소나노튜브 말단 또는 표면에 히드록시기 및 카르복실기를 도입하는 단계를 거쳐 대전방지 코팅액을 제조한다. 하지만 개질된 탄소나노튜브 분산액에 바인더를 첨가하는 방법으로 제조된 대전방지 코팅액은 그 투과도가 80% 수준을 넘지 못한다.
그러나 본 발명에서는 탄소나노소재를 전도성 고분자와 함께 합성시켜 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 제조하고, 이를 이용하여 코팅액을 제조함으로써 투과도 90%의 높은 수준을 유지하면서 탄소나노소재의 장점인 내열성 및 내구성을 갖는 새로운 물질을 제공함으로써, 상기 등록특허 10-1034863와 차별성을 갖는다.
이외에,
3) '수용성 고분자로 Wrapping 된 그래핀 치환체와 PEDOT/PSS 복합체의 합성 및 특성' (Appl. Chem. Eng., Vol.25, No. 6, December 2014, 581-585)의 비특허문헌이 개시된 바 있다.
상기 문헌은 그래파이트(Graphite)를 산 용액으로 표면 처리하여 그래핀 옥사이드(Graphene oxide;GO)를 제조 후, 다시 환원 작업을 걸쳐 reduced-GO(RGO)를 제조한다.
그리고 이를 초음파분산기를 이용하여 수용액상에서 분산 시킨 후 Polystyrene sulfonic acid와 혼합하고, EDOT을 투입하여 RGO/PEDOT:PSS 복합체를 합성한다. 이렇게 합성된 고분자 복합체는 고체로 얻어지며, 0.5% 미만으로 분산시켰을 때 분산 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명은 상기 문헌과 달리 탄소나노소재의 다른 전처리 과정 없이, 전도성고분자 합성의 원료로 사용되는 물질과 분산시켜 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 제조하고, 수용액 상태로 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 얻을 수 있다.
이렇게 합성된 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자는 분산 안정력이 뛰어나며 대전방지 코팅액에 적용하기 쉽고, 전기 전도도는 상기 문헌 수준과 비교하였을 때 동등 및 그 이상의 값이 구현되는 장점을 지니고 있다.
대한민국 등록특허 10-1003156(등록일자 2010.12.15) 대한민국 등록특허 10-1034863(등록일자 2011.05.06)
수용성 고분자로 Wrapping 된 그래핀 치환체와 PEDOT/PSS 복합체의 합성 및 특성(Appl. Chem. Eng., Vol.25, No. 6, December 2014, 581-585)
기존에 사용되던 탄소나노소재는 뛰어난 기계적 강도와 내열성을 지니고 있으나 용해도(solubility)가 낮아 용액 공정으로 적용 시 분산 공정을 거쳐야 한다. 분산력을 증진시키기 위하여 탄소나노소재의 표면을 개질시키거나, 분산제를 첨가하여 분산용액으로 제조가 가능하기는 하나, 분산 안정력이 떨어지고, 투과도와 부착력이 낮아지는 단점을 지니고 있다.
또한 PEDOT:PSS를 기반으로 제조되던 대전방지 코팅액은 90 % 이상의 높은 투과도와 Flexibiliy가 좋은 장점을 가지고 있으나, 내구성 및 내열성에 취약한 단점을 지니고 있다.
기존의 탄소나노소재를 첨가한 대전방지 코팅액의 경우, 코팅액 제조 시 탄소나노소재 분산액을 소량 첨가하는 방법으로 코팅액을 제조하지만 역시 분산 안정성이 떨어진다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제시되는 것으로서,
탄소나노소재와 PSS를 분산시켜, 별도의 분산제 없이 분산 안정성을 확보하고 이를 반응물로 사용하여 반응시키고 수지공정 및 숙성과정, 분산처리공정을 거쳐 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자 합성함으로써, PEDOT:PSS와 탄소나노소재의 각각의 단점을 보완하여 분산력, 투과도, 내구성 및 내열성을 향상시키고,
이와 같이 합성된 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 이용하여 분산안정성, 투과도, 내열성 및 내구성을 확보할 수 있는 대전방지 코팅액을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 예시의 연구를 거듭한 결과, 수용액상에 탄소나노소재를 분산시킨 용액을 원료로 사용하여 전도성고분자 합성을 진행하고 이를 이용하여 대전방지 코팅액을 제조 하였을 때 선행 기술 방식보다 분산력이 향상되고, 투과도, 내구성 및 내열성 확보가 가능함을 확인하였다.
상기 목적을 달성할 수 있는 상세한 기술구성으로서,
본 발명은 PSS(Poly(styrenesulfonate)) 95.0 ~ 97.0 wt%와 탄소나노소재 3.0 ~ 5.0 wt%의 혼합물을 수용액상에 투입한 후 분산시켜 제1분산용액을 제조하는 단계(S10)와,
상기 제1분산용액에 EDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)를 첨가하되, EDOT와 PSS의 비율이 1 : 2.0 ~ 3.0 중량비가 되도록 첨가한 후, 질소퍼지에 의한 산소 차단상태에서 교반을 통해 분산시켜 제2분산용액을 제조하는 단계(S20)와,
산화제와 개시제를 소량의 물에 녹인 후 상기 제2분산용액에 투입하여 상온에서 20 ~ 30시간동안 반응시키는 단계(S30)와,
상기 단계(S30)를 거쳐 반응이 완료된 용액에 양이온수지와 음이온수지를 첨가한 후 30분 ~ 1시간 30분 동안 교반하여 상기 용액 속의 촉매를 제거하는 단계(S40)와,
상기 단계(S40)를 거친 용액을 1차 필터처리한 후 1시간 ~ 3시간 동안 숙성시키는 숙성단계(S50)와,
초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 사용하여 최종 분산처리한 후 2차 필터처리하여 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 제조하는 단계(S60)를 포함하여 이루어지는. 인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법 및
상기 제조방법을 통해 제조된 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 제공한다.
또한 상기 제시된 하이브리드 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액으로서,
탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 50.0 ~ 90.0 wt%와,
용매 5.0 ~ 45.0 wt%와,
바인더 1.0 ~ 4.0 wt%와,
계면활성제 1.0 ~ 3.0 wt%와,
첨가제 0.02 ~ 12.0 wt%의 혼합으로 구성되는 하이브리드 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액을 제공한다.
본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.
첫째. 탄소나노소재와 PSS를 함께 분산시킨 수용액을 제조하고, 이를 전도성 고분자의 원료로 사용하여 합성함으로써 분산성은 향상시키고, PEDOT:PSS와 탄소나노소재의 장점을 살려 물성 향상 효과를 나타낸다. 또한 합성된 하이브리드(Hybrid) 고분자는 1%의 수분산 용액으로 전기 전도도는 180 ~ 260 S/cm, 표면 저항 2.6 × 103 ~ 2.9 × 104 Ω/ㅁ을 가진다.
둘째. 종래 선행 기술 방식보다 분산력이 향상되고, 투과도, 내구성 및 내열성 확보가 가능하다.
셋째. 탄소나노소재는 기존의 전도성 금속(metal) 보다 전기전도도 및 열전도도가 우수하나 분산의 어려움이 있어 사용이 제한되어왔으나, 본 발명에서 이와 같은 문제를 해결함으로써 코팅액 이외의 전도성 물질 및 방열 등의 소재로 광범위하게 사용할 수 있다는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 in-situ 중합법의 개념도.
도 2는 본 발명의 하이브리드 전도성 고분자 제조방법에 따라 합성된 하이브리드 전도성 고분자의 화학구조 1을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 하이브리드 전도성 고분자 제조방법에 따라 합성된 하이브리드 전도성 고분자의 화학구조 2를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 하이브리드 전도성 고분자 제조방법에 따라 합성된 하이브리드 전도성 고분자의 화학구조 3을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 하이브리드 전도성 고분자 제조방법에 따라 합성된 하이브리드 전도성 고분자의 화학구조 4를 도시한 도면.
도 6은 SWCNT-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 7은 SWCNT 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 8은 MWCNT-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 9는 MWCNT 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 10은 TWCNT-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 11은 TWCNT 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 12는 Graphene-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 13은 Graphene 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 14는 PEDOT:PSS 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진.
도 15는 SWCNT 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 16은 SWCNT 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 17은 MWCNT 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 18은 MWCNT 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 19는 TWCNT 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 20은 TWCNT 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 21은 Graphene 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 22는 Graphene 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프.
도 23은 SWCNT-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 1의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
도 24는 SWCNT-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 2의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
도 25는 MWCNT-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 1의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
도 26은 MWCNT-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 2의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
도 27은 TWCNT-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 1의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
도 28은 TWCNT-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 2의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
도 29는 Graphene-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 1의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
도 30은 Graphene-Hybrid 고분자를 사용하여 대전방지 코팅액 2의 조성으로 제조한 대전방지 코팅액 용액과 film 사진.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 파이렌(pyrene), 안트라센(Anthracene) 등의 벤젠(Benzene)링을 가지고 있는 물질을 함유한 전도성 모노머(PEDOT-like)를 합성하고 탄소나노소재 표면을 개질한 다음 PEDOT 중합시 첨가하여 in-situ 중합(Polymerization)을 이루는, 인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법, 이로부터 제조된 하이브리드 전도성 고분자, 이를 이용한 대전방지 코팅액 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 구체적인 기술 내용에 대해 살펴보도록 한다.
1. 하이브리드 전도성 고분자 제조방법 및 하이브리드 전도성 고분자
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법은,
PSS(Poly(styrenesulfonate)) 95.0 ~ 97.0 wt%와 탄소나노소재 3.0 ~ 5.0 wt%의 혼합물을 수용액상에 투입한 후 분산시켜 제1분산용액을 제조하는 단계(S10)와,
상기 제1분산용액에 EDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)를 첨가하되, EDOT와 PSS의 비율이 1 : 2.0 ~ 3.0 중량비가 되도록 첨가한 후, 질소퍼지에 의한 산소 차단상태에서 교반을 통해 분산시켜 제2분산용액을 제조하는 단계(S20)와,
산화제와 개시제를 소량의 물에 녹인 후 상기 제2분산용액에 투입하여 상온에서 20 ~ 30시간 동안 반응시키는 단계(S30)와,
상기 단계(S30)를 거쳐 반응이 완료된 용액에 양이온수지와 음이온수지를 첨가한 후 30분 ~ 1시간 30분 동안 교반하여 상기 용액 속의 촉매를 제거하는 단계(S40)와,
상기 단계(S40)를 거친 용액을 1차 필터처리한 후 1시간 ~ 3시간 동안 숙성시키는 숙성단계(S50)와,
초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 사용하여 최종 분산처리한 후 2차 필터처리하여 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 제조하는 단계(S60)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1분산용액 제조 단계(S10)에 있어, PSS(Poly(styrenesulfonate))와 수용액상에서 분산시키는 탄소나노소재의 함량이 3.0 wt% 미만인 경우에는 원하는 표면저항을 구현하기 어렵고, 5.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 고점도의 문제가 발생하게 되므로, 상기 탄소나노소재의 함량은 3.0 ~ 5.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 제2분산용액 제조 단계(S20)에 있어, EDOT와 PSS의 함량비율은 원하는 면저항을 구현할 수 있고, 또한 물에 용해될 수 있는 범위를 제시한 것으로서, 상기 제시된 중량비를 유지하는 것이 바람직하다.
상기 제2분산용액 반응 단계(S30)에 있어, 상온에서의 반응시간은 원하는 특성을 구현할 수 있는 분자량을 확보할 수 있도록 최적화된 반응시간으로서, 상기 반응시간 범위 내에서 반응이 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 촉매 제거 단계(S40)에 있어, 교반시간은 촉매 제거를 위해 최적화시긴 시간으로서, 상기 시간 범위 내에서 교반이 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 숙성단계(S50)에 있어, 숙성시간은 촉매를 제거한 후, 용액의 안정화를 위해 최적화된 시간 범위로서, 상기 시간 범위 내에서 숙성이 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조에 사용되는 탄소나노소재는 단일벽 탄소나노튜브(Single-wall carbon nanotube; SWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(Multi-wall carbon nanotube; MWCNT), 얇은벽 탄소나노튜브(Thin-wall carbon nanotube; TWCNT) 또는 그래핀(Graphene) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상이다.
상기 탄소나노소재 자체로는 물에 분산시키는 것이 쉽지 않지만, 전도성 고분자 합성의 원료로 사용되는 PSS(Poly(styrenesulfonate))를 사용하면 분산을 효과적으로 시킬 수 있다.
분산작업은 탄소나노소재와 PSS(Poly(styrenesulfonate))를 무게비로 1:20을 투입하고 수용액 상에서 Ultrasonic homogenizer를 이용하여 30 분간 분산작업을 실시한다.
상기 분산작업을 완료한 후,
PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))의 모노머인 EDOT(3,4-Ethylenedioxythiophene)을 첨가하여 질소를 퍼지시켜 산소를 차단시킨 상태로 Stirring 시키면서 EDOT과 함께 3시간 분산시킨다.
분산 완료 후 산화제와 개시제를 소량의 물에 녹여 니들을 이용하여 반응기에 천천히 투입시킨 후 24시간 동안 상온에서 반응시킨다.
반응 완료된 용액은 수지 처리를 통해 촉매를 제거하고, 숙성 공정을 거친 후 Ultrasonic homogenizer를 이용하여 분산 후처리 후 63 ㎛ 표준망채로 필터링함으로써 완성된 고분자 제품을 얻을 수 있다.
상기 탄소나노소재와 분산처리되는 전도성 고분자로서 Polyaniline, Polypyrrole 등이 적용될 수 있지만 PEDOT:PSS를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 PEDOT:PSS는 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
Figure 112019009023479-pat00001
화학식 1에서 반복단위 개수 n및 m의 상한은 특별히 제한된 것은 아니나 1,000,000 이하인 것을 사용한다. 더욱 바람직하게는 100 ~ 10,000인 것을 사용한다.
상기 PEDOT:PSS에 적용될 수 있는 PSS의 분자량으로는 1,000,000 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 70,000 ~ 1,000,000 이다.
상기 탄소나노소재는 수용액상에 분산 시 PSS와 함께 사용하여 분산작업을 진행하는 것이 바람직하다.
상기 제시된 인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법을 통해 합성된 하이브리드 전도성 고분자의 배열은 도 2 내지 도 5에 도시된 화학구조 1 내지 4의 구조로 가설을 설정할 수 있다.
도 2에 도시된 화학구조 1의 경우, PEDOT:PSS가 합성되는 과정에서 탄소나노튜브와 π- π stacking을 이루며 평행 구조로 배열되는 경우의 3D 모식도이다.
도 3에 도시된 화학구조 2의 경우, PEDOT:PSS가 합성되는 과정에서 탄소나노튜브를 휘감는 구조로 배열되는 경우이다.
상기 화학구조 1 및 화학구조 2의 탄소나노튜브의 구체적인 예로는, 단일벽 탄소나노튜브(Single-wall carbon nanotube; SWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(Multi-wall carbon nanotube; MWCNT), 얇은벽 탄소나노튜브(Thin-wall carbon nanotube; TWCNT) 또는 그래핀(Graphene)이 사용된다.
도 4에 도시된 화학구조 3의 경우, PEDOT:PSS가 합성되는 과정에서 Graphene과 π- π stacking을 이루며 평행한 구조로 배열되는 경우의 3D 모식도이다.
도 5에 도시된 화학구조 4의 경우, PEDOT:PSS가 합성되는 과정에서 Graphene을 휘감는 구조로 배열되는 경우이다.
또한, 본 발명과 관련하여, 도 6 내지 도 13은 하이브리드 전도성 고분자의 분석사진을 제시하고 있으며, 도 14는 PEDOT:PSS 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진을 제시하고 있다.
그리고 도 15 내지 도 22는 탄소나노소재의 테스트 그래프를 제시하고 있으며, 도 23 내지 도 30은 본 발명에 따른 대전방지 코팅액 용액과 필름 사진을 제시하고 있다.
이하, 상기 탄소나노소재의 종류에 따른 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자의 제조공정에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.
1) SWCNT를 사용하여 분산시킨 경우
SWCNT와 PSS를 1 : 20 무게비로 반응기에 투입하고, 물(water)을 상기 반응기에 추가로 첨가한 후, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 이용하여 30 분간 분산작업을 실시한다.
다음으로, 분산된 PSS-SWCNT 수용액에 EDOT와 PSS의 비율이 1:2.5가 되도록 EDOT를 투입한 후, 질소퍼지에 의한 산소 차단상태에서 교반(Stirring)하여 상기 EDOT를 상기 PSS-SWCNT 수용액 내에서 3시간 동안 분산시킨다.
다음으로, 개시제 및 산화제를 투입하되, EDOT, 개시제 및 산화제의 비율이 57.14 : 114.81 : 1이 되도록 투입하여 반응시킨다.
이때, 상기 산화제와 개시제는 정량하여 비커에 투입 후 물(water)을 소량 넣고 모두 녹인 다음, 질소퍼지를 충분히 시킨 상태에서 니들을 이용하여 반응기에 천천히 투입한다. 투입 완료 후 24시간 동안 상온에서 반응시킨다.
다음으로, 상기 반응과정을 거쳐 합성된 용액에 음이온수지(TRILITE AW-30)과 양이온수지(S-108H)를 사용하여 촉매 제거공정을 거친다.
상기 각 수지는 반응과정을 거쳐 합성된 용액의 전체 중량 대비 25.0 wt%로 첨가하여 한 시간 동안의 교반(stirring) 과정을 거쳐 제거된다.
다음으로, 촉매 제거공정을 마친 용액을 필터 처리한 후 2시간의 숙정과정을 거친다.
다음으로, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 사용하여 최종 분산 처리 공정을 거친 후, 63 ㎛ 표준망채로 필터링함으로써 본 발명에 따른 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 완성한다.
도 6은 SWCNT-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이고, 도 7은 SWCNT 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이다.
그리고, 도 15는 SWCNT 고분자 분산지속력 TEST 그래프이고, 도 16은 SWCNT 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프이다.
상기 분산지속력은 T(Transmittance, %) 및 BS(Back Scattering, %)을 측정 시간에 따른 Data를 색깔로 구분하여 그래프로 표시한 것이다. 코팅액이 검은 색이라 T(%)는 측정되지 않고, BS(%)로 해석해야 하는데, 그래프의 색이 겹쳐져 있는 것으로 보아, 분산지속력은 우수하다고 할 수 있다.
2) MWCNT를 사용하여 분산시킨 경우
MWCNT와 PSS를 1 : 20의 무게비로 반응기에 투입하고, 물(water)을 상기 반응기에 추가로 첨가한 후, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 이용하여 30 분간 분산작업을 실시한다.
다음으로, 분산된 PSS-MWCNT 수용액에 EDOT와 PSS의 비율이 1:2.5가 되도록 EDOT를 투입한 후, 질소퍼지에 의한 산소 차단상태에서 교반(Stirring)하여 상기 EDOT를 상기 PSS-MWCNT 수용액 내에서 3시간 동안 분산시킨다.
다음으로, 개시제 및 산화제를 투입하되, EDOT, 개시제 및 산화제의 비율이 57.14 : 114.81 : 1이 되도록 투입하여 반응시킨다.
이때, 상기 산화제와 개시제는 정량하여 비커에 투입 후 물(water)을 소량 넣고 모두 녹인 다음, 질소퍼지를 충분히 시킨 상태에서 니들을 이용하여 반응기에 천천히 투입한다. 투입 완료 후 24시간 동안 상온에서 반응시킨다.
다음으로, 상기 반응과정을 거쳐 합성된 용액에 음이온수지(TRILITE AW-30)과 양이온수지(S-108H)를 사용하여 촉매 제거공정을 거친다.
상기 각 수지는 반응과정을 거쳐 합성된 용액의 전체 중량 대비 25.0 wt%로 첨가하여 한 시간 동안의 교반(stirring) 과정을 거쳐 제거된다.
다음으로, 촉매 제거공정을 마친 용액을 필터 처리 후 2시간의 숙성과정을 거친다.
다음으로, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 사용하여 최종 분산 처리 공정을 거친 후, 63 ㎛ 표준망채로 필터링함으로써 본 발명에 따른 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 완성한다.
도 8은 MWCNT-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이고, 도 9는 MWCNT 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이다.
그리고, 도 17은 MWCNT 고분자 분산지속력 TEST 그래프이고, 도 18은 MWCNT 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프이다.
상기 분산지속력은 T(Transmittance, %) 및 BS(Back Scattering, %)을 측정 시간에 따른 Data를 색깔로 구분하여 그래프로 표시한 것이다. 코팅액이 검은 색이라 T(%)는 측정되지 않고, BS(%)로 해석해야 하는데, 그래프의 색이 겹쳐져 있는 것으로 보아, 분산지속력은 우수하다고 할 수 있다.
3) TWCNT를 사용하여 분산시킨 경우
TWCNT와 PSS를 1 : 20의 무게비로 반응기에 투입하고, 물(water)을 상기 반응기에 추가로 첨가한 후, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 이용하여 30 분간 분산작업을 실시한다.
다음으로, 분산된 PSS-TWCNT 수용액에 EDOT와 PSS의 비율이 1:2.5가 되도록 EDOT를 투입한 후, 질소퍼지에 의한 산소 차단상태에서 교반(Stirring)하여 상기 EDOT를 상기 PSS-TWCNT 수용액 내에서 3시간 동안 분산시킨다.
다음으로, 개시제 및 산화제를 투입하되, EDOT, 개시제 및 산화제의 비율이 57.14 : 114.81 : 1이 되도록 투입하여 반응시킨다.
이때, 상기 산화제와 개시제는 정량하여 비커에 투입 후 물(water)을 소량 넣고 모두 녹인 다음, 질소퍼지를 충분히 시킨 상태에서 니들을 이용하여 반응기에 천천히 투입한다. 투입 완료 후 24시간 동안 상온에서 반응시킨다.
다음으로, 상기 반응과정을 거쳐 합성된 용액에 음이온수지(TRILITE AW-30)과 양이온수지(S-108H)를 사용하여 촉매 제거공정을 거친다.
상기 각 수지는 반응과정을 거쳐 합성된 용액의 전체 중량 대비 25.0 wt%로 첨가하여 한 시간 동안의 교반(stirring) 과정을 거쳐 제거된다.
다음으로, 촉매 제거공정을 마친 용액을 필터 처리 후 2시간의 숙성과정을 거친다.
다음으로, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 사용하여 최종 분산 처리 공정을 거친 후, 63 ㎛ 표준망채로 필터링함으로써 본 발명에 따른 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 완성한다.
도 10은 TWCNT-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이고, 도 11은 TWCNT 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이다.
그리고, 도 19는 TWCNT 고분자 분산지속력 TEST 그래프이고, 도 20은 TWCNT 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프이다.
상기 분산지속력은 T(Transmittance, %) 및 BS(Back Scattering, %)을 측정 시간에 따른 Data를 색깔로 구분하여 그래프로 표시한 것이다. 코팅액이 검은 색이라 T(%)는 측정되지 않고, BS(%)로 해석해야 하는데, 그래프의 색이 겹쳐져 있는 것으로 보아, 분산지속력은 우수하다고 할 수 있다.
4) Graphene을 사용하여 분산시킨 경우
Graphene과 PSS를 1 : 20의 무게비로 반응기에 투입하고, 물(water)을 상기 반응기에 추가로 첨가한 후, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 이용하여 30 분간 분산작업을 실시한다.
다음으로, 분산된 PSS-Graphene 수용액에 EDOT와 PSS의 비율이 1:2.5가 되도록 EDOT를 투입한 후, 질소퍼지에 의한 산소 차단상태에서 교반(Stirring)하여 상기 EDOT를 상기 PSS-TWCNT 수용액 내에서 3시간 동안 분산시킨다.
다음으로, 개시제 및 산화제를 투입하되, EDOT, 개시제 및 산화제의 비율이 57.14 : 114.81 : 1이 되도록 투입하여 반응시킨다.
이때, 상기 산화제와 개시제는 정량하여 비커에 투입 후 물(water)을 소량 넣고 모두 녹인 다음, 질소퍼지를 충분히 시킨 상태에서 니들을 이용하여 반응기에 천천히 투입한다. 투입 완료 후 24시간 동안 상온에서 반응시킨다.
다음으로, 상기 반응과정을 거쳐 합성된 용액에 음이온수지(TRILITE AW-30)과 양이온수지(S-108H)를 사용하여 촉매 제거공정을 거친다.
상기 각 수지는 반응과정을 거쳐 합성된 용액의 전체 중량 대비 25.0 wt%로 첨가하여 한 시간 동안의 교반(stirring) 과정을 거쳐 제거된다.
다음으로, 촉매 제거공정을 마친 용액을 필터 처리 후 2시간의 숙성과정을 거친다.
다음으로, 초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 사용하여 최종 분산 처리 공정을 거친 후, 63 ㎛ 표준망채로 필터링함으로써 본 발명에 따른 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 완성한다.
도 12는 Graphene-Hybrid 고분자의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이고, 도 13은 Graphene 자체의 TEM(Scanning electron microscope) 분석 사진이다.
그리고, 도 21은 Graphene 고분자 분산지속력 TEST 그래프이고, 도 22는 Graphene 분산액 후첨 고분자 분산지속력 TEST 그래프이다.
상기 분산지속력은 T(Transmittance, %) 및 BS(Back Scattering, %)을 측정 시간에 따른 Data를 색깔로 구분하여 그래프로 표시한 것이다. 코팅액이 검은 색이라 T(%)는 측정되지 않고, BS(%)로 해석해야 하는데, 그래프의 색이 겹쳐져 있는 것으로 보아, 분산지속력은 우수하다고 할 수 있다.
2. 대전방지 코팅액
본 발명에 따른 대전방지 코팅액은 상기 제시된 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자와 여러가지 용매, 바인더, 계면활성제 및 첨가제의 혼합을 구성되는 것으로서, 조성물의 배합비율 조정을 통해 원하는 저항대의 코팅액을 제조 할 수 있다.
더욱 상세하게는,
하이브리드 전도성 고분자 50.0 ~ 90.0 wt%와,
용매 5.0 ~ 45.0 wt%와,
바인더 1.0 ~ 4.0 wt%와,
계면활성제 1.0 ~ 3.0 wt%와,
첨가제 0.02 ~ 12.0 wt%의 혼합으로 대전방지 코팅액이 구성된다.
상기 하이브리드 전도성 고분자의 사용량이 50.0 wt% 미만인 경우에는 원하는 표면저항의 구현이 어렵고, 90.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 코팅액 분산의 어려움이 있으므로, 상기 하이브리드 전도성 고분자의 사용량은 대전방지 코팅액의 전체 중량에 대해 50.0 ~ 90.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 용매는 증류수, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 다이메틸포름아마이드, 다이메틸아세트아마이드, 다이메틸설폭사이드, 에틸렌글리콜 또는 폴리에틸렌글리콜 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 사용한다.
상기 용매의 사용량이 5.0 wt% 미만인 경우에는 코팅액 분산이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있고, 45.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 분산 안정성의 문제가 있으므로, 상기 용매의 사용량은 대전방지 코팅액의 전체 중량에 대해 5.0 ~ 45.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 바인더는 폴리바이닐알콜류, 폴리에스터류, 폴리우레탄류 또는 폴리아크릴수지류 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 사용한다.
상기 바인더의 사용량이 1.0 wt% 미만인 경우에는 코팅액 분산의 문제가 있고, 4.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 원하는 점도와 표면저항을 구현하기 어려우므로, 상기 바인더의 사용량은 대전방지 코팅액의 전체 중량에 대해 1.0 ~ 4.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 계면활성제는 비이온계면활성제, 양이온계면활성제 또는 음이온계면활성제 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 사용한다.
상기 계면활성제의 사용량이 1.0 wt% 미만인 경우에는 코팅액 분산 및 저장안정성의 문제가 있고, 3.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 인체에 유해하고, 원하는 표면저항을 구현하기 어려우므로, 상기 계면활성제의 사용량은 대전방지 코팅액의 전체 중량에 대해 1.0 ~ 3.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 첨가제는 폴리에테르 변성 실록산 또는 폴리에테르 변성 디메틸실록산의 수계 분산제이다.
상기 첨가제의 사용량이 0.02 wt% 미만인 경우에는 코팅액 분산 및 저장안정성의 문제가 있고, 12.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 표면저항 저하 및 도포특성 저하의 문제가 있어, 상기 첨가제의 사용량은 대전방지 코팅액의 전체 중량에 대해 0.02 ~ 12.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
SWCNT Hybrid, MWCNT Hybrid, TWCNT Hybrid 또는 Graphene Hybrid의 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액 제조(실시예)하고,
본 발명에 따른 대전방지 코팅액을 평가하기 위해, 전도성 고분자 PEDOT:PSS를 사용한 대전방지 코팅액을 제조(비교예)하여 비교하였다.
이때, 비교예의 PEDOT:PSS는 ㈜ 수양켐텍 제품인 SY-CP-E421D 고분자를 사용하였다.
코팅액 1(실시예 1) 함량(Content)
용매 6.716 wt%
Hybrid 전도성 고분자 80.168 wt%
바인더 2.491 wt%
계면활성제 1.538 wt%
첨가제 9.087 wt%
Total 100.0 wt%
코팅액 1(비교예 1) 함량(Content)
용매 6.716 wt%
PEDOT:PSS(SY-CP-E421D) 80.168 wt%
바인더 2.491 wt%
계면활성제 1.538 wt%
첨가제 9.087 wt%
Total 100.0 wt%
상기 표 1 및 표 2는 코팅액 1에 따른 성분 구성 및 함량을 나타낸 것으로서, 표 1의 코팅액 1은 본 발명에 따른 실시예 1이고, 표 2의 코팅액 1은 비교예 1이다.
상기 실시예 1과 비교예 1의 차이는 Hybrid 전도성 고분자와 PEDOT:PSS(SY-CP-E421D)의 성분 구성 차이에 있다.
코팅액 2(실시예 2) 함량(Content)
용매 39.543 wt%
Hybrid 전도성 고분자 57.361 wt%
바인더 1.721 wt%
계면활성제 1.290 wt%
첨가제 0.085 wt%
Total 100.0 wt%
코팅액 2(비교예 2) 함량(Content)
용매 39.543 wt%
PEDOT:PSS(SY-CP-E421D) 57.361 wt%
바인더 1.721 wt%
계면활성제 1.290 wt%
첨가제 0.085 wt%
Total 100.0 wt%
상기 표 3 및 표 4는 코팅액 2에 따른 성분 구성 및 함량을 나타낸 것으로서, 표 3의 코팅액 2는 본 발명에 따른 실시예 2이고, 표 4의 코팅액 2는 비교예 2이다.
상기 실시예 2와 비교예 2의 차이는 Hybrid 전도성 고분자와 PEDOT:PSS(SY-CP-E421D)의 성분 구성 차이에 있다.
상기 표 1 내지 표 4에 제시된 성분 및 함량에 따라 대전방지 코팅액을 제조하여 PET 기재 위에 코팅 후 그 결과를 측정했다.
상기 대전방지 코팅액 제조 시에 사용되는 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자 및 PEDOT:PSS는 고형분 농도가 1 중량% 농도인 것을 사용한다.
상기 대전방지 코팅액 제조 시 사용되는 용매는 증류수, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 다이메틸포름아마이드, 다이메틸아세트아마이드, 다이메틸설폭사이드, 에틸렌글리콜 또는 폴리에틸렌글리콜 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상이다.
상기 대전방지 코팅액 제조 시 사용되는 바인더는 폴리바이닐알콜류, 폴리에스터류, 폴리우레탄류 또는 폴리아크릴수지류 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상이다.
상기 대전방지 코팅액 제조 시 사용되는 계면활성제는 비이온계면활성제, 양이온계면활성제 또는 음이온계면활성제 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상이다.
상기 표 1 내지 표 4에 제시된 성분 및 함량에 따라 대전방지 코팅액을 도포하기 위한 기재필름으로는 PET film을 사용한다. 상기 PET film의 두께는 100 ㎛ 이하가 바람직하다.
상기 대전방지 코팅액의 도포 방법으로는 바 코팅(bar coating) 도포 방법을 사용하고, 습도막 두께는 10 ㎛ 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 대전방지 코팅액을 PET film 위로 코팅한 후, 105 ℃에서 1 분간 건조한 다음에 도막 평가를 하는 것이 바람직하다.
도막 평가 결과는 다음의 표 5에 기재한 바와 같다.
전도성 고분자 종류 투과율 표면저항
(Ω/ㅁ)		 부착성 필름내구성







코팅액 1
조성
 SWCNT Hybrid
고분자 사용
90.67 %
3.7 ×103
○
3개월
MWCNT Hybrid
고분자 사용
90.50 %
2.9 ×104
○
3개월
TWCNT
Hybrid
고분자 사용

90.73 %

1.4 ×104

○

3개월
Graphene Hybrid
고분자 사용
89.66 %
2.6 ×103
○
3개월

PEDOT:PSS
(SY-CP-E421D) 사용

91.50 %

1.2 ×105

○

2개월





코팅액 2
조성
 SWCNT Hybrid
고분자 사용		 90.90 % 2.1 ×103 ○ 3개월

MWCNT Hybrid
고분자 사용
91.10 %
7.7 ×104

○
3개월
TWCNT
Hybrid
고분자 사용
90.94 %
3.2 ×104
○
3개월
Graphene Hybrid
고분자 사용		 90.16 % 1.1 ×103 ○ 3개월

PEDOT:PSS
(SY-CP-E421D) 사용

91.72 %

5.6 ×105

○

2개월
상기 표 3을 통해 확인되는 바와 같이, 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 사용한 대전방지 코팅액은 도막의 표면저항이 전체적으로 낮게 형성되고, PEDOT:PSS를 사용한 대전방지 코팅액에서 나타났던 시장에서 요구하는 3개월 이상의 필름 내구성의 문제가 해결됐다.
부착성 부분에서는 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 사용한 코팅액과 PEDOT:PSS 전도성 고분자를 사용한 대전방지 코팅액 모두 5B(Cross Cut Test) 이상인 것으로 확인되었다.
투과율 부분에서 하이브리드(Hybrid) 전도성 고분자를 사용한 대전방지 코팅액은 PEDOT:PSS 전도성 고분자를 사용한 대전방지 코팅액보다는 조금 낮은 투과율을 나타내지만 탄소나노소재가 첨가되어 있음에도 불구하고 90 % 이상의 높은 투과율을 가지는 것으로 확인이 되었으며, 이는 시장에서 요구하는 투과율을 만족하는 것이다.
본 발명은 기존에 사용되고 있던 탄소나노소재 분산액을 사용한 대전방지 코팅액 또는 전도성 고분자 대전방지 코팅액의 단점을 보완한 것으로서, 전도도, 내구성 및 내열성을 확보하여 디스플레이를 비롯한 전자 기기 등의 제품 제조시의 다양하게 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.
또한 탄소나노소재 분산액의 분산안정성을 높여주면서 전도성 고분자의 취약점이었던 내구성이 확보되기 때문에 디스플레이 정전기 방지 보호 필름, solar cell, IT device, Tray, 터치패널 및 투명전극 분야 등 다양한 응용분야로 적용 될 수 있을 것으로 예상되어 산업상 이용가능성이 매우 크다.

Claims (9)

  1. PSS(Poly(styrenesulfonate)) 95.0 ~ 97.0 wt%와 탄소나노소재 3.0 ~ 5.0wt%의 혼합물을 수용액상에 투입한 후 분산시켜 제1분산용액을 제조하는 단계(S10)와,
    상기 제1분산용액에 EDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)를 첨가하되, EDOT와 PSS의 비율이 1 : 2.0 ~ 3.0 중량비가 되도록 첨가한 후, 질소퍼지에 의한 산소 차단상태에서 교반을 통해 분산시켜 제2분산용액을 제조하는 단계(S20)와,
    산화제와 개시제를 소량의 물에 녹인 후 상기 제2분산용액에 투입하여 상온에서 20 ~ 30시간 동안 반응시키는 단계(S30)와,
    상기 단계(S30)를 거쳐 반응이 완료된 용액에 양이온수지와 음이온수지를 첨가한 후 30분 ~ 1시간 30분 동안 교반하여 상기 용액 속의 촉매를 제거하는 단계(S40)와,
    상기 단계(S40)를 거친 용액을 1차 필터처리한 후 1시간 ~ 3시간 동안 숙성시키는 숙성단계(S50)와,
    초음파 분산기(Ultrasonic homogenizer)를 사용하여 최종 분산처리한 후 2차 필터처리하여 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자를 제조하는 단계(S60)를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    탄소나노소재는 단일벽 탄소나노튜브(Single-wall carbon nanotube; SWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(Multi-wall carbon nanotube; MWCNT), 얇은벽 탄소나노튜브(Thin-wall carbon nanotube; TWCNT) 또는 그래핀(Graphene) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상임을 특징으로 하는 인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    PSS 분자량은 1,000,000 이하임을 특징으로 하는 인시튜(In-situ) 공정 기반의 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 제조방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 선택되는 어느 한 항의 방법으로 제조된 것임을 특징으로 하는 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 선택되는 어느 한 항의 방법으로 제조된 탄소나노소재/PEDOT:PSS 하이브리드 전도성 고분자 50.0 ~ 90.0 wt%와,
    용매 5.0 ~ 45.0 wt%와,
    바인더 1.0 ~ 4.0 wt%와,
    계면활성제 1.0 ~ 3.0 wt%와,
    첨가제 0.02 ~ 12.0 wt%의 혼합으로 구성되는 것임을 특징으로 하는 하이브리드 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액.
  6. 청구항 5에 있어서,
    용매는 증류수, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, 다이메틸포름아마이드, 다이메틸아세트아마이드, 다이메틸설폭사이드, 에틸렌글리콜 또는 폴리에틸렌글리콜 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 하이브리드 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액.
  7. 청구항 5에 있어서,
    바인더는 폴리바이닐알콜류, 폴리에스터류, 폴리우레탄류 또는 폴리아크릴수지류 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 하이브리드 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액.
  8. 청구항 5에 있어서,
    계면활성제는 비이온계면활성제, 양이온계면활성제 또는 음이온계면활성제 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 하이브리드 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액.
  9. 청구항 5에 있어서,
    첨가제는 폴리에테르 변성 실록산 또는 폴리에테르 변성 디메틸실록산의 수계 분산제임을 특징으로 하는 하이브리드 전도성 고분자를 이용한 대전방지 코팅액.








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