KR20160005250A - 희석배율에 따른 다양한 표면저항 성능을 갖는 대전방지 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 음이온 계면활성제를 이용한 수분산 폴리(3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜)을 포함하는 대전방지성 코팅 조성물로서, 희석배율에 따라 다양한 표면저항 성능을 구현하는 내구성 및 투명성이 우수한 대전방지 코팅 조성물에 관한 것이다.

Description

희석배율에 따른 다양한 표면저항 성능을 갖는 대전방지 코팅 조성물{ANTISTATIC COATING COMPOSITION WITH VARIOUS SURFACE RESISTANCE ACCORDING TO THE DILUTION}
본 발명은 폴리(3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 수용액을 포함하는 대전방지성 코팅 조성물에 관한 것으로서, 희석배율에 따른 다양한 표면저항을 구현하며 내구성, 전기적 성질이 우수하여 대전방지 성능이 뛰어나다.
각종 반도체 및 전자기기가 미세화되고 고집적화됨에 따라 정전기의 발생이 제품에 여러 가지 문제를 일으키게 되었다. 이에 정전기를 효과적으로 제거하기 위해 전도성 물질을 이용한 대전방지 코팅 방법이 제시되어 왔다. 현재 이러한 코팅 기술은 디스플레이 소자의 대전방지 코팅막과 보호필름, 반도체 소자 운반용 Tray등에 사용되고 있다.
대전방지 물질로는 산화금속 입자 및 CNT, 이온성 액체, 계면활성제, 전도성 고분자 등으로 이루어져 있으며, 본 발명에서는 가공성, 중량 및 화학적 개질에 의한 특성 조절과 관련하여 금속에 비해 장점이 있으며 기재에 밀착성이 좋은 전도성 고분자 재료를 사용하여 대전방지 코팅조성물을 제조하였다.
알려진 전도성 고분자로는 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌등 전반적인 산업적 용도로 많이 사용되고 있다. 특히 널리 사용되고 있는 폴리티오펜은 폴리(에틸렌-3,4-디옥시티오펜)(PEDOT)으로 에틸렌-3,4-디옥시티오펜(EDOT)의 화학 중합방법에 의하여 제조되며, 그것의 산화된 형태는 매우 높은 전기 전도도를 보이는 것으로 널리 알려져 있다.(공개특허 EP0339340)
본 발명에서 사용한 전도성고분자는 수용액 중에서 음이온 계면활성제를 이용하여 화학적 중합반응에 의한 수용성 p-공액 중합체를 통해 고배율 희석이 가능한 수분산 대전방지 코팅조성물 용액의 제조 방법에 관한 것이다.
공지된 p-공액 중합체의 예는 폴리피롤, 폴리싸이오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리페닐렌이다. 이들은 다양한 화학적 및 전기화학적 중합 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 일반적으로 전도성 고분자는 도핑 과정을 거쳐 절연체로부터 전기전도성을 나타내는 전도체로 조절할 수 있지만 비편재화된 이중결합에 의한 강한 상호작용으로 인하여 용매에 대한 용해도가 매우 낮은 특성이 있다. 그러나 도펀트를 사용하여 전도도 향상과 용매에 대한 용해도를 증가시킬 수 있으며 이러한 과정은 정전기 방지 제품 및 전자파 차폐 재료의 상업적 이용을 위해서 사용되는 코팅액과의 혼합을 위해서 반드시 용해되는 특성이 있어야 한다.
이러한 목적을 위해 전도성 고분자의 도펀트로써 인산, 카르복실산, 그리고 술폰산 작용기가 치환된 도펀트를 많이 사용하고 있으며 특히 높은 전도도와 우수한 도핑성을 위해서 술폰산 작용기를 가진 화합물을 가장 많이 사용하고 있다.
그러나 술폰산 치환기가 포함된 단량체형 도펀트 경우에는 도핑이 잘 되는 특성이 있지만 장시간 사용하거나 고온 조건에서 도펀트가 전도성 고분자 주쇄에서 탈락 되는 탈도핑 현상이 나타나는 단점이 있었으며, 또한 술폰산 치환체가 포함된 고분자형 도펀트는 분자량이 큰 술폰화스티렌 고분자 주쇄에 전도성 고분자가 연결되어 도핑된 형태로 존재한다. 이때 100% 술폰화된 고분자는 극성이 높아져 물에만 용해되는 특성을 나타내며, 전도성 고분자 합성 시 수용액상에만 분산되는 물성을 나타낸다. 또한 도펀트로 사용되는 음이온 계면활성제의 술폰산 작용기가 폴리스타이렌설포네이트의 술폰산 작용기보다 같은 분자량 대비 상대적으로 적어 더욱 낮은 비저항을 구현하기는 매우 어려운 현실이다.
이와 관련하여, 본 출원인은 등록특허 10-0933441(등록일자 2009년12월15일)에 개시되어 있는 음이온 계면 활성제를 이용한 수분산 폴리(3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 용액을 이용하여 폴리우레탄바인더 및 첨가제들과 함께 블렌딩하여 내구성이 우수하고 희석배율에 따른 다양한 표면저항을 구현하는 코팅조성물을 제조함으로써 본 발명의 완성에 이르게 되었다.
공개특허 EP0339340(공개일자 1989.11.02) 등록특허 10-0933441(등록일자 2009.12.15)
상기한 바와 같이, 본 발명은 대한민국 등록특허 10-0933441(등록일자 2009년12월15일)에 개시되어 있는 음이온 계면활성제를 이용한 수분산 폴리(3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 용액을 이용하여 내구성이 우수하고 희석배율에 따른 다양한 표면저항을 구현하며, 우수한 투명성 및 기재에 대한 부착력을 가지는 대전방지 코팅 조성물을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 전도성 고분자 수분산액 30~80wt%와,
수용성 바인더 10~30wt%와,
염기성 첨가제 1~5wt%와,
알코올 용매 1~10wt%와,
유기용매 5~15wt%와,
습윤성과 레벨링성 향상을 위한 첨가제 0.1~5wt%와,
물(H2O) 2.9~20wt%의 혼합으로 조성되는 대전방지 코팅 조성물을 제공한다.
그리고 상기 전도성 고분자 수분산액은 폴리티오펜계, 폴리피롤계 폴리아닐린계 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물로부터 선택되며,
상기 폴리(3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 수용액은 하기 화학식 1의 3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜 단량체와, 음이온 계면활성제와, 파라톨루엔황산철(III), 벤젠황산철(III), 메타톨루엔황산철(III), 트리플로로황산철(III), 황산철(III) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 산화제를 25℃에서 300 ~ 1,000rpm의 교반속도로 중합시켜 제조된 하기 화학식 10인 수용액상의 폴리 용액으로서,
상기 음이온 계면활성제는 하기 화학식 10인 수용액상의 폴리 용액 전체에 대한 몰 농도가 5~95% 범위이고, 산도가 6.5~5.0인 하기 화학식 2 내지 9인 것임을 특징으로 한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
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본 발명의 대전방지 코팅조성물은 희석배율에 따른 다양한 표면저항(표면저항: 104~108)을 구현하며, 보관시 안정성이 있으면서도 일액형 코팅 조성물로서 공정시간이 단축되고 공정의 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 수용성 용매 조성으로 인해 친환경적이라는 장점을 갖는다.
그리고 본 발명의 코팅조성물로 PET 필름 등에 코팅 도막을 형성하는 경우, 투명하여 광투과율이 우수하고 도전성을 나타내어 디스플레이에 사용되는 필름, 휴대폰 액정 보호필름, PDP 및 LCD 패널 보호필름 등 각종 디스플레이 장치의 투명 대전방지용 코팅 필름으로서 매우 유용하다는 장점을 갖는다.
이하, 상기 기술 구성에 대해 구체적으로 살펴보고자 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 대전방지 코팅 조성물은
전도성 고분자 수분산액 30~80wt%와,
수용성 바인더 10~30wt%와,
염기성 첨가제 1~5wt%와,
알코올 용매 1~10wt%와,
유기용매 5~15wt%와,
습윤성과 레벨링성 향상을 위한 첨가제 0.1~5wt%와,
물(H2O) 2.9~20wt%의 혼합으로 조성된다.
상기 대전방지 코팅 조성물을 구성하는 전도성 고분자는 폴리티오펜계, 폴리피롤계 폴리아닐린계 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 사용하며, 더욱 바람직하게는 폴리티오펜계 고분자 화합물을 사용한다.
상기 폴리티오펜계 고분자 화합물은 하기 화학식 1의 3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜 단량체와,
하기 화학식 2 내지 9의 음이온 계면활성제 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상으로 조성되는 도펀트와,
파라톨루엔황산철(III), 벤젠황산철(III), 메타톨루엔황산철(III), 트리플로로황산철(III), 황산철(III) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 산화제를 25℃에서 교반속도 300 ~ 1,000rpm에서 중합하여 제조하는 것으로서, 하기 화학식 10의 폴리 용액인 수분산 폴리(3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 수용액이다.
그리고 상기 음이온 계면활성제는 상기 화학식 10의 수용액상의 폴리 용액 전체에 대한 몰 농도가 5~95% 범위이고, 산도가 6.5~5.0인 하기 화학식 2 내지 9인 것임을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00011
[화학식 2]
Figure pat00012
[화학식 3]
Figure pat00013
[화학식 4]
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[화학식 5]
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[화학식 6]
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[화학식 7]
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[화학식 8]
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[화학식 9]
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[화학식 10]
Figure pat00020

상기 전도성 고분자 수분산액은 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 30~80wt%의 범위 내로 사용량을 한정하며, 그 사용량이 30wt% 미만인 경우에는 대전방지 성능의 저하를 초래하고, 80wt%를 초과하게 되는 경우에는 점도가 급격하게 상승하는 문제가 있으므로, 상기 전도성 고분자 수분산액의 사용량은 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 30~80wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 수용성 바인더는 공중합체로 이루어진 불소-우레탄, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 트리플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴, 폴리에스터 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 사용하나, 더욱 바람직하게는 적어도 하나의 수계 우레탄 바인더 또는 수계 아크릴 바인더를 사용하여 필름의 내구성, 도막 특성 및 기재와의 부착력을 강화시킨다.
이외에 음이온 계면활성제를 이용한 전도성 고분자 코팅막의 균일성, 부착성을 향상시키며, 코팅막의 경도 및 내용제성을 강화시키는 역할을 한다.
상기 수용성 바인더 수지는 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 10~30wt%의 범위 내로 사용량을 한정하며, 이때 함량이 10wt% 미만인 경우에는 코팅막의 균일성, 경도 및 내용제성이 저하되는 문제가 발생하고, 함량이 30wt%를 초과하게 되는 경우에는 음이온 계면활성제를 이용한 전도성 고분자의 전기적 성질이 저하되어 대전성능이 많이 나빠지는 문제가 있으므로, 상기 수용성 바인더 수지는 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 10~30wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
상기 염기성 첨가제는 분산물을 중화시키기 위해 사용하는 것으로서, 용액의 pH를 4~10의 값으로 조정하는 역할을 한다.
상기 염기성 첨가제는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리금속수산화물;
탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산세슘 등의 알칼리금속탄산수소염;
수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화바륨 등의 알칼리토금속수산화물;
탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산바륨 등의 알칼리토금속탄산염;
암모니아;
메틸아민, 디메티아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에탄올아민, 디메틸에탄올아민 또는 트리에탄올 아민과 같이 탄소수 1 내지 20의 알킬 라디컬이 선택적으로 치환된 모노(mono), 디(di), 트리(tri) 알킬아민인 지방족알킬아민; 중에서 선택한다.
상기 염기성 첨가제는 pH측정기로 상시 모니터링을 하며, 염기성 첨가제는 교반하면서 첨가한다. 상기 염기성 첨가제를 첨가하여 용액의 pH를 4~10으로 조정하나, 더욱 바람직하게는 pH가 6~8 이어야한다.
상기 염기성 첨가제는 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 1~5wt%의 범위 내로 사용량을 한정하며, 그 사용량이 1wt% 미만인 경우에는 대전방지 조성물의 pH가 낮아져 분산성에 문제를 초래할 수 있고, 5wt%를 초과하게 되는 경우에는 대전방지 성능을 감소시키며 점도 또한 상당히 올라가는 문제가 있으므로, 상기 염기성 첨가제의 사용량은 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 1~5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 적합한 용매는 물과 혼합이 잘 되는 용매이어야 하며, 그 구체적인 예로는 알코올, 글리콜 또는 글리콜 에테르(에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올) 등의 알코올 용매를 사용한다.
상기 알코올 용매의 경우 탄소수가 1~5인 지방족 알코올을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 탄소수가 증가하면 분자간 인력이 커지게 되어 물에 대한 분산력이 감소하게 되기 때문이다. 따라서 분산력 측면에서 탄소수가 1~5인 지방족 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올 또는 부탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 알코올 용매는 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 1~10wt%의 범위 내로 사용량을 한정하며, 그 사용량이 1wt% 미만인 경우에는 건조성 및 코팅성이 저하될 우려가 있고, 10wt%를 초과하게 되는 경우에는 전도성 고분자의 분산성은 향상되나 표면저항이 상승하는 문제가 있으므로, 상기 알코올 용매의 사용량은 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 1~10wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 유기 용매는 코팅 조성물의 용해성, 분산성, 건조성, 막균일성 등과 같은 코팅성 향상을 위해 사용하는 기능성 유기 용매를 포함한다.
상기의 기능성을 부여하기 위한 유기 용매로는 디메킬설폭사이드(Dimethyl sulfoxide; DMSO), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone; NMP), 에틸렌 글리콜(Ethylene glycol), 프로필렌 글리콜 메틸에테르(Propylene glycol methyl ether; PGME) 등이 있으며, 이들 중 디메틸설폭사이드 사용이 바람직하다.
상기 유기 용매는 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 5~15wt%의 범위 내로 사용량을 한정하며, 그 사용량이 5wt% 미만인 경우에는 대전방지 조성물의 분산성 및 코팅성이 나빠져 코팅시 불균일한 막이 형성되는 문제가 있고, 15wt%를 초과하게 되는 경우에는 코팅성이 특별히 좋아지지 않으면서 건조성이 나빠지는 문제가 있으므로, 상기 유기 용매의 사용량은 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 5~15wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 첨가제는 코팅시 막의 물성을 향상시키기 위한 첨가제로서 습윤성 및 레벨링성을 향상시킨다. 코팅 조성물을 코팅한 후에 막 표면의 표면장력이 부분적으로 차이가 발생하여 생기는 문제를 첨가제는 막의 표면에 분포하여 표면장력의 차이를 개선시켜서 문제를 해결한다. 이에 사용되는 첨가제로는 불소계, 실리콘계 또는 비실리콘계(폴리머형) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것을 사용한다.
상기 첨가제는 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 0.1~5wt%의 범위 내로 사용량을 한정하며, 그 사용량이 0.5wt% 미만인 경우에는 코팅성이 나빠져 균일한 막을 얻을 수 없는 문제가 있고, 5wt%를 초과하게 되는 경우에는 균일성이 특별히 좋아지지 않으면서 대전성능을 저해하는 문제가 있으므로, 상기 첨가제의 사용량은 대전방지 코팅 조성물의 전체 중량에 대해 0.1~5wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
이하 상기의 기술적 구성에 대해 비교 및 실시예를 통해 구체적인 내용을 설명하고자 한다. 그러나 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
[제조예 1]
[ 음이온 계면활성제( SLES )를 이용한 전도성 고분자 합성 ]
25℃에서 교반기와 질소 충진 장치가 부착된 5L 반응기에 2.0L의 증류수와 70%의 SLES (Sodium Lauryl Ether Sulfate) 56g을 넣고 300rpm으로 교반한다. 30분 동안 질소 버블링 후, 22.48g (0.16mol)의 3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜과 52.8g (0.22mol)의 소듐퍼설페이트와 황산철 0.4g (1.00mol)을 적가하여 고분자 반응을 진행한다. 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반한 후, 이온 교환수지(300mL LewatitTM S100MB + 500mL LewatitTM M600MB)를 2회 통과시킴으로써 잔류하는 개시제 및 산화제 이온을 제거한다. 추가로 90℃에서 1시간 교반한 후 고전단 마크로플루이다이저를 사용하여 15MPa 조건에서 분산 처리하여 전도성 고분자 수분산액을 제조한다.
[제조예 2]
[ 음이온 계면활성제( SLS )를 이용한 전도성 고분자 합성 ]
25℃에서 교반기와 질소 충진 장치가 부착된 5L 반응기에 2.5L의 증류수와 31%의 SLS (Sodium Lauryl Sulfate) 145g을 넣고 300rpm으로 교반한다. 30분 동안 질소 버블링 후, 28.1g (0.2mol)의 3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜과 66g (0.27mol)의 소듐퍼설페이트와 황산철 0.5g (125mmol)을 적가하여 고분자 반응을 진행한다. 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반한 후, 이온 교환수지(300mL LewatitTM S100MB + 500mL LewatitTM M600MB)를 2회 통과시킴으로써 잔류하는 개시제 및 산화제 이온을 제거한다. 추가로 90℃에서 1시간 교반한 후 고전단 마크로플루이다이저를 사용하여 15MPa 조건에서 분산 처리하여 전도성 고분자 수분산액을 제조한다.
[제조예 3]
[ 음이온 계면활성제( SOS )를 이용한 전도성 고분자 합성 ]
25℃에서 교반기와 질소 충진 장치가 부착된 5L 반응기에 2.5L의 증류수와 40%의 SOS (Sodium Octyl Sulfate) 240g을 넣고 300rpm으로 교반한다. 30분 동안 질소 버블링 후, 56.2g (0.39mol)의 3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜과 132g (0.55mol)의 소듐퍼설페이트와 황산철 1.0g (2.5mmol)을 적가하여 고분자 반응을 진행한다. 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반한 후, 이온 교환수지(300mL LewatitTM S100MB + 500mL LewatitTM M600MB)를 2회 통과시킴으로써 잔류하는 개시제 및 산화제 이온을 제거한다. 추가로 90℃에서 1시간 교반한 후 고전단 마크로플루이다이저를 사용하여 15MPa 조건에서 분산 처리하여 전도성 고분자 수분산액을 제조한다.
[제조예 4]
[ 폴리( 스타이렌 설폰산 )[ PSS ]을 이용한 전도성 고분자 합성 ]
25℃에서, 교반기와 질소 유입구가 구비된 적절한 반응 용기에 30%의 폴리(스타이렌 설폰산)[PSS] (Mw= 290,000) 용액 71.4g과 1L의 탈이온수를 넣고 혼합한다. 이 혼합물을 통해 질소를 30분간 버블링시킨 후, 10.7g의 EDOT를 이 용액에 가한다. 각각 0.13 및 41.6 mM의 농도에 상응하는 양만큼의 Fe2(SO4)3·H2O 및 Na2S2O8를 가하여 중합 반응을 개시한다. 이어서, 반응 혼합물을 25℃에서 7시간 동안 교반한 다음, 소정 PEDOT-타입에 대하여 6.95 mM의 농도에 상응하는 양만큼의 Na2S2O8을 가한다. 16시간 동안 추가로 반응시킨 후, 반응 혼합물을 이온 교환기로 2회 (1,000 mL LewatitTM S100MB + 1,000 mL LewatitTM M600MB) 처리한다. 생성되는 혼합물을 95℃에서 2시간 동안 추가로 열처리하고 생성되는 점액성 혼합물을 고전단 마이크로플루다이저를 사용하여 60MPa 조건으로 처리한다.
전도성 고분자 수분산액 60wt%, 물 6wt%, 이소프로필알코올 4wt%, 2-Amino-2-methyl-1-propanol 2wt%, 수계 폴리우레탄 바인더 수지 20wt%, 디메틸설폭사이드 6wt%, 실리콘계 습윤제 2wt%의 비율로 대전방지 코팅 조성물을 제조하되,
상기 제조예 1의 전도성 고분자 수분산액(고형분 1.4 중량%), 물, 이소프로필알코올을 혼합용기에 넣고 1시간 동안 교반하고,
2-Amino-2-methyl-1-propanol (Alfa aesar, 95%)를 혼합용기에 추가로 넣어 다시 1시간 동안 교반한 후에 수계 폴리우레탄 바인더 수지(Neo resins사 Neo rez R-961(고형분 32 중량%)를 넣어 30분간 재교반한 후,
혼합용기에 디메틸설폭사이드, 실리콘계 습윤제(BYK-333)를 첨가하여 1시간 동안 추가 교반하여 1차 대전방지 코팅 조성물을 제조한다.
그리고 상기 1차 대전방지 코팅 조성물을 증류수와 이소프로필알코올의 혼합용매(물:이소프로필알코올 = 3:7(중량비))를 이용하여 2차 희석 제조한다. 이때 희석은 대전방지 코팅 조성물과 상기 혼합용매를 중량비를 기준으로 하여 1 : 2~10으로 한다.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 대전방지 코팅조성물을 제조하되, 다만 전도성 고분자 수분산액을 사용함에 있어, 상기 제조예 2의 전도성 고분자 수분산액(고형분 1.4 중량%)을 사용하여 1차 대전방지 코팅조성물을 제조한다.
그리고 상기 1차 대전방지 코팅 조성물을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 2차 희석 제조한다.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 대전방지 코팅조성물을 제조하되, 다만 전도성 고분자 수분산액을 사용함에 있어, 상기 제조예 3의 전도성 고분자 수분산액(고형분 1.4 중량%)을 사용하여 1차 대전방지 코팅조성물을 제조한다.
그리고 상기 1차 대전방지 코팅 조성물을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 2차 희석 제조한다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 대전방지 코팅조성물을 제조하되, 다만 전도성 고분자 수분산액을 사용함에 있어, 상기 제조예 4의 전도성 고분자 수분산액(고형분 1.4 중량%)을 사용하여 1차 대전방지 코팅조성물을 제조한다.
그리고 상기 1차 대전방지 코팅 조성물을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 2차 희석 제조한다.
[시험예 1]
실시예 1 ~ 3, 비교예 1의 희석된 대전방지 코팅 조성물을 이용한 전기전도층의 제조
상기 실시예 1 ~ 3, 비교예 1의 희석된 대전방지 코팅 조성물을 210 × 297mm의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 지지체에 6.86㎛의 두께로 bar 코팅을 하고, 105℃에서 2분간 건조시켜 전기전도층을 제조한다.
실시예 1 ~ 3, 비교예 1의 희석된 대전방지 코팅 조성물을 이용하여 제조된 전기전도층의 특성
25℃의 온도 및 37%의 상대습도인 실내 조건에서 층의 표면저항을 측정하였다. 표면저항(Ω/□)은 Probe(SRM-110)과 FLUKE (8846A)를 사용하여 측정하였으며 그 결과를 표 1에 나타내었다.
투과율은 Sinco사의 uv-vis spectrometer을 사용하여, 50mm x 50mm 크기로 샘플링한 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 필름을 referance로 하고, 상기 실시예에서 제조된 코팅막을 시편으로 400 ~ 700 nm의 파장을 가지는 빛을 투과시켜 나타낸 값을 측정하였다.
실시예 1 ~ 3, 비교예 1의 희석된 대전방지 코팅 조성물을 이용하여 제조된 전기전도층의 습열내구성 특성
항온항습 챔버 내에서 85℃, 85% 상대습도(RelativeHumidity, RH), 168시간(hr) 동안 방치한 후 꺼내어, 상기의 측정법에 준하여 각각의 표면저항 및 투과도를 측정하여 평가하였다.
구분 표면저항
(Ω/□)		 광투과도
(%)		 습열내구성
표면저항
(Ω/□)		 습열내구성
광투과도
(%)









측정값
실시예
1		 2배 희석 8.92E+04 88.86 9.05E+04 88.75
4배 희석 6.21E+05 90.12 7.57E+05 90.15
6배 희석 5.42E+06 92.42 9.07E+06 92.96
8배 희석 1.84E+07 95.48 4.54E+07 96.21
10배 희석 6.27E+07 97.92 9.98E+07 97.22

실시예
2
 2배 희석 9.35E+04 88.75 1.28E+05 88.80
4배 희석 8.52E+05 91.02 9.42E+05 90.78
6배 희석 8.14E+06 93.85 1.80E+07 93.82
8배 희석 2.15E+07 96.02 5.76E+07 96.11
10배 희석 8.95E+07 98.77 2.02E+08 97.73

실시예
3
 2배 희석 3.12E+05 85.45 4.48E+05 85.92
4배 희석 8.65E+06 89.75 9.42E+06 89.18
6배 희석 1.21E+07 94.10 6.52E+07 93.21
8배 희석 6.75E+07 95.74 1.79E+08 95.01
10배 희석 1.02E+08 97.79 3.51E+08 98.00

비교예
1
 2배 희석 2.45E+05 87.83 3.00E+05 87.36
4배 희석 2.47E+06 90.05 4.01E+06 90.01
6배 희석 1.11E+07 93.24 5.11E+07 93.42
8배 희석 5.44E+07 97.57 1.84E+08 97.11
10배 희석 9.46E+07 98.60 3.07E+08 98.31
본 발명에 의한 대전방지 코팅조성물은, 희석배율에 따른 다양한 표면저항(표면저항 : 104 ~ 108)을 구현하며, 우수한 대전방지 성능과 투명성을 가지고 보관시 안정성이 있으면서도 일액형 코팅 조성물로서 공정시간이 단축되고 공정의 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 수용성 용매 조성으로 인해 친환경적이다.
해당 코팅 조성물의 경우 PET 필름 등에 코팅 도막을 형성하는 경우, 투명하여 광투과율이 우수하고 도전성을 나타내어 디스플레이에 사용되는 필름, 휴대폰 액정 보호필름, PDP 및 LCD 패널 보호필름 등의 각종 디스플레이 장치의 투명 대전방지용 코팅 필름으로서 매우 유용하다.

Claims (8)

  1. 전도성 고분자 수분산액 30~80wt%와,
    수용성 바인더 10~30wt%와,
    염기성 첨가제 1~5wt%와,
    알코올 용매 1~10wt%와,
    유기용매 5~15wt%와,
    습윤성과 레벨링성 향상을 위한 첨가제 0.1~5wt%와,
    물(H2O) 2.9~20wt%의 혼합으로 조성되는 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    전도성 고분자 수분산액은 폴리티오펜계, 폴리피롤계 폴리아닐린계 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    폴리티오펜계 고분자 화합물은
    하기 화학식 1의 3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜 단량체와,
    음이온 계면활성제와,
    파라톨루엔황산철(III), 벤젠황산철(III), 메타톨루엔황산철(III), 트리플로로황산철(III), 황산철(III) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 산화제를 25℃에서 300 ~ 1,000rpm의 교반속도로 중합시켜 제조된 하기 화학식 10인 폴리(3, 4-에틸렌다이옥시싸이오펜) 수용액으로서,
    상기 음이온 계면활성제는 상기 화학식 10의 수용액상의 폴리 용액 전체에 대한 몰 농도가 5~95% 범위이고, 산도가 6.5~5.0인 하기 화학식 2 내지 9인 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.

    [화학식 1]
    Figure pat00021

    [화학식 2]
    Figure pat00022

    [화학식 3]
    Figure pat00023

    [화학식 4]
    Figure pat00024

    [화학식 5]
    Figure pat00025

    [화학식 6]
    Figure pat00026

    [화학식 7]
    Figure pat00027

    [화학식 8]
    Figure pat00028

    [화학식 9]
    Figure pat00029

    [화학식 10]
    Figure pat00030


    상기 화학식 2 내지 9의 알킬 치환체 R은 탄소 4개 ~ 18개의 알킬, 이소알킬, 알콕시, 알콕시알킬, 알킬설퍼닐, 알콕시설퍼닐, 알킬실란, 알콕시실란 중 선택되는 어느 1종이며, 상기 화학식 2 내지 9의 금속이온 M은 Li, Na, Mg, K, Ca 중 선택되는 어느 1종 또는 아민류로 중화된 화합물임.
  4. 청구항 1에 있어서,
    수용성 바인더는 공중합체로 이루어진 불소-우레탄, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 트리플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 우레탄-아크릴, 폴리에스터 중에서 선택된 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    염기성 첨가제는 암모니아, 지방족알킬아민, 알칼리 금속수산화물, 알칼리금속탄산염, 알칼리토금속수산화물 또는 알칼리토금속탄산염 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    알코올 용매는 메탄올(Methyl alcohol), 에탄올(Ethyl alcohol), 또는 이소프로필알코올(2-Propanol) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    유기용매는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide), 모노에틸렌 글리콜(mono ethylene glycol), N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone) 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    첨가제는 폴리실록산, 폴리아크릴 또는 불소 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 대전방지 코팅 조성물.






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