KR20160083726A - 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물, 이를 이용한 생분해성 대전방지시트 및 성형품 - Google Patents

균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물, 이를 이용한 생분해성 대전방지시트 및 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경적이고, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 가질 뿐만 아니라 성형가공 후에도 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물, 이를 이용한 생분해성 대전방지시트 및 성형품에 관한 것으로서, 본 발명의 일 양상에 따른 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물은 아크릴계 공중합체와 자당 지방산 에스테르를 포함한다.

Description

균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물, 이를 이용한 생분해성 대전방지시트 및 성형품{ANTI-STATIC COATING COMPOSITION HAVING UNIFORM ANTI-STATIC PROPERTY AND EXCELLENT THERMAL STABILITY, BIODEGRADABLE ANTI-STATIC SHEET AND MOLDED ARTICLE USING THE SAME}
본 발명은 친환경적이고, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 가질 뿐만 아니라 성형가공 후에도 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물, 이를 이용한 생분해성 대전방지시트 및 성형품에 관한 것이다.
일반적으로, 합성 플라스틱은 뛰어난 물성과 함께 값싸고 가벼운 특성으로 인하여 현대인의 생활에 없어서는 안될 포장재로 전 세계에서 다양한 용도로 사용되고 있다.
그러나, 상술한 특성을 갖는 합성 플라스틱은 그의 장점이자 단점인 분해가 잘 되지 않는 문제로 인하여 환경오염 문제가 날로 심각해지고 있으며, 이로 인해 최근 각국에서 이에 대한 해결책을 찾으려 관심을 모으고 있다. 즉, 종래에는 합성 플라스틱 처리를 위해 매립, 소각 및 재생이라는 방법을 주로 활용해 왔으나, 이들 방법으로는 환경오염 문제를 완전히 해결할 수가 없었다. 따라서, 현재에는 사용이 완료된 플라스틱이 스스로 분해 가능하도록 만드는 소위 분해성 플라스틱 개발에 관심이 집중되고 있다. 현재 다양한 기술과 원료로부터 여러 종류의 분해성 플라스틱이 개발되어 오고 있으며, 이 중 폴리유산(ploy lactic acid; 이하, 'PLA'라 함)은 L-유산의 발효법 개발에 의해 대량으로 값싸게 제조되고 있으며, 퇴비화 조건에서 분해속도가 빠르고, 곰팡이에 대한 저항성, 식품에 대한 내착취성(식품용기로 사용할 경우 식품 고유의 냄새가 용기에 흡착되지 않는 내성) 등 우수한 특징을 보유함으로써 그 이용 분야의 범위가 확대되고 있다. 이러한 PLA는 현재 각국에서 특정 용도에 적합한 특성을 부여하기 위해 다양한 시도가 이루어지고 있다.
이러한 폴리유산을 이용한 생분해성 시트가 범용으로 상용화되기 위해서는 일본 공개특허공보 제1998-120889호에서 언급된 내열성 및 내충격성이 향상되어야 하며, 이를 위해 폴리에스테르 및 다른 생분해성 수지를 블렌딩하는 방법을 개시하고 있으며, 일본 공개특허공보 제1999-241008호에서는 PLA와 융점이 80 내지 250℃인 생분해성을 갖는 지방족 폴리에스테르와 기타 천연물로 이루어진 조성물로 내열성이 60 내지 120℃인 폴리유산계 수지 조성물을 개시하고 있다. 그러나, 상술한 종래의 PLA를 이용한 시트는 내열성 및 기계적인 강도를 충분히 구현하지 못한다는 단점이 여전히 있다. 이에 상술한 기계적 강도 및 내열성에 대한 단점을 해결하기 위해 국제특허공개번호 W0 2008/081617호는 스트레오컴플렉스 결정을 유도하여 위의 단점을 해결하고자 하나, 그 효과가 불분명하며 제조 단가적인 측면에 한계가 있다. 또한, 한국 공개특허공보 제2009-0073933호에 따르면 PLA에 고무변성 비닐계 그라프트 공중합체 수지와 천연섬유를 첨가하여 내열성 및 내충격성을 향상시키고자 하나, 이를 위해 많은 양의 고무변경 비닐계 그라프트 공중합체를 첨가해야 하기 때문에 생분해성 수지 본연의 장점을 감소시키는 단점이 있다.
또한, 생분해성 시트를 전자부품용 성형품으로 적용시키기 위해서는 정전기발생을 억제하는 대전방지 기능이 필수적으로 요구된다. 기존의 합성플라스틱으로 이루어진 대전방지 시트의 경우 일반적으로 음이온계 화합물을 이용한 내부첨가법, 도전성 무기입자를 도포하는 방법, 저분자형 음이온성 또는 양이온성 화합물을 도포하는 방법 및 전도성 고분자를 도포하는 방법 등이 있다. 이와 같은 방법을 PLA에 적용할 경우, 술포네이트 및 유기 포스페이트와 같은 음이온계 화합물을 이용한 내부첨가법은 저렴한 비용, 적은 경시변화나 우수한 안정성 등의 장점이 있지만 PLA시트의 대전방지 효과를 얻는데 한계가 있으며, 분산력에 따라 대전방지 효과의 편차가 큰 폭으로 발생하는 단점이 있다.
또한 저분자형 음이온성 또는 양이온성 화합물을 이용한 도포법은 대전방지 효과가 비교적 양호하고 제조비용 측면에서 유리하므로 매우 광범위하게 적용되고 있지만, 대전방지 면에서 한계가 있다. 즉 대기 중의 수분과 결합하여 대전방지성을 나타내는 특성으로 인해 대기 중의 수분 함량이 낮은 경우에는 대전방지성이 크게 저하된다. 또한, 용매 저항성이 매우 나쁘고 또한 다른 면으로의 전사 가능성이 있다는 단점 때문에 그 적용이 크게 제한된다.
또한 한국 등록특허공보 제10-0957694호에 따르면 전도성 고분자를 도포하는 방법의 경우 물 및 유기용매에 용해되는 폴리티오펜 등의 수분산체 전도성 고분자를 적용하여, 대전방지성을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 그러나, 대전방지코팅의 경우 균일한 대전방지특성을 갖기 힘들며, 또한 위 공개특허는 기후적 특성에 따라 대전방지능력이 취약하기 때문에 개선되어야 할 필요성이 있다.
일본 공개특허공보 제1998-120889호 일본 공개특허공보 제1999-241008호 국제특허공개번호 W0 2008/081617호 한국 공개특허공보 제2009-0073933호 한국 등록특허공보 제10-0957694호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 가질 뿐만 아니라 성형가공 후에도 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물, 이를 이용한 생분해성 대전방지시트 및 성형품을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 보다 분명해 질 것이다.
상기 목적은, 아크릴계 공중합체와 자당 지방산 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물에 의해 달성된다.
여기서, 상기 아크릴계 공중합체는 폴리옥시에틸렌계 또는 폴리옥시프로필렌계 계면활성제, 디이소시아네이트계 화합물 및 아크릴계 모노머를 공중시킨 것으로서 친수성이다.
바람직하게는, 상기 디이소시아네이트계 화합물은 4,4′-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 카보디이미드변성 디이소시아네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물일 수 있다.
바람직하게는, 상기 아크릴계 모노머는 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노아크릴레니트,1,6-헥산디올 모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시폴리옥시에틸렌아크릴레이트, 2-하이드록시폴리옥시에틸렌(메타)아크릴레이트 또는 하이드록시알릴(메타)아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타아크릴아미드, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, N-디메틸아크릴아미드,N-디메틸아미노프로필메타아크릴아미드, N-하이드록시메틸(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-N-디하이드록시메틸(메타) 아크릴아미드 및 N-N-디(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 아크릴계 공중합체는 폴리옥시에틸렌계 계면활성제, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 및 하이드록시아크릴계 모노머를 공중시킨 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 자당 지방산 에스테르는 자당 1몰에 대해 탄소수 10∼28개의 포화 지방산 또는 불포화 지방산과 탄소수 1∼4의 알콜과의 에스테르 화합물 0.1∼15몰을 포함하는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전방지 코팅 조성물은 에탄올, 이소프로판올 또는 이소프로필알코올 중의 적어도 하나의 알코올류, 에틸셀로솔브 또는 t-부틸셀로솔브의 에테르류, 메틸에틸케톤 또는 아세톤의 케톤류, 디메틸에탄올아민의 아민류 및 이온성 또는 비이온성 계면활성제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 아크릴계 공중합체와 상기 자당 지방산 에스테르의 중량비는 50~80: 20~50일 수 있다.
바람직하게는, 상기 대전방지 코팅 조성물에 사용되는 용매는 물일 수 있다.
바람직하게는, 상기 용매는 이소프로필알콜, 부틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 에탄올 및 메탄올로 이루어진 유기 용매 중 적어도 하나의 유기 용매를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유기 용매는 상기 대전방지 코팅 조성물 총 중량 중 0.1~10.0중량%를 포함할 수 있다.
또한 상기 목적은, PLA 수지로 이루어진 생분해성 시트의 적어도 일면에 상술한 대전방지 코팅 조성물로 코팅된 대전방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 대전방지시트에 의해 달성된다.
또한 상기 목적은, 상술한 생분해성 대전방지시트를 성형한 것을 특징으로 하는 성형품에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 친환경적이고, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 가질 뿐만 아니라 성형가공 후에도 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 등의 효과를 가진다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 대전방지시트의 대전방지 성능을 측정하는 방법을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
본 발명을 설명하고/하거나 청구함에 있어서, 용어 "공중합체"는 둘 이상의 단량체의 공중합에 의해 형성된 중합체를 언급하기 위해 사용된다. 그러한 공중합체는 이원공중합체, 삼원공중합체 또는 더 고차의 공중합체를 포함한다.
본 발명의 일 양상에 따른 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물은 아크릴계 공중합체와 자당 지방산 에스테르를 포함한다. 즉 본 발명은 대전방지성능은 우수하나 열적 특성과 균일한 대전방지성능을 구현하는데 취약한 자당 지방산 에스테르에 아크릴계 공중합체를 첨가함으로써, 균일한 대전방지성능과 우수한 열적 안정성을 보유한 대전방지 코팅 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 코팅 조성물 중 아크릴계 공중합체는 폴리옥시에틸렌계 또는 폴리옥시프로필렌계 계면활성제, 디이소시아네이트계 화합물 및 아크릴계 모노머를 공중합시킴으로써 제조될 수 있다. 이러한 아크릴계 공중합체는 친수성인 것이 바람직하다.
폴리옥시에틸렌계 또는 폴리옥시프로필렌계 계면활성제는 말단의 활성 수소가 디이소시아네이트계 화합물과 반응하게 되며, 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드의 부가몰수가 제한되지는 아니한다. 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌글리콜메틸에테르, 폴리옥시에틸렌모노알릴에테르, 폴리옥시에틸렌비스페놀-A에테르, 폴리프로필렌글리콜, 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 코폴리머, 폴리옥시에틸렌네오펜틸에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌트리데실에테르, 폴리옥시에틸렌데실에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노(트리스티릴페닐)에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸에테르, 폴리옥시에틸렌글리세린에테르, 폴리옥시에틸렌β-나프톨에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌페놀에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에스테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에스테르, 폴리옥시에틸렌올레일에스테르, 폴리옥시에틸렌코카운트페티에스테르, 폴리옥시에틸렌카스톨에테르, 수산화 폴리옥시에틸렌카스톨에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴아민, 폴리옥시에틸렌스테아릴아민, 폴리옥시에틸렌올레일아민, 폴리옥시에틸렌탈로아민, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌모노알킬에테르 및 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌알킬에테르 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 화합물이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리옥시에틸렌계 계면활성제 중에서 선택된 화합물을 사용한다.
또한 디이소시아네이트계 화합물로는 4,4′-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 카보디이미드변성 디이소시아네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물이 사용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트를 사용하는 것이 좋다.
또한 아크릴계 모노머는 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노아크릴레니트,1,6-헥산디올 모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시폴리옥시에틸렌아크릴레이트, 2-하이드록시폴리옥시에틸렌(메타)아크릴레이트 또는 하이드록시알릴(메타)아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타아크릴아미드, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, N-디메틸아크릴아미드,N-디메틸아미노프로필메타아크릴아미드, N-하이드록시메틸(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-N-디하이드록시메틸(메타) 아크릴아미드 및 N-N-디(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 하이드록시아크릴계 모노머를 사용한다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 코팅 조성물 중 자당 지방산 에스테르는 비이온계 계면활성제의 특성을 나타내는데, 하기와 같은 특성을 지닌다.
지방산 알킬에스테르로는 탄소수 10∼28, 바람직하기로는 10∼24개의 포화 지방산, 예를 들면 카프론산, 카프린산, 라우린산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스테아린산, 베헨산 등 혹은 불포화 지방산, 예를 들면 리놀산, 올레인산, 리놀레인산, 엘카산, 리시놀산 등과 탄소수 1∼4의 알콜, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올과의 에스테르 화합물이 바람직하며 필요에 따라 관계된 지방산 알킬에스테르는 2종 이상의 혼합물을 이용해도 된다. 지방산 알킬 에스테르는 자당(sucrose) 1몰에 대하여 0.1∼15몰, 바람직하기로는 0.2∼10몰을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서 아크릴계 공중합체와 자당 지방산 에스테르의 중량비는 50~80:20~50인 것이 바람직하다. 아크릴계 공중합체의 중량비가 50 미만인 경우 대전방지 특성의 열안정성이 취약하고 80을 초과하는 경우 대전방지 특성의 향상에 제약이 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 코팅 조성물에 사용되는 용매는 바람직하게는 물을 주 매체로 하고 수성 코팅액으로 제조하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 코팅 조성물은 도포성의 향상, 투명성의 향상 등의 목적으로, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 정도의 적정량의 유기 용매를 함유해도 좋다. 예컨대, 이소프로필알콜, 부틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 에탄올 및 메탄올 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 그러나, 대전방지 코팅 조성물 중에 다량의 유기 용매를 함유시키면, 인라인 코팅법에 적용할 경우에 건조, 연신 및 열처리 공정에서 폭발의 위험성이 있으므로 그 함유량은 대전방지 코팅 조성물 총 중량 중 0.1~10.0중량%, 바람직하게는 0.1~5중량%를 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따른 생분해성 대전방지시트는 생분해성 시트의 적어도 일면에 상술한 대전방지 코팅 조성물로 코팅된 대전방지층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 생분해성 대전방지시트의 생분해성 시트는 PLA 수지로 이루어진 생분해성 시트인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 생분해성 시트의 두께는 통상 100 내지 2,000㎛, 바람직하게는 300 내지 1,000㎛이다.
코팅 공정은 시트 적어도 일면 또는 양면에 대전방지 코팅 조성물을 도포하여 대전방지층을 형성한다. 구체적으로, 대전방지 코팅 조성물을 도포하는 방법으로는 특별한 제한은 없으나 메이어바(meyer bar)방식, 그라비아 방식, 스프레이(Spray) 방식 등이 사용되며, 도포하기 전에 시트 표면에 극성기를 도입하여, 코팅층과 시트와의 접착성이나 도포성을 향상시킬 수 있도록 코로나(corona) 방전 처리를 하는 것이 바람직하다. 또한, 대전방지 코팅액의 안정성, 젖음성(wetting) 및 도포 레벨링(leveling) 향상을 위하여, 에탄올, 이소프로판올, 이소프로필알코올 등의 알코올류, 에틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브 등의 에테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤 등의 케톤류, 디메틸에탄올아민 등의 아민류 및 이온성 또는 비이온성 계면활성제 중 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이와 같이 제조된 생분해성 대전방지시트는 투명하면서도 표면의 수접촉각이 20°이하를 나타내고, 온수 및 에탄올로 표면을 닦아낸 후에도 표면저항이 1×1010Ω/sq 이하의 수치를 가지는 우수한 대전방지시트가 된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 성형품은 상술한 생분해성 대전방지시트를 성형한 것을 특징으로 한다. 즉 상술한 대전방지시트는 성형과정을 거친 후 우수한 대전방지 특성이 요구되는 분야의 성형제품, 예를 들면 자동차, 기계부품, 전기전자 부품, 컴퓨터 등의 사무기기, 또는 잡화 등의 용도로 사용될 수 있다. 특히 텔레비전, 컴퓨터, 프린터, 세탁기, 카셋트 플레이어, 오디오, 휴대폰 등과 같은 전기전자 제품의 하우징 및 트레이로 바람직하게 적용될 수 있다.
이하, 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예와 비교예에서 사용되는 PLA수지는 고용융점도 PLA수지인 N.W LLC사의 2003D를 사용하였다.
[실시예]
N.W LLC사의 PLA수지로 TWIN압출기를 통해 용융압출 후 SLIP형 다이를 통해 토출시켜 300㎛ 두께의 시트를 제조하였으며, 그 일면에 자당 지방산 에스테르 조성물과 친수성 아크릴계 대전방지제가 혼합된 코팅 조성물이 100㎛ 두께로 코팅된 대전방지 시트를 제조하였으며, 또한 제조된 대전방지 시트를 진공성형 및 절단하여 트레이로 성형하였다.
코팅 조성물은 자당 지방산 에스테르 40중량%, 에틸 알코올 4중량% 및 물 56중량%로 이루어진 자당 지방산 에스테르 조성물과 아크릴계 공중합체 15중량%, 이소프로필 알코올 6중량% 및 물 79중량%로 이루어진 아크릴계 공중합체 조성물로 이루어지되, 아크릴계 공중합체와 자당 지방산 에스테르의 중량비율을 65:35으로 하였다.
[비교예 1]
N.W LLC사의 PLA수지로 TWIN압출기를 통해 용융압출 후 SLIP형 다이를 통해 토출시켜 300㎛ 두께의 시트를 제조하였다. 제조된 시트를 진공성형 및 절단하여 트레이로 성형하였다.
[비교예 2]
N.W LLC사의 PLA수지로 TWIN압출기를 통해 용융압출 후 SLIP형 다이를 통해 토출시켜 300㎛ 두께의 시트를 제조하였으며, 그 일면에 친수성 아크릴계 대전방지제가 100㎛ 두께로 코팅된 대전방지 시트를 제조하였으며, 또한 제조된 대전방지 시트를 진공성형 및 절단하여 트레이로 성형하였다.
친수성 아크릴계 대전방지제는 아크릴계 공중합체 15중량%, 이소프로필 알코올 6중량% 및 물 79중량%로 이루어진 아크릴계 공중합체 조성물을 사용하였다.
[비교예 3]
N.W LLC사의 PLA수지로 TWIN압출기를 통해 용융압출 후 SLIP형 다이를 통해 토출시켜 300㎛ 두께의 시트를 제조하였으며, 그 일면에 자당 지방산 에스테르 조성물이 100㎛ 두께로 코팅된 대전방지 시트를 제조하였으며, 또한 제조된 대전방지 시트를 진공성형 및 절단하여 트레이로 성형하였다.
자당 지방산 에스테르 조성물은 자당 지방산 에스테르 40중량%, 에틸 알코올 4중량% 및 물 56중량%로 이루어진 자당 지방산 에스테르 조성물을 사용하였다.
상기 실시예 및 비교예 1 내지 3에 따른 시트 및 트레이를 사용하여 다음과 같은 실험예를 통해 물성을 측정하고 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
[실험예]
(1) 수접촉각
접촉각 측정기(Kyowa Interface Science Co., Ltd.; 모델명 Dropmaster 300)를 사용하여 이온 교환수를 증류하여 얻은 정제수로 액적법(sessile drop method)에 의하여 수접촉각을 측정하였으며, 서로 다른 위치에서 5회 측정 후 평균값을 취하였다.
(2) 대전방지성
대전방지 측정기(미쯔비시㈜; 모델명 MCP-T600)를 이용하여 온도 23℃, 습도 50%RH의 환경 하에 시료를 설치한 후 JIS K7194에 의거하여 표면저항을 측정하였다.
균일한 대전방지성능을 측정하기 위해 폭 1000mm를 가지는 시트를 제조하였으며, 가로방향으로 균등 분할하여, 도 1과 같이 다섯 지점을 분석 평가하였다. 즉 대전방지성을 평가하기 위해 도 1의 1번 내지 5번의 표면 저항을 측정하고 평균값을 취하였다.
또한 트레이의 대전방지성은 트레이의 단면을 통해 대전방지성을 측정하였다.
구분 실시예 비교예1 비교예2 비교예3
수접촉각 (°) 18 67 47 25
대전방지시트 표면저항(Ω/sq) 2 X 109 8 X 1015 8 X 1011 1 X 1010
트레이 표면저항(Ω/sq) 8 X 109 3 X 1016 7 X 1012 1 X 1013
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지시트 및 이를 성형한 트레이는 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 가질 뿐만 아니라 성형가공 후에도 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 나타냄을 확인할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (13)

  1. 아크릴계 공중합체와 자당 지방산 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 공중합체는 폴리옥시에틸렌계 또는 폴리옥시프로필렌계 계면활성제, 디이소시아네이트계 화합물 및 아크릴계 모노머를 공중시킨 것으로서 친수성인 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디이소시아네이트계 화합물은 4,4′-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 카보디이미드변성 디이소시아네이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 아크릴계 모노머는 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노아크릴레니트,1,6-헥산디올 모노(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시폴리옥시에틸렌아크릴레이트, 2-하이드록시폴리옥시에틸렌(메타)아크릴레이트 또는 하이드록시알릴(메타)아크릴레이트, 아크릴아미드, 메타아크릴아미드, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, N-디메틸아크릴아미드,N-디메틸아미노프로필메타아크릴아미드, N-하이드록시메틸(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-N-디하이드록시메틸(메타) 아크릴아미드 및 N-N-디(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 아크릴계 공중합체는 폴리옥시에틸렌계 계면활성제, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트 및 하이드록시아크릴계 모노머를 공중시킨 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자당 지방산 에스테르는 자당 1몰에 대해 탄소수 10∼28개의 포화 지방산 또는 불포화 지방산과 탄소수 1∼4의 알콜과의 에스테르 화합물 0.1∼15몰을 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅 조성물은 에탄올, 이소프로판올 또는 이소프로필알코올 중의 적어도 하나의 알코올류, 에틸셀로솔브 또는 t-부틸셀로솔브의 에테르류, 메틸에틸케톤 또는 아세톤의 케톤류, 디메틸에탄올아민의 아민류 및 이온성 또는 비이온성 계면활성제 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 공중합체와 상기 자당 지방산 에스테르의 중량비는 50~80: 20~50인 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 대전방지 코팅 조성물에 사용되는 용매는 물인 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 용매는 이소프로필알콜, 부틸셀로솔브, t-부틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 아세톤, 에탄올 및 메탄올로 이루어진 유기 용매 중 적어도 하나의 유기 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 유기 용매는 상기 대전방지 코팅 조성물 총 중량 중 0.1~10.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 균일한 대전방지 성능과 우수한 열적 안정성을 갖는 대전방지 코팅 조성물.
  12. PLA 수지로 이루어진 생분해성 시트의 적어도 일면에 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 대전방지 코팅 조성물로 코팅된 대전방지층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 생분해성 대전방지시트.
  13. 제12항에 따른 생분해성 대전방지시트를 성형한 것을 특징으로 하는, 성형품.
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