hwp

Similar documents
13 KH (정대원)( ).hwp

歯111

<B4D9BDC3BEB4C0AFB1E2C8ADC7D02D34C6C72D35BCE2C3D6C1BE28B1B3BBE7292E687770>


012임수진

_....


THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE Sep.; 30(9),

<35335FBCDBC7D1C1A42DB8E2B8AEBDBAC5CDC0C720C0FCB1E2C0FB20C6AFBCBA20BAD0BCAE2E687770>

패션 전문가 293명 대상 앙케트+전문기자단 선정 Fashionbiz CEO Managing Director Creative Director Independent Designer

10(3)-10.fm

Lumbar spine

c04....

03-서연옥.hwp

表紙(化学)

c04....

untitled

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE. vol. 29, no. 10, Oct ,,. 0.5 %.., cm mm FR4 (ε r =4.4)

untitled

< 서식 5> 탐구보고서표지 제 25 회서울학생탐구발표대회보고서 출품번호 유글레나를이용한산소발생환경의탐구 소속청학교명학년성명 ( 팀명 ) 강서교육청서울백석중학교 3 임산해 [ 팀원이름 ]

c04....

00....

14.531~539(08-037).fm

인문사회과학기술융합학회

12.077~081(A12_이종국).fm

< D B4D9C3CAC1A120BCD2C7C1C6AEC4DCC5C3C6AEB7BBC1EEC0C720B3EBBEC8C0C720BDC3B7C2BAB8C1A4BFA120B4EBC7D120C0AFBFEBBCBA20C6F2B0A E687770>

목 차 회사현황 1. 회사개요 2. 회사연혁 3. 회사업무영역/업무현황 4. 등록면허보유현황 5. 상훈현황 6. 기술자보유현황 7. 시스템보유현황 주요기술자별 약력 1. 대표이사 2. 임원짂 조직 및 용도별 수행실적 1. 조직 2. 용도별 수행실적

untitled

10(3)-09.fm

???춍??숏

개최요강


Journal of Educational Innovation Research 2018, Vol. 28, No. 4, pp DOI: 3 * The Effect of H



저작자표시 - 비영리 - 변경금지 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 비영리. 귀하는이저작물을영리목적으로이용할

342 Sei Young Choi / Elastomers and Composites Vol. 49, No. 4, pp. 341~345 (December 2014) 불구하고 광촉매는 400 nm 이하의 파장을 갖는 자외선이 조사 되어야만 활성을 나타내는 단점을 갖고 있어

Æ÷Àå82š

139~144 ¿À°ø¾àħ

Journal of Life Science 2011, Vol. 21. No μ μ

hwp

CONTENTS January 2008, VOL IP Report 59 IP Column 101 IP Information 123 IP News

Microsoft Word - _81-86 ¼öÁ¤_ Æú¸®~_ȲÅüº¿Ü2¸í_.doc

Elastomers and Composites Vol. 49, No. 1, pp. 31~36 (March 2014) Print ISSN / Online ISSN doi:

(JH)

Æ÷Àå½Ã¼³94š

5_09.hwp

252 청정기술, 제13권 제4 호, 2007년 12월 1. 서 론 Table 1. Experimental conditions 폴리카보네이트 는 엔지니어링 플라스틱 중의 하나로 전기 분야 자동차 광학 재료 등 여러 분야에 널리 쓰이고 있 다 의 사용량이 증가 함에 따라

2003_KR piv

???? 1

jaeryomading review.pdf

Statistical Data of Dementia.

(72) 발명자 나리사꼬 마꼬또 일본 후꾸이껭 쯔루가시 와까이즈미쪼 1반찌 제이 엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 쯔루가 고오죠오 내 나까무라 야스오 일본 후꾸이껭 쯔루가시 와까이즈미쪼 1반찌 제이 엑스 닛코 닛세키 킨조쿠 가부시키가이샤 쯔루가 고오죠오 내 야마오

서론 34 2

본문.PDF

878 Yu Kim, Dongjae Kim 지막 용량수준까지도 멈춤 규칙이 만족되지 않아 시행이 종료되지 않는 경우에는 MTD의 추정이 불가 능하다는 단점이 있다. 최근 이 SM방법의 단점을 보완하기 위해 O Quigley 등 (1990)이 제안한 CRM(Continu

<30372EC0CCC0AFC1F82E687770>

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE Mar.; 25(3),

목차 ⅰ ⅲ ⅳ Abstract v Ⅰ Ⅱ Ⅲ i

Pharmacotherapeutics Application of New Pathogenesis on the Drug Treatment of Diabetes Young Seol Kim, M.D. Department of Endocrinology Kyung Hee Univ

Analysis of objective and error source of ski technical championship Jin Su Seok 1, Seoung ki Kang 1 *, Jae Hyung Lee 1, & Won Il Son 2 1 yong in Univ

기구명 ph meter volumetric flask Erlenmeyer flask mass cylinder 뷰렛비이커 pipet 저울스탠드 & 클램프 isotonicity 측정기 필요량 500ml짜리 1개, 50ml짜리 5개, 100ml짜리 1개, 250ml짜리 6개

DBPIA-NURIMEDIA

한약재품질표준화연구사업단 단삼 ( 丹參 ) Salviae Miltiorrhizae Radix 생약연구과

DBPIA-NURIMEDIA

특허청구의 범위 청구항 1 삭제 청구항 2 삭제 청구항 3 하기 (A), (B) 및 (E)를 함유하는 세정제 조성물로서, (A)와 (B)의 배합 비율이 (A)/(B) = 99/1~70/30(중량% 비)이며, 또한, 이 조성물 중의 전체 계면활성제 성분 중에서 (A)의

27 2, 17-31, , * ** ***,. K 1 2 2,.,,,.,.,.,,.,. :,,, : 2009/08/19 : 2009/09/09 : 2009/09/30 * 2007 ** *** ( :

09구자용(489~500)

PDF

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE Nov.; 26(11),

Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 및 자아존중감과 스트레스와도 밀접한 관계가 있고, 만족 정도 에 따라 전반적인 생활에도 영향을 미치므로 신체는 갈수록 개 인적, 사회적 차원에서 중요해지고 있다(안희진, 2010). 따라서 외모만족도는 개인의 신체는 타

, Next Step of Hangul font As an Example of San Serif Han San Seok Geum ho, Jang Sooyoung. IT.. Noto Sans(Adobe, Han-San). IT...., Muti Script, Multi

고분자 과학

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE Jun.; 27(6),

한약재품질표준화연구사업단 강활 ( 羌活 ) Osterici seu Notopterygii Radix et Rhizoma 생약연구과

한약재품질표준화연구사업단 고삼 ( 苦參 ) Sophorae Radix 생약연구과

16-KH ( ).hwp

(72) 발명자 마 빈 미국 뉴저지주 유잉 필립스 블바르 375 쩡 리창 미국 뉴저지주 유잉 필립스 블바르 375 데안젤리스 알랜 미국 뉴저지주 유잉 필립스 블바르 375 바론 에드워드 미국 뉴저지주 유잉 필립스 블바르 375

???? 1

<313120B9DABFB5B1B82E687770>

02À±¼ø¿Á

THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE Feb.; 29(2), IS

특허청구의 범위 청구항 1 청구항 2 청구항 3 청구항 4 청구항 5 물과 암모니아수와 헥산 산과 히드라진 수화수용액을 포함하는 환원액을 조정하는 조액( 調 液 )공정과, 질산은 수용액을 상기 환원액에 첨가하여 반응시키는 은 반응공정과, 상기 은 반응공정의 생성물을 회

14.fm

pdf

Can032.hwp

歯TR PDF

한약재품질표준화연구사업단 작약 ( 芍藥 ) Paeoniae Radix 생약연구과

fm

[ 화학 ] 과학고 R&E 결과보고서 나노입자의표면증강을이용한 태양전지의효율증가 연구기간 : ~ 연구책임자 : 김주래 ( 서울과학고물리화학과 ) 지도교사 : 참여학생 : 원승환 ( 서울과학고 2학년 ) 이윤재 ( 서울과학고 2학년 ) 임종

975_983 특집-한규철, 정원호

공개특허 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2013년09월25일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) B65D 25/14 ( ) C23

DBPIA-NURIMEDIA

(

Kor. J. Aesthet. Cosmetol., 라이프스타일은 개인 생활에 있어 심리적 문화적 사회적 모든 측면의 생활방식과 차이 전체를 말한다. 이러한 라이프스 타일은 사람의 내재된 가치관이나 욕구, 행동 변화를 파악하여 소비행동과 심리를 추측할 수 있고, 개인의

학술원논문집 ( 자연과학편 ) 제 50 집 2 호 (2011) 콩의식품적의의및생산수급과식용콩의자급향상 李弘䄷 * 李英豪 ** 李錫河 *** * Significance of Soybean as Food and Strategies for Self Suffici

Journal of Educational Innovation Research 2016, Vol. 26, No. 3, pp DOI: Awareness, Supports

Microsoft PowerPoint - d ppt [호환 모드]

03-2ƯÁý -14š


Transcription:

Appl. Chem. Eng., Vol. 24, No. 2, April 2013, 196-200 Original article 김재영 양희준 박나영 * 최영주 * 이성민 * 정대원 수원대학교공과대학신소재공학과, *( 주 ) 에버켐텍 (2013 년 1 월 14 일접수, 2013 년 2 월 4 일심사, 2013 년 2 월 12 일채택 ) Study on the Synthesis of the Binder for Antistatic Coating Applicable under High Voltage Jae Young Kim, Hee Jun Yang, Na Young Pak*, Young Ju Choi*, Seong Min Lee*, and Dae-won Chung Department of Polymer Engineering, College of Engineering, Suwon University, Gyeonggi-do 445-743, Korea *EverChemTech Co., Ltd, #313,314, Human Sky Vally, Gyeonggi-do 445-743, Korea (Received January 14, 2013; Revised February 4, 2013; Accepted February 12, 2013) 고전압하에서도표면저항을유지할수있는대전방지보호필름용코팅액의바인더에관하여연구하였다. 구체적으로는폴리에틸렌글리콜 (PEG) 과폴리프로필렌글리콜 (PPG) 을주성분으로하는다양한조성의폴리에스터계바인더를합성하여전도성고분자와의배합을통하여필름을제조한후에고전압하에서의표면저항의변화를조사하였다. PEG 와 PPG 의조성과상관없이 10 V 의전압하에서는 10 7 10 8 Ω/ 의범위를나타내었으나, 1000 V 하에서는표면저항이 2 10 10 Ω/ 이상으로변화하여대전방지용도로는사용할수없었다. 그러나 PPG 의 10 mol% 를 1,4-butandiol (BD) 로대체하여합성한폴리에스터중에서 PEG 함량이 25 mol% 인바인더 ([PEG]/[PPG]/[BD] = 25.0/67.5/7.5) 에서는 1000 V 하에서도 2.8 10 9 Ω/ 을나타내, 고전압하에서도대전방지용으로사용할수있는것으로나타났다. 이결과는 BD 의소수성에의하여고전압하에서도표면저항이유지될수있다는것을시사하고있다. We conducted investigation on polymeric binders for anti-static coating agent which can maintain stability under the high-voltaic condition. Various polyesters composed of polyethylene glycol (PEG) and polypropylene glycol (PPG) were synthesized and studied in term of the variation in the surface resistance of the film made from coating solution composed of a conductive polymer and these polyesters as a binder. We found that the surface resistance displayed 10 7 10 8 Ω/ regardless of chemical composition of binders under the potential of 10 V. Whereas, the surface resistance surged to higher than 2 10 10 Ω/ when 1000 V was applied, rendering it improper for anti-static purpose. When 1,4 butanediol (BD) was incorporated into polyesters ([PEG]/[PPG]/[BD] = 25.0/67.5/7.5), the surface resistance showed 2.8 10 9 Ω/ under 1000 V, acceptable for anti-static application. These observations may indicate that the hydrophobic nature of BD makes a significant contribution to the surface resistance at a high positive potential. Keywords: polyester binder, antistatic, surface resistance, high voltage, 1,4-butandiol 1) 1. 서론 전자장치등에서발생하는정전기는제품에불순물이나먼지를부착시키고, 제조공정에서유기용제를사용할경우화재를발생시킬수있으며, 전자장치를파손시킬수도있다. 특히 LCD 등과같은광학물질은제조및유통과정에서발생할수있는상기와같은문제점을방지하기위하여제품표면에대전방지기능의보호필름을부착하게된다 [1]. 대전방지기능의필름은표면에서일정수준이상의전하가축적되 Corresponding Author: Suwon University Department of Polymer Engineering, College of Engineering San 2-2, Wau-ri, Bongdam-eup, Hwaseong-si, Gyeonggi-do 445-743, Korea Tel: +82-31-220-2156 e-mail: dwchung@suwon.ac.kr pissn: 1225-0112 @ 2013 The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry. All rights reserved. 면이를방전시킬수있을정도의전도성을필요로한다. 투명한대전방지필름을얻기위한최근의일반적인방법은전도성고분자를첨가하는것이다. 전도성고분자는고가이기는하지만대전방지를위해서는 10 7 10 10 Ω/cm 정도의표면저항값을요구하므로미량의첨가만으로도대전방지기능을부여하는것이가능하다. 이와같은전도성고분자중에서도, 폴리싸이오펜은주쇄에생성되는양전하를황원자가안정화시키는영향에의해서더욱안정적으로전도성을나타낼수있는것으로알려졌다. 폴리싸이오펜중에서도 3과 4 위치에에틸렌옥사이드가결합된형태의 Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) 은 3과 4 위치에결합된산소원자에의해산화상태에서더욱안정화된다는사실 [2] 이밝혀진이후이와관련된많은연구가이루어졌으며, 고분자형태의 polystyrene sulfonate로도핑된 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-polystyrene sulfonate (PEDOT/PSS) 은전기적특성이매우우수하며 [3], 코팅시에투명한필름을제공한다는관점에서대전방지코팅을비롯한광학용기기에적용하는연구가활발히 196

197 이루어지고있다 [4]. 기본적으로 PEDOT/PSS 는수계에서사용되나, 극성유기용매를미량첨가하게되면 2 차도핑 (secondary doping) 에 의해서전기적특성이향상 [5,6] 되므로유기용제를첨가하여사용하는 경우도있다. 따라서전도성고분자와함께수계대전방지코팅제의 핵심첨가물인바인더역시이와같은유기용제에대한상용성을지닐 필요가있다. 또한순수수계코팅제라고할지라도산업현장에서는 건조시간단축등을포함하는공정의편리성을위하여알코올계열의용제로희석하여사용하므로바인더의유기용제상용성은공업적측면에서는더욱중요하다. 이와함께최근전자부품산업의발전과더불어디스플레이가일반 LCD 패널에서 3D 또는 LED용패널로전환되면서대전방지보호필름역시새로운물성적인성능을요구하게되었다. 편광판의제조공정중에사용하는보호필름은패널제조후완제품출하시에보호필름을기계적방식으로제거하게되는데, 이때미박리로인한불량이발생하는현상을개선하기위해보호필름의표면을 1.3 kw 이상으로코로나처리를하여박리패드와의박리강도를높이는공정이도입되고있다 [7]. 또한 3D-TV용패널제조공정에도고전압및고주파공정이도입되고있다 [8]. 그러나종래의보호필름에형성된대전방지층은 500 V 이상의고전압이가해지면대전방지층의표면저항이절연체에가깝게상승하거나표면에얼룩이생기는치명적인문제점을야기한다 [7,8]. 이를해결하기위해서는고전압하에서도고기능성을유지하는대전방지보호필름용코팅제의개발이필요하다. 그러나고전압공정자체가최근에적용되기시작하였으므로그에적용가능한바인더를포함하는코팅제에관한이론적연구조차본격적으로시작하지않았다. 기본적으로고가의전도성고분자의함량을증가시켜코팅제자체의표면저항을극단적으로낮춘다면고전압하에서도대전방지기능을유지할것으로판단되지만이방법은경제적으로의미를부여할수없다. 따라서전도성코팅제내에서주요한기능을담당하는 [9] 바인더의개선에의하여고전압에적용가능한코팅제의개발이필요하지만이에관한연구가발표된예는아직까지없다. 본연구에서는향후학문적, 산업적가치가제고될것으로예상되는고전압용바인더에관한기초연구를통한기반구축을목표로하였다. 구체적으로, 바인더후보물질로는접착력, 열안정성, 내화학성등이우수하여코팅, 페인트등의바인더로서널리사용됨 [10] 과동시에고분자자체의체적고유저항 (10 12 10 14 Ω/cm) 이폴리우레탄 (10 13 10 15 Ω/cm) 보다낮으므로전도성코팅에주로사용되는폴리에스터계바인더에주목하였다. 또한, 알코올계열의용매에대한상용성을고려하여폴리에틸렌글리콜 (PEG) 과폴리프로필렌글리콜 (PPG) 을주성분으로하는다양한조성의폴리에스터계바인더를합성하여전도성고분자 (PEDOT-PSS) 수용액및메탄올과의상용성을확인하고 PET 필름위에코팅한후에고전압하에서의표면저항의변화를조사하였다. 2. 실험 2.1. 시약및기기합성에사용한분자량 1000인 PEG, 분자량 455인 PPG 및 isophthalic acid (IPA), 1,4-butandiol (BD) 등은 Aldrich사의제품을, 에탄올, 디에틸에테르등의용매는삼전순약공업제품을구입하여정제없이사용하였다. 전도성고분자로서는 PEDOT-PSS의수분산액 ( 고형분함량 1.5 wt%) 인 Clevios P (H. C. Starck사제품 ) 를사용하였으며, 에스테르화반응의촉매인 butylchlorotin dihydroxide (BuSnCl(OH) 2) 은 Arkema사의상표명 Fascat 4101을사용하였다. 2.2. 바인더합성다음은 PEG와 PPG가각각 50 mol% 인폴리에스테르의반응과정을나타낸다. 분자량 1000인 PEG 225 g (0.225 mol), 분자량 455인 PPG 102.4 g (0.225 mol), isophthalic acid (IPA) 74.8 g (0.45 mol) 을 30 에서진공건조를하고 1 L 5구플라스크에반응물을넣고 dean-stark trap, reflux tube, 온도센서를설치후질소기류하에서승온하고 PEG가용융되는시점에서교반을시작한다. 반응물내에있는수분을최대한제거하기위해 120 에서 1 h 정도유지한후 140 로승온하고촉매인 butylchlorotin dihydroxide 0.4 g ( 반응물대비 0.1 wt%) 첨가한다. 촉매첨가후 1 h에 20 의속도로온도를올리고, 240 에서반응을진행하면서 30 min 간격으로 sampling하여서산가를측정하여산가가 15 이하가되면냉각을실시하여반응을종료하였다. 반응물이 150 에도달하면 1 L 비커에증류수 300 ml를넣고 500 rpm의교반속도에서반응물을조금씩떨어뜨려고형분함량 30 wt% 정도의수분산액을제조한다. 생성물의 GPC 분석을위하여, 수분산시키지않고남은반응물은실온으로방치하여고상으로얻었다. PEG, PPG 이외에 BD ( 함량은 PPG 대비 10 mol%) 를제3의성분으로사용한폴리에스터의경우에도상기와동일한방법에의해서합성하였다. 2.3. 합성한바인더후보물질을이용한필름제조및표면저항측정물과알코올계용매에분산되어있는 PEDOT-PSS 와합성한폴리에스터수지를전체고형분이 4 wt% 가되도록제조한후교반기 (Pltech 사의 PL-FS123) 를이용하여 700 800 rpm으로 30 min 동안교반시켰다. 이후, 물과메탄올을사용하여전체고형분이 1 wt% 가되도록희석하였다. 이를 Mayer bar coater를사용하여습도막두께기준으로 10 µm가되도록 PET Film 위에코팅한후, 120 오븐 (Memmert model UFE 500) 에서 1 min간건조시켰다. 이렇게표면처리된필름을, 전압을변경하면서표면저항을측정할수있는측정기 (Mitsubishi MCP-HT450) 를이용하여인가전압별 (10, 500 및 1000 V) 로표면저항을측정하였다. 2.4. 분석법반응물의산가는, ASTM-D1639에따라서시료 0.2 g을 EtOH 10 ml, diethyl ether 10 ml에용해시킨후페놀프탈레인지시약을사용하여 KOH로적정하여측정하였다. 또한, 수분산액 1 g을채취하여 150 오븐에 30 min 방치후무게를측정하여고형분함량을계산하였으며, 수분산액의점도는 Brookfield viscometer의 Level 2 spindle을이용해 60 rpm에서측정하였다. GPC (Waters 515 HPLC pump 및 Waters 410 RI detector) 는 3개의 Styragel column (104, 103 및 102 A) 을사용하여 1.0 ml/min의유속으로측정하였으며, 폴리스틸렌표준샘플을사용한검량선을작성하여분자량및분자량분포를측정하였다. 3. 결과및고찰 3.1. 폴리에스터계바인더의합성폴리에스터의중합반응에는에스테르교환반응및에스테르화반응이있으나, 본연구에서는상업적생산시에주로적용되는에스테르화반응을검토하였다. 또한본반응은축중합이므로부산물로생성되는물을용이하게제거하기위하여진공하에서진행하는것이바람직하지만향후의대량생산공정을고려하여진공대신에질소를퍼징하여줌으로서중합반응과동시에생성되는물을제거하도록하 Appl. Chem. Eng., Vol. 24, No. 2, 2013

198 김재영 양희준 박나영 최영주 이성민 정대원 Table 1. The Compositions and the Properties of Polyesters Composition (mol%) Properties of polyesters Molecular weight PEG PPG BD solid content (wt%) acid value ph solubility in water viscosity (cp) Mn Mw PDI Compatibility with PEDOT-PSS suspension B-2 20 80 - - - - X - 12016 23348 1.94 X B-3 30 70-29 15 2.8 O 305 13592 23956 1.76 O B-4 40 60-31 11 3.0 O 385 16092 30210 1.88 O B-5 50 50-30 14 3.1 O 358 16064 28940 1.80 O B-2-BD 20 72 8 - - - X - 11926 23918 2.01 X B-2.5-BD 25 67.5 7.5 29 14 3.2 O 251 12852 23500 1.87 O B-3-BD 30 63 7 29 13 3.0 O 275 12568 23170 1.84 O B-4-BD 40 54 6 30 12 2.8 O 315 15136 26366 1.74 O B-5-BD 50 45 5 30 12 2.9 O 308 15470 29224 1.89 O 였으며, 반응의진행여부는반응물의산가를측정하여확인하였다. 한편, 폴리에스터합성에서는프탈릭산이주로사용되지만, 바인더용도의폴리에스터합성에서는이소프탈릭산 (IPA) 가주로사용된다는점 [11] 을고려하여본연구에서는 IPA를사용하였다. 먼저촉매로는에스테르화반응에서 dehydration 또는 oxidative degradation과같은부반응을일으키지않아서폴리에스테르의중합에공업적으로도많이사용되는 butylchlorotin dihydroxide를사용하였다 [12,13]. 대전방지코팅제용바인더의경우에분자량이너무높으면코팅제의제조시에점도가너무높아공정상의어려움이있으므로분자량을제어하는것이일반적이며반응중에실시간으로산가를측정하여반응의종결점을정한다 [14,15]. 실제적으로 poly(ethylene terephthalate) 중합에있어서의산가는반응물의점도, 반응전환율및분자량과직접적인관계가있는것으로알려져있다 [16]. 따라서본연구에서는산가가 15 이하가되면반응을정지하였으며, 전체적으로최종반응온도인 240 에서 2 3 h 정도걸렸다. 반응종료와동시에점성이높은반응물을 30 wt% 의고형분함량이되도록증류수에떨어뜨린후기계식교반기를이용하여 200 rpm 으로교반하면서용해시킨수용액상태로보관하였다. 친수성이높은 PEG의함량이높은반응물일수록용해되는속도가빨랐으며, PEG 함량이 20 wt% 인경우에는물에용해되지않고팽윤되는것과유사한형태로존재하여수계바인더로는사용할수없는것으로나타났다. 3.2. 폴리에스터계바인더수용액의특성 Table 1에는본연구에서합성한폴리에스터의조성및특성분석등의결과를정리하였으며, 표상에서 B-2는 PEG와 PPG로이루어진폴리에스터로서 PEG 함량이 20 mol% 인것을의미한다. 한편, B-2-BD는 BD를제 3의성분으로사용하였으며, PPG 함량의 10 mol% 가 BD인것을의미한다. 즉, PEG, PPG, BD가각각 20, 72 및 8 mol% 인폴리에스터이다. 수분산시키지않고남은반응물을실온으로방치하여얻어지는고형물을 THF에용해시켜분석한 GPC의결과를보면, 모든반응물은 Mn 기준으로 12000에서 16000의범위내에있었으며 PEG 함량이증가할수록분자량도약간증가하는것으로나타났다. 본반응에서는반응종료점을반응시간으로결정한것이아니라, 반응물의산가를실시간으로측정하여 15 이하로나타나는시점에종료하고자하였으며, 실제적으로 Table 1에나타낸바와같이모든반응의최종생성물의산가는 10에서 15까지로제한되어있으므로, 반응도는거의유사할 Figure 1. Synthesis of polyesters. 것으로추정된다. 그러나본반응에서사용한 PEG의평균분자량 (1000 g/mol) 이 PPG (455 g/mol) 보다크기때문에 PEG 함량이증가할수록분자량도약간증가한것으로판단된다. 그러나 Table 1에나타낸바와같이수용액상태에서의점도값은 PPG 함량변화에따라현저한차이는관찰되지않았으며, BD를도입했을경우에는전체적으로약간낮은점도를나타냈다. 이는올리고머인 PPG의 10 mol% 를저분자인 BD로교체하였기때문으로사료된다. 본연구에서합성한바인더후보물질들은전체적으로 250에서 390 cp 사이의범위의점도를나타내었으며, 이는폴리에스터계의산성바인더로서널리사용되어지는상용품인 Toyobo사의 vylonal MD-1100 ( 고형분함량 30 wt%) 의경우 410 cp의점도를나타낸다는점을고려하였을때바인더로서타당한범위인것으로볼수있다. 본연구에서는산성을띄는전도성고분자 (PEDOT-PSS) 의코팅용바인더를목표로하였으므로합성한폴리에스터수분산액이산성을띌수있도록분자설계를하고최종생성물의산가를 20 정도로제어하였으므로합성한모든폴리에스터수분산액의 ph 값은 Table 1에나타낸바와같이, PEG의함량또는 BD의도입등과무관하게 2.8 에서 3.2 사이로나왔다. 일반적으로산성을띄는전도성고분자와의상용성을고려하면바인더역시산성을띌필요가있으며, 중성또는염기성바인더의경우에는 PEDOT-PSS와의혼합시에침전물이생기거나투명성이저하되는현상이나타난다 [17]. 실제적으로본연구에서합성한바인더후보물질들은, Table 1에나타낸바와같이, 전도성고분자인 PEDOT-PSS 수분산액과의상용성은우수한것으로나타났다. 또한본연구에서합성한모든폴리에스터는, PEG/PPG 기반폴리에스터에서나타나는일반적인현상과동일하게메탄올및에탄올과의상용성도우수한것으로나타나서본연구에서합성한폴리에스터 공업화학, 제 24 권제 2 호, 2013

199 Figure 2. Surface resistance of the films where the polyesters synthesized from PEG and PPG with various compositions were used as a binder. Figure 3. Surface resistance of the films where the polyesters synthesized from PEG, PPG and BD with various compositions were used as a binder. The content of BD is 10 mol% of PPG. 는수계이며유기용매와의상용성이우수한전도성코팅제용바인더의후보물질로서의기본적인특성을만족하는것으로판단된다. 3.3. 전도성코팅의바인더로사용하였을때의표면저항특성상기와같이합성하고바인더로서의기초물성을측정한후보물질들을바인더로사용하여 PEDOT-PSS를 PET 필름에코팅하여얻어진투명한필름의표면저항을측정하였다. 먼저, BD의사용없이 PEG와 PPG만으로이루어진바인더후보물질들의표면저항치를 Figure 2에나타내었다. 본연구에서합성한바인더후보물질들의표면저항을일반적으로전도성필름의표면저항을측정하는방법에따라 10 V의전압하에서측정하면, 10 7 에서 10 8 Ω/ 영역에서나타났으며, 일반적인상용품과유사한값을나타내어대전방지용도로충분하게사용할수있음을알수있다. 또한 PEG 함량이높아질수록, 즉폴리에스터의친수성이높아질수록표면저항치가약간감소하는것으로나타났다. 다양한구조의모노머를사용하여합성한폴리아닐린 [18] 및폴리피롤 [19] 등의전도성고분자에서표면의친수성증가와더불어표면저항치가낮아지는현상및플라즈마처리에의하여폴리아닐린표면의친수성을높임으로서표면저항이낮아지는현상 [20] 과동일하게해석할수있다. 그러나 500 V의전압하에서는급격하게저항치가높아져서대전방지용도로의한계인 10 10 Ω/ 정도를나타내며 1000 V를걸어주었을때는더높은표면저항을나타냈다. 이는현재일반적으로사용되는바인더들에서공통적으로나타나는현상으로, 고전압에서는전기적특성을그대로유지하지못하기때문으로이해된다. 한편 Figure 3에나타낸바와같이, PPG의 10 mol% 를 BD로대체하여합성한폴리에스터의경우에도 10 V의전압하에서측정한표면저항은 10 7 에서 10 8 Ω/ 영역에서나타났으며, 또한 PEG 함량이높아질수록표면저항치가약간감소하는것으로나타나 BD를도입하지않은폴리에스터와유사한결과를나타냈다. 특히 PEG 함량이상대적으로높은 B-4-BD 및 B-5-BD의경우에는고전압하에서의표면저항값이 B-4 및 B-5와거의동일하게나타나서제3의성분으로 BD를사용한효과가나타나지않았다. 그러나 PEG 함량이상대적으로적은 B-2.5-BD 및 B-3-BD에서는고전압하에서의표면저항의상승폭이상대적으로작으며, 1000 V 하에서도대전방지보호필름용으로사용 이가능한 10 9 Ω/ 영역으로나타나는것을확인할수있었다. 일반적으로대전방지용보호필름은 10 7 10 10 Ω/ 영역의표면저항치를요구하나 [21], 다양한공정과정을거치면서도안정적인전기적특성을담보하기위해서최소한 10 9 Ω/ 정도의저항치를유지하는것이바람직하다. 따라서본연구에서합성한바인더후보물질 B-2.5-BD 및 B-3-BD은고전압하에서도대전방지보호필름용도로의안정적인전기적특성을나타낼수있을것으로판단된다. BD는 PEG/PPG로부터합성되는폴리에스터또는폴리우레탄에내화학성및물성향상을위하여 PEG/PPG의일부분을대체하여사용되어지고있다 [22]. 본연구에서 BD의도입에의하여고전압하에서상대적으로안정적인저항치를유지하는이유는현재로서는확실하지는않지만, BD의도입에의한바인더의소수성증대가역할을담당하는것으로추정된다. 4. 결론 본연구에서는, 알코올류의유기용제와상용성이높으며고전압하에서도대전방지보호필름용도로적용이가능한수계폴리에스테르바인더의합성및특성에관하여연구하였다. PEG 및 PPG의비율을변화시켜얻어진폴리에스테르에서 PEG 함량이 30 50 mol% 인폴리에스터에서는유기용제와의상용성이우수한수계바인더후보물질로적합한것으로나타났다. 그러나고전압 (500 V 또는 1000 V) 하에서는표면저항치가 10 10 Ω/ 이상으로나타나서고전압하에서는적용할수없는것으로밝혀졌다. 그러나 PPG의 10 mol% 를 BD로치환한 B-2.5-BD 및 B-3-BD에서는 1000 V 하에서도 10 9 Ω/ 정도의표면저항을나타내서고전압하에서도대전방지보호필름용도에적합한것으로나타났다. 이상의결과는고전압하에서도표면저항을유지하기위해서는 BD와같은소수성기의도입이필요하다는점을시사하고있다. 본연구는향후그수요가비약적으로늘어날것으로예상되는고전압용바인더에관한첫번째기초연구로, 향후더많은연구의시발점이될것으로기대된다. Appl. Chem. Eng., Vol. 24, No. 2, 2013

200 김재영 양희준 박나영 최영주 이성민 정대원 감 본연구는정부 ( 중소기업청 ) 의중소기업기술혁신개발사업으로지 원받은미래선도과제 ( 과제번호 : SA112616) 의연구비에의해수행되 었으며, 이에감사를드립니다. 사 참고문헌 1. S. H. Kim and K. G. Song, polymer, 36, 531 (2012). 2. H. Münstedt, Polymer, 29, 296 (1988). 3. F. Louwet, L. Groenendaal, J. Dhaen, J. Manca, J. Van Luppen, E. Verdonck, and L. Leenders, Synth. Met., 135, 115 (2003). 4. F. Jonas and J. T. Morrison, Synth. Met., 85, 1397 (1997). 5. J. Y. Kim, J. H. Jung, D. E. Lee, and J. Joo, Synth. Met., 126, 311 (2002). 6. J. H. Hong and K. S. Jang, J. Korean Ind. Eng. Chem., 18, 234 (2007). 7. KR-A-1020120058970 (2012). 8. KR-A-1020110132793 (2011). 9. S. G. Park, J. J. Na, J. S. Lee, and R. A. Osteryoung, J. Ind. Eng. Chem., 2, 181 (1996). 10. G. A. M. van der Walle, G. J. H. Buisman, R. A. Weusthuis, and G. Eggink, Int. J. Biol. Macromol., 25, 123 (1999). 11. H. Y. Kim, D. R. Lee, B. K. Pak, H. C. Kim, Y. W. Noh, and H. S. Lee, J. Korean Fiber Soc., 36, 725 (1999). 12. S. S. Park and J. S. Choi, Korean Chem. Eng. Res., 42, 326 (2004). 13. K. K. Park, S. W. Shin, M. J. Oh, and S. H. Lee, Elastomers Compos., 46, 37 (2011). 14. G. Güclü and M. Orbay, Progr. Org. Coating., 65, 362 (2009). 15. P. S. Parameswaran, M. G. Bhuvaneswary, and E. T. Thacil, J. Appl. Polymer Sci., 113, 802 (2009). 16. V. S. Zope and S. Mishra, J. Appl. Polymer Sci., 110, 2179 (2008). 17. U. S. Patent 5,300,575 (1994). 18. H. Q. Xie and Q. Xiang, Eur. Polymer J., 36, 509 (2000). 19. A. Ho-Hoang, F. Fache, and G. Boiteux, Synth. Met., 62, 277 (1994). 20. X. Gong, L. Dai, and A. W. Mau, J. Polymer Sci. Polymer Chem., 36, 633 (1998). 21. KR-A-1020090131460 (2009). 22. S. G. Kang and H. D. Kim, J. Korean Fiber Soc., 29, 33 (1992). 공업화학, 제 24 권제 2 호, 2013