KR101152801B1 - 이형성을 갖는 ｐｅｔ 시트용 양이온성 대전방지제 - Google Patents

이형성을 갖는 ｐｅｔ 시트용 양이온성 대전방지제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이형성을 갖는 PET 시트용 양이온성 대전방지제에 관한 것으로, 본 발명의 PET 시트용 양이온성 대전방지제는, 하기 화학식 1로 나타내는 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 2로 나타내는 4급 암모늄염의 양이온 유화제 50 내지 200 중량부, 물 300 내지 400 중량부 혼합하여 제조한 미황색의 투명한 점조액으로서, 불휘발분이 20 ~ 25중량%, pH 4 ~ 5로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
<화학식 1>
Figure 112011092243972-pat00007

(단, 상기 n은 180 ~ 220이고, m은 4 ~ 6이다.)
<화학식 2>
Figure 112011092243972-pat00008

또한, 상기 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일은, 굴절율이 1.40 ~ 1.42(25℃ 기준), 아민 당량이 0.6 ~ 0.8mg/g, 점도 800 ~ 1,200cPs(25℃ 기준)를 가지는 아미노 변성 실리콘 오일 120중량부를 라우릴알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(LA-7) 40부, 트리데실알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(TDA-7) 15중량부를 주반응기에서 균일하게 혼합한 혼합액을 준비하는 공정; 디메틸설페이트(DMS) 9 ~ 11중량부와 이소프로필알콜(IPA) 25중량부를 보조반응기에서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정; 상기 주반응기에서 준비된 혼합액에 보조반응기에 준비한 용액을 주반응기의 온도를 60 ~ 65℃로 유지하면서 1시간 동안 균일하게 적하하면서 아미노 변성 실리콘 오일을 4급화 한 다음, 온도를 70℃로 승온하여 숙성반응을 1시간 동안 실시하는 공정; 숙성반응이 종료되면 보조반응기에 증류수 300 ~ 500중량부를 준비하고 온도를 50℃로 유지하면서 증류수를 주반응기에 투입하여 1시간 동안 균일하게 혼합하는 공정으로 제조되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 4급 암모늄염의 양이온 계면활성제로 이루어진 유화제는, 라우릴아민에 에틸렌옥사이드가 2몰 부가된 유화제(LM-2) 150중량부와 이소프로필알콜(IPA) 55중량부를 주반응기에 투입하고 온도를 60℃로 유지하면서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정; 주반응기의 온도를 60℃로 일정하게 유지하면서 디메틸설페이트(DMS) 55 ~ 70중량부를 2시간 동안 적하하면서 4급 양이온 반응을 진행하고 70℃로 승온하여 60분 동안 숙성반응을 실시하는 공정으로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 PET 시트용 양이온성 대전방지제는 실리콘 오일을 4급 양이온화 시켜 실리콘이 가지는 이형성 및 대전방지 기능을 동시에 부여하였고, 보조 유화제로 3급 아민을 디메틸설페이트(DMS)와 반응시켜 유화 및 분산 기능을 가지면서 대전방지성을 동시에 부여함으로써 실리콘 오일의 유화 안정성을 높이고 기계적 안정성도 우수하며, 또한, 박리불량으로 인해 발생되는 공정상의 손실과 불량을 줄일 수 있음은 물론, 기존에 이형성을 높이기 위해 처리하고 있는 디메틸실리콘 에멀젼의 사용으로 인해 안정적인 저항값을 시트에 부여하기 어려운 단점을 동시에 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 이형성을 가지는 양이온성 대전방지제로 처리된 PET 시트는 저항값이 일반 기준치인 성형전후 1011Ω을 충분히 만족하는 108 ~ 109Ω 정도를 가지고 있고, 아울러 다른 이형제의 첨가 없이 일액형태로 처리할 수 있어 공정 효율을 동시에 부여할 수 있는 효과가 있으며, 그로 인하여 4급 암모늄염 형태의 실리콘 제품은 PET 시트가공 공장에서 박리현상을 원활하게 부여하여 공정 효율을 높이고 동시에 우수한 정전기 방지 기능을 부여하여 포장지 등 차별화된 기능을 부여하는 PET 시트 제품에 유용하게 적용할 수 있다.

Description

이형성을 갖는 ＰＥＴ 시트용 양이온성 대전방지제{Cationic Antistatic Agent for PET Sheet having releasable effects}
본 발명은 이형성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, 이하 ‘PET’라 함) 시트용 양이온성 대전방지제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상품의 포장지, 전자부품 등의 트레이(tray)용으로 사용되는 PET 시트(sheet)의 제조공정에서 대전방지성을 부여할 목적으로 시트 표면에 코팅하는 코팅용 수지 첨가제를 사용함으로써, 시트를 코팅 형태로 가공할 경우 공정을 비교적 단순화 시키고, 냉각과 건조과정에서 요구되는 표면 처리제를 균일하게 도포할 수 있는 장점이 있다.
현재, 상품의 포장지나 전자부품 등의 트레이(tray)용으로 사용되는 PET 시트는 시트자체가 가지는 소수성 특성으로 인해 마찰 등으로 쉽게 대전되어 정전기 장해 현상을 유발한다. 이러한 마찰에 의하거나 사용 중에 발생되는 정전기 현상을 줄이고 발생 자체를 방지할 목적으로 시트를 가공하는 과정에 첨가제 형태의 대전방지 마스터배치(master batch)를 PET 칩(chip)과 블렌딩하여 지속적인 기능을 부여할 목적으로 사용하기도 하지만, PET는 고결정성 수지로 이러한 첨가제와의 상용성 문제가 빈번히 발생되어 최근에는 먼저 PET 시트를 사출한 다음 표면 도포 형태의 코팅액으로 제조된 제품을 많이 사용하고 있다.
통상적으로, 시트 성형과정에서 표면에 코팅형태로 도포하는 대전방지제 및 이형제는 내구성을 목적으로 하는 경우, 고분자 형태로 양이온성 고분자 중합체를 사용하고 이형제 기능으로는 디메틸실리콘오일 에멀젼을 사용한다. 또한 일시성 대전방지를 목적으로 하는 경우는 4급 양이온 형태의 계면활성제 또는 친수성 계면활성제를 사용하여 수용액 형태나 분산 형태로 가공해서 시트 표면에 코팅처리해서 마찰 대전 및 정전기 현상을 해결하는 용도로 사용하고 있다.
하지만 종래에 사용되는 이들 친수성 계면활성제는 처리 후에 약간의 끈적이는 느낌이 강해서 수분에 민감하게 반응하고 또 상대습도가 높은 여름철에는 문제가 없으나 상대습도가 낮은 겨울철에 많은 부차적인 문제를 수반한다.
그리고 시트를 가공한 다음에 시트를 사용하여 2차 성형을 실시하는데 성형과정에서 성형용 틀에 시트가 일정한 형태를 유지한 이후에는 쉽게 박리가 되지 않아 성형과정에 많은 문제를 유발하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 성형과정에 별도로 이형제를 처리하는 등의 공정이 추가되는 문제를 기존에 안고 있을 뿐만 아니라, 이형제 처리를 실시함으로 인하여 마찰저항에 변화가 생기는 등 제품의 불균일 현상도 많이 발생되고 있다.
이에 본 발명자는 PET 시트에 가공제를 처리할 경우, 표면의 마찰저항을 낮출 수 있는 4급 양이온 계면활성제의 조성을 연구하였으며, 또한 표면의 마찰저항을 낮추어 성형과정에서 발생되는 재부착 및 이형성 불량 문제를 해결할 수 있는 실리콘의 조성을 연구하게 되었다. 하지만 실리콘은 우수한 이형성과 박리성을 가지고 있으나 실리콘이 가지는 구조적 특성으로 인해 마찰에 의해 쉽게 대전되어 마찰 저항에 민감하게 반응하는 단점이 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해 본 발명자는, 아미노변성 실리콘 오일을 선정해서 아미노변성 오일의 아민그룹을 4급 양이온화 반응을 시키고 유화제를 4급 양이온계통을 적용하여 우수한 수용해성 아미노 변성 실리콘을 제조하였으며, 이렇게 제조된 4급 양이온화 시킨 아미노변성 실리콘 유화제품이 PET 시트의 표면에 도포 처리됨에 따라 우수한 가공성, 이형성 및 정전기 방지 기능을 가지는 것을 발견하게 되었다.
본 발명의 목적은, 기존의 4급 양이온 계면활성제 및 친수성 계면활성제로 구성된 PET 시트용 대전방지 코팅제의 박리성을 개선하고, 외기 조건에 특히 민감하게 작용하는 저분자량의 계면활성제를 보완하는 고분자 타입의 실리콘을 응용하여 플라스틱 포장재를 성형 가공한 후에 박리성과 우수한 정전기 방지 기능을 동시에 제공하는 PET 시트용 양이온성 대전방지제를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 PET 시트용 양이온성 대전방지제는, 하기 화학식 1로 나타내는 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 2로 나타내는 4급 암모늄염의 양이온 유화제 50 내지 200 중량부, 물 300 내지 400 중량부 혼합하여 제조한 미황색의 투명한 점조액으로서, 불휘발분이 20 ~ 25중량%, pH 4 ~ 5로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
<화학식 1>
Figure 112011092243972-pat00001
(단, 상기 n은 180 ~ 220이고, m은 4 ~ 6이다.)
<화학식 2>
Figure 112011092243972-pat00002
또한, 상기 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일은, 굴절율이 1.40 ~ 1.42(25℃ 기준), 아민 당량이 0.6 ~ 0.8mg/g, 점도 800 ~ 1,200cPs(25℃ 기준)를 가지는 아미노 변성 실리콘 오일 120중량부를 라우릴알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(LA-7) 40부, 트리데실알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(TDA-7) 15중량부를 주반응기에서 균일하게 혼합한 혼합액을 준비하는 공정; 디메틸설페이트(DMS) 9 ~ 11중량부와 이소프로필알콜(IPA) 25중량부를 보조반응기에서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정; 상기 주반응기에서 준비된 혼합액에 보조반응기에 준비한 용액을 주반응기의 온도를 60 ~ 65℃로 유지하면서 1시간 동안 균일하게 적하하면서 아미노 변성 실리콘 오일을 4급화 한 다음, 온도를 70℃로 승온하여 숙성반응을 1시간 동안 실시하는 공정; 숙성반응이 종료되면 보조반응기에 증류수 300 ~ 500중량부를 준비하고 온도를 50℃로 유지하면서 증류수를 주반응기에 투입하여 1시간 동안 균일하게 혼합하는 공정으로 제조되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 4급 암모늄염의 양이온 계면활성제로 이루어진 유화제는, 라우릴아민에 에틸렌옥사이드가 2몰 부가된 유화제(LM-2) 150중량부와 이소프로필알콜(IPA) 55중량부를 주반응기에 투입하고 온도를 60℃로 유지하면서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정; 주반응기의 온도를 60℃로 일정하게 유지하면서 디메틸설페이트(DMS) 55 ~ 70중량부를 2시간 동안 적하하면서 4급 양이온 반응을 진행하고 70℃로 승온하여 60분 동안 숙성반응을 실시하는 공정으로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 PET 시트용 양이온성 대전방지제는 실리콘 오일을 4급 양이온화 시켜 실리콘이 가지는 이형성 및 대전방지 기능을 동시에 부여하였고, 보조 유화제로 3급 아민을 디메틸설페이트(DMS)와 반응시켜 유화 및 분산 기능을 가지면서 대전방지성을 동시에 부여함으로써 실리콘 오일의 유화 안정성을 높이고 기계적 안정성도 우수하며, 또한, 박리불량으로 인해 발생되는 공정상의 손실과 불량을 줄일 수 있음은 물론, 기존에 이형성을 높이기 위해 처리하고 있는 디메틸실리콘 에멀젼의 사용으로 인해 안정적인 저항값을 시트에 부여하기 어려운 단점을 동시에 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 이형성을 가지는 양이온성 대전방지제로 처리된 PET 시트는 저항값이 일반 기준치인 성형전후 1011Ω을 충분히 만족하는 108 ~ 109Ω 정도를 가지고 있고, 아울러 다른 이형제의 첨가 없이 일액형태로 처리할 수 있어 공정 효율을 동시에 부여할 수 있는 효과가 있으며, 그로 인하여 4급 암모늄염 형태의 실리콘 제품은 PET 시트가공 공장에서 박리현상을 원활하게 부여하여 공정 효율을 높이고 동시에 우수한 정전기 방지 기능을 부여하여 포장지 등 차별화된 기능을 부여하는 PET 시트 제품에 유용하게 적용할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 PET 시트용 양이온성 대전방지제의 제조방법에 대하여 설명하기로 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
1. 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일( Silicone C-300) 제조
본 발명에 의하면, 아미노 변성 실리콘 오일 120 중량부를 라우릴알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(LA-7) 40부, 트리데실알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(TDA-7) 15중량부를 주반응기에서 균일하게 혼합한 혼합액을 준비하는 공정; 디메틸설페이트(DMS) 9 ~ 11중량부와 이소프로필알콜(IPA) 25중량부를 보조반응기에서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정; 상기 주반응기에서 준비된 혼합액에 보조반응기에 준비한 용액을 주반응기의 온도를 60 ~ 65℃로 유지하면서 1시간 동안 균일하게 적하하면서 아미노 변성 실리콘 오일을 4급화 한 다음, 온도를 70℃로 승온하여 숙성반응을 1시간 동안 실시하는 공정; 숙성반응이 종료되면 보조반응기에 증류수 300 ~ 500중량부를 준비하고 온도를 50℃로 유지하면서 증류수를 주반응기에 투입하여 1시간 동안 균일하게 혼합하는 공정을 차례로 거쳐 균일한 4급 암모늄염 실리콘 오일 에멀젼을 제조한다.
이때, 상기 아미노 변성 실리콘 오일은 굴절율이 1.40 ~ 1.42(25℃ 기준), 아민 당량이 0.6 ~ 0.8mg/g, 점도 800 ~ 1,200cPs(25℃ 기준)를 가지는 것이 반응성 등을 고려 할 때 가장 바람직한 것으로 연구되었다.
상기와 같이 제조되는 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일의 화학적인 구조는 다음 반응식 1에 나타내었다.
[반응식 1]
Figure 112011092243972-pat00003

2. 4급 암모늄염의 양이온 유화제( LM2 - DMS ) 제조
본 발명은 대전방지성을 보완하기 위해 4급 암모늄염의 양이온 계면활성제를 합성하여 유화제로 사용하는데, 라우릴아민에 에틸렌옥사이드가 2몰 부가된 유화제(LM-2) 150중량부와 이소프로필알콜(IPA) 55중량부를 주반응기에 투입하고 온도를 60℃로 유지하면서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정; 주반응기의 온도를 60℃로 일정하게 유지하면서 디메틸설페이트(DMS) 55 ~ 70중량부를 2시간 동안 적하하면서 4급 양이온 반응을 진행하고 70℃로 승온하여 60분 동안 숙성반응을 실시하는 공정에 의해 균일한 4급 암모늄염의 양이온 유화제를 제조한다.
상기와 같이 제조되는 4급 암모늄염의 양이온 유화제의 화학적인 구조는 다음 반응식 2에 나타내었다.
[반응식 2]
Figure 112011092243972-pat00004

3. 양이온성 대전방지제 제조
위에서 각각 합성된 두 가지 양이온 성분을 분리한 다음, 먼저 Silicone C-300(4급 암모늄염 변성 실리콘 오일)을 주반응기에 100 중량부 투입하고, 주반응기의 온도를 50℃로 유지하면서 LM2-DMS를 50 내지 200 중량부, 물 300 내지 400 중량부를 투입하여 혼합시키면 균일하고 점성을 가지는 이형성 PET 시트용 대전방지제가 제공되며, 상기 제조방법에 의하여 제조된 미황색의 투명한 대전방지제는 불휘발분이 20 ~ 25중량%(150℃, 3hr), pH 4 ~ 5로 이루어진다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 실리콘 오일을 4급 양이온화 시켜 실리콘이 가지는 이형성 및 대전방지 기능을 동시에 부여하였으며, 보조 유화제로 3급 아민을 DMS와 반응시켜 유화 및 분산 기능을 가지면서 대전방지성을 동시에 부여하는 계면활성제를 사용함으로써 실리콘 오일의 유화 안정성을 높이고 기계적 안정성도 우수하며 대전방지 기능을 동시에 부여하는 양이온성 대전방지제 수용액을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 4급 암모늄염 형태의 실리콘 제품은 PET 시트가공 공장에서 박리현상을 원활하게 부여하여 제조공정상의 효율을 높이고 동시에 우수한 정전기 방지 기능을 부여하여 포장지용 등의 PET 시트 제조 시에 사용할 수 있다.
본 발명에서는 대전방지 기능을 부여하고 실리콘 오일의 유화안정성을 높이기 위해서 우선 양이온형 유화제 합성을 실시하였다. 양이온화 할 수 있는 많은 종류의 계면활성제를 고려할 수 있으나 실리콘 오일과의 상용성, 안정성을 고려해서 라우릴아민에 에틸렌옥사이드가 2몰이 부가된 3급 양이온이 가장 적절한 성능을 보이는 것으로 실험상에 관찰되었고, 이렇게 제조된 양이온 유화제를 4급화 시킨 실리콘 오일과 혼합 사용했을 때 작업공정 및 시트 처리과정에서 우수한 안정성과 제반 물성을 나타내었다. 또한, 아미노 변성 실리콘 오일은 많은 종류가 현재 생산 공급 되고 있다. 하지만 본 발명에서는 아민 당량이 0.6 ~ 0.8mg/g 정도의 아미노 변성 실리콘 오일이 4급화 시키는데 가장 안정적이었으며, 점도는 800 ~ 1,200cPs 정도의 오일이 기계적으로 유화시키는데 가장 적합한 성능을 가진다.
이하, 실시예에서는 본 발명의 PET 시트용 이형성을 가지는 대전방지제의 제조에 관한 비한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
2리터짜리 5구 SUS반응기에 120g의 아미노 변성 실리콘 오일을 투입한다. 여기에 LA-7을 40g, TDA-7을 15g 투입하고 균일하게 혼합을 실시한다. 온도를 60 ~ 65℃로 유지하면서 교반을 실시한다. IPA 25g과 DMS 10g을 혼합해서 균일하게 배합하여 준비하고 250㎖ 분액여두에 옮겨 담은 다음, 5구 플라스크에 설치하였다. 온도를 60 ~ 65℃로 일정하게 유지하면서 상기 주반응기에 준비된 분액여두의 혼합액을 1시간 동안 적하하면서 4급 양이온반응을 진행하였다. 원료의 투입이 종료되면 반응기의 온도를 70℃로 승온시켜 60분 동안 숙성반응시킨 다음, 냉각하면서 미리 준비한 400g의 증류수를 반응기에 투입하고 반응을 종결하여 4급 아미노 변성 실리콘을 제조하였다.
[실시예 2]
2리터짜리 5구 SUS반응기에 150g의 LM-2를 투입하고 반응기의 온도를 60℃로 유지하면서 교반을 실시한다. IPA 55g과 DMS 63g을 균일하게 배합하여 준비하고 250㎖ 분액여두에 옮겨 담은 후에 5구 플라스크에 설치하였다. 온도를 60℃로 일정하게 유지시키면서 주반응기에 상기 준비된 분액여두의 혼합액을 2시간 동안 적하하면서 4급 양이온 반응을 진행하였다. 원료의 투입이 종료되면 반응기의 온도를 70℃로 승온시킨 다음 60분 동안 숙성반응을 시키고 냉각하여 제조하였다.
[실시예 3]
2리터짜리 5구 SUS반응기에 실시예 1에서 준비한 용액을 200g 투입하고 교반을 하면서 온도를 50℃로 승온시켰다. 그리고 250㎖ 분액여두에 실시예 2에서 준비한 용액을 200g 준비하고 1000㎖ 분액여두에 증류수 700g을 준비하였다. 온도가 균일해 지면 30분 동안 250㎖ 분액여두에 준비한 실시예 2의 용액을 투입하여 유화를 완전히 시킨 다음, 냉각하면서 증류수를 1시간 동안 투입하여 이형성을 가지는 대전방지제 완제품을 제조하였으며, 연황색의 투명한 점조액으로 불휘발분은 20%, pH는 4.5의 제품이 되었다.
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[실험예 6-1 내지 실험예 6-5]
상기 실시예의 1 및 실시예 2에서 제조한 제품을 비율을 달리하면서 실시예 3과 동일한 방법으로 각각 제조하였다.
구 분 실험예 6-1 실험예 6-2 실험예 6-3 실험예 6-4 실험예 6-5
실시예 1
사용량
100 g
150 g
200 g
250 g
300 g
실시예 2
사용량
220 g
210 g
200 g
190 g
180 g
실시예 3의 제조방법으로 제조한 최종 완제품을 2, 5, 8, 10%까지 희석하여 PET 시트 제조공정에 그라비아롤 코팅을 실시하였다. 코팅 속도는 40m/min로 처리하였으며, 건조는 80℃ 히팅챔버(heating chamber)를 20초 통과시키면서 완전 건조를 실시하고 롤형태로 가공하였으며, 시트의 두께는 0.8mm로 성형하였다. 가공된 롤형태의 시트를 성형하기 전에 정전압을 측정하여 물성을 평가하였다. 그리고 가로 60cm, 세로 50cm로 절단한 시트를 시트성형기를 사용하여 상품포장용 상자를 성형하였으며, 성형 조건은 접촉식으로 온도를 210℃로 유지하고 10초 동안 압축 성형하여 성형 후의 정전압을 측정하였으며, 성형기의 박리성도 동시에 관찰하였다. 아래 표 4에 각각의 결과를 나타내었다.
구 분 무처리 2% 처리 5% 처리 8% 처리 10% 처리
시트 저항
[Ω]		 1012 1010 108 108 108
성형 후 저항
[Ω]		 1012 1012 109 109 109
박리성(*) 박리불량 박리불량 박리양호 박리양호 박리양호
* : Sheet 두 장을 겹쳐서 성형하고 이형되는 정도를 관찰
상기 결과에서 보면, 본 발명에서 개발한 제품을 사용하여 시트에 처리할 시 임계농도는 약 5% 정도 처리한 후의 결과가 임계점을 지니고 첨가량이 증가해도 저항값의 변화는 크게 관찰되지 않는 것으로 나타났다. 이것은 본 발명에 의한 제품은 도전성을 가지는 특징이 아니라 양이온 계면활성제의 작용에 기인한 것으로, 한계 저항은 108 내지 109 정도로 볼 수 있다. 하지만 일반 대전방지제의 저항규격은 1011 이하로 본 발병에 의한 제품은 이러한 규격을 충분히 만족하고 있다.
또한, 박리성의 평가는 성형공정에서 성형 틀에서 성형 후 완제품의 박리성을 기준으로 하는데, 본 발명으로 개발된 제품은 5% 이상 사용한 경우에 부가적인 이형제를 사용하지 않아도 우수한 박리성을 동시에 부여하였다.
본 발명에서 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일 제조시, 아미노 변성 실리콘 오일 120중량부를 라우릴알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(LA-7) 40부, 트리데실알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(TDA-7) 15중량부를 주반응기에서, 디메틸설페이트(DMS) 9 ~ 11중량부와 이소프로필알콜(IPA) 25중량부를 보조반응기에서 균일하게 혼합하는 것으로, 이를 반응시키는 경우, DMS 함량이 증가하면 유화안정성은 개선되지만 색상의 황변이 심해서 시트에 처리하면 시트의 외관에 영향을 미치고, 또 사용량을 줄인 경우는 4급화 비율이 낮아 요구하는 대전방지 성능을 부여하지 못하였다.
본 발명에서 4급 암모늄염의 양이온 계면활성제로 이루어진 유화제 제조시, 라우릴아민에 에틸렌옥사이드가 2몰 부가된 유화제(LM-2) 150중량부와 이소프로필알콜(IPA) 55중량부를 주반응기에서, 디메틸설페이트(DMS) 55 ~ 70중량부를 적하하면서 숙성하는 것으로, 이를 반응시키는 경우, 4급화를 80% 정도 시킨 결과가 가장 양호한 저항값과 박리성을 보였고, 4급화 비율을 100%로 반응시킨 경우는 친수성이 너무 높아 변성 실리콘의 유화안정성에 영향을 미쳤다.
실험예 6-1 내지 실험예 6-5의 경우, 실리콘 함량이 증가하면 박리성은 개선되나 대전성이 상대적으로 저하되는 결과를 보였다. 각각 5% 농도로 동일하게 용액을 제조하고 시트에 처리한 경우에 박리성과 저항값을 측정한 결과는 표 5에 나타내었다.
구 분 실험예
6-1		 실험예
6-2		 실험예
6-3		 실험예
6-4		 실험예
6-5
시트 저항
[Ω]		 108 108 108 108 109
성형 후 저항
[Ω]		 108 109 109 1010~11 1010~11
박리성(*) 박리불량 양호 아주양호 아주양호 아주양호
* : Sheet 두 장을 겹쳐서 성형하고 이형되는 정도를 관찰

Claims (3)

  1. 하기 화학식 1로 나타내는 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 2로 나타내는 4급 암모늄염의 양이온 유화제 50 내지 200 중량부, 물 300 내지 400 중량부 혼합하여 제조한 미황색의 투명한 점조액으로서, 불휘발분이 20 ~ 25중량%, pH 4 ~ 5로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PET 시트용 양이온성 대전방지제.

    <화학식 1>
    Figure 112011092243972-pat00005

    (단, 상기 n은 180 ~ 220이고, m은 4 ~ 6이다.)

    <화학식 2>
    Figure 112011092243972-pat00006

  2. 제1항에 있어서,
    상기 4급 암모늄염 변성 실리콘 오일은,
    굴절율이 1.40 ~ 1.42(25℃ 기준), 아민 당량이 0.6 ~ 0.8mg/g, 점도 800 ~ 1,200cPs(25℃ 기준)를 가지는 아미노 변성 실리콘 오일 120중량부를 라우릴알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(LA-7) 40부, 트리데실알콜에 에틸렌옥사이드가 7몰 부가된 유화제(TDA-7) 15중량부를 주반응기에서 균일하게 혼합한 혼합액을 준비하는 공정;
    디메틸설페이트(DMS) 9 ~ 11중량부와 이소프로필알콜(IPA) 25중량부를 보조반응기에서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정;
    상기 주반응기에서 준비된 혼합액에 보조반응기에 준비한 용액을 주반응기의 온도를 60 ~ 65℃로 유지하면서 1시간 동안 균일하게 적하하면서 아미노 변성 실리콘 오일을 4급화 한 다음, 온도를 70℃로 승온하여 숙성반응을 1시간 동안 실시하는 공정;
    숙성반응이 종료되면 보조반응기에 증류수 300 ~ 500중량부를 준비하고 온도를 50℃로 유지하면서 증류수를 주반응기에 투입하여 1시간 동안 균일하게 혼합하는 공정;
    으로 제조되는 것을 특징으로 하는 PET 시트용 양이온성 대전방지제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 4급 암모늄염의 양이온 계면활성제로 이루어진 유화제는,
    라우릴아민에 에틸렌옥사이드가 2몰 부가된 유화제(LM-2) 150중량부와 이소프로필알콜(IPA) 55중량부를 주반응기에 투입하고 온도를 60℃로 유지하면서 균일하게 혼합한 용액을 준비하는 공정;
    주반응기의 온도를 60℃로 일정하게 유지하면서 디메틸설페이트(DMS) 55 ~ 70중량부를 2시간 동안 적하하면서 4급 양이온 반응을 진행하고 70℃로 승온하여 60분 동안 숙성반응을 실시하는 공정;
    으로 제조되는 것을 특징으로 하는 PET 시트용 양이온성 대전방지제.
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