KR20170080798A - Method for producing graphene-polymer composite and graphene dispersion, and barrier film using the same - Google Patents
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Abstract
그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜, 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하는 단계, 및 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시켜, 환원 그래핀 옥사이드를 형성하는 단계를 포함하는 그래핀 분산액 제조방법, 상기 그래핀 분산액 제조방법으로 제조된 그래핀 분산액을 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법, 및 상기 그래핀-고분자 복합체 제조방법에 따라 제조된 배리어 필름 제조방법이 제공된다.Dispersing graphene oxide powder in a first solvent to prepare a graphene oxide water dispersion and reducing the graphene oxide water dispersion to form reduced graphene oxide; There is provided a process for producing a graphene-polymer composite using the graphene dispersion produced by the process for producing a graphene dispersion, and a process for producing a barrier film produced by the process for producing a graphene-polymer composite.
Description
그래핀 분산액 및 그래핀-고분자 복합체 제조방법, 및 이를 이용한 배리어 필름 제조방법에 관한 것이다.Graphene dispersion, a method of producing a graphene-polymer composite, and a method of producing a barrier film using the same.
그래핀(Graphene)은 탄소 원자층이 육각형의 격자점 평면에 꽉 들어찬 2차원 탄소 원자면 구조를 가지고 있다. 그래핀은 인장강도가 강철보다 311배 더 강하고, 전자 이동도는 실리콘보다 1,000배 더 빠르며, 열전도도는 구리보다 10배 이상 우수하고, 빛의 98%를 통과시킬 정도로 투명하며, 휘거나 늘려도 특성이 유지되는 성질을 가지고 있어, 기타 나노소재, 잉크, 방열소재, 초경량 소재, 에너지 전극 소재, 차세대 반도체, 투명전극 등에 널리 활용될 수 있다. Graphene has a two-dimensional carbon atomic plane structure in which the carbon atomic layer is packed in a hexagonal lattice point plane. Graphene has tensile strength 311 times stronger than steel, electron mobility 1,000 times faster than silicon,
또한, 그래핀은 크기가 작은 헬륨도 투과하는 것을 차단하는 배리어 특성을 가지고 있다. 최근에는 그래핀의 이러한 특성을 이용하여, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐리덴 등과 같은 산소 및 수분 차단성이 우수한 고분자와 함께 배리어 필름에 활용하고 있다. In addition, graphene has a barrier property that blocks even small-sized helium from permeating. In recent years, these characteristics of graphene have been utilized in barrier films together with polymers having excellent oxygen and moisture barrier properties such as polyethylene, polypropylene, polyvinylidene chloride and the like.
종래 그래핀 배리어필름의 제조방법의 경우, 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide), 환원 그래핀 옥사이드 등의 분산액을 고분자 용액에 혼합하여 코팅하는 경우가 대부분이다. 환원 그래핀 옥사이드 분산액과 비수계 고분자 용액을 혼합시, 환원 그래핀 옥사이드 분산액 내 극성용매가 완전히 제거되지 않으면 환원 그래핀 옥사이드/고분자 복합 용액 내에서 그래핀의 분산성이 저하되는 문제점이 있고, 이로 인해 산소 및 수분 차단성이 매우 우수한 배리어 필름에 대한 요구를 충족시키지 못하고 있다.In the conventional method for producing a graphene barrier film, a dispersion solution of graphene oxide, reduced graphene oxide, or the like is mixed with a polymer solution and coated. When the reducing graphene oxide dispersion and the non-aqueous polymer solution are mixed, if the polar solvent in the reduced graphene oxide dispersion is not completely removed, there is a problem that the dispersibility of the graphene in the reduced graphene oxide / polymer composite solution is lowered. Have not satisfied the demand for a barrier film having excellent oxygen and moisture barrier properties.
따라서, 상기 환원 그래핀 옥사이드의 분산성 저하 문제점을 해결할 수 있는 배리어 필름의 제조방법에 대한 요구가 높아지고 있다.Accordingly, there is an increasing demand for a method for producing a barrier film that can solve the problem of degradation of reduced graphene oxide.
일 구현예는 분산성이 우수한 그래핀 분산액 제조방법 및 이를 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 제공하기 위한 것이다. One embodiment of the present invention is to provide a method for producing a graphene dispersion having excellent dispersibility and a method for producing a graphene-polymer composite using the same.
다른 일 구현예는 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 이용한, 산소 차단성이 우수하고, 광 투과성을 향상시킨 배리어 필름 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a method for producing a barrier film having excellent oxygen barrier property and improved light transmittance by using a graphene-polymer composite production method.
일 구현예는 그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜, 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하는 단계, 및 상기 제1 용매를 제거하는 단계, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액에 제2 용매를 혼합하는 단계, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계, 및 상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계를 포함하는 환원 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계를 포함하는 그래핀 분산액 제조방법을 제공한다. One embodiment includes dispersing graphene oxide powder in a first solvent to produce a graphene oxide water dispersion and removing the first solvent, mixing the graphene oxide water dispersion with a second solvent , Reducing the graphene oxide water dispersion, and purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion to produce a reduced graphene oxide.
상기 제1 용매는 증류수 또는 알코올이고, 상기 제2 용매는 pH 8 이상의 염기성 용매일 수 있다.The first solvent may be distilled water or alcohol, and the second solvent may be a basic solvent of pH 8 or more.
상기 제2 용매는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The second solvent is selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAC), and dimethylformamide , DMF).
상기 그래핀 옥사이드를 제1 용매에 분산시키는 단계는, 호모게나이저(Homogenizer)로, 6,000 rpm 에서 1시간 동안 분산하는 것일 수 있다.The step of dispersing the graphene oxide in the first solvent may be a homogenizer and dispersing at 6,000 rpm for 1 hour.
상기 제1 용매에 분산된 그래핀 옥사이드 수분산액의 농도는 1 mg/mL 일 수 있다.The concentration of the graphene oxide water dispersion in the first solvent may be 1 mg / mL.
상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계는, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 100℃ 이상의 온도로 가열하여 환원시키는 것일 수 있다. The step of reducing the graphene oxide water dispersion may include heating the graphene oxide water dispersion to a temperature of 100 ° C or higher to reduce the graphene oxide water dispersion.
상기 제1 용매를 제거하는 단계는, 원심분리 공정으로 상청액을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The step of removing the first solvent may include removing the supernatant by a centrifugal separation process.
상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계는, 80℃ 이상의 온도에서 감압증류를 통해 수분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The step of purifying the reduced graphene oxide water dispersion may include removing moisture through vacuum distillation at a temperature of 80 캜 or higher.
다른 구현예는 제3 용매에 고분자 수지를 용해시켜, 고분자 수지 용액을 제조하는 단계, 상기 고분자 수지 용액과 일 구현예에 따라 제조된 그래핀 분산액을 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계, 및 상기 혼합 용액을 분산시키는 단계를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 제공한다.Another embodiment is a method for producing a polymer solution, comprising the steps of preparing a polymer resin solution by dissolving a polymer resin in a third solvent, preparing a mixed solution by mixing the polymer resin solution and a graphene dispersion prepared according to an embodiment, And dispersing the solution in a solution of the graphene-polymer complex.
상기 혼합 용액에서 상기 고분자 수지 용액과 상기 그래핀 분산액의 중량비는 2:1 내지 10:1일 수 있다. The weight ratio of the polymer resin solution to the graphene dispersion in the mixed solution may be 2: 1 to 10: 1.
상기 제3 용매는 상기 제2 용매와 서로 다른 용매이고, 상기 제3 용매는 테트라히드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 메틸에틸케톤(Methylethylketone, MEK) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Wherein the third solvent is a solvent different from the second solvent and the third solvent is selected from the group consisting of tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (N- Methyl-2-pyrrolidone, NMP), dimethylacetamide (DMAC), and methylethylketone (MEK).
상기 고분자 수지는 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride, PVDC), 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol, PVA), 에틸렌비닐알콜(Ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(Polychlorotrifluoroethylene, PCTFE) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The polymer resin may be selected from the group consisting of polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyacrylonitrile (PAN) And at least one of polychlorotrifluoroethylene (PCTFE).
또 다른 구현예는 상기 구현예에 따라 제조된 그래핀-고분자 복합체를 기재 필름 상에 코팅 및 건조하는 단계를 포함하는 배리어 필름 제조방법을 제공한다.Another embodiment provides a method of manufacturing a barrier film comprising coating and drying a graphene-polymer composite prepared according to the above embodiment on a base film.
상기 그래핀-고분자 복합체는 약 1 μm 내지 약 40 μm 두께로 상기 기재필름 상에 코팅될 수 있다.The graphene-polymer composite may be coated on the substrate film to a thickness of about 1 [mu] m to about 40 [mu] m.
상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP;), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI), 연신폴리프로필렌(Oriented Polypropylene, OPP), 이축연신폴리프로필렌(Biaxially oriented Polypropylene, BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The substrate film may be formed of a material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate Polyimide (PI), oriented polypropylene (OPP), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate (PEN) , Polyethersulfone (PES), polyester (Polyester), and polystyrene (PS).
기타 구현 예들의 구체적인 사항은 이하 상세한 설명에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description below.
일 구현예에 따른 그래핀 분산액 제조방법 및 이를 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법은 분산성이 우수하고 안정하다.The method for producing a graphene dispersion according to one embodiment and the method for producing a graphene-polymer complex using the same are excellent in dispersibility and stable.
또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 그래핀-고분자 복합체를 필름 상에 코팅시켜, 산소 차단성 및 광 투과성을 향상시킨 배리어 필름을 제조할 수 있다.In addition, a barrier film having improved oxygen barrier properties and light transmittance can be produced by coating the graphene-polymer composite produced by the above-described production method on a film.
도 1은 일 구현예에 따른 제조예1, 및 비교제조예 1 내지 3에 따라 제조된 그래핀 분산액의 분산 안정성을 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the dispersion stability of the graphene dispersion prepared according to Preparation Example 1 and Comparative Preparation Examples 1 to 3 according to one embodiment.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"("위")에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상(위)에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. In addition, where a layer is referred to as being "on" (or "on") another layer or substrate, it may be formed directly on another layer or substrate, or a third layer may be interposed therebetween . Like numbers refer to like elements throughout the specification.
일 구현예는 그래핀 분산액 제조방법으로서, 그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하는 단계, 및 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시켜, 환원 그래핀 옥사이드를 형성하는 단계를 포함한다.One embodiment is a method of making a graphene dispersion, comprising: dispersing a graphene oxide powder in a first solvent to produce a graphene oxide water dispersion; and reducing the graphene oxide water dispersion to form a reduced graphene oxide .
일 구현예에 따른 그래핀 옥사이드 수분산액 제조방법은 공정이 단순하고, 안정적인 조건에서 수행이 가능하여 대량생산에 적합할 수 있으며, 무엇보다 분산성이 우수한 그래핀 분산액 제조가 가능하다.The graphene oxide aqueous dispersion preparation method according to one embodiment is simple and can be performed under stable conditions, and thus can be suitable for mass production, and it is possible to manufacture a graphene dispersion having excellent dispersibility.
상기 그래핀 옥사이드 파우더는 그래핀을 휴머스(Hummers)법 또는 브로디(Brodie)법 등 공지의 방법으로 산화시켜 제조하는 방법을 포함할 수 있다.The graphene oxide powder may be produced by oxidizing graphene by a known method such as a Hummers method or a Brodie method.
이후, 상기 공지의 방법으로 제조된 그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜, 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조한다. Thereafter, the graphene oxide powder produced by the known method is dispersed in a first solvent to prepare an aqueous graphene oxide dispersion.
그래핀 옥사이드를 제1 용매에 분산시키는 단계는 제1 용매에 그래핀 옥사이드 파우더를 첨가하고, 초음파, 고압 분산기 또는 호모게나이저(homogenizer) 등을 사용하여 분산시키는 단계일 수 있다. 예를 들어, 반복적인 분산공정 적용에 따른 그래핀 파괴를 방지하고 위해, 호모게나이저를 이용하여 약 6,000 rpm에서 약 1시간 동안 분산시킬 수 있다.The step of dispersing graphene oxide in the first solvent may be a step of adding graphene oxide powder to the first solvent, and dispersing the graphene oxide powder using an ultrasonic wave, a high-pressure disperser or a homogenizer. For example, it can be dispersed at about 6,000 rpm for about 1 hour using a homogenizer to prevent graphene breakdown due to repeated application of the dispersion process.
상기 제1 용매는 증류수 또는 알코올과 같은 극성용매일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 구현예 따른 제1 용매는 증류수일 수 있다.The first solvent may be polar, such as, but not limited to, distilled water or alcohol. For example, the first solvent according to one embodiment may be distilled water.
상기와 같이 제조된 그래핀 옥사이드 수분산액의 농도는 약 1 mg/mL이다.The concentration of the graphene oxide water dispersion thus prepared is about 1 mg / mL.
이후, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시켜, 환원 그래핀 옥사이드를 제조한다.Thereafter, the graphene oxide water dispersion is reduced to produce reduced graphene oxide.
상기 환원 그래핀 옥사이드를 제조하기 위해, 먼저 상기 제조된 그래핀 옥사이드 수분산액에서 제1 용매를 제거하고, 제2 용매를 혼합한다. 일 구현예에서는 상기 제1 용매를 제거하기 위해, 약 8,000 rpm 이상의 원심분리 공정으로 그래핀 옥사이드 수분산액의 상청액을 제거할 수 있다.In order to prepare the reduced graphene oxide, first, the first solvent is removed from the prepared graphene oxide water dispersion, and the second solvent is mixed. In one embodiment, the supernatant of the graphene oxide water dispersion can be removed by a centrifugation process at about 8,000 rpm or more to remove the first solvent.
제1 용매를 제거하고 남은 그래핀 옥사이드 수분산액에 제2 용매를 혼합한다. 일 구현예에서의 상기 제2 용매는 pH 8 이상의 염기성 용매이다.The first solvent is removed and the second solvent is mixed with the remaining graphene oxide water dispersion. In one embodiment, the second solvent is a basic solvent having a pH of 8 or higher.
이처럼, 일 구현예에서 그래핀 옥사이드 수분산액에 염기성 용매를 혼합하는 것은 염기성 용매 내에서 그래핀 옥사이드 표면에 음전하(negative charge)를 띄는 관능기들의 반발력을 활성화하기 위함이다. 즉, 그래핀 옥사이드의 분산력이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.Thus, in one embodiment, mixing a basic solvent with the graphene oxide water dispersion is to activate the repulsive force of the negative charges on the surface of the graphene oxide in the basic solvent. That is, it is intended to prevent the dispersibility of graphene oxide from being lowered.
예컨대, 일 구현예에서는 먼저 그래핀 옥사이드의 분산성이 가장 좋은 용매인 물 또는 에탄올과 같은 극성 용매에 분산시킨 후, 분산성이 확보된 그래핀 옥사이드 수분산액에 그래핀-고분자 복합체 형성을 위한 염기성 용매인 제2 용매를 혼합한다.For example, in one embodiment, the dispersion is first dispersed in a polar solvent such as water or ethanol, which has the best dispersibility of graphene oxide, and then dispersed in an aqueous dispersion of graphene oxide having good dispersibility, And a second solvent which is a solvent are mixed.
예를 들어, 상기 제2 용매는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP) 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second solvent may be selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) dimethylacetamide (DMAC) But is not limited to, at least one of dimethylformamide (DMF).
한편, 일 구현예에 따른 제2 용매의 사용량은 특별히 한정되지 않으며, 이후 그래핀-고분자 복합체 제조시 첨가될 제3 용매의 함량에 따라서 그 사용량을 적절히 조절할 수 있다. Meanwhile, the amount of the second solvent to be used according to one embodiment is not particularly limited, and the amount of the second solvent to be added can be appropriately controlled according to the content of the third solvent to be added in the production of the graphene-polymer composite.
상기 그래핀 옥사이드 수분산액에 제2 용매를 혼합한 이후, 상기 제2 용매가 첨가된 그래핀 옥사이드 수분산액을 최소 약 100℃ 온도에서, 약 4시간 이상 가열 및 교반하여 열적 환원을 진행한다.After the second solvent is mixed with the graphene oxide water dispersion, the graphene oxide water dispersion to which the second solvent has been added is heated and stirred at a temperature of at least about 100 캜 for about 4 hours to conduct thermal reduction.
이처럼, 종래 환원제를 이용한 환원 공정과 달리 일 구현예에 따른 열적 환원을 진행함으로써 잔여 환원제를 제거해야 하는 부가적인 공정이 불필요하다.As such, unlike the conventional reduction process using a reducing agent, there is no need for an additional process for removing the residual reducing agent by performing the thermal reduction according to one embodiment.
다음으로, 상기 환원 그래핀 옥사이드 혼합 용액에 존재할 수 있는 잔량의 제1 용매를 제거하기 위해, 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 80℃ 이상의 온도에서 감압 증류법을 통하여 제거할 수 있다. 이처럼, 일 구현에서는 종래 기타 첨가제를 넣어 정제하는 부가적인 공정이 불필요하다.Next, the step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion may further include the step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion to remove the residual solvent of the first solvent remaining in the reduced graphene oxide mixed solution. For example, it may be removed by vacuum distillation at a temperature of 80 캜 or higher. Likewise, In one embodiment, no additional process is needed to add and purify conventional additives.
또 다른 구현예는 상기 제조방법에 따라 제조된 그래핀 분산액을 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 제공한다.Another embodiment provides a method for producing a graphene-polymer composite using the graphene dispersion prepared according to the above-described method.
일 구현예에 따른 그래핀-고분자 복합체 제조방법에서는 그래핀의 분산 안정성을 위해, 그래핀 분산액 제조시 사용된 제1 용매 내지 제2 용매와는 서로 다른 제3 용매를 사용한다. 일 구현예서 그래핀 분산액 제조시 사용하는 용매와 고분자 용해시 사용하는 용매를 달리 사용함으로써, 그래핀 분산액의 분산성을 높일 수 있다.In the method for preparing a graphene-polymer composite according to an embodiment, a third solvent different from the first solvent to the second solvent used for preparing the graphene dispersion is used for the dispersion stability of graphene. In one embodiment, the dispersibility of the graphene dispersion can be increased by using different solvents for the solvent used for preparing the graphene dispersion and the polymer used for dissolving the polymer.
먼저, 제3 용매에 고분자 수지를 용해시켜, 고분자 수지 용액을 제조한다. 일 구현예에 따른 제3 용매는 제2 용매와는 다른 용매이고, 예컨대, 상기 제3 용매는 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP) 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.First, a polymer resin is dissolved in a third solvent to prepare a polymer resin solution. The third solvent according to one embodiment is different from the second solvent. For example, the third solvent may be tetrahydrofuran (THF), tetrahydrofuran And may include at least one of dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) dimethylacetamide (DMAC) no.
일 구현예에 따른 고분자 수지는 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride, PVDC), 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol, PVA), 에틸렌비닐알콜(Ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(Polychlorotrifluoroethylene, PCTFE) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The polymer resin according to an exemplary embodiment may include polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyacrylonitrile (PAN) , And Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) But it is not limited thereto.
이때, 상기 제3 용매 총 함량에 대한 상기 고분자 수지의 함량은 약 40 wt% 이하인 것이 바람직하다. 상기 범위내의 고분자 수지가 혼합된 경우, 그래핀 분산액과 고분자 수지의 혼합 용액 제조, 코팅성 등의 작업성이 우수하다. At this time, the content of the polymer resin with respect to the total amount of the third solvent is preferably about 40 wt% or less. When the polymer resin within the above range is mixed, workability such as preparation of a mixed solution of a graphene dispersion and a polymer resin and coatability is excellent.
이후, 상기와 같이 제조된 상기 그래핀 분산액과 상기 고분자 수지 용액을 혼합하여 혼합 용액을 제조하고, 이 혼합 용액을 교반시킨다. 예컨대, 상기 혼합 용액을 상온에서 약 30분 동안 교반시킬 수 있다. 또한, 상기 교반하는 단계 이후, 기포제거 공정을 약 1,000 rpm 내지 약 3,000 rpm의 조건에서 약 5 분 내지 약 20분 동안 진행할 수 있다.Thereafter, the graphene dispersion thus prepared and the polymer resin solution are mixed to prepare a mixed solution, and the mixed solution is stirred. For example, the mixed solution may be stirred at room temperature for about 30 minutes. Further, after the stirring step, the bubbling process may be performed at a temperature of about 1,000 rpm to about 3,000 rpm for about 5 minutes to about 20 minutes.
이때, 상기 고분자 수지 용액과 상기 그래핀 분산액은 약 2:1 내지 약 10:1인 중량비로 포함될 수 있다. 상기 고분자 수지 용액과 상기 환원 그래핀 옥사이드 분산액이 상기 범위로 혼합될 경우, 분산성이 안정적이다.At this time, the polymer resin solution and the graphene dispersion may be contained in a weight ratio of about 2: 1 to about 10: 1. When the polymer resin solution and the reduced graphene oxide dispersion are mixed in the above range, the dispersibility is stable.
또 다른 구현예는 상기 제조방법에 따라 제조된 그래핀-고분자 복합체를 이용한 배리어 필름 제조방법을 제공한다. Another embodiment provides a method for producing a barrier film using the graphene-polymer composite produced according to the above-described method.
일 구현예에서는 상기와 같이 제조된 그래핀-고분자 복합체를 기재 필름 상에 코팅 및 건조하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the graphene-polymer composite prepared as described above is coated on a base film and dried.
상기 그래핀-고분자 복합체를 기재 필름 상에 코팅하고 건조하는 단계에서, 상기 필름은 그 표면이 우레탄 프라이머로 코팅된 필름일 수 있다. 우레탄 프라이머로 코팅(표면 처리)된 필름 상에 그래핀-고분자 복합체를 코팅할 경우, 접착력이 향상되어 필름에 코팅된 환원 그래핀 옥사이드 및 고분자 수지가 쉽게 박리되지 않을 수 있다. 또한, 부착력 개선을 위해, 상기 필름에 플라즈마(Plasma) 또는 코로나(corona) 등의 표면처리를 추가로 더 실시할 수도 있다.In the step of coating and drying the graphene-polymer composite on the base film, the film may be a film whose surface is coated with a urethane primer. When the graphene-polymer composite is coated on a film (surface-treated) coated with a urethane primer, the reduced adhesion of the reduced graphene oxide and the polymer resin coated on the film may not be easily peeled off. Further, in order to improve the adhesion, the film may be further subjected to surface treatment such as plasma or corona.
상기 코팅은 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The coating may be microgravure coating, slot die coating, bar coating, spin coating, and the like, but is not limited thereto.
상기 그래핀-고분자 복합체는 약 1 μm 내지 약 40 μm 두께로 상기 기재필름 상에 코팅될 수 있다. 상기 범위의 두께로 코팅되어야 필름의 광 투과도 및 산소 차단성이 모두 우수한 배리어 필름 제조가 가능하다.The graphene-polymer composite may be coated on the substrate film to a thickness of about 1 [mu] m to about 40 [mu] m. It is possible to produce a barrier film excellent in both light transmittance and oxygen barrier property of the film.
상기 건조는 진공 오븐 내에서 건조하거나, 힛건 또는 핫플레이트를 사용하여 건조할 수 있고, 다만 건조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 건조 단계는 60 내지 120에서, 2시간 내지 5시간 동안 실시할 수 있다.The drying may be carried out in a vacuum oven or by using a higgan or a hot plate, but the drying method is not limited thereto. For example, the drying step can be carried out at 60 to 120 for 2 to 5 hours.
상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP;), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI), 연신폴리프로필렌(Oriented Polypropylene, OPP), 이축연신폴리프로필렌(Biaxially oriented Polypropylene, BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The substrate film may be formed of a material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate Polyimide (PI), oriented polypropylene (OPP), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate (PEN) , Polyethersulfone (PES), polyester (Polyester), and polystyrene (PS).
일 구현예에 따른 배리어 필름 제조방법은 산소 차단성이 우수하고 광 투과성을 향상시킨 배리어 필름 제공이 가능하다.The barrier film manufacturing method according to one embodiment can provide a barrier film having excellent oxygen barrier property and improved light transmittance.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
그래핀Grapina 분산액 제조 Dispersion manufacturing
제조예Manufacturing example 1 One
브로디(Brodie) 법으로 제조된 그래핀 옥사이드 파우더를 준비한다.Prepare graphene oxide powder prepared by the Brodie method.
상기 그래핀 옥사이드 파우더에, 약 1 mg/mL농도의 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하기 위해 증류수를 첨가한 후, 호모게나이저(Homogenizer)를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하였다.Distilled water was added to the graphene oxide powder to prepare a graphene oxide water dispersion having a concentration of about 1 mg / mL, and the mixture was treated with a homogenizer at 6,000 rpm for about 1 hour to prepare graphene oxide Aqueous dispersion was prepared.
이후, 그래핀 옥사이드 수분산액에 남아있는 잔량의 물을 제거하기 위해, 원심분리기를 이용하여 상청액을 제거하고, 디메틸설폭사이드(DMSO)를 혼합하여 약 100℃에서 약 4시간 정도 교반하여 열적 환원을 진행하였다. Thereafter, in order to remove water remaining in the graphene oxide water dispersion, the supernatant was removed using a centrifugal separator, and dimethylsulfoxide (DMSO) was mixed and stirred at about 100 ° C for about 4 hours to perform thermal reduction .
환원 그래핀 옥사이드 분산액에 남아있는 잔량의 물을 약 80℃에서 감압증류를 통하여 제거하여, 환원 그래핀 옥사이드 분산액을 제조하였다.The residual water remaining in the reducing graphene oxide dispersion was removed at about 80 캜 by distillation under reduced pressure to prepare a reduced graphene oxide dispersion.
비교제조예Comparative Manufacturing Example 1 One
제조예 1과 동일하게 제조된 그래핀 옥사이드 파우더에 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)를 첨가한 후, 약 1 mg/mL농도에서 호모게나이저를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 옥사이드 분산액을 제조하였다.Tetrahydrofuran (THF), an organic solvent, was added to the graphene oxide powder prepared in the same manner as in Preparation Example 1, and then, at a concentration of about 1 mg / mL The graphene oxide dispersion was prepared using a homogenizer at 6,000 rpm for about 1 hour.
비교제조예Comparative Manufacturing Example 2 2
산처리 후의 그래핀 옥사이드의 표면에 알킬기(Alkyl group)를 형성시킨 후, 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)에 첨가하고, 약 1 mg/mL농도에서 호모게나이저를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 옥사이드 분산액을 제조하였다.An alkyl group (Alkyl group) was formed on the surface of the graphene oxide after the acid treatment, and then added to an organic solvent, tetrahydrofuran (THF). Using a homogenizer at a concentration of about 1 mg / Hour to prepare a graphene oxide dispersion.
비교제조예Comparative Manufacturing Example 3 3
그래핀 나노시트(GnP, Graphene nano Platelet)를 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)에 첨가하고, 약 1 mg/mL농도에서 호모게나이저 Homogenizer)를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 분산액을 제조하였다. Graphene nanoparticles (GnP, Graphene nano Platel) were added to an organic solvent, tetrahydrofuran (THF) At a concentration of about 1 mg / mL for about 1 hour at 6,000 rpm using a homogenizer Homogenizer) to prepare a graphene dispersion.
평가 1: Rating 1: 그래핀Grapina 분산액의 분산성 평가 Evaluation of dispersibility of dispersions
도 1은 상기 제조예 1 및 비교제조예 1 내지 3에 따라 제조된 그래핀 분산액을 Turbiscan을 통해 상온에서 1일(24h) 동안 분산성(TSI)을 측정한 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing the dispersibility (TSI) of the graphene dispersion prepared according to Preparation Example 1 and Comparative Preparations 1 to 3 at room temperature for one day (24 hours) through Turbiscan.
도 1을 참조하면, 일 구현예에 따른 제조예 1의 환원 그래핀 옥사이드 분산액은 비교제조예 1 내지 3과 대비하여, 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)에 대한 분산성이 매우 우수함을 확인할 수 있다. 분산성이 안정한 용액일수록 분산성 수치의 변화가 없으며, 도 1을 참조하면 제조예 1의 그래핀 분산액은 시간에 따른 분산성의 큰 변화가 관찰되지 않으므로, 제조예 1의 유기용매(THF)에 대한 분산성이 안정적임을 알 수 있다.Referring to FIG. 1, the reduced graphene oxide dispersion of Preparation Example 1 according to one embodiment was found to be superior in dispersibility to tetrahydrofuran (THF), an organic solvent, as compared with Comparative Preparation Examples 1 to 3 have. 1, the graphene dispersion of Preparation Example 1 did not show a large change in dispersibility with time, so that the dispersion of the organic solvent (THF) of Production Example 1 It can be seen that the dispersibility is stable.
그래핀Grapina -고분자 복합체 제조 및 - Polymer composite manufacturing and 배리어Barrier 필름 제조 Film manufacturing
실시예Example 1 One
폴리염화비닐리덴(PVDC) 수지를 THF에 첨가하고, 80℃에서 완전히 용해시켜 고분자 수지 용액을 제조한다. 상기 고분자 수지 용액에 상기 제조예1의 그래핀 분산액을 혼합하고, 고압 분산기 장비를 이용하여 압력 500 bar에서 5회 분산시킨 후 그래핀-고분자 복합체를 제조하였다.A polyvinylidene chloride (PVDC) resin is added to THF and completely dissolved at 80 ° C to prepare a polymer resin solution. The graphene dispersion of Preparation Example 1 was mixed with the polymer resin solution, The graphene - polymer composite was prepared by dispersing 5 times at a pressure of 500 bar using a high - pressure dispersing machine.
이때, PVDC수지 용액과 제조예1의 그래핀 분산액의 중량비는 약 1:0.2이다.The weight ratio of the PVDC resin solution to the graphene dispersion of Preparation Example 1 was about 1: 0.2.
상기와 같이 제조된 그래핀-고분자 복합체를 125㎛의 PET 필름(표면이 우레탄 프라이머로 처리)에 코팅 두께가 5 ㎛가 되도록 바 코팅하고, 90에서 3시간 동안 건조하여, 배리어 필름을 제조하였다.The graphene-polymer composite thus prepared was coated on a 125 μm PET film (whose surface was treated with a urethane primer) to have a coating thickness of 5 μm and dried at 90 ° C. for 3 hours to prepare a barrier film.
비교예Comparative Example 1 One
제조예 1의 그래핀 분산액을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.A barrier film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the graphene dispersion of Production Example 1 was not used.
비교예Comparative Example 2 2
제조예 1의 그래핀 분산액 대신, 비교제조예 3 의 그래핀 분산액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.A barrier film was produced in the same manner as in Example 1, except that the graphene dispersion of Comparative Production Example 3 was used instead of the graphene dispersion of Production Example 1.
비교예Comparative Example 3 3
상기 고분자 수지 용액과 제조예1의 그래핀 분산액의 중량비가 약 1:0.05인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.Except that the weight ratio of the polymeric resin solution to the graphene dispersion of Preparation Example 1 was about 1: 0.05 A barrier film was prepared in the same manner as in Example 1.
비교예Comparative Example 4 4
상기 고분자 수지 용액과 제조예1의 그래핀 분산액의 중량비가 약 1:0.6 인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.A barrier film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight ratio of the polymer resin solution to the graphene dispersion of Preparation Example 1 was about 1: 0.6.
평가 2: Evaluation 2: 배리어Barrier 필름의 특성 평가 Evaluation of film characteristics
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 배리어 필름을 NDH-7000 Haze meter 장비를 이용하여, ASTM E1164 입각하여 광 투과도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The barrier films prepared according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 were measured for light transmittance on the basis of ASTM E1164 using an NDH-7000 haze meter, and the results are shown in Table 1 below.
또한, 실시예 1, 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 배리어 필름을 Mocon 社 OX-TRAN 10X 장비를 이용하여, ASTM F1307 입각하여 산소 투과도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The oxygen permeability of the barrier film prepared according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 was measured by ASTM F1307 using Mocon OX-TRAN 10X equipment. The results are shown in Table 1 below.
(cc/m2day)Oxygen permeability
(cc / m 2 day)
(㎛)Coating thickness
(탆)
상기 표 1를 참고하면, 기재 필름인 PET 필름 상에 동일한 두께로 코팅한 경우, 일 구현예에 따른 실시예 1의 경우, PVDC만을 PET 필름에 코팅한 비교예 1대비, 산소 투과도가 약 반 이상 감소한 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, in the case of coating the same thickness on the PET film as the base film, in the case of Example 1 according to one embodiment, as compared with Comparative Example 1 in which only the PVDC was coated on the PET film, , Respectively.
또한, 나노그래핀시트(GnP)를 그래핀 분산액으로 포함하고 있는 비교예 2는 광 투과도가 90% 미만이고, 산소 투과도가 큰 것으로 보아 배리어 필름으로서 적절치 않음을 확인할 수 있다.Further, in Comparative Example 2 in which the nano graphene sheet (GnP) is contained as a graphene dispersion, it is confirmed that the light transmittance is less than 90% and the oxygen permeability is large, which is not suitable as a barrier film.
일 구현예에 따른 고분자 수지용액에 대해 적절한 중량범위, 예컨대, 0.2 중량%의 그래핀 분산액을 첨가한 실시예 1의 경우, 0.05 중량%의 그래핀 분산액만이 첨가된 비교예 3과 비교하여, 산소 차단성 면에서 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.As compared with Comparative Example 3 in which only 0.05 wt% of the graphene dispersion was added to the polymer resin solution according to one embodiment in the case of Example 1 in which an appropriate weight range, for example, 0.2 wt% of the graphene dispersion was added, It can be confirmed that it is very excellent in oxygen barrier property.
반면, 고분자 수지용액에 대해 약 0.05 중량%의 그래핀 분산액이 포함되어 있는 비교예 3의 경우, 산소 투과도가 높아 배리어 필름으로서 적절치 않고, 약 0.6 중량%의 그래핀 분산액이 포함되어 있는 비교예 4의 경우, 그래핀 함량이 너무 많아 배리어 필름 제조가 불가능하다.On the other hand, in Comparative Example 3 in which about 0.05% by weight of the graphene dispersion was contained in the polymer resin solution, Comparative Example 4 in which the graphene dispersion containing about 0.6% by weight was not suitable as a barrier film due to high oxygen permeability , The graphene content is too large to make the barrier film.
이를 통하여, 일 구현예에 따르면 90% 이상의 광 투과도 유지하면서, 산소 차단성이 우수한 배리어 필름을 구현할 수 있다.Thus, according to one embodiment, a barrier film having excellent oxygen barrier properties can be realized while maintaining a light transmittance of 90% or more.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (15)
상기 제1 용매를 제거하는 단계,
상기 그래핀 옥사이드 수분산액에 제2 용매를 혼합하는 단계,
상기 제2 용매가 혼합된 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계, 및
상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계를 포함하는 환원 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계,
를 포함하는 그래핀 분산액 제조방법.Dispersing graphene oxide powder in a first solvent to prepare a graphene oxide water dispersion, and
Removing the first solvent,
Mixing the graphene oxide water dispersion with a second solvent,
Reducing the graphene oxide water dispersion in which the second solvent is mixed, and
Preparing a reduced graphene oxide comprising the step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion,
≪ / RTI >
상기 제1 용매는 증류수 또는 알코올이고,
상기 제2 용매는 pH 8 이상의 염기성 용매인 그래핀 분산액 제조방법.The method of claim 1,
The first solvent is distilled water or alcohol,
Wherein the second solvent is a basic solvent having a pH of 8 or more.
상기 제2 용매는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 중 적어도 하나를 포함하는 그래핀 분산액 제조방법.3. The method of claim 2,
The second solvent is selected from the group consisting of dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAC), and dimethylformamide , DMF). ≪ / RTI >
상기 그래핀 옥사이드를 제1 용매에 분산시키는 단계는,
호모게나이저(Homogenizer)로, 6,000 rpm 에서 1시간 동안 분산하는 것인 그래핀 분산액 제조방법.The method of claim 1,
The step of dispersing the graphene oxide in the first solvent comprises:
And homogenizer at 6,000 rpm for 1 hour.
상기 제1 용매에 분산된 그래핀 옥사이드 수분산액의 농도는 1 mg/mL 인 그래핀 분산액 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the concentration of the graphene oxide water dispersion in the first solvent is 1 mg / mL.
상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계는,
상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 100℃ 이상의 온도로 가열하여 환원시키는 것인 그래핀 분산액 제조방법.The method of claim 1,
Wherein the step of reducing the graphene oxide water dispersion comprises:
Wherein the graphene oxide water dispersion is heated to a temperature of 100 DEG C or higher to reduce the graphene oxide water dispersion.
상기 제1 용매를 제거하는 단계는,
원심분리 공정으로 상청액을 제거하는 것인 그래핀 분산액 제조방법.The method of claim 1,
The step of removing the first solvent comprises:
Wherein the supernatant is removed by a centrifugal separation process.
상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계는,
80℃ 이상의 온도에서 감압증류를 통해 수분을 제거하는 것인 그래핀 분산액 제조방법.The method of claim 1,
The step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion comprises:
Wherein the water is removed by distillation under reduced pressure at a temperature of at least < RTI ID = 0.0 > 80 C. < / RTI >
상기 고분자 수지 용액과 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에서 제조된 그래핀 분산액을 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계, 및
상기 혼합 용액을 분산시키는 단계,
를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법.Dissolving a polymer resin in a third solvent to prepare a polymer resin solution,
Mixing the polymer resin solution with the graphene dispersion prepared in any one of claims 1 to 8 to prepare a mixed solution, and
Dispersing the mixed solution,
Wherein the graphene-polymer complex is produced by a method comprising the steps of:
상기 혼합 용액에서 상기 고분자 수지 용액과 상기 그래핀 분산액의 중량비는 2:1 내지 10:1인 그래핀-고분자 복합체 제조방법.The method of claim 9,
Wherein the weight ratio of the polymer resin solution to the graphene dispersion in the mixed solution is 2: 1 to 10: 1.
상기 제3 용매는 상기 제2 용매와는 서로 다른 용매이고,
상기 제3 용매는 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 중 적어도 하나를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법.The method of claim 9,
Wherein the third solvent is a different solvent than the second solvent,
The third solvent is selected from the group consisting of tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide , And methyl ethyl ketone (Methyl ethyl ketone).
상기 고분자 수지는 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride, PVDC), 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol, PVA;), 에틸렌비닐알콜(Ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(Polychlorotrifluoroethylene, PCTFE) 중 적어도 하나를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법.The method of claim 9,
The polymer resin may be selected from the group consisting of polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyacrylonitrile (PAN) Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) ≪ / RTI > wherein the graphene-polymer composite comprises at least one of the following.
상기 그래핀-고분자 복합체는 약 1 μm 내지 약 40 μm 두께로 상기 기재필름 상에 코팅되는 것인 배리어 필름 제조방법.The method of claim 13,
Wherein the graphene-polymer composite is coated on the substrate film to a thickness of about 1 [mu] m to about 40 [mu] m.
상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide),연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene),이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene),폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리스티렌(PS; Polystyrene) 중 적어도 하나를 포함하는 배리어 필름 제조방법.The method of claim 13,
The base film may be formed of a material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PC), polycarbonate (PC), poly (methyl methacrylate) , Polyimide (PI), oriented polypropylene (OPP), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene 2,6-dicarboxylate naphthalate (PEN), polyethylene 2,6-dicarboxylate wherein the barrier film comprises at least one of naphthalate, polyethersulfone (PES), polyester or polystyrene (PS).
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108295675A (en) * | 2018-02-10 | 2018-07-20 | 河南省科学院能源研究所有限公司 | A kind of antibacterial air filter film and preparation method thereof based on polyacrylonitrile/graphene oxide/tea polyphenol compound |
| KR102613426B1 (en) * | 2023-09-19 | 2023-12-13 | 전상남 | Surface protection film for anti static and infrared reflection |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109836843A (en) * | 2019-01-21 | 2019-06-04 | 上海利物盛纳米科技有限公司 | A kind of long-acting antistatic graphene packing film and preparation method thereof |
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| CN115536012B (en) * | 2022-09-30 | 2023-12-15 | 深圳市贝特瑞新能源技术研究院有限公司 | Graphene filler, preparation method thereof and composite heat conduction material |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140118284A (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-08 | 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 | Fabrication method of transparent, conductive and stretchable electrode meterial including reduced graphene oxide and the material fabricated by the same |
| KR20160133711A (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-23 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparation of high concentrated carbon nanotube/graphene dispersion |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101705625B1 (en) * | 2013-01-21 | 2017-02-10 | 희성금속 주식회사 | The Modified Graphene Material Having Dispersible Groups in Polymers and Process the Same |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140118284A (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-08 | 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 | Fabrication method of transparent, conductive and stretchable electrode meterial including reduced graphene oxide and the material fabricated by the same |
| KR20160133711A (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-23 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparation of high concentrated carbon nanotube/graphene dispersion |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ACS Nano. 2010. Vol. 4, pp. 3845-3852 (2010.06.29.)* * |
| Nature Nanotech. 2008, Vo. 3, pp. 327-331 (2008.05.11.)* * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108295675A (en) * | 2018-02-10 | 2018-07-20 | 河南省科学院能源研究所有限公司 | A kind of antibacterial air filter film and preparation method thereof based on polyacrylonitrile/graphene oxide/tea polyphenol compound |
| KR102613426B1 (en) * | 2023-09-19 | 2023-12-13 | 전상남 | Surface protection film for anti static and infrared reflection |
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