일반기술

기체차단성이 개선된 폴리술폰계 나노복합재

*원리 및 구성본 발명은 기체차단성이 우수한 고분자 나노복합재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리술폰 및 폴리에테르술폰에 유기화된 층상 실리케이트를 효과적으로 박리시키기 위하여 저분자량의 상용화제를 이용하여 혼합함으로써 폴리술폰 및 폴리에테르술폰에 층상 실리케이트를 박리시켜 나노복합함으로써, 기체차단성 및 기계적 물성을 향상시킬 수 있어 포장재 및 유기 디스플레이 기판으로 사용이 가능한 고분자 나노복합재 및 그의 제조방법에 대한 것이다.*배경현재 디스플레이용 기판으로 이용되는 고분자 수지로는 투명도가 좋은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES) 등이 사용되고 있으며, 이들은 2차 가공을 통해 내용제층과 기체차단층을 코팅하여 이용하고 있다. 상기한 고분자 수지의 유리전이온도(Tg, Glass Transition Temperature)는 각각 120, 150, 225 ℃에서 나타나기 때문에 광학용 필름으로는 폴리에테르술폰이 가장 우수한 내열성을 보인다.현재까지 개발되어 있는 디스플레이용 기판의 기체투과도(Gas Permeability)에 있어, 고분자 기재(substrate) 그 자체의 경우는 102∼1 g/m2·day(23 ℃, 90%RH) 수준이며, 내용제성을 위한 유기 코팅 후에는 10-1 g/m2·day(23 ℃, 90%RH)이며, 기체차단성을 위한 SiO2 스퍼터링 후에는 10-2 g/m2·day(23 ℃, 90%RH)까지 향상되는 것으로 보고되어 있다. 2003년 4월 (주)대일본인쇄에서는 패키지용 방습기술을 더욱 발전시켜, 드라이 코팅기술과 웨트코팅 기술의 하이브리드화를 구사해 10-3 g/m2·day(23 ℃, 90%RH) 까지 기체차단성을 높였다고 발표한 바 있다. 액정 디스플레이(LCD)용 기판에 요구되는 수분투과도가 10-2 g/m2·day(23 ℃, 90%RH)이므로 상기한 코팅 기술의 개발으로도 충분히 적용이 가능하지만, 10-4 g/m2·day(23 ℃, 90%RH)의 기체투과도를 요구하는 유기발광소자(OLED) 분야에 적용하기에는 많은 제약이 따른다.본 발명은 폴리술폰 또는 폴리에테르술폰의 술폰계 고분자와 층상 실리케이트를 복합화하여 고분자 복합재를 제조하는데 있어, 술폰계 고분자에 의해 층상 실리케이트를 효과적으로 박리시키기 위한 상용화제로서 말단에 수산기 또는 알킬기가 치환되어 있는 저분자량의 폴리술폰 또는 폴리에테르술폰을 첨가 사용하여 나노복합화한 폴리술폰계 나노복합재에 관한 발명이다. 본 발명에 따른 폴리술폰계 나노복합재는 1)기체차단성 및 기계적 물성이 크게 개선.2)낮은 기체투과도가 요구되는 가스베리어성 포장재, 유기 디스플레이 기판용 소재로 유용.3)그 자체가 기체투과도가 충분히 낮음.4)일반적으로 알려져 있는 코팅 가공기술을 적용하면 보다 낮은 기체투과 효과를 얻을 수 있으므로 현재 기판재료로 사용되고 있는 유리를 대체할 수 있는 물성을 나타낼 것으로 예상.5)향후 LCD 기판 및 유기EL 등을 사용한 플라스틱 디스플레이 기판 등으로 안정적으로 적용될 수 있을 것으로 예상됨.