KR100650436B1 - 대전방지 저중합체 - Google Patents

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Abstract

대전방지 저중합체가 개시된다. 상기 대전방지 저중합체는 표면저항이 1011Ω/cm2 이하 이고, 정전압이 50V 이하이므로, LCD 광시트의 확산판, 확산필름, DBEF 및 BEF(또는 프리즘시트)에 코팅되어 정전기 발생을 방지한다. 그러므로, 종래의 광시트에 생기는 정전기마크(Static mark), 광시트의 비틀어짐 및 민감한 LCD 조립장치의 파손 등과 같은 문제점이 해소된다. 이로인해, LCD의 수율이 상승된다.

Description

대전방지 저중합체 {OLIGOMERS FOR PREVENTING STATIC ELECTRICITY}
본 발명은 대전방지 저중합체에 관한 것이다.
디스플레이의 일종인 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display)는 광을 조사하는 광원, 상기 광원에서 조사된 광이 균일하게 퍼지도록 하는 도광판, 상기 도광판을 통과한 광을 확산 및 증가시켜 빛이 균일하게 패널에 도달하도록 하는 광시트를 가진다.
상기 광시트는 광을 확산시키는 확산판과 확산필름, 광량을 증가시키는 DBEF(Double Bright Enhancement Film), 추가적으로 광량을 증가시키면서 광의 방향을 조절하는 BEF(Bright Enhancement Film) 또는 프리즘시트가 적절하게 적층되어 있다.
상기 광시트의 확산판, 확산필름, DBEF 및 BEF(또는 프리즘시트)는 고분자 수지들로 이루어져 있어서 정전기를 유발한다. 그런데, 상기 광시트의 확산판, 확산필름, DBEF 및 BEF(또는 프리즘시트)를 적층할 때 발생하는 정전기는 상기 광시트에 정전기마크(Static mark)가 생기게 하여 잔사를 남게함과 동시에 LCD의 밝기를 저하시키고, 상기 광시트의 적층시 방향이 비틀어지게 하며, 민감한 LCD 조립장 치를 망가뜨린다. 이로인해, LCD의 수율이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 정전기를 유발하는 부품에 코팅하여 정전기의 발생을 막으므로써, 제품의 수율을 향상시킬 수 있는 대전방지 저중합체를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대전방지 저중합체는,
화학식Ⅰ은
Figure 112004054244647-pat00001
이고,
Figure 112004054244647-pat00002
이며,
Figure 112004054244647-pat00003
이고,
L은 정수 1∼12, n 및 m은 정수 2∼8, p는 정수 2∼8, R1은 H, CH3, CH3(CH2)a-OH 또는 -(CH2)b-OH, R2는 H 또는 CH3, a는 정수 1∼8, b는 정수 1∼8라 할때,
상기 화학식Ⅰ로 표시되며, 아민을 사용한 4차 암모늄염을 함유하는 대전방지 모노머와 상기 대전방지 모노머에 결합된 광경화형 모노머를 구비한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전방지 저중합체를 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 대전방지 저중합체는 대전방지 특성을 가지는 모노머(Monomer)와 UV(Ultra-Violet)경화가 가능한 광경화형 우레탄아크릴레이트 모노머 (Urethane Acrylate Monomer)의 결합으로 이루어지며, 다음의 화학식Ⅰ로 표시된다.
화학식 Ⅰ은
Figure 112004054244647-pat00004
이다.
그리고,
Figure 112004054244647-pat00005
이고,
Figure 112004054244647-pat00006
이다.
이때, L은 정수 1∼12, n 및 m은 정수 2∼8, p는 정수 2∼8, R1은 H, CH3, CH3(CH2)a-OH 또는 -(CH2)b-OH, R2는 H 또는 CH3, a는 정수 1∼8, b는 정수 1∼8이다.
상기 화학식Ⅰ의 대전방지 저중합체는 다음과 같은 방법으로 제조된다.
대전방지 모노머의 합성
먼저, 아민(amine)을 사용하여 대전방지 4차 암모늄염을 합성한다.
이때 사용하는 아민은 알킬 말단에 적어도 1개 이상의 히드록시기(-OH)를 함유하는 1차, 2차 또는 3차 아민을 사용할 수 있다. 예를 들면, 탄소수 2∼8개인 모노에탄올 아민(mono-ethanol amine), 모노프로판올 아민(mono-propanol amine), 모노부탄올 아민(mono-butanol amine), 모노펜탄올 아민(mono-pentanol amine), 모노헥산올 아민(mono-hexanol amine), 모노헵탄올 아민(mono-heptanol amine) 또는 모노옥탄올 아민 (mono-octanol amine) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 모노히드록시 일차 아민에 탄소수 1∼8개의 알킬 사슬이 치환된 2차 혹은 3차 아민을 사용할 수 있다. 예를 들면, 메틸에탄올 아민(methyl ethanol amine), 에틸에탄올 아민(ethyl ethanol amine) 또는 에틸디에탄올 아민(Ethyl diethanol amine) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 모노히드록시 일차 아민에 말단에 히드록시기가 치환된 탄소수 1∼8개의 알킬 사슬이 치환된 아민 중 디에탄올 아민(di-ethanol amine) 또는 트리에탄올 아민(Tri-ethanol amine) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 아민에 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 프로필(propyl) 등 탄소수 1∼9사이의 알킬 사슬이 치환된 2차 및 3차 아민, 아민에 히드록시기를 포함한 메톡시(methoxy), 에톡시(ethoxy) 등 탄소수 1∼8개의 알콕시(Alkoxy)기가 치환된 아민을사용할 수 있다.
다음에는 아민을 산으로 중화하여 4차 암모늄염을 얻는다. 이때 사용되는 산으로는 염산(chloric acid), 황산(sulfuric acid), 인산(phosphoric acid), 초산(Acetic acid), 모노염화초산(monochloro acetic acid), 삼염화초산(trichloro acetic acid), 삼불화초산(trifluoro acetic acid), 불산(fluoric acid), 브롬산(bromic acod) 또는 파라톨루엔 설폰산(para-toluene sulfonic acid) 중에서 선택된 어느 하나, 또는 디메틸설페이트(dimethyl sulfate), 디에틸설페이트(diethyl sulfate) 등의 황산 유도체 등을 사용할 수 있다.
상기와 같이 산에 의하여 아민이 중화된 4차 암모늄염 당량비 29∼49에 다관능성 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트 당량비 50∼70을 반응시키면 대전방지 모노모가 합성된다.
광경화형 모노머의 합성
말단에 히드록시기를 가지는 저분자량 모노머를 다관능성 이소시아네이트 화합물에 히드록시기 당량비 29∼49에 이소시아네이트 당량비 50∼70을 반응시켜 광경화형 모노모를 합성한다.
상기 저분자형 모노머는 히드록시에틸 메타아크릴레이트(hydroxy ethyl methacrylate), 히드록시프로필 메타아크릴레이트((hydroxy propyl methacrylate) 또는 폴리에테르(poly Ether)형태의 폴리올 (polyol) 화합물 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. 폴리에테르(poly Ether)형태의 폴리올 (polyol) 화합물로는 디에틸렌 글리콜((diethylene glycol), 트리에틸렌 글리콜(triethylene glycol), 테트라에틸렌 글리콜(tetraethylene glycol) 및 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol) 등이 있다.
대전방지 저중합체의 합성
상기 합성된 대전방지 모노머의 이소시아네이트 당량비 1과(검토 요)와 상기 광경화형 모노머의 이소시아네이트 당량비 1을 탄소수 2∼12개인 디히드록시 알칸(dihydroxy alkane)의 히드록시기 당량비 2로 반응하면 화학식Ⅰ의 대전방지 저중합체가 합성된다.
상기 대전방지 저중합체에는 광경화를 위한 광개시제가 첨가될 수 있다. 상기 광개시제로는 벤조페논(benzophenone), 1-히드록시-시클로헥실 페닐케톤(1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone) 등의 화합물, Irgacure 184C(Ciba社) 등이 상기 대전방지 저중합체 100중량％에 대하여 0.5∼5중량％ 혼합된다. 상기 광개시제는 단독 혹은 여러가지를 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고, 고점도의 상기 대전방지 저중합체에는 희석용 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate), 히드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 히드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate) 또는 이에 상응하는 아크릴레이트 모노머가 상기 대전방지 저중합체 100중량％에 대하여 10∼30중량％ 혼합된다.
다음에는 상기 대전방지 저중합체를 제조하는 구체적인 예를 설명한다.
제조예 1
강력 교반기, 온도계, 적가 펀넬, 곤덴서와 냉각 재킷이 갖추어진 2L 레진 케틀에 에탄올아민(ethanol amine) 62g을 넣고, 98% 황산(미국, 알드리치사 제품) 49g을 천천히 적가한다. 이때, 반응온도가 50 ℃가 넘지 않도록 주의하면서 완전히 적가한 후 1시간 상온에서 교반시켜, 4차 암모늄염을 제조한다.
그리고, 상기 4차 암모늄염 350g과 DN 980s(한국, 애경 유화) 594g을 넣고 반응온도가 50℃를 넘지않도록 주의하면서 상온에서 2시간 동안 교반하여 대전방지 모노모를 제조한다.
그리고, 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate) 256g과 DN 980s(한국, 애경 유화) 594g을 반응온도가 50℃를 넘지 않도록 주의하면서 상온에서 2시간 동안 교반시켜 광경화형 모노모를 제조한다.
마지막으로, 상기 대전방지 모노머 472g, 광경화형 모노머 425g, 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 31g을 넣어 3시간 동안 교반 후, 광개시제인 Irgacure 184C(Ciba社) 35g, 희석제인 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate) 2,165g을 넣어 본 실시예에 따른 대전방지 저중합체를 제조한다.
제조예 2
강력 교반기, 온도계, 적가 펀넬, 곤덴서와 냉각 재킷이 갖추어진 2L 레진 케틀에 에탄올아민(ethanol amine) 62g을 넣고 삼불소초산(trifluoroacetic acid) 114g을 천천히 적가한다. 이때, 반응온도가 50℃를 넘지 않도록 주의하면서 완전히 적가한 후 1시간 상온에서 교반시켜 4차 암모늄염을 제조한다.
그리고, 상기 4차 암모늄염 350g과 DN 980s(한국, 애경 유화) 594g을 넣고 반응온도가 50℃를 넘지 않도록 주의하면서 상온에서 2시간 동안 교반하여 대전방지 모노모를 제조한다.
그리고, 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate) 256g과 DN 980s(한국, 애경 유화) 594g을 반응온도가 50℃를 넘지않도록 주의하면서 상온에서 2시간 동안 교반시켜 광경화형 모노모를 제조한다.
마지막으로, 상기 대전방지 모노머 472g, 광경화형 모노머 425g, 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 31g을 넣어 3시간 동안 교반 후, 광개시제인 Irgacure 184C(Ciba社) 35g, 희석제인 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate) 2,165g을 넣어 본 실시예에 따른 대전방지 저중합체를 제조한다.
상기 제조예 1 및 제조예 2에 의해 제조된 본 실시예에 따른 대전방지 저중합체를 LCD 광시트의 확산판, 확산필름, DBEF 및 BEF(또는 프리즘시트)에 코팅하고, 열선으로 건조한 후, 광량 400mJ/cm2으로 경화하여 모서리 4군데와 중앙 1군데의 표면저항, 정전압 및 경도를 각각 측정하여 각각의 가장 높은 값을 표 1에 표시하였다.
본 실시예에 따른 대전방지 저중합체의 특성을 측정한 값
구분 제조예1 제조예2
표면저항(106Ω/㎠) 10 1
정전압(V) 35 20
경도 2H 2H
경도 : KS G2630의 연필 경도계 측정 방법을 사용하여 측정
표면저항은 1011Ω/㎠ 이하, 정전압은 50V 이하 이면 정전기가 발생하지 않고, 경도는 2H 이상이면 기준값을 만족한다. 그런데, 본 실시예에 따른 대전방지 저중합체는, 표 1에 표시된 바와 같이, 표면저항은 107 Ω/㎠ 및 106Ω/㎠ 이고, 정전압은 35V 및 20V로 정전기가 발생할 수 있는 값 보다 훨씬 낮으므로 정전기 발생이 방지된다. 그리고, 경도는 2H 로 기준값의 범위에 속한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 대전방지 저중합체는 표면저항이 1011Ω/cm2 이하 이고, 정전압이 50V 이하이므로, LCD 광시트의 확산판, 확산필름, DBEF 및 BEF(또는 프리즘시트)에 코팅되어 정전기 발생을 방지한다. 그러므로, 종래의 광시트에 생기는 정전기마크(Static mark), 광시트의 비틀어짐 및 민감한 LCD 조립장치의 파손 등과 같은 문제점이 해소된다. 이로인해, LCD의 수율이 상승된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (4)

  1. 화학식Ⅰ은
    Figure 112006034145322-pat00007
    이고,
    Figure 112006034145322-pat00008
    이며,
    Figure 112006034145322-pat00009
    이고,
    L은 정수 1∼12, n 및 m은 정수 2∼8, p는 정수 2∼8, R1은 H, CH3, CH3(CH2)a-OH 또는 -(CH2)b-OH, R2는 H 또는 CH3, a는 정수 1∼8, b는 정수 1∼8라 할때,
    상기 화학식Ⅰ로 표시되며, 아민을 사용한 4차 암모늄염을 함유하는 대전방지 모노머와 상기 대전방지 모노머에 결합된 광경화형 모노머를 구비하는 것을 특징으로 하는 대전방지 저중합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아민은 알킬 말단에 적어도 1개 이상의 히드록시기(-OH)를 함유하는 1차, 2차 또는 3차 아민, 또는,
    모노히드록시 일차 아민에 탄소수 1∼8개의 알킬 사슬이 치환된 2차 혹은 3차 아민, 또는,
    모노히드록시 일차 아민에 말단에 히드록시기가 치환된 탄소수 1∼8개의 알킬 사슬이 치환된 아민 중 아민에 말단에 히드록시기가 치환된 아민, 또는,
    메틸(methyl), 에틸(ethyl), 프로필(propyl) 등 탄소수 1∼9사이의 알킬 사슬이 치환된 2차 및 3차 아민, 또는,
    히드록시기를 포함한 메톡시(methoxy), 에톡시(ethoxy) 등 탄소수 1∼8개의 알콕시(Alkoxy)기가 치환된 아민인 것을 특징으로 하는 대전방지 저중합체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 대전방지 모노머는 산에 의하여 중화된 4차 암모늄염 당량비 29∼49에 다관능성 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트 당량비 50∼70을 반응시킨 것이고,
    상기 광경화형 모노머는 말단에 히드록시기를 가지는 저분자량 모노머를 다관능성 이소시아네이트 화합물에 히드록시기 당량비 29∼49에 이소시아네이트 당량비 50∼70을 반응시킨 것을 특징으로 하는 대전방지 저중합체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대전방지 모노머의 이소시아네이트 당량비 1과 상기 광경화형 모노머의 이소시아네이트 당량비 1을 탄소수 1∼12개인 디히드록시 알칸(dihydroxy alkane)의 히드록시기 당량비 2로 반응한 것을 특징으로 하는 대전방지 저중합체.
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