KR101461994B1

KR101461994B1 - 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물

Info

Publication number: KR101461994B1
Application number: KR1020130126605A
Authority: KR
Inventors: 장진수; 나승창; 함진규; 권정아
Original assignee: 주식회사 에이치알에스
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2014-11-18

Abstract

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)의 BLU(Back Light Unit)부품인 램프홀더(Lamp Holder)용 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 램프홀더(Lamp Holder)에 적용이 가능하도록 내열성, 도전성, 난연성 및 내구성 등의 물성을 동시에 부여하고, 휘발성유기화합물(VOC)함량을 1,500 ~ 1,800 ppm까지 제어할 수 있는 액상 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)의 제조 공정을 단순화 할 수 있는 램프홀더(Lamp Holder)에 관한 것이다.

Description

액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물{LIQUID SILICONE COMPOSITION FOR BACK LIGHT UNIT LAMP HOLDER OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)의 BLU(Back Light Unit)부품인 램프홀더(Lamp Holder)용 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 램프홀더(Lamp Holder)에 적용이 가능하도록 내열성, 도전성, 난연성 및 내구성 등의 물성을 동시에 보유하고, 휘발성유기화합물(VOC)함량을 1,500 ~ 1,800 ppm까지 제어할 수 있는 액상 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)의 제조 공정을 단순화 할 수 있는 램프홀더(Lamp Holder)에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 액정(Liquid Crystal)의 전기적 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시한다. 액정 표시장치는 다른 디스플레이 표시 장치에 비해 두께가 대폭적으로 감소되어 경량화 되고, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압에서 작동하는 장점을 갖고 있어서 산업 전반에 걸쳐 많이 사용되고 있다. 액정표시 장치에서 채용된 백라이트 어셈블리는 광을 발생시키는 램프 및 안정적인 전원을 공급하기 위한 램프 홀더와 이를 갖는 램프 어셈블리 및 전원을 램프로 이송하는 전원선을 포함한다. 일반적으로, 램프는 광의 휘도를 향상시키기 위해 복수개로 존재하고, 전원선은 램프의 전극과 솔더링(SOLDERING)되어 외부에서 인가된 전원을 각 램프로 전송한다.

그러나, 현재의 실리콘 램프 홀더는 내열성과 난연성 기능만을 가지고, 각 램프의 전극과 솔더링에 의해 전기적으로 연결된 전원선은 솔더링된 부위에서 외부에 힘에 의해 쉽게 단선되는 문제점을 갖고, 램프의 전극 또한 외부의 충격에 의해 쉽게 파손되는 문제점을 갖는다. 여러 개의 형광 램프를 발광시키기 위해서는 각각의 형광램프에 공급되는 전원을 안정시키기 위한 여러 개의 램프 홀더를 사용하는데 이로 인한 조립 공수의 증가와 전체 제품의 크기 증가 및 제조 원가 상승 등의 문제점을 갖는다.

또한, 램프홀더용 실리콘 고분자에 휘발성유기화합물(VOC)가 과량 첨가 되었을 경우 디스플레이 화면에 번짐 현상이 발생하였으며, 열충격시험을 통해서 크랙이 발생했던 문제점이 있었다.

한국 공개특허공보 제10-2010-0103199호 (2010.10.22)

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 실리콘 고분자 조성물에 포함되는 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지의 컴파운딩 조건을 조절함으로써, VOC함량을 1,500 ~ 1,800 ppm까지 제어할 수 있는 액상 실리콘 고분자 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 열충격시험(Thermal Shock System)에서 크랙이 발생하지 않는 내열성을 갖고, 동시에 도전성, 난연성 및 내구성 등의 물성을 보유하는 액상 실리콘 고분자 조성물을 제공하는 것이다.

본 별명의 또 다른 목적은 상기 액상 실리콘 고분자를 이용하여 압출 및 사출 등에 의해 램프를 탈착 시킬 수 있는 형태로 제조가 가능하며 내열성, 도전성, 난연성 및 내구성의 물성을 가지므로, 별도의 솔더링 공정이 필요 없이 제조 공정을 단순화 시킬 수 있는 액상 실리콘 고분자 조성물을 이용한 LCD용 램프 홀더를 제공하는 것이다.

본 발명은 폴리메틸비닐실록산수지 및 폴리메틸비닐페닐실록산수지에서 선택되는 1종 이상의 액상 실리콘 폴리머 수지 50 ~ 70 중량%, 실리콘디옥사이드 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량% 및 디페닐실란디올 1 ~ 10 중량%를 포함하는 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여,

탄소나노튜브 0.1 ~ 10 중량부, 카본블랙 1 ~ 15 중량부, 분산제 1 ~ 10 중량부, 경화촉매 0.01 ~ 0.2 중량부, 내열제 0.1 ~ 5 중량부, 경화촉진제 0.01 ~ 0.1 중량부를 포함하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법은

a) 폴리메틸비닐실록산수지 및 폴리메틸비닐페닐실록산수지에서 선택되는 1종 이상의 액상 실리콘 수지 50 ~ 70 중량%, 실리콘 디옥사이드 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량% 및 디페닐실란디올 1 ~ 10 중량%를 컴파운딩하여 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지를 제조하는 단계;

b) 상기 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 0.1 ~ 10 중량부, 카본블랙 1 ~ 15 중량부, 분산제 1 ~ 10 중량부를 투입하여 혼련 하는 단계;

c) 상기 혼련물에 경화촉매 0.01 ~ 0.2 중량부, 내열제 0.1 ~ 5 중량부, 경화촉진제 0.01 ~ 0.1 중량부를 투입하고 균일하게 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 제조하는 단계;

를 포함한다.

본 발명자들은 내열성, 도전성, 난연성 및 내구성 등의 우수한 물성을 동시에 부여하고, VOC함량을 1,500 ~ 1,800 ppm 이내로 제어할 수 있는 액상 실리콘 고분자 조성물을 제공하는데 특징이 있으며, 이들이 동시에 물성을 발현하기 위하여 성분들의 조합 및 함량범위를 조절 하는 것에 특징이 있다.

특히 냉열 사이클(Cooling-heating)의 열충격시험(Thermal Shock System)에서 저온 -40℃에서 고온 120℃까지 500회 반복 시 크랙이 발생하지 않는 내열성을 갖는다.

또한, 본 발명에서 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지의 컴파운딩 조건을 조절하여 VOC함량을 1,500 ~ 1,800 ppm 이내로 제어 하였으며, 상기 도전성입자로 탄소나노튜브와 카본블랙을 혼합하여 사용하는 경우 시너지 효과에 의해 도전성이 매우 향상되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

이하는 본 발명의 각 성분들에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 상기 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지는 폴리메틸비닐실록산수지 및 폴리메틸비닐페닐실록산수지에서 선택되는 1종 이상의 액상 실리콘 폴리머 수지를 포함하며, 실리콘 디옥사이드, 실란디올, 디페닐실란디올을 추가해서 컴파운딩 함으로써, 기계적 물성인 인장, 신장 및 인열과 함께 내열성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리메틸비닐실록산수지는 중량평균분자량이 40,000 ~ 80,000 g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%인 범위에서 최적의 물성과 사출 조건을 달성하기에 바람직하다. 비닐기 함량이 0.2 몰%미만인 경우 고무의 기계적 물성인 인장이 저하되며, 비닐기 함량이 12 몰%초과인 경우 경도가 높아질 수 있다.

상기 폴리메틸비닐페닐실록산 수지는 중량평균분자량이 40,000 ~ 80,000 g/mol, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%이며, 메틸기 함량 중 10 ~ 25 몰%가 페닐기로 치환된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 페닐기가 10 ~ 25 몰%로 치환된 경우, 내열성을 달성하기에 바람직하다. 페닐기가 10몰% 미만으로 치환된 경우 내열성 효과가 미미하고, 25 몰%를 초과하여 치환되는 경우 제조원가가 상승할 수 있다.

상기 실리콘 디옥사이드는 인장, 신장 및 인열과 같은 물성을 보강하기 위하여 사용되는 것으로, B.E.T가 150 ~ 300 m²/g인 것을 사용하는 것이 최적의 목적을 달성할 수 있으므로 바람직하다. 그 함량은 10 ~ 30 중량%를 사용하는 것이 인장, 경도 및 신율을 달성하기에 바람직하다. 함량이 10 중량% 미만일 경우 경도가 떨어지며, 30 중량% 초과인 경우 경도가 높아져 바람직하지 않다.

상기 실란디올은 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지의 점도 조절을 위하여 사용되는 것으로, 그 함량은 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 최적의 점도를 달성할 수 있으므로 바람직하다. 1 중량% 미만일 경우 액상 실리콘 점도가 높아 흐름성이 떨어지고, 10 중량% 초과인 경우 점도가 낮아져 금형 이형성에 문제가 발생할 수 있다.

상기 디페닐실란디올은 내구성을 달성하기 위하여 사용되는 것으로, 그 함량은 1 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 최적의 내구성을 달성할 수 있으므로 바람직하다. 1 중량% 미만일 경우 내구성이 떨어지고, 10 중량% 초과인 경우 가소도가 높아져 압출 작업성에 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에서 상기 탄소나노튜브는 도전성 필러로써, VOC함량을 제어하고, 도전성을 향상시키기 위하여 사용된다. 그 함량은 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 더욱 좋게는 0.5 ~ 4 중량부 사용하는 것이 안정적인 도전성을 구현할 수 있어 더욱 바람직하다. 0.1 중량부 미만일 경우 도전성이 떨어지고, 10 중량부를 초과하는 경우에는 도전성이 크게 향상되지 않으며 분산이 어려울 수 있다.

상기 탄소나노튜브의 평균 길이는 1 ~ 40 ㎛의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 1㎛ 미만인 경우 도전성이 떨어지고, 40 ㎛를 초과하는 경우 불균일한 분산이 발생하게 되어 도전성에 영향을 미치게 된다. 또한, 상기 탄소나노튜브의 평균 직경은 10 ~ 100 ㎚의 것을 사용하는 것이 바람직하며, 10 ㎚미만인 경우 분산의 어려움이 발생하고, 100 ㎚초과하는 경우 탄소나노튜브의 구조가 절단될 수 있다. 구체적인 제품명으로는 CNT사의 C-TUBE 100, C-TUBE 120, C-TUBE 130등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 카본블랙은 아세틸렌블랙, 채널블랙, 서멀블랙 등이 사용 가능 하며, 이중 아세틸렌블랙이 바람직하다. 아세틸렌블랙은 저가이며, 카본 스트럭쳐의 모세기공이 발달하여 전도성이 우수하므로 바람직하다. 그러나 아세틸렌블랙은 실리콘계 폴리머와 혼화성이 나쁘므로 50 ~ 60℃에서 15 ~ 20분간 혼련 함으로써 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 혼련 시간이 15분 미만일 경우 고무 컴파운드가 합쳐지기 어렵고, 20분 이상일 경우 강한 전단력에 의해 점착성이 발생하게 된다. 이때 함량은 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 1 ~ 15 중량부 사용하는 것이 좋으며, 더욱 좋게는 8 ~ 12 중량부를 사용하는 경우 원하는 도전성을 구현할 수 있어 바람직하다. 1 중량부 미만일 경우 도전성이 떨어지고 , 15 중량부를 초과하는 경우에는 균일한 분산이 어려울 수 있다.

상기 아세틸렌블랙의 평균 표면적은 80 ~ 140 m²/g인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 80 m²/g미만인 경우 도전성 효과가 미미하고 140 m²/g 초과하는 경우 균일한 분산의 어려움이 발생된다. 구체적인 제품명으로는 DENKA사의 A-BLACK, 캐보트사의 HS-100 등을 사용 할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 탄소나노튜브와 카본블랙을 혼합하여 사용하는 경우 놀랍게도 도전성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

상기 분산제는 탄소나노튜브의 분산을 촉진하기 위하여 사용된다. 구체적으로 예를 들면 소듐도데실설페이트, 리튬도데실설페이트, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 등을 들 수 있다. 구체적인 제품명으로는 Sigma-Aldrich사의 Triton X-100를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 분산제는 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 더욱 좋게는 4 ~ 6 중량부를 사용하는 경우 균일한 분산을 달성할 수 있어 도전성이 바람직하다. 1 중량부 미만으로 사용하는 경우 불균일한 분산이 발생할 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우 강한 전단력 발생으로 카본블랙 구조의 절단으로 도전성이 떨어지는 문제점이 있다.

상기 경화촉매는 백금흑, 염화 제2백금, 염화백금산, 염화백금산과 1가 알코올의 반응물, 염화백금산과올레핀류 착제, 백금비스아세토아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 백금계 화합물 또는 팔라듐계 화합물을 사용할 수 있다. 구체적인 제품명으로는 UMICORE사의 PLATINUM DIVINYL TETRAMETHYLDISILOXANE 등을 사용할 수 있으며, 상기 경화촉매는 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 ~ 0.2 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 더욱 좋게는 0.05 ~ 0.1 중량부 사용하는 경우 성형에 대한 최적조건이므로 바람직하다. 0.01 중량부 미만으로 사용하는 경우 난연 효과가 미미하게 발생할 수 있고, 0.2 중량부를 초과할 경우 원가가 상승하는 문제가 발생할 수 있다.

상기 내열제는 희토류 금속 계열의 내열제를 사용할 수 있으며, 구체적인 제품명으로 XIAMETER의 RBM-9002, GSDI의 SILCOSPERSE 300등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때 함량은 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 좋으며, 더욱 좋게는 3 ~ 5 중량부 사용하는 것이 최적의 내열성을 달성할 수 있어 바람직하다. 0.1 중량부 미만으로 사용하는 경우 내열제 향상의 역할을 하지 못하는 문제점이 있고, 5 중량부 초과하는 경우 신율은 증가하나 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있다.

상기 경화촉진제는 1분자 중에 3개 이상의 Si-H를 함유하는 오르가노하이드로겐폴리실록산이며, 액상 실리콘 폴리머와 부가형 경화를 단시간에 진행하기 위해서 사용된다. 구체적으로 예를 들면 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7,-테트라 메틸시클로테트라실록산, 메틸히드로실록산 환상 중합체, 메틸히드로젠실록산디메틸실록산 환상 공중합체, 트리스(디메틸히드로젠실록산디메틸실록산 환상공중합체, 트리스(디메틸히드로젠실록시)메틸실란, 트리스(디메틸히드로젠실록시)페닐실란, 양쪽 말단 트리 메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠폴리실록산디페닐실록산 공중합체 등을 들 수 있다. 구체적인 제품명으로 MPM사의 TSF-484, DOWCORNING사의 DC-1107, BRB사의 AC-3327등이 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 경화촉진제는 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 0.01 ~ 0.1 중량부로 사용하는 것이 좋으며, 더욱 좋게는 0.05 ~ 0.1 중량부 사용하는 것이 성형에 대한 최적조건을 달성할 수 있어 바람직하다. 0.01 중량부 미만일 경우 미경화가 발생하여 휘발성유기화합물이 다량 발생할 수 있고, 0.1 중량부를 초과하는 경우 성형 불량이 발생 할 수 있다.

본 발명에서 상기 성분 및 함량 범위로 사용하는 경우, 상기 실리콘 고분자 조성물은 ASTM D 257에 의한 체적저항이 0.001 ~ 1 Ωcm이하, ASTM D 412에 의한 인장강도가 70 ~ 80 kgf/㎠, 신장율이 80 ~ 100 %, ASTM D 573 에 의해 250℃ × 72hr의 시험조건으로 측정된 내열성에 따른 인장변화율이 0 ~ 6 %, 신장변화율이 0 ~ 8 %, UL-94 V-0 에 의한 난연성이 0.1 ~ 1 mm, KS C 0228에 의한 내구성이 95 ~ 100 %, MIL-Std-883 Method 1011에 의한 열충격시험이 저온 -40℃에서 고온 120℃까지 500회 반복, ASTM F 198에 의한 VOC함량이 1,500 ~ 1,800 ppm이내인 물성을 갖는다. 상기 물성은 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물의 최적 물성을 구현할 수 있는 범위이다.

다음으로 본 액상 실리콘 고분자 조성물을 제조하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

를 포함한다.

본 발명은 액상 실리콘 고분자 수지를 먼저 컴파운딩 한 후, 탄소나노튜브, 카본블랙, 분산제를 추가로 혼련하고, 이후 첨가제를 투입하여 균일하게 혼련 함으로써 내열성, 도전성, 난연성 및 내구성을 동시에 보유하는 액상 실리콘 수지 조성물을 제조하는데 특징이 있다.

상기 a)단계의 폴리메틸비닐실록산수지는 중량평균분자량이 40,000 ~ 80,000 g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%이고,

폴리메틸비닐페닐실록산수지는 중량평균분자량이40,000 ~ 80,000 g/mol, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%이며, 메틸기 함량 중 10 ~ 25 몰%가 페닐기로 치환된 혼합물을 컴파운딩 한다. 이때 컴파운딩 조건은 100 ~ 200℃에서 10 ~ 12시간 동안 컴파운딩 하는 것이 VOC함량을 1,500 ~ 1,800 ppm으로 제어 하는데 바람직하다. 컴파운딩 시간이 10시간 미만일 경우 VOC가 많이 발생하여 전자부품 소재로 사용하는 경우 회로 기판에 마이그레이션(MIGRATION) 현상이 발생하여 제품 수명에 영향을 줄 수 있고 실리카 표면 처리가 제대로 되지 않으므로 물성이 낮아 질 수 있으며, 12시간 초과인 경우 더 이상 저분자 물질이 줄어드는 효과가 거의 없다.

상기 b)단계는 컴파운딩 된 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지에 도전성 입자인 탄소나노튜브와 카본블랙을 첨가하여 혼련 하는 단계로, 이러한 혼련과정을 거침으로써 도전성을 달성할 수 있다. 이때 혼련은 30 ~ 60℃에서 20 ~ 40분간 하는 것이 도전성을 달성하기에 바람직하다.

다음으로 상기 c)단계는 난연성 및 내열성을 향상시키기 위하여 경화촉매 및 내열제를 첨가하여 혼합하는 단계로, 반바리 믹서 등을 이용하여 혼련 할 수 있다.

본 발명은 상기 제조 방법으로 제조된 실리콘 고무 조성물을 금형에 넣고 160 ~ 180℃에서 1 ~ 30분간 가압 성형하여 성형물을 제조하는 단계를 포함하며, 이러한 제조 방법에 의해 제조된 액정 표시장치의 백라이트 유닛 램프홀더도 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 따른 실리콘 고분자 조성물은 ASTM D 257에 의한 체적저항이 0.001 ~ 1 Ωcm이하, ASTM D 412에 의한 인장강도가 70 ~ 80 kgf/㎠, 신장율이 80 ~ 100 %, ASTM D 573 에 의해 250℃ × 72hr의 시험조건으로 측정된 내열성에 따른 인장변화율이 0 ~ 6 %, 신장변화율이 0 ~ 8 %, UL-94 V-0 에 의한 난연성이 0.1 ~ 1 mm, KS C 0228에 의한 내구성이 95 ~ 100 %, MIL-Std-883 Method 1011에 의한 열충격시험이 저온 -40℃에서 고온 120℃까지 500회 반복, ASTM F 198에 의한 VOC함량이 1,500 ~ 1,800 ppm이내인 물성을 갖는다.

또한 본 발명에 따른 실리콘 고분자 조성물을 이용하여 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더로 제조 시, 솔더링 공정 없이 조립에 의해 백라이트 유닛을 제조할 수 있으므로 제조공정이 간소화 될 수 있다.

이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여, 일예를 들어 설명하는바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 물성은 하기의 방법으로 측정하였다.

1) 도전성

ASTM D 257에 의해 측정하였다. 체적저항(Ωcm)으로 나타내었다.

2) 인장강도, 신장

ASTM D 412에 의해 측정하였다.

단위는 인장강도(kgf/㎠) 및 신장율(%)로 나타내었다.

3) 내열성에 따른 인장변화율, 신장변화율

ASTM D 573 에 의해 250℃ × 72hr의 시험조건으로 측정하였으며,

인장변화율(%) =

((250℃ × 72hr 측정후 측정된 인장율 - 초기인장율)/초기인장율)× 100

신장변화율(%) =

((250℃ × 72hr 측정후 측정된 신장율 - 초기신장율)/초기신장율)× 100

(예를 들어, 5%는 초기 측정 대비 5% 증가됨을 의미함)

4) 난연성 (mm)

UL-94 V-0에 의해 측정하였다.

5) 내구성

KS C 0228에 의해 측정하였다. 내구성은 체적저항 변화율(%)로 나타내었다.

6) 열충격시험

MIL-Std-883 METHOD 1011에 의해 저온 -40℃에서 고온 120℃까지 500회 반복하여 측정하였다.

500회 반복 시 크랙이 발생하지 않은 것은 우수한 것이며, 500회 반복 전 크랙이 발생 한 것은 불량이다.

7) VOC 함량 (ppm)

ASTM F 198에 의해 측정하였다.

[제조예 1]

액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(A)의 제조

중량평균분자량이 60,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 0.4 몰%인 (주)HRS의 HR-S 40 중량%와 중량 분자량이 80,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 9 몰%인 HR-VR 20중량%를 30분간 믹싱 하였다. 상기 액상 실리콘 폴리머 조성물에 실리콘디옥사이드(EVONIC사 B.E.T : 200 m²/g) 30 중량%, 실란디올 4 중량%, 디페닐실란디올 6 중량%를 첨가하여 200℃에서 12시간 컴파운딩 하였다.

[제조예 2]

액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(B)의 제조

중량평균분자량이 60,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 0.4 몰%인 (주)HRS의 HR-S 40 중량%와 중량 분자량이 80,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 4 몰%이며, 메틸기중 20 몰%가 페닐기로 치환된 (주)HRS사의 HR-PVT 20 중량%를 30분간 믹싱 하였다. 상기 액상 실리콘 폴리머 조성물에 실리콘디옥사이드(EVONIC사 B.E.T : 200 m²/g) 30 중량%, 실란디올 4 중량%, 디페닐실란디올 6 중량%를 첨가하여 200℃에서 12시간 컴파운딩 하였다.

[제조예 3]

액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(C)의 제조

중량평균분자량이 60,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 0.4 몰%인 (주)HRS의 HR-S 40 중량%와 중량평균분자량이 80,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 9 몰%인 HR-VR 10 중량% 및 중량평균분자량이 80,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 0.3 몰%이며, 메틸기중 20 몰%가 페닐기로 치환된 (주)HRS사의 HR-PVT 10 중량%를 30분간 믹싱 하였다. 상기 액상 실리콘 폴리머 조성물에 실리콘디옥사이드(EVONIC사 B.E.T : 200 m²/g) 30 중량%, 실란디올 4 중량%, 디페닐실란디올 6 중량%를 첨가하여 200℃에서 12시간 컴파운딩 하였다.

[실시예 1]

반바리 믹서에 제조예 1에서 제조한 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브(CNT사 C-TUBE 100, 직경 20 nm, 길이 1 ~ 25 ㎛) 0.5 중량부, 카본블랙(아세틸렌블랙, DENKA사 A-BLACK, 표면적 80 m²/g) 10 중량부, 분산제(Sigma-Aldrich사의 Triton X-100) 5 중량부를 45℃에서 30분간 혼련 하여 액상 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다. 상기 혼련물에 경화촉진제(DOWCORNING사의 DC-1107) 0.1 중량부, 내열제(XIAMETER사의 RBM-9002) 5 중량부, 경화촉매(UMICORE사의 Dichloro-bis(triphenylphoisphine)-platinum(Ⅱ) 0.1 중량부를 첨가하고 30℃에서 30분간 혼련 하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.

제조된 실리콘 고분자 조성물을 160℃에서 10분 동안 가압 성형하여,

130 × 130 mm크기의 시험용 시편을 제작하였다. 제조된 시트는 200℃에서 4시간 동안 2차 가류를 실시하였으며, 상기 방법으로 물성을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서 탄소나노튜브 1 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서 탄소나노튜브 1.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 4]

상기 실시예 1에서 탄소나노튜브 2 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 5]

상기 실시예 1에서 탄소나노튜브 2.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 6]

상기 실시예 1에서 탄소나노튜브 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 7]

상기 실시예 1에서 탄소나노튜브 3.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 8]

상기 실시예 1에서 탄소나노튜브 4 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 9]

반바리 믹서에 제조예 2에서 제조한 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(B) 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브(CNT사 C-TUBE 100, 직경 20 nm, 길이 1 ~ 25 ㎛) 0.5 중량부, 카본블랙(아세틸렌블랙, DENKA사 A-BLACK, 표면적 80 m²/g) 10 중량부, 분산제(Sigma-Aldrich사의 Triton X-100) 5 중량부를 45℃에서 30분간 혼련 하여 액상 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다. 상기 혼련물에 경화촉진제(DOWCORNING사의 DC-1107) 0.1 중량부, 내열제(XIAMETER사의 RBM-9002) 5 중량부, 경화촉매(UMICORE사의 Dichloro-bis(triphenylphoisphine)-platinum(Ⅱ) 0.1 중량부를 첨가하고 30℃에서 30분간 혼련 하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.

[실시예 10]

상기 실시예 9에서 탄소나노튜브 1 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 11]

상기 실시예 9에서 탄소나노튜브 1.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 12]

상기 실시예 9에서 탄소나노튜브 2 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 13]

상기 실시예 9에서 탄소나노튜브 2.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 14]

상기 실시예 9에서 탄소나노튜브 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 15]

반바리 믹서에 제조예 3에서 제조한 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(C) 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브(CNT사 C-TUBE 100, 직경 20 nm, 길이 1 ~ 25 ㎛) 0.5 중량부, 카본블랙(아세틸렌블랙, DENKA사 A-BLACK, 표면적 80 m²/g) 10 중량부, 분산제(Sigma-Aldrich사의 Triton X-100) 5 중량부를 45℃에서 30분간 혼련 하여 액상 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다. 상기 혼련물에 경화촉진제(DOWCORNING사의 DC-1107) 0.1 중량부, 내열제(XIAMETER사의 RBM-9002) 5 중량부, 경화촉매(UMICORE사의 Dichloro-bis(triphenylphoisphine)-platinum(Ⅱ) 0.1 중량부를 첨가하고 30℃에서 30분간 혼련 하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.

[실시예 16]

상기 실시예 15에서 탄소나노튜브 1 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 17]

상기 실시예 15에서 탄소나노튜브 1.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 18]

상기 실시예 15에서 탄소나노튜브 2 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 19]

상기 실시예 15에서 탄소나노튜브 2.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일한 방법으로 제조하였다.

[실시예 20]

상기 실시예 15에서 탄소나노튜브 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 15와 동일한 방법으로 제조하였다.

[비교예 1]

탄소나노튜브를 사용하지 않고 카본블랙(아세틸렌블랙, DENKA사 A-BLACK, 표면적 80 m²/g) 5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

반바리 믹서에 제조예 1에서 제조한 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(A) 100 중량부에 대하여, 카본블랙(아세틸렌블랙, DENKA사 A-BLACK, 표면적 80 m²/g) 5 중량부, 분산제(Sigma-Aldrich사의 Triton X-100) 5 중량부를 45℃에서 30분간 혼련 하여 액상 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다. 상기 혼련물에 경화촉진제(DOWCORNING사의 DC-1107) 0.1 중량부, 내열제(XIAMETER사의 RBM-9002) 5 중량부, 경화촉매(UMICORE사의 Dichloro-bis(triphenylphoisphine)-platinum(Ⅱ) 0.1 중량부를 첨가하고 30℃에서 30분간 혼련 하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.

[비교예 2]

탄소나노튜브를 사용하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

[비교예 3]

탄소나노튜브를 0.05 중량부 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

[비교예 4]

탄소나노튜브를 12 중량부 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.

[비교예 5]

탄소나노튜브를 사용하지 않고 카본블랙(아세틸렌블랙, DENKA사 A-BLACK, 표면적 80 m²/g) 5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9와 동일하게 제조 하였다.

반바리 믹서에 제조예 2에서 제조한 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지(B) 100 중량부에 대하여, 카본블랙(아세틸렌블랙, DENKA사 A-BLACK, 표면적 80 m²/g) 5 중량부, 분산제(Sigma-Aldrich사의 Triton X-100) 5 중량부를 45℃에서 30분간 혼련 하여 액상 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다. 상기 혼련물에 경화촉진제(DOWCORNING사의 DC-1107) 0.1 중량부, 내열제(XIAMETER사의 RBM-9002) 5 중량부, 경화촉매(UMICORE사의 Dichloro-bis(triphenylphoisphine)-platinum(Ⅱ) 0.1 중량부를 첨가하고 30℃에서 30분간 혼련 하여 실리콘 고분자 조성물을 제조하였다.

[비교예 6]

탄소나노튜브를 사용하지 않은 것을 제외하고 실시예 9와 동일하게 제조 하였다.

[표 1] (표 1에서 함량은 중량부임)

[표 2]

상기 표에서 보이는 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 체적저항이 0.001 ~ 1 Ωcm, 인장강도가 70 ~ 78 kgf/㎠, 신장율이 82 ~ 100 %, 내열성에 따른 인장변화율이 5 ~ 6 %, 신장변화율이 6 ~ 8 %, 난연성이 0.1 ~ 1 ㎜, 내구성이 95 ~ 100 %, VOC함량이 1,500 ~ 1,800 ppm, 열충격 시험에서 500회 반복 시에도 크랙이 발생하지 않는 등의 매우 우수한 것을 확인 하였다.

상기 표에서 보이는 바와 같이 비교예 1에서 체적저항이 100 Ωcm, 인장강도가 84 kgf/㎠, 신장율이 74 %, 내열성에 따른 인장변화율이 10 %, 신장변화율이 16 %, 난연성이 2 ㎜, 내구성이 95 %, VOC함량이 2,000 ppm, 열충격 시험에서 450회 반복 시 크랙이 발생함을 확인하였다.

비교예 2에서는 체적저항이 60 Ωcm, 인장강도가 82 kgf/㎠, 신장율이 72 %, 내열성에 따른 인장변화율이 12 %, 신장변화율이 15 %, 난연성이 1 ㎜, 내구성이 90 %, VOC함량이 2,000 ppm, 열충격 시험에서 450회 반복 시 크랙이 발생함을 확인하였다.

비교예 3에서는 체적저항이 40 Ωcm, 인장강도가 76 kgf/㎠, 신장율이 98 %, 내열성에 따른 인장변화율이 16 %, 신장변화율이 20 %, 난연성이 1 ㎜, 내구성이 95 %, VOC함량이 2,100 ppm, 열충격 시험에서 450회 반복 시 크랙이 발생함을 확인하였다.

비교예 4에서는 체적저항이 2 Ωcm, 인장강도가 78 kgf/㎠, 신장율이 98 %, 내열성에 따른 인장변화율이 10 %, 신장변화율이 15 %, 난연성이 2 ㎜, 내구성이 95 %, VOC함량이 1,700 ppm, 열충격 시험에서 400회 반복 시 크랙이 발생함을 확인하였다.

비교예 5에서는 체적저항이 100 Ωcm, 인장강도가 78 kgf/㎠, 신장율이 70 %, 내열성에 따른 인장변화율이 11 %, 신장변화율이 14 %, 난연성이 2 ㎜, 내구성이 95 %, VOC함량이 2,200 ppm, 열충격 시험에서 400회 반복 시 크랙이 발생함을 확인하였다.

비교예 6에서는 체적저항이 60 Ωcm, 인장강도가 78 kgf/㎠, 신장율이 68 %, 내열성에 따른 인장변화율이 12 %, 신장변화율이 13 %, 난연성이 1 ㎜, 내구성이 90 %, VOC함량이 2,200 ppm, 열충격 시험에서 400회 반복 시 크랙이 발생함을 확인하였다.

Claims

폴리메틸비닐실록산수지 및 폴리메틸비닐페닐실록산수지에서 선택되는 1종 이상의 액상 실리콘 수지 50 ~ 70 중량%, 실리콘 디옥사이드 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량% 및 디페닐실란디올 1 ~ 10 중량%를 포함하는 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여,
탄소나노튜브 0.1 ~ 10 중량부, 카본블랙 1 ~ 15 중량부, 분산제 1 ~ 10 중량부, 경화촉매 0.01 ~ 0.2 중량부, 내열제 0.1 ~ 5 중량부, 경화촉진제 0.01 ~ 0.1 중량부를 포함하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여,
탄소나노튜브 0.5 ~ 4 중량부, 카본블랙 8 ~ 12 중량부, 분산제 4 ~ 6 중량부, 경화촉매 0.05 ~ 0.1 중량부, 내열제 3 ~ 5 중량부, 경화촉진제 0.05 ~0.1 중량부를 포함하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 폴리메틸비닐실록산수지는 중량평균분자량이 40,000 ~ 80,000 g/mol이며, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%이고,
상기 폴리메틸비닐페닐실록산수지는 중량평균분자량이 40,000 ~ 80,000 g/mol, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%이며, 메틸기 함량 중 10 ~ 25 중량%가 페닐기로 치환된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 탄소나노튜브의 평균길이는 1 ~ 40 ㎛, 평균직경은 10 ~ 100 nm인 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 카본블랙은 아세틸렌블랙인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 분산제는 소듐도데실설페이트, 리튬도데실설페이트, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 경화촉매는 백금흑, 염화 제2백금, 염화백금산, 염화백금산과 1가 알코올의 반응물, 염화백금산과올레핀류 착제, 백금비스아세토아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 백금계 화합물인 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 내열제는 희토류 금속 계열의 내열제를 사용하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 경화촉진제는 1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7,-테트라 메틸시클로테트라실록산, 메틸히드로실록산 환상중합체, 메틸히드로젠실록산디메틸실록산 환상 공중합체, 트리스(디메틸히드로젠실록산디메틸실록산) 환상공중합체, 트리스(디메틸히드로젠실록시)메틸실란, 트리스(디메틸히드로젠실록시)페닐실란, 양쪽 말단 트리 메틸실록시기 봉쇄 메틸히드로젠폴리실록산디페닐실록산 공중합체에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지는 100 ~ 200℃에서 10 ~ 12시간으로 컴파운딩하여 제조되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 액상 실리콘 고분자 조성물은
(1) ASTM D 257에 의한 체적저항이 0.001 ~ 1 Ωcm
(2) ASTM D 412에 의한 인장강도 70 ~ 80 kgf/㎠ 및 신장율 80 ~ 100 %
(3) ASTM D 573 에 의해 250℃ × 72hr의 시험조건으로 측정된 내열성에 따른
인장 변화율이 0 ~ 6 %, 신장변화율이 0 ~ 8 %
(4) UL-94 V-0에 의한 난연성이 0.1 ~ 1 mm
(5) KS C 0228에 의한 내구성이 95 ~ 100 %
(6) MIL-Std-883 Method 1011에 의한 열충격 시험이
-40℃ ~ 120℃ 에서 500회 반복
(7) ASTM F 198에 의한 VOC함량이 1,500 ~ 1,800 ppm
인 물성을 갖는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물.
제 1항 내지 11항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 액상 실리콘 고분자 조성물을 이용한 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더.
a) 폴리메틸비닐실록산수지 및 폴리메틸비닐페닐실록산수지에서 선택되는 1종 이상의 액상 실리콘 수지 50 ~ 70 중량%, 실리콘 디옥사이드 10 ~ 30 중량%, 실란디올 1 ~ 10 중량% 및 디페닐실란디올 1 ~ 10 중량%를 컴파운딩하여 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지를 제조하는 단계;
b) 상기 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 0.1 ~ 10 중량부, 카본블랙 1 ~ 15 중량부, 분산제 1 ~ 10 중량부를 투입하여 혼련 하는 단계;
c) 상기 혼련물에 경화촉매 0.01 ~ 0.2 중량부, 내열제 0.1 ~ 5 중량부, 경화촉진제 0.01 ~ 0.1 중량부를 투입하고 균일하게 혼합하여 실리콘 고무 조성물을 제조하는 단계;
를 포함하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
제 13항에 있어서,
상기 a)단계의 폴리메틸비닐실록산수지는 중량평균분자량이 40,000 ~ 80,000 g/mol이고, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%,
폴리메틸비닐페닐실록산수지는 중량평균분자량이 40,000 ~ 80,000 g/mol, 비닐기 함량이 0.2 ~ 12 몰%이며, 메틸기 함량 중 10 ~ 25 몰%가 페닐기로 치환된 것을 사용하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
제 13항에 있어서,
상기 a)단계에서 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지는 100 ~ 200℃에서 10 ~ 12시간동안 컴파운딩 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
제 13항에 있어서,
상기 b)단계 및 c)단계에서 액상 실리콘 컴파운드 베이스 수지 100 중량부에 대하여,
탄소나노튜브 0.5 ~ 4 중량부, 카본블랙 8 ~ 12 중량부, 분산제 4 ~ 6 중량부, 경화촉매 0.05 ~ 0.1 중량부, 내열제 3 ~ 5 중량부, 경화촉진제 0.05 ~ 0.1 중량부를 포함하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더용 액상 실리콘 고분자 조성물의 제조방법.
제 13항 내지 16항에서 선택되는 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 액상 실리콘 고분자 조성물을 금형에 넣고, 가압 성형하여 성형물을 제조하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 백라이트유닛 램프홀더의 제조방법.