KR20170015616A - 전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경 - Google Patents

전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경 Download PDF

Info

Publication number
KR20170015616A
KR20170015616A KR1020150107296A KR20150107296A KR20170015616A KR 20170015616 A KR20170015616 A KR 20170015616A KR 1020150107296 A KR1020150107296 A KR 1020150107296A KR 20150107296 A KR20150107296 A KR 20150107296A KR 20170015616 A KR20170015616 A KR 20170015616A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acrylate
meth
carbon black
electrophoretic
monomer
Prior art date
Application number
KR1020150107296A
Other languages
English (en)
Inventor
김양배
조정대
이상섭
김권석
유종수
Original Assignee
주식회사 큐시스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 큐시스 filed Critical 주식회사 큐시스
Priority to KR1020150107296A priority Critical patent/KR20170015616A/ko
Publication of KR20170015616A publication Critical patent/KR20170015616A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/56Treatment of carbon black ; Purification
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/02Rear-view mirror arrangements
    • B60R1/08Rear-view mirror arrangements involving special optical features, e.g. avoiding blind spots, e.g. convex mirrors; Side-by-side associations of rear-view and other mirrors
    • B60R1/083Anti-glare mirrors, e.g. "day-night" mirrors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 기존의 자동차 후면경의 입사광의 반사도 조절을 위한 카본블랙 전기영동 나노입자제조에 관한 것으로 음이온 혹은 양이온 대전 가능한 단량체 및 알킬, 아릴그룹, 실리콘, 할로겐 그룹을 함유한 단량체로부터 유도된 고분자가 초음파 처리된 카본블랙 입자 표면에 그라프팅에 의한 전기영동 나노입자 제조방법을 포함하고, 이를 선택적으로 분산제와 함께 비극성 용매에 분산 제조방법을 포함하여, 패턴 혹은 통전극으로 구성된 투명전극과 패턴 혹은 통전극으로 구성된 반사전극으로 부터 선택된 2개의 전극으로 구성된 셀에 충진되어 ON 상태에서의 반사광의 선명도가 우수하고, 셀의 비저항이 높아 소비전력 절감 등의 유리한 효과를 갖는다.

Description

전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경{Electrophoretic Carbonblack and Preparing Method Thereof, Dispersions Using Electrophoretic Carbonblack and Vehicle Rearview Mirror Containing the same}
본 발명은 전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경에 관한 것이다.
자동차 후면경은 운전자가 운전 중 후방의 사물을 보고자 할 때 사용되며 차선변경 및 안전운전에 필수적이다. 그러나 터널 혹은 야간에 후방에서 다가오는 자동차 전조등의 불빛은 자동차 후면경에 반사되어 운전자의 눈부심의 원인이 되기 때문에 심각한 교통사고를 초래할 수 있다. 이를 방지하기 위해서 자동 밝기 조절이 가능한 자동차 후면경 적용이 고급차를 중심으로 확대되고 있다. 1982년 자동 밝기 조절이 가능한 자동차 후면경 적용은 미국 Gentex사가 전기변색(electrochromic)원리에 의해 자동차 후면경의 반사율을 조절함으로써 시작되었다(US patent 4,443,057). 그 이후 많은 기술적 발전이 이루어져 왔으며, 현재는 자동차의 안전욕구의 증대와 고급화 추세에 따라 대부분의 자동차 후면경에 적용되고 있다. 전기변색에 의한 자동차 후면경 반사율 조절기능의 물질은 바이오로겐(Viologen)계 유도체들이 적용되고 있으며 이들의 산화-환원 반응에 따른 광흡수도 차를 이용하고 있다. 그러나 바이오로겐 유도체들은 유기물이기 때문에 내후성이 약할 뿐만 아니라 산화-환원 응답속도가 느린 단점들을 가지고 있다. 특히 응답속도가 느린 반사율 조절 자동차 후면경은 자동차가 갑자기 터널에 진입할 경우 그 기능을 발휘할 수 없기 때문에 운전자의 안전을 위협할 수 있다.
M. Winter와 R. K. Reich는 전기변색원리를 이용한 반사율 조절 후면경의 느린 응답속도를 개선하기 위해 반사형 전기영동 나노입자가 함입된 마이크로캡슐(Microcapsule)을 이용한 특허를 처음으로 개시하였다(US patent 6,014,247). 반사형 나노입자의 전기장의 여부에 따라 빠른 응답속도를 보여주었으나 입자의 응집 및 분산을 이용하였기 때문에 반사된 이미지의 흐림(haze)현상을 피할 수 없어 상용화되지는 못하였다.
보다 최근에는 미세패턴이 포함된 거울전극과 투명전극으로 이뤄진 셀에 전기습윤(electrowetting) 물질, 콜레스테릭(cholestertic)액정 물질, 전기영동(electrophoresis) 물질 등이 충진 되어 있는 반사도 조절 장치를 공개하였다(KR-10-2013-0054975). 그러나 반사도 조절 장치에 충진 가능한 전기습윤 물질, 콜레스테릭 액정 물질, 전기영동 물질 제조에 관한 것은 언급하고 있지 않다. 현재까지 합성된 전기영동나노 입자 제조는 반사형 디스플레이의 일종인 전자종이(E-paper)에 적용에 집중되어 왔다. 전자종이에 적용되는 전기영동 나노입자는 흑색 나노입자와 백색나노입자가 마이크로캡슐 안에 함께 있으며 이들 사이 제타전위 차를 이용하여 백색 혹은 흑색을 구현함으로써 이미지를 표시하고 있다.
반사율 자동조절이 가능한 자동차 후면경을 위한 나노입자들은 빛을 흡수할 수 있는 흑색 나노입자가 단독으로 존재하며, 낮은 농도에서도 분산안정성 확보, 나노입자가 분산 매질의 높은 저항값 등 전자종이의 그것과 다른 기술이 요구되고 있다. 대표적인 흑색 전기영동 나노입자는 빛의 흡수도가 우수한 카본블랙을 들 수 있다. 그러나 대부분의 카본블랙입자는 수백 나노미터 이하의 1차 카본입자들이 수천nm이상의 집합체(agglomerates)로 되어 있어 가시광선과 산란에 의한 선명도가 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 10-1453073은 글루코오스, 수크로스, 슈갸 등의 원료물질로 부터 반응온도는 100~1000 ℃까지, 압력은 상압부터 1000Kg/㎠까지 조절 가능한 오토클레이브 반응반응기로 부터 균일한 입자형태의 좁은 크기분포를 갖는 카본스피어 및 이의 사용방법을 제시하였다. 그러나 상기 특허기술은 균일한 입자형태의 카본스피어를 제조할 수는 있으나 종래의 카본블랙과 비교하여 흑색도가 떨어지기 때문에 1~5 중량%낮은 농도의 흑색입자가 적용되는 전기영동 자동차 후면경에는 On/Off 콘트라스비가 낮아 적합하지가 않다.
따라서 낮은 농도의 흑색입자가 포함되면서 균일한 형태의 입자크기와 우수한 흑색도를 갖고 있어 가시광선의 산란을 최소화 할 수 있도록 300nm 이하의 평균 입자사이즈의 카본 흑색나노입자 제조기술이 요구된다.
본 발명의 목적은 반사율 자동조절이 가능한 자동차 후면경을 위한 전기영동 카본블랙 및 이의 제조방법을 제공하는 것으로서, 카본 블랙 표면에 양이온 그룹 혹은 음이온 그룹이 포함된 고분자가 그라프팅 되어있어 비극성 용매에 분산가능토록 하여 이들이 반사 하부층 및 미세 패턴이 포함된 투명전극 상부층으로 구성된 셀에 주입되어 직류전압 인가할 경우 흑색 나노입자들이 선택적으로 패턴에 흡착과 탈착에 의해 입사광의 반사율 조절이 가능하다.
이에 본 발명은 바람직한 제1 구현예로서, 양이온으로 대전가능한 단량체, 음이온으로 대전가능한 단량체 및 비닐단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체로부터 제조된 고분자 수지가 표면 개질된 카본블랙의 표면에 결합된 것인 전기영동 카본블랙을 제공하는 것이다.
상기 구현예에서 상기 고분자 수지는 중량평균분자량이 300 내지 100,000인 것을 특징으로 한다.
상기 구현예에서 상기 표면 개질된 카본블랙은 300nm 이하의 평균입도를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 구현예에서 상기 양이온으로 대전가능한 단량체는 N-메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N-에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N.N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디-t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-N-피페리딜에틸 (메타)아크릴레이트, N-페닐아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디페닐아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노 스타이렌, N-페닐아미노에틸 스타이렌, 디메틸아미노에톡시 스타이렌, 디페닐아미노에틸 스타이렌, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-비닐-6-메틸피리딘 또는 알릴아민 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 구현예에서, 상기 음이온으로 대전가능한 단량체는 (메타)아크릴 산, 말레익 산, 무수말레익 산, 이타코닉산, 무수 이타코닉산, 푸마릭산, 신나믹산, 크로토닉산, 비닐벤조익산, 2-메타크릴옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴옥시에틸 말레이트, 2-메타크릴옥시에틸 헥사하이드로프탈레이트, 2-메타크릴옥시에틸 트리멜리테이트, 비닐스포닉산, 알릴슬포닉산, 스타이렌슬포닉산, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 2-아크릴아마이드-2-메틸프로판솔포닉산, 3-클로로아마이드포스폭시프로필 메타크릴레이트, 2-메타크릴옥시에틸 산 포스페이트 및 하이드록시 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 구현예에서, 상기 비닐단량체는 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐 라우레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 스타이렌, 비닐톨루엔, 비닐 아세테이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 트리(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올헥산 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 1,3-디부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 메타크릴레이트, 실리콘오일프로필 메타크릴레이트 또는 트리플로오르에틸 메타크릴레이트 중에서 선택되는 2종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 구현예에서 상기 표면 개질된 카본블랙은 초음파 처리 후, 산성 조건하에서 4-비닐아닐린 및 질화나트륨(Sodium Nitride)을 첨가하여 반응시켜 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 구현예로서, 카본블랙을 진동수 1 내지 100KHz 및 파워 10 내지 1000와트의 초음파 조건에서 1 내지 5시간 동안 초음파 처리하는 단계(S1); 상기 초음파 처리된 카본블랙을 산성 조건 하에서 4-비닐아닐린 및 질화나트륨(Sodium Nitride)을 첨가하여 반응시켜 표면 개질된 카본블랙을 제조하는 단계(S2); 및 상기 표면 개질된 카본블랙, 양이온으로 대전가능한 단량체, 음이온으로 대전가능한 단량체 및 비닐단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체 및 중합 개시제를 첨가하여 반응시키는 단계(S3)를 포함하는 전기영동 카본블랙의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 구현예로서, 상기 제조된 전기영동 카본블랙이 용해상수 14~20(δ)의 비극성 용매에 상기 용매 100중량부에 대하여 0.3~8 중량부의 함량으로 분산된 것인 전기영동 카본블랙 분산액을 제공한다.
상기 구현예에서, 상기 분산액은 상기 전기영동 카본블랙 100중량부에 대하여 0.1 내지 100중량부의 함량으로 분산제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 구현예로서, 적어도 하나 이상의 투명전극 패턴과 반사전극 패턴으로부터 구성되는 외부 조사광의 반사도 조절 가능한 셀에 상기 제조방법에 따라 제조된 전기영동 카본블랙 분산액을 채운 것인 자동차 후면경을 제공한다.
상기 구현예로서, 상기 자동차 후면경은 정보입력 디바이스, 구동을 위한 전원을 공급 디바이스, 및 외부 조사광의 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기영동 카본블랙은 카본 블랙 표면에 양이온 그룹 혹은 음이온 그룹이 포함된 고분자가 그라프팅 되어있어 비극성 용매에 분산가능토록 하여 이들이 반사 하부층 및 미세 패턴이 포함된 투명전극 상부층으로 구성된 셀에 주입되어 직류전압 인가할 경우 흑색 나노입자들이 선택적으로 패턴에 흡착과 탈착에 의해 입사광의 반사율 조절이 가능하고, 또한, 패턴 혹은 통전극으로 구성된 투명전극과 패턴 혹은 통전극으로 구성된 반사전극으로 부터 선택된 2개의 전극으로 구성된 셀에 충진되어 ON 상태에서의 반사광의 선명도가 우수하고, 셀의 비저항이 높아 소비전력 절감 등의 유리한 효과를 갖는다.
도 1은 거울반사층, 투명 패턴전극, 카본블랙 분산으로 구성된 전기영동 셀 구조의 개략도이다.
도 2는 카본블랙의 초음파처리시간에 따른 평균입자사이즈 분포도이다.
도 3은 실시예 1의 전기영동 구동셀의 On/Off 반사율 그래프이다.
도 4는 실시예 1의 카본블랙 나노입자 분산이 충진된 전기영동 셀의 On/Off 사진이다.
본 발명자들은 균일한 형태의 입자크기와 우수한 흑색도의 전기영동 나노입자에 대하여 예의 연구한 결과, 상업적으로 입수 가능한 카본 블랙입자를 초음파 처리에 의해서 수천나노미터 입자크기로부터 수백나노미터 입자크기로 감소시킬 수 있음을 발견하였다. 초음파 처리된 카본블랙입자 표면에 양이온 그룹 혹은 음이온 그룹이 포함된 고분자가 그라프팅 되어있어 비극성 용매에 분산 안정성이 뛰어난 전기영동 나노분산액을 제조하였고, 이를 거울전극과 미세패턴을 포함한 투명전극으로 이루어진 셀에 주입하여 인가전압 여부에 따른 반사도 조절능력이 뛰어나다는 사실을 발견하였다. 본 발명은 이 결과를 토대로 자동차 후면경을 위한 전기영동 카본블랙 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예는 양이온으로 대전가능한 단량체, 음이온으로 대전가능한 단량체 및 비닐단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체로부터 제조된 고분자 수지가 표면 개질된 카본블랙의 표면에 결합된 것인 전기영동 카본블랙을 제공하는 것이다.
상기 고분자 수지는 중량평균분자량이 300 내지 100,000인 것이 바람직하다.상기 고분자 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내에 있는 경우 이들 고분자 수지가 결합된 카본블랙의 분산안정성이 우수한 장점을 가진다.
상기 표면 개질된 카본블랙은 30 내지 300nm의 평균입도를 가지는 것이 바람직하다. 상기 표면 개질된 카본블랙의 입자사이즈가 상기 범위 내에 있는 경우 흑색도(blackness)가 우수한 장점을 가진다.
상기 양이온으로 대전가능한 단량체는 N-메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N-에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N.N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디-t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-N-피페리딜에틸 (메타)아크릴레이트, N-페닐아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디페닐아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노 스타이렌, N-페닐아미노에틸 스타이렌, 디메틸아미노에톡시 스타이렌, 디페닐아미노에틸 스타이렌, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-비닐-6-메틸피리딘 또는 알릴아민 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 음이온으로 대전가능한 단량체는 (메타)아크릴 산, 말레익 산, 무수말레익 산, 이타코닉산, 무수 이타코닉산, 푸마릭산, 신나믹산, 크로토닉산, 비닐벤조익산, 2-메타크릴옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴옥시에틸 말레이트, 2-메타크릴옥시에틸 헥사하이드로프탈레이트, 2-메타크릴옥시에틸 트리멜리테이트, 비닐스포닉산, 알릴슬포닉산, 스타이렌슬포닉산, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 2-아크릴아마이드-2-메틸프로판솔포닉산, 3-클로로아마이드포스폭시프로필 메타크릴레이트, 2-메타크릴옥시에틸 산 포스페이트 및 하이드록시 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 비닐단량체는 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐 라우레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 스타이렌, 비닐톨루엔, 비닐 아세테이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 트리(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올헥산 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 1,3-디부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 메타크릴레이트, 실리콘오일프로필 메타크릴레이트 또는 트리플로오르에틸 메타크릴레이트 중에서 선택되는 2종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 표면 개질된 카본블랙은 초음파 처리 후, 산성 조건하에서 4-비닐아닐린 및 질화나트륨(Sodium Nitride)을 첨가하여 반응시켜 제조된 것이다. 이에 관한 내용은 후술에서 구체적으로 언급한다.
본 발명의 다른 일 구현예는 카본블랙을 진동수 1 내지 100KHz 및 파워 10 내지 1000와트의 초음파 조건에서 2내지 5시간 동안 초음파 처리하는 단계(S1); 상기 초음파 처리된 카본블랙을 산성 조건 하에서 4-비닐아닐린 및 질화나트륨(Sodium Nitride)을 첨가하여 반응시켜 표면 개질된 카본블랙을 제조하는 단계(S2); 및 상기 표면 개질된 카본블랙, 양이온으로 대전가능한 단량체, 음이온으로 대전가능한 단량체 및 비닐단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체 및 중합 개시제를 첨가하여 반응시키는 단계(S3)를 포함하는 전기영동 카본블랙의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 초음파 처리된 입자 표면에 그라프팅에 의해서 고분자를 도입하기 위해서, 입자표면에 라디칼 중합할 수 있는 관능기의 도입이 필요하다. 예를들면, 소디움나이트라이트의 산성조건에서 4-아미노스틸렌의 디아조커플링 반응에 의해서 초음파 처리된 카본블랙 표면에 비닐그룹을 도입할 수 있다. 본 발명에서 전기영동 카본블랙의 제조는 비닐그룹이 도입된 초음파 처리된 카본블랙입자와 4급 암모늄염 단량체, 혹은 아민그룹 함유 단량체, 혹은 음이온으로 대전 가능한 단량체 가운데 선택된 단량체와 알킬, 아릴, 실리콘, 불소화 알킬 그룹을 갖는 비닐 단량체들의 라디칼 중합반응에 의해서 제조 될 수 있다.
본 발명에 따른 자동차 후면경에 이용되는 전기영동 카본블랙의 제조에 사용되는 카본블랙 나노입자는 상업적으로 구입 가능한 카본블랙을 초음파처리에 의해서 1차입자로 분해되어 입자사이즈 300nm이하의 카본블랙 나노입자가 제조된다. 이때 초음파처리 조건은 카본블랙응집체가 효과적으로 분해되기 위해서는 적어도 진동수 10 내지 100KHz 및 파워 10 내지 1000와트의 초음파에 의해서 카본블랙을 2 내지 5시간 이상 처리가 요구된다.
본 발명에서 사용 가능한 카본블랙은 통상의 상업화된 카본블랙으로 퍼넨스 블랙, 열블랙, 아세틸렌블랙, 채널 블랙 등이 포함된다. 예를 들면, 미국 Carbot사의 Emperor 1800, Regal 350R, 미국 Orion사의 Nerox 305, Nerox 500, Nerox 600, 독일 Degusa-Huls사의 Printex L, Printex 200 등을 사용할 수 있다. 이들 상업화된 카본블랙의 입자사이즈는 통상 50nm~30000nm사이즈를 갖는다.
상기 초음파 처리된 카본블랙입자는 300nm 이하의 입자사이즈를 가지며 이들이 비극성 용매에 분산성능을 향상시키고 전기영동성을 부여하기 위해서는 입자표면에 고분자 사슬과 관능기(functional group)의 도입이 필요가 있다. 이를 위해서 일반적으로 카본블랙 표면에 비닐그룹을 도입하고, 도입된 비닐그룹과 다양한 단량체와 공중합반응이 요구된다. 초음파 처리된 카본블랙 입자 표면에 비닐그룹을 도입은 공지된 문헌(Current Applied Physics, 13 (2013) 419-424)에 예시된 바와 같이 4-비닐아닐린을 산성 조건하에서 소디움나이트라이드 (Sodium Nitride)를 처리하면 디아조 커플링반응에 의해서 가능하다.
이렇게 제조된 비닐그룹에 도입된 초음파 처리 카본블랙은 입자 표면에 이온성 그룹 및 다양한 비닐 단량체와 중합반응에 의해서 전기영동성 및 분산안정성을 부여할 수 있다. 즉, 입자표면에 이온성 극성 그룹이 이온화되고, 카본블랙의 표면은 이온성 그룹이 전하를 갖게 되어 대전된다. 양이온으로 대전되는 극성그룹은 아미노(amino) 그룹 및 4급 암모늄 염 들이 알려져 있고, 음이온으로 대전되는 극성그룹은 카복실 그룹(carboxyl group), 솔포닐 그룹(sulfonyl group), 포스포닐(phosphonyl group) 등이 알려져 있다. 카본블랙입자가 적어도 하나이상의 고분자 성분을 가지고 있을 때, 아미노 그룹을 갖고 있는 갖고 있는 단량체(monomer)를 포함한 고분자는 양이온으로 대전된 입자로 사용된다. 예를 들면, 비닐 그룹을 갖고 있는 단량체의 부가중합 고분자의 경우, N-메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N-에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N.N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디-t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-N-피페리딜에틸 (메타)아크릴레이트, N-페닐아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디페닐아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노 스타이렌, N-페닐아미노에틸 스타이렌, 디메틸아미노에톡시 스타이렌, 디페닐아미노에틸 스타이렌, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-비닐-6-메틸피리딘, 알릴아민 등이 적용될 수 있다.
상기 음이온으로 대전 가능한 단량체는 (메타)아크릴 산, 말레익 산, 무수말레익 산, 이타코닉산, 무수 이타코닉산, 푸마릭산, 신나믹산, 크로토닉산, 비닐벤조익산, 2-메타크릴옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴옥시에틸 말레이트, 2-메타크릴옥시에틸 헥사하이드로프탈레이트, 2-메타크릴옥시에틸 트리멜리테이트, 비닐스포닉산, 알릴슬포닉산, 스타이렌슬포닉산, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 2-아크릴아마이드-2-메틸프로판솔포닉산, 3-클로로아마이드포스폭시프로필 메타크릴레이트, 2-메타크릴옥시에틸 산 포스페이트, 하이드록시 스티렌, 등이다.
상기 비닐 단량체는 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐 라우레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 스타이렌, 비닐톨루엔, 비닐 아세테이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 트리(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올헥산 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 1,3-디부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 메타크릴레이트, 실리콘오일프로필 메타크릴레이트,트리플로오르에틸 메타크릴레이트와 이들의 1종류 이상이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는, 상기 제조된 전기영동 카본블랙이 용해상수 14~20(δ)의 비극성 용매에 상기 용매 100중량부에 대하여 0.3~8중량부의 함량으로 분산된 것인 전기영동 카본블랙 분산액을 제공한다.
상기 분산액은 상기 전기영동 카본블랙 100중량부에 대하여 0.1 내지 100중량부의 함량으로 분산제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 비극성 용매는 높은 전기절연 성질을 가지고 있으며 용해상수가 14~20δ(SI)인 비극성 용매가 포함된다. 비극성 용매로서는 펜탄, 헥산, 햅탄, 옥탄, 노난, 데칸, 도데칸과 같은 파라핀 탄화수소; 이소헥산, 이소옥탄, 이소도데칸과 같은 이소파라핀 탄화수소; 액상 파라핀과 같은 알킬 나프테닉 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 알킬벤젠과 같은 방향족 탄화수소; 솔벤트 납사; 디메틸 실리콘오일, 메틸페닐 실리콘오일, 디알킬실리콘 오일, 알킬페닐실리콘 오일, 사이클릭 폴리(디알킬실록산), 사이클릭 폴리(알킬페닐실록산)과 같은 실리콘 오일: 할로겐화 탄화수소 오일이 포함된다.
상기 분산제는 비극성용매에 용해 가능한 분산제로써, 디옥틸 소디움 설포석시네이트 (Aerosol OT), BYK-110, 161, 183, 또는 트윈(Tween), 스팬(Span), OLOA 계열(Chevron Oronite Inc.사 제품), Ganex 계열 (ISP Inc.사 제품), Solspers 계열(Lubrizol Co. 사 제품)을 사용할 수 있다. 전기영동 분산에서 산화 카본블랙입자의 중량%는 비극성 용매 총량기준 약 0.1%에서 20중량%까지 포함될 수 있다. 이들의 각 성분들을 비극성용매에 혼합하고, 분산한다. 분산도구로서 초음파분산기(ultra sonificater), 호모게나이저(homogenizer), 볼밀(ball mill), 샌드밀(sand mill), 아트리터(atriter) 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는 적어도 하나 이상의 투명전극 패턴과 반사전극 패턴으로부터 구성되는 외부 조사광의 반사도 조절 가능한 셀에 상기 방법에 따라 제조된 전기영동 카본블랙 분산액을 채운 자동차 후면경을 제공한다.
상기 자동차 후면경은 정보입력 디바이스, 구동을 위한 전원을 공급 디바이스, 및 외부 조사광의 감지 센서를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 거울층, 패턴투명전극, 카본 블랙입자가 포함된 전기영동 분산액 등이 포함된 자동차 후면경을 위한 전기영동셀을 도 1에 나타내었다. 도1의 광학적으로 투명한 패턴 전극은 증착(sputtering) 방법, 진공 흡착법(vacuum deposition), CVD밥법에 의해서 ITO, SnO2 그리고 ZnO2:Al 전극을 제작하고 포토리소(photolithogrphy) 공정에 의해서 패턴닝하였다. 패턴닝은 직선형태이며 선폭은 5~30㎛이며 선간격은 30~300㎛ 사이를 조절하였다. 거울층은 금속, 은, 알루미늄, 몰리브데늄 등을 증착하여 반사율 70% 이상을 갖는 전기 전도성 반사층을 사용하였다. 전기전도성 투명 패턴 전극과 거울전극 사이의 간격은 스페이서볼을 산포에 의해서 5 ~30 ㎛로 조절가능하고 기벽 엣지 실런트(edge sealant) 처리하였다. 상기 제조된 전기영동 셀은 본 발명에서 제조된 카본블랙 나노입자 분산을 진공주입, 모세관 주입, 등에 의해서 주입하거나 ODF(one drop filling)방법에 의해서 제조할 수 있다. 전기영동 구동 셀 내에 채워지는 카본 블랙 나노입자 분산의 고체함량%는 요구되는 광학밀도(optical density)를 만족하기 위해 0.1에서 25중량%까지 조절 가능하다. 도 1의 투명 패턴전극과 거울 전극층 사이에 1~ 30V의 직류전압을 인가 여부에 따라 카본블랙의 전기영동이 가능하며 투명 패턴전극으로 모이도록 하거나 확산 하도록 하여 입사광의 반사량을 조절 할 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1.1: 카본블랙의 초음파 처리
1000 ml 자켓 유리플라스크에 500ml 메틸렌크로라이드를 붓고 20g의 Printex 200 카본블랙입자를 초음파 분산기 (700W, ULH 700S, 울쏘하이텍)로 4시간동안 분산하였다. 도 2는 카본블랙-메틸렌클로라이드 분산액의 초음파 처리시간에 따른 카본블랙의 입도 및 입도분포와 평균입도의 변화를 표시한 결과이다. 카본블랙의 초음파 처리결과 2시간 이후에는 카본블랙의 평균입도 감소가 없음을 확인하였다. 이를 바탕으로 Printex 200을 3시간동안 초음파 처리하여 평균입도 130nm의 카본블랙을 얻었다.
1-2: 전기영동 카본블랙 입자의 제조
교반기, 온도계, 환류기가 있는 500 ml 반응기에 상기 초음파 처리된 카본블랙(printex 200, Degussa, 독일) 10g을 물 300ml와 함께 가하고 교반한다. 37% 염산 수용액을 0.3g 및 4-비닐아닐린을 2.5g을 가하고 65 ℃로 온도로 승온하고 교반하였다. 10% 소디움나트라이트 1.2g을 가하고 3시간동안 반응을 지속하였다. 고형분을 물로 씻고 원심분리의 3회 반복하고 최종적으로 건조하여 표면처리된 카본블랙을 얻었다.
반응기, 온도계, 환류기가 있는 또 다른 250ml 반응기에 톨루엔 80g을 가하고 4-비닐스타이렌 그룹이 표면처리된 카본블랙 3g과 2-에틸헥실 아크릴레이트 5g, 알릴아민 1g을 넣고 중합개시제인 아조비스이소부티로나이트릴 0.5g을 가하여 70℃에서 6시간동안 질소분위기 하에서 반응하였다. 반응종료 후, 전기영동 카본블랙을 얻기 위하여 고체 침전물을 톨루엔으로 씻고, 원심분리하고 이를 반복하였다. 최종 합성된 전기영동 카본 블랙을 70℃에서 시간동안 진공 건조하여 얻었다.
1-3: 카본블랙 나노입자를 이용한 전기영동 셀 제조
합성된 전기영동 카본블랙 입자 0.7중량%를 초음파 분산에 의해서 분산제인 OLOA 11000가 1중량%가 포함된 비극성 솔벤트인 아소파 G(IsoparG)에 분산하였다. 분산된 전기영동 카본블랙 분산을 캐필러리(capillary) 필링에 의해서 스트라이프 형태의 15㎛의 선폭과 85㎛의 선간격인 투명패턴전극과 반대전극은 은으로 증착된 거울층으로 셀 간격 20㎛로 구성된 셀에 주입하여 전기영동셀을 제조하였다.
실시예 2
2-1: 카본블랙의 초음파 처리
1000 ml 자켓 유리플라스크에 500ml 메틸렌크로라이드를 붓고 20g의 Printex 200 카본블랙입자를 초음파 분산기 (700W, ULH 700S, 울쏘하이텍)로 4시간동안 분산하였다. 카본블랙의 초음파 처리결과 2시간 이후에는 카본블랙의 평균입도 감소가 없음을 확인하였다. 이를 바탕으로 Printex 200을 3시간동안 초음파 처리하여 평균입도 130nm의 카본블랙을 얻었다.
2-2: 전기영동 카본블랙 입자의 제조
교반기, 온도계, 환류기가 있는 500 ml 반응기에 상기 초음파 처리된 카본블랙(printex 200, Degussa, 독일) 10g을 물 300ml와 함께 가하고 교반한다. 37% 염산 수용액을 0.3g 및 4-비닐아닐린을 2.5g을 가하고 65 ℃로 온도로 승온하고 교반하였다. 10% 소디움나트라이트 1.2g을 가하고 3시간동안 반응을 지속하였다. 고형분을 물로 씻고 원심분리의 3회 반복하고 최종적으로 건조하여 표면처리된 카본블랙을 얻었다.
반응기, 온도계, 환류기가 있는 또 다른 250ml 반응기에 톨루엔 80g을 가하고 4-비닐스타이렌 그룹이 표면처리된 카본블랙 3g과 2-에틸헥실 아크릴레이트 5g, 알릴아민 1g을 넣고 중합개시제인 아조비스이소부티로나이트릴 0.5g을 가하여 70℃에서 6시간동안 질소분위기 하에서 반응하였다. 반응종료 후, 전기영동 카본블랙을 얻기 위하여 고체 침전물을 톨루엔으로 씻고, 원심분리하고 이를 반복하였다. 최종 합성된 전기영동 카본 블랙을 70℃에서 시간동안 진공 건조하여 얻었다.
2-3: 카본블랙 나노입자를 이용한 전기영동 셀 제조
합성된 전기영동 카본블랙 입자를 초음파 분산에 의해서 분산제인 Solsperse 17000 0.6중량%가 포함된 비극성 솔벤트인 아소파 G(IsoparG)에 1.2%중량 분산하였다. 분산된 전기영동 카본블랙 분산을 캐필러리(capillary) 필링에 의해서 스트라이프 형태의 15㎛의 선폭과 85㎛의 선간격인 투명패턴전극과 반대전극의 은으로 증착된 거울층으로 셀 간격 20㎛로 구성된 셀에 주입하였다.
비교예 1
1-1: 전기영동 카본블랙 입자제조(초음파 미처리 카본블랙 사용)
실시예 1에서 초음파 미처리된 카본블랙을 사용하는 것 이외에는 동일한 합성조건으로 전기영동 카본블랙을 제조하였다.
교반기, 온도계, 환류기가 있는 500 ml 반응기에 카본블랙(printex 200, Degussa, 독일) 10g을 물 300ml와 함께 가하고 교반한다. 37% 염산 수용액을 0.3g 및 4-비닐아닐린을 2.5g을 가하고 65 ℃로 온도로 승온하고 교반하였다. 10% 소디움나트라이트 1.2g을 가하고 3시간동안 반응을 지속하였다. 고형분을 물로 씻고 원심분리의 3회 반복하고 최종적으로 건조하여 표면처리된 카본블랙을 얻었다.
반응기, 온도계, 환류기가 있는 또 다른 250ml 반응기에 톨루엔 80g을 가하고 4-비닐스타이렌 그룹이 표면처리된 카본블랙 3g과 2-에틸헥실 아크릴레이트 5g, 알릴아민 1g을 넣고 중합개시제인 아조비스이소부티로나이트릴 0.5g을 가하여 70℃에서 6시간동안 질소분위기 하에서 반응하였다. 반응종료 후, 전기영동 카본블랙을 얻기 위하여 고체 침전물을 톨루엔으로 씻고, 원심분리하고 이를 반복하였다. 최종 합성된 전기영동 카본 블랙을 70℃에서 시간동안 진공 건조하여 얻었다.
1-2: 카본블랙 나노입자를 이용한 전기영동 셀 제조
합성된 전기영동 카본블랙 입자 0.7중량%를 초음파 분산에 의해서 분산제인 OLOA 11000가 1중량%가 포함된 비극성 솔벤트인 아소파 G(IsoparG)에 분산하였다. 이때 제조된 전기영동 분산액의 카본블랙 평균 입자사이즈는 1063nm 이었다. 분산된 전기영동 카본블랙 분산을 캐필러리(capillary) 필링에 의해서 스트라이프 형태의 15㎛의 선폭과 85㎛의 선간격인 투명패턴전극과 반대전극은 은으로 증착된 거울층으로 셀 간격 20㎛로 구성된 셀에 주입하여 전기영동셀을 제조하였다.
또한 실시예 1, 2, 그리고 비교예 1의 전기영동 셀에 대하여 ON 상태 550nm 반사율, 구동전압, 셀 저항, ON 잔류전류, On/Off 반사율 차(△R) 등을 아래와 같이 평가하였고, 그 결과는 표 1과 같다.
1) ON 상태 반사율
ON 상태 반사율은 UltraScan Pro, HunterLab사의 spectrophotometer를 사용하였고, 400~800nm의 반사율을 측정 이들의 평균값을 계산 전기영동 구동셀의 반사율 평가지표로 활용하였다. 광원은 halogen lamp(Avalight-HAL, Avantes)를 사용하였다. 도 3의 전기영동 구동 셀의 ON/OFF 상태에서 400~800nm 반사율 표시하였다.
2) 구동전압
구동전압은 전기영동 셀에 1~15 DCV사이에서 각각 1DCV 간격으로 인가하여 반사율을 측정하였고 OFF에서 반사율로부터 10% 증가시키는 인가전압으로 결정하였다.
3) 전기영동 나노분산의 제타전위 측정
전기영동 카본블랙 나노입자 분산을 에탄올을 사용하여 0.01%중량%로 희석하여 제타전위 측정 셀에 주입하고 Mastersizer 2000(Malvern Instruments LTD, UK) 측정기를 이용 제타전위를 측정하였다. 이때 적용된 카본블랙의 굴절률은 2.42(에탄올이 분산매), 광 흡수도는 1.0이며 분산매인 에탄올의 굴절률은 1.36이다.
4) On/Off 반사율 차(△R)
상기 On 상태 반사율 측정방법과 동일하게 전기영동 셀의 Off상태에서 반사율을 측정하고 On상태 반사율 값에서 Off상태 반사율을 차감하여 측정한다.
구분 카본블랙의 초음파처리 여부 ON 상태
반사율 (%)
구동
전압
(DCV)
제타전위
(mV)
On/Off 반사율 차 (△R) 비고
실시예 1 초음파처리
카본블랙
45.47 5.0 41 39.00 양이온입자
실시예 2 초음파처리
카본 블랙
46.38 4.1 -34 41.60 음이온입자
비교예 1 초음파 미처리 카본블랙 21.11 12.3 17 19.75 셀 구동중 쇼트 발생
상기 표 1의 실시예 1 및 2와 같이 전기영동 셀에 초음파 처리된 카본블랙 나노입자가 주입된 경우 전기영동 셀의 On/OFF 반사율차(△R)가 40 이상으로 우수한 콘트라스트를 보여주었으나 초음파 미처리된 카본블랙이 포함된 전기영동셀은 낮은 On/Off 반사율차를 보여주었고 카본블랙의 응집체 존재로 전기영동 셀 구동중 쇼트가 발생하였다. 이는 전기영동셀의 자동차 후면경 적용하였을 경우, 자동차가 정차 중에도 잔류전류가 흘러 자동차 축전기의 방전의 원인이 된다.
한편 본 발명기술인 초음파 처리된 카본 블랙은 300nm 의 일차 입자사이즈를 갖고 있어 이들로부터 구성된 전기영동 셀은 우수한 분산성으로 인하여 제타전위 절대값이 높아 구동전압이 낮은 결과를 보여주었다. 본 발명의 결과, 초음파 처리된 카본블랙을 기반으로 하는 전기영동 나노분산을 포함하는 자동차 후면경은 선명한 반사광을 인위적으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 절감기능을 가질 것으로 기대할 수 있다.

Claims (12)

  1. 양이온으로 대전가능한 단량체, 음이온으로 대전가능한 단량체 및 비닐단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체로부터 제조된 고분자 수지가 표면 개질된 카본블랙의 표면에 결합된 것인 전기영동 카본블랙.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고분자 수지는 중량평균분자량이 300 내지 100,000인 것을 특징으로 하는 전기영동 카본블랙.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표면 개질된 카본블랙은 30nm 내지 300nm의 평균입도를 가지는 것을 특징으로 하는 전기영동 카본블랙.
  4. 제1항에 있어서, 상기 양이온으로 대전가능한 단량체는 N-메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N-에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N.N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디부틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-디-t-부틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-N-피페리딜에틸 (메타)아크릴레이트, N-페닐아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디페닐아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노 스타이렌, N-페닐아미노에틸 스타이렌, 디메틸아미노에톡시 스타이렌, 디페닐아미노에틸 스타이렌, 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 2-비닐-6-메틸피리딘 또는 알릴아민 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전기영동 카본블랙.
  5. 제1항에 있어서, 상기 음이온으로 대전가능한 단량체는 (메타)아크릴 산, 말레익 산, 무수말레익 산, 이타코닉산, 무수 이타코닉산, 푸마릭산, 신나믹산, 크로토닉산, 비닐벤조익산, 2-메타크릴옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴옥시에틸 말레이트, 2-메타크릴옥시에틸 헥사하이드로프탈레이트, 2-메타크릴옥시에틸 트리멜리테이트, 비닐스포닉산, 알릴슬포닉산, 스타이렌슬포닉산, 2-설포에틸 메타크릴레이트, 2-아크릴아마이드-2-메틸프로판솔포닉산, 3-클로로아마이드포스폭시프로필 메타크릴레이트, 2-메타크릴옥시에틸 산 포스페이트 및 하이드록시 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 전기영동 카본블랙.
  6. 제1항에 있어서, 상기 비닐단량체는 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 비닐 라우레이트, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 스타이렌, 비닐톨루엔, 비닐 아세테이트, 디비닐벤젠, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 트리(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올헥산 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 1,3-디부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필 메타크릴레이트, 실리콘오일프로필 메타크릴레이트 또는 트리플로오르에틸 메타크릴레이트 중에서 선택되는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 전기영동 카본블랙.
  7. 제1항에 있어서, 상기 표면 개질된 카본블랙은 초음파 처리 후, 산성 조건하에서 4-비닐아닐린 및 질화나트륨(Sodium Nitride)을 첨가하여 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 전기영동 카본블랙.
  8. 카본블랙을 진동수 1 내지 100KHz 및 파워 10 내지 1000와트의 초음파 조건에서 2 내지 5시간 동안 초음파 처리하는 단계(S1);
    상기 초음파 처리된 카본블랙을 산성 조건 하에서 4-비닐아닐린 및 질화나트륨(Sodium Nitride)을 첨가하여 반응시켜 표면 개질된 카본블랙을 제조하는 단계(S2); 및
    상기 표면 개질된 카본블랙, 양이온으로 대전가능한 단량체, 음이온으로 대전가능한 단량체 및 비닐단량체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체 및 중합 개시제를 첨가하여 반응시키는 단계(S3)를 포함하는 전기영동 카본블랙의 제조방법.
  9. 제8항에 따라 제조된 전기영동 카본블랙이 용해상수 14~20(δ)의 비극성 용매에 상기 용매 100중량부에 대하여 0.3~8 중량부의 함량으로 분산된 것인 전기영동 카본블랙 분산액.
  10. 제9항에 있어서, 상기 분산액은 상기 전기영동 카본블랙 100중량부에 대하여 0.1 내지 100중량부의 함량으로 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기영동 카본블랙 분산액.
  11. 적어도 하나 이상의 투명전극 패턴과 반사전극 패턴으로부터 구성되는 외부 조사광의 반사도 조절 가능한 셀에 제9항에 따라 제조된 전기영동 카본블랙 분산액을 채운 것인 자동차 후면경.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자동차 후면경은 정보입력 디바이스, 구동을 위한 전원을 공급 디바이스, 및 외부 조사광의 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 후면경.
KR1020150107296A 2015-07-29 2015-07-29 전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경 KR20170015616A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150107296A KR20170015616A (ko) 2015-07-29 2015-07-29 전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150107296A KR20170015616A (ko) 2015-07-29 2015-07-29 전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170015616A true KR20170015616A (ko) 2017-02-09

Family

ID=58154330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150107296A KR20170015616A (ko) 2015-07-29 2015-07-29 전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170015616A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107264416A (zh) * 2017-06-29 2017-10-20 京东方科技集团股份有限公司 一种后视镜及其驱动方法
CN117106350A (zh) * 2023-09-05 2023-11-24 深圳宇锵新材料有限公司 一种复合导电涂料及其生产方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107264416A (zh) * 2017-06-29 2017-10-20 京东方科技集团股份有限公司 一种后视镜及其驱动方法
CN117106350A (zh) * 2023-09-05 2023-11-24 深圳宇锵新材料有限公司 一种复合导电涂料及其生产方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI662352B (zh) 彩色有機顏料及含有其之電泳顯示介質
JP5421966B2 (ja) 電気泳動粒子
US7952791B2 (en) Electrophoretic particle, electrophoretic particle dispersion liquid, image display medium, and image display device
Werts et al. Titanium dioxide− polymer core–shell particles dispersions as electronic inks for electrophoretic displays
Althues et al. Functional inorganic nanofillers for transparent polymers
DE69609275T2 (de) Lichtmodulierender Film mit erhöhter UV Beständigkeit für ein Lichtventil
KR880001259B1 (ko) 투명 착색제의 응집조성물 및 그 제법
JP5041788B2 (ja) 複合粒子及びその製造方法
Oh et al. Encapsulated-dye all-organic charged colored ink nanoparticles for electrophoretic image display
EP2240518A2 (en) Fluid compositions for colour electrophoretic displays
EP1700155A1 (en) Polymer sheets and multiple layer glass panels having adjustable tint
EP2513230B1 (en) Organic solvent dispersion, resin composition, and optical device
KR20150013295A (ko) 전기영동 디스플레이용 입자
KR20170015616A (ko) 전기영동 카본블랙, 이의 제조방법, 이를 이용한 전기영동 카본블랙 분산액 및 이를 포함하는 자동차 후면경
WO1997030374A1 (fr) Element d'afficheur a cristal liquide et separateur approprie
KR101641054B1 (ko) 전기영동 나노입자, 그 제조방법 및 전기영동 나노입자 분산용액
CN105585677B (zh) 电泳粒子的制造方法、电泳粒子、电泳分散液、电泳片、电泳装置及电子设备
US20130265633A1 (en) Electrophoresis particle, method of manufacturing electrophoresis particle, electrophoresis dispersion liquid, electrophoresis sheet, electrophoresis device and electronic apparatus
JP2010270088A (ja) 電気泳動粒子分散液、画像表示媒体及び画像表示装置
CN112154189A (zh) 用于液晶装置的无机颜料
KR101039127B1 (ko) 유동성 입자 조성물 및 이를 이용한 유동성 입자의 제조방법
KR101098536B1 (ko) 테트라놀말부틸티타네이트를 이용한 유동성 입자의 제조방법
KR101098538B1 (ko) Teos를 이용한 유동성 입자조성물 및 이를 이용한 유동성 입자의 제조방법