KR20190011963A - A method for evaluating a solvent in coating a film including an organic dye - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 보조용매의 특성을 평가함에 있어서 파라미터를 도입하여 보조용매의 특성을 평가하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for evaluating the properties of film-coating solvents containing organic dyes, and more particularly, to evaluating the characteristics of a co-solvent by introducing parameters in evaluating the characteristics of the co- ≪ / RTI >
형광 필름에 사용되는 유기 형광 물질(dye)의 경우 광 퇴색(photobleaching) 현상으로 인하여 수명이 짧아지는 것이 보고되었다. 광 퇴색 현상은 형광 물질(dye)이 에너지를 흡수해서 여기되고 빛을 방출하며 다시 바닥 상태(ground state)로 돌아오는 과정에서 물질 내 새로운 공유 결합 등이 생겨서 구조가 파괴되어 원래 구조로 돌아오지 못하는 현상이다. 위와 같은 현상을 막기 위해서 고분자 바인더를 사용하여 형광 물질과 산소나 수분 등의 접촉을 최대한 줄이는 것이 중요하다. 산소와 수분 등의 접촉을 피하기 위해서는 필름을 만들 때 코팅액에서 고분자 바인더 구조가 넓게 펼쳐져야 하며, 제조된 필름에는 잔류 용매가 최소화되어야 한다. 이를 위해서는 용매 분자의 이동도(mobility)가 높아야 한다. 위와 같은 내용은 비특허 선행 문헌인 Wong et al, Polymer, 2004, 45, 5151 및 Schabel et al, Chem. Eng. Sci., 2007, 62, 2254에 개시되어 있다.It has been reported that the life time of the organic fluorescent material used for the fluorescent film is shortened due to photobleaching phenomenon. The light discoloration phenomenon is a phenomenon in which a fluorescent dye absorbs energy, emits light, and returns to the ground state. As a result, a new covalent bond is formed in the material and the structure is destroyed, Phenomenon. In order to prevent the above phenomenon, it is important to minimize the contact of the fluorescent material with oxygen or water using a polymer binder. In order to avoid contact with oxygen and moisture, the structure of the polymer binder in the coating liquid must be widely spread when the film is made, and the residual solvent should be minimized in the produced film. For this purpose, the mobility of the solvent molecules should be high. The above is described in the non-patent prior art Wong et al , Polymer , 2004, 45, 5151 and Schabel et al , Chem. Eng. Sci., 2007, 62, 2254.
코팅 용매의 잔류를 최소화하기 위해서 주용매에 보조 용매를 첨가하여 해결할 수 있으며, 보조용매를 선별하기 위해서는 고분자 바인더와의 상용성 등을 고려하여 코팅용매 특성을 평가하는 방법이 필요하다.In order to minimize the residue of the coating solvent, it can be solved by adding a co-solvent to the main solvent. In order to select the co-solvent, a method of evaluating the characteristics of the coating solvent in consideration of compatibility with the polymer binder is necessary.
본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법은: 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에 있어서:A method for evaluating the properties of a film coating solvent comprising an organic dye of the present invention comprises:
(i) 주용매 및 보조용매 후보군에 속하는 용매들 각각에 대하여 용매의 상용성을 판단하기 위해서, 상기 주용매 및 각각의 보조용매들과 고분자 바인더(binder)와의 혼합 에너지(E solvent-binder )를 얻는 단계;(i) mixing solvent ( E solvent-binder ) between the main solvent and each of the auxiliary solvents and the polymer binder to determine the compatibility of the solvent with respect to each of the main solvent and the solvent belonging to the candidate solvent of the auxiliary solvent ;
(ii) 상기 각각의 보조용매들과 주용매(main solvent)와의 친화성을 판단하기 위하여, 상기 각각의 보조용매들과 상기 주용매의 한센 용해도 파라미터 거리(Hansen solubility parameters distance; dist solvent-main solvent )를 도출하는 단계;(ii) a Hansen solubility parameters distance ( dist solvent-main solvent ) between the respective auxiliary solvents and the main solvent to determine affinity between the respective auxiliary solvents and the main solvent );
(iii) 상기 주용매 및 상기 보조용매들의 이동도를 고려하기 위하여, 상기 주용매 및 상기 각각의 보조용매들의 분자량(M w )을 얻는 단계; 및(iii) obtaining the molecular weights ( M w ) of the main solvent and the respective auxiliary solvents in order to consider the mobility of the main solvent and the auxiliary solvents; And
(iv) 상기 주용매 및 보조용매 후보군에 속하는 용매들에 대하여 각각 상기 (i) 내지 (iii)단계를 수행하여 얻어진 값들을 각각 [수학식 1]에 대입하여, 각각의 용매에 대한 점수(SOF -Score)를 산출하여 코팅 용매의 특성을 평가하는 단계를 포함하고,(iv) by substituting each of
[수학식 1][Equation 1]
Max.M w 은 상기 주용매 및 보조용매 후보군으로 이루어진 군에 속하는 용매들 중 분자량이 가장 큰 용매의 분자량 값이고, Min. E solvent -binder 는 상기 주용매 및 보조용매 후보군으로 이루어진 군에 속하는 용매들에 대한 E solvent - binder 값들 중에서 가장 작은 값일 수 있다. Max.M w is the molecular weight of the solvent having the largest molecular weight among the solvents belonging to the main solvent and the candidate solvent group, and Min. E solvent -binder is E solvent for the solvent belonging to the group consisting of the primary solvent and the cosolvent candidates - may be a value the smallest of the values binder.
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 (i) 단계 이전에, 보조용매 후보군으로서 용매들을 선별하는 단계로서, 상기 주용매의 끓는점과 같거나 보다 높은 끓는점을 갖는 용매들을 상기 보조용매 후보군으로 선별하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, in the method for evaluating the characteristics of the film coating solvent containing the organic dye of the present invention, it is preferable that, prior to the step (i), the step of selecting solvents as a candidate for an auxiliary solvent includes the steps of: May be selected as the candidate for the auxiliary solvent.
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 보조용매 후보군으로서 용매들을 선별하는 단계에서, 끓는점이 상기 주용매의 끓는점보다 낮더라도, 단계 (i) 내지 (iii)에서 유리한 SOF -Score를 얻을 수 있다고 예상되는 경우에는, 상기 보조용매 후보군으로서 선별할 수 있다.Further, in the method for evaluating the characteristics of the film coating solvent containing the organic dye of the present invention, in the step of selecting the solvents as the candidate for the auxiliary solvent, steps (i) to (iii) are carried out even if the boiling point is lower than the boiling point of the main solvent. ) in the case where expected to be obtained in a favorable SOF -Score, it may be selected as the co-solvent candidate.
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 (iv) 단계에서 산출된 상기 보조용매들에 대한 점수들(SOF -Score) 중에서, 가장 작은 값을 갖는 보조용매를 상기 필름 코팅 용매의 보조용매로 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Further, in the method for evaluating the characteristics of the film coating solvent containing the organic dye of the present invention, among the scores ( SOF- Score ) for the auxiliary solvents calculated in the step (iv) As a co-solvent for the film-coating solvent.
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 주용매 및 상기 각각의 보조용매들과 고분자 바인더(binder)와의 혼합 에너지(E solvent -binder )는 COSMO-RS(conductor like screening model for real solvent)을 적용하여 얻어질 수 있다.Further, in the method for evaluating the properties of the film coating solvent containing an organic dye of the present invention, the main solvent, and mixing energy (E solvent -binder) with said each of the co-solvent and a polymeric binder (binder) is COSMO-RS ( conductor-like screening model for real solvent.
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 보조용매들 각각과 상기 주용매의 한센 용해도 파라미터 거리(dist solvent-main solvent )는 [수학식 4]를 적용하여 도출될 수 있고,Further, in the method of evaluating the characteristics of the film coating solvent containing the organic dye of the present invention, the Hansen solubility parameter distance ( dist solvent-main solvent ) of each of the above-mentioned auxiliary solvents and the main solvent is calculated by applying Lt; / RTI >
[수학식 4]&Quot; (4) "
, ,
δD solvent 및 δD main solvent 는 각각 보조용매 및 주용매의 분산에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for dispersion) 값이고, δP solvent 및 δP main solvent 는 각각 보조용매 및 주용매의 극성 공유 결합에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for polar-bonding) 값이고, δH solvent 및 δH main solvent 는 각각 보조용매 및 주용매의 수소 결합에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for hydrogen-bonding) 값일 수 있다.and δD solvent and δD main solvent are Hansen solubility parameters (Hansen solubility parameters for dispersion) value related to the variance of each of the co-solvent and primary solvent, δP solvent and δP main solvent are Hansen relates to a polar covalent bond, each co-solvent and primary solvent And the? H solvent and? H main solvent may be Hansen solubility parameters for hydrogen bonding values for the hydrogen bonding of the co-solvent and the main solvent , respectively.
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 유기염료는 fluorescein, TMR(tetramethylrhodamine), naphthofluorescein, propidium, Lucifer Yellow 및 resorufin으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.In the method for evaluating the characteristics of a film coating solvent containing an organic dye according to the present invention, the organic dye may be any one or more selected from the group consisting of fluorescein, tetramethylrhodamine (TMR), naphthofluorescein, propidium, Lucifer Yellow and resorufin .
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 주용매는 benzyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, dimethyl formamide, n,n-dimethyl acetamide, pyridine, n,n-diethylformamide으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이고, 상기 보조용매는 propyl acetate, n,n-dimethyl acetamide, pyridine, n-vinylpyrrolidone, 3-methyl-2-oxazolidone, n,n-diethylformamide, 1-ethyl-2-pyrrolidinone, 1-methylindole, benzonitrile, 1-methoxynaphthalene, phenyl acetate, butyl acetate으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.In the method for evaluating the characteristics of the film-coating solvent containing the organic dye of the present invention, the main solvent is benzyl acetate, ethyl acetate, dimethyl formamide, n, n-dimethyl acetamide, pyridine, n, And the auxiliary solvent is selected from the group consisting of propyl acetate, n-dimethyl acetamide, pyridine, n-vinylpyrrolidone, 3-methyl-2-oxazolidone, pyrrolidinone, 1-methylindole, benzonitrile, 1-methoxynaphthalene, phenyl acetate, and butyl acetate.
또한, 본 발명의 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 평가하는 방법에서, 상기 고분자 바인더는 예를 들어 스타이렌-아크릴로나이트릴 레진(SAN), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.In addition, in the method of evaluating the characteristics of the film coating solvent containing the organic dye of the present invention, the polymeric binder may be selected from styrene-acrylonitrile resin (SAN), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene (PE) , Polypropylene (PP), polystyrene (PS), and polymethyl methacrylate (PMMA).
유기염료를 포함한 필름의 코팅 용매 선별 시 파라미터를 이용하여 용매 특성을 점수화하여 평가할 수 있는 SOF -Score를 개발함으로써, 유기염료를 포함한 필름 코팅 용매의 특성을 효과적으로 평가할 수 있고, 또한 주용매를 보조할 수 있는 보조용매를 효과적으로 선별할 수 있다.The development of SOF- Score capable of scoring solvent characteristics by using parameters when selecting coating solvents for films containing organic dyes can effectively evaluate the characteristics of film-coating solvents containing organic dyes, Can be effectively screened.
도 1은 보조용매 후보군의 한센 용해도 파라미터를 도시하는 도면이다.
도 2는 용매 후보군 특성을 점수로 표시하여 보조용매를 선정하는 것에 관하여 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing the Hansen solubility parameter of the auxiliary solvent candidate group.
FIG. 2 is a diagram showing the selection of an auxiliary solvent by indicating the solvent candidate group characteristics with a score. FIG.
본 발명에 따른 유기염료를 포함한 코팅 필름의 보조용매 특성을 평가하는 방법에 의하면, 각각의 용매에 대하여 점수화하여 우선순위를 결정한다. 본 발명에 따른 용매의 점수화 조건은 아래와 같다.According to the method for evaluating the characteristics of the auxiliary solvent of the coating film containing the organic dye according to the present invention, each solvent is scored and priorities are determined. The scoring conditions of the solvent according to the present invention are as follows.
(조건 1) 보조용매는 주용매의 이동도를 높이기 위하여 건조 중 마지막까지 잔류하여야 하며 이를 위하여 끓는점이 주용매와 비슷하거나 높을수록 좋을 수 있다. 그러나, 끓는점이 주용매보다 낮더라도 하기의 조건 2,3,4을 적용하여 유리한 SOF -Score를 얻을 수 있다고 예상되는 경우 후보군에 속할 수 있으며, 끓는점이 너무 높을 경우에는 주용매보다 보조용매 잔류량이 과다할 수 있으므로 오히려 후보군에서 제외될 수 있다. (Condition 1) The co-solvent should remain until the end of drying in order to increase the mobility of the main solvent. The boiling point of the co-solvent may be as high as or higher than the main solvent. However, even if the boiling point is lower than the main solvent, it can belong to the candidate group when it is expected that favorable SOF- Score can be obtained by applying the following conditions 2, 3 and 4. If the boiling point is too high, It can be overdosed, so it can be excluded from the candidate group.
(조건 2) 고분자 바인더와 용매와의 용해도가 높아야 하며, 주용매 및 보조용매 후보군에 속하는 적어도 하나의 보조용매로 이루어진 군에서의 용매의 상용성을 판단하기 위해서 고분자 바인더와 용매의 혼합 에너지를 계산한다.(Condition 2) The solubility of the polymer binder and the solvent should be high. To determine the compatibility of the solvent in the group consisting of the main solvent and at least one auxiliary solvent belonging to the candidate group of the auxiliary solvent, the mixing energy of the polymer binder and the solvent is calculated do.
(조건 3) 보조용매와 주용매와의 친화성을 판단하기 위하여 보조용매와 주용매의 한센 용해도 파라미터를 분석한다.(Condition 3) To determine the affinity between the co-solvent and the main solvent, the Hansen solubility parameters of the co-solvent and the main solvent are analyzed.
(조건 4) 용매의 이동도를 높이기 위하여 용매의 분자량을 고려한다.(Condition 4) The molecular weight of the solvent is considered to increase the mobility of the solvent.
본 발명에 따르면, 위의 조건들을 적용해 점수화할 수 있는 SOF -Score (Score of Solvents for Organic Film)을 통해 용매 특성을 평가할 수 있고, 그에 따라 적합한 보조 용매를 선별할 수도 있다. According to the invention, through the SOF -Score (Score of Solvents for Organic Film) that can be scored by applying the above conditions, and to evaluate the solvent properties may be screened for the co-solvent suitable therefore.
유기염료는 형광 성분을 함유하는 유기물로서, 예를 들어 BODIPY-FLBODIPY-TR, IrDye 700DX(이상, 상품명), fluorescein, TMR(tetramethylrhodamine), naphthofluorescein, propidium, Lucifer Yellow 및 resorufin들 중에서 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.The organic dye is an organic substance containing a fluorescent substance, for example, one or more of BODIPY-FLBODIPY-TR, IrDye 700DX (trade name), fluorescein, TMR (tetramethylrhodamine), naphthofluorescein, propidium, Lucifer Yellow and resorufin .
주용매는 예를 들어 benzyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, dimethyl formamide, n,n-dimethyl acetamide, pyridine, n,n-diethylformamide으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 보조용매는 예를 들어 propyl acetate, n,n-dimethyl acetamide, pyridine, n-vinylpyrrolidone, 3-methyl-2-oxazolidone, n,n-diethylformamide, 1-ethyl-2-pyrrolidinone, 1-methylindole, benzonitrile, 1-methoxynaphthalene, phenyl acetate, butyl acetate으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, 고분자 바인더로서는 예를 들어 스타이렌-아크릴로나이트릴 레진(SAN), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있다.The main solvent may be selected from the group consisting of, for example, benzyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, dimethyl formamide, n, n-dimethyl acetamide, pyridine, n, 1-ethyl-2-pyrrolidinone, 1-methylindole, benzonitrile, 1-methoxynaphthalene, phenyl acetate, butyl acetate ≪ / RTI > Examples of the polymer binder include styrene-acrylonitrile resin (SAN), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS) and polymethyl methacrylate ) May be used.
이하, 본 발명에 따른 유기염료를 포함한 코팅 필름의 용매 특성을 평가하기 위하여 용매에 따라 점수화하는 방법을 보다 상세히 기술한다. Hereinafter, a method of scoring according to a solvent for evaluating solvent characteristics of a coating film containing an organic dye according to the present invention will be described in detail.
우선, 보조용매의 후보군을 선별한다. 보조용매는 주용매의 이동도를 높이기 위하여 건조 중 마지막까지 잔류하여야 하는 한편, 최종적으로 생산되는 유기 형광 필름에는 보조용매나 주용매의 잔류량이 최소화되어야 한다. 이를 위하여 보조용매는 주용매의 이동도를 높이기 위하여 건조 중 마지막까지 잔류하여야 하며 이를 위하여 끓는점이 주용매와 비슷하거나 높을수록 좋을 수 있다. 그러나, 끓는 점이 주용매보다 낮더라도 조건 2,3,4에서 유리한 SOF -Score를 얻을 수 있다고 예상되는 경우 후보군에 속할 수 있으며, 끓는 점이 너무 높을 경우에는 주용매보다 보조 용매 잔류량이 과다할 수 있으므로 오히려 후보군에서 제외될 수 있다.First, the candidate group of the auxiliary solvent is selected. The co-solvent should remain until the end of drying in order to increase the mobility of the main solvent, while the residual amount of the co-solvent or main solvent in the finally produced organic fluorescent film should be minimized. For this purpose, the co-solvent should remain until the end of drying in order to increase the mobility of the main solvent, and the boiling point may be as good as or higher than the main solvent. However, even if the boiling point is lower than the main solvent, it can belong to the candidate group if SOF- Score favorable in the condition 2, 3 or 4 is obtained. If the boiling point is too high, the residual solvent amount may be higher than the main solvent Rather, candidates can be excluded.
또한, 본 발명에 따르면, 주용매 및 후보군으로 선별된 보조용매들로 이루어진 군에 대하여, 하기 수학식 1으로 표현되는 SOF - Score (Score of Solvents for Organic Film)을 각각 계산하여, 용매 특성을 평가한다.Further, according to the present invention, the SOF - Score (Score of Solvents for Organic Film) represented by the following formula (1) is calculated for the group consisting of the main solvent and the auxiliary solvents selected as the candidate group, do.
[수학식 1][Equation 1]
상기 수학식 1에 있어서, M w 은 후보 용매 물질의 분자량이고, E solvent -binder 는 고분자 바인더와 용매의 혼합 에너지(mixing energy) (kcal/mol)이고, dist solvent-main solvent 는 주용매와 보조용매의 한센 용해도 파라미터 거리(Hansen solubility parameters distance)이다. 또한, Max.M w 은 주용매 및 보조용매 후보군으로 이루어진 군에 속하는 용매 물질들 중에서 분자량이 가장 큰 물질의 분자량 값이다. 또한, Min. E solvent -binder 는 주용매 및 보조용매 후보군으로 이루어진 군에 속하는 각각의 용매 물질들에 대한 E solvent-binder 값들 중 가장 작은 값이다.In the
주용매 및 후보 보조용매 물질의 분자량인 M w 은 예를 들면 하기의 표 1을 참조할 수 있다. M w, which is the molecular weight of the main solvent and the candidate co-solvent, can be referenced, for example, in Table 1 below.
또한, 고분자 바인더와 용매의 혼합 에너지인 E solvent -binder 는 COSMO-RS(conductorlikescreening model for real solvent) 이론을 적용하여 산출할 수 있다. 고분자 바인더와 용매의 혼합 에너지인 E solvent -binder 는 예를 들어 COSMO-RS 관련 프로그램인 COSMOtherm을 이용하여 도출할 수 있다. 예시적인 고분자 바인더와 용매의 혼합 에너지인 E solvent -binder 의 값들은 후술할 [실시예]를 참조한다.In addition, E solvent- binder, which is the energy of mixing of polymer binder and solvent, can be calculated by applying the theory of COSMO-RS (conductor cleaning model for real solvent). Mixing energy of E -binder solvent of the polymer binder and the solvent may contain derived with the COSMO-RS COSMOtherm related program, for example. Mixing energy value of E solvent -binder of an exemplary polymer binder and solvents, see the EXAMPLES which will be described later.
C 1 은 바인더의 종류에 따라 조정되는 0.1 ~ 10 사이의 조정계수이고, 예를 들면 하기의 표 2와 같이 적용할 수 있다. C 2 은 주용매에 따라 조정되는 0.1 ~ 10 사이의 조정계수이고, 예를 들면 하기의 표 3과 같이 적용할 수 있다. C 1 is an adjustment coefficient in the range of 0.1 to 10 which is adjusted depending on the type of the binder, and can be applied, for example, as shown in Table 2 below. C 2 is an adjustment factor between 0.1 and 10, which is adjusted according to the main solvent. For example, it can be applied as shown in Table 3 below.
한편, 한센 용해도 파라미터 거리(Hansen solubility parameters distance)는 두 물질이 얼마나 유사한지를 평가하는 방법 중의 하나로서, 물질의 분산(dispersion) 파라미터, 극성 공유 결합(polar-bonding) 파라미터, 수소결합(hydrogen-bonding) 파라미터를 하기의 수학식 2에 대입하여, Ra로 표기되는 하기의 수학식 3으로 그 값을 도출할 수 있다.Meanwhile, the Hansen solubility parameter distance is one of the methods for evaluating the similarity of two materials. The dispersion parameter of the material, the polar-bonding parameter, the hydrogen-bonding ) ≪ / RTI > parameter into the following equation (2), the value can be derived by the following equation (3) written as Ra .
[수학식 2]&Quot; (2) "
[수학식 3]&Quot; (3) "
여기서, δD i 는 물질 i의 분산에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for dispersion) 값이고, δP i 는 물질 i의 극성 공유 결합에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for polar-bonding)값이고, δH i 는 물질 i의 수소결합에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for hydrogen-bonding)값이다. 또한, 분산에 관한 한센 용해도 파라미터 값인 δD i , 극성 공유 결합에 관한 한센 용해도 파라미터 값인 δP i , 및 수소 결합에 관한 한센 용해도 파라미터 값인 δH i 는, 예를 들면 HSPiP (Hansen Solubility Parameter in Practice) 프로그램에 의하여 산출할 수 있다. Where δD i is the Hansen solubility parameters for dispersion value for the dispersion of material i, δP i is the Hansen solubility parameters for polar-bonding for the polar covalent bond of material i, δH i is the Hansen solubility parameters for hydrogen-bonding values for the hydrogen bond of material i. In addition, the value of Hansen solubility parameter of dispersion in δD i, the value of Hansen solubility parameters in Hansen solubility parameter δP value of i, and hydrogen bonding of the polar covalent δH i is, For example, by the Hansen Solubility Parameter in Practice (HSPiP) program.
그에 따라, 상기 수학식 1에 있어서 주용매와 보조용매의 한센 용해도 파라미터 거리인 dist solvent -main solvent 는 하기의 수학식 4로 표현될 수 있다.Accordingly, in the above formula (1), dist solvent- major solvent, which is the Hansen solubility parameter distance between the main solvent and the auxiliary solvent, can be expressed by the following equation (4).
[수학식 4]&Quot; (4) "
도 1을 참조하면, 예를 들어, 주용매가 dimethylformamide이고, 보조용매가 각각 n,n-dimethylacetamid, propylacetate, benzonitrile, butylacetate, phenylacetate, 1-methoxynaphthalene인 경우의, 한센 용해도 파라미터 값들인 δD,δP,δH의 값들을 각각 나타내고 있다. 도 1에서, 보조용매 1인 n,n-dimethylacetamid의 경우에 주용매와의δD,δP,δH값들의 차이가 가장 적으며 그에 따라 주용매와 보조용매의 한센 용해도 파라미터 거리 값에 해당하는 dist solvent -main solvent 값도 가장 작음을 알 수 있다. 1, for example, the Hansen solubility parameter values δD, δP, and δP in the case where the main solvent is dimethylformamide and the auxiliary solvent is n, n-dimethylacetamid, propylacetate, benzonitrile, butylacetate, phenylacetate and 1-methoxynaphthalene , < / RTI > In FIG. 1, the difference in 隆 D, 隆 P, and 隆 H values with respect to the main solvent in the case of n, n-dimethylacetamide, which is the co-solvent 1, is the smallest, and dist solvent -main solvent value is also smallest.
한편, 상기 수학식 1에 있어서, E solvent -binder 값이 작을수록 보조용매가 고분자 바인더와 상용성이 좋고, dist solvent -main solvent 값이 작을수록 보조용매가 주용매와 유사함을 의미하므로, SOF - Score값이 작을수록 보조용매 스크리닝 시 우수한 성능을 나타낼 것으로 예상할 수 있다. On the other hand, in the
[실시예][Example]
하기의 실시예는 LCD용 색변환필름 제조 시 주용매의 잔류량을 최소화할 보조용매를 선별하기 위하여 코팅용매 특성을 평가한 결과를 분석한 것이다. 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지나 예시로서, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허 청구 범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서 모든 변경을 포함한다. The following examples are the results of evaluating the characteristics of the coating solvent in order to select an auxiliary solvent that minimizes the residual amount of the main solvent when preparing the color conversion film for LCD. The embodiments of the present invention described below are only examples, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. It is intended that the scope of the invention be indicated by the appended claims and include all changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims which follow.
일 실시예로서, LCD용 색변환필름의 주용매가 dimethylformamide인 경우, 용매의 잔류를 최소화하기 위한 보조용매 선별 시 코팅용매 특성을 다음과 같이 평가할 수 있다.In one embodiment, when the main solvent of the color conversion film for LCD is dimethylformamide, the characteristics of the coating solvent may be evaluated as follows when the auxiliary solvent for minimizing the residual solvent is selected.
(단계 1) 주용매인 dimethylformamide의 끓는점은 153℃이고, 이보다 같거나 높은 온도의 끓는점을 갖는 보조용매들로 후보군을 선별한다. 그러나, 끓는점이 주용매보다 낮더라도 하기의 단계 2 내지 4에서 유리한 SOF -Score를 얻을 수 있다고 예상되는 경우 후보군에 속할 수 있다. 예를 들어, n,n-dimethylacetamid, propylacetate, benzonitrile, butylacetate, phenylacetate, 1-methoxynaphthalene의 끓는점은 각각 166, 101.3, 190, 126.1, 196, 136℃으로, 이러한 상기 여섯 개의 물질들을 각각, 상기 서술한 순서대로, 보조용매 1 내지 6으로 하여 보조용매 후보군으로 선별한다.(Step 1) The boiling point of dimethylformamide, which is the main solvent, is 153 ° C., and the candidate group is selected from the auxiliary solvents having a boiling point equal to or higher than the boiling point. However, even if the boiling point is lower than the main solvent, it can belong to the candidate group when it is expected that the advantageous SOF- Score can be obtained in the following steps 2 to 4. For example, the boiling points of n, n-dimethylacetamid, propylacetate, benzonitrile, butylacetate, phenylacetate and 1-methoxynaphthalene are 166, 101.3, 190, 126.1, 196 and 136 ° C, respectively. Subsequently, the
(단계 2) 주용매 및 단계 1에서 선별된 보조용매 후보군과 사용하고 있는 고분자 바인더인 SAN와의 용해도의 척도로서, 혼합에너지(E solvent -binder )를 COSMO-RS이론을 적용하여 계산한다. 예를 들어, 고분자 바인더인 SAN와 주용매 1인 dimethylacetamide의 혼합 에너지는 COSMO-RS이론에 의해 COSMOtherm 프로그램을 적용하여 도출될 수 있고, 이 때, 혼합 에너지인 E solvent -binder 값은 -3.72 (kcal/mol)이다. 마찬가지로, 보조용매 1 내지 6에 대하여도 동일한 방식으로 혼합 에너지를 도출하면, 그 값은 각각 -3.50, -1.73, -0.78, -1.13, -1.82, -0.76(kcal/mol)이다. 또한, Min. E solvent -binder 는 위 7개의 E solvent -binder 값들 중에서 가장 최소값인 -3.72(kcal/mol)이다.(Step 2) Calculate the mixing energy ( E solvent- binder ) by applying the COSMO-RS theory as a measure of the solubility of the main solvent and the candidate solvent candidate selected in
(단계 3) 단계 1에서 선별된 보조용매 후보군과 주용매와의 친화성을 판단하기 위하여 한센 용해도 파라미터를 분석한다. 예를 들어, 주용매인 dimethylformamide의 한센 용해도 파라미터 값들인 δD main solvent , δP main solvent , δH main solvent 은 각각 17.4, 13.7, 11.3이다. 또한, 보조용매 1인 n,n-dimethylacetamide의 한센 용해도 파라미터 값들인 δD solvent1 , δP solvent1 , δH solvent1 은 각각 16.8, 11.5, 9.4이다. 참고로, 도 1에는 주용매와 보조용매 1 내지 6의 한센 용해도 파라미터 값들을 나타내고 있다. 주용매의 한센 용해도 파라미터 값들인 δD main solvent , δP main solvent , δH main solvent 과 보조용매 1의 한센 용해도 파라미터 값들인 δD solvent1 , δP solvent1 , δH solvent1 을 수학식 4에 대입하면, dist solvent1-main solvent 값을 도출할 수 있다.(Step 3) The Hanse solubility parameter is analyzed to determine the affinity between the candidate solvent candidate and the main solvent selected in
(단계 4) 용매의 이동도가 높아야 유기 형광 필름의 잔류 용매가 최소화되기 때문에, 용매의 분자량(M w )을 고려한다. 예를 들어, 주용매 및 보조용매 1 내지 6의 분자량은 각각 73.1, 87.1, 102.13, 103.1, 116.16, 136.15, 158.2이다. 또한, Max.M w 은 위 7개의 분자량 값 중에서 가장 최대값인 158.2이다.(Step 4) The molecular weight ( M w ) of the solvent is taken into consideration, since the residual solvent of the organic fluorescent film is minimized when the mobility of the solvent is high. For example, the molecular weights of the main solvent and the
(단계 5) 단계 1에서 보조용매 후보군으로 선별된 보조용매 1 내지 6에 대하여 각각 SOF -Score를 산출하여 보조용매특성을 점수화한다. 구체적으로, 단계 2 내지 4에서 도출된 값들을 [수학식 1]에 대입하여, 보조용매 1 내지 6에 대하여 각각 SOF -Score를 산출하면, 그 점수는 0.89, 2.31, 2.37, 2.80, 3.05, 3.90이다. 참고로, 도 2에서는, 보조용매 1 내지 6에 대한 점수인 SOF -Score를 그래프로 나타낸다. 그 다음, 보조용매 1 내지 6에 대하여 각각 산출된 SOF -Score 중에서, 가장 점수가 낮은 보조용매 1인 n,n-dimethylacetamide 물질을, 유기염료를 포함하는 필름 코팅 용매의 보조용매로서, 최종적으로 선정할 수 있다. (Step 5) In
상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 기술자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 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 invention as defined by the appended claims. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
Claims (9)
(i) 주용매 및 보조용매 후보군에 속하는 용매들 각각에 대하여 용매의 상용성을 판단하기 위해서, 상기 주용매 및 각각의 보조용매들과 고분자 바인더(binder)와의 혼합 에너지(E solvent -binder )를 얻는 단계;
(ii) 상기 각각의 보조용매들과 주용매(main solvent)와의 친화성을 판단하기 위하여, 상기 각각의 보조용매들과 상기 주용매의 한센 용해도 파라미터 거리(Hansen solubility parameters distance; dist solvent-main solvent )를 도출하는 단계;
(iii) 상기 주용매 및 상기 보조용매들의 이동도를 고려하기 위하여, 상기 주용매 및 상기 각각의 보조용매들의 분자량(M w )을 얻는 단계; 및
(iv) 상기 주용매 및 보조용매 후보군에 속하는 용매들에 대하여 각각 상기 (i) 내지 (iii)단계를 수행하여 얻어진 값들을 각각 [수학식 1]에 대입하여, 각각의 용매에 대한 점수(SOF -Score)를 산출하여 코팅 용매의 특성을 평가하는 단계를 포함하고,
[수학식 1]
Max.M w 은 상기 주용매 및 보조용매 후보군으로 이루어진 군에 속하는 용매들 중 분자량이 가장 큰 용매의 분자량 값이고, Min. E solvent -binder 는 상기 주용매 및 보조용매 후보군으로 이루어진 군에 속하는 용매들에 대한 E solvent - binder 값들 중에서 가장 작은 값인, 코팅 용매 특성 평가방법.A method for evaluating the properties of a film-coating solvent comprising an organic dye comprising:
(i) a main solvent and the primary solvent and the mixing energy (E solvent -binder) with each of the co-solvent and a polymeric binder (binder) in order to determine the compatibility of a solvent for each of the solvent belonging to the candidate co-solvent ;
(ii) a Hansen solubility parameters distance ( dist solvent-main solvent ) between the respective auxiliary solvents and the main solvent to determine affinity between the respective auxiliary solvents and the main solvent );
(iii) obtaining the molecular weights ( M w ) of the main solvent and the respective auxiliary solvents in order to consider the mobility of the main solvent and the auxiliary solvents; And
(iv) by substituting each of Equation 1 the values obtained by performing each of the (i) - (iii) steps with respect to the main solvent and a co-solvent solvent belonging to the candidate score for each of the solvents (SOF -Score ) to evaluate the characteristics of the coating solvent,
[Equation 1]
Max.M w is the molecular weight of the solvent having the largest molecular weight among the solvents belonging to the main solvent and the candidate solvent group, and Min. E solvent -binder is E solvent for the solvent belonging to the group consisting of the primary solvent and the cosolvent candidate-way evaluation binder smallest value, among the values coating solvent properties.
상기 (i) 단계 이전에, 보조용매 후보군으로서 용매들을 선별하는 단계로서, 상기 주용매의 끓는점과 같거나 보다 높은 끓는점을 갖는 용매들을 상기 보조용매 후보군으로 선별하는 단계를 더 포함하는, 코팅 용매 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
The method according to any one of the preceding claims, further comprising, prior to step (i), selecting solvents as candidate co-solvent candidates, further comprising selecting solvents having a boiling point equal to or higher than the boiling point of the main solvent Assessment Methods.
상기 보조용매 후보군으로서 용매들을 선별하는 단계에서, 끓는점이 상기 주용매의 끓는점보다 낮더라도, 단계 (i) 내지 (iii)에서 유리한 SOF -Score를 얻을 수 있다고 예상되는 경우에는, 상기 보조용매 후보군으로서 선별할 수 있는, 코팅 용매 특성 평가 방법.3. The method of claim 2,
When it is expected that SOF- Score favorable in steps (i) to (iii) can be obtained even if the boiling point is lower than the boiling point of the main solvent in the step of selecting solvents as the auxiliary solvent candidate, A method for evaluating characteristics of a coating solvent capable of being selected.
상기 (iv) 단계에서 산출된 상기 보조용매들에 대한 점수들(SOF -Score) 중에서, 가장 작은 값을 갖는 보조용매를 상기 필름 코팅 용매의 보조용매로 선정하는 단계를 더 포함하는, 코팅 용매 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
And selecting an auxiliary solvent having a smallest value among the scores ( SOF- Score ) for the auxiliary solvents calculated in the step (iv) as an auxiliary solvent for the film-coating solvent. Assessment Methods.
상기 주용매 및 상기 각각의 보조용매들과 고분자 바인더(binder)와의 혼합 에너지(E solvent-binder )는 COSMO-RS(conductorlikescreening model for real solvent)을 적용하여 얻어지는, 코팅 용매 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
Wherein a mixing energy ( E solvent- binder) between the main solvent and each of the auxiliary solvents and the polymer binder is obtained by applying a conductor screening model for real solvent (COSMO-RS).
상기 보조용매들 각각과 상기 주용매의 한센 용해도 파라미터 거리(dist solvent-main solvent )는 [수학식 4]를 적용하여 도출될 수 있고,
[수학식 4]
,
δD solvent 및 δD main solvent 는 각각 보조용매 및 주용매의 분산에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for dispersion) 값이고, δP solvent 및 δP main solvent 는 각각 보조용매 및 주용매의 극성 공유 결합에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for polar-bonding) 값이고, δH solvent 및 δH main solvent 는 각각 보조용매 및 주용매의 수소 결합에 관한 한센 용해도 파라미터(Hansen solubility parameters for hydrogen-bonding) 값인, 코팅 용매 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
The Hansen solubility parameter distance ( dist solvent-main solvent ) of each of the auxiliary solvents and the main solvent can be derived by applying Equation (4)
&Quot; (4) "
,
and δD solvent and δD main solvent are Hansen solubility parameters (Hansen solubility parameters for dispersion) value related to the variance of each of the co-solvent and primary solvent, δP solvent and δP main solvent are Hansen relates to a polar covalent bond, each co-solvent and primary solvent solubility parameters (Hansen solubility parameters for polar-bonding ) value and, δH solvent and δH main solvent are Hansen solubility parameters (Hansen solubility parameters for hydrogen-bonding ) value, the coating solvent properties for the hydrogen bonding of each of the co-solvent and primary solvent evaluation Way.
상기 유기염료는 fluorescein, TMR(tetramethylrhodamine), naphthofluorescein, propidium, Lucifer Yellow 및 resorufin으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 코팅 용매 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
Wherein the organic dye is at least one selected from the group consisting of fluorescein, tetramethylrhodamine (TMR), naphthofluorescein, propidium, Lucifer Yellow and resorufin.
상기 주용매는 benzyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, dimethyl formamide, n,n-dimethyl acetamide, pyridine, n,n-diethylformamide으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나이고, 상기 보조용매는 propyl acetate, n,n-dimethyl acetamide, pyridine, n-vinylpyrrolidone, 3-methyl-2-oxazolidone, n,n-diethylformamide, 1-ethyl-2-pyrrolidinone, 1-methylindole, benzonitrile, 1-methoxynaphthalene, phenyl acetate, butyl acetate으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 코팅 용매 특성 평가 방법. The method according to claim 1,
Wherein the main solvent is any one selected from the group consisting of benzyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, dimethyl formamide, n, n-dimethyl acetamide, pyridine, n, 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methylindole, benzonitrile, 1-methoxynaphthalene, phenyl acetate, butyl acetate , Wherein the coating solvent is a solvent.
상기 고분자 바인더는 예를 들어 스타이렌-아크릴로나이트릴 레진(SAN), 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 코팅 용매 특성 평가 방법.The method according to claim 1,
The polymeric binder may be selected from the group consisting of styrene-acrylonitrile resin (SAN), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS) and polymethylmethacrylate , And a copolymer of said copolymer and said copolymer.
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