KR101021045B1 - 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성실리콘 조성물 - Google Patents

고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성실리콘 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저장 안정성이 우수하고 이로부터 제조된 경화된 경질 피막에서의 개선된 내스크래치성, 투명성, 발수성 및 접착성을 특징으로 하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물에 관한 것이다. 당해 조성물은 한가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트(A), 아미노-개질된 유기 폴리실록산(B) 또는 한가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트와 아미노-개질된 유기 폴리실록산간의 마이클 첨가 반응(Michael addition reaction) 생성물(F), 지방족 불포화 결합을 갖는 유기 알콕시실란(C), 콜로이드성 실리카(D) 및 알코올-함유 유기 용매(E)를 포함한다.
아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물, 마이클 첨가 반응, 광중합 억제제, 증점제, 유리 프릿, 자기중합 억제제, 접촉각, 강철솜, 광투과성, 정지 마찰 계수, 연필 경도.

Description

고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물{Acryloxy-functional silicone composition curable by high-energy radiation}
본 발명은 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물에 관한 것이고, 이는 우수한 저장 안정성을 특징으로 하며, 개선된 내스크래치성, 투명성, 발수성 및 접착성을 나타내는 경화된 피막을 형성하는데 적합하다.
자외선, 전자선, 감마선 또는 이와 유사한 고에너지 방사선에 노광되는 경우 경화되는, 공지된 방사선 경화성 피복제는 다작용성 아크릴레이트 단량체, 아미노 작용성 알콕시실란 및 콜로이드성 실리카[참조: 유럽 공개특허공보 제687713호, 제666290호, 제437327호]로 이루어진 조성물 또는 디아크릴레이트와 아미노-개질된 폴리실록산간의 마이클 첨가 반응(Michael addition reaction) 생성물[참조: 미국 특허공보 제4,603,086호 및 일본 공개특허공보 제(평)11-12361호]을 포함할 수 있다.
그러나, 아미노 작용성 알콕시실란 및 콜로이드성 실리카를 함유하는, 첫번째로 언급된 피복제는 저장시 겔화되며, 안정하지 못하고, 디아크릴레이트와 아미노-개질된 폴리실록산간의 첨가 반응에 의한 생성물을 함유하는, 두번째로 언급된 피복제는 경화막 내에서 형성되는 경우 내스크래치성이 낮다.
우수한 저장 안정성, 개선된 내스크래치성, 투명성, 발수성 및 피막으로 경화되는 경우의 개선된 접착성을 특징으로 하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명은 한 가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트(A), 아미노-개질된 유기 폴리실록산(B)[여기서, 성분(B)의 아미노 그룹의 몰 함량은 성분(A)의 아크릴레이트 작용성 그룹의 몰 함량보다 적다], 지방족 불포화 결합을 갖는 유기 알콕시실란(C), 콜로이드성 실리카(D) 및 알코올-함유 유기 용매(E)를 포함하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 한 가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트(A), 한 가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트(A)와 아미노-개질된 유기 폴리실록산(B)간의 마이클 첨가 반응 생성물(F), 지방족 불포화 결합을 갖는 유기 알콕시실란(C), 콜로이드성 실리카(D) 및 알코올-함유 유기 용매(E)를 포함하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물에 관한 것이다.
성분(A)는 본 발명의 조성물에 방사선하에서 경화성을 부여하는 성분이다. 당해 성분은 2개 이상의 작용기를 갖는 아크릴레이트를 포함한다. 다음은 성분(A)로 사용하기에 적합한 화합물의 특정 예이다: 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 폴리(부탄디올) 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리이소프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 비스페놀 A 디메타크릴레이트 또는 이와 유사한 이작용성 아크릴레이트 단량체, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨모노하이드록시 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리에톡시트리아크릴레이트 또는 이와 유사한 삼작용성 아크릴레이트 단량체, 펜타에티스리톨 테트라아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트 또는 이와 유사한 사작용성 아크릴레이트 단량체, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨(모노하이드록시) 펜타아크릴레이트 또는 이와 유사한 5 이상의 작용가의 아크릴레이트 단량체. 다작용성 아크릴레이트의 올리고머도 사용될 수 있고, 다음 특정 예로서 나타날 수 있다: 비스페놀 A 에폭시디아크릴레이트, 육작용성 방향족 우레탄아크릴레이트[상표: 에베크릴(Ebecryl) 220, 제조원: 유씨비 케미칼즈 코포레이션(UCB Chemicals Corp.)], 지방족 우레탄디아크릴레이트[상표: 에베크릴 230, 제조원: 유씨비 케미칼즈 코포레이션] 및 사작용성 폴리에스테르아크릴레이트[상표 : 에베크릴 80, 제조원: 유씨비 케미칼즈 코포레이션]. 상기 언급된 다작용성 아크릴레이트는 단독으로 또는 두가지 이상이 배합된 상태로 사용될 수 있다. 5 이상의 작용가의 아크릴레이트가 가장 바람직하다. 이들은 성분(A)의 30중량%를 초과, 바람직하게는 50중량%를 초과, 더욱 바람직하게는 80중량%를 초과하는 함량으로 사용되어야 한다.
성분(B)는 본 발명의 조성물로부터 수득된 경화된 피막에 발수성 및 윤활성을 부여하는 성분이다. 당해 성분은 분자 말단 및 부분적으로 분자의 측쇄에 아미 노 작용성 유기 그룹을 함유하는 유기 폴리실록산 유체이다. 상기 언급된 아미노 작용성 유기 그룹은 2-아미노에틸 그룹, 3-아미노프로필 그룹, 3-(2-아미노에틸) 아미노프로필 그룹 및 6-아미노헥실 그룹으로서 나타낼 수 있다. 아미노 작용성 유기 그룹 이외에 실리콘-결합된 그룹도 사용될 수 있고, 이는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 프로필 그룹 또는 이와 유사한 알킬 그룹, 페닐 그룹 또는 이와 유사한 아릴 그룹, 메톡시 그룹, 에톡시 그룹, 프로폭시 그룹 또는 이와 유사한 알콕시 그룹 및 하이드록시 그룹으로서 나타낼 수 있다. 메틸 그룹이 가장 바람직하다. 성분(B)의 유기 폴리실록산은 선형 또는 부분적으로 분지형인 선형 구조를 가질 수 있다. 당해 유기 폴리실록산은 2 내지 1,000 범위, 바람직하게는 2 내지 500 범위, 더욱 바람직하게는 2 내지 300 범위의 중합도로 중합되어야 한다. 성분(B)의 예는 1차 아민 그룹을 함유하고, 하기 주어진 화학식에 의해 표현되는 유기 폴리실록산을 포함할 수 있다. 당해 화학식에서, Me는 메틸 그룹을 나타낸다.
Figure 112005049591265-pct00001
,
Figure 112005049591265-pct00002
,
Figure 112005049591265-pct00003
또는
Figure 112005049591265-pct00004
.
성분(B)를, 성분(B)의 총 아민 그룹의 몰 함량이 성분(A)의 아크릴레이트 작용성 그룹의 몰 함량 보다 적게 제공되는 함량으로 사용하는 것이 바람직하다. 성분(B)의 중량이 성분(A)의 중량의 1/5 미만인 경우가 바람직하다.
성분(F)는 상기 기술된 바와 같은 성분(A)의 아크릴레이트 작용성 그룹과 상기 기술된 바와 또한 같은 성분(B)의 아미노 그룹간의 반응에 의한 생성물이다.
성분(C)는 지방족 불포화 결합을 갖는 유기 알콕시실란이다. 이는 성분(D)의 콜로이드성 실리카와 성분(A) 또는 성분(B)간의 친화력을 증가시키고, 당해 조성물에 성분(D)의 표면이 성분(C)로 처리되는 경우에 개선된 저장 안정성을 부여한다. 경화 과정에서, 성분(C)는 성분(A)와 반응하여, 경화된 생성물의 가교결합을 증가시킨다. 당해 성분에 사용되고, 지방족 불포화 결합을 갖는 그룹은 3-(메타크릴옥시)프로필 그룹, 3-(아크릴옥시) 프로필 그룹 또는 이와 유사한 아크릴-함유 유기 그룹, 비닐 그룹, 알릴 그룹 또는 이와 유사한 알케닐 그룹에 의해 예시될 수 있다. 알콕시 그룹은 메톡시 그룹, 에톡시 그룹, 프로폭시 그룹 및 부톡시 그룹으로서 나타낼 수 있다. 상기 언급된 성분(C)는 다음 화합물에 의해 예시될 수 있다: 3-(메타크릴옥시) 프로필 트리메톡시실란, 3-(메타크릴옥시) 프로필트리에톡시실란, 3-(메타크릴옥시) 프로필메틸디메톡시실란, 3-(아크릴옥시) 프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 메틸비닐디메톡시실란 및 알릴트리에톡시실란.
성분(D)는 콜로이드성 실리카이다. 성분(D)는 본 발명의 조성물로부터 경화된 피막의 경도 및 내스크래치성을 증가시키기 위해 사용된다. 성분(D)는 물, 알코올 또는 유기 용매에 분산 가능한 콜로이드성 실리카를 포함할 수 있다. 콜로이드성 실리카의 평균 입자 크기는 수 나노미터 내지 수십 나노미터인 경우가 바람직하다.
성분(E)는 알코올-함유 유기 용매이다. 다음은 성분(E)의 알코올의 예이다: 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 부탄올, 이소부틸 알코올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 및 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르. 다음은 알코올 대신에 사용될 수 있는 유기 용매이다: 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 또는 이와 유사한 케톤, 톨루엔, 크실렌 또는 이와 유사한 방향족 탄화수소, 헥산, 옥탄, 헵탄 또는 이와 유사한 지방족 탄화수소, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 트리클로로에틸렌, 사염화탄소 또는 이와 유사한 유기 염소-함유 용매, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트 또는 이와 유사한 지방산 에스테르. 성분(E)는 알코올을 단독으로 함유하거나, 다른 유형의 용매와의 혼합물 내에 함유할 수 있다. 당해 혼합물은 알코올 및 2 이상의 상이한 유형의 용매를 함유할 수 있다. 당해 알코올은 용매의 총 중량의 10 내지 90중량%, 바람직하게는 30 내지 70중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
성분(B)를 제외하고는 각각의 성분의 함량에 관하여 어떠한 제한도 없지만, 성분(A) 100중량부에 대해, 성분(B) 및 성분(C)가 각각 1 내지 30중량부, 바람직하게는 1 내지 20중량부의 양으로 함유되어 있는 경우가 바람직하다. 성분(A) 100중량부에 대해, 성분(D)는 1 내지 100중량부, 바람직하게는 1 내지 80중량부의 양으로 함유되어야 한다. 성분(A) 100중량부에 대해, 성분(E)는 1 내지 1,000중량부, 바람직하게는 10 내지 500중량부의 양으로 함유되어야 한다. 성분(A) 100중량부에 대해, 성분(F)는 1 내지 100중량부, 바람직하게는 1 내지 50중량부의 양으로 함유되어야 한다.
임의로, 당해 조성물은 또한 성분(C)의 가수분해를 위해 물(G)을 본 성분(C) 100중량부에 대해 1 내지 50중량부, 바람직하게는 5 내지 30중량부의 양으로 첨가할 수 있다. 일반적으로, 성분(C)는 성분(D)의 콜로이드성 실리카의 표면에서 실란올 그룹과 상호작용하고, 성분(G)에 의해 가수분해된다. 그러므로, 성분(G)는 성분(C)를 전부 가수분해하기 위해 필요한 함량 미만으로 사용될 수 있다.
자외선에 의한 경화의 경우, 본 발명의 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물은 한가지 유형 이상의 광중합 억제제(H)를 함유할 수 있다. 이는, 예를 들어 2-메틸-{4-(메틸티오)페닐}-2-모르폴리노-1-프로판[제조원: 시바-가이기 제팬(Ciba-Geigy Japan), 등록상표: 이르가큐어(IRGACURE) 907®] 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤[제조원: 시바-가이기 제팬, 상표: 이르가큐어 184®]을 포함할 수 있다. 벤조페논, 아세토페논, 벤조인 또는 다양한 벤조인 유도체 및 공지된 다른 적합한 광중합 억제제가 동일한 목적으로 사용될 수 있다. 광중합 억제제는 단독으로 또는 두 가지 이상이 혼합된 상태로 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물 내에서의 성분(H)의 함량에 관한 어떠한 제한도 없지만, 일반적으로 성분(H)는, 성분(A)의 함량을 100중량부로 할 때, 1 내지 30중량부, 바람직하게는 1 내지 20중량부의 범위로 첨가되어야 한다.
본 발명의 목적에 반하지 않는 범위 내에서, 본 발명의 조성물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라(이소프로폭시)실란 또는 이와 유사한 테트라알콕시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리(이소프로폭시)실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 에틸트리(이소프로폭시)실란 또는 이와 유사한 알킬알콕시실란 같은 다양한 첨가제를 함유할 수 있다.
필요한 경우, 본 발명의 조성물은 또한 증점제, 자외선 흡수제, 다양한 색소, 염료 또는 이와 유사한 착색제, 알루미늄 페이스트, 활석, 유리 프릿, 금속 분말 등, 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT), 페노티아진(PTZ) 또는 이와 유사한 아크릴레이트 유형의 자가중합 억제제 또는 다른 첨가제를 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물을 제조하는 적합한 방법에 관한 어떠한 제한도 없지만, 일반적으로 당해 성분들은 단순히 교반에 의해서 균일하게 혼합된다. 당해 경우, 먼저 성분(A)와 성분(B)를 반응시킨 후, 다른 성분들을 첨가하는 것이 바람직하다. 성분(B)의 아미노 그룹의 몰 함량이 성분(A)의 아크릴레이트 작용성 그룹의 몰 함량보다 적기 때문에, 성분(A)와 성분(B)간의 반응이 완료된 후, 반응하지 않은 성분(A), 및 성분(A)와 성분(B)간의 마이클 첨가 반응에 의한 생성물인 성분(F)로부터 혼합물을 제조한다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 1분 내지 20시간 동안 실온 내지 용매 환류 온도에서 성분(A)와 성분(B)를 성분(E) 내에서 혼합한 후, 성분(C) 및 성분(D)를 첨가하고, 필요한 경우, 성분(G)를 첨가하고, 1분 내지 20시간 동안 실온 내지 용매 환류 온도에서 추가로 혼합을 계속하여, 성분(A)와 성분(B)를 성분(E)에서 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 당해 조성물은 1분 내지 20시간 동안 실온 내지 용매 환류 온도에서 성분(A)와 성분(B)를 성분(E) 내에서 혼합하고, 성분(C)와 성분(D)의 혼합물을 성분(G)와 혼합함으로써 수득한 혼합물을 당해 생성물과 결합시키거나, 당해 생성물을 성분(C), 성분(D) 및 성분(G)의 혼합물과 결합시킨 후, 생성된 혼합물을 1분 내지 20시간 동안 실온 내지 용매 환류 온도에서 혼합하여, 성분(A)와 성분(B)를 성분(E) 내에서 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 성분(H)도 첨가될 수 있고, 냉각 후에 혼합될 수 있다.
본 발명의 조성물은 다양한 기판 위에 적용될 수 있고, 건조된 후, 방사선 에너지에 노출됨으로써 매우 단시간 내에 경화될 수 있다. 방사선 에너지는 자외선 방사선, 전자선, 감마선 등을 포함한다. 자외선의 경우, 경화된 피복 박막은 극적으로 짧은 노광 시간 동안 형성될 수 있다. 방사선량은 2mJ/㎠ 이상, 바람직하게는 10 내지 2,000mJ/㎠인 경우가 바람직하다. 전자선 또는 감마선을 이용하여 경화를 수행하는 경우, 성분(H)는 필요하지 않을 수 있다. 본 발명의 조성물은 실 온에서 건조될 수 있지만, 건조 공정은 가열에 의해 가속될 수 있다.
본 발명의 조성물을 사용하기에 적합한 기판에 관하여 어떠한 제한도 없다. 예를 들어, 기판은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이와 유사한 폴리올레핀-유형 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 이소프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 이의 공중합체 또는 이와 유사한 폴리에스테르-유형 수지, 폴리옥시메틸렌 또는 이와 유사한 폴리아미드-유형 수지, 폴리스티렌, 폴리(메타)아크릴산 에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 비닐 폴리아세테이트, 폴리카보네이트, 셀로판, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌설폰, 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 이온성 수지, 플루오로 수지 또는 이와 유사한 열가소성 수지, 멜라민 수지, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 알키드 수지, 우레아 수지, 실리콘 수지 또는 이와 유사한 열경화 가능한 수지 같은 재료로부터 제조될 수 있다. 기판의 형태는 제한되지 않으며, 기판의 형태는 필름, 얇은 판, 병 및 고형물 등을 포함할 수 있다. 열가소성 필름이 가장 바람직하다. 기판의 두께는 제한되지 않지만, 필름 또는 얇은 판의 경우, 두께가 5 내지 100㎛일 때 바람직하다.
본 발명의 조성물은 플로우(flow) 피복, 침지(dip) 피복, 스핀(spin) 피복, 분무(spray) 피복, 커튼(curtain) 피복, 그라비어(gravure) 피복 및 메이어 바(Meyer bar) 피복 같은 임의의 적합한 방법에 의해 얇은 층의 형태로 기판 위에 사용될 수 있다. 당해 조성물을 사용하기 전, 기판의 표면을 코로나 방전 처리 같은 공지된 활성화 처리 또는 우레탄 수지를 이용한 고정 처리에 적용시킬 수 있다. 내스크래치성을 제공할 필요가 있는 경우, 당해 층의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 25㎛, 더욱 바람직하게는 1 내지 20㎛이다. 피복한 후, 얇은 층은 건조되고 경화된다.
본 발명의 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물이 상기 언급된 성분(A) 내지 성분(E)로부터, 필요한 경우, 성분(G) 및 성분(H)를 첨가하여 제조되는 경우, 저장시 당해 조성물의 우수한 안정성 및 개선된 내스크래치성, 투명성, 발수성 및 상기 언급된 조성물로부터 형성되고, 단단히 경화된 피막에서의 접착성을 제공하는 것이 가능하게 된다.
본 발명은 이제 실시예를 참조로 설명될 것이다. 이들 실시예에서, 모든 부는 중량부이고, Me는 메틸 그룹을 나타낸다. 점도는 25℃에서의 점도이다. 경화된 얇은 층과 물의 접촉각은 CA-Z 모델의 자동 접촉각 측정기[제조원: 쿄와 카이멘 카가쿠 캄파니 리미티드(Kyowa Kaimen Kagaku Co., Ltd.)]로 측정했다.
실시예 1: 플라스크에 톨루엔 52.3g, 이소프로필 알코올(이하 IPA라 한다) 21g 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(60중량%)와 디펜타에리스리톨(모노하이드록시) 펜타아크릴레이트(40중량%)의 혼합물 23.9g(아크릴레이트 작용성 그룹의 함량은 0.24몰)을 주입했고, 당해 성분들을 교반했다. 교반한 후, 하기에 제공된 평균 분자식의 아미노-개질 디메틸폴리실록산 유체 1.49g(아미노 그룹의 함량은 0.001몰)을 첨가했고, 당해 혼합물을 가열하고 1시간 동안 50℃에서 교반했다.
Figure 112005049591265-pct00005
이로써, 반응 혼합물이 생성됐다.
상기 생성물을 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 3.74g, 콜로이드성 실리카의 IPA 분산물 44.9g(농도: 30중량%, 콜로이드성 실리카 입자의 평균 크기: 13㎚) 및 물 0.46g과 연속적으로 배합하였고, 당해 성분들을 1시간 동안 교반했다. 당해 혼합물을 냉각한 후, 광중합 억제제 2.25g(제조원: 시바-가이기 제팬, 등록상표: 이르가큐어 184®) 및 페노티아진 4.5㎎을 첨가했다. 당해 생성물은 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물(A)을 포함했다. 당해 조성물의 용융 점도는 3㎟/s였고, 6월 동안 보관한 후에도 실질적으로 변질되지 않은 상태로 유지됐다. 따라서, 조성물(A)은 우수한 저장 안정성을 가진다고 결론내릴 수 있다.
바 피복기(bar coater)를 사용하여, 수득한 조성물(A)을 188㎛-두께 PET 막에 사용했고, 피복물을 2분 동안 120℃에서 건조시켰다. 이 후, 피복물을 강도가 350mJ/㎠인 자외선 방사선에 노광시킴으로써, 이를 경화시켰다. 이로써 경화된 조성물(A)의 2㎛-두께 피복 층으로 피복된 PET 막을 생성했다. 경화된 얇은 피복물과 물과의 접촉각은 98°였고, 연필 경도는 3H였다. 오일의 배출은 관찰되지 않았다.
수득한 피복 PET 막을 한달 동안 실온에서 유지한 후, 당해 피복물을 박리 시험(박리 속도: 100㎜/분, 각도: 180°)에 적용하기 위해 셀로판 테이프를 피복물의 표면에 접착했다. 당해 피복물은 박리되지 않았고, PET 막에 강하게 접착된 상태로 유지됐다.
더욱이, 박막 층의 표면을 강철솜으로 연마한 경우, 실질적으로 어떠한 긁힘도 존재하지 않았다.
생성된 PET 막의 광투과성(550㎚)은 자외선-가시광선 분광광도계[모델명: UV-265FW, 제조원: 시마즈 코포레이션(Shimadzu Corp.)의 자외선-가시광선 기록 분광광도계]를 이용하여 측정했다. 당해 광투과성은 처리되지 않은 PET 막에서의 광투과성보다 높았다. 다시 말해서, 처리되지 않은 막의 광투과성을 100%로 가정하면, 피복된 막에서의 광투과성은 104%로 증가했다. 테이버 마모 시험기(Taber abrasion tester) 상에서의 마찰 시험(마찰 하중: 500g, 마모 휠: 100회전)으로 피복된 막의 투과성이 변화되지 않았고, 반복된 측정 후에도 104%의 동일한 수준으로 유지됐다.
실시예 2: 플라스크에 톨루엔 52.3g, IPA 21g 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(60중량%)와 디펜타에리스리톨(모노하이드록시) 펜타아크릴레이트(40중량%)의 혼합물 23.9g(아크릴레이트 작용성 그룹의 함량은 0.24몰)을 주입했고, 당해 성분들을 교반했다. 교반한 후, 하기에 제공된 평균 분자식의 아미노-개질 디메틸폴리실록산 유체 1.5g(아미노 그룹의 함량은 0.002몰)을 첨가했고, 당해 혼합물을 가열하고 1시간 동안 50℃에서 교반했다.
NH2C3H6-Me2SiO(Me2SiO)9SiMe2-C3H6NH2
이로써, 반응 혼합물이 생성됐다.
상기 생성물을 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 3.7g, 콜로이드성 실리카의 IPA 분산물 45g(농도: 30중량%, 콜로이드성 실리카 입자의 평균 크기: 13㎚) 및 물 0.46g과 연속적으로 배합하였고, 당해 성분들을 1시간 동안 교반했다. 당해 혼합물을 냉각한 후, 광중합 억제제 2.25g(제조원: 시바-가이기 제팬, 등록상표: 이르가큐어 184®) 및 페노티아진 4.5㎎을 첨가했다. 당해 생성물은 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물(B)을 포함했다.
바 피복기(bar coater)를 사용하여, 수득한 조성물(B)을 188㎛-두께 PET 막에 사용했고, 피복물을 2분 동안 120℃에서 건조시켰다. 이 후, 피복물을 강도가 350mJ/㎠인 자외선 방사선에 노광시킴으로써, 이를 경화시켰다. 이로써 경화된 조성물(B)의 2㎛-두께 피복 층으로 피복된 PET 막을 생성했다.
경화된 얇은 피복물과 물과의 접촉각은 100°였고, 연필 경도는 3H였다.
수득한 피복 PET 막을 한달 동안 실온에서 유지한 후, 당해 피복물을 실시예 1에서 기술된 바와 같은 방법으로 박리 시험에 적용시켰다. 당해 피복물은 박리되지 않았고, PET 막에 강하게 접착된 상태로 유지됐다.
더욱이, 박막 층의 표면을 강철솜으로 연마한 경우, 실질적으로 어떠한 긁힘도 존재하지 않았다. 생성된 PET 막의 광투과성(550㎚)은 실시예 1과 동일한 방법으로 측정했다. 당해 광투과성은 105%였고, 처리되지 않은 PET 막과 비교할 때 증 가했다.
경화된 피복 막의 표면에서의 정지 마찰 계수는 휴대용 마찰 시험기[제조원: 신토 카구쿠 캄파니 리미티드(Shinto Kaguku Co., Ltd.), 모델명: 트리보기어-뮤즈 타입(Tribogear-Muse Type) 941]를 이용하여 측정했고, 0.17㎲였고, 이는 처리되지 않은 막의 표면에서의 정지 마찰 계수(0.19㎲)보다 개선된 값이다.
실시예 3: 플라스크에 톨루엔 21g, IPA 52g 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(60중량%)와 디펜타에리스리톨(모노하이드록시) 펜타아크릴레이트(40중량%)의 혼합물 24g(아크릴레이트 작용성 그룹의 함량은 0.24몰)을 주입했고, 당해 성분들을 교반했다. 교반한 후, 하기에 제공된 평균 분자식의 아미노-개질 디메틸폴리실록산 유체 3g(아미노 그룹의 함량은 0.001몰)을 첨가했고, 당해 혼합물을 가열하고 1시간 동안 50℃에서 교반했다.
NH2C3H6-Me2SiO(Me2SiO)50SiMe2-C3H6NH2
이로써, 반응 혼합물이 생성됐다.
생성물을 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 3.7g, 콜로이드성 실리카의 IPA 분산물 45g(농도: 30중량%, 콜로이드성 실리카 입자의 평균 크기: 13㎚), 물 0.46g과 연속적으로 결합시켰고, 당해 성분들을 1시간 동안 교반했다. 혼합물을 냉각한 후, 광중합 억제제 2.25g(제조원: 시바-가이기 제팬, 등록상표: 이르가큐어 184®) 및 페노티아진 4.5㎎을 첨가했다. 생성물은 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물(C)을 포함했다.
바 피복기(bar coater)를 사용하여, 수득한 조성물(C)을 188㎛-두께 PET 막에 사용했고, 피복물을 2분 동안 120℃에서 건조시켰다. 이 후, 피복물을 강도가 350mJ/㎠인 자외선 방사선에 노광시킴으로써, 이를 경화시켰다. 이로써 경화된 조성물(C)의 2㎛-두께 피복 층으로 피복된 PET 막을 생성했다.
경화된 얇은 피복물과 물과의 접촉각은 99°였고, 연필 경도는 3H였다.
수득한 피복 PET 막을 한달 동안 실온에서 유지한 후, 당해 피복물을 실시예 1에서 기술된 바와 같은 방법으로 박리 시험에 적용시켰다. 당해 피복물은 박리되지 않았고, PET 막에 강하게 접착된 상태로 유지됐다. 나아가, 박막 층의 표면을 강철솜으로 연마한 경우, 실질적으로 어떠한 스크래칭도 존재하지 않았다.
생성된 PET 막의 광투과성(550㎚)은 실시예 1과 동일한 방법으로 측정했다. 당해 광투과성은 103%였고, 처리되지 않은 PET 막과 비교할 때 증가했다.
경화된 피복 막의 표면에서의 정지 마찰 계수는 실시예 2에 기술된 바와 같은 방법으로 측정했고, 0.11㎲였고, 이는 처리되지 않은 막의 표면에서의 정지 마찰 계수(0.19㎲)보다 개선된 값이다.
실시예 4: 플라스크에 톨루엔 52.3g, IPA 21g 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(60중량%)와 디펜타에리스리톨(모노하이드록시) 펜타아크릴레이트(40중량%)의 혼합물 23.9g(아크릴레이트 작용성 그룹의 함량은 0.24몰)을 주입했고, 당해 성분들을 교반했다. 교반한 후, 하기에 제공된 평균 분자식의 아미노-개질 디메틸폴리실록산 유체 1.49g(아미노 그룹의 함량은 0.001몰)을 첨가했고, 당해 혼합물을 가열하고 1시간 동안 50℃에서 교반했다.
Figure 112005049591265-pct00006
이로써, 반응 혼합물이 생성됐다.
상기 생성물을 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 3.74g 및 콜로이드성 실리카의 IPA 분산물 44.9g(농도: 30중량%, 콜로이드성 실리카 입자의 평균 크기: 13㎚)과 연속적으로 배합하였고, 당해 성분들을 1시간 동안 교반했다. 당해 혼합물을 냉각한 후, 광중합 억제제 2.25g(제조원: 시바-가이기 제팬, 등록상표: 이르가큐어 184®) 및 페노티아진 4.5㎎을 첨가했다. 당해 생성물은 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물(D)을 포함했다.
바 피복기(bar coater)를 사용하여, 수득한 조성물(D)을 188㎛-두께 PET 막에 사용했고, 피복물을 2분 동안 120℃에서 건조시켰다. 이 후, 피복물을 강도가 350mJ/㎠인 자외선에 노광시킴으로써, 이를 경화시켰다. 이로써 경화된 조성물(D)의 2㎛-두께 피복 층으로 피복된 PET 막을 생성했다.
경화된 얇은 피복물과 물과의 접촉각은 97°였고, 연필 경도는 3H였다. 오일의 배출은 관찰되지 않았다. 더욱이, 박막 층의 표면을 강철솜으로 연마한 경우, 실질적으로 어떠한 스크래칭도 존재하지 않았다.
비교 실시예 1: 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 3.74g을 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물을 실시예 1과 동일한 방법으로 제조했다. 수득한 조성물은 백색으로 혼탁된 상태였고, 한달 동안 저장한 후, 백색 침전물이 나타났다. 따라서, 당해 조성물의 저장 안정성은 충분하지 않은 것으로 결론내릴 수 있었다.
비교 실시예 2: 플라스크에 톨루엔 52.3g, IPA 21g 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(60중량%)와 디펜타에리스리톨(모노하이드록시) 펜타아크릴레이트(40중량%)의 혼합물 23.9g을 주입했고, 당해 성분들을 교반했다. 이 후, 생성물을 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란 3.74g, 콜로이드성 실리카의 IPA 분산물 44.9g(농도: 30중량%, 콜로이드성 실리카 입자의 평균 크기: 13㎚) 및 물 0.46g과 연속적으로 배합하였고, 당해 성분들을 1시간 동안 교반했다. 당해 혼합물을 냉각한 후, 광중합 억제제 2.25g(제조원: 시바-가이기 제팬, 등록상표: 이르가큐어 184®) 및 페노티아진 4.5㎎을 첨가했다. 당해 생성물은 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물을 포함했다.
수득한 조성물을 실시예 1에서 기술된 방법으로 PET 막 위에 적용시켰다. 경화된 박막과 물의 접촉각은 80°였다. 당해 피복물은 불충분한 발수성을 갖는 것으로 추측될 수 있었다.
비교 실시예 3: 폴리디메틸실록산 유체 0.2g의 점도가 270㎟/s였고, 아미노-개질 디메틸폴리실록산 유체 대신에 분자 측쇄의 폴리옥시에틸렌 그룹(폴리옥시에틸렌 사슬의 함량: 47중량%)을 사용한 것을 제외하고는, 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물을 실시예 1과 동일한 방법으로 제조했다.
수득한 조성물을 실시예 1에서 기술된 방법으로 PET 막 위에 적용시켰다. 경화된 박막과 물의 접촉각은 90°였다. 당해 피복물은 불충분한 발수성을 갖는 것으로 추측될 수 있었다. 경화된 층의 표면 위에 오일의 배출이 관찰됐다.
본 발명의 상기 기술된 조성물은 우수한 저장 안정성을 특징으로 하고, 경화된 조성물에 의해 수득한 생성물은 높은 내스크래치성, 투명성, 발수성, 접착성, 내후성 및 자외선에 대한 내성을 특징으로 한다. 그러므로, 당해 조성물은 다양한 기판을 피복하기 위한 막-형성제 및 피복제로 사용하기에 적합하다. 성분(A)와 성분(B)간의 예비 반응은 피복 막으로부터의 오일의 배출을 방지하고, 시간의 경과에 따른 안정성의 감소를 방지한다. 본 발명의 조성물은 자동차 유리의 보호막, 건축 유리, 디스플레이, 접촉판 또는 자기 카드 같은 경화된 박막 및 자동차 전조등의 투명성 수지 유리 등을 사용하는 다양한 활용 분야에서의 용도를 발견할 수 있다.

Claims (9)

  1. 한 가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트(A),
    아미노-개질된 유기 폴리실록산(B)[여기서, 성분(B)의 아미노 그룹의 몰 함량은 성분(A)의 아크릴레이트 작용성 그룹의 몰 함량보다 적다],
    지방족 불포화 결합을 갖는 유기 알콕시실란(C), 콜로이드성 실리카(D) 및
    알코올-함유 유기 용매(E)를 포함하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성분(A) 100중량부에 대해, 상기 성분(B)가 1 내지 30중량부의 양으로 함유되어 있고, 성분(C)가 1 내지 30중량부의 양으로 함유되어 있고, 성분(D)가 1 내지 100중량부의 양으로 함유되어 있고, 성분(E)가 10 내지 1,000중량부의 양으로 함유되어 있는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  3. 한 가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트(A),
    한 가지 유형 이상의 다작용성 아크릴레이트(A)와 아미노-개질된 유기 폴리실록산(B)간의 마이클 첨가 반응(Michael addition reaction) 생성물(F),
    지방족 불포화 결합을 갖는 유기 알콕시실란(C),
    콜로이드성 실리카(D) 및
    알코올-함유 유기 용매(E)를 포함하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 성분(A) 100중량부에 대해, 상기 성분(F)가 1 내지 100중량부의 양으로 함유되어 있고, 성분(C)가 1 내지 30중량부의 양으로 함유되어 있고, 성분(D)가 1 내지 100중량부의 양으로 함유되어 있고, 성분(E)가 10 내지 1,000중량부의 양으로 함유되어 있는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 성분(C)의 가수분해를 위해 물(G)을 추가로 포함하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 성분(C) 100중량부에 대해, 물(G)을 1 내지 50중량부의 양으로 추가로 포함하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  7. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 성분(B)가 상기 성분(A)의 중량부의 1/5 미만의 양으로 함유되어 있는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  8. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 성분(A)가, 작용가가 5 이상인 아크릴레이트인, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
  9. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 한 가지 유형 이상의 광중합 억제제(H)를 추가로 포함하는, 고에너지 방사선에 의해 경화 가능한 아크릴옥시 작용성 실리콘 조성물.
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