KR101876862B1 - Preparing method for optical coating film and optical coating film thereof - Google Patents

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KR101876862B1 KR1020160167606A KR20160167606A KR101876862B1 KR 101876862 B1 KR101876862 B1 KR 101876862B1 KR 1020160167606 A KR1020160167606 A KR 1020160167606A KR 20160167606 A KR20160167606 A KR 20160167606A KR 101876862 B1 KR101876862 B1 KR 101876862B1
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Abstract

본 발명의 일실시예는 플루오르알킬 알콕시 실란을 가수분해 하여 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계; 상기 플루오르알킬 실란올 및 폴리실라잔 용액을 혼합하여 폴리실라잔 혼합용액을 제조하는 단계; 기재의 표면 상에 상기 폴리실라잔 혼합용액을 도포하여 코팅필름을 형성하는 단계; 및 상기 폴리실라잔을 실리카로 개질시켜 상기 코팅필름을 경화시키는 단계;를 포함하고, 상기 플루오르알킬 작용기가 코팅필름의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법 및 상기 제조방법에 따른 광학용 코팅필름을 제공할 수 있다.One embodiment of the present invention is a process for the production of fluoroalkyl silanols by hydrolysis of fluoroalkylalkoxysilanes to produce fluoroalkylsilanols; Mixing the fluoroalkylsilanol and the polysilazane solution to prepare a polysilazane mixed solution; Applying the polysilazane mixed solution on the surface of the substrate to form a coating film; And modifying the polysilazane to silica to cure the coating film, wherein the fluoroalkyl functional group is located on top of the coating film. To provide an optical coating film according to the present invention.

Description

광학용 코팅필름의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 광학용 코팅필름{Preparing method for optical coating film and optical coating film thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a process for producing an optical coating film and an optical coating film produced thereby.

본 발명은 광학용 코팅필름의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 광학용 코팅필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플루오르알킬 알콕시 실란과 폴리실라잔을 혼합하여 발수성이 증대되는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 광학용 코팅필름에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing an optical coating film and an optical coating film produced thereby, and more particularly, to an optical coating film comprising an optical coating film And an optical coating film produced thereby.

평판디스플레이, 터치패널, 광학용 렌즈, 디스플레이 등 최근 전자기기의 발달로 광학용 소재에 대한 다양한 연구가 진행되고 있는데, 특히 광학용 소재를 코팅하기 위한 물질로서 폴리실라잔(Polysilazane)에 대한 연구가 다양한 방면에서 시도되고 있다. 폴리실라잔(Polysilazane)은 광학용 코팅제로서 많이 사용되는 화합물이지만, 폴리실라잔을 경화하기 위해서 일반적으로 고온의 열을 가하여야만 실라잔에 포함되어 있는 질소(Nitrogen)를 산소로 변환시켜 실리카(SiO2)화합물로 개질할 수 있어서, 사용할 수 있는 기재가 내열성이 우수한 금속이나 세라믹 기재와 같이 제한적이라는 문제점이 있었다.Recently, various researches on optical materials have been proceeding due to the development of electronic devices such as flat panel displays, touch panels, optical lenses and displays. Particularly, studies on polysilazane as a material for coating optical materials It is being tried in various ways. Polysilazane is a compound widely used as an optical coating agent. However, in order to cure the polysilazane, it is generally necessary to apply heat at a high temperature to convert nitrogen (Nitrogen) contained in the silazane to oxygen, 2 ) compound so that the usable substrate has a problem that it is limited as compared with a metal or ceramic substrate having excellent heat resistance.

또한, 광학용 기재의 경우 사용자가 그 표면에 직접적으로 접촉하는 경우가 많아, 일반적으로 발수처리가 되어있어야만, 내화학성, 내지문성의 특성을 가져 광학용 기재로서 오랜 기간 동안 사용할 수 있음에도 불구하고, 일반적인 실리카 화합물은 친수성의 성질이 강하여 외부의 화학물질이나 사용에 따른 오염이 발생하여 장기간 사용하지 못하고 쉽게 고장이 날 수 있다는 문제점이 있다. In addition, in the case of an optical substrate, a user often directly contacts the surface of the optical substrate, so that the substrate is generally water repellent and has chemical resistance and / or weatherability and can be used for a long time as an optical substrate. A general silica compound has a strong hydrophilic nature and contamination due to external chemicals or use can not be used for a long time and can be easily broken.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 일본 공개 특허 제2004-210566호(이하 인용문헌 1이라 함)의 경우에 불소를 함유하는 실란 화합물을 사용하여 표면처리하는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 상기 인용문헌 1의 경우 실리카 자체를 그대로 사용하는 것으로서 기재에 코팅하기 위해서는 별도의 처리가 필요하며, 실라잔 등을 사용하여 용액공정을 하는 것에 대해서는 전혀 개시가 되어 있지 않아 광학용 디스플레이와 같이 표면에 별도의 코팅처리 공정에는 사용하기 어렵다는 문제점이 존재한다.In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-210566 (hereinafter referred to as Reference 1) discloses a method of surface-treating a fluorine-containing silane compound. However, The silica itself is used as it is. In order to coat the substrate, a separate treatment is required. Since the solution process using silazane or the like is not disclosed at all, a separate coating treatment process such as an optical display There is a problem that it is difficult to use.

일본 공개특허 제2004-210566호Japanese Patent Laid-Open No. 2004-210566

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광학용 코팅 필름을 제조하는 방법 및 이에 의하여 제조되는 광학용 코팅 필름을 제공하는 것으로서, 발수성을 증대시킬 수 있는 불소계 화합물인 플루오르알킬 알콕시 실란을 폴리실라잔 용액과 혼합하여 발수성이 증대된 광학용 코팅필름의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a method for producing an optical coating film and an optical coating film produced thereby, which comprises mixing a fluoroalkylalkoxysilane, which is a fluorine-based compound capable of increasing water repellency, with a polysilazane solution To provide a method for producing an optical coating film having increased water repellency.

나아가, 본 발명의 코팅필름의 경화공정에 있어서, 기재를 손상하지 않도록 펄스UV를 조사하여 금속이나 세라믹 기재가 아닌 플라스틱 기재 혹은 열손상에 약한 기재의 표면을 저온에서 개질할 수 있도록 하여 광학용 기재의 표면을 보호하기 위한 광학용 코팅 필름을 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 광학용 코팅필름을 제공하기 위한 것이다. Further, in the curing process of the coating film of the present invention, pulsed UV is irradiated so as not to damage the substrate so that the surface of a plastic substrate other than metal or ceramic substrate or a substrate susceptible to thermal damage can be modified at a low temperature, And to provide an optical coating film produced by the method.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 플루오르알킬 알콕시 실란을 가수분해 하여 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계, 상기 플루오르알킬 실란올 및 폴리실라잔 용액을 혼합하여 폴리실라잔 혼합용액을 제조하는 단계, 기재의 표면 상에 상기 폴리실라잔 혼합용액을 도포하여 코팅필름을 형성하는 단계 및 상기 폴리실라잔을 실리카로 개질시켜 상기 코팅필름을 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 플루오르알킬 작용기가 코팅필름의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법을 제공할 수 있다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a process for producing a fluorosilane, comprising the steps of: hydrolyzing a fluoroalkylalkoxysilane to produce a fluoroalkylsilanol; mixing the fluoroalkylsilanol and the polysilazane solution to prepare a polysilazane mixed solution; Coating the polysilazane mixed solution on a surface to form a coating film; and modifying the polysilazane to silica to cure the coating film, wherein the fluoroalkyl functional group is positioned on the top of the coating film And a method for producing the coating film for optical properties.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 플루오르알킬 알콕시 실란은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법을 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the fluoroalkylalkoxysilane may be represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016120966993-pat00001
Figure 112016120966993-pat00001

(n은 1이상의 정수이고, OR은 메톡시기 또는 에톡시기이다)  (n is an integer of 1 or more, and OR is a methoxy group or an ethoxy group)

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계는, 상기 플루오르알킬 알콕시 실란, 유기용매 및 물을 혼합한 후 교반하는 것일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the step of preparing the fluoroalkylsilanol may be performed by mixing the fluoroalkylalkoxysilane, the organic solvent and water, followed by stirring.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 유기 용매는 DBE(Dibutylether), toluene, THF(tetrahydrofuran), NMP(n-methyl pyrolidone), Xylene, PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), PMA(Propylene glycol monomethyl ether acetate) 및 Cyclohexane 중 선택되는 하나 이상의 용매인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the organic solvent is selected from the group consisting of dibutylether, toluene, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidone, Xylene, PGMEA, acetate, and cyclohexane.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리실라잔은 퍼하이드로 폴리실라잔(Perhydropolysilazanes) 또는 치환기가 포함된 폴리실라잔인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polysilazane may be Perhydropolysilazanes or a polysilazane containing a substituent.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리실라잔은, 상기 폴리실라잔 혼합용액의 전체 중량 대비 1wt% 내지 20wt%인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polysilazane may be 1 wt% to 20 wt% based on the total weight of the polysilazane mixed solution.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅필름을 형성한 후 상기 코팅필름을 경화시키기 전에 상기 코팅필름을 전처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the method may further include a step of pre-treating the coating film after curing the coating film after the coating film is formed.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전처리 단계는, 90℃ 내지 120℃의 온도조건 하에서 열처리하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pretreatment step may be a heat treatment under a temperature condition of 90 ° C to 120 ° C.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 코팅필름을 경화시키는 단계는, 펄스 UV 조사에 의하는 것일 수 있다. In order to achieve the above object, the step of curing the coating film may be performed by pulse UV irradiation.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스 UV는, 1000V 내지 5000V의 전압조건에서, 50μs 내지 10,000 μs 의 펄스 폭 범위로 인가하는 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pulse UV may be applied in a pulse width range of 50 μs to 10,000 μs at a voltage of 1000 V to 5000 V.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스 UV의 파장은 200nm 내지 1000nm인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the wavelength of the pulse UV may be 200 nm to 1000 nm.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 펄스 UV의 인가횟수는 1000회 내지 5000회인 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the pulse UV may be applied 1000 to 5000 times.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 코팅필름을 경화한 후 열처리하는 단계를 더 거치는 것일 수 있다. In another embodiment of the present invention, the coating film may be further cured and then heat-treated.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 제조방법에 따라 제조되는 광학용 코팅필름을 제공할 수 있다. In order to accomplish the above object, the present invention provides an optical coating film prepared according to the above-described method.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 제조방법에 따라 제조된 광학용 코팅필름이 표면상에 위치하는 광학용 기재를 제공할 수 있다. In order to accomplish the above object, the present invention provides an optical substrate having an optical coating film formed on the surface thereof.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발수성을 가지는 플루오르알킬 알콕시 실란을 사용하여 발수성이 더 증대되어 내화학성이 증대된 코팅필름을 제조할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a fluorine alkylalkoxysilane having water repellency is used to further increase the water repellency and to produce a coating film having increased chemical resistance.

나아가, 단순히 폴리실라잔만 사용하여 경화시키는 경우에는 실리카로 개질되어 친수성을 가지는 실리카의 특성상 광학용 코팅필름으로 사용할 수 없는 반면, 발수성을 가지는 불소계 화합물인 플루오르알킬 알콕시 실란을 폴리실라잔과 함께 사용하여 발수성이 향상된 광학용 코팅필름을 제조할 수 있다. Further, when curing is carried out using only polysilazane, it is not possible to use it as an optical coating film due to the nature of silica which is modified with silica and has hydrophilic property. On the other hand, fluoroalkylalkoxysilane, which is a fluorine compound having water repellency, Thereby producing an optical coating film having improved water repellency.

본 발명의 실시예에 따르면, 폴리실라잔을 코팅한 후 실리카로 개질하는 공정에 있어서, 기존의 고온의 열처리 공정 대신, 펄스UV를 사용하여 실온에서도 충분히 폴리실라잔을 실리카로 개질할 수 있어서, 기재의 제한 없이 다양한 소재에서 내열성, 내화학성, 광투과도, 투습도 특성 및 경도가 우수한 실리카 소재의 광학용 코팅필름을 형성할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the polysilazane can be sufficiently converted into silica even at room temperature by using pulsed UV in place of the conventional heat treatment at a high temperature in the process of coating polysilazane and then reforming it into silica, A silica-based optical coating film excellent in heat resistance, chemical resistance, light transmittance, moisture permeability characteristics and hardness can be formed in various materials without limitation of the substrate.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 광학용 코팅필름 제조방법의 순서도이다.
도 2는 광학용 코팅필름 제조방법은 간략 모식도이다(n, x, y는 모두 1이상의 정수이다).
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 FT-IR 그래프이다.
1 is a flowchart of a method for producing an optical coating film.
FIG. 2 is a schematic diagram (n, x, and y are all integers of 1 or more) of a method for producing an optical coating film.
3 is an FT-IR graph according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 다른 광학용 코팅필름의 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for producing an optical coating film according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 광학용 코팅필름을 제조하는 방법에 대한 순서도이며, 도 2는 광학용 코팅필름 제조방법은 간략 모식도이다. Fig. 1 is a flowchart of a method for producing an optical coating film, and Fig. 2 is a schematic diagram of a method for producing a coating film for optical use.

본 발명에 따르면, 플루오르알킬 알콕시 실란을 가수분해 하여 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계(S110), 상기 플루오르알킬 실란올 및 폴리실라잔 용액을 혼합하여 폴리실라잔 혼합용액을 제조하는 단계(S120), 기재의 표면 상에 상기 폴리실라잔 혼합용액을 도포하여 코팅필름을 형성하는 단계(S120) 및 상기 폴리실라잔을 실리카로 개질시켜 상기 코팅필름을 경화시키는 단계(S120)를 포함하고, 상기 플루오르알킬 작용기가 코팅필름의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름을 제조할 수 있다. According to the present invention, there is provided a method for producing a polysilazane mixed solution, comprising the steps of: (S110) hydrolyzing a fluoroalkylalkoxysilane to prepare a fluoroalkylsilanol; (S120) preparing a polysilazane mixed solution by mixing the fluoroalkylsilanol and the polysilazane solution; (S120) coating the polysilazane mixed solution on the surface of the substrate to form a coating film (S120), and modifying the polysilazane to silica to cure the coating film (S120), wherein the fluorine An optical functional coating film characterized in that an alkyl functional group is located on the top of the coating film.

먼저, 플루오르알킬 알콕시 실란을 가수분해 하여 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계(S110)에 있어서, First, in the step (S110) of hydrolyzing a fluoroalkylalkoxysilane to produce a fluoroalkylsilanol,

상기 플루오르알킬 알콕시 실란은, 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.The fluoroalkylalkoxysilane may be represented by the following general formula (1).

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112016120966993-pat00002
Figure 112016120966993-pat00002

(n은 1이상의 정수이고, OR은 메톡시기 또는 에톡시기이다).  (n is an integer of 1 or more, and OR is methoxy group or ethoxy group).

플루오르알킬작용기는 불소(F, fluoro)에 의하여 발수성을 띄므로 플루오르 알킬작용기가 기재의 표면 상부에 위치하게 되면, 친수성을 가지는 실리카 화합물을 사용하는 경우에도 일정수준 이상의 발수성을 유지할 수 있다. Since the fluoroalkyl functional group is water repellent by fluorine (F, fluoro), when the fluoro alkyl functional group is located on the surface of the substrate, even if a hydrophilic silica compound is used, the water repellency can be maintained to a certain level.

이때, 플루오르알킬 알콕시 실란을 가수분해(hydrolysis)하여 알콕시기(-OR)를 하이드록시기(-OH)로 변환하여야 한다. 상기 가수분해 과정과 관련하여 도 2를 참조하면, 도 2에서, (A)에 해당하는 것이 상기 플루오르알킬 알콕시 실란에 해당하고, 가수분해에 의하여 하이드록시기를 가지는 플루오르알킬 알콕시 실란올(A')로 변환되는 것을 확인할 수 있다. At this time, the alkoxy group (-OR) must be converted into a hydroxyl group (-OH) by hydrolysis of the fluoroalkylalkoxysilane. Referring to FIG. 2, referring to FIG. 2, the fluoroalkylalkoxysilane (A ') corresponding to (A) corresponds to the fluoroalkylalkoxysilane and has a hydroxy group by hydrolysis. . ≪ / RTI >

상기 단계에 대해 보다 자세하게 설명하면, 상기 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계는, 상기 플루오르알킬 알콕시 실란, 유기용매 및 물을 혼합한 후 교반하는 것일 수 있다. In more detail, the step of preparing the fluoroalkylsilanol may be performed by mixing the fluoroalkylalkoxysilane, the organic solvent, and water, followed by stirring.

상기 유기용매는, DBE(Dibutylether), toluene, THF(tetrahydrofuran), NMP(n-methyl pyrolidone), Xylene, PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), PMA(Propylene glycol monomethyl ether acetate) 및 Cyclohexane 중 선택되는 하나 이상의 용매인 것일 수 있다.The organic solvent may be one selected from the group consisting of DBE (dibutylether), toluene, tetrahydrofuran (THF), n-methyl pyrolidone (NMP), xylene, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether acetate Or more.

특히, 상기 도 2를 참조할 때, DBE를 사용하여 가수분해 반응을 수행한 것을 확인할 수 있다. 다만, 상기 도 2를 참조하면 물(H2O)이 함께 혼합되는 것을 확인할 수 있는데, 상기 물의 경우, 극소량 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 물이 일정수준 이상 첨가되게 되는 경우에는, 가수분해 반응에 의하여 형성되는 플루오르알킬 실란올 각각이 결집되면서 하기 반응에 따라 폴리실라잔과 대응되도록 반응을 수행할 수 없을 수 있기 때문이다. In particular, referring to FIG. 2, it can be confirmed that the hydrolysis reaction was performed using DBE. However, referring to FIG. 2, it can be confirmed that water (H 2 O) is mixed together. In the case of the water, it may be preferable to use a very small amount. When the water is added to a certain level or more, the fluoroalkylsilanols formed by the hydrolysis reaction may be aggregated and the reaction may not be performed so as to correspond to the polysilazane according to the following reaction.

이때, 상기 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계는, 상온에서 수행될 수 있으며, 5시간 내지 20시간 정도 교반하면서 형성될 수 있다. 상기 시간범위에 한정될 필요는 없으나, 상온 조건에서 천천히 교반하는 경우에, 상기 플루오르알킬 실란올이 각각 결집되는 것은 방지하되 충분히 실란올이 형성될 수 있도록 할 수 있다. At this time, the fluoroalkylsilanol may be prepared at room temperature and may be stirred for about 5 to 20 hours. Although it is not necessary to be limited to the above-mentioned time range, it is possible to prevent aggregation of the fluoroalkylsilanols, but to sufficiently form silanols when they are slowly stirred under normal temperature conditions.

나아가, 상기 플루오르알킬 실란올의 경우, 액상이므로, 하기 단계인 폴리실라잔 용액과 혼합함에 있어서 일 용액으로 쉽게 혼합될 수 있으며, 용액의 색상이 변화하는 등의 부수적인 문제점이 발생하지 않으며, 하기의 단계에 따라 폴리실라잔의 개질공정을 거친 이후에도 일정하게 투명도를 유지하여 광학용 필름으로서 투명도를 유지할 수 있다.Further, in the case of the fluoroalkylsilanols, since they are in the form of liquid, they can be easily mixed with a polysilazane solution in the following step, and can be easily mixed with one solution, The transparency can be maintained as an optical film while maintaining a constant transparency even after the polysilazane modification step has been performed.

다음으로, 상기 플루오르알킬 실란올 및 폴리실라잔 용액을 혼합하여 폴리실라잔 혼합용액을 제조하는 단계(S120)에 있어서, 도 2를 참조하면, 혼합된 상태의 플루오르알킬 실란올-폴리실라잔의 복합 형태는 (C)로 표현될 수 있다.Next, referring to FIG. 2, in the step (S120) of preparing the polysilazane mixed solution by mixing the fluoroalkylsilanol and the polysilazane solution, the mixed solution of the fluoroalkylsilanol-polysilazane The complex form can be expressed as (C).

상기 폴리실라잔 용액은 폴리실라잔과 유기용매를 혼합하여 제조되는 것일 수 있다.The polysilazane solution may be prepared by mixing a polysilazane and an organic solvent.

상기 폴리실라잔(polysilazane)이란 H3Si[NHSiH2]nNHSIH3(n은 1이상의 정수)로 표시되는 실라잔을 모체로 하는 공중합체 화합물을 총칭할 수 있다.The above-mentioned polysilazane may be collectively referred to as a copolymer compound having a silazane as a host, represented by H 3 Si [NHSiH 2 ] nNHSIH 3 (n is an integer of 1 or more).

상기 폴리실라잔은 퍼하이드로폴리실라잔(Perhydropolysilazanes)일 수 있다.The polysilazane may be Perhydropolysilazanes.

본 발명에 따른 퍼하이드로폴리실라잔(이하, PHPS이라고 함)은 Si-N 결합을 반복단위로 포함하고, Si, N, 및 H만으로 이루어진 중합체이다. 상기 PHPS는, Si-N 결합을 제외하고는, 탄소나 산소를 실질적으로 포함하지는 않는다. 상기 PHPS의 가장 단순한 구조는 하기의 화학식 2로 표현되는 구조를 반복 단위로 가지는 쇄상 구조일 수 있다. 도 2를 참조하면, 도 2의 (B)에 해당하는 구조와 동일한 것으로 볼 수 있다. The perhydropolysilazane (hereinafter referred to as PHPS) according to the present invention is a polymer comprising Si-N bond as a repeating unit and consisting of Si, N, and H alone. The PHPS does not substantially contain carbon or oxygen except for Si-N bonds. The simplest structure of the PHPS may be a straight-chain structure having a structure represented by the following formula (2) as a repeating unit. Referring to FIG. 2, it can be seen that it is the same as the structure corresponding to FIG. 2 (B).

[화학식 2](2)

Figure 112016120966993-pat00003
Figure 112016120966993-pat00003

본 발명에서는, 분자 내에 쇄상 구조와 환상 구조를 가지는 PHPS(화학식 3으로 표현되는 PHPS)를 사용할 수 있으며, 하기 화학식 3과 같은 반복 단위를 가지는 PHPS를 사용할 수 있다.In the present invention, PHPS (PHPS represented by Chemical Formula 3) having a chain structure and a cyclic structure in the molecule can be used, and PHPS having a repeating unit represented by Chemical Formula 3 below can be used.

[화학식 3](3)

Figure 112016120966993-pat00004
Figure 112016120966993-pat00004

(n은 1 이상의 정수이다).(n is an integer of 1 or more).

상기 폴리실라잔은 PHPS에 한정되지 않고, 알킬기, 플루오르 알킬기, 광 반응기 등을 치환기로 가지는 폴리실라잔을 사용할 수 있다. The polysilazane is not limited to PHPS but polysilazane having an alkyl group, a fluoroalkyl group, or a photoreactive group as a substituent can be used.

본 발명에 있어서, 상기 폴리실라잔은 일정범위 내의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 특히 1,000 내지 30,000 범위의 중량평균분자량을 가지는 폴리실라잔인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 1,000미만인 경우, 하기 펄스 UV를 조사하는 단계에 의하여 개질되는 코팅필름의 밀도가 낮아 경도가 낮아질 수 있음은 물론, 오염물질에 대한 투습도가 높아지는 문제점 있으며, 중량평균분자량이 30,000 초과 시 코팅용액의 점도가 상승하여 코팅액을 원하는 기재에 골고루 도포하는 것이 어려워지며 경화 후 코팅필름의 불균일도가 상승하여 제조 불량률이 증가하는 문제점 발생할 수 있는바, 상기의 범위 내에서 중량평균분자량을 가지는 폴리실라잔을 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, the polysilazane may have a weight average molecular weight within a certain range. Particularly a polysilazane having a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 30,000. When the weight average molecular weight is less than 1,000, the density of the coating film modified by the step of irradiating the following pulse UV may be low to lower the hardness, and the moisture permeability to the contaminants may be increased. When the weight average molecular weight exceeds 30,000 It is difficult to uniformly coat the coating solution on a desired substrate due to an increase in the viscosity of the coating solution. In addition, since the unevenness of the coating film after curing may increase, the manufacturing defect rate may increase. It is preferable to use silazane.

본 발명에 있어서, 상기 폴리실라잔 용액을 제조함에 있어서, 상기 폴리실라잔 및 유기용매를 혼합하여 제조될 수 있다.In the present invention, the polysilazane solution may be prepared by mixing the polysilazane and an organic solvent.

상기 폴리실라잔 용액을 제조함에 있어서 사용되는 상기 유기 용매는 상기 플루오르알킬 실란올을 제조할 때 사용되는 용매와 동일하다. 따라서, DBE(Dibutylether), toluene, THF(tetrahydrofuran), NMP(n-methyl pyrolidone), Xylene, PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), PMA(Propylene glycol monomethyl ether acetate) 및 Cyclohexane 중 선택되는 하나 이상의 용매인 것일 수 있다. 다만, 상기 나열된 용매에 한정되지 않고, 유기 용매로서 폴리실라잔을 용해시킬 수 있는 용매는 어떠한 종류의 용매라도 사용될 수 있다. The organic solvent used in preparing the polysilazane solution is the same as the solvent used to produce the fluoroalkylsilanol. Therefore, it is preferable to use at least one solvent selected from the group consisting of DBE (dibutylether), toluene, tetrahydrofuran (THF), n-methyl pyrolidone (NMP), xylene, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether acetate Lt; / RTI > However, not limited to the solvents listed above, any solvent may be used as the solvent capable of dissolving the polysilazane as the organic solvent.

본 발명에 있어서, 상기 폴리실라잔은, 상기 폴리실라잔 혼합용액의 전체 중량 대비 1wt% 내지 20wt%인 것일 수 있다. 상기 폴리실라잔과 상기 플루오르알킬 실란올의 중량의 조절에 따라 추후 단계에 따라 형성되는 광학용 코팅필름의 불소 함량을 조절할 수 있음은 물론, 불소함량에 따른 내열성 또한 조절할 수 있다. 또한 폴리실라잔의 경우, 도 2를 참조할 때, 개질된 상태인 최종 단계인 (D)를 기초로 보면, 바인더로서 역할을 하게 되므로 일정 수준 이상의 중량을 포함하고 있어야 하는 바 상기 범위 내의 중량을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 다만, 상기 범위에 한정되는 것은 아니고, 광학용 코팅 필름의 성질 및 사용 용도에 따라서 그 중량비는 조절할 수 있다. In the present invention, the polysilazane may be 1 wt% to 20 wt% based on the total weight of the polysilazane mixed solution. The fluorine content of the optical coating film formed according to the control of the weight of the polysilazane and the fluoroalkylsilanol can be controlled and the heat resistance according to the fluorine content can be controlled. In the case of polysilazane, referring to FIG. 2, on the basis of the final stage (D), which is a modified state, since it acts as a binder, it must contain a certain level of weight or more, . However, the present invention is not limited to the above-mentioned range, and the weight ratio thereof can be adjusted according to the properties of the optical coating film and the intended use.

기재의 표면 상에 상기 폴리실라잔 혼합용액을 도포하여 코팅필름을 형성하는 단계(S130)에 있어서, In the step of forming the coating film by applying the polysilazane mixed solution on the surface of the substrate (S130)

기재를 담지한 후 건조하는 방법인 담지법을 사용하는 것이 일반적이나, 이러한 방법에 한정되지 않고, 기재를 상기 혼합용액에 함침시키거나, 기재의 표면에 상기 혼합용액을 스핀, 슬롯다이, 마이크로 그라비아, 그라비아, 스프레이를 이용하여 분사하는 방법 등을 사용하여 기재의 표면 상에 코팅필름을 형성할 수 있다. It is not limited to such a method. Alternatively, the substrate may be impregnated with the mixed solution, or the mixed solution may be applied to the surface of the substrate by a spin, slot die, microgravure, , Gravure, a method of spraying using a spray, or the like can be used to form a coating film on the surface of a substrate.

이때, 상기 폴리실라잔 혼합용액을 도포하는 조건은, 500rpm 내지 1500rpm 회전수로 1초 내지 1분 동안 코팅할 수 있다. 상기 코팅조건은 도 2의 (C)에 해당하는 상기 폴리실라잔 혼합용액의 상태가 균일하게 존재함과 동시에 일정하게 코팅이 이루어지기 위하여 하는 공정으로서, 상기 회전수나 상기 시간은 일반적인 범위 내의 조건으로, 상기 범위 내의 회전수와 시간에 한정되지 않고, 그 조건을 달리하여 상기 폴리실라잔 혼합용액을 코팅할 수도 있다. At this time, the polysilazane mixed solution may be coated at a rotation speed of 500 rpm to 1500 rpm for 1 second to 1 minute. The coating conditions are such that the state of the polysilazane mixed solution corresponding to (C) in FIG. 2 is uniformly present and that the coating is uniformly performed, and the number of revolutions and the time are set within a general range , The polysilazane mixed solution may be coated with the conditions different from the number of revolutions and time within the above range.

예를 들어 기재는, 플라스틱, 금속, 및 세라믹 소재 중 어느 하나 이상일 수 있다. 본 발명의 경우, 기재에 고온의 열처리를 하지 않고도 하기에 언급되는 펄스 UV를 조사함에 따라 폴리실라잔을 쉽게 경화할 수 있으므로, 반드시 고온에서도 일정한 형태를 유지할 수 있는 세라믹 소재 등만 제한적으로 기재로서 사용할 수 있는 것이 아니고, 고온에 쉽게 형태가 변화할 수 있는 플라스틱과 같은 기재에도 코팅필름을 형성할 수 있다.For example, the substrate may be at least one of plastic, metal, and ceramic materials. In the case of the present invention, since the polysilazane can be easily cured by irradiating the pulsed UV mentioned below without heat treatment at high temperature, only a ceramic material or the like which can maintain a constant shape even at a high temperature, It is possible to form a coating film on a substrate such as a plastic which can easily change its shape at a high temperature.

예를 들어 플라스틱 기재는 PET, PI, PMMA, PP, PE, PEN, EVOH, PVA, TAC, PC 및 생플라스틱 기재로부터 선택되는 것 중 어느 하나 이상일 수 있다.For example, the plastic substrate may be at least one selected from PET, PI, PMMA, PP, PE, PEN, EVOH, PVA, TAC, PC,

다른 예로서, clay, 유리섬유, 실라카가 포함된 복합체, 유리, 및 실리콘 웨이퍼 중 선택되는 하나 이상의 소재일 수 있다.As another example, it may be at least one material selected from among clay, glass fiber, composite containing silica, glass, and silicon wafer.

다른 예로서, 금속 소재는 알루미늄, 스테인레스(SUS), 및 철 중 선택되는 하나 이상의 소재일 수 있다.As another example, the metal material may be at least one material selected from aluminum, stainless steel (SUS), and iron.

이때, 상기 기재의 표면을 상기 혼합용액으로 코팅하기 전에 기재를 세척하는 단계를 더 포함하여 수행할 수 있다. 상기 기재를 세척하는 단계를 더 포함하는 것은 기재를 코팅하기 이전에 기재의 표면 상에 존재하는 불순물을 제거하여 부반응이 발생하는 것을 방지하고, 코팅필름의 결함을 최소화하기 위함이다. 기재를 세척하기 위하여, 상기 기재를 알칼리성 클리너 용액에 10분 내지 1시간 동안 30 ℃ 내지 50℃의 온도조건에서 담갔다가 꺼낸 뒤, DI(Deionized water)/IPA(IsoPropyl Alcohol)을 1:1 비율로 혼합한 용액에 1분 내지 10분간 담가둔 상태에서 초음파 처리를 할 수 있다. 상기와 같은 방법은 기재를 세척하기 위한 하나의 방법에 불과하고, 상기 방법 이외에도 기재를 세척하기 위한 다른 방법을 사용할 수 있다. At this time, it is possible to further include washing the substrate before coating the surface of the substrate with the mixed solution. The step of washing the substrate further includes the step of removing impurities existing on the surface of the substrate before coating the substrate to prevent side reactions from occurring and to minimize the defects of the coating film. In order to clean the substrate, the substrate was immersed in an alkaline cleaner solution at a temperature of 30 ° C to 50 ° C for 10 minutes to 1 hour and taken out, and then DI (Deionized water) / IPA (IsoPropyl Alcohol) The ultrasonic treatment can be carried out while immersed in the mixed solution for 1 minute to 10 minutes. Such a method is merely one method for cleaning the substrate, and other methods for cleaning the substrate may be used in addition to the above method.

상기 폴리실라잔을 실리카로 개질시켜 상기 코팅필름을 경화시키는 단계(S140)에 있어서, In the step (S140) of modifying the polysilazane with silica to cure the coating film,

경화하는 방법은, 암모니아수를 처리하거나, 펄스 UV를 조사하는 등 다양한 방법을 사용할 수 있다. Various methods can be used for curing, such as treating ammonia water or irradiating with pulse UV.

이때, 상기 코팅필름을 형성한 후 상기 코팅필름을 경화시키기 전에 상기 코팅필름을 전처리 하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include pretreating the coating film before curing the coating film after the coating film is formed.

상기 전처리 단계는 90℃ 내지 120℃의 온도조건 하에서 열처리하는 것으로 수행될 수 있다. 상기 온도 범위에서 열처리하여 전처리를 수행하는 것은 기재 상에 폴리실라잔-플루오르알킬 실란올 복합 형태인 도 2의 (C)에 해당하는 물질 만을 코팅하기 위함이고 잔류하는 용매를 제거하기 위한 것이다. The pretreatment may be performed by heat treatment at a temperature of 90 ° C to 120 ° C. The pretreatment by the heat treatment in the temperature range described above is for coating only the material corresponding to (C) in FIG. 2, which is a composite polysilazane-fluoroalkylsilanol complex, on the substrate and for removing residual solvent.

다만, 상기 범위 내의 온도조건 하에서만 전처리를 수행하는 것으로 한정되지는 않으나 90℃ 미만의 온도 조건에서 기재의 표면을 전처리하는 경우, 잔류하는 용매를 비롯한 이물질을 제거하지 못하여 코팅필름에 불순물이 존재하여 불량률이 발생할 수 있고, 120℃를 초과하는 경우에는, 코팅되어 있는 PET 같은 플라스틱 기재가 손상될 수도 있는바, 상기 온도범위 내에서 전처리하는 것이 바람직하다.However, when the surface of the substrate is pretreated at a temperature of less than 90 ° C., impurities such as residual solvent may not be removed and impurities may be present in the coating film A defective ratio may occur. If it exceeds 120 캜, the coated plastic material such as PET may be damaged, and it is preferable to perform the pretreatment within the above temperature range.

예를들어, 상기 코팅필름을 경화시키는 단계는, 펄스 UV 조사에 의하는 것일 수 있다. For example, the step of curing the coating film may be by pulse UV irradiation.

펄스 UV조사 방식은 일반적인 UV조사 방식과 동일한 일을 하더라도 수백만분의 초 단위 또는 수천만분의 초 단위의 펄스 폭으로 에너지를 순간적으로 조사하는 방식이다. 펄스 UV조사 방식은 1000℃이상의 높은 온도조건을 유지해야하는 일반적인 열경화 방식과는 다르게 상대적으로 저온 조건에서 순간적으로 에너지를 조사하는 바, 실온에서도 개질(경화) 공정을 수행할 수 있고, 순간적으로 에너지를 조사하는 방식이어서 열이 전달됨에 따라 넓은 부분에 손상을 야기하는 열경화 방식보다 공정의 시간을 단축할 수 있음은 물론 효율적인 공정일 수 있다. 또한, 열경화 방식의 경우, 공정마다 별도의 냉각장치 또는 별도의 가열장치등을 구비하여야 하는 반면, 펄스 UV를 사용하는 방식의 경우, 펄스 UV램프는 전원을 쉽게 조작할 수 있음은 물론, 개질(경화)공정 동안 온도가 증가하는 등의 문제점이 발생하지 않으므로 공정 전체를 비교하더라도 열 경화방식보다 공정이 안전하고 유지비용이 적게 들어 경제적인 것일 수 있다.Pulsed UV irradiation is a method of momentarily irradiating energy with millions of minutes of pulse width in seconds or tens of millions of minutes in the same way as ordinary UV irradiation. The pulse UV irradiation system can perform the modification (curing) process even at room temperature by irradiating energy instantaneously at a relatively low temperature condition, unlike a general thermosetting method in which a high temperature condition of 1000 占 폚 or more is required to be maintained. It is possible to shorten the process time and be an efficient process as compared with the thermal curing method which causes damage to a wide area as the heat is transferred. In the case of the thermosetting method, a separate cooling device or a separate heating device should be provided for each process. On the other hand, in the case of using the pulse UV, the pulse UV lamp can easily operate the power source, (Curing) process. Therefore, even if the entire process is compared, the process may be more economical than the thermal curing process because the process is safer and the maintenance cost is lower.

또한, 폴리실라잔이 실리카로 개질됨에 따라, 개질된 실리카가 바인더(binder)로 작용하게 되어, 플루오르 알킬 실란의 실리카 작용기가 바인더인 실리카와 결합되게 되어, 발수성을 지니는 플루오르알킬 작용기 부분은 개질된 폴리실라잔과 반대방향 쪽에 플루오르 알킬 작용기가 위치하려 하는 성질에 의하여, 플루오르 알킬 작용기는 코팅필름의 상부에 위치하게 될 수 있다. Further, as the polysilazane is modified with silica, the modified silica acts as a binder, so that the silica functional group of the fluoroalkylsilane is bonded to the silica as the binder, so that the fluoroalkyl functional moiety having water repellency is modified Depending on the nature of the fluoroalkyl functionality being located on the opposite side of the polysilazane, the fluoroalkyl functionality may be located on top of the coating film.

따라서, 실리카가 친수성이 띄는 물질임에도 불구하고, 발수성을 띄는 플루오르 알킬 작용기가 코팅필름 표면의 상부에 위치하게 되어 발수성이 증대될 수 있다.Therefore, although the silica is a hydrophilic substance, the water-repellent fluoroalkyl functional group is located on the surface of the coating film, so that the water repellency can be increased.

예를 들어, 본 발명에 있어서, 펄스 UV는, 1000V 내지 5000V의 전압조건에서, 50μs 내지 10,000μs 의 펄스 폭 범위로 조사할 수 있다.  For example, in the present invention, the pulse UV can be irradiated in a pulse width range of 50 μs to 10,000 μs under a voltage condition of 1000 V to 5000 V.

나아가, 이때의 펄스 UV의 파장은 200nm 내지 1000nm일 수 있다. 더 바람직하게 펄스 UV의 파장은 200nm 내지 450nm일 수 있다. 파장의 길이에 따라 200nm 내지 450nm는 자외선 영역대로서 펄스 UV를 조사하여 개질시키기에 가장 바람직한 파장길이일 수 있다.Further, the wavelength of the pulse UV at this time may be 200 nm to 1000 nm. More preferably, the wavelength of the pulsed UV may be between 200 nm and 450 nm. Depending on the length of the wavelength, 200 nm to 450 nm may be the wavelength range most favorable for modifying by irradiation with pulse UV as the ultraviolet region band.

좀 더 구체적으로 상기 펄스 UV의 파장은 200 nm 내지 400nm일 수 있다. 상기 펄스 UV의 경우, 개질(경화)하기 위해서는 상기 온도 범위 내에서 개질할 수 있는데, 400nm를 초과하는 경우에는 펄스 UV의 에너지가 상대적으로 작아서, 단순히 살균하는 정도의 빛에 불과할 수 있으므로, 상기 범위 파장 내의 펄스 UV를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. More specifically, the wavelength of the pulse UV may be 200 nm to 400 nm. In the case of the pulse UV, it can be modified within the above-mentioned temperature range in order to modify (cure). If it exceeds 400 nm, the energy of the pulse UV is relatively small and may be merely sterilized light. It may be desirable to use the pulse UV within the wavelength.

펄스 UV를 조사함에 있어서, 전압을 높이게 되면, 조사시간이 단축되고, 조사 횟수가 줄어들 수 있다. 다만, 전압이 5000V를 초과하게 되는 경우, 공정운영면에서 비용과 운영시간적 측면에서 보았을 때, 경제적으로 바람직하지 않은바, 1000V 내지 5000V의 범위에서 펄스 UV를 조사할 수 있다.When the pulse UV is irradiated, if the voltage is increased, the irradiation time is shortened and the number of times of irradiation can be reduced. However, when the voltage exceeds 5000 V, the pulse UV can be irradiated in the range of 1000 V to 5000 V, which is economically undesirable in terms of cost and operating time in terms of process operation.

펄스 UV를 조사할 때, 산소를 포함하는 혼합기체 하에서 펄스 UV를 조사할 수 있는데, 특히 공기 및 기체 분위기에서 상대습도 10% 이상의 조건에서 펄스 UV를 조사할 수 있다.When irradiating pulse UV, it is possible to irradiate pulsed UV under a mixed gas containing oxygen, especially in air and gas atmosphere and at a relative humidity of 10% or more.

상기 펄스 UV의 인가횟수는 1000회 내지 5000회일 수 있다.The number of times of application of the pulse UV may be from 1,000 times to 5,000 times.

펄스 UV의 인가횟수는 인가하는 전압조건에 따라 달라질 수 있으므로 상기 인가횟수에 한정되지는 않지만, 상기 인가하는 전압이 높을수록 펄스 UV의 인가횟수는 적어질 수 있다.The number of application of the pulse UV may vary depending on a voltage condition to be applied, so that the number of application of the pulse UV may be reduced as the voltage applied is not limited.

본 발명의 다른 일 실시예로서, 상기 광학용 코팅필름의 제조방법에 따라 제조되는 광학용 코팅필름을 제공할 수 있다.As another embodiment of the present invention, it is possible to provide an optical coating film produced according to the process for producing an optical coating film.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예로서, 상기 광학용 코팅필름의 제조방법에 따라 제조되는 광학용 코팅필름이 표면 상에 위치하는 광학용 기재를 제공할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided an optical substrate having an optical coating film formed on the surface thereof according to the process for producing the optical coating film.

[[ 실시예Example 1]  One] 광학용 코팅필름의 제조Manufacture of optical coating film

1. PET 필름(기재) 준비 단계1. PET film (substrate) preparation step

200㎛ 두께의 PET 필름을 40℃의 온도조건에서 알칼리 클리너에 30분 동안 담가두었다가, DI(deionized water)/IPA(Isopropyl Alcohol)이 1:1로 혼합된 용액에 담가서 5분 동안 초음파 처리를 하여 PET 필름의 표면을 세척한다.A PET film having a thickness of 200 μm was immersed in an alkaline cleaner at a temperature of 40 ° C. for 30 minutes and then immersed in a solution of DI (deionized water) / IPA (isopropyl alcohol) in a ratio of 1: 1 and sonicated for 5 minutes The surface of the PET film is cleaned.

PET 필름의 표면을 세척한 후 컨벡션 오븐(convection oven)을 100℃로 설정한 뒤 한 시간 동안 건조한다.After cleaning the surface of the PET film, the convection oven is set at 100 DEG C and dried for one hour.

2. 2. 플루오르알킬Fluoroalkyl 실란올Silanol 제조 단계 Manufacturing stage

1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane(PFTES) 0.09g, DBE(Dibutylether) 1.3g 및 H2O를 극소량첨가한 후 상온에서 17시간 교반하여 플루오르알킬 실란올(PFTES-OH)를 합성하였다.(PFTES-OH) was synthesized by adding 0.09 g of 1H, 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFTES), 1.3 g of DBE (dibutylether) and H 2 O in a small amount and stirring at room temperature for 17 hours.

3. 3. 폴리실라잔Polysilazane 혼합용액(코팅용액) 준비 단계 Preparation of mixed solution (coating solution)

5% Perhydropolysilazane(PHPS)와 DBE를 혼합하여 합성 폴리실라잔 용액을 제조한 뒤 이를 PFTES-OH 용액에 천천히 적하 후 1시간 동안 교반하여 폴리실라잔 혼합용액을 합성하였다. A synthetic polysilazane solution was prepared by mixing 5% Perhydropolysilazane (PHPS) and DBE, and slowly added dropwise to the PFTES-OH solution. After stirring for 1 hour, polysilazane mixed solution was synthesized.

4. 4. 폴리실라잔Polysilazane 혼합용액 코팅 단계 Mixed solution coating step

상기 제조된 혼합용액을 PET 기재 표면에 코팅을 한다.The prepared mixed solution is coated on the PET substrate surface.

5. 5. 코팅필름전처리Pretreatment of coating film 단계 step

상기 코팅된 PET 기재를 120℃로 1분간 열처리 한다.The coated PET substrate is heat-treated at 120 DEG C for 1 minute.

6. 광학용 코팅필름 제조 단계6. Manufacturing steps of optical coating film

상기 코팅된 PET 기재에 펄스 UV를 3000V 전압조건에서, 펄스 폭을100μs으로 하여, 2000회 조사하여 광학용 코팅필름을 제조하였다.The coated PET substrate was irradiated with 2000 times of pulse UV at a voltage of 3000 V under a pulse width of 100 μs to prepare an optical coating film.

[[ 실시예Example 2]  2] 광학용 코팅필름의 제조Manufacture of optical coating film

실시예 1에 있어서, 1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane(PFTES)을 1.0wt% 사용하고, PHPS를 5wt% 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학용 코팅필름을 제조한다.An optical coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.0 wt% of 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFTES) was used and 5 wt% of PHPS was used.

[[ 실시예Example 3]  3] 광학용 코팅필름의 제조Manufacture of optical coating film

실시예 1에 있어서, 1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane(PFTES)을 0.2wt% 사용하고, PHPS를 5wt% 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학용 코팅필름을 제조한다.An optical coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.2 wt% of 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFTES) was used and 5 wt% of PHPS was used.

[[ 실시예Example 4]  4] 광학용 코팅필름의 제조Manufacture of optical coating film

실시예 1에 있어서, 1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane(PFTES)을 0.2wt% 사용하고, PHPS를 3wt% 사용하는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 광학용 코팅필름을 제조한다.An optical coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.2 wt% of 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFTES) was used and 3 wt% of PHPS was used.

[[ 비교예Comparative Example 1]  One]

PET 기재만을 준비한다.Only PET substrate is prepared.

[[ 비교예Comparative Example 2]  2]

실시예 1에 있어서, 1H,1H,2H,2H-Perfluorooctyltriethoxysilane(PFTES)을 혼합하지 않고 폴리실라잔만을 사용하여 동일한 방법으로 광학용 코팅필름을 제조한다.In the same manner as in Example 1 except that 1H, 1H, 2H, and 2H-Perfluorooctyltriethoxysilane (PFTES) were not mixed, polysilazane alone was used to prepare an optical coating film.

상기 실시예 1 내지 실시예 3과 비교예 2에 대한 접촉각(contact angle, º)관찰 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The results of contact angle (º) observations for Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 are shown in Table 1 below.

구분division 폴리실라잔 비율Polysilazane ratio 플루오로알킬 실란 비율The fluoroalkylsilane ratio 접촉각Contact angle 실시예 1Example 1 5wt%5 wt% 5wt%5 wt% 118 º 118 º 실시예 2Example 2 5wt%5 wt% 1.0wt%1.0 wt% 112 º112º 실시예 3Example 3 5wt%5 wt% 0.2wt%0.2 wt% 108 º108 º 실시예 4Example 4 3wt%3wt% 0.2wt%0.2 wt% -- 비교예 1Comparative Example 1 0wt%0wt% 0wt%0wt% -- 비교예 2Comparative Example 2 10wt%10wt% 0wt%0wt% 27 º27 º

비교예 1과 같이 폴리실라잔만 사용하는 경우, 폴리실라잔이 개질됨에 따라 형성되는 실리카에 의하여 접촉각이 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 실리카 자체의 친수성에 따른 것으로, 폴리실라잔을 경화함에 따라 발생되는 문제점으로 볼 수 있다.In the case of using only polysilazane as in Comparative Example 1, it can be confirmed that the contact angle is remarkably reduced by the silica formed as the polysilazane is modified. This is due to the hydrophilicity of silica itself, which can be seen as a problem caused by curing polysilazane.

그러나, 실시예 1 내지 실시예 3을 참조하면, 플로오로알킬 실란을 함유하는 경우, 발수성을 가지는 플루오로알킬 작용기가 기재의 표면 상에 위치하게 되어 폴리실라잔이 개질되는 경우에도 일정수준 이상의 접촉각을 가지는 것으로 확인할 수 있어서, 발수성이 향상된 광학용 필름이 제조되는 것을 확인할 수 있다. However, referring to Examples 1 to 3, when the fluoroalkylsilane is contained, even if the polysilazane is modified due to the fact that the fluoroalkyl functional group having water repellency is positioned on the surface of the substrate, It can be confirmed that an optical film having improved water repellency is produced.

하기 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 FT-IR 그래프로서, 실시예 1을 제조함에 있어서, 폴리실라잔 혼합용액까지 제조한 것을 5PH-5PF로 표시하여 실라잔 작용기(-Si-N-S)가 존재하는 것을 확인할 수 있고, 플루오르알킬 실란올을 제조한 것을 PFTES-OH in DBE로 표시하여 (-Si-O-)기를 확인할 수 있고, 플루오르알킬 알콕시 실란자체를 PFTES로 기재하였으며, DBE 용매로 제조한 폴리실라잔 용액을 PHPS in DBE로 표시하였다. FIG. 3 is a FT-IR graph according to an embodiment of the present invention. In the preparation of Example 1, a silazane functional group (-Si-NS) represented by 5PH- (-Si-O-) group can be identified as PFTES-OH in DBE, fluoroalkylalkoxysilane itself is described as PFTES, and it can be confirmed that the fluoroalkylalkoxysilane is produced by DBE solvent One polysilazane solution was labeled PHPS in DBE.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and 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 (15)

플루오르알킬 알콕시 실란을 가수분해 하여 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계;
상기 플루오르알킬 실란올 및 폴리실라잔 용액을 혼합하여 폴리실라잔 혼합용액을 제조하는 단계;
기재의 표면 상에 상기 폴리실라잔 혼합용액을 도포하여 코팅필름을 형성하는 단계; 및
상기 폴리실라잔을 실리카로 개질시켜 상기 코팅필름을 경화시키는 단계;를 포함하고,
상기 코팅필름을 경화시키는 단계에서, 상기 폴리실라잔이 실리카로 개질됨에 따라, 개질된 실리카가 바인더로 작용하게 되고, 상기 플루오르알킬 실란올의 실리카 작용기가 상기 바인더인 실리카와 결합되게 되고, 플루오르알킬 작용기가 코팅필름의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하고,
상기 플루오르알킬 알콕시 실란은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112018013068720-pat00009

(n은 1이상의 정수이고, OR은 메톡시기 또는 에톡시기이다).
Hydrolyzing the fluoroalkylalkoxysilane to produce a fluoroalkylsilanol;
Mixing the fluoroalkylsilanol and the polysilazane solution to prepare a polysilazane mixed solution;
Applying the polysilazane mixed solution on the surface of the substrate to form a coating film; And
Modifying the polysilazane to silica to cure the coating film,
In the step of curing the coating film, as the polysilazane is modified into silica, the modified silica acts as a binder, and the silica functional group of the fluoroalkylsilanol becomes bonded with the silica as the binder, Characterized in that the functional group is located on top of the coating film,
Wherein the fluoroalkylalkoxysilane is represented by the following Formula 1: < EMI ID =
[Chemical Formula 1]
Figure 112018013068720-pat00009

(n is an integer of 1 or more, and OR is methoxy group or ethoxy group).
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 플루오르알킬 실란올을 제조하는 단계는, 상기 플루오르알킬 알콕시 실란, 유기용매 및 물을 혼합한 후 교반하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the fluoroalkylsilanol is prepared by mixing the fluoroalkylalkoxysilane, the organic solvent, and water, followed by stirring.
제3항에 있어서,
상기 유기 용매는 DBE(Dibutylether), toluene, THF(tetrahydrofuran), NMP(n-methyl pyrolidone), Xylene, PGMEA(Propylene glycol methyl ether acetate), PMA(Propylene glycol monomethyl ether acetate) 및 Cyclohexane 중 선택되는 하나 이상의 용매인 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
The method of claim 3,
The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of DBE (dibutylether), toluene, tetrahydrofuran (THF), n-methyl pyrolidone (NMP), xylene, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether acetate Wherein the solvent is a solvent.
제1항에 있어서,
상기 폴리실라잔은 퍼하이드로 폴리실라잔(Perhydropolysilazanes) 또는 치환기가 포함된 폴리실라잔인 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polysilazane is Perhydropolysilazanes or a polysilazane containing a substituent group.
제1항에 있어서,
상기 폴리실라잔은, 상기 폴리실라잔 혼합용액의 전체 중량 대비 1wt% 내지 20wt%인 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the polysilazane is 1 wt% to 20 wt% of the total weight of the polysilazane mixed solution.
제1항에 있어서,
상기 코팅필름을 형성한 후 상기 코팅필름을 경화시키기 전에 상기 코팅필름을 전처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of pre-treating the coating film before curing the coating film after forming the coating film.
제7항에 있어서,
상기 전처리 단계는, 90℃ 내지 120℃의 온도조건 하에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the pre-treatment step is a heat treatment under a temperature condition of 90 ° C to 120 ° C.
제1항에 있어서,
상기 코팅필름을 경화시키는 단계는,
펄스 UV 조사에 의하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of curing the coating film comprises:
Wherein the film is irradiated with pulsed UV light.
제9항에 있어서,
펄스 UV는, 1000V 내지 5000V의 전압조건에서, 50μs 내지 10,000 μs 의 펄스 폭 범위로 인가하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the pulse UV is applied in a pulse width range of 50 占 퐏 to 10,000 占 퐏 at a voltage of 1000V to 5000V.
제9항에 있어서,
상기 펄스 UV의 파장은 200nm 내지 1000nm인 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the wavelength of the pulse UV is 200 nm to 1000 nm.
제9항에 있어서,
상기 펄스 UV의 인가횟수는 1000회 내지 5000회인 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the number of times of application of the pulse UV is 1000 times to 5000 times.
제1항에 있어서,
상기 코팅필름을 경화시키는 단계 후에, 상기 코팅필름에 열처리 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 코팅필름의 제조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of heat treating the coating film after curing the coating film.
제1항에 따라 제조되는 광학용 코팅필름.
A coating film for optics produced according to claim 1.
제1항에 따라 제조되는 광학용 코팅필름이 표면상에 위치하는 광학용 기재.

An optical substrate according to claim 1, wherein the optical coating film is placed on a surface.

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