KR101917149B1 - 내후성이 우수한 방오성 코팅조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이산화티탄 입자(A) 0.5 내지 2중량%; 실리카 입자(B) 0.3 내지 3중량%; 염화리튬 입자(C) 0.2 내지 2.5중량%; 알콕시실란계 화합물(D) 0.1 내지 3중량%; 및 잔량의 용매(E)를 포함하는 방오성 코팅조성물에 관한 것이다. 본 발명의 내후성이 우수한 방오성 코팅조성물은 초친수성, 내스크래치성, 및 내마모성이 우수하며, 비진공 습식코팅(wet coating)이 가능하여 제조시간이 짧고 공정성이 우수하다.

Description

내후성이 우수한 방오성 코팅조성물{ANTI-FOULING COATING COMPOSITION HAVING EXCELLENT WEATHERABILITY}
본 발명은 내후성이 우수한 방오성 코팅조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 초친수성, 내스크래치성, 내마모성, 및 내후성이 우수한 방오성 코팅조성물에 관한 것이다.
일반적으로 방오성 코팅조성물은 내스크래치성 및 내마모성이 취약한 소재의 표면을 보호하는 동시에 외관을 유지하기 위하여 사용되고 있다.
이와 같이 방오성 코팅조성물이 적용되는 소재로는 자동차 전면 유리, 사이드 미러, 건축용 유리 등의 글라스(glass) 소재, 자동차 또는 건축용 내·외장재로 사용되는 금속 소재 또는 플라스틱 소재 등을 예시할 수 있다.
소재 표면에 내스크래치성 또는 내마모성 개선을 위하여 플라즈마 화학증착법(Plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD), CVD법, 스퍼터링법(sputtering), 졸-겔법 등에 의하여 기재 위에 하드코팅층으로 실리카막을 형성하려는 시도가 있어 왔다. 그러나, PECVD법, CVD법, 스퍼터링법은 장치가 고가이고 양질의 도막을 형성하기 위한 제어가 번거롭다는 문제가 있고, 졸-겔법에서는 요구되는 소성 온도가 500℃ 이상으로 높아 공정이 용이하지 않은 문제점이 있다.
내스크래치성과 내마모성에서 더 나아가, 자동차 외장재, 건축용 외장재 등은 먼지, 배기가스, 눈 또는 비 등에 의하여 쉽게 오염될 수 있으므로 방오성이 요구된다.
그러나, 종래 기술의 방오성 코팅조성물은 방오성이 있더라도 첨가제 형식으로 불소 화합물이 첨가되므로, 시간 경과에 따라 방오성이 지속되지 못하고 단기간에 소멸되어 버린다는 문제점이 있었다.
불소 화합물 첨가 이외에 방오성을 부여하기 위한 다른 방안으로 발수 처리하는 방법이 제안되어 왔다. 구체적으로, 소재 표면을 발수 왁스(wax)로 코팅하여 소수성 피막을 형성함으로써, 내리는 비 또는 세척시 사용되는 물이 소재 표면에 접촉시 물방울을 형성하여 소재 표면 아래로 굴러 떨어지게 하는 것이다. 따라서 비 또는 세척시 사용된 물이 포함하는 오염물이 소재 표면에 잔류하는 것을 예방할 수 있을 뿐만 아니라, 오염물 성분이 표면에 접착하더라도, 물로 용이하게 세척할 수 있는 이점이 있다.
그러나, 종래의 소수성 피막 형성에 의한 발수 처리 역시 일시적으로 또는 단시간 내에 소수성을 부여하고, 이에 따라 소수성 효과가 충분히 지속되는 것을 기대하기 어려우며, 또한, 비나 세척으로 인해 소수성 피막이 쉽게 제거된다는 문제점이 있다.
따라서, 시간의 경과와 상관없이 지속성 있는 내후성과 내스크래치성 및 내마모성이 우수하며 방오코팅층을 용이하게 형성할 수 있는 방오성 코팅조성물의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내후성이 우수한 방오성 코팅조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 내스크래치성 및 내마모성이 우수한 방오성 코팅조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 이산화티탄 입자(A) 0.5 내지 2중량%; 실리카 입자(B) 0.3 내지 3중량%; 염화리튬 입자(C) 0.2 내지 2.5중량%; 알콕시실란계 화합물(D) 0.1 내지 3중량%; 및 잔량의 용매(E)를 포함하는 방오성 코팅조성물에 관한 것이다.
또한, 상기 이산화티탄 입자(A)의 평균입경(D50)은 8nm 내지 15nm이고, 상기 실리카 입자(B)의 평균입경(D50)은 10㎛ 내지 130㎛이며, 상기 염화리튬 입자(C)의 평균입경(D50)은 10㎛ 내지 130㎛일 수 있다.
또한, 상기 알콕시실란계 화합물(D)은 테트라에톡시실란(TEOS)이고, 상기 용매(E)는 에탄올이며, 상기 에탄올과 상기 테트라에톡시실란은 1 : 0.001 내지 1 : 0.02의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 방오성 코팅조성물.
또한, 상기 실리카 입자(B)와 상기 염화리튬 입자(C)는 1 : 0.5 내지 1 : 3의 중량비로 포함될 수 있다.
또한, 상기 방오성 코팅조성물은 레벨링제, 자외선 안정제, 열 안정제, 항산화제, UV 흡수제, 계면활성제, 및 윤활제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 방오성 코팅조성물은 pH값이 7 내지 8일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 기재; 및 상기 기재의 일면에 형성된 방오코팅층을 포함하고, 상기 방오코팅층은 상기 방오성 코팅조성물로부터 형성된 것이며, 상기 방오코팅층의 두께는 300nm 내지 800nm일 수 있다.
또한, 상기 방오코팅층의 연필경도는 7H 내지 9H이고, 물방울 접촉각은 5° 이하이며, ASTM D-4587 규정에 따라 측정된 색차값(△E)이 0.3 이하일 수 있다.
본 발명의 내후성이 우수한 방오성 코팅조성물은 초친수성, 내스크래치성, 및 내마모성이 우수하며, 비진공 습식코팅(wet coating)이 가능하여 제조시간이 짧고 공정성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방오코팅필름의 단면도이다.
도 2는 실시예 1의 방오성 코팅조성물이 코팅된 차량용 알루미늄 휠(wheel)의 세정 전 후 상태를 촬영한 사진이다.
이하, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 질 줄 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 관점에 따른 방오성 코팅조성물은 이산화티탄 입자(A), 실리카 입자(B), 염화리튬 입자(C), 알콕시실란계 화합물(D), 및 용매(E)를 포함한다.
상기 이산화티탄 입자(TiO2)(A)는 약 387nm 이하의 파장을 갖는 근자외광을 조사하면, 조사된 광에너지(hv)를 흡수하여 전도대(CB)의 전자(e)와 원자가전자대(VB)의 정공(h)을 생성하는 광촉매이다. 이렇게 이산화티탄에서 생성된 전자(e)-정공(h) 쌍은 수초 내에 재결합(recombination)하게 되지만, 재결합하기 전에 공기 중의 수분(H2O) 및 산소(O2)와 반응시 OH라디칼과 O2 -라디칼로 분해시킨다.
이산화티탄의 광촉매 분해(Photocatalytic Degradation) 메커니즘은 하기 화학반응식 1로 나타낼 수 있다.
[화학반응식 1]
Figure 112018048618325-pat00001
상기 화학반응식 1의 광촉매 분해를 통하여 생성된 정공(h)과 OH라디칼은 유기물(R)과 반응하여 유기물(R)을 이산화탄소와 물로 분해할 수 있다. 상기 유기물 분해 메커니즘은 하기 화학반응식 2로 나타낼 수 있다.
[화학반응식 2]
Figure 112018048618325-pat00002
상기 이산화티탄 입자는 평균입경(D50)이 8nm 내지 15nm인 백색분말이다. 상기 범위에서 활성표면적을 최대화할 수 있으며, 충분한 분산성을 확보할 수 있다.
상기 이산화티탄 입자는 방오성 코팅조성물의 총 함량에 대하여 0.5 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. 0.5중량% 미만으로 포함되는 경우 광촉매 활성이 저하되어 자기세정(self cleaning) 효과, 항균성, 초친수성이 저하될 수 있으며, 2중량%를 초과하는 경우에는 내후성이 저하될 수 있다.
실리카 입자(SiO2)(B)는 실리케이트를 전구체로 하여 형성된 입자를 의미한다. 상기 실리카 입자의 평균입경(D50)은 10㎛ 내지 130㎛인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 평균입경(D50)이 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 실리카 입자의 평균입경(D50)이 10㎛ 미만인 경우, 입자의 응집이 발생하여 막 균일성이 저하될 수 있으며, 평균입경(D50)이 130㎛를 초과하는 경우에는 기계적 물성이 저하될 수 있다.
일 구체예로서, 상기 실리카 입자(B)는 주름 형태의 표면을 가질 수 있다. 일반적으로 메조기공상(mesoporous) 입자는 구형의 실리카 입자에 기공이 형성된 형태인 반면, 상기 실리카 입자는 표면이 주름 형태를 이루며, 메조기공상 입자의 기공과 같이 주름 사이의 빈 공간이 생겨 특정한 기능성 물질이 위치할 수 있고, 상기 기능성 물질을 운반하는 역할을 수행할 수 있다. 나아가 일반적인 메조기공상 입자의 기공은 직경이 작아서 적용이 가능한 기능성 물질의 크기가 제한되지만, 상기 주름 형태의 실리카 입자의 경우, 주름 간의 간격이 메조기공상 입자에 위치하기 어려운 크기의 기능성 물질까지 위치할 수 있고, 이에 대한 운반이 가능하게 된다. 이를 위하여, 상기 주름 형태의 표면을 갖는 실리카 입자는 주름의 간격이 5nm 내지 1㎛이고, 바람직하게는 주름의 간격이 10nm 내지 50nm인 실리카 입자이며, 주름의 두께는 5nm 내지 100nm인 것이 바람직하다.
상술한 이산화티탄 입자는 바인더 상에 단단히 고정되어야 유효 표면적을 확보할 수 있다. 다만, 이산화티탄 입자는 바인더가 유기물질인 경우에는 이산화티탄 입자에 의하여 분해될 수 있기 때문에 본 발명자는 이를 고정할 수 있는 무기바인더로서 실리카 입자(SiO2)를 도입하게 되었다.
상기 실리카 입자(B)는 분말상으로 포함되며, 방오성 코팅조성물의 총 함량에 대하여 0.3 내지 3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우 방오코팅 층의 내마모성, 내스크래치성, 연필 경도 등의 기계적 특성이 추가적으로 향상될 수 있다.
상기 염화리튬 입자(LiCl)(C)는 분말상으로 포함되며, 염화리튬 입자의 평균입경(D50)은10㎛ 내지 130㎛일 수 있고, 바람직하게는 50㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 염화리튬 입자의 평균입경(D50)이 10㎛ 미만인 경우, 입자의 응집이 발생하여 막 균일성이 저하될 수 있으며, 평균입경(D50)이 130㎛를 초과하는 경우에는 기계적 물성이 저하될 수 있다.
염화리튬 입자(C)은 방오성 코팅조성물의 총 함량에 대하여 0.2 내지 2.5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우 보다 향상된 방오성을 나타낼 수 있다.
일 구체예로서, 실리카 입자(B)와 염화리튬 입자(C)는 1 : 0.5 내지 1 : 3의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량비의 범위에서 기계적 물성의 저하없이 이산화티탄의 광촉매 효과를 향상시킬 수 있으며, 기재와의 우수한 접착력을 나타낼 수 있다.
상기 알콕시실란계 화합물(D)은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
R4 xSi(OR5)4 -x
상기 화학식 1에서, R4는 탄소수 1 ~ 10의 알킬기, 탄소수 6 ~ 10 의 아릴기 또는 탄소수 3 ~ 10의 알케닐기이고, R5는 탄소수 1 ~ 6의 알킬기이며, x는 0≤x<4의 정수를 나타낸다.
상기 화학식 1로 표시되는 알콕시실란계 용매의 구체적인 예로는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라-sec-부톡시실란, 테트라-tert-부톡시실란, 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 시클로헥실트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 알릴트리메톡시실란 알릴트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다.
알콕시실란계 화합물(D)은 방오성 코팅조성물의 총 함량에 대하여 0.1 내지 3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함되는 경우 방오코팅층의 막 치밀도를 향상시켜 방오코팅층의 경도를 확보할 수 있다.
상기 용매(E)는 전술한 성분들을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌 글리콜 메톡시 알코올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등), 아세테이트계(메틸 아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메톡시 아세테이트 등), 셀로솔브계(메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브등), 탄화수소계(노말 헥산, 노말 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌등) 등을 예시할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 용매의 함량은 상술한 조성물의 성분들을 용해시킬 수 있는 함량이면 특별히 제한되지 않으나, 방오성 코팅조성물의 총 함량에 대하여 89.5 내지 98.9 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용매의 함량이 89.5중량% 미만인 경우, 조성물의 점도가 지나치게 상승하여 도포성 및 작업성이 저하될 수 있으며, 98.9중량%를 초과하는 경우 균일한 두께의 방오코팅필름 또는 방오코팅층이 형성되기 어렵고, 건조 시 얼룩을 초래하여 미관이 손상될 수 있다
일 구체예로서, 상기 알콕시실란계 화합물(D)은 테트라에톡시실란(TEOS)이고, 상기 용매(E)는 에탄올이며, 상기 에탄올과 상기 테트라에톡시실란은 1 : 0.001 내지 1 : 0.02의 중량비로 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 범위로 혼합하여 사용하는 경우에는 방오코팅층의 막 치밀도를 향상시킬 수 있으며, 광촉매로 포함되는 이산화티탄 입자의 응집을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 방오코팅 조성물은 상기한 성분들 이외에도, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 성분들, 예를 들어 레벨링제, 자외선 안정제, 열 안정제, 항산화제, UV 흡수제, 계면활성제, 윤활제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.
상기 레벨링제는 상기 방오코팅 조성물을 코팅 시 도막의 평활성 및 코팅성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 상기 레벨링제는 시판되는 실리콘 형태의 레벨링제, 아크릴 고분자 형태의 레벨링제 등을 사용할 수 있으며, 예를 들면 비와이케이 케미사의 BYK-323, BYK-331, BYK-333, BYK-337, BYK-373, BYK-375, BYK-377, BYK-378, 대구사의 TEGO Glide 410, TEGO Glide 411, TEGO Glide 415, TEGO Glide 420, TEGO Glide 432, TEGO Glide 435, TEGO Glide 440, TEGO Glide 450, TEGO Glide 455, TEGO Rad 2100, TEGO Rad 2200N, TEGO Rad 2250, TEGO Rad 2300, TEGO Rad 2500, 3M사의 FC-4430, FC-4432 등을 사용할 수 있다. 상기 레벨링제는 상기 방오코팅 조성물 전체 100중량%에 대하여 0.1 내지 1중량% 범위로 사용하는 것이 좋다.
상기 자외선 안정제는 경화된 도막의 표면이 지속적인 자외선 노출에 의해 분해를 일으켜 변색되고 잘 부스러지게 되므로, 이러한 자외선을 차단하거나 흡수하여 도막을 보호할 목적으로 첨가되는 첨가제이다. 상기 자외선 안정제는 작용 기구에 따라 흡수제, 소광제(Quencher), 힌더드 아민 광안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)로 구분한다. 또한, 화학구조에 따라 페닐 살리실레이트(Phenyl Salicylate, 흡수제), 벤조페논(Benzophenone, 흡수제), 벤조트리아졸(Benzotriazole, 흡수제), 니켈유도체(소광제), 라디칼 스캐빈저(Radical Scavenger)로 구분할 수 있다. 상기 자외선 안정제는 도막의 초기 색상을 크게 변화시키지 않는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 열 안정제는 상업적으로 적용할 수 있는 제품으로 1차 열 안정제인 폴리페놀계, 2차 열 안정제인 포스파이트계 및 락톤계를 각각 단독 또는 혼용하여 사용할 수 있다.
상기 자외선 안정제와 열 안정제는 자외선 경화성에 영향이 없는 수준에서 적절히 함량을 조절하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 방오성 코팅조성물은 pH값이 7 내지 8일 수 있다. 상기 pH 범위에서 이산화티탄의 광촉매 활성을 향상시킬 수 있으며 형성된 방오코팅층이 초친수성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 방오코팅물에 관한 것이다. 상기 방오코팅물은 기재; 및 상기 기재상에 형성된 방오코팅층을 포함한다. 상기 방오코팅층은 전술한 방오성 코팅조성물로 형성된 것이다. 상기 기재는 특별히 제한되지 않으며, 유리 기재, 플라스틱 기재, 금속 기재, 직물 기재 등을 예시할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 방오코팅물의 일 실시예로서 방오코팅필름의 단면도를 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 방오코팅필름(100)은 기재(110); 및 기재(110)의 일면에 형성된 방오코팅층(120)을 포함한다.
방오코팅필름(100)은 기재(110)상에 상기 방오성 코팅조성물을 코팅 후 경화하여 제조될 수 있다.
상기 코팅은 방오성 코팅조성물을 기재 일면에 롤(Roll) 코팅, 스핀(Spin) 코팅, 딥(Dip) 코팅, 바(Bar) 코팅, 플로우(Flow) 코팅, 스프레이(Spray) 코팅 등을 이용하여 코팅할 수 있다.
코팅 두께는 300nm 내지 800nm일 수 있다. 상기 코팅 두께 범위에서 우수한 방오성과 내스크래치성 및 내마모성을 나타낼 수 있다.
상기 경화는 상온 경화일 수 있다. 상온 경화는 도포 후 1 내지 5분 동안 상온에서 자연건조하는 것일 수 있다. 따라서, 비진공 습식코팅(wet coating)이 가능하여 제조시간이 짧고 공정성이 우수하다.
본 발명의 방오코팅물은 방오코팅층 내에 함유된 이산화티탄 입자가 광촉매 분해를 통하여 자기세정(self-cleaning)이 가능하여 방오성이 우수하며, 전술한 바와 같이 산화 환원력이 매우 높아 박테리아, 세균 등을 제거할 수 있는 항균성을 갖는다.
일반적으로 이산화티탄의 초친수성은 광원이 사라지면 그 특성을 발휘하기 어려우나, 본 발명의 방오코팅층은 수분을 담지할 수 있는 실리카 입자를 포함함으로써 광원이 사라진 이후에도 초친수성(super hydrophilic)을 유지할 수 있다. 따라서, 자동차 휠, 자동차 외장면 등의 금속 기재나 자동차 전면 유리, 사이드미러 등의 금속 유리 기재상에 코팅시 우수한 초친수성을 나타낼 수 있다.
특히, 본 발명의 방오코팅물은 기재와 방오코팅층간 접착력이 우수하고, 내마모성, 내스크래치성, 내후성 등이 우수하므로 차량이나 건물의 기재상에 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방오성 코팅조성물로 형성된 방오코팅층은 연필경도가 6H 이상, 구체적으로는 7H 내지 9H일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 내스크래치성 및 내마모성을 나타낸다.
본 발명의 방오성 코팅조성물로 형성된 방오코팅층은 물방울 접촉각이 5° 이하, 구체적으로는 3° 이하일 수 있다. 상기 범위에서 초친수성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 방오성 코팅조성물로 형성된 방오코팅층은 ASTM D-4587 규정에 따라 측정된 색차값(△E)이 0.5 이하로서 내후성이 우수하다.
이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1-3 및 비교예 1
실시예 1
평균입경(D50)이 10nm인 이산화티탄 입자(TiO2)(A) 1중량%, 및 평균입경(D50)이 100㎛인 실리카 입자(SiO2)(B) 0.5중량%, 평균입경(D50)이 100㎛인 염화리튬 입자(LiCl)(C) 0.7중량%, 테트라에톡시실란(TEOS)(D) 0.3중량%를 에탄올(EtOH)(E) 97.5중량%에 투입 후 2시간 동안 교반하여 방오성 코팅조성물을 제조하였다.
상기 제조된 방오성 코팅조성물을 두께 3mm인 폴리카보네이트 기재 상에 두께 350nm로 롤-코팅한 후 5분 동안 상온에서 경화시켜 방오코팅필름을 제조하였다.
하기 물성평가방법에 의거하여 제조된 방오코팅필름의 물성을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과값을 기재하였다.
실시예 2 - 3
하기 표 1의 조성으로 방오성 코팅조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 방오코팅필름을 제조하였으며, 물성을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과값을 기재하였다.
비교예 1
하기 표 1의 조성으로 방오성 코팅조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 방오코팅필름을 제조하였으며, 물성을 측정한 후 하기 표 1에 그 결과값을 기재하였다.
구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1

조
성
(wt%)		 (A) 이산화티탄 입자 1.0 1.0 1.0 1.0
(B) 실리카 입자 0.5 0.6 0.5 0.5
(C) 염화리튬 입자 0.7 1.2 1.5 3.7
(D) 테트라에톡시실란 0.3 0.8 1.0 2.5
(E) 에탄올 97.5 96.4 96.0 92.3
물
성		 연필경도 9H 6H 7H 1H
접촉각 2° 4° 5° 8°
△E 0.2 0.3 0.5 1.5
물성 평가 방법
연필경도: SHINTO Scientific사의 HEIDON-14EW 기기를 사용하여 연필경도를 측정하였다. 연필경도 측정시, 연필은 MITSUBISHI사의 연필을 사용하고, speed: 60mm/min, scale: 10.0mm, force: 19.6N, 하중 1kg, 연필과 방오코팅층 간의 각도: 45°로 측정하였다. 동일 경도의 연필로 5회 반복하여 연필경도를 측정하여 코팅층에 흠집이 보이지 않는 연필경도 중 연필경도가 가장 큰 값을 연필경도로 하였다.
물방울 접촉각 : 전자동접촉각계 DM700(쿄와계면과학주식회사 제품)을 사용하여, 방오코팅층 상에 2㎕의 순수를 적하하여 접촉각을 측정하였다.
촉진내후성(Accelerated Weathering Testing) 평가 : ASTM D-4587 규정에 따라 제조된 방오코팅필름의 색차(△E)를 측정하였다. △E는 2,000시간 동안 방오코팅 후의 방오코팅필름 변색 정도를 정량화하여 측정하였다.
상기 표 1의 결과값에서 보듯이 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 제조된 방오성 코팅조성물로 제조된 방오코팅층은 비교예 1 대비 방오성과 경도가 우수할 뿐만 아니라 물방울 접촉각이 5° 이하로서 초친수성을 나타내며 내후성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 4 - 방오성 평가
차량용 알루미늄 휠(wheel)의 외주면에 실시예 1의 방오성 코팅조성물을 400nm로 코팅한 후 1개월 간 옥외에 방치하였으며, 오염된 휠을 별도의 세정작업 없이 물만 뿌려 세정하였다.
도 2는 실시예 1의 방오성 코팅조성물이 코팅된 차량용 알루미늄 휠(wheel)의 세정 전 후 상태를 촬영한 사진으로, 도 2를 참고하면, 본 발명의 방오성 코팅조성물로 코팅된 방오코팅층은 방오성이 우수한 것을 육안으로 확인할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (8)

  1. 평균입경(D50)이 8nm 내지 15nm인 이산화티탄 입자(A) 0.5 내지 2중량%;
    평균입경(D50)이 10㎛ 내지 130㎛인 실리카 입자(B) 0.3 내지 3중량%;
    평균입경(D50)이 50㎛ 내지 100㎛인 염화리튬 입자(C) 0.2 내지 2.5중량%;
    알콕시실란계 화합물(D) 0.1 내지 3중량%; 및
    잔량의 용매(E)를 포함하고,
    경화 후 물방울 접촉각이 5°이하인 방오성 코팅조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알콕시실란계 화합물(D)은 테트라에톡시실란(TEOS)이고,
    상기 용매(E)는 에탄올이며,
    상기 에탄올과 상기 테트라에톡시실란은 1 : 0.001 내지 1 : 0.02의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 방오성 코팅조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실리카 입자(B)와 상기 염화리튬 입자(C)은 1 : 0.5 내지 1 : 3의 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 방오성 코팅조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    레벨링제, 자외선 안정제, 열 안정제, 항산화제, UV 흡수제, 계면활성제, 및 윤활제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방오성 코팅조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방오성 코팅조성물은 pH값이 7 내지 8인 것을 특징으로 하는 방오성 코팅조성물.
  7. 기재; 및 상기 기재의 일면에 형성된 방오코팅층을 포함하고,
    상기 방오코팅층은 제1항, 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방오성 코팅조성물로부터 형성된 것이며,
    상기 방오코팅층의 두께는 300nm 내지 800nm인 것을 특징으로 하는 방오코팅물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방오코팅층의 연필경도는 7H 내지 9H이고,
    ASTM D-4587 규정에 따라 측정된 색차값(△E)이 0.3 이하인 것을 특징으로 하는 방오코팅물.
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