KR102038341B1 - 클리닝가능한 물품, 이의 제조 방법 및 사용 방법 - Google Patents

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로버트 에이. 야펠
저스틴 에이. 리들
미쉘 에이. 에프. 존슨
모시스 엠. 데이비드
프레드릭 제이. 거스탑슨
란 에이치. 리우
유 양
네이용 징
칼렙 티. 넬슨
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

친수성 전면 표면(front surface)을 갖고, 아래에 놓인 본체 부재에 실록산-결합된 오버코트를 갖는 클리닝가능한 물품(cleanable article)을 제공한다. 또한, 이러한 물품의 제조 방법 및 사용 방법을 제공한다.

Description

클리닝가능한 물품, 이의 제조 방법 및 사용 방법{CLEANABLE ARTICLES AND METHODS FOR MAKING AND USING SAME}
본 발명은 클리닝가능한 표면(cleanable surface)을 갖는 물품, 이의 제조 방법 및 사용 방법에 관한 것이다.
표면의 용이한 클리닝능력, 예를 들어 먼지 및 때, 낙서 또는 소거성(erasable) 표면의 제거는 오랫동안 지속되온 바람직한 특징이다.용이한 클리닝능력이 바람직한 예시적인 응용에는 창문, 전자 장치 스크린, 작업대, 가전제품, 문 및 벽 표면, 간판 등이 포함된다. 다른 예시적인 응용에는 필기가능한 표면, 예컨대 건식 소거 보드(dry erase board), 파일 폴더, 노트 등이 포함되며, 여기서는 필기 후의 용이한 제거성과 함께 효과적인 필기성이 바람직하다.
클리닝가능한 표면을 갖는 물품은 특성의 다양한 조합을 제공하는 다양한 물질로부터 제조되어 왔다. 일반적으로 인지되는 실시양태는 특정 레이블(label) 물질, 건식 소거 물품, 메모지, 클리닝가능한 탭을 갖는 파일 폴더 등이 포함된다.
건식 소거 보드는 그의 편리성 및 다용도성으로 인해 수년간 필기 표면으로서 사용되어 왔다. 보드는 초크 보드의 지저분함 및 성가심을 없애는 표현 수단을 제공한다.
건식 소거 물품에 대한 지속적인 도전은, 쉽게 클리닝될 수 있고, 유성 마커(permanent marker)를 사용하여 필기할 때 이염(staining)에 내성이 있고, 종래의 건식 소거 마커를 사용하여 필기할 때 쉽게 소거될 수 있고, 내구성이 있는 등의 표면을 발견하는 것이다. 유리 및 자기(porcelain) 표면이 건식 소거 물품의 필기 표면에서 오랫동안 사용되어 왔지만, 개선된 성능이 바람직하며, 예를 들어, 이들의 비다공성 표면은 건식 소거 마커로 쉽게 필기되고, 하루 후 쉽게 지워짐에도 불구하고, 필기는 시간에 따라서 밀착성이 증가하여 건식 지우개로 닦아서 제거하기가 어려워지거나 또는 심지어는 불가능해진다. 건식 지우개로 제거할 수 없는 건식 소거 필기를 일반적으로 고스팅(ghosting)이라 지칭한다. 또한, 유성 마커는 잘 밀착되어 쉽게 제거될 수 없는 경향이 있다. 예를 들어, 이러한 필기는 종종 용매, 예컨대 아이소프로판올로만 제거될 수 있다. 용매계 클리너는 시장에서 물, 계면활성제 및 소량의 덜 휘발성인 유기 용매를 함유하는 클리너로 대체되고 있다. 이러한 클리너는 건식 소거 보드로부터 유성 마커 필기를 항상 제거할 수 있는 것은 아니다. 동일한 클리닝 문제를 갖는 다른 일반적인 건식 소거 표면에는 코팅막, 멜라민 및 페인팅된 플라스틱 및 강철이 포함된다.
강한 내구성 성능; 다양한 조건 하에서 다양한 필기 도구를 사용한 필기에 대한 개선된 수용성(receptivity); 및 낮은 고스팅 특성을 나타내는 개선된 소거능력 및 클리닝능력을 나타내는 클리닝가능한 필기 표면에 대한 계속적인 요구가 존재한다.
본 발명은 놀라운 성능을 제공하는 클리닝가능한 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 물품의 제조 방법 및 이러한 물품의 사용 방법에 관한 것이다.
간략하게 요약하면, 클리닝가능한 물품의 제조를 위한 본 발명의 방법은 (a) 전면 표면(front surface) - 여기서 전면 표면의 적어도 일부는 실록산-결합성임 -을 갖는 본체 부재(body member)를 제공하는 단계; (b) 오버코팅(overcoating) 조성물 - 오버코팅 조성물은 실록산-결합성 성분을 포함함 -을 실록산-결합성 표면의 적어도 일부에 적용하는 단계; 및 (c) 오버코팅 조성물을 경화시켜 본체 부재의 전면 표면에 실록산 결합을 갖는 친수성 오버코트를 형성하여 클리닝가능한 물품을 수득하는 단계를 포함한다.
간략한 요약에서, 본 발명의 클리닝가능한 물품은 (a) 전면 표면을 갖는 본체 부재; 및 (b) 실록산 결합을 통해서 본채 부재의 전면 표면에 결합된 친수성 오버코트를 포함한다.
간략하게 요약하면, 상기 클리닝가능한 물품을 사용하기 위한 본 발명의 예시적인 방법은 예를 들어, (a) 본 발명에 기재된 바와 같은 클리닝가능한 물품을 제공하는 단계; (b) 상기 물품의 친수성 오버코트 상에 필기하여 그 상에 레전드(legend)를 생성하는 단계; 및 (c) 임의로는 물 또는 다른 용매로 닦아서 상기 레전드의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 기재된 바와 같이 제조된 클리닝가능한 물품은 놀라운 성능을 나타냄을 발견하였으며, 즉 이들은 쉽고 효과적이고, 반복적으로 클리닝될 수 있음을 발견하였다. 본 발명의 물품은 다수의 요구되는 분야에서 사용될 수 있으며, 예를 들어, 이들은 건식 소거 표면으로서 사용하기에 특히 적합하다. 이들은 종래의 건식 소거 마커를 사용할 경우 우수한 필기성을 나타내지만, 유성 마커로부터의 필기는 물 및 천 또는 지우개를 사용하여 이로부터 쉽게 제거될 수 있다. 어떤 특별한 용매 또는 도구도 사용할 필요가 없다. 본 발명의 물품은 지금까지 성취되지 못했던 유용성 및 내구성을 제공한다. 편의를 위해서, 본 발명은 재필기가능한 물품과 관련하여 설명된다. 그러나, 본 발명의 이로운 이점은 다수의 다른 응용에서 성취된다는 것을 이해할 것이다.
본 발명은 도면을 참조하여 추가로 설명된다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 클리닝가능한 물품의 예시적인 실시양태의 계락도이다.
이들 도면은 축척대로 도시된 것은 아니며, 단지 예시적이고 비제한적인 것으로 의도된다.
용어 설명
본 발명에 사용된 다양한 용어는 본 기술 분야의 숙련인에게 공지된 바와 같이, 그들의 통상의 의미에 따라서 정의되는 것으로 이해될 것이다. 그러나, 하기 용어는 본 발명에 언급된 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다.
단수형 용어 ("a", "an", "the"), "적어도 하나" 및 "하나 이상"은 교환가능하게 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 모든 수는 "약"이라는 용어로, 그리고 바람직하게는 "정확히"라는 용어로 수식되는 것으로 가정된다. 본 발명의 광범위한 범주를 개시하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에 개시된 수치 값은 가능한 한 정확하게 기록된다. 그러나, 모든 수치 값은 본래, 이들 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로 인해 필연적으로 생기는 특정 오차를 포함한다.
용어 "코팅성 물질"은 표면 상에 코팅될 수 있는 고체가 아닌 (예를 들어, 액체 또는 겔-유사) 물질을 의미한다.
용어 "포함한다" 및 그 변형은 이들 용어가 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서 나타날 경우 제한적 의미를 갖지 않는다.
용어 "건식 소거 보드"는 공지된 건식 소거 표면, 예컨대 유리, 자기, 강철, 페인팅된 강철, 페인팅된 금속, 페인팅된 하드보드, 멜라민, 코팅막, 코팅지, 코팅 섬유보드 시트, 및 현재 거래되는 공지된 다른 건식 소거 표면을 포함한다.
구 "범위" 및 "범위 내" (및 유사한 언급)은 언급된 범위의 종점을 포함한다.
용어 "무광 마감(matte finish)"은 윤 또는 광택이 많지 않은 거칠거나 또는 오톨도톨한 표면 마감 및 질감을 의미한다. 무광 마감은 감촉이 부드러울 수 있지만, 일반적으로는 상당히 빛나거나 윤나지는 않는다.
용어 "광학적으로 투명성인(clear)"은 전형적으로는 높은 수준의 광 투과 (예를 들어, 반사 손실에 대해서 수정할 때 약 99% 초과) 및 낮은 탁도 (예를 들어, 약 1% 미만)를 갖는 물질의 투명도(transparency)를 지칭한다.
용어 "중합체"는 중합체, 공중합체 (예를 들어, 둘 이상의 상이한 단량체를 사용하여 형성된 중합체), 올리고머 및 그 조합뿐만 아니라, 예를 들어 에스테르 교환(transesterification)을 비롯한 반응 또는 공압출에 의해 혼화성 블렌드로 형성될 수 있는 중합체, 올리고머 또는 공중합체도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 달리 지시되지 않는 한, 블록 공중합체 및 랜덤 공중합체 둘 모두가 포함된다.
용어 "중합체 물질"은 상기에 정의된 바와 같은 중합체, 및 다른 유기 또는 무기 첨가제, 예를 들어 산화방지제, 안정화제, 오존화방지제, 가소제, 염료, UV 흡수제, 장애형(hindered) 아민 광 안정화제 (HALS), 및 안료를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
단어 "바람직한" 및 "바람직하게는"은 소정의 환경 하에서 소정의 이득을 제공할 수 있는 본 발명의 실시양태를 말한다. 그러나, 동일한 또는 다른 상황 하에서 다른 실시양태가 또한 바람직할 수 있다. 또한, 하나 이상의 바람직한 실시양태의 언급은 다른 실시양태가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시양태를 배제하고자 하는 것은 아니다.
용어 "또는"은 그 내용이 명확하게 달리 언급하지 않는 한, 일반적으로 이의 의미 내에 "및/또는"을 포함하는 것으로 사용된다. 용어 "및/또는"은 열거된 요소 중 하나 또는 모두 또는 열거된 요소의 임의의 둘 이상의 조합을 의미한다.
종점에 의한 수치 범위의 설명은 그 범위 이내에 포함된 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함함).
본 발명에 개시된 대안의 요소 또는 실시양태의 군화(grouping)는 제한으로서 해석되어서는 안된다. 각각의 군 구성원은 개별적으로 또는 그 군의 다른 구성원 또는 그 내에서 발견되는 다른 구성원과 임의의 조합을 나타내며 청구할 수 있다. 군의 하나 이상의 구성원이 편의 및/또는 특허성을 위해서 군에 포함되거나 또는 군으로부터 제거될 수 있다는 것이 예견된다. 임의의 이러한 포함 및 제거가 발생하는 경우, 본 명세서는 본 발명에서 개질된 군을 함유하여 청구된 특허청구범위에서 사용된 모든 마쿠쉬 군의 기재를 충족시킬 것이라고 여겨진다.
본 명세서에 기재된 화학식 중에 기가 하나를 초과하여 존재하는 경우, 각 기는, 특별히 언급되거나 또는 언급되지 않거나, "독립적으로" 선택된다. 예를 들어, 하나를 초과하는 Y 기가 화학식에 존재하는 경우, 각각의 Y 기는 독립적으로 선택된다. 추가로, 이들 기에 함유된 하위기 또한 독립적으로 선택된다. 예를 들어, 각각의 Y 기가 R을 함유하는 경우, 각각의 R은 또한 독립적으로 선택된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 하기 용어는 표시된 의미를 갖는다: "유기 기"는 본 발명의 내용에서 지방족 기, 사이클릭 기, 또는 지방족 기와 사이클릭 기의 조합 (예를 들어, 알크아릴 및 아르알킬 기)으로서 분류된 탄화수소 기 (탄소 및 수소 이외에 임의적인 원소, 예컨대 산소, 질소, 황 및 규소를 가짐)를 의미하고, 유기 기는 닦아서 제거되는 건식 소거 및 유성 마커 표면의 형성에 방해되지 않는 것이며; "지방족 기"는 포화 또는 불포화 선형 또는 분지형 탄화수소 기를 의미하며, 이 용어는 예를 들어, 알킬, 알케닐, 및 알키닐 기를 포함하도록 사용되고; "알킬 기"는 포화 선형 또는 분지형 탄화수소 기를 의미하며, 예로서 메틸, 에틸, 아이소프로필, t-부틸, 헵틸, 도데실, 옥타데실, 아밀, 2-에틸헥실 등이 포함되고; "알킬렌 기"는 2가 알킬 기이고; "알케닐 기"는 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 불포화, 선형 또는 분지형 탄화수소 기, 예컨대 비닐 기를 의미하고; "알키닐 기"는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중 결합을 갖는 불포화, 선형 또는 분지형 탄화수소 기를 의미하고; "사이클릭 기"는 지환족 기, 방향족 기, 또는 헤테로사이클릭 기로 분류되는 폐환 탄화수소 기를 의미하고; "지환족 기"는 지방족 기의 특성을 닮은 특성을 갖는 사이클릭 탄화수소 기를 의미하고; "방향족 기" 또는 "아릴 기"는 단핵성 또는 다핵성 방향족 탄화수소 기를 의미하고; "헤테로사이클릭 기"는 고리 내의 원자 중 하나 이상이 탄소 이외의 원소 (예를 들어, 질소, 산소, 황 등)인 폐환 탄화수소를 의미한다. 동일하거나 또는 상이할 수 있는 기는 "독립적인" 것으로서 지칭될 수 있다.
본 발명의 착물의 유기 기 상에서 치환이 예상될 수 있다. 본 출원 전체에서 사용된 특정 용어의 논의 및 언급을 단순화하는 수단으로서, 용어 "기" 및 "모이어티(moiety)"는 치환이 허용되거나 또는 치환될 수 있는 화학 종과 치환이 허용되지 않거나 또는 그렇게 치환될 수 없는 화학 종 간을 구별하는데 사용된다. 따라서, 용어 "기"가 화학 치환기를 기술하는데 사용되는 경우, 기재된 화학 물질은 비치환된 기, 및 예를 들어, (알콕시 기에서와 같이) 쇄 내에 O, N, Si, 또는 S 원자를 갖는 기뿐만 아니라 카르보닐 기 또는 다른 종래의 치환을 포함한다. 용어 "모이어티"가 화학 화합물 또는 치환기를 기술하는데 사용되며, 단지 비치환된 화학 물질을 포함시키려는 의도이다. 예를 들어, 구 "알킬 기"는 순수한 개방 쇄의 포화 탄화수소 알킬 치환기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, t-부틸 등뿐만 아니라 본 기술 분야에 공지된 추가 치환기, 예컨대 하이드록시, 알콕시, 알킬설포닐, 할로겐 원자, 시아노, 니트로, 아미노, 카르복실 등을 포함하는 알킬 치환기를 포함하려는 의도이다. 따라서, "알킬 기"는 에테르 기, 할로알킬, 니트로알킬, 카르복시알킬, 하이드록시알킬, 설포알킬 등을 포함한다. 한편, 구 "알킬 모이어티"는 순수한 개방 쇄의 포화 탄화수소 알킬 치환기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, t-부틸 등 만을 포함하는 것으로 제한된다.
용어 "일차 입자 크기"는 실리카의 비응집된 단일 입자의 평균 크기를 지칭한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "친수성"은 수용액에 의해서 습윤되는 표면을 지칭하는데 사용되며, 층이 수용액을 흡수하는지의 여부를 나타내지 않는다. 물 또는 수용액 방울이 50° 미만의 수 정접촉각(static water contact angle)을 나타내는 표면은 "친수성"으로서 지칭된다. 소수성 기판은 수 접촉각이 50° 이상이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "친수성-작용성 화합물의 적어도 한 단층"은 예를 들어, (1) 기판의 표면 또는 기판의 표면 상의 프라이머에 (실록산 결합을 통해서) 공유 결합된 분자의 단층 또는 더 두꺼운 층 - 여기서, 이러한 분자는 친수성-작용성 화합물로부터 유래됨 - 및 (2) 기판의 표면 또는 기판의 표면 상의 프라이머에 공유 결합된 수용성 중합체의 단층 또는 더 두꺼운 층을 포함한다. 친수성-작용성 화합물이 개별 분자의 이량체, 삼량체 또는 다른 올리고머를 포함하면, "적어도 한 단층"은 이러한 이량체, 삼량체 또는 다른 올리고머 또는 이러한 올리고머와 단량체의 혼합물을 포함할 것이다.
본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 개시된 실시양태 또는 모든 구현예를 설명하고자 하는 것은 아니다. 이하의 기재는 더 구체적으로 예시적인 실시양태를 예증한다. 본 출원 전체에 걸쳐 여러 곳에서, 예들의 목록을 통하여 지침이 제공되며, 상기 예들은 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 열거된 목록은 단지 대표적인 군으로서의 역할을 하며, 배타적인 목록으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 전면 표면 (16)에 실록산 결합된 오버코트 (14)를 갖는 본체 부재 (12)를 포함하는 본 발명의 클리닝가능한 물품 (10)의 예시적인 실시양태를 나타낸다. 도시된 실시양태에서, 본체 부재 (12)는 이의 전면 표면 상에 대면 층 (13)을 갖는 베이스(base) 부재 (15)를 포함한다. 물품 (10)은 본체 부재 (12)의 후면 표면 (22) 상에 임의적인 접착제 층 (18) 및 임의적인 제거가능한 라이너 (20)를 추가로 포함한다.
상기에 기재된 바와 같이, 본 발명의 클리닝가능한 물품의 제조 방법은 (a) 전면 표면 - 전면 표면의 적어도 일부는 실록산-결합성임 -을 갖는 본체 부재를 제공하는 단계; (b) 오버코팅 조성물 - 오버코팅 조성물은 실록산-결합성 성분을 포함함 -을 실록산-결합성 전면 표면의 적어도 일부에 적용하는 단계; 및 (c) 오버코팅 조성물을 경화시켜 본체 부재의 전면 표면에 실록산 결합을 갖는 오버코트를 형성하여 클리닝가능한 물품을 수득하는 단계를 포함한다.
본체 부재
본체 부재는 전형적으로 본 발명에 따른 클리닝가능한 표면이 바람직한 물품의 주요 부분을 실질적으로 구성한다. 예를 들어, 이는 문, 창문, 천장 또는 다른 건축 표면의 패널, 캐비넷 또는 가구 일부의 표면, 간판 또는 화이트 보드의 표면, 노트, 클립보드 등 같은 개인 물품의 표면일 수 있다. 본 기술 분야의 숙련인은 예를 들어, 의도된 응용을 위해서 적합한 형상 및 구조의 다양한 본체 부재를 본 발명에 개시된 발명에 따라서 사용하여 본 발명을 수행할 수 있을 것이다.
다른 바람직한 특징을 나타내는 것이외에, 본체 층의 전면 표면은 실록산-결합성 특징을 나타내어야 한다. 일부 실시양태에서, 본체 부재의 실록산-결합성 능력은 예를 들어, 아래에 놓인 베이스 부재 상에 적합한 층을 형성함으로써 실록산-결합성 층을 본체 부재의 전면 표면으로서 도입함으로써 성취된다. 다른 실시양태에서, 본체 부재의 실록산-결합성 능력은 실록산-결합성 성분을 본체 부재의 전면 표면에서 본체 부재 내에 혼입함으로써, 예를 들어 이로부터 돌출된 적합한 실록산-결합성 나노입자에 의해서 성취된다.
본체 부재의 전면 표면
본체 부재의 전면 표면의 적어도 일부 및 바람직하고 본질적으로는 이의 전체 전면 표면은 실록산-결합성이며, 즉, 적합하게 제제화된 오버코트와 실록산 결합을 형성할 수 있다. 이러한 특징은 본체 부재의 전면 일부가 예를 들어, 중합체 매트릭스에 비말동반된(entrained) 노출된 실록산-결합성 입자로 구성된 물질의 고유 특징일 수 있거나, 또는 본체 부재의 전면 표면으로서 실록산-결합성 대면 층을 제공함으로써, 예를 들어, 폴리에스테르 필름 베이스 부재의 표면 상에 "다이아몬드-유사 유리" 대면 층을 형성함으로써 유래될 수 있다.
일부 예시적인 실시양태에서, 본체 부재는 (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 경화성 성분을 포함하는 혼합물의 반응 생성물의 층을 포함한다. 다른 경화성 물질이 본 발명에 따른 또 다른 실시양태를 위해서 선택될 것이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 코팅가능한 물질은 임의의 다양한 필름 형성 물질를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 코팅가능한 물질은 용매 중의 하나 이상의 중합체 및/또는 올리고머로 구성된 중합체 물질이다. 일부 실시양태에서, 코팅가능한 물질은 하나 이상의 용매 중의 하나 이상의 단량체, 올리고머 및/또는 중합체의 혼합물이다. 다른 실시양태에서, 코팅가능한 물질은 다량의 입자 또는 나노입자와 함께 하나 이상의 용매 중의 전술한 올리고머(들), 단량체(들) 및/또는 중합체(들)을 포함한다.
일부 실시양태에서, 본체 부재는 나노입자를 포함한다. 본 발명의 본체 부재에서 사용될 수 있는 나노입자의 예시적인 예에는 알루미늄 산화물, 안티몬 주석 산화물, 비스무쓰 서브살리실레이트, 보에마이트(boemite), 탄산칼슘, 인산칼슘, 이산화세륨, 그래핀(graphene), 할로이사이트, 란탄보라이드, 탄산리튬, 은, 비정질 실리카, 콜로이드성 실리카, 이산화규소, 이산화티타늄, 산화아연, 산화지르코늄 또는 이산화지르코늄이 포함된다. 적합한 나노입자는 불규칙 형상 및 규칙 형상, 나노튜브, 나노판상, 원통형 등을 비롯한 다수의 형상일 수 있다.
특정 실시양태에서, 프라이머 코팅 조성물을 필기 표면에 적용하는 단계는 기판 표면을 나노입자-함유 코팅 조성물과 접촉시키는 것을 포함한다. 나노입자-함유 코팅 조성물은 평균 입자 직경이 약 40 나노미터 이하인 실리카 나노입자 및 pKa가 약 3.5 이하인 산을 포함하는 pH가 약 5 미만인 수성 분산물을 포함한다. 방법은 나노입자-함유 코팅 조성물을 건조하여 기판 표면 상에 실리카 나노입자 프라이머 코팅을 제공하는 것을 추가로 포함한다. 특정 실시양태에서, 바람직한 경우, 나노입자-함유 코팅 조성물은 테트라알콕시실란을 추가로 포함한다. 코팅된 물품의 특정 실시양태에서, 나노입자-함유 프라이머 코팅은 두께가 약 100 옹스트롬 (Å) 내지 약 10,000 옹스트롬이다. 코팅된 물품의 특정 실시양태에서, 설포네이트-작용성 코팅은 두께가 약 10 마이크로미터 이하이며, 종종 두께가 약 1 마이크로미터 이하이다.
나노입자는 표면 개질될 수 있는데, 이는 나노입자가 안정된 분산물을 제공하도록 나노입자가 개질된 표면을 갖는다는 사실을 의미한다. "안정된 분산물"은 콜로이드성 나노입자가 극한 전자기력 없이 주위 조건 하에서, 예를 들어 실온(약 20 내지 약 22℃) 및 대기압 하에서 소정 기간 동안 예를 들어 약 24시간 동안 정치 후 응집하지 않는 분산물을 말한다.
표면-개질된 콜로이드성 나노입자는 선택적으로 본 발명에서 코팅가능한 조성물로서 사용되는 중합체 코팅에 존재할 수 있으며, 이때 나노입자는 최종 요소 또는 광학 요소의 내구성을 향상시키기에 효과적인 양으로 존재한다. 본 명세서에 기재된 표면-개질된 콜로이드성 나노입자는, 예를 들어 나노입자가 코팅가능한 조성물 내에서 안정된 분산물을 형성하도록 하는 코팅가능한 조성물과의 나노입자 상용성, 복합체를 더욱 내구성 있게 하는 나노입자와 코팅가능한 조성물의 반응성, 및 낮은 충격 또는 미경화된 조성물 점도를 비롯한 다양한 바람직한 속성들을 가질 수 있다. 조성물의 미경화 및 경화된 특성을 조작하기 위해 표면 개질의 조합이 사용될 수 있다. 표면-개질된 나노입자는 코팅가능한 조성물의 광학 특성 및 물성을 개선할 수 있는데, 예를 들어 수지의 기계적 강도를 개선하고, 코팅가능한 조성물 내에 고형물 부피 로딩률을 증가시키면서 점도 변화를 최소화하고, 그리고 코팅가능한 조성물 내에 고형물 부피 로딩률을 증가시키면서 광학적 투명성을 유지시키는 것이다.
일부 실시양태에서, 나노입자는 표면-개질된 나노입자이다. 적합한 표면-개질된 콜로이드성 나노입자는 산화물 입자를 포함할 수 있다. 나노입자는 주어진 물질에 대한 알려진 입자 크기 분포에 걸친 일정 범위의 입자 크기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 평균 입자 크기는 약 1 nm 내지 약 100 nm의 범위일 수 있다. 입자 크기 및 입자 크기 분포는, 예를 들어 투과 전자 현미경법(TEM)에 의한 것을 비롯한 알려진 방법으로 결정될 수 있다. 적합한 나노입자는 알루미나, 산화주석, 산화안티몬, 실리카, 지르코니아, 티타니아 및 이들의 둘 이상의 조합으로부터 선택되는 금속 산화물과 같은 임의의 다양한 물질을 포함할 수 있다. 표면-개질된 콜로이드성 나노입자는 실질적으로 완전히 압축될 수 있다.
일부 실시양태에서, 실리카 나노입자는 약 5 내지 약 75 nm 범위의 입자 크기를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 실리카 나노입자는 입자 크기가 약 10 내지 약 30 nm의 범위일 수 있다. 실리카 나노입자는 약 10 내지 약 95 중량%의 양으로 코팅가능한 조성물 중에 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 실리카 나노입자는 약 25 내지 약 80 중량%의 양으로 코팅가능한 조성물 중에 존재할 수 있고, 다른 실시양태에서, 실리카 나노입자는 약 30 내지 약 70 중량%의 양으로 코팅가능한 조성물 중에 존재할 수 있다. 본 발명의 코팅가능한 조성물에 사용하기에 적합한 실리카 나노입자는 날코 케미칼 코.(Nalco Chemical Co.) (미국 일리노이주 네이퍼빌 소재)로부터 상표명 날코™ 콜로이드성 실리카(NALCO™ Colloidal Silicas)로 구매가능하다. 적합한 실리카 제품에는 날코™ 제품 1040, 1042, 1050, 1060, 2327 및 2329가 포함된다. 적합한 퓸드(fumed) 실리카 제품에는 예를 들어, 데구사 아게(DeGussa AG) (독일 하나우 소재)로부터 상표명 에어로실(AEROSIL)™ 시리즈 OX-50, -130, -150, 및 -200 및 캐봇 코프.(Cabot Corp.) (미국 일리노우지 투스콜라 소재)로부터 캡-오-스퍼스(CAB-O-SPERSE)™ 2095, 캡-오-스퍼스™ A105, 캡-오-실(CAB-O-SIL)™ MS 하에 판매되는 제품이 포함된다. 나노크기 입자의 표면-처리는 코팅가능한 조성물(예를 들어, 중합체 수지) 내에서의 안정된 분산물을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 표면 처리는 나노입자를 안정화시켜서, 이 입자들이 코팅가능한 조성물 중에 잘 분산되게 하여 실질적으로 균질한 조성물로 이어지게 될 것이다. 더욱이, 경화 동안, 안정화된 입자가 코팅가능한 조성물과 공중합하거나 또는 반응할 수 있도록 나노입자는 그의 표면의 적어도 일부에 걸쳐 표면 처리제로 개질될 수 있다.
금속 산화물 나노입자를 표면 처리제로 처리하여 이들을 본 발명에서 사용하기에 적합하게 만들 수 있다. 일반적으로, 표면 처리제는 입자 표면에 (공유적으로, 이온적으로 또는 강한 물리흡착을 통해서) 부착할 제1 목적, 및 코팅가능한 조성물과의 입자의 상용성을 부여하고/하거나 경화 동안 코팅가능한 조성물과 반응하는 제2 목적을 갖는다. 표면 처리제의 예에는 알코올, 아민, 카르복실산, 설폰산, 포스폰산, 실란 및 티타네이트가 포함된다. 처리제의 유형은 금속 산화물 표면의 본성에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 실리카 및 다른 규산질(siliceous) 섬유의 경우 실란이 전형적으로 바람직하다. 표면 개질은 코팅가능한 조성물과의 혼합에 이어서 또는 혼합 후에 성취될 수 있다. 실란의 경우 코팅가능한 조성물로의 혼입 전에 실란을 입자 또는 나노입자 표면과 반응시키는 것이 바람직할 수 있다. 표면 개질제의 양은 입자 크기, 입자 유형, 개질제 분자량 및 개질제 유형과 같은 인자에 좌우될 수 있다. 일반적으로, 개질제의 단층이 입자의 표면에 부착된다. 요구되는 부착 절차 또는 반응 조건은 사용되는 표면 개질제에 또한 좌우된다. 실란의 경우, 표면 처리는 약 1시간 내지 최대 약 24시간 동안 산성 또는 염기성 조건 하에서 승온에서 수행될 수 있다.
코팅가능한 조성물 중에 포함될 입자에 적합한 표면 처리제에는 예를 들어, 아이소옥틸 트라이메톡시-실란, N-(3-트라이에톡시실릴프로필) 메톡시에톡시에톡시에틸 카르바메이트 (PEG3TES), 실퀘스트(SILQUEST)™ A1230, N-(3-트라이에톡시실릴프로필) 메톡시에톡시에톡시에틸 카르바메이트 (PEG2TES),
3-(메타크릴로일옥시)프로필트라이메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필트라이에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필메틸다이메톡시실란, 3-(아크릴로일옥시프로필)메틸다이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필다이메틸에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필다이메틸에톡시실란, 비닐다이메틸에톡시실란, 페닐트라이메톡시실란, n-옥틸트라이메톡시실란, 도데실트라이메톡시실란, 옥타데실트라이메톡시실란, 프로필트라이메톡시실란, 헥실트라이메톡시실란, 비닐메틸다이아세톡시실란, 비닐메틸다이에톡시실란, 비닐트라이아세톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 비닐트라이아이소프로폭시실란, 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이페녹시실란, 비닐트라이-t-부톡시실란, 비닐트리스-아이소부톡시실란, 비닐트라이아이소프로페녹시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 스티릴에틸트라이메톡시실란, 머캅토프로필트라이메톡시실란, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란, 아크릴산, 메타크릴산, 올레산, 스테아르산, 도데칸산, 2-[2-(2-메톡시에톡시)에톡시]아세트산 (MEEAA), 베타-카르복시에틸아크릴레이트, 2-(2-메톡시에톡시)아세트산, 메톡시페닐 아세트산, 및 상기 물질 중 둘 이상의 혼합물 같은 화합물이 포함된다.
콜로이드성 분산물 중의 입자의 표면 개질은 다양한 방법으로 성취될 수 있다. 방법은 무기 분산물과 표면 개질제, 및 임의로는, 예를 들어 1-메톡시-2-프로판올, 에탄올, 아이소프로판올, 에틸렌 글리콜, N,N-다이메틸아세트아미드 및 1-메틸-2-피롤리디논의 혼합물 같은 공용매를 포함한다. 공용매를 첨가하여 표면 개질제뿐만 아니라 표면 개질된 입자의 용해도를 향상시킬 수 있다. 이어서, 무기 졸 및 표면 개질제를 포함하는 혼합물을 실온 또는 승온에서, 혼합하거나 혼합하지 않으면서 반응시킨다. 한 방법에서, 혼합물을 약 85℃에서 약 24시간 동안 반응시켜, 표면-개질된 졸을 생성할 수 있다. 금속 산화물을 표면-개질하는 한 방법에서, 금속 산화물의 표면 처리는 입자 표면에 산성 분자를 흡착시키는 것을 포함할 수 있다. 중금속 산화물의 표면-개질은 바람직하게는 실온에서 일어난다.
일부 실시양태에서, 평균 입자 크기 (예를 들어, 입자 직경)는 약 0.05 마이크로미터 내지 약 60 마이크로미터 범위일 수 있다. 전술한 입자 크기에 더하여, 더 작은 평균 입자 크기 및 더 큰 평균 입자 크기의 사용이 또한 고려된다. 본 발명의 실시양태에서, 전술한 입자의 적어도 일부는 상기에 기재된 방법으로 표면 개질될 수 있다. 다른 실시양태에서, 모든 입자가 표면 개질된다. 또 다른 실시양태에서, 입자 중 어느 것도 표면 개질되지 않는다.
목적하는 응용에 따라서, 본체 부재의 전면 표면은 무광 마감 또는 유광 마감(glossy finish)를 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 본체 부재는 적합한 코팅 조성물을 기판의 전면 표면의 적어도 일부에 적용하고, 조성물을 경화시켜 기판, 예를 들어 가구 일부, 문, 창문 등의 표면 상에 본래 장소에서(in situ) 본체 부재를 수득함으로써 형성된다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 미리형성된 본체 부재 또는 미리형성된 클리닝가능한 물품을 예를 들어, 적층 및 자가 접착에 의해서 또는 결합 접착제 또는 다른 타이 층을 사용하여 기판의 전면 표면의 적어도 일부에 결합한다.
본체 부재의 전면 표면의 적어도 일부 및 일부 예에서는 본질적으로는 이의 전체 전면 표면은 실록산-결합성이며, 즉, 적합하게 제제화된 오버코트와 실록산 결합을 형성할 수 있다. 이러한 능력은 본체 부재의 전면 일부가 예를 들어, 중합체 매트릭스에 비말동반된 노출된 실록산-결합성 입자로 구성된 물질의 고유 특징일 수 있거나, 또는 본체 부재의 전면 표면으로서 실록산-결합성 조성물을 제공함으로써, 예를 들어, 폴리에스테르 필름의 표면 상에 "다이아몬드-유사 유리" 대면 층을 형성함으로써 유래될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본체 부재의 실록산-결합성 능력은 중합체 매트릭스 중의 실록산-결합성 입자를 노출시킴으로써 성취된다. 이를 성취하는 방법의 예시적인 예는 전면 표면을 플라즈마 에칭, 코로나 등으로 처리하는 것이다.
미국 특허 제6,696,157호 (데이비드(David) 등)에는 본 발명에서 사용될 수 있는 다이아몬드-유사 유리 (때로는 "DLG"로 지칭됨) 필름 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 이러한 물질의 이점은 오버코트에 강한 결합을 제공하는 실록산-결합성 전면 표면을 본체 부재 상에 제공하는 것 이외에, 이러한 층은 또한 스티프니스(stiffness) 및 치수 안정성을 제공하여 위에 놓인 오버코트를 지지할 수 있어서, 생성된 클리닝가능한 물품을 보다 내구성있고 손상에 저항성이도록 한다. 이는, 베이스 부재의 아래에 놓인 성분이 비교적 연성(soft)일 수 있을 때 특히 도움이 된다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 예시적인 다이아몬드-유사 유리 물질은 탄소, 규소, 수소 및 산소를 함유하는 탄소-풍부 다이아몬드-유사 비정질 공유 시스템을 포함한다. DLG는 기판을 고주파 화학 반응기 (radio frequency ("RF") chemical reactor) 내의 분말 전극 상에 위치시킴으로써 탄소, 규소, 수소 및 산소를 포함하는 조밀한 랜덤 공유 시스템을 이온 충격(ion bombardment) 조건 하에서 침착시킴으로써 생성된다. 특정 구현예에서, DLG는 강한 이온 충격 조건 하에서 테트라메틸실란 및 산소의 혼합물로부터 침착된다. 전형적으로, DLG는 가시 영역 및 자외선 영역, 즉 약 250 내지 약 800 nm에서 무시할만한 광학 흡수를 나타낸다. 또한, DLG는 통상적으로 일부 다른 유형의 탄소질 필름에 비해서 개선된 플랙스-크래킹(flex-cracking) 내성을 나타내며, 세라믹, 유리, 금속 및 중합체를 비롯한 다수의 기판에 대한 우수한 접착성을 나타낸다.
DLG는 적어도 약 30 원자%(atomic percent)의 탄소, 적어도 약 25 원자%의 규소 및 약 45 원자% 이하의 산소를 함유한다. DLG는 전형적으로 약 30 내지 약 50 원자%의 탄소를 함유한다. 특정 구현예에서, DLG는 약 25 내지 약 35 원자%의 규소를 포함할 수 있다. 또한, 소정의 구현예에서, DLG는 약 20 내지 약 40 원자%의 산소를 포함한다. 특정 이로운 구현예에서, DLG는 수소 무함유 기준으로 약 30 내지 약 36 원자%의 탄소, 약 26 내지 약 32 원자%의 규소 및 약 35 내지 약 41 원자%의 산소를 포함한다. "수소 무함유 기준"이란 다량이 얇은 필름 내에 존재함에도 불구하고 수소를 검출하지 않는, 화학 분석을 위한 전자 스펙트로스코피(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) (ESCA)와 같은 방법에 의해서 성취된 바와 같은 물질의 원자 조성을 지칭한다.
본체 부재의 베이스 부재
전형적으로, 베이스 부재는 유리, 세라믹, 자기, 종이, 금속 또는 플라스틱의 시트를 포함하는 표면으로 본질적으로 구성되거나, 이들을 갖는다. 일부 실시양태에서, 베이스 부재는 중합체 필름이다. 예시적인 예에는 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트), 올레핀 (예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌), 폴리비닐 클로라이드, 폴리카르보네이트, 알릴다이글리콜 카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 단독-에폭시 중합체, 폴리다이아민을 갖는 에폭시 부가 중합체, 폴리다이티올, 폴리에틸렌 공중합체, 플루오르화 표면, 셀룰로오스 에스테르, 예컨대 아세테이트 및 부티레이트, 생중합체, 폴리락트산 및 이들의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체 필름이 포함된다.
목적하는 바에 따라서, 베이스 부재는 불투명하거나, 반투명하거나 투명하거나 또는 투명성일 수 있다. 일부 실시양태에서, 베이스 부재는 역반사성(retroreflective)일 것이다. 용어 투명한은 가시광 스펙트럼 (약 400 내지 약 700 nm의 파장)에서 입사광의 적어도 약 85%를 투과시킴을 의미한다. 기판은 착색될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 베이스 부재는 목적하는 바에 따라서 가요성(flexible)이거나 또는 가요성이 아닐 수 있다.
일부 실시양태에서, 베이스 부재는 실질적으로 자가-지지성일 것이고, 즉, 이것이 이동되고, 사용되고, 달리 처리될 때 이의 형상을 보유하도록 충분히 치수 안정성일 것이다. 일부 실시양태에서, 물품은 일부 방식으로, 예를 들어 지지 표면 등에 접착된 보강 프레임으로 추가로 지지될 것이다.
바람직한 경우, 본체 부재는 이의 표면 상에 그래픽(graphic)이 제공될 수 있거나, 또는 예컨대 본 기술 분야에 공지된 바와 같은 단어 또는 상징이 그 내에 포함될 수 있으며, 이들은 위에 놓인 오버코트를 통해서 보일 것이다.
다수의 실시양태에서, 베이스 부재는 실질적으로 평면일 것이지만, 이해될 바와 같이 곡선 형상 또는 복합 형상으로 구성될 수도 있다.
가요성 물질, 예를 들어, 제직물, 편직물, 필름 (예를 들어, 중합체 필름), 부직포, 금속 시트, 금속 포일, 유리 등을 비롯한 임의의 다양한 물질이 베이스 부재 (15)로서 사용하기에 적합할 수 있다. 최종 필름 제품이 광학 디스플레이에서와 같은 광학 응용에 사용되도록 의도된 일부 실시양태에서, 기판 물질은 의도된 용도를 위한 원하는 광학적 및 기계적 특성에 부분적으로 기초하여 선택될 것이다. 기계적 특성은 가요성, 치수 안정성 및 내충격성을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 광학적으로 투명성인 물질 (예컨대, 투명한 물질)이 바람직할 수 있다. 적합한 광학적으로 투명성인 물질의 예에는 광학적으로 투명성인 폴리에스테르 필름, 트라이아세테이트 (TAC) 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카르보네이트, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리올레핀, 예컨대 2축 배향 폴리프로필렌 (BOPP) 및 동시 2축-배향 폴리프로필렌 (S-BOPP)이 포함된다. 베이스 부재는 폴리아미드, 폴리이미드, 페놀 수지, 폴리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 에폭시 등을 포함하거나 이들로 구성될 수 있다.
베이스 부재의 두께는 달라질 수 있고, 전형적으로 최종 물품의 의도되는 용도에 좌우될 것이다. 일부 실시양태에서, 기판 두께는 약 0.5 mm 미만이고, 전형적으로는 약 0.02 내지 약 0.2 mm이다. 중합체 물질은 종래의 필름제조 기술 (예를 들어, 압출 및 압출된 필름의 임의적인 단축 또는 2축 배향)을 사용하여 형성될 수 있다. 베이스 부재 (15)는 존재하는 경우 대면 층과의 접착성을 개선시키도록 처리될 수 있다. 이러한 처리의 예에는 화학적 처리, 코로나 처리 (예를 들어, 공기 또는 질소 코로나), 플라즈마, 화염 또는 화학 방사선이 포함된다. 층간 접착성은 또한 적용된 임의적인 타이 층 또는 프라이머를 사용하여 개선될 수 있다.
최종 물품이 디스플레이 패널에서 사용되려는 의도인 경우, 베이스 부재 (15) 및 물품 (10)의 다른 성분은 전형적으로 광 투과성이며, 이는 광이 투과될 수 있어서 디스플레이가 보일 수 있는 것을 의미한다. 적합한 광 투과성 광학 필름에는 비제한적으로, 다층 광학 필름, 미세구조화(microstructured) 필름, 예컨대 역반사 시팅 및 휘도 개선 필름 (예를 들어, 반사성 또는 흡수성), 편광 필름, 확산 필름, 뿐만 아니라 미국 특허 제7,099,083호 (존슨(Johnson) 등)에 기재된 것과 같은 (예를 들어, 2축) 지연 필름 및 보상 필름이 포함된다.
예를 들어, 미국 특허 제6,991,695호 (트라이트(Tait) 등)에 기재된 바와 같이, 다층 광학 필름은 상이한 굴절률을 갖는 미세층의 배열에 의해서 적어도 부분적으로 바람직한 투과 및/또는 반사 특성을 제공하는 필름이다. 미세층 각각은 복수의 이러한 계면에서 반사된 광이 보강 또는 상쇄 간섭을 받아서 필름에 이의 반사 또는 투과 특성을 제공하도록 충분히 얇다. 자외선, 가시광선 또는 근적외선 파장을 반사하도록 설계된 광학 필름의 경우, 각각의 미세층은 일반적으로 광학 두께 (즉, 물리적 두께에 이의 굴절률을 곱함)가 약 1 마이크로미터 미만이다. 필름의 외측 표면의 표피층(skin layer) 또는 필름 내에 배치되고 미세층의 묶음(packet)을 분리하는 보호 경계층과 같은 더 두꺼운 층이 또한 포함될 수 있다. 다층 광학 필름 본체는 또한 다층 광학 필름의 2개 이상의 시트를 라미네이트로 결합시키기 위하여 하나 이상의 두꺼운 접착제 층을 포함할 수 있다.
다층 광학 필름의 반사 및 투과 특성은 각각의 미세층의 굴절률의 함수이다. 각 미세층은 평면내 굴절률 nx, ny, 및 필름의 두께 방향 축과 관련된 굴절률 nz에 의해 필름 내의 적어도 국소화된 위치에서 특징지워질 수 있다. 이러한 굴절률은 서로 직교하는 x-, y- 및 z-축을 따라 편광된 광에 대한 대상 물질의 굴절률을 나타낸다. 실제로, 굴절률은 적절한 물질 선택과 처리 조건에 의해 제어된다. 적합한 필름은 2개의 교번하는 중합체 (중합체 A, B)의 다층, 전형적으로는 수십 또는 수백 개의 층을 공압출하고, 이어서 임의로는 다층 압출물을 하나 이상의 다중화 다이(multiplication die)를 통과시키고, 그 후 압출물을 신장 또는 달리 배향시켜서 최종 필름을 형성함으로써 제조될 수 있다. 생성된 필름은 가시광선 또는 근적외선과 같은 스펙트럼의 바람직한 영역(들) 내에서 하나 이상의 반사 대역을 제공하도록 그 두께 및 반사율이 맞춰진 다수의 (예를 들어, 수십개 또는 수백개)의 미세층으로 구성된다.
중합체 다층 광학 필름의 제조에 사용될 수 있는 예시적인 물질은 국제 출원 공개 제WO 99/36248호(니빈(Neavin) 등)에서 찾아볼 수 있다. 바람직하게는, 이 물질들의 적어도 하나는 절대값이 큰 응력광 계수를 갖는 중합체이다. 바꾸어 말하면, 바람직하게는 중합체는 신장될 때 큰 복굴절성 (적어도 약 0.05, 25, 더욱 바람직하게는 적어도 약 0.1 또는 심지어 0.2)을 나타낸다. 다층 필름의 응용에 따라, 복굴절성은 필름의 평면 내에서 2개의 직교 방향들 사이, 하나 이상의 평면내 방향들과 필름 평면에 수직인 방향 사이, 또는 이들의 조합에서 나타날 수 있다. 미신장 중합체 층들 사이의 등방성 굴절률이 크게 차이나는 특별한 경우, 중합체들의 적어도 하나에서의 큰 복굴절성에 대한 선호도는 약해지지만, 흔히 복굴절성이 여전히 바람직하다. 그러한 특별한 경우는, 2개의 직교 평면내 방향으로 필름을 연신시키는 2축 공정을 사용하여 형성되는 편광 필름 및 미러 필름(mirror film)용의 중합체의 선택에서 발생할 수 있다. 또한, 중합체는 바람직하게는 신장후 복굴절성을 유지할 수 있어서, 원하는 광학 특성들이 최종 필름에 부여되게 된다. 제2 중합체를 다층 필름의 다른 층용으로 선택하여서, 최종 필름에서 제2 중합체의 굴절률이 적어도 한 방향에서 동일 방향의 제1 중합체의 굴절률과 유의하게 상이해지도록 할 수 있다. 편의상, 필름은 단지 2종의 별개의 중합체 물질을 사용하고, 압출 공정 동안 그 물질을 삽입하여 교차 층 A, B, A, B 등을 생성함으로써 제조될 수 있다. 그러나, 단지 2종의 별개의 중합체 물질을 삽입할 필요는 없다. 대신, 다층 광학 필름의 각각의 층은 이 필름에서 다른 곳에서는 발견되지 않는 독특한 물질 또는 블렌드로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 공압출되는 중합체는 용융 온도가 동일하거나 유사하다.
적당한 굴절률 차이 및 적당한 층간 접착성 둘 모두를 제공하는 예시적인 2종 중합체의 조합은 하기를 포함한다. (1) 대부분 단축 신장을 사용하는 공정을 사용하여 제조된 편광 다층 광학 필름의 경우, PEN/coPEN, PET/coPET, PEN/sPS, PET/sPS, PEN/이스타(Eastar)TM 폴리에스테르 및 PET/ 이스타TM 폴리에스테르 (여기서, "PEN"은 폴리에틸렌 나프탈레이트를 나타내고, "coPEN"은 나프탈렌 다이카르복실산을 기재로 하는 공중합체 또는 블렌드를 나타내고, "PET"는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 나타내고, "coPET"는 테레프탈산을 기재로 하는 공중합체 또는 블렌드를 나타내고, "sPS"는 신디오택틱(syndiotactic) 폴리스티렌 및 이의 유도체를 나타내고, 이스타TM은 이스트만 케미컬 코.(Eastman Chemical Co.)로부터 시판되는 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르 (사이클로헥산다이메틸렌 다이올 단위 및 테레프탈레이트 단위를 포함한다고 여겨짐)에 대한 상표명임); (2) 2축 신장 공정의 공정 조건을 조작함으로써 제조된 편광 다층 광학 필름의 경우, PEN/coPEN, PEN/PET, PEN/PBT, PEN/PETG 및 PEN/PETcoPBT (여기서, "PBT"는 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 나타내고, "PETG"는 제2 글리콜 (통상적으로는 사이클로헥산다이메탄올임)을 사용한 PET의 공중합체를 나타내고, "PETcoPBT"는 테레프탈산 또는 이의 에스테르와, 에틸렌 글리콜 및 1,4-부탄다이올의 혼합물의 코폴리에스테르를 나타냄); (3) 미러 필름 (유색 미러 필름 포함)의 경우, PEN/PMMA, coPEN/PMMA, PET/PMMA, PEN/EcdelTM 열가소성 폴리에스테르, PET/ EcdelTM 열가소성 폴리에스테르, PEN/sPS, PET/sPS, PEN/coPET, PEN/PETG, 및 PEN/THVTM 플루오로중합체 (여기서, "PMMA"는 폴리메틸 메타크릴레이트를 나타내고, EcdelTM은 이스트만 케미컬 코.로부터 시판되는 열가소성 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르 (사이클로헥산다이카르복실레이트 단위, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜 단위 및 사이클로헥산다이메탄올 단위를 포함한다고 여겨짐)에 대한 상표명이고, THVTM은 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 시판되는 플루오로중합체에 대한 상표명임).
적합한 다층 광학 필름 및 관련 구성에 대한 추가 상세 사항은 미국 특허 제5,882,774호 (존자(Jonza) 등) 및 PCT 공개 제WO 95/17303호 (오우데르키르크(Ouderkirk) 등) 및 제WO 99/39224호 (오우데르키르크 등)에서 찾아볼 수 있다. 중합체 다층 광학 필름 및 필름 본체는 그 광학, 기계 및/또는 화학 특성을 위하여 선택되는 추가의 층 및 코팅을 포함할 수 있다. 중합체 필름 및 필름 본체는 또한 무기 층, 예를 들어 금속 또는 금속 산화물 코팅 또는 층을 포함할 수 있다.
다른 실시양태에서, 베이스 부재 (15)는 임의의 다양한 비-중합체 물질, 예컨대 유리, 금속 시팅, 종이, 판지, 편직물, 직물 등을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다.
오버코트
오버코트 (14)는 실록산-결합성 성분을 포함하는 경화성 액체 오버코팅 조성물을 본체 부재 (12)의 전면 표면 (16)의 적어도 일부 상에 적용함으로써 형성된다. 이어서, 본체 부재에 실록산-결합된 고체 오버코트 (14)가 형성되도록 코팅 조성물을 경화시킨다.
생성된 오버코트는 친수성, 바람직하게는 매우 친수성이다. 예시적인 실시양태에서, 생성된 오버코트는 두께가 약 0.3 내지 약 1 마이크로미터이고, 본체 부재의 아래에 놓인 다이아몬드-유사 유리 대면 층은 두께가 약 0.1 내지 약 2 마이크로미터이다. 이러한 조합은 내구성있는 클리닝능력 및 손상 저항성의 유용한 조합을 제공한다. 본 발명의 물품은 성분 층의 다른 두께를 사용하여 제조될 수 있음이 이해될 것이다.
일부 실시양태에서, 오버코트는 포스페이트 실란 및 설포네이트 실란으로 이루어진 군으로부터의 적어도 하나의 쯔비터이온성 실란을 포함한다. 이러한 실란은 클리닝가능한 표면에 바람직한 높은 친수성을 부여하기 위해서 적어도 하나의 포스페이트 기 (PO4 -3) 또는 설포네이트 기 (SO3 -)를 포함한다.
쯔비터이온성 설포네이트-작용성 화합물의 예시적인 예에는 미국 특허 제5,936,703호 (미야자키(Miyazaki) 등) 및 PCT 출원 제WO 2007/146680호 (쉬레노프(Schlenoff)) 및 제WO 2009/119690호 (야마자키(Yamazaki) 등)에 개시된 것이 포함된다.
소정의 실시양태에서, 본 발명의 용액 및 조성물에서 사용되는 쯔비터이온성 설포네이트-오르가노실란올 화합물은 하기 화학식 (I)을 가지며,
[화학식 I]
(R1O)p-Si(R2)q-W-N+(R3)(R4)-(CH2)m-SO3 -
여기서,
각각의 R1은 독립적으로 수소, 메틸 기, 또는 에틸 기이고;
각각의 R2는 독립적으로 메틸 기 또는 에틸 기이고;
각각의 R3 및 R4 는 독립적으로 포화 또는 불포화, 직쇄형, 분지형 또는 사이클릭 유기 기이고, 이들은 함께, 임의로는 기 W의 원자와 결합하여 고리를 형성할 수 있고;
W는 유기 연결 기이고;
p 및 m은 1 내지 3의 정수이고;
q는 0 또는 1이며;
p + q = 3이다.
화학식 (I)의 유기 연결 기 W는 바람직하게는 포화 또는 불포화, 직쇄형, 분지형 또는 사이클릭 유기 기로부터 선택된다. 연결 기 W는 바람직하게는 알킬렌 기이며, 이들은 카르보닐 기, 우레탄 기, 우레아 기, 헤테로원자, 예컨대 산소, 질소 및 황 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 적합한 연결 기 W의 예에는 알킬렌 기, 사이클로알킬렌 기, 알킬-치환된 사이클로알킬렌 기, 하이드록시-치환된 알킬렌 기, 하이드록시-치환된 모노-옥사 알킬렌 기, 모노-옥사 골격 치환을 갖는 2가 탄화수소 기, 모노-티아 골격 치환을 갖는 2가 탄화수소 기, 모노옥소-티아 골격 치환을 갖는 2가 탄화수소 기, 다이옥소-티아 골격 치환을 갖는 2가 탄화수소 기, 아릴렌 기, 아릴알킬렌 기, 알킬아릴렌 기 및 치환된 알킬아릴렌 기가 포함된다.
화학식 (I)의 쯔비터이온성 화합물의 적합한 예는 미국 특허 제5,936,703호 (미야자키 등) 및 PCT 출원 제WO 2007/146680호 및 제WO 2009/119690호에 기재되어 있으며, 하기 쯔비터이온성 작용기 (-W-N+(R3)(R4)-(CH2)m-SO3 -)가 포함된다.
Figure 112014069756990-pct00001
소정의 실시양태에서, 본 발명의 용액 및 조성물에서 사용되는 설포네이트-오르가노실란올 화합물은 하기 화학식 (II)를 가진다.
[화학식 II]
(R1O)p-Si(R2)q-CH2CH2CH2-N+(CH3)2-(CH2)m-SO3 -
여기서,
각각의 R1은 독립적으로 수소, 메틸 기, 또는 에틸 기이고;
각각의 R2는 독립적으로 메틸 기 또는 에틸 기이고;
p 및 m은 1 내지 3의 정수이고;
q는 0 또는 1이며;
p + q = 3이다.
화학식 (II)의 쯔비터이온성 화합물의 적합한 예는 미국 특허 제5,936,703호 (미야자키 등)에 기재되어 있으며, 예를 들어,
(CH3O)3Si-CH2CH2CH2-N+(CH3)2-CH2CH2CH2-SO3 -; 및
(CH3CH2O)2Si(CH3)-CH2CH2CH2-N+(CH3)2-CH2CH2CH2-SO3 -를 포함한다.
실시예 부분에 예시된 표준 기술을 사용하여 제조될 수 있는 적합한 쯔비터이온성 화합물의 다른 예에는 다음 화합물이 포함된다.
Figure 112014069756990-pct00002
Figure 112014069756990-pct00003
Figure 112014069756990-pct00004
Figure 112014069756990-pct00005
Figure 112014069756990-pct00006
Figure 112014069756990-pct00007
Figure 112014069756990-pct00008
Figure 112014069756990-pct00009
및
Figure 112014069756990-pct00010
.
설포네이트-작용성 코팅 조성물은 전형적으로 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 약 0.1 중량%, 및 보통은 적어도 약 1 중량%의 양으로 설포네이트-작용성 화합물을 포함한다. 설포네이트-작용성 코팅 조성물은 전형적으로 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 약 20 중량% 이하, 보통은 5 중량% 이하의 양으로 설포네이트-작용성 화합물을 포함한다. 일반적으로, 단층 코팅 두께의 경우, 비교적 묽은 코팅 조성물이 사용된다. 대안적으로, 비교적 진한 코팅 조성물을 사용하고, 이후에 헹굴 수 있다.
설포네이트-작용성 코팅 조성물은 바람직하게는 알코올, 물 또는 하이드로알코올 용액 (즉, 알코올 및/또는 물)을 포함한다. 전형적으로, 이러한 알코올은 저급 알코올 (예를 들어, C1 내지 C8 알코올, 더욱 전형적으로는 C1 내지 C4 알코올), 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 2-프로판올 등이다. 바람직하게는, 설포네이트-작용성 코팅 조성물은 수용액이다. 이것이 본 발명에서 사용될 때, 용어 "수용액"은 물을 함유하는 용액을 나타낸다. 이러한 용액은 유일한 용매로서 물을 사용할 수 있거나, 또는 이들은 물 및 유기 용매, 예컨대 알코올 및 아세톤의 조합을 사용할 수 있다. 또한 이들의 냉동-해동 안정성을 개선시키도록 유기 용매를 친수성 처리 조성물 중에 포함시킬 수 있다. 전형적으로, 용매는 조성물의 최대 약 50 중량%의 양으로 존재하며, 바람직하게는 조성물의 약 5 내지 약 50 중량% 범위로 존재한다.
설포네이트-작용성 코팅 조성물은 산성, 염기성 또는 중성일 수 있다. 코팅의 성능 내구성은 pH에 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 설포네이트-작용성 쯔비터이온성 화합물을 함유하는 코팅 조성물은 바람직하게는 중성이다.
설포네이트-작용성 코팅 조성물은 다양한 점도로 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 점도는 물과 유사하게 묽은 정도에서 페이스트와 유사하게 진득한 정도로 다양할 수 있다. 이들은 또한 겔 형태로 제공될 수 있다. 추가로, 다양한 다른 성분이 조성물 중에 혼입될 수 있다.
따라서, 예를 들어, 종래의 계면활성제, 양이온성, 음이온성 또는 비이온성 계면활성제를 사용할 수 있다. 세제 및 습윤제를 또한 사용할 수 있다. 전형적으로, 프라이머 조성물에 대해서 하기에 기재된 바와 같은 음이온성 계면활성제, 세제 및 습윤제가 또한 본 발명의 설포네이트-작용성 코팅 조성물에서 유용하다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "계면활성제"는 코팅 용액의 표면 장력을 감소시킬 수 있는, 동일한 분자 상에 친수성 (극성) 및 소수성 (비극성) 영역을 포함하는 분자를 기술한다. 유용한 계면활성제에는 미국 특허 제6,040,053호 (쉬올즈(Scholz) 등)에 기재된 것이 포함될 수 있다.
코팅의 반사 방지 특성을 보존하기 위해서, 실리카 나노입자의 전형적인 농도 (예를 들어, 총 코팅 조성물에 대해 약 0.2 내지 약 15 중량%)에 있어서, 대부분의 계면활성제는 코팅 조성물의 약 0.1 중량% 미만, 바람직하게는 약 0.003 내지 약 0.05 중량%를 차지한다. 일부 계면활성제에 있어서 김서림 방지(anti-fog) 특성을 성취하기 위해서 필요한 농도를 초과하는 농도에서는 얼룩진 코팅이 얻어짐을 유의해야 한다.
생성된 코팅의 균일성을 개선하기 위해 첨가될 경우, 프라이머 코팅 조성물 내의 음이온성 계면활성제가 바람직하다. 유용한 음이온성 계면활성제에는 (1) 적어도 하나의 소수성 모이어티, 예컨대 C6 내지 C20 알킬, 알킬아릴, 및/또는 알케닐 기, (2) 적어도 하나의 음이온성 기, 예컨대 설페이트, 설포네이트, 포스페이트, 폴리옥시에틸렌 설페이트, 폴리옥시에틸렌 설포네이트, 폴리옥시에틸렌 포스페이트 등 및/또는 (3) 이러한 음이온성 기의 염 (여기서, 상기 염에는 알칼리 금속 염, 암모늄 염, 3차 아미노 염 등이 포함됨)을 포함하는 분자 구조를 갖는 것이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 유용한 음이온성 계면활성제의 대표적인 시판 예에는 나트륨 라우릴 설페이트, 예를 들어, 헨켈 인크.(Henkel Inc.) (미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터의 텍사폰(TEXAPON)™ L-100 또는 스테판 케미컬 코(Stepan Chemical Co) (미국 일리노이주 노쓰필드 소재)로부터의 폴리스텝(POLYSTEP)™ B-3; 나트륨 라우릴 에테르 설페이트, 스테판 케미컬 코. (미국 일리노이주 노쓰필드 소재)로부터의 폴리스텝™ B-12; 암모늄 라우릴 설페이트, 예를 들어, 헨켈 인크. (미국 델라웨어주 윌밍톤 소재)로부터의 스탄다폴(STANDAPOL)™; 및 나트륨 도데실 벤젠 설포네이트, 예를 들어, 롱-프랑, 인크.(Rhone-Poulenc, Inc.) (미국 뉴저지주 크랜베리 소재)로부터의 시포네이트(SIPONATE)™ DS-10이 포함된다.
프라이머 코팅 조성물이 계면활성제를 포함하지 않거나, 개선된 코팅 균일성이 필요한 경우, 수성 또는 하이드로알코올성 용액으로부터 물품의 균일한 코팅을 보장하기 위해서, 내구성의 김서림 방지 특성을 부여하지 않는 것을 비롯한, 또 다른 습윤제를 첨가하는 것이 이로울 수 있다. 유용한 습윤제의 예에는 폴리에톡실화 알킬 알코올 (예를 들어, 아이씨아이 아메리카즈 인크.(ICI Americas, Inc.)로부터의 브리즈(BRIJ)™ 30, 및 브리즈™ 35, 및 유니온 카바이드 케미컬 앤드 플라스틱스 코.(Union Carbide Chemical and Plastics Co.)로부터의 테르지톨(TERGITOL)™ TMN-6™ 특수 계면활성제, 폴리에톡실화 알킬페놀 (예를 들어, 유니온 카바이드 케미컬 앤드 플라스틱스 코.로부터의 트리톤(Triton)™ X-100, 바스프 코프.(BASF Corp.)로부터의 이코놀(Iconol)™ NP-70) 및 폴리에틸렌 글리콜/폴리프로필렌 글리콜 블록 공중합체 (테트로닉(Tetronic)™ 1502 블록 공중합체 계면활성제, 테트로닉™ 908 블록 공중합체 계면활성제 및 플루로닉(Pluronic)™ F38 블록 공중합체 계면활성제(모두 바스프 코프. 제품))가 포함된다. 물론, 임의의 첨가된 습윤제는 코팅의 반사 방지 또는 김서림 방지 특성 (이러한 특징이 바람직한 경우)을 악화시키지 않을 수준으로 포함되어야 한다. 일반적으로, 습윤제는 실리카 나노입자의 양에 따라서 코팅 조성물의 약 0.1 중량% 미만, 바람직하게는 코팅 조성물의 약 0.003 내지 약 0.05 중량%의 양으로 사용된다. 코팅된 물품을 물 중에 헹구거나 담그는 것은 과잉의 계면활성제 또는 습윤제를 제거하는데 바람직할 수 있다.
바람직하게는, 종래의 기술, 예컨대 바(bar), 롤(roll), 커튼(curtain), 로토그라비어(rotogravure), 분무 또는 침지 코팅 기술을 사용하여 설포네이트-작용성 코팅 조성물을 물품 상에 코팅한다. 바람직한 방법에는 바 및 롤 코팅 또는 두께를 조정하기 위한 에어 나이프(air knife) 코팅이 포함된다.
본 발명의 설포네이트-작용성 코팅은 바람직하게는 단층 두께로 적용된다. 전형적으로, 설포네이트-작용성 코팅은 엘립소메터(ellipsometer), 예컨대 개르트너 사이언티픽 코프 모델 넘버 L115C(Gaertner Scientific Corp Model No. L115C)를 사용하여 측정하는 경우 두께가 약 10 마이크로미터 이하, 그리고 바람직하게는 약 1 마이크로미터 이하이다.
본 발명의 설포네이트-작용성 코팅을 바람직한 경우 기판의 양 측면 상에 코팅할 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 코팅을 기판의 한 측면 상에 코팅할 수 있다. 코팅 시, 설포네이트-작용성 물품을 전형적으로 재순환 오븐 내에서 약 20℃ 내지 약 150℃의 온도에서 건조한다. 불활성 기체를 순환시킬 수 있다. 온도는 건조 공정을 촉진시키기 위해 추가로 상승될 수 있지만 기판에 대한 손상을 방지하기 위해 주의를 해야 한다.
설포네이트-작용성 코팅 조성물은 이것으로 코팅된 표면에 김서림 방지 특성을 제공한다. 김서림 방지 특성은 코팅된 기판의 투명도를 유의하게 감소시키는 경향이 있는 물 방울의 형성을 방지하는 코팅의 경향성으로서 설명된다. 예를 들어, 인간의 입김으로부터의 수증기는 물 방울로서 보다는 얇은 균일한 수분막의 형태로 코팅된 기판 상에 응축되는 경향이 있다. 이러한 균일한 막은 기판의 투명성 또는 투명도를 유의하게 감소시키지 않는다.
물품
또한, 본 발명의 클리닝가능한 물품, 예를 들어 건식 소거 물품은 프레임으로서의 이러한 다른 임의적인 성분, 물질 및 도구, 예컨대 필기구, 지우개, 천, 메모지 등을 저장하기 위한 수단, 휴대를 위한 손잡이, 보호 커버, 수직 표면에 걸기 위한 수단, 이젤 등을 추가로 포함할 수 있다.
사용 방법
본 발명의 클리닝가능한 물품은 예를 들어, 마른 천, 종이 타월 등으로 단순히 닦음으로써, 또는 일부 예에서는 물을 사용하여 천, 종이 타월 등으로 닦음으로서 쉽게 클리닝될 수 있다.
예를 들어, 물품이 건식 소거 물품인 실시양태에서, 오버코트의 표면은 쉽게 필기되고, 쉽게 클리닝될 수 있다. 중요하게는, 바람직하게는 먼저 물 및/또는 (예를 들어, 입김에 의한) 수증기를 적용한 후에, 닦아서, 심지어는 유성 마커 필기가 쉽게 제거될 수 있다. 전형적으로, 본 발명의 방법은 물 (예를 들어, 실온의 수돗물) 및/또는 수증기 (예를 들어, 사람의 입김)를 단순히 적용하고, 닦음으로써 표면으로부터 유성 마커 필기를 제거하는 것을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "닦는다는 것"은 1회 이상의 스트로크(stroke) 또는 문지름 (전형적으로는, 단지 수회가 필요함) 동안 유의한 압력을 적용하지 않고 (예를 들어, 일반적으로는 약 350 그램 이하) 예를 들어 티슈, 종이 타월 또는 천을 사용하여 전형적으로는 손으로 약하게 닦는 것을 나타낸다.
일부 예에서, 표면을 클리닝하는 것, 예를 들어 건식 소거 보드를 소거하는 것은 클리너 조성물, 바람직하게는 수계 유리 클리너, 예컨대 윈덱스(Windex)™ 유리 클리너 (에스씨 존슨 코.(SC Johnson Co.) (미국 위스콘신주 라신 소재))를 사용함으로써 용이해진다.
실시예
하기의 예시적이며 비제한적인 실시예를 이용하여 본 발명을 추가로 설명할 것이다.
실시예에서 사용된 물질에는 다음이 포함된다.
Figure 112014069756990-pct00011
유성 마커의 필기 제거성을 평가하기 위해서 하기 시험 방법을 사용하였다.
샤피(Sharpie)™ 블랙 유성 마커를 사용하여 시험 표면 상에 필기한다. 실온에서 24시간 후, 표면에 물을 적용한다. 이어서, 젖은 종이 타월로 표면 상의 필기를 문지른다. 필기가 제거되거나 또는 보드 상에 남겨진 마커의 양에 변화가 없을 때까지 계속 문지른다. 젖은 종이 타월의 작용에 의해서 필기가 제거되는지 또는 제거되지 않는 지를 기록한다. 물 만으로 제거되기 어려운 유성 마커의 경우, 필기 상에 약간의 윈덱스™ 유리 클리너를 분무한 후, 종이 타월로 닦아서 제거한다.
고 광택 전면 표면을 갖는 본체 부재를 갖는 재필기가능한 물품 (실시예 1) 및 무광 전면 표면을 갖는 본체 부재를 갖는 재필기가능한 물품 (실시예 2)을 다이아몬드-유사 유리로 코팅하여 그 위에 대면 층을 형성하였고, 이어서 하기에 기재된 쯔비터이온성 실란 조성물을 적용하여 본 발명에 따른 오버코트를 형성하였다. 샤피™ 유성 마커 제거능력을 24시간 건조 시간 후에 시험하였다. 실시예 2의 무광 마감 물품은 7회 사용 후에 관찰된 자국(scoring)이 나타내는 바와 같이 실시예 1의 유광 물품보다 더 마모 저항성이었다.
3-(N,N-다이메틸아미노프로필) 트라이메톡시실란 (49.7 g, 239 mmol)을 나사 마개병(screw-top jar)에 첨가한 후, 탈이온수 (DI) (82.2 g) 및 1,4-부탄 설톤 (32.6 g, 239 mmol)을 첨가함으로써 제조된 조성물로부터 실시예 1의 오버 코트를 형성하였다. 조합된 반응 혼합물을 75℃로 상승시키고, 14시간 동안 혼합하였다. 생성된 반응 혼합물을 물 중에 2 중량%로 희석하여 최종 코팅 조성물을 수득하였고, 이어서 이것을 본체 부재의 전면 표면에 적용하였다.
실시예 2에서, 물 중의 [리티실™ 25 리튬 실리케이트: 실시예 1 제조 조성물 (23:77 w/w)]의 2 중량% 용액으로서 제조된 조성물로부터 오버 코트를 형성하였다.
10회 사용 후, 샤피™ 블랙 유성 마커의 100%가 여전히 쉽게 제거되었다. 마커는 7회 사용 후 유광 샘플에 자국을 남겼지만, 롤 유도 무광 광학 구조화 표면 샘플은 마커에 의해서 자국이 남지 않았다. 따라서, 내구성은 임의의 적합한 방법에 의해서 경질코트 표면을 미세-구조화함으로써 개선된다.
Figure 112014069756990-pct00012
본 발명은 첨부된 도면을 참고하여 그의 바람직한 실시양태들과 관련하여 충분히 설명되어 있지만, 다양한 변경 및 변형이 당업자에게 명백하다는 것에 유의하여야 한다. 그러한 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위로부터 벗어나지 않는 한, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 인용된 모든 특허, 특허 문헌 및 공보의 전부의 개시 내용은 참고로 포함된다.

Claims (15)

  1. 클리닝가능한 물품(cleanable article)의 제조 방법으로서,
    (a) 적어도 일부는 실록산-결합성인 전면 표면(front surface)을 갖는 본체 부재(body member)를 제공하는 단계로서, 상기 본체 부재는 나노입자를 포함하는 중합체 매트릭스를 포함하고, 상기 매트릭스는 실록산-결합성 입자를 노출시키도록 상기 매트릭스의 전면 표면의 적어도 일부를 플라즈마, 코로나 및 화염 처리 중 적어도 하나에 노출시킴으로써 처리된, 본체 부재의 제공 단계;
    (b) 실록산-결합성 성분으로서 쯔비터이온성 실란을 포함하는 오버코팅(overcoating) 조성물을 상기 실록산-결합성 표면의 적어도 일부에 적용하는 단계; 및
    (c) 상기 오버코팅 조성물을 경화시켜 상기 본체 부재의 상기 전면 표면에 실록산 결합을 갖는 친수성 오버코트를 형성하는 단계를 포함하는, 클리닝가능한 물품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 나노입자의 적어도 일부는 표면-개질 무기 나노입자인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 나노입자가 알루미늄 산화물, 안티몬 주석 산화물, 비스무쓰 서브살리실레이트, 보에마이트(boemite), 탄산칼슘, 인산칼슘, 이산화세륨, 그래핀(graphene), 할로이사이트(halloysite), 란탄보라이드(lanthanum boride), 탄산리튬, 은, 비정질 실리카, 콜로이드성 실리카, 이산화규소, 이산화티타늄, 산화아연, 산화지르코늄 또는 이산화지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 본체 부재는 (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 경화성 성분을 포함하는 혼합물의 반응 생성물을 포함하는, 방법.
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