KR102284041B1 - Hydrophilic coating composition with excellent scratch resistance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콜로이드 실리카 50~70중량%, 실란 커플링제 0.1~5중량%, 에탄올 0.1~10중량%, 증류수 20~40중량% 및 계면활성제 0.001~5중량%를 포함하는 코팅 조성물로, 상기 실란 커플링제가 에폭시계 실란, 화학식 2로 표시되는 화합물 및 아크릴계 실란 으로부터 선택되는 하나 이상인 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 기재 필름; 및 상기 코팅 조성물로 이루어지는 코팅층을 포함하는 코팅 필름에 관한 것이다.
The present invention is a coating composition comprising 50 to 70% by weight of colloidal silica, 0.1 to 5% by weight of a silane coupling agent, 0.1 to 10% by weight of ethanol, 20 to 40% by weight of distilled water, and 0.001 to 5% by weight of a surfactant, wherein the silane The coupling agent relates to at least one coating composition selected from an epoxy-based silane, a compound represented by Formula 2, and an acrylic-based silane.
The present invention also provides a base film; And it relates to a coating film comprising a coating layer made of the coating composition.

Description

내스크래치성이 우수한 친수성 코팅 조성물 {HYDROPHILIC COATING COMPOSITION WITH EXCELLENT SCRATCH RESISTANCE}Hydrophilic coating composition with excellent scratch resistance {HYDROPHILIC COATING COMPOSITION WITH EXCELLENT SCRATCH RESISTANCE}

본 발명은 내스크래치성을 가지며 농업용으로 사용할 수 있는 친수성 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 필름에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrophilic coating composition having scratch resistance that can be used for agricultural purposes and a coating film using the same.

종래의 농업용 코팅 조성물로는 나노 무기 콜로이드졸과 유리전이온도(Tg)를 조정한 아크릴수지를 혼합한 코팅소재를 사용했으나 이 코팅소재는 내스크래치성 결함으로 코팅 박리, 탈락이 발생하는 문제가 있었다. As a conventional coating composition for agricultural use, a coating material mixed with a nano-inorganic colloidal sol and an acrylic resin with a glass transition temperature (Tg) adjusted was used, but this coating material had a problem in that the coating peeled off and peeled off due to scratch resistance defects. .

특허문헌 1은 활성 수산기 및 산기를 함유한 중합성 비닐기 성분을 1차 공중합 반응시키고 여기에 불포화결합을 2개 이상 가지는 비닐단량체 성분과 폴리히드릭 알코올류를 2차 반응시켜 얻은 공중합체 물질 15∼40중량%에 친수성 극성용매를 60∼83중량% 함유하며, 계면활성제로 비이온성 계면활성제를 0.01∼5중량%을 함유하고 경화제를 0.01∼5중량% 함유하는 친수성 수지 조성물을 제조하고 있으나, 이 조성물은 장시간 야외노출 시 표면의 경화로 플라스틱 표면에서 탈락하는 현상이 발생한다.Patent Document 1 discloses a copolymer material 15 obtained by performing a primary copolymerization reaction of a polymerizable vinyl group component containing an active hydroxyl group and an acid group, followed by a secondary reaction between a vinyl monomer component having two or more unsaturated bonds and polyhydric alcohols. A hydrophilic resin composition containing 60 to 83% by weight of a hydrophilic polar solvent in -40% by weight, 0.01-5% by weight of a nonionic surfactant as a surfactant, and 0.01-5% by weight of a curing agent is prepared. When this composition is exposed to the outdoors for a long time, a phenomenon occurs in which it falls off from the surface of the plastic due to hardening of the surface.

특허문헌 2는 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸로 이루어지는, (A) 복합 콜로이드 졸 및 (B) 가교제를 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물을 개시하나, 이 조성물은 내스크래치성이 떨어져 필름표면에 물방울이 걸리거나 코팅표면이 탈락하는 현상이 발생한다.Patent Document 2 discloses (A) a composite colloidal sol comprising a beaded colloidal silica sol in which spherical colloidal silica particles are connected in a beaded form and an alumina sol comprising a cluster of alumina particles having needle, granular or rod-shaped, and (B) a crosslinking agent. Disclosed is a coating composition for agriculture, characterized in that it contains, but this composition has poor scratch resistance, so that water drops on the film surface or the coating surface falls off occurs.

한편, 일반적으로 플라스틱 필름이나 시트는 소수성이기 때문에 높은 온도와 다량의 습기가 있는 상태 또는 표면의 내부와 외부간의 온도차가 발생하면 이로 인하여 플라스틱 필름이나 시트의 표면에 결로현상이 발생하여 이슬이나 물방울이 맺히는 문제점이 발생한다. 특히 농업용 필름의 경우 옥외에서 사용되며 내부에 작물이 있어 하우스 내부가 외부에 비해 고온 다습한 환경이 만들어져 필름표면에 물방울이 응축되어 낙화됨으로써 재배작물이 냉해를 입힐 수 있다.On the other hand, since plastic films or sheets are generally hydrophobic, when there is a high temperature and a large amount of moisture or a temperature difference between the inside and outside of the surface occurs, dew or water droplets may form on the surface of the plastic film or sheet. problems arise. In particular, agricultural films are used outdoors, and since there are crops inside, the inside of the house is created in a hot and humid environment compared to the outside.

대한민국 등록특허 제10-0343554호Republic of Korea Patent No. 10-0343554 대한민국 등록특허 제10-1522623호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1522623

상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명자들은 농업용 필름에 친수성 코팅 조성물을 함유한 코팅액을 적용함으로써 장기적인 유적성을 보유하고 내후성도 유지할 수 있는 방법을 모색하였다. 특히, 유·무기물간의 코팅접착력을 크게 향상시켜 코팅시 코팅면의 내스크래치성, 내구성, 유적성, 방담성을 지닌 코팅제가 필요한 것을 인지하여 본 발명을 완성하였다. In order to solve the above problems, the present inventors have sought a method for maintaining long-term oil properties and maintaining weather resistance by applying a coating solution containing a hydrophilic coating composition to an agricultural film. In particular, the present invention was completed by recognizing the need for a coating agent having scratch resistance, durability, oil resistance and anti-fogging properties of the coated surface during coating by greatly improving the coating adhesion between organic and inorganic materials.

본 발명의 목적은 상기 특성을 갖는 친수성 코팅 조성물을 제공하고자 하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a hydrophilic coating composition having the above properties.

본 발명의 다른 목적은, 상기 친수성 코팅 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for preparing the hydrophilic coating composition.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 친수성 코팅 조성물로 이루어진 코팅층을 포함하는 코팅 필름을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a coating film comprising a coating layer made of the hydrophilic coating composition.

본 발명의 또 다른 목적은, 표면개질 조성물로 표면개질된 기재필름; 및 상기 친수성 코팅 조성물로 이루어진 코팅층을 포함하는 코팅 필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention, a base film surface-modified with a surface-modifying composition; And to provide a coating film comprising a coating layer made of the hydrophilic coating composition.

상기 목적을 해결하기 위해서 본 발명은, 콜로이드 실리카 50~70중량%, 실란 커플링제 0.1~5중량%, 에탄올 0.1~10중량%, 증류수 20~40중량% 및 계면활성제 0.001~5중량%를 포함하는 코팅 조성물로, 상기 실란 커플링제가 에폭시계 실란, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 아크릴계 실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 코팅 조성물을 제공한다. In order to solve the above object, the present invention contains 50 to 70% by weight of colloidal silica, 0.1 to 5% by weight of a silane coupling agent, 0.1 to 10% by weight of ethanol, 20 to 40% by weight of distilled water, and 0.001 to 5% by weight of a surfactant As a coating composition, the silane coupling agent provides at least one coating composition selected from the group consisting of an epoxy-based silane, a compound represented by the following Chemical Formula 2, and an acryl-based silane.

본 발명의 구체예에서, 상기 실란 커플링제가 에폭시계 실란, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 아크릴계 실란의 혼합물일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the silane coupling agent may be a mixture of an epoxy-based silane, a compound represented by the following Chemical Formula 2, and an acrylic silane.

또한, 상기 혼합물은 상기 에폭시계 실란: 하기 화학식 2로 표시되는 화합물: 아크릴계 실란의 중량비가 1:1~5:0.1~3인 것일 수 있다. In addition, the mixture may have a weight ratio of the epoxy-based silane: the compound represented by the following Chemical Formula 2: the acryl-based silane in a weight ratio of 1:1-5:0.1-3.

본 발명의 구체예에서, 상기 에폭시계 실란이 글리시독시메틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리하이드록시실란, 3-글리시독시프로필디메틸하이드록시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필디메톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필디메틸메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리부톡시실란 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the epoxy-based silane is glycidoxymethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrihydroxysilane, 3-glycidoxypropyldimethylhydroxysilane, 3-glycidoxypropyltri Methoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethoxymethylsilane, 3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidoxypropyltributoxysilane and mixtures thereof It may be selected from the group consisting of.

본 발명의 구체예에서, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이 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 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the compound represented by the following formula (2) is tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxy Silane, tetra-tert-butoxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, Propyltriethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane allyltri It may be selected from the group consisting of ethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and mixtures thereof.

본 발명의 구체예에서, 상기 아크릴계 실란이 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the acrylic silane is 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyl It may be selected from the group consisting of methyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, and mixtures thereof.

본 발명은 또한, 콜로이드 실리카, 에탄올 및 증류수를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 산 또는 염기를 첨가하여 상기 혼합액의 pH를 조절하는 단계; 및 상기 혼합액에 실란 커플링제를 혼합액 전체 중량의 0.1~5중량%으로 첨가하는 단계;를 포함하는 코팅 조성물의 제조 방법을 제공한다. The present invention also comprises the steps of preparing a mixed solution by mixing colloidal silica, ethanol and distilled water; adjusting the pH of the mixed solution by adding an acid or a base; and adding a silane coupling agent to the mixed solution in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the mixed solution.

본 발명은 또한, 기재 필름; 및 상기 코팅 조성물로 이루어지는 코팅층을 포함하는 코팅 필름을 제공한다. The present invention also provides a base film; And it provides a coating film comprising a coating layer consisting of the coating composition.

이 때, 상기 기재 필름은 표면개질 조성물로 표면개질된 것일 수 있다. In this case, the base film may be surface-modified with a surface-modifying composition.

본 발명의 구체예에서, 상기 표면개질 조성물은 폴리헤드랄 올리고머릭 실세스퀴옥산(POSS), 산화안정제 및 에틸렌-(메트)아크릴산 수지를 포함하는 것일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the surface modification composition may include polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS), an oxidation stabilizer, and ethylene-(meth)acrylic acid resin.

본 발명의 구체예에서, 상기 POSS는 옥타이소부틸 POSS 또는 옥타메틸 POSS인 것일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the POSS may be octaisobutyl POSS or octamethyl POSS.

본 발명의 구체예에서, 상기 표면개질 조성물은 유화제를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the surface modification composition may further include an emulsifier.

본 발명의 구체예에서, 상기 기재 필름은 기재 필름의 원료 조성물에 표면개질 조성물을 조성물 총 중량의 5 내지 20중량%로 함유하는 것일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the base film may contain the surface modification composition in the raw material composition of the base film in an amount of 5 to 20% by weight of the total weight of the composition.

또한, 본 발명의 상기 코팅 필름은 농업용으로 사용될 수 있다. In addition, the coating film of the present invention can be used for agriculture.

기존의 농업용 코팅 조성물로서 나노 무기 콜로이드졸과 유리전이온도(Tg)를 조정한 아크릴수지와 혼합으로 제조된 코팅소재는 내스크래치성 결함으로 코팅박리, 탈락 등의 문제가 발생하였다. 본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 무기 콜로이드 실리카와 유기 실란 화합물을 사용하여 유-무기 합성 조성물을 합성하여 본 발명의 친수성 코팅 조성물을 제조하였다. 또한 기재 필름의 표면 개질을 위한 표면개질 조성물을 개발하여, 유기 기재에 코팅 전 실시해 오던 코로나 처리를 배제하고, 종래 코로나 전처리로 인한 과다한 전처리 설비운영비와 산업 안전 등의 문제점을 해결하였다. As an existing agricultural coating composition, the coating material prepared by mixing nano-inorganic colloidal sol and acrylic resin with adjusted glass transition temperature (Tg) had problems such as coating peeling and dropping due to scratch resistance defects. In order to solve this problem, the present inventors prepared a hydrophilic coating composition of the present invention by synthesizing an organic-inorganic synthetic composition using an inorganic colloidal silica and an organic silane compound. In addition, by developing a surface modification composition for surface modification of the base film, the corona treatment that had been performed before coating the organic substrate was excluded, and problems such as excessive pretreatment facility operation cost and industrial safety caused by the conventional corona pretreatment were solved.

본 발명의 코팅 조성물을 표면개질 조성물로 표면개질된 기재 필름에 도포하여 형성된 코팅 필름은 코팅성, 투명성, 내스크래치성, 내블로킹성, 저온친수성 및 고온친수성이 뛰어난 효과를 나타낸다.The coating film formed by applying the coating composition of the present invention to a base film surface-modified with the surface modification composition exhibits excellent effects in coatability, transparency, scratch resistance, blocking resistance, low temperature hydrophilicity and high temperature hydrophilicity.

또한, 플라스틱 필름이나 시트 표면에 본 발명의 내스크래치성 코팅조성물을 코팅하면 표면강도가 향상될 뿐만 아니라 장기적으로 친수성화시킬 수 있는 효과를 발휘한다.In addition, when the scratch-resistant coating composition of the present invention is coated on the surface of a plastic film or sheet, the surface strength is improved and the effect of making it hydrophilic in the long term is exhibited.

도 1은 실란 커플링제가 도입된 코팅 표면을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 코팅 조성물의 제조 공정을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 구체예에 따른 코팅 필름 W6의 접촉각을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 구체예에 따른 코팅 필름 W14의 접촉각을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 코팅 필름 W0(혼합실란 투입량 2.0중량%)의 설치 당일 및 7일 후 유적상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 구체예에 따른 코팅 필름 W6(혼합실란 투입량 2.0중량%)의 설치 당일 및 7일 후 유적상태를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 구체예에 따른 코팅 필름 W14(혼합실란 투입량 2.5중량%)의 설치 당일 및 7일 후 유적상태를 나타낸다.
1 is a schematic view showing a coating surface into which a silane coupling agent is introduced.
2 shows a manufacturing process of a coating composition according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows the contact angle of the coating film W6 according to an embodiment of the present invention.
4 shows the contact angle of the coating film W14 according to an embodiment of the present invention.
5 shows the oil state on the day and 7 days after the installation of the coating film W0 (mixed silane input amount 2.0% by weight) according to an embodiment of the present invention.
6 shows the oil state on the day and 7 days after the installation of the coating film W6 (mixed silane input amount 2.0% by weight) according to an embodiment of the present invention.
7 shows the oil state on the day and 7 days after the installation of the coating film W14 (mixed silane input amount of 2.5% by weight) according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있으나, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다. Although the description of the components described below may be made based on the typical embodiment of this invention, this invention is not limited to such an embodiment.

본 발명은 콜로이드 실리카 50~70중량%, 실란 커플링제 0.1~5중량%, 에탄올 0.1~10중량%, 증류수 20~40중량% 및 계면활성제 0.001~5중량%를 포함하는 코팅 조성물로, 상기 실란 커플링제가 에폭시계 실란, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 아크릴계 실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 코팅 조성물을 제공한다. The present invention is a coating composition comprising 50 to 70% by weight of colloidal silica, 0.1 to 5% by weight of a silane coupling agent, 0.1 to 10% by weight of ethanol, 20 to 40% by weight of distilled water, and 0.001 to 5% by weight of a surfactant, wherein the silane Provided is a coating composition wherein the coupling agent is at least one selected from the group consisting of an epoxy-based silane, a compound represented by the following Chemical Formula 2, and an acryl-based silane.

본 발명은 고분자 필름의 장기 친수성을 향상시키기 위한 방법에 관한 것이다. 구체적으로 무기물인 콜로이드 실리카에 유기 관능기를 가지고 있는 아미노실란, 에폭시실란, 아크릴실란, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물과 같은 다양한 종류의 실란 커플링제를 반응시켜 졸-겔법에 의해 유기-무기 혼성 코팅 용액, 즉, 내스크래치성이 향상된 본 발명의 친수성 코팅 조성물을 제조하였고, 이때 실란 커플링제 종류 변화에 따른 코팅 필름의 친수성과 내스크래치성에 미치는 영향이 다르다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.The present invention relates to a method for improving the long-term hydrophilicity of a polymer film. Specifically, an organic-inorganic hybrid coating solution by a sol-gel method by reacting an inorganic colloidal silica with various types of silane coupling agents such as aminosilane, epoxysilane, acrylsilane, and a compound represented by the following formula (2) having an organic functional group. That is, the hydrophilic coating composition of the present invention with improved scratch resistance was prepared, and at this time, it was confirmed that the effect on the hydrophilicity and scratch resistance of the coating film according to the change of the type of the silane coupling agent is different, thereby completing the present invention.

본 발명의 코팅 조성물은 입자 직경이 10nm~90nm 크기의 다양한 콜로이드 실리카 혼합액에 실란 커플링제인 알콕시실란을 사용하게 되는데 이들은 콜로이드 실리카 입자 간을 가교시키는 기능을 수행하게 된다.In the coating composition of the present invention, alkoxysilane, which is a silane coupling agent, is used in various colloidal silica mixed solutions having particle diameters of 10 nm to 90 nm, and they function to crosslink the colloidal silica particles.

실란 커플링제(Silan coupling agent)는 분자 중에 무기재료(실리카, 유리, 금속)와 친화성, 반응성을 가지는 가수분해기(X), 유기재료(유기합성수지)와 화학결합하는 유기 관능기(Y)를 가지고 있어 유기재료와 무기재료를 결합시키는 기능을 하여 기계적 강도, 내수성, 접착성 등을 향상시키는 역할을 한다. Silan coupling agent has a hydrolysis group (X) that has affinity and reactivity with inorganic materials (silica, glass, metal) and an organic functional group (Y) that chemically bonds with organic materials (organic synthetic resin) in the molecule It functions to combine organic and inorganic materials to improve mechanical strength, water resistance, and adhesion.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112019063704576-pat00001
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실란은 기본적으로 상온에서 물에 의해 축합반응을 일으켜 고분자화 된다. 이렇게 되면 표면은 강한 소수성을 보이게 되고, 한쪽 말단의 에톡시기가 물에 의해 가수분해되어 에탄올이 떨어지고 Si-OH기가 되는데 이 Si-OH기가 불안정하여 실록산 결합인 Si-O-Si로 결합을 하게되어 실란이 가교되어 겔화가 일어난다. 이런 축합을 막고 가수분해가 잘 되게 하기 위해 반응시간, 온도, pH조절을 하여 실리카와의 반응을 완결시켜야 한다. 그렇게 되면 도 1과 같이 한쪽은 필름에 결합되고 반대쪽은 Si 와 OH기가 있는 코팅표면을 가지게 된다. 이 때, 실리카와 실란을 어떻게 조합하는가에 따라 같은 조성에서도 전혀 다른 특성을 보이게 되는데 반응시간, 투입순서, pH 상태에 따라 투명, 접착강도도 달라진다. 이렇게 만들어진 코팅필름은 강한 표면 부착력을 가지게 된다. Silane is basically polymerized by condensation reaction with water at room temperature. In this case, the surface shows strong hydrophobicity, and the ethoxy group at one end is hydrolyzed by water to drop ethanol and become a Si-OH group. The silane is crosslinked and gelation occurs. In order to prevent such condensation and to facilitate hydrolysis, the reaction with silica must be completed by adjusting the reaction time, temperature, and pH. Then, as shown in FIG. 1, one side is bonded to the film and the other side has a coating surface with Si and OH groups. At this time, depending on how silica and silane are combined, completely different properties are exhibited even in the same composition. Transparency and adhesive strength also vary depending on reaction time, input order, and pH state. The coating film made in this way has a strong surface adhesion.

본 발명의 구체예에서, 상기 에폭시계 실란은, 글리시독시메틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리하이드록시실란, 3-글리시독시프로필디메틸하이드록시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필디메톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필디메틸메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리부톡시실란 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the epoxy-based silane is glycidoxymethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrihydroxysilane, 3-glycidoxypropyldimethylhydroxysilane, 3-glycidoxypropyl Trimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethoxymethylsilane, 3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidoxypropyltributoxysilane and its It may be selected from the group consisting of mixtures, but is not limited thereto. In this case, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) or the like can be preferably used.

상기 실란 커플링제는 바람직하게 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다. The silane coupling agent may preferably be a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

R1 xSi(OR2)4-x R 1 x Si(OR 2 ) 4-x

상기 화학식 2에서, R1은 탄소수 1~10의 알킬기, 탄소수 6~10 의 아릴기 또는 탄소수 3~10의 알케닐기이고, R2 는 탄소수 1~6의 알킬기이며, x는 0≤x<4의 정수를 나타낸다.In Formula 2, R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an alkenyl group having 3 to 10 carbon atoms, R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and x is 0≤x<4 represents the integer of

이 때, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 12인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this case, the alkyl group may be a straight chain or a branched chain, and the number of carbon atoms is not particularly limited, but is preferably 1 to 12. Specific examples include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, and the like.

상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 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 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이 때, 메틸트리에톡시실란(MTES), 메틸트리메톡시실란(MTMS), 비닐트리에톡시실란(VTES) 등을 바람직하게 사용할 수 있으며, 메틸트리에톡시실란(MTES)이 가장 바람직하다.The compound represented by Formula 2 is tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert- part Toxysilane, trimethoxysilane, triethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, isobu Tyltriethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane allyltriethoxysilane, dimethyldimethoxy It may be selected from the group consisting of silane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, and mixtures thereof, but is not limited thereto. In this case, methyltriethoxysilane (MTES), methyltrimethoxysilane (MTMS), vinyltriethoxysilane (VTES), etc. can be preferably used, and methyltriethoxysilane (MTES) is most preferable.

본 발명의 구체예에서, 상기 아크릴계 실란은 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. 이 때, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란(APTMS), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(MPTMS) 등을 바람직하게 사용할 수 있으며, -메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(MPTMS)이 가장 바람직하다. In an embodiment of the present invention, the acrylic silane is 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyl It may be selected from the group consisting of methyldiethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, and mixtures thereof. At this time, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (APTMS), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS), etc. can be preferably used, and -methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS) is Most preferred.

본 발명의 구체예에서, 상기 아미노계 실란은 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES), 3-아미노프로필트리메톡시시란(APTMS) 등을 바람직하게 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In an embodiment of the present invention, the amino-based silane may preferably be 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), or the like, but is not limited thereto.

또한, 그 밖의 실란 커플링제로 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(ICPTES), 3-메르캅토프로필트리에톡시실란(MPTES), 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(MPTMS) 등을 바람직하게 사용할 수 있다. In addition, as other silane coupling agents, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (ICPTES), 3-mercaptopropyltriethoxysilane (MPTES), 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS), etc. are preferable. can be used

상기 실란 커플링제의 투입량은 전체 조성물 중량의 0.1~5중량%로 첨가되는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 2~3중량%, 특히 2~2.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 투입량이 5중량%를 초과하면 코팅 조성물을 코팅한 코팅 필름의 연필경도와 부착력이 좋아지나 친수성이 크게 떨어지며, 상기 투입량이 0.1중량% 미만인 경우에는 연필 경도와 부착력이 크게 떨어진다. The amount of the silane coupling agent is preferably added in an amount of 0.1 to 5% by weight of the total composition weight, most preferably 2 to 3% by weight, and particularly preferably 2 to 2.5% by weight. When the amount exceeds 5% by weight, the pencil hardness and adhesion of the coating film coated with the coating composition are improved, but the hydrophilicity is greatly reduced, and when the amount is less than 0.1% by weight, the pencil hardness and adhesion are greatly reduced.

본 발명의 코팅 조성물은 적절한 계면활성제를 함유할 수 있으며, 일반적으로 이용되는 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양쪽이온성 계면활성제 중에서 선택할 수 있으며, 바람직하게는 비이온성 계면활성제를 0.001중량%∼5중량% 사용할 수 있고, 더 바람직하게는 0.02중량%∼0.5중량%를 사용할 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 필름 표면에 다량 유출하여 백화 현상과 코팅 시 블로킹 현상이 나타날 수 있다. The coating composition of the present invention may contain a suitable surfactant, and may be selected from commonly used nonionic, cationic, anionic and zwitterionic surfactants, and preferably contains a nonionic surfactant in an amount of 0.001% by weight to 0.001% by weight. 5 wt% may be used, and more preferably 0.02 wt% to 0.5 wt% may be used. When out of the above range, a large amount of leakage on the film surface may cause whitening and blocking during coating.

상기 계면활성제는 구체적으로 솔비탄 지방산 에스테르, 솔비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 솔비톨 지방산 이염기산 에스테르, 글리세린 지방산 이염기산 에스테르, 디글리세린 지방산 이염기산 에스테르 등의 다가 알코올 지방산 에스테르, 다가 알코올 지방산이염기산 에스테르 또는 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드가 부과된 화합물 등이 첨가된 것으로 구체적으로 솔비탄 팔미테이트, 솔비톨 스테아레이트, 솔비톨 팔미테이트, 솔비톨 스테아레이트, 디글리세린 팔미테이트, 솔비톨 팔미테이트아지테이트 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. Specifically, the surfactant is a polyhydric alcohol fatty acid ester such as sorbitan fatty acid ester, sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, sorbitol fatty acid dibasic acid ester, glycerin fatty acid dibasic acid ester, diglycerin fatty acid dibasic acid ester, polyhydric alcohol Fatty acid dibasic acid esters or compounds to which alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide are added. Specifically, sorbitan palmitate, sorbitol stearate, sorbitol palmitate, sorbitol stearate, diglycerin palmitate, etc. Tate, sorbitol palmitate agitate, etc. may be used, but is not limited thereto.

본 발명의 구체예에서, 상기 실란 커플링제는 에폭시계 실란, 아크릴계 실란 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 혼합물일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the silane coupling agent may be a mixture of an epoxy-based silane, an acryl-based silane, and a compound represented by Formula 2 above.

코팅 표면의 강도는 개별적으로 실란을 사용하였을 때 보다는 에폭시계 실란, 아크릴계 실란 및 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 일정 비율로 혼합하였을 때 의미 있는 변화를 보였으며 내스크래치성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.The strength of the coating surface showed a significant change when mixing an epoxy-based silane, an acryl-based silane, and a compound represented by Chemical Formula 2 in a certain ratio rather than using silane individually, and it can be seen that the scratch resistance is improved. .

본 발명의 구체예에서, 상기 에폭시계 실란 : 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 : 아크릴계 실란은 그 중량비가 1:1~5:0.1~3인 것이 바람직하며, 1:1~5:1인 것이 더욱 바람직하며, 1:2~4:1이 가장 바람직하며, 특히 1:2:1로 하였을 때, 가장 안정적인 친수성, 연필 경도 및 투광율을 가질 수 있다. In a specific embodiment of the present invention, the weight ratio of the epoxy-based silane: the compound represented by the formula (2): the acrylic silane is preferably 1:1-5:0.1-3, and more preferably 1:1-5:1 Preferably, 1:2 to 4:1 is the most preferable, and in particular, when 1:2:1 is used, it can have the most stable hydrophilicity, pencil hardness and light transmittance.

본 발명은 또한, 콜로이드 실리카, 에탄올 및 증류수를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 산 또는 염기를 첨가하여 상기 혼합액의 pH를 조절하는 단계; 및 산기 혼합액에 실란 커플링제를 혼합액 전체 중량의 0.1~5중량%으로 첨가하는 단계;를 포함하는 코팅 조성물의 제조 방법을 제공한다. The present invention also comprises the steps of preparing a mixed solution by mixing colloidal silica, ethanol and distilled water; adjusting the pH of the mixed solution by adding an acid or a base; and adding a silane coupling agent to the acid group mixture in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the mixture; provides a method for producing a coating composition comprising.

본 발명의 코팅 조성물의 제조 방법은 본 명세서의 도 2에 그 일 구체예가 개략적으로 제시되어 있다. One embodiment of the method for preparing the coating composition of the present invention is schematically shown in FIG. 2 of the present specification.

본 발명의 내스크래치성이 우수한 친수성 코팅 조성물을 만들기 위한 코팅 조성물의 제조는 친수성을 나타내기 위한 무기물 나노입자로서 콜로이드 실리카를 사용할 수 있으며 입자의 크기를 다양하게, 예를 들어 10~90nm로 분포하도록 조성을 구성할 수 있다. 콜로이드 실리카는 악조 노벨 등의 상업적으로 입수 가능한 제품을 사용할 수 있다. For the preparation of the coating composition for making the hydrophilic coating composition having excellent scratch resistance of the present invention, colloidal silica can be used as inorganic nanoparticles to exhibit hydrophilicity, and the size of the particles can be varied, for example, to be distributed in a range of 10 to 90 nm. composition can be configured. As colloidal silica, commercially available products such as Akzo Nobel can be used.

본 발명의 친수성 코팅 조성물의 제조 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 콜로이드 실리카, 에탄올 및 증류수를 혼합하여 혼합액을 제조하는 제1 단계; 산 또는 염기를 첨가하여 상기 혼합액의 pH를 조절하는 제2 단계; 및 상기 혼합액에 실란 커플링제를 혼합액 전체 중량의 0.1~5중량%으로 첨가하는 제3 단계;를 포함하는 것일 수 있다. As shown in FIG. 1 , the method for preparing the hydrophilic coating composition of the present invention includes a first step of preparing a mixed solution by mixing colloidal silica, ethanol and distilled water; a second step of adjusting the pH of the mixed solution by adding an acid or a base; and a third step of adding a silane coupling agent to the mixed solution in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the mixed solution.

본 발명의 구체예에서, 상기 콜로이드 실리카, 증류수(H20) 및 에탄올(EtOH, 99.5%)은 콜로이드 실리카: 증류수(H20): 에탄올이 약 1~15:2~10:1~3의 중량비가 되도록 혼합하여 사용할 수 있으며, 10~15:5~10:1~2의 중량비를 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 약 15:7:1.2의 중량비를 가장 바람직하게 사용할 수 있다. 그 후 산 또는 염기를 첨가하여 혼합 용액의 pH를 조절하는 단계를 거치다. 혼합 용액의 pH는 1~9가 되도록 바람직한 산 또는 염기를 첨가할 수 있으며, 바람직하게 질산(HN03, 90%) 또는 암모니아수(NH4OH, 28%)를 사용할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the colloidal silica, distilled water (H 2 0) and ethanol (EtOH, 99.5%) include colloidal silica: distilled water (H 2 0): ethanol is about 1 to 15:2 to 10:1 to 3 A weight ratio of 10 to 15:5 to 10:1 to 2 may be preferably used. In particular, a weight ratio of about 15:7:1.2 can be most preferably used. Thereafter, an acid or base is added to adjust the pH of the mixed solution. A desired acid or base may be added so that the pH of the mixed solution is 1 to 9, and preferably nitric acid (HN0 3 , 90%) or aqueous ammonia (NH 4 OH, 28%) may be used.

이 후, 이 용액에 상기한 종류의 실란 커플링제인 아미노 실란, 에폭시 실란, 아크릴 실란, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 등을 일정량 첨가하는 단계를 거친다.Thereafter, a predetermined amount of amino silane, epoxy silane, acryl silane, a compound represented by Chemical Formula 2, and the like, which are the above-described types of silane coupling agents, is added to the solution.

실란 커플링제의 첨가량은 혼합액 전체 중량의 0.1~5중량%으로 첨가하는 것일 수 있으며, 전체 혼합액의 중량의 5중량%을 넘지 않는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 2~3중량%, 특히 2~2.5중량%을 사용하는 것이 좋다. 상기 투입량이 5중량%를 초과하면 코팅 필름의 연필경도와 부착력이 좋아지지만 친수성이 크게 떨어지며, 상기 투입량이 0.1중량% 미만인 경우에는 연필 경도와 부착력이 크게 떨어진다. The amount of the silane coupling agent may be added in an amount of 0.1 to 5% by weight of the total weight of the mixed solution, and preferably not more than 5% by weight of the total weight of the mixed solution. Most preferably, it is good to use 2-3% by weight, especially 2 to 2.5% by weight. When the amount exceeds 5% by weight, the pencil hardness and adhesion of the coating film are improved, but the hydrophilicity is greatly reduced, and when the amount is less than 0.1% by weight, the pencil hardness and adhesion are greatly reduced.

그 용도에 따라 실란 커플링제 투입량을 변경하며 제조할 수 있으며 탄소 이중결합이 있는 실란커플링제인 아크릴실란과 에폭시실란을 사용한 용액에 가교제를 첨가하였을 때 시간이 지나면서 자가 결합이 일어나 뭉치는 현상이 발생할 수 있으므로 주의하여야 한다. It can be manufactured by changing the amount of silane coupling agent added according to its use. When a crosslinking agent is added to a solution using acrylic silane and epoxy silane, which are silane coupling agents with carbon double bonds, self-bonding occurs over time and agglomeration occurs. It can happen, so be careful.

이후 45℃로 유지되는 반응조에서 9시간 동안 교반하고, 분산제 및 증류수(H20), 에탄올(EtOH, 99.5%)을 투입하여 혼합액을 안정화 시키는 단계를 거쳐 코팅 조성물을 제조할 수 있다. After stirring for 9 hours in a reaction tank maintained at 45 ° C., a dispersing agent, distilled water (H 2 0), and ethanol (EtOH, 99.5%) are added to stabilize the mixture to prepare a coating composition.

본 발명은 또한, 기재 필름; 및 상기 코팅 조성물로 이루어지는 코팅층을 포함하는 코팅 필름을 제공한다.The present invention also provides a base film; And it provides a coating film comprising a coating layer consisting of the coating composition.

본 발명의 코팅 필름은 상기한 코팅 조성물을 기재 필름 또는 본 발명에서 이하에 서술하는 표면개질된 기재 필름 원단에 코팅 및 경화하여 얻을 수 있다. The coating film of the present invention can be obtained by coating and curing the above-described coating composition on a base film or a surface-modified base film fabric described below in the present invention.

구체적으로 상기 방법으로 제조된 코팅 조성물을 사용해 기재 필름 위에 일정한 두께로 코팅하게 되는데, 본 발명에서 얻어진 내스크래치성 코팅 조성물을 기재 필름 표면에 도포 하는 방법은 그라비아코팅, 딥(DEEP)코팅, 스프레이코팅 방법 등을 들 수 있다. 도포 후의 부착량은 0.1∼2g/㎡이 바람직하다. 그리고 도포 후 건조는 자연건조도 가능하지만 50℃∼90℃정도의 열풍을 이용하여 30초∼60초 정도 건조하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 70℃∼80℃사이에서 40초∼60초 정도 열풍 건조하는 것이다. 본 발명의 내스크래치성 코팅 조성물을 기재 필름 표면에 도포할 때 코팅층의 두께는 1㎛∼30㎛로 할 수 있으며, 바람직하게는 2㎛∼25㎛로 하는 것이 바람직하다. 도포 후 코팅 피막 두께가 1㎛이하가 되면 친수성이 충분하지 않고, 도포 후 피막의 두께가 30㎛ 이상이면 내수성, 부착성이 나빠지고 흐려질 수 있다.Specifically, the coating composition prepared by the above method is used to coat the base film to a certain thickness, and the method of applying the scratch-resistant coating composition obtained in the present invention to the surface of the base film is gravure coating, dip (DEEP) coating, spray coating. method and the like. As for the adhesion amount after application|coating, 0.1-2 g/m<2> is preferable. And drying after application is possible, but natural drying is also possible, but it is preferable to dry for about 30 seconds to 60 seconds using hot air of about 50 ℃ to 90 ℃. More preferably, hot air drying is performed between 70° C. and 80° C. for about 40 seconds to 60 seconds. When the scratch-resistant coating composition of the present invention is applied to the surface of the base film, the thickness of the coating layer may be 1 µm to 30 µm, preferably 2 µm to 25 µm. If the thickness of the coating film after application is 1 μm or less, hydrophilicity is not sufficient, and if the thickness of the coating film after application is 30 μm or more, water resistance and adhesion may deteriorate and become cloudy.

상기와 같이 코팅이 완료되면 이후 3일 정도의 안정화 기간을 통해 물성 시험편으로 사용할 수 있다. After the coating is completed as described above, it can be used as a physical property test piece through a stabilization period of about 3 days.

본 발명의 상기 기재 필름은 표면개질 조성물로 표면개질된 것일 수 있다. 이하에서는, 표면개질 조성물 및 이로 표면개질된 필름에 대해 서술한다. The base film of the present invention may be surface-modified with a surface-modifying composition. Hereinafter, a surface modification composition and a film surface-modified therewith will be described.

본 발명의 표면개질 조성물은 폴리헤드랄 올리고머릭 실세스퀴옥산(POSS), 산화안정제, 에틸렌-(메트)아크릴산 수지를 포함한다. The surface modification composition of the present invention includes polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS), an oxidation stabilizer, and ethylene-(meth)acrylic acid resin.

본 발명의 구체예에서 상기 에틸렌-(메트)아크릴산 수지는 캐리어로서 기능하며, 에틸렌과 (메타)아크릴산 단량체, (메타)아크릴레이트 및 비닐아세테이트 중에서 선택되는 어느 하나의 단량체로 이루어진 에틸렌 공중합체를 포함함으로써 물성 전반에 걸쳐 보다 향상된 효과를 구현할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the ethylene-(meth)acrylic acid resin functions as a carrier, and includes an ethylene copolymer composed of any one monomer selected from ethylene and (meth)acrylic acid monomer, (meth)acrylate and vinyl acetate. By doing so, a more improved effect can be realized throughout the physical properties.

상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌-아크릴산(EAA) 공중합체, 에틸렌-메타아크릴산(EMAA) 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트(EMA) 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트(EEA) 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트(EBA) 공중합체 및 에틸렌-비닐아세테이트(EVA) 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타아크릴산 공중합체를 사용하는 것이 바람직하며, 에틸렌-메타아크릴산 공중합체를 사용하는 것이 소수성 필름 제품이 존재할 때 필름 표면에 안전하고 지속 가능한 접착력을 향상시키며 인쇄 및 금속화 필름에 대한 프라이머/무용제 접착성을 향상시길 수 있는 성능을 가지는 수지라는 점에서 가장 바람직하다. The ethylene copolymer is ethylene-acrylic acid (EAA) copolymer, ethylene-methacrylic acid (EMAA) copolymer, ethylene-methyl acrylate (EMA) copolymer, ethylene-ethyl acrylate (EEA) copolymer, ethylene-butylacrylic Late (EBA) copolymer and ethylene-vinyl acetate (EVA) may include any one or more selected from the group consisting of copolymers, but is not limited thereto. Preferably, it is preferable to use an ethylene-acrylic acid copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer, and the use of an ethylene-methacrylic acid copolymer improves safe and sustainable adhesion to the film surface when a hydrophobic film product is present. And it is most preferable in that it is a resin having the performance to improve the adhesion of the primer/solvent to the metallized film.

본 발명의 구체예에서, 상기 폴리헤드랄 올리고머릭 실세스퀴옥산(POSS)은 바람직하게는 하기 화학식 3으로 표시되는 옥타이소부틸 POSS 또는 옥타메틸 POSS를 사용할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) may be preferably octamethyl POSS or octamethyl POSS represented by the following formula (3).

옥타이소부틸 POSS는 케이지 모서리에 부착된 코어 및 유기 이소 부틸 그룹에 무기 실세스퀴옥산을 갖는 하이브리드 분자며, 플라스틱 가공 중 흐름을 개선하기 위해 가공 보조제로 사용할 수 있다. 또한 인쇄성을 향상시키고 열가소성 수지의 표면 에너지를 수정하는 데에도 사용할 수 있다. Octisobutyl POSS is a hybrid molecule with inorganic silsesquioxane in the core and organic isobutyl groups attached to the cage edges, and can be used as a processing aid to improve flow during plastic processing. It can also be used to improve printability and modify the surface energy of thermoplastics.

옥타메틸 POSS는 플라스틱 가공 보조제로서 소수성, 인쇄성 및 가공성을 향상시키는데 사용할 수 있다. Octamethyl POSS can be used as a plastic processing aid to improve hydrophobicity, printability and processability.

[화학식 3] [Formula 3]

Figure 112019063704576-pat00002
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MS0825 - 옥타이소부틸 POSS ( R= i-butyl ) MS0825 - Octisobutyl POSS ( R= i-butyl )

MS0830 - 옥타메틸 POSS ( R= methyl )MS0830 - Octamethyl POSS ( R = methyl )

본 발명의 구체예에서, 상기 표면개질 조성물은 유화제를 더 포함하는 것일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the surface modification composition may further include an emulsifier.

본 발명의 구체예에서, 상기 유화제는 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노팔미테이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 소르비탄 모노올리에이트, 소르비탄 세스퀴올리에이트, 글리세릴 라우레이트, 글리세릴 스테아레이트, 글리콜 스테아레이트, 레시틴, 폴리에틸렌글리콜-30 디폴리하이드록시스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜-4 디라우레이트, 및 폴리에틸렌글리콜-8 디올리에이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성될 수 있다.  바람직하게는 소르비탄 모노팔미테이트를 사용할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the emulsifier is sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate, glyceryl laurate At least one selected from the group consisting of lactate, glyceryl stearate, glycol stearate, lecithin, polyethylene glycol-30 dipolyhydroxystearate, polyethylene glycol-4 dilaurate, and polyethylene glycol-8 dioleate. can be configured. Preferably, sorbitan monopalmitate may be used.

본 발명의 상기 표면개질 조성물은 기재 필름의 원료 조성물에 조성물 총 중량의 5 내지 20중량%로 함유될 수 있으며, 바람직하게 약 10 중량%로 함유되는 것일 수 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우, 내수성 및 내스크래치성이 떨어지는 문제가 있다.The surface modification composition of the present invention may be contained in the raw material composition of the base film in an amount of 5 to 20% by weight of the total weight of the composition, preferably in an amount of about 10% by weight. If it is out of the above range, there is a problem in that water resistance and scratch resistance are inferior.

상기 기재 필름의 원료 조성물로는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 부텐 폴리에틸렌, 옥텐 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 이오노머 중합체, 에틸렌-아크릴산(EAA), 에틸렌-메타아크릴산(EMAA) 및 이의 혼합물에서 선택되는 수지를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및/또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)를 사용할 수 있다. As the raw material composition of the base film, high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), ethylene vinyl acetate (EVA), butene polyethylene, octene polyethylene, metallocene polyethylene, polyethylene copolymer, ionomer A resin selected from polymers, ethylene-acrylic acid (EAA), ethylene-methacrylic acid (EMAA), and mixtures thereof may be used, but is not limited thereto. Preferably linear low density polyethylene (LLDPE) and/or ethylene vinyl acetate (EVA) can be used.

본 발명의 상기 표면개질 조성물은 마스터배치(M/B)로 제조되어 사용될 수 있다. 본 발명의 구체예에서 표면개질된 필름에 사용될 마스터배치(M/B)의 제조는 상기한 표면개질 조성물을 니더기에 투입후 120℃에서 20분간 반죽후 압출기에서 펠렛 형태로 가공하여 사용할 수 있다. The surface modification composition of the present invention may be prepared and used as a master batch (M/B). Preparation of the master batch (M/B) to be used in the surface-modified film in an embodiment of the present invention can be used by putting the surface-modified composition in a kneader, kneading it at 120° C. for 20 minutes, and then processing it in the form of pellets in an extruder. .

표면개질된 기재 필름의 마스터배치를 제조하는 방법으로는, 아래와 같은 공정을 거쳐 제조할 수 있다. As a method of manufacturing the masterbatch of the surface-modified base film, it can be manufactured through the following process.

제1 공정 : 가공 온도 130∼140℃에서 기재 필름의 원료 수지를 제1 실린더에 투입하는 공정1st process: The process of injecting the raw material resin of the base film into the 1st cylinder at the processing temperature of 130-140 degreeC

제2 공정 : 투입된 원료 수지를 110∼120℃로 유지된 제2 실린더에서 혼련, 반용융시키는 공정Second process: The process of kneading and semi-melting the input raw material resin in the second cylinder maintained at 110~120℃

제3 공정 : 본 발명의 표면개질 조성물을 제3 실린더에 사이드 투입하고, 반용융 상태에서 원료 수지와 혼련시키는 공정Third step: A step of side-injecting the surface modification composition of the present invention into a third cylinder and kneading with the raw resin in a semi-molten state

제4 공정 : 상기 혼련된 수지를 80∼90℃에서 압출 가공하고 스트랜드 형성 후 컷팅하는 공정을 통하여 최종 마스터배치(M/B)를 완성하는 공정4th process: A process of extruding the kneaded resin at 80-90° C. and completing the final master batch (M/B) through a cutting process after forming a strand

본 발명의 구체예에서, 상기 마스터배치는 통상적인 필름 성형방법에 따라 두께 50~200㎛의 필름, 바람직하게는 100~200㎛, 더 바람직하게는 약 120㎛로 필름으로 압출하여 코팅용 표면개질 기재 필름으로 사용할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the masterbatch is extruded into a film having a thickness of 50 to 200 μm, preferably 100 to 200 μm, more preferably about 120 μm according to a conventional film forming method, to thereby modify the surface for coating. It can be used as a base film.

본 발명의 코팅 필름은 농업용으로 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.The coating film of the present invention can be used for agriculture, but is not limited thereto.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.

실시예Example

실시예 1: 코팅 조성물의 제조Example 1: Preparation of coating composition

본 발명의 내스크래치성이 우수한 친수성 코팅 조성물을 만들기 위한 코팅 조성물의 제조에는 친수성을 나타내기 위한 무기물 나노입자로서 상업용으로 제조된 악조노벨의 콜로이드 실리카 평균 입자 10~80nm를 사용하였으며 입자의 크기를 다양하게 분포하도록 조성을 구성하였다.In the preparation of the coating composition for making the hydrophilic coating composition with excellent scratch resistance of the present invention, 10 to 80 nm of commercially produced colloidal silica particles of Akzo Nobel were used as inorganic nanoparticles to exhibit hydrophilicity, and the size of the particles was varied. The composition was configured to distribute evenly.

친수성 코팅 조성물은 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 콜로이드 실리카, 증류수(H20) 및 에탄올(EtOH, 99.5%) 1.5:0.7:0.12 (150g: 70g: 12g) 중량비로 혼합하고, 그 혼합액을 1시간 동안 교반하였다.As shown in FIG. 2, the hydrophilic coating composition is first mixed in a weight ratio of colloidal silica, distilled water (H20) and ethanol (EtOH, 99.5%) 1.5:0.7:0.12 (150g: 70g: 12g), and the mixture is mixed with 1 stirred for hours.

그 후 질산(HN03 90%)을 첨가하여 용액의 pH를 pH3으로 조절한 후, 이 용액에 실란 커플링제로서 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS), 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(MPTMS), 메틸트리에톡시실란(MTES)을 각각 또는 일정 비율로 혼합한 후 첨가하고 45℃로 유지되는 반응조에서 9시간 동안 교반하였다. 실란 커플링제의 첨가량은 그 용도에 따라 변경하며 실험하였다.Then, nitric acid (HN0 3 90%) was added to adjust the pH of the solution to pH3, and then, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), 3-glycidoxypropyltrimethoxy as a silane coupling agent to the solution. Silane (GPTMS), methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS), and methyltriethoxysilane (MTES) were added after mixing each or a predetermined ratio, and the mixture was stirred in a reactor maintained at 45° C. for 9 hours. The amount of the silane coupling agent added was changed according to its use and the experiment was carried out.

탄소 이중결합이 있는 실란커플링제인 아크릴실란과 에폭시실란을 사용한 용액에 가교제를 첨가하였을 때 시간이 지나면서 코팅액에 자가 결합이 일어나 뭉치는 현상이 발생하여 가교제를 제외하고 최종의 코팅 용액을 제조하였으며 제조된 코팅 용액을 사용해 40cm×50cm 크기의 기재 필름 위에 일정한 두께로 바코팅(bar-coating, No.10)을 시키고 1분간 열풍건조(80℃)를 진행하여 경화시켜 코팅필름을 제조하였다.When a crosslinking agent was added to a solution using acrylsilane and epoxysilane, which are silane coupling agents with carbon double bonds, self-bonding occurred in the coating solution over time and aggregation occurred, so the final coating solution was prepared without the crosslinking agent. Using the prepared coating solution, bar-coating (No. 10) was applied to a constant thickness on a base film having a size of 40 cm × 50 cm, and cured by hot air drying (80° C.) for 1 minute to prepare a coating film.

이후 3일 정도의 안정화 기간을 거친 후 물성실험을 진행하였다.After a stabilization period of about 3 days, the physical properties test was conducted.

아래 표는 각 실시예를 정리하여 나타내었으며 이에 한정하는 것은 아니다.The table below summarizes each example and is not limited thereto.

실시예 1-1: 에폭시실란(GPTMS)을 사용한 코팅 조성물의 제조Example 1-1: Preparation of coating composition using epoxysilane (GPTMS)

실험조성Experimental composition S1S1 S2S2 S3S3 S4S4 S5S5 실리카silica 63.4863.48 62.9862.98 62.4862.48 61.9861.98 60.9860.98 실란 커플링제Silane Coupling Agent 1.51.5 2.02.0 2.52.5 33 4.04.0 H2OH 2 O 3030 3030 3030 3030 3030 계면활성제Surfactants 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 ETOHETOH 55 55 55 55 55

(단위: 중량%)(Unit: % by weight)

실시예 1-2: 아크릴실란(MPTMS)을 사용한 코팅 조성물의 제조Example 1-2: Preparation of coating composition using acrylsilane (MPTMS)

실험조성Experimental composition S6S6 S7S7 S8S8 S9S9 S10S10 실리카silica 63.9863.98 63.4863.48 62.9862.98 61.9861.98 60.9860.98 실란 커플링제Silane Coupling Agent 1One 1.51.5 2.02.0 3.03.0 4.04.0 H2OH 2 O 3030 3030 3030 3030 3030 계면활성제Surfactants 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 ETOHETOH 55 55 55 55 55

(단위: 중량%)(Unit: % by weight)

실시예 1-3: MTES를 사용한 코팅 조성물의 제조Examples 1-3: Preparation of coating compositions using MTES

실험조성Experimental composition S11S11 S12S12 S13S13 S14S14 S15S15 실리카silica 63.4863.48 62.9862.98 62.4862.48 61.9861.98 60.9860.98 실란 커플링제Silane Coupling Agent 1.51.5 22 2.52.5 3.03.0 4.04.0 H2OH 2 O 3030 3030 3030 3030 3030 계면활성제Surfactants 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 ETOHETOH 55 55 55 55 55

(단위: 중량%)(Unit: % by weight)

실시예 1-4: 실란 혼합액(GPTMS:MTES:MPTMS = 1:4:1)을 사용한 코팅 조성물의 제조Example 1-4: Preparation of coating composition using silane mixture (GPTMS:MTES:MPTMS = 1:4:1)

실험조성Experimental composition S16S16 S17S17 S18S18 S19S19 S20S20 실리카silica 63.4863.48 62.9862.98 62.4862.48 61.9861.98 60.9860.98 실란 커플링제Silane Coupling Agent 1.51.5 22 2.52.5 3.03.0 4.04.0 H2OH 2 O 3030 3030 3030 3030 3030 계면활성제Surfactants 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 ETOHETOH 55 55 55 55 55

(단위: 중량%)(Unit: % by weight)

실시예 1-5: 실란 혼합액(GPTMS:MTES:MPTMS = 1:2:1)을 사용한 코팅 조성물의 제조Example 1-5: Preparation of coating composition using silane mixture (GPTMS:MTES:MPTMS = 1:2:1)

실험조성Experimental composition S21S21 S22S22 S23S23 S24S24 S25S25 실리카silica 63.4863.48 62.9862.98 62.4862.48 61.9861.98 60.9860.98 실란 커플링제Silane Coupling Agent 1.51.5 22 2.52.5 3.03.0 4.04.0 H2OH 2 O 3030 3030 3030 3030 3030 계면활성제Surfactants 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 0.020.02 ETOHETOH 55 55 55 55 55

(단위: 중량%)(Unit: % by weight)

실시예 2: 스크래치 강화를 위한 표면개질 원단의 제조Example 2: Preparation of surface-modified fabric for reinforcing scratches

실시예 2-1: 표면개질 필름 제조를 위한 마스터배치(M/B) T-6~T-7 제조Example 2-1: Preparation of masterbatch (M/B) T-6 to T-7 for surface modification film preparation

표면개질된 필름의 제조에 사용할 마스터배치(M/B)는 아래의 조성과 같이 하여 니더기에 투입후 120℃에서 20분간 반죽후 압출기에서 펠렛 형태로 가공하였다.The master batch (M/B) to be used for the production of the surface-modified film was put into a kneader as in the following composition, kneaded at 120° C. for 20 minutes, and then processed in the form of pellets in an extruder.

T-6T-6 T-7T-7 POSS[MS0825]POSS[MS0825] 1One 1One 산화안정제Oxidation Stabilizer 0.20.2 0.20.2 EMAA1108C(듀폰)EMAA1108C (DuPont) 98.898.8 9797 SPAN40SPAN40   1.81.8

(단위: 중량%)(Unit: % by weight)

M/B의 캐리어 수지는 듀폰사의 EMAA1108C을 사용하였다. The carrier resin of M/B used DuPont's EMAA1108C.

POSS 소재는 MS0825를 사용하였다. MS0825 was used as the POSS material.

실시예 2-2: 표면개질 필름 마스터배치(M/B) 및 표면개질된 필름의 제조Example 2-2: Preparation of surface-modified film masterbatch (M/B) and surface-modified film

하기와 같은 조성비로 기준 원단(기재 필름) U-0을 기본으로 표면개질 필름용 U6~U7의 마스터배치를 제조한 다음, 통상적인 필름 성형방법에 따라 120㎛ 두께로 압출하여 최종 표면개질된 필름을 제조하였다.A masterbatch of U6 to U7 for surface modification film was prepared based on the reference fabric (base film) U-0 with the following composition ratio, and then the final surface-modified film was extruded to a thickness of 120 μm according to a conventional film forming method. was prepared.

U-0U-0 2010MA2010MA 80중량%80% by weight U-6~U-7U-6~U-7 2010MA2010MA 80 중량%80% by weight BF315BF315 20중량%20% by weight BF315BF315 10 중량%10% by weight T6~T7T6~T7 10 중량%10% by weight

2010MA: 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)BF315: 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)2010MA: Linear Low Density Polyethylene (LLDPE)BF315: Ethylene Vinyl Acetate (EVA)

표면개질 필름 마스터배치 U-6~U-7는 아래의 방법으로 제조하였다. Surface-modified film masterbatches U-6 to U-7 were prepared by the following method.

제1 공정 : 가공 온도 130∼140℃에서 원료 수지를 제1 실린더에 투입하는 공정1st process: The process of putting the raw material resin into the 1st cylinder at a processing temperature of 130-140°C

제2 공정 : 투입된 원료 수지를 110∼120℃로 유지된 제2 실린더에서 혼련, 반용융시키는 공정Second process: The process of kneading and semi-melting the input raw material resin in the second cylinder maintained at 110~120℃

제3 공정 : 본 발명의 T-6~T-7의 표면개질 원료를 3 실린더에 사이드 투입하고, 반용융 상태에서 원료 수지와 혼련시키는 공정Third step: A step of side-injecting the surface-modifying raw materials of T-6 to T-7 of the present invention into 3 cylinders and kneading them with the raw resin in a semi-molten state

제4 공정 : 상기 혼련된 수지를 80∼90℃에서 압출 가공하고 스트랜드 형성 후 컷팅하는 공정을 통하여 최종 U-6~U-7의 마스터배치(M/B)를 완성하는 공정4th process: The process of extruding the kneaded resin at 80-90° C. and completing the final masterbatch (M/B) of U-6 to U-7 through a cutting process after strand formation

시험예test example

1. 평가 방법1. Evaluation method

1) 코팅 필름의 접촉각1) Contact angle of coating film

친수화된 필름의 물성을 평가하는 중요한 요소 중의 하나가 접촉각 평가이다. 보통 친수성이 발현되었다고 하면, 접촉각이 20도 이하로 측정될 때를 말한다. 코팅층의 친수성 정도를 알기 위하여 접촉각 각도계 (Phoenix150, Surface Electro Optics)를 이용하여 접촉각을 측정하였다. 10회 이상의 값을 읽어 최대값과 최소값을 제외하고 평균치를 취하였다.One of the important factors for evaluating the physical properties of the hydrophilized film is the evaluation of the contact angle. Usually, hydrophilicity is expressed when the contact angle is measured to be 20 degrees or less. In order to know the degree of hydrophilicity of the coating layer, the contact angle was measured using a contact angle goniometer (Phoenix150, Surface Electro Optics). The values were read more than 10 times and the average value was taken excluding the maximum and minimum values.

2) 코팅 필름의 투과율2) Transmittance of the coating film

가시광선 영역에서의 코팅층의 투과율을 측정하기 위하여 HAZE meter(NDH 2000)를 사용하여 코팅층의 투과율을 측정하였다.In order to measure the transmittance of the coating layer in the visible light region, the transmittance of the coating layer was measured using a HAZE meter (NDH 2000).

3) 코팅 필름의 연필경도3) Pencil hardness of coating film

연필경도는 경도 측정기(KP-M5000)에 연필경도 측정용 연필을 45도 각도로 끼우고, 일정한 하중 (1kg)을 가하면서 이것을 밀어 측정하였다. 연필은 Mitsubishi 연필을 사용하였는데, H~9H, F, HB 등의 강도를 나타내는 연필을 사용하였다.Pencil hardness was measured by inserting a pencil for measuring pencil hardness into a hardness measuring instrument (KP-M5000) at a 45 degree angle, and pushing it while applying a constant load (1 kg). Mitsubishi pencils were used as pencils, and pencils indicating the strength of H~9H, F, HB, etc. were used.

4) 코팅 필름의 부착력4) Adhesion of the coating film

경화된 코팅층에 커터(YTC-230 cutter)로 바둑판 모양의 홈을 낸 후 그 위에 3M 테이프를 잘 밀착시켜 일정한 힘으로 수회 떼어내어 코팅층과 기재와의 밀착 정도를 관찰하였다. 코팅된 지지체 표면에 2mm 간격으로 11×11로 십자형으로 칼집을 내어 100개의 정방형을 만들고, 그 위에 테이프(3M Tape)를 부착한 후 급격히 잡아당겨 표면을 평가하였다. 남은 눈 수의 개수가 100개면 5A, 95개 이상은 4A, 85개 이상은 3A, 70개 이상은 2A, 50개 이상은 1A로 나타내었다.After making a checkerboard groove on the cured coating layer with a cutter (YTC-230 cutter), the 3M tape was adhered well thereon and peeled off several times with a constant force to observe the degree of adhesion between the coating layer and the substrate. The surface of the coated support was cut in a cross shape of 11×11 at intervals of 2 mm to make 100 squares, and after attaching a tape (3M Tape) thereon, the surface was evaluated by pulling it sharply. If the number of remaining eyes was 100, 5A, 95 or more, 4A, 85 or more, 3A, 70 or more, 2A, and 50 or more, 1A.

5) 코팅 필름의 내수성5) Water resistance of the coating film

코팅 필름의 내수성을 확인하기 위하여 시편을 40℃로 유지된 항온조에 7일 동안 습을 닿게 한 후 꺼내 건조시켜 접촉각각도계(Phoenix150, Surface Electro Optics)를 이용하여 접촉각을 측정하였다. 10회 이상의 값을 읽어 내어 최대값과 최소값을 제외하고 평균치를 구하고, 초기 접촉각과 비교하여 코팅필름의 내수성을 평가하였다.In order to check the water resistance of the coating film, the specimen was exposed to moisture in a thermostat maintained at 40° C. for 7 days, then taken out and dried, and the contact angle was measured using a contact angle meter (Phoenix 150, Surface Electro Optics). The values were read more than 10 times, the average values were obtained excluding the maximum and minimum values, and the water resistance of the coating film was evaluated by comparing it with the initial contact angle.

2. 본 발명의 내스크래치성 친수성 코팅 조성물로 코팅된 코팅 필름의 물성 측정 결과2. Results of measurement of physical properties of the coating film coated with the scratch-resistant hydrophilic coating composition of the present invention

아래의 각 실험은 상기 실시예 1에 따라 제조한 내스크래치성 친수성 조성물을 40cm×50cm 크기의 기재 필름 원단 U0 위에 두께 22.8μm로 바코팅(bar-coating, No.10)을 시키고 1분간 열풍건조(80℃)를 진행하여 경화시켜 코팅필름을 제조한 후, 3일 정도의 안정화 기간을 거친 후 물성실험을 진행한 결과이다.In each of the experiments below, the scratch-resistant hydrophilic composition prepared according to Example 1 was bar-coated with a thickness of 22.8 μm on the base film fabric U0 having a size of 40 cm × 50 cm (bar-coating, No. 10) and dried with hot air for 1 minute. (80℃) to cure the coating film was prepared, and after a stabilization period of about 3 days, the physical properties were tested.

(1) 에폭시실란의(GPTMS) 첨가량 변화에 따른 코팅 필름의 물성(1) Physical properties of the coating film according to the change in the amount of epoxy silane (GPTMS) added

실란투입량 (중량%)Silane input amount (wt%) 코팅액 안정성Coating solution stability 초기접촉각initial contact angle 내수성water resistance 연필경도pencil hardness 부착력adhesion 투광율light transmittance (S1) 1.5(S1) 1.5 우유빛투명/침전없다Milky transparent/no precipitation 27.527.5 48.548.5 3B3B 2A2A 1717 (S2) 2.0(S2) 2.0 21.521.5 41.541.5 HBHB 3A3A 1717 (S3) 2.5(S3) 2.5 22.922.9 46.346.3 HH 3A3A 1616 (S4) 3.0(S4) 3.0 28.128.1 51.651.6 HH 3A3A 1919 (S5) 3.5(S5) 3.5 우유빛투명/ 소량침전Milky transparent / small amount of precipitation 39.339.3 55.355.3 2H2H 5A5A 1818

에폭시실란 첨가량이 증가함에 따라 코팅 필름의 접촉각이 증가하여 친수성이 떨어지는 현상을 보인다. 즉, 실란의 첨가량이 증가 할수록 콜로이드 실리카 표면에 실란이 많이 흡착되어 친수성을 나타내는 콜로이드 실리카 표면의 실라놀기의 개수가 적어지면서 코팅 필름의 접촉각이 증가하는 것으로 판단된다. 2.0중량%~2.5중량% 투입 조건에서는 21~23도의 접촉각을 보여 초기 친수성을 나타내었다.As the amount of epoxy silane added increases, the contact angle of the coating film increases, showing a phenomenon in which hydrophilicity decreases. That is, as the amount of silane added increases, more silane is adsorbed to the surface of colloidal silica, and the number of silanol groups on the surface of colloidal silica exhibiting hydrophilicity decreases and the contact angle of the coating film increases. At 2.0 wt% to 2.5 wt% input conditions, a contact angle of 21 to 23 degrees was shown, indicating initial hydrophilicity.

코팅필름을 40℃ 항온조에 7일간 설치 후 건조하여 내수성을 확인한 결과 대체적으로 접촉각 10~15 이상의 상승으로 내수성은 떨어지는 것으로 나타났다.The coating film was installed in a constant temperature bath at 40°C for 7 days and dried to confirm the water resistance. As a result, the water resistance was generally lowered by an increase of the contact angle of 10 to 15 or more.

투광율은 투입량에 따라 크게 차이점이 없는 것으로 나타났다.The light transmittance showed no significant difference depending on the input amount.

실란의 첨가량이 적은 경우에는 코팅 막은 좋지 못한 연필경도와 부착력을 나타내었으나 투입량이 증가될수록 연필경도와 부착력이 증가하여 3.5중량%에서는 각각 2H와 5A로 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 용액 내에 실란이 첨가되면 콜로이드 실리카와 기재 필름과의 화학적 결합을 견고히 해주어서 건조 및 경화 과정에서의 필름 표면의 균열현상을 방지하게 되고, 코팅 막의 연필경도와 부착력을 향상시키게 된다. 따라서 첨가량이 늘어날수록 화학적 결합이 견고하게 되어 실란이 적게 첨가될 경우보다 연필경도와 부착력이 향상된다고 판단된다.When the amount of silane added was small, the coating film showed poor pencil hardness and adhesion, but as the input amount increased, the pencil hardness and adhesion increased. This phenomenon, when silane is added to the solution, strengthens the chemical bond between the colloidal silica and the base film, prevents cracking of the film surface during drying and curing, and improves the pencil hardness and adhesion of the coating film. Therefore, as the amount of addition increases, the chemical bond becomes stronger, and it is judged that pencil hardness and adhesion are improved compared to the case where less silane is added.

(2) 아크릴 실란(MPTMS)첨가량 변화에 따른 코팅 필름의 물성(2) Physical properties of the coating film according to the change in the amount of acrylic silane (MPTMS) added

실란 투입량 (중량%)Silane dosage (wt%) 코팅액 안정성Coating solution stability 초기접촉각initial contact angle 내수성water resistance 연필경도pencil hardness 부착력adhesion 투광율light transmittance (S6) 1.0(S6) 1.0 우유빛투명/침전없다Milky transparent/no precipitation 29.629.6 41.041.0 BB 2A2A 1616 (S7) 1.5(S7) 1.5 25.925.9 38.538.5 FF 3A3A 1515 (S8) 2.0(S8) 2.0 20.420.4 35.835.8 HH 3A3A 1616 (S9) 3.0(S9) 3.0 32.532.5 45.445.4 HH 3A3A 1717 (S10) 4.0(S10) 4.0 우유빛투명/ 침전발생Milky transparent/precipitation 40.340.3 54.954.9 2H2H 4A4A 2525

아크릴실란의 투입량을 늘렸을 때는 에폭시실란을 첨가하였을 때와 비슷한 현상을 보였다. 위 표에 의하면 코팅 필름의 접촉각은 적정 실란이 투입된 경우에는 20도의 접촉각을 보여줘 친수성을 나타냄을 알 수 있다. 그러나 그 이외의 투입량에서는 접촉각이 나빠지고, 3.0중량% 이상으로 과량 첨가된 경우에는 필름의 초기접촉각이 32도 이상으로 친수성이 좋지 못함을 보였다.When the amount of acrylic silane was increased, a phenomenon similar to that when epoxy silane was added was observed. According to the table above, it can be seen that the contact angle of the coating film shows a contact angle of 20 degrees when appropriate silane is added, indicating hydrophilicity. However, the contact angle deteriorated at the other dosages, and when it was added in excess of 3.0 wt % or more, the initial contact angle of the film was 32 degrees or more, indicating poor hydrophilicity.

코팅 필름의 물에 대한 내수성에서는 코팅 필름을 40℃의 항온조에 7일 설치한 후 건조시켜 코팅 필름의 접촉각을 측정하였을 때 모두 접촉각이 올라가 있는 것을 볼 수 있어서 내수성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.In the water resistance of the coating film, the coating film was installed in a constant temperature bath at 40 ° C. for 7 days and then dried and the contact angle of the coating film was measured.

코팅 필름의 가시광선 영역에서의 투광율 변화를 보면 필름의 투명성은 코팅 후에도 감소되지 않고 기재와 비슷한 투과율을 나타내었다. 투입량이 4.0중량% 이상으로 증가할수록 코팅 표면의 백화현상으로 인해 기재보다 낮은 투광율을 보여주고 있다.When looking at the change in transmittance in the visible light region of the coating film, the transparency of the film did not decrease even after coating and showed transmittance similar to that of the substrate. As the input amount increases to 4.0% by weight or more, the light transmittance is lower than that of the substrate due to the whitening of the coating surface.

투입량이 적은 경우에는 코팅 막은 좋지 못한 연필경도와 부착력을 나타내었다. 그러나 투입량이 증가할수록 연필경도와 부착력이 증가해 4.0중량%인 경우에는 2H의 연필경도와 4A의 우수한 부착력을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.When the input amount was small, the coating film showed poor pencil hardness and adhesion. However, as the input amount increased, the pencil hardness and adhesion increased, and in the case of 4.0% by weight, it was confirmed that the pencil hardness of 2H and the excellent adhesion of 4A were exhibited.

전반적으로 실란 커플링제의 투입량이 증가할수록 접촉각이 증가하여 친수성이 저하되며, 코팅 직후에서는 아크릴실란이 적게 투입된 조건에는 20도 정도의 친수성을 나타내었으나 에폭시 실란의 경우에는 모든 조건에서 21도 이상의 접촉각을 보임을 확인할 수 있다. Overall, as the amount of the silane coupling agent added increases, the contact angle increases and the hydrophilicity decreases. Immediately after coating, hydrophilicity of about 20 degrees was shown under the condition in which a little acrylic silane was added. visibility can be verified.

내수성 실험에서도 전반적으로 15~20도의 접촉각의 증가를 보여 내수성이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.In the water resistance test, it can be seen that the overall contact angle increased by 15 to 20 degrees, indicating that the water resistance was lowered.

(3) MTES의 첨가량 변화에 따른 코팅 필름의 물성(3) Physical properties of the coating film according to the change in the amount of MTES added

실란 투입량 (중량%)Silane dosage (wt%) 코팅액 안정성Coating solution stability 초기접촉각initial contact angle 내수성water resistance 연필경도pencil hardness 부착력adhesion 투광율light transmittance (S11) 1.5(S11) 1.5 우유빛투명/침전없다Milky transparent/no precipitation 28.828.8 35.735.7 2B2B 2A2A 1515 (S12) 2.0(S12) 2.0 15.715.7 29.429.4 HBHB 3A3A 1414 (S13) 2.5(S13) 2.5 19.019.0 35.235.2 FF 3A3A 1515 (S14) 3.0(S14) 3.0 25.525.5 39.539.5 HH 3A3A 1616 (S15) 4.0(S15) 4.0 우유빛투명/ 침전없다Milky transparent / no precipitation 36.136.1 48.948.9 HH 4A4A 1717

MTES를 투입한 코팅필름의 접촉각은 2.0중량%~2.5중량%에서 20도 이하의 우수한 접촉각을 보이고 있고 투입량이 늘어날수록 접촉각이 커지는 것을 확인할 수 있었다. The contact angle of the coating film to which MTES was added showed an excellent contact angle of 20 degrees or less in 2.0 wt% to 2.5 wt%, and it was confirmed that the contact angle increased as the amount of the coating increased.

그러나 내수성 단계에서는 기존의 실험과 비슷한 접촉각 상승을 보여 친수성 정도는 비슷하게 유지하는 것으로 판단된다.However, in the water resistance stage, it is judged that the hydrophilicity level is maintained similarly as the contact angle increase similar to that of the previous experiment.

투광율은 타 첨가 필름과 마찬가지로 원단에 비해 크게 증가하지는 안는 것으로 원단 수준 또는 원단 투광율을 개선시키는 정도의 코팅성을 보인다.The light transmittance, like other additive films, does not increase significantly compared to the fabric, and shows coating properties that improve the light transmittance at the level of the fabric or fabric.

실란 투입량이 적은 경우는 동일하게 연필경도와 부착력이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.When the amount of silane input was small, it was confirmed that the pencil hardness and adhesion were similarly decreased.

투입량을 늘리면 연필경도와 부착력은 좋아지지만 친수성인 필름의 접촉각이 증가하는 경향성을 보여서 코팅필름의 친수성 대비 물성이 떨어지는 경향성을 보였다.When the input amount is increased, the pencil hardness and adhesion are improved, but the contact angle of the hydrophilic film tends to increase, showing a tendency to decrease the physical properties compared to the hydrophilicity of the coating film.

(4) 혼합된 실란 투입량에 따른 코팅필름의 물성(4) Physical properties of the coating film according to the amount of mixed silane added

GPTMS : MTES : MPTMS= 1:4:1 (중량비)GPTMS : MTES : MPTMS = 1:4:1 (weight ratio)

실란 투입량 (중량%) Silane dosage (wt%) 코팅액 안정성Coating solution stability 초기접촉각initial contact angle 내수성water resistance 연필경도pencil hardness 부착력adhesion 투광율light transmittance (S16) 1.5(S16) 1.5 우유빛투명/침전없다Milky transparent/no precipitation 24.324.3 39.739.7 2B2B 2A2A 1616 (S17) 2.0(S17) 2.0 18.718.7 29.429.4 HBHB 3A3A 1414 (S18) 2.5(S18) 2.5 16.416.4 28.228.2 FF 3A3A 1515 (S19) 3.0(S19) 3.0 16.516.5 31.531.5 HH 4A4A 1212 (S20) 4.0(S20) 4.0 우유빛투명/ 침전없다Milky transparent / no precipitation 26.126.1 38.938.9 2H2H 4A4A 1414

혼합된 실란의 첨가량이 2.0~3.0중량%에서 초기 친수성이 양호하게 나타나고 있으며 투입량이 늘어 날수록 친수성이 떨어지는 현상을 보인다.When the amount of the mixed silane added is 2.0 to 3.0% by weight, the initial hydrophilicity is good, and the hydrophilicity decreases as the amount of the added silane increases.

즉, 위의 실험과 같이 실란의 첨가량이 증가 할수록 코팅 필름의 접촉각이 증가하는 것으로 판단된다. 2.5중량%~3.0중량% 투입 조건에서는 초기 접촉각이 16도의 접촉각을 보여 양호한 친수성을 나타내었다.That is, it is judged that the contact angle of the coating film increases as the amount of silane added increases as in the above experiment. Under the 2.5 wt% to 3.0 wt% input conditions, the initial contact angle showed a contact angle of 16 degrees, indicating good hydrophilicity.

코팅필름을 40℃ 항온조에 7일간 설치 후 건조하여 내수성을 확인한 결과 대체적으로 접촉각 10 이상의 상승으로 내수성은 떨어지는 것으로 나타났다. The coating film was installed in a constant temperature bath at 40° C. for 7 days and dried to confirm the water resistance. As a result, the water resistance was generally decreased due to an increase of the contact angle of 10 or more.

투광율은 투입량에 따라 크게 차이점이 없는 것으로 나타났다.The light transmittance showed no significant difference depending on the input amount.

연필경도와 부착력의 경우도 첨가량이 늘어날수록 화학적 결합이 견고하게 되어 실란이 적게 첨가될 경우보다 연필경도와 부착력이 향상되었다.In the case of pencil hardness and adhesion, as the amount of addition increased, the chemical bond became stronger, and the pencil hardness and adhesion were improved compared to the case where less silane was added.

(5) 혼합된 실란 투입량에 따른 코팅필름의 물성(5) Physical properties of the coating film according to the amount of mixed silane added

GPTMS : MTES : MPTMS= 1:2:1 (중량비)GPTMS : MTES : MPTMS = 1:2:1 (weight ratio)

실란 투입량 (중량%)Silane dosage (wt%) 코팅액 안정성Coating solution stability 초기접촉각initial contact angle 내수성water resistance 연필경도pencil hardness 부착력adhesion 투광율light transmittance (S21) 1.5(S21) 1.5 우유빛투명/침전없다Milky transparent/no precipitation 19.819.8 28.728.7 2B2B 2A2A 1515 (S22) 2.0(S22) 2.0 16.716.7 22.422.4 HBHB 3A3A 1414 (S23) 2.5(S23) 2.5 12.312.3 16.316.3 HH 4A4A 1313 (S24) 3.0(S24) 3.0 19.519.5 29.529.5 HH 4A4A 1414 (S25) 4.0(S25) 4.0 우유빛투명/ 침전없다Milky transparent / no precipitation 26.126.1 36.936.9 2H2H 4A4A 1717

혼합된 실란 투입량을 1:2:1로 하였을 때 코팅필름의 접촉각은 2.0중량%~2.5중량%에서 12~17도 이하의 우수한 접촉각을 보이고 있고 투입량이 늘어날수록 접촉각이 커지는 것을 확인할 수 있었다.When the mixed silane input amount was 1:2:1, the contact angle of the coating film showed an excellent contact angle of 12 to 17 degrees or less at 2.0 wt% to 2.5 wt%, and it was confirmed that the contact angle increased as the amount of the added silane increased.

특히 내수성 단계에서도 16~22도 정도의 접촉각을 보여 가장 안정적인 친수성을 보여주고 있다. In particular, it shows the most stable hydrophilicity by showing a contact angle of about 16 to 22 degrees even in the water resistance stage.

연필경도와 투광율 또한 만족할 만한 수준으로 보여져 표면개질 원단에 사용할 코팅액으로 선정하여 코팅층이 표면개질된 기재 필름 원단에 코팅 후 물성을 측정하였다.Pencil hardness and light transmittance were also found to be satisfactory levels, so a coating solution was selected to be used for the surface-modified fabric, and the coating layer was coated on the surface-modified base film fabric and then the physical properties were measured.

한편, 콜로이드 실리카에 아미노 실란을 첨가한 코팅 용액은 시간이 지나면서 겔화가 진행되어 코팅 용액안정성에 문제가 있었다.On the other hand, the coating solution in which amino silane was added to colloidal silica had a problem in the stability of the coating solution because gelation progressed over time.

3. 본 발명의 내스크래치성 친수성 코팅 조성물로 코팅된 표면개질 코팅 필름의 물성 측정 결과3. Results of measurement of physical properties of the surface-modified coating film coated with the scratch-resistant hydrophilic coating composition of the present invention

아래의 각 실험은 상기 S22 및 S23에서 사용한 내스크래치성 친수성 코팅 조성물을 40cm×50cm 크기의 기재 필름 원단 U0 또는 표면개질 기재 필름 원단 U-6, U-7 위에 두께 22.8μm로 바코팅(bar-coating, No.10)을 시키고 1분간 열풍건조(80℃)를 진행하여 경화시켜 코팅필름을 제조한 후, 3일 정도의 안정화 기간을 거친 후 물성실험을 진행한 결과이다.In each of the experiments below, the scratch-resistant hydrophilic coating composition used in S22 and S23 was bar coated with a thickness of 22.8 μm on the base film fabric U0 or surface-modified base film fabric U-6 and U-7 having a size of 40 cm × 50 cm (bar- Coating, No. 10) and curing with hot air drying (80°C) for 1 minute to prepare a coating film, and after a stabilization period of about 3 days, the physical properties test was performed.

(1) 기존 필름과 본 발명의 표면개질된 필름에 S22의 코팅 조성물을 코팅한 코팅필름의 물성(1) Physical properties of the coating film coated with the coating composition of S22 on the existing film and the surface-modified film of the present invention

제조번호serial number 기재필름
원단
base film
fabric
초기
접촉각
Early
contact angle
내수성water resistance 연필경도pencil hardness 부착력adhesion 투광율
(코팅전)
light transmittance
(before coating)
투광율
(코팅후)
light transmittance
(After coating)
W0W0 U-0U-0 16.716.7 22.422.4 HBHB 3A3A 11.3511.35 14.014.0 W6W6 U-6U-6 4.54.5 11.611.6 2H2H 5A5A 14.8214.82 12.112.1 W7W7 U-7U-7 9.59.5 12.312.3 HH 5A5A 23.8723.87 19.8819.88

(2) 기존 필름과 본 발명의 표면개질된 필름에 S23의 코팅 조성물을 코팅한 코팅필름의 물성(2) Physical properties of the coating film coated with the coating composition of S23 on the existing film and the surface-modified film of the present invention

제조번호serial number 기재필름
원단
base film
fabric
초기
접촉각
Early
contact angle
내수성water resistance 연필경도pencil hardness 부착력adhesion 투광율
(코팅전)
light transmittance
(before coating)
투광율
(코팅후)
light transmittance
(After coating)
W8W8 U-0U-0 12.312.3 16.316.3 HH 4A4A 11.3511.35 13.013.0 W14W14 U-6U-6 4.34.3 9.39.3 2H2H 5A5A 14.8214.82 11.1011.10 W15W15 U-7U-7 6.86.8 11.311.3 2H2H 5A5A 23.8723.87 19.0819.08

4. 본 발명의 내스크래치성 친수성 코팅 조성물로 코팅된 표면개질 코팅 필름의 유적상태 확인4. Confirmation of oil state of the surface-modified coating film coated with the scratch-resistant hydrophilic coating composition of the present invention

항온조(40℃) 설치 초기와 항온조에서 7일간 유적상태 유지 후 건조하고 다시 설치한 후의 필름의 유적상태를 관찰하였다.At the beginning of the installation of a thermostat (40℃) and after maintaining the oil state for 7 days in the constant temperature bath, the state of the oil film after drying and re-installation was observed.

(1) 제조번호 W0의 유적상태: 혼합실란 투입량 2.0중량% (1) Oil state of manufacturing number W0: 2.0 wt% of mixed silane input

도 5에 나타나듯이, 초기 유적상태는 양호한 상태를 보이지만 내수성 테스트 후 다시 설치했을 때는 초기보다 좋지 못한 유적상태를 나타내어 표면강도는 향상되지만 유적(친수성)은 나빠지는 경향을 보인다.As shown in FIG. 5 , although the initial oil drop state shows a good condition, when it is reinstalled after the water resistance test, it shows a worse oil drop condition than the initial state, and the surface strength is improved but the oil drop (hydrophilicity) tends to deteriorate.

(2) 제조번호 W6의 유적상태: 혼합실란 투입량 2.0중량% (2) Oil state of manufacturing number W6: Mixed silane input amount 2.0% by weight

도 6에 나타나듯이, 초기 항온조 설치했을 때와 재설치 했을 때, 대체로 양호한 친수성을 보이는 코팅상태를 나타내며, 코팅강도는 우수한 값을 나타내고 있다.As shown in FIG. 6 , when the initial thermostat is installed and reinstalled, the coating state shows good hydrophilicity, and the coating strength shows excellent values.

(3) 제조번호 W14의 유적상태: 혼합실란 투입량 2.5중량% (3) Oil state of manufacturing number W14: 2.5 wt% of mixed silane input

도 7에 나타나듯이, 실험 조성 중에 내수성이 가장 좋은 필름으로 초기와 비슷한 유적상태를 보이고 있어 내수성이 우수함을 확인하였다. 접착강도 및 경도면에서도 우수한 물성을 보이고 있어서 내스크래치성이 우수한 농업용 코팅필름을 얻을 수 있었다.As shown in FIG. 7 , it was confirmed that the film had the best water resistance among the experimental compositions and showed a similar oil state to that of the initial stage, confirming that the water resistance was excellent. It showed excellent physical properties in terms of adhesive strength and hardness, so that an agricultural coating film with excellent scratch resistance was obtained.

Claims (14)

콜로이드 실리카 50~70중량%, 실란 커플링제 2.0~2.5중량%, 에탄올 0.1~10중량%, 증류수 20~40중량% 및 계면활성제 0.001~5중량%를 포함하는 코팅 조성물로,
상기 실란 커플링제가 에폭시계 실란, 메틸트리에톡시실란 및 아크릴계 실란의 혼합물이고, 상기 에폭시계 실란: 메틸트리에톡시실란: 아크릴계 실란의 중량비가 1:2:1인 코팅 조성물.
A coating composition comprising 50 to 70% by weight of colloidal silica, 2.0 to 2.5% by weight of a silane coupling agent, 0.1 to 10% by weight of ethanol, 20 to 40% by weight of distilled water, and 0.001 to 5% by weight of a surfactant,
The silane coupling agent is a mixture of epoxy-based silane, methyltriethoxysilane and acrylic silane, and the weight ratio of the epoxy-based silane:methyltriethoxysilane:acrylic silane is 1:2:1.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 에폭시계 실란이 글리시독시메틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리하이드록시실란, 3-글리시독시프로필디메틸하이드록시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필디메톡시메틸실란, 3-글리시독시프로필디메틸메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리부톡시실란 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 코팅 조성물.
According to claim 1,
The epoxy-based silane is glycidoxymethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrihydroxysilane, 3-glycidoxypropyldimethylhydroxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-gly a coating selected from the group consisting of cidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyldimethoxymethylsilane, 3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane, 3-glycidoxypropyltributoxysilane and mixtures thereof composition.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 아크릴계 실란이 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 코팅 조성물.
According to claim 1,
The acrylic silane is 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3- A coating composition selected from the group consisting of acryloxypropyltrimethoxysilane and mixtures thereof.
콜로이드 실리카, 에탄올 및 증류수를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
산 또는 염기를 첨가하여 상기 혼합액의 pH를 조절하는 단계; 및
상기 혼합액에 실란 커플링제를 첨가하는 단계;를 포함하는
제1항의 코팅 조성물의 제조 방법.
preparing a mixed solution by mixing colloidal silica, ethanol and distilled water;
adjusting the pH of the mixed solution by adding an acid or a base; and
Including; adding a silane coupling agent to the mixed solution
A method for preparing the coating composition of claim 1 .
기재 필름; 및 제1항의 코팅 조성물로 이루어지는 코팅층을 포함하는 코팅 필름.base film; And a coating film comprising a coating layer consisting of the coating composition of claim 1. 제8항에 있어서,
상기 기재 필름은 표면개질 조성물로 표면개질된 것인 코팅 필름.
9. The method of claim 8,
The base film is a coating film that is surface-modified with a surface modification composition.
제9항에 있어서,
상기 표면개질 조성물은 폴리헤드랄 올리고머릭 실세스퀴옥산(POSS), 산화안정제 및 에틸렌(메트)아크릴산 수지를 포함하는 코팅 필름.
10. The method of claim 9,
The surface modification composition is a coating film comprising a polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS), an oxidation stabilizer and ethylene (meth)acrylic acid resin.
제10항에 있어서,
상기 POSS는 옥타이소부틸 POSS 또는 옥타메틸 POSS인 코팅 필름
11. The method of claim 10,
The POSS is a coating film of octaisobutyl POSS or octamethyl POSS
제10항에 있어서,
상기 표면개질 조성물은 유화제를 더 포함하는 코팅 필름.
11. The method of claim 10,
The surface modification composition is a coating film further comprising an emulsifier.
제9항에 있어서,
상기 기재 필름은 기재 필름의 원료 조성물에 표면개질 조성물을 조성물 총 중량의 5 내지 20중량%로 함유하는 코팅 필름.
10. The method of claim 9,
The base film is a coating film containing the surface modification composition in the raw material composition of the base film in an amount of 5 to 20% by weight of the total weight of the composition.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 필름은 농업용인 코팅 필름.
14. The method according to any one of claims 8 to 13,
The coating film is an agricultural coating film.
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WO2003035780A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-01 Matsushita Electric Works, Ltd. Coating material composition and article having coating film formed therewith
KR100473150B1 (en) * 2002-01-21 2005-03-08 (주) 개마텍 A composition of hydrophilic coating agent
KR20080014515A (en) * 2006-08-11 2008-02-14 매코텍(주) Anti-corrosion coating composition
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KR20170039446A (en) * 2015-10-01 2017-04-11 대흥화학공업주식회사 Hydrophilic Coating agent and manufacture method thereof
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