KR102414751B1 - Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof - Google Patents

Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102414751B1
KR102414751B1 KR1020200029231A KR20200029231A KR102414751B1 KR 102414751 B1 KR102414751 B1 KR 102414751B1 KR 1020200029231 A KR1020200029231 A KR 1020200029231A KR 20200029231 A KR20200029231 A KR 20200029231A KR 102414751 B1 KR102414751 B1 KR 102414751B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
coating layer
silica
coating film
hybrid
Prior art date
Application number
KR1020200029231A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210113900A (en
Inventor
박지훈
김슬비
Original Assignee
주식회사 에코기어
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에코기어 filed Critical 주식회사 에코기어
Priority to KR1020200029231A priority Critical patent/KR102414751B1/en
Publication of KR20210113900A publication Critical patent/KR20210113900A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102414751B1 publication Critical patent/KR102414751B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/04Pretreatment of the material to be coated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50Multilayers
    • B05D7/52Two layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D193/00Coating compositions based on natural resins; Coating compositions based on derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/63Additives non-macromolecular organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
    • C23C18/1208Oxides, e.g. ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1254Sol or sol-gel processing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1229Composition of the substrate
    • C23C18/1241Metallic substrates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 철이온-탄닌산 코팅층, 시스테아민 코팅층 및 실리카 코팅층을 포함하는 하이브리드 코팅막을 제조하는 방법 및/또는 상기 방법으로 제조된 하이브리드 코팅필름 또는 코팅막을 제공한다. 본 발명이 제공하는 코팅 방법은 기존의 졸-겔 방법과 달리 온화한 조건에서 실리카 코팅이 가능하며, 모든 종류의 코팅 대상에 적용 가능해 활용도가 우수하고, 코팅 필름의 두께를 나노미터 수준에서 조절 가능하며, 내오염성, 화학적 분해에 대한 안정성, 산성, pH 및 온도 변화에 대한 안정성이 우수하다. 또한 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 초친수성으로 인한 김서림 방지 효과를 나타내며, 상기 안정성에 의해 다양한 환경에서 김서림 방지 효과를 적용할 수 있어 산업적 활용도가 우수하다.The present invention provides a method for producing a hybrid coating film including an iron ion-tannic acid coating layer, a cysteamine coating layer and a silica coating layer, and/or a hybrid coating film or coating film prepared by the method. Unlike the conventional sol-gel method, the coating method provided by the present invention enables silica coating under mild conditions, and can be applied to all types of coating objects, so it has excellent utility, and the thickness of the coating film can be adjusted at the nanometer level. , stain resistance, stability against chemical decomposition, and stability against changes in acidity, pH and temperature are excellent. In addition, the hybrid coating film provided by the present invention exhibits an anti-fogging effect due to superhydrophilicity, and the anti-fogging effect can be applied in various environments due to the stability, thereby providing excellent industrial utility.

Description

폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막 및 이의 제조 방법 {Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof}Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof {Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof}

본 발명은, 실리카-폴리페놀 하이브리드 코팅막과 그 제조 방법 및 용도에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 온화한 조건에서 모든 코팅 대상에 대해 적용 가능하고, 두께 조절이 가능하며, 온도변화에 대한 내성 및 내산성이 우수하고 초신수성 표면을 가지는 실리카-폴리페놀 하이브리드 코팅 방법, 상기 제조 방법으로 제조된 코팅막 및 이의 용도를 제공한다.The present invention relates to a silica-polyphenol hybrid coating film, a manufacturing method and use thereof, and more specifically, it is applicable to all coating objects under mild conditions, thickness control is possible, and has excellent resistance to temperature change and acid resistance. and a silica-polyphenol hybrid coating method having a superhydrophobic surface, a coating film prepared by the manufacturing method, and uses thereof.

실리카 코팅은 외부 자극으로부터 안정하여 표면 보호에 효과적이며, 표면 젖음성(wettability)을 조절할 수 있어 반도체, 유리, 세라믹 등 산업적으로 광범위하게 사용되고 있다. Silica coating is effective for surface protection because it is stable from external stimuli, and it can control surface wettability, so it is widely used in industries such as semiconductors, glass, and ceramics.

실리카 코팅방법 중 가장 잘 알려진 방법은 졸(sol)-겔(gel)법으로, 졸을 이루는 전구체인 실리카 알콕사이드로부터 가수분해와 축합반응에 의해 실리카 겔을 형성하여 점차적으로 실리카 코팅층을 형성한다. 그러나 이 방법은 산 또는 염기 촉매 및 유기용매(에탄올)를 사용하고 경우에 따라 높은 온도를 필요로 하기 때문에 반응 환경에 민감한 소재 및 세포 코팅은 불가능하다는 단점이 있다. 또한 코팅 두께를 요구에 따라 균일하게 조절하는 과정이 어려우며, 재료 표면 성질에 제한되어 재료 선택 및 전처리 과정에 따른 시간적/비용적 비효율성 및 민감성이 요구된다.Among the silica coating methods, the most well-known method is the sol-gel method, which forms silica gel by hydrolysis and condensation reaction from silica alkoxide, a precursor of the sol, to gradually form a silica coating layer. However, since this method uses an acid or base catalyst and an organic solvent (ethanol) and in some cases requires a high temperature, there is a disadvantage in that it is impossible to coat materials and cells sensitive to the reaction environment. In addition, it is difficult to uniformly control the coating thickness according to demand, and time/cost inefficiency and sensitivity are required according to material selection and pretreatment process due to limited material surface properties.

자연에서의 생규화(Biosilicification) 사례 중 하나로, 육방해면류(marine sponge)는 실리카테인(silicatein)이라는 효소를 사용하여 바다에 함유된 규산으로 외골격 실리카 구조체를 형성한다. 더 자세히는 실리카테인의 활성 부위에 존재하는 serine-26의 수산화기(-OH기)와 histidine-165의 이미다졸기(imidazole기)에 의해 실리카 전구체의 가수분해와 축합반응을 촉매화한다. As one of the examples of biosilicification in nature, marine sponges use an enzyme called silicatein to form exoskeleton silica structures with silicic acid contained in the sea. In more detail, the hydroxyl group (-OH group) of serine-26 and the imidazole group (imidazole group) of histidine-165 present in the active site of silicatein catalyze the hydrolysis and condensation reaction of the silica precursor.

시스테아민(cysteamine, HSCH2CH2NH2)은 상기 실리카테인의 활성 부위를 화학적으로 모방한 저분자로 알려져있다. 시스테아민은 아민기(-NH2)와 티올기(-SH)를 함유하며, 그 사이의 거리가 가깝기 때문에 온화한 조건(예를 들어, 중성pH 및/또는 실온)에서 실리카 전구체의 가수분해 및 축합반응의 촉매화를 수행하여 실리카 구조체를 형성한다. Cysteamine (cysteamine, HSCH 2 CH 2 NH 2 ) is known as a small molecule that chemically mimics the active site of the silicatein. Cysteamine contains an amine group (-NH2) and a thiol group (-SH), and since the distance between them is close, hydrolysis and condensation of silica precursors under mild conditions (e.g., neutral pH and/or room temperature) The reaction is catalyzed to form a silica structure.

시스테아민의 표면 고정화는 온화한 조건에서 표면에 실리카 코팅을 가능케 한다. 다양한 표면에 시스테아민을 고정시키기 위한 프라이밍 층으로, 탄닌산-철이온 나노코팅을 수행하였다. 천연 식물추출물인 탄닌산(tannic acid)은 갈로일기(1,2,3-trihydroxyphenyl group)를 포함하는 폴리페놀 물질로 금속 양이온(Fe(III) 등)과 빠르게 착물을 형성하여 재표 표면 성질에 무관하게 두께 조절이 가능한 나노코팅을 수행한다. 또한 갈로일기는 수소결합, ð- ð 상호작용과 같은 다양한 비공유성 상호작용을 통해 접착 모티프의 기능을 수행함으로써 다른 물질과의 접착 용이성을 갖는다.Surface immobilization of cysteamine enables silica coating on the surface under mild conditions. As a priming layer for fixing cysteamine to various surfaces, tannic acid-iron ion nanocoating was performed. Tannic acid, a natural plant extract, is a polyphenol material containing a galloyl group (1,2,3-trihydroxyphenyl group) and rapidly forms a complex with metal cations (Fe(III), etc.) regardless of the surface properties of the material. Nanocoating with adjustable thickness is performed. In addition, the galloyl group performs the function of an adhesion motif through various non-covalent interactions such as hydrogen bonding and ð- ð interaction, and thus has easy adhesion to other materials.

기존의 실리카 코팅 방법인 졸-겔(sol-gel) 법은 산 또는 염기 촉매 및 유기용매(예를 들어, 에탄올)을 사용하고, 경우에 따라 고온 조건을 필요로 하므로, 반응 환경에 민감한 소재 및 세포 코팅이 어려운 단점이 있으며, 코팅 두께의 조절이 어렵고, 코팅 대상이 되는 재료 표면 성질에도 제한이 있어 재료 선택, 전처리 과정에 따른 시간적, 비용적 비효율성 및 민감성 문제가 있었다.The sol-gel method, which is a conventional silica coating method, uses an acid or base catalyst and an organic solvent (eg, ethanol), and in some cases requires high temperature conditions, so materials sensitive to the reaction environment and Cell coating is difficult, it is difficult to control the coating thickness, and there are limitations on the surface properties of the material to be coated.

이러한 단점을 보완하고자 본 발명자들은 자연에서 일어나는 생규화(biosilicification)를 활용한 실리카 나노코팅 방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.In order to compensate for these shortcomings, the present inventors have completed the present invention by developing a silica nanocoating method utilizing biosilicification that occurs in nature.

본 발명의 목적은 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅 방법 및 상기 방법으로 제조된 코팅막을 제공하는 것이다. 상기 방법으로 제조된 코팅막은 내산성, 온도변화 내성, 및/또는 초신수성 특성을 갖는다.An object of the present invention is to provide a polyphenol-silica hybrid coating method and a coating film prepared by the method. The coating film prepared by the above method has acid resistance, temperature change resistance, and/or super hydrophobic properties.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 코팅막을 포함하는, 김서림 방지 필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an anti-fog film comprising the coating film prepared by the above method.

상술한 기존의 졸-겔 방식에 의한 실리카 코팅의 단점을 보완하고자 본 발명에서는 자연에서 일어나는 생규화(biosilicifiation)를 이용하여 철이온-탄닌산 나노코팅에 접목 가능한 실리카 나노코팅 방법을 완성하였다.In order to compensate for the disadvantages of silica coating by the conventional sol-gel method described above, in the present invention, a silica nanocoating method that can be grafted onto the iron ion-tannic acid nanocoating is completed using biosilicifiation that occurs in nature.

본 발명은 코팅 대상에 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅을 수행하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 하이브리드 코팅막을 제공한다.The present invention provides a method for performing polyphenol-silica hybrid coating on a coating target and a hybrid coating film prepared by the method.

본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 하이브리드 코팅막을 포함하는, 김서림 방지 필름을 제공한다.The present invention also provides an antifogging film comprising the hybrid coating film prepared by the above method.

이하 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 코팅 방법으로서, 코팅 대상에 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅을 수행하는 방법을 제공한다. 본 발명이 제공하는 코팅 방법은, 기존의 졸-겔 방법에 의한 실리카 코팅과 달리, 온화한 조건에서 모든 종류의 코팅 대상에 대해 적용 가능한 장점이 있다.The present invention provides a method for performing polyphenol-silica hybrid coating on a coating object as a coating method. The coating method provided by the present invention has the advantage of being applicable to all kinds of coating objects under mild conditions, unlike silica coating by a conventional sol-gel method.

본 명세서에서, "하이브리드 코팅"이란 물리적 및/또는 화학적 성질이 상이한 복수 개의 코팅층을 결합한 형태의 코팅을 의미하며, 일 예에서, 유기물을 포함하는 유기물층과 유기물을 포함하지 않는 무기물층의 결합으로서, 상기 유기물층과 무기물층은 공유결합 또는 비공유결합에 의해 결합된 것일 수 있다.As used herein, the term "hybrid coating" refers to a coating in which a plurality of coating layers having different physical and / or chemical properties are combined, and in one example, an organic material layer containing an organic material and an inorganic material layer not containing an organic material As a combination, The organic layer and the inorganic layer may be bonded by a covalent bond or a non-covalent bond.

본 명세서에서, "온화한 조건"이란, 온도 및/또는 pH 조건이 가혹하지 않은 조건으로서, 가열 단계 및/또는 냉각 단계를 포함하지 않는 조건 및/또는 산 또는 염기 촉매가 사용되지 않는 조건을 의미한다. 상기 산 촉매는 예를 들어, 염산, 질산, 아세트산, 황산 및 불산으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 염기 촉매는 예를 들어 암모니아수, 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 온화한 조건의 pH 조건은 pH 5.5 내지 8.5, pH 5.5 내지 8.0, pH 5.5 내지 7.5, pH 6.0 내지 8.5, pH 6.0 내지 8.0, pH 6.0 내지 7.5, pH 6.5 내지 8.5, pH 6.5 내지 8.0, pH 6.5 내지 7.5, pH 7.0 내지 8.5, pH 7.0 내지 8.0, 또는 pH 7.0 내지 7.5일 수 있다. 일 구체예에서, 상기 온화한 조건의 온도 조건은 상온(room temperature)으로서 예를 들어, 섭씨 15 내지 35도, 섭씨 15 내지 30도, 섭씨 15 내지 27도, 섭씨 18 내지 35도, 섭씨 18 내지 30도, 섭씨 18 내지 27도, 섭씨 20 내지 35도, 섭씨 20 내지 30도, 섭씨 20 내지 27도, 섭씨 23 내지 35도, 섭씨 23 내지 30도, 또는 섭씨 23 내지 27도일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.As used herein, "mild conditions" means conditions in which temperature and/or pH conditions are not severe, conditions that do not include a heating step and/or a cooling step, and/or conditions under which no acid or base catalyst is used. . The acid catalyst may be, for example, at least one selected from the group consisting of hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, sulfuric acid and hydrofluoric acid, and the base catalyst is, for example, one selected from the group consisting of aqueous ammonia, sodium hydroxide and potassium hydroxide may be more than one species. In one embodiment, the mild pH conditions are pH 5.5 to 8.5, pH 5.5 to 8.0, pH 5.5 to 7.5, pH 6.0 to 8.5, pH 6.0 to 8.0, pH 6.0 to 7.5, pH 6.5 to 8.5, pH 6.5 to 8.0, pH 6.5 to 7.5, pH 7.0 to 8.5, pH 7.0 to 8.0, or pH 7.0 to 7.5. In one embodiment, the mild temperature condition is room temperature, for example, 15 to 35 degrees Celsius, 15 to 30 degrees Celsius, 15 to 27 degrees Celsius, 18 to 35 degrees Celsius, 18 to 30 degrees Celsius. 18 to 27 degrees Celsius, 20 to 35 degrees Celsius, 20 to 30 degrees Celsius, 20 to 27 degrees Celsius, 23 to 35 degrees Celsius, 23 to 30 degrees Celsius, or 23 to 27 degrees Celsius, but is not limited thereto. .

본 발명에서, "코팅 대상"은 나노필름 또는 나노코팅의 대상이 되는 개체 또는 객체를 의미하며, 질량과 부피를 갖는 것이라면 종류에 관계없이 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 대상은 금속, 금속산화물, 세라믹, 광물, 폴리머, 유리, 및/또는 목재 등과 같은 무생물체들 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 다른 예에서, 상기 코팅 대상은 균류 (예를 들어, 세균, 진균 등), 식물, 동물 등과 같은 생물체들 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 무생물체와 생물체가 결합된 물체일 수 있다. 상기 코팅 대상이 식물 또는 동물인 경우, 식물 또는 동물 그 자체, 또는 그로부터 분리된 기관 또는 세포일 수 있다.In the present invention, "coated object" means an object or object that is a target of a nanofilm or nanocoating, and can be used regardless of type as long as it has mass and volume. For example, the coating target may be at least one selected from inanimate objects such as metal, metal oxide, ceramic, mineral, polymer, glass, and/or wood. In another example, the coating target may be one or more selected from living organisms such as fungi (eg, bacteria, fungi, etc.), plants, and animals, and may be an object in which an inanimate organism and an organism are combined. When the coating target is a plant or animal, it may be the plant or animal itself, or an organ or cell isolated therefrom.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, 코팅 대상에 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 제1단계; 상기 철이온-탄닌산 코팅층 위에 시스테아민을 포함하는 시스테아민 코팅층을 형성하는 제2단계; 및 상기 시스테아민 코팅층 위에 실리카(SiO2)를 포함하는 실리카 코팅층을 형성하는 제3단계를 포함한다.The coating method provided by the present invention comprises: a first step of forming an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid on a coating object; a second step of forming a cysteamine coating layer containing cysteamine on the iron ion-tannic acid coating layer; and a third step of forming a silica coating layer including silica (SiO 2 ) on the cysteamine coating layer.

본 발명이 제공하는 코팅 방법에 있어서, 상기 제1단계 내지 제3단계의 각 코팅층 형성 단계는, 온화한 조건에서 코팅 대상의 표면에 하이브리드 나노코팅(필름)막을 형성시키기 위한 목적 범위 내에서 임의의 코팅 방법을 자유롭게 선택하여 수행될 수 있다. 일 예에서, 상기 코팅 방법은 코팅 대상 표면에 대한 도포(코팅), 침지, 또는 증착일 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅 방법은 페인트 브러싱, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 침지-인상법, 및 스핀 코팅으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 방법을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the coating method provided by the present invention, each coating layer forming step of the first to third steps is any coating within the objective range for forming a hybrid nano-coating (film) film on the surface of the coating target under mild conditions. It can be carried out by freely choosing a method. In one example, the coating method may be application (coating), immersion, or deposition on the surface to be coated. Specifically, the coating method may use one or more methods selected from the group consisting of paint brushing, spray coating, doctor blade, dip-pull method, and spin coating, but is not limited thereto.

본 발명이 제공하는 코팅 방법에 있어서, 상기 제1단계 내지 제3단계의 코팅층을 형성하는 단계는, 코팅 용액과 코팅 대상을 접촉하는 단계; 및 상기 코팅 용액과 접촉한 코팅 대상을 세척 및 건조하는 단계를 거쳐 수행되는 것일 수 있다. In the coating method provided by the present invention, the step of forming the coating layer of the first to third steps comprises the steps of contacting the coating solution with the coating object; and washing and drying the coating object in contact with the coating solution.

상기 코팅 용액의 용매는 코팅 목적에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 일 예에서 탈이온수, 증류수, 염화나트륨 수용액 및 인산완충생리식염수로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 용매일 수 있다. The solvent of the coating solution may be appropriately selected according to the purpose of the coating, and in one example may be one or more solvents selected from the group consisting of deionized water, distilled water, sodium chloride aqueous solution and phosphate buffered saline.

상기 코팅층을 형성하는 단계는 모두 온화한 조건에서 수행되는 것일 수 있으며, 상기 온화한 조건은 상술한 바와 같다. 본 발명이 제공하는 코팅 방법은 별도의 가열 및/또는 냉각 단계를 필요로 하지 않으며, 산 촉매 및/또는 염기 촉매를 사용하지 않아, 코팅 대상이 제한되지 않고, 코팅 시간과 비용이 절약될 수 있어, 경제적 효용성이 우수하다.All of the steps of forming the coating layer may be performed under mild conditions, and the mild conditions are as described above. The coating method provided by the present invention does not require a separate heating and / or cooling step, and does not use an acid catalyst and / or a base catalyst, so the coating target is not limited, and coating time and cost can be saved. , the economic efficiency is excellent.

상기 코팅층을 형성하는 단계 중, 상기 코팅 용액과 코팅 대상을 접촉하는 단계의 코팅 용액과 코팅 대상의 접촉 시간은 코팅막을 형성하기 위한 목적 범위 내에서 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들어, 15분 내지 180분, 15분 내지 150분, 15분 내지 120분, 15분 내지 90분, 30분 내지 180분, 30분 내지 150분, 30분 내지 120분, 30분 내지 90분, 45분 내지 180분, 45분 내지 150분, 45분 내지 120분, 또는 45분 내지 90분일 수 있다.In the step of forming the coating layer, the contact time of the coating solution and the coating target in the step of contacting the coating solution and the coating target may be appropriately selected within the objective range for forming the coating film, for example, 15 minutes to 180 minutes, 15 minutes to 150 minutes, 15 minutes to 120 minutes, 15 minutes to 90 minutes, 30 minutes to 180 minutes, 30 minutes to 150 minutes, 30 minutes to 120 minutes, 30 minutes to 90 minutes, 45 minutes to 180 minutes , 45 minutes to 150 minutes, 45 minutes to 120 minutes, or 45 minutes to 90 minutes.

이하 본 발명이 제공하는 코팅 방법의 각 단계를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, each step of the coating method provided by the present invention will be described in more detail.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, (1) 코팅 대상에 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 제1단계를 포함한다.The coating method provided by the present invention includes (1) a first step of forming an iron ion-tannic acid coating layer comprising iron ions and tannic acid on a coating target.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 코팅 대상의 물리적, 화학적 성질에 관계 없이 코팅이 가능하여, 하이브리드 코팅막을 제한 없이 형성할 수 있도록 하는 데에 기여한다. 상기 철이온-탄닌산 코팅층은 갈로일 기를 포함하며, 상기 갈로일 기는 철이온-탄닌산 코팅층 위에 시스테아민 코팅층이 형성될 수 있도록 돕는 기능을 수행할 수 있다. The iron ion-tannic acid coating layer can be coated regardless of the physical and chemical properties of the coating object, thereby contributing to the formation of a hybrid coating film without limitation. The iron ion-tannic acid coating layer includes a galloyl group, and the galloyl group may perform a function of helping a cysteamine coating layer to be formed on the iron ion-tannic acid coating layer.

상기 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 단계는, 시스테아민 코팅층을 형성하는 단계 이전에 1회 또는 복수 회 반복하여 수행될 수 있다. 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 지나치게 얇게 형성되는 경우, 시스테아민 코팅층 및 실리카 코팅층이 충분히 형성되지 않을 수 있다. 일 예에서, 상기 철이온-탄닌산 코팅막의 두께는 5이상, 5 내지 1000nm(1um), 5 내지 100nm, 5 내지 50nm, 또는 5 내지 30nm 일 수 있다. 상기 철이온-탄닌산 코팅층의 두께는 목적하는 하이브리드 코팅막의 두께에 따라 적절히 조절될 수 있다. 상기 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 5nm 미만인 경우, 시스테아민층 및/또는 실리카층이 충분히 형성되지 않을 수 있다. The iron ion-forming step of the tannic acid coating layer may be repeated once or several times before the step of forming the cysteamine coating layer. When the iron ion-tannic acid coating layer is formed too thinly, the cysteamine coating layer and the silica coating layer may not be sufficiently formed. In one example, the iron ion-tannic acid coating film may have a thickness of 5 or more, 5 to 1000 nm (1um), 5 to 100 nm, 5 to 50 nm, or 5 to 30 nm. The thickness of the iron ion-tannic acid coating layer may be appropriately adjusted according to the desired thickness of the hybrid coating layer. When the iron ion-tannic acid coating layer has a thickness of less than 5 nm, the cysteamine layer and/or the silica layer may not be sufficiently formed.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 단계를 복수 회 반복함에 따라 두께가 증가하는 특성을 가질 수 있으며, 이에 따라 나노 미터 수준에서 두께 조절이 가능한 코팅막을 제공할 수 있다. The iron ion-tannic acid coating layer may have a characteristic of increasing the thickness by repeating the step of forming the iron ion-tannic acid coating layer a plurality of times, thereby providing a coating film capable of controlling the thickness at the nanometer level.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 코팅 대상(예를 들어, 기판)과 철이온 용액을 접촉시키는 단계 및 탄닌산 용액을 접촉시키는 단계를 포함하는 방법으로 수행될 수 있다. 상기 철이온 용액 및 탄닌산 용액은 순차적으로 첨가될 수 있으며, 일 예에서 철이온 용액을 먼저 첨가한 후 탄닌산 용액을 첨가할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 철이온-탄닌산 코팅막의 형성 목적 범위 내에서 자유롭게 이루어질 수 있다.The iron ion-tannic acid coating layer may be performed by a method comprising the steps of contacting a coating target (eg, a substrate) with an iron ion solution and contacting the tannic acid solution. The iron ion solution and the tannic acid solution may be sequentially added, and in one example, the iron ion solution may be added first and then the tannic acid solution may be added, but the present invention is not limited thereto. can be done freely.

상기 철이온 용액은 Fe(III) 이온을 포함하기 위한 목적 범위 내에서 자유롭게 제조되어 사용될 수 있으며, 예를 들어, 염화철 6수화물(FeCl3·6H2O), 질산철 9수화물(Fe(NO3)3·9H2O) 및 황산철 7수화물(FeSO4·7H2O)로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 용액일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 철이온 용액은 철이온-탄닌산 코팅막의 형성 목적 범위 내에서 그 농도를 자유롭게 조절할 수 있으며, 예를 들어, 5 내지 200 mg/mL, 5 내지 100mg/mL, 5 내지 70mg/mL, 5 내지 50mg/mL, 10 내지 200mg/mL, 10 내지 100mg/mL, 10 내지 70mg/mL, 10 내지 50mg/mL, 30 내지 200mg/mL, 30 내지 100mg/mL, 30 내지 70mg/mL, 또는 30 내지 50mg/mL 일 수 있다.The iron ion solution may be freely prepared and used within the intended range for including Fe(III) ions, for example, iron chloride hexahydrate (FeCl 3 .6H 2 O), iron nitrate heptahydrate (Fe(NO 3 ) ) 3 ·9H 2 O) and iron sulfate heptahydrate (FeSO 4 ·7H 2 O) may be one or more solutions selected from the group consisting of, but not limited thereto. The concentration of the iron ion solution can be freely adjusted within the range for the purpose of forming the iron ion-tannic acid coating film, for example, 5 to 200 mg/mL, 5 to 100 mg/mL, 5 to 70 mg/mL, 5 to 50 mg /mL, 10-200mg/mL, 10-100mg/mL, 10-70mg/mL, 10-50mg/mL, 30-200mg/mL, 30-100mg/mL, 30-70mg/mL, or 30-50mg/mL mL.

상기 탄닌산 용액 내 탄닌산 농도는 코팅막 형성 목적 범위 내에서 자유롭게 조절할 수 있으며, 예를 들어 1 내지 100mg/mL, 1 내지 50mg/mL, 1 내지 30 mg/mL, 1 내지 20 mg/mL, 3 내지 100 mg/mL, 3 내지 50 mg/mL, 3 내지 30 mg/mL, 3 내지 20 mg/mL, 5 내지 100 mg/mL, 5 내지 50 mg/mL, 5 내지 30 mg/mL, 5 내지 20 mg/mL, 7 내지 100 mg/mL, 7 내지 50 mg/mL, 7 내지 30 mg/mL, 또는 7 내지 20 mg/mL일 수 있다.The concentration of tannic acid in the tannic acid solution can be freely adjusted within the range for the purpose of forming a coating film, for example, 1 to 100 mg/mL, 1 to 50 mg/mL, 1 to 30 mg/mL, 1 to 20 mg/mL, 3 to 100 mg/mL, 3-50 mg/mL, 3-30 mg/mL, 3-20 mg/mL, 5-100 mg/mL, 5-50 mg/mL, 5-30 mg/mL, 5-20 mg /mL, 7-100 mg/mL, 7-50 mg/mL, 7-30 mg/mL, or 7-20 mg/mL.

일 실시예에서, 탄닌산 40mg/mL 증류수 수용액 및 FeCl3·6H2O 10mg/mL 증류수 수용액을 제조해 코팅용 원액으로 이용하였다.In one embodiment, 40 mg/mL distilled water aqueous solution of tannic acid and 10 mg/mL distilled water aqueous solution of FeCl 3 ·6H 2 O were prepared and used as stock solutions for coating.

철이온-탄닌산 코팅층 형성은 주로 철이온 농도에 영향을 받으며, 철이온의 농도가 높을수록 코팅층의 두께가 두꺼워지고, 거칠기가 증가한다. 철이온의 농도가 상기 범위보다 낮은 경우 코팅층이 정상적으로 형성되지 않을 수 있으며, 탄닌산과 철이온 용액의 농도가 상기 범위 이상인 경우, 수용액 상에서 입자가 빠르게 형성되어 코팅막이 불균일, 불규칙적으로 형성되는 문제점이 있다.The formation of the iron ion-tannic acid coating layer is mainly affected by the iron ion concentration, and the higher the iron ion concentration, the thicker the coating layer becomes and the roughness increases. When the concentration of iron ions is lower than the above range, the coating layer may not be formed normally, and when the concentration of tannic acid and iron ion solution is above the above range, particles are rapidly formed in the aqueous solution, so there is a problem in that the coating film is non-uniformly and irregularly formed. .

상기 방법으로 형성된 철이온-탄닌산 코팅층은 갈로일기를 포함할 수 있으며, 시스테아민 코팅층이 형성될 수 있도록 함으로써 코팅 대상의 종류에 관계 없이 실리카 코팅을 가능하게 하는 역할을 수행한다. The iron ion-tannic acid coating layer formed by the above method may include a galloyl group, and serves to enable silica coating regardless of the type of coating target by allowing a cysteamine coating layer to be formed.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, (2) 상기 철이온-탄닌산 코팅층 위에 시스테아민을 포함하는 시스테아민 코팅층을 형성하는 제2단계를 포함한다.The coating method provided by the present invention includes a second step of (2) forming a cysteamine coating layer containing cysteamine on the iron ion-tannic acid coating layer.

상기 시스테아민은 상기 철이온-탄닌산 코팅층 위에 형성되어, 실리카 코팅층이 형성될 수 있도록 돕는 역할을 수행하며, 상기 제2단계가 생략되는 경우, 실리카 코팅층과 철이온-탄닌산 코팅층이 결합하지 않아, 하이브리드 코팅막이 형성되지 않는다.The cysteamine is formed on the iron ion-tannic acid coating layer, and serves to help the silica coating layer to be formed. When the second step is omitted, the silica coating layer and the iron ion-tannic acid coating layer do not combine, A hybrid coating film is not formed.

상기 제2단계는 상기 제1단계를 1회 또는 복수 회 수행한 코팅 대상에 시스테아민 용액을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 시스테아민 용액의 농도는 코팅막 형성 목적 범위 내에서 자유롭게 변경될 수 있으며, 일 예에서 10 내지 200mM, 10 내지 100mM, 10 내지 75mM, 10 내지 55mM, 30 내지 200mM, 30 내지 100mM, 30 내지 75mM, 또는 30 내지 55mM일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. The second step may include the step of contacting the cysteamine solution to the coating target on which the first step has been performed once or plural times. The concentration of the cysteamine solution may be freely changed within the range for the purpose of forming a coating film, and in one example, 10 to 200mM, 10 to 100mM, 10 to 75mM, 10 to 55mM, 30 to 200mM, 30 to 100mM, 30 to 75mM , or may be 30 to 55 mM, but is not limited thereto.

상기 시스테아민 농도가 지나치게 낮은 경우, 충분한 시스테아민 형성이 이루어지지 않아, 이후 실리카 코팅층이 충분히 형성되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. When the cysteamine concentration is too low, sufficient cysteamine is not formed, and thereafter, a problem in that the silica coating layer is not sufficiently formed may occur.

일 실시예에서, 상기 시스테아민 코팅 용액은 시스테아민 농도가 50mM이 되도록 증류수를 이용해 제조되었다.In one embodiment, the cysteamine coating solution was prepared using distilled water so that the cysteamine concentration was 50 mM.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, (3) 상기 시스테아민 코팅층 위에 실리카(SiO2)를 포함하는 실리카 코팅층을 형성하는 제3단계를 포함한다.The coating method provided by the present invention includes a third step of (3) forming a silica coating layer containing silica (SiO 2 ) on the cysteamine coating layer.

상기 제3단계는 상기 시스테아민 코팅층이 형성된 코팅 대상과 실리카 코팅 용액을 접촉하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 실리카 코팅 용액은 실리카 전구체를 포함할 수 있다.The third step may include contacting the coating target on which the cysteamine coating layer is formed and a silica coating solution, and the silica coating solution may include a silica precursor.

상기 실리카 전구체는 예를 들어, 테트라메틸 오르토실리케이트(Tetramethyl orthosilicate; TMOS), 테트라에틸 오르토실리케이트(Tetraethyl orthosilicate; TEOS), 3-머캅토프로필 트라이메톡실란((3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane; MPTMS), 머캅토프로필트라이에톡실란(Mercaptopropyltriethoxysilane; MPTES), 아미노프로필트라이에톡시실란((3-Aminopropyl)triethoxysilane),메톡시트리에톡시실란, 디메톡시디에톡시실란, 에톡시트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 테트라메톡시에틸실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 실리카 전구체일 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상기 시스테아민 코팅층과 결합하여 실리카 코팅층을 형성하기 위한 목적 범위에서 자유롭게 선택될 수 있다. The silica precursor is, for example, tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetraethyl orthosilicate (TEOS), 3-mercaptopropyl trimethoxysilane ((3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane; MPTMS), mer Mercaptopropyltriethoxysilane (MPTES), aminopropyltriethoxysilane ((3-Aminopropyl)triethoxysilane), methoxyethoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, ethoxytrimethoxysilane, methyltri At least one silica precursor selected from the group consisting of methoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, tetramethoxyethylsilane, but not limited thereto, It may be freely selected from the range of purposes for forming a silica coating layer in combination with the cysteamine coating layer.

일 예에서, 상기 실리카 코팅 용액 내 실리카 전구체 농도는 50 내지 200mM, 50 내지 150mM, 50 내지 120mM, 80 내지 200mM, 80 내지 150mM, 또는 80 내지 120mM일 수 있다. 실리카 전구체 농도가 지나치게 높은 경우 점성 등으로 인하여 실리카 코팅층이 균일하게 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 실리카 전구체 농도가 지나치게 높은 경우, 용액 상에서 반응이 빠르게 진행되어 겔(gel)이 생성될 수 있으며, 이 경우 시스테아민 표면에 반응할 수 있는 실리카 전구체의 농도가 감소하게 되어 코팅층이 충분히 형성되지 않을 수 있다. 실리카 전구체 농도가 지나치게 낮은 경우, 실리카 코팅층이 충분히 형성되지 않을 수 있다. In one example, the silica precursor concentration in the silica coating solution may be 50 to 200mM, 50 to 150mM, 50 to 120mM, 80 to 200mM, 80 to 150mM, or 80 to 120mM. When the concentration of the silica precursor is too high, the silica coating layer may not be uniformly formed due to viscosity or the like. For example, when the concentration of the silica precursor is too high, the reaction proceeds rapidly in the solution phase and a gel may be generated. may not be sufficiently formed. When the silica precursor concentration is too low, the silica coating layer may not be sufficiently formed.

일 실시예에서 상기 실리카 코팅 용액은 TMOS 1M 증류수 수용액에 HCl 1mM를 첨가한 후 1X PBS(10mM Phosphate-buffered saline)로 희석하여 최종 TMOS 농도가 100mM가 되도록 하여 제조되었다.In one embodiment, the silica coating solution was prepared by adding 1 mM HCl to 1M distilled water of TMOS and then diluting it with 1X PBS (10 mM Phosphate-buffered saline) so that the final TMOS concentration was 100 mM.

일 실시예에서, 상기 방법으로 제조된 하이브리드 코팅막의 표면에 대해 적외선 스펙트럼 및 XPS 분석을 수행한 결과, 철이온-탄닌산 코팅만이 수행된 대조군과 달리 규소 이온의 존재가 확인되었다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅 방법은 코팅막 표면에 실리카를 포함하는 코팅막의 형성에 활용될 수 있다.In one embodiment, as a result of performing infrared spectrum and XPS analysis on the surface of the hybrid coating film prepared by the above method, the presence of silicon ions was confirmed unlike the control in which only iron ion-tannic acid coating was performed. Therefore, the hybrid coating method provided by the present invention can be utilized to form a coating film containing silica on the surface of the coating film.

본 발명은 또한 철이온-탄닌산 코팅층, 시스테아민 코팅층, 및 실리카 코팅층이 순차적으로 적층된 하이브리드 코팅막을 제공한다. 구체적으로 철이온-탄닌산 코팅층 1개 층 또는 복수 개 층 위에 시스테아민 코팅층이 누적되고, 상기 시스테아민 코팅층 위에 실리카 코팅층이 누적된 다중층 구조를 가질 수 있다. 일 예에서 상기 하이브리드 코팅막은 상술한 코팅 방법으로 제조되는 것일 수 있다. The present invention also provides a hybrid coating film in which an iron ion-tannic acid coating layer, a cysteamine coating layer, and a silica coating layer are sequentially stacked. Specifically, the iron ion-tannic acid coating layer may have a multilayer structure in which a cysteamine coating layer is accumulated on one or a plurality of layers, and a silica coating layer is accumulated on the cysteamine coating layer. In one example, the hybrid coating film may be manufactured by the above-described coating method.

상기 철이온-탄닌산 코팅층은 코팅 대상의 물리적, 화학적 성질에 관계 없이 코팅을 가능하게 하는 기저층 역할을 수행하고, 시스테아민 코팅층은 철이온-탄닌산 코팅층 위에 실리카 코팅층이 형성되도록 돕는 역할을 수행하며, 실리카 코팅층은 하이브리드 코팅막의 표면 성질을 결정한다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막 및/또는 상기 코팅막의 표면은 내산성, 온도변화 내성 및/또는 초신수성 특성을 가질 수 있다. The iron ion-tannic acid coating layer serves as a base layer that enables coating regardless of the physical and chemical properties of the coating target, and the cysteamine coating layer helps to form a silica coating layer on the iron ion-tannic acid coating layer. The silica coating layer determines the surface properties of the hybrid coating film. Therefore, the hybrid coating film and/or the surface of the coating film provided by the present invention may have acid resistance, temperature change resistance, and/or super hydrophobic properties.

일 구현예에서, 상기 철이온-탄닌산 코팅층은 복수 개의 철이온-탄닌산 코팅층이 적층된 것일 수 있으며, 일 예에서 2 내지 5개 층이 적층된 것일 수 있다.In one embodiment, the iron ion-tannic acid coating layer may be a plurality of iron ions-tannic acid coating layers stacked, and in one example, 2 to 5 layers may be stacked.

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 상기 철이온-탄닌산 코팅층, 시스테아민 코팅층, 및 실리카 코팅층이 순차적으로 적층된 다중층을 하나의 단위체로 하여, 상기 단위체가 복수 회 적층(반복)되어 형성되는 것일 수 있다. 상기 적층 수의 조절을 통해 최종 하이브리드 코팅막의 두께를 나노미터(nm) 수준에서 조절할 수 있다. The hybrid coating film provided by the present invention is a multilayer in which the iron ion-tannic acid coating layer, the cysteamine coating layer, and the silica coating layer are sequentially stacked as one unit, and the unit is laminated (repeated) a plurality of times to be formed. can The thickness of the final hybrid coating film can be controlled at the nanometer (nm) level by controlling the number of layers.

본 발명이 제공하는 코팅막(하이브리드 코팅막)은, 내산성, pH 변화 내성, 온도 변화 내성, 내오염성, 화학 분해 내성 및/또는 초신수성 특성을 갖는다. 이하 각 특성을 보다 상세히 설명한다.The coating film (hybrid coating film) provided by the present invention has acid resistance, pH change resistance, temperature change resistance, stain resistance, chemical decomposition resistance and/or super hydrophobic properties. Hereinafter, each characteristic will be described in more detail.

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 내산성이 우수하여 산성 조건에서 코팅막이 안정적으로 유지될 수 있다. 상기 산성 조건은 pH 7 미만, pH 6 이하, pH 5 이하, pH 4 이하, pH 3 이하 또는 pH 2 이하의 조건을 의미할 수 있다. The hybrid coating film provided by the present invention has excellent acid resistance, so that the coating film can be stably maintained in acidic conditions. The acidic condition may mean a condition of less than pH 7, less than pH 6, less than pH 5, less than pH 4, less than pH 3, or less than pH 2.

일 구현예에서, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 산성 조건에서의 두께 감소율이 10% 이하, 9% 이하, 8% 이하, 6% 이하, 또는 5% 이하일 수 있다. In one embodiment, the hybrid coating film provided by the present invention may have a thickness reduction rate of 10% or less, 9% or less, 8% or less, 6% or less, or 5% or less in acidic conditions.

일 실시예에서, pH 2의 염산과 반응 시간에 따른 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3) 및 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막의 두께 감소율을 확인한 결과, 대조군은 반응시간 15분일 때 이미 40%에 가까운 두께 감소율을 나타낸 반면, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 두께 감소가 거의 일어나지 않아, 산성 조건에서의 안정성이 우수함을 확인하였다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 산성 조건에 민감한 재료의 표면 보호에 활용될 수 있어, 전지 등의 산업 분야에서 활용될 수 있는 가능성이 있다.In one embodiment, the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) and the control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film according to the reaction time with hydrochloric acid of pH 2 As a result of checking the thickness reduction rate, the control group already showed a thickness reduction rate close to 40% when the reaction time was 15 minutes, whereas the hybrid coating film provided by the present invention hardly occurred, and it was confirmed that the stability in acidic conditions was excellent. Therefore, the hybrid coating film provided by the present invention can be utilized to protect the surface of a material sensitive to acidic conditions, and there is a possibility that it can be utilized in industrial fields such as batteries.

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 pH 변화 내성을 가져, 코팅막 주변의 pH가 급격히 변화하더라도 그 구조 및 물리적, 화학적 특성을 유지할 수 있다. 일 예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 pH 0 내지 14, pH 0 내지 13, pH 0 내지 12, pH 1 내지 14, pH 1 내지 13, pH 1 내지 12, pH 2 내지 14, pH 2 내지 13 또는 pH 2 내지 12 범위 내의 pH 변화에 대한 내성을 가져, 표면 성질을 유지할 수 있다.The hybrid coating film provided by the present invention has resistance to changes in pH, and even if the pH around the coating film changes rapidly, its structure and physical and chemical properties can be maintained. In one example, the coating film provided by the present invention is pH 0 to 14, pH 0 to 13, pH 0 to 12, pH 1 to 14, pH 1 to 13, pH 1 to 12, pH 2 to 14, pH 2 to 13 Or have resistance to changes in pH within the range of pH 2 to 12, it is possible to maintain the surface properties.

일 실시예에서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)은 pH 2의 10mM HCl 수용액과 pH 12의 10mM NaOH 수용액에서의 pH 변화 사이클의 반복에도 불구하고 5도 이하의 물 접촉각을 보여, pH 변화가 심한 환경 내에서도 코팅막의 표면 성질이 유지됨을 확인하였다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 다양한 pH 범위 및 급격한 환경 내 pH 변화에 대한 안정성이 우수하여 pH에 민감한 환경에 노출된 산업 분야 및/또는 가혹한 환경 pH 노출 빈도가 높은 산업 분야에서 활용될 수 있다.In one embodiment, the hybrid coating film provided by the present invention ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) is a pH change cycle in 10 mM HCl aqueous solution of pH 2 and 10 mM NaOH aqueous solution of pH 12 Despite the repetition, the water contact angle was less than 5 degrees, confirming that the surface properties of the coating film were maintained even in environments with severe pH changes. Therefore, the hybrid coating film provided by the present invention has excellent stability against pH changes in various pH ranges and abrupt environments, so it can be used in industrial fields exposed to pH-sensitive environments and/or industrial fields with high frequency of exposure to harsh environments. .

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 온도 변화 내성을 가져, 코팅막 주변의 온도가 큰 폭으로 변화하더라도 그 구조 및 물리적, 화학적 특성을 유지할 수 있다. 일 예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 섭씨 -20 내지 100도, 섭씨 -20 내지 80도, 섭씨 -20 내지 60도, 섭씨 -10 내지 100도, 섭씨 -10 내지 80도, 섭씨 -10 내지 60도, 섭씨 -4 내지 100도, 섭씨 -4 내지 80도, 또는 섭씨 -4 내지 60도 범위 내의 온도 변화에 대한 내성을 가져, 표면 성질을 유지할 수 있다. The hybrid coating film provided by the present invention has resistance to temperature change, and even if the temperature around the coating film changes significantly, its structure and physical and chemical properties can be maintained. In one example, the coating film provided by the present invention is -20 to 100 degrees Celsius, -20 to 80 degrees Celsius, -20 to 60 degrees Celsius, -10 to 100 degrees Celsius, -10 to 80 degrees Celsius, -10 to Celsius It has resistance to temperature changes within the range of 60 degrees Celsius, -4 to 100 degrees Celsius, -4 to 80 degrees Celsius, or -4 to 60 degrees Celsius, so that the surface properties can be maintained.

일 실시예에서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)은 섭씨 60도의 오븐과 섭씨 -4도의 냉장고에서의 온도 변화 사이클의 반복에도 불구하고 20도 이하의 물 접촉각을 보여, 온도 변화가 심한 환경 내에서도 코팅막의 표면 성질이 유지됨을 확인하였다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 열적 안정성이 우수하여 다양한 범위의 산업 분야에서 활용될 수 있다.In one embodiment, the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) provided by the present invention in one embodiment is a temperature change cycle in an oven at 60 degrees Celsius and a refrigerator at -4 degrees Celsius despite the repetition of the cycle and showed a water contact angle of 20 degrees or less, confirming that the surface properties of the coating film were maintained even in an environment with severe temperature change. Therefore, the hybrid coating film provided by the present invention has excellent thermal stability and can be used in a variety of industrial fields.

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 내오염성을 가져 유분 등에 의해 오염된 환경에서 코팅 구조, 물리적 특성 및/또는 화학적 특성을 유지할 수 있다. 일 예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 기름 흡착에 의한 오염을 방지하여 표면 성질을 유지할 수 있다. 일 구현예에서, 본 발명이 제공하는 코팅막은 코팅막 표면의 유막 형성을 억제할 수 있다. The hybrid coating film provided by the present invention has stain resistance and can maintain the coating structure, physical properties and/or chemical properties in an environment contaminated by oil or the like. In one example, the coating film provided by the present invention can maintain surface properties by preventing contamination by oil adsorption. In one embodiment, the coating film provided by the present invention can suppress the formation of an oil film on the surface of the coating film.

일 실시예에서, 하이브리드 코팅([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)된 유리는 식용유에 담근 후 증류수로 세척하였을 때 15도 이하의 물 접촉각을 보여, 코팅되지 않은 대조군 유리 또는 철이온-탄닌산 코팅된 유리에 비해 우수한 상의 선명도 및 친수성을 보였다. 따라서 유리의 기름으로 인한 오염된 환경에서도 세척이 가능하며 이후 코팅막의 표면 성질이 유지됨을 확인하였다.In one embodiment, the hybrid coating ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) glass exhibits a water contact angle of 15 degrees or less when washed with distilled water after immersion in edible oil, It showed superior image clarity and hydrophilicity compared to the control glass or the iron ion-tannic acid coated glass. Therefore, it was confirmed that the glass can be washed even in a contaminated environment due to oil, and the surface properties of the coating film are maintained thereafter.

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 화학 분해 내성(chemical degradation resistance)을 가지는 것일 수 있다. 일 예에서, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 화학적 분해, 예를 들어 산소 라디칼에 의한 화학적 분해에 대한 내성을 가지는 것일 수 있다. 일 구현예에서, 상기 산소 라디칼은 과탄산소듐에 의해 생성되는 것일 수 있다.The hybrid coating film provided by the present invention may have chemical degradation resistance. In one example, the hybrid coating film provided by the present invention may have resistance to chemical decomposition, for example, chemical decomposition by oxygen radicals. In one embodiment, the oxygen radical may be generated by sodium percarbonate.

일 예에서, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 산소 라디칼과의 반응시, 코팅막의 잔존율이 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 또는 75% 이상일 수 있다. 상기 코팅막의 잔존율은 반응 전 코팅막의 두께 대비 반응 후 코팅막의 두께의 백분율로 나타내어질 수 있다. In one example, the hybrid coating film provided by the present invention may have a residual ratio of 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more, or 75% or more when reacting with oxygen radicals. . The residual ratio of the coating film may be expressed as a percentage of the thickness of the coating film after the reaction compared to the thickness of the coating film before the reaction.

일 실시예에서, 하이브리드 코팅([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)된 금판을 과탄산소듐 수용액과 반응시킨 결과, 대조군 ([Fe(III)-TA]6) 코팅막은 반응 시간이 90분일 때 60% 이상 분해된 것에 비해 하이브리드 코팅막의 분해율은 90분 반응시 10%가 채 되지 않았으며, 3시간 반응시에도 분해율이 약 13% 수준에 그쳤다.In one embodiment, as a result of reacting the hybrid coating ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) with an aqueous sodium percarbonate solution, the control ([Fe(III)-TA] 6 ) The decomposition rate of the hybrid coating film was less than 10% after 90 minutes reaction, while the coating film was decomposed more than 60% when the reaction time was 90 minutes, and the decomposition rate was only about 13% even after the reaction for 3 hours.

일 실시예에서, 하이브리드 코팅([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)된 유리와 철이온-탄닌산 코팅 유리 및 비코팅 유리(Glass, 대조군)을 각각 과탄산소듐 수용액에서 150분 동안 반응시킨 후 김서림 방지 효과를 확인한 결과, 철이온-탄닌산 코팅 유리는 과탄산소듐 수용액과의 반응 이후 상이 심하게 왜곡된 반면, 하이브리드 코팅 유리는 과탄산소듐 수용액과의 반응 이후에도 선명한 상이 관찰되어, 친수성 표면 성질이 여전히 유지됨을 확인하였다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 화학 분해에 대한 내성이 우수하다.In one embodiment, hybrid-coated ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) glass and iron ion-tannic acid coated glass and uncoated glass (Glass, control) were each treated with an aqueous sodium percarbonate solution As a result of confirming the antifogging effect after reacting for 150 minutes at As a result, it was confirmed that the hydrophilic surface properties were still maintained. Therefore, the hybrid coating film provided by the present invention has excellent resistance to chemical decomposition.

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 초신수성 표면을 가지는 것일 수 있다. 일 예에서, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 물의 접촉각이 15도 이하, 10도 이하, 또는 5도 이하일 수 있다. 상기 초신수성 표면 특성을 이용해, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 김서림 방지 용도로 활용될 수 있다.The hybrid coating film provided by the present invention may have a superhydrophobic surface. In one example, the hybrid coating film provided by the present invention may have a water contact angle of 15 degrees or less, 10 degrees or less, or 5 degrees or less. By using the superhydrophobic surface properties, the hybrid coating film provided by the present invention can be utilized for anti-fogging applications.

본 발명은 또한 상기 하이브리드 코팅막을 포함하는, 김서림 방지 필름 및 상기 하이브리드 코팅막을 제조하는 단계를 포함하는, 김서림 방지 필름의 제조 방법을 제공한다. 상기 하이브리드 코팅막 및/또는 상기 코팅막의 제조 방법에 관한 내용은 상술한 바와 같다.The present invention also provides an anti-fog film comprising the hybrid coating film, and a method for manufacturing an anti-fog film comprising the step of preparing the hybrid coating film. Details regarding the hybrid coating film and/or the manufacturing method of the coating film are the same as described above.

본 발명이 제공하는 김서림 방지 필름은 철이온-탄닌산 코팅층을 포함함으로써, 코팅 대상의 물리적, 화학적 특성에 관계없이 김서림 방지 코팅이 가능하다.The anti-fog film provided by the present invention includes an iron ion-tannic acid coating layer, so that an anti-fogging coating is possible regardless of the physical and chemical properties of the coating target.

상기 김서림 방지 필름은 물과의 접촉각이 20도 이하, 15도 이하, 10도 이하, 또는 5도 이하인 초신수성 표면을 가지는 것일 수 있다. The antifogging film may have a super-hydrophobic surface having a contact angle with water of 20 degrees or less, 15 degrees or less, 10 degrees or less, or 5 degrees or less.

본 발명이 제공하는 김서림 방지 필름은 나노 미터 수준으로 두께 조절이 가능하며, 나노 미터 수준의 박막을 형성할 때에는 투명하여 김서림 방지 유리 및/또는 김서림 방지 렌즈에 적용될 수 있다.The anti-fog film provided by the present invention can be adjusted in thickness to a nanometer level, and is transparent when forming a nanometer-level thin film, so that it can be applied to an anti-fog glass and/or an anti-fog lens.

본 발명이 제공하는 김서림 방지 필름은 내오염성을 가진다. 일 예에서, 상기 오염은 유분을 포함하는 오염물질일 수 있다.The anti-fog film provided by the present invention has stain resistance. In one example, the contaminants may be contaminants including oil.

본 발명이 제공하는 김서림 방지 필름은 화학 분해 내성을 가진다. 일 예에서, 상기 화학 분해 내성은 산소 라디칼에 의한 분해 내성일 수 있으며, 상기 산소 라디칼은 예를 들어 과탄산소듐에 의해 발생하는 것일 수 있다. The antifogging film provided by the present invention has resistance to chemical degradation. In one example, the chemical decomposition resistance may be decomposition resistance by oxygen radicals, and the oxygen radicals may be generated by, for example, sodium percarbonate.

본 발명이 제공하는 코팅 방법은, 온화한 조건에서 표면 성질에 관계 없이 모든 대상에 대해 두께 조절이 가능한 실리카 코팅이 가능하며, 상기 방법으로 형성된 실리카 코팅층은 초친수성 표면(superhydrophilic surface)을 형성하여 김서림 방지 효과가 뛰어나고, 우수한 내산성, 내오염성, pH 및 온도 변화에 대한 내성 특성을 보여 오염된 환경, 다양한 pH 및 온도 범위 내 변화가 심한 환경에서도 코팅층 및/또는 코팅층의 표면 성질이 안정적으로 유지될 수 있어, 활용도가 우수하다.The coating method provided by the present invention enables a silica coating with a thickness controllable on all objects regardless of surface properties under mild conditions, and the silica coating layer formed by the method forms a superhydrophilic surface to prevent fogging. The effect is excellent, and the coating layer and/or the surface properties of the coating layer can be stably maintained even in a polluted environment and in an environment with severe changes in various pH and temperature ranges by showing excellent acid resistance, stain resistance, and resistance to changes in pH and temperature. , the usability is excellent.

도 1은 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅 방법의 전체 공정의 모식도이다.
도 2는 대조군([Fe(III)-TA] 코팅층) 코팅막, 대조군([(Fe(III)-TA)2/SiO2]코팅층) 코팅막 및 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2] 코팅층)의 코팅 누적 횟수에 따른 코팅막의 두께 변화 그래프이다.
도 3은 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막을 구성하는 철이온-탄닌산 층(Fe(III)-TA layer)의 누적 횟수에 따라 그 위에 형성되는 시스테아민 층 및 실리카 층의 두께 측정 결과 그래프이다.
도 4는 시스테아민 코팅액 내 시스테아민 농도에 따른 철이온-탄닌산 층(Fe(III)-TA layer) 위에 형성되는 시스테아민 층 및 실리카 층의 두께 측정 결과 그래프이다.
도 5는 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에서의 적외선 스펙트럼 분석 결과 그래프이다.
도 6는 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에서의 XPS 분석 결과 그래프이다.
도 7은 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)을 주사전자현미경으로 관찰한 표면 사진이다.
도 8은 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에서의 표면 성질 확인을 위해 물의 접촉각을 측정한 결과이다.
도 9은 코팅하지 않은 유리(대조군), 철이온-탄닌산 코팅([Fe(III)-TA]6)(대조군), 및 하이브리드 코팅([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)을 수행한 유리의 김서림 방지 효과를 확인한 결과 사진이다.
도 10은 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에서의 온도 변화에 대한 내성 확인을 위해 각온도 변화 cycle 반복에 따른 물의 접촉각 변화 그래프이다.
도 11은 코팅하지 않은 유리(대조군)와 철이온-탄닌산 코팅([Fe(III)-TA]6)과 하이브리드 코팅([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)을 수행한 유리의 온도 변화 5 cycle 반복 이후 김서림 방지 효과를 확인한 결과 사진이다.
도 12는 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에서의 pH 2 조건에서의 반응 시간에 따른 코팅막 두께 변화를 분해율(Degradation Percentage)로 표시한 그래프이다.
도 13은 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에서의 pH 변화에 대한 내성 확인을 위해 pH 변화 cycle 반복에 따른 물의 접촉각 변화 그래프이다
도 14는 코팅하지 않은 유리(대조군)와 ([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에서의 pH 변화 5 cycle 반복 이후 김서림 방지 효과를 확인한 결과 사진이다.
도 15는 코팅하지 않은 유리(대조군)와 철이온-탄닌산 코팅과 하이브리드 코팅([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)을 수행한 유리의오일 오염 이후의 물의 접촉각 측정 및 김서림 방지 효과를 확인한 결과 사진이다.
도 16은 대조군([Fe(III)-TA]6) 코팅막과 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)에 대해 과탄산소듐 수용액과의 반응 시간(incubation time, min)에 따른 두께 잔존율(Percent retention, %)을 나타낸 그래프이다.
도 17은 코팅하지 않은 유리(Glass), 철이온-탄닌산([Fe(III)-TA]6) 코팅 유리, 및 하이브리드 ([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3) 코팅을 수행한 유리를 각각 과탄산소듐 수용액과 반응시킨 이후 김서림 방지 효과를 확인한 결과 사진이다.
도 18은 코팅 대상을 금, 유리, 알루미늄, 구리, 폴리프로필렌, 고무, 주석, 티타늄, 아연, 스테인레스강으로 각각 달리하여 코팅 전과 하이브리드 코팅 후의 물의 접촉각을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
1 is a schematic diagram of the overall process of the polyphenol-silica hybrid coating method.
2 is a control ([Fe(III)-TA] coating layer) coating film, control ([(Fe(III)-TA) 2 /SiO 2 ] coating layer) coating film and polyphenol-silica hybrid coating film ([(Fe(III)) -TA) 2 /Cys/SiO 2 ] It is a graph of the change in the thickness of the coating film according to the number of cumulative coatings of the coating layer).
3 is a graph showing the result of measuring the thickness of the cysteamine layer and the silica layer formed thereon according to the cumulative number of the iron ion-tannic acid layer (Fe(III)-TA layer) constituting the polyphenol-silica hybrid coating film.
4 is a graph showing the thickness measurement results of the cysteamine layer and the silica layer formed on the iron ion-tannic acid layer (Fe(III)-TA layer) according to the cysteamine concentration in the cysteamine coating solution.
5 is a control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and a hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) is a graph of infrared spectrum analysis results.
6 is a control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and a hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) XPS analysis result graph.
7 is a surface photograph of the control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) observed with a scanning electron microscope.
8 is a control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and a hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) The contact angle of water was measured to confirm the surface properties. It is the result.
9 shows uncoated glass (control), iron ion-tannic acid coating ([Fe(III)-TA] 6 ) (control), and hybrid coating ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ) ] 3 ) is the result of confirming the anti-fogging effect of the glass.
10 is a control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and a hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) Each temperature to confirm resistance to temperature change This is a graph of the change in contact angle of water according to the repetition of the change cycle.
11 shows uncoated glass (control) and iron ion-tannic acid coating ([Fe(III)-TA] 6 ) and hybrid coating ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) This is the result of confirming the anti-fogging effect after repeating 5 cycles of the temperature change of the glass.
12 is a control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and a hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) Coating film according to reaction time under pH 2 conditions It is a graph in which the thickness change is expressed as a Degradation Percentage.
13 is a control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and a hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) pH change to confirm resistance to pH change It is a graph of change of contact angle of water according to cycle repetition
14 is an uncoated glass (control) and ([Fe(III)-TA] 6 ) pH change in the coating film and the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) 5 The picture is the result of checking the anti-fogging effect after cycle repetition.
15 is an uncoated glass (control) and iron ion-tannic acid coating and hybrid coating ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) Measurement of contact angle of water after oil contamination of glass and the result of confirming the anti-fogging effect is a photograph.
16 is a control ([Fe(III)-TA] 6 ) coating film and a hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) Reaction time with sodium percarbonate aqueous solution (incubation It is a graph showing the thickness retention rate (percent retention, %) according to time, min).
17 shows uncoated glass (Glass), iron ion-tannic acid ([Fe(III)-TA] 6 ) coated glass, and hybrid ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ) This is a photograph of the result of confirming the anti-fogging effect after each coated glass was reacted with an aqueous sodium percarbonate solution.
18 shows the results of measuring the contact angle of water before coating and after hybrid coating by changing the coating target to gold, glass, aluminum, copper, polypropylene, rubber, tin, titanium, zinc, and stainless steel, respectively.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1. 금판 코팅Example 1. Gold plate coating

1-1. 철이온-탄닌산(Fe(III)-TA) 코팅층의 형성1-1. Formation of iron ion-tannic acid (Fe(III)-TA) coating layer

탄닌산(Tannic acid, TA) 및 FeCl3·6H2O 은 증류수에 각각 40mg/mL 및 10mg/mL이 되도록 준비하여 코팅용 원액(각각 탄닌산 용액 및 철이온 용액)을 제조하였다. Tannic acid (TA) and FeCl 3 ·6H 2 O were prepared to be 40 mg/mL and 10 mg/mL in distilled water, respectively, to prepare stock solutions for coating (tannic acid solution and iron ion solution, respectively).

코팅 대상이 되는 금판은 피라냐 용액(piranha solution, 황산(H2SO4)과 과산화수소(H2O2)의 3:1(황산:과산화수소 부피비) 혼합물)에 30분간 담가 피라냐 작업을 수행한 후, 증류수로 3번 세척하여 준비하였다. 상기 피라냐 작업을 마친 금 기판을 샬레에 넣고 증류수 4900uL를 첨가하였다. Gold plate to be coated is immersed in piranha solution (3:1 (sulfuric acid: hydrogen peroxide volume ratio) mixture of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 )) for 30 minutes to perform piranha work, It was prepared by washing 3 times with distilled water. The gold substrate after the piranha operation was placed in a petri dish and 4900uL of distilled water was added thereto.

다음으로, 앞서 제조한 철이온 용액 50 μL를 첨가하고 10초 후에 탄닌산 용액을 50μL를 첨가하여 1분 동안 잘 섞이도록 흔들어 주었다. 이후 금판을 50 mM pH 7.4 Tris-HCl 버퍼용액 5 ml에 3분 동안 넣어준 후 증류수로 세척 과정을 3번 반복하고 질소(N2) 가스로 남아있는 증류수를 제거하였다. 결과적으로 철이온-탄닌산 코팅층(Fe(III)-TA)의 형성에 의해 금판이 보라색으로 나노코팅되었다. Next, 50 μL of the previously prepared iron ion solution was added, and after 10 seconds, 50 μL of the tannic acid solution was added and shaken to mix well for 1 minute. After putting the gold plate in 5 ml of 50 mM pH 7.4 Tris-HCl buffer solution for 3 minutes, the washing process was repeated 3 times with distilled water, and the remaining distilled water was removed with nitrogen (N 2 ) gas. As a result, the gold plate was nano-coated in purple by the formation of an iron ion-tannic acid coating layer (Fe(III)-TA).

상기 코팅된 금판에 대해, 상술한 피라냐 작업 이후의 코팅 과정을 1회 더 수행하여, 철이온-탄닌산 2중 코팅층([Fe(III)-TA]2)이 형성된 금판을 얻었다.For the coated gold plate, the coating process after the above-described piranha operation was performed once more, to obtain a gold plate having an iron ion-tannic acid double coating layer ([Fe(III)-TA] 2 ) formed thereon.

1-2. 시스테아민(Cysteamine) 코팅1-2. Cysteamine coating

시스테아민(Cysteamine; Aldrich, >98.0%)의 농도가 50mM이 되도록 증류수를 이용하여 시스테아민 용액을 제조해 이후 코팅 단계에 이용하였다.A cysteamine solution was prepared using distilled water so that the concentration of cysteamine (Aldrich, >98.0%) was 50 mM, and then used in the coating step.

상기 실시예 1-1에서 제조된 철이온-탄닌산 2중 코팅([Fe(III)-TA]2)된 금판을 샬레에 넣고, 상기 제조된 시스테아민 용액을 5mL 첨가하여 10분간 흔들어주었다. 이후 증류수 세척 과정을 3회 반복 후 질소(N2) 가스로 남아있는 증류수를 제거하여, 시스테아민 코팅층의 추가((Fe(III)-TA)2/Cys)를 완료하였다.The iron ion-tannic acid double-coated ([Fe(III)-TA] 2 )-coated gold plate prepared in Example 1-1 was placed in a petri dish, 5 mL of the prepared cysteamine solution was added thereto, and the mixture was shaken for 10 minutes. After repeating the distilled water washing process three times, the distilled water remaining as nitrogen (N 2 ) gas was removed, and the addition of the cysteamine coating layer ((Fe(III)-TA) 2 /Cys) was completed.

1-3. 실리카(SiO1-3. Silica (SiO 22 ) 나노코팅) nano coating

실리카 전구체인 테트라메틸 오르토실리케이트(Tetramethyl orthosilicate; TMOS; Aldrich, >98.0%)의 1M 수용액을 증류수를 이용해 제조하고, HCl 농도가 1mM이 되도록 첨가한 후, 20분간 교반하였다. 이후 1X PBS(10mM Phosphate-buffered saline) 버퍼 수용액 (pH 7.4)을 상기 용액에 첨가하고 (상기 TMOS 및 HCl 용액 : 1X PBS 용액 = 1:9(부피비)), 최종 실리카 나노코팅용 용액 내 TMOS 농도가 100mM가 되도록 하여 실리카 나노코팅 용액을 제조하였다.A 1M aqueous solution of tetramethyl orthosilicate (TMOS; Aldrich, >98.0%), a silica precursor, was prepared using distilled water, and added so that the HCl concentration became 1 mM, followed by stirring for 20 minutes. Then, 1X PBS (10 mM Phosphate-buffered saline) buffer aqueous solution (pH 7.4) was added to the solution (the TMOS and HCl solution: 1X PBS solution = 1:9 (volume ratio)), and the TMOS concentration in the final silica nanocoating solution A silica nano-coating solution was prepared by making it 100 mM.

상기 실시예 1-2에서 제조된 (Fe(III)-TA)2/Cys 코팅된 금판(기판)을 샬레에 넣고, 상기 실리카 나노코팅 용액을 5mL 첨가하여 30분동안 흔들어주었다. 증류수로 세척 과정을 3회 반복 후 질소(N2) 가스로 남아있는 증류수를 제거하여, 실리카 코팅층의 추가([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2] 하이브리드 코팅)를 완료하였다.The (Fe(III)-TA) 2 /Cys-coated gold plate (substrate) prepared in Example 1-2 was put in a petri dish, 5 mL of the silica nano-coating solution was added thereto, and the mixture was shaken for 30 minutes. After repeating the washing process with distilled water three times, distilled water remaining as nitrogen (N 2 ) gas was removed, and the silica coating layer was added ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] hybrid coating) was completed. .

실시예 2. (Fe(III)-TA)Example 2. (Fe(III)-TA) 22 /Cys/SiO/Cys/SiO 22 하이브리드 코팅막의 두께 측정 Measurement of thickness of hybrid coating film

2-1. 코팅층 누적에 따른 두께 조절능 확인2-1. Check the thickness control ability according to the coating layer accumulation

상기 실시에 1-1 내지 1-3의 단계를 반복하여 Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2 코팅막(하이브리드 코팅막)을 복수 회 누적(적층)하여 형성한 후, 각 코팅 횟수의 반복에 따른 코팅층의 두께를 측정하였다.Repeat steps 1-1 to 1-3 in the above embodiment to form a Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 coating film (hybrid coating film) by accumulating (stacking) a plurality of times, and then repeating each number of coatings The thickness of the coating layer was measured according to

코팅막의 두께 분석은 Cauchy 방정식을 적용한 모델로 분석하였다. 구체적으로, 가시광선 영역(300-700nm)의 빛이 나노필름 표면에 반사 및 굴절된 후 검출된 결과를 바탕으로, Cauchy 모델을 적용하여 두께를 구하였다. 분광타원계측기(spectroscopic ellipsometer, J. A. Woolam Co., USA)를 이용하여 측정되었다.The thickness analysis of the coating film was analyzed with a model to which the Cauchy equation was applied. Specifically, the thickness was obtained by applying the Cauchy model based on the results detected after light in the visible region (300-700 nm) was reflected and refracted on the surface of the nanofilm. It was measured using a spectroscopic ellipsometer (JA Woolam Co., USA).

도 2에 하이브리드 코팅막의 코팅 횟수에 따른 코팅막 두께의 측정 그래프를, 하기 표 1에 각 코팅 반복수에 따른 코팅막 두께 측정 결과를 나타내었다.2 shows a graph of the measurement of the coating film thickness according to the number of coatings of the hybrid coating film, and Table 1 below shows the measurement results of the coating film thickness according to the number of repetitions of each coating.

코팅 반복 횟수Coating iterations 1One 22 33 44 55 코팅층 두께 (nm)Coating layer thickness (nm) 12.5712.57 20.8120.81 26.6426.64 32.3532.35 36.0636.06 표준편차 (nm)standard deviation (nm) 0.110.11 0.180.18 0.70.7 0.870.87 0.930.93

[Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]-- 코팅막이 누적됨에 따라 코팅층의 두께가 점차 증가하였음이 확인되었으며, 이 결과를 바탕으로 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅 방법 및 상기 방법으로 제조된 하이브리드 코팅막은 나노미터 수준에서 정교하게 두께 조절이 가능함을 알 수 있다.[Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] -- It was confirmed that the thickness of the coating layer gradually increased as the coating film was accumulated. Based on this result, the hybrid coating method provided by the present invention and the method It can be seen that the prepared hybrid coating film can precisely control the thickness at the nanometer level.

2-2. 철이온-탄닌산 코팅 횟수에 따른 시스테아민 코팅층 및 실리카 코팅층 두께 확인2-2. Check the thickness of the cysteamine coating layer and the silica coating layer according to the number of times of iron ion-tannic acid coating

철이온-탄닌산 코팅층이 시스테아민 및 실리카 코팅층의 두께 형성에 기여하는 영향을 확인하기 위해, 철이온-탄닌산 코팅층 형성 단계의 코팅 수를 달리하여 ([(Fe(III)-TA)n/Cys/SiO2] 하이브리드 코팅층 형성, n은 1 이상의 자연수임) 각 철이온-탄닌산 코팅 횟수에 따라 상기 철이온-탄닌산 코팅층 위에 형성되는 시스테아민 코팅층 및 실리카 코팅층의 두께 변화를 측정하였다. 구체적인 두께 측정 방법은 상기 실시예 2-1의 방법과 같다.In order to determine the effect of the iron ion-tannic acid coating layer on the formation of the thickness of the cysteamine and silica coating layer, the number of coatings in the iron ion-tannic acid coating layer formation step was varied ([(Fe(III)-TA) n /Cys /SiO 2 ] Hybrid coating layer formation, n is a natural number greater than or equal to 1) Each iron ion- The thickness change of the cysteamine coating layer and the silica coating layer formed on the tannic acid coating layer according to the number of iron ions-tannic acid coatings was measured. The specific thickness measurement method is the same as the method of Example 2-1.

도 4에 철이온-탄닌산 코팅 횟수가 1회 내지 5회일 때 그 위에 형성되는 시스테아민 및 실리카 코팅층의 두께 측정 결과 그래프를 나타내었다. 철이온-탄닌산 코팅층의 두께가 증가하더라도 그 이후에 형성되는 시스테아민과 실리카 코팅층의 두께는 비슷하게 증가하였다. 예외로, 탄닌산-철이온 나노코팅을 한 번만 수행할 경우([(Fe(III)-TA)1/Cys/SiO2] 하이브리드 코팅) 기판 표면에 완전한 코팅층을 형성하지 못하여 이후 형성되는 실리카 층의 두께가 3nm 미만으로 적음을 확인할 수 있다. 따라서 이후 실험은 철이온-탄닌산 나노코팅을 2회 수행 후 시스테아민 및 실리카 코팅을 수행하여 형성된 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2] 하이브리드 코팅막을 하나의 단위로 하여 하이브리드 코팅막 누적을 수행하였다. 4 shows a graph showing the results of measuring the thickness of the cysteamine and silica coating layers formed thereon when the number of times of iron ion-tannic acid coating is 1 to 5 times. Although the thickness of the iron ion-tannic acid coating layer increased, the thickness of the cysteamine and silica coating layers formed thereafter increased similarly. As an exception, when tannic acid-iron ion nanocoating is performed only once ([(Fe(III)-TA) 1 /Cys/SiO 2 ] hybrid coating), a complete coating layer cannot be formed on the substrate surface, so It can be seen that the thickness is less than 3 nm. Therefore, subsequent experiments were conducted using the [(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] hybrid coating film formed by performing the iron ion-tannic acid nanocoating twice and then performing the cysteamine and silica coating as a single unit. Coating film accumulation was performed.

상기 결과로부터 철이온-탄닌산 코팅층의 가장 바깥에 노출된 갈로일기와 시스테아민이 결합하고, 이는 실리카 코팅층 형성에서 핵심적인 역할을 수행함을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that the iron ion-the outermost exposed galloyl group of the tannic acid coating layer binds to cysteamine, which plays a key role in the formation of the silica coating layer.

2-3. 시스테아민 코팅액 농도에 따른 시스테아민 코팅층 및 실리카 코팅층의 두께 확인2-3. Check the thickness of the cysteamine coating layer and the silica coating layer according to the concentration of the cysteamine coating solution

시스테아민 코팅 농도가 시스테아민 코팅층 및 실리카 코팅층의 두께 형성에 기여하는 영향을 확인하기 위해 시스테아민 농도를 달리 하여 상기 실시예 2-1과 실질적으로 동일한 방법으로 실리카 코팅층의 두께 변화를 측정하였다.In order to check the influence of the cysteamine coating concentration on the thickness formation of the cysteamine coating layer and the silica coating layer, the change in the thickness of the silica coating layer was measured in substantially the same manner as in Example 2-1 by varying the cysteamine concentration. did

구체적으로, 시스테아민 코팅액 내 시스테아민의 농도를 25mM 및 50mM로 각기 달리하여 상기 실시예 1-1 내지 1-2 또는 1-1 내지 1-3의 코팅 과정을 수행하여 금판 위에 철이온-탄닌산/시스테아민 코팅막 ([(Fe(III)-TA)2/Cys]) 또는 철이온-탄닌산/시스테아민/실리카 코팅막 ([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2])을 형성한 후, 시스테아민 코팅층과 실리카 코팅층의 두께를 각각 측정하여, 그 결과를 하기 표 2 및 도 4에 나타내었다.Specifically, the coating process of Examples 1-1 to 1-2 or 1-1 to 1-3 was performed by varying the concentration of cysteamine in the cysteamine coating solution to 25 mM and 50 mM, respectively, and iron ion-tannic acid on the gold plate /cysteamine coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys]) or iron ion-tannic acid / cysteamine / silica coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ]) After forming, the thickness of the cysteamine coating layer and the silica coating layer was measured, respectively, and the results are shown in Table 2 and FIG. 4 below.

시스테아민 코팅 농도(mM)Cysteamine coating concentration (mM) 2525 5050 시스테아민 코팅층 두께(nm)Cysteamine coating layer thickness (nm) 1.221.22 1.781.78 표준편차 (nm)standard deviation (nm) 0.170.17 0.170.17 실리카 코팅층 두께(nm)Silica coating layer thickness (nm) 1.081.08 5.225.22 표준편차 (nm)standard deviation (nm) 0.240.24 0.030.03

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 시스테아민 농도가 높을수록 형성되는 시스테아민 코팅막의 두께가 증가하였으며, 25mM의 시스테아민 코팅액을 사용한 경우보다 50mM의 시스테아민 코팅액을 사용한 경우에 실리카 코팅층의 두께가 유의미하게 증가함을 확인하였다. 따라서 시스테아민 농도는 철이온-탄닌산 코팅층에 시스테아민이 결합하는 정도와 관련이 있으며, 결합한 시스테아민의 양이 이후 실리카 코팅층 형성에 핵심적인 역할을 수행함을 알 수 있다.As can be seen in Table 2, the higher the cysteamine concentration, the higher the thickness of the cysteamine coating film formed, and the silica in the case of using the cysteamine coating solution of 50 mM rather than the case of using the cysteamine coating solution of 25 mM. It was confirmed that the thickness of the coating layer was significantly increased. Therefore, the concentration of cysteamine is related to the degree of binding of cysteamine to the iron ion-tannic acid coating layer, and it can be seen that the amount of cysteamine bound plays a key role in the subsequent formation of the silica coating layer.

비교예 1. 시스테아민 코팅층이 생략된 코팅막의 두께 변화Comparative Example 1. Change in thickness of the coating film in which the cysteamine coating layer was omitted

폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막의 형성에 있어서 시스테아민 코팅층의 역할을 확인하기 위해, 상기 실시예 1-2의 시스테아민 코팅층 형성 단계를 생략하고 실시예 1-1 및 1-3의 단계만을 수행하여 제조된 [(Fe(III)-TA)2/SiO2]n 하이브리드 코팅막을 제조하여, (Fe(III)-TA)2 코팅층만을 반복하여 적층한 코팅막([(Fe(III)-TA)2]n 코팅막) 과 그 코팅막의 두께를 비교하였다. 코팅막의 두께 측정은 상기 실시예 2-1과 실질적으로 동일한 방법으로 수행하였다. 상기 각 코팅막 기호에서 n은 코팅의 반복 수를 의미한다. In order to confirm the role of the cysteamine coating layer in the formation of the polyphenol-silica hybrid coating film, the cysteamine coating layer forming step of Example 1-2 was omitted and only the steps of Examples 1-1 and 1-3 were performed. [(Fe(III)-TA) 2 /SiO 2 ] n hybrid coating film prepared by preparing a coating film ([(Fe(III) -TA ) 2 ] n coating film) and the thickness of the coating film were compared. The thickness of the coating film was measured in substantially the same manner as in Example 2-1. In each of the above coating film symbols, n means the number of repetitions of the coating.

하기 표 3에 [(Fe(III)-TA)2/SiO2]n 하이브리드 코팅막과 [(Fe(III)-TA)2]n 코팅막의 누적 코팅 반복 횟수에 따른 코팅층의 두께와 표준편차를 나타내었다.[(Fe(III)-TA) 2 /SiO 2 ] n hybrid coating film and [(Fe(III)-TA) 2 ] n coating layer thickness and standard deviation according to the cumulative number of coating repetitions of the coating film are shown in Table 3 below it was

코팅막coating film 코팅반복횟수(n)Coating repetition number ( n ) 1One 22 33 44 55 [(Fe(III)-TA)2]n [(Fe(III)-TA) 2 ] n 코팅막두께(nm)Coating thickness (nm) 5.775.77 13.2113.21 18.418.4 24.624.6 28.928.9 표준편차(nm)standard deviation (nm) 0.210.21 0.080.08 0.60.6 0.870.87 0.220.22 [(Fe(III)-TA)2/SiO2]n [(Fe(III)-TA) 2 /SiO 2 ] n 코팅막두께(nm)Coating thickness (nm) 5.845.84 12.8212.82 17.9817.98 24.3124.31 29.5729.57 표준편차(nm)standard deviation (nm) 0.340.34 0.290.29 0.920.92 0.070.07 0.260.26

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 양 코팅막의 코팅 반복 횟수에 다른 코팅막 두께가 오차 범위 내에서 유사하게 나타나, 실리카 코팅층이 정상적으로 형성되지 않았음이 확인되었다. 따라서 시스테아민 코팅층이 실리카 코팅층의 형성에 필수적임을 알 수 있다. 즉, (1) 철이온-탄닌산 코팅층, (2) 시스테아민 코팅층 및 (3) 실리카 코팅층의 형성이 순차적, 반복적으로 수행되어야 두께 조절이 가능한 하이브리드 코팅막 형성이 가능하다. As can be seen in Table 3, different coating film thicknesses appeared similar within the error range in the number of coating repetitions of both coating films, confirming that the silica coating layer was not formed normally. Therefore, it can be seen that the cysteamine coating layer is essential for the formation of the silica coating layer. That is, the formation of (1) iron ion-tannic acid coating layer, (2) cysteamine coating layer, and (3) silica coating layer must be sequentially and repeatedly performed in order to form a hybrid coating film with adjustable thickness.

비교예 2. 철이온-탄닌산 코팅층이 생략된 코팅막의 두께 변화Comparative Example 2. Iron ion-Tannic acid coating layer omitting thickness change of the coating film

철이온-탄닌산 코팅층의 역할을 확인하기 위해, 상기 실시예 1-1의 철이온-탄닌산 코팅층 형성 단계를 생략하고, 실시예 1-2 및 1-3의 단계만을 수행하여 제조된 [Cys/SiO2]n 코팅막의 두께를 상기 실시예 2-1과 실질적으로 동일한 방법으로 측정하였다.In order to confirm the role of the iron ion-tannic acid coating layer, [Cys/SiO prepared by omitting the iron ion-tannic acid coating layer forming step of Example 1-1, and performing only the steps of Examples 1-2 and 1-3 2 ] The thickness of the n coating film was measured in substantially the same manner as in Example 2-1.

그러나 철이온-탄닌산 코팅층을 생략한 경우에는 코팅막의 두께 측정이 불가능하였으며, 이는 시스테아민이 금판에 결합하여 4Å 가량의 초박막층을 형성하여, 분광타원계측기의 한계로 인해 금판과 구분이 불가능하기 때문으로 추측된다.However, when the iron ion-tannic acid coating layer was omitted, it was impossible to measure the thickness of the coating film, because cysteamine binds to the gold plate and forms an ultra-thin layer of about 4 Å, which makes it impossible to distinguish from the gold plate due to the limitation of the spectroscopic ellipsometer. is presumed to be

실시예 3. 실리카 코팅 표면 분석Example 3. Silica Coating Surface Analysis

3-1. 코팅층 표면의 원소 분석3-1. Elemental analysis of coating layer surface

상기 실시예 1-1 내지 1-3의 과정을 통해 형성된 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2] 하이브리드 코팅막에서 실리카 코팅층의 형성 여부 확인을 위해, 적외선(Infrared; IR) 스펙트럼에 의한 흡광도(Absorbance(a.u)) 분석을 수행하였다.[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] formed through the process of Examples 1-1 to 1-3 To check whether a silica coating layer is formed in the hybrid coating film, infrared (Infrared; IR) spectrum Absorbance (au) analysis was performed by

도 5에 상기 적외선 스펙트럼 분석 결과 그래프를 나타내었다. 적외선 스펙트럼 분석 결과, 철이온-탄닌산(Fe(III)-TA) 코팅만이 수행된 코팅막(대조군)과 달리, 하이브리드 코팅막에서는 Si-O-Si 대칭 뻗침(symmetric stretching, 800nm), Si-OH 굽힘(bending, 962nm), 및 Si-O-Si 반대칭 뻗침(asymmetric stretching, 1098nm) 밴드가 각각 확인되어, 실리카 박막이 형성되었음이 확인되었다.5 shows a graph of the infrared spectrum analysis result. As a result of infrared spectrum analysis, unlike the coating film (control) on which only iron ion-tannic acid (Fe(III)-TA) coating was performed, in the hybrid coating film, Si-O-Si symmetric stretching (800 nm), Si-OH bending (bending, 962 nm), and Si—O—Si asymmetric stretching (1098 nm) bands were respectively confirmed, confirming that a silica thin film was formed.

추가로 실리카 코팅층의 형성 확인을 위해 X선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 수행하였다. XPS 분석에는 시료의 코팅막 두께 조절을 위해, 대조군으로는 철이온-탄닌산 나노코팅층만 6회 누적한 코팅층 ([Fe(III)-TA]6 코팅)을, XPS 표면 분석을 위한 시료로는 상기 실시예 1-1 내지 1-3의 과정을 총 3회 수행한 코팅층 ([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅, 하이브리드 코팅)을 제조해 이용하였다.In addition, to confirm the formation of the silica coating layer, X-ray photoelectron spectroscopy (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) was performed. For XPS analysis, for control of the coating film thickness of the sample, as a control, a coating layer ([Fe(III)-TA] 6 coating) in which only the iron ion-tannic acid nanocoating layer was accumulated 6 times, and the above as a sample for XPS surface analysis A coating layer ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating, hybrid coating) was prepared and used in the process of Examples 1-1 to 1-3 a total of three times.

도 6에 각 코팅층의 XPS 분석 결과 그래프를 나타내었으며, 하기 표 4에는 도 6의 그래프에서 각 피크에 대한 전자 계수율(counting rate, cps)을 나타내었다Fig. 6 shows a graph of the XPS analysis result of each coating layer, and Table 4 below shows the electron counting rate (cps) for each peak in the graph of Fig. 6

코팅coating C 1sC 1s O 1sO 1s Si 2pSi 2p [Fe(III)-TA]6 [Fe(III)-TA] 6 59.8159.81 35.6135.61 00 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 [(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 20.1620.16 56.2356.23 22.2522.25

상기 표 4 및 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 하이브리드 코팅을 수행한 시료의 경우, 대조군에서는 확인되지 않은 Si 2p 피크가 확인되어, 실리카 코팅층이 성공적으로 형성되었음을 재확인하였다.As can be seen in Tables 4 and 6, in the case of the sample subjected to the hybrid coating, a Si 2p peak not identified in the control was confirmed, reconfirming that the silica coating layer was successfully formed.

3-2. 코팅 표면의 구조적 변화 확인3-2. Confirmation of structural changes in the coating surface

시료의 코팅층 두께 조절을 위해, 대조군으로는 철이온-탄닌산 코팅층만 6회 누적한 코팅막 ([Fe(III)-TA]6 코팅)을, XPS 표면 분석을 위한 시료로는 상기 실시예 1-1 내지 1-3의 과정을 총 3회 수행한 코팅막 ([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅, 하이브리드 코팅)을 제조한 후, 각 코팅 시료의 표면을 주사전자현미경(Scanning electron microsope, SEM)을 이용해 관찰하였다.In order to control the thickness of the coating layer of the sample, as a control, a coating film ([Fe(III)-TA] 6 coating) in which only the iron ion-tannic acid coating layer was accumulated 6 times, and as a sample for XPS surface analysis, Example 1-1 After preparing a coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating, hybrid coating) in which the processes of to 1-3 were performed a total of three times, the surface of each coating sample was examined under a scanning electron microscope. (Scanning electron microsope, SEM) was used for observation.

도 7에 상기 SEM 관찰 결과 사진을 각각 나타내었다. 대조군에 비해 하이브리드 코팅이 이루어진 코팅막 표면의 입자 크기 및 입자의 밀도가 현저히 증가하였음이 확인되었으며, 이를 통해 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막의 표면에는 실리카의 구조적 특성이 나타남을 알 수 있다.7 shows the photos of the SEM observation results, respectively. It was confirmed that the particle size and density of particles on the surface of the coating film on which the hybrid coating was made were significantly increased compared to the control.

실시예 4. 물의 접촉각을 이용한 표면 성질 확인Example 4. Confirmation of surface properties using contact angle of water

본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막의 표면 성질 확인을 위해 코팅 표면에서의 물의 접촉각을 측정하였다. 물의 접촉각 측정에는 SmartDrop Plus (FEMTOBIOMED Inc., Republic of Korea)가 이용되었다.In order to confirm the surface properties of the hybrid coating film provided by the present invention, the contact angle of water on the coating surface was measured. SmartDrop Plus (FEMTOBIOMED Inc., Republic of Korea) was used to measure the contact angle of water.

구체적으로 물의 접촉각 측정은 나노필름 위에 물방울을 10μm의 물방울을 떨어뜨려 생성되는 표면-액적 사이의 각을 측정하여 수행되었으며, 그 결과를 하기 표 5 및 도 8에 나타내었다. 대조군으로는 철이온-탄닌산 나노코팅만 6회 반복 수행한 코팅막이 ([Fe(III)-TA]6 코팅) 사용되었으며, 하이브리드 코팅막은 3회 누적하여 준비되었다 ([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3).Specifically, the measurement of the contact angle of water was carried out by measuring the angle between the surface-droplet produced by dropping a water droplet of 10 μm on the nanofilm, and the results are shown in Tables 5 and 8 below. As a control, a coating film in which only iron ion-tannic acid nano-coating was repeated six times ([Fe(III)-TA] 6 coating) was used, and a hybrid coating film was prepared by accumulating three times ([(Fe(III)-TA] ) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ).

코팅 종류coating type 물의 접촉각 (°)Water contact angle (°) [Fe(III)-TA]6 [Fe(III)-TA] 6 9.5±0.69.5±0.6 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 [(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ≤5≤5

실리카 코팅층 없이 철이온-탄닌산 나노코팅만이 수행된 경우 물의 접촉각은 약 9.5°로 나타났으며, 실리카 나노코팅까지 완료(하이브리드 코팅)된 코팅막의 경우, 5° 이하의 접촉각이 측정되어, 본 발명이 제공하는 실리카 나노필름(하이브리드 코팅막)은 초신수성 표면 성질을 가지는 것으로 확인되었다.When only iron ion-tannic acid nano-coating was performed without a silica coating layer, the contact angle of water was about 9.5°, and in the case of a coating film that was completed up to silica nano-coating (hybrid coating), a contact angle of 5° or less was measured, the present invention This provided silica nanofilm (hybrid coating film) was confirmed to have a super hydrophobic surface properties.

실시예 5. 코팅 유리의 김서림 방지 효과 확인Example 5. Confirmation of anti-fogging effect of coated glass

실시예 1-1과 실질적으로 동일한 방법으로 피라냐 작업을 수행하여 세척한 슬라이드글라스에, 실시예 1-1 내지 1-3과 동일한 방법으로 나노코팅을 3회 반복 수행하여, [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 나노코팅된 유리, 실시예 1-1의 철이온-탄닌산 코팅만이 수행된 [Fe(III)-TA]6 코팅된 유리를 각각 제조하였다.[(Fe(III)] [(Fe(III)] -TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 nano-coated glass, [Fe(III)-TA] 6 coated glass on which only the iron ion-tannic acid coating of Example 1-1 was performed was prepared, respectively.

상기 코팅 유리와 코팅되지 않은 유리(대조군)에 대해 각각 친수성 표면 성질 및 김서림 방지 효과를 확인하였다. 구체적으로, 친수성 표면 성질 확인은 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 물의 접촉각을 측정하여 확인하였고, 김서림 방지 효과는 대조군 유리와 코팅 유리를 섭씨 100도의 끓는 물 표면으로부터 5cm의 간격을 두고 1분간 비치한 후 각 유리를 상온으로 옮겨 다시 10초동안 비치하여 김서림 정도를 확인하는 방법으로 확인하였다. For the coated glass and the uncoated glass (control group), the hydrophilic surface properties and the antifogging effect were confirmed, respectively. Specifically, the hydrophilic surface properties were confirmed by measuring the contact angle of water in the same manner as in Example 4, and the anti-fogging effect was obtained by placing the control glass and the coated glass at a distance of 5 cm from the surface of boiling water at 100 degrees Celsius for 1 minute. Afterwards, each glass was moved to room temperature and placed again for 10 seconds to check the degree of fogging.

도 9에 표면의 김서림 실험 결과 사진을 나타내었다. 철이온-탄닌산 코팅 및 하이브리드 코팅된 유리는 대조군 유리와 달리 수증기가 맺히지 않아 김서림 현상이 나타나지 않음이 사진을 통해 확인되었다.9 shows a photograph of the result of the fogging experiment on the surface. Unlike the control glass, the iron ion-tannic acid coated glass and the hybrid coated glass did not form water vapor, so it was confirmed through the photograph that the fogging phenomenon did not appear.

실시예 6. 코팅막의 안정성 확인Example 6. Confirmation of stability of the coating film

6-1. 온도 변화에 따른 코팅막의 안정성 확인6-1. Confirmation of stability of coating film according to temperature change

실시예 1-1 내지 1-3의 방법으로 슬라이드 글라스에 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막(하이브리드 코팅막)을 형성하였으며, 대조군으로는 실시예 1-1의 방법으로 [Fe(III)-TA]6 코팅된 슬라이드 글라스를 준비하고, 각 코팅된 유리를 60℃의 오븐에서 2시간 비치한 후 곧바로 냉장고(-4℃)에 2시간 비치하는 것을 1 cycle로 하여, 각 cycle 반복수에 따른 표면 성질 변화를 물 접촉각으로 확인하였다. 물 접촉각은 상기 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 수행되었다.[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating film (hybrid coating film) was formed on the slide glass by the method of Examples 1-1 to 1-3, and as a control, Example 1-1 [Fe(III)-TA] 6 coated slide glass was prepared by the method, and each coated glass was placed in an oven at 60 ° C for 2 hours and then placed in a refrigerator (-4 ° C) for 2 hours immediately as 1 cycle. Thus, the change in surface properties according to the number of repetitions of each cycle was confirmed as the water contact angle. The water contact angle was performed in substantially the same manner as in Example 4.

도 10에 온도 변화 cycle 수에 따른 각 코팅 유리의 물의 접촉각 변화 결과 그래프와 기판 위 물방울의 사진을 나타내었으며, 하기 표 6에 구체적인 물의 접촉각 수치를 나타내었다.10 shows a graph of the change in contact angle of water on each coated glass according to the number of cycles of temperature change and a photograph of a water droplet on the substrate, and Table 6 below shows specific values of the contact angle of water.

Cycle 수Number of Cycles 00 1One 22 33 44 55 [Fe(III)-TA]6 코팅[Fe(III)-TA] 6 coating 10.2°10.2° 12.6°12.6° 36.9°36.9° 51.8°51.8° 54.1°54.1° 57.6°57.6° [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating ≤5°≤5° ≤5°≤5° ≤5°≤5° ≤5°≤5° 14°14° 17°17°

실리카 코팅층이 없는 철이온-탄닌산 코팅층(대조군)은 온도 변화 cycle 수가 증가할수록 물 접촉각의 크기가 증가하였으며, 온도 변화 cycle이 3회 반복되자 물의 접촉각이 50°이상으로 크게 증가하였다. 반면, 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 온도 변화 cycle 반복수의 증가에도 물의 접촉각이 20°미만을 유지하여, 유의미한 물 접촉각 크기의 변화가 확인되지 않았다. In the iron ion-tannic acid coating layer (control group) without a silica coating layer, the size of the water contact angle increased as the number of temperature change cycles increased. On the other hand, the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating) maintains the water contact angle less than 20° even with an increase in the number of repeated temperature change cycles, so there is no significant change in the water contact angle size. Not confirmed.

물의 접촉각은 표면의 구조적, 물리화학적 성질과 밀접하게 관련되어 있음을 고려할 때, 대조군 코팅의 경우 온도 변화에 취약한 반면, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 온도 변화에 대한 내성, 즉 열적 안정성이 우수하여 기존의 철이온-탄닌산 나노코팅의 열적 불안정성을 보완할 수 있음을 확인하였다.Considering that the contact angle of water is closely related to the structural and physicochemical properties of the surface, the control coating is vulnerable to temperature changes, whereas the hybrid coating film provided by the present invention ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys /SiO 2 ] 3 coating) has excellent resistance to temperature change, that is, thermal stability, and it was confirmed that it can supplement the thermal instability of the existing iron ion-tannic acid nanocoating.

추가로 온도 변화 5 cycle을 수행한 후에도 김서림 방지 효과가 유지되는지 실시예 5와 동일한 방법으로 확인하였으며, 도 11에 김서림 방지 효과를 확인한 결과 사진을 나타내었다. [Fe(III)-TA]6 코팅된 유리는 표면에 물방울이 맺히는 반면 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막(하이브리드 코팅막)은 김서림 현상이 나타나지 않았다. 따라서 온도 변화 이후에도 상기 하이브리드 코팅막은 김서림 방지 효과가 유지됨을 확인하였다.In addition, it was confirmed in the same manner as in Example 5 whether the anti-fog effect is maintained even after performing 5 cycles of temperature change, and the result of confirming the anti-fogging effect is shown in FIG. 11 . [Fe(III)-TA] 6 On the coated glass, water droplets form on the surface, whereas [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 coating film (hybrid coating film) did not show fogging. Therefore, it was confirmed that the antifogging effect of the hybrid coating film was maintained even after the temperature change.

6-2. 산성 조건에 대한 코팅막의 안정성 확인6-2. Checking the stability of the coating film against acidic conditions

실시예 1-1 내지 1-3의 방법으로 금 기판에 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막을 형성하였으며, 대조군으로는 실시예 1-1의 방법으로 [Fe(III)-TA]6 코팅된 금 기판을 준비하고, 각 금 기판을 10mM의 HCl 수용액 (pH 2)에 담가 시간의 경과에 따른 코팅막의 두께 감소율을 측정하였다.A [(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating film was formed on the gold substrate by the method of Examples 1-1 to 1-3, and as a control, [Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 was formed by the method of Example 1-1 as a control. (III)-TA] 6 A coated gold substrate was prepared, and each gold substrate was immersed in a 10 mM HCl aqueous solution (pH 2) to measure the rate of decrease in the thickness of the coating film over time.

구체적으로, 염산 수용액과의 반응 시간이 15분, 30분, 60분, 90분, 120분 및 1일이 되었을 때 각 기판을 꺼내어 3차 증류수로 3번 세척 후 질소(N2) 가스로 건조한 후, 실시예 2-1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 코팅막의 두께를 측정하였다. 코팅막의 두께 감소율(분해율, Degradation Percentage, %)은 하기 수학식 1의 방법으로 계산되었다.Specifically, when the reaction time with the aqueous hydrochloric acid solution reached 15 minutes, 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 120 minutes, and 1 day, each substrate was taken out, washed three times with tertiary distilled water, and then dried with nitrogen (N 2 ) gas. Then, the thickness of the coating film was measured in substantially the same manner as in Example 2-1. The thickness reduction rate (degradation percentage, %) of the coating film was calculated by the method of Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

분해율(%)={1-(반응 후 코팅막 두께/반응 전 코팅막 두께)}*100Decomposition rate (%)={1-(coating film thickness after reaction / coating film thickness before reaction)}*100

도 12 및 표 7에 각 기판의 염산 반응 시간에 따른 코팅막 두께 감소율(분해율) 결과를 나타내었다.12 and Table 7 show the results of the reduction rate (decomposition rate) of the coating film thickness according to the hydrochloric acid reaction time of each substrate.

코팅막 종류Coating film type 산 노출 시간에 따른 코팅막 분해율 (%)
Coating film degradation rate according to acid exposure time (%)
0min0min 15min15min 30min30min 60min60min 90min90min 120min120min 1day1 day [Fe(III)-TA]6 코팅[Fe(III)-TA] 6 coating 00 40.3640.36 50.1250.12 64.0364.03 71.5571.55 80.6580.65 83.9283.92 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating 00 0.430.43 0.660.66 1.221.22 1.31.3 1.451.45 2.012.01

산성 조건에서 단지 15분 반응하였음에도 약 40%의 두께 감소율을 보인 대조군과 달리, 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)의 경우, 염산에서 1일 반응하였을 때에도 2.5% 미만의 낮은 분해율을 보여, 강한 산성 조건에서도 코팅막이 유지되어 산에 대한 안정성이 우수함을 확인하였다.In the case of the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ), it would have been reacted in hydrochloric acid for 1 day, unlike the control, which showed a thickness reduction of about 40% even after only 15 minutes of reaction in acidic conditions. It also showed a low decomposition rate of less than 2.5%, confirming that the coating film was maintained even under strong acidic conditions and thus excellent stability to acid.

따라서, 산성 환경에서 지속력이 어려운 철이온-탄닌산 나노코팅과 달리 산성 조건에 강한 산성 조건에서 코팅막의 분해를 방지함으로써 실리카 코팅이 결합된 하이브리드 코팅막이 철이온-탄닌산 나노코팅의 응용성을 더욱 넓히고, 산성 조건에 민감한 재료의 표면을 보호할 수 있어 전지 등의 산업 분야에서 유용하게 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.Therefore, unlike the iron ion-tannic acid nanocoating, which has difficulty in durability in an acidic environment, the hybrid coating film combined with silica coating further expands the applicability of the iron ion-tannic acid nanocoating by preventing the decomposition of the coating film in acidic conditions strong against acidic conditions, It was possible to protect the surface of a material sensitive to acidic conditions, so the possibility of useful application in industrial fields such as batteries was confirmed.

6-3. pH 변화에 대한 코팅막의 안정성 확인6-3. Checking the stability of the coating film against changes in pH

실시예 1-1 내지 1-3의 방법으로 슬라이드 글라스에 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막(하이브리드 코팅막)을 형성하였으며, 대조군으로는 실시예 1-1의 방법으로 [Fe(III)-TA]6 코팅된 슬라이드 글라스를 준비하고, 각 코팅된 기판을 pH 2(10mM HCl)에서 10분 비치한 후 증류수로 1번 세척하고 곧바로 pH 12(10mM NaOH)에서 10분 비치하는 것을 1 cycle로 하여, 각 cycle 반복수에 따른 표면 성질 변화를 물 접촉각으로 확인하였다. 물 접촉각은 상기 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 수행되었다.[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating film (hybrid coating film) was formed on the slide glass by the method of Examples 1-1 to 1-3, and as a control, Example 1-1 [Fe(III)-TA] 6 coated slide glass was prepared by the method, and each coated substrate was placed at pH 2 (10 mM HCl) for 10 minutes, washed once with distilled water, and immediately at pH 12 (10 mM NaOH). 1 cycle was set for 10 minutes, and the change in surface properties according to the number of repetitions of each cycle was confirmed by the water contact angle. The water contact angle was performed in substantially the same manner as in Example 4.

도 13에 pH 변화 cycle 수에 따른 각 기판의 물의 접촉각 변화 결과 그래프를 나타내었으며, 하기 표 8에 구체적인 물의 접촉각 수치를 나타내었다.13 shows a graph of the change in contact angle of water on each substrate according to the number of cycles of pH change, and Table 8 below shows specific values of the contact angle of water.

Cycle 수Number of Cycles 00 1One 22 33 44 55 [Fe(III)-TA]6 코팅[Fe(III)-TA] 6 coating 10.2°10.2° 10.0°10.0° 26.8°26.8° 29.8°29.8° 31.4°31.4° 36.8°36.8° [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating ≤5°≤5° ≤5°≤5° ≤5°≤5° ≤5°≤5° ≤5°≤5° ≤5°≤5°

실리카 코팅층이 없는 철이온-탄닌산 코팅층(대조군)은 pH 변화 cycle 수가 증가할수록 물 접촉각의 크기가 증가하였으나, 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 pH 변화 cycle 반복수의 증가에도 유의미한 물 접촉각 크기의 변화가 확인되지 않았다. In the iron ion-tannic acid coating layer (control group) without a silica coating layer, the size of the water contact angle increased as the number of pH change cycles increased, but the hybrid coating layer ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating) was There was no significant change in the size of the water contact angle even with an increase in the number of repetitions of the pH change cycle.

따라서 대조군 코팅의 경우 pH 변화에 취약한 반면, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 넓은 pH 범위에서 안정성을 보임을 확인하였다.Therefore, while the control coating is vulnerable to pH changes, it was confirmed that the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating) provided by the present invention showed stability in a wide pH range.

추가로 pH 변화 5 cycle을 수행한 후 김서림 방지 효과의 유지 여부를 실시예 5와 실질적으로 동일한 방법으로 확인하였으며, 도 14에 김서림 방지 효과를 확인한 사진을 나타내었다. [Fe(III)-TA]6 코팅된 유리는 실험 결과 표면에 물방울이 맺혀 유리 너머의 글자 인식이 어려운 반면 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막(하이브리드 코팅막)은 김서림 현상이 나타나지 않았다. 따라서 pH 변화를 거친 이후에도 상기 하이브리드 코팅막의 표면 성질이 유지됨으로써 김서림 방지 효과가 안정적으로 유지됨을 확인하였다.In addition, after performing 5 cycles of pH change, it was confirmed whether the antifogging effect was maintained in substantially the same manner as in Example 5, and FIG. 14 shows a photograph confirming the antifogging effect. [Fe(III)-TA] 6 coated glass has water droplets on the surface as a result of the experiment, making it difficult to recognize characters beyond the glass, whereas [(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating film (hybrid coating film) There was no fogging phenomenon. Therefore, it was confirmed that the antifogging effect was stably maintained by maintaining the surface properties of the hybrid coating film even after the pH change.

6-4. 기름 오염에 대한 코팅막의 안정성 확인6-4. Checking the stability of the coating film against oil contamination

실시예 1-1 내지 1-3의 방법으로 슬라이드 글라스에 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막(하이브리드 코팅막)을 형성하였으며, 대조군으로는 실시예 1-1의 방법으로 [Fe(III)-TA]6 코팅된 슬라이드 글라스를 준비하고, 각 코팅된 유리를 식용유에 담근 후 증류수로 여러 번 세척한 후 물 접촉각을 측정해 표면 성질 변화를 확인하였다. 물의 접촉각 측정은 실시예 4와 실질적으로 동일한 방법으로 수행되었다.[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating film (hybrid coating film) was formed on the slide glass by the method of Examples 1-1 to 1-3, and as a control, Example 1-1 [Fe(III)-TA] 6 coated slide glass was prepared by the method, and each coated glass was immersed in edible oil, washed several times with distilled water, and then the water contact angle was measured to confirm the change in surface properties. The measurement of the contact angle of water was performed in substantially the same manner as in Example 4.

도 15에 기름 오염에 따른 각 기판의 물의 접촉각 변화 결과 사진 및 김서림 방지 효과 사진을 나타내었다.15 shows a photograph of a change in contact angle of water on each substrate according to oil contamination and a photograph of the antifogging effect.

실리카 코팅층이 없는 철이온-탄닌산 코팅층(대조군)은 기름 오염 시 충분한 세척이후에도 물 접촉각의 크기가 증가하였으나, 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 물 접촉각 크기의 변화가 거의 나타나지 않았다. 또한 김서림 방지 시험 결과 철이온-탄닌산 코팅층(대조군)은 표면에 물방울이 맺혀 유리 너머의 글자 선명도가 매우 낮아졌으나, 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 김서림 방지 효과를 나타냄을 확인하였다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 오염된 환경에서 내오염성을 보임을 확인하였다.In the case of the iron ion-tannic acid coating layer (control group) without a silica coating layer, the size of the water contact angle increased even after sufficient washing in case of oil contamination, but the hybrid coating layer ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating) was There was hardly any change in the size of the water contact angle. In addition, as a result of the anti-fog test, the iron ion-tannic acid coating layer (control group) had water droplets on the surface, so the clarity of the letters on the glass side was very low, but the hybrid coating layer ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating ) was confirmed to have an anti-fogging effect. Therefore, it was confirmed that the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating) provided by the present invention exhibits contamination resistance in a contaminated environment.

6-5. 화학적 분해에 대한 코팅막의 안정성 확인6-5. Checking the stability of the coating film against chemical decomposition

실시예 1-1 내지 1-3의 방법으로 금 기판에 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막(하이브리드 코팅막)을 형성하였으며, 대조군으로는 실시예 1-1의 방법으로 [Fe(III)-TA]6 코팅된 금 기판을 준비하고, 각 코팅된 기판을 과탄산소듐(2Na2CO3H2O2) 수용액(0.1mg/ml, 45℃)에 담가 시간의 경과에 따른 코팅막의 두께 감소율을 측정하였다. 구체적으로, 과탄산소듐 수용액과의 반응 시간이 30분, 60분, 90분, 120분, 150분 및 180분이 되었을 때 각 기판을 꺼내어 3차 증류수로 3번 세척 후 질소(N2) 가스로 건조한 후, 실시예 2-1에서와 실질적으로 동일한 방법으로 코팅막의 두께를 측정하였다. 도 16에 반응 시간에 따른 코팅막 잔존율(Retention Percentage, %) 그래프를 나타내었다. 상기 잔존율은 반응 전(반응 시간 0min) 코팅막의 두께 대비 반응 후 코팅막 두께의 백분율로 계산되었다.[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating film (hybrid coating film) was formed on the gold substrate by the method of Examples 1-1 to 1-3, and as a control, Example 1-1 [Fe(III)-TA] 6 coated gold substrate was prepared by the method, and each coated substrate was immersed in sodium percarbonate (2Na 2 CO 3 · 3H 2 O 2 ) aqueous solution (0.1mg/ml, 45℃). The rate of decrease in the thickness of the coating film over time was measured. Specifically, when the reaction time with the sodium percarbonate aqueous solution reaches 30 minutes, 60 minutes, 90 minutes, 120 minutes, 150 minutes, and 180 minutes, each substrate is taken out and washed three times with tertiary distilled water, followed by nitrogen (N 2 ) gas After drying, the thickness of the coating film was measured in substantially the same manner as in Example 2-1. 16 shows a graph of the coating film retention rate (Retention Percentage, %) according to the reaction time. The residual ratio was calculated as a percentage of the thickness of the coating film after the reaction compared to the thickness of the coating film before the reaction (reaction time 0 min).

하기 표 9에 각 기판의 염산 반응 시간에 따른 코팅막 두께 감소율(분해율) 측정 결과를 나타내었다. 코팅막의 분해율은 상기 실시예 6-2의 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 계산되었다. Table 9 below shows the measurement results of the reduction rate (decomposition rate) of the coating film thickness according to the hydrochloric acid reaction time of each substrate. The decomposition rate of the coating film was calculated in substantially the same manner as in Example 6-2.

코팅막 종류Coating film type 산 노출 시간에 따른 코팅막 분해율 (%)Coating film degradation rate according to acid exposure time (%) 0min0min 30min30min 60min60min 90min90min 120min120min 150min150min 180min180min [Fe(III)-TA]6 코팅[Fe(III)-TA] 6 coating 00 4.424.42 23.8523.85 60.1360.13 67.1367.13 70.2470.24 72.2572.25 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅[(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating 00 2.152.15 5.835.83 8.538.53 1212 12.1812.18 13.0213.02

대조군 ([Fe(III)-TA]6) 코팅막은 과탄산소듐 수용액과 1시간(60 min)반응시 이미 20% 이상 분해되었으며, 1시간 30분 (90 min)이 지나기도 전에 50% 이상 (90min 반응시 분해율 60.13%) 코팅막이 분해되어 과탄산소듐에 대해 매우 불안정한 모습을 보인 반면, 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3)의 경우, 과탄산소듐 수용액에서 180분간 반응하였을 때에도 13% 정도의 낮은 분해율을 보였다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막은 과탄산소듐 수용액에 존재하는 산소 라디칼에 의한 화학적 분해에 대해서도 안정성이 우수함을 확인하였다.Control ([Fe(III)-TA] 6 ) Coating film was already decomposed by more than 20% when reacted with sodium percarbonate aqueous solution for 1 hour (60 min), and more than 50% ( Decomposition rate 60.13% at reaction time of 90 min) The coating film was decomposed and showed a very unstable appearance to sodium percarbonate, whereas in the case of the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 ), sodium percarbonate Even when reacted for 180 minutes in aqueous solution, the degradation rate was as low as 13%. Therefore, it was confirmed that the hybrid coating film provided by the present invention has excellent stability against chemical decomposition by oxygen radicals present in sodium percarbonate aqueous solution.

추가로, 상기 방법으로 [(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅막(하이브리드 코팅막) 및 [Fe(III)-TA]6 코팅막을 각각 형성한 슬라이드 글라스 및 코팅하지 않은 슬라이드글라스(Glass)를 각각 과탄산소듐 수용액에 담가 150분 동안 반응시킨 후 증류수로 여러 번 세척한 후 김서림 방지 효과를 확인하였다. 김서림 방지 효과는 상기 실시예 5와 실질적으로 동일한 방법으로 시험하였다. In addition, a slide glass and an uncoated slide in which [(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating film (hybrid coating film) and [Fe(III)-TA] 6 coating film were respectively formed by the above method Each glass was immersed in sodium percarbonate aqueous solution and reacted for 150 minutes, washed several times with distilled water, and then the anti-fogging effect was confirmed. The antifogging effect was tested in substantially the same manner as in Example 5 above.

도 17에 과탄산소듐 수용액을 이용한 화학적 분해에 따른 각 기판의 김서림 방지 효과 실험 결과를 나타내었다.17 shows the results of the antifogging effect of each substrate according to the chemical decomposition using an aqueous sodium percarbonate solution.

과탄산소듐을 이용해 화학적 처리 결과 김서림 방지 시험 결과 철이온-탄닌산 코팅막([Fe(III)-TA]6 코팅막)은 표면에 물방울이 맺혀 유리 너머의 글자를 판별하기 어려울 정도로 글자의 왜곡이 심해졌으며, 비코팅 대조군(Glass)에서는 김서림으로 인해 유리가 불투명하게 되었으나, 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 과탄산소듐 수용액과의 반응 이후에도 반응 전과 같은 김서림 방지 효과를 나타냄을 확인하였다. 따라서 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅막([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2]3 코팅)은 화학적 분해(예를 들어, 산소 라디칼에 의한 화학적 분해)에 대한 안정성(화학 분해 내성, chemical degradation resistance)이 있음을 확인하였다.As a result of chemical treatment using sodium percarbonate, as a result of anti-fogging test, the iron ion-tannic acid coating film ([Fe(III)-TA] 6 coating film) has water droplets on the surface, so the distortion of the letters is so severe that it is difficult to distinguish the letters beyond the glass. , in the uncoated control group (Glass), the glass became opaque due to fogging, but the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating) was It was confirmed that the same anti-fogging effect was exhibited. Therefore, the hybrid coating film ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] 3 coating) provided by the present invention is stable against chemical decomposition (eg, chemical decomposition by oxygen radicals) (chemical decomposition resistance) , it was confirmed that there is chemical degradation resistance).

실시예 7. 코팅 대상(기판)의 종류에 따른 코팅층의 표면 특성 시험Example 7. Test of surface properties of the coating layer according to the type of the coating object (substrate)

코팅 대상을 금(Au), 유리(Glass), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 폴리프로필렌(Polypropylene; PP), 고무(rubber), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 아연(Zn) 및 스테인레스강(Stainless steel; SS)으로 달리하여 실시예 1-1 내지 1-3의 방법과 실질적으로 동일한 방법으로 하이브리드 나노코팅을 3회 수행하고, 코팅 전후의 물의 접촉각을 비교하였다.Gold (Au), glass (Glass), aluminum (Al), copper (Cu), polypropylene (PP), rubber (rubber), tin (Sn), titanium (Ti), zinc (Zn) and stainless steel (SS), hybrid nano-coating was performed three times in substantially the same manner as in Examples 1-1 to 1-3, and the contact angles of water before and after coating were compared.

구체적으로, 금과 유리는 상기 실시예 1-1과 동일한 피라냐 과정을 수행한 이후 코팅하였으며, 나머지 코팅 대상은 상기 피라냐 과정 대신 에탄올 및 아세톤에 각각 15분씩 담가 소니케이션하고 세척 후 코팅하였다. Specifically, gold and glass were coated after performing the same piranha process as in Example 1-1, and the remaining coating objects were soaked in ethanol and acetone for 15 minutes each in ethanol and acetone instead of the piranha process, sonicated, washed, and then coated.

하기 표 10 및 도 18에 각 코팅 대상(기판)의 코팅 전후 물 접촉각 측정 결과를 나타내었다. The water contact angle measurement results before and after coating of each coating object (substrate) are shown in Table 10 and FIG. 18 .

기판 (코팅 대상)Substrate (to be coated) 코팅전 물 접촉각(°)Water contact angle before coating (°) 코팅후 물 접촉각(°)Water contact angle after coating (°) gold 68.968.9 ≤5≤5 유리glass 47.247.2 ≤5≤5 알루미늄aluminum 49.149.1 ≤5≤5 구리Copper 63.063.0 ≤5≤5 폴리프로필렌polypropylene 99.999.9 ≤5≤5 고무rubber 104.1104.1 ≤5≤5 주석Remark 70.370.3 ≤5≤5 티타늄titanium 72.972.9 ≤5≤5 아연zinc 45.345.3 ≤5≤5 스테인레스강stainless steel 72.972.9 ≤5≤5

코팅 대상의 물리, 화학적 성질에 관계 없이, 본 발명의 하이브리드 코팅([(Fe(III)-TA)2/Cys/SiO2] 코팅)이 이루어진 경우, 모두 5도 이내의 물 접촉각을 갖는 초신수성 표면 성질이 확인되었다. 따라서 코팅 대상 물질의 구성 성분 및 표면 성질에 관계 없이 보편적으로 표면에 실리카 코팅층이 형성된 하이브리드 나노코팅이 가능하며, 이에 의한 코팅 대상의 표면 성질 변화가 가능함을 확인하였다.Regardless of the physical and chemical properties of the coating target, when the hybrid coating ([(Fe(III)-TA) 2 /Cys/SiO 2 ] coating) of the present invention is made, all are superhydrophobic having a water contact angle within 5 degrees The surface properties were confirmed. Therefore, it was confirmed that hybrid nano-coating in which a silica coating layer is formed on the surface is universally possible regardless of the constituent components and surface properties of the material to be coated, and thereby the surface properties of the object to be coated can be changed.

따라서, 본 발명이 제공하는 하이브리드 코팅법을 사용함으로써 일반적으로 실리카 코팅을 수행하기 위해 적용되는 표면 플라즈마 처리 및 선택적 기판 도입에 의한 한계를 극복할 수 있다.Therefore, by using the hybrid coating method provided by the present invention, it is possible to overcome the limitations of surface plasma treatment and selective substrate introduction, which are generally applied to perform silica coating.

Claims (17)

코팅 대상에 철이온 및 탄닌산을 포함하는 철이온-탄닌산 코팅층을 형성하는 제1단계;
상기 철이온-탄닌산 코팅층 위에 시스테아민을 포함하는 시스테아민 코팅층을 형성하는 제2단계; 및
상기 시스테아민 코팅층 위에 실리카(SiO2)를 포함하는 실리카 코팅층을 형성하는 제3단계를 포함하는, 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅 방법.
A first step of forming an iron ion-tannic acid coating layer containing iron ions and tannic acid on the coating target;
a second step of forming a cysteamine coating layer containing cysteamine on the iron ion-tannic acid coating layer; and
A polyphenol-silica hybrid coating method comprising a third step of forming a silica coating layer comprising silica (SiO 2 ) on the cysteamine coating layer.
제1항에 있어서, 상기 제2단계 수행 전 제1단계를 복수 회 수행하는 것인, 방법. The method according to claim 1, wherein the first step is performed a plurality of times before the second step is performed. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1단계 내지 제3단계를 순차적으로 복수 회 수행하는 것인, 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the first to third steps are sequentially performed a plurality of times. 제1항에 있어서, 상기 실리카 코팅층의 형성은 실리카 전구체를 포함하는 코팅 용액을 이용하여 수행되는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein the formation of the silica coating layer is performed using a coating solution containing a silica precursor. 제4항에 있어서, 상기 실리카 전구체는 테트라메틸 오르토실리케이트(Tetramethyl orthosilicate; TMOS), 테트라에틸 오르토실리케이트(Tetraethyl orthosilicate; TEOS), 3-머캅토프로필 트라이메톡실란((3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane; MPTMS), 머캅토프로필트라이에톡실란(Mercaptopropyltriethoxysilane; MPTES), 아미노프로필트라이에톡시실란((3-Aminopropyl)triethoxysilane), 메톡시트리에톡시실란, 디메톡시디에톡시실란, 에톡시트리메톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 및 테트라메톡시에틸실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 실리카 전구체인 것인, 방법. 5. The method of claim 4, wherein the silica precursor is tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetraethyl orthosilicate (TEOS), 3-mercaptopropyl trimethoxysilane ((3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane; MPTMS) , Mercaptopropyltriethoxysilane (MPTES), aminopropyltriethoxysilane ((3-Aminopropyl)triethoxysilane), methoxyethoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, ethoxytrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, and one or more silica precursors selected from the group consisting of tetramethoxyethylsilane, the method . 제4항에 있어서, 상기 실리카 전구체를 포함하는 코팅 용액은 실리카 전구체를 50mM 내지 200mM 포함하는 것인, 방법. The method of claim 4, wherein the coating solution containing the silica precursor contains 50 mM to 200 mM of the silica precursor. 제1항에 있어서, 상기 제1단계 내지 제3단계의 코팅층의 형성은 코팅 용액과 코팅 대상을 접촉하는 단계; 및 상기 코팅 용액과 접촉한 코팅 대상을 세척 및 건조하는 단계를 거쳐 수행되는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein the first to third steps of forming the coating layer include: contacting a coating solution with a coating target; and washing and drying the coating object in contact with the coating solution. 제1항에 있어서, 상기 제1단계 내지 제3단계의 코팅층의 형성은 섭씨 15 내지 35도의 온도에서 수행되는 것인, 방법.The method according to claim 1, wherein the formation of the coating layer in the first to third steps is performed at a temperature of 15 to 35 degrees Celsius. 제1항에 있어서, 상기 제1단계 내지 제3단계의 코팅층의 형성은 산 촉매, 염기 촉매 또는 산 촉매 및 염기 촉매 없이 수행되는 것인, 방법. The method according to claim 1, wherein the formation of the coating layer in the first to third steps is performed without an acid catalyst, a base catalyst or an acid catalyst and a base catalyst. 제1항에 있어서, 상기 코팅 방법으로 형성된 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막은 초친수성, 내오염성, 내산성, pH 및 온도 변화 내성으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 특성을 갖는 것인, 방법.The method of claim 1, wherein the polyphenol-silica hybrid coating film formed by the coating method has one or more properties selected from the group consisting of superhydrophilicity, stain resistance, acid resistance, pH and temperature change resistance. 철이온-탄닌산 코팅층, 시스테아민 코팅층, 및 실리카 코팅층이 순차적으로 결합된, 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막.An iron ion-tannic acid coating layer, a cysteamine coating layer, and a silica coating layer are sequentially combined, a polyphenol-silica hybrid coating film. 제11항에 있어서, 상기 철이온-탄닌산 코팅층은 복수 개의 층이 적층된 것인, 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막.The polyphenol-silica hybrid coating film according to claim 11, wherein the iron ion-tannic acid coating layer is a plurality of layers stacked. 제11항에 있어서, 상기 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막은 철이온-탄닌산 코팅층, 시스테아민 코팅층, 및 실리카 코팅층이 순차적으로 적층된 다중층을 하나의 단위체로 하여 상기 단위체가 복수 회 적층되어 형성된 것인, 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막.12. The method of claim 11, wherein the polyphenol-silica hybrid coating film is formed by stacking the units a plurality of times using a multilayer sequentially stacked iron ion-tannic acid coating layer, cysteamine coating layer, and silica coating layer as one unit. Phosphorus, polyphenol-silica hybrid coating film. 제11항에 있어서, 상기 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막은 물 접촉각이 0 내지 10°인 것인, 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막.The polyphenol-silica hybrid coating film of claim 11, wherein the polyphenol-silica hybrid coating film has a water contact angle of 0 to 10°. 제11항에 있어서, 상기 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막은 초친수성, 내오염성, 내산성, pH 변화 내성, 화학 분해 내성, 및 온도 변화 내성으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 특성을 갖는 것인, 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막.According to claim 11, wherein the polyphenol-silica hybrid coating film has one or more properties selected from the group consisting of superhydrophilicity, stain resistance, acid resistance, pH change resistance, chemical degradation resistance, and temperature change resistance, polyphenol -Silica hybrid coating film. 철이온-탄닌산 코팅층, 시스테아민 코팅층, 및 실리카 코팅층이 순차적으로 적층된 폴리페놀-실리카 하이브리드 코팅막을 포함하는, 김서림 방지 필름.An antifogging film comprising a polyphenol-silica hybrid coating film in which an iron ion-tannic acid coating layer, a cysteamine coating layer, and a silica coating layer are sequentially stacked. 제16항에 있어서, 상기 김서림 방지 필름은 초친수성, 내오염성, 내산성, pH 변화 내성, 화학 분해 내성, 및 온도 변화 내성으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 특성을 갖는 것인, 김서림 방지 필름.The antifogging film of claim 16, wherein the antifogging film has one or more properties selected from the group consisting of superhydrophilicity, stain resistance, acid resistance, pH change resistance, chemical degradation resistance, and temperature change resistance.
KR1020200029231A 2020-03-09 2020-03-09 Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof KR102414751B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200029231A KR102414751B1 (en) 2020-03-09 2020-03-09 Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200029231A KR102414751B1 (en) 2020-03-09 2020-03-09 Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210113900A KR20210113900A (en) 2021-09-17
KR102414751B1 true KR102414751B1 (en) 2022-06-29

Family

ID=77924190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200029231A KR102414751B1 (en) 2020-03-09 2020-03-09 Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102414751B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115155333A (en) * 2022-07-19 2022-10-11 江苏大学 Preparation method and application of PAT/FS-50 heterogeneous composite membrane material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101998266B1 (en) 2019-02-08 2019-07-10 한국과학기술원 Egg-shell coating compositions, and eggs coated therewith, an egg-shell coating method using the same, and a method of maintaining egg freshness using the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101928133B1 (en) * 2015-01-21 2018-12-11 서울대학교산학협력단 Coating material for water treatment membrane and water treatment membrane coated with the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101998266B1 (en) 2019-02-08 2019-07-10 한국과학기술원 Egg-shell coating compositions, and eggs coated therewith, an egg-shell coating method using the same, and a method of maintaining egg freshness using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210113900A (en) 2021-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kaya et al. Fabrication and application of superhydrophilic antifog surface by sol-gel method
EP3255108B1 (en) Invisible fingerprint coatings and process for forming same
JP2011526835A5 (en)
WO2011056550A1 (en) Chemical vapor deposition coating, article, and method
JP2011526835A (en) Superhydrophobic aerogels that do not require perfluoro compounds or do not contain fluorine
US9598598B2 (en) Development of zwitterionic coatings that confer ultra anti-biofouling properties to commercial reverse osmosis membranes
EP1907494B1 (en) Organic-inorganic hybrid coatings
KR102414751B1 (en) Polyphenol-silica hybrid coating layer and manufacturing method thereof
US8993063B2 (en) Low-temperature synthesis of silica
CN112218728B (en) Invisible fingerprint coating and forming method thereof
Heshmati et al. Synthesis and characterization of superhydrophobic-superoleophobic and anti-corrosion coatings via sol-gel process
US20160289824A1 (en) Article including a coating and process including an article with a coating
Zhong et al. Covalent grafting of sodium p-styrene sulfonate to stainless steel for antibacterial applications
EP2646515A1 (en) Surface coating with perfluorinated compounds as antifouling
KR100913371B1 (en) Super-hydrophilic coating solution and method for synthesizing the same
Pehkonen et al. Inorganic-Organic Hybrid Coatings
EP2185746A2 (en) A method for treating a silica-coated substrate
Zhang et al. Dominant factors for moisture resistance of sol–gel silica coatings: Surface chemical composition or inner microstructure?
JP5056090B2 (en) Aluminum coating material and manufacturing method thereof
US10221335B2 (en) Methods of material hydrophilization by siloxanes containing nitrilopoly (methylenephosphonic acid) or derivatives thereof
Parsa et al. Preparation and corrosion protective properties of titania‐containing modified self‐assembled nanophase particle (TMSNAP) sol–gel on AA2024 aluminum alloy
KR101733449B1 (en) Manufacturing method of ceramic coating agents having antibiosis and strength with alkali metal ion
Schweiger et al. Coating of glass substrates to prevent alkali ion diffusion into pharmaceutical solutions
Hu et al. Preparation and Properties of Triazine Dithiol-Silane Composite Self-Assembled Hydrophobility Films on Stainless Steel Surfaces
Stybel Stability and Retention Enhancement of Low Fouling Polystyrene sulfonic acid (PSS) and Polyethylene glycol (PEG) Blend Films with Silane Coupling Agents

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right