KR102569863B1 - 친수성 코팅 조성물 및 이를 포함하는 코팅 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 친수성 코팅 조성물 및 이를 포함하는 코팅 적층체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실라놀기를 포함하는 기재에 실란 커플링제 코팅층과 친수성 코팅층을 순차로 적층하여, 친수 성능을 부여할 수 있는 친수성 코팅 조성물 및 이를 포함하는 코팅 적층체에 관한 것이다.

Description

친수성 코팅 조성물 및 이를 포함하는 코팅 적층체{HYDROPHILIC COATING COMPOSITION AND COATING LAMINATE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 친수성 코팅 조성물 및 이를 포함하는 코팅 적층체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실라놀기를 포함하는 기재에 실란 커플링제 코팅층과 친수성 코팅층을 순차로 적층하여, 친수 성능을 부여할 수 있는 친수성 코팅 조성물 및 이를 포함하는 코팅 적층체에 관한 것이다.
유리나 금속, 섬유 등 고체 표면 오염을 방지하기 위한 방법으로는, 발수를 용이하게 하기 위한 소수성 표면 처리와 친수성 표면 처리 방법이 알려져 있다.
소수성 표면 처리는 유리, 금속, 섬유 등의 고체 표면에 발수성을 갖도록 표면 처리를 수행하여, 수용성 오염물질이 쉽게 부착되지 않도록 하는 방법이다.
예를 들면, 의류를 세탁 후, 유연제로 처리하거나 별도의 발수제를 스프레이 도포하여 방수 효과를 갖게 하는 방법, 자동차의 도장 면에 왁스를 코팅하여 발수성을 부여하는 방법 등이 있다.
그러나, 이런 방법에 의할 경우, 고체의 표면을 완전하게 소수성으로 처리하기 어려운 문제점이 있고, 또한 수용성 오염 물질이 반복적으로 접촉되는 경우, 고체 표면에 축적되어 충분한 오염 방지 효과를 발휘하는 것이 어려운 문제점이 있다.
한편, 친수성 표면 처리에 의해 오염을 방지하는 방법은, 고체 표면에서 물에 대한 접촉각을 저하시켜 물이나 수용성 물질의 접촉을 쉽게 하는 것으로, 처리 후 고체 표면에 오염 물질이 부착된다 하더라도, 이후 물을 이용한 세정 시에 쉽게 제거할 수 있게 된다.
또한, 유리나 거울, 투명 플라스틱 등의 표면에 김서림이나 성에가 발생하는 것을 방지할 수도 있으며, 표면 대전 방지 효과도 얻을 수 있게 된다.
이러한 친수성 표면 처리 방법으로서는, 예를 들면, 양성 고분자 전해질을 포함하는 조성물로 처리하는 방법이나, 계면활성제 및 특정 구조의 양쪽성 이온을 구비한 고분자 물질을 포함하는 조성물로 처리하는 방법 등이 알려져 있다.
그러나, 위와 같은 조성물은 친수성이 높아 유리, 또는 세라믹 등 욕실에서 사용되는 물품 등, 코팅을 필요로 하는 기재 상에 우수한 부착력을 확보하기 어렵다.
따라서, 기재의 표면에 오염 방지를 위한 친수성을 부여할 수 있으면서도, 기재의 표면에 우수한 부착력을 구현할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 유리, 세라믹 등 표면에 실라놀기(Si-OH)를 갖는 기재에 친수성 표면처리를 통한 자가 세정 및 이지 클린성을 부여할 수 있는 코팅 조성물과 이를 이용하연 친수 성능이 부여된 유리 또는 세라믹 제품을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 측면은 적층체에 관한 것이다.
일 예시로서, 적층체는 기재; 상기 기재의 일면 상에 형성되며 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅층; 및 상기 제 1 코팅층의 일면 상에 형성되며 친수성 화합물을 포함하는 제 2 코팅층을 포함할 수 있다.
일 예시로서, 상기 적층체 표면의 물에 대한 접촉각이 15 °이하일 수 있다.
일 예시로서, 기재는 도기 제품 또는 유리 제품일 수 있다.
일 예시로서, 상기 제 1 코팅층의 실란 커플링제는 상기 기재 표면의 실라놀기와 축합결합할 수 있다.
일 예시로서, 제 2 코팅층을 형성하는 코팅 조성물은 친수성 화합물, 라디칼 개시제, 상용화제, 용제 및 습윤제를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 제 2 코팅층을 형성하는 코팅 조성물은 친수성 화합물 50 내지 70 중량부, 라디칼 개시제 1 내지 10 중량부, 상용화제 10 내지 30 중량부, 용제 40 중량부 이하 및 소듐 도데실 설파이트 0.001 내지 0.2 중량부를 포할 수 있다.
본 출원의 다른 측면은 코팅 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
일 예시로서, 제조 방법은 기재 준비하는 단계; 기재의 일면을 전처리하는 단계; 전처리된 기재의 일면 상에 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하는 단계; 제 1 코팅층이 형성된 기재를 세척하는 단계; 제 1 코팅층의 일면 상에 친수성 화합물을 포함하는 제 2 코팅층을 형성하는 단계; 및 제 2 코팅층이 형성된 기재를 세척하는 단계를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 전처리하는 단계는 기재의 표면을 식각하여 표면 활성화하는 단계일 수 있다.
본 출원의 또 다른 측면은 코팅 조성물에 관한 것이다.
일 예시로서, 코팅 조성물은 친수성 화합물 50 내지 70 중량부, 라디칼 개시제 1 내지 10 중량부, 상용화제 10 내지 30 중량부, 용제 40 중량부 이하 및 소듐 도데실 설파이트 0.001 내지 0.2 중량부 이하를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 친수헝 화합물은 술폰산 금속염을 포함할 수 있다.
일 예시로서, 친수성 화합물은 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판-술폰산나트륨, 2-메틸-2-프로펜-1-술폰산나트륨, 3-설포프로필 아크릴레이트 칼륨염, 3-설포프로필 메타아크릴레이트 칼륨염, 비닐 술폰산나트륨 및 4-비닐 벤젠 술폰산 나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 라디칼 개시제는 과황산나트륨 및 과황산칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 상용화제는 요소일 수 있다.
일 예시로서, 용제는 물, 에탄올 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 실라놀기를 갖는 유리 또는 세라믹 제품의 표면에 친수 성능을 부여할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 무기물 물때 방지 성능이 우수한 유리 또는 세라믹 제품을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 오염물 자가 세정 성능이 우수한 유리 또는 세라믹 제품을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 이지 클린(easy clean) 성능이 우수한 유리 또는 세라믹 제품을 제공할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에 따르면, 내마모성이 우수한 가능한 유리 또는 세라믹 제품을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 적층체의 단면 개략도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 적층체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
일반적으로 욕실에서 사용되는 거울이나 샤워부스와 같은 유리 제품과, 세면대, 변기와 같은 도기류(세라믹)은 항상 물에 노출되어 있기 때문에, 물 때와 같은 오염물들이 쉽게 쌓이게 된다.
본 출원은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도출되었으며, 전처리 및 친수성 표면처리를 통해서 물 때 방지, 오염물 자가 세정 및 오염물 용이 제거 등의 효과를 부여할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 출원의 코팅 적층체, 이의 제조 방법 및 친수성 코팅 조성물을 상세히 설명한다. 다만, 첨부된 도면은 예시적인 것으로, 본 출원의 코팅 적층체, 이의 제조 방법 및 친수성 코팅 조성물의 범위가 첨부된 도면에 의해 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 적층체의 단면 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 코팅 적층체(10)는 기재(11); 상기 기재(11)의 일면 상에 형성되며 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅층(13); 및 상기 제 1 코팅층(13)의 일면 상에 형성되며 친수성 화합물을 포함하는 제 2 코팅층(15)을 포함한다.
기재
기재는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 실라놀기(Si-OH)를 포함하는 기재이다. 이러한 기재의 예시로서는 유리 제품 또는 세라믹 제품을 포함할 수 있다.
여기서, 기재의 두께는 특별히 제한되지 않는다.
기재 자체의 물에 대한 접촉각은 20 내지 30°이다.
제 1 코팅층
제 1 코팅층은 기재층의 일면 상에 형성된다.
제 1 코팅층은 실란 커플링제를 포함한다. 실란 커플링제는 한 쪽이 기재층의 실라놀기와 축합반응을 할 수 있는 반응기와 다른 한 쪽은 제 2 코팅층과의 결합을 할 수 있는 라디칼 반응기를 포함하고 있어, 기재층에 제 2 코팅층이 화학적으로 결합할 수 있게 만들어 준다.
제 1 코팅층을 형성하는 코팅액은 실란 커플링제, 산 촉매 및 용제를 포함한다. 구체적으로 코팅 조성물은 실란 커플링제 0.2 내지 2 중량부, 산 촉매 0.2 내지 2 및 용제 90 내지 100를 포함할 수 있다.
실란 커플링제는 상기 기재층의 실라놀기와 축합 결합을 하며, 이를 통하여 높은 부착성으로 기재층과 제 1 코팅층이 부착될 수 있다.
제 1 코팅층 물에 대한 접촉각은 50 내지 60°이다.
제 2 코팅층
제 2 코팅층은 제 1 코팅층의 일면 상에 형성된다.
제 2 코팅층을 형성하는 코팅 조성물은 친수성 화합물, 라디칼 개시제, 상용화제, 용제 및 습윤제를 포함한다.
구체적으로, 코팅 조성물은 친수성 화합물 50 내지 70 중량부, 라디칼 개시제 1 내지 10 중량부, 상용화제 10 내지 30 중량부, 용제 40 중량부 이하 및 소듐 도데실 설파이트 0.001 내지 0.2 중량부를 포함할 수 있다.
코팅 조성물은 친수성 화합물 50 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. 친수성 화합물은 물 분자와 쉽게 결합되는 성질을 가지는 화합물을 의미한다. 이러한 성질을 가지는 화합물은 어떠한 것이라도 적용될 수 있다. 일 예시로서, 설폰산 금속염일 수 있으며, 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판-술폰산나트륨, 2-메틸-2-프로펜-1-술폰산나트륨, 3-설포프로필 아크릴레이트 칼륨염, 3-설포프로필 메타아크릴레이트 칼륨염, 비닐 술폰산나트륨 및 4-비닐 벤젠 술폰산 나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
친수성 화합물은 50 내지 70 중량부으로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 하한은 50 중량부, 51 중량부, 52 중량부, 53 중량부, 54 중량부, 55 중량부, 56 중량부, 57 중량부, 58 중량부, 또는 59 중량부일 수 있다. 또한, 그 상한은 70 중량부, 69 중량부, 68 중량부, 67 중량부, 66 중량부, 65 중량부, 64 중량부, 63 중량부, 62 중량부, 또는 61 중량부일 수 있다. 이러한 범위에서 제품에 효과적으로 친수 성능의 부여할 수 있다.
코팅 조성물은 라디칼 개시제 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
라디칼 개시제는 제 1 코팅층과 제 2 코팅층 사이에서의 라디칼 반응을 유도하여, 제 1 코팅층과 제 2 코팅층 사이의 표면 결합을 제공한다. 이러한 성질을 가지는 화합물은 어떠한 것이라도 적용될 수 있다. 일 예시로서, 과황산나트륨 및 과황산칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
라디칼 개시제는 1 내지 10 중량부으로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 하한은 1 중량부, 1.3 중량부, 1.6 중량부, 1.9 중량부, 2.2 중량부, 2.5 중량부, 2.8 중량부, 3.1 중량부, 3.4 중량부, 또는 3.7 중량부일 수 있다. 또한, 그 상한은 10 중량부, 9.7 중량부, 9.4 중량부, 9.1 중량부, 8.8 중량부, 8.5 중량부, 8.2 중량부, 7.9 중량부, 7.6 중량부, 또는 7.3 중량부일 수 있다. 이러한 범위에서 제 1 코팅층과 제 2 코팅층 사이에서 우수한 부착성을 부여할 수 있다.
코팅 조성물은 상용화제 10 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
상용화제는 기본적인 플라스틱 수지에 첨가하여 원하는 성능과 물성을 발휘할 수 있도록 하기 위해 사용되고 있다. 본 출원에서는 친 수성 화합물이 응집되는 현상을 방지하는 목적으로 포함된다. 이러한 성질을 가지는 화합물은 어떠한 것이라도 적용될 수 있다. 일 예시로서, 요소를 포함할 수 있다.
상용화제는 10 내지 30 중량부으로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 하한은 10 중량부, 11 중량부, 12 중량부, 13 중량부, 14 중량부, 15 중량부, 16 중량부, 17 중량부, 18 중량부, 또는 19 중량부일 수 있다. 또한, 그 상한은 30 중량부, 29 중량부, 28 중량부, 27 중량부, 26 중량부, 25 중량부, 24 중량부, 23 중량부, 22 중량부, 또는 21 중량부일 수 있다. 이러한 범위에서 효과적으로 친수성 화합물들이 서로 응집되는 것을 방지할 수 있다.
코팅 조성물은 용제 40 중량부 이하를 포함할 수 있다.
용제는 용액의 매체가 되어 용질을 녹이는 물질이다. 이러한 성질을 가지는 화합물은 어떠한 것이라도 적용될 수 있다. 일 예시로서, 물, 에탄올 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
용제는 40 중량부 이하로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 상한은 40 중량부, 38 중량부, 36 중량부, 32 중량부, 30 중량부, 28 중량부, 26 중량부, 24 중량부, 22 중량부, 또는 20 중량부일 수 있다.
다만, 물은 10 중량부 이하, 에탄올은 10 중량부 이하, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르는 5 내지 20 중량부 이하로 포함되는 것이 보다 바람직하다.
코팅 조성물은 습윤제 0.001 내지 0.2 중량부를 포함할 수 있다. 습윤제(wetting agent)는 코팅액의 표면에너지를 낮춰 코팅성을 향상시킬 수 있다.
본 출원에서 습윤제는 소듐 도데실 설파이트일 수 있다.
제 2 코팅층은 친수성 화합물을 포함하기 때문에 코팅액 내 물 함량이 높다. 물의 함량이 높다는 말은 제 2 코팅액의 표면에너지가 높은 상태라는 의미되며, 기재에 코팅했을 시 코팅액의 표면에너지가 기재의 표면에너지보다 높기 때문에 wetting 불량 현상이 일어나게 된다. 일반적으로, wetting이 잘되려면, 기재의 표면에너지가 코팅액의 표면에너지 보다 커야 한다. 따라서, 소듐 도데실 설파이트와 같은 습윤제를 포함하여 코팅액의 표면에너지를 낮춰줄 수 있다.
반면에, 다른 첨가제를 사용하는 경우, 예를 들어, 시판하는 surfonyl 104e나 PD-002를 사용하는 경우에는 제 1 코팅층과 제 2 코팅층의 결합을 방해하여 최종적인 물성을 방해할 수 있다. 예를 들어, 삼중결합을 가지고 있어 반응에 참여하여 1도와 2도간의 코팅을 방해하고, 최종 코팅 물성에 악영향을 미친다. 습윤제는 0.001 내지 0.2 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 다만, 그 하한은 0.001 중량부, 0.005 중량부, 0.01 중량부, 0.015 중량부, 0.02 중량부, 0.025 중량부 또는 0.03 중량부일 수 있으며, 그 상한은 0.2 중량부, 0.15 중량부, 0.1 중량부, 또는 0.05 중량부일 수 있다.
이러한 구성을 가지는 코팅 적층체는 표면의 물에 대한 접촉각이 10 ° 이하일 수 있다.
이러한 물성을 통하여 기재층의 표면에 친수 성능을 제공할 수 있다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 적층체의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 코팅 적층체의 제조 방법은 표면에 기재를 준비하는 단계(S10); 기재의 일면을 전처리하는 단계(S20); 전처리된 기재의 일면 상에 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하는 단계(S30); 제 1 코팅층이 형성된 기재를 세척하는 단계(S40); 제 1 코팅층의 일면 상에 친수성 화합물을 포함하는 제 2 코팅층을 형성하는 단계(S50); 및 제 2 코팅층이 형성된 기재를 세척하는 단계(S60)를 포함할 수 있다.
S10: 기재를 준비한다.
기재는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 본 출원에서 실라놀기(Si-OH)를 포함하는 기재이다. 이러한 기재층의 예시로서는 유리 제품 또는 세라믹 제품을 포함할 수 있다.
S20: 기재의 일면을 전처리한다.
전처리는 기재의 표면을 식각할 수 있다. 이러한 전처리를 통하여 표면의 친수부가 활성화되면서 접촉각이 변하게 된다. 일반적으로 전처리 전 표면의 물에 대한 접촉각은 20 내지 40도이다. 그러나, 전처리 후 표면의 물에 대한 접촉각은 15도 정도로 변경될 수 있다.
S30: 전처리된 기재의 일면 상에 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅층을 형성한다.
실란 커플링제는 상기 기재층의 실라놀기와 축합 결합을 하며, 이를 통하여 높은 부착성으로 기재층과 제 1 코팅층이 부착될 수 있다.
코팅조성물 도포 방법은 스프레이로 분사하여 코팅한다 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 코팅 방법이 적용될 수 있다.
경화 방법은 건조식 오븐에서 50 내지 100 °C 바람직하게는 80 °C에서 1시간 이내, 바람직하게는 30분간 경화를 진행한다.
S40: 제 1 코팅층이 형성된 기재를 세척한다.
세척은 미반응된 실란 커플링제를 제거하기 위하여 수행하며, 세척 방법은 스프레이로 에탄올을 분사하여 진행한다. 다만, 세척액은 에탄올로 한정되는 것은 아니며, 코팅층 세척이 가능한 어떠한 용액도 적용하여 세척에 이용할 수 있다.
S50: 제 1 코팅층의 일면 상에 친수성 화합물을 포함하는 제 2 코팅층을 형성한다.
제 2 코팅층을 형성하는 코팅 조성물은 친수성 화합물, 라디칼 개시제, 상용화제, 용제 및 습윤제를 포함한다.
구체적으로, 코팅 조성물은 친수성 화합물 50 내지 70 중량부, 라디칼 개시제 1 내지 10 중량부, 상용화제 10 내지 30 중량부, 용제 40 중량부 이하 및 소듐 도데실 설파이트 0.001 내지 0.2 중량부를 포함할 수 있다.
코팅조성물 도포 방법은 스프레이로 분사하여 코팅한다 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 코팅 방법이 적용될 수 있다.
경화 방법은 건조식 오븐에서 100 내지 150 °C 바람직하게는 120 °C에서 1시간 이내, 바람직하게는 30분간 경화를 진행한다.
S60: 제 2 코팅층이 형성된 기재를 세척한다.
세척은 미반응된 친수성 화합물을 제거하기 위하여 수행하며, 세척 방법은 물을 분사하여 세척한다. 다만, 세척액은 물로 한정되는 것은 아니며, 코팅층 세척이 가능한 어떠한 용액도 적용하여 세척에 이용할 수 있다.
이러한 단계를 거쳐서 제조된 코팅 적층체는 표면에 대한 물 접촉각이 15 ° 이하일 수 있다. 이러한 구성요소를 통하여 기재층의 표면에 친수 성능을 제공할 수 있다.
이하, 실험예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
[실험예]
친수 처리 유무에 따른 적층체의 물성을 측정하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
[실시예 1]
유리 샘플을 준비하고, 유리의 표면을 전용 세척액인 GE 203로 전처리하였다. 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅 조성물을 도포한 후 경화시킨 후 세척하였다. 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 60 중량부, 과황산 나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 도포한 후 경화시킨 후 세척하여 실시예 1 샘플을 제조하였다.
[실시예 2]
3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 60 중량부, 과황산 칼륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부 를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 샘플을 제조하였다.
[실시예 3]
2-아크릴아미도-2-메틸프로판-술폰산나트륨 60 중량부, 과황산나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부 를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 3 샘플을 제조하였다.
[실시예 4]
2-메틸-2-프로펜-1-술폰산나트륨 60 중량부, 과황산나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부 를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 4 샘플을 제조하였다.
[실시예 5]
3-설포프로필 아크릴레이트 칼륨염 60 중량부, 과황산나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부 를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 5 샘플을 제조하였다.
[실시예 6]
3-설포프로필 메타아크릴레이트 칼륨염 60 중량부, 과황산나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부 를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 6 샘플을 제조하였다.
[실시예 7]
비닐 술폰산나트륨 60 중량부, 과황산나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부 를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 7 샘플을 제조하였다.
[실시예 8]
4-비닐 벤젠 술폰산 나트륨 60 중량부, 과황산나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.1 중량부를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 8 샘플을 제조하였다.
[비교예 1]
전처리를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 1 샘플을 제조하였다.
[비교예 2]
제 1 코팅층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 2 샘플을 제조하였다.
[비교예 3]
3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 60 중량부, 과황산 나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.3 중량부를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 3 샘플을 제조하였다.
[비교예 4]
3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 60 중량부, 과황산 나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 SDS(Sodium Dodecyl Sulfate) 0.5 중량부를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 4 샘플을 제조하였다.
[비교예 5]
3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 60 중량부, 과황산 나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 surfonyl 104e 0.1 중량부를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 5 샘플을 제조하였다.
[비교예 6]
3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 60 중량부, 과황산 나트륨 5 중량부, 요소 15 중량부, 물 5 중량부, 에탄올 5 중량부, PGME 5 중량부 및 PD-002 0.1 중량부를 포함하는 제 2 코팅 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 비교예 6 샘플을 제조하였다.
[평가]
[초기 접촉각]
친수성을 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 6의 물에 대한 접촉각을 측정하였다. 접촉각을 기준으로 하기와 같이 수치화하여 하기 표 1에 나타내었다.
5: 10도 미만
4: 10 이상 20도 미만
3: 20 이상 30도 미만
4: 30 이상 40도미만
5: 40 도 이상
[초기 셀프 클린성]
또한, 셀프 클린성을 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 6에 대하여 시편 표면에 유성 매직을 칠하고 30초간 상온 건조 후 물을 뿌려 실험을 수행하였다. 하기와 같이 수치화하여 하기 표 1에 나타내었다.
5: 유성매직의 잉크가 대부분 떠오름(80 내지 100%)
4: 유성매직의 잉크가 절반 이상 떠오름(60 내지 80%)
3: 유성매직의 잉크가 절반 떠오름(40 내지 60%)
2: 유성매직의 잉크가 절반 이상 안떠오름(20 내지 40%)
1: 유성매직의 잉크 대부분 안떠오름(0 내지 20%)
[초기 이지클린성]
또한, 이지 클린성을 확인하기 위하여, 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 6에 대하여 표면에 유성 매직을 칠하고 30초간 상온 건조 후 물을 뿌리고 실험용 와이프올로 매직을 문질러서 실험을 수행하였다. 하기와 같이 수치화하여 하기 표 1에 나타내었다.
5: 문질러도 거의 다 지워짐(80 내지 100%)
4: 문지르면 절반 이상 지워짐(60 내지 80%)
3: 문지르면 절반정도 지워짐(40 내지 60%)
2: 문지르면 조금 지워짐(20 내지 40%)
1: 문질러도 안지워짐(0 내지 20%)
[마모 후 접촉각]
또한, 마모성을 확인하기 위하여 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 6에 대하여 시편을 물에 담근 다음 Crockmeter를 이용하여 1만회 반복 마모 실험을 수행하였다. 마모재는 가정에서 일반적으로 많이 사용하는 PP재질의 청소솔을 사용하여 수행하였다. 하기와 같이 수치화하여 하기 표 1에 나타내었다.
5: 마모 1만회 후 10도 미만
4: 마모 1만회 후 10 이상 20도 미만
3: 마모 1만회 후 20 이상 30도 미만
4: 마모 1만회 후 30 이상 40도미만
5: 마모 1만회 후 40 도 이상
[마모 후 셀프 클린성 및 이지 클린성]
마모 1만회 후에도, 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 6에 대하여 동일하게 셀프 클린성과 이지 클린성을 확인하였다.
[마모(세제) 후 접촉각]
또한, 마모성(세제)을 확인하기 위하여 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 6에 대하여 시편을 욕실용 세제(락스)에 담근 다음 Crockmeter를 이용하여 1만회 반복 마모 실험을 수행하였다. 마모재는 가정에서 일반적으로 많이 사용하는 PP재질의 청소솔을 사용하여 수행하였다. 하기와 같이 수치화하여 하기 표 1에 나타내었다.
5: 마모 1만회 후 10도 미만
4: 마모 1만회 후 10 이상 20도 미만
3: 마모 1만회 후 20 이상 30도 미만
4: 마모 1만회 후 30 이상 40도미만
5: 마모 1만회 후 40 도 이상
[마모(세제) 후 셀프 클린성 및 이지 클린성]
마모(세제) 1만회 후에도, 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 6에 대하여 동일하게 셀프 클린성과 이지 클린성을 확인하였다.
초기 마모 마모(세제)
접촉각 셀프
클린		 이지
클린		 접촉각 셀프
클린		 이지
클린		 접촉각 셀프
클린		 이지
클린
실시예1 5 5 5 5 5 5 5 5 5
실시예2 5 5 5 5 5 5 5 5 5
실시예3 4 3 5 4 2 4 4 2 4
실시예4 3 1 2 4 1 2 3 1 2
실시예5 4 3 3 3 2 3 3 2 3
실시예6 4 3 3 4 2 3 3 2 3
실시예7 4 5 5 4 3 5 4 4 5
실시예8 3 2 4 3 1 2 3 1 2
비교예1 4 4 4 4 1 3 4 1 3
비교예2 3 1 1 3 1 1 3 1 1
비교예3 5 4 5 4 3 4 4 3 4
비교예4 5 3 5 4 2 4 4 3 4
비교예5 2 1 2 2 1 1 2 1 1
비교예6 2 1 3 3 1 1 3 1 1
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1은 전처리를 수행하지 않아서 마모 후 물성이 하락하였으며, 비교예 2는 제 1 코팅층을 포함하지 않아서, 세척과정에서 친수성 화합물이 소실되어 표면의 친수성능이 없어졌다. 비교예 3 및 4은 초기 접촉각은 나오지만 SDS 함량이 과량 첨가되어 마모 후 물성이 하락하였다. 비교예 5 및 6은 사용한 계면활성제가 1도와 2도 간의 결합을 방해하여 2도 코팅이 표면과 결합하지 못하고 완전히 소실되어 친수성능을 보유하지 못하였다. 실시예 1 내지 8은 전체적으로 접촉각, 셀프 클린성 및 이지 클린성이 우수하였다. 특히, 실시예 1 내지 2는 비교예 1 내지 6에 비하여 초기 접촉각, 셀프 및 이지 클린성이 우수하며, 마모 후에도 초기 물성을 유지하는 것을 확인할 수 있었다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 코팅 적층체
11: 기재
13: 제 1 코팅층
15: 제 2 코팅층

Claims (15)

  1. 기재;
    상기 기재의 일면 상에 형성되며 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅층; 및
    상기 제 1 코팅층의 일면 상에 형성되며 친수성 화합물을 포함하는 제 2 코팅층을 포함하며,
    제 2 코팅층을 형성하는 코팅 조성물은 친수성 화합물 55 내지 70 중량부, 라디칼 개시제 1 내지 10 중량부, 상용화제 10 내지 30 중량부, 물 10 중량부 이하, 에탄올 10 중량부 이하, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 5 내지 20 중량부 및 소듐 도데실 설파이트 0.001 내지 0.2 중량부를 포함하고,
    친수성 화합물은 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판-술폰산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하며,
    라디칼 개시제는 과황산나트륨 및 과황산칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층체 표면의 물에 대한 접촉각이 15 °이하인 적층체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    기재는 도기 제품 또는 유리 제품인 적층체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 코팅층의 실란 커플링제는 상기 기재 표면의 실라놀기와 축합결합하는 적층체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 기재를 준비하는 단계;
    기재의 일면을 전처리하는 단계;
    전처리된 기재의 일면 상에 실란 커플링제를 포함하는 제 1 코팅층을 형성하는 단계;
    제 1 코팅층이 형성된 기재를 세척하는 단계;
    제 1 코팅층의 일면 상에 친수성 화합물을 포함하는 제 2 코팅층을 형성하는 단계; 및
    제 2 코팅층이 형성된 기재를 세척하는 단계를 포함하는 제 1 항의 적층체의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    전처리하는 단계는 기재의 표면을 식각하여 표면 활성화하는 단계인 제조 방법.
  10. 친수성 화합물 55 내지 70 중량부, 라디칼 개시제 1 내지 10 중량부, 상용화제 10 내지 30 중량부, 물 10 중량부 이하, 에탄올 10 중량부 이하, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 5 내지 20 중량부 및 소듐 도데실 설파이트 0.001 내지 0.2 중량부를 포함하고,
    친수성 화합물은 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판 술폰산나트륨 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판-술폰산나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하며,
    라디칼 개시제는 과황산나트륨 및 과황산칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 코팅 조성물.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 10 항에 있어서,
    상용화제는 요소인 코팅 조성물.
  15. 삭제
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