KR20120037499A - 플루오르화 하이브리드 조성물을 함유하는 용품 - Google Patents

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Abstract

불소 및 규소 함유 중합체를 반응성 희석제, 및 선택적으로 비-반응성 올리고머성 첨가제, 가교결합제 또는 무기 입자와 함께 함유하는 코팅을 포함하는 용품이 설명되며, 이는 부착성, 기계적 특성, 스크래치 내성, 낮은 표면 에너지, 반발성 및 투명성의 우수한 균형을 제공한다. 용품은 특히 광학적 응용에서 톱코트로서 유용하다.

Description

플루오르화 하이브리드 조성물을 함유하는 용품{ARTICLES CONTAINING FLUORINATED HYBRID COMPOSITIONS}
본 발명은 광학적 응용용으로 조제된 플루오로중합체 코팅 및 그를 포함하는 용품에 관한 것이다.
플루오로중합체는 많은 응용에서 코팅의 성분으로 사용되어 왔다. 그러나, 플루오로중합체는 기계적 강도, 스크래치 내성 및 부착성과 같은 특성 면에서 제한될 수 있다. 적용 후 개선된 성능 특성을 제공하는, 그리고 특히 부착성, 기계적 특성, 스크래치 내성, 낮은 표면 에너지, 반발성, 및 특히 광학적 응용에서 톱코트(topcoat)로서 유용한 경우 투명성의 우수한 균형을 제공하는 코팅 제형에 대한 계속적인 필요성이 존재한다.
조성물의 반응 생성물로 코팅된 기재를 포함하는 용품이 본 발명에서 설명되는데, 상기 조성물은
a) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (I);
b) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소- 및 규소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (II);
c) 중량 평균 분자량이 약 600 미만이고 적어도 하나의 작용기를 갖는 반응성 희석제를 포함하는 약 5 내지 약 99.9 중량%의 성분 (III);
d) 수평균 분자량이 약 10,000 미만인 불소-함유 비-작용성 올리고머 또는 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 20 중량%의 성분 (IV); 및
e) 무기 입자를 포함하는 약 0 내지 약 80 중량%의 성분 (V)를 포함하며,
여기서, 조성물의 약 0.1 내지 약 95 중량%는 성분 (I) 및 성분 (II) 중 하나 또는 둘이며, 조성물의 약 5 내지 약 99.9 중량%는 성분 (III)이고, 조성물의 나머지는 성분 (IV) 내지 (V) 중 하나 또는 둘이며, 모든 중량 백분율은 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 하되, 단, 성분 (I)은 성분 (I)과 성분 (IV) 둘 모두가 존재할 때 성분 (IV)와 동일하지 않다.
조성물
조성물, 이 조성물을 포함하는 코팅을 포함하는 용품, 및 코팅 방법이 본 발명에 개시되며, 이는 플루오로-중합체 또는 플루오로- 및 규소-중합체를 반응성 희석제, 및 선택적으로 비-반응성 올리고머성 플루오로-첨가제, 가교결합제 또는 무기 입자와 함께 포함하고, 이는 경화시에, 특히 광학적 응용에서 톱코트로서 유용한, 부착성, 기계적 특성, 스크래치 내성, 낮은 표면 에너지, 반발성, 투명성의 우수한 균형을 갖는 코팅을 제공한다.
본 발명에서는
a) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (I);
b) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소- 및 규소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (II);
c) 중량 평균 분자량이 약 600 미만이고 적어도 하나의 작용기를 갖는 반응성 희석제를 포함하는 약 5 내지 약 99.9 중량%의 성분 (III);
d) 수평균 분자량이 약 10,000 미만인 불소-함유 비-작용성 올리고머 또는 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 20 중량%의 성분 (IV); 및
e) 무기 입자를 포함하는 약 0 내지 약 80 중량%의 성분 (V)를 포함하는 조성물이 설명되며,
여기서, 조성물의 약 0.1 내지 약 95 중량%는 성분 (I) 및 성분 (II) 중 하나 또는 둘이며, 조성물의 약 5 내지 약 99.9 중량%는 성분 (III)이고, 조성물의 나머지는 성분 (IV) 및 (V) 중 하나 또는 둘이며, 모든 중량 백분율은 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 하되, 단, 성분 (I)은 성분 (I)과 성분 (IV) 둘 모두가 존재할 때 성분 (IV)와 동일하지 않다.
중량 백분율은 미경화 조성물 중 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 한다. 각각의 성분은, 각각의 개별 조성물이 그 성분에 대하여 정의된 바와 같다면 하나 초과의 개별 조성물을 포함할 수 있다. 따라서 그 성분의 중량 백분율은 그 성분 중 개별 조성물들의 합계일 것이다.
"작용기"는 중합가능한 다작용성의, 그리고 또한 중합가능하지 않은 1작용성의 반응기를 의미한다. "중합가능한 기"는 2개 이상의 추가의 공유 결합을 형성하여 거대단량체 상호결합을 생성하는 능력을 갖는 다작용성 반응기를 의미한다. 구체적으로, 중합가능한 기는 자유 라디칼 중합을 통하여 중합될 수 있는 기 및 양이온, 음이온, 배위, 개환, 부가 또는 불균형 분해 중합을 통하여 중합될 수 있는 기를 포함한다. 적합한 작용기는 에틸렌계 또는 아세틸렌계 불포화 기, 예를 들어 하이드로카르빌기, 아이소시아네이트, 환형 에테르, 예를 들어, 그러나 한정되지 않는 에폭사이드, 옥시란, 환형 아세탈, 설프하이드릴, 석신이미드, 말레이미드, 아민, 이민, 아미드, 이미드, 무수물, 시아노기, 카르복실산, 하이드록실기, 설폰산, 실란 및 포스페이트 기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 에틸렌계 불포화 기는 비닐기, 예를 들어 비닐 에테르, N-비닐 아미드, 알릴기, 불포화 모노카르복실산, 불포화 다이카르복실산, 및 불포화 트라이카르복실산과 상응하는 불포화 산 에스테르를 포함한다. 불포화 모노카르복실산은 아크릴산, 메타크릴산 및 크로톤산을 포함한다. 불포화 다이카르복실산은 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 메사콘산 또는 시트라콘산을 포함한다. 불포화 트라이카르복실산은 아코니트산을 포함한다. 또한 중합가능한 기는 아크릴아미드, N-아이소프로필아크릴아미드, 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시에틸메타크릴레이트, 및 유사한 비닐 및 알릴 화합물과 같은 그러한 물질의 유도체일 수 있다. 작용성 실란 기는 불포화 비닐, 알릴, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 실란 기, 알콕시, 아실옥시, 페녹시, 할로겐, 아민, 아미드, 우레아, 이미다졸, 카르바메이트, 케톡시민 및 옥사졸리디논 실란 기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 반응기 형성 화합물은 거대단량체 내로의 간단한 혼입을 허용하기 위하여 안정한 활성화 형태로 입수가능할 것이다. 이러한 물질의 예로는 (메트) 아크릴릴 클로라이드, 아크릴산 무수물, 및 알릴 글리시딜 에테르가 있다. 중합가능한 기는 바람직하게는 거대단량체의 하나 이상의 말단에 위치된다. 다른 실시 형태에서, 중합가능한 기는 거대단량체 내에 위치될 수 있다.
상기에 기재된 조성물은 코팅으로 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 코팅은 낮은 표면 에너지를 가질 수 있으며, 따라서 높은 반발성, 얼룩 방지성, 반사 방지 특성, 스크래치 내성 및/또는 우수한 투명성을 가질 수 있으며, 이로써 코팅이 광학적 응용과 같은 많은 응용에 유용해지게 되는 것이 가능해질 수 있다.
여기서 설명되는 코팅의 두께는 0.5 ㎚ 내지 100 마이크로미터, 1 ㎚ 내지 15 마이크로미터, 또는 1 ㎚ 내지 1 마이크로미터일 수 있다.
기재 상의 코팅이 또한 본 발명에서 설명된다. 기재는 음극선관 디스플레이(cathode ray tube display; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 전기발광 디스플레이(electroluminescence display; ELD), 및 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)와 같은 그러나 이에 한정되지 않는 광학 디스플레이 기재, 디스플레이 표면 또는 패널, 광학 렌즈, 윈도우, 편광기, 광학 필터, 광택 프린트 및 사진, 투명 중합체 필름 등일 수 있다. 기재는 투명하거나 눈부심 방지성일 수 있으며, 아세틸화 셀룰로오스(예를 들어, 트라이아세틸 셀룰로오스(TAC)), 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)), 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 유리, 비닐, 나일론 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 기재는 TAC, PET 및 PMMA이다. 기재는 아크릴레이트 하드코트(hardcoat)와 같은 그러나 이에 한정되지 않는, 기재와 인스턴트(instant) 코팅 사이에 적용되는 하드코트와 같은 하나 이상의 추가의 코팅을 선택적으로 갖는다.
성분 (I)
성분 (I)은 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소-함유 중합체를 포함한다. 플루오로중합체로도 공지된 "불소-함유 중합체"는 할로겐 및 수소 원자의 총 개수의 10% 이상이 불소 원자인 중합체를 의미한다. 본 출원의 목적상, 불소-함유 중합체는 부분적으로 또는 완전히 플루오르화된 비닐 에테르, (메트)아크릴산의 부분적으로 또는 완전히 플루오르화된 알킬 에스테르 유도체, 및 플루오로올레핀(예를 들어, 플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 및 헥사플루오로프로필렌)을 포함하는 불소-함유 비닐 단량체로부터 얻어진다. 이런 점에서, 불소-함유 비닐 단량체는 일반적으로, 생성된 선택적으로 가교결합성인 중합체에서 약 10 중량% 내지 약 70중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 50 중량%의 불소 함량을 제공하도록 이용된다.
일 실시 형태에서, 성분 (I)은 플루오로탄성중합체이다. 플루오로탄성중합체는 두 가지 이상의 유형의 단량체로부터 생겨나는 반복 단위를 포함하며, 3차원 네트워크를 형성하기 위한 가교결합을 허용하는 경화 부위를 선택적으로 갖는다. 첫 번째 단량체 유형은 결정화하는 경향을 가진 직선형의 플루오로탄성중합체 사슬 세그먼트를 야기한다. 벌키(bulky) 기를 가진 두 번째 단량체 유형은 그러한 결정화 경향을 약화시키고 사실상 비결정성의 탄성중합체를 생성하는 간격으로 플루오로탄성중합체 사슬 내로 혼입된다. 직쇄 세그먼트에 대하여 유용한 단량체는 벌키 치환체를 포함하지 않는 것이며, 비닐리덴 플루오라이드(VDF), CH2=CF2; 테트라플루오로에틸렌(TFE), CF2=CF2; 클로로트라이플루오로에틸렌(CTFE), CF2=CFCl; 및 에틸렌(E), CH2=CH2를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 결정성을 파괴하는 데 유용한 벌키 기를 가진 단량체는 헥사플루오로프로필렌(HFP), CF2=CFCF3; 1-하이드로펜타플루오로프로필렌, CHF=CFCF3; 2-하이드로펜타플루오로프로필렌, CF2=CHCF3; 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)(예를 들어, 퍼플루오로(메틸 비닐) 에테르(PMVE), CF2=CFOCF3); 및 프로필렌 (P), CH2=CHCH3을 포함한다. 플루오로탄성중합체는 일반적으로 문헌[A. Moore in Fluoroelastomers Handbook: The Definitive User's Guide and Databook, William Andrew Publishing, ISBN 0-8155-1517-0 (2006)]에 기재되어 있다.
무어(Moore)의 미국 특허 제4,694,045호에 개시된 것과 같은, 에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 및 브롬-함유 경화 부위 단량체를 포함하는 플루오로탄성중합체가 본 발명의 조성물에 유용하다. 미국 델라웨어주 소재의 듀폰 퍼포먼스 엘라스토머스(DuPont Performance Elastomers)로부터 입수가능한 비톤(Viton)(등록상표) GF-시리즈 플루오로탄성중합체, 예를 들어, 비톤(등록상표) GF-200S가 또한 본 발명에 유용하다.
다른 실시 형태에서, 성분 (I)은 에테르 결합을 포함하며 반응성 작용기, 예를 들어 아크릴레이트를 선택적으로 갖는 퍼플루오르화 중합체, 예를 들어 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니, 인크.(Sartomer Company, Inc.)로부터 입수가능한 E10-DA 퍼플루오로폴리에테르 다이아크릴레이트 올리고머이다.
다른 실시 형태에서, 성분 (I)은 적어도 하나의 반응성 작용기를 포함한다.
일 실시 형태에서, 성분 (I)은 인스턴트 조성물 중 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 약 0 % 내지 약 95%의 중량%로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 성분 (I)은 약 0.1%, 또는 약 0.5% 내지 약 1%, 또는 약 2%의 중량%로 존재한다.
다른 실시 형태에서, 성분 (I)의 중량 평균 분자량은 약 10,000 내지 약 70,000이다.
성분 (II)
상기에 정의된 바와 같이, 성분 (II)은 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소- 및 규소-함유 중합체를 포함한다. "불소- 및 규소-함유 중합체"는 하나 이상의 규소 작용기 또는 규소 비-반응성 기를 추가로 포함하는 상기에 정의된 불소-함유 중합체, 또는 저분자량 불소-함유 치환체/세그먼트를 포함하는 중합체 골격 내에 규소를 포함하는 중합체를 의미한다.
일 실시 형태에서, 성분 (II)는 하기 화학식 II로 기재된다:
[화학식 II]
Figure pct00001
여기서, A는 반응성 작용기이며, R1-R6는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬기로서 에테르 결합을 선택적으로 포함하는 것이고, 적어도 하나의 R은 적어도 부분적으로 플루오르화되며, x, y 및 z는 중합체 중 반복 단위의 개수를 나타내는 정수이고, x, y 및 z 중 적어도 하나는 0 초과이다. 전형적으로 A는 하이드록실, 실란, 아민, 불포화 모노카르복실산 또는 에틸렌계 불포화 기이다. 더욱 전형적으로는 A는 하이드록실 또는 -CH=CH2이다.
일 실시 형태에서, 성분 (II)는 인스턴트 조성물 중 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 95%의 중량%로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 성분 (II)는 약 0.1%, 또는 약 4%, 또는 약 10%, 또는 약 25%, 내지 약 30%, 또는 약 65%, 또는 약 75%의 중량%로 존재한다.
일 실시 형태에서, 성분 (II)의 중량 평균 분자량은 약 600 내지 약 3,000이다.
성분 (III)
성분 (III)은 중량 평균 분자량이 약 600 미만이고 적어도 하나의 작용기를 갖는 반응성 희석제를 포함한다.
"반응성 희석제"는 적어도 하나의 중합가능한 다작용성 반응기를 포함하지만 중합가능한 1작용성 반응기는 포함하지 않는 올리고머를 의미하며, 이는 상기에 정의된 바와 같다. 적합한 반응물 희석제는 불소-함유, 규소-함유, 불소- 및 규소-함유 올리고머를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 반응성 희석 매질 또는 반응성 용매로도 칭해지는 반응성 희석제는 전형적으로 분자량이 약 200 내지 약 600 g/몰 미만인 액체 화합물이며, 문헌[DIN 55945: 1996-09 (Deutsches Institut
Figure pct00002
Normung, Paints and Varnishes)]에 따른 더욱 긴 표기에 대하여 단순화된 표현을 나타내는데, 상기 문헌에는 코팅 조성물에서 용매로서 처음에 작용하며 필름 형성 과정 중에 결합제와 독립적으로 자가-가교결합을 통하여 화학 반응을 겪거나 또는 반응기에 의해 결합제 내로 공유 결합에 의해 혼입되어 결합제의 일부분이 되는 희석제가 기재되어 있다. 전형적으로 상기 희석제는 하나 이상의 이중 결합, 특히 2개 이상의 이중 결합을 포함하는 올레핀계 불포화 단량체이다. 예에는 1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 메틸 에테르 다이아크릴레이트, 헥산다이올에톡실화 다이아크릴레이트, 헥산다이올프로폭실화 다이아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트, 및 실란 작용성 반응성 희석제, 예를 들어 가수분해적 반응성 알콕시-, 카르복시-, 아미노-, 아미녹시-, 할로게노-치환된 실란이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 반응성 희석제는 일반적으로 문헌[Roempp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, N.Y., 1998, page 491, "Reactive diluents"]에 기재되어 있다.
일 실시 형태에서, 성분 (III)은 인스턴트 조성물 중 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 약 5 내지 약 99.9%의 중량%로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 성분 (III)은 약 15%, 또는 약 30%, 내지 약 80%, 또는 약 95%의 중량%로 존재한다.
일 실시 형태에서, 성분 (III)은 약 200 내지 약 600 미만의 중량 평균 분자량으로 존재한다.
일 실시 형태에서, 성분 (III)은 중량 평균 분자량이 약 600 미만이고 하나 이상의 아크릴레이트기를 포함하지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나의 작용기를 갖는 불소-함유 반응성 희석제, 예를 들어 2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트 및 2,2,3,3-테트라플루오로-1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트를 포함하는 성분 (IIIa)를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 성분 (III)은 중량 평균 분자량이 약 600 미만이고 알킬 또는 알킬옥시 기로 치환된 실란을 포함하지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나의 작용기를 갖는 규소-함유 반응성 희석제, 예를 들어 테트라에톡시실란, 메틸트라이메톡시실란, 옥틸트라이메톡시실란, 페닐트라이메톡시실란, 메틸트라이아세톡시실란 및 메틸트리스(다이메틸아미노)실란을 포함하는 성분 (IIIb)를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 성분 (III)은 중량 평균 분자량이 약 600 미만이며 플루오르화 알킬 또는 알킬옥시 기로 치환된 실란을 포함하지만 이에 한정되지 않는 적어도 하나의 작용기를 갖는 불소- 및 규소-함유 반응성 희석제, 예를 들어 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실트라이에톡시실란 및 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸트라이메톡시실란을 포함하는 성분 (IIIc)를 포함한다.
성분 (IV)
성분 (IV)는 수평균 분자량이 약 10,000 미만인 불소-함유 비-작용성 올리고머 또는 중합체를 포함한다. "불소-함유 비-작용성 올리고머 또는 중합체"는 약 10,000 미만의 중량 평균 분자량에 한정되고 작용기를 전혀 갖지 않는 불소-함유 올리고머 또는 중합체를 의미한다. 불소-함유 올리고머는 부분적으로 또는 완전히 플루오르화된 비닐 에테르, (메트)아크릴산의 부분적으로 또는 완전히 플루오르화된 알킬 에스테르 유도체, 및 플루오로올레핀(예를 들어, 플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 및 헥사플루오로프로필렌)을 포함하는 불소-함유 비닐 단량체로부터 얻어진다. 불소-함유 비닐 단량체는 일반적으로, 생성된 선택적으로 가교결합성인 중합체에서 약 10 중량%, 또는 약 30 중량%, 또는 약 50 중량% 내지 약 50%, 또는 약 70%, 또는 약 90 중량%의 불소 함량을 제공하도록 이용된다. 적합한 올리고머 또는 중합체의 일 실시 형태는 퍼플루오로폴리에테르이며, 이는 퍼플루오로폴리알킬에테르로도 칭해진다. 다른 실시 형태는 화학 구조식 F-(CF(CF3)-CF2-O)n-CF2CF3을 갖는 올리고머이며, 여기서 n은 약 10 내지 약 60이다. 적합한 일례로는 크라이톡스(Krytox)(등록상표) 플루오르화 오일류 (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니로부터 입수가능함)가 있다.
일 실시 형태에서, 성분 (IV)의 수평균 분자량은 약 3,000 내지 약 8,000이다.
일 실시 형태에서, 성분 (IV)는 인스턴트 조성물 중 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 20%의 중량%로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 성분 (IV)는 약 0.1% 또는 약 5% 내지 약 13%, 또는 약 20%의 중량%로 존재한다.
성분 (V)
성분 (V)는 무기 입자를 포함한다.
일 실시 형태에서, 성분 (V)는 인스턴트 조성물 중 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 80%의 중량%로 존재한다. 다른 실시 형태에서, 성분 (V)는 약 0.1%, 또는 약 5%, 또는 약 10%, 또는 약 20% 내지 약 30%, 또는 약 40%, 또는 약 80%의 중량%로 존재한다.
전형적으로 무기 입자는 산화규소, 산화티타늄, 산화알루미늄, 산화안티몬, 산화지르코늄, 산화인듐주석, 산화안티몬주석, 혼합 티타늄/주석/지르코늄 산화물, 및 티타늄, 알루미늄, 안티몬, 지르코늄, 인듐, 주석, 니오븀, 탄탈룸 및 아연으로부터 선택된 하나 이상의 양이온의 2원, 3원, 4원 및 더욱 큰 차수의 복합 산화물과 같은 그러나 이에 한정되지 않는 무기 산화물이다. 한 가지 초과의 유형의 입자가 조합되어 사용될 수 있다. 다른 경우에, 입자 복합체(예를 들어, 단일한 또는 다수의 코어/쉘 구조)가 사용될 수 있으며, 여기서 하나의 산화물은 하나의 입자에서 다른 산화물을 캡슐화한다. 또한 입자는 표면 작용화될 수 있다.
입자는 구형과 타원형을 비롯한 임의의 형상일 수 있으며, 전형적으로 크기가 상대적으로 균일하고, 사실상 응집되지 않은 상태로 남아 있다. 입자는 중공, 다공성 또는 중실 입자일 수 있다. 입자의 직경은 약 100 마이크로미터 미만, 바람직하게는 70 마이크로미터 미만이다.
일 실시 형태에서, 입자는 전도성 또는 반전도성이어서 정전기 방지 특성을 갖는 코팅을 생성한다. 이 실시 형태에서 사용될 수 있는 전형적인 금속 함유 입자는 산화인듐주석, 산화안티몬주석, Sb2O3, Sb2O5, In2O 3, SnO2, 산화안티몬아연, 산화아연, 산화알루미늄아연, 산화텅스텐, 산화몰리브덴, 산화바나듐 및 산화철을 포함한다.
코팅 방법
본 발명의 다른 태양은 상기에 기재된 조성물을 포함하는 코팅이다.
기재 상의 코팅의 제조 방법이 본 발명에서 설명되며, 이는
a) 적합한 용매 중,
(i) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (I);
(ii) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소- 및 규소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (II);
(iii) 중량 평균 분자량이 약 600 미만이고 적어도 하나의 작용기를 갖는 반응성 희석제를 포함하는 약 5 내지 약 99.9 중량%의 성분 (III);
(iv) 수평균 분자량이 약 10,000 미만인 불소-함유 비-작용성 올리고머 또는 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 20 중량%의 성분 (IV); 및
(v) 무기 입자를 포함하는 약 0 내지 약 80 중량%의 성분 (V)를 함유하는 코팅 조성물을 제공하는 단계
- 여기서, 코팅 조성물의 약 0.1 내지 약 95 중량%는 성분 (I) 및 성분 (II) 중 하나 또는 둘이며, 코팅 조성물의 약 5 내지 약 99.9 중량%는 성분 (III)이고, 코팅 조성물의 나머지는 성분 (IV) 및 (V) 중 하나 또는 둘이며, 모든 중량 백분율은 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 하되, 단, 성분 (I)은 성분 (I)과 성분 (IV) 둘 모두가 존재할 때 성분 (IV)와 동일하지 않음 - ;
b) 코팅 조성물을 기재에 적용하는 단계;
c) 선택적으로, 코팅 조성물로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하는 단계; 및
d) 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
코팅은 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 단계 (b)에서 제조될 수 있다. 한 가지 적합한 방법은 당해 조성물을 단일 코팅 단계로 기재 상에 코팅하여 액체 혼합 코팅을 기재 상에 형성하는 것을 포함한다. 선택적으로 본 조성물은 코팅 전에 적합한 용매와 조합될 수 있다. 조성물을 단일 코팅 단계로 기재 상에 적용하는 데 유용한 코팅 기술은 미국 특허 공개 제2005/187333호에서 설명되는 바와 같이 마이크로그라비어 코팅과 같은 기재 상에 얇고 균일한 액체층을 형성할 수 있는 것들이다.
적합한 용매는 조성물의 경화 특성에 악영향을 미치지 않거나 기재를 공격하지 않는 것을 포함하며, 이는 단일 용매 또는 적합한 용매들의 혼합물일 수 있다. 부가적으로, 용매는 미경화 조성물에의 용매의 첨가가 조성물에 존재하는 임의의 입자의 엉김을 초래하지 않도록 선택된다. 더욱이, 용매는 적절한 건조 속도를 갖도록 선택되어야 한다. 용매는 또한 너무 빨리 건조되어서도 안되는데, 이는 생성된 코팅에서 핀홀(pinhole) 또는 크레이터(crater)와 같은 결함을 야기할 수 있다. 유용한 용매는 극성 비양성자성 유기 용매를 포함하지만 이에 한정되지 않으며, 대표적인 예에는 지방족 및 지환족: 케톤, 예를 들어 메틸 에틸 케톤 및 메틸 아이소부틸 케톤; 에스테르, 예를 들어 프로필 아세테이트; 에테르, 예를 들어 다이-n-부틸 에테르; 및 그 조합이 포함된다. 바람직한 용매는 프로필 아세테이트 및 메틸 아이소부틸 케톤을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 용매는 불소를 포함할 수 있으며, 이는 고수준의 불소를 포함하는 중합체에 특히 유용하다.
본 방법은 기재 상의 액체 혼합 코팅으로부터 용매를 적어도 부분적으로 제거하여 기재 상에 코팅을 형성하는 단계 (c)를 포함할 수 있다. 용매는 공지된 방법, 예를 들어 기재 상의 코팅된 액체 분산물에 근접한 불활성 가스의 유동, 진공 및/또는 열에 의해 제거될 수 있다. 용매의 제거에 열이 이용될 경우, 전형적으로 이는 코팅된 기재를 주위 온도보다 높은 그리고 약 100℃ 미만 또는 약 70℃ 미만인 온도에서 최대 약 3시간, 또는 2 내지 3시간 동안, 특히 수분 경화성 실란기의 경우 선택적으로 높은 습도의 조건 하에 가열함으로써 실시된다. 불활성 가스의 유동이 사용되는 경우, 전형적으로 이는 코팅된 기재 위에 질소 가스를 최대 약 10분의 시간 동안, 또는 약 1 내지 약 3분 동안 유동시킴으로써 실시된다.
또한 코팅 공정은 기재 상의 액체 혼합 코팅을 경화시키는 단계 (d)를 포함할 수 있다. "경화"는 코팅의 가교결합성 및/또는 반응성 성분들이 사실상 가교결합되고/되거나 반응하여 "경화된" 코팅을 형성함을 의미한다. 용어 "사실상"은 추가의 경화가 시간이 지남에 따라 일어날 수도 있지만 경화의 적어도 절반이 일어났음을 의미한다.
미경화 코팅은 바람직하게는 자유 라디칼 기작에 의해 경화된다. 자유 라디칼은 선택적으로 미경화 조성물에 포함되는 유기 과산화물의 열 분해에 의해서, 또는 자외선(UV) 방사선, 감마 방사선, 또는 전자빔 방사선과 같은 방사선에 의해서와 같이 공지된 방법에 의해 생성될 수 있다. 방사선이 사용될 경우, 코팅된 기재는 전형적으로 선택적으로 승온에서 약 1 내지 약 10분 동안 방사선에 노출될 것이다. 또한 미경화 코팅은 실리콘 화학, 예를 들어 하이드로실란을 포함하는 하이드로실릴화 또는 반응성 실라놀로 가수분해되는 실란 함유 기의 가수분해적 축합에 의해 경화될 수 있는데, 상기 반응성 실라놀은 용이하게 축합되어 안정한 실록산 결합을 형성한다. 하이드로실릴화는 자유 라디칼 개시제 또는 다양한 다른 촉매 - 이는 특히 VIII족 금속으로부터의 전이 금속, 예를 들어 백금 또는 로듐을 포함함 - 를 사용하여 달성될 수 있다. 전형적으로 촉매는 가수분해가능한 실란의 가수분해 및 축합을 촉매 작용하기 위하여 첨가된다. 전형적인 촉매는 중간 정도의 그리고 강한 산 또는 염기, 아민, 주석 함유 화합물, 예를 들어 다이부틸주식 다이라우레이트, 다이부틸주석 다이아세테이트, 다이부틸주석 다이옥토에이트, 다이부틸주석 다이옥사이드; 티탄산염, 예를 들어 테트라아이소프로필 티타네이트, 테트라부틸 티타네이트(예를 들어, 듀폰 타이조르(Tyzor)(등록상표) 유기 티탄산염), 티탄산알루미늄, 알루미늄 킬레이트, 지르코늄 킬레이트 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
용품
본 발명의 다른 태양은 조성물의 반응 생성물로 코팅된 기재, 또는 상기에 기재된 바와 같이 건조되고 경화된 코팅, 및 상기 기재를 포함하는 용품이다.
본 발명에서 설명된 코팅에 적합한 기재는 음극선관 디스플레이(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 전기발광 디스플레이(ELD), 및 액정 디스플레이(LCD)와 같은 그러나 이에 한정되지 않는 광학 디스플레이 기재, 광학 필터, 편광기, 윈도우, 광학 렌즈, 디스플레이 패널, 디스플레이 표면, 광택 프린트 및 사진, 투명 중합체 필름 등과 같은 용품에서 그 유용성이 발견된다. 기재는 투명하거나 얼룩 방지성이거나 눈부심 방지성일 수 있으며, 아세틸화 셀룰로오스(예를 들어, 트라이아세틸 셀룰로오스(TAC)), 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)), 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 유리, 비닐, 나일론 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 기재는 TAC, PET, PMMA 및 유리이다. 기재는 본 명세서에 설명된 코팅과 동일하거나 상이할 수 있으며 기재와 인스턴트 코팅 사이에 또는 인스턴트 코팅의 상부에 적용될 수 있는 다른 코팅을 선택적으로 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, 용품은 아크릴레이트 하드코트와 같은 그러나 이에 한정되지 않는, 그리고 하드코트 또는 인스턴트 코팅의 상부에 적용된 정전기 방지층을 선택적으로 포함하는, 기재와 코팅 사이에 적용된 하드코트를 갖는다.
인스턴트 코팅은 다른 첨가제, 예를 들어 계면활성제, 정전지 방지제(유기 또는 무기), 평활제, 감광제, 자외광 흡수제, 안정제, 산화방지제, 윤활제, 안료, 염료, 가소제, 현탁제 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
실시예
본 발명은 추가로 하기 실시예에서 정의된다. 이들 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내는 한편, 단지 예시로 주어짐을 이해해야 한다. 당업자라면, 상기 논의 및 이러한 실시예로부터 본 발명의 본질적인 특징을 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 변경하고 수정하여 본 발명을 다양한 용도 및 조건에 적합하게 할 수 있다.
약어의 의미는 하기와 같다: "㎝"은 센티미터를 의미하며, "㎚"은 나노미터를 의미하고, "sec"는 초를 의미하며, "㎜"는 밀리미터를 의미하고, "g"는 그램을 의미하며, "min"은 분을 의미하고, "deg"는 도를 의미하며, "h"는 시간을 의미하고, "MW"는 분자량을 의미하며, "wt%"는 중량 퍼센트(백분율)를 의미한다.
정반사율(RVIS 및 RMIN)의 측정
본 발명의 반사 방지 코팅으로 코팅된 기재 필름의 3.7 ㎝ x 7.5 ㎝ 조각을, 흑색 PVC 전기 테이프(니토 덴코(Nitto Denko), PVC 플라스틱 테이프 #21) 스트립을 포획된 공기 기포를 배제하는 방식으로 필름의 코팅되지 않은 면에 접착시켜 배면 반사를 방지함으로써, 측정을 위해 준비한다. 이어서 필름을 분광계의 광학 경로에 수직으로 유지한다. 수직 입사의 약 2도 내에 있는 반사광을 포집하여 적외선 확장 범위 분광계(필메트릭스(Filmetrics), 모델 F50)로 지향시킨다. 배면이 거칠게 되고 검게 된 BK7 유리의 저반사 표준으로 분광계를 400 ㎚ 내지 1700 ㎚ 사이에서 교정한다. 정반사율은 수광 허용각(acceptance angle)을 약 2도로 하여 수직 입사로 측정한다. 반사 스펙트럼을 약 1 ㎚의 간격으로 400 ㎚ 내지 1700 ㎚ 범위에서 기록한다. 기기가 전 범위로 있거나 약 6% 반사율로 포화되도록 긴 검출기 적분 시간을 이용하여 노이즈가 적은 스펙트럼을 얻는다. 스펙트럼의 3회 이상의 별도의 측정치를 평균함으로써 추가적인 노이즈 감소를 달성한다. 기록된 스펙트럼으로부터 보고된 반사율은 x, y, 및 Y의 색상 계산의 결과인데, 여기서 Y를 정반사율(RVIS)로서 보고한다. 색상 좌표 계산은 타입 C 광원을 이용하여 10도 표준 관찰자에 대해 수행한다.
탁도
탁도는 미국 메릴랜드주 컬럼비아 소재의 비와이케이-가드너 유에스에이(BYK-Gardner USA)로부터 입수가능한 "비와이케이 가드너 헤이즈-가드 플러스(BYK Gardner Haze-Guard Plus)"를 이용하여, ASTM D 1003의 방법, "투명 플라스틱의 탁도 및 시감투과율의 표준 시험 방법[Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics]"에 따라 측정한다.
표면 마모도
본 발명의 반사 방지 코팅으로 코팅된 3.7 ㎝ x 7.5 ㎝ 기재 필름 조각을, 코팅된 표면이 상방으로 된 상태로, 필름의 에지를 접착 테이프로 평탄 유리 플레이트에 체결시켜 플레이트의 표면 상에 탑재한다. 리베론(Liberon) 등급 #0000 강면(steel wool)을 1 x 1 ㎝보다 약간 더 큰 패치로 절단한다. 1 x 1 ㎝로 절단된 연성(유연성) 폼 패드를 강면 패드 위에 두고, 슬립 핏(slip fit) 델린(Delrin)(등록상표) 슬리브(sleeve) 내에 보유된 200 g 황동 추를 폼 패드의 상부에 둔다. 스텝핑 모터 구동식 병진 스테이지(stepping motor driven translation stage) 모델 MB2509P5J-S3 CO18762에 의해 슬리브를 움직인다. 벨멕스(VELMEX) VXM 스텝핑 모터 제어기가 스텝핑 모터를 구동시킨다. 강면 및 추 조립체를 필름 표면 상에 두고 5 ㎝/sec의 속도로 3 ㎝의 거리에 걸쳐 10 사이클(20회 패스(pass)) 동안 필름 표면 상에서 전후로 문지른다.
표면 마모도의 정량화
본 방법은 마모된 필름을 이미지화하고 이미지의 소프트웨어 조작에 의해 마모된 필름 상의 스크래치 퍼센트 면적을 정량화하는 것을 포함한다.
모든 가능성을 커버하는 단일의 이미지 분석 절차는 존재하지 않는다. 당업자는 수행되는 이미지 분석이 매우 특별하다는 것을 이해할 것이다. 명시되지 않은 파라미터는 통상의 숙련자가 필요 이상의 실험없이 식별할 수 있는 능력 내에 있다고 이해한 상태로, 일반적인 지침이 본 명세서에서 주어진다.
이 분석은 샘플의 "축상"(on axis) 및 "축외"(off axis) 조명 둘 모두가 있다고 가정하며, 이미지는 수직 입사로부터 약 7도에서의 반사광에서 취한다. 또한, 스크래치는 이미지에서 수직 배향으로 있는 것으로 가정된다. 적절한 이미지 콘트라스트는 통상의 숙련자에 의해 필요 이상의 실험없이 확립될 수 있다. 이미지 콘트라스트는 조명 강도, 카메라 흑백 기준 설정, 기재의 굴절률, 저굴절률 조성물의 굴절률과 두께에 의해 조절된다. 또한, 이미지의 콘트라스트를 증가시키기 위하여, 흑색 전기 테이프 조각을 기재의 배면에 접착시킨다. 이는 배면 반사를 방지하는 효과를 갖는다.
필름 상의 스크래치된 면적을 분석하기 위해 이용되는 이미지는 컴퓨터의 프레임 그래버 카드(frame grabber card)에 연결된 비디오 카메라로부터 얻는다. 이미지는 그레이 스케일 640 x 480 픽셀 이미지이다. 카메라의 광학계(optics)는 이미지화된 영역의 폭이 7.3㎜(마모된 1 ㎝ 폭 영역의 대부분임)가 되도록 마모된 영역을 확대한다.
어도브 포토샵(Adobe PhotoShop) V7 - 포토샵용 레인디어 그래픽스 이미지 프로세싱 툴키트 플러그-인스(Reindeer Graphic's Image Processing Toolkit plug-ins)를 구비함 - 을 이용하여 후술되는 바와 같이 이미지를 처리한다.
먼저, (이미 그레이 스케일 이미지가 아니라면) 이미지를 그레이 스케일 이미지로 변환시킨다. 스크래치 방향으로 25개 픽셀의 모션 블러(motion blur)를 수행하여 스크래치를 강조하고 노이즈와 필름의 외적 손상을 덜 강조시킨다. 이러한 블러는 세 가지의 것을 실행하여 이미지를 깨끗이 한다. 첫째, 마모 방향이 아닌 다른 방향으로의 필름의 손상이 배경과의 평균화에 의해 제거된다. 둘째, 배경과의 평균화에 의해 개별적인 백색 점이 제거된다. 셋째, 스크래치들 내의 임의의 작은 간극이 인라인(in line) 스크래치들 사이에서의 평균화에 의해 채워진다.
이미지 내의 픽셀 강도의 자동 콘트라스트 조절을 위한 준비에서, 상부 좌측 코너 근처의 4개 픽셀을 선택한다. 이들 픽셀은 (255 중에서) 200의 강도로 채워진다. 이 단계는 이미지에 밝은 스크래치가 없는 경우에, 마모되지 않은 재료의 어두운 배경 이외의 일부 마크(mark)가 이미지에 있음을 확실하게 한다. 이것은 자동 콘트라스트 조절을 제한하는 효과를 갖는다. 사용되는 자동 콘트라스트 조정은 "히스토그램 한계치: max - min"으로 칭해지며, 이는 히스토그램이 8비트 그레이 스케일 이미지에서 이용가능한 0 내지 255의 레벨을 채우도록 이미지의 콘트라스트를 변경시킨다.
이어서, 수평 방향으로 추출 이미지(derivative image)를 취하고 이어서 추출 이미지에 원래 이미지를 다시 부가하는 커스텀 필터(custom filter)를 이미지에 적용한다. 이는 수직 스크래치의 에지를 강조하는 효과를 갖는다.
2-레벨 역치를 128 그레이 레벨에 적용한다. 128 이상의 레벨의 픽셀을 백색(255)으로 설정하고 128의 휘도 미만의 픽셀을 흑색(0)으로 설정한다. 이어서 이미지를 반전시켜 흑색 픽셀을 백색으로 그리고 백색 픽셀을 흑색으로 만든다. 이는 최종 단계에서 사용되는 포괄적 측정 특징(global measurement feature)을 수용하기 위한 것이며, 최종 단계는 흑색 영역의 포괄적 측정의 적용이다. 결과는 이미지에서의 흑색 픽셀의 퍼센트에 의해 주어진다. 이는 방법 1에 의해 스크래치된 전체 영역의 퍼센트(즉, 스크래치%)이다. 전체 절차는 이미지당 수 초가 걸린다. 많은 마모된 샘플을 종래 방법에서 요구되던 인간 작업자와 무관하게 이 방법에 의해 신속하고 반복적으로 평가할 수 있다.
표면 장력
샘플의 표면 장력은 세실 드롭법(sessile)을 이용하여 표면 상에서의 특정 액체의 접촉각을 측정함으로써 분석하였다.
실시예 1
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (II): 0.2 g의 CH2=CHSi(CH3)2O[Si(CH3)(CH2CH2CF3)O]x(CH3)2SiCH=CH2 (비닐 텔레킬릭(telechelic)-말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, 분자량(MW)이 1,000 초과인 폴리하이드로메틸실록산 가교결합제 및 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.(Gelest, Inc.)로부터 입수가능한 Pt 촉매, F065를 포함함), (2) 성분 (III): 0.05 g의 F(CF2)8CH2CH2Si(OCH2CH3)3, (3) 성분 (IV): 0.03 g의 플루오르화 오일 크라이톡스(등록상표) GPL105, 300-900의 분자량(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니로부터 입수가능함), (4) 톨루엔 중 10 wt%의 Pt/ViSiO 복합체(미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능한 SIP 6830.3) 0.02 g, (5) 0.1 g의 트라이플루오로아세트산, (6) 1 g의 프로필 아세테이트 및 (7) 5 g의 톨루엔. 미경화 조성물은 유리 플레이트(모토롤라(Motorola)로부터의 것)를 미경화 조성물에 30분 동안 함침시키고, 이어서 톨루엔 내에 잠시 침지시켜 여분의 조성물을 제거하고, 코팅된 유리를 개방 용기에서 물에 의해 습도를 높인 오븐에서 65℃에서 3시간 동안 가열하고, 마지막으로 진공 오븐에서 120℃에서 1.5시간 동안 베이킹함으로써 유리 플레이트 상에 코팅하였다. 생성된 맑은 투명 무색 코팅은 물(106 deg), 다이요오도메탄(93 deg) 및 헥사데칸(69 deg)의 큰 접촉각에 의해 나타내어지는 바와 같은 낮은 표면 장력(18 dyne/㎝ 미만), 및 종이를 이용한 휘핑(whipping)에 대한 가시적인 스크래치 내성을 가졌다.
실시예 2
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (II): 0.2 g의 CH2=CHSi(CH3) 2O[Si(CH3)(CH2CH2CF3)O]x(CH3)2SiCH=CH 2(비닐 텔레킬릭-말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, 분자량이 1,000 초과인 폴리하이드로메틸실록산 가교결합제 및 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능한 Pt 촉매, F065를 포함함), (2) 성분 (III): 0.1 g의 F(CF2)8CH2CH2Si(OCH2CH3)3, (3) 성분 (IV): 0.02 g의 플루오르화 오일 크라이톡스(등록상표) GPL105, 300-900의 분자량(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니로부터 입수가능함), (4) 톨루엔 중 10 wt%의 Pt/ViSiO 복합체(미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능한 SIP 6830.3) 0.03 g, (5) 0.1 g의 트라이플루오로아세트산, (6) 1 g의 프로필 아세테이트 및 (7) 6 g의 톨루엔. 미경화 조성물은 유리 플레이트(모토롤라로부터의 것)를 미경화 조성물에 30분 동안 함침시키고, 이어서 프로필 아세테이트로 헹구어 여분의 조성물을 제거하고, 코팅된 유리를 개방 용기에서 물에 의해 습도를 높인 오븐에서 65℃에서 2.5시간 동안 가열하고, 마지막으로 진공 오븐에서 120℃에서 2시간 동안 베이킹함으로써 유리 플레이트 상에 코팅하였다. 생성된 맑은 투명 무색 코팅은 물(104 deg), 다이요오도메탄(87 deg) 및 헥사데칸(63 deg)의 큰 접촉각에 의해 나타내어지는 바와 같은 낮은 표면 장력(18 dyne/㎝ 미만) 및 종이를 이용한 휘핑에 대한 가시적인 스크래치 내성을 가졌다.
실시예 3
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (II): 0.06 g의 HO(Si(CH3)(CH2CH2CF3)O)xH(800-1200의 분자량의 실라놀 말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, FMS-9922, 젤레스트), (2) 성분 (III): 0.015 g의 CH2=CHC(O)OCH2(CF2)4CH2 O(O)CCH=CH2(2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, MW = 370), (3) 성분 (III): 0.3 g의 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 및 (4) 0.3 g의 프로필 아세테이트, (5) 0.03 g의 이르가큐어(Irgacure)(등록상표) 651. 미경화 조성물을 0.025 ㎜(1 mil) 닥터 블레이드(doctor blade) 필름 어플리케이터(applicator)를 이용하여 후지(Fuji) TAC(트라이아세틸셀룰로오스) 필름 상에 코팅하고, 이어서 질소로 2분 동안 퍼징하고 그 후 UV 램프로 85℃에서 5분 동안 경화시켰다. 생성된 코팅은 RVIS가 1.44(미코팅 후지 TAC에 대하여), RMIN이 0.72, 탁도가 0.53, 그리고 스크래칭된 %가 100이었다.
실시예 4
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (II): 0.04 g의 HO(Si(CH3)(CH2CH2 CF3)O)xH(실라놀 말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, MW = 800-1200, FMS-9922, 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능함), (2) 성분 (II): 0.02 g의 HO(Si(CH3)(CH2CH2CF3)O)yH(실라놀 말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, MW = 550-800, FMS-9921, 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능함), (3) 성분 (III): 0.05 g의 CH2=CHC(O)OCH2(CF2)4CH2O(O)CCH=CH2(2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로-1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, MW = 370), (4) 성분 (III): 0.3 g의 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 및 (5) 0.3 g의 프로필 아세테이트, (6) 0.03 g의 이르가큐어(등록상표) 651. 미경화 조성물을 0.025 ㎜(1 mil) 닥터 블레이드 필름 어플리케이터를 이용하여 후지 TAC(트라이아세틸셀룰로오스) 필름 상에 코팅하고, 이어서 질소로 2분 동안 퍼징하고 그 후 UV 램프로 85℃에서 5분 동안 경화시켰다. 생성된 코팅은 RVIS가 1.32(미코팅 후지 TAC의 경우의 4.3에 대하여), RMIN이 0.83, 탁도가 0.84, 그리고 스크래칭된 %가 80이었다.
실시예 5
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (II): 0.06 g의 HO(Si(CH3)(CH2CH2CF3)O)yH(실라놀 말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, MW = 550-800, FMS-9921, 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능함), (2) 성분 (III): 0.05 g의 F(CF2)8CH2CH2Si(OCH2CH3)3, (3) 성분 (III): 0.3 g의 1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트, 및 (4) 0.3 g의 프로필 아세테이트, (5) 0.03 g의 이르가큐어(등록상표) 651. 미경화 조성물을 0.025 ㎜(1 mil) 닥터 블레이드 필름 어플리케이터를 이용하여 후지 TAC(트라이아세틸셀룰로오스) 필름 상에 코팅하고, 이어서 질소로 2분 동안 퍼징하고 그 후 UV 램프로 85℃에서 5분 동안 경화시켰다. 생성된 코팅은 RVIS가 1.24(미코팅 후지 TAC의 경우의 4.3에 대하여), RMIN이 0.98, 탁도가 0.74, 그리고 스크래칭된 %가 100이었다.
실시예 6
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (II): 0.037 g HO(Si(CH3)(CH2CH 2CF3)O)yH(실라놀 말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, MW = 800-1200, FMS-9922, 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능함), (2) 성분 (I): 0.015 g의 E10-DA, 퍼플루오로폴리에테르 다이아크릴레이트, Mn = 1200-1500(미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니로부터 입수가능함, 제품 코드: CN4000) (3) 성분 (III): 0.8 g의 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 및 (4) 0.8 g의 프로필 아세테이트, (5) 0.08 g의 이르가큐어(등록상표) 651. 미경화 조성물을 0.025 ㎜(1 mil) 닥터 블레이드 필름 어플리케이터를 이용하여 후지 TAC(트라이아세틸셀룰로오스) 필름 상에 코팅하고, 이어서 질소로 2분 동안 퍼징하고 그 후 UV 램프로 85℃에서 5분 동안 경화시켰다. 생성된 코팅은 RVIS가 1.89(미코팅 후지 TAC의 경우의 4.3에 대하여), RMIN이 1.72, 탁도가 0.56, 그리고 스크래칭된 %가 21이었다.
실시예 7
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (II): 0.05 g의 HO(Si(CH3)(CH2CH2CF3)O)yH(실라놀 말단 폴리트라이플루오로프로필메틸실록산, MW = 550-800, FMS-9921, 미국 펜실베이니아주 모리스빌 소재의 젤레스트, 인크.로부터 입수가능함), (2) 성분 (I): 0.015 g의 E10-DA, 퍼플루오로폴리에테르 다이아크릴레이트, Mn = 1200-1500(미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니로부터 입수가능함, 제품 코드: CN4000) (3) 성분 (III): 0.8 g의 1,3-부탄다이올 다이아크릴레이트, 및 (4) 0.8 g의 프로필 아세테이트, (5) 0.08 g의 이르가큐어(등록상표) 651. 미경화 조성물을 0.025 ㎜(1 mil) 닥터 블레이드 필름 어플리케이터를 이용하여 후지 TAC(트라이아세틸셀룰로오스) 필름 상에 코팅하고, 이어서 질소로 2분 동안 퍼징하고 그 후 UV 램프로 85℃에서 5분 동안 경화시켰다. 생성된 코팅은 RVIS가 1.73(미코팅 후지 TAC의 경우의 4.3에 대하여), RMIN이 1.72, 탁도가 0.24, 그리고 스크래칭된 %가 98이었다.
실시예 8
하기를 함유하는 미경화 조성물을 형성하였다: (1) 성분 (I): 0.011 g의 비톤(등록상표) GF-200S 플루오로탄성중합체(MW = 30,000 - 70,000, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니), (2) 성분 (III): 2.0 g의 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 및 (3) 0.19 g의 프로필 아세테이트, (4) 2.0 g의 버트렐(Vertrel)(등록상표) XF 특제 유체(미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니로부터 입수가능한 플루오르화된 용매), (5) 0.0011 g의 이르가큐어(등록상표) 651. 미경화 조성물을 0.013 ㎜(0.5 mil) 닥터 블레이드 필름 어플리케이터를 이용하여 후지 TAC(트라이아세틸셀룰로오스) 필름 상에 코팅하고, 이어서 질소로 2분 동안 퍼징하고 그 후 UV 램프로 85℃에서 5분 동안 경화시켰다. 생성된 코팅은 47 deg의 헥사데칸 전진 접촉각 및 26 deg의 헥사데칸 후진 접촉각을 나타냈으며, RVIS가 3.36(미코팅 후지 TAC의 경우의 4.3에 대하여), 탁도가 0.62%였다.

Claims (14)

  1. 조성물의 반응 생성물로 코팅된 기재를 포함하는 용품으로서, 상기 조성물은
    a) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (I);
    b) 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 100,000이고, 선택적으로 반응성 작용기를 갖는 불소- 및 규소-함유 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 95 중량%의 성분 (II);
    c) 중량 평균 분자량이 약 600 미만이고 적어도 하나의 작용기를 갖는 반응성 희석제를 포함하는 약 5 내지 약 99.9 중량%의 성분 (III);
    d) 수평균 분자량이 약 10,000 미만인 불소-함유 비-작용성 올리고머 또는 중합체를 포함하는 약 0 내지 약 20 중량%의 성분 (IV); 및
    e) 무기 입자를 포함하는 약 0 내지 약 80 중량%의 성분 (V)를 포함하며,
    여기서, 조성물의 약 0.1 내지 약 95 중량%는 성분 (I) 및 성분 (II) 중 하나 또는 둘이며, 조성물의 약 5 내지 약 99.9 중량%는 성분 (III)이고, 조성물의 나머지는 성분 (IV) 내지 (V) 중 하나 또는 둘이며, 모든 중량 백분율은 성분 (I) 내지 (V)의 총 중량을 기준으로 하되, 단, 성분 (I)은 성분 (I)과 성분 (IV) 둘 모두가 존재할 때 성분 (IV)와 동일하지 않은 용품.
  2. 제1항에 있어서, 성분 (I)은 약 0.1% 내지 약 2%의 중량%로 존재하며 중량 평균 분자량이 약 10,000 내지 약 70,000인 용품.
  3. 제1항에 있어서, 성분 (I)은 하기 화학식 II로 기재되는 용품:
    [화학식 II]
    Figure pct00003

    (여기서, A는 반응성 작용기이며, R1-R6는 각각 독립적으로 C1-C6 알킬기로서 에테르 결합을 선택적으로 포함하는 것이고, 적어도 하나의 R은 적어도 부분적으로 플루오르화되며, x, y 및 z는 중합체 중 반복 단위의 개수를 나타내는 정수이고, x, y 및 z 중 적어도 하나는 0 초과임).
  4. 제1항에 있어서, 성분 (II)는 약 25% 내지 약 70%의 중량%로 존재하고 중량 평균 분자량이 약 600 내지 약 3,000인 용품.
  5. 제1항에 있어서, 성분 (III)은 중량 평균 분자량이 약 600 미만이며 적어도 하나의 작용기를 갖는 불소-함유, 규소-함유, 또는 불소- 및 규소-함유 반응성 희석제인 용품.
  6. 제1항에 있어서, 성분 (III)은 중량 평균 분자량이 약 200 내지 약 600이며 약 15% 내지 약 80%의 중량%로 존재하는 용품.
  7. 제1항에 있어서, 성분 (IV)는 약 5% 내지 약 13%의 중량%로 존재하고 중량 평균 분자량이 약 3,000 내지 약 8,000인 용품.
  8. 제1항에 있어서, 성분 (IV)는 퍼플루오로폴리알킬에테르 올리고머 또는 중합체인 용품.
  9. 제1항에 있어서, 성분 (V)는 약 10% 내지 약 40%의 중량%로 존재하는 용품.
  10. 제1항에 있어서, 성분 (V)는 전도성 또는 반전도성 무기 입자를 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 기재는 아세틸화 셀룰로오스, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 알코올, 폴리스티렌, 유리, 비닐 또는 나일론인 용품.
  12. 제1항에 있어서, 반응 생성물은 건조 및 경화된 코팅인 용품.
  13. 제1항에 있어서, 기재는 하나 이상의 추가의 코팅을 포함하는 용품.
  14. 제1항에 있어서, 디스플레이 표면, 광학 디스플레이 기재, 음극선관 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널, 전기발광 디스플레이, 액정 디스플레이, 디스플레이 패널, 광학 렌즈, 윈도우, 편광기, 광학 필터, 광택 프린트 또는 사진인 용품.
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