KR20120115509A - 항스머지 표면을 갖는 유리 제품 및 그 제조방법 - Google Patents

항스머지 표면을 갖는 유리 제품 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120115509A
KR20120115509A KR1020127017002A KR20127017002A KR20120115509A KR 20120115509 A KR20120115509 A KR 20120115509A KR 1020127017002 A KR1020127017002 A KR 1020127017002A KR 20127017002 A KR20127017002 A KR 20127017002A KR 20120115509 A KR20120115509 A KR 20120115509A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
glass article
contact angle
glass
coating solution
Prior art date
Application number
KR1020127017002A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101740759B1 (ko
Inventor
존 더블유 보텔로
제퍼리 제이 도미
린다 에프 레이놀드스-히퍼
루 장
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20120115509A publication Critical patent/KR20120115509A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101740759B1 publication Critical patent/KR101740759B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/18—Coatings for keeping optical surfaces clean, e.g. hydrophobic or photo-catalytic films
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0006—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means to keep optical surfaces clean, e.g. by preventing or removing dirt, stains, contamination, condensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/112—Deposition methods from solutions or suspensions by spraying
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 항스머지 표면을 갖는 유리 제품의 제조방법으로서, 대상 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 기본적으로 플루오로실란 화합물 및 상기 플루오로실란 화합물과 혼합할 수 있는 용매로 이루어진 코팅 용액을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 대상 표면을 상기 코팅 용액으로 분무 코팅하며, 상기 분무코팅을 조절하여 상기 대상 표면 위에 1 내지 20 nm의 두께를 갖는 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

항스머지 표면을 갖는 유리 제품 및 그 제조방법{GLASS ARTICLE WITH AN ANTI-SMUDGE SURFACE AND A METHOD OF MAKING THE SAME}
본 출원은 2009년 11월 30일에 출원된, US 가출원 61/264934의 이익을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 유리 제품의 표면을 처리하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유리 제품에 항스머지 코팅을 적용하는 방법에 관한 것이다.
휴대폰 및 랩톱과 같은 가전기기의 제조업자들은 장치 커버 물질을 유리로 전환하고 있다. 이러한 장치 커버는 통상적인 사용에 의해서 지문 및 그외의 물질에 의해서 일상적으로 오염된다. 따라서, 상기 커버를 청소하기 쉽게 하는 것이 바람직하다. 청소하기 쉬운 커버를 제조하는 하나의 방법은 커버 제조시에 사용되는 유리 표면을 플루오로실란 화합물로 코팅하는 것이다. 플루오로실란 화합물은 유리의 표면에너지를 줄일 수 있고, 많은 물질, 예를 들면 물 및 오일의, 유리에 대한 접촉각을 증가시킬 수 있다. 접촉각의 증가는 처리된 유리 표면의 청소가 쉬워진 것을 의미한다.
항스머지 코팅으로서 사용하는 데에 적당한 플루오로실란 화합물로는 Dow Corning® 2604 및 2634 코팅(알콕시실릴 퍼플루오로폴리에테르 첨가물)이 있다. 일반적으로, 약 76℃의 비점을 갖는 HFE7200 용매(에틸 노나플루오로부틸에테르)는 코팅물질과 혼합해서 코팅 용액을 형성한다. Dow Corning Corporation 은 표준 침지 방법 또는 화학증착법에 의해서 베어 유리에 이러한 코팅을 적용하는 것을 추천한다. 유리 표면에 적당한 코팅 적용에 의해서, 큰 정접촉각(static contact angle)(탈이온수에 대해서 >100°, 올레산 오일에 대해서 >70°) 및 낮은 슬라이딩 각을 얻을 수 있다. 또한, 표면의 10,000회 와이핑 후에도 코팅 성능이 열화하지 않을 것이다(Block, Steven et al., New Anti-Fingerprint Coatings Whitepaper, Dow Corning Corporation, 2008). 상기 청소하기 쉬운 표면 코팅은 지나치게 두껍게 할 필요가 없고; 유리 표면에 소망의 성능을 제공하도록 하는 1층의 물질(약 2nm)이 필요하다. 한편, 두꺼운 코팅 물질의 여러 층은 청소 성능을 증가시키지 않고 바람직하지 않은 가시적인 오염을 남길 수 있다.
상기 표준 침지 코팅 방법은 표면 코팅에서 널리 사용되고 있다. 상기 방법은 쉽게 실시될 수 있고 복합 공정 장치가 필요하지 않다. 또한, 상기 방법은 동시에 많은 시료를 코팅하게 설정할 수 있고, 이는 쓰로우풋에 대한 긍정적인 영향을 갖는다. 그러나, 상기 침지 코팅 방법은 여러 단점을 갖는다. 상기 침지 코팅 방법 중에, 많은 코팅 용액이 주위환경에 노출되고, 증발에 의해서 코팅물질의 상당한 손실을 일으킨다. 이것은 코팅 물질의 효율적인 사용을 저하시키고 상기 코팅된 유리의 비용을 증가시킨다. 각각의 침지 코팅을 실시하기 때문에, 침지 코팅 배쓰에서 용액을 오염되기 쉽고, 이는 상기 코팅된 유리를 오염시킬 수 있다. 상기 침지 코팅 방법은 유리에서 과잉의 코팅 물질에 의해서 필요한(가능하게 비균일한) 코팅보다 두꺼운 층을 형성한다. 이는 유리 표면에서 가시적인 오염을 일으키고, 제거되어야 한다. 일반적으로, 이들 코팅 오염은 고유(또는 또 다른 플루오로카본) 용매를 함유한 배쓰에서 오염된 유리를 세정함으로써 제거된다. 이러한 세정 배쓰는 일반적으로 상기 환경에 노출되어 용매를 증발시켜서 물질의 비용을 증가시키며, 휘발성 플루오로카본을 상기 분위기에 방출시킬 수 있다. 또한, 상기 침지 코팅 방법은 배쓰에서 유리를 침지시키는 단계를 포함하기 때문에, 상기 침지 코팅 방법은 일반적으로 유리의 모든 측면을 코팅하는 반면, 일측은 청소하기 쉬운 코팅을 필요로 한다. 따라서, 상기 유리의 다른 측의 코팅은 제거할 필요가 있다. 이것은 일반적으로 플라즈마 또는 UV 오존의 이용을 필요로 한다. 이러한 과잉의 코팅은 더 많은 공정 단계(즉, 유리의 바람직하지 않은 측면/영역으로부터 물질을 제거한다) 및 높은 제품 비용(즉, 필요로 된 것보다 많은 코팅 물질을 사용한다)을 일으킨다.
본 발명은 일반적으로 유리 제품의 표면을 처리하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유리 제품에서 항스머지 코팅을 적용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제 1 양상에서, 항스머지 표면을 갖는 유리 제품의 제조방법은 (a) 대상 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계, (b) 기본적으로 플루오로실란 화합물 및 상기 플루오로실란 화합물과 혼합할 수 있는 용매로 이루어진 코팅 용액을 제공하는 단계, (c) 상기 대상 표면을 상기 코팅 용액으로 분무 코팅하며, 상기 분무코팅을 조절하여 상기 대상 표면 위에 1 내지 20 nm의 두께를 갖는 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계 (a)에서 제공된 유리 제품의 대상 표면은 베어이거나 항반사 물질로 코팅된다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 상기 대상 표면에서 코팅층은 1층의 플루오로실란 화합물이다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 상기 대상 표면에서 코팅층은 100°를 초과한 탈이온수와의 접촉각 및 70°를 초과한 올레산과의 접촉각을 나타낸다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 상기 접촉각은 10,000회 와이핑 후에 5% 이상이 변화하지 않는다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 10,000 와이핑후, 탈이온수와의 접촉각은 100°를 초과하고, 올레산과의 접촉각은 70°를 초과한다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(c)는 상기 코팅 용액을 분무하면서 상기 코팅용액을 아토마이징하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(c)에서 아토마이징 단계는 10 psi 내지 70 psi의 범위의 압력에서 상기 코팅 용액에 가스를 주입하는 것이다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(c)에서, 상기 코팅 용액은 0.861 내지 8.61 μL/㎠의 유속에서 분무된다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(c)에서, 분무 코팅 용액의 액체 압력은 0.5 psi 내지 5psi의 범위이다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(c)는 노즐을 사용하여 코팅용액을 분무하는 단계를 포함하고, 노즐의 출구로부터 상기 대상 표면까지의 거리는 0.5 인치 내지 8 인치의 범위이다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(c)는 노즐을 사용하여 코팅 용액을 분무하는 단계를 포함하고, 노즐의 통로 폭은 0.5 인치 내지 3 인치의 범위이다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(b)에서 플루오로실란 화합물과 혼합가능한 상기 용매는 플루오로카본 용매이다.
본 발명의 제 1 양상의 일 실시형태에서, 단계(b)에서, 상기 플루오로실란 화합물은 알콕시실릴 퍼플루오로폴리에테르 첨가물이고, 상기 플루오로카본 용매는 노나플루오로부틸에테르 용매이다.
본 발명의 제 2 양상에서, 본 발명은 항스머지 표면을 갖는 유리 제품에 관한 것이다. 상기 유리 제품은 그 유리 제품의 대상 표면에 분무 코팅된 항스머지 코팅층을 포함한다. 상기 항스머지 코팅층은 플루오로실란 화합물을 기본적으로 포함하고 1 내지 20 nm의 두께를 갖는다. 상기 항스머지 코팅층은 100°를 초과한 탈이온수와의 접촉각 및 70°를 초과한 올레산과의 접촉각을 나타낸다. 탈수이온수와의 접촉각 및 올레산과의 접촉각은 10,000회 와이핑 후에 5% 이상 변화하지 않는다.
본 발명의 제 2 양상의 일 실시형태에서, 상기 플루오로실란 화합물은 알콕시실릴퍼플루오로폴리에테르 첨가물이다.
본 발명의 이러한 및 그외의 양상 및 이점은 다음의 설명 및 수반한 청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
본 발명은 항스머지 표면을 갖는 유리 제품의 제조방법으로서, 대상 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 기본적으로 플루오로실란 화합물 및 상기 플루오로실란 화합물과 혼합할 수 있는 용매로 이루어진 코팅 용액을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 대상 표면을 상기 코팅 용액으로 분무 코팅하며, 상기 분무코팅을 조절하여 상기 대상 표면 위에 1 내지 20 nm의 두께를 갖는 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
하기에는 수반한 도면에서 도면의 설명이다. 상기 도면은 반드시 이러한 스케일인 것은 아니며, 도면의 특정한 특성 및 뷰는 명확성 및 간결성을 위해서 스케일을 확대하거나 개략적으로 도시할 수 있다.
도 1은 유리표면의 분무-코팅 방법의 개략도이다.
도 2는 탈이온수에 대한 접촉각과 기압 사이의 관계를 도시한다.
도 3a는 분무 코팅에 의해서 유리 표면에 적용된 코팅의 원자력 현미경 이미지를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 코팅의 두께 분석을 도시한다.
도 4는 플루오로실란 화합물로 분무 코팅된 유리 표면에 대해서 시료의 길이에 따라서 2μL 액적 크기의 탈이온수와의 접촉각을 도시한 플롯이다.
도 5는 플루오로실란 화합물로 분무-코팅한 유리 표면에 대해서 시료의 폭에 따라서 2μL 액적 크기의 탈이온수와의 접촉각을 도시한 플롯이다.
도 6은 플루오로실란 화합물로 분무-코팅된 유리 표면에서 탈이온수의 액적 크기와 접촉각 사이의 관계를 도시한다.
본 발명은 수반한 도면을 참조해서 상세하게 기재될 것이다. 상세한 설명에서, 수많은 특이적 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 위해서 기재될 수 있다. 그러나, 본 발명이 일부 또는 전체의 이러한 특정한 상세설명 없이 실시될 수 있는 것이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 그외의 예에서, 공지된 피처 및/또는 공정 단계가 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세하게 기재되지 않을 것이다. 또한, 유사한 또는 동일한 참조 부호는 일반적인 또는 유사한 요소를 식별하기 위해서 사용될 수 있다.
본 발명의 특정한 양상에서, 항스머지 표면을 갖는 유리 제품의 제조방법은 대상 표면을 갖는 유리제품을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 대상 표면은 본 발명의 방법에 의해서 항-스머지 표면으로 변형될 유리 제품의 표면이다. 일 실시형태에서, 상기 대상 표면은 코팅되지 않거나 베어이다. 또 다른 실시형태에서, 상기 대상 표면은 항반사 물질로 코팅되거나 항반사성이다.상기 유리 제품은 2차원 또는 3차원 형상일 수 있다. 상기 유리 제품은 임의의 적당한 방법 및 유리 물질(유리, 유리-세라믹, 또는 유리 적층품)을 사용하여 제조될 수 있다. 일례로서, 상기 유리 제품은 유리 개질 방법을 사용해서 유리 시트로부터 제조될 수 있다. 열 유리 개질은 유리 시트를 가열한 후, 상기 유리 시트를 3차원 형상으로 성형 또는 가압하는 단계를 포함한다. 상기 유리 개질에 사용된 유리 시트는 임의의 적당한 방법, 예를 들면 용융 방법 또는 플로팅 방법을 사용해서 제조될 수 있다. 본 발명의 특정한 실시형태에서, 상기 대상 표면을 갖는 유리 제품은 이온 교환에 의해서 화학적-강화되었다.
본 발명의 특정한 형태에서, 항-스머지 표면을 갖는 유리제품의 제조방법은 분무 코팅 방법을 사용해서 유리 제품의 대상 표면에 항-스머지 코팅 물질을 적용하는 단계를 포함한다. 본 발명의 특정한 실시형태에서, 상기 항-스머지 코팅 물질은 플루오로실란 화합물이다. 본 발명에서 사용가능한 플루오로실란 화합물로는 DOW CORNING®2604 coating and DOW CORNING®2634 coating (alkoxysilyl perfluoropolyether adducts)를 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 유리 제품의 대상 표면에 플루오로실란 화합물을 적용하기 위해서, 플루오로실란 화합물의 분무 코팅 용액을 제조한다. 상기 분무 용액은 기본적으로 플루오로실란 화합물 및 상기 플루오로실란 화합물과 혼합가능한 용매로 이루어진다. 일 실시형태에서, 상기 용매는 플루오로카본 용매이다. 일 실시형태에서, 플루오로실란 화합물과 혼합가능한 그외의 플루오로화 또는 비-플루오로화 용매가 사용될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 분무 용액은 HFE720 (노나플루오로부틸에테르) 용매에서 0.1 wt% DOW CORNING®2604 coating or DOW CORNING®2634 (알콕시실릴퍼플루오로폴리에테르 첨가물) coating 을 함유한다.
분무 코팅은 상기 분무 코팅 용액을 노즐에 주입하는 단계를 포함한다. 동시에, 아토마이징 가스(예를 들면, 공기, 질소 또는 비활성 가스)는 가압하에서 노즐에 주입하여 분무 코팅 용액으로부터 액적의 미스트를 형성한다. 상기 액적의 미스트를 상기 유리 제품의 대상 표면에 적층하고, 상기 유리 제품의 대상 표면을 분무 코팅 용액으로 코팅한다. 기판을 용액으로 분무 코팅하기 위한 시판 장치가 있다. 하나의 적당한 예는 Asymtek로부터 SC-300 SWIRL COATTM applicator의 SELECT COAT®SL-940E 컨포멀 코팅 시스템이다. 도 1은 상기와 같이 분무 코팅 용액(3)을 유지한 저장소(1)를 도시한다. 상기 저장소(1)의 부피는 적당하게 선택할 수 있다. 본 발명은 장치에 대한 발명이 아니기 때문에, 도 1에서 분무 코팅 장치의 여러 세부사항이 도시되지 않는 것을 유의한다. 노즐(5)은 분무 코팅 용액(3)을 유리 표면(7)에 분무하기 위해서 저장소(1)의 말단에 제공된다. 상기 저장소(1)(예를 들면, 실린지 또는 큰 용기)는 분무 코팅 용액(3)이 분무 코팅중에 주위환경에 노출되는 것을 저지한다. 따라서, 상기 분무 코팅 용액(3)으로부터 용매 증발 및 상기 주위 환경으로부터 분무 코팅용액(3)의 오염을 피한다. 전체의 분무 코팅 방법은 둘러싸인 챔버에서 발생할 수 있다.
진공 척(미도시)은 분무 코팅 용액(3)으로 처리될 유리 제품(11)을 유지하기 위해서 사용될 수 있다. SELECT COAT®SL-940E 컨포멀 코팅 시스템의 경우에, 진공 척은 코팅 셀에서 컨베이어 시스템의 레일에 의해서 지지될 수 있다. 또한, 상기 유리 제품(11)은 분무 노즐(5) 아래에 테이블(9)에 직접 배치될 수 있다. 연속적인 분무 방법에 대해서, 컨베이어 벨트가 사용될 수 있다. 분무 코팅 방법중에, 분무 코팅 용액(3)은 노즐(5)로 이동된다. 동시에, 아토마이징 가스(15), 예를 들면 공기가 가압하에서 노즐(5)에 공급되어 노즐(5)로 이동된 분무 코팅 용액(3)을 아토마이징한다. 노즐(5)이 통로에서 유리 표면(7) 전체를 이동하면서, 상기 아토마이징된 분무 용액을 유리 표면(7)에 분무한다. 상기 유리 표면(7)에 분무 코팅 용액(3)을 코팅할 때까지 노즐(5)을 앞뒤로 이동한다. 또한, 노즐(5)은 정지되지만, 상기 코팅 공정 중에 유리 표면(7)을 이동시킨다. 상기 노즐 팁(13)을 유리 제품(11)의 유리 표면(7)의 코너에서 시작해서 유리 제품(11)의 유리 표면(7)의 대각선 코너에서 끝낸다. 유리 표면(7)의 전체 코팅을 보장하기 위해서, 노즐(5)은 처음 코너의 약간 외측에서 시작해서 상기 대각선 코너의 약간 외측에서 멈출 수 있다.
균일한 및 얇은 코팅을 보장하기 위해서 분무 코팅 방법의 약간 중요한 변수가 있다: 분무 코팅 용액을 아토마이징하기 위한 기체의 압력, 분무 코팅 용액의 액체 압력, 분무 코팅 용액의 유속(마이크로미터에 의해서 조절), 노즐 팁과 유리 표면 사이의 거리(노즐 높이), (통로 폭을 결정한)노즐 팁에서 노즐 오리피스의 크기, 분무중에 노즐의 속도. 설치 위치의 일례는 30 psi 기체 압력, 1psi 액체 압력, 1" 노즐 높이, 0.007" 마이크로미터 및 0.7" 통로 폭이다. 일반적으로, 상기 기체 압력은 10 psi 내지 70 psi 의 범위일 수 있다. 상기 통로 폭은 0.5 인치 내지 1인치의 범위일 수 있다. 상기 노즐 높이는 0.5인치 내지 8인치의 범위일 수 있다. 마이크로미터에 의해서 조절된 분무 코팅 용액의 유속은 0.861 내지 8.61 ㎕/cm2, 바람직하게 0.861 내지 1.29 ㎕/cm2일 수 있다.
도 2는 탈이온수(DI)에 대해서 얻어진 접촉각 및 (아토마이징에 사용된)기압 사이의 관계를 도시한다. 도2 는 20 psi 내지 40 psi의 범위의 기압이 100°를 초과한 접촉각을 형성한 것을 도시한다. 일반적으로, 높은 기압은 분무 코팅 중에서 분무 용액의 양호한 아토마이징에 대해서 바람직하다. 그러나, 이것은 도 2의 검토에서 사용된 분무 코팅 용액의 경우는 아니다(즉, HFE7200 용매에서 0.1 wt% Dow Corning®2604 coating 또는 Dow Corning®2634 coating). 이러한 거동에 대해서 2개의 가능한 이유가 있다. 하나의 이유는 높은 기압(예를 들면, >40 psi)에 의해서, 액적의 크기가 작아지고 유리 표면에 도달하기 전에 배기에 의해서 쉽게 이동될 수 있다. 따라서, 높은 기압을 사용하기 위해서는, 접촉각 요건을 충족시키기 위해서 높은 유속이 필요하고, 이는 비용을 증가시킬 수 있다. 다른 이유는 높은 압력(예를 들면, >40 psi)에 의해서, 대부분의 용매가 노즐과 유리 표면 사이의 통로에서 증발할 것이다(플루오로카본 용매의 비점이 76℃ 미만). 코팅 물질의 액적이 표면에 도달하면, 액적의 결합을 돕기 위한 많은 용매가 남아있지 않고, 이는 연속적인 코팅 필름을 형성하는 것이 곤란하게 될 것이다.
낮은 기압(예를 들면, 10 psi)에 의해서, 가시적인 액적(오염)은 코팅 액체의 불충분한 아토마이징에 의해서 유리 표면에서 보여질 수 있다. 액체 압력 및 마이크로미터는 유체 유속을 조절한다. 상기 마이크로미터 설치 위치가 0.004" 내지 0.008"의 범위에 있는데, 오차는 0.004" 보다 작은 설치 위치에서 크게 될 수 있고, 유속은 0.008"을 초과한 설치 위치에서 너무 높아질 것이다. 마이크로미터에 의해서 조절된 유속은 바람직하게 0.861 내지 1.29 μL/㎠인 것이 바람직하다. 액체 압력은 0.5 psi 내지 5 psi의 범위인 것이 바람직하다. 마이크로미터와 마찬가지로, 오차는 0.5 psi 미만의 설치 위치에서 커질 것이고, 반면 5 psi를 초과한 설치 위치는 필요량보다 많은 물질을 분무할 수 있다. 노즐 높이는 바람직하게 0.5" 내지 2"의 범위인 것이 바람직하다. 각각의 통로의 커버리지를 최대화하기 위해서 통로 폭은 0.5" 내지 1"의 범위인 것이 바람직하다. 상기 기재된 변수 설정을 사용한 분무 코팅 방법의 조절에 의해서 유리 표면(7)에서 플루오로실란 화합물의 균일한 및 박막 코팅층을 생성될 필요가 있다. 일 실시형태에서, 박막 코팅층은 1 내지 20 nm의 범위에서 두께를 갖는다. 또 다른 실시형태에서, 박막 코팅층은 1 내지 10 nm의 범위의 두께를 갖는다. 또 다른 실시형태에서, 박막코팅층은 1 내지 5 nm의 두께를 갖는다.
도 3a는 상기 기재된 분무 코팅방법에 의해서 유리 표면에서 형성된 코팅(17)의 원자력 현미경(AFM) 이미지를 도시한다. 도 3b는 도 3a의 코팅의 두께의 분석을 도시한다. 코팅의 두께를 분석하기 위해서, 코팅은 도 3a에서 19로서 식별된 어두운 영역에서 아래로 유리로 스크래치했다. 도 3b는 (도 3a의) 코팅의 길이(수평 방향)에 따라서 높이 프로파일을 도시한다. X축은 코팅된 유리에 따른 거리이다. 낮은 높이 부분은 스크래칭된 영역(도 3a에서 17)이다. Y축은 코팅된 유리에 따른 높이이다. 0은 코팅 표면이고, -1.66nm는 코팅 표면보다 낮기 때문에 유리 표면이다. 도 3b는 분무 코팅에 의해서 아래에 배치된 코팅이 1층인 것을 도시한다. 따라서, 침지 코팅에서와 같이 과잉의 코팅물질을 제거하기 위해서 코팅된 유리를 세정하는 것은 필요하지 않다. 도 3a의 코팅에서, 분무 코팅 용액은 HFE7200 용매에서 0.1 wt% Dow Corning®2604 coating 또는 Dow Corning®2634 coating이다.
분무 코팅에 의한 코팅의 성능은 침지 코팅된 유리와 동일하다. 표 1은 0 및 10,000와이핑 후에 탈이온수 및 올레산에 의한 분무-코팅된 시료의 접촉각을 표시한다. 액적 크기는 10μL(달리 기재되어 있지 않으면, 액적 크기는 본 발명에서 10μL일 것이다). 접촉각에 대한 탈이온수의 접촉각은 100°를 초과한다. 올레산의 코팅층에 대한 접촉각은 70°를 초과한다. 10,000와이핑 후에 코팅층에 대한 접촉각은 열화하지 않는다. 10,000 와이핑 후에 열화하지 않는 것은 10,000 와이핑 후에 접촉각이 10,000 와이핑 전에 접촉각으로부터 5% 이상 변화하지 않는 것을 의미한다. 표 1에서 표시된 바와 같이, 접촉각은 10,000 와이핑후에 탈이온수에 대한 100° 초과 및 올레산에 대한 70° 초과이다.시험은 크록 미터로 실시되었다. 와이핑 조건은 부직포를 사용하고 16-mm 직경 접촉 영역에 대한 9N의 힘이며, 이는 코팅이 매우 내구성이 있는 것을 나타낸다. 표1 및 다음의 표에서, 분무 코팅 용액은 HFE720 용매에서 0.1 wt% DOW CORNING®2604 coating 또는 DOW CORNING®2634 coating이다.
Sample ID 탈이온수 올레산
초기 10,000 wipes 초기 10,000 wipes
1 113.9+1.6 113.2+1.5 76.4+0.6 75.6+0.7
2 114.1+1.2 111.6+1.7 76.0+0.4 75.6+1.5
3 114.8+1.3 112.5+0.7 77.1+1.1 76.1+1.8
표4 및 표 5는 플루오로실란 화합물로 분무 코팅된 유리 표면에 대해서, 시료 A, B 및 C의 길이(총 3인치) 및 폭(총 2인치)에 따른 2μL 액적 크기의 탈이온수와의 접촉각을 도시한다. 도 6은 플루오로실란 화합물로 분무 코팅된 유리 표면에 대해서 액적 크기 및 탈이온수(DI) 에 대한 접촉각 사이의 관계를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 2μL의 접촉각은 10μL 액적 크기보다 약10° 작다. 이러한 액적 크기의 차이를 갖더라도, 길이 및 폭에 따른 접촉각은 모두 100°를 초과하고 매우 균일하다. 이것은 코팅이 표면 전체에서 균일한 것을 나타낸다. 도 4 내지 6에서, 사용된 분무 코팅은 HFE7200 용매에서 0.1 wt% DOW CORNING®2604 coating or DOW CORNING®2634 coating이다.
표 2는 분무-코팅된 시료의 헤이즈 및 광택값을 표시한다. 상기 값은 베어 유리와 동일하고, 이는 상기 코팅이 가시적이지 않고 광학 성능에 영향을 미치지 않는 것을 나타낸다.
Sample ID Haze Gloss (at 60o)
4 0.06/0.05/0.07 154
5 0.06/0.05/0.06 154
6 0.06/0.05/0.06 154
표 3은 다양한 환경 시험 후에 분무 시료의 접촉각을 기재한다. 이러한 결과는 코팅이 내구성이 있는 것을 나타낸다.
　 CA (탈이온수) 올레산
Condition 평균 표준편차 평균 표준편차
대조군 116.6 0.8 78.6 0.7
85℃, 85% RH에서 500 hrs 115.4 1.4 78.5 0.4
60℃, 93% RH에서 500 hours 117.3 0.8 78.8 0.5
80℃에서 500 hours 105.1 3.4 78.4 0.5
-40℃ to 85℃ 에서 100 cycles 117.1 1.1 78.5 0.5
95% RH에서 25℃ to 55℃에서 45 사이클 117.6 0.6 79.1 0.5
-40℃에서 500 hours 117.4 0.8 80.1 0.8
표 4는 코팅된 표면과 약물 사이의 접촉 24시간 후 접촉각을 표시한다. 이러한 결과는 상기 접촉각(DI 수)이 이러한 시험 후 100°를 초과하고, 이는 상기 코팅이 내구성이 있는 것을 나타낸다.
　 　 CA (DI water)
　 Haze 평균 표준편차
아세톤 0.08 116.9 0.9
버터 0.07 116.8 0.6
카놀라 오일 0.07 116.8 1.0
감귤 세척제 0.08 115.5 2.6
주방세제 0.07 113.3 2.2
에탄올 0.06 117.5 0.9
케첩 0.06 115.6 0.9
립스틱 0.06 114.5 1.2
로션 0.06 117.9 0.4
메이크업 파운데이션 0.07 114.7 2.0
마요네즈 0.07 114.9 1.9
머스타드 0.07 113.9 3.1
올리브 오일 0.06 116.5 1.2
오렌지필 0.08 115.1 2.2
썬크림 0.07 118.0 0.8
윈덱스 0.07 107.4 1.6
상기 기재된 바와 같이 상기 대상 유리 표면에 플루오로실란 화합물을 분무 코팅하는 것은 침지 코팅에 비해서 여러 이점을 제공한다. 하나의 이점은 제조비용이 감소하는 것이다. 물질이 필요한 거의 이론적인 최소값으로 분배해서 유리 표면에서 1층의 물질을 형성하기 때문에, 물질 사용이 감소하다. 물질이 분무 코팅 방법 중에서 닫힌 저장소에서 저장된다. 따라서, 증발에 의한 물질 손실이 감소한다. 1층의 두께(1 내지 20 nm)인 얻어진 코팅층은 과잉의 코팅 물질을 세정할 필요가 없다. 또 다른 이점은 방법의 간소화이다. 상기 코팅된 유리의 세정은 상기 기재된 바와 같이 생략한다. 또한, 1층 코팅된 코팅은 바람직하지 않은 표면으로부터 코팅을 제거할 필요가 없다. 또 다른 이점은 제품 크기의 유연성이다. 분무 코팅 방법은 다양한 유리 크기에 쉽게 적용할 수 있다. 대형 제품이 큰 분무 영역을 필요로 하는 것을 제외하고, 큰 표면적은 작은 면적과 동일한 일반적인 방법을 따를 것이다. 분무 코팅은 플랫 유리 표면뿐 아니라, 굽은 유리 표면을 코팅할 수 있다. 또 다른 이점은 내구성이 있다. 상기 표시된 바와 같이, 상기 기재된 분무 코팅 방법에 의해서 형성된 코팅층은 10,000 와이핑 후에 다양한 온도와 상대 습도 조건하에서 열화하지 않은 접촉각을 나타낸다.
본 발명이 한정된 수의 실시형태에 대해서 기재되지만, 본 발명의 이익을 갖는 당업자는 다른 실시형태가 본 발명에 기재된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 것이 고안될 수 있는 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 수반한 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (15)

  1. 항스머지 표면을 갖는 유리 제품의 제조방법으로서,
    (a) 대상 표면을 갖는 유리 제품을 제공하는 단계,
    (b) 기본적으로 플루오로실란 화합물 및 상기 플루오로실란 화합물과 혼합할 수 있는 용매를 포함한 코팅 용액을 제공하는 단계, 및
    (c) 상기 유리 제품의 대상 표면을 상기 코팅 용액으로 분무 코팅하며, 상기 분무코팅을 조절하여 상기 대상 표면 위에 1 내지 20 nm의 두께를 갖는 코팅층을 형성하는 단계를 포함한 항스머지 표면을 갖는 유리 제품의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    단계 (a)에서 제공된 유리 제품의 대상 표면은 베어(bare)이거나 항반사 물질로 코팅된 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상 표면에서 코팅층은 1층의 플루오로실란 화합물인 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 대상 표면에서 코팅층은 100°를 초과한 탈이온수와의 접촉각 및 70°를 초과한 올레산과의 접촉각을 나타낸 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    10,000회 와이핑 후에 상기 탈이온수와의 접촉각 및 올레산과의 접촉각은 5% 이상 변화하지 않는 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    10,000 와이핑후에, 탈이온수와의 접촉각은 100°를 초과하고, 올레산과의 접촉각은 70°를 초과한 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    단계(c)는 상기 코팅 용액을 대상 표면에 분무코팅하면서 상기 코팅용액을 아토마이징하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법
  8. 청구항 7에 있어서,
    단계(c)에서 아토마이징 단계는 10 psi 내지 70 psi의 범위의 압력에서 상기 코팅 용액에 가스를 주입함으로써 실시한 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    단계(c)에서, 상기 코팅 용액은 0.861 내지 8.61 μL/㎠의 유속에서 분무된 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    단계(c)에서, 분무 코팅 용액의 액체 압력은 0.5 psi 내지 5psi의 범위인 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    단계(c)는 노즐을 사용하여 코팅용액을 분무하는 단계를 포함하고, 노즐의 출구로부터 상기 대상 표면까지의 거리는 0.5 인치 내지 8 인치의 범위 내에 있고 노즐의 통로 폭은 0.5 인치 내지 3 인치의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    단계(b)에서 플루오로실란 화합물과 혼합가능한 상기 용매는 플루오로카본 용매인 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    단계(b)에서, 상기 플루오로실란 화합물은 알콕시실릴 퍼플루오로폴리에테르 첨가물이고, 상기 플루오로카본 용매는 노나플루오로부틸에테르 용매인 것을 특징으로 하는 유리제품의 제조방법.
  14. 유리제품으로서,
    상기 유리 제품의 대상 표면에 분무 코팅된 항스머지 코팅층을 포함하고, 상기 항스머지 코팅층은 기본적으로 플루오로실란 화합물을 포함하며, 1 내지 20 nm의 두께를 가지고, 100°를 초과한 탈이온수와의 접촉각 및 70°를 초과한 올레산과의 접촉각을 나타내며, 탈수이온수와의 접촉각 및 올레산과의 접촉각은 10,000회 와이핑 후에 5% 이상 변화하지 않는 유리제품.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 플루오로실란 화합물은 알콕시실릴퍼플루오로폴리에테르 첨가물인 것을 특징으로 하는 유리제품.
KR1020127017002A 2009-11-30 2010-11-29 항스머지 표면을 갖는 유리 제품 및 그 제조방법 KR101740759B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26493409P 2009-11-30 2009-11-30
US61/264,934 2009-11-30
PCT/US2010/058164 WO2011066496A2 (en) 2009-11-30 2010-11-29 Glass article with an anti-smudge surface and a method of making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120115509A true KR20120115509A (ko) 2012-10-18
KR101740759B1 KR101740759B1 (ko) 2017-05-26

Family

ID=43662133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127017002A KR101740759B1 (ko) 2009-11-30 2010-11-29 항스머지 표면을 갖는 유리 제품 및 그 제조방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8932670B2 (ko)
EP (1) EP2507185B1 (ko)
JP (1) JP5744899B2 (ko)
KR (1) KR101740759B1 (ko)
CN (1) CN102712529B (ko)
TW (1) TWI534113B (ko)
WO (1) WO2011066496A2 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012157856A (ja) * 2011-01-13 2012-08-23 Central Glass Co Ltd 防汚性物品及びその製造方法
US8901544B2 (en) 2011-12-06 2014-12-02 Corning Incorporated Organic thin film transistor with ion exchanged glass substrate
CN105531337B (zh) 2013-09-16 2020-01-10 霍尼韦尔国际公司 含氟聚硅氧烷涂料
CN103466958A (zh) * 2013-09-22 2013-12-25 四川世创达电子科技有限公司 一种光学玻璃湿法防眩方法
DE102013020551A1 (de) 2013-12-12 2015-06-18 Merck Patent Gmbh Emulsionen von Perfluorpolyethern
CN103881497A (zh) * 2014-03-18 2014-06-25 海门市森达装饰材料有限公司 一种亚光抗指纹不锈钢装饰板的制备方法
CN104310796A (zh) * 2014-09-26 2015-01-28 蓝思科技（长沙）有限公司 一种玻璃材料表面as膜方法及其装置
US9761817B2 (en) 2015-03-13 2017-09-12 Corning Incorporated Photo-patternable gate dielectrics for OFET
CN106179903B (zh) * 2016-08-12 2019-05-28 福建工程学院 弧面玻璃溶胶均匀喷涂方法
CN108264848A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 蓝思科技（长沙）有限公司 一种玻璃面板防爆涂料及其喷涂方法和一种玻璃面板
US10413948B2 (en) * 2017-04-25 2019-09-17 Corning Incorporated Glass, glass-ceramic and ceramic articles with lubricious anti-fingerprint coatings and methods of making the same
CA3106100A1 (en) * 2018-07-10 2020-01-16 Nanocytomics, LLC Automated sample deposition and staining systems and associated methods
CN113492094A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 Nbd纳米技术公司 形成涂层的方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5097616A (ko) * 1973-12-28 1975-08-02
DE3014177C2 (de) * 1980-04-14 1985-10-24 Hofmann, Volker Peter, 6508 Alzey Metallspritzpistole
US4983459A (en) 1990-04-03 1991-01-08 Ppg Industries, Inc. Chemically reacted glass surface
US5328768A (en) 1990-04-03 1994-07-12 Ppg Industries, Inc. Durable water repellant glass surface
JP3063042B2 (ja) 1991-10-08 2000-07-12 株式会社シード 抗菌剤
JPH08319136A (ja) * 1995-05-23 1996-12-03 Nippon Sheet Glass Co Ltd 撥水性ガラス物品の製法
JP2860979B2 (ja) * 1996-01-24 1999-02-24 ダイキン工業株式会社 表面処理方法
JP3344199B2 (ja) * 1996-03-21 2002-11-11 ソニー株式会社 防汚膜形成用組成物および反射防止フィルター
DE69709800T2 (de) 1996-08-19 2002-09-26 Central Glass Co., Ltd. Wasserabweisende Glasscheibe und Verfahren zu deren Herstellung
US5976612A (en) * 1996-12-26 1999-11-02 Concurrent Technologies Corporation Apparatus and method for optimizing a compressed air system
US6656258B2 (en) * 2001-03-20 2003-12-02 3M Innovative Properties Company Compositions comprising fluorinated silanes and compressed fluid CO2
US20060078739A1 (en) 2004-10-07 2006-04-13 Essary William A Methods for improving barrier of a coated substrate
US20070141114A1 (en) * 2005-12-15 2007-06-21 Essilor International Compagnie Generale D'optique Article coated with an ultra high hydrophobic film and process for obtaining same
JP4862992B2 (ja) * 2006-04-14 2012-01-25 信越化学工業株式会社 防汚性付与剤、防汚性コーティング剤組成物、防汚性被膜及びその被覆物品
JP5131840B2 (ja) * 2007-07-03 2013-01-30 信越化学工業株式会社 コーティング剤組成物及び該組成物を用いた高渇水性皮膜
WO2009099615A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-13 Corning Incorporated Damage resistant glass article for use as a cover plate in electronic devices
CN102171299B (zh) * 2008-10-01 2013-10-16 株式会社T&K 涂布用组合物、防污处理方法及防污性基体材料

Also Published As

Publication number Publication date
EP2507185A2 (en) 2012-10-10
TW201132608A (en) 2011-10-01
JP5744899B2 (ja) 2015-07-08
TWI534113B (zh) 2016-05-21
EP2507185B1 (en) 2017-09-13
US8932670B2 (en) 2015-01-13
WO2011066496A3 (en) 2011-11-24
CN102712529A (zh) 2012-10-03
CN102712529B (zh) 2015-10-21
KR101740759B1 (ko) 2017-05-26
US20110129665A1 (en) 2011-06-02
JP2013512190A (ja) 2013-04-11
WO2011066496A2 (en) 2011-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101740759B1 (ko) 항스머지 표면을 갖는 유리 제품 및 그 제조방법
KR101577248B1 (ko) 감소된 마찰 특성을 갖는 장치
Teare et al. Pulsed plasma deposition of super-hydrophobic nanospheres
US6881445B1 (en) Forming thin films on substrates using a porous carrier
US20140227507A1 (en) Coating and curing apparatus and methods
US20180171469A1 (en) Transparent omniphobic thin film articles
KR101524271B1 (ko) 복수 개의 박막으로 이루어진 지문 방지층의 조성물과 그 제조 방법.
JP6021210B2 (ja) 薄膜の成膜方法及び成膜装置
TWI415961B (zh) 抗汙薄膜之常壓蒸鍍方法
CN1480745A (zh) 光学元件
US20080063811A1 (en) Method of adjusting surface characteristic of substrate
TWI402233B (zh) 玻璃抽拉過程中導電薄膜之形成
KR100965024B1 (ko) 분말 도포 방법 및 장치
EP1556452B1 (en) Process and composition for coating
TW201300556A (zh) 薄膜之蒸鍍方法
JP4801448B2 (ja) 光学膜の形成方法
CN100455362C (zh) 用于制造有机el显示装置的涂敷装置和基板处理系统
TWI464055B (zh) 薄膜之製造方法
CN117101959A (zh) 一种提升点胶头出料稳定性的方法及应用
KR101273148B1 (ko) 디스플레이용 기판 부재 및 이의 제조 방법
KR101591107B1 (ko) 초친수성 시트의 제조 방법 및 초친수성 시트
US20230057529A1 (en) Process for forming a coating
Staiger et al. Development of a Spray Deposition Method for Polysilsesquioxane Coatings in Thin Film Photovoltaic Applications.
Mennig et al. Flat-Spray Process for Optical Coatings on Cold Glass
JP2023032630A (ja) 光触媒塗装膜の製造方法及び光触媒塗装膜

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant