KR20140018556A

KR20140018556A - 방오성 코팅제 및 이를 이용한 방오성 피막

Info

Publication number: KR20140018556A
Application number: KR1020120084805A
Authority: KR
Inventors: 최한영; 이상진
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-02-13
Also published as: KR101915283B1

Abstract

본 발명은 방오성 코팅제 및 이를 이용한 방오성 피막에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하기 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 함유함으로써, 오염물(지문 등)의 부착 방지와 부착된 오염물의 제거가 용이하고, 기재와의 밀착력이 우수하여 방오 내구성이 우수한 방오성 코팅제 및 이를 이용한 방오성 피막에 관한 것이다.
[화학식 1]

(식 중, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, n 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, q는 1 내지 20의 정수임).

Description

방오성 코팅제 및 이를 이용한 방오성 피막 {ANTIFOULING COATING AGENT AND ANTIFOULING COATING THEREOF}

본 발명은 방오성과 동시에 기재와의 밀착력이 우수한 방오성 코팅제 및 이를 이용한 방오성 피막에 관한 것이다.

터치 패널, 각종 디스플레이 등과 같이 손이 접촉하거나 손으로 조작하는 광학 물품은, 인체의 기름기가 부착되면 표면이 오염되어 시인성이 나빠지는 문제가 있다.

이에 광학 물품의 표면에 방오성 부여가 요구되고 있다. 방오성 부여는 통상 방오성을 갖는 화합물을 물품의 표면에 코팅하는 방법이 사용된다.

방오성을 갖는 화합물은 디메틸실리콘 오일을 중심으로 하는 실리콘 화합물이 있다. 이는 발수성 및 윤활성이 양호하나 발유성 및 기름에 대한 방오성이 불완전한 단점이 있다.

이를 개선하기 위하여 발유성이 우수한 불소 화합물이 제시되었다. 상기 불소 화합물은 불소화알킬 치환 실란 또는 불소화 폴리에테르 치환 실란 등이 있으나 이들은 증착에 의해 방오성층을 형성하여 상기 증착을 위한 고가의 특별한 장치가 요구된다는 단점이 있다.

또한, 불소계 단량체와 아크릴계 실란커플링제의 공중합체(한국등록특허 제607716호), 말단에 실란커플링제를 함유한 불소계 수지(한국공개특허 제2007-0102428호) 등이 제시되고 있다. 그러나 이들은 방오성은 양호하나 기재와의 밀착력이 낮아 지속적인 방오성을 발현하기에는 한계가 있다.

본 발명은 오염물(지문 등)의 부착을 방지하는 방오성과 동시에 기재와의 밀착력이 우수한 방오성 코팅제를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 방오성 코팅제를 이용한 방오성 피막을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 함유하는 방오성 코팅제를 제공한다.

바람직하기로 상기 R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n 및 m은 각각 독립적으로 0이며, q는 4 내지 10의 정수일 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 방오성 코팅제가 함유된 조성물을, 기재의 최외각에 도포 및 경화시킨 것인 방오성 피막을 제공한다.

상기 기재는 금속, 유리 또는 세라믹일 수 있다.

본 발명의 방오성 코팅제는 오염물(지문 등)의 부착 방지 및 부착된 오염물의 제거가 용이한 이점이 있다.

또한, 본 발명의 방오성 코팅제는 기재와의 밀착력이 우수하여 방오 내구성도 우수한 이점이 있다.

따라서, 지문 부착 방지성이 강하게 요구되는 액정표시장치, 플라즈마디스플레이, 휴대전화 등의 표시장치용 글라스 등의 광학물품에 적용 시 유용하게 사용될 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방오성 코팅제는 하기 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 함유한다.

[화학식 1]

바람직하기로, 상기 화학식 1의 R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n 및 m은 각각 독립적으로 0이며, q는 4 내지 10의 정수인 것이 좋다.

이중

,

또는

이 보다 바람직하다.

상기 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물은 1개의 불소화알킬기와 2개의 실란커플링기를 동시에 포함하여, 방오성뿐만 아니라 기재와의 밀착력이 우수하므로 방오 내구성이 향상된다.

이러한 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물은 합성되거나 시판되는 제품을 사용할 수 있다.

합성은 불소계 카르복시산 화합물과, 에폭시기와 실란기를 갖는 이소시아누레이트계 화합물을 반응하여 제조할 수 있다. 상기 반응은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 제조할 수 있으면, 반응물의 종류, 반응시간/온도, 촉매 및 용매 등은 특별히 한정하지는 않는다.

또한, 본 발명은 상기 방오성 코팅제가 함유된 조성물을, 기재의 최외각에 도포 및 경화시킨 것인 방오성 피막에 그 특징이 있다.

방오성 코팅제가 함유된 조성물은 상기 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 유기용매에 분산 및 용해시킨 것이다.

상기 유기용매는 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 분산 및 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 아세토니트릴, 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아미드(DMF), N-메틸-2-피롤리디논(NMP), 벤젠, 톨루엔, 헥산, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 에틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

이외에 본 발명이 목적으로 하는 효과를 벗어나지 않는 범위내에서 적절한 성분을 혼합하여 사용할 수 있다. 일례로, 전도성 고분자, 자외선 안정제, 유기계 또는 무기계 자외선 흡수제, 레벨링제, 방오-방습제 및 실리카 등이 사용될 수 있다.

상기 기재는 실란커플링제와 커플링할 수 있는 작용기를 갖는 것이면 특별히 한정하지는 않으며 일례로, 금속, 유리 또는 세라믹 등이 사용될 수 있다.

기재에 방오성 코팅제가 함유된 조성물을 코팅하는 방법으로는 디핑법, 스핀 코팅법, 플로우 코팅법, 롤 코팅법, 분무 코팅법, 스크린 인쇄법 등이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1

1)화합물 3의 합성

트리알릴이소시아네이트(화합물 1) (10g)을 메틸렌클로라이드 용매(100mL)에 용해시키고, mCPBA(메타클로로벤조일퍼옥사이드)(10g)을 첨가하였다. 이후에 상온에서 48시간 반응하고, 탄산수소나트륨 수용액(200mL)를 추가한 후, 유기용매층을 분리하고 액체크로마토그라피를 이용하여 모노글리시딜-디알릴이소시아누레이트(화합물 2)를 얻었다.

상기 얻어진 모노글리시딜-디알릴이소시아누레이트(화합물 2)를 아세토니트릴 용매(100mL)에 녹인 후, 트리메톡시실란(10g)과 PtCl₂ (0.1g)을 첨가하였다. 이후에 60℃에서 12시간 교반하고, 유기용매와 잔존 트리메톡시실란을 증류 제거하여 하기 화합물 3을 얻었다.

(화합물 2)

¹H NMR(CDCl₃, 300MHz) ; 5,80(2H), 5.26(2H), 5.20(2H), 4.47(1H), 4.45(4H), 4.29(1H), 3.49(1H), 2.70(1H), 2.62(1H).

(화합물 3)

¹H NMR(CDCl₃, 300MHz) ; 4.47(1H), 4.29(1H), 3.91(4H), 3.65(18H), 3.49(1H), 2.70(1H), 2.62(1H), 1.65(4H), 0.65(4H).

2)화합물 4의 합성

상기에서 얻어진 화합물 3(10g)을 디옥산(100mL)에 녹이고, 화합물 5 (7g)와 트리에틸아민(1g)을 첨가하였다. 이후에 60℃에서 48시간동안 반응한 후, 용매와 미반응물을 증류하고 진공하에서 제거하여 하기 화합물 4를 얻었다.

(화합물 4)

¹H NMR(CDCl₃, 300MHz); 6.32 (1H), 4.32(1H), 4.15(1H), 4.07(1H),3.95(1H), 3.91(4H), 3.81(1H), 3.65(18H), 3.49(1H), 2.70(1H), 2.62(1H), 1.65(4H), 0.65(4H).

비교예 1

3-글리시딜프로필트리메톡시실란(화합물 6) (10g)과 화합물 5 (10g)을 디옥산 (100mL)에 녹이고 트리에틸아민 (1g)을 첨가하였다. 이후에 60℃에서 48시간 동안 반응하고 용매와 미반응물을 증류한 후 진공하에서 제거하여 하기 화합물 7을 얻었다.

(화합물 7)

¹H NMR(CDCl₃, 300MHz); 6.32 (1H), 4.35(1H), 4.17(1H), 4.06(1H),3.83(1H),3.67(1H), 3.64(9H), 3.45(2H), 1.66(2H), 0.67(2H).

비교예 2

하기 화합물 5의 불소계 카르복시산화합물인 방오성 코팅제.

실험예

상기 실시예 및 비교예에서 합성된 방오성 코팅제를 아세토니트릴에 0.1중량% 농도가 되도록 용해시켜 방오성 코팅제 용액을 제조하였다.

스핀코팅기에 유리판을 올려놓은 다음 2000 rpm으로 회전하는 유리판 위에 상기 방오성 코팅제 용액을 1㎖ 투입하여 약 30초간 회전시켜 스핀코팅을 수행하였다. 상기 코팅된 유리판을 160 ℃에서 5분간 경화시킨 후 상온에서 24시간 방치하여 시편을 제조하였다.

지문방지성 평가

상기 시편의 스핀코팅된 표면에 엄지손가락을 30초간 누르고, 5분 후 지문을 킴와이프스를 이용해 10회 문질렀다. 이후 표면을 관찰하였다.

또한, 지문방지 효과의 내구성을 확인하기 위하여 상기 시편을 메탄올에 24시간 침적하고, 상온에서 24시간 방치하였다. 이후에 상기와 같은 방법을 수행한 후 표면을 관찰하였다.

<평가기준>

지문이 남아있지 않음: ○

약간의 지문이 잔존함: △

지문이 전혀 지워지지 않음: ×

구분	지문방지성
구분	초기	세정 후
실시예1	○	○
비교예1	○	△
비교예2	○	×

상기 표 1과 같이, 본 발명에 따라 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 함유한 실시예 1의 방오성 코팅제는 비교예 1 및 2에 비해 지문방지성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 특히 세정 후의 지문방지성이 유지되는 것으로 보아 기재와의 밀착성도 우수할 것으로 예상된다.

Claims

하기 화학식 1의 이소시아누레이트계 화합물을 함유하는 방오성 코팅제:
[화학식 1]

(식 중, R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, n 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이며, q는 1 내지 20의 정수임).
청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 R₁, R₂, R₃ 및 R₄는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n 및 m은 각각 독립적으로 0이며, q는 4 내지 10의 정수인 방오성 코팅제.
청구항 1 또는 2의 방오성 코팅제가 함유된 조성물을, 기재의 최외각에 도포 및 경화시킨 것인 방오성 피막.
청구항 3에 있어서, 상기 기재는 금속, 유리 또는 세라믹인 것인 방오성 피막.