KR20150029682A - 증진된 내구성을 갖는 나노실리카 코팅 조립체 - Google Patents

증진된 내구성을 갖는 나노실리카 코팅 조립체 Download PDF

Info

Publication number
KR20150029682A
KR20150029682A KR20157000333A KR20157000333A KR20150029682A KR 20150029682 A KR20150029682 A KR 20150029682A KR 20157000333 A KR20157000333 A KR 20157000333A KR 20157000333 A KR20157000333 A KR 20157000333A KR 20150029682 A KR20150029682 A KR 20150029682A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
substrate
less
silica nanoparticles
silica
Prior art date
Application number
KR20157000333A
Other languages
English (en)
Inventor
나이용 징
크리스티안 스트레라쓰
미카엘 요스트
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 filed Critical 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
Publication of KR20150029682A publication Critical patent/KR20150029682A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/002—Priming paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING 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
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/66—Additives characterised by particle size
    • C09D7/68—Particle size between 100-1000 nm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • 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
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31507—Of polycarbonate
    • 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
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31511—Of epoxy ether
    • Y10T428/31515—As intermediate layer
    • 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
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31598—Next to silicon-containing [silicone, cement, etc.] layer
    • 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
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
    • Y10T428/31609—Particulate metal or metal compound-containing
    • Y10T428/31612—As silicone, silane or siloxane
    • 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
    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31652—Of asbestos
    • Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 증진된 내구성을 갖는 실리카 나노입자 코팅 조립체, 및 실리카 나노입자 코팅 조립체를 상부에 갖는 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 기재 상에 코팅된 산-소결된 나노실리카 입자를 포함하는 코팅의 내마모성 증진 방법에 관한 것이다.

Description

증진된 내구성을 갖는 나노실리카 코팅 조립체{NANOSILICA COATING ASSEMBLY WITH ENHANCED DURABILITY}
본 발명은 증진된 내구성을 갖는 실리카 나노입자 코팅 조립체, 및 실리카 나노입자 코팅 조립체를 상부에 갖는 물품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성 증진 방법에 관한 것이다.
산-소결된 실리카 나노입자 기재의 코팅은 기재 상에 코팅된 경우 강한 친수성을 제공하는 것으로 최근 설명되어 왔다. 이들 산-소결된 실리카 나노입자 기재의 친수성 코팅은 그들이 코팅된 기재에 예로서 흐림방지 (anti-fogging), 반사방지 또는 개선된 세정성(cleanability)과 같은 각종 성질/작용성을 부여하는 것으로 나타나며, 이는 예로서 WO 2009/140482호 (Jing et al.) 및 WO 2010/017069호 (Jing et al.)에 기재된 바와 같다.
이러한 친수성 코팅은, 특히 실외용 적용 분야에서 사용되는 물품의 표면에 코팅되는 경우, 높은 내구성 및 내마모성 모두를 나타낼 것 또한 점점 더 필요한 요구사항이다. 실외 환경에서 허용가능한 내구성의 제공은, 특히 코팅된 물품에 대한 내화학성 및 내마모성을 부여하는 점에서 더욱 엄격한 요구조건이다. 일부 해결책들이 예로서 US 4,348,462호; US 4,478,876호 또는 US 5,464,900호에 기재되어 있으며, 이들은 예로서 가교결합제와 같은 선택된 작용성 화합물의 혼입에 의하여 실리콘계 코팅 조성물에 내마모성을 부여하는 소위 경성 코팅의 형성을 기재하고 있다.
그러나, 당 기술분야에 개시된 산-소결된 실리카 나노입자 기재의 친수성 코팅은, 특히 중합체성 재료를 포함하는 기재 상에 코팅된 경우, 허용가능한 내마모성, UV-안정성 및 내구성의 제공 측면, 및/또는 산-소결된 실리카 나노입자 기재 코팅의 원래의 친수성 성질 보존 측면 중 어느 하나에서 항상 만족스러운 것은 아니다.
당 기술 분야에 개시된 실리카 나노입자 기재 친수성 코팅과 관련된 기술적 장점들과 다툼이 없이, 특히 코팅 및 코팅된 물품이 실외용 적용분야에 사용되는 경우, 산-소결된 실리카 나노입자 기재 코팅의 원래의 친수성 성질은 보존하면서 개선된 내마모성, UV-안정성 및 내구성을 갖는 실리카 나노입자 기재 코팅 및 코팅된 물품에 대한 요구가 여전히 존재한다.
본 개시내용의 코팅, 코팅된 물품 및 방법의 기타 장점들은 하기 발명의 상세한 설명에서 명백할 것이다.
한 측면에 따라, 본 발명은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성 (및 내구성) 증진 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 상기 기재에 적용하는 단계 전에, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 (조성물)을 기재에 적용하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기재 및 그 위에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅을 포함하는 코팅 조립체에 관한 것으로, 상기 코팅 조립체는 기재와 산-소결된 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅 사이에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 지지체 및 그 위에 상기 설명된 것과 같은 코팅 조립체를 포함하는 코팅된 물품이 제공된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅에 내마모성 및/또는 내구성을 부여하기 위하여 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도에 관한 것이다.
한 측면에 따라, 본 발명은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성 (및 내구성) 증진 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재에 적용하는 단계 전에, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 (조성물)을 상기 기재에 적용하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에 따라, 본 발명은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅의 내마모성 (및 내구성)을 증진시키는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 기재 및 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 사이에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 적용하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은 유기작용성 실란을 포함한다. 본 발명의 맥락에서, 표현 "유기작용성 실란"은 반응성 화학 작용성을 갖는 하나 이상의 유기 리간드를 포함하는 실란을 지칭하고자 한다. 본 명세서에서의 용도에 적합한 유기작용성 실란은 본 기술분야에서의 숙련자에 의해 실란 커플링제 또는 실란 접착 촉진제로서 일반적으로 지칭될 수 있다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 유기작용성 실란은 바람직하게는 다음 화학식을 갖는다:
(R1O)m-Si-[(CH2)n-Y]4-m
- 식 중,
R1은 독립적으로 알킬로, 바람직하게는 1 내지 6개, 더욱 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함하는 알킬, 더더욱 바람직하게는 R1은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 아세틸로 이루어지는 군으로부터, 여전히 더욱 바람직하게는 메틸 및 에틸로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택되고;
m = 1 내지 3, 바람직하게는 m = 2 또는 3;
n = 0 내지 12, 바람직하게는 n = 0 내지 3, 더욱 바람직하게는 n = 2 또는 3;
Y는 작용기로, 바람직하게는 알콕시, 에폭시사이클로헥실, 글리시딜, 글리시딜옥시, 할로겐, (메트)아크릴로일, (메트)아크릴로일옥시, -NH-CH2-CH2-NR2R3, -NR2R3 (R2 및 R3은 H, 알킬, 페닐, 벤질, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된다)로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된다.
본 발명의 맥락에서, 표현 "산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅"은 산성화된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 조성물로부터, 상기 산성화된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 조성물이 적절한 건조 단계로 처리된 후, 수득된 실리카 나노입자 코팅 층을 지칭하고자 한다.
이론에 구애되고자 함이 없이, 본 명세서에 기재된 것과 같이, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅은 다공성 3차원 네트워크를 형성하기 위하여 함께 연결된 실리카 나노입자의 응집물 또는 덩어리를 포함하는 것으로 여겨진다. 용어 "다공성"은 입자가 연속 코팅을 형성할 때 생성되는 실리카 나노입자들 사이의 공극의 존재를 지칭한다.
산성화된 실리카 나노입자를 포함하는 산성화된 분산 용액에 대한 광-산란 측정은 이들 실리카 나노입자가 응집되는 경향이 있음을 나타내며, (코팅 및 건조 후) 각각의 나노입자가 인접한 나노입자에 확고히 결합된 것으로 보이는 실리카 나노입자의 3차원 다공성 네트워크를 제공한다. 현미경 사진은 테트라알콕시실란과 같은 실리카 공급원의 부재 하에서 산에 의해 생성된 인접한 입자들 간의 실리카 "넥 (neck)"과 같은 결합을 보여준다. 이의 형성은 실록산 결합의 형성 및 파괴에 있어 강산의 촉매 작용에 기인한다.
이론에 구애되고자 함이 없이, 산성화된 실리카 나노입자간의 화학적 결합은 나노입자 표면에서 양성자화된 실라놀기와 함께 산 촉매된 실록산 결합을 통하여 형성되는 것으로 여겨지며, 이들 산 촉매된 소결-결합된 실리카 나노입자는, 이들 기가 소수성 표면에 결합, 흡착, 또는 다르게는 튼튼하게 부착되는 경향으로 인해, 소수성 유기 표면 상에서의 코팅성을 설명하는 것으로 여겨진다.
본 발명의 맥락에서, 표현 "산-소결된 실리카 나노입자", "산 촉매된 소결-결합된 실리카 나노입자", "소결-결합된 실리카 나노입자" 또는 "소결된 실리카 나노입자"는 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 기재와 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 사이에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 적용하는 단계는 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성, UV-안정성 및 내구성을 크게 개선시킨다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 본 발명에서, 표현 "내마모성"은, 실험 부분에서 기재된 건식 또는 습식 마모 시험 방법에 따라 측정된 것과 같은, 건식 및/또는 습식 내마모성을 지칭하고자 한다. 본 명세서에서 용어 "내구성"은 실험 부분에서 기재된 내구성 시험 방법에 따라 평가되는 것과 같은 내구성을 지칭하고자 한다.
공정 관점에서, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 개선된 내마모성, UV-안정성 및 내구성은, 기재의 프라이머-처리된(primed) 표면을 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 조성물과 접촉시키는 단계 전에, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 조성물을 기재 표면에 적용하는 단계를 수행할 때 달성된다.
본 발명의 맥락에서 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅이 그 위에 적용되는 기재 표면에 대해, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 층의 부착을 개선시킬 수 있는 것들이다. 따라서, 본 명세서에서의 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은, 기재 표면 상에 적용된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 층의 내구성, UV-안정성 및 내마모성을 증진시킬 수 있는 것들이다.
바람직하게는, 본 명세서에서의 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은 추가적으로 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 층의 원래의 유익한 성질을 보존할 수 있거나 또는 유익한 성질에 대한 해로운 효과를 적어도 감소시킬 수 있는 것들이다. 더욱 바람직한 측면에서, 본 명세서에서의 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은 추가적으로 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 층의 원래의 친수성 성질 (예로서, 친수성)을 보존하거나 또는 친수성 성질에 대한 해로운 효과를 적어도 감소시킬 수 있는 것들이다.
본 발명의 맥락에서, 상기 기재된 것과 같은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 층과 함께 이용하는데 적합한 프라이머 코팅 조성물의 발견은, 코팅된 기재가 건식 및 습식 내마모성을 모두 제공하도록 의도된 경우, 더욱 특히 코팅된 기재가 그의 원래의 친수성 성질 (예로서, 친수성)을 보존하도록 의도된 경우, 기대되는 것과 같이 명백하지 않았음이 놀랍게도 발견되었다. 이론에 구애되고자 함이 없이, 이는 코팅된 기재 상에 제공된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 연속적 및 무기 성질 및 특히 소결-결합된 실리카 나노입자 또는 실리카 나노입자 응집물의 연속적 네트워크의 포함으로 인한 것으로 여겨진다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 유기작용성 실란은 바람직하게는 에폭시 실란, 아미노 실란, 하나 이상의 에틸렌성 불포화 기를 포함하는 실란 (여기에서 에틸렌성 불포화된 실란으로도 지칭됨), 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 에틸렌성 불포화 기는 아크릴기 또는 비닐기이다. 더욱 바람직하게는, 에틸렌성 불포화 기는 아크릴기이다. 더더욱 바람직하게는, 에틸렌성 불포화 기는 (메트)아크릴로일옥시기이다.
바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 유기작용성 실란은 에폭시 (유기작용성) 실란, 아미노 (유기작용성) 실란, (메트)아크릴로일옥시 (유기작용성) 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은 소위 열활성화된 프라이머 코팅 조성물 또는 소위 광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물을 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 열활성화된 프라이머 코팅 조성물이 특히 바람직하다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은 바람직하게는 에폭시 실란, 아미노 실란, (메트)아크릴로일옥시 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기작용성 실란을 포함한다. 본 명세서에서의 용도에 적합한 열활성화된 프라이머 코팅 조성물은 바람직하게는 에폭시 실란, 아미노 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기작용성 실란을 바람직하게 포함한다. 본 명세서에서의 용도에 적합한 광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물은 바람직하게는 에틸렌성 불포화된 실란, 더욱 바람직하게는 (메트)아크릴로일옥시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기작용성 실란을 바람직하게 포함한다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 에폭시 실란은 이에 제한되지는 않지만, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이에톡시실란, (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란, (3-글리시독시프로필) 트라이에톡시실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 에폭시 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란을 포함한다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 아미노 실란은 이에 제한되지는 않지만, 3-아미노프로필트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란, 3-(2-아미노에틸아미노) 프로필트라이에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이에톡시실란, 4-아미노부틸트라이메톡시실란, 4-아미노부틸트라이에톡시실란, 3-아미노프로필메틸다이에톡시실란, 3-아미노프로필메틸다이메톡시실란, 3-아미노프로필다이메틸메톡시실란, 3-아미노프로필다이메틸에톡시실란, 및 이의 임의의 조합 및 혼합물을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 아미노 실란은 3-아미노프로필트라이메톡시실란을 포함한다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 에틸렌성 불포화 실란, 특히 (메트)아크릴로일옥시 실란은 이에 제한되지는 않지만, 3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란, 3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이에톡시실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 실란은 3-(아크릴로일옥시)프로필 트라이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필 트라이메톡시실란, 또는 이의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함한다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 알콕시 실란은 이에 제한되지는 않지만, 테트라-, 트라이- 또는 다이알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 알콕시 실란 중 알킬 기(들)은 1 내지 6개, 더욱 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함한다. 본 명세서에서의 용도에 바람직한 알콕시실란은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트라이에톡시실란, 다이메틸다이에톡시실란, 및 이의 임의의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 본 명세서에서의 용도에 특히 바람직한 알콕시실란은 테트라에톡시실란을 포함한다.
한 바람직한 실행에 따른 본 명세서에서의 용도를 위한 프라이머 코팅 조성물은 선택적으로 알콕시실란과 조합된, 상기 기재된 것과 같은 에폭시 실란과 아미노 실란의 혼합물을 포함한다. 이 특정 실행에 따른 에폭시 실란 / 아미노 실란의 중량비는 바람직하게는 80/20 내지 60/40, 바람직하게는 75/25 내지 65/35, 더욱 바람직하게는 약 70/30으로 구성된다. 알콕시 실란이 추가로 혼입된 특정 실행에서, 에폭시 실란 / 알콕시 실란의 중량비는 바람직하게는 75/25 내지 50/50, 더욱 바람직하게는 70/30 내지 55/45, 더더욱 바람직하게는 65/35 내지 60/40으로 구성되고; 그리고, 아미노 실란 / 알콕시 실란의 중량비는 바람직하게는 55/45 내지 30/70, 더욱 바람직하게는 50/50 내지 35/65, 더더욱 바람직하게는 45/55 내지 40/60으로 구성된다.
더욱 바람직하게는, 프라이머 코팅 조성물은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란 및 3-아미노프로필트라이메톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이에톡시실란 및 3-아미노프로필트라이에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로 (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란 및 3-아미노프로필트라이메톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로 (3-글리시독시프로필) 트라이에톡시실란 및 3-아미노프로필트라이에톡시실란의 혼합물을 포함한다. 더더욱 바람직하게는, 프라이머 코팅 조성물은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로 (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이에톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로 (3-글리시독시프로필) 트라이에톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물을 포함한다.
또 다른 바람직한 실행에 따른, 본 명세서에서의 용도를 위한 프라이머 코팅 조성물은 하나 이상의 (메트)아크릴로일옥시 실란, 하나 이상의 다작용성 아크릴계 첨가제, 및 선택적으로 알콕시실란의 혼합물을 포함하고, 여기에서 다작용성 아크릴계 첨가제는 바람직하게는 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
더욱 바람직하게는, 프라이머 코팅 조성물은, 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트와 조합된, 3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 (메트)아크릴로일옥시 실란을 포함한다. 이 특정 실행에 따른, 3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란 / 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트의 중량비는 바람직하게는 95/5 내지 60/40, 바람직하게는 95/5 내지 70/30, 더욱 바람직하게는 90/10 내지 80/20으로 구성된다. 유사하게, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란 / 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트의 중량비는 바람직하게는 95/5 내지 60/40, 바람직하게는 95/5 내지 70/30, 더욱 바람직하게는 90/10 내지 80/20으로 구성된다.
더더욱 바람직하게는, 프라이머 코팅 조성물은 3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란, 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트 및 테트라에톡시실란의 혼합물을 포함한다. 이 특정 실행에 따른 [3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란/트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트] / 테트라에톡시실란의 중량비는 바람직하게는 98/2 내지 80/20, 바람직하게는 98/2 내지 90/10, 더욱 바람직하게는 96/4 내지 92/8로 구성된다.
대안적으로, 프라이머 코팅 조성물은 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란, 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함한다.
본 명세서에서의 용도를 위한 열활성화된 프라이머 코팅 조성물은 전형적으로는 용매 중에서 제조된다. 적합한 용매의 예로는, 이에 제한되지는 않지만 지방족 및 지환족 탄화수소 (예로서, 헥산, 헵탄, 사이클로헥산), 방향족 용매 (예로서, 벤젠, 톨루엔, 자일렌), 에테르 (예로서, 다이에틸에테르, 글라임, 다이글라임, 다이아이소프로필 에테르), 에스테르 (예로서, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트), 케톤 (예로서, 아세톤, 메틸에틸 케톤, 메틸 아이소부틸 케톤), 알코올 (에탄올, 메탄올, 부틸글리콜, 아이소프로판올), 및 이의 혼합물이 포함된다. 바람직하게는, 열활성화된 프라이머 조성물은 에탄올 중에서 1 내지 15 중량%의 농도, 바람직하게는 5 중량% 이하의 농도로 제조된다.
본 명세서에서의 용도를 위한 광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물은 가교결합제를 더 포함할 수 있다. 유용한 가교결합제로는, 예로서 하기로 구성되는 군들로부터 선택된 폴리아크릴 단량체 (및 그의 메타크릴 유사체)가 포함된다:
(a) 다이아크릴 함유 화합물, 예컨대 1,3-부틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 1,4-부탄다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트, 1,6-헥산다이올 모노아크릴레이트 모노메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 알콕시화 지방족 다이아크릴레이트, 알콕시화 사이클로헥산 다이메탄올 다이아크릴레이트, 알콕시화 헥산다이올 다이아크릴레이트, 알콕시화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 사이클로헥산다이메탄올 다이아크릴레이트, 다이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 다이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀 A 다이아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 프로폭시화 네오펜틸 글리콜 다이아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이사이클로데칸다이메탄올 다이아크릴레이트, 트라이에틸렌 글리콜 다이아크릴레이트, 트라이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트;
(b) 트라이-아크릴 함유 화합물, 예컨대 글리세롤 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 에톡시화 트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트, 프로폭시화 트라이아크릴레이트 (예로서, 프로폭시화 (3) 글리세릴 트라이아크릴레이트, 프로폭시화 (5.5) 글리세릴 트라이아크릴레이트, 프로폭시화 (3) 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트, 프로폭시화 (6) 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트), 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트;
(c) 보다 고차 작용성 아크릴 함유 화합물, 예컨대 다이트라이메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 에톡시화 (4) 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 카프로락톤 개질된 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트;
(d) 올리고머성 아크릴 화합물, 예컨대 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 폴리우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트; 전술한 것들의 폴리아크릴아미드 유사체; 및 그의 조합. 그러한 화합물은 예로서, 사르토머 컴퍼니(Sartomer Company) (예로, CN965 및 CN9009 포함) [Exton, PA 소재]; 유씨비 케미컬즈 코퍼레이션(UCB Chemicals Corporation) [Smyrna, GA 소재]; 및 알드리치 케미컬즈 컴퍼니(Aldrich Chemical Company) [Milwaukee, WI 소재]와 같은 공급자로부터 널리 입수가능하다.
본 명세서에서의 용도에 특히 유용한 가교결합제로는 트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 다이메타크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 포함된다.
에틸렌성 불포화 실란과 가교결합제의 중량비는 바람직하게는 95/5 내지 1/99, 바람직하게는 90/10 내지 1/99로 구성된다.
본 명세서에서의 용도를 위한 광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물은 예로서, 아크릴산 및 메타크릴산과 같은 산 작용성 아크릴레이트를 더 포함할 수 있다. 사용된 경우, 이들 산 작용성 아크릴레이트는 프라이머의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 1.5 중량% 이하, 바람직하게는 1 중량% 이하이다.
광화학적 활성화 (예로서, 경화)를 촉진하기 위하여, 광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물은 바람직하게는 하나 이상의 자유-라디칼 광개시제를 포함한다. 전형적으로, 그러한 광개시제는 하나 이상의 에틸렌성 불포화 실란 및 하나 이상의 가교결합제의 총 중량을 기준으로, 15 중량% 미만, 더욱 전형적으로는 12 중량% 미만으로 포함된다. 유용한 자유-라디칼 광개시제에는, 예로서 아크릴레이트 중합체의 UV 경화에 유용한 것으로 알려진 것들이 포함된다. 그러한 개시제에는, 벤조페논 및 그의 유도체; 벤조인, 예컨대 알파-메틸벤조인, 알파-페닐벤조인, 알파-알릴벤조인, 알파-벤질벤조인; 벤조인 에테르, 예컨대 벤질 다이메틸 케탈 (시바 스페셜티 케미컬즈 코퍼레이션(Ciba Specialty Chemicals Corporation) 사로부터 상표명 "이르가큐어(IRGACURE) 651" 하에 상업적으로 구매가능함), 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 n-부틸 에테르; 아세토페논 및 그의 유도체, 예컨대 2-하이드록시-2-메틸-l-페닐-1-프로파논 (시바 스페셜티 케미컬즈 코퍼레이션사로부터 상표명 "다로큐어(DAROCUR)1173" 하에 상업적으로 구매가능함), 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 (역시 시바 스페셜티 케미컬즈 코퍼레이션사로부터 상표명 "이르가큐어 184" 하에 상업적으로 구매가능함) 및 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논 (폴리사이언스 인크(Polyscience Inc)로부터 상표명 "KB-1" 하에 상업적으로 구매가능함); 2-메틸-l-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로파논 (역시 시바 스페셜티 케미컬즈 코퍼레이션 사로부터 상표명 "이르가큐어 907" 하에 상업적으로 구매가능함); 2-벤질-2- (다이메틸아미노)-l-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-l-부타논 (시바 스페셜티 케미컬즈 코퍼레이션 사로부터 상표명 "이르가큐어 369" 하에 상업적으로 구매가능함)이 포함된다. 둘 이상의 광개시제의 조합이 사용될 수 있다.
광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물은 전형적으로 용매 중에서 제조된다. 적합한 용매의 예로는, 이에 제한되지는 않지만, 지방족 및 지환족 탄화수소 (예로서, 헥산, 헵탄, 사이클로헥산), 방향족 용매 (예로서, 벤젠, 톨루엔, 자일렌), 에테르 (예로서, 다이에틸에테르, 글라임, 다이글라임, 다이아이소프로필 에테르), 에스테르 (예로서, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트), 케톤 (예로서, 아세톤, 메틸에틸 케톤, 메틸 아이소부틸 케톤), 알코올 (메탄올, 에탄올, 아이소프로판올), 및 이의 혼합물이 포함된다. 바람직하게는, 광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물은 메탄올 중에서 제조된다. 코팅 후, 코팅을 예로서 UV 광과 같은 광화학적 활성화 처리하기 전에, 용매는 전형적으로 증발된다.
본 명세서에서의 용도를 위한 광화학적으로 활성화된 프라이머 코팅 조성물은, 가수분해성 실란기의 가수분해 및 축합을 촉진하기 위하여, 유기 또는 무기 산 또는 염기 촉매를 더 포함할 수 있다. 유기 산 촉매에는 아세트산, 시트르산, 포름산, 트라이플산 (triflic acid), 퍼플루오로부티르산 등이 포함된다. 무기 산의 예에는 황산 및 염산이 포함된다. 유용한 염기 촉매의 예에는 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 트라이에틸아민이 포함된다. 유기 금속 촉매가 사용될 수도 있다. 예에는 다이부틸주석다이라우레이트 및 주석 다이 (2-에틸헥사노에이트)가 포함된다. 촉매는 바람직하게는 전체 프라이머 코팅 조성물의 0.01 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 5 중량%의 양으로 사용될 것이다.
바람직한 측면에서, 본 명세서에서의 용도를 위한 프라이머 코팅 조성물은 실리카 입자가 없고, 특히 실리카 나노입자가 없으며, 더욱 특히 산성화된 실리카 나노입자가 없다.
본 개시내용의 방법에서의 용도를 위한 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅은 본 기술분야의 숙련자에 의해 쉽게 확인될 수 있다. 산성화된 실리카 나노입자를 포함하는 조성물 (예로서, 분산액)로부터 수득되고, 본 기술분야에서 일반적으로 알려진 임의의 실리카 나노입자 포함 코팅층이 본 발명에 따른 방법에서 사용될 수 있다.
바람직한 측면에서, 본 개시내용에 따른 방법은:
a) 기재 표면의 적어도 일부를 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 조성물과 접촉시키는 단계;
b) 프라이머-처리된 표면을 형성하기 위하여 프라이머 코팅 조성물을 건조시키고, 선택적으로 경화시키는 단계;
c) 프라이머-처리된 표면을, 바람직하게는 150 나노미터 미만, 더욱 바람직하게는 140 나노미터 미만, 더더욱 바람직하게는 130 나노미터 미만, 여전히 더욱 바람직하게는 120 나노미터 미만의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자의 수성 분산액을 포함하는 실리카 나노입자 코팅 조성물과 접촉시키는 단계로, 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 단계; 및
d) 실리카 나노입자 코팅 조성물을 건조시켜, 기재 상에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 제공하는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 방법의 한 바람직한 측면에 따라, 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a) 40 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자 및 40 나노미터 초과의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자의 혼합물의 수성 분산액, 및
b) pKa가 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만인 산을 포함한다.
본 개시내용의 방법의 실행에서의 용도에 적합한 실리카 나노입자 코팅 조성물 및 그의 제조방법은 WO 2009/140482호 (Jing et al.)에 충분히 기재되어 있으며, 그의 내용은 본 명세서에 참고문헌으로 통합된다.
본 발명의 맥락에서, 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자의 평균 입자 직경은 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 전계 방사형 주사 전자 현미경 (FE-SEM) 기술을 이용하여 결정된다.
바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 평균 입자 직경이 40 나노미터 초과인 실리카 나노입자는 200 나노미터 이하, 더욱 바람직하게는 180 나노미터 이하, 더더욱 바람직하게는 150 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는다.
바람직한 측면에서, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a)
i. 30 나노미터 미만, 바람직하게는 20 나노미터 이하, 더욱 바람직하게는 10 나노미터 이하, 더더욱 바람직하게는 5 나노미터 이하, 여전히 더욱 바람직하게는 4 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자; 및
ii. 40 나노미터 초과, 바람직하게는 60 나노미터 초과, 더욱 바람직하게는 80 나노미터 초과, 더더욱 바람직하게는 100 나노미터 초과의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자:
의 혼합물의 수성 분산액으로, 이 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 분산액; 및
b) pKa가 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만인 산을 포함한다.
바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 평균 입자 직경이 40 나노미터 초과인 실리카 나노입자는 200 나노미터 이하, 더욱 바람직하게는 180 나노미터 이하, 더더욱 바람직하게는 150 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는다.
본 개시내용의 방법의 또 다른 바람직한 측면에 따라, 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a) 침상 실리카 나노입자 및 구형 실리카 나노입자의 혼합물의 수성 분산액으로, pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 수성 분산액; 및
b) pKa가 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만인 산을 포함한다.
본 개시내용의 방법의 이러한 실행에서의 용도에 적합한 실리카 나노입자 코팅 조성물 및 그의 제조방법은 WO 2010/017069호 (Jing et al.)에 충분히 기재되어 있으며, 그의 내용은 본 명세서에 참고문헌으로 통합된다.
바람직한 측면에서, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a)
i. 5 내지 30 나노미터, 바람직하게는 7 내지 25 나노미터, 더욱 바람직하게는 8 내지 20 나노미터, 더더욱 바람직하게는 9 내지 15 나노미터를 포함하는 평균 입자 직경을 갖고, 20 내지 300 나노미터, 바람직하게는 30 내지 200 나노미터, 더욱 바람직하게는 35 내지 150 나노미터, 더더욱 바람직하게는 40 내지 100 나노미터를 포함하는 평균 길이를 갖는 침상 실리카 나노입자; 및
ii. 30 나노미터 이하, 바람직하게는 20 나노미터 이하, 더욱 바람직하게는 10 나노미터 이하, 더더욱 바람직하게는 5 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 구형 실리카 나노입자:
의 혼합물의 수성 분산액으로, 이 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 분산액; 및
b) pKa가 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만인 산을 포함한다.
본 개시내용의 방법의 여전히 또 다른 바람직한 측면에 따라, 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a) 코어-쉘 (core-shell) 입자의 수성 분산액으로, 각 코어-쉘 입자는 중합체 코어 상에 배치된, 본질적으로 실리카 나노입자, 바람직하게는 비다공성 실리카 나노입자로 이루어지는 쉘로 둘러싸인 중합체 코어를 포함하고, 이 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 분산액; 및
b) pKa가 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만인 산을 포함한다.
본 개시내용의 방법의 이러한 실행에서의 용도에 적합한 실리카 나노입자 코팅 조성물 및 그의 제조방법은 WO 2010/114700호 (Jing et al.)에 충분히 기재되어 있으며, 그의 내용은 본 명세서에 참고문헌으로 통합된다.
바람직하게는, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 코어-쉘 입자의 중합체 코어는 아크릴 중합체, 폴리우레탄 중합체, 작용화된 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀 중합체, 폴리스티렌 중합체, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합체를 포함한다.
더욱 바람직하게는, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 코어-쉘 입자의 중합체 코어는 아크릴 중합체, 폴리우레탄 중합체, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합체를 포함한다.
한 바람직한 측면에서, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a)
i. 5 내지 30 나노미터, 바람직하게는 7 내지 25 나노미터, 더욱 바람직하게는 8 내지 20 나노미터, 더더욱 바람직하게는 9 내지 15 나노미터를 포함하는 평균 입자 직경을 갖고, 20 내지 300 나노미터, 바람직하게는 30 내지 200 나노미터, 더욱 바람직하게는 35 내지 150 나노미터, 더더욱 바람직하게는 40 내지 100 나노미터를 포함하는 평균 길이를 갖는 침상 실리카 나노입자;
ii. 아크릴 중합체 및/또는 폴리우레탄 중합체를 포함하는 중합체 (라텍스) 입자; 및
iii. 30 나노미터 이하, 바람직하게는 20 나노미터 이하, 더욱 바람직하게는 10 나노미터 이하, 더더욱 바람직하게는 5 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 구형 실리카 나노입자:
의 혼합물의 수성 분산액으로서, 이 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 분산액; 및
b) 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만의 pKa를 갖는 산을 포함한다.
또 다른 바람직한 측면에서, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a)
i. 30 나노미터 이하, 바람직하게는 20 나노미터 이하, 더욱 바람직하게는 10 나노미터 이하, 더더욱 바람직하게는 5 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 구형 실리카 나노입자;
ii. 폴리우레탄 중합체 및/또는 아크릴 중합체를 포함하는 중합체 (라텍스) 입자; 및
iii. 40 나노미터 초과, 바람직하게는 50 나노미터 초과, 더욱 바람직하게는 60 나노미터 초과, 더더욱 바람직하게는 70 나노미터 초과의 평균 입자 직경을 갖는 구형 실리카 나노입자:
의 혼합물의 수성 분산액으로서, 이 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 분산액; 및
b) 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만의 pKa를 갖는 산을 포함한다.
여전히 또 다른 바람직한 측면에서, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a)
i. 30 나노미터 이하, 바람직하게는 20 나노미터 이하, 더욱 바람직하게는 10 나노미터 이하, 더더욱 바람직하게는 5 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 구형 실리카 나노입자; 및
ii. 폴리우레탄 중합체 및/또는 아크릴 중합체를 포함하는 중합체 입자:
의 혼합물의 수성 분산액으로서, 이 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 분산액; 및
b) 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만의 pKa를 갖는 산을 포함한다.
또 다른 바람직한 측면에서, 본 발명의 방법의 이러한 실행에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은:
a)
i. 5 내지 30 나노미터, 바람직하게는 7 내지 25 나노미터, 더욱 바람직하게는 8 내지 20 나노미터, 더더욱 바람직하게는 9 내지 15 나노미터를 포함하는 평균 입자 직경을 갖고, 20 내지 300 나노미터, 바람직하게는 30 내지 200 나노미터, 더욱 바람직하게는 35 내지 150 나노미터, 더더욱 바람직하게는 40 내지 100 나노미터를 포함하는 평균 길이를 갖는 침상 실리카 나노입자; 및
ii. 폴리우레탄 중합체 및/또는 아크릴 중합체를 포함하는 중합체 (라텍스) 입자:
의 혼합물의 수성 분산액으로서, 이 수성 분산액은 pH가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3 미만인 분산액; 및
b) 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 0 미만의 pKa를 갖는 산을 포함한다.
상기 기재된 것과 같이 (산성화된) 실리카 나노입자 코팅층은, 각종 기재 상에, 특히 예로서 중합체성 필름 및 시트 재료와 같은 중합체성 재료, 유리, 세라믹, 유기 및 무기 복합체 재료, 금속, 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 기재에 적용된 경우, 예기치않게 뛰어난 이슬 형성 지연 능력을 제공한다. 이론에 구애되고자 함이 없이, 이러한 이슬 형성 지연 능력은 코팅된 기재 상에 제공된 실리카 나노입자 코팅의 연속적인 무기적 특성, 및 연속적 소결-결합된 실리카 나노입자 또는 실리카 나노입자 응집물의 연속적인 무기적 네트워크의 포함으로 인한 것으로 여겨진다. 여전히 이론에 구애되고자 함이 없이, 상기 기재된 것과 같은 실리카 나노입자 코팅 층의 다공성 특징은, 시트-유사 형상으로 차례로 신속하게 퍼지는 액적들 (이슬 액적 포함)에 참여하는, 소위 모세관 현상을 증가시키는 것으로 여겨진다.
본 발명에서의 용도를 위한 코팅 조성물이 적용될 수 있는 기재는 바람직하게는 가시광선에 투명하거나 또는 반투명하다. 일부 측면에서, 기재는 폴리에스테르 (예로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트), 폴리카보네이트, 알릴다이글리콜카보네이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 에폭시 동종중합체, 폴리다이아민과의 에폭시 부가 중합체, 폴리다이티올, 폴리에틸렌 공중합체, 플루오르화 표면, 아세테이트 및 부티레이트와 같은 셀룰로오스 에스테르로 만들어지며, 이의 블렌드 및 라미네이트를 포함한다.
전형적으로, 기재는 재료의 필름, 시트, 패널 또는 판유리 형태이고, 교통 신호, 재귀반사성 (retroreflective) 및 그래픽 표지판 (graphic signage), 정보제공 및 광고 패널, 자동차 차량용 번호판, 세워진 인도 표시기(raised pavement marker), 반사기 및 선형 설계 시스템 (linear delineation systems (LDS)), 광고 조명 박스 (light box), 시각적으로 관찰가능한 정보를 갖는 플랫폼 또는 디스플레이 지지체, 건축 유리공사 (glazing), 장식 유리 프레임, 동력 차량 창문 및 바람막이 창, 눈 보호장비, 및 이의 임의의 조합과 같은 물품의 일부일 수 있다. 실리카 나노입자 코팅은 바람직한 경우 선택적으로, 물품의 단지 일부만을 커버할 수 있으며, 예로서 시각적으로 관찰가능한 정보를 포함하는 구역만 코팅될 수 있다. 기재는 평면, 곡면 또는 형상화될 수 있다.
그 외의 다른 실시 형태에서, 기재는 투명일 필요는 없다. 이러한 특정 실행은 예로서 그래픽 및 표지판에서 이용된 연성 필름과 같은 기재에 적용된다. 연성 필름은 PET와 같은 폴리에스테르 또는 PP (폴리프로필렌), PE (폴리에틸렌) 및 PVC (폴리염화비닐)와 같은 폴리올레핀으로 제조될 수 있다. 기재 수지의 필름으로의 압출 성형 및 압출 성형된 필름의 임의의 단축 또는 이축 배향화와 같은 종래의 필름제조 기술을 사용하여 기재를 필름으로 형성시킬 수 있다. 기재는 상기 기재된 것과 같은 기재 및 실리카 나노입자 코팅 층 간의 접착을 개선시키기 위하여, 예로서, 화학 처리, 공기 또는 질소 코로나와 같은 코로나 처리, 플라스마, 화염, 플래시 램프 처리 또는 화학선 조사를 이용하여 처리될 수 있다. 필요한 경우, 기재 및 코팅 조성물 사이에 임의의 타이층 (tie layer)도 적용하여 층간 접착을 증가시킬 수 있다. 상기 기재된 처리를 사용하여 기재의 다른 측면도 처리하여, 기재 및 접착제 사이의 접착을 개선할 수 있다. 본 기술분야에 알려진 바와 같이, 기재에 문구 또는 기호와 같은 그래픽을 제공할 수 있다.
바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 기재는 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기 중합체성 재료를 포함한다. 또 다른 바람직한 측면에서, 본 명세서에서의 용도를 위한 기재는 작용성 및 비작용성 유기 중합체의 공중합체로부터 선택된 유기 작용성 중합체를 포함한다.
또 다른 바람직한 측면에서, 본 명세서에서의 용도를 위한 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 여전히 더욱 바람직한 측면에 따라, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트로 본질적으로 이루어진다.
본 발명의 방법에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 층은 두께가 실질적으로 균일하고 기재에 튼튼하게 부착된다. 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 코팅은 기재에 친수성 표면을 더 제공할 수 있고, 소수성 중합체 기재에 친수성 표면을 제공하는데 특히 유용하다. 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 코팅은 흐림방지 성질을 제공할 수도 있다. 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 코팅은 바람직하게는 코팅된 기재, 특히 필름 및 시트 재료와 같은 중합체성 재료에 건식 및 습식 내마모성 및 슬립성(slip property)을 제공하여, 이에 따라 그들의 취급성을 개선시킬 수 있다.
상기 기재된 것과 같은 산성화된 나노입자 조성물로부터 결과로서 수득되는 코팅은 내수성 및 기계적으로 내구성이 있는 친수성 표면을 유리 및 중합체성 기재와 같은 기재에 더 제공할 수 있으며, 다양한 온도 및 고습도 조건 하에서 양호한 흐림방지 성질을 더 제공할 수 있다. 또한, 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 코팅은, 보호층을 더 제공할 수 있고, 코팅의 나노입자 구조가 올리고머성 및 중합체성 분자에 의한 침투를 방지하는 경향이 있음으로 인해, 식품 및 기계 오일, 페인트, 먼지 및 더러움을 포함하는 유기 오염물질을 씻어 제거하는 것을 나타낼 수 있다.
유리하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅은 뛰어난 내긁힘성 및 오물 및 얼룩의 축적으로부터, 특히 광물 및 비누 침전물 얼룩으로부터 오래 지속되는 보호성을 더 제공할 수 있다. 기타 장점으로는 더욱 균일한 코팅, 더욱 양호한 기재에의 부착, 코팅의 더욱 양호한 내구성 및 UV-안정성, 증가된 투과율, 및 오염물을 코팅된 표면으로부터 씻어낼 수 있는 세정 용이성의 장점을 포함한다. 여전히 유리하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은 쉘 안정성이고, 예로서 겔화, 불투명화되지 않거나, 다르게는 현저히 열화되지 않는다.
본 개시내용의 방법은 기재 상 코팅을 위한 용매 또는 계면활성제를 요구하지 않으며, 따라서 유해성이 적고, 공기에 휘발성 유기 화합물 (VOC)을 추가하지 않는다.
본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자는 수성 또는 물/유기 용매 혼합물 중 서브미크론 크기의 실리카 나노입자의 분산액이다. 평균 입자크기는 대안적으로, 본 기술분야의 숙련자에게 공지된, 투과 전자 현미경 기술을 이용하여 결정될 수 있다. 실리카 나노입자는 바람직하게는 표면 개질되지 않는다.
본 명세서에서의 용도를 위한 나노입자는 약 50 m2/그램 초과, 바람직하게는 200 m2/그램 초과, 및 더욱 바람직하게는 400 m2/그램 초과의 비표면적을 일반적으로 갖는다. 바람직하게는, 입자가 좁은 입자 크기 분포, 즉, 2.0 이하, 바람직하게는 1.5 이하의 다분산도를 갖는다. 필요에 따부, 선택된 기재 상에서 조성물의 코팅성을 유해하게 감소시키지 않으며, 투과도 및/또는 친수성을 감소시키지 않는 양으로, 및/또는 헤이즈 (haze)를 증가시키지 않는 양으로, 더욱 큰 실리카 입자를 첨가할 수 있다.
수성 매질 내 다공성 및 비다공성 구형 입자의 적합한 무기 실리카 졸은 당 분야에서 공지이며 상업적으로 구매가능하다. 물 또는 물-알코올 용액 중의 실리카 졸은 LUDOX (이.아이. 뒤퐁 드 느무르 앤 코., 인크. (E.I. du Pont de Nemours and Co., Inc.) [Wilmington, Del., USA 소재] 제조), NYACOL (냐콜 코. (Nyacol Co.) [Ashland, MA 소재]로부터 입수가능) 또는 NALCO (온데아 날코 케미컬 코.(Ondea Nalco Chemical Co.) [Oak Brook, Ill 소재] 제조)와 같은 상표명 하에 상업적으로 구매가능하다. 유용한 한 실리카 졸은 평균 입자 크기가 5 나노미터이고, pH가 10.5이고, 고체 함량이 15 중량%인 실리카 졸로서 입수가능한 NALCO 2326이다. 본 명세서에서의 용도를 위한 다른 상업적으로 구매가능한 실리카 나노입자에는: 날코 케미컬 코.로부터 상업적으로 구매가능한 NALCO 1050, NALCO 1115, NALCO 1130, NALCO 2329, NALCO 8699 및 NALCO TX11561; 레메트 코프. (Remet Corp.)[Utica, NY에 소재]로부터} 상업적으로 구매가능한 REMASOL SP30; 이. 아이. 뒤퐁 드 느무르 코., 인크.로부터 상업적으로 구매가능한 LUDOX SM; 실코 컴퍼니 (Silco company)로부터 상업적으로 구매가능한 LI-518 및 SI-5540이 포함된다. 다른 상업적으로 구매가능한 수 분산액 중 실리카 졸은 Levasil 또는 Bindzil (아크조 노벨 (Akzo Nobel)제조)이라는 상표명 하에 상업적으로 구매가능하다. 몇몇 유용한 실리카 졸은 Levasil 500/15, Levasil 50/50, Levasil 100/45, Levasil 200/30, Bindzil 15/500, Bindzil 15/750 및 Bindzil 50/80이다.
적합한 침상 실리카 입자는 닛산 케미컬 인더스트리즈 (Nissan Chemical Industries) [Tokyo, Japan 소재]에 의한 상표명 SNOWTEX-UP 또는 SNOWTEX-OUP의 수성 분산액으로서 수득될 수 있다. SNOWTEX-UP 혼합물은 20-21% (w/w)의 침상 실리카, 0.35% (w/w) 미만의 Na2O, 및 물로 이루어진다. 입자는 직경이 약 9 내지 15 나노미터이며, 길이가 40 내지 300 나노미터이다. 현탁액은 25℃에서 <100 mPas의 점도, 약 9 내지 10.5의 pH, 및 20℃에서 약 1.13의 비중을 갖는다. SNOWTEX-OUP 혼합물의 경우, 이는 15-16% (w/w)의 침상 실리카로 이루어지고, pH는 약 2 내지 4이다.
다른 적합한 침상 실리카 입자는 진주 스트링의 형태를 갖는, 닛산 케미컬 인더스트리즈에 의한 상표명 SNOWTEX-PS-S 및 SNOWTEX-PS-M으로서 수득할 수 있다. 혼합물은 20-21% (w/w)의 실리카, 0.2% (w/w) 미만의 Na2O, 및 물로 이루어진다. SNOWTEX-PS-M 입자는 직경이 약 18 내지 25 나노미터이며, 길이가 80 내지 150 나노미터이다. 입자 크기는 동적 광산란법에 의하면 80 내지 150이다. 현탁액은 25℃에서 <100 mPas의 점도, 약 9 내지10.5의 pH, 및 20℃에서 약 1.13의 비중을 갖는다. SNOWTEX-PS-S는 10-15 nm의 입자 직경 및 80-120 nm의 길이를 갖는다.
본 명세서에서의 용도에 적합한 상업적으로 구매가능한 중합체 라텍스의 예로는: 디에스엠 네오레진, 인크. (DSM NeoResins, Inc.)[Wilmington, MA 소재]로부터 NEOREZ R-960, NEOREZ R-966, NEOREZ R-967, NEOREZ R-9036, 및 NEOREZ R-9699로서 입수가능한 수성 지방족 폴리우레탄 에멀션; 이센셜 인더스트리즈, 인크. (Essential Industries, Inc). [Merton, WI 소재]로부터 ESSENTIAL CC4520, ESSENTIAL CC4560, ESSENTIAL R4100, 및 ESSENTIAL R4188로서 입수가능한 수성 음이온 폴리우레탄 분산액; 루브리졸, 인크. (Lubrizol, Inc.) [Cleveland, OH 소재]로부터 SANCURE 843, SANCURE 898, 및 SANCURE 12929로서 입수가능한 폴리에스테르 폴리우레탄 분산액; 루브리졸, 인크.로부터 TURBOSET 2025로서 입수가능한 수성 지방족 자기-가교결합 폴리우레탄 분산액; 및 바이엘 머티리얼 사이언스, 엘엘시 (Bayer Material Science, LLC) [Pittsburgh, PA 소재]로부터 BAYHYDROL PR240로서 입수가능한, 공용매가 없는, 수성 음이온 지방족 자기-가교결합 폴리우레탄 분산액이 포함된다. 본 명세서에서의 용도에 적합한 다른 상업적으로 구매가능한 중합체 라텍스는 디에스엠 네오레진, 인크.[Wilmington, MA 소재]로부터 NEOCRYL A-612, NEOCRYL XK-151 및 NEOCRYL XK-52로서 입수가능한 수성 아크릴 에멀션이 포함된다.
저수성 또는 비수성 실리카 졸 (실리카 유기졸 (organosol)로도 불림)이 이용될 수도 있으며, 이는 액체 상이 유기 용매 또는 수성 유기 용매인 실리카 졸 분산액이다. 본 개시내용의 실시에서, 실리카 졸은 그 액체 상이 에멀션과 상용성이고, 전형적으로 수성 또는 수성 유기 용매이도록 선택된다.
본 명세서에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 조성물은 바람직하게는 pKa (H2O)가 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 더욱 바람직하게는 3.5 미만, 더더욱 바람직하게는 3 미만, 더더욱 바람직하게는 2.5 미만, 더더욱 바람직하게는 2 미만, 더더욱 바람직하게는 1.5 미만, 더더욱 바람직하게는 1 미만, 가장 바람직하게는 0 미만인 산을 함유한다. 본 명세서에서의 용도에 유용한 산에는 유기 및 무기 산 모두가 포함되며, 옥살산, 시트르산, H2SO3, H3PO4, CF3CO2H, HCl, HBr, HI, HBrO3, HNO3, HClO4, H2SO4, CF3SO3H, CF3CO2H, 및 CH3SO2OH에 의해 예시될 수 있다. 가장 바람직한 산은 HCl, HNO3, H2SO4, 및 H3PO4를 포함한다. 일부 실시형태에서는, 유기산 및 무기산의 혼합물을 제공하는 것이 바람직하다. 일부 실시형태에서, pKa가 3.5 이하 (바람직하게는 2.5 미만, 가장 바람직하게는 1 미만)인 것들을 포함하는 산 및 pKa가 0 초과인 소량의 다른 산의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅 조성물은 5 미만, 바람직하게는 4 미만, 가장 바람직하게는 3 미만의 pH를 제공하기에 충분한 산을 일반적으로 함유한다.
테트라에틸오르토실리케이트 (TEOS)와 같은 테트라알콕시실란 커플링제 및 알킬 폴리실리케이트 (예로서, 폴리(다이에톡시실록산))과 같은 올리고머 형태도 실리카 나노입자들 간의 결합을 개선시키는데 유용할 수 있다. 코팅의 반사방지 또는 흐림방지 성질의 파괴를 방지하기 위하여 코팅 조성물 중 포함된 커플링제의 양은 제한되어야만 한다. 커플링제의 최적의 양은 실험에 의해 결정되며, 커플링제의 아이덴티티(identity), 분자량 및 굴절률에 좌우된다. 커플링제(들)은 존재하는 경우, 전형적으로 0.1 내지 20 중량%의 실리카 나노입자 농도 수준, 및 더욱 바람직하게는 약 1 내지 15 중량%의 실리카 나노입자 수준으로 조성물에 첨가된다.
유리하게는, 본 발명의 방법은 기재, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 및 실리카 나노입자 코팅으로 구성된 코팅 조립체 내로, 코팅 조립체 분야에서 일반적으로 알려진 임의의 추가 성분 또는 요소를 혼입시키는 단계를 더 포함한다. 예시적인 성분으로는 이에 제한되지 않지만, 보호층, 라이너 (liner), 배킹층, 접착 조성물 층, 거울층 (예로서, 알루미늄 증기 코트), 프리즘층, 유리 비드층, 및 이의 임의의 조합이 포함된다. 그의 혼입에 적합한 기타 성분 및 적합한 방식은 본 기술 분야의 숙련자에게 쉽게 확인될 것이다. 또한, 기재, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅, 및 실리카 나노입자 코팅으로 구성된 코팅 조립체 내로 추가 성분의 혼입이, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅 층의 원래 성질 (예로서, 친수성 또는 이슬 형성 지연 효과)에 유해한 영향을 미치지 않도록 하는 것임은 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 상기 기재된 것과 같은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 그 위에 코팅한 것을 포함하는 기재의 표면 처리 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 기재된 것과 같은 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재 표면에 적용하는 단계 전에, 기재 표면에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 기재의 표면에 친수성을 부여하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 상기 기재된 것과 같은 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 기재 표면에 적용하여 프라이머-처리된 표면을 제공하는 단계를 포함하고, 여기에서 상기 방법은 상기 기재된 것과 같은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 프라이머-처리된 표면에 적용하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 여전히 또 다른 측면에 따라, 상기 기재된 것과 같은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재의 표면 상에 적용하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재 표면에 적용하는 단계 전에, 상기 기재된 것과 같은 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을, 기재 표면에 적용하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기재 및 그 위에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅을 포함하는 코팅 조립체에 관한 것으로, 상기 코팅 조립체는 기재와 산-소결된 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅 사이에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 더 포함한다.
본 발명의 한 측면에 따른 코팅 조립체의 바람직한 실행에서, 기재 및/또는 그 위에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅 및/또는 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅은, 본 발명의 또 다른 측면에 따라 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성 증진 방법에서의 용도를 위해 상기 기재된 것과 같다.
본 발명의 맥락에서, 본 발명의 방법에서의 용도를 위해 상기 기재된 것과 같은, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 층은, 기재와 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 층 사이에서 중간 접착 촉진제 층으로서의 역할을 하는 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅과 조합되어 사용되는 경우, 다양한 기재에 매우 잘 부착된다는 것이 놀랍게도 발견되었다.
본 개시내용에 따른 코팅 조립체의 바람직한 측면에서, 기재는 중합체성 재료 (예컨대 중합체성 필름 및 시트 재료), 유리, 세라믹, 유기 및 무기 복합체 재료, 금속 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 본 개시내용의 코팅 조립체에서의 용도를 위한 기재는 유기 중합체성 재료를 포함하며, 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 또 다른 바람직한 측면에서, 본 개시내용의 코팅 조립체에서의 용도를 위한 기재는 작용성 및 비작용성 유기 중합체의 공중합체로부터 선택된 유기 작용성 중합체를 포함한다.
여전히 더욱 바람직한 측면에서, 본 개시내용의 코팅 조립체에서의 용도를 위한 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 여전히 더욱 바람직한 측면에 따라, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트로 본질적으로 이루어진다.
이에 따라, 본 명세서에서의 용도를 위한 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅은, 특히 폴리(메트)아크릴레이트, 더욱 바람직하게는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트로부터 선택되는 중합체성 기재에 코팅된 경우, 뛰어난 내구성, UV-안정성 및 건식 및/또는 습식 내마모성을 갖는 그러한 코팅 조립체 또는 코팅된 기재를 제공한다. 이론에 구애되고자 함이 없이, 그러한 내구성, UV-안정성 및 (건식 및/또는 습식) 내마모성은 산성화된 실리카 나노입자의 저온 소결로 인한 것으로 여겨진다.
실외 적용 또는 사용의 맥락에서, 대응하는 코팅 조립체, 코팅된 기재 또는 코팅된 물품은, 후자가 이슬 형성, 안개, 비 및 눈과 같은 각종 형태의 침전물을 겪게 됨에 따라, 특히 뛰어난 습식 내마모성을 제공하는 것이 가장 중요하다. 유리하게는, 대응하는 코팅 조립체, 코팅된 기재 또는 코팅된 물품은 뛰어난 건식 내마모성을 더 제공하며, 예로서 공공 기물 파손 행위에 더욱 내성이 되도록 만든다.
본 발명의 코팅 조립체에서의 용도에 적합한 프라이머 코팅 조성물은 본 발명의 또 다른 측면에 따라 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성을 증진시키는 방법에서의 용도를 위해 상기 기재된 것들과 동일하다.
바람직하게는, 본 발명의 코팅 조립체에서의 용도를 위한 프라이머 코팅 조성물은, 바람직하게는 에폭시 실란, 아미노 실란, (메트)아크릴로일옥시 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기작용성 실란을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 유기작용성 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란; (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란; 3-아미노프로필트라이메톡시실란; 3-(2-아미노에틸아미노) 프로필트라이메톡시실란; 테트라에톡시실란; 3-(아크릴로일옥시)프로필 트라이메톡시실란; 3-(메타크릴로일옥시)프로필 트라이메톡시실란; 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 여전히 바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 프라이머 코팅 조성물은 실리카 입자가 없고, 특히 실리카 나노입자가 없으며, 더욱 특히 산성화된 실리카 나노입자가 없다.
바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 정적 수 접촉각(water contact angle) 측정 방법에 따라 측정시, 50°미만, 바람직하게는 30° 미만, 더욱 바람직하게는 20° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만, 가장 바람직하게는 5° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 건식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 100 회의 건식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 10°, 더더욱 바람직하게는 5° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 건식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 500 회의 건식 마모 사이클 후, 50° 미만, 바람직하게는 30° 미만, 더욱 바람직하게는 20° 미만, 더더욱 바람직하게는 15° 미만, 여전히 더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 건식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 1000 회의 건식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 100 회의 습식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 500 회의 습식 마모 사이클 후, 50° 미만, 바람직하게는 30° 미만, 더욱 바람직하게는 20° 미만, 더더욱 바람직하게는 15° 미만, 여전히 더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 1000 회의 습식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 25° 미만, 더욱 바람직하게는 20° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 5000 회의 습식 마모 사이클 후, 40° 미만, 바람직하게는 35° 미만, 더욱 바람직하게는 30° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는다.
또 다른 바람직한 실행에서, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는, 실험 부분에 기재된 내구성 시험 방법에 따라 측정시, 5년 이상, 바람직하게는 8년 이상, 더욱 바람직하게는 10년 이상, 더더욱 바람직하게는 12년 이상의 기계적 내구성을 갖는다.
유리하게는, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체에는, 코팅 조립체 또는 오버라미네이트 (overlaminate) 코팅 기술 분야에서 일반적으로 알려진 임의의 추가적인 성분 또는 요소가 제공될 수 있다. 예시적인 성분으로는 이에 제한되지 않지만, 보호층, 라이너, 배킹층, 접착 조성물층, 거울층 (예로서, 알루미늄 증기 코트), 프리즘층, 유리 비드층, 및 이의 임의의 조합이 포함된다. 그의 혼입에 적합한 기타 성분 및 적합한 방식은 본 기술 분야의 숙련자에게 쉽게 확인될 것이다. 또한, 코팅 조립체로의 추가 성분의 혼입이, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅 층의 원래 성질 (예로서, 친수성 또는 이슬 형성 지연 효과)에 유해한 영향을 미치지 않도록 하는 것임은 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.
바람직하게는, 본 개시내용에 따른 코팅 조립체는 가시광선에 대해 투명 또는 반투명하다. 이러한 특이적 실행은 코팅 조립체를 각종 기재 상에 오버라미네이트 코팅으로서 적용 또는 코팅시키고자 하는 경우 특정한 용도를 알아낼 수 있다. 대안적으로, 코팅 조립체는 반드시 투명할 필요는 없을 수 있고, 완전히 불투명할 수 있다.
일부 측면에서, 실리카 나노입자 코팅 조성물은 개선된 세정성을 제공하고, 기재와 그 하부의 코팅된 물품을 긁힘과 같은 손상, 또는 마모 및 용매로 인한 기타 손상으로부터 보호하는 강한 내성 층을 제공한다. "세정성"이라 함은, 경화될 때, 내오일성 및 내오염성을 제공하고, 기재 및 코팅된 물품이 오일 또는 우발적인 더러움과 같은 오염물질에의 노출에 의해 오염되는 것을 방지하도록 돕는 실리카 나노입자 코팅 조성물의 능력을 지칭하고자 한다. 실리카 나노입자 코팅 조성물도 임의의 보호층을, 더러워진 경우 더욱 세정하기 쉽도록 만들 수 있어서, 물로 간단히 헹구는 단계만으로 오염물질을 제거하기 위해 필요하다. 개선된 세정성의 제공은, 상기 기재된 것과 같은 실리카 나노입자 코팅 조성물이 실외 사용을 위해 의도된 물품과 함께 사용된 경우, 특히 유리하다.
실리카 나노입자 코팅 조성물 및 프라이머 코팅 조성물은, 바(bar), 롤, 커튼, 로토그라비어(rotogravure), 분무 또는 침지 코팅 기술과 같은 기존 기술을 이용하여 기재 상에 코팅되는 것이 바람직하다. 바람직한 방법에는 바 및 롤 코팅 또는 두께를 조정하기 위한 에어 나이프(air knife) 코팅이 포함된다. 필름의 균일한 코팅 및 습윤을 보장하기 위하여, 코로나 방전 또는 화염 처리 방법을 사용한 코팅 전에 기재 표면을 산화시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 층 및 프라이머 코팅 층은, 코팅에서의 가시적인 간섭 색상 변화를 피하기 위하여, 바람직하게는 약 200 Å 미만, 및 더욱 바람직하게는 100 Å 미만으로 변화시키면서 균일한 평균 두께로 적용된다. 최적 평균 건조 코팅 두께는 특정 코팅 조성물에 의존하지만, 일반적으로 코팅의 평균 두께는, 게르트너 사이언티픽 코프 모델(Gaertner Scientific Corp Model) 번호. L115C와 같은 엘립소미터 (ellipsometer)를 사용하여 측정시, 500 내지 2500 Å, 바람직하게는 750 내지 2000 Å, 및 더욱 바람직하게는 1500 내지 2000 Å이다. 그러나, 평균 코팅 두께는 바람직하게는 균일하고, 실질적인 코팅 두께는 코팅 상에서 하나의 특정 지점에서 다른 한 지점까지 현저히 변화될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
한 측면에서, 본 발명에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 및 프라이머 코팅 층은 기재의 양쪽 면 상에 코팅될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에서의 용도를 위한 실리카 나노입자 코팅 및 프라이머 코팅 층은 기재의 한쪽 면 상에서만 코팅된다. 기재의 반대쪽 면은 코팅되지 않을 수 있거나, 또는 본 기술분야의 숙련자에게 일반적으로 알려진 임의의 성분 층으로 코팅될 수 있다. 바람직하게는, 반대쪽 면은 접착제 층으로 코팅되고, 선택적으로 추가의 라이너 층이 제공된다.
본 개시내용에 따른 코팅 조립체의 제조 방법의 맥락에서, 두가지 대안적인 코팅 방법이 본 명세서에서 유리하게 사용될 수 있다.
바람직한 제1 코팅 방법에 따르면, 기재는 프라이머 코팅 용액으로 코팅되고, 바람직하게는 실온에서 약 15분 동안 건조된다. 실리카 나노입자 코팅 조성물은 그 후 이어서 건조 프라이머 층의 최상부 상에 적용되고, 전체 코팅 조립체는 바람직하게는 70℃ 내지 90℃를 포함하는 온도, 더욱 바람직하게는 약 80℃의 온도의, 재순환 오븐 내에서 바람직하게는 1 내지 10 분을 포함하는 기간 동안, 건조 단계 처리된다. 불활성 기체가 순환될 수 있다. 온도는 건조 공정을 촉진시키기 위해 추가로 증가될 수 있지만, 기재에 대한 손상을 피하기 위해 주의해야 한다.
바람직한 제2 코팅 방법에 따르면, 기재는 프라이머 코팅 용액으로 코팅되고, 바람직하게는 50℃ 내지 80℃를 포함하는 온도, 더욱 바람직하게는 약 60℃의 온도에서, 바람직하게는 1 내지 10분을 포함하는 기간 동안, 건조 단계 처리된다. 실리카 나노입자 코팅 조성물은 그 후 이어서 건조 프라이머 층의 최상부 상에 적용되고, 전체 코팅 조립체는 바람직하게는 70℃ 내지 90℃를 포함하는 온도, 더욱 바람직하게는 약 80℃에서, 약 10 분 동안 다시 건조 단계 처리된다. 본 발명의 맥락에서, 이러한 제2 방법이 더욱 바람직하게 사용된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 지지체 및 그 위에 코팅 조립체를 포함하는 코팅된 물품이 제공되며, 여기에서 코팅 조립체는 상기 기재된 것과 같다. 본 명세서에서의 용도에 적합한 지지체는 본 기술분야에서의 숙련자에 의해 쉽게 확인될 것이다. 본 발명의 코팅된 물품에서의 용도를 위한 예시적인 지지체는 예로서 중합체성 필름 및 시트 재료와 같은 중합체성 재료, 유리, 세라믹, 유기 및 무기 복합체 재료, 금속 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료를 포함한다. 본 명세서에서의 용도에 적합한 지지체는 상기 기재된 것과 같은 본 발명의 방법에서의 용도를 위한 기재를 형성하는데 사용된 동일하거나 또는 상이한 재료를 포함할 수 있다. 코팅 조립체는 바람직하게는, 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 기존 기술을 이용하여 지지체 상에 코팅된다.
일부 측면에서, 본 개시내용의 코팅된 물품은, 편평하거나 굽거나, 또는 복잡한 형태를 갖고, 그 위에 형성된 응집된 실리카 나노입자의 연속적 네트워크를 갖는, 사실상 임의의 구조일 수 있는 지지체를 포함한다. 코팅 조립체를 투명한 지지체에 적용하여 증가된 광투과도를 달성하는 경우, 코팅된 물품은 바람직하게는 코팅된 지지체에 따라 적어도 400 내지 700nm로 뻗어있는 파장 범위에 걸쳐서 2 퍼센트 이상 최대 10 퍼센트 이상에 달하는 수직 입사광 투과도에서의 총 평균 증가를 나타낸다. 투과도의 증가는 스펙트럼의 자외선 및/또는 적외선 부분 내의 파장에서도 나타날 수도 있다. 광투과성 기재의 하나 이상의 면에 적용된 바람직한 코팅 조성물은, 550 nm에서 측정했을 때 기재의 퍼센트 투과를 적어도 5 퍼센트, 및 바람직하게는 10 퍼센트 만큼 증가시킨다.
바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 지지체는 비-투명성이고, 더욱 바람직하게는 완전히 불투명성이다. 매우 바람직한 측면에서, 지지체는 재귀반사성 재료를 포함한다. 임의의 일반적으로 알려진 재귀반사성 재료가 본 명세서에서 사용될 수 있다. 본 명세서에서의 용도에 적합한 재귀반사성 재료는 본 기술분야의 숙련자에 의해 쉽게 확인될 수 있다. 예시적인 재귀반사성 재료에는, 이에 제한되지는 않지만, 상표명 다이아몬드 그래이드 (DIAMOND GRADE) 시팅(sheeting) (쓰리엠 컴퍼니 (3M Company) [St. Paul, MN 소재]로부터 입수가능) 하에 판매되는 재귀반사성 (공)중합체 필름이 포함된다. 한 측면에 따라, 대응하는 코팅된 물품은 바림직하게 교통 신호, 재귀반사성 및 그래픽 표지판, 정보제공 및 광고 패널, 자동차 차량용 번호판, 세워진 인도 표시기, 반사기 및 선형 설계 시스템 (LDS), 광고 조명 박스, 시각적으로 관찰가능한 정보를 갖는 플랫폼 또는 디스플레이 지지체, 건축 유리공사, 장식 유리 프레임, 동력 차량 창문 및 바람막이 창, 눈 보호장비, 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 코팅된 물품은 바람직하게는 교통 신호, 재귀반사성 및 그래픽 표지판, 및 세워진 인도 표시기로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 본 명세서에서의 용도를 위한 코팅된 물품은 실외 사용 또는 적용을 위해 의도된다. 이에 따라, 본 명세서에서의 용도를 위한 코팅된 물품은 바람직하게는 실외 환경에 사용/위치되며, 따라서 요소에 노출된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅에 내마모성을 부여하기 위한 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도에 관한 것으로, 여기에서 기재는 바람직하게는 유기 중합체성 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기 중합체성 재료를 포함한다. 본 개시내용에 따른 더욱 바람직한 측면에서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 본 개시내용에 따른 이러한 용도의 더더욱 바람직한 측면에서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트로 본질적으로 이루어진다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기재 표면에 친수성을 부여하기 위한 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도에 관한 것으로, 여기에서 기재는 바람직하게는 유기 중합체성 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기 중합체성 재료를 포함한다. 본 개시내용에 따른 더욱 바람직한 측면에서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 본 개시내용에 따른 이러한 용도의 더더욱 바람직한 측면에서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트로 본질적으로 이루어진다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 기재 표면 상에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 적용하기 위한, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도에 관한 것으로, 여기에서 기재는 바람직하게는 유기 중합체성 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기 중합체성 재료를 포함한다. 본 개시내용에 따른 용도의 더욱 바람직한 측면에서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 본 개시내용에 따른 이러한 용도의 더더욱 바람직한 측면에서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트로 본질적으로 이루어진다.
제1항목은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성 증진 방법으로서, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재에 적용하는 단계 전에, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 (조성물)을 기재에 적용하는 단계를 포함하되, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 방법이다.
제2항목은, 제1항목에 있어서:
a) 기재 표면의 적어도 일부를 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 조성물과 접촉시키는 단계;
b) 프라이머-처리된 표면을 형성하기 위하여 프라이머 코팅 조성물을 건조시키고, 선택적으로 경화시키는 단계;
c) 프라이머-처리된 표면을 바람직하게는 150 나노미터 미만의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자의 수성 분산액을 포함하는 실리카 나노입자 코팅 조성물과 접촉시키는 단계로, 상기 수성 분산액은 pH가 5 미만인 단계; 및
d) 기재 상에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 제공하기 위하여 실리카 나노입자 코팅 조성물을 건조시키는 단계를 포함하는 방법이다.
제3항목은, 제2항목에 있어서, 실리카 나노입자 코팅 조성물이:
a) 40 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자 및 40 나노미터 초과의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자의 혼합물의 수성 분산액, 및
b) pKa가 5 미만인 산을 포함하는 방법이다.
제4항목은, 제2항목에 있어서, 실리카 나노입자 코팅 조성물이:
a) 침상 실리카 나노입자 및 구형 실리카 나노입자의 혼합물의 수성 분산액으로, 여기에서 구형 실리카 나노입자는 바람직하게는 100 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖고; 및
b) pKa가 5 미만인 산을 포함하는 방법이다.
제5항목은, 제2항목에 있어서, 실리카 나노입자 코팅 조성물이:
a) 코어-쉘 입자의 수성 분산액으로, 각 코어-쉘 입자는 본질적으로 중합체 코어 상에 배치된 실리카 나노입자로 이루어지는 쉘로 둘러싸인 중합체 코어를 포함하고, 수성 분산액은 pH가 5 미만인 수성 분산액, 및
b) pKa가 5 미만인 산을 포함하는 방법이다.
제6항목은 제5항목에 있어서, 비다공성 실리카 나노입자가 60 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 방법이다.
제7항목은 제5항목 또는 제6항목에 있어서, 코어-쉘 입자의 중합체 코어가 아크릴 중합체, 폴리우레탄 중합체 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합체를 포함하는 방법이다.
제8항목은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 포함하는 기재의 표면 처리 방법으로서, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재 표면에 적용하는 단계 전에, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 기재 표면에 적용하는 단계를 포함하되, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 방법이다.
제9항목은 기재 표면에 친수성을 부여하는 방법으로서, 기재 표면에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 적용하여 프라이머-처리된 표면을 형성하는 단계를 포함하고, 여기에서 상기 방법은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 프라이머-처리된 표면에 적용하는 단계를 더 포함하되, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 방법이다.
제10항목은 기재 표면 상에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 적용하는 방법으로서, 상기 방법은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재 표면에 적용하는 단계 전에 기재 표면에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 적용하는 단계를 포함하되, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 방법이다.
제11항목은 제1항목 내지 제10항목 중 어느 한 항에 있어서, 기재는 중합체성 재료 (중합체성 필름 및 시트 재료), 유리, 세라믹, 유기 및 무기 복합체 재료, 금속 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 방법이다.
제12항목은 제11항목에 있어서, 기재는 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기 중합체성 재료를 포함하는 방법이다.
제13항목은 제11항목 또는 제12항목에 있어서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 방법이다. 바람직하게는, 기재는 본질적으로 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진다.
제14항목은 제1항목 내지 제13항목 중 어느 한 항목에 있어서, 유기작용성 실란은 하기 화학식을 갖는 방법이다:
(R1O)m-Si-[(CH2)n-Y]4-m
식 중,
R1은 독립적으로 알킬로, 바람직하게는 1 내지 6개, 더욱 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함하는 알킬이고, 더더욱 바람직하게는 R1은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 아세틸로 이루어지는 군으로부터, 더더욱 바람직하게는 메틸 및 에틸로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택되고;
m = 1 내지 3, 바람직하게는 m = 2 또는 3;
n = 0 내지 12, 바람직하게는 n = 0 내지 3, 더욱 바람직하게는 n = 2 또는 3;
Y는 작용기, 바람직하게는 알콕시, 에폭시사이클로헥실, 글리시딜, 글리시딜옥시, 할로겐, (메트)아크릴로일, (메트)아크릴로일옥시, -NH-CH2-CH2-NR2R3, -NR2R3 (R2 및 R3은 H, 알킬, 페닐, 벤질, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된다)로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된다.
제15항목은 제1항목 내지 제14항목 중 어느 한 항목에 있어서, 유기작용성 실란은 에폭시 실란, 아미노 실란, (메트)아크릴로일옥시 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법이다.
제16항목은 제1항목 내지 제15항목 중 어느 한 항목에 있어서, 유기작용성 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란; (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란; 3-아미노프로필트라이메톡시실란; 3-(2-아미노에틸아미노) 프로필트라이메톡시실란; 테트라에톡시실란; 3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란; 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란; 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
제17항목은 제1항목 내지 제16항목 중 어느 한 항목에 있어서, 프라이머 코팅 조성물은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로는 (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로는 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이에톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로는 (3-글리시독시프로필) 트라이에톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물을 포함하는 방법이다.
제18항목은 제1항목 내지 제17항목 중 어느 한 항목에 있어서, 프라이머 코팅 조성물은 실리카 입자가 (실질적으로) 없고, 특히 실리카 나노입자가 없고, 더욱 특히 산성화된 실리카 나노입자가 없는 방법이다.
제19항목은 제1항목 내지 제18항목 중 어느 한 항목에 있어서, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 조성물은 유기 실란이 (실질적으로) 없고, 특히 유기작용성 실란이 없는 방법이다.
제20항목은 제1항목 내지 제19항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실리카 나노입자는 표면 개질된 또는 표면 작용화되지 않은 방법이다.
제21항목은 기재 및 그 위에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅을 포함하는 코팅 조립체로서, 상기 코팅 조립체는 상기 기재와 상기 산-소결된 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅 사이에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 더 포함하되, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 코팅 조립체이다.
제22항목은 제21항목에 있어서, 실리카 나노입자 코팅은 제1항목 내지 제7항목 중 어느 한 항목에 따른 방법에 의하여 수득가능한 코팅 조립체이다.
제23항목은 제21항목 또는 제22항목 중 어느 한 항목에 있어서, 기재는 중합체성 재료 (예컨대 중합체성 필름 및 시트 재료), 유리, 세라믹, 유기 및 무기 복합체 재료, 금속 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 재료를 포함하는 코팅 조립체이다.
제24항목은 제21항목 내지 제23항목 중 어느 한 항목에 있어서, 기재는 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기 중합체성 재료를 포함하는 코팅 조립체이다.
제25항목은 제24항목에 있어서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 코팅 조립체이다. 바람직하게는, 기재는 본질적으로 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진다.
제26항목은 제21항목 내지 제25항목에 있어서, 기재는 가시광선에 대해 투명하거나 또는 반투명한 재료를 포함하는 코팅 조립체이다.
제27항목은 제21항목 내지 제26항목에 있어서, 유기작용성 실란은 하기 화학식을 갖는 코팅 조립체이다:
(R1O)m-Si-[(CH2)n-Y]4-m
식 중,
R1은 알킬로, 바람직하게는 1 내지 6개, 더욱 바람직하게는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함하는 알킬이고, 더더욱 바람직하게는 R1은 메틸, 에틸, 프로필, 부틸 및 아세틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고, 더더욱 바람직하게는 메틸 및 에틸로 이루어지는 군으로부터 선택되고;
m = 1 내지 3, 바람직하게는 m = 2 또는 3;
n = 0 내지 12, 바람직하게는 n = 0 내지 3, 더욱 바람직하게는 n = 2 또는 3;
Y는 작용기, 바람직하게는 알콕시, 에폭시사이클로헥실, 글리시딜, 글리시딜옥시, 할로겐, (메트)아크릴로일, (메트)아크릴로일옥시, -NH-CH2-CH2-NR2R3, -NR2R3 (R2 및 R3은 H, 알킬, 페닐, 벤질, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택된다)로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
제28항목은 제21항목 내지 제27항목 중 어느 한 항목에 있어서, 유기작용성 실란은 에폭시 실란, 아미노 실란, (메트)아크릴로일옥시 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 코팅 조립체이다.
제29항목은 제21항목 내지 제28항목 중 어느 한 항목에 있어서, 유기작용성 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란; (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란; 3-아미노프로필트라이메톡시실란; 3-(2-아미노에틸아미노) 프로필트라이메톡시실란; 테트라에톡시실란; 3-(아크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란; 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란; 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
제30항목은 제21항목 내지 제29항목 중 어느 한 항목에 있어서, 프라이머 코팅은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로는 (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란, 3-아미노프로필트라이메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로는 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이에톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물, 또는 대안적으로는 (3-글리시독시프로필) 트라이에톡시실란, 3-아미노프로필트라이에톡시실란 및 테트라에톡시실란의 혼합물을 포함하는 코팅 조립체이다.
제31항목은 제21항목 내지 제30항목 중 어느 한 항목에 있어서, 프라이머 코팅 조성물은 실리카 입자가 없고, 특히 실리카 나노입자가 없고, 더욱 특히 산성화된 실리카 나노입자가 없는 코팅 조립체이다.
제32항목은 제21항목 내지 제31항목 중 어느 한 항목에 있어서, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 조성물은 유기 실란이 (실질적으로) 없고, 특히 유기작용성 실란이 없는 코팅 조립체이다.
제33항목은 제21항목 내지 제32항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실리카 나노입자는 표면 개질 또는 표면 작용화되지 않은 코팅 조립체이다.
제34항목은 제21항목 내지 제33항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 정적 수 접촉각 측정 방법에 따라 측정시, 50° 미만, 바람직하게는 30° 미만, 더욱 바람직하게는 20° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만, 가장 바람직하게는 5° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제35항목은 제21항목 내지 제34항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 건식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 100 회의 건식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 10° 미만, 더더욱 바람직하게는 5° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제36항목은 제21항목 내지 제35항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 건식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 500 회의 건식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제37항목은 제21항목 내지 제36항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 건식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 1000 회의 건식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제38항목은 제21항목 내지 제37항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 100 회의 습식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제39항목은 제21항목 내지 제38항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 500 회의 습식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제40항목은 제21항목 내지 제39항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 1000 회의 습식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 25° 미만, 더욱 바람직하게는 20° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제41항목은 제21항목 내지 제40항목 중 어느 한 항목에 있어서, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 5000 회의 습식 마모 사이클 후, 40° 미만, 바람직하게는 35° 미만, 더욱 바람직하게는 30° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체이다.
제42항목은 지지체 및 그 위에 제21항목 내지 제41항목 중 어느 한 항목에 따른 코팅 조립체를 포함하는 코팅된 물품이다.
제43항목은 제42항목에 있어서, 여기에서 지지체는 재귀반사성 재료를 포함하는 코팅된 물품이다.
제44항목은 제42항목 또는 제43항목에 있어서, 교통 신호, 재귀반사성 및 그래픽 표지판, 정보제공 및 광고 패널, 자동차 차량용 번호판, 세워진 인도 표시기, 반사기 및 선형 설계 시스템 (LDS), 광고 조명 박스, 시각적으로 관찰가능한 정보를 갖는 플랫폼 또는 디스플레이 지지체, 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 코팅된 물품이고; 더욱 바람직하게는, 상기 물품은 교통 신호, 재귀반사성 및 그래픽 표지판, 및 세워진 인도 표시기로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
제45항목은 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅에 내마모성 및/또는 UV-안정성 및/또는 내구성을 부여하기 위한 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도로서, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외하고, 여기에서 기재는 바람직하게는 유기 중합체성 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기 중합체성 재료를 포함한다. 이러한 용도의 더욱 바람직한 측면에 있어서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 이러한 용도의 더더욱 바람직한 측면에 있어서, 기재는 본질적으로 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진다.
제46항목은 기재 표면에 친수성을 부여하기 위한 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도로서, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외하고, 여기에서 기재는 바람직하게는 유기 중합체성 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기 중합체성 재료를 포함한다. 이러한 용도의 더욱 바람직한 측면에 있어서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 이러한 용도의 더더욱 바람직한 측면에 있어서, 기재는 본질적으로 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진다.
제47항목은 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 기재 표면 상에 적용하기 위한, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도로서, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외하고, 여기에서 기재는 바람직하게는 유기 중합체성 재료를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 기재는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 유기 중합체성 재료를 포함한다. 이러한 용도의 더욱 바람직한 측면에 있어서, 기재는 폴리메틸메타크릴레이트, 더더욱 바람직하게는 충격 개질된 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다. 이러한 용도의 더더욱 바람직한 측면에 있어서, 기재는 본질적으로 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어진다.
본 개시내용은 하기 비제한적인 실시예로 더욱 상세하게 설명될 것이다. 달리 특정되지 않는 한, 퍼센트는 총 조성물의 질량에 관련된 중량 퍼센트로, 각 경우에서 100 중량 퍼센트로 합산된다.
실시예
시험 방법:
정적 수 접촉각 측정 [W.C.A.]
정적 수 접촉각 측정은 밀리포어 코퍼레이션(Millipore Corporation) 사로부터 수득된, 탈이온수를 이용하여 수행되었다. 사용된 접촉각 분석기는 비디오 접촉각 분석기 "VCA Optima" (에이에스티 프로덕츠 인크. (AST Products Inc.) 사로부터 입수가능)이었다. 정적 접촉각은 침적한지 30초 후 정적 (sessile drop) (1 μL) 상에서 측정되었다. 보고된 값은 4 회 이상의 개별적인 측정의 평균이다.
건식 마모 시험
건식 마모 시험은 왕복 마모기 (Reciprocating Abraser) (모델 5900, 타베르 인더스트리즈 (TABER INDUSTRIES)로부터 입수가능) 상에서 수행되었다. 건식 마모는 14 N의 힘 및 35 사이클/분(1380 g의 추)의 속도를 사용하여 시험하였다. 시험에 사용된 천은 13.5 마찰견뢰도 시험기 천 (Crockmeter cloth) (Crockmeter 정사각형, 100% 면)이었다.
습식 마모 시험
습식 마모 시험은 왕복 마모기 (모델 5900, 타베르 인더스트리즈로부터 입수가능) 상에서 수행되었다. 습식 마모는 14 N의 힘 및 35 사이클/분 (1380 g의 추)의 속도를 사용하여 시험하였다. 습식 마모는 탈이온수를 사용하여 수행되었다. 시험에 사용된 천은 13.5 마찰견뢰도 시험기 천 (Crockmeter 정사각형, 100% 면)이었다.
내구성 시험
내구성 시험은 EN ISO 4892-2에 기재된 인공 내후성 시험 (Artificial Weathering Test)에 따라 수행되었다. 시험된 샘플은, 2000 시간의 시험 기간 후, 이들이 EN 12899-1:2008-2에 기재된 성능 요구조건을 충족시키게 될 것이다.
기재:
PMMA-1: 쓰리엠 스카치라이트 다이아몬드 그래이드 (3M Scotchlite Dimamond Grade) DG34095 폴리메틸메타크릴레이트 필름 (쓰리엠으로부터 입수가능).
PMMA-2: 프라스코라이트 (Plaskolite) CA923 UVA2 수지로 제조된 76 μm 두께의 폴리메틸메타크릴레이트 필름 (프라스코라이트로부터 입수가능).
PMMA-3: 프라스코라이트 CA945 UVA10 수지로 제조된 50 μm 두께의 폴리메틸메타크릴레이트 필름 (프라스코라이트로부터 입수가능).
폴리카보네이트 (PC) 필름: 상표명 LEXAN 8010 하에 입수가능 (지이 어드밴스드 머티리얼즈(GE advanced Materials)로부터 입수가능).
폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름: MELINEX 618 (이.아이. 뒤퐁 드 느무르로부터 입수가능).
PVDC 프라이머-처리된 PET: 폴리비닐리덴 다이클로라이드 프라이머-처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름.
사용한 물질:
Figure pct00001
실리카 나노입자
NALCO 8699 (2-4 nm, 수중 15.1 중량%): 날코 (NALCO)로부터 입수가능
NALCO 1115 (4 nm, 안정화된 나트륨, 수중 10 중량%), 날코로부터 입수가능
NALCO 2329 (75 nm, 수중 40.5 중량%), 날코로부터 입수가능
SI-5540 (120 nm, 수중 38 중량%), 실코 (SILCO)로부터 입수가능
SNOWTEX-UP: 연신된 실리카 입자의 수성 분산액; 9-15 nm/40-100 nm; 수중 21.2 중량%, 닛산 (NISSAN)으로부터 입수가능
샘플 제조:
A. 실리카 나노입자 코팅 조성물:
SIL-1 : NALCO 8699/SI-5540 (70/30)
23.18 g의 NALCO 8699를 56.82 g의 증류수로 희석하였다. 별개의 비이커에서, 3.97 g의 SI-5540을 16.03 g의 증류수로 희석하였다. 두 분산액 모두를 그 후 혼합하고, 질산을 이용하여 pH 2로 산성화하였다. 혼합물의 총 고형분 함량은 5 중량%였다. 결과의 분산액을 코팅 전에 실온에서 10분 동안 교반하였다.
SIL-2 : SNOWTEX-UP/NALCO 1115 (70/30)
7.07 g의 SNOWTEX-UP 분산액을 12.93 g의 증류수로 희석하였다. 이 분산액에, 75 g의 희석된 NALCO 1115 (35 g NALCO 1115 + 45 g 증류수)를 서서히 첨가하고, 질산을 이용하여 분산액을 pH 2로 산성화하였다. 결과의 분산액을 코팅 전에 실온에서 10 분 동안 교반하였다.
SIL-3: 코어 쉘 SNOWTEX-UP/A-612/NALCO 1115 (7/3/90)
16.5 g의 SNOWTEX-UP 분산액 (21.2 중량%)을 63.5 g의 증류수로 희석하였다. 별개의 비이커에서, 5 g의 A-612 (30 중량%)를 15 g의 증류수로 희석하였다. 두 용액 모두를 그 후 혼합하고, 질산을 이용하여 pH 2로 산성화하였다. 용액의 총 고형분 함량은 5 중량%였다. 이렇게 수득된 용액 10 g을 45 g의 증류수로 희석하였다. 이 혼합물에, 45 g의 산성화된 NALCO 1115 (10 중량%, pH 2)를 첨가하였다. 결과의 분산액을 코팅 전에 실온에서 10 분 동안 교반하였다.
SIL-4 : 코어-쉘 NALCO 1115/R-966/NALCO 2329 (63/7/30)
45 g NALCO 1115 (10 중량%)를 35 g의 증류수로 희석하였다. 1.67 g의 R-966 (33 중량%)을 적가하고, 질산을 이용하여 용액을 pH 2로 산성화하였다.
이렇게 수득된 분산액 35 g을 희석 및 산성화된 NALCO 2329 분산액 (1.85 g + 13.15 g 증류수)과 혼합하였다. 결과의 분산액을 코팅 전에 실온에서 10 분 동안 교반하였다.
B. 프라이머 조성물:
열활성화된 프라이머 조성물
실시예에서 제시된 고형분 함량으로 프라이머를 에탄올로 희석하여 열활성화된 프라이머 조성물을 제조하였다. 실시예에서 제공된 원료성분을 에탄올 중에서 혼합하여 성분 혼합물을 포함하는 프라이머 조성물을 제조하였다. 코팅 전에, 프라이머 조성물을 실온에서 10분 동안 혼합하였다.
광화학적으로 활성화된 프라이머 조성물
하기 표 1에서 제시된 몇몇 UV 경화성 프라이머 조성물을 UV 경화성 프라이머 UVPR-3 ([ACROPTMOS / SR350 (90/10)] / TEOS : 95 / 5)에서 제공된 바와 같은 절차에 따라 10% 고형분으로 제조하였다:
UVPR-3은 하기 원료성분을 혼합하여 제조하였다:
- A174 (3-(메타크릴로일옥시)프로필 트라이메톡시실란): 136.8 g
- 메탄올 (MeOH): 1440 g
- SR350 (트라이메틸올프로판 트라이메타크릴레이트): 15.2 g
- TEOS (테트라에톡시실란): 8 g
- 5 방울 0.1 N HCl
- 144 g MeOH + 16 g KB-1 (2.2-다이메톡시-2-페닐아세토페논)
[표 1]
Figure pct00002
코팅 방법:
코팅 전에, 기재를 아이소프로판올로 세정하였다. 조성물을 Mayer 바 코팅기 (알디 스페셜티즈 인크(R D SPECIALTIES Inc), [Webster, USA 소재]로부터 상업적으로 구매가능)를 이용하여, 두께 6으로 설정하여, 기재 상에 코팅하였다.
프라이머 코팅 및 실리카 나노입자 코팅
제 1 단계에서, 기재는 열활성화 또는 광화학적으로 활성화된 프라이머 조성물로 코팅되었다. 제 2 단계에서, 실리카 나노입자 코팅 조성물을 건조/경화된 프라이머 코팅의 최상단 위에 적용하였다.
a) 열활성화된 프라이머 및 실리카 나노입자 코팅
열활성화된 프라이머 조성물을 기재 상에 코팅하였다 (Mayer 바 코팅기 6). 기재를 80℃ 오븐 내에서 10 분 동안 가열하였다. 기재를 실온으로 냉각시킨 후, 산성화된 실리카 나노입자 조성물을 건조/경화된 프라이머 코팅의 최상부 위에 코팅하였다 (Mayer 바 6). 코팅된 기재를 80℃ 오븐에서 10 분 동안 가열하였다.
b) 광화학적으로 활성화된 프라이머 및 실리카 나노입자 코팅
광화학적으로 활성화된 프라이머 조성물은 기재 상에 코팅되었으며 (Mayer 바 6), 그 후 (임의의 용매를 제거하기 위하여) 80℃ 오븐에서 1 분 동안 건조시켰다. 코팅을 그 후 자외선 ("UV") 광 경화 장치에 결합된 컨베이어 벨트 상에 위치시켰다. Fusion 500 와트 H 또는 D 전구를 이용하여 0.218 m/s의 질소 하에서 UV 경화를 실행하였다. (퓨전 유브이 시스템즈, 인크.(Fusion UV systems, Inc.) [Gaitherburg, Maryland (USA) 소재]로부터 입수가능한 UV 램프).
UV 경화 후, 프라이머-처리된 기재를 산성화된 실리카 나노입자 코팅 조성물로 코팅하고 (Mayer 바 6), 80℃ 오븐에서 10 분 동안 건조시켰다.
실시예
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 C- 1 및 참고예 Ref-1
실시예 1 내지 실시예 3에서, PMMA-1 기재를 표 2에 제시된 농도의, 에탄올 중 GPTMOS 프라이머 조성물로 먼저 코팅하였다. 프라이머를 상기 제시된 일반 절차에 따라 코팅 및 건조시켰다. 기재를 실온으로 냉각시킨 후, 실리카 나노입자 조성물 SIL-3을 건조된 프라이머 코팅의 최상부 위에 코팅하였다 (Mayer 바 6). 코팅된 기재를 80℃ 오븐에서 10 분 동안 가열하였다. 건식 마모 전 ("WCA [°] 초기") 및 건식 마모 후 ("WCA [°] 건식 마모") 정적 수 접촉각을 측정하였다. 결과를 표 2에 제시하였다. 프라이머 코팅없이 실리카 나노입자 조성물 SIL-3으로 코팅된 PMMA-1 기재 상에서, 비교예 C-1에 대해 기록된 값을 수득하였다. Ref-1에 대해 기록된 값은 코팅되지 않은 PMMA-1 기재 상에서 수득하였다.
[표 2]
Figure pct00003
실시예 4 내지 실시예 8, 비교예 C- 2 및 참고예 Ref-2
실시예 4 내지 실시예 8에서, PMMA-2 기재를 표 3에 제시된 것과 같은 열활성화된 프라이머 조성물 (에탄올 중 5 중량%)로 먼저 코팅하였다. 프라이머를 상기 제시된 일반 절차에 따라 코팅 및 건조시켰다. 기재를 실온에서 냉각시킨 후, 실리카 나노입자 조성물 SIL-3을 건조된 프라이머 코팅의 최상부 위에 코팅하였다 (Mayer 바 6). 코팅된 기재를 80℃ 오븐에서 10 분 동안 가열하였다. 건식 마모 전 ("WCA [°] 초기") 및 건식 마모 후 ("WCA [°] 건식 마모") 정적 수 접촉각을 측정하였다. 결과를 표 3에 열거하였다. 프라이머 코팅없이 실리카 나노입자 조성물 SIL-3로 코팅된 PMMA-2 기재 상에서, 비교예 C-2에 대해 기록된 값을 수득하였다. Ref-2에 대해 기록된 값은 코팅되지 않은 PMMA-2 기재 상에서 수득하였다.
[표 3]
Figure pct00004
실시예 9 내지 실시예 11 및 비교예 C-3
실시예 9 내지 실시예 11에서, PMMA-2 기재를 표 4에 제시된 것과 같은 열활성화된 프라이머 조성물 (에탄올 중 5 중량%)로 먼저 코팅하였다. 프라이머 조성물을 상기 제공된 일반 절차에 따라 코팅 및 건조시켰다. 기재를 실온으로 냉각시킨 후, 표 4에 제시된 것과 같은 실리카 나노입자 조성물을 건조된 프라이머 코팅의 최상부 위에 코팅하였다 (Mayer 바 6). 코팅된 기재를 80℃ 오븐에서 10 분 동안 가열하였다. 습식 마모 전 ("WCA [°] 초기"), 습식 마모 후 ("WCA [°] 습식 마모) 및 건식 마모 후 ("WCA [°] 건식 마모")의 정적 수 접촉각을 측정하였다. 결과를 표 4에 열거하였다. 프라이머 조성물 없이 실리카 나노입자 조성물 SIL-3로 코팅된 PMMA-2 기재 상에서 비교예 C-3에 대해 기록된 값을 수득하였다.
[표 4]
Figure pct00005
실시예 12 내지 실시예 22
실시예 16 내지 실시예 22에서, PMMA-2 기재를 표 5에 제시된 것과 같은 광화학적으로 활성화된 프라이머 조성물 (메탄올 중 10 중량%)로 먼저 코팅하였다. 프라이머 조성물을 상기 제공된 일반 절차에 따라 코팅, 건조 및 UV 경화시켰다. 기재를 실온으로 냉각시킨 후, 실리카 나노입자 조성물을 표 5에 제공된 것과 같이 건조된 프라이머 층의 최상부 위에 코팅하였다 (Mayer 바 6). 코팅된 기재를 80℃ 오븐에서 10 분 동안 가열하였다. 건식 마모 전 ("WCA [°] 초기") 및 건식 마모 후 ("WCA [°] 건식 마모") 정적 수 접촉각을 측정하였다. 결과를 표 5에 열거하였다.
[표 5]
Figure pct00006
실시예 23 내지 실시예 26, 비교예 C-6 내지 비교예 C-9 및 참조예 Ref-3 내지 참조예 Ref-6
실시예 23 내지 실시예 26에서, 표 6에 나타낸 것과 같은 각종 기재를 표 6에 제시된 것과 같은 UV 경화성 프라이머 조성물 (메탄올 중 10 중량%)로 먼저 코팅하였다. 프라이머 조성물을 상기 제시된 일반 절차에 따라 코팅, 건조 및 UV 경화시켰다. 기재를 실온으로 냉각시킨 후, 표 6에서 제시된 것과 같은 실리카 나노입자 조성물을 건조된 프라이머 층의 최상부 상에 코팅하였다 (Mayer 바 6). 코팅된 기재를 80℃ 오븐에서 10 분 동안 가열하였다. 건식 마모 전 ("WCA [°] 초기") 및 건식 마모 후 ("WCA [°] 건식 마모") 정적 수 접촉각을 측정하였다. 결과를 표 6에 열거하였다. 실시예 23 내지 실시예 26으로부터의 실리카 나노입자 조성물로 코팅되었으나, 프라이머 조성물은 없는 기재 상에서 표 6의 비교예 C-6 내지 비교예 C-9에 대해 기록된 값을 수득하였다. Ref-3 내지 Ref-6에 대해 기록된 값은, 대응하는 코팅되지 않은 기재에 대해 수득된 초기 WCA 값이다.
[표 6]
Figure pct00007

Claims (22)

  1. 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅의 내마모성 증진 방법으로서, 상기 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 상기 기재에 적용하는 단계 전에, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 조성물을 상기 기재에 적용하는 단계를 포함하되, 상기 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    a) 기재 표면의 적어도 일부를 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅 조성물과 접촉시키는 단계;
    b) 상기 프라이머 코팅 조성물을 건조시키고, 선택적으로 경화시켜 프라이머-처리된(primed) 표면을 형성하는 단계;
    c) 상기 프라이머-처리된 표면을, 바람직하게는 150 나노미터 미만의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자의 수성 분산액을 포함하는 실리카 나노입자 코팅 조성물과 접촉시키는 단계로, 상기 수성 분산액의 pH는 5 미만인, 단계; 및
    d) 상기 실리카 나노입자 코팅 조성물을 건조시켜 상기 기재 상에서 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅을 제공하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 실리카 나노입자 코팅 조성물은
    a) 40 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자 및 40 나노미터 초과의 평균 입자 직경을 갖는 실리카 나노입자의 혼합물의 수성 분산액, 및
    b) pKa가 5 미만인 산을 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 실리카 나노입자 코팅 조성물은
    a) 침상 실리카 나노입자 및 구형 실리카 나노입자의 혼합물의 수성 분산액으로, 여기에서 구형 실리카 나노입자는 바람직하게는 100 나노미터 이하의 평균 입자 직경을 갖는 분산액; 및
    b) pKa가 5 미만인 산
    을 포함하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 실리카 나노입자 코팅 조성물은
    a) 코어-쉘 입자의 수성 분산액으로, 각 코어-쉘 입자는 본질적으로 중합체 코어 상에 배치된 실리카 나노입자로 이루어지는 쉘로 둘러싸인 상기 중합체 코어를 포함하고, 상기 수성 분산액은 pH가 5 미만인 분산액, 및
    b) pKa가 5 미만인 산
    을 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 기재는 중합체성 재료, 유리, 세라믹, 유기 및 무기 복합체 재료, 금속 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 기재는 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기 중합체성 재료를 포함하고; 더욱 바람직하게는 기재는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 유기작용성 실란은 에폭시 실란, 아미노 실란, (메트)아크릴로일옥시 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 유기작용성 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란; (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란; 3-아미노프로필트라이메톡시실란; 3-(2-아미노에틸아미노) 프로필트라이메톡시실란; 테트라에톡시실란; 3-(아크릴로일옥시)프로필 트라이메톡시실란; 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란; 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 프라이머 코팅 조성물은 실리카 입자가 없고, 특히 실리카 나노입자가 없고, 더욱 특히 산성화된 실리카 나노입자가 없는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 코팅 조성물은 유기 실란이 없고, 특히 유기작용성 실란이 없는 방법.
  12. 기재 및 그 위에 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅을 포함하는 코팅 조립체로서, 상기 코팅 조립체는 상기 기재와 상기 산-소결된 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅 사이에 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅을 추가로 포함하되, 상기 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 코팅 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 실리카 나노입자 코팅은 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 수득가능한 코팅 조립체.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 기재는 중합체성 재료, 유리, 세라믹, 유기 및 무기 복합체 재료, 금속 및 이의 임의의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 코팅 조립체.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 기재는 바람직하게는 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기 중합체성 재료를 포함하고; 더욱 바람직하게는 기재는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 코팅 조립체.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 유기작용성 실란은 에폭시 실란, 아미노 실란, (메트)아크릴로일옥시 실란, 알콕시 실란, 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 코팅 조립체.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 유기작용성 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실) 에틸트라이메톡시실란; (3-글리시독시프로필) 트라이메톡시실란; 3-아미노프로필트라이메톡시실란; 3-(2-아미노에틸아미노) 프로필트라이메톡시실란; 테트라에톡시실란; 3-(아크릴로일옥시)프로필 트라이메톡시실란; 3-(메타크릴로일옥시) 프로필 트라이메톡시실란; 및 이의 임의의 조합 또는 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 코팅 조립체.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 실험 부분에 기재된 정적 수 접촉각(static water contact angle) 측정 방법에 따라 측정시, 50° 미만, 바람직하게는 30° 미만, 더욱 바람직하게는 20° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만, 가장 바람직하게는 5° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 실험 부분에 기재된 건식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 500 회의 건식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체.
  20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 실험 부분에 기재된 습식 마모 시험 방법에 따라 측정시, 500 회의 습식 마모 사이클 후, 30° 미만, 바람직하게는 20° 미만, 더욱 바람직하게는 15° 미만, 더더욱 바람직하게는 10° 미만의 정적 수 접촉각을 갖는 코팅 조립체.
  21. 지지체 및 그 위에 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조립체를 포함하는 코팅된 물품.
  22. 기재 상에 코팅된 산-소결된 실리카 나노입자를 포함하는 실리카 나노입자 코팅에 내마모성 및/또는 UV-안정성 및/또는 내구성을 부여하기 위한, 유기작용성 실란을 포함하는 프라이머 코팅의 용도로서, 유기작용성 실란이 베타-아미노에틸-감마-아미노프로필트라이메톡시실란과 상이한 경우는 제외되는 용도.
KR20157000333A 2012-06-11 2013-05-24 증진된 내구성을 갖는 나노실리카 코팅 조립체 KR20150029682A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12171538.7 2012-06-11
EP12171538.7A EP2674449A1 (en) 2012-06-11 2012-06-11 Nanosilica coating assembly with enhanced durability
PCT/US2013/042661 WO2013188083A1 (en) 2012-06-11 2013-05-24 Nanosilica coating assembly with enhanced durability

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150029682A true KR20150029682A (ko) 2015-03-18

Family

ID=48628922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20157000333A KR20150029682A (ko) 2012-06-11 2013-05-24 증진된 내구성을 갖는 나노실리카 코팅 조립체

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150175807A1 (ko)
EP (2) EP2674449A1 (ko)
JP (2) JP2015526275A (ko)
KR (1) KR20150029682A (ko)
CN (1) CN104797641B (ko)
BR (1) BR112014030911A2 (ko)
SG (1) SG11201408269PA (ko)
WO (1) WO2013188083A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190055993A (ko) * 2017-11-16 2019-05-24 주식회사 엘지화학 코어-쉘 공중합체 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수지 조성물

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2854880B1 (en) 2012-05-29 2019-03-13 3M Innovative Properties Company Absorbent article comprising polymeric foam
EP2674449A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-18 3M Innovative Properties Company Nanosilica coating assembly with enhanced durability
CN109777177B (zh) 2013-03-15 2022-03-15 宣伟投资管理有限公司 耐沾污性的水基组合物
US10196537B2 (en) 2013-03-15 2019-02-05 The Sherwin-Williams Company Dirt pick-up resistant composition
CN105683302A (zh) 2013-10-04 2016-06-15 3M创新有限公司 可涂覆型组合物、防静电组合物、防静电制品及它们的制备方法
US10088603B2 (en) 2013-12-11 2018-10-02 3M Innovative Properties Company Siloxane nanoparticle coating useful for antireflection
WO2015119905A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-13 3M Innovative Properties Company Anti-soiling compositions for dry and wet soil
JP6728067B2 (ja) * 2014-05-20 2020-07-22 サントル、ナショナール、ド、ラ、ルシェルシュ、シアンティフィク、（セーエヌエルエス） 超疎水性または超親水性表面の新規製造方法
CN117264491A (zh) 2014-09-12 2023-12-22 宣伟投资管理有限公司 耐沾污性的水基涂料组合物
US10669635B2 (en) 2014-09-18 2020-06-02 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Methods of coating substrates with composite coatings of diamond nanoparticles and metal
US10167392B2 (en) * 2014-10-31 2019-01-01 Baker Hughes Incorporated Compositions of coated diamond nanoparticles, methods of forming coated diamond nanoparticles, and methods of forming coatings
US10155899B2 (en) 2015-06-19 2018-12-18 Baker Hughes Incorporated Methods of forming suspensions and methods for recovery of hydrocarbon material from subterranean formations
WO2017015885A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 3M Innovative Properties Company Anti-soiling compositions comprising silica nanopaticles and functional silane compounds and coated articles thereof
CN108136067A (zh) 2015-10-05 2018-06-08 3M创新有限公司 包含柔性聚合物泡沫以及中间体的吸收制品
CN108473759A (zh) * 2015-12-25 2018-08-31 3M创新有限公司 组合物、制备组合物的方法以及制品
WO2017169905A1 (ja) 2016-03-30 2017-10-05 株式会社ノリタケカンパニーリミテド セラミック装飾用の赤絵具
US11535721B2 (en) 2017-06-23 2022-12-27 3M Innovative Properties Company Films with a primer layer containing composite particles that include an organic polymer portion and a siliceous portion
EP3642272A1 (en) * 2017-06-23 2020-04-29 3M Innovative Properties Company Films with a primer layer containing silica nanoparticles modified by an organic silane
JP6388185B1 (ja) * 2017-12-01 2018-09-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 塗料組成物
JP7271145B2 (ja) * 2017-12-19 2023-05-11 キヤノン株式会社 透明部材、撮像装置、および透明部材の製造方法
EP3802711A4 (en) 2018-05-29 2022-03-02 Swimc Llc AQUEOUS COMPOSITIONS WITH LONG-TERM SHINE RETENTION
US11261335B1 (en) * 2018-09-25 2022-03-01 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Methods involving oxygen plasma exposure to improve adhesion of silicate thermal coatings
CN116573942A (zh) * 2023-03-29 2023-08-11 南京航空航天大学 一种基于熔融石英的防护涂层的制备方法及涂层

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3986997A (en) * 1974-06-25 1976-10-19 Dow Corning Corporation Pigment-free coating compositions
US4246038A (en) * 1978-05-01 1981-01-20 General Electric Company Silicone abrasion resistant coatings for plastics
US4348462A (en) 1980-07-11 1982-09-07 General Electric Company Abrasion resistant ultraviolet light curable hard coating compositions
US4478876A (en) 1980-12-18 1984-10-23 General Electric Company Process of coating a substrate with an abrasion resistant ultraviolet curable composition
JP2599452B2 (ja) * 1989-01-10 1997-04-09 信越化学工業株式会社 プライマー組成物とその用法
JP2565565B2 (ja) * 1989-04-18 1996-12-18 日本板硝子株式会社 被覆ポリカーボネート系樹脂成形物品
US5464900A (en) 1993-10-19 1995-11-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Water soluble organosiloxane compounds
JP2004026934A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Teijin Chem Ltd 表面を保護された透明プラスチック成形体およびオルガノシロキサン樹脂組成物用下塗り塗料組成物
JP5313456B2 (ja) * 2007-03-05 2013-10-09 帝人デュポンフィルム株式会社 表面保護フィルム
CN101579672A (zh) 2008-05-16 2009-11-18 3M创新有限公司 用于提高亲水性/透射率的二氧化硅涂层
US20100035039A1 (en) 2008-08-07 2010-02-11 3M Innovative Properties Company Acicular silica coating for enhanced hydrophilicity/transmittivity
US8728112B2 (en) * 2008-11-26 2014-05-20 Cook Medical Technologies Llc Vascular occlusion device
WO2010114700A1 (en) 2009-03-31 2010-10-07 3M Innovative Properties Company Coating composition and method of making and using the same
KR20120097517A (ko) * 2009-11-18 2012-09-04 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 보호 코팅 및 이의 제조 및 이용 방법
JP5401350B2 (ja) * 2010-02-01 2014-01-29 株式会社リンレイ 無機系部材からなる基材の表面のメンテナンス方法
CN101942192B (zh) * 2010-09-14 2014-09-24 江南大学 硅氧烷和纳米二氧化硅双重改性的紫外光固化水性聚氨酯分散体的制备方法
US9285584B2 (en) * 2010-10-06 2016-03-15 3M Innovative Properties Company Anti-reflective articles with nanosilica-based coatings and barrier layer
EP2625313B1 (en) * 2010-10-06 2020-12-09 3M Innovative Properties Company Anti-reflective articles with nanosilica-based coatings
EP2674449A1 (en) * 2012-06-11 2013-12-18 3M Innovative Properties Company Nanosilica coating assembly with enhanced durability

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190055993A (ko) * 2017-11-16 2019-05-24 주식회사 엘지화학 코어-쉘 공중합체 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수지 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
CN104797641A (zh) 2015-07-22
CN104797641B (zh) 2018-05-11
WO2013188083A1 (en) 2013-12-19
BR112014030911A2 (pt) 2017-06-27
EP2859037A1 (en) 2015-04-15
SG11201408269PA (en) 2015-01-29
US20150175807A1 (en) 2015-06-25
JP2015526275A (ja) 2015-09-10
JP2018030129A (ja) 2018-03-01
EP2674449A1 (en) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150029682A (ko) 증진된 내구성을 갖는 나노실리카 코팅 조립체
US10508202B2 (en) Nanosilica coating for retarding dew formation
EP2281019B1 (en) Silica coating for enhanced hydrophilicity/transmittivity
JP5624036B2 (ja) 親水性／透過率を高めるための針状シリカコーティング
KR20110069842A (ko) 증진된 친수성을 위한 실리카 코팅
JP6118012B2 (ja) 防曇性膜被覆物品
WO2014022368A2 (en) Anti-reflective hard coat and anti-reflective article
US20130071649A1 (en) Silica coating for enhanced hydrophilicity
JP2009526638A (ja) コーティングシステム
US10040953B2 (en) Poly(vinyl alcohol) and silica nanoparticle multilayer coatings and methods
WO2014193573A1 (en) Crosslinked poly(vinyl alcohol) and silica nanoparticle multilayer coatings and methods
TWI441854B (zh) 用於提高親水性／透射率的二氧化矽塗層

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
WITB Written withdrawal of application