KR20180087659A - 슬립성 및 방오성 향상을 통해 내구성이 강화된 기재의 박막 코팅방법 - Google Patents

슬립성 및 방오성 향상을 통해 내구성이 강화된 기재의 박막 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬립성 및 방오성 향상을 통해 내구성이 강화된 기재의 박막 코팅방법에 관한 것이다.
본 발명의 코팅방법을 따르면 마찰계수를 저하를 통해 코팅된 기재의 슬립성이 크게 향상되는바 지문이나 오염물이 표면에 부착되었을 때 닦아내기가 용이하며 터치감도 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 코팅방법을 따르면 내마모성이 우수하여 슬립감과 오염 방지효과가 오래 유지되는 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Description

슬립성 및 방오성 향상을 통해 내구성이 강화된 기재의 박막 코팅방법{Method of coating thin film for enhancing durability through improvement of slip and antifouling properties}
본 발명은 슬립성 및 방오성 향상을 통해 내구성이 강화된 기재의 박막 코팅방법에 관한 것이다.
불소는 전자밀도가 높고 수소 원자 다음으로 원자 반경이 작으며 또한 강한 전기음성도를 갖고 있으므로 견고한 탄소-불소 결합을 형성한다. 이러한 불소의 특성으로 과불소 알킬기를 포함하는 단량체는 임계표면장력이 6~8dynes/cm 정도의 극소수성을 나타내며, 표면에너지 또한 매우 낮아 물과 기름에 모두 반발한다. 이에 따라 불소계 화합물은 비교적 고가임에도 불구하고 화학적 안정성, 내열성, 내후성, 비점착성, 낮은 표면에너지, 발수성, 낮은 굴절률 등이 탁월하여 점차 그 사용 영역을 넓혀가고 있다.
현재, 불소화합물(Fluoro compound)은 내오염성, 내후성, 내열성, 광학특성 등에서 타 소재가 구현할 수 없는 우수한 성능을 발휘하기 때문에 첨단산업인 광통신, 광전자, 반도체, 자동차 및 컴퓨터 분야 등에서 차세대 기술의 핵심소재로서 다양하게 사용되고 있다.
또한, 최근 급증하고 있는 터치 스크린 패널(Touch screen panel, TSP)에 고슬립 코팅을 포함하여, 패널의 두께에 영향을 끼치지 않을 정도의 초박막 코팅으로도 다양한 물성을 강화유리에 부여하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
더욱이, 빛의 투과율 등의 광학적 특성을 거의 손상시키지 않거나 기재의 특성을 최대한 유지하게 하는 30 nm이하의 초박막 코팅을 통해 상기 물성을 부여하고자 하는 노력이 터치스크린패널에 이루어지고 있다.
초박막코팅 방법으로는 습식방법으로는 무전해 도금, 스핀스프레이 또는 침지(dipping) 방식이 있고, 건식방법으로는 E-Beam, 저항가열, 스퍼터링 등의 물리적 증착(PVD; Physical Vapor Deposition)이 있다. 무기계 소재로 코팅할 시에는 무전해 도금과 건식방법이 많이 사용되어지고, 유기계 소재를 코팅할 시에는 롤코팅 방식과 침지 방식이 도입되어진다. 유기소재를 터치스크린패널에 코팅하는 방법으로는 습식방법과 건식방법이 다 이용되어지나 습식의 경우, 코팅두께가 1마이크로미터 이상의 두께 코팅에 유리하며 성능의 편차가 심하나 빠르다는 장점이 있고, 건식방법은 더 얇고 우수한 성능을 부여할 수 있으나, 100nm이상의 두께를 코팅하기 힘들어 그 성능을 오래 유지하기 힘든 단점이 있다.
향후 차세대 첨단 디스플레이와 웨어러블 디바이스 등의 개발에 따라 광학적 특성, 플렉서블 등에 영향을 끼치지 않는 초박막 코팅으로도 다양한 기능성 부여할 수 있는 코팅 기술에 대한 필요성이 커지고 있다.
상기 터치스크린패널은 휴대폰의 디스플레이를 비롯하여 그 용도가 태블릿 PC, 노트북, 모니터, TV 등으로 확대되고 있으며, 터치 패널이 적용되는 면적 또한 넓어지고 있다. 그러나 터치스크린패널은 화면이 노출되는 경우가 많고, 손가락이나 볼펜 등이 직접 접촉할 기회가 많아 오염물이 붙거나, 옷이나 손 등의 마찰에 의해 패널에 구현된 기능성 코팅들이 쉽게 벗겨져 그 기능을 상실하기 쉬운 단점이 있다.
이 문제는 정전류 방식의 터치 기술이 일반적으로 패널에 적용되면서 손가락이나 터치펜 등으로 슬라이딩을 통해 화면을 조작하는 기법에 의해 더욱 가속화 되어졌다.
종래에, 슬립성과 발수성, 발유성 및 오염 방지성을 부여하기 위한 불소계 재료로는 불소-실리콘 또는 불화탄소 고분자를 포함하는 코팅제를 들 수 있다. 상기 화합물들은 오염방지성을 나타내는 불소계 화합물, 기재와 부착을 돕는 망상구조 또는 기재부착 관능기로 구성된다. 이러한 목적으로 사용되고 있는 대표적인 불소-실리콘 계열의 표면 코팅제로서 유리 등의 무기 재료와 유기 재료를 결합시키는, 이른바 실란 커플링 방법이 제시되고 있다.
상기 실란 커플링 방법은 한 분자 내에 유기 관능기 또는 유기 재료와 친화성이 좋은 화학 구조 및 반응성 알콕시 실란기를 포함하고 있으며, 이때 상기 반응성 알콕시 실란기는 공기 중의 수분 등에 의해 자기 축합반응을 일으켜 실록산이 되어 피막을 형성하는 동시에, 유리나 금속 표면 등의 표면과 화학적 결합을 형성해 강고한 밀착성을 발현한다. 이러한 장점으로 인하여 실란 커플링제는 각종 기재 표면의 코팅제 성분이나 프라이머로서 많이 사용되고 있으며, 이에 대한 많은 연구가 발표되었다.
예컨대, 특허문헌 1은 불소-실리콘 계열의 표면 코팅제로서 C4F9C2H4Si(NH)3 /2 또는 폴리 실록사잔(poly siloxazane) 등을 개시하고 있다. 그러나 상기 특허는 침지 코팅나 스프레이 방식의 습식 코팅을 이용한 방법으로 일반적으로 10 ㎛ 이상의 코팅을 구현하는 방법으로, 1 ㎛이하 두께 코팅은 불가능하다는 단점이 있으며, 상기 화합물들을 단독으로 사용하는 경우 기재표면의 무기 산화물과 반응 가교성이 낮아 마찰에 대한 내구성이 불량하고, 불소화합물만 단독으로 사용하는 경우에는 초기 오염방지성은 우수하지만 오염 제거성이 점차적으로 떨어져 내구성에 문제가 있다. 또한, 0.1 ㎛ 이하의 박막 코팅이 아니어서 글라스 등의 광학적 특성을 떨어뜨릴 뿐 아니라 터치스크린패널에 적용했을 시 글라스 특유의 질감을 훼손하는 문제가 있다. 또한, 10 ㎛ 이상의 두꺼운 커플링 실란을 처리한 후 불소계 실란을 처리하더라도 불소계 실란의 특성이 문지름에 의해 쉽게 사라진다는 문제가 있다.
미국 등록특허 제4,678,688호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에서는 진공 증착에 의해 기재의 질감이 유지되는 0.05 ㎛ 이하의 초박막 두께로도 높은 내마모성을 가지고 있어 슬립성 및 방오성이 오래 지속되는 것을 특징으로 하는 기재의 내지문 방지 박막 코팅방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 터치스크린패널에 이용되는 강화유리 보다 약한 표면 강도를 갖는 고굴절 처리(AR;Anti Reflective) 글라스 및 PET, 폴리카보네이트, PMMA 필름 등에도 그 성능을 부여할 수 있는 기재의 박막 코팅방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 a) 기재 상에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 코팅하여 기저층을 형성하는 단계; 및 (b) 상기 기저층 상에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 코팅하여 상부층을 형성하는 단계;를 포함하는 기재의 박막 코팅방법을 제공한다:
[화학식 1] [화학식 2]
X-(CH2)n-Si(OY)3 CF3(CF2CF20)m-Si(OY)3
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, n은 1 내지 10의 정수이고, m은 10 내지 50의 정수이며, X는 아민기, 비닐기, 글리시독시기 중에서 선택되는 어느 하나이고, Y는 메틸기, 에틸기, 프로필기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
본 발명에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비닐트리메톡시실란, 글리시독시트리메톡시실란, 아미노에틸트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 페닐아미노프로필메톡시실란, 벤질아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐벤질아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시에톡시실란, 글리시독시프로필메틸디에톡실실란으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 퍼플루오르폴리에테르계 화합물일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 기저층의 두께는 0.003-0.02 ㎛일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 상부층의 두께는 0.01-0.03 ㎛일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 기저층과 상기 상부층의 두께비는 1:0.5 내지 1:10일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 기재는 유리, 고경도 코팅 처리된 플라스틱(PET, PC, PMMA), 사파이어 글라스, 금속 소재 중에서 선택될 수 있다.
본 발명의 코팅방법을 따르면 마찰계수를 저하를 통해 코팅된 기재의 슬립성이 크게 향상되는바 지문이나 오염물이 표면에 부착되었을 때 닦아내기가 용이하며 터치감도 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 코팅방법을 따르면 내마모성 우수하여 슬립감과 오염 방지 효과가 오래 유지되는 내구성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
종래 불소-실리콘 계열의 표면 코팅제와 같은 터치스크린 패널의 코팅제로 널리 사용되어 왔던 물질들은 강화기재표면의 무기 산화물과 반응 가교성이 있어 어느 정도의 내구성을 부여하며, 이를 PVD 방법으로 박막 코팅하였을 시 높은 슬립감과 내마모 특성을 강화 유리에 부여한다. 하지만 강화 기재 표면에 경도가 약한 고굴절(AR) 처리를 하거나, 경도가 아주 강한 사파이어 글라스 및 경도가 약한 필름의 경우는 0.05 ㎛ 이하의 박막코팅으로는 그 슬립성과 내오염성의 오랜 내구성을 부여하기 힘들다.
이에, 본 발명에서는 간단한 공정을 통해 슬립성 및 방오성 향상을 통해 내구성을 향상시킬 수 있는 기재의 박막 코팅방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 기재의 박막 코팅방법은 하기의 단계를 포함한다:
a) 기재 상에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 코팅하여 기저층을 형성하는 단계, 및 (b) 상기 기저층 상에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 코팅하여 상부층을 형성하는 단계,
[화학식 1] [화학식 2]
X-(CH2)n-Si(OY)3 CF3(CF2CF20)m-Si(OY)3
상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, n은 1 내지 10의 정수이고, m은 10 내지 50의 정수이며, X는 아민기, 비닐기, 글리시독시기 중에서 선택되는 어느 하나이고, Y는 메틸기, 에틸기, 프로필기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
상기 기저층으로 사용하는 물질은 퍼플루오르폴리에테르와 같은 불소계 실란을 코팅하기 전에 기재에 먼저 코팅됨으로써 상기 상부층을 이루는 불소계 실란의 하부 구조를 단단하게 잡아줌으로써 하기 실시예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 코팅된 기재의 슬립성 및 방오성을 크게 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비닐트리메톡시실란, 글리시독시트리메톡시실란, 아미노에틸트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 페닐아미노프로필메톡시실란, 벤질아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐벤질아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시에톡시실란, 글리시독시프로필메틸디에톡실실란으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 불소계 실란 화합물에 속하는 것이라면 반드시 이에 제한되는 것은 아니지만 퍼플루오르폴리에테르계 화합물일 수 있다. 또한, 상기 퍼플루오르폴리에테르계 화합물의 분자량은 2500 내지 8000인 것이 바람직하다. 상기 퍼플루오르폴리에테르계 화합물의 분자량이 2500 이하일 경우 슬립감이 떨어지고, 8000 이상일 경우, 광학적 특성에 영향을 끼치거나 터치스크린패널용 강화 글라스 표면에 안개처럼 뿌연 자국을 남길 수 있다는 문제가 있다.
또한, 상기 기저층 및 상부층을 코팅하는 방법은 진공증착 방법을 이용하는 것이 바람직하며, 진공증착 방법에는 특별히 제한이 없으며, 통상의 진공증착 방법 및 장비를 사용하여 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, PVD(Physical Vapor Deposition) 방식으로 2050 Ø 진공증착용 장비(Electronbeam evaporation, Thermal evaporation, Thermal sputter 등)를 사용하여 진공증착 코팅을 수행할 수 있다. 진공증착의 장점은 다양한 물질을 코팅에 쉽게 적용할 수 있으며, 코팅 약품 손실량이 거의 없고, 깨끗하고 균일한 박막을 형성할 수 있다는 점이다. 또한 장치 전체의 구성이 비교적 간단하며, 박막을 만들 때, 열적, 전기적 복잡함이 적기 때문에 박막 형성시의 막의 물성 연구에 적합하다.
상기 코팅 대상이 되는 기재는 진공증착 방식으로 코팅될 수 것이라면 특별한 제한이 없으며, 유리, 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone, PEEK), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에테르 술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아릴라이트(polyarylite) 및 사이클릭 올레핀코폴리머(cyclicolefin copolymer, COC) 중에서 하나 이상으로 이루어진 플라스틱 소재(폴리머), 사파이어 글라스, 금속 소재 등 다양한 소재의 기재가 본 발명의 방법에 의하여 코팅될 수 있다.
상기 기저층을 코팅하기 전에 아르곤(Ar)에 의한 플라즈마 에칭 처리를 수행하는 것이 바람직하며, 이때 에칭 시간은 소재의 종류에 따라 달라질 수 있으나, 40~300 초 동안 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어 필름의 경우 40~120초가 바람직하며, 글라스의 경우 180~300초가 바람직하다.
증착시 증착기 챔버 실내 온도는 40 ℃ 이상인 것이 바람직하나, 필름의 경우 필름의 변형 문제를 고려하여 80℃를 넘기지 않는 것이 바람직하다. 상부층 불소 코팅제의 성능은 80 ℃ 내지 150 ℃에서 가장 바람직한 성능을 가질 수 있다.
상기 코팅 방법을 통해 코팅된 기재는 유리, 플라스틱, 사파이어글라스 및 금속 등 다양한 소재의 핸드폰, 태블릿 PC 등 터치형 디스플레이를 갖는 스마트 기기, 생활가전, 자판기, 공용 쌍방향 정보기기, 손으로 터치할 수 있는 외장 전자제품, 또는 그 부품으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 터치형 디스플레이를 갖는 스마트 기기 또는 그 부품으로 사용될 수 있다.
또한, 하기 실시예의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 상기 기저층의 두께는 0.003-0.02 ㎛인 것이 바람직하고, 상기 상부층의 두께는 0.01-0.03 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 기저층의 두께 및 상기 상부층의 두께가 상기 하한치 미만일 경우에는 마찰계수를 낮추기에 적절하지 않아 슬립성이 동등 수준이거나 향상 효과가 미미하며, 상기 상한치를 초과할 경우에는 코팅성에 영향을 주며 이 밖에도 내마모성, 내지문성, 감성터치성 등의 기재의 물성이 저하될 수 있다. 또한, 하기 실시예의 결과를 고려할 때, 상기 기저층과 상기 상부층의 두께비는 1:0.5 내지 1:10인 것이 바람직하다.
또한 상부층과 함께 불소계 윤활제를 소량 넣을시 슬립성의 상승 효과를 가져올 수 있다. 이때, 사용 가능한 불소계 윤활제로는 퍼플루오르폴리에테르가 바람직하며, 사용량은 상부층 불소 코팅제의 0.1~2%인 것이 바람직하다.
이하에서 바람직한 실시예 등을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 등은 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
실시예 1.
액상 비닐트리메톡시실란 1g을 카본펠트가 담긴 지름 2cm 정도 크기의 스텐레스스틸 용기에 주사기를 이용해 담아두었다. 또한, 분자량 약 4000 정도의 퍼플루오르폴리에테르(Dow사 DC-2700) 1 g을 카본펠트가 담긴 지름 2cm 정도 크기의 스텐레스스틸 용기에 주사기를 이용해 담아두었다.
상기 비닐트리메톡시실란과 퍼플루오르폴리에테르가 담긴 각각의 용기를 유니벡사가 제작한 E-Beam 2050 장비에 각각 다른 포켓에 위치시킨 후 증착기 돔의 상단에 일본 MSK에서 구입한 하드 코팅 처리된 PET 및 PMMA 및 폴리카보네이트 원단을 가로 세로 10 cm * 10 cm 크기로 잘라 자석을 이용해 붙였다. 이후 증착기를 닫은 후 약 3*10-4 Torr 정도의 고진공에서 아르곤 가스를 주입하여 플라즈마를 발생시켜 증착기 돔 상단에 붙어 있는 원단들의 표면을 약 1분간 에칭하여 표면을 개질하였다. 1분 경과 후 4*10-5 Torr 정도의 진공에 도달하였을 때, 이빔 건을 켜서 상기 원단에 비닐트리메톡시실란을 코팅하여 기저층을 형성하였다. 코팅이 완료된 후 퍼플루오르폴리에테르가 담긴 포켓에 이빔에너지를 가하여 상기 기저층 상에 퍼플루오르폴리에테르를 코팅하여 상부층을 형성하였다.
실시예 2.
상기 실시예 1의 비닐트리메톡시실란 대신 글리시독시트리메톡시실란을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 기재를 코팅하였다.
실시예 3.
상기 실시예 1의 비닐트리메톡시실란 대신 아미노에틸에톡시실란을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 기재를 코팅하였다.
비교예 1.
비닐트리메톡시 실란을 기재에 코팅하지 않고 퍼플루오르폴리에테르만을 두께 0.015 ㎛로 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 기재를 코팅하였다.
시험예 1. 내마모성 측정
러빙 테스트기(CORETECH사)를 사용하여 고정판에 상기 실시예 1-3, 비교예 1에 따른 코팅법에 의해 코팅된 기재를 고정시킨 후, 직경 5 mm의 원통형 지우개를 장착하고 상기 코팅된 기재에 무게하중 1 kg을 주어 왕복길이 40 mm로 분간 40 rpm의 속도로 1500-3000회 왕복 후 기재의 표면에 대한 내수 접촉각을 5회 측정하여 평균값을 구하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1 내지 3에 따른 코팅방법을 이용하여 기재를 코팅시에 기저층의 두께는 0.01 ㎛, 상부층의 두께는 0.015 ㎛로 한 후 내마모성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
초기 접촉각 115.4 116.3 115.2 115.2
1500회 왕복 후 접촉각 112.8 113.4 112.4 100.7
3000회 왕복 후 접촉각 110.9 111.2 110.5 80.3
상기 표 1에 나타난 바와 같이 비교예 1에 따라 기재상에 퍼플루오르에테르만을 코팅한 경우에는 1500회 왕복 후 접촉각이 초기 접촉각에 비해 떨어지며, 3000회 왕복 시 접촉각의 감소 현상이 더욱 크게 나타나는 반면, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 기재상에 기저층과 상부층을 코팅할 경우에는 3000회 왕복 후에도 접촉각의 감속폭이 미미한바 우수한 내구성을 유지함을 확인하였다.
다음으로, 상기 실시예 1에 따른 코팅방법을 이용하여 기재를 코팅시에 기저층 및 상부층의 두께에 따른 내마모성(왕복횟수 3000회)을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다(초기 접촉각/왕복 후 접촉각).
상부층 0.005 ㎛ 상부층 0.015 ㎛ 상부층 0.03 ㎛ 상부층 0.05 ㎛
기저층 0.001 ㎛ 115.3/96.3 115.2/97.4 115.2/98.3 115.3/98.8
기저층 0.003 ㎛ 115.1/102.8 115.2/109.1 115.3/108.4 115.4/103.0
기저층 0.01 ㎛ 115.2/101.3 115.4/110.9 115.4/111.7 115.5/102.6
기저층 0.02 ㎛ 115.3/100.9 115.5/109.0 115.3/108.8 115.4/102.1
기저층 0.025 ㎛ 115.3/101.0 115.2/103.3 115.4/102.9 115.1/100.3
상기 표 2에 나타난 바와 같이 기저층 또는 상부층의 두께가 너무 얇거나 두꺼울 경우에는 접촉각의 감속폭이 크게 나타나는 반면, 기저층의 두께가 0.003-0.020 ㎛이고, 상부층의 두께가 0.010-0.030 ㎛일 경우에 접촉각의 감소폭이 미미하여 우수한 내구성이 유지됨을 확인하였다.
시험예 2. 내지문성 , 동마찰계수 및 감성터치성 측정
(1) 내지문성 측정
상기 실시예 1-3, 비교예 1에 따른 코팅법에 의해 코팅된 기재의 표면에 시험자 10 명에 대해 지문 자국을 만들고, 클린 페이퍼(clean paper, ULTIMA Ⅱ, 한송)로 10회 가볍게 닦아 내지문성을 육안으로 다음과 같이 평가하였다. A: 지문이 남지 않았다. B: 지문 자국이 조금 남았다. C: 닦은 자국이 많이 남았다.
구체적으로, 상기 실시예 1 내지 3에 따른 코팅방법을 이용하여 기재를 코팅시에 기저층의 두께는 0.01 ㎛, 상부층의 두께는 0.015 ㎛로 한 후 내지문성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
내지문성 A A A B
상기 표 3에 나타난 바와 같이 비교예 1에 따라 기재상에 퍼플루오르에테르만을 코팅한 경우에는 지문 자국이 잘 지워지지 않아 내지문성이 떨어지는 반면 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 기재상에 기저층과 상부층을 코팅할 경우에는 내지문성 측정 결과 지문이 거의 남지 않아 내지문성이 우수함을 확인하였다.
(2) 동마찰계수 측정
PARAM社 FPT-F1장비를 통해 상기 실시예 1-3, 비교예 1에 따른 코팅법에 의해 코팅된 기재의 동마찰계수를 측정을 하였다. 마찰제는 폴리우레탄(PU)을 이용하였고, 피마찰제는 인공피지를 이용하였으며, 피마찰제를 250g의 로드셀에 부착한 후 코팅면의 동마찰계수를 측정하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1 내지 3에 따른 코팅방법을 이용하여 기재를 코팅시에 기저층의 두께는 0.01 ㎛, 상부층의 두께는 0.015 ㎛로 한 후 동마찰계수를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
동마찰계수 0.05 ±0.02 0.04 ±0.02 0.06 ±0.02 0.22 ±0.03
상기 표 4에 나타난 바와 같이 비교예 1에 따라 기재상에 퍼플루오르에테르만을 코팅한 경우에는 표면의 마찰계수가 높아 슬립성이 떨어지는 반면 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 기재상에 기저층과 상부층을 코팅할 경우에는 마찰계수가 대폭 감소하여 슬립성이 크게 향상됨을 확인하였다.
다음으로, 상기 실시예 1에 따른 코팅방법을 이용하여 기재를 코팅시에 기저층 및 상부층의 두께에 따른 마찰계수를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
상부층 0.005 ㎛ 상부층 0.015 ㎛ 상부층 0.03 ㎛ 상부층 0.05 ㎛
기저층 0.001 ㎛ 0.21 ±0.02 0.20 ±0.02 0.18 ±0.02 0.19 ±0.02
기저층 0.003 ㎛ 0.16 ±0.02 0.12 ±0.02 0.13 ±0.02 0.16 ±0.01
기저층 0.01 ㎛ 0.15 ±0.01 0.11 ±0.02 0.10 ±0.02 0.16 ±0.02
기저층 0.02 ㎛ 0.16 ±0.02 0.12 ±0.02 0.12 ±0.02 0.17 ±0.02
기저층 0.025 ㎛ 0.18 ±0.02 0.17 ±0.02 0.17 ±0.02 0.19 ±0.02
상기 표 5에 나타난 바와 같이 기저층 또는 상부층의 두께가 너무 얇거나 두꺼울 경우에는 비교예 1 대비 마찰계수의 감속폭이 작게 나타나는 반면, 기저층의 두께가 0.003-0.020 ㎛이고, 상부층의 두께가 0.010-0.030 ㎛일 경우에 마찰계수의 감소폭이 커 슬립성이 크게 향상됨을 확인하였다.
(3) 감성터치성 측정
감성터치(슬립성 평가 = 블라인드 평가)는 시험자 10 명에게 각각 상기 실시예 1-3, 비교예 1에 따른 코팅법에 의해 코팅된 기재의 표면을 손가락으로 터치하게 하여 미끄러움의 정도에 대한 관능평가 실시하였으며 1 내지 10의 평가점수(최저 : 1점, 최고 : 10점)를 기록하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1 내지 3에 따른 코팅방법을 이용하여 기재를 코팅시에 기저층의 두께는 0.01 ㎛, 상부층의 두께는 0.015 ㎛로 한 후 감성터치성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
감성터치성 9.4 9.3 9.2 7.1
상기 표 6에 나타난 바와 같이 비교예 1에 따라 기재상에 퍼플루오르에테르만을 코팅한 경우에는 표면의 마찰계수가 높아 감성터치성이 떨어지는 반면 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 기재상에 기저층과 상부층을 코팅할 경우에는 마찰계수가 대폭 감소하여 감성터치성이 크게 향상됨을 확인하였다.
다음으로, 상기 실시예 1에 따른 코팅방법을 이용하여 기재를 코팅시에 기저층 및 상부층의 두께에 따른 감성터치성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
상부층 0.005 ㎛ 상부층 0.015 ㎛ 상부층 0.03 ㎛ 상부층 0.05 ㎛
기저층 0.001 ㎛ 7.4 7.5 7.9 8.0
기저층 0.003 ㎛ 8.3 9.1 9.0 8.1
기저층 0.01 ㎛ 8.5 9.4 9.3 8.4
기저층 0.02 ㎛ 8.3 9.2 9.1 8.3
기저층 0.025 ㎛ 8.4 8.2 8.3 8.0
상기 표 7에 나타난 바와 같이 기저층 또는 상부층의 두께가 너무 얇거나 두꺼울 경우에는 비교예 1 대비 마찰계수의 감속폭이 작게 나타남으로 인하여 감성터치성이 소폭 개선되는 반면, 기저층의 두께가 0.003-0.020 ㎛이고, 상부층의 두께가 0.010-0.030 ㎛일 경우에 마찰계수의 감소폭이 커 감성터치성이 크게 향상됨을 확인하였다.

Claims (7)

  1. (a) 기재 상에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 코팅하여 기저층을 형성하는 단계; 및
    (b) 상기 기저층 상에 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 코팅하여 상부층을 형성하는 단계;를 포함하는 기재의 박막 코팅방법:
    [화학식 1] [화학식 2]
    X-(CH2)n-Si(OY)3 CF3(CF2CF20)m-Si(OY)3
    상기 화학식 1 또는 화학식 2에서, n은 1 내지 10의 정수이고, m은 10 내지 50의 정수이며, X는 아민기, 비닐기, 글리시독시기 중에서 선택되는 어느 하나이고, Y는 메틸기, 에틸기, 프로필기 중에서 선택되는 어느 하나이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비닐트리메톡시실란, 글리시독시트리메톡시실란, 아미노에틸트리에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, 아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 페닐아미노프로필메톡시실란, 벤질아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐벤질아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시에톡시실란, 글리시독시프로필메틸디에톡실실란으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 기재의 박막 코팅방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 퍼플루오르폴리에테르계 화합물인 것을 특징으로 하는 기재의 박막 코팅방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기저층의 두께는 0.003-0.02 ㎛인 것을 특징으로 하는 기재의 박막 코팅방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부층의 두께는 0.01-0.03 ㎛인 것을 특징으로 하는 기재의 박막 코팅방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기저층과 상기 상부층의 두께비는 1:0.5 내지 1:10인 것을 특징으로 하는 기재의 박막 코팅방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 유리, 고경도 코팅 처리된 플라스틱(PET, PC, PMMA), 사파이어 글라스, 금속 소재 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기재의 박막 코팅방법.
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