KR20220151277A - Hydrophobic coating layer and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소수성 코팅층 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrophobic coating layer and a manufacturing method thereof.
소수성 표면 제작 기술은 습기로부터 물질을 보호하여 물질의 산화, 얼룩방지, 마찰 저항 감소 및 자가세정 등의 효과를 발생시킬 수 있어 다양한 산업 분야에 걸쳐 광범위하게 이용되고 있다.Hydrophobic surface preparation technology is widely used in various industrial fields because it can protect materials from moisture to produce effects such as oxidation, stain prevention, friction resistance reduction, and self-cleaning of materials.
일반적으로 소수성 표면을 위한 방법으로 표면에너지를 낮추는 방법과 표면에 미세한 요철을 형성하여 표면거칠기를 높이는 방법이 알려져 있다.In general, as a method for a hydrophobic surface, a method of lowering surface energy and a method of increasing surface roughness by forming fine irregularities on the surface are known.
소수성 표면을 제작하기 위해 표면에너지를 낮추는 종래기술에 따른 방법 중 하나로는 불소계 화합물을 이용하는 것이 알려져 있으나, 불소계 화합물은 산업적으로 이용하기에 가격이 비싸 경제성이 떨어지고, 생체에 축적되며 환경을 파괴하는 문제가 있었다.It is known to use fluorine-based compounds as one of the methods according to the prior art for lowering the surface energy to produce a hydrophobic surface, but fluorine-based compounds are expensive to use industrially, so they are not economically viable, accumulate in living organisms, and destroy the environment. there was
또한, 소수성 표면을 제작하기 위해 표면거칠기를 높이는 종래기술에 따른 방법으로는 표면 리소그래피 기술, 나노튜브/나노섬유 등의 수직 정렬과 같은 방법들이 알려져 있으나 이들 방법은 대면적으로 제작하기 어렵고, 공정비용이 비싸며, 공정을 위한 환경 및 조건이 까다로운 문제가 있었다.In addition, methods such as surface lithography technology and vertical alignment of nanotubes/nanofibers are known as conventional methods of increasing surface roughness to produce a hydrophobic surface, but these methods are difficult to manufacture in a large area and costly It is expensive, and the environment and conditions for the process are difficult.
한편, 소수성을 가짐과 동시에 높은 투명도를 갖는 표면의 제작도 태양 전지 패널, 렌즈 및 창과 같은 다양한 분야에서 응용이 가능해 많은 관심을 받고 있다.On the other hand, the production of a surface having high transparency while having hydrophobicity is also receiving a lot of attention because it can be applied in various fields such as solar cell panels, lenses and windows.
하지만, 소수성이 보다 높은 표면을 제작하기 위해 표면거칠기를 높이면 표면의 미세한 요철로 인해 투명도가 떨어지는 문제가 있었고, 투명도를 보다 높이기 위해 표면거칠기를 낮추면 표면의 소수성이 떨어지는 문제가 있었다.However, if the surface roughness is increased to produce a surface with higher hydrophobicity, there is a problem of lowering the transparency due to fine irregularities on the surface, and if the surface roughness is lowered to increase the transparency, there is a problem of lowering the hydrophobicity of the surface.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 높은 소수성을 가짐과 동시에 우수한 투명도를 갖는 코팅층을 형성할 수 있도록 분산용매와 분산용매에 분산되고 소수성 실란 커플링제로 표면이 개질된 실리카 입자를 포함하는 조성물을 도포하여 제조되는 소수성 코팅층 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, to form a coating layer having high hydrophobicity and excellent transparency at the same time, a dispersion solvent and silica particles dispersed in a dispersion solvent and the surface of which is modified with a hydrophobic silane coupling agent It is to provide a hydrophobic coating layer prepared by applying a composition comprising the same and a method for producing the same.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood from the description below.
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 소수성 코팅층 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 코팅층은 소수성으로 개질된 실리카 입자가 비유전율이 10 내지 80인 용매에 분산되어 제조되는 조성물을 소정 기판상에 도포하여 형성되는 것이고, 기판상에 형성되고 제1 표면거칠기를 갖는 평활층과, 평활층상에 형성되고 제1 표면거칠기보다 상대적으로 큰 제2 표면거칠기를 갖는 요철층을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a hydrophobic coating layer and a manufacturing method thereof. In the hydrophobic coating layer according to an embodiment of the present invention, hydrophobically modified silica particles are dispersed in a solvent having a relative dielectric constant of 10 to 80 It is formed by applying the prepared composition on a predetermined substrate, and is formed on the substrate and has a first surface roughness, and a smooth layer formed on the smooth layer and having a second surface roughness relatively greater than the first surface roughness. includes
전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소수성 코팅층의 제조방법은 실리카 입자를 준비하는 단계, 소수성 실란 커플링제를 이용하여 실리카 입자의 표면을 개질하는 단계, 실리카 입자를 비유전율이 10 내지 80인 분산용매에 분산시켜 조성물을 제조하는 단계, 기판을 준비하는 단계 및 기판상에 조성물을 도포하여 제1 표면거칠기를 갖는 평활층과 평활층상에 형성되고 제1 표면거칠기보다 큰 제2 표면거칠기를 갖는 요철층을 포함하는 코팅층을 제조하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a method for preparing a hydrophobic coating layer according to another embodiment of the present invention includes preparing silica particles, modifying the surface of the silica particles using a hydrophobic silane coupling agent, and reducing the dielectric constant of the silica particles. preparing a composition by dispersing in a dispersion solvent of 10 to 80, preparing a substrate, and applying the composition on a substrate to form a smooth layer having a first surface roughness and a first surface roughness greater than the first surface roughness formed on the smooth layer. 2 preparing a coating layer including a concavo-convex layer having surface roughness.
상기한 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 소수성 코팅층 및 그의 제조방법은 하기와 같은 효과를 기대할 수 있다.The hydrophobic coating layer according to the embodiment of the present invention and its manufacturing method according to the above configuration can expect the following effects.
소수성 실란 커플링제로 표면이 개질된 실리카 입자를 사용함에 따라 불소계 물질을 사용하지 않고도 뛰어난 소수성과 투명도를 동시에 갖는 코팅층을 제조할 수 있다.As the silica particles whose surfaces are modified as a hydrophobic silane coupling agent are used, a coating layer having both excellent hydrophobicity and transparency can be prepared without using a fluorine-based material.
기판상에 조성물을 이용하여 제1 표면거칠기를 갖는 평활층과 제1 표면거칠기보다 상대적으로 큰 값을 갖는 제2 표면거칠기를 갖는 요철층을 순차적으로 형성함으로써 까다로운 공정 환경이나 조건을 구비할 필요없이 간단하게 소수성이 뛰어나면서도 높은 투명도를 갖는 코팅층을 제조할 수 있다.A smooth layer having a first surface roughness and a concave-convex layer having a second surface roughness relatively larger than the first surface roughness are sequentially formed on a substrate using the composition, so that there is no need for difficult process environments or conditions. It is possible to simply prepare a coating layer having excellent hydrophobicity and high transparency.
도 1은 본 발명의 다른 실시예에 따른 소수성 코팅층의 제조방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소수성 코팅층의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 참고예에 따른 응집된 실리카 입자의 평균직경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 참고예에 따른 응집된 실리카 입자의 평균직경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 5a는 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 1에 따른 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이다.
도 5b는 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 1에 따른 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이다.
도 5c는 실시예 5에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 1에 따른 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이다.
도 5d는 실시예 6에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 1에 따른 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 6c는 시험예 2에 따른 투과도 측정결과를 나타낸 도면이다.
도 7a 내지 7b는 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 8b는 실시예 2에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 9b는 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 10a 내지 10b는 실시예 4에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 11a 내지 11b는 실시예 9에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 12a 내지 12b는 비교예 1에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 13a 내지 13b는 비교예 4에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 14a 내지 14b는 비교예 5에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 15a 내지 15b는 비교예 6에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 16a 내지 16b는 비교예 7에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 17a 내지 17b는 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.
도 18a 내지 18b는 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층의 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다.1 is a flow chart showing the sequence of a method for manufacturing a hydrophobic coating layer according to another embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a method of manufacturing a hydrophobic coating layer according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing the analysis results of the average diameter of the agglomerated silica particles according to the reference example.
Figure 4 is a view showing the average diameter analysis results of the agglomerated silica particles according to the reference example.
5A is a view showing the contact angle measurement results according to Test Example 1 of the coating layer prepared according to Example 1.
Figure 5b is a view showing the contact angle measurement results according to Test Example 1 of the coating layer prepared according to Example 3.
5C is a view showing the contact angle measurement results according to Test Example 1 of the coating layer prepared according to Example 5.
5D is a view showing the contact angle measurement results according to Test Example 1 of the coating layer prepared according to Example 6.
6a to 6c are views showing the transmittance measurement results according to Test Example 2.
7a to 7b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Example 1;
8a to 8b are views showing the results of scanning electron microscope analysis according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Example 2;
9a to 9b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Example 3;
10A to 10B are diagrams showing the results of scanning electron microscope analysis according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Example 4;
11a to 11b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Example 9;
12a to 12b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Comparative Example 1;
13a to 13b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Comparative Example 4;
14a to 14b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Comparative Example 5;
15a to 15b are views showing the results of scanning electron microscope analysis according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Comparative Example 6;
16a to 16b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Comparative Example 7;
17a to 17b are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Example 1;
18a to 18b are diagrams showing the results of scanning electron microscope analysis according to Test Example 3 of the coating layer prepared according to Example 3;
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the person of the scope of the invention. Meanwhile, terms used in this specification are for describing embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase.
본 발명의 다른 실시예에 따른 소수성 코팅층의 제조방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 코팅층을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 코팅층을 제조하기 위한 시계열적인 수행단계들을 포함한다. A method for manufacturing a hydrophobic coating layer according to another embodiment of the present invention relates to a method for manufacturing a hydrophobic coating layer according to an embodiment of the present invention, and a time-sequential performing step for manufacturing a hydrophobic coating layer according to an embodiment of the present invention. include them
설명의 편의를 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 소수성 코팅층및 그의 제조방법을 설명하는 데 있어서 실질적으로 동일한 구성요소는 도면부호를 일치시켜서 기재하고 반복 설명은 생략하도록 한다.For convenience of explanation, in describing the hydrophobic coating layer and the manufacturing method thereof according to the embodiments of the present invention, substantially the same components are described with the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted.
본 발명의 명세서 내에 기재된 표면거칠기는 표면에 요철이 형성된 정도를 의미하는 것일 수 있고, 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 표면조도에 대한 파라미터 중 적어도 하나를 의미하는 것일 수 있으며, 예를 들어 산술 평균 조도(Ra), 최대 높이 조도(Rmax) 및 10점 평균 조도(Rz) 중 적어도 하나를 의미하는 것일 수 있다.The surface roughness described in the specification of the present invention may mean the degree of unevenness formed on the surface, and may mean at least one of parameters for surface roughness commonly used in the related art, for example, the arithmetic mean It may mean at least one of roughness (R a ), maximum height roughness (R max ), and 10-point average roughness (R z ).
도 1을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소수성 코팅층의 제조방법은 입자준비단계(S100), 표면개질단계(S200), 조성물 제조단계(S300) 및 코팅층 제조단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method for preparing a hydrophobic coating layer according to another embodiment of the present invention includes a particle preparation step (S100), a surface modification step (S200), a composition preparation step (S300), and a coating layer preparation step (S400). .
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 코팅층(10)은 평활층(11)과 요철층(12)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the
먼저, 실리카 입자를 준비한다(S100).First, prepare silica particles (S100).
입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자의 직경은 1 내지 1000nm일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 400nm일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5nm일 수 있다.The diameter of the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) may be 1 to 1000 nm, preferably 1 to 400 nm, and more preferably 1 to 5 nm.
입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자의 직경이 1nm 미만이면 실리카 입자의 크기가 너무 작아 코팅층 제조단계(S400)에서 제조되는 코팅층의 표면거칠기가 낮을 수 있다.If the diameter of the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) is less than 1 nm, the size of the silica particles is too small, and the surface roughness of the coating layer prepared in the coating layer preparation step (S400) may be low.
입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자의 직경이 1000nm를 초과하면 실리카 입자의 직경이 너무 커 코팅층 제조단계(S400)에서 코팅층(10)의 형성시 실리카 입자가 기판(20)과 접촉하는 면적이 떨어져 기판(20)에 대한 실리카 입자의 결합력이 떨어질 수 있고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소수성 코팅층의 제조방법으로 제조되는 소수성 코팅층(10)의 투명도가 떨어질 수 있다.If the diameter of the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) exceeds 1000 nm, the diameter of the silica particles is too large and the area where the silica particles contact the
입자준비단계(S100)는 졸겔 공정을 이용하여 실리카 전구체로부터 실리카 입자를 합성하는 단계일 수 있고, 더욱 자세하게는 실리카 전구체와 알코올을 혼합하여 혼합용액을 제조하고 제조된 혼합용액에 암모니아수를 혼합하여 실리카 입자를 합성하는 단계일 수 있다.The particle preparation step (S100) may be a step of synthesizing silica particles from a silica precursor by using a sol-gel process. It may be a step of synthesizing particles.
여기서, 실리카 전구체는 졸겔 공정을 이용한 실리카 입자의 합성에서 통상적으로 사용되는 것이면 제한되지 않고, 예를 들어 테트라에톡시실란(Tetra ethoxy silane), 메틸트리메톡시실란(methyl trimethoxy silane) 및 메틸트리에톡시실란(methyl triethoxy silane) 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.Here, the silica precursor is not limited as long as it is commonly used in the synthesis of silica particles using the sol-gel process, and for example, tetraethoxy silane, methyl trimethoxy silane, and methyl trie It may contain at least one selected from methyl triethoxy silane.
여기서, 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 에탄올일 수 있다.Here, the alcohol may include at least one selected from methanol, ethanol, propanol, and butanol, and may be preferably ethanol.
또한, 여기서, 암모니아수는 실리카 입자의 합성에서 혼합용액에 염기촉매로서 혼합용액에 혼합되는 것일 수 있고, 암모니아수의 혼합량에 따라 혼합용액의 pH값이 조절될 수 있으며, 조절되는 pH값에 따라 실리카 입자의 직경이 변화될 수 있다.In addition, here, ammonia water may be mixed in the mixed solution as a base catalyst in the synthesis of silica particles, and the pH value of the mixed solution may be adjusted according to the mixing amount of ammonia water, and the silica particles may be adjusted according to the adjusted pH value. diameter can be varied.
이 때, 암모니아수가 혼합됨에 따라 조절되는 혼합용액의 pH값은 10 내지 13일 수 있고, 혼합용액의 pH값이 10 내지 13으로 조절됨으로써 입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자가 1 내지 1000nm의 직경을 가질 수 있다.At this time, the pH value of the mixed solution adjusted as ammonia water is mixed may be 10 to 13, and the pH value of the mixed solution is adjusted to 10 to 13, so that the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) are 1 to 1000 nm. may have a diameter of
입자준비단계(S100)는 실리카 전구체와 알코올을 혼합하여 혼합용액을 제조하고 제조된 혼합용액에 암모니아수를 혼합하여 실리카 입자를 합성하는 경우 혼합용액으로부터 실리카 입자를 정제하는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 혼합용액으로부터 실리카 입자를 정제하지 않고 혼합용액 내에 합성된 실리카 입자가 분산된 형태로 실리카 입자를 준비할 수 있다.The particle preparation step (S100) may further include purifying the silica particles from the mixed solution when preparing a mixed solution by mixing a silica precursor and alcohol and synthesizing silica particles by mixing ammonia water with the prepared mixed solution, The present invention is not limited thereto, and the silica particles synthesized in the mixed solution may be prepared in a dispersed form without purifying the silica particles from the mixed solution.
입자준비단계(S100)가 혼합용액으로부터 실리카 입자를 정제하는 단계를 더 포함하는 경우 실리카 입자의 정제는 통상적으로 반응액에서 반응생성물을 분리하는 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어 원심분리기를 이용하는 방법을 사용할 수 있다.When the particle preparation step (S100) further includes a step of purifying the silica particles from the mixed solution, the purification of the silica particles may be performed by separating reaction products from the reaction solution, for example, by using a centrifugal separator. can be used.
소수성 실란 커플링제를 이용하여 입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자의 표면을 개질한다(S200).The surface of the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) is modified using a hydrophobic silane coupling agent (S200).
표면개질단계(S200)에서 이용되는 소수성 실란 커플링제는 실리카 입자의 표면을 소수성으로 개질하기 위한 것일 수 있고, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyl triethoxysilane), 헥사데실트리메톡시실란(Hexadecyltrimethoxysilane) 및 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane) 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The hydrophobic silane coupling agent used in the surface modification step (S200) may be for hydrophobically modifying the surface of the silica particles, 3-aminopropyl triethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane ( Hexadecyltrimethoxysilane) and 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate (3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane).
표면개질단계(S200)는 입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자와 소수성 실란 커플링제를 반응시켜 실리카 입자의 표면을 소수성으로 개질하는 단계일 수 있다.The surface modification step (S200) may be a step of modifying the surface of the silica particles to be hydrophobic by reacting the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) with a hydrophobic silane coupling agent.
표면개질단계(S200)는 입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자와 소수성 실란 커플링제를 반응시켜 입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자에 소수성 실란 커플링제를 화학적으로 결합하는 단계일 수 있다.The surface modification step (S200) is a step of chemically bonding the hydrophobic silane coupling agent to the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) by reacting the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) with the hydrophobic silane coupling agent. have.
표면개질단계(S200)는 입자준비단계(S100)에서 준비되는 실리카 입자가 혼합용액에 분산된 형태로 준비되는 경우 혼합용액에 소수성 실란 커플링제를 혼합하여 실리카 입자와 소수성 실란 커플링제를 반응시킴으로써 실리카 입자의 표면을 개질하는 단계일 수 있다.In the surface modification step (S200), when the silica particles prepared in the particle preparation step (S100) are prepared in a dispersed form in the mixed solution, a hydrophobic silane coupling agent is mixed with the mixed solution to react the silica particles and the hydrophobic silane coupling agent, thereby forming silica It may be a step of modifying the surface of the particle.
이 때, 표면개질단계(S200)는 혼합용액으로부터 표면이 개질된 실리카 입자를 정제하는 단계와 정제된 실리카 입자를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있고, 혼합용액으로부터 실리카 입자를 정제하는 방법은 통상적으로 반응액으로부터 반응생성물을 정제하는 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들어 원심분리기를 이용하는 방법을 사용할 수 있다.At this time, the surface modification step (S200) may further include purifying the surface-modified silica particles from the mixed solution and drying the purified silica particles, and the method of purifying the silica particles from the mixed solution is conventional. As a method, a method of purifying a reaction product from a reaction solution may be used, and for example, a method using a centrifugal separator may be used.
표면개질단계(S200)에서 얻어지는 실리카 입자를 분산용매에 분산시켜 조성물을 제조한다(S300).A composition is prepared by dispersing the silica particles obtained in the surface modification step (S200) in a dispersion solvent (S300).
조성물 제조단계(S300)는 분산용매와 표면개질단계(S200)에서 얻어지는 실리카 입자를 혼합하여 조성물을 제조하는 것일 수 있다.The composition preparation step (S300) may be to prepare a composition by mixing the dispersion solvent and the silica particles obtained in the surface modification step (S200).
조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물은 분산용매와 분산용매에 분산된 실리카 입자를 포함하는 것일 수 있다.The composition prepared in the composition preparation step (S300) may include a dispersion solvent and silica particles dispersed in the dispersion solvent.
조성물 제조단계(S300)에서 조성물의 제조시 분산용매에 실리카 입자가 분산되면 실리카 입자는 분산용매 내에서 응집될 수 있고, 분산용매 내에서 응집된 실리카 입자의 평균직경은 100 nm 내지 5 ㎛일 수 있다.When the silica particles are dispersed in the dispersion solvent during the preparation of the composition in the composition preparation step (S300), the silica particles may be aggregated in the dispersion solvent, and the average diameter of the silica particles aggregated in the dispersion solvent may be 100 nm to 5 μm have.
조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물의 분산용매 내에서 응집된 실리카 입자의 평균직경이 100 nm 미만이면 코팅층 제조단계(S400)에서 제조되는 코팅층(10)의 표면거칠기가 낮을 수 있다.When the average diameter of the aggregated silica particles in the dispersion solvent of the composition prepared in the composition preparation step (S300) is less than 100 nm, the surface roughness of the
조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물의 분산용매 내에서 응집된 실리카 입자의 평균직경이 5 ㎛를 초과하면 응집된 실리카 입자의 비표면적이 상대적으로 줄어들어 코팅층 제조단계(S400)에서 코팅층(10)의 형성시 응집된 실리카 입자가 기판(20)에 접촉하는 면적이 작아져 기판(20)에 대한 실리카 입자의 결합력이 떨어질 수 있다.When the average diameter of the agglomerated silica particles in the dispersion solvent of the composition prepared in the composition preparation step (S300) exceeds 5 μm, the specific surface area of the agglomerated silica particles is relatively reduced, thereby forming the
즉, 조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물의 분산용매 내에서 응집된 실리카 입자의 평균직경이 5 ㎛를 초과하면 기판(20)에 응집된 실리카 입자가 견고하게 결합되지 못하고 기판(20)으로부터 이탈할 수 있어 커버율(coverage)이 떨어질 수 있고, 코팅층(10)의 내구성이 떨어질 수 있다.That is, when the average diameter of the agglomerated silica particles in the dispersion solvent of the composition prepared in the composition preparation step (S300) exceeds 5 μm, the agglomerated silica particles are not firmly bonded to the
또한, 조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물의 분산용매 내에서 응집된 실리카 입자의 평균직경이 5 ㎛를 초과하면 코팅층 제조단계(S400)에서 제조되는 코팅층(10)의 표면거칠기가 너무 커져 제조되는 코팅층(10)의 투명도가 떨어질 수 있다.In addition, when the average diameter of the aggregated silica particles in the dispersion solvent of the composition prepared in the composition preparation step (S300) exceeds 5 μm, the surface roughness of the
한편, 본 출원의 명세서 내에 기재된 '커버율(coverage)'은 코팅층 제조단계(S400)에서 기판(20) 표면에 조성물을 도포하여 코팅층(10)을 제조할 때, 기판(20) 표면에 조성물이 도포된 면적에 대하여 코팅층(10)이 형성되는 비율을 의미하는 것일 수 있다.On the other hand, the 'coverage' described in the specification of the present application is applied to the surface of the
바람직하게, 조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물의 분산용매 내에서 응집된 실리카 입자의 평균직경은 125 nm 내지 3.7 ㎛일 수 있고, 155 nm 내지 1020 nm일 수 있으며, 165 내지 1020 nm일 수 있고, 190 내지 1017 nm일 수 있으며, 270 내지 1017 nm일 수 있고, 307 내지 1017 nm일 수 있으며, 270 내지 476 nm일 수 있고, 307 내지 476 nm일 수 있다.Preferably, the average diameter of the silica particles aggregated in the dispersion solvent of the composition prepared in the composition preparation step (S300) may be 125 nm to 3.7 μm, 155 nm to 1020 nm, and 165 to 1020 nm. And, it may be 190 to 1017 nm, may be 270 to 1017 nm, may be 307 to 1017 nm, may be 270 to 476 nm, may be 307 to 476 nm.
조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물의 분산용매 내에 분산된 실리카 입자의 응집도는 분산용매의 비유전율에 따라 달라질 수 있으며, 분산용매의 비유전율이 상대적으로 커질수록 실리카 입자의 응집도가 커질 수 있다.The degree of aggregation of the silica particles dispersed in the dispersion solvent of the composition prepared in the composition preparation step (S300) may vary depending on the dielectric constant of the dispersion solvent, and the higher the relative dielectric constant of the dispersion solvent, the greater the degree of aggregation of the silica particles. .
즉, 분산용매의 비유전율이 커질수록 분산용매 내에서 응집된 실리카 입자의 평균직경이 커질 수 있다.That is, as the dielectric constant of the dispersion medium increases, the average diameter of the silica particles agglomerated in the dispersion medium may increase.
조성물 제조단계(S300)에서 조성물의 제조시 실리카 입자가 분산되는 분산용매의 비유전율은 10 내지 80일 수 있다. In preparing the composition in the composition preparation step (S300), the relative permittivity of the dispersion solvent in which the silica particles are dispersed may be 10 to 80.
조성물 제조단계(S300)에서 분산용매의 비유전율이 10 미만이면 분산용매 내에 실리카 입자의 응집도가 너무 낮아 후술할 코팅층 제조단계(S400)에서 코팅층(10)의 제조시 코팅층(10)에 요철이 원활하게 형성되지 않아 표면거칠기가 낮아져 소수성이 떨어질 수 있다.If the relative permittivity of the dispersion solvent is less than 10 in the composition preparation step (S300), the degree of aggregation of the silica particles in the dispersion solvent is too low, so that the
조성물 제조단계(S300)에서 분산용매의 비유전율이 80을 초과하면 분산용매 내에 실리카 입자가 과하게 응집되어 응집된 실리카 입자의 평균직경이 너무 커짐에 따라 비표면적이 떨어져 후술할 코팅층 제조단계(S400)에서 코팅층(10)의 제조시 응집된 실리카 입자가 기판(20)에 충분히 접촉하지 못하여 견고하게 결합되지 못하고 기판(20)으로부터 이탈할 수 있다.In the composition preparation step (S300), when the relative permittivity of the dispersion solvent exceeds 80, the silica particles in the dispersion solvent are excessively aggregated, and as the average diameter of the aggregated silica particles becomes too large, the specific surface area decreases, which will be described later in the coating layer preparation step (S400) In the manufacturing of the
즉, 조성물 제조단계(S300)에서 분산용매의 비유전율이 80을 초과하면 기판(20) 표면에 조성물이 도포된 면적에 대하여 코팅층(10)이 형성되는 비율인 커버율(coverage)이 떨어질 수 있고, 코팅층(10)의 내구성이 떨어질 수 있다.That is, when the relative dielectric constant of the dispersion solvent exceeds 80 in the composition preparation step (S300), the coverage, which is the ratio in which the
바람직하게, 조성물 제조단계(S300)에서 조성물의 제조시 실리카 입자가 분산되는 분산용매의 비유전율은 17 내지 72일 수 있고, 19 내지 60일 수 있으며, 20 내지 60일 수 있고, 24 내지 60일 수 있으며, 28 내지 60일 수 있고, 28 내지 48일 수 있으며, 37 내지 48일 수 있다.Preferably, the relative dielectric constant of the dispersion solvent in which the silica particles are dispersed during the preparation of the composition in the composition preparation step (S300) may be 17 to 72, 19 to 60, 20 to 60, and 24 to 60 days. It may be 28 to 60, may be 28 to 48, may be 37 to 48.
조성물 제조단계(S300)에서 조성물의 제조시 실리카 입자가 분산되는 분산용매는 비유전율이 10 내지 80인 것이면 제한되지 않으나, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 부탄올 및 물 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The dispersion solvent in which the silica particles are dispersed during the preparation of the composition in the composition preparation step (S300) is not limited as long as it has a dielectric constant of 10 to 80, but at least one selected from ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol and water may include
바람직하게, 조성물 제조단계(S300)에서 조성물의 제조시 실리카 입자가 분산되는 분산용매는 에탄올과 물을 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the dispersion solvent in which the silica particles are dispersed during the preparation of the composition in the composition preparation step (S300) may include ethanol and water.
조성물 제조단계(S300)는 분산용매 100 중량부에 표면개질단계(S200)에서 얻어지는 실리카 입자 0.5 중량부 초과 2 중량부 미만을 분산시켜 조성물을 제조하는 것일 수 있다.The composition preparation step (S300) may be to prepare a composition by dispersing more than 0.5 parts by weight and less than 2 parts by weight of the silica particles obtained in the surface modification step (S200) in 100 parts by weight of the dispersing solvent.
즉, 조성물 제조단계(S300)는 분산용매 100 중량부와 표면개질단계(S200)에서 얻어지는 실리카 입자 0.5 중량부 초과 2 중량부 미만을 포함하는 조성물을 제조하는 단계일 수 있다.That is, the composition preparation step (S300) may be a step of preparing a composition containing 100 parts by weight of the dispersion solvent and more than 0.5 parts by weight and less than 2 parts by weight of the silica particles obtained in the surface modification step (S200).
조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물에 포함되는 실리카 입자가 0.5 중량부 이하이면 코팅층 제조단계(S400)에서 코팅층(10)의 형성시 기판(20)상에 코팅되는 실리카 입자의 양이 부족하여 기판(20) 표면에 전체적으로 코팅이 이루어지지 않아 커버율(coverage)이 떨어질 수 있다.If the amount of silica particles contained in the composition prepared in the composition preparation step (S300) is 0.5 parts by weight or less, the amount of silica particles coated on the
조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물에 포함되는 실리카 입자가 2 중량부 이상이면 코팅층 제조단계(S400)에서 코팅층(10)의 형성시 기판(20)상에 코팅되는 실리카 입자의 양이 과하여 형성되는 코팅층(10)의 투명도가 떨어질 수 있다.When the silica particles contained in the composition prepared in the composition preparation step (S300) are 2 parts by weight or more, the amount of silica particles coated on the
기판(20)을 준비하고 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 코팅층(10)을 제조한다(S400).A
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하고 건조하여 조성물에 포함된 분산용매를 증발시켜 코팅층(10)을 형성함으로써 코팅층(10)을 제조하는 단계일 수 있다.In the coating layer preparation step (S400), the
즉, 코팅층 제조단계(S400)에서 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하고 건조하면 조성물에 포함된 분산용매는 증발되고 분산용매 내에 분산된 실리카 입자가 기판(20)에 결합되어 코팅됨으로써 코팅층(10)이 제조될 수 있다.That is, when the composition prepared in the composition preparation step (S300) is applied on the
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20) 표면에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 코팅층(10)을 제조하는 단계일 수 있다.The coating layer preparation step (S400) may be a step of preparing the
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)의 표면에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 기판(20)상에 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.The coating layer preparation step (S400) may be a step of forming the
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)의 표면에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 기판(20)상에 소정 표면거칠기를 갖는 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.The coating layer preparation step (S400) may be a step of forming the
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)의 표면에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 기판(20)상에 산술 평균 조도(Ra)가 0.1 내지 1 ㎛인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.In the coating layer preparation step (S400), the
코팅층 제조단계(S400)에서 형성되는 코팅층(10)의 산술 평균 조도가 0.1 ㎛ 미만이면 코팅층(10)의 표면거칠기가 너무 낮아져 코팅층(10)의 소수성이 떨어질 수 있고, 1 ㎛를 초과하면 코팅층(10)의 표면거칠기가 너무 커 코팅층(10)의 투명도가 떨어질 수 있다.If the arithmetic mean roughness of the
바람직하게, 코팅층 제조단계(S400)는 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 기판(20)상에 산술 평균 조도(Ra)가 0.12 내지 0.93 ㎛인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있고, 산술 평균 조도(Ra)가 0.12 내지 0.9 ㎛인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있으며, 산술 평균 조도(Ra)가 0.19 내지 0.83 ㎛인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있고, 산술 평균 조도(Ra)가 0.2 내지 0.8 ㎛인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.Preferably, the coating layer preparation step (S400) is a step of forming the
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)의 표면에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 기판(20)상에 접촉각이 120 내지 180°인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.The coating layer preparation step (S400) may be a step of forming the
바람직하게, 코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)의 표면에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 기판(20)상에 접촉각이 125 내지 180°인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있고, 접촉각이 135 내지 180°인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있으며, 접촉각이 137 내지 180°인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있고, 139 내지 180°인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.Preferably, the coating layer preparation step (S400) is to apply the composition prepared in the composition preparation step (S300) to the surface of the
더욱 바람직하게, 코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)의 표면에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하여 기판(20)상에 접촉각이 144 내지 180°인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있고, 150 내지 180°인 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.More preferably, in the coating layer preparation step (S400), the
코팅층 제조단계(S400)에서 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포할 때 도포되는 조성물의 온도는 25 ℃ 이상 70 ℃ 미만일 수 있다.When the composition prepared in the composition preparation step (S300) is applied on the
코팅층 제조단계(S400)에서 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물의 코팅시 코팅되는 조성물의 온도가 25℃ 미만이면 분산용매가 증발되는 속도가 너무 느려 본 발명의 다른 실시예에 따른 소수성 코팅층의 제조방법에 따라 제조되는 소수성 코팅층(10)의 생산성이 떨어질 수 있다.When the composition prepared in the composition preparation step (S300) is coated on the
한편, 코팅층 제조단계(S400)에서 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물을 도포하고 건조하여 조성물에 포함된 분산용매를 증발시켜 코팅층(10)을 형성하면 형성되는 코팅층(10)에 복수 개의 미세크랙이 형성될 수 있고, 코팅층(10)에 형성되는 크랙과 크랙 사이의 경계면의 수가 늘어날수록 코팅층(10)의 표면거칠기가 증가할 수 있다.On the other hand, in the coating layer preparation step (S400), the coating layer formed by applying the composition prepared in the composition preparation step (S300) on the
코팅층 제조단계(S400)에서 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조된 조성물의 코팅시 코팅되는 조성물의 온도가 70 ℃ 이상이면 분산용매가 증발되는 속도가 너무 빨라 코팅층(10)에 형성되는 미세크랙의 수가 줄어들 수 있고, 이에 따라, 코팅층(10)의 표면거칠기가 낮아져 코팅층(10)의 소수성이 떨어질 수 있다.When the composition prepared in the composition preparation step (S300) is coated on the
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)상에 소정 거칠기를 갖는 브러쉬를 이용하여 조성물을 도포해 코팅층(10)을 형성하는 것일 수 있다.In the coating layer manufacturing step (S400), the
여기서, 기판(20)상에 브러쉬를 이용하여 조성물을 도포해 코팅층(10)을 형성한다는 것은 브러쉬를 사용하여 기판(20)상에 조성물을 브러싱하여 코팅층(10)을 형성하는 것을 의미할 수 있다. Here, forming the
코팅층 제조단계(S400)는 기판(20)상에 조성물을 브러쉬로 적어도 1회, 바람직하게 1 내지 5회, 더욱 바람직하게 1 내지 4회, 보다 더욱 바람직하게 2회 브러싱하여 코팅층(10)을 형성하는 단계일 수 있다.In the coating layer preparation step (S400), the
코팅층 제조단계(S400)는 기판 준비단계(S410), 평활층 형성단계(S420) 및 요철층 형성단계(S430)를 포함하는 것일 수 있다.The coating layer manufacturing step (S400) may include a substrate preparation step (S410), a smooth layer forming step (S420), and an uneven layer forming step (S430).
기판 준비단계(S410)는 기판(20)을 준비하는 단계일 수 있다.The substrate preparation step ( S410 ) may be a step of preparing the
기판 준비단계(S410)에서 준비되는 기판(20)은 소수성 표면을 필요로 하는 분야에서 통상적으로 이용되는 소재로 이루어지는 것이면 제한되지 않고, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate, PET), 유리 및 금속 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것으로 이루어질 수 있다.The
평활층 형성단계(S420)는 기판 준비단계(S410)에서 준비되는 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물을 도포하여 제1 표면거칠기를 갖는 평활층(11)을 형성하는 단계일 수 있다.In the smoothing layer forming step (S420), the composition prepared in the composition manufacturing step (S300) is applied on the
평활층 형성단계(S420)는 기판 준비단계(S410)에서 준비되는 기판(20)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물을 도포하여 제1 표면거칠기를 갖는 평활층(11)을 형성함으로써 평활층(11)을 제조하는 단계일 수 있다.In the smoothing layer forming step (S420), the composition prepared in the composition manufacturing step (S300) is applied on the
평활층 형성단계(S420)는 요철층 형성단계(S430)에서 형성되는 요철층(12)보다 상대적으로 낮은 표면거칠기를 갖는 평활층(11)을 형성하여 코팅층 제조단계(S400)에서 코팅층(10)을 형성하고자 하는 기판(20)의 표면상에 코팅층(10)이 형성되지 않는 부분 없이 전체적으로 균일하게 코팅층(10)이 형성되도록 하기 위한 단계일 수 있다.In the smoothing layer forming step (S420), the smoothing
평활층 형성단계(S420)는 제1 거칠기를 갖는 제1 브러쉬(30)를 이용해 기판(20)상에 조성물을 도포하여 평활층(11)을 형성하는 단계일 수 있다.The smoothing layer forming step ( S420 ) may be a step of forming the
여기서, 제1 브러쉬(30)를 이용해 기판(20)상에 조성물을 도포하여 평활층(11)을 형성한다는 것은 기판(20)상에 제1 브러쉬(30)를 사용하여 조성물을 브러싱해 평활층(11)을 형성하는 것을 의미할 수 있다.Here, forming the
요철층 형성단계(S430)는 평활층 형성단계(S420)에서 형성되는 평활층(11)상에 조성물 제조단계(S300)에서 제조되는 조성물을 도포하여 제1 표면거칠기보다 상대적으로 큰 제2 표면거칠기를 갖는 요철층(12)을 형성하는 단계일 수 있다.In the uneven layer forming step (S430), the composition prepared in the composition preparation step (S300) is applied on the
요철층 형성단계(S430)는 평활층 형성단계(S420)에서 형성되는 평활층(11)보다 상대적으로 큰 제2 표면거칠기를 갖는 요철층(12)을 형성하여 코팅층 제조단계(S400)에서 형성되는 코팅층(10)의 표면거칠기를 높이기 위한 단계일 수 있다.The uneven layer forming step (S430) is formed in the coating layer manufacturing step (S400) by forming the
요철층 형성단계(S430)는 제1 거칠기보다 상대적으로 큰 제2 거칠기를 갖는 제2 브러쉬(40)를 이용해 평활층(11)상에 조성물을 도포하여 요철층(12)을 형성하는 단계일 수 있다.The concavo-convex layer forming step (S430) may be a step of forming the concavo-
여기서, 제2 브러쉬(40)를 이용해 평활층(11)상에 조성물을 도포하여 요철층(12)을 형성한다는 것은 평활층(11)상에 제2 브러쉬(40)를 사용하여 조성물을 브러싱해 요철층(12)을 형성하는 것을 의미할 수 있다.Here, forming the
요철층 형성단계(S430)에서 제1 브러쉬(30)보다 상대적으로 큰 거칠기를 갖는 제2 브러쉬(40)를 이용해 평활층(11)상에 요철층(12)을 형성함으로써, 코팅층 제조단계(S400)에서 형성되는 코팅층(10)이 보다 큰 표면거칠기를 가질 수 있다.In the uneven layer forming step (S430), the
즉, 요철층 형성단계(S430)에서 요철층(12)을 형성하여 코팅층(10)이 보다 큰 표면거칠기를 가짐으로써 코팅층 제조단계(S400)에서 제조되는 코팅층(10)이 보다 큰 소수성을 가질 수 있다.That is, the
한편, 제1 브러쉬(30)와 제2 브러쉬(40)는 각각 사용자가 파지할 수 있는 파지핸들(31, 41)과 파지핸들(31, 41)의 하부면에 구비되어 사용자가 피코팅체에 브러싱하고자 코팅액이 닿는 복수 개의 브러쉬모(32, 42)를 포함할 수 있다.On the other hand, the
이 때, 피코팅체는 기판(20)일 수 있다.At this time, the object to be coated may be the
제2 브러쉬(40)의 거칠기인 제2 거칠기가 제1 브러쉬(30)의 거칠기인 제1 거칠기보다 크다는 것은 제2 브러쉬(40)의 브러쉬모(42)가 제1 브러쉬(30)의 브러쉬모(32)보다 외력이 가해졌을 때 기계적 변형이 이루어지기 어려운 것을 의미하는 것일 수 있고, 제2 브러쉬(40)의 브러쉬모(42)가 제1 브러쉬(30)의 브러쉬모(32)보다 강성(stiffness)이 크다는 것을 의미하는 것일 수 있으며, 제2 브러쉬(40)의 브러쉬모(42)가 제1 브러쉬(30)의 브러쉬모(32)보다 영률(Young's modulus)이 큰 것을 의미하는 것일 수 있다.The fact that the second roughness of the
또한, 제2 브러쉬(40)의 거칠기인 제2 거칠기가 제1 브러쉬(30)의 거칠기인 제1 거칠기보다 크다는 것은 제2 브러쉬(40)의 파지핸들(41)의 하부면 면적 대비 브러쉬모(42)의 갯수인 브러쉬모(42)의 밀도가 제1 브러쉬(30)의 파지핸들(31)의 하부면 면적 대비 브러쉬모(32)의 갯수인 브러쉬모(32)의 밀도보다 작은 것을 의미하는 것일 수 있다.In addition, the fact that the second roughness of the
요철층 형성단계(S430)는 평활층 형성단계(S420)에서 형성되는 평활층(11)보다 산술 평균 조도(Ra)가 상대적으로 큰 요철층(12)을 형성하는 단계일 수 있다.The uneven layer forming step ( S430 ) may be a step of forming the
즉, 요철층 형성단계(S430)에서 형성되는 요철층(12)은 평활층 형성단계(S420)에서 형성되는 평활층(11)보다 산술 평균 조도(Ra)가 상대적으로 큰 것일 수 있다.That is, the
평활층 형성단계(S420)에서 형성되는 평활층(11)의 산술 평균 조도(Ra)는 0.1 내지 0.3 ㎛일 수 있다.The arithmetic mean roughness (R a ) of the
평활층 형성단계(S420)에서 형성되는 평활층(11)의 산술 평균 조도(Ra)가 0.1 ㎛ 미만이면 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 소수성 코팅층(10)의 소수성이 떨어질 수 있고, 0.3 ㎛를 초과하면 평활층(11)의 표면거칠기가 커 평활층(11)상에 요철층(12)의 형성이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.If the arithmetic average roughness (R a ) of the
바람직하게, 평활층 형성단계(S420)에서 형성되는 평활층(11)의 산술 평균 조도(Ra)는 0.12 내지 0.25 ㎛일 수 있고, 0.19 내지 0.21 ㎛일 수 있다.Preferably, the arithmetic average roughness (R a ) of the
요철층 형성단계(S430)에서 형성되는 요철층(12)의 산술 평균 조도(Ra)는 0.6 내지 1 ㎛일 수 있다.An arithmetic average roughness (R a ) of the
요철층 형성단계(S430)에서 형성되는 요철층(12)의 산술 평균 조도(Ra)가 0.6 ㎛ 미만이면 요철층(12)의 표면거칠기가 너무 작아 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 소수성 코팅층(10)의 소수성이 떨어질 수 있고, 1 ㎛를 초과하면 요철층(12)의 표면거칠기가 너무 커 본 발명의 일 실시예에 따라 제조되는 소수성 코팅층(10)의 투명도가 떨어질 수 있다.If the arithmetic average roughness (R a ) of the
바람직하게, 요철층 형성단계(S430)에서 형성되는 요철층(12)의 산술 평균 조도(Ra)는 0.68 내지 0.9 ㎛일 수 있고, 0.7 내지 0.85 ㎛일 수 있으며, 0.75 내지 0.83 ㎛일 수 있다.Preferably, the arithmetic mean roughness (R a ) of the
도 2를 참조하면, 평활층 형성단계(S420)에서 제1 브러쉬(30)를 이용하여 기판(20)상에 평활층(11)을 형성하고, 요철층 형성단계(S430)에서 제2 브러쉬(40)를 이용하여 평활층(11)상에 요철층(12)을 형성함으로써, 평활층(11)과 요철층(12)을 포함하는 소수성 코팅층(10)을 형성할 수 있다.2, in the smoothing layer forming step (S420), the smoothing
<실시예 1><Example 1>
1. 실리카 입자의 준비1. Preparation of silica particles
먼저, 실리카 전구체인 테트라에톡시실란(제품명: Tetraethylorthosilicate (TEOS, 98%), 제조사: Sigama-Aldrich)과 알코올인 에탄올(제품명: Anhydrous ethyl alcohol (ethanol, 99.9%), 제조사: 대정화금)을 혼합하여 혼합용액을 제조하고, 제조된 혼합용액에 암모니아수를 혼합하여 실리카 입자를 합성하였다.First, silica precursor, tetraethoxysilane (product name: Tetraethylorthosilicate (TEOS, 98%), manufacturer: Sigma-Aldrich) and alcohol, ethanol (product name: Anhydrous ethyl alcohol (ethanol, 99.9%), manufacturer: Daejeong Chemical Gold) A mixed solution was prepared by mixing, and ammonia water was mixed with the prepared mixed solution to synthesize silica particles.
더욱 자세하게는, 에탄올 50.02 ml와 테트라에톡시실란 3 ml를 혼합하여 혼합용액을 제조하고, 제조된 혼합용액에 농도가 0.46M인 암모니아수를 혼합해 혼합용액의 pH를 10.912로 조절하여 실리카 입자를 합성함으로써 혼합용액 내에 분산된 실리카 입자를 준비하였다.More specifically, a mixed solution was prepared by mixing 50.02 ml of ethanol and 3 ml of tetraethoxysilane, and ammonia water having a concentration of 0.46 M was mixed with the prepared mixed solution to adjust the pH of the mixed solution to 10.912 to synthesize silica particles. By doing so, silica particles dispersed in the mixed solution were prepared.
2. 실리카 입자의 표면개질2. Surface modification of silica particles
1. 실리카 입자의 준비에서 얻어지는 혼합용액에 소수성 실란 커플링제인 헥사데실트리메톡시실란 0.51 ml를 혼합하고 300 rpm으로 2 시간동안 교반하였다. 이 후, 원심분리기를 이용해 혼합용액으로부터 표면이 개질된 실리카 입자를 정제하고, 정제된 실리카 입자를 70 ℃에서 24 시간동안 건조하였다.1. 0.51 ml of hexadecyltrimethoxysilane as a hydrophobic silane coupling agent was mixed with the mixed solution obtained in the preparation of silica particles and stirred at 300 rpm for 2 hours. Thereafter, surface-modified silica particles were purified from the mixed solution using a centrifuge, and the purified silica particles were dried at 70° C. for 24 hours.
3. 조성물의 제조3. Preparation of the composition
2. 실리카 입자의 표면개질에서 얻어지는 실리카 입자 1 중량부를 분산용매100 중량부와 혼합하여 조성물을 제조하였다. 이 때, 분산용매는 에탄올(제품명: Anhydrous ethyl alcohol (ethanol, 99.9%), 제조사: 대정화금) 56.2 부피%와 물 43.8 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액을 사용하였다.2. A composition was prepared by mixing 1 part by weight of silica particles obtained from surface modification of silica particles with 100 parts by weight of a dispersion solvent. At this time, a mixed solution prepared by mixing 56.2% by volume of ethanol (product name: Anhydrous ethyl alcohol (ethanol, 99.9%), manufacturer: Daejeong Chemical Gold) and 43.8% by volume of water was used as the dispersion solvent.
4. 코팅층의 제조4. Preparation of the coating layer
기판(20)을 준비하고, 기판(20)상에 3. 조성물의 제조에서 제조된 조성물을 도포하여 코팅층(10)을 제조하였다. 이 때, 기판(20)은 두께가 125 ㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하였고, 도포되는 조성물의 온도는 25℃였다.A
더욱 자세하게는, 제1 거칠기를 갖는 제1 브러쉬(30)로 3. 조성물의 제조에서 제조된 조성물을 기판(20)상에 브러싱하여 평활층(11)을 형성하고, 제1 거칠기보다 상대적으로 큰 제2 거칠기를 갖는 제2 브러쉬(40)로 3. 조성물의 제조에서 제조된 조성물을 평활층(11)상에 브러싱하여 요철층(12)을 형성함으로써 코팅층(10)을 제조하였다.More specifically, the composition prepared in 3. Preparation of the composition is brushed on the
<실시예 2><Example 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 3. 조성물의 제조에서 분산용매로 에탄올 56.2 부피%와 물 43.8 부피%를 혼합한 혼합액을 사용하는 것 대신 에탄올 92.0 부피%과 물 8.0 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액을 사용하였다.The
<실시예 3><Example 3>
실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4. 코팅층의 형성에서 기판(20)상에 제1 브러쉬(30)로 조성물을 브러싱하여 평활층(11)을 형성하고 평활층(11)상에 제2 브러쉬(40)로 조성물을 브러싱하여 요철층(12)을 형성함으로써 코팅층(10)을 형성하는 것 대신 기판(20)상에 조성물을 제1 브러쉬(30)로 2회 브러싱하여 코팅층(10)을 형성하였다.The
<실시예 4><Example 4>
실시예 2와 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4. 코팅층의 형성에서 기판(20)상에 제1 브러쉬(30)로 조성물을 브러싱하여 평활층(11)을 형성하고 평활층(11)상에 제2 브러쉬(40)로 조성물을 브러싱하여 요철층(12)을 형성함으로써 코팅층(10)을 형성하는 것 대신 조성물을 기판(20)상에 제1 브러쉬(30)로 2회 브러싱하여 코팅층(10)을 형성하였다.The
<실시예 5><Example 5>
실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4 코팅층의 형성에서 기판(20)을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것 대신 두께가 1mm인 유리기판(20)을 사용하였다.The
<실시예 6><Example 6>
실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4 코팅층의 형성에서 기판(20)을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것 대신 두께가 300㎛인 금속기판(20)을 사용하였다.The
<실시예 7><Example 7>
실시예 2와 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4 코팅층의 형성에서 기판(20)을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것 대신 두께가 1mm인 유리기판(20)을 사용하였다.The
<실시예 8><Example 8>
실시예 2와 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4 코팅층의 형성에서 기판(20)을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것 대신 두께가 300㎛인 금속기판(20)을 사용하였다.The
<실시예 9><Example 9>
실시예 3과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4 코팅층의 형성에서 코팅층(10)의 형성시 도포되는 조성물의 온도를 25℃가 아닌 40℃로 하였다.The
<비교예 1><Comparative Example 1>
실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 3. 조성물의 제조에서 분산용매로 에탄올 56.2 부피%와 물 43.8 부피%로 혼합하여 제조되는 혼합액을 사용하는 것 대신 에탄올 12.5 부피%와 물 87.5 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액을 사용하였다.The
<비교예 2><Comparative Example 2>
비교예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4. 코팅층의 형성에서 기판(20)을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것 대신 두께가 1mm인 유리기판(20)을 사용하였다.The
<비교예 3><Comparative Example 3>
비교예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4. 코팅층의 형성에서 기판(20)을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것 대신 두께가 300㎛인 금속기판(20)을 사용하였다.The
<비교예 4><Comparative Example 4>
비교예 1과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4. 코팅층의 형성에서 기판(20)상에 제1 브러쉬(30)로 조성물을 브러싱하여 평활층(11)을 형성하고 평활층(11)상에 제2 브러쉬(40)로 조성물을 브러싱하여 요철층(12)을 형성하여 코팅층(10)을 형성하는 것 대신 기판(20)상에 제1 브러쉬(30)로 2회 브러싱하여 코팅층(10)을 형성하였다.The
<비교예 5><Comparative Example 5>
실시예 3과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 3. 조성물의 제조에서 실리카 입자 1 중량부와 분산용매 100 중량부를 혼합하는 것 대신 실리카 입자 0.5 중량부와 분산용매 100 중량부를 혼합하였다.The
<비교예 6><Comparative Example 6>
실시예 3과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 3. 조성물의 제조에서 실리카 입자 1 중량부와 분산용매 100 중량부를 혼합하는 것 대신 실리카 입자 2 중량부와 분산용매 100 중량부를 혼합하였다.The
<비교예 7><Comparative Example 7>
실시예 3과 동일한 방법으로 코팅층(10)을 제조하였다. 단, 4 코팅층의 형성에서 코팅층의 형성시 도포되는 조성물의 온도를 25℃가 아닌 70℃로 하였다.The
실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 7에 따른 코팅층(10)의 제조 조건을 아래 표 1에 정리하였다.Manufacturing conditions of the
(에탄올:물)Dispersion solvent volume ratio
(ethanol:water)
(℃)composition temperature
(℃)
여기서, '분산용매 부피비'는 3. 조성물의 제조에서 실리카 입자가 분산되는 분산용매의 에탄올과 물이 혼합되는 부피비를 의미하는 것이고, '기판 종류'는 4. 코팅층의 형성에서 조성물이 도포되는 기판(20)의 종류를 의미하는 것이며, '실리카 중량부'는 3. 조성물의 제조에서 분산용매 100 중량부에 분산되는 실리카 입자의 중량부를 의미하는 것이고, 조성물 온도는 4. 코팅층의 형성에서 도포되는 조성물의 온도를 의미하는 것이다.Here, 'dispersion solvent volume ratio' refers to the volume ratio in which ethanol and water are mixed in the dispersion solvent in which silica particles are dispersed in 3. Preparation of the composition, and 'substrate type' refers to the volume ratio in which the composition is applied in 4. Formation of the coating layer. (20), and 'parts by weight of silica' means parts by weight of silica particles dispersed in 100 parts by weight of the dispersion solvent in 3. Preparation of the composition, and the temperature of the composition is applied in 4. Formation of the coating layer. It means the temperature of the composition.
또한, '브러쉬 조건'에서 'S/H'는 4. 코팅층의 제조에서 기판(20)상에 조성물을 도포하여 코팅층(10)을 제조할 때 제1 브러쉬(30)로 평활층(11)을 형성하고 평활층(11)상에 제2 브러쉬(40)로 요철층(12)을 형성함으로써 코팅층(10)을 제조하는 것을 의미하는 것이고, 'S/S'는 기판(20)상에 조성물을 제1 브러쉬(30)로 2회 브러싱하여 코팅층(10)을 형성하는 것을 의미하는 것이다.In addition, 'S/H' in the 'brush condition' is 4. When the
<참고예><Reference example>
참고예에서는 실시예 1의 2. 실리카 입자의 표면개질에서 얻어지는 실리카 입자가 소정 용매에 분산되었을 때 응집되는 정도를 분석하기 위해 실시예 1의 2. 실리카 입자의 표면개질에서 얻어지는 실리카 입자가 소정 용매에 분산되었을 때 응집된 실리카 입자의 평균직경을 측정하였다.In the reference example, in order to analyze the degree of aggregation of the silica particles obtained in Example 1 2. Surface modification of silica particles when dispersed in a predetermined solvent, the silica particles obtained in Example 1 2. Surface modification of silica particles were prepared in a predetermined solvent. The average diameter of the agglomerated silica particles when dispersed in was measured.
이 때, 응집된 실리카 입자의 평균직경 측정은 동적광산란 측정장치(모델명:multi-scope, K-one社 제조)를 이용하였고, 동적광산란 측정장치를 이용해 용매 내에 분산된 입자의 평균직경을 측정하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명한 것이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.At this time, the average diameter of the aggregated silica particles was measured using a dynamic light scattering measuring device (model name: multi-scope, manufactured by K-one), and the average diameter of the particles dispersed in the solvent was measured using the dynamic light scattering measuring device. Since it is obvious to those skilled in the art to which the present invention pertains, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 용매로는 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올 및 1-부탄올을 사용하였다. 또한, 에탄올 92.0 부피%와 물 8.0 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액, 에탄올 74.9 부피%와 물 25.1 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액, 에탄올 56.2 부피%와 물 43.8 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액, 에탄올 35.5 부피%와 물 64.5 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액, 에탄올 12.5 부피%와 물 87.5 부피%를 혼합하여 제조되는 혼합액을 사용하였다.In addition, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 1-butanol were used as solvents. In addition, a mixed solution prepared by mixing 92.0% by volume of ethanol and 8.0% by volume of water, a mixed solution prepared by mixing 74.9% by volume of ethanol and 25.1% by volume of water, a mixed solution prepared by mixing 56.2% by volume of ethanol and 43.8% by volume of water, A mixture prepared by mixing 35.5% by volume of ethanol and 64.5% by volume of water, and a mixture prepared by mixing 12.5% by volume of ethanol and 87.5% by volume of water were used.
사용된 용매의 종류에 대한 응집된 실리카 입자의 평균직경 분석 결과를 아래 표2 와 도 3, 4에 나타내었고, 사용된 용매에 대해 통상적으로 알려진 비유전율을 아래 표 2에 나타내었다.The average diameter analysis results of the agglomerated silica particles for the types of solvents used are shown in Table 2 and FIGS. 3 and 4 below, and the relative permittivity commonly known for the solvents used is shown in Table 2 below.
(nm)Average diameter of agglomerated silica particles
(nm)
(92.0:8.0)ethanol: water
(92.0:8.0)
(74.9:25.1)ethanol:water
(74.9:25.1)
(56.2:43.8)ethanol:water
(56.2:43.8)
(35.5:64.5)ethanol: water
(35.5:64.5)
(12.5:87.5)ethanol: water
(12.5:87.5)
표 2에서 에탄올:물은 에탄올과 물을 혼합하여 제조되는 혼합액을 의미하는 것이고, 괄호안에 비율은 에탄올과 물의 부피비를 의미하는 것이다. 예를 들어, 표 2에서 에탄올:물(92.0:8.0)은 에탄올 92.0 부피%와 물 8.0%를 혼합한 혼합액을 의미하는 것이다.In Table 2, ethanol:water means a mixed solution prepared by mixing ethanol and water, and the ratio in parentheses means the volume ratio of ethanol and water. For example, in Table 2, ethanol:water (92.0:8.0) means a mixture of 92.0% by volume of ethanol and 8.0% of water.
표 2와 도 3 내지 4를 참조하면, 사용된 용매의 비유전율이 상대적으로 클수록 응집된 실리카 입자의 평균직경이 큰 것을 확인할 수 있다. 이는 사용되는 용매의 비유전율이 클수록 사용되는 용매 내에서 실리카 입자가 응집되는 정도가 커지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.Referring to Table 2 and FIGS. 3 and 4, it can be seen that the average diameter of the agglomerated silica particles increases as the relative permittivity of the solvent used increases. This is a result confirming that the higher the dielectric constant of the solvent used, the higher the degree of aggregation of the silica particles in the used solvent.
<시험예 1><Test Example 1>
시험예 1에서는 실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 7에 따라 제조되는 코팅층(10)의 소수성을 측정하기 위해 물을 측정용매로 하여 접촉각을 측정하였다.In Test Example 1, in order to measure the hydrophobicity of the
시험예 1에서 접촉각은 실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 7에 따라 제조된 코팅층(10)에 8.65 ㎕의 물방울을 떨어뜨린 후 접촉각측정기(모델명:FM-40, KRUSS社 제조)를 이용하여 측정하였다.In Test Example 1, the contact angle was measured by dropping 8.65 μl of water on the
아울러, 실시예 1, 5, 6에 따라 제조되는 코팅층(10)에 대해서는 미끄럼각(sliding angle)도 함께 측정하였다.In addition, the sliding angle of the
한편, '미끄럼각'은 수평한 바닥면을 기준으로 액체가 흐르기 시작하는 기울기 각도를 의미하는 것일 수 있고, 실시예 1, 5, 6에 따라 제조되는 코팅층(10)이 형성된 기판(20)을 수평한 바닥면에 놓은 후 기울였을 때 액체가 흐르기 시작하는 기울기 각도를 의미하는 것일 수 있다.On the other hand, the 'slip angle' may mean an inclination angle at which the liquid starts to flow with respect to the horizontal bottom surface, and the
도 5a 내지 5d와 아래 표 3에 시험예 1에 따른 접촉각 측정결과를 정리하였다.The contact angle measurement results according to Test Example 1 are summarized in FIGS. 5A to 5D and Table 3 below.
도 5a는 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층의 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이고, 도 5b는 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층의 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이며, 도 5c는 실시예 5에 따라 제조되는 코팅층의 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이고, 도 5d는 실시예 6에 따라 제조되는 코팅층의 접촉각 측정결과를 나타낸 도면이다.Figure 5a is a view showing the contact angle measurement result of the coating layer prepared according to Example 1, Figure 5b is a view showing the contact angle measurement result of the coating layer prepared according to Example 3, Figure 5c is a view showing the contact angle measurement result of the coating layer prepared according to Example 5 It is a view showing the contact angle measurement result of the coating layer, and FIG. 5d is a view showing the contact angle measurement result of the coating layer prepared according to Example 6.
표 3을 참조하면, 실시예 1, 2에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각이 비교예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각보다 높은 것을 확인할 수 있고, 이는 실시예 1, 2에 따라 제조되는 코팅층(10)의 소수성이 비교예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)보다 큰 것을 나타내는 결과이다.Referring to Table 3, it can be seen that the contact angle of the
이는 실리카 입자가 분산되는 분산용매의 비유전율이 너무 높으면 분산용매 내에서 실리카 입자가 과하게 응집함에 따라 코팅층(10)의 커버율(coverage)이 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.This is a result of confirming that the coverage of the
또한, 실시예 5, 7에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각이 비교예 2에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각보다 크고, 실시예 6, 8에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각이 비교예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각보다 크며, 실시예 3, 4에 따라 제조되는 코팅층(10)이 비교예 4에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각보다 큰 것을 확인할 수 있는데, 이들 역시 실리카 입자가 분산되는 분산용매의 비유전율이 너무 높으면 분산용매 내에서 실리카 입자가 과하게 응집함에 따라 코팅층(10)의 커버율(coverage)이 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.In addition, the contact angle of the
실시예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각이 비교예 5에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각보다 높은 것을 확인할 수 있는데, 이는 조성물의 제조시 분산용매에 혼합되는 실리카 입자의 함량이 떨어지면 코팅층(10)의 형성시 실리카 입자가 기판(20) 표면에 전체적으로 균일하게 코팅되지 못하여 기판(20) 표면 전체에 대해 코팅층(10)이 형성되는 비율인 커버율(coverage)이 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.It can be seen that the contact angle of the
한편, 실시예 1과 실시예 2에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각이 각각 실시예 3과 실시예 4에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각보다 높은 것을 확인할 수 있는데, 이는 제2 표면거칠기를 갖는 요철층(12)을 형성함으로써 코팅층(10)의 표면거칠기가 향상되면 소수성이 높아지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.On the other hand, it can be seen that the contact angle of the
실시예 3과 실시예 9에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각이 비교예 7에 따라 제조되는 코팅층(10)의 접촉각보다 높은 것을 확인할 수 있는데 이는 기판(20)상에 조성물을 도포할 때 조성물의 온도가 너무 높으면 코팅층(10)에 형성되는 미세크랙의 수가 줄어듬에 따라 제조되는 코팅층(10)의 소수성이 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.It can be seen that the contact angle of the
실시예 1, 5, 6에 따라 제조되는 코팅층(10)의 미끄럼각이 5°보다 작은 것을 확인할 수 있는데, 이는 실시예 1, 5, 6에 따라 제조되는 코팅층(10)의 소수성이 아주 뛰어난 것을 확인할 수 있는 결과이다. 특히, 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)은 접촉각이 152.6°, 미끄럼각이 0°로 나타나 초소수성을 갖는 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the sliding angle of the
<시험예 2><Test Example 2>
시험예 2는 실시예 1 내지 4, 9에 따라 제조되는 코팅층(10)과 비교예 1, 4 내지 7에 따라 제조되는 코팅층(10)의 투명도를 측정하기 위한 실험이다.Test Example 2 is an experiment for measuring the transparency of the
시험예 2에서는 투명도를 측정하기 위해 실시예 1 내지 4, 9에 따라 제조되는 코팅층(10)이 형성된 기판(20)과 비교예 1, 4 내지 7에 따라 제조되는 코팅층(10)이 형성된 기판(20)의 투과도를 측정하였다.In Test Example 2, the
시험예 2에서 투과도의 측정은 UV-Vis 분광광도계(모델명:Optizen pop, Mecasys社 제조)를 이용하여 300 내지 800nm의 파장대에서 수행하였다.In Test Example 2, transmittance was measured using a UV-Vis spectrophotometer (model name: Optizen pop, manufactured by Mecasys) in a wavelength range of 300 to 800 nm.
시험 결과를 도 6a 내지 6c와 표 4에 나타내었다.The test results are shown in Figures 6a to 6c and Table 4.
표 4를 참조하면, 실시예 1 내지 4, 9에 따라 제조되는 코팅층(10)의 투과도가 모두 80%를 초과하는 것을 확인할 수 있는데, 이는 본 발명의 실시예에 따라 제조되는 코팅층(10)의 투명도가 우수하여 기판(20)에 본 발명의 실시예에 따라 코팅층(10)을 형성하여도 투과도의 저하가 크지 않은 것을 확인할 수 있는 결과이다.Referring to Table 4, it can be confirmed that the transmittance of the
표 4를 참조하면, 실시예 1 내지 4, 9에 따라 제조되는 코팅층(10)과 비교예 1, 4, 5, 7에 따라 제조되는 코팅층(10)보다 비교예 6에 따라 제조되는 코팅층(10)의 투과도가 가장 떨어지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 분산용매에 분산되는 실리카 입자의 함량이 너무 높으면 제조되는 코팅층(10)의 투명도가 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.Referring to Table 4, the
<시험예 3><Test Example 3>
시험예 3은 실시예 1 내지 4, 9에 따른 코팅층(10)과 비교예 1, 4, 5 및 7에 따른 코팅층(10)의 표면을 분석하기 위한 실험이다.Test Example 3 is an experiment for analyzing the surface of the
시험예 3에서는 실시예 1 내지 4, 9에 따른 코팅층(10)과 비교예 1, 4, 5 및 7에 따른 코팅층(10)의 표면을 분석하기 위해 실시예 1 내지 4, 9에 따른 코팅층(10)과 비교예 1, 4, 5 및 7에 따른 코팅층(10)을 주사 전자 현미경으로 분석하였다.In Test Example 3, in order to analyze the surface of the
분석 결과를 도 7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b, 10a, 10b, 11a, 11b, 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b, 17a, 17b, 18a 및 18b에 나타내었다..The analysis results are shown in Figs. 18b.
도 7a 내지 7b는 실시예 1에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이고, 도 8a 내지 8b는 실시예 2에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이며, 도 9a 내지 9b는 실시예 3에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이고, 도 10a 내지 10b는 실시예 4에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이며, 도 11a 내지 11b는 실시예 9에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이고, 도 12a 내지 12b는 비교예 1에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이며, 도 13a 내지 13b는 비교예 4에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이고, 도 14a 내지 14b는 비교예 5에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이며, 도 15a 내지 15b는 비교예 6에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이고, 도 16a 내지 16b는 비교예 7에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이며, 도 17a 내지 17b는 실시예 1에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이고, 도 18a 내지 18b는 실시예 3에 따른 시험예 3에 따른 주사전자현미경 분석결과를 나타낸 도면이다7A to 7B are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Example 1, and FIGS. 8A to 8B are views showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Example 2, 9A to 9B are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Example 3, and FIGS. 10A to 10B are views showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Example 4, 11a to 11b are views showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Example 9, and FIGS. 12a to 12b are views showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Comparative Example 1, 13A to 13B are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Comparative Example 4, and FIGS. 14A to 14B are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Comparative Example 5, 15A to 15B are diagrams showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Comparative Example 6, and FIGS. 16A to 16B are views showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Comparative Example 7, 17a to 17b are views showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Example 1, and FIGS. 18a to 18b are views showing scanning electron microscope analysis results according to Test Example 3 according to Example 3.
먼저, 도 7a 내지 7b, 8a 내지 8b, 12a 내지 12b를 참조하면, 실시예 1, 2에 따라 제조되는 코팅층(10)과 비교예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)을 살펴보면 실시예 1, 2에 따라 제조되는 코팅층(10)은 기판(20) 표면에 전체적으로 균일하게 형성되어 있는 것을 확인할 수 있는 반면에 비교예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)은 기판(20)상에 다소 균일하게 형성되어 있지 못하여 커버율(coverage)이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 실리카 입자가 분산되는 분산용매의 유전율이 너무 크면 실리카 입자가 과하게 응집됨으로 인해 응집된 실리카 입자와 기판(20)의 결합력이 떨어져 결합상태를 유지하지 못하고 기판(20)으로부터 응집된 실리카 입자가 이탈함으로써 커버율(coverage)이 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.First, referring to FIGS. 7a to 7b, 8a to 8b, and 12a to 12b, looking at the
도 9a 내지 9b, 10a 내지 10b, 13a 내지 13b를 참조하면, 실시예 3, 4에 따라 제조되는 코팅층(10)과 비교예 4에 따라 제조되는 코팅층(10)을 살펴보면 실시예 3, 4에 따라 제조되는 코팅층(10)은 기판(20) 표면에 전체적으로 균일하게 형성되어 있는 것을 확인할 수 있는 반면에 비교예 4에 따라 제조되는 코팅층(10)은 기판(20)상에 다소 균일하게 형성되어 있지 못하여 커버율(coverage)이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 실리카 입자가 분산되는 분산용매의 유전율이 너무 크면 실리카 입자가 과하게 응집됨으로 인해 응집된 실리카 입자와 기판(20)의 결합력이 떨어져 결합상태를 유지하지 못하고 응집된 실리카 입자가 기판(20)으로부터 이탈함으로써 커버율(coverage)이 떨어지는 것을 확인할 수 있는 결과이다.9a to 9b, 10a to 10b, and 13a to 13b, looking at the
도 9a 내지 9b, 11a 내지 11b, 16a 내지 16b를 참조하여 실시예 3, 9에 따라 제조되는 코팅층(10)과 비교예 7에 따라 제조되는 코팅층(10)을 살펴보면 실시예 3, 9에 따라 제조되는 코팅층(10)에 형성된 미세크랙의 수보다 비교예 7에 따라 제조되는 코팅층(10)에 형성된 미세크랙의 수가 다소 적은 것을 확인할 수 있다. 이는 기판(20)상에 조성물을 도포하여 코팅층(10)을 형성할 때 코팅되는 조성물의 온도가 너무 높으면 분산용매가 너무 빨리 증발하여 코팅층(10)에 형성되는 미세크랙의 수가 줄어드는 것을 확인할 수 있는 결과이다.9a to 9b, 11a to 11b, and 16a to 16b, looking at the
도 9a 내지 9b, 14a 내지 14b를 참조하여 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)과 비교예 5에 따라 제조되는 코팅층(10)을 살펴보면 실시예 3에 따라 제조되는 소수성 코팅층(10)은 기판(20) 표면에 전체적으로 균일하게 형성되어 있는 것을 확인할 수 있는 반면에 비교예 5에 따라 제조되는 코팅층(10)은 기판(20)상에 다소 균일하게 형성되어 있지 못하여 커버율(coverage)이 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있는데, 이는 분산용매에 분산되는 실리카 입자의 함량이 떨어지면 기판(20) 표면에 조성물이 도포된 면적에 대하여 코팅층(10)이 형성되는 비율인 커버율(coverage)이 떨어질 수 있는 것을 확인할 수 있는 결과이다.Looking at the
도 17a 내지 17b와 도 18a 내지 18b를 참조하여 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)과 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)을 살펴보면 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)이 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)보다 요철이 더 많이 형성된 것을 확인할 수 있다.Looking at the
이는 기판(20)상에 제1 브러쉬(30)를 이용하여 평활층(11)을 형성하고 평활층(11)상에 제2 브러쉬(40)를 이용하여 요철층(12)을 형성함으로써 코팅층(10)을 제조하면 제1 브러쉬(30)를 이용하여 코팅층(10)을 제조할 때보다 높은 표면거칠기를 갖는 코팅층(10)을 제조할 수 있다는 것을 확인할 수 있는 결과이다.This is done by forming the
<시험예 4><Test Example 4>
시험예 4에서는 실시예 1과 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)의 표면거칠기를 측정하였다.In Test Example 4, the surface roughness of the
시험예 4에서 표면거칠기의 측정은 실시예 1과 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)의 산술 평균 조도(Ra)를 표면 프로파일러(surface profiler, 제품명: D-300, 제조회사: KLA-Tencor)로 3회 측정하였다.In Test Example 4, the surface roughness was measured by measuring the arithmetic average roughness (R a ) of the
측정결과를 아래 표 5에 나타내었다.The measurement results are shown in Table 5 below.
표 5를 참조하면, 실시예 3에 따라 제조되는 코팅층(10)보다 실시예 1에 따라 제조되는 코팅층(10)의 산술 평균 조도가 더 큰 것을 확인할 수 있다. 이는 코팅층(10)의 제조시 기판(20)상에 조성물을 도포하여 코팅층(10)을 제조할 때 제1 브러쉬(30)로 평활층(11)을 형성하고 평활층(11)상에 제2 브러쉬(40)로 요철층(12)을 형성하면 기판(20)상에 조성물을 제1 브러쉬(30)로 2회 브러싱하여 코팅층(10)을 형성하는 것보다 더 큰 표면거칠기를 갖는 코팅층(10)이 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있는 결과이다.Referring to Table 5, it can be seen that the arithmetic mean roughness of the
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
10: 코팅층, 11: 평활층, 12, 요철층,
20: 기판,
30: 제1 브러쉬, 31: 파지핸들, 32: 브러쉬모,
40: 제2 브러쉬, 41, 파지핸들, 42: 브러쉬모,
S100: 입자준비단계,
S200: 표면개질단계,
S300: 조성물 제조단계,
S400: 코팅층 제조단계,
S410: 기판 준비단계, S420: 평활층 형성단계, S430: 요철층 형성단계.10: coating layer, 11: smooth layer, 12, uneven layer,
20: substrate,
30: first brush, 31: gripping handle, 32: brush hair,
40: second brush, 41, gripping handle, 42: brush head,
S100: particle preparation step,
S200: surface modification step,
S300: composition preparation step,
S400: coating layer manufacturing step,
S410: substrate preparation step, S420: smooth layer forming step, S430: uneven layer forming step.
Claims (9)
소수성 실란 커플링제를 이용하여 상기 실리카 입자의 표면을 개질하는 단계;
상기 실리카 입자를 비유전율이 10 내지 80인 분산용매에 분산시켜 조성물을 제조하는 단계;
기판을 준비하는 단계; 및
상기 기판상에 상기 조성물을 도포하여 제1 표면거칠기를 갖는 평활층과 상기 평활층상에 형성되고 상기 제1 표면거칠기보다 큰 제2 표면거칠기를 갖는 요철층을 포함하는 코팅층을 제조하는 단계;를 포함하는 것
인 소수성 코팅층의 제조방법.preparing silica particles;
modifying the surface of the silica particles using a hydrophobic silane coupling agent;
preparing a composition by dispersing the silica particles in a dispersion solvent having a dielectric constant of 10 to 80;
Preparing a substrate; and
Applying the composition on the substrate to prepare a coating layer including a smooth layer having a first surface roughness and an uneven layer formed on the smooth layer and having a second surface roughness greater than the first surface roughness; to do
Method for producing a phosphorus hydrophobic coating layer.
산술 평균 조도가 0.1 내지 1 ㎛이고, 접촉각이 120 내지 180°인 상기 코팅층을 제조하는 단계;인 것
인 소수성 코팅층의 제조방법.The method of claim 1, wherein preparing the coating layer
Preparing the coating layer having an arithmetic mean roughness of 0.1 to 1 μm and a contact angle of 120 to 180 °;
Method for producing a phosphorus hydrophobic coating layer.
상기 기판을 준비하는 단계;
상기 기판상에 제1 거칠기를 갖는 제1 브러쉬를 이용해 상기 조성물을 도포하여 상기 요철층보다 상대적으로 낮은 산술 평균 조도를 갖는 상기 평활층을 형성하는 단계; 및
상기 평활층상에 상기 제1 거칠기보다 상대적으로 큰 제2 거칠기를 갖는 제2 브러쉬를 이용해 상기 조성물을 도포하여 상기 평활층보다 상대적으로 큰 산술 평균 조도를 갖는 상기 요철층을 형성하는 단계;를 포함하는 것
인 소수성 코팅층의 제조방법.The method of claim 1, wherein preparing the coating layer
Preparing the substrate;
forming the smooth layer having a relatively lower arithmetic mean roughness than the uneven layer by applying the composition on the substrate using a first brush having a first roughness; and
Forming the concavo-convex layer having a relatively greater arithmetic mean roughness than the smooth layer by applying the composition on the smooth layer using a second brush having a second roughness relatively greater than the first roughness; thing
Method for producing a phosphorus hydrophobic coating layer.
상기 실리카 입자 0.5 중량부 초과 2 중량부 미만을 상기 분산용매 100 중량부에 분산시켜 상기 조성물을 제조하는 단계인 것
인 소수성 코팅층의 제조방법.The method of claim 1, wherein preparing the composition
Preparing the composition by dispersing more than 0.5 parts by weight and less than 2 parts by weight of the silica particles in 100 parts by weight of the dispersion solvent
Method for producing a phosphorus hydrophobic coating layer.
상기 기판상에 온도가 25 ℃ 이상 70 ℃ 미만인 상기 조성물을 도포하여 상기 코팅층을 형성하는 단계인 것
인 소수성 코팅층의 제조방법.The method of claim 1, wherein forming the coating layer
Forming the coating layer by applying the composition having a temperature of 25 ° C. or more and less than 70 ° C. on the substrate
Method for producing a phosphorus hydrophobic coating layer.
입자직경이 1 내지 400 nm인 상기 실리카 입자를 준비하는 단계인 것
인 소수성 코팅층의 제조방법.The method of claim 1, wherein preparing the silica particles
Preparing the silica particles having a particle diameter of 1 to 400 nm
Method for producing a phosphorus hydrophobic coating layer.
3-아미노프로필트리에톡시실란, 헥사데실트리메톡시실란 및 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트 중에 선택되는 적어도 하나를 포함하는 상기 실란 커플링제를 이용하여 상기 실리카 입자를 표면개질하는 단계인 것
인 소수성 코팅층의 제조방법.The method of claim 1, wherein the step of modifying the surface
A step of surface-modifying the silica particles using the silane coupling agent containing at least one selected from 3-aminopropyltriethoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane and 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate thing
Method for producing a phosphorus hydrophobic coating layer.
상기 기판상에 형성되고 제1 표면거칠기를 갖는 평활층과, 상기 평활층상에 형성되고 상기 제1 표면거칠기보다 상대적으로 큰 제2 표면거칠기를 갖는 요철층을 포함하는 것
인 소수성 코팅층.It is formed by applying a composition prepared by dispersing hydrophobically modified silica particles in a solvent having a relative dielectric constant of 10 to 80 on a predetermined substrate,
A smooth layer formed on the substrate and having a first surface roughness, and a concave-convex layer formed on the smooth layer and having a second surface roughness relatively greater than the first surface roughness
phosphorus hydrophobic coating layer.
산술 평균 조도가 0.1 내지 1 ㎛이고, 접촉각이 120 내지 180°인 것
인 소수성 코팅층.According to claim 8,
Having an arithmetic mean roughness of 0.1 to 1 μm and a contact angle of 120 to 180 °
phosphorus hydrophobic coating layer.
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