KR20230167419A - 코팅된 물품, 코팅된 물품의 제조 방법, 및 조성물의 제조 방법 - Google Patents

코팅된 물품, 코팅된 물품의 제조 방법, 및 조성물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

코팅된 물품은 기판의 제1 주 표면 위에 배치된 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 약 5H 이상의 연필 경도를 포함한다. 관점들에서, 코팅은 제1 관능기 및 제2 관능기로 말단화된 링커를 포함한다. 관점들에서, 코팅은 코팅을 제1 주 표면에 부착시키는 실란 커플링제를 포함한다. 코팅된 물품을 제조하는 방법은 기판의 제1 주 표면 위에 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 층을 침착시키는 단계 및 상기 층을 코팅을 형성하기 위해 경화시키는 단계를 포함한다. 조성물을 형성하는 방법은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커와 반응시키는 단계를 포함한다.

Description

코팅된 물품, 코팅된 물품의 제조 방법, 및 조성물의 제조 방법
본 출원은 2022년 1월 13일에 출원된 미국 가출원 제63/299,052호, 2021년 11월 10일에 출원된 미국 가출원 제63/277,625호 및 2021년 4월 8일에 출원된 미국 가출원 제63/172,250호의 우선권을 주장하며, 이들의 각각의 내용은 전체적으로 참고로 본원에 인용되고 통합된다.
본 개시는 일반적으로 코팅된 물품, 코팅된 물품의 제조 방법, 및 조성물의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 연필 경도를 포함하는 코팅된 물품 및 이의 제조 방법, 및 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(functionalized oligomeric silsesquioxanes)을 포함하는 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
폴더블 기판(Foldable substrates)은, 예를 들어, 디스플레이 적용들, 예를 들어, 액정 디스플레이(LCDs), 전기영동 디스플레이(EPD), 유기 발-광 다이오드 디스플레이(OLEDs), 플라즈마 디스플레이 패널(PDPs), 또는 이와 유사한 것에 통상 사용된다.
폴더블 디스플레이 및/또는 폴더블 보호 커버(protective covers)의 부분에 유기 물질을 포함하는 코팅을 제공하는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 이러한 유기 물질은 항균, 세정-용이성 및/또는 친수성 기능을 제공할 수 있다. 그러나, 유기 코팅은, 예를 들어, 마모 및/또는 경도에 취약한 등 내구성 문제가 있을 수 있다.
폴더블 디스플레이뿐만 아니라 폴더블 디스플레이에 장착되는 폴더블 보호 커버의 개발에 대한 요구가 있다. 폴더블 디스플레이 및 폴더블 커버는 우수한 내충격성 및 과 내천공성(puncture resistance)을 가져야 한다. 동시에, 폴더블 디스플레이 및 폴더블 커버는 작은 최소 굽힘 반경(예를 들어, 약 10 millimeters(㎜) 이하)을 가져야 한다.
결과적으로, 높은 투명도, 낮은 헤이즈, 낮은 최소 굽힘 반경, 및 우수한 내충격성 및 내천공성을 갖는 디스플레이 장치 및/또는 폴더블 장치용 코팅 및 기판(예를 들어, 유리-계 기판, 세라믹-계 기판)을 포함하는 코팅 및 코팅된 물품을 개발할 필요가 있다.
복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 조성물, 코팅, 및 코팅된 물품 및 이의 제조 방법이 본원에 서술된다. 코팅된 물품은 폴더블 기판으로 기능할 수 있고, 코팅 및/또는 코팅된 물품은 폴더블 디스플레이에 통합될 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 우수한 내스크래치성 및/또는 높은 연필 경도(예를 들어, 약 5H 이상, 약 7H 이상, 약 9H 이상)를 제공할 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 제공하는 것은, 링커(예를 들어, 중합체)의 제1 관능기 및/또는 제2 관능기와 반응할 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 관능화의 정도(extent)는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 2개의 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 중합체의 결합을 촉진할 수 있다. 기판 상에 코팅을 제공하는 것은, 예를 들어, 손상으로부터 기판의 표면 흠을 보호 및/또는 충전하여 코팅된 물품의 내구성을 증가시킨다. 부가적으로, 기판은 내천공성 및/또는 내충격성을 향상시키기 위해 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함할 수 있다. 더욱이, 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판은 화학적으로 강화되어 코팅된 물품의 내충격성 및/또는 내천공성을 더욱 향상시키는 동시에 우수한 굽힘 성능을 촉진할 수 있다.
조성물은 중합체의 반대 단부에 관능기를 갖는 링커(예를 들어, 중합체)를 포함할 수 있으며, 여기서, 상기 관능기는 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응한다. 링커는, 우수한 광학 특성(예를 들어, 높은 투과율, 낮은 헤이즈), 및 코팅으로서, 우수한 내구성 및/또는 기판에 대한 우수한 접착력을 제공할 수 있는, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 응집을 감소(예를 들어, 방지)할 수 있는, 중합체를 포함할 수 있다. 링커(예를 들어, 중합체)의 백본(backbone)에 산소 원자를 포함하는 링커(예를 들어, 중합체)를 제공하는 것은, 링커, 그 결과로 생긴 조성물, 및 그 결과로 생긴 코팅의 유연성을 증가시킬 수 있으며, 이는 최대 신율(ultimate elongation), 내구성, 및/또는 내충격성(예를 들어, 펜 낙하 높이)을 증가시킬 수 있다. 약 400 달톤(Daltons) 내지 약 30,000 달톤의 범위에서 수-평균 분자량(Mn)을 갖는 중합체를 포함하는 링커를 제공하는 것은, 이에 부착된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 응집을 방지하면서, 중합체의 엉킴(entanglement)을 감소시킬 수 있으며, 중합체의 엉킴은 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 제조성을 저해할 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 대한 링커(예를 들어, 중합체)의 낮은 몰비(예를 들어, 약 0.06 이하)를 제공하는 것은, 2개의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 중합체를 생성할 수 있으며, 이는 전술된 이점을 달성할 수 있다. 코팅된 물품의 작동 범위를 벗어난(예를 들어, 약 -20℃ 내지 약 60℃의 작동 범위를 벗어난) 유리 전이 온도를 중합체에 제공하는 것은, 코팅된 물품이 작동 범위에 걸쳐 일관된 특성을 갖는 것을 가능하게 할 수 있다. 반응성 희석제(예를 들어, 조성물이 기판 상에 배치된 후 경화될 때까지 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되지 않은 링커)를 제공하는 것은 조성물의 점도를 조정하는데 사용될 수 있으며, 이는 고른 도포를 촉진하고 및/또는 저-비용 도포 기술을 가능하게 할 수 있으면서 조성물 및/또는 코팅의 전체 비용을 감소시킨다.
하나 이상의 아민 및/또는 무수물 관능기를 포함하는 링커를 제공하는 것은 실란 커플링제의 사용 여부와 관계없이 기판에 우수한 접착력(예를 들어, 형성된 대로 약 4B 이상; 50% 상대 습도, 25℃에서 10일 동안 유지된 후 약 4B 이상; 및/또는 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 동안 유지된 후 약 4B 이상)을 갖는 코팅을 제공할 수 있다. 경화 촉매를 제공하는 것은, 그 결과로 생긴 코팅의 경도를 증가시킬 수 있다. 트리메틸올프로판 옥세탄을 포함하는 조성물을 제공하는 것은 그 결과로 생긴 코팅의 경도를 증가시킬 수 있다. 코팅은 소수성일 수 있고, 낮은 동적 마찰 계수(즉, 약 0.8 이하, 예를 들어, 약 0.5 이하), 우수한 내마모성, 및/또는 세정-용이성(ETC) 코팅으로서의 기능을 가질 수 있다.
실질적으로 무-용매 조성물로부터 층을 형성하는 것은 경화 속도를 증가시킬 수 있고, 이는 가공 시간을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 무-용매 조성물은 레올로지 개질제(rheology modifiers)의 사용을 절감(예를 들어, 감소, 제거)시키고, 조성물 균질성을 증가시킬 수 있으며, 이는 그 결과로 생긴 코팅의 광학적 투명도(예를 들어, 투과율)를 증가시킬 수 있다. 용매를 포함하는 코팅 방법을 제공하는 것은 매우 다양한 조성물을 사용하여 코팅을 형성하는 것을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 짧은 기간 동안 층을 조사(irradiating)하여 층을 경화시켜 코팅을 형성함으로써, 가공 효율을 높이고 제조 비용을 절감할 수 있다. 게다가, 무-용매 조성물은, 그 결과로 생긴 코팅에서, 시각적 결함, 예를 들어, 임의의 용매가 증발함에 따라 휘발성 가스로부터의 기포의 발생률을 감소시킬 수 있다. 층을 형성하기 위해 조성물과 함께 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 제공하는 것은 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 경도를 더욱 증가시킬 수 있다. 광개시제가 없는 조성물(예를 들어, 열경화성 조성물)을 제공하는 것은 황변 문제가 발생하지 않을 수 있다. 실란-커플링제를 제공하는 것은 기판(예를 들어, 유리-계 기판, 중합체-계 기판)에 대한 코팅의 접착력을 증가시킬 수 있다. 부가적으로, 코팅은 높은 투과율(예를 들어, 약 90% 이상), 낮은 헤이즈(예를 들어, 약 0.5% 이하), 및/또는 낮은 황변 지수(예를 들어, 약 0.6 이하)를 포함할 수 있다. 나노입자(예를 들어, 실리카 나노입자, 알루미나 나노입자)가 없거나 및/또는 실질적으로 없는 조성물을 제공하는 것은, 나노입자(예를 들어, 실리카 나노입자, 알루미나 나노입자)를 갖는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 대응하는 조성물, 코팅, 및/또는 코팅된 물품과 비교하여, 조성물의 가공 문제(예를 들어, 응집, 집적, 상 분리)를 줄일 수 있고, 코팅 및/또는 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 광학 특성을 개선(예를 들어, 상승된 온도 및/또는 습도에서 에이징(aging) 후에도 낮은 헤이즈 및/또는 높은 투과율을 유지)할 수 있으며, 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 기계적 특성(예를 들어, 경도, 모듈러스, 변형)을 감소시킬 수 있다.
본 개시의 일부 대표 관점들은 다양한 관점들의 특색들 중 어느 하나가 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다는 이해를 갖고 아래에서 기재된다.
관점 1. 코팅된 물품은:
제1 주 표면을 포함하는 기판; 및
상기 제1 주 표면 위에 배치된 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 코팅으로, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커에 의해 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되는, 코팅을 포함하고,
여기서, 상기 코팅은 약 5H 이상의 연필 경도를 포함한다.
관점 2. 관점 1의 코팅된 물품에서, 상기 코팅을 제1 주 표면에 부착시키는 실란 커플링제를 더욱 포함한다.
관점 3. 관점 2의 코팅된 물품에 있어서, 상기 실란 커플링제는 (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 4. 관점 1-3 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 후 약 1B 이상의 기판에 대한 접착력을 포함한다.
관점 5. 기판을 포함하는 코팅된 물품은:
제1 주 표면을 포함하는 기판;
제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 제1 주 표면 위에 배치된 코팅; 및
상기 코팅을 제1 주 표면에 부착시키며, (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 실란 커플링제를 포함하고,
여기서, 상기 코팅은 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 후 약 1B 이상의 기판에 대한 접착력을 포함하며, 상기 코팅은 약 5H 이상의 연필 경도를 포함한다.
관점 6. 관점 5의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커에 의해 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된다.
관점 7. 관점 4-6 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 기판에 대한 코팅의 접착력은 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 후 약 3B 이상이다.
관점 8. 관점 1-4 또는 관점 6 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기는 제2 관능기와 동일하다.
관점 9. 관점 1-4, 6 또는 8 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기는 알코올, 아크릴레이트, 에폭시, 및 우레이도(ureidos)로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 관능기는 알코올, 아크릴레이트, 에폭시, 및 우레이도로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 10. 관점 1-4, 6, 또는 8 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기는 산 알코올(acid alcohols), 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘로 이루어진 군으로부터 선택되고, 및/또는 상기 제2 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 11. 관점 10의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 아민을 포함한다.
관점 12. 관점 11의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 아미노프로필 관능기를 포함한다.
관점 13. 관점 10의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기가 에폭시를 포함한다.
관점 14. 관점 10의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기가 무수물을 포함한다.
관점 15. 관점 13-14 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 3차 아민 또는 이미다졸을 포함하는 경화 촉매를 더욱 포함한다.
관점 16. 관점 15의 코팅된 물품에 있어서, 상기 경화 촉매는 2,4,6-트리스(디메틸아미노에틸)페놀을 포함한다.
관점 17. 관점 15-16 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 경화 촉매를 약 0.3 wt% 내지 약 1.1 wt%의 양으로 포함한다.
관점 18. 관점 13-17 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 약 5 wt% 내지 약 30 wt%의 양으로 트리메틸올프로판 옥세탄을 더욱 포함한다.
관점 19. 관점 18의 코팅된 물품에 있어서, 상기 트리메틸올프로판 옥세탄의 양(wt%)에 대한 링커의 양(wt%)의 비율은 약 1 내지 약 3.3의 범위이다.
관점 20. 관점 13-19 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 링커는 복수의 링커를 포함하고, 몰 기준으로 복수의 링커 대 몰 기준으로 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 비율은 약 0.6 내지 약 1.0의 범위이다.
관점 21. 관점 1-4, 6, 또는 8-19 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 링커는 복수의 링커를 포함하고, 몰 기준으로 복수의 링커 대 몰 기준으로 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 비율은 약 0.06 이하이다.
관점 22. 관점 1-4, 6, 또는 8-21 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 약 15 wt% 내지 약 50 wt%의 양으로 링커를 포함한다.
관점 23. 관점 1-4, 6, 또는 8-22 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 링커의 백본은 산소 원자를 포함한다.
관점 24. 관점 1-4, 6, 또는 8-22 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 링커는 중합체를 포함한다.
관점 25. 관점 24의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 중합체의 정상 말단(normal terminal) 관능기와 다르다.
관점 26. 관점 24-25 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 중합체는 우레탄, 아크릴레이트, 및/또는 폴리카보네이트가 실질적으로 없다.
관점 27. 관점 24-26 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 중합체는 중합체의 백본에 산소 원자를 포함한다. 상기 산소 원자는 중합체의 복수의 단량체에 존재한다.
관점 28. 관점 24-27 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 중합체는 폴리(디메틸실록산) 및/또는 폴리(프로필렌 옥사이드)를 포함한다.
관점 29. 관점 24-28 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 중합체는 약 400 달톤 내지 약 30,000 달톤의 범위에서 수평균 분자량을 포함한다.
관점 30. 관점 1-29 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 다면체(polyhedral) 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 포함하고, 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제1 관능화 POSS를 포함하며, 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제2 관능화 POSS를 포함한다.
관점 31. 관점 1-30 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및/또는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 글리시딜 관능기 또는 에폭시시클로헥실 관능기에 의해 관능화된다.
관점 32. 관점 31의 코팅된 물품에 있어서, 상기 글리시딜 관능기는 3-글리시딜옥시프로필 관능기를 포함한다.
관점 33. 관점 1-32 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅의 연필 경도는 약 9 H이다.
관점 34. 관점 1-33 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 400 nanometers 내지 700 nanometers 범위의 광학 파장에 걸쳐 평균 약 90% 이상의 평균 투과율을 포함한다.
관점 35. 관점 34의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅의 평균 투과율은 약 92% 내지 약 94%의 범위이다.
관점 36. 관점 1-35 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 약 0.5% 이하의 헤이즈를 포함한다.
관점 37. 관점 36의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅의 헤이즈는 약 0.1% 내지 약 0.3%의 범위이다.
관점 38. 관점 1-37 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 100x 배율 하에서 가시적인 결정이 실질적으로 없다.
관점 39. 관점 1-38 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 불소-계 화합물이 실질적으로 없다.
관점 40. 관점 1-39 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자를 더욱 포함한다.
관점 41. 관점 1-39 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 나노입자가 없다.
관점 42. 관점 1-41 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제4 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 직접 결합된 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제3 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 더욱 포함한다.
관점 43. 관점 1-42 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅 상에 탈이온수의 접촉각은 약 65° 내지 약 110°의 범위이다.
관점 44. 관점 43의 코팅된 물품에 있어서, 상기 접촉각은 약 90° 내지 약 105°의 범위이다.
관점 45. 관점 1-44 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅의 동적 마찰 계수는 약 0.3 내지 약 0.8의 범위이다.
관점 46. 관점 45의 코팅된 물품에 있어서, 상기 동적 마찰 계수는 약 0.3 내지 약 0.5의 범위이다.
관점 47. 관점 1-46 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 약 0.6 이하의 황변 지수를 포함한다.
관점 48. 관점 47의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅의 황변 지수는 약 0.45 내지 약 0.55의 범위이다.
관점 49. 관점 1-48 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시적인 박리 또는 가시적인 균열 없이 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일을 견딘다.
관점 50. 관점 1-49 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 약 500 메가파스칼(MegaPascals) 이상의 영률을 포함한다.
관점 51. 관점 50의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅의 영률은 약 800 MPa 내지 약 2,000 MPa의 범위이다.
관점 52. 관점 1-51 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 약 2 메가파스칼 이상의 인장 강도를 포함한다.
관점 53. 관점 1-52 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 약 3% 이상의 최대 신율을 포함한다.
관점 54. 관점 53의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅의 최대 신율은 약 4% 내지 약 20%의 범위이다.
관점 55. 관점 1-54 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 제1 주 표면과 마주하는 제3 주 표면 및 제3 주 표면에 대향하는 제4 주 표면을 포함하고, 상기 제3 주 표면과 제4 주 표면 사이에 정의되는 코팅 두께는 약 1 micrometer 내지 약 200 micrometers의 범위이다.
관점 56. 관점 55의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅 두께는 약 3 micrometers 내지 약 30 micrometers의 범위이다.
관점 57. 관점 1-56 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 기판은 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함한다.
관점 58. 관점 1-57 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 기판은 제1 주 표면과 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 사이에서 측정된 기판 두께를 포함한다. 상기 기판 두께는 약 25 micrometers 내지 약 300 micrometers의 범위이다.
관점 59. 관점 58의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅된 물품은 약 3 millimeters 내지 약 10 millimeters의 범위에서 평행판 거리(parallel plate distance)를 달성한다.
관점 60. 관점 58의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅된 물품은 4 millimeters의 평행판 거리를 달성한다.
관점 61. 관점 58-60 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅된 물품은 15 centimeters의 높이에서의 펜 낙하를 견딜 수 있다.
관점 62. 코팅된 물품을 제조하는 방법은:
기판의 제1 주 표면 위에 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 층을 침착시키고, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커에 의해 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되는, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 층을 침착시키는 단계; 및
상기 층을 코팅을 형성하기 위해 경화시키는 단계를 포함한다.
관점 63. 관점 62의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 64. 관점 63의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 아민을 포함한다.
관점 65. 관점 64의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 아미노프로필 관능기를 포함한다.
관점 66. 관점 62-65 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기는 제2 관능기와 동일하다.
관점 67. 관점 62-66 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 경화 전에 링커, 제1 주 표면, 또는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 또 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되지 않은 또 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함한다.
관점 68. 관점 62-67 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층은 반응성 희석제를 포함한다. 상기 반응성 희석제는 경화 동안에 복수의 관능화 실세스퀴옥산 중 또 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응한다.
관점 69. 관점 68의 방법에 있어서, 상기 반응성 희석제는 제3 관능기 및 제4 관능기를 포함하고, 상기 링커는 제3 관능기에 의해 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된다.
관점 70. 코팅된 물품을 제조하는 방법은:
복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산, 및 반응성 희석제를 포함하는 링커를 포함하는 층을 기판의 제1 주 표면 위에 침착시키는 단계; 및
상기 층을 코팅을 형성하기 위해 경화시키는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 링커는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응하여 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 상기 복수의 관능화 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합시키며, 상기 링커는 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 제3 관능기 및 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 제4 관능기를 포함한다.
관점 71. 관점 69-70 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제3 관능기는 산 알코올, 아크릴레이트, 무수물, 알코올, 에폭시, 이소시아네이트, 및 우레이도로 이루어진 군으로부터 선택되고, 및/또는 상기 제4 관능기는 산 알코올, 아크릴레이트, 무수물, 알코올, 에폭시, 이소시아네이트, 및 우레이도로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 72. 관점 69-71 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제3 관능기는 제4 관능기와 동일하다.
관점 73. 관점 68-72 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 반응성 희석제는 3개 이상의 반응성 관능기를 포함한다.
관점 74. 관점 68-73 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층은 반응성 희석제를 약 15 wt% 내지 약 50 wt%의 양으로 포함한다.
관점 75. 관점 62-74 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층은 상기 층을 경화시키는 단계는 방사선으로 층에 충돌시키는 단계를 포함하고, 상기 층은 광개시제를 더욱 포함한다.
관점 76. 관점 75의 방법에 있어서, 상기 광개시제는 양이온성 광개시제를 포함한다.
관점 77. 관점 75의 방법에 있어서, 상기 광개시제는 자유 라디칼 광개시제를 포함한다.
관점 78. 관점 75-77 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 방사선으로 물질에 충돌시키는 단계는 약 2 제곱 센티미터당 줄(J/㎠) 내지 약 15 J/㎠의 범위에서 총 에너지 밀도를 갖는 자외선으로 물질에 충돌시키는 단계를 포함한다.
관점 79. 관점 62-78 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층을 침착시키는 단계는 제1 주 표면 상에 입자를 침착시키는 단계를 포함한다.
관점 80. 코팅된 물품을 제조하는 방법은:
기판의 제1 주 표면 위에 층을 침착시키는 단계로서, 상기 층은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 링커를 포함하고, 상기 링커는 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화되며, 상기 제1 관능기 및 제2 관능기는 아민 및 무수물 관능기로 이루어진 군으로부터 각각 선택되는, 층을 침착시키는 단계; 및
상기 층을 코팅을 형성하기 위해 경화시키는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 링커는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응하여 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 복수의 관능화 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합시킨다.
관점 81. 관점 80의 방법에 있어서, 상기 코팅은 3차 아민 또는 이미다졸을 포함하는 경화 촉매를 더욱 포함한다.
관점 82. 관점 81의 방법에 있어서, 상기 경화 촉매는 2,4,6-트리스(디메틸아미노에틸)페놀을 포함한다.
관점 83. 관점 81-82 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층은 경화 촉매를 약 0.3 wt% 내지 약 1.1 wt%의 양으로 포함한다.
관점 84. 관점 80-83 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 5 wt% 내지 약 30 wt%의 양으로 트리메틸올프로판 옥세탄을 더욱 포함한다.
관점 85. 관점 84의 방법에 있어서, 상기 트리메틸올프로판 옥세탄의 양(wt%)에 대한 링커의 양(wt%)의 비율은 약 1 내지 약 3.3의 범위이다.
관점 86. 관점 80-85 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 링커는 복수의 링커를 포함하고, 몰 기준으로 복수의 링커 대 몰 기준으로 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 비율은 약 0.6 내지 약 1.0의 범위이다.
관점 87. 관점 62-74 또는 80-86 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층은 약 0.01 Pascal-seconds 내지 약 6 Pascal-seconds 범위의 점도를 포함한다.
관점 88. 관점 62-74 또는 80-87 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층을 침착시키는 단계는 스핀 코팅을 포함한다.
관점 89. 관점 62-74 또는 80-88 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층을 침착시키는 단계는 제1 주 표면을 가로질러 어플리케이터 바(applicator bar)를 움직이는 단계를 포함한다.
관점 90. 관점 62-74 또는 80-89 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층을 경화시키는 단계는 층을 가열하는 단계를 포함한다.
관점 91. 관점 90의 방법에 있어서, 상기 층을 가열하는 단계는 약 60℃ 내지 약 150℃ 범위의 온도에서 약 30분 내지 약 8시간 범위의 기간 동안 층을 가열하는 단계를 포함한다.
관점 92. 관점 90의 방법에 있어서, 상기 층을 가열하는 단계는 약 75℃ 내지 약 250℃ 범위의 온도에서 약 15분 내지 약 4시간 범위의 기간 동안 층을 가열하는 단계를 포함한다.
관점 93. 관점 90의 방법에 있어서, 상기 층을 가열하는 단계는 약 100℃ 내지 약 175℃ 범위의 온도에서 약 15분 내지 약 120분 범위의 기간 동안 층을 가열하는 단계를 포함한다.
관점 94. 관점 62-93 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 포함하고, 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제1 관능화 POSS를 포함하며, 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제2 관능화 POSS를 포함한다.
관점 95. 관점 62-94 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및/또는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 글리시딜 관능기 또는 에폭시시클로헥실 관능기에 의해 관능화된다.
관점 96. 관점 95의 방법에 있어서, 상기 글리시딜 관능기는 3-글리시딜옥시프로필 관능기를 포함한다.
관점 97. 관점 62-96 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 링커의 백본은 산소 원자를 포함한다.
관점 98. 관점 62-97 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 링커는 중합체를 포함한다.
관점 99. 관점 98의 방법에 있어서, 상기 중합체는 중합체의 백본에 산소 원자를 포함하고, 상기 산소 원자는 중합체의 복수의 단량체에 존재한다.
관점 100. 관점 98-99 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 다르다.
관점 101. 관점 98-100 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 중합체는 폴리(디메틸실록산) 및/또는 폴리(프로필렌 옥사이드)를 포함한다.
관점 102. 관점 98-101 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 중합체는 약 400 달톤 내지 약 30,000 달톤의 범위에서 수평균 분자량을 포함한다.
관점 103. 관점 98-102 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 중합체는 우레탄, 아크릴레이트, 및/또는 폴리카보네이트가 실질적으로 없다.
관점 104. 관점 62-103 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 불소-계 화합물이 실질적으로 없다.
관점 105. 관점 62-104 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자를 더욱 포함한다.
관점 106. 관점 62-104 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 나노입자가 없다.
관점 107. 관점 62-106 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제4 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 직접 결합된 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제3 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 더욱 포함한다.
관점 108. 관점 62-107 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층을 침착시키는 단계 이전에 제1 주 표면 상에 실란 커플링제를 침착시키는 단계를 더욱 포함한다.
관점 109. 관점 108의 방법에 있어서, 상기 실란 커플링제는 메르캅토-관능화 실란을 포함한다.
관점 110. 관점 62-109 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 층은 실란 커플링제를 더욱 포함한다.
관점 111. 관점 108 또는 관점 110의 방법에 있어서, 상기 실란 커플링제는 (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 112. 관점 108 또는 관점 110의 방법에 있어서, 상기 실란 커플링제는 에폭시 및 아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 관능기를 포함한다.
관점 113. 관점 108-112 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 후 약 1B 이상의 기판에 대한 접착력을 포함한다.
관점 114. 관점 113의 방법에 있어서, 상기 기판에 대한 코팅의 접착력은 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 후에 약 3B 이상이다.
관점 115. 관점 62-114 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 5H 이상의 연필 경도를 포함한다.
관점 116. 관점 115의 방법에 있어서, 상기 코팅의 연필 경도는 약 9H이다.
관점 117. 관점 62-116 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 400 nanometers 내지 700 nanometers 범위의 광학 파장에 걸쳐 평균화된 약 90% 이상의 평균 투과율을 포함한다.
관점 118. 관점 117의 방법에 있어서, 상기 평균 투과율은 약 92% 내지 약 94%의 범위이다.
관점 119. 관점 62-118 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 0.5% 이하의 헤이즈를 포함한다.
관점 120. 관점 119의 방법에 있어서, 상기 헤이즈는 약 0.1% 내지 약 0.3%의 범위이다.
관점 121. 관점 62-120 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 100x 배율 하에서 가시적인 결정이 실질적으로 없다.
관점 122. 관점 62-121 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅 상에 탈이온수의 접촉각은 약 65° 내지 약 110°의 범위이다.
관점 123. 관점 122의 방법에 있어서, 상기 접촉각은 약 90° 내지 약 105°의 범위이다.
관점 124. 관점 62-123 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅의 동적 마찰 계수는 약 0.3 내지 약 0.8의 범위이다.
관점 125. 관점 124의 방법에 있어서, 상기 동적 마찰 계수는 약 0.3 내지 약 0.5의 범위이다.
관점 126. 관점 62-125 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 0.6 이하의 황변 지수를 포함한다.
관점 127. 관점 62-126 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시적인 박리 또는 가시적인 균열 없이 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일을 견딘다.
관점 128. 관점 62-127 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 500 메가파스칼 이상의 영률을 포함한다.
관점 129. 관점 62-128 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 2 메가파스칼 이상의 인장 강도를 포함한다.
관점 130. 관점 62-129 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 3% 이상의 최대 신율을 포함한다.
관점 131. 관점 62-130 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 제1 주 표면과 마주하는 제3 주 표면 및 상기 제3 주 표면에 대향하는 제4 주 표면을 포함하고, 상기 제3 주 표면과 제4 주 표면 사이에 정의되는 코팅 두께는 약 1 micrometer 내지 약 200 micrometers의 범위이다.
관점 132. 관점 131의 방법에 있어서, 상기 코팅 두께는 약 3 micrometers 내지 약 30 micrometers의 범위이다.
관점 133. 관점 62-132 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 기판은 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함한다.
관점 134. 관점 133의 방법에 있어서, 상기 코팅된 물품은 약 3 millimeters 내지 약 10 millimeters의 범위에서 평행판 거리를 달성한다.
관점 135. 관점 133의 방법에 있어서, 상기 코팅된 물품은 4 millimeters의 평행판 거리를 달성한다.
관점 136. 관점 133-135 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅된 물품은 15 centimeters의 높이에서의 펜 낙하를 견딜 수 있다.
관점 137. 조성물을 형성하는 방법은:
복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커와 반응시키는 단계를 포함하며,
여기서, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 관능화 부분은 링커의 제1 관능기와 반응하고, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 관능화 부분은 링커의 제2 관능기와 반응한다.
관점 138. 관점 137의 방법에 있어서, 상기 링커는 복수의 링커를 포함하고, 몰 기준으로 복수의 중합체 대 몰 기준으로 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 비율은 약 0.06 이하이다.
관점 139. 관점 137의 방법에 있어서, 상기 조성물은 링커를 약 15 wt% 내지 약 50 wt%의 양으로 포함한다.
관점 140. 관점 137의 방법에 있어서, 상기 링커는 복수의 링커를 포함하고, 몰 기준으로 복수의 링커 대 몰 기준으로 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 비율은 약 0.6 내지 약 1.0의 범위이다.
관점 141. 관점 137-140 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 반응은 실질적으로 무-용매이다.
관점 142. 관점 137-140 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 반응시키는 단계는 부틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 및 아세토니트릴로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 더욱 포함한다.
관점 143. 관점 142의 방법에 있어서, 상기 반응시키는 단계 후에 용매를 제거하는 단계를 더욱 포함한다.
관점 144. 관점 137-143 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 조성물은 실질적으로 시각적으로 투명하다.
관점 145. 관점 137-144 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 포함하고, 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제1 관능화 POSS를 포함하며, 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제2 관능화 POSS를 포함한다.
관점 146. 관점 137-145 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및/또는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 글리시딜 관능기에 의해 관능화된다.
관점 147. 관점 146의 방법에 있어서, 상기 글리시딜 관능기는 3-글리시딜옥시프로필 관능기를 포함한다.
관점 148. 관점 137-147 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 149. 관점 148의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 아민을 포함한다.
관점 150. 관점 149의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 아미노프로필 관능기를 포함한다.
관점 151. 관점 137-147 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 에폭시를 포함한다.
관점 152. 관점 137-147 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 무수물을 포함한다.
관점 153. 관점 137-152 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 3차 아민 또는 이미다졸을 포함하는 경화 촉매를 더욱 포함한다.
관점 154. 관점 153의 방법에 있어서, 상기 경화 촉매는 2,4,6-트리스(디메틸아미노에틸)페놀을 포함한다.
관점 155. 관점 152-154 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 조성물은 경화 촉매를 약 0.3 wt% 내지 약 1.1 wt%의 양으로 포함한다.
관점 156. 관점 151-155 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 약 5 wt% 내지 약 30 wt%의 양으로 트리메틸올프로판 옥세탄을 더욱 포함한다.
관점 157. 관점 156의 방법에 있어서, 상기 트리메틸올프로판 옥세탄의 양(wt%)에 대한 링커의 양(wt%)의 비율은 약 1 내지 약 3.3의 범위이다.
관점 158. 관점 137-157의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기는 산 알코올, 아크릴레이트, 무수물, 알코올, 에폭시, 이소시아네이트, 및 우레이도로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 관능기는 산 알코올, 아크릴레이트, 무수물, 알코올, 에폭시, 이소시아네이트, 및 우레이도로 이루어진 군으로부터 선택된다.
관점 159. 관점 137-158 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기는 제2 관능기와 동일하다.
관점 160. 관점 137-159 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 링커의 백본은 산소 원자를 포함한다.
관점 161. 관점 137-159 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 링커는 중합체를 포함한다.
관점 162. 관점 161의 방법에 있어서, 상기 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 다르다.
관점 163. 관점 161-162 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 중합체는 우레탄, 아크릴레이트, 및/또는 폴리카보네이트가 실질적으로 없다.
관점 164. 관점 161-162 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 중합체는 중합체의 백본에 산소 원자를 포함하고, 상기 산소 원자는 중합체의 복수의 단량체에 존재한다.
관점 165. 관점 161-164 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 중합체는 폴리(디메틸실록산) 및/또는 폴리(프로필렌 옥사이드)를 포함한다.
관점 166. 관점 161-165 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 중합체는 약 400 달톤 내지 약 30,000 달톤의 범위에서 수평균 분자량을 포함한다.
관점 167. 관점 137-166 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 불소-계 화합물이 실질적으로 없다.
관점 168. 관점 137-167 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자를 더욱 포함한다.
관점 169. 관점 137-167 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 나노입자가 없다.
관점 170. 관점 137-169 중 어느 하나의 방법에 있어서, 상기 코팅은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제4 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 직접 결합된 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제3 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 더욱 포함한다.
본 개시 전반에 걸쳐, 도면은 특정 관점들을 강조하기 위해 사용된다. 그래서, 도면에 나타낸 다른 영역, 부분, 및 기판의 상대적인 크기는, 별도로 명시적으로 표시되지 않는 한, 이의 실제 상대적인 크기에 비례하는 것으로 추정되지 않아야 한다.
본 개시의 관점들의 상기 및 다른 특색들 및 장점들은 수반되는 도면을 참조하여 하기 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해되며, 여기서:
도 1-3은, 관점들에 따른 평평한 구성의 대표 코팅된 물품의 개략도이고, 여기서, 접힌 구성의 개략도는 도 4에 나타낸 바와 같이 나타날 수 있다;
도 4는, 접힌 구성의 본 개시의 관점들의 대표 코팅된 물품의 개략도이고, 여기서, 평평한 구성의 개략도는 도 1-3에 나타낸 바와 같이 나타날 수 있다;
도 5-7은, 도 4의 선 5-5를 따른 대표 변형 코팅된 물품의 최소 평행판 거리를 결정하기 위한 시험 장치의 단면도이다;
도 8-10은, 본 개시의 관점들에 따라 코팅 및/또는 코팅된 물품의 물질을 형성하는 반응을 개략적으로 나타낸다;
도 11은, 관점들에 따른 대표 소비자 전자 장치의 개략적인 평면도이다;
도 12는, 도 11의 대표 소비자 전자 장치의 개략적인 사시도이다;
도 13은, 본 개시의 관점들에 따라 코팅 및/또는 코팅된 물품을 제조하는 대표 방법을 예시하는 흐름도이다; 그리고
도 14-19는, 본 개시의 관점들에 따라 코팅된 물품을 제조하는 방법의 단계를 개략적으로 예시한다.
본 개시 전반에 걸쳐, 도면은 특정 관점들을 강조하기 위해 사용된다. 그래서, 도면에 나타낸 다른 영역, 부분, 및 기판의 상대적인 크기는, 별도로 명시적으로 표시되지 않는 한, 이의 실제 상대적인 크기에 비례하는 것으로 추정되지 않아야 한다.
관점들은 이제 대표 관점들을 나타낸 수반되는 도면을 참조하여 이하에서 더 완전하게 기재될 것이다. 가능한 한, 동일한 참조 번호가 도면 전체에 걸쳐 사용되어 동일하거나 유사한 부품을 지칭한다.
본 개시의 관점들의 조성물 및/또는 코팅은, 예를 들어, 도 1-3 및 5-7에 각각 예시된 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)에 사용될 수 있다. 그러나, 조성물, 코팅, 및/또는 코팅된 물품은 이러한 적용들에 제한되지 않으며, 다른 적용들에 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 별도로 언급하지 않는 한, 하나의 조성물, 코팅, 또는 코팅된 물품의 관점들의 특색에 대한 논의는, 본 개시의 임의의 관점들의 대응하는 특색에 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시 전반에 걸쳐 동일한 부품 번호는, 몇몇 관점들에서, 확인된 특색이 서로 동일하고, 별도로 언급하지 않는 한, 하나의 관점의 확인된 특색에 대한 논의가 본 개시의 임의의 다른 관점들의 확인된 특색에 동일하게 적용될 수 있음을 나타낼 수 있다.
본 개시의 관점들은 조성물을 포함할 수 있다. 조성물은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 RSiO1.5로 표시되는 적어도 2개의 단량체를 포함하는 유기규소 화합물을 의미하며, 여기서, 산소 원자에 결합된 또 다른 단량체와 공유되는 각 산소 원자를 갖는 3개의 산소 원자가 있고, 하나의 단량체의 R이 또 다른 단량체의 R과 동일할 필요는 없지만, R은 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 형성하기 위한 올리고머 실세스퀴옥산을 "관능화"하는 관능기이다. 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 내에 RSiO1.5 단량체의 수는 4 이상, 6 이상, 8 이상, 50 이하, 30 이하, 20 이하, 16 이하, 약 12 이하, 또는 10 이하의 정수일 수 있다. 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 내에 RSiO1.5 단량체의 수는 4 내지 50, 4 내지 30, 4 내지 20, 6 내지 20, 6 내지 16, 6 내지 12, 8 내지 12, 8 내지 10의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위의 정수일 수 있다. 예를 들어, 도 8-10의 맨 좌측 화합물은 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 예를 나타낸다.
관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 위에서 논의된 RSiO1.5 단량체 단위에 부가하여 임의의 수의 RSiO2 단량체를 더욱 포함할 수 있으며, 여기서, R은 RSiO2 단량체와 RSiO1.5 단량체 중 하나 또는 둘 모두의 단량체들 사이에서 변할 수 있다. 다른 관점들에서, RSiO2 단량체는 말단 단량체일 수 있으며, 이는 이것이 또 다른 단량체에만 연결된다는 것을 의미한다. 단순화를 위해, 이들 "말단 단량체"는, 말단 RSiO2 단량체가 RSiO3.5, RSiO2.5, R2SiO3.5, R2SiO2.5, R2SiO1.5, R3SiO3.5, R3SiO2.5, R3SiO1.5, 또는 R3SiO0.5를 지칭할 수 있다는 이해와 함께 RSiO2로 지칭될 것이며, 여기서, 단일 말단 단량체의 제1 R은 동일한 단일 말단 단량체의 같거나 다른(예를 들어, 하나, 전부) R일 수 있다. 다른 관점들에서, RSiO2 단량체는 2개의 다른 단량체에 결합될 수 있다. 예를 들어, RSiO2 단량체는 또 다른 RSiO2 및 RSiO1.5 단량체 또는 2개의 RSiO1.5 단량체에 결합될 수 있다. 단순화를 위해, "비-말단 RSiO2 단량체"는 RSiO3, RSiO2, R2SiO3, 또는 R2SiO2를 지칭할 수 있으며, 여기서, 단일 "비-말단 RSiO2" 단량체의 제1 R은 동일한 단일 "비-말단 RSiO2 단량체"의 같거나 다른(예를 들어, 하나, 전부) R일 수 있다. 다른 관점들에서, RSiO2 단량체의 수는 RSiO1.5 단량체의 수 이하일 수 있다. 예를 들어, RSiO2 단량체의 수가 4개이고 RSiO1.5 단량체의 수가 4개 이상인 경우, 사다리-형(ladder-type) 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 형성될 수 있고, 여기서, 각각의 RSiO1.5 단량체는 2개의 다른 RSiO1.5 단량체 및 RSiO1.5 단량체 또는 RSiO2 단량체에 연결된다. 다른 관점들에서, 도 8의 맨 좌측 화합물은 사다리-형 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 박스(803)가 R 그룹에 결합된 Si 원자 및 R2 그룹 비-말단 RSiO2 단량체에 결합된 Si 원자, R3 그룹 RSiO1.5 단량체에 결합된 Si 원자를 만드는 경우, 박스(803)는 3개 이상의 부가적인 RSiO1.5 단량체 및 둘 이상의 RSiO2 단량체를 포함하며, 이는 말단 또는 비-말단일 수 있다.
다른 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 1 내지 3개의 RSiO2 단량체(예를 들어, 1, 2, 3)를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 인접한 RSiO1.5 단량체의 쌍은 둘 이상의 비-중첩 경로(non-overlapping paths)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 여기서, 각 경로는 인접한 RSiO1.5 단량체의 쌍 이외의 적어도 하나의 단량체를 포함하고, 제1 경로는 인접한 단량체의 쌍을 통과하지 않고 제2 경로에 연결된다. 예를 들어, 오픈-케이지(open-cage) 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 둘 이상의 비-중첩 경로에 의해 서로 연결된 인접한 RSiO1.5 단량체의 쌍을 포함할 수 있고, 제1 경로는 인접한 단량체의 쌍을 통과하지 않고 제2 경로에 연결되면서 또한 1 내지 3개의 RSiO2 단량체를 포함한다. 또 다른 관점들에서, 도 8의 맨 좌측 화합물은 오픈-케이지 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있고, 예를 들어, 박스(803)가 RSiO2 단량체의 총 수가 1 내지 3이 되도록 RSiO1.5 단량체 내로 나타낸 하나 이상의 Si 원자를 만드는 경우, 인접한 RSiO1.5 단량체의 쌍은 둘 이상의 비-중첩 경로로 서로 연결되며, 제1 경로는 인접한 단량체의 쌍을 통과하지 않고 제2 경로로 연결된다.
관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 RSiO1.5 단량체로 이루어질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)은 RSiO1.5 단량체로 이루어진 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 지칭한다. 관능화 POSS의 대표적인 관점들은, 비록 다른 관점들이 가능할지라도, 6, 8, 10, 또는 12개의 RSiO1.5 단량체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 8개의 RSiO1.5 단량체로 이루어진 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 팔면체 관능화 POSS(예를 들어, 다중팔면체(polyoctahedral) 실세스퀴옥산)이다. 도 9-10에 나타낸 바와 같이, 맨 좌측의 화합물은 관능화 POSS, 즉, 팔면체 관능화 POSS이다.
관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 실란의 축합 반응으로부터 형성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 축합 반응은 R2O 부산물을 생성하며, 여기서, R은 아래 논의된 R 단위 중 어느 하나를 포함할 수 있고, (예를 들어, 히드록실 또는 물 부산물과 함께) 수소를 더욱 포함할 수 있다. 예를 들어, 실란(예를 들어, R3OSi)은 반응하여 말단 RSiO2 단량체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 말단 RSiO2 단량체는 또 다른 RSiO2 단량체(예를 들어, 말단, 비-말단)와 반응하여 하나의 단량체의 산소 원자가 또 다른 단량체의 규소 원자와 결합을 형성함에 따라 RSiO1.5 단량체를 형성할 수 있어서, 축합 부산물을 생성한다. RSiO1.5 실세스퀴옥산 단량체는 실록산 단량체와 다른 것으로 이해되어야 하고, 이는 M-타입 실록산 단량체(예를 들어, R3SiO0.5), D-타입 실록산 단량체(예를 들어, R2SiO2), 및/또는 실리카-타입 실록산 단량체(SiO2)를 포함할 수 있다.
관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 하나 이상의 관능기에 의해 관능화될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기는, 수소, 비스페놀, 및/또는 불소-함유 관능기를 배제할 수 있다. 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기는, 이소시아네이트, 알켄, 및/또는 알킨을 배제할 수 있다. 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 대한 관능기는, 에폭시, 글리시딜, 옥시란, 티올, 무수물, 이소시아네이트, 아크릴레이트, 및 메타크릴레이트를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 대한 관능기는, 글리시딜 관능기 또는 에폭시시클로헥실 관능기일 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐, 글리시딜기에 의해 관능화되는 관능화 POSS는 GPOSS로 지칭된다. 글리시딜 관능기의 대표적인 관점들은, 아민 글리시딜, 알킬 글리시딜(예를 들어, 글리시딜프로필), 에테르 글리시딜(예를 들어, 글리시딜옥시), 실록산 글리시딜(예를 들어, 글리시딜디메톡시), 및 이들의 조합(예를 들어, 글리시딜옥시프로필, 글리시딜옥시프로필디메틸실록시)을 포함한다. GPOSS의 상업적으로 입수할 수 있는 예로는, 3-글리시딜옥시프로필 관능화 POSS(예를 들어, EP0408(Hybrid Plastics), EP0409(Hybrid Plastics)), 3-글리시딜프로폭시 관능화 POSS(예를 들어, 560624(Sigma Aldrich)), 및 3-글리시딜옥시프로필디메틸실록시(예를 들어, 593869(Sigma Aldrich))를 포함한다. 예를 들어, 도 9-10에서 좌측 상에 화합물은 GPOSS, 즉, 3-글리시딜옥시프로필 관능화 POSS이다. 에폭시 관능기의 대표적인 관점들은, 에폭시, 알킬 에폭시(예를 들어, 에폭시에틸, 에폭시프로필), 및 시클로알킬 에폭시(예를 들어, 에폭시시클로헥실)를 포함한다. 에폭시 관능화 POSS의 상업적으로 입수할 수 있는 예로는, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸 관능화 POSS(예를 들어, 560316(Sigma Aldrich))를 포함한다. 티올의 대표 관점들은 메르캅토 알킬(예를 들어, 메르캅토프로필), 예를 들어, 상업적으로 입수할 수 있는 3-메르캅토프로필 관능화 POSS(예를 들어, 560375(Sigma Aldrich), TH1550(Hybrid Polymers), TH1555(Hybrid Polymers))를 포함한다. 무수물의 대표 관점들은, 말레산 무수물, 숙신산 무수물, 아세트산 무수물, 및 알킬 무수물(예를 들어, 에탄산 무수물, 프로판산 무수물)을 포함한다. 이소시아네이트의 대표 관점들은, 이소시아네이트, 알킬 이소시아네이트(예를 들어, 이소시아네이토메틸, 이소시아네이토헥실), 시클로알킬 이소시아네이트(예를 들어, 이소포론 이소시아네이트, 이소시아네이토시클로헥실), 및 이들의 조합을 포함한다. 아크릴레이트의 대표 관점들은, 아크릴레이트, 알킬 아크릴레이트(예를 들어, 아크릴로프로필, 아크릴로이소부틸), 및 시클로알킬 아크릴레이트(아크릴로시클로헥실)를 포함한다. 아실레이트 관능화 POSS의 상업적으로 입수할 수 있는 예로는, 아크릴로프로필 관능화 POSS(예를 들어, MA0736(Hybrid Polymers) 및 아크릴로이소부틸 관능화 POSS(예를 들어, MA0701(Hybrid Polymers))를 포함한다. 메타크릴레이트의 대표 관점들은, 메타크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트(예를 들어, 메타크릴로메틸, 메타크릴로프로필), 시클로알킬 메타크릴레이트(예를 들어, 메타크릴로시클로펜틸), 및 이들의 조합(예를 들어, (프로필메타크릴)시클로펜틸)을 포함한다. 메타크릴레이트 관능화 POSS의 상업적으로 입수할 수 있는 예로는, 메틸메타크릴레이트 관능화 POSS(예를 들어, MA0706(Hybrid Polymers), MA0716(Hybrid Polymers), MA0718(Hybrid Polymers)), 메타크릴로프로필 관능화 POSS(예를 들어, 534633(Sigma Aldrich), MA0702(Hybrid Polymers), MA0735(Hybrid Polymers), MA0719(Hybrid Polymers)), 및 (프로필메타크릴)시클로펜틸 관능화 POSS(예를 들어, 560340(Sigma Aldrich))를 포함한다. 알켄의 대표 관점들은, 알릴, 비닐, 알킬 비닐(예를 들어, 비닐프로필), 시클로알켄(예를 들어, 시클로헥세닐), 방향족(예를 들어, 비닐페닐), 실록산 비닐(예를 들어, 비닐실록시), 및 이들의 조합(예를 들어, 비닐디페닐실록시, (시클로헥세닐)에틸디메틸실록시)을 포함한다. 알켄 관능화 POSS의 상업적으로 입수할 수 있는 관점들은, 알릴 관능화 POSS(예를 들어, OL1118(Hybrid Polymers), 비닐디페닐실록시(예를 들어, 527300(Sigma Aldrich)), 비닐 관능화 POSS(예를 들어, 475424(Sigma Aldrich)), 560367(Sigma Aldrich), OL1170(Hybrid Polymers), OL1123(Hybrid Polymers)), 트리비닐실록시 관능화 POSS(527327(Sigma Aldrich)), 및 2-(4-시클로헥시엔일)에틸디메틸실리옥시 관능화 POSS(예를 들어, 593974(Sigma Aldrich))를 포함한다. 하나 이상의 아민 및/또는 무수물 관능기를 포함하는 링커를 제공하는 것은, 실란 커플링제의 사용 여부와 관계없이 기판에 우수한 접착력(예를 들어, 형성된 대로 약 4B 이상; 50% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일 동안 유지한 후 약 4B 이상; 및/또는 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 동안 유지한 후 약 4B 이상)을 갖는 코팅을 제공할 수 있다.
도 8-10에 나타낸 바와 같이, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산이 관능화될 수 있는 위치는 R-기(예를 들어, R, R2, R3)로 표시된다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 이전 단락에 나열된 관능기 중 적어도 하나에 의해 관능화된다. 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS)은, 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하기 위해 이전 단락에 나열된 관능기를 포함하는 둘 이상의 R-기를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 실질적으로 모든 R-기는, 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하기 위해 이전 단락에 나열된 관능기를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 이전 단락에 나열된 관능기를 포함하는 모든 R-기들은 동일한 관능기를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 이전 단락에 나열된 둘 이상의 다른 관능기에 의해 관능화될 수 있다. 다른 관점들에서, 도 8을 참조하면, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 이전 단락에 목록으로부터 선택된 제1 관능기(R) 및 이전 단락에 목록으로부터 선택된 제2 관능기(R2)에 의해 관능화될 수 있으며, 여기서 R은 R2와 다르다. 다른 관점들에서, R-기 중 하나 이상은 이전 단락에 나열된 것 이외의 관능기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다른 잠재적인 R-기로는, 수소, 알킬, 시클로알킬, 알코올, 및 아민를 포함한다. 또 다른 관점들에서, 도 8을 참조하면, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 제3 관능기(R3)는 이전 단락에 나열된 관능기 중 하나를 포함하지 않고 수소 또는 알킬, 시클로알킬, 알코올, 또는 아민 관능기를 포함할 수 있다.
본 개시 전반에 걸쳐, 분자(예를 들어, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산)의 유효 직경은 ISO 22412:2017에 따라 동적 광산란을 사용하여 측정된다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 유효 직경은 약 20 ㎚ 이하, 약 15 ㎚ 이하, 약 10 ㎚ 이하, 약 6 ㎚ 이하, 약 1 ㎚ 이상, 약 2 ㎚ 이상, 또는 약 4 ㎚ 이상일 수 있다. 관점들에서, 복수의 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 유효 직경은, 약 1 ㎚ 내지 약 20 ㎚, 약 1 ㎚ 내지 약 15 ㎚, 약 2 ㎚ 내지 약 15 ㎚, 약 2 ㎚ 내지 약 10 ㎚, 약 4 ㎚ 내지 약 10 ㎚, 약 4 ㎚ 내지 약 6 ㎚, 약 1 ㎚ 내지 약 6 ㎚, 약 2 ㎚ 내지 약 6 ㎚의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 평균 유효 직경은 위에서 논의된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 유효 직경에 대한 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 다른 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 실질적으로 모든 및/또는 모든 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 위에서 논의된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 유효 직경에 대한 하나 이상의 범위 내에 있을 수 있다.
본 개시의 관점들의 조성물, 코팅, 및 코팅된 물품은 링커(예를 들어, 중합체)를 포함할 수 있다. 관점들에서, 중간 화합물로서 도 8에 나타낸 바와 같이, 링커는 제1 단부에 제1 관능기(예를 들어, X) 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 제2 관능기(예를 들어, Y)를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 관능기는 제2 관능기와 동일할 수 있다(예를 들어, 제1 관능기 X 및 제2 관능기 X). 다른 관점들에서, 제1 관능기는 제2 관능기와 다를 수 있다. 다른 관점들에서, 도 8-10에 나타낸 바와 같이, 링커는 중합체를 포함할 수 있다. 제2 관능기를 포함하는 제2 단부에 대향하는 제1 단부에 제1 관능기를 포함하는 중합체를 제공하는 것은, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 응집을 감소(예를 들어, 방지)시킬 수 있으며, 이는 우수한 광학 특성(예를 들어, 높은 투과율, 낮은 헤이즈), 및 코팅으로서, 우수한 내구성 및/또는 기판에 대한 우수한 접착력을 제공할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는, 수소, 비스페놀, 및/또는 불소-함유 관능기를 배제할 수 있다. 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는, 이소시아네이트, 알켄, 및/또는 알킨을 배제할 수 있다. 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는, 산 알코올, 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 불소를 제외한 할로겐화 마그네슘, 및/또는 알켄을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는, 산 알코올, 알코올, 무수물, 아미드, 및/또는 아민을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 관능기는 아민을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 관능기 및 제2 관능기 모두는 아민을 포함할 수 있다. 아민 관능기의 대표적인 관점들은 아미노프로필을 포함한다. 아민의 대표적인 관점들은, 1차 알킬 아민(예를 들어, 아미노프로필), 2차 알킬 아민(메틸아미노프로필, 에틸아미노이소부틸), 1차 시클로알킬 아민(예를 들어, 아미노시클로헥실, 헥산디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민, 이소포론디아민, 4,4'-메틸렌-비스[2-메틸시클로헥실아민], 4,7,10-트리옥사-1,13-트리데칸디아민), 2차 시클로알킬 아민(예를 들어, 메틸아미노시클로헥실), 및 이들의 조합을 포함한다. 또 다른 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 무수물을 포함할 수 있다. 무수물의 대표적인 관점들은, 말레산 무수물, 숙신산 무수물, 아세트산 무수물, 메틸헥사히드로프탈산 무수물, 및 알킬 무수물(예를 들어, 에탄산 무수물, 프로판산 무수물)을 포함한다. 다른 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 에폭시를 포함할 수 있다. 에폭시의 대표적인 관점들은 에폭시, 알킬 에폭시(예를 들어, 에폭시에틸, 에폭시프로필), 및 시클로알킬 에폭시(예를 들어, 에폭시시클로헥실)를 포함한다. 제1 관능기 및/또는 제2 관능기의 목적상, 글리시딜은 일종의 에폭시로 간주된다. 산 알코올의 대표적인 관점들은, 카르복실, 알킬 카르복실(예를 들어, 프로피온산, 스테아르산), 시클로알킬 카르복실(예를 들어, 카르복실 시클로헥실), 방향족 카르복실(예를 들어, 벤조산), 및 이들의 조합을 포함한다. 알코올의 대표적인 관점들은 히드록실, 알킬 알코올(예를 들어, 에톡시), 시클로알킬 알코올(예를 들어, 히드록시시클로헥실), 게미날 디올(geminal diols)(예를 들어, 메틸디올), 및 비시날 디올(vicinal diols)(예를 들어, 1,2-에틸디올), 및 이들의 조합을 포함한다. 아미드의 대표적인 관점들은, 아미드, 알킬 아미드(아미도프로필), 및 시클로알킬 아미드(예를 들어, 아미도시클로헥실), 및 이들의 조합을 포함한다. 염화물의 대표적인 관점들은, 염화물, 산 염화물(예를 들어, 아실 염화물), 알킬 염화물(예를 들어, 클로로프로필), 및 이들의 조합을 포함한다. 시안화물의 대표적인 관점들은, 시아노, 알킬 시안화물(예를 들어, 시아노프로필), 시클로알킬 시안화물(시아노시클로헥실), 및 이들의 조합을 포함한다. 티올의 대표적인 관점들은, 메르캅토, 메르캅토 알킬(예를 들어, 메르캅토프로필), 메르캅토 시클로알킬(예를 들어, 메르캅토시클로헥실), 및 이들의 조합을 포함한다. 할로겐화 마그네슘(예를 들어, 그리나르 시약)의 대표적인 관점들은 브롬화 마그네슘 및 염화 마그네슘을 포함한다. 알켄의 대표 관점들은, 알릴, 비닐, 알킬 비닐(예를 들어, 비닐프로필), 시클로알켄(예를 들어, 시클로헥세닐), 방향족(예를 들어, 비닐페닐), 실록산 비닐(예를 들어, 비닐실록시), 및 이들의 조합(예를 들어, 비닐디페닐실록시, (시클로헥세닐)에틸디메틸실록시)를 포함한다. 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 다중 관능기를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 아민은 다중 아민 관능기(예를 들어, 디아민, 트리아민)를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
관점들에서, 링커(예를 들어, 중합체)는 제1 관능기 및 제2 관능기에 부가하여 또 다른 관능기를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 링커는 둘을 초과하는 단부를 갖는 분지형 중합체를 포함하는 중합체, 예를 들어, 스타 중합체(star polymer) 또는 덴드리머 중합체를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 중합체 상에 관능기의 수는 사슬 단부의 수와 실질적으로 동일할 수 있다(예를 들어, 스타 중합체 또는 덴드리머 중합체의 팔의 수, 분지형 중합체에서 분지 + 2의 수).
본 개시 전반에 걸쳐, 중합체의 "정상 말단 관능기"는 중합 공정 동안에 중합체의 단부에 존재할 수 있는 관능기를 지칭한다. 예를 들어, 폴리에틸렌의 정상 말단 관능기는 알켄(예를 들어, 알릴)일 것이고, 폴리아미드의 정상 말단 관능기는 아민 및/또는 카르복실산일 것이며, 폴리디메틸실록산의 정상 말단 관능기는 실란일 것이다. 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 동일할 수 있다. 관점들에서, 제1 기 및/또는 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 다를 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 다를 수 있고, 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 기와 다를 수 있다. 예를 들어, 중합체는 아민을 포함하는 제1 관능기 및 아민을 포함하는 제2 관능기를 갖는 폴리디메틸실록산일 수 있다.
중합체는 유리 전이 온도(Tg)를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 유리 전이 온도, 다양한 온도에서의 저장 탄성률(storage modulus), (예를 들어, 유리질 안정기에서) 저장 탄성률, 및 (예를 들어, 유리 안정기에서) 손실 탄성률은, 기기, 예를 들어, TA Instruments의 DMA 850을 이용한 동적 기계적 분석(DMA)을 사용하여 측정된다. DMA 분석을 위한 샘플은 장력 클램프에 의해 고정된 필름을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 저장 탄성률은 동적 시험에 대한 중합체 또는 중합체-계 물질의 반응의 동위상 성분(in-phase component)을 지칭한다. 본 개시 전반에 걸쳐, 중합체 또는 중합체-계 물질의 탄성 계수는, 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 반응의 동위상 성분이 점탄성 물질의 탄성 부분에 기인하기 때문에, 중합체 또는 중합체-계 물질의 저장 탄성률을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 손실 탄성률은 동적 시험 동안 중합체 또는 중합체-계 물질에 대한 반응의 역위상(out-of-phase) 성분을 지칭한다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 손실 탄성률은 점탄성 물질의 점성 성분에 대응할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 유리 전이 온도는, 저장 탄성률에 대한 손실 탄성률의 비율인, 탄델타(tan delta)의 최대값에 대응한다. 관점들에서, 유리 전이 온도는 코팅된 물품의 작동 범위(예를 들어, 약 -20℃ 내지 약 60°)를 벗어날 수 있다. 관점들에서, 중합체-계 부분의 유리 전이 온도는 약 0 ℃ 이하, 약 -20 ℃ 이하, 약 -40 ℃ 이하, 약 -140 ℃ 이상, 약 -80 ℃ 이상, 또는 약 -60 ℃ 이상일 수 있다. 관점들에서, 중합체의 유리 전이 온도는 약 -120 ℃ 내지 약 0 ℃, 약 -120 ℃ 내지 약 -20 ℃, 약 -80 ℃ 내지 약 -20 ℃, 약 -80 ℃ 내지 약 -40 ℃, 약 -80 ℃ 내지 약 -60 ℃의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 중합체의 유리 전이 온도는 약 60 ℃ 이상, 약 80 ℃ 이상, 약 100 ℃ 이상, 약 200 ℃ 이하, 약 160 ℃ 이하, 또는 약 120 ℃ 이하일 수 있다. 관점들에서, 중합체의 유리 전이 온도는, 약 60 ℃ 내지 약 200 ℃, 약 60 ℃ 내지 약 160 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 160 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 120 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 100 ℃의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 작동 범위(예를 들어, 약 0 ℃ 내지 약 40 ℃, 약 -20 ℃ 내지 약 60 ℃)를 벗어나는 유리 전이 온도를 갖는 중합체-계 부분을 제공하는 것은, 작동 범위에 걸쳐 일관된 특성을 가능하게 할 수 있다.
관점들에서, 중합체는 폴리아미드-계 중합체, 폴리이미드-계 중합체, 실리콘-계(silicone-based) 중합체, 아크릴레이트-계 중합체, 에폭시-계 중합체, 티올-함유 중합체, 폴리카보네이트, 또는 폴리우레탄-계 중합체 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실리콘-계 중합체는 실리콘 엘라스토머를 포함할 수 있다. 실리콘 엘라스토머의 대표적인 관점들은 Gelest로부터 입수할 수 있는 PP2-OE50 및 NuSil로부터 입수할 수 있는 LS 8941을 포함한다. 또 다른 관점들에서, 중합체는 광학적으로 투명한: 아크릴(예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)), 에폭시, 실리콘, 및/또는 폴리우레탄 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에폭시의 예로는, 비스페놀-계 에폭시 수지, 노볼락-계 에폭시, 지환족-계 에폭시, 글리시딜아민-계 에폭시를 포함한다. 다른 관점들에서, 중합체는, 폴리올레핀, 폴리아미드, 할라이드-함유 중합체(예를 들어, 폴리염화비닐 또는 불소-함유 중합체), 폴리에테르, 셀룰로오스 유도체, 엘라스토머, 우레탄, 페놀 수지, 파릴렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 폴리올레핀의 대표 관점들은, 저분자량 폴리에틸렌(LDPE), 고분자량 폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 및 폴리프로필렌(PP)을 포함한다. 불소-함유 중합체의 대표 관점들은, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 퍼플루오로설폰산(PFSA), 퍼플루오로알콕시(PFA)(예를 들어, 퍼플루오로알콕시에틸렌), 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP) 중합체, 및 에틸렌 테트라플루오로 에틸렌(ETFE) 중합체를 포함한다. 엘라스토머의 대표 관점들은, 고무(예를 들어, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 클로로프렌 고무, 부틸 고무, 니트릴 고무) 및 블록 공중합체(예를 들어, 스티렌-부타디엔, 고-충격 폴리스티렌, 폴리(디클로로포스파젠))를 포함한다. 중합체를 포함하는 링커의 대표적인 관점들은, 아민-말단 폴리디메틸실록산, 폴리카프로락톤, 및 아민-말단 폴리(프로필렌 글리콜)을 포함한다.
중합체는 수-평균 분자량(Mn)을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 수평균 분자량은 분자량 및 해당 분자량을 갖는 중합체의 분율의 곱을 합산하여 중합체에 대해 계산된다. 본 개시 전반에 걸쳐, 중합체의 분자량은 고-압 액체 크로마토그래피를 사용하여 측정된다. 관점들에서, 중합체는 약 300 달톤 이상, 약 400 달톤 이상, 약 700 달톤 이상, 약 1,000 달톤 이상, 약 2,000 달톤 이상, 약 100,000 달톤 이하, 약 60,000 달톤 이하, 약 30,000 달톤 이하, 약 20,000 달톤 이하, 약 10,000 달톤 이하, 또는 약 5,000 달톤 이하의 수평균 분자량(Mn)을 포함할 수 있다. 관점들에서, 중합체는 약 300 달톤 내지 약 100,000 달톤, 약 400 달톤 내지 약 100,000 달톤, 약 400 달톤 내지 약 50,000 달톤, 약 400 달톤 내지 약 30,000 달톤, 약 700 달톤 내지 약 30,000 달톤, 약 700 달톤 내지 약 20,000 달톤, 약 1,000 달톤 내지 약 20,000 달톤, 약 1,000 달톤 내지 약 10,000 달톤, 약 2,000 달톤 내지 약 10,000 달톤, 약 2,000 달톤 내지 약 5,000 달톤의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 수-평균 분자량(Mn)을 포함할 수 있다. 약 400 달톤 내지 약 30,000 달톤 범위의 분자량을 포함하는 중합체를 제공하는 것은, 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 제조성을 저해할 수 있는, 중합체에 부착된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 응집을 방지할 수 있는 동시에 중합체의 엉킴을 감소시킬 수 있다.
관점들에서, 링커(예를 들어, 중합체)는 링커의 백본에 산소 원자를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 링커(예를 들어, 중합체)의 단부(들)에 있는 임의의 관능기를 배제하고, 링커에서 공유 결합된 원자들의 가장 긴 사슬(예를 들어, 중합체)이 산소 원자를 포함하는 경우, 원자는 링커(예를 들어, 중합체)의 백본에 존재한다. 다른 관점들에서, 링커는 중합체의 뒤쪽에 산소 원자를 포함하는 중합체를 포함할 수 있고, 산소 원자는 중합체의 복수의 단량체에 존재한다. 이러한 중합체의 대표적인 관점들은, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(프로필렌 옥사이드), 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리(락트산), 폴리(카프로락톤), 폴리(글리콜산), 폴리(히드록시 부티레이트), 폴리(디메틸 실록산), 셀룰로오스, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 및 이들의 유도체 및/또는 공중합체를 포함한다. 또 다른 관점들에서, 중합체는 폴리(디메틸실록산) 및/또는 폴리(프로필렌 옥사이드)를 포함할 수 있다. 중합체가 아닌 링커의 대표적인 관점들은, 이관능성 헥산카르복실레이트(예를 들어, Celloxide 2021P(Daicel)), 이관능성 에틸렌 글리콜(예를 들어, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르), 이관능성 디에틸렌 글리콜(예를 들어, 디에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르), 이관능성 시클로헥산디올(예를 들어, 1,2-시클로헥산디올 디글리시딜 에테르), 네오펜틸 글리콜(예를 들어, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르), 삼관능성 트리메톡시프로판(예를 들어, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르), 사관능성 에리쓰리톨(예를 들어, 펜타에리쓰리톨 글리시딜 에테르), 및 삼관능성 트리스(4-히드록시페닐)메탄(예를 들어, 트리스(4-히드록시페닐)메탄 트리글리시딜 에테르)를 포함한다. 관점들에서, 링커(예를 들어, 중합체)는 단량체 단위에 방향족 기가 실질적으로 없을 수 있다. 관점들에서, 링커(예를 들어, 중합체)는, 플루오라이드, 우레탄, 이소시아네이트, 아크릴레이트, 및/또는 폴리카보네이트가 실질적으로 없을 수 있다. 중합체의 백본에 산소 원자를 포함하는 링커를 제공하는 것은, 링커, 그 결과로 생긴 조성물 및 그 결과로 생긴 코팅의 유연성을 증가시킬 수 있으며, 이는 최대 신율, 내구성, 및/또는 내충격성(예를 들어, 펜 낙하 높이)을 증가시킬 수 있다.
조성물은 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화되는 링커(예를 들어, 중합체)에 의해 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다. 도 8-10의 우측에 나타낸 바와 같이, 링커는 중합체의 제1 단부에 제1 관능기와 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기 사이에 결합에 의해 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 중합체를 포함할 수 있다. 더욱이, 나타낸 바와 같이, 중합체는 중합체의 제2 단부에 제2 관능기와 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기 사이에 결합에 의해 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 나타낸 바와 같이, 조성물은 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS), 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS))의 R-기를 중합체의 단부(예를 들어, 제1 단부에 제1 관능기 X, 제2 단부에 제2 관능기 X)에서 관능기 X와 반응시켜 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS)을 중합체의 제1 단부에 결합시키고, 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS)을 중합체의 제2 단부에 결합시켜 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 10에 나타낸 바와 같이, 조성물은 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS, GPOSS)의 글리시딜 관능기(예를 들어, 3-글리시딜옥시프로필 관능기)를 중합체(예를 들어, PDMS)의 단부(예를 들어, 제1 단부, 제2 단부)에서 아민(예를 들어, 아미노프로필)을 포함하는 제1 관능기와 반응시켜 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS, GPOSS)을 중합체의 제1 단부에 결합시키고, 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 관능화 POSS, GPOSS)을 중합체의 제2 단부에 결합시켜 형성될 수 있다.
관점들에서, 실질적으로 모든 링커(예를 들어, 중합체)는 2개의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합될 수 있다. 관점들에서, 조성물은 링커(예를 들어, 중합체)에 결합된 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 부가하여 링커(예를 들어, 중합체)에 결합되지 않은 제3 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 중합체의 총 중량에 대한 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 중량 퍼센트(wt%)는, 약 20% 이상, 약 40% 이상, 약 60% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 99% 이하, 약 97% 이하, 약 95% 이하, 또는 약 93% 이하일 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 중합체의 총 중량에 대한 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 중량 퍼센트(wt%)는, 약 20% 내지 약 99%, 약 40% 내지 약 99%, 약 40% 내지 약 97%, 약 60% 내지 약 97%, 약 60% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 93%, 약 90% 내지 약 93%, 약 90% 내지 약 97%, 약 90% 내지 약 95%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 대한 중합체의 낮은 몰비(예를 들어, 약 0.06 이하)를 제공하는 것은, 2개의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 중합체를 생성할 수 있으며, 이는 본원에 기재된 이점을 달성할 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 관능화의 정도는, 중합체가 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 2개의 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합하는 것을 촉진할 수 있다.
관점들에서, 다수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 몰 기준)에 대한 중합체를 포함하는 다수의 링커(예를 들어, 몰 기준)의 비율은 약 0.0005 이상, 약 0.001 이상, 약 0.005 이상, 약 0.01 이상, 약 0.02 이상, 약 0.08 이하, 약 0.06 이하, 또는 약 0.05 이하, 또는 약 0.04 이하, 또는 약 0.03 이하일 수 있다. 관점들에서, 다수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 몰 기준)에 대한 중합체를 포함하는 다수의 링커(예를 들어, 몰 기준)의 비율은, 약 0.0005 내지 약 0.08, 약 0.001 내지 약 0.08, 약 0.001 내지 약 0.06, 약 0.005 내지 약 0.06, 약 0.005 내지 약 0.05, 약 0.01 내지 약 0.05, 약 0.01 내지 약 0.04, 약 0.02 내지 약 0.04, 약 0.02 내지 약 0.03, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 다수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 몰 기준)에 대한 다수의 링커(예를 들어, 비-중합체성 링커)(예를 들어, 몰 기준)의 비율은, 약 0.6 이상, 약 0.7 이상, 약 1 이하, 약 0.9 이하, 또는 약 0.8 이하일 수 있다. 관점들에서, 다수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 몰 기준)에 대한 다수의 링커(예를 들어, 비-중합체성 링커)(예를 들어, 몰 기준)의 비율은, 약 0.6 내지 약 1, 약 0.6 내지 약 0.9, 약 0.6 내지 약 0.8, 약 0.7 내지 약 0.8의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 링커의 총 중량에 대한 링커(예를 들어, 복수의 링커)의 wt%는, 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 25% 이상, 약 50% 이하, 약 45% 이하, 약 40% 이하, 또는 약 30% 이하를 포함할 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 링커의 총 중량에 대한 링커(예를 들어, 복수의 링커)의 wt%는, 약 10% 내지 약 50%, 약 15% 내지 약 50%, 약 15% 내지 약 45%, 약 20% 내지 약 45%, 약 20% 내지 약 40%, 약 25% 내지 약 40%, 약 25% 내지 약 30%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 링커의 제공은 조성물의 점도를 조정하는데 사용될 수 있으며, 이는 균일한 적용을 촉진하고 및/또는 조성물 및/또는 코팅의 전체 비용을 줄이면서 저-비용의 적용 기술을 가능하게 할 수 있다. 전-술된 범위 중 하나 이상의 범위 내로 링커를 제공하는 것은, 예를 들어, 사용되는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 양을 감소시켜 코팅된 물품을 생산하는 전체 비용을 줄일 수 있다.
관점들에서, 링커는 반응성 희석제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 조성물에서 반응성 희석제는 조성물의 점도를 낮추고 조성물에 또 다른 물질과 반응할 수 있는 물질이다. 반응성 희석제는, 조성물의 또 다른 물질과 반응하지 않는, 용매와 대조된다. 관점들에서, 조성물은 반응성 희석제를 더욱 포함할 수 있다. 반응성 희석제는 제1 단부에 제3 관능기 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 제4 관능기를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제3 관능기 및/또는 제4 관능기는 제1 관능기 및/또는 제2 관능기와 관련하여 위에서 논의된 관능기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제3 관능기 및/또는 제4 관능기는, 알코올, 아크릴레이트, 및 에폭시로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 제2 관능기는, 산 알코올, 아크릴레이트, 무수물, 알코올, 에폭시, 이소시아네이트, 및 우레이도로 이루어진 군으로부터 선택된다. 위에서 논의된 바와 같이, 관능기 중 어느 하나는, 알킬, 시클로알킬, 또는 관능기의 방향족 버전, 관능기 자체, 또는 명명된 관능기를 포함하는 다중 관능기를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제3 관능기는 제4 관능기와 동일할 수 있다. 다른 관점들에서, 반응성 희석제는 3개 이상의 반응성 관능기(예를 들어, 제3 관능기, 제4 관능기, 및 또 다른 관능기)를 포함할 수 있다. 반응성 희석제(예를 들어, 조성물이 기판 상에 배치된 후 경화될 때까지 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되지 않은 링커)를 제공하는 것은, 조성물의 점도를 조정하는데 사용될 수 있으며, 이는 조성물 및/또는 코팅의 전체 비용을 줄이면서 균일한 적용을 촉진하고 및/또는 저-비용의 적용 기술을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 경화 동안 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 연결하는 것은, 코팅된 물품을 생산하는데 필요한 시간과 자원을 줄일 수 있다. 반응성 희석제를 포함하는 링커(예를 들어, 비-중합체성 링커)의 대표적인 관점들은, 1,6-헥산디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민, 이소포로디아민, 아미노에틸피페라진, 4,4'-메틸렌-비스-(2-메틸시클로헥실아민), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민, 디에틸렌 글리콜 비스(3-아미노프로필)에테르, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3-에틸-3-옥세탄메탄올, 및 메틸헥사히드로프탈산 무수물을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같은, TMPO는 트리메틸올프로판 옥세탄을 지칭한다. 관점들에서, 조성물은 TMPO를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 TMPO를 약 3 wt% 이상, 약 5 wt% 이상, 약 8 wt% 이상, 약 10 wt% 이상, 약 15 wt% 이상, 또는 약 30 wt% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 약 3 wt% 내지 약 50 wt%, 약 5 wt% 내지 약 30 wt%, 약 8 wt% 내지 약 25 wt%, 약 10 wt% 내지 약 20 wt%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 TMPO를 포함할 수 있다. 약 10 wt% 이상의 TMPO를 제공하는 것은 95% 상대 습도, 65℃ 환경 또는 85% 상대 습도, 85℃ 환경에서 10일 후 그 결과로 생긴 코팅의 접착력을 개선시킬 수 있다. 다른 관점들에서, 링커의 양(wt%) 대 TMPO의 양(wt%)의 비율은 약 1 이상, 약 1.5 이상, 약 2 이상, 약 3.3 이하, 약 3 이하, 또는 약 2.5 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 링커의 양(wt%) 대 TMPO의 양(wt%)의 비율은 약 1 내지 약 3.3, 약 1 내지 약 3, 약 1.5 내지 약 3, 약 1.5 내지 약 2.5, 약 2 내지 약 2.5의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 트리메틸올프로판 옥세탄을 포함하는 조성물을 제공하는 것은 그 결과로 생긴 코팅의 경도를 증가시킬 수 있다.
관점들에서, 조성물은 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 실란 커플링제는, 무수물-관능화 실란, 아민-관능화 실란, 클로로-관능화 실란, 시아노-관능화 실란, 에폭시-관능화 실란, 히드록실-관능화 실란, 티올-관능화 실란, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 아민 관능기를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 실란 커플링제는, (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및/또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 에폭시-관능화 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 에폭시-관능화 실란의 대표적인 관점들은, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, 3-(2,3-에폭시프로폭시)프로필트리메톡시실란, 5,6-에폭시헥실트리에톡시 실란, 2-(2,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(2,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란, (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란, (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란, 및 (3-글리시딜옥시프로필)트리에톡시실란을 포함한다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 아민-관능화 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 아민-관능화 실란의 대표적인 관점들은, (3-아미노프로필)트리메톡시실란, (3-아미노프로필)트리에톡시실란, (3-아미노프로필)메틸디메톡시실란, (3-아미노프로필)메틸디에톡시실란, m-아미노페닐트리메톡시실란, p-아미노페닐트리메톡시실란, 3-(m-아미노페녹시)프로필트리메톡시실란, 3-(m-아미노페녹시)프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(6-아미노헥실)아미노메틸트리메톡시실란, N-(6-아미노헥실)아미노메틸트리에톡시실란, N-2-아미노에틸-11-아미노운데실트리메톡시실란, N-2-아미노에틸-11-아미노운데실트리에톡시실란, 아미노에틸아미노메틸펜에틸트리메톡시실란, 아미노에틸아미노메틸펜에틸트리에톡시실란, N-3-(아미노폴리프로필렌옥시)아미노프로필트리메톡시실란, N-3-(아미노폴리프로필렌옥시)아미노프로필트리에톡시실란, (3-트리메톡시실릴프로필)디에틸렌트리아민실란, (3-트리에톡시실릴프로필)디에틸렌트리아민실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리메톡시실란, 및 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리에톡시실란을 포함한다. 클로로-관능화 실란의 대표적인 관점들은 3-클로로프로필트리메톡시실란 및 3-클로로프로필트리에톡시실란을 포함한다. 시아노-관능화 실란의 대표적인 관점들은, 3-이소시아네이토프로필트리메톡시실란 및 3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란을 포함한다. 히드록실-관능화 실란의 대표적인 관점들은, N,N'-비스(2-히드록시에틸)-N,N' 비스(트리메톡시실릴프로필)에틸렌디아민, N,N'-비스(2-히드록시에틸)-N,N' 비스(트리에톡시실릴프로필)에틸렌디아민, N,N-비스(2-히드록시에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N,N-비스(2-히드록시에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 2,2-비스(3-트리메톡시실릴프로폭시메틸)부탄올, 및 2,2-비스 (3-트리에톡시실릴프로폭시메틸)부탄올을 포함한다. 티올-관능화 실란의 대표적인 관점들은, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리에톡시실란, 및 11-메르캅토운데실트리메톡시실란을 포함한다. 다른 관점들에서, 조성물은 중량%(wt%)로 약 0.1 wt% 이상, 약 0.2 wt% 이상, 약 0.5 wt% 이상, 약 5 wt% 이하, 약 2 wt% 이하, 또는 약 1 wt% 이하의 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 중량%(wt%)로 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt%, 약 0.1 wt% 내지 약 2 wt%, 약 0.2 wt% 내지 약 2 wt%, 약 0.2 wt% 내지 약 1 wt%, 약 0.5 wt% 내지 약 1 wt%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위의 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 실란 커플링제를 제공하는 것은 기판(예를 들어, 유리-계 기판, 세라믹-계 기판, 중합체-계 기판)에 대한 그 결과로 생긴 코팅의 접착력을 증가시키고 코팅 및/또는 코팅된 물품의 내구성을 개선시킬 수 있다.
관점들에서, 조성물은 나노입자가 실질적으로 없을 수 있다. 관점들에서, 조성물은 실리카 나노입자가 실질적으로 없을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 조성물은, 실리카 나노입자의 양이 약 1 wt% 이하인 경우, 실리카 나노입자가 실질적으로 없다. 다른 관점들에서, 조성물은 실리카 나노입자가 없을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 실리카 나노입자는 실리카를 포함하고 적어도 20 ㎚의 유효 직경을 포함하는 입자를 지칭한다. 실리카 나노입자는 고체 입자 또는 메조다공성(mesoporous) 입자를 포함할 수 있다. 실리카 나노입자는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산보다 더 클 수 있다(예를 들어, 더 큰 유효 직경을 포함). 실리카 나노입자는 콜로이드 실리카로부터 및/또는 졸-겔 방법을 통해 형성될 수 있다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 실리카 나노입자는, 특히, 상승된 온도에서 응집되어, 조성물 또는 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 기계적 및/또는 광학적 특성을 손상시킬 수 있다. 실리카 나노입자가 실질적으로 없거나 및/또는 없는 조성물을 제공하는 것은, 실리카 나노입자를 갖는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 대응하는 조성물, 코팅, 및/또는 코팅된 물품과 비교하여, 조성물의 가공 문제(예를 들어, 응집, 집적, 상 분리)를 줄일 수 있고, 코팅 및/또는 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 광학 특성을 개선(예를 들어, 상승된 온도 및/또는 습도에서 에이징 후에도 낮은 헤이즈 및/또는 높은 투과율을 유지)할 수 있으며, 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 기계적 특성(예를 들어, 경도, 모듈러스, 변형)을 감소시킬 수 있다.
관점들에서, 조성물은 나노입자를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 나노입자는 실리카 나노입자, 알루미나 나노입자, 지르코니아 나노입자, 티타니아 나노입자, 카본 블랙, 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 관점들에서, 조성물은 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물에서 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자의 wt%는, 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 50% 이하, 약 40% 이하, 약 30% 이하, 또는 약 25% 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 링커의 총 중량에 대한 링커(예를 들어, 복수의 링커)의 wt%는, 약 5% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 50%, 약 10% 내지 약 40%, 약 15% 내지 약 40%, 약 20% 내지 약 40%, 약 20% 내지 약 30%, 약 20% 내지 약 25%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자의 평균 유효 직경은 약 20 ㎚ 이상, 약 30 ㎚ 이상, 약 100 ㎚ 이하, 또는 약 50 ㎚ 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 평균 유효 직경은 약 20 ㎚ 내지 약 100 ㎚, 약 20 ㎚ 내지 약 50 ㎚, 약 30 ㎚ 내지 약 50 ㎚의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위이다. 다른 관점들에서, 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자는 조성물에서 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되지 않을 수 있다. 나노입자를 제공하는 것은 코팅된 물품의 경도 및/또는 내충격성을 증가시킬 수 있다.
관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커(예를 들어, 중합체)에만 직접 결합될 수 있거나, 또는 링커(예를 들어, 중합체) 및 실란 커플링제에만 직접 결합될 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 모든 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커(예를 들어, 중합체)에만 직접 결합되거나, 또는 링커(예를 들어, 중합체) 및 실란 커플링제에만 직접 결합될 수 있다.
관점들에서, 조성물은 촉매를 포함할 수 있다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 촉매는 경화(예를 들어, 중합, 반응)의 속도를 증가시킬 수 있고, 촉매는 경화의 결과에 따른 영구적인 화학적 변화를 피할 수 있다. 관점들에서, 촉매는 하나 이상의 백금족 금속, 예를 들어, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 및/또는 백금을 포함할 수 있다. 관점들에서, 촉매는 백금-계 카르스테트(Karstedt) 촉매 용액을 포함할 수 있다. 백금-계 촉매의 대표적인 관점들은, 염화백금산, 백금-푸마르산염, 콜로이드 백금, 금속 백금, 및/또는 백금-니켈 나노입자를 포함한다.
관점들에서, 조성물은 경화 촉매를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 경화 촉매는 둘 이상의 비-수소 원자에 결합된 질소를 포함하고 링커로서 기능할 수 없는 화합물을 지칭한다. 다른 관점들에서, 경화 촉매는 2차 아민, 3차 아민, 피리딘, 및/또는 이미다졸을 포함할 수 있다. 3차 아민의 대표적인 관점들은, 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]언덱-7-엔, 트리에틸아민, 테트라메틸구아니딘, 및 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀를 포함한다. 다른 관점들에서, 조성물은 경화 촉매를 약 0.3 wt% 이상, 약 0.5 wt% 이상, 약 0.7 wt% 이상, 약 1.1 wt% 이하, 약 1 wt% 이하, 또는 약 0.8 wt% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 약 0.3 wt% 내지 약 1.1 wt%, 약 0.3 wt% 내지 약 1 wt%, 약 0.5 wt% 내지 약 1 wt%, 약 0.5 wt% 내지 약 0.8 wt%, 약 0.7 wt% 내지 약 0.8 wt%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 경화 촉매를 포함할 수 있다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 경화 촉매는 링커의 제1 관능기 및/또는 제2 관능기가 아민 관능기를 포함하는 코팅의 특성(예를 들어, 경도, 접착력, 연필 경도)을 개선시킬 수 있다.
관점들에서, 조성물은 광개시제를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 광개시제는, 하나 이상의 파장을 포함하는 빛을 흡수할 때, 반응을 개시할 수 있는 하나 이상의 라디칼 또는 이온성 종(ionic species)을 생성하는 반응을 겪는 하나 이상의 파장에 민감한 화합물이다. 다른 관점들에서, 광개시제는 자외선(UV) 광의 하나 이상의 파장에 민감할 수 있다. 다른 관점들에서, 광개시제는, 양이온 반응(예를 들어, 양이온 중합)을 개시하도록 구성된 광개시제인, 양이온성 광개시제를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 양이온성 광개시제 및 자유 라디칼 광개시제를 포함할 수 있다. UV 광에 민감한 광개시제의 대표 관점들은, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, 디알콕시아세토페논, 히드록시알킬페논, 아미노알킬페논, 아실포스핀 산화물, 티오잔톤, 히드록시알킬케톤, 및 톡산탄아민(thoxanthanamines)을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 관점들에서, 광개시제는 가시광선의 하나 이상의 파장에 민감할 수 있다. 가시광선에 민감한 광개시제의 대표 관점들은, 5,7-디요오도-3-부톡시-6-플루오론, 비스(4-메톡시벤조일)디에틸게르마늄, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 3-메틸-4-아자-6-헬리센, 및 티오시안화물 보레이트를 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 관점들에서, 광개시제는 조성물의 다른 성분 및/또는 조성물이 실질적으로 투명한 파장에 민감할 수 있다. 다른 관점들에서, 광개시제는, 예를 들어, 트리아릴설포늄 헥스플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 및 비스(4-tert-부틸페닐)요오도늄 퍼플루오로-1-부탄설포네이트의 양이온성 반응(예를 들어, 양이온 중합)을 개시할 수 있다. 다른 관점들에서, 광개시제는 하나 이상의 자유 라디칼, 예를 들어, 아세토페논-계 화합물(예를 들어, 디메톡시페닐 아세토페논), 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 및 방향족 과산화물(예를 들어, 벤조일 퍼옥사이드)을 발생하도록 구성된 자유 라디칼 광개시제를 포함할 수 있다. 상업적으로 입수할 수 있는 광개시제는 Ciba Specialty Chemical의 Irgacure 제품 라인을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 관점들에서, 조성물은 중량%(wt%)로 약 0.1 wt% 이상, 약 0.2 wt% 이상, 약 0.5 wt% 이상, 약 6 wt% 이하, 약 4 wt% 이하, 약 3 wt% 이하, 약 2 wt% 이하, 또는 약 1 wt% 이하의 광개시제를 포함할 수 있다. 관점들에서, 조성물은 중량%(wt%)로 약 0.1 wt% 내지 약 6 wt%, 약 0.1 wt% 내지 약 4 wt%, 약 0.1 wt% 내지 약 3 wt%, 약 0.1 wt% 내지 약 2 wt%, 약 0.2 wt% 내지 약 2 wt%, 약 0.2 wt% 내지 약 1 wt%, 약 0.5 wt% 내지 약 1 wt%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 관점들에서, 조성물은 불소-계 화합물이 실질적으로 없을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 조성물은 불소-계 화합물이 실질적으로 없을 수 있지만, 약 0.25 wt% 이하의 불소의 전체 wt%에 대응하는 조성물의 부성분(예를 들어, 약 6 wt% 이하의 광개시제)에 미량의 불소를 함유할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 불소-계 화합물이 없을 수 있다.
관점들에서, 조성물은 용매를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "용매"는 위에서 논의된 성분, 예를 들어, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산, 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 제2 관능기를 포함하는 링커, 실란 커플링제, 촉매, 광개시제, 및 이들의 조합 및/또는 제품을 배제한다. 용매는 극성 용매(예를 들어, 물, 알코올, 아세테이트, 아세톤, 포름산, 디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 디메틸 설폭손, 니트로메탄, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 폴리(에테르 에테르 케톤)) 또는 비-극성 용매(예를 들어, 펜탄, 1,4-디옥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 디에틸 에테르, 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 알코올의 대표 관점들은, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 시클로헥산올, 헥산올, 옥탄올, 에틸렌 글리콜, 및 프로필렌 글리콜을 포함한다. 아세테이트의 대표 관점들은, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 및 부틸 아세테이트를 포함한다. 다른 관점들에서, 용매는 부틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 및/또는 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 용매를 제공하는 것은 그렇지 않은 경우보다 다양한 조성물을 사용한 코팅의 형성을 가능하게 할 수 있다.
관점들에서, 조성물은 용매가 실질적으로 없을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 조성물은, 2 wt% 이하의 용매를 함유하는 경우, "용매가 실질적으로 없거나" 또는 "실질적으로 무-용매"이다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 조성물은, 0.5 wt% 이하의 용매를 포함하는 경우, "용매가 없거나" 또는 "무-용매"이다. 실질적으로 용매가 없거나 실질적으로 무-용매인 조성물을 제공하는 것은, 이의 경화 속도를 증가시킬 수 있고, 이는 가공 시간을 줄일 수 있다. 더욱이, 실질적으로 용매가 없거나 무-용매인 조성물을 제공하는 것은, 레올로지 개질제의 사용을 감소(예를 들어, 줄임, 제거)시키고, 조성물 균질성을 증가시킬 수 있으며, 이는 그 결과로 생긴 코팅의 광학적 투명도(예를 들어, 투과율)를 증가시킬 수 있다. 게다가, 무-용매 조성물은, 그 결과로 생긴 코팅에서, 시각적 결함, 예를 들어, 임의의 용매가 증발함에 따라 휘발성 가스로부터의 기포의 발생률을 감소시킬 수 있다.
관점들에서, 조성물은 광학적으로 투명할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 조성물은, 미리 결정된 파장에서 조성물의 1.0 ㎜ 두께의 샘플을 통해 70% 이상의 평균 투과율을 포함하는 경우, 미리 결정된 파장에서 실질적으로 투명하다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "광학적으로 투명한" 또는 "광학적으로 투시 가능한"은 샘플(예를 들어, 조성물, 코팅)이 1.0 ㎜ 두께의 물질 조각을 통해 400 nanometers(㎚) 내지 700 ㎚의 파장 범위에서 70% 이상의 평균 투과율을 포함하는 것을 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 물질의 평균 투과율은, 1.0 ㎜ 두께의 물질 조각을 통해 400 ㎚ 내지 700 ㎚ 범위의 광학 파장에 걸쳐 평균화하여 측정되며, 이는 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 정수 파장의 투과율을 측정하는 단계 및 및 측정값의 평균화하는 단계를 포함한다. 별도로 명시하지 않는 한, 물질의 "투과율"은 물질의 평균 투과율을 지칭한다. 관점들에서, "광학적으로 투명한 물질" 또는 "광학적으로 투시 가능한 물질"은, 1.0 ㎜ 두께의 물질 조각을 통해 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 파장 범위에서 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상, 92% 이상, 94% 이상, 또는 96% 이상의 평균 투과율을 가질 수 있다. 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 파장 범위에서 평균 투과율은 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 정수 파장에 대한 투과율 측정값을 평균하여 계산된다. 관점들에서, 조성물은 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 파장 범위에서 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 92% 이상, 약 98% 이하, 약 96% 이하, 또는 약 94% 이하의 평균 투과율을 포함할 수 있다. 관점들에서, 조성물은 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 파장 범위에서 약 80% 내지 약 98%, 약 90% 내지 약 98%, 약 90% 내지 약 96%, 약 92% 내지 약 96%, 약 92% 내지 약 94%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위의 평균 투과율을 포함할 수 있다. 관점들에서, 조성물은 시각적으로 투명할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "시각적으로 투명한"은 육안으로 1 ㎜의 조성물 샘플을 검사하여 물질이 투시 가능하고 투명하게 나타나는 것을 의미한다.
조성물을 형성하는 방법은, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 링커(예를 들어, 중합체)의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커(예를 들어, 중합체)의 제1 단부에 대향하는 링커(예를 들어, 중합체)의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커(예를 들어, 중합체)와 반응시키는 단계를 포함할 수 있다. 도 8-10을 참조하여 전술한 바와 같이, 링커는 중합체를 포함할 수 있고, 상기 중합체의 제1 단부에 제1 관능기는 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기와 반응하여 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 중합체에 결합시킬 수 있다. 마찬가지로, 링커(예를 들어, 중합체)의 제2 단부에 제2 관능기는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기와 반응하여 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 링커(예를 들어, 중합체)에 결합시킬 수 있다. 관점들에서, 몰 기준으로 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 대 몰 기준으로 중합체를 포함하는 복수의 링커의 비율은 이러한 비율에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상(예를 들어, 약 0.06 이하, 약 0.0005 내지 약 0.06) 내에 있을 수 있다. 다른 관점들에서, 도 8-10에 나타낸 바와 같이, 반응은 박스(805, 905, 및/또는 1005)에 의해 표시된 특정 반응 조건 하에서 일어날 수 있다. 관점들에서, 반응은 가열, 자외선(UV) 조사, 및/또는 미리 결정된 기간 동안 기다림을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 반응 조건은 반응물(도 8-10의 좌측)을 제1 온도에서 제1 기간 동안 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 온도는 반응 용기가 접촉하는 전기 저항 히터, 오일 욕조(oil bath), 또는 염 욕조에 의해 유지될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 온도는 약 90 ℃ 이상, 약 100 ℃ 이상, 약 110 ℃ 이상, 약 120 ℃ 이상, 약 160 ℃ 이하, 또는 약 140 ℃ 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 온도는 약 90 ℃ 내지 약 160 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 160 ℃, 약 110 ℃ 내지 약 140 ℃, 약 120 ℃ 내지 약 140 ℃의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 기간은, 약 15 분 이상, 약 1 시간 이상, 약 2 시간 이상, 약 4 시간 이상, 약 6 시간 이상, 약 24 시간 이하, 약 18 시간 이하, 약 12 시간 이하, 또는 약 10 시간 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 기간은, 약 15 분 내지 약 24 시간, 약 1 시간 내지 약 24 시간, 약 1 시간 내지 약 16 시간, 약 2 시간 내지 약 16 시간, 약 4 시간 내지 약 16 시간, 약 4 시간 내지 약 12 시간, 약 6 시간 내지 약 12 시간, 약 6 시간 내지 약 10 시간의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 반응물은 촉매와 조합될 수 있다.
관점들에서, 박스(805, 905 및/또는 1005)에 표시된 특정 반응 조건은 용매의 존재 하에서 반응을 수행하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 용매는 위에서 논의된 용매 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 용매는 부틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 및/또는 아세토니트릴을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 반응 동안 조성물의 중량%(wt%)로서 용매의 양은, 약 5 wt% 이상, 약 10 wt% 이상, 약 15 wt% 이상, 약 80 wt% 이하, 약 60 wt% 이하, 약 40 wt% 이하, 또는 약 30 wt% 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 반응 동안 조성물의 중량%(wt%)로서 용매의 양은, 약 5 wt% 내지 약 80 wt%, 약 5 wt% 내지 약 60 wt%, 약 10 wt% 내지 약 60 wt%, 약 10 wt% 내지 약 40 wt%, 약 15 wt% 내지 약 40 wt%, 약 15 wt% 내지 약 30 wt%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 용매는 제1 기간 동안 환류될 수 있다. 다른 관점들에서, 반응이 발생한 후, 용매는, 예를 들어, 증가된 온도 및/또는 감소된 압력(예를 들어, 진공, 회전 증발기)을 사용하여 제거될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 감소된 압력은 약 20 kiloPascals(kPa) 이하, 약 10 kPa 이하, 약 5 kPa 이하, 약 0.01 kPa 이상, 약 0.1 kPa 이상, 약 1 kPa 이상, 또는 약 2 kPa 이상일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 감소된 압력은 약 0.01 kPa 내지 약 20 kPa, 약 0.1 kPa 내지 약 20 kPa, 약 0.1 kPa 내지 약 10 kPa , 약 1 kPa 내지 약 10 kPa, 약 1 kPa 내지 약 5 kPa, 약 2 kPa 내지 약 5 kPa의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 증가된 온도는, 약 35 ℃ 이상, 약 45 ℃ 이상, 약 50 ℃ 이상, 약 80 ℃ 이하, 약 70 ℃ 이하, 또는 약 65 ℃ 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 증가된 온도는, 약 35 ℃ 내지 약 80 ℃, 약 45 ℃ 내지 약 80 ℃, 약 45 ℃ 내지 약 70 ℃, 약 50 ℃ 내지 약 70 ℃, 약 50 ℃ 내지 약 65 ℃의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 용매를 포함할 수 있다. 관점들에서, 반응은 실질적으로 무-용매 및/또는 무-용매일 수 있다.
관점들에서, 반응이 발생한 후, 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산이 조성물에 첨가될 수 있다. 다른 관점들에서, 첨가되는 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 양은 반응 동안에 존재하는 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 초기 양과 동일하거나 그보다 많거나 적을 수 있다. 다른 관점들에서, 첨가된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 초기 양의 퍼센트(예를 들어, wt%)로서 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 양은, 약 20% 이상, 약 50% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 200% 이하, 약 150% 이하, 약 120% 이하, 또는 약 110% 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 첨가된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 초기 양의 퍼센트(예를 들어, wt%)로서 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 양은, 약 20% 내지 약 200%, 약 20% 내지 약 150%, 약 50% 내지 약 150%, 약 50% 내지 약 120%, 약 80% 내지 약 120%, 약 80% 내지 약 110%, 약 90% 내지 약 110%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 반응이 발생한 후, 실란 커플링제는 조성물에 첨가될 수 있다. 관점들에서, 반응이 발생한 후, 광개시제는 조성물에 첨가될 수 있다. 관점들에서, 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산, 실란 커플링제, 및/또는 광개시제는, 반응이 용매에서 발생하는 관점들에서, 반응이 발생한 후, 그러나 용매를 제거하기 전에 첨가될 수 있다.
관점들에서, 용매는, 반응이 발생한 후, 조성물에 첨가될 수 있다. 다른 관점들에서, 용매는 위에서 논의된 용매 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 용매는 반응 동안 존재한 용매가 제거된 후에 첨가될 수 있다. 다른 관점들에서, 용매는 실질적으로 무-용매 및/또는 무-용매 반응 후에 첨가될 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물에서 용매의 양은, 약 5 wt% 이상, 약 10 wt% 이상, 약 15 wt% 이상, 약 85 wt% 이하, 약 70 wt% 이하, 약 50 wt% 이하, 약 30 wt% 이하, 또는 약 25 wt% 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물에서 용매의 양은, 약 5 wt% 내지 약 85 wt%, 약 5 wt% 내지 약 70 wt%, 약 5 wt% 내지 약 50 wt%, 약 5 wt% 내지 약 30 wt%, 약 10 wt% 내지 약 30 wt%, 약 15 wt% 내지 약 30 wt%, 약 15 wt% 내지 약 25 wt%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 조성물은 실질적으로 무-용매 및/또는 무-용매일 수 있다. 조성물에 용매를 제공하는 것은 조성물로 코팅을 형성하는 다양한 방법이 가능할 수 있다. 전-술된 구성요소에 대한 상기 범위들 중 어느 하나가 본 개시의 관점에서 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
관점들에서, 조성물은 점도를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 액체의 점도는, 회전식 레오미터(예를 들어, Anton Par의 RheolabQC 또는 TA Instruments의 Discovery Hybrid Rheometer(DHR-3))를 사용하여 약 0.83 1/초(s)의 전단 속도(예를 들어, 분당 50회전(rpm))로 23℃에서 측정된다. 다른 관점들에서, 조성물은, 약 0.01 Pascal-seconds(Pa-s) 이상, 약 1 Pa-s 이상, 약 5 Pa-s 이상, 약 10 Pa-s 이상, 약 1,000 Pa-s 이하, 약 500 Pa-s 이하, 약 100 Pa-s 이하, 약 50 Pa-s 이하, 또는 약 30 Pa-s 이하의 점도를 포함할 수 있다. 관점들에서, 조성물은, 약 0.01 Pa-s 내지 약 1,000 Pa-s, 약 0.01 Pa-s 내지 약 500 Pa-s, 약 1 Pa-s 내지 약 500 Pa-s, 약 1 Pa-s 내지 약 100 Pa-s, 약 5 Pa-s 내지 약 100 Pa-s, 약 5 Pa-s 내지 약 50 Pa-s, 약 10 Pa-s 내지 약 50 Pa-s, 약 10 Pa-s 내지 약 30 Pa-s의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 점도를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물은, 약 0.01 Pa-s 이상, 약 0.1 Pa-s 이상, 약 0.5 Pa-s 이상, 약 30 Pa-s 이하, 약 10 Pa-s 이하, 약 6 Pa-s 이하, 또는 약 3 Pa-s 이하의 점도를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물은, 약 0.01 Pa-s 내지 약 30 Pa-s, 약 10 Pa-s, 약 0.01 Pa-s 내지 약 6 Pa-s, 약 0.1 내지 약 6 Pa-s, 약 0.1 내지 약 3 Pa-s, 약 0.5 Pa-s 내지 약 3 Pa-s의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 점도를 포함할 수 있다.
본 개시의 관점에서 조합의 대표 범위는 표 1에 제시된다. R1 및 R10은 표 1에서 가장 넓은 범위이다. 실시예 R2-R5, R8-R9, R11-R13, 및 R16은 무-용매 조성물인 반면, R6-R7 및 R14-R15는 용매를 포함하는 조성물이다. R1-R3 및 R6-R10은 광개시제를 포함할 수 있는 반면, R1, R3-R5, 및 R10-R16은 광개시제가 없을 수 있다. R1-R2, R6-R11, 및 R14-R16은 실란 커플링제를 포함할 수 있는 반면, R1, R3-R5, R10, 및 R12-R13은 실란 커플링제가 없을 수 있다. R1-R4 및 R8-R16은 반응성 희석제를 포함할 수 있는 반면, R5-R7, R9-R10, 및 R16은 반응성 희석제가 없을 수 있다. R1, R9-R10, 및 R16은 나노입자를 포함할 수 있는 반면, R1-R8 및 R10-R15는 나노입자가 없을 수 있다. R10-R16은 TMPO를 포함할 수 있는 반면, R1-R10 및 R12는 TMPO가 없을 수 있다. R10-R16은 경화 촉매를 포함할 수 있는 반면, R1-R10 및 R12는 경화 촉매가 없을 수 있다. 다시 말하면, 이들 성분에 대해 위에서 논의된 다른 범위 또는 서브범위가 표 1에 제시된 범위 중 어느 하나와 조합하여 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 관점들에서, 조성물은 표 1에서의 범위 중 하나 이상에 속하지만, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산, 광개시제, 실란 커플링제, 및/또는 용매가, 예를 들어, 아래에서 기재되는 코팅 물품의 일부로서, 코팅을 형성하기 전에 조성물에 첨가될 수 있다.
조성물 관점의 조성물 범위(wt%)
범위 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9
관능화 올리고머 실세스퀴옥산 10-99 20-99 40-99 20-99 80-95 60-95 80-95
10-85
10-50
중합체 0-80 1-80 1-60 1-80 5-20 1-60 1-15 0-20 0-15
반응성 희석제 0-50 0-50 15-50 0-50 0 0 0 15-50 0-50
TMPO 0 0 0 0 0 0 0 0 0
경화 촉매 0 0 0 0 0 0 0 0 0
광개시제 0-3 0.1-3 0-3 0 0 0-3 0.1-3 0-3 0-3
실란 커플링제 0-5 0.1-5 0 0 0 0.1-5 0.1-5 0.1-5 0.1-5
나노입자 0-50 0 0 0 0 0 0 0 15-40
용매 0-85 0 0 0 0 2-50 2-18 0 0
도 1-3은, 본 개시의 관점들에 따라 접히지 않은(예를 들어, 평평한 구성) 코팅된 물품(101, 201, 또는 301)의 대표 관점을 개략적으로 예시하는 반면, 도 5-7은 본 개시의 관점들에 따라 접힌 구성의 코팅된 물품(401, 601, 또는 701)의 대표적인 관점을 개략적으로 예시한다. 도 1 및 5 또는 3 및 7에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(101 및 401 또는 301 및 701)은 기판(103)(예를 들어, 폴더블 기판)을 포함할 수 있다. 도 2 및 6에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(201 및 601)은 기판(203)(예를 들어, 폴더블 기판)를 포함할 수 있다. 도 3 및 7에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(301 및 701)은 제1 부분(321) 및 제2 부분(331)을 더욱 포함할 수 있다. 관점들에서, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)은, 8H 이상, 예를 들어, 9H 이상의 연필 경도를 갖는 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 연필 경도는 표준 등급 연필을 사용하여 ASTM D 3363-20을 사용하여 측정된다. 기판 상에 코팅을 제공하는 것은, 예를 들어, 기판에 표면 흠을 충전 및/또는 손상으로부터 보호하여 코팅된 물품의 내구성을 증가시킨다. 부가적으로, 기판은 내천공성 및/또는 내충격성을 향상시키기 위해 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함할 수 있다.
관점들에서, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)은 유리-계 기판을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "유리-계"는 유리 및 유리-세라믹 모두를 포함하며, 여기서, 유리-세라믹은 하나 이상의 결정질 상 및 비정질의, 잔류 유리 상을 갖는다. 유리-계 물질(예를 들어, 유리-계 기판)은, 비정질 물질(예를 들어, 유리) 및 선택적으로 하나 이상의 결정질 물질(예를 들어, 세라믹)을 포함할 수 있다. 비정질 물질 및 유리-계 물질은 강화될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "강화된"은, 예를 들어, 아래에서 논의되는 바와 같은, 기판의 표면에 더 작은 이온을 더 큰 이온으로 이온 교환을 통해, 화학적으로 강화된 물질을 지칭할 수 있다. 그러나, 다른 강화 방법, 예를 들어, 열 템퍼링, 또는 기판의 부분들 사이에 열팽창계수의 불일치를 활용하여 압축 응력 및 중심 인장 영역들을 생성하는 방법은, 강화된 기판을 형성하는데 활용될 수 있다. 리티아(lithia)가 없거나 없을 수 있는, 대표적인 유리-계 물질은, 소다 라임 유리, 알칼리 알루미노실리케이트 유리, 알칼리-함유 보로실리케이트 유리, 알칼리-함유 알루미노보로실리케이트 유리, 알칼리-함유 포스포실리케이트 유리, 및 알칼리-함유 알루미노포스포실리케이트 유리를 포함한다. 관점들에서, 유리-계 물질은, 알칼리-함유 유리 또는 무-알칼리 유리를 포함할 수 있으며, 이들 중 어느 하나는 리티아가 없거나 없을 수 있다. 관점들에서, 유리 물질은 무-알칼리일 수 있거나 및/또는 저함량의 알칼리 금속(예를 들어, 약 10 mol% 이하의 R2O, 여기서, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, 또는 아래에 제공된 더 광범위한 목록을 포함함)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 관점들에서, 유리-계 물질은, 몰 퍼센트(mol%)로: 약 40 mol% 내지 약 80% 범위의 SiO2, 약 5 mol% 내지 약 30 mol% 범위의 Al2O3, 0 mol% 내지 약 10 mol% 범위의 B2O3, 0 mol% 내지 약 5 mol% 범위의 ZrO2, 0 mol% 내지 약 15 mol% 범위의 P2O5, 0 mol% 내지 약 2 mol% 범위의 TiO2, 0 mol% 내지 약 20 mol% 범위의 R2O, 및 0 mol% 내지 약 15 mol% 범위의 RO를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, R2O는 알칼리 금속 산화물, 예를 들어, Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, 및 Cs2O를 지칭할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, RO는 MgO, CaO, SrO, BaO, 및 ZnO를 지칭할 수 있다. 관점들에서, 유리-계 기판은 선택적으로 Na2SO4, NaCl, NaF, NaBr, K2SO4, KCl, KF, KBr, As2O3, Sb2O3, SnO2, Fe2O3, MnO, MnO2, MnO3, Mn2O3, Mn3O4, Mn2O7 각각을 0 mol% 내지 약 2 mol%의 범위로 더욱 포함할 수 있다. "유리-세라믹"은 유리의 제어된 결정화를 통해 생산된 물질을 포함한다. 관점들에서, 유리-세라믹은 약 1% 내지 약 99%의 결정도를 갖는다. 적합한 유리-세라믹의 예로는, Li2O-Al2O3-SiO2 시스템(즉, LAS-시스템) 유리-세라믹, MgO-Al2O3-SiO2 시스템(즉, MAS-시스템) 유리-세라믹, ZnO × Al2O3 × nSiO2(즉, ZAS 시스템), 및/또는 β-석영 고용체, β-스포듀민, 근청석, 페탈라이트, 및/또는 리튬 디실리케이트를 포함하는 주된 결정상을 포함하는 유리-세라믹을 포함할 수 있다. 유리-세라믹 기판은 화학적 강화 공정을 사용하여 강화될 수 있다. 하나 이상의 관점들에서, MAS-시스템 유리-세라믹 기판은 Li2SO4 용융염에서 강화될 수 있으며, 이에 의해 Mg2+에 대해 2Li+의 교환은 일어날 수 있다.
관점들에서, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)은 세라믹-계 기판을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "세라믹-계"는 세라믹 및 유리-세라믹 모두를 포함하며, 여기서, 유리-세라믹은 하나 이상의 결정질 상 및 비정질의, 잔류 유리상을 갖는다. 세라믹-계 물질은 강화(예를 들어, 화학적으로 강화)될 수 있다. 관점들에서, 세라믹-계 물질은, 세라믹(예를 들어, 결정질) 부분을 형성하기 위해 유리-계 물질을 가열하여 형성될 수 있다. 다른 관점들에서, 세라믹-계 물질은 결정질 상(들)의 형성을 촉진할 수 있는 하나 이상의 핵형성제를 포함할 수 있다. 관점들에서, 세라믹-계 물질은 하나 이상의 산화물, 질화물, 산질화물, 탄화물, 붕소화물, 및/또는 규화물을 포함할 수 있다. 세라믹 산화물의 대표 관점들은, 지르코니아(ZrO2), 지르콘(ZrSiO4), 알칼리 금속 산화물(예를 들어, 산화나트륨(Na2O)), 알칼리 토금속 산화물(예를 들어, 산화마그네슘(MgO)), 티타니아(TiO2), 산화하프늄(Hf2O), 산화이트륨(Y2O3), 산화철, 산화베릴륨, 산화바나듐(VO2), 용융 석영, 멀라이트(mullite)(산화알루미늄 및 이산화규소의 조합을 포함하는 광물), 및 스피넬(MgAl2O4)을 포함한다. 세라믹 질화물의 대표적인 관점들은, 질화규소(Si3N4), 질화알루미늄(AlN), 질화갈륨(GaN), 질화베릴륨(Be3N2), 질화붕소(BN), 질화텅스텐(WN), 질화바나듐, 알칼리 토금속 질화물(예를 들면, 질화마그네슘(Mg3N2)), 질화니켈, 및 질화탄탈륨을 포함한다. 산질화물 세라믹의 대표 관점들은, 산질화규소, 산질화알루미늄, 및 SiAlON(알루미나 및 질화규소의 조합이며, 화학식, 예를 들어, Si12-m-nAlm+nOnN16-n, Si6-nAlnOnN8-n, 또는 Si2-nAlnO1+nN2-n을 가질 수 있고, 여기서 m, n, 및 그 결과로 생긴 아래 첨자는 모두 음이 아닌 정수임)을 포함한다. 탄화물 및 탄소-함유 세라믹의 대표 관점들은, 탄화규소(SiC), 탄화텅스텐(WC), 탄화철, 탄화붕소(B4C), 알칼리 금속 탄화물(예를 들어, 탄화리튬(Li4C3)), 알칼리 토금속 탄화물(예를 들어, 탄화마그네슘(Mg2C3)), 및 흑연을 포함한다. 붕소화물의 대표적인 관점들은, 붕소화 크롬(CrB2), 붕소화 몰리브덴(Mo2B5), 붕소화 텅스텐(W2B5), 붕소화 철, 붕소화 티타늄, 붕소화 지르코늄(ZrB2), 붕소화 하프늄(HfB2), 붕소화 바나듐(VB2), 붕소화 니오븀(NbB2), 및 란타늄 붕소화물(LaB6)을 포함한다. 규화물의 대표적인 관점들은, 이규화 몰리브덴(MoSi2), 이규화 텅스텐(WSi2), 이규화 티타늄(TiSi2), 규화 니켈(NiSi), 알칼리토 규화물(예를 들어, 규화 나트륨(NaSi)), 알칼리 금속 규화물(예를 들어, 규화 마그네슘(Mg2Si)), 이규화 하프늄(HfSi2), 및 규화 백금(PtSi)를 포함한다.
관점들에서, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)은, 약 3 GigaPascals(GPa) 이상의 영률을 포함하는 중합체-계 부분을 포함할 수 있다. 중합체-계 제1 부분 및/또는 중합체-계 제2 부분용 물질의 대표적인 관점들은, 스티렌-계 중합체(예를 들어, 폴리스티렌(PS), 스티렌 아크릴로니트릴(SAN), 스티렌 말레산 무수물(SMA)), 페닐렌-계 중합체(예를 들어, 폴리페닐렌 황화물(PPS)), 폴리염화비닐(PVC), 폴리설폰(PSU), 폴리프탈마이드(PPA), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리락타이드(PLA), 폴리이미드(PI), 폴리히드록시부티레이트(PHB), 폴리글리콜리드(PGA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 및/또는 폴리카보네이트(PC) 중 하나 이상의 블렌드(blends), 나노입자, 및/또는 섬유 복합물을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시 전반에 걸쳐, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)(예를 들어, 유리-계 물질, 세라믹-계 물질)의 탄성 계수(예를 들어, 영률)는 ASTM E2546-15에 따른 압입 방법(indentation methods)을 사용하여 측정된다. 관점들에서, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)은, 약 10 GigaPascals(GPa) 이상, 약 50 GPa 이상, 약 60 GPa 이상, 약 70 GPa 이상, 약 100 GPa 이하, 또는 약 80 이하의 탄성 계수를 포함할 수 있다. 관점들에서, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)은, 약 10 GPa 내지 약 100 GPa, 약 50 GPa 내지 약 100 GPa, 약 50 GPa 내지 약 80 GPa, 약 60 GPa 내지 약 80 GPa, 약 70 GPa 내지 약 80 GPa의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 탄성 계수를 포함할 수 있다.
도 1 및 3에 나타낸 바와 같이, 기판(103)은 제1 주 표면(105) 및 상기 제1 주 표면(105)에 대향하는 제2 주 표면(107)을 포함할 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 주 표면(105)은 제1 평면(104)을 따라 연장될 수 있다. 도 1에 더욱 나타낸 바와 같이, 기판(103)은 제2 평면(106)을 따라 연장되는 제2 주 표면(107)을 포함할 수 있다. 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 제2 평면(106)은 제1 평면(104)에 평행할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 기판 두께(109)는 제1 주 표면(105)과 제2 주 표면(107) 사이에서 제1 평면(104)과 제2 평면(106) 사이의 거리로서 정의될 수 있다. 마찬가지로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(203)은 제1 평면(204a)을 따라 연장될 수 있는 제1 주 표면(205) 및 제2 평면(206a)을 따라 연장될 수 있는 제2 주 표면(207)을 포함할 수 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(203)은 제1 주 표면(205)과 제2 주 표면(207) 사이에서 제1 평면(204a)과 제2 평면(206a) 사이의 거리로서 정의된 기판 두께(209)를 포함할 수 있다. 관점들에서, 기판 두께(109 또는 209)는, 약 10 micrometers(㎛) 이상, 약 25 ㎛ 이상, 약 40 ㎛ 이상, 약 60 ㎛ 이상, 약 80 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 약 125 ㎛ 이상, 약 150 ㎛ 이상, 약 3 millimeters(㎜) 이하, 약 2 ㎜ 이하, 약 1 ㎜ 이하, 약 800 ㎛ 이하, 약 500 ㎛ 이하, 약 300 ㎛ 이하, 약 200 ㎛ 이하, 약 180 ㎛ 이하, 또는 약 160 ㎛ 이하일 수 있다. 관점들에서, 기판 두께(109 또는 209)는, 약 10 ㎛ 내지 약 3 ㎜, 약 10 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 25 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 40 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 60 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 80 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 100 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 100 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 100 ㎛ 내지 약 800 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 125 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 125 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 125 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 150 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 150 ㎛ 내지 약 160 ㎛의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 기판 두께(109 또는 209)는, 약 80 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 80 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 80 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 80 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 200 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 200 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 200 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 500 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 500 ㎛ 내지 약 1 ㎜의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 기판 두께는, 약 300 ㎛ 이하, 예를 들어, 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 180 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 180 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 160 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 160 ㎛, 약 80 ㎛ 내지 약 160 ㎛의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(201)의 기판(203)은 제1 부분(221) 및 제2 부분(231)을 포함할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 제1 부분(221)은 제1 표면 구역(223)과 제2 표면 구역(225) 사이에 기판 두께(209)를 포함할 수 있고, 제2 부분(231)은 제3 표면 구역(233)과 제4 표면 구역(235) 사이에 기판 두께(209)를 포함할 수 있다. 유사하게, 나타낸 바와 같이, 제2 표면 구역(225) 및 제4 표면 구역(235)은 제2 평면(206a)을 따라 연장될 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 제1 표면 구역(223) 및 제3 표면 구역(233)은 제1 평면(204a)을 따라 연장될 수 있다. 다른 관점들에서, 기판(203)은 제1 부분(221)과 제2 부분(231) 사이에 위치하는 중심 부분(281)을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 중심 부분(281)은 제1 오목부(recess: 234)를 정의하는 제1 거리(219)만큼 제1 평면(204a)으로부터 오목하게 된 제1 표면 구역(223)과 제3 표면 구역(233) 사이에 위치된 제1 중심 표면 구역(213)을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 중심 부분(281)은 제2 오목부(241)를 정의하는 제2 거리(249)만큼 제2 평면(206a)으로부터 오목하게 된 제2 표면 구역(225)과 제4 표면 구역(235) 사이에 위치된 제2 중심 표면 구역(243)을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 중심 부분(281)은, 예를 들어, 제1 중심 표면 구역(213)이 연장될 수 있는 제3 평면(204b)과 제2 중심 표면 구역(243)이 연장될 수 있는 제4 평면(206b) 사이의 거리로서, 제1 중심 표면 구역(213)과 제2 중심 표면 구역(243) 사이에 정의된 중심 두께(289)를 포함할 수 있다.
관점들에서, 중심 두께(289)는, 약 10 ㎛ 이상, 약 25 ㎛ 이상, 약 80 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 약 1 ㎜ 이하, 약 500 ㎛ 이하, 또는 약 200 ㎛ 이하일 수 있다. 관점들에서, 중심 두께(289)는, 약 10 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 25 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 25 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 기판 두께(209)의 퍼센트로서 중심 두께(289)는, 약 0.5% 이상, 약 1% 이상, 약 2% 이상, 약 5% 이상, 약 6% 이상, 약 20% 이하, 약 13% 이하, 약 10% 이하, 또는 약 8% 이하일 수 있다. 관점들에서, 기판 두께(209)의 퍼센트로서 중심 두께(289)는, 약 0.5% 내지 약 20%, 약 0.5% 내지 약 13%, 약 1% 내지 약 13%, 약 1% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 8%, 약 5% 내지 약 8%, 약 6% 내지 약 8%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 제2 거리(249)는 제1 거리(219)를 초과할 수 있다. 관점들에서, 제1 거리(219)는 제2 거리(249)를 초과할 수 있다. 관점들에서, 제1 거리(219) 및/또는 제2 거리(249)는 중심 두께(289) 미만일 수 있다. 다른 관점들에서, 기판 두께(209)의 퍼센트로서 제1 거리(219) 및/또는 제2 거리(249)는, 약 1% 이상, 약 2% 이상, 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 12% 이상, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하, 약 18% 이하, 또는 약 15% 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 기판 두께(209)의 퍼센트로서 제1 거리(219) 및/또는 제2 거리(249)는, 약 1% 내지 약 30%, 약 1% 내지 약 25%, 약 2% 내지 약 25%, 약 5% 내지 약 25%, 약 5% 내지 약 20%, 약 10% 내지 약 20%, 약 10% 내지 약 18%, 약 12% 내지 약 18%, 약 12% 내지 약 15%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 코팅(113)의 제4 주 표면(117)은 제1 표면 구역(223) 및 제3 표면 구역(233)과 접촉할 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 코팅(113)은 제1 평면(204a)을 가로질러 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 코팅(113)은 제1 부분(321)과 제2 부분(331) 사이에 제1 오목부(234)를 차지할 수 있거나, 및/또는 코팅(113)(예를 들어, 제4 주 표면(117))은 제1 중심 표면 구역(213)과 접촉할 수 있다.
관점들에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 중합체-계 부분(291)은 제2 오목부(241)의 적어도 일부를 차지할 수 있다. 예를 들어, 중합체-계 부분(291)은 제2 거리(249)와 동일할 수 있는 제5 주 표면(293)과 제6 주 표면(295) 사이에 중합체 두께를 포함할 수 있다. 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 중합체-계 부분(291)의 제5 주 표면(293)은 제2 중심 표면 구역(243)과 접촉할 수 있다. 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 중합체-계 부분(291)의 제6 주 표면(295)은, 예를 들어, 제2 표면 구역(225) 및 제4 표면 구역(235)과 동일 평면에 있는(예를 들어, 공통의, 제2 평면(206a)을 따라 연장됨), 평면 표면을 포함할 수 있다. 관점들에서, 중합체-계 부분(291)은 중합체(예를 들어, 광학적으로 투명한 중합체)를 포함한다. 다른 관점들에서, 중합체-계 부분(291)은 광학적으로 투명한: 아크릴(예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)), 에폭시, 실리콘, 및/또는 폴리우레탄 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 에폭시의 예로는, 비스페놀-계 에폭시 수지, 노볼락-계 에폭시, 지환족-계 에폭시, 및 글리시딜아민-계 에폭시를 포함한다. 다른 관점들에서, 중합체-계 부분(291)은, 폴리올레핀, 폴리아미드, 할라이드-함유 중합체(예를 들어, 폴리염화비닐 또는 불소-함유 중합체), 엘라스토머, 우레탄, 페놀 수지, 파릴렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및/또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 폴리올레핀의 대표 관점들은, 저분자량 폴리에틸렌(LDPE), 고분자량 폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 및 폴리프로필렌(PP)을 포함한다. 불소-함유 중합체의 대표 관점들은, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 퍼플루오로설폰산(PFSA), 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP) 중합체, 및 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 중합체를 포함한다. 엘라스토머의 대표 관점들은, 고무(예를 들어, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 클로로프렌 고무, 부틸 고무, 니트릴 고무), 폴리우레탄, 및 폴리스티렌, 폴리디클로로포스파젠, 및/또는 폴리(5-에틸리덴-2-노보넨) 중 하나 이상을 포함하는 블록 공중합체(예를 들어, 스티렌-부타디엔, 고-충격 폴리스티렌, 폴리디클로로포스파젠)를 포함한다. 관점들에서, 중합체-계 부분(291)은, 나노 입자, 예를 들어, 카본 블랙, 탄소 나노튜브, 실리카 나노 입자, 또는 중합체를 포함하는 나노 입자를 더욱 포함할 수 있다. 관점들에서, 중합체-계 부분은 중합체-섬유 복합물을 형성하기 위해 섬유를 더욱 포함할 수 있다.
관점들에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(201)은 접착제층(261)을 더욱 포함할 수 있다. 접착제층(261)은 제7 주 표면(263)과 제8 주 표면(265) 사이에 정의된 접착제 두께(267)를 포함할 수 있다. 관점들에서, 접착제 두께(267)는, 약 5 ㎛ 이상, 약 10 ㎛ 이상, 약 25 ㎛ 이상, 약 40 ㎛ 이상, 약 60 ㎛ 이상, 약 80 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 약 400 ㎛ 이하, 약 300 ㎛ 이하, 약 250 ㎛ 이하, 약 200 ㎛ 이하, 약 180 ㎛ 이하, 약 160 ㎛ 이하, 또는 약 160 ㎛ 이하일 수 있다. 관점들에서, 접착제 두께(267)는, 약 5 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 25 ㎛ 내지 약 180 ㎜, 약 40 ㎛ 내지 약 180 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 160 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 160 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 140 ㎛, 약 80 ㎛ 내지 약 140 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 140 ㎛의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 접착제층(261)의 제7 주 표면(263)은 제2 표면 구역(225) 및 제4 표면 구역(235)과 마주하거나 및/또는 접촉할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 접착제층(261)의 제7 주 표면(263)은 중합체-계 부분(291)의 제6 주 표면(295)과 마주하거나 및/또는 접촉할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 접착제층(261)은 중합체-계 부분(291) 대신에 또는 이에 부가하여 제2 오목부(241)를 차지할 수 있다. 관점들에서, 중합체-계 부분(291)은 접착제층(261)에 의해 차지되는 것으로 나타낸 영역을 차지할 수 있다.
관점들에서, 접착제층(261)은, 폴리올레핀, 폴리아미드, 할라이드-함유 중합체(예를 들어, 폴리염화비닐 또는 불소-함유 중합체), 엘라스토머, 우레탄, 페놀 수지, 파릴렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 폴리올레핀의 대표 관점들은, 저분자량 폴리에틸렌(LDPE), 고분자량 폴리에틸렌(HDPE), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE), 및 폴리프로필렌(PP)을 포함한다. 불소-함유 중합체의 대표 관점들은, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 퍼플루오로설폰산(PFSA), 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오르화 에틸렌 프로필렌(FEP) 중합체, 및 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE) 중합체를 포함한다. 엘라스토머의 대표 관점들은, 고무(예를 들어, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 클로로프렌 고무, 부틸 고무, 니트릴 고무) 및 블록 공중합체(예를 들어, 스티렌-부타디엔, 고-충격 폴리스티렌, 폴리(디클로로포스파젠))를 포함한다. 다른 관점들에서, 접착제층(261)은 광학적으로 투명한 접착제를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 광학적으로 투명한 접착제는 하나 이상의 광학적으로 투명한 중합체: 아크릴(예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)), 에폭시, 실리콘, 및/또는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 에폭시의 예로는, 비스페놀-계 에폭시 수지, 노볼락-계 에폭시, 지환족-계 에폭시, 및 글리시딜아민-계 에폭시를 포함한다. 또 다른 관점들에서, 광학적으로 투명한 접착제는, 아크릴 접착제, 예를 들어, 3M 8212 접착제, 또는 광학적으로 투명한 액체 접착제, 예를 들어, LOCTITE 광학적으로 투명한 액체 접착제를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 광학적으로 투명한 접착제의 대표적인 관점들은, 투명한 아크릴, 에폭시, 실리콘, 및 폴리우레탄을 포함한다. 예를 들어, 광학적으로 투명한 액체 접착제는, 모두 Henkel로부터 입수할 수 있는, LOCTITE AD 8650, LOCTITE AA 3922, LOCTITE EA E-05MR, LOCTITE UK U-09LV 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
관점들에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(201)은 이형 라이너(release liner: 271)를 더욱 포함할 수 있다. 이형 라이너(271)는 제5 주 표면(273) 및 상기 제5 주 표면에 대향하는 제6 주 표면(275)을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 기판(203)의 제2 주 표면(207)은 이형 라이너(271)의 제5 주 표면(273)과 마주할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 접착제층(261)의 제8 주 표면(265)은 이형 라이너(271)의 제5 주 표면(273)과 접촉할 수 있다. 다른 관점들에서, 이형 라이너(271)는 종이 및/또는 중합체를 포함할 수 있다. 종이의 대표적인 관점들은, 크라프트지(kraft paper), 기계-마감지, 폴리-코팅 종이(예를 들어, 중합체-코팅 종이, 글라신지, 실리콘화 종이), 또는 점토-코팅 종이를 포함한다. 중합체의 대표적인 관점들은, 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)), 불소-함유 중합체(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐플루오라이드(PVF), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 퍼플루오로폴리에테르(PFPE), 퍼플루오로설폰산(PFSA), 퍼플루오로알콕시(PFA), 불소화 에틸렌 프로필렌(FEP) 중합체, 및 에틸렌 테트라플루오로 에틸렌(ETFE) 중합체), 및 폴리올레핀(예를 들어, 저-밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고-밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP))을 포함한다. 관점들에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(301)은 이형 라이너를 포함하지 않을 수 있다. 이형 라이너(271)를 제공하는 것은, 층에 대한 지지를 제공하거나 및/또는 층의 제1 주 표면을 오염으로부터 보호하여 층(예를 들어, 필름)이 통합될 수 있는 적층물에서 우수한 접착력을 가능하게 할 수 있다.
관점들에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(301)은 제1 부분(321) 및 제2 부분(331)을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 제1 부분(321)은 제2 표면 구역(325)에 대향하는 제1 표면 구역(323)을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 제2 부분(331)은 제4 표면 구역(335)에 대향하는 제3 표면 구역(333)을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 제1 표면 구역(323) 및/또는 제3 표면 구역(333)은 제3 평면(304)을 따라 연장될 수 있고, 및/또는 제2 표면 구역(325) 및/또는 제4 표면 구역(335)은 제4 평면(306)을 따라 연장될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 부분 두께(329)는 제3 평면(304)과 제4 평면(306) 사이에서 정의될 수 있고, 기판 두께(109)에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다.
다른 관점들에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 부분(321)은 제1 표면 구역(323)과 제2 표면 구역(325) 사이에서 연장되는 제1 에지 표면 구역(303)을 포함할 수 있고, 및/또는 제2 부분(331)은 제3 표면 구역(333)과 제4 표면 구역(335) 사이에서 연장되는 제2 에지 표면 구역(305)을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 에지 표면 구역(303) 및/또는 제2 에지 표면 구역(305)은, 각각, 제1 외측으로 볼록한 만곡된 에지 표면 및/또는 제2 외측으로 볼록한 만곡된 에지 표면을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 에지 표면 구역(303) 및/또는 제2 에지 표면 구역(305)은, 다른 형상, 예를 들어, 타원이 가능하지만, 원호의 형상인 에지 표면에 수직으로 취해진 단-면 프로파일을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 외측으로 볼록한 만곡된 에지 표면 및/또는 제2 외측으로 볼록한 만곡된 에지 표면은, 각각, 제1 곡률 반경(307) 및/또는 제2 곡률 반경(309)을 특징으로 할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 부분 두께(329)의 퍼센트로서 제1 곡률 반경(307) 및/또는 제2 곡률 반경(309)은, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 45% 이상, 약 49% 이상, 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 55% 이하, 또는 약 51% 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 부분 두께(329)의 퍼센트로서 제1 곡률 반경(307) 및/또는 제2 곡률 반경(309)은, 약 30% 내지 약 70%, 약 30% 내지 약 60%, 약 30% 내지 약 55%, 약 30% 내지 약 51%, 약 40% 내지 약 70%, 약 40% 내지 약 60%, 약 40% 내지 약 55%, 약 40% 내지 약 51%, 약 45% 내지 약 70%, 약 45% 내지 약 60%, 약 45% 내지 약 55%, 약 45% 내지 약 51%, 약 49% 내지 약 70%, 약 49% 내지 약 60%, 약 49% 내지 약 55%, 약 49% 내지 약 51%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 나타내지는 않았지만, 제1 에지 표면 구역 및/또는 제2 에지 표면 구역은, 각각, 선형(예를 들어, 평면) 에지 표면, 즉, 제1 선형 에지 표면 및/또는 제2 선형 에지 표면을 포함할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 부분(321)과 제2 부분(331) 사이에 최소 거리(343)는, 제1 에지 표면 구역(303)과 제2 에지 표면 구역(305) 사이에서 정의될 수 있다. 제1 부분(321)과 제2 부분(331) 사이에 최소 거리(343)는, 코팅된 물품이 도 3에 나타낸 구성인 경우, 제1 에지 표면 구역(303)의 외주연부(345)와 제2 에지 표면 구역(305)의 외주연부(347) 사이에 최소 거리와 같다. 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 제1 부분(321)은 최소 거리(343)만큼 제1 부분(321)으로부터 분리되는 제2 부분(331)으로부터의 물리적으로 별개의 구조물일 수 있다. 관점들에서, 제1 부분(321)과 제2 부분(331) 사이에 최소 거리(343)는, 코팅된 물품의 최소 평행판 거리의 약 1 배 이상, 약 1.4 배 이상, 약 1.5 배 이상, 약 2 배 이상, 약 3 배 이하, 약 2.5 배 이하, 또는 약 2 배 이하일 수 있다. 관점들에서, 최소 평행판 거리의 배수로서 최소 거리(343)는, 약 1.4 배 내지 약 3 배, 약 1.4 배 내지 약 2.5 배, 약 1.4 배 내지 약 2 배, 약 1.5 배 내지 약 3 배, 약 1.5 배 내지 약 2.5 배, 약 1.5 배 내지 약 2 배, 약 2 배 내지 약 3 배, 약 2 배 내지 약 2.55 배의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 평행판 사이에 원형 구성에서 굽힘 부분의 길이는, 평행판 거리(507)의 약 0.8 배일 수 있다. 관점들에서, 최소 거리(343)는, 약 1 ㎜ 이상, 약 2 ㎜ 이상, 약 4 ㎜ 이상, 약 5 ㎜ 이상, 약 10 ㎜ 이상, 약 20 ㎜ 이상, 약 40 ㎜ 이상, 약 200 ㎜ 이하, 약 100 ㎜ 이하, 또는 약 60 ㎜ 이하일 수 있다. 관점들에서, 최소 거리(343)는, 약 1 ㎜ 내지 약 200 ㎜, 약 5 ㎜ 내지 약 200 ㎜, 약 10 ㎜ 내지 약 175 ㎜, 약 20 ㎜ 내지 약 150 ㎜, 약 30 ㎜ 내지 약 125 ㎜, 약 40 ㎜ 내지 약 100 ㎜, 약 50 ㎜ 내지 약 90 ㎜, 약 60 ㎜ 내지 약 80 ㎜, 약 5 ㎜ 내지 약 60 ㎜, 약 10 ㎜ 내지 약 60 ㎜, 약 20 ㎜ 내지 약 60 ㎜, 약 40 ㎜ 내지 약 60 ㎜의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 최소 거리(343)는, 약 1 ㎜ 내지 약 100 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 60 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 40 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 30 ㎜, 약 2 ㎜ 내지 약 30 ㎜, 약 2 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 약 5 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 약 10 ㎜ 내지 약 20 ㎜의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 최소 거리(343)는, 약 1 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 약 2 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 약 2 ㎜ 내지 약 5 ㎜의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 제1 부분과 제2 부분 사이에 최소 거리를 제공함으로써, 파단 없이 코팅된 물품의 접힘은 용이해질 수 있다.
관점들에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 코팅(113)의 제3 주 표면(115)은 제1 표면 구역(323) 및 제3 표면 구역(333)과 접촉할 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 코팅(113)은 제1 부분(321)과 제2 부분(331) 사이에 영역(341)을 차지하면서 기판(103)의 제1 주 표면(105)과 접촉하도록 제3 평면(304)을 가로질러 연장될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 코팅(113)은, 제1 부분(321)과 제2 부분(331) 사이에 영역(341)을 차지할 수 있고, 코팅(113)은 제1 에지 표면 구역(303) 및/또는 제2 에지 표면 구역(305)과 접촉할 수 있으며, 및/또는 코팅(113)은 제4 평면(306)으로 연장될 수 있다(예를 들어, 제3 주 표면(115)의 일부는 제4 평면(306)을 따라 연장될 수 있음).
관점들에서, 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 및/또는 제2 부분(331)은 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함할 수 있으며, 여기서, 기판의 하나 이상의 부분은 압축 응력 영역을 포함할 수 있다. 관점들에서, 압축 응력 영역은 기판을 화학적으로 강화시켜 생성될 수 있다. 화학적 강화는, 표면층에 이온이 동일한 원자가 또는 산화 상태를 갖는 더 큰 이온으로 대체되거나 교환되는, 이온 교환 공정을 포함할 수 있다. 화학적으로 강화하는 방법은 나중에 논의될 것이다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 기판을 화학적으로 강화시키는 것은, 화학적 강화로 인한 압축 응력이 기판의 가장 바깥쪽 표면(예를 들어, 도 5 및 도 7에서 제1 주 표면(105), 도 6에서 제1 주 표면(205))에 굽힘-유발된 인장 응력을 상쇄할 수 있기 때문에, 작은(예를 들어, 약 10 ㎜ 이하보다 더 작은) 굽힘 반경을 가능하게 할 수 있다. 압축 응력 영역은 압축의 깊이라고 불리는 깊이에 대해 기판의 부분으로 연장될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 압축의 깊이는 본원에 기재된 화학적으로 강화된 기판에서 응력이 압축 응력에서 인장 응력으로 변하는 깊이를 의미한다. 압축의 깊이는 이온 교환 처리 및 측정되는 물품의 두께에 따라 표면 응력 측정기 또는 산란광 편광기(SCALP, 본원에 보고된 값은 에스토니아, Glasstress Co.에서 제조한 SCALP-5를 사용하여 측정됨)에 의해 측정될 수 있다. 기판 내로 칼륨 이온을 교환시켜 기판에 응력이 발생하는 경우, 표면 응력 측정기, 예를 들어, FSM-6000(Orihara Industrial Co., Ltd.(일본))은 압축의 깊이를 측정하는데 사용된다. 별도로 명시되지 않는 한, (표면 CS를 포함하는) 압축 응력은 상업적으로 입수할 수 있는 기기, 예를 들어, Orihara에 의해 제작된, FSM-6000을 사용하여 표면 응력 측정기(FSM)에 의해 측정된다. 표면 응력 측정은, 유리의 복굴절과 관련된, 응력 광학 계수(SOC)의 정확한 측정에 의존한다. 별도로 명시하지 않는 한, SOC는, 명칭이 "Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient"이고, 이의 내용이 전체적으로 참조로서 본원에 통합되는, ASTM 표준 C770-16에 기재된 절차 C(유리 디스크 방법)에 따라 측정된다. 기판 내로 나트륨 이온을 교환시켜 응력이 발생하고, 측정되는 물품의 두께가 약 75 ㎛를 초과하는 경우, SCALP는 압축의 깊이 및 중심 장력(CT)을 측정하는데 사용된다. 유리 내로 칼륨 이온 및 나트륨 이온을 모두 교환시켜 기판에 응력이 발생하고, 측정되는 물품의 두께가 약 75 ㎛를 초과하는 경우, 압축의 깊이 및 CT는 SCALP에 의해 측정된다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 나트륨의 교환 깊이는 압축의 깊이를 나타낼 수 있는 반면, 칼륨 이온의 교환 깊이는 압축 응력 크기에서 변화(그러나 압축에서 인장으로의 응력에서 변화는 아님)를 나타낼 수 있다. 굴절된 근접-장(RNF; RNF 방법은, 명칭이 "Systems and methods for measuring a profile characteristic of a glass sample"이고, 이의 전체적인 내용이 본원에 참조로서 통합되는, 미국 특허 제8,854,623호에 기재됨) 방법은 또한 응력 프로파일의 그래픽 표현을 도출하는데 사용될 수 있다. 응력 프로파일의 그래픽 표현을 도출하기 위해 RNF 방법이 활용되는 경우, SCALP에 의해 제공되는 최대 중심 장력 값은 RNF 방법에 활용된다. RNF에 의해 도출된 응력 프로필의 그래픽 표현은 힘 균형을 이루고, SCALP 측정에 의해 제공되는 최대 중심 장력 값으로 보정된다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "층의 깊이"(DOL)는 이온(예를 들어, 나트륨, 칼륨)이 기판 내로 교환된 깊이를 의미한다. 본 개시 전반에 걸쳐, (측정되는 물품이 약 75 ㎛보다 얇은 경우와 같이) 중심 장력이 SCALP에 의해 직접 측정될 수 없는 경우, 최대 중심 장력은 최대 압축 응력과 압축의 깊이의 곱을 기판의 두께와 2배의 압축의 깊이 사이에 차이로 나눈 값으로 근사값이 구해질 수 있고, 여기서 압축 응력 및 압축의 깊이는 FSM에 의해 측정된다.
관점들에서, 기판(103)은 화학적으로 강화되어 제1 주 표면(105)으로부터 제1 압축의 깊이로 연장되는 제1 압축 응력 영역을 형성할 수 있다. 관점들에서, 기판(103)은 화학적으로 강화되어 제2 주 표면(107)으로부터 제2 압축의 깊이로 연장되는 제2 압축 응력 영역을 형성할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 기판 두께(109)의 퍼센트로서 (예를 들어, 제1 주 표면(105)으로부터) 제1 압축의 깊이 및/또는 (예를 들어, 제2 주 표면(107)으로부터) 제2 압축의 깊이는 약 1% 이상, 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 또는 약 20% 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 기판 두께(109)의 퍼센트로서 제1 압축의 깊이 및/또는 제2 압축의 깊이는, 약 1% 내지 약 30%, 약 1% 내지 약 25%, 약 5% 내지 약 25%, 약 5% 내지 약 20%, 약 10% 내지 약 20%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 제1 압축의 깊이 및/또는 제2 압축의 깊이는, 약 1 ㎛ 이상, 약 10 ㎛ 이상, 약 50 ㎛ 이상, 약 200 ㎛ 이하, 약 150 ㎛ 이하, 또는 약 100 ㎛ 이하일 수 있다. 관점들에서, 제1 압축의 깊이 및/또는 제2 압축의 깊이는, 약 1 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 제1 압축의 깊이는 제2 압축의 깊이보다 크거나, 작거나, 또는 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 두께의 약 1% 내지 약 30%의 범위에서 제1 압축의 깊이 및/또는 제2 압축의 깊이를 포함하는 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 제공함으로써, 우수한 내충격성 및/또는 내천공성은 가능해질 수 있다.
관점들에서, 기판(103)은 제1 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제1 층의 깊이 및/또는 제2 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제2 층의 깊이를 포함할 수 있다. 관점들에서, 기판 두께(109)의 퍼센트로서 제1 층의 깊이 및/또는 제2 층의 깊이는, 약 1% 이상, 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 15% 이상, 약 20% 이상, 약 35% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 또는 약 22% 이하일 수 있다. 관점들에서, 기판 두께(109)의 퍼센트로서 제1 층의 깊이 및/또는 제2 층의 깊이는, 약 1% 내지 약 35%, 약 5% 내지 약 35%, 약 5% 내지 약 30%, 약 10% 내지 약 30%, 약 10% 내지 약 25%, 약 15% 내지 약 25%, 약 15% 내지 약 22%, 약 20% 내지 약 22%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 제1 층의 깊이 및/또는 제2 층의 깊이는, 약 1 ㎛ 이상, 약 10 ㎛ 이상, 약 50 ㎛ 이상, 약 200 ㎛ 이하, 약 150 ㎛ 이하, 또는 약 100 ㎛ 이하일 수 있다. 관점들에서, 제1 층의 깊이 및/또는 제2 층의 깊이는, 약 1 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 제1 압축 응력 영역은 최대 제1 압축 응력을 포함할 수 있다. 관점들에서, 제2 압축 응력 영역은 최대 제2 압축 응력을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 최대 제1 압축 응력 및/또는 최대 제2 압축 응력은, 약 100 MegaPascals(MPa) 이상, 약 300 MPa 이상, 약 500 MPa 이상, 약 700 MPa 이상, 약 1,500 MPa 이하, 약 1,200 MPa 이하, 약 1,000 MPa 이하, 또는 약 900 MPa 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 최대 제1 압축 응력 및/또는 최대 제2 압축 응력은, 약 100 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 100 MPa 내지 약 1,200 MPa, 약 300 MPa 내지 약 1,200 MPa, 약 300 MPa 내지 약 1,000 MPa, 약 500 MPa 내지 약 1,000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1,000 MPa, 약 700 MPa 내지 약 900 MPa의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 약 100 MPa 내지 약 1,500 MPa의 범위에서 최대 제1 압축 응력 및/또는 최대 제2 압축 응력을 제공하는 것은, 우수한 내충격성 및/또는 내천공성을 가능하게 할 수 있다.
관점들에서, 기판(103)은 제1 압축 응력 영역과 제2 압축 응력 영역 사이에 위치된 중심 인장 영역을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 중심 인장 영역은 최대 중심 인장 응력을 포함할 수 있다. 관점들에서, 최대 중심 인장 응력은, 약 50 MPa 이상, 약 100 MPa 이상, 약 200 MPa 이상, 약 250 MPa 이상, 약 750 MPa 이하, 약 600 MPa 이하, 약 500 MPa 이하, 약 450 MPa 이하, 약 400 MPa 이하, 약 350 MPa 이하, 또는 약 300 MPa 이하일 수 있다. 관점들에서, 최대 중심 인장 응력은, 약 50 MPa 내지 약 750 MPa, 약 50 MPa 내지 약 600 MPa, 약 100 MPa 내지 약 600 MPa, 약 100 MPa 내지 약 500 MPa, 약 200 MPa 내지 약 500 MPa, 약 200 MPa 내지 약 450 MPa, 약 250 MPa 내지 약 450 MPa, 약 250 MPa 내지 약 350 MPa, 약 250 MPa 내지 약 300 MPa의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
다른 관점들에서, 도 2를 참조하면, 제1 부분(221)의 제1 표면 구역(223) 및 제2 부분(231)의 제3 표면 구역(233)은, 위에서 논의된 제1 압축 응력 영역, 제1 압축의 깊이, 제1 층의 깊이, 및/또는 최대 제1 압축 응력을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 도 2를 참조하면, 제1 부분(221)의 제2 표면 구역(225) 및 제2 부분(231)의 제4 표면 구역(235)은, 위에서 논의된 제2 압축 응력 영역, 제2 압축의 깊이, 제2 층의 깊이, 및/또는 최대 제2 압축 응력을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 중심 부분(281)은 화학적으로 강화되어 제1 중심 표면 구역(213)으로부터 제1 압축의 중심 깊이로 연장되는 제1 중심 압축 응력 영역 및/또는 제2 중심 표면 구역(243)으로부터 제2 압축의 중심 깊이로 연장되는 제2 중심 압축 응력 영역을 형성할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 중심 두께(289)의 퍼센트로서 제1 압축의 중심 깊이 및/또는 중심 두께(289)의 퍼센트로서 제2 압축의 중심 깊이는, 기판 두께의 퍼센트로서 제1 압축의 깊이 및/또는 제2 압축의 깊이에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 중심 압축 응력 영역은 제1 중심 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제1 층의 중심 깊이를 포함할 수 있고, 및/또는 제2 중심 압축 응력 영역은 제2 중심 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제2 층의 중심 깊이를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 중심 두께(289)의 퍼센트로서 제1 층의 중심 깊이 및/또는 중심 두께(289)의 퍼센트로서 제2 층의 중심 깊이는, 기판 두께의 퍼센트로 제1 층의 깊이 및/또는 제2 층의 깊이에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 중심 압축 응력 영역은 최대 제1 중심 압축 응력을 포함할 수 있고, 및/또는 제2 중심 압축 응력 영역은 최대 제2 중심 압축 응력을 포함할 수 있으며, 상기 최대 제1 압축 응력 및/또는 최대 제2 압축 응력은 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다.
다른 관점들에서, 도 3을 참조하면, 제1 부분(321) 및/또는 제2 부분(331)은 유리-계 기판 또는 세라믹-계 기판을 포함할 수 있다. 관점들에서, 제1 부분(321)은 화학적으로 강화되어 제1 표면 구역(323)으로부터 제3 압축의 깊이로 연장되는 제3 압축 응력 영역 및/또는 제2 표면 구역(325)으로부터 제4 압축의 깊이로 연장되는 제4 압축 응력 영역을 형성할 수 있다. 관점들에서, 제2 부분(331)은 화학적으로 강화되어 제3 표면 구역(333)으로부터 제5 압축의 깊이로 연장되는 제5 압축 응력 영역 및/또는 제4 표면 구역(335)으로부터 제6 압축의 깊이로 연장되는 제6 압축 응력 영역을 형성할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 부분 두께(329)의 퍼센트로서 제3 압축의 깊이, 제4 압축의 깊이, 제5 압축의 깊이, 및/또는 제6 압축의 깊이는, 기판 두께의 퍼센트로서 제1 압축의 깊이 및/또는 제2 압축의 깊이에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제3 압축 응력 영역은 제3 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제3 층의 깊이를 포함할 수 있고, 제4 압축 응력 영역은 제4 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제4 층의 깊이를 포함할 수 있으며, 제5 압축 응력 영역은 제5 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제5 층의 깊이를 포함할 수 있고, 및/또는 제6 압축 응력 영역은 제6 압축 응력 영역과 연관된 하나 이상의 알칼리 금속 이온의 제6 층의 깊이를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 부분 두께(329)의 퍼센트로서 제3 층의 깊이, 제4 층의 깊이, 제5 층의 깊이, 및/또는 제6 층의 깊이는, 기판 두께의 퍼센트로서 제1 층의 깊이 및/또는 제2 층의 깊이에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제3 압축 응력 영역은 최대 제3 압축 응력을 포함할 수 있고, 제4 압축 응력 영역은 최대 제4 압축 응력을 포함할 수 있으며, 제5 압축 응력 영역은 최대 제5 압축 응력을 포함할 수 있고, 및/또는 제6 압축 응력 영역은 최대 제6 압축 응력을 포함할 수 있으며, 이들 압축 응력은 최대 제1 압축 응력 및/또는 최대 제2 압축 응력에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다.
관점들에서, 도 1-3 및 5-6에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 및 601)은 코팅(113)을 포함할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 코팅(113)은 제3 주 표면(115) 및 상기 제3 주 표면(115)에 대향하는 제4 주 표면(117)을 포함할 수 있다. 코팅 두께(119)는 제3 주 표면(115)과 제4 주 표면(117) 사이에서 제3 주 표면(115)과 제4 주 표면(117) 사이의 최소 거리로서 정의될 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅 두께(119)는, 약 0.1 ㎛ 이상, 약 1 ㎛ 이상, 약 3 ㎛ 이상, 약 5 ㎛ 이상, 약 10 ㎛ 이상, 약 15 ㎛ 이상, 약 20 ㎛ 이상, 약 25 ㎛ 이상, 약 40 ㎛ 이상, 약 50 ㎛ 이상, 약 60 ㎛ 이상, 약 70 ㎛ 이상, 약 80 ㎛ 이상, 약 90 ㎛ 이상, 약 200 ㎛ 이하, 약 150 ㎛ 이하, 약 100 ㎛ 이하, 약 80 ㎛ 이하, 약 50 ㎛ 이하, 약 30 ㎛ 이하, 약 25 ㎛ 이하, 약 20 ㎛ 이하, 약 20 ㎛ 이하, 약 15 ㎛ 이하, 또는 약 10 ㎛ 이하일 수 있다. 관점들에서, 코팅 두께(119)는, 약 0.1 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 20 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 30 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 40 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 50 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 80 ㎛의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅 두께(119)는, 약 50 ㎛ 이하, 예를 들어, 약 0.1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 약 3 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 약 5 ㎛ 내지 약 25 ㎛, 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 약 15 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 코팅 두께(119)는, 약 50 ㎛ 이상, 예를 들어, 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 200 ㎛, 약 60 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 70 ㎛ 내지 약 150 ㎛, 약 70 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 약 80 ㎛ 내지 약 100 ㎛, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
도 1-2에 나타낸 바와 같이, 코팅(113)은 기판(103 또는 203) 위에 배치될 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 코팅(113)은 기판(103 또는 203)의 제1 주 표면(105 또는 205) 위에 배치될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 코팅(113)의 제4 주 표면(117)은 계면(111)에서 제1 주 표면(105 또는 205)과 접촉할 수 있다. 관점들에서, 계면(111)은 기판(103 또는 205)의 제1 주 표면(105 또는 205) 또는 코팅(113)의 제4 주 표면(117) 중 하나 또는 둘 모두에 결합된 실란 커플링제를 포함할 수 있다.
코팅(113)은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및/또는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기는, 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 것으로 위에서 논의된 관능기 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및/또는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 관능화하는 관능기는, 글리시딜 관능기(예를 들어, 글리시딜옥시프로필) 및/또는 에폭시 관능기(예를 들어, 에폭시시클로헥실)를 포함할 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 복수의 관능화 POSS 중 제1 관능화 POSS 및/또는 제2 관능화 POSS는 글리시딜 관능기(예를 들어, 글리시딜옥시프로필) 및/또는 에폭시 관능기(예를 들어, 에폭시시클로헥실)에 의해 관능화될 수 있다.
조성물에 대해 위에서 논의된 바와 같이, 코팅(113)은, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있고, 이는 링커(예를 들어, 중합체)의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커에 의해 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된다. 관점들에서, 링커는 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 부착시키는 것으로 위에서 논의된 중합체 중 어느 하나를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다. 관점들에서, 링커는 위에서 논의된 비-중합체성 링커 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 관점들에서, 링커는 링커의 백본에 산소 원자를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 산소 원자는 중합체를 포함하는 링커의 복수의 단량체 내에 존재할 수 있다. 다른 관점들에서, 중합체는 폴리(디메틸실록산) 및/또는 폴리(프로필렌 옥사이드)를 포함할 수 있다. 관점들에서, 링커(예를 들어, 중합체)는 우레탄, 아크릴레이트, 및/또는 폴리카보네이트가 실질적으로 없을 수 있다. 관점들에서, 링커는, 선형 중합체, 분지형 중합체, 스타 중합체, 및/또는 덴드리머 중합체를 포함할 수 있다. 관점들에서, 링커는 중합체의 유리 전이에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 유리 전이 온도(Tg)를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 중합체의 수평균 분자량은 중합체의 수평균 분자량에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 관점들에서, 실질적으로 모든 링커(예를 들어, 중합체)는 2개의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 부착될 수 있다. 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 링커(예를 들어, 중합체)의 단부(예를 들어, 제1 단부, 제2 단부)에 관능기로서 위에서 논의된 관능기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는, 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및/또는 할로겐화 마그네슘을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 아민(예를 들어, 아미노프로필)을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 동일할 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 다를 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 다를 수 있고, 제2 관능기는 중합체의 정상 말단 관능기와 다를 수 있다. 관점들에서, 제1 관능기 및/또는 제2 관능기는, 알코올, 아크릴레이트, 에폭시, 우레이도, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
관점들에서, 조성물은 링커(예를 들어, 중합체)에 결합된 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 부가하여 링커(예를 들어, 중합체)에 결합되지 않은 제3 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113)은 위에서 논의된 조성물보다 더 관능화된 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다. 관점들에서, 다수의 링커(예를 들어, 중합체)(예를 들어, 몰 기준) 대 다수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산(예를 들어, 몰 기준)의 비율은 위에서 논의된 범위 중 하나 이상(예를 들어, 약 0.001 내지 약 0.06)일 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 링커(예를 들어, 중합체)의 총 중량에 대한 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 중량 퍼센트(wt%)는 위에서 논의된 범위 중 하나 이상일 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 중합체의 총 중량에 대한 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 중량 퍼센트(wt%)는, 약 20% 이상, 약 40% 이상, 약 60% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 99% 이하, 약 97% 이하, 약 95% 이하, 또는 약 93% 이하일 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 중합체의 총 중량에 대한 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 중량 퍼센트(wt%)는, 약 30% 내지 약 99%, 약 40% 내지 약 99%, 약 40% 내지 약 97%, 약 50% 내지 약 97%, 약 60% 내지 약 95%, 약 70% 내지 약 95%, 약 80% 내지 약 93%, 약 90% 내지 약 93%, 약 90% 내지 약 97%, 약 90% 내지 약 95%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 중량 퍼센트(wt%)는 본 단락의 앞부분에서 논의된 wt% 범위 중 하나 이상일 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 대한 중합체의 낮은 몰비(예를 들어, 약 0.06 이하)를 제공하는 것은, 2개의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 중합체를 생성할 수 있으며, 이는 본원에 기재된 이점을 달성할 수 있다.
관점들에서, 코팅(113)은 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 위에서 논의된 실란 커플링제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는, (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및/또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란을 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은 광개시제를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 광개시제는 위에서 논의된 광개시제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 광개시제는 UV-감응성 광개시제를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 광개시제는 양이온 중합을 개시하도록 구성될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 광개시제는 라디칼 중합을 개시하도록 구성될 수 있다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 알코올, 아크릴레이트, 에폭시, 및 우레이도 관능기는, 자유 라디칼 광개시제가 활성화될 때 쉽게 반응(예를 들어, 중합)하는 반면, 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘 관능기는 양이온성 광개시제가 활성화될 때 쉽게 반응(예를 들어, 중합)한다. 관점들에서, 코팅(113)은, 예를 들어, 실란 커플링제 및/또는 광개시제가 코팅을 형성하기 전에 첨가되는 경우, 위에서 논의된 조성물에 존재하는 것보다 더 많은 실란 커플링제 및/또는 광개시제를 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은 불소-계 화합물이 실질적으로 없을 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 코팅은 불소-계 화합물이 실질적으로 없을 수 있지만, 약 0.5 wt% 이하의 전체 wt%의 불소에 대응하는 조성물의 부성분(예를 들어, 약 2 wt% 이하의 광개시제)에 미량의 불소를 함유할 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113)은 불소-계 화합물이 없을 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은 광개시제가 없을 수 있다. 광개시제가 없는 코팅을 제공하는 것은 황변 문제가 없을 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은, 예를 들어, 코팅이 실란 커플링제 없이 높은 접착력 값을 포함하는 경우, 실란 커플링제가 없을 수 있다.
관점들에서, 코팅은 나노입자가 실질적으로 없을 수 있다. 관점들에서, 코팅은 실리카 나노입자가 실질적으로 없을 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물은 실리카 나노입자가 없을 수 있다. 실리카 나노입자가 실질적으로 없거나 및/또는 없는 코팅 및/또는 코팅된 물품을 제공하는 것은, 실리카 나노입자를 갖는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 대응하는 코팅, 및/또는 코팅된 물품과 비교하여, 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 광학 특성을 개선(예를 들어, 상승된 온도 및/또는 습도에서 에이징 후에도 낮은 헤이즈 및/또는 높은 투과율을 유지)할 수 있으며, 및/또는 기계적 특성(예를 들어, 경도, 모듈러스, 변형)을 감소시킬 수 있다. 관점들에서, 조성물은 실리카 나노입자, 알루미나 나노입자, 지르코니아 나노입자, 티타니아 나노입자, 카본 블랙, 및/또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 관점들에서, 조성물은 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자를 포함할 수 있으며, 이는 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자의 wt%에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 양으로 존재할 수 있다. 다른 관점들에서, 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자는 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자의 평균 유효 직경에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 평균 유효 직경을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 실리카 나노입자 및/또는 알루미나 나노입자는 조성물에 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되지 않을 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 유효 직경, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 평균 유효 직경, 및/또는 실질적으로 모든 및/또는 모든 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은, 위에서 논의된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 유효 직경에 대한 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커(예를 들어, 중합체)에만 직접 결합될 수 있거나 또는 링커(예를 들어, 중합체) 및 실란 커플링제에만 직접 결합될 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 모든 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커(예를 들어, 중합체)에만 직접 결합되거나 또는 링커(예를 들어, 중합체) 및 실란 커플링제에만 직접 결합될 수 있다.
관점들에서, 코팅(113)은 연필 경도를 포함할 수 있다. 관점들에서, 연필 경도는 약 5H 이상, 6H 이상, 7H 이상, 8H 이상, 9H 이상, 또는 9H 이하일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은 약 5H 내지 약 9H, 약 6H 내지 약 9H, 약 7H 내지 약 9H, 약 8H 내지 약 9H의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 연필 경도를 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)이 약 25℃에서 72시간 동안 저장된 후 측정된 연필 경도는, 연필 경도에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상(예를 들어, 약 5H 내지 약 9H, 약 7H 내지 약 9H) 내에 있을 수 있다.
본 개시 전반에 걸쳐, 코팅(113)의 인장 강도, 최대 신율(예를 들어, 파단 변형률), 및 항복점은, 타입 I 도그본(dogbone) 형상의 샘플로 23℃ 및 50% 상대 습도에서, 인장 시험기, 예를 들어, Instron 3400 또는 Instron 6800을 사용하는 ASTM D412A를 사용하여 결정된다. 관점들에서, 코팅(113)의 인장 강도는, 약 2 MegaPascals(MPa) 이상, 10 MPa 이상, 약 20 MPa 이상, 약 25 MPa 이상, 약 30 MPa 이상, 약 50 MPa 이상, 약 45 MPa 이하, 약 40 MPa 이하, 또는 약 35 MPa 이하일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 인장 강도는, 약 2 MPa 내지 약 50 MPa, 약 10 MPa 내지 약 50 MPa, 약 10 MPa 내지 약 45 MPa, 약 20 MPa 내지 약 45 MPa, 약 20 MPa 내지 약 40 MPa, 약 25 MPa 내지 약 40 MPa, 약 25 MPa 내지 약 35 MPa의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 코팅(113)의 최대 신율은, 약 3% 이상, 약 4% 이상, 약 5% 이상, 약 6% 이상, 약 20% 이하, 약 10% 이하, 약 8% 이하, 또는 약 7% 이하일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 최대 신율은, 약 3% 내지 약 20%, 약 4% 내지 약 20%, 약 5% 내지 약 10%, 약 5% 내지 약 8%, 약 6% 내지 약 8%, 약 7% 내지 약 8%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 최대 신율은, 약 3% 내지 약 8%, 약 4% 내지 약 8%, 약 5% 내지 약 8%, 약 6% 내지 약 8%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
본 개시 전반에 걸쳐, 코팅의 탄성 계수(예를 들어, 영률)는 ISO 527-1:2019를 사용하여 측정된다. 관점들에서, 코팅(113)의 탄성 계수는, 약 200 MPa 이상, 약 500 MPa 이상, 약 700 MPa 이상, 약 800 MPa 이상, 약 900 MPa 이상, 약 1,200 MPa 이상, 약 2,500 MPa 이하, 약 2,000 MPa 이하, 약 1,500 MPa 이하, 약 1,400 MPa 이하, 또는 약 1,300 MPa 이하일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 탄성 계수는, 약 200 MPa 내지 약 2,500 MPa, 약 200 MPa 내지 약 2,000 MPa, 약 500 MPa 내지 약 2,000 MPa, 약 500 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 700 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 800 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 900 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 1,200 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 1,300 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 1,300 MPa 내지 약 1,400 MPa의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 탄성 계수는, 약 800 MPa 이상, 예를 들어, 약 800 MPa 내지 약 2,500 MPa, 약 800 MPa 내지 약 2,000 MPa, 약 800 MPa 내지 약 1,500 MPa, 약 800 MPa 내지 약 1,400 MPa, 약 900 MPa 내지 약 1,400 MPa, 약 900 MPa 내지 약 1,300 MPa의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
관점들에서, 코팅(113), 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 제2 부분(331), 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 또는 701)은 광학적으로 투명할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 또는 701)은, 400 ㎚ 내지 700 ㎚ 범위의 광학 파장에 걸쳐 측정된 약 90% 이상, 약 91% 이상, 약 92% 이상, 약 93% 이상, 100% 이하, 약 96% 이하, 약 95% 이하, 또는 약 94% 이하의 평균 투과율을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 또는 701)은, 400 ㎚ 내지 700 ㎚ 범위의 광학 파장에 걸쳐 측정된 약 90% 내지 100%, 약 90% 내지 약 96%, 약 91% 내지 약 96%, 약 91% 내지 약 95%, 약 92% 내지 약 95%, 약 92% 내지 약 94%, 약 93% 내지 약 94%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위의 평균 투과율을 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은 100x 배율 하에서 가시적인 결정 및/또는 기포가 실질적으로 없을 수 있다.
관점들에서, 코팅(113), 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 제2 부분(331), 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 또는 701)은 헤이즈를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 헤이즈는 ASTM E430에 따라 측정된 투과 헤이즈를 지칭한다. 헤이즈는, 소스 포트(source port) 위의 개구를 사용하여, 상표명 HAZE-GUARD PLUS로 BYK Gardner에 의해 공급되는 헤이즈 미터를 사용하여 측정된다. 개구는 8 ㎜의 직경을 갖는다. CIE D65 광원(illuminant)은 코팅 및/또는 코팅된 물품을 조명하기 위한 광원(light source)으로 사용된다. 별도로 명시하지 않는 한, 헤이즈는 샘플의 표면(예를 들어, 코팅(113)의 제3 주 표면(115), 기판(103)의 제1 주 표면(105), 및/또는 기판(203)의 제2 주 표면(107)) 상에 빛의 입사각에 수직인 방향에서 측정된다. 코팅의 헤이즈는 1.0 millimeters(㎜)의 두께를 포함하는 유리-계 물품 상에 장착된 코팅으로 측정된다. 다른 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 또는 701)의 헤이즈는, 약 0.01% 이상, 약 0.1% 이상, 약 0.2% 이상, 약 0.5% 이하, 약 0.4% 이하, 또는 약 0.3% 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113), 기판(103 또는 203), 제1 부분(321), 제2 부분(331), 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 또는 701)의 헤이즈는, 약 0.01% 내지 약 0.5%, 약 0.01% 내지 약 0.4%, 약 0.1% 내지 약 0.4%, 약 0.1% 내지 약 0.3%, 약 0.2% 내지 약 0.3%의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 헤이즈가 낮은 기판을 제공하는 것은 기판을 통한 우수한 가시성을 가능하게 할 수 있다.
본 개시 전반에 걸쳐, 코팅(113)은, 비색계(예를 들어, 삼자극 비색계) 및/또는 분광 광도계, 예를 들어, CR-400 색도계(Konica Minolta) 또는 TR 520 분광 광도계(Lazar Scientific)를 사용하여 10°의 관찰자 각도에서 D65 광원을 사용하여 측정된 CIE(L*, a*, b*) 색 좌표를 포함할 수 있다. 관점들에서, CIE b* 값은 약 1 이하, 약 0.5 이하, 약 0.4 이하, 약 0 이상, 약 0.2 이상, 또는 약 0.3 이상일 수 있다. 관점들에서, CIE b* 값은, 약 0 내지 약 1, 약 0.1 내지 약 0.5, 약 0.2 내지 약 0.4, 약 0.3 내지 약 0.4의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
본 개시 전반에 걸쳐, 굴절률은 물질을 통과하는 빛의 파장의 함수일 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐, 제1 파장의 빛에 대해, 물질의 굴절률은 진공에서의 빛의 속도와 대응하는 물질에서의 빛의 속도 사이에 비율로 정의된다. 이론에 의해 구속되는 것을 원하지는 않지만, 물질의 굴절률은 제1 각도의 사인(sine) 대 제2 각도의 사인의 비율을 사용하여 결정될 수 있으며, 여기서, 제1 파장의 빛은 제1 각도로 물체의 표면 상에 공기로부터 입사되고, 제2 각도로 물질 내에서 빛을 전파하기 위해 물질의 표면에서 굴절된다. 제1 각도 및 제2 각도 모두는 물질의 표면에 수직인 방향에 대해 측정된다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 굴절률은 ASTM E1967-19에 따라 측정되며, 여기서, 제1 파장은 589 ㎚를 포함한다. 관점들에서, 코팅(113)의 굴절률은, 약 1.4 이상, 약 1.45 이상, 약 1.49 이상, 약 1.50 이상, 약 1.53 이상, 약 1.6 이하, 약 1.55 이하, 약 1.54 이하, 또는 약 1.52 이하일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 굴절률은, 약 1.4 내지 약 1.6, 약 1.45 내지 약 1.6, 약 1.45 내지 약 1.55, 약 1.49 내지 약 1.55, 약 1.50 내지 약 1.55, 약 1.53 내지 약 1.55, 약 1.49 내지 약 1.54, 약 1.49 내지 약 1.52의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다.
기판(103 또는 203)은 제2 굴절률을 포함할 수 있다. 관점들에서, 기판(103 또는 203)의 굴절률은, 약 1.4 이상, 약 1.45 이상, 약 1.49 이상, 약 1.50 이상, 약 1.53 이상, 약 1.6 이하, 약 1.55 이하, 약 1.54 이하, 또는 약 1.52 이하일 수 있다. 관점들에서, 기판(103 또는 203)의 굴절률은, 약 1.4 내지 약 1.6, 약 1.45 내지 약 1.6, 약 1.45 내지 약 1.55, 약 1.49 내지 약 1.55, 약 1.50 내지 약 1.55, 약 1.53 내지 약 1.55, 약 1.49 내지 약 1.54, 약 1.49 내지 약 1.52의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐, 두 값들 사이에 차이의 크기 또는 두 값들 사이에 절대 차이는 두 값들 사이에 차이의 절대값이다. 관점들에서, 코팅(113)의 제1 굴절률과 기판(103 또는 203)의 제2 굴절률 사이에 절대 차이는 약 0.01 이하, 약 0.008, 약 0.005 이하, 약 0.004 이하, 약 0.001 이상, 약 0.002 이상, 또는 약 0.003일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 제1 굴절률과 기판(103 또는 203)의 제2 굴절률 사이에 절대 차이는, 약 0.001 내지 약 0.01, 약 0.001 내지 약 0.008, 약 0.002 내지 약 0.008, 약 0.002 내지 약 0.005, 약 0.003 내지 약 0.005, 약 0.003 내지 약 0.004의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 제1 굴절률은 제2 굴절률보다 클 수 있다.
관점들에서, 제1 부분(321)은, 제2 굴절률에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있는, 제3 굴절률을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 부분(321) 및/또는 제2 부분(231)은 실질적으로 동일한 굴절률을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 부분의 제3 굴절률은 기판(203)의 제2 굴절률과 실질적으로 같을 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113)의 제1 굴절률과 제1 부분(321)의 제3 굴절률 사이에 절대 차이는, 약 0.01 이하, 약 0.008, 약 0.005 이하, 약 0.004 이하, 약 0.001 이상, 약 0.002 이상, 또는 약 0.003 이상일 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 제1 굴절률과 제1 부분(321)의 제3 굴절률 사이에 절대 차이는, 약 0.001 내지 약 0.01, 약 0.001 내지 약 0.008, 약 0.002 내지 약 0.008, 약 0.002 내지 약 0.005, 약 0.003 내지 약 0.005, 약 0.003 내지 약 0.004의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 관점들에서, 제1 굴절률은 제3 굴절률보다 클 수 있다.
관점들에서, 코팅(113)은 기판(103)에 대한 접착력을 포함할 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐, 기판에 대한 코팅의 접착력은, Gardco로부터 입수할 수 있는 Crosshatch Paint Adhesion Test 키트를 사용하여 ASTM D3359-09 방법 B에 따른 크로스-해치(cross-hatch) 접착력 시험을 사용하여 측정될 수 있다. 관점들에서, (예를 들어, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)의) 코팅(113)은, 1B 이상, 2B 이상, 3B 이상, 4B 이상, 5B 이상, 6B 이상, 1B 내지 6B, 1B 내지 5B, 1B 내지 4B, 1B 내지 3B, 1B 내지 2B, 3B 내지 6B, 3B 내지 5B, 또는 3B 내지 4B의 접착력을 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은 형성된-대로 시험된 경우 개시된 값들 및/또는 범위들 중 어느 하나의 기판에 대한 접착력을 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은 50% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일 후에 위에서 개시된 값들 및/또는 범위들 중 어느 하나의 기판에 대한 접착력을 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은, 95% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일 후에 위에 개시된 값들 및/또는 범위들 중 어느 하나의 기판에 대한 접착력을 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)은, 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 후에 위에 개시된 값들 및/또는 범위들 중 어느 하나의 기판에 대한 접착력을 포함할 수 있다.
관점들에서, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은 가시적인 박리 또는 가시적인 균열 없이 25℃, 50% 상대 습도 환경에서 10일을 견딜 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "가시적인 박리"는 육안으로 가시적인 기판으로부터 코팅의 분리(예를 들어, 버블링, 들뜸, 말림)를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "가시적 균열"은 육안으로 가시적인 코팅의 균열(예를 들어, 파손, 잔금, 여러 조각으로의 분리)을 지칭한다. 관점들에서, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은 가시적인 박리 또는 가시적인 균열 없이 95% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일을 견딜 수 있다. 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은 가시적인 박리 또는 가시적인 균열 없이 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일을 견딜 수 있다. 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은 가시적인 박리 또는 가시적인 균열 없이 50% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일을 견딜 수 있다.
관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은, 예를 들어, 황변 지수에 의해 측정된 것으로, 색상 시프트(color shift)를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 황변 지수는 10°의 관찰자 각도로 D65 광원을 사용하여 ASTM D1925에 따라 측정된다. 다른 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)의 황변 지수는, 약 0.2 이상, 약 0.3 이상, 약 0.4 이상, 약 0.45 이상, 약 0.48 이상, 약 0.8 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 또는 약 0.5 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)의 황변 지수는, 약 0.2 내지 약 0.8, 약 0.2 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.4 내지 약 0.6, 약 0.4 내지 약 0.55, 약 0.45 내지 약 0.55, 약 0.48 내지 약 0.55, 약 0.48 내지 약 0.5, 약 0.45 내지 약 0.5의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은, 50% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일 동안 유지된 후 황변 지수에 대한 범위 중 하나 이상 내에 황변 지수를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은, 95% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일 동안 유지된 후 황변 지수에 대한 범위 중 하나 이상 내에 황변 지수를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은, 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 동안 유지된 후 황변 지수에 대한 범위 중 하나 이상 내에 황변 지수를 포함할 수 있다.
관점들에서, 코팅된 물품(101)은, 접힌 구성(예를 들어, 도 4-5 참조)으로 코팅된 물품(201)을 형성하기 위해 접힘 축(102)을 중심으로 한 방향(108)(예를 들어, 도 1 참조)으로 접혀질 수 있다. 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품은 코팅된 물품이 이중 접기, 예를 들어, 반으로 접힐 수 있는 코팅된 물품을 포함할 수 있도록 단일 접힘 축을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅된 물품은 코팅된 물품이 삼중 또는 다른 다중-접힘 구조를 포함할 수 있도록 둘 이상의 접힘 축을 포함할 수 있다.
도 4-7은, 접힌 구성의 본 개시의 관점들에 따른 코팅된 물품(401, 601, 또는 701)의 대표 관점을 개략적으로 예시한다. 나타내지는 않았지만, 코팅된 물품은 코팅(113)이 접힌 코팅된 물품의 내부에 있고 기판(103 또는 203)의 제2 주 표면(107 또는 207)이 접힌 코팅된 물품의 외부에 있도록 접힐 수 있다. 디스플레이 장치가 기판(103)의 제2 주 표면(107 또는 207)에 장착된 경우, 사용자는 코팅(113) 및 기판(103)을 통해 코팅된 물품을 함유하는 장치를 볼 수 있으며, 따라서, 기판(103)의 제1 주 표면(105)의 측면으로부터(예를 들어, 코팅(113)의 제3 주 표면(115)의 측면으로부터) 볼 수 있을 것이다. 대안적으로, 도 5 및 7에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품은 코팅(113)이 접힌 코팅된 물품의 외부 상에 있고, 기판(103)의 제2 주 표면(107)이 접힌 코팅된 물품의 내부에 있도록 접혀질 수 있다. 디스플레이 장치가 기판의 제2 주 표면(107)에 장착된 경우, 사용자는 코팅(113) 및 기판(103)을 통해 코팅된 물품을 함유하는 장치를 볼 수 있으며, 따라서, 기판(103)의 제1 주 표면(105)의 측면으로부터(예를 들어, 코팅(113)의 제3 주 표면(115)의 측면으로부터) 볼 수 있을 것이다. 이러한 대안적인 구성에서, 코팅된 물품은 제2 주 표면(107)이 그 자체를 마주하도록 하는 방향(도 5 또는 7의 구성과 유사) 또는 제1 주 표면(105)이 그 자체를 마주하도록 하는 방향(나타내지 않음)으로 굽혀질 수 있다. 도 7에 나타낸 PET 시트(607)의 위치에서 시험용 접착제층(609) 상에 또는 이형 라이너(271)의 위치에서 접착제층의 제8 주 표면(265) 상에 디스플레이 장치가 장착된 경우, 사용자는 코팅(113) 및 기판(103)를 통해 코팅된 물품을 함유하는 장치를 볼 수 있으며, 따라서, 기판(203)의 제1 주 표면(205)의 측면으로부터 볼 수 있을 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같은, "폴더블"은 완전한 접힘, 부분 접힘, 굽힘, 휨, 또는 다중 성능를 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "파손", "파단" 및 이와 유사한 것은, 손상, 파괴, 박리, 또는 균열 전파를 지칭한다. 폴더블 기판(예를 들어, 기판, 코팅, 코팅된 물품)은, 기판이 "X"의 평행판 거리에서 약 60℃ 및 약 90% 상대 습도에서 24시간 동안 유지될 때 파손에 저항하는 경우, "X"의 평행판 거리를 달성하거나 또는 "X"의 평행판 거리를 갖는다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 폴더블 기판(예를 들어, 기판(103 또는 203), 코팅(113), 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701))의 "평행판 거리"는, 제1 강성 스테인레스-강판(503) 및 제2 강성 스테인레스-강판(505)을 포함하는 한 쌍의 평행 강성 스테인레스-강판(503 및 505)을 포함하는 평행판 장치(501)(도 5-7 참조)를 사용하는 다음의 시험 구성 및 공정으로 측정된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 코팅된 물품(401)에 대한 "평행판 거리"를 측정하는 경우, 코팅된 물품(401)은 코팅(113)(예를 들어, 제3 주 표면(115))이 (예를 들어, 스테인레스-강판(503 및 505)을 마주하거나 및/또는 접촉하게) 굽힘의 외부 상에 있으면서, 기판(103)(예를 들어, 제2 주 표면(107))은 굽힘의 내부(예를 들어, 자체를 마주함)에 있도록 한 쌍의 평행한 강성 스테인리스 강판(503 및 505) 사이에 배치된다. 접착제층(261)을 포함하는 코팅된 물품(예를 들어, 코팅된 물품(201))에 대한 "평행판 거리"를 측정하는 경우, 접착제층(261) 및 접착제층 상에 배치된 임의의 것(예를 들어, 이형 라이너)은 제거되고, 접착제층 대신에 50 ㎛의 두께 및 0.1 MPa의 탄성 계수를 포함하는 시험용 접착제층(609)으로 대체되어 시험용 접착제층(609)의 제1 주 표면(611)이 접착제층에 의해 접촉된 표면(예를 들어, 도 2 및 6에서 제2 주 표면(207), 및 도 3 및 7에서 제2 표면 구역(325) 및 제4 표면 구역(335))과 접촉하고, 시험용 접착제층(609)의 제2 주 표면(613)은 100 ㎛ 두께의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 시트(607)와 접촉한다. 특정 기판과 무관하게 코팅(113)에 대한 "평행판 거리"를 측정하는 경우, 코팅(113)의 제4 주 표면(117)은, 50 ㎛의 두께 및 0.1 MPa의 탄성 계수를 포함하는 시험용 접착제층에 부착되고, 시험용 접착제층은 100 ㎛ 두께의 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 시트에 부착되며, 조립된 적층물은 코팅(113)(예를 들어, 제3 주 표면(115))이 (예를 들어, 스테인레스-강판(503 및 505)을 마주하거나 및/또는 접촉하게) 굽힘의 외부 상에 있도록 한 쌍의 평행한 강성 스테인리스 강판(503 및 505) 사이에 배치된다. 평행판 거리(507)가 시험되는 "평행판 거리"와 같아질 때까지, 평행판 사이에 거리는 50 ㎛/초의 속도로 감소된다. 그 다음, 평행판은 평행판 거리로 유지되어 약 60℃ 및 약 90% 상대 습도에서 24시간 동안 시험된다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "최소 평행판 거리"는 폴더블 기판(예를 들어, 기판(103 또는 203), 코팅(113), 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701))이 전술된 조건 및 구성하에서 파단 없이 견딜 수 있는 가장 작은 평행판 거리이다.
관점들에서, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701) 및/또는 코팅(113)은, 100 ㎜ 이하, 50 ㎜ 이하, 20 ㎜ 이하, 또는 10 ㎜ 이하의 평행판 거리를 달성할 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701) 및/또는 코팅(113)은, 10 millimeters(㎜), 7 ㎜, 5 ㎜, 4 ㎜, 3 ㎜, 2 ㎜, 또는 1 ㎜의 평행판 거리를 달성할 수 있다. 관점들에서, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701) 및/또는 코팅(113)은, 약 10 ㎜ 이하, 약 7 ㎜ 이하, 약 5 ㎜ 이하, 약 4 ㎜ 이하, 약 1 ㎜ 이상, 약 2 ㎜ 이상, 또는 약 3 ㎜ 이상의 평행판 거리를 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701) 및/또는 코팅(113)은, 약 1 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 약 2 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 약 3 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 약 3 ㎜ 내지 약 7 ㎜, 약 3 ㎜ 내지 약 5 ㎜, 약 3 ㎜ 내지 약 4 ㎜의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위의 평행판 거리를 포함할 수 있다.
관점들에서, 코팅(113)은 주기적 굽힘 시험을 견딜 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 주기적 굽힘 시험은, 50%의 상대 습도로 23℃에서 미리 결정된 횟수만큼, 판들(503, 505) 사이에서, 미리 결정된 평행판 거리를 달성하기 위해, 코팅(113)의 평행판 시험에 대해 전술된 바와 같이, 시험될 물질을 포함하는 시험 장치를 평행판 장치(501)(도 5 참조)에 배치하는 단계 및 코팅(113)을 포함하는 적층물을 굽히는 단계를 포함한다. 시험 장치는 0.1 MPa의 탄성 계수를 포함하는 50 ㎛ 두께의 접착제를 사용하여 100 ㎛ 두께의 PET 시트에 시험할 코팅(113) 물질의 100 ㎛ 두께 부분을 부착시키는 단계를 포함하며, 여기서 코팅은 한 쌍의 경질 스테인레스-강판(503, 505)과 마주한다. 관점들에서, 코팅(113)은 3 millimeters의 평행판 거리에서 2,000회 굽힘 사이클(bending cycles)을 견딜 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113)은 3 millimeters의 평행판 거리에서 20,000회 굽힘 사이클을 견딜 수 있다. 또 다른 관점들에서, 코팅(113)은 3 millimeters의 평행판 거리에서 200,000회의 굽힘 사이클을 견딘다. 관점들에서, 코팅(113)은 4 millimeters의 평행판 거리에서 2,000회 굽힘 사이클을 견딜 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅(113)은 4 millimeters의 평행판 거리에서 20,000회 굽힘 사이클을 견딜 수 있다. 또 다른 관점들에서, 코팅(113)은 4 millimeters의 평행판 거리에서 200,000회 굽힘 사이클을 견딘다.
코팅된 물품은 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)의 성능에 의해 정의되는 내충격성을 가져서, "펜 낙하 시험(Pen Drop Test)"에 따라 측정시, 펜 낙하 높이(예를 들어, 5 centimeters(㎝) 이상, 8 ㎝ 이상, 10 ㎝ 이상, 12 ㎝ 이상, 15 ㎝ 이상)에서 파손을 방지할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "펜 낙하 시험"는 코팅된 물품의 샘플이 평행판 시험에서와 같이 구성된 코팅 및/또는 코팅된 물품의 외부 표면(예를 들어, 도 1-3에서 코팅(113)의 제3 주 표면(115), 도 1 및 3에서 기판(103)의 제2 주 표면(107))에 가해진 하중(즉, 특정 높이로부터 낙하된 펜으로부터의 하중)으로 시험되도록 수행된다. 시험 동안, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)을 포함하는 적층물은, 알루미늄 판(400 그릿 종이(grit paper)를 이용한 표면 거칠기로 연마된, 6063 알루미늄 합금) 상에 놓여진다. 테이프는 알루미늄 판에 놓인 샘플의 측면 상에 사용되지 않는다.
펜 낙하 시험에서, 사용된 펜은 0.7 ㎜(0.68 ㎜) 직경의 텅스텐 카바이드 볼펜 팁(ballpoint tip), 및 캡을 포함하여 5.73g의 중량(캡 제외시 4.68g)을 포함하는 BIC Easy Glide Pen, Fine이다. 볼펜은, 코팅 및/또는 코팅된 물품을 포함하는 적층물의 외부 표면(예를 들어, 도 1-3에서 코팅(113)의 제3 주 표면(115), 도 1 및 3에서 기판(103)의 제2 주 표면(107))으로부터 미리 결정된 높이로 유지된다. 펜 낙하 시험에서 튜브는 코팅된 물품의 외부 표면으로 볼펜을 안내하기 위해 사용되고, 튜브는 튜브의 세로축이 코팅된 물품의 외부 표면에 실질적으로 수직이 되도록 코팅된 물품의 외부 표면과 접촉하여 놓여진다. 튜브의 외부 직경은 1 인치(2.54 ㎝), 내부 직경은 9/16 인치(1.4 ㎝), 길이는 90 ㎝이다. 아크릴로니트릴 부타디엔("ABS") 심(shim)은 각 시험에 대해 미리 결정된 높이에 볼펜을 고정하기 위해 사용된다. 각 낙하 후, 튜브는 시험될 샘플의 외부 표면에 대해 재위치되어 볼펜을 시험될 샘플의 외부 표면 상에 다른 충격 위치로 안내한다. 펜 낙하 시험은 본 개시의 관점들의 코팅 및/또는 코팅된 물품 중 어느 하나에 대해 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
펜 낙하 시험의 경우, 볼펜은, 볼펜 팁이 코팅의 외부 표면(예를 들어, 도 1-3에서 코팅(113)의 제3 주 표면(115), 도 1 및 3에서 기판(103)의 제2 주 표면(107))과 상호작용할 수 있도록 상단부(즉, 팁에 대향하는 단부)에 부착된 캡과 함께 낙하된다. 펜 낙하 시험에 따른 낙하 순서에서, 1회 펜 낙하는 1 ㎝의 초기 높이에서 수행된 후, 20 ㎝까지 0.5 ㎝의 증분으로 연속 낙하된 다음, 20 ㎝ 이후에, 시험되는 샘플의 파손까지 2 ㎝ 증분으로 낙하된다. 각 낙하가 수행된 후, 코팅된 물품에 대한 임의의 관찰 가능한 파단, 파손, 또는 손상의 가타 증거의 존재는 펜 낙하에 대해 미리 결정된 특정 높이와 함께 기록된다. 펜 낙하 시험을 사용하여, 여러 샘플은 동일한 낙하 순서에 따라 시험되어 개선된 통계 정확도를 갖는 모집단을 발생시킬 수 있다. 펜 낙하 시험의 경우, 볼펜은 매 5회 낙하 후에 새로운 펜으로 교체하고, 각각의 새로운 코팅된 물품에 대해 시험된다. 부가하여, 모든 펜 낙하는, 별도로 명시되지 않는 한, 코팅된 물품의 중심에서 또는 그 근처의 코팅된 물품에 대한 랜덤 위치에서 수행되며, 코팅된 물품의 에지 상에 또는 그 근처에는 펜이 낙하되지 않는다.
펜 낙하 시험의 목즉을 위해, "파단"은 샘플에 가시적인 기계적 결함의 형성을 의미한다. 기계적 결함은 균열이나 소성 변형(예를 들어, 표면 압입)일 수 있다. 균열은 표면 균열 또는 관통 균열일 수 있다. 균열은 샘플의 내부 또는 외부 표면에 형성될 수 있다. 균열은 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)의 전부 또는 일부를 통해 연장될 수 있다. 가시적인 기계적 결함은 0.2 millimeters 이상의 최소 크기를 갖는다. 관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은, 코팅(113)의 제3 주 표면(115)에 걸쳐 1 ㎝ 이상, 3 ㎝ 이상, 5 ㎝ 이상, 7 ㎝ 이상, 8 ㎝ 이상, 9 ㎝ 이상, 10 ㎝ 이상, 11 ㎝ 이상, 12 ㎝ 이상, 13 ㎝ 이상, 14 ㎝ 이상, 15 ㎝ 이상, 16 ㎝ 이상, 17 ㎝ 이상, 18 ㎝ 이상, 19 ㎝ 이상, 및/또는 20 ㎝ 이상의 펜 낙하 높이를 견딜 수 있다.
예를 들어, 도 2-3과 유사한, 하나 이상의 오목부(예를 들어, 제1 오목부(234), 제2 오목부(241)) 및/또는 별개의 부분들(예를 들어, 제1 부분(321) 및 제2 부분(331)) 사이에 최소 거리(343)를 포함하는 코팅된 물품의 경우, 코팅된 물품은, 30 ㎛ 이상의 기판 두께를 포함하는 코팅된 물품에 대해 5 ㎝ 이상, 8 ㎝ 이상, 10 ㎝ 이상, 12 ㎝ 이상, 13 ㎝ 이상, 14 ㎝ 이상, 또는 15 ㎝ 이상의 오목부 및/또는 별개의 부분들 사이에 최소 거리에 대응하는 제3 주 표면(115)의 일부분에 걸쳐 펜 낙하 높이를 견딜 수 있다. 예를 들어, 도 2와 유사한, 하나 이상의 오목부를 포함하는 코팅된 물품의 경우, 코팅된 물품은, 30 ㎛ 이상의 기판 두께에 대해 약 10 ㎝ 이상, 15 ㎝ 이상, 17 ㎝ 이상, 18 ㎝ 이상, 19 ㎝ 이상, 또는 약 20 ㎝ 이상의 오목부(예를 들어, 제1 부분(221), 제2 부분(231))를 포함하지 않는 제3 주 표면(115) 또는 제2 주 표면(107)의 일부분에 걸쳐 펜 낙하 높이를 견딜 수 있다. 예를 들어, 도 3과 유사한, 별개의 부분들 사이에 최소 거리를 포함하는 코팅된 물품의 경우, 코팅된 물품은, 30 ㎛ 이상의 기판 두께 및 30 ㎛ 이상의 부분 두께에 대해 약 10 ㎝ 이상, 15 ㎝ 이상, 17 ㎝ 이상, 18 ㎝ 이상, 19 ㎝ 이상, 또는 약 20 ㎝ 이상의 제2 주 표면(107), 제2 표면 구역(325), 제1 부분(321) 또는 제2 부분(331)에 대응하는 제4 표면 구역(335), 또는 제4 평면(306)을 따라 연장되는 코팅의 제3 주 표면(115)의 일부분에 걸쳐 펜 낙하 높이를 견딜 수 있다.
관점들에서, 코팅(113) 및/또는 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)은, 코팅(113)의 제3 주 표면(115) 상에 탈이온수의 접촉각을 포함할 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐, 접촉각은 ASTM D7334-08(2013)에 따라 25℃에서 측정된다. 다른 관점들에서, 접촉각은 약 10° 이상, 약 40° 이상, 약 60° 이상, 65° 이상, 약 70° 이상, 약 140° 이하, 약 110° 이하, 약 100° 이하, 약 95° 이하, 또는 약 90° 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 접촉각은 약 10° 내지 약 140°, 약 10° 내지 약 110°, 약 40° 내지 약 110°, 약 60° 내지 약 110°, 약 60° 내지 약 100°, 약 65° 내지 약 100°, 약 65° 내지 약 95°, 약 70° 내지 약 95°, 약 70° 내지 약 90°의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅은, 예를 들어, 약 90° 내지 약 140°, 약 90° 내지 약 110 ℃, 약 90° 내지 약 105°, 약 95° 내지 약 105°, 약 95° 내지 약 100°의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 접촉각을 포함하는 친수성일 수 있다. 다른 관점들에서, 코팅은 소수성일 수 있다.
관점들에서, 코팅된 물품은, 세정-용이성 코팅, 저-마찰 코팅, 소유성 코팅, 다이아몬드-형 코팅, 내-스크래치성 코팅, 또는 내-마모성 코팅 중 하나 이상을 포함하는 부가적인 코팅을 더욱 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 부가적인 코팅은 코팅의 제3 주 표면에 걸쳐 배치될 수 있다. 내-스크래치성 코팅은 약 500 micrometers 이상의 두께를 갖는 산질화물, 예를 들어, 알루미늄 산질화물 또는 실리콘 산질화물을 포함할 수 있다. 이러한 관점들에서, 내-마모성 층은 내스크래치성 층과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 관점들에서, 저마찰 코팅은 고도로 플루오르화된 실란 커플링제, 예를 들어, 규소 원자에 펜던트된 옥시메틸기를 갖는 알킬 플루오로실란을 포함할 수 있다. 이러한 관점들에서, 세정-용이성 코팅은 저마찰 코팅과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 세정-용이성 코팅은, 양성자화 가능한 기, 예를 들어, 아민, 예를 들어, 규소 원자에 펜던트된 옥시메틸기를 갖는 알킬 아미노실란을 포함할 수 있다. 이러한 관점들에서, 소유성 코팅은 세정-용이성 코팅과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 관점들에서, 다이아몬드-형 코팅은 탄소를 포함하고, 탄화수소 플라즈마의 존재하에 고전압 전위를 적용시켜 생성될 수 있다.
본 개시 전반에 걸쳐, 동적 마찰 계수는 ASTM D1894-14에 따라 측정된다. 관점들에서, 코팅(113)의 제3 주 표면(115)은 약 0.1 이상, 약 0.3 이상, 약 0.4 이상, 약 0.8 이하, 약 0.6 이하, 또는 약 0.5 이하의 동적 마찰 계수를 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅(113)의 제3 주 표면(115)은, 약 0.1 내지 약 0.8, 약 0.3 내지 약 0.8, 약 0.3 내지 약 0.6, 약 0.3 내지 약 0.5, 약 0.4 내지 약 0.5의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위에서 동적 마찰 계수를 포함할 수 있다.
본 개시의 관점들은 소비자 전자 제품을 포함할 수 있다. 소비자 전자 제품은, 전면, 후면, 및 측면을 포함할 수 있다. 소비자 전자 제품은 하우징 내에 적어도 부분적으로 있는 전기 부품을 더욱 포함할 수 있다. 전기 부품은, 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이는 하우징의 전면에 있거나 그 근처에 있을 수 있다. 소비자 전자 제품은 디스플레이에 걸쳐 배치된 커버 기판을 포함할 수 있다. 관점들에서, 하우징 또는 커버 기판의 일부 중 적어도 하나는 본 개시 전반에 걸쳐 논의된 코팅 및/또는 코팅된 물품을 포함한다. 디스플레이는, 액정 디스플레이(LCD), 전기영동 디스플레이(EPD), 유기 발-광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 포함할 수 있다. 관점들에서, 소비자 전자 제품은, 휴대용 전자 장치, 예를 들어, 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 장치, 또는 랩톱 컴퓨터일 수 있다.
본원에 개시된 코팅된 물품 및/또는 코팅은, 또 다른 물품, 예를 들어, 디스플레이를 갖는 물품(또는 디스플레이 물품)(예를 들어, 휴대폰, 태블릿, 컴퓨터, 내비게이션 시스템, 웨어러블 장치(예를 들어, 시계) 및 이와 유사한 것을 포함하는 소비자 전자제품), 건축용 물품, 운송용 물품(예를 들어, 자동차, 기차, 항공기, 해양 선박, 등), 가전 제품, 또는 약간의 투명도, 내-스크래치성, 내-마모성 또는 이들의 조합으로부터 이익을 수 있는 임의의 물품 내로 통합될 수 있다. 본원에 개시된 코팅된 물품 중 어느 하나를 통합하는 대표적인 물품은 도 11 및 12에 나타낸다. 구체적으로, 도 11 및 12는, 전면(1104), 후면(1106), 및 측면(1108)을 갖는 하우징(1102)을 포함하는 소비자 전자 장치(1100)를 나타낸다. 소비자 전자 장치(1100)는 하우징 내부에 적어도 부분적으로 또는 하우징 내에 전체적으로 있고, 하우징의 전면에 또는 하우징의 전면에 인접하여 적어도 컨트롤러, 메모리, 및 디스플레이(1110)를 포함하는, 전기 구성요소(미도시)를 포함할 수 있다. 소비자 전자 장치(1100)는, 디스플레이에 걸쳐 있도록 하우징의 전면에 또는 하우징에 걸친 커버 기판(1112)을 포함할 수 있다. 관점들에서, 커버 기판(1112) 또는 하우징(1102)의 일부 중 적어도 하나는 본원에 개시된 코팅된 물품 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 관점들에 따라 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)을 제조하는 방법의 관점들은 도 13에 흐름도 및 도 14-19에 예시된 대표 방법 단계들을 참조하여 논의될 것이다. 도 13의 흐름도를 참조하면, 방법은 단계(1301)에서 시작할 수 있다. 관점들에서, 단계(1301)는 기판을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 기판은 기판 두께(109)를 포함하는 도 1 또는 3의 기판(103) 또는 기판 두께(209)를 포함하는 도 2의 기판(203)과 유사할 수 있다. 다른 관점들에서, 기판(103 또는 203)은 기판을 구입하거나 획득하여 또는 기판을 형성시켜 제공될 수 있다. 다른 관점들에서, 기판은 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 유리-계 기판들은, 다양한 리본 형성 공정, 예를 들어, 슬롯 인발, 다운-인발, 퓨전 다운-인발, 업-인발, 프레스 롤, 재인발, 또는 플로우트(float)로 이들을 형성시켜 제공될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 기판은 화학적으로 강화될 수 있으며, 위에서 논의된 대응하는 범위 중 하나 이상 내에 압축의 깊이(예를 들어, 제1 압축의 깊이, 제2 압축의 깊이), 압축 응력(예를 들어, 제1 최대 압축 응력, 제2 최대 압축 응력), 및/또는 층의 깊이(예를 들어, 제1 층의 깊이, 제2 층의 깊이)를 포함할 수 있다.
단계(1301) 이후에, 방법은 기판(103 또는 203)을 준비하는 단계(1303)로 진행될 수 있다. 관점들에서, 단계(1303)는 기판(103 또는 203)의 적어도 제1 주 표면(105 또는 205)을 플라즈마 및/또는 오존으로 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 제1 중심 표면 구역(213)은 플라즈마 및/또는 오존으로 처리될 수 있다. 관점들에서, 단계(1303)는 기판(103 또는 203)의 제1 주 표면(105 또는 205)에 걸쳐 실란 커플링제를 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 제1 중심 표면 구역(213)에 걸쳐 배치될 수 있다. 다른 관점들에서, 도 14에 나타낸 바와 같이, 단계(1303)는 기판(103)의 제1 주 표면(105) 상에 용액(1405)을, 예를 들어, 층(1401)으로 침착시켜 실란 커플링제를 배치하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제를 배치하는 단계는 용기(1403)(예를 들어, 도관, 플렉시블 튜브, 마이크로피펫, 또는 시린지(syringe))로부터 용액(1405)을 분배하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 용액(1405)은 하나 이상의 실란 커플링제로 이루어질 수 있다. 다른 관점들에서, 실란 커플링제를 배치하는 단계는 기판(103) 및 용액(1405)을 제2 온도에서 제2 기간 동안 가열하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제2 온도는 약 80 ℃ 이상, 약 100 ℃ 이상, 약 110 ℃ 이상, 약 120 ℃ 이상, 약 160 ℃ 이하, 약 140 ℃ 이하, 또는 약 130 ℃일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제2 온도는 약 80 ℃ 내지 약 160 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 140 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 140 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 130 ℃, 약 110 ℃ 내지 약 130 ℃, 약 120 ℃ 내지 약 130 ℃의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제2 기간은 약 15 분 이상, 약 30 분 이상, 약 45 분 이상, 약 6 시간 이하, 약 2 시간 이하, 약 90 분 이하, 약 75 분 이하, 또는 약 60 분 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제2 기간은 약 15 분 내지 약 6 분, 약 30 분 내지 약 6 시간, 약 30 분 내지 2 시간, 약 45 분 내지 약 2 시간, 약 45 분 내지 약 75 분, 약 45 분 내지 약 60 분의 범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 기판(103 또는 203)의 제1 주 표면(105 또는 205)은, 기판(103 또는 203)의 제1 주 표면(105 또는 205)에 실란 커플링제를 배치하기 전에 플라즈마 및/또는 오존으로 처리될 수 있다. 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 조성물과 관련하여 위에서 논의된 실란 커플링제 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 티올-관능화 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및/또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 에폭시-관능화 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 아민-관능화 실란 커플링제를 포함할 수 있다.
관점들에서, 단계(1301 또는 1303) 후에, 도 15-17에 나타낸 바와 같이, 방법은 기판(103)의 제1 주 표면(105)에 걸쳐 조성물을 포함하는 층(1401)을 침착시키는 단계를 포함하는 단계(1305)로 진행될 수 있다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 조성물을 포함하는 층(1401)은, 점선으로 나타낸, 실란 커플링제의 층(1507) 상에 배치됨으로써 기판(103)의 제1 주 표면(105)에 걸쳐 침착될 수 있으며, 이는 차례로 기판(103)의 제1 주 표면(105) 상에 배치된다. 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 조성물을 포함하는 층(1401)은, 예를 들어, 실란 커플링제가 사용되지 않은 경우 또는 실란 커플링제가 조성물을 포함하는 층(1401)에 포함되는 경우, 기존 층(1507) 없이 기판(103)의 제1 주 표면(105) 상에 침착되어 제1 주 표면에 걸쳐 침착될 수 있다. 다른 관점들에서, 도 17에 나타낸 바와 같이, 조성물은, 도 14를 참조하여 전술된 바와 같이, 실란 커플링제가 분배될 수 있는 방법과 유사하게 용기(1403)(예를 들어, 도관, 플렉시블 튜브, 마이크로피펫, 또는 시린지)로부터 분배될 수 있다. 다른 관점들에서, 도 17에 나타낸 바와 같이, 층(1401)은 제1 오목부(234)를 차지할 수 있거나 및/또는 제1 중심 표면 구역(213)과 접촉할 수 있다. 다른 관점들에서, 위에서 논의된 바와 같이, 조성물은 반응성 희석제를 포함하는 링커를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 조성물은 무-용매일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물은 제1 주 표면(105 또는 205)에 걸쳐 배치되어 제1 주 표면(105 또는 205)에 걸쳐 미립자 층(particulate layer)을 형성할 수 있는 입자를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물은 제1 주 표면(105 또는 205)에 걸쳐 퍼질 수 있는 액체를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물을 침착시키는 단계는 어플리케이터 바를 제1 주 표면(105 또는 205)을 가로질러 움직이는 단계를 더욱 포함하여, 예를 들어, 조성물에 용매의 양을 조절하거나 및/또는 어플리케이터 바의 높이를 조절하여, 미리 결정된 두께의 층을 달성할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물을 침착시키는 단계는 제1 주 표면(105 또는 205)을 스핀 코팅하는 단계를 더욱 포함하여 조성물의 점도에 기초한 미리 결정된 두께의 층을 달성할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 조성물은 용매를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물은 제1 주 표면(105 또는 205)에 걸쳐 퍼질 수 있는 액체를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물을 침착시키는 단계는 제1 주 표면(105 또는 205)을 가로질러 어플리케이터 바를 움직이는 단계를 더욱 포함하여 미리 결정된 두께의 층을 달성할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물을 침착시키는 단계는 제1 주 표면(105 또는 205)을 스핀 코팅하는 단계를 더욱 포함하여 조성물의 점도에 기초한 미리 결정된 두께의 층을 달성할 수 있다. 다른 관점들에서, 층의 미리 결정된 두께는 코팅 두께(119)와 관련하여 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 있을 수 있다. 다른 관점들에서, 나타내지는 않았지만, 조성물을 침착시키는 단계는 나이프(예를 들어, 닥터 블레이드 또는 나이프 오버 롤 코팅)를 사용하는 단계를 포함하여 미리 결정된 두께를 달성할 수 있다. 다른 관점들에서, 나타내지는 않았지만, 조성물을 침착시키는 단계는 롤러(예를 들어, 그라비어 또는 나이프 오버 롤 코팅)를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 전술된 바와 같이, 조성물은, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및 링커를 포함할 수 있으며, 여기서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은, 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커에 의해 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된다. 또 다른 관점들에서, 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은, 단계(1305)에서 조성물이 침착되기 전, 및 단계(1307)에서 층을 경화시켜 코팅을 형성하기 전에 링커에 의해 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 부착될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 링커는 중합체를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 예를 들어, 조성물과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 중합체 대 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 몰비가 낮거나 및/또는 반응 후 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산이 첨가되는 경우, 조성물과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 조성물은 복수의 중합체 중 중합체에 결합되지 않은 적어도 하나의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 조성물은 광개시제(예를 들어, 양이온성 광개시제, 자유 라디칼 광개시제, 또는 양이온성 광개시제와 자유 라디칼 광개시제 둘 모두)를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 조성물과 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 조성물은 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및/또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 에폭시-관능화 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 실란 커플링제는 아민-관능화 실란 커플링제를 포함할 수 있다.
관점들에서, 단계(1301 또는 1305) 이후에, 도 15-16에 나타낸 바와 같이, 방법은 코팅을 형성하기 위해 층(1401)을 경화시키는 단계를 포함하는 단계(1307)로 진행할 수 있다. 다른 관점들에서, 도 15에 나타낸 바와 같이, 단계(1307)에서 코팅(113)(도 1-3 참조)을 형성하기 위해 층(1401)을 경화시키는 단계는 방사선 소스(1503) 유래의 방사선(1505)을 물질에 충돌시키는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 방사선(1505)은 광개시제가 민감한 파장을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 방사선은 실질적으로(예를 들어, 전체) 층(1401)에 충돌할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 방사선(1505)은 자외선 및/또는 가시광선을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 방사선(1505)은 약 10 ㎚ 내지 약 400 ㎚, 약 100 ㎚ 내지 약 400 ㎚, 약 200 ㎚ 내지 약 400 ㎚, 약 10 ㎚ 내지 약 300 ㎚, 약 100 ㎚ 내지 약 300 ㎚, 약 200 ㎚ 내지 약 300 ㎚, 약 10 ㎚ 내지 약 200 ㎚, 약 100 ㎚ 내지 약 200 ㎚의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위의 광학 파장을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 방사선은 약 315 ㎚ 내지 약 400 ㎚, 약 280 ㎚ 내지 약 315 ㎚, 약 100 ㎚ 내지 약 280 ㎚, 또는 122 ㎚ 내지 약 200 ㎚ 범위의 광학 파장을 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 광빔의 파장은 약 300 ㎚ 내지 약 1,000 ㎚, 약 350 ㎚ 내지 약 900 ㎚, 약 400 내지 약 800 ㎚, 약 500 ㎚ 내지 약 700 ㎚의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 방사선의 광학 파장은 약 365 ㎚, 약 415 ㎚, 또는 약 590 ㎚일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 방사선 소스(1503)는 발-광 다이오드(LED), 유기 발-광 다이오드(OLED), 레이저, 백열 전구, 및/또는 형광 전구(예를 들어, 냉음극 형광 램프(CCFL))를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물을 포함하는 층(1401)에 충돌하는 방사선(예를 들어, UV 방사선)의 총 에너지 밀도는 약 1 제곱 센티미터당 줄(J/㎠) 이상, 약 2 J/㎠ 이상, 약 4 J/㎠ 이상, 약 6 J/㎠ 이상, 약 30 J/㎠ 이하, 약 15 J/㎠ 이하, 약 10 J/㎠ 이하, 또는 약 8 J/㎠ 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 조성물을 포함하는 층(1401)에 충돌하는 방사선(예를 들어, UV 방사선)의 총 에너지 밀도는, 약 1 J/㎠ 내지 약 30 J/㎠, 약 1 J/㎠ 내지 약 15 J/㎠, 약 2 J/㎠ 내지 약 15 J/㎠, 약 4 J/㎠ 내지 약 15 J/㎠, 약 4 J/㎠ 내지 약 10 J/㎠, 약 6 J/㎠ 내지 약 10 J/㎠, 약 6 J/㎠ 내지 약 8 J/㎠의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 총 에너지 밀도는, 전체 경화 공정으로부터 코팅(113)(도 1-3 참조)의 제3 주 표면(115)에 대응하는 층의 표면적당 층에 충돌하는(예를 들어, 입사하는) 방사선의 총 에너지를 의미한다. 예를 들어, 미리 결정된 경화 기간 동안 미리 결정된 전력으로 UV 방사선을 연속적으로 방출하는 LED 방사선 소스로부터의 총 에너지 밀도는 미리 결정된 시간 동안 미리 결정된 전력을 층의 표면적으로 나눈 값과 동일하다. 다른 관점들에서, 층을 조사하여 경화되는 기간은 약 30 초 이상, 약 1 분 이상, 약 2 분 이상, 약 4 분 이상, 약 30 분 이하, 약 20 분 이하, 약 10 분 이하, 또는 약 8 분 이하일 수 있다. 다른 관점들에서, 층을 조사하여 경화되는 기간은 약 30 초 내지 약 30 분, 약 30 초 내지 약 20 분, 약 1 분 내지 약 20 분, 약 1 분 내지 약 10 분, 약 2 분 내지 약 10 분, 약 2 분 내지 약 8 분, 약 4 분 내지 약 8 분의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 도 15-16을 참조하여 본원에서 논의된 단계(1307)가 기판(203) 또는 또 다른 기판을 포함하는 관점들에 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 경화 동안, 제공되는 경우, 반응성 희석제는, 경화 동안에 하나 이상의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응하여 하나 이상의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응성 희석제 사이에 결합을 형성할 수 있다. 관점들에서, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 경화 전에 링커에 결합되지 않을 수 있지만 경화 동안 반응성 희석제를 포함하는 링커에 결합될 수 있다. 예를 들어, 경화 동안에, 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 반응성 희석제의 제3 관능기와 반응할 수 있고, 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 반응성 희석제의 제4 관능기와 반응할 수 있어서 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산이 반응성 희석제를 통해 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된다. 그러나, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 경화 전에 중합체를 포함하는 링커에 결합될 수 있고, 경화 후에 반응성 희석제를 포함하는 링커에 더욱 결합될 수 있다. 광개시제를 포함하는 조성물을 경화시키는 단계 및 조사를 사용하여 조성물을 경화시키는 단계는 가공 시간, 가공 장비, 및 전체 생산 비용을 감소시킬 수 있다.
다른 관점들에서, 도 16에 나타낸 바와 같이, 단계(1307)에서 코팅(113)(도 1-3 참조)을 형성하기 위해 층(1401)을 경화시키는 단계는 층(1401)을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 관점들에서, 나타낸 바와 같이, 기판(103)의 제1 주 표면(105)에 걸쳐 배치된 층(1401)은, 층(1401) 및 기판(103)을 제3 기간 동안 제3 온도로 유지되는 오븐(1601)에 배치하여 가열될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제3 온도는 약 60 ℃ 이상, 약 70 ℃ 이상, 약 75 ℃ 이상, 약 80 ℃ 이상, 약 100 ℃ 이상, 약 250 ℃ 이하, 약 200 ℃ 이하, 약 160 ℃ 이하, 약 150 ℃ 이하, 또는 약 130 ℃ 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제3 온도는 약 60 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 70 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 75 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 80 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 250 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 200 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 160 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 150 ℃, 약 100 ℃ 내지 약 130 ℃의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제3 기간은 약 15 분 이상, 약 30 분 이상, 약 45 분 이상, 약 60 분 이상, 약 90 분 이상, 약 16 시간 이하, 약 8 시간 이하, 약 6 시간 이하, 약 4 시간 이하, 또는 약 2 시간 이하일 수 있다. 또 다른 관점들에서, 제3 기간은 약 15 분 내지 약 16 시간, 약 15 분 내지 약 8 시간, 약 15 분 내지 약 6 시간, 약 15 분 내지 약 4 시간, 약 15 분 내지 약 2 시간, 약 30 분 내지 약 2 시간, 약 45 분 내지 약 2 시간, 약 60 분 내지 약 2 시간, 약 90 분 내지 약 2 시간의 범위, 또는 이들 사이에 모든 범위 또는 서브범위일 수 있다. 다른 관점들에서, 단계(1307)는 층(1401)을 조사한 후 층(1401)을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
관점들에서, 도 18-19에 나타낸 바와 같이, 단계(1307) 이후에, 방법은 단계(1309)로 진행될 수 있다. 다른 관점들에서, 단계(1309)는 코팅된 물품을 조립하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 단계(1309)는 코팅된 물품을 전자 장치, 예를 들어, 도 11-12에 나타낸 소비자 전자 장치에 포함시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 관점들에서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 액체(1801)는, 예를 들어, 제2 오목부(241)를 차지하거나 및/또는 용기(1803)(예를 들어, 도관, 플렉시블 튜브, 마이크로피펫, 또는 시린지)로부터 분배되어 제2 중심 표면 구역(243)과 접촉하여 기판(203)에 걸쳐 배치될 수 있다. 액체(1801)는, (예를 들어, 액체를 가열하여, 액체를 방사선에 노출시켜, 및/또는 미리 결정된 기간을 기다려서) 경화될 수 있고, 이는 도 2 및 19에 나타낸 중합체-계 부분(291)을 생성할 수 있지만; 그러나, 액체는 경화되어 접착제층(예를 들어, 접착제층(261))을 생성할 수 있다. 관점들에서, 비록 나타내지는 않았지만, 중합체-계 부분(291)은 중합체-계 부분을 포함하는 필름을, 예를 들어, 제2 오목부(241) 내에 침착시켜 기판(203)에 걸쳐 배치될 수 있다. 다른 관점들에서, 도 19에 나타낸 바와 같이, 접착제층(261)(예를 들어, 광학적으로 투명한 접착제)은 기판(203)의 제2 주 표면(207)에 걸쳐 배치될 수 있다. 예를 들어, 나타낸 바와 같이, 접착제층(261)을 포함하는 필름은 제2 표면 구역(225) 및 제4 표면 구역(235)과 접촉하도록 제2 주 표면(207)에 걸쳐 배치될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 이형 라이너는 접착제층에 걸쳐 배치될 수 있으며, 여기서, 이형 라이너는 나중에 접착제를 디스플레이 또는 전자 장치의 다른 부분에 부착시키기 위해 제거될 수 있다. 또 다른 관점들에서, 접착제층은 디스플레이 또는 전자 장치의 또 다른 부분에 걸쳐 배치될 수 있다.
단계(1307 또는 1309) 이후에, 방법은 단계(1311)에서 완료될 수 있으며, 이로써 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)을 제조하는 방법은 완료될 수 있다. 관점들에서, 코팅된 물품 및/또는 코팅은 연필 경도에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 연필 경도를 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅된 물품은 접착력에 대해 위에서 논의된 조건 중 하나 이상에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 접착력을 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅은 코팅의 대응하는 특성에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 인장 강도, 최대 신율, 탄성 계수(예를 들어, 영률), 및/또는 코팅 두께를 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅 및/또는 코팅된 물품은, 대응하는 특성에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 굴절률, 투과율, 헤이즈, 및/또는 황변 지수를 포함할 수 있다. 관점들에서, 코팅은 100x 배율하에서 가시적인 결정이 실질적으로 없을 수 있다. 관점들에서, 코팅 및/또는 코팅된 물품은 평행판 거리에 대해 위에서 논의된 범위 중 하나 이상 내에 평행판 거리를 달성할 수 있다.
관점들에서, 도 13의 흐름도를 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 방법은 단계(1301)에서 시작한 다음, 단계(1303, 1305, 1307, 1309, 및 1311)를 통해 순차적으로 진행될 수 있다. 관점들에서, 화살표(1302)는, 예를 들어, 실란 커플링제가 코팅된 물품을 형성하는데 사용되지 않고, 필름만이 형성되며, 기판의 다른 준비가 필요하지 않은 경우, 또는 조성물이 실란 커플링제를 포함하는 경우, 단계(1303)를 생략하여, 단계(1301)에서 단계(1305)로 이어질 수 있다. 관점들에서, 화살표(1304)는, 예를 들어, 필름만이 형성되거나 및/또는 조성물이 단계(1301)의 종료시 이미 제 위치에 있는 경우, 단계(1303 및 1305)를 생략하여, 단계(1301)에서 단계(1307)로 이어질 수 있다. 관점들에서, 화살표(1308)는, 예를 들어, 코팅 및/또는 코팅된 물품이 단계(1307) 이후에 추가 조립을 필요로 하지 않는 경우, 단계(1309를 생략하여, 단계(1307)에서 단계(1311)로 이어질 수 있다. 상기 옵션들 중 어느 하나는 본 개시의 관점들에 따른 코팅된 물품을 제조하기 위해 조합될 수 있다.
실시예
다양한 관점들은 하기 실시예를 통해 더욱 명확해질 것이다. 표 2-10은, (예를 들어, 코팅된 물품(101, 201, 301, 401, 601, 및/또는 701)의) 코팅(113)을 형성하는데 사용될 수 있는, 조성물의 관점에 대한 정보를 제시한다. 표 11-20은 코팅의 관점에 대한 정보를 제시한다. 별도로 명시하지 않는 한, 표 11-20에 보고된 특성을 측정하는데 사용된 기판은, 30 ㎛의 기판 두께를 갖고 도 1 및 2에 나타낸 기판(103)과 유사한 (명목상으로, mol%로: 69.1 SiO2; 10.2 Al2O3; 15.1 Na2O; 0.01 K2O; 5.5 MgO; 0.09 SnO2의 조성물 1을 갖는) 유리-계 기판이다.
실시예 A-G는 조성물을 형성하는데 사용되는 표 2에 제시된 반응물의 양(wt%)으로 구성된다. 표 2-10에서, GPOSS는 Hybrid Plastics로부터 입수할 수 있는 EP0409를 지칭하고, PDMS 1은 Gelest로부터 입수할 수 있는 DMS-A11을 지칭하며, PDMS 2는 Gelest로부터 입수할 수 있는 DMS-A21을 지칭하고, PDMS 3은 Gelest로부터 입수할 수 있는 DMS-A214를 지칭하며, PPO는 Huntsman으로부터 입수할 수 있는 Jeffamine D2000을 지칭한다. GPOSS는 관능화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 포함하는 관능화 올리고머 실세스퀴옥산이며, 여기서, 관능화 POSS는 3-글리시딜옥시프로필에 의해 관능화되고, GPOSS의 수평균 분자량(Mn)은 약 1,338 달톤(예를 들어, 그램/몰(g/mol))이다. PDMS 1, PDMS 2, 및 PDMS 3은 폴리디메틸실록산이다. PDMS 1의 수평균 분자량(Mn)은 약 875 달톤이다. PDMS 2의 수평균 분자량(Mn)은 약 5,000 달톤이다. PDMS 1 및 PDMS 2는 중합체의 각 단부에서 아미노프로필 관능기에 의해 말단화된다. PDMS 3의 수평균 분자량(Mn)은 약 900 달톤이다. PDMS 3은 중합체의 각 단부에서 에틸아미노이소부틸 관능기로 말단화된다. PPO의 수평균 분자량(Mn)은 약 2,000 달톤이다. PPO는 중합체의 각 단부에서 아민 관능기를 갖는 폴리(프로필렌 옥사이드)이다. PDMS 4는 Gelest로부터 MCR-A11로 입수할 수 있는 모노-(아미노프로필) 말단 폴리(디메틸실록산)을 포함한다. PDMS 4의 수평균 분자량(Mn)은 약 2,000 달톤이다. 본원에서 사용되는 바와 같은, A/B/C는 A에 결합되는 B 및 C에 결합되는 B에 의해 B가 A 및 C를 연결한다는 것을 의미한다. 예를 들어, "GPOSS/PDMS 1/GPOSS"는 PDMS 1이 2개의 GPOSS에 결합되기 때문에 PDMS 1이 2개의 GPOSS를 함께 연결하는 링커임을 나타낸다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 A-E는 아민 관능기로 말단화된 폴리(디메틸실록산) 중합체를 포함하는 반면, 실시예 F-G는 아민 관능기로 말단화된 폴리(프로필렌 옥사이드) 중합체를 포함한다. 실시예 A-F는 반응 동안 용매를 포함하는 반면, 실시예 G는 무-용매이다. 실시예 A-G는 모두 반응 후 시각적으로 투명하였다. 실시예 A-G는 또한 주기적으로 세정되는 용매 트랩(solvent traps)으로 3.8 kPa 및 60℃에서 1.5 시간 동안 회전 증발기를 사용하여 임의의 용매를 제거한 후에도 시각적으로 투명하였다. 실시예 A-B 및 D-F는 질소 환경에서 환류 하에 132℃에서 16시간 동안 반응된다. 실시예 C는 환류 및 질소 환경 하에서 120℃에서 12시간 동안 반응된다. 실시예 G는 질소 환경 하에서 100℃에서 20분간 반응된다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 A-G는 반응물 중 0.98 wt% 내지 5.59 wt%의 중합체를 포함한다. 실시예 A는 반응물 중 1 wt% 미만의 중합체를 포함한다. 실시예 B 및 G는 반응물 중 5 wt% 초과의 중합체를 포함한다. 실시예 A-G는 반응물 중 19.13 wt% 내지 94.88 wt%의 GPOSS를 포함한다. 실시예 A-B 및 F-G는 반응물 중 40 wt% 초과의 GPOSS를 포함한다. GPOSS에 대한 중합체(예를 들어, PDMS 1, PDMS 2, PDMS 3, PPO)의 질량비는, 반응물 중 실시예 A-G의 경우 0.0229 내지 0.1375이고, 실시예 B가 가장 높은 비율을 포함하며, 실시예 A 및 C-G는 0.0229 내지 0.0688의 질량비를 포함한다. GPOSS에 대한 중합체(예를 들어, PDMS 1, PDMS 2, PDMS 3, PPO)의 몰비는 실시예 A-G의 경우 반응물의 0.018 내지 0.037이다.
반응물의 조성물 범위(wt%)
실시예 A B C D E F G
GPOSS 42.63 40.64 30.42 19.13 19.02 42.07 94.88
PDMS 1 0.98 0 0 0 0 0 0
PDMS 2 0 5.59 2.05 0 0 0 0
PDMS 3 0 0 0 0.72 1.31 0 0
PPO 0 0 0 0 0 2.27 5.12
프로필 아세테이트 0 0 67.53 0 0 0 0
부틸 아세테이트 56.39 53.77 0 80.15 79.67 55.66 0
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 A B C D E F G
GPOSS 93.30 86.92 93.11 93.11 93.85 84.28 93.41
GPOSS/PDMS 1/GPOSS 4.17 0 0 0 0 0 0
GPOSS/PDMS 2/GPOSS 0 8.99 4.83 0 0 0 0
GPOSS/PDMS 3/GPOSS 0 0 0 4.93 4.43 0 0
GPOSS/PPO/GPOSS 0 0 0 0 0 10.94 2.57
GPOSS/PDMS 4 0 0 0 0 0 0 0
TPSHFA 1.93 4.09 1.93 1.96 0.86 2.39 2.01
프로필렌 카보네이트 0 0 1.93 0 0.86 2.39 2.01
표 3은 실시예 A-G에 대한 조성물의 성분을 wt%로 제시한다. TPSHFA는 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트를 의미하며, 이는 Sigma Aldrich로부터 654027로 입수할 수 있는 UV-감응성 양이온 광개시제이다. 실시예 A-E 및 G에 대한 조성물은 표 2에 제시된 대응하는 성분의 반응 후에 첨가된 부가적인 GPOSS를 포함한다. 위에서 논의된 바와 같이, 반응 동안 용매는 실시예 A-F의 경우 제거되고, 이러한 용매가 제거된 후 부가적인 GPOSS는 첨가된다. 실시예 A-B 및 D는 기판에 조성물을 침착시키기 전에 광개시제 용액 유래의 용매가 제거된 무-용매이다. 실시예 C 및 E-G는 광개시제 용액 유래의 용매를 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 중합체 복합물은 하나 이상의 GPOSS에 부착된 중합체를 의미한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, "자유(free) GPOSS"는 중합체에 부착되지 않은 GPOSS를 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 중합체 복합물은 GPOSS 분자를 함께 연결하는 중합체를 지칭한다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 A-F는 조성물 중 2.57 wt% 내지 10.76 wt%의 중합체 복합물를 포함한다. 실시예 A, C-E, 및 G는 조성물 중 5 wt% 미만의 중합체를 포함한다. 실시예 B 및 F는 조성물 중 8 wt% 초과의 중합체 복합물을 포함한다. 실시예 A-G는 조성물 중 중합체 복합물 대 자유 GPOSS의 중량비를 0.0275 내지 0.1298의 중합체 복합물로 포함한다. 실시예 A, D-E 및 G는 조성물 중 중합체 복합물 대 자유 GPOSS의 중량비를 0.05 미만의 중합체로 포함한다. 실시예 B 및 F는 조성물 중 0.1 초과의 중합체 복합물을 포함한다. 실시예 A-G는 모든 GPOSS에 대한 중합체의 중량비를 0.0268 내지 약 0.115로 포함한다. 실시예 A-G는 조성물 중 자유 GPOSS에 대한 중합체 복합물의 몰비를 0.009 내지 0.0361로 포함한다. 실시예 A-E 및 G는 0.02 미만의 자유 GPOSS에 대한 중합체 복합물의 몰비를 포함한다. 실시예 A-G는 조성물 중 모든 GPOSS에 대한 중합체의 몰비를 0.0077 내지 0.0169로 포함한다. 실시예 A 및 C-G는 조성물 중 모든 GPOSS에 대한 중합체의 몰비를 0.01 미만으로 포함한다. 실시예 A-G는 양이온성 광개시제로서 조성물 중 0.86 wt% 내지 4.09 wt%를 포함하는 TPSHFA를 포함한다.
표 4-6에 사용된 바와 같은, CAPA 3050은 중합체를 포함하는 링커이다. CAPA 3050은 Perstorp로부터 CAPA 3050으로 입수할 수 있는 수평균 분자량(Mn)이 540 달톤인 폴리카프로락톤 트리올을 지칭한다. M142는 단일 아크릴레이트 관능기를 포함하는 중합체성, 반응성 희석제이다. M142는 Miwon으로부터 Miramer M142로 입수할 수 있는 324 달톤의 수평균 분자량(Mn)을 포함하는 폴리(에틸렌 글리콜) 페닐 에테르 아크릴레이트를 지칭한다. SO6E 및 TMPO는 2개의 관능기를 갖는 반응성 희석제를 포함하는 비-중합체성 링커를 포함한다. S06E는 Synasia로부터 S-06E로 입수할 수 있는 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트를 지칭한다. TMPO는 Sigma Aldrich로부터 444197로 입수할 수 있는 3-에틸-3-옥세탄메탄올을 지칭한다. Curalite OX 및 IBOA는 단일 관능기를 포함하는 반응성 희석제를 지칭한다. Curalite OX는 Perstorp로부터 Curalite Ox로 입수할 수 있는 3-에틸-3-옥세탄메탄올을 지칭한다. IBOA는 Miwon으로부터 Miramer M1140으로 입수할 수 있는 이소보르닐 아크릴레이트를 지칭한다. PI6976 및 TPO-L은 광개시제이다. PI6976은 Synasia로부터 Syna PI 6976으로 입수할 수 있는 트리아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트 염의 혼합물을 지칭한다. TPO-L은 IGM으로부터 TPO-L로 입수할 수 있는 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조질)포스핀 옥사이드를 지칭한다. GOPTMS 및 ECHETMS는 실란 커플링제를 지칭한다. GOPTMS는 Sigma Aldrich로부터 440167로, Momentive로부터 CoatOSil MP200으로, 또는 Silquest로부터 SIG5840.0으로 입수할 수 있는 (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란을 지칭한다. ECHETMS는 Gelest로부터 SIE4670.0으로 또는 Momentive로부터 Silquest A186으로 입수할 수 있는 2-(2,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란을 지칭한다. Nanopox C620은 Evonik로부터 Nanopox C620으로 입수할 수 있는 지환식 에폭시 수지의 40 wt% 용액에서 20 ㎚의 평균 유효 직경을 포함하는 실리카 나노입자를 지칭한다.
표 4-5에서, 실시예 H-I 및 O-V는 조성물 중 50 wt% 내지 96 wt%의 중합체 복합물을 포함한다. 실시예 J-N 및 W는 자유 GPOSS를 포함한다. 실시예 V-W는, 중합체 복합물 또는 자유 GPOSS와 함께, 30 wt% 내지 60 wt%의 나노입자 용액인, Nanopox C620를 포함한다. 실시예 H, J, 및 L은, GPOSS 및/또는 중합체 복합물을 연결하고 반응성 희석제로서 역할을 하는, 중합체성 링커, 즉 CAPA 3050을 포함한다. 실시예 H-P 및 V-W는, 비-중합체성 링커 및 반응성 희석제, 즉 SO6E, TMPO, 및/또는 Curalite OX를 20 wt% 내지 48 wt%의 총량으로 포함한다. 실시예 H-P 및 R-S는 M142 및 IBOA가 단일 관능기만을 포함하기 때문에 링커가 아닌 반응성 희석제를 5 wt% 내지 9.6 wt%의 양으로 포함한다. 실시예 H-W는 양이온성 광개시제로서 PI6976을 2 wt% 내지 4 wt%의 양으로 포함한다. 실시예 R-U는 자유 라디칼 광개시제로서 TPO-L을 더욱 포함한다. 실시예 M-N은 실란 커플링제를 포함한다. 실시예 H-U는 무-용매인 반면, 실시예 V-W는 Nanopox C620 용액에 용매를 포함한다. 실시예 H-I, O, 및 P-V는, 약 0.65의 모든 GPOSS에 대한 중합체의 중량비 및 약 0.5의 모든 GPOSS에 대한 중합체의 몰비를 포함한다. 실시예 P는 약 0.428로 중합체 중량비를 포함한다.
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 H I J K L M N O
GPOSS 0 0 53 50 55 58 58 0
GPOSS/PDMS 2/GPOSS 53 50 0 0 0 0 0 58
CAPA 3050 5 0 5 0 3 0 0 0
S06E 20 28 20 20 20 15 15 20
Curalite OX 20 20 20 28 20 20 20 20
PI6976 2 2 2 2 2 2 2 2
GOPTMS 0 0 0 0 0 5 0 0
ECHETMS 0 0 0 0 0 0 5 0
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 P Q R S T U V W
GPOSS 0 0 0 0 0 0 0 26
GPOSS/PDMS 2/GPOSS 0 96 91.1 86.6 86.6 82 36 0
GPOSS/PPO/GPOSS 58 0 0 0 0 0 0 0
Nanopox C620 0 0 0 0 0 0 30 60
S06E 20 0 0 0 0 0 0 0
TMPO 0 0 0 0 0 0 10 10
Curalite OX 20 0 0 0 0 0 20 20
M142 0 0 5 9.6 0 0 0 0
IBOA 0 0 0 0 9.6 14.5 0 0
PI6976 2 4 3.8 3.6 3.6 3.3 4 4
TPO-L 0 0 0.1 0.2 0.2 0.2 0 0
표 6에서, 실시예 AA-CC는 비교예를 포함한다. 실시예 AA-BB는 링커 없이 GPOSS를 포함한다. 실시예 CC는 실리카 나노입자와 링커를 포함하지만, 임의의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 함유하지 않는다.
표 7-10에 사용되는 바와 같은, DBU, TEA, 피리딘, TMG, 및 DMP는 경화 촉매이다. "DBU"는 Sigma Aldrich로부터 803282로 입수할 수 있는 1,8-디아자바이시클로[5.4.0]언덱-7-엔을 지칭한다. "TEA"는 Sigma Aldrich로부터 808352로 입수할 수 있는 트리에틸아민을 지칭한다. 피리딘은 Sigma Aldrich로부터 270970으로 입수할 수 있다. "TMG"는 Sigma Aldrich로부터 241768로 입수할 수 있는 테트라메틸구아니딘을 지칭한다. "DMP"는 Sigma Aldrich로부터 T58203으로 입수할 수 있는 2,4,6-트리(디메틸아미노메틸)페놀을 지칭한다. DBU, TEA, TMG, 및 DMP는 3차 아민을 포함한다. 표 7-10에 사용되는 바와 같은, HAD, TMD, IPDA, AEP, DMDC, MXDA, N4, 및 MHHPA는 비-중합체성 링커이다. "HAD"는 Sigma Aldrich로부터 H11696으로 입수할 수 있는 1,6-헥산디아민을 지칭한다. "TMD"는 Spectrum Chemical로부터 TCI-T0600으로 입수할 수 있는 트리메틸헥사메틸렌디아민을 지칭한다. "IPDA"는 Sigma Aldrich로부터 8.14123으로 입수할 수 있는 이소포론 디아민을 지칭한다. "AEP"는 Sigma Aldrich로부터 A55209로 입수할 수 있는 n-아미노에틸피페라진을 지칭한다. "DMDC"는 Sigma Aldrich로부터 369500으로 입수할 수 있는 4,4'-메틸렌-비스(2-메틸시클로헥실아민)을 지칭한다. "TTD"는 Sigma Aldrich로부터 369519로 입수할 수 있는 4,7,10-트리옥사-1,13-트리데칸디아민을 지칭한다. "MXDA"는 Sigma Aldrich로부터 X1202로 입수할 수 있는 m-자일렌디아민을 지칭한다. "N4"는 Fischer Scientific으로부터 B195225ML로 입수할 수 있는 N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민을 지칭한다. "MHHPA"는 Sigma Aldrich로부터 149934로 입수할 수 있는 메틸헥사히드로프탈산 무수물을 지칭한다. TMD, IPDA, AEP, TTD, MXDA, 및 N4는 아민 관능화 링커인 반면, MHHPA는 무수물 관능화 링커이다. 표 7-10에 사용되는 바와 같은, PPO, D400, 및 T403은 중합체성 링커이다. "D400"은 약 430 달톤의 수평균 분자량(Mn)을 포함하는 Jeffamine D-400으로 Huntsman으로부터 입수할 수 있는 디아미노 폴리(프로필렌 글리콜)을 지칭한다. "T403"은 약 440 달톤의 수평균 분자량(Mn)을 포함하는 Jeffamine T-403으로서 Huntsman으로부터 입수할 수 있는 트리메틸올프로판 트리스[아민 말단 폴리(프로필렌 글리콜)]을 지칭한다. PPO, D400, 및 T403은 아민 관능화 중합체성 링커이다. T403은 삼-관능화 중합체성 링커이다.
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 AA BB CC
GPOSS 92.55 50.00 0
Nanopox C620 0 0 56
TMPO 0 0 40
TPSHFA 3.72 2.00 0
PI6976 0 0 4
프로필렌 카보네이트 3.73 0 0
부탄온 0 30.00 0
메탄이민 0 14.00 0
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 AAA BBB CCC DDD EEE FFF
GPOSS 98 85 83 83 83 91
DBU 2 0 2 0 0 0
TEA 0 0 0 0 0 0
피리딘 0 0 0 2 0 0
TMG 0 0 0 0 2 2
HAD 0 15 15 15 15 7
표 7-10에서, 실시예 AAA-YYY 및 AAAA-FFFF는 약 24 wt%(실시예 QQQ) 내지 약 83 wt%(실시예 PPP)의 GPOSS(예를 들어, 자유 GPOSS)를 포함하면서 실시예 AAA-PPP, RRR-YYY, 및 AAAA-FFFF는 약 50 wt%(실시예 XXX) 내지 약 83 wt%(실시예 PPP)의 GPOSS를 포함한다. 실시예 GGGG-HHHH는 자유 GPOSS가 아닌 가교된 GPOSS를 포함한다. 실시예 AAA는 링커 없이 경화 촉매(즉, DBU)를 포함한다. 실시예 BBB, GGG, IIII, 및 KKK는 경화 촉매 없이 링커를 포함한다. 실시예 CCC-FFF, HHH, JJJ, LLL-YYY, 및 AAAA-HHHH는 적어도 하나의 링커와 조합하여 경화 촉매를 포함한다. 실시예 BBB-XXX, AAAA-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 아민 관능화 링커를 포함하는 반면, 실시예 YYY 및 EEEE는 무수물 관능화 링커를 포함한다. 실시예 BBB-EEE, GGG-XXX, AAAA-DDDD, 및 FFFF-HHH는 약 15 wt% 내지 약 31 wt%의 아민-관능화 링커를 포함한다. 실시예 TTT-XXX, CCCC-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 TMPO를 포함한다. 실시예 RRR-XXX는 약 0.288(실시예 RRR) 내지 약 0.495(실시예 FFFF)의 범위에서 모든 GPOSS에 대한 중합체의 질량비 및 약 1.02(실시예 RRR) 내지 약 1.54(실시예 XXX)(예를 들어, 약 1 이상)의 범위에서 모든 GPOSS에 대한 중합체의 몰비를 포함한다. 실시예 AAAA-DDDD 및 FFFF는 약 0.28(예를 들어, AAAA-BBBB) 내지 약 0.33(실시예 CCCC-DDDD 및 FFFF)의 범위에서 모든 GPOSS에 대한 중합체의 질량비 및 약 0.89(실시예 AAAA) 내지 약 1.01(실시예 CCCC-DDDD 및 FFFF)의 범위에서 모든 GPOSS에 대한 중합체의 몰비를 포함한다. 실시예 FFFF-GGGG는 약 1.335의 모든 GPOSS에 대한 중합체의 질량비 및 약 1.65 내지 약 1.67의 몰비를 포함한다. 실시예 GGGG-HHHH는 약 70 wt%의 중합체 복합물을 포함한다.
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 GGG HHH III JJJ KKK LLL MMM NNN OOO
GPOSS 81 80 80 79 79 78 73 84 74
DMP 0 1 0 1 0 1 1 1 1
TMD 19 19 0 0 0 0 0 0 0
IPDA 0 0 20 20 0 0 0 0 0
AEP 0 0 0 0 21 22 0 0 0
DMDC 0 0 0 0 0 0 26 0 0
N4 0 0 0 0 0 0 0 15 0
TTD 0 0 0 0 0 0 0 0 25
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 PPP QQQ RRR SSS TTT UUU VVV WWW XXX
GPOSS 82.4 24.9 77.0 69.0 69.4 63.3 58.0 53.7 49.9
DMP 0.8 0.3 0.8 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5
MXDA 16.8 0 0 0 0 0 0 0 0
PPO 0 74.8 0 0 0 0 0 0 0
D400 0 0 22.2 0 22.9 23.5 24.0 24.4 24.7
T403 0 0 0 30.3 0 0 0 0 0
TMPO 0 0 0 0 7.0 12.6 17.4 21.4 24.9
최종 조성물 범위(wt%)
실시예 YYY AAAA BBBB CCCC DDDD EEEE FFFF GGGG HHHH
GPOSS 53.6 76.9 76.7 69.4 69.6 53.4 69.7 0 0
GPOSS/PDMS 1/GPOSS 0 0 0 0 0 0 0 69.6 69.7
DMP 0.5 0.8 0.8 0.7 0.7 0.5 0.7 0.7 0.7
D400 0 22.1 22.1 22.5 22.5 0 22.6 22.5 22.6
MHHPA 45.9 0 0 0 0 45.8 0 0 0
TMPO 0 0 0 7.0 7.0 0 7.0 7.0 7.0
PDMS 1 0 0.2 0.4 0.4 0.2 0.3 0 0.2 0
실시예 A-G, M-N, AA-CC, 및 JJ-RR에 대하여 표 11, 13-16, 및 18에 보고된 특성은, 표 3-6의 대응하는 조성물을 2.54 J/㎡의 출력 밀도를 갖는 365 ㎚ LED로 5분 동안 조사한 후 100℃의 오븐에서 30분간 가열하여 경화시켜 형성된 코팅에 대해 측정된다. 실시예 H-K, O, 및 Q-W에 대하여 표 11 및 19에 보고된 특성은, 표 3-6의 대응하는 조성물을 2.54 J/㎡의 출력 밀도를 갖는 365 ㎚ LED로 임의의 후속 열처리 없이 5분 동안 조사하여 경화시켜 형성된 코팅에 대해 측정된다. 실시예 P 및 L에 대하여 표 19에 보고된 특성은, 표 3-6의 대응하는 조성물을 2.54 J/㎡의 출력 밀도를 갖는 365 ㎚ LED로 5분 동안 조사한 후 65 ℃ 또는 85 ℃의 오븐에서 각각 30분 동안 가열하여 경화시켜 형성된 코팅에 대해 측정된다. 실시예 AAA-YYY 및 AAAA-HHHH에 대하여 표 13-14 및 16-17에 보고된 특성은, 임의의 조사 없이 표 16-17에 보고된 온도에서 30분 동안 가열된다. 별도로 명시하지 않는 한, 조성물은, 조성물을 경화시키기 전에 기판의 표면을 가로질러 25.4 ㎛의 두께가 생성되도록 구성된 어플리케이터를 움직여서 표면 상에 침착된다.
표 11에 나타낸 바와 같이, 실시예 A-B 및 O는, 약 26 MPa 이상(예를 들어, 약 26 MPa 내지 약 67.5 MPa의 범위)의 인장 강도를 포함하는 반면, 실시예 A-B, E 및 O는 21 MPa를 초과하는 인장 강도를 포함한다. 실시예 A-B 및 O는 4% 이상(예를 들어, 4% 내지 8%의 범위)의 최대 신율을 포함하는 반면, 실시예 A-B, E 및 O는 3%를 초과하는 최대 신율을 포함한다. 실시예 O는 1,905 MPa의 탄성 계수를 포함하고, 실시예 A는 1,270 MPa의 탄성 계수를 포함하며, 실시예 E는 829 MPa의 탄성 계수를 포함하고, 실시예 B는 680 MPa의 탄성 계수를 포함한다.
경화 전 조성물의 점도는 표 12에 나타낸다. 실시예 J-K는 1 Pa-s 미만의 점도를 포함한다. 실시예 E-F 및 R-T는 약 7 Pa-s 내지 약 16 Pa-s의 점도를 포함한다. 실시예 Q는 41.8 Pa-s의 점도를 포함한다.
코팅의 특성
실시예 A B E O AA BB
인장 강도(MPa) 36.9 26.5 21.9 67.4 55 --
최대 신율(%) 4.1 5.8 3.4 8.0 6.5 --
탄성계수(MPa) 1,270 680 829 1,905 1,430 3,300
조성물의 점도
실시예 점도(Pa-s)
E 15.6
F 14.0
J 0.3
K 0.2
Q 41.8
R 18.4
S 9.8
T 7.7
표 13에 나타낸 바와 같이, 실시예 AA는 62°의 접촉각을 포함하는 반면, 실시예 BB는 99°의 접촉각을 포함한다. 실시예 E-F, PPP-SSS, CCCC-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 중간 접촉각(예를 들어, 각각, 98°, 68°, 60°, 60°, 98°, 97°, 60°, 97°, 및 93°)을 포함한다. 실시예 E의 PDMS 중합체는, 실시예 F, AA, BBBB-DDDD, 및 GGGG-HHHH에 비해 접촉각을 증가시키는 반면, 실시예 F 및 FFFF의 폴리(프로필렌 옥사이드) 중합체는 실시예 AA에 비해 접촉각을 약간만 증가시킨다. 실시예 F 및 FFFF는, PDMS 중합체(예를 들어, PDMS 1-PDMS 4)를 갖는 다른 실시예보다 더 낮은 접촉각을 나타내며, 이는 다른 실시예에 비해 거친 표면을 포함하기 때문이다.
코팅의 접촉각
실시예 접촉각
E 98°
F 68°
AA 62°
BB 99°
PPP 60°
SSS 60°
BBBB 105°
CCCC 98°
DDDD 97°
FFFF 60°
GGGG 97°
HHHH 93°
표 14에서, 실시예 A-B, SSS, 및 CCCC-HHHH에 대한 광학 특성 및 동적 계수는 보고된다. 실시예 SSS, CCCC-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 약 0.38 내지 약 0.78(예를 들어, 0.8 미만)의 동적 마찰 계수를 포함한다. 실시예 CCCC-DDDD 및 GGGG-HHHH는 약 0.5 미만의 동적 마찰 계수를 포함한다. 위에서 언급한 바와 같이, 실시예 FFFF의 거친 표면은 높은 동적 마찰 계수의 원인이다. 실시예 A-B, SSS, CCCC-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 광학 파장에 걸쳐 평균으로 약 90% 이상의 평균 투과율을 포함한다. 실시예 A-B 및 FFFF는 400 ㎚ 내지 700 ㎚의 광학 파장에 걸쳐 평균으로 약 92% 이상의 평균 투과율을 포함한다. 실시예 A-B, CCCC, 및 FFFF-GGGG는 약 0.15% 내지 약 0.9%(예를 들어, 약 1% 미만)의 헤이즈를 포함한다. 실시예 A-B 및 FFFF-HHHH는 약 0.15% 내지 약 0.3%(예를 들어, 약 0.5% 미만, 약 0.3% 미만)의 헤이즈를 포함한다. 실시예 A-B는 약 0.6 이하, 및 약 0.55 이하의 황변 지수를 포함한다. 실시예 SSS, CCCC-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 약 0.2 내지 약 0.4의 CIE b* 값을 포함한다. 실시예 SSS 및 FFF-HHH는 약 0.2 내지 약 0.3(예를 들어, 약 0.3 이하)의 CIE b* 값을 포함하는 반면, 실시예 CCCC-DDDD는 약 0.35 내지 약 0.4(예를 들어, 약 0.4 이하)의 CIE b* 값을 포함한다.
(형성된 대로의) 코팅의 특성
실시예 동적 COF 투과율(%) 헤이즈(%) CIE b* 황변 지수
A -- 92 0.27% -- 0.52
B -- 92 0.24% -- 0.49
SSS 0.685 91 -- 0.26 --
CCCC 0.382 91 0.9% 0.39 --
DDDD 0.381 91 -- 0.35 --
FFFF 0.775 92 0.16% 0.21 --
GGGG 0.413 91 0.28% 0.22 --
HHHH 0.436 91 0.19% 0.23 --
실시예 JJ-LL은 각각 실시예 A-B 및 AA에 대응하지만, 조성물을 경화시키는 단계는 나중에 조성물을 가열하지 않고 5분 동안 조성물을 조사함으로써 2.54 J/㎡의 출력 밀도를 갖는 365 ㎚ LED로 코팅을 조사하는 단계를 포함한다. 실시예 MM-OO는 각각 실시예 A-B 및 AA에 대응하지만, 조성물을 경화시키는 단계는 나중에 조성물을 가열하지 않고 5분 동안 조성물을 조사함으로써 13.44 J/㎡의 출력 밀도를 갖는 365 ㎚ LED로 코팅을 조사하는 단계를 포함한다. 실시예 PP-RR은 각각 실시예 A-B 및 AA에 대응하지만, 조성물을 경화시키는 단계는 5분 동안 조성물을 조사한 다음 100℃의 오븐에서 30분 동안 가열함으로써 13.44 J/㎠의 출력 밀도를 갖는 365 ㎚ LED로 코팅을 조사하는 단계를 포함한다. 실시예 AAA-YYY 및 AAAA-HHHH는 조사되지 않았다; 대신에 AAA-YYY 및 AAAA-HHHH는 150℃의 오븐에서 30분 동안 가열된다. 실시예 FFF-100 내지 KKK-100은 실시예 FFF-KKK의 조성물에 대응하지만, 실시예 FFF-100 내지 KKK-100은 150℃ 대신에 100℃의 오븐에서 30분 동안 가열된다.
표 15에 보고된 접착력 값은, 실시예를 추가로 처리하지 않고 형성된-대로의 샘플에 대해, 전술된, 크로스-해치 접착력 시험을 사용하여 측정된다. 실시예 B, AA, KK-LL NN-OO, RR, BBB-EEE, GGG-MMM, FFF-100-KKK-100, RRR, TTT-YYY, AAAA-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 3B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 LL, OO, BBB-EEE, GGG-MMM, FFF-100-III-100, RRR, TTT-YYY, CCCC, 및 FFFF-HHHH는 4B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 GGG-JJJ, FFF-100-JJJ-100, TTT-YYY, 및 FFFF-HHHH는 5B의 접착력을 포함한다. 실시예 A-B, AA-BB, JJ-RR, BBB, FFF, LLL-MMM, OOO-PPP, 및 SSS는 약 5H 이상의 연필 경도를 포함한다. 실시예 A-B, AA-BB, JJ-RR, FFF, LLL-MMM, 및 OOO-PPP는 약 6H 이상의 연필 경도를 포함한다. 실시예 A-B, BB, JJ-KK, 및 MM-QQ는 7H 이상의 연필 경도를 포함한다. 실시예 B, BBB, JJ-KK, 및 MM-RR은 8H 이상의 연필 경도를 포함한다. 실시예 B, BB, JJ-KK, MM-NN, 및 PP-QQ는 9H 이상의 연필 경도를 포함한다. 실시예 B, KK-LL, NN, RR, BBB, 및 LLL-MMM은 5H 이상의 연필 경도 및 3B 이상의 접착력을 모두 포함한다. 실시예 B, KK, NN-OO, 및 RR은 8H 이상의 연필 경도 및 3B 이상의 접착력을 모두 포함한다. 실시예 LL, OO, BBB, 및 LLL-MMM은 5H 이상의 연필경도 및 4B 이상의 접착력을 모두 포함한다. 실시예 LL, OO, 및 LL-MMM은 6H 이상의 연필경도 및 4B 이상의 접착력을 모두 포함한다. 실시예 BBB는 5H 이상의 연필경도 및 4B 이상의 접착력을 모두 포함한다. 실시예 NNN은 경화 동안에 군열되었다. 실시예 QQQ는 상 분리되어 균질한 코팅이 형성되지 않았다.
링커를 제공하는 것은 코팅의 연필 경도를 증가시킨다(실시예 AAA를 실시예 BBB-FFF와 비교). 경화 촉매를 제공하는 것은 코팅의 연필 경도를 증가시킬 수 있다(실시예 BBB, III, III-100, KKK, KKK-100을 실시예 CCC, JJJ, JJJ-100, LLL과 비교). 실시예 QQQ-SSS를 비교하면, 중합체성 링커인 D400(실시예 RRR)은 가장 높은 접착력을 제공한다. TMPO의 첨가는 코팅의 접착력과 연필 경도를 증가시킨다(실시예 RRR과 실시예 TTT-XXX 비교). 실시예 GGGG-HHHH는 경화 전 PDMS 1에 의해 연결된 GPOSS를 포함하며, 이는 약 4H 이상의 연필 경도 및 5B 이상의 접착력을 제공한다.
(형성된 대로의) 코팅의 경도, 접착력, 및 두께
실시예 연필 경도 접착력 경화 조건
A 7H 0B 365 ㎚ 2.54 J/㎠ 5분 + 100 ℃ 30분
B 9H 3B 365 ㎚ 2.54 J/㎠ 5분 + 100 ℃ 30분
AA 6H 3B 365 ㎚ 2.54 J/㎠ 5분 + 100 ℃ 30분
BB 9H 0B 2.54 J/㎠ 5분 + 100 ℃ 30분
JJ 9H 1B 365 ㎚ 2.54 J/㎠ 5분
KK 9H 3B 365 ㎚ 2.54 J/㎠ 5분
LL 6H 4B 365 ㎚ 2.54 J/㎠ 5분
MM 9H 0B 365 ㎚ 13.44 J/㎠ 5분
NN 9H 3B 365 ㎚ 13.44 J/㎠ 5분
OO 8H 4B 365 ㎚ 13.44 J/㎠ 5분
PP 9H 0B 365 ㎚ 13.44 J/㎠ 5분 + 100 ℃ 30분
QQ 9H 0B 365 ㎚ 13.44 J/㎠ 5분 + 100 ℃ 30분
RR 8H 3B 365 ㎚ 13.44 J/㎠ 5분 + 100 ℃ 30분
AAA <6B 2B 150 ℃ 30분
BBB 5H 4B 150 ℃ 30분
CCC 3H 4B 150 ℃ 30분
DDD 3H 4B 150 ℃ 30분
EEE 3H 4B 150 ℃ 30분
FFF-100 4H 5B 100 ℃ 30분
FFF 6H 0B 150 ℃ 30분
GGG-100 2H 5B 100 ℃ 30분
GGG 1H 5B 150 ℃ 30분
HHH-100 2H 5B 100 ℃ 30분
HHH 3H 5B 150 ℃ 30분
III-100 2H 5B 100 ℃ 30분
III 2H 5B 150 ℃ 30분
JJJ-100 3H 5B 100 ℃ 30분
JJJ 3H 5B 150 ℃ 30분
KKK-100 3H 4B 100 ℃ 30분
KKK 3H 4B 150 ℃ 30분
LLL 6H 4B 150 ℃ 30분
MMM 6H 4B 150 ℃ 30분
NNN 균열 균열 150 ℃ 30분
OOO 6H 0B 150 ℃ 30분
PPP 6H 0B 150 ℃ 30분
QQQ 분리 분리 150 ℃ 30분
RRR 2H 4B 150 ℃ 30분
SSS 5H 1B 150 ℃ 30분
TTT 3H 5B 150 ℃ 30분
UUU 3H 5B 150 ℃ 30분
VVV 3H 5B 150 ℃ 30분
WWW 3H 5B 150 ℃ 30분
XXX 3H 5B 150 ℃ 30분
YYY 3H 5B 150 ℃ 30분
AAAA 1H 3B 150 ℃ 30분
BBBB 2H 3B 150 ℃ 30분
CCCC 1H 4B 150 ℃ 30분
DDDD 1H 3B 150 ℃ 30분
FFFF 2H 5B 150 ℃ 30분
GGGG 4H 5B 150 ℃ 30분
HHHH 4H 5B 150 ℃ 30분
표 16-17에 보고된 접착력 값은, 코팅(예를 들어, 코팅된 물품)이 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 동안 유지된 후, 전술된, 크로스-해치 접착력 시험을 사용하여 측정된다. 표 16에 보고된 실시예의 코팅은 표면 처리 또는 실란 커플링제 없이 침착되었다. 실시예 A-B, JJ-KK, 및 MM-RR은 7H 이상의 연필 경도를 포함한다. 실시예 B, JJ-KK, MM-NN, 및 PP-QQ는 9H의 연필 경도를 포함한다. 실시예 B, JJ-LL, NN-OO, 및 RR은 1B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 B, KK-LL, NN-OO, 및 RR은 3B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 LL 및 OO는 4B의 접착력을 포함한다. 실시예 A, MM, 및 PP-QQ는 0B의 접착력을 포함한다. 실시예 A-B, AA, JJ-LL을 실시예 MM-RR과 비교하면, 조성물 조사에서 총 에너지 밀도는 그 결과로 생긴 접착력을 크게 변화시키지 않지만, 총 에너지 밀도가 높을수록 경도는 약간 더 높아질 수 있다. 이것은 총 에너지 밀도를 10 J/㎠까지 또는 심지어 20 J/㎠ 이상으로 증가시키면 접착력 및/또는 경도가 크게 증가할 것으로 예상되었기 때문에 예상치 못한 결과이다. 결과적으로, 2.54 J/㎡의 총 에너지 밀도로 조사하여 경화된 조성물의 연필 경도 및 접착력은, 코팅의 대응하는 특성을 생성하는 동안 필요한 에너지 및 시간을 감소시키는 예상치 못한 이점을 제공한다. 실시예 B에 기초한 표 16에서 실시예들(즉, 실시예 B, KK, NN, 및 QQ)은 9H의 경도를 포함하는 반면, 실시예 AA에 기초한 표 16에서 실시예들(즉, 실시예 AA, LL, OO, 및 RR)은 8H 이하의 경도를 포함한다.
실시예 AA-CC는 비교예이다. 실시예 A-W와는 달리, 실시예 AA는 임의의 중합체를 함유하지 않는다. 전술된 방법을 사용하여 코팅을 형성시키는 것은 여전히 가능하며, 조성물은 시각적으로 투명하였다. 그러나, 실시예 AA에 기초한 실시예들(즉, 실시예 AA, LL, OO, 및 RR)은, 실시예 B에 기초한 실시예들(즉, 실시예 B, KK, NN, 및 QQ)에 대해 달성된 9H 경도 미만인, 8H 이하의 경도를 포함한다. 실시예 A-W와는 달리, 실시예 BB는 중합체 사슬의 양쪽 단부가 아닌 일측 답부에만 관능기를 갖는 중합체를 포함한다. 결과적으로, 실시예 BB의 중합체는 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 또 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 부착할 수 없다. 실제로, 실시예 BB에 대한 조성물은 용매가 제거된 경우 시각적으로 투명하지 않았다. 오히려, 용매가 제거된 경우 실시예 BB의 조성물은 불투명한 흰색이었는데, 이는 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 응집의 결과일 수 있다. 실시예 BB는 코팅을 형성하기 위해 실시예 A-G에 대해 기재된 것과 동일한 방법으로 적용될 수 없었는데, 그 이유는 불규칙하거나 및/또는 단편화된 코팅이 형성될 것이기 때문이다. 결과적으로, 실시예 BB에 기초한 코팅은, 실시예 A-W 및 JJ-RR 중 몇몇이 적용되는 심지어 30분 가열하고 5분 UV-방사보다 상당히 긴, 8시간 이상 동안 용매 혼합물을 증발시키기 위해 다-단계 가열 공정을 사용하여 경화될 필요가 있다. 실시예 BB는 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 가시적인 박리 또는 균열 없이 10일을 견딜 수 없었기 때문에 0B의 접착력을 포함한다. 실시예 A-W와 달리, 실시예 CC는 임의의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하지 않는다. 대신에, 실시예 CC는 실리카 나노입자 및 링커를 포함한다. 실시예 CC는 5B의 접착력을 포함하는 반면, 실시예 CC는 0H의 경도를 포함하며, 이는 다른 실시예들보다 낮다. 결과적으로, 실시예 CC는 하드 코팅으로 적합하지 않다.
코팅의 경도, 접착력, 및 두께(65℃, 95% 상대 습도에서 10일)
실시예 연필 경도 접착력 코팅 두께(㎛)
A 7H 0B 48.6
B 9H 3B 24.9
AA 6H 3B 24.8
BB 9H 0B 50.0
JJ 9H 1B 32.6
KK 9H 3B 35.7
LL 6H 4B 33.6
MM 9H 0B 30.0
NN 9H 3B 34.3
OO 8H 4B 41.2
PP 9H 0B 40.9
QQ 9H 0B 33.2
RR 8H 3B 37.5
표 17은 실시예 A-B, AA-BB, 및 SS-ZZ의 접착력 뿐만 아니라 코팅이 형성되지 전 유리 기판의 표면에 대한 처리 조건을 제시한다. APTMS는 Sigma Aldrich로부터 281778로 입수할 수 있는 (3-아미노프로필)트리메톡시실란을 지칭한다. GOPTMS는 Sigma Aldrich로부터 440167로, Momentive로부터 CoatOSil MP200으로, 또는 Silquest로부터 SIG5840.0으로 입수할 수 있는 (3-글리시딜옥시프로필)트리메톡시실란을 지칭한다. ECHETMS는 Gelest로부터 SIE4670.0으로 또는 Momentive로부터 Silquest A186으로 입수할 수 있는 2-(2,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란을 지칭한다. TEPSA는 Gelest로부터 SIT8192.6으로 입수할 수 있는 (3-트리에톡시실릴)프로필 숙신산 무수물을 지칭한다. MPTMS는 Gelest로부터 SIM6476.0으로 입수할 수 있는 (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란을 지칭한다. 실시예 S-Z는 표 17에 표시된 처리를 사용하여 기판에 부착된 실시예 D의 코팅을 포함한다. 실시예 TT, VV, XX, 및 ZZ에 대한 플라즈마 처리는, 임의의 실란 커플링제가 침착되기 전에 수행되며, 기판의 표면(예를 들어, 제1 주 표면)을 25℃ 환경에서 1분 동안 대기 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함한다.
표 17에 나타난 바와 같이, 실시예 A, BB, SS, UU-WW, 및 YY는 0B의 접착력을 포함하며, 실란 커플링제를 침착하기 전에 플라즈마 처리를 하지 않았다. 실시예 TT 및 ZZ는 실란 커플링제를 침착하기 전 플라즈마 처리로 1B 이상의 접착력을 포함하는 반면, 실시예 VV 및 XX는 실란 커플링제를 침착하기 전에 플라즈마 처리가 있었음에도 불구하고 0B의 접착력을 포함한다. 이것은 다른 실란 커플링제가 플라즈마 처리와 조합되지 않는 반면, 이들 실란 커플링제가 코팅의 접착력을 개선시킬 수 있다는 점에서 APTMS 및 TEPSA로부터의 예상치 못한 이점을 보여준다. 또한, 표 17의 결과는 실란 커플링제를 침착하기 전에 표면 처리(예를 들어, 플라즈마 처리)를 제공하는 것이 코팅의 접착력을 개선시킬 수 있음을 보여준다.
코팅의 표면 처리, 경도, 및 접착력(65℃, 95% 상대 습도에서, 10일)
실시예 플라즈마 처리 실란 커플링제 프라이머 경도 접착력
A 없음 없음 없음 7H 0B
B 없음 없음 없음 9H 3B
AA 없음 없음 없음 6H 3B
BB 없음 없음 없음 9H 0B
CC 없음 없음 없음 0H 5B
SS 없음 APTMS 없음 -- 0B
TT 있음 APTMS 없음 -- 1B
UU 없음 GOPTMS 없음 -- 0B
VV 있음 GOPTMS 없음 -- 0B
WW 없음 ECHETMS 없음 -- 0B
XX 있음 ECHETMS 없음 -- 0B
YY 없음 TEPSA 없음 -- 0B
ZZ 있음 TEPSA 없음 -- 3B
(형성된 대로의) 코팅의 표면 처리, 경도, 및 접착력
실시예 플라즈마 처리 실란 커플링제 프라이머 경도 접착력
H 없음 없음 MPTMS 8H 4B
I 없음 없음 MPTMS 8H 3B
J 없음 없음 없음 7H 5B
K 없음 없음 없음 8H 5B
L 없음 없음 없음 7H 1B
M 있음 GOPTMS 없음 9H 3B
N 있음 ECHETMS 없음 9H 1B
O 없음 없음 MPTMS 9H 4B
P 있음 없음 MPTMS 9H 2B
Q 없음 없음 없음 7H 3B
R 없음 없음 없음 9H 2B
S 없음 없음 없음 9H 3B
T 없음 없음 없음 9H 4B
U 없음 없음 없음 9H 3B
V 없음 없음 없음 4H 4B
W 없음 없음 없음 6H 4B
표 17과 달리, 표 18에 보고된 접착력 및 경도 측정은 형성된-대로 코팅된 물품의 코팅에 대해 측정된다. 실시예 M-N 및 P의 기판은 조성물이 침착되기 전에 플라즈마로 처리된다. 실시예 H-I 및 O는 2 wt% 용액의 티올-관능화 실란 커플링제인, MPTMS로 코팅되고, 100℃에서 30분 동안 가열된다. 실시예 M-N은, 표 4에 나타낸 바와 같이, 조성물에 실란 커플링제를 포함한다. 실시예 H-U는 7H 이상의 경도를 포함한다. 실시예 H-I, K, M-P, 및 R-U는 8H 이상의 경도를 포함한다. 실시예 M-P 및 R-U는 9H의 경도를 포함한다. 실시예 H-W는 1B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 H-K, M, 및 O-W는 2B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 H-K, M, O, Q, 및 S-W는 3B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 H, J-K, O, T, 및 V-W는 4B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 J-K는 5B의 접착력을 포함한다. 실시예 H-K, M, O, Q, 및 S-U는 7H 이상의 경도 및 3B 이상의 접착력 모두를 포함한다. 실시예 H, K, O, 및 T는 8H 이상의 접착력 및 4B 이상의 접착력 모두를 포함한다.
표 19에 보고된 접착력 값은 코팅(예를 들어, 코팅된 물품)이 85% 상대 습도, 85℃ 환경에서 30분 동안 유지된 후, 전술된, 크로스-해치 접착력 시험을 사용하여 측정된다. 표 19에 보고된 실시예의 코팅은 표면 처리 또는 실란 커플링제 없이 침착되었다. 실시예 GGG-RRR, GGG-100-JJJ-100, TTT-XXX, AAAA-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 3B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 GGG-JJJ, GGG-100-JJJ-100, UUU-VVV, XXX, CCCC-DDDD, 및 FFFF-HHHH는 4B 이상의 접착력을 포함한다. 실시예 GGG-JJJ, GGG-100-JJJ-100, XXX, DDDD, 및 GGGG-HHHH는 5B 이상의 접착력을 포함한다.
코팅의 경도, 접착력, 및 두께(85℃, 85% 상대 상대 습도에서, 30분)
실시예 연필 경도 접착력 경화 조건
GGG-100 -- 5B 100 ℃ 30분
GGG -- 5B 150 ℃ 30분
HHH-100 -- 5B 100 ℃ 30분
HHH -- 5B 150 ℃ 30분
III-100 -- 5B 100 ℃ 30분
III -- 5B 150 ℃ 30분
JJJ-100 -- 5B 100 ℃ 30분
JJJ -- 5B 150 ℃ 30분
RRR 4H 3B 150 ℃ 30분
SSS 7H 0B 150 ℃ 30분
TTT 3H 3B 150 ℃ 30분
UUU 4H 4B 150 ℃ 30분
VVV 4H 4B 150 ℃ 30분
WWW 3H 3B 150 ℃ 30분
XXX 4H 5B 150 ℃ 30분
AAAA 1H 3B 150 ℃ 30분
BBBB 2H 3B 150 ℃ 30분
CCCC 3H 4B 150 ℃ 30분
DDDD 2H 5B 150 ℃ 30분
FFFF 4H 4B 150 ℃ 30분
GGGG 4H 5B 150 ℃ 30분
HHHH 4H 5B 150 ℃ 30분
표 20에서, 펜 낙하 높이는 도 3에 나타낸 코팅된 물품(301)과 유사한 코팅된 물품에 대해 보고된다. 기판(103)은 조성물 1 및 30 ㎛의 기판 두께(109)를 포함한다. 제1 부분(321) 및 제2 부분(331)은 조성물 1 및 30 ㎛의 부분 두께(329)를 포함한다. 코팅(113)은 30 ㎛의 코팅 두께(119)를 포함한다. 코팅은 실시예 E의 조성물을 경화시켜 형성된다. 펜 낙하가 제1 부분(321)의 제2 표면 구역(325)에 대해 수행된 경우, 중앙값 펜 낙하 높이는 17 ㎝였다. 펜 낙하가 제4 평면(306)을 따라 연장되는 코팅(113)의 제3 주 표면(115)에 대해 수행된 경우, 중앙값 펜 낙하 높이는 16 ㎝였다. 대조구는 조성물 1을 포함하는 30 ㎛ 두께의 기판이고, 7.4 ㎝의 중앙값 펜 낙하 높이를 포함한다. 결과적으로, 코팅을 제공하는 것은 시험된 구역 모두에서 중앙값 펜 낙하 높이를 증가시켰다. 특히, 코팅(즉, 제4 평면(306)을 따라 연장되는 제3 주 표면(115)) 위에 중앙값 펜 낙하 높이는 제1 부분 위의 중앙값 펜 낙하 높이보다 단지 1 ㎝(6%) 작았다.
코팅된 물품에 대한 펜 낙하 높이
실시예 평균 펜 낙하 높이(㎝)
대조구 7.4
코팅 위 16
제1 부분 위 17
평행판 거리는 도 2 및 6에 나타낸 코팅된 물품(201)과 유사한 코팅된 물품에 대해 측정된다. 기판(203)은 100 ㎛의 기판 두께(209) 및 30 ㎛의 중심 두께(289)를 갖는 조성물 1을 포함한다. 코팅(113)은 30 ㎛의 코팅 두께(119)를 포함한다. 코팅은 실시예 E의 조성물을 경화시켜 형성된다. 50% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일 후에, 코팅된 물품은 3 ㎜의 평행판 거리를 달성했다. 부가적으로, 형성된-대로의 코팅된 물품은 3 ㎜의 평행판 거리까지 200,000회의 굽힘 사이클을 견딜 수 있었다.
상기 관찰들은 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 조성물, 코팅, 및 코팅된 물품 및 이의 제조 방법들을 제공하기 위해 조합될 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 우수한 내스크래치성 및/또는 높은 연필 경도(예를 들어, 약 5H 이상, 약 7H 이상, 약 9H 이상)를 제공할 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 제공하는 것은 링커(예를 들어, 중합체)의 제1 관능기 및/또는 제2 관능기와 반응할 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 관능화의 정도는, 링커(예를 들어, 중합체)가 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 2개의 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합하는 것을 촉진할 수 있다. 기판 상에 코팅을 제공하는 것은, 예를 들어, 기판의 표면 흠을 충전 및/또는 손상으로부터 보호하여 코팅된 물품의 내구성을 증가시킨다. 부가적으로, 기판은 내천공성 및/또는 내충격성을 향상시키기 위해 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판을 포함할 수 있다. 더욱이, 유리-계 기판 및/또는 세라믹-계 기판은 화학적으로 강화되어 코팅된 물품의 내충격성 및/또는 내천공성을 더욱 향상시키는 동시에 우수한 굽힘 성능을 촉진할 수 있다.
조성물은 링커(예를 들어, 중합체)의 대향하는 단부들에 관능기를 갖는 링커(예를 들어, 중합체)를 포함할 수 있으며, 여기서, 관능기는 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응한다. 링커는, 우수한 광학 특성(예를 들어, 높은 투과율, 낮은 헤이즈), 및 코팅으로서, 우수한 내구성 및/또는 기판에 대한 우수한 접착력을 제공할 수 있는, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 응집을 감소(예를 들어, 방지)할 수 있는, 중합체를 포함할 수 있다. 링커(예를 들어, 중합체)의 백본에 산소 원자를 포함하는 링커(예를 들어, 중합체)를 제공하는 것은, 링커, 그 결과로 생긴 조성물, 및 그 결과로 생긴 코팅의 유연성을 증가시킬 수 있으며, 이는 최대 신율, 내구성, 및/또는 내충격성(예를 들어, 펜 낙하 높이)을 증가시킬 수 있다. 약 400 달톤 내지 약 30,000 달톤의 범위에서 수-평균 분자량(Mn)을 갖는 중합체를 포함하는 링커를 제공하는 것은, 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 제조성을 저해할 수 있는, 중합체의 얽힘을 감소시키면서 이에 부착된 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 응집을 방지할 수 있다. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 대한 링커(예를 들어, 중합체)의 낮은 몰비(예를 들어, 약 0.06 이하)를 제공하는 것은, 2개의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 링커(예를 들어, 중합체)를 생성할 수 있고, 이는 전술된 이점을 달성할 수 있다. 코팅된 물품의 작동 범위를 벗어난(예를 들어, 약 -20℃ 내지 약 60℃의 작동 범위를 벗어난) 유리 전이 온도를 갖는 중합체를 제공하는 것은, 코팅된 물품이 작동 범위에 걸쳐 일관된 특성을 갖는 것을 가능하게 할 수 있다. 반응성 희석제(예를 들어, 조성물이 기판 상에 배치된 후 경화될 때까지 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되지 않은 링커)를 제공하는 것은, 조성물의 점도를 조정하는데 사용될 수 있으며, 이는 균일한 적용을 촉진하고 및/또는 조성물 및/또는 코팅의 전체 비용을 줄이면서 저-비용의 적용 기술을 가능하게 할 수 있다.
하나 이상의 아민 및/또는 무수물 관능기를 포함하는 링커를 제공하는 것은 실란 커플링제의 사용 여부와 관계없이 기판에 우수한 접착력(예를 들어, 형성된 대로 약 4B 이상; 50% 상대 습도, 25℃ 환경에서 10일 동안 유지된 후 약 4B 이상; 및/또는 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 동안 유지된 후 약 4B 이상)을 갖는 코팅을 제공할 수 있다. 경화 촉매를 제공하는 것은, 그 결과로 생긴 코팅의 경도를 증가시킬 수 있다. 트리메틸올프로판 옥세탄을 포함하는 조성물을 제공하는 것은 그 결과로 생긴 코팅의 경도를 증가시킬 수 있다. 코팅은 소수성일 수 있고, 낮은 동적 마찰 계수(즉, 약 0.8 이하, 예를 들어, 약 0.5 이하), 우수한 내마모성, 및/또는 세정-용이성(ETC) 코팅으로서의 기능을 가질 수 있다.
실질적으로 무-용매 조성물로부터 층을 형성하는 것은 이의 경화 속도를 증가시킬 수 있고, 이는 가공 시간을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 무-용매 조성물은 레올로지 개질제의 사용을 감소(예를 들어, 줄임, 제거)시키고, 조성물 균질성을 증가시킬 수 있으며, 이는 그 결과로 생긴 코팅의 광학적 투명도(예를 들어, 투과율)를 증가시킬 수 있다. 게다가, 무-용매 조성물은 그 결과로 생긴 코팅에서 시각적 결함, 예를 들어, 임의의 용매가 증발함에 따라 휘발성 가스로부터의 기포의 발생률을 감소시킬 수 있다. 용매를 포함하는 코팅 방법을 제공하는 것은 매우 다양한 조성물을 사용하여 코팅을 형성하는 것을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 짧은 기간 동안 층을 조사하여 층을 경화시켜 코팅을 형성함으로써, 가공 효율을 높이고 제조 비용을 절감할 수 있다. 층을 형성하기 위해 조성물과 함께 부가적인 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 제공하는 것은 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 경도를 더욱 증가시킬 수 있다. 광개시제가 없는 조성물(예를 들어, 열경화성 조성물)을 제공하는 것은 황변 문제가 없을 수 있다. 실란 커플링제를 제공하는 것은 기판(예를 들어, 유리-계 기판, 중합체-계 기판)에 대한 코팅의 접착력을 증가시킬 수 있다. 부가적으로, 코팅은 높은 투과율(예를 들어, 약 90% 이상), 낮은 헤이즈(예를 들어, 약 0.5% 이하), 및/또는 낮은 황변 지수(예를 들어, 약 0.6 이하)를 포함할 수 있다. 나노입자(예를 들어, 실리카 나노입자, 알루미나 나노입자)가 실질적으로 없거나 및/또는 없는 조성물을 제공하는 것은, 나노입자(예를 들어, 실리카 나노입자, 알루미나 나노입자)를 갖는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 대응하는 조성물, 코팅, 및/또는 코팅된 물품과 비교하여, 조성물의 가공 문제(예를 들어, 응집, 집적, 상 분리)를 줄일 수 있고, 코팅 및/또는 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 광학 특성을 개선(예를 들어, 상승된 온도 및/또는 습도에서 에이징 후에도 낮은 헤이즈 및/또는 높은 투과율을 유지)할 수 있으며, 그 결과로 생긴 코팅 및/또는 코팅된 물품의 기계적 특성(예를 들어, 경도, 모듈러스, 변형)을 감소시킬 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같은 방향 용어 - 예를 들어, 위, 아래, 우측, 좌측, 앞, 뒤, 상부, 하부 -는 오직 도시된 대로의 도면들을 참조하여 이루어진 것이고, 절대 방향을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
개시된 다양한 관점들은 해당 관점과 관련하여 기재되는 특색, 요소, 또는 단계를 포괄할 수 있는 것으로 인식될 것이다. 또한, 특색, 요소, 또는 단계가, 비록 하나의 관점과 관련하여 기재될지라도, 다양한 예시되지 않은 조합 또는 치환에서 대안적인 관점들과 상호교환되거나 또는 조합될 수 있는 것으로 인식될 것이다.
또한, 본원에서 사용되는 바와 같은, "단수" 및 "복수"는 특별히 구분없이 사용되며, 별도의 언급이 없는 한, "단수" 및 "복수"는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미한다. 예를 들어, "구성요소"에 대한 언급은, 문맥상 별도로 명확하게 나타내지 않는 한, 둘 이상의 이러한 "구성요소"를 갖는 관점들을 포함한다. 마찬가지로, "복수"는 "하나 초과"를 나타내는 것으로 의도된다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "약"은, 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 기타 수량 및 특징이 정확하지 않고 정확할 필요는 없으며, 허용 오차, 변환 계수 (conversion factors), 반올림, 측정 오차 및 이와 유사한 것, 및 기술분야의 당업자에게 알려진 기타 인자들을 반영하여, 원하는 것에, 대략적이거나 및/또는 더 크거나 작을 수 있음을 의미한다. 범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 또 다른 특정 값으로 본원에서 표시될 수 있다. 이러한 범위가 표시된 경우, 관점들은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 근사치로 표시된 경우, 특정 값이 또 다른 관점을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서에서 범위의 수치 값 또는 말단값이 "약"을 언급하는지의 여부에 관계없이, 범위의 수치 값 또는 말단값은 2개의 관점들: "약"에 의해 변경되는 하나, 및 "약"에 의해 변경되지 않는 다른 하나를 포함하는 것으로 의도된다. 각각의 범위의 말단값은 다른 말단값과 관련하여, 그리고 다른 말단값과 무관하게 모두 의미있는 것으로 더욱 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "실질적인", "실질적으로" 및 이들의 변형은, 기재된 특색이 값 또는 설명과 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내기 위한 것으로 의도된다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은, 평면 또는 거의 평면인 표면을 나타내는 것으로 의도된다. 게다가, 위에서 정의된 바와 같은, "실질적으로 유사한"은, 2개의 값이 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 관점들에서, "실질적으로 유사한"은, 서로의 약 10% 이내, 예를 들어, 서로의 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내에서 값을 나타낼 수 있다.
별도로 명시되지 않는 한, 본원에 서술된 임의의 방법은, 이의 단계가 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구범위가 이의 단계들에 뒤따라야 할 순서를 실제로 언급하지 않거나 또는 단계들이 특정 순서로 제한되는 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에서 별도로 구체적으로 명시하지 않는 경우, 임의의 특정 순서로 간주되는 것으로 의도되지 않는다.
특정 관점들의 다양한 특색, 요소, 또는 단계가 전환 문구 "포함하는"을 사용하여 개시될 수 있는 경우, 이는 전환 문구 "이루어지는" 또는 "필수적으로 이루어지는"을 사용하여 기재될 수 있는 것을 포함하여, 대안적인 관점들이 함축되어 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 장치에 대하여 함축된 대안적인 관점들은, 장치가 A+B+C로 이루어진 관점 및 장치가 A+B+C로 실질적으로 이루어진 관점을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같은, 용어 "포함하는" 및 "포괄하는", 및 이의 변형은, 별도로 표시되지 않는 한, 동의어이고 개방-형인 것으로 해석되어야 한다.
상기 관점들, 및 이들 관점들의 특색은 대표적이며, 단독으로 또는 본 개시의 범주를 벗어나지 않고 본원에 제공된 다른 관점들의 임의의 하나 이상의 특색과 임의의 조합으로 제공될 수 있다.
본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시에 대해 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구범위 및 이들의 균등물의 범주 내에 있는 한 본원의 관점들의 변경 및 변화를 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 제1 주 표면을 포함하는 기판; 및
    상기 제1 주 표면 위에 배치된 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 코팅으로, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커에 의해 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되는, 코팅을 포함하고,
    여기서, 상기 코팅은 약 5H 이상의 연필 경도를 포함하는, 코팅된 물품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅을 제1 주 표면에 부착시키는 실란 커플링제를 더욱 포함하는, 코팅된 물품.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 실란 커플링제는 (3-트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란, 및 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 코팅된 물품.
  4. 청구항 1-3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅은 95% 상대 습도, 65℃ 환경에서 10일 후에 약 1B 이상의 기판에 대한 접착력을 포함하는, 코팅된 물품.
  5. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 코팅된 물품.
  6. 청구항 1-4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 관능기는 알코올, 아크릴레이트, 에폭시, 및 우레이도로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 관능기는 알코올, 아크릴레이트, 및 에폭시로 이루어진 군으로부터 선택되는, 코팅된 물품.
  7. 청구항 1-6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링커의 백본은 산소 원자를 포함하는, 코팅된 물품.
  8. 청구항 1-7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은, 복수의 관능화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 포함하고, 상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제1 관능화 POSS를 포함하며, 상기 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제2 관능화 POSS를 포함하는, 코팅된 물품.
  9. 청구항 1-8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및/또는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 글리시딜 관능기 또는 에폭시시클로헥실 관능기에 의해 관능화되는, 코팅된 물품.
  10. 청구항 1-7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링커는 중합체를 포함하는, 코팅된 물품.
  11. 청구항 1-10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 약 3 millimeters 내지 약 10 millimeters의 범위에서 평행판 거리를 달성할 수 있는, 코팅된 물품.
  12. 청구항 1-11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코팅된 물품은 4 millimeters의 평행판 거리를 달성할 수 있는, 코팅된 물품.
  13. 기판의 제1 주 표면 위에 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 층을 침착시키고, 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 링커의 제1 단부에 제1 관능기 및 상기 링커의 제1 단부에 대향하는 링커의 제2 단부에 제2 관능기로 말단화된 링커에 의해 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되는, 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는 층을 침착시키는 단계; 및
    상기 층을 코팅을 형성하기 위해 경화시키는 단계를 포함하는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 제2 관능기는 산 알코올, 무수물, 아미드, 아민, 알코올, 염화물, 시안화물, 에폭시, 티올, 및 할로겐화 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
  15. 청구항 13-14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 경화 이전에 중합체, 제1 주 표면, 또는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산의 또 다른 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합되지 않은 제3 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 포함하는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
  16. 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산, 및 반응성 희석제를 포함하는 링커를 포함하는 층을 기판의 제1 주 표면 위에 침착시키는 단계; 및
    상기 층을 코팅을 형성하기 위해 경화시키는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 링커는 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산과 반응하여 상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 중 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산을 상기 복수의 관능화 실세스퀴옥산 중 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합시키며, 상기 링커는 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 제3 관능기 및 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산에 결합된 제4 관능기를 포함하는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제3 관능기는 산 알코올, 아크릴레이트, 무수물, 알코올, 에폭시, 이소시아네이트, 및 우레이도로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 제4 관능기는 산 알코올, 아크릴레이트, 무수물, 알코올, 에폭시, 이소시아네이트, 및 우레이도로 이루어진 군에서 선택되는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
  18. 청구항 14-17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은, 복수의 관능화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 포함하고, 상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제1 관능화 POSS를 포함하며, 상기 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 복수의 관능화 POSS 중 제2 관능화 POSS를 포함하는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
  19. 청구항 14-18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 관능화 올리고머 실세스퀴옥산 및/또는 제2 관능화 올리고머 실세스퀴옥산은 글리시딜 관능기 또는 에폭시시클로헥실 관능기에 의해 관능화되는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
  20. 청구항 14-19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층은 실란 커플링제를 더욱 포함하는, 코팅된 물품을 제조하는 방법.
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