KR20240097409A - Organic-Inorganic Hybrid Composition for Hardcoating, Hardcoating Film thereby and Cover Window Including the Film - Google Patents

Organic-Inorganic Hybrid Composition for Hardcoating, Hardcoating Film thereby and Cover Window Including the Film Download PDF

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Abstract

본 발명은 별도의 방오층이나 반사방지층을 형성하지 않고도 우수한 경도, 방오성, 광투과성, 밀착성을 나타내며 곡면성형 시 크랙이 발생하지 않아 곡면 가공성이 우수한 하드코팅용 유무기 하이브리드 조성물, 상기 조성물에 의해 형성된 하드코팅막 및 상기 하드코팅막이 적용된 커버윈도우에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CH3(CH2)8CH2Si(OR1)3; R2Si(OR3)3; 및 Si(OR4)4; 유래의 구조단위로 이루어진 실록산 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅용 조성물, 상기 조성물에 의해 형성된 하드코팅막 및 상기 하드코팅막이 적용된 커버윈도우에 관한 것이다.
이때, R1, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이고, R2는 에폭시 또는 아크릴기가 치환된 C1~C4의 선형, 분지형 또는 지환형 알킬기이거나, 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴기이거나, 알켄기를 갖는 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이다.
The present invention provides an organic-inorganic hybrid composition for hard coating that exhibits excellent hardness, anti-fouling properties, light transmittance, and adhesion without forming a separate anti-fouling layer or anti-reflection layer, and does not generate cracks when forming a curved surface, so it has excellent curved surface processability, and the organic-inorganic hybrid composition formed by the composition It relates to a hard coating film and a cover window to which the hard coating film is applied, more specifically CH 3 (CH 2 ) 8 CH 2 Si(OR 1 ) 3 ; R 2 Si(OR 3 ) 3 ; and Si(OR 4 ) 4 ; It relates to a hard coating composition comprising a siloxane resin composed of derived structural units, a hard coating film formed by the composition, and a cover window to which the hard coating film is applied.
At this time, R 1 , R 3 and R 4 are each independently a C1 to C4 linear or branched alkyl group, and R 2 is a C1 to C4 linear, branched or alicyclic alkyl group in which an epoxy or acrylic group is substituted, or a substituted or It is an unsubstituted aryl group of C6 to C12, or a linear or branched alkyl group of C1 to C4 having an alkene group.

Description

하드코팅용 유무기 하이브리드 조성물, 이에 의한 하드코팅막 및 하드코팅막이 적용된 커버윈도우{Organic-Inorganic Hybrid Composition for Hardcoating, Hardcoating Film thereby and Cover Window Including the Film}Organic-inorganic hybrid composition for hard coating, hard coating film thereby, and cover window to which the hard coating film is applied {Organic-Inorganic Hybrid Composition for Hardcoating, Hardcoating Film thereby and Cover Window Including the Film}

본 발명은 별도의 방오층이나 반사방지층을 형성하지 않고도 우수한 경도, 방오성, 광투과성, 밀착성을 나타내며 곡면성형 시 크랙이 발생하지 않아 곡면 가공성이 우수한 하드코팅용 유무기 하이브리드 조성물, 상기 조성물에 의해 형성된 하드코팅막 및 상기 하드코팅막이 적용된 커버윈도우에 관한 것이다. The present invention provides an organic-inorganic hybrid composition for hard coating that exhibits excellent hardness, anti-fouling properties, light transmittance, and adhesion without forming a separate anti-fouling layer or anti-reflection layer, and does not generate cracks when forming a curved surface, so it has excellent curved surface processability, and the organic-inorganic hybrid composition formed by the composition It relates to a hard coating film and a cover window to which the hard coating film is applied.

디스플레이 장치는 복수의 화소를 구비하여 화상을 표시하기 위한 표시패널과, 외부의 충격이나 오염으로부터 표시패널을 보호하기 위하여 표시패널 상에 형성되는 커버윈도우를 포함한다. 커버윈도우는 표면의 흠집을 방지하기 위한 고경도 특성과, 외부 충격으로부터 파손을 방지하기 위한 고강도 특성, 패시패널로부터 표시되는 화상을 훼손하거나 왜곡하지 않기 위한 우수한 광학특성이 요구된다. 최근에는 터치플레이 방식으로 작동되는 디스플레이가 확대되면서 손으로부터의 이염으로 인하여 화질이나 시인성이 저하하지 않도록 방오성도 요구된다. 또한 디스플레이 장치의 적용분야가 다양해지면서 평면형의 구조에서 벗어나, 다양한 형상으로의 가공이 용이하도록 곡면 가공성 역시 요구된다. 예를 들어, 자동차에 적용되는 디스플레이는 종래 단순한 사각형의 네비게이션뿐 아니라, 전면부 전체를 중앙정보디스플레이(CID, Center Information Display)로 구현한 제품이 출시되거나, 출시예고 되고 있다. 이에 사각형의 평면에서 벗어나, 여러 가지 형상의 이형 및 곡면 형성이 자유로우며 대면적화가 용이한 커버윈도우의 제작이 필요하다.A display device includes a display panel with a plurality of pixels for displaying an image, and a cover window formed on the display panel to protect the display panel from external shock or contamination. Cover windows require high hardness characteristics to prevent surface scratches, high strength characteristics to prevent damage from external impacts, and excellent optical characteristics to not damage or distort the image displayed from the fascia panel. Recently, as the number of displays operated by touch play has expanded, anti-fouling properties are also required to prevent image quality or visibility from deteriorating due to color transfer from hands. In addition, as the application fields of display devices become more diverse, curved surface machinability is also required to break away from the flat structure and facilitate processing into various shapes. For example, displays applied to automobiles are not only conventionally simple square navigation products, but products with the entire front part implemented as a central information display (CID, Center Information Display) are being released or are expected to be released. Accordingly, it is necessary to manufacture a cover window that goes beyond the square plane and is free to form various shapes and curves, and can easily be expanded into a large area.

종래 커버윈도우의 재질로 주로 사용되던 강화유리는 고강도 특성으로 인하여 스크래치에 강하고, 광학 특성이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 상대적으로 무겁기 때문에 휴대용 기기나 친환경 자동차 등 경량을 요하는 디스플레이에 적용이 어렵고, 충격에 약하고 충격을 받았을 때 비산되는 특성이 있어 이차적인 피해를 야기할 수 있다. 또한 곡면 또는 이형 가공이 어려운 점도 최근 디스플레이 시장의 요구에 부응하지 못한다.Tempered glass, which has been mainly used as a material for conventional cover windows, has the advantage of being resistant to scratches and having excellent optical properties due to its high strength characteristics. However, because it is relatively heavy, it is difficult to apply to displays that require light weight, such as portable devices or eco-friendly cars, and it is vulnerable to shock and has the property of scattering when impacted, which can cause secondary damage. In addition, the difficulty in processing curved or irregular shapes does not meet the needs of the recent display market.

최근 강화유리 소재의 문제점을 해결하기 위하여 플라스틱 재질로 커버윈도우를 구현하는 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 커버윈도우에 사용되는 대표적인 플라스틱 재료로는 폴리카보네이트(PC; polycarbonate)와 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA; polymethylmethacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene naphthalate), 폴리에테르설폰(PES, polyethersulfone) 등을 들 수 있으며, 플렉시블 디스플레이를 위한 커버윈도우로 투명폴리이미드(CPI; colorless polyimide)가 각광을 받고 있기도 하다. 플라스틱 재료는 경량성, 내충격성, 투명성, 유연성이 있어 유리 대체 재료로 유망하지만, 유리에 비해 상대적으로 내충격성이나 내스크래치성, 광투과율을 비롯한 광학특성이 충분하지 못하다. Recently, research on implementing cover windows using plastic materials has been continuously conducted to solve problems with tempered glass materials. Representative plastic materials used in cover windows include polycarbonate (PC), polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyethylene naphthalate (PEN). Examples include polyethersulfone (PES), and transparent polyimide (CPI; colorless polyimide) is also in the spotlight as a cover window for flexible displays. Plastic materials are promising as a replacement for glass due to their lightness, impact resistance, transparency, and flexibility, but their optical properties, including impact resistance, scratch resistance, and light transmittance, are insufficient compared to glass.

이러한 단점을 보완하기 위하여 플라스틱 재료의 표면에는 하드코팅층을 형성하여 물성을 보완하고자 하는 다양한 시도가 진행되고 있다. 하드코팅층 상에는 별도의 기능층을 형성하여 커버윈도우에 요구되는 특성을 보완한다. 예를 들어, 반사방지층 및/또는 방현층은 커버윈도우의 광학특성을 향상시킬 수 있다. 방오층의 형성은 커버윈도우 표면의 오염을 방지하여 시인성 또는 심미성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In order to compensate for these shortcomings, various attempts are being made to improve the physical properties by forming a hard coating layer on the surface of the plastic material. A separate functional layer is formed on the hard coating layer to complement the characteristics required for the cover window. For example, an anti-reflection layer and/or an anti-glare layer can improve the optical properties of the cover window. The formation of an antifouling layer can prevent contamination of the surface of the cover window and reduce visibility or aesthetics.

그러나 커버윈도우에 요구되는 특성 간에는 서로 상충되는 특징이 있어 하나의 층으로 모든 특성을 동시에 만족시키기는 쉽지 않다. 일예로 하드코팅에 의해 고경도 특성을 만족시키는 경우 가공성이 떨어져 곡면 가공 시 크랙이 발생하거나 내충격성이 저하될 수 있다. 가공성 향상을 위하여 하드코팅층에 유연성을 부여하면, 광학 특성이 저하되는 것과 함께 경도가 낮아진다. 이 때문에 여러 가지 특성을 만족시키기 위하여 다층의 적층구조를 형성하기도 한다. 또한 방오성 부여를 위해 하드코팅층에 오염방지제를 첨가하는 것으로는 방오성을 충분히 발휘시키기 어렵고, 방오성 향상을 위해 오염방지제의 양을 증가시키는 경우 첨가한 오염방지제로 인해 하드코팅층의 광학특성이 저하되거나 오염방지제가 블리드아웃되는 문제가 있다. 이 때문에 불소계화합물을 포함한 방오층을 별도로 형성하기도 한다. 그러나 커버윈도우를 구성하는 층의 수가 증가할수록 제조공정이 복잡해지므로 생산 단가가 높아질 뿐 아니라 층간 계면에서의 반사나 굴절로 인하여 광학 특성이 저하될 우려가 있고 층간 박리로 인한 내구성 저하의 우려가 있다. 따라서 가급적 별도의 층을 형성하지 않고도 커버윈도우에 요구되는 여러 가지 특성을 만족할 수 있도록 하는 하드코팅층에 대한 필요성이 지속적으로 제기되어 왔다.However, since there are conflicting characteristics among the characteristics required for a cover window, it is not easy to satisfy all characteristics simultaneously with one layer. For example, when high hardness characteristics are satisfied through hard coating, processability may be reduced, which may lead to cracks occurring during curved surface processing or reduced impact resistance. When flexibility is given to the hard coating layer to improve processability, optical properties deteriorate and hardness decreases. For this reason, a multi-layer laminated structure is sometimes formed to satisfy various characteristics. In addition, it is difficult to sufficiently demonstrate the anti-fouling agent by adding an anti-fouling agent to the hard coating layer to provide anti-fouling properties, and when the amount of anti-fouling agent is increased to improve the anti-fouling property, the optical properties of the hard coating layer may deteriorate due to the added anti-fouling agent or the anti-fouling agent may deteriorate. There is a problem with bleed out. For this reason, an antifouling layer containing a fluorine-based compound is sometimes formed separately. However, as the number of layers constituting the cover window increases, the manufacturing process becomes more complex, which not only increases the production cost, but also increases the risk of deterioration of optical properties due to reflection or refraction at the interface between layers, and deterioration of durability due to delamination between layers. Therefore, the need for a hard coating layer that can satisfy various characteristics required for a cover window without forming a separate layer has been continuously raised.

아크릴계 고분자와 같은 고분자 수지를 이용한 하드코팅용 조성물은 범용적으로 사용되는 플라스틱 재료에 대해 친화성이 높기 때문에 밀착성이 우수하고 유연성과 성형성에 장점이 있지만, 커버윈도우에 요구되는 정도의 경도에는 미치지 못한다. 실리카 입자와 같은 무기물은 유연성이나 성형성은 낮지만, 높은 경도와 투명성을 나타낸다. 이에 경도를 향상시키기 위하여 무기 나노입자들을 아크릴레이트 조성물에 분산시킨 조성물이 제안되었다. 그러나 무기 나노입자를 물리적으로 분산시키는 경우 분산성이 저하되고, 무기 나노입자가 응집과 무기 나노입자 계면에서의 굴절로 인하여 광학 특성이 저하되는 문제가 있다. 하드코팅은 유기재료의 유연성, 밀착성, 성형성과 무기재료의 고경도 특성, 투명성 등의 특성을 모두 요하기 때문에 이들의 특성이 함께 구현될 수 있는 유-무기 하이브리드 형태의 조성물을 개발하는 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 그러나 아직까지 단층의 하드코팅층만으로 커버윈도우에 요구되는 특성을 만족하기에는 충분하지 않다. Hard coating compositions using polymer resins such as acrylic polymers have high affinity for commonly used plastic materials, so they have excellent adhesion and advantages in flexibility and moldability, but they do not reach the level of hardness required for cover windows. . Inorganic materials such as silica particles have low flexibility and formability, but exhibit high hardness and transparency. Accordingly, a composition in which inorganic nanoparticles were dispersed in an acrylate composition was proposed to improve hardness. However, when physically dispersing inorganic nanoparticles, there is a problem in that dispersibility is reduced and optical properties are deteriorated due to agglomeration of the inorganic nanoparticles and refraction at the interface of the inorganic nanoparticles. Since hard coating requires properties such as flexibility, adhesion, and formability of organic materials and high hardness and transparency of inorganic materials, research and development is needed to develop an organic-inorganic hybrid composition that can realize these properties together. It is actively underway. However, a single hard coating layer alone is still not sufficient to satisfy the characteristics required for a cover window.

등록특허 제10-2159687호Registered Patent No. 10-2159687 등록특허 제10-1664735호Registered Patent No. 10-1664735 등록특허 제10-1464550호Registered Patent No. 10-1464550

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 단일 하드코팅층만으로도 우수한 경도특성과 방오성을 나타내면서도 광투과성과 밀착성 및 곡면 가공성이 우수한 하드코팅막을 형성할 수 있는 하드코팅용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention provides a hard coating composition that can form a hard coating film with excellent light transmittance, adhesion, and curved surface processability while exhibiting excellent hardness characteristics and antifouling properties with only a single hard coating layer. The purpose.

본 발명의 다른 목적은 상기 하드코팅용 조성물을 경화하여 제조되는 하드코팅막과 그 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a hard coating film manufactured by curing the hard coating composition and a method for manufacturing the same.

또한 본 발명은 상기 하드코팅막을 포함하는 디스플레이용 커버윈도우를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a cover window for a display including the hard coating film.

이하, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 명세서에서 특정 층 또는 막이 다른 부분의 '상에' 있다고 하는 것은 다른 부분의 '바로 위에' 있는 것뿐 아니라 그 중간에 다른 층 또는 막이 개재되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '상에' 배치된다고 하는 것은 상부 뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.Hereinafter, in describing the invention, if a detailed description of the known technology related to the invention is judged to unnecessarily obscure the gist of the invention, the detailed description will be omitted. In addition, in this specification, saying that a specific layer or membrane is 'on' another part includes not only being 'right on' the other part, but also cases where another layer or membrane is interposed between them. Additionally, in this specification, being placed ‘on’ may include being placed not only at the top but also at the bottom.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하기 화학식 1의 화합물; 하기 화학식 2의 화합물; 및 하기 화학식 3의 화합물; 유래의 구조단위로 이루어진 실록산 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅용 조성물에 관한 것이다.The present invention for achieving the above-described object includes a compound of the following formula (1); A compound of formula 2 below; and compounds of formula 3 below; It relates to a composition for hard coating, characterized in that it contains a siloxane resin composed of structural units derived from the present invention.

<화학식 1> <Formula 1>

CH3(CH2)8CH2Si(OR1)3 CH 3 (CH 2 ) 8 CH 2 Si(OR 1 ) 3

<화학식 2><Formula 2>

R2Si(OR3)3 R 2 Si(OR 3 ) 3

<화학식 3><Formula 3>

Si(OR4)4 Si(OR 4 ) 4

상기 화학식 1 내지 3에서,In Formulas 1 to 3,

R1, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이고,R 1 , R 3 and R 4 are each independently a C1 to C4 linear or branched alkyl group,

R2는 에폭시 또는 아크릴기가 치환된 C1~C4의 선형, 분지형 또는 지환형 알킬기이거나, 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴기이거나, 알켄기를 갖는 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이다. 이하, 설명에서 R1, R2, R3 및 R4의 정의는 별도로 지정하지 않는 한, 상술한 바와 동일하다.R 2 is a C1 to C4 linear, branched or alicyclic alkyl group with a substituted epoxy or acrylic group, a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a C1 to C4 linear or branched alkyl group with an alkene group. Hereinafter, in the description, the definitions of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as those described above, unless otherwise specified.

따라서 본 발명의 하드코팅용 조성물을 구성하는 실록산 수지는 하기와 같이 화학식 1 유래의 T 구조단위(I)와, 화학식 2 유래의 T 구조단위(II)와 화학식 3 유래의 Q 구조단위(III)를 포함한다.Therefore, the siloxane resin constituting the hard coating composition of the present invention includes a T structural unit (I) derived from Chemical Formula 1, a T structural unit (II) derived from Chemical Formula 2, and a Q structural unit (III) derived from Chemical Formula 3, as follows. Includes.

본 발명의 하드코팅용 조성물은 Q 구조단위의 무기실란과 T 구조단위의 유기실란으로 이루어진 유무기 하이브리드 조성물로, 상기 조성물이 경화된 하드코팅막은 고경도 특성과 반사방지 기능으로 인한 우수한 광학특성, 밀착성, 성형성을 겸비한다. 이에 더하여 화학식 1의 데실기(CH3(CH2)8CH2-)의 알킬 사슬이 도입됨에 따라 방오성과 유연성이 증가하면서도, 다른 유기실란과 혼합 사용으로 표면강도와 광투과율을 우수하게 유지할 수 있다. 반면, I의 구조단위와 III의 구조단위로만 이루어진 실록산 수지를 포함하는 조성물로 형성된 하드코팅막은 방오성을 나타내기는 하였으나, I의 구조단위 함량에 따른 연필경도의 감소가 급격하여 우수한 표면경도와 곡면성형성을 나타내는 일정한 품질의 하드코팅막을 형성하기 어려웠다. II와 III의 구조단위만을 포함한 실록산 수지를 포함하는 조성물로 형성된 하드코팅막은 경도는 우수하였으나, 곡면 성형성과 방오성을 나타내지 않았다. 본 발명의 하드코팅용 조성물은 I, II 및 III의 구조단위를 모두 포함하는 것에 의해, 이를 경화한 하드코팅막이 단순히 표면경도만을 향상시키는 것이 아니라 광학특성, 곡면 성형성, 밀착성 및 방오성이 모두 우수한 것을 특징으로 한다. 따라서 광학특성을 향상시키기 위한 반사방지층이나, 방오성을 나타내기 위한 방오층을 하드코팅층 상에 별도로 형성할 필요가 없으므로, 그로 인한 재료단가, 공정단가를 절감할 수 있으며 하드코팅막이 형성된 물품의 경량화에 기여할 수 있다.The hard coating composition of the present invention is an organic-inorganic hybrid composition composed of an inorganic silane of the Q structural unit and an organic silane of the T structural unit. The hard coating film cured from the composition has excellent optical properties due to high hardness and anti-reflection function, It has both adhesion and moldability. In addition, as the alkyl chain of the decyl group (CH 3 (CH 2 ) 8 CH 2 -) of Formula 1 is introduced, antifouling properties and flexibility increase, and excellent surface strength and light transmittance can be maintained by mixing with other organosilanes. there is. On the other hand, the hard coating film formed from a composition containing a siloxane resin consisting only of the structural units of I and III showed antifouling properties, but the pencil hardness decreased rapidly according to the content of the structural units of I, resulting in excellent surface hardness and curved surface forming. It was difficult to form a hard coating film of consistent quality. The hard coating film formed from a composition containing a siloxane resin containing only structural units II and III had excellent hardness, but did not exhibit curved formability and antifouling properties. The hard coating composition of the present invention contains all structural units I, II, and III, so that the hard coating film cured thereof not only improves surface hardness, but also has excellent optical properties, curved formability, adhesion, and antifouling properties. It is characterized by Therefore, there is no need to separately form an anti-reflection layer to improve optical properties or an anti-fouling layer to show anti-fouling properties on the hard coating layer, thereby reducing material and process costs and reducing the weight of the product on which the hard coating film is formed. You can contribute.

상기 실록산 수지의 구조단위에서도 확인할 수 있듯이, R1, R3 및 R4는 실록산 수지에 포함되지 않으며, 실록산 수지의 제조 시 제거되는 것으로, 하드코팅막의 특성에 영향을 미치지 않는다. 따라서 가수분해 및 축합반응에 의해 다른 유기실란 및/또는 무기실란과 결합할 수 있으며, 하드코팅막 형성을 위한 건조/경화 공정에서 제거될 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 무방하다. R1, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이나, 이외에도 실록산 결합을 형성하고 하드코팅막 형성 시 잔류로 인해 하드코팅막의 물성에 영향을 미치지 않는 것이라면 본 발명의 범주에 포함되는 것이라 할 수 있다.As can be seen from the structural unit of the siloxane resin, R 1 , R 3 and R 4 are not included in the siloxane resin and are removed during production of the siloxane resin, so they do not affect the properties of the hard coating film. Therefore, it can be combined with other organic silanes and/or inorganic silanes through hydrolysis and condensation reactions, and can be anything that can be removed in the drying/curing process for forming a hard coating film. R 1 , R 3 and R 4 are each independently a C1 to C4 linear or branched alkyl group, but in addition, if they form a siloxane bond and do not affect the physical properties of the hard coating film due to remaining during the formation of the hard coating film, it is within the scope of the present invention. It can be said to be included in .

II의 구조단위는 I의 구조단위의 함량 변화에 의한 급격한 경도변화를 억제하여 안정적인 물성을 나타내도록 하는 구조단위이다. II의 구조단위를 형성하는 화학식 2로 표시되는 화합물에서, R2는 에폭시기나 아크릴기, 알켄기와 같이 중합이 가능한 반응기를 추가로 포함하는 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이거나, 혹은 스테킹에 의해 고강도를 나타낼 수 있도록 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴기이다. 화학식 2의 화합물로는 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리프로폭시실란, 3-메타아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필 트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리프로폭시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리프로폭시실란, 페닐 트리메톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 페닐 트리프로폭시실란, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란 또는 비닐 트리프로폭시 실란을 예로 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The structural unit of II is a structural unit that exhibits stable physical properties by suppressing rapid changes in hardness due to changes in the content of the structural unit of I. In the compound represented by Formula 2 forming the structural unit of II, R 2 is a linear or branched alkyl group of C1 to C4 that additionally contains a polymerizable reactive group such as an epoxy group, an acrylic group, or an alkene group, or It is a substituted or unsubstituted aryl group of C6 to C12 that can exhibit high strength. Compounds of Formula 2 include 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl triethoxysilane, 3-glycidoxypropyl tripropoxysilane, 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane, 3-methacryloxypropyl triethoxysilane, 3-acryloxypropyl trimethoxysilane, 3-acryloxypropyl triethoxysilane, 3-acryloxypropyl tripropoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclo Hexyl)ethyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltripropoxysilane, phenyl trimethoxysilane, phenyl triethoxysilane Examples include, but are not limited to, ethoxysilane, phenyl tripropoxysilane, vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, or vinyl tripropoxysilane.

화학식 2의 화합물이 아크릴기나 알켄기와 같이 광중합이 가능한 작용기를 가진 경우에는 상기 조성물은 0.1 내지 3 wt%의 광개시제를 추가로 포함할 수 있다. 광개시제가 너무 적으면 광중합 반응의 개시에 효율적이지 못하며, 광개시제의 양이 너무 많으면 하드코팅막의 물성에 영향을 미칠 수 있다. If the compound of Formula 2 has a photopolymerizable functional group such as an acrylic group or an alkene group, the composition may additionally include 0.1 to 3 wt% of a photoinitiator. If the amount of photoinitiator is too small, it is not efficient in initiating the photopolymerization reaction, and if the amount of photoinitiator is too large, it may affect the physical properties of the hard coating film.

본 발명의 조성물에서 상기 III의 구조단위 I에 대하여 I의 구조단위와 II의 구조단위의 합은 0.1~0.5인 것이 바람직하며, 0.2~0.35인 것이 더욱 바람직하다. I의 구조단위와 II의 구조단위의 합이 너무 작은 경우 유기실란 도입으로 인한 밀착성이나 곡면 성형성을 얻을 수 없으며, 너무 큰 경우에는 충분한 표면경도나 광학 특성을 발휘하기 어렵다. 곡면 성형을 필요로 하지 않는 경우에는 상기 범위 내에서 유기실란 유래의 구조단위인 I의 구조단위와 II의 구조단위의 합을 작게 할 수 있다.In the composition of the present invention, the sum of the structural units of I and the structural units of II for the III structural unit I is preferably 0.1 to 0.5, and more preferably 0.2 to 0.35. If the sum of the structural units of I and II is too small, adhesion or curved surface formability cannot be obtained due to the introduction of organosilane, and if it is too large, it is difficult to achieve sufficient surface hardness or optical properties. In cases where curved surface molding is not required, the sum of the structural units of I and II, which are structural units derived from organosilane, can be reduced within the above range.

I의 구조단위와 II의 구조단위의 비율은 1:2.5~2.5:1인 것이 바람직하다. 구조단위 I의 비율이 너무 크면 광투과율이 감소하고, 경도가 낮아질 수 있다. 반면 구조단위 I의 비율이 너무 작으면 방오성이 낮아진다.The ratio of structural units of I to structural units of II is preferably 1:2.5 to 2.5:1. If the ratio of structural unit I is too large, light transmittance may decrease and hardness may decrease. On the other hand, if the ratio of structural unit I is too small, the antifouling property decreases.

본 발명의 다른 양태는 상기 하드코팅용 조성물의 제조방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention relates to a method for producing the hard coating composition.

본 발명의 제조방법은 (A) 하기 화학식 1의 화합물, 화학식 2의 화합물 및 화학식 3의 화합물과 C1~C4의 알코올을 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계; (B) 상기 혼합 용액에 물과 산 촉매를 가하여 축합반응하는 단계; 및 (C) 상기 축합반응액을 에이징하는 단계;를 포함한다.The preparation method of the present invention includes the steps of (A) mixing a compound of Formula 1, a compound of Formula 2, and a compound of Formula 3 with a C1 to C4 alcohol to prepare a mixed solution; (B) performing a condensation reaction by adding water and an acid catalyst to the mixed solution; and (C) aging the condensation reaction solution.

상기 (A) 단계는 화학식 1 및 화학식 2의 유기실란과 화학식 3의 무기실란을 C1~C4의 알코올로 희석하는 단계이다. 본 단계에서 C1~C4 알코올은 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3의 화합물의 합에 대하여 예를 들어 8:1~12:1의 몰비일 수 있다. The step (A) is a step of diluting the organosilane of Formula 1 and Formula 2 and the inorganic silane of Formula 3 with C1 to C4 alcohol. In this step, the C1 to C4 alcohols may be in a molar ratio of, for example, 8:1 to 12:1 with respect to the sum of the compounds of Formula 1, Formula 2, and Formula 3.

화학식 1의 화합물, 화학식 2의 화합물 및 화학식 3의 화합물과 같이 알콕시기를 포함하는 실란은 산을 촉매로 하여 (1) 가수분해반응 및 (2) 축합중합반응의 2단계 반응을 통한 축합반응에 의해 실록산 수지를 형성하는 것이 잘 알려져 있다. 이때 산은 pH를 조절하여 가수분해 반응을 가속화하는 것으로, 그 종류에 한정되지 않는다. 하기 실시예에서는 산 촉매로 질산을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 염산, 황산 등 축합반응을 촉진할 수 있는 것이라면 어느 것이라도 사용할 수 있다.Silane containing an alkoxy group, such as the compound of Formula 1, the compound of Formula 2, and the compound of Formula 3, is formed through a condensation reaction using an acid as a catalyst through a two-step reaction of (1) hydrolysis reaction and (2) condensation polymerization reaction. It is well known to form siloxane resins. At this time, the acid accelerates the hydrolysis reaction by adjusting the pH, and is not limited to its type. In the following examples, nitric acid was used as the acid catalyst, but it is not limited to this, and any acid that can promote the condensation reaction, such as hydrochloric acid or sulfuric acid, can be used.

상기 (B) 단계에서 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3의 화합물의 합에 대하여 물의 몰비는 1:1~1:5인 것이 바람직하다. 물의 몰비가 너무 작으면 가수분해가 완전히 일어나지 않고, 물의 몰비가 너무 크면 반응속도가 너무 느려진다. 본 단계의 반응은 상온~알코올의 비점의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 40℃~알코올의 비점에서 수행되는 것이 더욱 바람직하다.In step (B), the molar ratio of water to the sum of the compounds of Formula 1, Formula 2, and Formula 3 is preferably 1:1 to 1:5. If the molar ratio of water is too small, hydrolysis does not occur completely, and if the molar ratio of water is too large, the reaction rate becomes too slow. The reaction in this step is preferably performed at a temperature between room temperature and the boiling point of alcohol, and more preferably at a temperature between 40°C and the boiling point of alcohol.

상기 (C) 단계는 축합반응이 충분히 진행되어 안정적인 조성의 투명한 졸(sol)을 생성하도록 하는 단계이다. 상기 에이징 단계는 0~20℃에서 24시간 이상 수행되는 것이 바람직하다.The step (C) is a step in which the condensation reaction proceeds sufficiently to produce a transparent sol with a stable composition. The aging step is preferably performed at 0 to 20°C for more than 24 hours.

본 발명의 다른 일 양태는 본 발명의 하드코팅용 조성물을 경화하여 기재 상에 형성되는 하드코팅막에 관한 것이다. 상기 기재는 유리 또는 플라스틱 기재일 수 있다. 상기 플라스틱 기재는 예를 들면, 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA; polymethylmethacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN; Polyethylene naphthalate), 폴리에테르설폰(PES, polyethersulfone), 투명폴리이미드(CPI; colorless polyimide), 사이클릭 올레핀 공중합체(COC, cyclic olefin copolymer) 기재일 수 있다. Another aspect of the present invention relates to a hard coating film formed on a substrate by curing the hard coating composition of the present invention. The substrate may be a glass or plastic substrate. The plastic substrate includes, for example, polycarbonate (PC), polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyether sulfone. It may be based on polyethersulfone (PES), colorless polyimide (CPI), or cyclic olefin copolymer (COC).

전술한 바와 같이 본 발명의 하드코팅용 조성물을 경화하여 제조된 하드코팅막은 물에 대한 접촉각이 90° 이상으로 방오성을 나타낸다. 또한 반사방지 특성으로 인하여 본 발명의 하드코팅막이 형성된 기재의 가시광선 영역의 평균 광투과율은 하드코팅막이 형성되기 전의 기재의 광투과율보다 우수한 특징이 있다. 하드코팅막의 표면경도는 하드코팅막이 형성된 기재와 두께에 의해 영향을 받는다. 상기 2~5 ㎛ 두께의 하드코팅막이 형성된 경우, 하드코팅층 표면측에서 측정된 연필경도는 유리 기재의 경우 6H~9H, PMMA 기재(2 mm 두께)의 경우 4H~7H로 매우 우수한 표면경도를 나타내었다. 상기 하드코팅막에 대해 곡면성형을 실시한 결과 굴곡반경이 10 cm이하에서도 크랙이 발생하지 않아 굴곡성형성이 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 크로스 컷에 의한 밀착성 테스트에서도 매우 우수한 밀착성을 나타내었다.As described above, the hard coating film produced by curing the hard coating composition of the present invention has a contact angle with water of 90° or more, showing antifouling properties. In addition, due to the anti-reflection property, the average light transmittance in the visible light region of the substrate on which the hard coating film of the present invention is formed is superior to the light transmittance of the substrate before the hard coating film is formed. The surface hardness of the hard coating film is affected by the substrate and thickness on which the hard coating film is formed. When the hard coating film with a thickness of 2 to 5 ㎛ is formed, the pencil hardness measured on the surface of the hard coating layer is 6H to 9H for the glass substrate and 4H to 7H for the PMMA substrate (2 mm thick), showing very excellent surface hardness. It was. As a result of performing curved molding on the hard coating film, it was confirmed that no cracks occurred even when the bending radius was less than 10 cm, showing excellent bending formability, and an adhesion test using a cross cut also showed very excellent adhesion.

본 발명의 하드코팅막은 (A) 기재 상에 청구항 1의 하드코팅용 조성물을 코팅하는 단계; 및 (B) 도포된 조성물을 경화하는 단계;를 포함하여 제조될 수 있다. 도포된 조성물은 경화 후 (C) 곡면 성형하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. The hard coating film of the present invention includes the steps of (A) coating the hard coating composition of claim 1 on a substrate; and (B) curing the applied composition. The applied composition may further include the step of (C) forming a curved surface after curing.

하드코팅막이 형성된 기재를 곡면 성형하는 경우에는 하드코팅용 조성물을 두 번에 나누어 경화하는 것이 더욱 바람직하다. 1차 경화와 2차 경화로 나누어 진행하는 것에 의해 곡면 성형 시 크랙 발생을 방지하는 것과 함께 표면경도가 더욱 높으면서도 밀착성이 우수한 하드코팅막을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 1차 경화와 2차 경화는 열경화 온도에 의해 조절될 수 있다. 하기 실시예에서 예시한 바와 같이, 100℃에서 1차 경화하여 4H의 표면강도인 하드코팅막을 형성 후 120℃에서 추가경화를 하면 표면강도가 5H로 증가하므로 1차 경화 후 곡면성형을 실시하고 추가경화할 수 있다. 또는 청구항 1의 조성물이 광중합이 가능한 아크릴기가 치환되거나 알켄기를 갖는 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기를 갖는 경우, 조성물에 추가로 광개시제를 포함하여 상기 2차 경화는 광조사에 의한 광중합에 의해 진행되도록 할 수 있다. When curved molding is performed on a substrate on which a hard coating film is formed, it is more preferable to cure the hard coating composition in two steps. By dividing the process into primary and secondary curing, it is possible to prevent cracks during curved surface molding and form a hard coating film with higher surface hardness and excellent adhesion. For example, the primary curing and secondary curing can be controlled by thermal curing temperature. As illustrated in the examples below, after primary curing at 100°C to form a hard coating film with a surface strength of 4H, additional curing at 120°C increases the surface strength to 5H, so curved molding is performed after primary curing and additional curing is performed. It can be hardened. Alternatively, if the composition of claim 1 has a C1 to C4 linear or branched alkyl group substituted with a photopolymerizable acrylic group or has an alkene group, a photoinitiator is additionally included in the composition, and the secondary curing is carried out by photopolymerization by light irradiation. It can be done as much as possible.

본 발명의 하드코팅막은 우수한 물성을 단일 코팅막으로 발휘할 수 있기 때문에 디스플레이, 가전제품과 같은 다양한 물품의 표면 보호에 사용될 수 있다. 이에 본 발명의 다른 일양태는 기판: 및 청구항 1의 조성물을 경화하여 형성되는 하드코팅막;을 포함하는 디스플레이용 커버윈도우에 관한 것이다. 본 발명의 하드코팅막이 적용된 디스플레이용 커버윈도우는 상기 기판의 종류에 제한되는 것은 아니나, 플라스틱 기판인 경우 고경도와 곡면 성형성을 동시에 제공할 수 있으므로 더욱 유용하게 사용될 수 있다. 특히 전면부 전체를 중앙정보디스플레이로 구현한 차세대 자동차용 디스플레이와 같이 곡면성형 및 이형성형을 필요로 하는 경우에 그 효용성을 입증할 수 있다. Since the hard coating film of the present invention can exhibit excellent physical properties as a single coating film, it can be used to protect the surfaces of various items such as displays and home appliances. Accordingly, another aspect of the present invention relates to a cover window for a display including a substrate: and a hard coating film formed by curing the composition of claim 1. The cover window for a display to which the hard coating film of the present invention is applied is not limited to the type of the substrate, but in the case of a plastic substrate, it can be used more effectively because it can provide both high hardness and curved formability. In particular, its effectiveness can be proven in cases that require curved molding and release molding, such as next-generation automotive displays in which the entire front part is implemented as a central information display.

이상과 같이 본 발명의 하드코팅용 조성물에 의하면 무기실란의 고경도 특성과 유기실란의 유연성에 의해 고경도 특성과 곡면 성형성을 겸비하면서, 핀홀없이 치밀하고 균일하게 코팅이 가능하며 반사방지 특성으로 인한 광투과율 향상효과가 있으며, 방오성과 밀착성이 우수하므로 별도의 방오층이나 반사방지층을 형성하지 않고도 수 마이크론 두께의 단일 조성의 하드코팅막만으로 기재에 우수한 특성을 부여할 수 있다. As described above, according to the hard coating composition of the present invention, it has both high hardness and curved formability due to the high hardness characteristics of inorganic silane and the flexibility of organic silane, and can be coated densely and uniformly without pinholes and has anti-reflection properties. It has the effect of improving light transmittance and has excellent anti-fouling and adhesion properties, so excellent properties can be given to the substrate with only a hard coating film of a single composition several microns thick without forming a separate anti-fouling layer or anti-reflection layer.

따라서 본 발명의 하드코팅용 조성물은 디스플레이를 비롯한 가전제품, 각종 물품의 표면의 하드코팅막 형성에 유용하게 사용될 수 있다. 특히 자동차용 디스플레이와 같이 곡면 또는 이형 성형을 필요로 하며, 방오성과 내스크래치성을 요하는 분야에 다른 물성을 유지하면서도 단일층으로 해당 성능을 충족시킬 수 있어 더욱 유용하게 사용될 수 있다. Therefore, the hard coating composition of the present invention can be usefully used to form a hard coating film on the surface of home appliances, including displays, and various articles. In particular, it can be more useful in fields that require curved or irregular molding, such as automotive displays, and that require anti-fouling and scratch resistance, as it can meet the performance with a single layer while maintaining other physical properties.

도 1은 일 실시예에 의한 하드코팅용 조성물의 제조공정을 보여주는 순서도.
도 2는 일 실시예에 의한 하드코팅용 조성물의 사진.
도 3a~3e는 일 실시예에 의한 하드코팅막이 형성된 유리 기재의 특성을 보여주는 이미지 및 그래프.
도 4는 일 실시예에 의한 하드코팅막이 형성된 플라스틱 기재의 특성을 보여주는 이미지 및 그래프.
도 5a~5e는 일 실시예에 의한 하드코팅막이 형성된 플라스틱 기재의 접촉각 특성을 보여주는 이미지.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 하드코팅용 조성물의 사진.
도 7a~7c는 본 발명의 일 실시예에 의한 하드코팅막이 형성된 기재의 특성을 보여주는 이미지 및 그래프.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 하드코팅막의 AFM 이미지 및 코팅막 두께를 보여주는 그래프.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 하드코팅막의 굴곡 성형성을 보여주는 이미지.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 하드코팅막의 열처리 온도에 따른 경도 특성을 보여주는 이미지.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 하드코팅막의 밀착성 시험 결과를 보여주는 이미지.
1 is a flow chart showing the manufacturing process of a hard coating composition according to an embodiment.
Figure 2 is a photograph of a composition for hard coating according to an example.
3A to 3E are images and graphs showing the characteristics of a glass substrate on which a hard coating film is formed according to an embodiment.
Figure 4 is an image and graph showing the characteristics of a plastic substrate on which a hard coating film is formed according to an embodiment.
Figures 5a to 5e are images showing contact angle characteristics of a plastic substrate on which a hard coating film is formed according to an example.
Figure 6 is a photograph of a composition for hard coating according to an embodiment of the present invention.
7A to 7C are images and graphs showing the characteristics of a substrate on which a hard coating film is formed according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a graph showing an AFM image and coating film thickness of a hard coating film according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an image showing the bending formability of a hard coating film according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is an image showing hardness characteristics according to heat treatment temperature of a hard coating film according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is an image showing the results of an adhesion test of a hard coating film according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다. The present invention will be described in more detail below with reference to the attached examples. However, these embodiments are only examples to easily explain the content and scope of the technical idea of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited or changed thereby. Based on these examples, it will be obvious to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

[실시예][Example]

실시예 1 : 단일 유기실란을 이용한 유무기 하이브리드 하드코팅Example 1: Organic-inorganic hybrid hard coating using a single organosilane

1) 하드코팅용 조성물의 제조1) Preparation of composition for hard coating

금속알콕사이드와 유기실란의 반응에 의해 유무기 하이브리드 하드코팅용 조성물을 제조하였다. An organic-inorganic hybrid hard coating composition was prepared by reaction of metal alkoxide and organosilane.

금속알콕사이드로는 TEOS (tetraethyl orthosilicate)를 사용하였으며, 유기실란으로는 PTMS(Trimethoxyphenylsilane), GPTMS(3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane), VTMS(Vinyltrimethoxysilane), TMSPM(3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate 및 DTMS(Decyltrimethoxysilane)를 사용하였다. TEOS (tetraethyl orthosilicate) was used as a metal alkoxide, and as organosilanes, PTMS (Trimethoxyphenylsilane), GPTMS (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane), VTMS (Vinyltrimethoxysilane), TMSPM (3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate, and DTMS (Decyltrimethoxysilane) was used.

보다 상세하게는, TEOS 1몰을 기준으로 상기 유기실란 중 하나를 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 또는 1.0 몰비로 혼합하고 9.31몰의 에탄올로 희석하여 용액을 제조하였다. DI수 3.62몰에 질산(60%) 0.08몰을 혼합하여 묽은 질산 수용액을 제조하고 이를 상기 에탄올 용액에 적가하였다. 적가가 완료되면, 50~60℃를 유지하며 5시간 반응시키고, 추가로 상온에서 24시간 교반하였다. 제조된 조성물은 냉장보관하여 1일 이상 에이징한 후 코팅액으로 사용하였다. 도 1은 본 실시예 조성물의 제조공정을 나타낸다. More specifically, a solution was prepared by mixing one of the above organosilanes at a molar ratio of 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, or 1.0 based on 1 mole of TEOS and diluting it with 9.31 mole of ethanol. A dilute aqueous nitric acid solution was prepared by mixing 3.62 moles of DI water with 0.08 moles of nitric acid (60%), which was added dropwise to the ethanol solution. Once the dropwise addition was completed, the reaction was maintained at 50-60°C for 5 hours and stirred at room temperature for an additional 24 hours. The prepared composition was stored in refrigeration, aged for more than 1 day, and then used as a coating solution. Figure 1 shows the manufacturing process of the composition of this example.

도 2는 각 유기실란을 사용하여 제조한 하드코팅용 조성물의 사진으로 모두 투명한 졸(sol)이 형성되었음을 확인할 수 있다.Figure 2 is a photograph of the hard coating composition prepared using each organosilane, and it can be seen that a transparent sol was formed in all of them.

2) 하드코팅막의 제조2) Manufacturing of hard coating film

상기 1)에서 제조한 하드코팅용 조성물을 사용하여 딥코팅 (Dip Coating)법에 의해 유리기판 또는 PC 또는 PMMA 기판 위에 하드코팅막을 제조하였다. 각 기판의 두께는 모두 2 mm 였다. 딥코팅의 인상 속도는 2 mm/s로 설정하였으며 기판을 용액에 침지시킨 후 인상하고, 상온에서 10분간 유지하여 코팅액을 공기 중에서 1차 건조하였다. 코팅액의 유동성이 없어진 10분~30분 후 100℃ 오븐에서 0.5시간 유지하여 코팅막을 2차 건조시켰다. A hard coating film was prepared on a glass substrate, PC or PMMA substrate by dip coating using the hard coating composition prepared in 1) above. The thickness of each substrate was 2 mm. The dip coating pulling speed was set at 2 mm/s, and the substrate was immersed in the solution, pulled up, maintained at room temperature for 10 minutes, and the coating solution was first dried in air. 10 to 30 minutes after the coating liquid loses its fluidity The coating film was secondarily dried by keeping it in an oven at 100°C for 0.5 hours.

3) 하드코팅막이 형성된 기재의 특성 평가3) Evaluation of the characteristics of the substrate on which the hard coating film is formed

2)에서 유리기판 상에 제조한 하드코팅막 각각에 대해 가시광선 영역의 평균 광투과율과 연필경도 및 물에 대한 접촉각을 측정하여 그 결과를 하기 표 1~3 및 도 3a~3e에 기재하였다. 도 3의 a~e에서 광투과율에 기재된 시료 HX-1, 2, 3, 4, 5는 각각의 시료에서 TEOS의 몰수에 대한 알킬실란 몰%가 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 및 1.0인 시료를 의미한다. 광투과율은 UV-VIS-NIR spectrometer로 측정하였고, 연필경도는 pencil hardness tester로 측정하였고, 접촉각은 contact angle measurement를 사용하여 측정하였다. The average light transmittance, pencil hardness, and contact angle with water in the visible light region were measured for each of the hard coating films prepared on the glass substrate in 2), and the results are shown in Tables 1 to 3 and Figures 3a to 3e below. Samples HX-1, 2, 3, 4, and 5 described in light transmittance in a to e of Figure 3 are samples in which the mole percent of alkylsilane relative to the number of moles of TEOS in each sample is 0.1, 0.25, 0.5, 0.75, and 1.0. it means. Light transmittance was measured using a UV-VIS-NIR spectrometer, pencil hardness was measured using a pencil hardness tester, and contact angle was measured using a contact angle measurement.

표 1의 결과에서, 하드코팅막이 형성되지 않은 유리기판의 가시광 평균 투과율은 91.2%로, 표 1에서 대부분의 하드코팅막(음영으로 표시)은 유리기판과 동일하거나 그보다 향상된 투과율을 나타내었다. 이는 하드코팅막의 굴절율이 유리기판보다 낮아서 반사방지 효과가 발휘되었기 때문으로 해석될 수 있다. 다만, PTMS의 경우에는, TEOS 대비 몰 농도가 0.5% 이상이 되면 100℃ 오븐에서 0.5시간 유지 후에도 코팅막의 경화가 완전히 이루어지지 않아 특성평가가 불가능하였다. 특히 GPTMS, VTMS 및 DTMS는 특정 함량에서 93% 이상의 매우 높은 투과율을 나타내었다.From the results in Table 1, the average visible light transmittance of the glass substrate without a hard coating film was 91.2%, and most of the hard coating films (indicated by shading) in Table 1 showed the same or improved transmittance as the glass substrate. This can be interpreted as the fact that the refractive index of the hard coating film is lower than that of the glass substrate, thereby demonstrating the anti-reflection effect. However, in the case of PTMS, when the molar concentration exceeded 0.5% compared to TEOS, the coating film was not completely cured even after being kept in an oven at 100°C for 0.5 hours, making property evaluation impossible. In particular, GPTMS, VTMS, and DTMS showed very high transmittance of over 93% at a certain content.

표 2는 조성물 중 알킬실란의 농도가 증가함에 따라 연필경도가 감소하는 것을 보여준다. 이는 조성물 중 유기기의 비율이 증가하면서 유연성이 증가하기 때문으로 사료된다. 유기실란 중 VTMS는 가장 우수한 연필경도를 나타내어 유연성을 요하지 않는 분야에서 유용하게 사용될 수 있음을 보여주었다. DDTMS는 0.1% 함유된 경우에는 매우 우수한 연필경도를 나타내었으나, 함량이 0.25%로 증가하면 연필경도가 급격히 감소하였다.Table 2 shows that pencil hardness decreases as the concentration of alkylsilane in the composition increases. This is believed to be because flexibility increases as the proportion of organic groups in the composition increases. Among organosilanes, VTMS has the best pencil hardness, showing that it can be useful in fields that do not require flexibility. When DDTMS was contained at 0.1%, it showed excellent pencil hardness, but when the content increased to 0.25%, pencil hardness rapidly decreased.

표 3의 접촉각은 연필경도와는 달리 알킬실란의 농도가 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 DTMS는 접촉각이 100° 내외로 매우 우수한 방오성을 나타내었는데, 이는 방오제로 흔히 사용되는 불소계 실란과 유사한 값이다. 따라서 방오 효과를 위해 불소계 실란을 대체하여 유용하게 사용될 수 있다. TPSPM은 DTMS에는 미치지 못하지만, 우수한 방오 특성을 나타내었다.The contact angle in Table 3, unlike pencil hardness, tended to increase as the concentration of alkylsilane increased. In particular, DTMS showed excellent antifouling properties with a contact angle of around 100°, which is a similar value to fluorine-based silanes commonly used as antifouling agents. Therefore, it can be usefully used as a replacement for fluorine-based silane for antifouling effect. Although TPSPM was not as good as DTMS, it showed excellent antifouling properties.

플라스틱 소재로서 PC 또는 PMMA 상에 형성된 하드코팅막에 대해서도 광투과율과 연필경도 및 접촉각을 측정하고, 그 결과를 하기 표 4~6과 도 4 및 도 5a~e에 기재하였다. Light transmittance, pencil hardness, and contact angle were also measured for the hard coating film formed on PC or PMMA as a plastic material, and the results are shown in Tables 4 to 6 and Figures 4 and 5a to 5e.

표 5에서 확인할 수 있듯이, 본 실시예의 하드코팅막을 포함하는 PC 및 PMMA 기판은 모두 90% 이상의 투과율을 나타내었으며, 대부분의 경우 코팅층이 형성되지 않은 유리기판보다 높은 투과율을 나타내었다. As can be seen in Table 5, the PC and PMMA substrates containing the hard coating film of this example both showed transmittances of 90% or more, and in most cases, showed higher transmittances than glass substrates on which no coating layer was formed.

하드코팅막의 형성 전 PC 기재의 연필경도는 4B, PMMA의 연필경도는 2H이다. PC 기재에는 하드코팅층이 형성됨에 따라 연필경도가 HB로 증가하였으며, PMMA 기재 역시 3H~6H로 연필경도가 향상됨을 보여준다. VTMS를 포함하는 조성물은 유리 기재에서와 마찬가지로 PMMA 기재에서도 고경도 특성을 갖는 하드코팅막을 형성하였다.Before forming the hard coating film, the pencil hardness of the PC substrate is 4B, and the pencil hardness of PMMA is 2H. As the hard coating layer was formed on the PC substrate, the pencil hardness increased to HB, and the PMMA substrate also showed an improvement in pencil hardness to 3H~6H. The composition containing VTMS formed a hard coating film with high hardness characteristics on the PMMA substrate as well as on the glass substrate.

하드코팅막을 형성하기 전의 PC 기재의 표면 접촉각은 72.5°이며, PMMA의 표면 접촉각은 64.9°이다. PC 기재에서 GPTMS와 VTMS, TMSPM을 사용한 하드코팅막이 형성된 경우에는 오히려 표면 접촉각이 낮아졌으며, PTMS는 표면 접촉각에 미치는 영향이 거의 없었다. PMMA 기판의 경우에도 유사한 경향을 나타내었으나, PTMS를 이용한 하드코팅막은 PC 기재에서보다 접촉각 향상 효과를 나타내었다. 이에 반해 DTMS는 유리 기재에서와 마찬가지로 접촉각을 향상시키는 효과가 현저하여 하드코팅층이 방오층으로서의 역할을 겸비할 수 있는 가능성을 보여주었다.The surface contact angle of the PC substrate before forming the hard coating film is 72.5°, and the surface contact angle of PMMA is 64.9°. When a hard coating film using GPTMS, VTMS, and TMSPM was formed on a PC substrate, the surface contact angle was lowered, and PTMS had little effect on the surface contact angle. A similar trend was observed in the case of the PMMA substrate, but the hard coating film using PTMS showed an effect of improving the contact angle compared to the PC substrate. On the other hand, DTMS had a significant effect of improving the contact angle, similar to the glass substrate, showing the possibility that the hard coating layer could also serve as an antifouling layer.

실시예 2 : 유기실란 혼합물을 이용한 유무기 하이브리드 하드코팅Example 2: Organic-inorganic hybrid hard coating using organosilane mixture

1) 하드코팅용 조성물 및 하드코팅막의 제조1) Preparation of hard coating composition and hard coating film

유기실란으로서 단일 유기실란을 사용하는 대신, 하기 표 7에 기재된 조성에 따라 두 개의 유기실란을 혼합하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 1)과 동일한 방법에 의해 하드코팅용 조성물을 제조하였다. 두 개의 유기실란은 TEOS 1몰을 기준으로 0.1몰+0.1몰, 0.1몰+0.25몰 또는 0.25몰+0.1몰로 혼합하여 조성물을 제조하였다. 도 6은 일 실시예에 의해 제조된 조성물들의 사진으로 모두 투명한 졸을 형성함을 확인할 수 있다.A hard coating composition was prepared in the same manner as Example 1 1), except that instead of using a single organosilane as the organosilane, two organosilanes were mixed according to the composition shown in Table 7 below. The two organosilanes were mixed at 0.1 mol + 0.1 mol, 0.1 mol + 0.25 mol, or 0.25 mol + 0.1 mol based on 1 mol of TEOS to prepare a composition. Figure 6 is a photograph of the compositions prepared according to one example, and it can be seen that all of them form a transparent sol.

제조된 각 조성물을 사용하여 실시예 1의 2)와 동일한 방법으로 하드코팅막을 제조하였다. 기재의 영향을 줄이기 위하여 유리기판을 사용하여 코팅막을 제조하였다. A hard coating film was prepared in the same manner as 2) of Example 1 using each of the prepared compositions. To reduce the influence of the substrate, a coating film was manufactured using a glass substrate.

2) 하드코팅막이 형성된 기재의 특성 평가2) Evaluation of the characteristics of the substrate on which the hard coating film is formed

1)에서 하드코팅막을 형성한 기재에 대해 실시예 1의 3)과 동일한 방법에 의해 특성을 평가하고 그 결과를 표 7~9 및 도 7a~7c에 기재하였다. 표 7~9에서 0.1+0.1은 두 개의 알킬실란이 TEOS 1몰에 대하여 0.1몰+0.1몰의 비율로 혼합됨을 의미하며, 이러한 시료의 시료번호는 이하 도면에서 NO-1로 표기된다. 예를 들어, 시료가 D3-2로 표시된다면, 이는 TEOS 1몰에 대하여 PTMS 0.1몰과 DTMS 0.25몰을 혼합하여 제조된 조성물임을 의미한다.The properties of the substrate on which the hard coating film was formed in 1) were evaluated by the same method as 3) of Example 1, and the results are shown in Tables 7 to 9 and Figures 7a to 7c. In Tables 7 to 9, 0.1 + 0.1 means that two alkylsilanes are mixed at a ratio of 0.1 mol + 0.1 mol for 1 mol of TEOS, and the sample number of this sample is indicated as NO-1 in the drawings below. For example, if the sample is marked as D3-2, this means that it is a composition prepared by mixing 0.1 mole of PTMS and 0.25 mole of DTMS with respect to 1 mole of TEOS.

TEOS와 함께 2종의 유기실란을 사용하여 제조한 유기실란은 D8-2 시료만을 제외하고는 모두 90%이상의 광투과율을 나타내었으며, 대부분의 경우 유리 기재 자체보다 광투과율이 증가하여 반사방지막으로 작용함을 보여주었다. Organosilanes manufactured using two types of organosilanes together with TEOS showed light transmittances of over 90% except for the D8-2 sample, and in most cases, light transmittances increased compared to the glass substrate itself, acting as an anti-reflection film. showed that

연필경도에 대한 시험 결과에서 DTMS가 단독으로 사용된 경우에는 0.25 몰%의 DTMS로 제조된 하드코팅막에서는 연필경도가 1H로 매우 낮았으나, 2가지 유기실란을 혼합하여 사용한 경우에는 DTMS를 0.25 몰% 포함하는 경우에도 D10-3의 시료를 제외하고는 6H 이상의 고경도 특성을 나타내었으며, PTMS와 혼합된 경우에는 0.25 몰%의 DTMS를 사용한 경우에도 연필경도가 9H에 달하였다. In the test results for pencil hardness, when DTMS was used alone, the hard coating film made with 0.25 mol% DTMS had a very low pencil hardness of 1H, but when two organosilanes were mixed and used, DTMS was used at 0.25 mol%. Even when it was included, it showed high hardness of 6H or higher except for the sample D10-3, and when mixed with PTMS, the pencil hardness reached 9H even when 0.25 mol% of DTMS was used.

표 9의 접촉각에 대한 결과에서 DTMS를 포함하여 제조된 하드코팅막은 모두 90° 이상의 접촉각을 나타내어 방오 특성이 있음을 보여주었다. DTMS를 포함하지 않는 경우에는 모두 방오 특성을 나타내기에는 접촉각이 작았다.The contact angle results in Table 9 showed that all hard coating films manufactured including DTMS had contact angles of 90° or more, showing that they had antifouling properties. In all cases without DTMS, the contact angle was too small to exhibit antifouling properties.

이상의 결과는 TEOS와 함께 DTMS와 DTMS 이외의 유기실란을 혼합하여 제조한 하드코팅용 조성물을 사용하여 제조한 하드코팅막은 별도의 반사반지막이나 방오층을 형성하지 않아도 하나의 막으로 경도를 현저하게 향상시키는 것과 함께 반사방지 효과에 의한 광투과성을 향상시키고 방오성을 나타냄을 보여주는 것이다.The above results show that the hard coating film manufactured using a hard coating composition prepared by mixing DTMS and an organosilane other than DTMS with TEOS significantly increases hardness as a single film without forming a separate anti-reflective film or antifouling layer. In addition to improving the light transmittance through the anti-reflection effect, it shows that it has anti-fouling properties.

도 8은 D6-1 시료의 AFM 이미지로, RMS 표면거칠기가 약 2.585nm로 조도가 매우 낮으며, 3.245 ㎛ 두께의 코팅막이 균일하게 형성되었음을 보여준다. 본 실시예의 코팅막들이 높은 광투과율을 나타내는 것은, 마이크로 두께로 형성되었음에도 불구하고 크랙 또는 핀홀 없이 치밀하고 균일하게 코팅되었기 때문이다. Figure 8 is an AFM image of sample D6-1, showing that the RMS surface roughness is very low at about 2.585 nm and that a coating film with a thickness of 3.245 ㎛ is uniformly formed. The reason why the coating films of this example exhibit high light transmittance is because they were coated densely and uniformly without cracks or pinholes even though they were formed at a micro thickness.

21 cm × 30 cm × 2 mm의 PMMA 기판 상에 D6-3의 조성물을 사용하여 하드코팅막을 제조하고, 곡면가공성을 평가하였다. 구체적으로 PMMA 기판 상에 D6-3의 조성물을 도포한 후 Bar코팅을 이용하여 코팅막을 제조하였다. 이때 사용한 bar는 최종 코팅막의 두께를 고려하여 #20 혹은 #30을 사용하였다. Bar의 이동 속도는 5~10mm/s로 코팅을 하였다. 코팅 이후에 1차 코팅막을 상온에서 약 10분정도 유지한 후 오븐 100℃에서 1시간 건조하였다. 곡면성형을 하기 위하여 굴곡반경 5 cm인 카본몰드 위에 기판을 올려둔 후 120℃에서 1시간 유지하고 상판으로 가볍게 눌러 성형하였다. 비교를 위하여 DTMS를 포함하지 않고 TEOS 1몰에 대해 GPTMS 0.25 몰% 만을 혼합하여 제조한 조성물로 하드코팅막을 제조하여 동일한 실험을 진행하였다. A hard coating film was prepared using the composition D6-3 on a 21 cm × 30 cm × 2 mm PMMA substrate, and the surface processability was evaluated. Specifically, the composition D6-3 was applied on a PMMA substrate, and then a coating film was prepared using Bar coating. The bar used at this time was #20 or #30, considering the thickness of the final coating film. The bar was coated with a moving speed of 5 to 10 mm/s. After coating, the first coating film was maintained at room temperature for about 10 minutes and then dried in an oven at 100°C for 1 hour. To perform curved molding, the substrate was placed on a carbon mold with a bending radius of 5 cm, kept at 120°C for 1 hour, and then lightly pressed with the upper plate to form it. For comparison, the same experiment was conducted by manufacturing a hard coating film using a composition prepared by mixing only 0.25 mol% of GPTMS with respect to 1 mole of TEOS without containing DTMS.

도 9는 그 결과를 보여주는 사진으로 TEOS와 GPTMS로부터 제조한 조성물을 사용하여 하드코팅막이 형성된 기재는 하드코팅 후 크랙이 발생하지만, D6-3의 조성물로 하드코팅막을 형성한 기재는 크랙이나 하드코팅막의 박리 없이 곡면성형이 가능함을 확인할 수 있었다.Figure 9 is a photograph showing the results. Although the substrate on which the hard coating film was formed using the composition prepared from TEOS and GPTMS cracked after hard coating, the substrate on which the hard coating film was formed with the composition of D6-3 did not crack or develop a hard coating film. It was confirmed that curved surface forming was possible without peeling.

도 10은 D6-3의 조성물을 사용하여 2 mm 두께의 PMMA 기판 상에 Bar코팅을 이용하여 하드코팅막을 형성한 후 열처리 온도에 따른 경도 특성과 밀착성을 평가한 결과이다. 하드코팅용 조성물을 100 ℃에서 1시간동안 1차로 경화한 후의 연필경도는 4H이고, 이를 120℃에서 1시간 추가로 경화하면 연필경도는 5H로 증가하였다. Figure 10 shows the results of evaluating hardness characteristics and adhesion according to heat treatment temperature after forming a hard coating film using bar coating on a 2 mm thick PMMA substrate using the composition of D6-3. The pencil hardness after initially curing the hard coating composition at 100°C for 1 hour was 4H, and when it was further cured at 120°C for 1 hour, the pencil hardness increased to 5H.

도 11은 120℃에서 추가로 1시간 경화한 시료에 대해 ASTM D3359에 따른 밀착력 테스트 결과를 보여주는 도면이다. 모든 모서리 부분의 코팅이 모두 깨끗하게 부착되어 있어(Class 5B) 밀착성이 우수함을 확인할 수 있다. Figure 11 is a diagram showing the results of an adhesion test according to ASTM D3359 for a sample cured for an additional 1 hour at 120°C. It can be seen that the coating on all edges is adhered cleanly (Class 5B), showing excellent adhesion.

Claims (22)

하기 화학식 1의 화합물;
하기 화학식 2의 화합물; 및
하기 화학식 3의 화합물;
유래의 구조단위로 이루어진 실록산 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅용 조성물.
<화학식 1>
CH3(CH2)8CH2Si(OR1)3
<화학식 2>
R2Si(OR3)3
<화학식 3>
Si(OR4)4
상기 화학식 1 내지 3에서,
R1, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이고,
R2는 에폭시 또는 아크릴기가 치환된 C1~C4의 선형, 분지형 또는 지환형 알킬기이거나, 알켄기를 갖는 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이거나, 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴기이다.
A compound of formula 1 below;
A compound of formula 2 below; and
A compound of formula 3 below;
A composition for hard coating, characterized in that it contains a siloxane resin composed of derived structural units.
<Formula 1>
CH 3 (CH 2 ) 8 CH 2 Si(OR 1 ) 3
<Formula 2>
R 2 Si(OR 3 ) 3
<Formula 3>
Si(OR 4 ) 4
In Formulas 1 to 3,
R 1 , R 3 and R 4 are each independently a C1 to C4 linear or branched alkyl group,
R 2 is a C1 to C4 linear, branched or alicyclic alkyl group with a substituted epoxy or acrylic group, a C1 to C4 linear or branched alkyl group with an alkene group, or a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group.
청구항 1에 있어서,
화학식 3의 화합물 유래의 구조단위 1에 대하여, 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물 유래의 구조단위의 합이 0.1~0.5인 것을 특징으로 하는 하드코팅용 조성물.
In claim 1,
A composition for hard coating, characterized in that the sum of the structural units derived from the compound of Chemical Formula 1 and the compound of Chemical Formula 2 is 0.1 to 0.5, relative to the structural unit 1 derived from the compound of Chemical Formula 3.
청구항 2에 있어서,
화학식 1의 화합물 유래의 구조단위와 화학식 2의 화합물 유래의 구조단위의 비율이 1:2.5~2.5:1인 것을 특징으로 하는 하드코팅용 조성물.
In claim 2,
A composition for hard coating, characterized in that the ratio of the structural unit derived from the compound of Chemical Formula 1 to the structural unit derived from the compound of Chemical Formula 2 is 1:2.5 to 2.5:1.
청구항 1에 있어서,
조성물 중 0.1 내지 3 wt% 이하의 광개시제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅용 조성물.
In claim 1,
A composition for hard coating, characterized in that it further comprises 0.1 to 3 wt% or less of a photoinitiator in the composition.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리프로폭시실란, 3-메타아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필 트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필 트리프로폭시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리프로폭시실란, 페닐 트리메톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 페닐 트리프로폭시실란, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 비닐 트리프로폭시 실란 중 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 하드코팅용 조성물.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The compound represented by Formula 2 is 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl triethoxysilane, 3-glycidoxypropyl tripropoxysilane, 3-methacryloxypropyl trimethoxy Silane, 3-methacryloxypropyl triethoxysilane, 3-acryloxypropyl trimethoxysilane, 3-acryloxypropyl triethoxysilane, 3-acryloxypropyl tripropoxysilane, 2-(3,4- Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltripropoxysilane, phenyl trimethoxysilane, A composition for hard coating, characterized in that it is at least one selected from phenyl triethoxysilane, phenyl tripropoxysilane, vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, and vinyl tripropoxy silane.
(A) 하기 화학식 1의 화합물, 화학식 2의 화합물 및 화학식 3의 화합물과 C1~C4의 알코올을 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계;
(B) 상기 혼합 용액에 물과 산 촉매를 가하여 축합반응하는 단계; 및
(C) 상기 축합반응액을 에이징하는 단계;
를 포함하는 청구항 1의 하드코팅용 조성물의 제조방법.
<화학식 1>
CH3(CH2)8CH2Si(OR1)3
<화학식 2>
R2Si(OR3)3
<화학식 3>
Si(OR4)4
상기 화학식 1 내지 3에서,
R1, R3 및 R4는 각각 독립적으로 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이고,
R2는 에폭시 또는 아크릴기가 치환된 C1~C4의 선형, 분지형 또는 지환형 알킬기이거나, 치환 또는 비치환된 C6~C12의 아릴기이거나, 알켄기를 갖는 C1~C4의 선형, 분지형 알킬기이다.
(A) preparing a mixed solution by mixing a compound of Formula 1, a compound of Formula 2, and a compound of Formula 3 below with a C1 to C4 alcohol;
(B) performing a condensation reaction by adding water and an acid catalyst to the mixed solution; and
(C) aging the condensation reaction liquid;
A method for producing the hard coating composition of claim 1 comprising.
<Formula 1>
CH 3 (CH 2 ) 8 CH 2 Si(OR 1 ) 3
<Formula 2>
R 2 Si(OR 3 ) 3
<Formula 3>
Si(OR 4 ) 4
In Formulas 1 to 3,
R 1 , R 3 and R 4 are each independently a C1 to C4 linear or branched alkyl group,
R 2 is a C1 to C4 linear, branched or alicyclic alkyl group with a substituted epoxy or acrylic group, a substituted or unsubstituted C6 to C12 aryl group, or a C1 to C4 linear or branched alkyl group with an alkene group.
청구항 6에 있어서,
상기 (A) 단계에 사용된 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3의 화합물의 합에 대하여 (B) 단계에 사용된 물의 몰비는 1:1 내지 1:5인 것을 특징으로 하는 제조방법.
In claim 6,
A manufacturing method characterized in that the molar ratio of water used in step (B) to the sum of the compounds of Formula 1, Formula 2, and Formula 3 used in step (A) is 1:1 to 1:5.
청구항 6에 있어서,
상기 (C) 단계는 0~20℃에서 24시간 이상 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
In claim 6,
A manufacturing method characterized in that step (C) is performed at 0 to 20°C for more than 24 hours.
청구항 1의 조성물을 경화하여 기재 상에 형성되는 하드코팅막.
A hard coating film formed on a substrate by curing the composition of claim 1.
청구항 9에 있어서,
상기 기재는 유리 또는 플라스틱 기재인 것을 특징으로 하는 하드코팅막.
In claim 9,
A hard coating film, characterized in that the substrate is a glass or plastic substrate.
청구항 9에 있어서,
상기 하드코팅막은 물에 대한 접촉각이 90° 이상인 것을 특징으로 하는 하드코팅막.
In claim 9,
The hard coating film is characterized in that the contact angle with water is 90° or more.
청구항 9에 있어서,
상기 하드코팅막이 형성된 기재의 가시광선 영역의 평균 광투과율이 하드코팅막이 형성되기 전의 기재의 광투과율보다 높은 것을 특징으로 하는 하드코팅막.
In claim 9,
A hard coating film, characterized in that the average light transmittance in the visible light region of the substrate on which the hard coating film is formed is higher than the light transmittance of the substrate before the hard coating film is formed.
청구항 9에 있어서,
상기 기재가 유리 기재인 경우, 2~5 ㎛ 두께의 하드코팅막 표면측에서 측정된 연필경도가 6H~9H인 것을 특징으로 하는 하드코팅막.
In claim 9,
When the substrate is a glass substrate, a hard coating film characterized in that the pencil hardness measured on the surface side of the hard coating film with a thickness of 2 to 5 ㎛ is 6H to 9H.
청구항 9에 있어서,
상기 기재가 PMMA 기재인 경우, 하드코팅막이 형성된 기재의 연필경도가 4H~7H인 것을 특징으로 하는 하드코팅막.
In claim 9,
When the substrate is a PMMA substrate, the hard coating film is characterized in that the pencil hardness of the substrate on which the hard coating film is formed is 4H to 7H.
청구항 9에 있어서,
상기 하드코팅막의 굴곡반경이 10 cm 이하인 것을 특징으로 하는 하드코팅막.
In claim 9,
A hard coating film, characterized in that the bending radius of the hard coating film is 10 cm or less.
(A) 기재 상에 청구항 1의 하드코팅용 조성물을 코팅하는 단계; 및
(B) 도포된 조성물을 경화하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅막의 제조방법.
(A) coating the hard coating composition of claim 1 on a substrate; and
(B) curing the applied composition;
A method for manufacturing a hard coating film comprising:
청구항 16에 있어서,
상기 (B) 단계 이후에,
(C) 상기 하드코팅막이 형성된 기재를 곡면성형하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅막의 제조방법.
In claim 16,
After step (B) above,
(C) curved forming the substrate on which the hard coating film is formed;
A method of manufacturing a hard coating film, characterized in that it further comprises.
청구항 17에 있어서,
상기 (C) 단계 이후에,
(D) 곡면성형된 하드코팅막을 2차 경화하는 단계;
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 하드코팅막의 제조방법.
In claim 17,
After step (C) above,
(D) secondary curing of the curved molded hard coating film;
A method of manufacturing a hard coating film, characterized in that it further comprises.
청구항 18에 있어서,
상기 청구항 1의 조성물은
화학식 2의 화합물로서 R2가 아크릴기가 치환된 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이거나, 알켄기를 갖는 C1~C4의 선형 또는 분지형 알킬기이고,
조성물에 추가로 광개시제를 포함하며,
상기 (D) 단계는 광조사에 의해 추가로 경화되는 것을 특징으로 하는 하드코팅막의 제조방법.
In claim 18,
The composition of claim 1 is
In the compound of Formula 2, R 2 is a C1 to C4 linear or branched alkyl group substituted with an acrylic group, or a C1 to C4 linear or branched alkyl group having an alkene group,
The composition further includes a photoinitiator,
The step (D) is a method of manufacturing a hard coating film, characterized in that it is further cured by light irradiation.
기판: 및
청구항 1의 조성물을 경화하여 형성되는 하드코팅막;
을 포함하는 디스플레이용 커버윈도우.
Substrate: and
A hard coating film formed by curing the composition of claim 1;
A cover window for a display including.
청구항 20에 있어서,
상기 기판은 플라스틱 기판인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 커버윈도우.
In claim 20,
A cover window for a display, characterized in that the substrate is a plastic substrate.
청구항 20 또는 청구항 21에 있어서,
상기 디스플레이는 자동차용 디스플레이인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 커버윈도우.

In claim 20 or claim 21,
A cover window for a display, characterized in that the display is a display for an automobile.

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