KR101498883B1 - 내지문 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 내지문 코팅층 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내지문 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 내지문 코팅층에 관한 것으로서, 기재 위에 이산화규소 포함하는 하부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 하부 코팅층을 형성하는 단계, 그리고 상기 하부 코팅층 위에 유기 실록산을 포함하는 상부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 상부 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 하부 코팅층 형성용 조성물, 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 조성물은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 더 포함한다.
상기 내지문 코팅 방법은 내오염성 및 내지문성이 우수하면서 항균력도 우수한 내지문 코팅층을 제조할 수 있다.
상기 내지문 코팅 방법은 내오염성 및 내지문성이 우수하면서 항균력도 우수한 내지문 코팅층을 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 내지문 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조된 내지문 코팅층에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내오염성 및 내지문성이 우수하면서 항균력도 우수한 내지문 코팅 방법 및 이를 이용하여 제조한 내지문 코팅층에 관한 것이다.
휴대 전화기는 거의 대부분의 사람들이 사용하는 물건이며, 항상 지니고 다니는 물건이기 때문에 세균 및 박테리아의 온상이 될 수 있다.
한편, 최근에 위생상 문제점을 개선하고자 하는 경우 항균 및 살균 기능을 갖는 나노 금속 입자를 이용하는 기술이 널리 보급되어 있다. 즉, 물품 제조시 마스터 배치(MASTER BATCH)에 일정량의 나노 금속 입자를 혼합하여 제조되는 방법과 물품의 표면에 나노 금속 입자를 코팅을 하여 제조하는 방법이 알려져 있다.
그러나, 마스터 배치에 금속 나노 입자가 혼합되어 제조되는 물품은 직접 세균과 접촉하여야 항균 및 살균 기능을 갖는 금속 나노 입자가 물품의 내측에 위치되어 직접적인 항균 및 살균 기능이 적거나 전혀 무효한 문제점이 있다.
또한, 물품의 표면에 금속 나노 입자를 코팅하는 경우에는 래커(LACKER)와 같은 유기 코팅제와 함께 혼합하거나, 세라믹 코팅제(CERAMIC GLAZE)와 같은 무기 코팅제와 혼합하여 스프레이, 스퍼터링 등의 방법으로 코팅하게 되는데, 유기 코팅제의 경우 제조 공정이 단순하고 투명도가 높지만 내열성이 약하고 용매에 쉽게 녹는 단점이 있고, 무기 코팅제의 경우 내열성이 좋고 UV 차단성이 높으며 용매에 쉽게 녹지 않지만 제조공정이 복잡하고 투명도가 낮고 깨지기 쉬운 단점이 있다.
또한, 금속 나노 입자를 코팅하는 경우 필요 이상의 두께로 코팅하게 되면 효과와 무관하게 제조 단가가 상승하고 금속 나노 입자가 뭉치는 현상이 발생되어 제품의 불량 발생률이 높아지며 이로 인해 항균 및 탈취 효과가 저하될 수 있다.
한편, 휴대 전화기와 같은 각종 디스플레이의 경우 지문에 의해 쉽게 이미지가 왜곡된다든지 외관 품질이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 종래의 일반 표면처리제를 사용하는 경우 지문과 같은 오염이 쉽게 제거되지 않고 오히려 번지는 특성이 있어 그 심각성은 더욱 커지게 된다.
또한, 지속적인 사용과 충격으로 인해 표면에 대한 스트레스로 인하여 스크레치가 발생하고 이틈을 비집고 일반세균은 물론 병원성 세균인 대장균, 황색포도상구균, 그리고 슈퍼박테리아(MRSA) 등의 세균 번식이 진행이 된다. 그러나, 종래 내지문 코팅층은 대개 불소계 수지로 이루어지기 때문에 항균성 물질을 혼합하는 것이 어렵다.
본 발명의 목적은 내오염성 및 내지문성이 우수하면서 항균력도 우수한 내지문 코팅층을 제조할 수 있는 내지문 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 내지문 코팅 방법에 의하여 제조된 내지문 코팅층을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내지문 코팅 방법은 기재 위에 이산화규소 포함하는 하부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 하부 코팅층을 형성하는 단계, 그리고 상기 하부 코팅층 위에 유기 실록산(organic siloxane)를 포함하는 상부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 상부 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 하부 코팅층 형성용 조성물, 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 조성물은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 코팅층 형성용 조성물은 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 전체에 대하여 상기 유기 실록산 30 내지 50 중량%, 콜로이달 실리카 5 내지 25 중량%, 지르코니아 5 내지 25 중량% 및 용매 15 내지 35 중량%를 포함할 수 있다.
상기 하부 코팅층 형성용 조성물 또는 상기 상부 코팅층 형성용 조성물은 상기 하부 코팅층 형성용 조성물 또는 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 전체에 대하여 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 1 내지 40 중량%로 포함할 수 있다.
상기 나노 금속 이온은 구리, 은, 금, 아연, 백금, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속의 이온일 수 있다.
상기 유기산은 시트르산(citric acid), 락트산(lactic acid), 소르빈산(sorbic acid) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물은 용매에 유기산을 첨가하고 50 내지 70℃로 가열 농축시켜 농축 용액을 제조하는 단계, 상기 농축 용액에 구아니딘염을 첨가하고 교반하여 상기 유기산 조성물을 제조하는 단계, 및 상기 유기산 조성물에 상기 금속의 강산염을 첨가하여 나노 금속 이온을 분산시키는 단계를 통하여 제조될 수 있다.
상기 농축 용액을 제조하는 단계에서, 상기 용매에 상기 유기산과 함께 에틸렌 옥사이드를 더 첨가할 수 있다.
상기 유기산 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 농축 용액에 상기 구아니딘염과 함께 이산화티탄을 더 첨가할 수 있다.
상기 나노 금속 이온을 분산시키는 단계 이후에, 상기 제조된 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 알콕시 실란과 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡시 실란(methyltrimethoxy silane), 테트라메톡시 실란(tetramethoxy silane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 내지문 코팅층은 기재 위에 코팅되며, 이산화규소를 포함하는 하부 코팅층, 그리고 상기 하부 코팅층 위에 코팅되며, 유기 실록산을 포함하는 상부 코팅층을 포함하며, 상기 하부 코팅층 또는 상기 상부 코팅층은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 포함한다.
상기 상부 코팅층은 상기 상부 코팅층 전체에 대하여 상기 유기 실록산 30 내지 50 중량%, 콜로이달 실리카 5 내지 25 중량%, 지르코니아 5 내지 25 중량% 및 용매 15 내지 35 중량%를 포함할 수 있다.
상기 하부 코팅층 또는 상기 상부 코팅층은 상기 하부 코팅층 또는 상기 상부 코팅층 전체에 대하여 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 1 내지 40 중량%로 포함할 수 있다.
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물은 나노 금속 이온 1 내지 10 중량%, 유기산 1 내지 10 중량%, 에틸렌 옥사이드 0.5 내지 5 중량%, 구아니딘염 1 내지 10 중량%, 이산화티탄 0.1 내지 5 중량% 및 나머지 함량의 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 내지문 코팅 방법은 내오염성 및 내지문성이 우수하면서 항균력도 우수한 내지문 코팅층을 제조할 수 있다.
도 1 내지 4는 실시예 1에서 제조된 내지문 코팅층의 항균 테스트 결과를 나타내는 사진이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내지문 코팅 방법은 기재 위에 이산화규소 포함하는 하부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 하부 코팅층을 형성하는 단계, 그리고 상기 하부 코팅층 위에 유기 실록산(organic siloxane)를 포함하는 상부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 상부 코팅층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 하부 코팅층 형성용 조성물, 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 조성물은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 더 포함한다.
우선, 기재 위에 이산화규소 포함하는 하부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 하부 코팅층을 형성한다.
상기 기재는 본 발명에서 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 유리(glass), 유리 세라믹스(glass ceramics), 세라믹스(ceramics), 플라스틱(plastics) 또는 금속 등일 수 있다.
상기 이산화규소를 포함하는 하부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 하부 코팅층을 형성하는 단계는 이산화규소 또는 이산화규소를 생성할 수 있는 이산화규소 전구체를 포함하는 하부 코팅층 형성용 조성물을 제조한 후, 상기 제조된 하부 코팅층 형성용 조성물을 기재 위에 코팅함으로써 이루어질 수 있다.
상기 이산화규소를 생성할 수 있는 이산화규소 전구체로는 테트라 메톡시 실란 또는 테트라 에톡시 실란 등을 예로 들 수 있다.
상기 하부 코팅층 형성용 조성물은 상기 이산화규소 또는 상기 이산화규소 전구체를 용매에 첨가하여 제조할 수 있다. 본 발명에서 상기 용매는 상기 이산화규소 또는 상기 이산화규소 전구체를 녹일 수 있는 것이면 어느 것이나 사용 가능하며, 예를 들면 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 펜탄, 톨루엔, 벤젠, 디에틸에테르, 메틸부틸에테르, N-메틸피로릴돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸술폭사이드(DMSO), 카본테트라클로라이드, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 사이클로헥산, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 디옥산, 터피네올, 메틸에텔케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 이소프로판올을 사용할 수 있다.
상기 하부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하는 방법은 본 발명에서 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 디핑(dipping), 스핀 코트(spin coat), 롤 코트(roll coat), 스프레이 코트(spray coat) 등의 습식 방법을 이용하거나, 진공 증착법, 반응성 증착법, 이온 빔 어시스트법, 스퍼터링법, 이온 도금법 등의 PVD(physical vapor deposition) 또는 CVD(chemical vapor deposition) 등의 건식 방법을 이용할 수 있다.
다음으로, 상기 하부 코팅층 위에 유기 실록산을 포함하는 상부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 상부 코팅층을 형성한다. 상기 상부 코팅층 형성용 조성물은 불소 함유 수지 대신에 유기 실록산을 포함함으로써 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물의 분산이 용이할 뿐만 아니라, 내지문 특성 또한 우수하다.
상기 유기 실록산을 포함하는 상부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 상부 코팅층을 형성하는 단계는 유기 실록산을 포함하는 상부 코팅층 형성용 조성물을 제조한 후, 상기 제조된 상부 코팅층 형성용 조성물을 상기 하부 코팅층 위에 코팅함으로써 이루어질 수 있다.
상기 유기 실록산은 탄소수 4 내지 10의 알콕시 실록산을 바람직하게 사용할 수 있고, 구체적으로 디트리메톡시 실록산을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 상부 코팅층 형성용 조성물은 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 전체에 대하여 상기 유기 실록산 30 내지 50 중량%, 콜로이달 실리카 5 내지 25 중량%, 지르코니아 5 내지 25 중량% 및 용매 15 내지 35 중량%를 포함할 수 있다. 상기 유기 실록산의 함량이 30 중량% 미만인 경우 기재와의 결합력이 저하될 수 있고 50 중량%를 초과하는 경우 점도가 증가하거나 가격이 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 콜로이달 실리카는 기재와의 접착력을 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 콜로이달 실리카의 함량이 5 중량% 미만인 경우 접착력이 저하될 수 있고 25 중량%를 초과하는 경우 내마모도가 저하될 수 있다.
상기 지르코니아는 내마모도를 상승시키는 역할을 하는 것으로서, 상기 지르코니아의 함량이 5 중량% 미만인 경우 내마모도가 저하될 수 있고 25 중량%를 초과하는 경우 단위 면적당 가격이 상승하고 접착력이 저하될 수 있다.
상기 용매는 상기 유기 실록산, 콜로이달 실리카 및 지르코니아를 용해할 수 있는 것이면 어느 것이나 이용할 수 있고, 예를 들면 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 펜탄, 톨루엔, 벤젠, 디에틸에테르, 메틸부틸에테르, N-메틸피로릴돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸아세트아마이드(DMAC), 디메틸술폭사이드(DMSO), 카본테트라클로라이드, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠, 사이클로헥산, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 디옥산, 터피네올, 메틸에텔케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 이소프로판올을 사용할 수 있다.
상기 상부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하는 방법은 본 발명에서 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 디핑(dipping), 스핀 코트(spin coat), 롤 코트(roll coat), 스프레이 코트(spray coat) 등의 습식 방법을 이용하거나, 진공 증착법, 반응성 증착법, 이온 빔 어시스트법, 스퍼터링법, 이온 도금법 등의 PVD(physical vapor deposition) 또는 CVD(chemical vapor deposition) 등의 건식 방법을 이용할 수 있다.
이때, 상기 하부 코팅층 형성용 조성물, 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 조성물은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 더 포함한다. 상기 내지문 코팅 방법은 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 통하여 항균성이 향상된 내지문 코팅층을 제조할 수 있다.
상기 하부 코팅층 형성용 조성물 또는 상기 상부 코팅층 형성용 조성물은 상기 하부 코팅층 형성용 조성물 또는 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 전체에 대하여 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 1 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다. 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물의 함량이 1 중량% 미만인 경우 형성된 내지문 코팅층이 향균성을 가지지 못할 수 있고, 40 중량%를 초과하는 경우 형성된 내지문 코팅층의 내오염성 및 내지문성이 저하될 수 있다.
상기 나노 금속 이온은 구리, 은, 금, 아연, 백금, 코발트 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속의 이온일 수 있고, 특히 구리 또는 은의 경우 항균력이 우수하여 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 하부 코팅층 또는 상기 상부 코팅층은 사용시 자외선에 노출되는데, 나노 금속의 경우 자외선을 조사 받으면 산화되어 색이 변할 수 있으므로, 상기 나노 금속의 산화 방지를 위하여 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물은 나노 금속을 이온의 형태로 포함한다.
상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물에 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 도입하는 방법은 본 발명에서 제한되지 않으며, 종래 일반적으로 사용되는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물이 습식 조성물인 경우 상기 나노 이온이 분산된 유기산 조성물을 상기 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물에 혼합시킬 수 있고, 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물이 건식 조성물인 경우 상기 나노 이온이 분산된 유기산 조성물에 상기 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물을 침지시키거나, 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물에 상기 나노 이온이 분산된 유기산 조성물을 주입시킬 수도 있다.
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물은 시트르산(citric acid), 락트산(lactic acid), 소르빈산(sorbic acid) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 유기산에 상기 나노 금속 이온이 분산된 것으로서, 다음과 같은 단계를 통하여 제조할 수 있다.
우선, 용매에 유기산을 첨가하고, 가열 용해시켜 농축 용액을 제조하고, 상기 농축 용액에 구아니딘염을 첨가하고 교반시켜 상기 유기산 조성물을 제조한다.
상기 농축 용액을 제조하는 단계에서는 상기 용매에 상기 유기산을 첨가하고 50 내지 70℃로 가열 용해시켜 상기 유기산의 함량이 3 내지 30 중량%가 될 때까지 농축시킨다.
상기 용매는 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물의 제조에 사용되었던 용매를 모두 사용할 수 있으며, 바람직하게는 에탄올 또는 에테르를 사용할 수 있다.
상기 농축 용액을 제조하는 단계에서, 상기 용매에 상기 유기산과 함께 에틸렌 옥사이드를 더 첨가할 수 있는데, 상기 에틸렌 옥사이드는 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물이 물 또는 알코올계 용매에 잘 반응이 되도록 하기 위하여 첨가된다.
상기 구아니딘염은 구아니딘의 인산염, 질산염, 염산염 또는 황산염 등의 염일 수 있다.
이때, 상기 농축 용액에 상기 구아니딘염과 함께 또는 상기 구아니딘염을 첨가한 후, 이산화티탄을 더 첨가할 수 있다. 상기 이산화티탄은 상기 하부 코팅용 조성물 또는 상기 상부 코팅용 조성물의 표면 슬립성을 개선하고, 내오염성을 향상시켜 줄 수 있는 것으로서, 아나타제 타입을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 제조된 유기산 조성물에 상기 금속의 강산염을 첨가하여 나노 금속 이온을 분산시키면 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 제조할 수 있다. 상기 금속의 강산염은 황산염, 질산염 또는 염산염일 수 있고, 바람직하게 질산염일 수 있다. 상기 금속을 강산염의 형태로 상기 유기산 조성물에 첨가하면 나노 금속이 분산된 조성물을 얻을 수 있다.
상기 나노 금속 이온을 분산시키는 단계 이후에, 상기 제조된 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 알콕시 실란과 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 상기 알콕시 실란과 혼합하면 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물에 알콕시기가 도입되어, 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물과 상기 유기 실록산과의 결합제로 작용한다.
상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡시 실란(methyltrimethoxy silane), 테트라메톡시 실란(tetramethoxy silane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물과 상기 알콕시 실란은 중 10:90 내지 30:70의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물의 중량비가 10 미만인 경우 항균력이 저하될 수 있고, 30을 초과하는 경우 내마모성이 저하될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 내지문 코팅층은 상기 내지문 코팅 방법에 의하여 형성될 수 있으며, 기재 위에 코팅되며, 이산화규소를 포함하는 하부 코팅층, 그리고 상기 하부 코팅층 위에 코팅되며, 유기 실록산을 포함하는 상부 코팅층을 포함하며, 상기 하부 코팅층 또는 상기 상부 코팅층은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 포함한다.
상기 상부 코팅층은 손과 직접적으로 접촉하는 부분이므로, 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 포함하는 경우 상기 내지문 코팅층은 항균성을 가질 수 있다. 다만, 상기 상부 코팅층은 유기 실록산을 포함하고 있기 때문에 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물의 함유량에 한계가 있을 수 있다. 한편, 상기 하부 코팅층이 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 포함하는 경우에도 상기 내지문 코팅층은 향균성을 가질 수 있는데, 이는 상기 하부 코팅층에 포함된 상기 나노 금속 이온이 상기 상부 코팅층으로 일부 이동하기 때문이다.
상기 상부 코팅층은 상기 상부 코팅층 전체에 대하여 상기 유기 실록산 30 내지 50 중량%, 콜로이달 실리카 5 내지 25 중량%, 지르코니아 5 내지 25 중량% 및 용매 15 내지 35 중량%를 포함할 수 있다.
상기 하부 코팅층 또는 상기 상부 코팅층은 상기 하부 코팅층 또는 상기 상부 코팅층 전체에 대하여 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 1 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다. 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물의 함량이 1 중량% 미만인 경우 형성된 내지문 코팅층이 향균성을 가지지 못할 수 있고, 40 중량%를 초과하는 경우 형성된 내지문 코팅층의 내오염성 및 내지문성이 저하될 수 있다.
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물은 나노 금속 이온 1 내지 10 중량%, 유기산 1 내지 10 중량%, 에틸렌 옥사이드 0.5 내지 5 중량%, 구아니딘염 1 내지 10 중량%, 이산화티탄 0.1 내지 5 중량% 및 나머지 함량의 용매를 포함할 수 있다. 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물의 제조 방법에서도 각 성분들의 첨가량은 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물에서의 원하는 최종 함량에 맞추어 적절하게 조절하는 것이 가능하다.
상기 나노 금속 이온의 함량이 1 중량% 미만인 경우 항균력이 저하될 수 있고, 10 중량%를 초과하는 경우 접착 강도 및 투명성이 저하될 수 있다.
상기 유기산의 함량이 1 중량% 미만인 경우 항균력이 저하될 수 있고, 10 중량%를 초과하는 경우 접착 강도가 저하되고 침전이 발생할 수 있다.
상기 에틸렌 옥사이드의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우 미반응 물질이 다량 발생할 수 있고, 5 중량%를 초과하는 경우 다른 성분들의 희석에 문제가 있을 수 있다.
상기 구아니딘염의 함량이 1 중량% 미만인 경우 반응이 일어나지 않을 수 있고, 10 중량%를 초과하는 경우 침전이 발생할 수 있다.
상기 이산화티탄의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 광촉매 효과가 발생하지 않을 수 있고, 5 중량%를 초과하는 경우 투명성이 저하될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[
제조예
:
내지문
코팅층의 제조]
(
실시예
1)
시트르산 10g과 에틸렌 옥사이드 80g을 에틴올에 첨가한 후 70℃에서 가열 용해시켜 시트르산이 20 중량%가 되도록 농축시켰다. 상기 농축 용액에 구아니딘염(구아니딘의 인산염) 10g을 첨가하고 교반시켰다. 상기 농축 용액에 나노 이산화티탄(아나타제) 1g을 첨가하고 10,000rpm으로 고속 회전시켜 교반하여 유기산 조성물을 제조하였다. 상기 유기산 조성물에 질산 구리 1g을 첨가하여 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 제조하였다.
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물 20 중량부에 메틸트리메톡시 실란 80 중량부를 첨가하고, 10시간 동안 혼합하였다.
한편, 이산화규소 전구체인 테트라 메톡시 실란 15 중량%, 용매인 이소프로필알코올 80 중량%, 및 상기 제조된 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물 5 중량%를 혼합하여 하부 코팅층 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 하부 코팅층 형성용 조성물을 유리 기재에 스핀 코트 방법으로 코팅하여 하부 코팅층을 형성하였다.
또한, 디트리메톡시 실록산 40 중량%, 콜로이달 실리카 15 중량%, 지르코니아 15 중량%, 이소프로필알코올 25 중량%, 및 상기 제조된 금속 이온이 분산된 유기산 조성물 5 중량%를 혼합하여 상부 코팅층 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 제조된 상부 코팅층 형성용 조성물을 상기 하부 코팅층이 형성된 유리 기재에 스핀 코트 방법으로 코팅하여 상부 코팅층을 형성하였다.
[
실험예
: 항균 테스트]
상기 실시예 1에서 제조된 내지문 코팅층 25㎠에 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 33591)과 대장균(Escherichia coli ATCC 8739)의 균액을 35±1℃, RH 90±5%에서 24 시간 정치 배양 후 균수를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1 내지 2 및 도 1 내지 4에 나타내었다.
상기 표 1, 도 1(실험군) 및 도 2(대조군)은 포도상구균에 대한 실험 결과이고, 상기 표 2, 도 3(실험군) 및 도 4(대조군)는 대장균에 대한 실험 결과이다.
| 균주 1: Staphylococcus aureus ATCC 33591 | |
| 접종균 농도(CFU/㎖) | 2.3 × 105 |
| 증식치(F) | 1.7 |
| Ma | 2.3 × 105 |
| Mb | 1.2 × 107 |
| Mc | < 10 |
| 항균활성치(S) - 감소율(%) | (6.1) 99.9 |
| 균주 2: Escherichia coli ATCC 8739 | |
| 접종균 농도(CFU/㎖) | 2.4 × 105 |
| 증식치(F) | 1.7 |
| Ma | 2.4 × 105 |
| Mb | 1.3 × 107 |
| Mc | < 10 |
| 항균활성치(S) - 감소율(%) | (6.1) 99.9 |
- CFU: Colony Forming Unit
- 항균활성치(S): log(Mb/Mc)
- 항균활성치(S): log(Mb/Mc)
- 감소율(%): [(Mb-Mc)/Mb]×100
- 증식치(F): log(Mb/Ma) (1.5 이상)
- Ma: 표준시료의 시험균 접종 직후의 생균수의 평균(3검체)
- Mb: 표준시료의 일정 시간(24시간) 배양후 생균수의 평균(3검체)
- Mc: 항균가공시료의 일정 시간(24시간) 배양후 생균수의 평균(3검체)
상기 표 1 내지 2 및 도 1 내지 4를 참조하면, 상기 내지문 코팅층은 항균력이 우수한 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Claims (14)
- 기재 위에 이산화규소 또는 이산화규소 전구체, 및 용매를 포함하는 하부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 하부 코팅층을 형성하는 단계, 그리고
상기 하부 코팅층 위에 유기 실록산(organic siloxane)을 포함하는 상부 코팅층 형성용 조성물을 코팅하여 상부 코팅층을 형성하는 단계
를 포함하며,
상기 유기 실록산은 디트리메톡시 실록산이고,
상기 상부 코팅층 형성용 조성물은 상기 상부 코팅층 형성용 조성물 전체에 대하여 디트리메톡시 실록산 30 내지 50 중량%, 콜로이달 실리카 5 내지 25 중량%, 지르코니아 5 내지 25 중량%, 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물 1 내지 40 중량% 및 용매 15 내지 35 중량%를 포함하며,
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물은 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물에 대하여 나노 구리 이온 1 내지 10 중량%, 시트르산(citric acid) 1 내지 10 중량%, 에틸렌 옥사이드 0.5 내지 5 중량%, 구아니딘염 1 내지 10 중량%, 이산화티탄 0.1 내지 5 중량% 및 나머지 함량의 용매를 포함하는 것인 내지문 코팅 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 하부 코팅층 형성용 조성물은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 더 포함하며,
상기 하부 코팅층 형성용 조성물은 상기 하부 코팅층 형성용 조성물 전체에 대하여 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 1 내지 40 중량%로 포함하는 것인 내지문 코팅 방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물은
용매에 시트르산을 첨가하고 50 내지 70℃로 가열 농축시켜 농축 용액을 제조하는 단계,
상기 농축 용액에 구아니딘염을 첨가하고 교반하여 상기 유기산 조성물을 제조하는 단계, 및
상기 유기산 조성물에 상기 구리의 강산염을 첨가하여 나노 금속 이온을 분산시키는 단계
를 통하여 제조되는 것인 내지문 코팅 방법. - 제6항에 있어서,
상기 농축 용액을 제조하는 단계에서, 상기 용매에 상기 시트르산과 함께 에틸렌 옥사이드를 더 첨가하는 것인 내지문 코팅 방법. - 제6항에 있어서,
상기 유기산 조성물을 제조하는 단계에서, 상기 농축 용액에 상기 구아니딘염과 함께 이산화티탄을 더 첨가하는 것인 내지문 코팅 방법. - 제6항에 있어서,
상기 나노 금속 이온을 분산시키는 단계 이후에, 상기 제조된 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 알콕시 실란과 혼합하는 단계를 더 포함하는 것인 내지문 코팅 방법. - 제9항에 있어서,
상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡시 실란(methyltrimethoxy silane), 테트라메톡시 실란(tetramethoxy silane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(3-methacryloxypropyltrimethoxysilane) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것인 내지문 코팅 방법. - 기재 위에 코팅되며, 이산화규소를 포함하는 하부 코팅층, 그리고
상기 하부 코팅층 위에 코팅되며, 유기 실록산을 포함하는 상부 코팅층을 포함하며,
상기 유기 실록산은 디트리메톡시 실록산이고,
상기 상부 코팅층은 상기 상부 코팅층 전체에 대하여 디트리메톡시 실록산 30 내지 50 중량%, 콜로이달 실리카 5 내지 25 중량%, 지르코니아 5 내지 25 중량%, 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물 1 내지 40 중량% 및 용매 15 내지 35 중량%를 포함하며,
상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물은 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물에 대하여 나노 구리 이온 1 내지 10 중량%, 시트르산(citric acid) 1 내지 10 중량%, 에틸렌 옥사이드 0.5 내지 5 중량%, 구아니딘염 1 내지 10 중량%, 이산화티탄 0.1 내지 5 중량% 및 나머지 함량의 용매를 포함하는 것인 내지문 코팅층. - 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 하부 코팅층은 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 더 포함하며,
상기 하부 코팅층은 상기 하부 코팅층 전체에 대하여 상기 나노 금속 이온이 분산된 유기산 조성물을 1 내지 40 중량%로 포함하는 것인 내지문 코팅층. - 삭제
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