[go: up one dir, main page]

KR20230058923A - Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method - Google Patents

Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method Download PDF

Info

Publication number
KR20230058923A
KR20230058923A KR1020210142751A KR20210142751A KR20230058923A KR 20230058923 A KR20230058923 A KR 20230058923A KR 1020210142751 A KR1020210142751 A KR 1020210142751A KR 20210142751 A KR20210142751 A KR 20210142751A KR 20230058923 A KR20230058923 A KR 20230058923A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
imprinting
coating composition
solvent
inorganic hybrid
silica sol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
KR1020210142751A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102820036B1 (en
Inventor
강상호
오인환
강동필
황원길
Original Assignee
주식회사 탑나노
주식회사 이에스피앤메딕
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 탑나노, 주식회사 이에스피앤메딕 filed Critical 주식회사 탑나노
Priority to KR1020210142751A priority Critical patent/KR102820036B1/en
Publication of KR20230058923A publication Critical patent/KR20230058923A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102820036B1 publication Critical patent/KR102820036B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1681Antifouling coatings characterised by surface structure, e.g. for roughness effect giving superhydrophobic coatings or Lotus effect
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/47Levelling agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/48Stabilisers against degradation by oxygen, light or heat
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/63Additives non-macromolecular organic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

The present invention relates to a solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to: a solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition which satisfies the characteristics of the high-speed imprinting process by maintaining fluidity to enable molding without the use of solvents even though a high content of high-purity silica sol is dispersed in an acrylic resin composition that is cured at high speed by UV irradiation at low temperature; and a nano-scale imprinting process technology using the same.

Description

무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물 및 이의 제조방법{Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method}Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method}

본 발명은 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저온에서 UV 조사에 의해 고속으로 경화되는 아크릴 수지 조성물에 고순도 실리카졸을 고함량으로 분산시키고도 용매의 사용 없이 성형이 가능한 정도의 점도를 유지하여 고속의 임프린팅 공정특성을 만족하는 유무기 하이브리드 코팅 조성물 및 이를 이용한 나노급 임프린팅 공정기술에 관한 것이다. The present invention relates to a solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition and a method for preparing the same, and more particularly, to an acrylic resin composition that is cured at a high speed by UV irradiation at a low temperature even when a high-purity silica sol is dispersed in a high content, and the solvent is not The present invention relates to an organic-inorganic hybrid coating composition that satisfies characteristics of a high-speed imprinting process by maintaining a viscosity capable of being molded without use, and a nanoscale imprinting process technology using the same.

광경화 코팅제 원료로는 다양한 액상의 아크릴 단량체들이 사용되고 있는데, UV 광조사를 통해 급속히 경화반응이 가능하여 롤투롤의 코팅과 임프린팅 공정으로 표면층에 나노구조체를 성형하는 기술의 상업적 중요성이 증가하고 있다. Various liquid acrylic monomers are used as raw materials for photocuring coatings, and rapid curing reactions are possible through UV light irradiation, so the commercial importance of the technology of forming nanostructures on the surface layer through roll-to-roll coating and imprinting processes is increasing. .

최근, 나노하이브리드 소재기술과 습식의 나노임프린팅 공정기술이 향상되면서 상기의 표면나노구조체의 소재적 특성확보가 가능해지고 있다.Recently, with the improvement of nanohybrid material technology and wet nanoimprinting process technology, it is becoming possible to secure the material characteristics of the surface nanostructure.

습식소재의 임프린팅법에 의한 기능성 표면나노구조체의 제조는 우수한 가격경쟁력을 확보할 수 있으나, 고속의 광경화성형성 만족을 위해서 용매의 사용없이 아크릴 수지의 점도제어가 필요하며, 임프린트된 표면나노구조체는 기계적 파손에 취약하고 경화수축이 커서 컬이 과다하게 발생하는 단점이 있다. 즉, 급속경화성 유기소재가 가지는 기계적 내구성과 치수안정성의 한계를 극복할 수 있는 나노임프린트 소재의 개발이 요구되며, 이들 소재를 적용한 나노구조체 제조기술과 임프린팅 성형공정기술이 확보될 경우 표면나노구조체의 혁신적 기능성을 갖는 박막형태의 제품으로 다양한 부품과 디바이스 제조에 사용할 수가 있다. The production of functional surface nanostructures by the wet material imprinting method can secure excellent price competitiveness, but in order to satisfy high-speed photocurable moldability, it is necessary to control the viscosity of the acrylic resin without using a solvent, and the imprinted surface nanostructures has a disadvantage in that it is vulnerable to mechanical damage and has a large cure shrinkage, resulting in excessive curling. In other words, it is required to develop nanoimprint materials that can overcome the limitations of mechanical durability and dimensional stability of fast-curing organic materials. It is a thin film type product with innovative functionality and can be used for manufacturing various parts and devices.

투명한 필름, 플리스틱, 유리 등의 소재 표면에 나노구조체를 가진 제품이 상업적으로 사용되기 위해서는, 다양한 외력에 파손되지 않는 기계적 특성(경도와 충격/인장/마모 강도를 갖는 우수한 고인성/고강성률 소재)을 가져야 하고, 화학안정성(황변내구성), 투명성, 내열성 등의 소재물성을 만족하면서 임프린팅 공정이 가능한 성형성을 가져야 한다. 나노급의 몰드를 이용하여 임프린팅이 가능하려면 유동성을 갖는 저점도(저분자)의 아크릴수지류들이 주로 사용되는데 경화반응을 통해서 고체화되는 과정에 부피축소가 많아 컬이 심하게 발생하고 유연모재에 나노패턴으로 성형하기에는 기계적 유연성이 부족하며, 황변이 발생하는 등 새로운 보완기술 개발이 요구되고 있다.In order for products with nanostructures on the surface of materials such as transparent films, plastics, and glass to be commercially used, mechanical properties that do not break under various external forces (excellent high toughness/high stiffness materials with hardness and impact/tensile/abrasion strength) ), and must have formability capable of the imprinting process while satisfying material properties such as chemical stability (yellowing durability), transparency, and heat resistance. In order to enable imprinting using nano-level molds, acrylic resins with low viscosity (low molecular weight) having fluidity are mainly used. In the process of solidification through curing reaction, there is a lot of volume reduction, resulting in severe curling and nanopatterning on flexible base materials. It lacks mechanical flexibility for molding, and development of new complementary technologies is required, such as yellowing.

또한, 유연성과 인성 확보를 위해 투명성의 올리고머들이 처방된 코팅제들도 상온에서도 비교적 점도가 낮고 UV 조사로 급속가교가 가능하여 롤투롤 연속공정의 코팅성형소재로 널리 활용되고 있지만, 경화수축(7~8%)으로 인해 치수안정성이 부족하고 쉽게 오염되기도 하며 유연성과 충격강도가 취약한 단점을 가지고 있어 임프린팅소재로 활용하기에는 한계가 있다.In addition, coating agents formulated with transparent oligomers to secure flexibility and toughness have relatively low viscosity even at room temperature and can be rapidly cross-linked by UV irradiation, so they are widely used as coating molding materials for continuous roll-to-roll processes, but curing shrinkage (7-10) 8%), it lacks dimensional stability, is easily contaminated, and has weak flexibility and impact strength, which limits its use as an imprinting material.

콜로이드 형태의 세라믹이 유기매질에 분산된 유무기 하이브리드소재는 세라믹 함량에 비해서 점도상승이 미미하며 세라믹의 보강으로 경화시 수축이 줄어들고 재료의 경도가 크게 향상되는 효과가 있어 임프린팅 성형 코팅제로의 활용이 가능하다.The organic-inorganic hybrid material in which colloidal ceramics are dispersed in an organic medium has a slight increase in viscosity compared to the ceramic content, and the reinforcement of ceramics reduces shrinkage during hardening and greatly improves the hardness of the material, so it is used as an imprinting molding coating agent. this is possible

한국공개특허 제2009-0053155호Korean Patent Publication No. 2009-0053155 한국등록특허 제1965624호Korea Patent No. 1965624 한국공개특허 제2019-0036166호Korean Patent Publication No. 2019-0036166 한국공개특허 제2011-0134546호Korean Patent Publication No. 2011-0134546

본 발명은 광경화형의 아크릴수지 액상 처방소재에 나노크기의 실리카졸을 무용매형으로 분산시켜 유동성을 가지면서도 재료특성을 만족하는 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물 및 이를 이용한 임프린팅 성형 공정을 제공하기 위한 것이다.The present invention provides an organic-inorganic hybrid imprinting coating composition that satisfies material characteristics while having fluidity by dispersing nano-sized silica sol in a solvent-free form in a photocurable acrylic resin liquid prescription material and an imprinting molding process using the same will be.

한편으로, 본 발명은On the one hand, the present invention

광경화성 아크릴 수지; photocurable acrylic resin;

상기 아크릴 수지에 분산된 표면개질 실리카졸; 및a surface-modified silica sol dispersed in the acrylic resin; and

1종 이상의 올리고머 또는 첨가제;를 포함하고,Including; one or more oligomers or additives;

임프린팅 성형성과 성형이후에 유연성 및 경도 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 제공한다.Provided is a solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition characterized in that it exhibits imprinting moldability and flexibility and hardness characteristics after molding.

다른 한편으로, 본 발명은On the other hand, the present invention

표면개질 실리카졸을 합성하는 단계;synthesizing a surface-modified silica sol;

아크릴 단량체를 첨가하여 용매를 제거시킨 하이브리드 분산액을 제조하는 단계; 및Preparing a hybrid dispersion by removing the solvent by adding an acrylic monomer; and

상기 하이브리드 분산액에 광경화성 수지를 첨가하여 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 성형 특성과 성형이후에 유연성과 강도를 만족하는 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물의 제조방법을 제공한다.Adding a photocurable resin to the hybrid dispersion to prepare an organic-inorganic hybrid imprinting coating composition; of an organic-inorganic hybrid imprinting coating composition that satisfies molding characteristics and flexibility and strength after molding. A manufacturing method is provided.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 아크릴 수지와 실리카졸 하이브리드소재에서 경화수축으로 인한 내부응력의 해소(휨/컬 변형 축소)와 함께 벤딩시 휨내구성이 요구되는데 실리카졸의 치밀한 구조화, 사슬형 장쇄분자 실란의 실리카졸 표면처리, 실리콘변성 아크릴수지 및 불소계 화합물의 처방을 통해 액상소재의 유동성, 평탄성, 이형성을 향상시켜 나노급의 임프린팅 공정성형성을 확보하고 성형된 고체표면의 접촉각을 향상시켜 초발수성(방오/내지문, 슬립성/윤활성)의 표면물성확보가 가능하다. The coating composition according to the present invention requires the elimination of internal stress (reduced bending/curling deformation) due to curing shrinkage in an acrylic resin and silica sol hybrid material, as well as bending durability during bending. Surface treatment of silica sol, silicon-modified acrylic resin, and fluorine-based compound formulation improve fluidity, flatness, and releasability of liquid materials to secure nano-level imprinting process moldability and improve the contact angle of the molded solid surface to achieve super water repellency ( It is possible to secure surface properties such as antifouling/fingerprint, slip/lubricity).

또한, 본 발명의 코팅 조성물을 구성하는 실리카졸의 분산안정성 확보를 위하여 실리카졸 합성이후에 연속적으로 유기실란처리가 필요한데, 비반응성 및 반응성 유기실란들로 표면처리한 뒤에 아크릴단량체를 첨가하고 촉매부산물과 저비점 용매를 제거하면 유기매질에 분산된 저장성이 우수한 실리카졸 상태가 된다. 유기실란처리시에 실란들을 유기용매로 희석하여 투입하면 실리카의 표면처리효율과 저장성이 좋아지는 장점이 있다. In addition, in order to secure the dispersion stability of the silica sol constituting the coating composition of the present invention, organic silane treatment is required continuously after the synthesis of the silica sol. When the solvent and the low boiling point solvent are removed, a silica sol having excellent storage stability dispersed in an organic medium is obtained. When silanes are diluted with an organic solvent and added during organic silane treatment, there is an advantage in that the surface treatment efficiency and storage stability of silica are improved.

또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, 전구체로부터 실리카졸을 합성함에 있어서 초기반응에서는 반응매질의 균일한 용해도 확보를 통해 안정되게 가수분해반응과 축합반응이 일어나게 하고 친수성이 증가된 중간반응단계에서는 물을 추가하면서 승온하여 빠른 속도로 실리카 성장반응을 진행시키면서 응집없이 소입경의 치밀한 실리카 입자를 단시간에 합성할 수 있다.In addition, according to the production method of the present invention, in synthesizing silica sol from a precursor, in the initial reaction, the hydrolysis and condensation reactions occur stably through securing uniform solubility of the reaction medium, and in the intermediate reaction step with increased hydrophilicity, water It is possible to synthesize dense silica particles of a small particle size in a short time without aggregation while increasing the temperature while adding the silica growth reaction at a rapid rate.

도 1은 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물의 제조 단계를 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실리카졸의 합성, 실란표면처리 및 유무기 하이브리드 소재 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무기 하이브리드소재의 나노 임프린트 공정 단계 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 임프린트용 조성물을 이용하여 성형한 나노구조 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 임프린트용 조성물을 이용하여 UV 경화한 경우(a, b, c)와 UV 경화 후 열처리를 수행한 나노구조 표면(d, e, f)의 연필경도 시험을 수행한 표면 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤딩 시험에 의한 상용 고경도 레진의 크랙(a) 및 임프린트용 레진의 벤딩성(b) 평가 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a flow chart showing manufacturing steps of an organic-inorganic hybrid imprinting coating composition according to the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram of the synthesis of silica sol, silane surface treatment, and organic-inorganic hybrid materials according to the present invention.
3 is a nanoimprint process step diagram of an organic-inorganic hybrid material according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example of a nanostructure molded using the composition for imprinting according to the present invention.
5 is a surface on which a pencil hardness test was performed on the case of UV curing using the composition for imprinting according to the present invention (a, b, c) and the nanostructured surface (d, e, f) subjected to heat treatment after UV curing It is a drawing showing the evaluation result.
6 is a view showing evaluation results of cracks (a) of a commercially available high-hardness resin and bendability (b) of a resin for imprint by a bending test according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 실시형태에 따른 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물은, A solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition according to an embodiment of the present invention,

광경화성 아크릴 수지; photocurable acrylic resin;

상기 아크릴 수지에 분산된 표면개질 실리카졸; 및a surface-modified silica sol dispersed in the acrylic resin; and

1종 이상의 올리고머 또는 첨가제;를 포함하고,Including; one or more oligomers or additives;

임프린팅 성형성과 성형이후에 유연성 및 경도 특성을 나타내는 것을 특징으로 한다. It is characterized by showing imprinting moldability and flexibility and hardness characteristics after molding.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 경화성 아크릴 수지에 실란처리된 실리카졸이 분산된 무용매 상태로, 고함량의 실리카졸이 혼합되고도 점도상승이 거의 없으며 아크릴 수지 단독에 비해서 열적, 기계적, 광학적, 전기적 특성이 우수하여 액상 코팅소재로서 광범위하게 상업적 활용이 가능하다. The coating composition according to the present invention is a solvent-free state in which silanized silica sol is dispersed in curable acrylic resin, and even when a high content of silica sol is mixed, there is little increase in viscosity, and compared to the acrylic resin alone, the coating composition has thermal, mechanical, optical, and electrical properties. Due to its excellent properties, it can be widely used commercially as a liquid coating material.

임프린팅 공정으로 나노급의 표면구조체를 성형하기 위해서는 투명성과 함께 유동성 확보가 중요하므로 아주 작은 10~20nm 크기의 실리카졸을 합성하고, 유기기능성 실란물질들로 정교한 실리카졸 표면개질을 통하여 아크릴 수지류에 고함량으로 분산되어 저장안정성이 우수한 저점도의 액상소재로 제조가 가능하여야 한다. 고투명 실리카졸과 광경화형 아크릴 수지로 구성되는 상기 나노 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물은 내열성, 화학안정성, 투명성, 고인성(유연고경도), 내마모성, 슬립성, 방오성 등의 특성이 우수하고 경화성형시 부피축소가 적어서 나노구조체의 임프린팅 성형재료로의 활용이 가능하다.In order to form a nano-level surface structure through the imprinting process, it is important to secure fluidity along with transparency, so a very small 10-20 nm size silica sol is synthesized and acrylic resins are refined through sophisticated silica sol surface modification with organic functional silane materials. It should be possible to manufacture it as a low-viscosity liquid material with excellent storage stability by being dispersed in a high content in The nano-hybrid imprinting coating composition composed of a highly transparent silica sol and a photocurable acrylic resin has excellent properties such as heat resistance, chemical stability, transparency, high toughness (softness and high hardness), abrasion resistance, slipperiness, and antifouling property, and has excellent volume during curing and molding. Since the shrinkage is small, it can be used as a molding material for imprinting nanostructures.

치밀한 입자성 유기실란처리 실리카졸은 유기용매의 사용 없이도 저점도의 아크릴 단량체들에 고함량으로 분산이 가능한데 점도상승은 미미하면서 경화수축이 크게 축소되고 경도와 유연성의 재료물성 향상에 크게 기여하게 된다. 고순도 실리카졸은 촉매활성이 큰 암모니아나 아민류 등의 염기성 촉매를 사용하여 합성이 가능한데 물량, 촉매의 종류/량, 반응온도 등의 인자들을 조정해서 빠른 속도로 소입자경의 실리카졸 합성이 가능하다.Dense particulate organosilane-treated silica sol can be dispersed in high content in low-viscosity acrylic monomers without using an organic solvent. The increase in viscosity is negligible, the curing shrinkage is greatly reduced, and it greatly contributes to the improvement of material properties such as hardness and flexibility. . High-purity silica sol can be synthesized using basic catalysts such as ammonia or amines with high catalytic activity. It is possible to synthesize silica sol with a small particle size at a high speed by adjusting factors such as the amount of water, type/amount of catalyst, and reaction temperature.

합성된 실리카졸의 활용을 위해서 비반응성 및 반응성 유기실란으로 실리카졸 표면을 개질하게 되는데, 이를 통해서 실리카졸은 표면에너지 제어는 물론 유기반응성기 부여도 가능하여 유기매질에의 분산안정성을 향상시키고 유무기간의 화학반응이 진행되어 고체재료로의 성형이 가능하다. 따라서 유기실란에 의해 실리카 입자가 효과적으로 표면처리되어야 액상의 아크릴단량체에 비교적 고함량으로 분산가능하게 되며 이렇게 제조된 유무기 하이브리드 소재는 임프린팅 성형성을 갖게 되어 안정된 하이브리드 소재로 활용이 가능하다. In order to utilize the synthesized silica sol, the surface of the silica sol is modified with non-reactive and reactive organosilanes. Through this, the surface energy of the silica sol can be controlled as well as organic reactive groups can be provided, thereby improving the dispersion stability in the organic medium and The chemical reaction of the period proceeds, and molding into a solid material is possible. Therefore, effective surface treatment of the silica particles by organosilane is required to enable dispersion in a relatively high content in the liquid acrylic monomer, and the organic-inorganic hybrid material prepared in this way has imprinting moldability and can be used as a stable hybrid material.

본 발명의 일 실시형태는 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물의 제조 및 임프린팅 성형 방법에 관한 것으로, One embodiment of the present invention relates to a method for preparing a solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition and imprinting molding method,

표면개질 실리카졸을 합성하는 단계;synthesizing a surface-modified silica sol;

아크릴 단량체를 첨가하여 용매를 제거시킨 하이브리드 분산액을 제조하는 단계; 및Preparing a hybrid dispersion by removing the solvent by adding an acrylic monomer; and

상기 하이브리드 분산액에 광경화성 수지 및 첨가제를 첨가하여 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.and adding a photocurable resin and an additive to the hybrid dispersion to prepare an organic-inorganic hybrid imprinting coating composition.

이하, 본 발명의 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for preparing the solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition of the present invention will be described in detail.

(a) 표면개질 실리카졸의 합성(a) Synthesis of surface-modified silica sol

실리카 전구체(TMOS, TEOS)로부터 콜로이드형의 초미세 실리카졸을 합성하고, 비반응성/반응성 및 사슬형 유기실란을 처리하여 표면개질된 실리카졸을 합성할 수가 있다.A colloidal ultrafine silica sol can be synthesized from a silica precursor (TMOS, TEOS), and a surface-modified silica sol can be synthesized by treating non-reactive/reactive and chain-type organosilane.

구체적으로는, 전구체를 용해시킨 알콜 용액에 암모니아수를 첨가하고 45~60℃에서 18시간 교반하면서 반응시키면 실리카졸이 합성되는데, 여기에 비반응성 실란과 반응성 실란들을 첨가하여 실리카졸 표면을 개질하는 것은 잘 알려져 있다. Specifically, when ammonia water is added to an alcohol solution in which the precursor is dissolved and reacted with stirring at 45 to 60 ° C. for 18 hours, silica sol is synthesized. It is well known.

실리카졸 합성의 마지막 단계가 되면 입자경이 커지면서 입자간의 응집이 진행되기도 하므로 이를 막기 위해서 졸합성이 종료되면 가급적 바로 유기용매에 희석한 유기실란을 첨가하면 응집없이 실란처리가 효과적으로 진행될 수 있다. In the final step of synthesizing silica sol, as the particle size increases, aggregation between particles sometimes proceeds. To prevent this, when organosilane diluted in an organic solvent is added as soon as possible after sol synthesis is completed, silane treatment can proceed effectively without aggregation.

상기 실리카 전구체로는 테트라에톡시실란(TEOS)이나 테트라메톡시실란(TMOS)이 주로 사용되지만 다양한 테트라알콕시 실란들을 사용할 수가 있으며. 상기 알콜은 메탄올, 에탄올, IPA, n-propanol 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.As the silica precursor, tetraethoxysilane (TEOS) or tetramethoxysilane (TMOS) is mainly used, but various tetraalkoxy silanes can be used. As the alcohol, methanol, ethanol, IPA, n-propanol, etc. may be used, but is not limited thereto.

상기의 실리카졸을 합성함에 있어 실리카 전구체 1M에 알콜의 함량 비율은 2~10M인 것이 바람직하며, 2M보다 적으면 전구체와 촉매수가 균일하게 용해되지 않아 불균일계에서 반응이 진행되게 되며 10M이상이 되면 반응속도가 느려지고 고형분이 너무 낮아 상업적 의미가 적다. In synthesizing the above silica sol, it is preferable that the content ratio of alcohol to 1M of the silica precursor is 2 to 10M. If it is less than 2M, the precursor and the number of catalysts are not uniformly dissolved, so the reaction proceeds in a heterogeneous system. The reaction rate is slow and the solid content is too low, so there is little commercial significance.

상기 실리카졸 표면개질에 이용되는 유기실란은 아래 화학식 1의 화합물을 사용할 수 있다.The organosilane used for surface modification of the silica sol may be a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

(R1)nSi(OR2)m (R 1 ) n Si(OR 2 ) m

상기 식에서, In the above formula,

n은 0 내지 3의 정수이고,n is an integer from 0 to 3;

m은 1 내지 4의 정수이다.m is an integer from 1 to 4;

상기 실리카졸은 1종 이상의 비반응성 실란 10~95wt%, 반응성 실란 5~90wt% 및 우레탄으로 변성된 사슬형 실란 0~15wt%을 포함하는 유기실란으로 표면개질되어 상기 아크릴 수지내 분산안정성과 성형재료의 굴곡성 향상에 기여할 수 있다.The silica sol is surface-modified with an organosilane containing 10 to 95 wt% of one or more types of non-reactive silane, 5 to 90 wt% of a reactive silane, and 0 to 15 wt% of a chain silane modified with urethane, thereby improving dispersion stability and molding in the acrylic resin. It can contribute to improving the flexibility of the material.

상기 유기실란 R1 0~3Si(OR2)1~4에 있어서, R1은 비반응성기로 알킬기(메틸-methyltrimethoxysilane, 에틸, 프로필-propyltrimethoxysilane, 아이소부틸-isobutyltrimethoxysilane, 불소알킬기)나 페닐기-phenyltrimethoxysilane, 그리고 반응성기로 아크릴기, 메타아크릴기, 알릴기, 비닐기, 아미노기, 에폭시기, 치올기, NCO기를 가진 실란물질들이며, 반응성기를 가진 실란이 적어도 하나가 선택되고 비반응성 실란도 혼용되어 사용된다. R2는 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 이소프로필(iso-propyl), 엔프로필(n-propyl) 또는 엔부틸(n-butyl) 중에 적어도 하나가 선택되며, 이에 제한되는 것은 아니다. 아래 표 1에 본 발명에 따른 유기실란의 예시를 나타내었다.In the organic silane R 1 0 to 3 Si(OR 2 ) 1 to 4 , R 1 is a non-reactive group, and is an alkyl group (methyl-methyltrimethoxysilane, ethyl, propyl-propyltrimethoxysilane, isobutyl-isobutyltrimethoxysilane, fluorine alkyl group) or a phenyl group-phenyltrimethoxysilane, And silane materials having an acrylic group, a methacrylic group, an allyl group, a vinyl group, an amino group, an epoxy group, a thiol group, and an NCO group as reactive groups. At least one silane having a reactive group is selected and non-reactive silanes are also used in combination. R 2 is at least one selected from methyl, ethyl, iso-propyl, n-propyl, or n-butyl, but is not limited thereto. Table 1 below shows examples of organosilanes according to the present invention.

Figure pat00001
Figure pat00001

본 특허에서는 시중에 판매되는 저분자성 실란으로 처리된 실리카졸의 처방재료에서 우수한 유연성과 인성을 확보하는데 어려움이 있어 사슬형의 긴 분자인 실란을 합성하여 사용하였는데, 우레탄이 되는 Di-NCO 물질의 일측면은 반응성기를 가진 실란과 반응시키고, 타측면은 아크릴 반응기를 가진 화합물과 반응시켜 사슬형 변성체실란을 합성하고 이와 같은 사슬형 실란을 실리카졸의 표면에 그래프트시켜 소재의 유연성을 확보하는데 활용하였다. In this patent, it is difficult to secure excellent flexibility and toughness in prescription materials of silica sol treated with commercially available low molecular weight silane, so silane, a long chain molecule, is synthesized and used. One side is reacted with a silane having a reactive group and the other side is reacted with a compound having an acrylic reactive group to synthesize a chain-type modified silane, and the chain-type silane is grafted onto the surface of the silica sol to secure the flexibility of the material. did

합성한 사슬형 실란의 화학적 구조의 예시는 아래 화학식 2와 같으나, 본 구조에 국한하지는 않고 아래 표 2와 같이 다양한 물질들의 조합이 가능하고 합성된 가장 간단한 몇 가지 물질이 제시되어 있다.An example of the chemical structure of the synthesized chain-like silane is shown in Formula 2 below, but it is not limited to this structure, and various combinations of materials are possible and some of the simplest synthesized materials are presented as shown in Table 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

(RO)3Si(CH2)3X+NCO-Y-NCO+HO(CH2)2OOCCH=CH2 (RO) 3 Si(CH 2 ) 3 X + NCO - Y - NCO + HO(CH 2 ) 2 OOCCH=CH 2

상기 식에서, In the above formula,

RO은 메톡시 또는 에톡시이고,RO is methoxy or ethoxy;

X는 SH 또는 NH2이며,X is SH or NH 2 ;

Y는 di-NCO 화합물이다.Y is a di-NCO compound.

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 2의 Y는 di-NCO 화합물이고, 상기 di-NCO 화합물은 상기 표 2에 나타낸 물질을 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, Y in Formula 2 is a di-NCO compound, and materials shown in Table 2 may be used as the di-NCO compound.

실리카졸 처리에 사용되는 실란의 양은 실리카졸 고형분 무게의 5~50%인 것이 바람직하고, 5 %미만인 경우는 실리카졸 표면이 충분히 처리되지 않아 응집이 진행되어 불안정하며 50 %이상인 경우는 표면처리되고 남은 실란들이 독자적으로 반응하여 새로운 부산물을 만들기 때문에 평탄한 성막이 되지 않는 문제점이 발생한다. The amount of silane used in the silica sol treatment is preferably 5 to 50% of the weight of the solid content of the silica sol. If it is less than 5%, the silica sol surface is not sufficiently treated and aggregation proceeds, making it unstable. If it is more than 50%, the surface is treated Since the remaining silane reacts independently to create a new by-product, a problem of not forming a flat film occurs.

(b) 실리카졸 하이브리드 분산액의 제조(b) Preparation of Silica Sol Hybrid Dispersion

상기 표면개질된 실리카졸을 저점도의 아크릴 단량체들 중에서 분산특성이 우수한 1~4관능기 단량체들에 첨가하여 졸의 합성시 사용한 물과 알코올류 등의 용제를 감압 농축을 통해 제거함으로써 무용제형의 하이브리드 분산액을 제조할 수 있다. 이 때 하이브리드 분산액의 점도와 저장안정성은 실리카졸의 응집도, 처리실란의 종류와 표면개질 효과성, 아크릴수지의 종류에 따라서 차이가 있으므로 대응책이 필요하다. Solvent-free hybrid by adding the surface-modified silica sol to 1-4 functional group monomers with excellent dispersion characteristics among low-viscosity acrylic monomers and removing solvents such as water and alcohol used in the synthesis of the sol through concentration under reduced pressure. Dispersions can be prepared. At this time, since the viscosity and storage stability of the hybrid dispersion differ depending on the degree of aggregation of the silica sol, the type of treated silane, the surface modification effect, and the type of acrylic resin, countermeasures are required.

상기 아크릴 단량체는 아래 표 3(유무기 하이브리드 액상처방소재 구성물질 정리)에 제시되어 있는 물질들을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The acrylic monomer may use the materials shown in Table 3 (organic-inorganic hybrid liquid prescription material composition summary) below, but is not limited thereto.

Figure pat00003
Figure pat00003

(c) 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물의 제조(c) Preparation of organic-inorganic hybrid imprinting coating composition

상기 하이브리드 분산액에 2관능 올리고머 아크릴레이트, 6,9,10관능 올리고머 아크릴레이트, 경화제, 레벨링제 등을 첨가하여 재료물성과 임프린팅 성형특성을 고려한 무용제형의 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 제조할 수 있다. Bifunctional oligomer acrylate, 6, 9, 10 functional oligomer acrylate, curing agent, leveling agent, etc. are added to the hybrid dispersion to prepare a solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition considering material properties and imprinting molding characteristics. can

상기 2관능 올리고머 아크릴레이트는 투명성(황변내구성)과 유연성이 우수하고 UV 광조사로 단시간에 경화가 가능하며, 내마모성 및 이형성을 고려하여 실리콘 아크릴레이트(Silicone Acrylate)를 사용할 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The bifunctional oligomer acrylate has excellent transparency (yellowing durability) and flexibility, and can be cured in a short time by UV light irradiation, and silicone acrylate may be used in consideration of abrasion resistance and releasability, but is not limited thereto. no.

본 발명에 따른 조성물은 다수의 올리고머 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 불소아크릴 레이트로 처방되고도 점도는 100 내지 3,000 cps인 것을 특징으로 한다.The composition according to the present invention is characterized in that it has a viscosity of 100 to 3,000 cps even when formulated with a plurality of oligomer acrylates, silicone acrylates, and fluorine acrylates.

상기 6,9,10관능 올리고머 아크릴레이트는 경도와 유연성을 통시에 부여하기 위해서 사용하는데 글리콜과 Di-NCO 물질들과 다양하게 합성이 가능하며, 대게는 분자량이 1,000 이상이기 때문에 점도가 높아 무용매형의 처방에서 사용량이 제한적이다. 이들은 가교시 부피축소가 적고 접착력이 우수한 특징을 가지고 있어 광가교 이후에 가열하여 120~180℃의 열적 상태가 되면 경화 과정이 추가로 진행되어 내열성과 기계적 물성 향상을 구현할 수 있다. The 6,9,10 functional oligomer acrylate is used to impart hardness and flexibility at the same time, and can be synthesized in various ways with glycol and Di-NCO materials, and usually has a high viscosity because the molecular weight is 1,000 or more, so it is a solvent-free type. The usage is limited in the prescription of They have low volume reduction and excellent adhesive strength during crosslinking, so when heated after photocrosslinking to a thermal state of 120 to 180 ° C, the curing process is further progressed to realize improved heat resistance and mechanical properties.

실리카졸 표면처리실란의 반응성기들이 단량체들과 가교반응들도 일어나게 되는데 이들은 유기소재와 무기물질간의 일어나는 화학반응이라 열적/기계적 특성향상에 기여하게 된다.Reactive groups of silica sol surface-treated silane also cause crosslinking reactions with monomers, which contribute to the improvement of thermal/mechanical properties as they are chemical reactions between organic and inorganic materials.

상기 가교반응을 위해 첨가제로 과산화물계 경화제가 주로 사용되며 다양한 물질들이 상업화되어 있으며 전체 고형분의 0.5~3 wt%를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. A peroxide-based curing agent is mainly used as an additive for the crosslinking reaction, and various materials are commercialized, and 0.5 to 3 wt% of the total solid content may be used, but is not limited thereto.

또한, 상기 첨가제로 레벨링제를 사용할 수 있으며, 레벨링제는 실리콘변성 아크릴레이트들로 BYK계 물질들이 다양하게 개발되어 있으며, 이들 중에 1-2종을 선택하여 전체 고형분의 1~2 wt%를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, a leveling agent can be used as the additive, and the leveling agent is a silicon-modified acrylate, and various BYK-based materials have been developed. It can be, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시형태는 상기 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 이용한 나노패턴된 임프린팅 성형구조체 성형공정에 관한 것으로, One embodiment of the present invention relates to a process for forming a nano-patterned imprinting molding structure using the organic-inorganic hybrid imprinting coating composition,

임프린팅 코팅 조성물을 이용한 나노구조체 성형 방법으로서, As a method for forming a nanostructure using an imprinting coating composition,

상기 코팅 조성물을 나노패턴 성형할 모재에 코팅하는 단계;coating the coating composition on a base material to be formed with nanopatterns;

상기 코팅 조성물에 열/진동을 가해주어 유동성을 향상시켜 평탄화를 유도하는 단계;inducing flattening by applying heat/vibration to the coating composition to improve fluidity;

임프린팅 몰드에 접촉시켜 상기 코팅 조성물이 구조체가 되도록 유도하는 단계; 및inducing the coating composition to form a structure by contacting the imprinting mold; and

임프린팅 몰드에 접촉된 상태로 상기 조성물을 UV 경화시키고 임프린팅 몰드로부터 탈형시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. It is characterized by including; UV-curing the composition in a state of contact with the imprinting mold and demolding it from the imprinting mold.

구체적으로는, 상기 임프린팅 코팅 조성물을 모재에 코팅하고 열을 가해주어 유동성을 향상시켜 평탄화를 유도하면서, 임프린팅 몰드에 의한 성형이 가능하도록 몰드 접촉을 통해 패턴형상을 만든 후, UV를 조사하여 빠르게 광경화시킨 후 탈형하는 과정을 거쳐 임프린팅 구조체를 성형할 수 있다. Specifically, the imprinting coating composition is coated on a base material and heat is applied to improve fluidity to induce flattening, and after making a pattern shape through mold contact so that molding by an imprinting mold is possible, UV is irradiated to After rapid photocuring, the imprinting structure may be molded through a process of demolding.

상기 모재는 필름, 플라스틱쉬트, 유리, 금속 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.The base material may use a film, plastic sheet, glass, metal, etc., but is not limited thereto.

이와 같이, 나노요철구조의 임프린팅 패턴은 광경화 반응에 의해서 고체 구조체 형태를 갖지만, 급속하게 반응이 진행되면서 내부 분자사슬들이 열적으로 안정한 배향상태가 되기 어려워 내부스트레스가 높은 고체재료가 되기 쉬운데, 이러한 임프린팅법으로 성형된 고체재료를 130~180℃까지 서서히 가열하게 되면 내부스트레스가 해소되면서 추가로 열경화가 수반되어 소재의 열적, 기계적 특성이 안정화되면서 유연성을 동시에 갖는 임프린팅된 소재가 된다. 임프린팅된 나노구조체가 몰드로부터 디몰딩되기 위해서는 성형물의 표면장력은 낮아야 되는데 실리콘이나 불소물질로 변성된 아크릴수지를 첨가하여 디몰딩 성형성 확보가 가능하며 실리카졸의 표면에 불소계실란으로 표면개질하면 성형이 용이할 뿐만 아니라 매우 우수한 내지문성과 발수성을 가질 수 있다.In this way, the imprinting pattern of the nanoconcave-convex structure has a solid structure form by the photocuring reaction, but as the reaction proceeds rapidly, it is difficult for the internal molecular chains to be in a thermally stable alignment state, making it easy to become a solid material with high internal stress. When the solid material molded by this imprinting method is gradually heated to 130~180℃, the internal stress is relieved and additional thermal curing is accompanied to stabilize the thermal and mechanical properties of the material, resulting in an imprinted material having flexibility at the same time. . In order for the imprinted nanostructure to be demolded from the mold, the surface tension of the molding must be low. It is possible to secure demolding moldability by adding acrylic resin modified with silicon or fluorine. Not only is it easy to mold, but it can also have excellent fingerprint resistance and water repellency.

본 발명에 따른 유무기 하이브리드 소재를 이용한 나노임프린트 기술은 UV 조사를 통하여 나노구조를 성형하는 공정과 열에 의해 추가 경화반응을 통하여 기계적 물성을 확보하는 열경화 공정으로 구분할 수 있다.The nanoimprint technology using the organic-inorganic hybrid material according to the present invention can be divided into a process of forming a nanostructure through UV irradiation and a thermal curing process of securing mechanical properties through an additional curing reaction by heat.

올리고머/고분자를 처방하게 되면 유연성과 인성(강성률) 향상에 도움이 되지만 점도가 크게 증가하게 되어 첨가량은 극히 제한적이다. Prescribing oligomers/polymers helps to improve flexibility and toughness (stiffness), but the amount of addition is extremely limited because the viscosity increases significantly.

습식의 임프린팅 성형은 광경화형 아크릴 수지로 된 액상소재를 필름/투명플라스틱 쉬트/포일 등의 1측면에 코팅하면서 몰드로 패턴을 만들고 광가교 후에 이형시키는 과정으로 진행된다. 임프린팅을 위한 나노급 몰드로 급속 성형하기 위해서는 액상소재의 점도가 낮아야 되는데(1000cps 이하), 용매로 희석하면 건조공정에 대한 부담(건조에너지, 청정환경, 공정속도저하, 기포발생 등)이 생기므로 저점도 중심의 단량체들로 코팅 조성물 처방이 이루어지게 된다. 이러한 소재들로 임프린팅 성형을 하게 되면 경화수축이 심하여 나노패턴된 정교한 구조체 성형이 어렵고, 컬(curl)이 발생하게 되어 나노구조체의 충격내구성이 취약해질 수 있다. Wet imprinting molding proceeds in the process of forming a pattern with a mold while coating a liquid material made of photocurable acrylic resin on one side of a film/transparent plastic sheet/foil, etc., and releasing it after photocrosslinking. In order to rapidly form a nanoscale mold for imprinting, the viscosity of the liquid material must be low (less than 1000 cps), but when diluted with a solvent, the burden on the drying process (drying energy, clean environment, process speed reduction, bubble generation, etc.) arises. Therefore, the coating composition is formulated with low-viscosity central monomers. When imprinting molding is performed with these materials, curing shrinkage is severe, making it difficult to form an elaborate nano-patterned structure, and curl may occur, so that the impact durability of the nanostructure may be weakened.

이에, 본 발명은 기계적 보강효과가 크고 점도상승이 미미한 나노급의 실리카졸을 합성하고 이를 아크릴반응기, 저표면장력의 유기기, 사슬형의 우레탄변성 실란들로 표면개질하여 광가교가 가능한 아크릴수지와 나노하이브리드 액상소재 제조시에 고함량의 실리카졸을 처방하고도 임프린팅 성형작업이 가능한 비교적 저점성을 가지면서 UV조사로 급속한 광경화가 가능한 임프린팅 성형성 나노하이브리드 액상소재를 개발하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention synthesizes a nano-grade silica sol with a high mechanical reinforcing effect and an insignificant increase in viscosity, and surface-modifies it with an acrylic reactor, an organic group with low surface tension, and a chain-type urethane-modified silane to form an acrylic resin capable of photocrosslinking. It is intended to develop an imprinting moldable nanohybrid liquid material capable of rapid photocuring by UV irradiation while having a relatively low viscosity that enables imprinting molding even when a high content of silica sol is prescribed in the manufacture of nanohybrid liquid material.

이와 같이 무용매 상태에서도 실리카졸이 고함량으로 처방되어 일정이상의 점도(200cps)를 가진 유무기 하이브리드 액상코팅의 롤투롤 연속임프린팅 성형공정을 만족시키기 위해서 코팅방법, 열처리조건, UV광원세기, 광조사시간(선속과 광조사길이) 등의 조건에서 탈형이 효과적으로 진행되는 UV 임프린트 및 열처리 공정조건 확보를 통해서 연속성형이 가능한 임프린팅 성형공정조건을 확립하였다. In this way, in order to satisfy the roll-to-roll continuous imprinting molding process of the organic-inorganic hybrid liquid coating having a certain viscosity (200 cps) with a high content of silica sol prescribed even in a solvent-free state, the coating method, heat treatment conditions, UV light source intensity, and light Imprinting molding process conditions that enable continuous molding were established by securing UV imprint and heat treatment process conditions in which demolding effectively proceeds under conditions such as irradiation time (line speed and light irradiation length).

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. These examples are only for explaining the present invention, it is apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예 1: 실란처리 실리카 졸의 제조Example 1: Preparation of silanized silica sol

TEOS 350g, 에탄올(EtOH) 1000g, 9.8wt% 암모니아수 8g, 증류수 400g를 첨가하여 50도씨 조건에서 20시간 동안 교반하여 투명한 15~20nm 콜로이드 실리카 졸을 수득하였다.350 g of TEOS, 1000 g of ethanol (EtOH), 8 g of 9.8 wt% aqueous ammonia, and 400 g of distilled water were added and stirred at 50 ° C for 20 hours to obtain a transparent 15-20 nm colloidal silica sol.

상기 수득된 콜로이드 실리카 졸의 안정성 확보를 위해 실란 표면 처리제로 MTMS, IBTMS, AcTMS를 사용하였으며, 실란의 사용량은 TEOS 350g을 사용하여 합성한 실리카 100g 대비 실란들(MTMS/IBTMS/AcTMS)의 합이 8~12g이 되도록 첨가한 후 상온에서 20시간 진행하여 수종의 실란들로 표면이 개질된 콜로이드 실리카 졸을 제조하였다. 이 때 사용한 실란들 중에서 AcTMS는 아크릴수지와 가교반응이 가능한 아크릴반응기를 가진 실란으로 전체 실란 중에서 20~40wt%의 조성으로 처방하여 실리카졸을 제조하였다.MTMS, IBTMS, and AcTMS were used as silane surface treatment agents to secure the stability of the colloidal silica sol obtained above. After adding 8 to 12 g of the mixture at room temperature for 20 hours, a colloidal silica sol whose surface was modified with several kinds of silanes was prepared. Among the silanes used at this time, AcTMS is a silane having an acrylic reactive group capable of crosslinking with an acrylic resin, and silica sol was prepared by prescribing 20 to 40 wt% of the total silane.

아크릴수지류를 표면개질 실리카졸 용액에 첨가하고 감압을 통해 에탄올/메탄올/물을 제거하여 아크릴수지에 20~30% 분산된 실리카 졸 용액을 수득하였다.Acrylic resins were added to the surface-modified silica sol solution, and ethanol/methanol/water was removed under reduced pressure to obtain a silica sol solution dispersed in 20-30% of the acrylic resin.

비교예 1: 유기수지 임프린팅 코팅 조성물의 제조Comparative Example 1: Preparation of Organic Resin Imprinting Coating Composition

실리카졸의 처방없이 광경화형 고경도 아크릴수지류의 처방과 유사하게 2, 3, 4관능기 아크릴수지류, 올리고머의 종류, 첨가제들을 아래 표 4와 같은 조성으로 처방하였다. 이들은 PET 필름모재에 8um의 두께로 코팅되어 여러 가지 재료적 물성을 평가하였다.Similar to the prescription of photocurable high-hardness acrylic resins without the prescription of silica sol, 2, 3, and 4 functional group acrylic resins, types of oligomers, and additives were prescribed in the composition shown in Table 4 below. They were coated on a PET film substrate with a thickness of 8 μm to evaluate various material properties.

처방성분구분Classification of Prescription Ingredients 조성비(wt%)Composition ratio (wt%) 상세 처방 내용Prescription details 아크릴 단량체류acrylic monomers 6565 1)HDDA/TEGDA(10/15) : 25
2)TMPTA/PETA(15/15) : 30
3)PE044 : 10
1)HDDA/TEGDA(10/15) : 25
2)TMPTA/PETA(15/15) : 30
3)PE044 : 10
실란처리 실리카졸Silanized Silica Sol -- -- 올리고머 아크릴레이트oligomeric acrylate 3030 1)PED400DA : 10
2)PETA+HDI+PETA : 15
3)PU6510 : 5
1) PED400DA : 10
2) PETA+HDI+PETA : 15
3)PU6510 : 5
기타 첨가제Other Additives 55 1)광경화제(Igacure 186) : 3
2)레벨링제(TEGO CP7602) : 2
1) Photocuring agent (Igacure 186): 3
2) Leveling agent (TEGO CP7602): 2

실시예 2: 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물의 제조Example 2: Preparation of hybrid imprinting coating composition

실시예 1에서 합성한 실란처리 실리카졸(20wt%)에 2, 3, 4관능기 아크릴수지류, 올리고머의 종류, 첨가제들을 아래 표 5와 같은 조성으로 처방하였다. 이들은 PET 필름모재에 8um의 두께로 코팅되어 여러 가지 재료적 물성을 평가하였다.The silane-treated silica sol (20wt%) synthesized in Example 1 was formulated with 2-, 3-, and 4-functional acrylic resins, types of oligomers, and additives in the composition shown in Table 5 below. They were coated on a PET film substrate with a thickness of 8 μm to evaluate various material properties.

처방성분구분Classification of Prescription Ingredients 조성비(wt%)Composition ratio (wt%) 상세 처방 내용Prescription details 아크릴 단량체류acrylic monomers 5454 1)HEA : 8
2)HDDA/TEGDA(6/8) : 14
3)TMPTA/PETA(11/11) : 22
4)PE044 : 10
1) HEA : 8
2)HDDA/TEGDA(6/8) : 14
3)TMPTA/PETA(11/11) : 22
4)PE044: 10
실란처리 실리카졸Silanized Silica Sol 2020 1)Colloidal Silica 13
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(실란들이 반응하면서 50%로 축소됨)
1) Colloidal Silica 13
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(Silanes react and shrink to 50%)
올리고머 아크릴레이트oligomeric acrylate 2121 1)PED400DA : 6
2)PETA+HDI+PETA : 11
3)PU6510 : 4
1)PED400DA : 6
2) PETA+HDI+PETA : 11
3)PU6510 : 4
기타 첨가제Other Additives 55 1)광경화제(Igacure 186) : 3
2)레벨링제(TEGO CP7602) : 2
1) Photocuring agent (Igacure 186): 3
2) Leveling agent (TEGO CP7602): 2

실시예 3: 임프린팅 코팅 조성물의 제조Example 3: Preparation of Imprinting Coating Composition

실시예 1에서 합성한 실란처리 실리카졸(25wt%)에 2, 3, 4관능기 아크릴수지류, 올리고머의 종류, 첨가제들을 아래 표 6과 같은 조성으로 처방하였다. 이들은 PET 필름모재에 8um의 두께로 코팅되어 여러 가지 재료적 물성을 평가하였다.The silane-treated silica sol (25wt%) synthesized in Example 1 was formulated with 2-, 3-, and 4-functional acrylic resins, types of oligomers, and additives in the composition shown in Table 6 below. They were coated on a PET film substrate with a thickness of 8 μm to evaluate various material properties.

처방성분구분Classification of Prescription Ingredients 조성비(wt%)Composition ratio (wt%) 상세 처방 내용Prescription details 아크릴 단량체류acrylic monomers 5050 1)HEA : 8
2)HDDA/TEGDA(4/6) : 10
3)TMPTA/PETA(11/11) : 22
4)PE044 : 10
1) HEA : 8
2)HDDA/TEGDA(4/6) : 10
3)TMPTA/PETA(11/11) : 22
4)PE044: 10
실란처리 실리카졸Silanized Silica Sol 2525 1)Colloidal Silica 18
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(실란들이 반응하면서 50%로 축소됨)
1) Colloidal Silica 18
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(Silanes react and shrink to 50%)
올리고머 아크릴레이트oligomeric acrylate 2020 1)PED400DA : 5
2)PETA+IPDI+PETA : 10
3)PU6510 : 5
1) PED400DA : 5
2) PETA+IPDI+PETA : 10
3)PU6510 : 5
기타 첨가제Other Additives 55 1)광경화제(Igacure 186) : 3
2)레벨링제(TEGO CP7602) : 2
1) Photocuring agent (Igacure 186): 3
2) Leveling agent (TEGO CP7602): 2

실시예 4: 임프린팅 코팅 조성물의 제조Example 4: Preparation of Imprinting Coating Composition

실시예 1에서 합성한 실란처리 실리카졸(30wt%)에 2, 3, 4관능기 아크릴수지류, 실리콘변성 아크릴레이트 올리고머, 첨가제들을 아래 표 7과 같은 조성으로 처방하였다. 이들은 PET 필름모재에 8um의 두께로 코팅되어 여러 가지 재료적 물성을 평가하였다.The silane-treated silica sol (30wt%) synthesized in Example 1 was formulated with 2, 3, and 4 functional group acrylic resins, silicon-modified acrylate oligomer, and additives in the composition shown in Table 7 below. They were coated on a PET film substrate with a thickness of 8 μm to evaluate various material properties.

처방성분구분Classification of Prescription Ingredients 조성비(wt%)Composition ratio (wt%) 상세 처방 내용Prescription details 아크릴 단량체류acrylic monomers 4848 1)HEA : 9
2)HDDA/TEGDA(5/6) : 11
2)TMPTA/PETA(9/9) : 18
3)PE044 : 10
1) HEA : 9
2)HDDA/TEGDA(5/6) : 11
2)TMPTA/PETA(9/9) : 18
3)PE044 : 10
실란처리 실리카졸Silanized Silica Sol 3030 1)Colloidal Silica 23
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(실란들이 반응하면서 50%로 축소됨)
1) Colloidal Silica 23
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(Silanes react and shrink to 50%)
올리고머 아크릴레이트oligomeric acrylate 1717 1)PED400DA : 5
2)PETA+IPDI+PETA : 10
3)실리콘변성 아크릴레이트 : 2
1) PED400DA : 5
2) PETA+IPDI+PETA : 10
3) Silicone modified acrylate: 2
기타 첨가제Other Additives 55 1)광경화제(Igacure 186) : 2
2)레벨링제(TEGO CP7602) : 2
3)산화방지제(Tinuvin) : 1
1) Photocuring agent (Igacure 186): 2
2) Leveling agent (TEGO CP7602): 2
3) Antioxidant ( Tinuvin ) : 1

실시예 5: 임프린팅 코팅 조성물의 제조Example 5: Preparation of Imprinting Coating Composition

실시예 1에서 합성한 실란처리 실리카졸(30wt%)에 2, 3, 4관능기 아크릴수지류, 실리콘변성 아크릴레이트/불소화합물 아크릴레이트 올리고머들, 첨가제들을 아래 표 8과 같은 조성으로 처방하였다. 이들은 PET 필름모재에 8um의 두께로 코팅되어 여러 가지 재료적 물성을 평가하였다.The silane-treated silica sol (30 wt%) synthesized in Example 1 was formulated with 2, 3, and 4 functional group acrylic resins, silicon-modified acrylate/fluorine compound acrylate oligomers, and additives in the composition shown in Table 8 below. They were coated on a PET film substrate with a thickness of 8 μm to evaluate various material properties.

처방성분구분Classification of Prescription Ingredients 조성비(wt%)Composition ratio (wt%) 상세 처방 내용Prescription details 아크릴 단량체류acrylic monomers 5050 1)HEA : 10
2)HDDA/TEGDA(10/15) : 15
2)TMPTA/PETA(15/15) : 15
3)PE044 : 10
1) HEA : 10
2)HDDA/TEGDA(10/15) : 15
2)TMPTA/PETA(15/15) : 15
3)PE044 : 10
실란처리 실리카졸Silanized Silica Sol 3030 1)Colloidal Silica 23
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(실란들이 반응하면서 50%로 축소됨)
1) Colloidal Silica 23
2)MTMS 8+IBTMS 2+AcTMS 4
(Silanes react and shrink to 50%)
올리고머 아크릴레이트oligomeric acrylate 1515 1)PED400DA : 5
2)PETA+IPDI+PETA : 7
3)실리콘변성 아크릴레이트 : 2
4)불소화합물 아크릴레이트 : 1
1) PED400DA : 5
2) PETA+IPDI+PETA : 7
3) Silicone modified acrylate: 2
4) Fluorine compound acrylate: 1
기타 첨가제Other Additives 55 1)광경화제(Igacure 186) : 2
2)레벨링제(TEGO CP7602) : 2
3)산화방지제(Tinuvin) : 1
1) Photocuring agent (Igacure 186): 2
2) Leveling agent (TEGO CP7602): 2
3) Antioxidant ( Tinuvin ) : 1

상기 실시예에서 제조된 임프린팅 성형용 코팅 조성물들에 대하여 연필경도, 접촉각, 벤딩성, 임프린팅성형성, 변색성, 광투과도 등의 물성평가를 다음과 같은 방법으로 측정하였다.For the coating compositions for imprinting molding prepared in the above examples, physical properties such as pencil hardness, contact angle, bendability, imprintability, discoloration, and light transmittance were measured in the following manner.

실험예 1: 물성 평가Experimental Example 1: Evaluation of physical properties

상기 실시예 2 내지 5 및 비교예 1의 코팅 조성물을 이용하여 수백 나노미티의 크기를 가지는 나노구조를 성형하였으며, 성형성 및 이형성이 용이함을 확인하였다(도 4 참조). 실시예에 따라 제조된 코팅 조성물을 이용하여 나노구조체를 성형하는 경우, UV 경화만 수행한 경우보다는 110℃에서 열처리를 수행한 경우 표면의 경도가 급격히 감소하여 표면의 내스크래치성이 감소하였음을 확인할 수 있었다(도 5 참조). Nanostructures having a size of hundreds of nanometers were molded using the coating compositions of Examples 2 to 5 and Comparative Example 1, and it was confirmed that moldability and releasability were easy (see FIG. 4). In the case of molding the nanostructure using the coating composition prepared according to the example, when heat treatment was performed at 110 ° C. compared to the case where only UV curing was performed, it was confirmed that the hardness of the surface decreased rapidly and the scratch resistance of the surface decreased. could (see FIG. 5).

벤딩성은 250 um의 모재 PMMA 필름에 임프린팅 코팅재 10um 코팅하여 크랙이 발생하는 곡률반경을 측정하였다. 비교를 위해 고경도 레진 상용 제품과 비교하였으며, 일반 고경도 레진의 경우 벤딩 초기 크랙이 발생하였으나 제안한 코팅 조성물을 경화한 경우 약 3 mm의 반경에서도 크랙이 발생하지 않음을 확인하였다(도 6 참조). For bendability, the curvature radius at which cracks occur was measured by coating 10um of the imprinting coating material on a 250um PMMA film. For comparison, commercially available high-hardness resin products were compared. In the case of general high-hardness resins, cracks occurred at the initial stage of bending, but when the proposed coating composition was cured, it was confirmed that no cracks occurred even at a radius of about 3 mm (see FIG. 6). .

아래 표 9에 나노패턴 성형 구조체의 물성 평가 결과를 나타내었다.Table 9 below shows the results of evaluating the physical properties of the nanopatterned molded structure.

비교예 1Comparative Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 처방핵심포인트

핵심사양
prescription key points

Core Specifications
고경도아크릴
(2,3,4,6관능기)
high hardness acrylic
(2,3,4,6 functional groups)
고경도아크릴지방족우레탄실리카졸20%High hardness acrylic aliphatic urethane silica sol 20% 고경도아크릴지환족우레탄실리카졸25%High hardness acrylic alicyclic urethane silica sol 25% 고경도아크릴실리콘우레탄실리카졸30%High hardness acrylic silicone urethane silica sol 30% 고경도아크릴실리콘우레탄
불소실란코팅실리카졸30%
High hardness acrylic silicone urethane
Fluorine Silane Coated Silica Sol 30%
연필경도(H)Pencil Hardness (H) 33 3.53.5 44 4.74.7 4.54.5 접촉각contact angle 9898 105105 110110 130130 140140 벤딩성
(곡률반경,mm)
bendability
(radius of curvature, mm)
33 1.51.5 1.21.2 1.01.0 0.80.8
임프린팅이형성imprinting dysplasia 불량error 보통commonly 양호Good 양호Good 양호Good 변색성discoloration 연노랑pale yellow 연노랑pale yellow 투명Transparency 투명Transparency 투명Transparency 광투과도(%)Light transmittance (%) 9090 9191 9494 9595 9696

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Having described specific parts of the present invention in detail above, it is clear that these specific techniques are only preferred embodiments for those skilled in the art to which the present invention belongs, and the scope of the present invention is not limited thereto. do. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above information.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

Claims (14)

광경화성 아크릴 수지;
상기 아크릴 수지에 분산된 표면개질 실리카졸; 및
1종 이상의 올리고머 또는 첨가제;를 포함하고,
임프린팅 성형성과 성형이후에 유연성 및 경도 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물.
photocurable acrylic resin;
a surface-modified silica sol dispersed in the acrylic resin; and
Including; one or more oligomers or additives;
A solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition, characterized in that it exhibits imprinting moldability and flexibility and hardness characteristics after molding.
제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 상기 표면개질 실리카졸에 아크릴단량체들을 첨가한 후에 포함되어 있는 용제를 감압 농축을 통하여 제거함으로써 무용제형으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물.The method of claim 1, wherein the coating composition is composed of a solvent-free type by removing the solvent contained in the surface-modified silica sol through concentration under reduced pressure after adding the acrylic monomers, characterized in that the non-solvent type organic-inorganic hybrid imprinting coating composition. 제1항에 있어서, 상기 실리카졸은 1종 이상의 비반응성 실란 10~95wt%, 반응성 실란 5~90wt% 및 우레탄으로 변성된 사슬형 실란 0~15wt%을 포함하는 유기실란으로 표면개질되어 상기 아크릴 수지내 분산안정성과 성형재료의 굴곡성 향상에 기여하는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물.The method of claim 1, wherein the silica sol is surface-modified with organosilane containing 10 to 95 wt% of one or more non-reactive silanes, 5 to 90 wt% of reactive silanes, and 0 to 15 wt% of chain silane modified with urethane to obtain the acrylic A non-solvent type organic-inorganic hybrid imprinting coating composition, characterized in that it contributes to improving the dispersion stability in the resin and the flexibility of the molding material. 제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 다수의 올리고머 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트 및 불소아크릴레이트로 처방되고도 점도는 100 내지 3,000 cps인 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물.The solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition according to claim 1, wherein the coating composition is formulated with a plurality of oligomer acrylates, silicone acrylates and fluorine acrylates and has a viscosity of 100 to 3,000 cps. 제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 경화제, 산화방지제 또는 레벨링제를 더 포함하여 임프린팅 성형공정성을 만족하는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물. The solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition according to claim 1, wherein the coating composition satisfies imprinting molding processability by further including a curing agent, an antioxidant or a leveling agent. 제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 모재 표면에 코팅된 후 임프린팅 공정으로 나노구조체가 형성되어 경도/내마모성, 유연성 또는 내지문(초발수성) 특성과 광기능적 특성을 만족하는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물. The method of claim 1, wherein the coating composition is coated on the surface of the base material and then nanostructures are formed through an imprinting process to satisfy hardness / abrasion resistance, flexibility or anti-fingerprint (super water repellency) properties and photofunctional properties, characterized in that, Solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition. 제1항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 전체 고형분 100 wt%에 대하여 광경화성 아크릴 수지 40 내지 70wt%, 표면개질 실리카졸 5 내지 50 wt%, 1종 이상의 올리고머 15 내지 40 wt% 및 첨가제 0.5 내지 5 wt%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물.The method of claim 1, wherein the coating composition comprises 40 to 70 wt% of a photocurable acrylic resin, 5 to 50 wt% of a surface-modified silica sol, 15 to 40 wt% of one or more oligomers, and 0.5 to 5 additives, based on 100 wt% of the total solid content. A non-solvent type organic-inorganic hybrid imprinting coating composition comprising wt%. 우레탄이 되는 Di-NCO의 일측면은 반응성기를 가진 실란과 반응시키고, 타측면은 아크릴 반응기를 가진 화합물과 반응시켜 사슬형 변성체실란을 합성하고,
상기 사슬형 변성체실란을 실리카졸의 표면에 그래프트시켜 소재의 유연성을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물.
One side of Di-NCO, which becomes urethane, is reacted with silane having a reactive group, and the other side is reacted with a compound having an acrylic reactive group to synthesize chain-type modified silane,
A non-solvent type organic-inorganic hybrid imprinting coating composition, characterized in that the flexibility of the material is improved by grafting the chain-type modified silane to the surface of the silica sol.
제8항에 있어서, 상기 코팅 조성물은 다수의 아크릴 단량체와 반응성/비반응성 실란 표면처리 및 사슬형 실란이 그래프트되어 분산된 실리카졸, 다수의 실리콘/불소변성 올리고머 아크릴레이트류 및 첨가제가 혼합처방되어 저장안정성을 갖는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물. The coating composition according to claim 8, wherein the coating composition is prepared by mixing a plurality of acrylic monomers, reactive/non-reactive silane surface treatment, silica sol in which chain-type silane is grafted and dispersed, a plurality of silicon/fluorine-modified oligomer acrylates, and additives. A non-solvent type organic-inorganic hybrid imprinting coating composition characterized by having storage stability. 표면개질 실리카졸을 합성하는 단계;
아크릴 단량체를 첨가하여 용매를 제거시킨 하이브리드 분산액을 제조하는 단계; 및
상기 하이브리드 분산액에 광경화성 수지 및 첨가제를 첨가하여 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무용제형 저점도 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물의 제조방법.
synthesizing a surface-modified silica sol;
Preparing a hybrid dispersion by removing the solvent by adding an acrylic monomer; and
A method for preparing a solvent-free, low-viscosity organic-inorganic hybrid imprinting coating composition comprising the step of preparing an organic-inorganic hybrid imprinting coating composition by adding a photocurable resin and an additive to the hybrid dispersion.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 이용하여 제조되는 나노패턴된 임프린팅 성형구조체. A nano-patterned imprinting molded structure manufactured using the coating composition according to any one of claims 1 to 9. 제11항에 있어서, 상기 성형구조체는 연속의 습식코팅, 임프린팅 성형, 급속광경화 또는 성형물의 디몰딩과 같은 공정성형성을 갖는 것을 특징으로 하는, 나노패턴된 임프린팅 성형구조체. The nano-patterned imprinting molding structure according to claim 11, characterized in that the molding structure has processability such as continuous wet coating, imprinting molding, rapid light curing or demolding of the molding. 임프린팅 코팅 조성물을 이용한 나노구조체 성형 방법으로서,
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 코팅 조성물을 나노패턴 성형할 모재에 코팅하는 단계;
상기 코팅 조성물에 열/진동을 가해주어 유동성을 향상시켜 평탄화를 유도하는 단계;
임프린팅 몰드에 접촉시켜 상기 코팅 조성물이 구조체가 되도록 유도하는 단계; 및
임프린팅 몰드에 접촉된 상태로 상기 조성물을 UV 경화시키고 임프린팅 몰드로부터 탈형시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 이용한 나노패턴된 임프린팅 성형구조체 성형공정.
As a method for forming a nanostructure using an imprinting coating composition,
Coating the coating composition according to any one of claims 1 to 9 on a base material to be nanopatterned;
inducing flattening by applying heat/vibration to the coating composition to improve fluidity;
inducing the coating composition to form a structure by contacting the imprinting mold; and
UV-curing the composition in contact with the imprinting mold and demolding it from the imprinting mold; characterized in that it comprises a nano-patterned imprinting molding structure molding process using a solvent-free organic-inorganic hybrid imprinting coating composition .
제13항에 있어서, 상기 모재는 필름, 플라스틱쉬트, 유리 또는 금속인 것을 특징으로 하는, 무용제형 유무기 하이브리드 임프린팅 코팅 조성물을 이용한 나노패턴된 임프린팅 성형구조체 성형공정. [Claim 14] The process of claim 13, wherein the base material is a film, plastic sheet, glass or metal.
KR1020210142751A 2021-10-25 2021-10-25 Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method Active KR102820036B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210142751A KR102820036B1 (en) 2021-10-25 2021-10-25 Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210142751A KR102820036B1 (en) 2021-10-25 2021-10-25 Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230058923A true KR20230058923A (en) 2023-05-03
KR102820036B1 KR102820036B1 (en) 2025-06-16

Family

ID=86380509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210142751A Active KR102820036B1 (en) 2021-10-25 2021-10-25 Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102820036B1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100377042B1 (en) * 1994-02-02 2003-08-21 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 Coating compositions, methods for their preparation, and surface coatings using them
KR20080069553A (en) * 2007-01-23 2008-07-28 후지필름 가부시키가이샤 Curable composition for optical nanoimprint lithography and pattern formation method using the same
KR20090053155A (en) 2007-11-22 2009-05-27 한국전기연구원 Organic solvent type silica sol and its manufacturing method
KR20110134546A (en) 2010-06-09 2011-12-15 한국전기연구원 Manufacturing method of coating agent hybridized with colloidal ceramic sol and organic resin and coating film using same
KR101892449B1 (en) * 2017-11-17 2018-10-04 한국전기연구원 PI/Ceramic Sol Nanohybrid Film Materials and a Method of Manufacturing the same
KR101965624B1 (en) 2016-05-04 2019-04-04 (주)삼중 Additive for acrylate based coatings, composition of uv curing coatings, and method therefor
KR20190036166A (en) 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 한국화이어텍 Organic-inorganic hybrid ultraviolet curable coating composition

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100377042B1 (en) * 1994-02-02 2003-08-21 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 Coating compositions, methods for their preparation, and surface coatings using them
KR20080069553A (en) * 2007-01-23 2008-07-28 후지필름 가부시키가이샤 Curable composition for optical nanoimprint lithography and pattern formation method using the same
KR20090053155A (en) 2007-11-22 2009-05-27 한국전기연구원 Organic solvent type silica sol and its manufacturing method
KR20110134546A (en) 2010-06-09 2011-12-15 한국전기연구원 Manufacturing method of coating agent hybridized with colloidal ceramic sol and organic resin and coating film using same
KR101965624B1 (en) 2016-05-04 2019-04-04 (주)삼중 Additive for acrylate based coatings, composition of uv curing coatings, and method therefor
KR20190036166A (en) 2017-09-27 2019-04-04 주식회사 한국화이어텍 Organic-inorganic hybrid ultraviolet curable coating composition
KR101892449B1 (en) * 2017-11-17 2018-10-04 한국전기연구원 PI/Ceramic Sol Nanohybrid Film Materials and a Method of Manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102820036B1 (en) 2025-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101547947B (en) Organic-inorganic composite body
CN101189283B (en) Polymer made from organosilane compound and boron compound
JP5525152B2 (en) UV-curable coating composition, method for producing the same, and resin-coated article coated therewith
KR101423861B1 (en) Process for production of replica mold for imprinting use
CN104114622B (en) Organic-inorganic composite film
TWI506069B (en) A hard film-forming laminate film, a roll film, and a hard coat film-forming hardening composition
TWI695736B (en) Hollow particle, method for manufacturing the same and use thereof
EP3241875B1 (en) Resin composition for hard coating, and hard-coating film comprising cured form of same as coating layer
KR101138819B1 (en) Composition for Coating Plastic Substrate Comprising Ultraviolet Curable Organic-Inorganic Hybrid Solution
WO2012053543A1 (en) Photo-curable nanoimprint composition, method for forming pattern using the composition, and nanoimprint replica mold comprising cured product of composition
JP2012109551A (en) Photo-curable nanoimprint composition, method for forming pattern using the composition, and nanoimprint replica mold comprising cured product of the composition
TW201522531A (en) Acryloxy-functional silicone composition curable by high-energy radiation for release film for dielectric ceramic-forming material, and release film for dielectric ceramic-forming material using the same
CN114292485A (en) A kind of anti-bacterial adhesion hydrophobic anti-reflection material and preparation method and application thereof
JP5063915B2 (en) UV-curable coating composition and resin-coated article formed by coating the composition
JP5570007B2 (en) Organic inorganic composite
US20140170403A1 (en) Inorganic polymer material, method for forming the same, and inorganic polymer coating produced therefrom
JP3843575B2 (en) Photocationic curable resin composition
JP5678901B2 (en) Curable resin composition, cured product thereof and article having cured film
KR102820036B1 (en) Solventless Coating Compositions of Organic/Inorganic Hybrid Materials with Imprinting Processability and its Manufacturing Method
Mondal Radiation curable polysiloxane: synthesis to applications
JP5692983B2 (en) Microring-shaped inorganic oxide particles having through-holes, a substrate with a transparent coating using the particles, and a coating solution for forming a transparent coating
KR101906815B1 (en) Solventless thermosetting organic-inorganic hybrid insulation materials
JP2013220608A (en) Water repellent film
KR101290822B1 (en) Synthesis of amphiphobic surface using PNA/Fluorosilica hybrids
KR20240071861A (en) Regid-flexible nanohybrid materials composed of oligomeric silane-modified fiberous silica sol and organic resins, a method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000