KR101806803B1 - 유기용제를 함유하지 않는 안경렌즈용 하드 코팅액 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하드 코팅액 조성물로, 졸상 금속 산화물 화합물을 함유하는 수분산액에 실란 커플링제와 반응시켜 얻어지는 생성물에 폴리에테르 실록산 코폴리머 및 아세틸아세톤 및 에틸아세토아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종의 점도 조정 및 안정제로 이루어진 하드 코팅 조성물을 개시한다. .

Description

유기용제를 함유하지 않는 안경렌즈용 하드 코팅액 조성물 {HARD COATING COMPOSITION FOR SPECTACLE LENS NOT-CONTAINING ORGANIC SOLVENT}

본 발명은 유기용제를 함유하지 않는 안경렌즈용 하드 코팅액 조성물에 관한 것이다. 더 상세히는 졸상 금속 산화물 화합물을 함유하는 수분산액에 실란 커플링제와 반응시켜 얻어지는 생성물에 폴리에테르 (디)알킬폴리실록산 등의 표면장력 저하제와 아세틸아세톤 또는 에틸아세토아세테이트와 같은 점도 및 표면 장력 조정제로 이루어진 하드 코팅 조성물에 관한 것이다.

플라스틱 렌즈는 광투과율이 좋고, 내충격성이 좋은 장점 때문에 유리 안경 렌즈의 대용품으로 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 플라스틱 렌즈는 낮은 표면 경도로 인해 스크랫치에 약한 단점이 있으며, 이러한 스크랫치에 약한 성질을 해소하기 위해 렌즈 표면에 하드 코팅막을 형성하는 것은 필수적이다.

일반적인 종래의 하드 코팅액은 부착성을 위해 1~2종의 하이브리드 실란(실란 커플링제)을 사용하고, 강도와 굴절률은 위해 다양한 무기 산화물 졸을 사용하고 있다.

그러나 무기 산화물 졸을 사용하기 위하여는 선택되는 실란 커플링제과의 상용성, pH, 입자 사이즈, 고형분 함량, 굴절률, 친수성/소수성 등의 사항을 고려하여야 하므로 선택되는 무기 산화물의 졸, 실란 커플링제가 매우 제한적이라 할 수 있다.

상기 실란 커플링제는 반응과정에서 소량의 물에 의해 가수분해, 축합하여 망목구조를 형성하는데, 이때 각 실란에 따른 유기 알코올, 실라놀, 물 등의 반응생성물로 발생되며, 약간 점도상승을 수반한다. 이러한 점도 상승은 코팅 막의 균일성, 두께, 물성에 영향을 미치므로, 점도를 낮추고, 경화 속도를 높이기 위해 알코올, 셀루로우즈 등의 용제를 사용하며, 함께 사용되는 무기 산화물 졸의 용제를 고려하여 선택된다. 사용되는 무기 산화물의 졸은 수분산 타입과 유기용매 분산 타입의 2종이 있으며, 그들의 입자 사이즈는 대략 20~80나노미터의 초미세 입자 분산액이 주로 사용되고 있으며, 각 제조사의 고유 방식에 따라 다양한 pH 범위를 갖는다.

대부분의 졸-겔법으로 저온에서 제조되는 무기 금속산화물 졸들은 알코올을 분산매로 한 경우, 물이 과량으로 존재하면 쉽게 겔화되어 굳어버리는 성질이 있으며, 물을 분산매로 한 경우, 조성액 중의 실란의 최적 pH와 일치하여야 조성액의 안정성을 유지하고, 또한 조성 성분을 일정하게 유지할 수 있다.

완성된 하드 코팅액은 담금 코팅(dip coating) 과정을 통해 코팅된 후, 경화시켜 용제를 기화시켜 최종 도막을 형성하게 된다.

종래, 플라스틱 렌즈용 하드 코팅액은 용제가 메탄올 등의 알코올로 휘발성이 강하여, 미리 하드 코팅액을 준비하여 보관하는 것은 코팅액의 점도가 경시적으로 증가하게 되어, 작업시 메탄올 등의 알코올로 점도로 조정하여 사용하지 않으면 안 된다. 이와 같이 휘발성 하드 코팅액의 휘발, 휘산을 막기 위하여 이를 작업할 때마다, 하드 코팅액을 만들어 사용하는 것은 매우 번거롭고, 또한 경제적이지 못하다.

더욱이 메탄올과 같은 용제는 휘발성이 강해 작업자에게 유해할 뿐 아니라 주변 환경을 악화시키고, 유통, 운송과정에서 낮은 인화점으로 인해 화재 발생의 위험이 있어, 항공운송을 금하고, 또 최근에는 선진국에서는 공장 내에 메탄올의 반입, 보관, 사용을 금지하고 있다.

종래의 기술을 살펴보면, 하기 비특허문헌 1에는 금속 산화물인 뵈마이트(Boehmite, AlOOH)로부터 나노 졸을 만든 후, 실란 커플링제를 넣고, 가수분해 및 축합반응시킨 후, 이소프로필알코올을 가해 하드 코팅액을 제조하는 것이 개시되어 있다. 즉, 비특허문헌 1은 실란 커플링제를 이용하여 표면 개질된 뵈마이트 입자에 이소프로필알코을을 가하여 하드 코팅 졸을 제조하여 코팅액으로 사용하는 것이다. 이러한 코팅액은 이소프로필알코올 용제를 사용하므로 하드 코팅액의 휘발성이 강하고, 인체에 유해하다.

비특허문헌 2는 졸-겔 법에 의해 콜로이달 실리카와 실란 커플링제로부터 하드 코팅 용액을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 문헌의 내용은 콜로이달 실리카 용액에 에탄올과 물을 가하고, 용액을 산성으로 하고, 실란 커플링을 가하고 교반하여 하드 코팅액을 제조하는 방법으로, 메탄올을 사용하지 않는다는 점이 유리하나, 에탄올 역시, 휘발성이 높아, 하드 코팅액 사용시마다 에탄올로 점도를 조정하여야 하는 불편한 점이 있고, 알코올을 사용한다는 점에서 위험성은 그대로 남는다.

특허문헌 1에는 다관능성 아크릴 단량체와 알코올류의 유기 용매 무기 전도성 콜로이드, 래디칼 광개시제를 포함하는 광경화성 조성물이 개시되어 있으며, 이러한 조성물을 하드 코팅에 사용하는 것이 개시되어 있다. 이 특허문헌 역시 유기 용매로서 메탄올 등의 알코올을 사용하고 있어서, 전술한 문제점을 그대로 내포하고 있다.

플라스틱 시트에 사용하기 위한 하드 코팅용 조성물로서 수성 하드 코팅 조성물이 특허문헌 2 등에 다수 개시되어 있으나, 이러한 코팅 조성물을 플라스틱 안경렌즈가 아닌 플라스틱 시트 등에 사용하는 것이며, 그의 구성은 대부분 다관능성 아크릴레이트, 콜로이달 실리카 등으로 이루어져 있어 안경렌즈의 하드 코팅에는 사용할 수 없다.

특허문헌 1: 특허공개 10-2004-0051146호 특허문헌 2: 특허공개 10-2010-0037519호

비특허문헌 1: J. Korean Ind. Eng. Chem, vol 17, No. 6, December 2006, 2006, 580-585. 비특허문헌 2: Korean Chem. Eng. Res., Vol. 45, No. 5, October, 2007, pp 442-447.

종래 사용되어오던 유기 용제를 함유하는 하드 코팅액 조성물이 인체에 유해하고, 환경을 오염시킨다고 하여 무기산화물의 졸 용액, 이 졸 용액과 실란 커플링제의 가수분해/축합반응물이 플라스틱 렌즈 표면에 코팅하는 것은 종래의 조성물 및/또는 방법으로는 이루어질 수 없다. 따라서, 코팅액 조성물이 렌즈 표면에 용이하게 부착시키는 것을 그 과제로 한다.

본 발명자는 수성 금속산화물의 졸을 사용하고, 유기용제 대신 이온수를 사용하며, 실란 커플링제의 가수분해/축합반응물이 플라스틱 렌즈 표면에 코팅하기 위하여 표면장력 저하제, 침투습윤제를 이용함으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견에 의해 이루어진 것이다.

본 발명의 하드 코팅액 조성물은 유기 용제를 사용하지 않으므로, 작업자의 인체에 유해하지 않으며, 하드 코팅액이 비휘발성이므로, 보관시 경시적으로 점도가 높아지는 등의 문제점이 없다. 또한, 본 발명의 하드 코팅액은 운송, 이동에 아무런 문제가 없다. 더욱이 본 발명의 하드 코팅액 조성물을 이용하여 형성된 플라스틱 렌즈의 하드 코팅 막의 접착성, 내스크래치성, 경도도 종래의 하드 코팅액을 사용하여 형성한 코팅 막에 비해 동등 또는 그 이상이다. 따라서, 본 발명의 하드 코팅액 조성물을 산업상 유리하다.

도 1은 본 발명의 하드 코팅액 조성물을 제조하기 위한 개략도이다.
도 2는 실시예 1에 기재된 본 발명의 하드 코팅액 조성물의 인화점에 관한 위험물질시험성적서 사본이다.

플라스틱 안경렌즈의 종류는 굴절률 1.50인 CR-39, 1.56인 NK-55(비닐에스테르), 굴절률 1.60인 우레탄게, 그 이외로 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등이 있으며, 그 중 CR-39가 시력보정용, 선글라스, 광학 렌즈로 가장 널리 사용되고 있다.

우선, 굴절률 1.50인 CR-39 렌즈용 하드 코팅액 조성물에 관하여 설명한다.

일반적으로 친환경을 위해 수용성 실리카 졸을 사용하면서, 유기 용제 대신에 이온수를 사용하면 여러 가지 문제가 발생한다. 그 중, 가장 큰 문제는 물의 양이 많아짐에 조성물의 표면장력이 높아져 담금 코팅시 코팅 불량 문제가 발생하여 가재인 CT-39 렌즈에 코팅이 안 되거나, 균일하게 코팅이 이루어지지 않는 현상이 나타난다. 또한, 유기 용제를 사용하지 않는 관계로 경화 속도가 느려지고, 과잉의 물 사용으로 인해 내스크래치성 등의 문제를 일으켜 유기 용제 대신 이온수를 사용하는 것은 금기로 하고 있다.

뿐만 아니라 굴절률이 1.50인 CR-39에 적용 가능한 무기 졸로서는 실리카 졸이 유일하고, 수성 타입의 실리카 졸을 사용하기 위해서는 렌즈 표면에의 부착력을 고려하여 선택된 실란과 상용성이 양호하여야 하며, pH, 입자 크기, 분산 안정성, 건조 속도 등을 만족하여야 한다. 이 때문에 종래 저굴절용 하드 코팅액은 모두 메탄올, 이소프로필알코올, 에틸 셀루솔브 등의 유기 용제를 20~40%(용량) 정도 사용하여 표면 장력과 점도를 낮추고, 건조 속도를 향상시켜 제조되고 있다.

본 발명에서는 실리카 졸보다 굴절률이 높고, 강도가 좋은 것으로 알려진 알루미나 졸을 선택된 실란과 이상적으로 배합되도록 pH, 수분산성, 굴절률, 강도를 조절하여 사용하였다.

본 발명에서 사용하는 졸상 금속 산화물 화합물의 금속 산화물 화합물이 알루미나 수화물, 뵈마이트, 실리카 졸, 수산화아연, 수산화지르코늄 및 수산화티타늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 의미한다. 이러한 금속 산화물들은 그의 평균 입경이 50nm이하인 것이 졸을 형성하는데 유리하다.

이들 금속 산화물 중, 특히 알루미나 졸, 그 중에서도 뵈마이트(Boehmite)가 특히 바람직하고, 이 뵈마이트의 평균 입경이 50nm, γ-결정상을 이루고 있는 것이 물에 대한 분산성이 매우 양호하며, 분산 안정성이 우수하고, 내스크래치성도 기존 금속 산화물의 졸에 비하여 동등하거나 그 이상이어서 바람직하다.

알루미나 졸인 경우, 물에 분산시킨 졸의 형태로 사용하나, 장기간 저장, 보존 가능하도록 상기 졸 분산액을 감압하에 건조시켜 뵈마이트(Boehmite) 형태로 하고, 사용시에 수분산액으로 하여 사용할 수도 있다.

본 발명에서는 알루미나 졸은 알루미나 분말에 대해 6~10배(중량)의 물을 사용하여 얻어지는 것을 사용한다. 하한치보다 적게 물을 혼합하면 졸 안정성이 떨어지고, 또한 상한치보다 다량의 물을 사용하여도 알루미나 졸을 형성하는 것은 가능하나, 얻어지는 하드 코팅액의 표면장력이 높아져서 후술하는 표면장력 저하제의 사용량이 많아져서 불리하다.

상기 졸상 금속 산화물 화합물을 함유하는 수분산액에 반응시키는 실란 커플링제로는 3-(트리메톡시실릴)프로필메타크릴레이트(MPTMS), (3-글리시딜프로필)트리메톡시실란(GPTMS), 페닐트리메톡시실란(PYMS), 비닐트리에톡시실란(VYES) 등을 들 수 있다. 이들 중, (3-글리시딜프로필)트리메톡시실란(GPTMS)가 특히 바람직하다.

상기 졸상 금속 산화물 화합물을 함유하는 수분산액과 실란 커플링제의 반응은 산성 용액, 바람직하기로는 pH 3.5~5.0의 산성 조건에서 반응시키는 것이 바람직하고, 특히 pH 3.8~4.2의 조건으로 하는 것이 더 바람직하다. pH 6 이상에서는 졸상이 겔 상으로 변화가 시작되어 장시간 코팅 가능한 안정된 상태를 유지할 수 없었다. 또한, pH 3.0 이하로 하였을 때는 코팅된 코팅 막의 경도가 떨어지는 경향을 나타내어 바람직하지 않았다.

상기 실란 커플링제의 사용량은 금속 산화물의 양에 대해 2.5중량배 내지 12중량배를 사용하여 반응시키는 것이 바람직하다.

본 발명 조성물에 사용하는 표면장력 저하제로서는 폴리에테르 변성 , 디메틸폴리실록산, 폴리에테르 변성 디에틸폴리실록산 등의 변성 실록산을 들 수 있다. 이러한 표면장력 저하제는 본원 출원인의 시판품인 BYK-306, BYK-300, BYK-310, 그리고 기타 습윤제 등을 사용할 수 있다.

알루미나 졸 용액의 사용된 물의 양에도 관련이 있으며, 알루미나 졸에 대해 약 7배(중량)의 물을 사용하여 얻어진 알루미나 졸 용액에 대해 0.1~1.0중량비로 배합하면 표면장력을 양호하게 떨어뜨려, 얻어지는 하드 코팅액 조성물이 안경 렌즈 표면에 상기 알루미나와 실란 커플링제의 가수분해, 축합반응을 일으켜 양호하게 부착시킬 수 있다.

본 발명 하드 코팅액 조성물에는 아세틸아세톤 또는 에틸아세토아세테이트 등을 점도조정 및 안정제로서 포함한다. 이러한 화합물의 반응 메커니즘에 대해서는 본 발명자도 확실히 알 수 없으나, 아마 알루미나 졸과 실란 커플링제의 가수분해 및 축합반응에서 이들 화합물 사이의 어느 옥사이드 부분의 일부에 리간드로 작용하여 점도 조정 및 안정제로서 기능하는 것으로 추측한다.

이러한 화합물의 사용량은 전 조성물에 대해 0.2~0.8중량부가 적당하다. 0.2중량부보다 적으면, 점도 조정의 기능이 떨어지고, 0.8중량부보다 많으면, 거품 발생 등의 안정성이 약간 저하되는 것으로 확인되었다.

이상에서는 굴절률이 1.50인 CR-39에 대하여 적용하는 예를 나타낸 것이며, 굴절귤이 1.56 이상의 렌즈에 대해서는 알루미나 졸 대신에 산화티타늄 졸이나, 산화아연 졸을 이용하여 동일하게 수행하면 된다. 사용되는 졸 이외에는 동일한 성분 및 반응을 수행하는 것이므로, 그에 대한 기재는 생략한다.

이하 실시예로서 본 발명을 더 상세히 설명한다. 실시예 중에서 물이란 순수한 물을 의미한다.

실시예 1

상온에서 반응조에 물 560g을 넣고, AlOOH(평균입경 약 50nm. γ형 결정상) 80g을 넣고, 2시간 교반하여 분산시키면서, 아세트산을 가해 분산액의 pH를 4로 하였다. 반응조의 반응액이 약간 푸른 빛을 띠며, 투명해질 때까지 교반한다. 얻어진 반응액을 교반하면서, 글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS) 360g을 서서히 가한다. 이 반응은 발열반응으로 열이 완전히 끝날 때까지 약 4~5시간 교반한다. 반응이 완결되면 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 1.5g과 아세틸아세톤(대정화금제 시약급, 순도 99%) 5g을 넣고, 1시간 더 교반하였다.

상기에서 얻어진 하드 코팅액에 CR-30 렌즈를 담금 코팅하고, 80℃에서 10분간 예비 경화한 후, 120℃에서 2시간 경화하여 투명한 도막을 얻었다. 시험결과를 하기 표 1에 나타낸다. 또한, 이 하드 코팅액의 위험물질시험성적서를 참고로 도 2에 첨부한다.

실시예 2

상온에서 반응조에 물 560g을 넣고, SiO₂ 분말 100g과 아세트산 15g을 넣고, 2시간 교반하여 분산시킨다. 얻어진 반응액을 교반하면서, 글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS) 360g을 서서히 가한다. 이 반응은 발열반응으로 열이 완전히 끝날 때까지 약 4~5시간 교반한다. 반응이 완결되면 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 2g과 아세틸아세톤(대정화금제 시약급, 순도 99%) 10g을 넣고. 1시간 더 교반하였다.

상기에서 얻어진 하드 코팅액에 NK-55 렌즈(비닐 에스테르)를 담금 코팅하고, 80℃에서 10분간 예비 경화한 후, 120℃에서 2시간 경화하여 투명한 도막을 얻었다. 시험결과를 하기 표 1에 나타낸다.

실시예 3

상온에서 반응조에 물 250g을 넣고, Ti(OH)₄ 분말 100g, 아세트산 15g을 넣고, 2시간 교반하여 분산시킨다. 얻어진 반응액을 교반하면서, 글리시독시프로필트리메톡시실란(GPTMS) 360g을 서서히 가한다. 이 반응은 발열반응으로 열이 완전히 끝날 때까지 약 4~5시간 교반한다. 반응이 완결되면 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 2g과 아세틸아세톤(대정화금제 시약급, 순도 99%) 10g을 넣고. 1시간 더 교반하였다.

상기에서 얻어진 하드 코팅액에 MR-8(우레탄) 렌즈를 담금 코팅하고, 80℃에서 10분간 예비 경화한 후, 120℃에서 2시간 경화하여 투명한 도막을 얻었다. 시험결과를 하기 표 1에 나타낸다.

실시예 4

실시예 3에서 Ti(OH)₄대신에 Zr(OH)₄를 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 수행했다. 시험결과를 하기 표 1에 나타낸다.

비교예 1

상온에서 반응조에 콜로이달 실리카(ABC 나토텍사제, Nanos LS) 300g과 아세트산 20g, 그리고 GPTMS 280g, 물 70g을 넣고, 4시간 동안 교반하여 반응을 완결시킨 후, 메탄올 150g, 에틸셀루솔브 80g, 이소프로필알코올 100g에 희석하고, 폴리에테르실록산 코폴리머 1g을 넣고, 1시간 더 교반하여 하드 코팅액을 얻었다.

상기에서 얻어진 하드 코팅액에 CR-39 렌즈를 담금 코팅하고, 80℃에서 10분간 예비 경화한 후, 120℃에서 2시간 경화하여 투명한 도막을 얻었다.

시험결과를 하기 표 1에 나타낸다.

비교예 2

상온에서 반응조에 수용성 콜로이달 실리카(촉매화성, Colloid-S) 250g과 아세트산 30g, 그리고 GPTMS 280g과 메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 80g을 넣고, 4시간 동안 교반하여 반응을 완결시킨 후, 메탄올 150g, 에틸셀루솔브 80g, 이소프로필알코올 100g에 희석하고, 폴리에테르실록산 코폴리머 1g을 넣고, 1시간 더 교반하여 하드 코팅액을 얻었다.

상기에서 얻어진 하드 코팅액에 CR-39 렌즈를 담금 코팅하고, 80℃에서 10분간 예비 경화한 후, 120℃에서 2시간 경화하여 투명한 도막을 얻었다.

시험결과를 하기 표 1에 나타낸다.

비교예 3

상기 비교예 1에서 얻은 하드 코팅액을 실온(15~25℃)에서 15일 보관하고, 이를 하드 코팅으로 사용하려 했으나, 코팅액의 점도 증가로 인해 사용할 수 없었다. 그래서 메탄올 60g을 추가하여 사용한 결과, 비교예 1과 거의 유사한 결과를 얻었다.

비교예 4

상기 비교예 1에서 얻은 하드 코팅액을 실온(15~25℃)에서 50일 보관하고, 하드 코팅액을 관찰한바, 메탄올이 휘발하여 코팅액이 겔 상으로 되어 있어 하드 코팅액으로 사용할 수 없었다.

〈측정방법〉

1) 접착력 시험: ASTM D3359에 준하여 경화된 코팅층 위에 커터로 바둑판 모양을 홈을 낸 후, 세로테이프(OPP)를 밀착시켜 일정한 힘으로 수회 박리하여 코팅층과 기재와의 밀착 정도를 관찰하였다. 1mm 간격으로 11×11로 십자형으로 칼집을 내어 100개의 정방형을 만들고, 그 위에 세로테이프(3M 테이프)를 부착한 후, 급격히 잡아당겨 표면을 평가하였다. 남은 개수가 100개면 5B, 95개 이상이면 4B, 85개 이상이면 3B, 65개 이상이면 2B, 35개 이상이면 1B, 그 이하이면 0B로 하였다.

2) 내스크래치성 시험: #0000 스틸 울을 이용하여 1Kg 하중으로 10회 왕복시킨 후, 표면 상태를 관찰한다.

⊙: 표면 이상 없음

○: 표면에 약간의 흠집이 있음

△: 표면 흠집이 많음

3) 연필경도: 연필경도 측정기(221-D, Mitsubishi pencil hardness tester)에 연필을 끼우고, 1kg 하중으로 선을 그으면서 측정하였다. 표면 흠집이 발생할 때까지 연필을 바꾸어 실시한다.

4) 비등수 시험: 96℃~98℃의 물에 코팅된 렌즈를 10분간 담그고, 표면 크랙을 확인한 후, 1)과 같은 접착시험을 한다.

5) 예비 경화 후의 건조상태: 80℃/10~20분 경화 후, 도막의 끈적임이나, 현저한 지문 자국이 남지 있지 않아야 한다.

○: 표면이 끈적거림이 없고, 지문 자국이 없음

△: 표면이 끈적거림이 없으나, 약간의 지문 자국이 있음

×: 표면이 끈적거리고, 지문 자국이 있음

6) 도막 두께: 마이크로미터를 이용하여 도막의 두께를 측정한다.

7) 하드 코팅액을 조제하고, 7일 후의 코팅액의 전체 용량 변화를 측정하고, 그 결과를 하기 평점에 의해 판정하였다.

1: 변용량이 1% 이하인 경우.

2. 변용량이 3% 이하인 경우.

3. 변용량이 10% 이상인 경우.

4. 변용량이 20% 이상인 경우. ,

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
접작력시험	5B	5B	5B	5B	5B	5B	5B
내스크래치성	⊙	⊙	⊙	⊙	○	○	○
연필경도	2H	3H	3H	3H	3H	2H	2H
도막 두께 (㎛)	3.4	3.2	2.8	2.8	2.4	2.5	2.6
비등수 시험	5B	5B	5B	5B	5B	5B	5B
예비경화후 건조상태	○	○	○	○	○	○	○
점도(cps)	6	7	7	6	8	7	8
용량 변화	1	1	1	1	3	3	3

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 하드 코팅액은 부착능이 우수하고, 내스크래치성도 종래의 하드 코팅액에 비해 동등 또는 그 이상을 나타내고, 연필 경도도 우수함을 알 수 있다. 더욱이 본 발명의 하드 코팅액은 알코올 등의 유기 용제를 사용하지 않으므로, 장시간 보관 후에도 용량 변화가 거의 없고, 취급에 안전함을 알 수 있다.

Claims (9)

1. 하드 코팅액 조성물로,
   졸상 금속 산화물 화합물을 물에 분산시켜 수분산액을 얻고,
   상기에서 얻어진 수분산액을 실란 커플링제와 가수분해 및 축합반응시켜 얻어지는 생성물에 표면장력저하제 및 침투습윤제를 가한 후, 교반, 숙성하여 얻어지되,
   졸상 금속 산화물 화합물을 함유하는 수분산액에 실란 커플링제와 반응을 pH 4.5 내지 5.5의 조건에서 반응시키는 것을 특징으로 하여 얻어진 생성물을 함유하는 하드 코팅 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 졸상 금속 산화물 화합물의 금속 산화물 화합물이 알루미나 수화물, 뵈마이트, 콜로이달 실리카, 수산화아연, 수산화지르코늄 및 수산화티타늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하여 얻어진 생성물을 함유하는 하드 코팅 조성물.
3. 청구항 1에 있어서, 실란 커플링제가 글리시독시프로필트리메톡시실란인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 조성물.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 하드 코팅액 조성물은 점도 조정 및 안정제를 더 포함하고, 상기 점도 조정 및 안정제가 아세틸아세톤이고, 표면장력저하제가 폴리에테르 실록산 코폴리머인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 조성물.
5. 청구항 1에 있어서, 침투 습윤제가 아세틸아세톤 및 에틸아세토아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종인 것을 특징으로 하는 하드 코팅 조성물.
6. 청구항 1 내지 5의 어느 한 항에 있어서,
   금속 산화물 화합물의 평균 입경이 40~80nm 이하인 것을 특징으로 하여 얻어진 생성물을 함유하는 하드 코팅 조성물.
7. 청구항 1 내지 5의 어느 한 항에 있어서,
   금속 산화물 졸에 대해서 물 5 내지 25중량배로 분산시켜 사용하는 것을 특징으로 하여 얻어진 생성물을 함유하는 하드 코팅 조성물.
8. 삭제
9. 청구항 1 또는 2에 있어서, 실란 커플링제에 대한 금속 산화물의 반응비가 2.5중량배 내지 8중량배인 것을 특징으로 하여 얻어진 생성물을 함유하는 하드 코팅 조성물.

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