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KR102876111B1 - Coating film for solar cell module using organic-inorganic hybrid polymer coating composition - Google Patents

Coating film for solar cell module using organic-inorganic hybrid polymer coating composition

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KR102876111B1
KR102876111B1 KR1020220172933A KR20220172933A KR102876111B1 KR 102876111 B1 KR102876111 B1 KR 102876111B1 KR 1020220172933 A KR1020220172933 A KR 1020220172933A KR 20220172933 A KR20220172933 A KR 20220172933A KR 102876111 B1 KR102876111 B1 KR 102876111B1
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South Korea
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alkyl
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이영선
이정화
방미희
김성수
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유한회사 디씨티머티리얼
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Abstract

본 발명은 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물을 이용한 태양광 모듈용 코팅필름에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 코팅필름은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더; 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물; 경화제; 및 무기입자;를 포함한다:
[화학식 1]

(상기 화학식 1은 상세한 설명에 정의된 바와 같다).
The present invention relates to a coating film for a solar module using an organic-inorganic hybrid polymer coating composition. In one specific example, the coating film comprises a siloxane-based binder having a repeating structure represented by the following chemical formula 1; a fluorinated (meth)acrylate compound; a curing agent; and inorganic particles:
[Chemical Formula 1]

(The above chemical formula 1 is as defined in the detailed description).

Description

유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물을 이용한 태양광 모듈용 코팅필름 {COATING FILM FOR SOLAR CELL MODULE USING ORGANIC-INORGANIC HYBRID POLYMER COATING COMPOSITION}Coating film for solar cell module using organic-inorganic hybrid polymer coating composition

본 특허출원은 대한민국 정부 산업통상자원부의 “신재생에너지핵심 기술개발사업”의 일환으로서 “장기신뢰성(25년 이상)과 안전성이 확보된 건물형 태양광 핵심소재 개발”(주관기관: ㈜상보; 과제번호: 20213030010290) 과제의 수행 결과물에 관한 것이다.This patent application is related to the results of the project “Development of core materials for building-type solar power generation with guaranteed long-term reliability (over 25 years) and safety” (led by Sangbo Co., Ltd.; project number: 20213030010290) as part of the “New and Renewable Energy Core Technology Development Project” of the Ministry of Trade, Industry and Energy of the government of the Republic of Korea.

본 발명은 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물을 이용한 태양광 모듈용 코팅필름에 관한 것이다.The present invention relates to a coating film for a solar module using an organic-inorganic hybrid polymer coating composition.

기후 위기가 본격화되면서 탄소 배출이 없는 청정 에너지 및 재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 태양전지 및 이를 이용한 태양광 모듈은 현재 가장 널리 활용되고 있는 재생 에너지를 이용한 장치이다.As the climate crisis intensifies, interest in clean, carbon-free energy and renewable energy sources is growing. Solar cells and their photovoltaic modules are currently the most widely used renewable energy devices.

국내에서도 재생에너지 3020 정책 및 이행계획을 토대로 태양전지를 활용한 태양광 모듈이 급속하게 보급되고 있다. 양적인 측면에서 국내에 설치된 태양광 모듈 또는 태양전지 패널은 전 세계에서 10번째인 것으로 알려져 있다. 국토가 협소한 국내에서 태양전지 패널을 설치하기 위한 지상 면적은 제한되어 있다.In Korea, solar modules utilizing solar cells are rapidly spreading based on the Renewable Energy 3020 policy and implementation plan. In terms of quantity, Korea is known to rank 10th globally in terms of installed solar modules or panels. Due to Korea's limited land area, the land area available for solar panel installation is limited.

이에 따라, 태양전지 패널은 주로 건물, 수상, 영농 등 다양한 형태의 태양광 시스템이 개발 및 설치되고 있다. 지상에 설치되는 태양광 모듈은 전면에 저-철분 강화 유리를 사용하여 제작된다.Accordingly, solar panels are being developed and installed in various forms of solar power systems, primarily for buildings, floating installations, and agricultural applications. Ground-mounted solar modules are manufactured using low-iron tempered glass on the front.

저-철분 강화 유리는 태양광 모듈의 전면 재료가 가져야 하는 높은 투과율 및 신뢰성을 가지고 있지만 무게가 무겁다는 단점이 있어 건물, 영통, 수상 등 다른 형태의 태양광 시스템에 널리 적용되기에는 어려움이 있다. 태양광 모듈의 무게가 줄어들면 기존에 설치가 불가능한 지붕에도 설치가 가능하여 태양광 모듈의 설치와 보급이 확대될 것으로 예측되므로 태양광 모듈의 경량화는 반드시 필요하다.Low-iron tempered glass possesses the high transmittance and reliability required for the front surface of solar modules. However, its heavy weight hinders its widespread application in other types of solar power systems, such as buildings, telecommunications towers, and floating structures. Reducing the weight of solar modules is expected to expand their installation and distribution, as it will enable installation on previously impractical rooftops. Therefore, reducing the weight of solar modules is essential.

신뢰성과 전기적 출력이 우수한 태양광 시스템에서 유리를 대신하는 경량화 태양광 모듈을 적용하는 태양광 시스템이 연구 개발되고 있다. 경량 태양광 시스템은 무게가 가볍기 때문에 설치 시간 및 노동력이 줄어들어 설치 단가가 줄어드는 효과가 있다. 태양광 모듈의 전면 재료는 투과율이 높을수록 모듈의 전기적 출력이 높아지게 된다.Research and development are underway for solar systems that utilize lightweight solar modules to replace glass, offering superior reliability and electrical output. The lighter weight of these lightweight solar systems reduces installation time and labor, thereby lowering installation costs. The higher the transmittance of a solar module's front panel material, the higher the module's electrical output.

또한 태양광 모듈의 수명인 약 20년 동안의 정상적인 발전을 위해서는 옥외의 급변하는 온도(여름철과 겨울철), 높은 자외선 및 습도 등을 견뎌내야 한다. 즉, 신뢰성이 확보되지 않은 태양광 모듈은 가혹한 옥외 환경에서 출력이 급격히 떨어지기 때문에, 태양광 모듈의 전면 재료는 투과율뿐만 아니라, UV 안정성 내투습성 등과 같은 우수한 신뢰성을 확보하여야 한다. 따라서, 기존에 태양광 모듈의 전면에 설치된 유리와 동등 또는 보다 우수한 물성을 가질 수 있는 플라스틱 소재의 코팅 필름에 대한 연구 및 개발이 요구된다.Furthermore, to ensure normal power generation over the approximately 20-year lifespan of a solar module, it must withstand rapid outdoor temperature fluctuations (summer and winter), high UV rays, and humidity. Therefore, unreliable solar modules experience rapid output drops in harsh outdoor environments. Therefore, the front material of a solar module must ensure superior reliability, including not only transmittance but also UV stability and moisture permeability. Therefore, research and development of a plastic coating film with properties equivalent to or superior to those of the glass previously installed on the front of a solar module is required.

본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1983974호(2019.09.03. 공고, 발명의 명칭: 고분자 필름의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 고분자 필름)에 개시되어 있다.Background technology related to the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1983974 (published on September 3, 2019, title of the invention: Method for producing a polymer film and polymer film produced using the same).

본 발명의 하나의 목적은 광투과성, 내광성 및 수분 배리어성이 우수한 태양광 모듈용 코팅필름을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a coating film for solar modules having excellent light transmittance, light resistance, and moisture barrier properties.

본 발명의 다른 목적은 내후성, 친수성, 발수성 및 방오성이 우수한 태양광 모듈용 코팅필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a coating film for solar modules having excellent weather resistance, hydrophilicity, water repellency, and antifouling properties.

본 발명의 또 다른 목적은 내스크래치성 및 내구성이 우수한 태양광 모듈용 코팅필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a coating film for solar modules having excellent scratch resistance and durability.

본 발명의 또 다른 목적은 태양광 모듈의 효율 상승을 도모하면서, 경제적인 비용으로 태양전지 소자 또는 태양광 모듈 또는 패널에 적용 가능한 태양광 모듈용 코팅필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a coating film for solar modules that can be applied to solar cell elements or solar modules or panels at an economical cost while promoting an increase in the efficiency of solar modules.

본 발명이 또 다른 목적은 접착층 없이 기재 상에 적용 가능하며, 얇은 두께로 도포하여도 기재와의 부착력이 우수한 태양광 모듈용 코팅필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a coating film for solar modules that can be applied to a substrate without an adhesive layer and has excellent adhesion to the substrate even when applied in a thin thickness.

본 발명의 또 다른 목적은 공정 단순화로 인한 생산성 및 경제성이 우수한 태양광 모듈용 코팅필름을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a coating film for solar modules having excellent productivity and economic efficiency due to process simplification.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 태양광 모듈용 코팅필름 포함하는 태양광 모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a solar module including the coating film for the solar module.

본 발명의 하나의 관점은 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물을 이용한 태양광 모듈용 코팅필름에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 태양광 모듈용 코팅필름은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더; 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물; 경화제; 및 무기입자;를 포함하는 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물로부터 형성된다:One aspect of the present invention relates to a coating film for a solar module using an organic-inorganic hybrid polymer coating composition. In one specific example, the coating film for a solar module is formed from an organic-inorganic hybrid polymer coating composition comprising a siloxane-based binder having a repeating structure represented by the following chemical formula 1; a fluorinated (meth)acrylate compound; a curing agent; and inorganic particles:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, C6-C20 아릴기, 술폰산기 및 하기 화학식 2의 구조 중에서 선택되되, 상기 R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 하기 화학식 2의 구조를 가지며, 상기 R4는 C1-C20 알킬기, C2-C20 알케닐기, C1-C20 알킬 아미노기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, 티올기, C3-C20 알킬 티올기, 글리시딜옥시기, C1-C20 알킬 글리시딜옥시기, 에폭시기, C1-C20 알킬 에폭시기, C4-C20 사이클로알킬 에폭시기, C6-C20 아릴 에폭시기 및 C3-C20 헤테로 아릴 에폭시기 중 선택되며, 상기 m 및 n은 각각 0.1 내지 0.9 이며, 상기 m + n = 1 이다).(In the above chemical formula 1, R 1 , R 2 and R 3 are each independently selected from a hydrogen atom, a C 1 -C 20 alkyl group, a C 1 -C 20 alkyl amino group, a vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group, a C 6 -C 20 aryl group, a sulfonic acid group and a structure represented by the following chemical formula 2, wherein at least one of R 1 , R 2 and R 3 has a structure represented by the following chemical formula 2, and R 4 is a C 1 -C 20 alkyl group, a C 2 -C 20 alkenyl group, a C 1 -C 20 alkyl amino group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group, thiol group, C 3 -C 20 alkyl thiol group, glycidyloxy group, C 1 -C 20 alkyl glycidyloxy group, epoxy group, C 1 -C 20 alkyl epoxy group, C 4 -C 20 cycloalkyl epoxy group, C 6 -C 20 aryl epoxy group and C 3 -C 20 heteroaryl epoxy group, wherein m and n are each 0.1 to 0.9, and m + n = 1.

[화학식 2][Chemical Formula 2]

(상기 화학식 2에서, 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 하이드록시기 및 C1-C20 알콕시기 중 선택되며, 상기 R7은 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되고, 상기 *는 연결 부위이다).(In the above chemical formula 2, R 5 and R 6 are each independently selected from a C 1 -C 20 alkyl group, a C 1 -C 20 alkyl amino group, a hydroxy group, and a C 1 -C 20 alkoxy group, and R 7 is selected from a vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, and a C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group, and * is a connecting portion.)

한 구체예에서 상기 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물은 상기 실록산계 바인더 100 중량부, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 1~30 중량부, 경화제 0.1~15 중량부 및 무기입자 2~40 중량부를 포함할 수 있다.In one specific example, the organic-inorganic hybrid polymer coating composition may include 100 parts by weight of the siloxane-based binder, 1 to 30 parts by weight of a fluorinated (meth)acrylate compound, 0.1 to 15 parts by weight of a curing agent, and 2 to 40 parts by weight of inorganic particles.

한 구체예에서 상기 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물은 상기 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 및 무기입자를 1:2~1:7 중량비로 포함할 수 있다.In one specific example, the organic-inorganic hybrid polymer coating composition may include the fluorinated (meth)acrylate compound and inorganic particles in a weight ratio of 1:2 to 1:7.

한 구체예에서 상기 코팅필름은 표면의 평균조도(Ra)가 0.05~0.25㎛ 일 수 있다.In one specific example, the coating film may have an average surface roughness (Ra) of 0.05 to 0.25 μm.

한 구체예에서 상기 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 표면 에너지가 5~10 dyne/cm 일 수 있다.In one specific example, the fluorinated (meth)acrylate compound may have a surface energy of 5 to 10 dyne/cm.

본 발명의 다른 관점은 상기 태양광 모듈용 코팅필름을 포함하는 태양광 모듈에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 태양광 모듈은 태양전지소자; 상기 태양전지소자 상면에 형성되는 기재층; 및 상기 기재층 상면에 형성되며, 상기 코팅필름;을 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a solar module comprising the coating film for the solar module. In one specific example, the solar module comprises: a solar cell element; a substrate layer formed on an upper surface of the solar cell element; and a coating film formed on an upper surface of the substrate layer.

본 발명에 따른 태양광 모듈용 코팅필름은 광투과성, 내광성 및 수분 배리어성이 우수하고, 내후성, 친수성, 발수성 및 방오성이 우수하며, 내스크래치성 및 내구성이 우수하고, 접착층 없이 기재 상에 적용 가능하며, 얇은 두께로 도포하여도 기재와의 부착력이 우수하며, 본 발명의 또 다른 목적은 공정 단순화로 인한 생산성 및 경제성이 우수하며, 태양광 모듈의 효율 상승을 도모하면서, 경제적인 비용으로 태양전지 소자 또는 태양광 모듈 또는 패널에 적용 가능할 수 있다.The coating film for solar modules according to the present invention has excellent light transmittance, light resistance and moisture barrier properties, excellent weather resistance, hydrophilicity, water repellency and stain resistance, excellent scratch resistance and durability, can be applied to a substrate without an adhesive layer, and has excellent adhesion to the substrate even when applied in a thin thickness. Another object of the present invention is to provide a coating film for solar modules that has excellent productivity and economy due to process simplification, and can be applied to solar cell elements or solar modules or panels at an economical cost while promoting an increase in the efficiency of solar modules.

또한 본 발명의 코팅 필름을 적용하여 유리 소재를 사용하는 것과 비교해서 태양광 모듈의 무게를 약 65% 이상 줄일 수 있으며, 건물의 창문에 설치할 경우 시공성을 높일 수 있으며, 전체적인 비용 및 하중을 줄일 수 있다.In addition, by applying the coating film of the present invention, the weight of the solar module can be reduced by about 65% or more compared to using glass material, and when installed on a building window, the constructability can be improved and the overall cost and load can be reduced.

또한 본 발명의 코팅 필름은 태양광 모듈의 주요 광전환 파장 대역에서 평균 광투과율이 90%이상이며, 표면 경도가 3H 이상, 내후성이 우수하고, 수분투습율이 3% 이하를 충족한다. 본 발명의 코팅 조성물 및 코팅 필름을 적용하여, 비용이 적게 들고 설치가 용이한 태양광 모듈을 구현할 수 있다.In addition, the coating film of the present invention has an average light transmittance of 90% or more in the main light conversion wavelength band of a solar module, a surface hardness of 3H or more, excellent weather resistance, and a moisture permeability of 3% or less. By applying the coating composition and coating film of the present invention, a solar module that is low cost and easy to install can be realized.

도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 코팅필름 형성과정을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 태양광 모듈을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 및 비교예 코팅필름의 투과율 측정 그래프이다.
도 4는 실시예 수접촉각 측정결과를 나타낸 사진이다.
도 5는 실시예 및 비교예 코팅필름의 광투과성을 비교한 사진이다.
Figure 1 schematically illustrates a coating film formation process according to one specific example of the present invention.
Figure 2 illustrates a solar module according to one specific example of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the transmittance measurement of the coating films of the examples and comparative examples.
Figure 4 is a photograph showing the results of the water contact angle measurement of the example.
Figure 5 is a photograph comparing the light transmittance of the coating films of the examples and comparative examples.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.And the terms described below are terms defined in consideration of their functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so their definitions should be made based on the contents throughout this specification explaining the present invention.

본 명세서에서 “상부(상면)”와 “하부(하면)”는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 보는 관점에 따라 “상부(상면)”가 “하부(하면)”로 “하부(하면)”가 “상부(상면)”로 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 위(on)” 또는 “상(on)”으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다.In this specification, “upper (top surface)” and “lower (bottom)” are defined based on the drawing, and depending on the viewing point, “upper (top surface)” may be changed to “lower (bottom)” and “lower (bottom)” may be changed to “upper (top)”. In addition, in this specification, “on” or “on” may include not only the area directly above, but also cases where another structure is interposed in the middle.

본 명세서에서 (메타)아크릴은 "아크릴" 및/또는 "메타아크릴"을 의미할 수 있다.In this specification, (meth)acrylic may mean “acrylic” and/or “methacrylic.”

유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물을 이용한 태양광 모듈용 코팅필름Coating film for solar modules using organic-inorganic hybrid polymer coating composition

본 발명의 하나의 관점은 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물을 이용한 태양광 모듈용 코팅필름에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a coating film for a solar module using an organic-inorganic hybrid polymer coating composition.

한편, 태양광 모듈의 전면에 코팅되는 강화 유리를 대체하기 위해 적용된 에틸렌테트라플루오르에틸렌(ETFE) 또는 에틸렌클로로플루오로에틸렌(ECTFE) 필름은 국내 화학물질관리법 상 합성이 불가능하여 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. 더욱이, 이들 소재를 기상 중합법에 의한 고온 가공을 할 때, 다량의 불소가 유출되어 폭발, 사망 등의 큰 피해가 발생할 수 있다. 또한, 정해진 원재료의 비율 조절만이 가능하여 물성을 변화시키기 어렵다는 단점이 있다.Meanwhile, ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) or ethylene chlorofluoroethylene (ECTFE) films, used to replace the tempered glass coating on the front surfaces of solar modules, cannot be synthesized under the Korean Chemical Substances Control Act, resulting in a complete reliance on imports. Furthermore, when these materials are processed at high temperatures using vapor-phase polymerization, large amounts of fluorine can leak, potentially causing serious damage, including explosions and deaths. Furthermore, because only a fixed ratio of raw materials can be adjusted, it's difficult to alter their physical properties.

본 발명자들은 액상 배합을 통한 코팅 및 경화 고정으로 공정에서 폭발 위험성이 없고, 자유로운 가공이 가능한 코팅 필름을 연구하여 본 발명을 완성하였다. 본 발명에 따르면, 공정의 용이성, 경량화 및 경제성을 구현할 수 있는 코팅 조성물의 경화생성물을 포함하는 태양광 모듈용 코팅 필름 및 태양전지 소자의 일면에 코팅 필름이 부착된 태양광 모듈에 관한 것이다.The present inventors have completed the present invention by studying a coating film that is free from the risk of explosion and allows for free processing through coating and curing fixation using a liquid formulation. The present invention relates to a coating film for a solar module comprising a cured product of a coating composition that enables easy processing, lightweighting, and cost-effectiveness, and a solar module having the coating film attached to one surface of a solar cell element.

또한 태양광 모듈의 전면 유리를 대체하기 위해서는 장기간 사용에도 황변 현상이 적어 장기간의 내후성이 요구되며, 투명성, 광투과율 및 내구성이 중요하다. 본 발명은 이러한 목적을 구현할 수 있는데, 이에 대하여 설명한다.Furthermore, replacing the front glass of solar modules requires long-term weather resistance with minimal yellowing even after long-term use. Transparency, light transmittance, and durability are also important. The present invention can achieve these objectives, and this will be described in detail.

한 구체예에서, 상기 코팅필름은 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물(이하, 코팅 조성물)을 기재의 일면에 코팅한 뒤, 상기 코팅 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화 생성물로 이루어지는 코팅 필름을 형성할 수 있다.In one specific example, the coating film can be formed by coating an organic-inorganic hybrid polymer coating composition (hereinafter, “coating composition”) on one surface of a substrate and then curing the coating composition to obtain a cured product.

도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 코팅필름 형성과정을 모식적으로 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 기재층(110)의 일면에 코팅 조성물(120)을 도포하고, 이를 열 및 광 중 하나 이상을 이용하여 경화시켜, 코팅 조성물(120)의 경화 생성물로 이루어지는 코팅필름(130)을 형성할 수 있다.Figure 1 schematically illustrates a coating film formation process according to one specific example of the present invention. Referring to Figure 1, a coating composition (120) is applied to one surface of a substrate layer (110), and cured using at least one of heat and light, thereby forming a coating film (130) composed of a cured product of the coating composition (120).

기재층(110)는 투명성이 있는 플라스틱 필름이라면 특별히 소재가 한정되지 않는다. 예를 들면 기재층(110)는 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르설폰, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴이미드, 폴리옥시메틸렌폴리프로필렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌설폰, 폴리스티렌, 폴리에테르술폰, 폴리설폰, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리부틸렌테레플탈레이트, 에폭시 수지, 이들의 공중합체 또는 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The substrate layer (110) is not particularly limited in material as long as it is a transparent plastic film. For example, the substrate layer (110) may be made of a material selected from the group consisting of polyimide, polyester, polyethylene, polyetherimide, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate glycol, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylimide, polyoxymethylene polypropylene, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfone, polystyrene, polyether sulfone, polysulfone, polytetrafluoroethylene, polyurethane, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, polybutylene terephthalate, epoxy resin, copolymers thereof, or combinations thereof, but is not limited thereto.

한 구체예에서 기재층(110)를 구성하는 소재로서 투명성 및 내열성이 우수하며 동시에 생산성 및 가공성이 우수한 일축 또는 이축 배향 필름을 사용할 수 있다. 기재층(110)의 두께는 10 내지 1000 ㎛, 구체적으로는 40 내지 100 ㎛ 일 수 있다. 기재층(110)의 두께가 10 ㎛ 미만이면 가공성이 떨어지게 되고, 1000 ㎛ 초과이면 광학 특성이 저하되거나, 코팅 필름(130)의 중량이 커지는 문제가 발생할 수 있다.In one specific example, a uniaxially or biaxially oriented film having excellent transparency and heat resistance, as well as excellent productivity and processability, may be used as a material constituting the substrate layer (110). The thickness of the substrate layer (110) may be 10 to 1000 μm, specifically 40 to 100 μm. If the thickness of the substrate layer (110) is less than 10 μm, the processability may be reduced, and if it exceeds 1000 μm, the optical properties may be reduced, or the weight of the coating film (130) may increase.

한 구체예에서 상기 태양광 모듈용 코팅필름은 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더; 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물; 경화제; 및 무기입자;를 포함하는 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물로부터 형성된다.In one specific example, the coating film for the solar module is formed from an organic-inorganic hybrid polymer coating composition comprising a siloxane-based binder having a repeating structure of the following chemical formula 1; a fluorinated (meth)acrylate compound; a curing agent; and inorganic particles.

이하, 상기 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물의 구성 성분에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the components of the organic-inorganic hybrid polymer coating composition will be described in detail.

실록산계 바인더 Siloxane binder

상기 실록산계 바인더(또는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체)는 하기 화학식 1의 반복 구조를 포함한다:The above siloxane-based binder (or organic-inorganic hybrid siloxane-based copolymer) comprises a repeating structure of the following chemical formula 1:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C1-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, C6-C20 아릴기, 술폰산기 및 하기 화학식 2의 구조 중에서 선택되되, 상기 R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 하기 화학식 2의 구조를 가지며, 상기 R4는 C1-C20 알킬기, C2-C20 알케닐기, C1-C20 알킬 아미노기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기, 티올기, C3-C20 알킬 티올기, 글리시딜옥시기, C1-C20 알킬 글리시딜옥시기, 에폭시기, C1-C20 알킬 에폭시기, C4-C20 사이클로알킬 에폭시기, C6-C20 아릴 에폭시기 및 C3-C20 헤테로 아릴 에폭시기 중 선택되며, 상기 m 및 n은 각각 0.1 내지 0.9 이며, 상기 m + n = 1 이다).(In the above chemical formula 1, R 1 , R 2 and R 3 are each independently selected from a hydrogen atom, a C 1 -C 20 alkyl group, a C 1 -C 20 alkyl amino group, a vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group, a C 6 -C 20 aryl group, a sulfonic acid group and a structure represented by the following chemical formula 2, wherein at least one of R 1 , R 2 and R 3 has a structure represented by the following chemical formula 2, and R 4 is a C 1 -C 20 alkyl group, a C 2 -C 20 alkenyl group, a C 1 -C 20 alkyl amino group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group, thiol group, C 3 -C 20 alkyl thiol group, glycidyloxy group, C 1 -C 20 alkyl glycidyloxy group, epoxy group, C 1 -C 20 alkyl epoxy group, C 4 -C 20 cycloalkyl epoxy group, C 6 -C 20 aryl epoxy group and C 3 -C 20 heteroaryl epoxy group, wherein m and n are each 0.1 to 0.9, and m + n = 1.

[화학식 2][Chemical Formula 2]

(상기 화학식 2에서, 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알킬 아미노기, 하이드록시기 및 C1-C20 알콕시기 중 선택되며, 상기 R7은 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되고, 상기 *는 연결 부위이다).(In the above chemical formula 2, R 5 and R 6 are each independently selected from a C 1 -C 20 alkyl group, a C 1 -C 20 alkyl amino group, a hydroxy group, and a C 1 -C 20 alkoxy group, and R 7 is selected from a vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, and a C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group, and * is a connecting portion.)

한 구체예에서 상기 화학식 1에서 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C10의 알킬기 및 화학식 2로 구성되는 모이어티이며, 상기 R1, R2 및 R3 중에서 적어도 하나는 화학식 2로 구성되는 모이어티이며, 상기 R4는 C1-C10의 알킬기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, in the chemical formula 1, R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a C 1 -C 10 alkyl group and a moiety composed of chemical formula 2, at least one of R 1 , R 2 and R 3 is a moiety composed of chemical formula 2, and R 4 may be a C 1 -C 10 alkyl group, but is not limited thereto.

상기 C2-C20 알케닐기는 예를 들면 비닐기를 포함할 수 있다.The above C 2 -C 20 alkenyl group may include, for example, a vinyl group.

또한, 상기 화학식 2에서 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 하이드록시기 또는 C1-C10의 알콕시기이며, 상기 R7은 C3-C10의 알킬 (메타)아크릴옥시기일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In addition, in the above chemical formula 2, R 5 and R 6 are each independently a hydroxy group or a C 1 -C 10 alkoxy group, and R 7 may be a C 3 -C 10 alkyl (meth)acryloxy group, but is not limited thereto.

한 구체예에서, 상기 바인더로 기능하는 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)의 측쇄(side chain)를 형성하는 하이드록시기, 알콕시기 및/또는 아릴옥시기의 20 내지 60 몰%는 에테르 결합을 통하여 화학식 2의 구조를 가지는 모이어티로 치환 또는 개질(modify)될 수 있다. 또한, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 공중합체인 실록산계 바인더는 중량평균분자량(Mw)이 1,000~10,000g/mol 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In one specific example, 20 to 60 mol% of the hydroxyl groups, alkoxy groups and/or aryloxy groups forming the side chains of the backbone of the inorganic hybrid siloxane copolymer having the repeating structure of Chemical Formula 1 functioning as the binder may be substituted or modified with a moiety having the structure of Chemical Formula 2 via an ether bond. In addition, the siloxane binder, which is an organic-inorganic copolymer having the repeating structure of Chemical Formula 1, may have a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 10,000 g/mol, but is not limited thereto.

상기 화학식 1에서 몰분율 m으로 표시되는 구성 유닛은 4개의 가수분해성 작용기(hydrolysable)인 알콕시기를 가지는 실란계 모노머로부터 유래할 수 있다.The constituent unit represented by the mole fraction m in the above chemical formula 1 can be derived from a silane monomer having four hydrolysable alkoxy groups.

한 구체예에서 상기 4개의 가수분해성 작용기를 가지는 실란계 모노머는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane), 테트라에톡시실란(tetraethoxysilane), 테트라프로폭시실란(tetrapropoxysilane), 테트라부톡시실란(tetrabuthoxysilane), 테트라이소프록폭시실란(tetraisopropoxysilane), 메톡시트리에톡시실란(methoxytriethoyxsilane), 디메톡시디에톡시실란(dimethoxydiethoxysilane) 및 에톡시트리메톡시실란(ethoxytrimethoxysilane)으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the silane monomer having the four hydrolyzable functional groups may be selected from the group consisting of tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabuthoxysilane, tetraisopropoxysilane, methoxytriethoyxsilane, dimethoxydiethoxysilane, and ethoxytrimethoxysilane, but is not limited thereto.

또한, 상기 화학식 1에서 몰분율 n으로 표시되는 구성 유닛은 3개의 가수분해성 작용기인 알콕시기를 가지는 실란계 모노머로부터 유래할 수 있다. 일례로, 상기 3개의 가수분해성 작용기를 가지는 실란계 모노머는 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane; MTES), 에틸트리에톡시실란(Ethyltriethoxysilane; ETES), n-프로필트리에톡시실란(n-propyltriethoxysilane; PTES), 옥틸트리에톡시실란(Octyltriethoxysilane; OTES), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane; VTMS), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane; VTES), 비닐트리이소프로폭시실란(Vinyltriiosproposysilan; VTIPS), 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-Aminopropyltrimethoxysilane; APTMS), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-Aminopropyltriethoxysilane; APTES), 3-(2-아미노에틸아미노)프로필트리메톡시실란(3-(2-Aminoethylamino)propyltrimethoxysilane; AEPTMS), (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란((3- Acryloxypropyl)trimethoxysilane; APTMS), 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란(Methacryloxymethyltriethoxysilane; MMS), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane; MPTMS), 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxypropyltriethoxysilane; MPTES), 3-머캅토프로필트리에톡시실란(3-Mercaptopropyltriethoxysilane; MPTES), 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(3-Isocyanatopropyltriethoxysilane; ICPTES), 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란(2-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane; ECETMS), 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란(3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilane; GPTMOS), 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란(3-Glycidyloxypropyltriethoxysilane; GPTEOS), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane; PTES), (4-클로로페닐)트리에톡시실란((4-chlorophenyl)triethoxysilane; CPTES) 및 [3-(페닐아미노)프로필]트리메톡시실란([3-(phenylamino)propyl]trimethoxysilane; PAPTMS)으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Additionally, the constituent unit represented by the mole fraction n in the above chemical formula 1 may be derived from a silane monomer having three hydrolyzable functional groups, namely an alkoxy group. For example, the silane monomers having the three hydrolyzable functional groups are methyltriethoxysilane (MTES), ethyltriethoxysilane (ETES), n-propyltriethoxysilane (PTES), octyltriethoxysilane (OTES), vinyltrimethoxysilane (VTMS), vinyltriethoxysilane (VTES), vinyltriisopropoxysilane (VTIPS), 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), 3-(2-Aminoethylamino)propyltrimethoxysilane (AEPTMS), (3-Acryloxypropyl)trimethoxysilane (APTMS), Methacryloxymethyltriethoxysilane (MMS), 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS), 3-Methacryloxypropyltriethoxysilane (MPTES), 3-Mercaptopropyltriethoxysilane (MPTES), 3-Isocyanatopropyltriethoxysilane (ICPTES), It may be selected from the group consisting of 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane (ECETMS), 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane (GPTMOS), 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane (GPTEOS), phenyltrimethoxysilane (PTES), (4-chlorophenyl)triethoxysilane (CPTES), and [3-(phenylamino)propyl]trimethoxysilane (PAPTMS), but is not limited thereto.

한편, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)을 구성하는 적어도 일부의 측쇄에 적어도 1개의 실란계 물질이 화학식 2의 구조를 가지는 모이어티를 가지면서 축합될 수 있다. 상기 화학식 1의 측쇄에 축합되는 실란계 물질은 규소 원자에 연결되는 적어도 1개의 가수분해성 작용기와, 적어도 1개의 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및/또는 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기를 가질 수 있다.Meanwhile, at least one silane-based material having a moiety having a structure of Chemical Formula 2 may be condensed on at least some of the side chains constituting the backbone of the inorganic hybrid siloxane copolymer having the repeating structure of Chemical Formula 1. The silane-based material condensed on the side chain of Chemical Formula 1 may have at least one hydrolyzable functional group connected to a silicon atom, and at least one vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, and/or a C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group.

일례로, 화학식 1의 반복 구조를 가지는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 골격(backbone)의 적어도 일부 측쇄에 축합될 수 있는 실란계 물질은 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane; VTMS), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane; VTES), 비닐트리이소프로폭시실란(Vinyltriiosproposysilan; VTIPS), 클로로메틸페닐비닐실란(Chloromethylphenylvinylsilane), (3-아크릴옥시프로필)트리메톡시실란((3-Acryloxypropyl)trimethoxysilane; APTMS), 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란(Methacryloxymethyltriethoxysilane; MMS), 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane; PTMS), 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(3-Methacryloxypropyltriethoxysilane; MPTES) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, silane-based materials that can be condensed on at least a portion of the side chain of the backbone of an inorganic hybrid siloxane copolymer having a repeating structure of Chemical Formula 1 include vinyltrimethoxysilane (VTMS), vinyltriethoxysilane (VTES), vinyltriiosproposysilane (VTIPS), chloromethylphenylvinylsilane, (3-acryloxypropyl)trimethoxysilane (APTMS), methacryloxymethyltriethoxysilane (MMS), 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (PTMS), It may include, but is not limited to, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane (MPTES).

이들 실란계 모노머인 출발 물질에 용매 및 필요에 따라 촉매를 투입하여 가수분해 시키고, 축합 반응을 유도하고, 선택적으로 가열 및 과산화수소수를 투입하는 수화 반응을 수행하는 중합 반응을 통해 화학식 1의 반복 구조를 갖는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체를 제조할 수 있다.An organic-inorganic hybrid siloxane copolymer having a repeating structure of Chemical Formula 1 can be manufactured through a polymerization reaction in which a solvent and, if necessary, a catalyst are added to the starting materials, which are silane monomers, to hydrolyze them, induce a condensation reaction, and optionally perform a hydration reaction by adding heating and hydrogen peroxide.

한 구체예에서 상기 중합 반응은 25 내지 100℃의 온도에서 2시간 내지 24시간 동안 솔-젤 공정(Sol-Gel process)에 의한 가수분해 반응 및 축합 반응을 통해 수행될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이때, 중합 용매의 사용량과 반응 시간에 따라 최종적으로 합성되는 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체의 중량평균분자량을 조절할 수 있다. 중합 반응을 2 내지 24시간 진행함으로써, 코팅 조성물 중의 바인더로 사용하기에 적합한 중량평균분자량을 가지는 화학식 1의 반복 구조를 가지는 공중합체를 제조할 수 있다.In one specific example, the polymerization reaction may be performed through a hydrolysis reaction and a condensation reaction by a sol-gel process at a temperature of 25 to 100°C for 2 to 24 hours, but is not limited thereto. At this time, the weight average molecular weight of the ultimately synthesized organic-inorganic hybrid siloxane copolymer can be controlled depending on the amount of polymerization solvent used and the reaction time. By performing the polymerization reaction for 2 to 24 hours, a copolymer having a repeating structure of Chemical Formula 1 and having a weight average molecular weight suitable for use as a binder in a coating composition can be prepared.

한 구체예에서 상기 실란계 출발 물질이 분산되는 중합 용매는 출발 물질 사이의 중합 반응을 매개할 수 있는 임의의 중합 용매를 사용할 수 있다. 일반적으로 중합 단계는 균일 용액을 형성할 수 있는 가용성 용매 하에서 진행될 수 있다.In one specific example, the polymerization solvent in which the silane-based starting material is dispersed may be any polymerization solvent capable of mediating a polymerization reaction between the starting materials. Typically, the polymerization step may be conducted in a soluble solvent capable of forming a homogeneous solution.

한 구체예에서 상기 중합 용매는 지방족 탄화수소계 용제, 에테르계 용제, 아세테이트계 용제, 알코올계 용제, 케톤계 용제, 아미드계 용제, 실리콘계 용매 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 예를 들면 상기 중합 용매는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 부틸셀로솔브(BC), 메틸셀로솔브(MC), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc), 프로필렌글리콜 디아세테이트(PGDA), 프로필렌글리콜 노멀프로필에테르(PnP), 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 자일렌, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 부톡시에탄올, 펜탄올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 에테르 및 케톤 중 하나 이상 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the polymerization solvent may be selected from the group consisting of aliphatic hydrocarbon solvents, ether solvents, acetate solvents, alcohol solvents, ketone solvents, amide solvents, silicone solvents, and combinations thereof. For example, the polymerization solvent may include, but is not limited to, one or more of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), butyl cellosolve (BC), methyl cellosolve (MC), ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), propylene glycol diacetate (PGDA), propylene glycol normal propyl ether (PnP), tetrahydrofuran, toluene, xylene, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol, butoxyethanol, pentanol, octanol, hexane, heptane, ethers, and ketones.

상기 중합 반응에서 전술한 출발 물질이 중합 용매에 균일하게 용해될 수 있다면, 중합 용매의 함량은 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시적인 측면에서, 중합 반응에서 중합 용매의 사용량은 중합 용매를 포함하는 각 반응물의 총 함량을 기준으로 약 5 내지 60 중량부, 바람직하게는 약 20 내지 50 중량부가 되는 범위로 조절될 수 있다.In the above polymerization reaction, as long as the aforementioned starting materials can be uniformly dissolved in the polymerization solvent, the content of the polymerization solvent is not particularly limited. In one exemplary aspect, the amount of the polymerization solvent used in the polymerization reaction can be adjusted to a range of about 5 to 60 parts by weight, preferably about 20 to 50 parts by weight, based on the total content of each reactant including the polymerization solvent.

또한, 가수분해 및/또는 축합 반응을 촉진할 수 있도록 산 촉매 및/또는 염기성 촉매가 사용될 수 있다. 일례로, 이들 촉매는 수용액 상태로 사용될 수 있다.Additionally, acid catalysts and/or basic catalysts may be used to promote hydrolysis and/or condensation reactions. For example, these catalysts may be used in an aqueous solution form.

예를 들면 상기 산 촉매는 염산, 황산, 질산과 같은 무기산; 톨루엔설폰산, 포름산, 아세트산, 부티르산, 팔미트산, 옥살산, 타타르산과 같은 유기산 중 하나 이상 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 염기성 촉매는 수산화나트륨, 수산화리튬, 수산화칼륨과 같은 알칼리금속수산화물; 수산화바륨, 수산화바륨일수화물, 수산화바륨팔수화물, 수산화칼슘, 수산화마그네슘과 같은 알칼리토 금속 화합물; 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 테트라메틸암모늄클로라이드, 테트라에틸암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 불화물, 벤질트리메틸암모늄하이드록사이드, 벤질트리에틸암모늄하이드록사이드와 같은 4급 암모늄 화합물; 암모니아, 트리에틸아민, 트리프로필아민, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 트리-n-부틸아민, 이미다졸, 피리딘, 3-메틸피리딘, 4-디메틸아미노피리딘, N,N-디이소프로필에틸아민 및 과염소산암모늄 중에서 하나 이상 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.For example, the acid catalyst may include, but is not limited to, one or more of inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid; and organic acids such as toluenesulfonic acid, formic acid, acetic acid, butyric acid, palmitic acid, oxalic acid, and tartaric acid. In addition, the basic catalyst may include, but is not limited to, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, lithium hydroxide, and potassium hydroxide; alkaline earth metal compounds such as barium hydroxide, barium hydroxide monohydrate, barium hydroxide octahydrate, calcium hydroxide, and magnesium hydroxide; and quaternary ammonium compounds such as tetramethylammonium hydroxide, tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, tetrabutylammonium fluoride, benzyltrimethylammonium hydroxide, and benzyltriethylammonium hydroxide. It may include, but is not limited to, one or more of ammonia, triethylamine, tripropylamine, n-butylamine, di-n-butylamine, tri-n-butylamine, imidazole, pyridine, 3-methylpyridine, 4-dimethylaminopyridine, N,N-diisopropylethylamine, and ammonium perchlorate.

불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 Fluorinated (meth)acrylate compounds

상기 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 불소계 (메타)아크릴레이트계 모노머 및/또는 불소계 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함한다. 한 구체예에서 상기 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 표면 에너지가 5 dyne/cm 내지 10 dyne/cm일 수 있다. 불화 탄소의 개수를 증가시킴에 따라 표면의 수접촉각이 상승하면서 표면 에너지가 감소할 수 있다. 내후성 및 내구성이 향상된 코팅필름을 형성할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 코팅 조성물로부터 얻어지는 코팅필름은 고온 다습한 조건에서 장기간 옥외에서 사용하더라도 안정성을 극대화할 수 있다.The above fluorinated (meth)acrylate compound includes a fluorinated (meth)acrylate monomer and/or a fluorinated (meth)acrylate oligomer. In one specific example, the fluorinated (meth)acrylate compound may have a surface energy of 5 dyne/cm to 10 dyne/cm. As the number of carbon fluorides increases, the water contact angle of the surface may increase and the surface energy may decrease. A coating film with improved weather resistance and durability may be formed. Therefore, a coating film obtained from the coating composition according to the present invention can maximize stability even when used outdoors for a long period of time under high temperature and high humidity conditions.

한 구체예에서 상기 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,2-트리플루오로에틸 (메타)아크릴레이트), 펜타플루오로프로필 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,3,3-펜타플루오로프로필(메타)아크릴레이트), 테트라플루오로프로필 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필 (메타)아크릴레이트), 헥사플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트), 헥사플루오로부틸 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 (메타)아크릴레이트), 헵타플루오로부틸 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부틸 (메타)아크릴레이트), 옥타플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 옥타플루오로-5-(트리플루오로메틸)헥실 (메타)아크릴레이트, 도데카플루오로헵틸 (메타)아크릴레이트, 트리플루오로-2-(트리플루오로메틸)-2-하이드록시-4-메틸-5-펜틸(메타)아크릴레이트, 트리데카플루오로옥틸 (메타)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸 (메타)아크릴레이트(예를 들면, 1H,1H-퍼플루오로-n-옥틸(메타)아크릴레이트), 도데카플루오로-2-하이드록시-8-(트리플루오로메틸)노닐(메타)아크릴레이트, 헥사데카플루오로-9-(트리플루오로메틸)데실 (메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실 (메타)아크릴레이트, 퍼플루오로데실 (메타)아크릴레이트, 헤네이코사플루오로도데실 (메타)아크릴레이트, 이코사플루오로-11-(트리플루오로메틸)도데실 (메타)아크릴레이트, 도데카플루우로-7-(트리플루오로메틸)옥틸 (메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the fluorine-based (meth)acrylate compound is trifluoroethyl (meth)acrylate (e.g., 2,2,2-trifluoroethyl (meth)acrylate), pentafluoropropyl (meth)acrylate (e.g., 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (meth)acrylate), tetrafluoropropyl (meth)acrylate (e.g., 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth)acrylate), hexafluoroisopropyl (meth)acrylate (e.g., 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl (meth)acrylate), hexafluorobutyl (meth)acrylate (e.g., 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl (meth)acrylate), heptafluorobutyl (meth)acrylate (e.g., 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl (meth)acrylate), octafluoropentyl (meth)acrylate, octafluoro-5-(trifluoromethyl)hexyl (meth)acrylate, dodecafluoroheptyl (meth)acrylate, trifluoro-2-(trifluoromethyl)-2-hydroxy-4-methyl-5-pentyl (meth)acrylate, tridecafluorooctyl (meth)acrylate, perfluorooctyl (meth)acrylate (e.g., 1H,1H-perfluoro-n-octyl (meth)acrylate), dodecafluoro-2-hydroxy-8-(trifluoromethyl)nonyl (meth)acrylate, hexadecafluoro-9-(trifluoromethyl)decyl (meth)acrylate, heptadecafluorodecyl (meth)acrylate, perfluorodecyl (meth)acrylate, heneicosafluorododecyl (meth)acrylate, icosafluoro-11-(trifluoromethyl)dodecyl (meth)acrylate, dodecafluoro-7-(trifluoromethyl)octyl (meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof, but is not limited thereto.

한 구체예에서 상기 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물은 상기 실록산계 바인더 100 중량부에 대하여 1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 코팅필름의 표면 경도 및 내구성 저하를 방지하면서, 수접촉각이 향상되어 발수성이 우수하고 표면 에너지가 감소되며, 내후성이 우수할 수 있다. 예를 들면 1~10 중량부 포함될 수 있다.In one specific example, the fluorinated (meth)acrylate compound may be included in an amount of 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the siloxane-based binder. When included in the above content range, the surface hardness and durability of the coating film may be prevented from deteriorating, while the water contact angle may be improved, resulting in excellent water repellency, reduced surface energy, and excellent weather resistance. For example, the compound may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight.

경화제hardener

상기 코팅 조성물은 경화제로 광중합개시제 및 열경화제 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 광중합개시제는 자외선(UV) 등 적절한 광원의 조사에 의하여 상기 코팅 조성물 중 실록산계 바인더, 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물 등의 광중합 반응을 유도할 수 있다.The above coating composition may include at least one of a photopolymerization initiator and a thermal curing agent as a curing agent. The photopolymerization initiator may induce a photopolymerization reaction of a siloxane-based binder, a fluorine-based (meth)acrylate-based compound, etc. in the coating composition by irradiation with an appropriate light source such as ultraviolet (UV) rays.

한 구체예에서 상기 광중합개시제는 1) 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논 등의 아세토페논계 광중합개시제, 2) 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 4-페닐 벤조페논, 하이드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논, p-(디에틸아미노)벤조페논 등의 벤조페논계 광중합개시제, 3) 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤, 2-도데실티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤 등의 티오크산톤계 광중합개시제, 4) 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈, 메틸벤조일포르메이트 등의 벤조인계 광중합개시제, 5) 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-6-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-4-메틸나프틸-6-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-p-메톡시스티릴-4,6-비스트리클로로메틸-s-트리아진, 2-피페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스트리클로로메틸-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진 등의 트리아진계 광중합개시제, 6) 디페닐-(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드, 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트, 2,2-비스(2-클로로페닐)-4,4,5,5-테트라페닐-1,2-비이미다졸 등의 광중합개시제 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one specific example, the photopolymerization initiator is 1) an acetophenone-based photopolymerization initiator such as 2,2'-diethoxyacetophenone, 2,2'-dibutoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, p-t-butyltrichloroacetophenone, p-t-butyldichloroacetophenone, 4-chloroacetophenone, 2,2'-dichloro-4-phenoxyacetophenone, 2) benzophenone, 4,4'-dimethylaminobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 3,3'-dimethyl-2-methoxybenzophenone, 4-phenyl benzophenone, hydroxy benzophenone, acrylated benzophenone, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, 4,4'-bis(diethyl 3) Thioxanthone-based photopolymerization initiators such as thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropyl thioxanthone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-3-yl]-1-(O-acetyloxime), 2,4-diethyl thioxanthone, 2,4-diisopropyl thioxanthone, 2-chloro thioxanthone, 2-dodecyl thioxanthone, 2,4-dimethyl thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, etc. 4) Benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin Benzoin-based photopolymerization initiators such as isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, and methyl benzoyl formate, 5) 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-trichloromethyl-6-triazine, bis(trichloromethyl)-6-styryl-s-triazine, 2-4-trichloromethyl(piperonyl)-6-triazine, 2-4-trichloromethyl(4'-methoxystyryl)-6-triazine, 2-(3',4'-dimethoxystyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4'-methoxy naphthyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-trichloromethyl-4-methylnaphthyl-6-triazine, 2-(p-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-p-methoxystyryl-4,6-bistrichloromethyl-s-triazine, 2-piphenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-bistrichloromethyl-6-p-methoxystyryl-s-triazine, etc.; 6) At least one of photopolymerization initiators such as diphenyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinate, 2,2-bis(2-chlorophenyl)-4,4,5,5-tetraphenyl-1,2-biimidazole may be included.

예를 들면 상업적으로 판매되는 상기 광중합개시제로는 Irgacure 369 (2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, 이하, 시바스페셜티케미컬사제), Irgacure 651(2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one), Irgacure 907(2-Methyl-1-(4-methyl thio) phenyl-2-(4-morpholinyl)-1-propanone), Irgacure 819(Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide), Irgacure 184(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), Irgacure 250(Iodonium, (4-methylphenyl)[4-(2-methylpropyl) phenyl]-, hexafluorophosphate(1-)), Irgacure 127 (2-Hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one) 등을 들 수 있다.For example, the photopolymerization initiators sold commercially include Irgacure 369 (2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1, hereinafter, manufactured by Ciba Specialty Chemical Co.), Irgacure 651 (2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one), Irgacure 907 (2-Methyl-1-(4-methyl thio) phenyl-2-(4-morpholinyl)-1-propanone), Irgacure 819 (Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide), Irgacure 184 (1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), Irgacure 250 (Iodonium, (4-methylphenyl)[4-(2-methylpropyl) phenyl]-, hexafluorophosphate(1-)), Irgacure 127 (2-Hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methyl-propionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one), etc.

상기 열경화제는 낮은 온도에서는 경화가 일어나지 않고 고온에서 경화가 일어나는 잠재성 열경화제를 사용할 수 있다. 잠재성 열경화제로는 아민계, 이미다졸계, 디히드라지드계 및 유기과산화물계 열경화제 중 하나 이상 포함할 수 있다.The above-mentioned thermosetting agent may be a latent thermosetting agent that does not cure at low temperatures but cures at high temperatures. The latent thermosetting agent may include at least one of an amine-based, imidazole-based, dihydrazide-based, and organic peroxide-based thermosetting agent.

한 구체예에서 상기 경화제는 상기 실록산계 바인더 100 중량부에 대하여 0.1~15 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 조성물의 혼합성과 경화 반응속도를 용이하게 조절 가능하여 경화 효율성이 우수하며, 코팅필름의 황변 등의 결함 발생을 방지할 수 있다. 예를 들면 0.1~8 중량부 포함될 수 있다.In one specific example, the curing agent may be included in an amount of 0.1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the siloxane-based binder. When included in the above range, the composition's mixability and curing reaction rate can be easily controlled, resulting in excellent curing efficiency and preventing defects such as yellowing of the coating film. For example, the curing agent may be included in an amount of 0.1 to 8 parts by weight.

무기입자inorganic particles

상기 무기입자는 경도 및 광투과율을 증가시키기 위한 목적으로 포함될 수 있다. 예를 들면 상기 무기 입자는 금속 또는 비금속 산화물 입자, 또는 금속 또는 비금속 질화물 입자를 포함할 수 있다.The above inorganic particles may be included for the purpose of increasing hardness and light transmittance. For example, the above inorganic particles may include metal or non-metal oxide particles, or metal or non-metal nitride particles.

상기 무기입자는 구형, 타원형, 다면체형 또는 부정형일 수 있다. 예를 들면 구형일 수 있다.The above-mentioned inorganic particles may be spherical, ellipsoidal, polyhedral or irregularly shaped. For example, they may be spherical.

한 구체예에서 상기 무기입자는 평균 입경(d50)이 10nm~1.5㎛ 일 수 있다. 상기 조건에서 코팅필름의 광학 특성이 우수할 수 있다. 예를 들면 평균 입경이 15nm~1.0㎛일 수 있다.In one specific example, the inorganic particles may have an average particle diameter (d50) of 10 nm to 1.5 μm. Under the above conditions, the optical properties of the coating film may be excellent. For example, the average particle diameter may be 15 nm to 1.0 μm.

한 구체예에서 상기 무기입자는 실리카계 무기입자 및 폴리스티렌계 무기입자 중 하나 이상 포함할 수 있다.In one specific example, the inorganic particles may include at least one of silica-based inorganic particles and polystyrene-based inorganic particles.

한 구체예에서 상기 실리카계 무기입자는 유기용제에 실리카가 분산된 콜로이달(colloidal) 실리카 형태로 포함할 수 있다. 상기 조건에서 분산성과 작업성이 우수하면서, 경도 및 광투과율이 개선될 수 있다.In one specific example, the silica-based inorganic particles may be in the form of colloidal silica, in which silica is dispersed in an organic solvent. Under the above conditions, the particles may exhibit excellent dispersibility and workability, while also improving hardness and light transmittance.

상기 무기입자는 코팅필름층의 집광 효율을 더욱 향상시키기 위해 평균 입경이 상이한 2종의 무기 입자를 혼합하여 사용할 수 있다. The above inorganic particles may be used by mixing two types of inorganic particles with different average particle diameters to further improve the light collection efficiency of the coating film layer.

예를 들면 평균 입경이 100nm~1.5㎛인 제1 무기입자 및 평균 입경이 10~50 nm인 제2 무기입자를 포함할 수 있다. 상기 조건에서 코팅필름의 집광 효율성이 우수할 수 있다.For example, it may include first inorganic particles having an average particle diameter of 100 nm to 1.5 μm and second inorganic particles having an average particle diameter of 10 nm to 50 nm. Under the above conditions, the light collection efficiency of the coating film may be excellent.

한 구체예에서 상기 무기 입자는 상기 실록산계 바인더 100 중량부에 대하여 2~40 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 코팅필름의 외관 불량 및 유연성 저하를 방지하면서, 내마모성, 내스크래치성, 연필경도 등의 기계적 물성이 우수할 수 있다. 예를 들면 10~35 중량부 포함될 수 있다.In one specific example, the inorganic particles may be included in an amount of 2 to 40 parts by weight relative to 100 parts by weight of the siloxane-based binder. Within this content range, the coating film may exhibit excellent mechanical properties such as wear resistance, scratch resistance, and pencil hardness while preventing appearance defects and reduced flexibility. For example, the inorganic particles may be included in an amount of 10 to 35 parts by weight.

한 구체예에서 상기 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물은 상기 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 및 무기입자를 1:2~1:5 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시 상기 코팅 조성물의 혼합성과 분산성이 우수하며, 광투과성, 발수성과 경도 등의 기계적 물성이 동시에 우수할 수 있다. 예를 들면 1:4~1:6 중량비로 포함될 수 있다.In one specific example, the organic-inorganic hybrid polymer coating composition may include the fluorinated (meth)acrylate compound and the inorganic particles in a weight ratio of 1:2 to 1:5. When included in the above weight ratio range, the coating composition has excellent mixing and dispersibility, and may simultaneously have excellent mechanical properties such as light transmittance, water repellency, and hardness. For example, it may be included in a weight ratio of 1:4 to 1:6.

첨가제additives

한 구체예에서 상기 코팅 조성물은 레벨링제, 충전제 및 계면활성제 중 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. In one specific example, the coating composition may further comprise one or more additives selected from the group consisting of a leveling agent, a filler, and a surfactant.

한 구체예에서 상기 코팅 조성물은 기재에 대한 도포성을 향상시키기 위하여 레벨링제를 더 포함할 수 있다. 상기 레벨링제는 시판되는 실리콘 형태의 레벨링제, 불소 형태의 레벨링제, 아크릴 형태의 레벨링제 등을 사용할 수 있으며, 구체적인 레벨링제로 특별히 한정되지 않는다.In one specific example, the coating composition may further include a leveling agent to improve applicability to a substrate. The leveling agent may be a commercially available silicone-type leveling agent, a fluorine-type leveling agent, an acrylic-type leveling agent, or the like, and is not particularly limited to a specific leveling agent.

한 구체예에서 상기 레벨링제는 폴리에테르변성 폴리디메틸실록산, 폴리에스테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리에테르변성 하이드록시 기능성 폴리디메틸실록산, 폴리에테르-에스테르변성 하이드록시 기능성 폴리디메틸실록산, 아크릴 기능성 폴리에스테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르류, 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌 블록 코폴리머류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르 등의 비이온계 계면 활성제일 수 있다.In one specific example, the leveling agent may be a nonionic surfactant such as a polyether-modified polydimethylsiloxane, a polyester-modified polydimethylsiloxane, a polyether-modified hydroxy-functional polydimethylsiloxane, a polyether-ester-modified hydroxy-functional polydimethylsiloxane, an acrylic-functional polyester-modified polydimethylsiloxane, a polyoxyethylene alkyl ether, a polyoxyethylene octylphenyl ether, a polyoxyethylene nonylphenyl ether, a polyoxyethylene alkyl allyl ether, a polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymer, a sorbitan fatty acid ester, or a polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester.

한 구체예에서 상기 첨가제는 상기 실록산계 바인더 100 중량부에 대하여 0.01~20 중량부 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 0.05~5 중량부, 다른 예를 들면 0.1~1 중량부 포함될 수 있다. In one specific example, the additive may be included in an amount of 0.01 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the siloxane-based binder, but is not limited thereto. For example, it may be included in an amount of 0.05 to 5 parts by weight, and for another example, it may be included in an amount of 0.1 to 1 part by weight.

예를 들면 상기 레벨링제는 실록산계 바인더 100 중량부에 대하여 0.01~20 중량부 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 0.05~5 중량부, 다른 예를 들면 0.1~1 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량범위로 포함시 기재에 대한 도포성이 우수할 수 있다.For example, the leveling agent may be included in an amount of 0.01 to 20 parts by weight relative to 100 parts by weight of the siloxane-based binder, but is not limited thereto. For example, it may be included in an amount of 0.05 to 5 parts by weight, or, for another example, 0.1 to 1 part by weight. When included in the above content range, the applicability to the substrate may be excellent.

용제solvent

상기 코팅 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 상기 용제는 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 용제는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 부틸셀로솔브(BC), 메틸셀로솔부(MC), 에틸렌글리콜(EG), 프로필렌글리콜(PG), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc), 프로필렌글리콜 디아세테이트(PGDA), 프로필렌글리콜 노멀프로필에테르(PnP), 테트라하이드로퓨란, 톨루엔, 자일렌, 부틸아세테이트, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 부톡시에탄올, 펜탄올, 옥탄올, 헥산, 헵탄, 에테르 및 케톤 중 하나 이상 포함될 수 있다. 상기 용제를 포함시 사용하는 경우, 기재에 대한 코팅필름의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면 메틸에틸케톤을 포함할 수 있다.The above coating composition may further include a solvent. The solvent is not particularly limited. For example, the solvent may include one or more of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol monomethyl ether (PGME), butyl cellosolve (BC), methyl cellosolbu (MC), ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), propylene glycol diacetate (PGDA), propylene glycol normal-propyl ether (PnP), tetrahydrofuran, toluene, xylene, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, butanol, butoxyethanol, pentanol, octanol, hexane, heptane, ethers, and ketones. When used with the above solvent, the adhesion of the coating film to the substrate can be improved. For example, methyl ethyl ketone can be included.

한 구체예에서 상기 용제는 상기 실록산계 바인더 100 중량부에 대하여 20 내지 400 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에서 코팅필름의 내구성 및 내화학성 저하를 방지하면서, 상기 코팅 조성물의 혼합성과 분산성이 우수하고, 조성물의 점도 조절이 용이하여 균일한 두께의 코팅필름을 형성할 수 있다. 예를 들면 80~300 중량부 포함될 수 있다.In one specific example, the solvent may be included in an amount of 20 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the siloxane-based binder. Within this content range, the durability and chemical resistance of the coating film are prevented from deteriorating, while the coating composition exhibits excellent mixing and dispersibility, and the viscosity of the composition can be easily controlled, thereby forming a coating film of uniform thickness. For example, the solvent may be included in an amount of 80 to 300 parts by weight.

비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물Non-fluorinated (meth)acrylate compounds

한 구체예에서 상기 코팅 조성물은 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물을 더 포함할 수 있다.In one specific example, the coating composition may further comprise a non-fluorinated (meth)acrylate compound.

상기 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 모노머 및/또는 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함할 수 있다. The above non-fluorinated (meth)acrylate compound may include a non-fluorinated (meth)acrylate monomer and/or a non-fluorinated (meth)acrylate oligomer.

예를 들면 상기 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 단관능 (메타)아크릴레이트계 화합물 및/또는 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다.For example, the non-fluorine-based (meth)acrylate compound may include a monofunctional (meth)acrylate compound and/or a polyfunctional (meth)acrylate compound.

한 구체예에서 상기 단관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, 에폭시기 등으로 치환된 지방족 (메타)아크릴레이트계 화합물; 치환되지 않거나 C1~C10 알킬기, C2~C10 알케닐기, C2~C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트계 화합물; 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5~C20의 아릴 (메타)아크릴레이트계 화합물; C1~C20 알콕시기를 갖는 알릴알콕시레이트계(allyl alkoxylate) 화합물; 우레탄계 (메타)아크릴레이트계 화합물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.In one specific example, the monofunctional (meth)acrylate compound is an aliphatic (meth)acrylate compound substituted with a C 1 to C 20 alkyl group, a C 2 to C 20 alkenyl group, a C 2 to C 20 alkynyl group, a C 1 to C 20 alkoxy group, a C 1 to C 20 alkoxyalkyl group, a C 1 to C 20 alkoxyallyl group, an epoxy group, or the like; a C 5 to C 8 cycloalkyl (meth)acrylate compound unsubstituted or substituted with a C 1 to C 10 alkyl group, a C 2 to C 10 alkenyl group, a C 2 to C 10 alkynyl group, or a C 1 -C 10 alkoxy group; It may be selected from the group consisting of C 5 to C 20 aryl (meth)acrylate compounds which are unsubstituted or substituted with a C 1 to C 10 alkyl group, a C 2 to C 10 alkenyl group, a C 2 to C 10 alkynyl group, or a C 1 to C 10 alkoxy group; allyl alkoxylate compounds having a C 1 to C 20 alkoxy group; urethane (meth)acrylate compounds, and combinations thereof.

한 구체예에서 상기 C2~C20의 알케닐 (메타)아크릴레이트계 화합물은 부타디엔(메타)아크릴레이트, 헥사디엔(메타)아크릴레이트, 옥타디엔(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the C 2 to C 20 alkenyl (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of butadiene (meth)acrylate, hexadiene (meth)acrylate, octadiene (meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof, but is not limited thereto.

한 구체예에서 상기 C1~C20 알콕시 (메타)아크릴레이트 화합물은 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 메틸에테르(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 페닐에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 메틸에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 에틸에테르(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the C 1 -C 20 alkoxy (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of, but is not limited to, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, ethylene glycol methyl ether (meth)acrylate, ethylene glycol phenyl ether (meth)acrylate, diethylene glycol methyl ether (meth)acrylate, diethylene glycol ethyl ether (meth)acrylate, 1,3-butylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof.

한 구체예에서 상기 C1~C20 알콕시알킬(메타)아크릴레이트 화합물은 2-하이드록시-에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 트리메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the C 1 -C 20 alkoxyalkyl (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of, but is not limited to, 2-hydroxy-ethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-propyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-butyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-butoxyethyl (meth)acrylate, trimethoxybutyl (meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof.

한 구체예에서 상기 에폭시 (메타)아크릴레이트계 화합물은 에폭시(메타)아크릴레이트, 에폭시사이클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있지만, 본 발명이 이에 제한되지 않는다.In one specific example, the epoxy (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of epoxy (meth)acrylate, epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, methyl glycidyl (meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof, but the present invention is not limited thereto.

한 구체예에서 상기 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트계 화합물은 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 디사이클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the C 5 -C 8 cycloalkyl (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of, but is not limited to, cyclohexyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof.

한 구체예에서 상기 C5-C20의 아릴 (메타)아크릴레이트계 화합물은 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the C 5 -C 20 aryl (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of, but is not limited to, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof.

한 구체예에서 상기 알릴알콕시레이트계 화합물은 알릴프로폭시레이트, 알릴모노프로폭시레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the allyl alkoxylate compound may be selected from the group consisting of allyl propoxylate, allyl monopropoxylate, combinations thereof, and oligomers thereof, but is not limited thereto.

한 구체예에서 상기 우레탄계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 다수의 이소시아네이트기를 가지는 폴리이소시아네이트계 화합물과, 다수의 하이드록시기를 가지는 폴리올계 화합물을 반응시킨 후에, 하이드록시기를 함유하는 (메타)아크릴레이트계 화합물을 반응시킴으로써 얻을 수 있는 라디칼 중합성 불포화기 함유 올리고머, 프리폴리머일 수 있다.In one specific example, the urethane-based (meth)acrylate-based compound may be a radical polymerizable unsaturated group-containing oligomer or prepolymer obtained by reacting a polyisocyanate-based compound having a plurality of isocyanate groups with a polyol-based compound having a plurality of hydroxyl groups, and then reacting the polyisocyanate-based compound with a (meth)acrylate-based compound containing hydroxyl groups.

한 구체예에서 상기 폴리이소시아네이트계 화합물은 2,4-트릴렌디이소시아네이트 및 이의 이성체, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 수첨 자일리렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the polyisocyanate compound may be selected from the group consisting of, but is not limited to, 2,4-trylene diisocyanate and isomers thereof, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, and combinations thereof.

한 구체예에서 상기 폴리올계 화합물은 폴리카보네이트계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올, 폴리카프로락톤계 폴리올 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 폴리하이드록시계 화합물일 수 있다. 일례로, 폴리하이드록시계 화합물은 글리세린-에틸렌옥사이드 부가물, 글리세린-프로필렌옥사이드 부가물, 글리세린-테트라하이드로류란 부가물, 글리세린-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-에틸렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-프로필렌옥사이드 부가물, 트리메틸올프로판-테트라하이드로류란 부가물, 트리메틸올프로판-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨-에틸렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨프로필렌옥사이드 부가물, 디펜타에리스리톨-테트라하이드로퓨란 부가물, 디펜타에리스리톨-에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 부가물 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.In one specific example, the polyol compound may be a polyhydroxy compound selected from the group consisting of polycarbonate polyols, polyester polyols, polyether polyols, polycaprolactone polyols, and combinations thereof. For example, the polyhydroxy compound can be selected from the group consisting of glycerin-ethylene oxide adduct, glycerin-propylene oxide adduct, glycerin-tetrahydrofuran adduct, glycerin-ethylene oxide-propylene oxide adduct, trimethylolpropane-ethylene oxide adduct, trimethylolpropane-propylene oxide adduct, trimethylolpropane-tetrahydrofuran adduct, trimethylolpropane-ethylene oxide-propylene oxide adduct, dipentaerythritol-ethylene oxide adduct, dipentaerythritol-propylene oxide adduct, dipentaerythritol-tetrahydrofuran adduct, dipentaerythritol-ethylene oxide-propylene oxide adduct, and combinations thereof.

한 구체예에서 상기 폴리올계 화합물은 다가 알코올류일 수 있다. 일례로, 상기 다가 알코올류는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 비스페놀 A와 프로필렌옥사이드 또는 에틸렌옥사이드의 부가물, 1,2,3,4-테트라히드록시부탄, 글리세린, 트리메틸올프로판, 1,2-시클로헥산글리콜, 1,3-시클로헥산글리콜, 1,4-시클로헥산글리콜, 파라자일렌글리콜, 비시클로헥실-4,4-디올, 2,6-데카린글리콜, 2,7-데카린글리콜 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.In one specific example, the polyol compound may be a polyhydric alcohol. For example, the polyhydric alcohol may be selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,3-butanediol, an adduct of bisphenol A and propylene oxide or ethylene oxide, 1,2,3,4-tetrahydroxybutane, glycerin, trimethylolpropane, 1,2-cyclohexane glycol, 1,3-cyclohexane glycol, 1,4-cyclohexane glycol, paraxylene glycol, bicyclohexyl-4,4-diol, 2,6-decarin glycol, 2,7-decarin glycol, and combinations thereof.

한 구체예에서 상기 하이드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물은 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 트리스(하이드록시에틸)이소시아눌산의 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the hydroxyl group-containing (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxybutyl (meth)acrylate, polyethylene glycol mono(meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, tris(hydroxyethyl)isocyanuric acid di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, and combinations thereof, but is not limited thereto.

한 구체예에서 상기 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 내용제성, 경도 향상 등의 목적으로 추가될 수 있다. 일례로, 다관능 (메타)아크릴레이트계 화합물은 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타) 아크릴레이트, 디펜타에리스톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리 스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트피메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 이들의 조합 및 이들의 올리고머로 구성되는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, the multifunctional (meth)acrylate compound may be added for the purpose of improving solvent resistance, hardness, etc. For example, the multifunctional (meth)acrylate compound may be selected from the group consisting of pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, t-butylpropane tri(meth)acrylate, combinations thereof, and oligomers thereof, but is not limited thereto.

한 구체예에서 상기 비-불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물은 상기 실록산계 바인더 100 중량부에 대하여 10 내지 350 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량 범위로 포함시 상기 코팅필름의 크랙 등의 결함 발생을 방지하면서, 경도가 우수할 수 있다.In one specific example, the non-fluorinated (meth)acrylate compound may be included in an amount of 10 to 350 parts by weight based on 100 parts by weight of the siloxane binder. When included in the above content range, the occurrence of defects such as cracks in the coating film can be prevented, while the hardness can be excellent.

상기 코팅 조성물을 기재 상에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 일례로, 중앙 적하 스핀법 등과 같은 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 캐스팅 코팅, 딥 코팅, 그라비아 코팅, 토출 노즐식 코팅과 같은 슬릿 노즐을 이용한 슬릿 코팅 등의 방법이나 디스펜싱 방법을 이용할 수 있으며, 2가지 이상의 방법을 조합하여 상기 코팅 조성물을 상기 기재 상에 도포될 수 있다.The method for applying the coating composition to the substrate is not particularly limited. For example, spin coating such as the central drop spin method, roll coating, spray coating, bar coating, knife coating, casting coating, dip coating, gravure coating, slit coating using a slit nozzle such as the discharge nozzle method, or a dispensing method may be used, and the coating composition may be applied to the substrate by combining two or more methods.

한 구체예에서 상기 코팅필름은 표면의 평균조도(Ra)가 0.05~0.25㎛ 일 수 있다. 상기 조건에서 표면 발수 특성과 광투과성이 우수할 수 있다.In one specific example, the coating film may have an average surface roughness (Ra) of 0.05 to 0.25 μm. Under the above conditions, the surface may have excellent water-repellent properties and light transmittance.

한 구체예에서 기재에 도포된 코팅 조성물(120)을 광원, 예를 들어 LED 램프와 같이 자외선 파장의 광을 방출하는 광원을 이용하여 경화시켜, 기재 상에 코팅 필름을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅필름은 두께가 0.1 내지 500㎛ 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one specific example, a coating composition (120) applied to a substrate may be cured using a light source, such as an LED lamp, that emits light of an ultraviolet wavelength, to form a coating film on the substrate. For example, the coating film may have a thickness of 0.1 to 500 μm, but is not limited thereto.

한 구체예에서 상기 코팅 조성물이 일면에 도포된 기재를 70~100℃의 온도에서 소프트 베이킹 및/또는 300~1000 mJ/cm2의 강도를 가지는 자외선에 조사하여 경화시킬 수 있다. 선택적인 측면에서, 코팅 조성물에 포함되는 용제를 증발시키기 위한 건조 단계가 UV 조사 이전 단계에서 수행될 수 있다. 건조 단계는 경화 공정보다 낮은 온도에서 수행될 수 있고, 건조 단계를 수행하여 최종적으로 기재 상에 코팅필름이 견고하게 형성될 수 있다.In one specific example, the coating composition may be cured by soft baking the substrate on one surface thereof at a temperature of 70 to 100°C and/or irradiating the substrate with ultraviolet rays having an intensity of 300 to 1000 mJ/cm 2 . Optionally, a drying step for evaporating a solvent included in the coating composition may be performed prior to the UV irradiation. The drying step may be performed at a lower temperature than the curing step, and by performing the drying step, a coating film may be firmly formed on the substrate.

본 발명은 경화 공정에 의하여, 코팅 조성물에 포함된 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(바인더) 및 불소계 (메타)아크릴레이트계 화합물의 반응성 작용기가 상호 가교결합을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상호 네트워크 구조를 가지는 이들의 경화생성물로 이루어지는 코팅필름이 형성될 수 있다.The present invention enables the reactive functional groups of an organic/inorganic hybrid siloxane copolymer (binder) and a fluorinated (meth)acrylate compound contained in a coating composition to form cross-linking bonds through a curing process. Accordingly, a coating film comprising the cured product having a mutual network structure can be formed.

본 발명에 따라 제조되는 코팅 필름은 액상 배합을 통하여 제조되어 폭발 위험이 없으며, 자유롭게 가공할 수 있다. 또한, 상기 코팅필름은 광투과율, 경도 및 내습성이 우수할 뿐만 아니라, 황변 현상이 적어 내후성이 우수할 수 있다. 따라서, 코팅필름은 태양광 모듈의 전면에 부착되는 강화 유리를 대체하기 위한 소재로 활용될 수 있다.The coating film manufactured according to the present invention is manufactured through a liquid formulation, thus avoiding the risk of explosion and allowing for free processing. Furthermore, the coating film not only exhibits excellent light transmittance, hardness, and moisture resistance, but also exhibits minimal yellowing, resulting in superior weatherability. Therefore, the coating film can be utilized as a replacement material for tempered glass attached to the front surface of solar modules.

태양광 모듈용 코팅필름을 포함하는 태양광 모듈Solar modules including coating films for solar modules

본 발명의 다른 관점은 상기 태양광 모듈용 코팅필름을 포함하는 태양광 모듈에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 태양광 모듈(200)은 태양전지소자(210); 태양전지소자(210) 상면에 형성되는 기재층(110); 및 기재층(110) 상면에 형성되며, 상기 코팅 조성물로부터 형성되는 코팅필름(130);을 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a solar module comprising the coating film for the solar module. In one specific example, the solar module (200) comprises a solar cell element (210); a substrate layer (110) formed on the upper surface of the solar cell element (210); and a coating film (130) formed on the upper surface of the substrate layer (110) and formed from the coating composition.

상기 기재층은 전술한 바와 동일한 것을 사용할 수 있다.The above-mentioned substrate layer can be the same as that described above.

상기 태양전지소자는 당업계에서 사용되는 것을 제한없이 사용할 수 있다.The above solar cell element can be used without limitation as one used in the art.

한 구체예에서 상기 코팅필름은 두께가 0.1~500㎛일 수 있다. 예를 들면 1~10㎛일 수 있다. In one specific example, the coating film may have a thickness of 0.1 to 500 μm, for example, 1 to 10 μm.

한 구체예에서 상기 코팅필름은400 nm 내지 1100 nm 범위의 파장에서 평균 광투과율은 90% 이상일 수 있다. 예를 들면 90~100% 일 수 있다. In one specific example, the coating film may have an average light transmittance of 90% or more at a wavelength ranging from 400 nm to 1100 nm, for example, 90 to 100%.

한 구체예에서 상기 코팅필름은 연필 경도가 3H 내지 9H 일 수 있다. 상기 범위에서 경도와 내구성이 우수할 수 있다. In one specific example, the coating film may have a pencil hardness of 3H to 9H. The hardness and durability may be excellent within the above range.

한 구체예에서 상기 코팅필름은 KS M ISO 4892-3 규격에 의거하여 측정된 황변도(△YI)가 2% 미만일 수 있다. 상기 조건에서 내황변성이 우수할 수 있다. 예를 들면 코팅필름은 황변도가 예를 들면 0% 내지 1.95% 일 수 있다. In one specific example, the coating film may have a yellowing index (△YI) of less than 2% as measured according to KS M ISO 4892-3. Under the above conditions, the coating film may have excellent yellowing resistance. For example, the coating film may have a yellowing index of, for example, 0% to 1.95%.

한 구체예에서 상기 코팅필름은 ASTM F1249에 의거 또는 상기 규격에 준하여 시험기기 Permatran-W 3/33 MA (미국 Mocon社)를 사용하여 36±2℃, 100RH% 상대 습도 및 24 시간 조건에서 측정된 수분투습도가 3.0g/m2ㆍ24hr 이하 일 수 있다. 예를 들면 수분투습도는 0~3.0g/m2ㆍ24hr 일 수 있다.In one specific example, the coating film may have a moisture vapor transmission rate of 3.0 g/m 2 ㆍ24 hr or less, measured under conditions of 36±2°C, 100 RH% relative humidity, and 24 hours using a test device Permatran-W 3/33 MA (Mocon, USA) in accordance with ASTM F1249 or the above standard. For example, the moisture vapor transmission rate may be 0 to 3.0 g/m 2 ㆍ24 hr.

한 구체예에서 상기 태양전지소자는 일면에 상기 기재층 및 코팅필름이 순차적으로 형성되되, 상기 태양전지소자의 타면에 상기 태양전지 소자를 밀봉하는 봉지재와 상기 봉지재를 자외선 등으로부터 보호하는 백시트가 순차적으로 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 봉지제는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)계 수지를 포함할 수 있다. In one specific example, the solar cell device may have the substrate layer and the coating film sequentially formed on one surface, and an encapsulating material for sealing the solar cell device and a backsheet for protecting the encapsulating material from ultraviolet rays, etc. may be sequentially formed on the other surface of the solar cell device. For example, the encapsulating material may include an ethylene vinyl acetate (EVA)-based resin.

한 구체예에서 상기 백시트는 폴리에틸렌테프탈레이트(PET) 필름의 양면에 폴리비닐플루오라이드(PVF) 접착층을 이용하여 압착하여 제조되거나, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 또는 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 필름을 접착층과 압착하는 방법에 의하여 제조될 수 있다.In one specific example, the backsheet may be manufactured by pressing a polyvinyl fluoride (PVF) adhesive layer on both sides of a polyethylene terephthalate (PET) film, or by pressing a polyethylene naphthalate (PEN) or polyvinylidene fluoride (PVDF) film with an adhesive layer.

예를 들면 본 발명에 따른 코팅 필름을 태양전지 소자 일면의 기재 상면에 형성하고, 봉지재와 백 시트를 순차적으로 태양전지 소자의 타면에 적층한 뒤, 가열 가압하여 일체화 한 태양광 모듈을 제조할 수 있다. 본 발명의 코팅 필름은 광투과율, 경도, 내후성, 내투습성이 우수할 뿐만 아니라, 유리 대비 중량이 적어 경량성이 우수하여, 태양전지 소자의 전면에 유리를 대신하는 소재로 활용될 수 있다.For example, a solar module can be manufactured by forming a coating film according to the present invention on the upper surface of a substrate on one side of a solar cell element, sequentially laminating a sealant and a back sheet on the other side of the solar cell element, and then heating and pressing to form an integrated structure. The coating film of the present invention not only has excellent light transmittance, hardness, weather resistance, and moisture permeability, but also has excellent lightness due to its low weight compared to glass, and can be utilized as a material to replace glass on the front surface of a solar cell element.

종래 구조 필름 제조 공정의 경우, 패턴 형성을 위해 별도의 프레임이 필요한 반면, 본 발명은 상기 코팅 조성물 만을 이용하여 구조 필름의 형성이 가능할 수 있다.In the case of a conventional structural film manufacturing process, a separate frame is required for pattern formation, whereas the present invention can form a structural film using only the coating composition.

특히 본 발명은 (A) 나노임프린팅 등과 같은 복잡한 공정이 아닌 무기입자 적용으로 인한 필름 표면의 요철 형성이 가능하여 공정의 용이성을 가지며, (B) 다층이 아닌 단일층 형성의 단일 공정으로 이루어지는 발명의 효과를 가질 수 있다.In particular, the present invention (A) has the advantage of ease of process by enabling formation of unevenness on the film surface by applying inorganic particles rather than a complex process such as nanoimprinting, and (B) can have the effect of an invention formed by a single process of forming a single layer rather than a multilayer.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the structure and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments. However, these are presented as preferred examples of the present invention and should not be construed as limiting the present invention in any way. Details not described herein are technically feasible to those skilled in the art, and therefore, their description will be omitted.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

합성예 1~6Synthesis examples 1-6

합성예 1: 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성Synthesis Example 1: Synthesis of an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder)

반응 용기에 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (101.9g), 테트라에톡시실란 (0.9몰, 189.4g) 및 메틸트리메톡시실란 (0.1몰, 14.3g)을 넣고, 25℃에서 30분간 교반하였다. 이 혼합물에 증류수와 1N HNO3 혼합 용매 (70.3g)를 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기를 봉한 후, 질소 가스를 25 cc/min의 속도로 퍼지(purge)하고, 30분간 반응물을 교반하였다. 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 완전히 혼합시켰다. 이후, 반응 용기 내의 온도를 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 공중합체를 얻었다.Propylene glycol monomethyl ether acetate (101.9 g), tetraethoxysilane (0.9 mol, 189.4 g), and methyltrimethoxysilane (0.1 mol, 14.3 g) were placed in a reaction vessel and stirred at 25°C for 30 minutes. A mixed solvent of distilled water and 1 N HNO 3 (70.3 g) was slowly added to this mixture. After the addition was complete, the reaction vessel was sealed, nitrogen gas was purged at a rate of 25 cc/min, and the reaction mixture was stirred for 30 minutes. The temperature inside the reaction vessel was increased to 30°C over approximately 10 minutes and stirred for an additional 2 hours to thoroughly mix the reaction mixture. Thereafter, the temperature inside the reaction vessel was increased to 85°C over approximately 30 minutes and stirred for an additional 2 hours to obtain a copolymer.

상기 공중합체를 포함하는 반응 생성물을 60℃까지 약 30분에 걸쳐 냉각하고, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 (0.5몰, 124.7g)을 약 2시간에 걸쳐 첨가하였다. 첨가가 완료되면 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하였다. 반응기에 다시 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (101.9g)를 첨가하고, 상온으로 서서히 냉각하면서 다시 교반하여, 바인더인 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더)를 얻었다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 1,200 g/mol이었다. 제조된 실록산계 바인더 용액을 폴리프로필렌제 용기에 넣고, 주변을 밀봉하고 질소 퍼지 후 냉장 보관하였다.The reaction product including the copolymer was cooled to 60°C over about 30 minutes, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (0.5 mol, 124.7 g) was added over about 2 hours. Upon completion of the addition, the temperature was raised to 85°C over about 30 minutes and stirred for an additional 2 hours. Propylene glycol monomethyl ether acetate (101.9 g) was added again to the reactor, and the mixture was slowly cooled to room temperature while stirring again to obtain an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder) as a binder. The siloxane binder had a weight average molecular weight of 1,200 g/mol. The prepared siloxane binder solution was placed in a polypropylene container, sealed around the container, purged with nitrogen, and stored in a refrigerator.

합성예 2: 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성Synthesis Example 2: Synthesis of an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder)

반응 용기에 테트라에톡시실란 (0.5몰, 105.2g) 및 메틸트리메톡시실란 (0.5몰, 71.7g)을 넣고 25℃에서 30분간 교반하였다. 이후 합성예 1과 동일한 방법으로 유기 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더)를 얻었다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 2,300 g/mol이었다. 제조된 실록산계 바인더 용액을 폴리프로필렌제 용기에 넣고, 주변을 밀봉하려 질소 퍼지 후 냉각 보관하였다.Tetraethoxysilane (0.5 mol, 105.2 g) and methyltrimethoxysilane (0.5 mol, 71.7 g) were added to a reaction vessel and stirred at 25°C for 30 minutes. Thereafter, an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The siloxane binder had a weight average molecular weight of 2,300 g/mol. The prepared siloxane binder solution was placed in a polypropylene vessel, sealed around the vessel, purged with nitrogen, and then cooled and stored.

합성예 3: 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성Synthesis Example 3: Synthesis of an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder)

반응 용기에 테트라에톡시실란 (0.1몰, 21.0g) 및 메틸트리메톡시실란 (0.9몰, 129.1g)을 넣고 25℃에서 30분간 교반하였다. 이후 합성예 1과 동일한 방법으로 유기 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더)를 얻었다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 4,700 g/mol이었다. 제조된 실록산계 바인더 용액을 폴리프로필렌제 용기에 넣고, 주변을 밀봉하고 질소 퍼지 후 냉각 보관하였다.Tetraethoxysilane (0.1 mol, 21.0 g) and methyltrimethoxysilane (0.9 mol, 129.1 g) were added to a reaction vessel and stirred at 25°C for 30 minutes. Thereafter, an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The siloxane binder had a weight average molecular weight of 4,700 g/mol. The prepared siloxane binder solution was placed in a polypropylene vessel, sealed around the vessel, purged with nitrogen, and then cooled and stored.

합성예 4: 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성Synthesis Example 4: Synthesis of an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder)

반응 용기에 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 113.0g, 테트라에톡시실란 (0.6몰, 126.3g) 및 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(0.4몰, 99.7g)을 넣고, 25℃에서 30분간 교반하였다. 이 혼합물에 증류수와 1N HNO3 혼합 용매(69.9g)를 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기를 봉한 후, 질소 가스를 25 cc/min의 속도로 퍼지(purge)하고, 30분간 반응물을 교반하였다. 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 완전히 혼합시켰다. 이후, 반응 용기 내의 온도를 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 공중합체(실록산계 바인더)를 얻었다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 2,200 g/mol이었다. 제조된 실록산계 바인더 용액을 폴리프로필렌제 용기에 넣고, 주변을 밀봉하고 질소 퍼지 후 냉장 보관하였다.In a reaction vessel, 113.0 g of propylene glycol monomethyl ether acetate, tetraethoxysilane (0.6 mol, 126.3 g), and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (0.4 mol, 99.7 g) were placed and stirred at 25°C for 30 minutes. To this mixture, a mixed solvent of distilled water and 1 N HNO 3 (69.9 g) was slowly added. After the addition was complete, the reaction vessel was sealed, nitrogen gas was purged at a rate of 25 cc/min, and the reaction mixture was stirred for 30 minutes. The temperature inside the reaction vessel was increased to 30°C over approximately 10 minutes and stirred for an additional 2 hours to thoroughly mix the reaction mixture. Thereafter, the temperature inside the reaction vessel was increased to 85°C over approximately 30 minutes and stirred for an additional 2 hours to obtain a copolymer (siloxane-based binder). The above siloxane-based binder had a weight average molecular weight of 2,200 g/mol. The prepared siloxane-based binder solution was placed in a polypropylene container, sealed, purged with nitrogen, and then stored in a refrigerator.

합성예 5: 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성Synthesis Example 5: Synthesis of an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder)

반응 용기에 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (93.3g), 테트라에톡시실란 (0.6몰, 126.3g) 및 비닐트리메톡시실란 (0.4몰, 60.5g)을 넣고, 25℃에서 30분간 교반하였다. 이 혼합물에 증류수와 1N HNO3 혼합 용매 (69.9g)를 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기를 봉한 후, 질소 가스를 25 cc/min의 속도로 퍼지(purge)하고, 30분간 반응물을 교반하였다. 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 완전히 혼합시켰다. 이후, 반응 용기 내의 온도를 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 공중합체(실록산계 바인더)를 얻었다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 2,100 g/mol이었다. 제조된 실록산계 바인더 용액을 폴리프로필렌제 용기에 넣고, 주변을 밀봉하고 질소 퍼지 후 냉장 보관하였다.Propylene glycol monomethyl ether acetate (93.3 g), tetraethoxysilane (0.6 mol, 126.3 g), and vinyltrimethoxysilane (0.4 mol, 60.5 g) were placed in a reaction vessel and stirred at 25°C for 30 minutes. A mixed solvent of distilled water and 1 N HNO 3 (69.9 g) was slowly added to this mixture. After the addition was complete, the reaction vessel was sealed, nitrogen gas was purged at a rate of 25 cc/min, and the reaction mixture was stirred for 30 minutes. The temperature inside the reaction vessel was increased to 30°C over approximately 10 minutes and stirred for an additional 2 hours to thoroughly mix the reaction mixture. Thereafter, the temperature inside the reaction vessel was increased to 85°C over approximately 30 minutes and stirred for an additional 2 hours to obtain a copolymer (siloxane-based binder). The above siloxane-based binder had a weight average molecular weight of 2,100 g/mol. The prepared siloxane-based binder solution was placed in a polypropylene container, sealed, purged with nitrogen, and then stored in a refrigerator.

합성예 6: 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더) 합성Synthesis Example 6: Synthesis of an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder)

반응 용기에 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (91.8g), 테트라에톡시실란 (0.6몰, 126.2g) 및 메틸트리메톡시실란 (0.4몰, 57.4g)을 넣고, 25℃에서 30분간 교반하였다. 이 혼합물에 증류수와 1N HNO3 혼합 용매 (66.3g)를 천천히 첨가하였다. 첨가가 완료되면 반응 용기를 봉한 후, 질소 가스를 25 cc/min의 속도로 퍼지(purge)하고, 30분간 반응물을 교반하였다. 반응 용기 내의 온도를 30℃까지 약 10분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 반응물을 완전히 혼합시켰다. 이후, 반응 용기 내의 온도를 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하여 공중합체를 얻었다.Propylene glycol monomethyl ether acetate (91.8 g), tetraethoxysilane (0.6 mol, 126.2 g), and methyltrimethoxysilane (0.4 mol, 57.4 g) were placed in a reaction vessel and stirred at 25°C for 30 minutes. A mixed solvent of distilled water and 1 N HNO 3 (66.3 g) was slowly added to this mixture. After the addition was complete, the reaction vessel was sealed, nitrogen gas was purged at a rate of 25 cc/min, and the reaction mixture was stirred for 30 minutes. The temperature inside the reaction vessel was increased to 30°C over approximately 10 minutes and stirred for an additional 2 hours to thoroughly mix the reaction mixture. Thereafter, the temperature inside the reaction vessel was increased to 85°C over approximately 30 minutes and stirred for an additional 2 hours to obtain a copolymer.

상기 공중합체를 포함하는 반응 생성물을 60℃까지 약 30분에 걸쳐 냉각하고, 비닐트리메톡시실란 (0.4몰, 60.5)g을 약 2시간에 걸쳐 첨가하였다. 첨가가완료되면 85℃까지 약 30분에 걸쳐 승온하고, 2시간 동안 더 교반하였다. 반응기에 다시 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (91.8g)를 첨가하고, 상온으로 서서히 냉각하면서 다시 교반하여, 바인더인 유무기 하이브리드 실록산계 공중합체(실록산계 바인더)를 얻었다. 상기 실록산계 바인더는 중량평균분자량이 2,000 g/mol이었다. 제조된 실록산계 바인더 용액을 폴리프로필렌제 용기에 넣고, 주변을 밀봉하고 질소 퍼지 후 냉장 보관하였다.The reaction product including the above copolymer was cooled to 60°C over about 30 minutes, and vinyltrimethoxysilane (0.4 mol, 60.5) g was added over about 2 hours. Upon completion of the addition, the temperature was raised to 85°C over about 30 minutes and stirred for an additional 2 hours. Propylene glycol monomethyl ether acetate (91.8 g) was added again to the reactor, and the mixture was slowly cooled to room temperature while stirring again to obtain an organic-inorganic hybrid siloxane copolymer (siloxane binder) as a binder. The siloxane binder had a weight average molecular weight of 2,000 g/mol. The prepared siloxane binder solution was placed in a polypropylene container, sealed around the container, purged with nitrogen, and stored in a refrigerator.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

상기 실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.The components used in the above examples and comparative examples are as follows.

(A) 실록산계 모노머: 상기 합성예 1~6에서 제조된 실록산계 모노머를 사용하였다.(A) Siloxane monomer: The siloxane monomer prepared in the above synthesis examples 1 to 6 was used.

(B) 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물: (B-1) 2,2,2-트리플루오로에틸 메타아크릴레이트(2,2,2-trifluoreoethyl methacrylate, 시그마사 제조)를 사용하였다. (B-2) 2,2,3,3,3-펜타플루오로부틸 메타아크릴레이트(2,2,3,3,3-pentafluorobutyl methacrylate, 시그마사 제조)를 사용하였다. (B-3) 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오로부틸 메타아크릴레이트(2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate, 시그마사 제조)를 사용하였다.(B) Fluorinated (meth)acrylate compounds: (B-1) 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate (manufactured by Sigma) was used. (B-2) 2,2,3,3,3-pentafluorobutyl methacrylate (manufactured by Sigma) was used. (B-3) 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate (manufactured by Sigma) was used.

(C) 경화제: 광중합개시제로 Irgacure 184 (제이엠텍 제조)를 사용하였다.(C) Curing agent: Irgacure 184 (manufactured by JM Tech) was used as a photopolymerization initiator.

(D) 무기 입자: 평균입경 50nm~1㎛인 폴리스티렌계 비드(PS/polystyrene, 시그마사 제조)를 사용하였다.(D) Inorganic particles: Polystyrene beads (PS/polystyrene, manufactured by Sigma) with an average particle diameter of 50 nm to 1 μm were used.

(E) 첨가제: 레벨링제로 BYK307 (BYK 제조)를 사용하였다.(E) Additive: BYK307 (manufactured by BYK) was used as a leveling agent.

(F) 용제: 메틸에틸케톤(대정화금 제조)를 사용하였다.(F) Solvent: Methyl ethyl ketone (manufactured by Daejung Chemical) was used.

실시예 1~12 및 비교예 1~2Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 2

코팅필름 제조: 상기 표 1과 같은 성분 및 함량을 포함하는 코팅 조성물을 30분 동안 교반하고, 프라이머 처리된 플라스틱(PET) 기재(기재층)의 일면에 메이어 바를 이용하여 1 내지 50 ㎛의 두께로 도포하였다. 그 다음에 80℃에서 1분, 500 mJ/㎠의 광원에 노출시켜 코팅 조성물을 경화하여 표면조도(Ra, 산술평균거칠기)가 0.05~0.15㎛ 및 두께 5(±0.5)㎛인 코팅필름을 제조하였다.Manufacturing of coating film: A coating composition containing the ingredients and contents as shown in Table 1 above was stirred for 30 minutes, and applied to one surface of a primer-treated plastic (PET) substrate (substrate layer) using a Meyer bar to a thickness of 1 to 50 μm. Then, the coating composition was cured by exposing it to a light source of 500 mJ/cm2 at 80°C for 1 minute, thereby manufacturing a coating film having a surface roughness (Ra, arithmetic mean roughness) of 0.05 to 0.15 μm and a thickness of 5 (±0.5) μm.

한편 표 1에서 상기 비교예 2는 상기 제조예에서 제조된 실록산계 바인더(A) 대신, 아크릴레이트 모노머(M3, 미원상사 제조)를 100 중량부 적용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅필름을 제조한 것이다.Meanwhile, in Table 1, Comparative Example 2 is a coating film manufactured in the same manner as Example 1, except that 100 parts by weight of acrylate monomer (M3, manufactured by Miwon Corporation) was used instead of the siloxane binder (A) manufactured in the manufacturing example.

비교예 3Comparative Example 3

프라이머 처리된 투명 플라스틱 기재(두께 50㎛) 만을 적용하였다.Only a primer-treated transparent plastic substrate (50㎛ thick) was applied.

비교예 4Comparative Example 4

태양광 전면용 저-철분 유리(철분함량 0.02 중량% 미만)를 적용하였다.Low-iron glass (iron content less than 0.02 wt%) was applied for the solar front.

실험예Experimental example

(1) 광투과율: 상기 실시예 및 비교예 코팅필름에 대하여 상대적인 전광선투과율(Total Transmittance)를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 반사방지(AR)층을 각각 형성한 실시예 1~4 및 비교예 3에 대하여 전광선투과율을 측정하여 그 결과를 하기 도 3에 나타내었다.(1) Light transmittance: The relative total light transmittance (Total Transmittance) of the coating films of the above examples and comparative examples was measured, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the total light transmittance was measured for Examples 1 to 4 and Comparative Example 3, each of which formed an anti-reflection (AR) layer, and the results are shown in Figure 3 below.

(2) 경도: 상기 실시예 및 비교예 코팅필름에 대하여 연필경도 시험기를 사용하여 PET 표준법(연필경도 측정법)으로 하중 500g에 대한 연필경도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.(2) Hardness: For the coating films of the above examples and comparative examples, the pencil hardness was measured for a load of 500 g using a pencil hardness tester according to the PET standard method (pencil hardness measurement method), and the results are shown in Table 2 below.

(3) 내오염성(수접촉각) 측정: 상기 실시예 및 비교예 코팅필름에 대하여 접촉각 측정기를 이용하여 수접촉각을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.(3) Measurement of contamination resistance (water contact angle): The water contact angle was measured for the coating films of the above examples and comparative examples using a contact angle measuring device, and the results are shown in Table 2 below.

(4) 황변도 측정: 상기 실시예 및 비교예 코팅필름에 대하여 자외선(UV)에 대한 저항성을 평가할 수 있도록 KS M ISO 4892-3 규격에 의거하여 황색도의 변화율(△YI)인 황변도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.(4) Measurement of yellowing degree: In order to evaluate the resistance to ultraviolet (UV) rays for the coating films of the above examples and comparative examples, the yellowing degree, which is the rate of change in yellowness (△YI), was measured in accordance with the KS M ISO 4892-3 standard, and the results are shown in Table 2 below.

(5) Haze값 측정: 상기 실시예 및 비교예 코팅필름에 대하여 측정기기(Spectrophotometer, CM-5 (KONICA MINOLTA, INC. 사))를 이용하여 Haze 값을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.(5) Haze value measurement: The Haze value of the coating films of the above examples and comparative examples was measured using a measuring device (Spectrophotometer, CM-5 (KONICA MINOLTA, INC.)), and the results are shown in Table 2 below.

(6) 수분투습도(Water Vaper Transmission Ratio, WVTR, g/m2ㆍ24hr): 상기 실시예 및 비교예 코팅필름에 대하여 MOCON 사의 수분투과도 측정장치(OX-TRAN 2/21MD)를 사용하여 측정하였다. 실시예 및 비교예 시편을 100 mm x 100 mm 크기로 절단하고, 중앙 부위가 뚫린 지그(zig)에 끼워 측정하였다. 온도는 36℃, 상대습도 100%RH 조건에서 24시간 동안 측정하였다. WVTR이 3.0g/m2ㆍ24hr 이하이면 양호(표 2에서 ○로 표시), WVRT이 3.0g/m2ㆍ24hr를 초과하면 불량(표 2에서 X로 표시)으로 평가하였다.(6) Water vapor transmission ratio (WVTR, g/m 2 ㆍ24 hr): The water vapor transmission rate (WVTR) of the coating films of the examples and comparative examples was measured using a moisture vapor transmission rate measuring device (OX-TRAN 2/21MD) of MOCON. The examples and comparative examples were cut to a size of 100 mm x 100 mm, and measured by inserting them into a jig with a hole in the center. The measurement was performed for 24 hours under conditions of 36℃ and 100%RH. If the WVTR is 3.0 g/m 2 ㆍ24 hr or less, it was evaluated as good (indicated by ○ in Table 2), and if the WVRT exceeds 3.0 g/m 2 ㆍ24 hr, it was evaluated as poor (indicated by X in Table 2).

도 3은 실시예 및 비교예 코팅필름의 투과율 측정 그래프이다. 상기 도 3에서, 코팅필름 표면에 반사방지층(AR)을 형성한 경우(비교예 3 및 실시예 1~4)와, 반사방지층을 형성하지 않은 경우(비교예 3 및 실시예 1)에 대하여 각각 측정한 그래프이다. 또한 도 4는 실시예 3의 수접촉각 측정결과를 나타낸 사진이며, 도 5는 비교예 3과, 실시예 3 및 실시예 12의 코팅필름의 광투과성을 비교한 사진이다.Fig. 3 is a graph showing the transmittance measurement of the coating films of Examples and Comparative Examples. In Fig. 3, the graphs are each measured when an anti-reflection layer (AR) is formed on the surface of the coating film (Comparative Example 3 and Examples 1 to 4) and when an anti-reflection layer is not formed (Comparative Example 3 and Example 1). In addition, Fig. 4 is a photograph showing the results of the water contact angle measurement of Example 3, and Fig. 5 is a photograph comparing the light transmittance of the coating films of Comparative Example 3, Examples 3, and Examples 12.

상기 도 3 내지 도 5 및 표 2의 결과를 참조하면, 불소계 아크릴레이트 화합물을 첨가하지 않은 비교예 1에서 제조된 코팅 필름의 표면 에너지가 높아져 수접촉각이 감소하였다. 본 발명의 실록산계 바인더를 첨가하지 않은 비교예 2에서 제조된 코팅 필름은 기재 상에 부착이 어려워서, 코팅 필름으로 적합하지 않음을 알 수 있었다. 특히 상기 실시예 1~4를 통해 무기성분 함량이 중가시 코팅필름의 투과율이 비교예 3 대비 1~3% 상승하였으며, 황변도가 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 상기 실시예 1~12에서 제조된 코팅 필름의 경우, 불소계 아크릴레이트 화합물의 함량이 증가하거나, 불소 치환기의 개수가 증가할수록 코팅 필름의 수접촉각이 향상되며, 불소기의 전기 음성도에 따라 낮아지는 굴절률에 의해 광투과율이 향상된 것을 알 수 있었다. 또한, 중량평균분자량이 다른 고분자 바인더를 사용한 실시예들을 비교하였을 경우, 중량평균분자량이 약 2,300g/mol 정도의 고분자 바인더에서 경도가 우수하였으나, 다른 중량평균분자량을 갖는 고분자 바인더를 사용하더라도 충분한 경도를 확보함을 알 수 있었다.Referring to the results of FIGS. 3 to 5 and Table 2, the surface energy of the coating film manufactured in Comparative Example 1 without adding a fluorinated acrylate compound increased, resulting in a decrease in the water contact angle. It was found that the coating film manufactured in Comparative Example 2 without adding the siloxane-based binder of the present invention was difficult to adhere to a substrate, and thus was not suitable as a coating film. In particular, it was found that through Examples 1 to 4, as the content of the inorganic component increased, the transmittance of the coating film increased by 1 to 3% compared to Comparative Example 3, and the degree of yellowing decreased. In addition, in the case of the coating films manufactured in Examples 1 to 12, it was found that as the content of the fluorinated acrylate compound increased or the number of fluorine substituents increased, the water contact angle of the coating film improved, and the light transmittance improved due to the refractive index decreasing depending on the electronegativity of the fluorine group. In addition, when examples using polymer binders having different weight average molecular weights were compared, it was found that although the polymer binder having a weight average molecular weight of about 2,300 g/mol had excellent hardness, sufficient hardness was secured even when using polymer binders having different weight average molecular weights.

또한, 상기 실시예 1~12는 비교예 1 내지 비교예 2에서 제조된 코팅 필름과 비교하여, 연필 경도, 발수성, 황변도가 우수할 뿐만 아니라 광투과율, 수분투습율이 전반적으로 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 4에서 제조한 코팅 필름과 비교하여, 태양광 모듈의 무게를 65% 이상 줄일 수 있으며, 장기 내후성 평가, 광투과율 등 동등한 효과를 발현하는 것으로 보아 태양광 모듈의 전면 유리를 대체하여 적용 가능함을 확인하였다.In addition, it was confirmed that Examples 1 to 12, compared to the coating films manufactured in Comparative Examples 1 and 2, not only had superior pencil hardness, water repellency, and yellowing degree, but also had excellent light transmittance and moisture permeability overall. In addition, compared to the coating film manufactured in Comparative Example 4, it was confirmed that the weight of the solar module could be reduced by more than 65%, and that it exhibited equivalent effects such as long-term weather resistance evaluation and light transmittance, and thus it was confirmed that it could be applied to replace the front glass of the solar module.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above, focusing on specific embodiments. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in modified forms without departing from its essential characteristics. Therefore, the disclosed embodiments should be considered illustrative rather than limiting. The scope of the present invention is set forth in the claims, not the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being encompassed by the present invention.

110: 기재층 120: 코팅 조성물
130: 코팅필름 200: 태양광 모듈
210: 태양전지소자
110: Substrate layer 120: Coating composition
130: Coating film 200: Solar module
210: Solar cell element

Claims (6)

하기 화학식 1의 반복 구조를 포함하는 실록산계 바인더;
불소계 (메타)아크릴레이트 화합물;
경화제; 및
무기입자;를 포함하는 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물로부터 형성되는 코팅필름:
[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, 상기 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자, C1-C20 알킬기 및 하기 화학식 2의 구조 중에서 선택되되, 상기 R1, R2 및 R3 중 하나 이상은 하기 화학식 2의 구조를 가지며,
상기 R4는 C1-C20 알킬기, 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되며,
상기 m 및 n은 각각 0.1 내지 0.9 이며, 상기 m + n = 1 이다).
[화학식 2]

(상기 화학식 2에서, 상기 R5 및 R6는 각각 독립적으로 C1-C20 알킬기, 하이드록시기 및 C1-C20 알콕시기 중 선택되며,
상기 R7은 비닐기, C1-C20 알킬 비닐기, C3-C20 알킬 (메타)아크릴레이트기 및 C3-C20 알킬 (메타)아크릴옥시기 중 선택되고, 상기 *는 연결 부위이다).
A siloxane-based binder comprising a repeating structure of the following chemical formula 1;
Fluorinated (meth)acrylate compounds;
hardener; and
A coating film formed from an organic-inorganic hybrid polymer coating composition comprising inorganic particles;
[Chemical Formula 1]

(In the above chemical formula 1, R 1 , R 2 and R 3 are each independently selected from a hydrogen atom, a C 1 -C 20 alkyl group and a structure of the following chemical formula 2, wherein at least one of R 1 , R 2 and R 3 has a structure of the following chemical formula 2,
The above R 4 is selected from a C 1 -C 20 alkyl group, a vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, and a C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group,
The above m and n are each 0.1 to 0.9, and the above m + n = 1.
[Chemical Formula 2]

(In the above chemical formula 2, R 5 and R 6 are each independently selected from a C 1 -C 20 alkyl group, a hydroxy group, and a C 1 -C 20 alkoxy group,
The above R 7 is selected from a vinyl group, a C 1 -C 20 alkyl vinyl group, a C 3 -C 20 alkyl (meth)acrylate group, and a C 3 -C 20 alkyl (meth)acryloxy group, and the * is a connecting moiety.
제1항에 있어서, 상기 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물은 상기 실록산계 바인더 100 중량부, 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 1~30 중량부, 경화제 0.1~15 중량부 및 무기입자 2~40 중량부를 포함하는 코팅필름.
In the first paragraph, the organic-inorganic hybrid polymer coating composition is a coating film comprising 100 parts by weight of the siloxane-based binder, 1 to 30 parts by weight of a fluorinated (meth)acrylate compound, 0.1 to 15 parts by weight of a curing agent, and 2 to 40 parts by weight of inorganic particles.
제2항에 있어서, 상기 유무기 하이브리드 고분자 코팅 조성물은 상기 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물 및 무기입자를 1:2~1:7 중량비로 포함하는 코팅필름.
In the second paragraph, the organic-inorganic hybrid polymer coating composition is a coating film comprising the fluorine-based (meth)acrylate compound and inorganic particles in a weight ratio of 1:2 to 1:7.
제1항에 있어서, 상기 코팅필름은 표면의 평균조도(Ra)가 0.05~0.25㎛인 코팅필름.
In the first paragraph, the coating film is a coating film having an average surface roughness (Ra) of 0.05 to 0.25 ㎛.
제1항에 있어서, 상기 불소계 (메타)아크릴레이트 화합물은 표면 에너지가 5~10 dyne/cm인 코팅필름.
In the first paragraph, the fluorine-based (meth)acrylate compound is a coating film having a surface energy of 5 to 10 dyne/cm.
태양전지소자;
상기 태양전지소자 상면에 형성되는 기재층; 및
상기 기재층 상면에 형성되며, 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 따른 코팅필름;을 포함하는, 태양광 모듈.
solar cell device;
A substrate layer formed on the upper surface of the solar cell element; and
A solar module comprising a coating film formed on the upper surface of the substrate layer and according to any one of claims 1 to 5.
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