KR20170138067A - 비가시적 지문 코팅 및 이의 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판을 플라즈마에 노출시켜 활성화시키는 단계, 이어서, 활성화된 기판 상에 적어도 하나의 알킬 주쇄 단층, 및 하이드록실-다면성 올리고머성 실세스퀴옥산(OH-POSS) 나노입자를 증착시키는 단계를 포함하는, 기판 위에 내지문성 코팅을 형성하는 방법에 관한 것이다.

Description

비가시적 지문 코팅 및 이의 형성 방법{INVISIBLE FINGERPRINT COATINGS AND PROCESS FOR FORMING SAME}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2016년 6월 6일에 출원된 공-계류중인 미국 가출원 번호 62/395,924의 이점을 주장하고, 상기 출원은 비가시적 지문 코팅 및 이의 형성 방법이란 명칭을 갖고, 본 출원의 양수인에게 공동으로 양도되고, 이의 개시 내용은 이의 전문이 본원에 참조로서 포함된다.
분야
본 발명의 개시는, 예시적인 양태에서, 기판을 코팅하여 지문이 비가시적 또는 거의 비가시적으로 되도록 하는 코팅 조성물에 관한 것이다.
사람은 피지(피지샘으로부터) 및 얼굴 및 손가락끝으로부터의 다른 오일을 자연적으로 생성한다. 사람은 이러한 오일을 휴대폰(또는 다른 제품) 디스플레이 스크린, 예를 들면, 유리(또는 스크린 보안기, 전형적으로 중합체성 플라스틱), 유리 세라믹, 금속 옥사이드, 플렉시글라스(Plexiglas) 등의 물질 또는 표면 상에 침적시킨다. 종종, 이러한 오일은 가시적이고, 장치 상 보여지는 영상의 품질을 감소시킬 수 있고, 뿐만 아니라 (먼지, 분진 등으로) 스크린의 감소된 심미적 외관에 기여한다. 비가시적 지문("IFP"; invisible fingerprint) 코팅은 일반적으로, 예를 들면, 지문으로부터 발생되어 스크린 표면에 따라서 확산되는 오일이 비가시적, 또는 거의 비가시적으로 되게 하는 친유성 코팅일 수 있다. 오일은 스크린 물질, 예를 들면, 유리의 굴절률과 일치하여, 빛을 통과시켜 지문이 없는 것으로 보여지게 한다. 지문은 여전히 존재하고, 단지 지문을 볼 수 없다(적어도 표면을 세심히 살피지 않으면 볼 수 없다). IFP 특성을 나타내는 코팅 및 코팅 물질은 오일이 방울이 되고(bead up) 증발하기에 충분할 정도로 소수성일 필요가 있다. 코팅이 너무 친수성이면, 지문을 볼 수 있다. 또한, 코팅이 너무 소수성(예를 들면, 약 85 도 초과의 접촉각)이면, 적합한 특성을 나타내지 않는다.
대조적으로, "항-지문"("AFP"; anti-fingerprint) 코팅은 습윤에 저항하고 형성된 지문을 보다 용이하게 청소되게 만들지만, 지문의 형성을 방지하고 또는 형성딘 지문의 뚜렷함(conspicuousness)을 줄이는 소유성(oleophobic) 코팅이다. IFP 코팅은 AFP 코팅 보다 어려운 방식으로 기능한다.
광학적 투명도, 기계적 내구성, 및 비가시적 지문 특성을 제공할 수 있는 코팅을 갖는 것이 바람직할 것이다.
요지
하기에 다양한 본 발명의 양태의 수개의 측면의 기본적 이해를 위해 제공하기 위한 간단한 요지를 제시한다. 이러한 요지는 본 발명의 광범위한 개요가 아니다. 본 발명의 주요하거나 중요한 요소를 확인하거나 본 발명의 범위를 기술하기 위한 의도가 아니다. 하기 요지는 단지 본 발명의 일부 개념을 하기 더욱 상세한 설명의 서막(prelude)으로서 단순한 형태로 제시한다.
본 발명의 개시는 예시적인 양태에서 IFP 코팅을 제공하기 위한 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 개시는 또한 소수성 및 친유성 코팅을 기판, 예를 들면, 이에 제한되는 것은 아니지만, 유리 물질, 세라믹 또는 금속 옥사이드 표면으로 만들어진 기판 상에 형성하기 위한 방법에 관한 것이다.
하나의 예시적인 양태에서, (a) 기판을 불활성 가스, N2, O2, 및 상기한 가스의 적어도 2개의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스의 플라즈마에 노출시켜 기판을 활성화시키는 단계; 및 (b) 제2 증착 단계를 포함하는 기판 상 내지문성 코팅의 형성 방법을 개시하고, 여기서, 적어도 하나의 알킬 주쇄 단층, 바람직하게는 알킬실란(AS), 및 하이드록실-다면성 올리고머성 실세스퀴옥산(OH-POSS) 나노입자를 포함하는 소수성 코팅은 제1 층 상에 증착된다.
또다른 예시적인 양태에서, 양성자성 또는 비양성자성 용매 중 어느 하나에서 제조된 알킬실란(AS) 및 OH-POSS을 포함하고, 수성 염기 또는 수성 산 중 어느 하나를 또한 포함하는 비가시적 지문 코팅이 개시된다.
또다른 예시적인 양태에서, 상기한 방법으로 수득한 프라이머(primer) 제1 층 상 코팅을 포함하는 기판이 개시되고, 여기서, 초소수성 코팅은 소수성 알킬 단층, 예를 들면, AS, 및 친수성 OH-POSS의 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나 중 혼합물을 포함한다.
또다른 예시적인 양태에서, 75 내지 85도 범위의 물 접촉각 및 30 내지 40도 범위의 디요오도메탄 접촉각을 갖는 하이드록시화된 POSS 물질을 포함하는 비가시적 지문 코팅을 제공하기 위한 조성물이 개시된다.
또다른 예시적인 양태에서, 적어도 하나의 알킬 실란 물질, 및 75 내지 85도 범위의 물 접촉각 및 30 내지 40도 범위의 디요오도메탄 접촉각을 갖는 하이드록시화된 POSS 물질을 포함하는 비가시적 지문 코팅 물질이 개시된다.
다른 특징은 첨부된 청구범위와 함께 특정한 예시적인 양태의 다음 상세한 설명을 판독할 때 명확해질 것이다.
도면은 예시적인 양태 또는 시험 결과를 개시하고, 여기서:
도 1a는 2개의 기판을 나타내는 고릴라 텀퍼링된 유리(Gorilla Tempered Glass)의 2개의 피스(pieces) 사이에 위치한 지문의 사진이다: 왼쪽 기판은 실시예 1에 따라 코팅되고, 오른쪽 기판은 코팅되지 않는다.
도 1b는 도 1a의 사진의 상세한 도시이다.
도 2는 2개의 기판을 나타내는 사진이고: 왼쪽 기판은 실시예 5에 따라 알킬실란으로 코팅된다. 오른쪽 기판은 알킬실란 및 OH-POSS 나노입자로 코팅된다.
도 3은 코팅되지 않은(왼쪽) 및 코팅된(오른쪽) 금속 시트를 나타내는 사진이다.
도 4는 직사각형의 표시된 영역 내에 실질적으로 위치된 지문을 갖는 코팅된(왼쪽) 및 코팅되지 않은(오른쪽) 유리 시트를 나타내는 사진이다.
도 5는 이소프로필 알콜로 문지르기 전 및 후, 실시예 1에 따라 코팅된 기판의 내화학성을 나타내는 차트이다.
도 6은 물 및 디요오도메탄 오일을 사용한 실시예 5에 따라 코팅된 기판의 기계적 마모 시험 결과를 나타내는 그래프이다.
예시적인 양태에서, 기판은 유리 스크린일 수 있고, 예를 들면 전자 디스플레이, 예를 들면, 이에 제한되는 것은 아니지만, 휴대폰 스크린, 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 스크린, 터치 스크린, 가전제품, 전방(heads-up) 디스플레이, 유리(예를 들면, 안경 및 색안경), 마스크(예를 들면, 용접 마스크), 내벽 페인트 등에서 사용된다. 예시적인 양태에서, 기판은 또한 가전제품 장치 및 화장품 마감재(cosmetic finishes) 분야, 예를 들면, 가전제품용 장식 판넬, 예를 들면, 가정용 전기 장치(냉장고 문, 오븐 문, 디스플레이 케이스 등)에서 사용될 수 있다. 기판은 유리(또는 스크린 보안기, 전형적으로 중합체성 플라스틱), 유리 세라믹, 금속 옥사이드, 플렉시글라스 또는 다른 물질로 만들어질 수 있다.
본 발명의 개시에서, 용어 "비가시적(invisible)"은 비가시적, 거의 비가시적 또는 눈에 띄지 않음(예를 들면, 표면이 세심히 살피지 않는다면 가시적이지 않음)을 의미한다는 것을 이해하여야 한다. "비가시성(invisibility)"은 또한 어느 정도까지, 빛의 굴절에 좌우되고, 표면을 보는 방식에 따라 어느 각도에서부터 지문이 비가시적일 수 있지만, 다른 각도에서는 식별할 수 있음을 이해하여야 한다. 용어 "습윤성(wettability)"은 이에 의해 극성 또는 비-극성 액체가 기판에 부착되고, 바람직하지 않은 필름을 형성하고, 또한 기판은 모든 종류의 분진 또는 먼지, 지문, 곤충 등을 보유하는 경향의 특성을 의미한다.
종종 오일로 가득한 액체의 존재는, 전자 디스플레이에서 특히 표면 상 지문의 가시성을 감소시키기 위해 중요하다. 기판의 습윤 특성은 소수성/소유성 및 친수성/친유성으로 범주화될 수 있다. 소수성/소유성 기판은 오일(유기 액체를 포함함) 및 물이 스며들지 않는 기판을 의미한다. 보통, 초소수성 표면의 접촉각은 헥사데칸이 경우 약 60 도 보다 크고 물의 경우 편평한 표면의 경우 약 90 도이다. 친수성/친유성 기판은 오일 및 물이 표면에 부착됨을 의미한다. 이와 같이, 액체는 용이하게 표면을 가로질러 확산할 것이고, 낮은 접촉각(약 50 도 미만)을 갖는다.
비가시적 지문 코팅을 성취하기 위해, 물 및 오일의 접촉각은 최적화되어 수득한 액체가 표면을 가로질러 확산되고, 표면 상 액체가 유리 기판으로부터의 굴절률와 일치하도록 하여야 한다. 이러한 경우, 빛은 지문을 통과하고, 비가시적 지문의 가시적 효과를 만든다. 이러한 접촉각을 성취하기 위해, 소수성 특성 및 친유성 특성을 갖는 표면이 바람직하다는 것을 나타내었다. 효과를 최적화하기 위해, 물 접촉각은 약 70 내지 85 도의 범위이어야 하고 디요오도메탄 접촉각은 약 25 내지 40 도의 범위이어야 한다는 것이 밝혀졌다.
본원에 개시된 조성물의 특성은 소수성 SAM 알킬 실란 및 OH-POSS의 사용이다. SAM 알킬 실란은 소수성을 제공하지만, 자체로는 약 110 도의 물 접촉각을 갖고, 너무 소수성이다. 따라서, 물 및 디요오도메탄 접촉각을 감소시키기 위해, 첨가제가 필요하고; 그러나, 첨가제는 코팅 내로 도입되는 경우 습윤성 및 IFP 특성을 제공하여야 하고, 또한 알킬 실란을 갖는 코팅을 형성할 수 있다. 따라서, 존재하는 첨가제는 적합한 것 같지 않다. 본원에 개시된 예시적인 양태에서, OH-POSS는 친수성이기 때문에 첨가제로서 사용된다.
본원에 기재된 비가시적 지문 코팅을 기판, 예를 들면, 유리 기판 상 도입하는데 수개의 이점이 있다. 이러한 코팅은 물 액적을 직각 또는 경사진 표면을 미끄러지하게 하고, 여전히 청소하기 용이하게 한다. 이러한 코팅의 친유성 표면은 지문 오일이 표면을 가로질러 확산되게 할 것이고, 오일 위에서 방울이 되는 대신에 액체 필름을 생성한다. 예시적인 양태에서, 80 도의 물과의 특정 접촉각 및 40 도 미만의 디요오도메탄과의 특정 접촉각으로 되게 하는 소수성 및 친유성의 조합은, 지문의 광학적 투명도 또는 비가시성을 최대화할 수 있다. 이러한 코팅은 소수성 코팅에서 기초가 되는 유리-부유(free-floating) 친수성 첨가제로 인해 자기-회복성 특성을 나타낼 수 있고, 이에 의해, 경시적 열화를 감소시킨다.
창유리(glazing)(기판) 상 코팅 층의 형성에서 사용될 수 있는 비가시적 지문 특성을 부여하기 위해 공지된 제제는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 산성 또는 알칼리성 용액 중 알킬실란(AS) 및 하이드록실 말단화된 T8 POSS 나노입자를 포함한다. 본원에 기재된, 코팅 층은 AS 물질 및 하이드록실-POSS를 수성 또는 비수성 산성 또는 염기성 용매 중 포함하는 용액을 기판의 표면에 도포하여 수득할 수 있다.
널리 공지된 알킬실란("AS"로서 언급되지만, 본원의 예시 전부가 실란 유도체는 아니다) 제제는, 예를 들면, 알킬 실란, 알킬 티올, 알킬 포스포네이트, 및 알킬 카복실산이고, 이의 알킬 그룹은 적어도 하나의 알킬 말단 그룹이고, 즉, H3C-(CH2)n- 그룹으로 이루어진 것이고, 여기서, n은 0 또는 양의 정수이다.
"자기-회복성" 물질은 경시적으로 기계적 사용에 의해 야기되는 손상을 복구하는 능력을 갖는 것이다. 하이드록실 T8-POSS는 나노입자-기반 구조이고, 이의 말단은 알킬 실란의 반발성을 낮게 하는 친수성 및 친유성이다. 본원에 개시된 예시적인 방법에 의해 형성된 나노입자는 중합체 매트릭스(예를 들면, 알킬 SAM)에서 일반적으로 균일한 방식으로 분배될 수 있다. 이들 나노입자는 손상되거나 자기-회복성 능력을 나타내는 경우 중합체 매트릭스의 표면에서 부유할 것이다.
시각적으로 투명한 기판 및 코팅이 갖는 보다 중요한 문제 중 하나는 기계적 마모이고, 이는 코팅 두께, 투명도 또는 효율성을 열화시키거나, 닳게 하거나, 또는 약화시킨다. 마모는, 예를 들면, 투명한 기판을 통해 특히 만족스러운 가시성을 회복하기에 정기적으로 필수적인 지문 및 먼지를 없애기 위해 천으로 문지르는 것과 같은 사용자에 의한 기판 취급 동안 더 많거나 더 적은 범위까지 발생한다. 열화는 또한 자외선 조사, 열, 저온, 화학물질, 염 또는 다른 부식 물질, 먼지, 다른 연마재 물질, 또는 다른 환경적 요소, 조건 또는 물질로의 노출로 야기될 수 있다.
이러한 자기-회복성 및 내마모성 성능은 전형적으로 기판이 현재 전자 산업에 부가된 지정사항(specifications)을 내마모성, UV 저항성, 및 염 내식성(salt corrosion resistance)의 관점 둘 다에서 보다 효과적으로 만족시킬 수 있도록 만든다.
예시적인 양태에서, 적합한 코팅은 75 내지 85 도의 물 접촉각을 가질 수 있다. 예시적인 양태에서, 적합한 코팅은 30 내지 40 도의 디요오도메탄 접촉각을 가질 수 있다.
하나의 예시적인 양태에 따라서, 기판, 예를 들면, 유리 물질, 세라믹 또는 금속 옥사이드로 형성된 하나 상 코팅을 제공하기 위한 방법이 개시되고, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다.
첫번째, 기판은 기판 표면을 Ar 또는 He 타입의 불활성 가스, 가스상 N2, O2, 또는 H2O, 또는 상기한 것의 둘 이상의 혼합물로부터 선택된 가스의 플라즈마에 노출하여 활성화된다. 하나의 예시적인 양태에 따라서, 이러한 활성화 단계는 H2O를 포함하는 가스 혼합물의 플라즈마에 기판을 노출시켜 수행된다. 활성화 단계는 기판의 표면 상 하이드록실 밀도를 증가시키고, 이에 의해, SAM의 결합 밀도를 증가시킨다.
두번째, 적어도 하나의 알킬 단층 및 T8 하이드록실 다면성 올리고머성 실세스퀴옥산(하이드록실-POSS)을 포함하는 소수성 코팅이 형성된다. 예시적인 양태에서, 알킬 단층은 알킬실란(AS) 또는 알킬티올(AT) 중 어느 하나이다. 이어서, 이는 수성 염기 또는 산 중 어느 하나를 포함하는 양성자성 또는 비양성자성 용매와 혼합된다.
세번째, 이러한 소수성 코팅은 기판 상에 증착된다.
네번째, 알킬 단층 및 하이드록시-POSS로 이루어진 소유성 코팅은 수성 염기 또는 산 중 어느 하나를 포함하는 양성자성 또는 비양성자성 용매 중 어느 하나에서 제조된다.
전형적으로, 코팅 층을 5 내지 100nm의 RMS(제곱근 평균) 표면 조도(roughness)를 수득할 수 있게 하는 조건하에 디핑, 분무, 및 열적 CVD(화학적 증기 증착)에 의해 증착한다. 예시적인 양태에서, 5 내지 10nm의 RMS(제곱근 평균) 표면 조도를 수득할 수 있다.
이에 따라 수득된 글레이징된(Glazed) 기판은 시각적으로 투명하고, 기계적 마모 및 다른 기계적 충격 영향력에 대한 저항성이고, 자기-회복성이다. 본 발명의 개시의 목적을 위해, "시각적으로 투명한"은 기판(예를 들면, 유리)에 광학적 중립(optically neutral)을 의미하고, 즉, 예비-처리된 유리의 투과 또는 헤이즈는 물질적으로 변화되지 않는다.
하나의 예시적인 방법에 따라서, 코팅을 증착시키는 단계를 화학식의 알킬실란(AS), 하이드록실 말단화된 T8 다면성 올리고머성 실세스퀴옥산 중 어느 하나, 및 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나의 혼합물로부터 수득된 용액으로 수행한다:
H3C-(CH2)n-Si(X)3-p(R)p
여기서:
ㆍ 하나의 예시적인 양태에서, n=0 내지 15; 또한 또다른 예시적인 양태에서, n=3 내지 5;
ㆍ 하나의 예시적인 양태에서, p=0, 또는 2; 또한 또다른 예시적인 양태에서, p=0 또는 1; 또한 또다른 예시적인 양태에서, p=0;
ㆍ R은 알킬 그룹 또는 수소 원자이고;
ㆍ X는 가수분해성 그룹, 예를 들면, 이에 제한되는 것은 아니지만, 할라이드 그룹 또는 알콕시 그룹이다.
여기서,
Figure pat00001
o R은 OH-(CH2)n이고
o 하나의 예시적인 양태에서, n=0 내지 5, 또한 또다른 예시적인 양태에서, n=1.
본 발명에 개시된 조성물의 예시적인 양태의 특징은 SAM 및 OH-POSS의 상대량의 밸런싱이다. 전통적인 SAM은 비가시적 지문 코팅으로서 적합하게 역할을 하도록 하기 위해 너무 소수성 및 소유성인 물질을 제공할 것이다. 순수한 유리는 친수성 및 소유성이다(약 30도에서 WCA, 및 약 40 내지 45도에서 디요오도메탄). POSS 구조 상 치환에 대해, 일반적으로, 더 많이 하이드록시화될 수록, 구조는 더 친수성일 수 있다. 비가시적 지문 기능성을 제공하는데 부적합한 특성을 야기하는 너무 높거나 너무 낮은 WCA를 피하기 위한 올바른 하이드록시화 수준을 갖는 것이 중요하다. 너무 많은 OH-POSS는 물질을 친수성이 되게 하고, 목적하는 특성을 나타내지 않는다. 너무 적은 OH-POSS는 물질이 작업하기에 너무 소수성/소유성이 되게 한다. 이와 같이, 특정 OH-POSS 조성물 및 의도된 용도(예를 들면, 기판)에 대하여 비가시적 지문 특성을 적합하게 제공하기 위해 습윤성이 될 필요가 있다. 75 내지 85도 범위의 물 접촉각을 갖고 30 내지 40도 범위의 디요오도메탄 접촉각을 갖는 코팅된 표면은 우수한 비가시성 특성을 나타내었다.
대안적인 예시적인 양태에서, OH-POSS 대신 다른 비-플루오르화된 소수성 물질을 사용할 수 있다. 다른 친수성 POSS 물질은, 예를 들면, 이에 제한되는 것은 아니지만, 페길화된(PEGylated)-POSS, 아민-치환된 POSS, 카복실산-치환된 POSS 등이 사용될 수 있다는 것이 또한 가능하다.
또다른 예시적인 양태에서, 본원에 개시된 방법에 따라 제조된 코팅은 80 도의 물 접촉각 및 30 도의 디요오도메탄 접촉각을 갖고, 우수한 비가시적 지문 특성을 나타낸다.
본 발명의 개시는 또한 본원에 기재된 기판을 포함하거나 이에 의해 형성된 초소수성 코팅에 관한 것이고, 이러한 코팅은 특히 다양한 차량 표면용 또는 빌딩용 창유리로서 사용된다.
다수의 예시적인 양태가 단지 상기에 상세하게 기술되지만, 당해 기술 분야의 숙련가는 다수의 개질이 신규한 교시 및 이점에서 실질적으로 벗어나지 않고 예시적인 양태에서 가능하다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 모든 이러한 개질은 하기 청구범위에 정의된 본 개시의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.
실시예
하기 실시예는 단지 설명하기 위한 목적으로 열거된다. 이 실시예에 나타나는 부 및 퍼센트는 달리 명시하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1 - OH-POSS 합성
5mL의 트리에톡시실릴메탄올 용액(EtOH 중 50%)을 2mL의 0.1M 수성 KOH 용액을 포함하는 20mL 신틸레이션 바이알에 위치시켰다. 반응 혼합물을 실온에서 교반하면서 밤새 정치하였다. 반응 완료시, 용매의 증발로 서서히 고체/겔 생성물이 생성되고, 이어서, 이는 수주내에 고체로 되었다. 수율: 850mg (79%).
수성 산 또는 염기는 AS의 친핵성 반응을 돕기 위해 요구된다. 예시적인 양태에서, 산은 1 내지 3의 범위의 pH를 가질 수 있다. 예시적인 양태에서, 산은 조성물, 예를 들면, 이에 제한되는 것은 아니지만, 아스코르브산, 시트르산, 살리실산, 아세트산, 염산, 옥살산, 인산, 황산 등일 수 있다. 예시적인 양태에서, 염기는 11 내지 14의 범위의 pH를 가질 수 있다. 예시적인 양태에서, 염기는 조성물, 예를 들면, 이에 제한되는 것은 아니지만, 수산화암모늄, 중탄산나트륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등일 수 있다. 상기한 낮은 pH 산 또는 높은 pH 염기는 OH의 탈양성자화가 기판(예를 들면, 유리) 표면에서 일어나서 O-로 되기 때문에 사용되고, O-는 OH 보다 친핵체로서 더 반응성이고, 이에 따라, 이탈 그룹을 갖는 SAM의 결합 밀도가 증가한다.
또다른 예시적인 양태에서 OH-POSS의 구조는 하기와 같다:
Figure pat00002
여기서, R은 (CH2)nOH이다.
실시예 2 - (OH)2-POSS 합성:
2.45g의 비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시실란(MW = 309.47 g/mol, 7.91 mmol)을 EtOH:옥탄 = 10:1(15ml)에서 25ml 바이알로 배출하였다.
촉매적 양의 0.4M KOH를 혼합물에 첨가하였다. 반응 혼합물을 밤새 실온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물을 감압에서 건조시켰다. 최종 생성물의 증발 후, 1.05g의 오일을 수득하였다.
조성물은 (HOCH2CH2)2N-(CH2)nSi(X)3- pRp이고, 여기서:
ㆍ 하나의 예시적인 양태에서, n=0 내지 15; 또한 또다른 예시적인 양태에서, n=3 내지 5;
ㆍ 하나의 예시적인 양태에서, p=0, 1 또는 2; 또다른 예시적인 양태에서, p=0 또는 1; 또한 또다른 예시적인 양태에서, p=0;
ㆍ R은 알킬 그룹 또는 수소 원자이고;
ㆍ X는 가수분해성 그룹, 예를 들면, 이에 제한되는 것은 아니지만, 할라이드 그룹 또는 알콕시 그룹이다.
OH-POSS는 하기 나타낸 바와 같다:
Figure pat00003
여기서,
ㆍ R은 CH2OH(CHOH)n이고,
ㆍ 하나의 예시적인 양태에서, n = 1 내지 10; 또다른 예시적인 양태에서, n=0 내지 5; 또한 또다른 예시적인 양태에서, n=3.
실시예 3 - CH2OH(CHOH)m -POSS 합성
5.0g의 N-(3-트리에톡시실릴프로필)글루콘아미드 용액(EtOH 중 50%)을 10mL의 EtOH를 함유하는 20mL 신틸레이션 바이알에 위치시켰다. 이어서, 2mL의 0.1M 수성 KOH 용액을 바이알에 첨가하였다. 반응 혼합물을 밤새 실온에서 교반하면서 정치하였다. 형성된 침전물을 진공 여과를 통해 수집하였다. 수율은 750mg(42%)이었다.
실시예 4 - 이의 특정한 예시적인 양태 및 측면은 하기에 보다 상세하게 기술된다.
실시예 4A - 활성화 플라즈마 조건:
예시적인 양태에 따라서, 기판을 활성화된 가스로 플라즈마 형태로 처리하였다. 이러한 단계를 다양한 진공 또는 대기압 챔버에서 수행할 수 있다. 예를 들면, 평행-플레이트 RF 반응기를 사용할 수 있다. 처리는 기판의 화학적 개질을 야기하지만, 어떠한 물리적 변경, 예를 들면, 모폴로지도 없다. 사용된 가스는 Ar, He, N2, 또는 O2 또는 2개 이상의 이들 가스의 혼합물로부터 선택된다. 작동 압력을 50 내지 500 mTorr에서 규제되고, 전압은 10 내지 200 W이고, 활성화 시간은 약 1분 내지 약 5분, 전형적으로 1분 이내였다.
실시예 4B - 비가시적 지문 층 증착 조건:
예시적인 양태에 따라서, AS, 하이드록실-POSS, 및 수성 염기를 포함하는 비가시적 지문 층을 당해 기술 분야의 숙련가에게 공지된 임의의 적합한 증착 기술에 의해 상기한 바와 같이 층착시킬 수 있다.
본 발명의 개시는 또한 다음을 포함하는 상기 예시적인 양태 중 하나에 따른 공정에 의해 수득될 수 있는 비가시적 지문 코팅이 제공된 유리, 세라믹 또는 금속 옥사이드 기판을 제공한다:
ㆍ 수성 염기 또는 산 중 AS 물질 및 하이드록실-POSS 물질은, 즉, 본질적으로, 또는 배타적으로, 비가시적 지문 층으로 이루어지고, 이의 표면은 5nm 초과의 표면 조도를 갖고 Ar 또는 He 타입의 불활성 가스, 가스상 N2 또는 O2로부터 선택된 가스의 플라즈마로 또는 상기한 가스의 적어도 2개의 혼합물의 플라즈마에 의해 바람직하게는 표면 조도를 개질시키지 않거나 실질적으로 개질시키지 않는 조건 하에 처리되어 활성화되고; 및
ㆍ 비가시적 지문 코팅을 포함하는 AS 및 OH-POSS는, 수성 염기 또는 산으로 원조되어 기판에 결합된다.
예시적인 양태에서, 기판은 H2O 및 Ar, He 및 N2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스를 포함하는 가스 혼합물의 플라즈마를 통해 활성화되는 활성화 단계를 수행하여 수득된다.
예시적인 양태에서, 비가시적 지문 층의 두께는 10 내지 500nm이다. 다른 예시적인 양태에서, 비가시적 지문 층의 두께는 20 내지 100nm이다.
예시적인 양태에서, 초소수성 층의 RMS 조도는 10nm 미만이다. 다른 예시적인 양태에서, 초소수성 층의 RMS 조도는 5 내지 10nm이다.
예시적인 양태에 개시된 코팅 물질의 특징은 표면 상 코팅을 형성하는 능력이고, 75 내지 85 도의 물 접촉각 및 30 내지 40의 디요오도메탄 접촉각을 갖는다.
실시예 5 - 물질의 제조 및 기판 코팅
실시예 5A - 플라즈마 활성화를 사용한 유리 기판의 제조
소다 석회 템퍼링된 유리의 기판을 저압 PECVD(플라즈마-개선된 화학적 증착) 반응기의 챔버에 위치시켰다. 적어도 5 mPa(5x10-5 mbar)의 챔버에서의 잔류 진공을 먼저 활성화 가스를 도입하기 전에 발생시켰다. 가스 또는 가스 혼합물을 유리 기판의 표면 처리를 위해 100 sccm에서 유속을 갖는 챔버 내로 반응기 전체 압력이 350 mTorr로 설정될 때까지 도입하였다.
평형상태에서, 도입 가스의 플라즈마는 평균 무선주파수(13.56 MHz) 100 W의 전력으로 약 1 분의 시간 동안 실온에서 가스 디퓨저(diffuser)로 전기로 바이어싱(biasing)하여 점화하였다.
실시예 5B - 비가시적 지문 코팅 용액 출원
비가시적 지문 코팅 용액을 하기 방식으로 제조하였다(백분율은 중량 기준이다): 20% 메탄올, 70% 물 및 10% 수성 5M NH4OH의 혼합물을 제조하였다. 상기한 2개 성분에 대해 5% 비율의 화학식 C8H18(OEt)3을 갖는 화합물(여기서, Et=에틸), 및 OH-POSS를 첨가하였다. 혼합물을 30분 동안 초음파처리하였다. 이에 따라 수득된 초소수성 코팅 용액을 플라즈마 활성화된 기판 상에 디핑으로 증착시켰다. 표본을 오븐에서 75℃에서 적어도 2시간 동안 건조시켰다.
실시예 6 - 시험 및 분석
시험을 위해, 대조군을 표면 처리하지 않고, 표본은 플라즈마-활성화된 유리 표본 상 비가시적 지문 코팅이었다. 상기 기재된 바와 같이 제조된 표본을 하기 시험 방법에 따라서 평가하였다.
초기 접촉각 측정을 물 및 디요오도메탄으로 수행하고, 이는 그래프트된 기판의 초소수성의 참조 표시를 제공하였다.
투과도 시험은 ASTM D1003에 따라서 광의 방사조도(irradiance)의 백분율을 측정하였다.
그래프트된 코팅을 ASTM D4060에 따라 표본 상 CS10 경도의 연마재 디스크를 사용하여 250g의 하중하에 1.5 cm2 측정 면적에서 50 사이클/분의 병진 운동 및 6 rpm의 회전 속도로 마멸시킨 후 표본 상 물의 잔류(residual) 접촉각을 측정하여 내마모성을 수득하였다. 표본은 접촉각이 1500 사이클 후 80° 초과로 남아있는 경우 시험에서 만족스러운 것으로 간주되었다.
내화학성 시험을 강산(pH 2) 및 염기(pH 11) 환경에서 실온에서 수행하였다. 표본은 물 접촉각이 8시간 후 90 도 초과로 남아있는 경우 시험에서 만족스러운 것으로 간주되었다.
실시예 7 - 접촉각 측정
비가시적 지문 코팅을 상이한 유체, 예를 들면, 물 및 디요오도메탄을 사용한 접촉각 측정에 의해 평가하였다. 상기 절차에 따라 제조된 표본에 대해 수득된 결과를 하기 표 1에 나타내다.
표 1
Figure pat00004
하기 표 2는 OH-POSS 코팅이 없는 알킬실란(AS) 상 접촉각 측정치를 나타낸다.
표 2
Figure pat00005
실시예 8 - 내지문성(Fingerprint Resistance) 및 비가시성
지문 특성을 고릴라 텀퍼링된 유리의 2개의 피스에 위치된 지문의 도 1a 및 1b에서의 각 사진에서 지문을 코팅된(왼쪽) 및 코팅되지 않은(오른쪽) 2개의 기판 사이에 위치시켜 측정하였다. 왼쪽 코팅된 기판은 지문 없음을 나타내는 반면, 오른쪽에 코팅된 것은 투명한 지문 자국을 갖는다.
이러한 비교의 목적은 친수성 OH-POSS가 없는 소수성 코팅을 사용하여 비가시적 지문의 효능을 시험하는 것이었다. 도 2의 영상에 나타난 바와 같이, 지문은 OH-POSS 없는 알킬 실란 코팅(왼쪽) 보다 비가시적 지문 코팅(오른쪽)에서 덜 가시적이다. 도 3은 코팅되지 않은(왼쪽) 및 코팅된(오른쪽) 금속 시트를 나타내는 사진이다. 도 4는 직사각형의 표시된 영역 내에 실질적으로 위치한 지문을 갖는 코팅된(왼쪽) 및 코팅되지 않은(오른쪽) 유리 시트를 나타내는 사진이다.
실시예 9 - 내화학성
일반적으로, 소수성 코팅은 혹독한(harsh) 용매 조건에 노출 후 가수분해 및 코팅 실패에 취약하다. 이러한 시험의 목적은 본 발명의 개시의 예시적인 방법에 따라 형성된 비가시적 지문 코팅이 제공된 기판의 내화학성 특성을 측정하기 위한 것이었다. 시험은 이소프로판올 알콜(IPA)에 침지시킨 천으로 샘플을 10회 문지르는 것으로 이루어졌다. 도 5의 차트에서 나타낸 시험 결과, IPA 문지름 전후 내화학성 시험은, 코팅의 물 접촉각 및 디요오도메탄 접촉각이 용매 노출에 의해 영향을 받지 않았음을 나타내었다.
실시예 10 - 내마모성
수득된 초소수성 기판의 내마모성을 ASTM D4060에 따라 측정하였다. 시험을 표본 상에서 CS-10 경도의 연마재 디스크를 사용하여 1.5 cm2 측정 면적 상 250g의 부하 하에 50 사이클/분의 병진 속도 및 6 rpm의 회전 속도로 수행하였다. 표본은 접촉각이 1500 사이클 후 70 도 초과로 남아있는 경우 시험에서 만족스러운 것으로 간주되었다. 표본의 내마모성 특성은 충분하고, 도 6에 나타난 바와 같이 물 접촉각의 주변부 열화(marginal degradation)가 없음을 나타낼 수 있고, 기계적 마모(ASTM D4060 Taber) 시험의 결과를 나타내는 차트는 다음과 같다: 1,500 사이클(CS-10 휠) 동안 500g 중량 하중.
500g 중량을 CS-10 경도의 연마재 디스크에 적재하였다. 표본의 내마모성은 주변부 열화를 나타내었다. 1,500 사이클 동안, 물 접촉각은 물 및 디요오도메탄에 대한 컷오프 한계(cutoff limit) 위로 유지되었다(70 도 및 30 도).
방법, 장치 및 시스템이 특정 양태와 관련되어 기술되지만, 본원의 양태가 모든 경우에 제한적이기보다는 설명하기 위한 것이기 때문에, 이의 범위가 기재된 특정 양태로 제한되는 것을 의도하지 않는다.
달리 명확히 기재하지 않는 한, 어떤 식으로든 본원에 기재된 임의의 방법이 이의 단계의 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석하려는 의도는 없다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 이의 단계에 후속될 순서를 열거하지 않는 경우 또는 그외에 단계가 특정 순서로 제한되는 것으로 청구범위 또는 명세서에 구체적으로 기재되지 않는 경우, 임의의 경우에 순서가 추론되는 것을 의도하지 않는다.
명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태 하나("a," "an") 및 상기("the")는 문맥에서 달리 분명히 나타내지 않는 한 복수의 언급을 포함한다.
범위는 "약" 하나의 특정 값에서, 및/또는 "약" 또다른 특정 값까지로서 본원에 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현되는 경우, 다른 양태는 하나의 특정 값에서 및/또는 다른 특정 값까지 포함한다. 유사하게는, 값이 근사치로서 표현되는 경우, 선행된 "약"의 사용에 의해, 특정 값은 또다른 양태를 형성한다는 것을 이해하여야 할 것이다. 각 범위의 종점은 다른 종점에 관하여 둘 다 중요하고, 다른 종점에 독립적이라는 것을 추가로 이해하여야 할 것이다.
"임의의(Optional)" 또는 "임의로(optionally)"는 후속적으로 기재된 사건 또는 상황은 발생할 수 있거나 발생하지 않을 수 있고, 상기 기재는 사건 또는 상황이 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함한다는 것을 의미한다.
본 명세서의 설명 및 청구범위에 걸쳐서, 단어 "포함하다(comprise)" 및 이의 변형, 예를 들면, "포함하는(comprising)" 및 "포함하다(comprises)"는 "이에 제한되는 것은 아니지만 포함하는(including but not limited to)"을 의미하고, 예를 들면, 다른 첨가제, 요소, 정수 또는 단계를 배제하는 의도는 아니다. "예시적인"은 "의 예(an example of)"를 의미하고, 바람직하거나 이상적인 양태의 지시를 전달하려는 의도는 아니다. "예를 들면(Such as)"은 제한적인 의미로 사용되지 않는 것이 아니라, 설명하기 위한 목적으로 사용된다.
개시된 방법, 장치 및 시스템을 수행하기 위해 사용될 수 있는 요소가 개시되어 있다. 이들 및 다른 요소가 본원에 개시되고, 이들 성분의 조합, 하위세트, 상호작용, 그룹 등이 개시되는 경우, 이들의 각각의 다양한 개별적이고 공통적인 조합 및 치환의 특정한 참조가 명쾌하게 개시될 수 없지만, 이들 각각은 구체적으로 모든 방법, 장치 및 시스템에 대해 고려되고 기술된다. 이는, 이에 제한되는 것을 아니지만, 기술된 방법의 단계를 포함하는 이러한 출원의 모든 측면에 적용된다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가의 단계가 있는 경우, 이들 추가 단계 각각이 개시된 방법의 임의의 특정 양태 또는 양태의 조합으로 수행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
모든 특허, 출원 및 공보가 이의 전문이 참조로서 본원에 포함되는 것으로 추가로 고려되어야 한다.
하기 번호가 붙은 항목은 고려되는 비-제한적인 양태를 포함한다:
항목 1. 기판 상 내지문성 코팅의 형성 방법으로서,
a. 불활성 가스, N2, O2, 및 상기한 가스의 적어도 2개의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스의 플라즈마에 기판을 노출시켜 기판을 활성화시키는 단계; 및
b. 단계 a)의 활성화된 기판 상에 적어도 하나의 알킬 주쇄 단층 및 하이드록실-다면성 올리고머성 실세스퀴옥산(OH-POSS) 나노입자를 포함하는 소수성 코팅을 증착시키는 단계를 포함한다.
항목 2. 항목 1의 방법으로서, 여기서, 코팅은 물 접촉각 70 내지 85를 갖는다.
항목 3. 항목 1의 방법으로서, 여기서, 코팅은 디요오도메탄 접촉각 30 내지 40을 갖는다.
항목 4. 항목 1의 방법으로서, 여기서, 적어도 하나의 알킬 주쇄 단층은 알킬실란(AS)을 포함한다.
항목 5. 항목 1의 방법으로서, 여기서, 증착 단계 b)는,
a. 화학식 1의 OH-POSS
화학식 1
H3C-(CH2)n-Si(X)3-p(R)p;
b. 화학식 (SiEtOH)3(CH2)8Cl의 알킬실란(AS);
c. 하이드록실 말단화된 다면성 올리고머성 실세스퀴옥산(OH-POSS); 및
d. 적어도 하나의 수성 산 또는 적어도 하나의 수성 염기 중 어느 하나
로 이루어진 용액으로 수행된다.
항목 6. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, n은 0 내지 15이다.
항목 7. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, n은 3 내지 5이다.
항목 8. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, p는 0, 1 또는 2 중 어느 하나이다.
항목 9. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, p는 0 또는 1 중 어느 하나이다.
항목 10. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, p는 0이다.
항목 11. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, R은 알킬 그룹 또는 수소 원자 중 어느 하나이다.
항목 12. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, X는 가수분해성 그룹이다.
항목 13. 항목 5의 방법으로서, 여기서, 화학식 1에서, X는 할라이드 그룹 및 알콕시 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
항목 14. 항목 5의 방법으로서, 여기서, OH-POSS는 구조
Figure pat00006
를 갖고, 여기서, R은 OH-(CH2)n이다.
항목 15. 항목 14의 방법으로서, 여기서, n은 0 내지 5이다.
항목 16. 항목 14의 방법으로서, 여기서, n은 1이다.
항목 17. 항목 5의 방법으로서, OH-POSS 구조는
Figure pat00007
이고,
여기서, R은 -(CH2)3N(CH2CH2OH)2이다.
항목 18. 항목 5의 방법으로서, OH-POSS 구조는
Figure pat00008
이고,
여기서, R은 CH2OH(CHOH)n이고, n은 1 내지 10이다.
항목 19. 항목 1의 방법으로서, 여기서, 증착 단계 b)는 AS의 친핵성 반응을 돕기 위해 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나를 포함하는 용액으로 수행되고, 산은 아스코르브산, 시트르산, 살리실산, 아세트산, 염산, 옥살산, 인산, 및 황산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질이고, 염기는 수산화암모늄, 중탄산나트륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 및 수산화칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질이다.
항목 20. 양성자성 및 비양성자성 용매로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용매 중에서 제조된 알킬실란(AS) 및 OH-POSS를 포함하고, 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나를 추가로 포함하는 비가시적 지문 코팅.
항목 21. 프라이머 제1 층 상에 형성된 코팅을 포함하는 항목 1의 방법으로 수득된 코팅된 기판으로서, 여기서, 초소수성 코팅은 소수성 알킬 단층 및 친수성 OH-POSS의 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나 중 혼합물을 포함한다.
항목 22. 항목 21의 코팅된 기판으로서, 여기서, 코팅은 시각적으로 투명하고, 기계적 마모에 저항성이고, 자기-회복성이다.
항목 23. 항목 5의 기판으로서, 여기서, 코팅의 두께는 20 내지 200nm이다.
항목 24. 항목 1의 방법으로서, 여기서, 기판은 유리, 세라믹, 및 금속 옥사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
항목 25. 75 내지 85도 범위의 물 접촉각 및 30 내지 40도 범위의 디요오도메탄 접촉각을 갖는 하이드록시화된 POSS 물질을 포함하는, 비가시적 지문 코팅을 제조하기 위한 조성물.
항목 26. 적어도 하나의 알킬 실란 물질, 및 75 내지 85도 범위의 물 접촉각 및 30 내지 40도 범위의 디요오도메탄 접촉각을 갖는 하이드록시화된 POSS 물질을 포함하는 비가시적 지문 코팅 물질.
항목 27. 항목 26의 비가시적 지문 코팅 물질로서, 여기서, 하이드록시화된 POSS 물질은
Figure pat00009
를 포함하고, 여기서, R=(CH2)n-OH이고, 상기 적어도 하나의 알킬 실란 물질 대 상기 하이드록시화된 POSS 물질의 비는 5:1의 비로 존재한다.
항목 28. 항목 27의 물질로서, 수성 산, 비수성 산, 수성 염기, 및 비수성 염기를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하는 용매를 추가로 포함한다.
항목 29. 항목 1에 따라 제조된 물질로 코팅된 기판을 포함하는 코팅된 물질.
항목 30. 항목 29의 코팅된 물질로서, 여기서, 기판은 유리, 금속 옥사이드, 및 아크릴성 중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 형성된다.

Claims (30)

  1. 기판 상 내지문성 코팅의 형성 방법으로서,
    a) 상기 기판을 불활성 가스, N2, O2, 및 상기한 가스의 적어도 2개의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 가스의 플라즈마에 노출시켜 상기 기판을 활성화시키는 단계; 및
    b) 단계 a)의 상기 활성화된 기판 상에 적어도 하나의 알킬 주쇄 단층 및 하이드록실-다면성 올리고머성 실세스퀴옥산(OH-POSS) 나노입자를 포함하는 소수성 코팅을 증착시키는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅이 70 내지 85의 물 접촉각을 갖는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 코팅이 30 내지 40의 디요오도메탄 접촉각을 갖는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 알킬 주쇄 단층이 알킬실란(AS)을 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 증착 단계 b)가
    a) 화학식 1의 OH-POSS:
    화학식 1
    H3C-(CH2)n-Si(X)3-p(R)p
    b) 화학식 (SiEtOH)3(CH2)8Cl의 알킬실란(AS);
    c) 하이드록실 말단화된 다면성 올리고머성 실세스퀴옥산(OH-POSS); 및
    d) 적어도 하나의 수성 산 또는 적어도 하나의 수성 염기 중 어느 하나
    를 포함하는 용액으로 수행되는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, n이 0 내지 15인, 방법.
  7. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, n이 3 내지 5인, 방법.
  8. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, p가 0, 1 또는 2인, 방법.
  9. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, p가 0 또는 1인, 방법.
  10. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, p가 0인, 방법.
  11. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, R이 알킬 그룹 또는 수소 원자 중 어느 하나인, 방법.
  12. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, X가 가수분해성 그룹인, 방법.
  13. 제5항에 있어서, 화학식 1에서, X가 할라이드 그룹 및 알콕시 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  14. 제5항에 있어서, 상기 OH-POSS가 구조
    Figure pat00010
    를 갖고, 여기서, R은 OH-(CH2)n인, 방법.
  15. 제14항에 있어서, n이 0 내지 5인, 방법.
  16. 제14항에 있어서, n이 1인, 방법.
  17. 제5항에 있어서, 상기 OH-POSS 구조가
    Figure pat00011
    이고,
    여기서, R은 -(CH2)3N(CH2CH2OH)2인, 방법.
  18. 제5항에 있어서, 상기 OH-POSS 구조가
    Figure pat00012
    이고, 여기서, R은 CH2OH(CHOH)n이고, n은 1 내지 10인, 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 증착 단계 b)가 AS의 친핵성 반응을 돕기 위한 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나를 포함하는 용액으로 수행되고, 상기 산이 아스코르브산, 시트르산, 살리실산, 아세트산, 염산, 옥살산, 인산, 및 황산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질이고, 상기 염기가 수산화암모늄, 중탄산나트륨, 탄산나트륨, 수산화나트륨, 및 수산화칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질인, 방법.
  20. 양성자성 및 비양성자성 용매로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용매 중에서 제조된 알킬실란(AS) 및 OH-POSS를 포함하고, 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나를 추가로 포함하는 비가시적 지문 코팅.
  21. 프라이머(primer) 제1 층 상에 형성된 코팅을 포함하는 제1항의 방법에 의해 수득되는 코팅된 기판으로서, 여기서, 상기 초소수성(omniphobic) 코팅은 수성 산 또는 수성 염기 중 어느 하나 중에서 소수성 알킬 단층 및 친수성 OH-POSS의 혼합물을 포함하는, 코팅된 기판.
  22. 제21항에 있어서, 상기 코팅이 시각적으로 투명하고, 기계적 마모에 저항성이고, 자기-회복성(self-healing)인, 코팅된 기판.
  23. 제5항에 있어서, 상기 코팅의 두께가 20 내지 200nm인, 기판.
  24. 제1항에 있어서, 상기 기판이 유리, 세라믹, 및 금속 옥사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  25. 75 내지 85도 범위의 물 접촉각 및 30 내지 40도 범위의 디요오도메탄 접촉각을 갖는 하이드록시화된 POSS 물질을 포함하는 비가시적 지문 코팅을 제공하기 위한 조성물.
  26. 적어도 하나의 알킬 실란 물질, 및 75 내지 85도 범위의 물 접촉각 및 30 내지 40도 범위의 디요오도메탄 접촉각을 갖는 하이드록시화된 POSS 물질을 포함하는 비가시적 지문 코팅 물질.
  27. 제26항에 있어서, 하이드록시화된 POSS 물질이
    Figure pat00013
    을 포함하고, 여기서, R=(CH2)n-OH이고, 상기 적어도 하나의 알킬 실란 물질 대 상기 하이드록시화된 POSS 물질의 비는 5:1의 비로 존재하는, 비가시적 지문 코팅 물질.
  28. 제27항에 있어서, 수성 산, 비수성 산, 수성 염기, 및 비수성 염기를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하는 용매를 추가로 포함하는, 물질.
  29. 제1항에 따라 제조된 물질로 코팅된 기판을 포함하는 코팅된 물질.
  30. 제29항에 있어서, 상기 기판이 유리, 금속 옥사이드, 및 아크릴성 중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 물질로 형성되는, 코팅된 물질.
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