KR100406814B1 - 광여기적 친수성막과 그 제조방법 - Google Patents

광여기적 친수성막과 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기지재료 표면에 형성되는 광여기적 친수성막과 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광여기적 친수성막은, 주재료인 산화티타늄과, 상기 산화티타늄에 대해서 각 산화물 비율의 합이 1 mol％ 내지 10 mol％인 알루미늄산화물과 텅스텐산화물을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 광여기적 친수성막 형성방법은, 주재료로서 산화티타늄과 첨가물로서 알루미늄산화물 및 텅스텐산화물을 액상의 전구체로 마련하는 단계와, 상기 전구체들을 상기 알루미늄산화물과 상기 텅스텐산화물의 상기 산화티타늄에 대한 각각의 비율의 합이 1mol％ 내지 10mol％가 되도록 혼합하여 혼합용액을 마련하는 용액혼합단계와, 상기 혼합용액을 기지재료 표면에 피막형태로 형성하는 도포단계와, 상기 혼합용액이 도포된 기지재료를 열처리하는 베이킹단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 저광도에서도 신속하게 친수성이 회복되고, 장시간 차광 시에도 고도의 친수성을 유지할 수 있는 광여기적 친수성막과 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

광여기적 친수성막과 그 제조방법 {Photo-induced Hydrophilic Film and Method of Forming the Film}
본 발명은, 광여기적 친수성막에 관한 것이다.
유리나 도기 및 자기는 대부분 소수성 재료이기 때문에 수분에 의해서 침해가 쉬운 장소나 청결함을 유지하기 위해 물청소를 자주 하는 장소에서 많이 사용한다. 화장실 변기, 개수대 등 물이 직접 사용되는 제품에서부터 자동차용 앞유리, 유리창, 자동차용 후시경 및 광학용 현미경 등 눈을 이용하여 관찰하는 모든 종류의 제품이 이에 해당한다. 이들 제품에 필수요소인 렌즈나 유리는 대부분 소수성을 가지고 있어, 쉽게 수분이 안착하지 못하므로 물방울이 맺힐 정도의 습도에 도달하지 않는 한 김서림이나 물방울에 의해서 방해를 받지 않는다. 그러나, 주변의 습도가 일정 한계를 넘거나 주변의 온도 차이에 의해서 상대습도가 높아져 습한 상태에 방치하게 되면, 이들 소재의 표면에 수분들이 수없이 결집되어 물방울이 맺히거나 김이 서리게 된다. 그러면, 광학용 렌즈나 유리 같은 투명성이 요구되는 재료의 경우, 시계가 불명해지고 관찰이 불명확해져 심각한 불편과 위험을 초래하게 된다. 또한, 대기 중에 존재하는 공해성 불순물들이 표면에 쉽게 흡착되어 잘 떨어지지 않는 얼룩을 형성하게 된다.
따라서, 상기와 같은 단점을 해소하고자 기지재료 표면에 김서림 방지처리 나 수분제거를 위한 많은 기술들이 제시되고 있다. 그 중에 가장 널리 알려진 기술로는, 소재의 소수성을 지양하고 역으로 표면에 친수성막을 형성하는 기법이 있다. 이 기법은 습도가 높거나 수분이 많은 조건하에서 물분자를 기지재료 표면에 넓고 얇게 분산시킴으로서 균일한 수막이 형성되도록 하여, 투과성 재료에서는 선명도를 잃지 않고 시계를 보호 할 수 있으며, 일반 도기재료 및 유리재료는 표면에 불순물 입자들이 흡착되지 않게 함으로써, 얼룩과 같은 물때가 발생하지 않도록 억제하고 청소시 제거가 쉽도록 하였다.
현재까지 알려진 친수성 재료로는, 폴리머를 소재로 한 친수성막이 많이 사용되고 있었고, 최근에는 반도체 물질을 주성분으로 하는 친수성 광촉매막에 대해서 많은 개발이 진행되고 있다. 특히, 광촉매성 재료로서 산화티타늄은, 친수성부여에 있어서, 폴리머 도장보다 효과적으로 개선된 친수성막으로서 제시되고 있다.
이와 같은 친수성 광촉매막은, 친수성부여를 위하여, 기지 재료 표면에 단일층으로서 산화티타늄막을 형성할 뿐만 아니라, 용도에 따라서 일부 금속산화물을 첨가하거나, 여러 가지 조합의 복수 혼합막층을 채용하기도 한다. 즉, 기지재료 표면에 산화티타늄에 산화알루미늄이 첨가된 단일의 혼합광촉매막층과(TiO2+Al2O3)이나, 산화텅스텐이 포함된 산화티타늄막층 위에 전자흡인체막을 포함하고 있는 이중막층(TiO2+WO3/ 전자흡인체), 및 기지재료 표면에 침투억제막을 형성하고 그 위에 광촉매막층을 형성한 복합막층(침투억제막/TiO2+Al2O3) 등이 있다.
상기와 같은, 광촉매막층들은, 다음과 같은 과정을 거쳐서 기지재료 표면에 형성된다. 먼저, 기지재료의 표면을 막질이 잘 형성될 수 있도록 세정공정을 포함한 전처리를 한다. 그런 다음, 침지(Dipping)나 도장(Painting) 등의 물리흡착법 및 무전해도금과 같은 화학흡착법 등을 이용하여, 기지재료의 표면에 침투억제막 (필요에 따라 생략할 수도 있음)과 광촉매막을 형성한다. 그런 다음, 광촉매막 위에 니트로산기(NO3 -), 황산기(SO4 2-), 초산기(COOH-) 등의 전자흡인체막을 형성한다. 상기 광촉매막층 형성이 완료된 후, 광촉매층을 완성하고 필요한 기계적성질을 부여하기 위해서는, 450 ℃ ~ 800 ℃의 온도에서 열처리를 해야한다. 그런 다음, 일정시간 동안 빛에 노출시켜 친수성을 부여함으로써, 친수성 광촉매막을 완성한다.
여기서, 침투억제막을 형성하는 이유는, 기지재료가 알칼리금속이온을 포함하고 있는 소듐라임(sodium lime)유리나 도자기의 유약층 표면 위에 코팅시에는, 고온 열처리를 하면서 알칼리금속이 광촉매층으로 침투하여 친수성을 크게 감소시키기 때문에 이를 방지하기 위해서이다.
상기와 같은 종래의 기술은, 광촉매막층의 표면에 친수성을 부여하기 위해서 산성기의 보조막을 필요로 하거나, 알칼리금속을 포함하고 있는 기지재료에 광여기적 친수성막을 형성하기 위해서 기지재료와 광촉매막 사이에 침투억제막을 형성해야만 하기때문에, 광여기적 친수성막 외의 추가적인 보조막층 형성이 필요하다는 단점이 있다. 또한, 광촉매막을 형성한 후, 초기 친수성을 부여하기 위해서는 강한 자외선이나 기타 광원에 장시간 노출시켜야만 하기 때문에, 공정단계와 공정시간이 길어진다는 단점을 가지고 있다.
따라서, 상기와 같은 단점을 극복하여, 단시간 내에 친수성을 부여할 수 있고, 저광도의 광에서도 쉽게 우수한 친수성을 가지면서, 기존의 친수성막과 비교하여 장시간 차광상태에서도 우수한 친수성을 유지하는 새로운 광여기적 친수성막을 요구하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기의 문제를 해결하고자, 광촉매막층을 구성하는 산화티타늄에 친수성을 강화할 수 있는 물질을 첨가하여, 저광도에서도 우수한 친수성을 가지며, 장시간 차광상태에서도 우수한 친수성을 유지하는 광여기적 친수성막을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광여기적 친수성막을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 광여기적 친수성막 형성 공정을 도시한 공정흐름도,
도 3은 반도체 광촉매층에서의 광촉매 반응을 에너지 밴드모델로 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 친수성막의 수분흡착 메카니즘을 나타낸 상세도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 - 기지재료 3 - 광여기적 친수성막
5 - 계면 7 - 수막
9 - 가전대 11 - 전도대
13 - 밴드갭에너지 15 - 물분자
상기 목적은, 본 발명에 따라, 주재료로서 산화티타늄과, 상기 산화티타늄에 대해서 1 몰％ 내지 10 몰％로 함유하고 있는 알루미늄산화물과 텅스텐산화물을 포함하고 있는 광여기적 친수성막에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 상호 몰비율이 1:1 내지 1:2 인 것이 친수성을 극대화하기 위해서 바람직하다.
상기 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 합계가 5 mol% 이하인 것이 광촉매성과 친수성을 강화시키기 위해서 바람직하다.
또한, 상기의 목적은, 본 발명에 따라, 주재료로서 산화티타늄과 첨가물로서 알루미늄산화물 및 텅스텐산화물의 액상 전구체를 마련하는 단계와, 상기 전구체들을 용매와 함께 혼합하여 혼합용액을 마련하는 용액혼합단계와, 상기 혼합용액을 기지재료 표면에 피막형태로 도포하는 도포단계와, 상기 혼합용액이 도포된 기지재료를 열처리하는 베이킹단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 형성방법에 의해서도 달성된다.
여기서, 상기 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 전구체는 졸(Sol) 상태의 유기 또는 무기 산화물 인 것은 산화물들을 균일하게 혼합하는데 용이하기 때문이다.
상기 용매는 무수에탄올과 질산을 포함함으로써 표면에서 발생하는 막질형성반응 속도를 균일하게 조절하는데 효과적이다.
상기 용액혼합단계에서 산화티타늄에 대해서 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 합계가 5 mol％ 이하로 유지하는 것은 광여기적 친수성막의 결정성을 침해하지 않고 광여기적 친수성을 강화하는데 바람직하다.
상기 혼합용액은 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 상호 비율이 1 : 1 내지 1 : 2 인 것은 효과적인 광여기적 친수성막을 형성하기 위해서 바람직하다.
상기 용액혼합단계에서 혼합용액을 교반하는 단계를 더 포함하면 용액을 균일하게 혼합할 수 있는 효과가 있다.
상기 도포단계에서 혼합용액을 분사(Spraying)나 침지(Dipping) 중 어느 하나를 이용하면 기지재료에 피막을 용이하게 도포 할 수 있다.
상기 도포단계에서 기지재료에 형성된 피막의 두께가 2 ㎛ 이하 일 경우에 효과적인 광여기적 친수성막을 형성한다.
상기 베이킹 단계에서 300 ℃~ 600 ℃의 온도에서 열처리하면, 기지재료 표면에 도포된 도막을 광여기적 친수성막을 가진 결정성 산화티타늄으로 변환시키는 효과가 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광여기적 친수성막의 수직구조를 나타내는 단면도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 기지재료(1)가 있고 그 표면에 광여기적 친수성막(3)이 박막형태로 형성되어 있다. 이와 같은 기지재료(1)는 광학용 렌즈, 자동차용 유리, 화장실에서 사용하는 변기 및 기타 수분이나 습기가 높은 장소에서 청결을 유지해야 하는 모든 제품을 지칭한다. 이러한 광여기적 친수성막(3)이 형성된 기지재료가 습한 상태에 노출되면, 도 1b에 도시된 바와 같이, 공기 중에 상존하는 수 많은 물분자들이 표면에 흡인되어 접촉각(θ)이 매우 작고 얇은 수막(7)이 형성된다.
상기와 같은 광여기적 친수성막(3)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광여기적 친수성막 제조공정을 거쳐 형성된다. 도시된 바와 같이, 기지재료(1)의 표면을 세정공정 등을 포함한 표면전처리공정을 거쳐 준비한다. 그런 다음, 결정질 산화티타늄의 전구체인 용해성 무기 티탄 화합물이나 수산화티탄 및 비정질 산화티탄 등을 포함한 액상의 졸(Sol)과, 알루미늄산화물(Al2O3)과 텅스텐산화물(WO3)을 포함한 전구체로서 액상의 유기산화물이나 무기산화물과, 무수에탄올과 질산을 혼합하여 섞은 용매를 마련한다. 그리하여, 상기 전구체 용액들과 용매용액을 교반하면서 균일하게 섞어 혼합용액을 만든다. 이때, 액상의 알루미늄산화물 전구체와 텅스텐산화물 전구체의 비율은 산화티타늄에 대하여 몰비로 1 : 100 내지 1 : 10 의 비율로 혼합하게 된다. 그런 다음, 혼합용액을 침지조에 담아 기지재료를 침지하거나, 혹은 도료형태로 기지재료에 분사 및 도장을 하여 기지재료 표면에 액상의 박막층을 형성한다. 그런 다음, 혼합용액이 도포된 기지재료를 300 ℃ ~ 600 ℃ 사이의 온도에서 열처리를 함으로써, 비정질 상태의 혼합된 액상 전구체로 흡착되어 있는 산화티타늄을 결정질의 산화티타늄막으로 변환시킨다. 상기 열처리 도중에, 기지재료와 광여기적 친수성막의 계면에서 결합이 강화되어 결합력이 강해지고, 산화티타늄 내에 알루미늄산화물과 텅스텐산화물이 균일하게 분산 석출된다. 그런 다음, 마지막 공정으로, 광여기적 친수성막(3)이 형성된 기지재료 표면에 적절한 광을 조사하여 기지재료 표면에 친수성을 부여한다.
상기와 같은 방법에 의해서 완성된 광여기적 친수성막(3)은, 주성분인 산화티타늄막에 소량의 알루미늄산화물과 텅스텐산화물이 균일하게 분산 석출되어 있는 광촉매 반도체막이다. 즉, 일정한 격자를 갖는 결정질의 산화티타늄 매트릭스에 불순물로서 소량의 알루미늄산화물(Al2O3)과 텅스텐산화물(WO3)를 포함한 결정질의 산화티타늄(TiO2)막층으로서 주요 구성성분이 반도체 물성을 가진 산화티타늄으로 형성되어 있어, 적당한 광에너지를 받으면 광촉매 반응을 일으키는 광촉매성 막질이다.
도 3은 본 발명에 따른 친수성막의 광촉매현상을 에너지 밴드로 나타낸 개략도이다. 도시된 바와 같이, 광여기적 친수성막(3)은 반도체 물성을 가지고 있는 막질로서, 반도체에너지밴드는 밴드갭에너지(13, Band Gap Energy)에 의해서 가전대(9, Valance Band)와 전도대(11, Conduction Band)로 분리된 불연속에너지 준위를 가진다. 가전대(9)는 전자로 충만되어 있는 에너지 대역이고, 전도대(11)는 전자가 존재할 수 있으나 비어 있는 에너지 대역이다. 여기서, 밴드갭에너지(13)는 3.0eV 이고, 가전대(9)에 있는 전자가 이 밴드갭에너지(13) 이상의 에너지를 얻으면 전도대(11)로 이동할 수 있다. 그러면, 가전대는 양(+)극의 정공이 생기고, 전도대는 음(-)극의 전자가 발생한다. 이와 같은, 가전대(9)에서 전도대(11)로의 전자 전이현상은 광에너지에 의해서도 발생한다. 특히, 자외선과 같이 파장이 짧고 고 에너지의 파장에는 쉽게 전자가 여기되어 전도대(11)로 이동한다. 이러한 자외선은 자연광이나 일반 가정에서 사용하는 삼파장 전등에서도 소량 방출되는 파장을 가진 빛이다.
도 4는 본 발명에 따른 광여기적 친수성막의 친수성에 의한 수분흡착 메카니즘을 확대하여 도식적으로 나타낸 상세도이다. 도시된 바와 같이, 기지재료(1) 표면에 형성된 광여기적 친수성막(3)의 계면에는 물분자(15)들이 흡인되어 있고 주변의 물분자(15)들이 극성화 된 광여기적 친수성막(3)의 표면 쪽으로 이동하고 있는 메카니즘이다. 광여기적 친수성막(3)인 산화티타늄막 표면에 자연광이나 전등에서 조명되는 광을 조사하면, 표면의 광여기적 친수성막(3)은 조사된 광에 의해서 여기된 가전대(9)의 전자가 높은 에너지의 전도대(11)로 이동(jump)하게 된다. 이리하여, 전도대(11)에 전자가 발생하고, 가전대(9)에는 정공이 발생하여, 표면이 여기된 상태가 된다. 이렇게 여기된 상태의 광여기적 친수성막(3)은 전자가 여기된 곳(site)은 음(-)극으로 정공이 여기 된 곳(site)은 양(+)극으로 강한 극성을 가지게 됨으로써, 기지재료와 접한 분위기 중에 있는 H+와 O2-의 쌍극자를 가진 물분자(15, H2O)를 흡인하고, 다른 사이트에서는 OH-기를 발생시킴과 동시에 H+와 재결합하여 물분자를 형성시킨다. 즉, 이렇게 정공이 형성된 표면은 강한 (+)극성을 나타내므로 쌍극자를 가진 물분자(15)들이 쉽게 흡착될 수 있는 조건이 되고, 강한 친수성을 갖게 되어 쉽게 접촉각이(10 °정도) 매우 작은 균일한 수막(7)을 기지재료(1) 표면에 형성하게 된다. 특히, 알루미늄산화물이 형성된 사이트나 텅스텐산화물이 형성된 사이트는 다른 부분보다 더 큰 극성을 가지는 사이트를 제공한다. 일반 막질에서도 표면에는 끊어진 결합(Broken Bond)이 존재하여 국부적으로 극성을 띠므로 수분(H2O)이나 수산기(OH-)가 쉽게 흡착될 수 있는데, 광촉매에 의해서 여기된 표면을 갖는 광여기적 친수성막(3)은 더욱 강하게 물분자들이 모인 수분을 흡착시킬 수 있어 매우 높은 친수성을 갖는다.
또한, 산화티타늄에 소량 함유되어 있는 알루미늄산화물은 상기 반도체 물성을 가진 산화티타늄의 대체 원소(Substitutional element)로 첨가된다. 그리하여, 원자가 전자가 3가인 알루미늄이 4가인 티타늄과의 전자 결합수 차이로 인하여 상기의 반도체 에너지 밴드갭 내에 새로운 전자에너지 준위를 형성함으로써, 보다 낮은 상태의 광에너지에서도, 전도대로 전자가 쉽게 이동하여 여기 되면서, 광촉매 현상을 발생시킬 수 있다. 따라서, 산화티타늄막 보다 낮은 조도의 광에서도 전자의 여기현상이 쉽게 진행되어 강한 광여기적 친수성을 갖는 경향이 있다.
따라서, 친수성 면에 있어서 기존의 산화티타늄의 단일 구성보다는 탁월한 광촉매성을 기대 할 수 있고, 이에 따라, 실제 실험에서도 탁월한 광여기적 친수성을 보여 주고 있다.
한편, 상기 광여기적 친수성막(3)은 소량의 텅스텐산화물을 포함하고 있다. 이 텅스텐산화물은 밴드갭이 2.5eV인 반도체이며 산화티타늄과 같이 표준수소전극을 기준으로 할 때 O2/H2O의 산화↔환원 전위가 밴드갭 사이에 걸쳐 있어서 물분자와의 전자 교환 능력을 가지고 있으므로 작은 에너지(긴 파장)의 빛으로 광여기되어 역시 친수성 광촉매 특성을 가지고 있는 소재이다. 또한 매우 경한 물질로서 소량이 분산 석출되어 분포되어 있음으로써, 산화티타늄의 물성을 변화시키지 않는 범위에서 분산 및 석출 경화효과를 보인다. 이들 산화물은 분자의 크기가 상대적으로 산화티타늄보다 크므로 주변에 있는 산화티타늄에 항상 일정한 응력(Stress)을 주고 있기 때문에, 전기적 및 기계적 성질에 중요한 영향을 주게된다. 즉, 결함(defect)을 최소화시키는 범위에서 주변의 산화티타늄에 응력을 주고 있기 때문에 기지재료의 경도나 강도에 큰 영향을 준다. 그리하여, 막질이 경화되어 단단한 구조를 갖게 되므로, 기지재료가 알칼리 금속을 포함하고 있는 경우에도, 기지재료에 포함되어 있는 알칼리 금속이 광여기적 친수성막(3)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 상기와 같은 본 발명의 광여기적 친수성막(3)은, 산화티타늄막에 소량의 알루미늄산화물과 텅스텐산화물을 혼합 첨가하여 균일하게 분산 석출시킴으로써, 낮은 조도의 광원으로도 신속하게 우수한 친수성을 나타내며, 차광 중에도 장시간 우수한 친수성을 유지하는 광여기적 친수성막을 제공할 수 있다. 그리고, 상기의 광여기적 친수성막에 은(Ag) 이나 구리(Cu) 등을 첨가하여, 빛을 조사하면 막질의 표면에서 살균반응을 일으키는 살균성 막질을 형성할 수 도 있다.
한편, 상기의 광여기적 친수성막은 너무 두껍게 형성하면, 도막의 응력(stress)에 의한 영향에 의하여 산화티타늄이 광촉매 특성을 상실할 수 있기 때문에, 적당한 두께, 즉, 2 ㎛ 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 광촉매층인 산화티타늄에 알루미늄산화물과 텅스텐산화물을 첨가함으로써, 낮은 조도의 광에서도 우수한 친수성 회복을 보이고, 차광 중에도 장시간 우수한 친수성을 유지하는 광여기적 친수성막과 그 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (12)

  1. 광여기적 친수성막에 있어서,
    주재료로서 산화티타늄과;
    상기 산화티타늄에 대한 각 산화물 비율의 합이 1 mol％ 내지 10 mol％인 알루미늄산화물과 텅스텐산화물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 상호 몰비율이 1:1 내지 1:2 인 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 합계는 5 mol％ 이하인 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막.
  4. 광여기적 친수성막 제조방법에 있어서,
    주재료로서 산화티타늄과 첨가물로서 알루미늄산화물 및 텅스텐산화물의 액상 전구체를 마련하는 단계와;
    상기 전구체들을 상기 알루미늄산화물과 상기 텅스텐산화물의 상기 산화티타늄에 대한 각각의 비율의 합이 1mol％ 내지 10mol％가 되도록 혼합하여 혼합용액을 마련하는 용액혼합단계와;
    상기 혼합용액을 기지재료 표면에 피막형태로 도포하는 도포단계와;
    상기 혼합용액이 도포된 기지재료를 열처리하는 베이킹단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 전구체는 졸(Sol) 상태의 유기 또는 무기 산화물인 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 용매는 무수에탄올과 질산을 포함하는 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 알루미늄산화물과 텅스텐산화물의 상호 비율이 1 : 1 내지 1 : 2 인 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 용액혼합단계는 혼합용액을 교반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 도포단계에서 혼합용액을 분사(Spraying)나 침지(Dipping) 중 어느 하나에 의해서 기지재료에 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
  11. 제4항 또는 제10항에 있어서,
    상기 도포단계에서 기지재료에 형성된 피막의 두께는 2 ㎛ 이하 인 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 베이킹 단계에서 열처리 온도는 300 ℃~ 600 ℃ 인 것을 특징으로 하는 광여기적 친수성막 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10114545A (ja) * 1996-08-22 1998-05-06 Toto Ltd 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コーティング組成物
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990044617A (ko) * 1995-09-15 1999-06-25 뮐러 르네 광촉매 코팅을 갖는 기판
JPH10114545A (ja) * 1996-08-22 1998-05-06 Toto Ltd 光触媒性親水性部材及びその製造方法、並びに光触媒性親水性コーティング組成物
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