KR100892455B1 - Corrosion-resistant, ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product - Google Patents

Corrosion-resistant, ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product Download PDF

Info

Publication number
KR100892455B1
KR100892455B1 KR1020070083661A KR20070083661A KR100892455B1 KR 100892455 B1 KR100892455 B1 KR 100892455B1 KR 1020070083661 A KR1020070083661 A KR 1020070083661A KR 20070083661 A KR20070083661 A KR 20070083661A KR 100892455 B1 KR100892455 B1 KR 100892455B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
corrosion
antibacterial
coated
resistant
Prior art date
Application number
KR1020070083661A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070089902A (en
Inventor
정영만
오정근
전현우
이수원
윤덕현
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020070083661A priority Critical patent/KR100892455B1/en
Publication of KR20070089902A publication Critical patent/KR20070089902A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100892455B1 publication Critical patent/KR100892455B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/4557Heated nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54Apparatus specially adapted for continuous coating
    • C23C16/545Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2245/00Coatings; Surface treatments
    • F28F2245/02Coatings; Surface treatments hydrophilic

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

본 발명은, 별도의 전·후처리 없이 친수성능과 에이징 특성이 우수할 뿐만 아니라 내식성과 살·항균성이 뛰어난 냉동공조용 금속 재료를 공업적 생산 규모로 용이하게 생산 가능하게 하기 위하여, 금속 모재 쉬트의 양면 위에 선택적으로 내식성 박막을 형성한 후, 내식성 박막이 형성되거나 형성되지 않은 양면 위에 초친수성 및 살/항균성을 갖는 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co)-O-C 화합물 박막을 코팅시킨 후, 원하는 형상으로 기계 가공을 수행함으로써 제조되는 초친수성 및 살/항균성 금속제품 및 그의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a metal matrix sheet to easily produce a refrigeration and air-conditioning metal material having excellent hydrophilicity and aging characteristics as well as excellent corrosion resistance and antibacterial and anti-bacterial properties on an industrial scale. After selectively forming a corrosion-resistant thin film on both sides of the coating, and then coating a thin film of superhydrophilic and bactericidal / antimicrobial Ti- (Ag, Cu and / or Co) -OC compound on both sides where the corrosion-resistant thin film is formed or not Provided is a superhydrophilic and bactericidal / antibacterial metal product produced by performing machining to a desired shape and a method for producing the same.

Description

내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속 제품{CORROSION-RESISTANT, ULTRA-HYDROPHILIC AND ANTIBACTERIAL THIN FILM COATED METAL PRODUCT}Corrosion resistant, super hydrophilic and antibacterial metal products {CORROSION-RESISTANT, ULTRA-HYDROPHILIC AND ANTIBACTERIAL THIN FILM COATED METAL PRODUCT}

본 발명은 내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속제품에 관한 것이다.The present invention relates to corrosion resistant, superhydrophilic and bactericidal / antibacterial metal products.

표면에 친수성 표면층을 형성시킨 금속재료는 공업 분야 전반에서 아주 효과적으로 사용되어 왔는데, 본 발명은 그 일례로 열교환기를 들어 설명한다.Metal materials having a hydrophilic surface layer formed on the surface have been used very effectively throughout the industrial field. The present invention will be described by taking a heat exchanger as an example.

온도가 서로 다른 두 유체를 직접 또는 간접으로 접촉시켜 열교환시키는 열교환기는 많은 공업 분야에서 널리 쓰이고 있으며, 특히 난방, 공기조화, 동력발생, 폐열회수 및 화학공정 등에서 중요시되고 있다.Heat exchangers that exchange heat by direct or indirect contact of two fluids with different temperatures are widely used in many industrial fields, and are particularly important in heating, air conditioning, power generation, waste heat recovery, and chemical processes.

이러한 열교환기 중 냉동 공조용 열교환기는 열전달을 향상시키기 위해 공기측에 확장 표면인 핀(fin)을 형성한다. 습도를 가지는 공기가 열교환 시 핀을 지날때 튜브 안으로 공급되는 낮은 온도의 냉매로 인하여 열전달이 일어나며, 핀 표면의 온도가 이러한 습도를 가지는 공기 온도의 이슬점 온도 이하가 되면 열교환기 표면에 물방울이 생겨서 공기의 흐름을 방해하고 그로 인하여 열교환기 입구와 출구 사이의 압력차인 압력 강하가 증가한다. 따라서, 동일 유량을 공급하기 위해서는 팬(fan)의 파워를 증가시켜야 하며, 이는 그만큼 전력 소모를 가져온다.Among these heat exchangers, the heat exchanger for refrigeration and air conditioning forms fins as expansion surfaces on the air side to improve heat transfer. When the air with humidity passes through the fin during heat exchange, heat transfer occurs due to the low temperature refrigerant supplied into the tube.When the temperature of the fin surface is below the dew point temperature of the air temperature with this humidity, water droplets are generated on the surface of the heat exchanger. This impedes the flow of pressure and thereby increases the pressure drop, the pressure difference between the heat exchanger inlet and outlet. Therefore, in order to supply the same flow rate, the power of the fan must be increased, which brings about power consumption.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 일본공개특허공보 소61-8598호에 볼 수 있는 바와 같이, 열교환기 핀의 알루미늄 쉬트에 내식성 목적으로 Cr+6을 이용해 방청처리를 한 뒤, 그 위에 규산염(silicate)계 코팅처리를 수행하여 친수성을 부여하여 핀 표면에 형성되는 응축수의 흘러내림을 향상시켜 왔다. 이것을 일반적으로 PCM(pre-coated material)이라 한다.In order to solve such a problem, conventionally, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 61-8598, after rust treatment with Cr +6 for corrosion resistance on an aluminum sheet of a heat exchanger fin, the silicate thereon (silicate) coating treatment has been performed to impart hydrophilicity to improve the flow of condensate formed on the fin surface. This is commonly referred to as PCM (pre-coated material).

그러나, 상기 PCM에는 내식성 문제 해결을 위해 Cr+6이 필수적으로 요구되는데, 환경규제에 따라 2006년부터는 Cr+6을 사용할 수 없게 됨에 따라, Cr+6을 대체할 수 있는 대체물질이 개발이 요구되었다. 현재까지는 Cr+ 3나 수지(resin) 타입 등이 제시되고 있다. 아울러, 상기 PCM의 제조과정 중 알루미늄을 세척하기 위해 불가피하게 사용되는 TCE (tetrachloroethane) 역시 환경오염 문제를 수반하여 왔다. 또한 상기 PCM은 초기에는 뛰어난 친수 성능을 보이나, 시간이 지남에 따라 친수성 성질을 점점 잃어버리는 경시변화(에이징 ; aging) 특성이 있다. 또한, 최근에는 벽지의 재료로 화학제품이 많이 사용되는데, 친수성을 부여하기 위한 상기 규산염 재료가 휘발하여 벽지와 화학 결합하여 벽지를 변색시키고, 휘발한 물질은 사람에게도 불쾌감을 주는 등의 문제점도 있다.However, in order to solve the corrosion resistance problem, the PCM is required for Cr +6 , and since 2006, Cr +6 cannot be used in 2006 due to environmental regulations. Therefore, development of a substitute material for Cr +6 is required. It became. To date, Cr + 3 and resin types have been proposed. In addition, TCE (tetrachloroethane) which is inevitably used to clean aluminum during the manufacturing process of the PCM has also been accompanied by environmental pollution. In addition, the PCM initially shows excellent hydrophilic performance, but has a aging characteristic that gradually loses its hydrophilic property over time. In addition, in recent years, a lot of chemicals are used as a wallpaper material, and the silicate material for imparting hydrophilicity is chemically combined with the wallpaper to discolor the wallpaper, and the volatilized material also causes discomfort to humans. .

또한, 지금까지 기존의 재료에 기능성(예를 들면, 친수성 혹은 소수성) 표면층을 형성시킴으로써 다양한 요구를 만족시키기 위한 노력이 계속되어 왔다. 이와같은 기능성 표면층의 형성방법은 1) 기존 재료 위에 기능성 표면층을 증착하는 것 과, 2) 기존 재료의 표면막을 개질하여 새로운 물리적, 화학적 특성을 갖도록 하는 것으로 분류될 수 있다.In addition, efforts have been made to satisfy various needs by forming functional (eg, hydrophilic or hydrophobic) surface layers in existing materials. Such a method for forming a functional surface layer can be classified into 1) depositing a functional surface layer on an existing material, and 2) modifying the surface film of an existing material to have new physical and chemical properties.

그러나, 후자의 방법에 의하는 경우, 표면 특성이 시간의 경과에 따라 변화하여 일정 시간이 경과한 후에는 원래의 표면 특성으로 복원하는 문제점이 끊임없이 제기되어 왔다. 일례로, 이온빔 보조 반응법으로 알루미늄과 같은 금속을 처리하는 경우 금속 표면의 친수성이 증대됨을 확인할 수 있는데, 이는 알루미늄 표면에서의 식각 현상을 통해 자연 산화막이 제거되고 표면 위에 기능성 막이 형성되기 때문이다. 이 경우, 자연 산화막의 식각을 통한 친수성 증대 효과는 시간이 지남에 따라 알루미늄의 표면이 자연상태에서 산화막의 성장이 진행됨으로써 친수성 증진의 효과가 감소되어지고 알루미늄 표면에 형성되는 기능성 막은 표면 위에 극히 얇은 두께의 층(<수 nm)으로 이루어진 것으로 시간 경과에 따른 환경(물, 온도 등)의 변화에 대한 기계적인 저항성이 아주 미약하여 증대된 친수 특성이 감소되며 원래의 표면 특성으로 복원된다.However, with the latter method, the problem of restoring the original surface properties after a certain time has been constantly raised because the surface properties change with time. For example, when the metal such as aluminum is treated by the ion beam assisted reaction method, it can be seen that the hydrophilicity of the metal surface is increased because the natural oxide film is removed through the etching phenomenon on the aluminum surface and the functional film is formed on the surface. In this case, the effect of increasing the hydrophilicity through the etching of the natural oxide film is that the growth of the oxide film in the natural state of the aluminum surface over time, the effect of enhancing the hydrophilicity is reduced and the functional film formed on the aluminum surface is extremely thin on the surface Consisting of a thick layer (<few nm), the mechanical resistance to changes in the environment (water, temperature, etc.) over time is so weak that the increased hydrophilic properties are reduced and restored to the original surface properties.

이러한 문제점 때문에, 물리적, 화학적으로 안정한 상태를 유지할 수 있는 친수성 혹은 소수성 등의 기능성 표면층을 금속 재료 위에 형성하기 위한 노력이 계속되어 왔다.Because of these problems, efforts have been made to form functional surface layers, such as hydrophilicity or hydrophobicity, on metal materials that can maintain physically and chemically stable states.

그의 일환으로, 일본공개특허공보 2001-280879호는 냉매의 통로인 금속제 파이프에 전도성 금속재료로 이루어지는 핀을 장착한 구조의 열교환기에, 원료가스인 티타늄을 포함하는 화합물 증기를 대기 중에서 열교환기의 핀 표면에 대하여 평행으로 흐르도록 공급하여 상기 핀의 표면상에 산화티탄 박막만으로 피복된 열교환기 를 얻는 플라즈마 CVD 기술을 개시하고 있다. 상기 공보는 상기 열교환기를 통해 우수한 친수성, 항균성 및 탈취성을 얻을 수 있다고 밝히고 있다.As a part thereof, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-280879 is a heat exchanger having a fin made of a conductive metal material in a metal pipe serving as a passage for a refrigerant, and the fin of the heat exchanger in the atmosphere is filled with compound vapor containing titanium as a source gas. A plasma CVD technique is disclosed in which a heat exchanger coated only with a titanium oxide thin film on the surface of the fin is supplied by flowing in parallel with the surface. The publication discloses that excellent hydrophilicity, antimicrobial activity and deodorization can be obtained through the heat exchanger.

그러나, 상기 공보가 개시하고 있는 기술은 핀이 튜브에 장착되어 열교환기를 구성한 상태에서, 열교환기의 핀에 산화티타늄 박막을 증착시키는 것이어서, 핀의 전체 표면에 균일한 두께의 박막 증착을 기대할 수 없어 친수성 및 에이징 특성이 열악해지고, 아울러 공업적 생산에 직접 적용할 수 있을 정도의 생산성도 보장하지 못하는 문제점이 있다.However, the technique disclosed in the above publication is to deposit a titanium oxide thin film on the fin of the heat exchanger in a state in which the fin is mounted on the tube to form a heat exchanger, so that a thin film of uniform thickness cannot be expected on the entire surface of the fin. Hydrophilicity and aging characteristics are poor, and also there is a problem that does not guarantee the productivity enough to be directly applied to industrial production.

이에 본 발명은, 친수성능 및 에이징 특성이 우수할 뿐만 아니라 내식성 및 살·항균성이 뛰어난 초친수성 및 살/항균성 금속제품 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a superhydrophilic and bactericidal / antimicrobial metal product having excellent hydrophilicity and aging characteristics, and excellent corrosion resistance and antibacterial and antimicrobial properties, and a method for producing the same.

아울러, 본 발명은 쉬트 형상의 금속 모재에 내식성, 초친수성 및/또는 살·항균성을 갖는 박막을 형성한 후, 상기 금속 모재를 원하는 형상으로 기계적 가공함으로써 공업적 생산 규모로 초친수성 박막을 용이하게 생산하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention forms a thin film having corrosion resistance, superhydrophilicity, and / or antibacterial properties on a sheet-shaped metal base material, and then mechanically processes the metal base material into a desired shape to easily form a superhydrophilic thin film on an industrial production scale. It aims to produce.

아울러, 본 발명은 쉬트 형상의 금속 모재 양면 위에 유효한 초친수성 및/또는 살·항균성을 갖는 박막을 균일하게 형성하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to uniformly form a thin film having effective superhydrophilicity and / or bactericidal and antibacterial properties on both surfaces of a sheet metal base material.

아울러, 본 발명은 별도의 후처리나 전처리 없이도 살·항균성이 뛰어난 박막을 냉동공조용 금속재료에 형성하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to form a thin film having excellent antibacterial and antibacterial properties on a metal material for refrigeration and air conditioning without additional post treatment or pretreatment.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모재의 양면 위에 초친수성 및 항균성을 갖는 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co) 화합물 박막이 코팅된 것을 특징으로 하는 초친수성 및 살/항균성 금속제품을 제공함에 있다. 상기 화합물 박막은 Ti-Ag-O계, Ti-Cu-O계, Ti-Co-O, Ti-Ag-Cu-Co-O계 화합물 중 하나의 화합물 박막인 것이 좋다. 상기 화합물 박막은, 원자%로, 15 ~ 22%의 Ti와, 3 ~ 10%의 Ag, 3 ~ 10%의 Cu와, 3 ~ 10%의 Co와, 45 ~ 65%의 O를 함유하는 것이 좋으며, 상기 화합물 박막은 추가 적으로 C 및/또는 H 성분을 함유하는 박막인 것이 좋다. 또, 상기 화합물 박막은, 원자%로, 15 ~ 22%의 Ti와, 3 ~ 10%의 Ag 및/또는 3 ~ 10%의 Cu와, 3 ~ 10%의 Co와, 45 ~ 65%의 O와, 추가적으로 20 ~ 25%의 C 및/또는 20 ~ 25%의 H를 함유하는 것이 좋다. 또한, 상기 모재와 상기 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co) 화합물 박막 사이에 내식성 박막이 추가로 코팅된 것을 특징으로 하고, 상기 내식성 박막은 Si-O계 화합물 박막인 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the super-hydrophilic and bactericidal / antimicrobial metal product, characterized in that the super-hydrophilic and antibacterial Ti- (Ag, Cu and / or Co) compound thin film is coated on both sides of the base material In providing. The compound thin film may be a compound thin film of any one of Ti-Ag-O-based, Ti-Cu-O-based, Ti-Co-O, and Ti-Ag-Cu-Co-O-based compounds. The compound thin film contains, in atomic%, 15 to 22% of Ti, 3 to 10% of Ag, 3 to 10% of Cu, 3 to 10% of Co, and 45 to 65% of O. Preferably, the compound thin film is additionally a thin film containing the C and / or H component. In addition, the compound thin film is, in atomic%, 15 to 22% of Ti, 3 to 10% of Ag and / or 3 to 10% of Cu, 3 to 10% of Co, and 45 to 65% of O And, additionally, 20 to 25% C and / or 20 to 25% H. In addition, a corrosion-resistant thin film is further coated between the base material and the Ti- (Ag, Cu and / or Co) compound thin film, the corrosion-resistant thin film is characterized in that the Si-O-based compound thin film.

또한, 상기 내식성 박막은, 원자%로, 20 ~ 25%의 Si와, 45 ~ 65%의 O를 함유하는 것이 좋다. 또, 상기 박막은 플라즈마를 이용하여 코팅된 것을 특징으로 하고, 상기 박막의 총 두께는 1 내지 200nm인 것을 특징으로 하며, 상기 금속 모재는 알루미늄 모재인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 박막이 코팅된 금속 쉬트는 원하는 형상으로 기계 가공될 수 있는 것을 특징으로 한다.Further, the corrosion resistant thin film preferably contains 20 to 25% Si and 45 to 65% O in atomic%. In addition, the thin film is characterized in that the coating using a plasma, the total thickness of the thin film is characterized in that 1 to 200nm, the metal base material is characterized in that the aluminum base material. In addition, the metal sheet coated with the thin film may be machined into a desired shape.

아울러 본 발명은, 진공챔버 내에서 연속적으로 공급되는 쉬트 형상의 금속 모재 양면 위에 플라즈마를 이용하여 초친수성 및 항균성을 갖는 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co) 화합물 박막을 연속적으로 코팅하고, 상기 박막이 코팅된 쉬트를 원하는 형상으로 기계가공하는 것을 특징으로 하는 초친수성 및 살/항균성 금속제품의 제조방법을 제공함에 있다. 또, 상기 화합물 박막은 Ti-Ag-O계, Ti-Cu-O계, Ti-Co-O계, Ti-Ag-Cu-Co-O계 화합물 중 하나의 화합물 박막인 것이 좋다. 상기 화합물 박막은 추가적으로 C 및/또는 H를 함유하는 박막인 것이 좋다.In addition, the present invention, by continuously coating a thin film of Ti- (Ag, Cu and / or Co) compound having superhydrophilicity and antimicrobial by using a plasma on both sides of the sheet-shaped metal base material continuously supplied in the vacuum chamber, The present invention provides a method for producing a superhydrophilic and antibacterial / antimicrobial metal product characterized by machining a sheet coated with a thin film to a desired shape. In addition, the compound thin film is preferably a compound thin film of one of the Ti-Ag-O-based, Ti-Cu-O-based, Ti-Co-O-based, Ti-Ag-Cu-Co-O-based compound. The compound thin film is preferably a thin film containing C and / or H.

또, 상기 화합물 박막의 코팅은, 상기 진공챔버 내로 반응성 가스와, 기상 티타늄 전구체와, 기상 은 전구체, 기상 코발트 전구체 및/또는 기상 구리 전구체 와, 캐리어 가스를 도입함으로써 수행되는 것이 좋으며, 또, 상기 기상 은 전구체 및/또는 기상 구리 전구체와, 캐리어 가스의 도입량은 각각 100 ~ 200 sccm, 100 ~ 200 sccm의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하고, 상기 가스들의 도입 비율은 캐리어 가스 : 기상 은 전구체 및/또는 기상 구리 전구체 = 1 : 1 ~ 1 : 2의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, the coating of the compound thin film is preferably performed by introducing a reactive gas, a vapor phase titanium precursor, a vapor phase silver precursor, a vapor phase cobalt precursor and / or a vapor phase copper precursor, and a carrier gas into the vacuum chamber. The vapor phase silver precursor and / or vapor phase copper precursor and the introduction amount of the carrier gas satisfy the ranges of 100 to 200 sccm and 100 to 200 sccm, respectively, and the introduction ratio of the gases is carrier gas: vapor phase silver precursor and / or Or a gaseous copper precursor = 1: 1 to 1: 2.

또한, 상기 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co) 화합물 박막을 연속적으로 코팅 이전에, 연속적으로 공급되는 쉬트 형상의 상기 금속 모재 양면 위에 진공챔버 내에서 플라즈마를 이용하여 내식성 박막을 연속적으로 코팅하는 것이 좋으며, 상기 내식성 박막은 Si-O계 화합물인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 내식성 박막의 코팅은, 상기 진공챔버 내로 반응성 가스, 기상 실리콘 전구체 및 캐리어 가스를 도입함으로써 수행되는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 반응성 가스와 캐리어 가스의 도입비율은 1 : 10 ~ 1 : 20의 범위를 만족하는 것이 좋다. 또한, 상기 캐리어 가스와 기상 실리콘 전구체의 도입 비율은 1 : 1 ~ 1 : 2의 범위를 만족하는 것이 좋다.In addition, before continuously coating the Ti- (Ag, Cu, and / or Co) compound thin film, continuously coating the corrosion resistant thin film by using a plasma in a vacuum chamber on both sides of the sheet-shaped metal base material continuously supplied. Preferably, the corrosion-resistant thin film is characterized in that the Si-O-based compound. In addition, the coating of the corrosion resistant thin film is characterized in that it is carried out by introducing a reactive gas, a gaseous silicon precursor and a carrier gas into the vacuum chamber. In addition, the introduction ratio of the reactive gas and the carrier gas is preferably in the range of 1: 10 to 1: 20. In addition, the introduction ratio of the carrier gas and the vapor phase silicon precursor may satisfy the range of 1: 1 to 1: 2.

또, 상기 반응성 가스는 공기 또는 O2인 것이 좋고, 상기 캐리어 가스는 He, N2, Ar로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것이 좋으며, 상기 내식성 박막 및 티타늄 화합물 박막의 총 두께는 1 내지 200nm인 것을 특징으로 한다.In addition, the reactive gas is preferably air or O 2 , the carrier gas is preferably at least one selected from the group consisting of He, N 2 , Ar, the total thickness of the corrosion-resistant thin film and titanium compound thin film is 1 to 200nm. It is characterized by.

또한, 상기 금속 모재는 알루미늄 모재인 것을 특징으로 하고, 상기 금속제품은 열교환기용 핀인 것을 특징으로 한다.In addition, the metal base material is characterized in that the aluminum base material, the metal product is characterized in that the fin for the heat exchanger.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, embodiments of the present invention in which the above object can be specifically realized are described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 2는 본 발명에 따라 쉬트 형상의 금속 모재 위에 초친수성 및 살·항균성을 갖는 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co)-O-C계 화합물 박막을 코팅하기 위한 플라즈마 중합장치의 바람직한 일실시예를 보여준다. 이 장치의 구성은 먼저 상기 코팅 챔버(2)에는 챔버(2) 내에 진공을 형성하기 위한 진공펌프(도시되지 않음)가 연결되어 있고, 상하 혹은 좌우 양면으로 설치된 전극(6) 사이로 연속적으로 금속 쉬트(8)가 공급된다. 여기에서는 도 1에 보인 바와 같이, 상기 전극(6)이 금속 쉬트(8) 상하로 설치되고 금속 쉬트(8)가 수평하게 공급되는 예를 들어 설명한다. 상기 전극 사이에서 발생하는 플라즈마에 의해 금속 쉬트(8) 양면에 초친수성 및 살·항균성을 갖는 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co)-O-C계 화합물 박막이 연속적으로 코팅된 후, 상기 금속 쉬트(8)는 코팅 챔버(2)로부터 배출된다. 상기 전극(6)에는 전원(10)이 인가된다.1 and 2 is a preferred embodiment of a plasma polymerization apparatus for coating a thin film of Ti- (Ag, Cu and / or Co) -OC compound having superhydrophilicity and antibacterial property on a sheet-shaped metal base material according to the present invention. An example is shown. The structure of the apparatus is first connected to the coating chamber 2 is connected to a vacuum pump (not shown) for forming a vacuum in the chamber 2, and the metal sheet continuously between the electrodes 6 installed in both up, down, left and right sides (8) is supplied. Here, as illustrated in FIG. 1, an example in which the electrode 6 is provided above and below the metal sheet 8 and the metal sheet 8 is horizontally supplied will be described. After the thin film of Ti- (Ag, Cu and / or Co) -OC compound having superhydrophilicity and antibacterial property was continuously coated on both surfaces of the metal sheet 8 by the plasma generated between the electrodes, the metal sheet 8 is discharged from the coating chamber 2. The power source 10 is applied to the electrode 6.

아울러, 바람직하게는 공기나 산소가 될 수 있는 반응성 가스가 수용되어 있는 반응성 가스 봄베(20)로부터 밸브(22)를 통해 반응성 가스가 상기 코팅 챔버 내로 도입된다.In addition, a reactive gas is introduced into the coating chamber through the valve 22 from the reactive gas cylinder 20, which preferably contains a reactive gas which may be air or oxygen.

여기서, 살·항균성을 갖도록 코팅되는 은, 구리 혹은 코발트 전구체에 해당하는 구성 요소에는 도면번호에 "b"를 붙여 나타내었다.Here, the component which corresponds to silver and copper or cobalt precursor which are coat | coated so that it may have antimicrobial activity was shown by attaching "b" to the reference number.

또한, 가압부(32, 32b)에 의해 가압되고 있는 수용 용기(30, 30b)내에 수용 되어 있는 액체 상태의 티타늄 테트라이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide)[Ti(OC3H7)4]인 액상 티타늄 전구체나 액체 상태의 은, 구리 혹은 코발트 전구체가 액상 MFC(mass flow controller)(38, 38b)를 통해 압력차에 의해 동일한 기화기(40)로 도입되고, 기화기(40)를 거쳐 기화된 기상 티타늄 전구체 및 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체 역시 코팅 챔버(2)내로 도입된다.Further, a liquid phase of titanium tetraisopropoxide [Ti (OC 3 H 7 ) 4 ] in a liquid state contained in the receiving containers 30 and 30b pressurized by the pressurizing portions 32 and 32b. Titanium precursor or liquid silver, copper or cobalt precursor are introduced into the same vaporizer 40 by the pressure difference through the liquid mass flow controller (MFC) 38, 38b, and vaporized titanium vaporized through the vaporizer 40 Precursors and vapor phase silver, copper or cobalt precursors are also introduced into the coating chamber 2.

이때, 액상 MFC(38)와 기화기(40) 사이의 배관으로, 바람직하게는 헬륨이나 아르곤 및 질소가 될 수 있는 캐리어 가스가 도입되어 추후 기상 티타늄 전구체가 상기 코팅 챔버(2)내로 도입되는 것을 돕니다. 이 캐리어 가스는 캐리어 가스 봄베(50)내에 수용되어 있고, 별도의 밸브(52)를 통해 배관 내로 도입된다. 기화기(40)는 액상 티타늄 전구체 및 액상 은, 구리 혹은 코발트 전구체를 가열(80℃ ~ 120℃)하여 기화시킬 수 있도록 히터 코일(42)이 주위를 감싸져 설치되는 구조를 갖는다.At this time, a piping gas between the liquid MFC 38 and the vaporizer 40, preferably carrier gas, which may be helium, argon and nitrogen, is introduced to help introduce the vapor phase titanium precursor into the coating chamber 2 later. All. This carrier gas is accommodated in the carrier gas cylinder 50 and is introduced into the pipe via a separate valve 52. The vaporizer 40 has a structure in which the heater coil 42 is wrapped around the liquid titanium precursor and the liquid silver, copper or cobalt precursor to be vaporized by heating (80 ° C. to 120 ° C.).

여기서, 상기 코팅 챔버(2) 내로 도입되는 반응성 가스와 캐리어 가스의 도입비율은 3 : 1정도가 적당하고, 상기 캐리어 가스와 기상 전구체의 도입비율은 1 : 3정도가 바람직하다.Here, the ratio of introduction of the reactive gas and the carrier gas into the coating chamber 2 is preferably about 3: 1, and the ratio of introduction of the carrier gas and the gaseous precursor is about 1: 3.

또한, 상기 코팅 챔버(2) 내로 도입되는 캐리어 가스와 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체의 도입비율은 1 : 1정도가 바람직하다.In addition, the introduction ratio of the carrier gas and the gaseous phase silver, copper or cobalt precursor introduced into the coating chamber 2 is preferably about 1: 1.

이때, 상기 반응성 가스, 기상 티타늄 전구체 또는 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체 및 캐리어 가스는 도면에 보인 바와 같이 코팅 챔버(2) 외부에서 합지되 어 하나의 배관(60)을 통해 상기 코팅 챔버(2) 내부로 도입될 수도 있고, 아니면 별도의 배관을 통해 상기 코팅 챔버(2) 내부로 도입된 후, 코팅 챔버(2) 내부에서 하나의 배관으로 합지될 수 있다. 도 1에는 상기 합지 배관(60)이 코팅챔버(2)의 일측 구멍을 통해 도입되는 형상으로 나타나 있으나, 상기 배관(60)을 통해 도입되는 혼합 가스를 코팅되는 금속 쉬트(8)의 직상 및 직하로 토출시키는 것이 바람직하다.At this time, the reactive gas, gaseous titanium precursor or gaseous silver, copper or cobalt precursor and the carrier gas are laminated outside the coating chamber 2 as shown in the figure, and the coating chamber 2 through one pipe 60. It may be introduced into the interior, or may be introduced into the coating chamber 2 through a separate pipe, and then laminated into one pipe inside the coating chamber 2. Although the laminated pipe 60 is shown in a shape introduced through one hole of the coating chamber 2 in FIG. 1, directly and directly below the metal sheet 8 coated with the mixed gas introduced through the pipe 60. It is preferable to discharge the

그런데, 상기 기상 티타늄 전구체 또는 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체는 저온에서 응축하므로, 상기 배관(60)이 상온으로 유지되는 경우 배관(60) 내벽에 기상 티타늄 전구체 또는 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체가 응축하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 기상 티타늄 전구체 또는 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체의 응축을 방지하기 위해 상기 기상 티타늄 전구체 가스가 흐르는 배관의 외벽에 열선(64)을 감아서 일정 온도(80℃ ~ 120℃) 이상으로 유지시켜 주는 것이 좋다. 이것은 액상 티타늄 또는 액상 은, 구리 혹은 코발트 전구체가 흐르는 영역의 배관에서도 마찬가지이다. 상기 배관의 외벽에도 열선을 감아서 일정 온도 이상으로 유지시켜 배관 내벽에 티타늄 또는 은, 구리 혹은 코발트 전구체 응축하는 것을 막는다.However, since the vapor phase titanium precursor or vapor phase silver, copper or cobalt precursor is condensed at low temperature, the vapor phase titanium precursor or vapor phase silver, copper or cobalt precursor condenses on the inner wall of the pipe 60 when the pipe 60 is maintained at room temperature. There is a problem. Therefore, in order to prevent condensation of the copper or cobalt precursor, the vapor phase titanium precursor or the vapor phase silver is wound around the outer wall of the pipe through which the vapor phase titanium precursor gas flows and maintained at a predetermined temperature (80 ° C to 120 ° C) or more. It is good to let. This also applies to piping in a region in which liquid titanium or liquid silver flows through copper or cobalt precursor. The heating wire is also wound around the outer wall of the pipe to maintain a temperature above a predetermined temperature to prevent condensation of titanium, silver, copper or cobalt precursor on the inner wall of the pipe.

본 발명은 이상과 같은 구성을 갖는 진공챔버(2) 내로 연속적으로 공급되는 금속 쉬트(8) 위에 플라즈마를 이용해서 초친수성 및 살·항균성을 갖는 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co)-O-C계 화합물 박막을 연속적으로 코팅하고, 상기 박막이 코팅된 금속 쉬트를 원하는 형상으로 기계 가공하여, 그 일례로 냉동공조용 열교환기의 핀을 제조한다.The present invention relates to Ti- (Ag, Cu and / or Co) -OC having superhydrophilicity and bactericidal and antimicrobial properties by using a plasma on a metal sheet 8 continuously supplied into the vacuum chamber 2 having the above-described configuration. The system compound thin film is continuously coated, and the metal sheet coated with the thin film is machined into a desired shape, and as an example, a fin of a refrigeration and air conditioning heat exchanger is manufactured.

아울러, 상기 박막에 살·항균성을 부여하기 위해 가해지는 액상 은, 구리 혹은 코발트 전구체를 액상 티타늄 전구체와의 관계에서 어떻게 기화기로 도입하는지에 따라 도 1 및 도 2의 구조로 구분될 수 있을 것이다. 먼저 도 1의 구조에서는 액상 티타늄 전구체용 MFC(38)과 액상 은, 구리 혹은 코발트 전구체용 MFC(38b)가 별도로 형성되고, 이들을 통과한 액상 전구체들이 별도의 배관을 흐르다가 합지된 후 기화기를 통과하면서 기화된 후 진공챔버 내로 도입된다. 다르게는 양자 모두 액상 형태이므로 도 2에 보인 바와 같이, 하나의 MFC(38)을 통과한 후, 기화기로 도입되도록 구성할 수도 있을 것이다.In addition, the liquid is added to give the thin film and antibacterial, it can be divided into the structure of Figures 1 and 2 depending on how the copper or cobalt precursor is introduced into the vaporizer in relation to the liquid titanium precursor. First, in the structure of FIG. 1, the MFC 38 for the liquid titanium precursor and the MFC 38b for the liquid silver, copper, or cobalt precursor are separately formed, and the liquid precursors passing through the gas flow through a separate pipe and then pass through the vaporizer. Vaporized and then introduced into the vacuum chamber. Alternatively, since both are in liquid form, it may be configured to pass through one MFC 38 and then be introduced into the vaporizer, as shown in FIG. 2.

다만, 도 1 및 2의 구성은 은, 구리 혹은 코발트와 같은 전구체가 하나만 도입되는 경우를 상정하였으나, 이들 중 하나 이상의 전구체를 도입하는 것 역시 가능하다. 이 경우 달라지는 것은 이들을 도입하기 위한 수용용기와 배관 구성에 불과하므로 당업자라면 이상의 구성 원리를 그대로 이용하면서 용이하게 복수개의 전구체 가스를 도입할 수 있을 것이다.However, although the configuration of FIGS. 1 and 2 assumes that only one precursor such as silver, copper or cobalt is introduced, it is also possible to introduce one or more of these precursors. In this case, since only the container and pipe configuration for introducing them, those skilled in the art will be able to easily introduce a plurality of precursor gases while using the above construction principles.

본 발명은 이상과 같은 구성을 갖는 진공챔버(2) 내로 연속적으로 공급되는 금속 쉬트(8) 위에 플라즈마를 이용해서 초친수성 및 살·항균성을 갖는 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co)-O-C 화합물 박막을 연속적으로 코팅하고, 상기 박막이 코팅된 금속쉬트를 원하는 형상으로 기계 가공하여, 그 일례로 냉동공조용 열교환기의 핀을 제조한다.The present invention relates to Ti- (Ag, Cu and / or Co) -OC having superhydrophilicity and bactericidal and antimicrobial properties by using a plasma on a metal sheet 8 continuously supplied into the vacuum chamber 2 having the above-described configuration. A compound thin film is continuously coated, and the metal sheet coated with the thin film is machined into a desired shape to produce fins of a heat exchanger for refrigeration and air conditioning.

한편, 도 3은 본 발명에 따라 초친수성 및 살/항균성 금속쉬트를 제조하는 플라즈마 중합장치의 또 다른 실시예를 보여준다. 도 3의 플라즈마 중합장치 구성을 이용하는 경우, 쉬트 형상의 금속 모재 양면 위에 먼저 내식성 Si-O계 화합물 박막을 연속적으로 코팅한 후, 이렇게 내식성 박막이 코팅된 쉬트 형상의 금속 모재 양면 위에 초친수성 Ti-(Ag, Cu 및/또는 Co)-O-C계 화합물 박막을 연속적으로 코팅할 수 있게 된다. 상기 중합장치는 쉬트 형상의 금속 모재 위에 내식성 박막층을 코팅한 후, 연속하여 초친수성 및 살/항균성 박막층을 코팅하는 것을 특징으로 하므로, 코팅 챔버(2)를 둘로 나누어 먼저 내식성 박막을 코팅한 후, 초친수성 및 살/항균성 박막을 코팅하는 것을 제외하고는 전술한 중합장치의 구성을 그대로 채용하고 있다. 그렇기 때문에, 도면 번호 역시 같은 장치에는 같은 도면 번호를 부여하였다. 그리고, 내식성 박막을 형성하는 구성 역시 초친수성 및 살/항균성 박막을 형성하기 위한 구성과 유사하게 대응하므로, 거기에도 같은 도면 번호에 "a"를 붙여 설명하였다.On the other hand, Figure 3 shows another embodiment of a plasma polymerization apparatus for producing a superhydrophilic and bactericidal / antibacterial metal sheet in accordance with the present invention. In the case of using the plasma polymerizer configuration of FIG. 3, first, the corrosion-resistant Si-O-based compound thin film is successively coated on both sides of the sheet-shaped metal base material, and then the superhydrophilic Ti- is coated on both sides of the sheet-shaped metal base material coated with the corrosion-resistant thin film. The (Ag, Cu and / or Co) -OC compound thin film can be continuously coated. The polymerization apparatus is characterized in that after coating a corrosion-resistant thin film layer on a sheet-shaped metal base material, and subsequently coating a super hydrophilic and antibacterial thin film layer, by dividing the coating chamber (2) in two and coating the corrosion resistant thin film first, The above-described configuration of the polymerization apparatus is employed as it is, except that the superhydrophilic and antibacterial thin film is coated. Therefore, the same reference numerals are given to the same apparatus. In addition, since the structure for forming the corrosion-resistant thin film also corresponds similarly to the structure for forming the superhydrophilic and bactericidal / antimicrobial thin film, the same reference numerals are added to the same reference numerals.

먼저 상기 코팅 챔버(2)에는 챔버 내에 진공을 형성하기 위한 도면에 도시되지 않은 진공펌프가 연결되어 있고, 도 3에 보인 바와 같이, 상하로 설치된 전극(6) 사이로 연속적으로 금속 쉬트(8)가 공급된다. 상기 전극 사이에서 발생하는 플라즈마에 의해 금속 쉬트(8) 양면에 내식성 박막이 연속적으로 코팅되고, 그 후 초친수성 및 살/항균성 박막이 연속적으로 코팅된 후, 상기 금속 쉬트(8)는 코팅 챔버(2)로부터 배출된다. 상기 전극(6, 6a)에는 전원(10, 10a)이 인가된다.First, the coating chamber 2 is connected with a vacuum pump not shown in the drawing for forming a vacuum in the chamber. As shown in FIG. 3, a metal sheet 8 is continuously provided between the electrodes 6 disposed up and down. Supplied. After the corrosion resistant thin film is continuously coated on both sides of the metal sheet 8 by the plasma generated between the electrodes, and then the superhydrophilic and antibacterial thin film is continuously coated, the metal sheet 8 is coated with a coating chamber ( From 2). Power sources 10 and 10a are applied to the electrodes 6 and 6a.

아울러, 바람직하게는 공기나 산소가 될 수 있는 반응성 가스가 수용되어 있는 반응성 가스 봄베(20, 20a)로부터 밸브(22, 22a)를 통해 반응성 가스가 상기 코 팅 챔버(2)내로 도입된다.In addition, the reactive gas is introduced into the coating chamber 2 through the valves 22 and 22a from the reactive gas cylinders 20 and 20a, which preferably contain the reactive gas which may be air or oxygen.

또한, 가압부(32, 32a)에 의해 가압되고 있는 수용 용기(30, 30a)내에 수용되어 있는 액체 상태의 티타늄 테트라이소프로폭사이드(titanium tetraisopropoxide)[Ti(OC3H7)4]인 액상 티타늄 전구체와 액상 은, 구리 혹은 코발트 전구체 및 액체상태의 HMDSO인 액상 실리콘 전구체가 액상 MFC(mass flow controller)(38, 38a, 38b)를 통해 압력차에 의해 기화기(40, 40a)로 도입되고, 기화기(40, 40a)를 거쳐 기화된 기상 티타늄 전구체와 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체 및 기상 실리콘 전구체가 역시 코팅 챔버(2)내로 도입된다. 이 때, 액상 MFC(38, 38a)와 기화기(40, 40a) 사이의 배관으로, 바람직하게는 헬륨이나 아르곤 및 질소가 될 수 있는 캐리어 가스가 도입되어 추후 기상 티타늄 전구체와 기상 실리콘 전구체 및 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체가 상기 코팅 챔버(2)내로 도입되는 것을 돕니다. 이들 캐리어 가스는 캐리어 가스 봄베(50, 50a)내에 수용되어 있고, 별도의 밸브(52, 52a)를 통해 배관 내로 도입된다. 기화기(40, 40a)는 액상 티타늄 전구체와 액상 은, 구리 혹은 코발트 전구체 및 액상 실리콘 전구체를 가열(80℃ ~120℃)하여 기화시킬 수 있도록 히터 코일(42, 42a)이 주위를 감싸여져 설치되는 구조를 갖는다.In addition, a liquid phase of titanium tetraisopropoxide [Ti (OC 3 H 7 ) 4 ] in a liquid state contained in the receiving containers 30 and 30a pressurized by the pressurizing portions 32 and 32a. The titanium precursor and the liquid silver, the copper or cobalt precursor and the liquid silicon precursor, HMDSO in the liquid state, are introduced into the vaporizers 40 and 40a by the pressure difference through the liquid mass flow controllers 38, 38a and 38b. Vapor phase titanium precursor and vaporized silver, copper or cobalt precursor and vapor phase silicon precursor vaporized via vaporizers 40 and 40a are also introduced into the coating chamber 2. At this time, a carrier gas, which may be helium, argon and nitrogen, is introduced into the piping between the liquid MFCs 38 and 38a and the vaporizers 40 and 40a. , Copper or cobalt precursors are introduced into the coating chamber (2). These carrier gases are accommodated in the carrier gas cylinders 50 and 50a and are introduced into the pipe via separate valves 52 and 52a. The vaporizers 40 and 40a are provided with heater coils 42 and 42a wrapped around them so as to vaporize the liquid titanium precursor, the liquid silver, copper or cobalt precursor, and the liquid silicon precursor by heating (80 ° C. to 120 ° C.). Has a structure.

여기서, 상기 내식성 박막의 코팅을 위해 상기 코팅 챔버(2)에 도입되는 가스들의 도입비율은 상기 반응성 가스와 캐리어 가스가 1 : 10 ~ 1 : 20의 범위를 이루고, 상기 캐리어 가스와 실리콘 전구체가 1 : 1 ~ 1 : 2의 범위를 이루는 것이 바람직하다.Here, the introduction ratio of the gases introduced into the coating chamber 2 for coating the corrosion resistant thin film ranges from 1: 10 to 1: 20 of the reactive gas and the carrier gas, and 1 of the carrier gas and the silicon precursor. It is preferable to achieve the range of 1: 1: 1.

이때, 상기 반응성 가스, 기상 티타늄, 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체 또는 실리콘 전구체 및 캐리어 가스는 도면에 보인 바와 같이 코팅 챔버(2) 외부에서 합지되어 하나의 배관(60, 60a)을 통해 상기 코팅 챔버(2) 내부로 도입될 수도 있고, 아니면 별도의 배관을 통해 상기 코팅 챔버(2) 내부로 도입된 후, 코팅 챔버(2) 내부에서 하나의 배관으로 합지될 수도 있다. 도 3에는 상기 합지 배관(60, 60a)이 코팅챔버(2)의 일측 구멍을 통해 도입되는 형상으로 나타나 있으나, 상기 배관(60, 60a)을 통해 도입되는 혼합 가스를 코팅되는 금속 쉬트(8)의 직상 및 직하로 토출시키는 것이 바람직하다.At this time, the reactive gas, gaseous titanium, gaseous silver, copper or cobalt precursor or silicon precursor and carrier gas are laminated outside the coating chamber 2 as shown in the drawing through the one pipe (60, 60a) (2) It may be introduced inside, or may be introduced into the coating chamber 2 through a separate pipe, and then laminated into one pipe in the coating chamber 2. 3 shows that the laminated pipes 60 and 60a are introduced through one hole of the coating chamber 2, but the metal sheet 8 coated with the mixed gas introduced through the pipes 60 and 60a is shown. It is preferable to discharge directly above and directly below.

그런데, 상기 기상 티타늄 전구체 또는 기상 은, 구리 혹은 코발트 전구체 및 실리콘 전구체는 저온에서 응축하므로, 상기 배관(60, 60a)이 상온으로 유지되는 경우 배관(60, 60a) 내벽에 기상 티타늄 또는 실리콘 전구체가 응축하는 문제점이 있다. 따라서, 상기 기상 티타늄 또는 실리콘 전구체의 응축을 방지하기 위해 상기 기상 티타늄 전구체 가스가 흐르는 배관의 외벽에 열선(64, 64a)을 감아서 일정 온도(80℃ ~120℃) 이상으로 유지시켜 주는 것이 좋다. 이것은 액상 티타늄 또는 실리콘 전구체가 흐르는 영역의 배관(66, 66a)에서도 마찬가지이다. 상기 배관(66, 66a)의 외벽에도 열선(68, 68a)을 감아서 일정 온도 이상으로 유지시켜 배관(66, 66a) 내벽에 티타늄 전구체 또는 은, 구리 혹은 코발트 전구체 및 실리콘 전구체가 응축하는 것을 막는다.However, since the vapor phase titanium precursor or the vapor phase silver, the copper or cobalt precursor and the silicon precursor are condensed at a low temperature, when the pipes 60 and 60a are kept at room temperature, the vapor phase titanium or silicon precursors are formed on the inner wall of the pipes 60 and 60a. There is a problem of condensation. Therefore, in order to prevent condensation of the vapor phase titanium or silicon precursor, it is preferable to wind the heating wires 64 and 64a on the outer wall of the pipe through which the vapor phase titanium precursor gas flows and maintain the temperature above a predetermined temperature (80 ° C to 120 ° C). . The same applies to the pipes 66 and 66a in the region where the liquid titanium or silicon precursor flows. Heat wires 68 and 68a are also wound around the outer walls of the pipes 66 and 66a to maintain a temperature higher than a predetermined temperature to prevent condensation of titanium precursors or silver, copper or cobalt precursors and silicon precursors on the inner walls of the pipes 66 and 66a. .

이상의 구성은 설명의 편의를 위해 내식성 박막을 코팅한 후, 곧바로 초친수 성 및 살/항균성 박막을 코팅하는 예를 들었지만, 경우에 따라서는 금속 쉬트 위에 내식성 박막을 코팅하는 공정을 수행한 후(즉, 쉬트를 풀어서 내식성 박막을 코팅하고 쉬트를 다시 롤 형태로 감은 후), 별도의 공정에 의해 초친수성 및 살/항균성 박막을 코팅하는 것 역시 가능하다(이 경우에는 하나의 챔버를 사용하는 것이 가능해질 것이다). 아울러, 이상과 같이 연속적으로 설치하지 않고 별도의 챔버 사이에(냉각 과정 등을 위한) 중간 매개물을 설치한 후 구성하는 것 역시 가능할 것이다.For the convenience of explanation, the above-described configuration is an example of coating a super hydrophilic and antibacterial thin film immediately after coating a corrosion resistant thin film, but in some cases after performing a process of coating the corrosion resistant thin film on a metal sheet (that is, It is also possible to uncoil the sheet, coat the corrosion-resistant thin film and roll the sheet back into a roll), and to coat the superhydrophilic and antibacterial thin film by a separate process (in this case it is possible to use one chamber). Will be). In addition, it may be possible to configure after installing the intermediate medium (for cooling process, etc.) between the separate chambers without continuously installing as described above.

본 발명은 이상과 같은 구성을 갖는 진공챔버(2) 내로 연속적으로 공급되는 금속 쉬트(8) 위에 플라즈마를 이용해서 먼저 내식성 Si-O계 화합물 박막을 코팅하고, 그 후 이렇게 내식성 박막이 코팅된 금속 쉬트 위에 플라즈마를 이용해서 연속적으로 초친수성 및 살/항균성 박막을 연속적으로 코팅하고, 상기 박막이 코팅된 금속 쉬트를 원하는 형상으로 기계 가공하여, 그 일례로 냉동공조용 열교환기의 핀을 제조한다.The present invention first coats the corrosion-resistant Si-O-based compound thin film by using a plasma on the metal sheet 8 continuously supplied into the vacuum chamber 2 having the above-described configuration, and then the metal having the corrosion-resistant thin film coated thereon. A superhydrophilic and bactericidal / antibacterial thin film is successively coated using plasma on the sheet, and the metal sheet coated with the thin film is machined into a desired shape to produce fins of a heat exchanger for refrigeration and air conditioning as an example.

이상의 구성을 갖는 플라즈마 중합장치를 이용하여 초친수성 및 살·항균성을 갖는 금속 쉬트를 제작하였다. 이들은 전술한 바와 같이 열교환기 핀 형상으로 기계 가공되었고 이들의 물리적 특성 및 표면 특성이 측정되었다. 이를 이하의 바람직한 실시예의 설명에서 나타내었다. 그러나, 본 발명의 범위가 후술하는 실시예의 설명에 의해서 제한되어서는 아니되며, 본 발명의 범위는 오로지 후술하는 청구범위의 기재에 의해서만 제한될 것이다.Using a plasma polymerization apparatus having the above configuration, a metal sheet having superhydrophilicity and bactericidal and antibacterial properties was produced. These were machined into heat exchanger fin shapes as described above and their physical and surface properties were measured. This is illustrated in the description of the preferred embodiments below. However, the scope of the present invention should not be limited by the description of the embodiments described below, and the scope of the present invention will be limited only by the description of the claims which will be described later.

실시예Example

플라즈마plasma 코팅막의Of coating film 제조 Produce

진공챔버(2) 내에 진공펌프를 이용하여 0.001 ~ 0.5 Torr(본 실시예에서는 10-3 Torr)로 진공을 형성한 후, 금속 쉬트(8)를 아노드(anode)에 연결하고 전극(6)과 일정한 거리(30 ~ 150 mm)로 유지시켰으며, 기화기의 히터 코일(42)을 통전 가열(80℃ ~ 120℃)하여 액상의 전구체를 기상화시켰다. 역시 배관(60, 66) 외벽에 감겨진 열선을 통전 가열(80℃ ~ 120℃)하여 기상 전구체가 배관 내벽에 응축하는 일이 없도록 하였다. 기상 전구체 가스와, 캐리어 가스 및 반응성 가스가 배관을 통해 진공챔버(2) 내부로 도입되어 금속 쉬트(8)의 직상 및 직하로 토출되었다. 주입된 가스에 의해 원하는 작업 진공도가 얻어졌을 때, 전원을 "ON"시켜서 상기 배관(60)에 대하여 상기 금속 쉬트(8)의 흐름 방향으로 연속적으로 형성된 전극(6) 사이에서 상기 혼합 가스들에 의한 플라즈마를 형성시켰다. 이에 따라, 금속 쉬트(6)의 양면 위에 초친수성 Ti-O-C 화합물 박막, Ti-Si-O-C 화합물 박막, Ti-Co-O-C 화합물 박막, Ti-Si-Co-O-C 화합물 박막이 코팅되었다.After forming a vacuum at 0.001 to 0.5 Torr (10 -3 Torr in this embodiment) by using a vacuum pump in the vacuum chamber 2, the metal sheet 8 is connected to the anode and the electrode 6 And a constant distance (30 to 150 mm), the heater coil 42 of the vaporizer was energized by heating (80 ℃ ~ 120 ℃) to vaporize the liquid precursor. The heating wire wound on the outer walls of the pipes 60 and 66 was also energized and heated (80 ° C. to 120 ° C.) to prevent the vapor phase precursor from condensing on the pipe inner wall. The gaseous precursor gas, the carrier gas and the reactive gas were introduced into the vacuum chamber 2 through the piping and discharged directly above and directly below the metal sheet 8. When the desired working vacuum degree is obtained by the injected gas, the power is turned "ON" to the mixed gases between the electrodes 6 continuously formed in the flow direction of the metal sheet 8 with respect to the pipe 60. Plasma was formed. Accordingly, superhydrophilic Ti-OC compound thin films, Ti-Si-OC compound thin films, Ti-Co-OC compound thin films, and Ti-Si-Co-OC compound thin films were coated on both surfaces of the metal sheet 6.

플라즈마 처리시 전류는 0.1 ~ 0.5A였으며, 헬륨 혹은 아르곤 및 질소가스인 캐리어 가스의 유량은 30 ~ 100 sccm이었으며, 산소 또는 공기인 반응성 가스의 유량은 30 ~ 100 sccm이었으며, 플라즈마 처리시 챔버 내 진공도는 0.2 ~ 0.5 Torr로 유지되었다.In the plasma treatment, the current ranged from 0.1 to 0.5 A, the flow rate of the carrier gas of helium or argon and nitrogen gas was 30 to 100 sccm, the flow rate of the reactive gas of oxygen or air was 30 to 100 sccm, and the vacuum degree in the chamber during plasma treatment. Was maintained at 0.2 to 0.5 Torr.

코팅된 박막의 조성 및 두께 분석Composition and Thickness Analysis of Coated Thin Films

처리된 박막 시료의 조성은 X-선을 이용하여 분자 특정 흡수 및 방출 파장을 측정하여 표면 조성을 유추해내는 XPS(X-ray Photoelectric Spectroscopy)에 의해 분석하였고, 두께는 고정 속도로 스퍼터핑을 하며 깊이에 따른 조성을 분석하는 AES(Atomic Emission Spectrometry)에 의해 분석하였다. 그 결과를 도 4 내지 5에 나타내었다.The composition of the treated thin film sample was analyzed by X-ray photoelectric spectroscopy (XPS), which infers the surface composition by measuring molecular specific absorption and emission wavelengths using X-rays, and the thickness was sputtered at a fixed speed. The composition was analyzed by AES (Atomic Emission Spectrometry). The results are shown in FIGS. 4 to 5.

도 4는 HMDSO 내식성 박막을 먼저 형성한 후, 티타늄 화합물 박막을 형성한 경우의 XPS 데이터이다. 원자%로, 19.4%의 C와, 58.3%의 O와, 2.5%의 Si, 19.8%의 Ti가 분석되었다. 얻어진 화합물 박막이 Ti-Si-O-C계 화합물 박막임을 확인할 수 있었다.4 is XPS data when the HMDSO corrosion resistant thin film is first formed and then the titanium compound thin film is formed. In atomic%, 19.4% C, 58.3% O, 2.5% Si, 19.8% Ti were analyzed. It was confirmed that the obtained compound thin film was a Ti-Si-O-C compound thin film.

도 5는 Co 성분을 포함하는 박막을 형성한 경우의 XPS 데이터이다. 원자%로, 18.3%의 C와, 59.1%의 O와, 18.9%의 Ti와, 3.7%의 Co가 분석되었다. 얻어진 화합물 박막이 Ti-Co-O-C계 화합물 박막임을 확인할 수 있었다.5 is XPS data when a thin film containing a Co component is formed. In atomic%, 18.3% C, 59.1% O, 18.9% Ti, and 3.7% Co were analyzed. It was confirmed that the obtained compound thin film was a Ti-Co-O-C compound thin film.

도면에 보이지는 않았지만, 초친수성 화합물 박막만을 코팅한 경우, Ti-O-C계 화합물 박막이 얻어졌고, 내식성 박막을 형성한 후, 살·항균성을 부여하기 위해 Co 성분을 포함하는 박막을 형성한 경우, Ti-Si-Co-O-C계 화합물 박막이 얻어졌다.Although not shown in the drawings, when only the superhydrophilic compound thin film was coated, a Ti-OC-based thin film was obtained, and after forming a corrosion resistant thin film, and then forming a thin film containing a Co component to impart antibacterial and antibacterial properties, A Ti-Si-Co-OC based thin film was obtained.

즉, 분석 결과, 조건에 따라 약간 차이가 있었으나, 본 발명에 따른 티타늄 화합물 박막은 공통적으로 15 ~ 22 원자%의 Ti와, 45 ~ 65 원자%의 O와, 20 ~25 원자%의 C 및/또는 H와, 20 ~ 25 원자%의 Si 및 3% ~ 10%의 Co를 함유하였다. 전술한 바와 같이, 내식성 박막을 먼저 코팅한 경우에는 Si 성분이 분석되었고, 살·항균성을 부여하기 위해 은, 구리 혹은 코발트를 함께 코팅한 경우에는 이들 성분이 분 석되었다.That is, as a result of the analysis, there was a slight difference depending on the conditions, the titanium compound thin film according to the present invention is commonly 15 to 22 atomic% Ti, 45 to 65 atomic% O, 20 to 25 atomic% C and / Or H, 20 to 25 atomic% Si and 3 to 10% Co. As described above, the Si component was analyzed when the corrosion resistant thin film was first coated, and these components were analyzed when silver, copper or cobalt were coated together to impart antibacterial and antibacterial properties.

또한, 본 실시예에 따라 금속쉬트의 표면에 코팅된 내식성 박막과 초친수성 박막 및 살/항균성 박막의 총두께는 고정 속도로 스퍼터링을 하면서 깊이에 따른 조성을 분석하는 AES측정 데이터에 의해 1 ~ 200nm 것으로 나타났다.In addition, according to the present embodiment, the total thicknesses of the corrosion resistant thin film, the superhydrophilic thin film, and the bactericidal / antibacterial thin film coated on the surface of the metal sheet were 1 to 200 nm by AES measurement data analyzing the composition according to the depth while sputtering at a fixed speed. appear.

도 6a 및 6b에 각각 본 발명에 따른 Ti-O-C계 화합물 박막과 Ti-Co-O-C계 화합물 박막의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타내었다. 양자 모두 매우 치밀한 박막이 얻어졌음을 확인할 수 있다.6A and 6B show scanning electron microscope (SEM) images of the Ti-O-C-based compound thin film and the Ti-Co-O-C-based compound thin film according to the present invention, respectively. It can be confirmed that both of them obtained very dense thin films.

박막의 내식성 평가Evaluation of Corrosion Resistance of Thin Films

내식성은 금속재료 또는 도금, 무기피막, 유기피막을 적용한 금속재료의 내식성을 평가하는 방법인 KS D9502에 따른 염수분무시험(Salt Spray Test)에 따랐다. 염의 농도는 5±1%, 온도는 35±2℃이었으며, 육안관찰을 실시하여 확인된 부식 결함(pitting)의 수로 내식성을 평가하였다.Corrosion resistance was in accordance with the Salt Spray Test according to KS D9502, which is a method for evaluating the corrosion resistance of metal materials or metal materials applied with plating, inorganic coating and organic coating. The salt concentration was 5 ± 1% and the temperature was 35 ± 2 ° C. Corrosion resistance was evaluated by visual observation.

표 1. 염수분무시험에 의한 내식성 평가Table 1. Evaluation of corrosion resistance by salt spray test

Figure 112007060128851-pat00001
Figure 112007060128851-pat00001

상기 표 1로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 코팅되지 않은 Bare Al 쉬트의 경우 각각의 염수분무 조건에서 전면부식을 나타내서 내식성이 매우 열악함을 확인 할 수 있었고, 습식 코팅을 채용한 종래 PCM(Pre Coated Metal)에서도 각각 표에 표시한 바와 같은 부식 결함수를 발견하여 비교한 양호한 내식성을 가짐을 확인할 수 있었다. 그런데, 본 발명에 따라 Ti 화합물 박막이 코팅된 알루미늄 쉬트의 경우, 내식성이 매우 뛰어남을 확인할 수 있었고, 더군다나 Ti 화합물 박막을 코팅하기 전에 HMDSO 코팅층을 형성한 후, 그 위에 티타늄 화합물 박막을 코팅한 경우, 극히 우수한 내식성을 가짐을 확인할 수 있었다.As can be seen from Table 1, in the case of the uncoated Bare Al sheet exhibited a front corrosion in each salt spray condition, it was confirmed that the corrosion resistance is very poor, the conventional PCM (Pre Coated Metal) employing a wet coating ) Also found that the number of corrosion defects as shown in the table, respectively, it was confirmed that they have a good corrosion resistance compared. However, in the case of the aluminum sheet coated with the Ti compound thin film according to the present invention, it was confirmed that the corrosion resistance is very excellent, and furthermore, after forming the HMDSO coating layer before coating the Ti compound thin film, and coating the titanium compound thin film thereon It was confirmed that it has extremely excellent corrosion resistance.

도 7a 및 7b에 각각 Bare Al 쉬트 및 HMDSO + Ti 화합물 박막을 형성한 쉬트에 대한 염수분무시험 15일 후의 표면 사진을 나타내었다. 도면으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, Bare Al 쉬트에서는 전면부식이 일어났으나, 본 발명에 따른 박막이 형성된 쉬트에서는 공식(pitting) 숫자가 10개 미만으로 극도로 우수한 내식 특성을 보여주었다.7A and 7B show surface photographs after 15 days of a salt spray test for sheets having Bare Al sheets and HMDSO + Ti compound thin films, respectively. As can be seen from the figure, the front surface corrosion occurred in the Bare Al sheet, the sheet formed with a thin film according to the present invention showed an extremely excellent corrosion resistance characteristics of less than 10 pitting (pitting) number.

박막의 친수성 및 Hydrophilicity of thin films and 에이징Aging 특성 characteristic

친수성능 평가는 정량 (0.1 cc)의 물방울을 높이 10 mm에서 떨어뜨려 시료 표면 위의 물방울 크기(Droplet size)를 측정함으로써 행해졌다. 친수성이 좋을수록 물방울의 퍼짐성이 좋아서 물방울 크기가 커지고, 소수성일수록 물방울의 퍼짐성이 나빠서 물방울 크기가 작아진다. 도 8a는 친수성을 갖는 표면 위의 물방울의 모양을 보여주는데 물방울 크기가 9 ~ 11 mm에 해당하고, 도 8b는 소수성을 갖는 표면 위의 물방울 모양을 보여주는데 물방울 크기가 2 ~ 3 mm에 해당한다.Hydrophilicity evaluation was done by dropping a quantitative (0.1 cc) drop of water at a height of 10 mm to measure the drop size on the sample surface. The better the hydrophilicity, the better the droplet's spread, and the larger the droplet's size. The hydrophobic, the smaller the droplet's spread, the smaller the droplet size. Figure 8a shows the shape of the water droplets on the surface having a hydrophilic water droplet size corresponds to 9 ~ 11 mm, Figure 8b shows the shape of the water droplets on the hydrophobic surface corresponding to the water droplet size is 2 to 3 mm.

아울러, 친수성의 에이징 특성을 평가하기 위해 처리된 시편을 증류수로 반복적으로 10분 침수/10분 건조를 반복하여 300 싸이클 후의 친수 성능을 초기 친수 성과 비교한다.In addition, the hydrophilic performance after 300 cycles is compared with the initial hydrophilicity by repeatedly treating the treated specimen with distilled water for 10 minutes immersion / 10 minutes to evaluate the aging characteristics of hydrophilicity.

도 9에 상술한 실험 결과를 나타내었다. 300 싸이클 가속 후 플라즈마에 의해 처리된 본 발명에 따른 박막은 친수 성능에 변화가 없지만, 종래 PCM은 초기 친수 성능은 우수하나 친수제인 계면 활성제가 물에 녹아 나옴에 따라 친수 성능이 떨어지고 에이징됨을 알 수 있었다. Bare Al은 초기 소수성이지만 가속시 알루미늄의 표면에 Al2O3 산화층이 형성되어 친수 성능이 약간 좋아졌다.9 shows the experimental results described above. Although the thin film according to the present invention treated by plasma after 300 cycles of acceleration has no change in hydrophilic performance, the conventional PCM has excellent initial hydrophilic performance but it can be seen that the hydrophilic performance is degraded and aged as the hydrophilic surfactant is dissolved in water. there was. Bare Al is initially hydrophobic, but upon acceleration, an Al 2 O 3 oxide layer is formed on the surface of aluminum, resulting in slightly improved hydrophilic performance.

도 10에 본 발명에 따른 티타늄 화합물 박막과 종래 PCM 박막에 대해 1000 싸이클까지 에이징 실험을 진행한 또 다른 결과를 나타내었다. 본 발명에 따른 박막의 경우 친수 성능의 변화가 미미하고 변화가 있더라도 친수성능(물방울 크기 9 mm 이상)을 그대로 유지하였으나, 종래 PCM의 경우 싸이클수가 증가함에 따라 급격히 친수 성능이 나빠짐을 확인할 수 있었다.10 shows yet another result of aging experiments for the titanium compound thin film and the conventional PCM thin film according to the present invention up to 1000 cycles. In the case of the thin film according to the present invention, the hydrophilic performance was insignificant and the hydrophilic performance (water droplet size of 9 mm or more) was maintained as it is, but in the case of the conventional PCM, it was confirmed that the hydrophilic performance deteriorated rapidly as the number of cycles increased.

박막의 항균 특성Antimicrobial Properties of Thin Films

항균 및 살균 성능은 규격 FC-TM-20-2003에 따른 필름 밀착법(film sticking method)을 이용하여 포도상구균(Staphylococcus aureus) 및 대장균(Escherichia coli)의 항균율 및 살균율을 평가하였다.Antibacterial and bactericidal performance was evaluated by the film sticking method according to the standard FC-TM-20-2003 to the antimicrobial and sterilization rate of Staphylococcus aureus and Escherichia coli.

포도상구균에 대한 평가결과를 도 11에 나타내었고, 대장균에 대한 평가결과를 도 12에 나타내었다. 필름에 있는 포도상구균 및 대장균 양자 모두 초기 균수가 1.8 X 105 이었으나, 필름을 본 발명에 따라 Ti-Co-O-C계 화합물 박막이 코팅된 금속 쉬트 위에 밀착시킨 채로 24시간이 경과한 후 균수는 양자 모두에 대해 10 미만 으로 항균율 및 살균율이 99.9% 이상이어서, 극도로 우수한 살균 및 항균 특성을 보였다. 코발트 외에 구리나 은을 함유하는 경우에도 마찬가지의 결과가 얻어졌다.The evaluation results for Staphylococcus are shown in FIG. 11, and the evaluation results for Escherichia coli are shown in FIG. Both the Staphylococcus aureus and Escherichia coli in the film had an initial cell count of 1.8 X 10 5, but after 24 hours, the film was adhered to the Ti-Co-OC compound thin film coated metal sheet according to the present invention. The antimicrobial and sterilization rates were less than 10 for all, and the antimicrobial and sterilization rates were 99.9% or more, which showed extremely good sterilization and antibacterial properties. Similar results were obtained when copper and silver were contained in addition to cobalt.

표 2. 항균력 시험Table 2. Antimicrobial Test

Figure 112007060128851-pat00002
Figure 112007060128851-pat00002

아울러, 표 2는 박막의 항균 특성을 분석하여 표로 나타낸 것으로, 항균성능은 필름 밀착법(film sticking method, 규격 : FC-TM-20-2001)으로 평가하였으며, 본 실험에서는 살/항균성 화합물로 구리(Cu) 화합물을 사용하였다.In addition, Table 2 is a table showing the analysis of the antimicrobial properties of the thin film, the antimicrobial performance was evaluated by the film sticking method (film sticking method, standard: FC-TM-20-2001), in this experiment copper / antibacterial compound (Cu) compound was used.

표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 티타늄 화합물(Ti-O-C) 박막에 UV를 조사하는 경우에도 우수한 항균 특성이 얻어졌으나, 본 발명에 따라 코발트, 구리나 은을 함유하는 경우에는 UV의 조사 없이도 위와 같이 극히 우수한 살균 및 항균 특성이 얻어졌다.As shown in Table 2, even when the titanium compound (Ti-OC) thin film according to the present invention was irradiated with UV, excellent antibacterial properties were obtained, but in the case of containing cobalt, copper or silver according to the present invention, UV irradiation Without this extremely good bactericidal and antibacterial properties were obtained.

본 발명에 따르면, 친수성능과 에이징 특성이 우수할 뿐만 아니라 내식성과 살·항균성이 뛰어난 박막이 형성된 냉동공조용 금속 재료를 공업적 생산 규모로 용이하게 생산할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to easily produce a refrigeration and air conditioning metal material having a thin film having excellent hydrophilic performance and aging characteristics and excellent corrosion resistance and antibacterial and antibacterial properties on an industrial production scale.

아울러, 본 발명에 따르면, 쉬트 형상의 금속 모재 양면 위에 유효한 초친수성 및/또는 살·항균성을 갖는 박막을 균일하게 형성할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따르면 UV 처리와 같은 별도의 후처리나 전처리 없이도 살·항균성이 뛰어난 박막을 냉동공조용 금속재료에 형성할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, a thin film having effective superhydrophilicity and / or bactericidal and antimicrobial properties can be uniformly formed on both surfaces of a sheet metal base material. In addition, according to the present invention it is possible to form a thin film excellent in antibacterial and antibacterial to the metal material for refrigeration and air conditioning without a separate post treatment or pretreatment such as UV treatment.

본 발명의 특징 및 장점들은 뒤따르는 본 발명의 실시예의 상세한 설명과 함께 다음의 첨부된 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:The features and advantages of the present invention may be better understood with reference to the following accompanying drawings in conjunction with the following detailed description of embodiments of the invention, of which:

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 초친수성 및 살·항균성을 갖는 티타늄-코발트 박막을 플라즈마를 이용하여 쉬트 형상의 금속 모재 위에 연속적으로 코팅하기 위한 장치의 일례를 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an example of an apparatus for continuously coating a super-hydrophilic and antibacterial titanium-cobalt thin film on a sheet-shaped metal base material using a plasma in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 초친수성 및 살·항균성을 갖는 티타늄-코발트 박막을 플라즈마를 이용하여 쉬트 형상의 금속 모재 위에 연속적으로 코팅하기 위한 장치의 다른 예를 보여주는 개념도이다.FIG. 2 is a conceptual view illustrating another example of an apparatus for continuously coating a superhydrophilic and antibacterial titanium-cobalt thin film on a sheet-shaped metal base material using plasma according to another embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 내식성 박막을 플라즈마를 이용하여 쉬트 형상의 금속 모재 위에 연속적으로 코팅한 후, 초친수성 및 살·항균성 화합물 박막을 플라즈마를 이용하여 쉬트 형상의 금속 모재 위에 연속적으로 코팅하기 위한 장치를 보여주는 개념도이다.3 is a coating of a corrosion-resistant thin film on a sheet-shaped metal base material continuously using a plasma according to another embodiment of the present invention, and then a superhydrophilic and antimicrobial compound thin film on the sheet-shaped metal base material using a plasma A conceptual diagram showing a device for continuous coating.

도 4는 본 발명에 따라 내식성 및 초친수성 박막이 코팅된 금속 쉬트의 표면조성을 분석하기 위한 XPS 데이터이다.4 is XPS data for analyzing the surface composition of a metal sheet coated with a corrosion resistant and superhydrophilic thin film according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따라 초친수성 및 살·항균성 박막이 코팅된 금속 쉬트의 표면 조성을 분석하기 위한 XPS 데이터이다.5 is XPS data for analyzing the surface composition of a metal sheet coated with a superhydrophilic and antibacterial thin film according to the present invention.

도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 일실시예에 따라 코팅된 티타늄 화합물 박막 및 티타늄-코발트 화합물 박막의 미세조직을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.6A and 6B are scanning electron microscope (SEM) photographs showing microstructures of a titanium compound thin film and a titanium-cobalt compound thin film coated according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 7a 및 도 7b는 각각 Bare Al 쉬트와 본 발명에 따라 내식성 및 초친수성 박막이 코팅된 쉬트에 대해 염수분무시험 후 15일이 경과한 후의 표면상태를 보여주는 사진이다.7a and 7b are photographs showing the surface state after 15 days after the salt spray test for the Bare Al sheet and the sheet coated with corrosion resistance and superhydrophilic thin film according to the present invention.

도 8a 및 도 8b는 표면의 친수성/소수성을 평가하기 위한 시험에서, 표면이 친수성을 갖는 경우(도 11a)와, 표면이 소수성을 갖는 경우(도 11b)에 대한 물방울의 퍼짐 정도를 보여주는 사진이다.8A and 8B are photographs showing the degree of spreading of water droplets when the surface has hydrophilicity (FIG. 11A) and when the surface has hydrophobicity (FIG. 11B) in a test for evaluating hydrophilicity / hydrophobicity of the surface. .

도 9는 Bare Al 쉬트와, 종래 PCM 쉬트와, 본 발명에 따라 티타늄 화합물 박막이 코팅된 쉬트에 대한 에이징 특성을 보여주는 그래프이다.9 is a graph showing the aging characteristics of a Bare Al sheet, a conventional PCM sheet, and a sheet coated with a titanium compound thin film according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 티타늄 화합물 박막이 코팅된 쉬트와 종래 PCM 쉬트에 대한 에이징 특성을 보여주는 또 다른 그래프이다.10 is another graph showing aging characteristics of a sheet coated with a titanium compound thin film according to the present invention and a conventional PCM sheet.

도 11은 본 발명에 따른 티타늄-코발트 화합물 박막에 대한 포도상구균에 대한 살균 및 항균 특성을 보여주는 필름 밀착법 시험 결과이다.11 is a film adhesion test results showing the bactericidal and antimicrobial properties of staphylococcus aureus against the titanium-cobalt compound thin film according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 티타늄-코발트 화합물 박막에 대한 대장균에 대한 살균 및 항균 특성을 보여주는 필름 밀착법 시험 결과이다.12 is a film adhesion test results showing the bactericidal and antimicrobial properties of E. coli against the titanium-cobalt compound thin film according to the present invention.

Claims (9)

모재 위에 코팅되는, 원자%로, 20 ~ 25%의 Si와, 45 ~ 65%의 O를 함유하고, C 및 H 중 하나 이상과 피할 수 없는 불순물로 구성되는 나머지를 함유하는 Si-O-(C)-(H)계 내식성 박막과, Si-O- (coated on the substrate, containing 20-25% Si, 45-65% O, and the remainder consisting of at least one of C and H and inevitable impurities C)-(H) type corrosion resistant thin film, 내식성 박막 위에 코팅되는, 원자%로, 15 ~ 22%의 Ti와, 45 ~ 65%의 O를 함유함과 동시에, 3 ~ 10%의 Ag, 3 ~ 10%의 Cu와, 3 ~ 10%의 Co로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 원소를 함유하고, C 및 H 중 하나 이상과 피할 수 없는 불순물로 구성되는 나머지를 함유하는 Ti-(Ag, Cu, Co)-O-(C)-(H)계 초친수성 및 살/항균성 화합물 박막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속 제품.3 to 10% Ag, 3 to 10% Cu, 3 to 10%, containing 15 to 22% Ti and 45 to 65% O, in atomic%, coated on the corrosion resistant thin film Ti- (Ag, Cu, Co) -O- (C)-containing any one element selected from the group consisting of Co and containing the remainder composed of at least one of C and H and inevitable impurities Corrosion-resistant, superhydrophilic and antibacterial metal products comprising (H) superhydrophilic and antimicrobial compound thin films. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 화합물 박막은 Ti-Ag-O-(C)-(H)계, Ti-Cu-O-(C)-(H)계, Ti-Co-O-(C)-(H)계 화합물 중 하나의 화합물 박막인 것을 특징으로 하는 내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속 제품.The compound thin film is a Ti-Ag-O- (C)-(H) -based, Ti-Cu-O- (C)-(H) -based, Ti-Co-O- (C)-(H) -based compounds A corrosion resistant, superhydrophilic and bactericidal / antibacterial metal product, characterized in that it is one compound thin film. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 내식성 박막 및 화합물 박막은 금속 모재 위에 플라즈마를 이용하여 차례로 코팅된 것을 특징으로 하는 내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속 제품.The corrosion resistant thin film and the compound thin film are corrosion-resistant, super hydrophilic and bactericidal / antibacterial metal product, characterized in that the coating on the metal base material by using a plasma. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 박막의 총 두께는 1 내지 200 nm인 것을 특징으로 하는 내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속제품.Corrosion resistance, super hydrophilic and bactericidal / antibacterial metal product, characterized in that the total thickness of the thin film is 1 to 200 nm. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 금속 모재는 알루미늄 모재인 것을 특징으로 하는 내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속제품. Corrosion resistance, super hydrophilic and bactericidal / antibacterial metal product, characterized in that the metal base material is an aluminum base material. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 박막이 차례로 코팅된 알루미늄 모재는 쉬트 형상이고, 원하는 형상으로 기계 가공될 수 있는 것을 특징으로 하는 내식성, 초친수성 및 살/항균성 금속제품. The aluminum base material coated with the thin film in sequence has a sheet shape, and can be machined to a desired shape. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020070083661A 2007-08-20 2007-08-20 Corrosion-resistant, ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product KR100892455B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070083661A KR100892455B1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Corrosion-resistant, ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070083661A KR100892455B1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Corrosion-resistant, ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047020039A Division KR100783214B1 (en) 2004-04-06 2004-11-06 Ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product, and it's manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070089902A KR20070089902A (en) 2007-09-04
KR100892455B1 true KR100892455B1 (en) 2009-04-10

Family

ID=38688642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070083661A KR100892455B1 (en) 2007-08-20 2007-08-20 Corrosion-resistant, ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100892455B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020088029A (en) * 2001-05-16 2002-11-25 한라공조주식회사 Heat exchanger having hydrophilic, deodorization and antibacterial coating, and method for fabricating coating of heat exchanger
KR20030030755A (en) * 2001-10-12 2003-04-18 주식회사 엘지이아이 Multi-layer deposition method using plasma

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020088029A (en) * 2001-05-16 2002-11-25 한라공조주식회사 Heat exchanger having hydrophilic, deodorization and antibacterial coating, and method for fabricating coating of heat exchanger
KR20030030755A (en) * 2001-10-12 2003-04-18 주식회사 엘지이아이 Multi-layer deposition method using plasma

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070089902A (en) 2007-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7901786B2 (en) Method for manufacturing ultra-hydrophilic thin film coated metal product, and ultra-hydrophilic thin film coated metal product
US20140272291A1 (en) Fabrication method for hydrophilic aluminum surface and hydrophilic aluminum surface body
Ali et al. Effect of water temperature, ph value, and film thickness on the wettability behaviour of copper surfaces coated with copper using eb-pvd technique
KR100892455B1 (en) Corrosion-resistant, ultra-hydrophilic and antibacterial thin film coated metal product
US7790246B2 (en) Ultra hydrophilic Ti-O-C based nano film and fabrication method thereof
KR100892456B1 (en) Corrosion-resistant and ultra-hydrophilic thin film coated metal product
DE102007035221A1 (en) Coating components of vehicle engine-cooling and air conditioning systems with glass or ceramic layer, heats surface and exposes to reactive gas flow
EP2463403B1 (en) Method for fabricating product having functional layer
KR100836055B1 (en) ULTRA HYDROPHILIC Ti-O-C BASED NANO FILM AND FABRICATION METHOD THEREOF
Kondawar et al. Electrospun Nanofibers for Coating and Corrosion
US20030070911A1 (en) Plasma polymerization enhancement of surface of metal for use in refrigerating and air conditioning

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment
FPAY Annual fee payment
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160324

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170314

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee