KR101449248B1 - 자가 세정 기능을 위한 자가복원용 고분자 복합체 및 그 제조방법 - Google Patents

자가 세정 기능을 위한 자가복원용 고분자 복합체 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자가 세정 기능을 위한 자가복원용 고분자 복합체에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 고분자 복합체의 외부에 탄소나노튜브가 돌기되어 표면을 소수성으로 코팅시킬 수 있으며, 초발수성 소수성 액체를 내부에 봉입하여 외부 하중이 가해지면 이를 외부로 방출하여 표면 소수성을 다시 회복하는 용도로 사용될 수 있는 자가복원용 고분자 복합체에 대한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 자가복원용 고분자 복합체는 마이크로캡슐과, 오일과, 탄소나노튜브를 포함한다. 상기 마이크로캡슐은 폴리머막으로 형성된다. 상기 오일은 상기 마이크로캡슐의 내부에 수용된다. 상기 탄소나노튜브는 상기 마이크로캡슐에 삽입되어 외부로 돌기된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자가복원용 고분자 복합체 제조방법은 제1미세관으로 오일을 공급하고, 폴리머와 탄소나노튜브가 함유된 폴리머를 녹이는 유기용매 용액이 상기 오일과 합쳐지도록 상기 제1미세관을 사이에 두고 단부가 상기 제1미세관의 단부와 서로 만나는 두 개의 제2미세관으로 상기 유기용매 용액을 공급하고, 상기 제1미세관의 단부 및 상기 제2미세관의 단부를 통과하는 제3미세관으로 폴리비닐알코올 용액을 공급하여 상기 오일과 합쳐진 상기 유기용매 용액을 용액 방울로 분리시킨다. 그 후 상기 용액 방울의 유기용매 용액을 건조시켜 내부에 상기 오일이 수용되고 외부로 상기 탄소나노튜브가 돌출된 상기 폴리머로 된 막을 구비한 자가복원용 고분자 복합체를 제조한다.

Description

자가 세정 기능을 위한 자가복원용 고분자 복합체 및 그 제조방법{Polymer composite for self-healing of cleaning and the manufacturing method of it}
본 발명은 자가 세정 기능을 위한 자가복원용 고분자 복합체에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 고분자 복합체의 외부에 탄소나노튜브가 돌기되어 표면을 소수성으로 코팅시킬 수 있으며, 초발수성 오일을 내부에 봉입하여 외부 하중이 가해지면 이를 외부로 방출하여 표면 소수성을 다시 회복하는 용도로 사용될 수 있는 자가복원용 고분자 복합체에 대한 것이다.
연꽃 잎의 표면은 약 3 ~ 10㎛ 크기의 마이크로 구조에 나노 돌기가 복합적으로 형성되어 있고, 표면은 기름 성분으로 덮여 있어 물과 같은 액체와의 접촉 면적을 최소화하는 소수성 표면을 형성한다. 이러한 성질로 인해 표면에 묻는 외부 오염 물질들이 빗물에 의해서 씻겨 내려갈 수 있어 표면을 세정하게 되고, 깨끗한 표면을 유지할 수 있다. 이러한 형태의 마이크로 나노 돌기 구조물을 제작하는 기술은 다양하게 연구되고 있다. 그러나 표면에 소수성 기능을 부여하려면 표면 에너지가 매우 낮은 화학적 코팅이나, 일일이 직접 코팅하기 때문에 공정 시간에 따른 생산 시간 및 제조 원가가 높다는 단점이 있다.
한국생산기술연구원은 2011년 사출금형, 성형기술을 이용하여 제품 표면에 초발수 기능을 구현할 수 있는 초발수 표면 미세 패턴 사출성형기술을 국내 최초로 개발했다. 실리콘과 UV경화수지를 소재로 한 복합 사출성형기술을 통해 초발수 표면 미세패턴 성형기술에 대한 연구 개발을 통해 120 이상의 접촉각을 갖는 곡면 형태의 표면체를 제작하는데 성공하여 연잎 표면의 마이크로-나노 형상의 표면을 구현했다.
한국기계연구원은 2011년 피코초 플스 레이저를 이용해 자정 효과를 가진 3차원 초발수 표면을 양산하는 친환경 미세가공 공정 기술을 개발했다. 이를 통해 포토 리소그래피 방식에 비해 반영구적이고 친환경적으로 다양한 초발수 표면을 대량 생산할 수 있는 기술을 확보하게 되었다.
MIT 대학 화학공학과 소속 카렌 그래슨(Karen Gleason) 교수 연구진은 불소수지나 유기 실리콘 박막을 만들 수 있는 혁신적인 코팅 기술을 개발하였다. 고열필라멘트화학증착(HFCVD ; Hot Filament Chemical Vapour Deposition)기술을 이용한 이 방법은 거의 모든 소재에 소수코팅을 만들 수 있고, 면소재에도 적용하여 방수력이 뛰어난 직물을 제조할 수도 있다. 이를 이용하면 증착효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 열에 민감한 직물이나 정교한 회로의 코팅에도 활용할 수 있다.
일본 공개특허공보 특개2002-102680호(공개일 2002년 4월 9일)
종래의 자가 세정 표면 제작 방식인 실리콘 식각, 폴리머 성형, 레이저 가공 등은 제작 기판 재료의 제한 및 대면적 확대의 한계, 높은 제조 단가, 장기간 표면 신뢰성을 유지하기가 어려운 문제점이 있으며, 가장 큰 문제점은 표면 구조물이 한 번 손상되면 그 기능을 상실하고 다시 회복되지 못한다는 점이다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 탄소 나노튜브가 표면에 부착된 소수성 물질을 담지 한 마이크로캡슐에 외력이 가해졌을 때 마이크로캡슐이 깨어지거나 변형됨으로써 내부에 담지 된 소수성 물질이 외부로 방출됨으로써 초발수성을 자가적으로 회복하는 자가 세정 기능의 자가 회복 고분자 복합체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 자가복원용 고분자 복합체는 마이크로캡슐과, 소수성 액체를 포함한다. 상기 마이크로캡슐은 폴리머막으로 형성된다. 상기 소수성 액체는 상기 마이크로캡슐의 내부에 수용된다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체는 상기 마이크로캡슐에서 외부로 돌기된 탄소나노튜브를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체에 있어서, 상기 마이크로캡슐은 크기가 20 ~ 1,000 마이크로미터인 것이 바람직하다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체에 있어서, 상기 소수성 액체는 초발수성 소수성 액체인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자가복원용 고분자 복합체 제조방법은 제1미세관으로 소수성 액체를 공급하고, 폴리머와 탄소나노튜브가 함유된 폴리머를 녹이는 유기용매 용액이 상기 소수성 액체와 합쳐지도록 상기 제1미세관을 사이에 두고 단부가 상기 제1미세관의 단부와 서로 만나는 두 개의 제2미세관으로 상기 유기용매 용액을 공급하고, 상기 제1미세관의 단부 및 상기 제2미세관의 단부를 통과하는 제3미세관으로 폴리비닐알코올 용액을 공급하여 상기 소수성 액체와 합쳐진 상기 유기용매 용액을 용액 방울로 분리시킨다. 그 후 상기 용액 방울의 유기용매 용액을 건조시켜 내부에 상기 소수성 액체가 수용되고 외부로 상기 탄소나노튜브가 돌출된 상기 폴리머로 된 막을 구비한 자가복원용 고분자 복합체를 제조한다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체 제조방법에 있어서, 상기 소수성 액체는 초발수성 소수성 액체를 공급하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 자가복원용 고분자 복합체 제조방법은 십자형 채널의 제1미세관으로 소수성 액체를 공급하고, 상기 제1미세관과 수직으로 형성된 제2미세관 및 제3미세관으로 폴리비닐알코올 용액을 공급하여 상기 폴리비닐알코올 용액으로 상기 소수성 액체를 분리시켜 액체 방울을 형성시킨다. 그리고 상기 폴리비닐알코올 용액이 상기 액체 방울을 감싸도록 상기 분리된 액체 방울과 상기 폴리비닐알코올 용액을 상기 십자형 채널의 제4미세관을 통해서 이송시킨다. 다음으로 상기 제4미세관을 사이에 두고 단부가 상기 제4미세관의 단부와 서로 만나는 두 개의 제5미세관으로 상기 유기용매 용액을 공급하여 상기 유기용매 용액으로 상기 폴리비닐알코올 용액을 분리시켜 상기 폴리비닐알코올 용액으로 감싸진 액체 방울로 형성된 용액 방울을 형성시킨다. 그리고 상기 유기용매 용액이 상기 용액 방울을 감싸도록 상기 유기용매 용액과 상기 용액방울을 상기 제4미세관과 일직선으로 형성된 제6미세관을 통해서 이송시킨다. 그리고 상기 제6미세관에서 배출된 상기 유기용매 용액으로 감싸진 상기 용액 방울에서 상기 유기용매 용액의 유기용매 용액을 건조시킨다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체 제조방법에 있어서, 상기 액체 방울과 상기 폴리비닐알코올 용액을 상기 제4미세관을 통해서 이송시킬 때 상기 폴리비닐알코올 용액이 상기 액체 방울을 완전히 감싸도록 상기 제4미세관을 확장시켜 상기 폴리비닐알코올 용액과 상기 액체 방울을 상기 제4미세관을 통해서 이송시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체 제조방법에 있어서, 상기 유기용매 용액과 상기 용액방울을 상기 제6미세관을 통해서 이송시킬 때 상기 유기용매 용액이 상기 용액 방울을 완전히 감싸도록 상기 제6미세관을 확장시켜 상기 유기용매 용액과 상기 용액 방울을 상기 제6미세관을 통해서 이송시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체 제조방법에 있어서, 상기 제1미세관과, 상기 제2미세관과, 상기 제3미세관 및 상기 제4미세관은 내부가 친수성으로 코팅되어 있고 상기 제5미세관 및 상기 제6미세관은 내부가 소수성으로 코팅되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체 제조방법에 있어서, 상기 제5미세관은 상기 제4미세관에 대하여 예각으로 경사져 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 자가복원용 고분자 복합체 제조방법은 상기 유기용매 용액이 건조된 상기 용액 방울을 탄소나노튜브가 함유된 티에이취에프 용액에 담구는 단계와, 상기 용액 방울이 담구어진 상기 티에이취에프 용액을 일정시간 동안 일정한 온도에 노출하여 상기 탄소나노튜브를 상기 용액 방울에 부착시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 마이크로캡슐에 탄소나노튜브가 돌기되어 형성되므로 자가복원용 고분자 복합체를 초소수성 또는 소수성으로 만들 수있다. 이 경우 자가복원용 고분자 복합체가 물체의 표면에 도장될 경우 이물질로부터 오염되는 것을 방지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자가복원용 고분자 복합체의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예를 제조하기 위한 개념도,
도 4 및 도 5는 마이크로캡슐을 제조하는 개념도,
도 6은 도 4 및 도 5에 의하여 제조된 마이크로캡슐의 확대도,
도 7은 도 3에 의하여 제조된 자가복원용 고분자 복합체의 응용예이다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 자가복원용 고분자 복합체에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 자가복원용 고분자 복합체는 마이크로캡슐(1)과, 오일(3)과, 탄소나노튜브(5)를 포함한다.
마이크로캡슐(1)은 폴리머막으로 형성된다. 오일(3)은 마이크로캡슐(1)의 내부에 수용된다. 오일(3)로는 소수성 액체로서 자가복원용 고분자 복합체의 사용 용도에 적합한 오일이 사용될 수 있다. 아사히글라스의 고분자계 불소수지 사이톱(CYTOP)이 오일(3)로 사용될 수 있다.
탄소나노튜브(5)는 마이크로캡슐(1)에서 돌기되도록 형성되어 자가복원용 고분자 복합체를 초소수성 또는 소수성으로 형성시킨다.
탄소나노튜브(5)가 돌기된 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법을 설명하기 이전에 먼저 도 4 및 도 5를 사용하여 마이크로캡슐(1)을 제조하는 방법을 설명한다.
먼저 디클로로메탄 용액(7)에 폴리머(8) 가루를 담근 후 폴리머(8) 가루가 함유된 디클로로메탄 용액(7)을 십자 모양의 제1주입구(11)로 공급시킨다. 본 실시예에서는 디클로로메탄 용액(7)이 사용되었지만 디클로로메탄 용액(7) 대신 폴리머를 녹이는 다른 유기용매 용액이 사용될 수 있다. 그리고 상하로 형성된 제2주입구(13)로 1.5wt% 폴리비닐알코올 용액(9)을 공급시킨다. 이때 폴리비닐알코올 용액(9)은 디클로로메탄 용액(7)을 작은 방울(10)로 분리시키는 역할을 한다. 그러면 디클로로메탄 용액(7)은 작은 방울(10)로 분리되어 배출된다. 물론 디클로로메탄 용액으로 된 방울(10)에는 폴리머(8)가 함유되어 있다. 디클로로메탄 용액 방울(10)은 일정시간이 지나면 내부의 폴리머(8)가 자기조립과정에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 외부로 배열되어 폴리머막을 이루어 마이크로캡슐(1)을 형성한다. 마이크로캡슐(1)이 형성되면 내부의 디클로로메탄 용액(7)을 기화시킨다. 그러면 마이크로캡슐(1) 내부에 오일을 담을 수 있는 공간이 형성된다. 여기서 제1주입구(11) 및 제2주입구(13)의 크기는 100 마이크로미터 정도이며, 이때 형성되는 마이크로캡슐(1)의 크기는 25 내지 30 마이크로미터 정도이다. 도 4 및 도 5는 탄소나노튜브(5)가 돌기되지 아니한 마이크로캡슐이다.
마이크로캡슐의 경우에도 일부 소수성을 띤다. 그러나 소수성을 더욱 증가시키기 위하여 도 3에 도시된 방법과 같이 마이크로캡슐의 표면에 탄소나노튜브(5)를 돌기시켜 자가복원용 고분자 복합체를 형성한다.
제1미세관(21)으로 오일(3)을 공급한다. 오일(3)은 초소수성 오일과 같이 자가복원용 고분자 복합체의 목적에 적합한 오일이 사용될 수 있다.
제2미세관(23)으로 폴리머(8)와 탄소나노튜브(5)가 함유된 디클로로메탄 용액(7)을 공급한다. 이때 제2미세관(23)은 제1미세관(21)이 사이에 위치하도록 제1미세관(21)의 양 쪽에 위치하고, 제1미세관(21) 및 제2미세관(23)의 단부는 서로 만나도록 형성된다. 그래서 제1미세관(21)을 통하여 공급되는 오일(3)과 제2미세관(23)을 통하여 공급되는 디클로로메탄 용액(7)은 서로 만난다. 그러면 오일(3)은 디클로로메탄 용액(7)의 내부로 들어간다. 물론 디클로로메탄 용액(7)에는 폴리머(8) 및 탄소나노튜브(5)가 함유되어 있다.
제3미세관(25)으로 1.5wt% 폴리비닐알코올 용액(9)이 공급된다. 제3미세관(25)은 제1미세관(21)과 제2미세관(23)이 만나는 단부를 통과한다. 그래서 제3미세관(25)으로 공급되는 폴리비닐알코올 용액(9)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 동일하게 디클로로메탄 용액(7)을 작은 방울(10)로 분리시키는 역할을 한다. 따라서 제3미세관(25)에 공급된 폴리비닐알코올 용액(9)에 의하여 디클로로메탄 용액 방울(10)이 형성된다. 디클로로메탄 용액 방울(10)은 내부에 오일(3)이 수용되어 있고, 디클로로메탄의 용액(7)에는 폴리머(8)와 탄소나노튜브(5)가 녹아 있다. 일정 시간이 지나면 자가조립과정에 의하여 폴리머(8)는 디클로로메탄 용액(7)의 바깥으로 배치되어 마이크로캡슐(1)을 형성하고, 탄소나노튜브(5)는 마이크로캡슐(1)의 외부로 돌출된다. 마이크로캡슐(1)이 형성되면 디클로로메탄 용액(7)을 증발시킨다. 그러면 도 1에 도시된 자가조립 복합체가 형성된다. 여기서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1미세관(21) 및 제2미세관(23)의 크기를 대략 100 마이크로미터로 하면 마이크로캡슐(1)은 25 내지 30 마이크로미터 크기로 형성된다.
도 7에 도시된 바와 같이 물체의 표면(25)에 자가조립 복합체를 코팅시킨다. 그러면 도 7의 (a)와 같이 표면(25)은 소수성 표면(25a)으로 형성된다. 표면(25)이 마모되어 도 7의 (b)와 같이 친수성 표면(25b)으로 변형되면 외부의 하중에 의하여 마이크로캡슐(1)이 깨어진다. 마이크로캡슐(1)이 깨어지면 내부의 오일(3)이 방출되어 표면(25b)를 덮는다. 그러면 도 7의 (c)와 같이 다시 표면(25)은 소수성 표면(25a)으로 돌아온다. 따라서 자가복원될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 자가복원용 고분자 복합체의 다른 제조방법이다.
이 경우 자가복원용 고분자 복합체를 만들기 위하여 먼저 십자형 채널의 제1미세관(51)으로 오일(61)을 공급한다. 그리고 제1미세관(51)과 수직으로 형성된 십자형 채널의 제2미세관(52)과 제3미세관(53)으로 폴리비닐알코올(PVA) 용액(63)을 공급한다. 본 실시예의 경우 1.5wt%의 폴리비닐알코올 용액(63)을 제2미세관(52)과 제3미세관(53)으로 공급하였다.
폴리비닐알코올 용액(63)을 공급하면 오일(61)이 폴리비닐알코올 용액(63)에 의하여 작은 액체 방울(61a)로 분리되어 액체 방울(61a)이 형성된다.
형성된 액체 방울(61a)은 제4미세관(54)으로 배출되어 제4미세관(54)을 통해서 이송된다. 이때 제4미세관(54)으로는 액체 방울(61a)과 폴리비닐알코올 용액(63)이 함께 이송된다. 그래서 제4미세관(54)으로 이송되면서 폴리비닐알코올 용액(63)이 액체 방울(61a)을 감싸게 된다. 그런데 제4미세관(54)으로 이송되는 방울(61a)의 직경은 제4미세관(54)의 직경과 비슷하기 때문에 폴리비닐알코올 용액(63)이 방울(61a)을 완전히 감싸지 못한다. 그래서 폴리비닐알코올 용액(63)이 방울(61a)을 완전히 감싸기 위해서 제4미세관(54)을 확장시키는 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우 제4미세관(54)의 내경의 크기는 50㎛에서 150㎛로 확장되었다. 그러면 제4미세관(54)의 확장된 영역에서는 폴리비닐알코올 용액(63)이 액체 방울(61a)을 완전히 감싸게 된다.
폴리비닐알코올 용액(63)으로 감싸진 액체 방울(61a)이 배출되는 제4미세관(54)의 단부에는 제4미세관(54)이 사이에 오도록 한 쌍의 제5미세관(55)이 제4미세관(54)의 양 쪽에 위치하여 그 단부가 서로 만난다. 이때 제5미세관(55)은 제4미세관(54)에 대하여 예각으로 경사져 있도록 기울어진다. 본 실시예의 경우 45도로 기울어져 있다.
제5미세관(55)으로는 폴리머(65)가 함유된 디클로로메탄 용액(67)이 공급된다. 그러면 디클로로메탄 용액(67)이 폴리비닐알코올 용액(63)을 분리시켜서 폴리비닐알코올 용액(63)으로 감싸진 액체 방울(61a)로 형성된 용액 방울(63a)이 형성된다. 즉 용액 방울(63a)은 내부에는 액체 방울(61a)이 형성되고 그 외부는 폴리비닐알코올 용액(63)으로 형성된다.
형성된 용액 방울(63a)은 제6미세관(56)으로 배출되어 제6미세관(56)을 통해서 이송된다. 이때 제6미세관(56)을 통해서 용액 방울(63a)과 디클로로메탄 용액(67)이 함께 이송된다. 그래서 제6미세관(56)을 통해서 이송되면서 디클로로메탄 용액(67)이 용액 방울(63a)을 감싸게 된다. 그런데 제6미세관(56)을 통해서 이송되는 용액 방울(63a)의 직경은 제6미세관(56)의 직경과 비슷하기 때문에 디클로로메탄 용액(67)이 용액 방울(63a)을 완전히 감싸지 못한다. 그래서 디클로로메탄 용액(67)이 용액 방울(67a)을 완전히 감싸기 위해서 제6미세관(56)을 확장시키는 것이 바람직하다. 그러면 제6미세관(56)의 확장된 영역에서는 디클로로메탄 용액(67)이 용액 방울(63a)을 완전히 감싸게 된다.
제6미세관(56)에서 배출될 경우 용액 방울(63a)이 디클로로메탄 용액(67)에 감싸져서 방울 모양으로 형성된다. 이 경우 디클로로메탄 용액(67)을 건조시키면 디클로로메탄 용액(67) 내부의 폴리머(65)만 남게 되어 폴리머(65)가 용액 방울(63)을 감싸서 마이크로 캡슐(70)이 된다. 이 경우 마이크로캡슐(70)은 내부에 오일(61)이 구비되고, 오일(61)을 폴리비닐알코올(63)이 감싸고, 폴리비닐알코올(63)을 폴리머(65)가 감싼다.
한편 이 경우 오일(61)은 소수성이다. 그래서 십자형 채널의 제1미세관(51)과, 제2미세관(52), 제3미세관(53) 및 제4미세관(54)은 그 내부가 친수성으로 코팅되어야 한다. 그렇지 아니할 경우 액체 방울(61a)이 그 내벽에 붙어서 잘 유동하지 않기 때문이다. 또한, 폴리비닐알코올(63)은 친수성이다. 그래서 제5미세관(55) 및 제6미세관(56)은 소수성으로 코팅되어야 한다. 그렇지 아니할 경우 용액방울(63a)이 그 내벽에 붙어서 잘 유동하지 않기 때문이다.
본 실시예에서 사용된 폴리머(65)는 PS-b-PMMA 이며, 디클로로메탄의 분자식은 CH2Cl2이다.
상기에서 형성된 마이크로캡슐(70)은 탄소나노튜브 돌기가 형성되지 아니하였다. 탄소나노튜브 돌기를 형성하기 위해서 위의 과정에서 형성된 마이크로캡슐(70)을 도 9의 (a)와 같이 물(71)이 든 제1용기(73)에 넣어서 초음파를 가한다. 초음파를 가하는 이유는 마이크로캡슐(70)이 제1용기(73)의 바닥에 들러붙지 않게 하기 위함이다.
그리고 제1용기(73)에서 마이크로캡슐(70)을 탄소나노튜브(75)가 함유된 티에이취에프(THF) 용액(77)이 든 제2용기(78)에 담근다. 그리고 대략 12시간 동안 상온(대략 25℃)에 노출시킨다. 그러면 탄소나노튜브(75)가 마이크로캡슐(70)의 외벽에 달라붙어 탄소나노튜브(75)가 돌기된 마이크로캡슐(80)이 형성된다.
1 : 마이크로캡슐 3 : 오일
5 : 탄소나노튜브 7 : 디클로로메탄 용액
8 : 폴리머 9 : 물
10 : 방울 11 : 제1주입구
13 : 제2주입구 21 : 제1미세관
23 : 제2미세관 23 : 제3미세관
25 : 표면 51 : 제1미세관
52 : 제2미세관 53 : 제3미세관
54 : 제4미세관 55 : 제5미세관
56 : 제6미세관 61 : 오일
61a : 오일방울 63 : 폴리비닐알코올
63a : 용액 방울 65 : 폴리머
67 : 디클로로메탄 용액 70 : 마이크로캡슐
71 : 물 71 : 제1용기
75 : 탄소나노튜브 77 : 티에이취에프
78 : 제2용기 80 : 마이크로캡슐

Claims (12)

  1. 폴리머막으로 형성된 마이크로캡슐과,
    상기 마이크로캡슐의 내부에 수용된 소수성 액체와,
    상기 마이크로캡슐에서 외부로 돌기된 탄소나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로캡슐은 크기가 20 ~ 1,000 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소수성 액체는 초발수성 소수성 액체인 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체.
  4. 제1미세관으로 소수성 액체를 공급하고, 폴리머와 탄소나노튜브가 함유된 폴리머를 녹이는 유기용매 용액이 상기 소수성 액체와 합쳐지도록 상기 제1미세관을 사이에 두고 단부가 상기 제1미세관의 단부와 서로 만나는 두 개의 제2미세관으로 상기 유기용매 용액을 공급하고, 상기 제1미세관의 단부 및 상기 제2미세관의 단부를 통과하는 제3미세관으로 폴리비닐알코올 용액을 공급하여 상기 소수성 액체와 합쳐진 상기 유기용매 용액을 용액 방울로 분리시키는 과정과,
    상기 용액 방울의 유기용매 요액을 건조시켜 내부에 상기 소수성 액체가 수용되고 외부로 상기 탄소나노튜브가 돌출된 상기 폴리머로 된 막을 구비한 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소수성 액체는 초발수성 소수성 액체를 공급하는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  6. 십자형 채널의 제1미세관으로 소수성 액체를 공급하고, 상기 제1미세관과 수직으로 형성된 제2미세관 및 제3미세관으로 폴리비닐알코올 용액을 공급하여 상기 폴리비닐알코올 용액으로 상기 소수성 액체를 분리시켜 액체 방울을 형성시키는 단계와,
    상기 폴리비닐알코올 용액이 상기 액체 방울을 감싸도록 상기 분리된 액체 방울과 상기 폴리비닐알코올 용액을 상기 십자형 채널의 제4미세관을 통하여 이송시키는 단계와,
    상기 제4미세관을 사이에 두고 단부가 상기 제4미세관의 단부와 서로 만나는 두 개의 제5미세관으로 유기용매 용액을 공급하여 상기 유기용매 용액으로 상기 제4미세관을 통해서 이송된 상기 폴리비닐알코올 용액을 분리시켜 상기 폴리비닐알코올 용액으로 감싸진 액체 방울로 형성된 용액 방울을 형성시키는 단계와,
    상기 유기용매 용액이 상기 용액 방울을 감싸도록 상기 유기용매 용액과 상기 용액방울을 상기 제4미세관과 일직선으로 형성된 제6미세관을 통해서 이송시키는 단계와,
    상기 제6미세관에서 배출되어 상기 유기용매 용액으로 감싸진 상기 용액 방울에서 상기 유기용매 용액의 유기용매 용액을 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 액체 방울과 상기 폴리비닐알코올 용액을 상기 제4미세관을 통해서 이송시킬 때 상기 폴리비닐알코올 용액이 상기 액체 방울을 완전히 감싸도록 상기 제4미세관을 확장시켜 상기 폴리비닐알코올 용액과 상기 액체 방울을 상기 제4미세관을 통해서 이송시키는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유기용매 용액과 상기 용액방울을 상기 제6미세관을 통해서 이송시킬 때 상기 유기용매 용액이 상기 용액 방울을 완전히 감싸도록 상기 제6미세관을 확장시켜 상기 유기용매 용액과 상기 용액 방울을 상기 제6미세관을 통해서 이송시키는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1미세관과, 상기 제2미세관과, 상기 제3미세관 및 상기 제4미세관은 내부가 친수성으로 코팅되어 있고 상기 제5미세관 및 상기 제6미세관은 내부가 소수성으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제5미세관은 상기 제4미세관에 대하여 예각으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기용매 용액이 건조된 상기 용액 방울을 탄소나노튜브가 함유된 티에이취에프 용액에 담구는 단계와,
    상기 용액 방울이 담구어진 상기 티에이취에프 용액을 일정시간 동안 일정한 온도에 노출하여 상기 탄소나노튜브를 상기 용액 방울에 부착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가복원용 고분자 복합체를 제조하는 방법.
  12. 삭제
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