KR101651341B1 - method of fabricating superhydrophobic metal structure - Google Patents

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Abstract

초발수성 금속 구조물의 제조 방법이 제공된다. 상기 초발수성 금속 구조물의 제조 방법은, 금속 구조물을 준비하는 단계, 상기 금속 구조물의 표면에 제1 선폭을 갖는 제1 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 상기 제1 선폭(line width)보다 좁은 제2 선폭을 갖는 제2 패턴, 및 상기 제2 패턴을 덮는(cover) 코팅층을 동일한 공정에서 형성하는 단계를 포함할 수 있다. A method of making a superhydrophobic metal structure is provided. The method of manufacturing a superhydrophobic metal structure includes the steps of preparing a metal structure, forming a first pattern having a first line width on a surface of the metal structure, and forming a second pattern having a first line width on the surface of the metal structure having the first pattern A second pattern having a second line width narrower than the first line width, and forming a cover coating layer covering the second pattern in the same process.

Description

초발수성 금속 구조물의 제조 방법{method of fabricating superhydrophobic metal structure}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of fabricating superhydrophobic metal structure,

본 발명은 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 산성 용액 및 초발수 코팅제를 이용한 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 관련된 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a super water repellent metal structure, and more particularly, to a method of manufacturing a super water repellent metal structure using an acidic solution and an super water repellent coating agent.

각종 스마트 전자 기기 및 부품 소자의 성능에 대한 기대가 높아짐에 따라, 스마트 전자 기기 및 부품 등에 활용되는 소재의 표면 특성을 제어할 수 있는 기술에 대한 수요가 증대되고 있다. As expectations for the performance of various smart electronic devices and components have increased, there is a growing demand for technologies that can control the surface characteristics of materials used in smart electronic devices and components.

기본적으로, 소재 표면의 젖음성은, 표면 에너지에 의해서 결정되지만, 표면의 미세 구조를 마이크로와 나노 수준의 복합적인 구조로 제어하면, 젖음성(wettability)이 극단적으로 감소하여 물에 대한 표면 접촉각이 증가되어, 초발수성 표면(superhydrophobic surfaces)이 구현될 수 있다. 표면 나노 구조는 소재 표면의 젖음성을 증폭시키는 데 핵심적인 역할을 하며, 초발수 표면을 구현하는 기본 토대가 된다. 이렇게 인공적으로 만들어진 대부분의 초발수 표면들은 자연에 존재하는 초발수 표면 구조에 착안하여 개발되었다. Basically, the wettability of the material surface is determined by the surface energy. However, if the microstructure of the surface is controlled by a complex structure of micro and nano levels, the wettability is extremely reduced and the surface contact angle to water is increased , Superhydrophobic surfaces can be implemented. Surface nanostructures play a key role in amplifying the wettability of the material surface and serve as a basis for realizing a super water-repellent surface. Most of these artificial water - repellent surfaces have been developed based on the super - water - repellent surface structure in nature.

이러한 초발수 표면을 갖는 소재들은, 군물 외벽, 자동차 내장재, 자동차 외장재, 유리, 광학필름 등 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 이에 따라, 그라인딩 공정, 샌드 블라스팅 공정, 및 양극 산화 공정 등 초발수 표면을 갖는 소재들의 제조 방법에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. Materials having such a super water-repellent surface can be utilized in various fields such as outer wall of automobiles, automobile interior materials, automobile exterior materials, glass, and optical films. Accordingly, researches and developments have been actively made on methods for producing materials having super water-repellent surfaces such as a grinding process, a sandblasting process, and an anodizing process.

예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-0776970(출원번호 10-2006-0085329, 출원인 한국기계연구원)에는, 진공 또는 대기압에서 피처리물의 표면에 플라즈마를 발생시키고 챔버 내부에 불소기, 메틸기, 및 염소기 등과 같은 소수성 부재를 유입시켜, 피처리물의 표면을 거칠게 가공함으로써, 피처리물의 재질에 무관하고, 간단한 공정으로, 물과의 접촉각이 140도 이상을 갖도록 하는 플라즈마 처리를 통한 초발수 표면 형성 방법이 개시되어 있다. 다만, 이러한 방법의 경우, 진공 챔버 내에서 수행되어야 한다.For example, Korean Patent Registration No. 10-0776970 (Application No. 10-2006-0085329, filed by Korea Institute of Machinery & Mechanics) discloses a method of generating a plasma on the surface of a material to be treated at a vacuum or an atmospheric pressure and introducing a fluorine group, A water repellent surface forming method by plasma treatment in which a hydrophobic member such as a hydrophilic member such as a silica or the like is introduced into the surface of a material to be roughened so as to have a contact angle of not less than 140 degrees with a simple process regardless of the material of the material to be processed . However, in the case of such a method, it must be carried out in a vacuum chamber.

대한민국 등록특허공보 10-0776970Korean Patent Publication No. 10-0776970

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 제조 공정이 간소화된 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure having a simplified manufacturing process.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 발수 특성이 향상된 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a super water repellent metal structure having improved water repellency.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 비용이 감소된 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a super-water-repellent metal structure having a reduced manufacturing cost.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for manufacturing a super water repellent metal structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 초발수성 금속 구조물의 제조 방법은, 금속 구조물을 준비하는 단계, 상기 금속 구조물의 표면에 제1 선폭을 갖는 제1 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 상기 제1 선폭(line width)보다 좁은 제2 선폭을 갖는 제2 패턴, 및 상기 제2 패턴을 덮는(cover) 코팅층을 동일한 공정에서 형성하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, a method of manufacturing a super-water repellent metallic structure includes the steps of preparing a metal structure, forming a first pattern having a first line width on the surface of the metal structure, A second pattern having a second line width narrower than the first line width on the surface of the metal structure, and a cover coating layer covering the second pattern in the same process.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 패턴 및 상기 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물에 산성 용액 및 발수 코팅제를 제공하는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of forming the second pattern and the coating layer may include providing the acidic solution and the water-repellent coating agent to the metal structure having the first pattern.

일 실시 예에 따르면, 상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 상기 금속 구조물에 제공하는 단계는, 상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계, 및 상기 혼합 용액을 상기 금속 구조물에 제공하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the step of providing the acidic solution and the water-repellent coating agent to the metal structure may include preparing a mixed solution by mixing the acidic solution and the water-repellent coating agent, and providing the mixed solution to the metal structure .

일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 용액을 상기 금속 구조물에 제공하는 단계는, 상기 금속 구조물을 상기 혼합 용액에 침지하는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, providing the mixed solution to the metal structure may include dipping the metal structure into the mixed solution.

일 실시 예에 따르면, 상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제는, 동시에 상기 금속 구조물에 제공되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the acidic solution and the water-repellent coating agent may be simultaneously provided to the metal structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계는, 상기 금속 구조물 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 마스크 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 금속 구조물을 식각하는 단계를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the forming of the first pattern may include forming a mask pattern on the metal structure, and etching the metal structure using the mask pattern as a mask .

일 실시 예에 따르면, 상기 금속 구조물은, 전기화학식각 공정으로 식각되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the metal structure may include being etched by an electrochemical etching process.

일 실시 예에 따르면, 상기 코팅층은 상기 제2 패턴을 콘포말하게(conformally) 덮는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the coating layer may comprise conformally covering the second pattern.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 자연 산화막이 생성되고, 상기 자연 산화막은, 상기 산성 용액에 의해 제거되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, a natural oxide film is formed on the surface of the metal structure having the first pattern, and the natural oxide film may be removed by the acidic solution.

일 실시 예에 따르면, 상기 금속 구조물은, 스테인리스 스틸(stainless steel), Fe 및 Ni 합금, 니켈, 탄소강, 티타늄, 또는 알루미늄 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the metal structure may include at least one of stainless steel, Fe and Ni alloy, nickel, carbon steel, titanium, and aluminum.

일 실시 예에 따르면, 상기 산성 용액은, HCl, HF, H3PO4, 또는 HNO3 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the acidic solution may comprise at least one of HCl, HF, H 3 PO 4 , or HNO 3 .

본 발명의 실시 예에 따르면, 금속 구조물의 표면에 제1 패턴이 형성되고, 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 상기 제1 패턴보다 좁은 선폭을 갖는 제2 패턴, 및 상기 제2 패턴을 덮는 코팅층이 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 패턴 상에 자연 산화막이 생성되는 것이 방지되어, 발수 특성이 향상된 초발수성 금속 구조물의 제조 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a first pattern is formed on a surface of a metal structure, and a second pattern is formed on the surface of the metal structure having the first pattern, the second pattern having a line width narrower than the first pattern, A coating layer covering the pattern can be formed in the same process. Accordingly, it is possible to provide a method of manufacturing a superhydrophobic metal structure in which natural oxide films are prevented from being formed on the second pattern, thereby improving water repellency.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이다.
도 5는 도 4의 A를 확대한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 FE-SEM 사진들이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 3D-profiler 분석 결과를 나타내는 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각각을 측정한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각을 시간에 따라 측정한 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각을 비교 예에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각과 비교한 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물, 및 비교 예에 따라 제조된 금속 구조물의 SEM사진이다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 is an enlarged view of Fig. 4A.
FIGS. 6 and 7 are FE-SEM photographs of a metal structure manufactured according to the method of manufacturing a super water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a photograph showing a 3D-profiler analysis result of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing a contact measurement of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention.
10 is a photograph of a contact angle of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention with time.
11 is a photograph showing a contact angle of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention, which is compared with a contact angle of a metal structure manufactured according to a comparative example.
12 is a SEM photograph of a metal structure manufactured according to the method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention, and a metal structure manufactured according to a comparative example.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the technical content.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof. Also, in this specification, the term "connection " is used to include both indirectly connecting and directly connecting a plurality of components.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도들이고, 도 5는 도 4의 A를 확대한 도면이다. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 to 4 are cross- Fig. 5 is an enlarged view of Fig. 4A. Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 금속 구조물(100, metal structure)이 준비된다(S110). 상기 금속 구조물(100)은, 스테인리스 스틸(stainless steel), Fe 및 Ni 합금, 니켈, 탄소강, 티타늄, 또는 알루미늄 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a metal structure 100 is prepared (S110). The metal structure 100 may include at least one of stainless steel, Fe and Ni alloy, nickel, carbon steel, titanium, and aluminum.

상기 금속 구조물(100) 상에 마스크 패턴(110)이 형성될 수 있다. 상기 마스크 패턴(110)은 원형, 사각형, 삼각형, 육각형, 또는 매쉬(mash) 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 마스크 패턴(110)의 형태는 제한되지 않는다. 상기 마스크 패턴(110)의 폭은 10μm~500μm일 수 있다.A mask pattern 110 may be formed on the metal structure 100. The mask pattern 110 may be formed in various shapes such as a circular shape, a rectangular shape, a triangular shape, a hexagonal shape, or a mash shape. The shape of the mask pattern 110 is not limited. The width of the mask pattern 110 may be 10 to 500 mu m.

일 실시 예에 따르면, 상기 마스크 패턴(110)은 액상 레지스트로 형성될 수 있고, 이 경우, 상기 마스크 패턴(110)은 포토리소그래피 공정으로 형성될 수 있다. 이와는 달리, 다른 실시 예에 따르면, 상기 마스크 패턴(110)은 고형 레지스트(dry film)로 형성될 수 있고, 이 경우, 상기 마스크 패턴(110)은 드라이 필름 패터닝 공정으로 형성될 수 있다. According to one embodiment, the mask pattern 110 may be formed of a liquid resist, and in this case, the mask pattern 110 may be formed by a photolithography process. Alternatively, according to another embodiment, the mask pattern 110 may be formed of a dry film. In this case, the mask pattern 110 may be formed by a dry film patterning process.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 금속 구조물(100)의 표면에 제1 선폭(W1, line width)을 갖는 제1 패턴(102)이 형성될 수 있다(S120). 상기 제1 선폭(W1)을 갖는 상기 제1 패턴(102)을 형성하는 단계는, 상기 마스크 패턴(110)을 마스크로 이용하여 상기 금속 구조물(100)을 식각하는 단계, 및 상기 마스크 패턴(110)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 3, a first pattern 102 having a first line width W1 may be formed on a surface of the metal structure 100 (S120). The forming of the first pattern 102 having the first line width W1 may include etching the metal structure 100 using the mask pattern 110 as a mask and etching the metal pattern 110 ). ≪ / RTI >

일 실시 예에 따르면, 상기 금속 구조물(100)은 전기화학식각 공정으로 식각될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 구조물(100)은 H2SO4, 또는 H3PO4 중에서 적어도 어느 하나를 이용하여, 0.1~50A 조건에서 전기화학식각 공정으로 식각될 수 있다. According to one embodiment, the metal structure 100 may be etched by an electrochemical etching process. For example, the metal structure 100 may be etched by an electrochemical etching process at 0.1 to 50 A using at least one of H 2 SO 4 and H 3 PO 4 .

도 1, 도 4, 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 패턴(102)을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 제2 선폭(W2)을 갖는 제2 패턴(104), 및 상기 제2 패턴(104)을 덮는 코팅층(120)이 동일한 공정에서 형성될 수 있다(S130). 다시 말하면, 상기 제2 패턴(104) 및 상기 코팅층(120)이 단일 공정에서 형성될 수 있다. 상기 제2 선폭(W2)은 상기 제1 선폭(W1)보다 좁을 수 있다. 1, 4, and 5, a second pattern 104 having a second line width W2 on the surface of the metal structure having the first pattern 102, 104 may be formed in the same process (S130). In other words, the second pattern 104 and the coating layer 120 may be formed in a single process. The second line width W2 may be narrower than the first line width W1.

상기 제1 패턴(102)이 오목부 및 볼록부를 포함하는 요철 형태인 경우, 상기 제2 패턴(104)은 상기 제1 패턴(102)의 상기 오목부 및 상기 볼록부의 표면들에 형성될 수 있다. The second pattern 104 may be formed on the surfaces of the concave portion and the convex portion of the first pattern 102 when the first pattern 102 is a concavo-convex shape including a concave portion and a convex portion .

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 패턴(104) 및 상기 코팅층(120)을 동일한 공정에서 형성하는 단계는, 상기 제1 패턴(102)을 갖는 상기 금속 구조물(100)에 산성 용액 및 발수 코팅제를 동시에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 동시에 제공하는 단계는, 용매에 상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계, 및 상기 혼합 용액을 상기 금속 구조물(100)에 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 이 때, 상기 용매는 증류수, 구체적으로, deionized water 일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 패턴(102)를 갖는 상기 금속 구조물(100)이 상기 혼합 용액에 침지될 수 있다. 예를 들어, 상기 혼합 용액 내의 상기 산성 용액의 함량은 5~30 wt%이고, 구체적으로 5~20 wt%일 수 있으며, 상기 혼합 용액 내의 상기 발수 코팅제의 함량은 0.01~10 wt%일 수 있고, 구체적으로, 1~10 wt%일 수 있다. 또한, 상기 혼합 용액에서 산성 용액과 발수 코팅제는 1:1 내지 1:10의 부피비로 혼합될 수 있고, 구체적으로, 1:1 내지 1:5의 부피비로 혼합될 수 있다. 또한, 예를 들어, 상온~80℃의 상기 혼합 용액에 상기 금속 구조물(100)이 침지될 수 있다. According to one embodiment, the step of forming the second pattern 104 and the coating layer 120 in the same process may include the step of applying an acidic solution and a water-repellent coating agent to the metal structure 100 having the first pattern 102 And may be provided at the same time. The step of simultaneously providing the acidic solution and the water-repellent coating agent includes the steps of preparing a mixed solution by mixing the acidic solution and the water-repellent coating agent in a solvent, and providing the mixed solution to the metal structure 100 , Where the solvent may be distilled water, specifically deionized water. For example, the metal structure 100 having the first pattern 102 may be immersed in the mixed solution. For example, the content of the acidic solution in the mixed solution may be 5 to 30 wt%, specifically 5 to 20 wt%, and the content of the water-repellent coating agent in the mixed solution may be 0.01 to 10 wt% , Specifically 1 to 10 wt%. Also, in the mixed solution, the acidic solution and the water-repellent coating agent may be mixed in a volume ratio of 1: 1 to 1:10, and more specifically, in a volume ratio of 1: 1 to 1: 5. Further, for example, the metal structure 100 may be immersed in the mixed solution at room temperature to 80 ° C.

예를 들어, 상기 산성 용액은, HCl, HF, H3PO4, 또는 HNO3 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 발수 코팅제는, 지방산 종류 Myristoleic acid, Palmitoleic acid, Sapienic acid, Oleic acid, Elaidic acid, Vaccenic acid, Linoleic acid, Linoelaidic acid, α-Linolenic acid, Arachidonic acid, Eicosapentaenoic acid, Erucic acid, Docosahexaenoic acid, Caprylic acid, Capric acid, Lauric acid, Myristic acid, Palmitic acid, Stearic acid, Arachidic acid, Behenic acid, Lignoceric acid, 또는 Cerotic acid 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 아이소프로필알코올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 또는 헵탄올 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. For example, the acidic solution may include at least one of HCl, HF, H 3 PO 4 , and HNO 3 . For example, the water-repellent coating agent may be selected from the group consisting of fatty acids such as Myristoleic acid, Palmitoleic acid, Sapienic acid, Oleic acid, Elaidic acid, Vaccenic acid, Linoleic acid, Linoelaidic acid,? -Linolenic acid, Arachidonic acid, Eicosapentaenoic acid, Erucic acid, Docosahexaenoic at least one selected from the group consisting of acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid or cerotic acid. For example, the solvent may include at least one of methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, pentanol, hexanol, and heptanol.

상기 제1 패턴(102)이 형성되고, 상기 제2 패턴(104) 및 상기 코팅층(120)이 형성되기 전, 상기 제1 패턴(102)을 갖는 상기 금속 구조물(100)이 산화되어, 상기 금속 구조물(100)의 표면에 자연 산화막(natural oxide)이 생성될 수 있다. 상기 자연 산화막은, 상기 혼합 용액에 포함된 상기 산성 용액에 의해 제거될 수 있다. The first pattern 102 is formed and the metal structure 100 having the first pattern 102 is oxidized before the second pattern 104 and the coating layer 120 are formed, A natural oxide film may be formed on the surface of the structure 100. The natural oxide film can be removed by the acidic solution contained in the mixed solution.

또한, 상기 산성 용액에 의해, 상기 제1 패턴(120)을 갖는 상기 금속 구조물(100)의 상기 표면에 활성화될 수 있다. 이에 따라, 상기 금속 구조물(100)의 상기 표면이 용이하게 식각되어, 상기 제2 패턴(104)이 형성될 수 있다. Also, by the acidic solution, it can be activated on the surface of the metal structure 100 having the first pattern 120. Accordingly, the surface of the metal structure 100 can be easily etched, so that the second pattern 104 can be formed.

상기 산성 용액에 의해 상기 제2 패턴(104)이 형성된 후, 상기 혼합 용액에 포함된 상기 발수 코팅제에 의해, 상기 제2 패턴(104)을 콘포말하게(conformally) 덮는 상기 코팅층(120)이 형성될 수 있다. After the second pattern 104 is formed by the acidic solution, the coating layer 120 that conformally covers the second pattern 104 is formed by the water-repellent coating agent included in the mixed solution. .

상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 상기 금속 구조물(100)에 동시에 제공하여, 상기 제2 패턴(104) 및 상기 코팅층(120)이 동일한 공정에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제조 공정이 간소화되고, 제조 비용이 감소되고, 발수 특성이 향상된 초발수성 금속 구조물의 제조 방법이 제공될 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the acidic solution and the water-repellent coating agent are simultaneously provided to the metal structure 100 so that the second pattern 104 and the coating layer 120 are formed in the same process . Accordingly, it is possible to provide a method of manufacturing a super water repellent metal structure in which the manufacturing process is simplified, the manufacturing cost is reduced, and the water repellent property is improved.

상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 상기 제2 패턴(104)을 형성하기 위한 공정, 및 상기 코팅층(120)을 형성하는 공정이 별개로 수행되는 경우, 다시 말하면, 상기 제2 패턴(104)이 형성된 후, 상기 코팅층(120)이 형성되는 경우, 상기 제2 패턴(104)의 표면에 자연 산화막이 생성될 수 있다. 이로 인해, 발수 특성이 저하될 수 있다. The process for forming the second pattern 104 and the process for forming the coating layer 120 are performed separately from each other, that is, the second pattern 104, A natural oxide film may be formed on the surface of the second pattern 104. In this case, As a result, the water repellency characteristics may be deteriorated.

하지만, 상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 제2 패턴(104) 및 상기 코팅층(120)이 동일한 공정에 형성되어, 상기 제2 패턴(104)이 형성되고 상기 코팅층(120)이 형성되기 전, 자연 산화막이 생성되는 것이 예방될 수 있다. 이에 따라, 발수 특성이 향상된 초발수성 금속 구조물이 제공될 수 있다. 또한, 종래의 그라인딩, 샌드 블라스팅, 및 양극 산화 공정과 비교하여, 단순한 공정으로, 다양한 종류의 초발수성 금속 구조물들을 생성할 수 있다.
However, as described above, according to the embodiment of the present invention, the second pattern 104 and the coating layer 120 are formed in the same process so that the second pattern 104 is formed, It is possible to prevent the formation of a native oxide film. Accordingly, a super water repellent metal structure having improved water repellency can be provided. In addition, compared to conventional grinding, sandblasting, and anodizing processes, a variety of superhydrophobic metal structures can be produced with a simple process.

이하, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 초발수성 금속 구조물의 특성 평가 결과가 설명된다. Hereinafter, the evaluation results of the characteristics of the super-water-repellent metal structure manufactured according to the method of manufacturing the super-water-repellent metal structure according to the embodiment of the present invention will be described.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 FE-SEM 사진들이다. FIGS. 6 and 7 are FE-SEM photographs of a metal structure manufactured according to the method of manufacturing a super water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 스테인리스 스틸을 금속 구조물로 준비하고, 포토 리소그래피 공정을 이용하여, 스테인리스 스틸 상에 마스크 패턴을 형성하였다. 이후, 상기 마스크 패턴을 마스크로 이용하여 스테인리스 스틸의 표면을 전기화학식각 공정으로 식각하여, 서로 다른 사이즈를 갖는 제1 패턴들을 각각 형성하였다. Referring to FIGS. 6 and 7, stainless steel was prepared as a metal structure, and a mask pattern was formed on stainless steel using a photolithography process. Thereafter, the surface of the stainless steel was etched by an electrochemical etching process using the mask pattern as a mask to form first patterns having different sizes.

제1 실시 예First Embodiment

스테인리스 스틸에 직경 1 μm 및 높이 16.5 μm인 상기 제1 패턴을 제조하고, FE-SEM 사진을 촬영하였다. The above first pattern having a diameter of 1 [mu] m and a height of 16.5 [mu] m was prepared in stainless steel and an FE-SEM photograph was taken.

제2 실시 예Second Embodiment

스테인리스 스틸에 직경 5 μm 및 높이 19.5 μm인 상기 제1 패턴을 제조하고, FE-SEM 사진을 촬영하였다. The first pattern having a diameter of 5 μm and a height of 19.5 μm was prepared on stainless steel and FE-SEM photographs were taken.

제3 실시 예Third Embodiment

스테인리스 스틸에 직경 15 μm 및 높이 20.5 μm인 상기 제1 패턴을 제조하고, FE-SEM 사진을 촬영하였다. The first pattern having a diameter of 15 [mu] m and a height of 20.5 [mu] m was prepared in stainless steel and FE-SEM photographs were taken.

구분division 직경diameter 높이Height 제1 실시 예First Embodiment 1 μm1 μm 16.5 μm16.5 μm 제2 실시 예Second Embodiment 5 μm5 μm 19.5 μm19.5 μm 제3 실시 예Third Embodiment 15 μm15 μm 20.5 μm20.5 μm

도 6의 (a)는 공정 시작 전의 스테인리스 스틸의 표면을 나타내는 FE-SEM 사진이고, 도 6의 (b) 내지 (d)는 각각 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 제1 패턴들을 갖는 스테인리스 스틸을 촬영한 FE-SEM 사진들이다. 6 (a) is an FE-SEM photograph showing the surface of the stainless steel before the start of the process, and (b) to (d) of FIG. 6 are stainless steel And FE-SEM photographs taken at the same time.

이후, 산성 용액으로 HCl 10wt%를 준비하고, 발수 코팅제로 Lauric acid 5wt%를 준비하고, HCl 및 Lauric acid를 1:3의 부피비로 혼합하여 혼합 용액을 제조하였다. Thereafter, 10 wt% of HCl was prepared as an acidic solution, 5 wt% of lauric acid was prepared as a water repellent coating agent, and HCl and lauric acid were mixed at a volume ratio of 1: 3 to prepare a mixed solution.

도 7은 상술된 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 제1 패턴들을 갖는 스테인리스 스틸들을 상기 혼합 용액에 침지하여 제1 패턴보다 좁은 선폭을 갖는 제2 패턴 및 코팅층을 동일한 공정에서 형성한 후, FE-SEM 사진을 촬영한 것이다. 7 is a view illustrating a state in which a stainless steel having first patterns according to the first to third embodiments described above is dipped in the mixed solution to form a second pattern and a coating layer having a narrower line width than the first pattern in the same process, -SEM I took a picture.

도 7의 (a) 및 (e)는 전기화학식각 공정에 의해 제1 패턴이 형성되지 않은 스테인리스 스틸을 상기 혼합 용액에 침지한 결과를 나타내는 FE-SEM 사진이고, 도 7의 (b) 및 (f)는 제1 실시 예에 따른 제1 패턴을 갖는 스테인리스 스틸을 상기 혼합 용액에 침지한 결과를 나타내는 FE-SEM 사진이고, 도 7의 (c) 및 (g)는 제2 실시 예에 따른 제1 패턴을 갖는 스테인리스 스틸을 상기 혼합 용액에 침지한 결과를 나타내는 FE-SEM 사진이고, 도 7의 (d) 및 (h)는 제3 실시 예에 따른 제1 패턴을 갖는 스테인리스 스틸을 상기 혼합 용액에 침지한 결과를 나타내는 FE-SEM 사진이다. 도 7에서 알 수 있듯이, 스테인리스 스틸의 표면에 나노 스케일 구조의 제2 패턴들이 형성된 것을 확인할 수 있다. 7 (a) and 7 (e) are FE-SEM photographs showing the result of immersing stainless steel in which the first pattern is not formed by the electrochemical etching process in the mixed solution, and FIGS. 7 f) is an FE-SEM photograph showing the result of immersing the stainless steel having the first pattern according to the first embodiment in the mixed solution, and Figs. 7C and 7G are photographs of FE- 7 (d) and 7 (h) are photographs of FE-SEM images showing the result of immersing the stainless steel having the first pattern in the mixed solution, And the results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 7, it is confirmed that the second patterns of the nanoscale structure are formed on the surface of the stainless steel.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 3D-profiler 분석 결과를 나타내는 사진이다.FIG. 8 is a photograph showing a 3D-profiler analysis result of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 제1 패턴들, 및 상기 혼합 용액을 이용하여 제조된 제2 패턴을 갖는 스테인리스 스틸들의 표면을 3D-profiler를 이용하여 분석하였다. 도 8의 (a) 내지 (c)는 각각 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 스테인리스 스틸들의 표면에 대한 3D-profiler 결과이다.Referring to FIG. 8, the surfaces of stainless steel having the first patterns described with reference to FIGS. 6 and 7 and the second pattern formed using the mixed solution were analyzed using a 3D-profiler. 8 (a) to 8 (c) are 3D-profiler results for the surfaces of stainless steel according to the first to third embodiments, respectively.

도 8에서 알 수 있듯이, 전기화학식각 공정으로 제1 패턴들이 형성되고, HCl 및 Lauric acid가 혼합된 상기 혼합 용액에 침지하기 전의 3D-profiler 측정 결과를 참조하면, 광을 이용한 광학식 분석 장비의 특성으로 인해, 제1 패턴들의 측면 구조가 측정되지 않은 것을 알 수 있다. 다시 말하면, 제1 패턴들의 측면들에 제2 패턴들이 형성되지 않아, 제1 패턴의 측면의 거칠기가 낮은 것을 확인할 수 있다. As can be seen from FIG. 8, referring to the results of the 3D-profiler measurement before the first patterns are formed by the electrochemical etching process, and immersed in the mixed solution of HCl and Lauric acid, It can be seen that the side structure of the first patterns is not measured. In other words, since the second patterns are not formed on the side surfaces of the first patterns, it can be seen that the roughness of the side surface of the first pattern is low.

반면, 상술된 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 스테인리스 스틸들을, 상기 혼합 용액에 침지하여, 제2 패턴이 형성된 후에는, 제1 패턴의 측면 구조가 측정된 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 제1 패턴의 측면에 나노 사이즈의 제2 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있다. On the other hand, it is confirmed that the side structure of the first pattern is measured after the second pattern is formed by immersing the stainless steel according to the first to third embodiments in the mixed solution. In other words, it can be confirmed that the nano-sized second pattern is formed on the side surface of the first pattern.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각을 측정한 그래프이다. 9 is a graph showing a contact angle of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super water repellent metal structure according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 상술된 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 스테인리스 스틸들의 표면에 초순수를 적하 후, 접촉각을 측정하였다. 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 스테인리스 스틸들의 접촉각은 모두 100° 이상에 관찰되었으며, 도 6 내지 도 7을 참조하여 설명된 방법으로 스테인리스 스틸들의 표면에 제1 패턴, 제2 패턴, 및 코팅층이 형성된 경우, 접촉각이 현저하게 증가되는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9, ultrapure water is dripped onto the surfaces of stainless steel according to the first to third embodiments, and the contact angle is measured. The contact angles of the stainless steel according to the first to third embodiments were all observed to be 100 DEG or more and the first pattern, the second pattern, and the coating layer were formed on the surface of the stainless steel by the method described with reference to Figs. When formed, it is confirmed that the contact angle is remarkably increased.

또한, 직경 1 μm의 제1 패턴을 갖는 제1 실시 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각이, 직경 5 μm 및 15 μm의 제1 패턴을 갖는 제2 및 제3 실시 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각보다 큰 것으로 측정되었다. 그리고, 직경 5 μm의 제1 패턴을 갖는 제2 실시 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각이, 직경 15 μm의 제1 패턴을 갖는 제3 실시 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각보다, 큰 것으로 측정되었다. 다시 말하면, 제1 패턴의 직경이 감소될수록, 접촉각이 증가되어 발수 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다. Further, the contact angle of the stainless steel according to the first embodiment having the first pattern of 1 mu m in diameter is larger than the contact angle of the stainless steel according to the second and third embodiments having the first pattern of 5 mu m and 15 mu m in diameter Respectively. The contact angle of the stainless steel according to the second embodiment having the first pattern with a diameter of 5 占 퐉 was measured to be larger than the contact angle of stainless steel according to the third embodiment having the first pattern with a diameter of 15 占 퐉. In other words, it can be confirmed that as the diameter of the first pattern is decreased, the contact angle is increased and the water repellency property is improved.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각을 시간에 따라 측정한 사진이다. 10 is a photograph of a contact angle of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention with time.

도 10을 참조하면, 상술된 제1 실시 예에 따라 159°의 접촉각을 갖는 스테인리스 스틸에 물방울을 떨어뜨리고, 시간에 따라 물방울의 움직임을 촬영하였다. 제1 실시 예에 따라 초발수 특성을 갖는 스테인리스 스틸에 약 1°의 각으로 물방울을 적하하였다. 이후, 물방울이 스테인리스 스틸에 부착되지 않고, 기울어진 방향으로 굴러가는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10, water droplets were dropped on stainless steel having a contact angle of 159 degrees according to the first embodiment described above, and the movement of water droplets was photographed over time. According to the first embodiment, water droplets were dropped at an angle of about 1 DEG to stainless steel having super water repellency. Thereafter, it can be confirmed that the water droplets are not attached to the stainless steel but are rolled in a tilted direction.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각을 비교 예에 따라 제조된 금속 구조물의 접촉각과 비교한 사진이고, 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 초발수성 금속 구조물의 제조 방법에 따라 제조된 금속 구조물, 및 비교 예에 따라 제조된 금속 구조물의 SEM사진이다. FIG. 11 is a photograph showing a contact angle of a metal structure manufactured according to a method of manufacturing a super-water-repellent metal structure according to an embodiment of the present invention, which is compared with a contact angle of a metal structure manufactured according to a comparative example. And FIG. 7 is a SEM photograph of the metal structure manufactured according to the method of manufacturing the super-water-repellent metal structure according to the comparative example and the metal structure manufactured according to the comparative example.

도 11 및 도 12를 참조하면, 도 6을 참조하여 설명된 방법으로 제1 패턴을 갖는 스테인리스 스틸을 형성한 후, 본 발명의 제4 실시 예에 따라 제2 패턴 및 코팅층을 동일한 공정에서 형성하였고, 제4 실시 예에 따른 비교 예에 따라 제2 패턴을 형성한 후 코팅층을 형성하였다. 11 and 12, after the stainless steel having the first pattern is formed by the method described with reference to FIG. 6, the second pattern and the coating layer are formed in the same process according to the fourth embodiment of the present invention , A second pattern was formed according to a comparative example according to the fourth embodiment, and then a coating layer was formed.

제4 실시 예Fourth Embodiment

산성 용액으로 HCl 및 발수 코팅제로 L-SAM(Liquid Self-Assembled Monolayer)을 혼합하여 혼합 용액을 제조하고, 상기 혼합 용액에 제1 패턴을 갖는 스테인리스 스틸을 침지하여, 제2 패턴 및 코팅층을 동일한 공정에서 형성하였다. (Liquid Self-Assembled Monolayer) was mixed with HCl as an acidic solution and a water-repellent coating agent to prepare a mixed solution, and stainless steel having a first pattern was immersed in the mixed solution to form a second pattern and a coating layer in the same process Lt; / RTI >

비교 예Comparative Example

제1 패턴을 갖는 스테인리스 스틸을 HCl에 침지하여 제2 패턴을 형성한 후, L-SAM에 상기 제2 패턴을 갖는 스테인리스 스틸을 침지하여 코팅층을 형성하였다. Stainless steel having a first pattern was immersed in HCl to form a second pattern, and then stainless steel having the second pattern was immersed in the L-SAM to form a coating layer.

구분division 제2 패턴 및 코팅층의 형성 순서The second pattern and the formation order of the coating layer 제4 실시 예Fourth Embodiment 동일한 공정에서 형성Formation in the same process 비교 예Comparative Example 제2 패턴 형성 후 코팅층 형성Formation of coating layer after second pattern formation

도 11의 (a)는 제1 패턴, 제2 패턴, 및 코팅층을 갖지 않는 스테인리스 스틸의 접촉각을 나타내는 사진이고, 도 11의 (b) 및 도 12의 (a)는 각각 상술된 비교 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각을 나타내는 사진 및 SEM 사진이고, 도 11의 (c) 및 도 12의 (b)는 각각 상술된 제4 실시 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각을 나타내는 사진 및 SEM 사진이다.11 (a) is a photograph showing a contact angle of stainless steel having no first pattern, a second pattern, and a coating layer, and Figs. 11 (b) and 12 FIGS. 11C and 12B are photographs and SEM photographs showing the contact angle of stainless steel according to the fourth embodiment, respectively. FIG.

제1 패턴, 제2 패턴, 및 코팅층을 갖지 않는 스테인리스 스틸의 접촉각은 70°도 측정되었고, 비교 예에 따라 제2 패턴 및 코팅층이 순차적으로 형성된 스테인리스 스틸의 접촉각은 74°로 측정되었고, 제4 실시 예에 따라 제2 패턴 및 코팅층이 동일한 공정에서 형성된 스테인리스 스틸의 접촉각은 148°로 측정되었다. 도 11 및 도 12에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각이, 비교 예에 따른 스테인리스 스틸의 접촉각보다 현저하게 높은 것을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 제2 패턴 및 코팅층을 별개의 공정으로 형성하는 경우, 코팅층의 형성 전 스테인리스 스틸의 표면에 자연 산화막이 생성되고, 생성된 자연 산화막 상에는 코팅층이 형성되지 않아 스테인리스 스틸의 발수 특성이 구현되지 않는 것을 알 수 있다. 이이 따라, 제2 패턴 및 코팅층을 동일한 공정에서 형성하는 것이, 금속 구조물의 발수 특성을 향상시키는 효과적인 방법임을 확인할 수 있다.
The contact angle of stainless steel without the first pattern, the second pattern, and the coating layer was measured at 70 degrees, and the contact angle of stainless steel in which the second pattern and the coating layer were sequentially formed according to the comparative example was measured at 74 degrees, According to the embodiment, the contact angle of the stainless steel formed with the second pattern and the coating layer in the same process was measured at 148 °. 11 and 12, it can be seen that the contact angle of the stainless steel according to the fourth embodiment of the present invention is significantly higher than that of the stainless steel according to the comparative example. In other words, when the second pattern and the coating layer are formed by separate processes, a natural oxide film is formed on the surface of stainless steel before the formation of the coating layer, and a coating layer is not formed on the natural oxide film so that the water- . Thus, it can be confirmed that forming the second pattern and the coating layer in the same process is an effective method for improving the water repellency of the metal structure.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

100: 금속 구조물
102: 제1 패턴
104: 제2 패턴
110: 마스크 패턴
120: 코팅층
W1: 제1 선폭
W2: 제2 선폭100: metal structure
102: first pattern
104: second pattern
110: mask pattern
120: Coating layer
W1: 1st line width
W2: 2nd line width

Claims (11)

금속 구조물을 준비하는 단계;
상기 금속 구조물의 표면에 제1 선폭을 갖는 제1 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 상기 제1 선폭(line width)보다 좁은 제2 선폭을 갖는 제2 패턴, 및 상기 제2 패턴을 덮는(cover) 코팅층을 동일한 공정에서 형성하는 단계를 포함하되,
상기 코팅층은 상기 제2 패턴의 표면을 따라 형성되는 것을 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
Preparing a metal structure;
Forming a first pattern having a first line width on a surface of the metal structure; And
Forming a second pattern on the surface of the metal structure having the first pattern, the second pattern having a second line width narrower than the first line width, and a cover coating layer covering the second pattern in the same process , ≪ / RTI &
Wherein the coating layer is formed along the surface of the second pattern.
제1 항에 있어서,
상기 제2 패턴 및 상기 코팅층을 형성하는 단계는,
상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물에 산성 용액 및 발수 코팅제를 제공하는 것을 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the forming of the second pattern and the coating layer comprises:
And providing the metal structure having the first pattern with an acidic solution and a water-repellent coating agent.
제2 항에 있어서,
상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 상기 금속 구조물에 제공하는 단계는,
상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및
상기 혼합 용액을 상기 금속 구조물에 제공하는 단계를 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The step of providing the acid solution and the water repellent coating agent to the metal structure comprises:
Mixing the acidic solution and the water-repellent coating agent to prepare a mixed solution; And
And providing the mixed solution to the metal structure.
제3 항에 있어서,
상기 혼합 용액을 상기 금속 구조물에 제공하는 단계는, 상기 금속 구조물을 상기 혼합 용액에 침지하는 것을 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the step of providing the mixed solution to the metal structure comprises dipping the metal structure into the mixed solution.
제2 항에 있어서,
상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제는, 동시에 상기 금속 구조물에 제공되는 것을 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the acidic solution and the water-repellent coating agent are simultaneously provided to the metal structure.
제1 항에 있어서,
상기 제1 패턴을 형성하는 단계는,
상기 금속 구조물 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계; 및
상기 마스크 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 금속 구조물을 식각하는 단계를 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The forming of the first pattern may include:
Forming a mask pattern on the metal structure; And
And etching the metal structure using the mask pattern as a mask.
제6 항에 있어서,
상기 금속 구조물은, 전기화학식각 공정으로 식각되는 것을 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the metal structure is etched by an electrochemical etching process.
제1 항에 있어서,
상기 코팅층은 일정한 두께로 상기 제2 패턴의 표면을 따라 형성되는 것을 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the coating layer is formed along the surface of the second pattern to a constant thickness.
제2 항에 있어서,
상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 자연 산화막이 생성되고,
상기 자연 산화막은, 상기 산성 용액에 의해 제거되는 것을 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
3. The method of claim 2,
A natural oxide film is formed on the surface of the metal structure having the first pattern,
Wherein the natural oxide film is removed by the acidic solution.
제1 항에 있어서,
상기 금속 구조물은, 스테인리스 스틸(stainless steel), Fe 및 Ni 합금, 니켈, 탄소강, 티타늄, 또는 알루미늄 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the metal structure comprises at least one of stainless steel, Fe and Ni alloy, nickel, carbon steel, titanium, or aluminum.
제2 항에 있어서,
상기 산성 용액은, HCl, HF, H3PO4, 또는 HNO3 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 초발수성 금속 구조물의 제조 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the acidic solution comprises at least one of HCl, HF, H 3 PO 4 , and HNO 3 .
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