KR101664688B1 - 초친수 및 초발수 표면 특성을 갖는 에어컨 증발기 및 그 제조방법 - Google Patents

초친수 및 초발수 표면 특성을 갖는 에어컨 증발기 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초친수 및 초발수 표면 특성을 갖는 에어컨 증발기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요철형상의 알루미늄 표면 상에 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 포함하는 초친수-초발수 코팅막을 형성함으로써 온도에 따라 저온에서는 초친수성으로 인해 응축수의 배출을 용이하게 하여 열교환 성능을 향상시키는 동시에 고온에서는 초발수성으로 인해 응축수의 잔존 시간을 단축시키고, 먼지, 이물질 등을 자가 세정하여 미생물의 서식 및 이로 인한 악취발생을 억제할 수 있는 초친수 및 초발수 표면 특성을 갖는 에어컨 증발기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

초친수 및 초발수 표면 특성을 갖는 에어컨 증발기 및 그 제조방법{EVAPORATOR OF AIR CONDITIONER WITH SUPERHYDROPHILIC AND SUPERHYDROPHOBIC SURFACE AND ITS PREPARATION METHOD}
본 발명은 초친수 및 초발수 표면 특성을 갖는 에어컨 증발기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요철형상의 알루미늄 표면 상에 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 포함하는 초친수-초발수 코팅막을 형성함으로써 온도에 따라 저온에서는 초친수성으로 인해 응축수의 배출을 용이하게 하여 열교환 성능을 향상시키는 동시에 고온에서는 초발수성으로 인해 응축수의 잔존 시간을 단축시키고, 먼지, 이물질 등을 자가 세정하여 미생물의 서식 및 이로 인한 악취발생을 억제할 수 있는 초친수 및 초발수 표면 특성을 갖는 에어컨 증발기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 실내 공기의 온도와 습도를 적절하게 조절하는 냉방장치가 구비되어 있다. 이러한 냉방장치는 압출기, 블로워, 에바코어 등을 포함한다. 블로워는 모터를 이용하여 실내 공기 또는 외부 공기를 실내로 송풍하는 기능을 한다. 또한, 냉매는 엔진 구동에 의해서 압축기에서 압축, 에바코어로 공급되는데, 블로워에 의해서 송풍된 공기가 에바코어를 통과, 차가운 냉매와 열교환을 하면서 냉기로 변하게 되는 바, 이러한 냉기가 자동차의 실내로 공급되어 자동차 실내 냉방이 이루어진다. 이와 같이, 자동차의 냉방장치의 구조상 블로워를 통과한 모든 공기는 에바코어를 통과하게 된다.
에바코어는 차가운 냉매와 공기의 열 교환 시, 에바코어 표면에는 온도차에 의한 응축수 응결현상이 발생된다. 이러한 응축수 응결이나 잔존 수분, 이 밖에도 먼지, 각종 오염물로 인해 에바코어 표면에 곰팡이 및 세균 등이 서식하거나 번식하게 되면서 악취를 유발한다.
기존의 에어컨 증발기는 응축수 배수를 용이하게 하고, 열교환 작용을 향상시키기 위해 에바코어의 알루미늄 표면을 화성 피막 및 친수성 코팅층을 형성하였으나, 에어컨의 오프(off) 시 친수성 코팅층에 의한 응축수가 잔존하여 미생물의 증식을 유발하는 문제가 있다.
이에 반해, 응축수의 형성을 단시간에 제거하기 위해 에어코바의 알루미늄 표면을 에칭한 후 유기산 코팅막을 형성하였으나, 에어컨의 온(on) 시 초발수 표면으로 인해 응축수가 실내로 유입되는 문제가 있다.
종래 한국공개특허 제2005-0073908호에서는 에어컨 증발기의 표면에 블록 혼성중합체, 구연산 나트륨, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 산화물, 오로탄 분산제, 유기 항균제 및 이온 제거수로 이루어진 친수-항균제와 친수-항균 처리제가 증발기에 코팅되어 친수성 및 항균성을 갖는 에어컨에 관해 개시되어 있으나, 잔존하는 응축수로 인해 미생물의 증식을 유발하거나, 실내로 유입될 수 있으며, 장마철에 실내 습도가 높을 경우 제습 효과가 없는 문제가 있다.
또한 한국공개특허 제2014-0096706호에서는 상부 표면에 친수성 코팅층이 형성되고, 하부 표면에는 발수성 코팅층이 형성된 에어컨 증발기에 관해 개시되어 있으나, 수분이 친수성 코팅층에 일부 남아있어 기존의 증발기와 마찬가지로 미생물의 증식을 유발하는 문제가 있다.
따라서, 에어컨 증발기의 응축수 배출을 용이하게 하고, 응축수의 잔존 시간을 단축시키기 위한 친수성 및 발수성을 동시에 발현할 수 있는 새로운 소재에 대한 기술 개발이 요구된다.
한국공개특허 제2005-0073908호 한국공개특허 제2014-0096706호
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 요철형상의 알루미늄 표면 상에 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 포함하는 초친수-초발수 코팅막을 형성함으로써 온도에 따라 저온에서는 초친수성으로 인해 응축수의 배출을 용이하게 하여 열교환 성능을 향상시키는 동시에 고온에서는 초발수성으로 인해 응축수의 잔존 시간을 단축시키고, 먼지, 이물질 등을 자가 세정하여 미생물의 서식 및 이로 인한 악취발생을 억제할 수 있다는 사실을 알게 되어 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 저온 및 고온에서 응축수의 배출과 잔존 시간을 단축시켜 미생물의 서식 및 악취 발생을 억제할 수 있는 에어컨 증발기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 요철형상의 표면 상에 초친수-초발수 코팅막이 형성된 에어컨 증발기의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 에어컨 증발기를 포함하는 에어컨을 제공하는데 있다.
본 발명은 에어컨 증발기의 알루미늄 표면이 요철형상으로 형성되어 있으며, 상기 요철형상의 표면 상에 초친수-초발수 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기를 제공한다.
또한 본 발명은 에어컨 증발기의 알루미늄 표면을 에칭하여 요철형상을 형성하는 단계; 초친수-초발수 코팅액을 제조하는 단계; 및 상기 요철형상이 형성된 알루미늄 표면을 상기 초친수-초발수 코팅액에 침지하여 초친수-초발수 코팅막을 형성하는 단계;를 포함하는 에어컨 증발기의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 에어컨 증발기를 포함하는 에어컨을 제공한다.
본 발명에 따른 에어컨 증발기는 요철형상의 알루미늄 표면 상에 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 포함하는 초친수-초발수 코팅막을 형성함으로써 온도에 따라 저온에서는 초친수성으로 인해 응축수의 배출을 용이하게 하여 열교환 성능을 향상시키는 동시에 고온에서는 초발수성으로 인해 응축수의 잔존 시간을 단축시키고, 먼지, 이물질 등을 자가 세정하여 미생물의 서식 및 이로 인한 악취발생을 억제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 비교예(a) 및 실시예 1(b)에서 제조된 에어컨 증발기의 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 시간에 따른 접촉각 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 비교예(a) 및 실시예 1(b)에서 제조된 에어컨 증발기의 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 시간에 따른 접촉각 변화를 분석한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기의 시간에 따른 접촉각 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 초친수-초발수 코팅액의 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물의 함량에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 초친수-초발수 코팅액의 침지 시간에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다.
이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 에어컨 증발기의 알루미늄 표면이 요철형상으로 형성되어 있으며, 상기 요철형상의 표면 상에 초친수-초발수 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기를 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 초친수-초발수 코팅막은 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)(poly(N-isopropylacrylamide), PNIPAAm) 화합물인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 고분자는 하기 화학식으로 표시되는 화합물로 약 30 ℃의 온도에서 저임계 용해 온도(Lower Critical Solution Temperature, LCST)가 형성되며, 첨가하는 물질에 따라 상기 저임계 용해 온도가 변하며, 온도 범위를 조절 가능한 특징이 있다.
[화학식]
Figure 112015046150983-pat00001
(상기 식에서, n은 1 내지 10000의 정수이다.)
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물은 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 90~99 중량%에 대해 카르복실산 유도체가 1~10 중량%로 포함되어 말단화된 것일 수 있다. 구체적으로 상기 카르복실산 유도체의 함량이 1 중량% 미만이면 표면과 반응할 수 있는 카르복실산 말단이 적어 코팅막이 고르게 형성되지 않을 수 있고, 10 중량% 초과이면 카르복실산 유도체의 비율이 늘어나 친수성 표면이 두껍게 형성되어 고온에서의 소수성 특성이 상대적으로 저하될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물은 수평균분자량(Mn)이 30,000~50,000인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 수평균분자량(Mn)이 30,000 미만이면 초친수-초발수 특성을 구현하는 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드)의 양이 적어 초친수-초발수 특성이 구현되지 않을 수 있고, 50,000 초과이면 분자량이 높아 표면의 결합만으로 코팅막 형성이 어려울 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 카르복실산 유도체는 메타크릴산, 아크릴산 및 옥타데실 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 초친수-초발수 코팅막은 저온(20 ℃)에서는 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 사슬과 물 분자 사이의 수소 결합에 의해 초친수성을 가지며, 고온(50 ℃)에서는 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 사슬 내 CO기 및 NH기 간의 수소 결합에 의해 초발수성을 갖는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 고온(50 ℃)에서는 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 사슬 내부의 CO기 및 NH기 간의 수소 결합에 의한 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 사슬 구조의 붕괴 및 조밀화에 의해 초발수성을 갖는 것일 수 있다.
이러한 초친수-초발수 코팅막이 형성된 상기 에어컨 증발기는 에어컨이 가동 중인 저온에서 요철형상이 형성된 알루미늄 표면에 초친수성 구현을 통한 수분막이 형성되어 응축수의 배출이 용이하며, 열교환 작용이 우수한 특징이 있다. 또한 에어컨이 정지 상태인 고온에서는 요철형상이 형성된 알루미늄 표면의 초발수성 구현으로 응축수의 잔존시간을 단축할 수 있으며, 먼지나 이물질 등을 자가 세정하는 것이 가능하고, 수용액 상태에서 딥 코팅(dip coating) 공정으로 양산성이 우수한 특징이 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 에어컨 증발기는 저온(20 ℃)에서는 물방울 접촉각이 0~40°이고, 고온(50 ℃)에서는 물방울 접촉각이 80~140°인 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 물방울 접촉각이 0~20°이고, 고온(50 ℃)에서는 물방울 접촉각이 100~130°인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 초친수-초발수 코팅막은 코팅 두께가 1~100 nm인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 코팅막의 두께가 1 nm 미만이면 초친수성 및 초발수성 특성을 제대로 발휘하지 못하며, 100 nm 초과이면 표면의 요철구조에 악영향을 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 에어컨 증발기의 제조방법은 에어컨 증발기의 알루미늄 표면을 에칭하여 요철형상을 형성하는 단계; 초친수-초발수 코팅액을 제조하는 단계; 및 상기 요철형상이 형성된 알루미늄 표면을 상기 초친수-초발수 코팅액에 침지하여 초친수-초발수 코팅막을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 요철형상을 형성하는 단계에서 에칭은 알칼리 수용액 또는 산 수용액에 침지시켜 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 알칼리 수용액은 LiOH, NaOH, KOH, CsOH 및 RbOH로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이며, 상기 산 수용액은 HCl, HNO3 및 H3PO4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 산 수용액에 의해 침지시켜 에칭하는 것이 좋으며, 상기 산 수용액으로는 HCl을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 초친수-초발수 코팅액은 용매로 증류수, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올 및 헵탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 초친수-초발수 코팅액은 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물은 상기 초친수-초발수 코팅액 전체 중량 대비 0.1~10 중량%로 함유된 것일 수 있다. 구체적으로 상기 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만이면 코팅막의 형성이 균일하지 않을 수 있고, 10 중량% 초과이면 용매에 완전히 용해되지 못할 수 있다. 바람직하게는 0.5~2 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 초친수-초발수 코팅막을 형성하는 단계에서는 상기 초친수-초발수 코팅액에 100~140 ℃의 온도에서 30~90 분 동안 침지시켜 수행될 수 있다. 구체적으로 상기 온도가 100 ℃ 미만이면 코팅막을 형성하는 시간이 길어질 수 있으며, 140 ℃ 초과이면 코팅막이 고온에 의해 손상될 수 있다. 더욱 바람직하게는 115~125 ℃의 온도에서 50~70 분 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 초친수-초발수 코팅막은 두께가 1~100 nm인 것일 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 에어컨 증발기를 포함하는 에어컨을 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 에어컨은 자동차용 에어컨일 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 에어컨 증발기는 요철형상의 알루미늄 표면 상에 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 포함하는 초친수-초발수 코팅막을 형성함으로써 온도에 따라 저온에서는 초친수성으로 인해 응축수의 배출을 용이하게 하여 열교환 성능을 향상시키는 동시에 고온에서는 초발수성으로 인해 응축수의 잔존 시간을 단축시키고, 먼지, 이물질 등을 자가 세정하여 미생물의 서식 및 이로 인한 악취발생을 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한 온도에 따른 초친수-초발수 특성을 구현하여 표면처리기술과 에어컨 증발기의 표면에 코팅 시, 딥 코팅 공정을 통한 양산성을 확보할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
에어컨 증발기의 알루미늄 기판을 아세톤으로 3 분 동안 초음파 세척(ultrasonic cleaning)하여 알루미늄 기판 상에 표면의 오염물 및 유기물을 제거하였다. 그 다음 상기 알루미늄 기판 표면을 NaOH 수용액 0.05 M를 80 ℃의 온도에서 5분 동안 에칭하여 미세 요철형상을 형성하였다. 그 다음 증류수 및 에탄올이 1:1 중량비로 혼합된 용매에 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물(수평균분자량(Mn)이 30,000~ 50,000임) 2 중량%를 혼합하여 초친수-초발수 코팅액을 제조하였다. 그 다음 미세 요철형상이 형성된 알루미늄 표면을 상기 초친수-초발수 코팅액에 120 ℃의 온도에서 1 시간 동안 침지시켜 초친수-초발수 코팅막을 형성하였다. 그 다음 10 분간 증류수(DIW)로 헹군 후 N2 기체로 블로잉(blowing)하였다.
실시예 2
에어컨 증발기의 알루미늄 기판을 사포(sandpaper)로 연마(polishing)한 후 10% HCl(2.87 M)을 120 ℃의 온도에서 7분 동안 에칭하여 미세 요철형상을 형성시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 에어컨 증발기의 알루미늄 기판 상에 초친수-초발수 코팅막을 형성하였다.
비교예
미세 요철형상이 형성된 알루미늄 표면을 초친수-초발수 코팅액에 80 ℃의 온도에서 1시간 동안 침지시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 에어컨 증발기의 알루미늄 기판 상에 초친수-초발수 코팅막을 형성하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 및 비교예에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 초친수-초발수 코팅막이 형성된 기판 상에 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서 각각 물방울을 떨어뜨린 후 시간에 따른 접촉각 변화를 측정하였으며, 그 결과는 도 1에 나타내었다.
도 1은 상기 비교예(a) 및 실시예 1(b)에서 제조된 에어컨 증발기의 시간에 따른 접촉각 변화를 나타낸 그래프이다. 상기 도 1의 비교예(a)에서는 저온 및 고온에서 초기 접촉각이 약 130°인 각도에서 시간이 지남에 따라 서서히 감소하는 것을 알 수 있었다. 특히, 저온에서의 경우 점차 접촉각의 각도가 낮아지면서 0~10°의 매우 낮은 접촉각을 나타날 때까지 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이에 반해서, 상기 도 1의 실시예 1(b)에서는 저온에서는 초기 접촉각이 시간이 지남에 따라 서서히 감소하였으며, 고온에서는 초기 접촉각에 비해 다소 감소하였으나 일정 수준의 높은 접촉각을 그대로 유지하며, 각도가 크게 변하지 않은 것을 알 수 있었다.
실험예 2
상기 실시예 1 및 비교예에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 상기 실험예 1과 마찬가지로 초친수-초발수 코팅막이 형성된 기판 상에 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서 각각 물방울을 떨어뜨린 후 시간에 따른 접촉각 변화를 측정하였으며, 그 결과는 도 2에 나타내었다.
도 2는 상기 비교예(a) 및 실시예 1(b)에서 제조된 에어컨 증발기의 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 시간에 따른 접촉각 변화를 분석한 사진이다. 상기 도 2의 비교예(a)에서는 저온(아래) 및 고온(위)에서의 접촉각이 큰 차이가 없는 것을 확인하였다. 이에 반하여 상기 도 2의 실시예 1(b)에서는 저온(아래)에서는 친수성, 고온(위)에서는 소수성 표면이 구현된 것을 확인하였다.
실험예 3
상기 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 초친수-초발수 코팅막이 형성된 기판 상에 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서 각각 물방울을 떨어뜨린 후 시간에 따른 접촉각 변화를 측정하였으며, 그 결과는 도 3에 나타내었다.
도 3은 상기 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기의 시간에 따른 접촉각 변화를 나타낸 그래프이다. 상기 도 3에서 확인할 수 있듯이, HCl을 이용하여 알루미늄 기판을 에칭한 후 초친수-초발수 코팅막을 형성한 실시예 2의 경우 저온에서는 점차 각도가 낮아지면서 0~10°의 낮은 접촉각을 나타낼 때까지 감소하는 것을 확인하였다. 또한 고온에서는 시간에 따라 일정 수준의 접촉각을 유지하면서 접촉각이 크게 변하지 않는 것을 알 수 있으며, 육안으로 볼 때 온도 영향으로 물방울의 크기가 점차 작아지는 것을 확인하였다.
실험예 4
상기 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 각각 0, 0.5, 1, 2 중량%를 혼합한 초친수-초발수 코팅액을 이용하여 초친수-초발수 코팅막을 형성시킨 후 에어컨 증발기들에 대해 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 접촉각을 각각 측정하였으며, 그 결과는 도 4에 나타내었다.
도 4는 상기 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 초친수-초발수 코팅액의 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물의 함량에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다. 상기 도 4에서 확인할 수 있듯이, 상기 화합물의 함량이 0.5~2 중량%일 때 저온 및 고온에서의 접촉각이 약 80° 이상으로 큰 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 특히, 0.5 중량%인 조건에서는 접촉각의 표준편차가 다른 조건에 비해 컸으며, 2 중량%인 조건에서는 고온에서 측정 시 접촉각이 가장 균일하였고 높았음을 확인하였다. 이를 통해 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물 성분이 초친수-초발수 특성을 구현할 수 있으며, 특히 2 중량%의 함량에서 초친수-초발수 특성이 가장 잘 구현되는 것을 알 수 있었다.
실험예 5
상기 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 각각 20, 40, 60 분 동안 초친수-초발수 코팅액에 침지하여 초친수-초발수 코팅막을 형성시킨 후 에어컨 증발기들에 대해 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 접촉각을 각각 측정하였으며, 그 결과는 도 5에 나타내었다. 상기 도 5에서의 접촉각은 각 조건당 3개의 샘플을 제작하여 평가하였으며, 그 평균값을 나타낸 것이다.
도 5는 상기 실시예 2에서 제조된 에어컨 증발기에 대해 저온(20 ℃) 및 고온(50 ℃)에서의 초친수-초발수 코팅액의 침지 시간에 따른 접촉각을 나타낸 그래프이다. 상기 도 5에서 확인할 수 있듯이, 상기 초친수-초발수 코팅액에 20~60 분 동안 침지하였을 때 저온 및 고온에서의 접촉각이 각각 크게 차이가 있으며, 고온에서는 접촉각이 어느 정도 일정한 수준으로 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 증류수와 에탄올을 혼합한 용매를 이용한 초친수-초발수 코팅액에 20~60분 동안 침지할 경우 온도차에 따른 접촉각 변화가 우수한 것을 확인하였다.
따라서 실시예 1, 2에서 제조된 초친수-초발수 코팅막이 형성된 에어컨 증발기는 요철형상의 알루미늄 표면 상에 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 포함하는 초친수-초발수 코팅막을 형성함으로써 온도에 따라 저온에서는 초친수성으로 인해 응축수의 배출을 용이하게 하여 열교환 성능을 향상시키는 동시에 고온에서는 초발수성으로 인해 응축수의 잔존 시간을 단축시키고, 먼지, 이물질 등을 자가 세정하여 미생물의 서식 및 이로 인한 악취발생을 억제할 수 있는 효과가 있음을 확인하였다.

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  9. 에어컨 증발기의 알루미늄 표면을 에칭하여 요철형상을 형성하는 단계;
    초친수-초발수 코팅액을 제조하는 단계; 및
    상기 요철형상이 형성된 알루미늄 표면을 상기 초친수-초발수 코팅액에 침지하여 초친수-초발수 코팅막을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 초친수-초발수 코팅액은 수평균분자량(Mn)이 30,000~50,000인 카르복실산 유도체로 말단화된 폴리(N-이소프로필아크릴아마이드) 화합물을 상기 초친수-초발수 코팅액 전체 중량 대비 0.5~2 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 요철형상을 형성하는 단계에서 에칭은 알칼리 수용액 또는 산 수용액에 침지시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 알칼리 수용액은 LiOH, NaOH, KOH, CsOH 및 RbOH로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이며, 상기 산 수용액은 HCl, HNO3 및 H3PO4로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 초친수-초발수 코팅액은 용매로 증류수, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올 및 헵탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 제조방법.
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  15. 제9항에 있어서,
    상기 초친수-초발수 코팅막을 형성하는 단계에서는 상기 초친수-초발수 코팅액에 100~140 ℃의 온도에서 30~90 분 동안 침지시키는 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 제조방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 초친수-초발수 코팅막은 두께가 1~100 nm인 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 제조방법.
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