KR101814859B1 - 소수성 기판 및 이의 제조방법 - Google Patents

소수성 기판 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101814859B1
KR101814859B1 KR1020140106084A KR20140106084A KR101814859B1 KR 101814859 B1 KR101814859 B1 KR 101814859B1 KR 1020140106084 A KR1020140106084 A KR 1020140106084A KR 20140106084 A KR20140106084 A KR 20140106084A KR 101814859 B1 KR101814859 B1 KR 101814859B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
substrate
aluminum
hydrophobic
present application
Prior art date
Application number
KR1020140106084A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160020844A (ko
Inventor
이동현
임창윤
이승헌
장성호
성지현
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140106084A priority Critical patent/KR101814859B1/ko
Priority to PCT/KR2015/008415 priority patent/WO2016024799A1/ko
Priority to US15/502,961 priority patent/US10603874B2/en
Priority to CN201580042694.8A priority patent/CN106573449A/zh
Publication of KR20160020844A publication Critical patent/KR20160020844A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101814859B1 publication Critical patent/KR101814859B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B05D5/083—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface involving the use of fluoropolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/42—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating of an organic material and at least one non-metal coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/73—Hydrophobic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2367/00—Polyesters, e.g. PET, i.e. polyethylene terephthalate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/76—Hydrophobic and oleophobic coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 출원은 소수성 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원의 일 실시상태에 다른 소수성 기판은, 기판; 상기 기판 상의 적어도 일면에 구비되고, 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층; 및 상기 제1층 상에 구비되고, 소수성 물질을 포함하는 제2층을 포함한다.

Description

소수성 기판 및 이의 제조방법{HYDROPHOBIC SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 출원은 소수성 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 금속, 고분자 등의 교체 표면은 고유의 표면에너지(surface energy)를 가지며, 이러한 표면에너지는 접촉각의 측정에 의하여 평가가 가능하다.
고체의 표면 상에서, 정지 상태의 액체가 고체와 접하는 점에서 액면에 직선을 그을 때에 고체의 표면에 대한 각도를 접촉각(θ)이라 한다. 상기 접촉각(θ)이 작을수록 구형상의 물방울이 고체 표면에서 그 형태를 잃고 고체의 표면을 적시게 되는데, 이 때 고체의 표면이 친수성을 갖는다고 한다. 반대로, 접촉각(θ)이 크면 액체가 구형상을 유지하여 고체의 표면을 적시지 않기에 소수성을 갖는다고 한다.
알루미늄은 여러 분야에서 다양하게 많이 사용되는 경량 금속인데, 이러한 알루미늄의 표면에 소수성을 부여하여야 할 필요가 많다.
그러나, 종래의 기술들은 별도의 코팅제를 사용하거나 또는 화학용액을 사용하기 그 과정이 매우 번거롭다는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0101678호
본 출원은 화학적으로 안정하고, 소수성의 표면 특성을 갖는 기판 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
기판;
상기 기판 상의 적어도 일면에 구비되고, 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층; 및
상기 제1층 상에 구비되고, 소수성 물질을 포함하는 제2층
을 포함하는 소수성 기판을 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
기판 상의 적어도 일면에 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 제3층을 형성하는 단계,
상기 제3층이 형성된 기판을 물에 침지하여 상기 제3층을 산화반응시키고, 상기 제3층을 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층으로 변환하는 단계, 및
상기 제1층 상에 소수성 물질을 포함하는 제2층을 형성하는 단계
를 포함하는 소수성 기판의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은, 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층; 및 소수성 물질을 포함하는 제2층을 포함함으로써, 기판의 소수성 특성을 강화시킬 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은 투명한 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층을 포함함으로써, 투명한 소수성 기판을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 외부 환경으로부터 화학적으로 안정하다는 특징이 있다.
도 1 및 도 2는 본 출원의 일 실시상태로서, 물에 침지한 시간에 따른 기판의 투과율을 나타낸 도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시상태로서, 물에 침지한 시간에 따른 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층의 표면 상태를 주사 전자 현미경(SEM; scanning electron microscope)으로 측정한 도이다.
도 4 및 도 5는 본 출원의 일 실시상태로서, 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 5의 기판의 표면특성을 평가한 도이다.
이하, 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
본 출원에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 출원에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
일반적으로, 기판의 소수성 처리는 불소계 물질의 코팅을 통해서 가능하다. 이 경우, 소수성의 특성을 보다 증가시키기 위해서는 기판 자체에 요철을 부여하는 방법이 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 기판에 특정 요철을 부여하기 위해서는 진공 장비를 이용하여 패터닝을 하거나, 나노 임프린팅 기술을 이용해야 하는 문제점이 있다.
본 출원에서는, 간단한 공정에 의하여 표면에 나노미터 또는 마이크로미터 크기의 요철을 넓은 면적에서 형성할 수 있고, 소수성 특성이 보다 강화된 소수성 기판을 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은, 기판; 상기 기판 상의 적어도 일면에 구비되고, 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층; 및 상기 제1층 상에 구비되고, 소수성 물질을 포함하는 제2층을 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 알루미늄 산화물은 Al2O3, Al(OH)3 및 AlO(OH) 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층은 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 소수성 기판의 투과율이 50% 이상인 경우에 상기 제1층 내 알루미늄 산화물의 함량은 50 내지 100 중량% 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 소수성 기판의 투과율이 50% 미만인 경우에는 상기 제1층 내 알루미늄 산화물의 함량은 0 초과 50 중량% 미만일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 출원에서는 상기 제1층 내 알루미늄 산화물의 함량을 조절함으로써, 상기 소수성 기판 전체의 투과율을 조절할 수 있는 특징이 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1층의 표면은 요철 형상을 가질 수 있다. 상기 요철 형상의 표면을 가지는 제1층의 제조방법은 후술하는 소수성 기판의 제조방법에서 기재하였다.
상기 제1층의 표면이 요철 형상을 가짐으로써, 상기 제1층의 비표면적이 5배 내지 10배 이상 증가할 수 있다. 상기 비표면적이란 단위 부피당 표면적을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 소수성 물질을 포함하는 제2층은 당 기술분야에 알려진 재료를 이용하고, 코팅 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 소수성 물질은 불소를 함유하는 실란계 커플링제, 알킬기를 포함하는 실란계 커플링제 등을 포함할 수 있고, 상기 소수성 물질 및 용매를 포함하는 조성물을 제1층 상에 코팅함으로써, 제2층을 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 소수성 물질의 구체적인 예시로는 알킬트리클로로실란, 알킬트리메톡시실란, 알킬트리에톡시실란, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 디클로로디메틸실란(DDMS), 퍼플루오로데실트리클로로실란(FDTS), 플루오로옥틸트리클로로실란(FOTS), 옥타데실트리메톡시실란(OTMS) 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기판은 당 기술분야에 알려진 재료를 이용할 수 있다. 예컨대, 유리 기판, 플라스틱 기판 등을 이용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 소수성 기판의 물 또는 디아이오도메탄(diiodometane)에 대한 접촉각은 45도 이상일 수 있고, 90도 이상일 수 있으며, 120도 이상일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서, 상기 접촉각이란, 기판 상에 물 또는 디아이오도메탄과 기판의 접하는 면 사이가 이루는 각도를 의미한다. 높은 접촉각은 표면의 낮은 수준의 젖음성(wettability)을 의미하고, 이는 소수성의 특성이 우수하다는 것을 의미할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 접촉각을 갖는 기판은 젖음성이 낮은 소수성 기판의 표면 특성을 가질 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판의 제조방법은, 기판 상의 적어도 일면에 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 제3층을 형성하는 단계, 상기 제3층이 형성된 기판을 물에 침지하여 상기 제3층을 산화반응시키고, 상기 제3층을 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층으로 변환하는 단계, 및 상기 제1층 상에 소수성 물질을 포함하는 제2층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3층은 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 이용하고, 스퍼터링, 증착 공정 등을 이용하여 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 제3층이 형성된 기판을 물에 침지함으로써, 상기 기판 상에 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제3층의 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상이 물과의 산화반응을 통하여 알루미늄 산화물로 변환될 수 있다. 이 때, 상기 알루미늄 산화물은 Al2O3, Al(OH)3 및 AlO(OH) 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 산화반응에 의하여, 상기 제1층을 구성하는 재료의 부피가 팽창할 수 있고, 수소 가스가 발생할 수 있으므로, 상기 제1층의 표면은 요철 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제3층의 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상 전체가 알루미늄 산화물로 변환될 수 있고, 적어도 일부의 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상은, 상기 제1층 내에 알루미늄 산화물과 함께 존재할 수 있다.
상기 산화반응시, 반응시간, 물의 온도 등에 따라서 알루미늄 산화물이 생성되는 범위를 조절할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태는, 상기 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 제3층이 형성된 기판을 물에 침지함으로써, 상기 기판 상에 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층을 형성할 수 있다. 따라서, 별도의 코팅제를 사용하거나, 화학 용액의 사용 없이도 간단한 공정으로 기판의 표면을 용이하게 개질할 수 있으며, 산화반응시 반응시간, 물의 온도 등을 조절하여, 소수성 기판의 투과율을 조절할 수 있으므로, 비용 및 시간적으로 효과적이다. 또한, 별도의 코팅제나 화학 용액을 사용하지 않기 때문에 인체의 위해성이 덜하고, 친환경적이다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3층이 형성된 기판을 물에 침지하여 산화반응을 수행하는 단계에서, 상기 물의 온도는 40℃ 내지 120℃일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 물의 온도가 40℃ 미만인 경우에는 알루미늄 산화물의 생성속도가 저하되어, 산화반응시간이 상승될 수 있다.
또한, 상기 제3층이 형성된 기판을 물에 침지하여 산화반응을 수행하는 시간은 30분 이하일 수 있고, 10분 내지 30분일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 제3층이 형성된 기판을 물에 침지하여 산화반응을 수행함으로써, 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층의 비표면적을 5배 내지 10배 이상 증가시킬 수 있다. 상기와 같이 비표면적이 증가하는 것은 알루미늄 산화물이 형성되면서, 부피가 팽창하거나, 수소 가스의 발생으로 박막의 형태가 변화하기 때문이다. 따라서, 비표면적의 변화로 인하여, 알루미늄 산화물이 형성되는 것을 확인할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 소수성 물질을 포함하는 제2층은 당 기술분야에 알려진 재료를 이용하고, 코팅 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 소수성 물질은 불소를 함유하는 실란계 고분자를 포함할 수 있고, 상기 소수성 물질 및 용매를 포함하는 조성물을 제1층 상에 코팅함으로써, 제2층을 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은 필름, 시트, 성형체일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은 전술한 표면 개질로 인하여, 소수성과 내찰상성이 우수하기 때문에, 방담재료, 방오(셀프 클리닝) 재료, 대전 방지 재료, 속(速)건성 재료 등으로서, 매우 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들면, 건축물, 선박, 항공기, 및 차량 등의 외벽, 외장, 내벽, 내장, 마루 등에 사용되는 피복체로서 사용될 수 있다.
그 외에도, 본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은, 의복, 직물, 및 섬유 등의 의료재(clothing materials); 광학 필름, 광디스크, 안경, 콘택트 렌즈, 및 고글(goggles) 등의 광학 물품; 플랫 패널, 터치 패널 등의 디스플레이 및 그 디스플레이재; 태양전지의 유리 기판 또는 태양전지의 최외층의 보호 투명판; 램프, 라이트 등의 조명 물품 및 그 조명 부재; 열교환기 등의 냉각 핀, 화장품 용기 및 그 용기재, 반사 필름, 반사판 등의 반사재, 고속도로 등에 설치되는 차음판, 창유리, 거울, 가구, 가구재, 목욕탕용재, 주방용재, 환기팬, 배관, 배선, 전화(電化)제품(electric appliances), 전기부품 등에 사용하는 피복체로서 사용될 수 있다.
이하, 본 출원을 보다 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 출원에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예>
<비교예 1>
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 알루미늄을 증착하여 알루미늄층(두께 150nm)을 형성함으로써, 알루미늄층이 구비된 기판을 제조하였다.
<비교예 2>
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 알루미늄을 증착하여 알루미늄층(두께 150nm)을 형성함으로써, 알루미늄층이 구비된 기판을 제조하였다.
상기 알루미늄층 상에 불소를 함유하는 실란계 고분자를 포함하는 조성물(Novec EGC-1720)을 이용하여 코팅층을 형성하였다.
<비교예 3>
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 알루미늄을 증착하여 알루미늄층(두께 150nm)을 형성함으로써, 알루미늄층이 구비된 기판을 제조하였다.
상기 알루미늄층이 구비된 기판을 100℃ 순수(DI water)에 침지하여 산화반응을 수행하여 기판 상에 알루미늄 산화물층을 형성하였다.
<실시예 1>
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 알루미늄을 증착하여 알루미늄층(두께 150nm)을 형성함으로써, 알루미늄층이 구비된 기판을 제조하였다.
상기 알루미늄층이 구비된 기판을 100℃ 순수(DI water)에 침지하여 산화반응을 수행하여 기판 상에 알루미늄 산화물층을 형성하였다. 그 후, 상기 알루미늄 산화물층 상에 불소를 함유하는 실란계 고분자를 포함하는 조성물(Novec EGC-1720)을 이용하여 코팅층을 형성하였다.
<비교예 4>
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 알루미늄 산질화물을 증착하여 알루미늄 산질화물층(두께 150nm)을 형성함으로써, 알루미늄 산질화물층이 구비된 기판을 제조하였다.
<비교예 5>
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 알루미늄 산질화물을 증착하여 알루미늄 산질화물층(두께 150nm)을 형성함으로써, 알루미늄 산질화물층이 구비된 기판을 제조하였다.
상기 알루미늄 산질화물층이 구비된 기판을 100℃ 순수(DI water)에 침지하여 산화반응을 수행하여 기판 상에 알루미늄 산화물층을 형성하였다.
<실시예 2>
폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 기판 상에 알루미늄 산질화물을 증착하여 알루미늄 산질화물층(두께 150nm)을 형성함으로써, 알루미늄 산질화물층이 구비된 기판을 제조하였다.
상기 알루미늄 산질화물층이 구비된 기판을 100℃ 순수(DI water)에 침지하여 산화반응을 수행하여 기판 상에 알루미늄 산화물층을 형성하였다. 그 후, 상기 알루미늄 산화물층 상에 불소를 함유하는 실란계 고분자를 포함하는 조성물(Novec EGC-1720)을 이용하여 코팅층을 형성하였다.
<실험예 1>
상기 실시예 1의 산화반응 수행시, 100℃ 순수(DI water)에 침지한 시간에 따른 기판의 투과율을 측정하였고, 그 결과를 하기 도 1 및 도 2에 나타내었다.
하기 도 1 및 도 2의 결과에 따르면, 산화반응 시작 5분 경과 후 18.4%의 투과율을 보여주고 있으며, 10분 경과 후에는 80.5%, 20분 경과 후에는 92.7%의 투과율을 보여주었다. 또한, 헤이즈(haze)는 2.0에서부터 1.2로 감소하여 일정 시간 이후에는 수렴하는 현상을 보여 주었다.
<실험예 2>
상기 실시예 1의 산화반응 수행시, 100℃ 순수(DI water)에 침지한 시간에 따른 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층의 표면 상태를 주사 전자 현미경(SEM; scanning electron microscope)으로 측정하여 하기 도 3에 나타내었다.
하기 도 3의 결과에 따르면, 알루미늄층의 산화반응 공정에서 부피 팽창과 함께 수소 가스의 발생으로 인하여 표면에 불규칙한 나노미터 또는 마이크로미터 크기의 형상을 형성하게 됨을 알 수 있다.
<실험예 3>
상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 5의 기판의 표면특성을 평가하여 하기 도 4 및 표 1에 나타내었다. 하기 표 1의 표면에너지, 분산도 및 극성 특성은 DSA100 측정장비를 이용하고, 탈이온수(DIW) 및 디아이오도메탄을 이용하여 측정하였다.
표면에너지
(surface energy,
dyn/cm)		 분산도
(disperse, dyn/cm)		 극성
(polar, dyn/cm)
실시예 1 6.21 5.61 0.60
실시예 2 4.87 4.84 0.03
비교예 1 28.92 27.49 1.43
비교예 2 15.03 14.45 0.58
비교예 3 76.83 38.61 38.22
비교예 4 32.89 31.47 1.43
비교예 5 76.86 38.64 38.22
상기 결과와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은, 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층; 및 소수성 물질을 포함하는 제2층을 포함함으로써, 기판의 소수성 특성을 강화시킬 수 있다. 또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 소수성 기판은 투명한 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층을 포함함으로써, 투명한 소수성 기판을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 외부 환경으로부터 화학적으로 안정하다는 특징이 있다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 기판 상의 적어도 일면에 알루미늄, 알루미늄 질화물 및 알루미늄 산질화물 중 1종 이상을 포함하는 제3층을 형성하는 단계,
    상기 제3층이 형성된 기판을 물에 침지하여 상기 제3층을 산화반응시키고, 상기 제3층을 알루미늄 산화물을 포함하는 제1층으로 변환하는 단계, 및
    상기 제1층 상에 소수성 물질을 포함하는 제2층을 형성하는 단계
    를 포함하는 소수성 기판의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 물의 온도는 40℃ 내지 120℃인 것을 특징으로 하는 소수성 기판의 제조방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 제3층의 산화반응을 수행하는 시간은 30분 이하인 것을 특징으로 하는 소수성 기판의 제조방법.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 소수성 물질은 불소를 함유하는 실란계 커플링제 및 알킬기를 포함하는 실란계 커플링제 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수성 기판의 제조방법.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 소수성 물질은 알킬트리클로로실란, 알킬트리메톡시실란, 알킬트리에톡시실란, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 디클로로디메틸실란(DDMS), 퍼플루오로데실트리클로로실란(FDTS), 플루오로옥틸트리클로로실란(FOTS) 및 옥타데실트리메톡시실란(OTMS) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수성 기판의 제조방법.
KR1020140106084A 2014-08-14 2014-08-14 소수성 기판 및 이의 제조방법 KR101814859B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140106084A KR101814859B1 (ko) 2014-08-14 2014-08-14 소수성 기판 및 이의 제조방법
PCT/KR2015/008415 WO2016024799A1 (ko) 2014-08-14 2015-08-11 소수성 기판 및 이의 제조방법
US15/502,961 US10603874B2 (en) 2014-08-14 2015-08-11 Hydrophobic substrate and method for manufacturing same
CN201580042694.8A CN106573449A (zh) 2014-08-14 2015-08-11 疏水性基板及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140106084A KR101814859B1 (ko) 2014-08-14 2014-08-14 소수성 기판 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160020844A KR20160020844A (ko) 2016-02-24
KR101814859B1 true KR101814859B1 (ko) 2018-01-04

Family

ID=55304364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140106084A KR101814859B1 (ko) 2014-08-14 2014-08-14 소수성 기판 및 이의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10603874B2 (ko)
KR (1) KR101814859B1 (ko)
CN (1) CN106573449A (ko)
WO (1) WO2016024799A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101998808B1 (ko) * 2018-02-27 2019-07-10 광운대학교 산학협력단 에어로졸 증착을 이용한 산화 알루미늄 기반 폴리-테트라-플루오르-에틸렌 복합 박막의 소수성 및 투명성 제공 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500163A (ja) * 2010-11-01 2014-01-09 コーニング インコーポレイテッド 耐久性疎水性／疎油性表面を有する透明基板

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19922523A1 (de) 1999-05-15 2000-11-16 Merck Patent Gmbh Verfahren und Mittel zur Herstellung hydrophober Schichten auf Fluoridschichten
CN1286724C (zh) * 2003-06-13 2006-11-29 昆明贵金属研究所 一种制备高纯超细Al2O3粉末的方法
FR2866643B1 (fr) 2004-02-24 2006-05-26 Saint Gobain Substrat, notamment verrier, a surface hydrophobe, avec une durabilite amelioree des proprietes hydrophobes
US8088440B2 (en) * 2004-11-24 2012-01-03 Guardian Industries Corp. Hydrophobic coating including underlayer(s) deposited via flame pyrolysis
JP2008266663A (ja) * 2007-04-16 2008-11-06 Furukawa Sky Kk ラミネート用アルミニウム材及び樹脂被覆アルミニウム材、ならびに、これらの製造方法
KR101148144B1 (ko) * 2009-09-07 2012-05-23 고려대학교 산학협력단 플렉시블 가스 배리어 필름, 그 제조방법 및 이를 이용한 플렉시블 디스플레이 소자
FR2953823B1 (fr) 2009-12-10 2011-12-02 Saint Gobain Substrat hydrophobe comprenant un double primage
JP5578609B2 (ja) 2010-03-31 2014-08-27 独立行政法人産業技術総合研究所 高強度複合ナノシート膜、それを用いた透明超撥水性膜及びその製造方法
KR20130097487A (ko) 2012-02-24 2013-09-03 국민대학교산학협력단 초소수성 및 초소유성을 갖는 재료의 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500163A (ja) * 2010-11-01 2014-01-09 コーニング インコーポレイテッド 耐久性疎水性／疎油性表面を有する透明基板

Also Published As

Publication number Publication date
CN106573449A (zh) 2017-04-19
US20170232711A1 (en) 2017-08-17
US10603874B2 (en) 2020-03-31
WO2016024799A1 (ko) 2016-02-18
KR20160020844A (ko) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Durán et al. Water drop-surface interactions as the basis for the design of anti-fogging surfaces: Theory, practice, and applications trends
Yoon et al. Wet‐style superhydrophobic antifogging coatings for optical sensors
Teshima et al. Ultra-water-repellent poly (ethylene terephthalate) substrates
Li et al. A facile layer-by-layer deposition process for the fabrication of highly transparent superhydrophobic coatings
Adak et al. A state-of-the-art review on the multifunctional self-cleaning nanostructured coatings for PV panels, CSP mirrors and related solar devices
Yu et al. Biomimetic transparent and superhydrophobic coatings: from nature and beyond nature
Mahadik et al. Thermally stable and transparent superhydrophobic sol–gel coatings by spray method
Wang et al. Superhydrophobic antireflective coating with high transmittance
ES2345672T3 (es) Producto superhidrofilo o superhidrofobo, procedimiento para su realizacion y utilizacion de dicho producto.
Torun et al. Water impact resistant and antireflective superhydrophobic surfaces fabricated by spray coating of nanoparticles: interface engineering via end-grafted polymers
Motamedi et al. Transparent surfaces inspired by nature
Cao et al. Fabrication of highly antireflective silicon surfaces with superhydrophobicity
Wu et al. Fabrication of superhydrophobic surfaces with double-scale roughness
Eshaghi et al. Fabrication of antireflective antifogging nano-porous silica thin film on glass substrate by layer-by-layer assembly method
TW201434738A (zh) 防霧之奈米紋理化表面及含其之物件
JP2014000697A (ja) 撥水撥油性防汚フィルム、撥水撥油性防汚フィルムの製造方法及び撥水撥油性防汚板
CN106517813B (zh) 疏油疏水防雾玻璃及其涂层的制备方法
JP6805127B2 (ja) コーティング膜付きガラス板及びその製造方法
Sato et al. Large-scale formation of fluorosurfactant-doped transparent nanocomposite films showing durable antifogging, oil-repellent, and self-healing properties
Ji et al. Porous but mechanically robust all-inorganic antireflective coatings synthesized using polymers of intrinsic microporosity
KR101814859B1 (ko) 소수성 기판 및 이의 제조방법
Joghee et al. Superhydrophobic coatings based on pseudoboehmite nanoflakelets for sustainable photovoltaic energy production
JP2020537188A (ja) 物体の被膜
CA2903248A1 (en) Antireflective coating for glass applications and method of forming same
JP4759377B2 (ja) 薄膜及び光学部材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant