KR102633015B1 - 초발수성 코팅의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초발수성 코팅의 제조 방법에 관한 것으로서, 분무, 스핀 코팅, 브러싱, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅과 같은 다양한 코팅 공정을 통해, 평면, 관의 내부면 및 인쇄된 패터닝에 초발수성 특징을 제공하여, 자기세정뿐만 아니라 방오 및 얼음 방지 등 다기능성을 갖는 초발수성 코팅의 제조 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 초발수성 코팅의 제조 방법에 관한 것으로서, 분무, 스핀 코팅, 브러싱, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅과 같은 다양한 코팅 공정을 통해, 평면, 관의 내부면 및 인쇄된 패터닝에 초발수성 특징을 제공하여, 자기세정뿐만 아니라 방오 및 얼음 방지 등 다기능성을 갖는 초발수성 코팅의 제조 방법에 관한 것이다.
특정 표면의 초발수성(superhydrophobicity)이란, 물과의 접촉각이 150° 이상이며 물방울의 슬라이딩 각이 10° 미만, 접촉각 히스테리시스(hysteresis)가 5° 이하로서, 매우 우수한 발수 특성을 의미한다. 초발수성은 반도체 분야, 디스플레이, PCB 보드 등 전자정보기기 분야, 자동차, 항공, 선박 등 운송 분야, 섬유, 의료기기 분야 등 다양한 산업분야에서 사용되는 여러 가지 소재 표면에 자가세정(self-cleaning) 뿐만 아니라, 부착방지(anti-sticking), 지문방지(anti-fingerprint), 부식방지(anti-corrosion), 방오(anti-fouling), 얼음방지(anti-icing), 응축방지(anti-condensation), 마찰저감(friction reduction) 등 많은 순기능성을 구현할 수 있도록 해주므로, 최근 10년간 국내외에서 이에 대한 응용연구가 활발히 이루어지고 있다.
초발수성 코팅 소재는 광범위한 응용성과 매우 큰 파급효과 때문에 최근 들어 학계 및 산업계로부터 많은 관심을 받고 있고, 기술선진국인 미국, 일본 및 유럽을 중심으로 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
일반적으로 초발수성 구현의 2가지 필수 요소는 적당한 표면거칠기와 낮은 표면에너지인데, 보편적으로 사용되는 공정은 적당한 표면거칠기를 갖도록 처리한 후, 무기물, 유기물 또는 고분자를 이용하여 표면에너지가 낮은구조를 표면에 형성시키는 것이다. 현재까지 문헌에 보고된 대부분의 연구에서는 알루미늄, 스테인레스강, 구리 등 금속 소재 표면에 음극 산화(anodic oxidization), 상분리(phase separation), 화학기상증착(chemical vapor deposition), 플라즈마 식각(plasma etching), 화학적 식각(chemical etching) 등 방법으로 적절한 표면 거칠기의 표면을 제조하고, 금속 산화물, 금속화합물 또는 에너지가 낮은 유기물을 물리적/화학적으로 코팅함으로써 초발수성(또는 발수성)이 되도록 하였다. 이러한 기존 공정들은 만족스러운 초발수성을 구현하지 못하거나, 공정이 다소 복잡하거나, 생산비용이 높거나, 기상증착과 같은 공정으로 인하여 대면적 제품 생산에 어려움이 있거나, 공정 중 환경지수가 높은 이온 또는 산화물 같은 부산물이 생성되는 문제점이 있다.
한편, 용액 공정으로 진행되는 졸-겔(sol-gel) 공정에서는, 금속 소재를 적당한 방법으로 표면처리하고, 처리된 금속 소재를 저에너지 유기 작용기(예를 들어, 알킬기)를 갖고 있는 실리카 전구체 용액 중에서 졸-겔(sol-gel) 반응시켜 나노수준의 표면 거칠기를 제공하고, 저에너지 유기물 작용기(예를 들어, 알킬기)를 표면에 도입함으로써 초발수성을 구현하게 된다. 기존 졸-겔 공정에 의한 초발수성 구현 기술은 주로 졸-겔 공정에 의해 나노입자를 제조하고 이를 표면에 코팅하여 적절한 표면 거칠기를 형성시킨 후 별도의 추가적인 공정에 의해 저에너지(알킬기 또는 불소치환 알킬기 등을 포함하고 있는) 유기물을 코팅하고 소성시켜 구현하므로, 공정이 복잡하고 그에 따른 고비용과 다량의 유기용매 사용에 따른 환경 부담 증가 등의 문제가 있었다.
따라서, 전술한 문제점을 보완하기 위해 본 발명가들은 초발수성 코팅의 제조 방법의 개발이 시급하다 인식하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 분무, 스핀 코팅, 브러싱, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅과 같은 다양한 코팅 공정을 통해, 평면, 관의 내부면 및 인쇄된 패터닝에 초발수성 특징을 제공하여, 자기세정뿐만 아니라 방오 및 얼음 방지 등 다기능성을 갖는 초발수성 코팅의 제조 방법을 제공하는 것이다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 초발수성 코팅의 제조 방법을 제공한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은
(S1) 기판 상에 TiO2 나노입자 에폭시 수지 복합체를 함유하는 제1 코팅액을 도포하여 제1 코팅 층을 형성하는 단계;
(S2) 오븐에서 제1 경화하는 단계;
(S3) 상기 제1 코팅 층 상에 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자를 함유하는 제2 코팅액을 침착하는 단계; 및
(S4) 오븐에서 제2 경화하는 단계;
를 포함하는 초발수성 코팅의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 (S1) 단계의 도포는 분무, 브러싱(brushing), 스핀 코팅, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법으로 수행된다.
본 발명에 있어서, 상기 (S3) 단계의 침착은 분무, 브러싱, 스핀 코팅, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법으로 수행된다.
본 발명에 있어서, 상기 (S2) 단계의 제1 경화는 65 내지 75℃ 범위의 온도에서 수행된다.
본 발명에 있어서, 상기 (S2) 단계의 제1 경화는 5 내지 6시간 동안 수행된다.
상기 초발수성 코팅의 제조 방법에 언급된 모든 사항은 모순되지 않는 한 동일하게 적용된다.
본 발명의 초발수성 코팅의 제조 방법은 분무, 스핀 코팅, 브러싱, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅과 같은 다양한 코팅 공정을 통해, 평면, 관의 내부면 및 인쇄된 패터닝에 초발수성 특징을 제공하여, 자기세정뿐만 아니라 방오 및 얼음 방지 등 다기능성을 갖는 초발수성 코팅을 제공한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 제1 및 제2 코팅 용액의 코팅을 통한 초발수성 코팅의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 2는 코팅 표면에 물방울을 적하했을 때의 모습과 접촉각을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 초발수성 코팅의 항오염성(좌: 초발수성 코팅되지 않은 기판, 우: 초발수성 코팅된 기판)을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 초발수성 코팅의 자가 세정 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 (a) TiO2 나노입자 없이 제조된 제1 코팅 층, (b) TiO2 나노입자를 이용하여 제조된 제1 코팅 층의 광학 이미지이고, (c) TiO2 나노입자를 이용하여 제조된 제1 코팅 층의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 발명의 초발수성 코팅의 AFM 분석 결과이다.
도 7은 TiO2 나노입자 없이 제조된 초발수성 코팅의 테이프 벗김 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 2는 코팅 표면에 물방울을 적하했을 때의 모습과 접촉각을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 초발수성 코팅의 항오염성(좌: 초발수성 코팅되지 않은 기판, 우: 초발수성 코팅된 기판)을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 초발수성 코팅의 자가 세정 시험 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 (a) TiO2 나노입자 없이 제조된 제1 코팅 층, (b) TiO2 나노입자를 이용하여 제조된 제1 코팅 층의 광학 이미지이고, (c) TiO2 나노입자를 이용하여 제조된 제1 코팅 층의 SEM 이미지이다.
도 6은 본 발명의 초발수성 코팅의 AFM 분석 결과이다.
도 7은 TiO2 나노입자 없이 제조된 초발수성 코팅의 테이프 벗김 시험 결과를 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.
본 발명은 분무, 스핀 코팅, 브러싱, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅과 같은 다양한 코팅 공정을 통해, 평면, 관의 내부면 및 인쇄된 패터닝에 초발수성 특징을 제공하여, 자기세정뿐만 아니라 방오 및 얼음 방지 등 다기능성을 갖는 초발수성 코팅의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 초발수성 코팅의 제조 방법은 하기 단계를 포함한다:
(S1) 기판 상에 TiO2 나노입자 에폭시 수지 복합체를 함유하는 제1 코팅액을 도포하여 제1 코팅 층을 형성하는 단계;
(S2) 오븐에서 제1 경화하는 단계;
(S3) 상기 제1 코팅 층 상에 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자를 함유하는 제2 코팅액을 침착하는 단계; 및
(S4) 오븐에서 제2 경화하는 단계.
상기 제1 코팅액은 아세톤, 에폭시 수지, 및 TiO2 나노입자를 혼합한 후 경화제를 첨가함으로써 제조될 수 있다.
상기 혼합은 450 내지 550 rpm에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 475 내지 525 rpm에서 수행될 수 있다.
상기 혼합은 5분 내지 25분 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 10분 내지 20분 동안 수행될 수 있다.
상기 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지 및 2 이상의 관능성을 갖는 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.
상기 경화제는 지방족 또는 방향족의 모노아민계, 디아민계, 트리아민계 또는 폴리아민계 경화제일 수 있다.
상기 에폭시 수지는 0.5 g/mL 내지 1.0 g/mL 범위의 양으로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 0.8 g/mL 내지 1.0 g/mL 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 상기 에폭시 수지의 양이 0.5 g/mL 미만이거나 1.0 g/mL 초과인 경우, 초발수성 코팅의 내구성이 저하될 수 있고, 1회의 테이프 벗김 테스트 후 초발수성 성질이 악화될 수 있고, 3회의 테이프 벗김 테스트 후 초발수성 성질이 사라질 수 있다.
상기 TiO2 나노입자는 0.1 g/mL 내지 0.25 g/mL 범위의 양으로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 0.15 내지 0.2 g/mL 범위의 양으로 첨가될 수 있다. 상기 TiO2 나노입자가 첨가되지 않은 경우 제1 코팅 층은 균일하게 도포될 수 없으며, 에폭시 수지가 응집될 수 있고, 우수한 발수성을 나타낼 수 없다.
상기 에폭시 수지와 TiO2 나노입자가 조합되지 않는 경우, 초발수성 코팅은 내구성이 불량할 수 있다.
상기 경화제는 0.25 g/mL 내지 0.75 g/mL 범위의 양으로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 0.4 g/mL 내지 0.6 g/mL 범위의 양으로 첨가될 수 있다.
상기 제조된 제1 코팅액은 도포면 상에 0.05 mL/㎠ 내지 0.1 mL/㎠ 범위의 양으로 도포될 수 있고, 바람직하게는 0.08 mL/㎠ 내지 0.1 mL/㎠ 범위의 양으로 도포될 수 있다.
상기 도포면은 유리 또는 금속의 면일 수 있다.
상기 (S1) 단계의 도포는 분무, 브러싱, 스핀 코팅, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법으로 수행될 수 있다.
상기 (S2) 단계의 제1 경화는 60 내지 80℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 65 내지 75℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (S2) 단계의 제1 경화는 4시간 30분 내지 6시간 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 5시간 내지 6시간 동안 수행될 수 있다. 상기 (S2) 단계의 제1 경화가 6시간 초과인 경우, 에폭시 수지가 과도하게 경화되어 에폭시 수지의 접착성이 저하될 수 있으며, 4시간 30분 미만인 경우 에폭시 수지의 불충분한 가교결합을 유도하여 에폭시 수지의 접착성이 저하될 수 있다.
상기 제2 코팅액은 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자와 용매를 혼합함으로써 제조될 수 있다.
상기 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자는 상용 실리카, 톨루엔 및 트리클로로 (1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸)실란을 혼합함으로써 제조될 수 있다.
상기 실리카는 0.01 내지 0.10 g/mL 범위의 양으로 혼합될 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 0.05 g/mL 범위의 양으로 혼합될 수 있다.
상기 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자는 100 내지 130℃ 범위의 온도에서, 바람직하게는 110 내지 120℃ 범위의 온도에서, 2시간 내지 5시간 동안, 바람직하게는 3시간 내지 4시간 동안 환류될 수 있다.
상기 용매는 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, t-부탄올, 펜탄올 및 헥산올로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 프로판올 및 이소프로판올로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 혼합은 30분 내지 1시간 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 30분 내지 45분 동안 수행될 수 있다.
상기 혼합은 초음파 처리에 의해 수행될 수 있으나, 당업계에 알려진 혼합 분산 방법이면 이는 제한되지 않는다.
상기 발수성 합성 실리카는 0.01 g/mL 내지 0.05 g/mL 범위의 양으로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 0.01 g/mL 내지 0.02 g/mL 범위의 양을 첨가될 수 있다.
상기 제조된 제2 코팅액은 제1 코팅 층 상에 0.02 mL/㎠ 내지 0.05 mL/㎠ 범위의 양으로 침착될 수 있고, 바람직하게는 0.04 mL/㎠ 내지 0.05 mL/㎠ 범위의 양으로 침착될 수 있다.
상기 (S3) 단계의 침착은 분무, 브러싱, 스핀 코팅, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법으로 수행될 수 있다.
상기 (S4) 단계의 제2 경화는 30 내지 80℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있고, 바람직하게는 40 내지 70℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있다.
상기 (S4) 단계의 제2 경화는 2시간 내지 5시간 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 2시간 내지 3시간 동안 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하세 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
재료
퓸드 실리카, 티타늄(IV) 옥시드(분말, 99.8%), 트리클로로 (1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸)실란(97%) 및 에틸렌 글리콜(무수, 99.8%)을 Sigma-Aldrich로부터 구매하였다. 아세톤(99.5%), 1-프로판올(99.0%)을 SAMCHUN Chemical Co., Ltd로부터 구매하였다. 톨루엔(99.5%)을 JUNSEI로부터 구매하였다. 에폭시 수지 및 경화제를 Dasol Chemical로부터 구매하였다. 에폭시 수지 및 경화제의 주요 성분은 각각 2,2-비스(4‘-글리시딜옥시페닐) 프로판 (비스페놀 A의 디글리시딜 에테르) 및 트리메틸올프로판 폴리 (옥시프로필렌) 트리아민이다. 모든 재료는 추가 정제 없이 그대로 사용되었다.
실시예: 코팅 용액의 제조
자기 교반 하에서, 아세톤 용매 4 ㎖에 TiO2 나노입자(0.83 g) 및 에폭시 수지(2~5 g)를 15분 동안 분산시킴으로써, 제1 코팅 용액을 제조하였다. 이후, 상기 용액에 경화제를 첨가하고 5분 동안 추가로 교반하였다. 제2 코팅 용액의 제조를 위해, 프로판올 용매 10 ㎖에 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자를 30분 동안 초음파 처리하였다. 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자의 합성을 위해, 2 g의 SiO2 나노입자와 1 mL 트리클로로 (1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸)실란을 톨루엔(40 mL)에 분산하였다. 상기 혼합물을 120℃에서 3시간 동안 환류시켰다. 환류시킨 후, 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자를 원심분리에 의해 에탄올로 수차례 세척한 후 오븐 내 70℃의 온도에서 건조시켰다.
제조예: 평면, 관 내부면, 인쇄된 패터닝으로 초발수성 코팅 도입
분무, 브러싱, 및 스핀-코팅에 의한 초발수성 코팅의 제작을 위해, 마이크로슬라이드 유리를 기판으로서 사용하였다. 아세톤/에탄올/DI수로 유리 기판(2.5 cm × 1.5 cm)을 세정하였다. 분무 코팅 공정에서, 유리 기판 상에 0.4 mL의 제1 코팅 용액을 분무하고, 6시간 동안 오븐 내 70℃의 온도에서 경화시켰다. 이후, 0.2 mL의 제2 코팅 용액을 제1 코팅 층 상에 분무한 다음 1시간 이상 동안 오븐 내 70℃의 온도에서 경화시켰다. 스핀 코팅의 경우, 각 용액을 4,000 rpm에서 기판 상에 캐스팅하고, 60초 동안 유지시켰다. 관 내부면 코팅의 경우, 제1 및 제2 코팅 용액을 차례로 중합체 및 스테인리스강 관 내부에 흐르게 했다. 인쇄된 패터닝의 경우, 잉크젯 프린터를 사용하여 인쇄된 초발수성 패턴을 제작하였다. 제1 코팅 층은 분무에 의해 제작되었다. 이후, 잉크젯 카트리지에 로딩된 제2 코팅 용액을 15 ㎛의 간격으로 10 pL 이하로 액적을 방출하였다. 인쇄된 패터닝에 사용된 기판은 30분 동안 UV/오존 분위기 하에서 처리되었다. 인쇄 공정 중, 기판을 45℃에서 가열하였다.
비교예: TiO
2
나노입자 없이 제조된 코팅
실시예와 동등한 조건으로, TiO2 나노입자를 포함하지 않는 코팅 용액을 제조하였다. TiO2 나노입자 없이 제조된 제1 코팅 층의 이미지를 도 5에서 확인할 수 있다. 또한, 도 7에서 나타낸 바와 같이, TiO2 나노입자 없이 제조된 초발수성 코팅은 테이프 벗김 시험을 진행한 결과, 초발수성의 성질이 저하되어 코팅 층이 탈락되는 현상을 보였고, 이를 도 7에 나타냈다.
실험예: 초발수성 코팅 표면 특징화
디지털 각도 눈금자(ELECTROPRIME, W5W3)를 사용하여 물 슬라이딩 각을 측정하여 초발수성 코팅의 내구성을 평가하였다. 측정을 위해, 특정한 각도로 기울어진 표면 상에 20 ㎕의 물방울을 두었다. 시험 표면과 방울 위치 사이의 거리는 약 10 ㎝였다. 물방울이 굴러갈 때 물 슬라이딩 각을 측정하였다 물 접촉각을 도 2에 나타냈다.
초발수성 코팅의 표면 습윤성을 검사하기 위해, 접촉각 분석기(KROMTECH, Phoenix)를 사용하여 접촉각을 측정하였다. 접촉각 측정을 위해, 방울 위치와 시험 표면 사이에 10 ㎝의 일정한 거리로, 표면 상에 20 ㎕의 물방울을 두었다.
초발수성 코팅 표면의 모폴로지를 분석하기 위해 주사 전자 현미경 관찰하였다. 에너지 분산 X-선 분광계를 사용하여 초발수성 코팅 표면의 원소 매핑을 실시하였다. 형광 분석에서, 2 ㎎의 로다민 6g를 5 ㎖의 DI 수에 희석하고, 패턴화된 초발수성 어레이 상에 캐스팅하였다. 패턴화된 어레이 상에 로다민 6g 염료 분자의 흡착을 검사하기 위해, 분자 디바이스(San Jose, Genepix 4100A)를 사용하여 형광 분석을 수행하였다.
실시예의 초발수성 코팅을 AFM 분석하여, 43 ㎚의 평균 거칠기를 갖는 마이크로 및 나노스케일 계층 구조를 확인하였고, 이를 도 6에 나타냈다.
이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
Claims (5)
- (S1) 기판 상에 TiO2 나노입자 에폭시 수지 복합체를 함유하는 제1 코팅액을 0.05 내지 0.1 mL/cm2 범위의 양으로 도포하여 제1 코팅 층을 형성하는 단계;
(S2) 오븐에서 65 내지 75℃ 범위의 온도에서 5 내지 6시간 동안 제1 경화하는 단계;
(S3) 상기 제1 코팅 층 상에 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자를 함유하는 제2 코팅액을 0.02 내지 0.05 mL/cm2 범위의 양으로침착하는 단계; 및
(S4) 오븐에서 30 내지 80℃ 범위의 온도에서 2 내지 5시간 동안 제2 경화하는 단계;
를 포함하며,
상기 제1 코팅액의 TiO2 나노입자 에폭시 수지 복합체는,
아세톤, 에폭시 수지 0.5 내지 1.0 g/mL, TiO2 나노입자 0.1 내지 0.25 g/mL 및 경화제 0.25 내지 0.75 g/mL를 포함하는 것이며,
상기 제2 코팅액의 플루오로카본-실란으로 개질된 SiO2 나노입자는,
실리카 0.01 내지 0.10 g/mL, 톨루엔 및 트리클로로 (1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸)실란을 혼합하여 제조된 것인, 초발수성 코팅의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 (S1) 단계의 도포는 분무, 브러싱(brushing), 스핀 코팅, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 초발수성 코팅의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 (S3) 단계의 침착은 분무, 브러싱, 스핀 코팅, 플로우 코팅 및 잉크젯 프린팅으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 초발수성 코팅의 제조 방법. - 삭제
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