KR20060009934A - 탄소 기재 물질에 의한 기질 코팅 방법 - Google Patents

탄소 기재 물질에 의한 기질 코팅 방법 Download PDF

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예르그 라체노브
예르겐 쿤스트만
베른하르트 마이어
안드레아스 반
소헤일 아스가리
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블루 멤브레인스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 기질을 그의 외면들 중 하나 이상에 중합체 필름으로 적어도 부분적으로 코팅하는 단계, 및 상기 중합체 필름을 실질적으로 산소가 없는 분위기 하에 200 ℃ 내지 2500 ℃ 범위의 온도에서 탄화시키는 단계를 포함하는, 상기 기질을 탄소 기재 물질로 코팅하는 방법에 관한 것이다.
중합체 필름, 탄소 기재 물질, 탄화

Description

탄소 기재 물질에 의한 기질 코팅 방법{METHOD FOR COATING SUBSTRATES WITH A CARBON-BASED MATERIAL}
본 발명은 기질(substrate)을 그의 외면들 하나 이상에 중합체 필름으로 적어도 부분적으로 코팅하고 이어서 상기 중합체 필름을 실질적으로 산소가 없는 분위기 하에 200 ℃ 내지 2500 ℃ 범위의 온도에서 탄화시킴으로써 상기 기질을 탄소 기재 물질(carbon-based material)로 코팅하는 방법에 관한 것이다.
열 분해성 탄소는 광범위하게 가변적인 성질을 갖는 매우 강한, 내마모성 물질로서 오랫동안 공지되어 왔다. 열 분해성 탄소는 그의 구조 및 조성으로 인해 생체 적합성이며, 따라서 상기는 의료 기술에, 특히 모든 유형의 의료용 이식물을 제조하기 위한 물질 또는 코팅 물질로서 오랫동안 사용되어 왔다. 난층 구조(turbostratic structure)를 갖는 열 분해성 탄소(규소-합금된 탄소 미세결정을 임의로 포함한다)는 예를 들어 스텐트의 코팅 및 인공 심장 밸브의 제조에 사용된다. 미국 특허 제 6,569,107 호에는 탄소-코팅된 관내 스텐트가 개시되어 있으며, 이때 상기 스텐트에 탄소 물질이 화학적 또는 물리적 증착 방법(CVD 또는 PVD)에 의해 적용되어 있다. 독일 특허 DE 3902856에는 탄소 섬유 제품의 코크스화, 열화탄소 침투 및 CVD 탄소에 의한 표면의 후속 실링에 의해 제조된 열화탄소를 함유하는 성형 제품이 개시되어 있다.
PVD 또는 CVD 조건 하에서 열 분해성 탄소의 침착은 적합한 기상 또는 기화성 탄소 전구체의 조심스러운 선택을 요하며, 상기 전구체는 고온에서, 때로는 플라스마 조건 하에서, 불활성 기체 분위기 또는 고 진공 하에서 기질상에 침착된다. 또한, 다양한 구조의 열 분해성 탄소의 제조를 위한 당해 시점에서의 기술 수준의 다양한 진공 하 스퍼터링 방법들이 개시되어 있다(예를 들어 미국 특허 제 6,355,350 호를 참조하시오).
모든 이러한 종래 기술 방법들은 공통적으로, 탄소 기질의 침착을 조심스럽고 복잡한 공정 조절을 사용하면서 극단적인 온도 및/또는 압력 조건 하에서 수행한다.
더욱 또한, 당해 시점에서의 기술 수준으로는, 기질 물질 및 적용된 CVD 탄소 층의 상이한 열 팽창 계수의 차이로 인해 상기 기질에 대한 층의 부착이 단지 낮은 수준으로 성취되며, 이로 인해 일반적으로 박편화, 균열 및 불량한 표면 품질이 발생한다.
따라서, 기질을 탄소 기재 물질로 코팅시키기 위해 사용되고 따라서 탄소 물질 또는 탄소 코팅된 기질의 생체 적합성 표면 코팅층을 예를 들어 마이크로 전자 공학 용도에 제공할 수 있는 저렴하고 용이한 방법들이 요구되어 왔다.
따라서 본 발명의 목적은 기질을, 광범위하게 다양하게 입수할 수 있는 저렴한 출발 물질을 사용하고 또한 조절이 용이한 공정 조건을 사용하는 탄소 기재 물질로 코팅시키는 방법을 입수하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 의료 기술에 사용하기 위한, 특히 상응하게 조절되는 방식으로 특정의 의도된 목적에 적합할 수 있는 표면 성질을 갖는 다양한 유형의 의료용 이식물을 위한 탄소 기재 물질로 코팅된 기질을 입수하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마이크로 전자 공학용의 탄소 코팅된 기질을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적들에 대한 본 발명의 해법은 청구항 1에 따른 방법이다. 본 발명의 방법의 바람직한 실시태양은 종속항들로부터 유래한다.
본 발명의 범위 내에서, 먼저 기질을 표면상에서 중합체 필름으로 적어도 부분적으로 코팅하고, 이어서 산소 부재 분위기 하에 고온에서 탄화 또는 열 분해시킴으로써 탄소 코팅된 생성물을 제조할 수 있음을 발견하였다.
본 발명과 관련하여, 탄화 또는 열 분해는 탄소 기재 출발 화합물, 대개는 탄화된 후에 다량의 비결정성 탄소를 남기는 탄화수소 기재 중합체 물질의 부분적인 열 분해 또는 코크스화를 지칭하는 것으로 이해된다.
기질
본 발명에 따라 사용될 수 있는 기질을 모든 실질적으로 내열성인 물질, 즉 사용되는 탄화 조건 및/또는 열 분해 조건 하에서 안정하고 바람직하게는 그의 형상을 유지하는 물질을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 기질의 예로는 금속, 합금, 세라믹, 그라파이트, 유리, 돌, 탄소 섬유 물질, 탄소 섬유 복합체 물질, 미네랄, 뼈 물질 및 탄산 칼슘 기재의 인조 뼈 등이 있다.
기질로서 세라믹 그린웨어를 또한 본 발명에 따라 유리하게 사용할 수 있는데 , 그 이유는 코팅층이 탄화를 겪는 동안 상기 그린웨어의 소결을 병행시켜 완성된 세라믹을 제조할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 통상적인 상업적이고 전통적인 세라믹(질화 붕소, 탄화 규소 등) 또는 산화 지르코늄 및 알파 Al2O3 또는 감마 Al2O3의 나노결정성 그린웨어, 또는 압축된 비결정성 나노규모의 ALOOH 에어로겔을 사용하여 대략 500 내지 2000 ℃, 그러나 바람직하게는 대략 800 ℃의 온도에서 나노 다공성 탄소-코팅된 성형 제품을 생성시킬 수 있으며, 이때 대략 10 내지 100 ㎚의 기공들을 갖는 코팅층을 수득할 수 있다.
본 발명의 방법은 대단히 높은 기계적 부하능을 갖는 코팅층을 제공하며 특히 심한 기계적 비틀림, 장력 및 변형 부하가 가해질 때 부차적으로 적용된 코팅층을 마모시키는 경향을 갖는 전통적인 코팅된 기질이 갖는 탈층 문제를 해결한다.
본 발명에 따라 코팅된 기질에 사용되는 물질, 특히 의료용 목적으로 사용되는 물질에는 의료 및 치과 분야에 통상적으로 사용되는 모든 물질들, 예를 들어 금속, 예를 들어 티탄, 백금, 팔라듐, 금, 합금, 예를 들어 코발트-크롬 합금, 저 다공성 그라파이트, 중합체, 탄소 섬유 이식물, 세라믹, 예를 들어 인산 칼슘 세라믹, 제올라이트, 알루미늄 산화물, 아파타이트 세라믹 등이 포함되지만, 이러한 목록이 전부인 것은 아니다.
상기 기질은 그의 외부 표면들 중 하나 이상이 중합체 필름으로 코팅될 수 있다면 사실상 어떠한 외형도 가질 수 있다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 기질의 바람직한 예로는 의료용 이식물, 예를 들어 보형물 및 관절 대치물, 뼈 이식물, 인공 고관절 및 엉덩이뼈 이식물, 관내에 사용될 수 있는 장치, 예를 들어 스텐트, 예를 들어 니티놀 스텐트와 같은 금속 스텐트, 중합체 스텐트, 뼈 나사, 못, 플레이트 등의 수술용 정형외과 보조기가 있다.
본 발명의 바람직한 실시태양에서, 코팅되는 기질은 스텐트, 특히 금속 스텐트를 포함한다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 기질의 다른 예에는 마이크로 전자 공학 및 마이크로 공학 분야의 소자들, 유리 및 돌 중의 금속 세라믹과 같은 건설 재료, 및 탄소 섬유 복합체 물질, 래치히 고리(Raschig ring), 슐쩌 패킹(Sulzer packing), 카트리지 시스템 및 필터 시스템, 절연 물질 등이 포함된다.
중합체 필름
내열성 기질을 그의 외면들 중 하나 이상을 본 발명에 따른 방법에 의해 적어도 부분적으로 코팅한다. 특정한 바람직한 용도, 예를 들어 의료용 장치에서, 상기 기질을 대개는 하나 이상의 중합체 필름으로 그의 전체 외면을 코팅한다.
본 발명의 하나의 실시태양에서, 상기 중합체 필름은 예를 들어 필름 수축 방법에 의해 상기 기질상에 적용되거나 또는 상기 기질에 접착제에 의해 부착될 수 있는 중합체 필름의 형태일 수 있다. 열가소성 중합체 필름을 가열 시에조차도 대부분의 기질에 점착력에 의해 적용시킬 수 있다.
적합한 필름은 지방족 또는 방향족 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리이소부텐, 폴리펜텐, 폴리부타디엔, 폴리비닐, 예를 들어 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리비닐 알콜, 폴리(메트)아크릴산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 왁스, 파라핀 왁스, 피셔-트로취(Fischer-Tropsch) 왁스의 단독 중합체 또는 공중합체, 이들 단독 중합체 또는 공중합체의 혼합물 및 조합 등으로 이루어진다.
바람직한 실시태양에서, 발포된 중합체, 예를 들어 발포된 폴리올레핀, 페놀 폼(foam), 폴리스티렌 폼, 발포된 폴리우레탄, 플루오로중합체 품 등을 기본으로 하는 중합체 필름 및 코팅층을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 이들은 탄화 단계에서 폼 다공성의 함수로서 조절이 가능한 기공 구조를 갖는 코팅층을 생성시킬 수 있다는 이점을 갖는다. 상기 발포된 중합체를 제조하기 위해서, 모든 통상적인 최신의 발포 방법을 사용할 수 있으며, 여기에서 통상적인 취입제, 예를 들어 할로탄화수소 및 저 비등 탄화수소가 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시태양에 따라, 상기 중합체 필름은 또한 래커, 적층물 및 코팅층 중에서 선택된 기질의 코팅층을 포함할 수 있다. 바람직한 코팅층은 상기 기질의 표면적인 파릴렌화에 의해 생성될 수 있다. 상기 방법에서, 상기 기질을 먼저 승온에서, 대개는 약 600 ℃에서 파라사이클로판으로 처리하여 폴리-(p-자일릴렌)의 중합체 필름을 상기 기질의 표면에 형성시킨다. 이어서 상기 필름을 후속의 탄화 또는 열 분해 단계에서 탄소로 전환시킬 수 있다.
바람직한 실시태양에서, 파릴렌화 및 탄화의 시퀀스를 수 회 반복할 것이다.
적합한 래커 기재 중합체 필름을 예를 들어 알키드 수지, 플루오르화된 고무, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 아민 수지, 오일 베이스, 니트로 베이스, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 타르, 타르형 물질, 타르 피치, 역청, 전분, 셀룰로즈, 셸랙, 다시 새것으로 사용되는 원료 물질의 유기 물질 또는 이들의 조합의 결합제 베이스를 포함하는 래커로부터 제조할 수 있다.
본 발명의 방법에서, 상기 언급한 중합체 필름들의 여러 층을 상기 이식물에 적용하고 이어서 함께 탄화시킬 수 있다. 상이한 중합체 필름 물질들을 사용하거나, 개별적인 중합체 필름 중에 임의의 첨가제를 사용하거나 또는 상이한 두께의 필름을 사용함으로써, 상기 이식물 상에 조절된 방식으로 구배 코팅층, 예를 들어 상기 코팅층 내에 가변적인 다공성 또는 흡수 프로파일을 갖는 코팅층을 적용할 수 있다. 더욱이, 중합체 필름 코팅 및 탄화 단계의 시퀀스를 1 회 반복하고/하거나 또는 상기 이식물 상에 탄소 함유 다층 코팅층을 획득하기 위해서 임의로 수 회 반복할 수 있다. 중합체 필름 또는 기질을 첨가제들을 사용하여 예비 조립하거나 개질시킬 수 있다. 상기 본 발명에 따른 방법의 중합체 필름 코팅 및 탄화 단계들의 각각의 시퀀스 후에 또는 개별적인 시퀀스 후에 하기에 개시되는 적합한 후-처리 단계, 예를 들어 개별적인 층들의 산화적 처리를 사용할 수도 있다.
상기 이식물을 예를 들어 열, 가압 압착 또는 웨트-인-웨트(wet-in-wet) 기법 등의 적층 기법에 의해 코팅시키기 위한 상기 언급한 래커 또는 코팅 용액으로 코팅된 중합체 필름을 사용하여 본 발명에 따라 유리하게 적용시킬 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시태양에서, 상기 중합체 필름에, 상기 필름의 탄화 성능 및/또는 상기 방법으로부터 생성되는 탄소를 기본으로 하는 기재 층의 거시적인 성질에 영향을 미치는 첨가제들을 부여할 수 있다. 적합한 첨가제의 예로는 충전제, 기공 형성제, 금속 및 금속 분말 등이 있다. 무기 첨가제 또는 충전제의 예로는 규소 산화물 및 알루미늄 산화물, 알루미노실리케이트, 제올라이트, 지르코늄 산화물, 티탄 산화물, 활석, 그라파이트, 카본 블랙, 풀러렌, 점토 물질, 엽상규산염, 실리사이드, 니트라이드, 금속 분말, 특히 촉매적으로 활성인 전이 금속, 예를 들어 구리, 금 및 은, 티탄, 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오브, 탄탈, 크롬, 몰리브덴, 텅스텐, 망간, 레늄, 철, 코발트, 니켈, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐 또는 백금 분말이 있다.
중합체 필름에 상기와 같은 첨가제를 사용하여 예를 들어 상기 필름 및 생성되는 탄소 코팅층의 생물학적, 기계적 및 열적 성질들을 변경 및 조절할 수 있다. 예를 들어 층상화된 실리케이트를 혼입시킴으로써 탄소층의 열 팽창 계수를, 적용되는 탄소 기재 코팅층이 큰 온도 변화의 경우에조차도 단단히 부착되도록 세라믹 기질의 열 팽창 계수로 조절할 수 있다. 상기 중합체 시스템에 상기 성분들을 혼합시킴으로써 상기 열 팽창 계수를 개별적으로 상응하게 조절할 수 있는 방식으로, 상기 알루미늄 기질 충전제의 사용은 상기 열 팽창 계수를 증가시킬 것이고, 유리, 그라파이트 또는 석영 기재 충전제의 첨가는 상기 열 팽창 계수를 감소시킬 것이다. 상기 성질들의 추가의 가능한 조절은, 배타적이지 않은 하나의 예로서, 탄소 섬유, 중합체 섬유, 유리 섬유 또는 다른 섬유들을 직조되거나 또는 부직포의 형태로 첨가하여 섬유 복합체를 제조함으로써 수행될 수 있으며, 이는 코팅층의 탄성을 상당히 증가시킨다.
중합체 필름은 상업적으로 수득될 수 있거나 또는 실질적으로 임의의 목적하는 치수로 쉽게 제조된다는 이점을 갖는다. 중합체 필름은 쉽고 저렴하게 입수될 수 있으며, 광범위하게 다양한 상이한 유형의 기질들에 쉽게 적용될 수 있다. 본 발명에 따라 사용되는 중합체 필름을 열 분해 및/또는 탄화 전에, 기질에 적용시키기 전 또는 후에 접철, 엠보싱, 천공, 압착, 압출, 게더링, 사출 성형 등에 의해 적합한 방식으로 조립할 수 있다. 이런 식으로, 규칙적이거나 불규칙적인 유형의 몇몇 구조물들을 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 탄소 코팅층에 통합시킬 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 래커 또는 다른 코팅층 형태의 코팅층의 중합체 필름을 액체, 슬러리 또는 페이스트 상태로, 예를 들어 스프레딩, 도색, 래커칠, 분산 코팅 또는 용융 코팅, 압출, 주조, 침지에 의해, 또는 고체 상태로부터 고온 용융물로서 분말 코팅, 빗형 분무 코팅, 소결 등에 의해 필수적으로 공지된 방법에 의해 상기 기질에 적용할 수 있다. 적합하게 성형된 기질을 상기 목적에 적합한 중합체 물질 또는 필름과 적층시키는 것이 또한 기질을 중합체 필름으로 코팅하기 위해 본 발명에 따라 사용할 수 있는 방법이다.
중합체 필름을 사용한 기질의 코팅에서, 독일 특허 DE 10351150에 개시된 바와 같은 인쇄 방법에 의해 상기 폴리 및/또는 그의 용액을 적용하는 것이 특히 바람직하며, 상기 특허의 내용은 본 발명에 전체가 참고로 인용되어 있다. 상기 방법은 특히 적용된 중합체 물질의 층 두께를 정확하고 재현 가능하게 조절할 수 있게 한다.
탄화
기질에 적용된 중합체 필름을 임의로 건조시키고 이어서 탄화 조건 하에서 열 분해성 분해를 가하며, 이때 상기 기질에 코팅층으로서 적용된 상기 중합체 필름을 필수적으로 산소가 없는 분위기 하에 승온에서 탄화시킨다. 상기 탄화 단계의 온도는 바람직하게는 200 ℃ 내지 2500 ℃의 범위이고 사용된 중합체 필름 및 기질의 특정한 온도-의존성 성질의 함수로서 당해 분야의 숙련가들에 의해 선택된다.
본 발명에 따른 방법에서 일반적으로 사용될 수 있는 탄화 단계의 바람직한 온도는 약 200 ℃ 내지 약 1200 ℃이다. 일부 실시태양에서, 250 ℃ 내지 700 ℃ 범위의 온도가 바람직하다. 일반적으로 상기 온도는 사용되는 물질의 성질에 따라 선택되며, 따라서 중합체 필름은 최저로 가능한 온도에서 탄소 기재 고체로 필수적으로 완전히 전환된다. 상기 열 분해 온도의 적합한 선택 및/또는 조절을 통해, 상기 물질의 다공성, 강도 및 경도뿐만 아니라 다른 성질들도 조절된 방식으로 조절할 수 있다.
다공성은 바람직하게는 독일 특허 DE 103 35 131 및 PCT/EP04/00077에 개시된 바와 같은 처리 방법에 의해 이식물상에 독창적인 층으로 생성되며, 상기 특허의 내용은 본 발명에 참고로 충분히 인용되어 있다.
2000 ℃ 이하 또는 그 이상의 매우 높은 온도를 사용함으로써, 그라파이트 형태의 탄소 기재 코팅층을 본 발명에 따라 생성시킬 수 있다. 상기 탄화 온도의 적합한 선택은 상기 코팅층의 결정성을 저온에서의 완전한 비결정성에서부터 고온에서의 고도의 결정성까지 조절할 수 있게 한다. 따라서, 상기 코팅층의 기계적 성질을 또한 특정의 의도된 용도에 따라 조절된 방식으로 조절 및 최적화할 수 있다.
본 발명의 방법의 탄화 단계에서 분위기는 필수적으로 산소가 없다. 불활성 기체 분위기, 예를 들어 질소, 불활성 기체, 예를 들어 아르곤, 네온 및 임의의 다른 불활성 기체 또는 탄소와 반응하지 않는 기체 화합물뿐만 아니라 불활성 기체들의 혼합물을 포함하는 분위기를 사용하는 것이 바람직하다. 질소 및/또는 아르곤이 바람직하다.
탄화를 대개는 상기 언급한 바와 같은 불활성 기체의 존재 하에 통상적인 압력으로 수행한다. 그러나, 경우에 따라 보다 높은 불활성 기체 압력을 사용하는 것이 또한 유리할 수 있다. 본 발명의 방법의 특정 실시태양에서, 탄화를 또한 감압, 즉 진공 하에서 수행할 수 있다.
노( furnace ) 공정
열 분해 단계를 바람직하게는 연속적인 노 공정으로 수행한다. 임의로 조립되거나, 코팅되거나 예열된 중합체 필름을 한쪽은 노에 공급하고 다른 쪽 끝은 다시 노로부터 방출시킨다. 바람직한 실시태양에서, 중합체 필름 및/또는 중합체 필름으로 제조된 물체를, 열 분해 및/또는 탄화 도중 상기 중합체 필름이 감압 하에 놓일 수 있도록 상기 노 중의 천공된 플레이트, 스크린 등의 위에 놓을 수 있다. 이는 상기 물체를 노 중에 간단히 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라 열 분해 및/또는 탄화 도중 상기 필름 및/또는 성분을 통한 불활성 기체의 흡입 효과 및 임의로 또한 흐름을 허용한다.
상응하는 불활성 기체 차단을 통해, 상기 노를 개별적인 구획들로 분할할 수 있으며, 따라서 하나 이상의 열 분해 및/또는 탄화 단계를 이들 개별적인 구획들에서, 임의로 상이한 열 분해 및/또는 탄화 조건, 예를 들어 상이한 온도 수준, 상이한 불활성 기체 또는 진공 하에서 수행할 수 있다.
더욱 또한, 2 차 활성화 등의 후처리 단계를 노의 상응하는 구획들 내에서, 환원 또는 산화, 또는 금속염 용액 등에 의한 함침에 의해 임의로 수행할 수 있다.
한편으로, 상기 열 분해/탄화를 또한 폐쇄된 노에서 수행할 수 있으며, 이는 상기 열 분해 및/또는 탄화를 진공 중에서 수행해야하는 경우에 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에서 열 분해 및/또는 탄화 중에, 상기 중합체 필름은 사용되는 출발 물질 및 전처리에 따라 대개는, 대략 5% 내지 95%, 바람직하게는 대략 40% 내지 90%, 특히 50% 내지 70%의 중량의 손실을 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 방법에서 열 분해 및/또는 탄화 중에, 중합체 필름 및/또는 상기 중합체 필름으로부터 생성된 구조물 및/또는 구성요소의 수축이 통상적으로 발생한다. 상기 수축은 0% 내지 약 95%, 바람직하게는 10% 내지 30%의 정도일 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 상기 코팅층의 전기 전도성을, 사용되는 열 분해 및/또는 탄화 온도 및 사용되는 첨가제 및/또는 충전제의 유형 및 양에 따라 광범위하게 조절할 수 있다. 이는 특히 마이크로 전자 공학에서의 용도에 유리하다. 따라서, 상기 코팅층의 흑연화로 인해, 보다 낮은 온도에 비해 1,000 내지 2,500 ℃ 범위의 온도에서 더 높은 전도성을 성취할 수 있다. 그러나, 또한, 상기 전기 전도성을 또한 예를 들어 상기 중합체 필름에 그라파이트를 첨가하여 증가시킬 수 있으며, 이어서 상기 필름을 보다 낮은 온도에서 열 분해 및/또는 탄화시킬 수 있다. 상기와 같이 개질된 코팅된 기질을 예를 들어 센서의 제조에 적합하다.
본 발명에 따라 제조된 탄소 기재 코팅층은 출발 물질 및 충전제 물질의 유형 및 양에 따라 1 중량% 이상, 바람직하게는 25 중량% 이상, 임의로 또한 60 중량% 이상, 가장 바람직하게는 75 중량% 이상의 탄소 함량을 갖는다. 본 발명에 따라 특히 바람직한 코팅층은 50 중량% 이상의 탄소 함량을 갖는다.
후처리
본 발명 방법의 바람직한 실시태양에서, 상기 기질의 생성된 탄소 기재 코팅층의 물리적 및 화학적 성질들을 탄화 후에 적합한 후처리 단계를 통해 추가로 개질시킬 수 있으며 각각의 경우에 목적하는 용도에 적응시킬 수 있다.
열 분해 및/또는 탄화 후에 수득된 다공성 탄소 기재 코팅층의 성질을, 중합체 필름의 한면 또는 양면을 에폭시 수지, 페놀 수지, 타르, 타르 피치, 역청, 고무, 폴리클로로프렌 또는 폴리(스티렌-코-부타디엔) 라텍스 물질, 실록산, 실리케이트, 금속 염 및/또는 금속 염 용액, 예를 들어 전이 금속 염, 카본 블랙, 풀러렌, 활성탄 분말, 탄소 분자체, 페로브스카이트, 알루미늄 산화물, 규소 산화물, 탄화 규소, 질화 붕소, 질화 규소, 귀금속 분말, 예를 들어 Pt, Pd, Au 또는 Ag뿐만 아니라 이들의 조합으로 코팅하거나 또는 상기와 같은 물질을 상기 중합체 필름 구조물에 표적 혼입시킴으로써 조절된 방식으로 조절하고 정련시킬 수 있으며; 또한 다층의 코팅층을 생성시킬 수 있다. 생성된 탄소 코팅층의 기계적 성질뿐만 아니라 열 팽창 계수를 예를 들어 층상화된 실리케이트, 나노입자 또는 무기 나노복합체를 상기 중합체 필름에 혼입시키거나, 또는 상기 중합체 필름을 층상화된 실리케이트, 금속, 금속 산화물 등으로 코팅함으로써 개질시킬 수 있다.
본 발명의 코팅된 기질의 제조에서, 중합체 필름에 상기 언급한 첨가제를 혼입시킴으로써 기질에 대한 적용층의 부착을 개선시킬 수 있으며, 예를 들어 외부층의 열 팽창 계수를 상기 코팅된 기질이 코팅층의 균열 및 박편화에 보다 내성이 되도록 상기 기질의 열 팽창 계수로 조절할 수 있다. 따라서 이러한 코팅층은 상기 유형의 전통적인 제품에 비해 실제 적용 시 더욱 내구성이고 보다 큰 장기 안정성을 갖는다.
금속 및 금속 염, 특히 또한 귀금속 및 전이 금속의 적용 또는 혼입은 생성된 탄소 기재 코팅층의 화학적, 생물학적 성질 및 흡착성을 각각의 경우에 목적하는 요건에 적응되게 할 수 있으며, 따라서 생성된 코팅층에는 또한 예를 들어 특정 용도에 대해 이질적인 촉매 성질이 부여될 수 있다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시태양에서, 상기 탄소 기재 코팅층의 물리적 및 화학적 성질을 열 분해 및/또는 탄화 후에 적합한 후처리 단계에 의해 추가로 개질시키고 각각의 경우에 의도하는 용도에 적응시킨다.
적합한 후처리로는 예를 들어 환원적 또는 산화적 후처리 단계가 있으며, 여기에서 코팅층을 적합한 환원제 및/또는 산화제, 예를 들어 수소, 이산화 탄소, 증기, 산소, 공기, 질산 등과 임의로 이들의 혼합물로 처리한다.
상기 후처리 단계를 열 분해 온도보다 낮기는 하지만 승온에서, 예를 들어 40 내지 1,000 ℃, 바람직하게는 70 내지 900 ℃, 특히 바람직하게는 100 내지 850 ℃, 가장 특히 바람직하게는 200 내지 800 ℃, 특히는 대략 700 ℃의 온도에서 임의로 수행할 수 있다. 특히 바람직한 실시태양에서, 본 발명에 따라 제조된 물질을 환원적으로 또는 산화적으로, 또는 실온에서 상기 후처리 단계들을 병행하여 개질시킨다.
산화적 또는 환원적 처리를 통해, 또는 첨가제, 충전제 또는 작용성 물질의 혼입에 의해, 본 발명에 따라 제조된 코팅층의 표면 성질을 조절된 방식으로 조절 및/또는 개질시킬 수 있다. 예를 들어, 무기 나노입자 또는 나노복합체, 예를 들어 층상화된 실리케이트를 혼입시킴으로써 상기 코팅층의 표면에 친수성 또는 소수성 성질을 부여할 수 있다.
더욱 또한, 상기 코팅된 기질의 표면 성질을 이온 주입에 의해 개질시킬 수 있다. 예를 들어, 질소를 주입함으로써, 전이 금속이 통합된 니트라이드 상, 카보니트라이드 상 또는 옥시니트라이드 상을 형성시킬 수 있고, 이는 상기 탄소 기재 코팅층의 화학적 내성 및 기계적 내성을 확실히 증가시킨다. 탄소 이온의 주입은 상기 코팅층의 기계적 강도를 증가시키며 다공성 층의 후 압축에 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 코팅층에 또한 적합한 첨가제를 혼입시킴으로써 후속적으로 생체 적합성 표면을 제공할 수 있으며 상기 코팅층을 생물 반응기 또는 약물 비히클로서 임의로 사용할 수 있다. 이를 위해서, 예를 들어 약물 또는 효소를 상기 물질에 도입시킬 수 있으며, 이때 약물의 경우 상기 약물을 적합한 지연된 방출 제형 및/또는 코팅층의 선택적인 투과성을 통해 조절된 방식으로 방출시킬 수 있다.
더욱 또한, 일부 실시태양에서 본 발명에 따라 제조된 코팅층의 플루오르화를 수행하여, 예를 들어 표면 코팅된 스텐트가 친지성 물질 및/또는 유효 성분을 흡수할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 기질상의 코팅층을 예를 들어 기공 크기를 탄소 기재 코팅층이 미생물 또는 생육 가능한 세포의 성장을 촉진시키거나 증진시키도록 적합한 후처리 단계에 의해 변화시킴으로써 적합하게 개질시킬 수 있다. 이어서 적합하게 코팅된 기질을 예를 들어 생물 반응기에서 미생물에 대한 생육 배지로서 사용할 수 있다. 상기 코팅층의 다공성을, 외부 표면에서 거주하는 세포 또는 미생물에게 상기 기질상에 놓인 영양분 저장소 또는 유효 성분 저장소를 통해 영양분을 공급할 수 있도록 유리하게 조절할 수 있으며, 이때 상기 영양분은 탄소 기재 코팅층을 통한 침투에 의해 상기 기재로부터 표면의 미생물 집단에게 공급된다.
상기 탄화된 코팅층에 또 다른 임의적인 공정 단계로 소위 CVD 공정(화학적 증착)을 가하여 상기 표면 구조 또는 기공 구조 및 상기 코팅층의 성질을 또한 임의로 추가 개질시킬 수 있다. 이는 탄화된 코팅층을 적합한 전구체 기체로 고온에서 처리함으로써 수행된다. 상기와 같은 방법은 당해 시점의 기술 분야에서 오랫동안 공지되어 왔다.
CVD 조건 하에서 충분한 휘발성을 갖는 거의 모든 공지된 포화 및 불포화 탄화수소들이 탄소를 분리시키는 전구체로서 사용될 수 있다. 이들의 예로는 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌, 탄소수 C1-C20의 선형 및 분지된 알칸, 알켄 및 알킨, 방향족 탄화수소, 예를 들어 벤젠, 나프탈렌 등, 및 하나 이상의 알킬, 알케닐 및 알키닐 치환된 방향족 화합물, 예를 들어 톨루엔, 자일렌, 크레졸, 스티렌 등이 있다.
사용될 수 있는 세라믹 전구체로서, BCl3, NH3, 실란, 예를 들어 SiH4, 테트라에톡시실란(TEOS), 디클로로디메틸실란(DDS), 메틸 트리클로로실란(MTS), 트리클로로실릴 디클로로보란(TDADB), 헥사디클로로메틸실릴 옥사이드(HDMSO), AlCl3, TiCl3 또는 이들의 혼합물이 있다.
이들 전구체를 불활성 기체, 예를 들어 질소, 아르곤 등과 함께 대개는 대략 0.5 내지 15 부피%의 저 농도로 CVD 방법에 사용한다. 수소를 적합한 침착 기체 분리 혼합물에 첨가하는 것도 또한 가능하다. 500 내지 2000 ℃, 바람직하게는 500 내지 1500 ℃ 및 특히 바람직하게는 700 내지 1300 ℃의 온도에서 상기 언급한 화합물들은 탄화수소 단편 및/또는 탄소 또는 세라믹 전구체를 분리시키며 이들 전구체는 열 분해된 코팅층의 기공 시스템에 필수적으로 고르게 침착되고, 거기에서 기공 구조를 개질시키며, 따라서 상기 방식은 추가적인 최적화의 의미에서 필수적으로 균일한 기공 크기 및 기공 분포를 도출시킨다.
본 발명에 따라 제조된 탄소 기재 코팅층은 이례적으로 양호한 기계적 강도를 갖는다. 스테인레스 강(예를 들어 316L) 상에서 본 발명의 코팅층은 대개, 대략적으로 10 내지 30 GPa의 탄성 모듈러스, 대략 200 내지 600, 전형적으로는 대략 400의 비커스 경도, 및 대략 0.03 내지 0.2, 전형적으로는 대략 0.14의 마찰 계수를 갖는다. 층 중의 균열은 오직 대략 30 내지 60 N(긁힘 부착)을 넘는 경우에만 관찰되며; 마모는 대략 40 mN 내지 400 mN을 초과하는 경우 관찰된다.
열 분해성 탄소는 대개 예를 들어 이식물의 외부 코팅을 위한 의료용 용도에 사용될 수 있는, 높은 생체 적합성을 갖는 물질이다. 본 발명에 따라 코팅된 기질의 생체 적합성은 또한 상기 언급한 바와 같이 첨가제, 충전제, 단백질 또는 작용성 물질 및/또는 약물을 탄화의 수행 전에 상기 중합체 필름에 혼입시킴으로써 조절된 방식으로 조절 및/또는 변경될 수 있다. 이런 식으로, 전적으로 본 발명에 따라 제조된 이식물을 사용하는 경우 체 내 거부반응이 감소되거나 예방될 수 있다.
특히 바람직한 실시태양에서, 본 발명에 따라 제조된 탄소 코팅된 의료용 이식물을 적용된 탄소층의 다공성의 조절을 통해 기질로부터 외부 환경으로의 유효 성분의 조절된 방출에 사용할 수 있다. 이런 식으로, 예를 들어 의료용 이식물을 저장소 효과를 갖는 약물 비히클로서 사용할 수 있으며, 이에 의해 상기 이식물의 탄소 기재 코팅층을 멤브레인으로서 사용하여 상기 유효 성분의 방출을 조절할 수 있다. 약물을 또한 생체 적합성 코팅층에 적용할 수 있다. 이는 기질이 금속인 경우와 같이 유효 성분을 상기 기질 중에 또는 상기 기질 상에 적용시킬 수 없는 경우에 특히 유용하다.
더욱 또한, 본 발명에 따라 제조된 코팅층에, 또 다른 공정 단계로 약물을 적재(load)하거나, 또는 마커, 체 내의 코팅된 이식물의 위치 측정을 위한 콘트라스트제, 또는 치료 또는 진단량의 방사성 동위원소를 적재할 수 있다. 상기 후자의 경우, 본 발명의 탄소 기재 코팅층이 특히 적합한데, 그 이유는 중합체 층과 대조적으로 상기는 방사선에 의해 영향을 받거나 공격받지 않기 때문이다.
의료 분야에서, 본 발명에 따라 코팅된 이식물은 상기 탄소 기재 코팅층이 높은 강도를 가질 뿐만 아니라, 특히 높은 응력 하에 있는 관절의 경우에 균열이 나타나거나 층이 박편화될 어떠한 우려도 없이 상기 이식물의 움직임에 순응하기에 충분한 탄성 및 가요성을 갖기 때문에, 특히 큰 장기 안정성을 갖는 것으로 입증되었다.
이제 본 발명을 바람직한 실시태양들을 나타내는 실시예를 근거로 보다 상세히 설명할 것이며, 이들 실시예는 청구의 범위에 개시된 바와 같은 본 발명에 대한 어떠한 필요한 제한도 반영하지 않는다.
실시예 1: 탄소
본 발명에 따라 코팅된 탄소 물질을 하기와 같이 제조하였다: 중합체 필름을, 그린웨어로서 38 g/㎡의 물질 중량을 갖는 종이를 닥터 블레이드를 사용하여 상업적인 에폭시화된 페놀 수지 래커로 반복 코팅하고 이를 실온에서 건조시킴으로써 상기 종이 상에 적용시켰다. 건조 중량은 125 g/㎡이었다. 질소 하에 800 ℃에서 48 시간 동안 열 분해시켜 20%의 수축률 및 57%의 중량 손실을 갖는 비 대칭적으로 제작된 탄소 시트를 제공하였으며, 상기 시트는 하기의 치수를 갖는다: 전체 두께는 50 마이크로미터이며, 두께가 40 마이크로미터인 개방 기공 탄소 운반체 상에 10 마이크로미터의 본 발명에 따른 치밀한 탄소 함유 층이 있고, 상기 운반체는 열 분해 조건 하에서 상기 종이로부터 동일 반응계에서 형성되었다. 상기 코팅된 탄소 물질의 흡수능은 에탄올 18 g/㎡에 달하였다.
실시예 2: 유리
듀로플란(Duroplan)(등록상표) 유리를 계면활성제 함유 수욕에서 15 분간 초음파 세척하고, 증류수 및 아세톤으로 헹구고, 건조시켰다. 상기 물질을 페놀 수지 기질의 상업적인 패키징 니스로 래커로 코팅시켜 2.0*10-4 g/㎠의 적용 중량으로 코팅하였다. 질소 하에 800 ℃에서 48 시간 동안의 후속 탄화에 이어서, 0.33*10-4 g/㎠의 상기 코팅층의 중량 손실이 일어났다. 선행의 무색 코팅층은 광택성의 검은색으로 변하고 탄화 후에는 더 이상 거의 투명하지 않았다. 상기 코팅된 표면상에 연필로 1 ㎏의 중량을 실어 45°의 각으로 그리는 상기 코팅층의 경도 시험은 어떠한 시각적으로 인지할만한 표면 손상을 야기하지 않았으며, 이는 5H 이하의 경도이다.
실시예 3: 유리 CVD 코팅(비교 실시예 )
듀로플란(등록상표) 유리를 15 분간 초음파 세척하고, 증류수 및 아세톤으로 헹구고, 건조시켰다. 상기 물질을 0.05*10-4 g/㎠의 탄소로 화학적 증착(CVD)에 의해 코팅한다. 이는 30 ℃의 온도를 갖는 벤젠을 질소 스트림을 통해 발포기에서 30 분 동안 1000 ℃의 온도를 갖는 유리표면과 접촉시키고, 상기 벤젠을 필름으로서 상기 유리 표면상에 침착시킴으로써 수행되었다. 선행의 무색 유리 표면은 광택성 회색으로 변하며 침착 후에 투명하였다. 상기 코팅된 표면상에 연필로 1 ㎏의 중량을 실어 45°의 각으로 그리는 상기 코팅층의 경도 시험은 어떠한 시각적으로 인지할만한 표면 손상을 야기하지 않았으며, 이는 6B 이하의 경도이다.
실시예 4: 유리 섬유
직경 200 마이크로미터의 듀로플란(등록상표) 유리 섬유를 15 분간 초음파 세척하고, 증류수 및 아세톤으로 헹구고, 건조시킨다. 상기 물질을 상업적인 패키징 래커로 침지 코팅시켜 2.0*10-4 g/㎠의 적용 중량으로 코팅한다. 800 ℃에서 48 시간 동안의 후속적인 열 분해 및 탄화에 이어서, 0.033*10-4 g/㎠의 상기 코팅층의 중량 손실이 일어난다. 선행의 무색 코팅층은 광택성의 검은색으로 변하고 탄화 후에는 전혀 투명하지 않다. 상기 코팅층을 180°의 반경으로 구부려 수행한 부착 시험은 어떠한 박편화도 생성시키지 않는다, 즉 표면에 대한 시각적으로 감지할만한 손상을 발생시키지 않는다.
실시예 5: 스테인레스 강
0.1 ㎜ 호일 형태의 스테인레스 강 1.4301(Goodfellow)을 15 분간 초음파 세척하고, 증류수 및 아세톤으로 헹구고, 건조시킨다. 상기 물질을 상업적인 패키징 래커로 침지 코팅시켜 2.0*10-4 g/㎠의 적용 중량으로 코팅한다. 질소 하에 800 ℃에서 48 시간 동안의 후속적인 열 분해 및 탄화에 이어서, 0.49*10-4 g/㎠의 상기 코팅층의 중량 손실이 일어난다. 선행의 무색 코팅층은 탄화 후에 무광택의 검은색으로 변한다. 상기 코팅된 표면상에 연필로 1 ㎏의 중량을 실어 45°의 각으로 그리는 상기 코팅층의 경도 시험은 어떠한 시각적으로 인지할만한 표면 손상을 야기하지 않으며, 이는 4B 이하의 경도이다. 길이 3 ㎝ 이상의 테사(Tesa)(등록상표) 테이프 스트립을 엄지 손가락을 사용하여 60 초 동안 상기 표면에 풀로 붙이고 이어서 다시 상기 표면으로부터 90°의 각으로 박리시키는 접착 테이프 박리 시험 결과 거의 어떠한 부착도 발생하지 않는다.
실시예 6: 스테인레스 강, CVD 코팅(비교 실시예 )
0.1 ㎜ 호일로서 스테인레스 강 1.4301(Goodfellow)을 15 분간 초음파 세척하고, 증류수 및 아세톤으로 헹구고, 건조시킨다. 이어서 상기 물질을 0.20*10-4 g/㎠으로 화학적 증착(CVD)에 의해 코팅한다. 이를 위해서, 30 ℃의 온도를 갖는 벤젠을 질소 스트림을 통해 발포기에서 1000 ℃의 고온 금속 표면과 접촉시켜 고온에서 분해시키고 이를 필름으로서 상기 금속 표면상에 침착시킨다. 선행의 금속 표면은 침착 후에 광택성의 검은색으로 변한다. 상기 코팅된 표면상에 연필로 1 ㎏의 중량을 실어 45°의 각으로 그리는 상기 코팅층의 경도 시험은 어떠한 시각적으로 인지할만한 표면 손상을 야기하지 않으며, 이는 4B 이하의 경도이다.
길이 3 ㎝ 이상의 테사(등록상표) 테이프 스트립을 엄지 손가락을 사용하여 60 초 동안 상기 표면에 풀로 붙이고 이어서 다시 상기 표면으로부터 90°의 각으로 박리시키는 테사(등록상표) 접착 필름 박리 시험 결과 명백히 볼 수 있는 회색 부착이 발생한다.
실시예 7: 티탄
0.1 ㎜ 호일로서 티탄 99.6%(Goodfellow)를 15 분간 초음파 세척하고, 증류수 및 아세톤으로 헹구고, 건조시킨다. 상기 물질을 2.2*10-4 g/㎠으로 상업적인 패키징 래커로 침지 코팅에 의해 코팅한다. 질소 하에 800 ℃에서 48 시간 동안의 후속적인 열 분해 및 탄화에 이어서, 0.73*10-4 g/㎠의 상기 코팅층의 중량 손실 이 일어난다. 선행의 무색 코팅층은 뿌연 광택성의 회색을 띤 검은색으로 변한다. 상기 코팅된 표면상에 연필로 1 ㎏의 중량을 실어 45°의 각으로 그리는 상기 코팅층의 경도 시험은 어떠한 시각적으로 인지할만한 표면 손상을 야기하지 않으며, 이는 8H 이하의 경도이다. 예를 들어, 종이 클립을 사용한 경우에도 또한 상기 코팅층은 긁히지 않는다. 길이 3 ㎝ 이상의 테사(등록상표) 테이프 스트립을 엄지 손가락을 사용하여 60 초 동안 상기 표면에 풀로 붙이고 이어서 다시 상기 표면으로부터 90°의 각으로 박리시키는 박리 시험 결과 거의 어떠한 부착도 발생하지 않는다.
실시예 8: 티탄, CVD 에 의해 마무리됨
0.1 ㎜ 시트로서 티탄 99.6%(Goodfellow)를 15 분간 초음파 세척하고, 증류수 및 아세톤으로 헹구고, 건조시킨다. 상기 물질을 2.2*10-4 g/㎠으로 상업적인 패키징 래커로 코팅한다. 질소 하에 800 ℃에서 48 시간 동안의 탄화와 함께 후속 열 분해에 이어서, 0.73*10-4 g/㎠의 상기 코팅층의 중량 손실이 일어난다. 상기 물질을 0.10*10-4 g/㎠의 탄소로 화학적 증착(CVD)에 의해 추가 코팅한다. 이를 위해서, 30 ℃의 벤젠을 질소 스트림을 통해 발포기에서 30 분 동안 1000 ℃의 고온 코팅된 금속 표면과 접촉시키고, 이어서 상기 벤젠은 고온에서 분해되어 필름으로서 상기 표면상에 침착된다. 선행의 금속 표면은 침착 후에 광택성의 검은색으로 변한다. 400 ℃로 냉각시킨 후에, 상기 표면 위에 3 시간의 기간 동안 공기 를 통과시켜 상기 표면을 산화시킨다. 상기 코팅된 표면상에 연필로 1 ㎏의 중량을 실어 45°의 각으로 그리는 상기 코팅층의 경도 시험은 어떠한 시각적으로 인지할만한 표면 손상을 야기하지 않으며, 이는 8H 이하의 경도이다. 길이 3 ㎝ 이상의 테사(등록상표) 테이프 스트립을 엄지 손가락을 사용하여 60 초 동안 상기 표면에 풀로 붙이고 이어서 다시 상기 표면으로부터 90°의 각으로 박리시키는 박리 시험 결과 상기 테이프에 대해 회색의 부착이 발생한다.

Claims (12)

  1. a) 기질을 그의 외면들 중 하나 이상에 중합체 필름으로 적어도 부분적으로 코팅하는 단계;
    b) 상기 중합체 필름을 실질적으로 산소가 없는 분위기 하에 200 ℃ 내지 2500 ℃ 범위의 온도에서 탄화시키는 단계
    를 포함하는, 기질(substrate)을 탄소 기재 물질(carbon-based material)로 코팅하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    중합체 필름이 충전제, 기공 형성제, 금속, 증량제, 윤활제 및 안료의 그룹 중에서 선택된 첨가제를 포함함을 특징으로 하는
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    첨가제가 규소 산화물, 알루미늄 산화물, 알루미노실리케이트, 지르코늄 산화물, 티탄 산화물, 활석, 그라파이트, 카본 블랙, 제올라이트, 점토 미네랄, 엽상규산염, 풀러렌, 촉매, 금속 및 금속 화합물 등으로부터 선택됨을 특징으로 하는
    방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합체 필름이 지방족 또는 방향족 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리이소부텐, 폴리펜텐, 폴리부타디엔, 폴리비닐, 예를 들어 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리비닐 알콜, 폴리(메트)아크릴산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 왁스, 파라핀 왁스, 피셔-트로취(Fischer-Tropsch) 왁스의 단독 중합체 또는 공중합체, 이들 단독 중합체 또는 공중합체의 혼합물 및 조합 중에서 선택된 필름을 포함함을 특징으로 하는
    방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합체 필름이 래커, 적층물 및 코팅층 중에서 선택된 코팅층을 포함함을 특징으로 하는
    방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    중합체 필름이 알키드 수지, 염소화된 고무, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지, 페놀 수지, 아민 수지, 오일 베이스, 니트로 베이스, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 타르, 타르형 물질, 타르 피치, 역청, 전분, 셀룰로즈, 셸랙, 왁스, 다시 새것으로 사용되는 원료 물질의 유기 물질 또는 이들의 조합의 결합제 베이스와 래커로부터 제조된 래커 필름임을 특징으로 하는
    방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄소 기재 물질에 탄화에 이어서 산화적 및/또는 환원적 후처리를 가하고 임의로 탄소 및/또는 세라믹의 침착을 위해 CVD 공정을 가함을 특징으로 하는
    방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기질이 금속, 합금, 세라믹, 제올라이트, 그라파이트, 유리, 돌, 모래, 탄소 섬유 복합체, 뼈 또는 뼈와 같은 물질, 뼈 대치물, 미네랄, 전구체 및 세라믹 그린웨어뿐만 아니라 이들의 조합으로부터 선택됨을 특징으로 하는
    방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기질이 의료용 이식물, 스텐트 및 촉매 지지체 중에서 선택됨을 특징으로 하는
    방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코팅된 기질에 유효 성분 또는 미생물을 적재함을 특징으로 하는
    방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    적용된 유효 성분을 조절된 방식으로 사용 환경 내로 방출시킴을 특징으로 하는
    방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조될 수 있는 탄소 코팅된 기질.
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