KR20090039179A - Superhydrophobic film and the method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초발수 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 필름기재의 표면에 초발수(Superhydrophobic) 처리를 위한 연꽃 무늬 형상을 효과적으로 구현하기 위해, 다공성 실리카 나노 입자와 수지액을 혼합한 용액을 균일한 패턴 형상의 필름기재 상에 도포하여 제조할 수 있는 초발수 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a super water-repellent film and a method for manufacturing the same, in particular, in order to effectively implement a lotus pattern shape for superhydrophobic treatment on the surface of the film substrate, uniformly mixed solution of porous silica nanoparticles and resin solution The present invention relates to a super water-repellent film and a method for producing the same, which can be applied to and produced on a patterned film substrate.
초발수 처리(Superhydrophobic Treatment)는 고체의 표면을 물리화학적으로 표면개질하여 고체의 표면에 액체가 접촉할 때 전진접촉각(Advancing Contact Angle)이 150도 이상 내지는 흐름각(Sliding Angle)이 10도 이내가 되도록 하는 기술을 말한다. Superhydrophobic treatment is a physical and chemical surface modification of the surface of the solid so that when the liquid contacts the surface of the solid, the advancing contact angle is 150 degrees or more and the sliding angle is within 10 degrees. Speak skills to make.
자연계에서 흔히 관찰할 수 있는 초발수 현상은 도 1에 도시된 연꽃 무늬에서 볼 수 있는데, 연꽃잎에 형성된 구형에 가까운 물방울 맺힘 또는 구름 현상이 그것이다. The super water-repellent phenomenon that can be commonly observed in nature can be seen in the lotus pattern shown in FIG. 1, which is a condensation or cloud phenomenon close to a sphere formed on the lotus leaf.
이러한 초발수 현상은 연꽃잎 표면에 존재하는 크고 작은 돌기와 관련이 있는데, 이러한 돌기 형상이 연꽃잎 위에 존재하는 물방울의 접촉 표면적을 최소화시켜 물방울이 연꽃잎 상에 맺히거나 또는 굴러 떨어지게 하는 것이다. This super water-repellent phenomenon is related to the large and small protrusions present on the surface of the lotus leaf, and the shape of the protrusion minimizes the contact surface area of the water droplets on the lotus leaf, causing the water droplets to form or roll down on the lotus leaf.
종래에는 이와 같은 연꽃잎 표면의 돌기 형상을 형성하는 것이 어려워 표면 에너지가 작은 소수성 관응기를 갖는 과불소기 및 실리콘기를 함유하는 고분자들을 주로 사용하여 표면을 소수성으로 처리하였다. Conventionally, it is difficult to form such a projection shape of the surface of the lotus leaf, and the surface was hydrophobicly treated mainly using polymers containing perfluorine groups and silicon groups having a hydrophobic reaction group having a small surface energy.
대한민국 특허출원 제2006-7022073호에 개시된 종래 기술은, (i)플루오로화합물, 및 (ii)융점이 35℃ 이하이고, 수용해도가 25℃에서 10 중량% 이하인 알파-히드록시산의 에스테르 유도체를 포함하는 수성 조성물을 사용하여 열 처리 없이 주위 조건에서 도포하는 방법에 관한 것이며, 이와 달리 대한민국 특허출원 제2004-0058301호에 개시된 또 다른 종래 기술은, 표면보호 필름으로 사용하기 위해 필름의 일면에는 약점착층을 형성시키고, 필름의 이면에는 불소카본수지 0.001 내지 0.5g/㎡를 함유한 대전방지 코팅층을 형성시켜, 표면의 이물을 쉽게 제거할 수 있음은 물론 세정 시 필름의 대전방지 기능 저하를 방지할 수 있는 발수기능을 갖는 필름에 관한 것이 소개되고 있다. The prior art disclosed in Korean Patent Application No. 2006-7022073 includes (i) a fluoro compound, and (ii) an ester derivative of alpha-hydroxy acid having a melting point of 35 ° C. or less and a water solubility of 25 ° C. or less. The present invention relates to a method of applying at ambient conditions without heat treatment using an aqueous composition comprising, in contrast, another conventional technique disclosed in Korean Patent Application No. 2004-0058301 is provided on one side of the film for use as a surface protective film. A weak adhesive layer is formed, and an antistatic coating layer containing 0.001 to 0.5 g / m 2 of fluorocarbon resin is formed on the back side of the film, so that foreign substances on the surface can be easily removed, and the antistatic function of the film is reduced during cleaning. There is introduced a film having a water repellent function that can be prevented.
그러나 이러한 종래의 기술들은 불소 및 불소가 함유된 고분자를 이용한 발수 기능을 제공하는데, 고가의 불소 수지 및 이의 복잡한 공정으로 인해 많은 경제적인 문제점이 따랐다. However, these conventional techniques provide a water repellent function using fluorine and fluorine-containing polymers, and many economic problems have been accompanied by expensive fluorine resins and their complicated processes.
이러한 경제적인 문제점을 해결하려는 노력의 일환으로 플로오르 치환된 구 형 실리카 입자를 사용하여 필름 표면상에 돌기를 형성하는 방법이 소개되었으나, 이러한 방법 역시 경제성 및 실효성의 측면에서 많은 문제점이 따랐다.In an effort to solve these economic problems, a method of forming protrusions on the surface of the film using spherical silica particles substituted with fluoride has been introduced, but this method also has many problems in terms of economic efficiency and effectiveness.
상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 종래에 비해 간단한 공정과 저렴한 비용으로 초발수 기능은 물론 내오염, 내지문 기능을 갖는 초발수 필름 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다. The present invention devised to solve the above problems is to provide a super water-repellent film having a super-water-repellent function, as well as a stain-resistant, anti-fingerprint function and a manufacturing method thereof in a simple process and low cost compared to the prior art as a technical problem.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, (a) 균일한 패턴 형상의 필름기재를 준비하는 단계; (b) 일정 크기의 다공성 입자를 수지액과 일정무게비로 혼합하여 도포용 혼합물을 제조하는 단계; (c) 상기 도포용 혼합물을 상기 필름기재 상에 도포하여 돌기형 박막을 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 돌기형 박막이 형성된 상기 필름기재를 실온 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초발수 필름의 제조 방법을 제공할 수 있다. According to the idea of the present invention for achieving the above technical problem, (a) preparing a film substrate having a uniform pattern shape; (b) preparing a coating mixture by mixing porous particles of a predetermined size with a resin liquid at a predetermined weight ratio; (c) applying the coating mixture onto the film substrate to form a projection thin film; And (d) curing the film base material on which the protrusion-type thin film is formed at room temperature.
이때, 상기 (a) 단계에서, 상기 필름기재는 MLA(Micro Lens Arrays) 패턴, 구형 패턴 및 타원형 패턴 중 어느 하나의 패턴 형상을 가질 수 있다. At this time, in the step (a), the film base material may have a pattern shape of any one of the MLA (Micro Lens Arrays) pattern, spherical pattern and oval pattern.
여기서, 상기 MLA 패턴은 패턴크기가 50~70㎛이고, 패턴간격이 4~10㎛인 것이 바람직하다. Here, the MLA pattern is preferably a pattern size of 50 ~ 70㎛, the pattern interval is 4 ~ 10㎛.
그리고 상기 (b) 단계에서, 상기 다공성 입자는 표면처리가 되어 있지 않은 다공성 실리카 나노 입자인 것이 바람직하다. In the step (b), the porous particles are preferably porous silica nanoparticles that are not surface treated.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 수지액에는 PDMS(Polydimethylsiloxane), 열 경화성 수지 및 UV 수지 중 어느 하나의 수지가 일정무게비 혼합되는 것이 바람직하다. In addition, in the step (b), it is preferable that any one resin of PDMS (Polydimethylsiloxane), a thermosetting resin, and a UV resin is mixed in a certain ratio.
그리고 상기 (b) 단계에서, 상기 도포용 혼합물의 제조 시, 상기 다공성 입자와 상기 수지액을 혼합 후, 일정 시간 교반되는 것이 바람직하다. And in the step (b), during the preparation of the coating mixture, after mixing the porous particles and the resin solution, it is preferable that the mixture is stirred for a certain time.
또한, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, MLA(Micro Lens Arrays) 패턴, 구형 패턴 및 타원형 패턴 중 어느 하나의 균일한 패턴 형상을 갖는 필름기재와, 다공성 입자 및 수지액이 일정무게비로 혼합 제조되어 상기 필름기재 상에 도포된 후 초발수 기능을 갖는 돌기형 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 초발수 필름을 제공할 수 있다. In addition, according to another idea of the present invention, a film base material having a uniform pattern shape of any one of a MLA (Micro Lens Arrays) pattern, a spherical pattern and an elliptical pattern, and porous particles and a resin solution are mixed and manufactured at a constant weight ratio. After being coated on the film base material can provide a super water-repellent film, characterized in that to form a projection-like thin film having a super water-repellent function.
여기서, 상기 MLA 패턴은 패턴크기가 50~70㎛이고, 패턴간격이 4~10㎛인 것이 좋다. Herein, the MLA pattern may have a pattern size of 50 to 70 μm and a pattern interval of 4 to 10 μm.
그리고 상기 다공성 입자는 표면처리가 되어 있지 않은 다공성 실리카 나노 입자인 것이 바람직하다. In addition, the porous particles are preferably porous silica nanoparticles that are not surface treated.
그리고 상기 수지액에는 PDMS(Polydimethylsiloxane), 열경화성 수지 및 UV 수지 중 어느 하나의 수지가 일정무게비 혼합될 수 있다. In addition, any one resin of PDMS (Polydimethylsiloxane), a thermosetting resin, and a UV resin may be mixed in the resin solution at a certain weight ratio.
본 발명에 따르면 종래에 비해 간단한 공정과 저렴한 비용으로 고성능 초발수 필름을 제공할 수 있게 되어, 초발수 필름이 적용될 수 있는 제지산업의 내유 가공제, 화장품 산업의 기능성 무기 분체, 섬유 및 피혁산업의 발수제 등 일상 생활의 각종 제조기술은 물론, 전자 제품의 내지문 필름, 금속 소재의 부식방지소재, 자동차 외장코팅소재, 고분자 가공 분야의 정밀 이형 기술 분야, 냉동기의 열교환기를 비롯하여, 각종 재해방지 시설에도 적용할 수 있어 탁월한 기술적 효과를 제공한다. According to the present invention, it is possible to provide a high-performance super water-repellent film with a simple process and low cost compared to the prior art, the oil-refining agent of the paper industry, functional inorganic powder of the cosmetic industry, textile and leather industry to which the super water-repellent film can be applied In addition to the various manufacturing technologies in daily life such as water repellents, as well as anti-fingerprint films for electronic products, corrosion-resistant materials for metals, automotive exterior coating materials, precision release technology in polymer processing, heat exchangers for refrigerators, and other disaster prevention facilities It can be applied to provide excellent technical effect.
본 발명인 초발수 필름 및 이의 제조 방법에 따르면, 종래에 비해 간단한 공정과 경제적인 비용으로 고성능 초발수 필름을 제조할 수 있게 되어, 초발수 필름이 적용될 수 있는 각종 산업 분야에서 제품 경쟁력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. According to the inventors' superhydrophobic film and its manufacturing method, it is possible to manufacture a high-performance superhydrophobic film at a simple process and economical cost as compared to the conventional, it is possible to improve the product competitiveness in various industrial fields that can be applied superhydrophobic film There is a technical effect.
또한, 본 발명인 초발수 필름 및 이의 제조 방법에 따르면, 본 발명에 적용된 초발수 처리를 응용하여 초발수 처리가 요구되는 분야인 제지산업의 내유 가공제, 화장품 산업의 기능성 무기 분체, 섬유 및 피혁산업의 발수제 등 일상 생활의 각종 제조기술에의 적용은 물론, 전자 제품의 내지문 필름, 금속 소재의 부식방지소재, 자동차 외장코팅소재, 고분자 가공 분야의 정밀 이형 기술 분야, 냉동기의 열교환기를 비롯하여, 각종 재해방지 시설에도 적용할 수 있게 되어, 산업 전반의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다. In addition, according to the inventors' superhydrophobic film and a manufacturing method thereof, the oil-repellent agent of the paper industry, the functional inorganic powder of the cosmetic industry, the textile and leather industries, which is a field requiring superhydrophobic treatment by applying the superhydrophobic treatment applied to the present invention In addition to application to various manufacturing techniques of daily life such as water repellents, anti-fingerprint film of electronic products, corrosion resistant material of metal materials, automotive exterior coating material, precision release technology field of polymer processing field, heat exchanger of refrigerator, etc. As it can be applied to disaster prevention facilities, there is a technical effect to improve the competitiveness of the entire industry.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
도면에서, 도 2는 본 발명에 따른 초발수 필름 제조 방법의 일실시예를 설명하기 위해 도시한 순서도이고, 도 3은 도 2에 도시된 실시예에 따라 패턴크기 50㎛, 패턴간격 8㎛의 MLA 패턴 형상 필름기재를 이용하여 필름기재의 표면에 형성된 돌기를 설명하기 위한 사진이며, 도 4는 도 3에 도시된 돌기를 전자주사현미경을 통하여 촬영한 사진이고, 도 5는 도 2에 도시된 실시예에 따라 제조된 초발수 필름이 낮은 경사각에서 작은 표면 마찰계수를 가지게 되어, 작은 흐름각을 제공하는 것을 설명하기 위해 초고속카메라로 촬영한 사진이며, 도 6은 도 2에 도시된 실시예에 따라 제조된 초발수 필름이 내오염 및 내지문 효과가 있음을 증명하기 위해 도시한 사진이다. In the drawings, Figure 2 is a flow chart illustrating to explain an embodiment of the method of manufacturing a super water-repellent film according to the present invention, Figure 3 is a pattern size of 50㎛, pattern interval of 8㎛ according to the embodiment shown in FIG. Figure 4 is a photograph for explaining the projection formed on the surface of the film substrate using the MLA pattern-shaped film substrate, Figure 4 is a photograph taken through the electron scanning microscope, Figure 5 is shown in Figure 2 The super water-repellent film prepared according to the embodiment has a small surface friction coefficient at a low inclination angle, and is a picture taken with a high speed camera to provide a small flow angle, and FIG. 6 is an embodiment shown in FIG. It is a photograph shown to prove that the super water-repellent film prepared according to it has a stain and anti-fingerprint effect.
도 2 내지 도6을 병행 참조하여 본 발명에 따른 초발수 필름 제조 방법의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 2 to 6 will be described in conjunction with the preferred embodiment of the super water-repellent film manufacturing method according to the present invention.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, MLA(Micro Lens Arrays) 패턴, 구형 패턴 및 타원형 패턴 중 어느 하나의 균일한 패턴 형상의 필름기재를 준비한다(S200). First, as shown in FIG. 2, a film substrate having a uniform pattern shape of any one of a micro lens array (MLA) pattern, a spherical pattern, and an elliptical pattern is prepared (S200).
필름기재의 균일 패턴 형상은 MLA 패턴, 구형 패턴 및 타원형 패턴 중 어느 하나의 패턴을 이용해도 무방하나, 패턴크기가 50~70㎛이고, 패턴간격이 4~10㎛인 MLA 패턴 형상 필름기재를 사용하는 것이 좋다. 본 실시예에서는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 패턴크기가 50㎛이고, 패턴간격이 8㎛인 MLA 시트를 사용한다. The uniform pattern shape of the film substrate may be any one of an MLA pattern, a spherical pattern, and an oval pattern, but a MLA pattern shaped film substrate having a pattern size of 50 to 70 µm and a pattern interval of 4 to 10 µm is used. Good to do. In this embodiment, as shown in (a) of FIG. 3, an MLA sheet having a pattern size of 50 μm and a pattern interval of 8 μm is used.
이러한 균일한 패턴 형상의 필름기재가 준비되면, 이후 표면처리가 되어 있지 않은 다공성 실리카 나노 입자를 PDMS(Polydimethylsiloxane), 열경화성 수지 및 UV 수지 중 어느 하나의 소수성 수지로 형성된 수지액에 일정무게비로 혼합하고, 일정 시간 교반 후 도포용 혼합물을 제조한다(S220).When a film substrate having a uniform pattern shape is prepared, the porous silica nanoparticles, which are not surface-treated, are then mixed in a weight ratio to a resin liquid formed of hydrophobic resin of any one of PDMS (Polydimethylsiloxane), thermosetting resin, and UV resin. , After stirring for a certain time to prepare a coating mixture (S220).
본 발명의 사상에 따르면, 종래와 달리 플로오르가 치환되지 않은 일반 다공성 입자를 이용할 수 있는데, 본 실시예에서는 표면처리가 되어 있지 않은 3㎛의 다공성 실리카 나노입자를 이용한다. 그리고 상기 수지액에는 PDMS, 열경화성 수지 및 UV 수지와 같은 소수성 수지가 사용될 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 수지액으로 점도 조절을 위한 컨퍼멀코팅액('다우코닝 社의 I-2577'을 이용)과 톨루엔 용액을 1:1의 무게비로 혼합한 수지액을 이용한다.According to the spirit of the present invention, unlike the prior art, it is possible to use ordinary porous particles which are not substituted with fluoro. In this embodiment, 3 μm porous silica nanoparticles having no surface treatment are used. Hydrophobic resins such as PDMS, thermosetting resin, and UV resin may be used as the resin solution. In this embodiment, a conformal coating solution (using 'D-25 Corning's I-2577') for viscosity control is used as the resin solution. A resin solution obtained by mixing a toluene solution in a weight ratio of 1: 1 is used.
여기서, 본 실시예에 따라 필름기재에 도포하기 위한 도포용 혼합물을 제조하는 방식을 설명하면, 컨퍼멀코팅액과 톨루엔 용액이 1:1 무게비로 혼합 완성된 수지액에 3㎛의 다공성 실리카 나노입자를 9:1의 무게비로 혼합한 후, 상온에서 대략 12시간 정도 교반(Stirring)을 통하여 본 실시예에 적용할 도포용 혼합물을 제조할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 필름기재에 도포할 도포용 혼합물의 제조에 기타 다른 화학 공정을 이용하지 않으며, 교반 등의 물리적 방법으로 혼합하는 방식 을 이용하므로, 복잡한 화학 공정을 피할 수 있다. Herein, a method of preparing a coating mixture for coating on a film substrate according to the present embodiment will be described. After mixing at a weight ratio of 9: 1, the coating mixture to be applied to the present embodiment may be prepared by stirring at room temperature for about 12 hours. That is, the present embodiment does not use any other chemical process for the preparation of the coating mixture to be applied to the film base material, and uses a method of mixing by a physical method such as stirring, thereby avoiding a complicated chemical process.
이렇게 제조된 도포용 혼합물을 필름기재 상에 도포하여 필름기재 표면에 돌기형 박막을 형성한다(S240). 도 3의 (a)에 같이 사전에 준비된 패턴크기가 50㎛이고, 패턴간격이 8㎛인 MLA 시트 상에 이전 단계(S220)에서 제조된 도포용 혼합물을 도포 후 Bar 코팅 방식으로 MLA 시트 상에 돌기형 박막을 형성한다.The coating mixture thus prepared is coated on the film substrate to form a projection-type thin film on the film substrate surface (S240). As shown in (a) of FIG. 3, the previously prepared pattern size is 50 μm and the pattern interval is 8 μm. The coating mixture prepared in the previous step (S220) is applied onto the MLA sheet by a bar coating method. A projection thin film is formed.
그리고 돌기형 박막이 형성된 필름기재를 실온 경화시켜 초발수 필름을 제조한다(S260). 완성된 초발수 필름은 도 3에 (b)에 도시된 바와 같다. Then, the film substrate on which the projection-type thin film is formed is cured at room temperature to prepare a super water-repellent film (S260). The finished super water-repellent film is as shown in (b) in FIG.
도 4는 본 발명에 따른 초발수 필름상에 형성된 돌기형 박막을 전자주사현미경을 통하여 촬영한 사진이다. 이 중에서, 도 4의 (a)와 (b)는 전자주사현미경을 이용하여, 패턴크기가 50㎛이고, 패턴간격이 8㎛인 MLA 시트 상에 돌기 형성된 다공성 실리카 나노입자를 촬영한 사진인데, 도시된 바와 같이, MLA 시트에는 전체적으로 패턴크기가 50㎛이고, 패턴간격이 8㎛ 마이크로 패턴 형상이 그대로 남아있으면서도, 개개의 MLA 렌즈 입자상에도 3㎛의 다공성 실리카 나노입자가 다수 도포 되어, 마이크로/나노 계층 구조를 형성하고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 제조된 본 실시예를 접촉각 측정기를 이용하여 측정해 본 결과, 155.82도의 표면 접촉각(여기서, '좌측 표면 접촉각이 155.76도'이고, '우측 표면 접촉각이 155.87도'의 측정값이 도출되었으며, 이들의 평균을 '표면 접촉각'이라 함)을 갖는 것을 알 수 있다. Figure 4 is a photograph taken with an electron scanning microscope of the projection-like thin film formed on the super water-repellent film according to the present invention. Among these, Figure 4 (a) and (b) is a photograph of the porous silica nanoparticles formed by projections on the MLA sheet having a pattern size of 50㎛, pattern interval of 8㎛ using an electron scanning microscope, As shown, the MLA sheet has a pattern size of 50 m as a whole, and a pattern interval of 8 m, while the micro-pattern remains intact, a large number of 3 μm porous silica nanoparticles are also applied onto individual MLA lens particles. It can be seen that it forms a hierarchical structure. As a result of measuring this embodiment manufactured using a contact angle meter, a measurement result of a surface contact angle of 155.82 degrees (where 'left surface contact angle is 155.76 degrees' and 'right surface contact angle is 155.87 degrees' was obtained. It can be seen that the average of these has a 'surface contact angle'.
여기서, 155.82도의 표면 접촉각을 갖는 본 실시예를 주지된 초발수 처리의 표면 접촉각 조건(고체의 표면에 액체가 접촉할 때, 전진접촉각(Advancing Contact Angle)이 150도 이상)과 비교해 보면, 본 실시예가 우수한 초발수 성능을 발휘할 수 있음은 자명하다. Here, this embodiment, having a surface contact angle of 155.82 degrees, is compared with the well known surface water contact angle condition (Advancing Contact Angle is 150 degrees or more when the liquid contacts the surface of the solid). It is obvious that the example can exhibit excellent superhydrophobic performance.
도 5는 본 발명을 통해 제조된 초발수 필름이 낮은 경사각에서 작은 표면 마찰계수 때문에 낮은 흐름각(Sliding Angle)을 가지는 것을 설명하기 위해 초고속카메라를 이용해 연속 촬영한 사진이다. 5 is a photograph taken continuously using a high speed camera in order to explain that the super water-repellent film produced through the present invention has a low sliding angle due to a small surface friction coefficient at a low inclination angle.
여기서, 도 5의 (a), (b), (c)는 본 실시예에 따라 제조된 초발수 필름상에 놓인 물방울을 시계열적으로 연속 촬영된 사진으로서, 본 실시예가 아주 낮은 표면에너지를 가지며, 대략 본 실시예의 흐름각이 3도 정도가 됨을 보여준다. 본 실시예가 갖는 대략 3도 정도의 흐름각을 주지된 초발수 처리의 흐름각 조건(고체의 표면에 액체가 접촉할 때, 흐름각이 10도 이내)과 비교해 보면, 본 실시예가 우수한 초발수 성능을 발휘할 수 있음을 알 수 있다. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) are photographs taken in series of time-series images of water droplets placed on a super water-repellent film prepared according to the present embodiment, and this embodiment has a very low surface energy. It is shown that the flow angle of this embodiment is approximately 3 degrees. Compared to the flow angle conditions of the superhydrophobic treatment (the flow angle is within 10 degrees when the liquid is in contact with the surface of the solid), the flow angle of about 3 degrees of the present embodiment is excellent in the superhydrophobic performance. It can be seen that it can exert.
이러한 150도 이상의 표면 접촉각 및 3도 정도의 흐름각을 갖는 본 실시예는 초발수 성능은 물론 내오염/내지문 효과를 가진다. This embodiment having a surface contact angle of more than 150 degrees and a flow angle of about 3 degrees has a superhydrophobic performance as well as a pollution / fingerprint effect.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 표면상에 오염물질(예: 흑색의 탄소 나노 분체)을 도포하고, 물방울을 떨어뜨려, 물방울의 구름 효과에 의한 오염물질의 제거 정도를 살펴본 결과, 본 발명에 따른 초발수 필름은 오염물질이 효과적으로 제거되는 자기 정화적 특성을 가짐을 알 수 있었다. As shown in Figure 6, by applying a contaminant (for example, black carbon nano powder) on the surface of the present embodiment, by dropping the water droplets, and looked at the degree of removal of the pollutants by the cloud effect of the water droplets, The super water-repellent film according to the invention was found to have a self-purifying characteristics that can effectively remove contaminants.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양 한 변형 또는 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings, it is merely an example, and those skilled in the art may realize that various modifications or equivalent other embodiments are possible. I will understand.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 일반적인 연꽃 무늬의 초발수 현상을 설명하기 위한 사진이다.1 is a photograph for explaining a super water repellent phenomenon of a general lotus pattern.
도 2는 본 발명에 따른 초발수 필름 제조 방법의 일실시예를 설명하기 위해 도시한 순서도이다. Figure 2 is a flow chart illustrating to explain an embodiment of a super water-repellent film manufacturing method according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 실시예에 따라 패턴크기 50㎛, 패턴간격 8㎛의 MLA 패턴 형상 필름기재를 이용하여 필름기재의 표면에 형성된 돌기형 박막을 설명하기 위한 사진이다. 3 is a photograph for explaining the projection-type thin film formed on the surface of the film substrate using the MLA pattern shape film substrate having a pattern size of 50㎛, pattern interval 8㎛ according to the embodiment shown in FIG.
도 4는 도 3에 도시된 돌기형 박막을 전자주사현미경을 통하여 촬영한 사진이다. 4 is a photograph taken through the electron scanning microscope of the projection-like thin film shown in FIG.
도 5는 도 2에 도시된 실시예에 따라 제조된 초발수 필름이 낮은 경사각에서 작은 표면 마찰계수를 가지게 되어, 작은 흐름각을 제공하는 것을 설명하기 위해 초고속카메라로 촬영한 사진이다. FIG. 5 is a photograph taken with a high speed camera to explain that the super water-repellent film prepared according to the embodiment shown in FIG. 2 has a small surface friction coefficient at a low inclination angle, thereby providing a small flow angle.
도 6은 도 2에 도시된 실시예에 따라 제조된 초발수 필름이 내오염 및 내지문 효과가 있음을 증명하기 위해 도시한 사진이다.Figure 6 is a photograph shown to prove that the super water-repellent film prepared according to the embodiment shown in Figure 2 has a stain resistance and anti-fingerprint effect.
Claims (6)
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