KR20120013672A

KR20120013672A - 코팅막

Info

Publication number: KR20120013672A
Application number: KR1020100075800A
Authority: KR
Inventors: 최양규; 윤준보; 임매순; 임훤; 이주형
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-02-15
Also published as: KR101197029B1

Abstract

본 발명은 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 갖는 코팅막에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 코팅막은 기판과 상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 돌출된 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 기판의 표면과 수직한 방향으로의 단면이 역사다리꼴이고, 상기 돌출부는 상기 기판의 표면에 복수로 배열되되, 서로 인접하는 두 돌출부들은 서로 이격되도록 배열된 것을 특징으로 한다.

Description

코팅막{COATING LAYER}

본 발명은 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 갖는 코팅막에 관한 것이다.

소수성 혹은 발수성 표면을 만들기 위한 종래의 기술은 크게 구조적인 방법과 화학적인 방법으로 나뉜다.

구조적인 방법은 물질 표면의 거칠기(roughness)를 증가시킴으로써 소수성이 증가되는 성질을 이용하여, 소수성 표면을 구현하는 것이다. 대부분의 기존 기술들은 기둥 모양의 마이크로 구조를 대면적 기판 위에 배열로 형성하는 방식을 주로 사용한다. 하지만 이런 구조는 제작 방법이 복잡하거나 값비싼 물질을 사용해야 하며, 유연성 기판 위에서 형성할 수 없는 문제점을 가지고 있다. 또한 이러한 구조를 가지는 표면 위에서는 물보다 표면에너지가 낮은 메탄올과 같은 유기용액에 의해 쉽게 표면이 젖는 한계를 가진다.

화학적 방법으로는 탄화불소 또는 탄화수소와 같은 발수성 화학 물질로 표면 처리를 하여 소수성 표면을 구현하는 것이다. 특히, 탄화불소 계열의 폴리머는 강한 소수성을 띄는 것으로 알려져 널리 사용되고 있다. 그러나 화학적 처리를 위해 사용할 수 있는 물질이 제한적이라는 단점과 함께, 화학적 방법을 통해 얻게 되는 소수성이 초소수성에 이르는 특성까지는 미치지 못한다는 한계점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 갖는 코팅막을 제공한다.

또한, 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 향상시킨 코팅막을 제공한다.

또한, 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 가지면서도 유연성 있는 코팅막을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 코팅막은 소수성(hydrophobicity), 소유성(lipophobic), 발수성(water repellency) 및 발유성(oil repellency)을 갖는 코팅막으로서, 기판과 상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 돌출된 돌출부를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 기판의 표면과 수직한 방향으로의 단면이 역사다리꼴이고, 상기 돌출부는 상기 기판의 표면에 복수로 배열되되, 서로 인접하는 두 돌출부들은 서로 이격되도록 배열된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 기판 또는 상기 돌출부는 비유연성의 금속, 유리 또는 세라믹인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 기판과 상기 돌출부는 유연성의 폴리머인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 기판과 상기 돌출부는 투명한 것이 바람직하다.

여기서, 상기 기판의 표면과 상기 돌출부의 측면이 이루는 각도는, 0도 초과 56도 이하인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 돌출부의 표면에 부착된 나노와이어(nanowire) 또는 나노닷(nano-dot) 구조의 나노구조체를 더 포함하고, 상기 나노구조체는 탄소나노튜브(CNT), ZnO, BN, GaN, CoSi, CrSi, FeSi 및 InP 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 것이 바람직하다.

여기서, 상기 돌출부의 표면을 덮는 탄화불소 또는 탄화수소 계열의 코팅층을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 실시 예에 다른 코팅막은 소수성(hydrophobicity), 소유성(lipophobic), 발수성(water repellency) 및 발유성(oil repellency)을 갖는 코팅막으로서, 기판; 및 상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 돌출되고, 상측부를 상기 기판의 표면과 평행한 수평 방향으로 자른 단면이 하측부를 상기 수평 방향으로 자른 단면보다 넓은 돌출부;를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 기판의 표면에 복수로 배열되되, 서로 인접하는 두 돌출부들은 서로 이격되도록 배열된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 다른 코팅막은, 소수성(hydrophobicity), 소유성(lipophobic), 발수성(water repellency) 및 발유성(oil repellency)을 갖는 코팅막으로서, 기판; 및 상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 돌출되고, 상기 기판의 표면 위에 복수로 배열된 돌출부;를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 돌출부와 인접한 다른 돌출부들과 이격되고, 상기 기판과 상기 복수의 돌출부 위에 액체가 놓일 경우, 액체-기체 계면의 표면장력, 기체-고체 계면의 표면장력 및 고체-액체 계면의 표면장력을 합한 합력의 방향은 상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 향하는 방향인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 돌출부의 표면에 부착된 나노와이어(nanowire) 또는 나노닷(nano-dot) 구조의 나노구조체를 더 포함하되, 상기 나노구조체는 탄소나노튜브(CNT), ZnO, BN, GaN, CoSi, CrSi, FeSi 및 InP 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 코팅막은 물 또는 물보다 낮은 표면 에너지를 가지는 에탄올, 메탄올 등의 유기용액에 대한 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 갖는 이점이 있다.

또한, 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 유리, 금속, 세라믹 등의 비유연성 기판과 더불어 PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 유연성 기판에 이르기까지 다양한 기판 위에서 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성 표면을 구현할 수 있다.

또한, 저비용과 대량생산에 용이한 이점이 있다.

또한, 자가 세정 표면, 태양전지 기판, 김 서림 방지 안경, 수경, 자동차 전면 및 후면 유리의 김 서림 방지 및 자가 세정, 초고속 잠수정 및 선박의 표면 등 다양한 산업 분야에 걸쳐 활용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막의 사시도와 일부 확대도,
도 2는 도 1에 도시된 코팅막의 A-A’으로의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막의 돌출부(130)가 갖는 특성을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 특성을 비교 설명하기 위한 도면,
도 5은 도 1에 도시된 코팅막(100)의 제1 실험예로서, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 56도 일 때의 실제 전자 현미경 사진,
도 6a는 도 5에 도시된 코팅막 위로 물을 떨어뜨렸을 경우, 시간에 흐름에 따른 물의 변화를 나타내는 사진,
도 6b는 도 5에 도시된 코팅막 위로 물을 떨어뜨렸을 경우에 코팅막 위에서의 물의 형태를 보여주는 사진,
도 6c는 도 5에 도시된 코팅막 위로 메탄올을 떨어뜨렸을 경우에 코팅막 위에서의 메탄올의 형태를 보여주는 사진,
도 7는 도 1에 도시된 코팅막(100)의 제2 실험예로서, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 56도 보다 큰 72도 일 때의 실제 현미경 사진,
도 8a는 도 7에 도시된 코팅막 위로 물을 떨어뜨렸을 경우 코팅막 위에 물의 형태를 보여주는 사진,
도 8b는 도 7에 도시된 코팅막 위로 메탄올을 떨어뜨렸을 경우 코팅막 위에 메탄올의 형태를 보여주는 사진,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코팅막의 단면도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코팅막의 단면도,
도 11은 도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막을 제조하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 도면.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막의 사시도와 일부 확대도이고, 도 2는 도 1에 도시된 코팅막의 A-A’으로의 단면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막(100)은, 기판(110)과 돌출부(130)를 포함한다.

기판(110)은 유리, 금속, 세라믹 등의 비유연성 기판일 수 있다.

또한, 기판(110)은 폴리머의 일종인 PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리이미드(polyimide), 테플론(Teflon) 등의 유연성 기판일 수 있다. 또한, 기판(110)은 투명 또는 불투명한 기판일 수 있다. 특히, 기판(110)이 투명할 경우, 자동차의 유리판 혹은 휴대가능한 가전제품 등의 디스플레이 표면에 부착될 수 있는 이점이 있다.

돌출부(130)는 기판(110)의 일 표면에서 바깥쪽으로 돌출된 형상을 갖는다.

또한, 돌출부(130)는 복수로 기판(110)의 일 표면 위에 배열된다. 여기서, 복수의 돌출부(130)들은 서로 붙지 않게 이격되도록 배치된다. 즉, 서로 인접한 두 개의 돌출부들은 서로 소정 간격만큼 이격되어 배치된다.

또한, 돌출부(130)의 상측부와 하측부를 기판(110)의 일 표면과 평행한 수평 방향으로 자를 경우 상측부의 단면이 하측부의 단면보다 넓다. 여기서, 하측부는 기판(110)의 일 표면과 인접한 부분을 의미하고, 상측부는 하측부보다 위에 위치하는 부분을 의미한다. 즉, 상측부는 기판(110)의 일 표면을 기준으로 하측부보다 높은 곳에 위치한 소정의 부분을 의미한다.

일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출부(130)는 기판(110)의 일 표면과 수직한 방향으로의 단면이 역사다리꼴인 것이 바람직하다. 여기서, 역사다리꼴이란, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 사다리꼴에서 서로 평행한 두 변 중 짧은 변이 아래로, 긴 변이 위로 위치한 것을 말한다.

다른 일 예로서, 돌출부(130)는 도 3에 도시된 바와 같은 특성을 갖는 형태를 갖는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막의 돌출부(130)가 갖는 특성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 특성을 비교 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 기판(110)의 일 표면 위에 소정의 액체(200)가 놓일 경우, 상기 액체(200), 돌출부들(130-1, 130-2)(고체) 및 외부 공기(기체) 사이에 작용하는 표면장력의 전체 합력(F)이 기판(110)의 일 표면에서 바깥쪽 방향으로 향한다.

여기서, 도면 부호 1은 액체(200)-고체 계면의 표면 장력을, 도면 부호 2는 액체(200)-기체 계면의 표면 장력을, 도면 부호 3은 기체-고체 계면의 표면 장력을 나타낸다.

도 3에서는 결과적으로 액체(200)-기체 계면의 표면 장력(2)의 사인(sin)성분이 전체 합력(F)의 방향을 결정함을 보여준다. 이렇게 전체 합력(F)의 방향이 바깥쪽 방향으로 향하면, 코팅막에는 복수의 돌출부들(130-1, 130-2) 사이에 고인 액체를 바깥쪽으로 밀어내는 서포팅 포스(Supporting Force)가 발생하여 코팅막은 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 가질 수 있다.

한편, 도 4는 복수의 돌출부들(150-1, 150-2)이 역사다리꼴이 아닌 사다리꼴인 경우에 전체 합력(F)의 방향을 보여주는 도면이다. 이 때의 전체 합력(F)은 기판(110)의 표면 방향으로 향함을 알 수 있다. 이러한 경우, 코팅막에는 도 3과는 달리 액체를 밀어내는 서포팅 포스가 발생하지 못한다. 따라서, 이러한 구조의 코팅막은 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 가질 수 없다.

다시 도 1 내지 도 2를 참조하면, 돌출부(130)는 기판(110)과 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 기판(110)과 일체로 성형된 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 기판(110)과 돌출부(130)는 투명 물질로 일체로 성형된 것이 바람직하다.

여기서, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)는 0도 보다는 크고 56도 보다는 작거나 같은 것이 바람직하다. 상기 각도(θ)가 0도 보다는 크고 56도 보다는 작거나 같으면, 메탄올과 같은 오일에 대한 초발유성이 좋아진다. 그러나, 상기 각도(θ)가 56도 보다 크면, 메탄올과 같은 오일에 대한 초발유성이 나빠진다. 좀 더 구체적으로 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 5은 도 1에 도시된 코팅막(100)의 제1 실험예로서, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 56도 일 때의 실제 전자현미경 사진이고, 도 6a는 도 5에 도시된 코팅막 위로 물을 떨어뜨렸을 경우, 시간에 흐름에 따른 물의 변화를 나타내는 사진이고, 도 6b는 도 5에 도시된 코팅막 위로 물을 떨어뜨렸을 경우에 코팅막 위에서의 물의 형태를 보여주는 사진이고, 도 6c는 도 5에 도시된 코팅막 위로 메탄올을 떨어뜨렸을 경우에 코팅막 위에서의 메탄올의 형태를 보여주는 사진이다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 56도 일 경우, 도 6a의 161ms 일 때의 전자 현미경 사진과 도 6b에 도시된 바와 같이 물은 코팅막에 스며들지 않고 거의 원형을 띄고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 도 6c에 도시된 바와 같이, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 56도 일 경우, 물 뿐만 아니라 메탄올도 거의 원형의 형태를 띄고 있음을 확인할 수 있었다.

한편, 도 7는 도 1에 도시된 코팅막(100)의 제2 실험예로서, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 56도 보다 큰 72도 일 때의 실제 전자현미경 사진이고, 도 8a는 도 7에 도시된 코팅막 위로 물을 떨어뜨렸을 경우 코팅막 위에서의 물의 형태를 보여주는 사진이고, 도 8b는 도 7에 도시된 코팅막 위로 메탄올을 떨어뜨렸을 경우 코팅막 위에서의 메탄올의 형태를 보여주는 사진이다.

도 8b를 참조하면, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 56도 보다 클 경우, 메탄올은 원형을 유지하지 못하고, 코팅막 위에 퍼져 있음을 확인할 수 있었다. 이는 메탄올에 대한 초발유성이 좋지 않음을 시사한다고 말할 수 있다.

이와 같이, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)에 따라, 발유성의 차이를 다름을 확인할 수 있었다. 즉, 돌출부(130)의 측면(131)과 기판(110)의 일 표면 사이의 각도(θ)가 0도 보다는 크고 56도와 같거나 작은 경우, 특히 메탄올과 같은 유기용액에 대한 발유성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코팅막의 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 코팅막(200)은 기판(210), 복수의 돌출부(230) 및 나노구조체(250)을 포함할 수 있다.

기판(210)은 도 1 내지 도 2에 도시된 기판(110)과 동일하고, 돌출부(230)도 도 1 내지 도 2에 도시된 돌출부(130)와 동일하므로, 기판(210)과 돌출부(230)의 설명은 앞서 설명한 기판(110)과 돌출부(130)에 관한 설명으로 대체한다.

나노구조체(250)는 돌출부(230)의 표면에 복수로 부착된다. 이러한 나노구조체(250)는 탄소나노튜브(CNT), ZnO, BN, GaN, CoSi, CrSi, FeSi 및 InP 중 적어도 하나 이상으로 이루어진다.

나노구조체(250)는 도 9에 도시된 바와 같은 나노닷(nano-dot) 구조일 수 있고, 뿐만 아니라 나노 와이어(nano-wire) 구조를 가질 수 있다. 즉, 나노구조체(250)는 돌출부(230)의 거칠기를 증대시킬 수 있는 구조를 통칭한다.

이렇게 돌출부(230)의 표면에 복수의 나노구조체(250)들이 부착되면, 돌출부(230)의 거칠기가 증가한다. 따라서, 물과 기름에 대한 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 더욱 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코팅막의 단면도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코팅막(300)은 기판(310), 복수의 돌출부(330) 및 코팅층(350)을 포함할 수 있다.

기판(310)은 도 1 내지 도 2에 도시된 기판(110)과 동일하고, 돌출부(330)도 도 1 내지 도 2에 도시된 돌출부(130)와 동일하므로, 기판(310)과 돌출부(330)의 설명은 앞서 설명한 기판(110)과 돌출부(130)에 관한 설명으로 대체한다.

코팅층(350)은 돌출부(330)의 표면을 덮는다. 이러한 코팅층(350)은 물/기름과 친하지 않은 소수성/소유성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 이러한 코팅층(350)은 탄화불소 또는 탄화수소인 것이 바람직하다.

이렇게 돌출부(330)의 표면에 코팅층(350)이 코팅됨으로써, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 코팅막(300)은 돌출부(330)의 형태와 더불어 코팅층(350)에 의해 소수성, 소유성, 발수성 및 발유성을 더욱 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

도 11은 도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막을 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 발명에 실시 예에 따른 코팅막의 제조방법은, 1) 포토리소그래피 공정을 이용하여 코팅막을 형성할 수 있다.

구체적으로, 포토마스크(10)의 일 면에 음성 감광성 포토레지스트(400)를 형성하고, 포토마스크(10)의 타 면 위에 디퓨져(20)를 설치한다.

다음으로, 자외선 광(UV Light)을 디퓨져(20)로 조사한다. 그러면, 자외선 광은 디퓨져(20)를 통해 산란되어 임의의 방향으로 진행된다. 디퓨져(20)를 통해 산란된 자외선 광은 포토마스크(10)를 통해 음성 감광성 포토레지스트(400)의 소정 영역(410)을 노광한다. 이에 따라, 도 11에 도시된 바와 같이, 음성 감광성 포토레지스트(400)에는 사다리꼴의 노광 영역(410)이 형성된다. 여기서, 포토마스크(10)의 표면과 사다리꼴의 노광 영역(410) 사이의 각도는 디퓨져(20)와 포토마스크(10) 사이의 굴절률 정합액(미도시)을 조절하여 결정할 수 있다.

이후, 노광 영역(410)을 갖는 음성 감광성 포토레지스트(400)를 현상하여 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같은 코팅막(100)을 제작할 수 있다. 여기서, 코팅막 제작 방법은 도 11에 도시된 바와 같은 디퓨져(20)를 이용한 방법에 국한하지 않는다.

도 12는 도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 코팅막을 제조하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 12에 의해 제작된 코팅막은 유연성을 가질 수 있는 이점이 있다. 이하 구체적으로 유연한 코팅막을 제작하기 위한 제조 방법을 설명하기로 한다.

우선, 도 12를 참조하면, 도 11에 도시된 제조 방법 등에 의하여 코팅막 제조틀(510)을 제조한다.

다음으로, 코팅막 제조틀(510)을 틀(mold)로 하여 코팅막 제조틀(510) 위에 폴리머(530)와 같은 PDMS(polydimethylsiloxane), 폴리이미드(polyimide), 테플론(Teflon) 액체를 부어 경화시킨다. 혹은 상기 폴리머(530)를 화학증착법(CVD, Chemical Vapor Deposition) 또는 물리증착법(PVD, Physical Vapor Deposition) 등의 방법을 이용하여 코팅막 제조틀(510) 위에 형성할 수 있다.

여기서, 주물(casting)이 되는 폴리머(530)와 틀인 코팅막 제조틀(510) 사이에 점착성(adhesion)이 좋을 경우, 코팅막 제조틀(510) 위에 점착방지층(anti-stick layer, 550)을 미리 코팅할 수 있다. 이 경우, 완성된 폴리머(530)를 코팅막 제조틀(510)로부터 용이하게 떼어낼 수 있는 이점이 있다.

이렇게 코팅막 제조틀(510)로부터 떼어낸 폴리머(530)는 도 1 및 도 2에 도시된 코팅막(100)으로 사용된다.

이러한 방법에 의해 제조된 코팅막(100)은 폴리머와 같은 유연성 있는 재질을 가질 수 있다. 뿐만 아니라, 폴리머 대신 금속, 세라믹 등의 비유연성의 코팅막도 제조할 수 있다.

또한, 상기 제조 방법은 도 11에서와 같은 자외선 광을 이용하지 않으므로 경제적인 이점이 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 코팅막(100)을 도 11 또는 도 12에 도시된 제조 방법에 의하여 제조한 이후에, 돌출부(130)의 표면에 나노구조체 혹은 소수성 코팅층을 더 형성할 수 있다.

돌출부(130)의 표면에 나노구조체를 형성하면, 도 9와 같은 코팅막(200)을 얻을 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같은 나노구조체(250)를 형성하는 방법은 돌출부(230)의 표면을 플라즈마 에칭(plasma etching) 혹은 아이온 밀링(ion milling) 등의 식각 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브 또는 ZnO, BN, GaN, CoSi, CrSi, FeSi, InP 등의 나노와이어(nanowire) 또는 나노닷(nanodot)을 돌출부(230)의 표면에 부착 및 고정화시켜 형성할 수 있다.

한편, 돌출부(130)의 표면에 소수성 코팅층을 형성하면, 도 10과 같은 코팅막(300)을 얻을 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같은 코팅층(350)을 형성하는 방법은 탄화불소 계열의 화학물질을 이용하여 표면처리한다.

이렇게 도 1 및 도 2에 도시된 돌출부(130)의 표면에 나노구조체 혹은 코팅층을 더 형성하면, 초소수성, 초소유성, 초발수성 및 초발유성을 갖는 코팅막을 제조할 수 있는 이점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100, 200, 300 : 코팅막
110, 210, 310 : 기판
130, 230, 330 : 돌출부
250: 나노구조체
350: 코팅층

Claims

소수성(hydrophobicity), 소유성(lipophobic), 발수성(water repellency) 및 발유성(oil repellency)을 갖는 코팅막에 있어서,
기판과 상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 돌출된 돌출부를 포함하되,
상기 돌출부는 상기 기판의 표면과 수직한 방향으로의 단면이 역사다리꼴이고,
상기 돌출부는 상기 기판의 표면에 복수로 배열되되, 서로 인접하는 두 돌출부들은 서로 이격되도록 배열된 것을 특징으로 하는 코팅막.
제1항에 있어서,
상기 기판 또는 상기 돌출부는 비유연성의 금속, 유리 또는 세라믹인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제1항에 있어서,
상기 기판과 상기 돌출부는 유연성의 폴리머인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제1항에 있어서,
상기 기판과 상기 돌출부는 투명한 것을 특징으로 하는 코팅막.
제1항에 있어서,
상기 기판의 표면과 상기 돌출부의 측면이 이루는 각도는,
0도 초과 56도 이하인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제1항에 있어서,
상기 돌출부의 표면에 부착된 나노와이어(nanowire) 또는 나노닷(nano-dot) 구조의 나노구조체를 더 포함하고,
상기 나노구조체는 탄소나노튜브(CNT), ZnO, BN, GaN, CoSi, CrSi, FeSi 및 InP 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅막.
제1항에 있어서,
상기 돌출부의 표면을 덮는 탄화불소 또는 탄화수소 계열의 코팅층을 더 포함하는 코팅막.
소수성(hydrophobicity), 소유성(lipophobic), 발수성(water repellency) 및 발유성(oil repellency)을 갖는 코팅막에 있어서,
기판; 및
상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 돌출되고, 상측부를 상기 기판의 표면과 평행한 수평 방향으로 자른 단면이 하측부를 상기 수평 방향으로 자른 단면보다 넓은 돌출부;
를 포함하되, 상기 돌출부는 상기 기판의 표면에 복수로 배열되되, 서로 인접하는 두 돌출부들은 서로 이격되도록 배열된 것을 특징으로 하는 코팅막.
제8항에 있어서,
상기 기판 또는 상기 돌출부는 비유연성의 금속, 유리 또는 세라믹인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제8항에 있어서,
상기 기판과 상기 돌출부는 유연성의 폴리머인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제8항에 있어서,
상기 기판과 상기 돌출부는 투명한 것을 특징으로 하는 코팅막.
제8항에 있어서,
상기 기판의 표면과 상기 돌출부의 측면이 이루는 각도는,
0도 초과 56도 이하인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제8항에 있어서,
상기 돌출부의 표면에 부착된 나노와이어(nanowire) 또는 나노닷(nano-dot) 구조의 나노구조체를 더 포함하고,
상기 나노구조체는 탄소나노튜브(CNT), ZnO, BN, GaN, CoSi, CrSi, FeSi 및 InP 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅막.
제8항에 있어서,
상기 돌출부의 표면을 덮는 탄화불소 또는 탄화수소 계열의 코팅층을 더 포함하는 코팅막.
소수성(hydrophobicity), 소유성(lipophobic), 발수성(water repellency) 및 발유성(oil repellency)을 갖는 코팅막에 있어서,
기판; 및
상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 돌출되고, 상기 기판의 표면 위에 복수로 배열된 돌출부;
를 포함하되,
상기 돌출부는 상기 돌출부와 인접한 다른 돌출부들과 이격되고,
상기 기판과 상기 복수의 돌출부 위에 액체가 놓일 경우, 액체-기체 계면의 표면장력, 기체-고체 계면의 표면장력 및 고체-액체 계면의 표면장력을 합한 합력의 방향은 상기 기판의 표면에서 바깥쪽으로 향하는 방향인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제15항에 있어서,
상기 기판의 표면과 상기 돌출부의 측면이 이루는 각도는,
0도 초과 56도 이하인 것을 특징으로 하는 코팅막.
제15항에 있어서,
상기 돌출부의 표면에 부착된 나노와이어(nanowire) 또는 나노닷(nano-dot) 구조의 나노구조체를 더 포함하고,
상기 나노구조체는 탄소나노튜브(CNT), ZnO, BN, GaN, CoSi, CrSi, FeSi 및 InP 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코팅막.
제15항에 있어서,
상기 돌출부의 표면을 덮는 탄화불소 또는 탄화수소 계열의 코팅층을 더 포함하는 코팅막.