KR20190101611A - Porous Structure and fabricating method of the same - Google Patents

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KR20190101611A
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Abstract

A method of manufacturing a porous structure is provided, the manufacturing method comprising a mixing step of preparing a mixed solution by mixing a base material and a sacrificial solvent; and a microwave application step of applying microwaves to the mixed solution to form holes in the base material by vaporization of the sacrificial solvent and curing the base material into a predetermined shape.

Description

다공성 구조체 및 그 제조 방법 {Porous Structure and fabricating method of the same}Porous Structure and Fabrication Method of the Same

본 발명은 다공성 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 혼합 용액 내에 극초단파가 인가되어 기공이 형성되는 다공성 구조체 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a porous structure and a method for manufacturing the same, and to a porous structure in which pores are formed by applying microwaves in a mixed solution and a method for manufacturing the same.

폴리머 내부에 많은 기공을 포함하는 다공성 폴리머는 기공이 없는 폴리머에 비해 유연성(Flexibility)과 신축성(Stretchability)이 훨씬 우수하여 미래형 전자소자 재료로 많은 관심을 받고 있다. Porous polymers containing many pores in the polymer have much interest in future electronic device materials because they have much greater flexibility and stretchability than polymers without pores.

이러한 다공성 폴리머는 유연하고 구부릴 수 있으며, 입을 수 있는 전자소자(Flexibile, bendable and wearable electronics)에 적용이 가능하고, 적용 가능한 전자소자로서 변형률, 힘(또는 압력), 온도 등을 측정할 수 있는 센서나 엑츄에이터등이 있다. 뿐만 아니라 다공성 재료는 단위 부피 당 표면적이 커 촉매제나 혹은 전도성 재료와 혼합하여 전도성 재료 등으로도 이용이 가능하다. 이에 따라, 다공성 폴리머와 관련된 많은 연구 및 기술 개발들이 지속적으로 진행되고 있다. These porous polymers are flexible, bendable, and applicable to wearable electronics (Flexibile, bendable and wearable electronics), and applicable sensors that can measure strain, force (or pressure), temperature, etc. I have an actuator. In addition, the porous material has a large surface area per unit volume and can be used as a conductive material by mixing with a catalyst or a conductive material. Accordingly, many researches and technical developments related to porous polymers continue to proceed.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 공정 과정이 간소화된 다공성 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. One technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous structure and a method of manufacturing the simplified process.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 공정 시간이 단축된 다공성 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous structure and a method of manufacturing the shortened process time.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 기공의 크기, 기공률, 및 형상의 제어가 가능한 다공성 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous structure and a method of manufacturing the controllable pore size, porosity, and shape.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 다양한 어플리케이션에 적용이 가능한 다공성 구조체 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a porous structure and a method of manufacturing the same that can be applied to a variety of applications.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다. The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 다공성 구조체의 제조 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention provides a method for producing a porous structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 구조체의 제조 방법은, 기반 재료, 및 희생용매를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 혼합 단계; 및 상기 혼합 용액에 극초단파를 인가하여, 상기 희생용매의 기화에 의하여 상기 기반 재료 내에 기공(hole)이 형성됨과 함께 상기 기반 재료가 소정의 형상으로 경화되는, 극초단파 인가 단계를 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the porous structure may include: mixing a base material and a sacrificial solvent to prepare a mixed solution; And applying microwaves to the mixed solution so that pores are formed in the base material by vaporization of the sacrificial solvent and the base material is cured to a predetermined shape.

일 실시 예에 따르면, 상기 기반 재료는, PDMS(polydimethylsiloxane), 및 PU(polyurethane) 중 어느 하나인 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the base material may include any one of polydimethylsiloxane (PDMS) and polyurethane (PU).

일 실시 예에 따르면, 상기 희생용매는, 물, 불소, DMF(dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), 및 Acetone 중 적어도 어느 하나인 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the sacrificial solvent may include at least one of water, fluorine, DMF (dimethylformamide), NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), and Acetone.

일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 단계 후 상기 극초단파 인가 단계 전, 상기 혼합 용액을 탈포(degassing)하는 탈포 단계를 더 포함하되, 상기 탈포 단계의 수행 여부에 따라 상기 다공성 구조체 내의 기공률, 및 형상이 제어되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method may further include a defoaming step of degassing the mixed solution after the mixing step and before the microwave application step, wherein porosity and shape of the porous structure are controlled according to whether the degassing step is performed. It may include being.

일 실시 예에 따르면, 상기 탈포 단계 수행 후 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체 내의 기공률은, 상기 탈포 단계 없이 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체 내의 기공률보다 낮은 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the porosity in the porous structure formed by the microwave application step after performing the defoaming step may include lower than the porosity in the porous structure formed by the microwave application step without the defoaming step.

일 실시 예에 따르면, 상기 탈포 단계 수행 후 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체는 필름(film) 형상을 가지고, 상기 탈포 단계 없이 상기 극초단파 인가 단게에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체는 스펀지(sponge) 형상을 가질 수 있다. According to an embodiment, the porous structure formed by the microwave applying step after performing the defoaming step has a film shape, and the porous structure formed by the microwave applying step without the degassing step has a sponge shape. Can have

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 희생용매의 끓는점에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기, 및 상기 다공성 구조체의 형상이 제어되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the porous structure may include controlling the size of the pores in the porous structure and the shape of the porous structure according to the boiling point of the sacrificial solvent.

일 실시 예에 따르면, 상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 낮은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기는, 상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기보다 클 수 있다. According to an embodiment, the size of pores in the porous structure formed when the break point of the sacrificial solvent is lower than the curing temperature of the base material is formed when the break point of the sacrificial solvent is higher than the curing temperature of the base material. It may be larger than the size of the pores in the porous structure.

일 실시 예에 따르면, 상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 낮은 경우에 형성되는 다공성 구조체는 스펀지 형상을 가지고, 상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우에 형성되는 다공성 구조체는 필름 형상을 가질 수 있다. According to an embodiment, the porous structure formed when the break point of the sacrificial solvent is lower than the curing temperature of the base material has a sponge shape, and is formed when the break point of the sacrificial solvent is higher than the curing temperature of the base material. The porous structure may have a film shape.

일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 단계는, 상기 혼합 용액에 첨가제를 제공하는 단계를 더 포함하되, 상기 첨가제는, 그래핀(Graphene), 니켈(Ni), 탄소나노튜브(CNT), PVDF(polyvinylidene fluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), BaTiO3, 및 TiO2 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the mixing step further comprises the step of providing an additive to the mixed solution, the additive is, graphene (Graphene), nickel (Ni), carbon nanotubes (CNT), PVDF (polyvinylidene) fluoride), PTFE (polytetrafluoroethylene), BaTiO3, and TiO2.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 첨가제의 열전도도에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기, 및 상기 다공성 구조체의 형상이 제어되는 것을 포함할 수 있다. According to an embodiment, the method of manufacturing the porous structure may include controlling the size of pores in the porous structure and the shape of the porous structure according to the thermal conductivity of the additive.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 첨가제의 열전도도가 높아짐에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기가 증가할 수 있다. According to an embodiment, in the method of manufacturing the porous structure, as the thermal conductivity of the additive increases, the size of pores in the porous structure may increase.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 첨가제의 열전도도가 높아지는 경우 상기 다공성 구조체는 스펀지(sponge) 형상을가지고, 상기 첨가제의 열전도도가 낮아지는 경우 상기 다공성 구조체는 필름(film) 형상을 가질 수 있다. According to an embodiment, in the method of manufacturing the porous structure, when the thermal conductivity of the additive is increased, the porous structure has a sponge shape, and when the thermal conductivity of the additive is decreased, the porous structure is a film. ) May have a shape.

상술된 기술적 과제들을 해결하기 위해 본 발명은 다공성 구조체를 제공한다. The present invention provides a porous structure to solve the above technical problems.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 구조체는, 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대; 및 그래핀(Graphene), 니켈(Ni), 탄소나노튜브(CNT), PVDF(polyvinylidene fluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), BaTiO3, 및 TiO2 중 적어도 어느 하나로 이루어진 첨가제를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the porous structure, the skeleton forming a random network so that pores are provided therein; And an additive made of at least one of graphene, nickel (Ni), carbon nanotube (CNT), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), BaTiO 3, and TiO 2.

일 실시 예에 따르면, 상기 다공성 구조체는, 스폰지 형상 또는 필름 형상을 가질 수 있다. According to an embodiment, the porous structure may have a sponge shape or a film shape.

본 발명의 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 기반 재료, 및 희생용매를 혼합하여 상기 혼합 용액을 제조하는 혼합 단계, 및 상기 혼합 용액에 극초단파를 인가하여, 상기 희생용매의 기화에 의하여 상기 기반 재료 내에 기공이 형성됨과 함께 상기 기반 재료가 소정의 형상으로 경화되는, 극초단파 인가 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 간소화된 공정으로 다공성 구조체가 제조될 수 있다. In the method of manufacturing a porous structure according to an embodiment of the present invention, a mixing step of preparing the mixed solution by mixing the base material and the sacrificial solvent, and by applying microwave to the mixed solution, by the vaporization of the sacrificial solvent It may include a microwave application step, the pores are formed in the base material and the base material is cured to a predetermined shape. Accordingly, the porous structure can be manufactured in a simplified process.

또한, 상기 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은 상기 혼합 단계 후 상기 극초단파 인가 단계 전, 상기 혼합 용액을 탈포하는 탈포 단계를 더 포함하고, 상기 혼합 단계에서 상기 혼합 용액에 첨가제를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 기공의 크기, 기공률, 및 형상이 제어된 다공성 구조체가 제공될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 첨가제의 종류에 따라, 다양한 어플리케이션에서 사용이 가능한 다공성 구조체가 제공될 수 있다. In addition, the method of manufacturing a porous structure according to the embodiment further comprises a defoaming step of defoaming the mixed solution after the mixing step, before the microwave application step, the step of providing an additive to the mixed solution in the mixing step It may further include. Accordingly, a porous structure with controlled pore size, porosity, and shape can be provided. In addition, depending on the type of the additive, a porous structure that can be used in a variety of applications can be provided.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체가 형성되는 과정을 보다 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중 희생용매에 따른 기공의 변화를 촬영한 사진이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중 첨가제의 종류에 따른 기공의 변화를 촬영한 사진이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중 희생용매의 끓는점에 따른 기공의 변화를 촬영한 사진이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a porous structure according to a first embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing a manufacturing process of the porous structure according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view showing in more detail the process of forming a porous structure according to the first embodiment of the present invention.
5 and 6 are photographs taken of the change in pores according to the sacrificial solvent in the method of manufacturing a porous structure according to the first embodiment of the present invention.
7 and 8 are photographs taken of the change in pores according to the type of additive in the method of manufacturing a porous structure according to the third embodiment of the present invention.
9 to 11 are photographs taken of the change in pores according to the boiling point of the sacrificial solvent in the method of manufacturing a porous structure according to the first embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical idea of the present invention is not limited to the exemplary embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete, and that the spirit of the present invention can be sufficiently delivered to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. In the present specification, when a component is mentioned to be on another component, it means that it may be formed directly on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the shape and size are exaggerated for the effective description of the technical content.

본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.In various embodiments of the present disclosure, terms such as first, second, and third are used to describe various components, but these components should not be limited by the terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and illustrated herein also includes its complementary embodiment. In addition, the term 'and / or' is used herein to include at least one of the components listed before and after.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다. In the specification, the singular encompasses the plural unless the context clearly indicates otherwise. In addition, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, element, or combination thereof described in the specification, and one or more other features or numbers, steps, configurations It should not be understood to exclude the possibility of the presence or the addition of elements or combinations thereof. In addition, the term "connection" is used herein to mean both indirectly connecting a plurality of components, and directly connecting.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체가 형성되는 과정을 보다 구체적으로 나타내는 도면이다. 1 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a porous structure according to a first embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 is a view showing a manufacturing process of a porous structure according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 Is a view showing in more detail the process of forming a porous structure according to the first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 기반 재료(110), 및 희생용매(120)가 혼합 용기(100) 내에서 혼합되어 혼합 용액(200)이 제조될 수 있다(S100). 1 and 2, the base material 110 and the sacrificial solvent 120 may be mixed in the mixing container 100 to prepare a mixed solution 200 (S100).

일 실시 예에 따르면, 상기 기반 재료(110)는 고분자일 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자는 PDMS(polydimethylsiloxane), 및 PU(polyurethane) 중 어느 하나일 수 있다. According to one embodiment, the base material 110 may be a polymer. For example, the polymer may be any one of polydimethylsiloxane (PDMS) and polyurethane (PU).

일 실시 예에 따르면, 상기 희생용매는 극초단파에 의하여 증발되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 희생용매는 물, 불소, DMF(dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), 및 Acetone 중 적어도 어느 하나일 수 있다. According to one embodiment, the sacrificial solvent may be a material evaporated by microwaves. For example, the sacrificial solvent may be at least one of water, fluorine, dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and acetone.

일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 용액(200)은 상기 기반 재료(110)를 경화시키는 경화제(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 혼합 용액(200)은 상기 기반 재료(100), 상기 희생용매(120), 및 상기 경화제(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 혼합 용액(200)이 제조되기 위해, 상기 기반 재료(100), 상기 희생용매(120), 및 상기 경화제(미도시)는 다양한 방법으로 혼합될 수 있다. 예를 들어, 상기 기반 재료(100) 및 상기 희생용매(120)를 혼합한 이후, 상기 경화제(미도시)를 혼합할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 기반 재료(100), 상기 희생용매(120), 및 상기 경화제(미도시)가 모두 함께 혼합될 수 있다. According to one embodiment, the mixed solution 200 may further include a curing agent (not shown) for curing the base material 110. Accordingly, the mixed solution 200 may include the base material 100, the sacrificial solvent 120, and the hardener (not shown). In order to manufacture the mixed solution 200, the base material 100, the sacrificial solvent 120, and the curing agent (not shown) may be mixed in various ways. For example, after the base material 100 and the sacrificial solvent 120 are mixed, the curing agent (not shown) may be mixed. In another example, the base material 100, the sacrificial solvent 120, and the curing agent (not shown) may all be mixed together.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 혼합 용액(200)에 극초단파(400)가 인가되어 다공성 구조체(500)가 형성될 수 있다. 상기 다공성 구조체(500)는 상기 희생용매(120)의 기화에 의하여 상기 기반 재료(110) 내에 기공(hole)이 형성됨과 함께, 상기 기반 재료(110)가 소정의 형상으로 경화된 것일 수 있다. 이때, 상기 기반 재료(110)가 소정의 형상으로 경화되기 위해, 상기 혼합 용액(200)은 경화 용기(300) 내에서 경화될 수 있다. 즉, 상기 기반 재료(110)는 상기 경화 용기(300)의 형태를 따라 경화되어, 상기 경화 용기(300)의 형태를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 다공성 구조체(500)는 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대로 이루어지고, 상기 뼈대는 상기 기반 재료(110)로 이루어질 수 있다.1 and 3, the microwave structure 400 may be applied to the mixed solution 200 to form the porous structure 500. The porous structure 500 may be a hole formed in the base material 110 by vaporization of the sacrificial solvent 120, and the base material 110 may be cured to a predetermined shape. In this case, in order for the base material 110 to be cured into a predetermined shape, the mixed solution 200 may be cured in the curing container 300. That is, the base material 110 may be cured along the shape of the hardening container 300 to represent the shape of the hardening container 300. Accordingly, the porous structure 500 may be made of a skeleton forming a random network so that pores are provided therein, and the skeleton may be made of the base material 110.

상기 다공성 구조체(500)가 형성되는 과정을 보다 구체적으로 설명하기 위해 도 4를 참조하면, 상기 혼합 용액(200)은 상기 기반 재료(110)와 상기 경화제(미도시)가 혼합된 용액 내에 상기 희생용매(120) 입자들이 분산된 상태일 수 있다. 이때, 상기 혼합 용액(200)에 극초단파가 가해지는 경우, 상기 혼합 용액(200)은 열처리되어 상기 기반 재료(110)는 상기 경화제(미도시)에 의하여 경화되게 된다. 또한, 상기 기반 재료(110)가 경화되는 동시에, 상기 희생용매(120)는 열처리되어 기화됨에 따라, 상기 희생용매(120) 입자들이 분산되어 있던 영역은 빈 공간으로 남게 되어, 기공(H)이 형성된다. Referring to FIG. 4 to describe the process of forming the porous structure 500 in more detail, the mixed solution 200 is the sacrificial material in the mixed solution of the base material 110 and the hardener (not shown) The solvent 120 particles may be in a dispersed state. In this case, when microwave is applied to the mixed solution 200, the mixed solution 200 is heat-treated so that the base material 110 is cured by the hardener (not shown). In addition, as the base material 110 is cured and the sacrificial solvent 120 is heat-treated and vaporized, the area where the sacrificial solvent 120 particles are dispersed is left in an empty space, so that the pores H Is formed.

상술된 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법과 달리, 다공성 구조체를 제조하는 종래의 방법은 기반 재료를 경화하는 단계와 희생 용액을 기화시키는 단계가 분리되어 각각 수행됨에 따라, 공정 시간이 증가하고 공정 비용이 향상되는 문제가 발생할 수 있다. Unlike the method of manufacturing the porous structure according to the above-described embodiment, the conventional method of manufacturing the porous structure is a process time increases and the process is increased as the step of curing the base material and the step of vaporizing the sacrificial solution are carried out separately, respectively. The problem of cost increase may arise.

하지만, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 기반 재료(110), 및 상기 희생용액(120)을 혼합하고 극초단파를 인가하는 간소화된 공정으로, 상기 다공성 구조체(500)를 제조할 수 있는 장점이 있다. However, the method of manufacturing the porous structure according to the first embodiment of the present invention is a simplified process of mixing the base material 110 and the sacrificial solution 120 and applying microwave, the porous structure 500 There is an advantage to manufacture.

일 실시 예에 따르면, 상기 혼합 용액(200) 내의 상기 희생용매(120)의 비율에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률 및 상기 다공성 구조체(500)의 형상이 제어될 수 있다. According to one embodiment, the porosity in the porous structure 500 and the shape of the porous structure 500 may be controlled according to the ratio of the sacrificial solvent 120 in the mixed solution 200.

구체적으로, 상기 혼합 용액(200)내의 상기 희생용매(120)의 비율이 미리 정해진 기준보다 높은 경우, 상기 혼합 용액(200) 내에서 기화되는 상기 희생용매(120)의 양이 증가함에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률이 증가될 수 있다. 반면, 상기 혼합 용액(200)내의 상기 희생용매(120)의 비율이 미리 정해진 기준보다 낮은 경우, 상기 혼합 용액(200) 내에서 기화되는 상기 희생용매(120)의 양이 감소함에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률이 감소될 수 있다. Specifically, when the ratio of the sacrificial solvent 120 in the mixed solution 200 is higher than a predetermined reference, as the amount of the sacrificial solvent 120 vaporized in the mixed solution 200 increases, the Porosity in the porous structure 500 may be increased. On the other hand, when the ratio of the sacrificial solvent 120 in the mixed solution 200 is lower than a predetermined reference, as the amount of the sacrificial solvent 120 vaporized in the mixed solution 200 decreases, the porosity Porosity in the structure 500 can be reduced.

이에 따라, 상기 혼합 용액(200) 내의 상기 희생용매(120)의 비율이 미리 정해진 기준보다 높은 경우, 상기 다공성 구조체(500)는 내부 기공률이 높은 스펀지(sponge) 형상을 가질 수 있다. 반면, 상기 혼합 용액(200) 내의 상기 희생용매(120)의 비율이 미리 정해진 기준보다 낮은 경우, 상기 다공성 구조체(500)는 내부 기공률이 낮은 필름(film) 형상을 가질 수 있다. 참고로 스펀지 형상이라 함은 표면에 부풀림 현상이 일어난 구조체 모습을 의미할 수 있다.Accordingly, when the ratio of the sacrificial solvent 120 in the mixed solution 200 is higher than a predetermined reference, the porous structure 500 may have a sponge shape having a high internal porosity. On the other hand, when the ratio of the sacrificial solvent 120 in the mixed solution 200 is lower than a predetermined reference, the porous structure 500 may have a film shape having a low internal porosity. For reference, the sponge shape may refer to a structure in which an inflation phenomenon occurs on a surface.

일 실시 예에 따르면, 상기 희생용매(120)의 끓는점에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공(H)의 크기, 및 상기 다공성 구조체(500)의 형상이 제어될 수 있다. According to one embodiment, according to the boiling point of the sacrificial solvent 120, the size of the pores (H) in the porous structure 500, and the shape of the porous structure 500 can be controlled.

구체적으로, 상기 희생용매(120)의 끓는점(예를 들어, 60℃)이 상기 기반 재료(110)의 경화 개시 온도(예를 들어, 80℃) 보다 낮은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기(H)는, 상기 희생용매(120)의 끓는점(예를 들어, 150℃)이 상기 기반 재료의 경화 온도(예를 들어, 80℃) 보다 높은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기(H)보다 클 수 있다. Specifically, the pores in the porous structure formed when the boiling point (eg, 60 ° C.) of the sacrificial solvent 120 is lower than the curing start temperature (eg, 80 ° C.) of the base material 110. The size H is within the porous structure 500 formed when the boiling point (eg 150 ° C.) of the sacrificial solvent 120 is higher than the curing temperature (eg 80 ° C.) of the base material. It may be larger than the pore size (H).

즉, 상기 희생용매(120)의 끓는점이 상기 기반 재료(110)의 경화 개시 온도 보다 낮은 경우, 상기 혼합 용액(200)에 극초단파가 제공되어 열처리됨에 따라, 상기 희생용매(120)의 기화가 상기 기반 재료(110)의 경화보다 먼저 발생되게 되어 부풀어오르는 현상이 발생되게 된다. 이에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의(H) 크기는 상기 희생용매(120)의 끓는점이 상기 기반 재료(110)의 경화 온도 보다 높은 경우와 비교하여 크게 되고, 상기 다공성 구조체(500)는 스펀지(sponge) 형상을 갖게 된다. That is, when the boiling point of the sacrificial solvent 120 is lower than the curing start temperature of the base material 110, as the microwave is provided and heat-treated, the vaporization of the sacrificial solvent 120 may occur. The swelling phenomenon may occur before the hardening of the base material 110. Accordingly, the size (H) of the pores in the porous structure 500 is larger than the boiling point of the sacrificial solvent 120 is higher than the curing temperature of the base material 110, the porous structure 500 Has a sponge shape.

이와 달리, 상기 희생용매(120)의 끓는점이 상기 기반 재료(110)의 경화 온도 보다 높은 경우, 상기 혼합 용액(200)에 극초단파가 제공되어 열처리됨에 따라, 상기 기반 재료(110)의 경화가 상기 희생용매(120)의 기화보다 먼저 발생되게 된다. 이에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공(H)의 크기는 상기 희생용매(120)의 끓는점이 상기 기반 재료(110)의 경화 온도 보다 낮은 경우와 비교하여 작게 되고, 상기 다공성 구조체(500)는 필름(film) 형상을 갖게 된다. On the contrary, when the boiling point of the sacrificial solvent 120 is higher than the curing temperature of the base material 110, as the microwave is provided and heat-treated, the curing of the base material 110 may occur. It is generated before vaporization of the sacrificial solvent 120. Accordingly, the size of the pores (H) in the porous structure 500 is smaller than the boiling point of the sacrificial solvent 120 is lower than the curing temperature of the base material 110, the porous structure 500 Has a film shape.

상술된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 혼합 단계(S110), 및 상기 극초단파 인가 단계(S200)를 포함하되, 상기 희생용매(120)의 끓는점에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기, 및 상기 다공성 구조체(500)의 형상이 제어될 수 있다. Method for producing a porous structure according to the first embodiment of the present invention described above, including the mixing step (S110), and the microwave application step (S200), according to the boiling point of the sacrificial solvent 120, the porous The size of pores in the structure 500 and the shape of the porous structure 500 may be controlled.

구체적으로, 상기 희생용매(120)의 끓는점이 상기 기반 재료(110)의 경화 온도보다 낮은 경우에 형성되는 스펀지 형상의 상기 다공성 구조체(500)는, 상기 희생용매(120)의 끓는점이 상기 기반 재료(110)의 경화 온도보다 높은 경우에 형성되는 필름 형상의 상기 다공성 구조체(500)보다 기공(H)의 크기가 클 수 있다. Specifically, the sponge-like porous structure 500 formed when the boiling point of the sacrificial solvent 120 is lower than the curing temperature of the base material 110, the boiling point of the sacrificial solvent 120 is the base material The pore H may be larger than the film-formed porous structure 500 formed when the curing temperature is higher than 110.

이상, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법이 설명되었다. 이하, 상기 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법에서 용액 내의 공기를 제거하는 탈포 단계를 더 포함하는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법이 설명된다. In the above, the method of manufacturing the porous structure according to the first embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a method of manufacturing a porous structure according to a second embodiment of the present invention further includes a defoaming step of removing air in a solution in the method of manufacturing a porous structure according to the first embodiment.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 혼합 용액(200) 내의 공기를 제거하는 탈포(degassing) 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 탈포 단계는, 상기 혼합 단계(S100) 후 상기 극초단파 인가 단계(S200) 전 수행될 수 있다. The method of manufacturing the porous structure according to the second embodiment of the present invention may further include a degassing step of removing air in the mixed solution 200. The defoaming step may be performed before the microwave application step (S200) after the mixing step (S100).

일 실시 예에 따르면, 상기 탈포 단계의 수행 여부에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률, 및 상기 다공성 구조체(500)의 형상이 제어될 수 있다. According to one embodiment, the porosity in the porous structure 500, and the shape of the porous structure 500 may be controlled depending on whether the defoaming step is performed.

구체적으로, 상기 탈포 단계 수행 후 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률은, 상기 탈포 단계 없이 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률보다 낮을 수 있다. Specifically, the porosity in the porous structure 500 formed by the microwave application step after performing the defoaming step may be lower than the porosity in the porous structure 500 formed by the microwave application step without the defoaming step.

즉, 상기 탈포 단계가 수행되는 경우 상기 혼합 용액(200) 내의 공기가 제거된 상태에서 상기 다공성 구조체(500)가 형성될 수 있다. 반면, 상기 탈포 단계가 없는 경우 상기 혼합 용액(200) 내에 공기가 존재하는 상태에서 다공성 구조체(500)가 형성될 수 있다.That is, when the defoaming step is performed, the porous structure 500 may be formed in a state in which air in the mixed solution 200 is removed. On the other hand, when there is no defoaming step, the porous structure 500 may be formed in a state where air is present in the mixed solution 200.

상기 혼합 용액(200) 내의 공기가 제거되지 않은 상태에서 상기 다공성 구조체(500)가 형성되는 경우, 상기 혼합 용액(200) 내의 상기 희생용액(200)의 기화에 따라 기공(H)이 형성됨과 함께, 상기 혼합 용액(200)내에 존재하던 공기에 의하여, 기공(H)이 더 형성되게 된다. 이에 따라, 상기 혼합 용액(200) 내의 공기가 제거된 상태에서 형성된 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률은 상기 혼합 용액(200) 내의 공기가 제거되지 않은 상태에서 형성된 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률 보다 낮게 된다.  When the porous structure 500 is formed in a state where air in the mixed solution 200 is not removed, pores H are formed according to vaporization of the sacrificial solution 200 in the mixed solution 200. By the air present in the mixed solution 200, the pores H are further formed. Accordingly, the porosity in the porous structure 500 formed while the air in the mixed solution 200 is removed is higher than the porosity in the porous structure 500 formed in the state where the air in the mixed solution 200 is not removed. Will be low.

이에 따라, 상기 혼합 용액(200) 내의 공기가 제거되지 않은 상태에서 상기 다공성 구조체(500)가 형성되는 경우, 상기 다공성 구조체(500)는 내부에 기공률이 높은 스펀지 형상을 가질 수 있다. 반면, 상기 혼합 용액(200) 내의 공기가 제거된 상태에서 상기 다공성 구조체(500)가 형성되는 경우, 상기 다공성 구조체(500)는 내부에 기공률이 낮은 필름 형상을 가질 수 있다. 다시 말해, 상기 탈포 단계 수행 후 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체(500)는 필름 형상을 가지고, 상기 탈포 단계 없이 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체(500)는 스펀지 형상을 가질 수 있다. Accordingly, when the porous structure 500 is formed in a state where air in the mixed solution 200 is not removed, the porous structure 500 may have a sponge shape having a high porosity therein. On the other hand, when the porous structure 500 is formed while the air in the mixed solution 200 is removed, the porous structure 500 may have a film shape having a low porosity therein. In other words, the porous structure 500 formed by the microwave application step after performing the defoaming step may have a film shape, and the porous structure 500 formed by the microwave application step without the defoaming step may have a sponge shape. have.

상술된 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 혼합 단계, 상기 탈포 단계, 및 상기 극초단파 인가 단계를 포함하되, 상기 탈포 단계의 수행 여부에 따라 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공률, 및 상기 다공성 구조체(500)의 형상이 제어될 수 있다. The method of manufacturing a porous structure according to the second embodiment of the present invention described above includes the mixing step, the defoaming step, and the microwave applying step, depending on whether the defoaming step is performed in the porous structure 500. Porosity, and the shape of the porous structure 500 can be controlled.

이상, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법이 설명되었다. 이하, 상기 제1 또는 제2 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중, 상기 혼합 용액이 첨가제를 더 포함하는 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법이 설명된다. In the above, the method of manufacturing the porous structure according to the second embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a method of manufacturing the porous structure according to the third embodiment of the method of manufacturing the porous structure according to the first or second embodiment further comprises an additive.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 혼합 단계(S100)가 상기 혼합 용액(200)에 첨가제를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 혼합 용액(200)은 상기 기반 재료(110), 상기 희생용매(120), 상기 경화제(미도시), 및 상기 첨가제(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법으로 형성된 다공성 구조체는, 내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대로 이루어지되, 상기 뼈대는 상기 기반 재료(110) 및 상기 첨가제로 이루어질 수 있다. Method for producing a porous structure according to a third embodiment of the present invention, the mixing step (S100) may further comprise the step of providing an additive to the mixed solution 200. Accordingly, the mixed solution 200 may include the base material 110, the sacrificial solvent 120, the hardener (not shown), and the additive (not shown). Accordingly, the porous structure formed by the method of manufacturing the porous structure according to the third embodiment is made of a skeleton forming a random network so that pores are provided therein, the skeleton consisting of the base material 110 and the additive. Can be.

또한, 상기 혼합 용액(200)은 상기 기반 재료(110), 상기 희생용매(120), 상기 경화제, 및 상기 첨가제를 다양한 비율로 포함할 수 있다. 상기 혼합 용액(200) 내에 포함되는 재료에 따른 다양한 실시 예들의 혼합 용액이 아래 <표 1>을 통하여 정리된다. In addition, the mixed solution 200 may include the base material 110, the sacrificial solvent 120, the curing agent, and the additive in various ratios. The mixed solution of various embodiments according to the material included in the mixed solution 200 is summarized through Table 1 below.

구분division 혼합 용액의 구성Composition of Mixed Solution 실시 예 1Example 1 기반 재료 + 희생용매Base Material + Sacrificial Solvent 실시 예 2Example 2 기반 재료 + 희생용매(2가지 이상)Base material + sacrificial solvent (2 or more) 실시 예 3Example 3 기반 재료 + 희생용매 + 첨가제Base Material + Sacrificial Solvent + Additive 실시 예 4Example 4 기반 재료 + 희생용매(2가지 이상) + 첨가제Base Material + Sacrificial Solvent (2 or more) + Additive 실시 예 5Example 5 기반 재료 + 희생용매 + 첨가제(2가지 이상)Base material + sacrificial solvent + additives (2 or more) 실시 예 6Example 6 기반 재료 + 희생용매(2가지 이상) + 첨가제(2가지 이상)Base material + sacrificial solvent (2 or more) + additive (2 or more)

일 실시 예에 따르면, 상기 첨가제는 상기 다공성 구조체가 적용되는 어플리케이션의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제는 그래핀(Grapehene), 니켈(Ni), 탄소나노튜브(CNT), PVDF(polyvinylidene fluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), BaTiO3, 및 TiO2 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. According to one embodiment, the additive may vary depending on the type of application to which the porous structure is applied. For example, the additive may include at least one of graphene, nickel (Ni), carbon nanotube (CNT), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), BaTiO 3, and TiO 2.

일 실시 예에 따르면, 상기 첨가제의 열전도도에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기, 및 상기 다공성 구조체(500)의 형상이 제어되는 것을 포함할 수 있다. According to one embodiment, the size of the pores in the porous structure 500, and the shape of the porous structure 500 may be controlled according to the thermal conductivity of the additive.

구체적으로, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 높아짐에 따라, 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기가 증가할 수 있다. 즉, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 높은 경우 상기 혼합 용액(200)에 극초단파가 인가되어 열처리됨에 따라, 상기 첨가제는 상기 희생용매(120)로 열을 용이하게 전달하여, 상기 희생용액(120)의 기화를 촉진시킬 수 있다. 반면, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 낮은 경우, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 높은 경우와 비교하여 상기 첨가제가 상기 희생용액(120)으로 열을 용이하게 전달하지 못할 수 있다. Specifically, as the thermal conductivity of the additive is higher than a predetermined standard, the size of pores in the porous structure 500 may increase. That is, when the thermal conductivity of the additive is higher than a predetermined reference, as the microwave is applied to the mixed solution 200 and heat treated, the additive easily transfers heat to the sacrificial solvent 120, thereby providing the sacrificial solution ( 120) may be promoted. On the other hand, when the thermal conductivity of the additive is lower than a predetermined standard, the additive may not easily transfer heat to the sacrificial solution 120 as compared with the case where the thermal conductivity of the additive is higher than the predetermined standard.

이에 따라, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 높은 경우 형성되는 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기는, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 낮은 경우 형성되는 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기보다 클 수 있다. Accordingly, the size of pores in the porous structure 500 that is formed when the thermal conductivity of the additive is higher than a predetermined reference is within the porous structure 500 that is formed when the thermal conductivity of the additive is lower than a predetermined reference. It may be larger than the size of the pores.

또한, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 높은 경우 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기가 증가함에 따라, 상기 다공성 구조체(500)는 스펀지 형상을 가질 수 있다. 반면, 상기 첨가제의 열전도도가 미리 정해진 기준보다 낮은 경우 상기 다공성 구조체(500) 내의 기공의 크기가 감소함에 따라, 상기 다공성 구조체(500)는 필름 형상을 가질 수 있다. In addition, when the thermal conductivity of the additive is higher than a predetermined criterion, as the size of the pores in the porous structure 500 increases, the porous structure 500 may have a sponge shape. On the other hand, when the thermal conductivity of the additive is lower than a predetermined reference, as the size of the pores in the porous structure 500 is reduced, the porous structure 500 may have a film shape.

상술된 본 발명의 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 혼합 단계가 상기 혼합 용액(200)에 첨가제를 제공하는 단계를 더 포함하되, 상기 첨가제의 열전도도에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기, 및 상기 다공성 구조체의 형상이 제어될 수 있다. Method for producing a porous structure according to the third embodiment of the present invention described above, wherein the mixing step further comprises the step of providing an additive to the mixed solution 200, according to the thermal conductivity of the additive, the porous structure The size of the pores within, and the shape of the porous structure can be controlled.

본 발명의 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은, 상기 기반 재료(110), 및 상기 희생용매(120)를 혼합하여 상기 혼합 용액(200)을 제조하는 혼합 단계, 및 상기 혼합 용액(200)에 극초단파를 인가하여, 상기 희생용매(120)의 기화에 의하여 상기 기반 재료(110) 내에 기공이 형성됨과 함께 상기 기반 재료(110)가 소정의 형상으로 경화되는, 극초단파 인가 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 간소화된 공정으로 다공성 구조체가 제조될 수 있다. Method for manufacturing a porous structure according to an embodiment of the present invention, the mixing step of manufacturing the mixed solution 200 by mixing the base material 110 and the sacrificial solvent 120, and the mixed solution 200 The microwave may be applied to the microwave, the pores are formed in the base material 110 by the vaporization of the sacrificial solvent 120, and the base material 110 may include a step of applying a microwave. . Accordingly, the porous structure can be manufactured in a simplified process.

또한, 상기 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법은 상기 혼합 단계 후 상기 극초단파 인가 단계 전, 상기 혼합 용액을 탈포하는 탈포 단계를 더 포함하고, 상기 혼합 단계에서 상기 혼합 용액에 첨가제를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 기공의 크기, 기공률, 및 형상이 제어된 다공성 구조체가 제공될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 첨가제의 종류에 따라, 다양한 어플리케이션에서 사용이 가능한 다공성 구조체가 제공될 수 있다. In addition, the method of manufacturing a porous structure according to the embodiment further comprises a defoaming step of defoaming the mixed solution after the mixing step, before the microwave application step, the step of providing an additive to the mixed solution in the mixing step It may further include. Accordingly, a porous structure with controlled pore size, porosity, and shape can be provided. In addition, depending on the type of the additive, a porous structure that can be used in a variety of applications can be provided.

이상, 본 발명의 실시 예들에 따른 다공성 구조체의 제조 방법이 설명되었다. 이하, 본 발명의 실시 예들에 따라 제조된 다공성 구조체의 구체적인 실험 결과가 설명된다. In the above, the method of manufacturing the porous structure according to the embodiments of the present invention has been described. Hereinafter, specific experimental results of the porous structure manufactured according to the embodiments of the present invention will be described.

도 5 및 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중 희생용매에 따른 기공의 변화를 촬영한 사진이다. 5 and 6 are photographs taken of the change in pores according to the sacrificial solvent in the method of manufacturing a porous structure according to the first embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법으로 다공성 구조체를 제조하되, 기반 재료로서 PDMS를 사용하고 희생용매로서 물을 사용하였다. 또한, 희생용매와 기반 재료의 비율을 1:14, 2:13, 3:12, 및 4:11로 제어하여 제조한 다공성 구조체를 일반 사진 촬영하여 도 5의 (a) 내지 (d)에 나타내었다. Referring to FIG. 5, a porous structure was manufactured by the method of manufacturing a porous structure according to the first embodiment of the present invention, using PDMS as a base material and water as a sacrificial solvent. In addition, the porous structure prepared by controlling the ratio of the sacrificial solvent and the base material at 1:14, 2:13, 3:12, and 4:11 is shown in FIGS. 5A to 5D by general photographing. It was.

도 6을 참조하면, 도 5의 (a) 내지 (d)에서 설명된 상기 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체들을 200μm의 배율에서 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진 촬영하였다. 도 6의 (a) 내지 (d)에서 확인할 수 있듯이, 상기 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체는, 희생용매의 비율이 증가함에 따라 기공이 많아지는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, the porous structures according to the first embodiment described in FIGS. 5A to 5D were photographed with a scanning electron microscope (SEM) photograph at a magnification of 200 μm. As can be seen from (a) to (d) of Figure 6, the porous structure according to the first embodiment, it can be seen that the pores increase as the proportion of the sacrificial solvent increases.

즉, 도 5 및 도 6에서 알 수 있듯이, 상기 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체는, 제조 과정에서 상기 희생용매의 비율이 증가함에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공률이 증가하는 것을 확인할 수 있다. That is, as can be seen in Figures 5 and 6, the porous structure according to the first embodiment, it can be seen that as the proportion of the sacrificial solvent increases in the manufacturing process, the porosity in the porous structure increases.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중 첨가제의 종류에 따른 기공의 변화를 촬영한 사진이다. 7 and 8 are photographs taken of the change in pores according to the type of additive in the method of manufacturing a porous structure according to the third embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법으로, 다공성 구조체를 제조하되, 기반 재료로서 PDMS를 사용하고 첨가제로서 Ni을 사용하였다. 이후, 5mm의 배율로 일반 사진 촬영하여 도 7의 (a)에 도시하였고, 2mm의 배율로 SEM 촬영하여 도 7의 (b)에 도시하였다. 도 7의 (a) 및 (b)에서 알 수 있듯이, 상기 첨가제로서 Ni을 사용한 경우 다공성 구조체 내에 기공이 용이하게 형성된 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 7, as a method of manufacturing a porous structure according to a third embodiment of the present invention, a porous structure was prepared, using PDMS as a base material and Ni as an additive. Subsequently, general photographs were taken at a magnification of 5 mm and are shown in FIG. 7 (a), and SEM photographs were taken at a magnification of 2 mm. As can be seen in Figure 7 (a) and (b), when using Ni as the additive it was confirmed that the pores easily formed in the porous structure.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법으로, 다공성 구조체를 제조하되, 기반 재료로서 PDMS를 사용하고 첨가제로서 BaTiO3을 사용하였다. 이후, 5mm의 배율로 일반 사진 촬영하여 도 8의 (a)에 도시하였고, 2mm의 배율로 SEM 촬영하여 도 8의 (b)에 도시하였고, 80μm의 배율로 SEM 촬영하여 도 8의 (c)에 도시하였다. 도 8의 (a) 내지 (c)에서 알 수 있듯이, 상기 첨가제로 BaTiO3를 사용한 경우 다공성 구조체 내에 기공이 용이하게 형성된 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 8, as a method of manufacturing a porous structure according to a third embodiment of the present invention, a porous structure was prepared, using PDMS as a base material and BaTiO 3 as an additive. Subsequently, general photographs were taken at a magnification of 5 mm, and are shown in FIG. 8 (a), SEM photographs were taken at a magnification of 2 mm, and are shown in FIG. 8 (b), and SEM photographs were taken at a magnification of 80 μm. Shown in As can be seen from (a) to (c) of FIG. 8, when BaTiO 3 was used as the additive, pores were easily formed in the porous structure.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중 희생용매의 끓는점에 따른 기공의 변화를 촬영한 사진이다. 9 to 11 are photographs taken of the change in pores according to the boiling point of the sacrificial solvent in the method of manufacturing a porous structure according to the first embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 제1 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법으로 다공성 구조체를 제조하되, 기반 재료로서 PDMS를 사용하고, 상기 기반 재료가 100℃에서 경화되도록 경화제 및 극초단파의 인가에 따른 가열 온도를 제어한 후, 희생용매로서 알코올(끓는점 60℃인 EGC1720 사용), 물, 및 불소(끓는점 150℃인 FC-40 사용)를 사용하여 제조된 다공성 구조체 각각을 (a) 내지 (c)에 도시하였다. 9 and 10, the porous structure is manufactured by the method of manufacturing the porous structure according to the first embodiment, using PDMS as a base material, and applying a curing agent and microwave so that the base material is cured at 100 ° C. After controlling the heating temperature according to the above, each of the porous structures prepared using alcohol (using EGC1720 at a boiling point of 60 ° C.), water, and fluorine (using FC-40 at a boiling point of 150 ° C.) as a sacrificial solvent was used (a) to ( shown in c).

즉, 도 9 및 도 10의 (a)는 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도 보다 낮은 경우에 대해 제조된 다공성 구조체를 촬영하였고, 도 9 및 도 10의 (b)는 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도와 같은 경우에 대해 제조된 다공성 구조체를 촬영하였고, 도 9 및 도 10의 (c)는 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우에 대해 제조된 다공성 구조체를 촬영하였다. 도 11의 (a)를 참조하면, 도 9의 (b) 및 도 10의 (b)에서 상술된 다공성 구조체를 SEM 촬영하여 나타내고, 도 11의 (b)를 참조하면, 도 9의 (c) 및 도 10의 (c)에서 상술된 다공성 구조체를 SEM 촬영하여 나타내었다. That is, FIGS. 9 and 10 (a) photographed the porous structure prepared for the case where the boiling point of the sacrificial solvent is lower than the curing temperature of the base material, and FIGS. 9 and 10 (b) illustrate the boiling point of the sacrificial solvent. The prepared porous structure was photographed for the same case as the curing temperature of the base material, and FIGS. 9 and 10 (c) photographed the prepared porous structure for the case where the boiling point of the sacrificial solvent was higher than the curing temperature of the base material. . Referring to (a) of FIG. 11, SEM images of the porous structures described above with reference to FIGS. 9 (b) and 10 (b) are shown. Referring to FIG. 11 (b), FIG. And SEM photographs of the porous structure described above in FIG. 10 (c).

도 9 및 도 10의 (a)에서 확인할 수 있듯이, 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도 보다 낮은 경우, 희생용매의 기화가 기반 재료의 경화보다 먼저 일어남에 따라, 국부적으로 부풀어 오르는 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 9 and 10 (a), when the boiling point of the sacrificial solvent is lower than the curing temperature of the base material, as the vaporization of the sacrificial solvent occurs before the hardening of the base material, a local swelling phenomenon occurs. I could confirm that.

도 9 및 도 10의 (b)에서 확인할 수 있듯이, 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도와 같거나 차이가 크지 않은 경우, 희생용매의 기화 및 기반 재료의 경화가 실질적으로 동시에 일어남에 따라, 기반 재료가 국부적으로 부풀어 오르는 현상이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Figure 9 and Figure 10 (b), when the boiling point of the sacrificial solvent is not equal to or different from the curing temperature of the base material, as the vaporization of the sacrificial solvent and the hardening of the base material occurs at the same time, Local swelling of the base material occurred.

도 9 및 도 10의 (c)에서 확인할 수 있듯이, 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우, 희생용매의 기화가 기반 재료의 경화보다 늦게 일어남에 따라, 부풀어오르는 현상이 실질적으로 발생하지 않은 것을 확인할 수 있었다. 9 and 10 (c), when the boiling point of the sacrificial solvent is higher than the curing temperature of the base material, as the vaporization of the sacrificial solvent occurs later than the curing of the base material, a swelling phenomenon occurs substantially. I could confirm that I did not.

도 11의 (a) 및 (b)에서 확인할 수 있듯이, 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도와 같은 경우 형성된 다공성 구조체 내의 기공의 크기와 비교하여 희생용매의 끓는점이 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우 형성된 다공성 구조체 내의 기공의 크기는 더욱 작은 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from (a) and (b) of Figure 11, when the boiling point of the sacrificial solvent is the same as the curing temperature of the base material, the boiling point of the sacrificial solvent is higher than the curing temperature of the base material compared to the size of the pores in the formed porous structure When the pore size in the formed porous structure was confirmed that even smaller.

이에 따라, 도 9 내지 도 11을 통해 알 수 있듯이, 상기 실시 예에 따른 다공성 구조체의 제조 방법 중, 상기 희생용매의 끓는점에 따라 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기가 제어되는 것을 알 수 있다. 특히, 상기 희생용매의 끓는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 낮은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기는, 상기 희생용매의 끓는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기보다 큰 것을 알 수 있다. Accordingly, as can be seen through Figures 9 to 11, in the method of manufacturing a porous structure according to the embodiment, it can be seen that the size of the pores in the porous structure in accordance with the boiling point of the sacrificial solvent. In particular, the size of the pores in the porous structure formed when the boiling point of the sacrificial solvent is lower than the curing temperature of the base material, the porous structure formed when the boiling point of the sacrificial solvent is higher than the curing temperature of the base material It can be seen that the size of the pores in the larger.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment, Comprising: It should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100: 혼합 용기
110: 기반 재료
120: 희생용액
200: 혼합 용액
300: 경화 용기
400: 극초단파
500: 다공성 구조체100: mixing vessel
110: base material
120: sacrificial solution
200: mixed solution
300: curing container
400: microwave
500: porous structure

Claims (15)

기반 재료, 및 희생용매를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 혼합 단계; 및
상기 혼합 용액에 극초단파를 인가하여, 상기 희생용매의 기화에 의하여 상기 기반 재료 내에 기공(hole)이 형성됨과 함께 상기 기반 재료가 소정의 형상으로 경화되는, 극초단파 인가 단계를 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
Mixing the base material and the sacrificial solvent to prepare a mixed solution; And
Microwave is applied to the mixed solution, the pores are formed in the base material by vaporization of the sacrificial solvent and the base material is cured to a predetermined shape, the method of manufacturing a porous structure comprising a microwave application step. .
제1 항에 있어서,
상기 기반 재료는, PDMS(polydimethylsiloxane), 및 PU(polyurethane) 중 어느 하나인 것을 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
According to claim 1,
The base material is a method of manufacturing a porous structure comprising any one of polydimethylsiloxane (PDMS), and polyurethane (polyurethane).
제1 항에 있어서,
상기 희생용매는, 물, 불소, DMF(dimethylformamide), NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), 및 Acetone 중 적어도 어느 하나인 것을 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
According to claim 1,
The sacrificial solvent, water, fluorine, DMF (dimethylformamide), NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), and a method for producing a porous structure comprising at least one of Acetone.
제1 항에 있어서,
상기 혼합 단계 후 상기 극초단파 인가 단계 전, 상기 혼합 용액을 탈포(degassing)하는 탈포 단계를 더 포함하되,
상기 탈포 단계의 수행 여부에 따라 상기 다공성 구조체 내의 기공률, 및 형상이 제어되는 것을 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
According to claim 1,
After the mixing step and before the microwave application step, further comprising a degassing (degassing) of the mixed solution,
Method of producing a porous structure comprising controlling the porosity, and the shape in the porous structure according to whether or not performing the defoaming step.
제4 항에 있어서,
상기 탈포 단계 수행 후 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체 내의 기공률은, 상기 탈포 단계 없이 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체 내의 기공률보다 낮은 것을 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
And a porosity in the porous structure formed by the microwave applying step after performing the defoaming step includes a lower porosity in the porous structure formed by the microwave applying step without the degassing step.
제4 항에 있어서,
상기 탈포 단계 수행 후 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체는 필름(film) 형상을 가지고,
상기 탈포 단계 없이 상기 극초단파 인가 단계에 의하여 형성된 상기 다공성 구조체는 스펀지(sponge) 형상을 가지는, 다공성 구조체의 제조 방법.
The method of claim 4, wherein
After the defoaming step, the porous structure formed by the microwave application step has a film shape,
The porous structure formed by the microwave application step without the defoaming step has a sponge (sponge) shape, method of manufacturing a porous structure.
제1 항에 있어서,
상기 희생용매의 끓는점에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기, 및 상기 다공성 구조체의 형상이 제어되는 것을 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
According to claim 1,
According to the boiling point of the sacrificial solvent, the size of the pores in the porous structure, and the method of manufacturing a porous structure comprising controlling the shape of the porous structure.
제7 항에 있어서,
상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 낮은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기는, 상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우에 형성되는 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기보다 큰 다공성 구조체의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The size of the pores in the porous structure formed when the break point of the sacrificial solvent is lower than the curing temperature of the base material is the pore in the porous structure formed when the break point of the sacrificial solvent is higher than the curing temperature of the base material. Method for producing a porous structure larger than the size of.
제7 항에 있어서,
상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 낮은 경우에 형성되는 다공성 구조체는 스펀지 형상을 가지고,
상기 희생용매의 끊는점이 상기 기반 재료의 경화 온도 보다 높은 경우에 형성되는 다공성 구조체는 필름 형상을 가지는 다공성 구조체의 제조 방법.
The method of claim 7, wherein
The porous structure formed when the break point of the sacrificial solvent is lower than the curing temperature of the base material has a sponge shape,
The porous structure formed when the break point of the sacrificial solvent is higher than the curing temperature of the base material has a film shape.
제1 항에 있어서,
상기 혼합 단계는, 상기 혼합 용액에 첨가제를 제공하는 단계를 더 포함하되,
상기 첨가제는, 그래핀(Graphene), 니켈(Ni), 탄소나노튜브(CNT), PVDF(polyvinylidene fluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), BaTiO3, 및 TiO2 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
According to claim 1,
The mixing step further includes providing an additive to the mixed solution,
The additive may include at least one of graphene, nickel (Ni), carbon nanotubes (CNT), PVDF (polyvinylidene fluoride), PTFE (polytetrafluoroethylene), BaTiO 3, and TiO 2.
제10 항에 있어서,
상기 첨가제의 열전도도에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기, 및 상기 다공성 구조체의 형상이 제어되는 것을 포함하는 다공성 구조체의 제조 방법.
The method of claim 10,
According to the thermal conductivity of the additive, a method of manufacturing a porous structure comprising controlling the size of the pores in the porous structure, and the shape of the porous structure.
제11 항에 있어서,
상기 첨가제의 열전도도가 높아짐에 따라, 상기 다공성 구조체 내의 기공의 크기가 증가하는 다공성 구조체의 제조 방법.
The method of claim 11, wherein
As the thermal conductivity of the additive is increased, the size of the pores in the porous structure increases the method of manufacturing a porous structure.
제11 항에 있어서,
상기 첨가제의 열전도도가 높아지는 경우 상기 다공성 구조체는 스펀지(sponge) 형상을가지고,
상기 첨가제의 열전도도가 낮아지는 경우 상기 다공성 구조체는 필름(film) 형상을 가지는 다공성 구조체의 제조 방법.
The method of claim 11, wherein
When the thermal conductivity of the additive is increased, the porous structure has a sponge (sponge) shape,
When the thermal conductivity of the additive is low, the porous structure is a method of producing a porous structure having a film (film) shape.
내부에 기공이 마련되도록 랜덤 네트워크를 이루는 뼈대; 및
그래핀(Graphene), 니켈(Ni), 탄소나노튜브(CNT), PVDF(polyvinylidene fluoride), PTFE(polytetrafluoroethylene), BaTiO3, 및 TiO2 중 적어도 어느 하나로 이루어진 첨가제를 포함하는 다공성 구조체.
A skeleton forming a random network so that pores are provided therein; And
Graphene (Ni), nickel (Ni), carbon nanotubes (CNT), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), a porous structure comprising an additive consisting of at least one of TiTi2.
제14 항에 있어서,
스폰지 형상 또는 필름 형상을 가지는 다공성 구조체.
The method of claim 14,
Porous structure having a sponge or film shape.
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