KR20210042606A - Surface modified substrate and Process for producing the same - Google Patents

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KR20210042606A
KR20210042606A KR1020190125368A KR20190125368A KR20210042606A KR 20210042606 A KR20210042606 A KR 20210042606A KR 1020190125368 A KR1020190125368 A KR 1020190125368A KR 20190125368 A KR20190125368 A KR 20190125368A KR 20210042606 A KR20210042606 A KR 20210042606A
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Abstract

The present invention relates to a substrate, wherein a part or all of the surface of a substrate including hydrophilic resin particles in a hydrophobic polymer matrix is removed by external energy, and some or all of the hydrophilic resin particles are exposed to add hydrophilic surface properties, and to a manufacturing method thereof.

Description

친수성 표면 특성이 부가된 기재 및 그 제조방법 {Surface modified substrate and Process for producing the same}Substrate to which hydrophilic surface properties are added and its manufacturing method {Surface modified substrate and Process for producing the same}

본 발명은 친수성 표면 특성이 부가된 기재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate to which hydrophilic surface properties are added and a method of manufacturing the same.

PDMS 표면의 수력학적인 특성을 개질하기 위한 다양한 방법이 개발되어왔다. 그 중 대표적인 것은 오존이나 플라즈마 처리를 통한 표면의 화학적인 구조를 변화하여 접촉각을 감소하는 방법이다. 즉 PDMS 표면에 -OH 혹은 -COOH 등 친수성 특징을 갖는 기능기를 도입하여 외부의 물방울과의 친수성을 확보하도록 하였다. 또한 친수성 물질인 polyethylene glycol (PEG) 혹은 polyvinylalcohol (PVA)등을 코팅하거나 이들을 grafting하는 방법을 활용하여 PDMS 표면을 친수성으로 변화하는 방법 등이 제시되었다. 이상의 방법들은 일시적으로는 그 효과가 매우 좋으나 지속성이 떨어지고 장기간의 높은 습도 환경에서 사용할 수 없는 것으로 알려져 있다(“Durable Antifog Films from Layer-by-Layer Molecularly Blended Hydrophilic Polysaccharides” N. Nuraje, R. Asmatulu, R. E. Cohen, and M. F. Rubner Langmuir 2011, 27(2), 782-791). 또한 상기 논문에서는 이를 해결하기 위하여 키토산이나 카르복실 셀루로우즈 등과 같은 친수성 고분자 수십 층을 layer-by-layer (LBL)방법으로 유리 기판 혹은 폴리카보네이트 슬라이드 기판 위에 적층하여 친수성을 갖도록 하는 방법을 제시하였다. 한편 이러한 방법은 투명하면서 기계적 특성이 우수하며 장기간 친수성을 유지하도록 하는 방법이기는 하나 수십 층을 적층하는 복잡한 단계를 거쳐야 하므로 공정상 불리한 방법으로 평가된다. Various methods have been developed to modify the hydraulic properties of the PDMS surface. One of them is a method of reducing the contact angle by changing the chemical structure of the surface through ozone or plasma treatment. That is, a functional group having hydrophilic properties such as -OH or -COOH was introduced on the surface of the PDMS to secure hydrophilicity with external water droplets. In addition, a method of changing the PDMS surface to hydrophilicity using a method of coating or grafting polyethylene glycol (PEG) or polyvinylalcohol (PVA), which is a hydrophilic material, has been suggested. These methods are known to be very effective temporarily, but have poor persistence and cannot be used in a long-term, high-humidity environment (“Durable Antifog Films from Layer-by-Layer Molecularly Blended Hydrophilic Polysaccharides” N. Nuraje, R. Asmatulu, RE Cohen, and MF Rubner Langmuir 2011, 27(2), 782-791). In addition, in order to solve this problem, the above paper proposed a method of laminating dozens of layers of hydrophilic polymers such as chitosan or carboxyl cellulose on a glass substrate or a polycarbonate slide substrate by a layer-by-layer (LBL) method to have hydrophilicity. . On the other hand, although this method is transparent, has excellent mechanical properties, and maintains hydrophilicity for a long period of time, it is evaluated as an unfavorable method in the process because it requires a complicated step of laminating dozens of layers.

이와 같이 전술한 선행기술문헌들은 친수성의 유지시간이 짧고, 내구성이 떨어지며, 친수성으로 표면 처리하는 공정이 복잡한 문제점이 있다. As described above, the aforementioned prior art documents have problems in that the holding time of hydrophilicity is short, durability is poor, and the process of surface treatment with hydrophilicity is complicated.

이에 장기간에 걸친 친수성을 유지하면서 외부 조건에 대한 내구성이 우수하며, 매우 단순한 공정을 기반으로 하여 값싸게 친수성 표면 특성이 부가된 기재 제조방법이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a method for manufacturing a substrate with hydrophilic surface properties added at low cost based on a very simple process, while maintaining hydrophilicity over a long period of time and having excellent durability against external conditions.

“Durable Antifog Films from Layer-by-Layer Molecularly Blended Hydrophilic Polysaccharides” N. Nuraje, R. Asmatulu, R. E. Cohen, and M. F. Rubner Langmuir 2011, 27(2), 782-791“Durable Antifog Films from Layer-by-Layer Molecularly Blended Hydrophilic Polysaccharides” N. Nuraje, R. Asmatulu, R. E. Cohen, and M. F. Rubner Langmuir 2011, 27(2), 782-791

본 발명은 전술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 단순한 공정으로 친수성화 하는 방법 및 상기 친수성이 장기간 유지될 수 있는 매우 값싼 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the problems of the above-described background technology, and an object thereof is to provide a method of making hydrophilicity through a simple process and a very inexpensive method capable of maintaining the hydrophilicity for a long time.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 소수성 고분자 매트릭스에 친수성 수지 입자가 포함된 기재의 표면의 일부 또는 전체가 외부 에너지에 의하여 제거되어, 상기 친수성 수지 입자의 일부 또는 전체가 노출되어 친수성 표면 특성이 부가되는 기재를 특징으로 한다.One aspect of the present invention for achieving the above object is that a part or all of the surface of the substrate including the hydrophilic resin particles in the hydrophobic polymer matrix is removed by external energy, so that some or all of the hydrophilic resin particles are exposed. It features a substrate to which surface properties are added.

본 발명의 일 양태로서, 상기 외부 에너지는 플라즈마, 이온빔, 화학적 에칭, 샌딩, 레이저 빔 등에서 1종 이상인 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the external energy may be one or more types of plasma, ion beam, chemical etching, sanding, laser beam, and the like.

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재는 500 ~ 700 nm 가시광 영역에서 광투과도가 50 % 이상 인 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the substrate may have a light transmittance of 50% or more in a visible light region of 500 to 700 nm.

본 발명의 일 양태로서, 상기 친수성 수지 입자는 상기 소수성 고분자 수지 매트릭스에 0.1 내지 1중량%의 농도로 포함되는 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the hydrophilic resin particles may be contained in the hydrophobic polymer resin matrix at a concentration of 0.1 to 1% by weight.

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재는 하기 식 1에 따른 수접촉각 변화율이 35° 이상인 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the substrate may have a water contact angle change rate of 35° or more according to Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

△WA1 = (WAbase - WA25)/ WAbase × 100△WA1 = (WA base -WA 25 )/ WA base × 100

(상기 WA200는 플라즈마 처리 후 25시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WAbase 은 플라즈마 처리 전 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(The WA 200 is the water contact angle of the substrate measured 25 hours after plasma treatment, the WA base is the water contact angle of the substrate before plasma treatment, and the unit is °.)

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재는 하기 식 2에 따른 수접촉각 변화 값이 30°이하인 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the substrate may have a water contact angle change value of 30° or less according to Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

△WA2 = WA300 - WA0 △WA2 = WA 300 -WA 0

(상기 WA300는 플라즈마 처리 후 300시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WA0은 플라즈마 처리 직후에 측정된 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(Wa 300 is the water contact angle of the substrate measured 300 hours after plasma treatment, WA 0 is the water contact angle of the substrate measured immediately after plasma treatment, and the unit is °.)

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재 내의 친수성 수지 입자는 전체적으로 균일한 농도로 형성되는 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the hydrophilic resin particles in the substrate may be formed in a uniform concentration as a whole.

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재 내의 친수성 수지 입자의 농도는 상기 기재의 표면에서 내부 방향으로 감소하는 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the concentration of the hydrophilic resin particles in the substrate may be decreased from the surface of the substrate in an inward direction.

본 발명의 또 다른 양태는 소수성 고분자 매트릭스에 친수성 수지 입자가 혼합된 표면을 포함하는 기재를 준비하는 제1 단계; 상기 기재 표면의 일부 또는 기재 표면의 전체에 외부 에너지를 가하는 제2 단계; 및 상기 외부 에너지에 의하여 기재 표면의 일부 또는 기재 표면의 전체가 제거되어 친수성 수지 입자의 일부가 상기 소수성 고분자 매트릭스 표면으로 노출되는 제3 단계; 를 포함하는 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법을 특징으로 한다.Another aspect of the present invention is a first step of preparing a substrate including a surface in which hydrophilic resin particles are mixed with a hydrophobic polymer matrix; A second step of applying external energy to a part of the surface of the substrate or the entire surface of the substrate; And a third step in which a part of the surface of the substrate or the entire surface of the substrate is removed by the external energy so that a part of the hydrophilic resin particles is exposed to the surface of the hydrophobic polymer matrix. It features a method of manufacturing a substrate to which hydrophilic surface properties are added, including.

본 발명의 일 양태로서, 상기 외부 에너지는 플라즈마, 이온빔, 화학적 에칭, 샌딩, 레이저 빔 등에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the external energy may be one or more selected from plasma, ion beam, chemical etching, sanding, laser beam, and the like.

본 발명의 일 양태로서, 상기 플라즈마는 5 W 내지 1000 W의 세기로 0.1 내지 10초간 수행하는 것일 수 있다. As an aspect of the present invention, the plasma may be performed for 0.1 to 10 seconds at an intensity of 5 W to 1000 W.

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재는 소수성 고분자 매트릭스 단일 수지로 형성되거나 또는 2종 이상의 소수성 고분자 매트릭스로 형성되는 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, the substrate may be formed of a single hydrophobic polymer matrix resin or may be formed of two or more types of hydrophobic polymer matrices.

본 발명의 일 양태로서, 상기 제1 단계에 있어서 기재의 표면은 패턴이 형성된 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, in the first step, a pattern may be formed on the surface of the substrate.

본 발명의 일 양태로서, 상기 제2 단계에 있어서 마스크를 이용하여 기재 상에 친수화 패터닝이 형성된 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, in the second step, hydrophilic patterning may be formed on a substrate using a mask.

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재 표면의 일부 또는 전체는 상기 친수성 수지 입자가 기재 내부에 전체적으로 균일한 농도로 형성되는 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, a part or all of the surface of the substrate may be that the hydrophilic resin particles are formed in a uniform concentration as a whole inside the substrate.

본 발명의 일 양태로서, 상기 기재의 일부 또는 전체는 상기 친수성 수지 입자의 농도가 상기 기재의 표면에서 내부 방향으로 감소하는 것일 수 있다.As an aspect of the present invention, in some or all of the substrate, the concentration of the hydrophilic resin particles may decrease in an inward direction from the surface of the substrate.

본 발명은 경제적이며 단순한 공정으로 친수화 처리할 수 있고, 상기 친수성의 장기적인 안정성 및 내구성이 우수한 효과가 있다.The present invention can be treated for hydrophilicization in an economical and simple process, and the long-term stability and durability of the hydrophilic property are excellent.

도 1은 본 발명의 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조 모식도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 양태인 폴리디메틸실록산에 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 기재(이하, PDMS/PEG 기재라함)를 플라즈마 처리 전과 후의 수접촉각 및 순수한 폴리디메틸실록산 기재(이하, pure PDMS 기재라함)의 수접촉각을 측정한 것을 도시한 것이다.
도 2(a)는 플라즈마 처리한 PDMS/PEG 기재의 수접촉각을 나타낸 것이고, 도 2(b)는 플라즈마 처리하지 않은 PDMS/PEG 기재의 수접촉각을 나타낸 것이고, 도 2(c)는 pure PDMS의 수접촉각을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 양태인 폴리디메틸실록산에 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 기재(PDMS/PEG 기재)의 플라즈마 처리 전과 후의 표면 거칠기 값 및 순수한 폴리디메틸실록산 기재(pure PDMS 기재)의 표면 거칠기를 나타낸 것이다.
도 3(a)는 플라즈마 처리한 PDMS/PEG 기재의 표면 거칠기를 나타낸 것이고, 도 3(b)는 플라즈마 처리하지 않은 PDMS/PEG 기재의 표면 거칠기를 나타낸 것이고, 도 3(c)는 pure PDMS의 표면 거칠기를 나타낸 것이다.
도 4은 본 발명의 일 양태인 폴리디메틸실록산 내에 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 기재의 두께 및 폴리에틸렌글리콜의 농도에 따른 광학 투명도를 도시한 것이다.
도 5은 본 발명의 일 양태인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 단면도이다.
도 5(a)는 기재(100) 내의 친수성 수지 입자(120)의 농도가 전체적으로 균일한 것을 나타내고, 도 5(a)는 기재(100)의 표면 상에 친수성 수지 입자(120)가 분포하는 것을 나타내고, 도 5(c)는 기재(100)의 표면에서 내부 방향으로 친수성 수지 입자(120)의 농도가 감소하는 형태를 도시한 것이다.
도 6는 본 발명의 일 양태인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 패턴화 제조 방법의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일 양태인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 패턴화 제조 방법의 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일 양태인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 플라즈마 처리 후의 친수화 영역의 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일 양태인 플라즈마 처리 후의 친수성 표면 특성이 부가된 기재에 형성한 친수화 패턴의 예시도이다.
1 shows a schematic diagram of manufacturing a substrate to which the hydrophilic surface property of the present invention is added.
Figure 2 is a water contact angle and a pure polydimethylsiloxane substrate (hereinafter referred to as pure PDMS substrate) before and after plasma treatment of a substrate (hereinafter referred to as a PDMS/PEG substrate) containing polyethylene glycol in a polydimethylsiloxane according to an embodiment of the present invention. It shows the measurement of the water contact angle.
2(a) shows the water contact angle of the PDMS/PEG substrate treated with plasma, FIG. 2(b) shows the water contact angle of the PDMS/PEG substrate without plasma treatment, and FIG. 2(c) shows the pure PDMS. It shows the water contact angle.
3 shows the surface roughness values before and after plasma treatment of a substrate (PDMS/PEG substrate) containing polyethylene glycol in polydimethylsiloxane, which is an aspect of the present invention, and the surface roughness of a pure polydimethylsiloxane substrate (pure PDMS substrate). .
3(a) shows the surface roughness of the PDMS/PEG substrate treated with plasma, FIG. 3(b) shows the surface roughness of the PDMS/PEG substrate without plasma treatment, and FIG. 3(c) It shows the surface roughness.
Figure 4 shows the optical transparency according to the concentration of the polyethylene glycol and the thickness of the substrate containing polyethylene glycol in the polydimethylsiloxane according to an aspect of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a substrate to which hydrophilic surface properties are added, which is an aspect of the present invention.
5(a) shows that the concentration of the hydrophilic resin particles 120 in the substrate 100 is uniform as a whole, and FIG. 5(a) shows that the hydrophilic resin particles 120 are distributed on the surface of the substrate 100. 5(c) shows a form in which the concentration of the hydrophilic resin particles 120 decreases from the surface of the substrate 100 to the inner direction.
6 is a schematic diagram of a method for manufacturing a patterned substrate to which hydrophilic surface properties are added, which is an aspect of the present invention.
7 is a schematic diagram of a method for manufacturing a patterned substrate to which hydrophilic surface properties are added, which is an aspect of the present invention.
8 is an enlarged view of a hydrophilic region after plasma treatment of a substrate to which a hydrophilic surface property is added, which is an aspect of the present invention.
9 is an exemplary view of a hydrophilic pattern formed on a substrate to which hydrophilic surface properties have been added after plasma treatment, which is an aspect of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples or examples including the accompanying drawings. However, the following specific examples or examples are only one reference for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.

또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. In addition, unless otherwise defined, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The terms used in the description in the present invention are merely for effectively describing specific embodiments and are not intended to limit the present invention.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. In addition, the singular form used in the specification and the appended claims may be intended to include the plural form unless otherwise indicated in the context.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 발명에서는 장기간의 친수성을 유지할 수 있는 친수성 표면 특성이 부가된 기재를 단순하면서 저렴한 공정으로 제조할 수 있다.In the present invention, a substrate with hydrophilic surface properties capable of maintaining hydrophilicity for a long period of time can be manufactured by a simple and inexpensive process.

본 발명은 소수성 고분자 매트릭스에 친수성 수지 입자가 포함된 기재의 표면의 일부 또는 전체가 외부 에너지에 의하여 제거되어, 상기 친수성 수지 입자의 일부 또는 전체가 노출되어 친수성 표면 특성이 부가되는 기재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a substrate in which a part or all of the surface of a substrate containing hydrophilic resin particles in a hydrophobic polymer matrix is removed by external energy, and a part or all of the hydrophilic resin particles are exposed to add hydrophilic surface properties, and a method for manufacturing the same It is about.

본 발명의 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 소수성 고분자 매트릭스에 친수성 수지 입자가 혼합된 표면을 포함하는 기재를 준비하는 제1 단계; 상기 기재 표면의 일부 또는 기재 표면의 전체에 외부 에너지를 가하는 제2 단계; 및 상기 외부 에너지에 의하여 기재 표면의 일부 또는 기재 표면의 전체가 제거되어 친수성 수지 입자의 일부가 상기 소수성 고분자 매트릭스 표면으로 노출되는 제3 단계; 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.The substrate to which the hydrophilic surface property of the present invention is added includes a first step of preparing a substrate including a surface in which hydrophilic resin particles are mixed with a hydrophobic polymer matrix; A second step of applying external energy to a part of the surface of the substrate or the entire surface of the substrate; And a third step in which a part of the surface of the substrate or the entire surface of the substrate is removed by the external energy so that a part of the hydrophilic resin particles is exposed to the surface of the hydrophobic polymer matrix. It can be manufactured by a manufacturing method including.

상기 친수성 수지 입자 및 상기 소수성 고분자 매트릭스는 상대적인 개념의 물성으로, 상기 소수성 매트릭스보다 상기 친수성 수지 입자가 덜 소수성이거나, 상기 소수성 매트릭스보다 상기 친수성 수지 입자가 더 친수성인 것을 의미한다.The hydrophilic resin particles and the hydrophobic polymer matrix are physical properties of a relative concept, meaning that the hydrophilic resin particles are less hydrophobic than the hydrophobic matrix, or the hydrophilic resin particles are more hydrophilic than the hydrophobic matrix.

상기 기재는 소수성 고분자 매트릭스 단일 수지로 형성되거나 또는 2종 이상의 소수성 고분자 매트릭스로 형성되는 것을 포함할 수 있다. 도 7에서 상기 기재는 친수성 수지 입자를 포함하는 소수성 매트릭스와 상이한 제2의 수지를 포함하는 기재가 도시되어 있고, 상기 2종 이상의 수지로 형성되는 기재는 이에 제한되는 것은 아니다.The substrate may include a hydrophobic polymer matrix formed of a single resin or formed of two or more types of hydrophobic polymer matrices. In FIG. 7, the substrate includes a second resin different from the hydrophobic matrix including the hydrophilic resin particles, and the substrate formed of the two or more resins is not limited thereto.

상기 소수성 고분자 매트릭스는 상기 친수성 수지 입자 보다 상대적으로 소수성인 모든 고분자 매트릭스를 포함할 수 있다. 구체적으로 실리콘 기반 고분자, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 불소 수지 및 폴리카보네이트 수지 등을 포함할 수 있고, 목적에 따라 다양한 수지를 사용할 수 있다. 상기 실리콘 기반 고분자로는 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리하이드록시메틸실록산(PHMS)을 예로 들 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.The hydrophobic polymer matrix may include all polymer matrices that are relatively hydrophobic than the hydrophilic resin particles. Specifically, it may include a silicone-based polymer, a urethane resin, an epoxy resin, a fluorine resin, and a polycarbonate resin, and various resins may be used depending on the purpose. Examples of the silicone-based polymer include polydimethylsiloxane (PDMS) and polyhydroxymethylsiloxane (PHMS), but are not limited thereto.

상기 친수성 수지 입자는 상기 소수성 고분자 매트릭스에 비하여 친수성인 수지라면 제한되지 않으나, 구체적으로 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol, PVA) 등을 포함할 수 있다.The hydrophilic resin particles are not limited as long as the resin is hydrophilic compared to the hydrophobic polymer matrix, but may specifically include polyethylene glycol (PEG), polyvinylalcohol (PVA), and the like.

상기 친수성 표면 특성이 부가된 기재에서 친수성 수지 입자는 상기 소수성 고분자 매트릭스에 0.1 내지 2중량%의 농도로 포함되는 것일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 1중량%의 농도로 포함되는 것일 수 있다. 상기 농도 범위에서 소수성 고분자 매트릭스의 투명도 및 상기 친수성 표면 특성이 부가된 기재 전체의 투명도에 영향을 끼치지 않고 친수성을 구현할 수 있어 바람직하다.In the substrate to which the hydrophilic surface property is added, the hydrophilic resin particles may be included in the hydrophobic polymer matrix at a concentration of 0.1 to 2% by weight, and preferably may be included at a concentration of 0.1 to 1% by weight. In the above concentration range, it is preferable to realize hydrophilicity without affecting the transparency of the hydrophobic polymer matrix and the transparency of the entire substrate to which the hydrophilic surface properties are added.

상기 기재는 상기 소수성 고분자 매트릭스, 친수성 수지 입자 및 개시제를 포함하여 제조될 수 있다. 상기 개시제는 상기 소수성 고분자 매트릭스를 경화시키기 위한 목적으로 첨가되고, 사용하는 소수성 고분자 매트릭스를 경화시킬 수 있는 것이면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 상기 기재로 PDMS를 사용할 경우, 경화제는 구체적으로 Dow-corning 사의 Sylgard 184B를 사용할 수 있다.The substrate may be prepared including the hydrophobic polymer matrix, hydrophilic resin particles, and initiator. The initiator is added for the purpose of curing the hydrophobic polymer matrix, and may be used without limitation as long as it is capable of curing the hydrophobic polymer matrix to be used. When using PDMS as the substrate, the curing agent may specifically use Sylgard 184B manufactured by Dow-corning.

상기 개시제는 소수성 고분자 매트릭스와 친수성 수지 입자의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 60 중량%으로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 30 중량%으로 포함될 수 있다.The initiator may be included in an amount of 0.1 to 60% by weight, preferably 1 to 30% by weight, based on the total weight of the hydrophobic polymer matrix and the hydrophilic resin particles.

상기 기재 내의 친수성 수지 입자는 전체적으로 균일한 농도로 형성되는 것일 수 있다.The hydrophilic resin particles in the substrate may be formed in a uniform concentration as a whole.

상기 기재 내의 친수성 수지 입자의 농도는 상기 기재의 표면에서 내부 방향으로 감소하는 것일 수 있다.The concentration of the hydrophilic resin particles in the substrate may decrease from the surface of the substrate in an inward direction.

상기 친수성 수지 입자를 포함하는 상기 기재는 친수성 수지 입자가 표면에 분포해 있고, 상기 기재 표면 상의 친수성 수지 입자는 상기 소수성 고분자 매트릭스에 의해 표면이 매우 얇게 덮여있을 수 있다.The substrate including the hydrophilic resin particles may have hydrophilic resin particles distributed on the surface thereof, and the hydrophilic resin particles on the surface of the substrate may have a very thin surface covered by the hydrophobic polymer matrix.

상기 친수성 수지 입자의 표면 상에 얇게 형성된 소수성 고분자 매트릭스는 상기 외부 에너지에 의하여 제거됨으로써, 상기 친수성 수지 입자가 외부로 노출되도록 하여 친수성이 발현될 수 있다.The hydrophobic polymer matrix formed thinly on the surface of the hydrophilic resin particles is removed by the external energy, so that the hydrophilic resin particles are exposed to the outside, thereby expressing hydrophilicity.

상기 외부 에너지는 상기 소수성 고분자 매트릭스를 제거할 수 있는 것이면 제한되지 않고 사용할 수 있고, 구체적으로 플라즈마, 이온빔, 화학적 에칭, 샌딩, 레이저 빔 등에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 플라즈마, 이온빔 등을 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 플라즈마를 포함할 수 있다.The external energy may be used without limitation as long as it can remove the hydrophobic polymer matrix, and specifically may include at least one selected from plasma, ion beam, chemical etching, sanding, laser beam, and the like. Preferably, it may include a plasma, an ion beam, and the like, and more preferably, a plasma.

상기 외부 에너지는 상기 친수성 수지 입자 표면에 형성된 상기 소수성 고분자 매트릭스만을 제거할 수도 있고, 상기 소수성 고분자 매트릭스의 일부 및 상기 친수성 수지 입자의 일부를 함께 제거할 수 도 있다. 상기 외부 에너지를 부여하는 방법, 시간, 세기 등은 상기 친수성 수지 입자가 상기 소수성 고분자 매트릭스의 표면 상에 노출되도록 하여, 친수성을 발현하도록 구현하는 것이면 제한 없이 조절하여 사용할 수 있다.The external energy may remove only the hydrophobic polymer matrix formed on the surface of the hydrophilic resin particles, or may remove a part of the hydrophobic polymer matrix and a part of the hydrophilic resin particles together. The method, time, intensity, etc. of imparting the external energy may be controlled without limitation as long as the hydrophilic resin particles are exposed on the surface of the hydrophobic polymer matrix to express hydrophilicity.

상기 외부 에너지는 바람직하게는 플라즈마를 이용할 수 있고, 상기 플라즈마의 세기는 기재로 사용되는 소수성 고분자 매트릭스의 종류에 따라 조절하여 사용할 수 있고 구체적으로 상기 기재를 PDMS를 사용할 경우 5 W 내지 1000 W의 세기로 할 수 있다. 상기 플라즈마는 0.1 내지 60초간 수행할 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 40초간 수행하는 것일 수 있다.The external energy may preferably use plasma, and the intensity of the plasma may be adjusted and used according to the type of the hydrophobic polymer matrix used as the base material. Specifically, the intensity of 5 W to 1000 W when the base material is PDMS It can be done with. The plasma may be performed for 0.1 to 60 seconds, preferably 0.1 to 40 seconds.

상기 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 친수성 특성, 친수성의 장기간 유지성, 광학적인 투명도 등에서 우수한 효과를 구현할 수 있다.The substrate to which the hydrophilic surface property is added may implement excellent effects in hydrophilic properties, long-term retention of hydrophilicity, and optical transparency.

상기 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 500 ~ 700 nm 가시광 영역에서 광투과도가 50 % 이상인 것일 수 있다. The substrate to which the hydrophilic surface property is added may have a light transmittance of 50% or more in a visible light region of 500 to 700 nm.

상기 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 수접촉각이 90°이하일 수 있고, 바람직하게는 70°이하, 보다 바람직하게는 50° 이하, 보다 더 바람직하게는 35° 이하일 수 있다.The substrate to which the hydrophilic surface property is added may have a water contact angle of 90° or less, preferably 70° or less, more preferably 50° or less, and even more preferably 35° or less.

본 발명의 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 우수한 친수성을 구현하고, 상기 친수성이 장기간 유지될 수 있고, 하기 식1 및 식2를 만족하는 친수성 효과를 구현한다. The substrate to which the hydrophilic surface property of the present invention is added implements excellent hydrophilicity, can maintain the hydrophilicity for a long time, and implements a hydrophilic effect that satisfies the following Equations 1 and 2.

상기 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 하기 식 1에 따른 수접촉각 35°이상일 수 있다.The substrate to which the hydrophilic surface property is added may have a water contact angle of 35° or more according to Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

△WA1 = (WAbase - WA25)/ WAbase × 100△WA1 = (WA base- WA 25 )/ WA base × 100

(상기 WA200는 플라즈마 처리 후 25시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WAbase 은 플라즈마 처리 전 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(The WA 200 is the water contact angle of the substrate measured 25 hours after plasma treatment, the WA base is the water contact angle of the substrate before plasma treatment, and the unit is °.)

상기 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 하기 식 2에 따른 수접촉각 변화 값이 30°이하일 수 있다.The substrate to which the hydrophilic surface property is added may have a water contact angle change value of 30° or less according to Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

△WA2 = WA300 - WA0 △WA2 = WA 300 -WA 0

(상기 WA300는 플라즈마 처리 후 300시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WA0은 플라즈마 처리 직후에 측정된 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(Wa 300 is the water contact angle of the substrate measured 300 hours after plasma treatment, WA 0 is the water contact angle of the substrate measured immediately after plasma treatment, and the unit is °.)

본 발명의 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 다양한 방법에 의하여 패터닝을 구현할 수도 있다. The substrate to which the hydrophilic surface property of the present invention is added may implement patterning by various methods.

상기 제1 단계에 있어서 상기 기재가 패턴이 형성됨으로써, 이후, 외부 에너지에 의해 상기 패턴과 동일하게 친수화 패터닝을 구현할 수 있다. In the first step, since the substrate is patterned, it is possible to implement hydrophilic patterning in the same manner as the pattern by external energy.

또 다른 방법으로 상기 제2 단계에 있어서 마스크를 이용하여 상기 기재 상에 친수화 패터닝을 구현할 수 도 있다. Alternatively, in the second step, hydrophilic patterning may be implemented on the substrate by using a mask.

상기 제1 단계에서 기재의 일부 또는 전체는 상기 소수성 고분자 매트릭스 내의 친수성 수지 입자가 상기 소수성 고분자 매트릭스 내부 전체적으로 균일한 농도로 형성되는 것일 수 있다. 또한 상기 기재의 일부 또는 전체는 상기 소수성 고분자 매트릭스 내의 친수성 수지 입자가 상기 소수성 고분자 매트릭스 표면에서 내부 방향으로 농도가 감소하는 것일 수 있다.In the first step, a part or all of the substrate may be formed in which the hydrophilic resin particles in the hydrophobic polymer matrix are formed at a uniform concentration throughout the inside of the hydrophobic polymer matrix. In addition, a part or all of the substrate may be that the concentration of the hydrophilic resin particles in the hydrophobic polymer matrix decreases from the surface of the hydrophobic polymer matrix in the inner direction.

상기 소수성 고분자 매트릭스 내의 친수성 수지 입자의 농도 분포를 조절함으로써 친수화 정도 및 투명성을 조절할 수 있다.The degree of hydrophilization and transparency can be controlled by controlling the concentration distribution of the hydrophilic resin particles in the hydrophobic polymer matrix.

상기 소수성 고분자 매트릭스 내의 친수성 수지 입자는 상기 소수성 고분자 매트릭스의 물성을 저하하지 않는 범위로 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 중량%로 포함될 수 있고, 상기 범위에서 소수성 고분자 매트릭스의 광학 투명성이 유지될 수 있어 바람직하다.The hydrophilic resin particles in the hydrophobic polymer matrix may be included in a range that does not deteriorate the physical properties of the hydrophobic polymer matrix, and preferably may be included in an amount of 0.1 to 1.0% by weight, and the optical transparency of the hydrophobic polymer matrix is maintained within the range. It can be desirable.

이하 본 발명의 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, specific technical details of the present invention will be described in more detail based on the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조 모식도이다. 상기 도 1에서와 같이 소수성 고분자 프리폴리머와 친수성 수지를 교반하여 친수성 수지가 소수성 고분자 프리폴리머에 충분하게 분산이 이루어진 혼합물을 제조할 수 있다. 상기 혼합물에 가교를 위하여 개시제를 추가할 수 있다. 상기 소수성 고분자 매트릭스는 실리콘 기반 고분자, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 불소 수지 및 폴리카보네이트 수지 등을 포함할 수 있고, 목적에 따라 다양한 수지를 사용할 수 있다. 상기 실리콘 기반 고분자로는 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리하이드록시메틸실록산(PHMS)을 예로 들 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.1 is a schematic diagram of manufacturing a substrate to which hydrophilic surface properties of the present invention are added. As shown in FIG. 1, by stirring the hydrophobic polymer prepolymer and the hydrophilic resin, a mixture in which the hydrophilic resin is sufficiently dispersed in the hydrophobic polymer prepolymer may be prepared. An initiator may be added to the mixture for crosslinking. The hydrophobic polymer matrix may include a silicone-based polymer, a urethane resin, an epoxy resin, a fluorine resin, and a polycarbonate resin, and various resins may be used depending on the purpose. Examples of the silicone-based polymer include polydimethylsiloxane (PDMS) and polyhydroxymethylsiloxane (PHMS), but are not limited thereto.

상기 소수성 고분자 매트릭스는 프리폴리머 형태로 제조에 이용될 수 있다. 상기 친수성 수지는 구체적으로는 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG), 폴리비닐알코올(polyvinylalcohol, PVA) 등을 포함할 수 있다. 상기 친수성 수지는 상기 소수성 고분자 매트릭스 내에서 응집된 형태로 친수성 수지 입자로 표현될 수 있다.The hydrophobic polymer matrix may be used for preparation in the form of a prepolymer. Specifically, the hydrophilic resin may include polyethylene glycol (PEG), polyvinylalcohol (PVA), and the like. The hydrophilic resin may be expressed as hydrophilic resin particles in an aggregated form in the hydrophobic polymer matrix.

상기 개시제는 상기 소수성 고분자 매트릭스를 경화시킬 수 있는 것이면 제한되지 않고 사용될 수 있고, 열개시제, 광개시제 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로 기재를 구성하는 소수성 고분자 매트릭스가 PDMS인 경우 개시제는 Sylgard 184B을 사용할 수 있다. 상기 개시제는 소수성 고분자 매트릭스와 친수성 수지 입자의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 60 중량%으로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 30 중량%으로 포함될 수 있다. The initiator may be used without limitation as long as it is capable of curing the hydrophobic polymer matrix, and a thermal initiator, a photoinitiator, and the like may be used without limitation. Specifically, when the hydrophobic polymer matrix constituting the substrate is PDMS, Sylgard 184B may be used as the initiator. The initiator may be included in an amount of 0.1 to 60% by weight, preferably 1 to 30% by weight, based on the total weight of the hydrophobic polymer matrix and the hydrophilic resin particles.

상기 혼합물은 몰드에 부어 가열함으로써 경화시켜 기재를 제조할 수 있다. 상기 기재는 소수성 고분자 매트릭스가 친수성 수지 입자가 서로 혼화성이 아니기 때문에 소수성 고분자 매트릭스가 친수성 수지 입자의 표면에 덮여있는 형태로 제조된다. 이 때, PDMS를 기재로 사용할 경우 수접촉각은 110° 내지 120°의 소수성을 가질 수 있다. The mixture may be poured into a mold and cured by heating to prepare a substrate. The substrate is prepared in such a manner that the hydrophobic polymer matrix is covered on the surface of the hydrophilic resin particles because the hydrophilic polymer matrix is not compatible with each other. In this case, when PDMS is used as a substrate, the water contact angle may have a hydrophobicity of 110° to 120°.

상기 소수성 고분자 매트릭스 내의 친수성 수지 입자는 친수성 수지가 응집된 형태를 의미할 수 있다.The hydrophilic resin particles in the hydrophobic polymer matrix may mean a form in which the hydrophilic resin is aggregated.

상기 소수성 고분자 매트릭스 내에 친수성 수지 입자를 포함하는 기재를 플라즈마 처리를 할 경우, 상기 친수성 수지 입자 표면에 얇게 덮인 소수성 고분자 매트릭스가 제거되고, 상기 친수성 수지 입자가 기재 표면에 노출된다. 따라서 플라즈마 처리 후의 기재는 친수성을 발현하게 되고, 이 때, 수접촉각이 90°이하일 수 있고, 바람직하게는 70°이하, 보다 바람직하게는 50° 이하, 보다 더 바람직하게는 35°이하일 수 있다.When plasma treatment of a substrate including hydrophilic resin particles in the hydrophobic polymer matrix, the hydrophobic polymer matrix thinly covered with the hydrophilic resin particles is removed, and the hydrophilic resin particles are exposed on the substrate surface. Accordingly, the substrate after plasma treatment exhibits hydrophilicity, and in this case, the water contact angle may be 90° or less, preferably 70° or less, more preferably 50° or less, and even more preferably 35° or less.

도 2는 폴리디메틸실록산에 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 기재(PDMS/PEG 기재)를 플라즈마 처리 전과 후의 수접촉각을 측정한 것을 도시한 것으로, 도 2(a)에서 도시된 바와 같이 에서 상기 PDMS/PEG 기재에 플라즈마 처리 후의 접촉각은 10°이하의 친수성을 갖고, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 PDMS/PEG 기재에 플라즈마 처리전의 접촉각은 114°로 소수성을 갖고, 도 2(c)에 도시된 바와 같이 순수한 폴리디메틸실록산(이하, pure PDMS라 함)의 접촉각으로 플라즈마 처리전과 동일하게 114°를 갖는 점을 알 수 있다.Figure 2 shows the measurement of the water contact angle before and after plasma treatment of a substrate (PDMS/PEG substrate) containing polyethylene glycol in polydimethylsiloxane, as shown in FIG. 2(a), in the PDMS/PEG substrate The contact angle after plasma treatment has a hydrophilicity of 10° or less, and the contact angle of the PDMS/PEG substrate before plasma treatment is 114°, as shown in FIG. 2(b), and has hydrophobicity, as shown in FIG. 2(c). Likewise, it can be seen that the contact angle of pure polydimethylsiloxane (hereinafter referred to as pure PDMS) has 114° the same as before plasma treatment.

상기 PDMS/PEG 기재의 플라즈마 처리 전과 후의 친수화 정도는 하기 식 1에 따른 수접촉각 변화율이 35°이상으로 만족할 수 있다.The degree of hydrophilization of the PDMS/PEG substrate before and after plasma treatment may be satisfied as a water contact angle change rate of 35° or more according to Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

△WA1 = (WAbase - WA25)/ WAbase × 100△WA1 = (WA base- WA 25 )/ WA base × 100

(상기 WA25는 플라즈마 처리 후 25시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WAbase 은 플라즈마 처리 전 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(The WA 25 is the water contact angle of the substrate measured 25 hours after plasma treatment, the WA base is the water contact angle of the substrate before plasma treatment, and the unit is °.)

또한 상기 플라즈마 처리 후의 친수화 유지 정도는 하기 식 2에 따른 수접촉각 변화 값이 30°이하로 만족할 수 있다.In addition, the degree of maintaining hydrophilicity after the plasma treatment may be satisfied as a water contact angle change value of 30° or less according to Equation 2 below.

[식 2][Equation 2]

△WA2 = WA300 - WA0 △WA2 = WA 300 -WA 0

(상기 WA300는 플라즈마 처리 후 300시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WA0은 플라즈마 처리 직후에 측정된 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(Wa 300 is the water contact angle of the substrate measured 300 hours after plasma treatment, WA 0 is the water contact angle of the substrate measured immediately after plasma treatment, and the unit is °.)

상기 기재는 플라즈마 처리 전과 후에 표면의 조도가 변화될 수 있다.The surface roughness of the substrate may be changed before and after plasma treatment.

도 3은 폴리디메틸실록산에 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 기재(PDMS/PEG 기재)의 플라즈마 처리 전과 후의 표면 거칠기 값을 도시한 것이다. 상기 표면 거칠기는 optical profiler을 (ContourGT, Bruker, Germany) 이용하여 관찰한 것이다. 3 shows the surface roughness values before and after plasma treatment of a substrate (PDMS/PEG substrate) containing polyethylene glycol in polydimethylsiloxane. The surface roughness was observed using an optical profiler (ContourGT, Bruker, Germany).

도 3(a)는 플라즈마 처리한 PDMS/PEG 기재의 표면 거칠기를 나타낸 것이고, 도 3(b)는 플라즈마 처리하지 않은 PDMS/PEG 기재의 수접촉각을 나타낸 것이고, 도 3(c)는 pure PDMS의 수접촉각을 나타낸 것이다.3(a) shows the surface roughness of the plasma-treated PDMS/PEG substrate, FIG. 3(b) shows the water contact angle of the non-plasma-treated PDMS/PEG substrate, and FIG. 3(c) shows the pure PDMS. It shows the water contact angle.

도 3에서 도 3(a)는 플라즈마 처리 후의 표면 거칠기(Roughness, Ra)로 36.3㎚의 값을 갖고, 도 3(b)는 플라즈마 처리 전의 기재의 표면 거칠기로 28.3㎚의 값을 갖고, 도 3(c)은 순수한 폴리디메틸실록산의 표면 거칠기는 23.1㎚이다. 플라즈마 처리 전의 기재의 표면 거칠기를 통하여, 폴리디메틸실록산에 폴리에틸렌글리콜의 첨가에 의한 표면 거칠기가 약간 증가하는 것을 알 수 있고, 플라즈마 처리 후의 표면 거칠기는 매우 증가하는 점을 알 수 있다. 상기 표면 거칠기는 순수한 폴리디메틸실록산에서는 관찰되지 않았던 지름이 1 ~ 2㎛, 높이가 수 백 ㎚의 돌기들이 플라즈마 처리에 의하여 형성됨으로써, 증가하는 것일 수 있다. 또한, 플라즈마 처리에 의하여 응집되어 있는 폴리에틸렌글리콜 표면 상의 폴리디메틸실록산이 제거됨으로 인하여, 상기 폴리에틸렌글리콜이 외부로 돌출되어 물방울과 직접 접촉함으로써 친수성의 특성을 갖는 표면으로 전환되는 것일 수 있다. In FIG. 3, FIG. 3(a) shows a value of 36.3 nm as a surface roughness (Ra) after plasma treatment, and FIG. 3(b) shows a value of 28.3 nm as a surface roughness of the substrate before plasma treatment, and FIG. 3 (c) The surface roughness of pure polydimethylsiloxane is 23.1 nm. Through the surface roughness of the substrate before plasma treatment, it can be seen that the surface roughness slightly increases due to the addition of polyethylene glycol to the polydimethylsiloxane, and the surface roughness after the plasma treatment is very increased. The surface roughness may increase as protrusions having a diameter of 1 to 2 μm and a height of several hundred nm, which were not observed in pure polydimethylsiloxane, are formed by plasma treatment. In addition, since the polydimethylsiloxane on the surface of the polyethylene glycol aggregated by the plasma treatment is removed, the polyethylene glycol protrudes to the outside and directly contacts the water droplets, thereby converting the surface to a surface having hydrophilic properties.

도 4는 폴리디메틸실록산 내에 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 기재(PDMS/PEG 기재)의 두께 및 폴리에틸렌글리콜의 농도에 따른 광학 투명도를 도시한 것이다.FIG. 4 shows optical transparency according to the thickness of a substrate (PDMS/PEG substrate) containing polyethylene glycol in polydimethylsiloxane and the concentration of polyethylene glycol.

상기 폴리디메틸실록산 내에 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 기재는 상기 폴리에틸렌글리콜을 상기 폴리디메틸실록산 내에 0.1 내지 1중량%로 포함할 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서 가시광 영역인 500㎚ ~ 700㎚의 영역에서 50% 이상의 투과도를 가질 수 있다. 상기 기재는 0.1㎜ 내지 5㎜의 두께를 가질 수 있고, 바람직하게는 0.1㎜ 내지 1㎜ 일 수 있다. 상기 범위에서 가시광 영역인 500㎚ ~ 700㎚의 영역에서 50% 이상의 투과도를 가질 수 있다. 상기 기재의 두께 및 상기 폴리에틸렌글리콜의 함량을 조절하여, 구현하고자 하는 목적에 맞게 광학 투명성 및 친수성을 조절하여 다양한 분야에 적용할 수 있다.The substrate containing polyethylene glycol in the polydimethylsiloxane may include 0.1 to 1% by weight of the polyethylene glycol in the polydimethylsiloxane, and preferably 0.1 to 0.5% by weight. In the above range, it may have a transmittance of 50% or more in a region of 500 nm to 700 nm, which is a visible light region. The substrate may have a thickness of 0.1 mm to 5 mm, preferably 0.1 mm to 1 mm. In the above range, it may have a transmittance of 50% or more in a region of 500 nm to 700 nm, which is a visible light region. By controlling the thickness of the substrate and the content of the polyethylene glycol, it can be applied to various fields by adjusting optical transparency and hydrophilicity according to the intended purpose.

본 발명의 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 상기 친수성 수지 입자를 포함함으로 인하여 기계적 물성이 저하되지 않고, 순수한 소수성 고분자 매트릭스의 휘어짐, 신축성 등과 같은 기계적 물성을 유지할 수 있다. 따라서 다양한 분야에서의 응용성에 제한 없이 이용될 수 있다.The substrate to which the hydrophilic surface property of the present invention is added does not deteriorate mechanical properties due to the inclusion of the hydrophilic resin particles, and can maintain mechanical properties such as warpage and elasticity of the pure hydrophobic polymer matrix. Therefore, it can be used without limitation in its applicability in various fields.

도 5에서 소수성 고분자 매트릭스(110) 내의 친수성 수지 입자(120)의 농도의 일 예를 도시하고 있다. 도 5(a)는 기재(100) 내의 친수성 수지 입자(120)의 농도가 전체적으로 균일한 것을 나타내고, 도 5(a)는 기재(100)의 표면 상에 친수성 수지 입자(120)가 분포하는 것을 나타내고, 도 5(c)는 기재(100)의 표면에서 내부 방향으로 친수성 수지 입자(120)의 농도가 감소하는 형태를 도시하고 있다. 상기 기재(100) 내부의 친수성 수지 입자(120)의 농도는 이에 제한되지 않고 다양하게 구현할 수 있다. 상기 기재(100) 내부의 친수성 수지 입자(120)의 분포나 농도를 조절하여, 상기 기재(100)의 투명성이나 기계적 물성 등을 조절할 수 있다.5 shows an example of the concentration of the hydrophilic resin particles 120 in the hydrophobic polymer matrix 110. 5(a) shows that the concentration of the hydrophilic resin particles 120 in the substrate 100 is uniform throughout, and FIG. 5(a) shows that the hydrophilic resin particles 120 are distributed on the surface of the substrate 100. 5(c) shows a form in which the concentration of the hydrophilic resin particles 120 decreases from the surface of the substrate 100 to the inner direction. The concentration of the hydrophilic resin particles 120 inside the substrate 100 is not limited thereto and may be variously implemented. By controlling the distribution or concentration of the hydrophilic resin particles 120 inside the substrate 100, transparency or mechanical properties of the substrate 100 may be controlled.

본 발명의 친수성 표면 특성이 부가된 기재는 패턴화를 시켜 제조할 수 있다. 도 6 및 도 7는 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 패턴화 제조 방법의 모식도이다.The substrate to which the hydrophilic surface property of the present invention is added can be prepared by patterning. 6 and 7 are schematic diagrams of a method for manufacturing a patterned substrate to which hydrophilic surface properties are added.

도 6에서 기판(200)상에 소수성 고분자 매트릭스(110) 내에 친수성 수지 입자(120)을 포함하는 기재(100)을 형성한다. 상기 기재(100)을 형성하는 방법으로는 상기 도 1에서 기술한 바와 같이 소수성 고분자 프리폴리머와 친수성 수지 및 개시제를 섞어 혼합물을 제조한 후, 상기 혼합물을 기판(200) 상에 공지된 도포 방법을 이용하여 도포 한 후 경화한 후 제조할 수 있다. 상기 기재(100)의 상층부에 마스크(300)를 이용하여 기재(100)의 표면의 선별된 부분을 차폐시켜 플라즈마 처리하여, 마스크(300)의 개방된 영역으로 플라즈마 처리가 되도록하여, 상기 친수성 수지 입자(120) 표면에 형성되어 있는 소수성 고분자 매트릭스(100)가 제거되어 상기 친수성 수지 입자(120)이 외부로 노출되어 친수성 표면 특성이 부여된 영역(A)이 형성된다. 상기 마스크(300)에 의해 보호된 영역은 소수성으로 그대로 유지된다. 상기 제거되는 소수성 매트릭스(100)의 두께는 매우 얇은 수준으로 상기 소수성 매트릭스(100)의 종류 및 플라즈마의 세기에 따라 조절될 수 있다. 상기 소수성 매트릭스(100)이 PDMS인 경우, 상기 제거되는 두께는 약 100nm 이거나 혹은 100nm 이하의 수준의 두께일 수 있다.In FIG. 6, a substrate 100 including hydrophilic resin particles 120 is formed in the hydrophobic polymer matrix 110 on the substrate 200. As a method of forming the substrate 100, as described in FIG. 1, after preparing a mixture by mixing a hydrophobic polymer prepolymer, a hydrophilic resin, and an initiator, the mixture is applied onto the substrate 200 using a known coating method. It can be prepared after applying and curing. Plasma treatment is performed by shielding selected portions of the surface of the substrate 100 by using a mask 300 on the upper layer of the substrate 100 so that plasma treatment is performed in the open area of the mask 300, so that the hydrophilic resin The hydrophobic polymer matrix 100 formed on the surface of the particles 120 is removed to expose the hydrophilic resin particles 120 to the outside, thereby forming a region A to which hydrophilic surface properties are imparted. The area protected by the mask 300 remains hydrophobic. The thickness of the hydrophobic matrix 100 to be removed is very thin and can be adjusted according to the type of the hydrophobic matrix 100 and the intensity of plasma. When the hydrophobic matrix 100 is PDMS, the thickness to be removed may be about 100 nm or less than 100 nm.

도 7에서 기재(100)는 소수성 고분자 매트릭스(110), 친수성 수지 입자(120) 및 상기 소수성 고분자 매트릭스(110)와 상이한 종류의 소수성 고분자(130)를 포함한다. 상기 기재(100)는 플라즈마 처리에 의하여 기재의 일부가 제거된 영역(B)을 포함하고, 상기 제거된 영역(B)에 의하여 기재(100)의 표면에 친수성 수지 입자(120)이 외부로 노출되어 친수화된 영역(A)가 형성된다.In FIG. 7, the substrate 100 includes a hydrophobic polymer matrix 110, a hydrophilic resin particle 120, and a hydrophobic polymer 130 of a different type from the hydrophobic polymer matrix 110. The substrate 100 includes a region (B) in which a part of the substrate has been removed by plasma treatment, and the hydrophilic resin particles 120 are exposed to the outside on the surface of the substrate 100 by the removed region (B). As a result, a hydrophilized region (A) is formed.

상기 플라즈마에 의해 기재의 일부가 제거된 영역(B)은 소수성 매트릭스(100)의 종류 및 플라즈마의 세기에 따라 제거되는 두께의 범위가 조절될 수 있다. 상기 소수성 매트릭스(100)이 PDMS인 경우, 상기 제거되는 두께는 약 100nm 이거나 혹은 100nm 이하의 수준의 두께일 수 있다.In the region B from which a part of the substrate has been removed by the plasma, a range of the thickness to be removed may be adjusted according to the type of the hydrophobic matrix 100 and the intensity of the plasma. When the hydrophobic matrix 100 is PDMS, the thickness to be removed may be about 100 nm or less than 100 nm.

상기 도 6 및 도 7에서 친수성 표면 특성이 부여된 영역(A)은 친수성 수지 입자(120)가 외부로 노출되어 형성되는 것으로, 하기 도 8에서 상세히 기술한다.The region (A) to which the hydrophilic surface property is provided in FIGS. 6 and 7 is formed by exposing the hydrophilic resin particles 120 to the outside, and will be described in detail in FIG. 8 below.

도 8은 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 단면을 도시한 것이다. 상기 친수성 수지 입자(120)을 포함하는 소수성 고분자 매트릭스(110)로 형성된 기재(100)을 플라즈마 처리하여 친수화된 영역(A)를 형성할 경우, 도 8의 1)과 같이 소수성 매트릭스(110)와 친수성 수지 입자(120)가 같이 제거되어 기재(100)의 표면에 친수성 수지 입자(120)의 일부가 노출되어 친수화 될 수 있다. 또한 도 8의 2)와 같이 상기 친수성 수지 입자(120)의 표면에 형성된 소수성 고분자 매트릭스(110)만 제거되어 상기 친수성 수지 입자(120)이 돌출되는 형태로 외부에 노출되어 친수화 될 수 있다.8 shows a cross-section of a substrate to which hydrophilic surface properties are added. When the substrate 100 formed of the hydrophobic polymer matrix 110 including the hydrophilic resin particles 120 is plasma-treated to form the hydrophilic region A, the hydrophobic matrix 110 as shown in 1) of FIG. 8 The hydrophilic resin particles 120 and the hydrophilic resin particles 120 are removed together to expose a part of the hydrophilic resin particles 120 on the surface of the substrate 100 to become hydrophilic. In addition, as shown in 2) of FIG. 8, only the hydrophobic polymer matrix 110 formed on the surface of the hydrophilic resin particles 120 is removed, and the hydrophilic resin particles 120 may be exposed to the outside in a protruding form to become hydrophilic.

도 9는 본 발명의 일 양태인 플라즈마 처리 후의 친수성 표면 특성이 부가된 기재에 형성한 친수화 패턴의 다양한 형상을 도시한 것이고, 도 9(a)는 패터닝이 없는 기재의 친수화를 나타낸 것이고, 도 9(b) 및 9(c)는 친수화 영역을 패터닝한 것이다. 본 발명은 상기 도시한 패터닝 형태에 제한되지 않고 다양한 형태로 패터닝을 구현 할 수 있다.9 shows various shapes of a hydrophilic pattern formed on a substrate to which hydrophilic surface properties are added after plasma treatment, which is an aspect of the present invention, and FIG. 9(a) shows the hydrophilization of a substrate without patterning, 9(b) and 9(c) show the patterning of the hydrophilized region. The present invention is not limited to the patterning form shown above, and patterning may be implemented in various forms.

이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. However, the following Examples and Comparative Examples are only one example for describing the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following Examples and Comparative Examples.

[실시예][Example]

실시예 상에 안정성 데이터를 발명자가 준 자료 넣고, 수치로 비교해서 친수화 정도 및 안정성 판단비교In the examples, stability data was put into the data given by the inventor, and the degree of hydrophilization and stability were judged and compared by numerical comparison.

[측정 방법][How to measure]

1. 접촉각1. Contact angle

접촉각은 optical contact angle 측정기 (OCA30, Dataphysics, Germany)로 측정하였다.The contact angle was measured with an optical contact angle meter (OCA30, Dataphysics, Germany).

2. 탄성계수(Young's modulus)2. Young's modulus

시편의 모양 및 시험 방법은 ASTM D 412-06 standard에 의거하여 측정하였다.The shape and test method of the specimen were measured according to ASTM D 412-06 standard.

[실시예 1] [Example 1]

PDMS pre-polymer(Dow-corning 사의 Sylgard 184A)와 친수성 수지로 Polyethylene glycol(PEG, Mw = 570 ~ 630, Junsei Chemical, Japan )를 교반하여 PEG가 PDMS pre-polymer에 충분하게 분산이 이루어지게 한다. 상기 PDMS prepolymer와 PEG의 혼합물에 대해서 PEG의 농도를 중량비율로 0.1중량%가 되도록 혼합한다. 그 후 상기 Sylgard 184A와 PEG의 혼합물에 가교 경화 개시제로 Dow-corning 사의 Sylgard 184B를 중량비율로 (Sylgard 184A + PEG) : Sylgard 184B = 10:1로 혼합한 혼합물 두께 5 mm의 직사각형 폴리카보네이트 몰드에 부어 80℃에서 2시간 동안 가열하여 경화시켜 PDMS 내부에 PEG가 분산된 PDMS/PEG 기재를 제조하였다.PDMS pre-polymer (Sylgard 184A from Dow-corning) and polyethylene glycol (PEG, Mw = 570 ~ 630, Junsei Chemical, Japan) are stirred with a hydrophilic resin so that PEG is sufficiently dispersed in the PDMS pre-polymer. With respect to the mixture of the PDMS prepolymer and PEG, the concentration of PEG is mixed in a weight ratio of 0.1% by weight. After that, the mixture of Sylgard 184A and PEG was mixed with Dow-corning's Sylgard 184B as a crosslinking curing initiator in a weight ratio (Sylgard 184A + PEG): Sylgard 184B = 10:1. Poured and cured by heating at 80° C. for 2 hours to prepare a PDMS/PEG substrate in which PEG is dispersed in the PDMS.

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1에서 상기 PDMS prepolymer와 PEG의 혼합물에 대해서 PEG의 농도를 중량비율로 0.25중량%가 되도록 혼합하여 제조하는 것을 제외하고 동일하게 제조하였다. It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture of PDMS prepolymer and PEG was prepared by mixing the concentration of PEG to 0.25% by weight in a weight ratio.

[실시예 3] [Example 3]

상기 실시예 1에서 상기 PDMS prepolymer와 PEG의 혼합물에 대해서 PEG의 농도를 중량비율로 0.5중량%가 되도록 혼합하여 제조하는 것을 제외하고 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture of PDMS prepolymer and PEG was prepared by mixing the concentration of PEG to be 0.5% by weight in a weight ratio.

[실시예 4][Example 4]

상기 실시예 1에서 상기 PDMS prepolymer와 PEG의 혼합물에 대해서 PEG의 농도를 중량비율로 1.0중량%가 되도록 혼합하여 제조하는 것을 제외하고 동일하게 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixture of PDMS prepolymer and PEG was prepared by mixing the concentration of PEG to be 1.0% by weight in a weight ratio.

[비교예] [Comparative Example]

PDMS pre-polymer(Dow-corning 사의 Sylgard 184A) 100 g에 가교 경화 개시제로 Dow-corning 사의 Sylgard 184B를 10 g를 혼합하여, 두께 5 mm의 직사각형 폴리카보네이트 몰드에 부어 80℃에서 2시간 동안 가열하여 경화시켜 pure-PDMS 기재를 제조하였다.100 g of PDMS pre-polymer (Sylgard 184A from Dow-corning) was mixed with 10 g of Sylgard 184B from Dow-corning as a crosslinking curing initiator, poured into a rectangular polycarbonate mold with a thickness of 5 mm, and heated at 80°C for 2 hours. Cured to prepare a pure-PDMS substrate.

하기 표 1에서 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1의 기재 각각에 플라즈마를 100W의 세기로 10초간 처리하여 시간에 따라 수접촉각의 변화 값을 측정하여 나타내었다.In Table 1 below, plasma was treated on each of the substrates of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 at an intensity of 100 W for 10 seconds, and the change value of the water contact angle according to time was measured and shown.

수접촉각(°)Water contact angle (°) 플라즈마
처리 전
plasma
Before processing
플라즈마 처리 후 시간(hrs)Time after plasma treatment (hrs)
00 2525 5050 100100 300300 실시예1Example 1 104104 7575 9090 9090 9090 9090 실시예2Example 2 104104 4040 4545 54.254.2 54.254.2 54.254.2 실시예3Example 3 104104 2828 3030 3030 44.544.5 44.544.5 실시예4Example 4 104104 1515 2828 40.640.6 40.640.6 40.640.6 비교예Comparative example 104104 8080 104104 104104 104104 104104

상기 실시예 1 내지 4는 하기 식 1의 값이 35° 이상으로 만족하는 것을 알 수 있고, 하기 식 2의 값이 30°이하로 만족하는 것을 알 수 있었다. In Examples 1 to 4, it can be seen that the value of Equation 1 below is satisfied with 35° or more, and the value of Equation 2 below is satisfied with 30° or less.

[식 1][Equation 1]

△WA1 = (WAbase - WA25)/ WAbase × 100△WA1 = (WA base -WA 25 )/ WA base × 100

(상기 WA25는 플라즈마 처리 후 25시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WAbase 은 플라즈마 처리 전 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(The WA 25 is the water contact angle of the substrate measured 25 hours after plasma treatment, the WA base is the water contact angle of the substrate before plasma treatment, and the unit is °.)

[식 2] [Equation 2]

△WA2 = WA300 - WA0 △WA2 = WA 300 -WA 0

(상기 WA300는 플라즈마 처리 후 300시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WA0은 플라즈마 처리 직후에 측정된 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)(Wa 300 is the water contact angle of the substrate measured 300 hours after plasma treatment, WA 0 is the water contact angle of the substrate measured immediately after plasma treatment, and the unit is °.)

상기 표 1 및 식 1과 2에서 알 수 있듯, 실시예 1 내지 실시예 4에서는 PEG의 농도가 증가할수록 수접촉각이 감소하는 것, 즉 친수성이 우수하게 발현됨을 알 수 있고, 또한, 비교예와 달리, 친수성화된 PDMS/PEG 기재 표면의 친수화가 장시간에서도 일정하게 유지되는 것을 알 수 있었다. 이로부터 상기 플라즈마 처리된 PDMS/PEG 기재, 즉 표면 친수성 특성이 부여된 PDMS/PEG 기재는 매우 뛰어난 친수성 및 안정성을 갖는 점을 알 수 있었다.As can be seen from Table 1 and Equations 1 and 2, in Examples 1 to 4, as the concentration of PEG increases, the water contact angle decreases, that is, it can be seen that hydrophilicity is excellently expressed. Alternatively, it was found that the hydrophilization of the surface of the hydrophilized PDMS/PEG substrate was kept constant even for a long time. From this, it can be seen that the plasma-treated PDMS/PEG substrate, that is, the PDMS/PEG substrate to which the surface hydrophilic property is imparted, has very excellent hydrophilicity and stability.

하기 표 2에서 상기 실시예 1 내지 3의 탄성계수(Young's Modulus)를 측정하여 나타내었다.In Table 2 below, the Young's Modulus of Examples 1 to 3 was measured and shown.

탄성계수(MPa)Modulus of elasticity (MPa) 실시예1Example 1 1.351.35 실시예2Example 2 1.351.35 실시예3Example 3 1.31.3 비교예1Comparative Example 1 1.31.3

상기 표 2에서 실시예 1 내지 실시예 3의 탄성계수는 비교예 1과 비교하여 큰 차이를 확인할 수 없었다. 이상의 결과로부터 PDMS/PEG 기재의 기계적인 특성은 pure PDMS와 동등한 것을 알 수 있었다.In Table 2, the modulus of elasticity of Examples 1 to 3 could not be found to be significantly different compared to Comparative Example 1. From the above results, it was found that the mechanical properties of the PDMS/PEG substrate were equivalent to that of pure PDMS.

이상의 결과를 종합하면 본 발명의 친수성 표면 특성이 부과된 기재는, 친수성 정도의 장기적인 안정성과 경제적이며 단순한 공정 등의 측면에서 친수성화 효율을 극대화하고 있음을 보여주고 있다. 또한, 광학적인 투명도 및 기계적인 Young's modulus 등 제작된 재료의 특성이 기존의 pure PDMS와 비교하여 유사한 특성을 유지하는 것을 알 수 있다. 이는 pure PDMS의 우수한 휘어짐 및 신축성 등의 기계적 특성을 유지하면서도, 친수성을 우수하게 구현할 수 있는 것으로, 기존의 PDMS를 기반으로 하는 미세유로 및 다양한 전자제품의 봉지 재료 및 김서림 방지 특성을 뛰도록 하는 다양한 코팅제로서의 활용 및 사용함에서 부가적인 기술개발 없이도 가능한 것을 알 수 있다. 또한 상기의 친수성화 개념을 미세한 영역으로의 확장을 통하여 소수성 및 친수성의 공간적인 제어를 통하여 다양한 분야로 그 응용성 확장이 가능할 수 있어, 적용 분야의 확대를 기대할 수 있다.Summarizing the above results, it is shown that the substrate to which the hydrophilic surface property of the present invention is imposed is maximizing the hydrophilicization efficiency in terms of long-term stability of the degree of hydrophilicity and an economical and simple process. In addition, it can be seen that the properties of the fabricated material such as optical transparency and mechanical Young's modulus maintain similar properties compared to the existing pure PDMS. This enables excellent hydrophilicity while maintaining the mechanical properties of pure PDMS, such as excellent bending and elasticity. In application and use as a coating agent, it can be seen that it is possible without additional technology development. In addition, it is possible to expand the applicability to various fields through spatial control of hydrophobicity and hydrophilicity through the expansion of the above-described hydrophilicization concept to a fine area, and thus the application field can be expected to expand.

100: 기재
110: 고분자 폴리머 매트릭스
120: 친수성 수지 입자
200: 기판
300: 마스크
100: base
110: polymeric polymer matrix
120: hydrophilic resin particles
200: substrate
300: mask

Claims (16)

소수성 고분자 매트릭스에 친수성 수지 입자가 포함된 기재의 표면의 일부 또는 전체가 외부 에너지에 의하여 제거되어, 상기 친수성 수지 입자의 일부 또는 전체가 노출되어 친수성 표면 특성이 부가된 기재.A substrate to which hydrophilic surface properties are added by partially or entirely removing a surface of a substrate including hydrophilic resin particles in a hydrophobic polymer matrix by external energy, thereby exposing part or all of the hydrophilic resin particles. 제 1항에 있어서,
상기 외부 에너지는 플라즈마, 이온빔, 화학적 에칭, 샌딩, 레이저 빔에서 선택되는 1종 이상인 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
The method of claim 1,
The external energy is at least one selected from plasma, ion beam, chemical etching, sanding, and laser beam.
제 1항에 있어서,
상기 기재는 500 ~ 700 nm 가시광 영역에서 광투과도가 50 % 이상인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
The method of claim 1,
The substrate is a substrate to which a hydrophilic surface property having a light transmittance of 50% or more in a visible region of 500 to 700 nm is added.
제 1항에 있어서,
상기 친수성 수지 입자는 상기 기재에 0.1 내지 1중량%의 농도로 포함되는 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
The method of claim 1,
The hydrophilic resin particles are contained in a concentration of 0.1 to 1% by weight of the substrate to the hydrophilic surface property is added.
제 1항에 있어서,
상기 기재는 하기 식 1에 따른 수접촉각 변화율이 35°이상인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
[식 1]
△WA1 = (WAbase - WA25)/ WAbase × 100
(상기 WA25는 플라즈마 처리 후 25시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WAbase 은 플라즈마 처리 전 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)
The method of claim 1,
The substrate is a substrate to which hydrophilic surface properties having a water contact angle change rate of 35° or more according to the following Equation 1 are added.
[Equation 1]
△WA1 = (WA base- WA 25 )/ WA base × 100
(The WA 25 is the water contact angle of the substrate measured 25 hours after plasma treatment, the WA base is the water contact angle of the substrate before plasma treatment, and the unit is °.)
제 1항에 있어서,
상기 기재는 하기 식 2에 따른 수접촉각 변화 값이 30°이하인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
[식 2]
△WA2 = WA300 - WA0
(상기 WA300는 플라즈마 처리 후 300시간 후에 측정된 기재의 수접촉각이고, WA0은 플라즈마 처리 직후에 측정된 기재의 수접촉각이고, 단위는 °이다.)
The method of claim 1,
The substrate is a substrate to which a hydrophilic surface property is added having a water contact angle change value of 30° or less according to the following Equation 2.
[Equation 2]
△WA2 = WA 300 -WA 0
(The WA 300 is the water contact angle of the substrate measured 300 hours after plasma treatment, WA 0 is the water contact angle of the substrate measured immediately after plasma treatment, and the unit is °.)
제 1항에 있어서,
상기 기재 내의 친수성 수지 입자는 전체적으로 균일한 농도로 형성되는 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
The method of claim 1,
A substrate to which hydrophilic surface properties are added, wherein the hydrophilic resin particles in the substrate are formed in a uniform concentration as a whole.
제 1항에 있어서,
상기 기재 내의 친수성 수지 입자의 농도는 상기 기재의 표면에서 내부 방향으로 감소하는 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
The method of claim 1,
A substrate to which hydrophilic surface properties are added, wherein the concentration of the hydrophilic resin particles in the substrate decreases from the surface of the substrate in an inward direction.
소수성 고분자 매트릭스에 친수성 수지 입자가 혼합된 표면을 포함하는 기재를 준비하는 제1 단계;
상기 기재 표면의 일부 또는 기재 표면의 전체에 외부 에너지를 가하는 제2 단계; 및
상기 외부 에너지에 의하여 기재 표면의 일부 또는 기재 표면의 전체가 제거되어 친수성 수지 입자의 일부가 상기 소수성 고분자 매트릭스 표면으로 노출되는 제3 단계;
를 포함하는 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법.
A first step of preparing a substrate including a surface in which hydrophilic resin particles are mixed in a hydrophobic polymer matrix;
A second step of applying external energy to a part of the surface of the substrate or the entire surface of the substrate; And
A third step in which a part of the surface of the substrate or the entire surface of the substrate is removed by the external energy so that a part of the hydrophilic resin particles is exposed to the surface of the hydrophobic polymer matrix;
Method for producing a substrate to which hydrophilic surface properties are added, including.
제 9항에 있어서,
상기 외부 에너지는 플라즈마, 이온빔, 화학적 에칭, 샌딩, 레이저 빔에서 선택되는 1종 이상인 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법.
The method of claim 9,
The external energy is at least one selected from plasma, ion beam, chemical etching, sanding, and laser beam.
제 10항에 있어서,
상기 플라즈마는 5 W 내지 1000 W 의 세기로 0.1 내지 10초간 수행하는 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재.
The method of claim 10,
The plasma is a substrate to which hydrophilic surface properties are added, which is performed for 0.1 to 10 seconds at an intensity of 5 W to 1000 W.
제 9항에 있어서,
상기 기재는 소수성 고분자 매트릭스 단일 수지로 형성되거나 또는 2종 이상의 소수성 고분자 매트릭스로 형성되는 것을 포함하는 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법.
The method of claim 9,
The method of manufacturing a substrate to which hydrophilic surface properties are added, comprising the substrate being formed of a single hydrophobic polymer matrix resin or formed of two or more types of hydrophobic polymer matrices.
제 9항에 있어서,
상기 제1 단계에 있어서 기재의 표면은 패턴이 형성된 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법.
The method of claim 9,
In the first step, the surface of the substrate is a method of manufacturing a substrate to which hydrophilic surface properties are added, wherein a pattern is formed.
제 9항에 있어서,
상기 제2 단계에 있어서 마스크를 이용하여 기재 상에 친수화 패터닝이 형성된 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법.
The method of claim 9,
In the second step, a method of manufacturing a substrate to which hydrophilic surface properties are added, wherein hydrophilic patterning is formed on the substrate using a mask.
제 9항에 있어서,
상기 기재 표면의 일부 또는 전체는 상기 친수성 수지 입자가 기재 내부에 전체적으로 균일한 농도로 형성되는 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법.
The method of claim 9,
A method of manufacturing a substrate with hydrophilic surface properties, wherein a part or all of the surface of the substrate is formed in a uniform concentration of the hydrophilic resin particles as a whole inside the substrate.
제 9항에 있어서,
상기 기재의 일부 또는 전체는 상기 친수성 수지 입자의 농도가 상기 기재의 표면에서 내부 방향으로 감소하는 것인 친수성 표면 특성이 부가된 기재의 제조방법.
The method of claim 9,
A method of manufacturing a substrate with hydrophilic surface properties, wherein the concentration of the hydrophilic resin particles decreases from the surface of the substrate in an inward direction to part or all of the substrate.
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