WO2010058881A1 - 극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치, 극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법, 및 극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터 - Google Patents

극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치, 극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법, 및 극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터 Download PDF

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reaction tank
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aluminum
anodizing
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이재숙
박창민
손성기
신태규
고민수
강재권
김병희
서영호
신홍규
권종태
박용민
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제이엠아이 주식회사
강원대학교산학협력단
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    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
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    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Definitions

  • the present invention relates to a cryogenic / high voltage aluminum anodization apparatus and an anodization method, and more particularly, to allow the aluminum anodization reaction in a cryogenic / high voltage (LTHV) state.
  • LTHV cryogenic / high voltage
  • the thickness of the nanopattern of the desired shape Cryogenic / high-voltage aluminum anodizing device, cryogenic / high-voltage aluminum anodizing device and cryogenic method with cryogenic / high-voltage aluminum anodizing device that can form interpore of nanopattern can easily produce various and optimal nanopatterns / Nano master equipped by anodizing method by high voltage aluminum anodizing device It relates.
  • the apparatus used in the aluminum anodization process includes a reactor for anodizing, a device for cooling the reactor and It is possible to have a number of devices, such as a magnetic stirring device for stirring the electrolyte of the reactor.
  • the conventional anodic oxidation process requires a short time from several minutes to anodic oxidation process, and therefore, a stirring device for stirring the electrolyte in the reaction tank is required.
  • the cooling device for cooling the reaction tank constitutes a cooling tank surrounding the reaction tank, and the cooling water flows through the cooling tank, the stirring device cannot directly stir the electrolyte solution of the reaction tank.
  • the magnetic stirrer for moving the magnetic bar inside the reactor is required separately, such as a complicated and multi-step process, as well as anodizing for too long, there is a problem that the productivity is also reduced.
  • the present invention for solving the above problems is to make the aluminum anodization reaction in the cryogenic / high voltage (LTHV) state, the configuration of the device is simple, the purpose of maximizing efficiency because the nano-pattern is formed in a short time There is this.
  • the cryogenic temperature and the voltage of the high voltage which are conditions for anodizing, are appropriately adjusted to a desired degree, the thickness of the desired nanopattern and the interpore space of the nanopattern can be formed.
  • the purpose is to make it easy to produce.
  • a reaction tank in which a reaction material 12 made of aluminum 121 and silicon 122 is embedded and an electrolyte solution 13 is contained therein. (10) is provided, the cryogenic application unit 15 is provided so that the reaction material 12 of the reaction tank 10 is a low temperature, high voltage application unit 17 for supplying electricity to the reaction tank (10) ) Is provided, the anode 101 of the reaction tank 10 receives the positive power from the high voltage applying unit 17 is connected to the reaction material 12 of the reaction tank 10, the high voltage is applied The cathode 102 of the reaction tank 10, which receives the cathode power from the unit 17, may be provided to contact the electrolyte solution 13 of the reaction tank 10.
  • the reaction material 12 made of aluminum 121 and silicon 122 is embedded in the reaction tank 10, and the reaction The cryogenic application unit 15 is provided to allow the reactant 12 of the tank 10 to be low temperature, and the anode power is connected to the reactant 12 in the reaction tank 10 so as to be applied.
  • Cryogenic formation step (S022) such that the temperature of the reaction material 12 of the reaction tank 10 is a cryogenic temperature of -1 ⁇ -6 °C by the operation of the cryogenic application unit 15;
  • a high voltage applying step (S023) is provided to supply high voltage power of 80 to 160V to the positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the reaction tank 10 by the operation of the high voltage applying unit 17. It is done.
  • the aluminum layer forming step (S01) to be provided with a reaction material 12 to form a layer of aluminum by deposition on a silicon base;
  • a nanomaster forming step (S05) is provided to finish the shape of the interpores formed in the reaction material 12 through the secondary anodization step so that the aluminum master 30 having the nanopattern is provided.
  • the cryogenic application unit 15 is provided so that the reactant 12 of the reaction tank 10 is at a low temperature, the anode power is connected to the reactant 12 in the reaction tank 10, and the A device preparation step (S021) for providing a high voltage applying unit 17 to be connected to a negative electrode power source in contact with the electrolyte solution 13 of the reaction tank 10;
  • Cryogenic formation step (S022) such that the temperature of the reaction material 12 of the reaction tank 10 is a cryogenic temperature of -1 ⁇ -6 °C by the operation of the cryogenic application unit 15;
  • a high voltage applying step (S023) is provided to supply high voltage power of 80 to 160V to the positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the reaction tank 10 by the operation of the high voltage applying unit 17,
  • the cryogenic application unit 15 is provided so that the reactant 12 of the reaction tank 10 is at a low temperature, the anode power is connected to the reactant 12 in the reaction tank 10, and the A device preparation step (S041) to be provided with a high voltage applying unit 17 to be connected to a negative electrode power source which is in contact with the electrolyte solution 13 of the reaction tank 10;
  • Cryogenic formation step (S042) such that the temperature of the reaction material 12 of the reaction tank 10 is a cryogenic temperature of -1 ⁇ -6 °C by the operation of the cryogenic application unit (15);
  • a high voltage applying step (S043) is provided to supply high voltage power of 80 to 160V to the positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the reaction tank 10 by the operation of the high voltage applying unit 17. It is done.
  • the alumina removing step (S03) may be provided to etch 50 to 70 minutes at 60 to 70 °C in an etching electrolyte solution containing 1 to 2 parts by weight of chromic acid and 5 to 10 parts by weight of phosphoric acid.
  • the aluminum master 30 having the nanopattern formed by the anodization method by the cryogenic / high voltage aluminum anodization apparatus according to the above is provided,
  • a nano stamp On top of the aluminum master 30 is provided a nano stamp combined with the aluminum master 30 by a hot embossing process or a rolling process, the silicon and aluminum master 30 is removed from the nano stamp to the nano master 40
  • the nanomaster provided by the anodization method by the cryogenic / high voltage aluminum anodization device may be provided.
  • the present invention provided as described above allows the aluminum anodization reaction in a cryogenic / high voltage (LTHV) state, the configuration of the device is simple and the nanopattern is formed in a short time, thereby maximizing efficiency.
  • the cryogenic temperature and the voltage of the high voltage which are conditions for anodizing, are appropriately adjusted to a desired degree, the thickness of the desired nanopattern and the interpore space of the nanopattern can be formed. There is an excellent advantage that can be easily produced.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an anodizing device according to the present invention.
  • Figure 2 is a flow chart for the anodization process according to the anodizing device according to the present invention.
  • Figure 3 is a graph of the current and temperature during anodization in the anodization apparatus according to the present invention.
  • Figure 4 is a graph of the thickness of the alumina according to the voltage, temperature during anodization in the anodization apparatus according to the present invention.
  • Figure 5 is a graph of the inter-pore interval of the nano-pattern according to the voltage, temperature during anodization in the anodizing device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of another embodiment of the anodization apparatus according to the present invention.
  • Figure 7 is a schematic illustration of a nanomaster manufacturing process provided by the anodizing method by the anodizing device according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an anodizing apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of an anodizing process according to the anodizing apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is an anodizing process in the anodizing apparatus according to the present invention.
  • Figure 4 is a graph of the current and temperature of Figure 4 is a graph of the thickness of the alumina according to the voltage, temperature at the time of anodizing in the anodizing apparatus according to the present invention
  • Figure 5 is a A graph of the interpore spacing of nanopatterns according to voltage and temperature
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the anodizing device according to the present invention
  • FIG. 7 is an anode by the anodizing device according to the present invention.
  • a schematic illustration of the nanomaster manufacturing process provided by the oxidation method is shown respectively.
  • the nanomaster provided by the cryogenic / high voltage anodizing apparatus according to the present invention, the anodizing method using the cryogenic / high voltage anodizing apparatus, and the anodizing method using the cryogenic / high voltage anodizing apparatus is illustrated in FIGS. 1 to 7.
  • the nanopattern is formed by anodizing the aluminum, and the nanomaster is formed on the aluminum master on which the nanopattern is formed by electroforming or hot embossing.
  • the reaction material 12 is made of aluminum 121 and silicon 122 therein
  • a reaction tank 10 in which the electrolyte 13 is contained.
  • the cryogenic application unit 15 is provided such that the reaction material 12 of the reaction tank 10 is at a low temperature, and a high voltage application unit 17 is provided to supply electricity to the reaction tank 10.
  • the cryogenic application portion 15 is provided with a temperature transition portion 16, the cold air of the temperature transition portion 16 is provided to cool the reactant 12 of the reaction tank (10).
  • the temperature transition portion 16 of the cryogenic application portion 15 is formed in a plate shape, it may be provided in contact with the reactant 12 in a stick shape.
  • a temperature transition unit 16 may be provided with a good temperature transition characteristics, in particular a metal material such as copper, alloy material may be used.
  • the reaction tank 10 may be provided closed to prevent the electrolyte solution 13 from leaking.
  • the temperature transition part 16 of the cryogenic application part 15 is formed in a plate shape
  • the bottom portion of the reaction tank 10 is formed.
  • the reaction tank 12 is opened, and the reaction material 12 is positioned on the temperature transfer part 16, and thus the temperature transfer part 16 and the bottom of the reaction tank 10 are bound to be sealed, so that the entire reaction material 12 is embedded in the reaction tank. 10 may be provided to be stably sealed.
  • the electrolyte 13 may be provided so as not to leak.
  • reaction tank 10 may be formed in a rectangular shape, a horizontal cross-sectional shape as a circular, square, polygonal shape, etc. as shown in Figure 1, a hat shape may be formed in a cap shape as shown in FIG. It may be formed in various forms.
  • the positive electrode 101 of the reaction tank 10 that receives the positive power from the high voltage applying unit 17 is the reaction tank 10.
  • the electrolyte in the reaction tank 10 may be used to include oxalic acid (Oxalic acid), sulfuric acid, phosphoric acid, etc., lead may be used as the negative electrode.
  • the reaction material 12 of the aluminum 121 may be prepared at a cryogenic temperature of about 0 degrees Celsius to 6 degrees Celsius.
  • the voltage applied by the high voltage applying unit 17 may be applied to a high voltage of 80 ⁇ 160V. As described above, the cryogenic application unit 15 and the high voltage application unit 17 form an anodizing environment in the reaction tank 10 in a state of cryogenic / high voltage (LTHV).
  • cryogenic / high voltage aluminum anodizing device (A) Looking at the aluminum anodization method by the cryogenic / high voltage aluminum anodizing device (A) as follows.
  • the cryogenic application part for allowing the reaction material 12 made of aluminum 121 and silicon 122 to be embedded in the reaction tank 10 and making the reaction material 12 of the reaction tank 10 become a low temperature. 15 is provided, and the cathode is connected to the reactant 12 in the reaction tank 10 so that a positive power can be applied, and the cathode is in contact with the electrolyte solution 13 of the reaction tank 10.
  • a device preparation step (S021) for providing a high voltage applying unit 17 so as to be connected so that power can be applied is performed to prepare for anodization.
  • cryogenic forming step (S022) is performed so that the temperature of the reaction material 12 of the reaction tank 10 to the cryogenic temperature of -1 ⁇ -6 °C by the operation of the cryogenic application unit 15 is carried out the reaction tank (10) ) Will be inside the cryogenic state.
  • the high voltage application step (S023) to supply a high voltage power of 80 ⁇ 160V to the positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the reaction tank 10 by the operation of the high voltage applying unit 17 is performed anodization reaction This is to be done.
  • anodization is generally performed by applying a voltage of about 50 V in a temperature environment of 5 degrees or more, the anodization process proceeds for a long time.
  • anodizing device (A) in the cryogenic state of minus -1 ⁇ -6 °C, anodization proceeds in a high voltage state of 80 ⁇ 160V.
  • the cryogenic / high voltage state requires only about one minute of anodization time, there is no need for a separate member and there is an excellent advantage of forming a nano pattern in a good state.
  • the anodizing method using the cryogenic / high voltage aluminum anodizing device according to the present invention since the anodization reaction takes a short time, a product having a large amount of nanopatterns can be produced, thus reducing power consumption and increasing production. There is an excellent advantage such as a lot.
  • a cooling tank spaced out of the anodization reaction tank is provided and the cooling water flows continuously in such a cooling tank, so that the coolant in the liquid state can be minimized
  • the magnetic stirring device is essential because it is separated by a cooling bath in order to stir the electrolyte, so that a nano pattern is formed only after a long time with many devices. Is there.
  • the anodizing device and the anodizing method using the same according to the present invention have a very low temperature and high voltage, so that the anodic oxidation is short, and therefore, the stirring device is not necessary. There is an excellent advantage to produce.
  • cryogenic / high voltage aluminum anodizing device (A) Looking at the anodization method using the cryogenic / high voltage aluminum anodizing device (A) in detail as follows.
  • an aluminum layer forming step S01 is performed in which a layer of aluminum is formed on the silicon base by deposition so that the reactant 12 is provided, and thus the reactant 12 including aluminum 121 and silicon 122. Will be prepared.
  • the reactant 12 made of aluminum 121 and silicon 122 is embedded in the reaction tank 10, thereby anodizing the aluminum 121.
  • the primary anodization step (S02) is to be performed to proceed.
  • the cryogenic forming step (S022) is performed such that the temperature of the reaction material 12 of the reaction tank 10 becomes a cryogenic temperature of -1 to -6 ° C by the operation of the cryogenic application part 15, thereby reacting the reaction material ( 12) is prepared to be in a cryogenic state.
  • the high voltage application step (S023) to supply a high voltage power of 80 ⁇ 160V to the positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the reaction tank 10 by the operation of the high voltage application unit 17 is performed, the reaction material Nano pattern is formed on the aluminum 122 of (12).
  • Aluminum 122 formed with such a nanopattern may be used as it is for product production.
  • the alumina removing step (S03) is performed to remove the alumina with respect to the reactant 12 which passed through the anodizing step (S02).
  • the alumina removing step (S03) may be provided to be etched for 50 to 70 minutes at 60 ⁇ 70 °C in an etching electrolyte solution containing 1 to 2 parts by weight of chromic acid and 5 to 10 parts by weight of phosphoric acid.
  • reaction material 12 from which the alumina is removed by etching is put back into the reaction tank 10, and a second oxidation step is performed.
  • the secondary anodization step (S04) first, such as the first anodization step, so that the cryogenic application unit 15 is provided so that the reactant 12 of the reaction tank 10 is a low temperature.
  • the high voltage application unit 17 is provided such that a positive power is connected to the reactant 12 in the reaction tank 10, and a negative power is connected to the electrolyte solution 13 of the reaction tank 10.
  • the device preparation step S041 is performed.
  • the high voltage application step (S043) for supplying a high voltage power of 80 ⁇ 160V to the positive electrode 101 and the negative electrode 102 of the reaction tank 10 is performed to perform a secondary anodization step .
  • the nanopattern formed on the aluminum through the first anodization step (S02) and the second anodization step (S04) is to be finished to obtain a desired surface state. That is, the nanomaster forming step (S05) is performed to finish the shape of the interpores formed in the reaction material 12 through the secondary anodization step so that the aluminum master 30 having the nanopattern is formed, and thus, aluminum The master 30 is to be manufactured.
  • the nanomaster manufacturing method according to No. 29637, No. 10-2008-58447, etc. the nanomaster having a nanopattern may be manufactured.
  • an aluminum master 30 having a nanopattern formed by the cryogenic / high voltage aluminum anodization method according to the above is provided, and the aluminum master 30 by a hot embossing process or a rolling process on the aluminum master 30.
  • the nano stamp is provided with a combination, and the silicon and aluminum master 30 is removed from the nano stamp so that the nano master 40 is provided.
  • FIG. 3 is a graph showing reaction currents different in temperature and time during anodization
  • FIG. 4 is a graph showing thicknesses of nanopatterns according to temperature and voltage in anodizing
  • FIG. This graph shows the interpore spacing of nanopatterns according to voltage.
  • the voltage is high and becomes a high voltage (approximately 80 to 160V), and the temperature is low, so the cryogenic temperature (-0 ° C to -6 °C) it can be seen that the thickness of the alumina nano pattern is formed.
  • the inter-pore distance which is a pore of the nanopattern of alumina, can be changed according to the voltage level rather than the temperature change in the anodic oxidation reaction. It can be.
  • cryogenic / high voltage aluminum anodizing device (A) according to the present invention, it is possible to form nanopatterns having a desired inter-pore spacing in a cryogenic and high voltage state and by controlling the voltage of such a high voltage.
  • the reaction time is short, there is an excellent advantage, such as no need for other complicated device configuration.
  • the aluminum master 30 is formed using a nano pattern having a desired shape, and the nano master 40 is manufactured by performing a stamp manufacturing process such as hot embossing or electroforming on the aluminum master 30.
  • the master 40 may be made of a metal material such as nickel.
  • the nano-master 40 formed with such a nano-pattern it is possible to produce a display product with a nano-pattern formed, or to produce various types of household goods, industrial products, such as filter products.
  • cryogenic / high voltage aluminum anodizing device (A) since it is possible to produce a nano master without a complicated process and apparatus in a short time, it is possible to produce and use a large amount of nano products, the desired form Since the nanopatterns can be obtained and used, there is an excellent advantage of producing a desired product, such as a variety of diffuse reflection characteristics.

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Abstract

본 발명은 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치 및 양극산화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극저온/고전압(LTHV) 상태에서 알루미늄 양극산화반응을 하도록 하기 때문에, 장치의 구성이 간단하고, 빠른 시간 내에 나노패턴이 형성되도록 하고, 전체 장치의 구성이 간단하고 처리 과정도 단순하게 되며, 양극산화시의 조건인 극저온의 온도와, 고전압의 전압을 원하는 정도로 알맞게 조절하게 되면, 원하는 형태의 나노패턴의 두께와 나노패턴의 인터포어 간격을 형성할 수 있어, 다양하고도 최적의 나노패턴을 손쉽게 생산할 수 있는 탁월한 장점이 있는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치, 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법 및 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터에 관한 것이다.

Description

극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치, 극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법, 및 극저온 고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터
본 발명은 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치 및 양극산화방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 극저온/고전압(LTHV) 상태에서 알루미늄 양극산화반응을 하도록 하기 때문에, 장치의 구성이 간단하고, 빠른 시간 내에 나노패턴이 형성되도록 하고, 전체 장치의 구성이 간단하고 처리 과정도 단순하게 되며, 양극산화시의 조건인 극저온의 온도와, 고전압의 전압을 원하는 정도로 알맞게 조절하게 되면, 원하는 형태의 나노패턴의 두께와 나노패턴의 인터포어 간격을 형성할 수 있어, 다양하고도 최적의 나노패턴을 손쉽게 생산할 수 있는 탁월한 장점이 있는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치, 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법 및 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터에 관한 것이다.
일반적으로 나노제품은 근래에 들어 많은 제품에 적용되어 더욱 다양한 제품활용이 요구되고 있다.
그러나 이러한 제품은 아주 작은 크기에 대한 것이기 때문에 제조과정이 복잡하고, 다수의 단계를 거쳐야 하는 기술적인 난재가 있는 것이다.
특히 일반적으로 적용되는 나노제품의 생산과정 중에는, 알루미늄을 이용한 양극산화과정이 적용되는 것이고, 이러한 알루미늄 양극산화과정에 이용되는 장치로는, 양극산화반응을 위한 반응조와, 반응조를 냉각하기 위한 장치 및 반응조의 전해액을 교반하기 위한 마그네틱교반장치가 필요하는 등 수많은 장치가 있어야만 가능한 것이다.
특히 종래의 양극산화과정에서는 짧게는 수분에서 길게는 수십시간의 양극산화반응 과정이 소요되기 때문에, 반응조 내의 전해액을 교반하기 위한 교반장치가 필요한 것이다.
그러나 반응조를 냉각하기 위한 냉각장치는 반응조를 둘러싸는 냉각조를 구성하고, 이러한 냉각조에 냉각수가 흐르도록 구성되기 때문에, 교반장치가 직접 반응조의 전해액을 교반할 수 없는 것이다.
따라서 반응조 내부의 마그네틱바를 움직이게 하기 위한 마그네틱교반기가 별도로 요구되는 등, 복잡하고 다수의 단계로 되는 과정을 거칠 뿐만 아니라 너무 오랜 시간동안 양극산화과정을 해야 하기 때문에, 생산성도 저하되는 문제점이 있는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 극저온/고전압(LTHV) 상태에서 알루미늄 양극산화반응을 하도록 하기 때문에, 장치의 구성이 간단하고, 빠른 시간 내에 나노패턴이 형성되기 때문에 효율이 극대화되도록 하는 목적이 있다.
특히 짧은 시간동안 양극산화과정이 수행되기 때문에 별도의 교반장치가 필요하지 않아 전체 장치의 구성이 간단하고 처리 과정도 단순하도록 하는 목적이 있다.
나아가 양극산화시의 조건인 극저온의 온도와, 고전압의 전압을 원하는 정도로 알맞게 조절하게 되면, 원하는 형태의 나노패턴의 두께와 나노패턴의 인터포어 간격을 형성할 수 있어, 다양하고도 최적의 나노패턴을 손쉽게 생산할 수 있도록 하는 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치는, 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 반응재(12)가 내재되고 전해액(13)이 담겨진 반응탱크(10)가 구비되고, 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되며, 상기 반응탱크(10)에 전기를 공급하는 고전압인가부(17)가 구비되어지되, 상기 고전압인가부(17)로부터 양극전원을 공급받는 상기 반응탱크(10)의 양극(101)은 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)에 연결되고, 상기 고전압인가부(17)로부터 음극전원을 공급받는 상기 반응탱크(10)의 음극(102)은 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법은, 반응탱크(10)의 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 반응재(12)가 내재되도록 하고, 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 인가될 수 있도록 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극에 음극전원이 인가될 수 있도록 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S021);
상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S022);
상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S023)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법은, 실리콘 베이스에 증착에 의하여 알루미늄의 층이 형성되도록 하여 반응재(12)가 구비되도록 하는 알루미늄층형성단계(S01);
반응탱크(10)의 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 상기 반응재(12)가 내재되도록 하여, 상기 알루미늄(121)에 대한 양극산화과정이 진행되도록 하는 1차양극산화단계(S02);
상기 양극산화단계(S02)를 거친 상기 반응재(12)에 대하여, 알루미나가 제거되도록 하는 알루미나제거단계(S03);
상기 알루미나제거단계(S03)를 거친 상기 반응재(12)를 상기 반응탱크(10) 내부에 내재되도록 하여 상기 알루미늄(121)에 대한 양극산화과정이 진행되도록 하는 2차양극산화단계(S04);
상기 2차양극산화단계를 거친 상기 반응재(12)에 형성된 인터포어의 형태를 마무리작업하여 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터(30)가 구비되도록 하는 나노마스터형성단계(S05)가 포함되어 구비되며,
상기 1차양극산화단계(S02)는,
상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극전원이 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S021);
상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S022);
상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S023)가 포함되어 구비되고,
상기 2차양극산화단계(S04)는,
상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극전원이 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S041);
상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S042);
상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S043)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 상기 알루미나제거단계(S03)는, 1 ~ 2 중량부의 크롬산과 5 ~ 10 중량부의 인산이 포함되는 에칭전해용액에서 60 ~ 70℃로 50 ~ 70분간 에칭되도록 구비될 수 있다.
나아가 상기에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터(30)가 구비되고,
상기 알루미늄마스터(30)의 상부로 핫엠보싱과정 또는 전조과정에 의하여 알루미늄마스터(30)와 결합된 나노스탬프가 구비되고, 나노스탬프로부터 실리콘과 알루미늄마스터(30)가 제거되어 나노마스터(40)가 구비되는 것을 특징으로 하는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터가 제공될 수 있다.
상기와 같이 구비되는 본 발명은 극저온/고전압(LTHV) 상태에서 알루미늄 양극산화반응을 하도록 하기 때문에, 장치의 구성이 간단하고, 빠른 시간 내에 나노패턴이 형성되기 때문에 효율이 극대화되는 탁월한 효과가 있다.
특히 짧은 시간동안 양극산화과정이 수행되기 때문에 별도의 교반장치가 필요하지 않아 전체 장치의 구성이 간단하고 처리 과정도 단순하게 되는 장점이 있다.
나아가 양극산화시의 조건인 극저온의 온도와, 고전압의 전압을 원하는 정도로 알맞게 조절하게 되면, 원하는 형태의 나노패턴의 두께와 나노패턴의 인터포어 간격을 형성할 수 있어, 다양하고도 최적의 나노패턴을 손쉽게 생산할 수 있는 탁월한 장점이 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 양극산화장치에 대한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 양극산화장치에 따른 양극산화과정에 대한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 양극산화장치에서 양극산화시의 전류와 온도에 대한 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 양극산화장치에서 양극산화시의 전압, 온도에 따른 알루미나의 두께에 대한 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 양극산화장치에서 양극산화시의 전압, 온도에 따른 나노 패턴의 인터포어 간격에 대한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 양극산화장치의 다른 실시예에 대한 개략적인 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비되는 나노마스터 제조 과정에 대한 개략적인 예시도.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 양극산화장치에 대한 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 양극산화장치에 따른 양극산화과정에 대한 순서도, 도 3은 본 발명에 따른 양극산화장치에서 양극산화시의 전류와 온도에 대한 그래프, 도 4는 본 발명에 따른 양극산화장치에서 양극산화시의 전압, 온도에 따른 알루미나의 두께에 대한 그래프, 도 5는 본 발명에 따른 양극산화장치에서 양극산화시의 전압, 온도에 따른 나노 패턴의 인터포어 간격에 대한 그래프, 도 6은 본 발명에 따른 양극산화장치의 다른 실시예에 대한 개략적인 구성도, 그리고 도 7은 본 발명에 따른 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비되는 나노마스터 제조 과정에 대한 개략적인 예시도가 각각 도시된 것이다.
즉 본 발명에 따른 극저온/고전압 양극산화장치, 극저온/고전압 양극산화장치에 의한 양극산화방법, 및 극저온/고전압 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 알루미늄에 대하여 양극산화과정으로 나노패턴이 형성되도록 하고, 이러한 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터에 대하여 전기주조 또는 핫엠보싱 등에 의하여 나노패턴이 형성된 나노마스터를 제조하는 것이다.
우선 이를 위한 양극산화방법을 수행하는 극저온/고전압 양극산화장치(A)의 구성을 살펴보면 도 1, 도 6에서와 같이, 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 반응재(12)가 내재되고 전해액(13)이 담겨진 반응탱크(10)가 구비된다. 그리고 이러한 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되며, 상기 반응탱크(10)에 전기를 공급하는 고전압인가부(17)가 구비된다. 이러한 극저온인가부(15)에는 온도전이부(16)가 구비되어, 이러한 온도전이부(16)의 냉기가 반응탱크(10)의 반응재(12)가 냉각되도록 구비되는 것이다. 물론 도면의 예시에서는 극저온인가부(15)의 온도전이부(16)가 판형상으로 형성됨을 보이고 있으나, 스틱형상으로 반응재(12)와 접촉되도록 구비될 수도 있을 것이다. 또한 이러한 온도전이부(16)가 온도 전이특성이 양호한 것으로 구비될 수 있는 것으로, 특히 구리, 합금재와 같은 금속재가 이용될 수 있을 것이다.
또한 반응탱크(10)는 전해액(13)이 새지 않도록 밀폐되어 구비될 수 있고, 극저온인가부(15)의 온도전이부(16)가 판형상으로 형성되는 경우에는, 반응탱크(10)의 저부가 개방되어, 온도전이부(16) 위에 반응재(12)가 위치되고, 이에 온도전이부(16)와 반응탱크(10)의 저부가 밀폐되도록 결착되어, 전체 반응재(12)가 내재된 반응탱크(10)가 안정적으로 밀폐되도록 구비될 수 있을 것이다. 그리하여 전해액(13)이 누수되지 않도록 구비될 수 있을 것이다.
또한 이러한 반응탱크(10)는 도 1에서와 같이 사각형상, 수평단면형상이 원형, 사각, 다각 형상 등으로 형성될 수도 있고, 도 6에서와 같이 모자형상이 캡형상으로 형성될 수도 있는 등, 다양한 형태로 형성될 수도 있을 것이다.
이러한 고전압인가부(17)와 반응탱크(10)의 연결상태를 보면, 상기 고전압인가부(17)로부터 양극전원을 공급받는 상기 반응탱크(10)의 양극(101)은 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)에 연결되고, 상기 고전압인가부(17)로부터 음극전원을 공급받는 상기 반응탱크(10)의 음극(102)은 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되도록 구비되는 것이다.
이에 반응탱크(10) 내의 전해액으로는 옥산살(Oxalic acid), 황산, 인산 등이 포함되어 이용될 수 있고, 음극으로는 납이 이용될 수 있을 것이다. 그리고 극저온인가부(15)에 의하여 알루미늄(121)의 반응재(12)는 대략 영하 0도씨에서 6도씨 정도의 극저온으로 마련될 수 있을 것이다. 또한 고전압인가부(17)에 의하여 인가되는 전압은 80 ~ 160V의 고전압으로 인가될 수 있을 것이다. 이처럼 극저온인가부(15)와 고전압인가부(17)에 의하여 반응탱크(10) 내에서의 양극산화 환경이 극저온/고전압(LTHV, Low Tempreature High Voltage) 상태가 되는 것이다.
이러한 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치(A)에 의한 알루미늄 양극산화방법을 살펴보면 다음과 같다.
우선 반응탱크(10)의 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 반응재(12)가 내재되도록 하고, 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 인가될 수 있도록 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극에 음극전원이 인가될 수 있도록 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S021)가 수행되어 양극산화반응의 준비를 하게 된다.
그리고 상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S022)가 수행되어 반응탱크(10) 내부가 극저온 상태가 되도록 하게 된다.
이에 상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S023)가 수행되어 양극산화반응이 수행되는 것이다.
즉 일반적으로 수행되는 양극산화는 영상 5도 이상의 온도환경에서 대략 50V 정도로 전압이 인가되어 이루어지기 때문에, 장시간에 걸쳐 양극산화과정이 진행되게 된다.
그러나 본 발명에 따른 양극산화장치(A)에 의하면, 영하 -1 ~ -6℃의 극저온상태에서, 80 ~ 160V 의 고전압 상태에서 양극산화가 진행되는 것이다. 특히 이러한 극저온/고전압 상태에서는 불과 대략 1분 정도의 양극산화시간만 소요되기 때문에, 별도의 부재가 필요하지 않고 양호한 상태의 나노패턴이 형성되는 탁월한 장점이 있는 것이다.
이처럼 본 발명에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하면, 양극산화반응 시간이 짧게 소요되기 때문에, 많은 양의 나노패턴이 형성된 제품을 생산할 수 있어, 전력소비를 줄이고, 생산량을 많게 하는 등의 탁월한 장점이 있다.
특히 일반적인 양극산화장치에서는 양극산화반응시 열을 냉각하기 위하여 양극산화반응조의 외부로 이격된 냉각조를 두고, 이러한 냉각조에 연속해서 냉각수가 흐르도록 하기 때문에, 액체상태의 냉각수가 최저로 할 수 있는 정도까지만 냉각되는 문제점이 있었다. 또한 일반적인 양극산화시에는 수십분 내지 수시간에 걸쳐 이뤄지기 때문에 전해액의 교반을 위하여, 냉각조에 의하여 분리된 상태이기 때문에 마그네틱교반장치가 필수적인 것이어서, 많은 장치와 오랜 시간이 걸려야만 나노패턴이 형성되는 문제점이 있는 것이다.
이에 반하여 본 발명에 따른 양극산화장치 및 이를 이용한 양극산화방법은, 극저온 및 고전압상태이기 때문에, 양극산화반응이 짧고 그리하여 교반장치가 불필요하기 때문에, 구성이 간단할 뿐만 아니라, 많은 양의 나노패턴 제품을 생산할 수 있는 탁월한 장점이 있는 것이다.
이와 같은 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치(A)를 이용한 양극산화방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
우선 실리콘 베이스에 증착에 의하여 알루미늄의 층이 형성되도록 하여 반응재(12)가 구비되도록 하는 알루미늄층형성단계(S01)가 수행되어, 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 반응재(12)를 마련하게 되는 것이다.
이처럼 마련된 반응재(12)에 대하여, 반응탱크(10)의 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 상기 반응재(12)가 내재되도록 하여, 상기 알루미늄(121)에 대한 양극산화과정이 진행되도록 하는 1차양극산화단계(S02)가 수행되는 것이다.
이러한 상기 1차양극산화단계(S02)를 좀더 상세히 살펴보면, 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극전원이 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 등, 장치준비단계(S021)가 수행되어 양극산화 준비를 완료하게 된다.
이후 상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S022)가 수행되어, 반응재(12)가 극저온 상태가 되도록 마련된다.
이에 상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S023)가 수행되어, 반응재(12)의 알루미늄(122)에 나노패턴이 형성되게 되는 것이다.
이러한 나노패턴이 형성된 알루미늄(122)을 그대로 제품 생산에 이용하여도 무방할 것이다.
그러나 좀더 양호한 상태의 나노패턴을 형성하기 위하여 양극산화된 알루미나부분을 제거한 후, 재차 양극산화로 나노패턴이 형성되도록 마련될 수 있다.
즉 상기 양극산화단계(S02)를 거친 상기 반응재(12)에 대하여, 알루미나가 제거되도록 하는 알루미나제거단계(S03)가 수행되는 것이다.
그리고 이러한 상기 알루미나제거단계(S03)는, 1 ~ 2 중량부의 크롬산과 5 ~ 10 중량부의 인산이 포함되는 에칭전해용액에서 60 ~ 70℃로 50 ~ 70분간 에칭되도록 구비될 수 있을 것이다.
이처럼 에칭에 의하여 알루미나가 제거된 반응재(12)를 다시 반응탱크(10)에 넣고, 2차 산화단계가 거치게 되는 것이다.
즉 상기 알루미나제거단계(S03)를 거친 상기 반응재(12)를 상기 반응탱크(10) 내부에 내재되도록 하여 상기 알루미늄(121)에 대한 양극산화과정이 진행되도록 하는 2차양극산화단계(S04)가 수행되는 것이다.
그리고 이러한 상기 2차양극산화단계(S04)는, 우선 상기의 1차양극산화단계와 같이, 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극전원이 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S041)가 수행되는 것이다.
또한 상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S042)와, 상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S043)가 수행되어 2차양극산화단계가 수행되는 것이다.
그리고 이처럼 1차양극산화단계(S02)와 2차양극산화단계(S04)를 거쳐 알루미늄에 형성된 나노패턴에 대하여, 원하는 표면상태를 얻기 위한 마무리작업을 하게 되는 것이다. 즉 상기 2차양극산화단계를 거친 상기 반응재(12)에 형성된 인터포어의 형태를 마무리작업하여 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터(30)가 구비되도록 하는 나노마스터형성단계(S05)가 수행되어, 알루미늄마스터(30)가 제조가 되는 것이다.
이러한 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터(30)를 이용하여 다양한 종류의 나노표면제품을 생산할 수 있는 것이다.
즉 본 발명의 발명자가 선 발명하여 출원한 특허출원 제10-2007-74204호, 제10-2007-74447호, 제10-2008-29635호, 제10-2008-29636호, 제10-2008-29637호, 제10-2008-58447호 등에 의한 나노마스터 제조방법에 의하여 나노패턴이 형성된 나노마스터가 제조될 수 있을 것이다.
즉 상기에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화방법에 의하여 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터(30)가 구비되는 것이고, 이러한 상기 알루미늄마스터(30)의 상부로 핫엠보싱과정 또는 전조과정에 의하여 알루미늄마스터(30)와 결합된 나노스탬프가 구비되고, 나노스탬프로부터 실리콘과 알루미늄마스터(30)가 제거되어 나노마스터(40)가 구비되는 것이다.
이와 같은 본 발명에 따른 양극산화시의 특성을 살펴보면 다음과 같다.
즉 도 3는 양극산화반응시 온도와 시간에 다른 반응전류에 대한 그래프이고, 도 4는 양극산화반응시 온도와 전압에 따른 나노패턴의 두께를 나타낸 그래프이며, 도 5는 양극산화반응시 온도와 전압에 따른 나노패턴의 인터포어 간격을 나타낸 그래프이다.
즉 양극산화시 극저온/고전압(LTHV) 알루미늄 양극산화장치(A)에 의한 양극산화반응에 의하면, 전압이 높아 고전압(대략 80 ~ 160V)으로 되고, 또한 온도가 낮아 극저온(-0 ℃ 내지 -6℃)에서는 나노패턴이 형성된 알루미나의 두께가 감소됨을 알 수 있는 것이다. 또한 이와 같은 양극산화반응 시에 알루미나의 나노패턴의 공극인 인터포어(Inter-pore distance)는 온도변화보다는 전압의 정도에 따라 변화될 수 있는 것으로, 높은 전압일 수록 인터포어 간격이 커지는 특성을 알 수 있는 것이다.
따라서 본 발명에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치(A)에 따르면 극저온이고 고전압 상태에서, 그리고 이러한 고전압의 전압을 조절함에 따라 원하는 형태의 인터포어간격을 갖는 나노패턴을 형성할 수 있는 것이다. 특히 반응시간을 짧게 하여, 다른 복잡한 장치구성이 필요없는 등 탁월한 장점이 있는 것이다.
이처럼 원하는 형태의 나노패턴으로 하여 알루미늄마스터(30)를 형성하고, 이러한 알루미늄마스터(30)에 대하여, 핫엠보싱 또는 전주 과정 등의 스탬프제조과정을 거치면 나노마스터(40)가 제조되는 것이며, 이에 나노마스터(40)는 니켈과 같은 금속재로 이루어질 수 있는 것이다.
따라서 이러한 나노패턴이 형성된 나노마스터(40)를 이용하여, 나노패턴이 형성된 디스플레이제품을 생산하거나, 필터제품 등 다양한 형태의 생활용품, 공업제품 등을 생산할 수 있는 것이다.
이에 특히 본 발명에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치(A)에 의하면, 짧은 시간에 복잡한 과정 및 장치를 갖추지 않고 나노마스터를 생산할 수 있기 때문에, 대량의 나노제품을 생산하여 이용할 수 있으며, 원하는 형태의 나노패턴을 얻어 이용할 수 있기 때문에 다양하고도 난반사특성 등 원하는 제품을 제조할 수 있는 탁월한 장점이 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 반응재(12)가 내재되고 전해액(13)이 담겨진 반응탱크(10)가 구비되고,
    상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되며,
    상기 반응탱크(10)에 전기를 공급하는 고전압인가부(17)가 구비되어지되,
    상기 고전압인가부(17)로부터 양극전원을 공급받는 상기 반응탱크(10)의 양극(101)은 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)에 연결되고, 상기 고전압인가부(17)로부터 음극전원을 공급받는 상기 반응탱크(10)의 음극(102)은 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치.
  2. 반응탱크(10)의 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 반응재(12)가 내재되도록 하고, 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 인가될 수 있도록 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극에 음극전원이 인가될 수 있도록 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S021);
    상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S022);
    상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S023)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법.
  3. 실리콘 베이스에 증착에 의하여 알루미늄의 층이 형성되도록 하여 반응재(12)가 구비되도록 하는 알루미늄층형성단계(S01);
    반응탱크(10)의 내부에 알루미늄(121)과 실리콘(122)으로 되는 상기 반응재(12)가 내재되도록 하여, 상기 알루미늄(121)에 대한 양극산화과정이 진행되도록 하는 1차양극산화단계(S02);
    상기 양극산화단계(S02)를 거친 상기 반응재(12)에 대하여, 알루미나가 제거되도록 하는 알루미나제거단계(S03);
    상기 알루미나제거단계(S03)를 거친 상기 반응재(12)를 상기 반응탱크(10) 내부에 내재되도록 하여 상기 알루미늄(121)에 대한 양극산화과정이 진행되도록 하는 2차양극산화단계(S04);
    상기 2차양극산화단계를 거친 상기 반응재(12)에 형성된 인터포어의 형태를 마무리작업하여 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터(30)가 구비되도록 하는 나노마스터형성단계(S05)가 포함되어 구비되며,
    상기 1차양극산화단계(S02)는,
    상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극전원이 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S021);
    상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S022);
    상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S023)가 포함되어 구비되고,
    상기 2차양극산화단계(S04)는,
    상기 반응탱크(10)의 반응재(12)가 저온이 되도록 하는 극저온인가부(15)가 구비되도록 하며, 상기 반응탱크(10) 내의 반응재(12)로 양극전원이 연결되도록 하고, 그리고 상기 반응탱크(10)의 전해액(13)에 접촉되는 음극전원이 연결되도록 고전압인가부(17)가 구비되도록 하는 장치준비단계(S041);
    상기 극저온인가부(15)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 반응재(12)의 온도가 -1 ~ -6℃의 극저온이 되도록 하는 극저온형성단계(S042);
    상기 고전압인가부(17)의 작동으로 상기 반응탱크(10)의 양극(101)과 음극(102)에 80 ~ 160V의 고전압 전원이 공급되도록 하는 고전압인가단계(S043)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 알루미나제거단계(S03)는,
    1 ~ 2 중량부의 크롬산과 5 ~ 10 중량부의 인산이 포함되는 에칭전해용액에서 60 ~ 70℃로 50 ~ 70분간 에칭되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 나노패턴이 형성된 알루미늄마스터(30)가 구비되고,
    상기 알루미늄마스터(30)의 상부로 핫엠보싱과정 또는 전조과정에 의하여 알루미늄마스터(30)와 결합된 나노스탬프가 구비되고, 나노스탬프로부터 실리콘과 알루미늄마스터(30)가 제거되어 나노마스터(40)가 구비되는 것을 특징으로 하는 극저온/고전압 알루미늄 양극산화장치에 의한 양극산화방법에 의하여 구비된 나노마스터.
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