초소수성 구리 기재 표면의 가공방법 및 이에 의해 표면이 초소수화된 구리 기재
Processing method for superhydrophobic copper substrate surface and copper substrate having the superhydrophobic surface prepared with the same
특허 요약
본 발명은 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법 및 이에 의해 표면이 초소수화된 구리 기재에 관한 것으로, 상세하게는 구리(Cu) 기재를 할로겐 이온을 포함하는 수용액으로 식각하여 마이크로 테라스 구조를 형성하는 단계(단계 1); 및 상기 단계 1에서 마이크로 테라스 구조가 표면에 형성된 구리 기재를 과황산염 및 수산화기를 포함하는 수용액으로 처리하여 마이크로 테라스 구조상에 나노 잎 구조가 유도된 계층구조를 형성하는 단계(단계 2);를 포함하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법 및 이에 의해 표면이 초소수화된 구리 기재에 관한 것이다. 본 발명은 구리 기재 표면을 할로겐 이온을 포함하는 수용액으로 처리하여 마이크로 테라스 구조를 형성하고, 과황산염 및 수산화기를 포함하는 수용액으로 나노 잎 구조를 형성하여 저렴하고 간단한 공정으로 초소수성 표면을 구현할 수 있고, 상기 구리 기재에 계층구조를 구현한 후 불소계 화합물로 표면 개질함으로써 현저히 우수한 초소수성을 구현할 수 있다. 또한, 상기 제조방법에 따라 제조된 구리 기재는 우수한 내구성을 가짐으로써 상온에서 장시간 동안 구조의 변형이 없으며, 이로 인하여 발현된 초소수성의 온도 및 시간적 한계가 없으므로 다양한 분야에서 유용하게 사용될 수 있는 효과가 있다.
청구항
번호청구항
12

제1항 또는 제2항의 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법에 의해 표면이 초소수화된 구리 기재.

1

구리(Cu) 기재를 할로겐 이온을 포함하는 수용액으로 식각하여 마이크로 테라스 구조를 형성하는 단계(단계 1); 및상기 단계 1에서 마이크로 테라스 구조가 표면에 형성된 구리 기재를 과황산염 및 수산화기를 포함하는 수용액으로 처리하여 마이크로 테라스 구조상에 나노 잎 구조가 유도된 계층구조를 형성하는 단계(단계 2);를 포함하며,상기 할로겐 이온을 포함하는 수용액은 불화나트륨(NaF), 염화나트륨(NaCl) 및 브롬화나트륨(NaBr)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 할로겐화 염이 용해된 수용액인 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

2

구리(Cu) 기재를 할로겐 이온을 포함하는 수용액으로 식각하여 마이크로 테라스 구조를 형성하는 단계(단계 1);상기 단계 1에서 마이크로 테라스 구조가 표면에 형성된 구리 기재를 과황산염 및 수산화기를 포함하는 수용액으로 처리하여 마이크로 테라스 구조상에 나노 잎 구조가 유도된 계층구조를 형성하는 단계(단계 2); 및상기 단계 2의 구리 기재 표면을 불소계 화합물로 표면개질하는 단계(단계 3);를 포함하며,상기 할로겐 이온을 포함하는 수용액은 불화나트륨(NaF), 염화나트륨(NaCl) 및 브롬화나트륨(NaBr)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 할로겐화 염이 용해된 수용액인 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

3

제1항 또는 제2항에 있어서,상기 단계 1의 수행 전, 구리기재를 산성용액에 침지하여 구리 기재의 산화층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

4

제1항 또는 제2항에 있어서,상기 단계 1의 식각은 90 내지 110 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

5

삭제

6

제1항 또는 제2항에 있어서,상기 단계 1의 식각은 15 내지 25시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

7

제1항 또는 제2항에 있어서,상기 단계 2의 과황산염을 포함하는 수용액은 과황산암모늄, 과황산나트륨 및 과황산칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 과황산염이 용해된 수용액인 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

8

제1항 또는 제2항에 있어서,상기 단계 2의 수산화기를 포함하는 수용액은 NaOH 및 KOH로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수산화기가 용해된 수용액인 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

9

제1항 또는 제2항에 있어서,상기 단계 2의 잎 구조 유도는 5분 내지 25분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

10

제2항에 있어서, 상기 단계 3의 불소계 화합물은 트라이클로로(1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸)실란{trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane}, 트리클로로(3,3,3-트라이플루오로프로필)실란{trichloro(3,3,3-trifluoropropyl)silane}, 트라이클로로(1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실)실란{trichloro(1H,1H,2H,2Hperfluorodecyl)silane}, 트라이플루오로프로필-트라이메톡시실란(trifluoropropyl-triethoxysilane), 트라이플루오로프로필-트라이에톡시실란(trifluoropropyl-triethoxysilane), 트라이데카플루오로옥틸-트라이메톡시실란(tridecafluorooctyl-trimethoxysilane), 트라이데카플루오로옥틸-트라이에톡시실란(tridecafluorooctyl-triethoxysilane), 헵타데카플루오로데실-트라이메톡시실란(heptadecagluorodecyl-trimethoxysilane) 및 헵타데카플루오로데실-트라이에톡시실란(heptadecafluorodecyl-triethoxysilane)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법.

11

제2항에 있어서,상기 단계 3의 수행 후, 불소계 화합물로 개질된 구리 기재를 190℃ 내지 210℃에서 0.5시간 내지 2시간 동안 열처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초소수성 구리 기재 표면의 가공방법