KR20130038764A - Hydrophobic silica coating layer and preparing method of the same - Google Patents

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    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder

Abstract

PURPOSE: A hydrophobicity silica coating layer and a manufacturing method thereof are provided to manufacture the hydrophobicity silica coating layer including a hierarchy structure of three steps in which a -CF 2 and/or -CF 3 is formed on a silica particle layer of a microscopic in which a metal nanoparticle of a nano-size is formed. CONSTITUTION: A manufacturing method of a hydrophobicity silica coating layer comprises followings: a step of forming a silica particle layer by electrospraying a solution containing a silica precursor on a substrate; a step of immersing the substrate in which the silica particle layer is formed to a solution containing a metal salt precursor, and forming a metal nano-particle on the silica particle by irradiating the ultraviolet ray or the gamma ray; and a step of immersing the substrate including the silica particle layer in which the metal nano-particle is formed to a solution containing a fluorine - containing compound. [Reference numerals] (AA,EE,HH) Silica; (BB,FF,II) Base; (CC) Electric radiation; (DD,KK) Gold nanoparticle; (GG) Ultraviolet ray/gamma ray irradiation; (JJ) Fluoride alkyl silane surface treatment; (LL) Silica microparticle;

Description

소수성 실리카 코팅층 및 그의 제조방법{HYDROPHOBIC SILICA COATING LAYER AND PREPARING METHOD OF THE SAME}Hydrophobic silica coating layer and its manufacturing method {HYDROPHOBIC SILICA COATING LAYER AND PREPARING METHOD OF THE SAME}

본원은, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조되는 소수성 실리카 코팅층에 관한 것이다.
The present application relates to a method for producing a hydrophobic silica coating layer and a hydrophobic silica coating layer produced by the method.

소수성(hydrophobicity)은 물에 친화력을 가지지 않는 특성을 의미하며, 친수성(hydrophilicity)은 물에 친화력을 갖는 특성을 의미한다. 고체 표면의 친/소수 특성을 규명하는 방법의 하나로 접촉각 측정을 들 수 있다. 일반적으로, 고체 표면 위에 물을 떨어뜨렸을 때, 표면 위에 형성되는 물과 표면의 접촉각이 90° 보다 작은 경우에는 친수성 표면, 90°보다 큰 경우에는 소수성 표면이라고 칭한다. 특히, 상기 접촉각이 10°보다 작은 각을 이루며 넓게 퍼진 경우에는 초친수성(superhydrophilicity), 상기 접촉각이 150°이상의 큰 각을 이루며 접촉각 이력 혹은 경사각도(sliding angle, 또는 rolling angle)가 10°이하로 표면에 동그랗게 맺혀있는 경우에는 초소수성(superhydrophobicity) 표면이라고 한다.Hydrophobicity refers to a property having no affinity for water, and hydrophilicity refers to a property having affinity for water. One of the methods for determining the hydrophilic / hydrophobic characteristics of a solid surface is contact angle measurement. In general, when water is dropped on a solid surface, when the contact angle between the water and the surface formed on the surface is smaller than 90 °, it is called a hydrophilic surface, and when larger than 90 °, it is called a hydrophobic surface. Particularly, when the contact angle is wider than the angle of 10 ° and spreads widely, the superhydrophilicity, the contact angle is larger than 150 °, and the contact angle history or the sliding angle or rolling angle is 10 ° or less. If the surface is round, it is called a superhydrophobicity surface.

고체 표면 위에서 형성되는 접촉각은 두 가지 요인에 의해서 결정된다. 그 중 첫 번째는 화학적 요인으로서, 고체의 표면 에너지나 액체 방울의 표면장력에 의해서 접촉각이 형성되는 것이다. 고체의 표면 에너지가 낮으면 액체와 고체 사이의 접촉각은 커지며, 반대로 표면 에너지가 큰 경우 접촉각은 작아진다. 두 번째는 물리적 요인으로서, 고체 표면의 거칠기(roughness), 즉 표면의 거친 정도에 따라서 접촉각이 변한다. 고체 표면에 있어 상기 두 가지 요인을 적절히 제어하면 180°에 가까운 초소수성 표면이나 0°에 가까운 초친수성 표면을 형성하는 것이 가능하다.The contact angle formed on the solid surface is determined by two factors. The first of these is a chemical factor, in which contact angles are formed by the surface energy of solids or the surface tension of liquid droplets. If the surface energy of the solid is low, the contact angle between the liquid and the solid is large, whereas if the surface energy is large, the contact angle is small. The second is a physical factor, in which the contact angle changes depending on the roughness of the solid surface, that is, the roughness of the surface. With proper control of these two factors on solid surfaces, it is possible to form superhydrophobic surfaces close to 180 ° or superhydrophilic surfaces close to 0 °.

초소수성 표면을 갖는 물질이나 재료는 유기물의 오염이 문제가 되는 전자제품의 외장재 또는 습도나 이물질 오염 예방이 필수적인 건축자재에 폭넓게 적용이 가능하다. 예를 들어, 이러한 초소수성 표면을 적용할 물질이나 재료로는 핸드폰, DMB, 네비게이션 등의 모바일 어플리케이션, 노트북, PC 등의 전자기기, TV, 오디오 등의 고급 가전제품, 부엌 용품, 엘리베이터 내장재, 인테리어용 건물 내외장재, 간판, 화장실 또는 욕실의 자재, 자동차 강판 또는 자동차 유리, 또는 전자제품 소자의 분리막 등이 있다.Substances or materials having a superhydrophobic surface can be widely applied to exterior materials of electronic products in which contamination of organic matter is a problem, or building materials where humidity or foreign matter contamination prevention is essential. For example, materials and materials to which such superhydrophobic surfaces are applied include mobile applications such as mobile phones, DMBs, navigation devices, electronic devices such as laptops and PCs, high-end appliances such as TVs, audio equipment, kitchen appliances, elevator interior materials, and interiors. Interior and exterior materials for buildings, signboards, materials for toilets or bathrooms, automotive steel sheets or glass, or separators for electronic devices.

실리카, 즉 비정질 SiO2는 자연계에 가장 많이 존재하는 원소들로 구성되어 있고, 저렴한 비용으로 합성할 수 있을 뿐만 아니라, 내화학성, 경도, 마모특성, 및 고온 안정성 등이 우수하여 여러 가지 종류의 전자기기 및 부품의 내외장 코팅에 폭 넓게 적용되고 있다. 따라서, 실리카 코팅소재의 표면 특성을 적절히 조절하여 소수성 또는 친수성을 획기적으로 제어하는 것은 매우 중요하다.Silica, that is, amorphous SiO 2 is composed of the most abundant elements in nature and can be synthesized at low cost, and also has various chemical properties due to its excellent chemical resistance, hardness, wear characteristics, and high temperature stability. It is widely applied to the interior and exterior coating of equipment and components. Therefore, it is very important to significantly control the hydrophobicity or hydrophilicity by appropriately adjusting the surface properties of the silica coating material.

대한민국등록특허 제10-0891146호는 기판 표면에 폴리디메틸실록산과 실리카를 일정 두께로 코팅하고, 전자빔을 조사하여 높은 표면 굴곡을 가지는 마이크로-나노의 복합적인 기공구조를 형성한 후, 플루오르계 실란으로 표면처리하여 초소수성을 가지는 계층적 기공구조물을 개시하고 있다.
Republic of Korea Patent No. 10-0891146 is coated with a predetermined thickness of polydimethylsiloxane and silica on the surface of the substrate, and irradiated with an electron beam to form a complex pore structure of micro-nano having a high surface curvature, and then fluorine-based silane A surface-treated hierarchical pore structure having superhydrophobicity is disclosed.

본원은, 실리카 전구체를 포함하는 용액을 기판 상에 전기방사(electrospray)하여 실리카 입자층을 형성하고, 상기 실리카 입자층이 형성된 기판을 금속염 전구체를 포함하는 용액에 침지하고, 자외선 또는 감마선을 조사하여 상기 실리카 입자 상에 금속 나노입자를 형성한 다음, 상기 기판을 불소-함유 화합물을 포함하는 용액에 침지하는 단계를 포함하는, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법 및 상기 방법에 의해 형성되는 소수성 실리카 코팅층을 제공하고자 한다.The present application forms a silica particle layer by electrospraying a solution containing a silica precursor on a substrate, immersing the substrate on which the silica particle layer is formed in a solution containing a metal salt precursor, and irradiating ultraviolet or gamma rays to the silica. Forming a metal nanoparticle on the particles, and then immersing the substrate in a solution containing a fluorine-containing compound, to provide a method for producing a hydrophobic silica coating layer and a hydrophobic silica coating layer formed by the method .

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 기술한 과제로 제한되지 않으며, 기술되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problem to be solved by the present application is not limited to the problem described above, another problem that is not described will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 실리카 전구체를 포함하는 용액을 기판 상에 전기방사(electrospray)하여 실리카 입자층을 형성하는 단계; 상기 실리카 입자층이 형성된 기판을 금속염 전구체를 포함하는 용액에 침지하고, 자외선 또는 감마선을 조사하여 상기 실리카 입자 상에 금속 나노입자를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노입자가 형성된 상기 실리카 입자층을 포함하는 기판을 불소-함유 화합물을 포함하는 용액에 침지하는 단계를 포함하는, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법을 제공한다.A first aspect of the present invention comprises the steps of electrospraying a solution comprising a silica precursor on a substrate to form a silica particle layer; Immersing the substrate on which the silica particle layer is formed in a solution containing a metal salt precursor, and forming metal nanoparticles on the silica particles by irradiating ultraviolet rays or gamma rays; And immersing the substrate including the silica particle layer in which the metal nanoparticles are formed in a solution containing a fluorine-containing compound.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the metal nanoparticles may include one selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), and combinations thereof, It is not limited to this.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 실리카 전구체는 테트라에틸오르소실리케이트 (tetraethylorthosilicate, TEOS), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane, MTES), 테트라메톡시실란 (tetramethoxysilane, TMOS), 메틸트리메톡시실란 (methyltrimethoxysilane, MTMS), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the silica precursor is tetraethylorthosilicate (TEOS), methyltriethoxysilane (MTES), tetramethoxysilane (TMOS), methyltrimethoxysilane ( methyltrimethoxysilane (MTMS), and combinations thereof may be included, but is not limited thereto.

일 구현예에 있어서, 상기 불소-함유 화합물은, 불화알킬실란을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the fluorine-containing compound may include an alkyl fluoride, but is not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 상기 본원의 제 1 측면의 방법에 의해서 제조되고, 실리카 입자-금속 나노입자의 계층구조를 포함하는 소수성 실리카 코팅층을 제공한다.The second aspect of the present application provides a hydrophobic silica coating layer prepared by the method of the first aspect of the present application and comprising a hierarchy of silica particle-metal nanoparticles.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 실리카 입자의 크기는 마이크로미터 단위인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the size of the silica particles may be in a micrometer unit, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성 실리카 코팅층의 표면은 -CF2 기, -CF3 기, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the surface of the hydrophobic silica coating layer may be to include -CF 2 groups, -CF 3 groups, or a combination thereof, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성 실리카 코팅층의 접촉각은 150° 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the contact angle of the hydrophobic silica coating layer may be 150 ° or more, but is not limited thereto.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원에 의하여, 나노 크기의 금속 나노입자가 형성된 마이크로 크기의 실리카 입자층 상에 -CF2 기 및/또는 -CF3 기가 형성된 3단계의 계층 구조를 포함하는 포함하는 소수성 실리카 코팅층을 제조할 수 있다. 상기 실리카 코팅층은 표면장력이 45 mN/m 이상인 액체에 대하여 접촉각이 150° 이상인 초소수성을 나타낸다. 상기 소수성 실리카 코팅층은 초소수성 표면 및 자기 청정 기능을 필요로 하는 모든 분야, 예를 들어, 핸드폰, DMB, 네비게이션 등의 모바일 기기, 노트북, 카메라 등 전자기기, 고급 가전제품, 부엌용품, 엘리베이터 내장재, 건물 내외장재, 간판, 전조등, 안내판, 화장실용 내장재, 자동차 강판 및 유리, 분리막 등에 이용 및 응용될 수 있다.
According to the present application, a hydrophobic silica coating layer including a three-step hierarchical structure in which -CF 2 groups and / or -CF 3 groups are formed on a micro-sized silica particle layer in which nano-sized metal nanoparticles are formed may be prepared. The silica coating layer exhibits super hydrophobicity with a contact angle of 150 ° or more for a liquid having a surface tension of 45 mN / m or more. The hydrophobic silica coating layer is any field requiring a superhydrophobic surface and a self-cleaning function, for example, mobile devices such as mobile phones, DMB, navigation, electronic devices such as laptops, cameras, high-end appliances, kitchen appliances, elevator interior materials, It can be used and applied to interior and exterior materials of buildings, signs, headlights, guide plates, interior materials for toilets, automobile steel sheets and glass, separators, and the like.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 실리카 코팅층의 제조방법의 모식도이다.
도 2(a)는 실리카 코팅층, 도 2(b)는 실리카 입자 상에 금 나노 입자가 형성된 실리카 코팅층, 도 2(c)는 본원의 일 실시예에 따른 실리카 입자 상에 금 나노 입자가 형성되고 불화알킬실란으로 표면 처리된 실리카 코팅층의 주사전자 현미경 사진 및 상기 실리카 코팅층 상에 위치하는 물의 CCD 사진이다.
도 3(a) 및 도 3(b)는 본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층의 물, 우유, 오렌지 주스, 글리세롤, 및 커피 방울의 사진 및 CCD 사진이다.
도 4 는 본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층 상에 위치하는 각 액체들의 표면 장력(Surface tension)-점착력(Work of adhesion), 표면장력-표면 분율(Surface fraction)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층의 제조 완료 후 수행한 자외선 조사 시간(Ultraviolet exposure time)에 따른 물 접촉각(Water contact angle) 및 경사각(Sliding angle) 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층의 시간에 따른 물 접촉각(Water contact angle) 및 경사각(Sliding angle) 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic diagram of a method of manufacturing a silica coating layer according to an embodiment of the present application.
Figure 2 (a) is a silica coating layer, Figure 2 (b) is a silica coating layer formed with gold nanoparticles on the silica particles, Figure 2 (c) is a gold nanoparticles are formed on the silica particles according to an embodiment of the present application It is a scanning electron micrograph of the silica coating layer surface-treated with the alkyl fluoride, and the CCD photograph of the water located on the said silica coating layer.
3 (a) and 3 (b) are photographs and CCD images of water, milk, orange juice, glycerol, and coffee drops of the hydrophobic silica coating layer according to an embodiment of the present application.
FIG. 4 is a graph illustrating a relationship between surface tension-work of adhesion and surface tension-surface fraction of liquids positioned on a hydrophobic silica coating layer according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 5 is a graph showing changes in water contact angle and sliding angle according to ultraviolet exposure time performed after completion of preparation of the hydrophobic silica coating layer according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a graph showing changes in water contact angle and sliding angle with time of the hydrophobic silica coating layer according to an embodiment of the present disclosure.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure. As used throughout this specification, the term "step to" or "step of" does not mean "step for."

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
Throughout this specification, the term “combination of these” included in the expression of the makushi form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the makushi form, wherein the constituents It means to include one or more selected from the group consisting of.

본원의 제 1 측면은, 실리카 전구체를 포함하는 용액을 기판 상에 전기방사(electrospray)하여 실리카 입자층을 형성하는 단계; 상기 실리카 입자층이 형성된 기판을 금속염 전구체를 포함하는 용액에 침지하고, 자외선 또는 감마선을 조사하여 상기 실리카 입자 상에 금속 나노입자를 형성하는 단계; 및 상기 금속 나노입자가 형성된 상기 실리카 입자층을 포함하는 기판을 불소-함유 화합물을 포함하는 용액에 침지하는 단계를 포함하는, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법을 제공한다. 도 1은 본원의 일 실시예에 따른 실리카 코팅층의 형성 방법을 대략적으로 도시한 것이며, 상기 전기방사에 의하여 상기 실리카 입자층이 기판 상에 효율적으로 증착될 수 있다.A first aspect of the present invention comprises the steps of electrospraying a solution comprising a silica precursor on a substrate to form a silica particle layer; Immersing the substrate on which the silica particle layer is formed in a solution containing a metal salt precursor, and forming metal nanoparticles on the silica particles by irradiating ultraviolet rays or gamma rays; And immersing the substrate including the silica particle layer in which the metal nanoparticles are formed in a solution containing a fluorine-containing compound. 1 illustrates a method of forming a silica coating layer according to an embodiment of the present disclosure, and the silica particle layer may be efficiently deposited on a substrate by the electrospinning.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속염 전구체는 염화금산(chloroauric acid; HAuCl4), 염화은(silver chloride, AgCl), 질산은(silver nitrate, AgNO3), 염화백금산(platinum chloride, H2PtCl6), 염화팔라듐(palladium chloride, PdCl2), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the metal salt precursor is chloroauric acid (HAuCl 4 ), silver chloride (silver chloride, AgCl), silver nitrate (AgNO 3 ), platinum chloride (platinum chloride, H 2 PtCl 6 ) , Palladium chloride (palladium chloride, PdCl 2 ), and combinations thereof may be selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the metal nanoparticles may include one selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), and combinations thereof, It is not limited to this.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 실리카 전구체는 테트라에틸오르소실리케이트 (tetraethylorthosilicate, TEOS), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane, MTES), 테트라메톡시실란 (tetramethoxysilane, TMOS), 메틸트리메톡시실란 (methyltrimethoxysilane, MTMS), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the silica precursor is tetraethylorthosilicate (TEOS), methyltriethoxysilane (MTES), tetramethoxysilane (TMOS), methyltrimethoxysilane ( methyltrimethoxysilane (MTMS), and combinations thereof may be included, but is not limited thereto.

상기 실리카 전구체를 포함하는 용액은, 실리카 전구체를, 예를 들어, 약 0.1 M 내지 약 5 M, 또는 약 0.5 M 내지 약 3 M, 또는 약 0.8 M 내지 약 2 M, 또는 약 1 M 의 농도로서 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실리카 전구체를 약 0.1 M 미만으로 포함하는 경우 실리카 코팅층의 질이 저하되는 문제가 발생할 수 있으며, 약 5 M 초과로 포함하는 경우 상기 코팅 용액의 투명도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.The solution comprising the silica precursor may comprise the silica precursor, for example, at a concentration of about 0.1 M to about 5 M, or about 0.5 M to about 3 M, or about 0.8 M to about 2 M, or about 1 M. It may include, but is not limited to. When the silica precursor is included in less than about 0.1 M may cause a problem that the quality of the silica coating layer is lowered, when containing more than about 5 M may cause a problem that the transparency of the coating solution is poor.

상기 실리카 전구체는, 예를 들어, 실란 화합물을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 실란 화합물은 X-Si-R의 구성을 포함하는 것일 수 있고, X로 표시되는 반응기, Si로 표시되는 실리콘 원소, 및 R로 표시되는 작용기를 함유하여 구성된 분자를 의미하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.For example, the silica precursor may include a silane compound, and the silane compound may include a structure of X-Si-R, a reactor represented by X, a silicon element represented by Si, and It may mean a molecule consisting of a functional group represented by R, but is not limited thereto.

상기 X로 표시되는 반응기는 염소(Cl), 메톡시(methoxy), 또는 에톡시(ethoxy) 기를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The reactor represented by X may be one containing chlorine (Cl), methoxy, or ethoxy group, but is not limited thereto.

상기 R로 표시되는 작용기는 알킬(alkyl), 불화알킬(fluoroalkyl), 아크릴(acryl), 메타크릴(methacryl), 비닐(vinyl), 에폭시(epoxy), 아민(amine), 및 아닐린(aniline) 기를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The functional group represented by R is an alkyl, fluoroalkyl, acryl, methacryl, vinyl, epoxy, amine, and aniline groups. It may be included, but is not limited thereto.

일 구현예에 있어서, 상기 불소-함유 화합물은, 불화알킬실란을 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 하나 이상의 불소 원자를 가지고 약 1 내지 약 12의 탄소수를 가지는 불화알킬실란을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 불화알킬실란의 비제한적 예로서, 트리클로로(1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸)실란 {trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl)silane, PFOS}, 트리클로로(3,3,3-트리플루오로프로필)실란 {trichloro(3,3,3-trifluoropropyl)silane}, 트리클로로(1H,1H,2H,2H-퍼플루오로데실)실란 {trichloro(1H,1H,2H,2H-perfluorodecyl)silane}, 트리플루오로프로필-트리메톡시실란 (trifluoropropyl-trimethoxysilane), 트리플루오로프로필-트리에톡시실란 (trifluoropropyl-triethoxysilane), 트리데카플루오로옥틸-트리메톡시실란 (tridecafluorooctyl-trimethoxysilane), 트리데카플루오로옥틸-트리에톡시실란 (tridecafluorooctyl-triethoxysilane), 헵타데카플루오로데실-트리메톡시실란 (heptadecafluorodecyl-trimethoxysilane), 헵타데카플루오로데실-트리메톡시실란 (heptadecafluorodecyl-triethoxysilane), 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment, the fluorine-containing compound may include an alkyl fluoride, for example, may include an alkyl fluoride having one or more fluorine atoms and having about 1 to about 12 carbon atoms. However, it is not limited thereto. As a non-limiting example of the alkyl fluoride silane, trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silane {trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silane, PFOS}, trichloro (3, 3,3-trifluoropropyl) silane {trichloro (3,3,3-trifluoropropyl) silane}, trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl) silane {trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecylsilane}, trifluoropropyl-trimethoxysilane, trifluoropropyl-triethoxysilane, tridecafluorooctyl-trimethoxysilane (tridecafluorooctyl- trimethoxysilane, tridecafluorooctyl-triethoxysilane, heptadecafluorodecyl-trimethoxysilane, heptadecafluorodecyl-triethoxysilane Or combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 실란은 불화알킬실란을 포함하는 불소계 실란 이외에도, 알킬기를 포함하는 탄화수소계 실란, 에폭시계 실란, 메타크릴계 실란, 비닐계 실란을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The silane may include, but is not limited to, a hydrocarbon-based silane including an alkyl group, an epoxy-based silane, a methacryl-based silane, and a vinyl-based silane, in addition to a fluorine-based silane including an alkyl fluoride silane.

실리카 전구체를 포함하는 용액을 형성하기 위한 용매는 극성 용매, 비극성 용매, 또는 이들의 조합일 수 있으며, 예를 들어, 물; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올; 염산, 황산 또는 아세트산 등의 산; 메틸에틸케톤 또는 메틸이소부틸케톤 등의 케톤; 벤젠; 톨루엔; 클로로포름; 디메틸포름아미드; 테트라하이드로푸란; 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The solvent for forming the solution comprising the silica precursor may be a polar solvent, a nonpolar solvent, or a combination thereof, for example water; Alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; Acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or acetic acid; Ketones such as methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone; benzene; toluene; chloroform; Dimethylformamide; Tetrahydrofuran; Or a combination thereof, but is not limited thereto.

상기 기판은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 실리콘 기판, 스테인리스 기판과 같은 금속 기판, 플라스틱 기판, 또는, 유리 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The substrate is not particularly limited, and may be, for example, a silicon substrate, a metal substrate such as a stainless substrate, a plastic substrate, or a glass substrate, but is not limited thereto.

본원의 제 2 측면은, 상기 본원의 제 1 측면의 방법에 의해서 제조되고, 실리카 입자-금속 나노입자의 계층구조를 포함하는 소수성 실리카 코팅층을 제공한다.The second aspect of the present application provides a hydrophobic silica coating layer prepared by the method of the first aspect of the present application and comprising a hierarchy of silica particle-metal nanoparticles.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 실리카 입자의 크기는 마이크로미터 단위인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실리카 입자는, 예를 들어, 약 0.1 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the size of the silica particles may be in a micrometer unit, but is not limited thereto. The silica particles may be, for example, about 0.1 μm to about 10 μm, but are not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성 실리카 코팅층의 표면은 -CF2 기, -CF3 기, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the surface of the hydrophobic silica coating layer may be to include -CF 2 groups, -CF 3 groups, or a combination thereof, but is not limited thereto.

상기 -CF2 기 및/또는 -CF3 기는 상기 불소-함유 화합물로부터 유래된 것이다. 상기 실리카 코팅층의 표면에 상기 -CF2 기 및/또는 -CF3 기가 형성됨으로써 상기 실리카 코팅층의 표면 에너지가 낮아지고, 이에 따라 상기 실리카 코팅층은 보다 우수한 소수성을 나타낼 수 있다.The —CF 2 group and / or —CF 3 group is derived from the fluorine-containing compound. By forming the -CF 2 and / or -CF 3 groups on the surface of the silica coating layer, the surface energy of the silica coating layer is lowered, whereby the silica coating layer may exhibit more excellent hydrophobicity.

상기 실리카 코팅층은 소수성, 또는 초소수성을 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 상기 실리카 코팅층은 표면장력이 45 mN/m 이상인 액체에 대하여, 예를 들어, 150o 이상의 접촉각을 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The silica coating layer may exhibit hydrophobicity or superhydrophobicity. For example, the silica coating layer may have a contact angle of 150 ° or more with respect to a liquid having a surface tension of 45 mN / m or more, for example, but not limited thereto. It doesn't happen.

상기 접촉각은 당업계에서 사용되는 일반적인 방법에 의해 측정할 수 있으며, 예를 들어, 시중에서 판매되고 있는 접촉각 측정기를 이용해 직접 측정하거나, 또는 고체 표면에 액체 방울을 떨어뜨린 후, 이를 CCD(charge-coupled device) 카메라로 촬영하여 사진 상에서 액체 방울과 고체 표면이 이루는 각도를 측정할 수 있다. The contact angle may be measured by a general method used in the art, for example, by using a commercially available contact angle meter, or by dropping a liquid drop on a solid surface and then charging the CCD. coupled device) The camera can measure the angle between the droplet and the solid surface in the picture.

본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 약 150°의 높은 물 접촉각과 약 2° 이하의 낮은 경사각을 가질 수 있다. 이러한 소수성 실리카 코팅층은 금속 표면의 산화를 방지할 수 있으며, 이에 따라 방부식 재료로서 다양하게 응용될 수 있다. 예를 들어, 상기 방부식 재료는, 파이프 재료, 안테나, 또는 금속 부품 등에서 특히 유용하게 사용될 수 있다. 또한 이러한 소수성 실리카 코팅층은 기판 표면에 코팅되어, 내오염성 및 자기청정기능을 부여할 수 있다. 따라서, 내오염성 및 자기청정기능이 필요한 곳, 예를 들어, 핸드폰, DMB, 네비게이션, 타블렛, 탭, 패드 등의 모바일 기기, 노트북, 카메라 등의 전자기기, 가전제품, 부엌용품, 건물 내외장재, 간판, 전조등, 안내판, 자동차 강판 및 유리 등에 이용될 수 있다.The hydrophobic silica coating layer according to one embodiment of the present disclosure may have a high water contact angle of about 150 ° and a low inclination angle of about 2 ° or less, as shown in FIGS. 2 and 3. Such a hydrophobic silica coating layer can prevent the oxidation of the metal surface, and thus can be variously applied as a corrosion-preventing material. For example, the anticorrosive material may be particularly useful in pipe materials, antennas, metal parts and the like. In addition, such a hydrophobic silica coating layer is coated on the surface of the substrate, it can give a fouling resistance and self-cleaning function. Therefore, where pollution and self-cleaning functions are required, for example, mobile devices such as mobile phones, DMB, navigation, tablets, tabs, pads, electronic devices such as laptops and cameras, home appliances, kitchen appliances, building interior and exterior materials, signs It can be used for headlamps, guide plates, automobile steel plates and glass.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성 실리카 코팅층의 접촉각은 150° 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to the exemplary embodiment of the present application, the contact angle of the hydrophobic silica coating layer may be 150 ° or more, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르는 상기 소수성 코팅층의 접촉각은 물, 우유, 글리세롤, 오렌지 주스, 커피 등에 대해 150° 이상을 나타낼 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The contact angle of the hydrophobic coating layer according to an embodiment of the present application may represent 150 ° or more for water, milk, glycerol, orange juice, coffee, and the like, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성 계층구조 코팅층의 접촉각이 150° 이상인 상태로 30일 이상을 유지할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present application, the contact angle of the hydrophobic hierarchical coating layer may be maintained for more than 30 days in a state of 150 ° or more, but is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 따르면, 상기 소수성 계층구조 코팅층의 경사각이 5° 이하인 상태로 30일 이상을 유지할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
According to one embodiment of the present application, the inclination angle of the hydrophobic hierarchical coating layer may be maintained for 30 days or more, but is not limited thereto.

이하, 본원의 일 실시예를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하나, 본원의 기술개념에 해당하는 것이면 어떤 형태이든지 응용 가능하므로, 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, an embodiment of the present application will be described with reference to FIGS. 1 to 6, but any form can be applied as long as it corresponds to the technical concept of the present application, and is not limited thereto.

[[ 실시예Example ]]

초소수성Superhydrophobic 코팅층의 형성 Formation of coating layer

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 실리카 졸을 기판에 전기방사법으로 형성시키고 자외선 조사로 금 나노입자를 실리카 표면에 고착시킨 후, 불화알킬실란으로 표면처리하여 구현한 소수성 실리카 코팅층이다.1 is a hydrophobic silica coating layer formed by forming a silica sol according to an embodiment of the present application on the substrate by electrospinning and fixing the gold nanoparticles to the silica surface by ultraviolet irradiation, and then surface treatment with an alkyl fluoride.

먼저, 실리카 입자층 형성 단계이다. 테트라에톡시실란과 메틸트리에톡시실란의 몰비를 1:1로 하여 혼합하고 2시간동안 실온에서 방치한 다음, 에탄올, 물, 및 염산이 각각 6 : 9 : 0.03 의 몰비로 혼합된 용액과 혼합하여 실리카 전구체 용액을 제조하였다. 상기 실리카 전구체 용액을 주사기(syringe)에 넣고, 용액 공급 속도를 0.01 내지 0.1 ml/h 로 하며, 주사기 앞 부분의 금속 침(needle)과 기재 사이에 15 kV에 달하는 고전압(high voltage)을 인가함으로써 상기 실리카 전구체 용액을 실리콘 웨이퍼 기재(silicon wafer substrate) 상에 전기방사(electrospray)하여 기판 상에 실리카 입자층을 고착시켰다. 주사기의 금속 침 끝 부분과 기재 상과의 거리는 10 cm였다. 전기방사된 실리카 입자층은 400℃에서 2 시간 동안 열처리되었다.First, the silica particle layer forming step. Tetraethoxysilane and methyltriethoxysilane were mixed at a molar ratio of 1: 1 and left at room temperature for 2 hours, followed by mixing with a solution in which ethanol, water, and hydrochloric acid were mixed at a molar ratio of 6: 9: 0.03, respectively. To prepare a silica precursor solution. The silica precursor solution was placed in a syringe, and the solution feeding rate was 0.01 to 0.1 ml / h, and a high voltage of 15 kV was applied between the metal needle of the front part of the syringe and the substrate. The silica precursor solution was electrosprayed onto a silicon wafer substrate to adhere the silica particle layer onto the substrate. The distance between the metal needle tip of the syringe and the substrate was 10 cm. The electrospun silica particle layer was heat treated at 400 ° C. for 2 hours.

이어서, 금 나노 입자를 실리카 입자 상에 형성시켰다. 구체적으로, 0.4 g의 수소 테트라클로로아우레이트 하이드레이트(hydrogen tetrachloroaurate(III) hydrate, HAuCl4·3.6H2O, Kojima chemicals 제조)를 20 g의 이소프로판올(isopropanol)과 2 시간 동안 혼합하여 염화금 수용액(gold chloride aqueous solution)을 제조하였다. 상기 염화금 수용액에 상기 실리카 입자층을 침지하고, 실온에서 수은(Hg) 램프를 이용하여, 0.1 mW/cm2의 조사 강도를 가지는 360 nm 파장의 자외선(UV)을 조사하여 금 나노 입자를 실리카 입자 상에 형성시켜 실리카 마이크로 입자-금 나노 입자가 형성된 기판을 제조하였다. 최종적인 금 입자 형상은 400℃에서 1 시간 동안 열처리함으로써 형성시켰다.Gold nanoparticles were then formed on the silica particles. Specifically, 0.4 g of hydrogen tetrachloroaurate hydrate (hydrogen tetrachloroaurate (III) hydrate, HAuCl 4 .3.6H 2 O, manufactured by Kojima Chemicals) was mixed with 20 g of isopropanol (isopropanol) for 2 hours to give an aqueous gold chloride solution (gold chloride aqueous solution) was prepared. The silica particle layer was immersed in the aqueous gold chloride solution, and at room temperature, a mercury (Hg) lamp was used to irradiate 360 nm wavelength ultraviolet (UV) light having an irradiation intensity of 0.1 mW / cm 2 to form gold nanoparticles on the silica particles. To form a substrate on which silica microparticle-gold nanoparticles were formed. The final gold particle shape was formed by heat treatment at 400 ° C. for 1 hour.

이어서, 불소 화합물을 상기 실리카 입자 상에 추가 형성하였다. 구체적으로, 상기 형성된 실리카 마이크로 입자-금 나노 입자의 계층적 구조 상에 불화알킬실란을 표면처리하였다. 유기용매 중 하나인 헥산(hexane)에 10 mmol의 농도로 트리클로로(1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸)실란(PFOS)을 용해시켜 실란 용액을 제조하였다. 상기 실란 용액에 상기 실리카 마이크로 입자-금 나노 입자가 형성된 기판을 실온에서 10분간 침지시켰다. 이후, 공기 중에서 건조시키고, 1 시간 동안 100℃로 열처리하여 표면을 불소화(florination)시켰다. 최종적으로 완성된 소수성 실리카 코팅층은 마이크로 실리카-나노 금 입자-불화알킬 분자의 계층적 구조를 가지게 되었다.
Subsequently, a fluorine compound was further formed on the silica particles. Specifically, an alkylsilane fluoride was surface treated on the hierarchical structure of the formed silica microparticle-gold nanoparticles. A silane solution was prepared by dissolving trichloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silane (PFOS) in a concentration of 10 mmol in hexane, one of the organic solvents. The substrate in which the silica microparticle-gold nanoparticles were formed in the silane solution was immersed for 10 minutes at room temperature. Thereafter, it was dried in air and heat-treated at 100 ° C. for 1 hour to fluorine the surface. The final hydrophobic silica coating layer has a hierarchical structure of micro silica-nano gold particle-alkyl fluoride molecules.

도 2(a) 내지 도 2(c)는 본원의 일 실시예에 따른 실리카 코팅층의 주사전자 현미경 사진 및 상기 실리카 코팅츨 상에 위치한 물의 CCD 사진으로서, 도 2(a)는 실리카 졸로 만들어진 실리카 코팅층, 도 2(b)는 실리카 표면 상에 금 나노 입자가 형성된 코팅층, 도 2(c)는 실리카 표면 상에 금 나노 입자가 형성되고 불화알킬실란으로 표면처리된 코팅층에 해당한다. 도 2(a) 의 실리카 코팅층의 접촉각은 160°, 도 2(b)의 실리카/금 나노 입자 코팅층의 접촉각은 135°, 도 2(c)의 실리카/금 나노 입자/불화알킬실란 코팅층의 접촉각은 170°로 각각 측정되었다.2 (a) to 2 (c) is a scanning electron micrograph of a silica coating layer and a CCD image of water placed on the silica coating according to an embodiment of the present application, Figure 2 (a) is a silica coating layer made of a silica sol 2 (b) corresponds to a coating layer in which gold nanoparticles are formed on a silica surface, and FIG. 2 (c) corresponds to a coating layer in which gold nanoparticles are formed on a silica surface and surface-treated with an alkyl fluoride. The contact angle of the silica coating layer of FIG. 2 (a) is 160 °, the contact angle of the silica / gold nanoparticle coating layer of FIG. 2 (b) is 135 °, and the contact angle of the silica / gold nanoparticle / alkyl fluoride coating layer of FIG. 2 (c). Were respectively measured at 170 °.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층 상에 위치한 물, 우유, 오렌지 주스, 글리세롤, 및 커피 방울의 사진 및 CCD 사진이다. 도 3(a)의 사진에서 구 형태로 뭉쳐진 각각의 용액들은 모두 초소수성을 나타내었다. 도 3(b)에서는, 좌로부터 커피, 우유, 주스, 글리세롤, 및 물의 접촉각이 각각 158°, 160°, 164°, 167°, 170°를 나타냈으며, 각각의 액체의 표면 장력은 각각 46 mN/m, 50 mN/m, 61.7 mN/m, 63.4 mN/m, 72.3 mN/m을 나타냈다.3 is a photograph and a CCD photograph of water, milk, orange juice, glycerol, and coffee drops placed on a hydrophobic silica coating layer according to one embodiment of the present disclosure. In the photograph of FIG. In FIG. 3 (b), the contact angles of coffee, milk, juice, glycerol, and water from the left showed 158 °, 160 °, 164 °, 167 °, and 170 °, respectively, and the surface tension of each liquid was 46 mN, respectively. / m, 50 mN / m, 61.7 mN / m, 63.4 mN / m, 72.3 mN / m.

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층에 올려진 각 액체들의 표면 장력(Surface tension)-점착력(Work of adhesion), 표면 장력-표면 분율(Surface fraction)을 나타내는 그래프이다. 표면 장력이 높아짐에 따라, 표면 분율 및 점착력이 낮아지는 경향을 확인할 수 있다.FIG. 4 is a graph showing surface tension-work of adhesion and surface tension-surface fraction of liquids loaded on a hydrophobic silica coating layer according to an embodiment of the present disclosure. As the surface tension is increased, it can be seen that the surface fraction and the adhesion tend to be lowered.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 소수성 실리카 코팅층의 제조 완료 후 수행한 자외선 조사 시간(Ultraviolet exposure time)에 따른 물 접촉각(Water contact angle) 및 경사각(Sliding angle) 변화를 나타내는 그래프이다. 자외선 노출 시간(Ultraviolet exposure time)에 따른 접촉각(Water contact angle) 및 경사각(Sliding angle) 변화가 표시되었다. 접촉각은 210분의 자외선 노출 시간에도 160° 이상이 유지되었으며, 경사각은 180분의 자외선 노출시간까지 5° 이하를 유지하였다.FIG. 5 is a graph showing changes in water contact angle and sliding angle according to ultraviolet exposure time performed after completion of preparation of the hydrophobic silica coating layer according to an embodiment of the present disclosure. The change of the water contact angle and the sliding angle according to the ultraviolet exposure time was shown. The contact angle was maintained at 160 ° or more even after 210 minutes of UV exposure time, and the inclination angle was maintained at 5 ° or less until 180 minutes of UV exposure time.

도 6은 본원의 일 실시예에 따른 계층구조를 가지는 소수성 실리카 코팅층의 시간에 따른 물 접촉각(Water contact angle) 및 경사각(Sliding angle) 변화를 나타내는 그래프이다. 접촉각은 30 일 이후에도 165° 이상이 유지되었으며, 경사각은 3° 이하를 유지하였다.
6 is a graph showing changes in water contact angle and sliding angle with time of the hydrophobic silica coating layer having a hierarchical structure according to an embodiment of the present disclosure. The contact angle was maintained above 165 ° after 30 days, and the tilt angle was kept below 3 °.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

Claims (8)

실리카 전구체를 포함하는 용액을 기판 상에 전기방사(electrospray)하여 실리카 입자층을 형성하는 단계;
상기 실리카 입자층이 형성된 기판을 금속염 전구체를 포함하는 용액에 침지하고, 자외선 또는 감마선을 조사하여 상기 실리카 입자 상에 금속 나노입자를 형성하는 단계; 및
상기 금속 나노입자가 형성된 상기 실리카 입자층을 포함하는 기판을 불소-함유 화합물을 포함하는 용액에 침지하는 단계
를 포함하는, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법.
Electrospraying a solution comprising a silica precursor onto a substrate to form a silica particle layer;
Immersing the substrate on which the silica particle layer is formed in a solution containing a metal salt precursor, and forming metal nanoparticles on the silica particles by irradiating ultraviolet rays or gamma rays; And
Immersing the substrate including the silica particle layer in which the metal nanoparticles are formed in a solution containing a fluorine-containing compound.
Including, hydrophobic silica coating layer production method.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 나노입자는 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법.
The method of claim 1,
The metal nanoparticles are selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), and combinations thereof, the method of producing a hydrophobic silica coating layer.
제 1 항에 있어서,
상기 실리카 전구체는 테트라에틸오르소실리케이트 (tetraethylorthosilicate, TEOS), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane, MTES), 테트라메톡시실란 (tetramethoxysilane, TMOS), 메틸트리메톡시실란 (methyltrimethoxysilane, MTMS), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법.
The method of claim 1,
The silica precursor is tetraethylorthosilicate (TEOS), methyltriethoxysilane (MTES), tetramethoxysilane (TMOS), methyltrimethoxysilane (MTMS), and their Method comprising a hydrophobic silica coating layer comprising one selected from the group consisting of combinations.
제 1 항에 있어서,
불소-함유 화합물은 불화알킬실란을 포함하는 것인, 소수성 실리카 코팅층의 제조방법.
The method of claim 1,
The fluorine-containing compound is a method for producing a hydrophobic silica coating layer, comprising an alkyl fluoride.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되고, 실리카 입자-금속 나노입자의 계층 구조를 포함하는, 소수성 실리카 코팅층.
A hydrophobic silica coating layer prepared by the method according to any one of claims 1 to 4 and comprising a layered structure of silica particle-metal nanoparticles.
제 5 항에 있어서,
상기 실리카 입자의 크기는 마이크로미터 단위인 것인, 소수성 실리카 코팅층.
The method of claim 5, wherein
The size of the silica particles is micrometer units, hydrophobic silica coating layer.
제 5 항에 있어서,
상기 소수성 실리카 코팅층의 표면은 -CF2 기, -CF3 기, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인, 소수성 실리카 코팅층.
The method of claim 5, wherein
Surface of the hydrophobic silica coating layer is -CF 2 group, -CF 3 group, or a combination thereof, hydrophobic silica coating layer.
제 5 항에 있어서,
상기 소수성 실리카 코팅층의 접촉각은 150° 이상인 것인, 소수성 실리카 코팅층.The method of claim 5, wherein
The contact angle of the hydrophobic silica coating layer is more than 150 °, hydrophobic silica coating layer.
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