(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) C23F 13/00 (2006.01) C23F 13/04 (2006.01) (21) 출원번호 10-2011-0139800 (22) 출원일자 2011 년 12 월 22 일 심사청구일자 2011 년 12 월 22 일 (65) 공개번호 10-2013-0072406 (43) 공개일자 2013 년 07 월 02 일 (56) 선행기술조사문헌 KR1020110078843 A KR100860306 B1 JP08168770 A (45) 공고일자 2013년10월08일 (11) 등록번호 10-1315286 (24) 등록일자 2013년09월30일 (73) 특허권자 한국생산기술연구원 충청남도천안시서북구입장면양대기로길 89 (72) 발명자 이성호 충청남도천안시서북구입장면홍천리 35-3 한국생산기술연구원 임현승 경기도부천시소사구송내동푸르지오아파트 11 0 동 2304 호 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 손민전체청구항수 : 총 6 항심사관 : 김재중 (54) 발명의명칭원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물제조장치 (57) 요약 본발명은원통형스테인레스내에초소수형표면구조를지닌나노및마이크로구조물을제작하여산화등부식에영향을주는바이오필름의형성을방지하는원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물을제공한다. 또한, 본발명은전기응집부상방식를통하여스테인레스내부에초소수성표면구조인초미세구조물을통하여바이오필름의형성을방지함에따라제품의수명을연장할수있는효과가있다. 대표도 - 도 1-1 -
(72) 발명자 황병준 강원도원주시단계동 818-6 강경태 서울시서초구반포본동반포주공아파트 110 동 10 5 호 이낙규 인천광역시연수구송도동 23-3 더샵센트럴파크 1 101 동 902 호 조영준 경기도용인시기흥구보정동연원마을삼성명가타운아파트 110 동 1303 호 강정진 서울시서대문구대현동럭키아파트 110 동 1102 호 황준영 경기도용인시수지구동천동수진마을 2 단지아파트 203 동 1303 호 강희석 서울시강남구도곡 2 동도곡렉슬아파트 401 동 190 1 호 이상호 서울시관악구봉천 9 동 635-353 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 연구사업명 연구과제명 PEO11130 기획재정부 기관고유임부형 Direct Writing 기법을이용한미소부품제조기술개발 (5/5)- 일반사업 주관기관 한국생산기술연구원 연구기간 2011.01.01 ~ 2011.12.31 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 연구사업명 연구과제명 PUR11110 한국생산기술연구원 연구개발적립금사업 IT 기반생활센서기술개발 주관기관 한국생산기술연구원 연구기간 2011.01.01 ~ 2012.03.31-2 -
특허청구의범위청구항 1 중공의배스 ; 상기배스의내부에위치하는파이프전극 ; 상기파이프전극의내부에위치하는스테인레스파이프 ; 및상기파이프전극및상기스테인레스파이프에전하를공급하는전력공급부 ; 를포함하는것을특징으로하는, 초미세구조물제조장치. 청구항 2 제 1 항에있어서, 상기전력공급부는, 일측이상기파이프전극과연결되는음극선 ; 일측이상기스테인레스파이프와연결되는양극선 ; 및상기음극선및상기양극선의타측과연결되는전원 ; 을더포함하는것을특징으로하는, 초미세구조물제조장치. 청구항 3 제 1 항또는제 2 항에따른초미세구조물제조장치에의해제조된초미세구조물. 청구항 4 제 3 항에있어서, 상기초미세구조물은, 상기전원에서공급되는전하가상기파이프전극및상기스테인레스파이프에인가됨에따라화학반응하여상기스테인레스파이프내부에형성되는것을특징으로하는, 초미세구조물. 청구항 5 제 4 항에있어서, 상기초미세구조물은, 상기배스와인접하여상기배스와연통하는순환펌프 ; 를더포함하는것을특징으로하는, 초미세구조물. 청구항 6 제 5 항에있어서, 상기초미세구조물의내부표면은, 초소수형구조인것을특징으로하는, - 3 -
초미세구조물. 명세서 [0001] 기술분야본발명은초미세구조물제조장치에관한것으로, 보다상세하게는원통형스테인레스내에초소수형표면구조를지닌나노및마이크로구조물을제작하여산화등부식에영향을주는바이오필름의형성을방지하는원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물제조장치에관한것이다. [0002] [0003] [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] 배경기술기알려진바와같이, 반도체나전자, 광전, 자기, 표시소자등을제조할때기판상에미세패턴을형성하는공정을수행하게되는데, 이와같이기판상이미세패턴을형성하는대표적인기법으로는빛을이용하여미세패턴을형성하는포토리소그라피 (photolithography) 방법이있다. 상기한포토리소그라피방법은빛에대한반응성을갖는고분자물질 ( 예를들면, 포토레지스트등 ) 을패터닝하고자하는물질이적층 ( 또는증착 ) 된기판상에도포하고, 목표로하는임의의패턴으로설계된레티클을통해고분자물질상에빛을투과시켜노광하며, 현상공정을통해노광된고분자물질을제거함으로써, 패터닝하고자하는물질위에목표로하는패턴을갖는패턴마스크 ( 또는식각마스크 ) 를형성한다. 이후에, 패턴마스크를이용하는식각공정을수행함으로써, 기판상에적층된물질을원하는패턴으로패터닝한다. 한편, 상기한바와같은포토리소그라피방법은회로선폭 ( 또는패턴선폭 ) 이노광공정에사용되는빛의파장에의해결정됨에따라현재의기술수준을고려할때포토리소그라피공정을이용하여기판상에초미세패턴, 예를ㄹ들면선폭이 100nm 이하인초미세패턴을형성하는것이매우어려운실정이다. 또한, 빛을이용한방법으로다중공정을통한 3차원형상을대면적기판위에패턴으로형성할수는있으나, 다중공정을행하기위해서는하나의패턴을형성할때마다패턴형성, 식각공정, 세정공정등을수행하여야만하기때문에시간이오래걸리고공정이매우복잡해진다는문제가있으며, 이러한문제는결국제품의제조비용상승및생산성의저하를초래하게된다는문제를야기한다. 더욱이, 빛을이용하여기판상에미세패턴을형성하는종래의방법에서는패턴이형성될기판의표면이편평하지않으면빛의반사나회절, 세기변화등에의하여공정이매우복잡해지는문제가있었다. 따라서, 선폭이 100nm 이하인초미세패턴을형성하는새로운기법에대한연구개발이도처에서활발하게진행되고있으며, 새로운기법으로는미세접촉프린팅 (micro-contact printing) 방법과각인 (imprinting) 방법이있다. 상기한방법중미세접촉프린팅방법은고분자주형 (mold) 을기판상에각인시켜원하는형상의패턴을얻는방식, 즉원하는모양의형상 ( 또는패턴 ) 을갖는고분자주형 ( 예를들면, PDMS 주형 ) 을기판상에접촉시켜표면상태를변화시키고, 이를통해원하는부분만을남기고식각하거나선택적으로증착하는방법이다. 그러나, 상술한바와같은미세접촉프린팅방법은특별한외력을가하지않는다는장점을갖는반면에표면을깎아내지않는이상변형된표면상태가영구적으로유지된다는단점을갖는다. 또한, 각인방법은원한형상 ( 패턴 ) 을가지고있는경도가큰주형을물리적인힘으로가압하여고분자위에미세패턴을형성하고, 예를들면반응성이온식각 (reactive Ion Ething) 등의방법을이용하여이를기판에전송하는방법이다. 그러나, 상기한각인방법은가압할때높은압력을이용하기때문에고분자박막및기판이변형되거나파손되는현상이야기된다는치명적인단점을갖는다. 다시말해서, 종래에기알려진미세패턴형성방식은대부분반도체, 전자및유기발광다이오드 (OLED), 액정표시장치 (LCD) 를비롯한표시소자등을제조할때이용되는것으로, 이를위하여포토리소그래피방식 (Photolithography : Photo resist 등이빛을받으면화학반응을일으켜서성질이변화하는원리를이용하여, - 4 -
얻고자하는패턴의마크를사용하여빛을선택적으로포토레지스트에조사함으로써마크의패턴과동일한패 턴을형성시키는공정 ) 및그에대안기술인소프트리소그라피등의기술이개발되고있다. [0014] 그러나, 이러한미세패턴형성기술은파이프내부와가팅가공이어렵거나형상이원형이나곡면을띄고있어 표면처리가어려운부분에서는해당공정을진행하기에어려운점이많기때문에평판공정외에는실제곡률 이있는제품에이용하기굉장히힘든문제점이있었다. 발명의내용 [0015] [0016] 해결하려는과제상기와같은문제점을해결하기위한본발명의목적은전기응집부상방식를통하여스테인레스내부에초미세구조물을형성하는원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물을제공하는것이다. 또한, 본발명의목적은초소수성표면구조인초미세구조물을물파이프, 자동차및오토바이등에적용하여수명연장이가능한형성하는원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물을제공하는것이다. [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] 과제의해결수단상기와같은문제점을해결하기위한본발명에따른초미세구조물제조장치는중공의배스 ; 상기배스의내부에위치하는파이프전극 ; 상기파이프전극의내부에위치하는스테인레스파이프 ; 및상기파이프전극및상기스테인레스파이프에전하를공급하는전력공급부 ; 를포함하는것을특징으로한다. 바람직하게는, 상기전력공급부는, 일측이상기파이프전극과연결되는음극선 ; 일측이상기스테인레스파이프와연결되는양극선 ; 및상기음극선및상기양극선의타측과연결되는전원 ; 을더포함하는것을특징으로한다. 바람직하게는, 초미세구조물은전술한바에따른초미세구조물제조장치에의해제조된것을특징으로한다. 바람직하게는, 상기초미세구조물은, 상기전원에서공급되는전하가상기파이프전극및상기스테인레스파이프에인가됨에따라화학반응하여상기스테인레스파이프내부에형성되는것을특징으로한다. 바람직하게는, 상기초미세구조물은, 상기배스와인접하여상기배스와연통하는순환펌프 ; 를더포함하는것을특징으로한다. 바람직하게는, 상기초미세구조물의내부표면은, 초소수형구조인것을특징으로한다. [0023] [0024] [0025] 발명의효과상기한바와같은본발명은전기응집부상방식를통하여스테인레스내부에초소수성표면구조인초미세구조물을통하여바이오필름의형성을방지함으로써제품의수명을연장할수있는효과가있다. 또한, 본발명은자동차의머플러에적용되는경우물이머플러에머무는시간을단축함과동시에물에녹아생성된질산이온과황산이온이머플러의표면과의접촉을방지하는효과가있다. 또한, 본발명은스테인레스의두께를줄임으로써관련산업에활용할수있는효과가발생한다. [0026] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의일실시예에따른원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물제조장치를나타 낸일방향에서의사시도, 및 도 2 는본발명의일실시예에따른원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물의사시도이다. - 5 -
[0027] [0028] 발명을실시하기위한구체적인내용본발명의원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물제조장치를이루는구성요소들은필요에따라일체형으로사용되거나각각분리되어사용될수있다. 또한, 사용형태에따라일부구성요소를생략하여사용가능하다. 본발명에따른원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물제조장치 (100) 의바람직한실시예를도 1 내지도 2를참조하여설명한다. 이과정에서도면에도시된선들의두께나구성요소의크기등은설명의명료성과편의상과장되게도시되어있을수있다. 또한, 후술되는용어들은본발명에서의기능을고려하여정의된용어들로서이는사용자, 운용자의의도또는관례에따라달라질수있다. 그러므로이러한용어들에대한정의는본명세서전반에걸친내용을토대로기술되어야할것이다. [0029] [0030] [0031] 이하, 도 1 내지도 2를참조하여본발명의일실시예에따른원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물제조장치 (100) 를설명하면다음과같다. 본발명의일실시예에따른원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물제조장치 (100) 는배스 (130) 의내부에위치하는파이프전극 (110), 파이프전극 (110) 과초미세구조물 (160) 에전기를공급하는전력공급부 (120), 파이프전극 (110) 을둘러싸는배스 (130) 및배스 (130) 와인접하여배스 (130) 와연통하는순환펌프 (140) 를포함한다. 파이프전극 (110) 은배스 (130) 의내부에위치하며, 일반적인관의형태로파이프전극 (110) 의상하가개방된다. 이러한파이프전극 (110) 는음극선 (123) 과연결되어전하를인가받는다. [0032] [0033] [0034] [0035] 전력공급부 (120) 는양극선 (122) 및음극선 (123) 의타측과연결되는전원 (121), 일측이스테인레스파이프 (150) 와연결되는양극선 (122) 및일측이파이프전극 (110) 과연결되는음극선 (123) 을포함한다. 전원 (121) 은양극선 (122) 및음극선 (123) 의타측과연결되며, 이러한전원 (121) 은양극선 (122) 에는양전하를공급하며, 음극선 (123) 에는음전하를공급하는역할을한다. 양극선 (122) 은일측이스테인레스파이프 (150) 와연결되며, 이러한양극선 (122) 은전원 (121) 으로부터인가된양전하를스테인레스파이프 (150) 에인가하는역할을한다. 음극선 (123) 은일측이파이프전극 (110) 과연결되며, 이러한음극선 (123) 은전원 (121) 으로부터인가된음전하를파이프전극 (110) 에인가하는역할을한다. [0036] 배스 (130) 는내부가빈중공형상이며, 그내부에는파이프전극 (110) 및스테인레스파이프 (150) 가위치한다. 이러한배스 (130) 에는순환펌프 (140) 가연통한다. [0037] 순환펌프 (140) 는배스 (130) 와인접하여배스 (130) 와연통한다. [0038] 스테인레스파이프 (150) 는일반적으로사용되는상하가개방된관형태를지니며, 그재질은스테인레스강인것 이바람직하다. 이러한스테인레스파이프 (150) 는양극선 (122) 과연결되어전원 (121) 으로부터공급되는양전하 를인가받는다. [0039] 초미세구조물 (160) 은전술한초미세구조물제조장치에의해스테인레스파이프 (150) 의내부에형성되며, 이 러한초미세구조물 (160) 은전원 (121) 에서공급되는전기가파이프전극 (110) 및스테인레스파이프 (150) 에인 가됨에따라화학반응하여스테인레스파이프 (150) 내부에형성된다. - 6 -
[0040] 전술한바와같은본발명의원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물 (100) 은초소수성표면구 조로인하여물파이프, 자동차및오토바이등의산화에노출되기쉬운곳에적용할경우수명연장이가능하 고, 스테인레스의두께를줄임으로써생산비용을절감하는장점이있다. [0041] 상기에서는본발명의바람직한실시예를참조하여설명하였지만, 당업계에서통상의지식을가진자라면이하 의특허청구범위에기재된본발명의사상및영역을벗어나지않는범위내에서본발명을다양하게수정및 변경시킬수있음을이해할수있을것이다. [0042] 부호의설명 100 : 원통형스테인레스내의부식방지를위한초미세구조물 110 : 파이프전극 120 : 전력공급부 121 : 전원 122 : 양극선 123 : 음극선 130 : 배스 140 : 순환펌프 150 : 스테인레스파이프 160 : 초미세구조물 - 7 -
도면 도면 1-8 -
도면 2-9 -