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양각 몰드 제조방법, 양각 몰드를 이용하여 제조한 막 및 그 제조방법(Fabrication of positive molds, membranes fabricated using the molds, and their fabrication methods)

  • 기술번호 : KST2016006902
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은, 양각 몰드 제조방법, 양각 몰드를 이용하여 제조한 막 및 그 제조방법에 관한 것으로, 음각 몰드용 금속 표면을 양극산화하여 제1양극산화층을 형성하는 단계와; 상기 제1양극산화층을 제거하여 상기 음각 몰드용 금속 표면에 함몰된 나노시드를 형성하는 단계와; 상기 나노시드에 양극산화를 통해 제2양극산화층을 형성하는 단계와; 상기 나노시드 영역의 상기 제2양극산화층을 식각하여 상기 나노시드보다 직경 및 깊이가 증가한 나노 패턴을 형성하는 단계와; 상기 나노 패턴이 형성된 음각 몰드용 금속에 양각 몰드용 소재를 증착 및 탈형하여 양각 몰드를 얻는 단계를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 본 발명은 기존 고분자 막과는 달리 아주 균일한 크기의 직선형 기공을 가져, 고선택성과 아울러 낮은 막 막힘, 보다 높은 유체 투과율을 가지면서, 막 전후에서의 압력 저하가 적고, 세척주기가 길어 수명도 긴, 기계적 성질이 양호한, 아주 저렴한 고분자 막으로, 거의 대부분의 고분자 물질을 사용하여 제조 가능하다. 또한 기존 금속 막과는 다른 아주 적은 크기의 균일한 크기의 직선형 기공을 가져, 고선택성과 아울러, 낮은 막 막힘, 보다 높은 유체 투과율을 가지면서, 막 전후에서의 압력 저하가 적고, 세척주기가 길어 수명도 긴, 내열성과 내화학성, 내염소성, 기계적 성질이 우수한, 아주 저렴한 금속 막을 얻을 수 있다. 본 발명의 고분자 분리막의 경우 기존의 수처리나 해수담수화용 UF와 MF용 분리막이나, 폐수, 오수의 정제용 분리막, 실내공기 정화나 미세먼지 제거용 분리막, 그리고 Lab on a chip이나 단백질과 바이러스 분리용 분리막, 혈액투석기에의 적용 시에는 보다 우수한 선택성을 제공하여 인체에 유익한 물질을 보다 효과적으로 분리 재투입할 수 있는 등 광범위한 분야에서 활용이 가능하여, 기존 고분자 막의 일부를 대체할 것으로 사료되고, 본 발명의 금속 분리막은 기존의 수처리나 해수담수화용 UF와 MF용 분리막이나, 폐수, 폐유, 오수의 정제용 분리막, 여과의 선택성이 높은 유류나 식음료, 약물의 정제용 분리막, 실내공기나 폐가스, 연소가스 정화용 분리막, 미세먼지 제거용 분리막, 그리고 Lab on a chip이나 단백질과 바이러스 분리 등의 새로운 분야에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 혈액투석기에의 적용 시에는 보다 우수한 선택성을 제공하여 인체에 유익한 물질을 보다 효과적으로 분리 재투입할 수 있는 등의 특성을 가져, 우수한 유연성을 요구하는 분야를 제외한 대부분의 광범위한 분리공정 분야에 우수한 특성을 가지면서 적용이 가능하여, 대부분의 금속과 세라믹 막 그리고 고분자 막의 일부가 대체할 것으로 사료된다.
Int. CL B29C 33/38 (2006.01) C25D 11/02 (2006.01) B01D 69/02 (2006.01) C25D 11/12 (2006.01) B01D 67/00 (2006.01)
CPC B29C 33/3842(2013.01) B29C 33/3842(2013.01) B29C 33/3842(2013.01) B29C 33/3842(2013.01) B29C 33/3842(2013.01) B29C 33/3842(2013.01) B29C 33/3842(2013.01) B29C 33/3842(2013.01)
출원번호/일자 1020150113243 (2015.08.11)
출원인 한국전기연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2016-0021047 (2016.02.24) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보 대한민국  |   1020140106315   |   2014.08.14
대한민국  |   1020140116483   |   2014.09.02
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 N
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국전기연구원 대한민국 경상남도 창원시 성산구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 정대영 대한민국 경상남도 창원시 성산구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인부경 대한민국 부산광역시 연제구 법원남로**번길 **, *층 (거제동, 대한타워)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2015.08.11 수리 (Accepted) 1-1-2015-0777610-64
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번호 청구항
1 1
나노 양각 몰드 제조방법에 있어서,음각 몰드용 금속 표면을 양극산화하여 제1양극산화층을 형성하는 단계와;상기 제1양극산화층을 제거하여 상기 음각 몰드용 금속 표면에 함몰된 나노시드를 형성하는 단계와;상기 나노시드에 양극산화를 통해 제2양극산화층을 형성하는 단계와;상기 나노시드 영역의 상기 제2양극산화층을 식각하여 상기 나노시드보다 직경 및 깊이가 증가한 나노 패턴을 형성하는 단계와;상기 나노 패턴이 형성된 음각 몰드용 금속에 양각 몰드용 소재를 증착 및 탈형하여 양각의 긴 돌기 패턴이 형성된 양각 몰드를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
2 2
제 1항에 있어서,상기 음각 몰드용 금속 표면을 양극산화하여 제1양극산화층을 형성하는 단계와; 상기 제1양극산화층을 제거하여 상기 음각 몰드용 금속 표면에 함몰된 나노시드를 형성하는 단계 대신, 추후 사용할 양극산화공정의 양극산화체계에 해당하는 기공 간 거리를 갖는 끝이 뾰족한 기둥들이 정렬되어 있는 임프린팅 몰드를 사용하여, 양극산화할 금속 표면을 압착하여 국소적인 변이를 겪은 점들의 배열을 형성하는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
3 3
제 1항에 있어서,상기 음각 나노 패턴의 함몰 깊이가 증가되도록 양극산화층을 형성하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
4 4
제 3항에 있어서,상기 양극산화층을 형성하는 단계의 반복 수행을 통해 상기 음각 나노 패턴은 원기둥 형상으로 직경이 동일하게, 바닥은 반구 형상으로 함몰되는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
5 5
제 3항에 있어서,상기 양극산화층을 형성하는 단계의 반복 수행을 통해 상기 음각 나노 패턴은 원뿔 형상으로 직경이 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
6 6
제 1항에 있어서,상기 음각 나노 패턴은 직경과 깊이의 비율이 1 : 1 내지 1: 1,000인 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
7 7
제 1항에 있어서,상기 음각 나노 패턴은 상기 나노시드보다 1 내지 10,000배의 길이로 깊게 함몰되는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
8 8
제 1항에 있어서,상기 음각 나노 패턴은 1nm 내지 1mm의 깊이, 1 내지 900nm의 직경, 1 내지 900nm의 주기로 함몰된 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
9 9
제 1항에 있어서,상기 양각 몰드용 소재는 다이아몬드, DLC(Diamond-like coating), SiC, AlN, Ni, Al, W, Ti, Ta, Hf, Nb, Zr 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
10 10
제 1항에 있어서,상기 양극산화는 전해질로서 0
11 11
제 1항에 있어서,상기 양각 몰드는 양극산화와 식각, 고강도 물질 증착과 탈형을 통해 판재 표면에 양각의 긴 돌기 패턴이 형성된 평판 형상인 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
12 12
제 1항에 있어서,상기 양각 몰드는 양극산화와 식각, 고강도 물질 증착과 탈형을 통해 판재 표면에 양각의 긴 돌기 패턴이 형성된 평판 형상을 원통에 감아 롤 형상인 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드 제조방법
13 13
나노 양각 몰드를 이용한 기공채널이 형성된 막(membrane) 제조방법에 있어서,음각 몰드용 금속 표면을 양극산화하여 제1양극산화층을 형성하는 단계와;상기 제1양극산화층을 제거하여 상기 음각 몰드용 금속 표면에 함몰된 나노시드를 형성하는 단계와;상기 나노시드에 양극산화를 통해 제2양극산화층을 형성하는 단계와;상기 나노시드 영역의 상기 제2양극산화층을 식각하여 상기 나노시드보다 직경 및 깊이가 증가한 나노 패턴을 형성하는 단계와;상기 나노 패턴이 형성된 음각 몰드용 금속에 양각 몰드용 소재를 증착 및 탈형하여 양각의 긴 돌기 패턴이 형성된 양각 몰드를 얻는 단계와;상기 양각 몰드를 이용하여 필름(film) 또는 박판(sheet)에 직선기공채널을 형성하여 막을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 균일 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
14 14
제 13항에 있어서,상기 나노 패턴의 함몰 깊이가 증가되도록 양극산화층을 형성하는 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
15 15
제 13항에 있어서,상기 양각 몰드를 얻는 단계 이후에,상기 양각의 긴 돌기 패턴이 형성된 양각 몰드를 이용하여 기공 채널이 형성된 막의 탈착성 향상을 위해 상기 양각 몰드의 표면에 이형성 막을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
16 16
제 13항에 있어서,상기 필름 또는 박판은 고분자 필름 또는 금속 박판인 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
17 17
제 16항에 있어서,상기 고분자 필름은,polyamide(PA); polystyrene(PS); polycarbonate(PC); polyurethane(PU); polyimide(PI); polymethylmethacrylate(PMMA)를 포함하는 폴리아크릴레이트; polybutylene terephthalate(PBT), polyethylene terephthalate(PET)을 포함하는 폴리에스트르; polyethylene(PE), polypropylene(PP)을 포함하는 폴리알킬렌; polyvinyl chloride(PVC), polyvinylidene fluoride(PVdF)을 포함하는 비닐폴리머; polydimethylsiloxane(PDMS) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
18 18
제 16항에 있어서,상기 금속 박판은,Mg, Al, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, Po, Ce 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
19 19
제 16항에 있어서,상기 금속 박판에 C, H, O, N, S, TiO2, ZrO2, CNT, 그래핀 및 이의 혼합으로 이루어진 군이 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
20 20
제 16항에 있어서,상기 금속 박판은 복수의 금속층이 적층 형성된 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
21 21
제 16항에 있어서,상기 금속 박판은 금속, 금속-세라믹 복합 또는 금속-고분자 복합 필름인 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용한 직선기공채널이 형성된 막 제조방법
22 22
나노 양각 몰드를 이용하여 제조한 기공채널이 형성된 막에 있어서,음각 몰드용 금속 표면을 양극산화하여 나노시드를 형성하고, 상기 나노시드에 양극산화 및 식각을 통해 상기 나노시드보다 직경 및 깊이가 증가한 나노 패턴을 형성한 후, 상기 나노 패턴이 형성된 음각 몰드용 금속에 양각 몰드용 소재를 증착 및 탈형하여 얻은 양각 몰드를 임프린팅(Imprinting)하여 기공채널이 형성된 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용하여 제조한 직선기공채널이 형성된 막
23 23
제 22항에 있어서,상기 기공채널은 직경이 균일한 원기둥 형상 또는 직경이 점진적으로 감소하는 원뿔 형상인 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용하여 제조한 직선기공채널이 형성된 막
24 24
제 22항에 있어서,상기 기공채널은 양단부가 개방된 형상 또는 일단부는 개방되고 타단부는 차단된 형상인 것을 특징으로 하는 나노 양각 몰드를 이용하여 제조한 직선기공채널이 형성된 막
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