[发明专利]具有疏水性内表面的3D形状结构物的制造方法

说明书

相关申请的相互参引

本申请要求2007年8月01日在韩国知识产权局(Korean Intellectual Property Office)提交的韩国专利申请No.10-2007-0077497的优先权和 权益，该申请的全部内容通过引用的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及一种具有疏水性内表面的结构物的制造方法，并且更具 体而言，涉及这样一种三维结构物的制造方法，其中实施一种表面处理 方法和一个复制步骤来向任意三维结构物的内表面提供疏水性。

背景技术

一般而言，由金属或聚合物形成的固体的表面具有固有的表面能， 这由当液体材料接触该固体材料时该固体与该液体之间的接触角表现出 来。所述液体可包括水、油等，下文中将水作为液体进行示例说明。当 接触角小于90°时，表现出亲水性，其中球形水滴分散于该固体的表面 上从而湿润该表面。此外，当接触角大于90°时，表现出疏水性，其中 球形水滴保持在该固体的表面上以在该表面上滚动。疏水性的一个实例 为，在荷花叶的表面上滚动的水滴进行流动而不湿润该叶。

此外，当对固体的表面进行加工以具有轻微的凸起和凹陷时，该表 面的接触角可能会改变。即，当加工该表面时，接触角小于90°的亲水 性表面的亲水性可能增加，并且接触角大于90°的疏水性表面的疏水性 可能增加。该固体的疏水性表面可以多种方式应用。当将疏水性表面应 用于管道时，流经该管道的液体可容易地沿该管道滑动，因此该液体的 量和速度增加。相应地，可减少杂质的累积。此外，当将不润湿 (non-wetting)聚合物材料用于疏水性表面时，可防止管道中的腐蚀， 并可减少水污染。

但是，根据具体目的而改变固体的表面的接触角的技术取决于应用 半导体制造技术的微机电系统(MEMS)方法。因此，该技术通常用于用 来在固体的表面上形成纳米级的凸起和凹陷的方法。MEMS方法是一种 应用半导体技术的先进机械工程技术。但是，半导体工艺所用的装置极 为昂贵。为在金属固体的表面上形成纳米级的凸起和凹陷，必须实施在 常规工作环境下无法实施的多种工艺，例如氧化该金属表面的工艺、施 用恒温和恒电压的工艺，以及使用特定溶液来氧化和浸蚀的工艺。即， 为实施所述工艺，需要一个专门设计的净化室，并需要多种用来实施所 述方法的昂贵装置。此外，由于半导体工艺的局限，较大的表面无法进 行一次性加工。

如上所述，根据用来形成疏水性表面的常规技术，所述工艺极为复 杂，并且其难于大量生产产品。此外，生产产品的费用极高。因此，难 于应用常规技术。

本背景技术部分所公开的以上信息仅是用于增进对本发明背景技 术的理解，因此其可能包含对本领域普通技术人员来说在韩国国内已知 但尚未构成现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供这样一种以降低的费用和一种简化工艺来实施表 面处理工艺以形成一种具有疏水性内表面的结构物的制造方法，所述表 面处理工艺包括细小颗粒喷洒步骤和阳极极化步骤及不润湿聚合物材料 的复制步骤。

此外，本发明致力于提供一种用来向任意形状的三维结构物的内表 面提供疏水性的制造方法。

根据本发明的一个示例性实施方案，具有疏水性内表面的三维结构 物的制造方法包括阳极极化、形成复制物、形成外部和浸蚀。在阳极极 化步骤中，将三维金属元件阳极极化并在该金属元件的外表面上形成微 孔。在复制步骤中，将一种不润湿聚合物材料涂于所述金属元件的外表 面上，并使该不润湿聚合物材料形成一种与所述金属元件的微孔相应的 复制结构物。在外部形成步骤中，用外部形成材料包围所述复制结构物。 在浸蚀步骤中，浸蚀所述金属元件，并将所述金属元件从所述复制结构 物和所述外部形成材料中除去。

所述外部形成材料在接触所述复制结构物的表面上具有粘合性，并 且具有柔韧性从而粘附于所述复制结构物的弯曲外表面上。所述外部形 成材料为一种丙烯酰基膜(acryl film)。

所述制造方法还包括，在所述阳极极化步骤之前，一个颗粒喷洒步 骤，用于在所述金属元件的外表面上喷洒细小颗粒并形成微小凸起和凹 陷。

在所述颗粒喷洒步骤中，所述金属元件以圆柱形形成，并将所述细 小颗粒喷洒于所述金属元件的圆周表面上。所述外部形成材料粘附于与 所述金属元件的圆周表面相应的区域上。