자기세정성 부재 및 그 제조방법 document_id A220623062599

외부환경에 항상 노출되어 있는 건축물의 외부는 먼지나 분진, 비 또는 눈 등의 오염인자로 인하여 표면 외관이 쉽게 더러워져 청결유지를 위한 정기적인 관리가 요구되므로, 이로 인한 관리비용 증가를 최대한 줄이기 위하여 관련업계의 지속적인 연구가 이루어지고 있다. 외부에 노출되는 건자재와는 반대로 실내에서 대부분 사용되는 가전제품용 강판의 경우 오염 인자와 근본적으로 차단되어 제품의 청결 관리에 대한 필요성을 느끼지 않아 관련 연구가 부족하였다. 그러나, 외부에 설치되는 공조기의 경우 오염 환경에 그대로 노출되어 외관이 쉽게 더러워지므로 관련업계에서 오염개선을 위한 방안으로 건재용에 적용되고 있는 자기세정성을 공조기용 강판에 결합시키기 위하여 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 자기세정강판은 도막에 특수한 기능구조를 형성시켜 빗물 등에 의해 도막표면의 오염원을 스스로 세정하는 기능을 부여하는 강판으로서, 자기세정 원리에 따라 크게 친수성 자기세정강판, 광촉매성 친수성 자기세정강판 및 소수성 자기세정강판 등으로 분류할 수 있다. 친수성 자기세정강판은 코팅층 표면의 수(水)접촉각을 낮추어 (접촉각: 40도 이하, 표면장력: 30mN/m이상) 빗물 등이 도막 표면에 전체적으로 고르게 퍼져서 오염원을 세정하는 것으로서, 친수성 유기고분자를 이용하여 코팅층 표면 1∼2㎛에 친수성을 부여하는 강판이다. 상기 친수성 유기고분자로는 폴리알킬 실리케이트(Polyalkylsilicate), 퍼하이드로폴리 실라잔(Perhydropolysilazane)등을 들 수 있다. 광촉매성 친수성(photocatalytic 0026# hydrophilic) 자기세정강판은 광활성화 효과가 있는 TiO2 등을 이용하여 유기물을 분해한 후 코팅층 자체의 친수성을 이용하여 자기세정성을 부여하는 강판이다. 소수성 자기세정강판(hydrophobic, water-repellant)은 코팅층 표면의 수접촉각을 높여 (접촉각: 120도 이상, 표면장력: 15mN/m이하) 빗물이 발수되어 굴러 내리면서 도막표면의 오염원을 세정하는 강판이다. 구성방식에 따라 소수성 코팅(불소계 등), 나노구조 코팅, 플라즈마 표면개질 방식 등이 있다. 상기 소수성 코팅은 소수성이 큰 불소계 등의 물질을 코팅층 표면에 집중시켜 소수성을 부여하는 것이고, 나노구조 코팅은 연꽃 잎 구조를 응용한 것으로 마이크로 크기의 돌기에 나노 크기의 섬모구조를 부여하여 초소수성을 나타내고, 그리고 플라즈마 표면개질방식은 플라즈마(Plasma) 처리를 통하여 표면에 소수성을 부여하는 것이다. 친수성 유기고분자를 코팅한 자기세정강판은 친수성 후막(대략 20㎛의두께)의 유기수지를 도막표면에 집중시켜 빗물 등으로 오염물을 씻어내는 강판으로서, 저가이고, 내식성 및 대전방지 확보가 용이하다는 장점이 있는 반면에, 다른 물성 확보를 위해 5㎛이상의 도막 두께가 필요하다는 단점이 있다. 또한, TiO2등을 이용한 광촉매성 친수성 자기세정강판은 자외선에 의한 광촉매의 표면산화작용으로 오염물을 분해하여 세정하는 강판으로서, 박막화(＜1㎛)가 가능하고, NOx, SOx제거에 유용한 반면에, 자외선 조사하에서만, 광반응을 통하여 자기세정성을 나타낸다는 단점이 있다. 한편, 광촉매 친수성 자기세정강판으로서 다공성 실리카-금속나노복합체를 이용함으로써 초친수성을 나타내는 것이 알려져 있다. 상기 초친수성을 나타내는 자기세정강판은 자와선 조사 없이도 초친수성을 발휘할 수 있으므로, 실외는 물론 실내 응용분야에도 적용될 수 있다는 장점이 있지만, 강판 코팅적용성 기술의 개발이 필요하다는 단점이 있다. 소수성 자기세정강판 중 불소계 소수성 자기세정강판은 표면 불소화합물로 소수성을 부여하여 물로 오염물질을 제거하는 강판으로서, 오염물의 침적이 적은 장점이 있지만, 표면에 불소계 화합물 집중이 어렵고, 또한 기름 때 오염환경하에서 세정능력이 저하한다는 단점이 있다. 또한, 나노 돌기구조의 소수성 자기세정강판은 소수성의 나노 돌기를 구성하여 오염물질이 물에 의해 제거되는 강판으로서, 오염물질의 침적이 적고 세정능력이 우수하다는 장점이 있는 반면에, 가공 후 나노 돌기구조 유지가 곤란하다는 단점, 즉 내구성이 부족하다는 단점이 있다. 더욱이, 상기한 종래의 자기세정강판들은 상기한 각각의 단점 외에도 자기세정성 만을 고려하고 있으므로, 우수한 내식성 및 가공성 등이 요구되는 응융분야에 적용하는 데는 한계가 있다고 하는 문제점이 있다.