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미립자 코팅(도포) 장치
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개요·특징

응집이 없는 미립자 코팅(도포)이 가능!

미립자 코팅(도포) 장치

응집이 없는 미립자 코팅(도포)이 가능!
정전 스프레이를 이용한 미립자의 코팅(도포) 장치

PDS-01

미립자 막 형성 장치(CLICK : Zoom In/Out)나노 입자의 특성을 보유하는 기능성 기판의 제조에는 나노 입자끼리 응집하지 않는 코팅(도포) 기술이 불가결 합니다.
종래의 방법으로는 나노 입자 분산 액의 코팅(도포)이 가장 간단한 코팅(도포) 방법이었습니다만 용매의 건조 과정에서 응집이 생기고 나노 입자의 특성이 손상되는 문제가 있었습니다.



『미립자 코팅(도포) 장치 PDS 시리즈』
정전 스프레이의 원리에 기초하고 나노 입자 분산 액을 작은 액체 방울화하여 기판에 정전 부착시킴으로써 응집이 없는 나노 입자의 코팅(도포)을 실현하였습니다. 본 장치는 기판에의 부착 장소를 전동 스테이지로 제어할 수 있기 때문에 국소 혹은 전면의 코팅(도포)이 가능합니다.


본 장치는 마스크를 이용함에 따라 패터닝도 가능합니다. 또한 나노 입자뿐만 아니라 액체 재료의 코팅(도포)에도 이용할 수 있습니다.

본 장치에는 고전압 전원 유니트, 전동 스테이지 유니트, 신호 제어 유니트 및 컴퓨터가 포함 됩니다.

응용 예

연속 동작의 정전 스프레이

連続型の静電スプレー(1)미립자 코팅(도포) 장치 PDS 시리즈

정전 스프레이를 응용함으로써 응집이 없는 나노 재료의 코팅(도포)을 실현 하였습니다.

전동 스테이지로 기판의 이동 제어를 할 수 있기 때문에 국소 혹은 전면의 코팅(도포)이 가능합니다.





마스크에 의한 패터닝

마스크에 의한 패터닝(CLICK : Zoom In/Out)(2)그물눈(meshmask 자외선경화 수지제)의 예와 VOPc 나노 입자의 패턴

기판 표면에 마스크를 두고 본 장치를 이용해서 나노 재료를 스프레이하면 왼쪽의 사진과 같은 패터닝이 가능합니다.

특징

특징(1)
응집이 없는 단일 나노 재료의 기판 고정
정전 스프레이를 응용함으로써 응집이 없는 나노 재료의 코팅(도포)을 실현하였습니다. 본 장치는 전동 스테이지로 기판의 이동을 제어할 수 있기 때문에 국소 혹은 전면의 코팅(도포)이 가능합니다.
특징(2)
마스크에 의한 패터닝이 가능
기판 표면에 마스크를 두고 본 장치를 이용하여 나노 재료를 스프레이하는 것으로 패터닝이 가능합니다.

응집이 없는 나노 재료의 코팅(도포)의 원리

응집이 없는 나노 재료의 코팅(도포)의 원리

원리(1)
나노 재료를 응용해서 제품을 만들거나 혹은 연구 때문에 SEM/TEM등으로 관찰하는 경우, 기판 등의 표면에 균일하게 나노 재료를 고정 할 필요가 있습니다. 그러나, 나노 재료 분산 액을 도포·건조하는 과정에서 응집해 버리는 문제가 있었습니다. 코팅(도포) 기술은 정전 스프레이의 원리를 응용하여 이러한 문제를 해결하였습니다.


원리
1. 노즐내의 나노 재료 분산액과 기판 사이에 전압을 걸면 쿨롱(coulomb)력에 의하여 노즐 선단의 액체 표면이 원추 형태로 변형하고 그 선단으로부터 액체의 표면장력에 반하여 미세한 액체 기둥(제트류)이 사출됩니다.
2. 제트류 표면에서 같은 극의 전하끼리 척력이 발생하기 때문에 작은 액체방울이 분열합니다.
3. 작은 액체방울은 증발하고 대전한 나노 재료가 공간으로 진행해 가게 됩니다.
4. 나노 재료는 먼저 기판에 도달한 대전 나노 입자를 피하여 기판에 흡착합니다. 그 때문에 나노 재료는 기판 상에서 응집하지 않고 균일하게 고정됩니다.



샘플 액체의 유전율

샘플 액체의 유전율

(2)
양호한 스프레이를 실현하기 위해서는 유전율이 높은 샘플 액이 바람직합니다. 샘플 액의 유전율은 분산 매개체나 함유 나노 재료의 유전율 및 그 비율에 의하여 결정됩니다.


[참고] 샘플 액의 유전율
water(80) dimethylsulfoxide(47.0) toluene(2.4)
ethanol(20.7) acetic acid(6.2) carbon
tetrachloride(2.2)
methanol(32.6) 1-butanol(18.0) silicone oil(2.2)
isopropanol(18) 1-propanol(20.0) hexane(2.3)
acetone(24.3) acetic ether(6.0)  
dimethylformamide(38) tetrahydrofuran(7.5)  
nitrobenzene(34.8) diethyl ether(4.3)  

스프레이 직후의 액체 방울 형성의 모양

스프레이 직후의 액체 방울 형성의 모양
노즐로부터 분무된 제트류가 전하를 가진 액체 방울이 되고 서로 반발하면서 스프레이 형상으로 확대되고 있습니다.