KR102253843B1 - Electro-adhesion gripper and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유연기판; 상기 유연기판(110) 상에 형성되고, 탄소 물질 및 금속 입자 중 1종 이상을 포함하는 제1 전극 (121) 및 제2 전극(122)을 각각 포함하는 전극 패턴(120); 및 상기 전극 패턴(120) 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층(130):을 포함하는 전기접착식 그리퍼에 관한 것으로서, 본 발명의 전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법은 유전체(신축성 기판)에 무기물 입자를 분산시킴으로써, 유전 특성 및 전기접착력이 향상되는 효과가 있다.The present invention is a flexible substrate; An electrode pattern 120 formed on the flexible substrate 110 and each including a first electrode 121 and a second electrode 122 including at least one of carbon materials and metal particles; And a dielectric layer 130 formed on the electrode pattern 120 and including a dielectric, wherein the electro-adhesive gripper and the manufacturing method thereof include inorganic particles in a dielectric (stretchable substrate). By dispersing, there is an effect of improving dielectric properties and electrical adhesion.
Description
본 발명은 전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유연 기판; 상기 유연 기판 상에 형성되고, 탄소 물질 및 금속 입자 중 1종 이상을 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 각각 포함하는 전극 패턴; 및 상기 전극 패턴 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층:을 포함하는 전기접착식 그리퍼에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-adhesive gripper and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a flexible substrate; An electrode pattern formed on the flexible substrate and including a first electrode and a second electrode each including at least one of carbon materials and metal particles; And a dielectric layer formed on the electrode pattern and including a dielectric material.
제조업 환경 전반에 생긴 변화와 그로 인한 경영의 어려움을 겪고 있는 제조업체들은 이를 해결하고자 생산자동화 도입을 고려하고 있다. 이에 따라 생산자동화의 핵심인 산업용 로봇의 성장률은 매년 빠르게 증가하고 있으며, 앞으로도 그의 중요성은 계속해서 커질 것으로 예측된다. Manufacturers who are experiencing changes in the overall manufacturing environment and management difficulties resulting from them are considering introducing production automation to solve this problem. Accordingly, the growth rate of industrial robots, the core of production automation, is increasing rapidly every year, and its importance is predicted to continue to grow in the future.
반도체 제조라인, 자동차 부품 등의 조립라인 및 공작기계 등 거의 모든 산업분야에서 소재, 가공품, 완성제품 등을 핸들링하기 위한 로봇의 사용이 보편화되고 있다. 전세계 제조업의 흐름이 생산자동화로 바뀌면서, 사람과 함께 안전하게 작업할 수 있는 '협업 로봇'이 차세대 로봇 트렌드로 등장했다. The use of robots for handling materials, processed products, and finished products is becoming common in almost all industrial fields such as semiconductor manufacturing lines, assembly lines such as automobile parts, and machine tools. As the global manufacturing industry shifts to production automation,'collaborative robots' that can safely work with humans have emerged as the next generation robot trend.
협업 로봇은 산업용로봇에 안전기능이 강화되어 인간과 같은 공간에서 공동작업이 가능한 제조로봇으로, 공정 재배치가 용이하여 기존 산업용 로봇에 비해 생산 유연성 증대 효과가 크다. 생산자동화 요구 증대에 따른 다품종 부품과 화물에 대한 피킹 작업 자동화가 시급하며, 다형상 물체의 효율적인 파지를 위한 그리퍼 제품화가 필수이다.Collaborative robots are manufacturing robots that enable joint work in the same space as humans due to enhanced safety functions in industrial robots, and have a greater effect of increasing production flexibility compared to existing industrial robots due to easy process relocation. As production automation demands increase, it is urgent to automate the picking work for multi-species parts and cargo, and it is essential to produce a gripper for efficient gripping of multi-shaped objects.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로 유전체(신축성 고분자)에 무기물 입자를 분산시킴으로써, 유전 특성 및 전기접착력이 향상된 전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an electro-adhesive gripper having improved dielectric properties and electrical adhesion by dispersing inorganic particles in a dielectric (stretchable polymer), and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유연 기판(110); 상기 유연 기판(110) 상에 형성되고, 탄소 물질 및 금속 입자 중 1종 이상을 포함하는 제1 전극 (121) 및 제2 전극(122)을 각각 포함하는 전극 패턴(120); 및 상기 전극 패턴(120) 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층(130);을 포함하는 전기접착식 그리퍼가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a
상기 유전체가 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱그리코릭에시드(PLGA), 폴리스타이렌(PS), Ecoflex 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The dielectric includes at least one selected from polydimethylsiloxane (PDMS), silicone, polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA), polystyrene (PS), and Ecoflex. can do.
상기 유전체층(130)이 무기물 입자를 추가로 포함할 수 있다.The
상기 유전체층의 두께가 10 내지 300 μm 일 수 있다.The dielectric layer may have a thickness of 10 to 300 μm.
상기 무기물 입자가 실리콘옥사이드 (SiO2), 알루미늄옥사이드 (Al2O3), 바륨타이타나이트 (BaTiO3), 타이타늄옥사이드(TiO2), 티탄산 지르콘산 연(PZT, leat zirconate titanate) 및 스트론튬 타이타나이트(SrTiO3) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The inorganic particles are silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), barium titanite (BaTiO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), lead zirconate titanate (PZT, leat zirconate titanate) and strontium tie. Tanite (SrTiO 3 ) may include at least one selected from.
상기 무기물 입자의 크기가 5 nm 내지 1 μm 일 수 있다.The size of the inorganic particles may be 5 nm to 1 μm.
상기 제1 전극 (121)및 제2 전극(122)이 빗(comb)의 형태이고, 상기 빗이 빗살(combteeth)과 상기 빗살을 지지하는 지지부를 포함하는 빗(comb)의 형태이고, 상기 제1 전극의 빗살(1211)이 상기 제2 전극의 빗살(1221)과 교대로 위치하고, 제1 전극과 제2 전극이 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.The
상기 유연기판이 폴리디메틸실록산(PDMS), 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 폴리우레탄(polyurethane), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS), 폴리에틸아크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리헥실아크릴레이트, Ecoflex, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱그리코릭에시드(PLGA) 및 폴리스타이렌(PS) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The flexible substrate is polydimethylsiloxane (PDMS), natural rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-isoprene-styrene (SIS), polyurethane (polyurethane), styrene-butadiene-styrene (SBS), styrene-ethylenebutyl Ren-styrene (SEBS), polyethylacrylate, polybutylacrylate, polyhexylacrylate, Ecoflex, polyethylene terephthalate (PET), polymethylmethacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA) and polystyrene It may include one or more selected from (PS).
상기 유연기판의 두께가 60 내지 2000 μm일 수 있다. The thickness of the flexible substrate may be 60 to 2000 μm.
상기 유연기판은 플라즈마로 표면이 처리된 표면 개질 유연기판일 수 있다.The flexible substrate may be a surface-modified flexible substrate having a surface treated with plasma.
상기 탄소 물질은 카본 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 카본 페이스트(carbon paste), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), 그래파이트(graphite), 및 카본 파이버(carbon fiber) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The carbon material may include at least one selected from a carbon nano tube (CNT), a carbon paste, a graphene oxide, a graphite, and a carbon fiber. I can.
상기 금속 입자는 은(Ag), 금(Au), 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 인듐, 알루미늄, 철, 로듐, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 몰리브덴, 아연, 바나듐, 텅스텐, 티탄, 망간, 크롬, 및 이들의 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The metal particles are silver (Ag), gold (Au), copper, platinum, palladium, nickel, indium, aluminum, iron, rhodium, ruthenium, osmium, cobalt, molybdenum, zinc, vanadium, tungsten, titanium, manganese, chromium, And it may include one or more selected from among these alloys.
상기 금속 입자는 페이스트에 포함되어 제조된 것일 수 있다.The metal particles may be prepared by being included in a paste.
상기 전기접착식 그리퍼의 유전상수가 2.5 내지 100.0 F/m 일 수 있다.The dielectric constant of the electrical adhesive gripper may be 2.5 to 100.0 F/m.
본 발명의 다른 하나의 측면에 따르면, (a) 유연기판을 제조하는 단계; (b) 상기 유연기판 상에 탄소 물질 및 금속 입자 중 1종 이상을 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극을 패터닝하여 전극 패턴을 포함하는 기판을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 전극 패턴을 포함하는 기판의 상기 전극 패턴 상에 유전체층을 형성하는 단계;를 포함하는 전기접착식 그리퍼의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, (a) manufacturing a flexible substrate; (b) manufacturing a substrate including an electrode pattern by patterning an electrode including a first electrode and a second electrode including at least one of carbon materials and metal particles on the flexible substrate; And (c) forming a dielectric layer on the electrode pattern of the substrate including the electrode pattern.
상기 단계 (c)가 (c-1) 유전체를 준비하는 단계; (c-2) 상기 유전체에 초음파분산법, 고속 교반법, 공자전 혼합법, 나노 밀(nano mill) 및 이들을 동시 혹은 연속 사용하는 방법으로 무기물 입자를 분산시켜 무기물 입자를 포함하는 유전체를 준비하는 단계; 및 (c-3) 상기 무기물 입자를 포함하는 유전체를 상기 전극 패턴을 포함하는 기판의 상기 전극 패턴 상에 코팅하여 유전체층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In step (c), (c-1) preparing a dielectric material; (c-2) Dispersing inorganic particles in the dielectric by ultrasonic dispersion method, high-speed stirring method, co-rotation mixing method, nano mill and a method of using them simultaneously or continuously to prepare a dielectric material including inorganic particles step; And (c-3) forming a dielectric layer by coating a dielectric including the inorganic particles on the electrode pattern of the substrate including the electrode pattern.
상기 단계 (a) 이후에, 상기 유연기판의 표면을 플라즈마 처리하면서 표면 개질된 기판을 제조하는 단계(a')를 추가로 포함할 수 있다.After the step (a), a step (a') of manufacturing a surface-modified substrate while plasma-treating the surface of the flexible substrate may be further included.
상기 단계 (b)의 상기 패터닝이 실크 스크린 인쇄, 잉크젯 프린팅, 3 D 프린팅, 마이크로 컨택 패터닝, 포토리소그래피 및 소프트리소그래피 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 방법으로 패터닝될 수 있다.The patterning of step (b) may be patterned by a method including at least one selected from silk screen printing, inkjet printing, 3D printing, micro contact patterning, photolithography, and soft lithography.
본 발명의 전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법은 유전체(신축성 고분자)에 무기물 입자를 분산시킴으로써, 유전 특성 및 전기접착력이 향상되는 효과가 있다.The electro-adhesive gripper and its manufacturing method of the present invention have an effect of improving dielectric properties and electrical adhesion by dispersing inorganic particles in a dielectric (stretchable polymer).
또한 본 발명의 전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법은 소형, 경량, 저가의 하이브리드형 그리퍼 제품화에 기여할 수 있다.In addition, the electro-adhesive gripper and its manufacturing method of the present invention can contribute to commercialization of a hybrid gripper in small size, light weight, and low cost.
도 1의 (a)는 본 발명에 따른 전기접착식 그리퍼의 구조도이고, (b)는 본 발명에 따른 전기접착식 그리퍼의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유전체층을 포함하는 전기접착식 그리퍼의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기접착식 그리퍼의 어셈블리이다.
도 4는 본 발명에 따른 그리퍼의 열중량(TGA) 분석 그래프이다.
도 5a 및 5b는 유연기판의 플라즈마 처리 여부에 따른 그리퍼의 접촉각을 측정한 결과이다.
도 6a 내지 6d는 실시예 1-1 내지 실시예 1-17에 따른 그리퍼의 유전상수를 측정한 결과이다.
도 7은 TiO2 무기물 함량에 따른 점도 그래프이다.
도 8은 TiO2 무기물 함량에 따라 표면의 입자 분포를 확인한 주사전자현미경 (scanning electron microscope, SEM) 그래프이다.Figure 1 (a) is a structural diagram of the electrical adhesive gripper according to the present invention, (b) is a cross-sectional view of the electrical adhesive gripper according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of an electro-adhesive gripper including a dielectric layer according to the present invention.
3 is an assembly of an electro-adhesive gripper according to the present invention.
4 is a graph of thermogravimetric (TGA) analysis of the gripper according to the present invention.
5A and 5B are results of measuring the contact angle of the gripper according to whether or not the flexible substrate is plasma-treated.
6A to 6D are results of measuring dielectric constants of grippers according to Examples 1-1 to 1-17.
7 is a graph of the viscosity according to the content of TiO 2 inorganic matter.
8 is a scanning electron microscope (SEM) graph showing particle distribution on the surface according to the content of TiO 2 inorganic matter.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations may be applied and various embodiments may be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers such as first and second to be used hereinafter may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
또한, 어떤 구성요소가 "다른 구성요소 상에", " 다른 구성요소 상에 형성되어" 또는 " 다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is referred to as "on another component", "formed on another component" or "stacked on another component", It should be understood that it may be attached and formed or laminated, but other components may be present in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.
도 1의 (a)는 본 발명에 따른 전기접착식 그리퍼의 구조도이고, (b)는 본 발명에 따른 전기접착식 그리퍼의 단면도이다. 또한 도 2는 본 발명에 따른 유전체층을 포함하는 전기접착식 그리퍼의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전기접착식 그리퍼의 어셈블리를 나타낸 것이다. 이하 도 1 내지 3을 참고하여 본 발명의 전기접착식 그리퍼에 대해 설명하도록 한다.Figure 1 (a) is a structural diagram of the electrical adhesive gripper according to the present invention, (b) is a cross-sectional view of the electrical adhesive gripper according to the present invention. In addition, FIG. 2 is a cross-sectional view of an electro-adhesive gripper including a dielectric layer according to the present invention, and FIG. 3 shows an assembly of an electro-adhesive gripper according to the present invention. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 3, the electric adhesive gripper of the present invention will be described.
본 발명은 유연기판(110); 상기 유연기판(110) 상에 형성되고, 탄소 물질 및 금속 입자 중 1종 이상을 포함하는 제1 전극 (121) 및 제2 전극(122)을 각각 포함하는 전극 패턴(120); 및 상기 전극 패턴(120) 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층(130):을 포함하는 전기접착식 그리퍼를 제공한다.The present invention is a
상기 유전체가 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱그리코릭에시드(PLGA), 폴리스타이렌(PS), Ecoflex 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The dielectric includes at least one selected from polydimethylsiloxane (PDMS), silicone, polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA), polystyrene (PS), and Ecoflex. can do.
상기 유전체층(130)이 무기물 입자를 추가로 포함할 수 있다.The
상기 유전체층이 유전체 및 유전체 상에 분산된 무기물 입자를 포함할 수 있다.The dielectric layer may include a dielectric material and inorganic particles dispersed thereon.
상기 유전체층이 상기 유전체 100 중량부를 기준으로, 상기 무기물 입자 1 내지 200중량부, 바람직하게는 0.1 내지 90 중량부를 포함할 수 있다.The dielectric layer may include 1 to 200 parts by weight, preferably 0.1 to 90 parts by weight of the inorganic particles, based on 100 parts by weight of the dielectric.
상기 무기물 입자가 실리콘옥사이드 (SiO2), 알루미늄옥사이드 (Al2O3), 바륨타이타나이트 (BaTiO3), 타이타늄옥사이드(TiO2), 티탄산 지르콘산 연(PZT, leat zirconate titanate) 및 스트론튬 타이타나이트(SrTiO3) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The inorganic particles are silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), barium titanite (BaTiO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), lead zirconate titanate (PZT, leat zirconate titanate) and strontium tie. Tanite (SrTiO 3 ) may include at least one selected from.
상기 무기물 입자의 크기가 5 nm 내지 1 μm일 수 있다.The size of the inorganic particles may be 5 nm to 1 μm.
상기 유전체층의 두께가 10 내지 300 μm 일 수 있다.The dielectric layer may have a thickness of 10 to 300 μm.
상기 제1 전극 (121)및 제2 전극(122)이 빗(comb)의 형태이고, 상기 빗이 빗살(combteeth)과 상기 빗살을 지지하는 지지부를 포함하는 빗(comb)의 형태이고, 상기 제1 전극의 빗살(1211)이 상기 제2 전극의 빗살(1221)과 교대로 위치하고, 제1 전극과 제2 전극이 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.The
상기 제1 도선의 지지부(1212) 및 상기 제2 도선의 지지부(1222)에 각각 제1 전압 인가 연결부(141) 및 제2 전압 인가 연결부(142)가 연결될 수 있다.A first voltage
상기 유연기판이 폴리디메틸실록산(PDMS), 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 폴리우레탄(polyurethane), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS), 폴리에틸아크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리헥실아크릴레이트, Ecoflex, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱그리코릭에시드(PLGA) 및 폴리스타이렌(PS) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. The flexible substrate is polydimethylsiloxane (PDMS), natural rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-isoprene-styrene (SIS), polyurethane (polyurethane), styrene-butadiene-styrene (SBS), styrene-ethylenebutyl Ren-styrene (SEBS), polyethylacrylate, polybutylacrylate, polyhexylacrylate, Ecoflex, polyethylene terephthalate (PET), polymethylmethacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA) and polystyrene It may include one or more selected from (PS).
상기 유연기판의 두께가 60 내지 2000 μm일 수 있다. The thickness of the flexible substrate may be 60 to 2000 μm.
상기 유연기판은 플라즈마로 표면이 처리된 표면 개질 유연기판일 수 있다.The flexible substrate may be a surface-modified flexible substrate having a surface treated with plasma.
상기 탄소 물질은 카본 나노 튜브(carbon nano tube, CNT), 카본 페이스트(carbon paste), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), 그래파이트(graphite), 및 카본 파이버(carbon fiber) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The carbon material may include at least one selected from a carbon nano tube (CNT), a carbon paste, a graphene oxide, a graphite, and a carbon fiber. I can.
상기 금속 입자는 은(Ag), 금(Au), 구리, 백금, 팔라듐, 니켈, 인듐, 알루미늄, 철, 로듐, 루테늄, 오스뮴, 코발트, 몰리브덴, 아연, 바나듐, 텅스텐, 티탄, 망간, 크롬, 및 이들의 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The metal particles are silver (Ag), gold (Au), copper, platinum, palladium, nickel, indium, aluminum, iron, rhodium, ruthenium, osmium, cobalt, molybdenum, zinc, vanadium, tungsten, titanium, manganese, chromium, And it may include one or more selected from among these alloys.
상기 금속 입자는 페이스트에 포함되어 제조된 것일 수 있다.The metal particles may be prepared by being included in a paste.
상기 전기접착식 그리퍼의 유전상수가 2.5 내지 100.0 F/m 일 수 있다.The dielectric constant of the electrical adhesive gripper may be 2.5 to 100.0 F/m.
이하, 본 발명의 전기접착식 그리퍼의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the electric adhesive gripper of the present invention will be described.
먼저, first, 유연기판을Flexible substrate 제조한다(단계 a). To prepare (step a).
상기 단계 (a) 이후에, 상기 유연기판의 표면을 플라즈마 처리하면서 표면 개질된 유연기판을 제조하는 단계(a')를 추가로 포함할 수 있다.After the step (a), a step (a') of preparing a surface-modified flexible substrate while plasma-treating the surface of the flexible substrate may be further included.
다음으로, 상기 Next, above 유연기판Flexible substrate 상에 탄소 물질 및 금속 입자 중 1종 이상을 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극을 An electrode including a first electrode and a second electrode including at least one of carbon materials and metal particles on the 패터닝하여By patterning 전극 패턴을 포함하는 기판을 제조한다(단계 b). A substrate including an electrode pattern is prepared (step b).
상기 단계 (b)의 상기 패터닝이 실크 스크린 인쇄, 실크 스크린 인쇄, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 마이크로 컨택 패터닝, 포토리소그래피 및 소프트리소그래피 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 방법으로 패터닝될 수 있다. The patterning of step (b) may be patterned by a method including at least one selected from silk screen printing, silk screen printing, inkjet printing, 3D printing, micro contact patterning, photolithography, and soft lithography.
마지막으로, 상기 전극 패턴을 포함하는 기판의 상기 전극 패턴 상에 Finally, on the electrode pattern of the substrate including the electrode pattern 유전체층을Dielectric layer 형성하여 전기접착식 Formed by electrical adhesive 그리퍼를Gripper 제조한다(단계 c). To prepare (step c).
상기 단계 (c)가 (c-1) 유전체를 준비하는 단계; (c-2) 상기 유전체에 초음파분산법, 고속 교반법, 공자전 혼합법, 나노 밀(nano mill) 및 이들을 동시 혹은 연속 사용하는 방법으로 무기물 입자를 분산시켜 무기물 입자를 포함하는 유전체를 준비하는 단계; 및 (c-3) 상기 무기물 입자를 포함하는 유전체를 상기 전극 패턴을 포함하는 기판의 상기 전극 패턴 상에 코팅하여 유전체층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.In step (c), (c-1) preparing a dielectric material; (c-2) Dispersing inorganic particles in the dielectric by ultrasonic dispersion method, high-speed stirring method, co-rotation mixing method, nano mill and a method of using them simultaneously or continuously to prepare a dielectric material including inorganic particles step; And (c-3) forming a dielectric layer by coating a dielectric including the inorganic particles on the electrode pattern of the substrate including the electrode pattern.
[실시예] [Example]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described. However, this is for illustrative purposes only, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1-1 내지 1-17: 전기접착식 1-1 to 1-17: electric adhesive 그리퍼의Gripper 제조 Produce
유연기판Flexible substrate 형성 formation
주제:경화제의 비율이 10:1인 다우 코닝 회사의 sylgard 182 PDMS을 상온에서 30분 동안 진공을 통해 기포를 제거하였다. 그 동안 알루미늄판을 IPA 로 30분간 초음파를 통해 닦아 준비하고, 그 위에 기포가 제거된 PDMS를 200㎛ 두께로 코팅하였다. 이후, 125 ℃에서 1 시간 동안 경화하고, 대기압 상태에서 유연 기판을 두 전극 사이에 두고 플라즈마를 발생시키며 산소 기체를 쬐어주어 표면 고분자가 산소와 반응하여 -OH 기를 갖게 하는 방식으로 표면 처리를 진행하였다. 이를 통해 표면을 친수성 개질한 유연기판을 형성하였다.Dow Corning's sylgard 182 PDMS with a subject:curing agent ratio of 10:1 was degassed through vacuum for 30 minutes at room temperature. In the meantime, the aluminum plate was prepared by wiping through ultrasonic waves for 30 minutes with IPA, and PDMS from which air bubbles were removed was coated to a thickness of 200 μm. Thereafter, the surface was treated in such a manner that the surface polymer reacted with oxygen by curing for 1 hour at 125°C for 1 hour, generating plasma by placing the flexible substrate between the two electrodes under atmospheric pressure, and applying oxygen gas to react with oxygen to give -OH groups. . Through this, a flexible substrate with hydrophilic modification of the surface was formed.
전극패턴 형성Electrode pattern formation
상기 유연기판 상에 실크 스크린 인쇄법을 이용하여 binder, 용제 그리고 Ag flake 혹은 Au coated Cu flake 가 섞여 있는 페이스트를 패턴이 100 내지 1000 마이크로미터 단위로 뚫려 있는 실크 스크린 위에 올려놓은 후 아래에 유연 기판을 두어 코팅하였다. 페이스트는 인쇄의 유용성을 위해서는 바인더를, 전도성을 높이기 위해서는 flake 함량을 늘리는 방식으로 그 비율을 조절하였다. 이와 같은 방식으로 전극을 코팅하고, 이후 150℃에서 1시간동안 오븐에서 베이킹하여 100 X 100 mm2 크기의 대면적 전극 패턴을 인쇄하였다. 상기 전극 패턴의 라인(line)과 간격(spacing)은 300μm이다.Using a silk screen printing method on the flexible substrate, a binder, a solvent, and a paste containing Ag flake or Au coated Cu flake are put on a silk screen with a pattern of 100 to 1000 micrometers perforated, and then the flexible substrate is placed underneath. And coated. The ratio of the paste was adjusted by increasing the binder for the usefulness of printing and increasing the flake content to increase the conductivity. The electrode was coated in this manner, and then baked in an oven at 150° C. for 1 hour to print a large area electrode pattern having a size of 100×100 mm 2. The line and spacing of the electrode pattern is 300 μm.
유전체층Dielectric layer 형성하여 전기접착식 Formed by electrical adhesive 그리퍼Gripper 제조 Produce
1) One)
PDMS에PDMS
무기물 1 내지
주제:경화제의 비율이 10:1인 다우 코닝 회사의 sylgard 182 PDMS를 사용하였다. 이때, 상기 주제에 무기물을 넣어 예비 혼합하여 9-9 중량 비율로 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액을 초음파 분쇄기와 고속 교반기를 교차로 설치한 비이커에 담고 난 후 함량에 따라 100 - 1000W 초음파, 2800 - 9000 RPM 교반기 사이의 조건에서 5분간 혼합하는 방법으로 혼합하였다. 상기 sylgard 182 PDMS를 상온에서 30분 동안 진공을 통해 버블을 제거하였다. 버블을 제거한 후 상기 인쇄된 전극 패턴 위에 도포하여 200rpm-30s 조건으로 60μm 두께로 스핀코팅 한 다음 125℃ 오븐에서 1시간 동안 베이킹하여 전기접착식 그리퍼를 제조하였다.Dow Corning's sylgard 182 PDMS with a subject:curing agent ratio of 10:1 was used. At this time, a mixed solution was prepared in a proportion of 9-9 by weight by premixing the inorganic substance in the main body, and the mixed solution was placed in a beaker equipped with an ultrasonic grinder and a high-speed stirrer, and then 100-1000W ultrasonic wave, 2800 according to the content. -It was mixed by mixing for 5 minutes under conditions between a 9000 RPM stirrer. Bubbles were removed from the sylgard 182 PDMS at room temperature for 30 minutes through vacuum. After removing the bubble, it was applied on the printed electrode pattern, spin-coated to a thickness of 60 μm at 200 rpm-30 s, and then baked in an oven at 125° C. for 1 hour to prepare an electro-adhesive gripper.
2) 2)
PDMS에
주제:경화제의 비율이 10:1인 다우 코닝 회사의 sylgard 182 PDMS를 사용하였다. 이때, 상기 주제에 무기물 입자를 넣어 예비 혼합하여 9-9 비율로 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액을 플라네터리 믹서(planetary mixer: 공자전 혼합기)에 넣어 자전과 공전을 동시에 적용하여 기포 제거와 혼합용액의 혼합을 수행하였다. 상기 sylgard 182 PDMS를 상온에서 30분 동안 진공을 통해 버블을 제거하였다. 버블를 제거한 후 경화제를 혼합하고 상기 인쇄된 전극 패턴 위에 도포하여 200rpm-30s 조건으로 60μm 두께로 스핀코팅 한 다음 125℃ 오븐에서 1시간 동안 베이킹하여 전기접착식 그리퍼를 제조하였다.Dow Corning's sylgard 182 PDMS with a subject:curing agent ratio of 10:1 was used. At this time, the inorganic particles are added to the main body and premixed to prepare a mixed solution at a ratio of 9 to 9, and the mixed solution is put into a planetary mixer and rotation and revolution are simultaneously applied to remove air bubbles. And the mixed solution was mixed. Bubbles were removed from the sylgard 182 PDMS at room temperature for 30 minutes through vacuum. After removing the bubbles, a curing agent was mixed, applied on the printed electrode pattern, spin-coated at a thickness of 60 μm at 200 rpm-30 s, and baked in an oven at 125° C. for 1 hour to prepare an electro-adhesive gripper.
하기 표 1을 참고하면, 표 1의 조건으로 상기에 기재된 방법을 이용하여 실시예 1-1 내지 1-17의 전기접착식 그리퍼를 각각 제조하였다.Referring to Table 1 below, electric adhesive grippers of Examples 1-1 to 1-17 were each manufactured using the method described above under the conditions of Table 1.
(wt%)content
(wt%)
(nm)size
(nm)
실시예Example 2: 전기접착식 2: electrical adhesive 그리퍼의Gripper 제조 Produce
실시예 1-1 내지 1-17에서 플라즈마 처리를 통해 표면을 친수성 개질한 유연기판을 형성하는 대신에 플라즈마 처리를 하지 않은 유연기판을 형성하는 것을 제외하고는 실시예 1-1 내지 1-17과 동일한 방법으로 그리퍼를 제조하였다.In Examples 1-1 to 1-17, except for forming a flexible substrate without plasma treatment instead of forming a flexible substrate having a hydrophilic modification of the surface through plasma treatment, the same as in Examples 1-1 to 1-17. The gripper was manufactured in the same way.
비교예Comparative example 1: 전기접착식 1: electric adhesive 그리퍼의Gripper 제조 Produce
실시예 1-1 내지 1-17에서 PDMS에 무기물을 분산시키는 대신에 PDMS에 무기물을 분산시키는 않는 것을 제외하고는 실시예 1-1 내지 1-17과 동일한 방법으로 그리퍼를 제조하였다.In Examples 1-1 to 1-17, a gripper was prepared in the same manner as in Examples 1-1 to 1-17, except that the inorganic material was not dispersed in the PDMS instead of the inorganic material was dispersed in the PDMS.
[시험예] [Test Example]
시험예Test example 1: One: 열중량Thermal weight (( TGATGA ) 분석) analysis
도 4는 본 발명에 따른 그리퍼의 열중량(TGA) 분석 그래프이다.Figure 4 is a graph of thermogravimetric (TGA) analysis of the gripper according to the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 그리퍼 내부의 물질의 유기물 함량 및 그 조성을 알 수 있었다.Referring to Figure 4, it was possible to know the organic matter content and composition of the material inside the gripper according to the present invention.
시험예Test example 2: 2: 접촉각Contact angle 분석 analysis
도 5a 및 5b는 본 발명에 따른 그리퍼의 접촉각을 측정한 결과이다. 플라즈마 처리 장비를 통한 표면의 친수성 개질 방법을 통하여 기판 위에 DI water 를 떨어트린 후 방울의 접촉 표면 이미지를 얻은 후 구형의 접촉 면에 대한 접촉각을 세 개의 포인트를 얻어 평균을 내는 방식을 통하여 접촉각을 측정하였다.5A and 5B are results of measuring the contact angle of the gripper according to the present invention. The contact angle is measured by dropping DI water on the substrate through the hydrophilic modification method of the surface through plasma processing equipment, obtaining an image of the contact surface of the droplet, and then obtaining three points of the contact angle to the spherical contact surface and calculating the average. I did.
도 5a 및 5b를 참조하면, 표면 개질되지 않은 유연기판을 포함하는 그리퍼의 접촉각이 106.8°로 나타났으나, 플라즈마 처리하면서 표면 개질된 유연기판을 포함하는 그리퍼의 접촉각이 8.7°로 나타나 접촉각이 훨씬 낮아진 것을 알 수 있었다.5A and 5B, the contact angle of the gripper including the flexible substrate that is not surface-modified was 106.8°, but the contact angle of the gripper including the flexible substrate that was surface-modified during plasma treatment was 8.7°, resulting in a much greater contact angle. I could see that it was lowered.
따라서, 유연기판을 표면개질 함으로써, 낮은 접촉각을 얻을 수 있고, 이로 인해 계면간의 접촉 저항을 줄여 균일한 전극 패턴 및 유전체층을 형성할 수 있는 것으로 판단된다.Therefore, it is determined that by surface modification of the flexible substrate, a low contact angle can be obtained, and thus, a uniform electrode pattern and a dielectric layer can be formed by reducing the contact resistance between interfaces.
시험예Test example 3: 무기물 입자의 종류 및 함량에 따른 유전상수의 변화 3: Changes in dielectric constant according to the type and content of inorganic particles
도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 그리퍼의 유전상수를 측정한 결과이다. Flat 하고 25 mm 의 직경의 원보다 넓은 그리퍼 샘플을 준비한 후 캐패시턴스를 측정하는 기기와 연결된 양단의 전극 사이에 샘플을 넣어 1.5 N 의 힘으로 눌러 고정시킨다. 이후 1 ~ 10MHz, 혹은 1 ~ 30MHz 사이의 주파수 범위에서 샘플의 캐패시턴스 변화를 확인하여 식 유도를 통해 유전상수를 측정하였다. 6A to 6D are results of measuring the dielectric constant of the gripper according to the present invention. After preparing a flat and wider gripper sample than a 25 mm diameter circle, put the sample between the electrodes at both ends connected to the device for measuring capacitance, and fix it by pressing with a force of 1.5 N. Thereafter, the change in capacitance of the sample was checked in a frequency range of 1 to 10 MHz, or 1 to 30 MHz, and the dielectric constant was measured through the derivation of the equation.
도 6a 내지 6d를 참조하면, 무기물 5 wt% 함량, 1 MHz 주파수 기준에서 각각 SiO2는 2.89 F/m, TiO2는 3.13 F/m, Al2O3는 3.02 F/m, BaTiO3는 3.29 F/m의 유전상수가 나타났다. 이는 기존의 PDMS의 참고 값인 2.7 보다 모두 높은 값을 나타냈으며 무기물 입자의 종류에 따라 유전상수의 값이 다름을 확인하였다. 또한, 무기물(SiO2, TiO2, Al2O3, BaTiO3)의 다양한 함량에 따라 유전상수의 값이 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 6A to 6D, SiO 2 is 2.89 F/m, TiO 2 is 3.13 F/m, Al 2 O 3 is 3.02 F/m, BaTiO 3 is 3.29, respectively, based on 5 wt% content of inorganic substances and 1 MHz frequency. The dielectric constant of F/m appeared. These values were all higher than the previous reference value of PDMS of 2.7, and it was confirmed that the value of the dielectric constant was different depending on the type of inorganic particles. In addition, it was confirmed that the value of the dielectric constant changes according to various contents of inorganic substances (SiO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 ).
따라서, 무기물의 종류 및 함량에 따라 유전상수가 달라지며, 그 폭이 다름을 알 수 있었다.Therefore, it can be seen that the dielectric constant differs depending on the type and content of the inorganic material, and the width is different.
시험예Test example 4: 4: 그리핑Gripping 시험 exam
본 발명의 전기 접착식 그리퍼를 이용하여 제작된 시편에 인가된 고전압을 통해 발생한 정전기력의 힘을 일정 수준 이상의 무게를 수직, 측면 방향으로 들어올려 그 힘을 간접적으로 확인하고자 하였다. 제작된 시편을 홀더에 부착하고 고전압 기기와 연결시켰다. 이후 일정 수준의 전압을 준 상태에서 들고자 하는 물체에 접착시켜 일정 시간 이후 물체를 들어 올리는 여부를 확인하였다. 이와 같은 방법으로 수행하여 측면 방향으로 972 g, 수직 방향으로 100 g 의 타겟 물체를 그립할 수 있었다. The force of the electrostatic force generated by the high voltage applied to the specimen manufactured by using the electric adhesive gripper of the present invention was to be indirectly checked by lifting a weight above a certain level in the vertical and lateral directions. The prepared specimen was attached to the holder and connected to a high voltage device. After that, it was confirmed whether or not the object was lifted after a certain time by bonding it to the object to be held under a certain level of voltage. By performing this method, it was possible to grip a target object of 972 g in the lateral direction and 100 g in the vertical direction.
시험예Test example 5: 점도 분석 5: viscosity analysis
도 7은 TiO2 무기물 함량에 따른 점도 그래프이다, 브루클린 점도계의 spindle 4 번을 이용하여 고점도까지의 점도를 측정하였으며 각각 RPM 에 따른 토크가 100 이 되었을 때의 값을 기준으로 3회 측정하여 평균 값을 도출하였다.7 is a graph of the viscosity according to the content of TiO 2 inorganic matter. The viscosity to high viscosity was measured using spindle No. 4 of the Brooklyn viscometer, and the average value was measured three times based on the value when the torque according to the RPM reached 100. Was derived.
도 7을 참조하면, TiO2 무기물의 함량이 증가하는 것에 따라 점도가 급격히 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 나노 입자의 증가에 따른 점도로 인해 높은 중량부의 조건에서는 기존 혼합법을 사용하기 어려운 것을 의미한다. 따라서 공자전 혼합기의 사용 필요성에 대한 이유가 될 수 있다. Referring to Figure 7, TiO 2 It can be seen that the viscosity increases rapidly as the content of inorganic matter increases. This means that it is difficult to use the conventional mixing method under conditions of high weight parts due to the viscosity of the nanoparticles increasing. Therefore, it may be a reason for the necessity of using a co-rotating mixer.
시험예Test example 6: 6: SEMSEM 표면 분석 Surface analysis
도 8은 TiO2 무기물 함량에 따라 표면의 입자 분포를 확인한 주사전자현미경 (scanning electron microscope, SEM) 그래프이다. 8 is a scanning electron microscope (SEM) graph showing particle distribution on the surface according to the content of TiO 2 inorganic matter.
도 8을 참조하면, 작은 크기의 무기물이 함량에 따라 얼마나 들어가 있는지 또는 얼마나 잘 분산되어 있는지를 알 수 있었다. Referring to FIG. 8, it could be seen how well or how well a small-sized inorganic substance is contained depending on the content.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, those of ordinary skill in the relevant technical field can add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. Various modifications and changes may be made to the present invention by addition or the like, and it will be said that this is also included within the scope of the present invention. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention do.
Claims (17)
상기 유연기판 상에 형성되고, 금속 입자를 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 각각 포함하는 전극 패턴; 및
상기 전극 패턴 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층;을 포함하고,
상기 유전체층이 무기물 입자를 추가로 포함하고,
상기 무기물 입자가 상기 유전체에 분산되고,
상기 유연기판이 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하고,
상기 금속 입자는 은(Ag), 금(Au) 및 구리 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 유전체가 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하고,
상기 무기물 입자가 실리콘옥사이드 (SiO2), 알루미늄옥사이드 (Al2O3), 바륨타이타나이트 (BaTiO3) 및 타이타늄옥사이드(TiO2) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 유연기판은 플라즈마로 표면이 처리된 표면 개질 유연기판이고,
상기 제1 전극 및 제2 전극이 빗(comb)의 형태이고,
상기 빗이 빗살(combteeth)과 상기 빗살을 지지하는 지지부를 포함하는 빗(comb)의 형태이고,
상기 제1 전극의 빗살이 상기 제2 전극의 빗살과 교대로 위치하고,
제1 전극과 제2 전극이 서로 전기적으로 연결되지 않고,
상기 지지부가 제1 도선의 지지부 및 제2 도선의 지지부를 포함하고,
상기 제1 도선의 지지부 및 상기 제2 도선의 지지부에 각각 제1 전압 인가 연결부 및 제2 전압 인가 연결부가 연결되고,
상기 유전체층이 상기 유전체 100 중량부를 기준으로, 상기 무기물 입자 0.1 내지 90 중량부를 포함하는 것인, 전기접착식 그리퍼.Flexible substrate;
An electrode pattern formed on the flexible substrate and including a first electrode and a second electrode each including metal particles; And
Includes; a dielectric layer formed on the electrode pattern and including a dielectric material,
The dielectric layer further comprises inorganic particles,
The inorganic particles are dispersed in the dielectric,
The flexible substrate contains polydimethylsiloxane (PDMS),
The metal particles include at least one selected from silver (Ag), gold (Au) and copper,
The dielectric includes polydimethylsiloxane (PDMS),
The inorganic particles include at least one selected from silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), barium titanite (BaTiO 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ),
The flexible substrate is a surface-modified flexible substrate whose surface has been treated with plasma,
The first electrode and the second electrode are in the form of a comb,
The comb is in the form of a comb including a combteeth and a support portion supporting the comb,
The comb teeth of the first electrode are alternately positioned with the comb teeth of the second electrode,
The first electrode and the second electrode are not electrically connected to each other,
The support portion includes a support portion of the first conductor wire and a support portion of the second conductor wire,
A first voltage application connection part and a second voltage application connection part are connected to a support part of the first wire and a support part of the second wire, respectively,
The dielectric layer will contain 0.1 to 90 parts by weight of the inorganic particles, based on 100 parts by weight of the dielectric, the electrical adhesive gripper.
상기 무기물 입자의 크기가 5 nm 내지 1 μm 인 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.The method of claim 1,
Electro-adhesive gripper, characterized in that the size of the inorganic particles is 5 nm to 1 μm.
상기 유전체층의 두께가 10 내지 300 μm인 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.The method of claim 1,
Electrically adhesive gripper, characterized in that the thickness of the dielectric layer is 10 to 300 μm.
상기 금속 입자는 페이스트에 포함되어 제조된 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.The method of claim 1,
The electro-adhesive gripper, characterized in that the metal particles are prepared by being included in a paste.
상기 전기접착식 그리퍼의 유전상수가 2.5 내지 100.0 F/m 인 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.The method of claim 1,
Electrically adhesive gripper, characterized in that the dielectric constant of the electrically adhesive gripper is 2.5 to 100.0 F/m.
(a') 상기 유연기판의 표면을 플라즈마 처리하면서 표면 개질된 유연기판을 제조하는 단계;
(b) 상기 표면 개질된 유연기판 상에 금속 입자를 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전극을 패터닝하여 전극 패턴을 포함하는 기판을 제조하는 단계;
(c-1) 유전체를 준비하는 단계;
(c-2) 상기 유전체에 초음파분산법, 고속 교반법, 공자전 혼합법 및 이들을 동시 혹은 연속 사용하는 방법으로 무기물 입자를 분산시켜 무기물 입자를 포함하는 유전체를 준비하는 단계; 및
(c-3) 상기 무기물 입자를 포함하는 유전체를 상기 전극 패턴을 포함하는 기판의 상기 전극 패턴 상에 코팅하여 유전체층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 유연기판이 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하고,
상기 금속 입자는 은(Ag), 금(Au) 및 구리 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 유전체가 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하고,
상기 무기물 입자가 실리콘옥사이드 (SiO2), 알루미늄옥사이드 (Al2O3), 바륨타이타나이트 (BaTiO3) 및 타이타늄옥사이드(TiO2) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 제1 전극 및 제2 전극이 빗(comb)의 형태이고,
상기 빗이 빗살(combteeth)과 상기 빗살을 지지하는 지지부를 포함하는 빗(comb)의 형태이고,
상기 제1 전극의 빗살이 상기 제2 전극의 빗살과 교대로 위치하고,
제1 전극과 제2 전극이 서로 전기적으로 연결되지 않고,
상기 지지부가 제1 도선의 지지부 및 제2 도선의 지지부를 포함하고,
상기 제1 도선의 지지부 및 상기 제2 도선의 지지부에 각각 제1 전압 인가 연결부 및 제2 전압 인가 연결부가 연결되고,
상기 유전체층이 상기 유전체 100 중량부를 기준으로, 상기 무기물 입자 0.1 내지 90 중량부를 포함하는 것인, 전기접착식 그리퍼의 제조방법.(a) manufacturing a flexible substrate;
(a') preparing a surface-modified flexible substrate while plasma-treating the surface of the flexible substrate;
(b) manufacturing a substrate including an electrode pattern by patterning an electrode including a first electrode and a second electrode including metal particles on the surface-modified flexible substrate;
(c-1) preparing a dielectric material;
(c-2) preparing a dielectric including inorganic particles by dispersing inorganic particles in the dielectric by ultrasonic dispersion method, high-speed stirring method, co-rotation mixing method, and a method of using them simultaneously or continuously; And
(c-3) forming a dielectric layer by coating a dielectric including the inorganic particles on the electrode pattern of the substrate including the electrode pattern,
The flexible substrate contains polydimethylsiloxane (PDMS),
The metal particles include at least one selected from silver (Ag), gold (Au) and copper,
The dielectric includes polydimethylsiloxane (PDMS),
The inorganic particles include at least one selected from silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), barium titanite (BaTiO 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ),
The first electrode and the second electrode are in the form of a comb,
The comb is in the form of a comb including a combteeth and a support portion supporting the comb,
The comb teeth of the first electrode are alternately positioned with the comb teeth of the second electrode,
The first electrode and the second electrode are not electrically connected to each other,
The support portion includes a support portion of the first conductor wire and a support portion of the second conductor wire,
A first voltage application connection part and a second voltage application connection part are connected to a support part of the first conductor and a support part of the second conductor, respectively,
The method of manufacturing an electrically-adhesive gripper, wherein the dielectric layer contains 0.1 to 90 parts by weight of the inorganic particles based on 100 parts by weight of the dielectric.
단계 (b)의 상기 패터닝이 실크 스크린 인쇄, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 마이크로 컨택 패터닝, 포토리소그래피 및 소프트리소그래피 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 방법으로 패터닝되는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼의 제조방법.
The method of claim 14,
The method of manufacturing an electro-adhesive gripper, characterized in that the patterning of step (b) is patterned by a method comprising at least one selected from silk screen printing, inkjet printing, 3D printing, micro contact patterning, photolithography, and soft lithography.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002127069A (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Method for separating electronic material in electronic material carry using electrostatic attraction plate |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002127069A (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | Method for separating electronic material in electronic material carry using electrostatic attraction plate |
| JP2005064105A (en) | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Tomoegawa Paper Co Ltd | Electrostatic chuck device, electrode sheet therefor and adsorption method |
| JP2017528661A (en) * | 2014-08-22 | 2017-09-28 | プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ | Electronic strain limiting layer for soft actuator with flexibility and stretchability |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200086401A (en) * | 2019-01-08 | 2020-07-17 | 한국생산기술연구원 | Method of manufacturing composite dielectric layer and electro-adhesion gripper comprising the same |
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