KR102333629B1 - Moisture adsorption filter for gas sensor based on anodic aluminum oxide substrate using ultrasonic spray method and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
미립자 형태의 실리카 겔 분말을 원료로 한 실라카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이법을 이용하여 AAO 기판의 표면에 코팅하여 수분 흡착층을 형성하는 것에 의해 우수한 흡착 성능을 발휘할 수 있는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법은 실리카 겔 분말을 마련하는 단계; 상기 실리카 겔 분말을 용매에 혼합하고 교반하여 실리카 겔 전구체 용액을 형성하는 단계; 및 상기 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 코팅기의 시린지에 채워 넣은 후, 초음파 스프레이 방식으로 AOA 기판 상에 코팅하여 수분 흡착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.AAO using ultrasonic spray method that can exhibit excellent adsorption performance by forming a moisture adsorption layer by coating a silica gel precursor solution using particulate silica gel powder as a raw material on the surface of the AAO substrate using the ultrasonic spray method Disclosed are a substrate-based moisture adsorption filter for a gas sensor and a method for manufacturing the same.
A method for manufacturing a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method according to the present invention comprises the steps of: preparing silica gel powder; mixing the silica gel powder with a solvent and stirring to form a silica gel precursor solution; and filling a syringe of the ultrasonic coating machine with the silica gel precursor solution, and then coating the silica gel precursor solution on the AOA substrate by ultrasonic spraying to form a moisture adsorption layer.
Description
본 발명은 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미립자 형태의 실리카 겔 분말을 원료로 한 실라카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이법을 이용하여 AAO 기판의 표면에 코팅하여 수분 흡착층을 형성하는 것에 의해 우수한 흡착 성능을 발휘할 수 있는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an AAO substrate-based moisture adsorption filter for a gas sensor using an ultrasonic spray method and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a silica gel precursor solution using a silica gel powder in particulate form as a raw material by ultrasonic spraying. It relates to a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method that can exhibit excellent adsorption performance by forming a moisture adsorption layer by coating it on the surface of the AAO substrate using the AAO substrate, and a method for manufacturing the same.
대부분의 전자기기는 수분과 접촉하면 부식과 내구성의 문제가 발생한다. 따라서, 이러한 수분을 차단하기 위한 수분 필터에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다.When most electronic devices come into contact with moisture, corrosion and durability problems occur. Therefore, research on a moisture filter for blocking such moisture is being actively conducted.
예를 들어, 대기 중의 가스를 센싱하기 위한 가스센서는 대기 중 수분으로 인해 수분이 전자기기의 내부로 침투하게 되어 가스센서 전자기기들의 고장을 일으킬 뿐만 아니라, 센싱 감도에도 큰 영향을 미치고 있다.For example, in a gas sensor for sensing gas in the atmosphere, moisture in the air penetrates into the inside of the electronic device, which not only causes malfunction of the gas sensor electronic device, but also greatly affects the sensing sensitivity.
종래의 수분 흡착 필터는 섬유 필터가 주로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 섬유 필터의 경우에는 흡착 성능에 한계가 있으며 제조에 어려움이 있었다.In the conventional moisture adsorption filter, a fiber filter is mainly used. However, in the case of such a fiber filter, there is a limit in adsorption performance and there is a difficulty in manufacturing.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0045626호(2008.05.23. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 세라믹 필터를 이용한 이온 교환형 리튬 흡착제 및 그의 제조 방법이 기재되어 있다.As a related prior literature, there is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0045626 (published on May 23, 2008), which describes an ion-exchange-type lithium adsorbent using a ceramic filter and a method for manufacturing the same.
본 발명의 목적은 미립자 형태의 실리카 겔 분말을 원료로 한 실라카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이법을 이용하여 AAO 기판의 표면에 코팅하여 수분 흡착층을 형성하는 것에 의해 우수한 흡착 성능을 발휘할 수 있는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to form a moisture adsorption layer by coating a silica gel precursor solution using particulate silica gel powder as a raw material on the surface of an AAO substrate using an ultrasonic spray method. An object of the present invention is to provide a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using a spray method and a method for manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법은 실리카 겔 분말을 마련하는 단계; 상기 실리카 겔 분말을 용매에 혼합하고 교반하여 실리카 겔 전구체 용액을 형성하는 단계; 및 상기 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 코팅기의 시린지에 채워 넣은 후, 초음파 스프레이 방식으로 AOA 기판 상에 코팅하여 수분 흡착층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, there is provided a method for manufacturing a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method, comprising the steps of: preparing silica gel powder; mixing the silica gel powder with a solvent and stirring to form a silica gel precursor solution; and filling a syringe of the ultrasonic coating machine with the silica gel precursor solution, and then coating the silica gel precursor solution on the AOA substrate by ultrasonic spraying to form a moisture adsorption layer.
상기 실리카 겔 전구체 용액은 실리카 겔 분말 5 ~ 20 중량% 및 용매 80 ~ 95 중량%를 포함한다.The silica gel precursor solution includes 5 to 20% by weight of silica gel powder and 80 to 95% by weight of a solvent.
상기 실리카 겔 분말은 서로 다른 평균 직경을 갖는 적어도 둘 이상을 이용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use at least two or more of the silica gel powder having different average diameters.
상기 실리카 겔 분말은 30㎛ 이하의 평균 직경을 갖는 제1 실리카 겔 분말과, 50㎛ 이상의 평균 직경을 갖는 제2 실리카 겔 분말이 혼합된 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다.As the silica gel powder, it is more preferable to use a mixture of a first silica gel powder having an average diameter of 30 μm or less and a second silica gel powder having an average diameter of 50 μm or more.
상기 제1 실리카 겔 분말 및 제2 실리카 겔 분말은 2 : 8 ~ 8 : 2의 중량비로 첨가한다.The first silica gel powder and the second silica gel powder are added in a weight ratio of 2:8 to 8:2.
상기 용매는 에탄올(ethanol), 아세톤(acetone), DMF(dimethylformamide), 옥탄올(octanol), 테트라데칸(tetradecane), 펜탄올(pentanol), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(dipropylene glycol monomethyl ether) 및 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The solvent is ethanol, acetone, DMF (dimethylformamide), octanol, tetradecane, pentanol, dipropylene glycol monomethyl ether (dipropylene glycol monomethyl ether) and ethylene It may include at least one selected from glycol (ethylene glycol).
상기 초음파 스프레이 코팅은 70 ~ 90Hz의 주파수 범위로 실시한다.The ultrasonic spray coating is performed in a frequency range of 70 to 90 Hz.
상기 실리카 겔 전구체 용액은 0.5 ~ 2.0 mL/h의 속도로 분사하는 것이 바람직하다.The silica gel precursor solution is preferably sprayed at a rate of 0.5 to 2.0 mL/h.
또한, 상기 초음파 스프레이 코팅은 70 ~ 90℃에서 10 ~ 240sec 동안 실시한다.In addition, the ultrasonic spray coating is carried out at 70 ~ 90 ℃ for 10 ~ 240sec.
상기 초음파 스프레이 코팅은 상기 초음파 코팅기의 스프레이 노즐과 AAO 기판 간을 5 ~ 10cm의 이격거리로 유지시킨 상태에서 수행한다.The ultrasonic spray coating is performed in a state of maintaining a separation distance of 5 to 10 cm between the spray nozzle of the ultrasonic coating machine and the AAO substrate.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터는 AAO 기판; 및 상기 AAO 기판 상에 초음파 스프레이 방식으로 코팅되어 형성된 수분 흡착층;을 포함하며, 상기 수분 흡착층은 실리카 겔 분말 5 ~ 20 중량% 및 용매 80 ~ 95 중량%를 포함하는 필터 전구체 용액을 초음파 스프레이 방식으로 코팅하고, 경화시켜 형성된 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, there is provided an AAO substrate-based moisture absorption filter for a gas sensor using an ultrasonic spray method, comprising: an AAO substrate; and a moisture absorption layer formed by coating the AAO substrate by ultrasonic spraying, wherein the moisture absorption layer is ultrasonically sprayed with a filter precursor solution containing 5 to 20% by weight of silica gel powder and 80 to 95% by weight of a solvent. It is characterized in that it is formed by coating and curing in a manner.
여기서, 상기 수분 흡착층은 50㎛ 이하의 두께를 갖는다.Here, the moisture adsorption layer has a thickness of 50 μm or less.
또한, 상기 수분 흡착 필터는 680 ~ 730㎡/g의 비표면적을 갖는다.In addition, the moisture adsorption filter has a specific surface area of 680 to 730
본 발명에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법은 실리카 겔 분말을 용매에 혼합시킨 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이 코팅 방식으로 AAO 기판에 코팅하여 제조하는 것에 의해 우수한 수분 흡착 능력을 발휘할 수 있으며, 실리카 겔 분말의 특성상 약 80℃에서 흡착된 수분이 다시 탈착되기 때문에 재사용이 가능해질 수 있다.A water adsorption filter for gas sensor based on AAO substrate using ultrasonic spray method according to the present invention and a method for manufacturing the same are prepared by coating a silica gel precursor solution in which silica gel powder is mixed with a solvent on an AAO substrate by ultrasonic spray coating method. excellent water adsorption ability can be exhibited by this, and because the adsorbed water is desorbed again at about 80° C. due to the nature of the silica gel powder, it can be reused.
또한, 본 발명에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법은, 섬유 필터 방식이 아니라, 실리카 겔 입자를 용매에 혼합시킨 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이 방식으로 코팅하여 수분 흡착층을 형성하기 때문에, 보다 얇은 두께로 수분 흡착 필터를 제작할 수 있다.In addition, the moisture adsorption filter for gas sensor based on the AAO substrate using the ultrasonic spray method according to the present invention and its manufacturing method are not a fiber filter method, but a silica gel precursor solution in which silica gel particles are mixed with a solvent by an ultrasonic spray method. Since the water adsorption layer is formed by coating, the water adsorption filter can be manufactured with a thinner thickness.
아울러, 본 발명에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법은 초음파 스프레이 방식으로 AAO 기판에 직접 코팅하는 것이므로 수분 흡수층의 제작이 용이할 뿐만 아니라, 대면적화하는 것이 쉽기 때문에 다양한 전자기기에 적용하는 것이 가능해질 수 있다.In addition, the moisture absorption filter for a gas sensor based on the AAO substrate using the ultrasonic spray method according to the present invention and the method for manufacturing the same are directly coated on the AAO substrate by the ultrasonic spray method, so it is easy to manufacture the moisture absorption layer and to increase the area. Because it is easy to apply, it may become possible to apply it to various electronic devices.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 2는 도 1의 초음파 스프레이 코팅 과정을 설명하기 위한 공정 단면도.
도 3은 도 1의 초음파 스프레이 코팅 과정을 설명하기 위한 공정 모식도.
도 4는 도 1의 초음파 스프레이 코팅 공정 조건을 설명하기 위한 도면.
도 5는 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터의 코팅시간별 무게 측정 결과를 나타낸 그래프.
도 6은 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터의 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 측정하여 나타낸 그래프.
도 7은 실리카 겔 입자 비율에 따른 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 측정하여 나타낸 그래프.
도 8은 실리카 겔 입자의 최적 혼합 비율에서 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 나타낸 그래프.
도 9는 실리카 겔 입자 비율에 따른 따른 공기 투과도 측정 결과를 나타낸 그래프.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing an AAO substrate-based moisture adsorption filter for a gas sensor using an ultrasonic spray method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a process cross-sectional view for explaining the ultrasonic spray coating process of Figure 1.
Figure 3 is a process schematic diagram for explaining the ultrasonic spray coating process of Figure 1.
Figure 4 is a view for explaining the ultrasonic spray coating process conditions of Figure 1.
5 is a graph showing the weight measurement results for each coating time of the moisture adsorption filter prepared using silica gel particles of 20㎛.
6 is a graph showing the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time of a moisture adsorption filter prepared using silica gel particles of 20 μm.
7 is a graph showing the measurement of the moisture adsorption rate and the moisture desorption rate according to the silica gel particle ratio.
8 is a graph showing the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time at the optimum mixing ratio of silica gel particles.
9 is a graph showing the air permeability measurement results according to the silica gel particle ratio.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be embodied in various different forms, only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a moisture adsorption filter for an AAO substrate-based gas sensor using an ultrasonic spray method according to a preferred embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이고, 도 2는 도 1의 초음파 스프레이 코팅 과정을 설명하기 위한 공정 단면도이다. 또한, 도 3은 도 1의 초음파 스프레이 코팅 과정을 설명하기 위한 공정 모식도이고, 도 4는 도 1의 초음파 스프레이 코팅 공정 조건을 설명하기 위한 도면이다.1 is a process flow chart showing a method for manufacturing an AAO substrate-based moisture adsorption filter for a gas sensor using an ultrasonic spray method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process cross-sectional view for explaining the ultrasonic spray coating process of FIG. . In addition, FIG. 3 is a process schematic diagram for explaining the ultrasonic spray coating process of FIG. 1 , and FIG. 4 is a view for explaining the ultrasonic spray coating process conditions of FIG. 1 .
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법은 실리카 겔 분말 마련 단계(S110), 실리카 겔 전구체 용액 형성 단계(S120) 및 초음파 스프레이 코팅 단계(S130)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the method for manufacturing a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method according to an embodiment of the present invention includes a silica gel powder preparation step (S110), a silica gel precursor solution formation step (S120). ) and ultrasonic spray coating step (S130).
실리카 겔 분말 마련Silica gel powder prepared
실리카 겔 분말 마련 단계(S110)에서는 실리카 겔 분말을 마련한다.In the silica gel powder preparation step (S110), a silica gel powder is prepared.
이때, 이러한 실리카 겔 분말은 다공성이 극도로 높은 이산화규소이다. 이때, 실리카 겔 분말은 다공질이기 때문에 수분을 흡착하기 쉽다. 이에 따라, 실리카 겔 분말은 내부에 복수의 기공을 가질 수 있다.At this time, this silica gel powder is silicon dioxide with extremely high porosity. At this time, since the silica gel powder is porous, it is easy to adsorb moisture. Accordingly, the silica gel powder may have a plurality of pores therein.
이러한 이유로, 실리카 겔 분말은 수분 흡착 능력이 제올라이트 및 활성탄의 흡착 능력보다 더 우수하다. 따라서, 흡착제로 실리카 겔 분말을 이용할 경우 흡착 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.For this reason, the silica gel powder has better water adsorption capacity than that of zeolite and activated carbon. Therefore, when silica gel powder is used as the adsorbent, the adsorption performance can be further improved.
다만, 실리카 겔 분말을 수분 흡착 필터로 직접 사용하면 수분 흡착 능력은 우수하나 지나친 두께로 인해 사용에 제한이 많다. 이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 미립자 형태의 실리카 겔 분말을 용매에 첨가하여 실리카 겔 전구체 용액을 형성한 후, 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이 코팅 방식으로 AAO 기판에 코팅하여 수분 흡착 필터를 제조하였다.However, when silica gel powder is directly used as a moisture absorption filter, the moisture absorption ability is excellent, but there are many restrictions on its use due to excessive thickness. To solve this, in the present invention, silica gel powder in particulate form was added to a solvent to form a silica gel precursor solution, and then the silica gel precursor solution was coated on an AAO substrate by ultrasonic spray coating to prepare a moisture adsorption filter.
이때, 실리카 겔 분말은 서로 다른 평균 직경을 갖는 적어도 둘 이상을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 실리카 겔 분말은 30㎛ 이하의 평균 직경을 갖는 제1 실리카 겔 분말과, 50㎛ 이상의 평균 직경을 갖는 제2 실리카 겔 분말이 혼합된 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다.At this time, it is preferable to use at least two or more silica gel powders having different average diameters. As the silica gel powder, it is more preferable to use a mixture of a first silica gel powder having an average diameter of 30 μm or less and a second silica gel powder having an average diameter of 50 μm or more.
이와 같이, 작은 사이즈의 제1 실리카 겔 분말과 큰 사이즈의 제2 실리카 겔 분말을 혼합하여 사용할 시, 단일 사이즈의 실리카 겔 분말을 사용했을 때보다 수분 흡착 능력이 더 좋아지는데, 이는 서로 다른 사이즈의 제1 및 제2 실리카 겔 분말을 혼합할 시 비표면적이 보다 증가하기 때문이다.As such, when the first silica gel powder of a small size and the second silica gel powder of a large size are mixed and used, the moisture adsorption ability is better than when a silica gel powder of a single size is used, which is different in size. This is because the specific surface area is further increased when the first and second silica gel powders are mixed.
여기서, 제1 실리카 겔 분말 및 제2 실리카 겔 분말은 2 : 8 ~ 8 : 2의 중량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 이때, 제1 및 제2 실리카 겔 분말의 최적의 중량비는 7.5 : 2.5인 것을 실험을 통하여 확인하였다. 제1 및 제2 실리카 겔 분말의 혼합비가 2 : 8 미만이거나, 8 : 2를 초과할 경우에는 비표면적의 감소로 흡착 성능이 저하될 수 있다. Here, the first silica gel powder and the second silica gel powder are preferably added in a weight ratio of 2:8 to 8:2. At this time, it was confirmed through an experiment that the optimal weight ratio of the first and second silica gel powder was 7.5:2.5. When the mixing ratio of the first and second silica gel powders is less than 2:8 or exceeds 8:2, the adsorption performance may be deteriorated due to a decrease in specific surface area.
실리카 겔 전구체 용액 형성Silica gel precursor solution formation
실리카 겔 전구체 용액 형성 단계(S120)에서는 실리카 겔 분말을 용매에 혼합하고 교반하여 실리카 겔 전구체 용액을 형성한다.In the silica gel precursor solution forming step (S120), silica gel powder is mixed with a solvent and stirred to form a silica gel precursor solution.
이때, 용매는 에탄올(ethanol), 아세톤(acetone), DMF(dimethylformamide), 옥탄올(octanol), 테트라데칸(tetradecane), 펜탄올(pentanol), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(dipropylene glycol monomethyl ether) 및 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.At this time, the solvent is ethanol, acetone, DMF (dimethylformamide), octanol, tetradecane, pentanol, dipropylene glycol monomethyl ether (dipropylene glycol monomethyl ether) and It may include at least one selected from among ethylene glycol.
이때, 실리카 겔 전구체 용액은 실리카 겔 분말 5 ~ 20 중량% 및 용매 80 ~ 95 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.In this case, the silica gel precursor solution preferably contains 5 to 20 wt% of silica gel powder and 80 to 95 wt% of the solvent.
초음파 스프레이 코팅Ultrasonic Spray Coating
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 초음파 스프레이 코팅 단계(S130)에서는 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 코팅기(200)의 스프레이 노즐(240)에 채워 넣은 후, 초음파 스프레이 방식으로 AOA 기판(110) 상에 코팅하여 수분 흡착층(120)을 형성한다.1 to 4, in the ultrasonic spray coating step (S130), the silica gel precursor solution is filled in the
여기서, AAO 기판(anodic aluminum oxide substrate, 110)은 알루미늄의 양극 산화처리로 표면에 대략 10 ~ 100nm 크기의 구멍이 규칙적으로 배열 형성된 알루미늄 기판을 말한다. 이에 따라, 나노 사이즈의 구멍을 갖는 AAO 기판(110) 상에 초음파 스프레이 코팅 방식으로 직접 수분 흡착층(120)을 형성하게 되면, 흡착 효율을 보다 극대화할 수 있는 구조적인 이점을 갖게 된다.Here, the AAO substrate (anodic aluminum oxide substrate, 110) refers to an aluminum substrate in which holes having a size of about 10 to 100 nm are regularly arranged on the surface by anodizing of aluminum. Accordingly, when the
초음파 코팅기(200)는 AAO 기판(110)을 가열하기 위한 핫 플레이트(220)를 지지하는 핫 플레이트 지지판(210)과, 초음파를 발생시키는 초음파 코팅기 본체(230)와, 초음파 스프레이 방식으로 실리카 겔 전구체 용액을 AAO 기판(110) 상에 분사하기 위한 스프레이 노즐(240)과, 스프레이 노즐(240)로 공급되는 실리카 겔 전구체 용액의 공급량을 제어하기 위한 시린지 펌프(250)를 포함할 수 있다.The
또한, 초음파 코팅기(200)는 일단이 초음파 코팅기 본체(230)에 전기적으로 연결되고, 타단이 스프레이 노즐(240)에 전기적으로 연결된 전원 공급 배선(260)을 더 포함할 수 있다.In addition, the
본 단계에서, 초음파 스프레이 코팅은 70 ~ 90Hz의 주파수 범위로 실시하는 것이 바람직하다.In this step, the ultrasonic spray coating is preferably carried out in a frequency range of 70 ~ 90Hz.
이때, 실리카 겔 전구체 용액은 0.5 ~ 2.0 mL/h의 속도로 분사하는 것이 바람직하다. 분사 속도가 0.5 mL/h 미만일 경우에는 스프레이 노즐(240)이 막히는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 분사 속도가 2.0 mL/h를 초과할 경우에는 실리카 겔 전구체 용액이 전 영역에 균일하게 코팅되지 못할 우려가 있다.At this time, the silica gel precursor solution is preferably sprayed at a rate of 0.5 to 2.0 mL/h. If the spraying speed is less than 0.5 mL/h, the
본 단계에서, 초음파 스프레이 코팅은 70 ~ 90℃에서 10 ~ 240sec 동안 실시하는 것이 바람직하다.In this step, ultrasonic spray coating is preferably carried out at 70 ~ 90 ℃ for 10 ~ 240sec.
초음파 스프레이 코팅시간이 10sec 미만일 경우에는 수분 흡착 능력을 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 초음파 스프레이 코팅시간이 240sec을 초과할 경우에는 비표면적은 증가하나, 공기 투과율이 낮아져 필터로 사용하기 어려워질 수 있다.If the ultrasonic spray coating time is less than 10 sec, it may be difficult to properly exhibit the moisture adsorption ability. Conversely, when the ultrasonic spray coating time exceeds 240 sec, the specific surface area is increased, but the air permeability is lowered, making it difficult to use as a filter.
또한, 초음파 스프레이 코팅은 초음파 코팅기(200)의 스프레이 노즐(240)과 AAO 기판(110) 간을 5 ~ 10cm의 이격거리로 유지시킨 상태에서 수행하는 것이 바람직하다. 이격거리가 5cm 미만일 경우에는 스프레이 노즐(240)에 의한 간섭으로 막질 특성이 저하될 우려가 있다. 반대로, 이격거리가 10cm를 초과할 경우에는 균일한 막을 확보하는데 어려움이 따를 수 있다.In addition, the ultrasonic spray coating is preferably performed in a state in which the spacing between the
상기의 과정(S110 ~ S130)에 의해, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터가 제조될 수 있다.By the above processes (S110 to S130), the AAO substrate-based moisture absorption filter for the gas sensor using the ultrasonic spray method according to the embodiment of the present invention can be manufactured.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법은 실리카 겔 분말을 용매에 혼합시킨 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이 코팅 방식으로 AAO 기판에 코팅하여 제조하는 것에 의해 우수한 수분 흡착 능력을 발휘할 수 있으며, 실리카 겔 분말의 특성상 약 80℃에서 흡착된 수분이 다시 탈착되기 때문에 재사용이 가능해질 수 있다.As described so far, according to an embodiment of the present invention, the moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method and a method for manufacturing the same are performed by applying an ultrasonic spray coating method to a silica gel precursor solution in which silica gel powder is mixed with a solvent. Excellent moisture adsorption ability can be exhibited by coating it on an AAO substrate, and reuse can be made possible because the adsorbed moisture is desorbed again at about 80°C due to the nature of the silica gel powder.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법은, 섬유 필터 방식이 아니라, 실리카 겔 입자를 용매에 혼합시킨 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 스프레이 방식으로 코팅하여 수분 흡착층을 형성하기 때문에, 보다 얇은 두께로 수분 흡착 필터를 제작할 수 있다.In addition, the moisture absorption filter for a gas sensor based on AAO substrate using the ultrasonic spray method according to an embodiment of the present invention and its manufacturing method are not a fiber filter method, but a silica gel precursor solution in which silica gel particles are mixed with a solvent by ultrasonic wave. Since the water adsorption layer is formed by coating with a spray method, the water adsorption filter can be manufactured with a thinner thickness.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 및 그 제조 방법은 초음파 스프레이 방식으로 AAO 기판에 직접 코팅하는 것이므로 수분 흡수층의 제작이 용이할 뿐만 아니라, 대면적화하는 것이 쉽기 때문에 다양한 전자기기에 적용하는 것이 가능해질 수 있다.In addition, the moisture absorption filter for gas sensor based on the AAO substrate using the ultrasonic spray method according to the embodiment of the present invention and the method for manufacturing the same are directly coated on the AAO substrate by the ultrasonic spray method, so that the production of the moisture absorption layer is easy, Since it is easy to increase the area, it may become possible to apply it to various electronic devices.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 수분 흡착층은 50㎛ 이하의 매우 얇은 두께를 가질 수 있다.As a result, the moisture adsorption layer according to the embodiment of the present invention may have a very thin thickness of 50 μm or less.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터는 680 ~ 730㎡/g의 비표면적을 갖는다.In addition, the moisture adsorption filter for a gas sensor based on the AAO substrate using the ultrasonic spray method according to an embodiment of the present invention has a specific surface area of 680 to 730
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터는 80℃에서 1시간 동안 탈착시 약 97% 이상의 수분 탈착률을 나타내고, 3시간 이상 유지할 시에는 수분 탈착률이 약 99% 이상을 나타낼 수 있다.In addition, the moisture adsorption filter for a gas sensor based on the AAO substrate using the ultrasonic spray method according to an embodiment of the present invention exhibits a moisture desorption rate of about 97% or more when desorbed at 80° C. for 1 hour, and when maintained for 3 hours or more, moisture The desorption rate may represent about 99% or more.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.Content not described here will be omitted because it can be technically inferred sufficiently by a person skilled in the art.
1. 샘플 제조1. Sample Preparation
100㎛의 평균 직경 및 20㎛의 평균 직경을 각각 갖는 실리카 겔 입자들을 마련하였다.Silica gel particles each having an average diameter of 100 μm and an average diameter of 20 μm were prepared.
다음으로, 실리카 겔 입자 10g을 에탄올 90g에 투입한 후, 24시간 동안 교반하였다.Next, 10 g of silica gel particles were added to 90 g of ethanol, followed by stirring for 24 hours.
다음으로, 교반된 결과물을 표 1의 조성비로 실라카 겔 입자 및 에탄올을 혼합한 후, 다시 24시간 동안 교반하여 실리카 겔 전구체 용액을 각각 제조하였다.Next, the stirred resultant was mixed with silica gel particles and ethanol in the composition ratio of Table 1, and then stirred again for 24 hours to prepare silica gel precursor solutions, respectively.
다음으로, 각각의 실리카 겔 전구체 용액 12ml를 시린지에 넣은 후, 초음파 코팅기를 이용하여 AAO 기판의 표면에 80℃의 코팅온도 조건에서 초음파 스프레이 코팅하고 경화하여 수분 흡착 필터를 제조하였다.Next, after putting 12 ml of each silica gel precursor solution into a syringe, ultrasonic spray coating was performed on the surface of the AAO substrate at a coating temperature of 80° C. using an ultrasonic coating machine and cured to prepare a moisture adsorption filter.
여기서, 초음파 스프레이 코팅은 80Hz의 주파수(frequency), 스프레이 노즐과 AAO 기판 간의 이격거리 8cm 및 분사 속도(feed rate) 1 mL/h로 실시하였다.Here, ultrasonic spray coating was performed at a frequency of 80 Hz, a separation distance of 8 cm between the spray nozzle and the AAO substrate, and a feed rate of 1 mL/h.
[표 1][Table 1]
2. 물성 평가2. Physical property evaluation
표 2는 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터의 코팅시간별 무게 측정 결과를 나타낸 것이고, 도 5는 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터의 코팅시간별 무게 측정 결과를 나타낸 그래프이다.Table 2 shows the weight measurement results for each coating time of the moisture adsorption filter prepared using the silica gel particles of 20 μm, and FIG. is a graph showing
[표 2][Table 2]
표 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터에 대한 무게 변화를 측정한 결과를 나타내고 있다.As shown in Table 2 and FIG. 5, the results of measuring the change in weight of the moisture adsorption filter prepared using silica gel particles of 20 μm are shown.
이때, 코팅 시간이 길어질수록 무게가 점점 증가되는 것을 확인할 수 있다. 이는 코팅시간이 증가될수록 AAO 기판에 코팅되는 실리카 겔 입자가 많아지기 때문으로 판단된다.At this time, it can be seen that as the coating time increases, the weight gradually increases. It is judged that this is because the silica gel particles coated on the AAO substrate increase as the coating time increases.
표 3은 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터의 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 측정하여 나타낸 것이고, 도 6은 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터의 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 측정하여 나타낸 그래프이다.Table 3 shows the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time of the moisture adsorption filter prepared using silica gel particles of 20 μm, and FIG. 6 is a moisture adsorption filter manufactured using silica gel particles of 20 μm. It is a graph showing the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time of
[표 3][Table 3]
표 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 20㎛의 실리카 겔 입자를 이용하여 제조된 수분 흡착 필터의 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률에 대한 측정한 결과를 나타내고 있다.As shown in Table 3 and FIG. 6, the measurement results of the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time of the moisture adsorption filter prepared using silica gel particles of 20 μm are shown.
이때, 코팅시간이 증가될수록 수분 흡착률이 증가되는 것을 확인할 수 있다. 이는 코팅시간이 증가될수록 코팅된 실리카 겔 입자가 점점 많아지기 때문에 수분 흡착률이 증가되는 것으로 판단된다.At this time, it can be seen that the moisture adsorption rate increases as the coating time increases. It is judged that the moisture adsorption rate increases because the number of coated silica gel particles increases as the coating time increases.
또한, 수분 탈착률은 80℃에서 1시간 동안 탈착시 약 97% 이상의 수분 탈착률을 나타내고 있으며, 3시간 이상 유지할 시 수분 탈착률이 99% 이상을 나타내었다. 따라서, 약 3시간 이상 80℃에 노출시키면 재사용이 가능하다는 것을 확인하였다.In addition, the moisture desorption rate exhibited a moisture desorption rate of about 97% or more when desorbed at 80° C. for 1 hour, and a moisture desorption rate of 99% or more when maintained for 3 hours or more. Therefore, it was confirmed that reuse is possible when exposed to 80° C. for about 3 hours or more.
도 7은 실리카 겔 입자 비율에 따른 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 측정하여 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the measurement of the moisture adsorption rate and the moisture desorption rate according to the silica gel particle ratio.
표 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 실리카 겔 입자 비율에 따른 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 측정한 결과, 모든 샘플에서 코팅시간이 증가될수록 수분 흡착 능력이 우수하며 약 3시간 동안 탈착할 시 80℃에서 100% 탈착이 이루어지는 것을 확인하였다.As shown in Table 1 and FIG. 7, as a result of measuring the moisture adsorption rate and moisture desorption rate according to the silica gel particle ratio, as the coating time increased in all samples, the moisture adsorption ability was excellent, and when desorbed for about 3 hours, It was confirmed that 100% desorption was made at 80 °C.
특히, 실리카 겔 20㎛+100㎛ = 7.5 : 2.5의 조성비에서 수분 흡착률이 가장 우수하였다.In particular, in the composition ratio of silica gel 20㎛ + 100㎛ = 7.5: 2.5, the moisture adsorption rate was the best.
또한, 실리카 겔 입자가 단일 사이즈로 코팅된 경우보다 서로 다른 사이즈의 실리카 겔 입자가 혼합되었을 때 수분 흡착 능력이 더 우수한 것을 확인하였다.In addition, it was confirmed that the moisture adsorption capacity was better when the silica gel particles of different sizes were mixed than when the silica gel particles were coated with a single size.
또한, 비표면적 측정 결과, 수분 흡착 비율은 필터의 비표면적과 비례하는 것을 확인하였다. 이때, 실리카 겔 입자의 혼합 비율을 7.5 : 2.5로 설계했을 경우가 최적화된 범위인 것을 알아내었다.In addition, as a result of measuring the specific surface area, it was confirmed that the moisture adsorption ratio was proportional to the specific surface area of the filter. At this time, it was found that the optimal range was when the mixing ratio of the silica gel particles was designed to be 7.5:2.5.
표 4는 실리카 겔 입자의 최적 혼합 비율에서 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 나타낸 것이고, 표 5는 실리카 겔 입자의 최적 혼합비율에서 코팅시간별 비표면적을 측정한 결과를 나타낸 것이다. 또한, 도 8은 실리카 겔 입자의 최적 혼합 비율에서 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 나타낸 그래프이고, 도 9는 실리카 겔 입자 비율에 따른 따른 공기 투과도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.Table 4 shows the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time at the optimal mixing ratio of silica gel particles, and Table 5 shows the results of measuring the specific surface area for each coating time at the optimal mixing ratio of the silica gel particles. 8 is a graph showing the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time at the optimum mixing ratio of silica gel particles, and FIG. 9 is a graph showing the air permeability measurement results according to the silica gel particle ratio.
[표 4][Table 4]
[표 5][Table 5]
표 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 실리카 겔 입자를 7.5 : 2.5의 최적의 혼합 비율로 설계한 경우의 코팅시간별 수분 흡착률 및 수분 탈착률을 나타내고 있다.As shown in Table 4 and FIG. 8, the moisture adsorption rate and moisture desorption rate for each coating time when the silica gel particles were designed with an optimal mixing ratio of 7.5:2.5 are shown.
이때, 코팅시간이 증가될수록 수분 흡착률이 증가되는 것을 확인할 수 있다. 이는 코팅시간이 증가될수록 코팅된 실리카 겔 입자가 점점 많아지기 때문에 수분 흡착률이 증가되는 것으로 판단된다.At this time, it can be seen that the moisture adsorption rate increases as the coating time increases. It is judged that the moisture adsorption rate increases because the number of coated silica gel particles increases as the coating time increases.
또한, 수분 탈착률은 80℃에서 1시간 동안 탈착시 약 99% 이상의 수분 탈착률을 나타내고 있으며, 3시간 이상 유지할 시 수분 탈착률이 100%를 나타내었다.In addition, the water desorption rate showed a water desorption rate of about 99% or more when desorbed at 80° C. for 1 hour, and when maintained for 3 hours or more, the water desorption rate was 100%.
표 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 코팅시간에 따른 비표면적을 측정한 결과, 코 시간이 증가할수록 비표면적이 증가하며, 수분 흡착 능력도 증가되는 경향을 나타내었다.As shown in Table 5 and FIG. 9, as a result of measuring the specific surface area according to the coating time, the specific surface area increased as the nose time increased, and the moisture adsorption capacity also showed a tendency to increase.
반면, 공기 투과도 측정 결과, 240sec 이상으로 코팅할 시에는 공기 투과율이 낮아서 수분 흡착 필터로 사용하기 어렵기 때문에 150sec로 코팅하는 경우가 가장 적절하다는 결론에 도달하였다. 이때, 공기 투과도가 585mm/sec(300CFM)을 초과할 경우에는 필터 효과가 낮고, 공기 투과도가 80mm/sec(15.00CFM) 미만에서는 감도가 좋지 못하다.On the other hand, as a result of air permeability measurement, it was concluded that coating at 150 sec is most appropriate because it is difficult to use as a moisture absorption filter due to low air permeability when coating for 240 sec or more. At this time, when the air permeability exceeds 585mm/sec (300CFM), the filter effect is low, and when the air permeability is less than 80mm/sec (15.00CFM), the sensitivity is poor.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.In the above, the embodiments of the present invention have been mainly described, but various changes or modifications can be made at the level of those skilled in the art to which the present invention pertains. Such changes and modifications may be said to belong to the present invention as long as they do not depart from the scope of the technical spirit provided by the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be judged by the claims described below.
110 : AAO 기판 120 : 수분 흡수층
210 : 핫 플레이트 지지판 220 : 핫 플레이트
230 : 초음파 코팅기 본체 240 : 스프레이 노즐
250 : 시린지 펌프 260 : 전원 공급 배선
S110 : 실리카 겔 분말 마련 단계
S120 : 실리카 겔 전구체 용액 형성 단계
S130 : 초음파 스프레이 코팅 단계110: AAO substrate 120: moisture absorption layer
210: hot plate support plate 220: hot plate
230: ultrasonic coating machine body 240: spray nozzle
250: syringe pump 260: power supply wiring
S110: silica gel powder preparation step
S120: silica gel precursor solution forming step
S130: Ultrasonic Spray Coating Step
Claims (15)
상기 실리카 겔 분말을 용매에 혼합하고 교반하여 실리카 겔 전구체 용액을 형성하는 단계; 및
상기 실리카 겔 전구체 용액을 초음파 코팅기의 시린지에 채워 넣은 후, 초음파 스프레이 방식으로 AAO 기판 상에 코팅하여 50㎛ 이하의 두께를 갖는 수분 흡착층을 형성하는 단계;를 포함하는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법으로서,
상기 실리카 겔 분말은 30㎛ 이하의 평균 직경을 갖는 제1 실리카 겔 분말과, 50㎛ 이상의 평균 직경을 갖는 제2 실리카 겔 분말이 혼합된 것을 이용하되, 상기 제1 실리카 겔 분말 및 제2 실리카 겔 분말은 5 : 5 ~ 8 : 2의 중량비로 첨가하고,
상기 실리카 겔 전구체 용액은 0.5 ~ 2.0 mL/h의 속도로 분사하고,
상기 초음파 스프레이 코팅은 70 ~ 90℃에서 150 ~ 240sec 동안 실시하며,
상기 수분 흡착 필터는 680 ~ 730㎡/g의 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법.
preparing silica gel powder;
mixing the silica gel powder with a solvent and stirring to form a silica gel precursor solution; and
After filling the syringe of the ultrasonic coating machine with the silica gel precursor solution, coating the AAO substrate with an ultrasonic spray method to form a moisture absorption layer having a thickness of 50 μm or less; AAO substrate using ultrasonic spray method comprising A method for manufacturing a moisture adsorption filter for a gas sensor based on the
The silica gel powder uses a mixture of a first silica gel powder having an average diameter of 30 μm or less and a second silica gel powder having an average diameter of 50 μm or more, wherein the first silica gel powder and the second silica gel The powder is added in a weight ratio of 5: 5 to 8: 2,
The silica gel precursor solution is sprayed at a rate of 0.5 to 2.0 mL/h,
The ultrasonic spray coating is carried out at 70 ~ 90 ℃ for 150 ~ 240 sec,
The water adsorption filter is a method for manufacturing a water adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method, characterized in that it has a specific surface area of 680 to 730 m 2 /g.
상기 실리카 겔 전구체 용액은
실리카 겔 분말 5 ~ 20 중량% 및 용매 80 ~ 95 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법.
According to claim 1,
The silica gel precursor solution is
A method for manufacturing a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method, comprising 5 to 20 wt% of silica gel powder and 80 to 95 wt% of a solvent.
상기 용매는
에탄올(ethanol), 아세톤(acetone), DMF(dimethylformamide), 옥탄올(octanol), 테트라데칸(tetradecane), 펜탄올(pentanol), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(dipropylene glycol monomethyl ether) 및 에틸렌 글리콜(ethylene glycol) 중 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법.
According to claim 1,
The solvent is
Ethanol, acetone, DMF (dimethylformamide), octanol, tetradecane, pentanol, dipropylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol glycol)), wherein the method for manufacturing a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method.
상기 초음파 스프레이 코팅은
70 ~ 90Hz의 주파수 범위로 실시하는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법.
According to claim 1,
The ultrasonic spray coating is
A method for manufacturing a moisture adsorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method, characterized in that it is carried out in a frequency range of 70 to 90 Hz.
상기 초음파 스프레이 코팅은
상기 초음파 코팅기의 스프레이 노즐과 AAO 기판 간을 5 ~ 10cm의 이격거리로 유지시킨 상태에서 수행하는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터 제조 방법.
According to claim 1,
The ultrasonic spray coating is
A method of manufacturing a moisture absorption filter for a gas sensor based on an AAO substrate using an ultrasonic spray method, characterized in that it is performed while maintaining a separation distance of 5 to 10 cm between the spray nozzle of the ultrasonic coating machine and the AAO substrate.
AAO 기판; 및
상기 AAO 기판 상에 초음파 스프레이 방식으로 코팅되어, 50㎛ 이하의 두께로 형성된 수분 흡착층;을 포함하며,
상기 수분 흡착층은 실리카 겔 분말 5 ~ 20 중량% 및 용매 80 ~ 95 중량%를 포함하는 필터 전구체 용액을 0.5 ~ 2.0 mL/h의 속도로 분사하고, 70 ~ 90℃에서 150 ~ 240sec 동안 초음파 스프레이 방식으로 코팅하고, 경화시켜 형성되며,
상기 실리카 겔 분말은 30㎛ 이하의 평균 직경을 갖는 제1 실리카 겔 분말과, 50㎛ 이상의 평균 직경을 갖는 제2 실리카 겔 분말이 혼합된 것을 이용하되, 상기 제1 실리카 겔 분말 및 제2 실리카 겔 분말은 5 : 5 ~ 8 : 2의 중량비로 첨가하며,
상기 수분 흡착 필터는 680 ~ 730㎡/g의 비표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 스프레이법을 이용한 AAO 기판 기반의 가스센서용 수분 흡착 필터.An AAO substrate-based moisture adsorption filter for a gas sensor using the ultrasonic spray method manufactured by the method according to claim 1, comprising:
AAO substrate; and
A moisture adsorption layer coated on the AAO substrate by an ultrasonic spray method and formed to a thickness of 50 μm or less;
The moisture adsorption layer is sprayed with a filter precursor solution containing 5 to 20% by weight of silica gel powder and 80 to 95% by weight of a solvent at a rate of 0.5 to 2.0 mL/h, and ultrasonic spraying at 70 to 90° C. for 150 to 240 sec. It is formed by coating and curing in a
The silica gel powder uses a mixture of a first silica gel powder having an average diameter of 30 μm or less and a second silica gel powder having an average diameter of 50 μm or more, wherein the first silica gel powder and the second silica gel Powder is added in a weight ratio of 5: 5 to 8: 2,
The water adsorption filter is an AAO substrate-based water adsorption filter for a gas sensor using an ultrasonic spray method, characterized in that it has a specific surface area of 680 to 730 m 2 /g.
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2019
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