KR20200040152A - Electro-adhesion gripper and method for preparing the same - Google Patents

Electro-adhesion gripper and method for preparing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200040152A
KR20200040152A KR1020180120087A KR20180120087A KR20200040152A KR 20200040152 A KR20200040152 A KR 20200040152A KR 1020180120087 A KR1020180120087 A KR 1020180120087A KR 20180120087 A KR20180120087 A KR 20180120087A KR 20200040152 A KR20200040152 A KR 20200040152A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
electric adhesive
flexible substrate
adhesive gripper
dielectric
Prior art date
Application number
KR1020180120087A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102253843B1 (en
Inventor
김백진
임한휘
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020180120087A priority Critical patent/KR102253843B1/en
Publication of KR20200040152A publication Critical patent/KR20200040152A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102253843B1 publication Critical patent/KR102253843B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0085—Gripping heads and other end effectors with means for applying an electrostatic force on the object to be gripped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0009—Gripping heads and other end effectors comprising multi-articulated fingers, e.g. resembling a human hand
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313—Organic insulating material
    • H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0373—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393—Flexible materials

Abstract

The present invention relates to an electric adhesive gripper, which comprises: a flexible substrate; an electrode pattern (120) formed on the flexible substrate (110) and including respectively a first electrode (121) and a second electrode (122) including one or more types of a carbon material and a metal particle; and a dielectric layer (130) formed on the electrode pattern (120) and including a dielectric. The electric adhesive gripper and a manufacturing method thereof of the present invention have an effect of improving dielectric properties and electric adhesive strength by dispersing inorganic particles at the dielectric (stretchable substrate).

Description

전기접착식 그리퍼 및 그의 제조방법{ELECTRO-ADHESION GRIPPER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}ELECTRO-ADHESION GRIPPER AND METHOD FOR PREPARING THE SAME

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 electric adhesive gripper and a method of manufacturing the same, more specifically, 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.

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 difficulties in management due to changes in the manufacturing environment as a whole, are considering introducing production automation. Accordingly, the growth rate of industrial robots, the core of production automation, is increasing rapidly every year, and his importance is expected 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 to handle materials, processed products, and finished products is becoming common in almost all industrial fields, such as semiconductor manufacturing lines, assembly lines for automobile parts, and machine tools. As the flow of manufacturing industry around the world changes to production automation, the 'collaborative robot', which can safely work with people, has 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.The collaborative robot is a manufacturing robot capable of co-working in the same space as humans because the safety function is enhanced in the industrial robot. It is urgent to automate the picking of multi-part parts and cargoes as the demand for production automation increases, and it is necessary to commercialize grippers for efficient gripping of polymorphic 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, by dispersing inorganic particles in a dielectric (stretchable polymer), to provide an electric adhesive gripper with improved dielectric properties and electrical adhesive strength and a method for 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 one aspect of the invention, the flexible substrate 110; An electrode pattern 120 formed on the flexible substrate 110 and including a first electrode 121 and a second electrode 122 each 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.

상기 유전체가 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱그리코릭에시드(PLGA), 폴리스타이렌(PS), Ecoflex 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The dielectric material 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 dielectric layer 130 may further include inorganic particles.

상기 유전체층의 두께가 10 내지 300 μm 일 수 있다.The thickness of the dielectric layer may be 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 ) It may include one or more 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 first electrode 121 and the second electrode 122 are in the form of a comb, and the comb is in the form of a comb including a combteeth and a support portion supporting the comb, The comb 1211 of one electrode may be alternately positioned with the comb 1221 of the second electrode, and the first electrode and the second electrode may not be electrically connected to each other.

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 Styrene-styrene (SEBS), polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, polyhexyl acrylate, Ecoflex, polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA) and polystyrene (PS) may include one or more selected from.

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 whose surface is 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 carbon nano tube (CNT), carbon paste, graphene oxide, graphite, and carbon fiber. You 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 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 electric 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 comprising one or more 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; there is provided a method of manufacturing an electric adhesive gripper comprising a.

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.(C-1) preparing the dielectric in step (c); (c-2) Dispersing inorganic particles in the dielectric by a method of ultrasonic dispersion, high-speed stirring, co-rotating, nano mill, and using them simultaneously or continuously to prepare a dielectric containing inorganic particles step; And (c-3) coating the dielectric containing the inorganic particles on the electrode pattern of the substrate including the electrode pattern to form a dielectric layer.

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 in step (b) may be patterned by a method including at least one selected from silk screen printing, inkjet printing, 3 D 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 electric adhesive gripper of the present invention and its manufacturing method have an effect of improving dielectric properties and electric adhesive strength 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 electric adhesive gripper of the present invention and its manufacturing method can contribute to the production of a compact, lightweight, and low-cost hybrid-type gripper.

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.1 (a) is a structural diagram of an electric adhesive gripper according to the present invention, and (b) is a cross-sectional view of the electric adhesive gripper according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of an electric adhesive gripper including a dielectric layer according to the present invention.
3 is an assembly of an electric adhesive gripper according to the present invention.
Figure 4 is a graph of the thermal weight (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 the flexible substrate is plasma treated.
6A to 6D are results of measuring dielectric constants of the grippers according to Examples 1-1 to 1-17.
7 is a viscosity graph according to the TiO 2 inorganic content.
8 is a scanning electron microscope (SEM) graph confirming the particle distribution on the surface according to the TiO 2 inorganic content.

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 can be applied to various transformations and can have various embodiments, and thus, specific embodiments will be illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description 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. Further, terms including ordinal numbers such as first and second to be used below may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.

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.Also, when it is stated that a component is "on another component", "formed on another component" or "laid on another component", it is directly applied to the front or one side of the surface of the other component. It may be attached or formed or laminated, but it should be understood that other components may be further 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 this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described herein, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded 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.1 (a) is a structural diagram of an electric adhesive gripper according to the present invention, and (b) is a cross-sectional view of the electric adhesive gripper according to the present invention. Also, FIG. 2 is a cross-sectional view of an electric adhesive gripper including a dielectric layer according to the present invention, and FIG. 3 shows an assembly of the electric adhesive gripper according to the present invention. Hereinafter, an electric adhesive gripper of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

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 flexible substrate (110); An electrode pattern 120 formed on the flexible substrate 110 and including a first electrode 121 and a second electrode 122 each 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.

상기 유전체가 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱그리코릭에시드(PLGA), 폴리스타이렌(PS), Ecoflex 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The dielectric material 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 dielectric layer 130 may further include inorganic particles.

상기 유전체층이 유전체 및 유전체 상에 분산된 무기물 입자를 포함할 수 있다.The dielectric layer may include a dielectric and inorganic particles dispersed on the dielectric.

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 of the inorganic particles, preferably 0.1 to 90 parts by weight 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 ) It may include one or more 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 thickness of the dielectric layer may be 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 first electrode 121 and the second electrode 122 are in the form of a comb, and the comb is in the form of a comb including a combteeth and a support portion supporting the comb, The comb 1211 of one electrode may be alternately positioned with the comb 1221 of the second electrode, and the first electrode and the second electrode may not be electrically connected to each other.

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 applying connection part 141 and a second voltage applying connection part 142 may be connected to the support part 1212 of the first conductor and the support part 1222 of the second conductor, respectively.

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 Styrene-styrene (SEBS), polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, polyhexyl acrylate, Ecoflex, polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA) and polystyrene (PS) may include one or more selected from.

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 whose surface is 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 carbon nano tube (CNT), carbon paste, graphene oxide, graphite, and carbon fiber. You 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 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 electric adhesive gripper may be 2.5 to 100.0 F / m.

이하, 본 발명의 전기접착식 그리퍼의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for manufacturing the electric adhesive gripper of the present invention will be described.

먼저, first, 유연기판을Flexible substrate 제조한다(단계 a). 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 manufacturing 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 comprising a first electrode and a second electrode comprising one or more 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 in 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  To form an electrical adhesive 그리퍼를Gripper 제조한다(단계 c). 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.(C-1) preparing the dielectric in step (c); (c-2) Dispersing inorganic particles in the dielectric by a method of ultrasonic dispersion, high-speed stirring, co-rotating, nano mill, and using them simultaneously or continuously to prepare a dielectric containing inorganic particles step; And (c-3) coating the dielectric containing the inorganic particles on the electrode pattern of the substrate including the electrode pattern to form a dielectric layer.

[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, and the scope of the present invention is not limited thereby.

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.Subject: The sylgard 182 PDMS from Dow Corning, with a 10: 1 ratio of curing agent, was bubbled through vacuum for 30 minutes at room temperature. In the meantime, the aluminum plate was prepared by wiping with IPA for 30 minutes through ultrasonic waves, and a bubble-removed PDMS was coated thereon to a thickness of 200 μm. Thereafter, curing was performed at 125 ° C. for 1 hour, and a plasma was placed between the two electrodes at atmospheric pressure to generate plasma and surface gas was reacted with oxygen to allow the surface polymer to react with oxygen to have -OH groups. . Through this, a flexible substrate having a hydrophilic modified 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 paste in which binder, solvent and Ag flake or Au coated Cu flake is mixed is placed on a silk screen with a pattern of 100 to 1000 micrometers, and then a flexible substrate is placed on the bottom. Coating. The ratio of the paste was adjusted by increasing the amount of flakes in order to increase the conductivity of the binder for the usefulness of printing. The electrode was coated in this way, and then baked in an oven at 150 ° C. for 1 hour to print a large area electrode pattern having a size of 100 X 100 mm 2 . The line and spacing of the electrode pattern is 300 μm.

유전체층Dielectric layer 형성하여 전기접착식  To form an electrical adhesive 그리퍼Gripper 제조 Produce

1) One) PDMS에PDMS 무기물 1 내지  Mineral 1 to 7wt%을7wt% 분산시키는 경우 Dispersion

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.Subject: We used sylgard 182 PDMS from Dow Corning, with a curing agent ratio of 10: 1. At this time, the inorganic material is put in the subject and preliminarily mixed to prepare a mixed solution in a weight ratio of 9-9, and the mixed solution is put into a beaker installed with an ultrasonic grinder and a high-speed stirrer alternately, and then 100-1000W ultrasonic, 2800 -It was mixed by mixing for 5 minutes under conditions between 9000 RPM stirrers. The sylgard 182 PDMS was bubbled through vacuum for 30 minutes at room temperature. After removing the bubble, it was coated on the printed electrode pattern, spin-coated to a thickness of 60 μm under a condition of 200 rpm-30s, and then baked in an oven at 125 ° C. for 1 hour to prepare an electric adhesive gripper.

2) 2) PDMS에PDMS 무기물 10 내지  Mineral 10 to 20wt%를20wt% 분산시키는 경우( Dispersion ( 공자전Confucius 혼합법) Mixing method)

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.Subject: We used sylgard 182 PDMS from Dow Corning, with a curing agent ratio of 10: 1. At this time, the inorganic particles are added to the subject and preliminarily mixed to prepare a mixed solution at a ratio of 9-9, and the mixed solution is placed in a planetary mixer to simultaneously apply rotation and revolution to remove air bubbles. And mixing solution was performed. The sylgard 182 PDMS was bubbled through vacuum for 30 minutes at room temperature. After removing the bubbles, the curing agent was mixed and coated on the printed electrode pattern to spin coat to a thickness of 60 μm under conditions of 200 rpm-30s, and then baked in an oven at 125 ° C. for 1 hour to prepare an electric 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, the electric adhesive grippers of Examples 1-1 to 1-17 were prepared using the methods described above under the conditions of Table 1.

구분division 무기물 입자Inorganic particles 종류Kinds 상품명product name 함량
(wt%)content
(wt%) 분산 방법Dispersion method 사이즈
(nm)size
(nm) 실시예 1-1Example 1-1 SiO2 SiO 2 Aerosil R974Aerosil R974 55 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-2Example 1-2 SiO2 SiO 2 Aerosil R972Aerosil R972 55 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-3Example 1-3 SiO2 SiO 2 Aerosil R202Aerosil R202 55 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-4Example 1-4 SiO2 SiO 2 Aerosil R202Aerosil R202 33 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-5Example 1-5 Al2O3 Al 2 O 3 Aerosil AluCAerosil AluC 33 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-6Example 1-6 Al2O3 Al 2 O 3 Aerosil AluCAerosil AluC 55 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-7Example 1-7 Al2O3 Al 2 O 3 Aerosil AluCAerosil AluC 1010 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-8Example 1-8 Al2O3 Al 2 O 3 Aerosil AluCAerosil AluC 1515 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-9Example 1-9 TiO2 TiO 2 Aerosil P25Aerosil P25 33 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-10Example 1-10 TiO2 TiO 2 Aerosil P25Aerosil P25 55 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-11Example 1-11 TiO2 TiO 2 Aerosil P25Aerosil P25 1010 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-12Example 1-12 TiO2 TiO 2 Aerosil P25Aerosil P25 1515 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-13Example 1-13 TiO2 TiO 2 Aerosil P25Aerosil P25 2020 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 10-20 nm10-20 nm 실시예 1-14Example 1-14 BaTiO3 BaTiO 3 Barium titanate, US research nanomaterialsBarium titanate, US research nanomaterials 55 초음파 혼합법Ultrasonic mixing 100 nm100 nm 실시예 1-15Example 1-15 BaTiO3 BaTiO 3 Barium titanate, US research nanomaterialsBarium titanate, US research nanomaterials 1010 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 100 nm100 nm 실시예 1-16Example 1-16 BaTiO3 BaTiO 3 Barium titanate, US research nanomaterialsBarium titanate, US research nanomaterials 2020 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 100 nm100 nm 실시예 1-17Examples 1-17 BaTiO3 BaTiO 3 Barium titanate, US research nanomaterialsBarium titanate, US research nanomaterials 3030 공자전 혼합법Convolution Mixing Method 100 nm100 nm

실시예Example 2: 전기접착식  2: Electric 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.Examples 1-1 to 1-17 and Examples 1-1 to 1-17, except that instead of forming a flexible substrate having a hydrophilic modification of the surface through plasma treatment, a flexible substrate without plasma treatment was formed. A gripper was prepared 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, grippers were prepared in the same manner as Examples 1-1 to 1-17, except that inorganic substances were not dispersed in PDMS instead of dispersing inorganic substances in PDMS.

[시험예] [Test Example]

시험예Test example 1:  One: 열중량Heat weight (( TGATGA ) 분석) analysis

도 4는 본 발명에 따른 그리퍼의 열중량(TGA) 분석 그래프이다.Figure 4 is a graph of the thermal weight (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. After dropping DI water on the substrate through the hydrophilic modification method of the surface through the plasma treatment equipment, after obtaining the image of the contact surface of the droplet, the contact angle is measured by obtaining the average of three points of the contact angle with respect to the spherical contact surface. 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.Referring to Figures 5a and 5b, the contact angle of the gripper including the flexible substrate without surface modification was found to be 106.8 °, but the contact angle of the gripper including the flexible substrate subjected to plasma treatment was 8.7 °, resulting in a much higher contact angle. It was found 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 judged that the surface of the flexible substrate can be modified to obtain a low contact angle, thereby reducing the contact resistance between the interfaces to form a uniform electrode pattern and a dielectric layer.

시험예Test example 3: 무기물 입자의 종류 및 함량에 따른 유전상수의 변화 3: Change of 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 gripper sample that is flat and wider than a circle of 25 mm diameter, the sample is placed between the electrode measuring the capacitance and the electrode at both ends and fixed by pressing with a force of 1.5 N. Then, the dielectric constant was measured by inducing the equation by checking the change in the capacitance of the sample in the frequency range between 1 to 10 MHz or 1 to 30 MHz.

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.Referring to Figures 6a to 6d, 5 wt% inorganic content, SiO 2 is 2.89 F / m, TiO 2 is 3.13 F / m, Al 2 O 3 is 3.02 F / m, and BaTiO 3 is 3.29, respectively, on a 1 MHz frequency basis. A dielectric constant of F / m appeared. This showed that all values were higher than the existing PDMS reference value of 2.7, and it was confirmed that the dielectric constant value was different depending on the type of inorganic particles. In addition, it was confirmed that the value of the dielectric constant was changed according to various contents of inorganic materials (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 was found that the dielectric constant varies according to 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. It was intended to indirectly check the force of the electrostatic force generated through the high voltage applied to the specimen produced by using the electro-adhesive gripper of the present invention in a vertical or lateral direction by lifting a weight above a certain level. The prepared specimen was attached to a holder and connected to a high voltage device. Then, it was checked whether the object was lifted after a certain period of time by adhering it to the object to be held in a state where a certain level of voltage was applied. By performing in this way, a target object of 972 g in the lateral direction and 100 g in the vertical direction could be gripped.

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 viscosity graph according to the TiO 2 inorganic content, the viscosity up to a high viscosity was measured using spindle number 4 of the Brooklyn viscometer, and the average value was measured 3 times based on the value when torque according to RPM was 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 FIG. 7, TiO 2 It was found that the viscosity increased rapidly as the inorganic content increased. This means that it is difficult to use the conventional mixing method under high weight parts due to the viscosity due to the increase in nanoparticles. Therefore, it may be a reason for the necessity of using an orbiting 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 confirming the particle distribution on the surface according to the TiO 2 inorganic content.

도 8을 참조하면, 작은 크기의 무기물이 함량에 따라 얼마나 들어가 있는지 또는 얼마나 잘 분산되어 있는지를 알 수 있었다. Referring to Figure 8, it can be seen how well the small amount of inorganic matter is contained or how well dispersed according to 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 skilled in the art can add, change, delete, or delete components without departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims. The present invention may be variously modified and changed by addition, etc., and it will be said that it 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 distributed may be implemented in a combined form. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and it should be interpreted that all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present invention. do.

Claims (17)

유연기판;
상기 유연기판 상에 형성되고, 탄소 물질 및 금속 입자 중 1종 이상을 포함하는 제1 전극 및 제2 전극을 각각 포함하는 전극 패턴(120); 및
상기 전극 패턴(120) 상에 형성되고, 유전체를 포함하는 유전체층:을
포함하는 전기접착식 그리퍼.Flexible substrate;
An electrode pattern 120 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 120 and including a dielectric:
Included electric adhesive gripper. 제1항에 있어서,
상기 유전체가 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리락틱그리코릭에시드(PLGA), 폴리스타이렌(PS), Ecoflex 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
The dielectric material includes at least one selected from polydimethylsiloxane (PDMS), silicone, polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA), polystyrene (PS), and Ecoflex. Electric adhesive gripper, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 유전체층이 무기물 입자를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
The dielectric layer further comprises an inorganic particle, the electric adhesive gripper, characterized in that. 제3항에 있어서,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 3,
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 An electric adhesive gripper comprising at least one selected from tanite (SrTiO 3 ). 제3항에 있어서,
상기 무기물 입자의 크기가 5 nm 내지 1 μm 인 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 3,
An electric adhesive gripper, characterized in that the size of the inorganic particles is 5 nm to 1 μm. 제1항에 있어서,
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 않는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
The first electrode and the second electrode are in the form of a comb,
The comb is in the form of a comb that includes a combteeth and a support for supporting the comb,
The comb of the first electrode is alternately positioned with the comb of the second electrode,
An electric adhesive gripper, wherein the first electrode and the second electrode are not electrically connected to each other. 제1항에 있어서,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
The flexible substrate is polydimethylsiloxane (PDMS), natural rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-isoprene-styrene (SIS), polyurethane (polyurethane), styrene-butadiene-styrene (SBS), styrene-ethylenebutyl Styrene-styrene (SEBS), polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, polyhexyl acrylate, Ecoflex, polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polylactic glycolic acid (PLGA) and polystyrene (PS) an electric adhesive gripper, characterized in that it comprises at least one selected from. 제1항에 있어서,
상기 유전체층의 두께가 10 내지 300 μm인 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
The electric adhesive gripper, characterized in that the thickness of the dielectric layer is 10 to 300 μm. 제1항에 있어서,
상기 유연기판은 플라즈마로 표면이 처리된 표면 개질 유연기판인 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
The flexible substrate is an electric adhesive gripper, characterized in that the surface-modified flexible substrate with a surface treated with plasma. 제1항에 있어서,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
The carbon material includes at least one selected from carbon nano tube (CNT), carbon paste, graphene oxide, graphite, and carbon fiber. Electric adhesive gripper, characterized in that. 제1항에 있어서,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
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 one or more selected from these alloys. 제11항에 있어서,
상기 금속 입자는 페이스트에 포함되어 제조된 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.The method of claim 11,
The metal particle is an electro-adhesive gripper, characterized in that it is manufactured by being included in the paste. 제1항에 있어서,
상기 전기접착식 그리퍼의 유전상수가 2.5 내지 100.0 F/m 인 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼.According to claim 1,
An electric adhesive gripper, characterized in that the dielectric constant of the electric adhesive gripper is 2.5 to 100.0 F / m. (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 제조방법.(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 comprising one or more 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;
Manufacturing method of the electric adhesive gripper containing. 제14항에 있어서,
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 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼의 제조방법.The method of claim 14,
Step (c)
(c-1) preparing a dielectric;
(c-2) Dispersing inorganic particles in the dielectric by a method of ultrasonic dispersion, high-speed stirring, co-rotating, nano mill, and using them simultaneously or continuously to prepare a dielectric containing inorganic particles step; And
(c-3) forming a dielectric layer by coating a dielectric material containing the inorganic particles on the electrode pattern of a substrate including the electrode pattern; and a method of manufacturing an electric adhesive gripper. 제14항에 있어서,
단계 (a) 이후에,
상기 유연기판의 표면을 플라즈마 처리하면서 표면 개질된 유연기판을 제조하는 단계(a')를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전기접착식 그리퍼의 제조방법.The method of claim 14,
After step (a),
A method of manufacturing an electric adhesive gripper, further comprising the step (a ') of manufacturing a surface-modified flexible substrate while plasma-treating the surface of the flexible substrate. 제14항에 있어서,
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.
KR1020180120087A 2018-10-08 2018-10-08 Electro-adhesion gripper and method for preparing the same KR102253843B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180120087A KR102253843B1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Electro-adhesion gripper and method for preparing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180120087A KR102253843B1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Electro-adhesion gripper and method for preparing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200040152A true KR20200040152A (en) 2020-04-17
KR102253843B1 KR102253843B1 (en) 2021-05-20

Family

ID=70460825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180120087A KR102253843B1 (en) 2018-10-08 2018-10-08 Electro-adhesion gripper and method for preparing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102253843B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112621779A (en) * 2020-12-18 2021-04-09 南京鼓楼医院 Near-infrared driven visual Janus structural color software robot and preparation method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102530198B1 (en) * 2019-01-08 2023-05-09 한국생산기술연구원 Method of manufacturing composite dielectric layer and electro-adhesion gripper comprising the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819982A (en) * 1994-07-01 1996-01-23 Nippon Cement Co Ltd Static electric chuck and manufacture thereof
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819982A (en) * 1994-07-01 1996-01-23 Nippon Cement Co Ltd Static electric chuck and manufacture thereof
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112621779A (en) * 2020-12-18 2021-04-09 南京鼓楼医院 Near-infrared driven visual Janus structural color software robot and preparation method thereof
CN112621779B (en) * 2020-12-18 2022-04-08 南京鼓楼医院 Near-infrared driven visual Janus structural color software robot and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102253843B1 (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6274309B2 (en) Carbon nanotube dispersion and conductive film manufacturing method
JP5482194B2 (en) Carbon nanotube aqueous dispersion, conductive composite, and method for producing the same
JP6319085B2 (en) Conductive paste
JP6217395B2 (en) Dispersion of carbon nanotube-containing composition and conductive molded body
TWI499647B (en) Transparent conductive ink and production method of transparent conductive pattern
JP5632852B2 (en) Low temperature sinterable silver nanoparticle composition and electronic article formed using the composition
CN103476878B (en) Particulate material, the preparation comprising the matrix material of particulate material and application thereof
JP6079138B2 (en) Carbon nanotube dispersion
CN105849040A (en) Production method for graphene
TWI671766B (en) Conductive film and method for producing conductive film
KR20200040152A (en) Electro-adhesion gripper and method for preparing the same
TWI662151B (en) Silver-coated particle and method of producing same
JP2009091548A (en) Paste composition, insulating film, multilayer interconnection structure, printed-circuit board, image display device, and manufacturing method of paste composition
JP2016204203A (en) Dispersion of carbon nanotube-containing composition and conductive molded body
JP2017079212A (en) Electrical conductors, production methods thereof, and devices including the same
US20090078458A1 (en) Paste composition, insulating film, multilayer interconnection structure, printed-circuit board, image display device, and manufacturing method of paste composition
TWI708267B (en) Patterned transparent conductive film and process for producing such a patterned transparent conductive film
JP2006298715A (en) Method for manufacturing carbon nanotube thin film, method for manufacturing electronic element, method for manufacturing thin film, method for manufacturing structure, and method for forming bubble
EP3294543B1 (en) Carbon nanotube based hybrid films for mechanical reinforcement of multilayered, transparent-conductive, laminar stacks
KR102530198B1 (en) Method of manufacturing composite dielectric layer and electro-adhesion gripper comprising the same
KR102290115B1 (en) Method of manufacturing composite dielectric layer and electro-adhesion gripper comprising same
TW201305290A (en) Condensate of amino-bearing silane coupling agent with metal alkoxide compound, material for laminate base comprising same as main component, laminate base and elecroconductive member, and processes for manufacturing same
JP2015189607A (en) Carbon nanotube dispersion and conductive film
JP5508971B2 (en) Transparent conductive material and method for producing the same
JP7121231B2 (en) Conductive film and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant