KR101200799B1 - Dry adhesive fastening system and method of using the same - Google Patents
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Abstract
접착력이 우수하고 탈 부착시 소음발생이 거의 없을 뿐만 아니라, 구조가 간단하여 대량생산이 용이한 건식접착 체결시스템 및 이의 사용방법이 개시되어 있다. 이를 위하여 제1 기판 상에 형성된 제1 미세섬모를 가지는 제1 접착부재와 상기 제1 미세섬모와 접촉하여 접착력을 나타내도록 제2 기판 상에 형성된 제2 미세섬모를 가지는 제2 접착부재를 포함하는 건식접착 체결시스템 및 이의 사용방법이 제공된다. 기존의 벨크로 체결 시스템과 달리 결합을 위한 후크부 및 루프부가 구분지어지지 않아 생산효율 및 실효성의 향상을 기대할 수 있다는 이점이 있다. 결합/분리 과정에서 소음이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 마이크로 또는 나노 사이즈의 미세 섬모를 이용하기 때문에 매우 좁은 면적에서도 접착력을 구현할 수 있다. A dry adhesive fastening system and a method of using the same have excellent adhesive strength and little noise when detached, as well as simple structure and mass production. To this end, the method includes a first adhesive member having a first microciliar formed on a first substrate and a second adhesive member having a second microciliar formed on a second substrate to show adhesive force in contact with the first microciliar. Dry adhesive fastening systems and methods of use thereof are provided. Unlike the existing Velcro fastening system, there is an advantage that the hook part and the loop part for the coupling are not distinguished, and thus the production efficiency and the effectiveness can be expected to be improved. Not only does noise occur during the coupling / separation process, but micro- or nano-sized fine cilia can be used to realize adhesion in a very small area.
Description
본 발명은 건식접착 체결시스템 및 이를 사용하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 벨크로 체결 시스템 보다 접착력이 우수하고 탈부착시 소음발생이 거의 없을 뿐만 아니라, 구조가 간단하여 대량생산이 용이하고 사용의 편의성이 향상된 건식접착 체결시스템 및 이의 사용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dry adhesive fastening system and a method of using the same. More specifically, the adhesive strength is better than the existing Velcro fastening system, and there is little noise when detaching and detaching. It relates to a dry adhesive fastening system with improved convenience and a method of using the same.
접착제는 일반적으로 습식 형태의 접착제와 건식 형태의 접착제로 구분할 수 있다. 예를 들면, 필름에 접착물질을 도포한 접착테이프는 대표적인 습식 접착제로서 널리 사용되고 있고 접착력도 우수하지만, 한번 사용하면 재사용이 어렵고 분리시킨다고 하여도 기판, 신체의 특정부위, 건물의 내벽 등의 접착 대상물이 손상되거나, 접착 대상물의 표면에 접착물질이 남게 되는 문제점이 있다.Adhesives can generally be divided into wet adhesives and dry adhesives. For example, an adhesive tape coated with an adhesive material is widely used as a representative wet adhesive and has excellent adhesive strength. However, once used, it is difficult to reuse and even if separated, the adhesive object such as a substrate, a specific part of the body, or an inner wall of a building There is a problem that the damage or the adhesive material remains on the surface of the adhesive object.
건식 체결 시스템으로 대표적인 것은 산우엉 씨앗(burdock seeds)을 모사한 후크 앤 루프(hook and loop) 방식의 벨크로(velcro) 접착시스템을 들 수 있다.A typical dry fastening system is a hook and loop velcro adhesive system that simulates burdock seeds.
이러한 벨크로 접착시스템은 조지 드 메스트랄에 의해 처음 고안된 이후, 현재 지퍼나 단추를 대신할 만한 잠금쇠로서 널리 사용되고 있다. 최근에는 기존의 벨크로 구조를 보완하는 기술 및 이를 다양한 응용분야, 예를 들면, 우주비행복, 스킨스쿠버 장비 및 스키 등의 운동장구, 아동 의류, 패션 가방 등에 적용하는 기술이 개발되고 있다. Since the Velcro bonding system was first designed by George de Mestral, it is now widely used as a fastener to replace zippers and buttons. Recently, a technology that complements the existing Velcro structure and a variety of applications, such as space flight, skin scuba equipment and ski equipment such as sports equipment, children's clothing, fashion bags have been developed.
예를 들면, 대한민국 등록특허공보 제10-0928394호(2009년11월17일 등록)에 "벨크로 화스너"가 개시되어 있다. 이는 테이프 본체의 단위 면적당 걸림후크의 형성수량을 증가시켜 결착강도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다. For example, "Velcro fastener" is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0928394 (registered November 17, 2009). This can be expected to increase the amount of formation of the hook hook per unit area of the tape body to improve the binding strength.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0023343호(2002년03월28일 공개)에 "벨크로, 찍찍이밴드가 장치된 상의", 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0023341호(2002년 03월28일 공개)에 "벨크로, 찍찍이밴드가 장치된 하의", 대한민국 등록특허공보 제10-0542328호(2006년01월03일 등록)에 "벨크로 부착가발", 대한민국 등록실용신안공보 제20-0356413호(2004년07월06일 등록)에 "소매단의 벨크로", 대한민국 등록실용신안공보 제20-0379829호(2005년03월15일 등록)에 "벨크로를 이용한 에어컨 필터착탈구조"가 개시되어 있다.In addition, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2002-0023343 (published on March 28, 2002) "Velcro, a top equipped with a squeak band", Republic of Korea Patent Publication No. 10-2002-0023341 (March 2002) Published on the 28th "Velcro, bottom with a squeegee band", Republic of Korea Patent Publication No. 10-0542328 (registered on Jan. 03, 2006) "Velcro attachment wig", Republic of Korea Utility Model Publication No. 20-0356413 No. (Jul. 06, 2004) discloses "velcro of retailers", and Korean Utility Model Publication No. 20-0379829 (registered on March 15, 2005) discloses "air conditioner filter attaching and detaching structure using velcro." .
그러나 위에서 언급한 기존의 벨크로 시스템은 결합을 위해서 후크(hook) 및 루프(loop)가 한 쌍으로 구비되어야 하는 바, 제조공정이 번거롭다는 문제점이 있다. 또한, 필수적으로 수반되는 후크 및 루프 구성은 각각 후크가 형성되어 있는 접착부재와 루프가 형성되어 있는 접착부재를 통해서만 결합이 가능함에 따라 생산효율 및 실효성이 떨어진다는 문제점이 있다. 또한, 충분한 접착력을 제공하지 못 하여 적용분야에 한계가 있고, 탈부착시 소음이 발생하기 때문에 사용의 제약이 따른다.However, the conventional Velcro system mentioned above has a problem in that the manufacturing process is cumbersome because a hook and a loop must be provided in pairs for coupling. In addition, there is a problem that the hook and loop configuration that is necessarily accompanied by the coupling is possible only through the adhesive member is formed with the hook and the adhesive member is formed with a loop, respectively, the production efficiency and effectiveness. In addition, there is a limitation in the field of application because it does not provide sufficient adhesive force, and the use of the mobile phone is restricted due to noise.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 자연계에서 발견되는 접착 시스템을 모사하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있는데, 그 중의 하나가 토캐이 게코 도마뱀(tokay gecko)의 발바닥의 모사에 대한 것이다. 즉 토캐이 게코 도마뱀 발가락에 형성된 수억 개 내지 수십억 개의 미세 섬모가 반데르발스 인력에 의한 강한 접착력을 나타내는 것에 착안하여, 다양한 건식 접착시스템을 개발하고자 하는 연구가 시도되고 있다. In order to solve this problem, studies are being actively conducted to simulate the adhesion system found in the natural world, and one of them is the simulation of the sole of the tokay gecko. That is, hundreds of billions to billions of fine cilia formed on the tokai gecko lizard toes exhibit strong adhesive force due to van der Waals attraction, and research has been attempted to develop various dry adhesive systems.
따라서 이러한 미세섬모를 이용하여, 기존 벨크로 시스템의 문제점들 즉, 후크와 루프를 한 쌍으로 제작하여야 하기 때문에 발생되는 생산성 저하 및 사용상의 제약, 충분하지 못한 접착력, 소음발생, 일정한 접착면적이 확보되어야 하는 점 등을 개선한 새로운 개념의 건식접착 체결시스템의 개발이 요구되고 있다.Therefore, by using these fine cilia, the problems of the existing Velcro system, that is, a pair of hooks and loops must be manufactured, resulting in reduced productivity and limitations in use, insufficient adhesion, noise, and a constant adhesion area. There is a demand for the development of a new concept of dry adhesive fastening system that has been improved.
따라서 본 발명의 제1 목적은 체결되는 양구조체 형상의 동일성이 있어 제작의 경제성이 확보되고, 소음이 발생되지 않을 뿐만 아니라, 접착력도 우수한 건식접착 체결시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a dry adhesive fastening system having the same shape of both structures to be fastened, ensuring economic feasibility of manufacturing, not generating noise, and having excellent adhesive strength.
본 발명의 제2 목적은 상기 건식접착 체결시스템의 사용방법을 제공하는데 있다.It is a second object of the present invention to provide a method of using the dry adhesive fastening system.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 기판 상에 형성된 제1 미세섬모를 가지는 제1 접착부재; 및 상기 제1 미세섬모와 접촉하여 접착력을 나타내도록 제2 기판 상에 형성된 제2 미세섬모를 가지는 제2 접착부재를 포함하는 건식접착 체결시스템을 제공한다. In order to achieve the first object of the present invention described above, the present invention comprises: a first adhesive member having a first fine cilia formed on a first substrate; And a second adhesive member having a second fine cilia formed on the second substrate so as to be in contact with the first fine cilia.
또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 기판 상에 형성된 제1 미세섬모를 가지는 제1 접착부재를 준비하는 단계 및 상기 제1 미세섬모와 접착력을 나타내도록 제2 기판 상에 형성된 제2 미세섬모를 상기 제1 미세섬모와 접촉시키는 단계를 포함하는 건식접착 체결시스템의 사용방법을 제공한다. In addition, in order to achieve the second object of the present invention, the present invention comprises the steps of preparing a first adhesive member having a first fine cilia formed on the first substrate and the second substrate to exhibit the adhesive force with the first micro cilia It provides a method of using a dry adhesive fastening system comprising the step of contacting the second microcilia formed on the first microcilia.
본 발명에 의한 건식접착 체결시스템 및 이의 사용방법을 사용하면, 마이크로 또는 나노 사이즈의 미세섬모를 반데르발스힘을 이용해 접착시킴으로써, 기존의 벨크로 체결 시스템에 비해 높은 인장 강도를 가지는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 기존의 벨크로 체결 시스템과 달리 결합을 위한 후크부 및 루프부가 구분지어지지 않아 생산효율 및 실효성의 향상을 기대할 수 있다는 이점이 있다.Using the dry adhesive fastening system according to the present invention and a method of using the same, micro or nano-sized micro cilia can be bonded using van der Waals forces, and thus an effect of having a higher tensile strength can be expected compared to a conventional Velcro fastening system. . In addition, unlike the existing Velcro fastening system, there is an advantage that the hook portion and the loop portion for coupling are not distinguished, and thus the production efficiency and effectiveness can be expected to be improved.
그리고 결합/분리 과정 시 소음이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 마이크로 또는 나노 사이즈의 미세 섬모를 이용하기 때문에 매우 좁은 면적에서도 접착력을 구현할 수 있어, 기존 벨크로 시스템에 비해 더 넓은 적용 범위를 가질 수 있다. In addition, noise is not generated during the coupling / separation process, and micro- or nano-sized fine cilia can be used to realize adhesion in a very small area, thereby having a wider application range than a conventional Velcro system.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템 및 이의 사용방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a dry adhesive fastening system and a method of using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
종래의 벨크로 체결 시스템은 후크(hook)부와 루프(loop)부의 구성이 필수적으로 수반되어 서로 짝을 이루면서 접하는 체결 시스템이었으나, 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템은 후크 및 루프의 구성이 필요치 않아 후크부 및 루프부의 구분이 필요치 않는 미세섬모의 접촉에 의한 반데르발스힘을 이용한 새로운 개념의 체결시스템에 관한 것이다.Conventional Velcro fastening system was a fastening system that is in contact with each other to be paired with the hook (loop) and loop (loop) configuration, but dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention is a hook and loop configuration The present invention relates to a fastening system of a new concept using van der Waals forces due to the contact of fine cilia which does not require the distinction between hook and loop parts.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템은 고착력을 잃지 않으면서 접착할 수 있는 나노크기 치수를 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 종래의 벨크로 체결 시스템과 달리 접착을 위한 각각의 후크와 루프가 필요치 않고 동일한 짝으로 접착이 가능하다.In addition, the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention can not only reduce the nano-sized dimensions that can be adhered without losing the fastening force, but also different hooks and loops for adhesion, unlike conventional Velcro fastening systems. It is not necessary and can be bonded in the same pair.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.1 is a schematic diagram for explaining a dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템은 제1 접착부재(100) 및 제2 접착부재(200)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention includes a first
구체적으로, 상기 제1 접착부재(100)는 제1 기판(110)과 상기 제1 기판(110) 상에 형성된 제1 미세섬모(120)를 포함한다. 상기 제2 접착부재(200) 역시 유사한 형태로서, 제2 기판(210)과 상기 제1 미세섬모(120)와 접촉하여 접착력을 나타내도록 상기 제2 기판(210) 상에 형성된 제2 미세섬모(220)를 포함한다.In detail, the first
기존의 벨크로 시스템은 후크와 루프라는 서로 다른 형상의 접착부재가 한 쌍을 이루고 이들이 기계적인 방식으로 체결되지만, 본 발명은 서로 동일한 형상, 즉, 미세섬모가 형성된 두 개의 접착부재를 서로 접촉시키는 방식이다. 따라서 제1 기판(110) 및 제1 미세섬모(120)를 포함하는 제1 접착부재(100)와 제2 기판(210) 및 제2 미세섬모(220)를 포함하는 제2 접착부재(200)는 서로 동일한 형상을 가져도 무방하다. 즉, 미세섬모의 길이, 종횡비, 굵기, 기판에 대한 형성된 방향은 서로 차이가 있을 수 있으나, 미세섬모를 이용한다는 점에서는 서로 접착되는 양 접착부재의 형상의 동일성이 있다. Conventional Velcro system is a pair of adhesive members of different shapes, such as hooks and loops are fastened in a mechanical manner, but the present invention is a method of contacting two adhesive members having the same shape, that is, micro-cilia formed in contact with each other to be. Therefore, the first
상기 제1 미세섬모(120) 및 제2 미세섬모(220)는 마이크로 또는 나노 사이즈의 미세 섬모 구조물이고, 바람직하게는 서로 동일한 직경을 가지는 섬모 형상을 가진다.The first and second
또한, 상기 제1 접착부재(100)의 제1 기판(110)과 제2 접착부재(200)의 제2 기판(210)은 다양한 소재로 제작할 수 있으나, 임프린트 리소그래피, 모세관력 리소그래피 등의 방법으로 미세섬모를 한 단계의 공정으로 형성할 수 있는 플렉서블(flexible)한 성질을 가지는 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(210)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate: PET) 재질 등을 사용하여 제작할 수 있다. In addition, the
또한, 상기 제1 접착부재(100)의 제1 미세섬모(120)는 제1 기판(110) 상에 형성된다. 상기 제1 미세섬모(120)는 제1 기판(110)에 대하여 수직인 방향 또는 경사진 방향으로 형성할 수 있다. 다만, 경사지게 형성하는 경우, 서로 접촉되는 접착부재는 양측 미세섬모가 서로 평행한 방향으로 접근되어 접촉하는 것이 바람직하다. 따라서 경사방향을 고려하여 양 접착부재를 선택하는 것이 좋다. In addition, the first micro
한편, 상기 제1 기판(110) 및 상기 제2 기판(210)에 대하여 제1 미세섬모(120) 및 제2 미세섬모(220)가 각각 수직방향으로 형성되는 경우, 제1 기판(110)에 수직방향으로 힘을 작용시켜 제2 접착부재(200)에 접촉시키면 접착이 가능해 진다. 따라서 접착대상 간 서로 평행을 유지한 상태에서 맞닿은 구조라면, 각 기판에 대하여 미세섬모가 수직인 방향으로 형성하는 것이 실용적일 것이다. On the other hand, when the first
상기 제1 미세섬모(120) 및 제2 미세섬모(220)는 각각 상기 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)의 단위면적당, 많은 개수가 형성될수록 접착력이 우수해진다. 즉, 형성된 미세섬모의 밀도가 높을수록, 미세섬모 간의 접촉에 의한 반데르발스 힘이 커지기 때문에 접착력이 향상되고, 따라서 본 발명에 의한 건식접착 체결시스템이 사용되는 환경에 따라 미세섬모의 형성 밀도를 조절할 수 있다. The greater the number of the
상기 반데르발스 힘은 본 발명의 건식접착 체결시스템에서 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)가 서로 접착될 때, 정확하게는 제1 접착부재(100)의 제1 미세섬모(120)와 제2 접착부재(200)의 제2 미세섬모(220)가 서로 접착될 때 발생한다. 구체적으로, 상기 제1 미세섬모(120)와 제2 미세섬모(220)의 말단이 서로 접착되거나, 추가적인 압력이 가해지는 경우 상기 제1 미세섬모(120)와 제2 미세섬모(220)가 서로 끼워지는 형상(맞물려지는 형상)이 되는 경우 양 섬모의 측면끼리 접촉하게 될 때 발생한다. The van der Waals force is precisely when the first
이와 같이 본 접착시스템에서 접착력을 제공하는 반데르발스힘을 증가시키기 위해서는 상기 제1 미세섬모(120)와 제2 미세섬모(220) 사이의 접촉면적을 넓히는 것이 바람직하다. 따라서, 접촉 시 상기 제1 기판(110) 또는 제2 기판(210)에 압력을 가하여 상기 제1 미세섬모(120)와 제2 미세섬모(220)가 서로 끼워지는 형상(맞물려지는 형상)이 되도록 하여 접촉면적을 증가시키면 강한 접착력을 구현할 수 있다. In this way, in order to increase the van der Waals force providing the adhesive force in the present adhesive system, it is preferable to widen the contact area between the first
또한, 상기와 같이 접착된 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)는 종래의 벨크로 접착 시스템에 비해 탈리(脫離)시 소음이 거의 발생하지 않으며, 적은 힘을 이용해 매우 간편하게 탈리가 가능하다. In addition, the first
이러한 사항을 도면을 통하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. This will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 접착을 설명하기 위한 모식도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 탈리를 설명하기 위한 모식도이다.2 and 3 are schematic diagrams for explaining the adhesion of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a schematic diagram for explaining the detachment of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention. .
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템은 접착을 위해 먼저, 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)를 접착시키는 동작을 수행한다. 이 때 상기 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)의 제1 미세섬모(120)와 제2 미세섬모(220)는 동일한 배열을 가지는 무수히 많은 미세섬모 구조물들로 이루어진 바, 서로 동일한 배열을 가지는 미세 구조물들이 겹쳐 짓눌리지 않도록, 즉, 상기 제1 미세섬모(120) 및 제2 미세섬모(220)가 서로 교차하면서 결합 접착시키는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention first performs an operation of adhering the first
도 3을 참조하면, 상기와 같이 접착 동작을 수행한 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)에 강한 전단응력을 가하여도 반데르발스 힘에 의한 접착력에 의하여 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)는 탈리되지 않는다. 더구나 전단응력을 가하는 과정에서 제1 미세섬모(120)의 측면이 제2 미세섬모(220)의 측면과 밀착되는 결과를 초래하게 되므로 접착력은 더욱 향상되고 따라서 강한 압력에도 견딜 수 있게 된다.Referring to FIG. 3, even when a strong shear stress is applied to the first
이러한 과정을 통해 상기 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)는 높은 인장강도를 가지면서 접착되게 된다. 상기 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)의 접착상태는 도 5의 전자현미경을 통해 촬영된 이미지를 통해 확인할 수 있다.Through this process, the first
일예로 실험을 통해 접착되는 인장강도를 측정한 결과 상대 습도 50%의 조건에서 38N/㎠까지 유도된 반데르발스힘을 유지하면서 접착됨을 확인할 수 있다.As an example, as a result of measuring the tensile strength to be bonded through the experiment it can be confirmed that the adhesion while maintaining the van der Waals force induced up to 38N / ㎠ under a condition of 50% relative humidity.
도 4를 참조하면, 상기와 같이 접착된 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)는 탈리를 위한 동작으로, 경사를 이루면서 접착된 상태를 고려해 제1 접착부재(100)의 좌측단부를 소정의 힘을 가해 제2 접착부재(200)로부터 탈착시키는 과정을 수행한다. Referring to FIG. 4, the first
일실시예로 상기 38N/㎠까지 유도된 반데르발스힘을 유지하면서 접착된 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)는 탈리를 위해 필요로 하는 힘이 0.02N/㎠로 매우 적은 힘을 이용하고도 탈리가 가능함을 확인할 수 있다.In one embodiment, the first
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템은 반데르발스힘을 이용하여 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)를 접착시키는 것으로서, 접착력을 향상시키기 위한 방법을 살펴보면 다음과 같다.As described above, the dry adhesive fastening system according to one embodiment of the present invention bonds the first
상기 제1 접착부재(100)의 제1 미세섬모(120)와 제2 접착부재(200)의 제2 미세섬모(220)의 접착력은 인장강도를 측정하여 확인할 수 있다. The adhesive force between the first
이러한 인장강도는 상기 제1 미세섬모(120)와 제2 미세섬모(220)의 지름을 작게 할수록, 종횡비(aspect ratio)가 클수록, 및 형성 밀도가 증가할수록 높아진다. 이에 따라 본 발명의 건식접착 체결시스템은 미세섬모 구조물의 지름을 작게하거나, 종횡비를 크게 하거나, 또는 밀도를 증가시키는 방법으로 인장강도를 높일 수 있다. The tensile strength increases as the diameters of the first and second
또한, 접착력을 조절하기 위하여 상기 제1 미세섬모(120)와 상기 제2 미세섬모(220)의 표면을 일정한 처리를 할 수도 있다. 예를 들면, 트리데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드록옥틸-트리클로로실란((tridecafluoro-1,1,2,2- tetrahydrooctyl)-trichlorosilane) 등을 이용하여 자기 조립 단분자막(Self Assembly Monolayer: SAM)을 형성하거나, 금속을 코팅하거나, 고분자를 코팅하는 처리를 추가적으로 할 수도 있다. In addition, in order to adjust the adhesive force, the surface of the first
상술한 인장강도를 높이기 위한 방법들은 실험을 통해 확인할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 인장강도를 확인하기 위한 실험조건을 나타낸 도면이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 미세섬모 구조물의 크기, 종횡비, 밀도, 및 압력에 따른 인장강도와의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.Methods for increasing the above-described tensile strength can be confirmed through experiments. Figure 6 is a view showing the experimental conditions for confirming the tensile strength of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention, Figures 7 to 9 are fine cilia of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention This is a graph for explaining the correlation between tensile strength and the size, aspect ratio, density, and pressure of the structure.
도 6을 참조하면, 인장강도를 확인하기 위한 실험조건은 제작된 접착시스템을 준비한 상태에서 중앙에 도르레(3)를 위치시키고 와이어를 이용해 추(4)와 상부에 위치한 접착부재(1)를 연결시킨다. 이러한 방법을 이용해 상부에 위치한 접착부재(1)와 하부에 위치한 접착부재(2)의 접촉되는 부분의 전단응력을 비교하였으며, 비교되는 전단응력은 접촉되는 부분을 각각 면-면, 미세섬모-면, 및 미세섬모-미세섬모로 구분하여 실험을 하였다.Referring to Figure 6, the experimental conditions for checking the tensile strength is placed in the center of the pulley (3) in the prepared state of the prepared bonding system, using a wire to connect the weight (4) and the adhesive member (1) located at the top Let's do it. Using this method, the shear stresses of the contacting parts of the
도 7 내지 도 9를 참조하면, 각각의 도에서 도시하고 있는 미세섬모들(a,b,c)의 형상을 살펴보면, 도 7의 (a)에서 도 9의 (c)로 갈수록 미세섬모의 크기, 종횡비, 밀도가 증가함을 할 수 있으며, 이러한 증가에 따른 미세섬모의 전단응력 또한 면-면 보다는 미세섬모-미세섬모가 상승함을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 7 to 9, when looking at the shapes of the micro-cilia (a, b, and c) shown in each figure, the size of the micro-cilia goes from (a) to (c) of FIG. , Aspect ratio, density can be increased, and the shear stress of the micro-cilia according to the increase can also be confirmed that the micro-cili-micro cilia increase rather than the plane-plane.
이러한 실험을 통해 미세섬모의 크기, 종횡비, 밀도, 및 압력에 따른 인장강도와의 상관관계를 확인할 수 있으며, 실험을 통해 도출된 결론을 살펴보면, 본 발명의 제1 미세섬모(120) 및 제2 미세섬모(220)의 지름이 작을수록, 종횡비가 클수록, 밀도가 증가할수록 전단응력이 높아져 인장강도가 증가함을 확인할 수 있다. 또 다른 일실시예로 도 10에 도시된 바와 같이 본 발명의 1.25㎠의 면적을 가지는 건식접착 체결시스템을 이용해 무게 5.29㎏을 지지할 수 있음을 확인할 수 있다.Through these experiments, it is possible to check the correlation between the tensile strength according to the size, aspect ratio, density, and pressure of the microciliar. Looking at the conclusions drawn through the experiment, the
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템은 제1 미세섬모(120) 및 제2 미세섬모(220)를 폴리우레탄 아크릴레이트(PUA : Poly Urethane Acrylate) 등의 자외선 고분자, 폴리스티렌(PS : PolyStyrene) 고분자, 또는 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl MethAcrylate ;PMMA) 등의 아크릴 수지 같은 고분자 등으로 형성하는 것이 바람직할 것이다.In addition, the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention is a UV polymer, such as polyurethane acrylate (PUA: Poly Urethane Acrylate), polystyrene (PS) for the first and second fine cilia (120) It may be desirable to form a polymer such as a polystyrene polymer or an acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA).
상기와 같은 소재로 형성되는 상기 제1 미세섬모(120) 및 제2 미세섬모(220)는 나노임프린트 리소그래피, 모세관력 리소그래피 등의 방법을 통해 제조하는 것이 바람직하다. 이외에도 작은 크기의 미세 구조물을 만들 수 있는 방법이라면 어떠한 방법을 이용하여도 무방할 것이다.The
일예로 상기 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography)는 미세 구조물을 형성하기 위한 대표적인 방법으로 알려져 있으며, 이러한 방법에 의하면 강도가 큰 몰드를 사용함으로써 수 십 나노 크기의 작은 구조물을 만들 수 있다는 장점이 있다. For example, the nanoimprint lithography is known as a representative method for forming microstructures. According to this method, a small structure of tens of nanometers can be made by using a mold having a high strength.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템을 이용한 사용방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the method of using the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 사용방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.11 is a schematic flowchart illustrating a method of using a dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 본 발명의 건식접착 체결시스템의 사용방법은 먼저, 제1 기판(110) 상에 형성된 제1 미세섬모(120)를 가지는 제1 접착부재(100)를 준비하 고(S100) 이어서, 상기 제1 미세섬모(120)와 접착력을 나타내도록 제2 기판(210) 상에 형성된 제2 미세섬모(220)를 상기 제1 미세섬모(120)와 접촉시킨다(S200). Referring to FIG. 11, in the method of using the dry adhesive fastening system of the present invention, first, a first
상기 스텝 S200에서 제1 미세섬모(120)와 제2 미세섬모(220)를 접촉시키는 과정에서 접촉 시 가해지는 힘을 조절하여 접착력을 조절할 수 있을 것이다. 또한, 상기 제1 미세섬모(120) 또는 제2 미세섬모(220)의 직경이나, 상기 제1 기판(110) 및 제2 기판(210)에 각각 형성된 제1 미세섬모(120) 또는 제2 미세섬모(220)의 밀도, 또는 상기 제1 미세섬모(120) 또는 제2 미세섬모(220)의 종횡비를 조절하여 접착력을 조절할 수도 있을 것이다.In step S200, the adhesive force may be controlled by adjusting the force applied when the
이어서 접착된 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)를 탈리시키려면, 접착하고 있는 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(210)의 일부, 특히 일단부를 이격시켜 상기 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)를 분리할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 방식으로 상기 접착하고 있는 상기 제1 기판(110)과 제2 기판(210)의 일단부를 이격시키면, 매우 작은 힘으로도 상기 제1 접착부재(100)와 제2 접착부재(200)를 분리할 수 있다. Subsequently, in order to detach the adhered first
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템을 설명하기 위한 개략적인 모식도이다.1 is a schematic diagram for explaining a dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 접착을 설명하기 위한 모식도이다.2 and 3 are schematic diagrams for explaining the adhesion of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 탈리를 설명하기 위한 모식도이다.Figure 4 is a schematic diagram for explaining the detachment of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 제1 접착부재와 제2 접착부재가 접착된 상태를 전자현미경을 통해 촬영된 이미지이다.FIG. 5 is an image taken with an electron microscope of a state in which a first adhesive member and a second adhesive member are bonded to the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 인장강도를 확인하기 위한 실험조건을 나타낸 도면이다.6 is a view showing experimental conditions for confirming the tensile strength of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 미세섬모 구조물의 크기, 종횡비, 밀도, 및 압력에 따른 인장강도와의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.7 to 9 are graphs for explaining the correlation between the tensile strength according to the size, aspect ratio, density, and pressure of the micro-ciliary structure of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 인장강도를 이용해 소화기를 지지하는 예시도이다.10 is an exemplary view of supporting a fire extinguisher using the tensile strength of the dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 건식접착 체결시스템의 사용방법을 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.11 is a schematic flowchart illustrating a method of using a dry adhesive fastening system according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main parts of the drawing
100 : 제1 접착부재 110 : 제1 기판100: first adhesive member 110: first substrate
120 : 제1 미세섬모 200 : 제2 접착부재120: first fine cilia 200: second adhesive member
210 : 제2 기판 220 : 제2 미세섬모210: second substrate 220: second micro fine
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