KR102074527B1

KR102074527B1 - 박막클러스터 제조장치와 박막클러스터, 박막, 자외선차단제 및 화장품

Info

Publication number: KR102074527B1
Application number: KR1020140016013A
Authority: KR
Inventors: 이형곤
Original assignee: 이형곤
Priority date: 2014-01-10
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2020-02-06
Also published as: KR20150083968A

Abstract

본 발명은 인시츄(in-situ) 상태에서 박막클러스터를 제조하되 개선된 품질과 높은 생산성 그리고 초기투자 비용이 크게 절감되는 특징의 박막클러스터 제조장치, 제조방법 및 박막클러스터, 박막, 자외선차단제 및 화장품을 제공한다.
인시츄 상태에서 피코팅재나 분리재를 사이에 두고 다층으로 쌓인 형태로 수집되는 박막층들을 포함하여 구성되는 박막클러스터를 제조함에 있어서, 상기 다층의 박막층들 사이에서 적어도 하나의 박막층과 또 다른 박막층들을 서로 격리해주는 최소한의 역할을 포함하는 상기 피코팅재나 분리재는 증착방법으로 형성된 것을 포함하지 않으며, 유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일종 이상의 물질을 포함한다. 상기 물질의 유동성이나 가소성을 이용하여 지정된 곳으로 공급하는 방식을 이용하면 상기 물질들의 증기 확산 등의 가능성을 배제시킴으로써, 박막층 증착 공정이나 진공용기 및 진공펌핑 수단에는 악영향을 제공하지 않는 것임을 특징으로 하며, 생산성과 품질이 크게 향상될 뿐 아니라 제조장치의 구조와 구성이 매우 간단하고 견고해짐으로써 초기투자비용 또한 크게 절감되는 효과를 제공한다. 본 발명에 의하면 선행 기술들에 의한 제조장치 제작문제와 유지 보수문제 및 박막자체의 오염문제, 에너지 낭비문제 등 본서에서 지적한 선행기술들에서의 모든 문제점들도 함께 해결하여 줄 뿐 아니라 상기 박막클러스터로부터 파생되는 박막, 자외선차단제 및 화장품 등을 제공해 준다.

Description

박막클러스터 제조장치와 박막클러스터, 박막, 자외선차단제 및 화장품{THIN FILM CLUSTER PRODUCTION SYSTEM, THIN FILM CLUSTER, THIN FILM, UV PROTECTOR AND COSMETICS}

본 발명은 물리적 또는 화학적 증착(physical vapor deposition or chemical vapor deposition)방법에 의해 박막클러스터를 제조하기 위한 박막클러스터 제조장치와 박막클러스터, 박막 및 자외선차단제에 관한 것이다.

물리적 또는 화학적 증착방법은 건식도금이라고도 하며 습식방법에 비하여 자연친화적이며 공해를 유발하지 않는 방법이기 때문에 매우 다양한 분야에서 사용되고 있는 박막형성 방법 중의 하나이다.

최근들어 박막플레이크(FLAKE)를 사용하여 제품을 제조하는 기술이 매우 다양한 분야에서 전개되고 있다.

박막플레이크와 그 제조방법이 필요한 분야와 적용되는 제품들을 살펴보면 다음과 같다. 도전성 페이스트를 제조하기 위한 소재로서 은(Ag)이나 동(Cu) 또는 은과 동의 복합층으로 구성되는 박막플레이크가 사용되고 있을 뿐만 아니라, 녹색 제품이라 일컫는 엘이디 칩의 본딩 페이스트, 페인트와 잉크에 혼합되는 피그먼트, 화장품 원료, 선블록 입자, 색조 입자, 소결입자, 배터리 활물질, 태양전지, 열전소자, 절연소자, 촉매 입자, 나노복합물질 등 다 나열하기 힘들 정도의 분야에서 다양한 제품들을 제조하기 위한 매우 중요한 소재와 기술 중의 하나로서 자리매김 하고 있다.

상기 박막플레이크는 그 품질과 순도 및 실현하고자 하는 특성향상을 위해서 물리적 또는 화학적 증착 공정에 의한 건식도금 방법으로 생산하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 상기 물리적 또는 화학적 증착 공정에 의한 건식도금 방법은 대부분 진공용기 안에서 이루어지기 때문에 생산성이 떨어지게 되며 생산단가가 올라가게 된다. 이러한 이유로 인하여 상기 건식도금 방법이 아닌 화학적 습식공정에 의한 박막플레이크 생산방법이 생산현장에서 사용되고 있다.

값비싼 생산원가에도 불구하고 부득이 특별한 이유로 인하여 물리적증착 방법에 의해 박막플레이크를 생산하는 경우, 그 생산성이 대단히 낮아 제품의 단가는 매우 고가로 형성되어 있으며, 이로 인하여 그 사용되는 분야나 제품이 극히 제한적일 수 밖에 없다.

대한민국 공개특허공보 제10-2004-0068564호(2004.07.31.)에는 본 발명이 해결하고자 하는 대표적인 과제들을 모두 문제점들로 포함하고 있는 박막입자 제조장치와 제조방법이 소개되고 있다. 상기 인용발명은 대단히 많은 문제점들로 인하여 실제의 생산 현장에서는 실시가 불가능할 정도로 초보적이고 개념적인 아이디어 수준에 불과한 구성이다. 실제로 이러한 구성의 생산장치는 생산현장에 사용되지 못하고 있는 실정이다.

물리적 또는 화학적증착 방법을 이용하여 박막입자를 대량으로 제조하는 선행기술들은 크게 두 부류로 나누어지는데, 두 부류가 모두 공히 인시츄(IN SITU) 상태에서 큰 면적 또는 많은 수의 박막층을 코팅한 후에 이를 분쇄하여 박막클러스터 또는 박막입자로 제조하는 방법으로 기술적 요약이 가능하다.

세분하여 기술적 분석을 해보면 다음과 같다.

먼저 첫째 부류는 Avery Dennison Corporation사에 부여된 미국특허 6,398,999 BI와 같은 양태로서 수득하고자 하는 박막층을 많은 수의 다층 박막층으로 인시츄 상태에서 제조한 후에 이를 이용하여 박막클러스터 또는 박막입자를 수득하는 장치인데, 이와 같이 많은 수의 다층 박막을 제조하기 위해서는 박막층과 박막층 사이에 가용성 또는 이형성 박막층을 증착방법에 의해 증착하여 수득하고자 하는 박막층들과 가용성 박막층들이 교번하여 배열된 많은 수의 다층 박막클러스터를 제조한 후에 이 것을 진공용기 외부로 언로드하여 이들을 1차분쇄한 후에 상기 가용성 박막층들을 용해시키기 위하여 용제 또는 용매 안에서 이들을 녹이고 추가로 분쇄하는 방법에 의해 박막입자를 수득하는 장치이다.

둘째 부류는 Polaroid Corporation사에 부여된 미국특허 4,168,986 또는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0068564호(2004.07.31.)와 같은 장치로서 수득하고자 하는 박막층을 증착하기 전에 먼저 가용성 또는 이형성 박막층을 피코팅기재 위에 진공용기 안에서 증착한 후에 이어서 상기 수득하고자 하는 박막층을 증착하고 상기 박막층을 인시츄 상태에서 피코팅기재로부터 분리하기 위하여 분리챔버로 이송하여 상기 증착된 가용성 또는 이형성 박막층을 용제에 녹여 분리한 후 다시 피코팅기재를 증착챔버 쪽으로 이동시켜 다시 가용성 박막층과 수득하고자 하는 박막층을 증착하는 공정을 반복함으로써 대량의 박막입자를 생산하는 장치이다.

상기 두 부류의 대량생산 장치는 물리적증착방법에 의한 박막입자 생산성을 어느 정도 향상시켜 주고 생산 단가 또한 감소시켜 주는 효과를 제공하지만 다음과 같은 문제점들로 인하여 실제로 생산현장에 적용할 수 없는 정도이거나 심각한 제약을 여전히 해결하지 못하고 있는 실정이다.

선행 기술 중에서 상기 첫째 장치는 상기 수득하고자 하는 박막층과 가용성 박막층을 교번하여 순차적으로 증착하되 한 순환주기 동안 동시에 증착하는 방식이기 때문에 수득하고자 하는 박막층을 증발시키기 위한 증발원(EVAPORATION SOURCE)과는 별도로 가용성 박막층을 증발시키기 위한 별도의 증발원 뿐만 아니라 상기 증발용 에너지를 공급해 주는 증발용전원 장치 및/또는 별도의 증박원에 결합되는 별도의 증발차단 셔터(SHUTTER) 등 부가적인 장치들이 별도로 필요하게 됨으로 진공장치의 제작과 구성이 매우 복잡해지고 대형화되는 것은 물론 공정의 실시와 운용 관리 또한 매우 어려워지게 된다.

더 큰 문제는 상기 수득하고자 하는 박막층 증착과 가용성 박막층 증착을 교번하기 위하여 상기 두 물질을 한 순환주기 내에서 동시에 증발시켜야만 한다. 동시에 두 물질을 증발시킨다는 것은 필연적으로 동일한 진공용기 안에서 상기 두 물질의 증기들이 서로 확산하고 간섭을 일으킴으로써 각 각의 박막층 중에 서로 다른 물질을 포함할 수 밖에 없는 결과를 초래하게 된다. 이 것은 각 박막층의 순도와 품질과 특성을 크게 저하시키게 될 수 밖에 없는 원인이 된다.

결정적인 문제점으로서 상기 문제점들에 더하여 상기 가용성 박막층들은 주로 증기압이 높은 유기물들을 이용하여 형성하게 되는데 상기 유기물 증기들에 의한 진공용기 내부와 진공배관 및 특별히 진공 펌프시스템 등의 오염은 시간이 갈수록 점점 더 심각한 문제를 일으키게 되어 시스템 전체에 대한 치명적인 문제를 일으키게 된다.

이와 같은 과정들을 통해 상기 오염원들에 의하여 치명적으로 진공펌프와 시스템을 오염시키게 되면 이는 결국 생산장치의 궁극적인 기능을 완전히 정지시키는 상황에 까지 이르게 하는 결과를 초래하게 된다. 따라서 상기 첫 번째 부류의 생산장치는 상기 장치와 박막에 대한 오염문제와 박막특성 저하 등에 관련한 지대한 문제점과 이에 따른 심각한 해결과제를 안고 있다.

선행 기술 중에서 상기 두 번째 장치는 상기 수득하고자 하는 박막층을 증착하기 전에 먼저 피코팅기재 위에 가용성 박막층을 증착한 후에 상기 가용성 박막층이 증착된 피코팅 기재 위에 수득하고자 하는 박막층을 증착하고, 이를 박막 탈착을 위한 분리용기 영역으로 이송시켜 지정된 용제를 사용하여 상기 수득하고자 하는 박막층을 상기 피코팅기재로부터 탈착한 후, 박막층이 탈착된 후의 피코팅기재를 다시 증착영역으로 이송시켜 증착과 탈착 공정을 반복함으로써 상기 탈착 공정이 이루어지는 분리용기 안에서 박막입자들을 대량으로 수집할 수 있는 장치이다. 이와 같은 방법의 박막입자 생산 장치는 그 개념적인 아이디어는 좋으나 실질적으로 실시하는 과정에서는 많은 문제점을 갖고 있어서, 거의 실현이 불가능한 생산장치라 할 정도로 장치의 제조나 운용 및 제품의 품질 오염 등 매우 많은 점에서 심각한 문제점들을 갖고 있는 것이다.

또한 상기 두 부류의 대량생산 장치는 가용성 박막층을 증기상태로 증착하는 공정을 적용하기 때문에 상기 가용성 물질의 증기압을 높이기 위해서 높은 온도까지의 가열공정이 반드시 필요하다. 상기 가열공정을 실시하기 위해서는 추가의 가열원으로 전력을 공급해 주어야 하며, 이에 따른 에너지 낭비문제가 수반된다.

가장 큰 문제로는 상기 가용성 박막층을 탈착하기 위하여 박막층 증착이 완료된 피코팅기재를 분리용기 영역으로 이송시킬 뿐만 아니라 박막탈착이 완료된 피코팅기재를 다시 증착용기 영역으로 이송시키기 위해서는 상기 증착용기와 탈착용기는 비록 진공도는 다를지라도 대등한 진공 분위기와 동일한 공간을 공유하여야 한다. 따라서 상기 가용성 박막층을 탈착하기 위하여 사용되는 용제의 증기들이 심각한 수준으로 상기 증착용기 영역으로 확산되고 오염원으로 작용하게 되어 매우 다양한 부분과 영역에서 많은 문제들을 발생시키게 된다.

이러한 상기 문제점들을 해결하기 위해 본 발명은 박막클러스터 제조장치와 방법과 그에 의하여 제조된 박막클러스터를 제공함에 있어서, 상기한 문제점들을 일으키지 않는 제조장치로써 높은 생산성과 품질향상을 제공할 수 있도록 하기 위하여 인시츄 상태에서 대량의 박막클러스터를 제조할 수 있도록 하는 제조장치와 이를 이용하여 제조된 박막클러스터와 박막을 제공한다. 박막층과 박막층 사이에 피코팅재를 삽입하는 방법은 상기한 각 물질의 높은 증기압으로 인한 오염문제들을 모두 제거한 방법으로 혼합함으로써 상기한 문제들을 야기시키지 않고 박막층들과 피코팅재가 혼합되어 있는 상태의 박막클러스터를 수득할 수 있도록 하는 제조장치와 수단 및 이를 이용하여 제조되는 박막클러스터와 박막, 자외선차단제 및 화장품들을 제공하여 주기 때문에 상기 해결과제들은 모두 해결될 수 있다.

본 발명에 의하면 매우 높은 품질과 특성을 갖으며 친환경적이고 인체에 안전한 박막플레이크(flake)를 수득하기 위한 박막클러스터 제조장치와 제조방법 및 박막클러스터와 박막, 자외선차단제 및 이를 포함하여 제조되는 화장품들을 대단히 우수한 품질과 경제적인 가격으로 다량 공급할 수 있다.

또 다른 효과로서 상기 박막클러스터와 박막입자를 제조하기 위한 진공장치의 크기와 구성 및 설비자체의 제작원가 뿐 아니라 생산에 필요한 공간과 면적을 크게 줄일 수 있기 때문에 초기투자가 줄어든 경제적인 박막생산이 가능하다.

또 다른 효과로서 상기 박막클러스터와 박막입자를 제조함에 있어서, 제품 자체의 품질향상과 사용되는 진공장치의 오염현상과 고장율을 크게 줄여주며, 유지와 보수에 소요되는 인력과 부품 구입경비와 허비시간을 대폭 절감할 수 있기 때문에 궁국적으로 생산성이 크게 향상되므로 박막클러스터와 박막, 자외선차단제 및 화장품들을 매우 우수한 품질과 경제적인 단가로 공급할 수 있다

도1은 본 발명의 실시를 위해 매우 간단하게 구성할 수 있는 진공 증착챔버 요소의 요약도
도2는 측면의 중앙부분이 개방된 드럼형태의 회전형 캐리어 안으로 피코팅재를 공급한 상태의 그림
도3은 드럼형태의 회전형 캐리어가 화살표 방향으로 회전하면서 피코팅재 공급용 수단의 외측과 캐리어의 내면에 피코팅재 막이 형성된 형태의 그림
도4는 드럼형태의 회전형 캐리어가 화살표 방향으로 회전하면서 피코팅재 막 표면에 증착된 코팅 박막층이 형성되고 수집용 수단에 의하여 상기 증착 코팅된 박막층이 피코팅재와 혼합된 상태의 그림
도5는 드럼형태의 회전형 캐리어 외표면에 피코팅재와 박막층이 코팅된 후 수집되는 구성의 그림
도6은 지정된 양의 피코팅재를 담고있는 용기 윗쪽에서 아래 방향으로 코팅물질이 이동하여 피코팅재의 윗 표면에 형성되며 지정된 두께의 박막층이 코팅된 후 이동용기구에 의하여 피코팅재와 박막층이 지정된 방향으로 이동하여 수집되는 양태로서 (일예로) 상기 이동용기구의 작동방향의 전화에 따라 공급부37과 수집부39는 교번하여 변경되면서 제조공정이 실시될 수 있다.
도7은 도4 내지 도6과는 다른 양태의 제조장치로서 박막층이 피코팅재 표면에 코팅되지 않고 피코팅기재 표면에 코팅된 후 분리재에 의하여 분리되는 양태의 제조장치 요소의 요약도
도8은 도7과 유사한 양태로서 분리재 공급 및 수집용 밸트 107이 생략된 구성의 제조장치 요소의 요약도
도9는 도8과 유사한 양태이지만 다른 구성의 제조장치 요소의 요약도
도10은 도8과 유사한 양태이지만 다른 구성의 제조장치 요소의 요약도
도11은 도7 내지 도10과 달리 수집부가 따로 마련되지 않고 분리재와 박막층의 분리결과물을 웹(WEB)형태로 와인딩(WINDING)하면서 수집하는 양태의 제조장치 요소의 요약도
도12는 피코팅재 표면에 코팅된 박막층을 연속회전하는 캐리어에서 피코팅재 내부로 삽입시킴으로써 수집하는 구성의 제조장치 요소의 요약도

상기한 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명의 첫 번째 양태와 같이 피코팅재를 사이에 두고 박막층이 두 단 이상으로 쌓인 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여

상기 박막클러스터가 제조되는 진공분위기의 공간을 제공해주는 진공용기와

적어도 상기 진공용기의 내부를 진공상태로 만들어주는 진공펌핑 수단과

상기 진공용기 안에서 지정된 표면 위에 한 층 이상의 지정된 물질의 박막을 코팅하는 기능의 하나 이상의 코팅소스와

적어도 피코팅재를 지정된 곳으로 공급하는 공급부

적어도 피코팅재를 수집하는 수집부

하나 이상의 코팅소스에 의하여 피코팅재의 지정된 표면 위에 박막코팅이 실시되는 영역의 코팅존과

적어도 지정된 기간 동안 상기 공급부와 수집부 및 코팅존 모두에 존재하되,

적어도 공급부와 수집부에서의 두께, 구성, 형상, 상태(phase), 이동형태 중 한 가지 이상이 다른 상태로 존재하는 피코팅재를 포함하여 이루어지며

상기 피코팅재는 공급부로부터 출발해 적어도 수집부에까지 이동할 수 있도록 유도되며,

이동 중에 상기 코팅존에서 상기 피코팅재 표면 중 일부 이상에 한 층 이상의 박막층이 코팅된 후

적어도 상기 수집부를 포함하는 지정된 장소에서 수집되는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서

적어도 지정된 시점에서

상기 공급부, 코팅존, 수집부의 배열은 상기 공급부로부터 출발한 피코팅재를 기준하면 적어도 공급부, 코팅존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 구조로서

상기 코팅존에서 코팅소스 물질을 포함하는 한 층 이상의 박막으로 코팅되는 피코팅재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급된 피코팅재이고,

상기 수집부로 수집되는 피코팅재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급되고 상기 코팅존에서 코팅된 후에 상기 박막층의 일부분 이상과 함께 수집되는 것이며,

상기 공급부로부터 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에는 피코팅재 변형존이 구비된 것이고,

상기 변형존은 상기 피코팅재의 두께, 구성, 형상, 상태, 이동형태 중 한 가지 이상이 변형을 일으키는 영역이며,

상기 피코팅재는 상기 공급부로부터 출발하여 수집부까지의 경로 중에 구비된 상기 변형존에서 1회 이상 변형된 후 수집되는 것이고,

상기 피코팅재에 코팅되는 박막은 피코팅재의 표면에 코팅된 상태에서의 최대길이가 박막층 두께에 비하여 두배 이상인 것이고,

상기 공급부로부터 코팅존으로 공급된 피코팅재의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 피코팅재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 공급된 것이고,

상기 박막층의 두께는 0.1나노메타 이상 50미크론 이하인 것이며,

상기 수집부로 수집된 피코팅재 중 적어도 일부분 역시 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 용매의 개입 없이 상기 피코팅재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 수집된 것이고,

상기 박막층은 코팅된 상태에서의 최대면적이 상기 수집부 내에서의 박막층 최대면적 보다 적어도 두 배 이상 더 큰 것이고,

상기 피코팅재는 유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일 종 이상의 물질을 포함하며

섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에

녹는점은 섭씨 650도 이하이며,

상기 박막층은 피코팅재 표면에 코팅된 후에 적어도 수집부로 이동하도록 유도되며 상기 수집부에 모아지는 수집결과물은 적어도 상기 피코팅재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 피코팅재를 사이에 두고 두 단 이상으로 쌓인 상태로 수득되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다.

본 서에서 '박막층(thin film layer)'라는 단어는 '박막(thin film)'이라는 단어의 개념과 동일한 것이지만 상기 박막의 층(layer) 형상을 강조할 때에 주로 사용하며, 박막입자라는 단어는 상기 박막이 작은 입자로서 존재하는 형상을 강조할 때에 주로 사용하였다.

상기 피코팅재는 가열에 의해 증발시키는 공정을 사용하지 않지만 적어도 진공장치 내의 상온상태에서 포화증기압이 낮은 것일수록 바람직하다. 적어도 진공장치 내의 상온상태에서 포화증기압이 100토르 이하인 물질 중에서도 포화증기압이 작을수록 바람직하다. 100토르를 초과하는 물질을 피코팅재로 사용할 경우에는 물리적 또는 화학적 증착장치의 구성과 특성에 따라 차이는 있지만 피코팅재의 증기들이 박막층 형성을 방해하거나 오염시키는 영향으로 인해 치명적인 문제를 일으킬 수 있다.

상기 피코팅재는 인시츄 상태에서 적어도 지정된 기간 동안 물리적인 힘을 가하여 변형 및/또는 이동시키는 공정이 필요하기 때문에 유동성물질을 사용하거나 가소성물질을 사용하는 것이 필요하며 상기 피코팅재가 변형 및/또는 이동이 가능한 상태로 연화되거나 녹는 온도가 낮을수록 바람직하다.

그러나 피코팅재 물질 선택의 범위를 넓히기 위해서 상기 녹는점은 섭씨 650도 이하인 것이 바람직하다. 이보다 더 높은 녹는점을 갖는 피코팅재를 사용할 경우에는 상기 녹는점까지 온도를 올리기 위해 많은 에너지를 소모하게 될 뿐 아니라 증착장치의 구성 또한 고온의 피코팅재를 다루기 위해 매우 복잡하고 까다로운 구조와 재료를 필요로 하게 되기 때문이다.

인시츄 상태에서 상기 박막층과 혼합된 피코팅재는 용매를 포함하지 않는 것이 요구된다. 대부분의 용매물질은 증기압이 지나치게 높아서 진공장치 안의 진공분위기를 오염시키는 요인이될 뿐 아니라 진공펌프를 비롯한 많은 부품들에 악영향을 미치게 될 수 밖에 없기 때문이다. 따라서 상기 피코팅재는 용매의 개입이 없는 상태로 변위를 일으키며 이동하고 상기 박막층들과 함께 수집되는 공정이 요구된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 피코팅재를 사이에 두고 박막층이 10회 이상 감긴 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여

피코팅재를 지정된 곳으로 공급하는 공급부

적어도 피코팅재를 웹(web)형태로 수집하는 수집부

적어도 공급부와 수집부에서의 두께, 구성, 형상, 상태(phase), 이동형태 중 한 가지 이상이 다른 상태로 존재하는 피코팅재와

적어도 피코팅재의 이동 및/또는 변형을 유발하는 동력을 전달하는 동력장치를 포함하여 이루어지며

피코팅재의 이동은 공급부로부터 시작해 적어도 수집부에까지 이동하며 이동 중에

상기 코팅존에서 상기 피코팅재 표면 중 일부 이상에 한 층 이상의 박막층이 코팅된 후

적어도 수집부를 포함하는 지정된 장소에서 수집되는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서

적어도 지정된 시점에서

상기 공급부, 코팅존, 수집부의 배열은 상기 공급부로부터 출발한 피코팅재를 기준하면 적어도 공급부, 코팅존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 구조이며

상기 수집부로 수집되는 피코팅재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급되고 상기 코팅존에서 코팅된 후에 수집부에서 웹(web)형태로 수집되는 것이며

상기 공급부로부터 코팅존을 거쳐 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에는 피코팅재 변형존이 구비된 것이며,

상기 변형존은 상기 피코팅재의 두께, 구성, 형상, 상태, 이동형태 중 한 가지 이상이 변형을 일으키는 영역이고,

상기 피코팅재는 상기 공급부로부터 출발하여 수집부까지 이르는 경로 중에 적어도 1회 이상 변형된 후 수집되는 것이며,

상기 수집부로 수집된 피코팅재 중 적어도 일부분 역시 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 용매의 개입 없이 인시츄 상태에서 웹(web)형태로 감아서(winding) 수집된 것이고,

섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에

녹는점은 섭씨 650도 이하이며,

상기 박막층은 피코팅재 표면에 코팅된 후에 적어도 수집부로 이동하도록 구성된 것으로서 상기 수집부에 모아지는 수집결과물은 상기 피코팅재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 피코팅재를 사이에 두고 10회 이상 감긴(winding) 상태로 수집되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다.

이와 같은 양태는 본 발명의 첫 번째 양태와는 달리 수집부에 10회 이상 감긴 웹(web)형태의 박막클러스터를 수집하고자 할 때에 사용되는 제조장치이다.

본 발명의 제조장치 중 피코팅재를 포함하여 구성되는 제조장치는 비제한적인 일부 예시로서 도1 내지 도6을 들어 설명할 수 있다.

이러한 양태의 제조장치는 진공증착챔버(1)과 진공펌프 시스템(11)과 비제한적 예시형태로서 측면 중앙부분에 개방부(5)를 구비한 드럼형태의 회전형 캐리어(3)과 캐리어의 축방향으로 설치된 피코팅재 공급 및/또는 변형수단(7)과 피코팅재 수집용수단(9)를 포함하고, 상기 캐리어(3)의 내부에 구비된 피코팅재(13)과 박막층 코팅소스(21)과 적어도 피코팅재를 담고 있는 회전형 캐리어(3)과 연결되어 있는 동력장치(미도시)를 필수구성 요소로 포함하여 구성할 수 있다. 제조장치의 작동 개요를 살펴보면 ;

진공증착챔버 내부에 인시츄 상태에서 박막클러스터 제조에 필요한 구성요소들이 모두 로딩(loading)된 후 진공증착챔버(1)의 내부를 진공펌프 시스템(11)을 사용하여 지정된 레벨의 진공조건을 만족할 때까지 펌핑한다.

지정된 시점에서 동력장치를 가동하여 상기 회전형 캐리어(3)를 회전시킨다. 캐리어의 밑부분에 모여있던 피코팅재(13)가 캐리어의 회전에 의하여 캐리어의 내측면 일부분 이상에 피코팅재의 막(15)을 형성하며 도포된다.

상기 피코팅재의 막(15) 위에 박막층 코팅소스(21)를 이용하여 박막층(17)을 코팅한다.

피코팅재의 막(15)과 박막층(17)은 회전하며 이동함으로써 캐리어 내측 밑부분에 모여있는 피코팅재(13) 안으로 침입되고 좀 더 회전 이동함으로써 다시 코팅소스(21) 쪽으로 향하게 된다. 이 때에 상기 피코팅재의 막(15)두께나 점도 또는 캐리어의 회전속도 등 다양한 요인에 따라 상기 피코팅재(13) 안으로 침입되었던 피코팅재의 막을 포함한 박막층 중 일부분 이상이 상기 캐리어 내측 밑부분에 모여있는 피코팅재 안에 수집되는 과정을 거쳐서 본 발명의 제조장치의 가동목적인 박막클러스터가 수집 및 제조된다. 물론 다양한 요인으로 인해 상기 수집된 박막층 중의 일부분은 상기 피코팅재의 막(15) 내부에 포함된 채로 다시 코팅소스 쪽으로 이동함으로써 피코팅재의 얇은 피막을 사이에 두고 추가의 박막층으로 코팅되기도 한다. 이러한 공정은 상기 피코팅재 공급 및 변형수단(7)과 수집용수단(9)가 없이도 이루어질 수 있지만 목적에 따라 상기 수단(7) 및 수단(9)가 도입될 수도 있다. 상기 수단(7) 및 수단(9)는 비제한적 예시로서 블레이드, 롤, 브러쉬, 나이프 등과 같은 다양한 형상으로 제작될 수 있으며 동력장치와 연결되어 구동되도록 구성할 수도 있다.

또한 상기 피코팅재가 가소성재료이거나 유동성재료일 경우에는 지정된 온도로 상기 피코팅재를 가열하는 가열장치를 필요로 할 수 있으나 상온유동성재료일 경우에는 가열장치가 생략될 수도 있다. 이와 같은 가열장치의 도입여부는 본 발명의 또 다른 양태에 사용되는 분리재의 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

이와는 좀 다른 양태의 경우, 즉 도5에 도시된 제조장치의 경우에도 피코팅재의 막(55)이 캐리어의 외표면에 코팅되는 점과 피코팅재의 막을 형성하는 공급수단(7)과 분리용 나이프(59)를 사용하는 점 외에는 상기한 박막클러스터 제조장치들과 대동소이한 구성을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라

피코팅재를 사이에 두고 박막층이 두 단 이상으로 쌓인 형태의 박막클러스터를 제조하기 위한 장치로서

캐리어 또는 용기에 지정된 두께 이상으로 구비되거나 자립형으로 구비된 피코팅재와

상기 피코팅재 표면에 코팅된 박막층을 연속적 또는 간헐적으로 상기 피코팅재 안으로 삽입하는 박막층삽입도구를 포함하여 이루어지며

상기 박막층을 상기 피코팅재 안에 삽입시킴으로써 수집하는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서

적어도 지정된 시점에서

상기 코팅존에서 코팅되는 피코팅재는 한 층 이상의 삽입된 박막층을 내부에 포함하고 있는 것이며,

상기 박막층 삽입도구는 피코팅재 표면에 코팅되는 상기 박막층을 지정된 시간 동안 간헐적 또는 연속적으로 피코팅재 안으로 삽입시킴으로써 상기 피코팅재 안에 박막층을 수집하는 것이고,

상기 코팅존에 구비된 피코팅재의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 피코팅재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 인시츄 상태에서 지정된 양태로 이동하는 것이고

상기 박막층은 코팅된 상태에서의 최대면적이 상기 피코팅재 내에 수집된 상태에서의 최대박막층 면적 보다 적어도 두 배 이상 더 큰 것이고,

상기 피코팅재는;

유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일 종 이상의 물질을 포함하며

섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에

녹는점은 섭씨 650도 이하이며,

상기 피코팅재 안에 모아지는 수집결과물 중의 상기 박막층은 피코팅재를 사이에 두고 두 단 이상으로 쌓인 상태로 수득되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다.

이와 같은 양태로서 도6 또는 도12와 같은 구성이 제공될 수 있다. 피코팅재(13)을 담고 있는 용기과 박막층 삽입도구(119)와 코팅소스(21)를 포함하여 구성되며 코팅소스에 의하여 피코팅재(13)의 표면에 박막층(28)이 코팅되어 지정된 두께에 이르면 상기 박막층 삽입도구(119)를 현 위치에서 반대방향으로 이동시킴으로써 상기 박막층(28)을 피코팅재(13)의 내부로 삽입시켜 수집하고 다시 피코팅재(13) 표면 위에 박막층(28)이 지정된 두께까지 코팅되면 다시 반대방향으로 이동시킴으로써 상기 박막층(28)을 피코팅재(13)의 내부로 삽입시켜 수집하는 과정을 반복하는 구성이다. 이러한 장치는 매우 간단한 구성으로 제조장치를 구성할 수 있으나 상기 박막층(28)이 연속된 박막층으로 형성되지 못하고 간헐적으로 끊어진 부분을 갖게 된다. 그러나 이렇게 간헐적으로 끊어진 부분을 갖는 박막층의 코팅은 대부분의 박막클러스터 용도로서 아무런 지장을 초래하지 않기 때문에 특별한 경우가 아니라면 애용될 수 있는 구성이다. 이러한 구성의 제조장치에서는 도6 또는 도12에 도시된 도면을 참조하면 이해가 용이할 것이다. 도12에 도시된 제조장치는 도6의 것이 간헐적으로 이동하는 삽입도구(119)를 구비한 것과는 대조적으로 연속적으로 회전하는 용기 또는 캐리어에 구비된 피코팅재에 연속적으로 코팅되는 박막층을 연속적으로 삽입시킴으로써 피코팅재 안으로 수집하도록 구성된 제조장치이다. 이와 같은 양태의 제조장치에서는 공급부와 수집부를 별도로 구분할 필요가 없다.

상기 피코팅재는 적어도 일부분이 캐리어나 용기에 구비된 상태인 것일 수 있으며, 열가소성 또는 열유동성 물질로서 자립형(free-standing) 양태로서 지정된 형상을 갖도록 제조된 것일 수 있다. 상기 자립형 양태로 구비된 피코팅재 역시 지정된 박막층 삽입도구를 이용하여 상기 자립형 피코팅재 내부로 상기 박막층을 삽입시킴으로써 수집할 수 있다.

상기 박막층의 삽입 공정은 박막층을 압입하는 방식도 가능하지만 피코팅재를 박막층 위로 이동시킴으로써 삽입하는 방식도 가능하다. 여기서 박막층 위로 이동되는 피코팅재는 비제한적인 예시로서 상기 박막층 밑부분에 존재하던 것이거나 별도의 다른 공급부로부터 공급되는 것일 수 있다. 또한 상기 박막층을 기계적으로 삽입하는 방법 외에도 피코팅재를 분사시킴으로써 박막층을 삽입하는 방법도 사용이 가능하다. 상기 분사방법을 사용할 경우에는 도면에 미도시된 분사펌프 등을 박막층삽입도구로 볼 수 있다.

비제한적인 예시 목적으로서 좀 더 다양한 형태 또는 좀 더 까다로운 사양의 박막클러스터를 제조하고자 할 때에 주로 사용되는 장치가 제공될 수 있는데 이를 위해 본 발명의 또 다른 양태를 따라 분리재를 사이에 두고 박막층이 두 단 이상으로 쌓인 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여

코팅소스의 주변에 설치되며 상기 박막이 코팅될 표면을 제공하는 피코팅기재와

상기 박막 및/또는 피코팅기재의 지정된 표면 위에 상기 분리재를 공급하는 분리재 공급부

적어도 상기 분리재를 수집하는 분리재 수집부와

하나 이상의 코팅소스에 의하여 상기 피코팅기재의 지정된 표면 위에 박막 코팅이 실시되는 영역의 코팅존과

분리재와 박막과 피코팅기재가 함께 접합되어 있는 접합존 및

상기 분리재가 박막과 함께 피코팅기재로부터 분리되는 영역의 분리존

적어도 지정된 기간 동안 상기 공급부와 접합존과 수집부 모두에 존재하되 적어도 공급부와 수집부에서의 두께, 구성, 형상, 상태(phase), 이동형태 중 한 가지 이상이 다른 상태로 존재하는 분리재;

상기 공급부로부터 접합존을 거쳐 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에 구비된 분리재 변형존

을 포함하여 이루어지며

분리재의 이동은 공급부로부터 시작해 적어도 수집부에까지 이동하며 이동 중에 상기 피코팅기재에 코팅된 박막과 접합된 후에 상기 박막과 함께 피코팅기재와 분리되어 적어도 수집부를 포함하는 지정된 장소에서 수집되는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서

적어도 지정된 시점에서

상기 접합존은 분리재가 박막; 즉 피코팅기재 위에 코팅된 박막;과 접합되는 지점으로부터 상기 피코팅기재로부터 분리되는 지점까지를 포함하여 이루어지는 영역이며

상기 분리재는 상기 피코팅기재에 코팅된 박막을 피코팅기재로부터 분리하기 위해 사용되는 것이며,

상기 변형존은 상기 분리재의 두께, 구성, 형상, 상태 중 한 가지 이상이 변형을 일으키는 영역이며,

상기 박막은 피코팅기재의 표면에 코팅된 상태에서의 최대길이가 박막층 두께에 비하여 두배 이상인 것이고,

상기 수집부로 수집되는 분리재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급되고 상기 접합존에서 상기 박막과 접합되고 다시 피코팅기재로부터 분리된 후에 수집된 것이며,

상기 공급부로부터 박막과 접합하기 위해 공급된 분리재 중의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 분리재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 공급된 것이고,

상기 수집부로 수집된 분리재 중 적어도 일부분 역시 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 용매의 개입 없이 인시츄 상태에서 수집된 것이고,

상기 접합존, 분리존, 수집부의 배열 구조는 상기 공급부로부터 출발한 분리재를 기준하면 적어도 접합존, 분리존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 구조이며,

상기 박막은 상기 코팅된 상태에서의 최대면적이 상기 수집부 내에서의 최대박막의 면적 보다 적어도 두 배 이상 더 큰 것이고,

상기 분리재는 유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일 종 이상의 물질을 포함하며 섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에 녹는점은 섭씨 650도 이하이며,

상기 박막층은 피코팅기재에 코팅된 후에 적어도 접합존, 분리존, 수집부의 순서로 이동하도록 구성된 것으로서 상기 수집부에 모아지는 수집물은 적어도 상기 분리재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 분리재를 사이에 두고 두 단 이상으로 쌓인 형태로 수집되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다.

이와 같이 피코팅기재를 사용하여 그 위에 박막을 먼저 코팅한 후에 분리재를 이용하여 상기 박막층을 피코팅기재로부터 분리해 수집하는 양태는 피코팅재를 사용하는 양태와 차별화된다.

이러한 양태의 제조장치는 비제한적인 예시로서 도7을 들어서 설명할 수 있다.

이를 실시하기 위해서는 먼저 피코팅재(13)와는 다른 개념의 피코팅기재(101)를 준비하고 박막층(103)을 증착할 때에는 피코팅재(13)가 아닌 상기 피코팅기재(101)의 한 표면 이상에 증착하게 된다. 상기 피코팅기재의 표면에 증착된 박막층은 매우 얇은 두께를 갖으며 상기 피코팅기재의 표면은 견고한 고체재료이기 때문에 나이프나 브러쉬 등의 기구로는 상기 박막층을 상기 피코팅기재의 표면으로부터 용이하게 떼어낼 수가 없다. 따라서 본 발명에서는 지정된 범위 이상의 접착력을 갖는 분리재(23)를 도입하여 상기 피코팅기재 표면에 증착된 박막층(103)의 표면에 접합시키고 상기 분리재와 접합된 박막층과 함께 다시 떼어내는 공정을 반복함으로써 상기 피코팅기재 위에 증착되었다가 떼어지는 분리재와 박막층을 모아 수집할 수 있으며, 이로써 본 발명의 제조장치에 의해 제조되는 박막클러스터를 제조할 수 있다. 상기 분리재는 적어도 상기 박막층과 접합되는 기간 동안은 유동성이거나 유연성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 양태의 공정은 제한 없이 사용될 수 있으나 비제한적 예시로는 박막층을 증착하는 조건으로서 피코팅기재를 가열하거 바이어스 전압을 걸어줄 필요가 있을 때나 미세한 패턴 또는 3차원 패턴 또는 긴 와이어형태의 박막층을 증착하여 수집하고자 할 경우, 지정된 모양으로 정형화 또는 규격화된 미세 박막플레이크를 생산하고자 할 경우 등에도 매우 유용하게 사용될 수 있다. 비제한적인 예로서 실버와이어 제조나 그레핀, 배터리활물질, 자외선차단제, 전자파차단제 또는 흡수제, 진주안료 등에 필요한 박막층들을 들 수 있다.

상기 분리재(23)를 상기 박막층에 접합할 때와 분리재에 접합된 상기 박막층을 상기 피코팅기재로부터 분리할 때는 분리재를 증착시키는 방법이 아니라 물리적인 힘을 상기 분리재에 가할 수 있는 수단들을 사용하여 실시할 수 있다. 물리적인 힘을 상기 분리재에 가하여 박막층과 접합시키거나 분리할 수 있는 기구들은 특별히 제한할 필요는 없지만 비제한적 예시로서 블레이드, 나이프, 브러쉬, 밸트, 롤러(Roller) 등의 형태로 구성된 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 분리재를 사이에 두고 10회 이상 감긴 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여

적어도 상기 분리재를 수집하는 분리재 수집부와

상기 공급부로부터 접합존을 거쳐 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에 구비된 분리재 변형존을 포함하여 이루어지며

적어도 지정된 시점에서상기 접합존은 분리재가 박막; 즉 피코팅기재 위에 코팅된 박막;과 접합되는 지점으로부터 상기 피코팅기재로부터 분리되기 직전의 지점까지를 포함하여 이루어지는 영역이며

상기 공급부로부터 출발한 분리재를 기준하면 적어도 접합존, 분리존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 것이며,

상기 박막층은 피코팅기재에 코팅된 후에 적어도 접합존, 분리존, 수집부의 순서로 이동하도록 구성된 것으로서 상기 수집부에 모아지는 수집물은 적어도 상기 분리재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 분리재를 사이에 두고 10회 이상 감긴(winding)상태로 수집되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다.

이러한 양태의 구성에 사용되는 상기 피코팅기재는 상기 피코팅재와는 완전히 다른 개념의 구성요소인 것을 알 수 있다. 비제한적인 예시로서 상기 피코팅기재의 표면은 상기 박막에 대한 접착력이 작은 물질로 만들어진 것이거나 표면을 피막처리하여 이형성이 좋은 표면으로 제작하는 것이 바람직하다. 상기 피코팅기재의 표면으로부터 상기 박막층이 보다 더 잘 분리되도록 하기 위한 구성이다.

상기 피코팅기재의 표면에 증착된 박막층은 매우 얇은 두께를 갖으며 상기 피코팅기재의 표면은 견고한 고체재료이기 때문에 나이프나 브러쉬 등의 기구로는 상기 박막층을 상기 피코팅기재의 표면으로부터 용이하게 떼어낼 수가 없다. 따라서 본 발명에서는 지정된 범위 이상의 접착력을 갖는 분리재(9)를 도입하여 상기 피코팅기재 표면에 증착된 박막층(1)의 표면에 접합시키고 상기 분리재와 접합된 박막층과 함께 다시 떼어내는 공정을 반복함으로써 상기 피코팅기재 위에 증착되었다가 떼어지는 분리재와 박막층을 모아 수집할 수 있으며, 이로써 본 발명의 제조장치의 가동목적인 박막클러스터를 제조할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 양태 중에서 분리재와 피코팅기재를 사용하는 제조장치는 도7 내지 도11에 도시되어 있다. 도7 내지 도9에서는 분리재 공급부(37)와 수집부(39)가 연통되도록 연결해주는 배관수단(109)를 구비하고 있으나 도10에서와 같이 분리재를 담고 있는 하나의 용기에 상기 분리재 공급부(37)과 수집부(39)가 함께 구비된 구성으로 제작할 수도 있다.

분리재와 피코팅기재를 사용하는 제조장치의 작동 개요는 먼저 본 발명의 첫 번째 양태와 같이 기본적으로 지정된 진공 레벨범위로 펌핑된 진공용기 안에서 피코팅기재(101)의 표면 위에 코팅소스(21)을 사용하여 박막층(103)을 코팅한다.

상기 박막층(103) 위에 분리재막(105)을 접합 또는 형성한다.

상기 분리재막(105)와 접합된 박막층(103)을 피코팅기재(101)로부터 분리한다.

상기 분리된 박막층(103)과 분리재막(105)이 수집부에 수집됨으로써 본 발명의 제조장치의 가동목적인 박막클러스터가 수집 및 제조된다.

이와 같은 양태의 장치에서 특별히 도11과 같이 수집되는 분리재와 박막층이 와인딩된 웹(WEB)상태로 수득되는 구성도 제공될 수 있다.

본 발명에서 상기 공급부, 변형존, 접합존, 분리존, 수집부 등의 각 부분 및/또는 영역은 매우 근접한 장소에 마련될 수도 있지만 두 기능을 한 지점에서 실시하는 겸용수단으로 제공될 수도 있다.

상기 분리재 역시 가열에 의해 증발시키는 공정을 사용하지 않지만 적어도 진공장치 내의 상온상태에서 포화증기압이 낮은 것일수록 바람직하다. 적어도 진공장치 내의 상온상태에서 포화증기압이 100토르 이하인 물질 중에서도 포화증기압이 작을수록 바람직하다. 100토르를 초과하는 물질을 분리재로 사용할 경우에는 물리적 또는 화학적 증착장치의 구성과 특성에 따라 차이는 있지만 분리재의 증기들이 박막층 형성을 방해하거나 오염시키는 영향으로 인해 치명적인 문제를 일으킬 수 있다.

상기 분리재는 인시츄 상태에서 적어도 지정된 기간 동안 물리적인 힘을 가하여 변형 및/또는 이동시키는 공정이 필요하기 때문에 유동성물질을 사용하거나 가소성물질을 사용하는 것이 필요하며 상기 분리재가 변형 및/또는 이동이 가능한 상태로 연화되거나 녹는 온도가 낮을수록 바람직하다.

그러나 분리재 물질 선택의 범위를 넓히기 위해서 상기 녹는점은 섭씨 650도 이하인 것이 바람직하다. 이보다 더 높은 녹는점을 갖는 분리재를 사용할 경우에는 상기 녹는점까지 온도를 올리기 위해 많은 에너지를 소모하게 될 뿐 아니라 증착장치의 구성 또한 고온의 분리재를 다루기 위해 매우 복잡하고 까다로운 구조와 재료를 필요로 하게 되기 때문이다.

인시츄 상태에서 상기 박막층과 혼합된 분리재는 용매를 포함하지 않는 것이 요구된다. 대부분의 용매물질은 증기압이 지나치게 높아서 진공장치 안의 진공분위기를 오염시키는 요인이될 뿐 아니라 진공펌프를 비롯한 많은 부품들에 악영향을 미치게 될 수 밖에 없기 때문이다. 따라서 상기 분리재는 용매의 개입이 없는 상태로 변위를 일으키며 이동하고 상기 박막층들과 함께 수집되는 공정이 요구된다.

비제한적인 실시예로서 상기와 같은 양태들의 공정을 통해 본 발명의 박막클러스터 제조공정이 실시될 수 있으나 상기 수집공정은 특별히 상기한 양태로 제한할 필요는 없다. 즉 중력에 의하여 자연스럽게 수집이 이루어지거나 혹은 상기 중력에 의한 수집 전 단계에서 블레이드(blade), 나이프(knife), 브러쉬(brush) 등과 같이 상기 박막층을 포함하는 피코팅재 또는 분리재의 위치를 변위시킬 수 있도록 물리적인 힘을 가할 수 있는 수집기구들을 이용하여 원하는 양태의 수집공정을 강제적으로 실시할 수도 있으나 이미 언급한 바와 같이 이에 특정한 제한을 둘 필요는 없다.

이와 같이 본 발명의 피코팅재와 분리재의 형성 공정은, 형성되는 단계에서, 특별히 비(非)증착방법으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

뿐 만 아니라 상기에서 설명한 바와 같이 피코팅재 증착을 위해 증착소스로부터 가열된 코팅재 증기들과 증착소스로부터 방출되는 복사열 등 진공장치에 치명적인 악영향을 제공하는 요인들을 원천적으로 차단할 수 있으므로 생산품의 품질과 경제성 등에서 대단히 많은 유익을 함께 제공한다.

더욱이 상기 피코팅재 증착소스와 이를 위한 부속장치들의 생략에 그치지 않고 인시츄 상태에서의 수집공정에 있어서 용매의 개입을 완전히 차단함으로써 이에 따른 다양한 유익을 추가로 제공하기도 한다.

추가로 본 발명에 따른 박막클러스터 제조장치에 구비된 상기 피코팅재 및/또는 분리재의 물성과 구성은 인용발명들에서 안고 있는 수많은 문제점들을 모두 완벽하게 해결하여 줄 뿐 아니라 더 나아가 인용발명들에서는 불가능했던 실질적인 인시츄 상태에서의 연속 생산공정을 가능하게 함으로써 생산성과 경제성을 크게 향상시켜 줄 수 있는 발명이다.

상기 분리재는 적어도 상기 박막층과 접합되는 기간 동안은 유동성이거나 유연성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 양태의 공정은 제한 없이 사용될 수 있으나 비제한적인 예시를 들어보면 상기 박막층을 증착하는 조건으로서 피코팅기재를 가열할 필요가 있을 때나 미세한 패턴 또는 정밀한 3차원 패턴으로 박막층을 증착하고자 할 경우, 지정된 형상으로 잘 규격화된 박막입자를 생산하고자 하는 경우 등에도 매우 유용하게 사용될 수 있다.

상기 분리재(9)를 상기 박막층에 접합할 때와 분리재에 접합된 상기 박막층을 상기 피코팅기재로부터 분리할 때는 분리재를 증착시키는 방법이 아니라 상기 분리재에 물리적인 힘을 가할 수 있는 기구들을 사용하여 실시할 수 있다. 물리적인 힘을 상기 분리재에 가하여 박막층과 접합시키거나 분리할 수 있는 기구들은 특별히 제한할 필요는 없지만 비제한적 예시로서 블레이드, 나이프, 브러쉬, 밸트, 롤러(Roller) 등의 형태로 구성된 것일 수 있다.

상기에서 적어도 피코팅재나 분리재의 일부분에 물리적인 힘을 가하여 상기 박막층들과 함께 수집하는 공정과 코팅존으로 이동시키는 공정 중 적어도 일부분은 진공챔버 안의 인시츄 상태에서 실시되는 것이 요구된다.

본 발명의 제조장치에 의해 제공되는 박막클러스터는 적어도 두 층 이상의 박막층과 상기 박막층들을 분리된 상태로 유지시켜 주는 피코팅재 또는 분리재를 포함하는 형태로 얻어진다.

상기 진공용기는 비제한적인 일 예로서 진공 증착챔버일 수 있으나 이에 제한되지 않고 스퍼터링(sputtering)과 같이 물리적증착(physical vapor deposition) 또는 화학적증착 공정의 실시가 가능한 진공 장치라면 본 발명의 진공용기로 사용될 수 있다.

상기 피코팅재의 형태는 특정한 조건이나 모양으로 제한할 이유는 없으며, 적어도 한 표면에 물리적 또는 화학적 증착에 의하여 지정된 박막층 형성이 가능한 형태와 물성을 갖는 것이라야 한다.

상기 박막클러스터 제조장치에 의해 제조되는 박막클러스터나 박막입자는 단층으로 구성된 것이거나, 2층 이상의 다른 물질을 포함하는 다층구조를 갖는 것이거나 3차원적으로 형성된 박막클러스터일 수 있으며 화장품재료, 안료, 도료, 의학재료, 전자재료, 촉매입자나 배터리 활물질, 인쇄전자용 잉크재료 등 매우 다양한 분야에서 적용될 수 있는 구조이다. 뿐만 아니라 상기 박막의 매우 유용한 형태로서 적어도 한 층의 전기전도도 또는 열전도도가 다른 한 층의 전기전도도나 열전도도 보다 큰 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 또는 박막입자가 제공될 수 있다. 이러한 구조는 인쇄전자 분야나 전자 전기부품들의 실장이나 배선, 접속, 접합, 납땜, 용접, 브레이징, 소결 등 매우 다양한 전기연결 수단으로 적용될 수 있으며 귀금속의 사용량을 줄여주는 등의 다양한 유익을 제공하는 구조로서 애용될 수 있다.

뿐만 아니라 다양하고 유익한 효과를 제공해 주는 특별한 양태의 자외선 차단제가 제공된다. 주로 무기물로 구성된 자외선 차단제를 제조하기에 더욱 유리하다. 본 발명에 의해 제공되는 자외선차단제는 자외선 주차단물질 외에 적어도 다른 하나의 물질을 포함하여 이루어지는 특징을 갖는다.

본 발명의 제조장치에서 제공되는 박막클러스터 또는 박막입자는 피코팅재가 유동물질이거나 가소성물질이기 때문에 지정된 시점의 지정된 기간 동안 상기 각 박막층 중 적어도 일부분은 별도의 용매 없이 서로 분리되어 상호 간의 상대적 위치가 변동될 수 있는 것이다. 상기에서 설명한 바와 같이 피코팅재는 유동성물질 또는 가소성물질 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 포화증기압은 물리적증착 박막의 형성에 장해가 되지 않도록 충분히 낮은 것을 사용한다.

상기 피코팅재나 분리재와 혼합된 상태로 수집된 상태에서의 박막층의 길이/두께의 비가 2 미만인 경우에는 박막(THIN FILM)형태가 아니라 거의 미세입자(NANO PARTICLE)형태가 되기 때문에 본 발명에서 제공하고자 하는 플레이크 양태의 박막입자를 생산할 수가 없게 된다.

또한 습식박막도금법에 의하여 생산되는 박막은 친환경적이지 못할 뿐만 아니라 박막자체의 순도 역시 문제가 되므로 박막층은 물리적증착방법에 의해 형성하는 것이 요구된다. 박막증착은 박막(THIN FILM)형태를 유지하기 위하여 피코팅재 표면 형상에 의지하여 형성하는 것이 요구된다.

지정된 두께를 갖는 대량의 박막층들을 생산하기 위하여 인시츄 상태에서 상기 박막층과 박막층 사이를 구분하는 피코팅재나 분리재의 혼합이 필요하지만 상기 피코팅재나 분리재의 혼합은 증기상태를 거치지 않는 것이 중요하다. 왜나하면 증기상태를 만들어 박막층과 박막층 사이에 증착시키는 방법으로 혼합시킬 경우에는 상기 각 각 다른 물질의 증기들이 상호 확산 혼합되며 서로에 대한 오염물질로서 작용하여 박막의 순도와 품질에 대하여 심각한 저하를 초래할 뿐 만 아니라 상기한 바와 같이 진공장치와 부품들에 대한 오염과 제작비 향상 등의 대단히 많은 문제들을 일으키게 되기 때문이다.

따라서 증기상태를 거치지 않고 상기 박막층과 박막층들 사이에 피코팅재나 분리재를 혼합시키기 위하여 본 발명에서의 피코팅재나 분리재는 유동성물질 또는 가소성물질을 사용하고 이러한 물질 특성을 적절히 잘 이용하여 상기 박막층과 박막층을 서로 분리된 상태로 증착되도록 유도한다. 상기 피코팅재나 분리재가 유동성물질, 특히 상온 유동성물질일 경우에는 가열이 전혀 필요치 않으므로 매우 편리한 공정을 실시할 수 있다.

그러나 상기 박막층이 3차원적 형상이거나 지정된 형상을 갖도록 하기 위해서는 상기 피코팅재가 유동성물질일 경우에는 정밀한 형상 조절이 제약을 받을 수 있다. 이러한 경우에는 열유동성물질 또는 열가소성물질을 사용하여 임프린팅 방법을 사용하면 가열된 금형(MOLD)를 사용하여 상기 피코팅재의 표면에 제조하고자 하는 박막의 3차원적 형상을 임프린팅 할 수 있기 때문에 연속적으로 상기 금형에 마련된 3차원적 형상과 대응하는 박막을 생산할 수 있다.

이와 같이 유동할 수 있는 피코팅재나 분리재를 사용하면 증발시키는 공정을 사용하여 증기상태를 거쳐 증착하는 공정 없이 상기 박막층들 사이에 피코팅재나 분리재를 기계적인 힘을 이용하여 혼합시킬 수 있으므로 상기에서 지적한 증기분자들에 의한 상호 오염문제나 부가적으로 발생되는 모든 문제들이 해결된 상태로 제조된 박막클러스터를 제공할 수 있는 제조장치가 제공 된다.

상기 박막층 두께가 0.1나노메타 이하일 경우에는 박막층 형태로 유지되기가 어려우며 50미크론 이상일 경우에는 상기 박막층은 미세한 박막으로 분쇄하기 까다로울 뿐만 아니라 재료의 낭비가 심해지고 박막증착비용이 과다해지게 되므로 바람직하지 않다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라

상기 박막층 중 일부분 이상은 적어도 2층 이상의 다른 물질을 포함하는 다층구조의 박막층임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다. 예를 들면, 상기 박막층에 포함된 적어도 한 층의 화학적 안정성이 다른 한 층의 화학적 안정성 보다 큰 것이거나 인체 안전성 또는 자극성이 적어도 다른 한 층의 안전성이나 자극성 보다 큰 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라

상기 박막층이 증착되는 시점에서 상기 피코팅재 또는 피코팅기재의 표면이 지정된 형상으로 적어도 두 곳 이상에 3차원적으로 형성된 함몰부 및/또는 돌출부를 포함하는 형태로서 상기 박막층들 중 적어도 일부분 이상은 3차원 형상으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다. 이 경우의 상기 박막층은 지정된 형상으로 규격화된 박막입자를 제조하기에 매우 유리한 이점을 제공해 준다. 비제한적인 예시로서 상기 박막층은 일차로 3차원 형상으로 형성된 뒤에 인시츄 또는 언로드된 상태에서 규격화된 박막입자를 제조하는 광정에서 2차원 또는 2차원에 근접하는 형상으로 미분될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라

상기 피코팅재 또는 분리재는 지정된 캐리어 또는 용기의 일부분 이상에 공급된 것이며, 상기 캐리어 또는 용기는 필름이나 롤 또는 순환밸트, 드럼, 용기 중에서 선택된 양태의 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다.

본 발명의 가장 바람직한 양태는 상기와 같이 두층 이상으로 쌓인 박막클러스터를 목표로 하는 것이 아니라 피코팅재나 분리재를 사이에 두고 최대한 많은 층으로 쌓인 박막클러스터를 수득하는 것이다. 동일한 용적의 진공용기 안에서 최대한 많은 박막클러스터를 수집하여 제조함으로써 생산성을 높이기 위함이다.

본 발명에서 제공되는 박막클러스터 또는 박막입자는 피코팅재가 유동물질이거나 가소성물질이기 때문에 지정된 시점의 지정된 기간 동안 상기 각 박막층 중 적어도 일부분은 별도의 용매 없이 서로 분리되어 상호 간의 상대적 위치가 변동될 수 있는 것이다. 상기에서 설명한 바와 같이 피코팅재는 유동성물질 또는 가소성물질 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, 포화증기압은 물리적증착 박막의 형성에 장해가 되지 않도록 충분히 낮은 것을 사용한다.

또한 습식박막도금법에 의하여 생산되는 박막은 친환경적이지 못할 뿐만 아니라 박막자체의 순도 역시 문제가 되므로 박막층은 증착방법에 의해 형성하는 것이 요구된다. 박막증착은 박막(THIN FILM)형태를 유지하기 위하여 피코팅재나 피코팅기재 표면 형상에 의지하여 형성하는 것이 요구된다.

따라서 증기상태를 거치지 않고 상기 박막층과 박막층들 사이에 피코팅재를 혼합시키기 위하여 본 발명에서는 피코팅재는 유동성물질 또는 가소성물질을 사용하고 이러한 물질 특성을 적절히 잘 이용하여 상기 박막층과 박막층을 서로 분리된 상태로 증착되도록 유도한다. 상기 피코팅재가 유동성물질, 특히 상온 유동성물질일 경우에는 가열이 전혀 필요치 않으므로 매우 편리한 공정을 실시할 수 있다.

이와 같이 유동할 수 있는 피코팅재를 사용하면 증발시키는 공정을 사용하여 증기상태를 거쳐 증착하는 공정없이 상기 박막층들 사이에 피코팅재를 기계적인 힘을 이용하여 혼합시킬 수 있으므로 상기에서 지적한 증기분자들에 의한 상호 오염문제나 부가적으로 발생되는 모든 문제들이 해결된 상태로 제조된 박막클러스터를 제공할 수 있다.

상기 피코팅재는 가열에 의해 증발시키는 공정을 사용하지 않지만 적어도 진공장치 내의 상온상태에서 포화증기압이 낮은 것일수록 바람직하다. 적어도 진공장치 내의 상온상태에서 포화증기압이 100토르 이하인 물질 중에서도 포화증기압이 작을수록 바람직하다. 100토르를 초과하는 물질을 피코팅재로 사용할 경우에는 물리적증착장치의 구성과 특성에 따라 차이는 있지만 피코팅재의 증기들이 박막층 형성을 방해하거나 오염시키는 영향으로 인해 치명적인 문제를 일으킬 수 있다.

상기 피코팅재는 인시츄 상태에서 적어도 지정된 기간 동안 물리적인 힘을 가하여 이동시키는 공정이 필요하기 때문에 유동성물질을 사용하거나 가소성물질을 사용하는 것이 필요하며 상기 피코팅재가 이동이 가능한 상태로 녹거나 연화되는 연화점 또는 녹는점은 낮을수록 바람직하다.

그러나 피코팅재 물질 선택의 범위를 넓히기 위해서 상기 녹는점은 섭씨 650도 이하인 것이 바람직하다. 이보다 더 높은 녹는점을 갖는 피코팅재를 사용할 경우에는 상기 녹는점까지 온도를 올리기 위해 많은 에너지를 소모하게 될 뿐 아니라 물리적증착장치의 구성 또한 고온의 피코팅재를 다루기 위해 매우 복잡하고 까다로운 구조와 재료를 필요로 하게 되기 때문이다.

인시츄 상태에서 상기 혼합된 피코팅재나 분리재는 용매를 포함하지 않는 것이 요구된다. 대부분의 용매물질은 증기압이 지나치게 높아서 진공장치 안의 진공분위기를 오염시키는 요인이될 뿐 아니라 진공펌프를 비롯한 많은 부품들에 악영향을 미치게 될 가능성이 있기 때문이다. 따라서 상기 피코팅재나 분리재는 용매의 개입이 없는 상태로 변위를 일으키며 이동하고 상기 박막층들과 함께 수집되는 공정이 요구된다.

비제한적 예시로서 최종적으로 상기 박막클러스터에 포함된 박막층들 중 적어도 일부분 이상은 증착공정 단계에서의 크기로부터 1/100 이하의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있는데, 이와 같은 분쇄과정의 일부분은 인시츄 상태에서 상기 혼합공정과 동시에 실시될 수 있지만 필요에 따라서는 진공용기 밖으로 꺼낸 후에 분쇄 및 선별 전용장치를 이용하여 실시될 수도 있다. 비제한적인 일 실시예로서 인시츄 상태에서 모터(motor)로 구동되는 회전식 브러쉬를 이용해 상기 피코팅재와 박막층에 물리적인 힘을 가하여 혼합하며 분쇄한 결과, 박막층 증착 시의 면적이 약 1평방메타(m²)로 넓은 쉬트형태의 박막층 중 적어도 일부분을 1 내지 100 평방미크론 단위의 면적을 갖는 미세 박막층들로 분쇄할 수 있었다. 이를 위해 사용되는 상기 회전식 브러쉬의 적어도 일부분은 상기 피코팅재와 박막층의 적어도 일부분과 중첩되는 상태로 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 피코팅재는 유동성 물질이거나 가소성 물질이기 때문에 상기 브러쉬와 같은 혼합 기구를 이용하면 용매의 개입을 완전히 배제한 상태로 상기 박막층들과 피코팅재를 물리적인 힘으로 충분히 혼합할 수 있을 뿐 아니라 상기 혼합 공정에 의하여, 한 층 이상의 박막층 위쪽이나 또는 박막층 증착소스와 대면하는 증착영역 면쪽, 즉 코팅존으로, 상기 피코팅재 물질을 이동시키거나 새롭게 공급할 수 있는 것이다.

박막층 두께가 0.1나노메타 이하일 경우에는 박막층 형태로 유지되기가 어려우며 50미크론 이상일 경우에는 상기 박막층은 미세한 박막으로 분쇄하기 까다로울 뿐만 아니라 재료의 낭비가 심해지고 박막증착비용이 과다해지게 되므로 바람직하지 않다. 이러한 조건으로 수득된 박막클러스터는 인시츄상태에서 또는 진공용기 밖으로 언로드(unload)된 상태에서 증착되는 시점에서의 면적에 비하여 비제한적 예시로서 1/100 이하의 크기로 분쇄된 상태의 박막입자로 더 분쇄하여 사용될 수 있다.

아울러 본 발명에서 피코팅재는 점도, 포화증기압, 녹는점 등 물리적 특성을 조절하기 위하여 두 종류 이상의 물질을 혼합하여 사용하는 방법도 가능하다.

본서에서 비제한적인 예시로서 설명된 상기 구성들은 본 발명의 제조장치를 이해하기 용이하도록 대표적인 요소부분 만을 들어서 설명하였다. 실제 장치를 구성하기 위하여 사용되는 상세한 세부 부품들과 공정들은 해당 기술 분야에서 공지된 기술들에 의하여 쉽게 추가하거나 변경하여 본 발명의 기술적 사상을 실현할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라서 상기 코팅소스는 복수 개 이고, 상기 복수 개의 코팅소스 중 적어도 하나의 코팅소스는 다른 하나 이상의 코팅소스와는 다른 물질의 박막을 코팅하기 위한 것이며, 상기 박막은 적어도 둘 이상의 서로 다른 물질을 포함하는 박막임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치가 제공된다. 이러한 양태의 제조장치는 주로 다층구조의 박막이나 그라데이션구조의 박막 또는 합금과 같은 혼합구조의 박막을 생산하기에 매우 유리한 구성이다. 이러한 구성의 박막 예로는 비제한적인 예시로서 자외선차단박막의 적어도 한 면, 바람직하게는 양면 모두가 보호층 및/또는 색조층으로 코팅된 구조의 자외선차단박막이나 표면 쪽으로 갈수록 색조층 및/또는 보호층의 농도가 짙어지는 그라데이션구조의 자외선차단박막 등을 들 수 있다. 또 다른 구조의 박막으로서 동박막의 적어도 한 면, 바람직하게는 양면 모두에 은 및/또는 금박막으로 피복된 구조의 전자재료용 박막이나 표면 쪽으로 갈수록 은 및/또는 금의 농도가 짙어지는 그라데이션구조의 동박막 등을 예로 들 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 박막클러스터 제조장치에 의하여 제조된 것임을 특징으로 하는 박막클러스터가 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 박막클러스터로부터 피코팅재 또는 분리재의 적어도 일부분을 제거하여 수득되는 것임을 특징으로 하는 박막이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 박막은 주기능재M과 적어도 일 종 이상의 보조재S를 함께 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 박막이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 주기능재M의 주기능은 도전기능, 자외선차단기능, 열전도기능, 광전기능, 열전기능, 촉매기능, 방식기능, 반사기능, 절연기능, 용접기능, 소결기능, 피복코팅기능 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 박막이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 박막은 다층구조, 그라데이션(gradation)구조, 혼합구조 중에서 하나 이상의 구조를 포함하여 구성된 것임을 특징으로 하는 박막이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 박막은 자외선 차단물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 박막은 무기자외선 차단물질로 이루어지는 주차단물질A와 적어도 일 종 이상의 보조재S를 함께 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태를 따라 상기 보조재S의 자외선 차단율은 주차단물질A의 자외선 차단율 보다 낮고 지정된 색상을 갖는 색조물질을 일 종 이상 포함하되 상기 색조물질 중 적어도 일부분은 상기 박막의 표면에 노출된 상태로 포함된 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막이 제공된다. 다른 양태로서 가능한 구성은 상기 보조재S는 보호층이거나 보조재S의 한 면 이상에 보호층을 추가로 구비한 것이거나 상기 주차단층A와 보조재S의 사이에 또 다른 한 층 이상이 구비된 것일 수도 있다.

본 발명의 또 다른 양태로서 상기 보조재S에 포함된 하나 이상의 색조물질 색상은 황색, 적색, 흑색 중 하나 이상의 색상을 포함하는 것으로서 상기 자외선차단 박막은 추가의 색조재료를 별도로 혼합하지 않더라도 지정된 색조 특성을 상기 박막 자체적으로 보유함으로써 백탁현상이 감소 또는 제거된 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태로서 상기 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자외선차단제가 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태로서 상기 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 화장품이 제공된다.

본 발명의 박막을 이용하거나 포함하여 제조될 수 있는 제품들은 다 나열할 수 없을 정도로 다양한 제품들이 제공될 수 있음은 동 분야의 일반적인 기술적 사상을 활용하면 무제한적으로 안출될 수 있다는 사실은 자명한 일이다.

1; 진공 용기 3; 측면의 중앙부분이 개방된 드럼형태의 회전형 캐리어 5; 드럼형태의 회전형 캐리어의 개방된 개방부 (일 실시예에서는 상기 개방부를 통하여 피코팅재와 증착소스 및 박막클러스터가 상기 드럼 안팎으로 출입할 수 있다) 7; 피코팅재 공급 및 변형수단 (롤러 또는 브러쉬 형태도 가능)(공급용수단 7 은 피코팅재 막을 지정된 두께 범위로 형성해 주는 변형수단 겸용으로 사용될 수 있다) 9; 수집용수단(롤러 또는 브러쉬 형태도 가능) 11; 진공 증착챔버용 진공펌프 시스템 13; 피코팅재 15; 유동성 피코팅재가 증착공정을 거치지 않고 (일 예로서) 드럼형태의 회전형 캐리어의 회전동작으로 인한 물리적인 힘에 의해 캐리어 내면 또는 외면에 부착 형성된 피코팅재의 막 17; 캐리어 내면 또는 외면에 형성된 피코팅재 막의 표면에 증착된 증착 박막층 19; 피코팅재와 혼합된 증착 박막층들 21; 박막층 코팅소스 23;분리재 25;변형존에서 공급용수단 외표면에 형성된 피코팅재의 막 27;코팅존 28;피코팅재 13의 표면에 코팅된 박막층 29; 분리재와 혼합된 증착 박막층들 37;피코팅재 또는 분리재 공급부 38;이동용기구 39;수집부 53;외표면에 피코팅재와 박막층이 코팅되도록 구성된 드럼형태의 회전형 캐리어 55;캐리어의 외표면에 코팅된 피코팅재의 막 57;피코팅재막 55 표면에 코팅된 박막층 59;분리용 나이프(또는 수단) 101;피코팅기재 103;피코팅기재 표면에 형성된 박막층 105;분리재 공급 및 변형용 수단에 의해 형성된 분리재막 107;분리재 공급 및 수집용 밸트 109;수집부로부터 분리재 및/또는 박막층을 다시 공급부 37로 회귀시켜 주는 배관수단 115;지정된 시점에서 박막층이 두층 이상 삽입된 상태로 내부에 수집되는 피코팅재 119;박막층 삽입도구 177;분리재 공급 및 변형용 수단 201;와인딩(WINDING)용 보조롤러 211;박막층과 접합된 분리재가 피코팅기재로부터 분리된 후 피코팅기재와 보조롤러201 위에서 와인딩되기 시작하여 외경이 아직 작은 웹(WEB)형태의 수집결과물 213;박막층과 접합된 분리재가 피코팅기재로부터 분리된 후 피코팅기재와 보조롤러201 위에서 와인딩되기 시작하여 시간이 경과하여 상기 수집결과물 211의 외경이 증대되어 커진 웹(WEB)형태의 수집결과물

Claims

피코팅재를 사이에 두고 박막층이 두 단 이상으로 쌓인 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여
상기 박막클러스터가 제조되는 진공분위기의 공간을 제공해주는 진공용기와
적어도 상기 진공용기의 내부를 진공상태로 만들어주는 진공펌핑 수단과
상기 진공용기 안에서 지정된 표면 위에 한 층 이상의 지정된 물질의 박막을 코팅하는 기능의 하나 이상의 코팅소스와
적어도 피코팅재를 지정된 곳으로 공급하는 공급부
적어도 피코팅재를 수집하는 수집부
하나 이상의 코팅소스에 의하여 피코팅재의 지정된 표면 위에 박막코팅이 실시되는 영역의 코팅존과
적어도 지정된 기간 동안 상기 공급부와 수집부 및 코팅존 모두에 존재하되,
적어도 공급부와 수집부에서의 두께, 구성, 형상, 상태(phase), 이동형태 중 한 가지 이상이 다른 상태로 존재하는 피코팅재를 포함하여 이루어지며
상기 피코팅재는 공급부로부터 출발해 적어도 수집부에까지 이동할 수 있도록 유도되며,
이동 중에 상기 코팅존에서 상기 피코팅재 표면 중 일부 이상에 한 층 이상의 박막층이 코팅된 후
적어도 상기 수집부를 포함하는 지정된 장소에서 수집되는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서
적어도 지정된 시점에서
상기 공급부, 코팅존, 수집부의 배열은 상기 공급부로부터 출발한 피코팅재를 기준하면 적어도 공급부, 코팅존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 구조로서
상기 코팅존에서 코팅소스 물질을 포함하는 한 층 이상의 박막으로 코팅되는 피코팅재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급된 피코팅재이고,
상기 수집부로 수집되는 피코팅재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급되고 상기 코팅존에서 코팅된 후에 상기 박막층의 일부분 이상과 함께 수집되는 것이며,
상기 공급부로부터 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에는 피코팅재 변형존이 구비된 것이고,
상기 변형존은 상기 피코팅재의 두께, 구성, 형상, 상태, 이동형태 중 한 가지 이상이 변형을 일으키는 영역이며,
상기 피코팅재는 상기 공급부로부터 출발하여 수집부까지의 경로 중에 구비된 상기 변형존에서 1회 이상 변형된 후 수집되는 것이고,
상기 피코팅재에 코팅되는 박막은 피코팅재의 표면에 코팅된 상태에서의 최대길이가 박막층 두께에 비하여 두배 이상인 것이고,
상기 공급부로부터 코팅존으로 공급된 피코팅재의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 피코팅재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 공급된 것이고,
상기 박막층의 두께는 0.1나노메타 이상 50미크론 이하인 것이며,
상기 수집부로 수집된 피코팅재 중 적어도 일부분 역시 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 용매의 개입 없이 상기 피코팅재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 수집된 것이고,
상기 피코팅재는 유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일 종 이상의 물질을 포함하며
섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에
녹는점은 섭씨 650도 이하이며,
상기 박막층은 피코팅재 표면에 코팅된 후에 적어도 수집부로 이동하도록 유도되며 상기 수집부에 모아지는 수집결과물은 적어도 상기 피코팅재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 피코팅재를 사이에 두고 두 단 이상으로 쌓인 상태로 수득되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
피코팅재를 사이에 두고 박막층이 10회 이상 감긴 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여
상기 박막클러스터가 제조되는 진공분위기의 공간을 제공해주는 진공용기와
적어도 상기 진공용기의 내부를 진공상태로 만들어주는 진공펌핑 수단과
상기 진공용기 안에서 지정된 표면 위에 한 층 이상의 지정된 물질의 박막을 코팅하는 기능의 하나 이상의 코팅소스와
피코팅재를 지정된 곳으로 공급하는 공급부
적어도 피코팅재를 웹(web)형태로 수집하는 수집부
하나 이상의 코팅소스에 의하여 피코팅재의 지정된 표면 위에 박막코팅이 실시되는 영역의 코팅존과
적어도 지정된 기간 동안 상기 공급부와 수집부 및 코팅존 모두에 존재하되,
적어도 공급부와 수집부에서의 두께, 구성, 형상, 상태(phase), 이동형태 중 한 가지 이상이 다른 상태로 존재하는 피코팅재와
적어도 피코팅재의 이동 및/또는 변형을 유발하는 동력을 전달하는 동력장치를 포함하여 이루어지며
피코팅재의 이동은 공급부로부터 시작해 적어도 수집부에까지 이동하며 이동 중에
상기 코팅존에서 상기 피코팅재 표면 중 일부 이상에 한 층 이상의 박막층이 코팅된 후
적어도 수집부를 포함하는 지정된 장소에서 수집되는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서
적어도 지정된 시점에서
상기 공급부, 코팅존, 수집부의 배열은 상기 공급부로부터 출발한 피코팅재를 기준하면 적어도 공급부, 코팅존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 구조이며
상기 코팅존에서 코팅소스 물질을 포함하는 한 층 이상의 박막으로 코팅되는 피코팅재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급된 피코팅재이고,
상기 수집부로 수집되는 피코팅재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급되고 상기 코팅존에서 코팅된 후에 수집부에서 웹(web)형태로 수집되는 것이며
상기 공급부로부터 코팅존을 거쳐 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에는 피코팅재 변형존이 구비된 것이며,
상기 변형존은 상기 피코팅재의 두께, 구성, 형상, 상태, 이동형태 중 한 가지 이상이 변형을 일으키는 영역이고,
상기 피코팅재는 상기 공급부로부터 출발하여 수집부까지 이르는 경로 중에 적어도 1회 이상 변형된 후 수집되는 것이며,
상기 피코팅재에 코팅되는 박막은 피코팅재의 표면에 코팅된 상태에서의 최대길이가 박막층 두께에 비하여 두배 이상인 것이고,
상기 공급부로부터 코팅존으로 공급된 피코팅재의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 피코팅재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 공급된 것이고,
상기 박막층의 두께는 0.1나노메타 이상 50미크론 이하인 것이며,
상기 수집부로 수집된 피코팅재 중 적어도 일부분 역시 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 용매의 개입 없이 인시츄 상태에서 웹(web)형태로 감아서(winding) 수집된 것이고,
상기 피코팅재는 유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일 종 이상의 물질을 포함하며
섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에
녹는점은 섭씨 650도 이하이며,
상기 박막층은 피코팅재 표면에 코팅된 후에 적어도 수집부로 이동하도록 구성된 것으로서 상기 수집부에 모아지는 수집결과물은 상기 피코팅재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 피코팅재를 사이에 두고 10회 이상 감긴(winding) 상태로 수집되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
피코팅재를 사이에 두고 박막층이 두 단 이상으로 쌓인 형태의 박막클러스터를 제조하기 위한 장치로서
상기 박막클러스터가 제조되는 진공분위기의 공간을 제공해주는 진공용기와
적어도 상기 진공용기의 내부를 진공상태로 만들어주는 진공펌핑 수단과
상기 진공용기 안에서 지정된 표면 위에 한 층 이상의 지정된 물질의 박막을 코팅하는 기능의 하나 이상의 코팅소스와
하나 이상의 코팅소스에 의하여 피코팅재의 지정된 표면 위에 박막코팅이 실시되는 영역의 코팅존과
캐리어 또는 용기에 지정된 두께 이상으로 구비되거나 자립형으로 구비된 피코팅재와
상기 피코팅재 표면에 코팅된 박막층을 연속적 또는 간헐적으로 상기 피코팅재 안으로 삽입하는 박막층삽입도구를 포함하여 이루어지며
상기 박막층을 상기 피코팅재 안에 삽입시킴으로써 수집하는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서
적어도 지정된 시점에서
상기 코팅존에서 코팅되는 피코팅재는 한 층 이상의 삽입된 박막층을 내부에 포함하고 있는 것이며,
상기 피코팅재에 코팅되는 박막은 피코팅재의 표면에 코팅된 상태에서의 최대길이가 박막층 두께에 비하여 두배 이상인 것이고,

상기 박막층 삽입도구는 피코팅재 표면에 코팅되는 상기 박막층을 지정된 시간 동안 간헐적 또는 연속적으로 피코팅재 안으로 삽입시킴으로써 상기 피코팅재 안에 박막층을 수집하는 것이고,
상기 박막층의 두께는 0.1나노메타 이상 50미크론 이하인 것이며,
상기 코팅존에 구비된 피코팅재의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 피코팅재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 인시츄 상태에서 지정된 양태로 이동하는 것이고

상기 피코팅재는;
유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일 종 이상의 물질을 포함하며
섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에
녹는점은 섭씨 650도 이하이며,
상기 피코팅재 안에 모아지는 수집결과물 중의 상기 박막층은 피코팅재를 사이에 두고 두 단 이상으로 쌓인 상태로 수득되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
분리재를 사이에 두고 박막층이 두 단 이상으로 쌓인 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여
상기 박막클러스터가 제조되는 진공분위기의 공간을 제공해주는 진공용기와
적어도 상기 진공용기의 내부를 진공상태로 만들어주는 진공펌핑 수단과
상기 진공용기 안에서 지정된 표면 위에 한 층 이상의 지정된 물질의 박막을 코팅하는 기능의 하나 이상의 코팅소스와
코팅소스의 주변에 설치되며 상기 박막이 코팅될 표면을 제공하는 피코팅기재와
상기 박막 및/또는 피코팅기재의 지정된 표면 위에 상기 분리재를 공급하는 분리재 공급부
적어도 상기 분리재를 수집하는 분리재 수집부와
하나 이상의 코팅소스에 의하여 상기 피코팅기재의 지정된 표면 위에 박막 코팅이 실시되는 영역의 코팅존과
분리재와 박막과 피코팅기재가 함께 접합되어 있는 접합존 및
상기 분리재가 박막과 함께 피코팅기재로부터 분리되는 영역의 분리존
적어도 지정된 기간 동안 상기 공급부와 접합존과 수집부 모두에 존재하되 적어도 공급부와 수집부에서의 두께, 구성, 형상, 상태(phase), 이동형태 중 한 가지 이상이 다른 상태로 존재하는 분리재;
상기 공급부로부터 접합존을 거쳐 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에 구비된 분리재 변형존을 포함하여 이루어지며
분리재의 이동은 공급부로부터 시작해 적어도 수집부에까지 이동하며 이동 중에 상기 피코팅기재에 코팅된 박막과 접합된 후에 상기 박막과 함께 피코팅기재와 분리되어 적어도 수집부를 포함하는 지정된 장소에서 수집되는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서
적어도 지정된 시점에서
상기 접합존은 분리재가 박막; 즉 피코팅기재 위에 코팅된 박막;과 접합되는 지점으로부터 상기 피코팅기재로부터 분리되는 지점까지를 포함하여 이루어지는 영역이며
상기 분리재는 상기 피코팅기재에 코팅된 박막을 피코팅기재로부터 분리하기 위해 사용되는 것이며,
상기 변형존은 상기 분리재의 두께, 구성, 형상, 상태 중 한 가지 이상이 변형을 일으키는 영역이며,
상기 박막은 피코팅기재의 표면에 코팅된 상태에서의 최대길이가 박막층 두께에 비하여 두배 이상인 것이고,
상기 수집부로 수집되는 분리재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급되고 상기 접합존에서 상기 박막과 접합되고 다시 피코팅기재로부터 분리된 후에 수집된 것이며,
상기 공급부로부터 박막과 접합하기 위해 공급된 분리재 중의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 분리재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 공급된 것이고,
상기 박막층의 두께는 0.1나노메타 이상 50미크론 이하인 것이며,
상기 수집부로 수집된 분리재 중 적어도 일부분 역시 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 용매의 개입 없이 인시츄 상태에서 수집된 것이고,
상기 접합존, 분리존, 수집부의 배열 구조는 상기 공급부로부터 출발한 분리재를 기준하면 적어도 접합존, 분리존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 구조이며,

상기 분리재는 유동성물질, 상온유동성물질, 가소성물질 중에서 선택된 일 종 이상의 물질을 포함하며 섭씨 25도에서의 포화증기압은 100토르 이하인 동시에 녹는점은 섭씨 650도 이하이며,
상기 수집부에 모아지는 수집물은 적어도 상기 분리재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 분리재를 사이에 두고 두 단 이상으로 쌓인 형태로 수집되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
분리재를 사이에 두고 박막층이 10회 이상 감긴 형태의 박막클러스터를 제조하기 위하여
상기 박막클러스터가 제조되는 진공분위기의 공간을 제공해주는 진공용기와
적어도 상기 진공용기의 내부를 진공상태로 만들어주는 진공펌핑 수단과
상기 진공용기 안에서 지정된 표면 위에 한 층 이상의 지정된 물질의 박막을 코팅하는 기능의 하나 이상의 코팅소스와
코팅소스의 주변에 설치되며 상기 박막이 코팅될 표면을 제공하는 피코팅기재와
상기 박막 및/또는 피코팅기재의 지정된 표면 위에 상기 분리재를 공급하는 분리재 공급부
적어도 상기 분리재를 수집하는 분리재 수집부와
하나 이상의 코팅소스에 의하여 상기 피코팅기재의 지정된 표면 위에 박막 코팅이 실시되는 영역의 코팅존과
분리재와 박막과 피코팅기재가 함께 접합되어 있는 접합존 및
상기 분리재가 박막과 함께 피코팅기재로부터 분리되는 영역의 분리존
적어도 지정된 기간 동안 상기 공급부와 접합존과 수집부 모두에 존재하되 적어도 공급부와 수집부에서의 두께, 구성, 형상, 상태(phase), 이동형태 중 한 가지 이상이 다른 상태로 존재하는 분리재;
상기 공급부로부터 접합존을 거쳐 수집부에 이르는 경로 중 적어도 한 곳 이상에 구비된 분리재 변형존을 포함하여 이루어지며
분리재의 이동은 공급부로부터 시작해 적어도 수집부에까지 이동하며 이동 중에 상기 피코팅기재에 코팅된 박막과 접합된 후에 상기 박막과 함께 피코팅기재와 분리되어 적어도 수집부를 포함하는 지정된 장소에서 수집되는 구성의 박막클러스터 제조장치에 있어서
적어도 지정된 시점에서상기 접합존은 분리재가 박막; 즉 피코팅기재 위에 코팅된 박막;과 접합되는 지점으로부터 상기 피코팅기재로부터 분리되기 직전의 지점까지를 포함하여 이루어지는 영역이며
상기 분리재는 상기 피코팅기재에 코팅된 박막을 피코팅기재로부터 분리하기 위해 사용되는 것이며,
상기 변형존은 상기 분리재의 두께, 구성, 형상, 상태 중 한 가지 이상이 변형을 일으키는 영역이며,
상기 박막은 피코팅기재의 표면에 코팅된 상태에서의 최대길이가 박막층 두께에 비하여 두배 이상인 것이고,
상기 수집부로 수집되는 분리재 중 적어도 일부분은 상기 공급부로부터 공급되고 상기 접합존에서 상기 박막과 접합되고 다시 피코팅기재로부터 분리된 후에 수집된 것이며,
상기 공급부로부터 박막과 접합하기 위해 공급된 분리재 중의 적어도 일부분은 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 상기 분리재 물질의 유동성을 유지하는 지정된 범위의 점도를 갖는 상태로 이동하여 인시츄 상태에서 공급된 것이고,
상기 박막층의 두께는 0.1나노메타 이상 50미크론 이하인 것이며,
상기 수집부로 수집된 분리재 중 적어도 일부분 역시 증기상태로 증착되는 과정을 거치지 않고 용매의 개입 없이 인시츄 상태에서 수집된 것이고,
상기 공급부로부터 출발한 분리재를 기준하면 적어도 접합존, 분리존, 수집부의 순서로 이동하도록 배열된 것이며,
상기 박막층은 피코팅기재에 코팅된 후에 적어도 접합존, 분리존, 수집부의 순서로 이동하도록 유도되며상기 수집부에 모아지는 수집물은 적어도 상기 분리재와 상기 박막층을 포함하는 것이고, 적어도 지정된 시점에서 상기 박막층은 분리재를 사이에 두고 10회 이상 감긴(winding)상태로 수집되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
청구항 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막층 중 일부분 이상은 적어도 2층 이상의 다른 물질을 포함하는 다층구조의 박막층임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
청구항 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막층이 증착되는 시점에서 상기 피코팅재 또는 피코팅기재의 표면이 지정된 형상으로 적어도 두 곳 이상에 3차원적으로 형성된 함몰부 및/또는 돌출부를 포함하는 형태로서 상기 박막층들 중 적어도 일부분 이상은 3차원 형상으로 형성되는 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
청구항 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피코팅재 또는 분리재는 지정된 캐리어 또는 용기의 일부분 이상에 공급된 것이며, 상기 캐리어 또는 용기는 필름이나 롤 또는 순환밸트, 드럼, 용기 중에서 선택된 양태의 것임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서 상기 코팅소스는 복수 개이고, 적어도 하나의 코팅소스는 다른 하나 이상의 코팅소스와는 다른 물질의 박막을 코팅하기 위한 것이며, 상기 박막은 적어도 둘 이상의 서로 다른 물질을 포함하는 박막임을 특징으로 하는 박막클러스터 제조장치
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서 제공되는 박막클러스터 제조장치에 의하여 제조된 것임을 특징으로 하는 박막클러스터
제10항에서 제공되는 상기 박막클러스터로부터 피코팅재 또는 분리재의 적어도 일부분을 제거하여 수득되는 것임을 특징으로 하는 박막
제11항에서 상기 박막은 주기능재M과 적어도 일 종 이상의 보조재S를 함께 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 박막
제12항에서 상기 주기능재M의 주기능은 도전기능, 자외선차단기능, 열전도기능, 광전기능, 열전기능, 촉매기능, 방식기능, 반사기능, 절연기능, 용접기능, 소결기능, 피복코팅기능 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 박막
제11항에서 상기 박막은 다층구조, 그라데이션(gradation)구조, 혼합구조 중에서 하나 이상의 구조를 포함하여 구성된 것임을 특징으로 하는 박막
제11항에서 상기 박막은 자외선 차단물질을 포함하는 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막
제11항에서 상기 박막은 무기자외선 차단물질로 이루어지는 주차단물질A와 적어도 일 종 이상의 보조재S를 함께 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막
제16항에서 상기 보조재S의 자외선 차단율은 주차단물질A의 자외선 차단율 보다 낮고 지정된 색상을 갖는 색조물질을 일 종 이상 포함하되 상기 색조물질 중 적어도 일부분은 상기 박막의 표면에 노출된 상태로 포함된 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막
제16항에서 상기 보조재S에 포함된 하나 이상의 색조물질 색상은 황색, 적색, 흑색 중 하나 이상의 색상을 포함하는 것으로서 상기 자외선차단 박막은 추가의 색조재료를 별도로 혼합하지 않더라도 지정된 색조 특성을 상기 박막 자체적으로 보유함으로써 백탁현상이 감소 또는 제거된 것임을 특징으로 하는 자외선차단 박막
제11항에서 제공되는 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자외선차단제
제11항에서 제공되는 박막을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 화장품