KR102097449B1 - Dry bonding system having interlocking structures between multiple layers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일면에 접착면을 가지는 하단 층; 및 상기 하단 층의 상기 접착면의 반대면과 인터락킹 결합에 의해 증착된 상단 층을 포함하는, 건식 접착 시스템에 관한 것이다.The present invention is a lower layer having an adhesive surface on one side; And an upper layer deposited by interlocking bonding with the opposite side of the adhesive surface of the lower layer.
Description
본 발명은, 달팽이의 다리 근육 구조가 유발하는 건식 접착 메커니즘을 모사하여 건조, 습윤, 오염 등의 다양한 상태를 가지는 패치 표면 및 접착 표면에서도 접착력의 증폭을 유도하는 미세구조가 결합된 이중 접합 건식 접착제 및 이의 사용 방법이다. The present invention is a double bond dry adhesive in which microstructures that induce amplification of adhesion on patch surfaces and adhesive surfaces having various conditions such as drying, wetting, and contamination by simulating the dry adhesion mechanism caused by the snail's leg muscle structure are combined. And how to use it.
더욱 상세하게는, 두 개의 층 또는 그 이상의 복수의 층으로 구성된 탄성 또는 점탄성 구조체가 층 간 나노/마이크로 사이즈의 인터락킹 구조로 연결되어 있을 때 패치의 표면에 유발되는 물리적 상호작용(반데르발스 힘, 흡착, 모세관 힘 등)을 이용한 건식 접착 패치 제조 기술이다.
More specifically, a physical interaction (Vanderders force) caused on the surface of a patch when an elastic or viscoelastic structure composed of two or more layers is connected by an interlocking nano / micro size interlocking structure. , Adsorption, capillary force, etc.).
접착 기술은 크게 습식 접착 기술과 건식 접착 기술로 구분된다. 습식 접착 기술은 두 표면 사이에 화학적 결합을 유도하는 화학 접착제를 사용하여 접착 상태를 구현한다. 반면 건식 접착 기술은 반데르발스 힘, 흡착, 모세관 힘 등의 물리적 상호작용을 이용하여 접착력을 유도한다. 습식 접착은 다양한 표면에 사용 가능하고, 필요한 정도에 따라 강력한 접착 강도를 나타내는 편리한 성질을 가지기 때문에 많은 연구가 되어왔고, 다양한 분야에서 응용되어 왔다.The adhesion technology is largely divided into a wet adhesion technology and a dry adhesion technology. Wet bonding technology uses a chemical adhesive that induces a chemical bond between two surfaces to achieve the bonding state. On the other hand, dry adhesion technology induces adhesion using physical interactions such as van der Waals forces, adsorption, and capillary forces. Wet adhesion has been studied a lot and has been applied in various fields because it can be used on various surfaces and has a convenient property of showing strong adhesion strength according to the required degree.
하지만 기존의 습식 접착 기술에는 다양한 한계가 존재한다. 습식 접착 기술은 본드, 풀 등에서 확인할 수 있는 바와 같이 비가역적 접착 성질을 가지며, 화학 접착제의 오염물질이 표면에 잔류하여 비가역적 오염이나 손상을 유발하기도 한다. 게다가, 화학적 결합을 유도하는 화학접착제의 특징상, 접착력의 강약을 조절하는 것이 쉽지 않고, 무엇보다 탈/부착이 불가능한 단점이 있다. 이러한 점들 때문에 습식 접착 기술은 표면 손상에 민감한 나노/마이크로구조체를 가지는 반도체 및 전자 소자 등에 적용하는 것에 한계가 있다.However, there are various limitations to the existing wet bonding technology. Wet adhesive technology has irreversible adhesive properties, as can be seen in bonds, glues, etc., and contaminants of chemical adhesives remain on the surface, causing irreversible contamination or damage. In addition, due to the characteristics of chemical adhesives that induce chemical bonds, it is not easy to control the strength and weakness of the adhesive force, and above all, there is a disadvantage that desorption / adhesion is impossible. Because of these points, wet adhesion technology is limited in application to semiconductors and electronic devices having nano / micro structures susceptible to surface damage.
이에 대한 대안으로 최근 건식 접착 기술이 각광을 받고 있다. 건식 접착 기술은 앞서 서술한 바와 같이, 물리적 상호작용을 이용하여 두 표면을 접착 상태로 유도하기 때문에, 표면에 비가역적 오염이나, 손상을 남기는 경우가 드물고, 접착력 역시 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 따라서 지난 십 수년간 다양한 건식 접착 기술이 연구되어 왔고, 새로이 발달해 왔다. As an alternative, dry adhesive technology has recently been spotlighted. As described above, the dry bonding technique induces two surfaces into an adhesive state by using a physical interaction, so that irreversible contamination or damage is rarely left on the surface, and the adhesive force can be easily adjusted. Therefore, various dry adhesive technologies have been studied and developed over the past decade.
특히, 이러한 다양한 건식 접착 기술 중 높은 효율을 보이는 건식 접착 기술들은 대부분 자연계에 존재하는 효율 높은 건식 접착 원리를 모방하여 제작된다. 그 예로는 게코 도마뱀의 발바닥을 모사한 것(Nature Materials 2, 461-463 (2003))과 딱정벌레 날개의 인터락킹 구조를 모사한 것(Adv. Mater., 2012, 24(4), 475-479) 등이 존재한다.In particular, among these various dry bonding techniques, dry adhesive techniques that show high efficiency are mostly produced by imitating the principle of efficient dry bonding existing in nature. Examples include simulating the soles of gecko lizards (Nature Materials 2, 461-463 (2003)) and the interlocking structure of beetle wings (Adv. Mater., 2012, 24 (4), 475-479). ) Etc. are present.
하지만 기존에 개발된 건식 접착 기술에도 기술적 한계가 존재한다. 그것은 기존에 개발되어 온 건식 접착 패치 기술은 패치 표면과 접착 표면의 제작된 구조체 간의 상호작용에 강력히 의존하는 것이다. 이는 건식 접착 상태를 매우 제한적인 환경에 대해서만 유발할 수 있는 한계가 존재한다. 앞서 서술한 한 게코 도마뱀의 발바닥을 모사한 건식 접착 기술의 경우, 접착 표면에 미세 입자, 용매 등이 존재하는 경우 접착력이 매우 떨어지는 문제가 있었다. 또한 딱정벌레 날개의 인터락킹 구조를 모사한 건식 접착 기술의 경우 역시, 패치 표면과 접착 표면이 모두 나노 섬모로 구성된 경우에만 건식 접착 상태를 유도할 수 있는 한계를 지녔다. 더 나아가, 기존에 개발된 건식 접착 기술은 현재 반도체 및 전자 산업에 응용하기에 수직방향의 접착력에 있어 현저히 낮은 수치를 가지는 단점을 가진다.However, there are technical limitations to the previously developed dry bonding technology. It is that the previously developed dry adhesive patch technology is strongly dependent on the interaction between the patch surface and the fabricated structure of the adhesive surface. There is a limit that can cause the dry adhesion state only for very limited environments. In the case of the dry adhesive technique simulating the sole of a gecko lizard described above, when fine particles, solvents, etc. are present on the adhesive surface, there is a problem in that the adhesive strength is very poor. In addition, in the case of the dry bonding technique simulating the interlocking structure of the beetle wing, there was a limit to induce dry bonding state only when both the patch surface and the adhesive surface were composed of nano-cilia. Furthermore, the conventionally developed dry adhesive technology has a disadvantage in that it has a significantly lower numerical value in the vertical adhesive force for application in the semiconductor and electronic industries.
따라서 건조, 습윤, 오염 등 다양한 패치 표면 및 접착 표면에서 강력한 접착력을 구현할 수 있으며 탈/부착이 용이한 가역적인 건식 접착 패치의 개발이 강력하게 요구되어 왔다.
Therefore, a strong adhesive force can be realized on various patch surfaces, such as drying, wetting, and contamination, and development of a reversible dry adhesive patch that is easy to detach / adhesive has been strongly demanded.
본 발명에서 제안하는 건식 접착 기술은 패치 표면에 존재하는 다양한 모양과 크기의 구조체 기술에 기반한다. 본 발명은 지금까지 패치 표면 구조에 의존해 왔던 건식 접착 기술의 한계에서 벗어나 내부에 다양한 모양과 크기의 구조체를 가지는 패치를 제작하고, 패치 내부의 구조체를 이용하여 다양한 패치 표면 및 접착표면에서 접착력을 증감시키는 방법을 제시한다.
The dry adhesion technique proposed in the present invention is based on the structure technology of various shapes and sizes present on the patch surface. The present invention devised from the limitations of the dry adhesive technology that has relied on the patch surface structure so far to produce patches having structures of various shapes and sizes inside, and increases or decreases the adhesive force on various patch surfaces and adhesive surfaces using the structures inside the patch. How to order.
일 측면으로서, 본 발명은 일면에 접착면을 가지는 하단 층; 및 상기 하단 층의 상기 접착면의 반대면과 인터락킹 결합에 의해 증착된 상단 층을 포함하는, 건식 접착 시스템을 제공한다.In one aspect, the present invention is a bottom layer having an adhesive surface on one side; And an upper layer deposited by interlocking bonding with the opposite side of the adhesive surface of the lower layer.
상기 인터락킹 결합이란, 두 층의 표면에 형성된 구조물 간의 맞물림 및 엉킴 등과 같은 결합에 따른 결합을 의미한다.The interlocking bonding means bonding according to bonding such as interlocking and entanglement between structures formed on the surfaces of two layers.
상기 하단 층 및 상기 상단 층은 스트레스에 따른 변형률이 다름을 특징으로 한다. 본 발명은 인터락킹 결합에 의해 결합된 두 층이, 패치의 탈착 행위 또는 부탁된 면의 움직임 등에 의해 발생되는 스트레스에 따라, 각각 다른 변형률로 국소적으로 변함에 따른 접착면에 형성되는 다수의 국소적 변형 또는 접착 대상과의 공간 형성 등에 의해 건식 접착이 증가됨을 특징으로 하는 기술이다.The lower layer and the upper layer are characterized by different strains due to stress. In the present invention, the two layers joined by the interlocking bond are formed on a plurality of topical areas formed on the adhesive surfaces as they are locally changed at different strains according to stress generated by the detachment action of the patch or the movement of the requested surface. It is a technology characterized by an increase in dry adhesion due to red deformation or formation of a space with an adhesion object.
상기 하단 층은 상기 상단 층에 비해 스트레스에 따른 변형률이 큼을 특징으로 한다. 하단 층이 상단 층에 비해 더 유연하고 변형률이 크면, 외부의 스트레스에 의해 접착면에의 다수의 국소적 변형 또는 공간이 잘 발생되어, 건식 접착의 효율을 더욱 높이게 된다. 특히, 탈착 방향의 힘 또는 부착대상의 움직임 등에 대해 접착력을 오래 유지하도록 한다.The lower layer is characterized in that the strain according to stress is greater than the upper layer. When the lower layer is more flexible and has a larger strain than the upper layer, a number of local deformations or spaces on the adhesive surface are generated due to external stress, thereby further increasing the efficiency of dry adhesion. In particular, the adhesive force is maintained for a long time against the detachment force or the movement of the attachment object.
상기 하단 층은 상기 상단 층에 비해 유연한 재질로 이뤄짐을 특징으로 한다.The lower layer is characterized by being made of a flexible material compared to the upper layer.
상기 인터락킹은, 상기 하단 층의 상기 반대면에 형성된 양각 또는 음각 구조물과, 상기 양각 또는 음각 구조물에 각각 맞물리도록 구성된 상기 상단 층에 형성된 음각 또는 양각 구조물의 맞물림에 의해 이뤄짐을 특징으로 한다.The interlocking is characterized in that the interlocking is achieved by engagement of an embossed or embossed structure formed on the opposite side of the lower layer, and an embossed or embossed structure formed on the upper layer configured to interlock with the embossed or embossed structure, respectively.
상기 양각 구조물을 포함하는 층은 상기 음각 층을 포함하는 층에 비해 스트레스에 따른 변형률이 큼을 특징으로 한다. 양각층이 변형률이 크면, 외부의 스트레스에 의해 접착면에의 다수의 국소적 변형 또는 공간이 잘 발생되어, 건식 접착의 효율을 더욱 높이게 된다. 특히, 탈착 방향의 힘 또는 부착대상의 움직임 등에 대해 접착력을 오래 유지하도록 한다.The layer including the embossed structure is characterized in that the strain according to stress is greater than the layer including the intaglio layer. When the strain of the embossed layer is large, a number of local deformations or spaces on the adhesive surface are well generated by external stress, thereby further increasing the efficiency of dry adhesion. In particular, the adhesive force is maintained for a long time against the detachment force or the movement of the attachment object.
상기 하단 층의 양각 또는 음각과 상기 상단 층의 음각 또는 양각 간의 측면 계면에 화학 접착제를 추가로 포함함을 특징으로 한다. 화학접착제에 의해 인터락킹의 결합력을 높여 건식 접착의 효율을 높일 수 있다. 특히, 측면 계면에의 접착으로 건식 패치의 스트레스에 따른 접착면의 변형 및 상기 접착면의 공간 형성을 더욱 용이하게 할 수 있다.It characterized in that it further comprises a chemical adhesive at the side interface between the embossed or intaglio of the bottom layer and the embossed or embossed of the top layer. The bonding strength of the interlocking can be increased by a chemical adhesive to increase the efficiency of dry bonding. In particular, the adhesion to the side interface can further facilitate the deformation of the adhesion surface due to the stress of the dry patch and the space formation of the adhesion surface.
상기 양각 또는 음각 구조물의 직경은 102 ㎚ 내지 102 ㎛ 임을 특징으로 한다.The embossed or intaglio structure has a diameter of 10 2 nm to 10 2 μm.
상기 접착면에 양각 또는 음각 구조물을 추가로 포함함을 특징으로 한다. 상기 접착면에 형성된 양각 또는 음각 구조물의 직경은 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 임을 특징으로 한다.It characterized in that it further comprises an embossed or intaglio structure on the adhesive surface. The diameter of the embossed or intaglio structure formed on the adhesive surface is characterized in that it is 1 μm to 10 μm.
상기 상단 및 하단 층은 탄성체 또는 점탄성 고체 및 점탄성 유체로 제작될 수 있음을 특징으로 하며, 상기 상단 및 하단 층은 PDMS(Poly dimethyl siloxane), PUA(Poly urethane acrylate), PS(Poly silicon), PVA(Poly vinyl alcohol), PU(Poly urethane), 및 PEG(poly ethylene glycol)를 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 한다. The upper and lower layers are characterized by being made of an elastic body or a viscoelastic solid and a viscoelastic fluid, and the upper and lower layers are poly dimethyl siloxane (PDMS), poly urethane acrylate (PUA), poly silicon (PS), PVA (Poly vinyl alcohol), PU (Poly urethane), and is characterized in that it is selected from the group containing PEG (poly ethylene glycol).
다른 측면으로서, 본 발명은, 건식 접착 시스템을 포함하는 피부 접착 패치를 제공한다. 상기 피부 접착 패치는 상처 습윤 드레싱제임을 특징으로 한다.
In another aspect, the present invention provides a skin adhesive patch comprising a dry adhesive system. The skin adhesive patch is characterized by being a wound wet dressing agent.
본 발명은 기존에 보고되지 않은 새로운 메커니즘에 기반한 건식 접착 기술을 제공한다. 따라서 본 발명에서 제공하는 메커니즘에 기반하여 새로운 건식 접착 기술이 개발되는 계기가 될 것이다. 또한 본 발명은 기존에 시도되지 않은 다양한 패치표면 및 접착 표면 상태에서의 건식 접착 기술을 제공한다.The present invention provides a dry adhesion technique based on a new mechanism not previously reported. Therefore, it will be an opportunity to develop a new dry adhesive technology based on the mechanism provided by the present invention. In addition, the present invention provides a dry adhesive technique in various patch surfaces and adhesive surface states that have not been tried before.
본 발명에 의해 제공된 새로운 건식 접착 기술은 다양한 표면에서의 제어된 접착력, 접착 후 내구성, 탈부착 반복성, 대면적 제조 여부, 표면 오염 및 자극 등의 과제를 해결하는데 결정적인 계기로 작용할 수 있으며 또한 건식 접착 패치의 실용화에 크게 기여할 수 있다.
The new dry adhesion technology provided by the present invention can act as a decisive factor in solving the problems of controlled adhesion on various surfaces, durability after adhesion, repeatability of detachment, large area preparation, surface contamination and irritation, and also a dry adhesion patch It can greatly contribute to the practical use of.
도 1은 달팽이 모사 기반 건식 접착 패치 기술이 적용된 다층 건식 접착 패치의 대략적 모식도이다.
도 2는 본 발명의 인터락킹 구조체로 사용될 수 있는 다양한 모습의 구조체를 예시하는 도면이다.
도 3은 상기 하단 층의 밑면(접착면)의 예시적인 모식도이다.
도 4는 본 발명의 건식 접착 패치의 건조, 습윤 및 오염 환경에서 접착력 증폭 현상을 확인하기 위한 실험의 결과이다.
도 5는 본 발명의 건식 접착 패치의 맞물리는 인터락킹 구조체의 형태에 따른 접착력의 변화를 확인하기 위하여 다양한 구조체의 종횡 비(AR)에서 표면 접착력을 측정한 실험의 결과이다.
도 6은 본 발명의 건식 접착 패치의 두께 비(TR) 의존성을 확인하기 위하여 다양한 두께에서의 접착력을 측정한 실험의 결과이다.
도 7은 인터락킹 구조의 단면이며, 인터락킹 구조의 D(지름), AR(종회 비: 높이/지름), SR(공간 비: 간격/지름), 및 TR(두께 비: 최 하단 층 두께/높이)의 정의를 보여주는 도면이다.1 is a schematic diagram of a multi-layer dry adhesive patch to which a snail-based dry adhesive patch technique is applied.
2 is a view illustrating a structure of various shapes that can be used as the interlocking structure of the present invention.
3 is an exemplary schematic view of the underside (adhesive surface) of the lower layer.
4 is a result of an experiment for confirming the adhesion amplification phenomenon in the dry, wet and contaminated environment of the dry adhesive patch of the present invention.
5 is a result of an experiment of measuring the surface adhesion at the aspect ratio (AR) of various structures in order to confirm the change in adhesion according to the shape of the interlocking structure of the interlocking structure of the dry adhesive patch of the present invention.
6 is a result of an experiment in which adhesive strength at various thicknesses was measured to confirm the dependence of the thickness ratio (TR) of the dry adhesive patch of the present invention.
7 is a cross-section of the interlocking structure, D (diameter), AR (final ratio: height / diameter), SR (space ratio: gap / diameter), and TR (thickness ratio: bottom layer thickness / of the interlocking structure) Height).
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be applied to various changes and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual for clarity of the present invention.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. 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, elements or combinations thereof described in the specification, one or more other features or numbers. It should be understood that it does not preclude the existence or addition possibility of steps, steps, elements, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
본 발명은 달팽이의 다리 근육 구조가 유발하는 건식 접착 메커니즘을 모사하여 건조, 습윤, 오염 등의 다양한 상태를 가지는 패치 표면 및 접착 표면에서 접착력의 증폭을 유도하는 미세구조가 결합된 이중 접합 건식 접착제 및 이의 사용 방법이다. 더욱 상세하게는, 두 개의 층 또는 그 이상의 복수의 층으로 구성된 탄성, 점탄성 구조체가 층 간 나노/마이크로 사이즈의 인터락킹 구조로 연결되어 있을 때 패치의 표면에 유발되는 물리적 상호작용(반데르발스 힘, 흡착, 모세관 힘 등)을 이용한 건식 접착 패치 제조 기술이다The present invention simulates the dry adhesion mechanism caused by the snail's leg muscle structure, and double-bond dry adhesives that combine microstructures that induce amplification of adhesion on patch surfaces and adhesive surfaces having various states such as drying, wetting, and contamination, and This is how it is used. More specifically, the physical interaction caused by the surface of the patch when the elastic, viscoelastic structure composed of two or more layers of multiple layers of nano / micro size interlocking structure is connected (Vanderder's force) , Adsorption, capillary force, etc.) dry adhesive patch manufacturing technology
본 발명의 달팽이 모사 기반 건식 접착 패치 제작 기술은, 패치 내부에 존재하는 두 개 또는 그 이상의 층을 다양한 형태의 구조체를 이용하여 결합시켜 패치 내부에 스트레스 상태를 조절하고, 이를 이용하여 패치 표면에 앞서 서술한 다양한 물리적 상호작용을 유도, 표면의 접착력의 증감을 제어하는 다층 구조 건식 접착 유도 기술을 제공한다.The snail simulant-based dry adhesive patch fabrication technology of the present invention uses two or more layers present inside the patch to combine the various types of structures to control the stress state inside the patch, and uses it to precede the patch surface. Provides a multilayer structure dry adhesion induction technique that induces various physical interactions described and controls the increase or decrease of the adhesion of the surface.
도 1은 달팽이 모사 기반 건식 접착 패치 기술이 적용된 다층 건식 접착 패치의 대략적 모식도이다. 1 is a schematic diagram of a multi-layer dry adhesive patch to which a snail-based dry adhesive patch technique is applied.
본 발명의 다층 건식 접착 패치는 일면에 음각이 형성된 상단 층(110) 및 상기 음각에 맞물리게 구성되는 양각이 일면에 형성된 하단 층(120)을 포함한다. 상기 하단 층의 아랫면(122)이 접착이 되는 면이다. The multi-layer dry adhesive patch of the present invention includes an
상기 양각과 음각의 결합은 맞물린 형태로 인터락킹 되어 있다. 이때의 구조체는 인터락킹 상태를 유지할 수 있는 모든 종류의 구조체가 가능하다. 구체적으로 도 2에서 예시되는 바와 같이, 삼각, 사각, 오각, … , n각, 원형태의 밑면을 가지는 대칭 필라 또는 홀이 되거나, 삼각 사각 오각, … , n각, 원형의 밑면을 가지는 피라미드 또는 역 피라미드 상을 가지는 필라 또는 홀 등을 포함하며 이러한 구조를 포함하거나 변형, 이동시켜 개량한 다른 구조들을 포함할 수 있다.The combination of the embossed and intaglio is interlocked in a meshed form. The structure at this time can be any kind of structure that can maintain the interlocking state. Specifically, as illustrated in Figure 2, triangular, square, pentagon,… , n-angle, symmetrical pillars or holes having a circular base, or triangular square pentagons,. , n-angle, a pyramid having a circular bottom, or a pillar or hole having an inverted pyramid image, and other structures improved by including, modifying, or moving such a structure.
각 층은 동일하거나 다른 탄성체 또는 점탄성 고체 및 점탄성 유체로 제작될 수 있으며 PDMS(Poly dimethyl siloxane), PUA(Poly urethane acrylate), PS(Poly silicon), PVA(Poly vinyl alcohol), PU(Poly urethane), PEG(poly ethylene glycol) 등을 포함한다. 바람직하게는 상기 접착면을 가지는 상기 하단 층은 상기 상단 층에 비해 더욱 유연한 재질로 이뤄져 있으며, 상기 상단 층은 상기 하단 층에 비해 더욱 단단한 재질로 이뤄져 있다.Each layer can be made of the same or different elastomers or viscoelastic solids and viscoelastic fluids.Poly dimethyl siloxane (PDMS), poly urethane acrylate (PUA), poly silicon (PS), poly vinyl alcohol (PVA), poly urethane (PU) , PEG (poly ethylene glycol) and the like. Preferably, the bottom layer having the adhesive surface is made of a more flexible material than the top layer, and the top layer is made of a more rigid material than the bottom layer.
접착이 되는 면인 상기 하단 층의 밑면은 민무늬(즉, 평평한 면)일 수도 있고, 선택적으로 건식 접착력을 더욱 높이기 위해, 도 3에서 예시하는 바와 같이, 건식 접착 구조물이 추가로 포함될 수 있다. 즉, 상기 하단 층의 밑면은 다양한 구조체를 포함할 수 있으며, 이때의 구조체는 상기 인터락킹 구조에 의해 상기 하단 층의 밑면에 유발되는 건식 접착 효과를 유지하기 위하기 위해 그 크기가 각각 10μm 이하가 되어야 한다. 도 3에서 제시된 상기 하단 층 밑면에 존재하는 구조체는 굴곡이 있거나 거칠기를 가지는 표면에 긴밀한 접촉을 유도하는 기능을 가지며, 이때의 구조체 형태는 특정 형태에 한정되는 것이 아니며, 예를 들어, 도 2에서 제공하는 모든 형태의 구조체 및 이러한 구조를 포함하거나 변형, 개량시킨 구조들을 포함한다. 또한 이 접착면에 형성된 건식 구조체는 양각인 경우, 도 3에서와 같이 양각의 상단에 빨판 챔버를 포함하여 접착력을 높일 수 있다.The bottom surface of the lower layer, which is the surface to be adhered, may be a fine pattern (ie, a flat surface), and optionally, to further increase dry adhesion, as illustrated in FIG. 3, a dry adhesion structure may be additionally included. That is, the bottom surface of the bottom layer may include various structures, wherein the structure has a size of 10 μm or less, respectively, in order to maintain a dry adhesion effect caused on the bottom surface of the bottom layer by the interlocking structure. Should be. The structure present at the bottom of the bottom layer shown in FIG. 3 has a function of inducing close contact with a surface having a bend or roughness, and the structure form at this time is not limited to a specific form, for example, in FIG. 2 All types of structures provided and structures including, modifying, or improving these structures are included. In addition, when the dry structure formed on the adhesive surface is embossed, as shown in FIG. 3, the sucker chamber may be included at the top of the embossing to increase adhesion.
본 발명의 패치는 상단 층과 하단 층간의 인터락킹 맞물림 구조에 의해 상기 하단 층의 접착면에 수직 방향 건식 접착 능력을 증폭 및 제어하는 효과를 제공한다. 도 3에서 선택적으로 적용되는 구조는, 패치의 밑면의 전단 방향 건식 접착 능력을 증폭 및 제어하는 효과를 제공한다. 증폭 효과는 건조, 습윤 및 오염(수분, 알코올, 오일 등) 환경 하에서 유도되며, 소재 제어를 통해 더욱 증폭될 수 있다. 또한 다양한 재료 (실리콘, 유리, 금속 박막 등), 또는 형태 (요철 구조 등)를 가지는 접착 표면에 대해서도 그 증폭 성질을 유지한다.
The patch of the present invention provides an effect of amplifying and controlling the vertical dry adhesion ability to the adhesive surface of the lower layer by the interlocking engagement structure between the upper layer and the lower layer. The structure selectively applied in FIG. 3 provides an effect of amplifying and controlling the dry adhesion ability in the shear direction of the underside of the patch. The amplification effect is induced in a dry, wet and polluted (moisture, alcohol, oil, etc.) environment, and can be further amplified through material control. It also maintains its amplification properties for adhesive surfaces having various materials (silicon, glass, metal thin films, etc.) or shapes (such as uneven structures).
본 발명의 건식 접착 패치의 건조, 습윤 및 오염 환경에서 접착력 증폭 현상을 확인하기 위하여 실험을 진행하였다. 건조한 상태 및 물, 알코올, 오일에 오염된 상태의 4가지의 접착 표면 상태에 대하여, 내부에 맞물리는 인터락킹 구조가 있는 본 발명의 달팽이 모사 패치(Slug Patch)와 인터락킹 구조가 없는 평면 패치(flat Patch)의 접착력 실험을 진행하였다. 본 발명의 달팽이 모사 패치에서, 이의 맞물리는 인터락킹 구조체는 도 7에서 예시되는 바와 같이, "D(지름)=30μm, AR(종회 비: 높이/지름)=3, SR(공간 비: 간격/지름)=1, TR(두께 비: 최 하단 층 두께/높이)=8"로 제작하였다. 이의 하단 층의 재질은 실리콘을 제작하였고, 상단 층의 재질은 폴리우레탄으로 제작하였으면, 하단 층이 상단 층에 비해 유연하도록 하였다. 대조군으로서의 인터락킹 구조가 없는 평면 패치는 본 발명의 하단 층과 동일 한 재질로 하였고, 크기도 본 발명의 패치와 동일한 두께 및 너비를 갖도록 제작하였다. 실험결과 도 4에서 확인되는 바와 같이, 달팽이 모사 건식 접착 패치에서 최소 9배에서 최대 20배까지의 접착력 증폭 현상을 확인하였다. The experiment was conducted to confirm the amplification of adhesion in the dry, wet and contaminated environment of the dry adhesive patch of the present invention. For the four adhesive surface states in a dry state and contaminated with water, alcohol, and oil, the snail sim patch of the present invention having an interlocking structure interlocked therein and a flat patch without an interlocking structure ( flat patch) was conducted. In the snail mimic patch of the present invention, its interlocking structure, as illustrated in FIG. 7, "D (diameter) = 30μm, AR (initial ratio: height / diameter) = 3, SR (space ratio: spacing / Diameter) = 1, TR (thickness ratio: bottom layer thickness / height) = 8 ". When the material of the lower layer was made of silicone, and the material of the upper layer was made of polyurethane, the lower layer was made more flexible than the upper layer. The flat patch without the interlocking structure as a control was made of the same material as the bottom layer of the present invention, and the size was also made to have the same thickness and width as the patch of the present invention. As shown in FIG. 4, the adhesion amplification phenomenon from a minimum of 9 times to a maximum of 20 times in the snail simulant dry adhesive patch was confirmed.
본 발명의 건식 접착 패치의 맞물리는 인터락킹 구조체의 형태에 따른 접착력의 변화를 확인하기 위하여 다양한 구조체의 종횡 비(AR)에서 표면 접착력을 측정 실험을 진행하였다. 접착 표면은 건조한 상태와 오일에 오염된 상태에 대하여 실험을 진행하였다. 도 5에서 확인되는 바와 같이, 실험결과 구조체의 AR이 감소할수록 표면에 접착력이 증가함을 확인하였다. 이때 맞물리는 인터락킹 구조체 및 하단 층은 AR을 제외하고는 모두 “D=30μm, SR=1, TR=8”의 상태였다.In order to confirm the change in the adhesive force according to the shape of the interlocking structure of the interlocking structure of the dry adhesive patch of the present invention, an experiment was performed to measure the surface adhesive force at the aspect ratio (AR) of various structures. The adhesive surface was tested for dryness and oil contamination. As can be seen in Figure 5, as a result of the experiment, it was confirmed that the adhesive strength on the surface increased as the AR of the structure decreased. At this time, the interlocking structure and the lower layer interlocked were all in a state of “D = 30 μm, SR = 1, TR = 8” except AR.
본 발명의 건식 접착 패치의 두께 비(TR) 의존성을 확인하기 위하여 다양한 두께에서의 접착력을 측정하는 실험을 진행하였다. 이때 접착 표면은 건조한 상태와 오일에 오염된 상태에 대하여 실험을 진행하였다. 도 6에서 확인되는 바와 같이 TR을 제어하여 접착력의 증감을 100~300%까지 제어할 수 있음을 확인하였다. 이때 맞물리는 인터락킹 구조체는 모두 “D= 30μm, AR= 3, SR=1”의 상태였다.
In order to confirm the dependence of the thickness ratio (TR) of the dry adhesive patch of the present invention, an experiment was conducted to measure the adhesive force at various thicknesses. At this time, the adhesive surface was tested for a dry state and a state contaminated with oil. As shown in FIG. 6, it was confirmed that TR can be controlled to control the increase or decrease of the adhesive force to 100 to 300%. At this time, all of the interlocking structures interlocked were in a state of “D = 30 μm, AR = 3, SR = 1”.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art to which the present application pertains will understand that it is possible to easily modify to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. 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.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present application is indicated by the claims, which will be described later, rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be interpreted to be included in the scope of the present application.
Claims (14)
상기 인터락킹 결합면과 인터락킹된 증착된 상단 층을 포함하고,
상기 인터락킹은, 상기 하단 층의 인터락킹 결합면에 형성된 양각 또는 음각 구조물과, 상기 양각 또는 음각 구조물에 각각 맞물리도록 구성된 상기 상단 층에 형성된 음각 또는 양각 구조물의 맞물림에 의해 이뤄짐을 특징으로 하고,
상기 인터락킹 결합면의 반대면인 상기 접착면에 의해 접착되는,
건식 접착 시스템.
A bottom layer having an adhesive surface and an interlocking bonding surface that is opposite to the adhesive surface; And
And a deposited top layer interlocked with the interlocking engagement surface,
The interlocking is characterized in that it is achieved by interlocking an embossed or embossed structure formed on the interlocking engagement surface of the lower layer, and an embossed or embossed structure formed on the top layer configured to interlock with the embossed or embossed structure, respectively.
Bonded by the adhesive surface, which is the opposite side of the interlocking bonding surface,
Dry adhesion system.
상기 하단 층 및 상기 상단 층은 스트레스에 따른 변형률이 다름을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
The lower layer and the upper layer is characterized in that the strain is different according to the stress,
Dry adhesion system.
상기 하단 층은 상기 상단 층에 비해 스트레스에 따른 변형률이 큼을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
The lower layer is characterized in that the strain according to the stress is greater than the upper layer,
Dry adhesion system.
상기 하단 층은 상기 상단 층에 비해 유연한 재질로 이뤄짐을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
The lower layer is characterized by being made of a flexible material compared to the upper layer,
Dry adhesion system.
상기 양각 구조물을 포함하는 층은 상기 음각 구조물을 포함하는 층에 비해 스트레스에 따른 변형률이 큼을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
The layer comprising the embossed structure is characterized in that the strain according to stress is greater than the layer containing the embossed structure,
Dry adhesion system.
상기 하단 층의 양각 또는 음각과 상기 상단 층의 음각 또는 양각 간의 측면 계면에 화학 접착제를 추가로 포함함을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that it further comprises a chemical adhesive at the side interface between the embossed or engraved of the bottom layer and the engraved or embossed of the top layer,
Dry adhesion system.
상기 양각 또는 음각 구조물의 직경은 1 ㎛ 내지 102 ㎛ 임을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that the diameter of the embossed or intaglio structure is 1 μm to 10 2 μm,
Dry adhesion system.
상기 접착면에 양각 또는 음각 구조물을 추가로 포함함을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
Characterized in that it further comprises an embossed or intaglio structure on the adhesive surface,
Dry adhesion system.
상기 접착면에 형성된 양각 또는 음각 구조물의 직경은 1 ㎛ 내지 10 ㎛ 임을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
The method of claim 8,
Characterized in that the diameter of the embossed or engraved structure formed on the adhesive surface is 1 μm to 10 μm,
Dry adhesion system.
상기 상단 및 하단 층은 탄성체 또는 점탄성 고체 및 점탄성 유체로 제작될 수 있음을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
The upper and lower layers are characterized by being made of an elastic body or a viscoelastic solid and a viscoelastic fluid,
Dry adhesion system.
상기 상단 및 하단 층은 PDMS(Poly dimethyl siloxane), PUA(Poly urethane acrylate), PS(Poly silicon), PVA(Poly vinyl alcohol), PU(Poly urethane), 및 PEG(poly ethylene glycol)를 포함하는 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는,
건식 접착 시스템.
According to claim 1,
The upper and lower layers include a group containing polydimethyl siloxane (PDMS), poly urethane acrylate (PUA), poly silicon (PS), poly vinyl alcohol (PVA), poly urethane (PU), and polyethylene glycol (PEG). Characterized in that selected from,
Dry adhesion system.
A skin adhesion patch comprising the dry adhesion system according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 12.
상기 피부 접착 패치는 상처 습윤 드레싱제임을 특징으로 하는,
피부 접착 패치.The method of claim 13,
The skin adhesive patch is characterized in that the wound wet dressing agent,
Skin adhesive patch.
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|---|---|---|---|
| KR1020170090532A KR102097449B1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Dry bonding system having interlocking structures between multiple layers |
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