KR20200082902A - Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same - Google Patents

Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same Download PDF

Info

Publication number
KR20200082902A
KR20200082902A KR1020180173935A KR20180173935A KR20200082902A KR 20200082902 A KR20200082902 A KR 20200082902A KR 1020180173935 A KR1020180173935 A KR 1020180173935A KR 20180173935 A KR20180173935 A KR 20180173935A KR 20200082902 A KR20200082902 A KR 20200082902A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
micro
nozzle
electrostatic spray
nozzle array
base layer
Prior art date
Application number
KR1020180173935A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102210817B1 (en
Inventor
이승섭
정지훈
최형수
마병인
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020180173935A priority Critical patent/KR102210817B1/en
Publication of KR20200082902A publication Critical patent/KR20200082902A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102210817B1 publication Critical patent/KR102210817B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/16Arrangements for supplying liquids or other fluent material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/02Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C39/026Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles characterised by the shape of the surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

The present invention relates to a micro nozzle array comprising: a base layer including at least one or more holes; and at least one or more micro nozzles each enclosing the at least one or more holes from the base layer, and protruding from a region having a predetermined thickness, wherein the thickness becomes thinner in a direction protruding from a portion in contact with the base layer.

Description

피라미드 구조의 마이크로 노즐 어레이 및 이를 포함하는 정전분무 시스템{Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same}Micro-pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same

마이크로 노즐 어레이 및 이를 포함하는 정전분무 시스템에 관한 것이다.It relates to a micro-nozzle array and an electrostatic spraying system comprising the same.

본 발명은 실내 공기 청정 및 가습 분야의 기술로 세부적으로는 해당 제품에 직접적으로 사용되어 정전분무를 이용해 물 미세 액적을 분무 및 제어하는 기술을 다루고 있다. 산업적으로 많이 사용되고 있는 필터 방식 공기청정 시스템과 달리 본 발명은 하전된 물 액적 특성을 이용해 미세먼지 집진과 공기 중 부유 세균을 살균할 수 있는 정전분무 공기청정 가습 시스템을 적용 대상으로 하고 있다. 정전분무 공기청정 가습 시스템은 필터를 사용하지 않기 때문에 주기적 교체, 소음, 에너지 손실, 2차 유해물질 발생과 같은 문제없이 효율적인 공기청정이 가능한 장점이 있지만, 물 정전분무의 어려움, 노즐 어레이의 안정적 정전분무 어려움, 물 액적 제어 어려움으로 인해 상용적인 공기청정 시스템으로 효과적으로 구현하기 어려웠다.The present invention is a technology in the field of indoor air cleaning and humidification, and is specifically used directly in a corresponding product to deal with a technique of spraying and controlling water droplets using electrostatic spraying. Unlike the filter type air cleaning system that is widely used in industry, the present invention is applied to an electrostatic spray air cleaning humidification system capable of sterilizing fine dust dust and airborne bacteria in the air by using charged water droplet characteristics. Since the electrostatic spray air cleaning humidification system does not use a filter, it has the advantage of efficient air cleaning without problems such as periodic replacement, noise, energy loss, and generation of secondary harmful substances, but it is difficult to spray water electrostatically and stable power failure of the nozzle array Due to difficulty in spraying and difficulty in controlling water droplets, it was difficult to effectively implement it with a commercial air cleaning system.

물(Deionized water 기준)은 다른 유체에 비해 높은 전기전도도(120 μS/m와 표면장력(0.072 N/m)을 갖고 있기 때문에 일반적인 분무 노즐에서는 매우 제한적인 조건에서만 안정적인 정전분무 현상을 얻을 수 있으며, 안정된 정전분무 현상이라 하더라도 방전을 수반한 불안정한 형태를 이룰 가능성이 크다. 안정적인 정전분무가 이루어려면 직경이 수십 마이크로미터 수준으로 소형화된 비전도성/소수성 재질의 노즐이 필요하다는 사실이 알려져 있지만 제작 공정이 매우 까다롭고 분무되는 액적의 양도 급격하게 줄어드는 문제가 있다. Since water (based on deionized water) has higher electrical conductivity (120 μS/m and surface tension (0.072 N/m)) than other fluids, it is possible to obtain a stable electrostatic spray phenomenon under very limited conditions in a typical spray nozzle. Even if it is a stable electrostatic spray phenomenon, it is highly likely to form an unstable form with discharge.It is known that a stable electrostatic spray requires a nozzle of a non-conductive/hydrophobic material with a diameter of several tens of micrometers. It is very difficult and there is a problem that the amount of droplets to be sprayed is rapidly reduced.

정전분무의 저유량 문제를 해결하기 위해 다수의 미세 노즐을 연속적으로 배치하는 접근들(어레이)이 여러 연구 사례를 통해 확인할 수 있다. 어레이 형식의 정전분무의 경우 각각의 노즐에서 전기장을 끝단에 균일하게 형성시키는 것이 매우 중요하나, 이를 위해서는 높은 정밀도로 제작된 노즐이 필요하며 배치된 전극의 배치 및 인가하는 전압 또한 신중히 고려해야하므로 실질적으로 성공한 사례가 매우 드물다. 또한 대부분의 기존 연구들에서 사용된 노즐 어레이는 포토리소그래피, 건식 식각, 레이저 가공 등 일회성 공정을 통해 제작되어 효율성이 매우 떨어진다. In order to solve the low flow problem of electrostatic spraying, approaches (arrays) in which a number of fine nozzles are continuously arranged can be confirmed through several research cases. In the case of the electrostatic spray of the array type, it is very important to uniformly form the electric field at each end of each nozzle, but for this, a nozzle manufactured with high precision is required, and the arrangement and applied voltage of the placed electrode must also be carefully considered, so it is practical Very few successful cases. In addition, the nozzle array used in most of the existing studies is manufactured through a one-time process such as photolithography, dry etching, and laser processing, so efficiency is very low.

한편, 정전분무 노즐 및 이의 제조방법과 관련하여 한국등록특허 제10-1822927호는 마이크로 노즐 어레이, 그 제조 방법 및 마이크로 노즐 어레이를 이용한 공기 청정 장치가 개시되어 있으며, 원기둥 형태로 돌출되어 형성된 마이크로 노즐을 포함하는 마이크로 노즐 어레이가 개시되었다.On the other hand, in relation to the electrostatic spray nozzle and its manufacturing method, Korean Patent Registration No. 10-1822927 discloses a micro nozzle array, an air cleaning device using the manufacturing method and a micro nozzle array, and a micro nozzle formed by protruding in a cylindrical shape Disclosed is a micro nozzle array comprising a.

한국등록특허 제10-1822927호Korean Registered Patent No. 10-1822927

본 발명의 일 측면에서의 목적은 정전분무의 핵심 부품인 마이크로 노즐 어레이의 여러 단점을 보완하고 효율적인 정전분무가 가능한 마이크로 노즐 어레이를 제공하는 데 있다.An object of one aspect of the present invention is to provide a micro-nozzle array capable of supplementing various disadvantages of the micro-nozzle array, which is a core component of electrostatic spraying, and enabling efficient electrostatic spraying.

본 발명의 다른 측면에서의 목적은 정전분무의 핵심 부품인 마이크로 노즐 어레이를 높은 수율로 양산하기 위한 금형 기반의 제조 공정을 제공하는 데 있다.An object of another aspect of the present invention is to provide a mold-based manufacturing process for mass-producing a micro-nozzle array, which is a core component of electrostatic spraying, with high yield.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention

적어도 1개 이상의 홀을 포함하는 베이스 층; 및A base layer comprising at least one hole; And

상기 베이스 층으로부터 상기 적어도 1개 이상의 홀을 각각 둘러싸며 소정의 두께의 영역이 돌출되어 형성되되, 상기 두께가 베이스 층과 접하는 부분에서 돌출된 방향으로 갈수록 얇아지는 형태인 적어도 1개 이상의 마이크로 노즐;을 포함하는 마이크로 노즐 어레이가 제공된다.At least one micro-nozzle surrounding each of the at least one hole from the base layer and protruding a region of a predetermined thickness, wherein the thickness becomes thinner in a direction protruding from a portion in contact with the base layer; A micro-nozzle array is provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

a) 기판에 비등방성 식각을 수행하여 상기의 마이크로 노즐 어레이의 마이크로 노즐에 대응하는 형태를 형성하는 단계;a) performing anisotropic etching on the substrate to form a shape corresponding to the micro nozzle of the micro nozzle array;

b) 기판 상에 감광제를 증착한 후, 마이크로 노즐의 홀이 형성되도록 감광제를 패터닝하는 단계;b) after depositing the photoresist on the substrate, patterning the photoresist so that a hole in the micro nozzle is formed;

c) 상기 감광제가 패터닝된 기판에 금속을 충진하여 마스터(master)를 준비하는 단계;c) preparing a master by filling a metal with the photosensitive agent patterned on the substrate;

d) 상기 마스터에 금속을 충진하여 금속 금형을 준비하는 단계;d) filling the master with metal to prepare a metal mold;

e) 상기 금속 금형에 고분자를 충진하여 마이크로 노즐 어레이를 제조하는 단계;를 포함하는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법이 제공된다.e) filling the metal mold with a polymer to produce a micro-nozzle array; a method for manufacturing a micro-nozzle array is provided.

나아가, 본 발명의 다른 일 측면에서Furthermore, in another aspect of the present invention

유체 공급부; 전원 공급부; 정전분무 액적 생성부; 및 대항전극을 포함하는 정전 분무 시스템으로, 상기 정전분무 액적 생성부는 상기의 마이크로 노즐 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템이 제공된다.Fluid supply; Power supply; Electrostatic spray droplet generation unit; And an electrostatic spray system including a counter electrode, wherein the electrostatic spray droplet generating unit includes the micro nozzle array.

더욱 나아가, 본 발명의 또 다른 측면에서Furthermore, in another aspect of the present invention

유체 공급부; 전원 공급부; 정전분무 액적 생성부; 및 대항전극을 포함하는 정전 분무 시스템으로, 상기 정전분무 액적 생성부는 상기의 마이크로 노즐 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템을 포함하는 가습 살균기가 제공된다.Fluid supply; Power supply; Electrostatic spray droplet generation unit; And an electrostatic spraying system including a counter electrode, wherein the electrostatic spray droplet generating unit includes the micro-nozzle array, and a humidifying sterilizer including the electrostatic spraying system.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이는 초소형 피라미드 구조의 노즐을 가짐으로써 기존의 어레이 시스템에서 문제되었던 전기장 누화 현상에 구애받지 않고 안정적이고 효율적인 정전분무가 가능하다.The micro-nozzle array provided in one aspect of the present invention has a small-sized pyramid-shaped nozzle, so stable and efficient electrostatic spraying is possible regardless of the electric field crosstalk problem that has been problematic in the existing array system.

또한, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법은 초소형 피라미드 노즐 어레이를 쉽게 제작할 수 있는 금속 금형 기반 공정을 제시하여 정전분무 소재의 양산화가 가능하다.In addition, the manufacturing method of the micro-nozzle array provided in another aspect of the present invention is capable of mass-production of the electrostatic spray material by presenting a metal mold-based process that can easily manufacture an ultra-small pyramid nozzle array.

도 1은 정전분무 원리를 나타낸 모식도이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어레이의 구조를 나타낸 모식도이고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어레이의 제조방법을 나타낸 개략도이고;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 노즐 어레이를 전자 주사 현미경(SEM)으로 관찰한 사진이고;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 시스템을 나타낸 모식도이고;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전분무 시스템의 정전분무 액적 생성부를 나타낸 모식도이다.
1 is a schematic view showing the principle of electrostatic spraying;
2 is a schematic view showing the structure of a micro nozzle array according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic view showing a method of manufacturing a micro-nozzle array according to an embodiment of the present invention;
4 is a photograph observed by an electron scanning microscope (SEM) of a micro nozzle array according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic view showing an electrostatic spraying system according to an embodiment of the present invention;
6 is a schematic view showing an electrostatic spray droplet generation unit of an electrostatic spray system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the contents described in the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the exemplary embodiments. The same reference numerals in each drawing denote members that perform substantially the same function.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The objects and effects of the present invention may be naturally understood or more apparent by the following description, and the objects and effects of the present invention are not limited only by the following description. In addition, in the description of the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명의 일 측면에서In one aspect of the invention

적어도 1개 이상의 홀을 포함하는 베이스 층(110); 및A base layer 110 including at least one hole; And

상기 베이스 층으로부터 상기 적어도 1개 이상의 홀을 각각 둘러싸며 소정의 두께의 영역이 돌출되어 형성되되, 상기 두께가 베이스 층과 접하는 부분에서 돌출된 방향으로 갈수록 얇아지는 형태인 적어도 1개 이상의 마이크로 노즐(120);을 포함하는 마이크로 노즐 어레이(100)가 제공된다.At least one micro nozzle that surrounds the at least one or more holes from the base layer and is formed by protruding an area of a predetermined thickness, and is gradually thinner in a direction protruding from a portion in contact with the base layer ( 120); is provided.

이하, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이(100)에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the micro-nozzle array 100 provided in one aspect of the present invention will be described in detail.

먼저, 도 1에 나타낸 바와 같은 정전분무의 원리를 설명한다. 정전분무는 미세 노즐로 공급되는 액체에 높은 전기장을 인가하여 액체의 표면변화 특성을 이용해 액체를 미립화(Atomization)시키는 기술이다. 정전분무는 인가되는 전압, 유량, 액체의 표면장력, 전기전도도, 공급 유량 등에 의해 다양한 분무 특성이 존재하는데, 그 중 안정적으로 미세 액적을 분무 할 수 있는 Cone jet 모드 정전분무가 가장 많이 활용된다. Cone jet 모드 정전분무는 액체의 표면장력과 외부 전기력의 상호작용을 통해 만들어진 Taylor cone 끝단 jet에 의한 1차 미립화, Rayleigh 분열 현상으로 인한 2차 미립화를 통해 분무 노즐 크기의 수십~수백 배 작은 크기의 미세 액적을 생성할 수 있다. 따라서 수십 마이크로미터 크기의 노즐을 사용하게 되면 수백 나노미터 크기의 액적을 얻을 수 있게 되며, 정전분무 특성 상 노즐의 직경이 감소할수록 Cone jet 모드 정전분무 개시전압이 감소하기 때문에 돌출된 방향으로 갈수록 얇아지는 뿔대 형상의 마이크로 노즐 어레이를 사용할 경우 보다 더 안정적인 분무가 가능하다.First, the principle of electrostatic spraying as shown in FIG. 1 will be described. Electrostatic spraying is a technology that applies a high electric field to a liquid supplied to a fine nozzle to atomize the liquid using the surface change characteristics of the liquid. The electrostatic spray has various spray characteristics depending on the applied voltage, flow rate, surface tension of the liquid, electrical conductivity, supply flow rate, etc. Among them, the Cone jet mode electrostatic spray capable of stably spraying fine droplets is most used. Cone jet mode electrostatic spray is tens to hundreds of times smaller than the spray nozzle size through the primary atomization by the Taylor cone end jet created through the interaction of the surface tension of the liquid with external electric force, and the secondary atomization due to the Rayleigh splitting phenomenon. Fine droplets can be produced. Therefore, if a nozzle with a size of several tens of micrometers is used, droplets having a size of hundreds of nanometers can be obtained. Due to the electrostatic spraying characteristics, as the diameter of the nozzle decreases, the onset voltage of the electro-ejection spray decreases. More stable spraying is possible than using a micro-nozzle array of paper cone shape.

도 2에는 본 발명의 일 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이(100)의 일례를 나타낸 모식도이다.2 is a schematic view showing an example of a micro-nozzle array 100 provided in one aspect of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이(100)는 베이스 층(110) 및 적어도 1개 이상의 마이크로 노즐(120)을 포함할 수 있다. 또한, 마이크로 노즐 어레이(100)는 복수의 기둥(130)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the micro-nozzle array 100 provided in one aspect of the present invention may include a base layer 110 and at least one micro-nozzle 120. In addition, the micro-nozzle array 100 may further include a plurality of pillars 130.

상기 베이스 층(110)은 복수의 홀(hole)이 형성되어 있다. 또한, 베이스 층에는 복수의 마이크로 노즐(120)이 돌출 형성될 수 있다. 베이스 층에 형성된 복수의 홀은 복수의 마이크로 노즐에 형성된 홀과 연결될 수 있다. 즉, 베이스 층의 일면에서 공급되는 유체는 베이스 층의 복수의 홀을 통과하고 복수의 마이크로 노즐을 통과하여 베이스 층의 타면으로 방출될 수 있다.The base layer 110 is formed with a plurality of holes (holes). In addition, a plurality of micro nozzles 120 may be protruded on the base layer. The plurality of holes formed in the base layer may be connected to the holes formed in the plurality of micro nozzles. That is, the fluid supplied from one surface of the base layer may be discharged to the other surface of the base layer through a plurality of holes in the base layer and through a plurality of micro nozzles.

또한, 상기 적어도 1개 이상의 마이크로 노즐(120)은 상기 베이스 층(110)으로부터 복수의 홀 각각을 둘러싸는 기설정된 소정의 두께의 영역이 돌출되어 형성될 수 있다. 이러한 복수의 마이크로 노즐은 매트릭스 형태로 배열되어 베이스 층으로부터 돌출될 수 있다. 상기 마이크로 노즐은 베이스 층으로부터 돌출되어 액적을 미립화하는 데 유리할 뿐만 아니라, 안정적으로 액적을 분무하는 데 유리하다. 예를 들어, 복수의 마이크로 노즐이 구비된 베이스 층을 이용하는 경우 노즐 없이 복수의 홀만 형성된 베이스 층을 이용하는 경우보다 액적을 더 작게 형성할 수 있다. In addition, the at least one micro-nozzle 120 may be formed by protruding an area of a predetermined predetermined thickness surrounding each of the plurality of holes from the base layer 110. The plurality of micro nozzles may be arranged in a matrix form and protrude from the base layer. The micro-nozzle is advantageous not only for protruding the droplets by protruding from the base layer, but also for stably spraying the droplets. For example, when using a base layer provided with a plurality of micro-nozzles, droplets can be formed smaller than when using a base layer formed only of a plurality of holes without a nozzle.

이때, 상기 마이크로 노즐(120)의 두께는 베이스 층과 접하는 부분에서부터 돌출된 방향으로 갈수록 얇아지는 형태로, 다각 뿔대, 원뿔대 등의 뿔대 형태일 수 있다. 바람직한 일례로, 도 2에 나타낸 바와 같이 사각 뿔대(초소형 피라미드 구조)일 수 있다. 도 2를 참조하면, 상기 마이크로 노즐은 돌출되는 방향으로 경사진 구조를 가질 수 있으며, 중심에 베이스 층의 홀과 연결되는 관통부를 가질 수 있다. At this time, the thickness of the micro-nozzle 120 becomes thinner in the direction protruding from the portion in contact with the base layer, and may be in the form of horns such as polygonal horns or cones. As a preferred example, as shown in Figure 2 may be a square horn (miniature pyramid structure). Referring to FIG. 2, the micro nozzle may have a structure inclined in a protruding direction, and may have a through portion connected to a hole in the base layer at the center.

또한, 상기 마이크로 노즐(120)의 외경은 베이스 층(110)과 접하는 부분에서 돌출된 방향으로 갈수록 작아지며, 상기 마이크로 노즐의 내경은 동일한 것일 수 있다. 결과적으로, 상기 마이크로 노즐은 외경과 내경 사이의 간격이 축소된 것일 수 있다.In addition, the outer diameter of the micro-nozzle 120 becomes smaller in a direction protruding from a portion in contact with the base layer 110, and the inner diameter of the micro-nozzle may be the same. As a result, the distance between the outer diameter and the inner diameter of the micro nozzle may be reduced.

나아가, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 마이크로 노즐 어레이(100)는 총 61개의 노즐이 정육각형 배열로 일정하게 배치된 것일 수 있다. 상기 마이크로 노즐 간의 간격은 1 mm 내지 3 mm일 수 있고, 1.5 mm 내지 2.5 mm일 수 있으며, 2 mm일 수 있다.Furthermore, as shown in FIG. 2, in the micro-nozzle array 100, a total of 61 nozzles may be regularly arranged in a regular hexagonal arrangement. The distance between the micro nozzles may be 1 mm to 3 mm, may be 1.5 mm to 2.5 mm, and may be 2 mm.

상기 마이크로 노즐(120)의 구조는 노즐의 외경과 내경의 간격을 최소화하기 위해 고안된 구조로 노즐의 직경 감소와 밀접한 연관이 있다. 수학식 1은 외경

Figure pat00001
, 내경
Figure pat00002
을 가지는 원통 구조 노즐의 Cone jet 모드 개시전압을 나타낸 식이다.The structure of the micro-nozzle 120 is designed to minimize the gap between the outer diameter and the inner diameter of the nozzle, and is closely related to the reduction in the diameter of the nozzle. Equation 1 is the outer diameter
Figure pat00001
, Inner diameter
Figure pat00002
Cone jet mode starting voltage of a cylindrical structure nozzle having a formula.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

(상기 수학식 1에서

Figure pat00004
은 Cone jet 모드 개시전압,
Figure pat00005
는 표면장력,
Figure pat00006
는 진공에서의 유전율,
Figure pat00007
는 노즐과 접지 극과의 거리를 나타낸다.)(In Equation 1 above
Figure pat00004
Is Cone jet mode start voltage,
Figure pat00005
Is the surface tension,
Figure pat00006
Is the dielectric constant in vacuum,
Figure pat00007
Indicates the distance between the nozzle and the ground pole.)

동일한 내경을 가진 노즐이라면 외경이 작을수록 낮은 Cone jet 모드 개시전압을 얻을 수 있지만, 일반적인 원통 구조에서는 얇은 벽을 형성하기 때문에 구현이 어렵다. 하지만, 본 발명에서 제공하는 특별한 구조의 마이크로 노즐은 해당 문제에 구속되지 않기 때문에 외경과 내경의 간격을 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.If the nozzle has the same inner diameter, the smaller the outer diameter, the lower the start voltage of the Cone jet mode can be, but in a typical cylindrical structure, it is difficult to implement because it forms a thin wall. However, the micro-nozzle having a special structure provided by the present invention has an advantage of minimizing the distance between the outer diameter and the inner diameter because it is not restricted to the problem.

또한, 상기 마이크로 노즐 어레이(100)는 상기 1개 이상의 마이크로 노즐(120)들 사이에서 상기 마이크로 노즐이 돌출된 방향과 동일한 방향으로 상기 베이스 층(110)으로부터 돌출된 복수의 기둥(130)을 포함할 수 있다.In addition, the micro-nozzle array 100 includes a plurality of pillars 130 protruding from the base layer 110 in the same direction in which the micro-nozzles protrude between the one or more micro-nozzles 120. can do.

상기 복수의 기둥(130)은 복수의 마이크로 노즐(120)보다 돌출된 길이가 짧으며, 정전분무 시에 복수의 마이크로 노즐 각각을 통해 방출되는 액적이 마이크로 노즐 어레이(100)에 붙는 것을 방지할 수 있다.The plurality of pillars 130 have a shorter protruding length than the plurality of micro nozzles 120, and can prevent droplets discharged through each of the plurality of micro nozzles from sticking to the micro nozzle array 100 during electrostatic spraying. have.

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

a) 기판에 비등방성 식각을 수행하여 상기의 마이크로 노즐 어레이의 마이크로 노즐에 대응하는 형태를 형성하는 단계;a) performing anisotropic etching on the substrate to form a shape corresponding to the micro nozzle of the micro nozzle array;

b) 기판 상에 감광제를 증착한 후, 마이크로 노즐의 홀이 형성되도록 감광제를 패터닝하는 단계;b) after depositing the photoresist on the substrate, patterning the photoresist so that a hole in the micro nozzle is formed;

c) 상기 감광제가 패터닝된 기판에 금속을 충진하여 마스터(master)를 준비하는 단계;c) preparing a master by filling a metal with the photosensitive agent patterned on the substrate;

d) 상기 마스터에 금속을 충진하여 금속 금형을 준비하는 단계;d) filling the master with metal to prepare a metal mold;

e) 상기 금속 금형에 고분자를 충진하여 마이크로 노즐 어레이를 제조하는 단계;를 포함하는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법이 제공된다.e) filling the metal mold with a polymer to produce a micro-nozzle array; a method for manufacturing a micro-nozzle array is provided.

이때, 도 3에 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 금속 금형 기반의 마이크로 노즐 어레이의 제조방법의 흐름을 개략도로 나타내었으며,At this time, the flow of the manufacturing method of the micro-nozzle array based on the metal mold provided in another aspect of the present invention is shown in FIG.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a micro-nozzle array provided in another aspect of the present invention will be described in detail with each step with reference to FIG. 3.

먼저, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법은 a) 기판에 비등방성 식각을 수행하여 상기의 마이크로 노즐 어레이의 마이크로 노즐에 대응하는 형태를 형성하는 단계를 포함한다.First, a method of manufacturing a micro nozzle array provided in another aspect of the present invention includes a) performing anisotropic etching on a substrate to form a shape corresponding to the micro nozzle of the micro nozzle array.

구체적으로, 상기 단계 a)는 a-1) 기판 상에 실리콘 나이트라이드를 형성하는 단계; a-2) 상기 실리콘 나이트라이드 상에 제1항의 마이크로 노즐 어레이의 마이크로 노즐에 대응하는 형태를 형성하기 위해 감광제를 패터닝하는 단계; a-3) 비등방성 식각을 수행하는 단계; 및 a-4) 패터닝된 감광제를 마스크로 하여 RIE(reactive ion etching) 공정을 수행해 실리콘을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다. 더욱 상세하게는, 실리콘 나이트라이드가 증착된 실리콘 기판(실리콘 웨이퍼) 상부에 감광제를 도포한 후 UV로 패터닝하여 RIE 공정을 위한 마스크를 형성하고, 이후 RIE 공정을 수행하여 표면의 감광제를 제거함과 동시에 실리콘 나이트라이드 일부를 제거함으로써 비등방성 식각을 위한 구멍을 형성한다. 이후, 실리콘 기판의 깊이 방향으로 40 ㎛ 내지 60 ㎛ 비등방성 식각을 수행할 수 있다. 또한, a-5) 실리콘 나이트라이드를 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Specifically, the step a) is a-1) forming a silicon nitride on the substrate; a-2) patterning a photosensitive agent on the silicon nitride to form a shape corresponding to the micronozzle of the micronozzle array of claim 1; a-3) performing anisotropic etching; And a-4) removing silicon by performing a reactive ion etching (RIE) process using the patterned photoresist as a mask. In more detail, after applying a photosensitive agent on the silicon substrate (silicon wafer) on which silicon nitride is deposited, patterning with UV to form a mask for the RIE process, and then performing the RIE process to remove the photosensitive agent on the surface at the same time By removing a portion of the silicon nitride, holes for anisotropic etching are formed. Thereafter, anisotropic etching of 40 μm to 60 μm may be performed in a depth direction of the silicon substrate. In addition, a-5) removing the silicon nitride; may further include.

다음으로, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법은 b) 기판 상에 감광제를 증착한 후, 마이크로 노즐의 홀이 형성되도록 감광제를 패터닝하는 단계를 포함한다.Next, a method of manufacturing a micro nozzle array provided in another aspect of the present invention includes b) depositing a photoresist on a substrate, and then patterning the photoresist so that holes in the micro nozzles are formed.

구체적으로, 상기 단계 b)를 수행하기 전에 기판 상에 금속을 증착하는 단계를 더 포함하고, 상기 단계 b)를 수행하고 난 후에 패터닝된 감광제에 금속을 증착하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 금속은 크롬 및 구리일 수 있다.Specifically, the method may further include depositing a metal on the substrate before performing step b), and further comprising depositing the metal on the patterned photoresist after performing step b). The metal may be chromium and copper.

또한, 상기 단계 b)는 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 깊이를 가지는 홀이 형성되도록 감광제를 패터닝하는 것일 수 있고, 80 ㎛ 내지 150 ㎛의 깊이를 가지는 홀이 형성되도록 감광제를 패터닝하는 것일 수 있다.In addition, the step b) may be patterning the photosensitive agent so that a hole having a depth of 50 μm to 200 μm is formed, or patterning the photosensitive agent so that a hole having a depth of 80 μm to 150 μm is formed.

나아가, 상기 단계 b)를 수행하기 전에 복수의 기둥이 형성될 영역을 감광제로 패터닝하는 단계; 및 패터닝된 감광제를 마스크로 하여 RIE 공정을 이용해 실리콘을 제거하는 단계;를 더 포함하여 복수의 기둥 영역을 형성할 수 있다.Further, before performing step b), patterning a region in which a plurality of pillars are to be formed is patterned with a photosensitizer; And removing silicon using a patterned photoresist as a mask using an RIE process to further form a plurality of pillar regions.

구체적으로, 감광제 패터닝과 RIE 공정을 통해 실리콘 기판에 마이크로 노즐을 제외한 영역에 복수의 원형 구멍을 형성함으로써 추후 소수성 표면을 가진 마이크로 노즐 어레이를 제작할 수 있다. 이후 크롬과 구리를 차례로 증착한 후 THB 계열의 음성 감광제를 UV를 이용해 패터닝을 하여 100 ㎛ 높이의 기둥을 형성한다. 이후, 크롬과 구리를 한번 더 증착한다.Specifically, a micronozzle array having a hydrophobic surface can be fabricated later by forming a plurality of circular holes in a region excluding the micronozzle on the silicon substrate through photoresist patterning and RIE process. Subsequently, after chromium and copper are sequentially deposited, THB-based negative photoresist is patterned using UV to form a column having a height of 100 μm. Thereafter, chromium and copper are deposited once more.

다음으로, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법은 c) 상기 감광제가 패터닝된 기판에 금속을 충진하여 마스터(master)를 준비하는 단계를 포함한다.Next, a method of manufacturing a micro-nozzle array provided in another aspect of the present invention includes c) preparing a master by filling the patterned substrate with a metal.

상기 금속은 니켈일 수 있다.The metal may be nickel.

구체적으로, 니켈로 1차 전주 도금을 수행하여 마스터를 제조할 수 있다.Specifically, the master may be manufactured by performing primary electroforming with nickel.

다음으로, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법은 d) 상기 마스터에 금속을 충진하여 금속 금형을 준비하는 단계를 포함한다.Next, the manufacturing method of the micro-nozzle array provided in another aspect of the present invention includes a step of preparing a metal mold by filling the master with metal.

상기 금속은 니켈일 수 있다.The metal may be nickel.

구체적으로, 니켈로 2차 전주 도금을 수행하여 스탬프인 금속 금형을 준비할 수 있다. 이는, 마이크로 노즐 어레이의 양산을 위한 금속 금형으로 사용될 수 있다.Specifically, it is possible to prepare a metal mold as a stamp by performing secondary electroforming with nickel. It can be used as a metal mold for mass production of micro nozzle arrays.

다음으로, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법은 e) 상기 금속 금형에 고분자를 충진하여 마이크로 노즐 어레이를 제조하는 단계를 포함한다.Next, a method of manufacturing a micro-nozzle array provided in another aspect of the present invention includes the step of e) filling the metal mold with a polymer to produce a micro-nozzle array.

상기 고분자는 열경화성 폴리머일 수 있으며, 폴리디메틸실록산(PDMS)일 수 있다.The polymer may be a thermosetting polymer or polydimethylsiloxane (PDMS).

구체적으로, 상기 금속 금형에 PDMS와 같은 열경화성 폴리머를 주조(casting)하고, 이를 금형과 분리시키면 비전도성 재질의 마이크로 노즐 어레이를 제조할 수 있다.Specifically, casting a thermosetting polymer such as PDMS to the metal mold and separating it from the mold can produce a micro-nozzle array of non-conductive material.

도 4를 참조하면, 마이크로 노즐 어레이의 제작 결과를 확인할 수 있다. 마이크로 노즐 어레이의 마이크로 노즐은 사각 뿔대 형상의 노즐과 일정한 간격을 두고 이에 인접해있는 다수의 원기둥으로 이루어져 있다. 가로 130 ㎛, 세로 130 ㎛의 하단면과 50 ㎛의 구멍을 가진 노즐이 50 ㎛ 높이로 돌출 형성되어 있으며 사각 뿔대의 경사면은 수평면에 대해 54.74도 기울어져 있다. 이는 실리콘 기판을 비등방성 식각함에 따른 <100>면과 <111>면 사이의 경사각을 나타낸다. 노즐에 인접한 직경 13 ㎛, 높이 20 ㎛인 원기둥들은 마이크로 노즐 어레이의 소수성 표면을 위해 설계된 구조이다. 이와 같은 원기둥들을 표면에 배열시킴으로써 액적이 노즐 표면에 형성되는 것을 방지할 수 있고 최종적으로 안정적인 정전분무를 가능하게 한다. Referring to Figure 4, it can be confirmed the manufacturing result of the micro-nozzle array. The micro-nozzle of the micro-nozzle array is composed of a number of cylinders adjacent to each other at regular intervals from the square-shaped nozzle. A nozzle having a bottom surface of 130 μm in width and 130 μm in length and a hole of 50 μm protrudes to a height of 50 μm, and the inclined surface of the square horn is also inclined 54.74 degrees with respect to the horizontal surface. This represents the inclination angle between the <100> plane and the <111> plane according to the anisotropic etching of the silicon substrate. Cylinders with a diameter of 13 μm and a height of 20 μm adjacent to the nozzle are structures designed for the hydrophobic surface of the micronozzle array. By arranging such cylinders on the surface, droplets can be prevented from forming on the nozzle surface, and finally a stable electrostatic spraying is possible.

또한, 본 발명의 다른 일 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

유체 공급부(1100); 전원 공급부(1200); 정전분무 액적 생성부(1300); 및 대항전극(1400)을 포함하는 정전 분무 시스템(1000)으로,A fluid supply 1100; A power supply 1200; Electrostatic spray droplet generation unit 1300; And the electrostatic spraying system 1000 comprising a counter electrode (1400),

상기 정전분무 액적 생성부(1300)는 상기의 마이크로 노즐 어레이(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템(1000)이 제공된다.The electrostatic spray droplet generating unit 1300 is provided with an electrostatic spray system 1000, characterized in that it comprises the micro-nozzle array 100.

도 5를 참조하면, 유체 공급부(1100), 양극 고전압 전원 공급부(1210) 및 음극 고전압 전원 공급부(1220)를 포함하는 전원 공급부(1200), 정전분무 액적 생성부(1300) 및 대항 전극(1400)으로 이루어진 정전분무 시스템을 보여준다. 또한, 릴레이(1500)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the power supply unit 1200 including the fluid supply unit 1100, the positive electrode high voltage power supply unit 1210, and the negative electrode high voltage power supply unit 1220, the electrostatic spray droplet generation unit 1300, and the counter electrode 1400. It shows the electrostatic spray system consisting of. In addition, the relay 1500 may be further included.

상기 유체 공급부(1100)는 균일한 유량으로 유체, 예를 들어 물을 공급할 수 있는 시린지 펌프일 수 있다. The fluid supply unit 1100 may be a syringe pump capable of supplying fluid, for example, water at a uniform flow rate.

도 6을 참조하면, 상기 정전분무 액적 생성부(1300)에는 유체 저장 탱크(1310); 상기 유체 저장 탱크 상부를 덮는 상부 덮개(1320); 상기 유체 저장 탱크 하부에 위치하는 하부 덮개(1330); 및 상기 하부 덮개 하단에 위치하는 마이크로 노즐 어레이(100)를 포함할 수 있다. 또한, 마이크로 노즐 어레이 하부로 추출판(1340)을 더 포함할 수 있다. 상기 추출판은 전원 공급부와 접지 가능하며, 정전분무 시스템에 추출판을 포함함으로써 전기장 누화 문제와 공간전화 문제를 완화시킬 수 있다.Referring to FIG. 6, the electrostatic spray droplet generation unit 1300 includes a fluid storage tank 1310; An upper cover 1320 covering the upper portion of the fluid storage tank; A lower cover 1330 located under the fluid storage tank; And it may include a micro-nozzle array 100 located at the bottom of the lower cover. In addition, the extraction plate 1340 may be further included under the micro nozzle array. The extraction plate can be grounded with a power supply, and by including the extraction plate in the electrostatic spraying system, an electric field crosstalk problem and a space phone problem can be alleviated.

나아가, 상기 마이크로 노즐 어레이를 비롯해 시린지 펌프로부터 공급되는 유체를 저장하는 탱크는 유체를 밀폐할 수 있는 여러 덮개(상부 덮개, 하부 덮개), 오링(O-ring) 및 볼트 등을 포함할 수 있다. 상기 추출판은 초소형 피라미드 노즐 어레이와 정밀하게 정렬되어 노즐 간의 전기장 누화(Cross talk)문제와 대전된 액적들에 의한 공간 전하(Space charge) 형성을 완화시킬 수 있다. 하전된 액적이 다시 추출판으로 회귀하는 현상을 방지하기 위해 추출판 아래에 액적의 반대 극성으로 대항 전극이 설치되며 인가되는 전압에 따라 액적의 확산 정도를 제어할 수 있다. 상기 대항전극은 상기 정전분무 액적 생성부의 마이크로 노즐 어레이로부터 이격되어 배치될 수 있다.Further, the tank for storing the fluid supplied from the syringe pump, including the micro-nozzle array, may include various covers (upper cover, lower cover), O-rings, and bolts capable of sealing the fluid. The extraction plate is precisely aligned with the microscopic pyramid nozzle array to alleviate the electric field crosstalk problem between nozzles and the formation of space charge caused by charged droplets. In order to prevent the phenomenon that the charged droplets return to the extraction plate again, counter electrodes are installed with the opposite polarity of the droplets under the extraction plate, and the diffusion degree of the droplets can be controlled according to the applied voltage. The counter electrode may be disposed spaced apart from the micro nozzle array of the electrostatic spray droplet generation unit.

나아가, 본 발명의 또 다른 측면에서Furthermore, in another aspect of the present invention

유체 공급부; 전원 공급부; 정전분무 액적 생성부; 및 대항전극을 포함하는 정전 분무 시스템으로, Fluid supply; Power supply; Electrostatic spray droplet generation unit; And the electrostatic spray system comprising a counter electrode,

상기 정전분무 액적 생성부는 제1항의 마이크로 노즐 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템을 포함하는 가습 살균기가 제공된다.The electrostatic spray droplet generating unit is provided with a humidifying sterilizer comprising an electrostatic spray system characterized in that it comprises the micro-nozzle array of claim 1.

본 발명의 다른 일 측면에서 제공되는 정전 분무 시스템을 통해 생성된 물 나노 액적은 미세먼지 집진 기능과 미생물 살균 기능을 수행할 수 있다. 이는 액적이 전하를 가지고 있는 특성 때문에 비롯된 것으로, 이에 따라 공기 중 미세먼지를 하전시켜 집진판으로 끌어 들이는 기능 및 전하이동 혹은 라디칼을 통한 살균 기능이 수행될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 정전분무 시스템이 포함된 가습살균기를 제공할 수 있다.Water nano droplets generated through the electrostatic spray system provided in another aspect of the present invention may perform a fine dust collection function and a microbial sterilization function. This is due to the property that the droplet has a charge, and accordingly, the function of charging fine dust in the air and drawing it into the dust collecting plate and sterilizing function through charge transfer or radical can be performed. Through this, it is possible to provide a humidifying sterilizer including the electrostatic spray system of the present invention.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains understand that various modifications are possible within the limits of the embodiments described above without departing from the scope of the present invention. will be. Therefore, the scope of rights of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by any modified or modified form derived from the claims and equivalent concepts as well as the claims described below.

100: 마이크로 노즐 어레이
110: 베이스 층
120: 마이크로 노즐
130: 기둥
1000: 정전분무 시스템
1100: 유체 공급부
1200: 전원 공급부
1210: 양극 고전압 전원 공급부
1220: 음극 고전압 전원 공급부
1300: 정전분무 액적 생성부
1310: 유체 저장 용기
1320: 상부 덮개
1330: 하부 덮개
1340: 추출판
1400: 대항 전극
1500: 릴레이
100: micro nozzle array
110: base layer
120: micro nozzle
130: pillar
1000: electrostatic spraying system
1100: fluid supply
1200: power supply
1210: anode high voltage power supply
1220: cathode high voltage power supply
1300: electrostatic spray droplet generation unit
1310: fluid storage container
1320: top cover
1330: lower cover
1340: extraction
1400: counter electrode
1500: relay

Claims (13)

적어도 1개 이상의 홀을 포함하는 베이스 층; 및
상기 베이스 층으로부터 상기 적어도 1개 이상의 홀을 각각 둘러싸며 소정의 두께의 영역이 돌출되어 형성되되, 상기 두께가 베이스 층과 접하는 부분에서 돌출된 방향으로 갈수록 얇아지는 형태인 적어도 1개 이상의 마이크로 노즐;을 포함하는 마이크로 노즐 어레이.
A base layer comprising at least one hole; And
At least one micro-nozzle surrounding each of the at least one hole from the base layer and protruding from a region having a predetermined thickness, wherein the thickness becomes thinner in a direction protruding from a portion in contact with the base layer; Micro nozzle array comprising a.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 노즐은 뿔대 형태인 것을 특징으로 하는 마이크로 노즐 어레이.
According to claim 1,
The micro-nozzle is a micro-nozzle array, characterized in that the horn shape.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 노즐의 외경은 베이스 층과 접하는 부분에서 돌출된 방향으로 갈수록 작아지며, 상기 마이크로 노즐의 내경은 동일한 것을 특징으로 하는 마이크로 노즐 어레이.
According to claim 1,
The micro-nozzle array is characterized in that the outer diameter of the micro-nozzle becomes smaller in a direction protruding from a portion in contact with the base layer, and the inner diameter of the micro-nozzle is the same.
제1항에 있어서,
상기 마이크로 노즐 어레이는,
상기 1개 이상의 마이크로 노즐들 사이에서 상기 마이크로 노즐이 돌출된 방향과 동일한 방향으로 상기 베이스 층으로부터 돌출된 복수의 기둥을 포함하여 소수성 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로 노즐 어레이.
According to claim 1,
The micro nozzle array,
The micro-nozzle array comprising a plurality of pillars protruding from the base layer in the same direction as the direction in which the micro-nozzles protrude between the one or more micro-nozzles.
a) 기판에 비등방성 식각을 수행하여 제1항의 마이크로 노즐 어레이의 마이크로 노즐에 대응하는 형태를 형성하는 단계;
b) 기판 상에 감광제를 증착한 후, 마이크로 노즐의 홀이 형성되도록 감광제를 패터닝하는 단계;
c) 상기 감광제가 패터닝된 기판에 금속을 충진하여 마스터(master)를 준비하는 단계;
d) 상기 마스터에 금속을 충진하여 금속 금형을 준비하는 단계;
e) 상기 금속 금형에 고분자를 충진하여 마이크로 노즐 어레이를 제조하는 단계;를 포함하는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법.
a) performing anisotropic etching on the substrate to form a shape corresponding to the micro-nozzle of the micro-nozzle array of claim 1;
b) after depositing the photoresist on the substrate, patterning the photoresist so that a hole in the micro nozzle is formed;
c) preparing a master by filling a metal with the photosensitive agent patterned on the substrate;
d) filling the master with metal to prepare a metal mold;
e) manufacturing a micro-nozzle array by filling the metal mold with a polymer.
제5항에 있어서,
상기 단계 a)는,
a-1) 기판 상에 실리콘 나이트라이드를 형성하는 단계;
a-2) 상기 실리콘 나이트라이드 상에 제1항의 마이크로 노즐 어레이의 마이크로 노즐에 대응하는 형태를 형성하기 위해 감광제를 패터닝하는 단계;
a-3) 비등방성 식각을 수행하는 단계; 및
a-4) 패터닝된 감광제를 마스크로 하여 RIE(reactive ion etching) 공정을 수행해 실리콘을 제거하는 단계;를 포함하는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법.
The method of claim 5,
Step a) is,
a-1) forming silicon nitride on a substrate;
a-2) patterning a photosensitive agent on the silicon nitride to form a shape corresponding to the micronozzle of the micronozzle array of claim 1;
a-3) performing anisotropic etching; And
a-4) removing silicon by performing a reactive ion etching (RIE) process using the patterned photoresist as a mask.
제5항에 있어서,
상기 단계 b)를 수행하기 전에 기판 상에 금속을 증착하는 단계를 더 포함하고, 상기 단계 b)를 수행하고 난 후에 패터닝된 감광제에 금속을 증착하는 단계를 더 포함하는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법.
The method of claim 5,
The method further comprises depositing a metal on the substrate before performing step b), and further comprising depositing the metal on the patterned photoresist after performing step b).
제5항에 있어서,
상기 단계 b)는 50 ㎛ 내지 200 ㎛의 깊이를 가지는 홀이 형성되도록 감광제를 패터닝하는 것을 특징으로 하는 마이크로 노즐 어레이의 제조방법.
The method of claim 5,
The step b) is a manufacturing method of a micro-nozzle array, characterized in that the photoresist is patterned to form a hole having a depth of 50 μm to 200 μm.
유체 공급부; 전원 공급부; 정전분무 액적 생성부; 및 대항전극을 포함하는 정전 분무 시스템으로,
상기 정전분무 액적 생성부는 제1항의 마이크로 노즐 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템.
Fluid supply; Power supply; Electrostatic spray droplet generation unit; And the electrostatic spray system comprising a counter electrode,
The electrostatic spray droplet generating unit comprising the micro-nozzle array of claim 1.
제9항에 있어서,
상기 정전분무 액적 생성부는,
유체 저장 탱크;
상기 유체 저장 탱크 상부를 덮는 상부 덮개;
상기 유체 저장 탱크 하부에 위치하는 하부 덮개; 및
상기 하부 덮개 하단에 위치하는 마이크로 노즐 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템.
The method of claim 9,
The electrostatic spray droplet generation unit,
Fluid storage tanks;
An upper cover covering the upper portion of the fluid storage tank;
A lower cover located under the fluid storage tank; And
Electrostatic spray system comprising a micro-nozzle array located at the bottom of the lower cover.
제9항에 있어서,
상기 대항전극은 상기 정전분무 액적 생성부의 마이크로 노즐 어레이로부터 이격되어 배치되는 정전 분무 시스템.
The method of claim 9,
The counter electrode is an electrostatic spray system that is disposed spaced apart from the micro nozzle array of the electrostatic spray droplet generation unit.
제9항에 있어서,
상기 정전분무 액적 생성부는 전원 공급부와 접지 가능한 추출판을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템.
The method of claim 9,
The electrostatic spray droplet generating unit comprises an electrostatic spray system characterized in that it comprises a power supply and a groundable extraction plate.
유체 공급부; 전원 공급부; 정전분무 액적 생성부; 및 대항전극을 포함하는 정전 분무 시스템으로,
상기 정전분무 액적 생성부는 제1항의 마이크로 노즐 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전 분무 시스템을 포함하는 가습 살균기.
Fluid supply; Power supply; Electrostatic spray droplet generation unit; And the electrostatic spray system comprising a counter electrode,
The electrostatic spray droplet generation unit humidifying sterilizer comprising an electrostatic spray system, characterized in that it comprises the micro-nozzle array of claim 1.
KR1020180173935A 2018-12-31 2018-12-31 Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same KR102210817B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180173935A KR102210817B1 (en) 2018-12-31 2018-12-31 Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180173935A KR102210817B1 (en) 2018-12-31 2018-12-31 Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200082902A true KR20200082902A (en) 2020-07-08
KR102210817B1 KR102210817B1 (en) 2021-02-02

Family

ID=71600798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180173935A KR102210817B1 (en) 2018-12-31 2018-12-31 Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102210817B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220139848A (en) * 2020-10-15 2022-10-17 주식회사 제이마이크로 Electrostatic spray nozzle film and electrostatic spray system comprising the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060089314A (en) * 2005-02-03 2006-08-09 삼성전자주식회사 Method for fabrication of micor needle array
WO2017083309A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 Imagine Tf, Llc Microfluidic laminar flow nozzle apparatuses
KR101822927B1 (en) 2017-06-23 2018-03-15 한국과학기술원 Micro nozzle array, manufacturing method thereof and air purification apparatus using micro nozzle array

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060089314A (en) * 2005-02-03 2006-08-09 삼성전자주식회사 Method for fabrication of micor needle array
WO2017083309A1 (en) * 2015-11-10 2017-05-18 Imagine Tf, Llc Microfluidic laminar flow nozzle apparatuses
KR101822927B1 (en) 2017-06-23 2018-03-15 한국과학기술원 Micro nozzle array, manufacturing method thereof and air purification apparatus using micro nozzle array

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220139848A (en) * 2020-10-15 2022-10-17 주식회사 제이마이크로 Electrostatic spray nozzle film and electrostatic spray system comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102210817B1 (en) 2021-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6677735B2 (en) Multi-nozzle print head
JP5207334B2 (en) Micropattern forming apparatus, micropattern structure, and manufacturing method thereof
CN100532103C (en) Method for manufacturing electrostatic attraction type liquid discharge head, method for manufacturing nozzle plate, electrostatic attraction type liquid discharge device
KR20080066067A (en) Electrohydrodynamic printing and manufacturing
WO2006009854A2 (en) Increase of electrospray throughput using multiplexed microfabricated sources for the scalable generation of monodisperse droplets
JP2014509251A (en) Electrohydrodynamic spray nozzle ejecting liquid sheet
TWI343874B (en)
KR101305768B1 (en) Electrostatic spray printing apparatus
Tran et al. Polymer-based electrospray device with multiple nozzles to minimize end effect phenomenon
US20160326636A1 (en) Methods Of Affecting Material Properties And Applications Therefor
CN101623954B (en) Collective transfer ink jet nozzle plate and collective transfer ink jet printer
KR20140089373A (en) Apparatus and process for depositing a thin layer of resist on a substrate
KR101412652B1 (en) Preparation of a nanostructure by focused patterning of nanoparticles and nanostructure obtained thereby
KR102210817B1 (en) Micro pyramidal nozzle array and electrostatic spray system comprising the same
KR100947028B1 (en) Nonconductor Electrostatic Spray Apparatus and Method Thereof
KR102179398B1 (en) Manufacturing method of micro nozzle array using mold and electrostatic spray system
CN114178067B (en) Nanometer stamping colloid sputtering device and method
CN110681505B (en) Electric spraying device
US20120138714A1 (en) Electrospray Delivery Device
KR20010032205A (en) Method and apparatus for misted deposition of thin films
KR102179526B1 (en) Manufacturing method of micro nozzle array using mold
KR102195027B1 (en) Electrostatic spray system combined with extraction plate for high flow electrostatic spraying and electrostatic spraying method through it
CN113560058B (en) Array integrated electrostatic atomization device capable of stabilizing multiple jet flow modes and experimental system
US20240059060A1 (en) Electrohydrodynamic printer with fluidic extractor
CN118092075B (en) Nanoimprint gluing method, gluing structure and nanoimprint method

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant