잉크젯 인쇄기법을 이용한 면내변형 셀룰로오스 EAPap작동기 제작 및 특성평가

Title
잉크젯 인쇄기법을 이용한 면내변형 셀룰로오스 EAPap작동기 제작 및 특성평가
Authors
문성철
Keywords
잉크젯인쇄기법을이용한면내변형셀룰로오스eapap작동기제작및특성평가
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
셀룰로오스를 모체로 한 Electro-Active Paper(EAPap)은 유용한 지능재료로써 압전 효과와 큰 변위, 유연성, 높은 투명성 등 많은 장점으로 인해 작동기나 센서로 사용 될 수 있다. 이러한 다방면의 응용을 위해서는 EAPap에 금속 전극이 수반되어야 한다. 본 논문에서는 기존의 전극 제작공정의 대체공정으로 간단하고 비접촉식 공정인 잉크젯 인쇄공정으로 EAPap작동기에 필요한 전극 제작의 가능성에 대하여 연구하였다. 인쇄된 전극의 전도성 평가와 형태학적인 평가를 통하여 최적의 전극 제조 조건을 확인 하였다. 인쇄되는 횟수에 따라 단층 전극인쇄와 다층 전극인쇄기법으로 분류하였다. 단층 인쇄기법에서는 60um선 폭을 가진 깨끗한 패턴 형태를 구현 할 수 있는 2단계 소결기법과 형성된 전극의 전도성이 뛰어난 인쇄 중 소결 기법을 강구 하였다. 인쇄 중 소결 기법을 개선한 다층 인쇄기법은 비교적 깨끗한 형태를 구현하면서도 낮은 비저항을 가지는 전극 제작이 가능하였다. 최적화된 조건으로 EAPap에 Inter-digital transducer (IDT) 형태의 전극을 제작하여 면내 변형을 일으키는 In-plane작동기를 제작하였다. 작동기의 성능은 변형률을 측정하여 평가하였다. 본 연구를 통하여 잉크젯 인쇄기법으로 셀룰로오스EAPap의 전극 제작 가능성을 확인 할 수 있었고, 이를 바탕으로 공정상의 제약과 다양한 패턴 제작의 한계로 인하여 응용되지 못하였던 EAPap의 적용분야까지 더욱 넓혀 갈 것이다.
Description
제 1 장 서 론 1 1.1 연구배경 1 1.2 연구목적 3 1.3 연구내용 3 제 2 장 셀룰로오스 EAPap 제조 및 은잉크 특성 6 2.1 셀룰로오스 EAPap 제조 7 2.2 잉크젯 프린터 특성 8 2.3 전도성 은잉크 특성 9 2.4 실험재료의 열특성 평가 12 2.4.1 셀룰로오스 EAPap의 열특성 평가 13 2.4.2 나노입자 은잉크의 열특성 평가 13 2.4.3 은착제 화합물 은잉크의 열특성 평가 14 2.5 요 약 14 제 3 장 전극 인쇄 23 3.1 인쇄방법 24 3.2 전극 특성평가 방법 26 3.3 단층 전극 인쇄 27 3.3.1 1단계 소결 27 3.3.2 2단계 소결 28 3.3.3 인쇄 중 소결 30 3.4 다층 전극 인쇄 32 3.4.1 나노입자 은잉크를 이용한 전극 인쇄 32 3.4.2 은착제 화합물 은잉크을 이용한 전극 인쇄 37 3.4.3 전기저항의 신뢰도 평가 38 3.5 요 약 39 제 4장 In-plane 작동기 제작 및 성능평가 58 4.1 IDT 전극 60 4.1.1 잉크젯 인쇄공정을 이용한 IDT 전극 제작 61 4.1.2 진공증착공정을 이용한 IDT 전극 제작 65 4.2 In-plane 작동기의 성능평가 66 4.3 요 약 69 제 5장 결 론 81 참 고 문 헌 83 Table 2-1 Ink characteristics recommendation and selected inks. 16 Fig. 1-1 Cellulose structure. 5 Fig. 2-1 Chemical structure of cellulose. 17 Fig. 2-2 (a) Film process of cellulose EAPap and (b) image of stretching process. 18 Fig. 2-3 Images of (a)Ink-jet printer , (b) cartridge
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23333
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College of Engineering(공과대학) > Mechanical Engineering(기계공학) > Theses(기계공학 석박사 학위논문)

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