KR20220160034A - 도전성 재료를 제조하기 위한 인쇄 헤드 및 연속 공정 - Google Patents

도전성 재료를 제조하기 위한 인쇄 헤드 및 연속 공정 Download PDF

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KR20220160034A
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트리샤 라이오넬 앤드루
모건 바이마
아드리안 제이. 비치
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솔리얀 엘엘씨
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Abstract

도전성 얀, 섬유 또는 천의 연속적인 고처리량 제조를 위한 시스템 및 장치. 일 실시예에서, 시스템은 얀, 섬유 또는 천을 도전성 재료로 코팅하기 위한 제1 공정 챔버, 및 도전성 얀, 섬유 또는 천을 봉지 재료로 봉지하기 위한 제2 공정 챔버를 포함한다. 다른 실시예에서, 얀, 섬유 또는 천 상에 봉지된 도전성 재료를 인쇄하기 위한 장치는 얀, 섬유 또는 천을 코팅하고 봉지하기 위한 인쇄 헤드(들)를 포함한다.

Description

도전성 재료를 제조하기 위한 인쇄 헤드 및 연속 공정
관련 출원의 교차 참조
본 출원은, 각각의 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 둘 모두 2020년 3월 25일자로 출원된 미국 가출원 제62/994,533호 및 제62/994,553호의 이익을 주장한다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 텍스타일(textile), 얀(yarn), 섬유 및 천(fabric)과 같은 도전성 재료의 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 얀, 섬유 또는 천과 같은 도전성 텍스타일을 제조하기 위한 연속 공정에 관한 것이다.
텍스타일, 섬유, 얀 및 천과 같은 재료를 제조하기 위한 종래의 공정은 용매 기반이다. 그들 공정에서, 원료 또는 부분 완성된 섬유 및 얀은 염료로 착색될 수 있고, 색상 견뢰도(color fastness), 느낌 등을 위해 처리될 수 있다. 종래의 공정에서, 가공될 아이템이 용매 내에 처리 화학물질, 계면활성제 및 윤활제를 수용하는 배트(vat) 내로 도입된다. 가공 후, 천 내의 과량의 화학물질은 더 많은 용매를 사용하여 헹굼되어, 오염된 하천 및 지하수로 이어진다. 그러한 공정의 환경적 영향이 상당하지만, 이들 종래의 기술은 이들이 종래의 섬유 및 천의 고-처리량(high-throughput) 제조를 제공하기 때문에 널리 사용된다.
종래의 공정의 환경적 영향에 더하여, 이들 공정은 기계적으로 강건하고 다수의 세척을 견딜 수 있는 도전성 얀, 섬유 또는 천을 제조할 수 없다. 도전성 천 및 종래의 공정의 화학적 성질, 기재(substrate) 및 형태/기능 사이의 비상용성(incompatibility)으로 인해 부적합성(unsuitability)이 발생한다.
따라서, 도전성 재료와 상용성인 것들을 포함한 얀, 섬유 및 천을 제조하기 위한 개선된 공정에 대하여 현장에서의 지배적인 요구가 존재한다.
따라서, 일 실시예에서, 시스템은 얀, 섬유 또는 천을 도전성 재료로 코팅하여 도전성 얀, 섬유 또는 천을 제조하기 위한 제1 공정 챔버, 및 도전성 얀, 섬유 또는 천을 봉지(encapsulating) 재료로 봉지하기 위한 제2 공정 챔버를 포함한다.
다른 실시예에서, 얀, 섬유 또는 천을 코팅하고 봉지하기 위한 인쇄 헤드(들)를 포함한, 임의의 평탄한 또는 매끄러운 플라스틱, 종이, 투명 전도성 산화물 또는 금속 산화물 표면, 또는 부직, 사전-직조(prewoven) 또는 편직 천 표면 상에 봉지된 도전성 재료를 인쇄하기 위한 장치가 제공된다.
상기 실시예들은 단지 예시적인 것이다. 본 명세서에 기술된 바와 같은 다른 실시예들은 개시된 주제의 범주 내에 있다.
본 개시의 특징들이 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 그 일부가 예시되어 있는 소정 실시예들을 참조하여 상세한 설명이 이루어질 수 있다. 그러나, 도면들이 소정 실시예들만을 예시하며, 따라서 그의 범주의 제한으로 간주되지 않아야 한다는 것에 유의해야 하는데, 그 이유는 개시된 주제의 범주가 다른 실시예들을 또한 포함하기 때문이다. 도면은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니며, 일반적으로 소정 실시예들의 특징들을 예시하는 것에 역점을 둔다. 도면에서, 다양한 도면 전체에 걸쳐 유사한 부분들을 지시하기 위해 유사한 도면부호들이 사용된다.
도 1은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른, 원료가 가공 동안 하나 이상의 공정 챔버 내에 위치되는, 도전성 얀, 섬유 또는 천을 제조하기 위한 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 2는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른, 원료가 가공 동안 하나 이상의 공정 챔버 내로 공급되는, 봉지 재료로 도전성 얀, 섬유 또는 천을 제조하기 위한 시스템의 일 실시예를 예시한다.
도 3a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른 코팅 챔버를 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른, 얀, 섬유 또는 천의 코팅의 추가 상세 사항을 도시한다.
도 3c는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른, 얀, 섬유 또는 천을 코팅하기 위한 기술을 도시한다.
도 4는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른 세정 챔버를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른 봉지 챔버들의 실시예들을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 태양에 따른, 원료가 도전성 코팅 및/또는 봉지 재료로 인쇄되거나 분무되는, 평탄한 또는 매끄러운 플라스틱, 종이, 투명 전도성 산화물 또는 금속 산화물 표면, 또는 부직, 사전-직조 또는 편직 천 표면과 같은 도전성의 또는 보호된 기재를 제조하기 위한 인쇄 헤드의 실시예들을 예시한다.
대응하는 도면 부호들이 몇몇 도면에 걸쳐 대응하는 부분들을 지시한다. 본 명세서에 기재된 예들은 몇몇 실시예를 예시하지만, 어떠한 방식으로도 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 개시는 텍스타일, 섬유, 얀 또는 천과 같은 도전성 재료를 제조하기 위한 고-처리량 공정에 관한 것이다. 도전성 천 및 얀에 관한 추가 상세 사항을 2019년 7월 25일자로 공개되고 발명의 명칭이 "가열식 의류를 위한 전기 가열식 섬유, 천 또는 텍스타일(Electrically-heated fiber, fabric, or textile for heated apparel)"인 미국 특허 공개 제2019/0230745A1호(앤드루(Andrew), 장(Zhang) 및 바이마(Baima)), 및 2018년 9월 20일자로 공개되고 발명의 명칭이 "에너지 저장 장치용 중합체 커패시터, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 물품(Polymeric capacitors for energy storage devices, method of manufacture thereof and articles comprising the same)"인 미국 특허 공개 제2018/0269006A1호(앤드루 및 장)에서 볼 수 있는데, 이들 각각은 전체적으로 본 명세서에 포함된다.
일반적으로 말하면, 일 실시예에서, 도전성 얀, 섬유 또는 천을 연속적으로 제조하기 위한 시스템이 본 명세서에서 제공된다. 시스템은 제1 공정 챔버, 제2 공정 챔버 및 선택적인 제3 공정 챔버, 및 스풀링 기구(spooling mechanism)를 포함한다. 예를 들어, 제1 공정 챔버는 얀, 섬유 또는 천을 도전성 중합체 재료로 코팅하기 위한 것이다. 제1 공정 챔버는 도전성 중합체 재료를 형성하는 전구체 및 개시제를 도입한다. 그리고 제2 공정 챔버는 도전성 얀, 섬유 또는 천을 봉지 절연 재료로 봉지하기 위한 것이다. 제1 스풀링 기구는 얀, 섬유 또는 천을 제1 공정 챔버 내에 저장하고, 코팅 동안 얀, 섬유 또는 천을 제1 공정 챔버를 통해 유동시킨다. 제2 스풀링 기구는 얀, 섬유 또는 천을 수용하여 얀, 섬유 또는 천이 제1 공정 챔버로부터 제2 공정 챔버로의 방향으로 연속적으로 유동하도록 한다. 제1 및 제2 스풀링 기구들의 유동 속도는 얀, 섬유 또는 천이 도전성 물질로 코팅되게 하고 봉지 재료로 봉지되게 하도록 선택된다. 얀, 섬유 또는 천은 봉지 후에 후속적으로 스풀링되어 얀, 섬유 또는 천의 스풀을 형성한다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 공정 챔버들은 단일 공정 챔버로서 조합된다. 예를 들어, 코팅과 봉지의 분리는 단일 공정 챔버 내의 공간 또는 물리적 장벽 중 하나 이상을 통해 달성된다. 다른 실시예에서, 공정 챔버는 전구체 및 개시제의 기상(vapor phase) 도입을 포함한다. 예를 들어, 전구체 및 개시제는 기상으로 반응하기 시작하고, 코팅이 분자층으로서 얀, 섬유 또는 천 주위에 정합 형성된다. 그러한 경우, 분자층으로서의 형성 공정은 코팅 후에 얀, 섬유 또는 천의 가요성을 유지한다. 상이한 실시예들에서, 전구체는 3,4-에틸렌다이옥시티오펜일 수 있고, 도전성 재료는 p-도핑된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)일 수 있으며, 봉지 재료는 아크릴레이트일 수 있다.
다른 태양에서, 임의의 평탄하거나 매끄러운 플라스틱, 종이, 투명 전도성 산화물 또는 금속 산화물 표면, 또는 부직, 사전-직조 또는 편직 천 표면 상에 봉지 및/또는 도전성 중합체의 패턴을 인쇄하기 위한 장치는 적어도 하나의 전구체 재료를 가열하고 인쇄 헤드의 목표 구역 내에 적어도 하나의 증기를 생성하기 위한 적어도 하나의 인쇄 헤드를 포함한다. 예를 들어, 증기는 전구체 및 개시제를 포함하고, 표면은 인쇄 헤드의 목표 구역 내에서 통과할 때 도전성 재료의 패턴으로 코팅되고 봉지 재료로 보호된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 인쇄 헤드는 표면을 도전성 재료로 코팅하기 위한 제1 인쇄 헤드, 및 도전성 재료를 봉지 재료로 봉지하기 위한 제2 인쇄 헤드를 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 인쇄 헤드는 표면을 도전성 재료로 코팅하고 도전성 재료를 봉지 재료로 봉지하기 위한 단일 인쇄 헤드를 포함한다. 추가의 실시예들은 봉지 재료로 코팅하기 위해 열-기반 및/또는 광-기반 개시를 사용한다.
예로서, 도전성 재료는 p-도핑된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)을 포함할 수 있고, 봉지 재료는 폴리(아크릴레이트)를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 장치는 휴대용 유닛을 포함하고, 장치는 배터리 및 저장을 위한 이동가능 재료 탱크를 더 포함한다. 추가의 구현예에서, 장치는 얀, 섬유 또는 천에 세정 용액을 전달하기 위한 유출구를 더 포함한다.
도 1은 도전성 및/또는 보호성 얀, 섬유 또는 천을 제조하기 위한 시스템(100)을 예시한다. 이 실시예에 따르면, 시스템(100)은 코팅 챔버(110), 선택적인 세정 챔버(120), 및 봉지 챔버(130)를 포함한다. 챔버(110, 120, 130)들은 컨베이어들 또는 다른 운반 수단들에 의해 연속적으로 연결될 수 있거나 별개로 배치될 수 있다. 도 1의 시스템 실시예에서 웨어러블 에너지 저장부에서 기능성 얀을 생성하는 것에 대한 예시적인 접근법은, 면사(cotton)와 같은 친숙하고 대량 생산된 얀으로 시작하고, 챔버(110, 120)들을 사용하여 얀들의 스레드(thread)들을 줄 히터(Joule heater)들로 변환시킬 전열-응답성(electrothermally-responsive) 코팅을 얀들의 스레드들 상으로 증착시킨다. 이러한 코팅은 그들의 특징적인 느낌, 중량 또는 기계적/인장 특성을 변경하지 않을 것이다. 마지막으로, 이들 얀은 챔버(130)를 사용하여 발수 절연 코팅으로 봉지되어 내구성 있는 히터를 생성할 것이다.
도 1의 실시예에서, 원료의 스풀(101)이 먼저 코팅 챔버(110) 내에 위치된다. 전열 응답에 영향을 주기 위해, 얀은 3,4-에틸렌다이옥시티오펜(EDOT)의 현장 기상 중합에 대한 이전의 노력으로부터 그 설계가 조정되었던 실험실-규모 증착 챔버(110)를 사용하여, 지속적으로 p-도핑된 전도성 중합체 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)인 PEDOT-Cl로 코팅될 것이다. 이러한 실험실-규모의 챔버의 주요 구성요소들은 전기로(electrical furnace) 위로 3 내지 10 인치 사이에 위치된 샘플 스테이지(stage)로 FeCl3 증기를 균일하게 전달하기 위한 전기로; 5 제곱인치 내지 36 제곱인치의 가열식 샘플 스테이지; 챔버의 외부로부터 EDOT 증기를 전달하기 위한 스테인리스강 튜빙; 및 EDOT/FeCl3 유량들 및 증착된 PEDOT 필름의 두께를 실시간으로 모니터링하기 위한 현장 수정진동자 미세저울(quartz crystal microbalance, QCM) 센서를 포함한다. EDOT 유입구 부근의 챔버의 외부에 전기 히터들이 포함되어 EDOT의 증발을 용이하게 할 수 있다. 질소 또는 아르곤과 같은 부가적인 불활성 가스가 제2 가스 유입구로부터 챔버 내로 도입되어 공정 압력을 제어하고 EDOT 증기를 전달할 수 있다. EDOT의 기상 올리고머화 및 중합은 단량체 증기 플럭스(flux)가 원추형 FeCl3 증기 기둥(plume)과 교차하는 영역들에서 발생할 것으로 예상되며, 비교적 낮은 운동 에너지를 갖는 생성된 올리고머는 이러한 영역 내에 배치된 임의의 표면을 코팅한다. 증착 동안의 100 내지 1000 mTorr의 공정 압력은 이들 반응성 올리고머에 대해 밀리미터 정도의 평균 자유 경로로 변환된다. 이들 평균 자유 경로는 직조 천의 표면 거칠기에 비례하므로, 본 명세서에 기술된 올리고머는, 최종적으로 특정 표면에 부착되기 전에, 다수의 부위를 샘플링하여 컨포멀 코팅(conformal coating)을 생성할 수 있다. 부가적으로, 증착 동안 샘플 스테이지를 가열하는 것은 흡착된 올리고머에 기재 표면을 따라 측방향 이동성을 부여하여서, 더 양호한 표면 정합성 및 PEDOT 전도성으로 이어진다. 스테이지 가열은 또한 올리고머-올리고머 결합을 촉진하여 더 큰 분자량의 중합체를 형성한다.
챔버 내부에서의 성장하는 중합체 필름의 두께는 샘플 스테이지 부근에 위치된 수정진동자 미세저울(QCM) 센서에 의해 실시간으로 모니터링된다. 증착 동안 QCM 센서에 의해 보고되는 총 증착률 및 필름 두께 값들은 센서 표면 상에 증착되는 미반응 EDOT/FeCl3 및 중합체 필름 둘 모두로부터 발생한다. 증착 동안 EDOT 및 FeCl3 유량들이 조화될 때 헹굼 후에 가장 두꺼운 중합체 필름이 얻어진다. 미반응 EDOT 또는 FeCl3의 유량들이 조화되지 않는 경우 이들은 필름 내에 포획된 채로 남아 있으며, 이는 헹굼 동안 필름 밖으로 침출되어, 증착 동안 QCM 센서에 의해 측정되는 것보다 상당히 더 낮은 코팅 두께로 이어진다. 이를 고려하면, 전형적인 중합체 성장 속도는 80℃의 기재 스테이지 온도에 대해 반응성 증기 원추에의 1분 노출당 약 10 내지 15 nm이다.
다음으로, 원료의 스풀이 세정 챔버(120)로 이동된다. 세정 챔버(120)에서의 증착후 헹굼제는 증착된 중합체 필름 내에 포획된 잔류 FeCl3을 완전히 제거하고, 금속이 없는 PEDOT-Cl 코팅된 얀을 생성한다. 증착후 헹굼제는 1염기 또는 2염기 산의 0.001 내지 0.1 몰/리터의 희석 수용액을 함유하고, 이는 PEDOT 필름을 추가로 도핑하여, 생성된 천의 전도성을 개선할 것이다. 헹굼 후, 따뜻한 공기를 천을 통해 송풍하여 이를 건조시킨다.
마지막으로 그리고 도 1을 여전히 참조하면, 원료의 스풀은 봉지 챔버(130)로 이동된다. PEDOT-Cl 코팅된 얀을 발수제 코팅으로 봉지하기 위해, 아크릴레이트 단량체의 현장 라디칼 사슬 중합에 대한 이전의 노력으로부터 그 설계가 조정된 제2 실험실-규모 증착 챔버(130)가 사용될 것이다. 이러한 실험실-규모 챔버의 주요 구성요소들은 가스 유입 및 유출을 위한 작은 포트(port)들을 갖는 얕은 원통형 스테인리스강 셸(shell), 150 내지 400℃로 저항 가열될 수 있는 가열식 필라멘트(전형적으로 니크롬), 및 기재가 상부에 놓이는 액체-냉각식 스테이지를 포함한다. 중합체 필름 성장의 경우, 개시제 및 단량체는 열 및 감소된 압력에 의해 기화된다. 이어서, 증기들이 가열식 필라멘트 위로 유동되어 개시제를 반응성 라디칼들로 분해한다. 라디칼 종들 및 단량체는 냉각식 스테이지 상의 임의의 기재 상에서 응축되고, 중합 반응이 일어난다. 필름은 전형적으로 0.1 내지 500 mTorr의 압력에서 성장되고, 성장 속도는 개시제 및 단량체의 분압들, 챔버 압력 및 필라멘트 온도를 변화시킴으로써 조절될 수 있다. 전형적인 중합체 성장 속도는 반응성 증기에의 1분 노출당 10 nm이다. 이러한 봉지 공정은 이전의 PEDOT-Cl 코팅 작업보다 비교적 더 간단하고 더 빠르며, 증착후 헹굼제를 필요로 하지 않는다. 다른 실시예에서, 이러한 공정은 또한 중합을 개시하기 위해 와이어 가열 필라멘트 대신에 UV 광(파장<400 nm)을 사용하여 달성될 수 있다. 광-개시 버전의 경우, 반응 영역에는 전형적으로 진공 챔버의 천장에 위치된 석영 유리 윈도우를 통해 UV 광이 들이비친다. 이러한 경우, 가열식 필라멘트 어레이가 필요하지 않고, 열-활성화되는 개시제 대신에 광개시제가 사용된다.
코팅 단계 및 봉지 단계 둘 모두와 관련하여, 코팅 두께는 대략 100 nm로부터 1000 nm까지 변할 수 있다. 임의의 특별한 전처리 또는 정착 단계 없이, 둘 모두의 챔버에서 반응성 증기에 노출되는 천 및 얀 표면들의 어레이 상에 고도로 균일한 컨포멀 코팅이 형성되었다. 또한, 중합체 필름이 표면 위에 (거시적으로) 균일하게 증착되면서, 또한 천을 구성하는 스레드들의 각각의 노출된 소섬유(fibril)의 곡선형 표면을 (미시적으로) 정합식으로 감싼다. 전도성 코팅의 높은 정합성은 PEDOT-Cl 코팅된 울 거즈(wool gauze)(도 4)의 SEM 이미지에서 특히 명백한데, 여기서 PEDOT-Cl 필름은 다수의 길이 스케일에 걸쳐 높은 충실도로 천의 모든 노출된 표면 특징부의 윤곽을 따른다. 단면 SEM 연구들은 PEDOT 및 보호 아크릴레이트 필름이 순전히 표면 코팅이고 소섬유들/스레드들의 벌크가 중합체에 의해 팽창되거나 염색되지 않는다는 것을 확인하였다. 성공적인 증기 코팅은 표면 화학적 성질, 스레드/얀 조성 및 직조 밀도에 관계없이 임의의 전처리 단계 없이 수행되었다. 중합체 코팅은, 코팅 전 및 후에 천들을 맨손과 접촉시킴으로써 결정되는 바와 같은, 천들 중 임의의 것의 느낌을 변화시키지 않았다. 또한, 코팅은 천의 중량을 2% 초과만큼 증가시키지 않았다.
코팅 두께 및 처리량을 증가시키기 위해, 증착 구역에서의 총 체류 시간 및 스테이지 온도가 평가를 필요로 하는 2개의 변수이다. 얀이 2개의 중합체 증착 챔버의 각각 내의 증착 구역들을 통과할 때 얀의 단위 길이가 겪는 총 체류 시간을 증가시키기 위해 사행 루프(meandering loop) 설계가 사용된다. 스테이지 온도는 더 어려운데, 그 이유는 플레이트에 걸쳐 2D 분포가 존재할 것이지만 '국소' 온도들을 코트의 품질과 비교하기 위해 스테이지를 가로질러 열전쌍들이 설치될 것이기 때문이다. 온도의 효과를 더 양호한 분해능과 상관시키기 위해 국소 온도 및 얀의 대응하는 영역이 사용될 수 있다. 처리량 속도를 증가시키면서 코팅 균일성을 엄격하게 제어하기 위해 챔버 압력이 또한 사용될 수 있다. 이어서, 증가된(>300 mTorr) 챔버 압력은 챔버 내에서 중합체 사슬 성장을 담당하는 화학종에 대해 더 짧은 평균 자유 경로가 얻어지게 하고, 이는 결국 가시 증착(line-of-sight deposition) 이벤트의 억제 및 표면-제한 반응(surface-restricted reaction)들의 더 높은 빈도로 인해 더 큰 표면 커버리지를 제공한다.
추가의 설명으로, 일 실시예에서, 철염(iron salt)을 사용하여 기상 중합으로부터 형성된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜) 필름이 유리하다. 일 실시예에서, 도펀트는 p-도핑된 PEDOT 필름에 걸쳐 균일하게 분포된다. 일 실시예에서, 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)은 균일하게 도핑되어, ㎤당 1010개 원자 내지 ㎤당 1020개 원자의 도펀트 농도 및 ㎤당 ±103개 원자의 농도 변동을 갖는다.
3,4-에틸렌다이옥시티오펜은 하기 화학식 1의 구조를 갖는다:
[화학식 1]
Figure pct00001
중합 시, 이는 하기 화학식 2의 구조를 갖는다:
[화학식 2]
Figure pct00002
여기서, "n"은 반복 단위의 개수이다.
일 실시예에서, n(반복 단위의 개수)은 20 초과, 바람직하게는 30 초과, 더 바람직하게는 40 초과일 수 있다. 일 실시예에서, n은 20 내지 10,000, 바람직하게는 50 내지 9000, 더 바람직하게는 100 내지 8500이다.
철염은 반응 온도에서 (비등 또는 승화에 의해) 기화될 수 있는 임의의 염일 수 있다. 철염은 2가 철염, 3가 철염, 또는 이들의 조합일 수 있다. 철염이 3가 철염인 것이 일반적으로 바람직하다. 염의 예는 염화제2철, 브롬화제2철, 철(III) 아세틸아세토네이트, 황산제2철, 철(III) 아세테이트, 철(III) p-톨루엔설포네이트 등, 또는 이들의 조합이다.
반응기 내의 3,4-에틸렌다이옥시티오펜 증기의 양은 3,4-에틸렌다이옥시티오펜 및 철염의 증기들의 합의 부피에 대해 20 내지 80 부피%, 바람직하게는 40 내지 60 부피%이다. 반응기 내의 철염의 양은 3,4-에틸렌다이옥시티오펜 및 철염의 증기들의 합의 부피에 대해 20 내지 80 부피%, 바람직하게는 40 내지 60 부피%이다. 질소 및 아르곤과 같은 다른 불활성 가스가 반응 동안 반응기 내에 존재할 수 있다.
필름이 상부에 배치되는 기재는 전기 절연 기재이다. 도전성 기재는 1x1011 옴(ohm)-cm 이하의 전기 부피 저항률을 갖는 것인 반면, 도전성 기재는 1x1011 옴-cm 초과의 전기 부피 저항률을 갖는 것이다. 기재는 슬래브(slab), 수 나노미터 내지 수 마이크로미터(예컨대, 10 나노미터 내지 1000 마이크로미터)의 두께를 갖는 필름 또는 시트(sheet), 직조 또는 부직 섬유, 얀, 천, 젤, 픽셀, 입자 등의 형태일 수 있다. 기재는 매끄러운 표면(예컨대, 의도적으로 텍스처화되지 않음)을 가질 수 있거나 텍스처화될 수 있다.
기재는 수 제곱밀리미터 내지 수천 제곱미터의 표면적을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 기재의 표면은 10 제곱나노미터 내지 1000 제곱미터, 바람직하게는 100 제곱나노미터 내지 100 제곱미터, 바람직하게는 1 제곱센티미터 내지 1 제곱미터의 표면적을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 전기 절연 기재는 세라믹 기재 또는 중합체 기재를 포함할 수 있다. 세라믹 기재는 금속 산화물, 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 붕화물, 금속 규화물, 금속 산탄화물, 금속 산질화물, 금속 붕질화물, 금속 탄질화물, 금속 붕탄화물 등, 또는 이들의 조합을 포함한다. 기재로서 사용될 수 있는 세라믹의 예는 이산화규소, 산화알루미늄, 이산화티타늄, 이산화지르코늄, 산화세륨, 산화카드뮴, 질화티타늄, 질화규소, 질화알루미늄, 탄화티타늄, 탄화규소, 탄화티타늄니오븀, 화학량적 붕화규소 화합물(SiBn, 여기서 n=14, 15, 40 등)(예컨대, 삼붕화규소(SiB3), 사붕화규소(SiB4), 육붕화규소(SiB6) 등), 또는 이들의 조합을 포함한다.
전기절연성인 유기 중합체가 또한 기재로서 사용될 수 있고, 매우 다양한 열가소성 중합체, 열가소성 중합체의 블렌드, 열경화성 중합체, 또는 열가소성 중합체와 열경화성 중합체의 블렌드로부터 선택될 수 있다. 유기 중합체는 또한 중합체, 공중합체, 삼원공중합체, 또는 전술한 유기 중합체들 중 적어도 하나를 포함하는 조합의 블렌드일 수 있다. 유기 중합체는 또한 올리고머, 단독중합체, 공중합체, 블록 공중합체, 교번하는 블록 공중합체, 랜덤 중합체, 랜덤 공중합체, 랜덤 블록 공중합체, 그래프트 공중합체, 스타 블록 공중합체, 덴드리머, 고분자 전해질(전해질을 함유하는 일부 반복기를 갖는 중합체), 양쪽성 고분자 전해질(양이온성 및 음이온성 반복기들 둘 모두를 갖는 고분자 전해질), 이오노머 등, 또는 전술한 유기 중합체들 중 적어도 하나를 포함하는 조합일 수 있다. 유기 중합체는 10,000 그램/몰 초과, 바람직하게는 20,000 g/몰 초과, 더 바람직하게는 50,000 g/몰 초과의 수평균 분자량(number average molecular weight)을 갖는다.
유기 중합체의 예는 폴리아세탈, 폴리올레핀, 폴리아크릴, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리아릴레이트, 폴리아릴설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리설폰, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에테르케톤, 폴리에테르 에테르케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리벤족사졸, 폴리프탈라이드, 폴리안하이드라이드, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 티오에테르, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 케톤, 폴리비닐 할라이드, 폴리비닐 니트릴, 폴리비닐 에스테르, 폴리설포네이트, 폴리설파이드, 폴리티오에스테르, 폴리설폰, 폴리설폰아미드, 폴리우레아, 폴리포스파젠, 폴리에틸렌 테레프탈레이드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로엘라스토머, 플루오르화 에틸렌 프로필렌, 퍼플루오로알콕시에틸렌, 폴리클로로트라이플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리실록산 등, 또는 이들의 조합이다.
고분자 전해질의 예는 폴리스티렌 설폰산, 폴리아크릴산, 펙틴, 카라기난, 알기네이트, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈 등, 또는 이들의 조합이다.
열경화성 중합체의 예는 에폭시 중합체, 불포화 폴리에스테르 중합체, 폴리이미드 중합체, 비스말레이미드 중합체, 비스말레이미드 트라이아진 중합체, 시아네이트 에스테르 중합체, 비닐 중합체, 벤족사진 중합체, 벤조사이클로부텐 중합체, 아크릴, 알키드, 페놀-포름알데하이드 중합체, 노볼락, 레졸, 멜라민-포름알데하이드 중합체, 우레아-포름알데하이드 중합체, 하이드록시메틸푸란, 아이소시아네이트, 다이알릴 프탈레이트, 트라이알릴 시아누레이트, 트라이알릴 아이소시아누레이트, 불포화 폴리에스테르이미드 등, 또는 이들의 조합을 포함한다.
중합체 및/또는 세라믹은 필름, 섬유, 섬유의 단일 스트랜드(strand), 직조 및 부직 섬유, 직조 천, 슬래브 등, 또는 이들의 조합의 형태일 수 있다. 섬유는 원하는 경우 점착력을 개선하기 위해 표면 개질제(예컨대, 실란 결합제)로 처리될 수 있다.
섬유, 천, 얀 및 텍스타일에 더하여, 본 기술은 다른 응용들을 위한 관심있는 다른 기재들을 코팅 및/또는 봉지하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 기재는 평탄 시트, 예컨대 종이, 타이벡(Tyvek), 위에 열거된 중합체 시트를 포함한 중합체 시트, 평면 멤브레인, 예컨대 셀가드(CELGARD)(등록상표), 또는 원통형 또는 곡선형 물체, 예컨대 모노필라멘트 나일론(NYLON)(등록상표) 스레드, 단일-가닥 실크 스레드, 또는 모노필라멘트 유리섬유 스레드이다.
도 2는 산 내에서 헹굼되고(220) 보호 코팅으로 봉지되는(230) 도전성(210) 얀, 섬유 또는 천을 제조하기 위한 시스템(200)을 예시하는데, 여기서 가공 동안에 원료가 연속적으로 공급된다. 코팅 챔버(210, 220, 230)들은 원료가 들어오고 나감에도 불구하고 적절한 진공을 유지하도록 설계되었다. 도 2의 실시예에서, 제1 원료는 코팅 챔버(210)를 통해 공급된다. 다음으로, 원료는 세정 챔버(220)로 연속적으로 공급된다. 다음으로, 원료는 봉지 챔버(230)로 연속적으로 공급된다.
일례에서, 진공은 자기 유도 마찰 증폭(self-induced friction amplification)을 사용하여 유지될 수 있는데, 여기서 천을 주어진 방향으로 당기는 것은 천 상에서 개구가 더 단단히 조여지게 하여 밀봉을 생성한다. 이러한 유형의 밀봉의 잘 알려진 예는 대중적인 손가락 트랩 장난감(finger trap toy) 또는 견인 스톡 장치(towing stock device)이다. 다른 예에서, 글러브 박스(glove box)와 유사한 외부 진공 하우징이 또한 스레드 또는 천을 증착 챔버(들) 내로 공급하면서 진공을 유지하도록 구현될 수 있다.
또 다른 예에서, 예컨대 대규모 공장 생산에서, 3개의 챔버(210, 220, 230)의 기능들 모두를 포함하는 단일 챔버가 사용될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 코팅 챔버(410), 예컨대 챔버(110)(도 1) 또는 챔버(210)(도 2)의 추가 상세 사항을 도시한다. 도 3a의 실시예에서, 천, 섬유 또는 얀(302)은 챔버의 상부에서 들어가고, 코팅용 단량체 전구체를 도입하는 포트들 위에 배치된 가열식 기재 스테이지(304)와 접촉한다. 위에서 논의된 기술을 사용하여 0.3 내지 1.0 Torr의 진공이 유지되고, QCM 센서(306)가 공정을 모니터링한다.
도 3b의 실시예에서, 단량체 공급 공정이 추가로 상세히 도시되어 있다. 유입구(312)로부터 공급되는 불활성 가스를 사용하여 EDOT 공급 앰플(310)이 가열식 기화기(314)로 운반된다. 얀이 위에서 논의된 스풀링 기구에 의해 공급될 때 재료가 코팅될 수 있도록 적절한 유량이 유지되는 것을 보장하기 위해 안전 차단기(415) 및 액체 유동 제어기(316)를 포함한 추가 구성요소들이 사용된다.
도 3c의 실시예에서, 얀(320)을 코팅하기 위해 설계된 사행 스테이지(419)가 도시되어 있다. 사행 스테이지(419)는 기부(322), 및 기부(322)의 좌측 및 우측을 따라 이격된 복수의 회전 가이드(324)를 포함한다. 사행 스테이지(419)가 챔버(410) 내에 놓인 때, 얀(320)이 스풀링됨에 따라, 얀(320)은 회전 가이드(324)들을 통해 전후로 구불구불 나아가 균일한 코팅 및 증가된 체류 시간을 보장한다. 일 실시예에서, 공정 챔버들, 즉 코팅 및 봉지 공정 챔버들의 각각에서 별개의 사행 스테이지들이 사용되고, 스풀링의 속도들은, 얀(320)이 위치(326)에서 사행 스테이지(419)로 들어가고 위치(328)에서 사행 스테이지를 나감에 따라 코팅 공정 및 봉지 공정이 균일하게 봉지되고 코팅된 얀으로 이어지도록 조화되고 선택된다. 본 출원인은 증착과 사행 스테이지의 조합이 유리하게는 균일한 코팅으로 이어진다는 것을 발견하였다.
도 4는 세정 챔버(120)(도 1) 또는 세정 챔버(220)(도 2)로서 사용될 수 있는 세정 챔버(520)의 추가 상세 사항을 도시한다. 과량의 산화제를 제거하고 안정적으로 도핑된 전도성 중합체를 달성하기 위해, 천 또는 스레드는 포트(424)에서 들어가고 포트(426)에서 나오며, 공급원(420)으로부터 전달된 0.1 몰/리터 염산(HCl)과 같은 1염기 산을 사용하여 헹굼된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 산은 공급원(420)을 경유하여 텍스타일 또는 얀을 통해 분무 미스트화될(spray misted) 수 있다. 텍스타일 또는 얀은 일 세트의 압착 롤러(428)를 통해 이송되고 뒤이어 건조기(422)로부터 텍스타일 또는 얀을 통해 따뜻한 공기가 송풍되는 것에 의해 건조될 수 있다. 세정 스테이지는 진공 하에서 수행될 필요가 없으며, 따라서 전체 시스템의 별개의 챔버 실시예에서 진공 없이 사용될 수 있다. 코팅, 세정 및 봉지 모두가 단일 챔버 내에서 수행되는 통합된 실시예에서, 세정 공정은 또한 헹굼제가 유출구(430)를 통해 어떻게 제거되는지에 대한 조절을 가지고 진공 하에서 진행될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 전술된 챔버들 중 임의의 것, 예컨대 챔버(130)(도 1) 또는 챔버(230)(도 2)와 상호교환적으로 사용될 수 있는 챔버(630A)의 추가 상세 사항을 도시한다. 도 5a의 열-개시식 실시예에서, 단량체 및 개시제는 유입구(530)를 통해 챔버(630B) 내로 공급되고, 기상 중합(535)(입자들의 미스트(mist)로서 과장된 방식으로 도시됨)을 위한 열을 분배하는 금속 구조물(421)을 포함하는 가열식 필라멘트 어레이(420)에 의해 가열된다. 얀은 입력부(532)에서 들어가고 출력부(538)에서 나가며, 전술된 방식으로 코팅된다. 일 실시예에서, 정확한 두께가 달성되었다는 것을 결정하기 위해 수정진동자 미세저울(QCM) 센서(534)가 사용된다.
도 5b의 실시예에서, 단량체 및 개시제를 가열하는 대신, UV 램프(540)가 챔버(630B)의 상부에 놓이고, UV 광(파장<400 nm)(544)이 챔버(630B)의 상부에서 윈도우(542)를 통해 비추며 기상 중합(546)을 위한 단량체 및 개시제와 상호작용한다.
도 6a는 임의의 기재(612), 예를 들어 평탄한 또는 매끄러운 플라스틱, 종이, 투명 전도성 산화물 또는 금속 산화물 표면, 사전-직조 또는 편직 천 상에 도전성 패턴을 제조하기 위한 인쇄 헤드(300A)를 예시하는데, 여기서 EDOT 단량체 및 철(III) 염 또는 구리(II) 염과 같은 고체 산화제 증기들이 분무되어 표면 상에 직접 PEDOT를 형성한다. 인쇄 헤드(300A)는 전술된 산화제와 단량체를 위한 개시제 유입구(602)와 단량체 유입구(604) 또는 본 명세서에 개시된 임의의 다른 변형뿐만 아니라, 캐리어 가스 유입구(606), 및 기재(612) 상에서의 증착 전에 중합(610)이 시작되는 인쇄 헤드의 내부에 가스들을 분배하는 매니폴드(608)를 포함한다. 이러한 인쇄 헤드는 복합 패턴화된 전도성 중합체 라인 및 형상, 즉 손의 형상을 인쇄할 수 있고, 이는 10 마이크로미터만큼 작은 분해능으로 인쇄할 수 있다. 인쇄 헤드의 몸체는 원통의 형상이다. 이는 전력 전달을 제어하고 온도를 유지하기 위한 텅스텐 및 열전쌍과 같은 저항 가열식 필라멘트(620)를 위한 피드스루(feedthrough)를 갖는 알루미나 또는 다른 열적으로 안정한 세라믹으로 제조된다. 가열식 필라멘트는 EDOT 저장조의 저부, 측벽들, 및 산화제를 전달하는 깔때기의 팁을 가열하기 위해 인쇄 헤드의 몸체 내에서 코일을 이룬다. EDOT 단량체는 저장조 내에 보유되고, 저장조는 EDOT 증기를 기재에 전달하는 것을 돕는 캐리어 가스 라인을 특징으로 할 수 있다. 산화제는 세라믹 몸체의 깔때기 섹션 위의 저장조 내에 수용되고, 오거 스크루(auger screw)가 통합되어 가열식 깔때기 섹션으로의 산화제의 전달을 제어하고, 가열식 깔때기 섹션은 그리고 나서 기재로 이어질 수 있다. 깔때기 섹션의 최고온 부분은 팁 부근이고, 이는 팁에 더 가깝게 가열식 필라멘트의 더 많은 권선(wrap)을 가짐으로써 달성된다. 저항 가열식 필라멘트는 세라믹의 몸체를 가열하여 EDOT 단량체가 기화되게 하고 산화제가 승화되게 할 것이다. 이어서, 두 가지의 증기는 외부로 그리고 아래로 유동할 것이고, 이들은 표면 위에서 상호작용하여 표면을 PEDOT로 코팅할 것이다. 기재의 표면과 인쇄 헤드의 팁 사이의 높이는 0.1 내지 1.0 mm일 수 있다.
도 6a의 실시예에서, 시스템(300A)은 임의의 평탄한 또는 매끄러운 플라스틱, 종이, 투명 전도성 산화물 또는 금속 산화물 표면, 또는 부직, 사전-직조 또는 편직 천 표면 상에 봉지 중합체를 인쇄하기 위한 열-개시식 인쇄 헤드이다. 이러한 인쇄 헤드는 예컨대 폭이 10 cm 미만인 잉크젯 프린터 헤드이고, 기재 표면으로부터 대략 1 내지 10 mm 거리에 위치된다. 프린터 헤드에는 질소 가스 제트, 단량체 공급물, 및 개시제 공급물이 갖춰진다. 질소 가스는 단량체 및 개시제 증기들을 그들의 앰플들 외부로 운반하는 것을 돕기 위해 사용되고, 단량체 및 개시제 앰플들은 도 3b와 유사한 구성을 가질 수 있다. 질소 가스 제트는 진공 공간을 생성하여, 화학 반응이 기재 상의 국소화된 진공 영역에서 발생하도록 한다. 단량체 및 개시제 증기들은 니크롬 필라멘트를 지나 유동하기 전에 혼합되고, 이들은 산소의 존재가 중합을 억제하기 때문에 이러한 국소화된 진공 영역에서 유동된다. 기화된 단량체/개시제 혼합물은 라디칼들을 개시시키기 위해 기재에 도달하기 전에 150 내지 400℃로 가열된 저항 가열식 니크롬 필라멘트를 지나 유동할 것이며, 라디칼들은 이어서 단량체를 라디칼화하고, 따라서 이는 기재 표면 상에서 봉지 재료를 중합시킬 수 있다. 일 실시예에서, 단량체/개시제를 위한 개구들은 예컨대 직경이 10 내지 100 마이크로미터의 범위이다.
도 6b의 실시예에서, 시스템(300B)은 광-개시된다. 시스템(300B)의 인쇄 헤드는 300A와 유사하게 기능할 것이지만(위에서 논의된 바와 같은 공통적인 도면 부호들 참조), 필라멘트(620)의 가열식 니크롬 와이어들을 사용하여 라디칼들을 생성하는 대신에, UV 램프(540)로부터 윈도우(542)를 통해 도입된 UV 광(파장<400 nm)을 사용하여 라디칼들을 생성할 것이다. 이러한 경우, 니크롬 필라멘트(620)는 필요하지 않다. UV 광은 단량체 및 개시제 증기들이 이동할 공간, 인쇄 헤드의 팁과 기재 사이의 거리, 및 기재에 들이비칠 것이다. 인쇄 헤드의 기재-대면 부분은 예를 들어 UV 광(파장<400 nm)의 통과를 허용하도록 석영 유리로 구성될 수 있다.
전술된 인쇄 헤드 실시예와 관련하여, 종래의 인쇄 헤드는 액체 잉크를 사용하여 인쇄하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 종래의 잉크젯 프린터는 당업자에게 잘 알려져 있고 잘 이해되는 종래의 방식으로 열, 압력 또는 이들의 조합을 사용하여 패턴을 생성하기 위해 액체 잉크를 종이 상으로 추진시킨다. 그러나, 종래의 인쇄 헤드는 반응할 것으로 기대되는 두 구성요소를 전달할 수 없고, 심지어 그러한 반응을 야기할 열 또는 광과 같은 개시 수단을 갖는 개념이 또한 결여되어 있다. 종래의 인쇄 헤드는 속도 및 평탄한 종이 상에의 인쇄만에 대해 설계되고, 화학 반응을 개시하기 위한 설비를 갖지 않으며, 따라서 본 명세서에 기술된 바와 같은 도전성 중합체 코팅을 생성하는 데 사용될 수 없다. 당업자는 종래의 잉크젯 프린터가 하나 이상의 인쇄 헤드, 및 상이한 색상 잉크들을 위한 다수의 출력 노즐을 포함할 수 있는 인쇄 헤드들이 요구되는 패턴을 인쇄하기 위해 종이 시트를 따라 전후로 이동되게 하는 제어 기구 둘 모두를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 그러한 제어 기구는 본 기술과 함께 사용될 수 있어, 현재 설명된 혁신적인 인쇄 헤드가 본 명세서에 기술된 기재들의 유형들 중 임의의 것에 걸쳐 전후로 이동하여 그들 기재 상에 도전성 봉지 코팅을 형성할 수 있도록 한다.
유리하게는, 현재 개시된 증착 인쇄 헤드는 단량체 및 개시제의 광-개시 또는 열-개시 중합을 포함하여, PEDOT와 같은 도전성 재료가 얀, 섬유, 천 또는 텍스타일과 같은 기재 상에 정합 증착될 수 있도록 한다. 인쇄 헤드는 또한 봉지 재료가 전달되어 나오는 다른 노즐을 포함할 수 있다. 제어 기구는 이어서 재료 전달의 시간을 조정하여, 인쇄 헤드가 기재 위에서 이동함에 따라, PEDOT와 같은 완전 봉지된 도전성 중합체가 요구되는 어떠한 패턴으로도 기재로 전달되도록 할 수 있다. 기상 중합이 수 센티미터와 같은 짧은 거리 내에서 발생할 수 있기 때문에, 결과는 전도성 중합체로 정합 코팅되고 봉지된 기재이다.
가열식 장갑, 모자 및 다른 의류, 웨어러블 장치를 형성하도록 의류 상에 내장되는 인쇄 회로 등을 포함한, 본 개시의 유용성의 많은 예가 본 발명자들에 의해 고려되었다. 사용자에게 열을 제공하고, 전기 신호와 온도의 측정에 의해 사용자 건강을 모니터링하며, 혈압 또는 산소 센서와 같은 다른 구성요소의 장착을 허용하는 등등인 웨어러블을 포함한, 본 개시의 다양한 다른 응용이 고려되었다.
따라서 그리고 위에서 논의된 바와 같이, 일반적으로 말하면, 절연 재료로 봉지된, 평탄한 또는 매끄러운 플라스틱, 종이, 투명 전도성 산화물 또는 금속 산화물 표면, 또는 부직, 사전-직조 또는 편직 천 표면 상으로 도전성 중합체를 코팅하기 위한 다양한 기술이 본 명세서에 제공된다. 도 1 내지 도 6b의 다양한 구성요소는 얀, 섬유 또는 천을 제조하기 위한 시스템들을 구성하기 위해 상이한 방식들로 재배열되거나 조합될 수 있다. 예를 들어, 챔버들 중 임의의 챔버(110, 120, 130, 210, 220, 230, 410, 520, 630A 또는 630B)가 본 개시에 따른 시스템을 제공하도록 혼합되고 조화될 수 있다. 게다가, 챔버 기반 실시예와 관련하여 논의된 공정 상세 사항은 또한 프린터/분무 헤드 실시예(300A, 300B, 300C)에 적용가능하다. 게다가, 당업자가 이해할, 공정 챔버를 통해 화학물질을 운반하기 위한 불활성 캐리어 가스의 사용, 진공을 유지하기 위한 진공 펌프의 사용, 스풀링 기구의 모니터 및 다른 상세 사항의 사용 등과 같은 소정의 잘 알려진 상세 사항들은 가볍게 언급만 되었다.
본 기술의 개념을 예시하기 위해 코팅, 세정 및 봉지를 위한 하나 이상의 특정 실시예가 사용되었다는 사실은 본 개시를 어떠한 방식으로도 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 실제로, 위에서 언급된 바와 같이, 본 명세서에 개시된 개념은 텍스타일, 얀, 섬유 또는 천으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 상이한 공정들의 많은 다른 응용들이 본 발명자들에 의해 예상되었고, 본 개시의 범위 내에 포함된다. 본 명세서에서의 특정 세트의 청구범위의 제시는 범주를 제한하는 것으로 의도되는 것이 아니라, 본 개시에 의해 다루어지는 예시적인 실시예들 중 일부를 예시하기 위해 단지 행하여진다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 기술은 각각의 방향으로 많은 야드(yard)의 길이인 큰 공장 실시예로부터 크기가 단지 수 피트인 더 작은 탁상용 기기(table-top apparatus)까지 크기가 크기-조정될 수 있다. 섬유, 천 및 얀 실시예들에 더하여, 본 개시는 위에서 식별된 기재들 중 임의의 것 상에 인쇄된 회로를 제조하는 데 사용될 수 있으며, 코팅 및 봉지 공정들은 회로의 전도성 라인을 형성하는 데 사용될 수 있다. 당업계에 공지된 방식으로 다른 전기 또는 반도체 요소들을 부가함으로써, 최종 제품은, 분야에서 현재 사용되는 평탄한 회로 기판에 비해 큰 장점을 제공하는, 임의의 표면 또는 구성에 정합될 수 있는 웨어러블 또는 비-웨어러블 회로 또는 전자 장치일 것이다.

Claims (17)

  1. 도전성 얀(yarn), 섬유 또는 천(fabric)을 연속적으로 제조하기 위한 시스템으로서,
    상기 얀, 섬유 또는 천을 도전성 중합체 재료로 코팅하기 위한 제1 공정 챔버로서, 상기 제1 공정 챔버는 상기 도전성 중합체 재료를 형성하는 전구체 및 개시제를 도입하는, 상기 제1 공정 챔버;
    상기 도전성 얀, 섬유 또는 천을 봉지(encapsulating) 절연 재료로 봉지하기 위한 제2 공정 챔버;
    상기 얀, 섬유 또는 천을 상기 제1 공정 챔버 내에 저장하고, 상기 코팅 동안 상기 얀, 섬유 또는 천을 상기 제1 공정 챔버를 통해 유동시키는 제1 스풀링 기구(spooling mechanism); 및
    상기 얀, 섬유 또는 천이 상기 제1 공정 챔버로부터 상기 제2 공정 챔버로의 방향으로 연속적으로 유동하도록 상기 얀, 섬유 또는 천을 수용하는 제2 스풀링 기구
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스풀링 기구들의 유동 속도는 상기 얀, 섬유 또는 천이 상기 도전성 재료로 코팅되게 하고 상기 봉지 재료로 봉지되게 하도록 선택되며, 상기 얀, 섬유 또는 천은 상기 봉지 후에 후속적으로 스풀링되어 얀, 섬유 또는 천의 스풀을 형성하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 공정 챔버들은 단일 공정 챔버로서 조합되고, 상기 코팅 및 상기 봉지의 분리는 상기 단일 공정 챔버 내의 공간 또는 물리적 장벽 중 하나 이상을 통해 달성되는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버는 상기 전구체 및 상기 개시제의 기상(vapor phase) 도입을 포함하고, 상기 전구체 및 상기 개시제는 상기 기상으로 반응하기 시작하며, 상기 코팅은 분자층으로서 상기 얀, 섬유 또는 천 주위에 정합 형성되고, 분자층으로서의 상기 형성 공정은 상기 코팅 후에 상기 얀, 섬유 또는 천의 가요성을 유지하는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전구체는 3,4-에틸렌다이옥시티오펜인, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 도전성 재료는 p-도핑된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)을 포함하는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 도전성 재료는 p-도핑된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)을 포함하고, 상기 봉지 재료는 아크릴레이트를 포함하는, 시스템.
  7. 기재(substrate) 상에 봉지 및/또는 도전성 중합체의 패턴을 인쇄하기 위한 장치로서,
    제어 기구;
    상기 기재를 보유하기 위한 스테이지(stage);
    상기 기재에 대해 이동하도록 상기 제어 기구에 의해 제어되는 적어도 하나의 인쇄 헤드
    를 포함하고, 상기 적어도 하나의 인쇄 헤드는,
    목표 구역에 전구체 및 단량체를 전달하기 위한 하나 이상의 유출구;
    상기 목표 구역에 봉지 재료를 전달하기 위한 하나 이상의 유출구;
    상기 단량체가 중합되어 도전성 중합체를 형성하도록 상기 목표 구역 내에서 상기 전구체 및 상기 단량체의 기상 반응을 개시시키기 위한 개시 기구
    를 포함하며,
    상기 제어 기구는 상기 기재가 상기 인쇄 헤드의 상기 목표 구역 내에 있을 때 상기 기재가 상기 도전성 중합체의 패턴으로 코팅되고 상기 봉지 재료로 보호되도록 상기 인쇄 헤드를 상기 기재에 대해 이동하도록 제어하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인쇄 헤드는 표면을 상기 도전성 재료로 코팅하기 위한 제1 인쇄 헤드, 및 상기 도전성 재료를 봉지 재료로 봉지하기 위한 제2 인쇄 헤드를 포함하는, 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인쇄 헤드는 표면을 상기 도전성 재료로 코팅하고 상기 도전성 재료를 봉지 재료로 봉지하기 위한 단일 인쇄 헤드를 포함하는, 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인쇄 헤드는 상기 봉지 재료로 코팅하기 위해 열-기반 개시를 사용하는, 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 인쇄 헤드는 상기 봉지 재료로 코팅하기 위해 광-기반 개시를 사용하는, 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 도전성 재료는 p-도핑된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)을 포함하는, 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 봉지 재료는 폴리(아크릴레이트)를 포함하는, 장치.
  14. 제7항에 있어서, 상기 도전성 재료는 p-도핑된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)을 포함하고, 상기 봉지 재료는 폴리(아크릴레이트)를 포함하는, 장치.
  15. 제7항에 있어서, 상기 장치는 휴대용 유닛을 포함하고, 상기 장치는 배터리 및 저장을 위한 이동가능 재료 탱크들을 더 포함하는, 장치.
  16. 제7항에 있어서, 상기 장치는 상기 얀, 섬유 또는 천에 세정 용액을 전달하기 위한 유출구를 더 포함하는, 장치.
  17. 제7항에 있어서, 상기 도전성 재료는 p-도핑된 폴리(3,4-에틸렌다이옥시티오펜)을 포함하고, 상기 봉지 재료는 아크릴레이트를 포함하는, 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4329948A4 (en) * 2021-04-29 2025-03-26 Soliyarn, Inc. PRODUCTION OF COATED TEXTILES USING LIGHT-INITIATED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION
KR102920482B1 (ko) * 2025-02-03 2026-02-02 주식회사 더그린제너레이션 폐플라스틱 기반의 흡한속건 기능을 강화한 기능성 메쉬 조직의 소재 개발 및 그 제조 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5698148A (en) * 1996-07-26 1997-12-16 Basf Corporation Process for making electrically conductive fibers
US20020108699A1 (en) * 1996-08-12 2002-08-15 Cofer Cameron G. Method for forming electrically conductive impregnated fibers and fiber pellets
JP2003059884A (ja) * 2001-08-20 2003-02-28 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及び基板処理方法
WO2007087892A2 (en) * 2006-02-04 2007-08-09 Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien Gas phase radical polymerization for fabric treatment
US8039052B2 (en) * 2007-09-06 2011-10-18 Intermolecular, Inc. Multi-region processing system and heads
US8613496B2 (en) * 2009-03-25 2013-12-24 The Regents Of The University Of Michigan Compact organic vapor jet printing print head
CN102369478A (zh) * 2009-03-31 2012-03-07 康涅狄格大学 柔性电致变色装置、其电极及制造方法
JP5665290B2 (ja) * 2009-08-24 2015-02-04 富士フイルム株式会社 成膜装置
EP2914433B1 (en) * 2012-11-05 2018-03-28 Stratasys Ltd. System and method for direct inkjet printing of 3d objects
US10081887B2 (en) * 2012-12-14 2018-09-25 Intel Corporation Electrically functional fabric for flexible electronics
US10119208B2 (en) * 2013-08-16 2018-11-06 Footfalls And Heartbeats Limited Method for making electrically conductive textiles and textile sensor
KR20190104182A (ko) * 2017-01-11 2019-09-06 나노-디멘션 테크놀로지스, 엘티디. 잉크젯 프린팅을 사용한 리지드-플렉시블 인쇄 회로 보드 제조
US10832873B2 (en) 2017-03-20 2020-11-10 The University Of Massachusetts Polymeric capacitors for energy storage devices, method of manufacture thereof and articles comprising the same
CN108085988A (zh) * 2017-10-30 2018-05-29 东华镜月（苏州）纺织技术研究有限公司 电容式应力传感智能面料的制备方法
US11166344B2 (en) 2018-01-25 2021-11-02 University Of Massachusetts Electrically-heated fiber, fabric, or textile for heated apparel

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