Doorontwikkeling van een innovatieve Spray-on-Screen-technologie voor het afzetten van ultradunne coatings

Abstract

Deze masterproef heeft als doel de roll-to-roll-compatibele Spray-on-Screen (SoS)-techniek, een veelbelovende benadering voor het produceren van ultradunne homogene coatings (15 nm), te automatiseren en te testen. De SoS-techniek van IMO-IMOMEC combineert microdruppeltjes met de coatingvorming van een screenprintingmesh. De parameters van de geautomatiseerde opstelling worden geoptimaliseerd voor het afzetten van geëthoxyleerd polyethyleen imine (PEIE). De automatisering omvat een screenfixatie, mesh-substraatopeningsvariatie, substraathouder, toegepaste krachtautomatisering en substraatcollector. De geautomatiseerde SoS bestaat uit een ISIMAT 1000 p screenprinting machine, een ultrasone vortex nozzle, een ECHO Ultrasonic Generator en een syringe pump van Sono-Tek, een doe-het-zelf schakelkast samen met elektrische kabels, pneumatische slangen, een draadstang en ge-3D-printe onderdelen. De geoptimaliseerde parameters voor het aanbrengen van uniforme PEIE-coatings zijn een mesh-substraatopening van 0,5 mm, directe bevochtiging, een flowrate van 2,1 ml/min, een nozzlehoogte van 4,5 cm, een krachtuitoefening van 7 sec en een bevochtigingstijd van 10 sec. De resulterende PEIE-coatings zijn gemeten op dikte, ruwheid, golving en laagvorming met behulp van DektakXT, AFM, SEM en optische microscopie. Uit de testen blijkt de geautomatiseerde opstelling in staat te zijn om uniforme, homogene PEIE-coatings af te zetten op glazen substraten met een laagdikte d = 40±20 nm, een ruwheid Ra = 12,74±2,21 nm en een golving Wa = 15,66±2,48 nm.