최저 슬롯코팅 두께의 이론적 예측과 수치해석

Abstract

슬롯 코팅은 최근 인쇄전자에 활용되며 많은 관심을 받고 있는 코팅방법중 하나로, 빠른 공정속도, 높은 가격효율 그리고 정확성으로 인해 유연디스플레이, 태양전지 및 RFID 태크 등의 제작에 사용되고 있다. 일반적으로 코팅 두께와 코팅 안정성은 코팅성능을 판단하는 중요한 인자인데, 코팅을 하기 전 코팅성능을 미리 예측하는 것이 매우 중요하다. 슬롯 코팅은 전계량(pre-metered) 코팅방법 이므로 코팅스피드와 코팅 용액의 유량을 통해서 코팅두께를 미리 예측할 수 있다는 특징이 있다. 하지만 코팅 안정성을 예측하기 위해서는 코팅비드 내부에 작용하는 관성력, 점성력 그리고 표면장력과 같은 외력의 상관관계를 알아야 할 필요가 있다. 슬롯 코팅에서 가장 많이 활용되는 이론적 코팅 성능 예측모델인 viscocapillary model은 작은 Ca에서의 코팅성능 예측결과가 좋은 반면 관성을 고려하지 않았다는 한계로 인해 높은 Ca에서 부정확한 예측결과를 보이는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 코팅비드 내부유동의 수치해석을 통해 관성력이 코팅성능에 미치는 영향을 확인하고 슬롯 출구부근의 압력변화를 viscocapillary model에 추가하는 것으로 높은 Ca에서 정확한 코팅성능 예측을 할 수 있도록 하였다. 이렇게 수정된 viscocapillary model은 높은 Ca에서도 적용 가능하기 때문에 빠른 코팅 속도와 낮은 점성의 코팅용액에서도 코팅안정성 예측을 위해 사용 될 수 있을 것이다.