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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이지훈
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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현재 양산중인 투명전도성필름은 진공증착 또는 파일럿 (pilot) 스케일의 슬럿다이 (slot die)코터를 사용하여 연구 또는 생산되었다. 이번 연구는 상업적 스케일의 마이크로 그라비어 코터를 이용하여 롤투롤 공정으로 나노실버입자를 유연한 PET (poly ethylene terephthalate) 소재에 코팅하여 투명전도성필름을 생산하는 데 성공하였다. 인듐틴옥시이드(indium tin oxide, ITO)를 대체할 수 있는 나노 실버를 화학적 처리인 프라이머 코팅으로부터, 나노실버코팅, 소성, 탑코팅 그리고 적합한 보호 필름의 개발 및 라미네이션 (lamination)까지 일관공정으로 상업화하는 데 요구되는 공정 변수를 최적화하였다. 각 공정에 필요한 하드웨어를 설계 적용하였고, 코터의 환경조건에 따른 공정 변수를 최적화하였다. 프라이머 코팅의 경우 프라이머의 두께가 (건조 후 약 0.5 ㎛) 나노실버의 특성에 중요한 역할을 하며, 블록킹 현상을 방지하기 위하여 fumed silica를 첨가하였다. 투명전도성 코팅은 습윤 두께로 30 ㎛의 코팅이 적정하며 코팅된 나노실버의 양은 건조 후 약 1.0 g/m2로 계산되었다. 코팅 두께뿐만 아니라 pattern formation zone의 온도, 습도 및 공기의 흐름 등이 투명전도성필름의 광/전기적 특성에 영향을 주는 것을 발견하였다. 광학 필름 코팅 설비인 클린룸 시설 내에서 코팅 설비를 부분 개조하여 별도의 시설투자 없이 롤투롤 공정으로 소성 공정을 수행하였다. 투명전도성 나노실버를 터치스크린과 같은 제품의 생산 공정 중 보호하기 위해 탑코팅을 수행하였고, 2 ㎛가 최적의 두께인 것을 발견하였다. 나노 실버와 같이 고가의 투명전도성 필름의 경우 나노실버가 기재에서 돌출되어 있어 단차가 존재하고, 나노실버와 PET의 물성차이가 존재하여 이를 동시에 만족하는 보호필름의 개발이 매우 중요하다. 이에 대한 보호필름의 개발을 위해 적합한 점착제를 개발 합성하였고, 양산 코터를 이용하여 최적화된 공정 조건으로 생산된 보호필름의 물성 평가를 진행하였다. 코팅두께, 라인 스피드, 건조오븐의 온도조건 및 숙성 온도/시간 조건 등이 중요한 변수인 것을 발견하였다.
나노실버 투명전도성필름의 신뢰성을 보증하기 위해서 보호필름의 점착력을 실험계획법을 도입하여 평가하였다. 평가 결과 상업적 코터를 활용하여 최적화한 공정조건이 실험계획법에 의한 검증을 통해 서로 확인되었다. 이렇게 개발된 보호필름과 투명전도성 필름을 라미네이션하여 최종제품을 생산하였고, 현재 상업적 매출을 기록 중이다. 이 기술을 바탕으로 향후 ITO를 대체하는 신규 소재를 마이크로 그라비어로 코팅하는 것은 가능성이 있다고 판단한다.
나노실버 투명전도성필름의 신뢰성을 보증하기 위해서 보호필름의 점착력을 실험계획법을 도입하여 평가하였다. 평가 결과 상업적 코터를 활용하여 최적화한 공정조건이 실험계획법에 의한 검증을 통해 서로 확인되었다. 이렇게 개발된 보호필름과 투명전도성 필름을 라미네이션하여 최종제품을 생산하였고, 현재 상업적 매출을 기록 중이다. 이 기술을 바탕으로 향후 ITO를 대체하는 신규 소재를 마이크로 그라비어로 코팅하는 것은 가능성이 있다고 판단한다.
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