초록 ▼

□연구개요
⚫ 산업 전반에 적용되는 슬러리는 대부분 미립자 혹은 고분자가 용매에 분산된 형태의 콜로이드 현탁액임. 또한, 이러한 현탁액을 제품화하기 위해 특정 기재 위에 도포(coating)하고 건조(drying)시키는 공정이 필수적임.
⚫ 코팅 유동 자체에 대한 연구 진척도에 비해, 코팅 유동 및 건조 공정 내 콜로이드 입자의 이동 현상 및 배열 메커니즘에 대한 연구는 아직 부족한 실정임. 코팅-건조 공정에서의 현탁액 입자 배열은 최종 제품의 성능과 직결되는 요소로서 이를 제어할 수 있는 연구가 절실히 요구됨.
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□연구개요
⚫ 산업 전반에 적용되는 슬러리는 대부분 미립자 혹은 고분자가 용매에 분산된 형태의 콜로이드 현탁액임. 또한, 이러한 현탁액을 제품화하기 위해 특정 기재 위에 도포(coating)하고 건조(drying)시키는 공정이 필수적임.
⚫ 코팅 유동 자체에 대한 연구 진척도에 비해, 코팅 유동 및 건조 공정 내 콜로이드 입자의 이동 현상 및 배열 메커니즘에 대한 연구는 아직 부족한 실정임. 코팅-건조 공정에서의 현탁액 입자 배열은 최종 제품의 성능과 직결되는 요소로서 이를 제어할 수 있는 연구가 절실히 요구됨.

□연구 목표대비 연구결과
(1) 코팅-건조 공정에서 입자 현탁액의 동력학 분석을 위한 수치모사 기법 개발
⚫ Lattice Boltzmann method (LBM) 기반의 다양한 유동 및 건조 공정 모사
(2) 고농도 현탁액 유동 제어를 위한 현탁액 내 입자 이동의 물리적 규명
⚫ Shear-induced migration 기반 단분산, 이분산 현탁액 유동 물리적 규명
(3) 건조 공정에서 현탁액 내 입자 이동 및 배열 해석 기법 개발 (vapor-liquid-solid phases 해석 기반)
⚫ LBM 기반 건조 공정에서 현탁액내 입자 배열 및 구조 차이 규명
(4) 비구형, 불균일, 표면처리 입자를 포함한 다양한 입자계 시스템에서 건조 후 입자 배열 유도화 기술 확보
⚫ MSDWS 광산란 기법을 이용한 현탁액적내 입자 배열화 차이 및 정량화 기술 구축
(5) 건조 공정에서 현탁액 내 실시간 입자 이동 해석을 위한 비접촉 광산란 분석 장치 개발 (Multi-speckle diffusing wave spectroscopy (MSDWS))
⚫ MSDWS 장치 및 데이터 분석법 개발을 통한 액적 건조의 커피링 효과 해석

□연구개발결과의 중요성
⚫ 본 연구에서는 이론, 광산란 기반 실험, 입자수준의 시뮬레이션 등 다양한 방법을 새롭게 개발하여, 고농도 현탁액의 코팅 및 건조 공정에서 콜로이드 필름내 입자의 이동, 배열, 분리 현상에 대한 메커니즘과 그 동특성을 체계적으로 규명함.
⚫ 콜로이드 필름의 제조 공정은 리튬이온 배터리, 연료전지, 태양전지, 잉크젯프린팅 기반 디스플레이 등 다양한 국가 성장의 핵심 사업군에서 필수적으로 활용되고 있음. 본 연구성과를 통해 필름 내 입자 분포와 필름 스트레스 등을 예측할 수 있고, 이를 바탕으로 추후 코팅/건조 공정의 최적 제어 및 공정 윈도우를 새롭게 확립할 수 있음.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발 과제의 개요 ... 4
• ① 연구개발의 필요성 ... 4
• ② 연구개발의 최종 목표 ... 4
• ③ 연구 범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• ① 코팅 공정에서 입자 현탁액의 동력학 분석을 위한 수치모사 기법 개발 ... 5
• ② 고농도 현탁액 유동 제어를 위한 현탁액 내 입자 이동의 물리적 규명 ... 7
• ③ 건조공정에서 현탁액 내 입자 이동 및 배열 해석 기법 개발 ... 9
• ④ 다양한 입자 현탁액 시스템에서 건조 후 입자 배열 유도화 기술 확보 ... 13
• ⑤ 건조 공정에서 실시간 입자 운동 해석을 위한 비접촉 광산란 분석 방법 개발 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 30