공과대학 뉴스
화학공학 없는 IT 산업은 없다
Views 1623
|2016.12.05
LCD TV를 대형화·슬림화하는 데 유변 공정 기술이 필요하다.
유변학은 바로 이러한 물질의 유동과 변형을 다루는 학문으로서 물질 내 미세 구조의 제어와 효율적인 생산에 필요한 기술을 제공한다. 유변 공정 기술은 IT 산업 분야뿐만 아니라 다양한 산업 분야에 활용되고 있으며 신소재·신공정의 개발과 함께 그 중요성이 더해가는 추세이다. 특히 제품의 성능과 기술 변화가 빠른 IT 산업에서 소재의 성능과 생산성 향상을 위한 공정 기술은 핵심 이슈가 되고 있다. 유변 특성을 이용한 물질의 미세 구조 조절에 대한 사례는 복잡한 공학적 시스템뿐만 아니라 일상 생활에서도 많이 찾아볼 수 있다. 사람 몸 안의 혈액은 다량의 혈구를 함유하고 있어 혈액 흐름에 대한 저항도를 나타내는 점도가 상당히 큰 편이지만 가는 핏줄을 통과할 때의 점도는 이보다 상당히 작아져 심장에 무리가 가지 않게 한다. 이는 혈구들이 핏줄의 중심으로 모여 이동하기 때문으로 흐름에 대한 저항성을 최소화하려는 것이다. 이러한 유변학과 유변 공정 기술은 주로 고분자 가공 분야에서 많이 응용되어왔는데 최근 IT·BT(생명공학 기술)·NT(나노 기술) 산업 분야에서도 제품 생산에 필수 불가결한 요소 기술로 활용되고 있다. 특히 IT 산업 분야에서는 유변 공정의 한 종류인 코팅 공정에 대한 기술 확립에 역점을 두고 있다. 코팅이란 일반적으로 웹(web)이나 기재(substrate) 위에 있는 공기층을 코팅액의 액체층으로 대체하는 것을 말한다. 코팅 공정은 고분자가 포함된 용액·입자가 포함된 현탁액, 콜로이드 분산액 등 다양한 코팅액을 기재 위에 발라 마이크로 또는 나노 단위 이하의 액막을 형성시키는 공정을 일컫는다. 기존 코팅 기술의 산업적 응용은 사진 인화용 필름 제조 분야에서 활발했다. 그러나 디지털 카메라의 등장으로 크게 위축되었다가 새로운 활로를 모색한 것이 바로 IT 산업이다. 다시 말해 디스플레이·2차 전지 등 IT 제품 생산에 사용되는 다양한 기능성 필름 코팅을 위해 기존보다 더 엄격한 정밀 코팅 기술이 요구되고 있다. 현재 IT 분야에서는 고기능성 코팅 제품의 품질 및 생산성 향상을 위해 빠른 생산 속도, 균일성이 보장된 마이크로·나노 두께의 박막 코팅, 양면·다층 코팅 기술 등을 요구하고 있다. 또 환경 문제가 사회적 쟁점으로 떠오르고 있어 코팅 공정도 이의 해결을 위해 환경 친화적으로 개선되고 있다. 수용성 코팅 용매를 사용하거나 용매를 다시 재순환시키는 등의 공정 기술이 개선되고 있으며, 용매에 고분자나 기능성 입자를 첨가한 복잡 유체의 유변학적 특성을 살피는 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 박막이면서 균일한 코팅을 위해 공정에서 예기치 않게 야기되는 여러 불안정성을 제어하고 안정된 코팅 운전 영역을 최적화하려는 노력 또한 전개되고 있다. 디스플레이 분야에서는 코팅 공정이 특히 중요하다. 디스플레이는 여러 기능성 소재가 코팅된 필름이나 패널로 구성된다. 기판이 작은 경우에는 반도체 제조에 사용되는 회전식 스핀 코팅 방법이 적용될 수 있으나 기판이 대형화될수록 이 방법으로 코팅시키는 것은 현실적으로 불가능하다. 이 경우 얇은 슬롯이나 롤 형태의 코팅 장비를 이용해 코팅액의 유동을 제어함으로써 기판에 박막 코팅시키는 방법이 주로 사용되고 있다. 전자·화공 산업은 보완·융합 통해 발전
또 코팅 공정 중에 코팅액의 유동으로 인해 내부 구조가 변하기 때문에 유변 특성을 파악해 이를 제어하는 것이 코팅 품질과 균일성 유지에 결정적이다. 즉 균일한 코팅을 위해서는 코팅액의 미세 구조를 제어할 수 있는 기술이 포함되어야 하고 그에 맞는 코팅 방법의 선정 및 코팅 장비 설계가 수반되어야 한다. 치열한 국제 경쟁 속에서 우리나라 IT 산업의 지속적인 성장과 발전을 위해서는 신소재·신공정의 개발이 필수적이며 이것은 코팅 공정을 포함하는 유변 공정 기술의 개발로부터 가능하다. 특히 전자·화공 산업이 따로 발전하는 것이 아니라 상호 보완, 융합을 통해 발전해야만 국제 경쟁력 기술력을 확보할 수 있을 것이다. 21세기 국가 핵심 산업으로서 IT 산업이 갖는 위치를 감안할 때 유변 공정 기술을 개발하는 것이 고부가가치 산업을 창출하고 국제 경쟁력을 확보하는 길이다. 정현욱 (고려대 교수·화공생명공학과) 시사저널 [917호 2007년 05월 14일] | |||||||||||||||||||||

