📘 Chapter 5. 코팅 및 표면 처리 – 종이에 기능을 부여하다

📘 Chapter 5. 코팅 및 표면 처리 – 종이에 기능을 부여하다

5.1 코팅의 목적

기본적인 종이는 섬유의 자연 구조로 인해 거칠고 흡수성이 높으며, 잉크 번짐, 표면 손상, 기능성 부재 등의 한계를 가짐. 이러한 한계를 극복하고 종이에 고급 기능과 마감 품질을 부여하기 위해 표면 코팅이 적용된다.

코팅의 주요 목적

• 인쇄 적합성 향상 (잉크 흡수 조절, 색 재현성)
• 광택 또는 무광 특성 부여
• 방수, 방유, 항균 기능 등 첨가
• 전도성, 차폐성 등 나노 기능성 재료 적용

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5.2 코팅 재료 (Coating Formulation)

코팅액은 일반적으로 다음과 같은 조성으로 구성돼:

구성 요소역할

바인더 (Binder, e.g. Latex)	입자를 고정, 유연성 부여
안료 (Pigment, e.g. Kaolin, CaCO₃)	표면 질감 및 흡수성 조절
기능성 첨가제 (CNT, AgNP 등)	전도성, 항균성 등 부여
수분	점도 조절 및 코팅성 향상

☑ 연구자가 주목해야 할 점:
바인더의 분자량, 입자 크기 분포, 안료/바인더 비율 → 필름의 균일도와 내구성에 큰 영향

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5.3 코팅 공정 방식

방식설명특성

바 코팅(Bar coating)	균일한 간격의 와이어 바로 필름 코팅	실험실, CNT 필름에 자주 사용
롤 코터(Roll coater)	롤러로 고속 연속 코팅	산업 대량생산에 적합
에어 나이프(Air knife)	공기 분사로 두께 제어	고속 & 균일
슬롯 다이(Slot die)	정밀한 액 공급	고정밀 기능성 코팅

☑ CNT 필름 제작에는 보통 바코팅 + 텐션 제어가 조합됨 → 균일한 두께 & 고밀도 적층 확보

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5.4 건조와 후처리

코팅 후에도 다시 건조 공정이 필요함. 이때 수분의 증발 속도, 장력 유지, 필름 균열 방지가 핵심이다.

실험적 고려사항

• 건조 속도가 너무 빠르면: 표면 균열 발생 (especially CNT, AgNP 등 나노필름)
• 텐션이 없으면: 수축 변형 발생 → 기계적 안정성 저하
• 후처리(광택 처리, 클레이어링 등)를 통해 최종 물성 향상

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5.5 표면 특성 분석

연구자 입장에서는 코팅 후 종이의 특성 변화를 정량적으로 분석할 필요가 있어.

특성측정 기법

표면 거칠기	AFM, 프로파일러
전도도	4-point probe
기공도/흡수성	Mercury Porosimetry, Contact angle
코팅 두께	SEM 단면, 두께계

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다음 예고: 종이의 물리·기능적 특성 분석

이제 거의 공정의 마무리에 다다랐어. 다음 챕터에서는 완성된 종이의 기계적 강도, 흡수성, 광학 특성, 전도도 등 물성 평가 방법과 그 의미를 정리할 거야. 연구자가 직접 실험하고 해석하는 데 필요한 기초 지식들이 포함될 예정이야.