솔루션 처리 PV 셀을 위한 슬롯 다이 헤드, 조명 검토

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슬롯 다이 코팅은 기판에 다양한 액체를 증착하는 데 사용되는 공정입니다. 폴리머 배터리, 센서, 광학 코팅 및 태양 전지를 포함한 광범위한 응용 분야의 제조 공정에서 널리 사용됩니다. 증착 사이트 상류에서 증착되는 액체의 양이 미리 결정되는 사전 측정 코팅 기술로 간주됩니다. 슬롯 다이 코팅은 주로 고속 생산 기능과 높은 정확도로 인해 바람직합니다. 슬롯 다이 코팅은 산업적으로 확장 가능하기 때문에 경제적으로 합리적인 솔루션 처리 태양 전지를 얻는 가장 좋은 옵션인 것으로 보입니다.

추가 리소스 / 외부 링크

• 슬롯 다이 코팅(plasticphotovoltaics.org)
• 슬롯 다이 코팅 기술

문헌 검토

슬롯 다이의 PV 응용 분야

롤투롤(roll-to-roll) 방식을 이용하여 제조된 폴리머 태양전지 모듈: 나이프오버에지(Knife-over-edge) 코팅, 슬롯다이(slot-die) 코팅 및 스크린 인쇄 ^[1]

Abstract A complete polymer solar cell module prepared in the ambient atmosphere using all-solutionprocessing with no vacuum steps and full roll-to-roll (R2R) processing is presented. The modulescomprise five layers that were prepared on a 175-mm flexible polyethyleneterephthalate (PET) substratewith an 80-nm layer of transparent conducting indium–tin oxide (ITO). The ITO layer was first patternedby screen printing an etch resist followed by etching. The second layer was applied by either knife-over-edge (KOE) coating or slot-die coating a solution of zinc oxide nanoparticles (ZnO-nps) followed bycuring. The second layer comprised a mixture of the thermocleavable poly-(3-(2-methylhexan-2-yl)-oxy-carbonyldithiophene) (P3MHOCT) and ZnO-nps and was applied by a modified slot-die coatingprocedure, enabling slow coating speeds with low viscosity and low surface tension ink solutions. Thethird layer was patterned into stripes and juxtaposed with the ITO layer. The fourth layer comprisedscreen-printed or slot-die-coated PEDOT:PSS and the fifth and the final layer comprised a screen-printedor slot-die-coated silver electrode. The final module dimensions were 28 cm 32 cm and presented fourindividual solar cell modules: a single-stripe cell, a two-stripe serially connected module, a three-stripeserially connected module and finally an eight-stripe serially connected module. The length of theindividual stripes was 25 cm and the width was 0.9 cm. With overlaps of the individual layers this gave awidth of the active layer of 0.6 cm and an active area for each stripe of 15 cm2increased ten fold compared to mass-produced modules employing screen printing for all five layers ofthe device. The processing speeds employed for the R2R processed layers were in the range of40–50 m h. Finally a comparison is made with the state of the art represented by P3HT–PCBM as theactive layer and full R2R solution processing using slot-die coating.

• All layers of cell coated via slot die method (steel head)
• Steel slot die head capable of 60nm thicknesses
• Humidity while drying creates slightly uneven surfaces

3D Printer Based Slot-Die Coater as a Lab-to-Fab Translation Tool for Solution-Processed Solar Cells^[2]

Abstract A 3D printer based slot-die coater is developed as a lab-to-fab translation tool for solution-processed solar cells. The modified 3D printer is used to develop the printing process for potential use in large scale roll-to-roll production. Fabrication of a 47.3 cm2 organic solar cell module with 4.56% efficiency and printed perovskite solar cells with 11.6% efficiency are demonstrated.

• Stainless steel slot die head utilized to prevent issues arising from printing organic solutions
• Consistent films of desired thickness (50-200nm) not easily attainable through control of extrusion rate
• To obtain desired thickness, slot die head speed was manipulated

Dependence of opto-electric properties of (semi-)conducting films in polymer based solar cells on viscous shear during the coating process^[3]

Abstract Organic photovoltaic is a promising technology for low-cost energy conversion. One of itsmajor challenges is the transfer of the manufacturing process to a continuous roll-to-rollprocess. Previous research showed that the coating method has a significant impact on filmproperties, which may be explained by a shear-rate induced crystallization of the polymer–fullerene-blend.In this paper we report on a controlled variation of the shear-rate during slot-die coatingof photoactive and conductive layers for polymer solar cells. Light absorption of photoactivelayers increased towards higher coating speed and thus higher shear-rate by up to 28%from 0.6 m/min to 12 m/min. The currently lower performance of roll-to-roll processedsolar cells, compared to laboratory scale devices may be increased by intentionally applyinga high shear rate during the coating process. In contrast, a shear induced crystallizationis insignificant for conductive (PEDEOT:PSS and Ag-nanoparticle) films, where conductivitydecreased when the operating point approached the stability limit. Thus, a low capillarynumber is desirable for PEDOT:PSS layers, whereas the performance of the photoactivelayer increased within the investigated velocity range. These tendencies, shown here fora standard material system (P3HT:PCBM), are substantial for the design of a roll-to-rollprocess for efficient polymer solar cells.

• Covers effect of drying rate and coating speed on light absorption
• Coating method dictates many properties of cell
• May not be useful due to different type of cells being constructed

ITO-free flexible inverted organic solar cell modules with high fill factor prepared by slot die coating^[4]

초록 진공 단계가 없고 완전한 롤투롤(R2R) 공정을 사용하여 주변 분위기에서 제조한 완전한 폴리머 태양 전지 모듈을 제시합니다. 모듈은 80nm 두께의 투명한 전도성 인듐-주석 산화물(ITO) 층이 있는 175μm 두께의 유연한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판에 제조한 5개 층으로 구성됩니다. ITO 층은 먼저 에칭 레지스트를 스크린 인쇄하여 패터닝한 다음 에칭했습니다. 두 번째 층은 산화 아연 나노입자(ZnO-nps) 용액을 나이프 오버 에지(KOE) 코팅 또는 슬롯 다이 코팅하여 적용한 다음 경화했습니다. 두 번째 층은 열분해성 폴리-(3-(2-메틸헥산-2-일)-옥시-카르보닐디티오펜)(P3MHOCT)과 ZnO-nps의 혼합물로 구성되었으며 변형된 슬롯 다이 코팅 절차에 의해 적용되어 낮은 점도와 낮은 표면 장력 잉크 용액으로 느린 코팅 속도가 가능했습니다. 세 번째 층은 줄무늬로 패턴화되어 ITO 층과 병치되었습니다. 네 번째 층은 스크린 인쇄 또는 슬롯 다이 코팅된 PEDOT:PSS로 구성되었고 다섯 번째이자 마지막 층은 스크린 인쇄 또는 슬롯 다이 코팅된 은 전극으로 구성되었습니다. 최종 모듈 치수는 28cm×32cm이고 4개의 개별 태양 전지 모듈을 제공했습니다. 단일 줄무늬 셀, 2줄무늬 직렬 연결 모듈, 3줄무늬 직렬 연결 모듈, 마지막으로 8줄무늬 직렬 연결 모듈입니다. 개별 줄무늬의 길이는 25cm이고 너비는 0.9cm입니다. 개별 층이 겹치면 활성 층의 너비가 0.6cm이고 각 줄무늬의 활성 영역은 15cm2가 됩니다. 장치의 모든 5개 층에 스크린 인쇄를 사용하는 대량 생산 모듈에 비해 성능이 10배 증가했습니다. R2R 처리된 층에 사용된 처리 속도는 40–50 mh−1 범위였습니다. 마지막으로 슬롯 다이 코팅을 사용한 활성층인 P3HT-PCBM과 전체 R2R 솔루션 처리로 대표되는 최첨단 기술과 비교합니다.

• 스틸 슬롯 다이 헤드 사용
• 100nm 필름 두께 획득
• 대량으로 세포 인쇄 성공

완전 인쇄 페로브스카이트 태양 전지의 대규모 롤투롤 생산을 향하여 ^[5]

초록 슬롯다이 코팅, 즉 확장 가능한 인쇄 방법으로 완전히 인쇄된 페로브스카이트 태양 전지를 시연합니다. 효율적인 페로브스카이트 태양 전지를 생산하고 대규모 롤투롤 인쇄 공정에 사용하기 위해 순차적인 슬롯다이 코팅 공정이 개발되었습니다. 전극을 제외한 모든 층이 인쇄되고 장치는 최대 11.96%의 전력 변환 효율을 보여줍니다. 또한 새로운 공정이 롤투롤 생산에 사용될 수 있다는 것도 시연합니다.

• 증착 직후 PbI2를 냉각하여 더 균일한 층을 만드는 데 사용되는 질소
• 슬롯다이(강철)를 통해 20nm의 코팅 두께를 얻음 - ZnO 층
• 기질에서 2개의 별도 층이 반응하여 형성된 페로브스카이트(MAI + PbI2)

슬롯다이코팅을 이용한 유기태양전지의 고속인쇄 및 현장형태관찰 ^[6]

초록 미니 슬롯 다이 코터는 스핀 코팅과 유사한 효율을 보이는 벌크 헤테로 접합(BHJ) 유기 태양 전지(OPV)를 인쇄하는 간단하고 편리하며 재료 효율적인 경로를 제공합니다. 그라징-입사 X-선 회절(GIXD) 및 GI 소각 X-선 산란(GISAXS) 방법은 인쇄 중 활성층 형성을 특성화하는 데 실시간으로 사용됩니다. 형태 진화를 위한 폴리머 응집-상 분리-결정화 메커니즘은 관찰 결과를 설명합니다.

• 온도, 용액 농도, 기판 슬롯 다이 거리, 슬롯 다이 헤드 속도를 변경하여 필름 두께를 조정합니다.
• 조정된 매개변수는 100nm의 일관된 레이어를 생성했습니다.
• 미니슬롯 다이헤드(스틸) 사용

높은 기하학적 채우기 인자를 갖춘 롤투롤 슬롯다이 코팅 유기 태양광(OPV) 모듈 ^[7]

초록 유연한 반투명 유기 태양광(OPV) 모듈은 세 개의 기능 층[ZnO, 광활성 층, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS)]의 롤투롤 슬롯-다이 코팅과 상부 전극의 스크린 인쇄 또는 잉크젯 인쇄를 통해 제조되었습니다. 비염소계 용매에서 증착된 폴리(3-헥실티오펜):[6,6]페닐 C61-부티르산 메틸 에스테르(P3HT:PCBM) 층이 흡수층으로 사용되었습니다. 모듈은 레이저 패턴의 폴리에틸렌 테레프탈레이트/인듐-주석 산화물(PET/ITO) 기판에 층을 슬롯-다이 코팅한 다음 모든 코팅 층을 레이저 구조화하여 구현했습니다. 상부 전극은 고해상도 인쇄를 통해 구현되었으며, 다른 층의 레이저 패터닝과 결합하여 높은 기하학적 충전 계수(92.5%)를 갖는 모듈을 제조할 수 있습니다. 모듈은 156cm2의 활성 면적을 가지고 있으며, 직렬로 상호 연결된 13개의 셀을 포함합니다. 두 개의 반투명 전극(하단의 ITO 및 상단의 PEDOT:PSS/Ag-그리드)은 양쪽에서 입사하는 광자를 흡수할 수 있습니다. 모듈의 성능은 다음 요소를 고려하여 모듈 간에 평가 및 비교되었습니다. (i) 롤투롤 슬롯-다이 코팅 대 스핀 코팅 층, (ii) 잉크젯 인쇄 대 스크린 인쇄 상단 전극, (iii) 상단 대 하단 조명. 입증된 기술은 OPV 모듈의 산업적 제조를 향한 입증된 실행 가능한 방법 중 하나입니다.

• 스틸 슬롯 다이를 통해 보관된 경우 60nm의 레이어 두께
• 슬롯다이를 통해 증착된 3개 층(PEDOT:PSS, ZnO 및 광활성 층)

모든 솔루션 롤투롤 가공 폴리머 태양 전지는 인듐 주석 산화물 및 진공 코팅 단계가 필요 없음 ^[8]

초록 유연한 기판에 5개의 층으로 구성된 폴리머 태양 전지를 제작할 수 있는 롤투롤 공정이 제시됩니다. 소자의 기하 구조가 반전되어 투명 및 불투명 유연한 기판 모두에서 제작이 가능합니다. 이 공정은 130마이크론 두께의 폴리에틸렌테르나프탈레이트(PEN) 기판에 은 나노입자로 구성된 하부 전극을 형성하여 이 작업에서 설명합니다. 그 후, 산화 아연 나노입자의 전자 전달 층을 용액에서 적용한 다음 P3HT-PCBM의 활성 층과 PEDOT:PSS의 정공 전달 층을 적용했습니다. 이 처음 4개 층은 슬롯 다이 코팅으로 적용했습니다. 최종 전극은 빛의 80%를 투과할 수 있는 그리드 구조를 스크린 인쇄하여 적용했습니다. 이 소재는 줄무늬로 패터닝되어 단일 셀 소자와 2, 3 및 8개의 줄무늬로 구성된 직렬 연결 모듈을 형성할 수 있었습니다. 소자의 5개 층은 모두 공기 중에서 용액에서 처리되었으며 진공 단계는 사용되지 않았습니다. 추가적인 장점은 이 공정에서 인듐-주석-산화물(ITO)의 사용이 필요 없다는 것입니다. 이 장치는 시뮬레이션된 햇빛(1000 W m−2, AM1.5G)에서 테스트되었으며 활성 층의 전력 변환 효율(PCE) 측면에서 0.3%의 일반적인 성능을 보였습니다. 낮은 PCE는 후면 전극을 통한 빛의 투과율이 좋지 않았기 때문입니다.

• 슬롯다이(강철)를 통해 100nm의 코팅 두께를 얻음
• TiO2 및 SiO2 층이 증착됨
• 용액 농도 대 점도에 대한 논의

롤투롤(Roll-to-roll) 방식의 폴리머 태양전지 제조 ^[9]

초록 폴리머 및 유기 태양 전지의 전력 변환 효율 및 운영 안정성 측면에서의 성과가 핵심 10-10 목표(10% 효율 및 10년 안정성)에 빠르게 접근함에 따라 효율적이고 확장 가능하며 합리적인 처리 방법에 대한 탐구가 시작되었습니다. 10-10 목표는 일관된 실험실 연구 노력을 통해 접근되고 있으며, 초기 상업적 노력과 결합하여 빠르게 움직이는 연구 분야와 새로운 산업의 새벽을 가져왔습니다. 우리는 낮은 환경 영향과 저비용으로 빠른 방법을 사용하여 훌륭한 10-10 목표를 실현하는 데 필요한 롤투롤 처리 기술을 검토합니다. 또한 처리 속도, 재료 및 환경 영향과 관련된 몇 가지 새로운 목표를 강조합니다.

• 2개의 레이어를 동시에 증착하기 위해 이중 슬롯 다이 코팅이 사용되었습니다.
• 현재 45–67%의 채우기 계수를 생성할 수 있습니다.

하이브리드 폴리머 태양 전지용 나이프 및 슬롯 다이 코팅 및 폴리머 나노입자 필름 가공에 관한 연구 ^[10]

초록 하이브리드 태양 전지는 기존 광전지에 비해 저렴한 대안이 될 수 있는 잠재력이 높습니다. 가장 큰 장점은 비용 효율적인 롤투롤(R2R) 공정에서 용매 기반 증착으로 생산할 수 있다는 것입니다. 높은 광 흡수, 높은 전도도, 조정 가능한 입자 크기 및 모양으로 인해 풀러렌보다 우수할 수 있습니다. 현재 모든 하이브리드 전지는 실험실 규모에서 스핀 코팅으로 생산됩니다. 파일럿 규모 생산을 위한 코팅 기술에 대해 논의합니다. 롤투롤 호환 방법으로 하이브리드 층의 코팅 및 건조를 조사하도록 설계된 실험 설정을 제시합니다. 홀드업 최소화와 같은 반도체 나노입자/폴리머 필름을 처리하는 특정 문제가 해결됩니다. 첫 번째 결과에 따르면 처리 조건이 필름의 형태뿐만 아니라 광 흡수, 전도도 및 궁극적으로 셀 효율성과 같은 광전기적 특성도 결정한다는 것을 나타냅니다. 마지막으로 나이프 코팅 장치에 대해 최대 1.18% PCE를 갖는 나이프 및 슬롯 다이 코팅 하이브리드 태양 전지를 제조했다고 보고할 수 있습니다.

• 슬롯 다이의 디자인에 대해 논의합니다.
• 자체 설계 및 제조
• 5-100µm 두께의 습식 필름 생성
• 다이 캐비티 용량 2ml
• 생성된 층 두께 ~30nm

폴리머 태양 전지의 제작 및 가공: 인쇄 및 코팅 기술 검토 ^[11]

초록 폴리머 태양 전지는 완전한 장치로 이어지는 가공 기술의 맥락에서 검토됩니다. 스핀코팅, 닥터 블레이딩 및 캐스팅과 같은 현재 사용되는 필름 형성 기술과 슬롯 다이 코팅, 그라비어 코팅, 나이프 오버 에지 코팅, 오프셋 코팅, 스프레이 코팅 및 잉크젯 인쇄, 패드 인쇄 및 스크린 인쇄와 같은 인쇄 기술과 같은 가공 관점에서 더 바람직한 필름 형성 기술을 구별합니다. 전자는 거의 독점적으로 사용되며 대량 생산에 적합하지 않은 반면 후자는 매우 적합하지만 폴리머 태양 전지의 맥락에서 거의 탐구되지 않았습니다. 필름이 형성될 때 인쇄와 코팅을 추가로 구별합니다. 폴리머 태양 전지로 이어지는 전체 공정은 개별 단계로 나뉘고 각 단계에 사용할 수 있는 기술과 재료는 각 사례와 관련된 특정 장단점에 초점을 맞춰 설명합니다.

• 일반적인 마스크 두께는 10-100µm입니다.
• 20µm 미만 및 50µm 초과 마스크는 작업이 어렵습니다.
• 이 논문에서는 폴리머 태양 전지에 대해 논의하며, 페로브스카이트를 사용하면 크기가 달라질 수 있습니다.

용액 공정이 가능한 유기 발광 소자를 위한 자체 측정 슬롯 다이 코팅으로 제조된 유기 반도체 층 ^[12]

초록 우리는 밝고 효율적이며 대면적 유기 발광 소자(OLED)를 제조하기 위해 혼합 용액을 사용한 자체 측정 코팅 모드를 사용하여 슬롯 다이 코팅 방법으로 생산된 평평하고 균일하며 줄무늬 패턴이 가능한 유기 반도체 층에 대한 연구 결과를 제시합니다. 자체 측정 슬롯 다이 코팅 공정은 혼합 용액의 하류 메니스커스를 사용하여 고품질, 균일하고 줄무늬 패턴의 박막을 생산할 수 있으며, 이는 갭 높이와 코팅 속도를 변경하여 코팅 용액의 모세관 수의 코팅 매개변수를 조정하여 제어할 수 있습니다. 인광성 Ir 복합체를 함유한 슬롯 다이 코팅된 홀 주입 및 전기 발광 층을 조작하여 매우 밝고 효율적인 OLED(최대 밝기 약 50[박막 공간(1/6-em)]000 cd m-2, 최대 효율 약 29 cd A-1 및 약 14 lm W-1)가 성공적으로 시연되었습니다. 이러한 결과를 고려할 때, 우리는 자체 계측 슬롯다이 코팅 공정을 사용하여 유기 반도체 층을 제조하는 것이 롤투롤 공정과 같은 고처리량 제조를 위한 유망한 새로운 기술이라고 믿습니다.

• 점도, 표면 장력 및 메니스커스 반경과 관련된 층 두께에 대한 방정식을 제공합니다.
• 코팅 두께를 변경하는 가장 효과적인 방법은 모세관 수(점도*속도/표면장력)를 변경하는 것입니다.

슬롯 다이 지오메트리

다양한 상류 경사 다이 형상을 갖는 슬롯 코팅 공정에서 주파수 응답에 대한 유량 변화의 영향 ^[13]

초록 다양한 경사 상류 다이 구성을 가진 슬롯 코팅 공정의 민감도는 일정한 점도(뉴턴)를 가진 코팅 액체에 대한 점성모세관 모델을 사용하여 주파수 응답 기법을 통해 조사되었습니다. 유량에서 사인파 교란에 대한 코팅 두께의 진폭 비율은 다양한 입력 주파수 및 상류 다이 립 각도 조건에서 비교됩니다. 진폭 비율 값은 상류 다이 립 각도가 증가함에 따라 감소하며, 이는 코팅 시스템이 상류 다이 영역의 더 큰 공간 조건으로 인해 주어진 교란에 덜 민감하다는 것을 의미합니다. 다양한 조건에서 얻은 진폭 비율 곡선은 상류 영역의 유체 시간 척도와 입력 주파수에 의한 교란된 시간 척도 사이의 새로운 무차원 시간의 도움으로 유용하게 단일로 통합될 수 있습니다.

• 팁 각도가 층 균일성에 미치는 영향에 대해 알아봅니다.
• 일반적으로 더 많은 양의 각도가 더 적은 오류를 생성합니다.

슬롯 다이 코팅 시스템의 결합된 유체-입자 모델링 ^[14]

초록 이 연구는 입자, 다이 벽 및 유체 단계 간의 힘의 상호 작용을 연구하여 슬롯 다이 코팅 공정에서 입자 운동에 대한 기본적인 이해를 개발하고자 합니다. 결합된 계산 유체 역학과 이산 요소법을 사용하여 슬롯 다이 코팅 시스템에서 입자가 가득한 유체의 흐름에 의해 동기를 부여받은 복잡한 3차원 유동장에서 움직이는 표면 근처의 개별 현탁 입자의 운동을 평가합니다. 여기에는 자유 표면이 포함됩니다. 전반적으로 입자는 흐름 유선을 따르고 코팅에서의 최종 위치는 입자의 초기 진입 영역에 따라 달라집니다. 서로 접착하는 입자는 코팅 갭의 저속 영역에서 응집되고 코팅 갭의 공급 슬롯 끝에서 다이 가장자리 근처에서 긴 체류 시간을 갖습니다. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 62: 1933–1939, 2016

• 슬롯 다이 진입 영역 탐색
• 코팅 간격과 같은 공급 간격은 좁은 공급 간격보다 더 균일한 입자 분포를 제공합니다.

듀얼 캐비티 슬롯 다이의 흐름에 관한 연구 ^[15]

초록 듀얼 캐비티 슬롯 다이의 비뉴턴 유체에 대한 1차원 유동 모델이 제시됩니다. 비뉴턴 유체의 점도는 엘리스 모델로 처리됩니다. 듀얼 캐비티 슬롯 다이의 질량 및 운동량 보존 방정식은 유동 단면에 대한 적절한 평균 유동을 가정하여 1차원적으로 단순화됩니다. 슬롯의 유동장은 완전히 발달된 것으로 가정합니다. 캐비티와 슬롯의 유동 방정식은 별도로 도출한 다음 결합합니다. 우리는 유한 차분법을 사용하여 이러한 지배 방정식을 풉니다. 이 모델을 사용하여 2차 캐비티의 위치와 단면적이 출구 유동 분포에 큰 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 듀얼 캐비티 다이가 유동 불균일성을 효과적으로 줄일 수 있다는 결론을 내렸습니다.

• 슬롯 다이의 내부 기하학을 탐구합니다.
• 층 균일성을 높이는 가능한 방법으로는 이중 캐비티 및 옷걸이 형상이 있습니다.

슬롯 다이 코팅의 최소 습윤 두께 영역 3개 ^[16]

초록 저점도 용액에 대한 슬롯 다이 코팅의 최소 습윤 두께를 결정하기 위한 실험적 연구가 수행되었습니다. 코팅 유체의 물리적 특성, 다이 형상 및 유동 조건에 따라 세 가지 뚜렷한 코팅 영역(I, II 및 III)이 있습니다. 점성 및 표면 장력 효과가 중요한 임계 레이놀즈 수가 발견되었습니다. 영역 I에서 최소 습윤 두께는 모세관 수가 증가함에 따라 증가하고 영역 II에서 모세관 수와 무관해집니다. 영역 III은 유체 관성이 지배적인 임계 레이놀즈 수 위에 있습니다. 이 영역에서 최소 습윤 두께는 레이놀즈 수가 증가함에 따라 감소합니다. 코팅 비드의 유동 시각화는 코팅 비드의 하류 메니스커스 위치가 코팅 영역의 유형을 결정하는 반면 상류 메니스커스의 모양과 위치가 코팅 결함의 유형을 결정함을 보여줍니다. 또한 하류 메니스커스가 다이 립 모서리에 위치하지 않고 정적 및 동적 접촉각이 모두 다른 조건에서 다르다는 것이 관찰되었습니다. 이러한 결과는 슬롯 다이 코팅의 현실적인 이론적 연구에 중요합니다.

• 다양한 용액에서 얻을 수 있는 최소 습식 필름 두께를 제시합니다.
• 점도가 필름 두께에 영향을 미치는 가장 중요한 요소임을 지적합니다.
• 최적의 구성을 결정하기 위해 다양한 슬롯 다이 형상을 탐색합니다.

액상필름코팅 ^[17]

• 광범위한 코팅 공정을 포괄합니다
• 슬롯 다이 기하학에 대한 심층적인 정보를 제공합니다
• 최적의 코팅 조건 및 변수를 제공합니다

옷걸이 다이에서의 비뉴턴 유체 흐름의 3차원 모델링 ^[18]

초록 옷걸이 다이에서 전력 법칙 유체의 등온 흐름에 대한 3차원 모델 이 유한 요소법을 사용하여 개발되었습니다. 현재 모델에서 사용된 옷걸이 다이의 모양은 매니폴드와 슬롯의 1차원 흐름 모델을 기반으로 하는 이전의 분석적 설계 방정식에 따라 결정되었습니다. 다이 출구 전체에 걸친 균일한 유량은 압출된 폴리머 시트 또는 필름의 균일한 두께를 달성하는 데 가장 중요하기 때문에 유량 분포는 주로 설계 매개변수가 변경될 때 설계 방정식에 대한 유효한 공정 조건을 결정하기 위해 조사됩니다. 전력 법칙 지수와 다이 입구 크기 및 랜드의 존재와 같은 1차원 설계 방정식에서 고려되지 않은 공정 매개변수 측면에서 유체 특성의 영향을 분석했습니다. 결과에 따르면 매니폴드 각도가 유량 분포에 가장 큰 영향을 미치는 설계 매개변수입니다. 설계 값과 다른 전력 법칙 지수의 재료를 가공할 때 전력 법칙 지수의 변화는 유량의 균일성에 상당한 영향을 미칩니다.

• "T" 및 "코트 행거" 슬롯 다이의 내부 매니폴드를 간략하게 비교합니다.
• "옷걸이" 다이를 통한 유체 흐름 탐구

슬롯 다이 코팅의 작동 창: 이론적 예측과 실험적 관찰의 비교 ^[19]

초록 본 연구의 목적은 슬롯 다이 코팅의 작동 윈도우에 대한 이론적 예측의 타당성을 검토하는 것입니다. 작동 윈도우는 안정적이고 균일한 코팅이 가능한 영역으로 정의됩니다. 다양한 유형의 코팅 결함은 윈도우 외부에서 발견됩니다. 유동 시각화 기법을 적용하여 코팅 비드, 특히 코팅 결함이 높은 코팅 속도에서 나타나기 직전과 직후의 하류 및 상류 메니스커스의 위치와 모양을 관찰했습니다. 리빙과 공기 유입의 시작으로 이어지는 코팅 비드 모양의 특수한 특징을 식별했습니다. 코팅 비드 영역의 2차원 유동은 상용 소프트웨어 패키지 FLOW-3D®로 계산했습니다. 코팅 결함의 시작에 대해 실험적으로 관찰된 중요한 특징을 사용하여 코팅 유동이 작동 윈도우 내에 있는지 판단했습니다. 이론적으로 평가된 작동 윈도우는 코팅 속도 측면에서 실험적으로 결정된 것보다 훨씬 더 큰 것으로 나타났습니다. 그러나 이론적 예측의 정성적 추세는 실험적 관찰과 일치합니다. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Adv Polym Techn 29:31–44, 2010; Wiley InterScience(www.interscience.wiley.com)에 온라인으로 게재됨. DOI 10.1002/adv.20173

• 슬롯 다이 치수를 제공합니다

다양한 상류 경사 다이 형상을 갖는 슬롯 코팅 공정에서 주파수 응답에 대한 유량 변화의 영향 ^[20]

초록 다양한 경사 상류 다이 구성을 가진 슬롯 코팅 공정의 민감도는 일정한 점도(뉴턴)를 가진 코팅 액체에 대한 점성모세관 모델을 사용하여 주파수 응답 기법을 통해 조사되었습니다. 유량에서 사인파 교란에 대한 코팅 두께의 진폭 비율은 다양한 입력 주파수 및 상류 다이 립 각도 조건에서 비교됩니다. 진폭 비율 값은 상류 다이 립 각도가 증가함에 따라 감소하며, 이는 코팅 시스템이 상류 다이 영역의 더 큰 공간 조건으로 인해 주어진 교란에 덜 민감하다는 것을 의미합니다. 다양한 조건에서 얻은 진폭 비율 곡선은 상류 영역의 유체 시간 척도와 입력 주파수에 의한 교란된 시간 척도 사이의 새로운 무차원 시간의 도움으로 유용하게 단일로 통합될 수 있습니다.

• 다양한 팁 각도가 코팅 품질에 미치는 영향에 대해 논의합니다.

듀얼 캐비티 코트 행거 다이의 설계 및 분석 ^[21]

초록 이 논문에서는 듀얼 캐비티 옷걸이 다이의 설계 및 분석 방법을 제시합니다. 유한 요소법을 사용한 거시적 물질 수지와 미시적 유동 분석을 결합하여 다이 내부의 중합체 유체 흐름을 시뮬레이션합니다. Leonard의 거시적 절차를 채택하여 관성, 중력 및 점성 효과를 포함시킨 다음 유한 요소법을 적용하여 관성 및 점성 항의 기여도를 추정했습니다. 또한, 유한 요소법으로 외부 캐비티의 유동 패턴을 계산하여 바람직하지 않은 와류의 출현을 예측할 수 있었습니다. 다이 내 유동의 체류 시간 분포는 간단한 통계적 접근 방식으로 근사화되었습니다. 사례 연구를 통해 듀얼 캐비티 옷걸이 다이가 유체 관성 ​​및 점도 변화로 인한 유동 불균일성을 효과적으로 줄일 수 있다는 것을 발견했습니다.

• 듀얼 캐비티 슬롯 다이의 설계와 성능에 대해 논의합니다.

캐스트 필름 및 시트 응용 분야를 위한 옷걸이 다이 설계 측면 ^[22]

• 조절 가능한 입술에 대해 간략하게 설명합니다.

가능한 슬롯 다이 소재

폴리프로필렌의 비휘발성 산화생성물 분석. II. 공정 저하 ^[23]

초록 Brabender 토크 레오미터에 의해 용융물에서 공정 분해된 폴리프로필렌의 비휘발성 생성물은 적외선 분석과 성형 시트에서 수행된 화학 반응을 통해 정량적으로 식별되었습니다. 분해에 따른 분자량 변화는 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 결정되었습니다. 고체 상태에서 열 산화에 대해 이전에 발견된 두 그룹 대신 사슬 절단당 하나의 작용기만 있는 것으로 결정되었습니다. 분자량 분포는 유사하지만 작용기 및 산화의 일반적인 체계는 녹는점 아래에서 수행된 폴리올레핀 산화에 대해 이전에 발견된 것과 약간 다릅니다. 작용기 분포는 공정 분해된 폴리에틸렌 샘플에서 결정된 것과 다릅니다.

• 폴리프로필렌은 이소프로판올에 용해되지 않습니다.
• 슬롯 다이 헤드에 적합한 소재로 입증될 수 있습니다.

가전제품에 사용되는 폴리프로필렌의 팽윤계수 ^[24]

초록 미 충진 공중합체 폴리프로필렌 샘플을 다양한 용매에 담그고 평형 팽윤을 기록했습니다. 폴리프로필렌에 대한 힐데브란트 매개변수 δ 대 수소 결합 매개변수 γc, δh 대 δv의 2차원 용해도 지도를 그렸습니다. 계산된 팽윤 백분율 값과 용해도 지도를 사용하여 세제에 대한 δ 및 δh 값을 가정했습니다. 중적외선 또는 원적외선 스펙트럼에서 폴리프로필렌 백본의 변화는 나타나지 않았으며, 이는 폴리프로필렌 폴리머가 여러 가지 다른 용매에 노출되었을 때 크게 변하지 않았음을 보여줍니다.

• 폴리프로필렌 팽창은 다음과 같이 특징지어졌습니다.
• 폴리프로필렌은 다양한 용매에 노출되었을 때 팽창에 대한 높은 저항성을 나타냈습니다.

폴리프로필렌을 사용한 융합 증착 모델링 ^[25]

초록 이 논문은 FDM(Fused Deposition Modeling) 기반 3D 프린팅 기술의 후보로서 폴리프로필렌(PP)의 잠재력을 다룹니다. PP 펠릿, 압출에 의한 필라멘트 생산 및 테스트 샘플 인쇄로 시작하여 전체 필라멘트 생산 체인을 평가합니다. 이 전략을 사용하면 동일한 등급의 원료를 사용하여 압축 성형으로 제조한 부품으로 인쇄한 부품을 실제로 비교할 수 있습니다. 인쇄된 샘플은 기계적으로 특성화되었고 필라멘트 방향, 층 두께, 충전 정도 및 재료의 영향을 평가했습니다. 후자와 관련하여 두 가지 등급의 PP를 평가했습니다. 유리 섬유 강화 및 순수하고 강화되지 않은 PP입니다. 결과는 FDM이 특히 소량의 부품/구성요소 생산에 있어 기존 기술과 경쟁할 수 있는 잠재력을 보여주었습니다. 또한 이 기술을 사용하면 적절한 기계적 성능을 가진 부품을 생산할 수 있으므로 모형 및 프로토타입 생산에 국한될 필요가 없음이 밝혀졌습니다.

• FDM 필라멘트로 폴리프로필렌을 사용하는 방법에 대해 알아보십시오.
• PP는 수축계수가 비교적 높다

AISI 304 오스테나이트계 스테인리스강 가공 중 최적 절삭 매개변수 결정 ^[26]

초록 오스테나이트계 스테인리스 강의 고강도, 낮은 열전도도, 높은 연성 및 높은 가공 경화 경향은 가공성을 어렵게 만드는 주요 요인입니다. 이 연구에서는 시멘트 카바이드 절삭 공구를 사용하여 AISI 304 오스테나이트계 스테인리스 강을 선삭할 때 최적의 절삭 속도를 결정하는 것을 목표로 했습니다. 절삭 속도가 공구 마모와 표면 거칠기에 미치는 영향을 조사했습니다. 절삭 속도를 180m/min까지 증가시키면 공구 마모가 감소하는 것으로 관찰되었습니다. 표면 거칠기(Ra)도 절삭 속도가 증가함에 따라 감소했습니다. 공구 마모/표면 거칠기와 120, 150 및 180m/min의 세 가지 절삭 속도에서 얻은 칩 사이에 상관 관계가 만들어졌습니다.

• 참고 사항 스테인리스강은 다양한 이유로 기계 가공이 어렵습니다.

참조

페이지 데이터

저자	야니 비커
특허	저작권: CC-BY-SA-3.0
언어	영어 (en)
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만들어진	2016년 6월 7일, Yani Beeker 작성
수정됨	2023년 4월 14일 Felipe Schenone 작성
인용하다	Yani Beeker (2016–2023). "용액 처리 PV 셀용 슬롯 다이 헤드 Lit 리뷰" . Appropedia . 2024년 7월 29일 검색됨 .
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