필름코팅 공정 스케일업 준비와 기술 이전
November 24, 2018
정제 필름코팅 공정은 나정 특성, 코팅제 조성, 코팅 장비와 여러 코팅 조건 간에 일어나는 복잡한 상호작용이 조화롭게 이루어지는 과정이다. 신제품을 개발하면서 작은 실험용 코팅기를 사용하여 코팅할 경우 대부분 코팅이 순조롭게 진행된다. 코팅에서 어려운 일은 주로 스케일업이나 기술이전 과정에서 일어난다.
정제 필름코팅 스케일업과 기술이전
코팅 품질 재연성을 유지하면서 다른 종류 코팅기로 스케일업 하는 일은 결코 쉬운 일이 아니다. 이런 문제점은 보통 제품 개발 초기에는 예측하기가 어렵고, 실제 현장에 적용하려고 조건을 세팅할 때가 되어야 알 수밖에 없다.
기술이전 과정의 일부로서 스케일업 연구는 제품 개발 단계를 거쳐 적정화가 완료된 공정을 크기와 모델이 다른 여러 현장 장비로 이전하는 일을 일컫는다. 어떤 경우에는 특정 생산 현장이나 특정 장비에 맞도록 이미 개발된 공정 파라미터를 재설정하는 작업을 말하기도 한다.
오래된 설비나 측정 장비를 현대식으로 교체하면 코팅 파라미터도 바뀌는데, 기존 공정 조건을 현대화된 장비에 맞추는 일 또한 이러한 연구 범주에 속한다. 오랫동안 써 오던 당의 코팅팬을 타공식 사이드 벤트 팬으로 바꾼다거나, 뱃치 방식 코팅을 대량 생산용 연속 코팅 혹은 세미-연속 코팅으로 현대화하는 일은 흔히 있는 일이기 때문이다.
필름 코팅 주요 공정 파라미터 확인
필름코팅에서는 코팅 완제품 품질에 영향을 미치는 몇 가지 상호 의존적인 공정 변수가 존재한다. 스케일업 과정에서는 공정 파라미터 중 어떤 것이 중요한지 반드시 확인하여야 한다. 그렇게 해야만 각 파라미터의 중요성을 이해하여 실제 생산 스케일에서 원하는 품질과 기능을 갖춘 제품 생산이 가능하다.
주요 파라미터는 확정된 공정 조건에서 원하는 품질 수준의 제품을 적정한 시간과 정해진 원가 범위 내에서 반복 생산하는 데 문제가 없도록 관리되어야 한다.
실험설계법(DoE) 과 QbD 활용
어떤 공정 파라미터가 중요한지는 어떻게 알 수 있을까? 우선 중요한 조건은 조절 가능한 변수로 두고, 기타 조건은 고정값으로 놓고 실험설계법(DoE)에 따라 실험을 설계하여 확인한다. 그러나 여러 조건은 서로 연관되어 있기 때문에, 어떤 조건을 변수로 하고, 어떤 것을 고정값으로 할지 결정하는 일도 상당히 어렵다. 실험 조건 설정을 정확하게 하려면 이미 개발된 공정을 완전히 이해하고 있고, 코팅 공정 자체에 대하여도 충분한 지식이 있어야 한다.
칼라콘은 우리 제품을 이용하여, 코팅 공정에 관여하는 여러 파라미터 중 어떤 것이 CQA (Critical Quality Attributes)에 영향을 미치는지를 확인하는 연구 실험을 QbD 접근 방식에 따라 다수 진행하였다. 그중 몇몇은 이 링크를 통해 확인할 수 있다. (1) 코팅 파마미터의 영향 | 코팅제 농고 높을 때의 영향 | 연속 코팅 파라미터의 영향.
정제 코팅 스케일업 과정의 리스크 줄이기
이러한 연구 작업에 기초하여, 칼라콘은 우리 제품을 다양한 규모의 코팅기에서 코팅할 때 참고하도록 주요 파라미터를 표로 정리하였다. 이 표는 생산 현장에서 크기가 다른 장비에서 오파드라이 공정 파라미터를 설정할 때 편리하게 쓸 수 있다.
(오파드라이 코팅 파라미터 표 샘플 보기: 오파드라이 QX 코팅 파라미터 | 오파드라이 II 코팅 파라미터 – 유색 (PVA 제품) )
코팅 공정 기술이전 성공의 열쇄 – 옳바른 파라미터 설정
코팅이 완벽하게 된 제품을 생산하려면, 제품에 적합한 코팅제를 사용하여 제대로 세팅된 조건으로 코팅을 해야 한다.
코팅 공정 스케일업과 기술이전, 새로운 코팅기에서 제품 생산 등 코팅 전문가의 기술 지원이 필요할 때 칼라콘 기술팀은 풍부한 지식과 경험을 갖추고 도와드릴 준비가 되어있다.
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제품에 맞는 코팅제 선정하기
오파드라이 QX – 최신 칼라콘 기술 – 규모가 다른 여러 종류의 코팅기와, 넓은 공정 파라미터 범위에서 모두 쉽게 코팅할 수 있는, 스케일업과 기술 이전 과정을 단순화한 제품. 오파드라이QX는 특정 조건에서만 코팅이 잘되는 제품과 달리, 코팅이 잘 되는 조건의 범위가 아주 넓다. 이러한 특성은 코팅이 빠르고 쉬우면서도 뱃치별 코팅 재연성이 아주 좋다는 장점으로 나타나기도 한다.
