UV 경화 기술

1. UV 경화 기술이란 무엇인가요?

UV 경화 기술은 코팅제, 접착제, 마킹 잉크, 포토레지스트 등의 수지에 자외선을 조사하여 광중합을 유도함으로써 수초 만에 즉시 경화 또는 건조시키는 기술입니다. 열 건조 또는 두 액체를 혼합하는 중합 반응 방식의 경우, 수지를 건조하는 데 보통 수초에서 수시간이 소요됩니다.

약 40년 전, 이 기술은 건축 자재용 합판의 인쇄 건조에 처음으로 실질적으로 사용되었습니다. 그 이후로 특정 분야에서 활용되어 왔습니다.

최근 자외선 경화형 수지의 성능이 크게 향상되었습니다. 더욱이, 자외선 경화형 수지는 에너지/공간 절약, 폐기물 감소, 높은 생산성 및 저온 처리 등의 이점 덕분에 다양한 종류가 출시되었으며, 그 사용량과 시장 규모가 빠르게 성장하고 있습니다.

또한 UV는 에너지 밀도가 높고 최소 스폿 직경으로 집중할 수 있어 광학 성형에 적합하며, 이를 통해 고정밀 성형 제품을 쉽게 얻을 수 있습니다.

기본적으로 UV 경화형 수지는 비용매제이기 때문에 환경에 악영향(예: 대기 오염)을 미치는 유기 용매를 함유하지 않습니다. 또한 경화에 필요한 에너지가 적고 이산화탄소 배출량이 적어 환경 부담을 줄여줍니다.

2. UV 경화의 특징

1. 경화 반응은 몇 초 만에 일어납니다.

경화 반응에서 단량체(액체)는 몇 초 안에 중합체(고체)로 변합니다.

2. 탁월한 환경 대응력

이 소재는 기본적으로 용매를 사용하지 않는 광중합으로 경화되기 때문에 PRTR(오염물질 배출 및 이동 등록) 법이나 ISO 14000과 같은 환경 관련 규정 및 명령의 요구 사항을 충족하는 데 매우 효과적입니다.

3. 프로세스 자동화에 적합합니다.

UV 경화성 소재는 빛에 노출되어야 경화되며, 열 경화성 소재와 달리 보관 중에 점진적으로 경화되지 않습니다. 따라서 가사 시간이 짧아 자동화 공정에 사용하기에 적합합니다.

4. 저온 처리가 가능합니다.

처리 시간이 짧기 때문에 대상 물체의 온도 상승을 제어할 수 있습니다. 이것이 바로 이 기술이 열에 민감한 대부분의 전자 장치에 사용되는 이유 중 하나입니다.

5. 다양한 재료를 사용할 수 있으므로 모든 유형의 용도에 적합합니다.

이러한 소재는 표면 경도와 광택이 뛰어납니다. 또한 다양한 색상으로 제공되므로 여러 용도로 사용할 수 있습니다.

3. UV 경화 기술의 원리

자외선을 이용하여 단량체(액체)를 중합체(고체)로 변화시키는 과정을 자외선 경화(UV Curing)라고 하며, 경화 대상인 합성 유기 재료를 자외선 경화성 수지(UV Curable Resin)라고 합니다.

UV 경화성 수지는 다음과 같은 성분으로 구성된 화합물입니다.

(a) 단량체, (b) 올리고머, (c) 광중합 개시제 및 (d) 다양한 첨가제(안정제, 충전제, 안료 등).

(a) 단량체는 중합되어 더 큰 고분자 분자로 변환되어 플라스틱을 형성하는 유기 물질입니다. (b) 올리고머는 이미 단량체와 반응한 물질입니다. 단량체와 마찬가지로 올리고머도 중합되어 더 큰 분자로 변환되어 플라스틱을 형성합니다. 단량체나 올리고머는 중합 반응을 쉽게 일으키지 않으므로 광중합 개시제와 함께 사용하여 반응을 시작합니다. (c) 광중합 개시제는 빛을 흡수하여 여기되고, 다음과 같은 반응이 일어납니다.

(b) (1) 분리, (2) 수소 추출 및 (3) 전자 전달.

(c) 이 반응에 의해 반응을 개시하는 라디칼 분자, 수소 이온 등의 물질이 생성됩니다. 생성된 라디칼 분자, 수소 이온 등은 올리고머 또는 모노머 분자를 공격하여 3차원 중합 또는 가교 반응을 일으킵니다. 이 반응으로 인해 규정된 크기보다 큰 분자가 형성되면, 자외선에 노출된 분자는 액체에서 고체로 변합니다. (d) 필요에 따라 다양한 첨가제(안정제, 충전제, 안료 등)를 자외선 경화성 수지 조성물에 첨가하여

(d) 안정성, 강도 등을 부여합니다.

(e) 유동성이 좋은 액상 UV 경화성 수지는 일반적으로 다음과 같은 단계를 통해 경화됩니다.

(f) (1) 광중합 개시제는 UV를 흡수합니다.

(g) (2) UV를 흡수한 이들 광중합 개시제가 여기됩니다.

(h) (3) 활성화된 광중합 개시제는 분해를 통해 올리고머, 모노머 등과 같은 수지 성분과 반응합니다.

(i) (4) 또한 이들 제품은 수지 성분과 반응하여 연쇄 반응이 진행됩니다. 그러면 3차원 가교 반응이 진행되어 분자량이 증가하고 수지가 경화됩니다.

(j) 4. 자외선이란 무엇인가요?

(k) UV는 파장이 100~380nm인 전자기파로, X선보다 길지만 가시광선보다는 짧습니다.

(l) 자외선은 파장에 따라 아래와 같이 세 가지 범주로 분류됩니다.

(m) UV-A (315-380nm)

(n) UV-B (280-315nm)

(o) UV-C (100-280nm)

(p) 자외선을 이용하여 수지를 경화시킬 때, 자외선 조사량을 측정하는 데에는 다음과 같은 단위가 사용됩니다.

(q) - 조사 강도 (mW/cm2)

(r) 단위 면적당 조사 강도

(s) - 자외선 노출량 (mJ/cm2)

(t) 단위 면적당 조사 에너지 및 표면에 도달하는 총 광자 수. 조사 강도와 시간의 곱.

(u) - 자외선 노출과 조사 강도 간의 관계

(v) E=I x T

(w) E=자외선 노출량(mJ/cm2)

(x) I = 강도 (mW/cm2)

(y) T=조사 시간(초)

(z) 경화에 필요한 UV 노출량은 재료에 따라 다르므로 UV 조사 강도를 알고 있다면 위의 공식을 사용하여 필요한 조사 시간을 구할 수 있습니다.

(aa) 5. 제품 소개

(ab) 휴대용 UV 경화 장비

(ac) 휴대용 경화 장비는 당사 제품 라인업 중 가장 작고 가격이 가장 저렴한 UV 경화 장비입니다.

(광고) 내장형 UV 경화 장비

(ae) 내장형 UV 경화 장비는 UV 램프 사용에 필요한 최소한의 메커니즘을 갖추고 있으며 컨베이어가 있는 장비와 연결할 수 있습니다.

이 장비는 램프, 조사기, 전원 및 냉각 장치로 구성됩니다. 조사기에는 선택 사양 부품을 부착할 수 있습니다. 전원은 단순 인버터부터 복합형 인버터까지 다양한 종류가 제공됩니다.

데스크탑 UV 경화 장비

본 제품은 데스크탑용으로 설계된 UV 경화 장비입니다. 컴팩트한 크기로 설치 공간을 적게 차지하며 매우 경제적입니다. 시험 및 실험 용도에 가장 적합합니다.

이 장비에는 셔터 메커니즘이 내장되어 있습니다. 원하는 조사 시간을 설정하여 가장 효과적인 조사를 수행할 수 있습니다.

컨베이어형 UV 경화 장비

컨베이어식 UV 경화 장비는 다양한 컨베이어를 갖추고 있습니다.

당사는 소형 컨베이어를 갖춘 소형 UV 경화 장비부터 다양한 이송 방식을 갖춘 대형 장비에 이르기까지 광범위한 장비를 설계 및 제조하며, 항상 고객의 요구 사항에 맞는 장비를 제공합니다.