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 2013 . 07 . 01 UV 경화 불량 중 표면 의 크랙 ( 갈라짐 ) 원인 
 2013 . 07 . 01 07 : 54 UV 경화 불량 
 UV 경화 불량 중 표면 의 크랙 ( 갈라짐 ) 원인 
 프라 스틱 소재 의 열 이력 에 따른 Tg 의 거동 
 가 . 수지 조성 의 문제 : 경화 된 후 수지 의 크랙 유무 를 결정 하 는 가장 큰 요인 은 수지 설계 입니다 . 수지 가 경화 된 후 의 물 성 은 대부분 수지 베이스 와 관능기 , 첨가제 입니다 . 수지 의 조성 은 표면 크랙 뿐 만 아니 라 수지 가 경화 된 후 경도 , 팽창 계수 , 광택 , 표면 에너지 , 연신율 , 내열 온도 , 비저항 , 내약품성 등 여러 가지 물 성 을 결정 합니다 . 
 나 . 경화 중 에 받 는 열 : UV 경화 중 에 열 이 크랙 에 미치 는 영향 은 크 게 2 가지 관점 에서 볼 수 있 습니다 . 
 첫째 는 코팅 표면 층 의 휘발 성 이 강한 올리고머 의 증발량 에 대한 문제 와 , 중합 과정 과 중합 직후 에 열 이 탄소 - 수소 의 체인 과 관능기 에 어떤 영향 을 어느 정도 로 심하 게 미쳐 크랙 이 생기 느냐 의 문제 입니다 . 
 UV 경화 중 에 열 을 많이 받 을수록 코팅 층 의 올리고머 는 중합 에 기여 하 지 못하 고 증발 합니다 . 
 경화 된 수지 의 두께 방향 으로 평균 분자량 과 고 경도 에 기여 하 는 첨가제 분포 가 균일 해야 하 는데 , UV 경화 공정 중 에 열 을 많이 받 으면 표면 층 의 모노머 와 다 이 머 는 중간층 이나 내부 에 비해 더 많이 증발 합니다 . 표면 층 의 올리고머 가 더 많이 증발 하 여 이 의 농도 가 내부 층 보다 더 낮 은 상태 에서 광중합 이 완료 되 었 을 때 표면 층 의 중합 도 및 경도 와 내면 층 의 그것 들 은 일정 한 편차 를 가져옵니다 . 이 현상 은 대부분 의 수지 에서 상존 합니다 . 
 그러나 UV 경화 중 에 열 을 일정량 이상 받 아 표면 의 올리고머 가 너무 다량 증발 한 상태 에서 중합 한 경우 중합 된 수지 의 중합도 , 밀도 , 경도 가 코팅 내면 층 의 그것 과 일정 값 을 넘어가 면 경화 된 후 코팅 의 크랙 으로 나타납니다 . ( 이 부분 은 수지 설계 하 는 엔지니어 도 간과 하 는 부분 으로 수지 제조 업체 에서 도 올리고머 의 베이스 와 관능기 는 다른 물성 때문 에 쉽 게 바꾸 지 못하 므로 고민 하 다가 경화 중 에 받 는 열 을 제어 함 으로써 문제 를 해결 한 바 가 있 습니다 . ) 
 두 번 째 는 중합 과정 과 중합 직후 에 받 는 열 의 강도 ( 세기 ) 와 총 열량 이 화학 결합 체인 과 관능기 에 미치 는 영향 즉 소재 의 열 이력 ( 熱 履 歷 : Thermal history ) 에 관한 문제 입니다 . 
 금속 을 포함 한 거의 모든 소재 는 열 을 받 는 강도 와 소재 가 받 는 누적 열량 에 따라 소재 의 물리 적 특성 이 바뀌 게 되 는데 이러 한 변형 과정 을 “ 열 이력 ( 熱 履 歷 ) ” 이 라고 합니다 . 열 이력 은 철 ( 금속 ) 에서 만 나타나 는 게 아니 라 프 라 스틱 , 목재 , 유리 , 세라믹 등 거의 모든 소재 에서 나타나 는데 철 , 유리 , 세라믹 등 융점 , 변이 점 이 높 은 재질 은 100 - 200 ℃ 의 낮 은 온도 에서 는 영향 을 거의 안 받 지만 , 프라스 틱 처럼 용융점 이나 변곡점 이 100 ℃ 로 낮 은 재질 에서 는 60 - 80 도 부근 의 온도 도 소재 자체 의 열 변형 을 포함 하 여 체인 구조 , 중합도 , 경도 등 여러 가지 물 성 에 영향 을 미치 는데 , 그 중 에 한 가지 가 표면 의 크랙 으로 나타나 는 것 입니다 . 
 금속 은 인류 가 수천 년 간 사용 하 면서 연구 를 많이 해 왔 고 , 특히 금속 의 열 이력 은 “ 열처리 ” 라는 공학 의 한 분야 로서 매우 발전 해 왔으나 , 프라스 틱 은 인류 가 사용 한 역사 가 수십 년 에 불과 하 고 , 프라스 틱 종류 가 수백 가지 나 되 므로 특정 한 프라 스틱 소재 의 열 이력 에 대해서 는 연구 도 거의 없 는 셈 이 며 , 고분자 를 전공 하 지 않 은 일반 엔지니어 는 프라스 틱 의 열 이력 이 라는 단어 조차 생소 한 셈 입니다 . 
 UV 코팅 액 예 를 들 면 수십 가지 의 UV 코팅 액 중 우리 가 사용 하 는 폴리 부타디엔 아크릴 레이트 계의 UV 경화 형 수지 의 열 이력 에 대해서 는 UV 코팅 액 을 만드 는 메이커 에서 도 체계 적 인 연구 가 이루어지 지 않 고 있 는 게 세계 적 인 현실 입니다 . 
 프라스 틱 소재 도 금속 처럼 열 이력 에 따라 여러 가지 특성 이 변화 됩니다 . UV 경화 형 수지 도 열 이력 에 따라 여러 가지 물 성 이 변하 는데 “ 표면 크랙 ” 도 경화 과정 중 에 받 는 열 의 강도 와 받 는 총열량 에 따라 변화 될 수 있 는 여러 물성 중 의 1 가지 에 불과 하 며 열 이력 에 따라 변할 수 있 는 물 성 은 많 습니다 . 
 여러 수지 별로 열 이력 에 따라 Tg 가 달라지 듯 코팅 하 고 져 하 는 UV 경화 형 수지 도 열 이력 에 따라 물 성 이 달라집니다 . 
 그러나 올리고머 의 종류 와 조성 에 따라 UV 경화 공정 중 에 받 는 받 는 열량 과 코팅 층 의 크랙 발생 은 같 은 비례 관계 를 보이 지 는 않 으므로 사용 하 는 UV 수지 에 따라 저온 UV 경화기 혹은 초저 온 UV 경화기 로 제품 을 테스트 해 보 면 우리 회사 에서 사용 하 는 UV 수지 와 열 이력 이 크랙 에 미치 는 영향 을 쉽 게 알아낼 수 있 습니다 . 
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