자외선 양생

UV curing
화웨이 화면 수리를 위한 UV 경화 키트

자외선 양생(UV Cheering, UV Cheering)은 자외선을 이용하여 폴리머의 교차연계 네트워크를 생성하는 광화학 반응을 일으키는 과정이다.[1] UV 양생술은 인쇄, 코팅, 장식, 입체 촬영, 다양한 제품과 재료의 조립에 적합하다. 다른 기술에 비해 UV 에너지로 양생하는 것은 저온 공정, 고속 공정으로 볼 수 있으며, 증발보다는 직접 중합에 의해 치료제가 발생하기 때문에 용제가 없는 공정이다.[2] 1960년대에 처음 도입된 이 기술은 제조 분야의 많은 산업에서 자동화를 간소화하고 증가시켰다.[3]

적용들

UV 경화는 잉크, 접착제, 코팅의 변환이나 경화가 필요한 용도에 사용된다.[4] 자외선 차단 접착제는 2부 접착제의 고속 대체제가 되어 용제 제거, 비율 혼합 및 잠재적 수명 문제가 없어졌다.[5] 플렉서그래픽, 오프셋, 패드, 스크린 프린팅 공정에서 사용할 수 있으며, UV 양생 시스템을 사용하여 티셔츠부터 3D, 원통형 부품에 이르는 스크린 인쇄 제품의 이미지를 중합하는 데 사용할 수 있다. 그것은 미세한 악기 마감(기타, 바이올린, 우쿨렐레 등), 풀 큐 제조 및 기타 목공예 산업에 사용된다.[6] UV currable 잉크를 사용한 인쇄는 [6]플라스틱, 종이, 캔버스, 유리,[7] 금속, 폼 보드, 타일, 필름, 그리고 많은 다른 재료와 같은 매우 다양한 기판에 인쇄할 수 있는 능력을 제공한다.[8]

자외선 양생을 활용하는 다른 산업으로는 의학, 자동차, 화장품(예: 인공 손톱과 젤 매니큐어), 식품, 과학, 교육, 예술 등이 있다.[9] UV 큐레이션 잉크는 다양한 논문과 보드에 대한 출판 부문의 요구사항을 충족시켰다.[10]

UV 양생의 장점

자외선으로 양생하는 것의 일차적인 이점은 물질을 가공할 수 있는 속도다. 공정에서 양생 또는 건조 단계를 빠르게 진행하면 잉크나 코팅이 물에 젖은 시간을 줄임으로써 결함과 오류를 줄일 수 있다. 이것은 완성품의 품질을 높일 수 있고 잠재적으로 더 큰 일관성을 허용할 수 있다. 제조 시간 단축의 또 다른 이점은 건조 단계가 끝날 때까지 사용할 수 없는 물품을 보관할 공간을 줄일 필요가 있다는 것이다.

UV 에너지는 여러 가지 다른 물질과 독특한 상호작용을 하기 때문에 UV 양생은 다른 수단을 통해 달성할 수 없는 특성을 가진 제품을 만들 수 있다. 이로 인해 UV 양생은 강도, 경도, 내구성, 화학 저항성 및 기타 많은 성질의 변화가 요구되는 제조 및 기술 분야에서 기본이 되었다.

UV 경화등 종류

중압등

중압 수은-증기등은 역사적으로 자외선으로 제품을 치료하는 산업 표준이었다. 전구는 수은과 고귀한 가스의 혼합물을 흥분시켜 플라즈마를 발생시키기 위해 전기 방전을 보내는 방식으로 작동한다. 일단 수은이 플라스마 상태에 도달하면 전자기 스펙트럼의 UV 영역에서 높은 스펙트럼 출력을 조사한다. 광도의 주요 피크는 240-270nm와 350-380nm 지역에서 발생한다. 이러한 강렬한 피크는 광티네이터의 흡수 프로필과 일치할 때 재료의 빠른 경화를 야기한다. 전구 혼합물을 다른 기체와 금속 할로겐화물로 변형시킴으로써 파장 피크의 분포를 변화시킬 수 있고, 물질 상호작용을 변화시킬 수 있다.

중압 램프는 표준 기체 방전 램프 또는 무전전기가 될 수 있으며, 일반적으로 에너지를 방출하기 위해 긴 전구를 사용한다. 타원형 또는 심지어 아코닉 반사경과 같은 광학적 디자인을 통합함으로써 빛은 먼 거리에 집중되거나 투영될 수 있다. 이 램프는 종종 섭씨 900도 이상에서 작동할 수 있고 10 W/cm2 이상의 UV 에너지 레벨을 생성한다.

저압 램프

저압 수은-증기 램프는 주로 254nm의 'UVC' 에너지를 발생시키며, 소독에 가장 많이 사용된다. 저온에서 중압 램프보다 낮은 전압으로 작동하며, 모든 UV 공급원과 마찬가지로 피부와 눈의 과다 노출을 방지하기 위해 작동 시 차폐가 필요하다.

UV LED

2000년대 초 질화알루미늄 갈륨 LED가 개발된 이후 UV LED 기술은 UV 양생 시장에서 지속적인 성장을 해왔다. 365-405nm의 'UVA' 파장에서 가장 효율적으로 에너지를 생성하며 지속적인 기술 발전으로 [11]UV LED의 전기 효율 개선은 물론 출력도 크게 증가했다. 저온 작동과 위험한 수은 부족의 혜택을 받은 [12]UV LED는 많은 응용 분야에서 중압 램프를 대체했다. 개발 작업이 계속되지만 복잡한 3차원 물체에 대한 경화를 위한 광학 설계의 어려움, 저파장 에너지 생성의 효율성이 떨어진다는 점이 주요 한계점이다.

참고 항목

참조

  1. ^ Carroll, Gregory T.; Tripltt, L. Devon; Moscatelli, Alberto; Koberstein, Jeffrey T.; Turro, Nicholas J. (2011-04-20). "Photogeneration of gelatinous networks from pre-existing polymers" (PDF). Journal of Applied Polymer Science. 122: 168–174. doi:10.1002/app.34133. Retrieved January 20, 2018.
  2. ^ Stowe, Richard W. (1996-11-08). "High-power UV lamps for industrial UV curing applications". Proceedings of the SPIE. 2831: 208–219. doi:10.1117/12.257198.
  3. ^ Pappas, Peter S., ed. (1978). UV curing: science and technology. Vol. 2. Technology Marketing Corp. ISBN 0936840080.
  4. ^ "Advantages of UV inks and curing". flexotechmag.com. Whitmar Publications. Retrieved May 27, 2021.
  5. ^ Salerni Marotta, Christine. "Advancements in Light Cure Adhesive Technology" (PDF). Henkel. Retrieved January 20, 2018.
  6. ^ a b Somiya, Shigeyuki, ed. (2003). Handbook of Advanced Ceramics: Materials, Applications, Processing, and Properties (2d ed.). Academic Press. ISBN 978-0-12-385469-8. Retrieved 2018-01-21 – via Google Books.
  7. ^ "HD White Aluminum Metal Prints". canvasndecor.ca. Retrieved 2018-01-21.
  8. ^ "What is UV Curing?". Arrow Inks. Retrieved October 27, 2016.
  9. ^ Hoge, Stacy (April 8, 2016). "LED Curing Technology for Coatings". Coating World. Retrieved January 20, 2018.
  10. ^ Wei Deng; Qi Luo (2012). Advanced Technology for Manufacturing Systems and Industry. Trans Tech Publications Ltd. pp. 771–. ISBN 978-3-03813-912-6.
  11. ^ "UV-LED Overview Part III: Diode Evolution and Manufacturing" (PDF). RADTECH Report. Retrieved 2021-03-29.
  12. ^ "The Basics - UV LED Curing Community". Retrieved 2019-03-08.