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UV 경화기 설치시 유의점, 준비 사항

UV 경화기는 생산용 설비 혹은 실험용 설비이다.
실험용 UV 경화기인 경우에는 실험실 테이블에 전기코드와 배기 장치 혹은 배기 닥트를 빼낼 닥트홀 만 있으면 되므로 별로 체크할 게 없다.
그러나 생산용 설비인 경우에는 다음 사항들을 미리 준비하는게 좋다.

1. 스페이스 확보
코팅기 다음에 입고할 경화기가 들어갈 공간 확보하고, 특히 램프길이가 1M 이상인 경우에는 램프 교체할 공간도 확보해야 한다.

2. 전기 동력
uv 경화기의 용량에 따라 다르지만 제품폭이 1.8-2.4M이고, 1등당 용량이 21.6KW 4등 짜리 경화기를 사용하는 경우도 있다. 이때는 21.6KW * 4등 * 1.3 = 112KW를 소화할 수 있게 동력 배선을 한다.

3. 배기
특별히 초저온인 경우를 제외하면 대부분의 uv 경화기는 공기 냉각식이다.
창문 쪽에 배기 닥트를 빼낼 닥트 홀을 낼 공간과 닥트가 지나갈 공간을 확보하고, 배기 닥트 설치할 부근의 업체와 미리 협의한다.
UV 경화기는 소비 전력의 70% 이상이 열로 발산되므로 1KW 이하의 소형 경화기를 제외하면 열이 상당하므로 배기 닥트는 반드시 설치해야 한다.

4. UV 수지 혹은 잉크 준비
UV 수지 혹은 잉크 공급업체와 충분히 협의하여 UV 수지 샘플을 충분히 준비한다.
UV 경화를 이미 하고 있는 업체에서 증설할 경우에는 UV 수지 공급업체와의 업무 협조가 문제 없겠지만, UV 경화를 처음해 보는 경우에는 처음 1-2번은 코팅 자체도 잘 안되는 수도 있고, 일정한 두께를 맞추기도 힘들다. 수지의 배합에 따라 점도가 다르므로 UV 수지를 2-3가지 준비하는게 좋다.
UV 경화하여 경화가 잘 되면 문제가 없는데 경화가 잘 되지 않으면 uv 경화기 업체는 uv 경화기 업체나름대로 수지에 문제가 있어서 경화가 안된다고 하고, 수지 업체는 수지 업체 나름대로 uv 경화기에 문제가 있어서 경화가 안된다고 서로 "네탓" 공방을 하는 경우가 있다. 이미 수지와 uv경화에 대해 잘 알고 있으면 원인이 무엇이고 대책이 무엇이라는 걸 알고 대처하지만 잘 모르거나 초보자인 경우에는 누구 말이 맞는지 판단이 안되므로 담당자가 공부를 좀 하는게 좋고, 경화기 발주처 선정시 수지에 대해서도 수지 설계 능력이 있을 정도로 기술력이 있으면서 경화기를 양심적으로 만드는 업체와 콘택하는게 좋다.

5. 경화기 시운전과 결과
처음 UV 코팅하여 경화를 했는데 수지 혹은 잉크가 경화가 안되는 경우가 있다.
UV 조사량이 적거나 수지 두께가 너무 두껍기 때문이다. 일단은 코팅 두께를 일정하게 하고, 콘베어 스피드를 조금 느리게 하면서 생산 스피드를 맞춘다. UV 조사량이 적은 경우 조사 유니트 높낮이 조절 장치로 높이를 조절하면 조사량을 20-30% 증가 혹은 감소 시킬 수 있다. 그러나 제품과 램프의 거리가 너무 가까우면 제품에 열도 그만큼 많이 받는 것이므로 램프를 너무 낮추는 것은 한계가 있다.
UV 발생은 많게 하면서 열발생은 적게 하거나, 코팅 두께를 얇게 하거나, 콘베어 스피드를 천천히 하거나, 수지 베이스를 경화 속도가 빠른 올리고머를 사용하거나, 중합 개시제의 비율을 증가시키거나 해야 한다.

1). 콘베어 스피드를 천천히 하는 것은 앞뒤 라인의 스피드, 일일 생산량 등과 관계되므로 함부로 손대기 어렵고, 램프 수량을 늘려서 uv에너지 량을 늘려야 하며,
2). UV 발생은 많게 하면서 열발생은 적게 하는 것은 전적으로 램프 메이커와 램프 품질에 의존된 문제이므로 경화기 발주 업체와 상의하고(결국은 램프 품질 문제로 귀결된다),
3). 코팅 두께를 얇게 하는 문제는우선은 대처할 수 있지만 근본적으로는 손대기 어렵고 UV 절대량을 증가 시켜야 한다.
4). 제품에 열이 너무 많이 받아 타거나 변형되는 것은 UV 발생은 많게 하고 열발생은 최소로 해야 하는데 어느 정도는 램프 품질로 카바할 수 있고, 조사 유니트의 열 제거 설계가 잘된 UV 경화기를 선택해야 하고, 콜드 미러와 핫 미러를 사용해야 하는 경우도 많다.
5), 경화 속도가 빠른 올리고머를 사용하거나, 개시제의 비율을 증가시키는 문제는 UV 수지 설계와 생산을 직접하는 업체라면 이론적인 지식과 수지 설계에 대한 경험값을 많이 가지고 있으므로 해결할 수 있지만, 수지 사용량이 적은 업체라면 수지 메이커에서 제때 대응해 주지 않는 문제도 있다.

6. 경도, 광택
처음 UV 코팅을 했는데 경도나 광택이 목표했던대로 안 나오는 경우도 많다.
전적으로 UV 수지 설계에 대한 문제이다. 수지 베이스, 첨가제를 바꾸고 조합을 다시 설계해야하는데, 역시 수지 사용량이 적은 업체에는 제때 대응해 주지 않는 게 문제다

7. 접착력
높은 표면 경도, 고 생산성, 절연성 등의 장점 때문에 uv 코팅을 도입하여 경화는 잘 되는데 코팅이 잘 벗겨 지는 경우가 있다. 코팅이 잘 벗겨 지는 것은 코팅하려는 소재의 표면 에너지가 UV수지에 비해 낮기 때문이다.
코팅만 해도 골치 아픈데 표면 에너지 어쩌고 저쩌고 하면 가뜩이나 골치 아픈데 정말 미친다. 그러나 경화는 잘 되지만 코팅은 자꾸 벗겨지는데 어쩌란 말인가?,
간단히 생각하면 모든 물질은 자기 고유의 표면 에너지를 가지고 있고 표면에너지가 약한 것은 접착력이 나쁘기 때문에 안 붙는다. 예를 들면 실리콘판(23 mN/m) 이나 테프론(18 mN/m) 에는 어떤 것을 발라도 접착이 안되는데 이게 바로 표면에너지가 낮기 때문이다.
실리콘 판 이나 테프론에 코팅하는 사람은 드물기 때문에 별 문제가 없지만, 현장에서 많이 사용하는 PP나 PE도 표면 에너지가 낮아서(26-37 mN/m) 접착력이 나쁜게 문제이다.
접착력이 나쁜 것은 PP나 PE의 표면 에너지를 10-20 mN/m 증가 시켜야 하는데 필름 업체에서 생산싱 코로나 처리해 오지만 생산후 시간이 지나면서 다시 오염되므로 접착력이 나빠지는게 문제이다. 접착력이 나쁜 것은 프라즈마나 uv로 개질 처리하여 표면 에너지를 증가 시켜서 해결 해야 한다.
에너지를 증가 시키는 공정은 반도체나 LCD산업에서 가장 핵심적인 공정으로 제법 기술 집약도가 높은 기술이고 설비비도 조금 들어가야 하므로 앵커제나 프라이머를 사용하기도 한다.
UV 코팅 설비를 도입하고 난 후에 접착력 문제가 대두되면 이를 해결하기 위해 또 시간을 허비하는 경우가 많으므로 표면 처리, 표면 개질장치를 동시에 해결할 수 있는 업체의 UV 경화 장치를 검토하면 좋다.