자외선(UV)이란? 
 

자외선(UV)은 태양광(太陽光)의 파장분포 중 가시광선(可視光線)보다 짧은 파장으로 눈에 보이지 않는 파장으로써, X-선 과의 사이에 위치한 영역의 파장범위(10nm~약400nm)를 말합니다. 
 

자외선은 세부적으로 파장에 범위에 따라 UV-C(단파장), UV-B(중파장), UV-A(장파장)으로 분류하기도 합니다.

파장이 짧을수록 에너지는 강하지만 투과력이 약하고, 반대로 파장이 길수록 에너지는 약하지만 투과력은 높습니다. 이에 따라 UV경화(硬化)에 자외선을 이용할 경우 단파장에서는 표면경화가 효과적이고, 장파장에서는 속경화가 효과적으로 나타나는 경향이 있습니다.

자외선은 각종 안구질환과 피부질환을 유발하는 등의 역기능이 있지만 자외선 특유의 살균반응, 광화학반응을 이용해 산업, 의료, 미용 등 수많은 분야에서 적용되어 인간 삶의 질 향상에 이바지하는 순기능도 가지고 있습니다.

 

UV경화(硬化)란?

UV경화(硬化)란 자외선이 가지고 있는 광화학적 특징을 이용하여 액체 상태의 페인트, 잉크, 접착제등을 딱딱하게 굳히는 작용을 말합니다.

 

UV경화의 기전(Mechanism)은 UV레진(UV Resin)속 함유된 미량의 광(光)개시제가 자외선 조사를 받아 화학반응을 일으켜 UV레진(UVResin)의 주성분인 단량체(Monomer)와 중간체(Oligomer)의 결합반응을 유도, 견고하고 딱딱한 중합체(Polymer)로 만드는 과정입니다. 

UV경화의 특징은 다음과 같은 특징을 갖습니다.

UV경화기의 종류는?

일반적으로 UV경화를 하려는데 있어 필요한 자외선을 UV경화기라 하는 기계로부터 공급받습니다.

이러한 UV경화기의 종류는 광원(光源)에 따라 크게 2가지로 분류하는데 램프(Lamp)형과 LED형이 바로 그것입니다.

 

Lamp형 경화기

가장 일반적으로 자외선을 얻기 위해 사용하는 광원이 바로 Lamp입니다. 가격이 저렴하고 단파장부터 짧은 파장까지 풍부한 파장을 얻을 수 있으며, 광원인 램프가 LED에 비해 내열성이 우수하다는 장점으로 과거부터 수많은 공정에 채택되고 있습니다.

 

이러한 램프형 경화기는 사용환경에 따라 고유에 파장을 분출하는 램프를 사용하는데 수은UV램프와 메탈UV램프를 보편적으로 사용합니다.

 

1. 수은UV램프

살균, 경화 등 램프 사용에 있어 오랜 기간 대표적인 소재로 사랑 받아온 수은은, UV경화에 가장 일반적인 소재로 사용됩니다. 수은UV램프는 365nm파장을 중심으로 253.7, 294.7, 302.2, 404.6nm등 풍부한 광역을 자랑합니다.

2. 메탈UV램프

유색 코팅과 막이 두꺼운 제품의 경화 등, 수은보다 투과력이 높은 장파장(長波長)을 요구하는 워크에 적용하기 위해 개발된 제품이 메탈UV램프입니다. 메탈UV램프는 365, 405, 420nm를 중심으로 수은UV램프보다 높은 광역과 많은 광량을 자랑합니다.

LED형 경화기

최근 자외선을 얻기 위한 방법으로 새로이 각광받는 광원이 바로 LED입니다. Lamp보다 가격이 다소 고가를 형성하고 내열성에 취약 하지만, Lamp에 비해 비약적으로 높은 수명과 컴팩트한 디자인. 그리고 열 선을 거의 배출하지 않는 LED의 특성상 워크물에 열손상을 가하지 않는다는 점, 마지막으로 Lamp형에 비해 초고강도의 UV를 배출한다는 장점 등으로 시장에서 점차 그 영향력을 넓혀나가고 있습니다.

이러한 LED형 경화기는 조사하는 자외선의 파장(波長)에 따라, 그리고 조사범위에 따라 그 쓰임새가 다른데 일반적으로 사용하는 분류에 따라 나누어보면 다음과 같습니다.

 

※ 파장에 따른 분류

LED형 경화기는 열선이 거의 배출되지 않는다 앞서 소개하였습니다. 이는 LED경화기의 경우 파장대가 풍부한 Lamp와는 달리 단일 파장을 배출하기 때문입니다. 이러한 LED경화기는 주재료인 소자에 종류에 따라 각기 다른 파장의 UV를 배출하는데 가장 대표적인 365nm파장을 필두로 하여 385, 395, 405nm등이 대표적인 LED경화기의 파장입니다.

 

※ 형상에 따른 분류

LED형 경화기는 형상에 따라 SPOT타입, BAR타입, 면적타입 등 여러 가지로 분류됩니다. 이는 광섬유를 사용하지 않아 적용에 자유롭고 램프에 비해 적은 공간을 차지하는 LED의 장점에서 기인한 것으로, 사용자의 편의에 따라 다양한 형상으로 제작 가능합니다.

1. SPOT타입 경화기

Spot타입 경화기는 LED경화기중 가장 널리 쓰이는 형상의 제품입니다. 파장의 강도가 가장 강하고, 방열의 우수성도 뛰어날 뿐만 아니라 저렴한 비용까지 여타 다른 LED경화기보다 높은 비교우위를 보이고 있는 제품 입니다.

 2. Bar타입 경화기

넓은 면적을 조사하는데 적합하지 못한 Spot타입 경화기의 한계를 보완하고자 개발된 형상의 제품입니다. Spot 타입보다 광(光)손실, 방열 등의 측면에서 부족하지만, Spot 타입이 처리할 수 없는 부분을 효과적으로 조사한다는 점에서 최근 각광을 받고 있는 형상의 제품 입니다.

3.면적타입 or 특수형상타입

워크 위를 스캔 하는 방식의 바-타입과는 달리 직접 정면 조사하여 짧은 택-타임의 특성을 지니는 제품으로 사각형상의 제품으로 대표됩니다. 이 밖에도 LED소자에서 직접 발광하는 LED의 특성상 사용자가 원하는 형상의 제품 어떠한 것도 제작 가능합니다.

UV경화기의 사용처는?

UV경화기는 UV레진이 사용되는 모든 공정에 적용됩니다.

1. 렌즈접착

2. UV프린팅

3. 모바일&디스플레이 접착