산업용 접착제 사용 방법

올바른 위치에 고정～도포 위치와 균형～

특히 렌즈처럼 미세한 정렬 오차도 용납할 수 없는 섬세한 부품을 작업할 때는 어디에 어떻게 부착할지 결정하는 것이 매우 중요합니다. 접착제를 도포할 때는 정렬 오차를 방지하기 위해 균형 잡힌 위치가 매우 중요합니다.
예를 들어, 일반적으로 네 개의 접착 지점이 필요한 렌즈를 부착할 때, 적절한 균형을 위해 접착 지점이 부품 중심과 대칭을 이루어야 합니다(왼쪽 그림 참조). 그러나 오른쪽 그림과 같이 부품 중심과 접착제가 일치하지 않으면 경화 중 수축이나 열 팽창으로 인해 부품 정렬이 어긋날 위험이 있습니다.

그림과 같이 도포량이 불균일했을 경우, 역시 수축·열팽창에 의해 고정 정밀도의 악화를 초래할 수 있습니다. 도포의 위치뿐만 아니라, 도포량에 대해서도 밸런스를 생각해 동일하게 하는 것도 중요합니다.

고정 정밀도를 높이는 궁리 ~ 도포량의 컨트롤 ~

접착제를 더 많이 바르면 물체를 제자리에 고정하는 힘이 더 강해집니다.

반면, 접착제의 양이 많아질수록 고정 정확도는 떨어지는 경향이 있습니다.

액상 접착제는 경화 반응 중 중심부로 갈수록 부피가 줄어듭니다. 이 과정에서 수지 내부에 중심부를 향한 "응력"이 발생하고, 그 결과 수지가 피착물을 잡아당깁니다. 잡아당기는 힘은 사용된 접착제의 양에 비례하므로, 사용량이 많을수록 잡아당기는 힘이 커지고, 결과적으로 피착물이 올바른 위치에서 벗어나게 됩니다. 또한, 이러한 힘은 접착제 주변부에서 가장 강해 피착물의 변형이나 휘어짐을 유발하여 정확한 고정을 방해할 수 있습니다.

또한, 전자 부품을 고정할 때는 장비 사용 중 위치 정확도가 매우 중요합니다. 따라서 접착제 경화 후 수지의 "팽창 및 수축"도 고려해야 합니다. 전자 기기를 구성하는 부품 중 접착제는 열팽창이 비교적 큰 재료입니다. 따라서 접착제의 양이 너무 많으면 온도 상승 및 하강 시 팽창 및 수축이 커져 부품의 고정이 느슨해지고 위치 정확도가 저하됩니다.

고정 정밀도를 높이려면 원하는 강도를 유지하면서도 가능한 한 최소한의 접착제를 사용하는 것이 좋습니다. 더 강한 접착력을 위해 접착제를 더 많이 사용하고 싶을 수 있지만, 신중하게 사용하는 것이 현명합니다. 물론, 접착된 부품의 선팽창 계수도 고려하는 것이 중요합니다.

고정 성능을 좌우하는 경화

접착제는 "모든 접착제가 고르게 경화"될 때 최적의 결과를 제공하도록 설계되며, 이는 적절한 경화 공정을 통해 촉진됩니다. 특히, 열 경화형 접착제와 같이 다른 접착제보다 훨씬 빠르게 경화되는 UV 경화형 접착제는 경화 과정에 자외선을 사용합니다. 이러한 고유한 특성은 몇 가지 핵심 측면에 세심한 주의를 기울여야 합니다.

(1) - UV경화형 접착제 사용 시 자외선의 '조도'에 주의하세요

UV 경화형 접착제를 사용할 때는 UV 광선의 "조도"에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 조도가 높으면 경화 과정이 빨라집니다. 그러나 조도가 매우 높으면 접착제 표면과 표면 하부까지 빠르게 경화될 수 있습니다. 경화된 수지는 UV 광선이 더 깊은 부위까지 도달하는 것을 방해합니다. 이로 인해 경화가 고르지 않게 되어 일부 부위가 충분한 노출을 받지 못하고 제대로 경화되지 않을 수 있습니다. 작업자는 짧은 택트타임 접착제 경화를 위해 고강도 조명을 사용하는 경향이 있지만, 고르지 않은 경화는 고정 안정성을 저해하여 위치 정확도가 떨어지고 기능적 부작용을 초래할 수 있습니다. 접착제 성능을 최적화하려면 접착제 도포 과정 전반에 걸쳐 완전하고 균일한 경화를 보장하는 최적의 조도에서 부드럽게 경화하는 것이 좋습니다.

(2) - 아크릴 UV경화 접착제는 "저조도"에 주의해야 합니다.

자외선 경화형 접착제 중에서도 아크릴 접착제는 추가적인 어려움을 안겨줍니다. 낮은 조도에서는 산소가 경화 과정을 저해할 수 있습니다. 아크릴 접착제는 경화 반응에서 라디칼 중합을 활용하는데, 이는 중합 개시제로 라디칼을 쉽게 생성하는 물질을 선택합니다. 이러한 라디칼은 활성도가 매우 높아 대기 중 산소와 쉽게 결합합니다. 자외선 강도가 낮으면 "산소 저해" 현상이 발생하여 접착제 표면 근처의 라디칼이 중합이 시작되기 전에 주변 산소에 의해 제거됩니다. 결과적으로 표면층의 경화가 제대로 이루어지지 않아 접착제가 끈적끈적하게 유지됩니다. 또한, 불완전한 경화는 접착제의 저분자량 성분을 증발시킬 수 있습니다. 이러한 기체는 주변 성분을 오염시켜 예상치 못한 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 아크릴 자외선 경화형 접착제를 적절한 조건에서 경화시키는 것이 중요합니다.

포인트(3)~자외선의 조사 방향~

UV 경화형 접착제의 성능을 최대한 활용하려면 UV 광선이 접착제 전체에 효과적으로 도달해야 합니다. 그러나 접착제가 두 개 이상의 접착 부위 사이에 위치하는 경우가 많아 UV 광선이 접착제를 통과하기 어려운 경우도 있습니다.

직선으로만 움직이는 빛의 본질적인 특성으로 인해 음영이 진 부분은 경화되지 않습니다. 균일한 경화를 위해서는 접착제 전체를 비출 수 있는 충분한 자외선을 제공하는 빔 방향을 결정하는 것이 중요합니다.

포인트(4)~피착체의 광선 투과~

재료를 통과하는 UV 광을 사용하여 UV 경화형 접착제를 경화할 때 재료의 투과율을 고려해야 합니다. 오늘날 일반적으로 사용되는 UV LED의 경우 UV 복사선의 중심 파장은 약 365nm입니다. 이 그래프는 유리(녹색 선으로 표시)와 투명 아크릴 시트인 PMMA(분홍색 선으로 표시)의 투과율을 빛의 파장에 따라 보여줍니다. 유리는 300nm 이상의 파장에서 빛을 투과시키는 반면, 아크릴은 파장이 약 370nm에 도달할 때까지 빛을 투과시키지 않습니다. 따라서 중심 파장이 365nm인 UV LED가 광원인 경우 유리는 통과할 수 있지만 PMMA는 거의 통과하지 못합니다. 결과적으로 PMMA의 경우 접착제가 빠르게 경화되지 않습니다. 이러한 경우 사용되는 UV 광의 파장을 더 긴 파장으로 조정하거나 위에서 언급한 대로 조사 방향을 혁신적으로 설계해야 합니다. 경화 파장이 조정된 경우 해당 파장에 맞는 접착제를 선택해야 합니다.

또한 재료의 광선 투과율은 표면 처리가 있는지 여부에 따라 크게 달라집니다. 재료 너머로 자외선을 대고 경화하고 싶은 경우는, 실제로 사용하는 재료의 광선 투과율을 사전에 확인한 후에, 조사 조건을 결정하면 좋을 것입니다.

이 글에서는 주로 도포 및 경화 문제에 초점을 맞추지만, 접착제 관점에서 이러한 문제를 해결하는 다양한 접근 방식이 있습니다. Dexerials에서는 고객의 특정 요구에 맞는 다양한 접착제를 제공하며, 최적의 사용 방법에 대한 안내를 제공해 드립니다. 더 자세한 정보는 언제든지 문의해 주세요.