폭넓은 분야에서 채용 … 건조 빠르고 친환경 주거․건설용 주목
화학뉴스 2015.04.07
UV(Ultra-Violet) 경화는 열 대신 자외선을 이용하는 광화학 프로세스이다. 광중합이라도 불리며 자외선을 에너지원으로 모노머(Monomer)를 폴리머(Polymer)로 변화시킨다.모노머, 올리고머(Oligomer), 광중합개시제, 첨가제로 구성되는 자외선 경화수지는 UV 조사에 따라 광중합개시제가 반응함으로써 Radical 및 Cation을 발생시킨다. 발생한 Radical, 산을 통해 모노머가 중합하여 폴리머로 전환된다. UV 경화는 Radical UV 경화, Cation UV 경화, Ion UV 경화로 분류되며 실용화된 소재는 Radical UV 경화가 주류를 이루고 있다. Radical UV 경화는 산소가 저해되거나 경화 시 체적이 수축되는 문제가 있으며 Cation UV 경화는 Radical이 지닌 단점이 덜한 반면 또 다른 문제점을 가지고 있다. 반면, Ion UV 경화는 Radical, Ion 양쪽의 단점이 대부분 개선되었음에도 불구하고 감도가 지나치게 낮아 상용화가 어려운 것으로 알려졌다. 그러나 최근 감도를 높이는 새로운 광염기발생제가 개발되면서 주목받고 있다. UV 경화는 0.1-수 초의 극히 짧은 시간 안에 수지가 경화돼 건조 시간이 필요하지 않아 에너지가 절감되며 대기 중으로 방출되는 물질도 적고, 열에 약한 소재에 적용할 수 있고 피막특성을 세밀하게 제어 가능하며 무용제이기 때문에 친환경적이다. 대형 설비가 필요 없어 넓은 공간을 차지하지 않는 것도 이점이다. EB 경화는 인공적으로 전자를 가속시켜 빔으로 이용한다. EB가 지닌 에너지를 이용해 가교 반응, 그래프트 중합(Graft Polymerization)반응, 인쇄, 코팅, 접착 경화 등이 가능한 반면 UV경화에 비해 대규모 설비가 필요한 것이 단점이다. UV․EB 경화는 최근 3D 프린터 응용에서 주목받고 있다. 3D 프린터의 기본 원리는 UV 경화수지를 이용한 <광조형>과 동일하며 앞으로 3D 프린터의 과제는 작업시간 단축으로 이어지는 고감도화와 경화물에 대한 기계적 강도 부여가 꼽히고 있다. UV 경화는 주거환경에도 이용이 확대되고 있다. 전자공학을 포함해 가구, 바닥재 코팅, 세면대, Bath 모듈 등의 도장 박리, 균열 수리에도 UV 경화가 활용된다. 건축분야에서는 노후 하수도 관로 대책으로 UV 경화 기술이 적용된 심레스 시스템(Seamless System)이 채용되고 있다. 해당 시스템은 기설관 내부에 UV 경화수지로 만들어진 Main Liner를 삽입해 압축공기로 부풀린 후 그대로 UV 경화시키며 기존 공법에 비해 시공기간이 짧은 장점이 있다. UV 경화수지 조성물은 전자소재용에 비해 훨씬 많은 양이 필요하기 때문에 기술 활성화가 기대되고 있다. <화학저널 2015/04/07> |
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