접착 결합 솔루션

복잡한 2차원 및 3차원 접착 문제를 해결하는 전문 공정 엔지니어링 — 전 세계 항공우주, 의료, 자동차, 소비재 제조업체들이 신뢰하는 첨단 기술과 식스 시그마 기법을 제공합니다.

접착 불량과 플라스틱 접착 결합

현장 플라즈마 테스트 및 표면 과학 교육

접착 불량과 접착 결함은 유사하거나 서로 다른 두 기재 표면의 계면에서 발생합니다. 접착 공정에는 접착력과 응집력이 모두 관여합니다. 접착 불량의 유형은 이러한 힘의 강도에 따라 접착 파괴, 응집 파괴 또는 기재 파괴로 구분할 수 있습니다. 접착 파괴, 즉 박리는 일반적으로 표면 화학 및 표면 에너지, 표면 준비 및 적용 절차를 포함한 기재의 특성에 의해 발생합니다. 응집 파괴는 접착제 자체의 내부 강도와 관련이 있습니다. 기재 파괴는 접착 공정과는 무관하며, 기재 자체의 강도와 관련이 있습니다. 이 경우 접착 결합이 기재 자체보다 더 강하다는 것을 의미합니다.

접착 문제는 폴리머 및 금속, 화학, 접착제, 프라이머, 코팅, 실란, 플라즈마 전처리, 표면 품질, 성형 공정, 시험 방법 등의 분야에 정통한 공정 엔지니어링 전문가를 통해 신속하게 해결할 수 있습니다.

The Sabreen Group은 독자적인 첨단 기술과 식스 시그마 공정 기법을 활용하여 복잡한 2차원 및 3차원 접착 문제를 성공적으로 해결하고 있습니다. 당사는 전투기, 의료, 자동차, 전자, 소비재 등 광범위한 분야에 걸쳐 혁신적인 솔루션을 개발합니다. 당사의 특허 공정 중 하나는 사막의 폭풍 작전(Operation Desert Storm) 당시 '스마트 폭탄' 무기 시스템 제조에 사용되었으며, 현재까지도 군용 및 NASA 응용 분야에서 접착 우수성의 표준으로 사용되고 있습니다. 또 다른 기술은 외장 하우징용 폴리올레핀 제품에 탁월한 수용성 코팅 접착 성능을 제공합니다.

SABREEN의 기술은 국제우주정거장과 제약 제품부터 수중 액션 카메라에 이르기까지 오늘날 가장 널리 알려진 군용 및 상업용 제품 다수의 제조에 활용되고 있습니다. SABREEN의 엔지니어링은 스미소니언 국립박물관에 소장된 올해의 제약/의료 포장 제품을 포함하여 고객사에게 업계 최고 권위의 상을 안겨주었습니다. 당사의 초기 프로젝트 참여는 프로젝트 일정 단축에 기여합니다.

SABREEN의 혁신적인 솔루션

다양한 소재와 응용 분야에 맞춰 설계된 맞춤형 접착, 경화 및 전처리 기술입니다.

폴리올레핀 기밀 밀봉을 위한 맞춤형 접착 및 경화 기술

맞춤형 전처리, 잉크젯 화학 및 UVLED 경화

PPS 잠금장치 다이얼용 플라즈마 전처리 및 맞춤형 잉크

웨어러블 엘라스토머용 혁신적인 잉크젯 기술

폴리카보네이트용 방담/AR/하드코트 광기계적 접착

폴리올레핀 클로저용 플라즈마 전처리

자동차 시트용 화염 라미네이션

수상 경력의 세련된 제약/의료용 피임 제품 케이스

슬레이트 및 삼나무 지붕널 질감을 구현한 폴리머 지붕 타일 장식/코팅 — 40년 보증 내광성, 방화 및 내풍성

식기세척기 안정성을 위한 FDA 내화학성 투명 톱코트 풀컬러 디지털 인쇄

소프트터치 및 우드그레인 질감을 구현하는 맞춤형 장식 및 특수 효과 톱코팅

전체 기술 자료

성공적인 접착 결합을 위한 과학, 소재, 방법 및 품질 관리를 다루는 14개의 심층 주제입니다. 원하는 주제를 클릭하여 살펴보십시오.

접촉각

접촉각은 액체-기체 계면이 고체 계면과 만나는 지점에서 일반적으로 액체를 통해 측정되는 각도입니다. 접촉각은 영(Young) 방정식을 통해 액체에 대한 고체 표면의 습윤성을 정량화합니다.

표면 에너지, 습윤

많은 플라스틱이 접착하기 어려운 근본적인 이유는 소수성 비극성 소재이며 화학적으로 불활성이고 표면 습윤성이 낮기 때문입니다. 즉, 표면 에너지가 낮습니다. 이러한 소수성(발수) 성능 특성은 그러한 특성을 원하는 부품 설계자에게는 이상적이지만, 이러한 소재를 접착해야 하는 제조업체에게는 골칫거리입니다. 견고한 접착 결합을 위해서는 일반적으로 '친수성' 표면이 필요합니다. 최적의 접착이 이루어지려면 접착제(코팅제, 잉크 또는 도료)가 접착 대상 표면(피착재)을 완전히 '습윤'시켜야 합니다.

'습윤'이란 액체가 흘러 표면을 덮어 접촉 면적과 접착제 및 피착재 접착 표면 간의 인력을 최대화하는 것을 의미합니다. 액체가 표면을 효과적으로 습윤시키려면 접착제의 표면 에너지가 접착 대상 피착재의 표면 에너지와 같거나 그보다 낮아야 합니다. 그렇지 않으면 기재의 표면 에너지를 높여야 합니다.

정지 상태(평형 상태)의 평평한 고체 표면 위에 있는 하나의 액체 방울을 생각해 보십시오. 고체 표면과 끝점에서 상부 표면에 접하는 접선이 이루는 각도를 접촉각이라고 하며, 이는 접촉점에서의 접선과 고체 표면의 수평선 사이, 액체를 통과하는 각도입니다. 기포/액적 형태는 모든 액체가 표면 수축을 통해 최소 표면적을 갖는 형태로 부피를 이루려는 분자력에 의해 형성됩니다. 표면을 수축시키는 분자 간 힘을 '표면 장력'이라고 합니다. 표면 장력은 표면 에너지의 척도로서 다인/cm(SI 단위 N/m)로 표시됩니다.

고체 기재의 표면 에너지가 액체(물, 인쇄 잉크, 접착제/캡슐화제, 코팅제 등)의 표면 장력에 비해 높을수록 '습윤성'이 우수해지고 접촉각은 작아집니다. 일반적으로 기재의 표면 에너지가 액체의 표면 장력보다 약 8~10다인/cm 더 높을 때 양호한 접착이 이루어집니다.

친수성 표면과 소수성 표면의 '표면 습윤' 비교

화학적 표면 활성화

제조업체들은 접착 문제의 유일한 예측 지표이자 일상적인 표면 시험 방법으로 접촉각이나 기타 습윤성 측정에만 집중하는 경향이 강합니다. 그러나 화학적 표면 기능성 또한 그에 못지않게 중요하며, 이를 통해 소수성 표면을 접착 가능한 친수성 표면으로 활성화할 수 있습니다. 화학적 표면 활성화에는 기체상 '글로우 방전' 표면 산화 전처리 공정이 사용됩니다. 이러한 공정은 자유 전자, 양이온 및 기타 입자로 구성된 매우 반응성이 높은 기체인 '기체 플라즈마'를 생성하는 능력을 특징으로 합니다. 플라즈마는 흔히 물질의 제4의 상태로 설명됩니다. 에너지가 공급되면 고체는 액체로 녹고, 액체는 기체로 증발하며, 기체는 이온화되어 '플라즈마'가 됩니다.

물리학적으로 이러한 플라즈마가 생성되는 메커니즘은 서로 다르지만, 표면 습윤성에 미치는 효과는 유사합니다. 플라즈마에서 발생하는 자유 전자, 이온, 준안정 입자, 라디칼 및 자외선이 대부분의 폴리머 기재 표면의 분자 결합을 끊을 수 있는 충분한 에너지로 표면에 작용하는 것이 기본적인 화학적, 물리적 반응입니다. 이로 인해 폴리머 표면에 매우 반응성이 높은 자유 라디칼이 생성되며, 이는 다시 결합하거나 가교되거나 산소가 존재할 경우 신속하게 반응하여 기재 표면에 다양한 화학적 작용기를 형성할 수 있습니다. 형성되어 접착성을 향상시킬 수 있는 극성 작용기로는 카르보닐기(C=O), 카르복실기(HOOC), 하이드로퍼옥사이드기(HOO-), 하이드록실기(HO-) 등이 있습니다. 폴리머에 소량의 반응성 작용기만 도입되어도 표면 화학적 기능성과 습윤성을 향상시키는 데 매우 유익할 수 있습니다. 또한 화학적 프라이머/용제와 기계적 연마(성형 몰드 텍스처 포함)를 단독으로 또는 전처리와 함께 사용할 수 있습니다.

접착 및 저장 수명 노화에 영향을 미치는 요인

견고한 접착 강도를 위한 전처리의 정도 또는 품질은 플라스틱 표면의 청결도에 영향을 받습니다. 최적의 전처리와 이후의 접착을 달성하려면 표면이 깨끗해야 합니다. 전처리를 저해하는 제품 표면의 오염원에는 먼지, 분진, 그리스 및 오일이 있습니다. 실리콘, 이형제, 미끄럼 방지제와 같은 저분자량 물질은 접착에 특히 해롭습니다. 소재의 순도 또한 중요한 요인입니다. 또한 안료 및 염료 착색제에 사용되는 특정 가용성 또는 불용성 화합물 첨가제는 접착에 악영향을 미칠 수 있습니다.

전처리된 플라스틱의 저장 수명(전처리 노화 저하)은 수지의 종류, 배합 및 보관 장소의 주변 환경에 따라 달라집니다. 전처리된 제품의 저장 수명은 산화방지제, 가소제, 슬립제, 대전방지제, 착색제 및 안료, 안정제 등과 같은 저분자량 산화 물질(LMWOM)의 존재로 인해 제한됩니다. 전처리된 표면이 고온에 노출되면 분자 사슬의 이동성이 증가합니다. 사슬 이동성이 높을수록 전처리의 노화 속도가 빨라집니다. 플라즈마 처리된 표면은 주변 환경과 관련된 요인에 따라 서로 다른 속도와 정도로 노화됩니다. 노화 특성과 그 저장 수명은 제조 공정 운영에 필수적입니다. 활성화된 표면의 저장 수명은 몇 시간, 며칠, 몇 개월 또는 그 이상일 수 있습니다. 전처리 후에는 가능한 한 신속하게 제품을 접착, 코팅, 도장 또는 장식하는 것이 좋습니다.

플라즈마 표면 전처리 선택

각 표면 전처리 방법은 적용 분야에 따라 고유한 장점과 잠재적인 한계를 가질 수 있다는 점을 유의하십시오. 견고한 결과를 얻으려면 다음 요인을 고려하십시오.

• 폴리머는 산화 공정에 서로 다르게 반응합니다. 폴리머 기재의 종류와 최종 사용 성능 요구사항은 전처리 방법 선택을 결정하는 데 중요한 요소입니다.
• 처리 대상 기재(제품)가 전도성을 띠는지 확인하십시오. 예를 들어, 금속 접촉 핀이 없는 미조립 플라스틱 전자 커넥터 본체는 전기적으로 처리할 수 있지만, 조립된 커넥터는 전기 아크 발생 문제가 발생할 수 있습니다.
• 부품 형상 — 평평한 표면은 깊은 홈, 극심한 테이퍼 및 기타 형상 불규칙성에 비해 처리가 더 용이합니다. 습윤 시험은 좁은 영역이나 표면 요철이 심한 곳에서는 수행하기 어렵습니다.
• 자재 취급 자동화: 전도성 벨트와 체인은 기존의 전기식 코로나 방전 및 스팟 처리 장비와 함께 사용할 경우 전기 아크가 발생할 수 있습니다. 대안으로 화염, 저온 가스 플라즈마 또는 저전위 대기압 플라즈마 사용을 고려하십시오.
• 과도한 처리를 피하십시오. 플라즈마 산화가 과도하게 이루어진 표면은 열 밀봉/용접과 같은 후속 조립 공정에 악영향을 미칠 수 있습니다.
• 모든 전처리 장비가 동일한 성능을 갖는 것은 아닙니다. 실제 가동 중인 시스템의 품질을 확인하십시오. 전기식 처리 공정의 경우 플라즈마 방전의 균일성을 관찰하고, 화염 처리의 경우 리본형 버너와 천공형 포트 버너 및 연소 시스템 구성 요소의 차이를 고려하며, 저온 가스 플라즈마의 경우 챔버 구조와 전극 선반의 품질, 특히 진공 펌프 제조사를 확인하십시오.

표면 청결도

표면 품질을 검사하는 가장 좋은 방법 — Surface Analyst™ 2001은 화학적 다인 용액을 사용하지 않고 인라인 생산 공정에서 접촉각을 측정하는 휴대용 디지털 장치입니다. 이 방법은 비파괴 방식이므로 다인 용액 시험과 달리 부품을 긁어내지 않고 평소대로 처리할 수 있습니다. BTG Labs가 개발한 Surface Analyst™는 접착 결합, 도장, 코팅, 인쇄, 오염 제거 등 표면 상태가 매우 중요한 작업 현장에서 현장 기술자가 정밀 표면 측정 기술을 직접 사용할 수 있도록 설계되었습니다.

'탄도 증착'이라는 특허 기술을 사용하여 이 장치는 고순도로 정제된 물방울을 기재 표면에 떨어뜨립니다. 물방울의 부피와 면적을 파악함으로써 장치는 주어진 표면에 대한 물의 접촉각을 계산합니다. 이 장치는 정량화된 수치 또는 합격/불합격 알림을 통해 사용자에게 즉각적인 피드백을 제공합니다. 이 장치가 제공하는 검사 데이터를 통해 사용자는 파괴적인 다인 용액 시험을 대신하여 기재가 접착 공정에 적합하게 준비되었는지 판단할 수 있습니다. 이 휴대용 장치는 어떤 방향으로도 작동하며, 그레인 처리된 TPO와 같이 매끄럽거나 질감이 있는 표면 모두에 사용할 수 있습니다. 이 데이터는 지속적인 공정 개선, 임박한 문제를 예고할 수 있는 품질 이상 징후 파악, 또는 제품 불량의 근본 원인 규명에 활용할 수 있습니다.

BTG Labs Surface Analyst. 사진 제공: BTG LABS (513.469.1800).

다인 용액의 단점

많은 응용 분야에서는 문서화된 시험 절차에 따라 정적 평형 접촉각을 다인 용액으로 확인하는 것만으로 충분한 경우가 많습니다. 응용 키트 또는 '다인 펜/용액'은 유용한 정보를 제공하지만, 표면 장력의 정밀한 측정값은 아닙니다. 표면 장력 측정값은 사용자(기법)와 '중심' 액체 거동의 해석에 따라 상당한 편차가 있을 수 있습니다. 다인 펜/용액은 표면 장력의 유의미한 차이를 파악하는 방향성 지표로 알려져 있으며, 경제적인 가격으로 '양호한' 접착 표면과 '불량한' 접착 표면을 식별할 수 있습니다. 여러 번 사용에 따른 오염 문제로 인해 펜형보다 병에 담긴 다인 용액이 더 바람직할 수 있습니다.

접착 결합의 파괴 메커니즘

최적의 접합부 설계는 모든 접착 결합 응용 분야에서 매우 중요합니다. 접착 접합부는 인장력, 압축력, 전단력, 박리력 또는 쐐기력을 받을 수 있으며, 이는 흔히 복합적으로 작용합니다. 접착 파괴 메커니즘에는 일반적으로 세 가지 뚜렷한 유형이 있습니다.

• 접착제와 피착재 중 하나 사이의 계면에서 발생하는 접착 파괴
• 접착제 층의 파단으로 인한 응집 파괴로, 양쪽 표면 모두에 접착 흔적이 남는 경우
• 접착 파괴와 응집 파괴의 특성을 모두 나타내는 혼합 모드 파괴

접착 파괴는 접착제와 피착재(기재) 사이의 계면에서 발생합니다. 육안으로 보면 접착제가 한쪽 표면의 특정 위치에만 잔류하게 됩니다. 현장에서 발생하는 접착 파괴는 거의 항상 제조 공정에서 비롯됩니다. 즉, 소재, 접착제, 표면 준비, 오염, 절차/작업 숙련도, 환경, 품질 관리 시험 및 이들의 조합이 원인입니다. 나머지 원인은 현장 사용 수명에 따른 계면 열화입니다. 이 후자의 문제는 제품 설계/검증 단계에서 예방할 수 있습니다.

응집 파괴는 접착제의 파단으로 인해 발생하며, 양쪽 피착재(기재)의 대응하는 면 모두에 접착제 물질이 육안으로 확인되는 것이 특징입니다. 응집 파괴로 실패하는 접착부는 (최적의 건조 접착 물성을 달성한) 높은 강도 성능을 나타냅니다. 접착제 표면은 '거칠게' 보이거나 도포 당시의 접착제 소재보다 색이 옅게 나타날 수 있습니다. 파괴는 대개 전단에 의해 발생하지만, 박리 응력이나 전단과 박리의 조합에 의해서도 응집 파괴가 발생할 수 있습니다. 현장에서 발생하는 응집 파괴는 대개 접합부 설계 불량, 예를 들어 겹침 길이 부족이나 과도한 박리력으로 인해 발생합니다. 과도한 다공성(습도 노출)과 임계 크기 이하의 기공 또한 응집 파괴를 유발할 수 있습니다.

혼합 모드 파괴는 계면이 부분적으로 열화되었기 때문에 접착 파괴와 응집 파괴의 특성을 모두 나타냅니다. 본질적으로 이 파괴 모드는 접착 결합의 강도가 응집 파괴 강도보다 낮은 과도기적 단계입니다.

→ 접착 결합 파괴 모드에 대해 더 알아보기

표면 조도

표면 조도는 형상이나 굴곡의 규모보다는 작지만 결정 격자 구조의 불규칙성보다는 큰, 고체 표면의 불균일한 정도를 의미합니다. 조도는 고체의 습윤성에 영향을 미칩니다. 조도는 표면적 증가와 밀접한 관련이 있으므로 고체의 습윤성, 액체의 접촉각 및 접착에 영향을 줍니다.

성형된 부품의 표면 질감과 관련하여, 텍스처 처리된 표면은 용제 세척 및 플라즈마 전처리에 더해 기계적 맞물림 접착력을 향상시킵니다. 텍스처는 몰드 내에서 형성하거나 스카치브라이트 패드를 사용하여 수작업으로 처리할 수 있습니다. C-3(320 스톤)와 같은 약간의 텍스처만으로도 유익한 효과가 있습니다. SPI 마감 가이드는 아래와 같습니다.

폴리머 표면 에너지 데이터

접착 결합 응용 분야에 사용되는 일반 폴리머의 표면 에너지 데이터입니다. 표를 클릭하면 확대하여 자세히 확인할 수 있습니다.

구조용 에폭시를 이용한 접착 및 경화

많은 폴리머 응용 분야에서는 2액형 열경화형 구조용 에폭시 접착제가 이상적입니다. 2액형 에폭시는 에폭시 수지와 경화제를 혼합하거나 '듀오팩' 도포기를 사용하는 방식입니다. 최적의 전단 및 인장 강도 특성을 위해서는 균일하고 얇은 접착선 두께(0.002~0.007인치)가 권장됩니다.

완전 경화 시간은 일반적으로 75°F에서 7일 정도이지만, 응용 분야와 환경 조건에 따라 달라질 수 있습니다. 경화 속도는 열(120~210°F)을 가하여 촉진할 수 있으며, 이는 추가적인 중합을 일으켜 에폭시의 물성을 향상시킬 수 있습니다. 베이킹 시간과 온도는 응용 분야에 따라 다릅니다. 1액형 에폭시는 혼합이 필요 없지만 열(일반적으로 250~300°F)을 가해야만 경화됩니다. 이에 비해 2액형 에폭시는 가사 시간(작업 가능 시간)이 제한적입니다.

접착 강도를 높이기 위해 접착제를 과도하게 도포하는 것은 흔한 오류입니다. 과도한 접착제는 오히려 해로우며 접착 불량의 주요 원인 중 하나입니다. 에폭시 접착제는 열팽창 계수가 비교적 높습니다. 접착선은 얇고 균일한 두께(최대 전단 강도를 위해 일반적으로 3~5밀)로 유지해야 합니다. 접착제 공급업체는 응용 분야에 맞는 최적의 접착선 두께에 대한 지침을 제공할 수 있습니다. 사전 계량된 '듀오팩' 도포기를 사용하면 혼합 문제를 없애고 더 정확한 혼합비를 제공합니다. 또한 화학량론적으로 더 우수한 반응을 제공하여 강도와 가스 방출 특성을 개선합니다.

나일론 접착 결합 공정 방법

폴리아미드는 일반적으로 나일론으로 알려진 반결정성 폴리머입니다. 가장 일반적인 등급은 나일론 6와 나일론 6/6입니다. 나일론은 고온, 내용제, 전기 차폐 특성이 요구되는 자동차, 항공우주, 의료, 산업 분야에서 수천 가지 용도로 사용됩니다. 이러한 특성은 성능 면에서는 우수하지만, 낮은 표면 습윤성과 수분은 제조업체에게 접착상의 과제가 됩니다.

표면 특성

나일론 폴리머는 소수성이고 화학적으로 불활성이며 표면 습윤성이 낮아(즉, 표면 에너지가 낮아) 본질적으로 접착이 어렵습니다. 또한 나일론은 흡습성이 있어 대기 중 수분을 질량 대비 3% 이상 흡수할 수 있습니다. 수분 자체가 접착 문제를 유발합니다. 수분 흡수 속도는 시간, 상대습도 및 온도에 따라 달라집니다. 따라서 성형 공정 이후 가능한 한 신속하게 접착 공정을 수행하거나, 건조제를 넣은 비폴리 백에 부품을 밀봉 포장하는 것이 중요합니다. 나일론 수지의 적절한 건조 절차는 가공과 부품 성능에 매우 중요합니다.

잠깐, 얼핏 보면 위의 설명이 서로 모순되는 것처럼 보일 수 있습니다. 나일론은 소수성입니까, 친수성입니까? 이 명백한 역설은 나일론의 소수성 거동이 표면 특성이고 친수성 거동은 벌크(체적) 특성이라는 점을 이해하면 해소됩니다.

나일론은 유기 폴리머이므로 대부분의 폴리머와 마찬가지로 표면 에너지가 비교적 낮습니다. 이는 폴리머 및 기타 유기물의 표면 화학 및 표면 물리학의 결과입니다. 그러나 나일론 사슬의 아미드기는 물을 끌어당기며, 이는 벌크 흡수 측면에서 이 소재의 친수성 거동을 유발합니다. 따라서 벌크 상태의 나일론은 친수성 소재처럼 거동할 수 있지만, 표면에서는 소수성 거동을 나타낼 수 있습니다.

세척 및 전처리

표면 준비는 높은 접착 강도를 달성하는 데 매우 중요합니다. 표면은 먼지, 그리스, 오일 등의 오염이 없이 깨끗해야 합니다. 실리콘, 이형제, 미끄럼 방지제와 같은 저분자량 물질(LMWM)은 접착을 저해합니다. 나일론 표면을 적절히 세척하고 LMWM 물질을 제거하려면 톨루엔, 자일렌, 아세톤 또는 MEK를 사용하십시오(회사의 용제 정책 및 관련 법규에 따름). 알코올은 약한 용제로, 표면의 먼지만 제거할 뿐 탄화수소 오염물은 제거하지 못합니다. 보풀이 없는 천을 사용하고 파우더가 없는 보호 장갑을 착용하는 등 항상 올바른 방법을 사용해야 합니다. 용제를 과도하게 사용하면 제거되지 않은 화학물질로 인해 약한 경계층이 형성되고 뿌연 잔류물이 생겨 접착을 저해할 수 있습니다.

나일론 접착 응용 분야에서는 용제 세척 직후 플라즈마 전처리가 필요한 경우가 많습니다. 나일론용 기체상 표면 산화 전처리에는 전기식 코로나 방전, 전기식 대기압 플라즈마, 전기식 공기 플라즈마, 화염 플라즈마 및 저압 RF 저온 가스가 있습니다. 이러한 공정은 자유 전자, 양이온 및 기타 입자로 구성된 매우 반응성이 높은 기체인 '기체 플라즈마'를 생성하는 능력을 특징으로 합니다. 화학적 표면 기능화도 함께 일어납니다. 물리학적으로 이러한 플라즈마가 생성되는 메커니즘은 서로 다르지만, 표면 습윤성에 미치는 효과는 유사합니다. 각 방법은 적용 분야에 따라 다르며 저마다 장점과 한계를 가지고 있습니다. 예를 들어, 전기식 전처리는 모든 다환 방향족 탄화수소를 제거/세척하지 못하므로 용제 세척을 계속해야 할 수도 있습니다. RF 저온 가스 전처리는 탄화수소를 제거하므로 사전 세척이 필요하지 않습니다.

일반적으로 기재의 표면 에너지가 액체 또는 접착제의 표면 장력보다 약 10다인/cm 더 높을 때 양호한 접착이 이루어집니다. 미처리 나일론의 표면 에너지는 약 40다인/cm입니다. 따라서 원하는 처리 후 표면 에너지는 50~54다인 범위여야 합니다. 이 경우 액체가 표면을 '습윤'시키거나 부착된다고 표현합니다. 표면 에너지 '습윤'을 측정하는 일반적인 방법은 시험 방법 ASTM D2578에 따라 교정된 다인 용액을 사용하는 것입니다.

이형제 및 가소제로 인한 접착 문제

도장 가능한 이형제도 일부 있지만, 다른 많은 이형제는 도료 접착력에 악영향을 미칩니다. 몰드에서 플라스틱 부품을 분리하기 위해 사용되는 이러한 물질을 제거하려면 다양한 기법이 필요할 수 있습니다. 왁스 계열 이형제는 용제 세척으로 제거할 수 있는 경우도 있지만, 이러한 종류의 이형제는 도장할 부품에는 권장되지 않습니다. 많은 용제는 VOC 배출 규제와 화재 및 건강상의 위험으로 인해 사용이 거의 자동적으로 제한됩니다. 수용성 이형제가 훨씬 더 선호됩니다. 이러한 이형제는 일반적인 수성 세제 용액으로 플라스틱 표면에서 쉽게 제거할 수 있습니다.

이형제는 플라스틱 배합물에 혼합될 수도 있으며, 이를 내부 이형제라고 합니다. 내부 이형제는 가능한 한 사용을 피해야 합니다. 도장성은 즉시 저하되지 않을 수도 있으며, 품질 관리 접착 시험에서 초기 접착력이 우수하게 나타날 수도 있습니다. 그러나 경우에 따라 내부 이형제가 서서히 부품 표면으로 이동하여 도장 후 몇 달이 지난 뒤에 도료 접착 불량을 일으키기도 합니다. 가소제는 충격 강도를 높이기 위해 성형 수지에 첨가될 수 있지만, 이형제와 마찬가지로 도료 접착력을 저하시키는 경우가 많습니다. 일부 가소제는 서서히 표면으로 이동하여 플라스틱과 도료 사이의 계면을 연화시켜 접착력 저하를 초래합니다. 이 경우에도 초기 도료 접착 시험은 완전히 만족스러울 수 있지만, 이후 도막이 플라스틱 표면에서 들뜨거나 분리되는 현상이 나중에 발생합니다. 이는 부품이 사용된 지 한참 지난 후 값비싼 현장 불량과 배상 청구로 이어질 수 있습니다.

접착 및 내마모성 측정 기법

경화된 코팅제 및 잉크의 접착력과 내마모성은 두 가지 핵심 성능 특성이며, 이를 측정하고 관리하는 것은 견고한 제조를 위해 필수적입니다. 접착력과 내마모성은 개별적인 물리적 특성으로, 파손 원인 분석 시 흔히 잘못 진단되곤 합니다. 접착력과 내마모성 부족은 현장 불량, 스크랩 및 재작업, 수익 저하, 고객 불만족의 주요 원인입니다. 이러한 특성을 측정하는 기법이 존재합니다.

접착력과 내마모성 비교

플라스틱 기재에 도포된 경화 코팅제와 잉크의 최적 접착력 및 내마모성(저항성)은 제품 수명 전반에 걸쳐 지속되는 고품질 제품을 생산하기 위해 제조 과정에서 반드시 확보되어야 합니다. 이러한 특성은 상호 의존적일 수도 있지만, 흔히 서로 배타적입니다. 즉, 경화 코팅제와 잉크는 접착력은 좋지만 내마모성이 부족하거나, 반대로 접착력은 부족하지만 내마모성이 좋을 수 있습니다. 접착력과 내마모성에 대한 적절한 시험과 이해는 규격 준수를 보장하며 코팅 및 인쇄 문제 해결에 매우 유용합니다. 파괴 메커니즘이 접착(응집), 내마모성 또는 둘 다인지 파악하면 그에 맞는 엔지니어링 공정 솔루션을 결정할 수 있습니다. 이러한 특성을 측정하고 분석하기 위한 전통적인 시험 방법과 새로운 계측 장비가 존재합니다.

접착력 시험 방법

ASTM D 3359 테이프 시험에 의한 접착력 측정 표준 시험 방법은 간편성과 저비용으로 인해 코팅제 및 잉크의 접착력을 시험하는 방법 중 역사적으로 가장 널리 알려지고 널리 사용되는 방법입니다. 테이프 시험을 수행하는 가장 기본적인 절차는 다음과 같습니다.

• 사용할 테이프 선정에 대한 합의
• 시험 전에 코팅제와 잉크가 완전히 경화되어 있어야 합니다.
• 시험 방법 A에 따라 도막에 X자 절단을 하거나, 방법 B에 따라 각 방향으로 6개 또는 11개의 절단선을 넣어 격자 패턴을 만듭니다.
• 롤 디스펜서에서 테이프를 두 바퀴 풀어 버립니다.
• 손가락으로 테이프를 매끄럽게 붙인 다음, 연필 끝의 지우개 등으로 단단히 문질러 줍니다. 테이프 아래로 비치는 색상은 완전한 밀착을 나타내는 좋은 지표입니다.
• 테이프 부착 후 60~120초 이내에, 자유단을 가능한 한 180도에 가까운 각도로 급격하지 않게(잡아채지 않고) 빠르게 뒤로 당겨 제거합니다.
• 절단 부위를 검사하여 기재에서 코팅제가 제거되었는지 확인하고, 사전에 정해진 설명 및 도해 분류 기준(0B, 1B, 2B, 3B, 4B, 5B)에 따라 접착력을 평가합니다.

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