요약: 본 논문은 라미네이션 공정에서 접착제의 평탄화 특성이 품질에 미치는 영향을 상세히 분석한다. 또한, 평탄화 성능을 단순히 접착면의 접착 여부로 판단하는 대신, 다른 요인들을 고려해야 한다는 점을 언급한다.'흰 반점' 또는 '기포'는 라미네이트 제품의 투명도를 나타내는 것으로, 접착제의 평탄도 성능을 평가하는 기준이 될 수 있습니다.
1. 기포 문제 및 접착제 평탄화
복합재료 가공 과정에서 흰 반점, 기포, 그리고 낮은 투명도는 흔히 발생하는 외관 품질 문제입니다. 대부분의 경우, 복합재료 가공업체들은 이러한 문제의 원인을 접착제 도포 시 평탄화 불량으로 보고 있습니다.
1.1이 접착제는 저 접착제가 아닙니다
복합재료 가공업체는 접착제의 평활도가 불량하다고 판단될 경우, 개봉하지 않고 사용하지 않은 접착제 용기를 공급업체에 반품하거나, 공급업체에 불만 또는 클레임을 제기할 수 있습니다.
참고로, 접착력이 좋지 않은 것으로 판단된 접착제는 고객이 직접 제조/희석하여 특정 점도를 가진 "접착 작업 용액"입니다. 반품된 접착제는 개봉하지 않은 원래의 접착제 통입니다.
이 두 종류의 "접착제"는 개념과 종류가 완전히 다릅니다!
1.2 접착제 평탄도 평가 지표
접착제의 평활성을 평가하는 기술적 지표는 점도와 표면 습윤 장력이어야 합니다. 다시 말해, "접착제의 유동성"은 "접착제의 유동성"과 "접착제의 습윤성"의 조합입니다.
실온에서 에틸 아세테이트의 표면 젖음 장력은 약 26mN/m입니다.
복합재료 가공 분야에 사용되는 용제 기반 폴리우레탄 접착제의 원액 농도(고형분 함량)는 일반적으로 50%~80%입니다. 복합재료 가공을 진행하기 전에 상기 접착제는 약 20%~45%의 작업 농도로 희석해야 합니다.
희석된 접착제 작업 용액의 주성분이 아세트산에틸이기 때문에, 희석된 접착제 작업 용액의 표면 습윤 장력은 아세트산에틸에틸 자체의 표면 습윤 장력에 더 가까워집니다.
따라서 사용되는 복합 기판의 표면 습윤 장력이 복합재 가공의 기본 요구 사항을 충족하는 한, 접착제의 습윤성은 비교적 양호할 것입니다!
접착제의 유동성 평가는 점도로 이루어집니다. 복합재 가공 분야에서 소위 점도(즉, 작업 점도)란 특정 점도 측정컵을 사용하여 측정한, 접착제 작업액이 점도컵에서 흘러나오는 데 걸리는 시간을 초 단위로 나타낸 것입니다. 따라서 서로 다른 등급의 원료 접착제로 제조한 접착제 작업액은 모두 동일한 "작업 점도"를 가지며, 따라서 "접착제의 유동성" 또한 동일하다고 볼 수 있습니다.
다른 조건이 동일할 때, 동일한 프레임 유형 접착제로 제조한 "작업액"의 "작업 점도"가 낮을수록 "접착 유동성"이 더 좋습니다!
보다 구체적으로 말하자면, 여러 등급의 접착제에 대해 희석된 작업 용액의 점도 값이 15초이면, 해당 등급의 접착제로 제조된 작업 용액은 동일한 "접착 평탄성"을 갖습니다.
1.3 접착제의 평활성은 접착제 작업액의 특징 중 하나입니다.
일부 알코올은 통을 열자마자 점성이 있는 액체가 아니라 젤리처럼 끈적거리는 덩어리 형태로 변합니다. 이러한 알코올은 원하는 농도와 점도의 접착제를 얻기 위해 적절한 양의 유기 용매에 녹이고 희석해야 합니다.
접착제의 평탄화 성능은 희석하지 않은 원액 접착제 자체의 성능이 아니라, 특정 "작업 농도"로 제조된 용액의 성능을 평가하는 것임이 분명합니다.
그러므로 접착제의 불균일한 평활화를 특정 브랜드의 오리지널 버킷 접착제의 공통적인 특성 탓으로 돌리는 것은 잘못된 것입니다!
2. 접착제 평탄화에 영향을 미치는 요인
하지만 희석된 접착제 작업 용액의 경우, 접착제 수분 함량에 실제로 차이가 있습니다!
앞서 언급했듯이, 접착제 작업액의 평활성을 평가하는 주요 지표는 표면 습윤 장력과 작업 점도입니다. 표면 습윤 장력은 일반적인 작업 농도 범위 내에서 큰 변화를 보이지 않습니다. 따라서 접착제 평활성이 불량한 근본적인 이유는 도포 과정에서 특정 요인으로 인해 접착제의 점도가 비정상적으로 증가하여 평활성이 저하되는 것입니다!
접착제를 바르는 동안 점도 변화를 일으킬 수 있는 요인은 무엇일까요?
접착제의 점도 변화를 일으키는 주요 요인은 두 가지인데, 하나는 접착제의 온도이고 다른 하나는 접착제의 농도입니다.
일반적으로 유체의 점도는 온도가 증가함에 따라 감소합니다.
여러 접착제 회사에서 제공하는 사용자 설명서에는 일반적으로 회전식 점도계 또는 점도 측정컵을 사용하여 액체 온도 20°C 또는 25°C(즉, 접착제 용액 자체의 온도)에서 측정한 접착제 용액의 점도 값(희석 전후)이 표시되어 있습니다.
고객 측에서, 접착제와 희석제(아세트산에틸)가 담긴 용기의 보관 온도가 20°C 또는 25°C보다 높거나 낮으면, 제조된 접착제의 온도 또한 20°C 또는 25°C보다 높거나 낮아지게 됩니다. 당연히, 제조된 접착제의 실제 점도 값도 설명서에 명시된 점도 값보다 낮아질 것입니다. 겨울에는 제조된 접착제의 온도가 5°C 미만으로 떨어질 수 있고, 여름에는 30°C 이상으로 올라갈 수도 있습니다!
에틸 아세테이트는 매우 휘발성이 강한 유기 용매라는 점에 유의해야 합니다. 에틸 아세테이트가 휘발되는 과정에서 접착제 용액과 주변 공기로부터 많은 양의 열을 흡수합니다.
현재 대부분의 복합재 기계에 사용되는 적층 장치는 개방형 구조에 부분 배기 장치가 장착되어 있어 접착 디스크와 배럴에서 다량의 용매가 증발합니다. 관찰 결과, 일정 시간 작동 후 접착 트레이의 접착액 온도가 주변 온도보다 10°C 이상 낮아지는 경우가 있습니다!
접착제의 온도가 점차 낮아짐에 따라 접착제의 점도는 점차 증가할 것입니다.
따라서 용제 기반 접착제의 평탄화 성능은 장비 작동 시간이 길어질수록 점차 저하됩니다.
즉, 용제 기반 접착제의 안정성을 유지하려면 점도 조절제 또는 이와 유사한 방법을 사용하여 도포 과정 전반에 걸쳐 접착제의 점도를 안정적으로 유지해야 합니다.
3. 접착면 평탄화 작업 결과의 정확성을 평가하는 지표
접착제의 평탄도 평가는 특정 단계에서 복합 제품의 특성으로 간주되어야 하며, 접착제의 평탄도란 접착제 도포 후 얻어지는 결과를 의미합니다. 마치 자동차의 "설계 최고 속도"가 제품의 특성인 것처럼, 특정 조건에서 도로 주행 시 차량의 실제 주행 속도는 또 다른 결과입니다.
우수한 접착 평탄성은 좋은 평탄화 결과를 얻기 위한 기본 조건입니다. 그러나 접착제의 평탄성 성능이 우수하다고 해서 반드시 좋은 평탄화 결과로 이어지는 것은 아니며, 접착제의 평탄성 성능이 좋지 않더라도(예: 점도가 높은 경우) 특정 상황에서는 좋은 평탄화 결과를 얻을 수 있습니다.
4. 접착제 평탄화 결과와 "흰 반점" 및 "기포" 현상 간의 상관관계
복합재 제품에서 나타나는 바람직하지 않은 결과로는 "흰 반점, 기포, 투명도 저하" 등이 있습니다. 이러한 문제의 원인은 다양하며, 접착제 도포 불량도 그중 하나입니다. 하지만 접착제 도포 불량의 원인은 접착제 도포 불량만이 아닙니다!
접착제의 평탄화 상태가 불량하면 반드시 "흰 반점"이나 "기포"가 발생하는 것은 아니지만, 복합 필름의 투명도에 영향을 미칠 수 있습니다. 복합 기판의 미세 평탄도가 좋지 않으면 접착제의 평탄화 상태가 양호하더라도 "흰 반점과 기포"가 발생할 가능성이 있습니다.
게시 시간: 2024년 1월 17일