UV-LED 경화형 칼라 코팅의 경화특성 연구
Curing Properties of UV-LED Curable Color Coating
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초록
본 연구는 UV-LED 경화형 칼라코팅에 대한 경화특성에 관한 것으로, 특히 UV-LED 파장(365, 395, 405 nm), 불활성 기체, 증감제 및 Dual curing에 따른 경화성을 평가하였다. 광경화 과정과 코팅 도막의 Film-air (FA) interface와 Film-substrate (FS) interface에서 존재하는 미반응 아크릴레이트에 대한 평가는 Photo-DSC와 FT-IR/ATR을 이용하여 각각 조사하였다. Photo-DSC 측정 결과 발열량과 전환율은 405 nm UV-LED를 이용한 코팅 시스템의 경우가 395 및 365 nm UV-LED를 사용한 경우보다 높게 나타났다. UV-LED 경화형 시스템은 전반적으로 Film-substrate (FS) interface의 경화도가 높은 것으로 나타나 후막경화가 우수함을 알 수 있었으나, Film-air (FA) interface의 표면 경화도는 산소저해 현상으로 인해 매우 낮음을 FT-IR/ATR 결과를 통해 확인하였다. 이러한 낮은 표면 경화도는 불활성 기체인 질소를 사용하거나 Dual curing 방법을 도입함으로써 개선할 수 있었다.
Abstract
In this study, we investigated the curing properties of UV-LED curable color coating. Specially, the effects of UV-LED wavelength (365, 395, and 405 nm), inert gas, the concentration of photosensitizer, and dual curing on the curing behavior of UV-LED coating systems were studied. The photopolymerization behaviors and the unreacted acrylate groups at Film-air (FA) interface and Film-substrate (FS) interface were investigated by photo differential scanning calorimetry (Photo-DSC) and Fourier-transform infrared spectroscopy with attenuated total reflection (FT-IR/ATR), respectively. Photo-DSC results showed that the heat flow and the ultimate conversion for coating system cured by 405 nm UV-LED were higher than the corresponding values for coating systems cured by 395 and 365 nm UV-LED. FT-IR/ATR results showed that the UV-LED curing systems improved interior and through curing of the coating film, but significantly are affected by oxygen inhibition at FA-interface. The inert environment such as nitrogen purging and the dual curing improved the surface and interior curing of the coating films.
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