UV Dose량을 증가시킬수록 점착제가 경화되면서 액체의 성질을 점점 잃게 되어, 끈적임의 정도는 감소하게 된다. 두 번째로, Peel(피착제와 떼어지기 쉬운 정도)역시 마찬가지로, UV Dose량을 증가시킬수록 점착제가 고체화 되면서 피착제와 분리되는 것이 쉽지 않게 되므로, Peel역시 감소하게 된다. 하지만, Cohesion(내부 응집력)은 점착제가 UV를 많이 쬘수록 모노머가 폴리머화 되기 때문에(중합반응에 의해) 점착제 내부의 응집력은 증가하게 된다. 그러나 위의 두 가지 실험은 모두 예상과 전혀 다른 결과를 보이고 있다. 일부 결과에서는 UV dose량이 증가하면서 Tack과 Peel이 낮아지는 경향을 나타내는 것도 있지만, 처음부터 계속 상승하는 결과도 있어서 전체적으로 일관된 경향이 나타나질 않아서 문제가 되는 방향을 찾기가 수월하지 않은 것이 사실이다.
- 이러한 결과가 나오게 된 원인을 예측해 보면, 크게 내부적요인(점착제의 성질 변화)과, 외부적요인(실험과정 중의 문제)으로 나누어 볼 수 있다. 우선, 실험과정중의 문제를 논하면, 물질 배합의 실수라던가, 코팅의 실수, 건조의 오차 등 여러 가지를 생각해 볼 수 있는데, 이번 실험과정에서는 코팅하는 것을 제외하고는 모든 과정을 조교님들이 수행하셨기 때문에, 실험과정에서 오차가 발생하였다는 것은 그다지 타당하지 않은 생각인 것 같다. 그렇다면, 내부적인 요인이 이러한 오차를 발생시킨 주요 원인이라는 것인데, 실험과정 중에 점착제의 물성이 변화하였다고 생각해 볼 수 있다. Monomer의 변질이나 UV 양의 변화를 들 수 있는데, UV양은 조교님이 특별히 다루지 않았다고 한다면, 실험과정 중에 변화시켰다고는 생각 할 수 없는 것이고, Monomer의 변질 또한 어떻게 확인 할 방법이 없는 것이 문제이다. 다만, 이번 실험에서의 아쉬운 점이 있다면, UV Dose량이 5회에서 그쳤다는 점이다. 만약, 5회보다 더 많은 변화량을 주었다면, 전체적인 경향이 이론상의 예측값과 비슷하게 나오지 않았을 까 하는 생각을 해보게 된다.
4.2 관능기와 경향성
- 일반적으로 공통된 화학적 특성을 지니는 한 무리의 유기화합물에서 그 특성의 원인이 되는 공통된 원자단의 결합양식을 관능기, 또는 작용기(Functional Group)라고 한다. 일반적으로 관능기의 수가 많을수록 경화성과 도막물성이 좋아지게 된다. 왜냐하면, 관능기에 있는 radical이 유기화합물의 중합을 만들게 하는 요소인데, 관능기의 수가 많을수록 radical의 수가 많아지게 되므로, 중합을 더욱 잘 되게 도와주게 되면서, 고분자화가 촉진되어 화합물의 경화를 증가시키게 되기 때문이다. 우선 이번 실험에 사용된 모노머의 관능기의 수를 보면, M200은 관능기가 2개, M3160은 관능기가 3개, M600은 관능기가 6개이다. 이론상으로 볼 때, 관능기의 수가 가장 많은 M600이 경화성이 가장 좋고, 관능기의 수가 가장 적은 M200이 경화성이 가장 낮다고 예측 할 수 있다. 하지만 Tack Test에서 이러한 예상을 완전히 뒤엎는 결과가 나왔다. 일반적으로, 경화가 진행될수록 관능기의 수가 가장 많은 M600의 Tack 수치가 가장 낮아야 하는데, UV-Dose를 5회 쬐어 주었을 때 의 결과는 Tack수치가 가장 높게 나온 것을 보여주고 있다. 전반적인 실험값이 경향성을 보이지 않아서, 관능기에 따른 점착물성의 변화를 예측하기가 어렵게 되었다. 실험값의 난해성은 앞에 UV와 경향성에서 언급하였듯이 내부적 물성변화가 예기치 못한 요인으로 변한 것으로 생각 해 볼수 있다. 하지만, 이 부분에 대해서 추측하는 것은 사실상 여러 번의 데이터를 도출하기 전에는 명확하지 않을 것 같다. 또한, UV 도스에 따른 초기의 일시적 물성의 예기치 못한 변화가 이러한 결과를 이끌어 냈다고 추측해 볼 수 도 있으나 이 역시 불분명하기는 마찬가지다.
4.3 Tack Graph해석
Tack graph는 Texture analyzer를 통해 얻은 그래프다. 기본적인 척도를 위해 5Kg의 추를 기준 힘으로 설정하였고 가로축은 시간, 세로축은 energy를 의미한다. Tack은 끈적임의 정도를 나타내는 척도이므로 그래프를 보면 알 수 있지만 초반에는 그래프가 y축 음의 방향으로 작용 하고 있다 어느 시점부터 양의 방향으로 넘어가게 된다. 이는 처음에는 누르는 힘들 주었다가(-방향), 후에 띄어 내려는 작업을 위해 당기는 힘(+방향)으로 전환됨을 알 수 있다. 이 때 총 힘(energy)은 그래프와 가로축의 사이의 면접의 넓이가 된다.
4.4 종합분석
이번 실험은 UV 경화형 점착제의 물성 변화를 Monomer의 종류와 UV-Dose량을 통해 측정하고 그 경향성을 살피는 것이 주 목적이었다. 그러나 명쾌하지 않은 원인으로 Peel Test와 Tack Test모두 만족할 수 없는 결과를 얻었다. 특히 워낙 심한 데이터 경향의 난조로 오차 원인과 변수를 찾기도 용이치 않았다. 이러한 원인이 나타난 주요 원인이 UV-도스의 초기 반응에 따른 오차라 생각되지만 이것을 검층하기 위해선 UV-도스의 횟수를 늘리거나, UV-도스전 초기 점착제 조성을 바꾸는 등의 실험이 따로 실행되어야 앞선 실험값의 오차를 명확히 검증할 수 있을 것 같다. 결과적으로 이번 실험으로는 우리가 바라던 실험데이터 값을 얻지는 못하였다.
5. Reference
※ ‘점착제의 물성과 실용특성.’「접착 및 계면」.기술강좌(2),제 2권(제1호).2001-김현중 -
※ ‘점착제의 물성해석과 응용실례(제13회)’「접착 및 계면」.기술강좌 ,제 8권(제1호).2007 -김현중, 김대준
※ 한국 접착 및 계면학회 사이트( http://www.adhesion-interface.org )
※ 농생명과학연구정보센터 TALS(http://www.alric.org)Vol.3 No2.『임동혁,김수민,도현성,박영준,주효숙,김현 중. 친황경고기능성 접착제와 점착제의 연구동향』
UV 경화형 점착제의 UV-Dose량에
따른 물성변화
[ R E P O R T ]
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