제1장 Heat seal 기술의 연혁과 기능 - 2

[YDfamily]

1.4 HS의 특징

1.4.1 접착의 기본 개요

사물과 사물을 접합하는 방법에는 접합면에 접착제를 도포하여 접착재를 사이에 두는 방법과 금속의 용접과 같이 재료의 열가소성을 이용하여 접합면을 가열 용해시킨 후에 빠르게 냉각하여 접합을 완성시키는 방법이 있다. HS는 후자의 열가소성 현상을 플라스틱의 접합에 적용한 것이다.

최근에 주목되는 접착의 거시적인 메커니즘을 도1.1에 나타내었다.

도1.1 거시적인 접착의 구조설명

(1) 체인 결합은 물이나 용제의 침투성을 이용하여, 피접착물의 섬유에 접착제를 얽히게 하여 고리 상을 완성하여 2개의 면을 결합한다. 종이의 접착이 대표적인 사례이다.

(2) 쐐기 결합은 접착면의 미세한 구멍에 유통성을 가진 접착제를 밀어 넣어 고화시켜 소호(蛸壺, 문어나 낙지를 잡는 항아리) 효과로 결합을 일으킨다. 접착제를 도포하는 접착방식에 해당한다.

(3) 진공 결합은 접착면의 미세한 요철 부분에 봉입되어진 공기를 압착압으로 눌러 내어, 그 후 일방의 재료의 복원력에 의해 요철부 내에 진공이 걸리기 때문에 대기압과의 차압 응력에 의해 접착력이 발생한다. 정밀한 마감면의 밀착점 부착 등이 해당한다.

(4) 분자간 결합은 여기서 취급하는 HS의 결합방식이다.

HS는 접착면끼리를 분자간 인력 결합으로 행하는 것으로 다른 접착 방법에 비해 간단한 분자 결합 레벨의 접착, 밀봉이 가능하다.

(5) 정전기 결합은 주위로부터 절연시킨 재료의 표면에 대전하는 정부(正負)의 전하의 인력이 있다. 플라스틱의 박막이 접착하는 경우 등이 해당된다. 이것들의 비교로부터 HS의 특징이 이해 가능하다.

1.4.2 HS의 동작설명

HS의 기본은 열가소성 플라스틱 재료의 접착면을 대면시켜 가열하는 것이다. 많이 사용되는 heat zone 방식의 경우는 재료의 표면에 발열체를 눌러 붙여 표면으로부터의 열전달에 의해, 접착면의 온도를 적정 범위로 상승시킨 후에 바로 냉각하는 것으로 접착을 행하는 것이다. 이 모양을 도1.2 (a), (b)에 나타내었다.

종래의 HS의 온도 관리는 실제의 용착면 온도의 제어가 아니라 가열체의 온도 조절에 의존하여 있었기 때문에 과가열되거나 가열부족의 문제가 발생하기 쉬웠다. 도1.2(b)는 가열체 온도의 가열에 의해 압착 시간을 t1~t3까지 변화시킬 때의 용착면 온도 응답의 차이를 나타낸 것이다. 적정 가열 온도대 TL~TH에 도달하는 조건을 기준으로 각 압착시간의 적부를 나타내고 있다. 적정 가열 온도대는 재료마다 고유 특성으로 결정된다.

(a) HS의 기본 조작도

(b) HS의 접착면 온도 패턴

도1.2 HS의 기본 설명(heat zone 방식)

좌측 그림에서 상단부터 한글로 번역하면 접착층(heat sealant), 표층제, 가열체, 가열류, 용착면 온도, 접착면

한자 어느 정도 아시는 분은 다 아셨겠지만.... 한자 공부합시다.