감압점착제 필름 컷팅 다이를 위한 점착방지 코팅의 이형성 연구 = Study on Anti-sticking Coatings of Cutting Die for Pressure Sensitive Adhesive Film
저자
발행사항
시흥 : 한국공학대학교 일반대학원, 2024
학위논문사항
학위논문(석사)-- 한국공학대학교 일반대학원 : 기계설계공학과 2024. 2
발행연도
2024
작성언어
한국어
발행국(도시)
경기도
형태사항
; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김욱배
UCI식별코드
I804:41069-200000733910
소장기관
금형 표면의 점착으로 인한 공정 트러블을 줄이기 위해서는 표면의 이형성을 높여 표면 특성을 개선하는 것이 중요하다. 금형 표면의 점착을 줄이는 방법은 다양하게 있지만, 산업에서 사용하는 가장 보편적인 방법은 점착방지 코팅을 실 시하여 표면의 이형성을 높이는 방법이다. 기존의 연구들은 점착방지 성능을 예 측할 때, 주로 표면 접촉각에만 의존하고 다양한 점착방지 코팅의 표면 에너지와 이형성 영향에 관한 연구가 부족하다. 또한, 비 점착 코팅이 실제로 이형성을 향 상하는지에 대한 연구는 찾아보기 어렵고 재료와 처리법의 영향을 검토할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 표면에 이형성 코팅을 시행하고 그 성능을 접촉각과 박 리 강도로 확인하여 접촉각과 이형성의 관계를 파악하고자 한다. 또한, 접촉각 측 정을 통하여 점착제와 이형성 코팅한 금형 간의 표면 에너지, 점착 일, 계면 에너 지를 파악하여 박리 강도와의 영향을 살펴보고자 하였다. 첫 번째로, 접촉각과 박리 강도를 측정하였다. 소수성 코팅의 결과 100도 이상 의 접촉각과 최소 0.0025 N/mm의 낮은 박리 강도로 이형성 개선을 확인할 수 있 었다. 다음으로 표면의 거칠기, 점착제의 소재, 코팅제의 종류에 따른 이형성 코 팅의 영향을 살펴보고자 하였다. 접촉각의 경우, 전진 접촉각은 정적 접촉각과 유 사한 거동을 보여주며, 후퇴 접촉각은 정적과 전진 접촉각에 비해 작은 값을 보 인다. 박리 강도의 경우, 소수성 코팅의 결과로 대체로 뚜렷한 박리 강도의 감소 를 얻을 수 있었으나 일부 코팅제에서 상대적으로 높은 박리 강도 값을 보였다. 이는 박리 강도 측정에 사용된 점착제와 코팅제의 성분이 동일하기 때문에 그 효 과가 크게 나타나지 않았다. 접촉각 및 박리 강도 값에 있어서 표면의 거칠기는 이형성 코팅의 영향을 미치나 금속의 소재, 코팅제의 종류, 점착제의 종류 등에 따라서 그 정도가 다르게 나타났다. 측정한 접촉각과 박리 강도 값을 통해 상관 관계를 분석한 결과, 정적 접촉각과 전진 접촉각에서는 접촉각이 증가할수록 낮 아지는 표면 에너지에 의해 박리 강도 감소를 확인할 수 있었다. 그러나, 접촉각 은 최대 143.1도까지 고르게 분포하지만, 박리 강도는 FS와 PFPE 코팅의 경우 0 에 가깝게 낮아진다. 이에 물의 접촉각만으로는 박리 강도를 정확하기 예측하기 어렵다고 판단하였다. 후퇴 접촉각-박리 강도, 접촉각 히스테리시스-박리 강도는 는 정적과 전진 접촉각에 비해 상관도가 낮다. 두 번째로, 분산 및 극성 성분이 알려진 Di-water와 Diiodomethane 용액으로 접촉각을 측정한 후 Fowkes 방정식과 Dupre 방정식을 사용하여 고체의 표면 에 너지, 점착제와 소수성 코팅표면 간의 점착 일과 계면 에너지를 계산하였다. 고체 의 표면 에너지는 소수성 코팅을 하면 표면 에너지값은 감소하며, 표면 거칠기의 증가에 따른 감소가 뚜렷하다. 특히나 거칠기 증가에 따른 극성 성분의 감소가 뚜렷하게 나타났다. 계면 에너지와 점착 일도 소수성 코팅에 따라 감소한다. 점착 일-박리 강도의 상관성을 분석한 결과 점착 일이 증가할수록 박리 강도도 증가하 는 경향을 보인다. 계면 에너지-박리 강도는 소수성 코팅을 하면 계면 에너지가 10 mN/m 이하로 낮아지나 매우 낮은 상관관계를 보이며, 박리 강도는 코팅제의 종류의 영향을 받는다.
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