[논문]3D 프린터 빌드시트용 무용제 UV 경화형 아크릴 점착제의 제조

이배화; 박동협; 김병직

doi:10.17702/jai.2020.21.3.93

3D 프린터 빌드시트용 무용제 UV 경화형 아크릴 점착제의 제조
Solvent-free UV-curable Acrylic Adhesives for 3D printer build sheet 원문보기

접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.21 no.3, 2020년, pp.93 - 100

이배화 (숭실대학교 안전보건융합공학과) , 박동협 (한국건설생활환경시험연구원 고분자소재센터) , 김병직 (숭실대학교 안전보건융합공학과)

초록
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적층제조법 기반의 3D 프린팅 기술은 사용자가 원하는 상품을 출력하여 제공하지만 고온의 사용 환경 및 용융된 필라멘트 수지의 냉각 과정에서 변동적 수축현상이 발생하여 상품의 출력편차를 야기한다. 본 연구에서는 출력물의 들뜸과 뒤틀림을 방지하고 정밀한 형상의 고품질 출력물을 제작하기 위하여 3D 프린터 빌드시트용 아크릴 점착제를 연구하였다. 고온에서 점착특성이 유지되고 점착제로부터 출력물의 안착과 원활한 탈거를 위해 부착성과 강인성이 우수하고 높은 유리전이온도를 갖는 4-acryloylmorpholine (ACMO)를 첨가하여 무용제 타입의 점착제 조성물을 설계하였다. 단량체의 후첨가방식을 사용하여 두 단계를 통해 아크릴 조성물을 합성하였고, 합성된 조성물로 코팅한 점착제 필름을 다각도에서 분석하였다. 그 결과 제조된 점착제는 높은 유리전이온도를 보이고 열처리 전/후에 따른 박리강도 차이가 보이지 않았으며, 유변학적 물성 분석을 통해 점착제의 우수한 접착력 뿐만 아니라 변형 없이 탈착이 가능한 물성을 갖음을 확인하였다. 본 연구에서 제조된 점착제를 3D 프린터의 빌드시트로 활용하였을 때 안착성 및 작업성이 양호하고 출력편차가 적은 출력물을 얻었다. 기존 판매중인 빌드시트와 비교하였을 때 본 연구에서 제조한 점착제 위에서는 출력물이 원활하게 탈거가 가능하기 때문에 FDM 방식 3D프린터의 사용자들에게 작업 편의성을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

3D printing technology enables proper objects to be made through an additive manufacturing method, but resulting in dimension deviation of the product due to contraction phenomenon as cooling melted filament resin injected from high-temperature use environment. In this research, we studied on acrylic adhesives for 3D printer build sheet in order to fabricate high-quality products with a precise shape and to well-mount without distortion. The solvent-free UV-curable acrylic adhesive formulation was designed by adding 4-acryloylmorpholine (ACMO) with high adhesion, toughness, glass transition temperature so that adhesion properties are stable at high temperature and products are easily mounted/detached from the adhesives. The designed formulation was polymerized through two-steps using post-addition of monomers. Using this, the acrylic adhesive was coated to make a film and then analyzed using various experimental techniques. As a result, the fabricated adhesive exhibited high glass transition temperature and there was little gap in peel strength before and after thermal treatment. Moreover, it was confirmed by rheological analysis that this adhesive can provide great bonding/debonding ability without distortion. We demonstrated the fabrication of a rectangular product using a 3D printing method using our acrylic adhesive as a build sheet. Mounting ability and workability were satisfactory and dimension deviation of the product was tiny. Because the product is easily detachable from the acrylic adhesive developed here than conventional build sheets, it is expected that this will provide work convenience to users who use the 3D printer.

주제어

표/그림 (11)

표 Table 1. Solvent-free UV-curable acrylic PSA varied with content of the ACMO
그림 Figure 1. FT-IR spectra as a function of the ACMO content.
표 Table 2. Glass transition temperature and degradation temperature of the samples (PSA 1-4)
그림 Figure 2. Evaluation of peel strength as a function of the ACMO content.
그림 Figure 3. Comparison of peel strength of the samples (PSA-5∼7) before and after thermal treatment.
표 Table 3. UV-curable acrylic PSA through two-steps using post-addition
그림 Figure 4. Curing behavior of the samples depending on the UV intensity.
그림 Figure 5. Rheological properties of the samples measured as increasing temperature.
그림 Figure 6. Frequency dependency of storage modulus and loss modulus of the samples.
그림 Figure 7. Theory of Chang window and adhesion property of the formulated PSA samples.
그림 Figure 8. Pictures of 3D printing output mounted on the formulated PSA samples.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 2-EHA, AA, ACMO 단량체를 기반으로 하여 설계된 자외선 경화형 아크릴 조성물로 점착제를 제조하였고, 제조된 아크릴 점착제의 다양한 물성분석 및 3D 프린팅의 빌드 시트로의 응용에 대한 연구를 진행하였다.
본 연구에서는 FDM 방식의 3D 프린터에 적용하여 출력물의 들뜸과 뒤틀림을 방지하고 정밀한 형상의 고품질 출력물을 제작하기 위한 빌드시트용 아크릴 점착제를 개발하였다. FDM 방식의 용융 고분자 필라멘트를 안착시키기 위하여 무용제(VOC Free) 타입의 UV 경화형 아크릴 점착제를 제조하였다.

제안 방법

2000 ∼5000 cps 점도의 혼합액이 형성되었을 때 반응을 종결시키기 위해 UV Lamp를 제거하고, 초고순도 air 기류를 30분 동안 투입하여 라디칼 반응을 종결하였다.
3D 출력물의 치수 안정성을 확인하기 위해 3D 프린터 프로그램에 입력한 설정 값과 실제 출력물의 치수값의 차이를 백분율로 환산하여 출력편차를 계산하였다. 안착성이 상대적으로 좋지 않은 PSA-5와 PSA-6 점착제 위 출력물의 경우 상대적으로 높은 3.
UV 경화형 아크릴 점착제는 단량체 및 기능성 올리고머에 광개시제를 첨가하여 UV 조사를 통해 중합하는 방식으로, 단량체들의 사슬 길이 및 물성이 점탄성 특성과 신뢰성에 직접적인 영향을 미치는 사실은 많은 참고문헌을 통해 알려져 있다 [14-17]. 3D 프린팅 빌드시트로의 활용을 위해3.1절에서 중합된 긴 사슬의 올리고머에 유리전이온도가 상대적으로 높으며 곁사슬의 길이가 짧은 AA와 ACMO의 공단량체를 추가로 후 첨가(post-addition)하여 점착제의 특성 개선을 시도하였다.
AA 및 ACMO 공단량체의 비율에 따라 제조된 조성물 PSA-5∼7에 10 mW/cm2, 100 mW/cm2 조건의 자외선을 조사하여 시간에 따른 유변물성을 측정하였다.
FDM 방식의 3D 프린팅에 사용되는 용융 고분자 필라멘트를 빌드시트에 들뜸과 비틀림 없이 안착시키기 위한 용도의 무용제 아크릴 점착제를 제조하였다. Table 1.
본 연구에서는 FDM 방식의 3D 프린터에 적용하여 출력물의 들뜸과 뒤틀림을 방지하고 정밀한 형상의 고품질 출력물을 제작하기 위한 빌드시트용 아크릴 점착제를 개발하였다. FDM 방식의 용융 고분자 필라멘트를 안착시키기 위하여 무용제(VOC Free) 타입의 UV 경화형 아크릴 점착제를 제조하였다. 광택성, 부착성, 강인성이 우수한 4-acryloylmorpholine (ACMO)를 첨가하여 점착제의 점탄성 특성을 조절하였고 [8-10], 설계된 조성물은 Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Universal Testing Machine (UTM), 그리고 광경화 시스템 복합 회전형 rheometer를 이용하여 다각도에서 분석하였다.
PSA-5∼7 조성물로 제조된 아크릴 점착제를 빌드시트로 이용하여 ABS 수지의 사출에 따른 작업성 및 안착성에 대한 평가를 진행하였다.
PSA-5, PSA-6, PSA-7 점착제를 이용하여 주파수를 0.01∼100 rad/s로 변화시켜 G’ 및 G’’을 확인하였다.
본 실험에 사용된 시럽을 제조하기 위해, 2구 둥근 플라스크에 단량체인 2-EHA, AA, ACMO, 광개시제 및 가교제를 Table 1에 명시된 비율로 투입한 후 상온에서 일정한 속도로 교반하면서 고순도 질소 가스로 purging하였다. Purging이 완료된 후 고순도 질소 가스 기류하에서 혼합액을 교반하면서 플라스크 외부에 설치된 UV lamp를 일정량 조사하여 공중합체를 중합하였다. 2000 ∼5000 cps 점도의 혼합액이 형성되었을 때 반응을 종결시키기 위해 UV Lamp를 제거하고, 초고순도 air 기류를 30분 동안 투입하여 라디칼 반응을 종결하였다.
FDM 방식의 3D 프린팅에 사용되는 용융 고분자 필라멘트를 빌드시트에 들뜸과 비틀림 없이 안착시키기 위한 용도의 무용제 아크릴 점착제를 제조하였다. Table 1.과 같이 주 단량체를 2-EHA로 하여 AA, IP-184, HDDA를 2-EHA 대비 특정 비율로 혼합한 후, ACMO 단량체를 0 wt %에서 10.1 wt %까지 달리하여 총 네 종류의 조성물을 설계하였다. 배합된 조성물을 75 μm 두께의 PET 필름에 도포한 후 자외선을 조사하여 중합시켜 최종적으로 아크릴 점착제 필름을 제작하였다.
Table 3에 보이듯이 2-EHA에 대비하여AA/ACMO의 비율을 5.0/5.0 wt %, 5.0/7.0 wt %, 5.0/10.0 wt %으로 달리하여 세 종의 점착제 조성물을 배합하였다.(PSA-5, PSA-6, 그리고 PSA-7) 배합된 조성물로 중합한 점착제를 DSC로 분석한 결과 공단량체의 함량이 증가할수록 유리전이온도가 상승하였고, 특히 PSA-7조성물의 경우 33.
UV경화형 점착제 조성물의 중합반응을 관찰하기 위하여 UV 경화장치가 장착된 rheometer를 이용하여 실시간 유변특성을 관찰하였다. AA 및 ACMO 공단량체의 비율에 따라 제조된 조성물 PSA-5∼7에 10 mW/cm², 100 mW/cm² 조건의 자외선을 조사하여 시간에 따른 유변물성을 측정하였다.
FDM 방식의 용융 고분자 필라멘트를 안착시키기 위하여 무용제(VOC Free) 타입의 UV 경화형 아크릴 점착제를 제조하였다. 광택성, 부착성, 강인성이 우수한 4-acryloylmorpholine (ACMO)를 첨가하여 점착제의 점탄성 특성을 조절하였고 [8-10], 설계된 조성물은 Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Universal Testing Machine (UTM), 그리고 광경화 시스템 복합 회전형 rheometer를 이용하여 다각도에서 분석하였다.
이는 점착제가 일반적으로 -70 ℃ ∼ -50 ℃영역에서 유리전이온도가 관찰되는 것과 견주어 볼때 상당히 높은 온도임을 나타내고 단단한 유형의 점착제임이 예상 가능하다. 다양한 조건하에서 공단량체를 후첨가하여 제조된 아크릴 점착제의 점착특성 및 유변물성을 분석하였고, 3D 프린터의 빌드시트로 이용하여 출력물 제작에 대한 작업성 및 안착성 평가를 진행하였다.
또한 광경화 반응에 따른 점착제의 유변물성 거동을 관찰하기 위해 Omnicure s2000 spot UV 경화 장비와 복합 시스템을 구축하여 광량을 조절 하면서 투명 parallel plate를 이용하여 경화 거동 (G’, G’’, tan δ)을 평가하였다.
바코터를 이용하여 20.0 mm/s의 일정한 속도로 두께 75 μm의 PET 필름 위에 조성물을 약 30 μm 도포한 후 UV (UV-A)를 90초동안 조사하여 경화하였다.
2000 ∼5000 cps 점도의 혼합액이 형성되었을 때 반응을 종결시키기 위해 UV Lamp를 제거하고, 초고순도 air 기류를 30분 동안 투입하여 라디칼 반응을 종결하였다. 반응이 완료된 후 가교제 (0.1 wt %)와 광개시제를 추가로 투입하여 점착제 필름 제조를 위한 시럽을 제조하였다.
배합된 조성물을 75 μm 두께의 PET 필름에 도포한 후 자외선을 조사하여 중합시켜 최종적으로 아크릴 점착제 필름을 제작하였다.
아크릴 점착제 조성물의 탄성 및 감쇠 특성을 확인하기 위해 Fig. 5와 같이 25 ℃에서 170 ℃ 범위에서 온도에 따른 점탄성 특성을 측정하였다. 온도가 증가하면서 모든 점착제 시료의 G’은 감소하는 경향을 보이며 약 120 ℃에서 고무평탄영역에 진입하였다.
온도 변화 시험(temperature sweep test)은 30∼170 ℃ 의 온도 범위에서 주파수 6.28 rad/s에서 측정하였다.
그 후 상온에서 30분 방치한 후, 180° 측정 각도와 300 mm/min의 박리 속도로 결과 값을 얻었다. 점착제의 내열성을 비교하기 위해 80 ℃로 설정된 대류식 오븐에 1시간 동안 체류된 점착제를 상온에서 1시간 냉각시킨 후 박리 강도를 측정하였다.
점착제의 점탄성 거동은 TA사의 회전형 레오미터를 사용하여 G’ (저장탄성률), G’’ (손실탄성률), tan δ를 측정하였다.
주파수 변화 시험 (frequency sweep test) 시험은 20 mm parallel plate를 이용하여 상온에서 주파수 0.1∼100 rad/s영역에서 진행하였다.
아크릴 점착제 위 출력물의 안착성 평가를 위해 XYZ 프린팅 사의 FDM 방식 3D 프린터를 사용하였다. 필라멘트로 XYZ 프린팅 사의 ABS 수지를 사용하였으며 노즐 온도를 210 ℃, 베드 플레이트의 예열 온도는 80 ℃로 설정하여 X축 100 mm, Y축 100 mm, Z축 15 mm의 직육면체 출력물을 제작하였다.

대상 데이터

UV 경화형 아크릴 점착제를 중합하기 위해 단량체로 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA, LG Chem.), acrylic acid (AA, Sigma-aldrich), 4-acryloylmorpholine (ACMO, Sigma-aldrich)가 사용되었고, 가교제로 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA, Sigma-aldrich)가 사용되었으며, 광개시제로 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (IP-184, Miwon)가 사용되었다.
박리 강도를 측정하기 위해 Instron사의 UTM 5569(USA)을 이용하였다. 25 mm 폭으로 재단된 아크릴 점착제를 2.
본 실험에 사용된 시럽을 제조하기 위해, 2구 둥근 플라스크에 단량체인 2-EHA, AA, ACMO, 광개시제 및 가교제를 Table 1에 명시된 비율로 투입한 후 상온에서 일정한 속도로 교반하면서 고순도 질소 가스로 purging하였다. Purging이 완료된 후 고순도 질소 가스 기류하에서 혼합액을 교반하면서 플라스크 외부에 설치된 UV lamp를 일정량 조사하여 공중합체를 중합하였다.

이론/모형

Fig. 6에서 측정된 유변특성 결과값을 Chang window에 적용하여 점착제의 특성을 확인하였다. Fig.
아크릴 점착제 위 출력물의 안착성 평가를 위해 XYZ 프린팅 사의 FDM 방식 3D 프린터를 사용하였다. 필라멘트로 XYZ 프린팅 사의 ABS 수지를 사용하였으며 노즐 온도를 210 ℃, 베드 플레이트의 예열 온도는 80 ℃로 설정하여 X축 100 mm, Y축 100 mm, Z축 15 mm의 직육면체 출력물을 제작하였다.

성능/효과

0 wt %으로 달리하여 세 종의 점착제 조성물을 배합하였다.(PSA-5, PSA-6, 그리고 PSA-7) 배합된 조성물로 중합한 점착제를 DSC로 분석한 결과 공단량체의 함량이 증가할수록 유리전이온도가 상승하였고, 특히 PSA-7조성물의 경우 33.5 ℃에서 유리전이온도가 나타났다. 이는 점착제가 일반적으로 -70 ℃ ∼ -50 ℃영역에서 유리전이온도가 관찰되는 것과 견주어 볼때 상당히 높은 온도임을 나타내고 단단한 유형의 점착제임이 예상 가능하다.
3 N/25mm로 모두 낮은 박리 강도를 보였다. ACMO 단량체 함량이 증가할수록ABS 피착재에 대한 박리 강도는26.4 N/25mm에서 31.5 N/25mm까지 점차 증가하는 경향이 보이나, SUS 피착재에서는 2.8 wt % 포함할 때 28.6 N/25mm로 박리 강도가 증가하지만 4.5 wt % 이상의 경우 24.3 N/25mm에서 18.8 N/25mm로 박리 강도가 감소하는 것을 확인하였다. ABS의 경우 매끄러운 표면 상태로 인하여 경시에 따른 점착력 변화가 거의 나타나지 않는 반면에 SUS 의 경우 높은 표면 거칠기 때문에 시간에 따른 젖음성 변화가 발생하여 점착력 변화가 뚜렷하게 관찰된다 [13].
5 ℃로 나타났다. DSC와 TGA의 종합적인 결과에 따라 유리전이온도가 높은 고내열성 단량체인 ACMO를 첨가하여 중합할 경우 아크릴 점착제의 열 안정성을 개선할 수 있음을 확인하였다.
Fig. 4와 같이 10 mW/cm² 조건에서 자외선을 조사하였을 때 PSA-5, PSA-6, 그리고 PSA-7 조성물의 경우 각각 15초, 16.5초, 그리고 23초에서 중합이 개시되는 것을 확인하였고, 공단량체 함량에 따라 최대 8초의 중합 지연시간이 발생함을 관찰하였다. 비록 중합 지연 시간이 발생하였으나 모든 조성물의 G’값은 최종적으로 73.
5 %의 낮은 출력편차를 보였다. PSA-7 점착제를 빌드시트로 이용하여 3D 프린팅 공정을 진행할 경우 뒤틀림과 변형 없이 출력물이 양호하게 안착되었으며, 빌드시트로부터 문제 없이 출력물을 탈거할 수 있었다.
ACMO 단량체로 중합된 homopolymer는 높은 유리전이온도를 보이는데 (T_g∼145 ℃) [9,10], 해당 단량체를 증량하여 중합할 경우 중합체의 유리전이온도 상승이 관찰되었다. TGA 상 시료 잔량이 90%에 해당하는 지점을 열화 온도 (T_d,90%)로 정의하여 분석한 결과 PSA-1, PSA-2, PSA-3, 그리고 PSA-4에서의 열화 온도는 각각 322.2 ℃, 327.0 ℃, 327.2 ℃, 그리고 347.5 ℃로 나타났다. DSC와 TGA의 종합적인 결과에 따라 유리전이온도가 높은 고내열성 단량체인 ACMO를 첨가하여 중합할 경우 아크릴 점착제의 열 안정성을 개선할 수 있음을 확인하였다.
UV 경화장치가 장착된 rheometer를 이용하여 제조된 아크릴 점착제의 실시간 가교특성을 분석한 결과, 후첨가된 공단량체의 함량이 증가할수록 약한 UV 세기에서 중합 개시시간이 지연되었으나 강한 UV 세기에서는 개시시간 차이는 발생하지 않았다. 온도 및 주파수에 따라 G’과 G”의 변화를 관찰한 결과 공단량체를 후첨가할수록 점착제 내 높은 가교밀도로 인해 응집력이 증가하여 전체 주파수 영역에서 G’은 상승하였다.
2kPa로 가장 높았고 이는 탈착에 유리함을 의미한다. 결과적으로 공단량체 함량이 높은 PSA-7점착제는 우수한 점착력과 박리력을 동시에 갖는 것으로 보인다.
고무평탄영역에서 PSA-5, PSA-6, PSA-7의 G’은 각각 70.8 kPa, 72.1 kPa, 82.7 kPa로 측정되었으며 후첨가된 공단량체 (AA)의 함량이 증가할수록 G’값이 상승하는 것을 확인하였다.
1에 나타내었다. 그 결과 ACMO 단량체를 포함하여 형성된 중합체의 경우 ACMO에서 유래하는 C=O 결합의 신축진동 피크가 1640 cm^-1에서 나타났다. ACMO 단량체 함량이 증가할수록 피크의 세기가 증가하는 것으로 보아 세 종류의 단량체로 중합체가 제조되었음을 확인하였다 [11,12].
높은 유리전이온도를 갖는 ACMO 단량체를 포함할 경우 조성물의 유리전이온도가 증가함을 확인하였다. 특히 2-EHA, AA, ACMO 단량체들로 중합된 올리고머에 AA와 ACMO를 후첨가하여 조성물을 설계할 경우, 후첨가된 공단량체에 의하여 유리전이온도가 급격하게 상승하는 것을 확인하였다.
3에 나타내었다. 단량체들이 후첨가되지 않은 Fig. 2의 박리강도 결과와 비교하였을 때, 후첨가된 경우 SUS와 ABS 피착재 위에서 모두 박리 강도가 10 N/25mm 미만으로 현저하게 감소하는 결과를 확인하였다. 이는 점착제의 가교밀도가 증가하여 고분자 사슬의 응집력이 높아진 것에 기인한 것으로 추정된다 [18].
이는 점착제의 가교밀도가 증가하여 고분자 사슬의 응집력이 높아진 것에 기인한 것으로 추정된다 [18]. 또한 80 ℃에서 24시간 열처리한 점착제의 경우 약 15 N/25mm 의 박리강도로 소폭 증가하였지만, 일반적인 점착제와 비교하였을 때 열처리 전/후 점착 물성의 현저한 차이가 관찰되지 않은 것으로 보아 내열성이 증가했음을 확인하였다.
온도 및 주파수에 따라 G’과 G”의 변화를 관찰한 결과 공단량체를 후첨가할수록 점착제 내 높은 가교밀도로 인해 응집력이 증가하여 전체 주파수 영역에서 G’은 상승하였다. 또한 탈착과 관련된 고주파수 영역에서는 높은 G”값을 보여 우수한 점착력과 탈착력을 동시에 갖는 점착제임을 확인하였다.
반면에 100 mW/cm2 세기로 자외선을 조사하였을 경우 모든 조성물은 11초에서 동일하게 중합반응이 개시되나, 공단량체 함량이 증가할수록 최종으로 도달하는 G’값이 소폭 하락하는 경향이 관찰되었다.
세 종류의 점착제 모두 낮은 주파수에서 낮은 G’값을 보이며 높은 주파수에서 높은 G’ 나타내어 전형적인 점착제의 특성이 관찰되었다.
3D 출력물의 치수 안정성을 확인하기 위해 3D 프린터 프로그램에 입력한 설정 값과 실제 출력물의 치수값의 차이를 백분율로 환산하여 출력편차를 계산하였다. 안착성이 상대적으로 좋지 않은 PSA-5와 PSA-6 점착제 위 출력물의 경우 상대적으로 높은 3.4 %와 1.2%의 출력편차를 보인 반면에, 들뜸 현상이 없는 PSA-7 위 출력물의 경우 0.5 %의 낮은 출력편차를 보였다. PSA-7 점착제를 빌드시트로 이용하여 3D 프린팅 공정을 진행할 경우 뒤틀림과 변형 없이 출력물이 양호하게 안착되었으며, 빌드시트로부터 문제 없이 출력물을 탈거할 수 있었다.
UV 경화장치가 장착된 rheometer를 이용하여 제조된 아크릴 점착제의 실시간 가교특성을 분석한 결과, 후첨가된 공단량체의 함량이 증가할수록 약한 UV 세기에서 중합 개시시간이 지연되었으나 강한 UV 세기에서는 개시시간 차이는 발생하지 않았다. 온도 및 주파수에 따라 G’과 G”의 변화를 관찰한 결과 공단량체를 후첨가할수록 점착제 내 높은 가교밀도로 인해 응집력이 증가하여 전체 주파수 영역에서 G’은 상승하였다. 또한 탈착과 관련된 고주파수 영역에서는 높은 G”값을 보여 우수한 점착력과 탈착력을 동시에 갖는 점착제임을 확인하였다.
01 rad/s과 100 rad/s에서 G’와 G”의 측정치를 이용하여 Chang window 내 사각형을 그려 점착제의 특성을 손쉽게 예측할 수 있다 [22]. 측정된 유변특성을 이용하여 Chang Window에 적용시킨 결과 후첨가된 공단량체가 증가할수록 사각형의 영역은 중간영역에서 벗어나 Quadrant 1 및 2 구역의 상단에 분포하는 것을 확인할 수 있는데, 이는 일반적인 점착특성을 보여주면서 높은 전단강도를 가진다는 것을 의미한다.
높은 유리전이온도를 갖는 ACMO 단량체를 포함할 경우 조성물의 유리전이온도가 증가함을 확인하였다. 특히 2-EHA, AA, ACMO 단량체들로 중합된 올리고머에 AA와 ACMO를 후첨가하여 조성물을 설계할 경우, 후첨가된 공단량체에 의하여 유리전이온도가 급격하게 상승하는 것을 확인하였다. 해당 조성물을 이용하여 제조된 아크릴 점착제를 고온에 방치하더라도 소폭의 박리강도 변화만 관찰되었다.
흥미롭게도 점착과 관련된 낮은 주파수 영역인 0.1 rad/s 이하에서는 공단량체 함량이 증가할수록 G”이 감소하는 경향을 보이는 반면, 탈착과 관련된 높은 주파수 영역에서는 역으로 G”이 증가하는 경향이 관찰되었다.

후속연구

공단량체 함량이 높은 점착제를 3D 프린터의 빌드시트로 활용하였을 때 출력물의 안착성 및 작업성은 양호하였고 출력편차가 적은 출력물을 얻었다. 본 연구에서 제조한 점착제를 빌드시트로 활용한다면 기존 판매하고 있는 빌드시트보다 원활하게 출력물이 제거가 가능할 뿐만 아니라 고품질의 출력물을 얻을 수 있기에 FDM 방식의 3D프린터를 사용하고 있는 사용자들에게 편의성을 제공할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	적층제조법 기반의 3D 프린팅 기술은 어떤 생산방식에 적합한가?	3D 프린팅은 디지털 설계도나 모델에 고분자 수지를 적층하여 입체적인 구조물을 제작하는 기술로서 의료기기, 자동차 부품, 건축 조형물 등 다양한 분야에서 활용된다 [1-3]. 적층제조법 기반의3D 프린팅 기술은 맞춤형 다품종 소량 생산방식에 적합하며, 이와 동시에 개별 소비자는 해당 기술을 활용하여 적합한 상품 제작이 가능하다. 2013년 세계경제포럼(World Economic Forum, WEF)에서 세계 10대 미래유망기술로 발표되는 등 3D 프린팅 산업은 4차 산업혁명을 주도하는 핵심기술로 주목받고 있다 [4].
	bed plate이 FDM방식의 3D 프린터 사용에 핵심 부품인 이유는?	현재 용융된 필라멘트 수지를 미세한 두께로 압출 조형하는 FDM(Fused Deposition Modeling) 방식이 상용화되고 있으나, 고온 사용환경 및 냉각 과정에서 고분자 수지의 변동적 수축 현상이 발생하고 있어 정밀한 형상을 구현하기 위한 기술력 개선이 필요한 실정이다 [5]. 현재 FDM 방식의 3D 프린터 장치의 경우 통상적으로 출력하고자 하는 고분자 재료에 따라 bed plate의 온도를 조절하여 사용하고 있기에, bed plate는 FDM방식의 3D 프린터를 사용하는데 있어 출력물의 안착성 및 품질에 성패를 좌우하는 핵심 부품이다 [6].
	UV 경화형 아크릴 점착제 제조에서 점탄성 특성을 조절하기 위해 첨가한 것은?	FDM 방식의 용융 고분자 필라멘트를 안착시키기 위하여 무용제(VOC Free) 타입의 UV 경화형 아크릴 점착제를 제조하였다. 광택성, 부착성, 강인성이 우수한 4-acryloylmorpholine (ACMO)를 첨가하여 점착제의 점탄성 특성을 조절하였고 [8-10], 설계된 조성물은 Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Universal Testing Machine (UTM), 그리고 광경화 시스템 복합 회전형 rheometer를 이용하여 다각도에서 분석하였다.

참고문헌 (22)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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