Abstract
We investigated the curing properties of cured coatings for a multi-focal UV-LED. The coatings are for LEDs that operate at multiple UV wavelengths, unlike conventional single-wavelength UV-LEDs. Using UV-LED light sources with wavelengths of 365, 395, 420, and 450 nm, we analyzed the optical characteristics such as the direction of light flux and light source. We also analyzed the curing characteristics at each UV-LED wavelength to optimize the LED for composite wavelengths. The curing performance state was predicted through computer simulation for when the multiple wavelengths of UV light sources are superimposed, and then actual LEDs were designed and fabricated. To improve the internal high-speed curing, a multi-spot module was fabricated, in which each LED is condensed, and multiple wavelengths are synthesized and condensed at the same position. The adhesive strength, surface hardness, and internal hardness of the curing agent were tested by varying the wavelength combination conditions. The surface hardening and internal hardening were compared and analyzed using a hardness tester and FT-IR analyzer. As a result, the characteristics of the surface and internal hardness were improved by a multi-spot method in which four wavelengths were overlapped in a UV-LED rather than a single wavelength.
본 논문은 기존의 단일 파장의 UV(Ultraviolet: 자외선)-LED(Light-Emitting Diode) 경화형 코팅 방법과 달리 UV 파장에서 동작되는 LED를 중첩한 다중 집광성 UV-LED 경화형 코팅의 경화 특성에 대해 연구하였다. 각각 365nm, 395nm, 420nm, 450nm 단일 파장의 UV-LED 광원을 선정하여 광원의 광속, 지향각 등 광 특성을 분석하였으며, 또한 UV-LED 광원의 파장별 경화 특성에 대해 분석을 통하여 복합 파장에 대한 LED를 최적화를 진행하였다. 다파장 UV 광원이 중첩되었을 경우 경화 성능 상태를 전산모의 실험을 통해 예측하였으며 실제 설계 및 제작을 하였다. 내부 고속경화도 향상을 위해 각각의 LED를 집광시켜 동일한 위치에서 다파장이 합성, 집광되는 multi-spot 방식 모듈을 제작하여 파장 조합 조건을 달리하여 경화제의 접착력 및 표면, 내부 경화도를 실험하였다. 경도계와 FT-IR 분석 장비를 이용하여 표면 경화와 내부 경화 상태를 비교 분석하였다. 그 결과, 단일 파장보다 UV-LED 4파장을 중첩한 multi-spot방식이 표면 및 내부 경화도의 특성이 높아짐을 확인할 수 있었다.