1. 자외선(UV)이란?

UV는 Ultraviolet, 즉 자외선을 뜻합니다.

사람의 눈에 보이지 않는 전자기파의 한 종류입니다.

스펙트럼상에서 우리 눈에 보이는 빛인 가시광선의 보라색(Violet) 영역 바깥(Ultra)에 위치한다고 하여 '자외선'이라고 불립니다.

태양에서 자연적으로 방출되며, 인공 광원(램프 등)으로도 만들어 집니다.

 

 

2.자외선의 구분

1) UVA (315~400 nm)

파장이 가장 길고 에너지가 낮음

피부 노화, 색소 침착에 영향

2) UVB (280~315 nm)

에너지가 더 강함

피부 화상(선번)과 비타민 D 합성에 관여

3) UVC (100~280 nm)

가장 강한 자외선

지구 대기층에서 대부분 차단됨

살균·소독 용도로 사용

 

 

3. 파장(波長, Wavelength)

1) 파장의 정의

  - 파동의 모양에서 ‘같은 위상 사이의 거리를 말하며, 단위는 보통 미터(m), 나노미터(nm) 등을 사용함

2) 파장이 중요한 이유

    파장의 길이는 파동의 성질을 결정합니다.

  - 파장에 따라 색이 달라짐 (짧으면 보라색, 길면 빨간색)

  - 파장에 따라 음높이가 달라짐

  - 파장에 따라 라디오파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선 등으로 구분됨
3) 파장과 관련된 기본 관계

  - 파장(λ) × 진동수(f) = 파동의 속력(v)

4) UV(자외선) 파장 범위는 약 100 nm ~ 400 nm 입니다.
  - 가시광선보다 짧고, X선보다 긴 파장대이며 400 nm보다 길면 가시광선(보라색) , 100 nm보다 짧으면 X선

 

4. UV 접착제

일반적인 접착제는 열과 습기등의 반응에 의해서 경화되나 UV 접착제는 자외선(UV)을 비추면 빠르게 경화되는 특수 접착제입니다.

투명하고 강력한 접착력은 물론, 빠른 경화 시간 덕분에 생산성이 높고, 금속, 플라스틱, 유리 등 다양한 소재에 사용됩니다.

따라서 광학 기기 부품 고정, 의료기기, 자동차 부품 등 정밀하고 빠른 접착이 필요한 분야에 널리 활용됩니다. 

 

5. UV 접착제의 구성

1) 올리고머(Oligomer)- 아크릴산 에스테르기와 같은 기능기를 가진 예비 중합체로, 접착제의 주 골격 형성
    반응성 단량체(Monomer)- 올리고머와 함께 중합 반응하여 접착제의 점도를 조절하고 경화 후 강도 부여
2) 광개시제- 자외선을 흡수하고 중합 과정을 시작하고 자외선을 받으면 화학 반응을 일으켜 라디칼을 생성하는 물질

                     광개시제는 접착제가 자외선 노출 하에서 적절하게 경화되는 데 필수적 요소
3) 첨가제- 접착제의 특성을 향상시키기 위해 접착 촉진제, 안정제, 증점제와 같은 다양한 첨가제가 포함될 수 있습니다.

 

6. 경화과정

1) 광개시제 활성화- 액체 상태의 UV 접착제에 자외선에 노출되면 접착제에 포함된 광개시제(photoinitiator)가 활성화됩니다.
2) 반응성 중간체 생성- 활성화된 광개시제는 분해되어 반응성이 높은 라디칼(radical)이나 양이온과 같은 중간체를 생성합니다.
3) 중합 반응 시작- 생성된 중간체는 접착제의 주요 성분인 단량체(monomer)와 올리고머(oligomer)와 반응을 시작합니다.
4) 사슬 성장 및 고분자 형성- 단량체와 올리고머들이 결합하며 긴 사슬의 고분자(polymer)를 형성합니다.

    이 과정이 반복되면서 접착제의 점성이 급격히 높아지고 액체가 고체로 굳게 됩니다.
5) 경화 완료- 중합 과정은 고분자 사슬이 촘촘하게 연결되면 액체 상태의 접착제가 완전히 굳어 단단한 고체 상태가 되며, 두 물체를 강력하게 접착시킵니다.

 

7. UV접착제 경화방식에 따른 분류

1) 라디칼 중합 타입- UV 조사 시 빠르게 경화되나 접착력은 다른 방식에 비행 낮음.
2) 부가 타입- UV 조사를 통해 초기 경화를 한 후, 상온 또는 가열로 지연 경화를 진행.
3) 라디칼-축합 병용 타입- UV 광에 반응하는 라디칼 중합과 UV 조사가 닿지 않는 부분도 축합 반응으로 경화시키는 방식

 

8. UV접착제의 종류(화학적 분류)

1) 아크릴계 UV 접착제 (UV-Acrylic Adhesives)- 가장 널리 사용되며, 빠른 경화 속도와 우수한 접착력, 유리, 금속, 다양한 플라스틱(ABS, PMMA 등)을 여러소재에 적용
2) 에폭시계 UV 접착제 (UV-Epoxy Adhesives)- 높은 강도, 내열성, 내화학성이 요구되는 특수한 접착에 사용되고 UV 조사 후 상온 또는 가열 방식으로 지연 경화 가능
3) 폴리우레탄계 UV 접착제 (UV-Polyurethane Adhesives)- 유연성이 좋으며, 충격 및 박리 저항성이 우수
4) 실리콘계 UV 접착제 (UV-Silicone Adhesives)- 고무와 같은 탄성을 가지며, 내열성과 내후성이 뛰어나고 자외선이 주사되지 않는 영역은 축합 반응으로 경화되는 방식 

 

9. UV접착제 종류( 경화방식에 따른 분류)

UV 경화 타입 (Single Cure)	경화방식	UV(자외선)에 의해서만 경화
	특징	접착 부위 전체에 UV 빛이 잘 투과되는 투명 재료(유리, 플라스틱 등) 접착
듀얼 경화 타입 (Dual Cure)	경화방식	UV 경화와 다른 보조 경화 메커니즘이 결합되어 공정에 맞는 경화 방식 구현
	특징	불투명한 재료를 접착하거나 접착 부위 중 일부에 UV 빛이 도달하기 어려운 부분 경화 가능
	보조 경화 방식	습기경화	공기 중의 습기나 피착재 표면의 수분과 반응경화
		열경화	UV 경화 후 열을 가하여 나머지 부분 경화
		혐기성경화	산소와의 접촉이 차단되면 경화가 시작되는 방식

 

10. UV접착제 적용분야

1) 전자 및 전기 산업- 스마트폰, 태블릿, 웨어러블 기기,커넥터등 소비자 가전제품의 디스플레이 및 내부 부품 조립등 부품 결합, 회로 캡슐화 및 포팅 애플리케이션에 사용
2) 광학 산업- 렌즈, 프리즘, 광섬유, LCD 및 터치스크린 패널 등 정밀 광학 부품의 접착에 필수적이며 유리와 유리 또는 유리와 금속이나 플라스틱과 같은 다른 재료를 접착에적합
3) 의료 기기 제조- 주사기, 카테터, 진단 장비, 수술 도구 등 다양한 의료용 도구 조립에 사용.

    독성이 낮고 생체적합성이 우수하며, 멸균 처리 후에도 접착력이 유지되어야 하므로 특수 의료용 등급 제품이 활용.
4) 자동차 및 항공 산업- 헤드라이트나 테일라이트 실링, 내부 부품 조립, 구조 부품의 경량 접합에 사용

    온도 변화와 혹독한 환경 조건에 대한 내성이 요구
5) 가구 및 장식- 유리 가구, 크리스탈 장식품, 금속 손잡이 등을 접착하는 데 널리 사용

    투명하고 깨끗한 접착 마감이 가능하여 심미성이 중요한 분야에 적합.
6) 기타 산업- 태양광 패널 제조, 목재/플라스틱 코팅, 병 가공(식품 및 화장품 용기) 등 다양한 산업 제조 공정에서 활용

 

11. UV접착제 장점

제목	내용
초고속 경화	자외선(UV) 광선을 조사하면 수 초에서 수 분 이내에 빠르게 경화되며 일반 접착제에 비해 건조 시간이 아주 짧아 제품 생산성이 우수
우수한 심미성 및 투명성	경화 후 투명 상태이며 유리나 투명 플라스틱등 중요한 제품에 적합하고, 백화 현상(하얗게 변하는 현상)이 없음
높은 생산 효율성 및 생산 자동화	경화 시간이 빠르기 때문에 제품 적재 공간이 절약되며, 단순한 장비로도 생산 라인 자동화가 용이
다양한 소재에 대한 접착력	플라스틱, 유리, 금속, 세라믹 등 광범위한 소재에 우수한 접착력을 가지며, 특히 이종 소재 간의 접착에도 적함
친환경성	용매(솔벤트)가없는 100% 고형분 무용제 타입이며, 휘발성 유기 화합물(VOC) 배출이 적어 환경 친화적
에너지 절약	열 경화 방식이아닌 상온에서 경화 방식이며, UV 경화 장비는 전력 소비가 비교적 낮아 에너지 절감 효과가 있음.
긴 작업 가능 시간	자외선을 조사 전까지는 경화되지 않기 때문에, 작업자가 원하는 만큼 충분한 작업 시간 보장하며, 접착 위치를 수정하기도 용이함

12. UV(장외선) 광원의 종류와 특징

광원	특징과 단점
수은(Hg) 램프	가장 전통적이고 산업 현장에서 오래 사용된 UV 광원 다중 파장 스펙트럼(254nm, 313nm, 365nm, 405nm 등) 강한 출력으로 대면적 경화에 적합
	단점	열 발생 많음, 예열 필요, 에너지 효율 낮음
무전극 램프 (Electrodeless Lamp)	외부에서 공급하는 마이크로파(MW) 또는 RF 에너지로 방전을 발생시켜 빛을 내는 UV 광원. 전극의 마모가 없어 광원 수명이 길고 안정성이 높음.
메탈할라이드(Metal Halide) 램프	수은 램프와 유사하지만 금속 할라이드 첨가로 더 넓은 파장대 제공 인쇄, 코팅 경화에서 많이 사용 고출력 가능
	단점	수은 램프와 마찬가지로 열이 많고 크기가 크며 유지보수가 필요
UV LED 램프 (최신 방식)	최근 가장 빠르게 대중화 정확한 단일 파장(예: 365nm, 385nm, 395nm, 405nm) 제공
	장점	- 즉시 ON/OFF 가능 - 낮은 발열 - 긴 수명(20,000시간 이상) - 에너지 효율 높음
	단점	- 특정 파장에 최적화된 접착제 필요 - 고출력 대면적 경화 시 다수 배열 필요
엑시머(Excimer) 램프	172nm 등 매우 짧은 파장에서 발광 표면 처리용으로 사용(세척, 활성화 등) 접착제 경화보다는 소재 표면 개질에 적합
Blacklight / UV-A 형광램프	저출력 UV-A(약 365nm) 방출 취미용, 간단한 UV 경화에 일부 사용
	단점	출력이 낮아 산업용에는 부적합

13. 무전극 램프(Electrodeless Lamp)의 장점과 단점

제목	특징
장점	전극이 없어 긴 수명- 출력 감소가 적어 장시간 운전 공정에서 안정성 높음
	고출력 UV 방출 가능
	빠른 광 출력 안정화
	원하는 UV 파장 스펙트럼 설계 가능
	유지보수 감소 – 오래 사용 가능, 소모품 비용적음
단점	초기 장비 비용 상승 - 초기 투자비가 UV LED나 수은 램프보다 높음
	부피 크고 장비가 무거움 -소형 정밀 장비에는 적합하지 않음
	열 발생이 많음 - 공랭/수랭 냉각 시스템 필수
	전력 제어의 정밀성이 떨어짐 - UV LED처럼 정확한 출력 조절이 어려움
	전자파 간섭 가능성- 근처 전자 장비에 영향을 줄 수 있어 차폐 설계 필요
	마그네트론 유지비 존재 -램프는 오래 가지만 마이크로파 발생기(마그네트론)는 교체 비용이 높음
	즉시 ON/OFF 불가 - LED처럼 ON/OFF가 어려우며, 반복 점멸에 비효율적
	오존 발생 가능성-200nm 이하 UV 포함 시 오존 생성 → 배기·환기 필요

 

14. UV접착제의 기능성

제목	내용
광학기능	굴절률 제어, 고투명성
고내열성	높은 온도(150℃이상)에서도 접착 강도와 물성
저수축	수지가 경화될 때 발생하는 부피 수축률을 최소화
유연성/저응력	유연성(탄성)이 높아 충격 흡수
저투습/저가스 발생 (Low Outgassing)	휘발성 유기물질(VOC)이나 수분을 거의 방출하지 않음
소재 접착성 강화	특정 재질에 대한 접착력 특화
박리 우수성	특정 용매에 쉽게 박리

 

15. UV접착제의 의료산업 적용분야

1) 의료용 플라스틱 부품 접착

주사기(Needle, Barrel), 혈액·약품 주입 세트(Infusion set), 필터 하우징, 일회용 의료기기 부품

 

2) 카테터(Catheter) 및 튜브 접착

카테터 샤프트 결합, 튜브–커넥터 접합, 풍선 카테터(Balloon catheter) 어셈블리

 

3) 체외진단기기(IVD) 제조

마이크로플루이딕 칩(Microfluidics), 진단 카트리지, 투명 챔버 접합

 

4) 광학·센서류 의료기기

내시경 렌즈 접착, 카메라 모듈, 광센서 및 LED/레이저 부품 고정

 

5) 금속–플라스틱 하이브리드 구조 접착

의료 펌프 부품, 수술용 전동기기 내부 구성품, 미세 금속 부품의 고정

 

6) 웨어러블·스마트 헬스케어 기기

바이오센서 패치, 혈당측정기(Continuous Glucose Monitor), 심전도(ECG) 측정 패치

 

7) 의료 전자기기 조립

디스플레이·터치패널 부착, PCB 보호(코팅), 하우징 접착

 

 

16. 의료용 UV 접착제 선택 시 고려사항

- ISO 10993 인증 여부

- 세척·멸균(EtO, 감마, 오토클레이브) 내성

- 플라스틱 친화성(접착성) 테스트

- 저휘발성(VOC 최소화)

- 황변 방지, 고투명성 요구 여부

 

16. 수축의 메커니즘 (Mechanism of Shrinkage)

1) 광개시제 활성화: 자외선(UV)이 접착제에 조사되면, 접착제 내의 광개시제(Photoinitiator)가 에너지를 흡수하여 라디칼을 생성합니다.

2) 중합 반응: 이 라디칼이 단량체와 올리고머의 이중 결합(C=C)을 공격하여 단일 결합(C-C)을 형성하며 길고 복잡한 고분자 사슬(Polymer Chain)을 만듭니다.

3) 부피 감소: 액체 상태의 단량체는 반데르발스 힘으로 분자 간 인력을 유지하며 거리를 두고 있습니다.

                      하지만 중합 반응으로 공유 결합이 형성되면서 분자들 사이의 거리가 반데르발스 거리에서 공유 결합 거리로 가까워집니다.

                      이 결합 거리의 감소가 접착제 전체의 부피 수축을 일으킵니다.

 

17. 수축의 주요 영향 (Effects of Shrinkage)

1) 내부 응력 발생 - 경화된 접착제 내부와 접착 계면에 수축 응력이 발생합니다.

2) 접착력 저하 - 내부 응력이 접착력보다 커지면 접착층이 피착재 표면에서 박리되거나 균열(Micro-crack), 파손이 발생합니다.

3) 정밀도 문제 - 광학 장치, 정밀 전자 부품 등 치수 안정성이 중요한 분야에서는 수축으로 인해 부품의 정렬(Alignment)이 틀어지거나 변형(Warping)이 발생할 수 있습니다.

 

18. 수축을 줄이는 전략 (Strategies to Minimize Shrinkage)

1) 화학적 조성 변경 (Low-Shrink Formulation)

① 고분자량 올리고머 및 저점도 희석제 사용 -  올리고머의 분자량이 높을수록, 경화 시 전체적인 반응성 작용기의 비율이 낮아져 수축률이 감소하는 경향이 있습니다.

② 양이온 경화형 접착제: 에폭시 수지 등을 이용한 양이온(Cationic) 중합은 라디칼 중합보다 수축률이 훨씬 낮습니다. 에폭시의 개환 중합은 체적 변화가 적기 때문입니다.

⓷ 무기 필러(Filler) 첨가: 유리, 실리카와 같은 불활성 입자를 고함량으로 첨가하면, 접착제 내 반응성 물질의 비율이 줄어들어 전체 부피 수축률을 크게 낮출 수 있습니다.

⓸ 듀얼-큐어(Dual-Cure) 시스템: UV 경화(빠른 초기 경화) 후 열이나 습기로 2차 경화를 진행하여 잔류 응력을 줄이고 성능을 극대화합니다.

 

2) 공정 제어 (Curing Process Control)
① 얇은 층 경화 - 접착제를 한 번에 두껍게 경화하지 않고 얇은 층(Thin Layers)으로 나누어 경화(Staged Curing)하면 수축으로 인한 응력 집중을 분산시킬 수 있습니다.

② 펄스 경화(Pulse Curing) - UV를 짧게 조사하고 잠시 냉각하는 과정을 반복하면, 경화 시 발생하는 발열 반응을 제어하고 수축 속도를 늦춰 응력을 완화하는 데 도움이 됩니다.

⓷ 저강도 초기 경화 - 낮은 강도의 UV 빛으로 경화를 시작하여 초기에 발생하는 급격한 중합 및 응력 생성 완화

 

19. 사용 준비사항
1) UV 램프 - UV 접착제는 경화를 위해 특정 파장(일반적으로 365nm~400nm)의 UV 광원이 반드시 필요함 
2) 투명한 소재  - 자외선이 투과되어야 경화가 일어나므로, 두개 소재중 한가지 소재는 불투명하거나 투명이 되어야 함
3) 표면 처리 -  최적의 접착력을 위해 접착할 표면은 깨끗하고 마르고 먼지나 기름기가 없어야 함. 
4) 안전 -  작업자의 안전을 위해 UV 차단 장갑이나 고글 준비

 

 

20. UV 장비의 종류

1) UV 살균 장비 (UV Sterilizers)
    200~300nm 파장의 자외선을 이용해 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등 미생물을 제거하는 장비입니다.

    물이나 공기, 식품 등 다양한 곳의 살균에 활용됩니다.
- UV 공기 살균기: 실내 공기 중 세균·바이러스 제거
- UV 표면 살균기: 의료기기·식품 제조 라인·실험실 등
- UV 수처리 장비: 수도, 산업용수, 수영장 물 살균

2) UV 경화 장비 (UV Curing)
- UV 조사로 수지·잉크·접착제 등을 순간 경화시키는 산업용 장비.
- UV LED 경화기: 열 발생이 적고 에너지 효율 좋음
- 수은 램프 UV 경화기: 출력이 높아 산업 현장에서 널리 사용
- 콘베이어 타입 UV 경화기: 대량 생산 라인에 적합
- 스폿 경화기: 국소 부위 경화용

3) UV 검사 장비 (UV Inspection)
- 제품이나 물질을 UV로 조사해 형광 반응을 관찰하는 장비.
- 형광 비파괴 검사(NDT) 장비
- 반도체·PCB 검사용 UV 조명
- 화폐·문서 위조 감별용 UV 램프

4) UV 분석·측정 장비
    과학·연구 영역에서 사용.

    UV/Vis 분광광도계 등은 특정 물질의 흡수 스펙트럼을 측정하여 정성 및 정량 분석에 사용되는 장비입니다.

    중수소 램프, 텅스텐 할로겐 램프, 제논 램프 등이 광원으로 사용됩니다. 

- UV-Vis 분광광도계: 물질의 흡광도 측정
- UV 라디에이션 미터: UV 강도 측정
- UV 오존 클리너(UV Ozone Cleaner): 표면 세정 및 개질

5) 특수 목적 UV 장비

- UV 프린터

- UV 포토리소그래피 장비(반도체 제조)

- UV 살충기(UV Bug Zapper)

- UV 네일 램프(젤네일 경화)

 

21. 한국의 대표적인 UV 장비 제조업체

업체명	관련분야	비고
인터맥스	UV 경화 장비, 중적외선 장비	UV 장비 솔루션 제공
조일교역	UV LED 광원 시스템 제조	UV 장비 제조
코스모켐	UV 경화 수지, UV 경화 장비	UV 소재와 장비 솔루션 제공
(주)파이엔지니어링	UV/IR 경화 시스템, UV 램프, 안정기	산업용 경화 및 건조 시스템 전문
(주)에스엠아이씨	UV/IR 경화 시스템, 산업용 램프	UV 램프, 전용 안정기, 경화기 등
(주)유비테크놀로지	UV LED 광원 시스템및 응용 장비	UV LED 전문 제조
(주)엘오티베큠	UV 세정(Cleaning), UV 노광(Exposure) 장비	진공 및 플라즈마, 노광 장비 등 (반도체/디스플레이 분야)
주식회사 와이티에스	UV LED 경화기, 광중합 관련 장비	광중합 기술 및 장비 전문
(주)유하이텍	국내 최초 UV-LED SPOT 및 선형(LINEAR) 경화기 개발	UV-LED 경화 전문
유버	UV LED 광원 제작, 경화, 노광, 살균 시스템 전문	UV LED 토탈 솔루션
(주)신영라드켐	UV LED 경화 솔루션 및 장치	Phoseon 등 해외 제품 취급 병행 가능
림테크	선형 UV LED 경화기	UV 경화기 제조
한솔테크닉스	IR, UV LED 솔루션제공	LED 솔루션 사업부
㈜엠에스테크	UV 경화기, UV 램프, 전자식 안정기(EPS) 등	UV 솔루션
(주)리트젠	UV Module System, SPOT UV 조사기, 질소퍼지형 UV 경화시스템 등	UV 경화기 제조
케이제이유브이	UV 토탈 솔루션 업체 용 기술 전문)	UV 경화 장치 응용 기술 전문
유브이플러스	UV-LED / 자외선 램프, 살균 시스템, 정화, 경화 및	다양한 UV 솔루션 개발·제조
선경인더스트리	병원·식품공장 등용 자외선 살균기(의료용, 표면·공기 살균) 제조 기업
제니컴	UV 센서, UV 램프 / LED 응용 부품, UV-LED 모듈, 측정기기 등	UV 관련 부품/솔루션 제공
엠에스텍	UV 램프, UV LED, UV 경화 장비(코팅·PCB·필름용), UV 세정기 등	산업용 UV 시스템 제공
한솔테크닉스	UV/IR LED 솔루션 제공: UV LED 경화기, 살균용 LED 모듈 등	산업용 UV/LED 장비 공급

22. 한국의 대표적인 UV접착제 공급업체

 

업체명	주요 제품/분야
(주)신광화학산업	UV 경화형 레진, Dual Cure 접착제 (UV+열/습기)
(주)유니테크	산업용 화학 소재 전문
(주)폴리네트론	UV/EB 올리고머, 모노머 제조, 광학/전자재료용 고굴절율 UV 수지, UV 도료
(주)부림케미칼	UV, 수성 접착제, 잉크, 코팅제
동진쎄미켐	전자재료 전문 제조업체
아리랑케미칼	접착제 및 코팅제 제조 전문 (친환경, 의료용, 전자용)
3M	UV 관련 제품
헨켈코리아	UV 에폭시, UV 접착제 코팅제 제조
퍼마본드	산업용, 전자용 UV 접착제 제조
다이맥스	다양한 UV 접착제 제조
(주)삼영잉크앤페인트공업	잉크, 페인트 (UV 잉크, 코팅제 등 간접적 관련)
(주)코모텍	필름 코팅, 실리콘 합성
에포텍	필름 코팅제(UV 경화형 코팅 및 수지 취급 가능)
창성시트	임프린팅 레진
유성화학	UV 접착제등 산업용 화학 소재 전문
씨씨텍 (CCTech)	UV 접착제 코팅제 제조
디씨에스케미칼	UV 에폭시, UV 접착제 코팅제 제조
인성디지텍(광경화 코팅)	UV 수지, UV 도료, UV 접착제 코팅제 제조
아톰텍	UV 접착제 코팅제 제조