균형을 맞추는 과제: IR 가열 과정에서의 잉크와 유리의 관계
스크린 프린팅된 유리를 열처리할 때 우리가 직면하는 문제는, 물리적 법칙들이 항상 순조롭게 작동하지 않는다는 점입니다. 내부 응력을 제거하기 위해서는 유리가 충분히 가열되어야 하지만, 그렇다고 해서 무작위로 고온을 가할 수는 없습니다. 그렇게 하면 잉크가 타버리거나 표면에서 벗겨질 수 있습니다. 정말 까다로운 상황입니다.
이 문제를 해결하기 위해 우리는 단파 적외선(IR) 램프를 사용합니다. 왜냐하면 이 램프는 일반적인 대류식 가열 방식보다 훨씬 빠르게 유리 표면을 가열할 수 있기 때문입니다.
적절한 온도를 맞추는 것
목표는 간단합니다. 유리가 열처리에 필요한 충분한 온도에 도달하도록 하는 것입니다. 하지만 잉크가 손상되어서는 안 됩니다. 만약 가열 강도가 너무 높거나 유리가 램프 아래에 너무 오랫동안 머물게 되면, 잉크가 끓기 시작합니다. 이는 큰 문제입니다. 우리는 램프의 와트수와 위치를 조절하여, 유리 기판에 열이 골고루 전달되도록 하면서도 잉크의 표면 온도가 안전한 수준을 유지하도록 노력합니다.
적합한 장비 선택
우리는 보통 석영 할로겐 램프를 사용합니다. 이 램프는 빠르게 온도를 높일 수 있어서 작업 속도를 높이는 데 도움이 됩니다. 하지만 진짜 비밀은 ‘에너지 분포’에 있습니다. 전체 터널을 똑같이 다룰 수는 없습니다. 각 부분의 전압을 조절함으로써 유리 표면의 가장자리에서 발생하는 열 손실을 줄일 수 있습니다. 그렇지 않으면 ‘차가운 부분’이 생기게 되고, 이는 불균등한 열처리로 이어져 결국 유리가 깨지는 결과를 초래합니다. 좋지 않은 상황입니다.
타협점
“그럼 왜 와트수를 높여서 처리 속도를 높이지 않는 걸까?”라고 생각할 수도 있습니다. 하지만 그에는 문제가 있습니다. 램프에 너무 많은 에너지를 가하면 기계의 프레임도 영향을 받습니다. 만약 냉각 팬과 환기 시스템이 제대로 작동하지 않는다면, 문제가 생길 수밖에 없습니다. 결국 컨베이어 레일이 변형되거나 램프 연결부가 손상될 수 있습니다. 결국 모든 것은 정확한 위치 설정에 달려 있습니다. 램프의 위치가 조금이라도 어긋나면 ‘차가운 부분’이 생기고, 그로 인해 인쇄물이 망가지거나 유리의 강도가 약해집니다. 각도를 제대로 맞춘다면 모든 것이 잘 됩니다.