스크린 프린팅된 유리의 온도 조절 방법
스크린 프린팅과 강화 처리를 함께 할 때는, 사실상 열을 이용한 줄다리기 게임을 하는 셈입니다. 한편으로는 유리가 충분히 뜨거워져서 강화 처리가 이루어져야 하고, 다른 한편으로는 잉크가 타거나 번지거나 사라지지 않도록 해야 합니다.
이는 매우 까다로운 균형을 요구합니다. 우리는 목표로 하는 부분에만 열을 가하는 적외선 가열 방식을 사용합니다.
온도 조절의 어려움
잉크와 유리는 열을 흡수하는 방식이 다릅니다. 만약 무분별하게 고온의 열을 가한다면, ‘hot spot’이 생깁니다. 그러면 잉크가 손상되고, 유리의 가장자리가 흐려지거나 색상이 변하게 됩니다.
이를 해결하기 위해 우리는 단파 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프는 열을 유리 내부 깊숙이 빠르게 전달합니다. 목표는 유리의 중심부를 충분히 뜨겁게 만들면서도 표면의 잉크가 너무 오래 뜨거워지는 것을 막는 것입니다.
강도와 외관의 관계
유리가 튼튼해지려면, 강화 처리할 때 표면과 중심부 사이의 온도 차이가 커야 합니다. 그래서 우리는 높은 열 밀도를 내는 적외선 가열 장치를 사용합니다.
빠른 온도 상승이 중요합니다. 목표 온도에 도달한 후에는 바로 열을 끄는 것이 좋습니다.
하지만 와트 수를 조심해야 합니다. 너무 높으면 패턴이 손상될 수 있고, 너무 낮으면 유리가 제대로 강화되지 않습니다. 그렇게 되면 유리가 너무 연약해져서 사용할 수 없게 됩니다.
숨겨진trade-off
하지만 문제가 있습니다. 강력한 적외선 가열은 냉각 시스템에 큰 부담을 줍니다.
만약 난방 장비가 그 부담을 감당하지 못한다면, 공기 중에 열이 계속 쌓입니다. 이것이 가장 심각한 문제입니다. 유리가 가열 구역에 도달하기 전에 잉크가 먼저 손상될 수 있습니다.
인쇄된 이미지가 선명하게 유지되려면, 적외선 출력과 정확한 공기 흐름을 조절해야 합니다. 우리는 보통 모든 것을 PID 컨트롤러에 연결하여 온도가 과도하게 상승하는 것을 막습니다. 이렇게 하면 낭비되는 재료를 줄일 수 있습니다.