고주파 용접기란?
고주파 용접기는 고주파 유전체 가열로 용접하는 장비입니다.
염화비닐, 나일론 등의 열가소성 수지에 적용합니다. 고주파 용접기를 이용한 용접을 용착이라고 부르며, 다른 외부 가열 용접법보다 용접 강도가 높고 마감이 아름다운 것이 특징입니다.
마이크로파 가열에 비해 고주파 용접기는 한 쌍의 전극판으로 끼워 가열하기 때문에 부분적이고 깊은 가열을 할 수 있습니다.
고주파 용접기의 사용 용도
고주파 용접기는 시트 형태의 재료를 서로 연결하는 데 사용됩니다. 고주파 용접기의 구체적인 사용 용도는 다음과 같습니다.
- 텐트 및 구명조끼
- 명함 케이스 및 책 표지
- 인조 가죽으로 만든 가방
- 조미료나 치약의 포장재
고주파 용접기로 사용할 수 있는 소재는 그 원리상 제한적입니다. 하지만 이음새나 봉제선이 없어 접착부의 마감이 매우 아름답다는 점에서 미적 감각이 요구되는 제품에 사용됩니다.
또한, 높은 강도와 균일한 품질을 얻을 수 있기 때문에 텐트와 같이 기밀성과 방수성을 확보하기 위해 재봉을 할 수 없는 제품 제작에 적합합니다.
고주파 용접기의 원리
고주파 용접기는 유전체 가열을 통해 열을 발생시킨다. 유전체 가열은 유전체 물질을 가열하는 방법으로, 높은 주파수의 전압을 인가하여 분자를 흔들어 마찰열을 발생시킨다.
마찰열은 분자 내부에서 발생하기 때문에 재료 내부에서 균일하게 가열할 수 있는 것이 특징입니다. 단, 위의 원리 때문에 염화비닐이나 폴리에틸렌과 같은 유전체 소재에만 적용 가능한 가열 방식입니다.
고주파 용접에 사용되는 전압 주파수는 3MHz의 단파에서 30GHz의 센티미터파에 해당하는 주파수 대역이며, 고주파 용접기는 재료의 요철에 의한 영향을 받지 않도록 일정한 압력을 가하면서 용접할 재료를 전극으로 끼워 고주파 전압을 인가합니다.
재료는 몇 초 만에 120~130도의 고온에 도달하여 반액상 상태가 됩니다. 이 상태에서 가열을 멈추고 압력을 가한 채로 냉각시키면 재료가 서로 섞여 접착되는 구조입니다.
고주파 용접기 기타 정보
1. 고주파 용접 가공
고주파 용접기 가공은 외부에서 열을 가하지 않기 때문에, 타거나 녹은 수지의 실이 빠지는 등 외관상의 불량이 발생하지 않는 것이 가장 큰 특징입니다. 또한, 용접하고자 하는 부분을 전극이 되는 금형에 끼워 국부적으로 유전가열을 하기 때문에 주변부의 변형이나 변색이 발생하지 않는 것도 장점으로 꼽을 수 있습니다.
용접 가공 시 연기가 발생하지 않고, VC의 유해성분이 발산되지 않습니다. 따라서 안전하고 친환경적인 가공이 가능합니다.
2. 고주파 용접기로 용착하는 재료
고주파 용접기로 가공에 사용되는 주요 재료는 다음과 같습니다.
- PVC (PVC)
비닐 시트나 인조 가죽의 재료로 사용됩니다. 부드럽고 열 가공이 용이하여 고주파 용접 가공에 가장 많이 사용되는 소재입니다. - TPU (열가소성 폴리우레탄)
호스나 대차의 타이어 등 탄성을 부여하는 용도로 널리 사용됩니다. 스마트폰 소프트 케이스에서는 고주파 용접으로 본체 범퍼와 커버를 용접하고 있습니다. - POF (폴리올레핀)
폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 폴리올레핀의 일종입니다. 고주파 용접기에 의해 봉지 형태로 성형되어 마요네즈 등의 조미료나 치약의 튜브 케이스 등에 활용되고 있습니다.
3. 고주파 용접기의 주파수
가공하는 대상물의 두께와 재질에 따라 인가하는 전력과 주파수 선정이 필요합니다. 일반적으로 비닐과 같은 플라스틱 시트의 경우 40MHz~200MHz, 열경화성 플라스틱의 용접에는 10MHz~50MHz 부근의 고주파 자기장이 사용됩니다.
또한 전자레인지의 마그네트론에 사용되는 2.45GHz도 고주파 용접기나 가열용 고주파 발신기에서 많이 사용되는 주파수 대역입니다.
4. 고주파 용접기 가격
고주파 용접기는 일반적으로 견고한 받침대 등에 설치하여 사용합니다. 따라서 대형 장비가 많으며, 산업용으로 많이 사용됩니다. 가격대는 크기와 출력 용량에 따라 다양하며, 소형 제품은 1,000,000원 정도에 구입할 수 있는 경우도 있습니다. 블루시트나 텐트 시트와 같은 대형 시트용 설비로 가면 5,000,000~10,000,000엔 정도의 제품도 판매되고 있습니다.