엑시머 UV 경화 소프트터치 목가구용 도료란 단파장 광원(172nm 진공 자외선 또는 254nm UVC)으로 도막의 최표층만 선택적으로 경화시켜, 표층과 하층의 수축 차이로 생기는 1~3마이크로미터 미세 주름에 의해 저광택과 매끄러운 촉감을 동시에 구현하는 방사 경형 상도료입니다. 기존 “소광제를 넣어 광택을 낮추는” 설계와 다른 지점은, 광택이 제어 가능한 표면 형상에서 나오지 입자 산란에 의존하지 않는다는 점입니다.
요약
- 무광은 도막 표면의 1~3마이크로미터 주름이 만드는 난반사로 구현합니다. 분체에서 기인하는 침전, 뭉침, 짙은 색 위의 하얀 막힘이 발생하지 않습니다.
- 3단계는 각각 역할이 다릅니다. LED 예비 경화는 하층의 가교 진행을 제어하고, 엑시머 램프는 표층 수축 폭을 새기며, 수은 램프가 전체 가교 밀도를 마무리합니다. 어느 한 단계라도 윈도우를 벗어나면 광택 복귀, 벨벳감 저하, 크랙 또는 층간 박리로 나타납니다.
- 172nm는 160~240nm 대역이 산소를 오존으로 바꾸기 때문에 질소 분위기(120~200m3/h)가 필수입니다. 254nm UVC는 공기 중 조사가 가능해 평판 양산 라인에서 더 널리 쓰입니다.
- 판정은 수치로 합니다. 측정 각도는 GB/T 9754-2025에 따라 10GU 미만이면 85°, 촉감은 동마찰계수 0.1 미만, 내구성은 마모 후 광택 변화를 주지표로 하고 십자절편과 연필경화를 함께 확인합니다.
1. 주요 수치
- 광자 에너지와 침투 깊이: 172nm은 약 7.2eV에 침투 100~500nm, 254nm UVC는 약 4.89eV로 더 깊이 침투합니다.
- 주름층 두께 1~3마이크로미터, 상도 총 건조막 두께 권장 20~30마이크로미터, 롤 코팅 신효 도포량 30~45g/m2.
- 에너지 윈도우(254nm 계열): 395nm LED 예비 경화 100~200mJ/cm2(양산에서는 1000~4000mJ/cm2 범위), 표층 조사 50~400mJ/cm2에 광강도 5~20mW/cm2, 표층 반응시간 10~120초, 후단 고압 수은 UVA 600~2000mJ/cm2에 광강도 50~500mW/cm2.
- 광택은 60° 측정 기준 100GU 근처에서 1~20GU까지 하락합니다. 양산 목표는 2~5GU이며 하이엔드 건재 패널에서는 8GU 이하를 요구하는 것이 일반적입니다.
- 촉감과 지문 방지: 도막 동마찰계수 0.1 미만. 피지의 주된 지방산인 팔미트산의 표면에너지가 약 38mN/m이므로, 도막을 25mN/m 이하로 낮춰야 유지가 퍼지지 않습니다.
- 기계·내성 지표 예시: 연필경화 2H~4H(GB/T 6739), 십자절편 부착 0급(GB/T 9286), RCA 지대 마모 300회 이상에서 번들거림 없음, 99.7% 에탄올 500회 닦음에서 도막 이상 없음, 60℃×상대습도 95%×72시간 고온다습 및 유기산·선블록· 핸드크림 스팟 시험에서 이상 없음.
- 설비 조건: 172nm 엑시머 램프 유효 수명 1000~3000시간. 254nm 램프는 점등 후 10~12분이 지나 출력이 안정된 뒤 연속 생산에 들어갑니다.
- 측정 정밀도: GB/T 9754-2025는 85°에서 되풀이 한계 1GU, 재현성 한계 2GU(60°는 2GU와 3GU)를 규정합니다. 시험편은 (23±2)℃·상대습도 (50±5)%에서 16시간 이상 상태 조절 후 5곳 이상을 측정합니다.
2. 도막은 어떻게 무광과 촉감을 함께 만드는가
2.1 3단계 경화의 역할 분담
이 방식은 램프 하나로 “도료를 말린다”는 발상이 아닙니다. 먼저 395nm 저선량 예비 경화로 내부에 겔 골격만 세우고 하층은 미가교 상태로 남깁니다. 이어서 254nm 또는 172nm 단파장을 쪼이면 가장 얇은 표층만 중합·수축하고 하층은 따라가지 않아, 표면에 연속적인 마이크로·나노 주름이 연장됩니다. 마지막으로 고압 수은 램프의 UVA가 중·하층을 가교시켜 경화·부착·내화학성을 되찾습니다. 세 에너지는 연동 변수라, 예비 경화가 강하면 하층이 고정되어 표층이 수축하지 못하고 광택이 올라가며, 약하면 주름이 무너져 점착으로 이어집니다.
2.2 172nm와 254nm의 사용 경계
172nm는 광자 에너지가 약 7.2eV이고 침투 깊이가 100~500nm로 얕아 “표면 우선” 효과가 뚜렷하고, 광택을 2GU 미만까지 낮추면서도 미세 스크래치의 열복원성이 남습니다. 대가는 질소입니다. 160~240nm 대역이 산소를 오존으로 바꾸므로 유량을 120~200m3/h로 유지해야 하고 설비 투자와 운영비가 올라갑니다. 254nm는 공기 중 조사가 가능해 설비비가 낮지만, 수축의 균일성은 배합 설계에 좌우됩니다. 수지의 관능도와 광개시계를 함께 맞춰야 2~5GU의 초저광택과 매끄러움을 동시에 얻습니다.
2.3 관능도 트레이드오프: 무광·내마모·부착
공개된 수계 엑시머 UV 도료 처방에는 질량비로 2관능 수계 우레탄 아크릴레이트 20~30%, 다향능(관능도 4~16) 우레탄 아크릴레이트 25~35%, UV 단량체 35~40%, 광개시제 3~6%, 첨가제 0.5~1%라는 범위와 2관능 대 다향능 권장비 (4~6):(5~7)이 제시됩니다. 다향능을 늘리면 수축이 강해져 무광과 내마모는 좋아지지만 극성기가 소모되어 기재와의 결합이 줄고 부착은 떨어집니다. 2관능을 늘리면 내부 응력이 낮아져 부착은 개선되나 광택은 다시 올라갑니다. 이 트레이드오프는 설계 제약으로 다뤄야 하며 시편 한 장으로 판단할 문제가 아닙니다.
3. 공정 윈도우
| 인자 | 표준 범위 | 범위 이탈 시 증상 | 교정 방향 |
|---|---|---|---|
| 상도 신효 도포량 | 30~45g/m2(롤) | 부족하면 촉감이 거칠고 광택 상승, 과하면 크랙과 벨벳감 저하 | 도포량을 먼저 고정한 뒤 에너지를 조정. 두 변수를 동시에 건드리지 않음 |
| LED 예비 경화 에너지 | 100~200mJ/cm2 또는 장치 출력의 20~40% | 과하면 소광 안 됨, 부족하면 점착과 나중의 번들거림 | 85° 광택과 지촉 판정을 병용해 10% 단위로 좁힘 |
| 254nm 표층 조사 | 50~400mJ/cm2, 광강도 5~20mW/cm2 | 과하면 빙화 무늬·밝은 점·층간 박리, 부족하면 주름 미형성 | 램프 통과 속도를 낮추면 실효 선량이 올라가지만 라인 속도와 연동해 판단 |
| 후단 수은 UVA | 600~2000mJ/cm2 | 경화 부족 시 경도와 내화학성 하락, 닦은 자리가 하얗게 됨 | 연필경화와 용제 마모 횟수에서 부족 경화를 역산 |
| 레벨링과 패널 온도 | 레벨링 구간 45~50℃, 도료 온도 약 30℃ | 패널이 차가우면 수분이 남아 면내 광택이 흩어짐 | 플래시 오프에서 수분을 빼고 엑시머 공정에 투입 |
| 질소 유량(172nm) | 120~200m3/h | 유량 흔들림은 동일 패널 중앙과 가장자리의 광택 차이로 나타남 | 교대별 유량을 기록해 SPC로 관리 |
3.1 예비 건조와 산소 저해
수계 엑시머는 잔류 수분에 민감합니다. 플래시 오프가 짧으면 증기가 표층을 들어올려 주름 형상이 무너지고 국소 밝은 점과 ‘까슬함’ 이 생깁니다. 라디칼 UV 경화는 산소 저해도 받아, 공기와 닿은 표면은 점착 상태로 남습니다. 172nm의 질소 퍼지는 오존 회피와 표면 저해 감소를 겸하며, 254nm를 공기 중에서는 개시제 농도를 올리거나 3램프 구성으로 보상합니다. 그만큼 내황변과 열안정성 요구는 높아집니다.
3.2 라인에 엑시머 공정을 추가할 것인가
판단은 “더 무광으로 만들 수 있는가”가 아니라 세 가지 제약으로 합니다. 롤 라인에 램프 자리와 질소 배관 여유가 있는지, 제품이 평판 패널 중심인지, 열복원이 더는 작동하지 않을 때 재도장 비용을 애프터서비스가 감당할 수 있는지입니다. 이형 부재는 스프레이가 주력이라 주름 균일성을 유지하기 어려우므로, 셀프 무광 폴리우레탄 분산체에 소광제를 병용하는 편이 안전합니다.
4. 소광제 병용 방식과의 비교
| 항목 | 수계/UV + 소광제 | 엑시머 물리적 소광 |
|---|---|---|
| 광택 안정성 | 3~7GU, 로트와 패널마다 뭉침 발생 | 0~5GU, 균일성은 램프 순서로 제어 |
| 투명감 | 입자로 인한 뿌옇기, 검은색 깊이 하락 | 입자 없음, 나뭇결과 짙은 색 재현 그대로 |
| 촉감 | 왁스 의존, 메마르고 알갱이 느낌 | 연속된 미세 형상, 마찰계수 0.1 미만 매끄러움 |
| 마모 후 | 입자가 닦여 평평해지며 번들거림 | 가교층이 형상을 고정해 광택 변화가 작음 |
| 초기 투자 | 일반 배합 외 불필요 | 엑시머 장치, 질소(172nm), 램프 수명 관리 |
| 전형적 불량 | 침전, 광택 편차, 촉감 불균일 | 크랙·층간 박리, 빙화 무늬, 내화학성 저하 |
5. 검증을 통한 인수
5.1 광택 측정 각도와 면내 균일성
GB/T 9754-2025(ISO 2813과 동일, 2026년 1월 1일 시행, 2007판 대체)는 측정 각도를 나눕니다. 70GU 초과는 20°, 10~70GU는 60°, 10GU 미만은 85°입니다. 초무광 패널은 85° 대역에 속하므로 60°로 읽으면 되풀이 한계 2GU가 목표 범위와 같은 자릿수가 되어 판정의 절반을 장비 노이즈에 넘기게 됩니다. 인수 각도는 85°, 참고값으로 60°를 기록하고 5점 또는 9점 배치와 허용 편차를 기술 협정에 명시하십시오.
5.2 촉감·지문 방지·오염
촉감을 규정하는 국가 표준은 없어 업계는 하중·천 종류·이동 거리를 고정한 마찰 시험(예: 1kg 하중, 클린 크로스, 1800mm/min)에 관능 평가를 병행합니다. 지문 방지는 표면에너지 문제로 귀결됩니다. 피지 지방산이 약 38mN/m인데 도막이 25mN/m 아래로 내려가야 유지가 점상으로 남아 퍼지지 않습니다. 물접촉각과 헥사데칸 접촉각을 함께 보고하고, 내오염·내화학은 GB/T 4893 시리즈와 EN 12720 절차로 커피·립스틱·세정제·에탄올을 표준 시약으로 확인합니다.
5.3 번들거림 복귀가 내구성 판정의 본체
계약 조건에는 초기 광택뿐 아니라 마모 후 광택 차이를 명시해야 합니다. RCA 지대 300회 또는 500회, 혹은 99.7% 에탄올 닦기 시험 뒤 85° 광택을 다시 측정하고, 백화나 밝은 띠가 생겼는지 확인합니다. 가구용 패널에서는 추가로 60℃×상대습도 95%×72시간, 선블록과 핸드크림 방치 시험까지 통과시키면 “첫날은 깔끔한데 3개월 뒤 얼룩” 을 막을 수 있습니다.
6. 자주 묻는 질문
Q1: 소광제 없이 안정적인 2GU를 어떻게 만듭니까.
입자 산란이 아니라 표층 수축으로 만듭니다. 도포량·예비 경화 에너지·엑시머 선량을 한 세트로 고정하고, 단일 요인 시험을 먼저 한 뒤 응답표면으로 진행하며, 85° 광택과 조도 두 축으로 윈도우를 좁히십시오.
Q2: 254nm로 172nm를 완전히 대체할 수 있습니까.
운영비는 유리하지만 254nm는 침투가 깊고 ‘표면 우선’ 효과가 약해, 같은 수지라도 램프 순서가 다르면 주름 형상이 달라집니다. 램프 교체는 처방 교체가 아니며, 관능도와 개시제의 재설계가 필요합니다.
Q3: 같은 로트에서 중앙만 무광이고 가장자리는 밝은 이유는 무엇입니까.
172nm 계열에서는 램프 출력 또는 질소 유량의 폭방향 불균일이 주원인이고, 가장자리 도포량이 두꺼운 경우도 있습니다. 반사판이나 롤 간격을 건드리기 전에 9점 광택 지도와 도포량 실측을 대조하십시오.
Q4: 소프트터치 면을 알코올로 닦아도 됩니까.
99.7% 에탄올로 가볍게 닦는 것은 허용되지만, 강한 마찰을 반복하거나 연마 스펀지를 쓰는 것은 피하십시오. 닦은 자리가 거울처럼 빛난다면 그 부위의 주름이 마모로 눌린 결과로, 오염이 아니라 광택 복귀로 판단합니다.
Q5: 크랙이나 층간 박리가 생기면 무엇을 먼저 봅니까.
먼저 도포량이 윈도우 안인지, 후단 UVA가 과하지 않은지 확인합니다. 다음으로 하도·상도 조합과 층간 젖음성을, 마지막으로 통과 횟수를 점검하십시오. 크랙은 수축 응력 과대, 층간 박리는 부착 문제이며 교정 방향은 서로 다릅니다.
Q6: 수계 엑시머면 VOC가 없는 겁니까.
아닙니다. 수분산계이지만 성막 보조제와 일부 공동용제를 포함하므로, VOC는 목재용 도료에 관한 GB 18581-2020에 따라 측정해 규정 이내임을 확인해야 합니다. 무용제 분산 공정으로 크게 낮출 수 있으나, 공개 수치는 제3자 시험성적서로 뒷받침해야 합니다.
Q7: 몰딩이나 성형 문판에도 적용할 수 있습니까.
평판 패널의 롤 또는 커튼 코팅이 주름 형상을 가장 안정적으로 유지합니다. 이형 부재는 셀프 무광 수지를 스프레이해 5~10GU를 감수하거나, 필름 프레스 방식을 선택해 내후성과 보수성을 다시 평가하십시오.
참고 자료
- GB/T 9754-2025 『색료 및 클리어의 20°, 60°, 85° 광택 측정』 2025년 6월 30일 발표, 2026년 1월 1일 시행, GB/T 9754-2007 대체, ISO 2813와 동일.
- GB 18581-2020 목재용 도료 유해물질 한도, GB/T 6739 연필경화, GB/T 9286 십자절편, 가구 표면의 내오염·내화학을 다루는 GB/T 4893 시리즈와 EN 12720.
- 뤄진룽·창산산류 공강 등, 「254nm 엑시머 UV 경화 기술에 기반한 목가구용 소프트 무광 도막의 관능 성능 영향 요인 연구」, 『가구와 실내장식』 2024년 2호(도포량·LED 예비 경화 에너지·254nm 선량이 조도와 85° 광택에 주는 단일 요인 및 응답표면 시험 결과).
- 중국 특허출원 202411427437 『엑시머 UV 소프트터치 도료 및 그 도막 제조방법』(2025년 1월 2일 공개): 395nm LED 1000~4000mJ/cm2, 254nm 50~400mJ/cm2·광강도 5~20mW/cm2, 수은 UVA 1000~2000mJ/cm2, 표층 1~3마이크로미터 주름, 동마찰계수 0.1 미만.
- 중국 특허출원 202610751251 『엑시머 UV 도료 및 그 제조방법과 용도』(2026년 8월 23일 공개): 2관능과 다향능 우레탄 아크릴레이트의 배합비와 부착성 균형.
- 공개된 업계 공정 데이터: 172nm 계열 질소 유량 120~200m3/h, 엑시머 램프 수명 1000~3000시간, 롤 도장 소프트터치 상도의 신효 도포량 30~45g/m2, 양산의 3단계 에너지 설정.
최종 업데이트: 2026-10-20
서명: Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. (커신신소재 광둥 유한회사)｜본문의 수치는 공개 규격·특허 문헌·업계 시험 데이터에 근거한 B2B 기술 정보로, 로트의 품질 보증이 아닙니다. 구체적 지표는 합의된 기술 협정과 제3자 시험성적서를 우선합니다. 거래 조건은 EXW / FOB.