본 논문에서는 표면에너지가 낮고 접착력이 낮은 폴리올레핀의 대표적인 물질인 LDPE 필름을 알루미늄 판에 절연 코팅을 하기 위해 LDPE 필름과 알루미늄 표면을 저온 플라스마를 통해 표면을 개질하였고, 표면의 화학적 변화와 접착력과의 상관관계를 조사하였다. LDPE 필름은 산소 플라스마로 처리하여 산화 및 peroxide 생성시키거나, acrylic acid 플라스마로 처리하여 C(O)OH기를 선택적으로 도입시켰고, 알루미늄판은 끊임 공정으로 알루미늄 산화막에 OH기를 도입시키거나, DACH(diamino-cyclohexane) 플라스마로 처리하여 아민기를 가진 ...
본 논문에서는 표면에너지가 낮고 접착력이 낮은 폴리올레핀의 대표적인 물질인 LDPE 필름을 알루미늄 판에 절연 코팅을 하기 위해 LDPE 필름과 알루미늄 표면을 저온 플라스마를 통해 표면을 개질하였고, 표면의 화학적 변화와 접착력과의 상관관계를 조사하였다. LDPE 필름은 산소 플라스마로 처리하여 산화 및 peroxide 생성시키거나, acrylic acid 플라스마로 처리하여 C(O)OH기를 선택적으로 도입시켰고, 알루미늄판은 끊임 공정으로 알루미늄 산화막에 OH기를 도입시키거나, DACH(diamino-cyclohexane) 플라스마로 처리하여 아민기를 가진 박막을 입혔다. LDPE 필름과 알루미늄 판을 열융착시켜 peel test 방법으로 접착력을 측정하였다. 개질하지 않은 알루미늄을 사용했을 때는 산소 플라스마 처리된 LDPE 필름에서 더 높은 접착력을 얻었고, 끊인 알루미늄을 사용했을 때는 산소 플라스마로 처리하거나 acrylic acid 플라스마로 개질한 재료 모두에서 peel test시 계면 분리 없이 필름이 끊길 정도로 높은 접착력을 보였으며, DACH 플라스마 처리된 알루미늄의 경우에는 산소 플라스마 처리된 필름에서만 같은 현상이 관찰됐다. 여기서 알루미늄은 끊였을 때, LDPE 필름은 산소 플라스마 처리했을 때 가장 높은 접착력을 얻을 수 있었다. 하지만 개질한 LDPE를 증류수 세척 후에 접착을 했을 때는 acrylic acid 플라스마 처리한 재료가 더 높은 접착력을 보였는데, 그 이유는 산소 처리된 LDPE 필름은 세척 과정에서 peroxide 등의 반응기들이 소실되었고, acrylic acid 처리된 필름의 경우는 반응기의 소실보다 필름 표면에 비교적 분자량이 작고 표면과의 접착력이 낮은 고분자들이 제거되기 때문이라 할 수 있다. 세척한 LDPE 필름을 이용한 접착에서 끊김 현상은 끓인 알루미늄과 DACH 처리된 알루미늄을 사용한 acrylic acid 처리된 필름과의 접착에서만 관찰되었다. 필름 끊김 현상이 나타난 접착 시편들은 인장 시험에서 40% 인장될 때까지 계면 파괴가 일어나지 않았다. 이것은 프레스가공 같은 외부 응력에도 견딜 수 있는 피복된 재료로서 가치가 있다. FTIR-ATR/RF와 접촉각 측정을 통하여 표면의 개질 상태를 확인할 수 있었고, 접착 후의 알루미늄 표면의 화학적 변화를 확인 할 수 있었다. DACH 플라스마 처리된 알루미늄과 acrylic acid 플라스마 처리된 LDPE 필름의 접착층 파괴 표면의 FTIR-RF 분석을 통해서 amide가 형성되었음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 표면에너지가 낮고 접착력이 낮은 폴리올레핀의 대표적인 물질인 LDPE 필름을 알루미늄 판에 절연 코팅을 하기 위해 LDPE 필름과 알루미늄 표면을 저온 플라스마를 통해 표면을 개질하였고, 표면의 화학적 변화와 접착력과의 상관관계를 조사하였다. LDPE 필름은 산소 플라스마로 처리하여 산화 및 peroxide 생성시키거나, acrylic acid 플라스마로 처리하여 C(O)OH기를 선택적으로 도입시켰고, 알루미늄판은 끊임 공정으로 알루미늄 산화막에 OH기를 도입시키거나, DACH(diamino-cyclohexane) 플라스마로 처리하여 아민기를 가진 박막을 입혔다. LDPE 필름과 알루미늄 판을 열융착시켜 peel test 방법으로 접착력을 측정하였다. 개질하지 않은 알루미늄을 사용했을 때는 산소 플라스마 처리된 LDPE 필름에서 더 높은 접착력을 얻었고, 끊인 알루미늄을 사용했을 때는 산소 플라스마로 처리하거나 acrylic acid 플라스마로 개질한 재료 모두에서 peel test시 계면 분리 없이 필름이 끊길 정도로 높은 접착력을 보였으며, DACH 플라스마 처리된 알루미늄의 경우에는 산소 플라스마 처리된 필름에서만 같은 현상이 관찰됐다. 여기서 알루미늄은 끊였을 때, LDPE 필름은 산소 플라스마 처리했을 때 가장 높은 접착력을 얻을 수 있었다. 하지만 개질한 LDPE를 증류수 세척 후에 접착을 했을 때는 acrylic acid 플라스마 처리한 재료가 더 높은 접착력을 보였는데, 그 이유는 산소 처리된 LDPE 필름은 세척 과정에서 peroxide 등의 반응기들이 소실되었고, acrylic acid 처리된 필름의 경우는 반응기의 소실보다 필름 표면에 비교적 분자량이 작고 표면과의 접착력이 낮은 고분자들이 제거되기 때문이라 할 수 있다. 세척한 LDPE 필름을 이용한 접착에서 끊김 현상은 끓인 알루미늄과 DACH 처리된 알루미늄을 사용한 acrylic acid 처리된 필름과의 접착에서만 관찰되었다. 필름 끊김 현상이 나타난 접착 시편들은 인장 시험에서 40% 인장될 때까지 계면 파괴가 일어나지 않았다. 이것은 프레스가공 같은 외부 응력에도 견딜 수 있는 피복된 재료로서 가치가 있다. FTIR-ATR/RF와 접촉각 측정을 통하여 표면의 개질 상태를 확인할 수 있었고, 접착 후의 알루미늄 표면의 화학적 변화를 확인 할 수 있었다. DACH 플라스마 처리된 알루미늄과 acrylic acid 플라스마 처리된 LDPE 필름의 접착층 파괴 표면의 FTIR-RF 분석을 통해서 amide가 형성되었음을 알 수 있었다.
The adhesion between metals and polymers is generally poor because of low wettability and the lack of reactive group or oxygen on the surface to achieve acid-base interaction or chemical bonding. Several common methods have been used to enhance adhesion. Surface treatments of polymers with corona di...
The adhesion between metals and polymers is generally poor because of low wettability and the lack of reactive group or oxygen on the surface to achieve acid-base interaction or chemical bonding. Several common methods have been used to enhance adhesion. Surface treatments of polymers with corona discharge, flame, ion beam, electron beam, and plasma bombardment can enhance adhesion to metals. In this study, the improvement of LDPE film adhesion to aluminum plate investigated by using low temperature plasma process. O₂ acrylic acid plasma on LDPE film DACH(1,2-diaminocyclohexane) plasma, boiling on aluminum plate were used. Adhesion strength was measured by 180˚ peel test. FTIR-ATR/RF analysis and contact angle measurement were performed to investigate interfacial characteristics between LDPE film and aluminum plate.
The adhesion between metals and polymers is generally poor because of low wettability and the lack of reactive group or oxygen on the surface to achieve acid-base interaction or chemical bonding. Several common methods have been used to enhance adhesion. Surface treatments of polymers with corona discharge, flame, ion beam, electron beam, and plasma bombardment can enhance adhesion to metals. In this study, the improvement of LDPE film adhesion to aluminum plate investigated by using low temperature plasma process. O₂ acrylic acid plasma on LDPE film DACH(1,2-diaminocyclohexane) plasma, boiling on aluminum plate were used. Adhesion strength was measured by 180˚ peel test. FTIR-ATR/RF analysis and contact angle measurement were performed to investigate interfacial characteristics between LDPE film and aluminum plate.
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