코로나방전 표면 처리시 이동속도 및 공급전력 변화에 따른 폴리프로필렌 표면 안전성 특성 Surface Safety Characteristics of Polypropylene Surface Treatment by Variation of Rolling Speed and The Electric Power of Corona Discharge원문보기
Experiments were carried out the phenomenal observation on effect of corona treated hotmelt laminating film in process of manufacture by 2 kinds of rolling speed and electric power variatons. Surface treatment by corona which is exposure of film surface to electron of ion bombardment, rather than me...
Experiments were carried out the phenomenal observation on effect of corona treated hotmelt laminating film in process of manufacture by 2 kinds of rolling speed and electric power variatons. Surface treatment by corona which is exposure of film surface to electron of ion bombardment, rather than mere exposure to active species, like atomic oxygen or ozone, can enhance adhesion by removing contaminant, electret, roughening surface, and introducing reactive chemical group. Reactive neutrals, ions, electron and photons generated during the corona treatment interact simultaneously with polymers to alter surface chemical composition, wettability, and thus film adhesion. However, it is highly recommended that extensive chains scission is avoided because it can lead to side-effect by forming sticky matter, resulting in dropouts. This paper reviews principles of surface preparation of polypropylene substrate by corona discharging. In addition, the experimental section provides a description of parameter optimization on corona discharging treatment and its side-effect. Experimental results are discussed in terms of surface wetting as determined by contact angle and SEM measurements. When the rolling speed of the film decreased from 1.666 [m / sec] to 0.083 [m / sec], contact angle decreased from $80[^{\circ}]$ to $64[^{\circ}]$, and the wettability was greatly improved. As the supply power increased from 0.4 [kVA] to 2 [kVA] at the corona discharge surface treatment, the contact angle decreased from $77[^{\circ}]$ to $65[^{\circ}]$, and the wettability was greatly improved.
Experiments were carried out the phenomenal observation on effect of corona treated hotmelt laminating film in process of manufacture by 2 kinds of rolling speed and electric power variatons. Surface treatment by corona which is exposure of film surface to electron of ion bombardment, rather than mere exposure to active species, like atomic oxygen or ozone, can enhance adhesion by removing contaminant, electret, roughening surface, and introducing reactive chemical group. Reactive neutrals, ions, electron and photons generated during the corona treatment interact simultaneously with polymers to alter surface chemical composition, wettability, and thus film adhesion. However, it is highly recommended that extensive chains scission is avoided because it can lead to side-effect by forming sticky matter, resulting in dropouts. This paper reviews principles of surface preparation of polypropylene substrate by corona discharging. In addition, the experimental section provides a description of parameter optimization on corona discharging treatment and its side-effect. Experimental results are discussed in terms of surface wetting as determined by contact angle and SEM measurements. When the rolling speed of the film decreased from 1.666 [m / sec] to 0.083 [m / sec], contact angle decreased from $80[^{\circ}]$ to $64[^{\circ}]$, and the wettability was greatly improved. As the supply power increased from 0.4 [kVA] to 2 [kVA] at the corona discharge surface treatment, the contact angle decreased from $77[^{\circ}]$ to $65[^{\circ}]$, and the wettability was greatly improved.
따라서, 본 연구에서는 코로나방전을 이용하여 절연 재료인 폴리프로필렌 필름의 접착력 향상을 위한 표면 개질을 위하여 해당 필름 이동속도 및 공급전력의 변화에 따른 처리된 표면의 접촉각 측정 및 주사전자현미경을 이용하여 표면변화를 관찰하여 전기안전재료의 평가를 위한 기초자료를 제공하는데 있다.
제안 방법
코로나방전을 이용하여 폴리프로필렌 필름의 표면처리를 이동속도 및 공급전력을 변화시켜 필름의 표면처리 특성변화에 대하여 연구하였다. 코로나방전 표면처리를 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
8은 폴리프로필렌 표면을 코로나 처리 후 이동속 도 및 공급전력 변화에 따른 효과를 확인하기 위하여 폴리프로필렌의 표면층을 주사전자현미경으로 5,000배 확 대하여 촬영한 사진이다. 표면처리된 시료를 톰슨절단기(Tomson cutter)로 단면 재단한 것을 알루미늄 판위에 도전성카본 양면 접착테이프로 접착하고, 시료를 진공 증착기(Vacuum Sputter, E5200C, 18mA, 220sec)의 조건에서 백금(Pt)을 증착한 후, 주사현미경(Scanning Electron Microscopy, TESCAN MIRA3)을 이용하여 시료 경사각 0~15°의 조건하에서 폴리프로필렌층 평면을 측정하였다.
대상 데이터
코로나방전을 이용한 표면처리장치는 고주파 발생기, 고압변압기, 코로나방전 처리장치 및 오존배출기로 구성되어있다. Fig.
이론/모형
고분자물질의 표면에너지는 표면장력을 알고 있는 용매와 고분자간의 접촉각을 측정함으로써 알 수 있다. 본 연구에서 접촉각 측정을 위해서 고이노메타(KRUSS DSA100, Goinometer)를 이용하여 정적법(Sessile Drop Method)으로 측정하였다.
3) 코로나방전 처리된 폴리프로필렌 필름 표면을 주사 전자현미경으로 확인하였다. 물리적 현상 관찰에서 필름의 이동속도가 저하되고, 공급전력이 증가할수록 코로나방전에 의해 폴리프로필렌 필름표면층에 요철 (凹凸)면이 많이 만들어져 표면에너지, 습윤성 및 접착 력을 향상시키는 현상을 사진으로 확인할 수 있었다.
1) 코로나방전 표면처리시 필름의 이동속도에 따른 접촉각의 변화특성을 실험하였다. 필름의 이동속도를 1.666[m/sec]에서 0.083[m/sec]으로 저하시켰을 때 접촉 각은 80[°]에서 64[°]로 감소되어 젖음성이 크게 향상되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
폴리프로필렌 재질의 특징은?
그중에서 폴리프로필렌 재질은 전력 케이블에 사용되고 있는 XLPE를 대체하는 절연체로 재활용이 가능하고, 상시 운전용량을 높일 수 있어 친환경, 대용량 케이블의 절연체로 사용되고 있다1).
코로나방전 표면처리는 어떠한 사실에 근거를 두고 있는가?
코로나방전 표면처리는 전극과 기판 표면 사이에 존재하는 공기유전체의 유전파괴전압이 필름의 유전파괴전압보다 낮다는 사실에 근거를 두고 있다3,4).
전력 케이블을 접속용 부품과 연결하여 조립한 후 전압을 인가했을 때 절연파괴가 발생하는 원인은?
전력 케이블을 접속용 부품과 연결하여 조립한 후 전압을 인가하면 절연파괴가 일어나는 경우가 있다. 이러한 원인은 반도전 절연물과 절연물 사이 계면의 접착불량이 주요한 원인이다. 이러한 접착불량으로 인한 사고를 감소시키기 위하여 반도전부와 절연부 사이 계면의 접착을 향상시키는 연구가 되고 있다.
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