[논문]방전처리에 따른 Poly(ethylene terephthalate) 필름의 표면특성에 관한 연구

임경범; 이백수; 이상희; 황명환; 박구범; 박종관; 김영일; 임헌찬; 이덕출

[국내논문] 방전처리에 따른 Poly(ethylene terephthalate) 필름의 표면특성에 관한 연구
A Study on the Surface Properties of Poly(ethylene terephthalate) films by Discharge Treatment 원문보기

임경범 (인하대학교) , 이백수 (인하대학교) , 이상희 (인하대학교) , 황명환 (인천대학교) , 박구범 (유한대학) , 박종관 (유한대학) , 김영일 (신구대학) , 임헌찬 (대구공업대학) , 이덕출 (인하대학교)

In this paper the weight loss, surface potential decay, surface resistivity and dielectric constant are measured to investigate the surface properties, insulation characteristic changes of PET film according to the discharge treatment. As a result of the test, up to the 10[min] the surface potential decay and surface resistivity have increased. Also, from the result of dielectric constant has decreased. On the other hand, the insulation characteristic of PET film have decreased after 10[min] in the discharge treatment.

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문제 정의

화학적 변형을 유발시켜 성능 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구에서는 모터나 전동기 내부의 절연 및 용접용 모터 둥에 사용되는 PET 필름의 장기적 성능에 영향을 미치는 요인 중 방전 노출로 인한 표면에서의 특성변화와 절연성능을 조사하여 기기의 수명관리 및 열화양상을 파악하기 위하여 방전 처리에 따른 PET 필름의 질량변호h 표면저항률, 표면전위감쇠, 유전특성을 측정하여 표면 및 절연특성변화를 고찰하고자 한다.

제안 방법

7(Torr). 방전전력 5〔WJ 의 플라즈마를 발생시켜 처리시간을 5(min), lO(min), 15[min), 20〔min〕으로 설정하여 처리한 후, 각각의 처리 시간별로 특성 변화를 측정하였다.
시료의 방전처리에 따른 열화 특성을 조사하기 위하여 직경 10이:mm)로 일정하게 절단한 후 불순물을 제거하기 위하여 에탄올 용액으로 세척 후 건조 처리한 후 방전처리 시료로 사용하였다.
Co)를 이용하여 직류전압 를 인가하여 30분이 경과된 후 누설전류값을 측정하여 표면저항률을 구하였다. 유전 특성은 시료를 25[°C]의 항온조에 넣고 임피던스 어날라이 저 (4192A, Hewlett Packard)에 연결하여 60[Hz]~10[MHz]에 이르는 주파수영역에 거쳐 유전율을 조사하였다.
질량 변화는 방전처리 후, 상온에서 10분 경과 후 전자저울(Sartorius)을 이용하여 10-4[g]까지의 값으로 계산하였다. 표면의 전기적 특성변화를 알아보기 위하여 코로나 대전장치를 이용한 표면전위 측정은 코로나 대전 전극과 그리드 전극과의 거리는 그리드 전극과 시료 표면의 거리는 5[mm]로 설정한 후, 전하주입은 코로나 대전전압 10(kV), 그리드 전압 5(kV), 대전시간 UminJ으로 각각 설정하여 시료표면에 전하(①극성)를 주입한 후, 대전종료 후 시료표면과 표면전위 탐침 (probe)과의 거리를 5[mm]로 설정한 후 표면전위가 초기값의 1/2에 이를 때까지 감쇠특성을 측정하였다.
또한. 질량변화 및 표면전위감쇠 측정이 끝난 시료를 대상으로 표면저항률 및 유전특성을 측정하였다. 표면저항률과 유전특성은 JIS.
처리에 따른 표면 및 절연특성은 질량변화, 표면저항률, 표면전위감쇠, 유전율 측정을 통해 분석하였다. 질량 변화는 방전처리 후, 상온에서 10분 경과 후 전자저울(Sartorius)을 이용하여 10-4[g]까지의 값으로 계산하였다.
질량 변화는 방전처리 후, 상온에서 10분 경과 후 전자저울(Sartorius)을 이용하여 10-4[g]까지의 값으로 계산하였다. 표면의 전기적 특성변화를 알아보기 위하여 코로나 대전장치를 이용한 표면전위 측정은 코로나 대전 전극과 그리드 전극과의 거리는 그리드 전극과 시료 표면의 거리는 5[mm]로 설정한 후, 전하주입은 코로나 대전전압 10(kV), 그리드 전압 5(kV), 대전시간 UminJ으로 각각 설정하여 시료표면에 전하(①극성)를 주입한 후, 대전종료 후 시료표면과 표면전위 탐침 (probe)과의 거리를 5[mm]로 설정한 후 표면전위가 초기값의 1/2에 이를 때까지 감쇠특성을 측정하였다. 또한.
K*6911(열경화성 플라스틱의 일반시험 방법) 규정에 준하여 원형의 마스크를 제작하여 A1 으로 진공증착한 후 3단자 전극을 형성시켰다. 표면저항률은 측정시료를 25°C로 설정된 항온조에 설치하고 미소전류계 (Picoammeter 487, Keithley. Co)를 이용하여 직류전압 를 인가하여 30분이 경과된 후 누설전류값을 측정하여 표면저항률을 구하였다. 유전 특성은 시료를 25[°C]의 항온조에 넣고 임피던스 어날라이 저 (4192A, Hewlett Packard)에 연결하여 60[Hz]~10[MHz]에 이르는 주파수영역에 거쳐 유전율을 조사하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 시료는 TPA와 EG를 주원료로 하여 상압, 고온에서 1차 Ester 교환반응을 시킨 후 고진공, 고온에서 축중합 반응을 시켜 필름의 원료가 되는 PET 수지 (Chip)를 제조하는 중합공정 과 중합공정 을통해 만들어진 Chip을 용융하여 일정폭의 Die에 토출 시켜 Sheet 형태로 만든 후 2축 연신공정을 통하여 필름을 만드는 공정을 통하여 두께 2503 m) 로 필름을 제작하였다. 시료의 방전처리에 따른 열화 특성을 조사하기 위하여 직경 10이:mm)로 일정하게 절단한 후 불순물을 제거하기 위하여 에탄올 용액으로 세척 후 건조 처리한 후 방전처리 시료로 사용하였다.

이론/모형

표면저항률과 유전특성은 JIS. K*6911(열경화성 플라스틱의 일반시험 방법) 규정에 준하여 원형의 마스크를 제작하여 A1 으로 진공증착한 후 3단자 전극을 형성시켰다. 표면저항률은 측정시료를 25°C로 설정된 항온조에 설치하고 미소전류계 (Picoammeter 487, Keithley.

성능/효과

5(min] -* lOfmin] 처리 시료에서는 플라즈마내의 활성종이 표면에 충돌하여 표면의 저분자 극성물질의 증발과 재가교를 통해 표면저항률, 표면전위감쇠 특성, 유전 특성이 향상되어 절연특성 향상되는 것을 알 수 있었다. 그러나 처리시간이 증가하면서 다량의 라디칼 발생과 분자간력의 감소로 인한 결합쇄의 절단 둥으로 표면저항률, 표면전위감쇠 특성.
방전처리에 따른 PET 필름의 표면특성을 조사한 결과 처리조건에 따라 서로 다른 특성변화를 나타내는 것을 알 수 있었다.

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