폴리에틸렌 표면 활성화를 위한 대기압 플라스마제트의 전력과 유량 의존성

전문가 제언

○ 폴리에틸렌(PE)은 저밀도PE(LDPE)와 선형저밀도PE(LLDPE), 고밀도PE(HDPE)의 3가지로 나뉜다. LDPE는 충격과 인장강도가 우수하여 식품용포장용 랩, 비닐봉지 등에 사용되며 LLDPE는 유연성과 인장강도가 우수하여 식품포장지의 내면에 사용된다. 고밀도 폴리에틸렌은 단단한 특성을 살려 상수도관과 각종 용기 등에 사용된다. 본 논문은 Ar 대기압 플라스마제트(APPJ) 방식으로 LDPE의 표면개질이 연구되었다. APPJ에 의한 잔광(afterglow)이 시각적으로 측정되어 인가전력 및 Ar 유량변화에 대한 표면특성과 잔광길이의 특성이 기술된다.

 

○ 플라스마제트는 장 수명의 산소군을 만드는 데에 대단히 효율적이다. 이것은 플라스마의 활성입자들에 의한 사슬분리역학에 기인하며 산소종과 깨어진 사슬 반응으로 폴리에틸렌 박막표면에 산소 극성군이 형성되므로 표면에너지가 높아져서(접촉각이 낮아짐) 인쇄 및 코팅을 할 때에 막의 부착력을 향상시킨다. 특별히 O-C=O 농도가 증가되면 낮은 접촉각이 형성되는 원인규명과 표면처리 후에 대기 중에 노출(30분 이상)되면 표면활성화의 감소(50%이상)가 일어나는 것에 대책이 필요하다.

 

○ 대기압 플라스마는 플라즈마 입자로 표면 활성화를 위하여 사용되며 국내외의 연구개발은 대단히 활발한 편이다. KAIST 물리학과 박주영 교수 연구실에서 nanosecond-pulsed argon plasma jet를 사용해서 대기압 플라스마의 잔광연구를 발표하였다(Plas. Sour. Sci. Tech. 24(2015) 034003). 중국 과학기술연구소의 P.Zhang는 Air Plasma Jet Array를 개발하였다(IEE. Trans. Plas. Sci. 42(2014)2460).

 

○ 한국은 디스플레이 및 반도체 제조분야에서 세계적으로 기술을 리더하며 제조공정에 사용되는 대기압 플라스마 장치제조기술은 선진국 수준이다. 포장용 고분자필름에 대해서 핵심적인 기능인 차단성을 위한 필름의 다층화, 표면 개질이 연구되고 있다. 투명용 고차단성 투명필름은 일본 Toppan, Toray, DNP 등에서 거의 독점하고 있어 산학연을 통해서 고차단성 투명필름의 개발이 시급한 실증이다. 포장용 필름표면에 인쇄 및 코팅공정을 위해서 대기압플라스마처리가 효과적이다.

저자

A. Van Deynse, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2015

권(호)

328()

잡지명

Applied Surface Science

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

269~278

분석자

박*식

분석물

• 폴리에틸렌 표면 활성화를 위한 대기압 플라스마제트의 전력과 유량 의존성.pdf [482,090 byte]

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