KR100284387B1 - Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition - Google Patents

Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition Download PDF

Info

Publication number
KR100284387B1
KR100284387B1 KR1019980039368A KR19980039368A KR100284387B1 KR 100284387 B1 KR100284387 B1 KR 100284387B1 KR 1019980039368 A KR1019980039368 A KR 1019980039368A KR 19980039368 A KR19980039368 A KR 19980039368A KR 100284387 B1 KR100284387 B1 KR 100284387B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent plate
polycarbonate
polycarbonate transparent
gas
plasma
Prior art date
Application number
KR1019980039368A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000020665A (en
Inventor
송준섭
최영준
김성룡
박성철
이주연
Original Assignee
김윤
주식회사 삼양사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김윤, 주식회사 삼양사 filed Critical 김윤
Priority to KR1019980039368A priority Critical patent/KR100284387B1/en
Publication of KR20000020665A publication Critical patent/KR20000020665A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100284387B1 publication Critical patent/KR100284387B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/14Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by electrical means
    • B05D3/141Plasma treatment
    • B05D3/142Pretreatment
    • B05D3/144Pretreatment of polymeric substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/10Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by other chemical means
    • B05D3/101Pretreatment of polymeric substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2201/00Polymeric substrate or laminate
    • B05D2201/02Polymeric substrate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2401/00Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
    • B05D2401/30Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant
    • B05D2401/33Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant applied as vapours polymerising in situ

Abstract

본 발명은 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a polycarbonate transparent plate with improved wear resistance and scratch resistance.

본 발명은 폴리카보네이트 투명판을 진공장치 내의 전극 위에 넣고 진공으로 만드는 단계, 아르곤 가스를 투입하여 아르곤 플라즈마를 발생시켜 폴리카보네이트 투명판 위에 있는 불순물을 제거하는 단계, 단량체와 반응가스를 혼합하여 전극을 통해 투입하는 단계 및 가스투입구 전극과 폴리카보네이트 투명판이 있는 전극에 라디오 주파수 전류 발생기를 통해 전류를 공급하는 것으로 두 전극에 플라즈마를 형성시켜 폴리카보네이트 투명판 위에 내마모성층을 형성하는 단계로 이루어진 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법이다.According to the present invention, a polycarbonate transparent plate is placed on an electrode in a vacuum apparatus and vacuumed, argon gas is introduced to generate an argon plasma to remove impurities on the polycarbonate transparent plate, and a monomer and a reaction gas are mixed to form an electrode. Through the step of feeding through and supplying a current through a radio frequency current generator to the electrode having a gas inlet electrode and the polycarbonate transparent plate to form a plasma on both electrodes to form a wear-resistant layer on the polycarbonate transparent plate It is a method for producing a polycarbonate transparent plate with improved scratchability.

이와 같이 본 발명은 플라즈마를 양쪽에서 발생시켜 폴리카보네이트 투명판 위에 내마모층이 균일하게 생성되는 내마모성 및 내스크래치성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention can improve abrasion resistance and scratch resistance in which a wear resistant layer is uniformly generated on the polycarbonate transparent plate by generating plasma at both sides.

Description

플라즈마 도움 화학증착방법을 이용한 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition

본 발명은 폴리카보네이트 투명판의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 플라즈마 도움 화학 증착법(Plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD))을 이용한 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a polycarbonate transparent plate. More specifically, the present invention relates to a method of manufacturing a polycarbonate transparent plate having improved wear resistance and scratch resistance using plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD).

폴리카보네이트 수지는 우수한 기계적, 화학적 특성을 가지고 있어 다양한 분야에 범용적으로 사용되고 있다. 특히 이 수지는 유리에 비해 적은 중량과 높은 투명성, 강한 충격 강도를 가지고 있어 유리 소재를 대체하여 자동차 전조등, 투명 방음벽 등에 많이 사용되고 있다. 그러나 유리에 비해 상대적으로 낮은 내마모성, 내스크래치성 때문에 수지의 응용이 제한되어 있다. 이 단점을 극복하기 위해 다양한 방법이 사용되고 있으며 폴리카보네이트 수지 위에 유기물이나 무기물을 코팅하여 내마모성을 증대시키는 기술이 활발히 연구되어 왔다.Polycarbonate resins have excellent mechanical and chemical properties and are widely used in various fields. In particular, this resin has a low weight, high transparency, and strong impact strength compared to glass, so it is widely used in automobile headlights and transparent soundproof walls, replacing glass materials. However, the application of resins is limited due to the relatively low wear and scratch resistance compared to glass. Various methods have been used to overcome this disadvantage, and techniques for increasing wear resistance by coating organic or inorganic materials on polycarbonate resins have been actively studied.

유기물에 의한 코팅은 폴리카보네이트 수지의 내마모성을 향상시키지만 코팅되는 물질이 유기물이기 때문에 유리와 같은 높은 내마모성을 얻기 힘들다. 그러므로 높은 내마모성이 요구되는 용도에서 유리 대체 내마모성 폴리카보네이트 제품은 무기물 코팅 방법으로 제조되는 것이 바람직하다.Coating with organic materials improves the wear resistance of polycarbonate resins, but it is difficult to obtain high wear resistance such as glass because the material to be coated is organic. Therefore, in applications where high wear resistance is required, the glass replacement wear resistant polycarbonate product is preferably produced by an inorganic coating method.

무기물 코팅의 한 형태로 유리 박막을 플라스틱 수지에 증착시켜 내마모성을 향상시키는 방법이 연구 되어왔다. 이러한 예는 프랑스의 특허 제1,520,125호, 영국 특허 제1,144,099호이며, 이 특허에서 폴리카보네이트 수지에 유리(SiO2)를 1㎛ 두께로 증착시켰을 때 폴리카보네이트판의 내스크래치성과 내마모성이 향상되는 것을 보고하고 있다. 유리의 증착은 고진공 하에서 산소 가스와 전자빔을 이용하였으며 플라스틱 수지는 처리 중에 유리 증기 안에서 일정하게 움직이도록 설계하였다. 그러나 이 기술로 제조된 내마모성 폴리카보네이트 수지는 수지와 유리의 큰 열팽창률 차이 때문에 강한 충격이나 큰 온도 변화에 따라 쉽게 쪼개(cracking)지거나 유리막과 수지가 박리되는 단점을 가지고 있다.As a form of inorganic coating, a method of improving the wear resistance by depositing a glass thin film on a plastic resin has been studied. Examples of this are French Patent No. 1,520,125 and British Patent No. 1,144,099, which report that the scratch and abrasion resistance of polycarbonate plates is improved when the glass (SiO 2 ) is deposited on the polycarbonate resin at a thickness of 1 μm. Doing. The deposition of glass was made using oxygen gas and electron beam under high vacuum, and the plastic resin was designed to move constantly in glass vapor during processing. However, the wear-resistant polycarbonate resin produced by this technique has the disadvantage of being easily cracked or peeling off of the glass film and the resin due to a strong impact or a large temperature change due to the large thermal expansion coefficient difference between the resin and the glass.

유리 막의 크랙킹(cracking)이나 박리 현상을 해결하기 위해서 많은 방법이 제안되었다. 미국 특허 제3,645,779호에서는 폴리카보네이트 수지 위에 5 중량%이하의 Na2O를 함유하는 B2O3-SiO2유리를 증착시키므로써 크랙킹이 없고 내스크래치성이 높은 플라스틱 투명판 제조 방법을 소개하였다.Many methods have been proposed to solve the cracking or peeling phenomenon of the glass film. U.S. Patent No. 3,645,779 introduced a method of producing a plastic transparent plate having no cracking and high scratch resistance by depositing B 2 O 3 -SiO 2 glass containing 5 wt% or less of Na 2 O on a polycarbonate resin.

미국 특허 제3,713,869호는 플라스틱과 유리판 사이의 접착력을 향상시키기 위하여 두 층 사이에 중간층을 형성하는 기술이다. 글로우 방전 상태에서 저분자 유기물질의 증기가 중합되어 고분자 수지 표면 위에 중간층을 형성하게 된다. 유기물질의 증기는 아세틸렌, 자일렌과 실리콘(Si)이 함유된 유기물로 제조되었다.U. S. Patent No. 3,713, 869 describes a technique for forming an interlayer between two layers to improve the adhesion between plastic and glass plates. In the glow discharge state, the vapor of the low molecular weight organic material is polymerized to form an intermediate layer on the surface of the polymer resin. The vapor of organic material was made of organic material containing acetylene, xylene and silicon (Si).

미국 특허 제4,200,681호는 폴리카보네이트 수지와 유리막 그리고 아크릴 모노머를 자외선에 의해 광중합시켜 제조된 중간층으로 이루어진 유리가 코팅된 폴리카보네이트의 제조기술에 관한 것이다.U.S. Patent No. 4,200,681 relates to a technique for producing glass-coated polycarbonate consisting of an intermediate layer prepared by photopolymerizing a polycarbonate resin, a glass film and an acrylic monomer by ultraviolet light.

이와 같은 기술로 제조된 폴리카보네이트 수지는 종전의 기술로 제조된 폴리카보네이트에 비해 크랙킹이나 유리 박리 문제가 향상되었으나 다소 약한 접착력이나 내크랙킹성이 문제가 되고 있다.The polycarbonate resin prepared by such a technique has improved cracking and glass peeling problems as compared to the polycarbonate prepared by the conventional technique, but has a problem of weak adhesive strength and cracking resistance.

미국 특허 제4,762,730호는 투명한 플라스틱 위에 교류 플라즈마 방식으로 투명한 보호막을 제조하는 기술에 관한 것이다. 실록산(siloxane)과 실라제인(silazane)을 단량체로 하여 산소와 함께 반응시켜 SiO2내마모층을 플라스틱 투명판 위에 제조하는 것을 특징으로 한다.U.S. Patent No. 4,762,730 relates to a technique for producing a transparent protective film by alternating plasma on a transparent plastic. The siloxane and silazane are used as monomers to react with oxygen to prepare a SiO 2 wear-resistant layer on a plastic transparent plate.

기존의 플라즈마를 이용한 내마모층을 제조 방법은 다음과 같은 순서로 진행된다.The method of manufacturing a wear resistant layer using a conventional plasma proceeds in the following order.

1) 폴리카보네이트 투명판을 라디오 주파수(이하, RF라 함) 전류 발생기와 연결된 전극위에 고정시킨다.1) Fix the polycarbonate transparent plate on the electrode connected to the radio frequency (hereinafter referred to as RF) current generator.

2) 반응기의 공기를 제거한 후 다른 전극이나 가스 투입구로 단량체를 주입한다.2) After removing the air from the reactor, monomer is injected into other electrode or gas inlet.

3) 플라즈마를 발생시켜 단량체가 화학 증착에 의해 폴리카보네이트의 표면위에 내마모층을 생성한다.3) Plasma is generated to generate a wear resistant layer on the surface of the polycarbonate by chemical vapor deposition.

기존의 방식으로 제조되는 내마모층은 폴리카보네이트 표면에 대해 균일하게 증착되기 어렵다. 플라즈마 화학증착에 의해 내마모층이 만들어지기 위해서는 공급되는 단량체가 플라즈마에 의해 분해되고 분해물이 다시 폴리카보네이트 표면 위에서 재결합되어야 한다. 기존의 플라즈마 방식은 플라즈마가 폴리카보네이트의 표면위에서만 발생되어 단량체의 불균일한 분해 반응에 의해 내마모박막의 균일성에 나쁜 영향을 미친다.Wear resistant layers made in a conventional manner are difficult to deposit uniformly over the polycarbonate surface. In order for the wear resistant layer to be made by plasma chemical vapor deposition, the monomers supplied must be decomposed by the plasma and the decomposition products must be recombined again on the polycarbonate surface. In the conventional plasma method, the plasma is generated only on the surface of the polycarbonate, which adversely affects the uniformity of the wear-resistant thin film due to the heterogeneous decomposition reaction of the monomers.

이에 본 발명자들은 플라즈마를 단량체 및 반응가스의 전극투입구 전극과 폴리카보네이트 투명판이 있는 전극 양쪽 모두에 발생시켜 단량체의 분해 반응이 단량체 투입구에서부터 일어나게하여 폴리카보네이트 투명판 위에 생성되는 내마모층의 균일성을 향상시킬 수 있음을 알게 되었다.Accordingly, the present inventors generate a plasma at both the electrode inlet electrode of the monomer and the reaction gas and the electrode having the polycarbonate transparent plate so that the decomposition reaction of the monomer occurs from the monomer inlet, so that the uniformity of the wear resistant layer generated on the polycarbonate transparent plate can be obtained. I found it could be improved.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하여 폴리카보네이트판의 내마모성 및 내스크래치성을 향상시키기 위하여 플라즈마를 양쪽에 발생시켜 폴리카보네이트 표면 위에 하나 이상의 내마모층을 균일하게 제조하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to uniformly produce one or more wear resistant layers on a polycarbonate surface by generating plasma on both sides to solve the above problems and to improve wear resistance and scratch resistance of the polycarbonate plate.

도 1은 본 발명에 따른 내마모성 폴리카보네이트 투명판을 제조하기 위한 제조 장치이다.1 is a manufacturing apparatus for producing a wear-resistant polycarbonate transparent plate according to the present invention.

도 2는 기존의 플라즈마 도움 화학 증착법을 이용한 내마모성 폴리카보네이트 투명판의 제조 장치이다.2 is an apparatus for producing a wear-resistant polycarbonate transparent plate using a conventional plasma assisted chemical vapor deposition method.

본 발명은 폴리카보네이트 투명판을 진공장치(1) 내의 전극 위에 넣고 진공으로 만드는 단계, 아르곤 가스를 투입하여 아르곤 플라즈마를 발생시켜 폴리카보네이트 투명판 위에 있는 불순물을 제거하는 단계, 단량체와 반응가스를 혼합하여 전극을 통해 투입하는 단계, 폴리카보네이트 투명판이 있는 전극(3)과 가스투입구 전극(4)에 라디오 주파수 전류 발생기(5, 6)를 통해 전류를 공급하는 것으로 두 전극에 플라즈마를 형성시켜 폴리카보네이트 투명판 위에 내마모층을 형성하는 단계로 이루어진 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법이다.The present invention comprises the steps of putting a polycarbonate transparent plate on the electrode in the vacuum apparatus 1 to make a vacuum, by introducing an argon gas to generate an argon plasma to remove impurities on the polycarbonate transparent plate, mixing the monomer and the reaction gas Injecting through the electrode, by supplying a current through the radio frequency current generator (5, 6) to the electrode 3 and the gas inlet electrode with a polycarbonate transparent plate to form a plasma on both electrodes polycarbonate It is a method of manufacturing a polycarbonate transparent plate with improved wear resistance and scratch resistance consisting of forming a wear resistant layer on the transparent plate.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 폴리카보네이트 투명판의 내마모성 및 내스크래치성을 향상시키기 위해 단량체와 반응가스의 가스투입구와 폴리카보네이트 투명판을 고정시키는 두 전극에 플라즈마를 발생시켜 하나 이상의 내마모층을 균일하게 제조하는 것을 특징으로 한다.The present invention is to uniformly prepare one or more wear-resistant layers by generating a plasma to the two electrodes for fixing the gas inlet of the monomer and the reaction gas and the polycarbonate transparent plate in order to improve the wear resistance and scratch resistance of the polycarbonate transparent plate It features.

본 발명에 따른 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조 방법을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.A method of manufacturing a polycarbonate transparent plate having improved wear resistance and scratch resistance according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선적으로 폴리카보네이트 투명판의 표면을 에탄올이나 이소프로필 알콜 등의 화학 용매를 이용하여 오염 물질을 제거한 후 질소 가스를 이용하여 잘 말린다.First, the surface of the polycarbonate transparent plate is removed using a chemical solvent such as ethanol or isopropyl alcohol, and then dried well using nitrogen gas.

본 발명에 사용되는 도 2의 진공장치(1)내의 전극(3) 위에 폴리카보네이트 투명판을 넣고 장치 안의 공기를 진공펌프(2)를 이용하여 배출한다. 일정 진공도가 얻어졌을 때 아르곤 가스를 투입하고 폴리카보네이트 투명판이 놓여있는 전극(3)과 연결된 RF 전류 발생기(5)를 작동하여 폴리카보네이트 투명판 표면 위에 아르곤 플라즈마를 발생시킨다. 아르곤 플라즈마를 일정시간(수분정도) 동안 작동하여 폴리카보네이트 투명판의 표면에 존재하는 오염물질을 제거한다.The polycarbonate transparent plate is placed on the electrode 3 in the vacuum apparatus 1 of FIG. 2 used in the present invention, and the air in the apparatus is discharged using the vacuum pump 2. When a certain degree of vacuum is obtained, argon gas is introduced and an RF current generator 5 connected to the electrode 3 on which the polycarbonate transparent plate is placed is operated to generate an argon plasma on the surface of the polycarbonate transparent plate. Argon plasma is operated for a certain time (a few minutes) to remove contaminants present on the surface of the polycarbonate transparent plate.

또한, 가스투입구(4)로 내마모층에 필요한 단량체와 반응가스의 혼합물을 공급하면서 가스투입구에 연결된 RF 전류 발생기(6)와 폴리카보네이트 투명판이 있는 전극(3)에 연결된 RF 전류 발생기(5)를 작동한다. 이때 아르곤가스는 반응가스로 천천히 교체한 후 주어진 시간동안 폴리카보네이트 투명판 위에 원하는 두께의 내마모층을 제조한다.In addition, the RF current generator 6 connected to the gas inlet and the RF current generator 5 connected to the electrode 3 having a polycarbonate transparent plate while supplying a mixture of the monomer and the reaction gas necessary for the wear-resistant layer to the gas inlet 4 Works. At this time, the argon gas is slowly replaced with the reaction gas to produce a wear resistant layer having a desired thickness on the polycarbonate transparent plate for a given time.

내마모층 제조에 사용되는 단량체는 다음과 같은 실록산계 화합물중 하나를 선택할 수 있다. 대표적인 실록산계 화합물은 테트라메틸사이클로실록산(Tetramethylcyclosiloxane), 헥사메틸다이실록산(Hexamethyl disil oxane), 헥사메틸다이실라제인(Hexamethyldisiazne), 테트라에톡시실란(Tetraethoxylsilane), 옥타메틸사이클로테트라실록산(Octamethyl cyclo tetrasiloxane)등이 있다.The monomer used for the wear resistant layer may be selected from one of the following siloxane compounds. Representative siloxane compounds include tetramethylcyclosiloxane, hexamethyldissiloxane, hexamethyldisilazne, tetraethoxylsilane, octamethylcyclotetrasiloxane (Octamethyl cyclo tetrasiloxane). Etc.

또한, 상기 반응가스로는 산소, 아질산(NO2, NO)가스, 아르곤, 헬륨,수소, 이산화탄소, 질소 가스 또는 그 혼합가스등이 사용된다.As the reaction gas, oxygen, nitrous acid (NO 2 , NO) gas, argon, helium, hydrogen, carbon dioxide, nitrogen gas, or a mixed gas thereof is used.

단량체와 반응가스의 혼합비는 특별한 제한은 없으나 1:10 내지 1:0.1의 범위에서 사용하는 것이 좋다.The mixing ratio of the monomer and the reaction gas is not particularly limited, but is preferably used in the range of 1:10 to 1: 0.1.

상기 적용되는 RF 전력은 50kHz 내지 60MHz사이의 주파수를 사용하며, 바람직하게는 13.56MHz를 사용한다.The applied RF power uses a frequency between 50 kHz and 60 MHz, preferably 13.56 MHz.

원하는 두께의 내마모층을 얻은 후 두 플라즈마 발생기의 작동을 멈추고 단량체 가스와 반응가스의 공급을 중지한다. 공기를 투입하여 반응기의 진공도를 상압으로 유지하고 내마모층이 형성된 폴리카보네이트 투명판을 얻는다.After the wear resistant layer of the desired thickness is obtained, the two plasma generators are turned off and the supply of the monomer gas and the reactant gas is stopped. Air is added to maintain the vacuum degree of the reactor at atmospheric pressure to obtain a polycarbonate transparent plate having a wear resistant layer.

본 발명에 의하여 발생되는 특성을 비교예와 실시예를 통하여 설명하였다. 실험에 사용되는 시료 및 시료의 전처리는 다음과 같다.The characteristics generated by the present invention have been described through comparative examples and examples. Samples used in the experiment and pretreatment of the samples are as follows.

10cm × 10cm 폴리카보네이트 수지들을 이소프로필 알코올에 넣고 초음파 세척기로 1시간 정도 세척한 후 질소 가스를 이용하여 잘 말린다. 각 폴리카보네이트 투명판을 사용하여 다양한 조건에서 실험을 수행하였다.Put 10cm × 10cm polycarbonate resin in isopropyl alcohol and wash it for 1 hour with an ultrasonic cleaner and dry well using nitrogen gas. Experiments were performed under various conditions using each polycarbonate transparent plate.

실시예 1Example 1

세척 후 잘 건조된 폴리카보네이트 수지를 진공 장치에 넣고 진공펌프로 진공도 10-4Torr정도로 장치내 공기를 제거한다. 가스투입구를 통해 아르곤가스를 장치의 진공도가 100mtorr를 유지하도록 공급한 후 폴리카보네이트 수지가 놓인 전극에 100W RF 전력을 공급하여 아르곤 플라즈마를 발생시킨다. 발생된 아르곤 플라즈마로 수지 표면의 불순물을 제거한다(플라즈마 에칭).After washing, put well-dried polycarbonate resin into a vacuum device and remove air in the device with a vacuum degree of about 10 -4 Torr. Argon gas is supplied through the gas inlet to maintain the vacuum of the device at 100 mtorr, and then 100W RF power is supplied to the electrode on which the polycarbonate resin is placed to generate an argon plasma. The generated argon plasma removes impurities on the resin surface (plasma etching).

테트라에톡시실란과 산소가스의 혼합비가 1:5인 혼합 가스를 가스 투입구가 설치된 전극을 통해 투입하고 투입시 장치의 진공도는 120mtorr로 유지한다. 가스투입구 전극에는 50W의 전력을, 폴리카보네이트 수지가 놓여있는 전극에 100W 전력의 RF 전류를 공급하여 가스투입구와 폴리카보네이트 수지위 두 곳에 플라즈마를 동시에 형성한다. 40분 동안 같은 조건을 유지하여 내마모층을 폴리카보네이트 위에 제조하였다. 내마모층의 균일성을 확인하기 위해 실리콘 웨이퍼를 폴리카보네이트 위에 일정 간격으로 배치하여 위치에 따라 생성되는 내마모층의 두께를 측정하였다.A mixed gas having a mixing ratio of tetraethoxysilane and oxygen gas of 1: 5 is introduced through an electrode provided with a gas inlet, and the vacuum of the device is maintained at 120 mtorr. 50W of power is supplied to the gas inlet electrode and 100W of RF current is supplied to the electrode on which the polycarbonate resin is placed, thereby simultaneously forming a plasma at both the gas inlet and the polycarbonate resin. Wear resistant layers were prepared on polycarbonate, maintaining the same conditions for 40 minutes. In order to confirm the uniformity of the wear resistant layer, silicon wafers were placed on a polycarbonate at regular intervals to measure the thickness of the wear resistant layer produced according to the position.

실시예 2Example 2

테트라에톡시실란과 아질산가스의 혼합비가 1: 5인 혼합가스를 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same process as in Example 1 was conducted except that a mixed gas having a mixing ratio of tetraethoxysilane and nitrite gas was 1: 5.

실시예 3Example 3

헥사메틸다이실라제인과 산소가스의 혼합비가 1: 3인 혼합가스를 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was conducted except that a mixed gas having a mixing ratio of hexamethyldisilazane and oxygen gas was 1: 3.

실시예 4Example 4

헥사메틸다이실라제인과 아르곤가스의 혼합비가 1: 2인 혼합가스를 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same process as in Example 1 was conducted except that a mixed gas having a mixing ratio of hexamethyldisilazane and argon gas was 1: 2.

실시예 5Example 5

테트라에톡시실란과 산소가스의 혼합비가 1: 4인 혼합가스를 투입하여 플라즈마를 형성하고 120분 동안 같은 조건을 유지하여 내마모층을 폴리카보네이트 위에 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.In the same manner as in Example 1 except that a mixed gas having a mixing ratio of tetraethoxysilane and oxygen gas was added 1: 4 to form a plasma, and the same condition was maintained for 120 minutes to prepare a wear resistant layer on the polycarbonate. Was carried out.

비교예 1Comparative Example 1

세척 후 잘 건조된 폴리카보네이트 수지를 진공 장치에 넣고 진공펌프로 진공도 10-4Torr정도까지 장치내 공기를 제거한다. 폴리카보네이트 수지가 놓인 전극의 RF 전류 발생기로 아르곤 플라즈마를 발생시켜 수지 표면의 불순물을 플라즈마에칭으로 제거한다.After washing, put well-dried polycarbonate resin into a vacuum device and remove the air in the device to a degree of vacuum of about 10 -4 Torr with a vacuum pump. Argon plasma is generated by the RF current generator of the electrode where the polycarbonate resin is placed to remove impurities on the surface of the resin by plasma etching.

테트라에톡시실란과 산소 가스의 혼합비가 1:5인 혼합 가스를 플라즈마 장치에 넣고 폴리카보네이트 수지가 놓여있는 전극에 100W 전력를 갖는 RF 전류를 공급하여 플라즈마를 형성한다. 40분동안 같은 조건을 유지하여 내마모층을 폴리카보네이트 수지위에 제조하였다. 내마모층의 균일성을 확인하기 위해 실리콘 웨이퍼를 폴리카보네이트 수지위에 일정 간격으로 배치하여 위치에 따라 생성되는 내마모층의 두께를 측정하였다.A mixed gas having a mixing ratio of tetraethoxysilane and oxygen gas of 1: 5 is placed in a plasma apparatus, and an RF current having a power of 100 W is supplied to the electrode on which the polycarbonate resin is placed to form a plasma. Under the same conditions for 40 minutes, an antiwear layer was prepared on the polycarbonate resin. In order to confirm the uniformity of the wear resistant layer, the silicon wafers were placed on the polycarbonate resin at regular intervals, and the thickness of the wear resistant layer produced according to the position was measured.

비교예 2Comparative Example 2

세척 후 잘 건조된 폴리카보네이트 수지를 진공 장치에 넣고 진공펌프로 진공도 10-4Torr정도로 장치내 공기를 제거한다. 폴리카보네이트가 놓인 전극의 RF 전류 발생기로 아르곤 플라즈마를 발생시켜 수지 표면의 불순물을 플라즈마에칭으로 제거한다.After washing, put well-dried polycarbonate resin into a vacuum device and remove air in the device with a vacuum degree of about 10 -4 Torr. Argon plasma is generated by the RF current generator of the electrode where the polycarbonate is placed to remove impurities on the resin surface by plasma etching.

테트라에톡시실란과 아질산가스의 혼합비가 1:5인 혼합 가스를 플라즈마 장치에 넣고 폴리카보네이트 시료가 놓여있는 전극에 100W 전력를 갖는 RF 전류를 공급하여 플라즈마를 형성한다. 40분 동안 같은 조건을 유지하여 내마모층을 폴리카보네이트 수지위에 제조하였다. 내마모층의 균일성을 확인하기 위해 실리콘 웨이퍼를 폴리카보네이트 수지위에 일정 간격으로 배치하여 위치에 따라 생성되는 내마모층의 두께를 측정하였다.A mixed gas having a mixing ratio of tetraethoxysilane and nitrite gas of 1: 5 is placed in a plasma apparatus, and an RF current having a power of 100 W is supplied to an electrode on which a polycarbonate sample is placed to form a plasma. Under the same conditions for 40 minutes, a wear resistant layer was prepared on the polycarbonate resin. In order to confirm the uniformity of the wear resistant layer, the silicon wafers were placed on the polycarbonate resin at regular intervals, and the thickness of the wear resistant layer produced according to the position was measured.

비교예 3Comparative Example 3

10cm × 10cm 창유리 시료를 이소프로필 알코올에 넣고 초음파 세척기로 1시간 정도 세척한 후 질소 가스를 이용하여 잘 말린다.A 10 cm × 10 cm window glass sample is placed in isopropyl alcohol, washed for 1 hour with an ultrasonic cleaner, and dried well using nitrogen gas.

위에서 언급한 실험에서 얻어진 시료들을 ASTM 1044, ASTM 1003의 실험방법에 따라 시료의 내마모성 측정하여 표 1과 같은 결과를 얻었다. 또한 ASTM D3363-92a 실험 방법에 따라 내스크래치성을 연필 경도계로 측정하였다.The samples obtained in the above-mentioned experiments were measured for the wear resistance of the samples according to the ASTM 1044, ASTM 1003 test method to obtain the results shown in Table 1. In addition, scratch resistance was measured by a pencil hardness tester according to the ASTM D3363-92a test method.

내마모성 실험은 테이버식 내마모성 측정기를 이용하였으며 이때의 조건은 사용 마모 윤 CS-10F, 마모 횟수 100 사이클, 하중 500g을 사용하였다. 내마모성은 △% 헤이즈(Haze) 값으로 정량화 하였으며 △% 헤이즈(Haze) 값은 가드너 헤이즈미터(Gardner hazemeter)를 사용하여 미리 선정된 네부분 헤이즈(Haze) 값의 평균치가 마모실험 전/후로 변화된 값을 의미한다.The abrasion resistance test was performed using a taper abrasion resistance measuring instrument. The conditions used were wear lubrication CS-10F, wear cycle 100 cycles, and load 500g. Abrasion resistance was quantified by △% Haze value, and △% Haze value was the value of the average of the preselected four-part Haze value using Gardner hazemeter before and after the abrasion test. Means.

표 1Table 1

내스크래치성Scratch resistance 내마모성 (△%헤이즈)Abrasion Resistance (△% Haze) 내마모층 두께 균일성( ㎛)Wear Resistant Layer Thickness Uniformity (µm) I'm after Left Ooh 중앙center 표준편차Standard Deviation 비교예1Comparative Example 1 4H4H 4.04.0 0.90.9 0.70.7 1.11.1 0.60.6 1.21.2 0.250.25 비교예2Comparative Example 2 4H4H 4.14.1 0.80.8 0.60.6 1.01.0 0.70.7 1.11.1 0.210.21 비교예3Comparative Example 3 9H9H 1.21.2 실시예1Example 1 7H7H 2.42.4 2.22.2 2.22.2 1.91.9 2.02.0 2.12.1 0.130.13 실시예2Example 2 7H7H 2.72.7 2.12.1 2.02.0 1.91.9 2.02.0 2.02.0 0.070.07 실시예3Example 3 6H6H 2.92.9 1.91.9 2.0.2.0. 2.12.1 2.12.1 1.91.9 0.10.1 실시예4Example 4 5H5H 3.13.1 3.73.7 3.43.4 3.63.6 3.83.8 3.53.5 0.150.15 실시예5Example 5 9H9H 1.21.2 6.56.5 6.46.4 6.46.4 6.76.7 6.56.5 0.120.12

참고) 내마모층 두께의 균일성은 5개의 실리콘 웨이퍼를 폴리카보네이트 위에 부착하여 실험한 후 실리콘위의 내마모층의 두께로 확인하였으며 전, 후, 좌, 우, 중앙은 폴리카보네이트에 대해 실리콘을 부착한 위치를 의미한다.Note) The uniformity of the wear-resistant layer thickness was tested by attaching five silicon wafers on the polycarbonate, and the thickness of the wear-resistant layer on the silicon was confirmed, and the silicon was attached to the polycarbonate before, after, left, right and center. It means one location.

비교예 1,2는 기존의 플라즈마 도움 화학증착에 사용되는 방법으로 내마모층을 제조한 실험예이고, 실시예 1 내지 5는 플라즈마를 가스투입구와 폴리카보네이트 표면 위 두곳에 생성시켰을 때의 실험예이다. 비교예 1,2와 실시예 1 ,2는 가스투입구의 플라즈마의 생성 유/무를 제외하고는 모든 실험 조건은 동일하다. 같은 실험 조건에서 실시예의 내마모성은 비교예의 경우보다 우수하다는 사실을 알 수 있다. 내마모성이 향상되는 이유는 가스투입구의 플라즈마 영역에서의 단량체 분해가 촉진되어 같은 시간에 증착되는 내마모층의 두께가 증가되기 때문이다. 또한, 단량체의 분해가 가스투입구 플라즈마 영역에서 진행되어 폴리카보네이트 위에 증착되는 내마모층의 두께 편차도 매우 적다는 것을 알 수 있다.Comparative Examples 1 and 2 are experimental examples of producing a wear-resistant layer by a method used for conventional plasma assisted chemical vapor deposition, and Examples 1 to 5 were experimental examples when plasma was generated at two places on a gas inlet and a polycarbonate surface. to be. In Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 and 2, all experimental conditions were the same except for the presence / absence of plasma generation at the gas inlet. It can be seen that the wear resistance of the examples under the same experimental conditions is superior to that of the comparative example. The wear resistance is improved because the monomer decomposition in the plasma region of the gas inlet is promoted to increase the thickness of the wear resistant layer deposited at the same time. In addition, it can be seen that the decomposition of the monomer proceeds in the gas inlet plasma region and the thickness variation of the wear resistant layer deposited on the polycarbonate is very small.

비교예 3은 일반 창유리의 내마모성을 본 발명의 폴리카보네이트의 내마모성과 비교하기 위하여 선정하였다. 실시예 5에서 볼 수 있듯이 내마모층의 두께가 6㎛이상일 때 유리와 유사한 내마모성(△% 헤이즈(Haze) 값)을 나타내었다.Comparative Example 3 was selected to compare the wear resistance of the general window glass with the wear resistance of the polycarbonate of the present invention. As can be seen in Example 5, when the thickness of the wear resistant layer was 6 μm or more, the wear resistance similar to glass (Δ% haze value) was exhibited.

실시예 3,4는 단량체, 반응가스의 종류 및 두 성분의 혼합비를 변경하여 실험을 실시하였다. 단량체의 합량이 증가하면 내마모박막의 두께는 증가하지만 내마모성이나 내스크래치성은 저하되는 경향을 보인다.Examples 3 and 4 were experimented by changing the monomer, the type of reaction gas and the mixing ratio of the two components. As the total amount of the monomer increases, the thickness of the wear-resistant thin film increases, but wear resistance and scratch resistance tend to decrease.

이와 같은 본 발명에 따른 방법은 내마모층이 균일하게 형성될 수 있게 하여 내마모성 및 내스크래치성을 향상시킨 폴리카보네이트 투명판을 얻을 수 있고, 이로 인해, 폴리카보네이트 투명판의 용도가 넓어질 수 있다.Such a method according to the present invention can obtain a polycarbonate transparent plate with a uniform wear resistance layer and improved wear resistance and scratch resistance, thereby widening the use of the polycarbonate transparent plate .

Claims (3)

폴리카보네이트 투명판을 진공장치(1) 내의 전극(3) 위에 넣고 진공으로 만드는 단계, 아르곤 가스를 투입하여 아르곤 플라즈마를 발생시켜 폴리카보네이트 투명판 표면의 불순물을 제거하는 단계, 단량체와 반응가스를 혼합하여 전극을 통해 투입하는 단계 및 폴리카보네이트 투명판이 있는 전극(3)과 가스투입구 전극(4)에 라디오 주파수 전류 발생기(5,6)를 통해 전류를 공급하는 것으로 두 전극에 플라즈마를 형성시켜 폴리카보네이트 위에 내마모층을 형성하는 단계로 이루어진 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법.Putting a polycarbonate transparent plate on the electrode (3) in the vacuum apparatus 1 to make a vacuum, adding an argon gas to generate an argon plasma to remove impurities on the surface of the polycarbonate transparent plate, mixed monomer and reaction gas And a plasma is formed on the two electrodes by supplying a current through the radio frequency current generators 5 and 6 to the electrode 3 and the gas inlet electrode 4 having the polycarbonate transparent plate. Method for producing a polycarbonate transparent plate with improved wear resistance and scratch resistance consisting of forming a wear resistant layer thereon. 제 1항에 있어서, 상기 단량체로는 테트라메틸사이클로실록산, 헥사메틸다이실록산, 헥사메틸다이실라제인, 테트라에톡시실란 및 옥타메틸사이클로테트라실록산 중에서 하나 선택되는 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법.The polycarbonate transparent according to claim 1, wherein the monomer is tetramethylcyclosiloxane, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilase, tetraethoxysilane, or octamethylcyclotetrasiloxane. Method of manufacturing plate. 제 1항에 있어서, 상기 반응가스로는 산소, 아질산가스, 아르곤, 헬륨, 수소, 이산화탄소, 질소 가스 및 그 혼합가스 중에서 적어도 하나 선택되는 내마모성 및 내스크래치성이 향상된 폴리카보네이트 투명판의 제조방법.The method of claim 1, wherein the reaction gas is at least one selected from oxygen, nitrous acid gas, argon, helium, hydrogen, carbon dioxide, nitrogen gas, and a mixed gas thereof.
KR1019980039368A 1998-09-23 1998-09-23 Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition KR100284387B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980039368A KR100284387B1 (en) 1998-09-23 1998-09-23 Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980039368A KR100284387B1 (en) 1998-09-23 1998-09-23 Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000020665A KR20000020665A (en) 2000-04-15
KR100284387B1 true KR100284387B1 (en) 2001-08-07

Family

ID=19551571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980039368A KR100284387B1 (en) 1998-09-23 1998-09-23 Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100284387B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889829B1 (en) * 2005-12-01 2009-03-20 주식회사 삼양사 Scratch resistant polycarbonate glazing with good processibility
KR20200113681A (en) 2019-03-26 2020-10-07 주식회사 케이에이피에스 Polycabonate plate with improved scratch resistance and method of manufacturing the same
KR20200113683A (en) 2019-03-26 2020-10-07 주식회사 케이에이피에스 Polycabonate plate with improved scratch resistance and method of manufacturing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889829B1 (en) * 2005-12-01 2009-03-20 주식회사 삼양사 Scratch resistant polycarbonate glazing with good processibility
KR20200113681A (en) 2019-03-26 2020-10-07 주식회사 케이에이피에스 Polycabonate plate with improved scratch resistance and method of manufacturing the same
KR20200113683A (en) 2019-03-26 2020-10-07 주식회사 케이에이피에스 Polycabonate plate with improved scratch resistance and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000020665A (en) 2000-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5494712A (en) Method of forming a plasma polymerized film
US5320875A (en) Method of providing an abrasion resistant coating
JP4144909B2 (en) Method for producing graded layer
US5156882A (en) Method of preparing UV absorbant and abrasion-resistant transparent plastic articles
EP0748260B1 (en) Ion beam process for deposition of highly abrasion-resistant coatings
CA2119561C (en) Apparatus for rapid plasma treatments and method
KR100250421B1 (en) Method of enhancing releasing effect of mold using low temperature plasma processes
EP1472387B1 (en) Corona-generated chemical vapor deposition on a substrate
EP0678593A1 (en) Plasma-enhanced chemical vapour deposition process
Li et al. Fourier transform infrared spectroscopy study of molecular structure formation in thin films during hexamethyldisiloxane decomposition in low pressure rf discharge
KR100284387B1 (en) Manufacturing method of polycarbonate transparent plate with improved abrasion resistance and scratch resistance using plasma assisted chemical vapor deposition
JP3938431B2 (en) Method for producing water-repellent coating film
EP0528540A2 (en) Thin-film coatings made by means of plasma-activated chemical vapor deposition of fluorinated cyclic siloxanes
Lee et al. Mechanical properties of aC: H and aC: H/SiOx nanocomposite thin films prepared by ion-assisted plasma-enhanced chemical vapor deposition
JP2023533325A (en) Transparent wear-resistant film layer, plastic surface modification method and product
Romand et al. Spectroscopic and mechanical studies of RF plasma-polymerized films deposited at low temperature from organosilane precursors
KR100254012B1 (en) Process for preparing polycarbonate transparent plate enhanced abrasion resistance and scratch resistance
KR100337483B1 (en) A process for the preparation of polycarbonate transparent plane with improved abrasion resistance
JP4772680B2 (en) Method for depositing an amorphous layer exclusively containing fluorine and carbon and apparatus for carrying it out
Schmidt-Szalowski et al. Thin films of silicon compounds deposited by PE-CVD at atmospheric pressure
JPH05210002A (en) Ophthalmologic glass and manufacture thereof
Morrison et al. High Rate Deposition of Ta-C: H Using an Electron Cyclotron Wave Resonance Plasma Source
PL194799B1 (en) Method of depositing on surfaces of dielectric materials a layer containing siliceous compounds

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120831

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130830

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140919

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150903

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160902

Year of fee payment: 17

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170905

Year of fee payment: 18

EXPY Expiration of term