KR100977546B1 - 산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법 - Google Patents

산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실란 커플링제(silane coupling agent)를 이용하여 난접착성 혹은 낮은 표면 에너지를 갖는 물질을 표면 처리하여 이로 인해 접착성, 부착성을 향상시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 키패드 제조에 이용되는 여러 종류의 폴리머, 금속을 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리함으로써 접착성, 부착성을 향상시키고 생산성 향상과 함께 생산비용 절감 효과를 동시에 갖도록 하는 방법에 관한 것이다.
실란 커플링제, 접착성, 부착성, 키패드

Description

산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법{Surface Treatment Method using Silane Coupling Agent}
본 발명은 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 혹은 낮은 표면 에너지를 갖는 물질을 표면 처리하여 이로 인해 접착성, 부착성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 혹은 낮은 표면 에너지를 갖는 물질을 표면 처리하여 이로 인해 접착성, 부착성을 향상시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 키패드 제조에 이용되는 여러 종류의 폴리머, 금속을 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리함으로써 접착성, 부착성을 향상시키고 생산성 향상과 함께 생산비용 절감 효과를 동시에 갖도록 하는 방법에 관한 것이다.
휴대폰, MP3 플레이어 등의 소형화, 다기능화, 고감성화 및 지속적인 생산 비용 절감으로 인해 이러한 기기의 입력장치로 이용되는 키패드에 요구되는 기능 적, 심미적, 비용적 요건들 역시 점차 강화되고 있는 상황이다. 예전에는 탄성소재를 이용한 일체형의 키패드가 대부분 이용되었으나 현재는 키탑(key top)과 키패드를 별도 소재를 이용하여 제조하고 이를 접착하는 방법, 얇은 금속 판을 키패드로 이용하는 방법, 터치 패드를 적용하는 방법 등 여러 방법들이 다양하게 이용되고 있으며 세부 공정에 있어서도 다양한 종류의 도금, 코팅 및 증착 기술이 적용되고 있다. 그러나 이러한 방식을 적용하는 경우 여러 구성 요소 간의 접착성, 부착성 등이 문제점으로 대두된다. 실리콘 고무(silicone rubber)는 우수한 탄성, 저온 및 고온 안정성, 정밀한 성형성, 우수한 절연성 등으로 인하여 키패드의 주요 소재로 많이 이용되고 있으며 ABS (acrylonitrile- butadiene-styrene), PC(polycarbonate) 등 딱딱한 물질로 제조되는 키탑과 접착에 의해 결합되는 방식이 많이 적용되고 있으나 실리콘 고무 구조상의 강한 실록산(siloxane) 결합으로 인해 표면 에너지가 낮고 접착성이 떨어진다는 단점을 갖고 있다. 키탑으로 이용되는 PC, ABS 등의 경우 내식성, 내화학성 등의 이유로 대부분 자외선으로 경화되는 코팅막을 두게 되는데 균일한 코팅 및 우수한 코팅 부착력 등이 요구되고 있다. 그러나 기저 물질로 이용되는 PC, ABS 등의 낮은 표면에너지로 인하여 코팅막의 평활성 또는 부착성이 저하되는 문제점이 있다. 또한 키탑은 심미성, 내식성, 내화학성 등의 이유로 금속 재료로 도금, 증착하여 이용하는 경우도 있으며 크롬 도금(6가, 3가)이 대표적이다. 그러나 이러한 도금 혹은 증착 막의 경우 실리콘 고무 등의 키패드 재료와의 접착이 용이하지 않으므로 마스킹에 의해 이후 접착될 부위를 도금, 증착하지 않거나 크로메이트(chromate) 처리하는 방식을 이용하고 있으 나 불량률이 높고 접착력이 약하여 생산 현장에서 어려움을 겪고 있다.
프라이머(primer) 방식은 폴리머 물질 간의 접착성을 향상시키기 위해 가장 많이 이용되고 있는 방법으로 난접착성 혹은 낮은 표면 에너지를 갖는 폴리머의 표면에 특정 물질을 스프레이, 브러싱 등의 방식으로 도포, 건조한 후 접착제를 이용하여 접착하는 방식이다. 대표적인 예는 미국특허 4869772로서 디아자바이사이클로(diazabicyclo) 혹은 트리아자바이사이클로(triazabycyclo) 화합물을 유기용매에 용해한 프라이머를 이용하여 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, EPDM 고무(ethylene propylene diene monomer) 등의 물질에 도포한 후 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate) 계열의 접착제를 이용함으로써 접착력을 향상시킬 수 있음을 기술하고 있다. 그러나 본 발명의 발명인들의 경험에 의하면 이러한 프라이머를 키패드 소재로 주로 이용되는 실리콘 고무에 적용하는 경우 우수한 접착성 확보를 기대하기 어려우며 초기 접착성은 우수하다 할지라도 고온/고습의 신뢰성 조건은 거의 만족시키지 못하였다. 또한 프라이머 처리의 경우 처리 효과 지속시간이 수십분~수시간 정도로 매우 짧아 생산량 변동에 따른 생산 공정 설계에 많은 제약이 따르게 된다. 이 외에도 이러한 프라이머 방식은 수작업 혹은 인라인 방식으로 진행되므로 대량 생산을 특징으로 하는 키패드 생산라인에 적용될 경우 생산성 저하가 불가피하며 재료 소모, 인건비 및 필요 설비 등을 고려할 경우 단가도 비교적 높은 편이다.
미국특허 5439545는 자외선 혹은 플라즈마 처리를 통해 실리콘 수지 키패드의 표면을 화학적으로 활성화시킨 후 실란 커플링제를 이용하여 처리하고 이후 이를 자외선 혹은 가열 경화형 접착제를 이용하여 키탑과 접착하는 키패드 제조 방식에 대해 기술하고 있다. 그러나 접착성 향상 효과에 대해서는 거의 기술되어 있지 않으며 우수한 접착성을 확보할 수 있다 하더라도 고가의 장비 및 여러 단계의 공정이 필요하여 생산성 및 비용 절감의 측면에서 큰 단점으로 작용할 수 있다. 또한 실란 커플링제를 적용하는 방식에 있어서도 원액을 이용하여 개별 도포하는 방식을 제시하고 있어 실제 생산 공정에 적용되기에는 많은 어려움을 갖고 있다.
미국특허 5879757은 폴리머 물질의 표면을 코로나, 화염, 플라즈마, 크롬산, 자외선 등을 통하여 일차적으로 산화 처리한 후 이를 이소프로필알코올 등을 용매로 한 실란 커플링제 용액에 침적한 후 초음파 처리함으로써 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 낮은 표면에너지를 갖는 폴리머의 접착력을 증대시킬 수 있다고 기술하고 있다. 유기용매에 용해된 실란 커플링제의 농도가 매우 낮아도 접착능 향상 효과가 우수하고 처리 용기를 이용한 배치 방식의 대량 처리가 가능하다는 장점이 있지만 별도의 산화 공정이 필요하다는 점, 유기 용매에 의해 손상될 수 있는 물질의 경우 적용이 어렵다는 점 등의 단점이 있으며 실리콘 고무, 폴리우레탄 고무 등 키패드에 주로 이용되는 재료의 적용성에 있어서는 기술되어 있지 않다.
미국특허 6451143은 실리콘 고무의 표면을 자외선, 코로나, 플라즈마 및 화 염 처리한 후 우레탄, 아미노, 에폭시, 시아노아크릴레이트 계열의 접착제로 접착함으로써 접착 공정에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 생산성을 향상할 수 있다고 기술하고 있다. 그러나 접착성 혹은 고온/고습 분위기 하에서의 신뢰성 향상 효과에 대해서는 자세히 기술되어 있지 않으며 고가의 설비가 필요하고 컨베이어 방식 등 생산 공정의 인라인화가 필요하여 키패드 등의 소형 제품의 대량 처리에는 단점을 갖고 있다.
전술된 기존 방식들의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 별도의 산화 전처리 없이 실란 커플링제 처리만을 이용하여 난접착성 혹은 낮은 표면 에너지를 갖는 물질의 접착성, 부착성을 향상시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 키패드 제조에 이용되는 여러 종류의 폴리머, 금속을 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리함으로써 접착성, 부착성을 향상시키고 생산성 향상과 함께 생산비용 절감 효과를 동시에 갖도록 하는 방법에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 실란 커플링제를 이용한 물질의 표면처리방법을 제공하는데, 상기 방법은 폴리머, 금속 중 어느 하나로 이루어진 피처리물을 실란 커플링제 용액에 침지하는 단계와; 상기 침지단계이후에 상기 피처리물을 건조하는 단계를; 포함하는데 상기 실란 커플링제는 가수분해가 가능한 작용기와 유기물과 반응성이 있는 작용기를 갖는 것일 수 있다.
상기 실란 커플링제의 가수분해 가능한 작용기는 메톡시(methoxy), 에톡시(ethoxy) 중 어느 하나일 수 있으며, 상기 유기물과 반응성이 있는 작용기는 아미노(amino), 비닐(vinyl), 에폭시(epoxy), 메타크릴록시(methacryloxy), 아크릴록시(acryloxy), 우레이도(ureido), 클로로프로필(chloropropyl), 메르캅토(mercapto), 설파이도(sulfido), 이소시아네이토(isocyanato) 작용기 중 어느 하나일 수 있다.
상기 실란 커플링제 용액은 실란 커플링제와 용매로 구성되며 용매로는 물과 대부분의 유기용매를 이용할 수 있으나 처리 효과, 피처리물과의 적합성, 비용, 안전성 등을 종합적으로 고려할 때 물이 가장 유효하다.
상기 실란 커플링제 용액에서 실란 커플링제의 농도는 0.001~20vol%이며 바람직하게는 0.1~5vol%인 것일 수 있다. 높은 실란 커플링제 농도는 비용 상승, 과처리, 피처리물 간의 점착, 건조의 어려움 등의 문제점이 있으며 낮은 실란 커플링제 농도는 미약한 처리 효과의 문제점이 있다. vol%는 실란 커플링제 부피/용매 부피*100 을 의미한다.
상기 실란 커플링제 용액의 온도는 0~200℃이며 바람직하게는 20~100℃, 더욱 바람직하게는 50~70℃인 것일 수 있다. 본 발명에 의하면 온도가 높을수록 처리효과 역시 증대되는 경향을 보이지만 과도한 온도 증가는 피처리물 자체의 손상, 내부 첨가 물질의 표면 확산 등으로 인해 오히려 처리효과를 저하시키는 결과를 유발할 수도 있다.
상기 침지단계 중에 상기 실란 커플링제 용액의 유동에 의한 균일한 처리를 위하여 상기 실란 커플링제 용액을 강제순환시키는 것일 수 있다.
상기 침지단계 이후에 상기 피처리물을 세척하는 세척공정을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 세척공정은 물을 세척제로 사용하는 것일 수 있다.
상기 건조단계는 피처리물에 열풍을 쬐는 열풍건조일 수 있다.
상기 건조단계는 피처리물을 회전시키는 원심건조일 수 있다.
상기 피처리물 중에서 폴리머는 실리콘 고무, PET, PC, ABS 중 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 피처리물 중에서 금속은 벌크형태의 금속, 도금막, 증착막 중 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 침지단계는 침지시간이 1분 이상일 수 있다.
본 발명에서 제시하고 있는 실란 커플링제를 이용한 물질의 표면 처리 방법을 적용하는 경우 여러 종류의 폴리머 및 금속의 접착성, 부착성을 향상시킬 수 있으며 이와 더불어 생산성 향상 및 생산 비용의 절감 효과를 얻을 수 있다. 특히 크기는 작고 수량은 많은 대상물을 특징으로 하는 키패드 산업 분야에 대해서는 본 발명의 적용 효과가 더욱 크다고 할 수 있다. 기존의 처리 방식에 비해 초기 접착성, 접착 신뢰성, 외관 등 요구되는 특성에 있어 우수할 뿐만 아니라 처리 효과의 지속 시간이 매우 길고 특성의 제품 간 편차도 매우 작아 공정 및 품질 관리에 있어 많은 장점을 갖는다. 또한 배치 방식을 적용하여 대량의 처리가 가능하므로 생산성을 향상시킬 수 있으며 기존 공정에 비해 재료비나 인건비를 절감할 수 있어 생산 비용 역시 획기적으로 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피처리물을 실란 커플링제 용액에 침지하는 단계와 이후 이를 건조하는 단계로 구성된다. 침지 단계에서의 주요한 변수는 1) 실란 커플링제의 종류 및 농도, 2) 용매의 종류, 3) 침지 온도 및 4) 침지 시간이다. 실란 커플링제는 실리콘 원소에 두 개의 다른 작용기(functional group)가 부착되어 있는 것을 특징으로 한다. 하나는 가수분해가 가능한 작용기로서 메톡시, 에톡시 기 등이 이에 해당되며 다른 하나는 유기물 혹은 폴리머와의 반응성이 있는 아미노, 비닐, 에폭시, 메타크릴록시, 아크릴록시, 우레이도, 클로로프로필, 메르캅토, 설파이도, 이소시아네이토 기 등이며 피처리물의 종류에 따라 적절한 작용기를 선택하는 것이 중요하다. 본 발명인들의 연구에 의하면 키패드 제조에 주로 이용되는 실리콘 고무를 포함한 여러 가지의 재료에 있어 아미노 기를 작용기로 하는 실란 커플링제가 적용범위나 처리 특성 면에서 특히 유효함을 확인하였다. 아미노 기를 작용기로 하는 실란 커플링제의 경우 물을 용매 로 하는 경우에도 용해성이 우수하며 이러한 수용액 상태에서 특성의 열화 없이 장기간 보존이 가능하여 다른 작용기를 갖는 실란 커플링제에 비하여 취급에 있어 많은 장점을 갖는다. 본 발명에서는 실란 커플링제를 용매에 용해하여 이용하므로 실란 커플링제와 용매의 혼합비 혹은 실란 커플링제의 농도가 주요한 변수로 작용한다. 높은 실란 커플링제 농도는 비용 상승, 과처리, 피처리물 간의 점착, 건조의 어려움 등의 문제점이 있으며 낮은 실란 커플링제 농도는 미약한 처리 효과의 문제점이 있다. 실란 커플링제는 물을 포함하여 대부분의 유기 용매에 용해가 가능하나 본 발명에서는 피처리물을 실란 커플링제 용액에 일정시간 이상 침지하는 과정을 포함하므로 피처리물에 손상을 줄 수 있는 용매는 사용이 제한될 수 있다. 침지 온도와 침지 시간도 처리 특성에 큰 영향을 주는 변수로서 연구 결과 침지 온도가 높고 침지 시간이 길수록 처리 효과가 우수한 경향을 보임을 확인하였다. 침지 단계 이후에는 건조 단계를 거치게 되는데 충분한 건조가 되지 않아 용매가 과도하게 잔류하는 경우 이 후 공정에서 특성의 저하나 불량을 야기하기 때문이다. 건조의 경우 대기 중 자연 건조도 가능하나 원심력, 열풍 등을 이용하여 건조시간을 단축시키는 것이 유리하다. 침지 단계와 건조 단계 사이에는 부수적으로 세척 단계가 포함될 수 있는데 이는 용매 이외에도 과도하게 표면에 존재하는 실란 커플링제는 오히려 약경계면(weak boundary layer)을 형성하여 불충분한 건조의 경우에서와 마찬가지로 특성의 저하나 불량의 요인으로 작용할 수 있기 때문이다. 실란 커플링제의 농도가 높을수록 이러한 세척에 의한 효과가 더욱 커지게 된다. 여러 종류의 용매가 실란 커플링제 용액 제조에 이용될 수 있으나 처리 효과, 피처리물 과의 적합성, 비용, 안전성 등을 종합적으로 고려할 때 물이 가장 유효함을 확인하였으며 물은 이후 세척 공정에서도 동일하게 이용될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 바람직한 몇 가지 실시 예를 통하여 상세히 설명한다. 실시 예에서는 키패드용 재료를 대상으로 하고 있지만 이것은 설명의 용이성 및 구체화를 위한 것이며, 본 기술 분야의 당업자라면, 키패드 이 외에도 본 발명이 다양하게 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
실시예 1. 실리콘 고무 (초기 접착성)
키패드로 이용되는 실리콘 고무를 여러 종류의 실란 커플링제 용액에 침지하여 접착력 증대 효과를 확인하였다. 물을 용매로 하는 실란 커플링제 용액 중에서 아미노 기를 제외한 작용기를 갖는 실란 커플링제 용액은 용해도를 증가시키기 위하여 초산을 소량 첨가하였다. 실란 커플링제 용액의 온도는 20℃이며 침지시간은 100초이다. 침지 공정 중 실란 커플링제 용액의 유동에 의한 균일한 처리를 위하여 펌프를 이용하여 실란 커플링제 용액을 강제 순환하였다. 침지 후 드럼 방식의 세탁기를 이용하여 회전 상태에서 수세척과 열풍 건조를 실시하였다. 수세척은 20℃에서 20분 진행하고 원심 탈수를 거쳐 50~70℃ 범위에서 열풍 건조를 30분 동안 진행하였다. 건조된 실리콘 고무를 시아노아크릴레이트 계열의 접착제(Loctite 401)를 이용하여 ABS, PC 계열의 키탑과 접착하였다. 표 1은 시험 결과이며 접착 후 박리시 실리콘 고무의 파괴 유무를 접착성 평가기준으로 하였다. 시험 결과 아 미노 기를 작용기로 하는 실란 커플링제를 이용하였을 경우 물을 용매로 하는 경우에 있어서도 넓은 실란 커플링제 농도 범위 하에서 접착성이 우수함을 확인하였다. 실제 공정에서 실란 커플링제의 농도는 용매의 증발에 따라 변화될 수 있는데 적용 가능한 농도의 범위가 넓을수록 공정관리에 있어 많은 장점을 갖게 된다. 비닐 및 메르캅토 기를 갖는 실란 커플링제의 경우 IPA(isopropyl alcohol)을 용매로 하는 경우 접착성이 우수함을 확인하였다. 수세척 혹은 건조를 실시하지 않은 경우 샘플 간의 접착성 편차가 매우 컸다.
표 1. 실리콘 고무의 접착력 시험
작용기
용매 농도(vol%) 비닐1 에폭시2 메타크릴록시3 아미노4 클로로프로필5 메르캅토6
물 0.01 x O x O x x
1 x x x O x O
IPA 0.01 O O x O x O
1 O x x x x O
미처리 x
프라이머 처리7 O
1. Vinyltrimethoxysilane (Shinetsu KBM1003)
2. (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilane (Shinetsu KBM403)
3. [3-(Methacryloxy)propyl]trimethoxysilane (Shinetsu KBM503)
4. N-(2-Aminoethyl-3-aminopropyl)trimethoxysilane (Shinetsu KBM603)
5. (3-Chloropropyl)trimethoxysilane (Shinetsu KBM-703)
6. (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane (Shinetsu KBM803)
7. Loctite 770, Brushing,
실시예 2. 필름형 재료의 접착성
실리콘 고무는 필름 형태의 PET(polyethylene terephthalate) 혹은 PC 등과 합지되어 키패드로 이용되기도 하는데 이러한 경우 키탑과의 접착면은 PET 혹은 PC가 된다. 실시예 1에서와 마찬가지로 아미노 기를 작용기로 하는 실란 커플링제를 이용하였을 경우 물을 용매로 하는 경우에 있어서도 넓은 실란 커플링제 농도 범위 하에서 키탑과의 접착성이 우수함을 확인하였다.
실시예 3. 실리콘 고무 (접착 신뢰성)
실리콘 고무를 여러 조건 하에서 실시예 1의 아미노계 실란 커플링제 수용액으로 처리하여 접착 신뢰성 증대 효과를 평가하였다. 실시예 1에서와 마찬가지로 침지, 수세척, 건조 후 키탑과 접착하였다. 표 2는 시험 결과이며 접착 후 온도 85℃, 습도 85% 하에서 72시간 경과 후 박리시 실리콘 고무의 파괴 유무를 접착 신뢰성 평가의 기준으로 하였다. 미처리 혹은 프라이머 처리 시료의 경우 신뢰성 기준을 통과하지 못하였으나 아미노계 실란 커플링제 수용액 처리의 경우 일정 조건 하에서 기준을 통과하였다. 상온에서 침지하는 경우 농도를 높이거나 침지 시간을 길게 하여도 신뢰성에는 영향을 크게 미치지 못하지만 침지 온도를 증가시킬수록 신뢰성은 확연하게 증대함을 확인하였다. 다만 온도를 과도하게 증가시키는 경우 실리콘 고무의 손상 및 인쇄 물질의 확산 등으로 인해 오히려 악영향을 미치게 됨을 확인하였다. 또한 침지 후 수세척 공정을 생략하거나 건조를 충분히 하지 않은 경우에 있어서도 많은 경우 신뢰성이 떨어짐을 확인하였다. 표 2에 있어 실리콘 고무의 조성, 원료 성상(액상, 고상), 성형 공정, 인쇄 유무 등의 조건에 따라 적합한 공정 조건은 달라질 수 있으나 전체적인 경향성은 유사하다.
표 2. 접착 신뢰성 시험 결과
온도() 농도(vol%) 침지 시간 (분)
1 10 100
20 0.01 x x x
0.1 x x x
1 x x x
5 x x x
50 0.01 x x O
0.1 x O O
1 O O O
5 O O O
70 0.01 x x O
0.1 O O O
1 O O O
5 O O O
90 0.01 x x x
0.1 x x x
1 x x O
5 x O x
미처리 x
프라이머 처리(Loctite 770) x
실시예 4. 처리 시효
실시예 1의 아미노계 실란 커플링제 수용액으로 실리콘 고무를 처리하여 대 기 중 일정 시간 방치한 후 접착성을 평가하였다. 표 3에서 볼 수 있는 바와 같이 프라이머 처리의 경우 수 시간이 경과하면 처리 효과가 급속히 떨어지게 되지만 아미노계 실란 커플링제 용액 처리의 경우 60일 이상 처리 효과가 지속됨을 확인하였다.
표 3. 처리 시효
대기 중 방치 시간
1hr 1day 10day 60day
프라이머1 O x x x
실란 커플링제2 O O O O
1. Brushing, Loctite 770
2. N-(2-Aminoethyl-3-aminopropyl)trimethoxysilane (Shinetsu KBM603), 1vol% 수용액, 70℃, 100분 침지 후 수세척, 건조.
실시예 5. 도금키 접착성
3가(혹은 6가) 크롬으로 도금된 키탑과 실리콘 고무 키패드를 각각 60℃로 유지되는 1vol% 농도의 아미노계 실란 커플링제(Shinetsu, KBM603) 수용액에 1시간 동안 침지한 후 수세척 및 원심건조하여 시아노아크릴레이트 접착제(Loctite 401)로 상호 접착한 결과 초기 접착성 및 접착 신뢰성(85℃/85%, 72시간)을 모두 만족 함을 확인하였다. 반면 미처리, 프라이머 처리, 혹은 도금 키탑과 키패드 중 하나만을 이러한 방식으로 처리하였을 경우에는 초기 접착성도 만족하지 못하였다.
실시예 6. 자외선(UV) 코팅막의 접착성 및 평활성
PC 사출물에 잉크 스프레이를 한 후 레이저로 각인하여 제조된 키탑을 20℃로 유지되는 1vol% 농도의 아미노계 실란 커플링제(Shinetsu, KBM603) 수용액에 10분 동안 침지한 후 수세척 및 원심건조하여 표면 에너지의 변화를 측정하였다. 처리 후 표면 에너지가 확연히 증대되었으며 이 후 이러한 키탑 위에 자외선 경화막을 코팅하는 경우에 있어서도 평활성(레벨링성)이 우수하여 균일한 두께의 매끈한 코팅막을 얻을 수 있었으며 Cross-cut 시험 등을 통해 부착력도 매우 우수함을 확인하였다.
표 4. 자외선 코팅막의 부착성
표면 에너지(dyne/cm) 평활성 부착성
미처리 32~36 x x
실란 커플링제 처리 > 40 O O

Claims (13)

  1. 산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법으로서,
    피처리물을 실란 커플링제 용액에 침지하는 단계와;
    상기 침지단계 이후에 상기 피처리물을 건조하는 단계를;
    포함하는데
    상기 실란 커플링제 용액은 가수분해가 가능한 작용기와 유기물과 반응성이 있는 작용기를 가지며
    상기 유기물과 반응성이 있는 작용기는 아미노, 비닐, 에폭시, 메타크릴록시, 아크릴록시, 우레이도, 클로로프로필, 메르캅토, 설파이도, 이소시아네이토 작용기 중 어느 하나이며
    상기 실란 커플링제 용액에서 실란 커플링제의 농도는 0.01~5vol%이며
    상기 실란 커플링제 용액의 온도는 섭씨 0내지100도이며
    상기 침지단계는 상기 실란 커플링제 용액에 피처리물을 1분이상 100분 미만으로 침지하는 것을 특징으로 하는, 산화전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 침지단계와 건조단계 사이에 상기 피처리물을 세척하는 세척단계를 더 포함하는, 산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
  3. 제2항에 있어서, 상기 세척단계는 물을 세척제로 사용하는 것을 특징으로 하는,산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
  4. 제1항에 있어서, 상기 침지단계 중에 상기 실란 커플링제 용액의 유동에 의해 균일한 처리를 위하여 상기 실란 커플링제 용액을 강제 순환시키는 것을 특징으로 하는, 산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
  5. 제1항에 있어서, 상기 실란 커플링제 용액의 용매는 물, 이소프로필알코올 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는,산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
  6. 제1항에 있어서, 상기 건조단계는 피처리물에 열풍을 쬐는 열풍건조인 것을 특징으로 하는,산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
  7. 제1항에 있어서, 상기 건조단계는 피처리물을 회전시키는 원심건조인 것을 특징으로 하는.산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
  8. 제1항에 있어서, 상기 피처리물은 실리콘고무, PET, PC, ABS 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 산화 전처리 없이 실란 커플링제를 이용하여 난접착성 유기물질 간의 접착성을 향상시키는 표면처리방법
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