KR20020056330A

KR20020056330A - Plasma using urethane coating method of plastic

Info

Publication number: KR20020056330A
Application number: KR1020000085657A
Authority: KR
Inventors: 김경도; 정병화; 박명석; 손영복; 이성환; 양중환
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-07-10

Abstract

PURPOSE: A method for coating plastics with urethane using plasma is provided to save a manufacturing cost by coating a surface of an inexpensive plastic material with an urethane material. CONSTITUTION: An inexpensive plastic, such as a polypropylene, a polyethylene, etc., is formed into a product in a final form. The product formed in a final form is subjected to a plasma treatment under a normal pressure. The product subjected to a plasma treatment is coated with an urethane on its surface. The plasma treatment causes the surface of the product to be modified for a time between 0.1 to 100 seconds in a chamber of frequency between 5 to 50 Hz, a supplied power between 0.3 to 1.5 KW, and a distance between 10 to 200 mm from an electrode to an object to be worked, thereby the surface of the product is changed from a hydrophobic state into a hydrophilic state.

Description

Plasma urethane coating method of plastics {PLASMA USING URETHANE COATING METHOD OF PLASTIC}

본 발명은 플라즈마를 이용한 플라스틱의 우레탄 코팅방법에 관한 것으로, 특히 폴리 프로필렌(P.P: POLY PROPYLENE), 폴리 에틸렌(P.E: POLYETHYLENE)과 같은 저가의 플라스틱 소재의 표면에 플라즈마 처리를 하여 극성을 변화시킨 다음 우레탄 코팅을 하여 부착력의 향상과 아울러 원가를 절감할 수 있도록 하는데 적합한 플라즈마를 이용한 플라스틱의 우레탄 코팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a urethane coating method of plastics using plasma, and in particular, the polarity is changed by plasma treatment on the surface of a low-cost plastic material such as polypropylene (PP: POLY PROPYLENE) and polyethylene (PE: POLYETHYLENE) The present invention relates to a urethane coating method of plastics using plasma suitable for making urethane coatings improve adhesion and reducing costs.

일반적으로 가전제품(오디오, TV, 카세트, 컴퓨터, 비디오, 세탁기, 전자밥통 등)의 케이스는 플라스틱 소재로 되어 있다.In general, the case of home appliances (audio, TV, cassette, computer, video, washing machine, electronic food container, etc.) is made of a plastic material.

플라스틱 소재의 특징은 이미 알려진 바와 같이, 외부의 힘(열, 압력)에 의하여 모양이 달라지고 힘을 제거한 후에도 그대로 모양을 유지하는 성질을 가지고 있다.As is known, the plastic material is changed in shape by external force (heat and pressure) and retains its shape even after removing the force.

이러한 플라스틱 소재는 열가소성 수지와 열경화성 수지로 나뉘어지는데, 열가소성 수지는 온도가 올라가면 부드러워지고 온도가 내려가면 굳어지는 성질이 반복적으로 일어날 수 있는 수지로서 PE, ABS, PP, PS, PC가 있고, 열경화성 수지는 합성하여 형상을 만들때는 가소성이 있어 부드럽지만 한번 굳어진 후에는 열을 가해도 부드러워지지 않는 수지로서 FRP, 요소수지, MELAMINE 수지가 있다.These plastic materials are divided into thermoplastic resins and thermosetting resins.The thermoplastic resins are PE, ABS, PP, PS, and PC, which can be softened at higher temperatures and harden at lower temperatures. FRP, urea resin, and melamine resin are resins that are soft when they are synthesized and are soft, but do not soften even after being hardened once heated.

상기와 같은 플라스틱 소재중 가전제품의 케이스 소재로 가장 많이 사용되는 것은 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌공중합 수지)로서 표면에 극성을 가지므로 우레탄 코팅이 용이하게 이루어지기 때문이다.Among the plastic materials as described above, the most commonly used case material for home appliances is because ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin) has a polarity on the surface and thus urethane coating is easily performed.

그러나, 상기와 같은 종래 가전제품의 케이스 소재로 사용되고 있는 ABS는 고가로서 제조원가를 절감하는데 한계가 있는 문제점을 가지고 있는 것이었다.However, ABS, which is used as a case material of conventional home appliances as described above, has a problem in that there is a limit in reducing manufacturing costs at a high price.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 P.P나 P.E와 같은 저가의 플라스틱 소재 표면을 플라스마 처리하여 극성을 변화시킨 다음, 그 표면에 우레탄을 코팅하여 원가를 절감할 수 있도록 하는데 적합한 플라즈마를 이용한 플라스틱의 우레탄 코팅방법을 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to plasma the surface of a low-cost plastic material such as PP or PE to change the polarity, and then coated urethane on the surface of the plasma suitable for reducing the cost It is to provide a urethane coating method of the plastic using.

도 1은 본 발명 플라즈마를 이용한 플라스틱의 우레탄 코팅순서를 보인 제조공정도.1 is a manufacturing process showing the urethane coating sequence of the plastic using the present invention plasma.

도 2a,2b는 플라즈마 처리 전,후의 소재의 표면 비교사진.Figure 2a, 2b is a photograph of the surface comparison of the material before and after the plasma treatment.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 최종적인 제품의 형태로 플라스틱을 성형하는 단계와, 그 성형품을 상압에서 플라즈마 처리하는 단계와, 그 플라즈마 처리된 성형품의 표면에 우레탄을 코팅하는 단계의 순서로 진행하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 플라스틱의 우레탄 코팅방법이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the steps of molding the plastic in the form of a final product, plasma treatment of the molded article at atmospheric pressure, and coating the urethane on the surface of the plasma-treated molded article Provided is a urethane coating method of plastics using plasma, characterized in that proceeding to.

이하, 상기와 같은 본 발명 플라즈마를 이용한 플라스틱의 우레탄 코팅방법을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the urethane coating method of the plastic using the present invention plasma as described above in more detail with reference to the embodiment of the accompanying drawings as follows.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명 플라스틱의 우레탄 코팅방법은 PP나 PE를 이용하여 최종적인 제품형태로 성형된 플라스틱 소재를 이소프로필 알콜(IPA)을 이용하여 세정을 한다.As shown in Figure 1, in the urethane coating method of the plastic of the present invention, the plastic material molded into the final product form using PP or PE is cleaned using isopropyl alcohol (IPA).

그와 같이 세정된 플라스틱 소재를 플라즈마 처리를 하여 표면에 극성(HYDROPHILIC)이 발생되도록 한 다음, 그와 같이 표면에 극성이 발생된 플라스틱 소재의 표면에 우레탄을 코팅한다.The plastic material thus cleaned is subjected to plasma treatment to generate polarity (HYDROPHILIC) on the surface, and then, urethane is coated on the surface of the plastic material in which the polarity is generated on the surface.

상기 플라즈마는 부분적으로 이온화되어 있으면서 전체적으로는 전기적인 중성인 기체상태를 말하며, 기체 또는 증기내에서 방전에 의하여 발생되고, 이러한 플라즈마에는 전자, 광자, 이온화된 원자 및 분자, 자유 라디칼과 같은 반응종들이 존재하는데, 이러한 반응종들을 이용하여 고체표면을 개질시키는 것을 플라즈마 개질처리하고 하고, 이와 같은 플라즈마 개질처리에 의하여 고체 표면에 있는 분자들의 물리화학적 특성을 변화시키게 된다.The plasma refers to a gaseous state which is partially ionized and wholly electrically neutral, and is generated by discharge in a gas or vapor, and the plasma contains reactive species such as electrons, photons, ionized atoms and molecules, and free radicals. The presence of these reactive species results in plasma reforming of the solid surface, and by the plasma reforming, the physicochemical properties of the molecules on the solid surface are changed.

본 발명의 실시예에서는 상압 플라즈마 처리장치에서 플라즈마 개질처리를 실시하였는데, 그 조건은 전극과 시료간의 거리:10~200mm, 인가전력:0.3~1.5 KW, 주파수:5~50 kHz의 챔버 내에서 0.1~100sec 동안 이루어지며, 그와 같은 플라즈마 개질처리 의하여 소재의 표면은 무극성(HYDROPHOBIC)에서 극성(HYDROPHILIC)으로 극성의 변화가 발생되고, 표면이 클리닝(CLEANING)되었다.In the embodiment of the present invention, the plasma reforming treatment was performed in an atmospheric pressure plasma processing apparatus, and the conditions were 0.1 in a chamber at a distance of 10 to 200 mm, an applied power of 0.3 to 1.5 KW, and a frequency of 5 to 50 kHz. It is made for ~ 100sec, the surface of the material by the plasma reforming treatment such that the change of polarity from the non-polar (HYDROPHOBIC) to the polarity (HYDROPHILIC), the surface was cleaned (CLEANING).

또한, 도 2a,2b는 플라즈마 개질처리 전,후의 플라스틱 소재의 표면 변화를 보인 것으로, 도 2a은 플라즈마 개질처리 전의 상태이고, 2b는 플라즈마 개질처리후의 표면의 상태로서, 플라즈마 재질처리 후에 표면에 포어(PORE)가 많이 존재함을 확인할 수 있다.2A and 2B show changes in the surface of the plastic material before and after the plasma reforming treatment. FIG. 2A shows a state before the plasma reforming treatment, and FIG. 2B shows a state of the surface after the plasma reforming treatment. You can see that there are many (PORE).

그리고, P.P와 P.E에 플라즈마 처리를 한 후 우레탄 코팅을 한 경우와 ABS에 우레탄 코팅을 한 경우의 우레탄 코팅막의 부착력을 시험한 결과 아래의 표에 나타난 바와 같이, 오히려 ABS에 우레탄 코팅을 한 경우 보다 P.P나 P.E를 플라즈마 처리하여 우레탄 코팅을 한 경우가 부착력이 높게 나타났다.In addition, as a result of testing the adhesion of the urethane coating film in the case of the urethane coating after the plasma treatment to PP and PE and the urethane coating to ABS, as shown in the table below, rather than the urethane coating to ABS The adhesiveness was high when the urethane coating was applied by plasma treatment of PP or PE.

표table

분 류Classification ABSABS P.PP.P P.EP.E 부착력(코팅/소지)Adhesive force (coating / holding) 400400 460460 420420

이사에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 플라즈마를 이용한 플라스틱의 우레탄 코팅방법은 P.P 나 P.E를 최종적인 제품의 형태로 성형하고, 그 성형된 성형품의 표면을 플라즈마 처리 한 다음, 그 표면에 우레탄을 코팅하는 순서로 코팅을 진행하여, 소재의 표면을 플라즈마를 이용하여 물리화학적으로 변화시킨 상태에서 표면에 우레탄을 코팅함으로써, 코팅되는 우레탄의 부착력을 향상시킴과 아울러 무극성인 저가의 플라스틱 소재에도 우레탄 코팅이 가능하여 제조원가가 절감되는 효과가 있다.As described in detail in the present invention, the urethane coating method of the plastic using the plasma of the present invention is to form a PP or PE in the form of a final product, and the surface of the molded article is plasma treated, and then the urethane is coated on the surface. Coating is carried out in order, and the urethane is coated on the surface by changing the surface of the material physically and chemically using plasma, thereby improving the adhesion of the coated urethane and urethane coating on non-polar, low-cost plastic materials. This reduces the manufacturing cost.

Claims

Forming plastics in the form of a final product, performing plasma treatment of the molded article at atmospheric pressure, and coating urethane on the surface of the plasma-treated molded article. Urethane coating method.

The method of claim 1, wherein the plasma treatment is to modify the material surface for 0.1 to 100 seconds in an atmospheric pressure chamber with a distance of 10 to 200 mm, an applied power of 0.3 to 1.5 KW, and a frequency of 5 to 50 kHz. Urethane coating method of plastic using plasma.