KR20040095104A - 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치및 방법 - Google Patents

경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치및 방법 Download PDF

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KR20040095104A
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Abstract

본 발명은 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 도금 전처리 공정으로 상압 플라즈마를 이용하여 경표면 소재를 표면처리함으로써 도금능을 향상시키고 공정의 편의성을 제공하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명은 가스를 유입하는 유입구를 구비하는 중공의 몸체, 몸체의 상부에 설치되는 제1전극, 제1전극 아래 소정 거리 이격된 위치에 설치되어 외부와 유통되는 복수개의 배출공을 구비하는 제2전극 및 제1전극과 제2전극에 전원을 인가하는 전원공급장치를 포함하여 이루어져, 유입구로 유입된 가스에 제1전극과 제2전극을 통해 전원을 인가하여 발생된 플라즈마를 제2전극의 배출공을 통해 분사하여 경표면 소재의 표면처리를 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 고안에 따르면, 화학적 표면에칭이 어려운 기존 공정과 세척 및 건조 공정을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 종래 공정에 비해 짧은 공정 시간이 적용되어 매우 경제적이다.

Description

경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치 및 방법{Surface treatment apparatus using atmopheric pressure plasma for plating pretreament of surface of a polymer}
본 발명은 상압 프라즈마 표면처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 도금 전처리 공정으로 상압 플라즈마를 이용하여 경표면 소재를 표면처리함으로써 도금능을 향상시키고 공정의 편의성을 제공할 수 있도록 한 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도금이라 함은 물건의 표면 상태를 개선할 목적으로 다른 물질의 얇은 층으로 피복하는 것이다.
현재 도금기술이 적용되는 분야는 자동차 내외장부품, 오토바이 및 자전거 부품, 휴대전화 및 가정용 전화, 컴퓨터 및 전자부품, 거울, 완구, 화장품 용기, 조명기기, 건축용 내장재,일용품 및 장신구로 광범위하며 일상생활에 밀접하게 적용되고 있다.
도금방법으로는 전기도금, 무전해도금과 같은 습식법과, 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition;CVD), 물리 증착법(Physical Vapor Deposition; PVD)과 같은 건식법으로 나눌 수 있다.
그 중 습식법에는 금속염 용액으로부터 금속이온을 피도금물 위에 환원석출시켜 금속피막을 만드는 방법으로 외부전력에 의해 전해석출시키는 전기도금, 용액 중의 금속이온을 화학약품에 의해 환원석출시키는 화학환원도금, 용액 중의 금속이온을 피도금물에 의해 치환석출시키는 치환도금의 3종류가 있다.
특히, 플라스틱, 목재, 섬유, 종이 등의 유기질 재료와 유리, 도자기, 석고 등의 무기질 재료로 만들어진 부도체 제품은 무전해도금법을 이용하였다. 무전해도금 기술은 소재의 표면 정보에 따라 다양한 전처리 공정을 필요로 한다. 예를 들어, 목재, 종이, 헝겊, 피혁, 성형고무, 석고, 자기 등의 다공질 재료는 그대로 도금액을 침적하면 흡수성 때문에 액이 재료 내부에 침투하여 나중에 장애를 일으키게 된다. 따라서, 이러한 현상을 방지하기 위하여 가열 용융한 왁스, 유기용매에 녹인 확스, 락카, 또는 레진 중에 미리 표면처리하며 폴리머 또는 플라스틱, 유리 등의 견고한 구조의 표면을 갖고 있는 소재의 경우 도금막의 밀착성은 일반적으로 나빠서 실용화하기 힘들었다. 이러한 이유에서 기계적 방법 또는 물리-화학적 방법으로 비표면적의 증가, 요철부 형성이 필요하다.
이러한 종래의 화학적 표면처리방법의 경우 환경오염 및 기타 동반되는 공정으로 인한 인력 및 비용의 부담이라는 단점이 있으며 진공플라즈마의 경우 고진공 시스템이 필요하기 때문에 부과되는 부대비용 및 시설로 상압 플라즈마 기술에 비하여 비용 및 생산성에 있어 큰 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 도금 전처리 공정으로 상압 플라즈마를 이용하여 경표면 소재를 표면처리함으로써 도금능을 향상시키고 공정의 편의성을 제공할 수 있도록 한 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 많은 공정 및 환경오염을 동반하는 습식공정 대체 기술로 상압 플라즈마를 이용한 표면처리와 세정 공정의 제거를 통한 도금 전처리 공정을 단순화함으로써 생산성 향상과 인력 및 에너지를 최소화시키는데 목적이 있다.
또한, 습식공정의 단점을 보완하여 환경오염을 줄이고, 강도, 탄성율 등과 같은 재료의 기계적 물성은 변화시기지 않고 표면 특성만을 변화시키도록 하는 데 있다.
게다가, 종래 배치(batch) 및 진공 시스템과 달리 짧은 표면처리 시간과 인라인(in-line)이 가능하도록 하여 표면처리산업분야에도 응용 가능하여 경쟁력을 강화시키는데 있다.
도 1 은 본 발명예에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 개략도.
도 2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g 는 도 1 의 제2전극을 나타낸 평면도.
도 3a,3b,3c,3d 는 도 1의 제2전극을 나타낸 측단면도.
도 4 는 도 1 의 상압 플라즈마 표면처리장치에서 다른 가스균일공급부재를 설치한 상태를 나타낸 개략도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 표면자유에너지를 도시한 도면.
도 6 과 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 표면관능기를 도시한 도면.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
12 : 몸체 14 : 제1전극
16 : 유전체 18 : 제2전극
18a: 배출공 20 : 전극홀더
22 : 가스균일공급부재 24 : 유입구
전술한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 구성은 다음과 같다. 즉, 본 발명은 가스를 유입하는 유입구를 구비하는 중공의 몸체, 몸체의 상부에 설치되는 제1전극, 제1전극 아래 소정 거리 이격된 위치에 설치되어 외부와 유통되는 복수개의 배출공을 구비하는 제2전극 및 제1전극과 제2전극에 전원을 인가하는 전원공급장치를 포함하여 이루어져, 유입구로 유입된 가스에 제1전극과 제2전극을 통해 전원을 인가하여 발생된 플라즈마를 제2전극의 배출공을 통해 분사하여 경표면 소재의 표면처리를 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 제1전극과 제2전극은 경표면 소재의 면적에 따라 그 크기를 조절하여 대면적의 경표면 소재의 표면처리를 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 한다.
상기 제1전극의 표면에는 유전체가 부착되는 것을 특징으로 한다.
상기 유전체와 제2전극의 상단부 사이에 설치되어 글래스 비스, 글래스 울, 시브, 메쉬 중 어느 하나가 설치되어 유입구로 유입된 가스가 배출공으로 균일하게 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 배출공은 원형 또는 다각형으로 형성되고, 상기 피처리물은 유리, PC(Polycarbonate), PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene), EVA(Ethy-vinyl acetate), SBR(Styrene butadiene rubber), BR(Butadiene rubber), PA(Polyacetal)인 것을 특징으로 한다.
상기 가스는 아르곤, 헬륨, 수소, 산소, 질소, 암모니아, 사불화탄소, 사염화탄소, 공기, 산화질소, 에틸렌, 염화 에틸렌, 아크릴산을 최소 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 특징으로 한다.
상기 배출공은 일렬로 형성되거나, 복수개의 열로 형성거나, 또느 메쉬형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 배출공은 분사되는 가스의 유량 및 종류에 따라 그 직경이 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2전극은 경소재 표면의 굴곡에 대응하여 그 높이가 조절되는 것을 특징으로 한다.
상기 배출공은 내부 직경이 일정하게 유지되거나, 하부로 갈수록 그 내부 직경이 감소하거나, 하부로 갈수로 그 내부 직경이 증가하거나, 상부와 하부로 갈수록 그 내부 직경이 증가하는 것을 특징으로 한다.
제1전극과 제2전극 사이에 가스를 유입한 후, 전원을 인가하여 발생된 플라즈마를 도금전의 경표면 소재 표면에 분사하여 상기 경표면 소재의 표면처리를 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 폴리머의 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치 및 방법을 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치의 개략도이다.
참고로, 경표면 소재 표면에 도금을 하는 목적은 경표면 소재의 외관을 금속과 동일하게 하고, 경량이면서도 기능적으로는 내후성, 내마모성 및 전도성을 얻기 위함이다.
또한 재료면에 있어서는 원가가 적게 들기 때문인데, 최근에는 특히 금속에 가까운 성질을 가진 경표면 소재가 많이 개발되어 이에 대한 도금 기술 개발이 필요하였다.
고체 표면의 비표면적을 증가시키거나, 표면 활성화 또는 특성화시키는 도금 전처리 공정은 주로 약품이나 용매를 써서 화학반응을 이용하는 약경계층(weak boundary layer)의 제거, 팽유층 형성, 에칭 또는 결합제(coupling agent)의 결합 등이 있고, 진공에서 원자나 분자 또는 이온 등을 이용하여 표면처리하는 표면산화반응방법도 있다.
그 중 상압 플라즈마 기술의 경우 화학적 표면처리 및 진공 플라즈마의 단점을 보완하면서 비표면적의 증가 뿐만 아니라 표면관능기를 발달시킬 수 있는 우수한 기술이다.
본 발명에 있어서, 피처리물은 유리 등과 같은 무기 재료에서부터 PC(Polycarbonate), PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene), EVA(Ethy-vinyl acetate), SBR(Styrene butadiene rubber), BR(Butadiene rubber), PA(Polyacetal) 등과 같은 표면관능기가 발달되어 있지 않은 폴리머나 플라스틱과 같은 경표면 소재이다.
본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 몸체(12) 내부에 제1전극(14)과 제2전극(18)이 소정의 간격을 두고 설치되고, 몸체(12)를 통해 유입되는 가스가 제1전극(14)과 제2전극(18)을 통과하면서 전원공급장치에 의한 방전을 통해 플라즈마로 변환된 후, 제2전극(18)의 배출공(18a)을 통해 배출되어 제2전극(18) 아래에 위치하는 피처리물을 표면처리한다.
먼저, 몸체(12)는 상부에 가스를 투입하는 유입구(24)가 형성되고, 상부 중심에 제1전극(14)이 설치된다. 제1전극(14)의 표면에는 유전체(16)가 부착된다.
상기한 유입구(24)를 통해 유입되는 가스는 아르곤, 헬륨, 수소, 산소, 질소, 암모니아, 사불화탄소, 사염화탄소, 공기, 산화질소, 에틸렌, 염화 에틸렌, 아크릴산 등을 단독으로 또는 혼합한 것이다. 이러한 가스는 표면처리의 목적에 따라 다양하게 사용할 수 있다.
유전체(16)는 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화티타늄(TiO2),산화규소(SiO2) 등의 산화물 계열의 세라믹으로써, 방전이 어렵거나 강한 방전이 요구될 경우 그 크기를 조절함으로써 원하는 방전을 일으켜서 플라즈마를 생성시킬 수 있다.
몸체(12)의 하부에는 상기한 유전체(16)과 소정 거리 이격되게 제2전극(18)이 설치되는데, 제2전극(18)은 플라즈마를 피처리물로 배출할 수 있도록 수직으로 관통된 배출공(18a)이 형성되고, 전극홀더(20)에 의해 고정된다.
제2전극(18)은 가스 분사 거리와 플라즈마의 방전 효율을 증대시키기 위하여 메쉬 형태의 전극 등 다양한 구현이 가능하다. 이에 대해서는 후술한다.
또한, 제2전극(18)은 플라즈마를 원하는 곳까지 분사하기 위해서, 공급되는 가스의 종류 및 유량에 따라 배출공(18a)의 직경을 0.5~100mm으로 형성하고, 배출공(18a)을 형성하는 제2전극(18)의 두께 즉, 배출공(18a)과 인접한 다른 배출공(18a) 사이의 거리 및/또는 제2전극(18)의 측면까지의 거리를 20mm 이내로 한다.
또한, 제2전극(18)은 가스를 방전시켜서 반응활성종(radical)의 밀도가 높은 우수한 특성의 플라즈마를 얻기 위해서 외부에너지에 의해서 금속표면에서 방출되는 2차전자의 역할이 중요한데, 이를 위해 제2전극(18)은 금속표면에서 2차전자의 방출이 많은 백금(Pt)이나 텅스텐(W), 은(Ag) 등이 사용된다.
또한, 배출공(18a)의 형태는 원형, 다각형, 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
그리고, 상기한 제1전극(14)의 표면에 부착된 유전체(14)와 제2전극(18)의 상단부 사이에는 유입된 가스를 상기한 배출공(18a)으로 균일하게 공급할 수 있도록 하는 가스균일공급부재(22)가 위치한다.
각 배출공(18a)으로 가스를 균일하게 공급하는 방법으로는 각 배출공(18a)에 대해 개별적으로 제어하여 유입시키는 방법과 전체적으로 유입시키는 방법이 있다. 가스를 각 배출공(18a)에 대해 개별적으로 유입시키는 방법은 가스 스프레이 시스템을 사용하는 방법이고, 전체적으로 유입시키는 방법은 상기한 가스가 제2전극(18) 사이에 균일하게 공급되도록 하는 상기 가스균일공급부재(22)를 설치하는 방법이다. 상기한 가스균일공급부재(22)는 글래스 비드(glass bead), 글래스 울(glass wool), 시브(sieve), 도 4 에 도시된 바와 같이 메쉬(mesh) 중 어느 하나를 채용하는 것이 바람직하다.
따라서 유입구(24)를 통해 유입된 가스는 상기한 유전체(16)와 제2전극(18)을 지나 배출공(18a)을 통해 배출되어야 하는데, 이 경우 유입된 가스는 유전체(16)와 제2전극(18) 사이에 머무르지 않고 곧바로 배출공(18a)을 통해 분사되므로 상기 유전체(16)와 제2전극(18) 사이에서 방전에 의해 플라즈마로 변환되어 배출공(18a)을 통해 경표면 소재로 분사된다.
한편, 피처리물 즉, 경표면 소재는 그 위치에 대한 제약은 없으나, 일반적으로 제2전극(18)의 하부에 위치하고, 제2전극(18)과의 간격은 분사되는 플라즈마의 강도와 피처리물의 재질 특성에 따라 달라지며, 특히 굴곡이 있는 피처리물의 경우, 제2전극(18) 하단부의 높낮이를 달리하여 처리할 수 있다.
분사되는 플라즈마의 강도는 일반적으로 인가되는 전력의 전압, 주파수 등의 인자와 전극 간격, 그리고 유입되는 가스의 종류와 유속에 따라 달라진다. 전압이나 교류전원의 주파수가 높거나 가스의 유속이 빠르면, 일반적으로 분사되는 플라즈마의 강도가 강해지므로, 피처리물과 제2전극(18)의 간극이 멀어지게 된다.
이 때, 피처리물들이 직진 왕복운동 또는 회전운동 등을 하게 하면, 처리속도나 표면처리의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 가스의 전체 유속을 제어함으로써 표면에 있는 유기 불순물의 화학적 제거 뿐만 아니라 입자 등의 물리적 제거가 가능하다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 동작과정을 살펴보면, 먼저 몸체(12)의 유입구(24)를 통해 아르곤, 헬륨, 수소, 산소, 질소, 암모니아, 사불화탄소, 사염화탄소, 공기, 산화질소, 에틸렌, 염화 에틸렌, 아크릴산 등을 단독으로 또는 혼합한 가스를 0.01~100ℓ/min로, 바람직하게는 0.05~10ℓ/min의 유량으로 유입시킨다.
이 때, 상기한 전원공급장치(도시되지 않음)는 주파수가 1㎑~수㎓, 바람직하게는 1㎑~수십㎒인 교류를 인가한다. 본 발명에 따른 실시예에서는 5~30㎑ 범위의 주파수를 사용하였다.
가스는 인가된 전원에 의해서 몸체(12) 내부의 제1,제2전극(14, 18) 사이에서 활성화, 해리, 이온화되어 이온과, 전자, 라디칼, 중성입자들로 구성되는 플라즈마 된다. 이 플라즈마는 분사속도가 충분히 빠르므로, 이들 입자는 도중에 재결합되지 않고 플라즈마 상태로 분사되며, 이 중 반응종의 일종인 라디칼 등이 효과적으로 표면처리 반응에 주로 참가하게 된다.
이렇게 배출공(18a)을 통해 분사된 플라즈마는 피처리물에 도달하여 피처리물에 대한 표면처리를 수행하게 된다.
이하, 각각의 피처리물의 형태에 따른 제2전극(18)에 구조를 설명한다.
도 2a,2b,2c,2d,2e,2f,2g 는 도 1 의 제2전극을 나타낸 평면도이다.
도 2a 에 도시된 제2전극(18)은 일측면이 인접한 타측면에 비해 훨씬 길게 형성된 직사각형으로 형성되고, 그 내부에는 일정한 간격을 두고 복수개의 배출공(18a)이 일렬로 형성된 것으로서, 긴 막대형의 피처리물 표면처리에 유리하다.
도 2b 에 도시된 제2전극(18)은 상기한 도 2a 의 제2전극(18) 구조에서 제2전극(18)의 길이방향으로 길게 하나의 배출공(18a)이 형성된 것으로서, 역시 긴 막대형의 피처리물의 표면처리에 유리하다.
도 2c 에 도시된 제2전극(18)은 직사각형으로 형성되어 복수개의 배출공(18a)이 복수개의 열로 형성된 것이다. 이러한 제2전극(18)의 구조는 대면적의 피처리물 표면처리에 유리하다.
도 2d 에 도시된 제2전극(18)은 직사각형으로 형성되어 길이 방향으로 길게 형성된 복수개의 배출공(18a)이 서로 평행하게 이웃하여 배열된 것이다. 이러한 제2전극(18)의 구조 역시 대면적의 피처리물 표면처리에 유리하다.
도 2e 에 도시된 제2전극(18)은 직사각형으로 형성되어 길게 형성된 배출공(18a)이 직사각형의 짧은 면에 평행하게 복수개 형성된 것으로써, 이러한 구조 역시 대면적의 피처리물 표면처리에 유리하다.
도 2f 에 도시된 제2전극(18)은 직사각형으로 형성되어 비스듬한 대각선 방향으로 배출공(18a)이 복수개 형성된 것이다. 이러한 제2전극(18) 구조 역시 대면적의 피처리물 표면처리에 유리하다.
도 2f 에 도시된 제2전극(18)이 메쉬 형태로 형성되어 복수개의 배출공(18a)이 형성된 것으로서, 대면적의 피처리물 표면처리에 유리하다.
다음은 본 발명에 따른 제2전극(18) 구조에 의한 배출공(18a)의 직경 및 제2전극(18)의 두께 즉, 배출공(18a)과 인접 배출공(18a) 간의 거리 및/또는 제2전극(18)의 측면까지의 거리를 나타낸다.
도 3a,3b,3c,3d 는 도 1의 제2전극을 나타낸 측단면도이다.
도 3a 에 도시된 제2전극(18)은 그 두께가 일정하고, 이에 따라 배출공(18a)의 직경 또한 일정하다.
도 3b 에 도시된 제2전극(18)은 하부로 갈수록 두께가 감소하는 반면에 배출공(18a)의 직경은 증가한다.
도 3c 에 도시된 제2전극(18)은 하부로 갈수록 두께가 증가하는 반면에 배출공(18a)의 직경은 감소한다.
도 3d 에 도시된 제2전극(18)은 상부와 하부로 갈수록 두께는 감소하는 반면 배출공(18a)의 직경은 증가한다.
이와 같은 제2전극(18)의 두께와 배출공(18a)의 직경은 플라즈마의 분사거리와 플라즈마의 방전 효율을 증대시키기 위하여 피처리물의 크기와 형태에 따라서 달라진다.
도 4 는 도 1 의 상압 플라즈마 표면처리장치에서 다른 가스균일공급부재를 설치한 상태를 나타낸 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 표면자유에너지를 도시한 도면, 도 6 과 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 표면관능기를 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 경표면 소재인 폴리머 소재는 폴리카보네이트에 국한되어 이루어졌으나 본 결과는 대부분의 폴리머에 유사한 표면, 기계적 물성 변화 및 도금능 거동을 가져와 다른 몰리머에 적용 가능함을 물론이다. 각 실시예에 따른 도금의 접착력과 표면에너지 및 표면관능기를 비교하여 설명한다.
제1실시예는 도금 전처리용 플라즈마 표면처리에 따른 폴리카보네이트의 도금된 정도 및 표면에너지, 표면관능기를 예시하고 있다. 상기한 방법으로 제조된 폴리카보네이트를 수용성 세척액으로 세척한 후 별도의 표면처리 공정을 거치지 않고 도금한 것과 현행 공정에서 사용되고 있는 화학적 표면 에칭액으로 표면처리한 후 도금한 것이다.
제2실시예는 아르곤 가스 분위기에서 폴리카보네이트에 상압 플라즈마 표면처리 후 도금한 것이다.
제3실시예는 헬륨 가스 분위기에서 폴리카보네이트에 상압 플라즈마 표면처리 후 도금한 것이다.
제4실시예는 헬륨 또는 아르곤에 산소가 혼합된 가스 분위기에서 폴리카보네이트에 상압 플라즈마 표면처리 후 도금한 것이다.
본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리 방법에 따르면, 도 5, 6, 7 에 도시된 바와 같이 표면에너지와 표면관능기가 발달하여 도금접착력이 향상된 것을 확인할 수 있다.
표 1 은 본 발명에 따른 상압 플라즈마 표면처리 방법에 따른 도금접착력을 나타낸 것이다.
도 금 접 착 력
실 시 예 1 0 - 2
실 시 예 2 2 - 3
실 시 예 3 2 - 4
실 시 예 4 4 - 5
참고로, 폴리카보네이트의 표면에너지, 표면관능기 및 도금능은 다음 방법에 의해 측정되었다.
플라즈마 표면처리에 따라 폴리카보네이트의 표면에 발달한 관능기 변화에 의한 표면자유에너지 변화는 접촉각 측정을 사용하여 확인하였다. 본 실시예에서는 sessile drop 방법(SEO300A)을사용하여 20+/-1℃의 온도조건에서 폴리카보네이트의 표면 자유에너지를 측정하였다. 이때 접촉각 측정을 위해 사용된 젖음액은 초증류수를 사용하였다.
상압 플라즈마 표면처리에 따른 폴리카보네이트의 표면관능기를 조사하기 위하여 Hartmann & Brawn Model Bomen MB 102 분광기를 사용하여 FT-IR 스펙트럼을 얻었으며 스캔 범위는 500-2500cm-1에서 수행하였다.
도금 접착력에 관한 성능은 ASTM D 3359 및 D 823에 준하여 X컷 또는 사각패턴으로 6개나 11개를 자른 후 접착 테이프를 부착한 다음 떼어내어 접착력을 0~5수준으로 측정한 결과이다.
본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 화학적 표면에칭이 어려운 기존 공정과 세척 및 건조 공정을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 종래 공정에 비해 짧은 공정 시간이 적용되어 매우 경제적이다.
본 발명의 전극은 진공 플라즈마에서 할 수 없는 인-라인 시스템 구현이 가능하여 종래 공정에 대체 또는 부가하여 사용할 수 있어 매우 효율적이다.
또한, 화학적 표면처리 또는 전기화학적 표면처리 기술등과 달리 환경오염을 방지할 수 있고, 다양한 폴리머의 표면에칭 및 표면관능기의 발달이 가능하여 다양한 제품에 적용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 가스를 유입하는 유입구를 구비하는 중공의 몸체;
    상기 몸체의 상부에 설치되는 제1전극;
    상기 제1전극 아래 소정 거리 이격된 위치에 설치되어 외부와 유통되는 복수개의 배출공을 구비하는 제2전극; 및
    상기 제1전극과 제2전극에 전원을 인가하는 전원공급장치를 포함하여 이루어져,
    상기 유입구로 유입된 가스에 상기 제1전극과 제2전극을 통해 전원을 인가하여 발생된 플라즈마를 상기 제2전극의 배출공을 통해 분사하여 경표면 소재의 표면처리를 수행할 수 있도록 한 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1전극과 제2전극은 상기 경표면 소재의 면적에 따라 그 크기를 조절하여 대면적의 경표면 소재의 표면처리를 수행할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1전극의 표면에는 유전체가 부착되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 유전체와 제2전극의 상단부 사이에 글래스 비스, 글래스 울, 시브, 메쉬 중 어느 하나가 설치되어 상기 유입구로 유입된 가스가 상기 배출공으로 균일하게 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 배출공은 원형 또는 다각형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 피처리물은 유리, PC(Polycarbonate), PE(Polyethylene), PP(Polypropylene), PTFE(Polytetrafluoroethylene), EVA(Ethy-vinyl acetate), SBR(Styrene butadiene rubber), BR(Butadiene rubber), PA(Polyacetal)인 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 가스는 아르곤, 헬륨, 수소, 산소, 질소, 암모니아, 사불화탄소, 사염화탄소, 공기, 산화질소, 에틸렌, 염화 에틸렌, 아크릴산을 최소 하나 또는 둘 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 배출공은 일렬로 형성되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 배출공은 복수개의 열로 형성되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 제2전극은 메쉬형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 배출공은 상기 분사되는 가스의 유량 및 종류에 따라 그 직경이 조절되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  12. 제 2 항에 있어서, 상기 제2전극은
    상기 경소재 표면의 굴곡에 대응하여 그 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출공은
    내부 직경이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  14. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출공은
    하부로 갈수록 그 내부 직경이 감소하는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  15. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출공은
    하부로 갈수로 그 내부 직경이 증가하는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  16. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 배출공은
    상부와 하부로 갈수록 그 내부 직경이 증가하는 것을 특징으로 하는 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리장치.
  17. 제1전극과 제2전극 사이에 가스를 유입한 후, 전원을 인가하여 발생된 플라즈마를 도금전의 경표면 소재 표면에 분사하여 상기 경표면 소재의 표면처리를 수행할 수 있도록 한 경표면 소재 도금 전처리용 상압 플라즈마 표면처리방법.
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