Effects of Low Pressure and Atmospheric Pressure Plasma Treatment on Contact Angle of Polycarbonate Surface

The effect of plasma treatment on surface characteristics of polycarbonate (PC) films was investigated using low pressure plasma and atmospheric pressure plasma with oxygen and argon. Untreated PC has a contact angle of $82.31^{\circ}$ with de-ionized water which reduced to $9.17^{\circ}$ as the lowest value after being treated with a low pressure plasma treatment with oxygen. Increase of delivered powers such as RF and AC with a high frequency and gas flow rates was not effective to reduce contact angles dramatically but gave the trend of reducing gradually. The surface of PC treated with plasma shows a low contact angle but the contact angle increases rapidly according to the exposure time in air ambient. Oxygen plasma was more effective to generate the polar functional group regardless of the type of plasma. Conclusively, a low plasma treatment with oxygen is more recommendable when the hydrophilic surface of PC is required.

저압 및 대기압 플라즈마 처리를 통한 폴리카보네이트의 접촉각 변화특성 비교

저압 플라즈마와 대기압 플라즈마를 사용하여 폴리카보네이트를 처리한 후 표면 개질 효과를 접촉각 측정을 통하여 비교 분석하였다. 플라즈마 처리 전의 폴리카보네이트의 탈이온수의 접촉각은 $82.31^{\circ}$이었으나 플라즈마 처리 후의 최소 접촉각은 산소 분위기의 저압 플라즈마에서 $9.17^{\circ}$의 최소 접촉각을 얻을 수 있었다. 플라즈마 방전 전력과 반응기체의 유량 증가에 따른 접촉각의 변화는 크지 않았으나 지속적으로 감소하는 특성을 보였다. 플라즈마 처리 후 경과시간에 따라 접촉각의 증가 현상을 보여 플라즈마 처리 후 후속 공정은 가급적 빨리 진행하는 것이 표면에너지 증가에 따른 효과를 이용하는데 효율적이다. 표면 화학결합 분석에서 산소분위기의 플라즈마 처리는 표면에 상대적으로 많은 극성 작용기를 형성하였다. 전반적으로 폴리카보네이트의 표면 개질에서 저압 산소플라즈마를 사용하여 처리하는 것이 대기압 플라즈마보다 효과적으로 친수성 표면을 만들 수 있었다.