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PP(폴리프로필렌)와 PE(폴리에틸렌)는 가격 대비 성능이 뛰어나고 범용성이 높지만, 접착·인쇄·코팅 공정에서는 “유독 말 안 듣는 재질”로 자주 꼽힙니다. 테이프가 잘 떨어지고, 인쇄가 번지거나 벗겨지고, 코팅이 들뜨며, 라미네이션 박리가 반복되는 이유는 단순히 접착제 품질이 나빠서가 아니라 PP·PE 표면이 가진 구조적 특성(낮은 표면에너지, 비극성, 이동성 높은 저분자 성분)과 공정 조건이 맞지 않기 때문인 경우가 많습니다.
이 글은 “현장에서 바로 쓰는 기준”에 맞춰, (1) PP·PE가 왜 어려운지 핵심 원인을 먼저 잡고, (2) 코로나/플라즈마/프라이머를 언제 어떤 기준으로 선택할지, (3) 실패 원인을 체크리스트로 정리하고, (4) 마지막에 FAQ로 자주 묻는 질문까지 한 번에 정리했습니다.
목차
- PP·PE가 접착/인쇄/코팅이 어려운 이유(핵심 원리)
- 표면에너지, 젖음성, 접촉각: 현장 언어로 이해하기
- 코로나 처리: 장점, 한계, 적용 포인트
- 플라즈마 처리: 장점, 한계, 적용 포인트
- 프라이머: 언제 필요한가, 선택 기준
- 선택 기준 요약: 코로나 vs 플라즈마 vs 프라이머
- 실패 원인 TOP 10: 박리/번짐/들뜸이 반복되는 이유
- 현장 체크리스트: 적용 전/후 확인 항목
- FAQ
1) PP·PE가 접착/인쇄/코팅이 어려운 이유(핵심 원리)
접착·인쇄·코팅의 출발점은 “젖음(wetting)”입니다. 액체(잉크, 코팅액, 접착제)가 표면에 잘 퍼져야(접촉각이 낮아야) 계면 결합이 형성됩니다. PP·PE는 다음 이유로 젖음이 불리해집니다.
- 비극성(Non-polar): 표면에 극성기가 거의 없어 화학적 상호작용이 약함
- 낮은 표면에너지: 액체가 퍼지지 않고 뭉치기 쉬움(번짐/핀홀/밀착 불량)
- 저분자 성분 이동: 첨가제(슬립/안티블록, 산화방지제 등)가 표면으로 올라오면 접착 방해
- 표면 오염 민감: 금형 이형제, 손자국, 유분, 먼지에 매우 취약
결론적으로 PP·PE에서 문제의 1차 원인은 “접착제가 약하다”가 아니라 “표면이 젖지 않고(젖음성 부족), 계면이 오염되며, 결합이 안정적으로 유지되지 않는다”에 있습니다.
2) 표면에너지, 젖음성, 접촉각: 현장 언어로 이해하기
표면에너지가 높을수록 액체가 표면에 잘 퍼지고, 접촉각(contact angle)은 낮아집니다. PP·PE는 표면에너지가 낮아 잉크/코팅/접착제가 “구슬처럼 맺히는” 현상이 쉽게 나타납니다.
현장에서는 다인펜(Dyne pen)이나 테스트 잉크로 표면처리 수준을 빠르게 확인합니다. 다만 중요한 점은 “다인 수치가 나왔다 = 무조건 접착 성공”이 아니라, 시간 경과(에이징), 오염, 첨가제 블루밍 때문에 얼마든지 실패할 수 있다는 것입니다.
3) 코로나 처리: 장점, 한계, 적용 포인트
코로나 처리는 고전압 방전을 이용해 표면에 산화 반응을 유도하고, 표면에 극성기를 도입해 표면에너지를 높이는 방식입니다. 필름/시트 라인에서 가장 흔하게 사용되는 이유는 장비 구성이 비교적 단순하고, 연속 공정에서 속도 대응이 가능하기 때문입니다.
코로나 처리의 장점
- 필름/시트 연속 생산 라인에 적용이 용이
- 비교적 비용 효율적(대량 생산 친화)
- 인쇄/라미네이션/코팅 전처리로 산업 적용 사례가 많음
코로나 처리의 한계(실패가 나는 포인트)
- 에이징(시간 경과로 효과 감소): 처리 후 시간이 지나면 표면 재배열/오염으로 젖음성 저하
- 처리 균일성: 전극 갭, 라인 속도, 웹 텐션, 전력 설정이 흔들리면 부분 불량
- 첨가제 영향: 슬립제/안티블록제가 표면으로 이동하면 처리 효과가 덮여버림
- 과처리: 표면 열화, 분말화(초킹), 미세 크랙이 생기면 오히려 접착이 불안정
코로나 처리 실무 팁
- 처리 후 인쇄/라미네이션까지의 시간을 짧게 설계(가능하면 인라인)
- 다인펜은 “처리 직후”와 “시간 경과 후”를 같이 체크
- 슬립제 포함 필름은 블루밍에 의한 역전 가능성을 염두에 두고 조건 설정
4) 플라즈마 처리: 장점, 한계, 적용 포인트
플라즈마 처리는 이온화된 기체 상태를 이용해 표면을 활성화하는 방식입니다. 대기압 플라즈마, 진공 플라즈마 등 형태가 다양하며, 코로나보다 더 강한 활성화 또는 더 정교한 표면 개질이 필요한 경우에 선택됩니다.
플라즈마 처리의 장점
- 복잡한 형상(성형품)에도 적용 가능(장비 구성에 따라)
- 표면 활성화 효과가 크고, 공정 목표에 맞춘 조정 폭이 넓음
- 국부 처리(특정 영역만 처리)도 가능
플라즈마 처리의 한계
- 설비/운영 비용이 코로나보다 부담될 수 있음
- 처리 조건 창이 넓지만, 그만큼 “조건 최적화”가 필요
- 에이징 이슈는 여전히 존재(다만 공정/재료에 따라 체감이 다름)
플라즈마 처리 실무 팁
- 성형품 인쇄/코팅이면 코로나보다 플라즈마가 유리한 경우가 많음
- 표면 처리 직후 공정 연결(대기 노출 최소화)
- 처리 전 세정(먼지/유분 제거)이 결과를 크게 좌우
5) 프라이머: 언제 필요한가, 선택 기준
프라이머는 “표면과 접착제/잉크/코팅 사이를 연결해주는 중간층”입니다. 코로나/플라즈마는 표면을 활성화하지만, 공정 요구가 높거나(내수/내열/내약품), 다층 구조, 장기 신뢰성이 중요할 때는 프라이머가 결정타가 되는 경우가 많습니다.
프라이머가 필요한 대표 상황
- 라미네이션 박리 불량이 반복되는 경우
- 고기능 코팅(내마모/내약품)에서 들뜸이 나는 경우
- 장기 내수·내열·내약품 요구가 높은 제품
- 인쇄 후 후가공(열, 용제, 세정)이 강한 공정
프라이머 선택 시 핵심 기준
- 상대 재료: PP/PE 종류(호모/공중합, HDPE/LDPE/LLDPE), 첨가제 패키지
- 상대 공정: 잉크(용제/수성/UV), 코팅(용제/수성), 접착제(핫멜트/용제형/수성/반응형)
- 요구 신뢰성: 내수, 내열, 내약품, 내마모, 살균/세정 조건
- 규제: 식품접촉, VOC, 작업환경 요구
중요한 포인트는 “프라이머는 만능이 아니다”입니다. 프라이머가 표면 오염 위에 올라가면 오히려 박리 인터페이스를 하나 더 만드는 결과가 될 수 있어, 전처리(세정/표면 활성화)와 조합해서 설계하는 것이 안전합니다.
6) 선택 기준 요약: 코로나 vs 플라즈마 vs 프라이머
- 필름/시트 연속 라인, 대량 생산 → 코로나가 기본 선택(인라인 연결 시 성과 좋음)
- 성형품/복잡 형상, 국부 처리, 강한 활성화 → 플라즈마가 유리한 경우가 많음
- 장기 신뢰성, 고기능 코팅/라미네이션, 반복 박리 → 프라이머 조합을 적극 검토
실무에서는 “코로나만으로 충분한가”를 먼저 보고, 부족하면 “플라즈마로 활성화 강도를 올릴지” 또는 “프라이머로 계면을 설계할지”를 결정하는 흐름이 흔합니다.
7) 실패 원인 TOP 10: 박리/번짐/들뜸이 반복되는 이유
- 표면 오염: 유분, 손자국, 먼지, 금형 이형제, 이송 롤 오염
- 처리 후 대기 시간 과다: 에이징으로 표면에너지 저하
- 처리량 부족: 전력/속도/갭 설정으로 활성화가 목표치 미달
- 과처리: 표면 열화, 분말화, 미세 크랙 → 장기 박리
- 첨가제 블루밍: 슬립/안티블록제가 표면을 덮어버림
- 잉크/코팅/접착제 매칭 실패: 용제/수성/UV 시스템과 표면 상태가 불일치
- 건조/경화 조건 불량: 용제 잔류, 경화 미달, 내부 응력으로 박리
- 라인 텐션/압력 불균일: 라미네이션 nip 압력/온도 불균일로 부분 박리
- 보관 조건 문제: 고온/습기/먼지 노출로 처리면 재오염
- 검사 방법 오류: 다인펜 수치만 보고 합격 처리(테이프 테스트/내수/내열 평가 누락)
8) 현장 체크리스트: 적용 전/후 확인 항목
- 처리 전 세정/먼지 제거를 했는가(특히 성형품/롤 이송 공정)
- 처리 직후와 시간 경과 후 다인펜(또는 접촉각)을 비교했는가
- 슬립제 포함 여부를 확인했고, 블루밍 가능성을 고려했는가
- 코로나면 전력/속도/갭, 플라즈마면 가스/출력/거리/시간을 기록하고 재현 가능한가
- 잉크/코팅/접착제 시스템(용제/수성/UV/반응형)과 표면처리 방식이 매칭되는가
- 최종 판정은 다인 수치만이 아니라 테이프 테스트, 박리강도, 내수/내열 평가를 포함하는가
- 보관/이송 중 처리면이 다시 오염되지 않도록 포장/동선이 설계되어 있는가
FAQ
Q1. 다인 수치가 높게 나오는데도 박리가 납니다. 왜 그런가요?
다인펜은 “젖음성”을 빠르게 보는 도구일 뿐, 접착 신뢰성을 보장하지 않습니다. 처리 후 에이징, 첨가제 블루밍, 표면 오염, 접착제/잉크 시스템 불일치, 경화 미달이 있으면 다인 수치가 높아도 박리가 날 수 있습니다.
Q2. 코로나와 플라즈마 중 무엇이 더 좋은가요?
목적과 대상에 따라 다릅니다. 필름/시트 연속 공정에서는 코로나가 비용·속도 측면에서 유리한 기본 선택이고, 성형품·복잡 형상·국부 처리 또는 더 강한 활성화가 필요하면 플라즈마가 유리한 경우가 많습니다.
Q3. 프라이머는 꼭 써야 하나요?
단순 인쇄나 라미네이션은 코로나/플라즈마만으로 충분한 경우도 많습니다. 하지만 반복 박리, 고기능 코팅, 장기 내수·내열·내약품 요구가 크면 프라이머가 품질을 안정화시키는 가장 확실한 방법이 되는 경우가 많습니다.
Q4. 처리 후 공정까지 시간이 얼마나 중요하나요?
매우 중요합니다. PP·PE 표면은 시간이 지나면서 표면 재배열과 오염으로 활성화 효과가 줄어들 수 있습니다. 가능하면 인라인(처리 직후 바로 인쇄/코팅/라미네이션) 구조가 가장 안정적입니다.
Q5. “처리 조건”을 어떻게 고정해야 재발을 줄일 수 있나요?
전력/속도/갭(코로나), 출력/거리/시간/가스(플라즈마) 같은 핵심 파라미터를 숫자로 기록하고, 처리 전 세정과 보관 동선까지 표준화해야 합니다. 또한 로트별로 다인/테이프 테스트 같은 간이 검사를 최소 기준으로 운영하면 공정 변동을 빠르게 잡을 수 있습니다.
PP·PE의 접착/인쇄/코팅 문제는 “표면이 비극성이라 젖지 않는다”에서 시작하고, “시간 경과와 오염으로 다시 나빠진다”에서 반복됩니다. 코로나/플라즈마로 표면에너지를 올리고, 필요하면 프라이머로 계면을 설계하며, 실패 원인 TOP 10을 체크리스트로 관리하면 박리와 벗겨짐을 “운”이 아니라 “재현 가능한 공정”으로 줄일 수 있습니다.