KR100368052B1 - 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치는 공정 챔버(11)의 내부에 여러개의 전극(17)들이 배치되고, 그 전극(17)들의 사이를 지나는 소재에 플라즈마를 이용하여 고분자 중합물을 증착하는 증착장치에서, 가스공급관(15)의 주변에 배치되어 절연물이 많이 증착되는 전극(17a)(17b)에는 절연물에도 이온화율이 높은 교류전원을 공급하고, 다른쪽에는 전위차가 강한 직류전원을 공급하여, 장시간 작업에 의하여 가스공급관(15) 주변의 전극(17a)(17b)에 중합물이 증착되어도 플라즈마를 안정적으로 형성하게 되어 정상적인 증착작업을 할 수 있다.

Description

플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치{CONTINOUS POLYMERIZING APPARATUS USING PLASMA}

본 발명은 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치에 관한 것으로, 특히 공정 챔버의 가스공급관측에 설치되는 전극에는 교류전원을 공급하고, 가스배기관측에는 설치되는 전극에는 직류전원을 공급하여 공정 챔버의 내부 전체에 플라즈마가 안정적으로 형성되도록 하는데 적합한 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치에 관한 것이다.

일반적으로 고분자 재료를 공조기의 방열핀과 같은 피처리물에 증착하여 친수성을 향상시키는 금속 표면처리 방법은 플라즈마(PLASMA)를 이용한 증착법이 주로 이용되고 있는데, 그 이유는 플라즈마를 이용한 증착법을 쓸 경우에 부착력이 좋고, 증착막이 치밀하여 장기간 사용후에도 성능의 변화가 적은 장점이 있기 때문이다.

상기와 같이 피처리물에 연속적인 플라즈마증착을 할 수 있는 종래 플라즈마 연속중합장치를 도 1을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와같이, 종래 플라즈마 연속증착장치는 공정 챔버(1)의 일측에 시트 상태의 소재(2)를 공정 챔버(1)로 공급하기 위한 언 와인더(3)가 배치되어 있고, 타측에 공정 챔버(1)에서 배출되는 소재(2)를 권취하는 와인더(4)가 배치되어 있다.

그리고, 상기 공정 챔버(1)의 내측에는 공정 챔버(1)를 지나는 소재(2)의 양측으로 다수개의 전극(5)들이 고정되어 있고, 그 전극(5)들은 외부에 설치되어 있는 직류전원공급기(6)에 의하여 전극(5)과 소재(2)에 직류전원을 공급받을 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 공정 챔버(1)의 일측에는 공정 챔버(1)의 내측으로 공정 가스를 공급하기 위한 가스공급관(7)이 설치되어 있고, 타측에는 반응하고난 후의 배기가스를 배출하기 위한 가스 배기관(8)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 언 와인더(3)와 와인더(4)는 각각 언와인더 챔버(9)와 와인더 챔버(10)의 내부에 배치되어 있고, 그와 같이 설치된 언와인더 챔버(9)와 와인더 챔버(10)는 공정챔버(1)에 연통되도록 설치되어 있다.

상기와 같은 종래 플라즈마 연속중합장치에서 친수성을 향상시키기 위한 고분자 중합막을 증착하는 작업을 설명하면, 먼저 언 와인더(3)에 롤 상태로 감겨 있는 소재(2)를 공정 챔버(1)의 내측으로 공급하고, 그와 같이 공급되는 소재(2)가 공정 챔버를 지나 와인더(4)에 연속적으로 권취되는 상태에서 가스공급관(7)을 통하여 공정 챔버(1)의 내부로 공정가스인 탄화수소계가스와 비반응가스를 공급하는 동시에 직류전원공급장치(6)에서 전극(5)과 소재(2)에 직류전원을 공급하면 전극(5)과 소재(2) 사이에 플라즈마 발생된다.

상기와 같이 플라즈마가 발생되면 반응가스가 이온화되면서 이동하는 소재(2)의 표면에 중합물이 증착되어지며, 이와 같은 중합물의 증착은 소재(2)가 공정 챔버(1)의 내부를 지나는 동안 연속적으로 진행되어 소재(2)가 공정 챔버(1)의 외부로 배출될때는 일정 두께의 증착막이 소재(2)의 표면에 증착이 된다.

그러나, 상기와 같은 플라즈마 증착작업시에는 이온화된 이온이 전위차에 의하여 상대극성을 가진 전극(5)에 부착되어, 소재(1) 뿐만이 아니라 전극(5)에도 많은 중합물의 증착이 이루어지고, 이와 같이 중합물이 증착되는 전극(5)은 아크를 발생하여 불안정한 플라즈마를 형성하거나, 장기간 연속적인 증착작업에 의하여 중합물의 증착이 많이 발생되는 경우에는 중합물에 의한 절연이 이루어져서 플라즈마가 형성되지 않게 되어 정상적인 증착작업이 불가능하고, 이와 같이 문제가 되는 중합물의 증착은 특히 공정 챔버(1)에 설치된 가스공급관(7)에 가까운쪽의 전극(5)에 특히 심하게 발생되어 장시간 증착작업이 진행될때에 증착불균일에 따른 치명적인 품질불량이 발생되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 가스공급관에 가까운 쪽에 전극에는 이온화 효율이 높은 교류전원을 공급하고, 다른쪽의 전극에는 전위차가 강하게 발생되는 직류전원을 공급하여 안정적인 플라즈마가 형성되도록 하는데 적합한 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 플라즈마 연속중합장치의 구조를 개략적으로 보인 종단면도.

도 2는 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치의 구조를 보인 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 공정 챔버 12 : 알루미늄 시트

13 : 언 와인더 14 : 와인더

15 : 가스 공급관 16 : 가스 배기관

17(17a,17b,17c,17d): 전극 18 : 교류전원공급기

19 : 직류전원공급기

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일측에 가스공급관이 형성되어 있고 타측에 가스배기관이 형성되어 있는 공정 챔버와, 그 공정 챔버의 내부로 소재를 공급하기 위한 언 와인더와, 상기 공정 챔버의 내부를 지나는 소재의 상,하부에 각각 고정되는 다수개의 전극들과, 그 전극들 중 가스공급관에 가까운 전극에 교류전원을 공급하기 위한 교류전원공급기와, 다른쪽의 전극에 직류전원을공급하기 위한 직류전원공급기를 포함하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치의 구조를 보인 종단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치는 공정 챔버(11)의 일측에 공정 챔버(11)로 알루미늄 시트(12)를 공급하기 위한 언 와인더(13)가 설치되어 있고, 타측에 공정 챔버(11)에서 배출되는 알루미늄 시트(12)를 권취하는 와인더(14)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 공정 챔버(11)의 일측면에는 공정 챔버(11)로 가스를 공급하기 위한 가스공급관(15)이 설치되어 있고, 타측면에는 공정챔버(11)에서 반응하고난 후의 가스를 배출하기 위한 가스배기관(16)이 설치되어 있다.

또한, 상기 공정 챔버(11)의 내부에는 공정 챔버(11)를 지나는 알루미늄 시트(12)의 상,하측에 전극(17:17a,17b,17c,17d)들이 고정되어 있고, 그 전극(17)들중 가스공급관(15)에 가까운 쪽의 전극(17a)(17b)들은 외부에 설치되어 있는 교류전원공급기(18)에 의하여 교류전원이 공급될 수 있도록 전기적인 연결이 이루어져 있고, 다른쪽(가스배기관측)의 전극(17b)(17c)들은 외부에 설치된 직류전원공급기(19)에 의하여 직류전원이 공급될 수 있도록 전기적인 연결이 이루어져 있다.

도면중 미설명 부호 20은 언 와인더 챔버이고, 21은 와인더 챔버이다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치에서 공조기의 방열핀 제조용 소재에 친수성 향상을 위한 고분자 중합물을 증착하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 언 와인더(13)에서 공정 챔버(11)로 공조기 방열핀 소재인 알루미늄 시트(12)를 공급하고, 그와 같이 공급된 알루미늄 시트(12)를 와인더(14)에서 연속적으로 권취하는 상태에서 가스공급관(15)을 통하여 탄화수소가스와 비반응가스를 공급함과 아울러 전극(17)들과 알루미늄 시트(12)에 전원을 공급하면 전극(17)과 알루미늄 시트(12) 사이에 플라즈마가 발생이되며 알루미늄 시트(12)의 표면에 중합물의 증착이 이루어진다.

상기와 같이 전극(17)에 공급되는 전원은 가스공급관(15)에 가까운쪽의 전극(17a)(17b)에는 절연물에도 이온화율이 높은 특성이 있는 교류전원이 공급이 되고, 다른쪽의 전극(17b)(17c)에는 전위차가 강한 직류전원이 공급되므로, 장기간 연속적인 작업시에도 안정적인 플라즈마가 지속적으로 형성되어 정상적인 작업이 이루어지게 된다.

즉, 공정 챔버(11)의 내부를 지나는 알루미늄 시트(12)는 교류전원이 공급되는 전극(17a)(17b) 사이에서 발생되는 플라즈마에 의하여 1차적인 증착이 이루어지는데, 가스공급관(15)의 근처에 배치되므로 전극(17a)(17b)에 다량의 중합물이 증착되어 있어도 이온화율이 높은 교류전원이 전극(17a)(17b)에 공급되므로 정상적인 플라즈마의 형성이 이루어지게 되며, 그와 같이 1차적으로 증착이 이루어진 알루미늄 시트(12)는 연속적으로 지나며 직류전원이 공급되는 전극(17b)(17c)들의 사이에서 발생되는 플라즈마에 의하여 안정적인 중합물의 증착이 이루어지게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치는 공정 챔버의 내부에 알루미늄 소재를 연속적으로 공급하며 플라즈마를 이용하여 소재의 표면에 고분자 중합물을 증착하는 증착장비에 있어서, 공정챔버의 내부에 설치된 전극들중 가스공급관에 가까운 전극에는 이온화율이 높은 교류전원을 공급하고, 다른 전극에는 전위차가 강한 직류전원을 공급하여, 장기간 작업에 의하여 전극에 절연물이 증착되어도 절연물이 다량 증착된 전극에는 이온화율이 높은 교류전원을 공급됨과 아울러 다른 전극에는 전위차가 강한 직류전원이 공급됨에 따라 장시간 안정적인 플라즈마를 형성할 수 있다.

Claims (3)

1. 일측에 가스공급관이 형성되어 있고 타측에 가스배기관이 형성되어 있는 공정 챔버와, 그 공정 챔버의 내부로 소재를 공급하기 위한 언 와인더와, 상기 공정 챔버의 내부를 지나는 소재의 상,하부에 각각 고정되는 다수개의 전극들과, 그 전극들 중 적어도 하나에 교류전원을 공급하기 위한 교류전원공급기와, 다른쪽의 전극에 직류전원을 공급하기 위한 직류전원공급기를 포함하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 교류전원공급기는 상기 전극들중 가스공급관에 가까운 전극에 전기적으로 연결되어 교류전원을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 교류전원공급기와 직류전원공급기는 상기 다수개의 전극들과 전기적으로 연결됨에 있어서 교류 및 직류로 교번되도록 한 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치.