KR101529565B1 - Powder arrangement type plasma processing apparatus and method - Google Patents

Abstract

파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법에 관하여 개시한다. 본 발명은 챔버(200), RF 전원 장치(300), 플라즈마 반응기(100); 다공성 필터로되는 상기 반응기(100)의 벽면(110)(110a); 파우더 피더(210); 챔버(200) 속으로 주입되는 파우더를 배치하는 파우더 배치부분(220); 파우더 입자들을 유동시키는 블로윙 가스를 챔버(200)로 도입하는 블로윙 가스 공급부(230); 반응기(100)의 벽면(110)에 파우더를 흡착하거나 분리하는 펌핑 및 역류수단(400); 및 상기 챔버(100)에 포함되거나 또는 상기 챔버(200)와 구분되어 분리되는 컬렉터(500);를 포함함으로써 플라즈마 반응시간을 충분하게 해줄 수 있고 파우더 미세입자의 균일한 기능화와 다양한 기능화를 연속 반복적으로 수행 가능하고 양산화 조건을 충족하는 고성능 친환경성 플라즈마 처리장치를 제공한다.A powder batch type plasma processing apparatus and method are disclosed. The present invention includes a chamber (200), an RF power supply (300), a plasma reactor (100); Wall surfaces 110 and 110a of the reactor 100 as porous filters; A powder feeder 210; A powder disposing part 220 for disposing a powder to be injected into the chamber 200; A blowing gas supply part (230) for introducing a blowing gas for flowing powder particles into the chamber (200); Pumping and countercurrent means (400) for adsorbing or separating the powder on the wall surface (110) of the reactor (100); And a collector 500 included in the chamber 100 or separated from the chamber 200. The plasma reaction time can be sufficiently increased and uniform functionalization and various functionalization of the powder fine particles can be continuously and repeatedly performed. And which satisfies the conditions for mass production, and provides a high-performance eco-friendly plasma processing apparatus.

Description

파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법{POWDER ARRANGEMENT TYPE PLASMA PROCESSING APPARATUS AND METHOD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a powder batch type plasma processing apparatus and a powder batch type plasma processing apparatus,

본 발명은 파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 마이크로 및 나노 미세입자의 표면처리나 코팅을 통해 미세입자의 기능화 수행에 유리하고 양산화에 적합한 파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a powder batch type plasma processing apparatus and method, and more particularly, to a powder batch type plasma processing apparatus and method suitable for performing functionalization of fine particles through surface treatment or coating of micro and nano- .

미세분말(파우더) 소재는 정보, 전자산업, 화학의 촉매나 경량나노·친환경 소재, 에너지 및 의료 분야 등 첨단 고부가가치 산업의 광범위한 분야에 널리 사용되고 있어 다양한 나노 분말을 대량 생산할 수 있는 기술, 나노 기능화 및 복합재료 등 이를 응용한 기술 및 상업화에 관한 연구가 진행되고 있다.The fine powder (powder) material is widely used in a wide range of advanced high-value-added industries such as information, electronic industry, chemical catalyst, light-weight nano-environment-friendly material, energy and medical field, And composite materials, and researches on the technology and commercialization thereof are underway.

일반적으로 미세입자는 입자 간 거리가 가까워서 입자 간 발데르발스 힘(van der Waals force)이 입자 자신의 중력보다 크고, 높은 표면에너지를 낮추기 위하여 상호응집이 일어나기 쉽다. 이것은 미세입자의 고유특성을 저하시킬 뿐만 아니라 미세입자의 혼합, 분산, 코팅, 복합재료화 등 모든 분야에 걸쳐 실제 상업화에 장애가 되고 있는바 특히, 탄소계열의 미세입자들인 그래핀, 나노튜브, 나노섬유, 흑연, 카본블랙 등의 경우 분자 간 인력이 큰 물질로서 그 자체가 안정된 화학적 구조를 가지고 있어 다른 물질에 분산시켜 활용하기가 어려운 것으로 알려져 있다.Generally, the fine particles are close to each other, so that the van der Waals force between particles is larger than the gravity of the particles themselves, and mutual aggregation tends to occur in order to lower the surface energy. This not only degrades the intrinsic properties of fine particles but also hinders practical commercialization in all fields including mixing, dispersing, coating, and composites of fine particles. Particularly, carbon-based fine particles such as graphene, Fiber, graphite, carbon black, etc. are known to have a large intermolecular attraction and have a stable chemical structure, making it difficult to disperse them into other materials and utilize them.

따라서 미세입자의 표면에 기능화기를 도입하여 분산성을 향상시켜야 하는데 현재 주로 사용되고 있는 기계적 방식(ball milling, calendering 등)과 화학반응에 의존하는 습식방식(chemical, reduction pyrolysis)은 복잡한 공정과 낮은 생산성, 비환경적인 문제 등에 의하여 상용화에 어려움을 겪고 있다(Ma PC, Siddiqui NA, Marom G and Kim JK, composites: part A 41, pp1345, 2010). Therefore, it is necessary to improve the dispersibility by introducing a functional group on the surface of the fine particles. The mechanical method (ball milling, calendering, etc.) and the chemical method (reduction and pyrolysis) (Ma PC, Siddiqui NA, Marom G and Kim JK, composites: part A 41, pp 1345, 2010).

그 밖에 분사 기술을 이용한 분말 제조 기술(physical, atomizing), 전기화학적 기술을 이용한 분말 제조 기술(elecrical, decomposition)들도 복잡한 공정 과 낮은 생산성 등을 해결하지 못했다.Other techniques such as physical, atomizing, and elecrical decomposition using electrochemical techniques have not been able to solve complex processes and low productivity.

반면 양산성, 환경친화성 등을 고려해볼 때 플라즈마를 이용한 건식 처리방법이 선호되고 있는데 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 운반가스(carrier gas)를 이용하여 미세분말을 이송시키는 유동층 반응기(fluidized-bed reactor)를 이용하거나 이를 응용한 플라즈마 반응기는 균일한 기능화 처리가 가능하지만 공정조건의 조절이 어렵고 양산화에 한계가 있다. 기계적인 교반(mechanical agitation)을 이용하는 플라즈마 반응기는 반응시간을 충분하게 해줄 수 있고 대량생산이 가능하여 일부 상업화가 이루어졌으나 미세입자의 균일한 기능화 처리가 어렵다(Arpagus C, Sonnenfeld A and Rudolf von Rohr P, Chem. Eng. Technol.,2005, 28, No 1).On the other hand, considering the mass productivity and environmental friendliness, the dry process using plasma is preferred. A plasma reactor using a fluidized-bed reactor for transferring fine powder using a carrier gas can perform uniform functionalization, but it is difficult to control the process conditions and has a limitation in mass production. Plasma reactors using mechanical agitation can provide sufficient reaction time and can be mass-produced, and some commercialization has been made, but it is difficult to uniformly functionalize fine particles (Arpagus C, Sonnenfeld A and Rudolf von Rohr P , Chem. Eng. Technol., 2005, 28, No. 1).

대한민국 특허출원 제10-2008-0083334호(특허문헌 1)에는 열 플라즈마를 이용한 나노 복합 분말의 직접적, 연속적 합성 방법이 기재되어 있고, 대한민국 특허출원 제10-2007-0043542호(특허문헌 2)에는 '저온 펄스 플라즈마를 이용한 나노입자 제조장치 및 방법'이 기재되어 있으나, 이들 방법들을 마이크로 및 나노 미세입자의 표면처리나 코팅에 응용하더라도 미세입자의 기능화 수행에서 균일한 처리와 양산성을 기대하기 어려웠다.Korean Patent Application No. 10-2008-0083334 (Patent Document 1) describes a direct and continuous synthesis method of nanocomposite powder using thermal plasma, and Korean Patent Application No. 10-2007-0043542 (Patent Document 2) However, even if these methods are applied to the surface treatment or coating of micro- and nano-sized particles, it is difficult to expect uniform treatment and mass-production in the functionalization of the fine particles .

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 출원인 발명자는 새로운 방식의 파우더 플라즈마 처리장치를 제안하여 2013년 대한민국 특허청에 특허출원 하였다. 이 기술은 파우더를 다공성 필터로 이동 흡착시키고 파우더 흡착 상태에서 플라즈마 기능화 처리하는 기술로서 흡착형 플라즈마 반응기는 파우더의 여러 기능화 처리와 양산성을 종전에 비해 획기적으로 개선할 수 있었다. In order to solve such a problem, the inventor of the present application proposes a new type of powder plasma processing apparatus and applied for a patent to the Korean Intellectual Property Office in 2013. This technology is a technique to move powder by a porous filter and to perform plasma functionalization treatment in powder adsorption state. As a result, the adsorption type plasma reactor can drastically improve various functionalization and mass productivity of powder.

본 출원인 발명자는 파우더 흡착형 플라즈마 처리장치를 운용하는 과정에서 미세입자의 기능화 수행에 유리하고 양산에 적합한 새로운 파우더 배치형 플라즈마 처리장치와 방법을 발명하였다. The inventor of the present application invented a new powder batch type plasma processing apparatus and method which is advantageous in performing functionalization of fine particles in the process of operating the powder adsorption type plasma processing apparatus and is suitable for mass production.

특허문헌 1. 대한민국 특허출원 제10-2008-0083334호Patent Document 1. Korean Patent Application No. 10-2008-0083334 특허문헌 2. 대한민국 특허출원 제10-2007-0043542호Patent Document 2: Korean Patent Application No. 10-2007-0043542

본 발명은, 건식 분위기에서 파우더 미세입자를 플라즈마 반응기에 균일하게 흡착하고 플라즈마 반응시간 조절이 가능하면서도 반복 재처리와 효과적인 표면 처리 및 코팅이 가능한 파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.Disclosed is a powder batch type plasma processing apparatus and method capable of uniformly adsorbing powder fine particles to a plasma reactor in a dry atmosphere and controlling the plasma reaction time, and performing repetitive reprocessing and effective surface treatment and coating.

본 발명은, 파우더 미세입자의 분말을 배치형으로 챔버 내부에 주입하여 다공성 필터에 흡착되는 파우더 입자의 양을 일정하게 조절하고 연속처리가 가능한 파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus and method capable of continuously controlling the amount of powder particles adsorbed on a porous filter by injecting powders of powder fine particles into a chamber in a batch manner.

본 발명은, 파우더 미세입자들의 기능화 후에 분말을 챔버 바닥에 떨어뜨려 배치하고 다시 흡착시키는 공정을 반복하도록 함으로서 플라즈마 기능화와 균일화를 향상시키는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus and method that improves plasma functionalization and uniformization by repeating the process of dropping powders to the bottom of a chamber after functionalization of powder microparticles and re-adsorbing them.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치는, 파우더를 플라즈마 반응기를 통해 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서, According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma treatment apparatus for performing a plasma treatment on a powder through a plasma reactor,

공간 부피를 갖는 챔버, 상기 챔버 공간에 RF 주파수 전원을 인가하는 RF 전원 장치, RF 전원 장치로부터 인가되는 전원으로 플라즈마를 생성하는 플라즈마 반응기; 나노 또는 마이크로 사이즈를 포함하는 다공성 필터로 구성된 상기 반응기의 벽면; 상기 챔버에 파우더를 캐리어 가스로 운반하여 주입하는 파우더 피더; 상기 반응기의 외형과 떨어진 하부에 위치하여 챔버 속으로 주입되는 파우더를 배치하는 파우더 배치부분; 상기 파우더 배치부분을 향하거나 또는 적어도 챔버 안을 유동하는 파우더입자들을 유동시키는 블로윙 가스를 챔버로 도입하는 블로윙 가스 공급부; 상기 플라즈마 반응기 또는 챔버 안의 압력을 변동시키고 이로부터 반응기의 벽면에 파우더를 흡착하거나 분리하는 펌핑 및 역류수단; 및 상기 챔버에 포함되거나 또는 상기 챔버와 구분되어 분리되는 컬렉터;를 포함한다.A chamber having a spatial volume, an RF power source for applying an RF frequency power to the chamber space, a plasma reactor for generating plasma from a power source applied from the RF power source device, A wall of the reactor consisting of a porous filter comprising nano or microsize; A powder feeder for conveying and injecting powder into the chamber through a carrier gas; A powder disposing portion disposed at a lower portion remote from the outer shape of the reactor and disposed with a powder injected into the chamber; A blowing gas supply portion for introducing a blowing gas into the chamber toward the powder placement portion or at least to flow powder particles flowing in the chamber; Pumping and countercurrent means for varying the pressure in the plasma reactor or chamber and for adsorbing or separating the powder from the wall of the reactor therefrom; And a collector included in the chamber or separated from the chamber.

또한 발명의 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치는, 파우더를 플라즈마 반응기를 통해 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서, The powder batch type plasma processing apparatus according to the embodiment of the present invention is a plasma processing apparatus for performing plasma processing of a powder through a plasma reactor,

공간 부피를 갖는 챔버, 상기 챔버 공간에 RF 주파수 전원을 인가하는 RF 전원 장치, RF 전원 장치로부터 인가되는 전원으로 플라즈마를 생성하는 플라즈마 반응기; 나노 또는 마이크로 사이즈를 포함하는 다공성 필터로 구성된 상기 반응기의 벽면; 상기 챔버에 파우더를 캐리어 가스로 운반하여 주입하는 파우더 피더; 상기 반응기의 외형과 떨어진 하부에 위치하여 챔버 속으로 주입되는 파우더를 배치하는 파우더 배치부분; 상기 파우더 배치부분 향하거나 또는 적어도 챔버 안을 유동하는 파우더입자들을 유동시키는 블로윙 가스를 챔버로 도입하는 블로윙 가스 공급부; 상기 플라즈마 반응기 또는 챔버 안의 압력을 변동시키고 이로부터 반응기의 벽면에 파우더를 흡착하거나 분리하는 펌핑(pumping) 및 역류(back blowing)수단; 상기 챔버에 포함되거나 또는 상기 챔버와 구분되어 분리되는 컬렉터; 및 상기 파우더 배치부분의 하부에서 챔버 또는 반응기에 외부 공기를 펌핑하여 넣어주거나 챔버 또는 반응기 내 유체를 내보내는 펌핑 및 통기수단;을 더 포함한다.A chamber having a spatial volume, an RF power source for applying an RF frequency power to the chamber space, a plasma reactor for generating plasma from a power source applied from the RF power source device, A wall of the reactor consisting of a porous filter comprising nano or microsize; A powder feeder for conveying and injecting powder into the chamber through a carrier gas; A powder disposing portion disposed at a lower portion remote from the outer shape of the reactor and disposed with a powder injected into the chamber; A blowing gas supply portion for introducing a blowing gas into the chamber toward the powder batch portion or at least flowing powder particles flowing in the chamber; Pumping and back blowing means for varying the pressure in the plasma reactor or chamber and for adsorbing or separating the powder from the wall of the reactor therefrom; A collector included in the chamber or separated from the chamber; And pumping and venting means for pumping external air into the chamber or reactor at the bottom of the powder placement portion or for expelling fluid in the chamber or reactor.

본 발명은 챔버와 반응기의 상부와의 전기적 절연을 위하여 플라즈마 발생공간의 외부 영역을 따라 절연성 재료로 라이닝 처리한 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus that is lined with an insulating material along an outer region of a plasma generating space for electrical insulation between a chamber and an upper portion of a reactor.

본 발명은 플라즈마 반응기의 벽면이 다공질 메탈 필터;로 구성된 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus in which a wall surface of a plasma reactor is composed of a porous metal filter.

본 발명은 플라즈마 반응기의 벽면이 표면적 전부를 흡착 영역으로 포함하거나 또는 어느 한 부분 또는 하나 이상의 부분을 비 흡착 영역으로 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus in which the wall surface of the plasma reactor includes all of the surface area as the adsorption region or one or more portions as the non-adsorption region.

본 발명은 플라즈마 반응기의 내 벽면에 히터가 배열 설치되거나 일체화된 것 중 어느 하나이거나 이들이 복합된 것을 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus including any one of heaters arranged or integrated in an inner wall surface of a plasma reactor, or a combination thereof.

본 발명은 플라즈마 반응기의 벽면과 챔버 사이에 히터를 갖는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus having a heater between a wall surface of a plasma reactor and a chamber.

본 발명은 파우더 피더가 파우더를 플라즈마 반응기로 보내도록 챔버와 상통하는 런너; 상기 런너에 설치된 히터;를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention relates to a plasma reactor, comprising: a runner in communication with a chamber such that the powder feeder delivers the powder to a plasma reactor; And a heater installed in the runner.

본 발명은 파우더 피더의 종단에는 파우더가 부딪히는 충돌판이 설치된 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus provided with an impingement plate on which a powder collides with an end of a powder feeder.

본 발명은 블로윙 가스 공급부가 외부로부터 도입되는 블로윙 가스를 챔버 안의 파우더 배치부분을 중심으로 집중되도록 경사진 기울기 각 θ을 갖는 유도관을 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus comprising a induction tube having a slope angle? That is inclined so that the blowing gas supply portion is centered around a powder arrangement portion in the chamber, the blowing gas introduced from the outside.

본 발명은 펌핑 및 역류수단이 챔버의 상부를 덮는 커버; 상기 커버와 상통하는 유로를 만들어 반응기 그리고 챔버 내 유체의 유동 흐름을 펌핑과 역류방향으로 선택적으로 전환되도록 유도하는 유도가이드; 상기 유도가이드로부터 연장되는 유로; 상기 유로에 설치된 밸브; 그리고 반응기와 챔버 안의 유체를 펌핑하거나 반응기와 챔버 안으로 유체를 역류시켜 공급하는 펌프;를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다. The present invention relates to a vacuum pump comprising: a cover in which pumping and countercurrent means cover the top of the chamber; An induction guide for making a flow path communicating with the cover and for guiding the flow of the fluid in the reactor and the chamber to be switched selectively in the pumping and countercurrent directions; A flow path extending from the guide; A valve provided in the flow path; And a pump for pumping the fluid in the reactor and the chamber or supplying the fluid back into the reactor and the chamber.

본 발명은 컬렉터가 챔버와 일체형인 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus in which a collector is integrated with a chamber.

본 발명은 컬렉터가 챔버와 분리형인 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention provides a powder batch type plasma processing apparatus in which a collector is separate from a chamber.

본 발명은 펌핑 및 통기수단이 파우더 배치부분에 놓이는 입자들을 챔버 내 공간으로 띄워서 유동시키기 위해 챔버 내로 외기를 흡입하여 공급하는 펌핑, 그리고 챔버 및 반응기에 상존하는 유동 유체를 빼내는 벤트 기능을 하도록 상기 컬렉터에 구성된 펌핑 및 벤트 유로;를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다.The present invention relates to a pumping system in which pumping and venting means are provided for pumping to suck and supply ambient air into a chamber for allowing particles placed in the powder placement portion to float and flow into the chamber, And a pumping and vent flow passage formed in the powder batch type plasma processing apparatus.

본 발명은 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 반응기가 플라즈마 중합을 이용한 파우더 미세분말의 박막코팅 시 액상 모노모를 주입시킬 수 있는 버블러를 장착하고 반응성 가스로서 O₂, N₂, NH₃, CF₄ 를 포함하는 전구체(Precusors)를 주입하여 파우더 표면의 작용기나 박막의 물성을 제어하는 플라즈마-CVD를 수행하도록 구성된 파우더 배치형 플라즈마 처리장치를 제공한다. A reactor of a powder batch type plasma processing apparatus is equipped with a bubbler which is capable of injecting a liquid mono-phase when coating a fine powder of powder using plasma polymerization, and a reaction gas containing O ₂ , N ₂ , NH ₃ , CF ₄ And performing plasma-CVD in which the precursor containing the precursor is injected to control the function of the powder surface or the physical properties of the thin film.

본 발명의 또 다른 특징은 파우더 플라즈마 처리방법에 있어서, 파우더 피더를 통해 분말 상의 파우더를 대기압 상태의 플라즈마 반응기의 챔버 안으로 주입하여 파우더를 챔버 또는 반응기에 배치하는 주입단계; 챔버 안에 파우더가 주입 배치되면 유체를 펌핑하여 반응기 또는 챔버 안의 압력을 낮추어 챔버 바닥에 가라앉은 파우더가 부상하여 반응기로 모이도록 유도하는 챔버 펌핑 단계; 상기 챔버 펌핑 단계를 통해 챔버 바닥에 가라앉은 파우더를 반응기 주변으로 유동시키고 이 과정에서 외기를 공급하여 챔버 공간상으로 파우더를 띄워주는 블로윙 및 믹싱 단계; 블로윙 및 믹싱을 거친 파우더를 반응기의 표면에 흡착시키고 RF 전원을 인가 반응기에 플라즈마를 생성하여 이를 통해 파우더를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계; 상기 플라즈마 기능화 처리단계 완료 후 상기 챔버 펌핑을 중단하고 외기를 반응기 또는 챔버 안으로 역류시켜 들여보내 반응기 표면 파우더를 털어내는 파우더 브러싱 단계; 및 반응기로 유입되는 역류 외기에 의해 반응기 표면에 흡착되어 플라즈마 처리가 완료된 파우더를 바닥에 떨어뜨려 회수하는 단계;를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a powder plasma processing method comprising: an injection step of injecting powdery powder through a powder feeder into a chamber of a plasma reactor at atmospheric pressure to dispose the powder in a chamber or a reactor; A chamber pumping step of pumping the fluid to lower the pressure in the reactor or the chamber to induce the powder settling on the bottom of the chamber to float to the reactor when the powder is injected into the chamber; A blowing and mixing step of flowing the powder that has settled down to the bottom of the chamber through the chamber pumping step to the periphery of the reactor and supplying outside air to the chamber space in this process; A plasma functionalization step of adsorbing the powder that has undergone the blowing and mixing on the surface of the reactor and generating a plasma in an RF power applying reactor and plasma processing the powder through the plasma; A powder brushing step of stopping the pumping of the chamber after the completion of the plasma functionalization step and returning the outside air into the reactor or the chamber to blow off the reactor surface powder; And a step of dropping and collecting the powder which is adsorbed on the surface of the reactor by the counter current outside air flowing into the reactor and the plasma treatment is completed, thereby recovering the powder batch type plasma treatment method.

본 발명의 또 다른 특징은 파우더 플라즈마 처리방법에 있어서, 파우더 피더를 통해 분말 상의 파우더를 대기압 상태의 플라즈마 반응기의 챔버 안으로 주입하여 파우더를 챔버 또는 반응기에 배치하는 주입단계; 챔버 안에 파우더가 주입 배치되면 유체를 펌핑하여 반응기 또는 챔버 안의 압력을 낮추어 챔버 바닥에 가라앉은 파우더가 부상하여 반응기로 모이도록 유도하는 챔버 펌핑 단계; 상기 챔버 펌핑 단계를 통해 챔버 바닥에 가라앉은 파우더를 반응기 주변으로 유동시키고 이 과정에서 외기를 공급하여 챔버 공간상으로 파우더를 띄워주는 블로윙 및 믹싱 단계; 블로윙 및 믹싱을 거친 파우더를 반응기의 표면에 흡착시키고 RF 전원을 인가 반응기에 플라즈마를 생성하여 이를 통해 파우더를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계; 상기 플라즈마 기능화 처리단계 완료 후 상기 챔버 펌핑을 중단하고 외기를 반응기 또는 챔버 안으로 역류시켜 들여보내 반응기 표면 파우더를 털어내는 파우더 브러싱 단계; 상기 파우더 배치부분의 하부에서 챔버 또는 반응기 유체를 펌핑하여 넣어주거나 챔버 또는 반응기 내 유체를 내보내는 펌핑 및 배기단계; 반응기로 유입되는 역류 외기에 의해 반응기 표면에 흡착되어 플라즈마 처리가 완료된 파우더를 바닥에 떨어뜨려 회수하는 단계;를 더 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a powder plasma processing method comprising: an injection step of injecting powdery powder through a powder feeder into a chamber of a plasma reactor at atmospheric pressure to dispose the powder in a chamber or a reactor; A chamber pumping step of pumping the fluid to lower the pressure in the reactor or the chamber to induce the powder settling on the bottom of the chamber to float to the reactor when the powder is injected into the chamber; A blowing and mixing step of flowing the powder that has settled down to the bottom of the chamber through the chamber pumping step to the periphery of the reactor and supplying outside air to the chamber space in this process; A plasma functionalization step of adsorbing the powder that has undergone the blowing and mixing on the surface of the reactor and generating a plasma in an RF power applying reactor and plasma processing the powder through the plasma; A powder brushing step of stopping the pumping of the chamber after the completion of the plasma functionalization step and returning the outside air into the reactor or the chamber to blow off the reactor surface powder; Pumping and evacuating the chamber or reactor fluid at a lower portion of the powder placement portion or pumping the chamber or reactor fluid; And recovering the powder that has been adsorbed on the surface of the reactor by the reverse flow external air flowing into the reactor and dropped on the bottom of the reactor after completion of the plasma treatment.

본 발명은 챔버 펌핑 단계와 블로윙 및 믹싱 단계가 동시에 진행되거나 챔버 펌핑 전후로 시간차를 두고 블로윙과 믹싱이 수행되는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법을 제공한다. The present invention provides a powder batch type plasma processing method in which a chamber pumping step, a blowing and mixing step are performed at the same time, or a blowing and mixing is performed with a time difference before and after chamber pumping.

본 발명은 파우더를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계는 적어도 1회 이상으로 플라즈마 기능화 처리하는 것으로 그 처리 순서는 챔버 펌핑-파우더 브로윙 및 믹싱-분말 흡착-플라즈마 기능화 재처리-파우더 브러싱-파우더 포집 순서를 반복적으로 수행하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법을 제공한다.In the present invention, the plasma functionalization process for plasma-treating the powder is performed at least once or more, and the process is performed by chamber pumping-powder blowing and mixing-powder adsorption-plasma functionalization reprocessing-powder brushing- The plasma processing method comprising the steps of:

본 발명은 플라즈마 기능화 처리 단계에서 중합을 이용한 박막코팅으로 액상 모노모로서 O₂, N₂, NH₃, CF₄ 를 포함하는 전구체(Precusors)를 주입하여 파우더 표면의 작용기나 박막의 물성을 제어하여 파우더 표면에 플라즈마-CVD를 수행하는 단계를 더 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법을 제공한다.In the plasma functionalization step, precursors containing O ₂ , N ₂ , NH ₃ and CF ₄ are injected as a liquid mono-phase by thin-film coating using polymerization to control the functional groups of the powder surface or physical properties of the thin film And performing plasma-CVD on the surface of the powder.

본 발명에 따른 파우더 플라즈마 처리장치에 의하면, 플라즈마 반응기 표면에 미세입자들이 균일하게 흡착된 상태에서 플라즈마 표면처리를 수행할 수 있으므로 사이즈가 작은 나노 및 마이크로 입자의 경우도 기능화가 가능하고, 플라즈마 반응시간을 최적의 조건으로 조절할 수 있는 동시에 안정된 플라즈마 분위기에서 균일하고 효과적인 미세입자 표면처리가 가능하다.According to the powder plasma processing apparatus of the present invention, plasma surface treatment can be performed in a state where fine particles are uniformly adsorbed on the surface of a plasma reactor, so that it is possible to perform functionalization even in the case of nano- Can be adjusted to optimum conditions, and a uniform and effective fine particle surface treatment is possible in a stable plasma atmosphere.

그리고, 플라즈마 반응기의 부피를 증가시키면 미세입자가 흡착될 수 있는 표면적이 비례하여 증가하므로 미세입자의 기능화를 균일하게 이룰 수 있고 경제적인 양산화가 가능한 효과가 있다.When the volume of the plasma reactor is increased, the surface area to which the fine particles can be adsorbed increases proportionally, so that functionalization of the fine particles can be achieved uniformly and economical mass production can be achieved.

그리고, 기상상태의 모노모를 파우더 미세입자와 동시에 플라즈마 반응기 내에 주입하거나 나중에 주입함으로서 파우더 미세입자 표면에 대하여 플라즈마 중합을 이용한 코팅 막 형성이 가능하다.In addition, it is possible to form a coating film by plasma polymerization on the surface of the fine powder of the powder by injecting the mono-phase of the gaseous phase into the plasma reactor simultaneously with the injection of the powder fine particles.

그리고, 광범위한 분야에 사용되는 다양한 나노 분말을 대량 생산할 수 있으며, 미세분말의 나노 기능화 및 복합재료를 다양한 형태로 양산하여 상업화할 수 있으며 미세분말을 간단화된 공정과 높은 생산성, 그리고 환경친화적인 기능화 처리가 가능한 효과가 있다.In addition, it is possible to mass-produce various nano powders used in a wide range of fields, and nano-functionalization of fine powders and composite materials can be mass-produced and commercialized in various forms, and fine powders can be produced in a simplified process, high productivity, and environment- There is an effect that can be processed.

도 1은 본 발명에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 구성을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 반응기에 대한 펌핑 작용 상태도.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 반응기의 역류 작용 상태도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 플라즈마 반응기.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 플라즈마 처리 순서를 나타낸 것으로 (a)는 파우더 피딩, (b)는 파우더 블로윙과 믹싱, (c)는 플라즈마 기능화 처리, (d)는 파우더 블러싱, (e)는 파우더 컬렉션.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리방법 흐름도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리방법 흐름도.1 is a schematic view showing a configuration of a powder batch type plasma processing apparatus according to the present invention.
2 is a pumping operation state diagram for a plasma reactor according to the present invention.
FIG. 3 is a back flow operation state view of a plasma reactor according to the present invention. FIG.
4 is a plasma reactor according to an embodiment of the present invention.
5 is a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a plasma processing procedure of a powder batch type plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6A is a powder feed, FIG. 6B is a powder bling and mixing, Powder blushing, and (e) powder collection.
7 is a flow chart of a powder batch type plasma processing method according to an embodiment of the present invention.
8 is a flow chart of a powder batch type plasma processing method according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 개략도이다. 도 1을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면, 파우더 피더(210)를 통해 파우더를 챔버에 공급하고 공급된 파우더를 플라즈마(H)가 발생되는 플라즈마 반응기(100)에 흡착한 후 플라즈마 처리하도록 구성된다.1 is a schematic view of a powder batch type plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 1, a powder is supplied to a chamber through a powder feeder 210, a supplied powder is adsorbed to a plasma reactor 100 in which a plasma H is generated, do.

주요 부분은, 공간 부피를 갖는 챔버(200), 상기 챔버(200) 공간에 RF 주파수 전원을 인가하는 RF 전원 장치(300), RF 전원 장치(300)로부터 인가되는 전원으로 플라즈마를 생성하는 전극(미도시)을 포함하는 플라즈마 반응기(100)로 구성된다.The main part includes a chamber 200 having a spatial volume, an RF power source 300 for applying RF frequency power to the chamber 200, an electrode for generating plasma from a power source applied from the RF power source 300 And a plasma reactor (not shown).

그리고 나노 또는 마이크로 사이즈를 포함하는 다공성 필터로 구성된 상기 반응기(100)의 벽면(110)(110a)이 구성된다. 나노 또는 마이크로 사이즈 단위의 다공성 필터로 벽면(110)(110a)을 처리하는 이유는 파우더 미세입자 크기에 비해 더 작은 홀 사이즈를 갖도록 하기 위한 것으로, 파우더 입자 크기에 비해 다공성 필터 사이즈가 더 크면 파우더 미세입자가 벽면(110)(110a)에 포집, 적층 되지 못해 머무르지 못하고 그대로 벽면(110)(110a)을 통과하여 플라즈마(H) 반응 영역을 벗어난다. 따라서 다공성 필터의 사이즈는 파우더 입자의 입도에 비해 작게 구성된다.And a wall surface 110 (110a) of the reactor 100 composed of a porous filter including nano or micro size. The reason why the wall surface 110 (110a) is treated with the porous filter of nano or micro size unit is to have a smaller hole size than the powder fine particle size. If the porous filter size is larger than the powder particle size, The particles can not be collected and stacked on the wall surfaces 110 and 110a and pass through the wall surfaces 110 and 110a and out of the plasma (H) reaction region. Therefore, the size of the porous filter is made smaller than the particle size of the powder particles.

그리고 챔버(200)에 파우더를 캐리어 가스로 운반하여 주입하는 파우더 피더(210)가 구성된다. 파우더 피더(210)는 파우더를 플라즈마 반응 처리할 수 있도록 파우더를 플라즈마 반응기(100)에 효과적으로 공급하기 위한 장치이다.A powder feeder 210 for feeding and injecting powder into the chamber 200 as a carrier gas is formed. The powder feeder 210 is an apparatus for efficiently supplying the powder to the plasma reactor 100 so that the powder can be subjected to a plasma reaction process.

그리고 반응기(100)의 외형과 떨어진 하부에 위치하여 챔버(200) 속으로 주입되는 파우더를 배치하는 파우더 배치부분(220)이 구성된다. 여기서 파우더 배치부분(220)은 반응기(100)의 하단부터 그 아래쪽으로 확보되는 공간 'L1' 영역이다. A powder placement part 220 is disposed at a lower position away from the outer shape of the reactor 100 to dispose the powder injected into the chamber 200. Here, the powder arrangement part 220 is a space 'L1' area secured from the lower end of the reactor 100 to the lower part thereof.

그리고 파우더 배치부분(220)을 향하거나 또는 챔버(200) 안을 유동하는 파우더 입자들을 유동시키는 블로윙 가스를 챔버(200)로 도입하는 블로윙 가스 공급부(230)가 구성된다.And a blowing gas supply part 230 for introducing a blowing gas into the chamber 200 for flowing powder particles flowing toward the powder placement part 220 or flowing in the chamber 200.

그리고 플라즈마 반응기(100) 또는 챔버(200) 안의 압력을 변동시키고 이로부터 반응기(100)의 외부 벽면(110)에 파우더 입자를 흡착하거나 분리하는 펌핑 및 역류 수단(400) 및 챔버(200)에 포함되거나 또는 상기 챔버(200)와 구분되어 분리되는 컬렉터(500)를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치로 구성된다.And pumping and countercurrent means 400 and chamber 200 for varying the pressure in the plasma reactor 100 or chamber 200 and for adsorbing or separating the powder particles from the outer wall surface 110 of the reactor 100 Or a collector 500 separated from the chamber 200 by a powder batch type plasma processing apparatus.

본 발명에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 보다 구체적인 구성을 도면 도 1 내지 도 5를 참조하면 설명하면 다음과 같다.A detailed configuration of the powder batch type plasma processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 as follows.

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 반응기에 대한 펌핑 작용 상태도 이다. 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 반응기의 역류 작용 상태도 이다. 2 is a pumping operation state diagram for a plasma reactor according to the present invention. FIG. 3 is a back flow operation state diagram of the plasma reactor according to the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 반응기(100)에는 펌핑(P) 압력과 역류(B) 흐름이 선택적으로 작용 된다. 플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)(110a)은 내열성 다공질 메쉬로 이루어지는 다공질 메탈 필터(130)로 구성되어 펌핑(P)에서 파우더 입자를 반응기 표면에 흡착하고 반대로 외기를 공급하는 역류(B)에서 반응기 표면에 흡착된 파우더 입자에 대한 흡착력을 소거한다. As shown in FIGS. 2 and 3, a pumping (P) pressure and a reverse flow (B) flow are selectively applied to the plasma reactor 100 according to the present invention. The wall surfaces 110 and 110a of the plasma reactor 100 are composed of a porous metal filter 130 made of a heat-resistant porous mesh so that the backwash (B) adsorbing powder particles on the surface of the reactor in the pumping (P) The adsorbing force on the powder particles adsorbed on the surface of the reactor is erased.

다공질 메탈 필터(130)는 나노 또는 마이크로 단위 사이즈로 가공되어 미처리 또는 재처리 파우더 입자를 표면에 흡착 포집한 상태를 유지할 수 있도록 열 변형이 적은 메탈 재료를 선택하여 제작하는 것이 바람직하다.The porous metal filter 130 is preferably fabricated by selecting a metal material having a small thermal deformation so that the porous metal filter 130 can be processed into a nano or micro unit size and retain the state of adsorbed and collected untreated or reprocessed powder particles on the surface.

도 2는 플라즈마 반응기(100) 내부에 펌핑 압력 P가 작용 되는 조건에서 벽면(110) 표면에 파우더 입자가 흡착된 상태이고 도 3은 반응기(100) 내부에 외기가 도입되는 역류에 의해 반응기(100)의 벽면(110) 표면에 흡착되었던 파우더 입자가 벽면(110)으로부터 떨어져 나가 자유 유동 되는 상태이다. 2 shows a state in which powder particles are adsorbed on the surface of the wall surface 110 under the condition that a pumping pressure P is applied to the inside of the plasma reactor 100. FIG 3 is a cross- The powder particles that have been adsorbed on the surface of the wall surface 110 are free from the wall surface 110 and free to flow.

따라서 반응기(100)는 펌핑 P와 역류 B 선택에 의해 언제든지 파우더 입자를 반응기 표면에 흡착시키거나 반대로 떨어뜨려 낙하시킬 수 있다. 파우더 입자를 반응기 표면에 흡착한 상태에서 RF 전원을 인가하면 반응기는 열 플라즈마에 의해 파우더를 기능화 처리한다. 플라즈마 기능화처리는 파우더 입자를 열 플라즈마 처리하여 목표로 하는 성질 또는 물성을 가진 파우더 입자를 얻는 것을 의미하는 것으로 배경기술에 상술 되어 있는 바와 같이 파우더 플라즈마 처리장치는 공통적으로 이러한 파우더의 효과적 기능화처리를 달성하기 위하여 제시된다. Thus, the reactor 100 can adsorb or drop powder particles onto the reactor surface at any time by pumping P and countercurrent B selection. When the RF power is applied while the powder particles are adsorbed on the surface of the reactor, the reactor performs the functionalization of the powder by thermal plasma. The plasma functionalization means that powder particles having a desired property or physical property are obtained by subjecting the powder particles to thermal plasma treatment. As described in the background art, the powder plasma processing apparatus commonly achieves effective functionalization of such powder .

본 발명은 파우더 배치형 플라즈마 처리장치로서 반응기(100)를 통해 파우더 입자를 흡착한 후 플라즈마 처리하고 이렇게 1차 가공을 마친 파우더 입자는 반응기(100)에 역류를 조성하여 회수한 후 제품화하거나 또는 1차 가공된 파우더 입자를 2.3...N차 등으로 다시 흡착하여 재처리할 수 있다. 이때 어떠한 별도의 장비 투입 없이 펌핑 및 역류 수단(400)을 통해 반응기(100)에 펌핑 흡입력을 가할 것인지 또는 역류를 가할 것인지를 선택하는 것으로 처리 대상 파우더 입자의 기능화를 위한 일회성 처리 또는 반복 재처리가 횟수에 관계없이 간단히 수행된다.The present invention relates to a powder batch type plasma processing apparatus, in which powder particles are adsorbed through a reactor (100), subjected to a plasma treatment, powder particles having undergone such primary processing are collected in a reactor (100) The powdered powder can be re-treated by adsorbing it again with 2.3 ... N car. At this time, by selecting whether to apply a pumping suction force or reverse flow to the reactor 100 through the pumping and backwashing means 400 without injecting any additional equipment, a one-time treatment or a repetitive reprocessing for functionalization of the powder particles to be treated Regardless of the number of times.

플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)은 표면적 전부를 흡착 영역으로 포함하거나, 적어도 어느 한 부분, 또는 그 이상의 부분을 비 흡착 영역으로 포함할 수 있는데 도면 도 2 및 도 3은 벽면(110)의 표면적 전부가 흡착 영역으로 포함된 예이다.The wall surface 110 of the plasma reactor 100 may include all of the surface area as an adsorption region or may include at least one or more portions as non-adsorption regions. All of the surface area is included as the adsorption area.

플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)(110a)은 히터(120)가 배열 설치되거나 일체화된 것 중 어느 하나이거나 이들이 복합된 것을 모두 포함할 수 있다. The wall surfaces 110 and 110a of the plasma reactor 100 may include any one or a combination of the heaters 120 arranged or integrated.

도 4는 다공성 메탈 필터(130)로 되는 내 벽면(110a)에 대하여 히터(120)가 배열 설치된 예를 나타낸 것으로 플라즈마 반응기(100) 내부에 펌핑 흡입력 P가 작용 되는 조건에서 벽면(110) 표면에 파우더 입자가 흡착 적층 되면 내 벽면(110a)에 배열 설치된 히터(120)에 의해 파우더 미세입자를 직접 가열할 수 있게 설계된 구조이다.4 shows an example in which the heater 120 is arranged on the inner wall surface 110a of the porous metal filter 130. In the plasma reactor 100, When the powder particles are adsorbed and laminated, the powder particles are designed to be directly heated by the heater 120 arranged on the inner wall surface 110a.

또한 플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)과 챔버(200) 사이에 히터(120)를 배열하여 구성될 수 있다. 도 5는 다공성 메쉬 필터(130)로 되는 벽면(110)의 외부로 일정한 간격을 두고 떨어져 챔버(200) 사이에 히터(120)가 배열된 예를 나타낸 것이다. 이 구조는 플라즈마 반응기(100) 내부에 펌핑 흡입력 P가 작용 되는 조건에서 벽면(110) 표면에 파우더 입자가 흡착 적층되면 챔버(200)와 반응기(100)의 벽면(110) 사이에 설치된 히터(120)에 의해 파우더 입자를 직접 가열할 수 있게 설계된 구조이다.Further, a heater 120 may be arranged between the wall surface 110 of the plasma reactor 100 and the chamber 200. FIG. 5 shows an example in which the heater 120 is arranged between the chambers 200 at regular intervals and outside the wall surface 110 of the porous mesh filter 130. In this structure, when powder particles are adsorbed and accumulated on the surface of the wall surface 110 under the condition that the pumping suction force P is applied to the inside of the plasma reactor 100, the heater 120 installed between the chamber 200 and the wall surface 110 of the reactor 100 ) To directly heat the powder particles.

도 4 및 도 5와 같이 본 발명에 따른 플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)은 히터(120)의 배열, 그리고 흡착 영역 배열에 따른 구조적 차이가 있을 수 있다. 공통적으로 수 나노에서 수백 마이크로 사이즈 또는 미세입자를 흡착하기 위한 적절한 사이즈의 다공성 메탈 필터로 구성되어 펌프(440)에 의해 발생 되는 흡입 펌핑력 P에 의하여 파우더 입자를 벽면(110)에 균일하게 흡착할 수는 있으나 통과하지 못하도록 되어 있고 다공성 메탈 필터(130)의 벽면(110)에 파우더 입자를 균일하게 흡착 적층 시키면서 흡착되는 파우더 입자에 대한 플라즈마(H) 표면처리 및 코팅 등의 기능화 처리를 수행한다.4 and 5, the wall surface 110 of the plasma reactor 100 according to the present invention may have a structural difference depending on the arrangement of the heaters 120 and the arrangement of the adsorption regions. Commonly consists of hundreds of microns in diameter, or a porous metal filter of an appropriate size for adsorbing fine particles, so that the powder particles are evenly adsorbed to the wall surface 110 by the suction pumping force P generated by the pump 440 The powder metal particles are uniformly adsorbed and laminated on the wall surface 110 of the porous metal filter 130, and functionalization such as plasma (H) surface treatment and coating on the powder particles adsorbed is performed.

이렇게 반응기(100)의 내경 또는 외경 둘레를 따라 설치되는 히터(120)는 플라즈마 기능화 처리를 위한 파우더의 예열을 선택적으로 수행할 수 있으므로 플라즈마 기능화 처리 분위기를 유리한 조건으로 만들 수 있으며 히터(120)의 설치에 있어서도 반응기(100)의 주변을 이용하므로 구조적으로도 간단하고 설치도 쉽다.Since the heater 120 installed along the inner or outer circumference of the reactor 100 can selectively perform preheating of the powder for the plasma functionalization process, it is possible to make the atmosphere of the plasma functionalization process favorable, In the installation, since the periphery of the reactor 100 is used, it is structurally simple and easy to install.

열 플라즈마(H)에 의해 표면처리 또는 코팅이 완료된 반응기(100) 표면상에 흡착된 파우더 입자에 대하여 흡착 펌핑(P)의 역방향인 가스 등의 역류(B)를 가압하여 플라즈마 처리된 파우더 입자를 반응기(100)의 다공성 메탈 필터(130)의 벽면(110)으로부터 털어내고 컬렉터(500)를 통해 바로 포집하거나 또는 배치면(220)에 적재할 수 있도록 되어 있다.(B) such as a gas, which is opposite to the adsorption pumping (P), against the powder particles adsorbed on the surface of the reactor (100) surface-treated or coated by the thermal plasma (H) The porous metal filter 130 of the reactor 100 can be shaken from the wall surface 110 and collected directly through the collector 500 or stacked on the placement surface 220.

그리고 챔버(200)와 반응기(100)의 상부쪽은 라이닝재로 처리한다. 라이닝재로는 플라즈마 발생공간의 외부 영역을 따라 전기적 절연성 재료(240)로 처리하는 것이 바람직하다.The upper side of the chamber 200 and the reactor 100 is treated with a lining material. Preferably, the lining material is treated with an electrically insulating material 240 along an outer region of the plasma generating space.

또한 파우더 피더(210)는 파우더를 플라즈마 반응기(100)로 보내도록 챔버(200)와 상통하는 런너(211)가 구성되고 런너(211)에는 코일형 히터(212)를 설치하여 구성되며 파우더 피더(210)의 종단에는 파우더 입자가 부딪히는 충돌판(213)을 설치하는 것이 바람직하다. 이렇게 런너(211)를 따라 감겨져 설치되는 코일형 히터(212)는 플라즈마 반응기(100)로 주입되는 파우더 입자에 열을 가해 수분 등에 의해 뭉쳐진 분말을 건조시켜 분쇄 작용이 쉽게 일어나게 한다. 챔버(200) 안으로 가속시켜 공급하는 경우 충돌판(213)에 부딪혀 분쇄된다. 이는 플라즈마 반응기(100)에 흡착될 때 분산과 확산을 유도하여 반응기(100)의 벽면(110) 전 영역에 고른 분포로 흡착 되도록 유도한다. 히터(330)에 의해 건조된 파우더는 그렇지 않은 것에 비해 분산성이 좋다.The powder feeder 210 is constituted by a runner 211 communicating with the chamber 200 to send the powder to the plasma reactor 100 and a coil heater 212 installed in the runner 211, 210 are preferably provided at the ends thereof with an impingement plate 213 against which powder particles strike. The coil-type heater 212 wound around the runner 211 applies heat to the powder particles injected into the plasma reactor 100 to dry the powder that has been gathered by moisture or the like, thereby facilitating the pulverizing action. When accelerated into the chamber 200, the impinging plate 213 is crushed. This induces dispersion and diffusion when adsorbed to the plasma reactor 100 and induces the same to be uniformly distributed in the entire region of the wall surface 110 of the reactor 100. The powder dried by the heater 330 has better dispersibility than the powder not dried.

충돌판(213)은 챔버(200)의 내부, 플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)의 외측부, 그리고, 파우더를 공급하는 런너(211)의 출구 부분에 설치하면 파우더 입자가 플라즈마 반응기(100)에 도달하기 전에 항상 충돌을 일으킬 수 있다. 도 1에는 챔버(200)와 상통하는 런너(211)의 종단부 근처에 충돌판(213)을 설치한 예로 나타나 있다. 그리고 충돌 후 파우더 분산이 빠르게 일어나고 하부 파우더 배치부분(220)에 모이도록 하부를 향하여 비스듬히 각도를 기울여 기울어진 상태로 설치될 수 있다.When the impingement plate 213 is installed in the chamber 200, the outer side of the wall surface 110 of the plasma reactor 100, and the outlet of the runner 211 that supplies the powder, It can always crash before it reaches. 1 shows an example in which the impingement plate 213 is provided near the end of the runner 211 which is in communication with the chamber 200. [ The powder may be dispersed rapidly after the collision and may be installed at an inclined angle with respect to the lower portion so as to be collected at the lower powder arrangement portion 220.

또한 본 발명의 블로윙 가스 공급부(230)는 외부로부터 도입되는 블로윙 가스를 챔버(200) 안의 파우더 배치부분(220)의 중심으로 집중되도록 경사진 기울기 각 θ을 갖는 유도관(231)으로 구성된다. 파우더 배치부분(220)으로 경사진 기울기를 갖는 유도관(231)은 파우더 배치부분(220)에 모여있는 파우더 입자를 띄워서 반응기(100)의 벽면(110)에 용이하게 흡착될 수 있도록 유도하거나 파우더 입자들을 골고루 섞어 반응기의 전영역에 고르게 흡착될 수 있도록 해준다. The blowing gas supply unit 230 of the present invention is constituted by an induction pipe 231 having a slope angle? Inclined so that the blowing gas introduced from the outside is concentrated at the center of the powder arrangement part 220 in the chamber 200. The induction pipe 231 inclined by the powder placement part 220 guides the powder particles gathered in the powder placement part 220 to be easily adsorbed on the wall surface 110 of the reactor 100, It evenly mixes the particles so that they can be evenly adsorbed throughout the reactor.

또한 본 발명의 펌핑 및 역류수단(400)은 챔버(200)의 상부를 덮는 커버(250)와 상통하는 유로를 만들어 반응기(100) 그리고 챔버(200) 내 유체의 유동 흐름을 펌핑(P)과 역류(B) 방향으로 선택적으로 전환하도록 유도하는 유도가이드(410)로 구성되고 그 유도가이드(410)로부터 연장되는 유로(420)로 구성되며 유로(420)에 밸브(430)가 설치되고 반응기(100)와 챔버(200)에 유동하는 유체를 펌핑(P)하여 내보내거나 반응기(100)와 챔버(200)에 외부 유체를 역류(B)시켜 공급하는 펌프(440)를 포함하는 구성으로 이루어진다.The pumping and countercurrent means 400 of the present invention also creates a flow path that is in communication with the cover 250 covering the upper portion of the chamber 200 to pumping the fluid flow in the reactor 100 and the chamber 200 And a flow path 420 extending from the induction guide 410. The valve 430 is installed in the flow path 420 and the reactor 420 is connected to the induction guide 410. [ And a pump 440 for pumping (P) the fluid flowing into the chamber 200 and supplying the external fluid to the reactor 100 and the chamber 200 in the reverse flow (B).

여기서 컬렉터(500)는 플라즈마 기능화 처리된 파우더 입자를 수집하는 부분으로서 파우더 배치부분(220)의 하부에 둔다. 컬렉터(500)는 챔버(200)와 일체형이거나 또한 컬렉터(500)가 챔버(200)와 분리형인 구조로 구성될 수 있으며 어느 것이나 파우더 배치부분(220)에 모인 플라즈마 기능화 처리된 파우더를 회수할 수 있다.Here, the collector 500 is placed under the powder arrangement part 220 as a part for collecting plasma-treated powder particles. The collector 500 may be integral with the chamber 200 or may be constructed in a structure in which the collector 500 is separate from the chamber 200 and any of which can recover the plasma- have.

또한 본 발명의 펌핑 및 통기수단(600)은 파우더 배치부분(220)에 놓이는 파우더 입자들을 챔버(200) 내 공간으로 띄워서 유동시키기 위해 펌프 압력으로 외부 공기를 강제로 챔버(200)에 주입하는 펌핑(P), 그리고 챔버(200) 및 반응기(100)에 상존하는 유동 유체를 빼내는 벤트(V) 기능을 하도록 컬렉터(500)에 펌핑 및 벤트 유로(610)를 구성하여 이루어진다. 펌핑 및 통기수단(600)은 파우더 배치부분(220)에 모여있는 파우더 입자들을 챔버(200) 공간으로 펑핑(P) 압력으로 부상시켜 바닥에 파우더가 잔류하지 않고 반응기(100)에 균일하게 흡착되도록 유도하는 동시에 컬렉터(500)를 통해 플라즈마 기능화처리된 파우더 입자를 회수할 때 사전에 챔버(200) 또는 반응기(100)의 잔류 가스의 가스 빼기를 통해 정류된 파우더를 회수할 수 있도록 해준다. The pumping and venting means 600 of the present invention further includes a pumping and pumping means 600 for forcibly injecting outside air into the chamber 200 with the pump pressure in order to allow the powder particles placed in the powder placement portion 220 to float in the space in the chamber 200, And a vent pipe 610 is formed in the collector 500 to function as a vent (P) and a vent (V) for extracting the fluid flowing in the chamber 200 and the reactor 100. The pumping and venting means 600 floats the powder particles gathered in the powder placement part 220 into the space of the chamber 200 with a pumping pressure so that the powder does not remain on the floor and is uniformly adsorbed to the reactor 100 And at the same time recovering powdered powder particles plasma-functionalized through the collector 500, it is possible to recover the powder that has been rectified through degassing of the residual gas in the chamber 200 or the reactor 100 in advance.

또한, 본 발명에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 반응기(100)에는 도면에 구체적으로 나타내지 않았으나 플라즈마 중합을 이용한 박막코팅에서 액상 모노모를 주입하는 버블러(bubbler)를 장착할 수 있으며, 버블러를 통해 O₂, N₂, NH₃, CF₄ 를 포함하는 전구체(Precusors)를 주입하여 파우더 표면의 작용기나 박막의 물성을 제어하여 파우더 표면에 플라즈마-CVD를 수행하는 구성을 포함한다.In the reactor 100 of the powder batch type plasma processing apparatus according to the present invention, although not shown in the drawings, a bubbler for injecting a liquid monomole in a thin film coating using plasma polymerization may be mounted, (Precusors) containing O ₂ , N ₂ , NH ₃ , and CF ₄ are injected to perform plasma-CVD on the surface of the powder by controlling the function of the surface of the powder or physical properties of the thin film.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 동작을 운전 모드로 구분하여 도면 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the powder batch type plasma processing apparatus according to the present invention constructed as described above is divided into operation modes and will be described with reference to FIGS. 1 to 6. FIG.

본 발명에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치에 따르면, 플라즈마 처리를 위한 파우더 인입, 그리고 파우더의 플라즈마 처리는 다음과 같이 수행된다.According to the powder arrangement type plasma processing apparatus according to the present invention, the powder introduction for the plasma treatment and the plasma treatment of the powder are performed as follows.

도 1을 참조하면 파우더는 캐리어 가스와 혼합되어 파우더 피더(210)의 런너(211)를 따라 화살표 표시 방향인 a1 방향으로 런너(211)를 통해 고속으로 챔버(200)와 플라즈마 반응기(100)로 보내진다. 펌프(440)가 작동하면 플라즈마 반응기(100) 내부는 흡입 펌핑 압력 P가 형성되고 그 펌핑 흡입력으로 파우더가 플라즈마 반응기(100)측 벽면(110)으로 빨려들어가거나 아니면 대기압 정도 상태에서 파우더는 파우더 배치부분(220)의 표면에 가라앉는다.1, the powder is mixed with a carrier gas and is supplied to the chamber 200 and the plasma reactor 100 at a high speed through a runner 211 in a direction of an arrow marking direction along a runner 211 of a powder feeder 210 . When the pump 440 is operated, a suction pumping pressure P is formed inside the plasma reactor 100 and the powder is sucked into the wall surface 110 of the plasma reactor 100 by the pumping suction force, Lt; RTI ID = 0.0 > 220 < / RTI >

플라즈마 반응기(100)에 의한 파우더의 플라즈마 기능화 처리 전 대기 모드에서는 펌프(440)의 구동을 중지시켜 놓고 대부분의 파우더가 파우더 배치부분(220)의 표면에 쌓이도록 운전 모드를 선택한다. 도 6의 (a)는 파우더 입자가 파우더 배치부분(220)에 쌓인 상태를 나타낸다.In the standby mode before the plasma functionalization process of the powder by the plasma reactor 100, the driving mode is selected so that most of the powder is accumulated on the surface of the powder placement part 220 while the driving of the pump 440 is stopped. 6 (a) shows a state in which the powder particles are piled up in the powder placement part 220. Fig.

파우더의 플라즈마 기능화처리 모드에서는 펌프(440)를 구동시켜 반응기(100) 또는 챔버(200)의 유체를 펌핑(P) 하면 그 흡입력이 반응기에 발생하고 이 흡입력으로 배치표면(220)에 쌓여 있던 파우더 입자들이 반응기(100)의 벽면(110) 표면에 흡착이 시작된다. In the plasma functionalization mode of the powder, when the pump 440 is driven to pumped (P) the fluid in the reactor 100 or the chamber 200, the suction force is generated in the reactor, and the powder, Adsorption is started on the surface of the wall surface 110 of the reactor 100.

이때 파우더 입자들의 유동을 활성화시켜 반응기 표면에 대한 유동 흡착을 균일하면서도 안정적으로 유도할 수 있는데, 이를 위하여 블로윙 가스 공급부(230)를 통해 블로윙 가스를 공급해준다. 유도관(231)을 통해 블로윙 가스가 공급되면 파우더 배치부분(220)에 쌓여있던 파우더가 골고루 혼합되면서 챔버(200)의 공간을 유동하고 반응기(100)에서 생성되는 펌핑 흡입력에 의해 반응기(100)의 표면 벽면(110) 전 영역에 골고루 흡착된다. 도 6의 (b)는 반응기에 펌핑 흡입력을 작용시키고 블로윙 가스를 공급하여 파우더 입자 유동을 활성화시키는 가운데 파우더 입자가 반응기의 표면에 흡착되는 상태를 나타낸다.At this time, the flow of the powder particles is activated to induce the flow adsorption uniformly and stably on the surface of the reactor. To this end, the blowing gas is supplied through the blowing gas supply unit 230. When the blowing gas is supplied through the induction pipe 231, the powder accumulated in the powder placement part 220 is mixed with the powder uniformly and flows through the space of the chamber 200 and is supplied to the reactor 100 by the pumping suction force generated in the reactor 100. Is uniformly adsorbed in the entire region of the surface wall surface (110). 6 (b) shows a state in which powder particles are adsorbed on the surface of the reactor while a pumping suction force is applied to the reactor and a blowing gas is supplied to activate the powder particle flow.

반응기 표면에 파우더 입자의 흡착이 시작되거나 또는 어느 정도의 흡착이 진행되면 반응기에 RF 전원을 인가하여 반응기에 플라즈마(H)를 생성하여 반응기(100) 표면에 흡착된 파우더 입자에 대한 플라즈마 기능화 처리를 수행한다. 도 6의 (c)는 반응기 표면에 흡착된 파우더에 대한 플라즈마 기능화처리의 진행 예를 나타낸다.When the adsorption of the powder particles on the surface of the reactor is started or a certain degree of adsorption proceeds, RF power is applied to the reactor to generate a plasma (H) in the reactor to perform plasma functionalization treatment on the powder particles adsorbed on the surface of the reactor . 6 (c) shows an example of the progress of the plasma functionalization process for the powder adsorbed on the surface of the reactor.

파우더 플라즈마 기능화처리가 수행되면 반응기에 인가되는 RF 전원을 차단하고 반응기에 작용시킨 펌핑 흡입 P을 중단하여 반응기 표면에 흡착된 파우더 입자들이 자연낙하로 가라앉도록 유도하거나 반응기에 역류 B를 가하여 반응기 표면 벽면으로부터 파우더 입자의 대부분이 떨어져 분리되도록 처리한다. 도 6의 (c)는 플라즈마 기능화처리를 마친 파우더 입자가 반응기 표면으로부터 분리되어 파우더 챔버내의 파우더 배치표면으로 가라앉는 상태를 나타낸다.When the powder plasma functionalization process is performed, the RF power applied to the reactor is shut off and the pumped suction P applied to the reactor is stopped to induce powder particles adsorbed on the surface of the reactor to sink into a natural fall, or reverse flow B is applied to the reactor, The powder is treated so that most of the powder particles are separated and separated from the wall surface. FIG. 6 (c) shows a state in which powder particles having undergone the plasma functionalization are separated from the surface of the reactor and sink to the powder arrangement surface in the powder chamber.

도 6의 (a)(b)(c)(d)에 나타낸 바와 같이 기능화처리 대상 파우더 입자를 챔버에 공급하고 반응기를 통한 플라즈마 처리의 각 과정을 거치면 최소한 1회 이상으로 플라즈마 기능화를 완료한 파우더가 양산된다. 도 6의 (e)는 파우더를 플라즈마 기능화처리 하여 컬렉터를 통해 회수하는 상태의 예를 나타낸다. 6 (a), 6 (b), 6 (c), and 6 d, the powders to be subjected to the functionalization are supplied to the chamber and subjected to plasma processing through the reactor, ≪ / RTI > 6 (e) shows an example of a state in which the powder is subjected to plasma functionalization and recovered through the collector.

플라즈마 반응시간은 플라즈마 처리하는 파우더의 성분과 처리 목적 등에 따라 자유롭게 정하여 조절할 수 있으며 플라즈마 반응기(100)는 펌프(440)에 의한 펌핑P과 역류B 작용으로 파우더 흡착과 탈리의 특성을 나타낸다. 그리고 수 나노에서 수백 마이크로 사이즈의 다공성 메탈 필터로 구성되는 벽면(110)은 표면적의 부피를 사양과 처리 용량에 따라 자유롭게 설계하는 것도 가능하며 메쉬형 부재를 벽면(110)으로 선택하여 적용할 수 있다.The plasma reaction time can be freely determined and controlled according to the components of the plasma-treated powder and the treatment purpose. The plasma reactor 100 exhibits the characteristics of powder adsorption and desorption by pumping P and countercurrent B action by the pump 440. In addition, the wall surface 110 made of a porous metal filter of several hundred micro-sized in a few nanometers can freely design the volume of the surface area according to the specification and the processing capacity, and the mesh-like member can be selected as the wall surface 110 .

플라즈마 반응기(100)는 펌프(440)에 의해 발생된 펌핑력 P에 의하여 파우더 입자를 벽면(110) 표면적에 흡착하지만 통과시키지 않으며 잘게 분쇄된 파우더 입자들은 벽면(110)에 균일하게 적층이 이루어지는 동시에 플라즈마(H)에 의하여 벽면(110) 표면에 흡착된 파우더 입자의 표면처리 또는 코팅을 선택적으로 처리할 수 있으며 다공성 메탈 필터로 된 벽면(110)에 히터(120)를 매입하여 배열 설치하거나 벽면(110)과 챔버(200) 사이에 히터(120)를 배치하여 벽면(110) 또는 그 주변부에 열을 공급할 수 있도록 함으로서 파우더 입자에 대한 표면처리 및 코팅에서 파우더 입자를 가열할 수 있고 이를 통해 파우더 입자에 대한 표면처리와 코팅 처리에 대한 효율이 개선된다. The plasma reactor 100 adsorbs but does not pass the powder particles to the surface area of the wall surface 110 due to the pumping force P generated by the pump 440. The finely pulverized powder particles are uniformly deposited on the wall surface 110 The surface treatment or coating of the powder particles adsorbed on the surface of the wall surface 110 can be selectively performed by the plasma H and the heater 120 can be embedded in the wall surface 110 made of the porous metal filter to arrange the surface of the wall surface 110 The heater 120 may be disposed between the chamber 110 and the chamber 200 to supply heat to the wall surface 110 or the peripheral portion thereof to heat the powder particles in the surface treatment and coating of the powder particles, The efficiency for the surface treatment and the coating treatment for the substrate is improved.

플라즈마 기능화처리가 완료된 파우더는 반응기의 역류 작용으로 벽면에서 바로 털어내고 별도의 회수장비 없이 파우더 컬렉터를 통해 회수할 수 있으므로 파우더를 쉽고 빠르게 경제적으로 회수할 수 있고 2.3.4..N등으로 처리 횟수를 감안하지 않고 플라즈마 기능화처리를 위해 요구되는 만큼 해당 파우더에 대한 재처리 작업을 간단하면서도 반복적으로 수행할 수 있다. The powder with the plasma functionalization process can be recovered easily and quickly economically because it can be recovered through the powder collector without any separate recovery equipment due to the reverse flow action of the reactor and it can be recovered economically. 2.3.4. The reprocessing operation for the powder can be performed simply and repetitively as much as required for the plasma functionalization process without taking into account the fact that the plasma processing is performed.

본 발명에 따른 파우더 배치형 플라즈마 반응기(100)는 플라즈마 중합을 이용한 파우더 미세분말의 박막코팅 시 액상 모노모를 주입시킬 수 있는 버블러를 장착하고, 다양한 반응성 가스(O₂, N₂, NH₃, CF_{4 ,} 다양한 Precusors 등)를 주입하여 표면의 작용기나 박막의 물성을 제어할 수 있으므로 파우더 표면에 대한 플라즈마-CVD 수행이 가능하다.The powder batch type plasma reactor 100 according to the present invention is equipped with a bubbler capable of injecting a liquid mono-phase when coating a fine powder of powders using plasma polymerization, and is provided with various reactive gases (O ₂ , N ₂ , NH ₃ , CF _{4 ,} various Precusors, etc.) can be injected to control the function of the surface or physical properties of the thin film, so that it is possible to perform plasma-CVD on the powder surface.

본 발명의 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리방법은 도 7과 같이 수행된다. The powder batch type plasma processing method according to the embodiment of the present invention is performed as shown in FIG.

파우더 피더를 통해 분말 상의 파우더를 대기압 상태의 플라즈마 반응기의 챔버 안으로 주입하여 파우더를 챔버 또는 반응기에 배치한다(S100).Powdered powder is injected into the chamber of the atmospheric pressure plasma reactor through the powder feeder, and the powder is placed in the chamber or the reactor (S100).

S100 단계를 통해 챔버 안에 파우더가 주입 배치되면 유체를 펌핑 하여 반응기 또는 챔버 안의 압력을 낮추어 챔버 바닥에 가라앉은 파우더 입자가 부상하여 반응기로 모이도록 유도하는 챔버 펌핑 과정을 거친다(S110).When the powder is injected into the chamber through step S100, the fluid is pumped to lower the pressure in the reactor or the chamber, and the powder particles settling on the bottom of the chamber float up to be collected in the reactor (S110).

S110 단계를 통해 챔버 바닥에 가라앉은 파우더 입자를 반응기 주변으로 유동시키고 이 과정에서 외기를 공급하여 챔버 공간상으로 파우더 입자를 띄워주는 블로윙 및 믹싱을 수행한다(S120).In step S110, the powder particles settling on the bottom of the chamber are flowed to the periphery of the reactor, and in this process, the outside air is supplied to perform blowing and mixing to discharge the powder particles onto the chamber space (S120).

그 후 단계 S120의 블로윙 및 믹싱을 거친 파우더 입자를 반응기의 표면에 흡착시키고 RF 전원을 인가 반응기에 플라즈마를 생성하여 이를 통해 파우더 입자를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계를 거친다(S130).Thereafter, the powdered particles having been subjected to the blowing and mixing in step S120 are adsorbed on the surface of the reactor, and a plasma functionalization process is performed in which a plasma is generated in a reactor for applying an RF power source to plasma treatment of the powder particles.

S130 플라즈마 기능화 처리단계 완료 후 챔버 펌핑을 중단하고 외기를 반응기 또는 챔버 안으로 역류시켜 들여보내 반응기 표면 파우더 입자를 털어내는 파우더 브러싱 단계(S140) 및 반응기로 유입되는 역류 외기에 의해 반응기 표면에 흡착되어 플라즈마 처리가 완료된 파우더 입자를 바닥에 떨어뜨려 회수하는 단계를 포함한다(S150).S130 After completing the plasma functionalization step, the chamber pumping is stopped and the outside air is flowed back into the reactor or the chamber to blow off the surface powder particles of the reactor (S140). The powder is then adsorbed to the surface of the reactor by the counter- And dropping the treated powder particles on the floor to recover (S150).

본 발명의 다른 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리방법은 도 8과 같이 수행된다. A powder batch type plasma processing method according to another embodiment of the present invention is performed as shown in FIG.

파우더 피더를 통해 분말 상의 파우더를 대기압 상태의 플라즈마 반응기의 챔버 안으로 주입하여 파우더 입자를 챔버 또는 반응기에 배치한다(S200).Powdered powder is injected through a powder feeder into a chamber of a plasma reactor at atmospheric pressure to dispose the powder particles in a chamber or a reactor (S200).

S200 단계를 통해 챔버 안에 파우더가 주입 배치되면 유체를 펌핑 하여 반응기 또는 챔버 안의 압력을 낮추어 챔버 바닥에 가라앉은 파우더 입자가 부상하여 반응기로 모이도록 유도하는 챔버 펌핑 과정을 거친다(S210).In step S200, when the powder is injected into the chamber, the fluid is pumped to lower the pressure in the reactor or the chamber to induce the powder particles that have settled on the bottom of the chamber to float and collect in the reactor (S210).

S210 단계를 통해 챔버 바닥에 가라앉은 파우더 입자를 반응기 주변으로 유동시키고 이 과정에서 외기를 공급하여 챔버 공간상으로 파우더 입자를 띄워주는 블로윙 및 믹싱 단계 포함한다(S220).(S220), the powder particles settling at the bottom of the chamber are flowed to the periphery of the reactor through the step S210 and the outside air is supplied to the powder space to discharge the powder particles onto the chamber space.

그 후 S220 단계인 블로윙 및 믹싱을 거친 파우더 입자를 반응기의 표면에 흡착시키고 RF 전원을 인가 반응기에 플라즈마를 생성하여 이를 통해 파우더 입자를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계를 거친다(S230).In operation S230, the powder particles having been subjected to the blowing and mixing are adsorbed on the surface of the reactor, and a plasma is generated in the RF power applying reactor to perform plasma treatment on the powder particles through the plasma functionalization process S230.

S230 단계인 플라즈마 기능화 처리단계 완료 후 챔버 펌핑을 중단하고 외기를 반응기 또는 챔버 안으로 역류시켜 들여보내 반응기 표면 파우더 입자를 털어내는 파우더 브러싱 단계를 진행한다(S240).After the completion of the plasma functionalization step S230, the chamber pumping is stopped and the outside air is flown back into the reactor or the chamber, and the powder brushing step is performed to remove the reactor surface powder particles (S240).

그리고 파우더 배치부분의 하부에서 챔버 또는 반응기 유체를 펌핑하여 넣어주거나 챔버 또는 반응기 내 유체를 내보내는 펌핑 및 배기단계(S250) 및 반응기로 유입되는 역류 외기에 의해 반응기 표면에 흡착되어 플라즈마 처리가 완료된 파우더 입자를 바닥에 떨어뜨려 회수하는 단계를 포함한다(S250).A pumping and exhausting step (S250) for pumping the chamber or the reactor fluid in the lower part of the powder disposing part or for discharging the fluid in the chamber or the reactor, and a powder particle adsorbed on the surface of the reactor by the counter- (S250).

또한 본 발명의 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리방법은 챔버 펌핑 단계와 블로윙 및 믹싱 단계가 동시에 진행되거나 챔버 펌핑 전후로 시간차를 두고 블로윙과 믹싱을 수행하는 것도 가능하다.In the powder batch type plasma processing method according to the embodiment of the present invention, the chamber pumping step, the blowing and mixing step may be performed simultaneously, or the blowing and mixing may be performed with a time difference before and after chamber pumping.

또한 파우더 입자를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리는 적어도 1회 이상으로 기능화 처리하는 것으로 처리 순서는 챔버 펌핑-파우더 브로윙 및 믹싱 -분말 흡착 - 플라즈마 기능화 재처리 - 파우더 브러싱-파우더 입자 포집 순서를 반복적으로 수행하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법을 포함한다.In addition, the plasma functionalization process for performing the plasma process of the powder particles is performed at least once, and the process order is the chamber pumping - the powder blowing and mixing - the powder adsorption - the plasma functionalization reprocessing - the powder brushing - And a powder batch type plasma treatment method.

또한 플라즈마 기능화 처리 단계에서는 중합을 이용한 박막코팅으로 액상 모노모로서 O₂, N₂, NH₃, CF₄ 를 포함하는 전구체(Precusors)를 주입하여 파우더 표면의 작용기나 박막의 물성을 제어하여 파우더 표면에 플라즈마-CVD를 수행하는 단계를 포함하여 플라즈마 기능화처리에 대응할 수 있다.In the plasma functionalization step, precursors containing O ₂ , N ₂ , NH ₃ and CF ₄ are injected as a liquid mono-phase by thin-film coating using polymerization to control the function of the powder surface or the physical properties of the thin film, And performing a plasma-CVD process on the plasma-CVD process.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 파우더 배치형 플라즈마 처리장치 및 방법에 의하면 플라즈마 기능화처리에서 요구하는 처리 대상 파우더 입자를 미리 챔버 바닥의 배치부분에 주입시킨 후 이를 블로윙 하여 반응기의 다공성 메탈 필터에 흡착시키는 배치형의 특징을 가지므로 운반가스에 의한 파우더 입자 이동에 필요한 어느 정도 수준의 가스압력(~ 수 Torr)이 거의 불필요하므로 파우더 주입의 재현성 확보에 어려움이 거의 없다. According to the powder batch type plasma processing apparatus and method according to the embodiment of the present invention, the powder particles to be treated, which are required in the plasma functionalization process, are injected into the chamber bottom portion in advance and then blown to the porous metal filter of the reactor. The gas pressure (to several Torr) required for transporting the powder particles by the carrier gas is almost unnecessary, so that there is little difficulty in ensuring the reproducibility of the powder injection.

그리고 분말 주입을 배치형으로 하여 정량적으로 파우더 입자를 챔버 내부에 주입하고 가스 블로윙 시의 공정조건을 일정하게 하면 반응기의 다공성 메탈 필터에 흡착되는 분말의 양을 일정하게 할 수 있어 플라즈마 기능화에 양호한 재현성을 제공하고 확보할 수 있다. In addition, when powder particles are injected into the chamber by injecting powder in a batch manner and the process conditions at the time of gas blowing are made constant, the amount of powder adsorbed to the porous metal filter of the reactor can be made constant, Can be provided and secured.

또한 플라즈마 기능화 후에 분말을 다시 챔버 바닥에 떨어뜨리고 다시 흡착시키는 공정을 간헐 또는 주기적으로 차수와 횟수에 관계없이 반복하는 플라즈마 기능화 재처리가 용이하고 이에 따라 요구하는 플라즈마 기능화를 향상시키고 기능화의 균일성을 동시에 만족시킨다.Also, it is easy to reprocess the plasma functionalization which repeats the process of dropping the powder back to the bottom of the chamber after the plasma functionalization and re-adsorbing it irrespective of the number and frequency of intermittent or periodic cycles, thereby improving the required plasma functionalization and uniformizing the functionalization At the same time.

또한 반응기 벽면 표면에 파우더 미세입자들을 균일하게 흡착한 상태에서 플라즈마 표면 처리를 필요한 만큼 반복적으로 간단히 수행하도록 함으로서 사이즈가 작은 나노입자 또는 마이크로 사이즈 미세입자 파우더의 경우도 기능화가 가능하다.In addition, it is possible to perform functionalization even in the case of small-sized nanoparticles or micro-sized fine particle powder by performing plasma surface treatment as repetitively and simply as necessary while uniformly adsorbing the powder fine particles on the surface of the reactor wall surface.

또한 파우더가 흡착되는 타겟인 반응기 벽면을 통해 균일하게 파우더를 흡착하고 그 흡착 상태를 지속시키고 해제할 수 있으므로 최적의 조건으로 플라즈마 반응시간을 자유롭게 조절하여 균일하고 효과적인 파우더 입자의 표면처리가 가능하다.In addition, since the powder can be uniformly adsorbed through the wall surface of the reactor, which is the target to which the powder is adsorbed, and the adsorption state thereof can be sustained and released, the surface treatment of the powder particles can be uniformly and effectively controlled by optimally adjusting the plasma reaction time.

또한 기상상태의 모노모를 파우더 미세입자와 동시에 플라즈마 반응기에 주입하거나 나중에 주입하여 미세입자의 표면에 플라즈마 중합을 이용한 박막 코팅 처리를 용이하게 구현한다.Also, the vapor phase mono-phase is injected into the plasma reactor at the same time as the powder fine particles, and then the thin film coating process using the plasma polymerization is easily implemented on the surface of the fine particles.

또한 플라즈마 반응기는 벽면의 부피를 증가시키면 미세입자가 흡착될 수 있는 표면적을 비례적으로 증가시킬 수 있으므로 파우더 미세입자의 기능화를 균일하게 이룰 수 있고 플라즈마 표면처리 또는 코팅 처리된 고품질 파우더의 양산화가 가능하다. 그리고, 경제적으로 파우더를 처리하고 회수할 수 있다. In addition, the plasma reactor can proportionally increase the surface area that the fine particles can be adsorbed by increasing the volume of the wall surface, so that the functionalization of the powder fine particles can be uniformed and the plasma surface treatment or the high- Do. And, the powder can be economically treated and recovered.

본 발명의 파우더 배치형 플라즈마 처리장치 그리고 방법에 따르면, 정보, 전자산업, 화학의 촉매나 경량나노·친환경 소재, 에너지 분야 등 광범위한 산업 분야에 사용되는 다양한 나노 분말을 대량 생산할 수 있으며, 나노 기능화 및 복합재료를 다양한 형태로 양산하여 상업화할 수 있다. 특히, 분자간 인력이 큰 물질로 분류되는 탄소계열의 미세입자들인 그래핀, 나노튜브, 나노섬유, 흑연, 카본블랙 등을 다른 물질에 분산시켜 활용할 수 있는 기능화기로 처리 가능하고 간단화된 공정과 높은 생산성, 환경친화적인 기능화 처리가 가능하다.According to the powder batch type plasma processing apparatus and method of the present invention, it is possible to mass-produce various nano powder used in a wide range of industrial fields such as information, electronic industry, chemical catalyst, light-weight nano- The composite material can be mass-produced and commercialized in various forms. Particularly, it is possible to treat carbon particles such as graphene, nanotube, nanofiber, graphite, and carbon black, which are classified into a substance having a large intermolecular attraction, into functional materials capable of being dispersed in other materials, Productivity, environmentally friendly functionalization is possible.

본 발명은 실시예로 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고 수정과 변형이 이루어진 것도 본 발명의 기술 사상에 포함된다.The present invention is not limited to the embodiments but can be modified and modified without departing from the gist of the present invention, and it is also included in the technical idea of the present invention that modifications and variations are made.

100: 반응기 110.110a: 벽면
120: 히터 130: 다공성 메탈 필터
200: 챔버 210: 파우더 피더
211: 런너 212: 히터
213: 충돌판 220: 파우더 배치부분
230: 블로윙 가스 공급부 231: 유도관
240: 절연성 재료 250: 커버
300: RF 전원 장치 400: 펌핑 및 역류수단
410: 역류가이드 420: 유로
430: 밸브 440: 펌프
500: 컬렉터 600: 펌핑 및 통기수단
610: 펌핑 및 벤트 유로100: Reactor 110.110a: Wall
120: heater 130: porous metal filter
200: chamber 210: powder feeder
211: Runner 212: Heater
213: Collision plate 220: Powder placement part
230: blowing gas supply part 231: induction pipe
240: Insulating material 250: Cover
300: RF power supply 400: Pumping and backflow means
410: backflow guide 420:
430: valve 440: pump
500: collector 600: pumping and venting means
610: Pumping and vent flow

Claims (20)

파우더를 플라즈마 반응기(100)를 통해 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서,
공간 부피를 갖는 챔버(200), 상기 챔버(200) 공간에 RF 주파수 전원을 인가하는 RF 전원 장치(300), RF 전원 장치(300)로부터 인가되는 전원으로 플라즈마를 생성하는 플라즈마 반응기(100); 나노 또는 마이크로 사이즈를 포함하는 다공성 필터로 구성된 상기 반응기(100)의 벽면(110)(110a); 상기 챔버(200)에 파우더를 캐리어 가스로 운반하여 주입하는 파우더 피더(210); 상기 반응기(100)의 외형과 떨어진 하부에 위치하여 챔버(200) 속으로 주입되는 파우더를 배치하는 파우더 배치부분(220); 상기 파우더 배치부분(220)을 향하거나 또는 챔버(200) 안을 유동하는 파우더 입자들을 유동시키는 블로윙 가스를 챔버(200)로 도입하는 블로윙 가스 공급부(230); 상기 플라즈마 반응기(100) 또는 챔버(200) 안의 압력을 변동시키고 이로부터 반응기(100)의 벽면(110)에 파우더를 흡착하거나 분리하는 펌핑 및 역류수단(400); 및 상기 챔버(200)에 포함되거나 또는 상기 챔버(200)와 구분되어 분리되는 컬렉터(500);를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.1. A plasma processing apparatus for plasma processing a powder through a plasma reactor (100)
A plasma reactor (100) for generating plasma from a power source applied from an RF power supply (300); a chamber (200) having a space volume; an RF power supply unit (300) for applying RF frequency power to the chamber (200); Wall 110 (110a) of the reactor 100 comprising a porous filter comprising nano or microsize; A powder feeder 210 for conveying and injecting powder into the chamber 200 as a carrier gas; A powder arrangement part 220 disposed at a lower position away from the outer shape of the reactor 100 to arrange a powder injected into the chamber 200; A blowing gas supply part 230 for introducing a blowing gas into the chamber 200 to flow powder particles directed toward the powder placement part 220 or flowing in the chamber 200; Pumping and countercurrent means (400) for varying the pressure in the plasma reactor (100) or chamber (200) and therefrom to adsorb or separate the powder from the wall surface (110) of the reactor (100); And a collector (500) included in the chamber (200) or separated from the chamber (200). 파우더를 플라즈마 반응기(100)를 통해 플라즈마 처리하는 플라즈마 처리장치에 있어서,
공간 부피를 갖는 챔버(200), 상기 챔버(200) 공간에 RF 주파수 전원을 인가하는 RF 전원 장치(300), RF 전원 장치(300)로부터 인가되는 전원으로 플라즈마를 생성하는 플라즈마 반응기(100); 나노 또는 마이크로 사이즈를 포함하는 다공성 필터로 구성된 상기 반응기(100)의 벽면(110)(110a); 상기 챔버(200)에 파우더를 캐리어 가스로 운반하여 주입하는 파우더 피더(210); 상기 반응기(100)의 외형과 떨어진 하부에 위치하여 챔버(200) 속으로 주입되는 파우더를 배치하는 파우더 배치부분(220); 상기 파우더 배치부분(220)을 향하거나 또는 챔버(200) 안을 유동하는 파우더 입자들을 유동시키는 블로윙 가스를 챔버(200)로 도입하는 블로윙 가스 공급부(230); 상기 플라즈마 반응기(100) 또는 챔버(200) 안의 압력을 변동시키고 이로부터 반응기(100)의 벽면(110)에 파우더를 흡착하거나 분리하는 펌핑 및 역류수단(400); 및 상기 챔버(200)에 포함되거나 또는 상기 챔버(200)와 구분되어 분리되는 컬렉터(500); 및 상기 파우더 배치부분(220)의 하부에서 챔버(200) 또는 반응기(100)에 외부 공기를 펌핑하여 넣어주거나 챔버(200) 또는 반응기(100) 내 유체를 내보내는 펌핑 및 통기수단(600);을 더 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.1. A plasma processing apparatus for plasma processing a powder through a plasma reactor (100)
A plasma reactor (100) for generating plasma from a power source applied from an RF power supply (300); a chamber (200) having a space volume; an RF power supply unit (300) for applying RF frequency power to the chamber (200); Wall 110 (110a) of the reactor 100 comprising a porous filter comprising nano or microsize; A powder feeder 210 for conveying and injecting powder into the chamber 200 as a carrier gas; A powder arrangement part 220 disposed at a lower position away from the outer shape of the reactor 100 to arrange a powder injected into the chamber 200; A blowing gas supply part 230 for introducing a blowing gas into the chamber 200 to flow powder particles directed toward the powder placement part 220 or flowing in the chamber 200; Pumping and countercurrent means (400) for varying the pressure in the plasma reactor (100) or chamber (200) and therefrom to adsorb or separate the powder from the wall surface (110) of the reactor (100); And a collector (500) included in the chamber (200) or separated from the chamber (200); And pumping and venting means 600 for pumping external air into the chamber 200 or the reactor 100 at the bottom of the powder placement portion 220 or for discharging fluid in the chamber 200 or the reactor 100 Wherein the powder batch type plasma processing apparatus further comprises: 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 챔버(200)와 반응기(100)의 라이닝재로서 플라즈마 발생공간의 외부 영역을 따라 절연성 재료(240)로 라이닝 처리한 파우더 배치형 플라즈마 처리장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
And a lining material of the chamber 200 and the reactor 100 is lined with an insulating material 240 along an outer region of the plasma generating space. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)(110a)이 다공질 메탈 필터(130);로 구성된 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the wall surface (110) (110a) of the plasma reactor (100) comprises a porous metal filter (130). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)은 표면적 전부를 흡착 영역으로 포함하거나, 또는 어느 한 부분 또는 하나 이상의 부분을 비 흡착 영역으로 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the wall surface (110) of the plasma reactor (100) includes all of the surface area as an adsorption region, or one or more portions as a non-adsorption region. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 플라즈마 반응기(100)의 내 벽면(110a)을 따라 배열 설치된 히터(120)를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
And a heater (120) arranged along the inner wall surface (110a) of the plasma reactor (100). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 플라즈마 반응기(100)의 벽면(110)과 챔버(200) 사이에 히터(120)를 갖는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
And a heater (120) disposed between the wall surface (110) of the plasma reactor (100) and the chamber (200). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 파우더 피더(210)는 파우더를 플라즈마 반응기(100)로 보내도록 챔버(200)와 상통하는 런너(211); 상기 런너(211)에 설치된 히터(212);를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The powder feeder 210 includes a runner 211 that is in communication with the chamber 200 to send the powder to the plasma reactor 100; And a heater (212) provided in the runner (211). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 파우더 피더(210)의 종단에는 파우더가 부딪히는 충돌판(213)이 설치된 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
And an impingement plate (213) on which powder collides is provided at an end of the powder feeder (210). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 블로윙 가스 공급부(230)는 외부로부터 도입되는 블로윙 가스를 챔버(200) 안의 파우더 배치부분(220)의 중심으로 집중되도록 경사진 기울기 각 θ을 갖는 유도관(231)을 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The blowing gas supply unit 230 may include a powder arrangement type plasma including an induction pipe 231 having a slope angle? Inclined so as to be concentrated at the center of the powder arrangement part 220 in the chamber 200, Processing device. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 펌핑 및 역류수단(400)은,
상기 챔버(200)의 상부를 덮는 커버(250); 상기 커버(250)와 상통하는 유로를 만들어 반응기(100) 그리고 챔버(200) 내 유체의 유동 흐름을 펌핑(P)과 역류(B) 방향으로 선택적으로 전환하도록 유도하는 유도가이드(410); 상기 유도가이드(410)로부터 연장되는 유로(420); 상기 유로(420)에 설치된 밸브(430); 그리고 반응기(100)와 챔버(200)안의 유체를 펌핑(P) 하여 내보내거나 상기 반응기(100)와 챔버(200)에 유체를 역류(B)시켜 공급하는 펌프(440);를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The pumping and countercurrent means (400)
A cover 250 covering an upper portion of the chamber 200; An induction guide 410 for guiding the flow of the fluid in the reactor 100 and the chamber 200 to selectively switch the flow of the fluid in the pumping direction P and the reverse flow direction B by making a flow path in communication with the cover 250; A flow path 420 extending from the guide 410; A valve 430 installed in the flow path 420; And a pump 440 for pumping (P) the fluid in the reactor 100 and the chamber 200 or supplying the fluid back to the reactor 100 and the chamber 200, Type plasma processing apparatus. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 컬렉터(500)가 챔버(200)와 일체형인 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the collector (500) is integral with the chamber (200). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 컬렉터(500)가 챔버(200)와 분리형인 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the collector (500) is separate from the chamber (200). 제 2 항에 있어서,
상기 펌핑 및 통기수단(600)은,
상기 파우더 배치부분(220)에 놓이는 파우더 입자들을 챔버(200) 내 공간으로 띄워서 유동시키기 위해 펌프 압력으로 외부 공기를 강제로 챔버(200)에 주입하는 펌핑(P), 그리고 챔버(200) 및 반응기(100)에 상존하는 유동 유체를 빼내는 벤트(V) 기능을 하도록 상기 컬렉터(500)에 구성된 펌핑 및 벤트 유로(610);를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method of claim 2,
The pumping and venting means (600)
A pumping P for forcing external air into the chamber 200 by pump pressure to flow powder particles placed in the powder placement part 220 in a space in the chamber 200, And a pumping and vent channel (610) formed in the collector (500) to function as a vent (V) for extracting a flowing fluid existing in the collector (100). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 파우더 배치형 플라즈마 처리장치의 반응기(100)에는 플라즈마 중합을 이용한 파우더 미세분말의 박막코팅 시 액상 모노모를 주입시킬 수 있는 버블러를 장착하고, 반응성 가스로서 O₂, N₂, NH₃, CF₄ 를 포함하는 전구체(Precusors)를 주입하여 파우더 표면의 작용기나 박막의 물성을 제어하는 플라즈마-CVD를 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 파우더 배치형 플라즈마 처리장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The reactor 100 of the powder batch type plasma processing apparatus is equipped with a bubbler capable of injecting a liquid mono-phase when coating a fine powder of powders using plasma polymerization, and a reactive gas such as O ₂ , N ₂ , NH ₃ , CF ₄ is injected to perform plasma-CVD to control the function of the surface of the powder or physical properties of the thin film. 파우더 플라즈마 처리방법에 있어서,
파우더 피더를 통해 분말 상의 파우더를 대기압 상태의 플라즈마 반응기의 챔버 안으로 주입하여 파우더 입자를 챔버 또는 반응기에 배치하는 주입단계; 챔버 안에 파우더가 주입 배치되면 유체를 펌핑하여 반응기 또는 챔버 안의 압력을 낮추어 챔버 바닥에 가라앉은 파우더 입자들이 부상하여 반응기로 모이도록 유도하는 챔버 펌핑 단계; 상기 챔버 펌핑 단계를 통해 챔버 바닥에 가라앉은 파우더 입자를 반응기 주변으로 유동시키고 이 과정에서 외기를 공급하여 챔버 공간상으로 파우더 입자를 띄워주는 블로윙 및 믹싱 단계; 블로윙 및 믹싱을 거친 파우더 입자를 반응기의 표면에 흡착시키고 RF 전원을 인가 반응기에 플라즈마를 생성하여 이를 통해 파우더 입자를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계; 상기 플라즈마 기능화 처리단계 완료 후 상기 챔버 펌핑을 중단하고 외기를 반응기 또는 챔버 안으로 역류시켜 들여보내 반응기 표면 파우더 입자를 털어내는 파우더 브러싱 단계; 및 반응기로 유입되는 역류 외기에 의해 반응기 표면에 흡착되어 플라즈마 처리가 완료된 파우더 입자를 바닥에 떨어뜨려 회수하는 단계;를 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법.In the powder plasma treatment method,
An injection step of injecting powdery powder through a powder feeder into a chamber of a plasma reactor at atmospheric pressure to dispose the powder particles in a chamber or a reactor; A chamber pumping step of pumping a fluid to lower the pressure in the reactor or the chamber to cause powder particles that have settled on the bottom of the chamber to float and collect in the reactor when the powder is injected into the chamber; A blowing and mixing step of flowing powder particles settling down to the bottom of the chamber through the chamber pumping step to the periphery of the reactor and supplying outside air to the chamber space to discharge the powder particles into the chamber space; A plasma functionalization step of adsorbing the powder particles subjected to the blowing and mixing on the surface of the reactor and applying a RF power to the reactor to generate a plasma and subjecting the powder particles to plasma treatment; A powder brushing step of pumping out the reactor surface powder particles by stopping the pumping of the chamber after the completion of the plasma functionalization process step and returning the outside air into the reactor or the chamber; And recovering the powder particles adsorbed on the surface of the reactor by the counterflow external air flowing into the reactor and dropping the plasma-treated powder particles on the bottom. 파우더 플라즈마 처리방법에 있어서,
파우더 피더를 통해 분말 상의 파우더를 대기압 상태의 플라즈마 반응기의 챔버 안으로 주입하여 파우더를 챔버 또는 반응기에 배치하는 주입단계; 챔버 안에 파우더가 주입 배치되면 유체를 펌핑하여 반응기 또는 챔버 안의 압력을 낮추어 챔버 바닥에 가라앉은 파우더가 부상하여 반응기로 모이도록 유도하는 챔버 펌핑 단계; 상기 챔버 펌핑 단계를 통해 챔버 바닥에 가라앉은 파우더 입자를 반응기 주변으로 유동시키고 이 과정에서 외기를 공급하여 챔버 공간상으로 파우더 입자를 띄워주는 블로윙 및 믹싱 단계; 블로윙 및 믹싱을 거친 파우더 입자를 반응기의 표면에 흡착시키고 RF 전원을 인가 반응기에 플라즈마를 생성하여 이를 통해 파우더 입자를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계; 상기 플라즈마 기능화 처리단계 완료 후 상기 챔버 펌핑을 중단하고 외기를 반응기 또는 챔버 안으로 역류시켜 들여보내 반응기 표면 파우더 입자를 털어내는 파우더 브러싱 단계; 상기 파우더 배치부분의 하부에서 챔버 또는 반응기 유체를 펌핑하여 넣어주거나 챔버 또는 반응기 내 유체를 내보내는 펌핑 및 배기단계; 반응기로 유입되는 역류 외기에 의해 반응기 표면에 흡착되어 플라즈마 처리가 완료된 파우더 입자를 바닥에 떨어뜨려 회수하는 단계;를 더 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법. In the powder plasma treatment method,
An injection step of injecting powdery powder through a powder feeder into a chamber of a plasma reactor at atmospheric pressure to dispose the powder in a chamber or a reactor; A chamber pumping step of pumping the fluid to lower the pressure in the reactor or the chamber to induce the powder settling on the bottom of the chamber to float to the reactor when the powder is injected into the chamber; A blowing and mixing step of flowing powder particles settling down to the bottom of the chamber through the chamber pumping step to the periphery of the reactor and supplying outside air to the chamber space to discharge the powder particles into the chamber space; A plasma functionalization step of adsorbing the powder particles subjected to the blowing and mixing on the surface of the reactor and applying a RF power to the reactor to generate a plasma and subjecting the powder particles to plasma treatment; A powder brushing step of pumping out the reactor surface powder particles by stopping the pumping of the chamber after the completion of the plasma functionalization process step and returning the outside air into the reactor or the chamber; Pumping and evacuating the chamber or reactor fluid at a lower portion of the powder placement portion or pumping the chamber or reactor fluid; And recovering the powder particles adsorbed on the surface of the reactor by the counterflow external air flowing into the reactor and dropping the plasma-treated powder particles on the bottom. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
상기 챔버 펌핑 단계와 블로윙 및 믹싱 단계가 동시에 진행되거나 챔버 펌핑 전후로 시간차를 두고 블로윙과 믹싱이 수행되는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법.18. The method according to claim 16 or 17,
Wherein the chamber pumping step, the blowing and mixing step are simultaneously performed, or the blowing and mixing are performed with a time difference before and after chamber pumping. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
상기 파우더를 플라즈마 처리하는 플라즈마 기능화 처리단계는 적어도 1회 이상으로 플라즈마 기능화 처리하는 것으로 그 처리 순서는 챔버 펌핑-파우더 브로윙 및 믹싱-분말 흡착-플라즈마 기능화 재처리-파우더 브러싱-파우더 포집 순서를 반복적으로 수행하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법.18. The method according to claim 16 or 17,
The plasma functionalization step of plasma-treating the powder is performed at least once or more by plasma-functionalization. The procedure of the chamber pumping-powder blowing and mixing-powder adsorption-plasma functionalization reprocessing-powder brushing- Wherein the plasma treatment is performed with a powder batch type plasma treatment method. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
상기 플라즈마 기능화 처리 단계에서는 중합을 이용한 박막코팅으로 액상 모노모로서 O₂, N₂, NH₃, CF₄ 를 포함하는 전구체(Precusors)를 주입하여 파우더 표면의 작용기나 박막의 물성을 제어하여 파우더 표면에 플라즈마-CVD를 수행하는 단계를 더 포함하는 파우더 배치형 플라즈마 처리방법.




18. The method according to claim 16 or 17,
In the plasma functionalization step, precursors including O ₂ , N ₂ , NH ₃ , and CF ₄ are injected as a liquid mono-phase by thin film coating using polymerization to control the functional groups of the powder surface or physical properties of the thin film, And performing a plasma-CVD process on the plasma.

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