CN216999041U - Pecvd镀膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于纳米涂层技术领域，提供了一种PECVD镀膜设备。该设备包括微波电源、真空装置、加热蒸发装置、气体供应装置以及反应室，其中，反应室设有两个电板，纺织物材料放置在电板之间，通过电板与微波电源电连接，可以在反应室内产生高频电场。本实用新型的PECVD镀膜设备系统集成度高，镀膜过程都是在真空环境中完成，一个处理制程时间最短只有60分钟，工艺简单，效率极高，且整个反应过程完全清洁和环保，不会产生有害排放物。此外，本实用新型的PECVD镀膜设备在纺织物材料的表面产生的纳米涂层解决了纳米颗粒的团聚问题，得到一种类似纳米二氧化硅的薄膜，这种纳米聚合物涂层与织物材料以共价键结合，非常紧密和牢固，很难从织物材料表面脱离。

Description

PECVD镀膜设备

技术领域

本实用新型属于纳米涂层技术领域，具体涉及一种PECVD镀膜设备。

背景技术

太阳中的紫外线对人的身体伤害很大，因此可以通过在纺织物如衣服表面应用纳米技术对其进行表面处理，使其具有抗紫外线的功能，这种应用越来越普遍。中国专利申请号200810024108.9，200710046901.4和200910244972.4都公开了几种制备纳米涂层的方法，但上述方法都需要配制大量的溶液，并将基材浸在溶液中进行反应，并且制程复杂，且处理过程会产生大量有毒废液排放，这种处理方式极其耗费原料并且效率极低，而且又污染环境；中国专利申请号 200610154950.5公开了一种聚合物高分子材料表面改性的方法及其装置，利用该方法在聚合物高分子材料表面产生的类刚石薄膜虽然也有抗紫外线功能，但是硬度较高，亲水性和透气性都较差，如果应用在纺织物特别是衣服上，穿戴者会感到非常闷热和不舒适；中国专利申请号201210191334.2公开了一种清洁型抗紫外涂层织物，但是该专利对基布的表面结构有要求，应用范围较窄，且该专利的涂层厚度为毫米级，厚度较厚，所用紫外线反射剂为氧化锌或二氧化钛纳米微粒，这种方法容易产生纳米粒子团聚问题。

此外，现有技术中得到的纳米涂层与纺织物材料表面的结合大多为物理结合，这种结合不够紧密，得到的纺织物在经水洗几次后，表面的纳米涂层就会脱离。因此现有的涂覆技术需要改进。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供一种PECVD(等离子体增强化学气相沉积)镀膜设备，用于在纺织物材料的表面产生纳米薄膜，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供了一种PECVD镀膜设备，用于在纺织物材料的表面产生纳米薄膜，其中该镀膜设备包括：微波电源、真空装置、加热蒸发装置、气体供应装置以及反应室，其中，所述真空装置、气体供应装置和加热蒸发装置分别与反应室相连通；所述反应室设有两个电极板。

进一步地，所述两个电极板相互平行，且电极板与微波电源电连接，用于在反应室内产生高频电场。

进一步地，所述气体供应装置用于向反应室分别供应惰性气体和氧气。

进一步地，所述加热蒸发装置用于向反应室供应聚酰亚胺蒸汽。进一步地，所述PECVD镀膜设备还包括排空装置，与反应室相连通。

进一步地，所述反应室具有仓门，通过打开或关闭仓门用于取出或放置纺织物材料。

进一步地，所述加热蒸发装置的加热温度为500℃-850℃，聚酰亚胺蒸汽的流量为20sccm-50sccm。

进一步地，所述微波电源的功率为150W-300W。

进一步地，所述与微波电源电连接的电极板之一接地。

根据本实用新型的PECVD镀膜设备，反应室设有两个电极板，纺织物材料放置在电极板之间，通过电极板与微波电源电连接，可以在反应室内产生高频电场，在高频电场的作用下，气体供应装置可以分别向反应室提供惰性气体和氧气，以及加热蒸发装置向反应室提供的聚酰亚胺蒸汽分别电离成惰性等离子体、氧气等离子体以及聚酰亚胺等离子体，惰性等离子体可以清洁和活化纺织物材料的表面，氧气等离子体以及聚酰亚胺等离子体可以与纺织物材料的表面发生聚合反应，并在纺织物材料的表面沉积覆膜，即在纺织物材料的表面产生纳米薄膜。该纳米薄膜不仅具用抗紫外线的功能，可以有效的保护皮肤，而且纳米涂层的透气性和亲水性都很好，这种纺织材料穿在身上，既透气又吸汗，穿者会感到非常舒适。

本实用新型的PECVD镀膜设备系统集成度高，镀膜过程都是在真空环境中完成，一个处理制程时间最短只有60分钟，工艺简单，效率极高，且整个反应过程完全清洁和环保，不会产生有害排放物。此外，本实用新型的PECVD镀膜设备在纺织物材料的表面产生的纳米涂层解决了纳米颗粒的团聚问题，得到一种类似纳米二氧化硅的薄膜，这种纳米聚合物涂层与织物材料以共价键结合，使纳米聚合物涂层与纺织物材料表面的结合非常紧密和牢固，即使纺织物经多次水洗，其表面的纳米涂层也很难从织物材料表面脱离。

附图说明

图1是本实用新型实施例中提供的PECVD镀膜设备图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实施例提供一种PECVD镀膜设备100，用于在纺织物材料的表面产生200nm-400nm厚的纳米薄膜。

PECVD镀膜设备100包括反应室10、气体供应装置20、加热蒸发装置30、真空装置40、排空装置50以及微波电源60。

具体地，反应室10中设有两个电极板11，两个电极板11相互平行，纺织物材料可以放置在两个电极板11之间。两个电极板11分别与微波电源20的正负极连接，并且其中负极板接地。反应室10上还具有仓门(图中未示出)，通过打开或关闭仓门操作者可以取出或放置纺织物材料。在具体操作过程中，反应室10的温度始终保持在50℃-100℃。

气体供应装置20与反应室10相连通，用于为反应室10分别提供惰性气体和氧气。本实施例中，惰性气体为氦气或氩气，且氦气/氩气的流量优选调节为 250sccm。优选地，氧气的流量调节为70sccm。

加热蒸发装置30与反应室10相连通，加热蒸发装置30中储存有聚酰亚胺液体，并将聚酰亚胺液体加热成聚酰亚胺蒸汽。本实施中，加热蒸发装置30的加热温度调节为540℃。加热蒸发装置30将聚酰亚胺液体加热成聚酰亚胺蒸汽后，聚酰亚胺蒸汽通入反应室10，且聚酰亚胺蒸汽的气体流量为35sccm。

真空装置40与反应室10相连接，用于对反应室10抽真空至其达到清洁真空度以及反应真空度。氦气本实施例中，通过真空装置40对反应室10抽真空，使反应室的清洁真空度保持为90mT，反应真空度保持为50mT。

排空装置50与反应室10相连通，用于向反应室10中通入空气，使反应室 10的气压恢复至一个大气压。

微波电源60与反应室10中的电极板11电连接，为电极板11提供电压。通过调解微波电源60的功率，电极板11在反应室10内产生高频电场，进一步将反应室10内的气体电离成等离子体，如图1所示，箭头方向为反应室10内的部分等离子体的运动方向。

本实施例的PECVD镀膜设备100的操作过程如下：

PECVD镀膜设备100对纺织物材料的清洁和活化处理过程：首先打开反应室10仓门，将待处理的样品布料(即纺织物材料)放置在电极板11之间，然后关闭仓门，通过真空装置40将反应室10抽真空，保持清洁真空度为90mT；然后通过气体供应装置20将氦气或氩气通入到反应室10中，氦气/氩气的流量为 250sccm，开启微波电源60，将微波电源60的功率调整为150W，此时在电极板11之间产生高频电场，并对反应室10中的惰性气体进行电离，氦气/氩气在高频电场的作用下电离成氦气/氩气等离子体，该等离子体对纺织物材料的表面进行轰击。在氦气/氩气等离子体的轰击下，纺织物材料的表面的杂质颗粒被清理干净。上述过程为PECVD镀膜设备100对纺织物材料的清洁和活化处理过程，该处理过程为4分钟。

PECVD镀膜设备100的沉积覆膜过程：对纺织物材料的清洁和活化处理过程结束后，再将反应室10抽真空，使反应室10的反应真空度保持为50mT，然后将聚酰亚胺液体(Polyimide)装入加热蒸发装置30，调节加热温度为540℃，对聚酰亚胺液体(Polyimide)进行加热汽化，再将聚酰亚胺蒸气(Polyimide) 通入反应室10，控制聚酰亚胺蒸气的流量为35sccm，同时通过气体供应装置 20向反应室10通入氧气当作辅助性气体，并控制氧气的流量为70sccm。再次调整微波电源60的功率到150W将反应室10中的气体(聚酰亚胺蒸汽以及氧气)电离，聚酰亚胺蒸气(Polyimide)和氧气在高频电场作用下再次电离成等离子体，与纺织物材料的表面发生聚合反应，在纺织物材料的表面沉积覆膜，沉积覆膜过程的时间为30min。并且PECVD镀膜设备的反应室10的温度始终保持在55℃。

通过本实施例的PECVD镀膜设备100得到的纳米涂层厚度为200nm，膜基结合非常牢固没有剥落现象，涂层为亲水性薄膜，样品布料未处理前的UPF值经测试为14.12，样品布料处理后UPF值经测试为40.25，该数据表明，经上述方法处理后纺织物有较好的抗紫外辐射能力。

实施例作用与效果

根据本实施例的PECVD镀膜设备，由于该设备包括微波电源、真空装置、加热蒸发装置、气体供应装置以及反应室，其中，反应室设有两个电极板，纺织物材料放置在电极板之间，通过电极板与微波电源电连接，可以在反应室内产生高频电场，在高频电场的作用下，气体供应装置向反应室提供的惰性气体和氧气，以及加热蒸发装置向反应室提供的聚酰亚胺蒸汽分别电离成惰性等离子体、氧气等离子体以及聚酰亚胺等离子体，惰性等离子体可以清洁和活化纺织物材料的表面，氧气等离子体以及聚酰亚胺等离子体可以与纺织物材料的表面发生聚合反应，并在纺织物材料的表面沉积覆膜，即在纺织物材料的表面产生纳米薄膜，该纳米薄膜不仅具用抗紫外线的功能，可以有效的保护皮肤，而且纳米涂层的透气性和亲水性都很好，这种纺织材料穿在身上，既透气又吸汗，穿者会感到非常舒适。

本实施例的PECVD镀膜设备系统集成度高，镀膜过程都是在真空环境中完成，一个处理制程时间最短只有60分钟，工艺简单，效率极高，且整个反应过程完全清洁和环保，不会产生有害排放物。此外，本实施例的PECVD镀膜设备在纺织物材料的表面产生的纳米涂层解决了纳米颗粒的团聚问题，得到一种类似纳米二氧化硅的薄膜，这种纳米聚合物涂层与织物材料以共价键结合，使纳米聚合物涂层与纺织物材料表面的结合非常紧密和牢固，即使纺织物经多次水洗，其表面的纳米涂层也很难从织物材料表面脱离。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种PECVD镀膜设备，用于在纺织物材料的表面产生纳米薄膜，其特征在于，包括：

微波电源、真空装置、加热蒸发装置、气体供应装置以及反应室，

其中，所述真空装置、气体供应装置和加热蒸发装置分别与反应室相连通；所述反应室设有两个电极板。

2.根据权利要求1所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述两个电极板相互平行，且电极板与微波电源电连接，用于在反应室内产生高频电场。

3.根据权利要求1所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述气体供应装置用于向反应室分别供应惰性气体和氧气。

4.根据权利要求1所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述加热蒸发装置用于向反应室供应聚酰亚胺蒸汽。

5.根据权利要求1所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，还包括：排空装置，与所述反应室相连通。

6.根据权利要求1所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述反应室还具有仓门，通过打开或关闭所述仓门用于取出或放置所述纺织物材料。

7.根据权利要求4所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述加热蒸发装置的加热温度为500℃-850℃，所述聚酰亚胺蒸汽的流量为20sccm-50sccm。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述微波电源的功率为150W-300W。

9.根据权利要求2所述的PECVD镀膜设备，其特征在于，所述与微波电源电连接的电极板之一接地。

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