JP2023099285A - プラズマサスペンションコーティングシステム及び方法 - Google Patents

プラズマサスペンションコーティングシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティングシステムを提供する。【解決手段】大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティングシステムは、基板を固定支持する支持部と、プラズマ放電を介して活性種を生成し、少なくとも一部が基板の方に配置されるノズル部を含むプラズマ発生装置と、ノズル部の一側にナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションを移送させるサスペンション提供装置と、を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、プラズマサスペンションコーティングシステム及び方法に関し、より詳しくは、大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティングシステム及び方法に関する。
プラズマは、電子や中性粒子などのイオン化したガスであって、プラズマガスの一部分が高エネルギーを有するため、物質の表面を変化させることができる。すなわち、プラズマは、他の材料の表面と直接的に反応したり、弾性衝突により反応したりできる。プラズマ発生装置は、主に圧縮の空気又は窒素ガスが高周波数、高電圧の電荷と交差してプラズマを発生するように構成されたチューブを含む。
最近、低圧又は真空プラズマの代わりに、大気圧プラズマ装置を用いる場合が増加している。大気圧プラズマ装置の場合、低温工程により様々な材料及び基板に適用でき、真空容器や真空排気装置が不要になるため、処理速度が速くて経済的である。また、大気圧プラズマを用いた蒸着法を利用する場合、付着力が良くて蒸着温度が低くなるため、従来の表面処理工程、半導体工程及びディスプレイ工程において、高温加熱による変形又は変性を低減できるなどの長所を活用して、比較的多様な産業で使用されている。
韓国公開特許第１０－２０２０－０１２１４５２号公報
本明細書で開示される実施例等は、大気圧プラズマ発生装置を用いて、基板上にナノ粒子（nano particle）のコーティング処理が可能なサスペンションコーティングシステム及び方法を提供する。
本開示の一実施例に係る大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティングシステムは、基板を固定支持する支持部と、プラズマ放電を介して活性種を生成し、少なくとも一部が基板の方に配置されるノズル部を含むプラズマ発生装置と、ノズル部の一側にナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションを移送させるサスペンション提供装置と、を含む。
本開示の他の実施例に係る大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティング方法において、ノズル部を含むプラズマ発生装置により、放電ガスをプラズマ放電させて活性種を生成するステップと、サスペンション提供装置により、サスペンションをノズル部の一側に噴射するステップと、ノズル部において、活性種によりナノ粒子がイオン化し、バインダーが気化するステップと、イオン化したナノ粒子を基板に蒸着コーティングさせるステップと、を含む。
本開示の多様な実施例によれば、サスペンション状態のナノ粒子がノズル部において瞬間的に超高温のプラズマに露出されて、イオン化したナノ粒子状態に変化し得る。このとき、イオン化したナノ粒子をスプレー蒸着コーティングに利用することにより、迅速かつ均一に基板上に蒸着レイヤを形成でき、基板に蒸着されるナノ粒子のロス率を低減して、生産性の増大と共に費用の節減を図ることができる。
また、本開示の多様な実施例によれば、ノズル部及び基板間の距離を調節できるので、基板にナノ粒子を容易に蒸着させることができる。
また、本開示の多様な実施例によれば、大気圧状態においてプラズマ発生装置を用いて、ナノ粒子を容易に蒸着させることができる。
また、本開示の多様な実施例によれば、フレームプラズマ（flame plasma）発生装置を用いて、ナノ粒子を容易に蒸着させることができる。
また、本開示の多様な実施例によれば、速度測定センサを用いて、ナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションの移動速度が基準値以下であるか否かをリアルタイムで確認できるので、ナノ粒子の蒸着のロス率を低減できる。
また、本開示の多様な実施例によれば、厚さ測定センサを用いて、ナノ粒子のコーティング厚さが基準値以上であるか否かをリアルタイムで確認できる。
本開示の効果は、これに制限されず、言及されない他の効果等は、請求範囲の記載から当業者に明確に理解されるべきである。
本開示の一実施例に係るプラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティングシステムを示す概略図である。 本開示の他の実施例に係るプラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティングシステムを示す概略図である。 本開示の一実施例に係る大気圧プラズマ発生装置及びサスペンション提供装置を概略的に示す正面図である。 本開示の他の実施例に係るフレームプラズマ発生装置及びサスペンション提供装置を概略的に示す正面図である。 本開示の一実施例に係る大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティング方法を示すフローチャートである。 本開示の他の実施例に係る大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティング方法を示すフローチャートである。
＜発明の概要＞
一実施例によれば、サスペンションはナノ粒子及びバインダーを含み、ノズル部において、活性種を含むプラズマガスにより、ナノ粒子はイオン化して蒸着され、バインダーは気化する。
一実施例によれば、ナノ粒子は、スプレー蒸着コーティングに使用されるナノ粒子を含む。
一実施例によれば、サスペンション提供装置は、一側でノズル部と連結され、サスペンションをノズル部の一側に噴射するディスペンサーと、一側でディスペンサーと連結され、他側から注入されるサスペンションをディスペンサーに移動させるように構成される通路部と、一側で通路部と連結され、内側でサスペンションを収容し、他側から注入されるキャリアガスを用いてサスペンションを通路部に提供するように構成される収容部と、を含む。
一実施例によれば、支持部は、一端で基板を固定支持し、ノズル部及び基板間の距離を調節するように構成される。
一実施例によれば、サスペンションの噴射速度を測定するように構成される速度測定センサと、速度測定センサが測定した噴射速度に基づいて、プラズマ発生装置の駆動強度を制御する制御器と、をさらに含む。
一実施例によれば、基板上に蒸着されたナノ粒子の厚さを測定するように構成される厚さ測定センサと、厚さ測定センサが測定したナノ粒子の蒸着厚さに基づいて、プラズマ発生装置及びサスペンション提供装置の駆動の可否を制御する制御器と、をさらに含む。
一実施例によれば、一側で基板を固定支持する支持部により、ノズル部及び基板間の距離を調節するステップをさらに含む。
一実施例によれば、速度測定センサにより、サスペンション提供装置内のサスペンションの噴射速度を測定するステップと、厚さ測定センサにより、基板上に蒸着されたナノ粒子の蒸着厚さを測定するステップと、制御器により、速度測定センサが測定した噴射速度に基づいて、プラズマ発生装置の駆動強度を制御するステップと、制御器により、厚さ測定センサが測定したナノ粒子の蒸着厚さに基づいて、プラズマ発生装置及びサスペンション提供装置の駆動の可否を制御するステップと、をさらに含む。
＜発明の詳細な説明＞
以下、本開示の実施のための具体的な内容を添付図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明では、本開示の要旨を不要に不明瞭にする恐れがある場合、公知の機能や構成に関する具体的な説明は省略する。
添付図面において、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が付与される。また、以下の実施例の説明において、同一又は対応する構成要素の重複記述は省略され得る。しかしながら、構成要素に関する記述が省略されても、そのような構成要素が、ある実施例に含まれないものと意図してはならない。
本明細書で使用される用語について簡略に説明し、開示の実施例について具体的に説明する。本明細書で使用される用語は、本開示での機能を考慮しつつ、可能な限り現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは関連分野に従事する技術者の意図又は判例、新技術の出現などにより変化し得る。また、特定の場合は出願人が任意で選定した用語もあり得るが、これらの意味は当該発明の説明の部分において詳細に記載する。よって、本開示で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本開示の全般にわたった内容に基づいて定義されるべきである。
本明細書では、文脈上において明確に特定しない限り、単数の表現は複数の表現を含み、複数の表現は単数の表現を含むことができる。
本開示において、ある部分がある構成要素を「含む」とする際、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むこともできることを意味する。
本開示において、図面の上方はその図面に示す構成の「上部」又は「上側」、その下方は「下部」又は「下側」と称することができる。また、図面に示す構成の上部及び下部の間、又は、上部及び下部を除いた部分は「側部」又は「側面」と称することができる。このような「上部」や「上側」のような相対的な用語は、図面に示す構成等間の関係を説明するために使用でき、本開示はそのような用語により限定されるものではない。
本開示において、一つの構造物の内部空間に向かう方向を「内側」、開放された外部空間に突出された方向を「外側」と称することができる。このような「内側」や「外側」などのような相対的な用語は、図面に示す構成等間の関係を説明するために使用でき、本開示はそのような用語により限定されるものではない。
本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」の記載は、Ａ又はＢ、或いは、Ａ及びＢを意味する。
本明細書において、ある部分が他の部分と「連結」されるとすれば、これは、直接的に連結される場合だけでなく、その中間に他の構成要素を挟んで間接的に連結される場合も含む。
開示の実施例の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面に基づいて後述する実施例を参照すれば明確になる。しかしながら、本開示は、以下で開示される実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態で具現化され得る。但し、本実施例は、本開示が完全になるようにし、本開示が通常の技術者に発明のカテゴリを正確に認識させるために提供されるだけである。
図１は、本開示の一実施例に係るプラズマ発生装置１１０を用いたサスペンションコーティングシステム１００を示す概略図である。
図１に示すように、サスペンションコーティングシステム１００は、プラズマ発生装置１１０、サスペンション提供装置１２０及び支持部１３０を含むことができる。
プラズマ発生装置１１０は、放電ガスをプラズマ放電させて活性種を生成し、活性種を含むプラズマガスを吐出させる装置であり得る。一実施例において、プラズマ発生装置１１０は大気圧プラズマ発生装置であり得る。一実施例において、プラズマ発生装置１１０はノズル部１１２を含むことができる。ノズル部１１２は、プラズマガス及びサスペンション（又はサスペンション状態のナノ粒子）が吐出される吐出口を含むことができる。一実施例において、ノズル部１１２の少なくとも一部は、基板１３２の方に配置できる。よって、プラズマ発生装置１１０から吐出されるプラズマガス及びサスペンションは、基板１３２の方に吐出できる。
サスペンション提供装置１２０は、キャリアガスを用いてノズル部１１２の一側にサスペンションを移送させる装置であり得る。具体的に、サスペンション提供装置１２０の一端はノズル部１１２と連結されることで、ナノ粒子（Nano particle）又はナノ粉末（Nano powder）（以下、「ナノ粒子」という）及びバインダーを含むサスペンションをノズル部１１２の内側に移送させることができる。このとき、ナノ粒子は、スプレーコーティング蒸着法に適合するように、液体（例えば、水又はアルコール）を含むバインダーに凝集された（aggregated）サスペンション（suspension）の形態に該当できる。一般に、サスペンションは、液体内に固体微粒子が分散されたもの（懸濁液）であるが、これに限定されず、気体内に液体や固体の微粒子が分散されたり、液体内に気体や他の液体の微粒子が分散されたりするものであり得る。また、ナノ粒子は、スプレーコーティング蒸着法に使用されるナノ粒子であり得る。例えば、ナノ粒子は、炭素ナノチューブ（CNT、Carbon nanotube）又はチタニウム（Ti、Titanium）ナノ粒子に該当できる。サスペンション提供装置１２０の詳細な下部の構成は、図３ａ及び図３ｂを参照して説明する。
一実施例によれば、プラズマ発生装置１１０で生成された活性種を含むプラズマガスにより、ノズル部１１２に移送されたナノ粒子をイオン化できる。具体的に、ノズル部１１２の一側に流入する放電ガスのプラズマ放電により活性種が生成され、ノズル部１１２の他側に流入するナノ粒子はイオン化する。一実施例において、プラズマ発生装置１１０が大気圧状態で駆動される。
一実施例において、プラズマガスがノズル部１１２を介して吐出されることで、ナノ粒子は基板１３２に蒸着される。これにより、基板１３２の一面はナノ粒子で蒸着コーティングされる。このとき、ナノ粒子をスプレー蒸着コーティングに利用することで、迅速かつ均一に基板１３２上に蒸着レイヤを形成でき、基板１３２に蒸着されるナノ粒子のロス率を低減して、生産性の増大と共に費用の節減を図ることができる。
支持部１３０は、基板１３２を固定支持する位置に配置できる。基板１３２は、ナノ粒子でコーティングされる空間に該当できる。一実施例において、支持部１３０は、固定の位置に設置されたり、特定の係止装備などに着脱可能に構成されたりできる。
支持部１３０は、ノズル部１１２及び基板１３２間の距離（Ｌ）、角度などを調節するように、立体的に移動自在に構成できる。例えば、支持部１３０は、基板１３２にナノ粒子が容易に蒸着コーティングされるように、ロボットアーム（図示せず）を用いて距離（Ｌ）を調節できる。他の例において、ロボットアーム（図示せず）は、支持部１３０を任意の位置に移動させることができる。
図２は、本開示の他の実施例に係るプラズマ発生装置１１０を用いたサスペンションコーティングシステム２００を示す概略図である。図２に開示された構成のうち、図１と対応する構成については説明を省略する。
図２に示すように、サスペンションコーティングシステム２００は、プラズマ発生装置１１０、サスペンション提供装置１２０、支持部１３０、制御器２１０、速度測定センサ２２０及び厚さ測定センサ２３０を含むことができる。サスペンションコーティングシステム２００では、速度測定センサ２２０及び／又は厚さ測定センサ２３０から信号を受け付けた制御器２１０が、プラズマ発生装置１１０及び／又はサスペンション提供装置１２０を制御することで、ノズル部１１２から基板１３２に移動するナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションの速度と、基板１３２上のナノ粒子の蒸着厚さとを調節できる。一実施例において、制御器２１０はマイクロプロセッサを含む制御部に該当できる。
一実施例において、速度測定センサ２２０は、ノズル部１１２から基板１３２の方に移動するナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションの移動速度を測定するように構成できる。例えば、速度測定センサ２２０は、ナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションの移動速度によって電気的な信号を出力できる、電気抵抗式又は電気容量式の速度測定センサを含むことのできるが、これに限定されるものではない。速度測定センサ２２０は、基板１３２上でナノ粒子の蒸着のロス率を低減するために、ナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションの移動速度が基準値以下であるか否かをリアルタイムで確認する役割を行うことができる。速度測定センサ２２０は、ナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションの移動速度によって決定される電気的な信号を制御器２１０に伝達できる。
一実施例において、厚さ測定センサ２３０は、基板１３２上のナノ粒子の蒸着厚さを測定するように構成できる。例えば、厚さ測定センサ２３０は、ナノ粒子の蒸着厚さによって電気伝導度が変化して電気的な信号を出力できる光学センサ、或いは、ナノ粒子の蒸着膜を撮影してその厚さを測定できるイメージセンサ及び／又はイメージ信号処理器を含むことのできるが、これに限定されるものではない。厚さ測定センサ２３０は、基板１３２上に蒸着されたナノ粒子のコーティング厚さが基準値以上であるか否かをリアルタイムで確認する役割を行うことができる。厚さ測定センサ２３０は、基板１３２上に蒸着されたナノ粒子の厚さによって決定される電気的な信号を制御器２１０に伝達できる。
制御器２１０は、速度測定センサ２２０及び／又は厚さ測定センサ２３０から転送される電気的な信号を受け付け、ナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションの移動速度及び／又は基板１３２上に蒸着されたナノ粒子の厚さが基準値以上であるか以下であるかを決定できる。このように決定されるサスペンションの移動速度又はナノ粒子の蒸着厚さに応じて、制御器２１０は、プラズマ発生装置１１０及び／又はサスペンション提供装置１２０の駆動の可否、時間及び強度などを制御できる。例えば、制御器２１０は、速度測定センサ２２０の電気的な信号に基づいて、サスペンションの移動速度が基準値（例えば、音速又は亜音速）以下であると決定すれば、プラズマ発生装置１１０の駆動強度を上向に調整できる。また、制御器２１０は、厚さ測定センサ２３０の電気的な信号に基づいて、基板１３２上のナノ粒子の蒸着厚さが基準値以上であると決定すれば、プラズマ発生装置１１０及び／又はサスペンション提供装置１２０の駆動を中止させることができる。前述したような、制御器２１０によるプラズマ発生装置１１０及び／又はサスペンション提供装置１２０の動作制御により、基板１３２上に蒸着コーティングされるナノ粒子のロス率を著しく減少させ、サスペンションコーティング速度を増加させることができる。
図３ａは、本開示の一実施例に係る大気圧プラズマ発生装置３１０及びサスペンション提供装置３２０を概略的に示す正面図である。
図３ａに示す大気圧プラズマ発生装置３１０及びサスペンション提供装置３２０は、図１及び図２に示すサスペンションコーティングシステム１００、２００のプラズマ発生装置１１０及びサスペンション提供装置１２０として使用できる。
一実施例において、プラズマ発生装置１１０は大気圧プラズマ発生装置３１０であり得る。このとき、プラズマ発生装置１１０は、通常、常温／常圧の環境において駆動できるように、ジェネレータ、高電圧変圧器及びプラズマ放電を発生させる電極等を含むことができる。具体的に、大気圧プラズマ発生装置３１０は、プラズマが吐出されるノズル部３１２と、一側でノズル部３１２が着脱され、他側で作動ガス（又は放電ガスやプラズマガス）が供給されるガス供給管（図示せず）と、高電圧変圧器（図示せず）に連結されるケーブルなどが着脱される本体部３１４と、を含むことができる。
一実施例において、高電圧変圧器により発生した高周波高電圧は、本体部３１４内に設置された電極等に印加され、印加された電圧により電極等間に電気アーク形態の高周波放電が発生する。このように、本体部３１４内に電気アークが発生した状態において、作動ガスが電気アークと接触してプラズマ状態に変換できる。例えば、本体部３１４内に設置された電極（例：Ｃｕ電極）等間に印加された高電圧によりコロナ放電（corona discharge）が発生し得る。このとき、作動ガスがコロナ放電により発生した電子と衝突してプラズマ状態に変換できる。本体部３１４で生成されたプラズマビームは、ノズル部３１２の開口を介して吐出できる。このとき、作動ガスは、ナノ粒子の特性によって一つ以上のガスが単独又は混合として使用できる。例えば、作動ガスは、窒素、アルゴン、酸素、水素、ヘリウム、フッ素のいずれか一つ又はこれらの組合せであり得る。
一実施例において、サスペンション提供装置３２０は、一側でノズル部と連結され、サスペンションをノズル部の一側に噴射するディスペンサー３２２と、一側でディスペンサー３２２と連結され、他側から注入されたサスペンションをディスペンサー３２２に移動させるように構成される通路部３２４と、一側で通路部３２４と連結され、内側でサスペンションを収容し、他側から注入されたキャリアガスを用いてサスペンションを通路部３２４に提供するように構成される収容部３２６と、を含むことができる。
ディスペンサー３２２は、一側で大気圧プラズマ発生装置３１０のノズル部３１２と連結され、通路部３２４から流入するナノ粒子３２８及びバインダー３２７を含むサスペンションを、ノズル部３１２の一側にスプレータイプで噴射する。ナノ粒子３２８及びバインダー３２７を含むサスペンションがスプレータイプで噴射される場合、サスペンションに含まれたバインダーは、高温（例：１２，０００Ｋ）以上のプラズマ粒子及び電子と衝突して温度が瞬間的に上昇し、非常に速く気化し得る。一実施例において、ディスペンサー３２２は、スプレータイプのディスペンサーを含み、例えば、超音波を用いた振動スプレータイプのディスペンサーを含むことができる。ナノ粒子３２８は、スプレーコーティング蒸着法に使用されるナノ粒子であり得る。例えば、ナノ粒子は、炭素ナノチューブ又はチタニウムナノ粒子に該当できる。
通路部３２４は、一側でディスペンサー３２２と連結され、他側からキャリアガスを用いた加圧により注入されたサスペンションをディスペンサー３２２に移動させるように構成できる。一実施例において、通路部３２４は、チューブ又はパイプの形状に該当できる。
収容部３２６は、内側でナノ粒子３２８及びバインダー３２７を含むサスペンションを収容できる。一実施例において、収容部３２６は、内側に形成されたキャリアガスの注入圧力によって、ナノ粒子３２８及びバインダー３２７を含むサスペンションを通路部３２４に移動させることができる。このとき、キャリアガスはＡｒ及び／又はＮ２を含むことができる。
図３ｂは、本開示の他の実施例に係るフレームプラズマ発生装置３３０及びサスペンション提供装置３２０を概略的に示す正面図である。
図３ｂに示すフレームプラズマ発生装置３３０及びサスペンション提供装置３２０は、図１及び図２に示すサスペンションコーティングシステム１００、２００のプラズマ発生装置１１０及びサスペンション提供装置１２０として使用できる。
他の実施例において、プラズマ発生装置１１０はフレームプラズマ発生装置３３０であり得る。このとき、フレームプラズマ発生装置３３０は、一側で燃焼ガス配管３３２と連結され、燃焼ガスはＬＰＧ又はＬＮＧガスを圧縮空気と一定な割合で混合されたものを含み、フレームプラズマ発生装置３３０のフレームバーナーを用いて、一定な温度の火炎として表面を処理できる。具体的に、フレームプラズマ発生装置３３０は、一側でサスペンション提供装置３２０と連結され、サスペンションをフレームプラズマ発生装置３３０の一側に噴射するディスペンサー３２２と、一側でディスペンサー３２２と連結され、他側から注入されたサスペンションをディスペンサー３２２に移動させるように構成される通路部３２４と、一側で通路部３２４と連結され、内側でサスペンションを収容し、他側から注入されたキャリアガスを用いてサスペンションを通路部３２４に提供するように構成される収容部３２６と、を含むことができる。
ディスペンサー３２２は、一側でフレームプラズマ発生装置３３０と連結され、通路部３２４から流入するナノ粒子３２８及びバインダー３２７を含むサスペンションを、フレームプラズマ発生装置３３０の一側にスプレータイプで噴射する。一実施例において、ディスペンサー３２２は、スプレータイプのディスペンサーを含み、例えば、超音波を用いた振動スプレータイプのディスペンサーを含むことができる。ナノ粒子３２８は、スプレーコーティング蒸着法に使用されるナノ粒子であり得る。例えば、ナノ粒子は炭素ナノチューブ又はチタニウムナノ粒子に該当できる。
通路部３２４は、一側でディスペンサー３２２と連結され、他側からキャリアガスを用いた加圧により注入されたサスペンションを、ディスペンサー３２２に移動させるように構成できる。一実施例において、通路部３２４は、チューブ又はパイプの形状に該当できる。
収容部３２６は、内側でナノ粒子３２８及びバインダー３２７を含むサスペンションを収容できる。一実施例において、収容部３２６は、内側に形成されたキャリアガスの注入圧力によって、ナノ粒子３２８及びバインダー３２７を含むサスペンションを通路部３２４に移動させることができる。このとき、キャリアガスはＡｒ及び／又はＮ２を含むことができる。
図４は、本開示の一実施例に係る大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティング方法４００を示すフローチャートである。
サスペンションコーティング方法４００は、支持部１３０によりノズル部１１２及び基板１３２間の距離を調節するステップにより開始することができる（Ｓ４１０）。一実施例において、図１を参照すれば、支持部１３０は、ノズル部１１２及び基板１３２間の距離（Ｌ）を調節できる。具体的に、支持部１３０は、ナノ粒子が基板１３２に容易に蒸着されるように、ノズル部１１２及び基板１３２間の距離（Ｌ）を調節するように構成できる。
次に、プラズマ発生装置により放電ガスをプラズマ放電させて活性種を生成できる（Ｓ４２０）。一実施例において、図１乃至図３ｂを参照すれば、プラズマ発生装置１１０に流入する放電ガスをプラズマ放電させることにより活性種を生成できる。プラズマ発生装置１１０により生成された活性種等を含むプラズマガスは、ノズル部１１２を介して基板１３２の方に吐出できる。
続いて、サスペンション提供装置１２０により、キャリアガスがノズル部に流入することができる（Ｓ４３０）。一実施例において、図１乃至図３ｂを参照すれば、サスペンション提供装置１２０、３２０は、ノズル部１１２、３１２と連結された通路部３２４に沿って流れ、キャリアガスを用いて収容部３２６に収容されたサスペンションをディスペンサー３２２に注入させることができる。
次に、ディスペンサー３２２において、サスペンションをノズル部１１２、３１２の一側に気体又はスプレータイプで噴出させることができる（Ｓ４４０）。
サスペンションは、ノズル部から基板の方に噴射されることで、基板がコーティング処理されることができる（Ｓ４５０）。一実施例において、図１を参照すれば、プラズマガスによりイオン化したナノ粒子基板１３２上に容易にコーティング蒸着できる。
図５は、本開示の他の実施例に係る大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティング方法５００を示すフローチャートである。
サスペンションコーティング方法５００は、制御器がプラズマ発生装置及び／又はサスペンション提供装置を駆動させるステップにより開始することができる（Ｓ５１０）。一実施例において、図２を参照すれば、制御器２１０は、サスペンションが基板１３２に吐出されるように、プラズマ発生装置１１０及びサスペンション提供装置１２０を駆動させることができる。
次に、速度測定センサは、ノズル部から吐出されるサスペンションの速度を検出できる（Ｓ５２０）。一実施例において、図２を参照すれば、速度測定センサ２２０は、ノズル部１１２から吐出されて基板１３２に向かうサスペンションの速度を測定できる。また、速度測定センサ２２０は、サスペンションの移動速度によって決定される電気的な信号を制御器２１０に伝達できる。
制御器は、測定されたサスペンションの移動速度が基準値以下であるか否かを決定できる（Ｓ５３０）。一実施例において、図２を参照すれば、制御器２１０は、速度測定センサ２２０の電気的な信号に基づいて、サスペンションの移動速度が基準値以下であるか否かを決定できる。
ステップ（Ｓ５３０）において測定された速度が基準値以下であると決定すれば、制御器は、プラズマ発生装置の駆動強度を上向に調整できる（Ｓ５４０）。一実施例において、図２を参照すれば、制御器２１０が、速度測定センサ２２０の電気的な信号に基づいて、サスペンションの移動速度が基準値以下であると決定すれば、プラズマ発生装置１１０の駆動強度を上向に調整できる。このように、プラズマ発生装置１１０の駆動強度が上向に調整されることで、サスペンションの移動速度が増加して基板１３２のナノ粒子コーティングのロス率を低減できる。
次に、厚さ測定センサ２３０が基板に蒸着されたナノ粒子の厚さを測定できる（Ｓ５５０）。一実施例において、図２を参照すれば、厚さ測定センサ２３０は、基板１３２に蒸着されたナノ粒子の厚さによって決定される電気的な信号を制御器２１０に伝達できる。
制御器は、ナノ粒子の蒸着厚さが基準値以上であるか否かを決定できる（Ｓ５６０）。一実施例において、図２を参照すれば、制御器２１０は、厚さ測定センサ２３０の電気的な信号に基づいて、基板１３２に蒸着されたナノ粒子の厚さが基準値以上であるか否かを決定できる。
ステップ（Ｓ５６０）において測定されたナノ粒子の蒸着厚さが基準値以上であると決定すれば、制御器は、プラズマ発生装置及び／又はサスペンション提供装置の駆動を中止させることができる（Ｓ５７０）。一実施例において、図２を参照すれば、制御器２１０は、厚さ測定センサ２３０の電気的な信号に基づいて、基板１３２に蒸着されたナノ粒子の蒸着厚さが基準値以上であると決定すれば、プラズマ発生装置１１０及び／又はサスペンション提供装置１２０の駆動を中止させることができる。これにより、基板１３２に対するナノ粒子の蒸着コーティングを終了できる。
前述した制御器又は制御部の動作は、コンピュータで実行するために、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存されたコンピュータプログラムとして提供され得る。媒体は、コンピュータで実行可能なプログラムを継続的に保存したり、実行又はダウンロードのために一時保存したりするものであり得る。また、媒体は、単一又は多数のハードウェアが結合された形態の多様な記録手段又は保存手段であり得るが、あるコンピュータシステムに直接接続される媒体に限定されず、ネットワーク上に分散して存在するものであり得る。媒体の例としては、ハードディスク、フロッピーディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスク（）のような磁気－光媒体（）、及び、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどを含み、プログラム命令語が保存されるように構成されたものが挙げられる。また、他の媒体の例としては、アプリケーションを流通するアプリストアやその他の多様なソフトウェアを供給乃至流通するサイト、サーバなどで管理する記録媒体乃至保存媒体も挙げられる。
本開示の制御器又は制御部の動作、方法又は技法は多様な手段により具現化できる。例えば、このような技法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、若しくはこれらの組合せで具現化できる。本願の開示により説明された多様な例示的な論理的ブロック、モジュール、回路及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、若しくは両方の組合せで具現化できることを、通常の技術者であれば理解できるはずである。ハードウェア及びソフトウェアのこのような相互の代替を明確に説明するために、多様な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップが、それらの機能的観点から一般的に前述された。そのような機能が、ハードウェアとして具現化されるか、若しくは、ソフトウェアとして具現化されるかは、特定アプリケーション及び全体システムに付加される設計要求事項によって変化する。通常の技術者は、各々の特定アプリケーションのために多様な方式により説明された機能を具現化することもできるが、そのような具現化は本開示の範囲から逸脱するものと解釈してはならない。
ハードウェアの具現化において、技法の遂行に利用されるプロセッシングユニットは、一つ以上のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、デジタル信号処理デバイス（digital signal processing devices DSPD）、プログラム可能な論理デバイス（programmable logic devices PLD）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（field programmable gate arrays FPGA）、プロセッサ、制御器、マイクロ制御器、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本開示に説明された機能を遂行するように設計された他の電子ユニット、コンピュータ、若しくはこれらの組合せ内で具現化されることもできる。
したがって、本開示の制御器又は制御部と関連して、多様な例示的な論理ブロック、モジュール及び回路により具現化できる。例えば、制御器又は制御部は、汎用プロセッサ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡや他のプログラム可能な論理デバイス、離散ゲートやトランジスタロジック、離散ハードウェアコンポーネント、若しくは、本願に説明された機能を遂行するように設計されたもの等の任意の組合せで具現化又は遂行されることもできる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替的に、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、制御器、マイクロ制御器、若しくは状態マシンであり得る。プロセッサは、また、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連付けられる一つ以上のマイクロプロセッサ、若しくは任意の他の構成の組合せで具現化されることもできる。
ファームウェア及び／又はソフトウェアの具現化において、技法は、ＲＡＭ（random access memory）、ＲＯＭ（read-only memory）、ＮＶＲＡＭ（non-volatile random access memory）、ＰＲＯＭ（programmable read-only memory）、ＥＰＲＯＭ（erasable programmable read-only memory）、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable PROM）、フラッシュメモリ、ＣＤ（compact disc）、磁気又は光学データストレージデバイスなどのようなコンピュータ読み取り可能な媒体上に保存された命令として具現化できる。命令は、一つ以上のプロセッサによって実行可能であり得、プロセッサが本開示に説明された機能の特定様態を遂行するようにできる。
以上で説明された実施例が一つ以上の独立型コンピュータ装置又はシステムで現在開示された主題の態様を活用するものとして記述しているが、本開示はこれに限定されず、ネットワークや分散コンピューティング環境のような任意のコンピューティング環境によって具現化できる。さらには、本開示における主題の様態は、複数のプロセッシングチップや装置で具現化することもでき、ストレージは、複数の装置に亘って同様に影響を受けることもできる。このような装置は、ＰＣ、ネットワークサーバ及び携帯用装置を含むこともできる。
本明細書では、本開示が一部の実施例によって説明されたが、本開示の発明が属する技術分野における通常の技術者が理解し得る本開示から逸脱しない範囲内で多様な変形や変更が可能である。また、そのような変形や変更は、本明細書に添付された特許請求の範囲内に属するものと理解されるべきである。
１００ サスペンションコーティングシステム
１１０ プラズマ発生装置
１１２、３１２ ノズル部
１２０、３２０ サスペンション提供装置
１３０ 支持部
１３２ 基板
２１０ 制御器
２２０ 速度測定センサ
２３０ 厚さ測定センサ
３１０ 大気圧プラズマ発生装置
３３０ フレームプラズマ発生装置
３３２ 燃焼ガス配管
３２２ ディスペンサー
３２４ 通路部
３２６ 収容部
３２７ バインダー
３２８ ナノ粒子

Claims (10)

  1. 大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティングシステムにおいて、
    基板を固定支持する支持部と、
    プラズマ放電を介して活性種を生成し、少なくとも一部が前記基板の方に配置されるノズル部を含むプラズマ発生装置と、
    前記ノズル部の一側にナノ粒子及びバインダーを含むサスペンションを移送させるサスペンション提供装置と、を含む、サスペンションコーティングシステム。
  2. 前記サスペンションは、ナノ粒子及びバインダーを含み、
    前記ノズル部において、前記活性種を含むプラズマガスにより、前記ナノ粒子はイオン化して蒸着され、前記バインダーは気化する、請求項１に記載のサスペンションコーティングシステム。
  3. 前記ナノ粒子は、スプレー蒸着コーティングに使用されるナノ粒子を含む、請求項１に記載のサスペンションコーティングシステム。
  4. 前記サスペンション提供装置は、
    一側で前記ノズル部と連結され、前記サスペンションを前記ノズル部の一側に噴射するディスペンサーと、
    一側で前記ディスペンサーと連結され、他側から注入される前記サスペンションを前記ディスペンサーに移動させるように構成される通路部と、
    一側で前記通路部と連結され、内側で前記サスペンションを収容し、他側から注入されるキャリアガスを用いて前記サスペンションを前記通路部に提供するように構成される収容部と、を含む、請求項１に記載のサスペンションコーティングシステム。
  5. 前記支持部は、一端で前記基板を固定支持し、
    前記ノズル部及び前記基板間の距離を調節するように構成される、請求項１に記載のサスペンションコーティングシステム。
  6. 前記サスペンションの噴射速度を測定するように構成される速度測定センサと、
    前記速度測定センサが測定した前記噴射速度に基づいて、前記プラズマ発生装置の駆動強度を制御する制御器と、をさらに含む、請求項１に記載のサスペンションコーティングシステム。
  7. 前記基板上に蒸着された前記ナノ粒子の厚さを測定するように構成される厚さ測定センサと、
    前記厚さ測定センサが測定した前記ナノ粒子の蒸着厚さに基づいて、前記プラズマ発生装置及び前記サスペンション提供装置の駆動の可否を制御する制御器と、をさらに含む、請求項１に記載のサスペンションコーティングシステム。
  8. 大気圧プラズマ発生装置を用いたサスペンションコーティング方法において、
    ノズル部を含むプラズマ発生装置により、放電ガスをプラズマ放電させて活性種を生成するステップと、
    サスペンション提供装置により、サスペンションを前記ノズル部の一側に噴射するステップと、
    前記ノズル部において、前記活性種によりナノ粒子がイオン化し、バインダーが気化するステップと、
    イオン化した前記ナノ粒子を基板に蒸着コーティングさせるステップと、を含む、サスペンションコーティング方法。
  9. 一側で前記基板を固定支持する支持部により、前記ノズル部及び前記基板間の距離を調節するステップをさらに含む、請求項８に記載のサスペンションコーティング方法。
  10. 速度測定センサにより、前記サスペンション提供装置内の前記サスペンションの噴射速度を測定するステップと、
    厚さ測定センサにより、前記基板上に蒸着された前記ナノ粒子の蒸着厚さを測定するステップと、
    制御器により、前記速度測定センサが測定した前記噴射速度に基づいて、前記プラズマ発生装置の駆動強度を制御するステップと、
    前記制御器により、前記厚さ測定センサが測定した前記ナノ粒子の蒸着厚さに基づいて、前記プラズマ発生装置及び前記サスペンション提供装置の駆動の可否を制御するステップと、をさらに含む、請求項８に記載のサスペンションコーティング方法。
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