KR100368052B1 - Continous polymerizing apparatus using plasma - Google Patents
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Abstract
본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치는 공정 챔버(11)의 내부에 여러개의 전극(17)들이 배치되고, 그 전극(17)들의 사이를 지나는 소재에 플라즈마를 이용하여 고분자 중합물을 증착하는 증착장치에서, 가스공급관(15)의 주변에 배치되어 절연물이 많이 증착되는 전극(17a)(17b)에는 절연물에도 이온화율이 높은 교류전원을 공급하고, 다른쪽에는 전위차가 강한 직류전원을 공급하여, 장시간 작업에 의하여 가스공급관(15) 주변의 전극(17a)(17b)에 중합물이 증착되어도 플라즈마를 안정적으로 형성하게 되어 정상적인 증착작업을 할 수 있다.In the polymer film continuous polymerization apparatus using the plasma of the present invention, a plurality of electrodes 17 are disposed in the process chamber 11, and a deposition apparatus for depositing a polymer polymer using plasma on a material passing between the electrodes 17. In the periphery of the gas supply pipe 15, the electrode 17a (17b), which is disposed around the gas supply pipe 15, is supplied with an AC power having a high ionization rate to the insulator, and a DC power having a high potential difference is supplied to the insulator for a long time. Even if the polymer is deposited on the electrodes 17a and 17b around the gas supply pipe 15 by the operation, plasma can be stably formed and normal deposition can be performed.
Description
본 발명은 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치에 관한 것으로, 특히 공정 챔버의 가스공급관측에 설치되는 전극에는 교류전원을 공급하고, 가스배기관측에는 설치되는 전극에는 직류전원을 공급하여 공정 챔버의 내부 전체에 플라즈마가 안정적으로 형성되도록 하는데 적합한 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer film continuous polymerization apparatus using plasma, and in particular, an AC power is supplied to an electrode provided on a gas supply pipe side of a process chamber, and a DC power supply is supplied to an electrode installed on a gas exhaust pipe side, so that the entire interior of the process chamber is supplied. The present invention relates to a polymer film continuous polymerization apparatus using plasma suitable for stably forming a plasma.
일반적으로 고분자 재료를 공조기의 방열핀과 같은 피처리물에 증착하여 친수성을 향상시키는 금속 표면처리 방법은 플라즈마(PLASMA)를 이용한 증착법이 주로 이용되고 있는데, 그 이유는 플라즈마를 이용한 증착법을 쓸 경우에 부착력이 좋고, 증착막이 치밀하여 장기간 사용후에도 성능의 변화가 적은 장점이 있기 때문이다.In general, a metal surface treatment method for improving hydrophilicity by depositing a polymer material on an object to be treated such as a heat sink fin of an air conditioner is mainly used a deposition method using plasma (PLASMA), the reason is that the adhesion strength when using a plasma deposition method This is because there is an advantage that the deposited film is compact and the performance change is small even after long-term use.
상기와 같이 피처리물에 연속적인 플라즈마증착을 할 수 있는 종래 플라즈마 연속중합장치를 도 1을 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a conventional plasma continuous polymerization apparatus capable of performing continuous plasma deposition on an object to be treated as described above will be described below.
도 1에 도시된 바와같이, 종래 플라즈마 연속증착장치는 공정 챔버(1)의 일측에 시트 상태의 소재(2)를 공정 챔버(1)로 공급하기 위한 언 와인더(3)가 배치되어 있고, 타측에 공정 챔버(1)에서 배출되는 소재(2)를 권취하는 와인더(4)가 배치되어 있다.As shown in FIG. 1, in the conventional plasma continuous deposition apparatus, an unwinder 3 is disposed on one side of the process chamber 1 to supply the sheet material 2 to the process chamber 1. On the other side, the winder 4 which winds the raw material 2 discharged | emitted from the process chamber 1 is arrange | positioned.
그리고, 상기 공정 챔버(1)의 내측에는 공정 챔버(1)를 지나는 소재(2)의 양측으로 다수개의 전극(5)들이 고정되어 있고, 그 전극(5)들은 외부에 설치되어 있는 직류전원공급기(6)에 의하여 전극(5)과 소재(2)에 직류전원을 공급받을 수 있도록 되어 있다.In addition, a plurality of electrodes 5 are fixed to both sides of the material 2 passing through the process chamber 1 inside the process chamber 1, and the electrodes 5 are DC power supplies installed outside. By (6), DC power can be supplied to the electrode 5 and the raw material 2.
또한, 상기 공정 챔버(1)의 일측에는 공정 챔버(1)의 내측으로 공정 가스를 공급하기 위한 가스공급관(7)이 설치되어 있고, 타측에는 반응하고난 후의 배기가스를 배출하기 위한 가스 배기관(8)이 설치되어 있다.In addition, one side of the process chamber 1 is provided with a gas supply pipe 7 for supplying the process gas into the inside of the process chamber 1, the other side gas exhaust pipe for discharging the exhaust gas after the reaction ( 8) is installed.
그리고, 상기 언 와인더(3)와 와인더(4)는 각각 언와인더 챔버(9)와 와인더 챔버(10)의 내부에 배치되어 있고, 그와 같이 설치된 언와인더 챔버(9)와 와인더 챔버(10)는 공정챔버(1)에 연통되도록 설치되어 있다.In addition, the unwinder 3 and the winder 4 are disposed inside the unwinder chamber 9 and the winder chamber 10, respectively, and the unwinder chamber 9 is installed as such. The winder chamber 10 is installed to communicate with the process chamber 1.
상기와 같은 종래 플라즈마 연속중합장치에서 친수성을 향상시키기 위한 고분자 중합막을 증착하는 작업을 설명하면, 먼저 언 와인더(3)에 롤 상태로 감겨 있는 소재(2)를 공정 챔버(1)의 내측으로 공급하고, 그와 같이 공급되는 소재(2)가 공정 챔버를 지나 와인더(4)에 연속적으로 권취되는 상태에서 가스공급관(7)을 통하여 공정 챔버(1)의 내부로 공정가스인 탄화수소계가스와 비반응가스를 공급하는 동시에 직류전원공급장치(6)에서 전극(5)과 소재(2)에 직류전원을 공급하면 전극(5)과 소재(2) 사이에 플라즈마 발생된다.Referring to the operation of depositing a polymer polymer film for improving hydrophilicity in the conventional plasma continuous polymerization device as described above, first, the material (2) wound on the unwinder (3) in a roll state to the inside of the process chamber (1) Hydrocarbon gas, which is a process gas, is supplied to the inside of the process chamber 1 through the gas supply pipe 7 in a state in which the material 2 supplied as such is continuously wound in the winder 4 through the process chamber. When the non-reactant gas is supplied and the DC power is supplied from the DC power supply device 6 to the electrode 5 and the material 2, plasma is generated between the electrode 5 and the material 2.
상기와 같이 플라즈마가 발생되면 반응가스가 이온화되면서 이동하는 소재(2)의 표면에 중합물이 증착되어지며, 이와 같은 중합물의 증착은 소재(2)가 공정 챔버(1)의 내부를 지나는 동안 연속적으로 진행되어 소재(2)가 공정 챔버(1)의 외부로 배출될때는 일정 두께의 증착막이 소재(2)의 표면에 증착이 된다.As described above, when a plasma is generated, a polymer is deposited on the surface of the material 2 moving as the reaction gas is ionized, and the deposition of the polymer is continuously performed while the material 2 passes through the interior of the process chamber 1. When the material 2 is discharged to the outside of the process chamber 1, a deposition film having a predetermined thickness is deposited on the surface of the material 2.
그러나, 상기와 같은 플라즈마 증착작업시에는 이온화된 이온이 전위차에 의하여 상대극성을 가진 전극(5)에 부착되어, 소재(1) 뿐만이 아니라 전극(5)에도 많은 중합물의 증착이 이루어지고, 이와 같이 중합물이 증착되는 전극(5)은 아크를 발생하여 불안정한 플라즈마를 형성하거나, 장기간 연속적인 증착작업에 의하여 중합물의 증착이 많이 발생되는 경우에는 중합물에 의한 절연이 이루어져서 플라즈마가 형성되지 않게 되어 정상적인 증착작업이 불가능하고, 이와 같이 문제가 되는 중합물의 증착은 특히 공정 챔버(1)에 설치된 가스공급관(7)에 가까운쪽의 전극(5)에 특히 심하게 발생되어 장시간 증착작업이 진행될때에 증착불균일에 따른 치명적인 품질불량이 발생되는 문제점이 있었다.However, in the plasma deposition operation as described above, ionized ions are attached to the electrode 5 having a relative polarity by the potential difference, so that not only the material 1 but also the polymer 5 is deposited. The electrode 5 on which the polymer is deposited forms an unstable plasma by generating an arc, or when a large amount of polymer deposition occurs due to continuous deposition for a long time, the plasma is not formed due to insulation by the polymer and thus normal deposition is performed. This is impossible, and the deposition of the polymer in question is particularly severely generated at the electrode 5 near the gas supply pipe 7 installed in the process chamber 1, resulting in uneven deposition during a long time. There was a problem that caused a fatal poor quality.
상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 가스공급관에 가까운 쪽에 전극에는 이온화 효율이 높은 교류전원을 공급하고, 다른쪽의 전극에는 전위차가 강하게 발생되는 직류전원을 공급하여 안정적인 플라즈마가 형성되도록 하는데 적합한 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to supply an alternating current power having high ionization efficiency to the electrode near the gas supply pipe, and to supply the direct current power with strong potential difference to the other electrode to form stable plasma. It is to provide a polymer film continuous polymerization apparatus using a plasma suitable to.
도 1은 종래 플라즈마 연속중합장치의 구조를 개략적으로 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view schematically showing the structure of a conventional plasma continuous polymerization apparatus.
도 2는 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치의 구조를 보인 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing a structure of a polymer film continuous polymerization apparatus using the present invention plasma.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 공정 챔버 12 : 알루미늄 시트11: process chamber 12: aluminum sheet
13 : 언 와인더 14 : 와인더13: unwinder 14: winder
15 : 가스 공급관 16 : 가스 배기관15 gas supply pipe 16 gas exhaust pipe
17(17a,17b,17c,17d): 전극 18 : 교류전원공급기17 (17a, 17b, 17c, 17d): electrode 18: AC power supply
19 : 직류전원공급기19 DC power supply
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일측에 가스공급관이 형성되어 있고 타측에 가스배기관이 형성되어 있는 공정 챔버와, 그 공정 챔버의 내부로 소재를 공급하기 위한 언 와인더와, 상기 공정 챔버의 내부를 지나는 소재의 상,하부에 각각 고정되는 다수개의 전극들과, 그 전극들 중 가스공급관에 가까운 전극에 교류전원을 공급하기 위한 교류전원공급기와, 다른쪽의 전극에 직류전원을공급하기 위한 직류전원공급기를 포함하여서 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a process chamber in which a gas supply pipe is formed on one side and a gas exhaust pipe is formed on the other side, an unwinder for supplying material into the process chamber, and the process A plurality of electrodes fixed to the upper and lower portions of the material passing through the inside of the chamber, an AC power supply for supplying AC power to an electrode close to the gas supply pipe among the electrodes, and a DC power supply to the other electrode. Provided is a polymer film continuous polymerization apparatus using a plasma, characterized in that it comprises a DC power supply for.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the polymer film continuous polymerization apparatus using the plasma according to the present invention configured as described above will be described in more detail with reference to embodiments of the accompanying drawings.
도 2는 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치의 구조를 보인 종단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치는 공정 챔버(11)의 일측에 공정 챔버(11)로 알루미늄 시트(12)를 공급하기 위한 언 와인더(13)가 설치되어 있고, 타측에 공정 챔버(11)에서 배출되는 알루미늄 시트(12)를 권취하는 와인더(14)가 설치되어 있다.Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of the polymer film continuous polymerization device using the plasma of the present invention, as shown, the polymer film continuous polymerization device using the plasma of the present invention is a process chamber 11 on one side of the process chamber 11 aluminum An unwinder 13 for supplying the sheet 12 is provided, and a winder 14 for winding the aluminum sheet 12 discharged from the process chamber 11 is provided on the other side.
그리고, 상기 공정 챔버(11)의 일측면에는 공정 챔버(11)로 가스를 공급하기 위한 가스공급관(15)이 설치되어 있고, 타측면에는 공정챔버(11)에서 반응하고난 후의 가스를 배출하기 위한 가스배기관(16)이 설치되어 있다.And, one side of the process chamber 11 is provided with a gas supply pipe 15 for supplying gas to the process chamber 11, the other side to discharge the gas after reacting in the process chamber 11 The gas exhaust pipe 16 is provided.
또한, 상기 공정 챔버(11)의 내부에는 공정 챔버(11)를 지나는 알루미늄 시트(12)의 상,하측에 전극(17:17a,17b,17c,17d)들이 고정되어 있고, 그 전극(17)들중 가스공급관(15)에 가까운 쪽의 전극(17a)(17b)들은 외부에 설치되어 있는 교류전원공급기(18)에 의하여 교류전원이 공급될 수 있도록 전기적인 연결이 이루어져 있고, 다른쪽(가스배기관측)의 전극(17b)(17c)들은 외부에 설치된 직류전원공급기(19)에 의하여 직류전원이 공급될 수 있도록 전기적인 연결이 이루어져 있다.In addition, the electrodes 17: 17a, 17b, 17c, and 17d are fixed to the upper and lower portions of the aluminum sheet 12 passing through the process chamber 11 in the process chamber 11, and the electrodes 17 are fixed to the process chamber 11. Among the electrodes 17a and 17b near the gas supply pipe 15 are electrically connected to each other so that the AC power can be supplied by an AC power supply 18 installed outside, and the other side (gas The electrodes 17b and 17c of the exhaust pipe side are electrically connected to each other so that DC power can be supplied by an external DC power supply 19.
도면중 미설명 부호 20은 언 와인더 챔버이고, 21은 와인더 챔버이다.In the figure, reference numeral 20 denotes an unwinder chamber, and 21 denotes a winder chamber.
상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치에서 공조기의 방열핀 제조용 소재에 친수성 향상을 위한 고분자 중합물을 증착하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.In the polymer film continuous polymerization apparatus using the plasma according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail a method for depositing a polymer polymer for improving hydrophilicity in the material for manufacturing the heat radiation fin of the air conditioner.
먼저, 언 와인더(13)에서 공정 챔버(11)로 공조기 방열핀 소재인 알루미늄 시트(12)를 공급하고, 그와 같이 공급된 알루미늄 시트(12)를 와인더(14)에서 연속적으로 권취하는 상태에서 가스공급관(15)을 통하여 탄화수소가스와 비반응가스를 공급함과 아울러 전극(17)들과 알루미늄 시트(12)에 전원을 공급하면 전극(17)과 알루미늄 시트(12) 사이에 플라즈마가 발생이되며 알루미늄 시트(12)의 표면에 중합물의 증착이 이루어진다.First, a state in which the unwinder 13 supplies the aluminum sheet 12, which is a material of the air conditioner radiating fin, from the unwinder 13 to the process chamber 11, and continuously winds the supplied aluminum sheet 12 in the winder 14. By supplying hydrocarbon gas and non-reactive gas through the gas supply pipe 15 and supplying power to the electrodes 17 and the aluminum sheet 12, plasma is generated between the electrode 17 and the aluminum sheet 12. The polymer is deposited on the surface of the aluminum sheet 12.
상기와 같이 전극(17)에 공급되는 전원은 가스공급관(15)에 가까운쪽의 전극(17a)(17b)에는 절연물에도 이온화율이 높은 특성이 있는 교류전원이 공급이 되고, 다른쪽의 전극(17b)(17c)에는 전위차가 강한 직류전원이 공급되므로, 장기간 연속적인 작업시에도 안정적인 플라즈마가 지속적으로 형성되어 정상적인 작업이 이루어지게 된다.As described above, the power supplied to the electrode 17 is supplied to the electrodes 17a and 17b near the gas supply pipe 15 with an alternating current power having a high ionization rate in the insulator, and the other electrode ( Since 17b) and 17c are supplied with a DC power source having a strong potential difference, stable plasma is continuously formed even during continuous operation for a long time, thereby performing normal operation.
즉, 공정 챔버(11)의 내부를 지나는 알루미늄 시트(12)는 교류전원이 공급되는 전극(17a)(17b) 사이에서 발생되는 플라즈마에 의하여 1차적인 증착이 이루어지는데, 가스공급관(15)의 근처에 배치되므로 전극(17a)(17b)에 다량의 중합물이 증착되어 있어도 이온화율이 높은 교류전원이 전극(17a)(17b)에 공급되므로 정상적인 플라즈마의 형성이 이루어지게 되며, 그와 같이 1차적으로 증착이 이루어진 알루미늄 시트(12)는 연속적으로 지나며 직류전원이 공급되는 전극(17b)(17c)들의 사이에서 발생되는 플라즈마에 의하여 안정적인 중합물의 증착이 이루어지게 된다.That is, the aluminum sheet 12 passing through the interior of the process chamber 11 is primarily deposited by plasma generated between the electrodes 17a and 17b to which AC power is supplied. Since a large amount of polymer is deposited on the electrodes 17a and 17b, an AC power having a high ionization rate is supplied to the electrodes 17a and 17b so that a normal plasma is formed. The deposited aluminum sheet 12 is continuously passed and a stable polymer is deposited by plasma generated between the electrodes 17b and 17c to which DC power is supplied.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 플라즈마를 이용한 고분자막 연속중합장치는 공정 챔버의 내부에 알루미늄 소재를 연속적으로 공급하며 플라즈마를 이용하여 소재의 표면에 고분자 중합물을 증착하는 증착장비에 있어서, 공정챔버의 내부에 설치된 전극들중 가스공급관에 가까운 전극에는 이온화율이 높은 교류전원을 공급하고, 다른 전극에는 전위차가 강한 직류전원을 공급하여, 장기간 작업에 의하여 전극에 절연물이 증착되어도 절연물이 다량 증착된 전극에는 이온화율이 높은 교류전원을 공급됨과 아울러 다른 전극에는 전위차가 강한 직류전원이 공급됨에 따라 장시간 안정적인 플라즈마를 형성할 수 있다.As described above in detail, the polymer film continuous polymerization apparatus using the plasma of the present invention is a deposition apparatus for continuously supplying an aluminum material into the process chamber and depositing a polymer polymer on the surface of the material by using a plasma, Among the electrodes installed therein, an AC power source having a high ionization rate is supplied to an electrode close to the gas supply pipe, and a DC power source having a strong potential difference is supplied to the other electrode. The AC power supply having a high ionization rate is supplied to the AC power supply, and a DC power supply having a strong potential difference is supplied to the other electrode, thereby forming stable plasma for a long time.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20121128 Year of fee payment: 11 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |