KR100377237B1 - Plasma reactor and an apparatus containing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 반응기 및 이를 포함한 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 캐리어가스의 유입구, 시료를 부착할 수 있는 시료 고정대, 벤팅밸브, 및 펌프 및 게이지 연결부를 집약하여 간소화시킨 덮개를 갖는 반응기와 입자상 시료의 경우 상기 반응기의 내부에 마그네틱바를 넣어 입자상 시료와 함께 마그네틱바가 회전될 수 있도록 한 플라즈마 반응기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반응기는 다양한 형태의 시료를 각각 또는 동시에 효율적으로 처리할 수 있으며, 균일한 표면처리가 가능하다.The present invention relates to a plasma reactor and an apparatus including the same, and more particularly, to a reactor having an inlet of a carrier gas, a sample holder to which a sample can be attached, a venting valve, and a cover simplified by concentrating a pump and gauge connection unit. The particulate sample relates to a plasma reactor in which a magnetic bar is inserted into the reactor to allow the magnetic bar to rotate together with the particulate sample. The reactor according to the present invention can efficiently process various types of samples, respectively or simultaneously, and enables uniform surface treatment.

Description

플라즈마 반응기 및 이를 포함한 장치{Plasma reactor and an apparatus containing the same}Plasma reactor and an apparatus containing the same

본 발명은 플라즈마 반응기 및 이를 포함한 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 캐리어가스의 유입구, 시료를 부착처리할 수 있는 시료 고정대, 벤팅밸브, 및 펌프 및 게이지 연결부를 집약하여 간소화시킨 덮개를 갖는 플라즈마 반응기와 입자상 시료의 경우 상기 반응기의 내부에 마그네틱바를 넣어 입자상 시료와 함께 마그네틱바가 회전될 수 있도록 한 플라즈마 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma reactor and a device including the same, and more particularly, a plasma having an inlet of a carrier gas, a sample holder for attaching a sample, a venting valve, and a cover simplified by concentrating a pump and gauge connection unit. In the case of the reactor and the particulate sample relates to a plasma reactor in which a magnetic bar is inserted into the reactor so that the magnetic bar can be rotated together with the particulate sample.

최근 고분자 물질의 표면을 개질하여 고분자의 특성을 극대화하려는 연구가 활발히 진행 중에 있다. 고분자 물질의 표면을 개질하여 본래의 고분자의 성질을 가질 뿐만 아니라 다른 기능성 관능기를 첨가함으로써 다양한 분야에서 개질된 고분자를 사용할 수 있다. 고분자 표면을 개질하는 방법에는 여러가지가 있으나, 최근에는 플라즈마를 사용하여 쉽게 표면을 개질하는 연구가 주를 이루고 있다. 플라즈마를 사용하면 다른 표면 개질법에 비해서 부가적인 공정이 들어가지 않기 때문에 비용면에서 효과적이고, 처리 효과가 확실하다는 장점이 있다.Recently, researches to maximize the properties of polymers by modifying the surface of polymer materials are actively underway. The modified polymer may be used in various fields by modifying the surface of the polymer material to not only have the properties of the original polymer but also add other functional functional groups. There are many ways to modify the surface of the polymer, but recent research has been focused on easily modifying the surface using plasma. The use of plasma has the advantage of being cost effective and having a certain treatment effect since no additional process is introduced compared to other surface modification methods.

그러나, 기존의 연구들에서는 주로 고분자 시료의 형태가 필름의 형태나 섬유상의 형태로서 한정되어 있다[Boening, H. V., Fundamentals of plasma chemistry and tech Technomic Pub., Lancaster(1988)]. 그러나, 필름 형태나 섬유형태의 고분자는 반응기 안에서 특정부분에 고정되어 있어 플라즈마와 접촉하는 부분만 표면이 개질되므로 균일한 표면 처리가 되지 않았다.However, in the existing studies, the shape of the polymer sample is mainly limited to the shape of the film or the fibrous form (Boening, H. V., Fundamentals of plasma chemistry and tech Technomic Pub., Lancaster (1988)). However, since the polymer in the form of film or fiber is fixed to a specific part in the reactor, only the part in contact with the plasma is modified so that the surface is not uniformly treated.

현재까지는 고분자 입자의 표면 개질에 관한 연구가 미미한 상태이며, 표면 처리에 있어서 기존의 방법들은 입자들이 플라즈마와 친밀히 접촉하는데 있어서 어려움이 있는 고정층으로 이루어져 왔다. 그리하여 최근에는 고분자 입자와 플라즈마와의 혼합특성을 높이고, 입자들의 모든 표면 처리가 가능한 유동형 반응기가 연구되었다. Anand et al(1981)의 [Anand, M., R. E. Cohen and R. F. Baddour, "Surface modification of low density polyethylene in a fluorine gas plasma",polymer, 22, 361-371(1981) ; U.S. Patent No. 4,264,750(1981)]에는 CF4플라즈마에서 폴리에틸렌 입자의 개질을 위한 진동 유동층 반응기가 기재되어 있으나, 여기서는 플라즈마 처리된 입자의 용해점(melting point)은 변화가 없지만, 표면 특성이 많이 변형되는 문제가 있었다.Until now, studies on the surface modification of polymer particles have been insignificant, and conventional methods for surface treatment have been made of fixed layers having difficulty in intimate contact of the particles with plasma. Thus, recently, a fluidized reactor capable of improving the mixing characteristics of polymer particles and plasma and capable of treating all surfaces of particles has been studied. Anand, M., RE Cohen and RF Baddour, "Surface modification of low density polyethylene in a fluorine gas plasma", Anand et al (1981), polymer , 22, 361-371 (1981); US Patent No. 4,264,750 (1981) describes a vibrating fluidized bed reactor for modifying polyethylene particles in CF 4 plasma, but the melting point of the plasma treated particles does not change, but the surface properties are deformed. .

또한, Kusakabe et al(1989)의 [Kusakabe, K., T. Kuriyama and S. Morooka, "Fluidization of fine particles at reduced pressure",Powder Technol., 58, 125-130(1988)]에는 SiC, TiO2, Ni의 미세 입자가 감압 상태의 유동층에서 자연적으로 덩어리를 형성하는 내용이 기재되어 있으며, 이것들이 겔다트의 그룹 A (Geldart's group A)의 입자들임을 보였다.In addition, Kusakabe et al (1989), Kusakabe, K., T. Kuriyama and S. Morooka, "Fluidization of fine particles at reduced pressure", Powder Technol ., 58, 125-130 (1988), described in SiC, TiO. 2 , It is described that the fine particles of Ni naturally form agglomerates in a reduced pressure fluidized bed, and these are particles of Geldart's group A.

상기 결과에 기초하여, Okubo et al(1990)의 [Okubo, T., H. Kawamura, K. Kusakabe and S. Morooka, "Plasma nitriding of titanium particles in afluidized bed reactor at a reduced pressure",J. Am. Ceram. Soc., 73, 1150-1152(1990)]에는 질소 플라즈마를 사용하는 반응기에서 티타늄 입자들을 질화하였고, 13.56MHz의 rf 파워(power)를 반응기에 가하는 방법이 기재되어 있다. 46∼74㎛의 티타늄 입자가 923K에서 유동될 때, 플라즈마에 의해 질화율이 2-3배 증가함이 도시되었다.Based on the results, Okubo et al (1990) by Okubo, T., H. Kawamura, K. Kusakabe and S. Morooka, "Plasma nitriding of titanium particles in afluidized bed reactor at a reduced pressure", J. Am . Ceram. Soc ., 73, 1150-1152 (1990) describe a method of nitriding titanium particles in a reactor using a nitrogen plasma and applying rf power of 13.56 MHz to the reactor. When titanium particles of 46 to 74 mu m are flowed at 923 K, the nitriding rate is increased by 2-3 times by the plasma.

또한 TDK Co.의 미국특허 제4,810,524호에는 무기물 입자, 특히 마그네틱 파우더(magnetic powder)에 플라즈마 중합으로 얇은 막을 형성하는 공정이 기재되어 있다. 이 공정은 반응기가 회전하는 동안 플라즈마가 입자를 향하여 뿌려지는 형태를 나타낸다.U.S. Pat. No. 4,810,524 to TDK Co. also describes a process for forming thin films by plasma polymerization of inorganic particles, in particular magnetic powder. This process takes the form of plasma being sprayed towards the particles while the reactor is rotating.

Toshiba Co.의 일본특개평 제5-7177342호(1983)에는 입자들의 플라즈마 처리를 위한 장치가 소개되어 있는데, 장치로는 마이크로웨이브 제너레이터(microwave generator), 마이크로웨이브 전송 안테나, 전기방전을 위한 가스 공급장치, 회전 실린더, 진공펌프를 들 수 있다. Masuoka et al(1984)의 [Masuoka, T., O. Hirasa and Y. Suda, "Plasma surface treatment apparatus for powdery materials",Bull. Res. Inst. Polym. Text.(Jpn), 144, 73-77(1984)]에는 입자를 고분자 필름으로 코팅하기 위해 플라즈마 반응기로서 로터리 킬른(rotary kiln)을 사용한 방법이 기재되어 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 5-7177342 (1983) by Toshiba Co. introduces a device for plasma treatment of particles, including a microwave generator, a microwave transmission antenna, and a gas supply for electric discharge. A device, a rotating cylinder, and a vacuum pump can be mentioned. Masuoka, T., O. Hirasa and Y. Suda, "Plasma surface treatment apparatus for powdery materials" by Masuoka et al (1984), Bull. Res. Inst. Polym. Text. (Jpn) , 144, 73-77 (1984), describes a method using a rotary kiln as a plasma reactor to coat particles with a polymer film.

전술한 종래기술의 대표적인 플라즈마 반응기를 도 6 내지 도 8에 도시하였다. 도 6은 유동층 플라즈마 반응기로서, 이것은 반응기 안에 입자를 채우고 반응기 밑에서 가스를 주입하여 입자를 부유시키는 반응기이다. 입자가 유동되는 구역내에서 플라즈마를 발생시키기 때문에 고분자 입자와 플라즈마와의 접촉이 좋은 장점이 있다. 그러나, 입자의 크기가 크면 그만큼 입자를 유동하기 위해 많은 양의 가스를 필요로 하는 단점이 있고, 더 큰 입자는 유동할 수 없는 문제를 갖고 있다. 또한 도 7은 반응기를 회전시켜 고분자 입자와 플라즈마와의 접촉을 좋게 만든 킬른(kiln) 형태의 반응기이다. 이것은 반응기가 직접 회전하기 때문에 기타 다른 반응기에 비해 장치가 복잡하고, 반응기 안의 진공을 유지하기 어려운 문제가 있다. 또한 도 8은 고정층 반응기를 나타낸 것으로, 필름 형태의 시료를 고정대에 고정한 후 플라즈마 발생 위치로 시료를 움직여서 표면을 개질하는 것이지만, 이 반응기는 시료가 고정되어 있어서 플라즈마와 시료와의 반응은 다른 것과 비교하여 우수하지만 플라즈마에 노출된 부분만 표면이 개질되는 단점이 있다.Representative plasma reactors of the prior art described above are shown in FIGS. FIG. 6 is a fluidized bed plasma reactor, which is a reactor that fills particles in a reactor and injects gas under the reactor to float the particles. Since the plasma is generated in the region in which the particles flow, there is an advantage of good contact between the polymer particles and the plasma. However, if the particle size is large, there is a disadvantage that a large amount of gas is required to flow the particle, and larger particles have a problem that cannot flow. In addition, FIG. 7 is a kiln-type reactor in which the reactor is rotated to make good contact between the polymer particles and the plasma. This is a complicated apparatus compared to other reactors because of the direct rotation of the reactor, which makes it difficult to maintain a vacuum in the reactor. 8 shows a fixed bed reactor, in which a sample in a film form is fixed to a stator and the surface is modified by moving the sample to a plasma generating position, but the reactor is fixed so that the reaction between the plasma and the sample is compared with that of the other. However, there is a disadvantage in that the surface is modified only in the portion exposed to the plasma.

전술한 반응기들이 현재까지 당업자들에게 가장 많이 사용되는 플라즈마 반응기이지만, 이것들은 한가지 형태의 시료밖에 처리할 수 없는 단점이 있다. 즉, 유동층 반응기와 킬른형태의 반응기는 입자형의 시료만 처리할 수 있고, 고정층 반응기는 필름 형태의 시료만을 처리할 수 있는 반응기이다.Although the reactors described above are the most widely used plasma reactors to date to those skilled in the art, they have the disadvantage that only one type of sample can be processed. That is, the fluidized bed reactor and the kiln type reactor can process only a particulate sample, and the fixed bed reactor is a reactor capable of processing only a sample in the form of a film.

이에 본 발명자들은 전술한 반응기들의 문제점을 해결하고, 다양한 형태의 시료를 각각 또는 동시에 처리할 수 있는 반응기를 연구한 결과, 본 발명의 플라즈마 반응기를 완성하였다.Accordingly, the present inventors solved the problems of the above-described reactors, and as a result of studying a reactor capable of processing various types of samples, respectively or simultaneously, the present inventors completed the plasma reactor of the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 반응기들의 문제점을 해결하고 다양한 형태의 시료를 각각 또는 동시에 처리할 수 있는 간소화된 반응기 구조를 갖는 플라즈마 반응기 및 이를 포함한 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the above-described reactors and to provide a plasma reactor having a simplified reactor structure capable of processing various or different types of samples, respectively, and a device including the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 반응기는, 캐리어가스의 유입구, 시료를 부착할 수 있는 시료 고정대, 벤팅밸브, 및 펌프 및 게이지 연결부를 집약하여 간소화시킨 덮개를 갖는 반응기와 입자상 시료의 경우 상기 반응기의 내부에 마그네틱바를 넣어 입자상 시료와 함께 마그네틱바가 회전될 수 있도록 한다.Plasma reactor of the present invention for achieving the above object is a reactor and particulate sample having a simplified cover by integrating a carrier gas inlet, a sample holder to which the sample can be attached, a venting valve, and the pump and gauge connections A magnetic bar is placed inside the reactor to allow the magnetic bar to rotate with the particulate sample.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 반응장치의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a plasma reactor according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 반응기에 사용되는 시료 고정대를 나타내며,2 shows a sample holder used in the plasma reactor according to the present invention,

도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명에 따른 반응기 덮개의 평면도, 측단면도, 저면도를 나타내고,3a to 3c show a plan view, a side cross-sectional view and a bottom view, respectively, of a reactor lid according to the invention,

도 4는 본 발명에 따른 일예의 플라즈마 반응기에 있어서의 필름형태의 시료를 처리하는 상태를 도시한 개략도를 나타내며,4 is a schematic view showing a state of processing a sample in the form of a film in an example plasma reactor according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 일예의 플라즈마 반응기에 있어서의 입자형태의 고분자 시료를 처리하는 상태를 도시한 개략도이고,5 is a schematic view showing a state of processing a polymer sample in the form of particles in an example plasma reactor according to the present invention;

도 6 내지 도 8은 종래의 플라즈마 반응기를 나타낸다.6 to 8 show a conventional plasma reactor.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *Explanation of the main symbols in the drawings

1: 시료 고정대 2: 가스유입구1: sample holder 2: gas inlet

3: 펌프 및 게이지 연결부 4: 반응기 덮개3: pump and gauge connection 4: reactor cover

5: 마그네틱바 6: 마그네틱 교반기5: magnetic bar 6: magnetic stirrer

7: 플라즈마 반응기 8: O-링(ring)7: plasma reactor 8: O-ring

9: 냉각팬 10: 벤팅밸브9: cooling fan 10: venting valve

11: 서스(sus)판11: sus edition

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 반응장치의 개략도로서, 본 발명의 장치는 반응기 부분, 캐리어가스 유입부분, 진공 시스템 부분, 플라즈마 매칭시스템 및 마그네틱 교반기로 크게 5개 부분으로 나누어 볼 수 있다.Figure 1 is a schematic diagram of a plasma reactor according to the present invention, the apparatus of the present invention can be divided into five parts into a reactor portion, a carrier gas inlet portion, a vacuum system portion, a plasma matching system and a magnetic stirrer.

반응기 부분은 파이렉스(Pyrex) 유리관으로 되었고, 반응기의 바닥면은 HDPE 등의 고분자 입자가 좀 더 효율적으로 유동될 수 있도록 타원형으로 설계되어 있다.The reactor section is made of Pyrex glass tubes, and the bottom of the reactor is designed to be elliptical for more efficient flow of polymer particles such as HDPE.

매칭 네트워크(matching network)는 입자가 반응기 안에서 고정되어 있는 것이 아니라 유동하기 때문에 플라즈마 상태가 입자의 유동, 마그네틱바의 회전속도 등에 영향을 받을 것을 감안하여 자동 매칭 네트워크(auto matching network)를 이용하였다. 또한, 진공시스템은 높은 진공을 유지하기 위해 로터리 펌프(rotary pump: RP)와 확산 펌프(diffusion pump: DP)를 사용한다. 마그네틱 교반기(magnetic stirrer)를 사용하여 자장을 걸어 줌으로써 반응기 안에서 마그네틱바가 회전하여 입자를 유동시킨다. 캐리어가스(carrier gas)로는 아르곤, 산소, 수소, 플루오린 등을 사용할 수 있다.In the matching network, since the particles are not fixed in the reactor but flow, the auto matching network is used in consideration of the effect of the plasma state and the rotational speed of the magnetic bar. In addition, the vacuum system uses a rotary pump (RP) and a diffusion pump (DP) to maintain a high vacuum. The magnetic bar is rotated in the reactor by flowing a magnetic field using a magnetic stirrer to flow the particles. As a carrier gas, argon, oxygen, hydrogen, fluorine, or the like may be used.

도 1과 같은 본 발명에 따른 플라즈마 반응기를 이용한 실험 방법으로는, 반응기(7)내에 마그네틱바(5)와 입자형의 고분자 시료를 넣고, 반응기내의 압력을 진공 상태로 하기 위해 진공펌프를 사용하여 진공시킨 후, 약 10여분 동안 진공시켜 반응기 압력이 10mTorr 이하로 내려가면, 반응이 진행되길 원하는 압력을 유지하기 위해 캐리어가스를 반응기에 주입하고 마그네틱 교반기를 이용하여 마그네틱바와 함께 고분자 입자를 회전시킨다. 반응기내의 압력이 일정하게 유지되면 플라즈마를 켜서 원하는 시간만큼 반응시키고, 반응종료 후 플라즈마를 끄고 약 10분동안 반응기내에 가스를 흐르게 한다. 이것은 반응 후의 시료 표면에 남아있는 수명이 긴 라디칼에 다른 불순물이 흡착되는 것을 방지하기 위한 것이다. 마지막으로, 시료를 꺼내기 전에 압력을 대기압으로 하기 위해 벤팅밸브(10)를 통해 가스를 배기한다. 시료 고정대(1)를 이용하여 필름형태의 시료를 처리하는 경우에는 마그네틱바(5)를 사용하지 않고, 마그네틱 교반기를 작동시키지 않는 것을 제외하고는 상기 방법과 동일하게 실험한다. 또한, 입자와 필름형태의 시료를 동시에 처리하는 경우에는 시료 고정대(1)와 마그네틱바(5)를 함께 사용한다.In the experimental method using the plasma reactor according to the present invention as shown in FIG. 1, a magnetic bar 5 and a particulate polymer sample are placed in the reactor 7, and a vacuum pump is used to vacuum the pressure in the reactor. After the vacuum, the vacuum for about 10 minutes to reduce the reactor pressure to less than 10mTorr, the carrier gas is injected into the reactor to maintain the desired pressure to proceed with the reaction and using a magnetic stirrer to rotate the polymer particles together with the magnetic bar. When the pressure in the reactor is kept constant, the plasma is turned on to react for the desired time. After the reaction is completed, the plasma is turned off and gas is flowed in the reactor for about 10 minutes. This is to prevent other impurities from adsorbing to the long-lived radicals remaining on the sample surface after the reaction. Finally, the gas is exhausted through the vent valve 10 to bring the pressure to atmospheric pressure before taking the sample out. In the case of treating the sample in the form of a film using the sample holder 1, the experiment is performed in the same manner as in the above method except that the magnetic bar 5 is not used and the magnetic stirrer is not operated. In addition, when simultaneously processing a particle and a sample in the form of a film, the sample holder 1 and the magnetic bar 5 are used together.

도 2는 본 발명의 플라즈마 반응기에 사용되는 시료 고정대(1)에 필름형태의 시료를 고정시킨 상태를 도시한 것이다. 필름형태의 시료를 시료 고정대에 부착한 다음, 반응기에 넣어 플라즈마와 반응시킬 수 있고, 고정대를 위·아래로 움직여서 플라즈마와의 반응 위치를 조절할 수 있다.Figure 2 shows a state in which a sample in the form of a film fixed to the sample holder 1 used in the plasma reactor of the present invention. The sample in the form of a film may be attached to a sample holder, and then placed in a reactor to react with the plasma, and the reaction position with the plasma may be adjusted by moving the holder up and down.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 반응기 덮개(4)를 나타낸 것으로, 도 3a는 평면도, 도 3b는 측단면도 및 도 3c는 저면도를 나타낸다. 본 발명에 있어서 반응기와 덮개와의 진공을 위해 O-링(ring)(8)을 사용하여 진공을 유지하게 하였으며, 가운데 부분에는 시료 고정대(1)를 고정하고 펌프 및 게이지 연결부(3), 가스유입구(2), 벤팅밸브(10)가 위치한다. 이와 같이, 본 발명의 장치는 파이렉스로 제조된 반응기에 덮개(4)를 부착하여 시료를 다루기가 용이할 뿐만 아니라, 반응기 덮개에 가스의 유입구, 시료 고정대, 벤팅 밸브 및 펌프 및 게이지 연결부 등이 집약되어 장치가 간소화된다. 또한, 필름 형태의 시료는 시료 고정대에 부착하여 처리할 수 있으며, 시료 고정대를 위·아래로 움직여서 플라즈마내에서 시료의 위치를 변경할 수 있고, 입자 형태의 시료를 위해서 마그네틱바를 반응기에 넣어, 반응기 자체를 회전시키지 않고 마그네틱바의 회전에 의해 입자를 유동시킬 수 있다. 이와 같이 반응기가 회전하지 않기 때문에 장치가 간단하며 유동층 반응기처럼 입자의 크기에 제약을 받지 않는 장점이 있다.3a to 3c show a reactor cover 4 according to the invention, in which FIG. 3a shows a plan view, FIG. 3b shows a side sectional view and FIG. 3c shows a bottom view. In the present invention, the vacuum is maintained by using an O-ring (8) for the vacuum between the reactor and the cover, and the sample holder (1) is fixed at the center and the pump and gauge connection (3), gas Inlet (2), venting valve 10 is located. As such, the device of the present invention is easy to handle the sample by attaching the cover 4 to the reactor made of Pyrex, as well as the inlet of the gas, sample holder, venting valve and pump and gauge connection to the reactor cover is concentrated. Device is simplified. In addition, the sample in the form of a film can be attached to the sample holder for processing, the position of the sample in the plasma can be changed by moving the sample holder up and down, the magnetic bar is put into the reactor for the sample in the form of a particle, the reactor itself The particles can be flowed by the rotation of the magnetic bar without rotating. As such, since the reactor does not rotate, the apparatus is simple, and there is an advantage that the size of the particles is not limited as in the fluidized bed reactor.

도 4는 본 발명에 따른 일예의 플라즈마 반응기에 있어서 필름 형태의 시료를 처리하는 상태를 도시한 개략도인바, 도시된 바와 같이 플라즈마를 발생하기 위해 반응기 주위에 코일을 감고, 반응 중에 발생한 열을 낮추기 위하여 냉각팬(9)을 부착할 수도 있다. 또한, 반응기에서 발생한 플라즈마 자장이 외부에 전달되지 않도록 하기 위해 반응기 외부를 스테인레스 재질의 서스(sus)판(11)으로 차단한다.Figure 4 is a schematic diagram showing a state of processing a sample in the form of film in an example plasma reactor according to the present invention, as shown in order to wind the coil around the reactor to generate a plasma, to lower the heat generated during the reaction The cooling fan 9 can also be attached. In addition, in order to prevent the plasma magnetic field generated in the reactor from being transmitted to the outside, the outside of the reactor is blocked by a sus plate 11 made of stainless steel.

또한, 도 5는 본 발명에 따른 일예의 플라즈마 반응기에서 입자형태의 고분자 시료를 처리하는 상태를 도시한 개략도이며, 마그네틱 교반기에 자장을 걸어 마그네틱바를 회전시킴으로써 입자형태의 고분자 시료를 유동시킨다.In addition, Figure 5 is a schematic diagram showing a state of processing the polymer sample in the form of particles in an example plasma reactor according to the present invention, by flowing a magnetic polymer particles in the magnetic stirrer by rotating the magnetic bar.

각 반응기 형태에 따라 처리할 수 있는 고분자 시료의 형태를 하기 표 1에 간단하게 요약할 수 있다.The types of polymer samples that can be processed according to each reactor type can be briefly summarized in Table 1 below.

유동층 반응기Fluidized bed reactor 킬른형 반응기Kiln reactor 고정층 반응기Fixed bed reactor 본 발명에 따른 반응기Reactor according to the invention 분말powder ×× 필름film ×× ×× 입자(bead)Particles ×× ××

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반응기는 캐리어가스 유입구, 시료 고정대, 펌프 및 게이지 연결부, 및 벤팅밸브가 반응기의 덮개에 집약되어 있어 장치가 간소화되어 있으며, 필름형태, 분말형태 또는 입자형태의 다양한 형태의 고분자 시료를 각각 또는 동시에 처리할 수 있고, 또한 반응기를 회전시킬 필요가 없기 때문에 장치가 간단하며 유동층 반응기처럼 입자의 크기에 제약을 받지 않는 장점이 있다.As described above, the reactor according to the present invention has a carrier gas inlet, a sample holder, a pump and gauge connection portion, and a venting valve are integrated in the cover of the reactor, thereby simplifying the apparatus, and in a variety of film, powder or particle forms. The polymer sample in the form can be processed individually or simultaneously, and there is no need to rotate the reactor, so the device is simple and has the advantage of not being limited by the size of the particles as in a fluidized bed reactor.

Claims (8)

캐리어가스의 유입구, 시료를 부착할 수 있는 시료 고정대, 벤팅밸브 및 펌프 및 게이지 연결부를 집약하여 간소화시킨 덮개를 갖는 반응기와 상기 반응기의 내부에 위치한 마그네틱바를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.A plasma reactor comprising a reactor having an inlet of a carrier gas, a sample holder to which a sample can be attached, a venting valve and a cover simplified by concentrating a pump and a gauge connection, and a magnetic bar located inside the reactor. 캐리어가스의 유입구, 필름형태의 시료를 부착할 수 있는 시료 고정대, 벤팅밸브, 및 펌프 및 게이지 연결부를 집약하여 간소화시킨 덮개를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.A plasma reactor, comprising: an inlet for a carrier gas, a sample holder for attaching a sample in the form of a film, a venting valve, and a cover simplified by concentrating a pump and gauge connection. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응기의 바닥면이 타원형임을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.The plasma reactor according to claim 1 or 2, wherein the bottom surface of the reactor is elliptical. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응기가 파이렉스로 이루어짐을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.The plasma reactor according to claim 1 or 2, wherein the reactor is made of Pyrex. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응기 외부에 냉각팬이 더욱 부착될 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.The plasma reactor according to claim 1 or 2, wherein a cooling fan can be further attached to the outside of the reactor. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응기 외부에 스테인레스 재질의 서스(sus)판이 부가적으로 포함된 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응기.The plasma reactor according to claim 1 or 2, further comprising a sustain plate made of stainless material outside the reactor. 제1항의 플라즈마 반응기와 상기 반응기로 캐리어 가스를 유입시키는 캐리어가스 유입장치, 반응기의 진공도를 10 mTorr 이하로 유지시켜 주는 펌프를 포함한 진공시스템, 입자의 유동과 마그네틱 바의 회전 속도에 따른 플라즈마 상태를 조절하기 위한 매칭시스템 및 입자 유동을 위한 마그네틱 교반기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응장치.The plasma reactor of claim 1 and a carrier gas inlet device for introducing carrier gas into the reactor, a vacuum system including a pump for maintaining the vacuum of the reactor below 10 mTorr, the plasma state according to the flow of particles and the rotational speed of the magnetic bar Plasma reactor comprising a matching system to adjust and a magnetic stirrer for particle flow. 제2항의 플라즈마 반응기와 상기 반응기로 캐리어 가스를 유입시키는 캐리어가스 유입장치, 반응기의 진공도를 10 mTorr 이하로 유지시켜 주는 펌프를 포함한 진공시스템, 입자의 유동과 마그네틱 바의 회전 속도에 따른 플라즈마 상태를 조절하기 위한 매칭시스템 및 입자 유동을 위한 마그네틱 교반기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 반응장치.The plasma reactor of claim 2 and a carrier gas inlet device for introducing a carrier gas into the reactor, a vacuum system including a pump for maintaining the vacuum degree of the reactor below 10 mTorr, the plasma state according to the flow of particles and the rotational speed of the magnetic bar Plasma reactor comprising a matching system to adjust and a magnetic stirrer for particle flow.
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