KR100386506B1 - 플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마중합연속처리장치에 있어서, 중합챔버 내에 원료가스를 주입하는 가스주입구와 상기 가스가 배출되는 가스배출구를 포함하는 가스시스템에 관한 것으로, 플라즈마중합연속처리장치가 다수의 중합챔버를 구비하며 상기 중합챔버중 적어도 하나의 중합챔버 내에서 시료의 흐름이 수직방향으로 이루어지는 영역을 가지는 경우에, 가스유동이 시료의 흐름방향과 평행하게 흐르도록 가스주입구와 가스배출구를 배치함으로써 중합챔버내의 기재의 흐름과 중합챔버 내에 주입된 원료가스의 흐름을 균일하고 적절하게 조절할 수 있다.

Description

플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템{GAS SYSTEM FOR A CONTINUOUS PLASMA POLYMERIZING APPARATUS}
본 발명은 플라즈마중합 연속처리장치의 가스시스템에 관한 것으로, 플라즈마중합에 의하여 표면처리되는 기재의 흐름과 평행한 방향으로 가스가 주입되고 배출되는 가스시스템에 관한 것이다.
방전에 의한 플라즈마를 이용하여 금속판 등의 기재를 표면처리하게 되면 경도, 내마모성 등이 뛰어난 피복층이 형성된다. 피복층이 형성된 제품은 자기디스크, 광디스크, 초경질공구 등으로 사용된다. 또한 강철판 표면에 형성된 도장막에 플라즈마처리를 하면 경질화되고, 내구성, 내식성 등이 뛰어난 도장 강판이 얻어진다. 즉 상기 플라즈마중합을 이용한 표면처리를 이용해 각 재료의 다양한 성질을 얻을 수 있다. 여기서 플라즈마중합처리의 연속작업이 가능하다면 생산성 면에서 매우 큰 효과를 가지게 된다. 이에 플라즈마중합처리의 연속작업을 위한 여러 장치가 제안되어 왔다.
도 1에 연속적으로 띠형 기재를 플라즈마 중합처리할 수 있도록 안출한 장치를 도시하였다. 즉 직류전원 플라즈마중합 연속처리장치를 도시하며, 상기 장치는 기재(1)를 풀어주고 중합챔버(4)로 이송하는 풀림롤러(12)와, 상기 풀림롤러(12)에서 이송되는 기재(1)에 대하여 플라즈마중합 반응이 이루어지는 중합챔버(4)와, 상기 중합챔버(4)에서 중합처리된 기재를 감아주는 감김롤러(18)와, 상기 중합챔버 내에 설치된 캐소드 전극(17)과, 상기 풀림챔버(13)와 중합챔버(4) 및 중합챔버(4)와 감김챔버(14) 사이에 각각 설치되어 있는 챔버벽(15)과, 상기 챔버벽에 설치되어 있고 기재가 자유롭게 이동할 수 있는 연통구(16)와, 상기 중합챔버의 압력을 제어하기 위한 진공펌프(미도시)와, 상기 중합챔버에 원료가스를 주입하는 가스주입구(2) 및 상기 중합챔버에 접속된 가스배출구(3)로 구성되어 있다. 상기 중합챔버에는 중합처리를 위하여 가스를 주입하는 가스주입구와 가스를 배출하는 가스배출구가 설치된다. 상기 가스주입구를 통하여 원료가스, 즉 반응가스와 비반응가스가 유입되어 상기 중합챔버에서 플라즈마중합처리를 거쳐 가스배출구로 배출된다.
위 장치의 경우 하나의 중합챔버로 이루어져 있으나 좀더 생산적이고 효율적인 플라즈마중합 연속처리를 위해서는 다수의 중합챔버를 갖추어야 하며, 특히, 상기 플라즈마중합연속처리장치가 시료의 흐름이 수직으로 흐르는 영역을 가지는 중합챔버를 포함하는 경우, 양질의 표면처리가 이루어지기 위해서는 상기 원료가스의 주입, 유동방향, 배출 등이 매우 중요하게 된다.
본 발명의 목적은 플라즈마중합 연속처리장치에 있어서, 원료가스를 중합챔버 내에 유입시키는 가스주입구와 상기 중합챔버에서 배출시키는 가스배출구를 적절히 배치하여 기재의 흐름방향과 상기 원료가스의 유동을 적절히 조절시킬 수 있는 가스시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 플라즈마중합연속처리장치를 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시례로 가스시스템의 단면도를 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명의 또 다른 실시례로 가스시스템의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시례로 가스시스템의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3b는 본 발명의 또 다른 실시례로 가스시스템의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명에 의한 가스배출유로를 추가적으로 포함하는 가스시스템을 나타낸 단면도이다.
도 4b는 본 발명에 의한 가스배출유로와 상기 가스배출유로를 통합하는 합지부를 추가적으로 포함하는 가스시스템을 나타낸 단면도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
1 : 기재 2 : 가스주입구
3 : 가스배출구 4 : 중합챔버
5 : 가스배출유로 6 : 합지부
7 : 가스유동방향 8 : 기재의 흐름방향
본 발명은 기재가 연속적으로 이송되어 표면처리되는 하나 이상의 중합챔버를 포함하여 구성되는 플라즈마중합연속처리장치에 있어서, 상기 중합챔버중 적어도 하나는 중합챔버 내에서 기재의 흐름이 수직방향으로 이루어지며 중합챔버 내의 가스 유동이 기재의 흐름방향과 평행하도록 배치된 가스주입구 및 가스배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템을 제공한다.
플라즈마중합연속처리장치에 있어서, 양질의 표면처리를 위해서는 중합반응이 일어나고 있는 중합챔버내의 원료가스의 유동은 기재의 흐름방향과 평행하게 이루어져지는 것이 바람직하다. 연속적으로 이송되는 기재의 흐름과 가스의 유동이 평행하게 되면 기재 표면에 균일한 가스 분포를 이루어 표면처리가 균일하게 되고, 기재의 양면을 동시에 중합처리하는 경우에도 가스의 흐름을 균일하게 제어하는 것이 용이하게 된다.
중합챔버가 기재의 흐름이 수직을 이루는 영역을 가지고 있는 경우에는 원료가스의 유동과 기재의 흐름방향이 평행하게 하기 위해서 플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템을 구성하는 데 있어 특별한 구성이 필요하다. 특히 중력의 영향을 고려하여 가스주입구와 가스배출구를 적절히 배치할 필요가 있는 바, 이하 구체적인 실시례를 통하여 본 발명을 설명한다.
도 2a는 기재의 흐름이 수직을 이루는 영역을 가지고 있는 중합챔버를 나타낸 것이다. 기재(1)가 상기 중합챔버의 아래쪽에서 위쪽으로 흐르고 있으며, 원료가스, 즉 반응가스와 비반응가스가 주입되는 가스주입구(2)가 상기 중합챔버(4)의 상부의 한쪽 측면에 설치되어 있고, 원료가스가 배출되는 가스배출구(3)가 상기 중합챔버(4)의 하부의 한쪽 측면에 설치되어 있다. 즉, 가스주입구(2)에서 주입된 원료가스는 기재의 흐름과 평행을 이루며 상기 기재의 흐름방향과 반대로 이동하여가스배출구를 통해 배출된다. 도 2b는 도 2a 중 가스주입구와 가스배출구를 반대로 설치하여 기재의 흐름방향과 가스유동의 방향을 같게 한 것이다. 이 경우 기재(1) 표면에서의 원료가스의 유동특성이 도 2a와는 달라지게 되어 그 특성에 맞는 플라즈마중합처리를 할 수 있다.
도 3a 및 3b는 가스주입구와 가스배출구를 상기 중합챔버의 양측면에 설치된 것을 나타낸 단면도이다. 도 3a 및 3b는 가스주입구를 양측면에 설치하고, 가스배출구를 상기 가스주입구의 반대쪽 양측면에 설치한 것이다. 이로써, 가스주입구와 가스배출구를 하나씩 설치하여 원료가스를 주입·배출하는 것보다 원료가스의 유동이 많아지고 균일해져 고속으로 양질의 표면처리를 할 수 있다.
또한 본 발명은 도 4a 및 4b와 같이 상기 가스배출구(3)에 연통되는 가스배출유로(5)를 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 하나 이상의 가스배출유로(5)들을 통합하게 하는 합지영역(6)을 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 가스배출구에 상기 가스배출유로를 설치함으로써 유로의 관모양을 조절하는 등 배출가스 처리를 용이하게 할 수 있으며, 특히 다수의 중합챔버가 있는 경우 가스의 가스배출유로를 통합하는 상기 합지영역으로 배출가스를 통합하여 처리할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 다수의 중합챔버를 구비하는 플라즈마중합연속처리장치에 있어서, 중합챔버 내의 시료의 흐름이 수직으로 흐르는 영역을 가지는 경우에 중합챔버내의 가스유동이 시료의 흐름방향과 평행하도록 하게 하여 균일하고 양질의 표면처리를 이룰 수 있으며, 가스의 급배기량을 용이하게 제어할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 기재가 연속적으로 이송되어 표면처리되는 하나 이상의 중합챔버를 포함하여 구성되는 플라즈마중합연속처리장치에 있어서,
    상기 중합챔버중 적어도 하나는 중합챔버 내에서 기재의 흐름이 수직방향으로 이루어지는 수직챔버를 포함하고, 수직챔버는 가스 유동이 기재의 흐름방향과 평행하도록 배치된 가스주입구 및 가스배출구를 구비하며,
    상기 가스주입구는 상기 기재의 흐름이 수직으로 흐르는 영역을 가지는 중합챔버의 상부 또는 하부의 적어도 한 측면에 배치되고, 상기 가스배출구는 상기 가스주입구와는 반대로 상기 중합챔버의 하부 또는 상부의 적어도 한 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 가스배출구에 연통되는 가스배출유로를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 가스배출유로를 통합하는 합지부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마중합연속처리장치의 가스시스템.
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