KR101346758B1 - 미세 입상 물질 표면 처리장치 - Google Patents

미세 입상 물질 표면 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용하여 미세한 크기를 가지는 입상 물질의 모든 표면에 대하여 균일하게 표면 처리를 수행할 수 있는 미세 입상 물질 표면 처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 미세 입상 물질 표면 처리장치는 수평 방향으로 고정되어 설치되며, 고전압이 인가되어 하측으로 플라즈마 가스를 분사하는 전극부; 내부에 피처리 입상 물질이 로딩(loading)되고 상기 전극부를 감싼 상태로 회전하며, 접지되는 피처리물 로딩부;를 포함한다.

Description

미세 입상 물질 표면 처리장치{THE APPARATUS FOR TEATING FINE PARTICLE}
본 발명은 표면 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 미세한 크기를 가지는 입상 물질의 모든 표면에 대하여 균일하게 표면 처리를 수행할 수 있는 미세 입상 물질 표면 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 특정 소재의 표면에 다른 물질을 코팅하거나 다른 물질을 부착하는 경우에는 코팅물질이나 부착 물질의 접착력을 높이기 위하여 소재 표면에 대한 표면 처리 작업이 진행된다. 이러한 소재의 표면 처리 내지 표면 개질에는 다양한 방법이 이용될 수 있으며, 최근에는 획기적인 표면 개질 효과를 얻을 수 있는 플라즈마 표면 처리 방법이 널리 사용되고 있다.
플라즈마 표면 처리 방법은 표면 처리가 필요한 소재의 표면에 상압 플라즈마 또는 진공 플라즈마를 조사하여 소재 표면을 개질하는 방법으로서 처리 방법이 친환경적이고 처리 효과가 매우 뛰어난 장점이 있다.
이러한 종래의 플라즈마 표면 처리 장치는 피처리 대상물인 소재의 크기가 큰 소재를 일정한 탑재대 표면에 고정시킨 상태에서 처리가 필요한 표면에 대해서만 표면 처리를 진행하는 방식이다.
그런데 이러한 종래의 플라즈마 처리장치로는 다수개의 편을 가지는 입상이면서 그 크기가 수 mm 이하일 정도로 매우 작은 미세 입상물질의 처리에는 부적합한 문제점이 있다. 특히, 상기 미세 입상물질의 다수면 중 2면 이상을 처리해야 하는 경우에는 소재의 파지 및 취급이 어려운 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 플라즈마를 이용하여 미세한 크기를 가지는 입상 물질의 모든 표면에 대하여 균일하게 표면 처리를 수행할 수 있는 미세 입상 물질 표면 처리장치를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세 입상 물질 표면 처리장치는 수평 방향으로 고정되어 설치되며, 고전압이 인가되어 하측으로 플라즈마 가스를 분사하는 전극부; 내부에 피처리 입상 물질이 로딩(loading)되고 상기 전극부를 감싼 상태로 회전하며, 접지되는 피처리물 로딩부;를 포함한다.
본 발명의 미세입상물질 표면처리장치에는, 접지된 상태로 상기 전극부 및 상기 피처리물 로딩부를 외부에서 감싸며, 내부를 밀폐시키는 밀폐챔버가 더 구비되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 밀폐 챔버는, 상기 피처리물 로딩부의 일측 말단에 수직 상태로 결합되는 챔버 플레이트; 상기 챔버 플레이트 방향의 면이 개방된 통형상을 가지며, 상기 전극부와 결합되어 고정 설치되는 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징 하부에 설치되며, 상기 챔버 하우징 내부의 기체를 흡입하여 배출하는 배기부;를 포함하며, 상기 챔버 플레이트와 상기 챔버 하우징이 밀착되어 상기 밀폐 챔버를 이루는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 전극부는, 내부에 플라즈마 가스 확산홈이 형성되며, 고전압이 인가되는 전극 케이스; 상기 전극 케이스의 하부에 형성되며, 플라즈마 가스가 균일하게 하측으로 분사되는 플라즈마 가스 분사부; 및 상기 플라즈마 가스 확산홈에 플라즈마 가스를 공급하는 플라즈마 가스 공급부;를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 피처리물 로딩부는, 일측벽에 상기 전극부가 통과할 수 있는 전극 통과공이 형성되는 피처리물 로딩통; 상기 피처리물 로딩통의 타측에 결합되어 설치되며, 상기 피처리물 로딩통을 회전시키는 로딩통 회전부; 상기 로딩통 회전부에 결합되어 설치되며, 상기 피처리물 로딩통과 로딩통 회전부를 상기 전극부 방향으로 수평이동시키는 로딩통 수평 이동부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 피처리물 로딩통은 다각통 형상인 것이 바람직하다.
또한 상기 피처리물 로딩통에는 플라즈마 가스 통과공이 균일하게 형성되는 것이 바람직하다.
이때 상기 플라즈마 가스 통과공은, 상기 미세 입상 물질 직경의 1/10 크기를 가지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 배기부는, 상기 피처리물 로딩부의 길이 방향 전체 영역에 걸쳐서 설치되는 가스 흡입 모듈을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 매우 미세한 크기를 가지는 미세 입상물질에 대해서도 그 모든 면에 대한 표면처리를 균일하게 진행할 수 있는 장점이 있다. 특히, 구형 또는 직육면체 등의 입방체 대하여 대량으로 균일한 처리를 수행할 수 있는 획기적인 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입상물질 표면처리장치의 결합 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극부의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피처리물 로딩통의 단면 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입상물질 표면 처리장치의 분리 상태를 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 미세입상물질 표면처리장치(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극부(10), 피처리 입상물질 로딩부(20), 밀폐챔버(30)를 포함하여 구성된다.
먼저 전극부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 길게 돌출된 형상을 가지며, 일단이 고정된 상태로 설치된다. 이 전극부(10)에는 고전압이 인가되며 하측 방향으로 플라즈마 가스를 분사한다. 따라서 분사되는 플라즈마 가스가 전극부(10)에 인가된 고전압과 후술하는 접지 대상인 피처리물 로딩통 또는 밀폐 챔버(30)와의 사이의 공간에서 플라즈마가 발생하게 된다. 이렇게 발생되는 플라즈마를 이용하여 상기 피처리물 로딩부(20)에 로딩되어 있는 미세입상물질(M)의 표면을 처리하는 것이다.
본 실시예에서 이러한 전극부(10)는 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 전극 케이스(12), 플라즈마 가스 분사부(14) 및 플라즈마 가스 공급부(16)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 전극 케이스(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전극부(10)의 전체적인 형상을 이루며, 내부에 플라즈마 가스 확산홈(13)이 캐버티(cavity) 형상으로 형성된다. 상기 플라즈마 가스 확산홈(13)은 상기 전극 케이스(12)에 전 부분에 걸쳐서 형성되며, 상기 플라즈마 가스 공급부(16)로부터 공급되는 플라즈마 가스를 고르게 확산시키는 버퍼(buffer) 공간 역할을 한다. 즉, 상기 플라즈마 가스 확산홈(13)에 의하여 균일하게 확산된 플라즈마 가스가 상기 플라즈마 가스 분사부(14)를 통하여 균일하게 분사되는 것이다.
상기 플라즈마 가스 공급부(16)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 전극 케이스(12)의 일단에 설치되며, 외부에 구비되는 플라즈마 가스 공급원(도면에 미도시)과 연결되어 상기 전극 케이스(12) 내부로 플라즈마 가스를 공급한다.
다음으로 상기 플라즈마 가스 분사부(14)는 상기 전극 케이스(12)의 하부에 형성되며, 상기 플라즈마 가스가 균일하게 상기 전극 케이스(12) 하측으로 분사될 수 있도록 도 2에 도시된 바와 같이, 고르게 분포되는 미세한 관통홀로 형성될 수 있다. 즉, 다수개의 관통홀이 상기 전극 케이스(12)의 하면을 관통하여 형성되는 것이다.
다음으로 피처리물 로딩부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 피처리 입상 물질(M)이 로딩(loading)되고 상기 전극부(10)를 외부에서 감싼 상태로 회전하는 구성요소이다. 그리고 상기 피처리물 로딩부(20)는 전술한 바와 같이, 접지될 수 있다.
따라서 본 실시예에서 상기 피처리물 로딩부(20)는 구체적으로 피처리물 로딩통(22), 로딩통 회전부(24) 및 로딩통 수평 이동부(26)를 포함하여 구성될 수 있다. 먼저 상기 피처리물 로딩통(22)은, 전체적으로 통형상을 가지며, 일측벽에 상기 전극부(10)가 통과할 수 있는 전극 통과공(21)이 형성되는 구조를 가진다. 이때 상기 전극 통과공(21)이 형성되는 말단은 도 1에 도시된 바와 같이, 단면 형상이 테이퍼진 형태를 가지는 것이 로딩된 피처리물(M)이 회전 중에 외부로 유출되지 않으므로 바람직하다. 또한 피처리물의 언로딩 과정에서도 편리하다. 상기 피처리물 로딩통(22)은 원통 또는 다각통 형상을 가질 수 있다. 상기 피처리물 로딩통(22)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 피처리물인 미세 입상물질(M)이 상기 전극 통과공(21)을 넘치지 않을 정도로 로딩된다.
다음으로 상기 로딩통 회전부(24)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 피처리물 로딩통(22)의 타측 즉, 상기 전극 통과공(21)이 형성되는 반대측에 결합되어 설치되며, 상기 피처리물 로딩통(22)을 회전시키는 구성요소이다. 상기 로딩통 회전부(24)에 의하여 상기 피처리물 로딩통(22)이 회전할 수 있으며, 이 회전운동에 의하여 상기 피처리물 로딩통(22)에 로딩되어 있는 미세 입상물질(M)이 마찰력에 의하여 구르고 섞이면서 미세 입상물질(M)의 전면에 대하여 표면 처리가 가능해지는 것이다.
다음으로 상기 로딩통 수평 이동부(26)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 로딩통 회전부(24)에 결합되어 설치되며, 상기 피처리물 로딩통(22)과 로딩통 회전부(24)를 상기 전극부(10) 방향으로 수평이동시키는 구성요소이다. 효과적인 표면 처리를 위하여 상기 피처리물 로딩통(22)의 말단은 상기 전극부(10)에 근접하게 접근하여 플라즈마 처리가 이루어지며, 피처리물(M)의 로딩과 언로딩(unloading)을 용이하게 하기 위해서는 상기 피처리물 로딩통(22)이 상기 전극부(10)와 분리되는 것이 필요하다. 따라서 상기 로딩통 수평 이동부(26)를 이용하여 로딩 또는 언로딩 과정에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 피처리물 로딩통(22)을 상기 전극부(10)로부터 이격시키고, 플라즈마 처리 과정에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 피처리물 로딩통(22)을 전극부(10) 방향으로 수평 이동시켜 전극부(10)에 의하여 발생하는 플라즈마에 의하여 상기 피처리물 로딩통(22)에 로딩되어 있는 미세 입상물질(M) 전체가 처리되도록 하는 것이다.
상기 로딩통 수평 이동부(26)가 상기 피처리물 로딩통(22)을 상기 전극부(10)로 접근시킬때 상기 피처리물 로딩통(22)은 처리과정에서 회전하므로, 후술하는 챔버 플레이트(34)와 일정간격 이격되게 이동시키는 것이 바람직하다.
또한 본 실시예에 따른 상기 피처리물 로딩통(22)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라즈마 가스 통과공(23)이 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이 플라즈마 가스 통과공(23)은 상기 피처리물 로딩통(22)의 벽면을 관통하여 형성되며, 그 크기는 상기 미세 입상 물질(M) 직경의 5/ 1 ~ 1/10 정도의 크기를 가지는 것이, 상기 미세 입상물질(M)이 상기 플라즈마 가스 통과공(23)에 끼지 않아서 바람직하다.
다음으로 상기 밀폐 챔버(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 접지된 상태로 상기 전극부(10) 및 상기 피처리물 로딩통(22)을 외부에서 감싸며, 내부를 밀폐시키는 구성요소이다. 즉, 상기 밀폐챔버(30)는 플라즈마 처리가 이루어지는 상기 전극부(10)와 피처리물 로딩통(22)을 외부 공간과 격리시켜 플라즈마 처리가 효과적으로 이루어질 수 있는 공간을 제공하는 것이다.
본 실시예에서 상기 밀폐 챔버(30)는 구체적으로 챔버 플레이트(34), 챔버 하우징(32) 및 배기부(36)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 챔버 플레이트(34)는 도 1, 4에 도시된 바와 같이, 상기 피처리물 로딩통(22)의 일측 말단에 수직 상태로 결합되는 구성요소이다. 그리고 상기 챔버 하우징(32)은, 상기 챔버 플레이트(34) 방향의 면이 개방된 통형상을 가지며, 상기 전극부(10)와 결합되어 고정 설치되는 구성요소이다. 따라서 상기 챔버 하우징(32)과 상기 챔버 플레이트(34)가 밀착되어서 밀폐 챔버(30)가 형성되는 것이다. 물론 상기 피처리물 로딩통(22)에 미세 입상물질(M)을 로딩하거나 언로딩하는 과정에서는 상기 챔버 하우징(32) 또는 챔버 플레이트(34)가 수평 이동하여 개방된다. 따라서 상기 챔버 하우징(32)과 챔버 플레이트(34)의 접촉면에는 내부 기밀을 유지하기 위하여 실링 부재(38)가 구비될 수 있다.
다음으로 상기 배기부(36)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 챔버 하우징(32) 하부에 설치되며, 상기 챔버 하우징(32) 내부의 기체를 흡입하여 배출하는 구성요소이다. 상기 배기부(36)에 의하여 플라즈마 가스가 외부로 배출되며 상기 전극부(10)와 챔버 하우징(32) 사이의 공간 즉, 상기 미세 입상물질(M)이 분포되는 공간에 균일하게 플라즈마가 형성될 수 있다. 이를 위하여 본 실시예에서 상기 배기부(36)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 피처리물 로딩통(22)의 길이 방향 전체 영역에 걸쳐서 설치되는 가스 흡입 모듈(37)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 가스 흡입모듈(37)은 상기 플라즈마 가스 분사부(14)에서 분사되는 플라즈마 가스를 평행하게 흡입하여 내부에서 모인 가스를 외부로 배출한다. 따라서 상기 가스 흡입 모듈(37)도 상기 플라즈마 가스 분사부(14)와 마찬가지로 미세한 흡입공들이 균일하게 형성되는 흡입부(35)와 상기 흡입부(35) 하측에 일정한 버퍼 공간인 흡입홈(39) 그리고 배기 펌프(도면에 미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 미세입상물질 표면처리장치(1)를 이용하여 처리하는 과정을 설명한다.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 로딩통 수평 이동부(26)를 구동하여 상기 피처리물 로딩통(22)을 좌측으로 수평이동시켜 피처리물 처리통(22)이 전극부와 이격되도록 한다. 이 상태에서 상기 피처리물 로딩통(22)에 적당량의 피처리물 즉, 미세입상물질(M)을 로딩한다.
미세입상물질이 로딩된 상태에서 상기 로딩통 수평 이동부(26)를 구동하여 상기 피처리물 로딩통(22)을 전극부(10) 방향으로 수평 이동시킨다. 상기 챔버 플레이트(34)가 챔버 하우징(32)과 밀착될 때까지 수평이동시키며, 상기 챔버 플레이트(34)와 챔버 하우징(32)이 밀착되면 수평 이동을 멈춘다. 이때 상기 피처리물 로딩통(22)은 상기 밀폐 챔버(30)와 약간 이격된 상태를 유지한다.
이 상태에서 상기 전극부(10)에 전원을 인가하고 플라즈마 가스를 공급한다. 그러면 상기 전극부(10)와 챔버 하우징(32) 사이의 공간에 플라즈마가 발생하고 처리가 시작된다. 물론 상기 로딩통 회전부(24)를 사용하여 상기 피처리물 로딩통(22)을 회전시키면서 처리 과정이 진행된다.
처리가 완료되면 상기 로딩통 수평 이동부(26)를 구동시켜 상기 피처리물 로딩통(22)을 다시 좌측으로 수평이동시키고, 처리된 미세 입상물질(M)을 언로딩한다.
1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입상물질 표면처리장치
10 : 전극부 20 : 피처리 입상물질 로딩부
30 : 밀폐 챔버 M : 피처리 미세입상물질

Claims (9)

  1. 수평 방향으로 고정되어 설치되며, 고전압이 인가되어 하측으로 플라즈마 가스를 분사하는 전극부;
    내부에 피처리 입상 물질이 로딩되고 상기 전극부를 감싼 상태로 회전하며, 접지되는 피처리물 로딩부; 및
    접지된 상태로 상기 전극부 및 상기 피처리물 로딩부를 외부에서 감싸며, 내부를 밀폐시키는 밀폐챔버;를 포함하며,
    상기 밀폐 챔버는,
    상기 피처리물 로딩부의 일측 말단에 수직 상태로 결합되는 챔버 플레이트;
    상기 챔버 플레이트 방향의 면이 개방된 통형상을 가지며, 상기 전극부와 결합되어 고정 설치되는 챔버 하우징;
    상기 챔버 하우징 하부에 설치되며, 상기 챔버 하우징 내부의 기체를 흡입하여 배출하는 배기부;를 포함하며,
    상기 챔버 플레이트와 상기 챔버 하우징이 밀착되어 상기 밀폐 챔버를 이루는 것을 특징으로 하는 미세 입상 물질 표면 처리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 전극부는,
    내부에 플라즈마 가스 확산홈이 형성되며, 고전압이 인가되는 전극 케이스;
    상기 전극 케이스의 하부에 형성되며, 플라즈마 가스가 균일하게 하측으로 분사되는 플라즈마 가스 분사부;
    및 상기 플라즈마 가스 확산홈에 플라즈마 가스를 공급하는 플라즈마 가스 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 입상 물질 표면 처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 피처리물 로딩부는,
    일측벽에 상기 전극부가 통과할 수 있는 전극 통과공이 형성되는 피처리물 로딩통;
    상기 피처리물 로딩통의 타측에 결합되어 설치되며, 상기 피처리물 로딩통을 회전시키는 로딩통 회전부;
    상기 로딩통 회전부에 결합되어 설치되며, 상기 피처리물 로딩통과 로딩통 회전부를 상기 전극부 방향으로 수평이동시키는 로딩통 수평 이동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 입상 물질 표면 처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 피처리물 로딩통은,
    다각통 형상인 것을 특징으로 하는 미세 입상 물질 표면 처리장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 피처리물 로딩통에는,
    플라즈마 가스 통과공이 균일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세 입상 물질 표면 처리장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 플라즈마 가스 통과공은,
    상기 미세 입상 물질 직경의 1/10 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 미세 입상 물질 표면 처리장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배기부는,
    상기 피처리물 로딩부의 길이 방향 전체 영역에 걸쳐서 설치되는 가스 흡입 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 입상 물질 표면 처리장치.
KR1020130036104A 2013-04-03 2013-04-03 미세 입상 물질 표면 처리장치 KR101346758B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6148386A (ja) * 1984-08-13 1986-03-10 株式会社ブリヂストン ゴルフボールの表面処理装置
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