KR101494416B1 - The apparatus for treating the surface of a curved material - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소재 표면 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상압 플라즈마를 이용하여 곡면형 소재의 표면에 대하여 균일하고 확실한 표면 처리를 할 수 있는 곡면형 소재 표면 처리장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
유리, 필름 등의 소재에 다른 소재를 부착하거나 다른 공정을 수행하기 위하여 그 표면에 대하여 표면 처리를 진행하는 작업은 일반적으로 많이 진행된다. 특히, 비용이 저렴하고 처리 과정에서 환경 오염원인의 발생이 없으며 가장 확실한 표면 처리 효과를 얻을 수 있는 상압 플라즈마를 이용한 표면 처리 작업이 활발하게 이루어지고 있다. [0003] In general, many operations for surface treatment of a surface of a glass or a film to attach other materials or perform other processes are performed. In particular, surface treatment using an atmospheric pressure plasma, which is inexpensive, has no cause of environmental pollution in the course of treatment, and has the most reliable surface treatment effect, has been actively performed.
상압 플라즈마를 이용한 표면 처리의 경우에는 상압 플라즈마 발생장치를 이용하여 플라즈마를 형성한 상태에서 그 하부에 피처리 소재의 표면을 노출시킨 상태에서 지나가는 것으로도 충분한 처리가 가능한 기술이다. In the case of surface treatment using atmospheric plasma, it is a technique capable of performing sufficient treatment even when the surface of the material to be treated is exposed while the plasma is formed using an atmospheric plasma generator.
그런데 종래의 상압 플라즈마 표면 처리장치의 경우에는 평면형 소재에 대해서는 피처리 소재를 수평 이동시키거나 처리장치 자체를 수평 이동시키는 등의 방법에 의하여 균일한 처리가 가능하였으나, 곡면형 소재에 대해서는 균일한 처리가 어려운 문제점이 있다. However, in the case of the conventional atmospheric plasma surface treatment apparatus, it is possible to uniformly treat the planar material by horizontally moving the material to be treated or horizontally moving the processing apparatus itself. However, There is a difficult problem.
더구나 곡면형 소재의 곡률이 크거나 깊이가 깊은 경우에는 상압 플라즈마 처리장치에 의하여 발생되는 플라즈마가 충분히 소재의 표면에 도달하지 못하여 표면 처리가 거의 불가능한 문제점이 있다. Further, when the curved surface of the curved surface material has a large curvature or a deep depth, the plasma generated by the atmospheric plasma processing apparatus can not sufficiently reach the surface of the workpiece, so that the surface treatment is almost impossible.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상압 플라즈마를 이용하여 곡면형 소재의 표면에 대하여 균일하고 확실한 표면 처리를 할 수 있는 곡면형 소재 표면 처리장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a curved surface treatment apparatus capable of uniformly and reliably performing surface treatment on a surface of a curved surface material by using an atmospheric pressure plasma.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치는, 다수개의 봉형 고전압 전극이 처리 대상 곡면형 소재의 곡률과 대응되는 곡률을 가지도록 하측으로 볼록한 곡면을 이루면서 배치되는 고전압 전극부; 상기 고전압 전극부의 상측을 이격된 상태에서 감싸는 하우징; 상기 하우징의 하부에 상기 고전압 전극부를 하측으로 볼록한 곡면을 이루면서 감싸며, 접지되고 상기 고전압 전극부를 통과하여 배출되는 플라즈마를 방사형으로 분사하는 플라즈마 분사부; 상기 하우징에 설치되며, 상기 고전압 전극부가 위치한 공간에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 상기 하우징의 중앙에 형성되며, 냉각매체가 순환하여 상기 하우징 및 고전압 전극부를 냉각하는 냉각부;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a surface treatment apparatus for a curved surface material, the surface treatment apparatus comprising: a plurality of bar-shaped high-voltage electrodes arranged on the surface of the high-voltage electrode to be curved, part; A housing which surrounds the high voltage electrode part in a spaced apart state; A plasma spraying unit that surrounds the high voltage electrode unit and forms a convex curved surface at a lower portion of the housing and emits a plasma radially emitted from the ground electrode through the high voltage electrode unit; A reaction gas supply unit installed in the housing and supplying a reaction gas to a space where the high voltage electrode unit is located; And a cooling part formed at the center of the housing and circulating the cooling medium to cool the housing and the high voltage electrode part.
본 발명에서 상기 봉형 고전압 전극은, 내측에 봉형 고전압 전극이 구비되고, 상기 고전압 외면이 일정한 두께의 세라믹으로 이루어진 외부 유전체로 이루어지는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the rod-shaped high-voltage electrode is provided with a bar-shaped high-voltage electrode on the inner side and the outer surface of the high-voltage outer side is made of an outer dielectric material made of ceramics having a certain thickness.
또한 본 발명에서 상기 플라즈마 분사부는, 상기 하우징 하부에 탈착가능하게 설치되며, 균일하게 형성된 다수개의 플라즈마 분사홀을 가지는 것이 바람직하다. Further, in the present invention, it is preferable that the plasma spraying unit is detachably installed in the lower portion of the housing, and has a plurality of uniform plasma spray holes.
또한 상기 플라즈마 분사부의 하측에는, 상기 플라즈마 분사부의 곡면 모양과 대응하는 곡면 형상을 가지며, 상기 플라즈마 분사부의 하면과 균일한 간격으로 이격된 상태로 설치되어 피처리물이 장착되는 처리 지그가 더 구비되는 것이 바람직하다. And a processing jig having a curved surface shape corresponding to a curved surface shape of the plasma spraying unit and spaced apart at a uniform interval from the lower surface of the plasma spraying unit and being mounted on the lower side of the plasma spraying unit, .
또한 본 발명의 곡면형 소재 표면 처리장치에는, 상기 곡면형 소재 표면 처리장치를 상기 처리 지그의 길이 방향과 일치하는 방향으로 수평 이동시키는 수평 이동수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. The curved surface treatment apparatus of the present invention preferably further comprises horizontal moving means for horizontally moving the curved surface treatment apparatus in a direction coinciding with the longitudinal direction of the processing jig.
본 발명에 따르면 곡면형 소재에 대하여 상기 곡면형 소재와 동일한 곡률을 가지도록 고전압 전극부를 배치하고, 상기 고전압 전극부에 의하여 상기 곡면형 소재와 동일한 형상으로 상압 플라즈마를 발생시키고 분사함으로써, 곡면형 소재의 표면에 대하여 균일하면서도 확실한 표면 처리 작업이 가능한 장점이 있다. According to the present invention, a high-voltage electrode portion is disposed with respect to a curved surface material so as to have the same curvature as that of the curved surface material, and an atmospheric plasma is generated and injected by the high voltage electrode portion in the same shape as the curved surface material, It is possible to uniformly and reliably perform a surface treatment work on the surface of the substrate.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치의 사용 과정을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치의 구조를 도시하는 사시도이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a curved surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a process of using a curved surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a structure of a curved surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 고전압 전극부(20), 하우징(10), 플라즈마 분사부(30), 반응가스 공급부(50) 및 냉각부(60)를 포함하여 구성된다. 1, the curved
먼저 상기 고전압 전극부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 봉형 고전압 전극(20a ~ 20g)들이 처리 대상 곡면형 소재(S)의 곡률과 대응되는 곡률을 가지도록 하측으로 볼록한 곡면을 이루면서 배치되는 구조를 가진다. 즉, 상기 고전압 전극부(20)는 하나의 고전압 전극으로 이루어지는 것이 아니라, 다수개의 고전압 전극을 처리되는 곡면형 소재와 동일한 곡률로 배치하여 이루어지는 구조를 가지는 것이다. As shown in FIG. 1, the high-
이때 배치되는 다수개의 고전압 전극(20a ~20g)은 도 1에 도시된 바와 같이, 단면 형상이 원형으로 이루어지는 봉형 고전압 전극인 것이 바람직하다. 이렇게 봉형 고전압 전극으로 이루어지면, 다양한 곡률로 다수개의 고전압 전극을 배치하더라도 동일한 밀도로 상압 플라즈마를 분사할 수 있는 장점이 있다. 그리고 상기 고전압 전극의 직경의 크기와 설치되는 고전압 전극의 개수는 다양하게 변화될 수 있다. As shown in FIG. 1, the plurality of high-
한편 본 실시예에서 상기 봉형 고전압 전극(20a ~ 20g) 각각은, 도 1에 도시된 바와 같이, 내측에 고전압 전극(22a)이 구비되고, 상기 고전압 전극(22a) 외면에 일정한 두께의 세라믹으로 이루어진 외부 유전체(24a)로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 고전압 전극에는 상압 플라즈마 처리 과정에서 고전압 전원이 인가되어 플라즈마 처리를 위한 역할을 수행한다. 1, each of the rod-shaped high-
다음으로 상기 하우징(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고전압 전극부(20)의 상측을 상기 고전압 전극부(20)와 일정 간격 이격된 상태에서 감싸는 구성요소이다. 구체적으로 상기 하우징(10)은 본 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치(1)의 전체적인 형상을 이루면서도, 다른 구성요소들의 설치 공간을 제공하는 구성요소이다. Next, as shown in FIG. 1, the
다음으로 상기 플라즈마 분사부(30)는, 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)의 하부에 상기 고전압 전극부(20)를 하측으로 볼록한 곡면을 이루면서 감싸며, 접지되고 상기 고전압 전극부(20)를 통과하여 배출되는 플라즈마를 방사형으로 분사하는 구성요소이다. 즉, 상기 플라즈마 분사부(30)는 피처리 대상인 곡면형 소재(S) 방향으로 상기 곡면형 소재와 동일한 곡률을 가지는 곡면으로 형성되어 상압 플라즈마를 분사하는 구성요소이다. 1 and 3, the
이를 위해 상기 플라즈마 분사부(30)에는 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 전면에 걸쳐서 다수개의 플라즈마 분사홀(34)이 균일하게 형성되는 구조를 가진다. 본 실시예에서 상기 플라즈마 분사부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 곡면형 소재(S)와 동일한 곡률을 가지므로, 상기 곡면형 소재(S)와 이루는 간격이 모든 영역에 걸쳐서 동일한 상태를 유지하며, 이는 곡면형 소재(S)에 대한 균일한 표면처리를 가능하게 한다. For this, as shown in FIGS. 1 and 3, the
한편 본 실시예에서 상기 플라즈마 분사부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)으로부터 착탈 가능하게 별개로 구성될 수도 있고, 상기 하우징(10)과 일체로 구성될 수도 있으며, 접지되어 접지 전극으로서의 역할을 수행하므로 전기 전도성 재질로 이루어진다. 1, the
다음으로 상기 반응가스 공급부(50)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)에 설치되며, 상기 고전압 전극부(20)가 위치한 공간에 반응가스를 공급하는 구성요소이다. 즉, 상기 반응가스 공급부(50)는 상기 다수개의 봉형 고전압 전극(20a ~ 20g) 사이로 균일하게 플라즈마 발생을 위한 반응가스를 공급하며, 이렇게 공급된 반응가스는 상기 다수개의 고전압 전극(20a ~ 20g)과 플라즈마 분사부(30) 사이의 공간을 지나면서 플라즈마로 변화되고, 상기 플라즈마 분사부(30)의 플라즈마 분사홀(34)을 통하여 곡면형 소재(S) 방향으로 분사된다. 1, the reaction
본 실시예에서 상기 반응가스 공급부(50)는 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 반응가스 공급구(52), 버퍼 공간부(54) 및 확산판넬(56)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 반응가스 공급부(50)는 외부에 설치되는 반응가스 공급원(도면에 미도시)과 연결되어 상기 하우징(10) 내부로 반응가스를 공급하는 구성요소이며, 상기 버퍼 공간부(54)는 상기 확산 판넬(56)에 의하여 반응가스가 균일하게 확산되어 공급되도록 반응가스가 일정 기간 머물 수 있는 공간을 제공하는 것이다. 그리고 상기 확산 판넬(56)은 다수개의 확산공을 구비하여 반응가스가 고르게 확산된 상태로 상기 고전압 전극부(20) 방향으로 분사되도록 한다. 1, the reaction
다음으로 상기 냉각부(60)는 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)의 중앙에 형성되며, 냉각매체가 순환하여 상기 하우징(10) 및 고전압 전극부(20)를 냉각하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치(1)에서는, 전술한 바와 같이, 상기 고전압 전극부(20)가 다수개의 봉형 고전압 전극들(20a ~ 20g)을 곡면 형태로 배열하는 구조를 가지므로, 이들의 효과적인 냉각을 위하여 상기 냉각부(60)도 상기 봉형 고전압 전극들(20a ~ 20g)의 배치 형상과 대응되도록 원형 또는 곡면 형태를 가지는 것이 바람직하다. 1 and 3, the
다음으로 본 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치(1)에는 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 처리 지그(40)가 더 구비될 수 있다. 상기 처리 지그(40)는 상기 플라즈마 분사부(30)의 하측에 설치되며, 상기 곡면형 소재(S)의 형상과 동일한 곡률을 가지는 형상으로 형성된다. 따라서 상기 처리 지그(40)의 형상은 상기 플라즈마 분사부(30)의 곡면 모양과 대응하는 곡면 형상을 가지며, 모든 영역에 걸쳐서 상기 플라즈마 분사부(30)의 하면과 균일한 간격으로 이격되어 설치된다. 그리고 상기 처리 지그(40) 상면에는 피처리물 즉 곡면형 소재(S)가 장착되며, 처리 과정에서 상기 곡면형 소재(S)가 움직이지 않도록 이를 고정하기 위한 진공 흡착수단(도면에 미도시) 등이 더 구비될 수 있다. Next, the curved
다음으로 본 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치(1)에는, 상기 곡면형 소재 표면 처리장치를 상기 처리 지그(40)의 길이 방향과 일치하는 방향으로 수평 이동시키는 수평 이동수단(도면에 미도시)이 더 구비될 수도 있다. 상기 수평 이동수단이 더 구비되면 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 곡면형 소재 표면 처리장치(1) 자체를 상기 곡면형 소재(S)의 길이 방향으로 수평 이동시키면서 표면 처리작업을 수행할 수 있다. 따라서 매우 긴 길이의 곡면형 소재도 처리할 수 있는 장점이 있다. Next, the curved
상기 수평 이동수단은 상기 곡면형 소재 표면 처리장치(1)를 수평 이동시킬 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있으며, 본 기술분야에서 일반적으로 채용할 수 있는 구조를 가지므로 이에 대한 설명은 생략한다. The horizontal moving means may have various structures capable of moving the curved
1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 곡면형 소재 표면 처리장치
10 : 하우징 20 : 고전압 전극부
30 : 플라즈마 분사부 40 : 처리 지그
50 : 반응가스 공급부 60 : 냉각부
S : 곡면형 소재1: A curved surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention
10: housing 20: high voltage electrode part
30: plasma spraying part 40: processing jig
50: reaction gas supply part 60: cooling part
S: Curved material
Claims (5)
상기 고전압 전극부의 상측을 이격된 상태에서 감싸는 하우징;
상기 하우징의 하부에 상기 고전압 전극부를 하측으로 볼록한 곡면을 이루면서 감싸며, 접지되고 상기 고전압 전극부를 통과하여 배출되는 플라즈마를 방사형으로 분사하는 플라즈마 분사부;
상기 하우징에 설치되며, 상기 고전압 전극부가 위치한 공간에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부;
상기 하우징의 중앙에 형성되며, 냉각매체가 순환하여 상기 하우징 및 고전압 전극부를 냉각하는 냉각부;
상기 플라즈마 분사부의 곡면 모양과 대응하는 곡면 형상을 가지며, 상기 플라즈마 분사부의 하측에 상기 플라즈마 분사부의 하면과 균일한 간격으로 이격되어 설치되어 피처리물이 장착되는 처리 지그;
상기 곡면형 소재 표면 처리장치를 상기 처리 지그의 길이 방향과 일치하는 방향으로 수평 이동시키는 수평 이동수단;을 포함하는 곡면형 소재 표면 처리장치. A high voltage electrode part having a plurality of bar type high voltage electrodes arranged in a downward convex curved surface so as to have a curvature corresponding to a curvature of the curved surface material to be processed;
A housing which surrounds the high voltage electrode part in a spaced apart state;
A plasma spraying unit that surrounds the high voltage electrode unit and forms a convex curved surface at a lower portion of the housing and emits a plasma radially emitted from the ground electrode through the high voltage electrode unit;
A reaction gas supply unit installed in the housing and supplying a reaction gas to a space where the high voltage electrode unit is located;
A cooling unit formed at the center of the housing, the cooling unit circulating the cooling medium to cool the housing and the high voltage electrode unit;
A processing jig having a curved surface shape corresponding to a curved surface shape of the plasma jet portion and spaced apart from the lower surface of the plasma jet portion at a uniform distance from the lower surface of the plasma jet portion,
And horizontally moving means for horizontally moving the curved surface treatment apparatus in a direction coinciding with the longitudinal direction of the processing jig.
내측에 고전압 전극이 구비되고, 상기 고전압 전극 외면에 일정한 두께의 세라믹으로 이루어진 외부 유전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡면형 소재 표면 처리장치.The high-voltage electrode according to claim 1,
Wherein the high-voltage electrode comprises a high-voltage electrode, and the outer surface of the high-voltage electrode is made of an external dielectric material made of ceramics having a predetermined thickness.
상기 하우징 하부에 탈착가능하게 설치되며, 균일하게 형성된 다수개의 플라즈마 분사홀을 가지는 것을 특징으로 하는 곡면형 소재 표면 처리장치.The plasma processing apparatus according to claim 1,
And a plurality of plasma spray holes uniformly formed in the lower portion of the housing, the plasma spray holes being detachably attached to the lower portion of the housing.
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