KR101599286B1 - 소수성 표면 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불소 수지를 불소 공급원으로 활용하여 저가의 공정 비용으로 소재표면에 대하여 확실한 소수성 처리를 할 수 있는 소수성 표면 처리장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 소수성 표면 처리장치는, 중앙에 일정한 내부 공간을 가지는 통 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부 하측에 설치되며, 고전압이 인가되는 고전압 전극부; 상기 고전압 전극부의 상측에 설치되며, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 고전압 전극부 방향으로 불소반응물을 공급하는 불소 공급부; 상기 하우징의 하면에 접지된 상태로 설치되며, 하측 방향으로 발생된 플라즈마를 분사하는 플라즈마 분사부;를 포함한다.

Description

소수성 표면 처리장치{THE APPARATUS FOR CHANGING THE SURFACE CHARACTER OF MATERIAL}

본 발명은 소수성 표면 처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불소 수지를 불소 공급원으로 활용하여 저가의 공정 비용으로 소재표면에 대하여 확실한 소수성 처리를 할 수 있는 소수성 표면 처리장치에 관한 것이다.

소재의 표면은 해당 소재가 보유하고 있는 고유 물성에 의하여 결정되는 소수성 또는 친수성 등 다양한 성질을 가진다. 그런데 이러한 소재를 다양한 분야에 사용하는데 있어서는 소재가 고유하게 보유하고 있는 표면 특성과 다른 특성이 필요한 경우가 많고, 따라서 소재의 표면을 개질할 필요성이 있는 것이다.

예를 들어 특정 소재 표면에 특정 박막을 형성함에 있어서, 형성되는 박막을 이루는 물질의 특성이 소수성이면 해당 소재 표면도 소수성인 것이 바람직하다. 따라서 해당 소재 표면이 친수성을 띠고 있다면 이를 소수성으로 변화시킬 필요가 있는 것이다.

그런데 종래에는 이렇게 소재 표면의 성질을 변화시키는 기술의 개발 특히, 소수성 특성을 가지지 않는 소재 표면을 소수성을 가지는 표면으로 개질하는 기술의 개발이 미진하였고, 특히, 매우 고가의 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 불소 수지를 불소 공급원으로 활용하여 저가의 공정 비용으로 소재 표면에 대하여 확실한 소수성 처리를 할 수 있는 소수성 표면 처리장치를 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 소수성 표면 처리장치는, 중앙에 일정한 내부 공간을 가지는 통 형상의 하우징; 상기 하우징의 내부 하측에 설치되며, 고전압이 인가되는 고전압 전극부; 상기 고전압 전극부의 상측에 설치되며, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 고전압 전극부 방향으로 불소반응물을 공급하는 불소 공급부; 상기 하우징의 하면에 접지된 상태로 설치되며, 하측 방향으로 발생된 플라즈마를 분사하는 플라즈마 분사부;를 포함한다.

본 발명에서 상기 고전압 전극부는, 일정간격 이격되어 나란하게 설치되는 다수개의 봉형 고전압 전극봉으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 봉형 고전압 전극봉은, 내측에 봉형 고전압 전극이 구비되고, 상기 고전압 외면이 일정한 두께의 세라믹으로 이루어진 외부 유전체로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 불소 공급부는, 상기 하우징의 상면에 결합되어 설치되며, 내부에 일정한 공간을 형성하는 불소 저장함; 상기 불소 저장함 내부에 채워지는 불소 공급원; 상기 불소 저장함의 일 측벽에 설치되며, 상기 불소 저정함 내부로 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부; 상기 불소 공급함에 설치되며, 상기 불소 공급원을 가열하여 불소 반응물을 발생시키는 가열부; 상기 불소 저장함 하면에 형성되며, 상기 하우징 방향으로 상기 캐리어 가스와 혼합된 불소 반응물을 공급하는 불소 반응물 공급홀;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 불소 공급원은 불소 수지인 것이 바람직하다.

또한 상기 불소 수지는, 일정한 크기를 가지는 불소 수지 입자인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 플라즈마 분사부는, 상기 하우징 하면에 착탈가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 플라즈마 분사부에는, 냉각 매체가 순환하는 냉각 유로가 더 설치되며, 상기 냉각 유로에 냉각 매체를 순환시키는 냉각 매체 순환부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 불소 공급부와 고전압 전극부 사이에는 상기 불소 공급부에서 공급되는 기체를 균일하게 확산시키는 기체 분배판이 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면 저렴한 소재인 불소 수지를 불소 공급원으로 활용하면서도 상압 플라즈마를 이용하여 소재 표면에 대하여 확실한 소수성 처리를 수행할 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 표면 처리장치의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 분배판의 구조를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 분사부의 구조를 도시하는 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 소수성 표면 처리장치(1)는 도 1에도시된 바와 같이, 하우징(10), 고전압 전극부(20), 불소 공급부(30) 및 플라즈마 분사부(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저 상기 하우징(10)은 본 실시예에 따른 소수성 표면 처리장치(1)의 전체적인 형상을 이루는 구성요소로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙에 일정한 내부 공간을 가지는 통 형상으로 이루어진다.

다음으로 상기 고전압 전극부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)의 내부 하측에 설치되며, 외부에 설치되는 전원(도면에 미도시)에 연결되어 고전압이 인가되는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 고전압 전극부(20)는 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 봉형 고전압 전극봉(20a ~ 20d)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때 다수개의 봉형 고전압 전극봉(20a ~20d)은 일정 간격 이격되어 나란하게 설치되며, 전극봉이 이격된 공간으로 캐리어 가스에 의하여 이동되는 불소 반응물이 통과하는 것이다. 이렇게 고전압 전극부(20)를 다수개의 봉형 고전압 전극봉(20a ~ 20d)으로 구성하면 균일한 밀도의 플라즈마를 형성할 수 있으며, 전극 손상시 교체가 용이한 장점이 있다.

또한 본 실시예에서 상기 봉형 고전압 전극봉(20a ~ 20d)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 내측에 봉형 고전압 전극(22a)이 구비되고, 상기 고전압 전극(22a) 외면에 일정한 두께의 세라믹으로 이루어진 외부 유전체(24a)로 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 불소 공급부(30)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 고전압 전극부(20)의 상측에 설치되며, 상기 하우징(10)의 내부 공간과 상기 고전압 전극부(20) 방향으로 불소 반응물을 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 소수성 표면 처리장치(1)에서는 상기 불소 공급부(30)에 의하여 공급되는 불소 반응물을 플라즈마화하여 피처리물(S)의 표면을 소수성으로 처리하는 것이다.

본 실시예에서 상기 불소 공급부(30)는 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 불소 저장함(32), 불소 공급원(34), 가열부(38), 캐리어 가스 공급부(36) 및 불소 반응물 공급홀(39)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 불소 저장함(32)은, 상기 하우징(10)의 상면에 결합되어 설치되며, 내부에 일정한 밀폐 공간을 형성하는 구성요소이다.

그리고 상기 불소 공급원(34)은 상기 불소 저장함(32) 내부에 채워지며, 상기 가열부(38)에 의하여 가열되면서 불소 반응물을 발산하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 불소 공급원(34)은 불소 수지로 구성되는 것이 바람직하며, 테프론 수지 등 다양한 불소 수지가 사용될 수 있다. 특히 상기 불소 공급원(34)으로 사용되는 불소 수지는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정한 크기를 가지는 불소 수지 입자(33)로 구성되고, 이 불소 수지 입자(33)는 일정한 망 형태의 용기 내에 채워져서 충전이 가능한 구조를 가지는 것이 바람직하다. 물론 상기 불소 저정함(32)에는 불소 수지의 충전 및 공급을 위한 게이트(도면에 미도시)가 별도로 설치된다.

다음으로 상기 캐리어 가스 공급부(36)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 불소 저장함(32)의 일 측벽에 설치되며, 상기 불소 저정함(32) 내부로 캐리어 가스를 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에서는 기체의 공급 흐름상 상기 캐리어 가스 공급부(36)가 상기 불소 저장함(32)의 상측에 설치되어 상측에서 하측 방향으로 캐리어 가스를 공급하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 캐리어 가스 공급부(36)에 의하여 공급되는 캐리어 가스는 질소 기체인 것이 바람직하다.

다음으로 상기 가열부(38)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 불소 공급함(32)에 설치되며, 상기 불소 공급원(34)을 가열하여 기체 상태의 불소 반응물을 발생시키는 구성요소이다. 상기 불소 반응물은 상기 불소 공급원(34)인 불소 수지가 일정 온도 이상으로 가열되어 발생되는 불소 함유 기체이며, 다양한 화학 구조를 가질 수 있다. 이를 위하여 상기 가열부(38)는 열선 등 상기 질소 저장함(32) 내부를 가열할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다.

다음으로 상기 불소 반응물 공급홀(39)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 불소 저장함(32) 하면에 형성되며, 상기 하우징(10) 방향으로 상기 캐리어 가스와 혼합된 불소 반응물을 공급하는 구성요소이다. 즉, 상기 불소 반응물 공급홀(39)은 상기 질소 저장함(32)과 상기 하우징(10) 내부 공간을 연통하는 통로로서, 상측 질소 저장함(32)에서 상기 고전압 전극부(20) 방향으로 캐리어 가스와 함께 질소 반응물을 공급하는 통로 역할을 하는 것이다. 구체적으로 상기 불소 반응물 공급홀(39)은 다수개의 홀로 구성될 수 있다.

다음으로 상기 플라즈마 분사부(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)의 하면에 접지된 상태로 설치되며, 하측 방향으로 발생된 플라즈마를 분사하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 플라즈마 분사부(40)는 전술한 바와 같이, 접지되어 접지 전극으로서의 역할도 하며, 상기 고전압 전극부(20)와 플라즈마 분사부(40) 사이에서 발생된 플라즈마를 하측 방향 즉, 피처리물(S) 방향으로 분사하는 역할도 한다.

이를 위해 상기 플라즈마 분사부(40)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 미세한 직경을 가지는 다수개의 플라즈마 분사홀(44)이 균일하게 배열되어 형성된다.

그리고 본 실시예에서 상기 플라즈마 분사부(40)는 도 1에 도시된 바와 같이, 용이하게 상기 하우징(10)으로부터 착탈가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 발생되는 플라즈마에는 전술한 바와 같이, 불소 반응물이 포함되어 있으므로, 상기 플라즈마 분사부(40)의 표면 및 플라즈마 분사홀(44) 내면에 미세한 두께로 코팅막이 형성된다. 따라서 상기 플라즈마 분사부(40)를 주기적으로 분해하여 클리닝하는 등의 유지 보수 작업이 필요하므로 용이하게 탈부착할 수 있도록 체결수단(46)을 이용하여 체결할 수 있는 구조를 가지는 것이다.

또한 상기 플라즈마 분사부(40)에는, 도 1, 3에 도시된 바와 같이, 냉각 매체가 순환하는 냉각 유로(50)가 더 설치되며, 상기 냉각 유로(50)에 냉각 매체를 순환시키는 냉각 매체 순환부(도면에 미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 냉각 유로(50)는 상기 플라즈마 분사부(40) 및 고전압 전극부(20)가 플라즈마 발생과정에서 과도하게 가열되는 것을 방지하는 역할을 한다.

한편 본 실시예에 따른 소수성 표면 처리장치(1)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 불소 공급부(30)와 고전압 전극부(20) 사이에는 상기 불소 공급부(30)에서 공급되는 기체를 균일하게 확산시키는 기체 분배판(70)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 기체 분배판(70)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(10)의 내부 공간을 가로지르는 크기의 판넬(72)에 다수개의 기체 통과홀(74)이 균일하게 형성되는 구조를 가질 수 있다. 이 기체 분배판(70)에 의하여 상기 불소 공급부(30)에서 공급되는 기체가 균일하게 확산된 상태에서 상기 고전압 전극부(20) 방향으로 분사되어 균일한 플라즈마를 형성할 수 있는 것이다.

1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 소수성 표면 처리장치
10 : 하우징 20 : 고전압 전극부
30 : 불소 공급부 40 : 플라즈마 분사부
50 : 냉각 유로 60 : 장착 지그
70 : 기체 분배판 S : 피처리물

Claims (9)

1. 중앙에 일정한 내부 공간을 가지는 통 형상의 하우징;
   상기 하우징의 내부 하측에 설치되며, 고전압이 인가되는 고전압 전극부;
   상기 고전압 전극부의 상측에 설치되며, 상기 하우징의 내부 공간과 상기 고전압 전극부 방향으로 불소반응물을 공급하는 불소 공급부;
   상기 하우징의 하면에 접지된 상태로 설치되며, 하측 방향으로 발생된 플라즈마를 분사하는 플라즈마 분사부;를 포함하며,
   상기 불소 공급부는,
   상기 하우징의 상면에 결합되어 설치되며, 내부에 일정한 공간을 형성하는 불소 저장함;
   상기 불소 저장함 내부에 채워지는 불소 수지로 이루어지는 불소 공급원;
   상기 불소 저장함의 일 측벽에 설치되며, 상기 불소 저정함 내부로 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급부;
   상기 불소 공급함에 설치되며, 상기 불소 공급원을 가열하여 불소 반응물을 발생시키는 가열부;
   상기 불소 저장함 하면에 형성되며, 상기 하우징 방향으로 상기 캐리어 가스와 혼합된 불소 반응물을 공급하는 불소 반응물 공급홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소수성 표면 처리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고전압 전극부는,
   일정간격 이격되어 나란하게 설치되는 다수개의 봉형 고전압 전극봉으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소수성 표면 처리장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 봉형 고전압 전극봉은,
   내측에 봉형 고전압 전극이 구비되고, 상기 고전압 외면이 일정한 두께의 세라믹으로 이루어진 외부 유전체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소수성 표면 처리장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 불소 수지는,
   일정한 크기를 가지는 불소 수지 입자인 것을 특징으로 하는 소수성 표면 처리장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 분사부는,
   상기 하우징 하면에 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 소수성 표면 처리장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 분사부에는,
   냉각 매체가 순환하는 냉각 유로가 더 설치되며, 상기 냉각 유로에 냉각 매체를 순환시키는 냉각 매체 순환부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 소수성 표면 처리장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 불소 공급부와 고전압 전극부 사이에는 상기 불소 공급부에서 공급되는 기체를 균일하게 확산시키는 기체 분배판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 소수성 표면 처리장치.

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