KR101911031B1 - 저압에서의 플라즈마 유도 코팅 방법 및 장치 - Google Patents

저압에서의 플라즈마 유도 코팅 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방수 및 방유는 중합체 층으로 저압에서 플라즈마 코팅하는 방법을 제공한다. 이 방법은,
- 표면을 갖는 기질을 제공하는 단계,
- - 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트를 포함하는 화합물을 비활성 기체의 흐름으로 기화시키는 단계,
- 기체로의 기화 동안 화합물에서 일정한 온도를 유지하는 단계,
- 상기 표면을 기체와 화합물의 혼합물에 노출시키는 단계,
- 상기 표면을 기체와 화합물 혼합물에서 발생되고, 플라즈마 회로에 의해 제공되는 플라즈마 파워를 갖는 연속 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

저압에서의 플라즈마 유도 코팅 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PLASMA INDUCED COATING AT LOW PRESSURE}
본 발명은 표면 코팅 분야에 관한 것이고, 특히 단량체 물질을 중합시키고 표면 위에 정착시켜 방유 및 방수재의 단일 층을 형성하는 플라즈마 강화 표면 코팅에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 표면 코팅 분야에 관한 것이고, 특히 플라즈마 유도 코팅에 관한 것이다.
그와 같은 코팅 과정에서 단량체 물질은 비활성 캐리어 기체 안으로 도입되고 제어된 양으로 저압 플라즈마 챔버 안으로 공급된다. 따라서 제어된 양의 단량체가 불활성 기체의 흐름으로 기화될 수 있는 단일한 기화 과정이 요구된다. 또한 코팅 공정을 효율화하기 위해 불활성 캐리어 기체 안에서 높고 균일한 단량체의 농도를 보장할 수 있는 방법과 장치 역시 요구된다.
본 발명에 의하면, 방수 및 방유 중합체 층으로 저압에서 플라즈마 코팅하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
- 표면을 갖는 기질을 제공하는 단계,
- 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트를 포함하는 화합물을 불활성 기체의 흐름으로 기화시키는 단계,
- 기체로의 기화 동안 화합물에서 일정한 온도를 유지하는 단계,
- 상기 표면을 기체와 화합물의 혼합물에 노출시키는 단계,
- 상기 표면을, 플라즈마 회로에 의해 제공되는 플라즈마 파워를 갖고 기체 및 화합물 혼합물 내에서 발생한 연속 웨이브 플라즈마에 노출시키는 단계.
기화 동안 화합물 내의 일정한 온도를 보장함으로써 기체 흐름에 부가되는 단량체의 양은 시간의 경과에 대해 일정하게 유지된다.
상기 방법은 다음의 단계들을 더 포함한다.
- 화합물을 용기 안으로 도입하여 용기 내에서 액체와 기체의 계면을 형성하는 단계,
- 불활성 기체를 용기 안의 액체와 기체의 계면 위로 도입하는 단계,
- 액체와 기체의 계면 위에서 기체와 기화된 화합물 혼합물을 추출하는 단계.
화합물을 용기 안으로 도입함으로써, 명확한 액체 표면이 용기의 측벽에 의해 정의되고, 따라서 소정 면적의 기화 표면이 확보되어, 기화 동안 용기 내의 액체의 양이 변화하는 경우에도 동일한 기화 표면이 존재하게 된다. 이것을 위해 용기가 원통형 벽을 가지는 것이 필요하고, 액체의 양은 바닥 부분을 덮고, 원통형 벽 부분의 적어도 하부 부분이 잠기게 할 필요가 있다. 이들 치수의 측정은 어렵지 않게 만족시킬 수 있다. 상기 방법은 다양한 방식으로 수행될 수 있다: 기화는 새로운 부분이 제공된 후 도입된 모든 단량체 액체가 기화될 때까지 계속될 수 있고, 이것은 플라즈마 코팅 시간 전체에 걸쳐 반복되거나, 또는 용기 안의 단량체의 제공이 연속적으로 수행되고, PTC 소자에 의한 전류에 의해 조절되어 적어도 가장 아래쪽의 PTC 소자들이 단량체에 잠긴 부분을 갖게 되도록 할 수 있다.
불활성 기체의 흐름은 용기에 도입되기 전에 소정 온도로 가열되는 것이 바람직하다. 이것은 기화 구역 내에서 일정한 열역학적 조건을 보장하고, 불활성 기체와 단량체 혼합물이 표면부의 코팅 시간 동안 일정한 특성을 유지하도록 돕는다. 기체는 바람직하게는 50-100℃의 온도로 가열된다.
용기 내에 구비된 PTC 타입의 하나 이상의 저항 소자들에 일정한 전압이 공급될 수 있다. 그에 의해 PTC 소자들은,냉각될 경우 더 높은 전류를 흐르게 해서 더 높은 열 발생을 초래하고, 또 이와 역으로 작용하는 방식으로 자기조절하기 때문에 작동 동안 일정한 온도가 보장될 수 있다. 이와 같은 방법의 자기 조절 시스템이 제공됨으로써 단량체 기화 구역에서 안정한 온도가 보장될 수 있다.
단량체가 PTC 소자와 접촉할 때, 온도가 하강할 경우 상술한 바와 같이 증가된 전류를 초래하고, 용기 안에 더 많은 PTC 소자들이 존재하여 다른 소자 위에 적층될 경우에는 위쪽에 있는 소자들은 그들을 통과하여 흐르는 불활성 기체와 단량체의 혼합물의 흐름에 의해 또한 냉각될 수 있다.
상기 방법에 의하면, PTC 소자들의 전류 드레인 및/또는 저항이 기화 동안 측정되고, 전류 드레인이 소정 임계치 미만 및/또는 PTC 소자들의 저항이 소정 임계치를 초과할 때 액체 화합물의 소정 양이 용기 안으로 도입된다. 이와 같은 방식으로, PTC 소자들은 또한 기화 영역 내에서 단량체의 존재를 모니터하는 기능을 하여 이것을 모니터하는 별도의 게이지를 생략할 수도 있다. 공정에 유리할 경우에 모노머의 고갈과 새로운 부분의 추가 사이에 중지 시간이 도입될 수 있고, 또한 기화 용기가 완전히 비고, 용기 내에 단량체가 전혀 남지 않게 되어 플라즈마 챔버 내에서의 코팅 과정이 그 최종 단계에 도달했을 때 시운전 기간이 사용될 수 있다.
PTC 소자들은 바람직하게는 110-150℃의 TNTT 또는 평형 온도를 갖고, 가장 바람직한 TNTT 은 130℃이다. 이 온도는 액체 단량체 화합물의 비등점 보다 훨씬 높고 따라서 용기 내부에서 안정한 기화 속도가 제공되고, 액체 표면으로부터 기체 흐름 경로에 다수의 PTC 소자들이 존재함으로써 그 안의 불활성 기체와 화합물은 안정한 상태에 도달하여 기화 액체의 응축물이 형성되지 않는 상태가 일어날 수 있다. 그로 인해 모든 기화된 액체가 플라즈마 처리 챔버에 도달하게 된다.
상술한 조치들이 수행될 때, 플라즈마 유도 코팅 공정은 안정하며, 응축물 형성의 위험이 없이 고농도의 단량체를 보장할 수 있다. 코팅 과정은 매우 신속하게 수행될 수 있으며, 가능하게는 처리 시간은 약 40분에서 약 7분으로 감소될 수 있고, 이전에 30분의 코팅 시간 동안 얻어진 것보다 더 두터운 중합된 단량체의 코팅을 생성하는 동시에 플라즈마 유도 코팅 페이즈는 30분에서 2.5분으로 감소된다.
이상에서, 그리고 특허청구범위에서 설명한 시스템의 구조적 특징은 대응하는 방법에 의해 적절하게 치환될 경우 방법과 결합될 수 있도록 의도된다. 방법의 구체적인 형태는 대응하는 시스템들이나 장치와 동일한 잇점을 갖는다.
본 발명의 추가적인 목적들은 종속항들과 발명의 상세한 설명에서 정의된 실시의 형태에 의해 성취된다.
여기서 사용된 "하나의" 및 "상기"와 같은 단수 형태들은 명시적으로 다르게 진술되지 않는다면 복수 형태도 포함하도록 의도된 것이다 (즉, "적어도 하나"의 의미를 갖는다). 또한 "포함하다", "포함하여 이루어지다", "포함하는", 및/또는 "포함하여 이루어지는"의 용어들은 이 명세서에서 사용될 때, 진술된 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성 부분들을 특정하지만, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 구성 부분 및/또는 그들의 집합들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 점이 이해될 것이다. 하나의 요소가 다른 요소와 "접속된" 또는 "결합된"이라고 지칭될 때, 명시적으로 다르게 진술되지 않을 경우, 다른 요소와 직접 결합 또는 접속될 수 있고, 또는 중간 요소가 존재할 수도 있다. 더욱이, 여기서 사용되는 "접속된" 또는 "결합된"이라는 용어는 무선으로 접속 또는 결합되는 것을 포함한다. 여기서 사용된 "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련 목록 항목의 어떤 하나의 조합 또는 모든 조합을 포함한다. 여기서 개시된 어떤 방법의 단계들도 명시적으로 다르게 진술되지 않을 경우, 설명된 정확한 순서대로 수행될 필요는 없다.
도 1은 주입 밸브의 개략적인 도시와 함께 본 발명에 의한 기화 용기를 나타낸다.
도 2는 주입 밸브의 단면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 수행에 사용될 수 있는 시스템의 다이어그램을 나타낸다.
도 4는 두 개의 다른 PTC 소자들에 대한 저항 대 온도 관계의 포괄적 다이어그램을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 대해 사용될 수 있는 코팅 처리 챔버를 나타내는 개략도이다.
도 6은 확대된 용기의 상세를 나타낸다.
도면들은 명확성을 위해 개략화되고 단순화되며, 본 발명의 이해를 위해 필수적인 부분만을 상세하게 나타내며, 다른 상세한 부분은 생략한다. 전체적으로, 동일하거나 대응하는 부분에 대해서는 동일한 참조 번호들이 사용된다.
본 발명의 응용 범위는 이하에서 주어지는 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 그러나, 발명의 바람직한 실시의 형태를 나타내는 상세한 설명과 특정한 실시예들은 예시를 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 정신과 범위 내에서의 다양한 변경과 변형은 상세한 설명으로부터 이 기술 분야에서 통상의 기술자에게는 명백할 것이라는 점이 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 의한 방법의 실시예가 이하에서 설명된다.
이 방법에 의하면, 저압에서 플라즈마 유도된, 방수 및 방유 중합체 층의 코팅은 이하에서 인용하는 단계들을 통해 수행된다.
우선, 코팅될 표면을 갖는 기질이 제공되는데, 이것은 어떤 종류의 기질일 수도 있으며, 특히 전자 부품들, 전자 부품의 조립체들, 전자 또는 기계 부품을 포함하는 의료 장치와 같은, 신체에서 또는 신체 가까이에서 사용되는 장치들의 외부 및/또는 내부 표면 부분들일 수 있다. 그와 같은 부품의 예로는 보청기들 또는 헤드셋들과 같은 음향 장치들을 들 수 있다. 기질은 처리 챔버 내에 도입되고, 업계에서 잘 알려진 바와 같이 상기 챔버는 낮은 압력으로 진공 배기되며, 전처리 과정은 산소 플라즈마에 의한 클리닝 등에 의해 개시될 수도 있다. 이에 이어서, 증기 형태의 단량체 화합물의 소량을 포함하는 불활성 기체가 챔버 안으로 도입되고, 플라즈마 글로가 점화된다.
챔버 내로의 도입 전에 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트 등의 적절한 단량체 화합물의 제어된 양의 기화는 액체 상태의 단량체 화합물의 소정량을 포함하는 불활성 기체를 용기(10)을 통해 이동시킴으로써 수행된다.
불활성 기체의 일정한 흐름은 단량체와 기체의 혼합물에 대해 기체 주입구(11)로부터 배출구(12)로의 흐름을 야기한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배출구는 주입구(11) 위에 구비되고, 주입구(11)는 용기(10)의 바닥부분 위에 구비된다. 소량의 액체가 용기(10) 안으로 도입될 때, 액체와 기체의 계면(14) 또는 액체 표면은 기체 주입구(11) 아래에 배치될 것이다. 불활성 기체의 흐름은 액체 표면(14) 위를 통과하여 가능한 단량체 증기가 배출구(12)를 통해 용기(10) 밖으로 배출된다.
액체 화합물의 일정한 온도가 기체로의 기화 동안 유지된다. 그렇지 않을 경우 표면(14)으로부터의 기화가 액체를 냉각시켜 기화를 약화시키기 때문에, 이것은 일정한 기화 속도를 보장한다. 이 경향은 액체의 가열에 의해 반대로 작용하여 기화 동안 액체 내의 온도를 일정하게 유지한다.
기체와 단량체 화합물의 혼합물은 플라즈마 챔버로 이동되고, 여기서 존재하는 표면은 연속 웨이브 플라즈마 파워의 생성 동안 기체와 화합물의 혼합물에 노출된다. 플라즈마 파워는 업계에 알려진 바와 같이 고주파 플라즈마 생성 전기 회로망에 의해 생성되고, 챔버 내의 전극부들 사이에 배치된다.
바람직하게는 불활성 기체의 흐름은 용기 내에 도입되기 전에 소정 온도로 가열된다. 이와 같은 방식으로 챔버(10) 밖으로 배출된 기체와 기화된 화합물의 혼합물이 시간 경과에 대해 일정한 특성을 유지할 수 있다.
액체 화합물의 가열은 일정한 전력에 접속된 PTC 소자(15)에 의해 수행된다. PTC 소자(15)는 큐리 또는 평형 온도에 도달하고, 더 이상의 온도 저하는 저항을 극적으로 저하시켜 PTC 소자를 통한 전류의 급격한 상승을 초래함으로써 온도를 상승시키므로, 온도는 이 온도 부근에서 안정화된다. 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 PTC 써미스터(16, 17, 18)들이 기체가 배출구(12)에 도달하기 위해 반드시 통과해야 하는 경로를 따라 용기(10) 내부에 배치된다. 이것은, 증기와 기체 혼합물이 일정한 온도로 용기 내에 존재할 수 있도록 한다.
약 2-5초가 될 수 있는 단량체의 기화 시간 경과 후에, 최하부의 PTC 소자에서 단량체에 잠긴 부분에는 단량체가 존재하지 않게 되며, 이 소자 및 그 위의 소자의 온도는 평형 온도인 130℃까지 서서히 상승될 것이다. 이것은 약 15초간 일어날 수 있으며, 이제 PTC 소자들에 의한 전류는 단량체 화합물 주입 전과 동일한 레벨이 된다. 여기서 언급된 시간들은 불활성 기체 흐름, 선택된 PTC 소자의 큐리 또는 평형 온도와 제공된 단량체의 양과 특성에 따라 크게 달라진다.
PTC 소자에서 온도와 옴 저항 사이의 관계가 도 4에 도시된다. 곡선으로부터 110-200℃에서 PTC 소자의 저항이 급격하게 상승하는 것을 알 수 있다. 액체 기화의 결과 PTC 소자가 냉각되면, 저항의 하강은 전류 소모 및 그에 따른 열 생성의 급격한 상승을 초래한다. 반면, 소자의 온도가 상승하면, 저항이 증가하고, 전류는 하강한다. 40V 등의 소정의 전압 공급에서, PTC는 130℃의 평형 온도를 갖는다. 이 온도에서, 비등점이 130℃ 미만인 액체에 잠긴 부분에 의해 PTC가 냉각될 경우, 액체의 비등으로 인한 기화는 PTC의 냉각을 초래하여 전류 소비가 증가된다. 모든 액체가 비등될 때, 온도는 130℃까지 상승하고, 전류 소비는 최소로 떨어진다. 전류 소비를 모니터링함으로써, 액체 화합물이 PTC 써미스터에서 존재하는지 아닌지를 판단할 수도 있다. 따라서 PTC 소자의 전류 소비 및/또는 저항은 바닥 주입구(20)를 통한 액체의 새로운 부분 추가의 트리거로 사용될 수 있다.
주입구(20)를 통한 액체의 제어는 밸브(19)에 의해 제공된다. 밸브(19)가 열리면, 액체는 액체 용기(도시 생략)으로부터 단량체 주입구(21)를 통해 유출되어 주입구(20)을 통해 용기 안으로 유입된다. 밸브(19)는 도시된 바와 같이 압축 공기에 의해 제어되며, 이것은 피스톤의 제1 또는 제2측면에 압력을 공급할 수 있고, 이를 통해 피스톤 로드가 밸브(19)를 개방하거나 봉인한다. 밸브 및 공기 피스톤의 개략도는 도 2에 도시된다. 밸브는 압축 공기로 작동되지만, 전기 또는 유압 작동 역시 적절하다.
단량체/액체는, 저장 용기로부터 기화 용기로 향하는 튜브에 삽입된 밸브(19)가 개방될 때, 저압으로 인해 저장 용기(도시 생략)로부터 기화 용기(10)의 단량체 주입구(20)로 유입될 것이다.
밸브(19)를 열고 닫는 압축 공기 주입구는 도 1 및 2에 도시된다.
밸브 개방 시간은 소정량의 단량체 액체 화합물이 용기(10) 안으로 유입될 수 있는 시간으로 정해진다. 이것은 주입구 개방 압력으로 압력의 이동을 시간에 따라 변화시킴으로써 이루어진다. 이 작용은 도 3에 도시된 바와 같이 제어기(30)에 의해 안내된다. 다이어프램 밸브(19)에서 피스톤 로드를 당김으로써 제어된 양의 단량체가 용기(10) 바닥으로 제공되고, 액체 단량체의 양은 부분적으로 또는 전적으로 PTC 써미스터(15)를 잠기게 한다.
용기(10)의 아랫 부분은 도 6에서 확대된 크기로 도시된다. PTC 소자 또는 써미스터(15)는 용기(10)에 존재하는 단량체 화합물의 액체 표면(14) 아래에 잠긴 하부 엣지를 갖는다. 단량체 주입구(20)는 다이어프램 밸브(19)를 포함한다. 용기는 액체 표면의 면적이 5.7㎟인 경우, 직경 2.7㎜의 원통형태를 갖는다. 이 구성에 의해, 불활성 기체용 주입구가 단량체 액체 표면(14)보다 훨씬 위쪽에 배치되기 때문에, 어떤 액체 형태의 단량체도 용기(10) 밖으로 운반되지 않도록 보장된다. 도 6에 도시된 상황에 도달하기 위해 제공되는 단량체의 양은 약 0.02g이다.
액체 단량체는 PTC 써미스터를 냉각시키고, 상술한 바와 같이 전류가 증가한다. 제어기는 이 증가를 액체가 실제로 용기 안으로 유입되었음에 대한 확인으로 인식한다. PTC 써미스터 상의 고온은 단량체를 가열하여 단량체를 기화시킨다. 공급 기체는 증기를 단량체 증기 배출구(12)를 통해 이동시킨다.
단량체가 기화되고, 증기가 용기(10)에서 이동할 때, PTC 써미스터 상의 온도는 큐리 온도에 도달하고, 전류는 낮은 전류 레벨에서 안정화된다. 이것이 제어기(30)에 의해 인식되어 체류 시간이 시작된다. 체류 시간이 경과하면, 이 과정은 밸브(19) 개방 시부터 반복된다.
소정 수의 디스펜서 주기가 프로그램된 수에 도달하면, 단량체 기화를 중단하고, 제어기는 과정이 완료되었다는 신호를 보낸다. 이것은 통상 코팅 챔버 내에서의 코팅이 완료되어 단량체의 중합부의 얇고, 균일한 코팅이 코팅 챔버 내에 존재하는 표면 상에 정착되었을 것으로 기대되는 시점과 같은 시간이다.
단량체가 PTC 써미스터를 냉각시키지 않을 경우, 제어기는 경고 신호를 보낸다. 단량체 용기는 비어있을 것으로 생각되며, 작업자가 개입해야할 것이다.
용기(10) 내에 구비된 PTC 타입의 하나 이상의 저항 소자들(15, 16, 17, 18)에 전압이 공급된다. 오직 하나의 소자(15)만이 실제로 액체에 잠기고, PTC 소자들(16, 17, 18)은 단량체와 기체 혼합물의 흐름 경로에 배치되어 출구(12)를 통한 기체의 방출 전에 적절한 온도가 얻어지도록 한다.
바람직하게는 PTC 소자는 110-150℃의 TNTT 또는 평형 온도를 갖고, 가장 바람직한 TNTT 은 130℃이다.
PTC 레지스터들은 직렬 혹은 병렬로 접속될 수 있고, 전기 컨덕터(9)에 매달려 있을 수 있다. 컨덕터(9)는 용기 외부의 전원과 접속된다. 본 실시의 형태에서 저항 소자들은 병렬로 접속된다.
제어 전자 장치는 프로그램 가능한 컴퓨터 장치, 전원을 제어하기 위해 채용되는 PLC 등, 챔버 안으로의 단량체의 공급을 제어하는 밸브 및 용기(10)를 통한 불활성 기체의 흐름을 제어하는 밸브를 포함할 수 있다.
도 5에서 본 발명에 의한 플라즈마 중합 과정을 수행하는데 사용되는 장치가 다이어그램으로 도시된다. 플라즈마 챔버(PLC)는 적어도 부분적으로 펌프(PU)에 의해 진공 배기될 수 있도록 배치된다. 펌프(PU)에 의해 기체 압력 5-70 Pa의 저압 기체 분위기가 플라즈마 챔버(PLC) 내에 형성될 수 있다. 진공 배기 후에, 제어된 기체 흐름이 펌프(PM)에 의해 챔버에 제공될 수 있다. 기체는, 클리닝 플라즈마 동작이 수행될 경우에는 산소 탱크(도시 생략)에서 취해진 산소일 수 있고 이 때 기체는 용기(10)를 통과하지 않으며, 플라즈마 유도 중합이 요구되는 경우에는 아르곤 등의 불활성 기체일 수 있고, 이 경우에는 이 기체 흐름의 적어도 일부가 용기(10)을 통해 이동할 수 있다.
두 개의 전극들(E1, E2)은 플라즈마 챔버(PLC) 내에 배열된다. 제시된 실시의 형태에서 하나의 전극(E1)은 챔버(PLC)의 내부 금속 벽이다. 전극들 (E1, E2) 사이에, 목표물 홀더(O+H)가 배열된다. 목표물 홀더(O+H)는 개방된 상자형 구조로 이루어지고, 상자 안의 목표물이 상자가 회전할 때 자유롭게 회전할 수 있도록 축을 중심으로 회전할 수 있다. 상자는 유리 또는 플라스틱 등의 투명한, 전기적 절연 재료로 만들어질 수 있다. 다른 하나의 전극(E2)은 목표물 홀더(O+H) 안쪽에 고정된다. 플라즈마 회로(P-C)는 점선으로 나타낸 바와 같이 전극(E1)과, 전극(E2)으로의 다른 단자에 접속된다. 또는, 상자는 스틸 등의 금속으로 만들어지고, 이 경우 상자는 하나의 전극으로서 작용한다. 그와 같은 실시의 형태에서는, 상자는 작업자가 여기서의 플라즈마의 희미한 글로(glow)를 실제로 볼 수 있도록 반드시 투명한 창을 포함해야 한다.
플라즈마 회로는 라디오 주파수 발생기 및 선택적으로 임피던스 매칭 회로를 포함한다. 임피던스 매칭 회로는 전형적으로 커패시터(C)와 인덕터(L)를 포함하기 때문에 L-C회로로도 지칭된다. 임피던스 매칭회로에 의해, 플라즈마 회로(P-C)의 발생기의 출력 임피던스는 플라즈마 챔버(PLC)의 입력 임피던스와 매칭될 수 있다.
플라즈마 중합 과정을 수행하기 위해, 단량체가 플라즈마 챔버(PLC)의 내부로 공급된다. 이를 위해, 단량체 공급은 단량체 증기가 챔버(PLC)에 제공되는 기체 흐름에 부가되도록 펌프(PM)와 관련되어 제공된다. 이것은 상술한 바와 같이 용기(10)와 중합체 기화 배열에 의해 달성된다.
플라즈마 챔버 내의 기체 압력을 모니터하기 위해, 압력 게이지들(G1, G2)이 제공된다.
플라즈마 중합 처리를 수행하기 위해, 기질(즉, 표면이 코팅될 목표물들(O1, O2))이 목표물 홀더(O+H)에 배치된다. 목표물 홀더 내부에 일치하고 그 안에서 회전하여 플라즈마에 모든 표면이 노출될 수 있는, 어떠한 수의 목표물들이라도 목표물 홀더 내에 위치될 수 있다. 목표물 홀더 뿐 아니라 플라즈마 챔버 (PLC)의 내부도 펌프(PU)에 의해 진공배기된다. 목표물 홀더(O+H)의 내부는 챔버 (PLC)에 대해 흐름이 개방되어 있기 때문에 압력과 다른 물리적 조건이 목표물 홀더 상자 내부에 동일하게 존재할 것이다. 단량체, 특히 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트는 단량체 펌프(PM)에 의해 플라즈마 챔버(PLC) 내부로 공급된다. 고압의 라디오 주파수 전력이 플라즈마 회로(P-C)에 의해 전극(E1)과 전극(E2) 사이에 인가된다. 초기의 높은 플라즈마 파워는 0.5초 내지 10분의 시간 간격 내에 최종적인 낮은 플라즈마 파워로 감소된다. 더 높은 플라즈마 파워(기체 플라즈마 상태를 점화하는데 필요한 파워)는 초기에 플라즈마의 발화를 위해 사용된다. 이어지는 플라즈마 파워의 저하에 의해, 코팅되어야 할 기질(목표물) 위에 균일한 중합체 층이 달성된다.
상술한 단계들은 플라즈마 중합 처리로 코팅을 수행하기 위해 필요한 기본 단계들이고, 실제에서는 상술한 바와 같이 필요하거나 이익이 될 경우 도입되는 클리닝 단계, 챔버 플러싱 단계등 추가의 단계들이 더 수행될 수 있다. 그와 같은 추가 단계들은 당업자에게는 잘 알려져 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

Claims (10)

  1. 저압에서 방수 및 방유 중합체 층을 플라즈마 코팅하는 방법으로서,
    - 표면을 갖는 기질을 제공하는 단계,
    - 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로데실 아크릴레이트를 포함하는 화합물을 비활성 기체의 흐름으로 기화시키는 단계,
    - 기체로의 기화 동안 화합물에서 일정한 온도를 유지하는 단계,
    - 상기 표면을 기체와 화합물의 혼합물에 노출시키는 단계,
    - 상기 표면을, 기체와 화합물 혼합물에서 발생되고, 플라즈마 회로에 의해 제공되는 플라즈마 파워를 갖는 연속 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함하되,
    상기 일정한 온도는 용기 내에 구비된 하나 이상의 PTC 소자들에 일정한 전압을 공급함으로써 유지되고,
    상기 PTC 소자 중 적어도 하나는 화합물에 잠긴 부분을 갖는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    - 상기 화합물을 용기 안으로 도입하여 용기 내에서 액체와 기체의 계면을 형성하는 단계,
    - 불활성 기체의 흐름을 용기 안의 액체와 기체의 계면 위로 도입하는 단계,
    - 액체와 기체의 계면 위에서 기체와 기화된 화합물 혼합물을 추출하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 불활성 기체의 흐름은 용기 내에 도입되기 전에 소정 온도로 가열되는 것인 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    - 기화 동안 PTC 소자들의 전류 드레인 및/또는 저항을 측정하는 단계,
    - 전류 드레인이 소정 임계치보다 낮을 때 및/또는 PTC 소자들의 저항이 소정 임계치보다 높을 때, 소정량의 액체 화합물을 챔버 안으로 도입하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 PTC 소자들은 110-150℃의 TNTT 또는 평형 온도를 갖는 것인 방법.
  7. 액체 1H, 1H, 2H, 2H-퍼플루오로 아크릴레이트를 포함하는 화합물로부터 생성되는 플라즈마 유도 중합체 층으로 표면을 코팅하는 장치로서,
    상기 장치는, 저압 플라즈마 챔버와 기화기 및 플라즈마 챔버 안으로 화합물을 갖는 불활성 기체의 흐름을 공급하기 위한 공급 시스템을 포함하고, 기화기는 액체 화합물을 그 안에 갖고, 불활성 기체에 대한 화합물의 계면을 정의하는 용기를 포함하고, 여기서 불활성 기체의 흐름은 계면 위에 배치된 주입구를 통해 용기 안으로 공급될 수 있고, 불활성 기체는 상기 계면 위에 배치된 배출구를 통해 용기로부터 이동될 수 있고, 가열 부재는 계면 밑에 배치되어 액체 화합물과 접촉하고, 가열 부재는 TNTT 온도를 갖는 적어도 하나의 PTC 레지스터를 포함하는 것인 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 다수의 PTC 레지스터들이 용기 내부에 구비되어, 전기적으로 병렬 접속되며, 용기 외부의 전원과 접속된 전기 컨덕터에 매달려 있는 것인 장치.
  10. 제7항에 있어서, 프로그램가능한 컴퓨터 장치 등의 제어 전자장치, 전원을 제어하기 위해 도입된 PLC 등, 챔버 안으로의 단량체 화합물의 공급을 제어하기 위한 밸브 및 용기를 통한 불활성 기체 흐름을 제어하기 위한 밸브를 더 포함하는 것인 장치.
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