KR101950087B1 - 미세입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법 - Google Patents

미세입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법 Download PDF

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Abstract

미세입자 표면 처리장치가 제공된다. 상기 미세입자 표면 처리장치는, 챔버, 상기 챔버 내에 플라스마를 발생시키는 플라스마 발생부, 상기 챔버 내에 미세입자를 공급하는 미세입자 공급부, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 전기적 반발력을 통해 일 방향으로 이송하는 입자 이송부, 상기 입자 이송부에 의해 이송된 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 수집하는 용기를 포함하되, 상기 입자 이송부는, 서로 이격하여 일 방향으로 배열된 복수의 전극, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자의 표면 극성과 동일한 극성의 전위를, 상기 전극마다 상이한 전위 분포로 상기 전극에 인가하는 전원부를 포함한다.

Description

미세입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법 {Device for Micro particle surface treatment and micro particle surface treatment method}
본 발명은 미세 입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 전기적 반발력을 통해 일 방향으로 이송하는 미세 입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법에 관련된 것이다.
최근 들어 플라즈마로 녹차의 표면을 처리할 경우, 살균 및 카데친등의 항산화물질 추출률이 증가된다는 연구결과도 발표되고, 플라즈마로 가루형 약의 표면을 처리할 경우, 몸속에서 용해되는 것을 조절 가능하다는 연구결과도 발표되고 있다. 이처럼, 미세입자들이나 가루형태의 물질에 플라즈마를 인가하면 다양한 효과를 나타낼 수 있는 장점이 있어, 이와 관련된 많은 연구들이 진행되고 있다.
대한 민국 특허 공개 공보 10-2014-0065765(출원번호: 10-2012-0132417, 출원인: 주식회사 피에스엠)에는, 인렛라인 상에서 블로워의 출구 측에 설치된 푸드 파우더 공급부와, 상기 인렛라인을 통해 공급된 푸드 파우더를 플라즈마로 살균 처리하는 플라즈마 반응기와, 상기 플라즈마 반응기에서 살균 처리된 푸드 파우더를 수집하는 푸드 파우더 수집통을 포함 하되, 상기 플라즈마 반응기는 배기관과 상기 배기관 주위로 나선형 선회기류가 발생되는 반응기통을 포함하는 푸드 파우더 살균장치를 제공한다.
이 밖에도, 미세입자 또는 가루들의 표면 처리에 관한 기술들이 지속적으로 연구 개발되고 있다.
대한 민국 특허 공개 공보 10-2014-0065765
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 일 방향으로 용이하게 이송할 수 있는 미세입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 미세입자 각각의 표면을 처리할 수 있는 미세입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 미세입자 표면을 용이하게 처리할 수 있는 미세 입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면처리방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미세입자 표면 처리장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세입자 표면 처리장치는, 내부에 공간이 형성된 챔버, 상기 챔버 내에 플라스마를 발생시키는 플라스마 발생부, 상기 챔버 내에 미세입자를 공급하는 미세입자 공급부, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 전기적 반발력을 통해 일 방향으로 이송하는 입자 이송부, 상기 입자 이송부의 일 측에 위치하며, 상기 입자 이송부에 의해 이송된 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 수집하는 용기를 포함하되, 상기 입자 이송부는, 서로 이격하여 일 방향으로 배열된 복수의 전극, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자의 표면 극성과 동일한 극성의 전위를, 상기 전극마다 상이한 전위 분포로 상기 전극에 인가하는 전원부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 인접한 상기 전극들 사이는 빈 공간으로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 입자 이송부는, 인접한 상기 전극들 사이에 배치되는 절연체를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세입자 공급부는 상기 챔버의 일 측벽에 위치하고, 상기 용기는 상기 챔버의 타 측벽에 인접 위치하며, 상기 전원부는, 상기 미세입자 공급부와 인접한 전극에는 가장 높은 전위를 인가하고, 상기 용기와 인접한 전극에는 가장 낮은 전위를 인가하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극들은 동일 높이에 위치할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 미세입자의 표면 처리방법을 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 미세입자의 표면 처리방법은, 챔버 내에 미세입자를 제공하는 단계, 상기 챔버 내에 플라스마를 제공하여 상기 미세입자의 표면을 처리하는 단계, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 전기적 반발력을 통해 입자 이송부 상에서 일 방향으로 이송하는 단계, 및 이송된 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 용기 내에 수집하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 입자 이송부는 복수의 전극을 포함하되, 상기 챔버의 일 측벽에 인접한 전극에는 가장 높은 전위가 인가되고, 상기 챔버의 타 측벽에 인접한 전극에는 가장 낮은 전위가 인가되어, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자가 이송될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치는 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자들 표면과 전극들이 동일한 극성의 전위를 가지므로, 전기적 반발력에 의해 미세입자를 상기 전극들 상에 부양된 상태로 용이하게 이송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치는 상기 전극들에 각각 상이한 전위분포를 갖는 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자들은 상기 전극들 상부에서 경사가 형성되고, 상기 경사를 따라 이송됨에 따라, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자들이 일 방향으로 용이하게 이송될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입자 이송부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치의 동작 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치 내에서 미세입자가 플라스마에 의해 표면 처리되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입자 이송부와 미세입자와의 전기적 반발력을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전극들의 전위 차이를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 상기 미세입자 표면 처리장치는 챔버(100), 플라스마 발생부(110), 미세입자 공급부(120), 입자 이송부(130), 용기(140), 펌프(150), 및 밸브(160)를 포함한다.
상기 챔버(100)는 미세입자의 표면을 플라스마로 처리하는 공정을 수행할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 이 때, 상기 챔버(100)는 고 진공상태로 유지될 수 있다.
상기 플라스마 발생부(110)는 상기 챔버(100) 내에 플라스마를 발생시킬 수 있다. 상기 플라스마 발생부(110)는 상기 챔버(100)의 상부 외벽에 배치될 수 있다.
상기 플라스마 발생부(110)는 유전판(110a) 및 안테나(110b)를 포함할 수 있다. 상기 유전판(110a)은 판 형태의 유전체 물질로 제공될 수 있다. 상기 안테나(110b)는 코일 형태의 금속 물질로 제공될 수 있다.
상기 미세입자 공급부(120)는 상기 챔버(100) 내로 미세입자를 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 미세입자는 녹자 가루일 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 상기 미세입자는 가루 약일 수 있다.
상기 미세입자 공급부(120)는 상기 챔버(100)의 일 측벽에 배치될 수 있다.
상기 입자 이송부(130)는 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 이송할 수 있다. 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자는 상기 미세입자 공급부(120)에서 상기 용기(140) 방향으로 이송될 수 있다.
상기 입자 이송부(130)는 전극(132), 및 전원부(134)를 포함할 수 있다.
상기 전극(132)은 복수 개로 제공될 수 있다. 복수의 상기 전극들(132)은 서로 이격하여 일 방향으로 배열될 수 있다. 상기 전극들(132)은 동일 높이에 위치할 수 있다. 인접한 상기 전극들(132) 사이는 빈 공간으로 제공될 수 있다. 복수의 상기 전극들(132) 중 하나(132a)는 상기 용기(140)와 인접하여 배치되고, 다른 하나(132b)는 상기 미세입자 공급부(120)와 인접하여 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입자 이송부를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 입자 이송부(130)는, 인접한 상기 전극들(132) 사이에 배치되는 절연체(133)를 더 포함할 수 있다. 상기 절연체(133)는, 복수의 상기 전극들(132) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 전원부(134)는 전원(134a) 및 분배기(134b)를 포함할 수 있다.
상기 전원(134a)은 상기 분배기(134b)로 전압을 인가할 수 있다. 상기 분배기(134b)는 상기 전원(134a)으로부터 인가된 전압을 상기 전극들(132) 마다 상이한 크기의 전압 분포로 분배하여 인가할 수 있다.
상기 용기(140)는 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자가 상기 입자 이송부(130)를 통해 이송되어 수집될 수 있다. 상기 용기(140)는 상기 챔버(100)의 타 측벽에 인접하여 배치될 수 있다. 상기 챔버(100)의 타 측벽은 입자 공급부(120)가 제공된 일 측벽과 마주하는 측벽이다.
상기 펌프(150)는 상기 챔버(100) 내부를 극 저압 또는 고 진공 상태로 만들 수 있다. 상기 밸브(160)는 상기 챔버(100) 및 상기 펌프(150) 사이에 배치되어 상기 챔버(100) 내부의 압력을 조절할 수 있다.
이하, 상기 미세입자 표면 처리장치에 의한 미세입자의 표면 처리방법이 설명된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치의 동작 과정을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 미세입자의 표면 처리방법은 상기 챔버(100) 내에 미세입자(122)를 제공하는 단계, 상기 챔버(100) 내에 플라스마를 제공하여 상기 미세입자(122)의 표면을 처리하는 단계, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자(122)를 전기적 반발력을 통해 상기 입자 이송부(130) 상에서 일 방향으로 이송하는 단계, 및 이송된 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자(122)를 상기 용기(140) 내에 수집하는 단계를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치 내에서 미세입자가 플라스마에 의해 표면 처리되는 것을 나타내는 도면이다. 도 4의 (a)는 플라스마에 의해 표면 처리되기 전의 미세입자를 나타내고, 도 4의 (b)는 플라스마에 의해 표면 처리된 후의 미세입자를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 공급된 미세입자(122)는 상기 플라스마 발생부(110)에 의해 생성된 플라스마와 반응할 수 있다. 이 경우, 상기 플라스마에 포함된 전자(e)들이 상기 공급된 미세입자의 표면 상에 전자구름 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 미세입자(122)는 상기 플라스마에 의해 표면처리 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 입자 이송부와 미세입자와의 전기적 반발력을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 전원부(134)는 상기 전극들(132) 마다 상이한 전위 분포로 전압을 상기 전극(132)에 인가할 수 있다. 상기 전원부(134)는 미세입자의 표면 극성과 동일한 극성의 전압을 인가할 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 전극(132) 표면에 음전위가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 전원(134a)은 상기 분배기(134b)로 전압을 인가할 수 있다. 상기 분배기(134b)는 상기 전원(134a)으로부터 인가된 전압을 상기 전극들(132) 마다 상이한 크기의 전압 분포로 분배하여 인가할 수 있다.
이에 따라, 상기 전극(132)과 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자 사이에는 전기적 반발력이 형성될 수 있다. 또한, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자들 사이에서도 전기적 반발력이 형성될 수 있다.
상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자들(122)간에, 그리고 상기 전극(132) 사이에 전기적 반발력이 형성됨에 따라, 상기 미세입자들(122)은 상기 전극들(132) 상에 용이하게 부양될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 전극들의 전위 차이를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 전극들(132)은 상기 전원부(134)에 의해 각각 상이한 전위분포를 갖는 전압이 인가될 수 있다.
상기 미세입자 공급부(120)와 인접한 상기 전극(132b)에는 가장 높은 전위가 인가될 수 있다. 상기 용기(140)와 인접한 상기 전극(132a)에는 가장 낮은 전위가 인가될 수 있다.
상기 미세입자 공급부(120)와 인접한 상기 전극(132b)에서는 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자(122)와의 전기적 반발력이 가장 크게 형성되고,
상기 용기(140)와 인접한 상기 전극(132a)에는 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자(122)와의 전기적 반발력이 가장 작게 형성된다. 이에 의해, 상기 전극들(132) 상에 위치한 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자(122)들은 경사(200)가 형성되고, 상기 경사(200)를 따라 이송되어 상기 용기(140)에 수집되게 된다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 미세입자 표면 처리장치는 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자들(122)과 상기 전극(132)들 간의 전기적 반발력 차이로 형성된 상기 경사(200)에 의해 이송됨에 따라, 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자들(122)을 일 방향으로 용이하게 이송할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100: 챔버
110: 플라스마 발생부
110a: 유전판
110b: 안테나
120: 미세입자 공급부
122: 미세입자
130: 입자 이송부
132: 전극
133: 절연체
134a: 전원
134b: 분배기
140: 용기
150: 펌프
160: 밸브

Claims (7)

  1. 내부에 공간이 형성된 챔버;
    상기 챔버 내에 플라스마를 발생시키는 플라스마 발생부;
    상기 챔버의 일 측벽에 설치되고, 미세입자를 공급하는 미세입자 공급부;
    상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 전기적 반발력을 통해 일 방향으로 이송하는 입자 이송부; 및
    상기 챔버의 타 측벽에 위치하며, 상기 입자 이송부에 의해 이송된 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 수집하는 용기를 포함하되,
    상기 입자 이송부는,
    동일 높이에 위치하고, 서로 이격하여 일 방향으로 배열된 복수의 전극; 및
    상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자의 표면 극성과 동일한 극성의 전위를, 상기 전극마다 상이한 전위 분포로 상기 전극에 인가하는 전원부를 포함하며,
    상기 챔버의 일 측벽에 인접한 전극에는 가장 높은 전위가 인가되고, 상기 챔버의 타 측벽에 인접한 전극에는 가장 낮은 전위가 인가되며, 상기 챔버의 일 측벽에 인접한 전극으로부터 상기 챔버의 타 측벽에 인접한 전극으로 갈수록 상기 전극들에 인가되는 전위의 크기가 점차 감소되는 미세입자 표면 처리장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    인접한 상기 전극들 사이는 빈 공간으로 제공되는 미세입자 표면 처리장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 입자 이송부는, 인접한 상기 전극들 사이에 배치되는 절연체를 더 포함하는 미세입자 표면 처리장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 챔버의 일 측벽에 설치된 미세입자 공급부에서 미세입자를 제공하는 단계;
    상기 챔버 내에 플라스마를 제공하여 상기 미세입자의 표면을 처리하는 단계;
    상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 전기적 반발력을 통해 입자 이송부 상에서 일 방향으로 이송하는 단계; 및
    상기 일 방향으로 이동된 상기 플라스마에 의해 표면 처리된 미세입자를 상기 챔버의 타 측벽에 위치한 용기 내에 수집하는 단계를 포함하되,
    상기 입자 이송부는 동일 높이에 위치하고, 서로 이격하여 일 방향으로 배열된 복수의 전극을 포함하며,
    상기 이송하는 단계에서, 상기 챔버의 일 측벽에 인접한 전극에는 가장 높은 전위가 인가되고, 상기 챔버의 타 측벽에 인접한 전극에는 가장 낮은 전위가 인가되며, 상기 챔버의 일 측벽에 인접한 전극으로부터 상기 챔버의 타 측벽에 인접한 전극으로 갈수록 상기 전극들에 인가되는 전위의 크기가 점차 감소하는 미세입자 표면 처리방법.
  7. 삭제
KR1020170046750A 2017-04-11 2017-04-11 미세입자 표면 처리장치 및 미세입자 표면 처리방법 KR101950087B1 (ko)

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