KR20020086761A - Continuous polymerizing device having means for cooling - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A continuous polymerization system having cooling means is provided to prevent a polymerized material from being deposited onto electrodes during deposition by constantly maintaining internal temperature of a process chamber of the continuous polymerization system and preventing the electrodes from being heated. CONSTITUTION: The continuous polymerization system having cooling means comprises a process chamber(1); an unwinder(3) for supplying a sheet shaped material(2) to the process chamber; a winder(4) for winding the material deposited in the process chamber; a plurality of electrodes(5) that are arranged at the surroundings of the material passing through the inside of the process chamber; and a cooling means(10) for cooling the electrodes to a certain temperature by cooling the inside of the process chamber, the process chamber is horizontally or vertically arranged, and the cooling means(10) comprises a cooling box at one side of which an air inlet is formed, and at the other side of which an air outlet is formed; and a cooling water line which is cohesively arranged at the outside of the cooling box to cool temperature of the inside of the process chamber by cooling air flowing through the inside of the cooling box.

Description

냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장비{CONTINUOUS POLYMERIZING DEVICE HAVING MEANS FOR COOLING}Polymer film continuous deposition equipment with cooling means {CONTINUOUS POLYMERIZING DEVICE HAVING MEANS FOR COOLING}

본 발명은 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치에 관한 것으로, 특히 전극의 가열에 의하여 증착물이 과다 증착되어 소재에 비정상적인 증착이 이루어지는 것을 방지하도록 하는데 적합한 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer film continuous deposition apparatus having cooling means, and more particularly, to a polymer film continuous deposition apparatus having cooling means suitable for preventing an abnormal deposition on a material due to excessive deposition of a deposit by heating an electrode. .

일반적으로 고분자 재료를 공조기 부품의 소재에 증착하여 친수성, 소수성, 염색성, 접착성 등을 향상시키는 금속 표면처리 방법은 플라즈마(PLASMA)를 이용한 증착법이 주로 이용되고 있는데, 그 이유는 플라즈마를 이용한 증착법을 쓸 경우에 부착력이 좋고, 증착온도가 낮아질 수 있어서 고온가열에 의한 모재의 변형, 변성을 줄일 수 있는 장점이 있기 때문이다.In general, a metal surface treatment method for improving hydrophilicity, hydrophobicity, dyeing property, and adhesion by depositing a polymer material on a material of an air conditioner component is mainly performed by using a plasma deposition method. When used, the adhesion is good, the deposition temperature can be lowered because there is an advantage to reduce the deformation, deformation of the base material due to high temperature heating.

상기와 같이 금속소재에 플라즈마를 이용하여 고분자 재료를 증착하는 방법을 간단히 설명하면, 공정 챔버의 내측에 2개의 전극(ELECTRODE)을 배치하고, 그 전극의 사이에 소재를 위치시키며, 그 소재를 전원공급장치(POWER SUPPLY)에 연결하고 전극을 접지시킨 상태에서, 공정 챔버의 내부를 진공펌프(VACUUM PUMP)로 펌핑하여 진공상태로 유지시키는 동시에 전원공급장치를 이용하여 전극에 전원을 공급하면 방전에 의하여 플라즈마가 발생되는데, 이와 같이 발생되는 플라즈마에 의하여 가스들의 분자결합이 끊어지게 되어 소재의 표면에 고분자 막의 증착이 이루어지게 된다.As described above, a method of depositing a polymer material on a metal material by using plasma is described. Two electrodes ELECTRODE are disposed inside the process chamber, a material is placed between the electrodes, and the material is supplied with power. When connected to the power supply and the electrode is grounded, the inside of the process chamber is pumped with a vacuum pump to maintain a vacuum state, while power is supplied to the electrode using a power supply. The plasma is generated, the molecular bonds of the gases are broken by the plasma generated in this way to deposit the polymer film on the surface of the material.

그러나, 상기와 같은 플라즈마 증착은 일정 크기의 소재를 공정 챔버의 내측에 장착한 상태에서 공정분위기를 조성한 다음 증착하는 것으로, 연속적인 작업이 이루어지지 못하여 대량생산에는 적합하지 못한 것이었다.However, the plasma deposition as described above is to form a process atmosphere in a state in which a predetermined size of material is mounted inside the process chamber, and then deposited, which is not suitable for mass production because continuous work cannot be performed.

이러한 문제점의 해결 방안으로 롤 형태로 감겨있는 시트(SHEET) 상태의 소재를 언 와인더에서 공정챔버(PROCESS CHAMBER)로 연속적으로 공급하고, 그 공정챔버에서 증착이 이루어진 소재를 반대쪽의 와인더에 감기도록 하여 작업을 연속적으로 실시하는 방법이 소개되고 있다.As a solution to this problem, the sheet-shaped sheet rolled sheet is continuously supplied from the unwinder to the process chamber, and the material deposited in the process chamber is wound on the opposite winder. The method of carrying out the work continuously is introduced.

그러나, 이러한 플라즈마를 이용한 고분자 막의 연속증착장치는 소재를 연속적으로 진행하며 전극에 전원을 공급하며 장기간 연속작업이 진행되기 때문에 공정 챔버의 내부온도가 상승이 되고, 전극이 가열되어 중합물이 과다 증착됨에 따라서 저항의 증가로 소재에 중합막이 균일하게 증착되지 못하는 문제점이 있었다.However, the continuous deposition apparatus of the polymer film using the plasma proceeds with the material continuously, supplies power to the electrode, and the continuous operation is performed for a long time, so that the internal temperature of the process chamber is increased, and the electrode is heated to overdeposit the polymer. Therefore, there is a problem that the polymerization film is not evenly deposited on the material due to the increase in resistance.

이러한 문제점은 공정 챔버가 수직/수평방향으로 연속적으로 연통되도록 설치되어 있는 다챔버 방식의 연속증착장치에서 더욱 심각하게 발생되어 대량생산공장에서 품질향상에 한계가 있는 문제점이 있었다.This problem occurs more seriously in the multi-chamber continuous deposition apparatus in which the process chamber is installed to continuously communicate in the vertical / horizontal direction, thereby limiting the quality improvement in the mass production plant.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 연속적인 공정진행이 이루어지는 연속증착장치의 공정 챔버 내부온도를 일정하게 유지함과 아울러 전극이 가열되는 것을 방지하여 증착작업시 전극에 중함물이 증착되는 것을 방지하도록 하는데 적합한 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the above problems is to maintain a constant temperature inside the process chamber of the continuous deposition apparatus in which the continuous process is carried out, and to prevent the electrode from being heated, depositing heavy materials on the electrode during the deposition operation. It is to provide a polymer film continuous deposition apparatus having a cooling means suitable to prevent that.

도 1은 본 발명 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치의 일실시예를 개략적으로 보인 종단면도.1 is a longitudinal sectional view schematically showing an embodiment of a polymer film continuous deposition apparatus having a cooling means of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 냉각장치를 보인 사시도.2 is a perspective view showing a cooling apparatus according to the present invention.

도 3은 도 2의 A-A'를 절취하여 보인 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2;

도 4는 전극냉각장치 설치전,후의 챔버 내부온도를 보인 그래프.Figure 4 is a graph showing the internal temperature of the chamber before and after the electrode cooling device installation.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 보인 단면도.5 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the present invention.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

1 : 공정 챔버2 : 소재1: process chamber 2: material

3 : 언 와인더4 : 와인더3: unwinder 4: winder

5 : 전극10 : 냉각수단5: electrode 10: cooling means

11 : 공기주입구12 : 공기배출구11 air inlet 12 air outlet

13 : 냉각 박스14 : 냉각수 라인13: cooling box 14: cooling water line

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 공정 챔버와, 그 공정 챔버의 내부에 소재를 공급하기 위한 언 와인더와, 상기 공정 챔버에서 배출되는 소재를 권취하는 와인더와, 상기 공정 챔버의 내부를 지나는 소재의 양측에 나열배치되는 복수개의 전극과, 상기 전극들의 후위에 배치되어 전극을 냉각하기 위한 전극냉각수단을 포함하여서 구성되는 것을 특징을 하는 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention as described above, a process chamber, an unwinder for supplying a material into the process chamber, a winder for winding the material discharged from the process chamber, and the interior of the process chamber Provided is a polymer film continuous deposition apparatus having a plurality of electrodes arranged on both sides of the material passing through, and the cooling means for arranging the rear of the electrodes and an electrode cooling means for cooling the electrodes. .

상기와 같은 본 발명에 의하면 언 와인더에서 공정 챔버의 내부로 시트 상태의 소재가 공급이 되고, 그와 같이 공정 챔버의 내부로 공급되는 소재는 공정 챔버의 내부에서 발생되는 플라즈마에 고분자막의 증착이 이루어지며, 증착이 완료되는 소재는 연속적으로 배출되며 와인더에 감기는데, 이와 같은 연속적인 증착작업이 진행되는 경우에 전극들의 후위에 설치되는 냉각수단에 의하여 전극들의 냉각이 이루어지므로 전극의 과다가열에 의한 중합물의 증착을 차단하게 되어, 소재에 증착되는 증착막의 두께 균일도를 향상시키게 된다.According to the present invention as described above sheet material is supplied to the interior of the process chamber in the unwinder, the material supplied into the process chamber is such that the deposition of the polymer film on the plasma generated inside the process chamber The material to be deposited is continuously discharged and wound on a winder. In the case of such a continuous deposition operation, the electrodes are cooled by cooling means installed at the rear of the electrodes. It is to block the deposition of the polymer by the, thereby improving the thickness uniformity of the deposited film deposited on the material.

이하, 상기와 같은 본 발명 플라즈마를 이용한 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the embodiment of the accompanying drawings, a polymer film continuous deposition apparatus having a cooling means using the present invention as described above in more detail as follows.

도 1은 본 발명의 일실시예를 개략적으로 보인 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전극냉각장치를 보인 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A'를 절취하여 보인 단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an electrode cooling apparatus according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG.

도시된 바와 같이, 본 발명의 냉각수단이 설치된 플라즈마를 이용한 고분자막 연속증착장치는 증착이 이루어지는 공정 챔버(1)의 일측에 시트 상태의 소재(2)를 공정 챔버(1)에 공급하기 위한 언 와인더(3)가 배치되어 있고, 타측에는 공정 챔버(1)에서 배출되는 소재(2)를 권취하기 위한 와인더(4)가 배치되어 있다.As shown, the polymer film continuous deposition apparatus using a plasma provided with the cooling means of the present invention is a frozen wine for supplying the process chamber (1) of the sheet material (2) on one side of the process chamber 1 is deposited The fender 3 is disposed, and on the other side, a winder 4 for winding the material 2 discharged from the process chamber 1 is disposed.

그리고, 상기 공정 챔버(1)의 내부에는 소재(2)의 양측에 각각 전극(5)이 고정되어 있고, 그 전극(5)의 후위에는 각각 냉각수단(10)이 설치되어 전극(5)을 냉각할 수 있도록 되어 있다.In addition, the electrodes 5 are fixed to both sides of the material 2 in the process chamber 1, and cooling means 10 are provided at the rear of the electrodes 5, respectively. It is designed to be cooled.

상기 냉각수단(10)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 일측에 형성된 공기 주입구(11)가 형성되어 있고 타측에 공기 배출구(12)가 형성되어 있는 박스체인 냉각 박스(13)의 외측면에 냉각수 라인(14)이 클립(15)으로 밀착고정되어 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the cooling means 10 includes an air inlet 11 formed at one side and an outside of the box chain cooling box 13 in which an air outlet 12 is formed at the other side. Cooling water line 14 is fixed to the side by clip 15.

상기 냉각수 라인(14)은 냉각 박스(13)의 외측면과의 열교환면적을 넓게 하여 내부를 흐르는 냉각수에 의한 냉각 박스(13)의 내측공기의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있도록 지그재그 형상으로 설치되어 있다.The cooling water line 14 is provided in a zigzag shape so as to increase the heat exchange area with the outer surface of the cooling box 13 so that the cooling of the inside air of the cooling box 13 by the cooling water flowing therein can be effectively performed.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명 전극냉각장치가 설치된 플라즈마를 이용한 고분자막 연속증착장비는 언 와인더(3)에서 공정 챔버(1)에 소재(2)를 연속적으로 공급하고, 그와 같이 공급된 소재(2)가 공정 챔버(1)를 지나 와인더(4)에 연속적으로 감기는 상태에서, 공정 챔버(1)의 가스 주입구(미도시)를 통하여 공정 챔버(1)의 내부에 공정 가스를 주입함과 아울러 전극(5)과 소재(2)에 직류전압을 걸어주면 전극(5)과 소재(2) 사이에 플라즈마가 형성되고, 그와 같이 형성되는 플라즈마에 의하여 소재(2)의 표면에 중합물의 증착이 이루어진다.The polymer film continuous deposition apparatus using the plasma of the present invention, the electrode cooling device is configured as described above continuously supplies the material (2) to the process chamber (1) in the unwinder (3), the material supplied as Process gas is injected into the process chamber 1 through a gas inlet (not shown) of the process chamber 1 in a state where (2) is continuously wound over the winder 4 through the process chamber 1. In addition, when a DC voltage is applied to the electrode 5 and the material 2, a plasma is formed between the electrode 5 and the material 2, and the polymer is formed on the surface of the material 2 by the plasma formed as described above. Deposition takes place.

상기와 같이 증착이 이루어질때에 상기 냉각박스(13)의 공기주입구(11)를 통하여 냉각박스(13)의 내부로 공기를 주입하고, 그와 같이 냉각 박스(13)에 주입된 공기는 공기 배출구(12)를 통하여 외부로 배출되는데, 그때 냉각수 라인(14)으로 냉각수가 흐르도록 하여 냉각 박스(13)에 머므르는 공기를 냉각함으로써 전극(5)의 주변 온도를 냉각함으로써 전극(5)의 간접냉각이 이루어지게 된다.When the deposition is carried out as described above, the air is injected into the inside of the cooling box 13 through the air inlet 11 of the cooling box 13, and the air injected into the cooling box 13 as described above is an air outlet. It is discharged to the outside through the (12), at which time the cooling water flows to the cooling water line 14 to cool the air staying in the cooling box 13 to cool the ambient temperature of the electrode 5 to indirectly the electrode 5 Cooling is achieved.

도 4는 본 발명의 냉각장치에 의하여 냉각이 이루어질때 공정 챔버(1)의 내부온도를 측정한 그래프로서, 전극냉각장치에 의한 냉각으로 전극(5) 주변의 공정 챔버(1) 내부온도가 200℃ 이하로 유지되어 장시간 작업하여도 전극(5)이 항상 일정온도 이하로 유지되므로 전극(5)의 과열에 의한 중합물의 과다증착을 막을 수 있고, 중합물의 증착에 의한 전극(5)의 탄화도 방지하게 된다.4 is a graph measuring the internal temperature of the process chamber 1 when the cooling is performed by the cooling device of the present invention, and the internal temperature of the process chamber 1 around the electrode 5 is 200 by cooling by the electrode cooling device. Since the electrode 5 is always kept below a certain temperature even if it is kept at a temperature lower than or equal to a long time, it is possible to prevent excessive deposition of the polymer due to overheating of the electrode 5 and to prevent carbonization of the electrode 5 by depositing the polymer. Done.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 보인 단면도로서, 도시된 바와 같이, 수직형으로 배치되는 공정 챔버(1)의 내부에 시트 상태의 소재(2)가 종방향으로 이동되고, 그 이동되는 소재(2)의 양측에 전극(5)들이 고정 배치되어 있으며, 그 전극(5)들의 후위에는 냉각수단(10)이 배치되어 전극(5)을 일정온도로 냉각할 수 있도록 되어 있다.5 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the material 2 in a sheet state is vertically moved inside the process chamber 1 arranged vertically and moved. Electrodes 5 are fixedly arranged on both sides of the material 2, and cooling means 10 are disposed behind the electrodes 5 to cool the electrodes 5 to a predetermined temperature.

상기 냉각수단(10)은 실드(21)의 하면에 냉각라인(22)을 지그재그 형상으로 부착하고, 그와 같이 결합된 개개의 조립판체를 연결구(23)로 연결하여 장착 및 세정시 조립/해체가 용이하도록 되어 있다.The cooling means 10 is attached to the cooling line 22 in a zigzag shape on the lower surface of the shield 21, and the assembly / disassembly at the time of mounting and cleaning by connecting the individual assembly plate body connected as described above with the connector 23 It is intended to be easy.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치는 공정 챔버의 일측에 공정 챔버의 내부로 소재를 공급하기 위한 언 와인더가 설치되어 있고, 타측에 공정 챔버에서 배출되는 소재를 권취하기 위한 와인더가 설치되어 있으며, 내부에는 다수개의 전극이 배치되어 있고, 그 전극들의 후위에는 냉각수단이 설치되어, 상기 공정 챔버의 내부에서 플라즈마에 의하여 공정 챔버를 지나는 소재에 연속적인 증착이 이루어질때에 냉각수단에 의하여 공정 챔버의 내부온도가 항상 일정온도 이하로 유지되도록 함으로써, 장기간 연속적인 증착작업이 진행되어도 증착조건이 일정하게 유지됨과 아울러 전극의 중합물 증착이 차단되므로 소재에 증착되는 중합막의 두께 균일도를 일정하게 유지할 수 있다.As described above in detail, the polymer membrane continuous deposition apparatus having the cooling means of the present invention is provided with an unwinder for supplying the material into the process chamber on one side of the process chamber, and the material discharged from the process chamber on the other side. A winder is provided for winding the wires, and a plurality of electrodes are disposed therein, and cooling means are installed at the rear of the electrodes to continuously deposit the material through the process chamber by the plasma inside the process chamber. In this case, the internal temperature of the process chamber is always kept below a certain temperature by the cooling means, so that the deposition conditions are maintained even after continuous deposition for a long time, and the deposition of polymers on the electrode is blocked. The thickness uniformity of a polymeric film can be kept constant.

Claims (4)

공정 챔버와,Process chamber, 그 공정 챔버에 시트 상태의 소재를 공급하기 위한 언 와인더와,An unwinder for supplying sheet material to the process chamber; 상기 공정 챔버에서 증착이 이루어진 소재를 권취하기 위한 와인더와,A winder for winding a material on which deposition is performed in the process chamber; 상기 공정 챔버의 내부를 지나는 소재의 주변에 배치되는 다수개의 전극과,A plurality of electrodes disposed around the material passing through the interior of the process chamber; 상기 공정 챔버의 내부를 냉각하여 전극을 일정온도로 냉각하기 위한 냉각수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치.And a cooling means for cooling the inside of the process chamber to cool the electrode to a predetermined temperature. 제 1항에 있어서, 상기 공정 챔버는 수평상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치.2. The polymer film continuous deposition apparatus of claim 1, wherein the process chamber is disposed in a horizontal state. 제 1항에 있어서, 상기 공정 챔버는 수직상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치.2. The polymer film continuous deposition apparatus of claim 1, wherein the process chamber is disposed in a vertical state. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수단은 일측에 공기주입구가 형성되고 타측에 공기배출구가 형성되어 있는 냉각박스와, 그 냉각 박스의 외측에 밀착되도록 배치되어 냉각박스의 내부를 흐르는 공기를 냉각하는 것에 의하여 공정 챔버의 내부로 온도를 냉각하기 위한 냉각수 라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉각수단을 구비한 고분자막 연속증착장치.According to claim 1, wherein the cooling means is a cooling box having an air inlet is formed on one side and the air outlet is formed on the other side, and is arranged to be in close contact with the outside of the cooling box to cool the air flowing inside the cooling box Polymer film continuous deposition apparatus having a cooling means, characterized in that consisting of a cooling water line for cooling the temperature into the process chamber.
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