KR20030066557A - Continuous surface-treating apparatus for three-dimensional shape of polymer and continuous surface-treating method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided are a device and a method for continuously treating a surface of steric polymer, which improve an antistatic property and conductivity of surface of polymer having a steric conformation, by using plasma ion implantation with pulse. CONSTITUTION: The device comprises a high frequency supply part consisting of a high frequency power supply unit(27), a matching box(26) and an antenna(25); a gas inlet unit(71); a gas source(72); and a processing chamber(21) having vacuum pump(12); an inlet chamber(11) and an outlet chamber(33) which can be air-stripped; a transfer unit(51) which is positioned so as to sequentially pass the inlet chamber(71), the processing chamber(21), and the outlet chamber(33); and a transfer system for driving the transfer unit. Further, the device is characterized by further comprising automatic opening/shutting doors which enables the transfer unit to pass the inlet chamber(71), the outlet chamber(33), septa between the inlet chamber(71) and the processing chamber(21), and septa between the processing chamber(21) and the outlet chamber(33).

Description

입체상 중합체의 연속 표면처리장치 및 연속 표면처리방법 {Continuous surface-treating apparatus for three-dimensional shape of polymer and continuous surface-treating method thereof}Continuous surface-treating apparatus for three-dimensional shape of polymer and continuous surface-treating method

본 발명은 입체상 중합체의 연속 표면처리에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 음전압 펄스에 의한 플라즈마 이온주입에 의해 입체의 형상을 갖는 중합체의 표면의 대전방지 및 전도성 등의 향상을 위한 연속 표면처리장치 및 연속 표면처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to continuous surface treatment of three-dimensional polymers. More specifically, the present invention relates to a continuous surface treatment apparatus and a continuous surface treatment method for improving the antistatic and conductivity of the surface of the polymer having a three-dimensional shape by plasma ion implantation by a negative voltage pulse.

고분자 소재는 경량성, 성형성 및 가공성, 투명성, 전기절연성 등의 특징으로 인하여 그 용도가 매우 다양하고 광범위한 소재이다. 고분자 소재는 사용 목적에 따라 고분자 소재 전체의 성질은 변화시키지 않으면서 표면 특성만을 개선시킬 필요성이있는데, 특히 표면의 친수 또는 소수 특성은 고분자 소재의 젖음성(wettability), 인쇄성(printability), 착색성(colorability), 생체 적합성, 정전기 방지성, 접착성, 방수성, 방습성 등에 결정적인 영향을 미치므로, 이를 향상시키기 위한 여러 가지 방법이 이용되고 있다.Polymer materials have a wide variety of applications due to their light weight, formability and processability, transparency, and electrical insulation. The polymer material needs to improve only the surface properties without changing the properties of the entire polymer material depending on the purpose of use. Particularly, the hydrophilicity or hydrophobicity of the surface may affect the wettability, printability, and colorability of the polymer material. colorability), biocompatibility, antistatic, adhesiveness, waterproof, moisture-proof, etc. have a decisive effect, various methods for improving this have been used.

이러한 고분자 소재의 표면개질방법으로는 화학적 처리, 코로나 처리, 플라즈마 처리 등을 들 수 있다. 화학적 처리방법의 대표적인 예로는 Na/NH3를 이용하는 불소계 고분자 표면처리법(미합중국 특허 제2,789,063호, 영국 특허 제793,731호 참조) 등이 있다. 이 방법은 일반적인 화학반응으로 표면에 형성되는 작용기를 예측할 수 있다는 장점은 있으나, 처리공정이 번거롭고 오염물질인 폐기액의 문제를 야기하는 단점이 있다.Examples of the surface modification method of the polymer material include chemical treatment, corona treatment, plasma treatment, and the like. Representative examples of chemical treatment methods include fluorine-based polymer surface treatment using Na / NH 3 (see US Pat. No. 2,789,063 and UK Pat. No. 793,731). This method has the advantage of predicting the functional groups formed on the surface by a general chemical reaction, but has the disadvantage that the treatment process is cumbersome and causes the problem of waste liquid, which is a contaminant.

한편, 대기압에서 행해지는 코로나 방전처리는 포장용재인 폴리올레핀이나 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 표면처리(J. Pochan, L. Gerenser, and J. Elman, Polymer, 제27권, 1058페이지, 1986년 발행 참조) 등에 사용되고 있으나, 개질층이 매우 얇아 처리 후, 시간에 따라 쉽게 열화(aging)되는 문제가 있고 대기 중의 습도 등 처리공정 변수의 최적화가 어려운 단점이 있다.Corona discharge treatment at atmospheric pressure, on the other hand, is a surface treatment of packaging materials such as polyolefin and polyethylene terephthalate films (see J. Pochan, L. Gerenser, and J. Elman, Polymer, Vol. 27, p. 1058, issued in 1986). Although the modified layer is very thin, there is a problem in that after treatment, it is easily deteriorated with time and it is difficult to optimize processing process parameters such as humidity in the air.

낮은 압력에서의 플라즈마를 이용한 고분자 표면처리방법에는 산소 플라즈마를 이용하여 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등의 친수성을 향상시키는 것(M. Morra, E. Occhiello, and F. Garbassi, Journal of Applied Polymer Science, 제39권, 249페이지, 1990년 발행 참조) 등이 있다.Polymer surface treatment method using plasma at low pressure is to improve the hydrophilicity of polypropylene, polyethylene, polystyrene, etc. using oxygen plasma (M. Morra, E. Occhiello, and F. Garbassi, Journal of Applied Polymer Science, 39, page 249, published in 1990).

플라즈마는 물질의 제4상태로 간주되며, 부분적으로 이온화된 기체를 의미한다. 그 구성성분은 전자, 양이온 그리고 중성원자 및 중성분자 등이다. 기체입자에 에너지가 가해지면 최외각 전자가 궤도를 이탈해서 자유전자가 되기 때문에 기체입자는 양전하를 갖게 된다. 이렇게 형성된 전자들과 이온화된 기체들 다수가 모여 전체적으로 전기적인 중성을 유지하며, 그 구성입자들 간의 상호작용에 의해서 독특한 빛을 방출하고 입자들이 활성화되어 높은 반응성을 갖게 된다. 이러한 플라즈마 처리는 코로나 처리에 비해 반응가스를 선택할 수 있고 처리 압력 등 공정 변수를 조절할 수 있다는 장점은 있으나, 역시 개질된 표면층이 얇아 처리 후 시간에 따른 열화가 문제로 알려져 있다.Plasma is considered a fourth state of matter and means a partially ionized gas. Its constituents are electrons, cations and neutral and heavy atoms. When energy is applied to the gas particles, the gas particles have a positive charge because the outermost electrons move out of the orbit and become free electrons. Thus formed electrons and a large number of ionized gases gather to maintain electrical neutrality as a whole, by the interaction between the constituent particles emit a unique light and the particles are activated to have a high reactivity. The plasma treatment has advantages in that the reaction gas can be selected and the process pressure and the like can be adjusted in comparison with the corona treatment. However, the modified surface layer is thin, so that deterioration with time after the treatment is known as a problem.

또한, 최근에는 산소 분위기 내에서 불활성원소(Ar)의 이온빔을 고분자 시료에 입사시켜서 친수성을 개선한 방법이 보고되고 있으나(S. Koh, S. Song, W. Choi, and H. Jung, Journal of Materials Research, 제10권, 2390페이지, 1995년 발행 참조), 이 방법도 역시 시간에 따른 친수 특성의 급격한 저하가 문제되고 있고 이온빔을 사용해야 하므로 장치가 복잡하고 대면적의 균일처리가 어려운 단점이 있다.In addition, recently, a method of improving hydrophilicity by injecting an ion beam of an inert element (Ar) in a polymer sample in an oxygen atmosphere has been reported (S. Koh, S. Song, W. Choi, and H. Jung, Journal of Materials Research, Vol. 10, pp. 2390, published in 1995), also suffers from a sharp drop in hydrophilicity over time and the use of ion beams, making the device complex and difficult to uniformize large areas. .

한편, 3차원 물체의 이온주입에 적합한 기술로서, 미합중국 특허 제4,764,394호에 기재된 플라즈마원 이온주입방법 및 장치가 알려져 있다.On the other hand, as a technique suitable for ion implantation of a three-dimensional object, the plasma source ion implantation method and apparatus described in US Pat. No. 4,764,394 are known.

대한민국 특허공개공보 공개번호 제1987-7562호에는 반도체, 금속 또는 절연물의 표면의 에칭, 표면의 개질(modification), 표면 청정화, 표면으로의 불순물 주입, 표면으로의 박막퇴적 등의 각종 처리를 실행하는 표면처리방법 및 그것에 사용하는표면처리장치가 개시되어 있으며, 여기에서는 적어도 1종류의 원소를 포함하는 이온빔을 고체타겟의 표면으로 입사시켜서 입자를 전방으로 산란시키고, 상기 적어도 1종류의 원소를 포함하는 전방 산란입자빔을 생성한 후, 전방 산란입자빔을 피가공물의 표면을 향해서 입사시켜서 상기 피가공물의 표면을 에칭 또는 개질하거나 상기 피가공물의 표면상에 막을 퇴적하는 공정을 포함하는 표면처리방법을 기술하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1987-7562 discloses various processes such as etching the surface of semiconductors, metals or insulators, modifying the surface, cleaning the surface, implanting impurities into the surface, and depositing thin films on the surface. A surface treatment method and a surface treatment apparatus for use therein are disclosed, wherein an ion beam containing at least one type of element is incident on a surface of a solid target to scatter particles forward, and include the at least one type of element. After generating the forward scattering particle beam, injecting the forward scattering particle beam toward the surface of the workpiece to etch or modify the surface of the workpiece or to deposit a film on the surface of the workpiece. It is describing.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제1997-73239호에는 플라즈마 이온주입에 의하여 고분자 소재 표면의 친수 특성 또는 소수 특성을 향상시키는 표면개질방법 및 그에 사용되는 장치가 개시되어 있으며, 여기에서는 진공조 내에 위치한 시료대 위에 판상의 고분자 소재를 위치시키는 단계, 진공조 내에 플라즈마원 가스를 도입하는 단계, 도입된 플라즈마원 가스로부터 이온 플라즈마를 발생시키는 단계, 펄스 전압이 -1kV 내지 -20kV이고, 펄스-오프 시의 전압이 0V 내지 -1kV이고, 펄스 폭이 1㎲ 내지 50㎲이고, 펄스 주파수가 10㎐ 내지 500㎑인 부(負)의 고전압 펄스를 상기 고분자 소재 시료에 가하여, 플라즈마로부터 추출된 이온이 고에너지를 보유한 채 상기 시료의 표면에 주입되도록 하는 단계로 이루어진 것이 특징인 고분자 소재의 표면개질방법이 기술되어 있다.Korean Unexamined Patent Publication No. 1997-73239 discloses a surface modification method for improving the hydrophilic or hydrophobic properties of a surface of a polymer material by plasma ion implantation, and a device used therein, wherein the sample table located in a vacuum chamber is disclosed. Positioning a plate-like polymer material thereon; introducing a plasma source gas into a vacuum chamber; generating an ion plasma from the introduced plasma source gas; a pulse voltage of -1 kV to -20 kV, the voltage at pulse-off A negative high voltage pulse having a pulse width of 0 V to -1 kV, a pulse width of 1 Hz to 50 Hz, and a pulse frequency of 10 Hz to 500 Hz is applied to the sample of the polymer material, and ions extracted from the plasma generate high energy. Method for surface modification of a polymer material, characterized in that it consists of the step of being injected to the surface of the sample while retaining There.

그러나, 상기한 방법들은 모두 고분자 소재의 친수성 또는 소수성을 증감시키기 위한 것으로서, 대전방지 및 전도성 등의 향상을 위한 것은 아니다.However, all of the above methods are intended to increase or decrease the hydrophilicity or hydrophobicity of the polymer material, and are not intended to improve antistatic properties and conductivity.

대전방지 및 전도성 중합체의 경우, 중합체에 전도성 탄소(conductive carbon) 및 탄소섬유(carbon fiber)를 혼련하여 사용하고 있으나, 이들 대전방지용 중합체 및전도성 중합체의 경우, 성형 후 탄소 및 탄소섬유의 입자들이 박리되어 제품이 큰 손상을 초래할 뿐만 아니라, 전자제품, 반도체 및 액정표시장치(LCD(liquid crystal display)기판)에 입자들이 달라붙어 패턴이나 칩에 큰 손상을 초래하고 있다. 이러한 대전방지를 위한 대전방지제의 사용은 그 자체의 대전방지효과가 일정 시간이 지나면 소멸되는 현상을 초래하고 있어 대전방지효과를 기대할 수 없게 되는 경우가 있다.In the case of antistatic and conductive polymers, conductive carbon and carbon fiber are kneaded in the polymer, but in the case of these antistatic polymers and conductive polymers, particles of carbon and carbon fibers are peeled off after molding. As well as causing a great damage to the product, particles are stuck to electronic products, semiconductors and liquid crystal display (LCD) substrates, causing large damage to the pattern or chip. The use of an antistatic agent for antistatic may cause the antistatic effect of its own to disappear after a certain period of time, thus preventing the antistatic effect.

폴리피롤 및 폴리아닐린의 전도성 중합체를 용해한 수용액이나 방향족 중합체 및 어택틱 중합체 용액을 사용하여 이러한 용액에 함침시켰다가 꺼내어 건조시킨 제품의 경우, 긁힘(scratch)이나 수분 등에 민감하여 대전방지효과 및 전도성이 손실되는 현상을 초래하는 문제점이 있다.In the case of an aqueous solution in which a conductive polymer of polypyrrole and polyaniline is dissolved or an aromatic polymer and an atactic polymer solution, the solution is impregnated and dried to be sensitive to scratches, moisture, etc. There is a problem that causes the phenomenon.

또한, 이온빔을 이용한 중합체의 표면개질의 경우, 빔을 가속시키고, 빔을 퍼뜨려 중성자가 존재하는 영역을 이격시켜 제품을 처리하여야 하며, 기구상으로 입체적인 플라즈마 이온주입을 할 수 없어 제품을 회전시키는 지그를 사용하여 하며, 제품의 수율 상에 있어서 양산화의 연속공정을 하기에는 매우 어려움을 안고 있다.In addition, in the case of the surface modification of the polymer using the ion beam, the product should be processed by accelerating the beam, spreading the beam, and spaced apart from the region where the neutron is present. It is used, and it is very difficult to carry out the continuous process of mass production in the yield of the product.

또한, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2002-20010호에는 3차원 입체 고분자 소재 및 제품의 표면특성 및 표면의 전기전도도를 향상시키기 위하여 플라즈마 이온주입 기술을 이용하는 표면개질방법 및 그 장치가 개시되어 있으며, 여기에서는 (a) 진공조 내의 그리드 내에 입체 고분자 재료를 위치시키는 단계; (b) 진공조 내의 상기 재료 표면으로부터 일정거리 떨어진 곳에 그리드를 위치시키는 단계; (c) 진공조 내의 상기 재료 표면에 저항도를 낮추는 흑연층 형성을 위하여 기체 플라즈마 이온을 형성하는 단계, (d) 상기 그리드에 음전압 펄스를 가하여 기체 플라즈마 이온을 상기 재료의 표면에 주입시키는 단계를 포함하는 그리드를 이용한 입체고분자의 플라즈마 이온주입에 의한 입체 고분자 재료의 표면처리방법이 기술되어 있다. 그러나, 상기의 방법은 대량생산에 적합지 않다는 문제점이 있다.In addition, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2002-20010 discloses a surface modification method and apparatus using plasma ion implantation technology to improve the surface properties and electrical conductivity of the three-dimensional solid polymer material and products, (A) placing a stereoscopic polymeric material in a grid in a vacuum chamber; (b) positioning a grid at a distance from the material surface in the vacuum chamber; (c) forming gas plasma ions to form a graphite layer having a lower resistance on the material surface in the vacuum chamber, and (d) injecting gas plasma ions to the surface of the material by applying a negative voltage pulse to the grid. A surface treatment method of a three-dimensional polymer material by plasma ion implantation of a three-dimensional polymer using a grid comprising a. However, there is a problem that the above method is not suitable for mass production.

본 발명의 목적은 본 발명은 음전압 펄스에 의한 플라즈마 이온주입에 의해 입체의 형상을 갖는 중합체의 표면의 대전방지 및 전도성 등의 향상을 위한 연속 표면처리방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a continuous surface treatment method for improving the antistatic and conductivity of the surface of the polymer having a three-dimensional shape by plasma ion implantation by a negative voltage pulse.

도1은 본 발명에 따른 입체상 중합체의 연속 표면처리장치의 하나의 구체적인 실시예를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram showing one specific embodiment of a continuous surface treatment apparatus of a three-dimensional polymer according to the present invention.

도2는 도1의 장치에 사용되는 이송장치의 하나의 구체적인 실시예를 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view showing one specific embodiment of the conveying apparatus used in the apparatus of FIG.

도3은 본 발명에 따른 입체상 중합체의 연속 표면처리장치에 연결되어 사용될 수 있는 전처리장치의 하나의 구체적인 실시예를 도시한 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing one specific embodiment of the pretreatment apparatus that can be used in connection with the continuous surface treatment apparatus of the three-dimensional polymer in accordance with the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

11 : 인입실12 : 진공펌프11: drawing room 12: vacuum pump

13 : 제1도어21 : 처리실13: first door 21: treatment chamber

22 : 진공펌프23 : 고전압펄스발생장치22: vacuum pump 23: high voltage pulse generator

24 : 그리드25 : 안테나24 grid 25 antenna

26 : 매칭박스27 : 고주파전력공급장치26: matching box 27: high frequency power supply

28 : 제2도어31 : 인출실28: second door 31: withdrawal room

32 : 진공펌프33 : 제3도어32: vacuum pump 33: third door

34 : 제4도어41 : 입체상 중합체34: fourth door 41: three-dimensional polymer

51 : 이송장치52 : 이송판51 transfer device 52 transfer plate

53 : 이송날개54 : 고정구53: feed wing 54: fixture

61 : 이송롤러71 : 가스도입장치61: feed roller 71: gas introduction device

72 : 가스공급원81 : 전처리실72: gas supply source 81: pretreatment chamber

82 : 송풍기83 : 제1단속밸브82: blower 83: first intermittent valve

84 : 공기압축기85 : 제2단속밸브84: air compressor 85: second control valve

86 : 진공펌프87 : 제2전처리실86: vacuum pump 87: second pretreatment chamber

88 : 제2송풍기89 : 제3단속밸브88: second blower 89: third check valve

90 : 제4단속밸브90: fourth intermittent valve

본 발명에 따른 입체상 중합체의 연속 표면처리장치는, 플라즈마를 발생시켜 이온주입하기 위하여 고주파전력공급장치와 매칭박스 및 안테나를 포함하는 고주파공급부와, 플라즈마를 구성하기 위한 이온화될 공정가스를 공급하는 가스도입장치와 이에 연결되는 가스공급원과, 진공펌프 등이 구비되는 처리실을 포함하는 표면처리장치에 있어서, 상기 처리실의 전, 후에 서로 인접하게 취부되는, 탈기 가능한 인입실과 탈기 가능한 인출실들과, 상기 인입실, 처리실 및 인출실을 순차적으로 경유할 수 있도록 취부되는 이송장치와 상기 이송장치를 구동하는 이송수단들을 포함하여 이루어지되, 상기 인입실과, 상기 인출실과, 상기 인입실과 처리실 사이의 격벽 및 상기 처리실과 인출실 사이의 격벽들에 상기 이송장치가 통과할 수 있는 자동개폐가 가능한 도어들을 포함하여 이루어진다.Continuous surface treatment apparatus of a three-dimensional polymer according to the present invention, the high-frequency power supply unit including a high-frequency power supply device and a matching box and an antenna for generating and ion implanting the plasma, and supplying a process gas to be ionized to configure the plasma A surface treatment apparatus comprising a gas introduction device, a gas supply source connected thereto, and a treatment chamber provided with a vacuum pump, the surface treatment apparatus comprising: a degassable drawing chamber and a degassing drawing chamber which are mounted adjacent to each other before and after the treatment chamber; And a conveying apparatus mounted so as to sequentially pass through the drawing chamber, the processing chamber, and the drawing chamber, and conveying means for driving the conveying apparatus, wherein the drawing chamber, the drawing chamber, the partition wall between the drawing chamber and the processing chamber, and Automatic opening and closing which the transfer device can pass through the partition walls between the processing chamber and the drawing chamber It comprises of a door.

상기 이송수단으로는 회전가능하게 취부되는 이송롤러가 될 수 있다.The conveying means may be a conveying roller rotatably mounted.

상기 이송장치는 이송판과, 상기 이송판의 상단에 일체로 고정되며, 이송수단으로서의 이송롤러와 접촉하여 가변되는 이송날개와 상기 이송판의 하단에 일체로 고정되며, 입체상 중합체를 매달거나 고정시킬 수 있는 고정구를 포함하여 이루어진다.The conveying device is fixed to the conveying plate and the upper end of the conveying plate integrally fixed to the lower end of the conveying blade and the conveying plate which is variable in contact with the conveying roller as the conveying means, suspended or fixed three-dimensional polymer It consists of a fixture that can be made.

상기 인입실에 인접하게 표면처리될 입체상 중합체에 70 내지 85℃의 온도의 건조열풍을 분사시켜 전처리하기 위한 전처리실이 더 포함되며, 상기 전처리실에는 열풍을 전처리실 내로 불어넣기 위한 송풍기와 상기 송풍기에로 공급되는 열풍의 흐름을 단속하기 위한 제1단속밸브와 상기 전처리실로부터 공기를 배출시켜 진공화시키기 위한 배기공기의 흐름을 단속하기 위한 제2단속밸브 및 상기 제2단속밸브를 경유하여 상기 전처리실로부터 공기를 배출시키기 위한 진공펌프가 연결된다.The pretreatment chamber further comprises a pretreatment chamber for pre-treatment by spraying dry hot air of a temperature of 70 to 85 ℃ to the three-dimensional polymer to be surface-treated adjacent to the inlet chamber, the pretreatment chamber and a blower for blowing the hot air into the pretreatment chamber Via a first control valve for regulating the flow of hot air supplied to the blower, and a second control valve for regulating the flow of exhaust air for discharging and evacuating air from the pretreatment chamber and the second control valve. A vacuum pump for discharging air from the pretreatment chamber is connected.

상기 제1단속밸브에는 열풍을 발생시키기 위한 공기압축기가 더 연결될 수 있다.An air compressor for generating hot air may be further connected to the first control valve.

상기 전처리실은 2개 병렬로 형성될 수 있으며, 이를 위해서는 상기 전처리실에 더해 제2전처리실이 병설될 수 있으며, 상기 제2전처리실에는 열풍을 전처리실 내로 불어넣기 위한 제2송풍기와 상기 제2송풍기에로 공급되는 열풍의 흐름을 단속하기 위한 제3단속밸브와 상기 제2전처리실로부터 공기를 배출시켜 진공화시키기 위한 배기공기의 흐름을 단속하기 위한 제4단속밸브 및 상기 제4단속밸브를 경유하여 상기 전처리실로부터 공기를 배출시키기 위한 진공펌프가 연결된다. 여기에서 진공펌프는 하나의 진공펌프를 상기 제2단속밸브와 제4단속밸브를 경유하여 공용화할 수 있다. 또한, 열풍을 발생시키기 위한 공기압축기가 상기 제3단속밸브를 경유하여 공용화할 수 있다.The pretreatment chamber may be formed in two parallel, for this purpose, a second pretreatment chamber may be installed in addition to the pretreatment chamber, and a second blower for blowing hot air into the pretreatment chamber and the second pretreatment chamber. A third control valve for controlling the flow of hot air supplied to the blower, a fourth control valve for controlling the flow of exhaust air for evacuating and evacuating air from the second pretreatment chamber, and the fourth control valve A vacuum pump for discharging air from the pretreatment chamber is connected by way of. Here, the vacuum pump may share one vacuum pump via the second control valve and the fourth control valve. In addition, the air compressor for generating hot air can be shared by the third control valve.

또한, 본 발명에 따른 입체상 중합체의 연속 표면처리방법은, 플라즈마 이온주입기술을 이용하는 표면개질에 있어서, (1) 탈기 가능한 인입실 내로 처리하고자 하는 입체상 중합체 물품을 인입시키는 인입단계; (2) 상기 입체상 중합체가 인입된 인입실 내부를 감압, 탈기시키는 제1진공화단계; (3) 상기 인입실 내의 입체상 중합체를 상기 처리실로 이송시키는 제1이송단계; (4) 상기 처리실 내로 이송된 입체상 중합체에 플라즈마를 이용하여 표면처리하는 표면처리단계; (5) 탈기 가능한 인출실 내부를 감압, 탈기시키는 제2진공화단계; (6) 표면처리가 완료된 입체상 중합체를 진공화된 상기 인출실 내로 이송시키는 제2이송단계; 및 (7) 상기 인출실 내의 입체상 중합체를 외부로 인출하는 인출단계;들을 포함하여 이루어진다.In addition, the continuous surface treatment method of the three-dimensional polymer according to the present invention, in the surface modification using the plasma ion implantation technology, (1) the step of introducing a three-dimensional polymer article to be treated into a degassing draw room; (2) a first vacuuming step of depressurizing and degassing the inside of the drawing chamber into which the three-dimensional polymer is introduced; (3) a first transfer step of transferring the three-dimensional polymer in the drawing chamber to the processing chamber; (4) a surface treatment step of surface treatment using plasma to the three-dimensional polymer transferred into the treatment chamber; (5) a second vacuuming step of depressurizing and degassing the inside of the degassable extraction chamber; (6) a second transfer step of transferring the surface-treated three-dimensional polymer into the evacuated drawing chamber; And (7) a withdrawal step of withdrawing the three-dimensional polymer in the withdrawal chamber to the outside.

상기 (2)의 제1진공화단계 전, 후에서 상기 인입실 내의 입체상 중합체에 열풍을 가하여 입체상 중합체로부터 수분을 제거하는 전처리단계;를 더 수행할 수 있다.A pretreatment step of removing moisture from the three-dimensional polymer by applying hot air to the three-dimensional polymer in the drawing room before and after the first vacuuming step of (2).

상기 (4)의 표면처리단계는 아르곤, 질소 또는 이들의 혼합물들로 이루어지는 공정가스를 15 내지 100sccm의 양으로 연속적으로 상기 처리실로 공급하면서 펄스 폭 20 내지 30㎳, 플라즈마 발생을 위한 고주파의 주파수 500 내지 1,500㎐ 및 고전압펄스 21 내지 25KV의 공정조건으로 표면처리를 수행하는 것으로 이루어진다.Surface treatment step (4) is a pulse width of 20 to 30 kHz, a high frequency frequency 500 for plasma generation while continuously supplying a process gas consisting of argon, nitrogen or mixtures thereof in an amount of 15 to 100 sccm To surface treatment under a process condition of 1 to 1500 kHz and high voltage pulse 21 to 25 KV.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 입체상 중합체의 연속 표면처리장치는, 플라즈마를 발생시켜 이온주입하기 위하여 고주파전력공급장치(27)와 매칭박스(26) 및 안테나(25)를 포함하는 고주파공급부와, 플라즈마를 구성하기 위한 이온화될 공정가스를 공급하는 가스도입장치(71)와 이에 연결되는 가스공급원(72)과, 진공펌프 등이 구비되는 처리실(21)을 포함하는 표면처리장치에 있어서, 상기 처리실(21)의전, 후에 서로 인접하게 취부되는, 탈기 가능한 인입실(11)과 탈기 가능한 인출실(31)들과, 상기 인입실(11), 처리실(21) 및 인출실(31)을 순차적으로 경유할 수 있도록 취부되는 이송장치(51)와 상기 이송장치(51)를 구동하는 이송수단들을 포함하여 이루어지되, 상기 인입실(11)과, 상기 인출실(31)과, 상기 인입실(11)과 처리실(21) 사이의 격벽 및 상기 처리실(21)과 인출실(31) 사이의 격벽들에 상기 이송장치(51)가 통과할 수 있는 자동개폐가 가능한 도어들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for continuous surface treatment of a three-dimensional polymer according to the present invention includes a high frequency power supply device 27, a matching box 26, and an antenna 25 to generate plasma and implant ions. And a high frequency supply unit, a gas introduction unit 71 for supplying a process gas to be ionized to construct a plasma, a gas supply source 72 connected thereto, and a processing chamber 21 including a vacuum pump. The degassing drawing chamber 11 and the degassing drawing chamber 31 which are mounted adjacent to each other before and after the processing chamber 21, the drawing chamber 11, the processing chamber 21 and the drawing chamber ( 31, the transfer device 51 and the transfer means for driving the transfer device 51 is mounted so as to pass through sequentially, the entry chamber 11, the withdrawal chamber 31, The partition wall between the drawing chamber 11 and the processing chamber 21 and the Including the chamber 21 and the take-off chamber 31, the door can automatically open and close with a transfer device 51 above the partition wall between can pass characterized by true.

상기에서 플라즈마를 발생시켜 이온주입하기 위하여 고주파전력공급장치(27)와 매칭박스(26) 및 안테나(25)를 포함하는 고주파공급부와, 플라즈마를 구성하기 위한 이온화될 공정가스를 공급하는 가스도입장치(71)와 이에 연결되는 가스공급원(72)과, 진공펌프 등이 구비되는 처리실(21)을 포함하는 표면처리장치는 당업자에게는 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다. 이러한 플라즈마를 이용하는 표면처리장치는 진공화된 처리실(21) 내에 이온화될 공정가스를 공급하고, 강한 자장 중에서 고주파전력을 인가하여 공정가스를 부분적으로 이온화시켜 제4의 물질상태라 일컬어지는 플라즈마를 형성시키고, 이를 고전압으로 대전된 시료대 등에 피가공물을 올려놓거나 또는 그리드(24) 내에 피가공물을 위치시키고, 플라즈마를 구성하는 이온들 중 상기 시료대 또는 그리드(24)에 인가된 전류의 극성에 대향되는 이온들이 주로 그리드(24) 등에 고전압펄스를 인가하는 것에 의해 정전기적으로 유도되어 피가공물의 표면에 적용되도록 함으로써 피가공물의 표면에 이온주입이 이루어지도록 하는 것이다. 즉, 본 발명에서는 이러한 공지의표면처리장치에서 피가공물을 연속적으로 처리할 수 있도록 하기 위하여 상기 처리실(21)의 전, 후에 인입실(11)과 인출실(31)을 설치하고, 상기 인입실(11)과 인출실(31)은 각각 탈기 가능하도록 진공펌프 등을 구비하여 이루어지며, 상기 인입실(11), 처리실(21) 및 인출실(31)들에는 이들을 순차적으로 경유할 수 있도록 취부되는 이송장치(51)와 상기 이송장치(51)를 구동하는 이송수단들을 포함하여 이루어진다.A high frequency power supply unit including a high frequency power supply device 27, a matching box 26 and an antenna 25 to generate plasma and ion implantation therein, and a gas introduction device supplying a process gas to be ionized to construct a plasma. Surface treatment apparatus including the 71 and the gas supply source 72 connected thereto, and the processing chamber 21 provided with a vacuum pump, etc. can be understood to be known to those skilled in the art to be commercially available. The surface treatment apparatus using such a plasma supplies the process gas to be ionized in the vacuumized processing chamber 21 and applies high frequency power in a strong magnetic field to partially ionize the process gas to form a plasma called a fourth material state. The workpiece is placed on a specimen table charged with a high voltage, or the workpiece is placed in the grid 24, and the polarity of the current applied to the specimen table or the grid 24 among the ions constituting the plasma is opposed to the workpiece. The ions to be applied are mainly electrostatically induced by applying a high voltage pulse to the grid 24 to be applied to the surface of the workpiece so that ion implantation is performed on the surface of the workpiece. That is, in the present invention, in order to be able to continuously process the workpiece in such a known surface treatment apparatus, the drawing chamber 11 and the drawing chamber 31 are provided before and after the treatment chamber 21, and the drawing chamber (11) and the withdrawal chamber 31 are each provided with a vacuum pump or the like so as to be degassable, and are mounted in the withdrawal chamber 11, the processing chamber 21 and the withdrawal chamber 31 so as to pass through them sequentially. It comprises a conveying device 51 and a conveying means for driving the conveying device (51).

또한, 상기 이송장치(51)는 이송수단에 의해 이송될 수 있으며, 바람직하게는 상기 이송수단으로서는 상기 인입실(11), 처리실(21) 및 인출실(31)들에 회전가능하게 취부되는 이송롤러(61)들이 될 수 있다.In addition, the transfer device 51 may be transferred by a transfer means, and preferably, the transfer means is rotatably mounted to the drawing chamber 11, the processing chamber 21, and the drawing chamber 31. The rollers 61 may be.

상기 이송롤러(61)들에 의해 이송되는 이송장치(51)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이송판(52)과, 상기 이송판(52)의 상단에 일체로 고정되며, 롤러와 접촉하여 가변되는 이송날개(53)와 상기 이송판(52)의 하단에 일체로 고정되며, 입체상 중합체(41)를 매달거나 고정시킬 수 있는 고정구(54)를 포함하여 이루어진다. 상기에서는 비록 이송롤러(61)와 이들 이송롤러(61)들에 의해 이송되는 이송장치(51)로 특정하여 설명하고 있으나, 입체상 중합체(41)를 이송시킬 수 있는 다른 수단 역시 가능하며, 단지 이들 이송장치(51)와 이송롤러(61)들을 구성하는 재질이 상기 처리실(21)을 구성하는 스테인레스스틸과 동일 또는 유사한 재질로 이루어질 수 있으며, 플라즈마나 고주파전력 및 고전압펄스 등에 영향을 주지 않는 재질로 이루어지는 것으로 충분히 달성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the conveying apparatus 51 conveyed by the conveying rollers 61 is integrally fixed to the conveying plate 52 and the upper end of the conveying plate 52 and in contact with the roller. It is fixed integrally fixed to the lower end of the transfer blade 53 and the transfer plate 52, and comprises a fastener (54) that can be suspended or fixed to the three-dimensional polymer (41). In the above, although specifically described as a feed roller 61 and a feed device 51 conveyed by these feed rollers 61, other means for transferring the three-dimensional polymer 41 is also possible, but only The material constituting the transfer device 51 and the feed rollers 61 may be made of the same or similar material as that of the stainless steel constituting the processing chamber 21, and does not affect plasma, high frequency power, or high voltage pulse. It can be sufficiently achieved by consisting of.

상기 이송장치(51)에 의한 입체상 중합체(41)의 이송을 위해서는 상기 인입실(11)과, 상기 인출실(31)과 상기 인입실(11)과 처리실(21) 사이의 격벽 및 상기 처리실(21)과 인출실(31) 사이의 격벽들에 상기 이송장치(51)가 통과할 수 있는 자동개폐가 가능한 도어들이 포함된다. 이들 도어들은 솔레노이드, 공압실린더 또는 유압실린더 등 공지의 동작수단에 의해 개폐동작이 가능하며, 개방에 의해 입체상 중합체(41)가 고정된 이송장치(51)가 통과할 수 있으며, 폐쇄에 의해 기체가 통과하지 못하여 일정한 진공도를 유지할 수 있는 도어의 구성에 의해 달성될 수 있다. 특히 바람직하게는 상기 도어들은 단시간 내에 개폐가 가능하도록 하여 입체상 중합체(41)의 통과 후 신속하게 밀폐될 수 있도록 입체상 중합체(41)의 가장 좁은 폭을 기준으로 개폐되어 입체상 중합체(41)가 통과될 수 있을 정도로 개폐되는 미닫이식의 도어구조가 가능하며, 이러한 구조는 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다.In order to transfer the three-dimensional polymer 41 by the transfer device 51, a partition wall between the drawing chamber 11, the drawing chamber 31, the drawing chamber 11, and the processing chamber 21 and the processing chamber 21 are provided. The partitions between the 21 and the withdrawal chamber 31 include automatic opening and closing doors through which the transfer device 51 can pass. These doors can be opened and closed by known operating means such as solenoids, pneumatic cylinders or hydraulic cylinders, and can be passed by a conveying device 51 on which the three-dimensional polymer 41 is fixed by opening, and by closing the gas. It can be achieved by the configuration of the door that can not pass through to maintain a constant degree of vacuum. Particularly preferably, the doors are opened and closed based on the narrowest width of the three-dimensional polymer 41 so that the doors can be opened and closed within a short time so that they can be quickly closed after the passage of the three-dimensional polymer 41. A sliding door structure that opens and closes enough to allow passage is possible, and such a structure may be understood to be well known to those skilled in the art.

도3에 나타낸 바와 같이, 상기 인입실(11)에 인접하게 표면처리될 입체상 중합체(41)에 70 내지 85℃의 온도의 건조열풍을 분사시켜 전처리하기 위한 전처리실(81)이 더 포함되며, 상기 전처리실(81)에는 열풍을 전처리실(81) 내로 불어넣기 위한 송풍기(82)와 상기 송풍기(82)에로 공급되는 열풍의 흐름을 단속하기 위한 제1단속밸브(83)와 상기 전처리실(81)로부터 공기를 배출시켜 진공화시키기 위한 배기공기의 흐름을 단속하기 위한 제2단속밸브(85) 및 상기 제2단속밸브(85)를 경유하여 상기 전처리실(81)로부터 공기를 배출시키기 위한 진공펌프가 연결된다.As shown in FIG. 3, a pretreatment chamber 81 is further included for pretreatment by spraying dry hot air at a temperature of 70 to 85 ° C. on the three-dimensional polymer 41 to be surface-treated adjacent to the drawing chamber 11. The pretreatment chamber 81 includes a blower 82 for blowing hot air into the pretreatment chamber 81, a first intermittent valve 83 for controlling a flow of hot air supplied to the blower 82, and the pretreatment chamber. The air is discharged from the pretreatment chamber 81 via the second control valve 85 and the second control valve 85 for controlling the flow of exhaust air for evacuating and evacuating air from the air. Vacuum pump is connected.

상기 제1단속밸브(83)에는 열풍을 발생시키기 위한 공기압축기(84)가 더 연결될 수 있다.An air compressor 84 for generating hot air may be further connected to the first control valve 83.

상기 전처리실(81)은 2개 병렬로 형성될 수 있으며, 이를 위해서는 상기 전처리실(81)에 더해 제2전처리실(87)이 병설될 수 있으며, 상기 제2전처리실(87)에는 열풍을 전처리실(81) 내로 불어넣기 위한 제2송풍기(88)와 상기 제2송풍기(88)에로 공급되는 열풍의 흐름을 단속하기 위한 제3단속밸브(89)와 상기 제2전처리실(87)로부터 공기를 배출시켜 진공화시키기 위한 배기공기의 흐름을 단속하기 위한 제4단속밸브(90) 및 상기 제4단속밸브(90)를 경유하여 상기 전처리실(81)로부터 공기를 배출시키기 위한 진공펌프가 연결된다. 여기에서 진공펌프는 하나의 진공펌프를 상기 제2단속밸브(85)와 제4단속밸브(90)를 경유하여 공용화할 수 있다. 또한, 열풍을 발생시키기 위한 공기압축기(84)가 상기 제3단속밸브(89)를 경유하여 공용화할 수 있다.The pretreatment chamber 81 may be formed in two parallel, for this purpose, a second pretreatment chamber 87 may be installed in addition to the pretreatment chamber 81, and hot air may be applied to the second pretreatment chamber 87. From the second blower 88 to blow into the pretreatment chamber 81 and the third intermittent valve 89 and the second pretreatment chamber 87 to control the flow of hot air supplied to the second blower 88. A vacuum pump for discharging air from the pretreatment chamber 81 via the fourth control valve 90 and the fourth control valve 90 to control the flow of exhaust air for discharging and evacuating the air is provided. Connected. Here, the vacuum pump may share one vacuum pump via the second control valve 85 and the fourth control valve 90. In addition, the air compressor 84 for generating hot air can be shared by the third intermittent valve 89.

또한, 상기 전처리실(81)을 별도로 구비하지 않고도 상기 인입실(11) 상에 상기 전처리실(81)에서 구비되는 송풍기(82)와 열풍의 단속을 위한 단속밸브 및 이를 경유하여 연결되는 공기압축기(84) 등을 구비시키는 것에 의해 인입실(11)에서 열풍의 적용에 의한 전처리를 가능하게 할 수도 있다.In addition, the blower 82 provided in the pretreatment chamber 81 and the intermittent valve for controlling the hot air without a separate pretreatment chamber 81 and an air compressor connected thereto are provided. By providing 84 or the like, it is possible to enable pretreatment by application of hot air in the drawing chamber 11.

도1을 기준으로 설명하면, 상기한 구성에 의해 입체상 중합체(41)를 이송시키기 위한 이송장치(51)는 입체상 중합체(41)를 고정한 채, 일단 상기 제1도어(13)를 개방시켜 제1도어(13)를 통해 인입실(11) 내로 인입된 후, 상기 제1도어(13)를 폐쇄시키고, 진공펌프를 동작시켜 인입실(11) 내를 충분히 진공화시킨 다음, 인입실(11)과 처리실(21) 사이의 제2도어(28)를 개방시키고, 이송롤러(61)를 구동시켜 상기 이송장치(51)를 처리실(21)로 이송시켜 상기 이송장치(51)에 고정된 입체상중합체(41)가 상기 처리실(21) 내의 그리드(24) 내에 위치되도록 한 후, 상기 제2도어(28)를 폐쇄시킨 후, 플라즈마처리를 수행한다. 플라즈마 처리는 종래의 플라즈마 처리와 동일 또는 유사한 것으로서, 내부를 진공화시킨 다음, 처리가스를 유입시키고, 고주파전력공급장치(27)와 매칭박스(26) 및 고전압펄스발생장치(23) 등을 구동시켜 안테나(25)를 경유하여 고주파전력이 공급되도록 함으로써 플라즈마를 발생시켜 고전압펄스가 인가되는 그리드(24) 쪽으로 양이온을 정전기적으로 끌어들여 그리드(24) 내에 위치하는 입체상 중합체(41)의 표면에 주입되도록 한다. 이후, 표면처리가 완료되면, 상기 처리실(21)과 인출실(31) 사이의 제3도어(33)를 개방시키고, 역시 이송롤러(61)를 구동시켜 상기 이송장치(51)를 인출실(31)로 이송시킨다. 이송실로 이송된 상기 이송장치(51)는 이후 역시 상기한 이송롤러(61)의 구동에 의해 제4도어(34)를 통해 완전히 외부로 인출되게 된다. 제4도어(34)의 개방에 의해 이송장치(51)가 인출되고 난 후, 제4도어(34)를 폐쇄한 후, 인출실(31)의 내부는 진공화된다. 이러한 인출실(31)의 진공화는 후속의 제3도어(33)의 개방 시 상기 처리실(21) 내로 외부공기가 유입되지 않도록 하는 기능을 하여 처리실(21) 내에서의 연속처리를 위한 공정조건을 빠른 시간 내에 복구하여 표면처리를 한 준비를 가능하게 한다. 상기와 같은 방법으로 입체의 형상을 갖는 중합체(41)를 연속적으로 표면처리할 수 있게 된다. 상기한 이송장치(51)는 처리될 입체상 중합체(41)를 고정시켜 인입실(11)로 인입시키고, 처리되어 인출된 입체상 중합체(41)는 떼어내는 방법으로 순환에 의해 반복 사용할 수 있다.Referring to FIG. 1, the transfer device 51 for transferring the three-dimensional polymer 41 by the above-described configuration opens the first door 13 once while the three-dimensional polymer 41 is fixed. After entering the drawing chamber 11 through the first door 13, the first door 13 is closed, and a vacuum pump is operated to sufficiently evacuate the drawing chamber 11, and then the drawing chamber ( 11) and the second door 28 between the processing chamber 21 is opened, and the feed roller 61 is driven to transfer the transfer device 51 to the process chamber 21 so as to be fixed to the transfer device 51. After allowing the stereopolymer 41 to be positioned in the grid 24 in the processing chamber 21, the second door 28 is closed, and then plasma processing is performed. Plasma processing is the same as or similar to the conventional plasma processing, and vacuums the inside, and then introduces a processing gas, drives the high frequency power supply device 27, the matching box 26, the high voltage pulse generator 23, and the like. Surface of the three-dimensional polymer 41 located within the grid 24 by electrostatically attracting positive ions toward the grid 24 to which high voltage pulses are applied by generating high-frequency power through the antenna 25. To be injected into. Subsequently, when the surface treatment is completed, the third door 33 between the processing chamber 21 and the drawing chamber 31 is opened, and the feed roller 61 is also driven to drive the drawing apparatus 51 to the drawing chamber ( 31). The transfer device 51 transferred to the transfer chamber is then completely drawn out through the fourth door 34 by the driving of the transfer roller 61. After the transfer device 51 is pulled out by opening the fourth door 34, after closing the fourth door 34, the inside of the drawing chamber 31 is evacuated. The evacuation of the drawing chamber 31 serves to prevent external air from flowing into the processing chamber 21 when the third door 33 is subsequently opened, thereby processing conditions for continuous processing in the processing chamber 21. It is possible to recover the surface in a short time and prepare for surface treatment. In the same manner as described above, the polymer 41 having a three-dimensional shape can be continuously surface treated. The transfer device 51 may be repeatedly used by circulation by fixing the three-dimensional polymer 41 to be treated to be introduced into the drawing chamber 11 and removing the treated three-dimensional polymer 41. .

또한, 본 발명에 따른 입체상 중합체의 연속 표면처리방법은, 플라즈마 이온주입기술을 이용하는 표면개질에 있어서, (1) 탈기 가능한 인입실 내로 처리하고자 하는 입체상 중합체 물품을 인입시키는 인입단계; (2) 상기 입체상 중합체가 인입된 인입실 내부를 감압, 탈기시키는 제1진공화단계; (3) 상기 인입실 내의 입체상 중합체를 상기 처리실로 이송시키는 제1이송단계; (4) 상기 처리실 내로 이송된 입체상 중합체에 플라즈마를 이용하여 표면처리하는 표면처리단계; (5) 탈기 가능한 인출실 내부를 감압, 탈기시키는 제2진공화단계; (6) 표면처리가 완료된 입체상 중합체를 진공화된 상기 인출실 내로 이송시키는 제2이송단계; 및 (7) 상기 인출실 내의 입체상 중합체를 외부로 인출하는 인출단계;들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, the continuous surface treatment method of the three-dimensional polymer according to the present invention, in the surface modification using the plasma ion implantation technology, (1) the step of introducing a three-dimensional polymer article to be treated into a degassing draw room; (2) a first vacuuming step of depressurizing and degassing the inside of the drawing chamber into which the three-dimensional polymer is introduced; (3) a first transfer step of transferring the three-dimensional polymer in the drawing chamber to the processing chamber; (4) a surface treatment step of surface treatment using plasma to the three-dimensional polymer transferred into the treatment chamber; (5) a second vacuuming step of depressurizing and degassing the inside of the degassable extraction chamber; (6) a second transfer step of transferring the surface-treated three-dimensional polymer into the evacuated drawing chamber; And (7) a withdrawal step of withdrawing the three-dimensional polymer in the withdrawal chamber to the outside.

상기 (1)의 인입단계는 상기 처리실(21)의 진공도에는 영향을 줌이 없이 입체상 중합체(41) 물품을 상기 처리실(21) 내로 연속적으로 공급할 수 있도록 하기 위한 전단계로서 기능하도록 하기 위하여 탈기 가능한 인입실(11) 내로 처리하고자 하는 입체상 중합체(41) 물품을 인입시키는 단계이다. 이후, (2)의 제1진공화단계에서 상기 입체상 중합체(41) 물품이 인입된 인입실(11) 내부를 감압, 탈기시키는 단계이다. 상기 (2)의 제1진공화단계에서 상기 인입실(11) 내부를 진공화시킴으로써 상기 이송기에 의해 상기 인입실(11) 내의 피가공물로서의 입체상 중합체(41) 물품을 상기 처리실(21)로 이송시킬 때 처리실(21)의 진공도 등 내부 공정조건을 크게 변화시키지 아니하고도 상기 입체상 중합체(41) 물품을 상기 처리실(21) 내로 이송시킬 수 있는 조건이 이루어지게 된다. 계속해서, 상기 (3)의 제1이송단계에서는 상기 인입실(11) 내의 입체상 중합체(41) 물품들을 상기 처리실(21)로 이송시키는단계이며, 이후 상기 (4)의 표면처리단계에서 상기 처리실(21) 내로 이송된 입체상 중합체(41) 물품에 플라즈마를 이용하여 표면처리를 수행하게 된다. 계속해서, 상기 (5)의 제2진공화단계에서는 역으로 상기 탈기 가능한 인출실(31) 내부를 감압, 탈기시키며, 이는 상기 인출실(31) 내부를 진공화시켜 역시 상기 처리실(21)의 진공도에는 영향을 줌이 없이 표면처리가 완료된 입체상 중합체(41) 물품을 상기 인출실(31)로 이송시킬 수 있도록 진공화하는 단계이다. 이후, 상기 (6)의 제2이송단계에서 상기 표면처리가 완료된 중합체(41) 물품을 진공화된 상기 인출실(31) 내로 이송시킨 후, 상기 (7)의 배출단계에서는 상기 인출실(31) 내로 이송된 후, 상기 인출실(31)로부터 표면처리가 완료된 중합체(41)들을 배출하도록 함으로써 입체상 중합체(41) 물품을 연속적으로 표면처리하도록 한다.The retraction step of (1) is degassable in order to function as a previous step for continuously supplying the three-dimensional polymer 41 article into the processing chamber 21 without affecting the degree of vacuum in the processing chamber 21. A step of introducing the three-dimensional polymer 41 article to be treated into the drawing chamber 11 is performed. Thereafter, in the first vacuuming step (2), the inside of the drawing chamber 11 into which the three-dimensional polymer 41 article is introduced is depressurized and degassed. By vacuuming the inside of the drawing chamber 11 in the first vacuuming step of (2), the three-dimensional polymer 41 article as a work in the drawing chamber 11 is transferred to the processing chamber 21 by the conveyer. At the time of transfer, the conditions for transferring the three-dimensional polymer 41 article into the processing chamber 21 are achieved without significantly changing the internal process conditions such as the degree of vacuum of the processing chamber 21. Subsequently, in the first transfer step of (3), the three-dimensional polymer 41 article in the drawing chamber 11 is transferred to the processing chamber 21, and then, in the surface treatment step of (4), Surface treatment is performed by using plasma on the three-dimensional polymer 41 article transferred into the treatment chamber 21. Subsequently, in the second vacuuming step of (5), the inside of the degassing withdrawal chamber 31 is decompressed and degassed, which in turn vacuums the inside of the withdrawal chamber 31. It is a step of evacuating the three-dimensional polymer 41 article of which surface treatment is completed to the draw chamber 31 without affecting the degree of vacuum. Subsequently, in the second transfer step of (6), the polymer 41 article having the surface treatment is transferred into the evacuation chamber 31 which is evacuated, and then, in the discharge step of (7), the withdrawal chamber 31 After being transferred into the c), the three-dimensional polymer 41 article is continuously surface treated by causing the surface-treated polymers 41 to be discharged from the drawing chamber 31.

상기 (2)의 제1진공화단계 전, 후에서 상기 인입실(11) 내의 입체상 중합체(41) 물품에 열풍을 가하여 수분 등을 제거하는 전처리단계를 더 수행할 수 있다. 상기 전처리단계는 상기 인입실(11) 내의 입체상 중합체(41) 물품을 사전 가열하여 입체상 중합체(41) 물품의 표면에로의 이온의 주입을 보다 깊은 곳까지 가능하도록 한다. 상기 전처리단계에서는 70 내지 85℃의 온도의 열풍을 적용시켜 수분을 제거하며, 부분적으로 입체상 중합체(41)를 가열시키며, 가열온도는 중합체(41) 물품을 구성하는 중합체(41)의 종류와 물성 및 크기 등에 따라 달라질 수 있으며, 당업자에게는 적절한 가열온도를 이론적으로나 경험칙에 의해 실험적으로 결정할 수 있다.Before and after the first vacuuming step of (2), a pretreatment step of removing moisture and the like by applying hot air to the three-dimensional polymer 41 article in the drawing chamber 11 may be further performed. The pretreatment step preheats the three-dimensional polymer 41 article in the draw chamber 11 to allow the implantation of ions into the surface of the three-dimensional polymer 41 article to a deeper location. In the pretreatment step, hot air at a temperature of 70 to 85 ° C. is applied to remove moisture, and the three-dimensional polymer 41 is heated, and the heating temperature is different from the type of polymer 41 constituting the polymer 41 article. It may vary depending on physical properties and sizes, and those skilled in the art can determine the appropriate heating temperature experimentally by theory or empirical rules.

상기 (4)의 표면처리단계는 아르곤, 질소 또는 이들의 혼합물들로 이루어지는 공정가스를 15 내지 100sccm의 양으로 연속적으로 상기 처리실(21)로 공급하면서 펄스 폭 20 내지 30㎳, 플라즈마 발생을 위한 고주파의 주파수 500 내지 1,500㎐ 및 고전압펄스로서 21 내지 25KV의 고전압을 인가하는 공정조건으로 표면처리를 수행하는 것으로 이루어진다. 이러한 공정조건은 입체상 중합체(41)의 종류, 크기 및 형상 등에 따라 달라질 수 있으며, 당업자에게는 이론적으로나 경험적으로 적절한 공정조건을 결정하여 표면처리에 의한 이온주입을 수행할 수 있음은 당연히 이해될 수 있는 것이다.Surface treatment step (4) is a high-frequency for generating a pulse width of 20 to 30 kHz, plasma generation while supplying a process gas consisting of argon, nitrogen or a mixture thereof to the process chamber 21 continuously in an amount of 15 to 100 sccm The surface treatment is performed under a process condition of applying a high voltage of 21 to 25KV as a frequency of 500 to 1500 kHz and a high voltage pulse. Such process conditions may vary depending on the type, size, shape, etc. of the three-dimensional polymer 41, and those skilled in the art can understand that theoretically and empirically suitable process conditions can be performed to perform ion implantation by surface treatment. It is.

상기한 바의 본 발명에 따른 표면처리장치 및 표면처리방법에 의해 가공되는 피가공물로서의 입체상 중합체(41)로서는 공지된 모든 종류의 중합체들이 가능하며, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 등의 비닐중합체(41)류, 나일론 6, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 66 등의 나일론류, 기타 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS), 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체(SAN), 폴리페닐렌설피드(PPS), 폴리에테르이미드수지(PEI), 폴리이미드(PI), 변성 폴리페닐렌 옥사이드(MPPO), 변성폴리설폰(MPSU ; Modified polysulfone), 변성폴리에테르(MPES ; Modified polyether) 및 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 들이 될 수 있다.As the three-dimensional polymer 41 as the workpiece to be processed by the surface treatment apparatus and the surface treatment method according to the present invention as described above, all kinds of known polymers are possible, and preferably, low density polyethylene (LDPE), linear low density Vinyl polymers 41 such as polyethylene (LLDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), nylon 6 such as nylon 6, nylon 11, nylon 12, nylon 66, and other polycarbonates PC), polyethylene terephthalate (PET), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), polyphenylene sulfide (PPS), polyetherimide resin (PEI), Polyimide (PI), modified polyphenylene oxide (MPPO), modified polysulfone (MPSU; Modified polysulfone), modified polyether (MPES) and polyether ether ketone (PEEK).

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be understood as limiting the scope of the invention.

실시예 1 및 2Examples 1 and 2

도1에 도시한 바와 같은 장치를 이용하여 인입실(11) 내로 처리하고자 하는 피가공물로서 폴리에틸렌제의 입체상 중합체(41) 물품을 인입시킨 후, 인입실(11) 내를 감압, 탈기시켜 진공화하고, 진공화가 완료된 후, 계속해서 인입실(11) 내의 입체상 중합체(41) 물품을 이송시키면서 플라즈마 표면처리를 수행하되, 표면처리의 공정조건을 하기 표 1과 같이 수행한 후, 인출실(31) 내부를 감압, 탈기시켜 진공화한 후, 표면처리가 완료된 입체상 중합체(41) 물품을 진공화된 상기 인출실(31) 내로 이송시킨 후, 최종적으로 인출실(31) 밖으로 인출시키는 방법으로 연속 표면처리를 수행하였으며, 그 결과로서, 공정시의 이온밀도 및 처리 후의 피가공물로서의 입체상 중합체의 표면저항을 측정하여 역시 표 1에 나타내었다.After introducing the three-dimensional polymer 41 article made of polyethylene as the workpiece to be processed into the drawing chamber 11 by using the apparatus as shown in FIG. 1, the inside of the drawing chamber 11 was depressurized and degassed to obtain a vacuum. After the evacuation and vacuuming is completed, the plasma surface treatment is carried out while continuously transferring the three-dimensional polymer 41 article in the inlet chamber 11, but the process conditions of the surface treatment are performed as shown in Table 1 below. (31) After depressurizing and degassing the inside to evacuate, the surface-finished three-dimensional polymer (41) article is transferred into the evacuated withdrawal chamber (31) and finally withdrawn out of the withdrawal chamber (31). The continuous surface treatment was carried out by the method, and as a result, the ion resistance in the process and the surface resistance of the three-dimensional polymer as the workpiece after the treatment were also measured, and are also shown in Table 1 below.

구 분division 공정기체(아르곤, sccm)Process gas (argon, sccm) 공정기체(질소, sccm)Process gas (nitrogen, sccm) 펄스 폭(㎳)Pulse width 주파수(㎐)Frequency 고전압(KV)High voltage (KV) 이온밀도(ea/㎠)Ion Density (ea / ㎠) 표면저항(Ω/㎠)Surface resistance (Ω / ㎠) 실시예 1Example 1 3838 -- 2020 500500 2525 1010 10 10 107- 108 10 7-10 8 실시예 2Example 2 2525 1414 2525 650650 21.621.6 1011 10 11 107- 108 10 7-10 8

따라서, 본 발명에 의하면 107내지 108Ω/㎠의 낮은 표면저항을 달성하여 입체상 중합체(41)의 표면의 대전방지 및 전도성 등을 향상시킬 수 있으며, 특히 입체상 중합체(41)를 연속적으로 표면처리하는 것을 가능하게 함으로써 대량생산을 용이하게 하는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, a low surface resistance of 10 7 to 10 8 mW / cm 2 can be achieved to improve the antistatic property and the conductivity of the surface of the three-dimensional polymer 41, and in particular, the three-dimensional polymer 41 can be continuously By making it possible to surface-treat, the mass production is facilitated.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications are within the scope of the appended claims.

Claims (9)

플라즈마를 발생시켜 이온주입하기 위하여 고주파전력공급장치와 매칭박스 및 안테나를 포함하는 고주파공급부와, 플라즈마를 구성하기 위한 이온화될 공정가스를 공급하는 가스도입장치와 이에 연결되는 가스공급원과, 진공펌프 등이 구비되는 처리실을 포함하는 표면처리장치에 있어서, 상기 처리실의 전, 후에 서로 인접하게 취부되는, 탈기 가능한 인입실과 탈기 가능한 인출실들과, 상기 인입실, 처리실 및 인출실을 순차적으로 경유할 수 있도록 취부되는 이송장치와 상기 이송장치를 구동하는 이송수단들을 포함하여 이루어지되, 상기 인입실과, 상기 인출실과, 상기 인입실과 처리실 사이의 격벽 및 상기 처리실과 인출실 사이의 격벽들에 상기 이송장치가 통과할 수 있는 자동개폐가 가능한 도어들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 입체상 중합체의 연속 표면처리장치.A high frequency power supply unit including a high frequency power supply device, a matching box and an antenna to generate plasma and ion implantation, a gas introduction device supplying a process gas to be ionized to construct a plasma, a gas supply source connected thereto, a vacuum pump, etc. A surface treatment apparatus comprising a treatment chamber provided therein, wherein the degassing drawing chamber and the degassing drawing chambers which are mounted adjacent to each other before and after the treatment chamber can sequentially pass through the drawing chamber, the treatment chamber, and the drawing chamber. And a conveying apparatus mounted so as to drive the conveying apparatus, wherein the conveying apparatus is provided in the drawing chamber, the drawing chamber, the partition wall between the drawing chamber and the processing chamber, and the partition walls between the processing chamber and the drawing chamber. A three-dimensional feature comprising doors capable of opening and closing automatically Continuous surface treatment of phase polymer. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이송수단이 회전가능하게 취부되는 이송롤러임을 특징으로 하는 상기 입체상 중합체의 연속 표면처리장치.Apparatus for continuous surface treatment of the three-dimensional polymer, characterized in that the conveying roller is rotatably mounted. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이송장치가 이송판과, 상기 이송판의 상단에 일체로 고정되며, 이송수단으로서의 이송롤러와 접촉하여 가변되는 이송날개와 상기 이송판의 하단에 일체로 고정되며, 입체상 중합체를 매달거나 고정시킬 수 있는 고정구를 포함하여 이루어지는 것임을 특징으로 하는 상기 입체상 중합체의 연속 표면처리장치.The conveying device is fixed to the conveying plate and the upper end of the conveying plate integrally fixed to the lower end of the conveying blade and the conveying plate which is variable in contact with the conveying roller as the conveying means, suspended or fixed three-dimensional polymer Continuous surface treatment apparatus of the three-dimensional polymer characterized in that it comprises a fixture that can be made. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 인입실에 인접하게 표면처리될 입체상 중합체에 70 내지 85℃의 온도의 건조열풍을 분사시켜 전처리하기 위한 전처리실이 더 포함되며, 상기 전처리실에는 열풍을 전처리실 내로 불어넣기 위한 송풍기와 상기 송풍기에로 공급되는 열풍의 흐름을 단속하기 위한 제1단속밸브와 상기 전처리실로부터 공기를 배출시켜 진공화시키기 위한 배기공기의 흐름을 단속하기 위한 제2단속밸브 및 상기 제2단속밸브를 경유하여 상기 전처리실로부터 공기를 배출시키기 위한 진공펌프가 연결되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 입체상 중합체의 연속 표면처리장치.The pretreatment chamber further comprises a pretreatment chamber for pre-treatment by spraying dry hot air of a temperature of 70 to 85 ℃ to the three-dimensional polymer to be surface-treated adjacent to the inlet chamber, the pretreatment chamber and a blower for blowing the hot air into the pretreatment chamber Via a first control valve for regulating the flow of hot air supplied to the blower, and a second control valve for regulating the flow of exhaust air for discharging and evacuating air from the pretreatment chamber and the second control valve. And a vacuum pump for discharging air from the pretreatment chamber is connected. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1단속밸브에는 열풍을 발생시키기 위한 공기압축기가 더 연결되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 입체상 중합체의 연속 표면처리장치.The first control valve is a continuous surface treatment apparatus of the three-dimensional polymer, characterized in that the air compressor for generating hot air is further connected. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 전처리실에 더해 제2전처리실이 병설되고, 상기 제2전처리실에는 열풍을 전처리실 내로 불어넣기 위한 제2송풍기와 상기 제2송풍기에로 공급되는 열풍의 흐름을 단속하기 위한 제3단속밸브와 상기 제2전처리실로부터 공기를 배출시켜 진공화시키기 위한 배기공기의 흐름을 단속하기 위한 제4단속밸브 및 상기 제4단속밸브를 경유하여 상기 전처리실로부터 공기를 배출시키기 위한 진공펌프가 연결되어 이루어짐을 특징으로 하는 상기 입체상 중합체의 연속 표면처리장치.In addition to the pretreatment chamber, a second pretreatment chamber is installed, and the second pretreatment chamber includes a second blower for blowing hot air into the pretreatment chamber and a third intermittent valve for controlling the flow of hot air supplied to the second blower. And a fourth control valve for controlling the flow of exhaust air for evacuating and evacuating air from the second pretreatment chamber and a vacuum pump for discharging air from the pretreatment chamber via the fourth control valve. Continuous surface treatment apparatus of the three-dimensional polymer, characterized in that made. 플라즈마 이온주입 기술을 이용하는 표면개질에 있어서,In surface modification using plasma ion implantation technology, (1) 탈기 가능한 인입실 내로 처리하고자 하는 입체상 중합체 물품을 인입시키는 인입단계;(1) an introduction step of introducing a three-dimensional polymer article to be treated into a degassing entrance chamber; (2) 상기 입체상 중합체가 인입된 인입실 내부를 감압, 탈기시키는 제1진공화단계;(2) a first vacuuming step of depressurizing and degassing the inside of the drawing chamber into which the three-dimensional polymer is introduced; (3) 상기 인입실 내의 입체상 중합체를 상기 처리실로 이송시키는 제1이송단계;(3) a first transfer step of transferring the three-dimensional polymer in the drawing chamber to the processing chamber; (4) 상기 처리실 내로 이송된 입체상 중합체에 플라즈마를 이용하여 표면처리하는 표면처리단계;(4) a surface treatment step of surface treatment using plasma to the three-dimensional polymer transferred into the treatment chamber; (5) 탈기 가능한 인출실 내부를 감압, 탈기시키는 제2진공화단계;(5) a second vacuuming step of depressurizing and degassing the inside of the degassable extraction chamber; (6) 표면처리가 완료된 입체상 중합체를 진공화된 상기 인출실 내로 이송시키는 제2이송단계; 및(6) a second transfer step of transferring the surface-treated three-dimensional polymer into the evacuated drawing chamber; And (7) 상기 인출실 내의 입체상 중합체를 외부로 인출하는 인출단계;(7) a withdrawal step of withdrawing the three-dimensional polymer in the withdrawal chamber to the outside; 들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 입체상 중합체의 연속 표면처리방법.Continuous surface treatment method of the three-dimensional polymer, characterized in that consisting of. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (2)의 제1진공화단계 전, 후에서 상기 인입실 내의 입체상 중합체에 열풍을 가하여 입체상 중합체로부터 수분을 제거하는 전처리단계;를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 입체상 중합체의 연속 표면처리방법.A pretreatment step of removing moisture from the three-dimensional polymer by applying hot air to the three-dimensional polymer in the drawing chamber before and after the first vacuuming step of (2). Continuous surface treatment method. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (4)의 표면처리단계는 아르곤, 질소 또는 이들의 혼합물들로 이루어지는 공정가스를 15 내지 100sccm의 양으로 연속적으로 상기 처리실로 공급하면서 펄스 폭 20 내지 30㎳, 플라즈마 발생을 위한 고주파의 주파수 500 내지 1,500㎐ 및 고전압펄스 21 내지 25KV의 공정조건으로 표면처리를 수행하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 입체상 중합체의 연속 표면처리방법.Surface treatment step (4) is a pulse width of 20 to 30 kHz, a high frequency frequency 500 for plasma generation while continuously supplying a process gas consisting of argon, nitrogen or mixtures thereof in an amount of 15 to 100 sccm The surface treatment method of the three-dimensional polymer, characterized in that the surface treatment is carried out at a process condition of 1 to 1500 kV and high voltage pulse 21 to 25KV.
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