KR20190134800A - 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법은 플라즈마 기술분야에 속하며, 해당 방법에서 반응챔버를 진공펌프하고 불활성 기체를 주입하여 소지의 운동을 발생하고, 반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 화학기상 증착을 진행하며, 증착과정은 전처리 단계와 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계의 플라즈마 방전 방식은 하이 파워 연속방전이고, 도막 단계의 플라즈마 방전 방식은 大듀티비 펄스 방전이며, 전처리 단계와 도막단계를 적어도 1회 순환중복하며, 도막 공정 과정에서 순환 인입으로 인해 소지 표면에 더 많은 활성 부위를 인입하도록 하여 효과적인 도막이 증가하였고, 막 구조가 더 치밀하여 다층 복합 구조의 나노 코팅층을 얻어 제품 자체에 다층 보호를 제공하였으며, 미시적으로는 더욱 치밀한 코팅층 구조를 나타내고, 거시적으로는 우수한 소수성, 부착력, 내산염기, 기계성능 및 내습열성능을 나타낸다.

Description

순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법
본 발명은 플라즈마 화학기상 증착 기술분야에 속하고, 구체적으로 다기능성 나노 보호 코팅층 제조방법에 관한 것이다.
부식성 환경은 전자부품이 파괴되는 가장 보편적인 요인이다. 환경부식에 의해 전자부품내 고체 재료의 부식, 도체/반도체 절연성 저하 및 단락, 차단 또는 접촉 불량 등 고장현상을 초래한다. 현재, 국방, 우주항공 등 첨단기술 업계 제품중 전자부품이 차지하는 비례가 커지고 있고, 전자제품의 방습, 곰팡이 방지, 내부식성 요구가 엄격해지고 있다. 통신분야는 기술의 부단한 진보로 인해 통신 주파수(frequency)가 부단히 상승하고 통신설비의 방열성, 신호전송의 안정성 및 믿음성에 대한 요구도 높아지고 있다. 따라서 회로기판 및 전자 소자를 효과적으로 보호할 수 있을뿐만 아니라 정상적인 방열 및 신호 전송에 영향이 없는 확실한 방법을 필요로 한다.
폴리머 코팅층은 경제적이고 도장이 용이하며 적용범위가 광범위하는 등 특징으로 인해 통상적으로 재료 표면의 보호에 사용되어 재료에 양호한 물리, 화학 내구성을 부여할 수 있다. 폴리머 코팅층은 차단성에 의해 전자제품, 회로기판 표면에 형성된 보호막은 회로기판을 효과적으로 격리시킬 수 있고 회로를 부식 환경의 침식, 파괴로 부터 보호하여 전자부품의 신뢰성을 상승시키고 안전계수를 증강시키며 사용수명을 확보하여 부식 방지 코팅층으로 사용된다.
컨포멀 코팅(Conformal coating)은 특정된 재료를 PCB에 코팅하여 피도장체와 일치한 외형을 유지하는 절연 보호층을 형성하는 공정과정으로, 통상적으로 사용하는 회로기판 방수 방법이며, 회로기판을 효과적으로 격리시킬 수 있고 회로가 열악한 환경의 침식, 파괴로부터 보호할 수 있다. 현재의 컨포멀 코칭층 제조과정에도 액상법에서 용제가 회로기판 기구를 손상시키 쉽고; 열경화형 코팅층은 고온에서 기구를 파손시키기 쉬우며; 광경화형 코팅층이 밀폐된 기구내부를 실현하기 어려운 여러가지 문제와 폐단이 존재한다. 미국 Union Carbide Co.사는 저투수성, 저기체투과성, 고차폐 효과를 갖고 있어, 방습, 방수, 곰팡이 방지, 녹 방지, 산염기 부식 방지 작용을 갖는 파카크릴렌 폴리머인 파릴렌 코팅층의 새로운 컨포멀 코팅층 재료를 개발응용하였다. 연구 결과, 폴리-p-자일렌은 진공상태에서 증착을 생성하여, 액체 도료가 범접할 수 없는 분야, 예하면 고주파 회로, 극약 전류 시스템의 보호에 응용될 수 있다. 폴리머 박막 코팅층의 두께는 컨포멀 코팅층에 대한 폴리-p-자일렌 기상증착의 보호 실효에 영향 주는 주요 원인으로, 인쇄회로기판 어셈블리 폴리머 박막 코팅층은 3~7 μm　두께에서 국부적 실효가 쉽게 생성하여, 고주파 유전 손실에 영향 주지 않는 상황에서 코팅층 두께는 ≥30μm를 만족해야 한다. 파릴렌 코팅은 보호해야 할 인쇄 배선판의 전처리 요구가 높으며, 예하면 전기 전도 어셈블리, 신호 전송 어셈블리, 무선 주파수 어셈블리 등의 어셈블리 성능에 영향 주는 것을 피하도록 컨포멀 코팅층을 기상증착 할 경우, 배선판 어셈블리에 차폐 전처리가 필요하다. 이러한 폐단은 파릴렌 코팅층의 응용에 극대한 제한을 가져다 주었다. 파릴렌 코팅층 제조는, 원가가 높고, 코팅층 제조 조건이 까다로우며(고온, 고진공도 요구), 막 형성 속도가 늦어 광범위하게 응용하기 어렵다. 이외, 두꺼운 코팅층은 방열성이 부족하고, 신호차단, 코팅층 결함이 많은 등 문제를 가져오기 쉽다.
플라즈마 화학기상 증착(plasma chemical vapor deposition,PCVD)은 플라즈마로 반응 기체를 활성화시켜 기지 표면 또는 표면에 근접한 공간에서의 화학반응을 촉진하여 고체상 막을 형성하는 기술이다. 플라즈마 화학기상 증착법의 장점은 하기와 같다.
(1) 건식 공정으로서 박막 형성이 균일하고 핀홀이 없다.
(2) 폴리머 필름의 내용제성, 내화학부식성, 내열성, 내마모성 등 화학, 물리 성질이 안정적이다.
(3) 플리스마 폴리머 필름은 기지와의 접착성이 양호하다.
(4) 극히 불규칙적인 요철의 소지 표면에도 균일한 박막 제조가 가능하다.
(5) 코팅층 제조 온도가 낮아 상온조건에서 진행 가능하여 온도에 민감한 기구의 손상을 효과적으로 피할 수 있다.
(6) 플라즈마 공정은 μm급 두께의 코팅층을 제조할 수 있을뿐만 아니라 초박 나노급의 코팅층도 제조할 수 있다.
영국 P2i사는 화학기상 증착 기술을 이용하여 특정된 저 듀티비(duty ratio) 펄스 방전방법에 의해 폴리머 나노 코팅층을 제조하는 기술을 개발하였으나, 해당 듀티비는 1:1000미만이고, 해당 특정된 저 듀티비(duty ratio) 펄스 방전방법의 제조과정은 화학 원료의 서로 다른 작용기의 결합 길이, 결합 에너지, 재료의 분자량과 제공되는 에너지의 효과적인 협동과 제어를 실현할 수 없어, 제조된 코팅층의 내긁기성과 지구성 효과가 이상적이지 못하다. 바로 이러한 코팅층 성능 제한으로 인해 현재 코팅층은 전자, 전기 장치에만 소액성 나노 코팅층을 형성할 수 있고, 환경으로 인한 항부식성을 효과적으로 해결할 수 없다. 또한, 특정된 듀티비 펄스 방전방법에 의해 제조된 치밀 보호 코팅층은 미시적인 측면에서 볼때 도막과정중 비교적 작은 출력 밀도는 치밀한 구조의 성형에 불리하고, 심지어 안정적인 막 구조를 형성할 수 없으며; 거시적인 측면에서 볼 ?, 비교적 작은 출력 밀도가 코팅층의 빠른 속도로의 증가에 불리하여, 실제 생산중에서의 효능이 비교적 낮아 응용을 제한하는 치명적인 결점을 갖는다.
기존의 플라즈마 화학기상 증착 코팅층 제조과정에서 소지는 모두 고정되어 있고, 소지의 운동상태와 플라즈마의 방전 에너지는 연관성이 없으며; 지속적인 방전의 방법으로 챔버내 정적인 소지를 처리하여 단량체내 활성화된 절단된 체인이 지속적인 방전의 작용하에서 일반적으로 간단히 쌓여 막으로 결합되어, 얻어지는 도금층의 구조가 일반적으로 느슨하고 심지어 분말화 정도가 높아 코팅층의 미시적인 치밀구조의 형성에 불리하므로 코팅층의 방수, 방습, 내부식, 내용제 등 보호 성능이 비교적 열위하다.
반응 챔버내 플라즈마 밀도와 화학 원료 밀도는 구역의 다름에 따라 차이가 존재하여, 소지가 정적으로 움직이지 않는다 하여도 일부 구역의 코팅층은 증착되어 속도가 작아지고, 생산성이 낮아질뿐만 아니라 균일성 및 치밀성의 차이가 비교적 큰 현상이 존재한다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법을 제공한다. 해당 제조과정의 공정은 플라즈마 방전방식이 하이 파워 연속 방전인 전처리 단계와 플라즈마 방전방식이 고듀티비 펄스 방전인 도막단계를 포함하며, 해당 전처리와 도막공정은 적어도 2회 중복하여 다층의 치밀구조를 형성한다. 또한 소지의 운동 특성과 플라즈마 방전 에너지를 콤비네이션 연동시켜 플라즈마 방전 에너지를 출력하는 동시에 소지는 운동상태를 유지한다. 플라즈마 에너지를 통하여 다관능기 가교결합 구조를 갖는 기타 단량체 성분을 인입하는것으로 가외의 가교결합점을 인입하여 가교결합 구조를 형성한다. 플라즈마 방전은 플라즈마를 생성하고 플라즈마 방전 에너지와 단량체 결합 에너지 사이의 관계를 제어하는 것을 통하여 단량체 성분중 에너지가 비교적 큰 활성 작용기에 대한 저온 플라즈마의 효과적인 활성을 실현하여 활성 부의를 얻는 동시에 인입된 가외의 활성 부위는 플라즈마 환경에서 상호 가교중합하여 치밀한 망상구조를 형성한다.
본 발명에서 사용한 기술방안은 소지를 나노 코팅층 제조장치의 반응챔버내에 넣고 반응챔버를 연속적으로 진공펌핑하여 반응챔버내의 진공도를 10~200밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성 기체 He 또는 Ar을 주입하고, 운동 메카니즘을 오픈하여 소지가 운동챔버내에서 운동하도록 하는 단계(1);
반응챔버내에 단량체 증기를 주입하고, 진공도를 30~300밀리토르로 하고, 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하는 단계(2);
증착과정은 플라즈마 방전 파워가 120~400W이고 지속 방전시간이 60~450s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 50~200W이고 방전시간이 600s~3600s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하는 단계(3);
단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 적어도 1회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하는 단계(4);
단량체 증기 주입을 정지하는 동시에 플라즈마 방전을 정지하고, 지속적으로 진공펌핑하여 반응챔버 진공도를 10~200밀리토르로 1~5min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입하고 소지의 운동을 정지시킨 후 소지를 꺼내면 되는 단계(5)를 포함하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법에 있어서,
상기 단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 1~1000HZ이고, 펄스 듀티비는 1:1~1:1000이며;
전처리 단계는 소지 표면을 활성화하여 소지 표면에 수많은 활성 부위를 형성한다. 해당 전처리는 소지 표면의 불순물을 처리할수 있는 동시에 소지의 표면을 활성화 시킬수 있어 코팅층의 증착에 유리하고 코팅층과 소지의 결합력을 향상시키며, 여러번 중복되는 전처리와 도막과정에서, 매번 도막후의 하이 파워 전처리의 폭격과정에 막층 표면에 수많은 활성 부위를 더 형성할 수 있고, 활성화 막층의 표면은 코팅층이 더 증착되는데 유리하고 막층사이의 결합력을 향상시켜, 결합력과 치밀도가 비교적 높은 고팅층 구조를 형성하며, 비교적 일반적인 1회의 긴 시간의 도막은 결합력과 치밀도를 적어도 각각20％-40％ 및 15％-30％ 향상시키고, 해당 순환 저파워 도막의 방식은 효과가 뚜렷하고 실용성이 비교적 크다.
전처리 단계의 플라즈마 방전 방식은120~400W 하이파워의 연속 방전이고, 도막 단계의 플라즈마 방전은 50~200W파워, 600s~7200s 시간, 1~1000Hz펄스 주파수, 1:1~1:1000 펄스 듀티비인 고듀티비펄스 방전이다. 플라즈마 방전 증착과정에서 생성하는 플라즈마는 증착막에 대하녀일정한 에칭이 있으며; 도막 단계에서 고듀티비 펄스 방전에 소지 운동 특성의 결합은 화학증착 속도를 빠르게 하는데 유리하고, 기존의 저듀티비 펄스 방전 기술에 비하여, 일정한 시간내 고듀티비펄스 방전 방식으로 얻은 막은 더 두껍고 더 치밀하며, 도막 효율이 더 높아, 배경기술에서 제기된 영국P2i사의 특정된 저듀티비(듀티비1:1000 미만)펄스 방전의 방법에 의해 제조된 치밀 보호 코팅층의 치명적인 단점을 해결하였다.
상기 단량체 증기 성분은 적어도 1종의 불포화 플루오르화 탄소 수지와 적어도 1종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 상기 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는15~65％이다.
저진공 플라즈마 방전 환경에서 에너지에 대한 효과적인 출력으로 분자구조의 비교적 활발한 단량체내 화학 결합이 단열되는 것을 제어하여 활성이 비교적 큰 활성화상태의 라디칼을 형성하여, 활성화상태의 라디칼과 휴대전화 등 제품 표면 활성화 작용기가 화학결합의 결합방식으로 중합을 개시하여 나노 방수 박막을 형성하여 소지 표면에 다기능성 나노 코팅층을 형성한다.
상기 단계 (1)에서, 반응챔버내에서 소지의 운동이 발생하고, 소지의 운동형식은 소지가 반응챔버에 대하여 직선 왕복운동 또는 곡선 운동을 진행하며, 상기 곡선운동은 원운동, 타원운동,행성운동, 구면 운동 또는 기타 불규칙 노선 곡선 운동을 포함한다.
상기 단계 (1)에서, 소지는 고체 재료이고, 상기 고형재료는 전자제품, 전기기구 부재, 전자부품 반제품, PCB판, 금속판, 폴리테트라플루오로에틸렌판 또는 전자부품이고, 또한 상기 소지 표면에 다기능성 나노 코팅층을 제조한 후 임의의 인터페이스는 물환경, 곰팡이 환경, 산, 염기성 용제 환경, 산, 염기성염 분무 환경, 산성 대기환경, 유기용제 담금 환경, 화장품 환경, 땀 환경, 냉열순환 충격 환경 또는 습열 교차환경에 노출하여 사용 가능하다.
상기 단계 (1)에서, 반응챔버의 용적은 50~1000L이고, 반응챔버의 온도를30~60℃로 제어하며, 상기 불활성 기체의 주입량은 5~300sccm이다.
상기 반응챔버는 회전체형 챔버 또는 입방체형 챔버이다.
단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 10~200밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 10~1000μL/min이며;
상기 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지는 3-(퍼플루오로-5-메틸헥실)-2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로도데실)에틸 아크릴레이트, 2-퍼플루오로옥틸에틸 아크릴레이트, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥탄올 아크릴레이트, 2-(퍼플루오로부틸)에틸 아크릴레이트, (2H-퍼플루오로프로필)-2-아크릴레이트, (퍼플루오로시클로헥실)메타크릴레이트, 3,3,3-트리플루오로-1-프로핀, 1-에틴일-3,5-디플루오로벤젠 또는 4-에틴일트리플루오로톨루엔을 포함하며;
상기 다작용기 불포화하드로카본 유도체는 에톡시레이티드 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디비닐에테르 또는 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트를 포함한다.
상기 단계 (3)과 (4)에서, 플라즈마 방전방식은 무선주파수 방전, 마이크로웨이브 방전, 중간주파 방전, 고주파 방전, 전기스파크 방전이고, 상기 고주파 방전과 중간주파 방전의 파형은 사인 또는 이극성 펄스이며, 무선 주파수 플라즈마는 고주파 전자기장 방전을 이용하여 생성된 플라즈마이다. 마이크로웨이브법은 마이크로웨이브의 에너지를 이용하여 플라즈마를 활성화하여, 에너지 이용 효율이 높은 장점을 가지는 동시에 무전극 방전이므로 플라즈마가 깨끗하여, 현재 고품질, 고속도, 대면적 제조를 위한 우수한 방법이다.
코팅층 제조과정에서, 소지의 운동특성과 플라즈마 방전 에너지는 콤비네이션 연동한다. 제조과정에서 플라즈마 방전 동시에 소지 운동이 발생하여 코팅층의 증착 효율을 향상하였고 코팅층 두께의 균일성과 치밀성을 개선하였다.
제조된 코팅층은 방수성, 방습성, 곰팡이 방지성, 내산,염기성 용제성, 내산, 염기성염 분무성, 내산성대기성, 내유기용제담금성, 내화장품성, 땀 방지성, 냉열순환 충격 방지성(-40℃~+75℃, 습열교차 방지성(75％~95％ 습도) 등 특성을 가진다. 상술한 보호 성능을 가짐과 동시에 코팅층 두께가 1~1000nm일 경우 주파수가 10M~8G 범위내인 무선 주파수 통신신호에 대한 영향이 5％미만이다.
본 발명의 상술한 기술방안은 종래기술에 비하여 하기와 같은 장점이 있다.
1.순환적인 도막은 공정과정에서 단계적으로 하이 파워의 전처리 활성화 단계를 인입하는데, 해당 단계의 순환적 인입은 이 단계의 소지 표면에 더욱 많은 활성 부위를 인입하는데 유리하여, 효과적인 도막을 증가시키고, 막구조가 더 치밀하며, 부식성 환경에 대한 보호 효과가 더 좋다. 도막 공정 과정에서 순환적인 도막 공정을 사용하여 다층 복합구조의 나노 코팅층 얻어, 제품 자체에 다층 보호를 제공하였으며, 미시적으로는 더욱 치밀한 코팅층 구조를 나타내고, 거시적으로는 우수한 소수성, 부착력, 내산염기,기계성능 및 내습열성능을 나타낸다.
2.도막단계에서 펄스식 방전을 사용하여 충분한 에너지의 플라즈마를 생성할수 있어 주입된 단량체의 세그먼트를 잘라 더 많은 활성화상태의 세그먼트를 형성하며, 활성화상태의 체인의 세그먼트는 단량체 재료내 일정한 에너지, 활성을 갖는 활성부위를 통하여 소지 표면의 상응한 에너지의 활성부위 및 화학 결합의 형식으로 결합할 경우, 더 복잡한 단일단계 반응을 더 많이 생성하여, 더 치밀한 망상 가교결합 구조를 형성한다.
3.전처리 및 도막단계에서 반응챔버내에서 소지의 운동이 발생하여, 서로 다른 위치의 소지 도막의 두께가 일치한 추세를 보여, 반응챔버내 서로 다른 구역의 단량체 밀도의 다름으로 인한 소지 표면의 코팅층의 두께가 불균일한 문제점을 해결하였다.
4.제조과정에서 소지의 운동 특성과 플라즈마 방전 에너지는 콤비네이션 연동하여, 방전 에너지를 출력하는 동시에 소지가 운동하여, 증착 효율을 향상시켜, 다기능성 나노 보호 코팅층의 치밀성을 현저하게 향상시켰다. 동시에 증착 효율의 향상으로 인해 단량체 증기의 화학 단량체원 재료의 사용량도 종래기술에서 사용되는 용량의 10％~15％밖에 안되어, 배기폐기의 방출을 감소시키고, 더 친환경적이며, 실제 생산 효능을 향상시킴에 있어서 중대한 의의가 있다.
5.단량체 재료에 다관능기 가교결합구조을 인입하는 것은 미시적인 구조상 코팅층의 치밀한 망상 구조의 형성을 촉진하여, 소수성을 확보하는 동시에 환경에 대한 코팅층의 항산/염기부식 성능을 향상시켰다.
일반 플라즈마 중합은 단일 작용기 단량체를 선택 사용하여 일정한 가교결합 구조의 코팅층을 얻는다. 가교결합 구조는 단량체가 플라즈마 방전시 체인 절단이 발생하여 형성된 많은 활성점이 교차연결의 방식으로 가교결합 구조를 형성한다. 그러나, 이런 가교결합 구조는 비교적 느슨하고, 비교적 많은 선형 성분을 함유하여, 내 용액 침투화 용해성이 열위하다. 본 발명은 다관능기 가교결합 구조는 갖는 기타 단량체 성분을 인입하는 것을 통하여 가외의 가교결합점을 인입하여 가교결합 구조를 형성한다. 플라즈마 방전시, 저온 플라즈마 작용하에서 에너지에 대한 효과적인 제어와 출력을 통하여 단량체 성분내의 에너지가 비교적 큰 활성 작용기를 잘라 활성점을 형하며, 인입된 가외의 활성점은 플라즈마 환경에서 상호 가교중합되어 치밀한 망상 구조를 형성한다.
느슨한 선형 성분이 비교적 많은 코팅층 구조에 비하여 망상 구조는 더 우수한 치밀 성능을 가지므로 박막의 항부식환경의 성능을 효과적으로 향상시킨다. 도막 기지 재료는 플라즈마 환경에서 표면이 활성화되어 많은 활성 부위를 얻으며, 이러한 활성 부위는 플라즈마로 활성화된 단량체 재료의 활성 라디칼과 비교적 강한 화학결합으로 상호 결합되여, 형식과 종류가 다양한 단일단계 반응이 발생하여, 기지재료의 나노 박막이 우수한 결합력과 기계강도를 갖도록 한다. 서로 다른 단량체 매칭방식을 제어하는 동시에 서로 다른 공정 조건을 조절하는 것을 통하여 재료 표면에 대한 항부식환경의 효과적인 조절을 실현하여, 특수한 미시적 구조를 갖는 저층 치밀 표층 조도가 큰 구조를 얻으며, 그 내환경부식 종합성능은 25％~45％ 향상되었다.
6.가교결합 구조의 기타 단량체를 인입하고 단량체 조합비율을 제어하는 것을 통하여, 서로 다른 단량체의 분자결합 길이의 차이, 기화온도의 차이에 의해 장치에 상응한 에너지 출력 및 공정 파라미터의 효과적인 변화를 주어 복합적이고 점차적으로 변하는 구조의 폴리머 나노 코팅층을 얻으며, 박막의 소수성을 확보할뿐만 아니라 전자제품 등 제품의 내환경부식의 성능을 향상시켰다.
일상생활중에서 전자장치는부식 환경의 침식을 극히 쉽게 받아 파손되며, 사용과정에서 기본상 부식환경에 처하게 되며, 계속 이렇게 지속되면 전자장치의 불가피한 손상을 초래한다. 본 발명특허의 도막방법은 실제 생산에서 중대한 의의를 가짐에 있어서의 나노의 가치를 크게 증진시켰다. 부식성 환경에서의 코팅층의 사용수명은 제품의 보호효과를 향상시켰다. 주요하게 하기와 같은 제품에 사용된다.
(1) 휴대용 설비 키보드：휴대용 키보드는 작고 가벼운 특징을 갖고 있는 것으로, 통상적으로 컴퓨터, 휴대폰 등 설비에 사용된다. 사용자가 여정중에 사무를 보는데 편리할 수 있으나, 흔히 있는 액체로 인한 오염에 봉착하였을 경우, 예하면 물을 담은 찻잔의 뜻밖의 엎지름, 빗물, 땀의 침투로 인하여 키보드 내부가 쉽게 단락되며, 더 나아가 파손된다. 이 종류의 나노 코팅층을 사용하여 도막하면, 키보드 표면을 정리하기 용이하고, 물을 만난 후에 기능의 온전함을 확보할 수 있어, 키보드가 더욱 가혹한 환경에 적응하도록 한다.
(2)LED 모니터：LED 모니터는 상품 홍보, 가게 장식, 조명, 경고 등의 용도가 있다. 부분용도로 빗물 또는 먼지가 많은 악렬한 환경, 예하면 비 오는 날의 쇼핑센터 노천 LED 광고 스크린, 도로 경고등, 생산 작업장의 LED 모니터 제어패널 등에 직면하게 되는데, 이러한 악렬한 환경은 LED 스크린을 고장나게 할뿐만 아니라 먼지가 쉽게 쌓이고 세척하기 어려운 문제점이 있다. 그러나 해당 나노 코팅층을 사용하면 상술한 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다.
(3)지능 fingerprint lock：fingerprint lock는 록 세트로, 컴퓨터 정보기술, 전자기술, 기계기술 및 현대철물 공정의 집합으로, 공안수사 및 사법 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 그러나 물을 만나면 내부 선로가 쉽게 단락되고, 복원하기 어려워 폭력으로 록을 부숴야 하는 문제점이 있다. 그러나 해당 코팅층을 사용하면 이런 문제점을 피할 수 있다.
(4)보청기, 블루투스 이어폰：보청기와 블루투스 이어폰은 모두 통신 선로가 없는 기기로, 해당 코팅층을 사용하면 사용자는 일정한 시간내에 샤워, 비오는 날과 같은 물이 존재하는 환경에서 사용할 수 있으며, 설비는 빗물의 침윤에 의해 파손되지 않는다.
(5)부분 센서：부분 센서, 예하면 수압센서, 유압센서, 수중 작업장치에 사용되는 센서 및 작업 환경에서 물을 자주 접하는 센서는 액체 환경에서의 작업을 필요로 한다. 이러한 센서는 해당 코팅층을 사용하면 액체의 장치 내부구조로의 침입으로 인한 센서 고장이 일어나지 않도록 확보할 수 있다.
(6)대다수 3C제품： 예하면 이동전화, 노트북, PSP 등.
(7)기타 방수를 수요로 하는 제품： 습한 환경에서의 작업 또는 흔히 있는 액체 끼얹음 등을 포함하는 뜻밖의 상황에 내부 저전류 전선이 정상적으로 운행하는 장치에 영향을 줄수 있다.
해당 방법으로 제조한 다기능성 나노 코팅층은 또한 하기와 같은 다른 환경에 사용될수 있으며, 관련 제품은 하기와 같다.
방수, 방습, 곰팡이 방지：
1.홈인테리어： 화장실 윗면, 벽지, 팬던트 램프, 커튼, 창문망; 2.생활용품：모기장, 램프갓, 젓가락 바구니, 자동차 백미러; 3.문물 및 예술품：서첩, 골동품, 목조, 피혁, 청동기, 명주, 고재 복식, 고서; 4. 전자 부품 및 전자제품：센서(습하거나 먼지가 많은 환경에서 작업), 각 종류의 전자제품(전자혈압기, 스마트시계)의 칩, 배선판, 휴대전화, LED 스크린, 보청기; 5 .정밀기기 및 광학장치：기계식 손목시계, 현미경.
내산, 염기성 용제, 내산, 염기성염 분무, 내산성 대기：
1.홈인테리어 장식품： 벽지, 타일; 2.보호용구：내산(염기) 장갑, 내산(염기) 보호복; 3.기계장치 및 파이프： 배연탈황장치, 밀폐요소(산/염기 윤활유), 파이프, 밸브, 대직경 바다용 운송 파이프 라이닝 등 부분; 4.각종 반응가마, 반응기; 5.화학약품 생산, 저장; 오수처리, 폭기 탱크; 6.기타：산염기 작업장, 염기 방지 항공우주 산업, 에너지원 전력, 강철야금, 석유화공, 의료 등 각 업종, 저장용기, 조각상(이에 대한 산성비의 부식을 감소), 센서(산/염기성 환경).
내유기용제담금성, 내화장품성, 땀 방지성：
1.알칸, 올레핀, 알콜, 알데히드, 아민, 에스테르, 에테르, 케톤, 아로마틱하이드로카본, 수소화 하이드로카본, 테르펜 하이드로카본, 할로겐화 하이드로카본, 헤테로고리 화합물, 질소 함유 화합물 및 유황 함유 화합물 용제 등; 2. 화장품 포장 용기; 3 . fingerprint lock, 이어폰.
내냉열순환충격(-40℃~+75℃, 내습역교차(75％~95％ 습도) ：전공, 전자, 자동차 전기기구, 항공, 자동차, 가전, 과학연구 등 분야의 장치.
이하, 도면과 구체적인 실시예를 결합하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 구체적인 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예1
소지를 나노 코팅층 제조장치의 반응챔버내에 넣고, 반응챔버를 닫고 연속적으로 진공펌핑하여, 반응챔버내의 진공도를 10밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성 기체 Ar을 주입하고, 운동 메카니즘을 오픈하여 소지가 운동챔버내에서 운동하도록 하는 단계(1);
반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 진공도를 30밀리토르로 하고, 진공도를 30밀리토르로 하고 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하는 단계(2);
증착과정은 플라즈마 방전 파워가 400W이고 지속 방전시간이 60s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 200W이고 방전시간이 600s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하는 단계(3);
단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 11회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하는 단계(4);
원료 단량체 증기 주입을 정지하는 동시에 플라즈마 방전을 정지하고, 지속적으로 진공펌핑하여 반응챔버 진공도를 10밀리토르로 1min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입한 후 소지를 꺼내면 되는 도막 종료의 단계(5)를 포함하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법에 있어서,
단계(1)에서, 소지는 고형재료이고, 상기 고형재료는 괴상의 알루미늄 재료이며, 상기 소지 표면을 내산, 염기성 환경 코팅층으로 제조한 후 임의의 인터페이스는 산, 염기 측정 환경에 노출 가능하며;
단계(1)에서, 반응챔버의 용적은 50L이고, 반응챔버의 온도를 30℃로 제어하며, 불활성기체 주입량은 5sccm이며;
단계(1)에서, 반응챔버내에서 소지 운동이 발생하고, 소지 운동 형식은 4회/min의 회전속도로 반응챔버에 대하여 원운동을 하며;
단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 1HZ이고, 펄스 듀티비는 1:1이며;
단계(2)에서, 단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 10밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 1000μL/min이며;
단량체 증기 성분은 2종의 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지와 2종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는15％이며;
상기 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지는 2-퍼플루오로옥틸에틸 아크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸 메타크릴레이트이며;
상기 다작용기 불포화하드로카본 유도체는 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트이며;
단계(3)과 단계(4)에서, 플라즈마 방전 방식은 연속 무선주파수 방전이다.
얻어진 상술한 코팅층이 증착된 알루미늄 재료에 대한 측정효과는 하기와 같다.
소수성, 항오일성측정
소수성/항오일성
두께 물 접촉각 오일 접촉각 접착성
250nm 127° 98° 저밀착, 물방울이 쉽게 떨어짐
산, 염기성 측정 결과：(pass는 실험을 일정한 시간동안 진행한 후 부식현상이 발생하지 않는 것을 나타낸다)
산염기시제 시간
64h 112h 160h 208h
산성염 분무 pass pass pass pass
중성염 분무 pass pass pass pass
염기성염 분무 pass pass pass pass
5%초산용액 pass pass pass pass
5%NaOH용액 pass pass pass pass
내유기용제 측정결과：(pass는 일정한 동안 담근후 접촉각의 변화가 5°미만인 것을 나타낸다)
화학시제 시간
64h 112h 160h 208h
아세톤 pass pass pass pass
시클로헥산 pass pass pass pass
석유 에테르 pass pass pass pass
디메틸벤젠 pass pass pass pass
n-프로필 알코올 pass pass pass pass
실시예2
소지를 나노 코팅층 제조장치의 반응챔버내에 넣고, 반응챔버를 닫고 연속적으로 진공펌핑하여, 반응챔버내의 진공도를 60밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성 기체 He을 주입하고, 운동 메카니즘을 오픈하여 소지가 운동챔버내에서 운동하도록 하는 단계(1);
반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 진공도를 90밀리토르로 하고, 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하는 단계(2);
증착과정은 플라즈마 방전 파워가 120W이고 지속 방전시간이 450s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 50W이고 방전시간이 3600s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하는 단계(3);
단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 1회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하는 단계(4);
원료 단량체 증기 주입을 정지하는 동시에 플라즈마 방전을 정지하고, 지속적으로 진공펌핑하여 반응챔버 진공도를 80밀리토르로 2min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입한 후 소지를 꺼내면 되는 도막 종료의 단계(5)를 포함하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법에 있어서,
단계(1)에서, 소지는 고형재료이고, 상기 고형재료는 괴상의 알루미늄 재료이며, 상기 소지 표면을 내유기용제 담금과 내화장품 코팅층으로 제조한 후 임의의 인터페이스는 유기용제 측정 환경에 노출 가능하며;
단계(1)에서, 반응챔버의 용적은 250L이고, 반응챔버의 온도를 40℃로 제어하며, 불활성기체 주입량은 15sccm이며;
단계(1)에서, 반응챔버내에서 소지는 3회/min 공전속도, 5회/min자전속도로 행성운동을 하며;
단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 60HZ이고, 펄스 듀티비는 1:90이며;
단계(2)에서, 단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 60밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 500μL/min이며;
단량체 증기 성분은 3종의 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지와 2종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는 23％이며;
상기 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지는 (2H-퍼플루오로프로필)-2-아크릴레이트, 2-(퍼플루오로도데실) 에틸 아크릴레이트, (퍼플루오로시클로헥실)메타크릴레이트이며;
상기 다작용기 불포화하드로카본 유도체는 디에틸렌글리콜 디비닐에테르와 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트이며;
단계(3)과 단계(4)에서, 플라즈마 방전 방식은 중간주파 연속 방전이며, 중간주파 방전의 파형은 이극성 펄스이다.
얻어진 상술한 코팅층이 증착된 알루미늄 재료에 대한 측정효과는 하기와 같다.
소수성, 항오일성 측정
소수성/항오일성
두께 물 접촉각 오일 접촉각 접착성
250nm 128° 97° 저밀착，물방울이 쉽게 떨어짐
산, 염기성 측정 결과：(pass는 실험을 일정한 시간동안 진행한 후 부식현상이 발생하지 않는 것을 나타낸다)
산염기시제 시간
64h 112h 160h 208h
산성염 분무 pass pass pass pass
중성염 분무 pass pass pass pass
염기성염 분무 pass pass pass pass
5%초산용액 pass pass pass pass
5%NaOH용액 pass pass pass pass
내유기용제측정결과：(pass 는 일정한 동안 담근후 접촉각의 변화가 5°미만인 것을 나타낸다)
화학시제 시간
64h 112h 160h 208h
아세톤 pass pass pass pass
시클로헥산 pass pass pass pass
석유 에테르 pass pass pass pass
디메틸벤젠 pass pass pass pass
n-프로필 알코올 pass pass pass pass
실시예3
소지를 나노 코팅층 제조장치의 반응챔버내에 넣고, 반응챔버를 닫고 연속적으로 진공펌핑하여, 반응챔버내의 진공도를 130밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성 기체 Ar을 주입하고, 운동 메카니즘을 오픈하여 소지가 운동챔버내에서 운동하도록 하는 단계(1);
반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 진공도를 150밀리토르로 하고, 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하는 단계(2);
증착과정은 플라즈마 방전 파워가 200W이고 지속 방전시간이 150s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 80W이고 방전시간이 1000s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하는 단계(3);
단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 5회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하는 단계(4);
원료 단량체 증기 주입을 정지하는 동시에 플라즈마 방전을 정지하고, 지속적으로 진공펌핑하여 반응챔버 진공도를 130밀리토르로 3min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입한 후 소지를 꺼내면 되는 도막 종료의 단계(5)를 포함하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법에 있어서,
단계(1)에서, 소지는 고형재료이고, 상기 고형재료는 괴상의 알루미늄 재료이며, 상기 소지 표면을 내냉열순환충격 코팅층으로 제조한 후 임의의 인터페이스는 냉, 열순환 측정 환경에 노출 가능하며;
단계(1)에서, 반응챔버의 용적은 480L이고, 반응챔버의 온도를 50℃로 제어하며, 불활성기체 주입량은 50sccm이며;
단계(1)에서, 반응챔버내에서 소지는 2회/min 속도로 원운동을 하며;
단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 200HZ이고, 펄스 듀티비는 1:180이며;
단계(2)에서, 단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 10밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 550μL/min이며;
단량체 증기 성분은 2종의 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지와 2종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는 35％이며;
상기 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지는 (퍼플루오로시클로헥실)메타크릴레이트와 2-(퍼플루오로헥실)에틸 메타크릴레이트이며;
상기 다작용기 불포화하드로카본 유도체는 에톡시레이티드 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트와 1,6-헥산디올 디아크릴레이트이며;
단계(3)과 단계(4)에서, 플라즈마 방전 방식은 고주파 연속 방전이며, 고주파 방전의 파형은 사인이다.
상술한 알루미늄 도막후, 냉열순환충격 측정결과는 하기와 같다.
측정소지 실험조건 순환회수 실험시간 결과검측
알루미늄소지
-40℃~+75℃
　		 25 6ｈ 외관에 영향이 없고
성능이 양호함
PCB판
-40℃~+75℃
 25 6ｈ 외관에 영향이 없고
성능이 양호함
실시예4
소지를 나노 코팅층 제조장치의 반응챔버내에 넣고, 반응챔버를 닫고 연속적으로 진공펌핑하여, 반응챔버내의 진공도를 160밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성 기체 He을 주입하고, 운동 메카니즘을 오픈하여 소지가 운동챔버내에서 운동하도록 하는 단계(1);
반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 진공도를 190밀리토르로 하고, 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하는 단계(2);
증착과정은 플라즈마 방전 파워가 300W이고 지속 방전시간이 250s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 120W이고 방전시간이 2000s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하는 단계(3);
단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 3회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하는 단계(4);
원료 단량체 증기 주입을 정지하는 동시에 플라즈마 방전을 정지하고, 지속적으로 진공펌핑하여 반응챔버 진공도를 160밀리토르로 4min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입한 후 소지를 꺼내면 되는 도막 종료의 단계(5)를 포함하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법에 있어서,
단계(1)에서, 소지는 고형재료이고, 상기 고형재료는 괴상의 알루미늄 재료이며, 상기 소지 표면을 내습열교차 코팅층으로 제조한 후 임의의 인터페이스는 습열 측정 환경에 노출 가능하며;
단계(1)에서, 반응챔버의 용적은 680L이고, 반응챔버의 온도를 50℃로 제어하며, 불활성기체 주입량은 160sccm이며;
단계(1)에서, 반응챔버내에서 소지는 40mm /min 운동속도로 직선왕복 운동을 하며;
단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 400HZ이고, 펄스 듀티비는 1:400이며;
단계(2)에서, 단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 160밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 220μL/min이며;
단량체 증기 성분은 2종의 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지와 2종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는 39％이며;
상기 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지는 3-(퍼플루오로-5-메틸헥실)-2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥탄올 아크릴레이트이며;
상기 다작용기 불포화하드로카본 유도체는 에틸렌글리콜 디아크릴레이트와1,6-헥산디올 디아크릴레이트이며;
단계(3)과 단계(4)에서, 플라즈마 방전 방식은 마이크로웨이브 연속 방전이다.
상술한 알루미늄 도막후, 냉열순환충격 측정결과는 하기와 같다.
측정소지 측정조건 및 결과
알루미늄 합금 재료 온도 75% 80% 85% 90% 95%
습도 pass pass pass pass pass
시간 24h pass pass pass pass pass
시간 36h pass pass pass pass pass
시간 48h pass pass pass pass pass
시간 60h pass pass pass pass pass
실시예5
소지를 나노 코팅층 제조장치의 반응챔버내에 넣고, 반응챔버를 닫고 연속적으로 진공펌핑하여, 반응챔버내의 진공도를 200밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성 기체 Ar을 주입하고, 운동 메카니즘을 오픈하여 소지가 운동챔버내에서 운동하도록 하는 단계(1);
반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 진공도를300밀리토르로 하고, 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하는 단계(2);
증착과정은 플라즈마 방전 파워가150W이고 지속 방전시간이 400s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 160W이고 방전시간이 3000s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하는 단계(3);
단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 2회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하는 단계(4);
원료 단량체 증기 주입을 정지하는 동시에 플라즈마 방전을 정지하고, 지속적으로 진공펌핑하여 반응챔버 진공도를 200밀리토르로 5min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입한 후 소지를 꺼내면 되는 도막 종료의 단계(5)를 포함하는 순환大듀티비펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법에 있어서,
단계(1)에서, 소지는 고형재료이고, 상기 고형재료는 괴상의 폴리테트라플루오로에틸렌판과 전기기구 부재이며, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌판 표면을 곰팡이 방지 코팅층으로 제조한 후 임의의 인터페이스는 GJB150.10A-2009곰팡이 측정 환경에 노출하여 사용 가능하며, 상기 전기기구 부재 표면을 방수, 전기 절연 파괴 방지성 코팅층후 임의의 인터페이스는 국제공업방수등급표준 IPX7의 환경에서 사용 가능하며;
단계(1)에서, 반응챔버의 용적은 1000L이고, 반응챔버의 온도를 60℃로 제어하며, 불활성기체 주입량은 300sccm이며;
단계(1)에서, 반응챔버내에서 소지는 3회/min 공전속도, 4.5회/min 자전속도로 행성운동을 하며;
단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 700HZ이고, 펄스 듀티비은 1:800이며;
단계(2)에서, 단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 200밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 10μL/min이며;
단량체 증기 성분은 3종의 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지와 2종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는 65％이며;
상기 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지는 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥탄올 아크릴레이트, 3,3,3-트리플루오로-1-프로핀 과 2-(퍼플루오로헥실)에틸 메타크릴레이트이며;
상기 다작용기 불포화하드로카본 유도체는 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트와 에틸렌글리콜 디아크릴레이트이며;
단계(3)과 단계(4)에서, 플라즈마 방전 방식은 전기스파크 방전이다.
상술한 도막후의 폴리테트라플루오로에틸렌판에 대한 GJB150.10A-2009곰팡이 측정 효과는 하기와 같다.
폴리테트라플루오로에틸렌판-성능측정
물 접촉각 138°
오일 접촉각 98°
곰팡이 방지 등급 2급
표면 곰팡이 반점 정도 4%
서로 다른 전압에서 상술한 도막후의 전기기구 부재에 대한 수중담금을 측정한 실험결과는 하기와 같다.
내수중통전성
　 일정한 전압에서 전류가 1mA되기까지 사용된 시간
　 3.8V 5V 12.5V
실시예5 >64h >48h >36h
IPX 7방수등급 측정(수중1m침수시험30min)결과：
IPX7방수등급 측정
실시예5 전기기구부재 정상 작동
실시예6
본 실시예의 공정은 실시예5와 기본상에서 동일하며, 다른 공정 파라미터는 하기와 같다.
1.단계(1)에서, 반응챔버내의 전공도를 120밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성기체 Ar을 주입하며;
단계(1)에서, 소지는 고형재료이고, 상기 고형재료는 괴상의 폴리테트라플루오로에틸렌판과 전기기구 부재이며, 상기 폴리테트라플루오로에틸렌판 표면을 곰팡이 방지 코팅층으로 제조한 후 임의의 인터페이스는 GJB150.10A-2009곰팡이 측정 환경에 노출하여 사용 가능하며, 상기 전기기구 부재 표면을 방수, 전기 절연 파괴 방지성 코팅층후 임의의 인터페이스는 국제공업방수등급표준 IPX7의 환경에서 사용 가능하며;
단계(1)에서, 반응챔버의 용적은 400L이고, 반응챔버의 온도를 40℃로 제어하며, 불활성기체 주입량은 150sccm이며;
단계(2)에서, 반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 진공도를 160밀리토르로 하고, 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하며;
단계(3)에서, 증착과정은 플라즈마 방전 파워가180W이고 지속 방전시간이 200s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 180W이고 방전시간이 1500s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하며;
단계(4)에서, 단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 3회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하며;
단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 1000HZ이고, 펄스 듀티비는 1:1000이며;
단계(2)에서, 단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 160밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 200μL/min이며;
단량체 증기 성분은 4종의 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지와 2종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는 48％이며;
상기 단일 작용기 불포화 플루오르화 탄소 수지는 2-(퍼플루오로데실)에틸 메타크릴레이트, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥탄올 아크릴레이트, 3,3,3-트리플루오로-1-프로핀 및 2-(퍼플루오로헥실)에틸 메타크릴레이트이며;
상기 다작용기 불포화하드로카본 유도체는 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트와 디에틸렌글리콜 디비닐에테르이며;
2.단계(5)에서, 반응챔버 진공도를 160밀리토르로 5min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입한다.
상술한 도막후의 폴리테트라플루오로에틸렌판에 대한 GJB150.10A-2009곰팡이 측정효과는 하기와 같다.
폴리테트라플루오로에틸렌판-성능측정
물 접촉각 139°
오일 접촉각 97°
곰팡이 방지 등급 2급
표면 곰팡이 반점 정도 4%
서로 다른 전압에서 상술한 도막후의 전기기구 부재에 대한 수중담금을 측정한 실험결과는 하기와 같다.
내수중통전성
일정한 전압에서 전류가 1mA되기까지 사용된 시간
3.8V 5V 12.5V
실시예5 >60h >45h >35h
IPX 7방수등급 측정(수중1m침수시험30min)결과：
IPX7방수 등급 측정
실시예5 전기기구부재 정상 작동

Claims (8)

  1. 소지를 나노 코팅층 제조장치의 반응챔버내에 넣고 반응챔버를 연속적으로 진공펌핑하여 반응챔버내의 진공도를 10~200밀리토르로 진공펌핑하고, 불활성 기체 He 또는 Ar을 주입하고, 운동 메카니즘을 오픈하여 소지가 운동챔버내에서 운동하도록 하는 단계(1);
    반응챔버내에 단량체 증기를 주입하여 진공도를 30~300밀리토르로 하고, 플라즈마 방전을 오픈하여 화학기상 증착을 진행하는 단계(2);
    증착과정은 플라즈마 방전 파워가 120~400W이고 지속 방전시간이 60~450s인 전처리 단계와 펄스 방전 파워가 50~200W이고 방전시간이 600s~3600s인 도막 단계를 포함하며, 전처리 단계후 도막 단계에 진입하는 단계(3);
    단계(3)의 전처리 단계와 도막단계를 적어도 1회 순환중복하여 소지 표면에 화학기상 증착하여 다기능성 나노 코팅층을 제조하는 단계(4);
    단량체 증기 주입을 정지하는 동시에 플라즈마 방전을 정지하고, 지속적으로 진공펌핑하여 반응챔버 진공도를 10~200밀리토르로 1~5min동안 유지한 후 1대기압이 되도록 대기압을 주입하고 소지의 운동을 정지시킨 후 소지를 꺼내면 되는 단계(5)를 포함하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법에 있어서,
    상기 단계(3)과 단계(4)에서, 펄스 방전의 주파수는 1~1000HZ이고, 펄스 듀티비는 1:1~1:1000이며;
    상기 단량체 증기 성분은 적어도 1종의 불포화 플루오르화 탄소 수지와 적어도 1종의 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체의 혼합물이며, 상기 단량체 증기 성분중 다작용기 불포화 하이드로카본 유도체가 차지하는 질량분수는15~65％인 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (1)에서, 반응챔버내에서 소지의 운동이 발생하고, 소지의 운동형식은 소지가 반응챔버에 대하여 직선 왕복운동 또는 곡선 운동을 진행하며, 상기 곡선운동은 원운동, 타원운동, 행성운동, 구면 운동 또는 기타 불규칙 노선 곡선 운동을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (1)에서, 소지는 고체 재료이고, 상기 고형재료는 전자제품, 전기기구 부재, 전자부품 반제품, PCB판, 금속판, 폴리테트라플루오로에틸렌판 또는 전자 부품이고, 또한 상기 소지 표면에 다기능성 나노 코팅층을 제조한 후 임의의 인터페이스는 물환경, 곰팡이 환경, 산, 염기성 용제 환경, 산, 염기성염 분무 환경, 산성 대기환경, 유기용제 담금 환경, 화장품 환경, 땀 환경, 냉열순환 충격 환경 또는 습열 교차환경에 노출하여 사용하는 것을 특징으로 하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (1)에서, 반응챔버의 용적은 50~1000L이고, 반응챔버의 온도를 30~60℃로 제어하며, 상기 불활성 기체의 주입량은 5~300sccm인 것을 특징으로 하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 반응챔버는 회전체형 챔버 또는 입방체형 챔버인 것을 특징으로 하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(2)에서, 단량체 증기 주입은 단량체를 충전 펌프로 분무화하고 휘발시켜 10~200밀리토르 저압으로 반응챔버에 인입시키며, 상기 단량체 주입량은 10~1000μL/min인 것을 특징으로 하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단일 작용기불포화플루오르화 탄소 수지는 3-(퍼플루오로-5-메틸헥실)-2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로데실)에틸 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸 메타크릴레이트, 2-(퍼플루오로도데실)에틸 아크릴레이트, 2-퍼플루오로옥틸에틸 아크릴레이트, 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥탄올 아크릴레이트, 2-(퍼플루오로부틸)에틸 아크릴레이트, (2H-퍼플루오로프로필)-2-아크릴레이트, (퍼플루오로시클로헥실)메타크릴레이트, 3,3,3-트리플루오로-1-프로핀, 1-에틴일-3,5-디플루오로벤젠 또는4-에틴일트리플루오로톨루엔이고; 상기 다작용기불포화하이드로카본유도체는 에톡시레이티드 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디비닐에테르 또는 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계 (3)과 (4)에서, 플라즈마 방전방식은 무선주파수 방전, 마이크로웨이브 방전, 중간주파 방전, 고주파 방전, 전기스파크 방전이고, 상기 고주파 방전과 중간주파 방전의 파형은 사인 또는 이극성 펄스인 것을 특징으로 하는 순환 고듀티비 펄스 방전 다기능성 나노 보호코팅층 제조방법.
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