等离子聚合系统和等离子聚合方法技术方案

本发明专利技术公开了至少包含一个室的等离子聚合系统。在所述室中产生反应性气体的等离子体而使片材表面聚合之后，向该室中加入氧气和氮气的混合气体以阻止片材聚合性能的恶化。空气可作为混合气体供应。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子聚合系统和相应的方法，并且本专利技术提供了保持等离子聚合基材特性的方法以及系统。作为等离子聚合设备的典型示例，专利申请WO99/28530中公开了一个设备。附图说明图1中，该设备由真空室1，安装在真空室内的电极4，在真空室中控制压力的真空泵5、6，测量真空度的真空计7、8，在电极中产生电势差的电源供应装置8，和在基材周围供应惰性气体例如反应性气体和氮气的反应性气体调节装置9、10组成。通过以上设备进行等离子聚合的有关描述如下。在真空室1中安置好基材2后，开启真空泵并用离子真空计8检查真空室内的压力是否保持在约10-3乇的真空度。基材被电源供应装置3偏压作为阳极(或活性电极)，另一侧的电极4接地。如果真空室内的压力保持稳定的真空度，反应性气体和惰性气体会顺序地供应到需要的位置周围。通过热电偶测量仪上的压力来控制混合物的比例。若真空室内的压力变成一定的真空的话，使用直流电或高频波对真空室进行放电。然后，在直流电或高频波产生的等离子体中，分子的键断裂，断裂的链和活化的正离子和负离子结合，因此在电极间的基材表面上生成聚合物质。但是，在以上的设备中，不能进行连续地处理并相应地降低了产率。另一方面，在如图2所示的设备中，可以进行连续地等离子聚合，并且与图1中的设备不同，聚合室22和后处理室23是各自独立的。图1中，反应性气体或惰性气体同时供应，与之不同，图2的结构能通过分别供应气体而提高等离子聚合设备的效率，同时也易于控制每一种气体。在聚合室22中进行等离子聚合后的基材26由流经后处理室23的反应性气体进行后处理，经过这一处理，基材表面的亲水性增强了。但是，常规的等离子聚合设备有以下的缺点。后处理过程中会用到诸如氧气、氮气和氩气等气体，如果将这些气体后处理过的基材在空气中放置，亲水性将随时间迅速降低。也就是，由于耐老化性降低的问题，产品性能降低了，并且对等离子聚合的可靠性带来了坏的影响。为了达到以上目的，本专利技术提供了一种包括以下步骤的等离子聚合方法通过对加入聚合室的反应性气体进行高压放电产生等离子体，使基材表面聚合；通过为限制由聚合处理而淀积有聚合物的基材表面特性的变化而加入氧气和氮气的混合气体并进行高压放电以产生等离子体，增强基材的表面特性。由于将氧气和氮气的混合气体用作反应性气体，所以氧气和氮气以一定比例混合的空气也可用作反应性气体。同时，本专利技术提供了等离子聚合系统，其包含聚合室、安装在聚合室内的电极、反应性气体、与电极相对放置并且表面涂覆有经等离子体放电的反应性气体的基材；其中另外加入氧气和氮气的混合物来保持基材表面处理效果。图2是等离子聚合连续处理系统示意图。图3是按照本专利技术提高亲水性方法的亲水性维持效果比较图。本专利技术详细描述当等离子聚合的基材放置在空气中时，亲水性将随着时间变化而降低，因为基材的表面将与空气中氧气反应而被氧化。由于氧化，等离子聚合基材上的聚合物组分会发生变化，基材的亲水性会迅速地下降。单独使用氧气、氮气或氩气中的一种气体作为反应性气体时，亲水特性会发生变化并且所有的结果都是一样的，就是耐老化性下降了。本专利技术能防止基材表面处理特性随着时间推移而下降。尤其是，能有效地解决亲水性降低的问题。这时，混合物中氧气和氮气的比例从0.01∶1至0.5∶1是理想的。但是，并不限于该比例，也可以使用氧气和氮气按某些比例的混合气体。由氧气和氮气混合物进行的聚合处理可以提高亲水性，也可增强聚合基材例如疏水处理和防腐蚀基材的种种特性。等离子聚合方法由以下步骤组成将提供至聚合室中的反应性气体通过高压放电产生等离子体使基材表面聚合；通过将为了提高和保持由前述聚合步骤而淀积有聚合物的基材表面亲水性而加入的氧气和氮气混合气进行高压放电产生等离子体来增强基材表面特性。通过向由一个室组成的系统按顺序提供反应性气体和惰性气体，本专利技术能增强表面处理和基材表面处理特性。将反应性气体和惰性气体加入含若干个室的系统中的各个独立室，聚合步骤和增强步骤在基材移动的路径中按顺序进行。等离子聚合系统由安装在所述室内的电极、加入所述室的反应性气体、含等离子体放电表面涂覆并与电极相对安置的基材的聚合室、安装在所述室内的电极、保持表面涂覆基材特性的氧气和氮气混合气体以及安置在电极对面的增强室组成。在基材连续地从聚合室加入增强室的同时基材进行聚合是令人满意的。图2是按照本专利技术的等离子聚合连续处理系统的实施例，以辊形式存在的基材26在退绕室21中退绕后加入聚合室22和增强室23并相应地进行表面处理。然后，基材再次进入卷绕室24并绕成辊。参考标记25指的是与所加入的基材相反的电极。向聚合室22中供应反应性气体进行聚合处理后，向增强室23中连续地供应作为惰性气体的氮气和氧气混合气，亲水性可以获得改善。本专利技术并不限于聚合室和增强室分开的连续系统，本专利技术可应用于由一个室组成的连续系统，也可应用于非连续系统。图3是老化实验的结果，将后处理过的基材放置于空气中，检测亲水性随时间推移的变化以证实按照本专利技术增强特性的效果。作为亲水性的标准，测量了动态接触角(DCA)。接触角是基材表面与水之间的角度，该角度越小，亲水性越好。在图中，上部分是只用氮气进行后处理的情况，下部分是用混合氮气和氧气进行后处理的情况。在只用氮气的情况下，最初接触角要比使用混合气体的接触角大。然而，随着时间推移，接触角迅速增大，相应地，经过一段时间后，接触角变得大于60°。特别地，接触角在50小时内增大得更多。另一方面，在使用混合气体的情况下，接触角随时间变化增大了一些，但是与只使用氮气相比，接触角的增大大幅度地减慢并且在该情况下，接触角保持固定，经过一段时间之后，该角度小于50°。因此，在使用混合氮气和氧气的情况下，亲水性及亲水性的维持状况都大大地改善了。图4是显示本专利技术效果的另一幅图，图中将只使用氮气和使用空气进行后处理的基材耐老化性进行了比较。表面处理后基材的最初接触角和经若干浸湿和干燥处理后的接触角是各不相同的。干燥和浸湿处理要经过300个循环，基材置于水中10分钟，空气中10分钟为一个循环。在用氮气处理的情况下，300个循环后的接触角c与最初的接触角32相比增大了许多，但在空气处理的情况下，300个循环后的接触角d为48，最初的接触角c为30。接触角的变化并不是很大。实验结果证明根据本专利技术的等离子聚合方法能够长时间保持聚合特性，并且这种特性的保持并不限于亲水性，本专利技术可应用于各种聚合处理特性，例如疏水性、防腐蚀特性和表面加固特性。工业实用性如前所述，按照本专利技术，使用常规的聚合方法和设备可以提高亲水性，可以减少基材表面亲水性在等离子聚合处理后随时间的降低，从而改善产品的质量和可靠性。权利要求1.一种等离子聚合方法，所述的方法包含以下步骤通过对加入聚合室的反应性气体进行高压放电产生等离子体，使基材表面聚合；和通过对所加入的氧气和氮气混合气进行高压放电产生等离子体来增强基材表面特性，从而保持经前述聚合步骤而淀积有聚合物的基材的表面特性。2.权利要求1的方法，其中混合气体是空气。3.权利要求1的方法，其中聚合步骤和增强步骤在基材移动路径上按顺序进行。4.一种等离子聚合方法，所述的方法包含以下步骤通过对加入聚合室的反应性气体进行高压放电产生等离子体，使基材表面聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子聚合方法，所述的方法包含以下步骤： 通过对加入聚合室的反应性气体进行高压放电产生等离子体，使基材表面聚合；和 通过对所加入的氧气和氮气混合气进行高压放电产生等离子体来增强基材表面特性，从而保持经前述聚合步骤而淀积有聚合物的基材的表面特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜成熙，吴定根，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]