[發(fā)明專利]在低壓力下進(jìn)行等離子體感應(yīng)涂覆的方法和設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110349945.0
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102477535A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·奧爾加德
• 申請（專利權(quán)）人: 奧迪康有限公司
• 主分類號: C23C14/12
• 分類號: C23C14/12;C23C14/32
• 代理公司: 北京金闕華進(jìn)專利事務(wù)所(普通合伙) 11224
• 代理人: 陳建春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及表面涂覆領(lǐng)域，尤其涉及等離子體增強(qiáng)的表面涂覆，其中單體物質(zhì)被使得聚合并沉積在表面上從而形成一層均勻的憎油和憎水材料。

背景技術(shù)

在前述涂覆過程中，單體物質(zhì)被引入惰性載氣并以受控量饋入低壓等離子體室。因而需要其中受控量的單體可蒸發(fā)到惰性氣體流內(nèi)的均勻蒸發(fā)過程。同樣需要確保惰性載氣中的單體濃度高且均勻的過程和設(shè)備，以使涂覆過程有效率。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了在低壓力下等離子體涂覆憎水和憎油聚合層的方法，其中該方法包括步驟：

-提供具有表面的襯底；

-將包括1H，1H，2H，2H-全氟癸基丙烯酸酯(1H，1H，2H，2H-Perflourodecylacrylate)的化合物蒸發(fā)到惰性氣體流內(nèi)；

-在蒸發(fā)到氣體內(nèi)期間保持所述化合物恒溫；

-將所述表面暴露給氣體和化合物的混合物；

-將所述表面暴露給氣體和化合物的混合物中產(chǎn)生的連續(xù)波等離子體，具有等離子體電路提供的等離子體功率。

通過在蒸發(fā)期間確保化合物恒溫，可確保增加到氣流的單體量隨著時(shí)間的推移仍保持恒定。

本發(fā)明方法還包括步驟：

-將所述化合物引入容器內(nèi)并在容器中形成液-氣界面；

-將惰性氣體流引入容器內(nèi)并位于所述液-氣界面上方；

-在所述液-氣界面的上方提取氣體和蒸發(fā)的化合物的混合物。

通過將化合物引入容器內(nèi)，明確限定的液體表面將由容器的側(cè)壁形成，因而確保預(yù)定面積的蒸發(fā)表面，使得在蒸發(fā)期間，即使容器中的液體量變化，仍將存在同樣的蒸發(fā)表面。這要求容器具有圓柱形壁、液體量覆蓋底部并至少淹沒圓柱形壁部分的下部。這些空間度量不難滿足。本發(fā)明方法可以多種方式進(jìn)行：可持續(xù)蒸發(fā)直到所有引入的單體液體已被蒸發(fā)為止，其中在配給新的部分之后，在整個(gè)等離子體涂覆期間重復(fù)前述過程；或?qū)误w分配到容器內(nèi)將連續(xù)進(jìn)行并通過PTC(正溫度系數(shù))元件消耗的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得確保至少最底下的PTC元件有一部分淹沒在單體中。

優(yōu)選地，惰性氣體流在引入到容器中之前加熱到預(yù)定溫度。這有助于確保蒸發(fā)區(qū)的熱力學(xué)條件恒定，同樣還有助于確保惰性氣體和單體的混合物在涂覆表面部分期間具有恒定的性質(zhì)。優(yōu)選地，所述氣體加熱到50和100攝氏度之間的溫度。

恒定的電壓可提供給容器中提供的一個(gè)或多個(gè)PTC型電阻元件。從而在運(yùn)行期間可確保恒溫，因?yàn)镻TC元件為自調(diào)節(jié)元件，如果它們冷卻，更高的電流將從其流過從而導(dǎo)致產(chǎn)生更高的熱量，反之亦然。這樣，提供了自調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其可確保單體蒸發(fā)區(qū)的溫度穩(wěn)定。

當(dāng)單體接觸PTC元件時(shí)，其處的溫度將下降，從而導(dǎo)致電流增加，如上所述，及如果更多的PTC元件存在于容器中并彼此堆疊，上部的元件也可因惰性氣體和單體的混合物流流過其而冷卻。

根據(jù)本發(fā)明方法，在蒸發(fā)期間測量耗用電流和/或PTC元件的電阻，及當(dāng)耗用電流低于預(yù)定閾值和/或PTC元件的電阻高于預(yù)定閾值時(shí)將預(yù)定量的液體化合物引入容器中。這樣，PTC元件還用于監(jiān)測蒸發(fā)區(qū)單體的存在，及可省略用于監(jiān)測此的單獨(dú)儀表。如果有利于工藝，可在單體變干和加入新部分之間引入停頓時(shí)間，同樣，當(dāng)?shù)入x子體室中的涂覆過程進(jìn)入最后階段時(shí)可使用空運(yùn)行時(shí)間段，因?yàn)橥ㄟ^這可確保蒸發(fā)容器完全變空及容器中不留下任何單體。

優(yōu)選地，PTC元件具有在110和150攝氏度之間的T_NTT或平衡溫度，T_NTT在130攝氏度最好。該溫度遠(yuǎn)高于液態(tài)單體化合物的沸點(diǎn)，從而在容器內(nèi)提供穩(wěn)定的蒸發(fā)速度，通過在遠(yuǎn)離液體表面的氣體流路中存在多個(gè)PTC元件，其中的惰性氣體和化合物達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，不可能形成蒸發(fā)液體的冷凝物。從而所有蒸發(fā)的液體將到達(dá)等離子體處理室。

當(dāng)進(jìn)行上述測量時(shí)，等離子體感應(yīng)涂覆過程變得既穩(wěn)定又確保高單體濃度，而沒有形成冷凝物的風(fēng)險(xiǎn)。涂覆過程可快得多地進(jìn)行，及處理時(shí)間可能從約40分鐘減少到約7分鐘，藉此等離子體感應(yīng)涂覆階段從30分鐘減少到2.5分鐘，同時(shí)產(chǎn)生的聚合單體涂層比先前在30分鐘涂覆時(shí)間期間獲得的涂層厚。

當(dāng)由對應(yīng)的過程適當(dāng)替代時(shí)，上面描述的及權(quán)利要求中限定的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征可與本發(fā)明方法結(jié)合。方法的實(shí)施例具有與對應(yīng)系統(tǒng)或設(shè)備一樣的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的進(jìn)一步的目標(biāo)由從屬權(quán)利要求和本發(fā)明的詳細(xì)描述中限定的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。