KR100451297B1 - Comb with an antistatic by irradiation of ion beam and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이온 주입에 의한 정전기방지 기능을 갖는 빗 및 그 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 통상적인 플라스틱 재질로 이루어진 빗에 정전기 방지 기능을 부여하기 위하여 빗에 이온빔을 조사하여 빗 자체에 도전성을 띠게 함으로써 종래와 같은 무게 증가, 외관 변형, 미세한 금속가루 발생, 촉감성에 대한 문제점 없이 정전기 발생을 방지하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.The present invention relates to a comb having an antistatic function by ion implantation and a method for manufacturing the same, the object of which is to conduct conductivity to the comb itself by irradiating an ion beam to the comb to give an antistatic function to a comb made of a conventional plastic material The present invention provides a method and an apparatus for preventing static electricity generation without problems of weight increase, appearance deformation, fine metal powder generation, and tactile properties as in the prior art.
본 발명의 구성은 빗살(2), 몸통(3), 손잡이(4)로 구성되는 플라스틱 재질의 빗(1)에 있어서, 상기 빗(1)에 이온빔을 조사하여 표면 전기저항을 1011Ω/sq 이하로 낮추어 도전성을 갖도록 하여 정전기 발생을 방지한 빗을 특징으로 하는 이온 주입에 의한 정전기방지 기능을 갖는 빗과, 이러한 빗을 제조하기 위하여 빗살(2), 몸통(3), 손잡이(4)로 구성되는 플라스틱 재질의 빗에서 발생하는 정전기를 방지하는 방법에 있어서, 상기 빗(1)을 진공챔버(5) 안의 자동화된 다축 지지구조(6)에 고정시킨 후 이온원(7)으로부터 발생된 이온빔(8)을 고정된 빗(1) 표면에 주입 시켜 빗(1) 표면의 전기저항을 1011Ω/sq 이하로 감소시켜 정전기 발생을 방지시키는 방법을 특징으로 한다.The configuration of the present invention is a plastic comb (1) consisting of a comb (2), the body (3), the handle (4), by irradiating the comb (1) with an ion beam surface electric resistance of 10 11 Ω / Comb having an anti-static function by ion implantation characterized by a comb which prevents the generation of static electricity by lowering to below the sqm to have conductivity, and comb teeth (2), body (3), handle (4) to manufacture such a comb In the method of preventing static electricity generated from the comb of the plastic material, the ion beam generated from the ion source 7 after fixing the comb (1) to the automated multi-axis support structure (6) in the vacuum chamber (5) 8) is injected into the surface of the fixed comb (1) characterized by reducing the electrical resistance of the surface of the comb (1) to less than 10 11 Ω / sq to prevent the occurrence of static electricity.
Description
본 발명은 이온 주입에 의한 정전기방지 기능을 갖는 빗 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일반 플라스틱 빗에 이온을 주입함으로써 빗과 물체의 접촉 시 발생하는 정전기를 방지하는 정전기 방지용 빗 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a comb having an antistatic function by ion implantation and a method for manufacturing the same, and more particularly, to prevent static electricity generated when contacting the comb and the object by injecting ions into a general plastic comb and its It relates to a manufacturing method.
도 1은 일반적인 빗의 형상도로서, 도시된 빗(1)은 가장 일반적인 형상을 갖는 빗으로 빗살(2), 몸통(3), 손잡이(4)로 구성되어 있다.1 is a shape of a general comb, the comb 1 shown is a comb having the most common shape and is composed of a comb teeth 2, the body 3, the handle (4).
빗은 용도에 따라 일자형 빗, 사각형 빗, 원형 빗 등 다양한 형상을 갖는다.Combs have various shapes, such as straight combs, square combs, and round combs, depending on the purpose.
현재 사용되고 있는 빗(1)의 재료로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 페놀수지, PVC 수지, 폴리에스테르 등과 같은 플라스틱 재료를 성형하여 용도에 따라 다양한 모양으로 만든다.As a material of the comb 1 currently used, a plastic material such as polypropylene, polyethylene, phenol resin, PVC resin, polyester, etc. may be molded into various shapes according to the use.
하지만 상기와 같은 재료로 제작된 빗의 경우, 건조한 상태에서 모발 혹은 다른 물체와 접촉하는 순간 정전기가 발생하여 인체 혹은 제품 생산에 나쁜 영향을 준다는 문제점이 있다.However, in the case of the comb made of the above materials, there is a problem that the static electricity occurs at the moment of contact with the hair or other objects in a dry state adversely affect the human body or product production.
최근 이러한 피해를 막기 위해 다양한 방법으로 정전기 방지용 빗에 대한 연구와 제품화가 수행되었다.Recently, research and commercialization of antistatic combs have been conducted in various ways to prevent such damage.
그러나, 정전기 방지를 위해 도입된 방법들은 일반적으로 빗의 부피 및 무게가 증가하고 형상이 변함으로서 이로 인한 생산단가가 증가하여 경제적인 부담 등과 같은 문제점이 있다.However, the methods introduced for preventing static electricity generally have problems such as an increase in the volume and weight of the comb and a change in shape, thereby increasing the production cost, resulting in an economic burden.
예를 들어, 알루미늄재질로 빗을 만들 경우(대한민국 실용신안등록 출원번호 20-2001-0004875 ), 빗의 무게 감소, 내구성 증가와 같은 장점을 가졌으나, 알루미늄과 모발 혹은 다른 물체와의 마찰시 미세한 알루미늄 가루가 나옴으로 인해 인체 및 제품에 치명적인 피해를 줄 수 있다는 문제점이 있다.For example, if the comb is made of aluminum (Korean Utility Model Application No. 20-2001-0004875), the comb has advantages such as reduced weight of the comb and increased durability, but fine aluminum during friction between aluminum and hair or other objects. There is a problem that can cause fatal damage to the human body and products due to the powder.
또한 옥 분말을 혼합하거나 코팅하는 경우(대한민국 실용신안등록 출원번호 20-2000-0007968), 빗 전체 중량의 10-30% 정도를 옥 분말로 해야 하는 관계로 제품단가 및 무게가 증가되며, 코팅처리를 할 경우 일정 두께 이상을 코팅해야 하는 관계로 빗살부분의 두께를 가늘게 해야 한다는 구조적 제한을 받게 된다.In addition, when jade powder is mixed or coated (Korean Utility Model Registration No. 20-2000-0007968), 10-30% of the total weight of the comb should be jade powder, resulting in increased product cost and weight. If you do not have a certain thickness of the coating to be coated because of the structural limitation that the thickness of the comb portion to be thin.
또한 빗살 중간에 도전성 금속재료를 사용하고 손잡이에 금속재료를 사용하는 경우(대한민국 실용신안등록 출원번호 1991-0029878), 빗의 무게가 증가하고, 미세한 금속가루가 발생하며, 손잡이가 금속으로 만들어짐으로써 촉감이 좋지 않다는 단점이 있다.In addition, when the conductive metal material is used in the middle of the comb teeth and the metal material is used for the handle (Korean Utility Model Application No. 1991-0029878), the weight of the comb increases, fine metal powder is generated, and the handle is made of metal. As a result, the touch is not good.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통상적인 플라스틱 재질로 이루어진 빗에 정전기 방지 기능을 부여하기 위하여 빗에 이온빔을 조사하여 빗 자체에 도전성을 띠게 함으로써 종래와 같은 무게 증가, 외관 변형, 미세한 금속가루 발생, 촉감성에 대한 문제점 없이 정전기 발생을 방지하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to increase the weight, appearance deformation, as in the conventional by making the comb itself conductive by irradiating an ion beam on the comb to give an antistatic function to the comb made of a conventional plastic material The present invention provides a method and apparatus for preventing static electricity generation without problems of fine metal powder generation and tactile properties.
도 1은 일반적인 빗의 형상 도이고,1 is a shape diagram of a general comb,
도 2는 본 발명의 개략적인 이원주입장치 구성을 실시 예 도이다.2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a binary injection device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1) : 빗 (2) : 빗의 빗살(1): comb (2): comb teeth
(3) : 빗의 몸통 (4) : 빗의 손잡이(3): the body of the comb (4): the handle of the comb
(5) : 진공챔버 (6) : 빗 지지구조(5): vacuum chamber (6): comb support structure
(7) : 이온원 (8) : 이온빔(7): ion source (8): ion beam
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 빗살(2), 몸통(3), 손잡이(4)로 구성되는 플라스틱 재질의 빗(1)에 있어서,In the present invention to achieve the object as described above and to perform the problem for removing the conventional defects in the comb (1) made of plastic material consisting of a comb (2), the body (3), the handle (4),
상기 빗(1)에 이온빔을 주사하여 표면 전기저항을 1011Ω/sq 이하로 낮추어 도전성을 갖도록 하여 정전기 발생을 방지한 빗을 특징으로 한다.The comb (1) by scanning the ion beam to lower the surface electrical resistance to 10 11 Ω / sq or less to have a conductive feature to prevent the generation of static electricity.
상기 주사되는 이온빔의 세기는 30 - 70keV, 전류량은 2 - 8mA/㎠, 조사시간은 5 - 20분이다.The intensity of the scanned ion beam is 30-70 keV, the amount of current is 2-8 mA / cm 2, and the irradiation time is 5-20 minutes.
상기와 같은 빗을 제조하는 방법은 빗살(2), 몸통(3), 손잡이(4)로 구성되는 플라스틱 재질의 빗에서 발생하는 정전기를 방지하는 방법에 있어서,In the method of manufacturing a comb as described above in the method for preventing static electricity generated from the comb of the plastic material consisting of the comb (2), the body (3), the handle (4),
상기 빗(1)을 진공챔버(5) 안의 자동화된 다축 지지구조(6)에 고정시킨 후 이온원(7)으로부터 발생된 이온빔(8)을 고정된 빗(1) 표면에 주입 시켜 빗(1) 표면의 전기저항을 1011Ω/m 이하로 감소시켜 정전기 발생을 방지시키는 방법을 특징으로 한다.The comb 1 is fixed to the automated multiaxial support structure 6 in the vacuum chamber 5, and then the ion beam 8 generated from the ion source 7 is injected into the surface of the fixed comb 1 to comb 1. ) To reduce the electrical resistance of the surface to 10 11 Ω / m or less to prevent the generation of static electricity.
상기 주사되는 이온빔의 에너지는 30 - 70keV, 전류량은 2 - 8mA/㎠ , 조사시간은 5 - 20분이다.The energy of the scanned ion beam is 30-70 keV, the amount of current is 2-8 mA / cm 2, and the irradiation time is 5-20 minutes.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 빗의 형상 도인데, 본 발명은 이러한 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 페놀수지, PVC 수지, 폴리에스테르 등과 같은 플라스틱으로 성형된 일반적인 빗(1)의 빗살(2) 및 몸통(3)에 이온 주입을 통해 표면 전기저항을 약 1011Ω/sq 이하로 감소시킴으로써 빗(1) 표면에 도전성을 갖게 하여 다른 물체와의 접촉 시 발생하는 정전기를 방지하게 된다.FIG. 1 is a shape diagram of a general comb. The present invention relates to a comb (2) and a body (3) of a general comb (1) formed of a plastic such as polypropylene, polyethylene, phenol resin, PVC resin, polyester, and the like. Through injection, the surface electrical resistance is reduced to about 10 11 Ω / sq or less, thereby making the surface of the comb 1 conductive so as to prevent static electricity from contact with other objects.
빗의 사용 용도에 따라 손잡이(4) 표면에도 이온주입을 할 수도 있다.Depending on the use of the comb, ion implantation may also be performed on the surface of the handle 4.
본 발명은 상기와 같은 정전기 방지를 위해 종래 빗에 다른 부가 장치를 첨가하지 않음으로서 빗의 무게와 부피 증가가 없이 빗 고유 기능을 간직할 수 있다.The present invention can retain the comb intrinsic function without increasing the weight and volume of the comb by adding another additional device to the conventional comb to prevent such static.
도 2는 본 발명의 개략적인 이원주입장치 구성을 보인 실시 예 도인데, 도시된 바와 같이 빗(1)을 진공챔버(5)내의 지지구조(6)에 부착시킨 후 이온원(7)으로부터 인출된 이온빔(8)을 빗(1)에 주입한다.FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a binary injection device according to the present invention. As shown in FIG. 2, the comb 1 is attached to the support structure 6 in the vacuum chamber 5 and then withdrawn from the ion source 7. The ion beam 8 is injected into the comb 1.
상기 지지구조(6) 형상은 일자형 빗, 사각형 빗, 원형 빗 등 빗의 용도 및 모양에 따라 결정되는데 주로 빗 표면에 이온 주입을 균일하고 쉽게 할 수 있도록 다양한 형태로 제작할 수 있다.The shape of the support structure 6 is determined according to the use and shape of the comb, such as a straight comb, a square comb, a circular comb, and can be manufactured in various forms so as to uniformly and easily implant ions into the comb surface.
다양한 형태를 갖는 빗살 및 몸통 표면에 이온을 보다 균일하게 주입하기 위해 이동과 회전이 자유로운 자동화된 다축 지지구조를 사용한다.An automated multi-axis support structure is used that is free to move and rotate in order to more uniformly inject ions into various comb teeth and torso surfaces.
이온주입 시 고려해야할 사항은 이온빔의 에너지와 전류이다.Considerations for ion implantation are the energy and current of the ion beam.
즉 이들 값은 빗(1)의 형상 및 재질에 따라 실험적으로 결정된다.That is, these values are determined experimentally depending on the shape and material of the comb 1.
본 발명에서 조사되는 이온빔의 에너지는 30 - 70keV 이다.The energy of the ion beam irradiated in the present invention is 30-70 keV.
이온 빔 조사 시간은 이온빔의 에너지가 30keV 이고 전류가 2㎃/㎠ 일 경우 20분정도이고, 70keV, 8mA/㎠ 일 경우는 5분정도의 조사시간이 걸린다.The ion beam irradiation time is about 20 minutes when the energy of the ion beam is 30 keV and the current is 2 mA / cm 2, and it takes about 5 minutes when the 70 beam is 8 mA / cm 2.
상기 이온빔의 세기를 한정한 이유는 30keV보다 작을 경우 일반적으로 빗의 표면 저항 값이 1011Ω/sq 이하가 나오기 어렵고 나오기 위해서는 많은 시간이 소요된다는 단점이 있다.The reason for limiting the intensity of the ion beam is that the surface resistance value of the comb is less than 10 11 Ω / sq or less when it is smaller than 30 keV, and it takes a long time to come out.
또한 이온빔의 세기가 70keV보다 클 경우 빗을 이루는 재질인 플라스틱이 변형되기 시작하고, 재질의 변형에 따라 표면저항이 나빠지기 때문이다.In addition, when the intensity of the ion beam is greater than 70keV, plastic combing material starts to deform, and the surface resistance deteriorates with the deformation of the material.
바람직한 이온빔 세기는 50keV이하로 해야 가격 경쟁력이 있으며, 피사체 표면온도가 상변이 온도이하로 유지하도록 이온빔 전류 값을 각각의 경우에 따라 결정해야한다.The preferred ion beam intensity should be 50 keV or less to be cost competitive, and the ion beam current value should be determined in each case so that the subject surface temperature is kept below the phase change temperature.
진공챔버(8) 내의 진공도는 10-5Torr 이하를 유지한다.The degree of vacuum in the vacuum chamber 8 is maintained at 10 −5 Torr or less.
빗(1)에 주입된 이온빔은 빗 표면의 전기저항을 감소시켜 결과적으로 빗(1)에 도전성을 갖게 하여 다른 물체와의 접촉 시 발생하는 정전기를 방지할 수 있다.The ion beam injected into the comb 1 reduces the electrical resistance of the surface of the comb and consequently makes the comb 1 conductive, thereby preventing static electricity generated when contacting other objects.
부가적으로 이온주입에 의해 빗(1)의 표면 거칠기가 좋아짐으로 모발 혹은 제품과의 접촉 시 마찰을 최소화시킴으로서 모발 혹은 제품의 손상을 최소화할 수 있다.In addition, since the surface roughness of the comb 1 is improved by ion implantation, damage to the hair or the product can be minimized by minimizing the friction upon contact with the hair or the product.
본 발명의 이온 주입에 의해 만들어진 빗은 표면저항이 1011Ω/sq 이하로 뛰어난 도전성에 의해 정전기가 발생하지 않고, 또한 이온 주입 전의 빗과 동일한 성능 및 외관을 갖는다.The comb made by the ion implantation of the present invention does not generate static electricity due to its excellent conductivity with a surface resistance of 10 11 Ω / sq or less, and has the same performance and appearance as the comb before ion implantation.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예이다.Hereinafter is a preferred embodiment of the present invention.
(실시예)(Example)
플라스틱 재질의 빗(1)을 진공챔버(5) 안의 자동화된 다축 지지구조(6)에 고정시킨 후 이온원(7)으로부터 발생된 이온빔(8)을 고정된 빗(1) 표면에 주입 시켰다.The plastic comb 1 was fixed to the automated multiaxial support structure 6 in the vacuum chamber 5 and then the ion beam 8 generated from the ion source 7 was injected onto the surface of the fixed comb 1.
이때 각각의 실험 조건은 이온빔 세기 50keV, 전류량은 5㎃/㎠, 이온종류는 질소이온, 조사시간은 10분이었다.The experimental conditions were ion beam intensity of 50 keV, current amount of 5 mA / cm 2, ion type of nitrogen ion, and irradiation time of 10 minutes.
상기 조건하에서 이온을 빗 표면에 조사한 후 표면 저항 값을 검사한 결과 109Ω/sq로 됨으로서 정전기 방지효과 실증되었다.Under the above conditions, after irradiating ions to the comb surface, the surface resistance value was examined to be 10 9 Ω / sq, thereby demonstrating an antistatic effect.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 플라스틱으로 성형된 종래의 빗(1)에 이온 주입을 함으로써 빗 자체에 도전성을 띠게 하여 종래의 빗에서 발생되는 정전기를 방지할 수 있다는 장점과.As described above, according to the present invention, by applying ion implantation into a conventional comb (1) molded of plastic, the comb itself becomes conductive, thereby preventing static electricity generated from the conventional comb.
또한 이온주입에 의해 빗의 표면 거칠기가 향상됨으로 모발 혹은 제품과의 접촉 시 마찰을 최소화시키는 것에 의해 모발 혹은 제품의 손상을 최소화할 수 있다. 즉, 종래 빗의 형상 혹은 소재를 변화시키지 않음으로써, 종래 빗과 동일한 성능 및 외관을 갖는 고품질의 빗을 제작 공급할 수 있다는 장점이 있어서 산업적으로 이용이 기대되는 발명이다.In addition, since the surface roughness of the comb is improved by ion implantation, damage to the hair or the product can be minimized by minimizing friction when contacting the hair or the product. In other words, the present invention is expected to be used industrially because it does not change the shape or the material of the conventional comb, thereby producing and supplying a high quality comb having the same performance and appearance as the conventional comb.
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