KR100765630B1 - Wiper blade and manufacturing method of it for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 이온 빔 플랜티드 플레이팅 증착법에 의해 플라즈마 내의 양이온을 블레이드 러버 표면에 조사는 모습을 설명하기 위한 개략도이고,1 is a schematic view for explaining the irradiation of the cation in the blade rubber surface in the plasma by the ion beam planted plating method according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 자기강화 이온 건의 일실시예을 나타내는 개략도이고,Figure 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a self-enhancing ion gun according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 금속을 함유한 다이아몬드상 카본 박막의 합성장치의 일실시예를 나타내는 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a synthesis apparatus of a diamond-like carbon thin film containing a metal according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 와이퍼블레이드 11 : 이온건10: wiper blade 11: ion gun
12 : 블레이드러버 13 : 애노드12: blade rubber 13: anode
14 : 플라즈마 15 : 가스공급부14
16a : 이온건 전원공급부 16b : 스퍼터건 전원공급부16a: ion
17 : 스퍼터건 18 : HF 전원17: sputter gun 18: HF power
19 : 반응챔버 20 : 진공펌프19: reaction chamber 20: vacuum pump
21 : 와이퍼블레이드 지그 22 : 하이드로카본 가스21: wiper blade jig 22: hydrocarbon gas
23 : 아르곤 가스23: argon gas
본 발명은 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차용 와이퍼 블레이드에 금속을 함유한 다이아몬드상 카본 박막(DLC Film)을 코팅함으로써, 마찰계수를 감소시키고 내마모성을 향상시키는 동시에 블레이드가 탄성을 유지할 수 있도록 하여 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automotive wiper blade and a method for manufacturing the same, and more particularly, by coating a diamond-like carbon thin film (DLC Film) containing a metal on the automotive wiper blade, thereby reducing the coefficient of friction and improve wear resistance The present invention relates to a wiper blade for an automobile and a method for manufacturing the same, which enable the blade to maintain elasticity and thus improve the life of the blade.
차량용 와이퍼 블레이드는 와이퍼 지지체에 대한 고정부와 유리면과 직접적으로 접촉을 이루면서 불순물을 닦아 내는 섭동부로 구성되며 일반적으로 고무를 주된 재질로 한다. The vehicle wiper blade is composed of a fixing part for the wiper support and a perturbation part which wipes impurities while making direct contact with the glass surface, and is generally made of rubber.
와이퍼 블레이드용으로 사용되는 고무 재질로서는 비교적 유연성, 탄성 및 복원력 등이 좋은 것으로서 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 아크릴로-니트릴부타디엔 고무(NBR), 에틸렌-프로필렌계 고무(EPDM), 클로로프렌 고무(CR) 등이 사용될 수 있다.Rubber materials used for wiper blades are relatively flexible, elastic, and resilient. Natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and acrylonitrile-butadiene Rubber (NBR), ethylene-propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR) and the like can be used.
그러나, 이러한 고무 재질은 기본적으로 연질이고 유리면과 섭동시 마찰력이 높기 때문에 이들 재질을 표면 처리하지 않고 와이퍼 블레이드로 사용할 경우, 지속적인 유리와의 마찰 과정에서 상대면에 의해 또는 외부로부터 유입되는 먼지나 모래 등의 불순물에 의해 쉽게 마모되어 수명이 감소하고, 블레이드 접촉면의 손상에 의해 닦임성이 급격히 나빠지게 되어 운전자의 시야에 지장을 주어 우천시 위험성을 가중시킨다. However, since these rubber materials are basically soft and have high frictional forces when perturbed with the glass surface, when these materials are used as wiper blades without surface treatment, dust or sand introduced by the counterpart or from the outside during continuous friction with glass It is easily worn by impurities such as a decrease in lifespan, and the damage of the blade contact surface is sharply worsened, which hinders the driver's vision and increases the risk of rain.
또한, 탄성체의 마찰 특성상 쉽게 발생되는 스틱-슬립(stick-slip) 현상으로 인해 높은 소음과 떨림 현상으로 운전자의 신경을 거슬리게 하여 안전 운전에 방해가 되는 경우가 매우 많다.In addition, the stick-slip phenomenon, which is easily generated due to the frictional characteristics of the elastic body, may disturb the driver's nerves due to high noise and tremor, and thus, may interfere with safe driving.
최근 자동차 산업의 기술이 급진적으로 발달됨에 따라 무소음 자동차의 생산이 하나의 기술 경쟁의 척도로서 부각되면서, 현재까지는 차량 부품 중에서 비교적 중요도가 낮았던 와이퍼 블레이드에 대해서도 감성 부품으로서 품질 관리의 중요성이 높아졌으며, 이에 따른 고품질의 와이퍼 블레이드의 생산이 요구되고 있다.Recently, as the technology of the automobile industry has been radically developed, the production of noise-free automobiles has emerged as a measure of technological competition, and the importance of quality control as an emotional component has been increased even for the wiper blades, which have been relatively insignificant among the vehicle components. Accordingly, the production of high quality wiper blades is required.
상기 와이퍼 블레이드의 품질 개선방법은 블레이드의 재질인 고무 성분의 조성을 본질적으로 개선함로써 품질을 높이는 방법과, 유리면과 접촉하며 마찰되는 블레이드의 표면 층만을 기능적으로 개질시키는 방법이 있다. The method of improving the quality of the wiper blade includes a method of improving the quality by essentially improving the composition of the rubber component, which is a material of the blade, and a method of functionally modifying only the surface layer of the blade that is in contact with the glass surface and is rubbed.
전자의 경우는 재질이 가진 문제점을 근본적으로 개선하는 것이기 때문에 그만큼 고품질이며 내구 수명이 높은 제품을 얻을 수 있으나, 기술적으로 이러한 고품질의 고무 제품을 개발하는 데에 많은 어려움이 있고 경제적으로도 실효성이 있는 제품을 개발하기 어려운 문제점이 있다. In the former case, since the problem of the material is fundamentally improved, a high quality and a long service life can be obtained. However, there are many difficulties in developing such a high quality rubber product and economically effective. There is a problem that is difficult to develop the product.
반면에 후자의 경우는 윤활성 또는 내구성을 지닌 물질을 블레이드 본체의 표면에만 코팅하는 방법을 이용한 것으로서, 내구성 측면에서는 본체를 개질시키는 방법보다는 다소 뒤떨어지지만 보다 경제성이 있게 블레이드의 성능을 개선할 수 있기 때문에 현실적으로 효과적인 기술이다.On the other hand, in the latter case, the lubricity or durability is coated only on the surface of the blade body. In terms of durability, the performance of the blade can be improved more economically than the method of modifying the body. It is a realistically effective technique.
그러나, 윤활성 향상을 위해 이용되고 있는 기존의 그래파이트 코팅(Graghite coating)은 내구성이 약하여 필드에서 사용중 사용자의 불만을 초래하는 문제점이 있다.However, the conventional graphite coating (Graghite coating) that is used to improve the lubricity has a problem of weak durability and causing user dissatisfaction during use in the field.
또한, 종래의 DLC(Diamond Like Carbon)코팅 기술은 금속류의 내구성 및 윤활성 향상을 위해 사용되고 있다.In addition, the conventional DLC (Diamond Like Carbon) coating technology is used to improve the durability and lubricity of metals.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 자동차용 와이퍼 블레이드에 금속을 함유한 다이아몬드상 카본 박막(DLC Film)을 코팅함으로써, 마찰계수를 감소시키고 내마모성을 향상시키는 동시에 블레이드가 탄성을 유지할 수 있도록 하여 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, by coating a diamond-like carbon thin film (DLC Film) containing a metal on the automotive wiper blade, thereby reducing the coefficient of friction and improve wear resistance while maintaining the blade elasticity It is an object of the present invention to provide an automobile wiper blade and a method for manufacturing the same, which can improve the service life of the blade.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차용 와이퍼 블레이드(10)에 있어서,In the present invention for achieving the above object in the vehicle wiper blade (10),
블레이드 러버의 물성 개질과 표면 코팅 물질과의 결합성 증진을 위하여 이온화된 카본, 질소, 수소 및 산소 등의 입자가 블레이드 내부에 조사되어 형성된 임플란트 층(Implanted layer)과, 상기 블레이드 표면에 코팅된 다이아몬드상 카본 박막을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Implanted layer formed by irradiating particles such as carbon, nitrogen, hydrogen, and oxygen ionized inside the blade to improve physical properties of the blade rubber and bonding with the surface coating material, and diamond coated on the blade surface Characterized in that it comprises a phase carbon thin film.
바람직한 구현예로서, 상기 임플란트 층은 상기 블레이드 내부에 10~100nm 사이의 층에 형성되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the implant layer is formed in a layer between 10 and 100 nm inside the blade.
더욱 바람직한 구현예로서, 상기 입자들은 자기강화 이온 건(Magnetic Enhanced Ion Gun;이하 MEIG)의 내부에 형성된 플라즈마로부터 추출되고, 상기 이온화 물질에 따라 100~3000volt의 전압이 MEIG의 애노드에 인가되며, 상기 전압에 의해 가속된 이온 입자들이 고속으로 블레이드에 충돌하며, 블레이드 러버 내부에 임플란트 층을 형성하는 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the particles are extracted from the plasma formed inside the Magnetic Enhanced Ion Gun (MEIG), a voltage of 100 ~ 3000volt is applied to the anode of the MEIG according to the ionizing material, The ion particles accelerated by the voltage impinge on the blade at high speed and form an implant layer inside the blade rubber.
또한, 상기 블레이드 러버의 표면에 축적된 전하는 상기 블레이드에 양극 펄스 전압(bipolar pulsed voltage)이 50~400kHz 주파수와 -50 ~ -2000 volt로 인가되어 방전되는 것을 특징으로 한다.In addition, the charge accumulated on the surface of the blade rubber is characterized in that the bipolar pulsed voltage (bipolar pulsed voltage) is applied to the blade at a frequency of 50 ~ 400kHz and -50 ~ -2000 volt is discharged.
또한, 마그네트론 스퍼터(magnetron sputter) 또는 MEIG를 이용하여 상기 임플란트 층 및 다이아몬드상 카본박막 사이에 접합력 증진을 위해 코팅되는 버퍼층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises a buffer layer coated to improve the bonding strength between the implant layer and the diamond-like carbon thin film by using a magnetron sputter (magnetron sputter) or MEIG.
또한, 상기 버퍼층 형성을 위해 사용되는 코팅물질은 Si, W, Ti 및 Cr 중 선택된 어느 하나 또는 둘이상이 결합된 것을 특징으로 한다.In addition, the coating material used to form the buffer layer is characterized in that any one or two or more selected from Si, W, Ti and Cr are combined.
또한, 상기 다이아몬드상 카본박막에 열적안정성 증진을 위해 금속이 첨가되고, 상기 금속의 양은 1~50 at.% 인 것을 특징으로 한다.In addition, a metal is added to the diamond-like carbon thin film to improve thermal stability, the amount of the metal is characterized in that 1 to 50 at.%.
또한, 상기 블레이드의 표면에 상기 금속을 함유한 다이아몬드상 카본박막이 0.1~2㎛ 코팅된 것을 특징으로 한다.In addition, the diamond-like carbon thin film containing the metal on the surface of the blade is characterized in that the coating of 0.1 ~ 2㎛.
또한, 자동차용 와이퍼 블레이드의 제조방법에 있어서, Moreover, in the manufacturing method of the wiper blade for automobiles,
이온 건과 이온건 전원공급부를 구비한 이온 빔 증착장치와, 반응챔버, 마그네트론 스퍼터건 및 스퍼터건 전원공급부를 포함한 박막합성장치를 사용하여, 상기 반응챔버에 와이퍼 블레이드를 장입하는 단계와; 상기 이온 빔 증착장치에 탄화수소계열 가스를 공급하는 단계와; 상기 이온 건에 전원을 인가하여 이온 빔 증착법에 의하여 카본 플라즈마를 발생시키는 단계와; 상기 마그네트론 스퍼터건에 금속타겟을 장착하는 단계와; 상기 금속타겟에 아르곤 가스(23)를 공급하면서 상기 마그네트론 스퍼터건에 전원을 인가하여 금속물질을 상기 금속타겟에 스퍼터링하는 단계와; 상기 반응챔버에 장입된 와이퍼 블레이드에 카본과 금속을 동시에 증착하여 금속을 함유한 다이아몬드상 카본박막을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Inserting a wiper blade into the reaction chamber using an ion beam deposition apparatus having an ion gun and an ion gun power supply, and a thin film synthesis apparatus including a reaction chamber, a magnetron sputter gun, and a sputter gun power supply; Supplying a hydrocarbon-based gas to the ion beam deposition apparatus; Generating carbon plasma by ion beam deposition by applying power to the ion gun; Mounting a metal target on the magnetron sputter gun; Sputtering a metal material onto the metal target by applying power to the magnetron sputter gun while supplying argon gas (23) to the metal target; And depositing carbon and metal at the same time on the wiper blade inserted into the reaction chamber to form a diamond-like carbon thin film containing the metal.
또한, 상기 와이퍼 블레이드 장입후 탄화수소계열 가스 공급 전에, 상기 반응챔버가 플라즈마 공정을 위하여 초기 진공(~10-6torr)에 도달하도록 진공 배기시키는 단계와; 상기 블레이드 표면에 산화막 또는 오염물질을 제거하기 위하여 아르곤 이온을 이용하여 블레이드 러버를 세정하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the step of evacuating the reaction chamber to reach the initial vacuum (~ 10 -6 torr) for the plasma process before the hydrocarbon-based gas supply after charging the wiper blade; And cleaning the blade rubber by using argon ions to remove an oxide film or contaminants on the blade surface.
또한, 상기 블레이드에 입사되는 이온들의 에너지를 제어하고 축적되는 전하를 방전시키기 위하여 상기 블레이드에 양극 펄스 전압이 50~400kHz 주파수와 -50 ~ -2000 volt로 인가되어 방전되는 것을 특징으로 한다.In addition, the anode pulse voltage is applied to the blade at a frequency of 50 to 400 kHz and -50 to -2000 volt to discharge the energy to control the energy of ions incident to the blade and to accumulate charge.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
DLC 박막은 VCR 헤드드럼, IC 패키징용 금형, 적외선(IR) 윈도우, 하드디스크, 인공관절 등에 다양하게 이용되고 있는 코팅기술이나, 고무류에의 적용하기에는 어려움이 있다.DLC thin films are difficult to apply to rubber coatings and coating technologies that are used in a variety of VCR head drums, molds for IC packaging, infrared (IR) windows, hard disks, artificial joints, and the like.
본 발명은 DLC의 높은 경도와 우수한 윤활성을 이용하여, 와이퍼 블레이드(10)의 표면에 코팅함으로써 내구성/닦임성을 향상시킬 수 있다.The present invention can improve the durability / wipeability by coating the surface of the
상기 DLC 필름의 물성을 다이아몬드 및 흑연과 비교하여 설명하면 다음 표 1 및 표 2와 같다. When explaining the physical properties of the DLC film compared with diamond and graphite are shown in Table 1 and Table 2.
1) 다이아몬드 : 입방 결정 구조이고, sp3 결합을 갖는다.1) Diamond: It is a cubic crystal structure and has a sp 3 bond.
2) 흑연 : 육방 결정구조이고, sp2 결합2) Graphite: hexagonal crystal structure, sp 2 bond
3) DLC : sp2, sp3 결합이 혼재된 비정질 구조이다.3) DLC: An amorphous structure in which sp 2 and sp 3 bonds are mixed.
상기 DLC 필름은 표 1에 나타낸 바와 같이 1000~4000HV의 높은 경도와 내마모성을 가지면서도 표 2에 나타낸 바와 같이 마찰계수가 0.1~0.2로 TiN, TiCN, TiAlN 및 다이아몬드 중에서 윤활성이 가장 좋다.As shown in Table 1, the DLC film has a high hardness and abrasion resistance of 1000 to 4000 HV, and has a lubricity of TiN, TiCN, TiAlN, and diamond with a coefficient of friction of 0.1 to 0.2, as shown in Table 2.
IR 영역에서의 높은 광투과성, 전기 절연성, 탄소결합의 화학적 안정성이 좋고, 탄소나 수소로 이루어져 낮은 밀도를 가지면서도 탄성계수가 매우 높은 특징이 있다.It has high light transmittance in the IR region, electrical insulation, and good chemical stability of carbon bonds, and has a low modulus of elasticity while being made of carbon or hydrogen.
또한, 합성기술의 관점에서 합성조건에 따라 필름의 물성이 넓은 범위에 걸쳐 자유롭게 조절될 수 있다는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the physical properties of the film can be freely adjusted over a wide range in accordance with the synthesis conditions in terms of synthesis technology.
상기 DLC 필름은 VCR 헤드 드럼 및 헤드, 전자총 조립공구, IC 패키징용 금형 및 각종 치공구, IR 윈도우, 선글라스, 하드 디스크 및 슬라이더, VCR 테이프, 인공관절 등 생체대체재료 그리고 면도날 등에 적용되고 있다.The DLC film is applied to VCR head drums and heads, electron gun assembly tools, IC packaging molds and various dental tools, IR windows, sunglasses, hard disks and sliders, VCR tapes, artificial replacement materials such as artificial joints, and razor blades.
그러나, 고무류에 대한 양산에 적용하기가 어렵다.However, it is difficult to apply to mass production for rubbers.
종래의 와이퍼 블레이드(10)의 제조공정은 와이퍼 블레이드(10) 성형→염소표면처리→그래파이트 코팅→컷팅으로 이루어졌으나, 본 발명에 따른 와이퍼 블레이드(10)의 제조공정은 그래파이트 코팅공정이 DLC 코팅공정으로 대체되는 것이다.
상기 DLC 코팅을 와이퍼 블레이드(10)에 적용하기 위해 블레이드 성능 최적화를 위한 물성을 조정한다.In order to apply the DLC coating to the
기존의 공정에서, 와이퍼 블레이드(10) 표면의 코팅 박막 형성을 위하여 주사되는 이온빔(ion beam)의 주된 역할은 스퍼터링(sputtering)된 물질이나 블레이드 표면의 분자를 활성화시켜 코팅 물질과 블레이드의 러버 층간의 접합력을 증진시키는 것이었다. In the conventional process, the main role of the ion beam that is scanned to form the coating thin film on the surface of the
그러나 본 발명에 사용되는 이온빔 임플란트 플레이팅(Ion Beam Implanted Plating;이하 IBIP) 증착법에서는 도 1에 도시한 바와 같이 플라즈마(14) 내의 양이온을 직접적으로 블레이드의 표면에 조사하여 블레이드 표면 내부로 탄소, 질소 이온 등을 침투시켜 블레이드의 경도를 보강한다. However, in the Ion Beam Implanted Plating (IBIP) deposition method used in the present invention, as shown in FIG. 1, the cations in the
이때 블레이드 러버(12)에 심어진 탄소 원자 또는 분자는 표면에 증착되는 DLC층의 탄소 원자 또는 여타 박막의 원자들과 공유결합하여 블레이드 러버(12)와 코팅 층의 접합력을 강화하게 된다. At this time, the carbon atoms or molecules planted in the
도 2는 본 발명을 위하여 사용되는 자기강화 이온 건(11)(magnetic enhanced ion gun, 이하 MEIG)의 모식도를 나타내는 것으로서, MEIG에서 플라즈마(14)의 생성을 위하여 사용되는 전자는 가스 내에 존재하는 소량의 자유 전자이다. FIG. 2 shows a schematic diagram of a magnetic enhanced ion gun 11 (MEIG) used for the present invention, wherein the electrons used for generation of
상기 자유전자는 강력한 자기장과 애노드(13)(anode)에 걸리는 100 ~ 3000 volt의 전압에 의하여 애노드(13)를 향하여 빠른 회전 운동을 하게된다. 이때 전자는 공급된 가스 분자와 충돌하여 전자를 유리시킴으로써 가스는 플라즈마(14)화 된다. The free electrons undergo a rapid rotational movement toward the
그리고 플라즈마(14) 내의 양이온은 애노드(13)에 의해 인가되는 전압에 의하여 운동에너지를 얻게되어 이온빔이 주사된다. 이러한 MEIG는 여타의 IBIP 공정에서 사용되는 이온 소스(ion source)와 달리 열전자가 불필요하므로, 이온 건(11) 또는 이온 소스에 의한 발열이 없어 대량 생산을 위한 장시간의 공정에서도 장치온도의 상승이 없다.The cations in the
따라서 열에 취약한 와이퍼 블레이드(10)에 적용되는 임플란티드(Implanted) DLC 박막의 합성에 적합하다.Therefore, it is suitable for the synthesis of implanted DLC thin film applied to the heat-
도 3은 본 발명에 사용된 합성 장치의 모식도로서, 합성장치는 이온 건(11), 스퍼터건(17), 전원 공급부(16a,16b) 및 가스 공급부(15) 등 크게 네 부분으로 이루어져 있다. 3 is a schematic diagram of a synthesis apparatus used in the present invention, wherein the synthesis apparatus is composed of four parts, such as an
1) 공정이 이루어지는 진공 챔버에 와이퍼 블레이드(10) 장입 후 플라즈마(14) 공정을 위하여 초기진공 10-6 torr 이하에 도달하도록 진공 배기시킨다. 1) After the
이 진공도에 도달한 후 와이퍼 블레이드(10)에 카본입자를 심기 전, 블레이드 표면의 산화막 또는 여타의 오염물질을 제거하기 위하여 Ar 이온을 이용하여 블레이드 러버(12)를 세정한다. After reaching this degree of vacuum, before planting carbon particles in the
이러한 Ar 이온에 의한 세정은 오염물의 제거와 함께 블레이드 러버(12) 분자를 여기 상태로 만들어 임플란테이션(implantation)과 코팅 물질의 증착을 용이하게 한다. 이때 블레이드 장입량과 표면 오염도 등에 따라 MEIG에는 100 ~ 2000 volt의 전압이 인가되며, 이온 세정 공정 시간은 10 ~ 100분이다. This cleaning with Ar ions, along with the removal of contaminants, excites the
2) 이온 세정 후 블레이드 러버(12)의 물성 개질과 표면 코팅 물질과의 결합성 증진을 위하여 이온화된 카본, 질소, 수소, 산소 등의 입자를 조사하여 블레이드 내부 약 10 ~ 100 nm 사이의 층에 임플란트(implanted) 층을 형성시킨다. 2) After ion cleaning, particles of ionized carbon, nitrogen, hydrogen, oxygen, etc. are irradiated to the layer between about 10 and 100 nm inside the blade to improve the physical properties of the
상기 임플란트 층이 10nm 미만인 경우에는 블레이드 러버의 물성개질에 변화를 줄 수 없어 코팅 물질과의 접합성이 현저히 떨어지는 문제가 있고, 100nm를 초과하는 경우에는 블레이드 러버의 물성이 완전히 변화하기 때문에 코팅 물질간의 증착이 용이하지 않는 문제가 있으므로, 10~100nm 사이에 임플란트 층을 형성하는 것이 바람직하다.If the implant layer is less than 10 nm, there is a problem in that the physical properties of the blade rubber cannot be changed, and the adhesion with the coating material is significantly decreased. If the implant layer is more than 100 nm, the physical properties of the blade rubber are completely changed. Since this problem is not easy, it is preferable to form an implant layer between 10 and 100 nm.
이를 위하여 입자들은 MEIG의 내부에 형성된 플라즈마(14)로부터 추출되며, 이온화 물질에 따라 100 ~ 3000 volt의 전압이 MEIG의 애노드(13)에 인가된다. To this end, particles are extracted from the
이 전압에 의하여 가속된 이온 입자들은 빠른 속도로 블레이드에 충돌하며 블레이드 러버(12) 내부에 임플란트 층을 형성한다. 이때 블레이드 러버(12)의 비전도성에 의하여 러버의 표면에 전하가 축적된다. The ion particles accelerated by this voltage impinge on the blade at a high speed and form an implant layer inside the
상기 축적된 전하는 아킹(arcing)을 유발시켜 블레이드 러버(12)에 손상을 입힐 수 있고 손상을 방지하려면 축적된 전하를 방전시켜야 한다. 본 공정에서는 상기 전하를 방전시키기 위하여 10~50volt의 양극 펄스 전압(bipolar pulsed voltage)을 인가한다.The accumulated charge can cause arcing, which can damage the
3) 임플란트 층의 형성 후 DLC 박막 또는 접합력 증진을 위한 버퍼층(buffer layer)을 블레이드의 표면에 코팅한다. 버퍼층 코팅을 위해서는 마그네트론 스퍼터(마그네트론 스퍼터) 또는 MEIG를 사용할 수 있으며, 코팅 물질로는 Si, W, Ti, Cr 등의 물질을 사용한다.3) After the formation of the implant layer, a DLC thin film or a buffer layer for bonding strength is coated on the surface of the blade. Magnetron sputter (magnetron sputter) or MEIG may be used for the coating of the buffer layer, and a coating material such as Si, W, Ti, Cr, or the like may be used.
DLC 박막은 낮은 마찰력, 높은 내마모성 그리고 화학적 안정성 등의 특성을 가지며 열적 안정성을 증진시키기 위하여 DLC 박막에 금속을 첨가한다. DLC thin films have low friction, high wear resistance and chemical stability, and metals are added to DLC thin films to improve thermal stability.
상기 금속은 sp2를 포함하지 않는 sp3결합을 형성하기 때문에 DLC 박막의 고유한 특성에 영향을 미치지 않으면서 열적 안정성을 증진시키며 높은 습도에 대해서도 낮은 마찰계수 값을 유지할 수 있게 한다.Since the metal forms sp 3 bonds that do not contain sp 2 , it improves thermal stability without affecting the inherent properties of the DLC thin film, and maintains a low coefficient of friction even at high humidity.
4) 금속으로 도핑된(Metal-doped) DLC를 증착하기 위한 이온 빔 소스로는 MEIG와 마그네트론 스퍼터를 사용하였다. 4) MEIG and magnetron sputter were used as the ion beam source for depositing metal-doped DLC.
이때 MEIG의 전원으로는 DC 3kW를 사용하였고, 마그네트론 스퍼터에는 99.99%의 금속 타겟을 장착하였으며, 스퍼터 전원으로는 DC 6 kW를 사용하였다. At this time, DC 3kW was used as the MEIG power supply, 99.99% metal target was installed in the magnetron sputter, and DC 6 kW was used as the sputter power supply.
상기 금속으로 도핑된 DLC 합성 방법은 다음과 같다. DLC synthesis method doped with the metal is as follows.
상기 MEIG의 내부에서 하이드로 카본 가스(22)를 사용하여 플라즈마(14)를 발생시켜 카본 이온을 공급한다. 이때 MEIG에 인가되는 전압은 100 ~ 2500 volt 사이의 값으로 한다. In the MEIG,
이와 동시에 아르곤 가스(23)를 마그네트론 타겟 표면에 공급하여 0.5~20mTorr 압력에서 금속 타겟을 스퍼터링하여 와이퍼 블레이드(10) 위에서 MEIG로부터 도달한 카본 입자들과 반응하게 한다. At the same time,
이때 블레이드에 입사하는 이온들의 에너지를 제어하고 축적되는 전하를 방전시키기 위하여 바이폴라 펄스 볼트(bipolar pulsed voltage)(50 ~400khz)를 -50 ~ -2000 volt로 블레이드에 인가한다. At this time, a bipolar pulsed voltage (50 to 400 kHz) is applied to the blade at -50 to -2000 volt to control the energy of ions incident on the blade and discharge the accumulated charge.
이때, 상기 양극 펄스 전원의 주파수가 50kHz미만 일 경우 축전된 전하를 방전시킬 수 없는 문제가 발생하며, 400kHz를 초과하게 되는 경우 플라즈마 내에 있는 전하의 흐름을 제어 할 수 없는 문제가 있으므로, 50~400kHz의 주파수가 인가되는 것이 바람직하다. In this case, when the frequency of the positive electrode pulse power is less than 50 kHz, a problem arises in that it is impossible to discharge the stored charges. If the frequency exceeds 400 kHz, there is a problem in that the flow of charges in the plasma cannot be controlled. The frequency of is preferably applied.
또한, 상기 양극 펄스의 전압이 -50volt 미만인 경우 거대입자(macro particle)로 인해 DLC 코팅층에 손상을 줄 수 있기 때문이고, -200volt를 초과하는 경우에 내부 응력으로 인한 블레이드와 코팅층간의 접합성이 감소 할 수 있기 때문에 -50 ~ -2000 volt로 블레이드에 인가되는 것이 바람직하다.In addition, when the voltage of the anode pulse is less than -50 volts can cause damage to the DLC coating layer due to macroparticles, and if it exceeds -200 volts, the bond between the blade and the coating layer due to internal stress may be reduced. It is desirable to apply it to the blade at -50 to -2000 volts.
이러한 입사 이온의 에너지 제어를 통하여 금속을 함유한 다이아몬드상 카본박막이 블레이드에 형성된다. Through the energy control of the incident ions, a diamond-like carbon thin film containing a metal is formed on the blade.
본 공정에서는 금속을 함유한 다이아몬드상 카본박막의 합성 속도를 시간당 0.2~5㎛로 하여, 상기 블레이드 위에 금속을 함유한 다이아몬드상 카본박막을 0.1~2㎛의 두께로 코팅한다. 이때 박막의 금속 함유량은 1.0~50 at.%가 된다.In this step, a diamond-like carbon thin film containing a metal is coated on the blade with a thickness of 0.1 to 2 μm, with the synthesis rate of the diamond-like carbon thin film containing metal being 0.2 to 5 μm per hour. At this time, the metal content of the thin film is 1.0 to 50 at.%.
이때, 0.1㎛ 두께 이하에서는 내마모성과 윤활성이 현저히 떨어지고, 2㎛ 두께 이상에서는 내부 응력으로 인한 박리현상이 발생하는 문제가 있으므로, 0.1~2㎛인 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속 함유량이 1.0 at.% 미만인 경우에는 소수의 열적안정성의 감소로 인해 높은 습도에서 낮은 마찰계수를 유지할 수 없는 문제가 있고, 50 at.%를 초과하는 경우에는 다이아몬드상 카본 박막의 고유한 특성에 영향을 미치면서 매우 높은 마찰 계수 값을 갖게되는 문제가 있으므로, 1.0~50 at.%인 것이 바람직하다.At this time, since the wear resistance and lubricity are remarkably inferior to the thickness of 0.1 μm and the peeling phenomenon due to the internal stress occurs at the thickness of 2 μm or more, the thickness is preferably 0.1 to 2 μm. In addition, when the metal content is less than 1.0 at.%, There is a problem in that a low coefficient of friction cannot be maintained at high humidity due to a decrease in thermal stability of a few, and when in excess of 50 at.%, Intrinsic properties of diamond-like carbon thin films Since there is a problem of having a very high coefficient of friction value while affecting one property, it is preferably 1.0 to 50 at.%.
따라서, 자동차용 와이퍼 블레이드(10)에 금속을 함유한 다이아몬드상 카본 박막(DLC Film)을 코팅함으로써, 마찰계수를 감소시키고 내마모성을 향상시키는 동시에 블레이드가 탄성을 유지할 수 있도록 하여 블레이드의 수명을 향상시킨다.Therefore, by coating a diamond-like carbon thin film (DLC Film) containing a metal on the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조방법에 의하면, 자동차용 와이퍼 블레이드에 금속을 함유한 다이아몬드상 카본 박막(DLC Film)을 코팅함으로써, 마찰계수를 감소시키고 내마모성을 향상시키는 동시에 블레이드가 탄성을 유지할 수 있도록 하여 블레이드의 수명을 향상시키는 효과가 있다.As described above, according to the automotive wiper blade and the manufacturing method thereof according to the present invention, by coating a diamond-like carbon thin film (DLC Film) containing a metal on the automotive wiper blade, to reduce the coefficient of friction and improve the wear resistance At the same time it is possible to maintain the elasticity of the blade has the effect of improving the life of the blade.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080082321A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | 부산대학교 산학협력단 | Wiper blade coated by dlc and manufacturing method thereof |
KR101134476B1 (en) * | 2009-08-20 | 2012-04-16 | 현대자동차주식회사 | Wiper blade and method for manufacturing the same |
WO2013137520A1 (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Yu Heung Sang | Method for coating cellular phone case with color black |
CN109443077A (en) * | 2018-09-10 | 2019-03-08 | 天津大学 | A kind of cooling fin cleaning device inside air conditioner indoor unit |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02167891A (en) * | 1988-12-20 | 1990-06-28 | Citizen Watch Co Ltd | Gas-phase synthetic device of diamond film |
JPH09125253A (en) * | 1995-11-01 | 1997-05-13 | Nissin Electric Co Ltd | Windshield wiper blade and its production |
KR20010013240A (en) * | 1998-04-02 | 2001-02-26 | 클라우스 포스 | Wiper blade rubber with a protective layer |
KR20040022639A (en) * | 2002-09-09 | 2004-03-16 | 주식회사 네오바이오텍 | The generation method of thin coating film by carbon system material |
KR20060057008A (en) * | 2003-09-18 | 2006-05-25 | 노키아 코포레이션 | Method and system for monitoring communication and monitoring protocol |
-
2006
- 2006-10-26 KR KR1020060104314A patent/KR100765630B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02167891A (en) * | 1988-12-20 | 1990-06-28 | Citizen Watch Co Ltd | Gas-phase synthetic device of diamond film |
JPH09125253A (en) * | 1995-11-01 | 1997-05-13 | Nissin Electric Co Ltd | Windshield wiper blade and its production |
KR20010013240A (en) * | 1998-04-02 | 2001-02-26 | 클라우스 포스 | Wiper blade rubber with a protective layer |
KR20040022639A (en) * | 2002-09-09 | 2004-03-16 | 주식회사 네오바이오텍 | The generation method of thin coating film by carbon system material |
KR20060057008A (en) * | 2003-09-18 | 2006-05-25 | 노키아 코포레이션 | Method and system for monitoring communication and monitoring protocol |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080082321A (en) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | 부산대학교 산학협력단 | Wiper blade coated by dlc and manufacturing method thereof |
KR101134476B1 (en) * | 2009-08-20 | 2012-04-16 | 현대자동차주식회사 | Wiper blade and method for manufacturing the same |
WO2013137520A1 (en) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | Yu Heung Sang | Method for coating cellular phone case with color black |
CN109443077A (en) * | 2018-09-10 | 2019-03-08 | 天津大学 | A kind of cooling fin cleaning device inside air conditioner indoor unit |
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