KR101134476B1 - 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 DLC 코팅된 블레이드 러버 표면에 반응성가스를 이용한 플라즈마 후처리를 실시하여, 블레이드의 닦임성을 개선시킬 수 있도록 한 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 와이퍼 블레이드의 표면에 카본 이온이 입사되어 증착된 DLC코팅층과; 상기 블레이드 러버에 코팅된 DLC 코팅층의 표면 개질을 위하여 이온화된 질소 또는 산소 입자를 조사하여 DLC 코팅층의 내부에 형성되는 임플란트(implanted)층으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 블레이드를 제공한다.
와이퍼, 블레이드, 제조 방법, DLC, 코팅, 플라즈마, 이온, 질소, 산소, 임플란트층, 닦임성

Description

자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조 방법{Wiper blade and method for manufacturing the same}
본 발명은 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 DLC(Diamond Like Carbon) 코팅된 블레이드 러버 표면에 반응성가스를 이용한 플라즈마 후처리를 실시하여, 블레이드의 닦임성을 개선시킬 수 있도록 한 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
차량용 와이퍼 블레이드는 와이퍼 지지체에 대한 고정부와 유리면과 직접적으로 접촉을 이루면서 불순물을 닦아내는 섭동부로 구성되며 일반적으로 고무를 주된 재질로 한다.
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.
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.
상기 와이퍼 블레이드의 품질을 높이는 방법으로서, 블레이드의 재질인 고무 성분의 조성을 본질적으로 개선함로써 품질을 높이는 방법과, 유리면과 접촉하며 마찰되는 블레이드의 표면층만을 기능적으로 개질시키는 방법이 있다.
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.
반면에 후자의 경우는 윤활성 또는 내구성을 지닌 물질을 블레이드 본체의 표면에만 코팅하는 방법을 이용한 것으로서, 내구성 측면에서는 본체를 개질시키는 방법보다는 경제성이 있게 블레이드의 성능을 개선할 수 있기 때문에 현실적으로 효과적인 기술이지만, 윤활성 향상을 위해 이용되고 있는 기존의 그래파이트 코팅(Graghite coating)은 내구성이 약하여 필드에서 사용중 사용자의 불만을 초래하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 감안한 종래기술로서, 와이퍼 블레이드에 금속을 함유한 다 이아몬드상 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 제조 방법이 대한민국 특허등록공보(등록번호: 10-765630)에 개시되어 있다.
그러나, DLC 코팅된 와이퍼 블레이드는 이온빔 임플란트 플레이팅(Ion Beam Implanted Plating;이하 IBIP) 증착법을 이용하여 블레이드 러버와 DLC 코팅층간의 접합력을 강화시킴으로써, 그 내구성은 향상되었지만, 블레이드와 유리면간의 닦임성이 떨어지는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 블레이드의 닦임성을 향상시키고자, DLC 코팅된 블레이드 러버 표면에 반응성가스를 이용한 플라즈마 후처리를 실시함으로써, DLC 코팅면의 표면거칠기를 증가시켜 친수성 코팅막을 소수성으로 개질시켜 닦임성을 개선시킬 수 있도록 한 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 와이퍼 블레이드의 표면에 카본 이온이 입사되어 증착된 DLC코팅층과; 상기 블레이드 러버에 코팅된 DLC 코팅층의 표면 개질을 위하여 이온화된 질소 또는 산소 입자를 조사하여 DLC 코팅층의 내부에 형성되는 임플란트(implanted)층으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 블레이드를 제공한다.
바람직한 일 구현예로서, 상기 DLC코팅층의 두께는 0.1~2㎛인 것을 특징으로 한다.
바람직한 다른 구현예로서, 상기 임플란트층은 DLC 코팅층의 내부에서 10 ~ 100 nm 사이의 층을 이루며 형성되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직한 다른 구현예로서, 상기 임플란트층에 함유된 질소 또는 산소의 함유량은 5~50%인 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 와이퍼 블레이드에 대한 초기 세척단계와; 세척이 이루어진 블레이드를 플라즈마 공정을 위한 진공 조건을 갖춘 진공챔버내에 장입 고정시키는 단계와; 블레이드 표면의 산화막 또는 여타의 오염물질을 제거하기 위하여, 아르곤(Ar) 이온을 주입하여 고무 재질의 블레이드를 다시 세정하는 단계와; MEIG를 사용하여, 하이드로카본 가스에 의한 플라즈마를 발생시키는 동시에 카본 이온을 와이퍼 블레이드쪽으로 입사시켜, 와이퍼 블레이드 표면에 카본 입자가 증착된 DLC코팅층을 형성하는 단계와; 상기 블레이드 러버에 코팅된 DLC 코팅층의 표면 개질을 위하여 이온화된 질소 또는 산소 입자를 조사하여 DLC 코팅층의 내부에 임플란트(implanted)층을 형성시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 블레이드 제조 방법을 제공한다.
상기 와이퍼 블레이드에 대한 초기 세척 단계는 40kHz의 주파수를 갖는 초음 파 세척장치내의 IPA 용액에 와이퍼 블레이드를 담아서 1~30분간 초음파 세척을 실시하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블레이드쪽으로 입사되는 이온들의 에너지를 제어하고 블레이드 러버에 손상을 입히는 축적 전하를 방전시키기 위하여 바이폴라 펄스 전압(bipolar pulsed voltage(50 ~400khz))을 -50 ~ -2000 볼트(volt)로 블레이드에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 임플란트층은 산소 또는 질소 입자들이 MEIG의 내부에 형성된 플라즈마로부터 추출되고, 이온화 물질에 따라 100 ~ 3000 볼트의 전압이 MEIG의 애노드(anode)에 인가되면서, 인가된 전압에 의하여 가속된 산소 또는 질소 이온 입자들은 빠른 속도로 DLC층에 충돌하며 DLC 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 블레이드 및 DLC코팅층에 축적된 전하를 방전시키기 위하여, 10~ 500 볼트 및 50~400kHz의 양극 펄스 전압(bipolar pulsed voltage)이 인가되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, DLC 코팅된 블레이드 러버 표면에 표면 개질을 위한 임플란트층을 형성하고, 이어서 반응성가스를 이용한 플라즈마 후처리를 실시함으로써, 친수성의 DLC 코팅막이 소수성으로 개질되어 블레이드의 닦임성을 크게 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
종래에는 고무 재질의 와이퍼 블레이드에 DLC를 코팅하기 위한 방법으로 고무의 열변형을 억제시키기 위한 저온 플라즈마 코팅 기술을 사용하였는 바, 이 기술에 의해 코팅된 와이퍼 블레이드의 경우 그래파이트(graphite) 코팅된 와이퍼 블레이드보다 윤활성과 코팅막의 내구성은 향상되었지만, 그 닦임성에는 좋은 결과를 얻지 못한 문제점에 있었다.
즉, 종래에는 플라즈마 내에서 고무의 열변형을 억제시키면서 DLC를 코팅하는 공정에 주안점이 있었으며, 코팅공정은 고무와 DLC간의 접합력을 향상시키기 위해 메탈버퍼층을 형성시킨 후, DLC 코팅 공정을 진행하였지만, DLC 코팅된 와이퍼 블레이드의 닦임성이 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 점을 감안하여, 본 발명은 종래 공정중 메탈버퍼층 형성 공정을 배제하고, 반응성가스를 이용한 2차 플라즈마 처리를 실시하여, DLC 코팅면과 물방울간의 접촉각을 개선하는 동시에 친수성 코팅막을 소수성으로 개질시켜 닦임성을 향상시킬 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
본 발명에서 반응성가스란, DLC물성에 반응하는 가스로서, 그 종류는 질소, 산소, 수소, 플루오라이드(fluoride)를 지칭하며, 주로 질소 또는 산소를 사용한다.
여기서, 본 발명에 따른 와이퍼 블레이드의 제조 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부한 도 1은 본 발명에 사용된 합성 장치의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 와이퍼 블레이드에 대한 코팅 공정도이다.
상기 와이퍼 블레이드에 대한 코팅 및 플라즈마 처리를 위한 합성장치는 진공펌프(18)에 의하여 진공을 유지하는 공정챔버(17)와, 공정챔버(17)내에 와이퍼 블레이드(15)가 장입 고정되도록 배치되는 와이퍼 블레이드 지그(14)와, 공정챔버(17)의 일측에 장착되는 자기강화 이온건(13: magnetic enhanced ion gun, 이하 MEIG), 자기강화 이온건(13)쪽에 연결되는 전원 공급부(12) 및 하이드로카본, 아르곤, 반응가스 등을 공급하는 가스공급부(11) 등을 포함하여 구성된다.
먼저, 와이퍼 블레이드에 대한 DLC 코팅 및 플라즈마 처리를 실시하기 전에, 와이퍼 블레이드에 대한 초기 세척이 진행된다.
이때, 와이퍼 블레이드에 대한 초기 세척은 이소프로필알콜(IPA)를 이용하여 세척하며, 40kHz의 주파수를 갖는 초음파 세척장치내의 IPA 용액에 와이퍼 블레이드를 담아서 1~30분간 초음파 세척을 실시한다.
이어서, 세척이 이루어진 블레이드(15)를 공정챔버(17) 즉, 진공챔버내의 와이퍼 블레이드 지그(14)에 장입 고정시킨 후, 플라즈마 공정을 위하여 초기진공 10-6 torr에 도달하도록 진공 배기시킨다.
원하는 진공도에 도달하면, 와이퍼 블레이드에 카본입자를 심기 전에 블레이드 표면의 산화막 또는 여타의 오염물질을 제거하기 위하여 아르곤 가스를 주입하 여 Ar 이온에 의하여 고무 재질의 블레이드가 세정되도록 한다.
이러한 Ar 이온에 의한 세정은 오염물의 제거와 함께 블레이드 러버 분자를 여기 상태로 만들어 임플란테이션(implantation)과 코팅 물질의 증착을 용이하게 하고, 이때 상기 블레이드 장입량과 표면 오염도 등에 따라 자기강화 이온 건(11)(magnetic enhanced ion gun, 이하 MEIG)에는 100 ~ 2000 volt의 전압이 인가되며, 이온 세정 공정 시간은 10 ~ 100분 동안 진행된다.
다음으로, 이온 세정후, 블레이드 러버에 DLC를 증착하기 위한 이온 빔 소스로서 MEIG(13)를 사용하고, 상기 MEIG의 전원으로서 전원공급부(12)에서 DC 3kW가 공급되고, 가스공급부(11)로부터 하이드로카본 가스가 공급된다.
이에, 상기 MEIG(13)의 내부에서 하이드로카본 가스를 사용하여 플라즈마를 발생시키는 동시에 카본 이온이 와이퍼 블레이드쪽으로 입사되어, 와이퍼 블레이드 표면에 MEIG로부터 도달한 카본 입자들이 증착되어진다.
이때, 블레이드에 입사하는 이온들의 에너지를 제어하고 블레이드 러버에 손상을 입히는 축적 전하를 방전시키기 위하여 HF전원(18)으로부터 바이폴라 펄스 전압(bipolar pulsed voltage(50 ~400khz))을 -50 ~ -2000 볼트(volt)로 블레이드에 인가한다.
상기 바이폴라 펄스 전압의 주파수가 50kHz 미만이면 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.
또한, 상기 바이폴라 펄스 전압은 -50볼트 미만인 경우 거대입자(macro particle)로 인해 DLC 코팅층에 손상을 줄 수 있고, -2000volt를 초과하는 경우에 내부 응력으로 인한 블레이드와 코팅층간의 접합성이 감소할 수 있기 때문에 -50 ~ -2000 볼트로 블레이드에 인가되는 것이 바람직하다.
이러한 입사 이온의 에너지 제어를 통하여 다이아몬드상 카본박막이 블레이드에 형성된다.
본 발명에서는 다이아몬드상 카본박막의 합성 속도를 시간당 0.2~5㎛로 하여, 상기 블레이드 위에 금속을 함유한 다이아몬드상 카본박막이 0.1~2㎛의 두께로 코팅되도록 하고, 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.
다음으로, 상기와 같은 DLC 코팅 공정후, 블레이드 러버에 코팅된 DLC의 표면 개질을 위하여 이온화된 질소, 산소 등의 입자를 조사하여 DLC 코팅층의 내부 약 10 ~ 100 nm 사이의 층에 임플란트(implanted)층을 형성시킨다.
이를 위하여 입자들은 MEIG의 내부에 형성된 플라즈마로부터 추출되며 이온화 물질에 따라 100 ~ 3000 볼트의 전압이 MEIG의 애노드(anode)에 인가되고, 인가된 전압에 의하여 가속된 이온 입자들은 빠른 속도로 DLC층에 충돌하며 DLC 내부에 임플란트층(implanted layer)을 형성하게 된다.
이때, DLC층의 비전도성에 의하여 DLC 표면에 전하가 축전될 수 있고, 축전된 전하는 아킹(arcing)을 유발시켜 블레이드 러버 및 DLC코팅층에 손상을 입힐 수 있으므로, 그 손상을 방지하려면 축적된 전하를 방전시켜야 한다.
이에, 축적된 전하를 방전하기 위하여 10~ 500 볼트 및 50~400kHz의 양극 펄스 전압(bipolar pulsed voltage)을 인가함으로써, 반응성 가스(질소, 산소)와 반응한 DLC는 5~50%의 질소 또는 산소가 함유된 임플란트층을 갖는 DLC 박막이 되고, 상기 반응성 가스 함유량이 5.0at.% 미만인 경우에는 DLC 조직의 변화가 거의 없어 표면개질 효과가 나타나지 않으며, 50at.%를 초과하는 경우에는 다이아몬드상 카본 박막이 질소가스와 반응할 경우 코팅막의 심한탈락 현상이 발생하고, 그리고 산소가스와 반응할 경우 DLC코팅막 두께의 심한 감소되는 문제가 있으므로, 반응성 가스의 함유량은 5.0~50 at.%인 것이 바람직하다.
따라서, 반응성 가스와 반응한 본 발명에 따른 DLC층의 화학적 구조는 C-H-X (X = O, N, F,…)구조를 갖게 되며, 이때 산소(O), 질소(N) 또는 불소(F)의 함유량은 5~50% 이내가 포함된 즉, 임플란트층을 갖는 DLC 박막(층)이 된다.
이와 같이 제조된 본 발명의 와이퍼 블레이드는 DLC 코팅된 블레이드 표면에 반응성 가스를 이온 주입시켜 DLC 코팅 표면과 반응시킴으로써, 아주 작은 DLC 코팅 조직(texture)을 갖는 즉, 임플란트층을 갖는 DLC 코팅막으로 제조된다.
즉, 종래의 DCL 코팅면과 본 발명의 DLC 코팅면을 전자 주사 현미경으로 촬영하여 분석한 결과, 도 3의 전자 주사 현미경(2000배 확대 사진) 사진에서 보는 바와 같이 종래의 와이퍼 블레이드는 DLC 코팅층의 표면조직이 80μm 이상의 큰 조직(texture)를 갖는 반면, 질소 또는 산소와 같은 반응성 가스를 이용하여 플라즈마 처리 공정을 실시한 본 발명의 경우는 DLC 코팅층의 표면 조직이 25μm 이하의 아주 작은 조직으로 구성됨을 볼 수 있고, 특히 질소 처리인 경우 균일한 조직으로 구성된 반면, 산소 처리인 경우에는 불균일한 조직으로 구성됨을 알 수 있었다.
이렇게 본 발명의 코팅층의 표면조작이 아주 작은 조직을 형성함에 따라, 물방울이 블레이드 표면에 접촉하는 면적을 줄여주게 되어, 결국 친수성인 블레이드 표면이 소수성으로 표면 개질되어진다.
즉, 블레이드의 DLC 코팅면에 물방울을 떨어뜨려서, DLC 코팅면과 물방울간의 접촉각을 측정한 결과, 도 4의 전자 주사 현미경 사진에서 보는 바와 같이 종래에는 접촉각이 60-70도이었지만, 질소 플라즈마 처리의 경우 접촉각이 100-110도로 측정되었고, 산소 플라즈마 처리의 경우에는 접촉각이 110-120도로 측정되어, 블레이드 표면이 닦임성을 향상시킬 수 있는 소수성 표면으로 개질됨을 알 수 있었다.
이와 같이, DLC 코팅된 와이퍼 블레이드의 닦임성을 향상시키기 위해 DLC코팅후 반응성가스를 이용한 2차 플라즈마 처리를 실시함으로써, 표 1의 판정기준을 근거로 닦임성능 테스트를 실시한 결과, 블레이드의 닦임성에서 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
닦임성능 테스트 방법
* 관련규격: ES 98302
* 시험조건
1) 블레이드 및 암(ARM)을 정상적인 사용상태로 시험장치에 부착후 1회 왕복하여 50cm 떨어진 곳에서 판정,
2) 습도 70% 이상인 경우 4초경과시 판정,
3) 습도 70% 미만, 60%이상 경우 3초 경과 시에 판정,
4) 습도 60% 미만 경우 1초 경과시에 판정.
* 판정기준
Figure 112009051077407-pat00001
닦임면에 형성된 헤어라인(Hair Line): 너비 0.5mm이하의 가는 줄.
닦임면에 형성된 헤비어라인(Heavier Line): 너비 1mm이하의 가는 줄.
닦임면에 형성된 와이드라인(Wide Line): 나비 1mm부터 20mm까지 띠모양.
위와 같은 닦임 성능 테스트 결과는 아래의 표 2에 나타낸 바와 같다.
Figure 112009051077407-pat00002
위의 표 2에 기재된 닦임성 점수에 있어서, 초기 닦임성 평가는 유리면에 살수와 함께 10회 왕복후 평가이며, 와이퍼 블레이드의 업(Up)과 다운(Down) 동작에 대해서 각각 평가한 결과로서, 평가 등급은 5점에서 4점 이상으로 평가되었고, 또한 내구 닦임성 평가는 유리면에 살수와 함께 40만회 왕복후 평가이며 와이퍼 블레이드의 업(Up)과 다운(Down)에 대해서 각각 평가하여 평가 등급은 5점에서 4점 이상으로 평가되었다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면 DLC 코팅된 블레이드 러버 표면에 반응성가스를 이용한 플라즈마 후처리를 실시함으로써, DLC 코팅면의 표면거칠기를 증가시켜 친수성 코팅막을 소수성으로 개질시켜 블레이드의 닦임성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 사용된 합성 장치의 모식도,
도 2는 본 발명의 와이퍼 블레이드에 대한 코팅 공정도,
도 3은 종래의 DCL 코팅면과 본 발명의 DLC 코팅면을 보여주는 전자 주사 현미경 사진,
도 4는 종래의 DLC 코팅면과 본 발명의 DLC 코팅면이 물방울과 이루는 접촉각을 측정한 결과를 보여주는 전자 주사 현미경 사진.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 가스공급부
12 : 전원 공급부
13 : 자기강화 이온건(MEIG)
14 : 와이퍼 블레이드 지그
15 : 와이퍼 블레이드
17 : 공정챔버
18 : 진공펌프

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 와이퍼 블레이드에 대한 초기 세척단계와;
    세척이 이루어진 블레이드를 플라즈마 공정을 위한 진공 조건을 갖춘 진공챔버내에 장입 고정시키는 단계와;
    블레이드 표면의 산화막 또는 여타의 오염물질을 제거하기 위하여, 아르곤(Ar) 이온을 주입하여 고무 재질의 블레이드를 다시 세정하는 단계와;
    MEIG(Magnetic Enhanced Ion Gun)를 사용하여, 하이드로카본 가스에 의한 플라즈마를 발생시키는 동시에 카본 이온을 와이퍼 블레이드쪽으로 입사시켜, 와이퍼 블레이드 표면에 카본 입자가 증착된 DLC(Diamond Like Carbon) 코팅층을 형성하는 단계와;
    상기 블레이드 러버에 코팅된 DLC 코팅층의 표면 개질을 위하여 이온화된 질소 또는 산소 입자를 조사하여 DLC 코팅층의 내부에 임플란트(implanted)층을 형성시키되, DLC 코팅된 블레이드 표면에 반응성 가스를 이온 주입시켜 DLC 코팅면과 반응시킴으로써 임플란트층을 갖는 DLC 코팅막을 형성시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 블레이드 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 블레이드쪽으로 입사되는 이온들의 에너지를 제어하고 블레이드 러버에 손상을 입히는 축적 전하를 방전시키기 위하여 바이폴라 펄스 전압(bipolar pulsed voltage(50 ~400khz))을 -50 ~ -2000 볼트(volt)로 블레이드에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 블레이드 제조 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 임플란트층은 산소 또는 질소 입자들이 MEIG의 내부에 형성된 플라즈마로부터 추출되고, 100 ~ 3000 볼트의 전압이 MEIG의 애노드(anode)에 인가되면서, 인가된 전압에 의하여 가속된 산소 또는 질소 이온 입자들은 빠른 속도로 DLC층에 충돌하며 DLC 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 블레이드 제조 방법.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 블레이드 및 DLC코팅층에 축적된 전하를 방전시키기 위하여, 10~ 500 볼트 및 50~400kHz의 양극 펄스 전압(bipolar pulsed voltage)이 인가되는 것을 특징으로 하는 자동차용 와이퍼 블레이드 제조 방법.
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KR101277528B1 (ko) * 2011-09-20 2013-06-21 케이씨더블류 주식회사 차량용 고무의 표면처리방법 및 그에 의한 차량용 고무

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09125253A (ja) * 1995-11-01 1997-05-13 Nissin Electric Co Ltd ワイパーブレード及びその製造方法
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KR100765630B1 (ko) * 2006-10-26 2007-10-09 기아자동차주식회사 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조방법
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09125253A (ja) * 1995-11-01 1997-05-13 Nissin Electric Co Ltd ワイパーブレード及びその製造方法
JPH1035418A (ja) 1996-07-18 1998-02-10 Fukoku Co Ltd ワイパーブレードゴムおよびその製造方法
KR100765630B1 (ko) * 2006-10-26 2007-10-09 기아자동차주식회사 자동차용 와이퍼 블레이드 및 이의 제조방법
KR20080082321A (ko) * 2007-03-08 2008-09-11 부산대학교 산학협력단 디엘씨코팅된 와이퍼 블레이드 및 그 제조방법

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