KR101349859B1 - A Plastic Component And Surface Treatment Method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모재층 및 상기 모재층 상부에 위치하는 금속코팅층을 포함하는 플라스틱 부품을 준비하는 단계; 및 상기 플라스틱 부품에, 이온 원료 기체로 반응성 가스를 사용하는 이온빔을 조사하여 표면 처리하는 단계를 포함하는 플라스틱 부품의 표면 처리 방법 및 이에 의한 플라스틱 부품에 관한 것으로, 조건에 따른 이온빔 조사에 의해, 모재층과 금속코팅층의 사이에 모재-금속혼합층이 형성될 수 있으며, 따라서, 모재층과 코팅층간의 접착성 및 치밀성이 향상되어, 내수성 및 내광성이 향상될 수 있다.The present invention comprises the steps of preparing a plastic part comprising a base material layer and a metal coating layer located on the base material layer; And irradiating the plastic part with an ion beam using a reactive gas as an ion source gas to surface-treat the plastic part, and a plastic part thereby. The base material-metal mixed layer may be formed between the layer and the metal coating layer, and thus, adhesion and compactness between the base material layer and the coating layer may be improved, and water resistance and light resistance may be improved.

Description

플라스틱 부품 및 이의 표면 처리 방법{A Plastic Component And Surface Treatment Method of the same}Plastic component and surface treatment method of the same

본 발명은 플라스틱 부품 및 이의 표면 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 기술분야에 사용되는 플라스틱 부품의 표면 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plastic component and a surface treatment method thereof, and more particularly to a surface treatment method of a plastic component used in the technical field of the automobile.

한편, 본 발명의 적용은 자동차의 기술분야, 예를 들면, 자동차의 내,외장재에 적용되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 플라스틱 재질을 사용하는 모든 기술분야, 예를 들면, 가정용 내,외장재 및 가전제품의 내,외장재 등에도 적용이 가능하다.On the other hand, the application of the present invention is not limited to being applied to the technical field of the automobile, for example, the interior and exterior materials of the automobile, for example, all technical fields using plastic materials, for example, the interior and exterior materials and home appliances It can be applied to interior and exterior materials.

플라스틱은 성형성이 높다는 것, 경량이라는 것, 비교적 값이 싸다는 것 등의 이점 때문에 여러가지 부품의 제조에 사용되고 있으나, 표면강도가 낮고 흠집이 생기기 쉽다는 것, 외관이 그다지 보기가 좋지 못하다는 것 등의 한계가 있다.Plastics are used in the manufacture of various parts because of their high formability, light weight, and relatively low cost, but they have low surface strength and are easily scratched, and their appearance is not good. There is a limit such as.

특히, 폴리프로필렌은 가격이 비교적 안정적이며 경량화 및 기계적 강도 등이 우수하여 각종 분야에 폭넓게 사용되고 있으나, 내충격성 및 강성이 떨어진다.Particularly, polypropylene is widely used in various fields because of its relatively stable price, excellent weight, and mechanical strength, but its impact resistance and rigidity are poor.

이의 보완을 위해 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무(EPM)와 탈크 등의 무기필러가 첨가된 폴리프로필렌 수지 조성물이 제안되고 있으나, 이러한 성형품은 최종제품의 외관이 좋지않아 성형 후 도장공정을 거쳐야 한다는 단점이 있다.In order to compensate for this, a polypropylene resin composition in which an inorganic filler such as ethylene-propylene copolymer rubber (EPM) and talc is added has been proposed. However, this molded product has a disadvantage in that the final product has a poor appearance and needs to be coated after molding. have.

그러나, 폴리프로필렌은 분자내에 무극성기를 가지고 있어 화학적으로 불활성이어서, 도장성이 극히 저조하기 때문에 도장성을 향상시키기 위한 다른 방법들이 요구되고 있다.However, since polypropylene has nonpolar groups in the molecule and is chemically inert, the paintability is extremely low, so other methods for improving paintability are required.

따라서 이점을 보강하기 위한 표면처리기술이 여러가지로 개발되고 있으며, 크롬 도금, 니켈 도금 등의 금속도금이 현재로서는 많이 사용되고 있는 실정이다.Therefore, various surface treatment techniques have been developed to reinforce the advantages, and metal plating such as chromium plating and nickel plating is currently being widely used.

예를 들면, 상기 크롬 도금은 통상 플라스틱 성형품에 대하여 먼저 전해(電解)가 없는 도금을 해서 표면을 동으로 피복하는 공정과, 이렇게 얻어진 전도성(傳導性) 피막을 이용하여 크롬이 전해도금되는 공정으로 이루어지고 있다.For example, the chromium plating is a process in which a plastic molded article is first electroplated without electrolysis and the surface is coated with copper, and chromium is electroplated using the conductive film thus obtained. It is done.

하지만, 이러한 도금의 경우 공정이 복잡하고 비용이 증가하며, 환경에 유해한 문제점이 있으며, 우수한 표면특성을 나타내는데 한계를 갖고 있다.However, in the case of such plating, the process is complicated, the cost increases, there is a problem that is harmful to the environment, and there is a limit to showing excellent surface properties.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 환경에 유해함이 없이 비교적 간단한 공정에 의해 표면특성이 향상된 플라스틱 부품을 제공하는데 그 목적이 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a plastic part with improved surface properties by a relatively simple process without being harmful to the environment.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 모재층; 상기 모재층 상부에 위치하는 금속코팅층; 및 상기 모재층과 상기 금속코팅층의 사이에 형성되는 모재-금속혼합층을 포함하고, 상기 모재-금속혼합층은 결정화된 금속을 포함하는 플라스틱 부품을 제공한다.The present invention in order to solve the problems pointed out above; A metal coating layer on the base material layer; And a base material-metal mixed layer formed between the base material layer and the metal coating layer, wherein the base material-metal mixed layer provides a plastic part including crystallized metal.

또한, 본 발명은 상기 금속코팅층의 두께는 20 ~ 300nm인 플라스틱 부품을 제공한다.In addition, the present invention provides a plastic component having a thickness of the metal coating layer is 20 ~ 300nm.

또한, 본 발명은 모재층 및 상기 모재층 상부에 위치하는 금속코팅층을 포함하는 플라스틱 부품을 준비하는 단계; 및 상기 플라스틱 부품에, 이온 원료 기체로 반응성 가스를 사용하는 이온빔을 조사하여 표면 처리하는 단계를 포함하고, 상기 금속코팅층의 두께가 20nm 이상 70nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 10 ~ 20KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 70nm 이상 120nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 20 ~ 30KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 120nm 이상 170nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 30 ~ 50KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 170nm 이상 220nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 50 ~ 70KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 220nm 이상 270nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 70 ~ 90KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 270nm 이상 300nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 90 ~ 110KeV인 플라스틱 부품의 표면 처리 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a plastic part comprising a base material layer and a metal coating layer located on the base material layer; And surface treatment by irradiating the plastic part with an ion beam using a reactive gas as an ion source gas. When the thickness of the metal coating layer is 20 nm or more and less than 70 nm, the energy of the ion beam is 10 to 20 KeV, or When the thickness of the metal coating layer is 70nm or more and less than 120nm, the energy of the ion beam is 20 ~ 30KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 120nm or more and less than 170nm, the energy of the ion beam is 30 ~ 50KeV, or the thickness of the metal coating layer is 170nm In the case of less than 220nm, the energy of the ion beam is 50 to 70KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 220nm or more and less than 270nm, the energy of the ion beam is 70 to 90KeV or the thickness of the metal coating layer is more than 270nm and less than 300nm. The energy of the ion beam provides a method for surface treatment of plastic parts with 90 to 110 KeV.

또한, 본 발명은 모재층 및 상기 모재층 상부에 위치하는 금속코팅층을 포함하는 플라스틱 부품을 준비하는 단계; 및 상기 플라스틱 부품에, 이온 원료 기체로 불활성 가스를 사용하는 이온빔을 조사하여 표면 처리하는 단계를 포함하고, 상기 금속코팅층의 두께가 20nm 이상 70nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 20 ~ 40KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 70nm 이상 120nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 40 ~ 70KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 120nm 이상 170nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 70 ~ 100KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 170nm 이상 220nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 100 ~ 140KeV인 플라스틱 부품의 표면 처리 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a plastic part comprising a base material layer and a metal coating layer located on the base material layer; And surface treatment by irradiating the plastic part with an ion beam using an inert gas as an ion source gas. When the thickness of the metal coating layer is 20 nm or more and less than 70 nm, the energy of the ion beam is 20 to 40 KeV, or When the thickness of the metal coating layer is 70nm or more and less than 120nm, the energy of the ion beam is 40 ~ 70KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 120nm or more and less than 170nm, the energy of the ion beam is 70 ~ 100KeV, or the thickness of the metal coating layer is 170nm In the case of less than 220nm, the energy of the ion beam provides a surface treatment method of a plastic part having 100 to 140 KeV.

상기한 바와 같은 본 발명의 플라스틱 부품의 표면 처리 방법에 따르면, 환경에 유해함이 없이 비교적 간단한 공정에 의해 표면특성이 우수한 플라스틱 부품을 제공할 수 있다.According to the surface treatment method of the plastic part of the present invention as described above, it is possible to provide a plastic part having excellent surface characteristics by a relatively simple process without harming the environment.

또한, 본 발명은 조건에 따른 이온빔 조사에 의해, 모재층과 금속코팅층의 사이에 모재-금속혼합층이 형성될 수 있으며, 따라서, 모재층과 코팅층간의 접착성 및 치밀성이 향상되어, 내수성 및 내광성이 향상될 수 있다.In addition, according to the present invention, the base material-metal mixed layer may be formed between the base material layer and the metal coating layer by the ion beam irradiation according to the conditions. Thus, the adhesion and the compactness between the base material layer and the coating layer are improved, and the water resistance and the light resistance are improved. Can be improved.

도 1은 일반적인 구조의 이온 주입법에 의한 표면 처리 장치의 구조를 도시하는 개략적인 도면이다.
도 2는 표면 처리 장치를 이용하여 플라스틱을 표면 처리하는 공정을 도시한 흐름도이다.
도 3a 및 도 3b은 본 발명에 따른 플라스틱 부품의 표면처리 방법을 도시한 모식도이다.
도 4a는 이온빔에 의한 플라스틱 부품의 표면처리 전의 SEM 사진 및 XRD결과를 도시한 도면이고, 도 4b는 이온빔에 의한 플라스틱 부품의 표면처리 후의 SEM 사진 및 XRD결과를 도시한 도면이다.
도 5a는 실시예 1에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.
도 5b는 실시예 2에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.
도 5c는 실시예 3에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.
도 5d는 실시예 4에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.
도 5e는 실시예 5에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.
도 6a는 금속코팅층을 Al로 한 경우의 내광성 측정결과를 도시한 실사진이다.
도 6b는 금속코팅층을 Ti로 한 경우의 내광성 측정결과를 도시한 실사진이다.
도 6c는 금속코팅층을 Al로 한 경우의 내수성 측정결과를 도시한 실사진이다.
도 7은 부착력 테스트의 참조도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the structure of the surface treatment apparatus by the ion implantation method of a general structure.
2 is a flowchart illustrating a process of surface-treating plastics using a surface treatment apparatus.
3A and 3B are schematic views showing a surface treatment method of a plastic part according to the present invention.
4A is a view showing SEM pictures and XRD results before surface treatment of plastic parts by ion beam, and FIG. 4B is a view showing SEM pictures and XRD results after surface treatment of plastic parts by ion beam.
FIG. 5A is a diagram illustrating a real photograph showing a simulation result and a test result of an initial adhesive force according to Example 1; FIG.
FIG. 5B is a diagram illustrating a real photograph showing a simulation result and a test result of an initial adhesive force according to Example 2. FIG.
FIG. 5C is a diagram showing real pictures showing simulation results and test results of initial adhesion according to Example 3. FIG.
FIG. 5D is a diagram showing real pictures showing simulation results and test results of initial adhesion according to Example 4. FIG.
FIG. 5E is a diagram showing real pictures showing simulation results and test results of initial adhesion according to Example 5. FIG.
6A is a photograph showing the light resistance measurement results when the metal coating layer is made of Al.
6B is a photograph showing the light resistance measurement results when the metal coating layer is Ti.
6C is a photograph showing the results of measuring water resistance when the metal coating layer is made of Al.
7 is a reference of the adhesion test.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. &Quot; and / or "include each and every combination of one or more of the mentioned items. ≪ RTI ID = 0.0 >

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 구조의 이온 주입법에 의한 표면 처리 장치의 구조를 도시하는 개략적인 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the structure of the surface treatment apparatus by the ion implantation method of a general structure.

도 1을 참조하면, 일반적인 구조의 이온 주입법에 의한 표면 처리 장치는 장치 전체를 둘러싸고 내부를 진공 상태로 유지하는 진공 챔버(190), 플라즈마를 발생시켜 이를 유지하는 플라즈마 발생부(110), 상기 플라즈마 발생부(110)에서 발생된 플라즈마로부터 이온빔을 인출하는 이온빔 인출부(120), 상기 이온빔 인출부(120)로부터 조사되는 이온빔을 고속으로 가속시키는 이온빔 가속관(130) 및 표면 처리될 부품을 장착하여 지지하는 부품 지지부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a surface treatment apparatus using an ion implantation method having a general structure includes a vacuum chamber 190 that surrounds an entire apparatus and maintains a vacuum therein, a plasma generator 110 that generates and maintains a plasma, and the plasma Equipped with an ion beam extraction unit 120 for extracting the ion beam from the plasma generated by the generator 110, an ion beam accelerator tube 130 for accelerating the ion beam irradiated from the ion beam extraction unit 120 at high speed and a component to be surface-treated It may include a component support 150 to support.

상기 진공 챔버(190)는 하부 측면에 형성되어 있는 진공 배기구(192)를 통해 내부의 공기를 외부로 배출시켜 진공 상태가 되며, 이 상태에서 상부에 형성되어 있는 기체 인입구(191)를 통해 이온 원료 기체를 내부로 주입시킨다.The vacuum chamber 190 is a vacuum state by discharging the air inside to the outside through the vacuum exhaust port 192 formed on the lower side, the ion raw material through the gas inlet 191 formed in the upper state in this state Inject gas into the interior.

상기 플라즈마 발생부(110)는 전자원(115)과 양극(111)과 음극(112)으로 구성되며, 양극(111) 및 음극(112)에 전압을 인가하여 전자원(115)으로부터 전자를 방출시키고, 이로부터 기체 인입구(191)를 통해 들어온 이온 원료 기체를 이온화 시킴으로써, 양 전극(111, 112)사이에서 플라즈마를 발생·유지시킨다.The plasma generator 110 includes an electron source 115, an anode 111, and a cathode 112, and emits electrons from the electron source 115 by applying a voltage to the anode 111 and the cathode 112. Then, the ion source gas introduced through the gas inlet 191 is ionized, thereby generating and maintaining plasma between the electrodes 111 and 112.

상기 이온빔 인출부(120)는 상부에 고전압이 인가되고 하부가 접지되어 수직 방향으로 전기장을 발생시키는 중공관으로서, 플라즈마 발생부(110)에서 발생된 플라즈마로부터 이온빔을 인출하여 수직 하방으로 조사시킨다.The ion beam extracting unit 120 is a hollow tube in which a high voltage is applied to the upper portion and the lower portion is grounded to generate an electric field in the vertical direction. The ion beam extracting unit 120 draws the ion beam from the plasma generated by the plasma generating unit 110 and irradiates it vertically downward.

상기 이온빔 가속관(130)은 이온빔 인출부와 마찬가지로 상부에 고전압이 인가되고 하부가 접지되어 수직 방향으로 전기장을 발생시키는 중공관으로서, 이온빔 인출부(120)를 통해 공급되는 이온빔을 고속으로 가속하여 하방으로 조사한다.The ion beam accelerator tube 130 is a hollow tube in which a high voltage is applied to the upper portion and the lower portion is grounded to generate an electric field in the vertical direction, similarly to the ion beam lead-out portion. Investigate downward.

상기 부품 지지부(150)는 부품을 부착하여 고정시키는 지그(151)와 지그를 탑재하여 원하는 위치로 이동 또는 회전시켜주는 이송 장치(152)로 구성된다. 이때, 상기 지그(151)는 플라스틱 부품의 종류 및 형태에 따라 부품을 안정적으로 고정시키는 동시에 이온빔 조사를 쉽게 할 수 있도록 다양한 형태로 제작될 수 있다.The component supporter 150 is composed of a jig 151 for attaching and fixing a part and a transfer device 152 for mounting or moving the jig to a desired position. In this case, the jig 151 may be manufactured in various forms so as to stably fix the component and easily perform ion beam irradiation according to the type and shape of the plastic component.

또한, 상기 이송 장치(152)는 다양한 형태의 연료 분사기 부품 표면에 이온빔을 보다 균일하게 조사하기 위해 이동 및 회전이 자유로운 자동화된 다축 지지 구조로 형성될 수 있다.In addition, the transfer device 152 may be formed of an automated multi-axis support structure that is free to move and rotate in order to more uniformly irradiate ion beams onto various types of fuel injector component surfaces.

이때, 다축 지지 구조란 이동 수단을 구비하여 부품의 특정 지점을 이온빔 조사 위치로 이동시키고, 회전 수단을 구비하여 부품을 여러 각도로 회전시킬 수 있는 구조를 의미한다.At this time, the multi-axis support structure means a structure that is provided with a moving means to move a specific point of the part to the ion beam irradiation position, and having a rotating means to rotate the part at various angles.

다만, 상기 일반적인 구조의 이온 주입법에 의한 표면 처리 장치는 본 발명에 따른 플라스틱의 표면 처리 방법을 설명하기 위해 예를 들어 도시하였을 뿐, 본 발명에서 이온 주입법에 의한 표면 처리 장치의 종류에 한정하는 것은 아니다. However, the surface treatment apparatus by the ion implantation method of the general structure is shown for example to explain the surface treatment method of the plastic according to the present invention, it is limited to the type of surface treatment apparatus by the ion implantation method in the present invention no.

계속해서, 상술한 표면 처리 장치를 이용하여, 플라스틱을 표면처리하는 것을 설명하면 다음과 같다.Subsequently, the surface treatment of plastics using the above-mentioned surface treatment apparatus is demonstrated.

도 2는 표면 처리 장치를 이용하여 플라스틱을 표면 처리하는 공정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of surface-treating plastics using a surface treatment apparatus.

도 2를 참조하면, 먼저, 진공 챔버 내에 위치하는 부품 지지부(150)의 지그(151)에 플라스틱 부품을 장착하여 고정(S100)시키고, 진공 챔버(190)의 진공 배기구(192)를 통해 공기를 배출함으로써 챔버 내를 진공 상태로 유지(S110)한다. 여기서, 챔버 내의 진공도는 1×10-3 내지 1×10- 7으로 유지하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 2, first, a plastic part is mounted and fixed to the jig 151 of the component support part 150 positioned in the vacuum chamber (S100), and air is supplied through the vacuum exhaust port 192 of the vacuum chamber 190. By discharging, the inside of the chamber is maintained in a vacuum state (S110). Here, the degree of vacuum in the chamber was 1 × 10 -3 to 1 × 10 - it is preferred to maintain the 7.

다음으로, 상기 진공 챔버의 기체 인입구(191)를 통해 이온 원료 기체를 플라즈마 발생부(110)로 투입(S120)하는 동시에 플라즈마 발생부(110)의 두 극(111, 112) 사이에 전압을 인가하여 이온 원료 기체를 플라즈마 상태로 변환(S130)한다.Next, the ion source gas is introduced into the plasma generator 110 through the gas inlet 191 of the vacuum chamber (S120) and a voltage is applied between the two poles 111 and 112 of the plasma generator 110. The ion source gas is converted into a plasma state (S130).

상기 기체 인입구에 투입되는 이온 원료 기체의 성분으로, 반응성 가스인 N2, O2, H2, NH3 등을 사용할 수 있으며, 불활성가스인 Ar, He, Ne, Xe 등을 사용할 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.As a component of the ionic raw material gas introduced into the gas inlet, N 2 , O 2 , H 2 , NH 3 which are reactive gases And the like, and inert gases such as Ar, He, Ne, and Xe may be used. This will be described later.

계속해서 도 2를 참조하면, 상기 진공 챔버의 이온빔 인출부(120) 및 이온빔 가속관(130)에 전압을 인가하여 이온빔을 인출하고 필요한 에너지에 도달할 때까지 가속(S140)시킨 후, 가속된 이온빔을 부품 지지부(150)에 장착된 플라스틱 부품에 조사(S150)한다.2, the voltage is applied to the ion beam lead-out unit 120 and the ion beam accelerator tube 130 of the vacuum chamber to extract the ion beam and accelerate until the required energy is reached (S140). The ion beam is irradiated to the plastic component mounted on the component support 150 (S150).

이와 동시에 부품 지지부(150)를 적절히 이동 및 회전시킴으로써, 부품 표면에 이온 입자가 균일하게 주입되도록 할 수 있다.At the same time, by appropriately moving and rotating the component support part 150, ion particles can be uniformly injected into the component surface.

여기서, 이온빔 가속관(130)에 의해 가속된 이온빔의 에너지는 10 내지 160 keV일 수 있으며, 플라스틱 부품의 표면에 조사되는 이온의 조사량은 1×1015 내지 1×1017 ions/㎠인 것이 바람직하다. 이에 대해 후술하기로 한다.Here, the energy of the ion beam accelerated by the ion beam accelerator tube 130 may be 10 to 160 keV, the irradiation amount of ions irradiated to the surface of the plastic component is preferably 1 × 10 15 to 1 × 10 17 ions / ㎠ Do. This will be described later.

이하에서는 본 발명에 따른 플라스틱 부품의 표면처리 방법에 대해 상술하기로 한다.Hereinafter, a method for surface treatment of plastic parts according to the present invention will be described in detail.

도 3a 및 도 3b은 본 발명에 따른 플라스틱 부품의 표면처리 방법을 도시한 모식도이다.3A and 3B are schematic views showing a surface treatment method of a plastic part according to the present invention.

먼저, 도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 플라스틱 부품(200)은 모재층(220) 및 상기 모재층(220) 상부에 위치하는 금속코팅층(210)을 포함하고 있다.First, referring to FIG. 3A, the plastic part 200 according to the present invention includes a base material layer 220 and a metal coating layer 210 positioned on the base material layer 220.

이때, 상기 모재층(220)은 일반적인 플라스틱 재질인 폴리프로필렌(polypropylene(PP)), 폴리에틸렌(polyethylene(PE)), 나일론 6 (Nylon 6), 나일론 66 (Nylon 66), 폴리카보네이트(polycarbonate(PC)), 폴리이미드(Polyimide(PI)), 폴리메틸메타크릴산(Poly methyl methacrylate (PMMA)), 폴리스틸렌(Polystyrene(PS)), 폴리(poly)(lactic-co-glycolic acid)(PLGA), 히드로겔(Hydrogel), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate(PET)), 실리콘 고무(Silicone rubber), PDMS(Polydimethylsiloxane) 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 (acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS)) 등과 같은 한 종류로 이루어진 플라스틱 부품이거나, 또는 PC/ABS, PC/SAN, PC/PBT 등과 같은 두 개 이상의 혼합물로 형성된 플라스틱 부품일 수 있으며, 본 발명에서 상기 모재층의 종류를 한정하는 것은 아니다.In this case, the base material layer 220 is a polypropylene (polypropylene (PP)), polyethylene (polyethylene (PE)), nylon 6 (Nylon 6), nylon 66 (Nylon 66), polycarbonate (PC) )), Polyimide (PI), poly methyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA), Plastics of one kind such as hydrogel, polyethylene terephthalate (PET), silicone rubber, PDMS (polydimethylsiloxane) acrylonitrile butadiene styrene (ABS) It may be a component, or a plastic component formed of two or more mixtures such as PC / ABS, PC / SAN, PC / PBT, etc., and the present invention does not limit the type of the base material layer.

또한, 상기 금속코팅층(210)은 Al, Ti, Ni, Cu, Co, Mo 등의 금속물질을 사용하여, 스퍼터링법 또는 진공증착법에 의해 상기 모재층(220)의 상부에 형성할 수 있다.In addition, the metal coating layer 210 may be formed on the base material layer 220 by sputtering or vacuum deposition using a metal material such as Al, Ti, Ni, Cu, Co, Mo, or the like.

이때, 본 발명에서 상기 금속코팅층(210)의 두께는 20 ~ 300nm인 것이 바람직하다.At this time, the thickness of the metal coating layer 210 in the present invention is preferably 20 ~ 300nm.

다음으로, 도 3b를 참조하면, 즉, 모재층(220) 및 상기 모재층(220) 상부에 위치하는 금속코팅층(210)을 포함하는 플라스틱 부품에, 상술한 도 1 및 2에서와 같은 방법으로, 이온빔을 조사하여 플라스틱 부품의 표면처리를 할 수 있다.Next, referring to FIG. 3B, that is, to the plastic part including the base material layer 220 and the metal coating layer 210 positioned on the base material layer 220, the same method as in FIGS. 1 and 2 described above. The surface of the plastic part can be treated by irradiating the ion beam.

상기 이온빔 조사에 의해, 본 발명에 따른 플라스틱 부품은 모재층(220)과 금속코팅층(210)의 계면에 모재-금속혼합층(230)이 형성될 수 있으며, 따라서, 모재층과 코팅층간의 접착성 및 치밀성이 향상되어, 결국, 후술할 바와 같은 내수성 및 내광성이 향상될 수 있다.By the ion beam irradiation, in the plastic part according to the present invention, the base material-metal mixed layer 230 may be formed at the interface between the base material layer 220 and the metal coating layer 210. Thus, the adhesion between the base material layer and the coating layer The compactness can be improved, and consequently, the water resistance and light resistance as described later can be improved.

한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라스틱 부품은 상기 모재-금속혼합층(230)에 결정화된 금속을 포함할 수 있으며, 상기 결정화된 금속을 통해 내수성 및 내광성이 더욱 향상되는 것으로 예상된다.On the other hand, as shown in Figure 3b, the plastic part according to the present invention may include a crystallized metal in the base material-metal mixed layer 230, it is expected that the water resistance and light resistance further improved through the crystallized metal do.

도 4a는 이온빔에 의한 플라스틱 부품의 표면처리 전의 SEM 사진 및 XRD결과를 도시한 도면이고, 도 4b는 이온빔에 의한 플라스틱 부품의 표면처리 후의 SEM 사진 및 XRD결과를 도시한 도면이다.4A is a view showing SEM pictures and XRD results before surface treatment of plastic parts by ion beam, and FIG. 4B is a view showing SEM pictures and XRD results after surface treatment of plastic parts by ion beam.

먼저, 도 4a를 참조하면, ABS의 모재층 상에 Al의 금속코팅층을 형성하였으며, 이 경우, 상기 금속코팅층은 비정질 상태로써, 결정화피크가 관찰되지 않았다.First, referring to FIG. 4A, a metal coating layer of Al was formed on a base material layer of ABS. In this case, the metal coating layer was in an amorphous state, and no crystallization peak was observed.

다음으로, 도 4b를 참조하면, ABS의 모재층 상에 Al의 금속코팅층을 형성한 후, 이온빔에 의한 표면처리를 한 경우에는 상기 금속코팅층의 일부가 결정화된 상태로 결정화피크가 관찰됨을 알 수 있다.Next, referring to Figure 4b, after forming the Al metal coating layer on the base material layer of the ABS, it can be seen that the crystallization peak is observed with a portion of the metal coating layer crystallized when the surface treatment by the ion beam. have.

한편, 본 발명에서는 상기 금속코팅층의 두께에 따라, 이온빔의 에너지 및 이온 원료 기체의 성분이 달라질 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the energy of the ion beam and the components of the ion raw material gas may vary according to the thickness of the metal coating layer.

보다 구체적으로 설명하자면, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 이온 원료 기체로 반응성 가스인 N2, O2, H2, NH3 등을 사용할 수 있으며, 불활성가스인 Ar, He, Ne, Xe 등을 사용할 수 있다.More specifically, as described above, in the present invention, the ion source gas is N 2 , O 2 , H 2 , and NH 3 , which are reactive gases. And the like, and inert gases such as Ar, He, Ne, and Xe may be used.

먼저, 상기 이온 원료 기체로써 반응성가스를 사용하는 경우, 상기 금속코팅층의 두께가 20nm 이상 70nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 10 ~ 20KeV일 수 있고, 상기 금속코팅층의 두께가 70nm 이상 120nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 20 ~ 30KeV일 수 있으며, 상기 금속코팅층의 두께가 120nm 이상 170nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 30 ~ 50KeV일 수 있고, 상기 금속코팅층의 두께가 170nm 이상 220nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 50 ~ 70KeV일 수 있으며, 상기 금속코팅층의 두께가 220nm 이상 270nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 70 ~ 90KeV일 수 있고, 상기 금속코팅층의 두께가 270nm 이상 300nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 90 ~ 110KeV일 수 있다.First, when using a reactive gas as the ion raw material gas, when the thickness of the metal coating layer is 20nm or more and less than 70nm, the energy of the ion beam may be 10 ~ 20KeV, the ion beam when the thickness of the metal coating layer is 70nm or more and less than 120nm. The energy of may be 20 ~ 30KeV, when the thickness of the metal coating layer is more than 120nm or less than 170nm, the energy of the ion beam may be 30 ~ 50KeV, the energy of the ion beam is 50 if the thickness of the metal coating layer is more than 170nm and less than 220nm. When the thickness of the metal coating layer is 220nm or more and less than 270nm, the energy of the ion beam may be 70 ~ 90KeV, and when the thickness of the metal coating layer is 270nm or more and less than 300nm, the energy of the ion beam may be 90 ~ 110KeV. have.

다음으로, 상기 이온 원료 기체로써 불활성가스를 사용하는 경우, 상기 금속코팅층의 두께가 20nm 이상 70nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 20 ~ 40KeV일 수 있고, 상기 금속코팅층의 두께가 70nm 이상 120nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 40 ~ 70KeV일 수 있으며, 상기 금속코팅층의 두께가 120nm 이상 170nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 70 ~ 100KeV일 수 있고, 상기 금속코팅층의 두께가 170nm 이상 220nm 미만인 경우는 이온빔의 에너지는 100 ~ 140KeV일 수 있다.Next, in the case of using an inert gas as the ion source gas, when the thickness of the metal coating layer is 20nm or more and less than 70nm, the energy of the ion beam may be 20 ~ 40KeV, when the thickness of the metal coating layer is 70nm or more and less than 120nm The energy of the ion beam may be 40 ~ 70 KeV, when the thickness of the metal coating layer is greater than 120nm or less than 170nm, the energy of the ion beam may be 70 ~ 100KeV, the energy of the ion beam when the thickness of the metal coating layer is greater than 170nm and less than 220nm. It can be 100 to 140 KeV.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명은 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1]Example 1

자동차 부품의 소재인 ABS 재질의 모재층 상에 Al의 금속코팅층을 형성한 후, 이온 원료 기체로 반응성 가스인 N2를 사용하여 표면처리 하였다. 상기 금속코팅층의 증착두께 및 이온빔 에너지의 크기를 하기 표 1에 도시하였다.After forming a metal coating layer of Al on the base material layer of ABS material, which is a material of automobile parts, it was subjected to surface treatment by using a reactive gas N 2 as the ion raw material gas. The deposition thickness of the metal coating layer and the magnitude of ion beam energy are shown in Table 1 below.

구분division 금속코팅층 증착두께Metal Coating Layer Deposition Thickness 이온빔 세기(N2)Ion beam intensity (N 2 ) 비고Remarks

Al

Al 20nm ~ 69nm20nm to 69nm 10 ~ 20 KeV10 to 20 KeV 조건1Condition 1 70nm ~ 119nm70nm to 119nm 20 ~ 30 KeV20 to 30 KeV 조건2Condition 2 120nm ~ 169nm120 nm to 169 nm 30 ~ 50 KeV30 to 50 KeV 조건3Condition 3 170nm ~ 219nm170nm to 219nm 50 ~ 70 KeV50 to 70 KeV 조건4Condition 4 220nm ~ 269nm220nm to 269nm 70 ~ 90 KeV70 to 90 KeV 조건5Condition 5 270nm ~ 300nm270nm to 300nm 90 ~ 110 KeV90 to 110 KeV 조건6Condition 6

[실시예 2][Example 2]

자동차 부품의 소재인 ABS 재질의 모재층 상에 Al의 금속코팅층을 형성한 후, 이온 원료 기체로 반응성 가스인 O2를 사용하여 표면처리 하였다. 상기 금속코팅층의 증착두께 및 이온빔 에너지의 크기를 하기 표 2에 도시하였다.After forming a metal coating layer of Al on the base material layer of ABS material, which is a material of automobile parts, it was subjected to surface treatment using O 2 which is a reactive gas as the ion source gas. The deposition thickness of the metal coating layer and the magnitude of the ion beam energy are shown in Table 2 below.

구분division 금속코팅층 증착두께Metal Coating Layer Deposition Thickness 이온빔 세기(O2)Ion beam intensity (O 2 ) 비고Remarks

Al

Al 20nm ~ 69nm20nm to 69nm 10 ~ 20 KeV10 to 20 KeV 조건7Condition 7 70nm ~ 119nm70nm to 119nm 20 ~ 30 KeV20 to 30 KeV 조건8Condition 8 120nm ~ 169nm120 nm to 169 nm 30 ~ 50 KeV30 to 50 KeV 조건9Condition 9 170nm ~ 219nm170nm to 219nm 50 ~ 70 KeV50 to 70 KeV 조건10Condition 10 220nm ~ 269nm220nm to 269nm 70 ~ 90 KeV70 to 90 KeV 조건11Condition 11 270nm ~ 300nm270nm to 300nm 90 ~ 110 KeV90 to 110 KeV 조건12Condition 12

[실시예 3][Example 3]

자동차 부품의 소재인 ABS 재질의 모재층 상에 Al의 금속코팅층을 형성한 후, 이온 원료 기체로 불활성 가스인 Ar을 사용하여 표면처리 하였다. 상기 금속코팅층의 증착두께 및 이온빔 에너지의 크기를 하기 표 3에 도시하였다.After forming a metal coating layer of Al on the base material layer of ABS material, which is a material of automobile parts, the surface treatment was performed using Ar, an inert gas, as the ion source gas. The deposition thickness of the metal coating layer and the magnitude of the ion beam energy are shown in Table 3 below.

구분division 금속코팅층 증착두께Metal Coating Layer Deposition Thickness 이온빔 세기(Ar)Ion Beam Intensity (Ar) 비고Remarks

Al

Al 20nm ~ 69nm20nm to 69nm 20 ~ 40 KeV20 to 40 KeV 조건13Condition 13 70nm ~ 119nm70nm to 119nm 40 ~ 70 KeV40 to 70 KeV 조건14Condition 14 120nm ~ 169nm120 nm to 169 nm 70 ~ 100 KeV70 to 100 KeV 조건15Condition 15 170nm ~ 219nm170nm to 219nm 100 ~ 140 KeV100 to 140 KeV 조건16Condition 16 220nm ~ 269nm220nm to 269nm -- 270nm ~ 300nm270nm to 300nm --

[실시예 4]Example 4

자동차 부품의 소재인 ABS 재질의 모재층 상에 Ti의 금속코팅층을 형성한 후, 이온 원료 기체로 반응성 가스인 N2를 사용하여 표면처리 하였다. 상기 금속코팅층의 증착두께 및 이온빔 에너지의 크기를 하기 표 4에 도시하였다.After forming a metal coating layer of Ti on the base material layer of ABS material, which is a material of automobile parts, it was subjected to surface treatment using N 2 , a reactive gas, as the ion source gas. The deposition thickness of the metal coating layer and the magnitude of the ion beam energy are shown in Table 4 below.

구분division 금속코팅층 증착두께Metal Coating Layer Deposition Thickness 이온빔 세기(N2)Ion beam intensity (N 2 ) 비고Remarks

Ti

Ti 20nm ~ 69nm20nm to 69nm 10 ~ 20 KeV10 to 20 KeV 조건17Condition 17 70nm ~ 119nm70nm to 119nm 20 ~ 30 KeV20 to 30 KeV 조건18Condition 18 120nm ~ 169nm120 nm to 169 nm 30 ~ 50 KeV30 to 50 KeV 조건19Condition 19 170nm ~ 219nm170nm to 219nm 50 ~ 70 KeV50 to 70 KeV 조건20Condition 20 220nm ~ 269nm220nm to 269nm 70 ~ 90 KeV70 to 90 KeV 조건21Condition 21 270nm ~ 300nm270nm to 300nm 90 ~ 110 KeV90 to 110 KeV 조건22Condition 22

[실시예 5][Example 5]

자동차 부품의 소재인 ABS 재질의 모재층 상에 Ti의 금속코팅층을 형성한 후, 이온 원료 기체로 반응성 가스인 O2를 사용하여 표면처리 하였다. 상기 금속코팅층의 증착두께 및 이온빔 에너지의 크기를 하기 표 5에 도시하였다.After forming a metal coating layer of Ti on the base material layer of ABS material, which is a material of automobile parts, it was surface treated using O 2 , a reactive gas, as the ion source gas. The deposition thickness of the metal coating layer and the magnitude of ion beam energy are shown in Table 5 below.

구분division 금속코팅층 증착두께Metal Coating Layer Deposition Thickness 이온빔 세기(O2)Ion beam intensity (O 2 ) 비고Remarks

Ti

Ti 20nm ~ 69nm20nm to 69nm 10 ~ 20 KeV10 to 20 KeV 조건23Condition 23 70nm ~ 119nm70nm to 119nm 20 ~ 30 KeV20 to 30 KeV 조건24Condition 24 120nm ~ 169nm120 nm to 169 nm 30 ~ 50 KeV30 to 50 KeV 조건25Condition 25 170nm ~ 219nm170nm to 219nm 50 ~ 70 KeV50 to 70 KeV 조건26Condition 26 220nm ~ 269nm220nm to 269nm 70 ~ 90 KeV70 to 90 KeV 조건27Condition 27 270nm ~ 300nm270nm to 300nm 90 ~ 110 KeV90 to 110 KeV 조건28Condition 28

상기 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 각각 도 5a 내지 도 5e에 도시하였다.The simulation results and the test results of the initial adhesive force according to Examples 1 to 5 are shown in FIGS. 5A to 5E, respectively.

도 5a는 실시예 1에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.FIG. 5A is a diagram illustrating a real photograph showing a simulation result and a test result of an initial adhesive force according to Example 1; FIG.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에서는 조건 1 내지 조건 6을 바탕으로, 이온빔 조사에 의한 에너지의 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하였으며, 이중, 조건 2, 3에 대해서는 실제제품에 적용하여 초기부착력을 테스트한 결과를 도시하였다.Referring to FIG. 5A, in Example 1 of the present invention, simulation results of energy distribution by ion beam irradiation are shown on the basis of conditions 1 to 6, and among the above, conditions 2 and 3 are initially applied to actual products. The results of testing the adhesion are shown.

이때, 상기 시뮬레이션 결과에서, 세로라인은 모재층과 금속코팅층의 계면을 의미하며, 상기 세로라인을 통해 금속코팅층의 두께를 알 수 있다.In this case, in the simulation result, the vertical line means an interface between the base material layer and the metal coating layer, and the thickness of the metal coating layer may be known through the vertical line.

한편, 상기 시뮬레이션 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 조건 1 내지 6은 이온빔 에너지가 대부분 금속코팅층에 분포하고, 모재층에는 일부 분포하는 형태로써, 이온빔 조사에 따른 표면특성이 거의 유사할 것임을 예측할 수 있다.On the other hand, as can be seen from the simulation results, the conditions 1 to 6 are the ion beam energy is mostly distributed in the metal coating layer, partly distributed in the base material layer, it can be expected that the surface characteristics according to the ion beam irradiation will be almost similar. .

도 5b는 실시예 2에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.FIG. 5B is a diagram illustrating a real photograph showing a simulation result and a test result of an initial adhesive force according to Example 2. FIG.

도 5b를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에서는 조건 7 내지 조건 12를 바탕으로, 이온빔 조사에 의한 에너지의 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하였으며, 이중, 조건 7 내지 10에 대해서는 실제제품에 적용하여 초기부착력을 테스트한 결과를 도시하였다.Referring to FIG. 5B, in Example 2 of the present invention, simulation results of energy distribution by ion beam irradiation are shown based on conditions 7 to 12, and among the conditions 7 to 10, the initial results are applied to actual products. The results of testing the adhesion are shown.

이때, 상기 시뮬레이션 결과에서, 세로라인은 모재층과 금속코팅층의 계면을 의미하며, 상기 세로라인을 통해 금속코팅층의 두께를 알 수 있다.In this case, in the simulation result, the vertical line means an interface between the base material layer and the metal coating layer, and the thickness of the metal coating layer may be known through the vertical line.

한편, 상기 시뮬레이션 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 조건 7 내지 12는 이온빔 에너지가 대부분 금속코팅층에 분포하고, 모재층에는 일부 분포하는 형태로써, 이온빔 조사에 따른 표면특성이 거의 유사할 것임을 예측할 수 있다.On the other hand, as can be seen from the simulation results, conditions 7 to 12 are in the form that most of the ion beam energy is distributed in the metal coating layer, partly in the base material layer, it can be predicted that the surface characteristics according to the ion beam irradiation will be almost similar. .

도 5c는 실시예 3에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.FIG. 5C is a diagram showing real pictures showing simulation results and test results of initial adhesion according to Example 3. FIG.

도 5c를 참조하면, 본 발명의 실시예 3에서는 조건 13 내지 조건 16을 바탕으로, 이온빔 조사에 의한 에너지의 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하였으며, 이중, 조건 13, 14에 대해서는 실제제품에 적용하여 초기부착력을 테스트한 결과를 도시하였다.Referring to FIG. 5C, in Example 3 of the present invention, simulation results of energy distribution by ion beam irradiation are shown on the basis of conditions 13 to 16, and among the conditions 13 and 14, the initial results are applied to actual products. The results of testing the adhesion are shown.

이때, 상기 시뮬레이션 결과에서, 세로라인은 모재층과 금속코팅층의 계면을 의미하며, 상기 세로라인을 통해 금속코팅층의 두께를 알 수 있다.In this case, in the simulation result, the vertical line means an interface between the base material layer and the metal coating layer, and the thickness of the metal coating layer may be known through the vertical line.

한편, 상기 시뮬레이션 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 조건 13 내지 16은 이온빔 에너지가 대부분 금속코팅층에 분포하고, 모재층에는 일부 분포하는 형태로써, 이온빔 조사에 따른 표면특성이 거의 유사할 것임을 예측할 수 있다.On the other hand, as can be seen from the simulation results, conditions 13 to 16 are in the form that most of the ion beam energy is distributed in the metal coating layer, partly in the base material layer, it can be predicted that the surface characteristics according to the ion beam irradiation will be almost similar. .

도 5d는 실시예 4에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.FIG. 5D is a diagram showing real pictures showing simulation results and test results of initial adhesion according to Example 4. FIG.

도 5d를 참조하면, 본 발명의 실시예 4에서는 조건 17 내지 조건 22를 바탕으로, 이온빔 조사에 의한 에너지의 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하였으며, 이중, 조건 17 내지 22에 대해서는 실제제품에 적용하여 초기부착력을 테스트한 결과를 도시하였다.Referring to FIG. 5D, in Example 4 of the present invention, simulation results of energy distribution by ion beam irradiation are shown based on conditions 17 to 22, and among the conditions 17 to 22, the initial results are applied to actual products. The results of testing the adhesion are shown.

이때, 상기 시뮬레이션 결과에서, 세로라인은 모재층과 금속코팅층의 계면을 의미하며, 상기 세로라인을 통해 금속코팅층의 두께를 알 수 있다.In this case, in the simulation result, the vertical line means an interface between the base material layer and the metal coating layer, and the thickness of the metal coating layer may be known through the vertical line.

한편, 상기 시뮬레이션 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 조건 17 내지 22는 이온빔 에너지가 대부분 금속코팅층에 분포하고, 모재층에는 일부 분포하는 형태로써, 이온빔 조사에 따른 표면특성이 거의 유사할 것임을 예측할 수 있다.On the other hand, as can be seen from the simulation results, the conditions 17 to 22 are the ion beam energy is mostly distributed in the metal coating layer, partly distributed in the base material layer, it can be expected that the surface characteristics according to the ion beam irradiation will be almost similar. .

도 5e는 실시예 5에 따른 시뮬레이션 결과 및 초기부착력을 테스트한 결과를 도시한 실사진을 도시한 도면이다.FIG. 5E is a diagram showing real pictures showing simulation results and test results of initial adhesion according to Example 5. FIG.

도 5e를 참조하면, 본 발명의 실시예 5에서는 조건 23 내지 조건 28을 바탕으로, 이온빔 조사에 의한 에너지의 분포의 시뮬레이션 결과를 도시하였으며, 이중, 조건 23 내지 25에 대해서는 실제제품에 적용하여 초기부착력을 테스트한 결과를 도시하였다.Referring to FIG. 5E, in Example 5 of the present invention, a simulation result of energy distribution by ion beam irradiation is shown based on conditions 23 to 28, of which 23 to 25 are initially applied to a real product. The results of testing the adhesion are shown.

이때, 상기 시뮬레이션 결과에서, 세로라인은 모재층과 금속코팅층의 계면을 의미하며, 상기 세로라인을 통해 금속코팅층의 두께를 알 수 있다.In this case, in the simulation result, the vertical line means an interface between the base material layer and the metal coating layer, and the thickness of the metal coating layer may be known through the vertical line.

한편, 상기 시뮬레이션 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 조건 23 내지 28은 이온빔 에너지가 대부분 금속코팅층에 분포하고, 모재층에는 일부 분포하는 형태로써, 이온빔 조사에 따른 표면특성이 거의 유사할 것임을 예측할 수 있다.On the other hand, as can be seen from the simulation results, the conditions 23 to 28 are the ion beam energy is mostly distributed in the metal coating layer, partly distributed in the base material layer, it can be expected that the surface characteristics according to the ion beam irradiation will be almost similar. .

상기 초기부착력 테스트는 실제제품을 격자상으로 컷팅하고, 상기 커팅면 면에 접착테이프를 부착한 후 이를 떼어내어, 커팅면이 얼마나 벗겨지는지 여부에 따라 판단하는 것으로, 하기 표 6에 따른 분류 또는 도 7의 부착력 테스트 참조도를 통해 양호여부를 판단할 수 있고, 본 발명에서는 조건 2, 3, 조건 7 내지 10, 조건 13, 14, 조건 17 내지 22, 조건 23 내지 25의 실제제품 모두 M-1.0수준으로 초기부착력이 양호한 것으로 나타났다.The initial adhesion test is to cut the actual product into a grid, and to attach the adhesive tape to the cutting surface and to remove it, and to determine depending on how much the cutting surface is peeled off, according to the classification or diagram according to Table 6 below. It is possible to determine whether or not the goodness through the adhesion test reference diagram of 7, in the present invention M-1.0 all of the actual products of the conditions 2, 3, 7 to 10, 13, 14, 17 to 22, 23 to 25 At the initial level, the initial adhesion was found to be good.

분류Classification 외관Exterior 비고Remarks M-1.0M-1.0 (1) Cutting 의 교차점에 도막의 박리가 없을 것.
(2) 직선에 따른 벗겨짐이 있어서는 안 된다.(1) There should be no peeling of the coating film at the intersection of cutting.
(2) There should be no peeling along a straight line. 우수Great M-2.0M-2.0 (1) Cutting 의 교차점에 도막의 박리가 약간 보임
(2) 직선에 따른 벗겨짐이 있어서는 안 된다.(1) Peeling of coating film is seen slightly at the intersection of cutting
(2) There should be no peeling along a straight line. 양호Good M-3.0M-3.0 (1) Cutting 의 교차점에 박리가 5~15% 수준
(2) 직선에 따라 벗겨짐이 인지된다.
(3) 바둑눈 1 면의 도막이 50%이상 박리 없을 것(1) 5 ~ 15% of peeling at the intersection of cutting
(2) Peeling is recognized along a straight line.
(3) There should be no more than 50% of peeling film on one side of Go eye. 불량Bad M-4.0M-4.0 (1) 직선에 따라 벗겨짐이 상당히 인지된다.
(2) 박리된 바둑판눈이 약 5 개정도(1) Peeling is considerably noticeable along a straight line.
(2) Peeled checkerboard is approximately 5 revisions 불량Bad M-5.0M-5.0 (1) 직선에 따라 벗겨짐이 많음
(2) 박리된 바둑판눈이 약 20 개 정도(1) Many peel off along straight line
(2) about 20 peeled checkerboard eyes 불량Bad M-6.0M-6.0 (1) 바둑판 눈이 전부 벗겨짐(1) All of the board eyes are peeled off 불량Bad

이하에서는 상술한 조건 2, 3, 조건 7 내지 10, 조건 13, 14, 조건 17 내지 22, 조건 23 내지 25의 실제제품의 내광성 및 내수성을 측정한 결과를 설명하기로 한다.Hereinafter, the results of measuring the light resistance and the water resistance of the actual product of the conditions 2, 3, 7 to 10, 13, 14, 17 to 22, and 23 to 25 described above will be described.

상기 내광성은 FADE-O-METER (ISO 105, JIS L 0843, ASTM D 6695, SAE J 1885, SAE J 2412 에 규정하는 제논아크로 표에 의한 조건으로 조사하고, 단, 필터는 BORO SILICATE (내측필터)와 SODA LIME(외측필터)의 조합으로 구성되며 연속 조사 하였다. 한편, 타 규격의 카본아크에 의한 시험방법과 중복되는 경우, 제논아크 시험방법을 따른다. The light resistance was investigated under the conditions according to the Xenon Acro table specified in FADE-O-METER (ISO 105, JIS L 0843, ASTM D 6695, SAE J 1885, SAE J 2412), except that the filter was a BORO SILICATE (inner filter). It consists of a combination of and SODA LIME (external filter) and is continuously investigated, while the test method of xenon arc is to be followed if it overlaps with other standard carbon arc test method.

조사 후 시험편을 중성세제수용액으로 세정하여 부품표면에 OIL 이나 수분이 섞여 있지 않은 상태로 하고 AIR BLOW를 이용 표면의 수분을 제거 후 1 시간 실온에서 방치한다. 각 시험편은 외관을 육안으로 평가하며, 상술한 표 6에 따라, 부착성을 측정하였다.After irradiation, wash the specimen with a neutral detergent solution and leave it free of oil or moisture on the surface of the part, and leave it at room temperature for 1 hour after removing moisture from the surface using AIR BLOW. Each test piece visually evaluated the external appearance and measured adhesiveness according to Table 6 mentioned above.

내광성 테스트의 조건은 하기 표 7에 도시하였다.The conditions of the light resistance test are shown in Table 7 below.

설정조건Setting condition BLACK PNL 온도BLACK PNL temperature 챔버 내부 습도Humidity inside chamber 조사조도Illumination intensity 1050 KJ/㎡[340 nm]
또는
126 MJ/㎡[300∼400 nm]1050 KJ / ㎡ [340 nm]
or
126 MJ / m2 [300-400 nm] 89 ± 3 ℃
89 ± 3 ℃
50 ± 5 % RH
50 ± 5% RH
0.55 ± 0.02 W/(㎡·㎚) [340 nm]
또는
65.5 ± 2.5 W/㎡
[300 ∼ 400 nm]0.55 ± 0.02 W / (m 2 · nm) [340 nm]
or
65.5 ± 2.5 W / ㎡
[300-400 nm]

상기 내수성은 시험편을 수돗물(TAP WATER) 중에 침적시킨 후 꺼내어 AIR BLOW 에 의해 표면의 수분을 제거한 후, 실온에서 1 시간 방치 후 도막의 표면상태를 조사하고, 상술한 표 6에 따라, 즉시 부착성을 측정하였다.The water resistance was removed by immersing the test piece in tap water and removing the surface water by AIR BLOW, and after leaving it at room temperature for 1 hour to investigate the surface state of the coating film, according to the above Table 6, immediately adhesion Was measured.

내수성 테스트의 조건은 하기 표 8에 도시하였다.The conditions of the water resistance test are shown in Table 8 below.

시험온도 (℃)Test temperature (℃) 시험시간 (h)Test time (h) 40 ± 240 ± 2 240240

상기 내광성 및 내수성의 측정결과를 하기 표 9 내지 11, 도 6a 내지 도 6c에 도시하였다.The measurement results of the light resistance and water resistance are shown in Tables 9 to 11 and FIGS. 6A to 6C.

도 6a는 금속코팅층을 Al로 한 경우의 내광성 측정결과를 도시한 실사진이며, 표 9는 금속코팅층을 Al로 한 경우의 측정 조건 및 측정결과를 도시한 표로써, 하기에서 알 수 있는 바와 같이, 부착성의 측정결과가 M-1.5 내지 M-2.0으로, 내광성 테스트 후의 부착력 결과가 양호함을 알 수 있다.6A is a photograph showing the light resistance measurement results when the metal coating layer is made of Al. Table 9 is a table showing the measurement conditions and the measurement results when the metal coating layer is made of Al. As can be seen below, The measurement result of adhesion is M-1.5-M-2.0, and it turns out that the adhesive force result after a light resistance test is favorable.

No.No. Al 증착두께
(nm)Al deposition thickness
(nm) GasGas 조사에너지
(KeV)Irradiation energy
(KeV) 내광성 조건
(MJ)Light resistance condition
(MJ) 결과result 1One 70~11970-119 N2
N2
20~3020 ~ 30


126


126


양호
(M-1.5~2.0)


Good
(M-1.5 ~ 2.0) 22 120~169120 ~ 169 30~5030 to 50 33 20~6920-69
O2
O2 10~2010-20 44 70~12970-129 20~3020 ~ 30 55 120~169120 ~ 169 30~5030 to 50 66 170~219170-219 50~7050-70 77 20~6920-69 ArAr 20~4020 to 40 88 70~11970-119 40~7040 to 70

도 6b는 금속코팅층을 Ti로 한 경우의 내광성 측정결과를 도시한 실사진이며, 표 10는 금속코팅층을 Al로 한 경우의 측정 조건 및 측정결과를 도시한 표로써, 하기에서 알 수 있는 바와 같이, 부착성의 측정결과가 M-1.5 내지 M-2.0으로, 내광성 테스트 후의 부착력 결과가 양호함을 알 수 있다.6B is a photograph showing the light resistance measurement results when the metal coating layer is Ti, and Table 10 is a table showing the measurement conditions and the measurement results when the metal coating layer is Al, as can be seen below. The measurement result of adhesion is M-1.5-M-2.0, and it turns out that the adhesive force result after a light resistance test is favorable.

No.No. 증착두께
(nm)Deposition thickness
(nm) GasGas 조사에너지
(KeV)Irradiation energy
(KeV) 내광성 조건
(MJ)Light resistance condition
(MJ) 결과result 1One 20~6920-69
N2
N2 10~2010-20

126

126

양호
(M-1.5~2.0)

Good
(M-1.5 ~ 2.0) 22 70~11970-119 20~3020 ~ 30 33 120~169120 ~ 169 30~5030 to 50 44 20~6920-69
O2
O2 10~2010-20 55 70~12970-129 20~3020 ~ 30 66 120~169120 ~ 169 30~5030 to 50

도 6c는 금속코팅층을 Al로 한 경우의 내수성 측정결과를 도시한 실사진이며, 표 11는 금속코팅층을 Al로 한 경우의 측정 조건 및 측정결과를 도시한 표로써, 하기에서 알 수 있는 바와 같이, 부착성의 측정결과가 M-1.5 내지 M-2.0으로, 내수성 테스트 후의 부착력 결과가 양호함을 알 수 있다.6C is a photograph showing water resistance measurement results when the metal coating layer is made of Al. Table 11 is a table showing measurement conditions and measurement results when the metal coating layer is made of Al. As can be seen below, FIG. The measurement result of adhesion is M-1.5-M-2.0, and it turns out that the adhesion force result after a water resistance test is favorable.

No.No. Al 증착두께
(nm)Al deposition thickness
(nm) GasGas 조사에너지
(KeV)Irradiation energy
(KeV) 결과result 1One 70~11970-119 N2
N2
20~3020 ~ 30


양호
(M-1.5~2.0)


Good
(M-1.5 ~ 2.0) 22 120~169120 ~ 169 30~5030 to 50 33 20~6920-69
O2
O2 10~2010-20 44 70~12970-129 20~3020 ~ 30 55 120~169120 ~ 169 30~5030 to 50 66 170~219170-219 50~7050-70 77 20~6920-69 ArAr 20~4020 to 40 88 70~11970-119 40~7040 to 70

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 플라스틱 부품은 조건에 따른 이온빔 조사에 의해, 모재층과 금속코팅층의 사이에 모재-금속혼합층이 형성될 수 있으며, 따라서, 모재층과 코팅층간의 접착성 및 치밀성이 향상되어, 내수성 및 내광성이 향상될 수 있다.As can be seen from the above, in the plastic part according to the present invention, the base material-metal mixed layer can be formed between the base material layer and the metal coating layer by ion beam irradiation according to the conditions, and thus, the adhesion between the base material layer and the coating layer And density can be improved, and water resistance and light resistance can be improved.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

200 : 플라스틱 부품 210 : 금속코팅층
220: 모재층 230 : 모재-금속 혼합층200: plastic part 210: metal coating layer
220: base material layer 230: base material-metal mixed layer

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 모재층 및 상기 모재층 상부에 위치하는 금속코팅층을 포함하는 플라스틱 부품을 준비하는 단계; 및
상기 플라스틱 부품에, 이온 원료 기체로 반응성 가스를 사용하는 이온빔을 조사하여 표면 처리하는 단계를 포함하고,
상기 금속코팅층의 두께가 20nm 이상 70nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 10 ~ 20KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 70nm 이상 120nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 20 ~ 30KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 120nm 이상 170nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 30 ~ 50KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 170nm 이상 220nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 50 ~ 70KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 220nm 이상 270nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 70 ~ 90KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 270nm 이상 300nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 90 ~ 110KeV인 플라스틱 부품의 표면 처리 방법.Preparing a plastic part comprising a base material layer and a metal coating layer positioned on the base material layer; And
Surface treatment by irradiating the plastic part with an ion beam using a reactive gas as an ion source gas,
When the thickness of the metal coating layer is 20nm or more and less than 70nm, the energy of the ion beam is 10 ~ 20KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 70nm or more and less than 120nm, the energy of the ion beam is 20 ~ 30KeV, or the thickness of the metal coating layer In the case of 120 nm or more and less than 170 nm, the energy of the ion beam is 30 to 50 KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 170 nm or more and less than 220 nm, the energy of the ion beam is 50 to 70 KeV or the thickness of the metal coating layer is 220 nm or more and less than 270 nm. The energy of the ion beam is 70 ~ 90 KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 270nm or more than 300nm, the energy of the ion beam is 90 ~ 110 KeV surface treatment method of a plastic part. 제 4 항에 있어서,
상기 반응성 가스는 N2, O2, H2 또는 NH3 인 플라스틱 부품의 표면 처리 방법.5. The method of claim 4,
The reactive gas is N 2 , O 2 , H 2 or NH 3 Surface treatment method of phosphor plastic parts. 모재층 및 상기 모재층 상부에 위치하는 금속코팅층을 포함하는 플라스틱 부품을 준비하는 단계; 및
상기 플라스틱 부품에, 이온 원료 기체로 불활성 가스를 사용하는 이온빔을 조사하여 표면 처리하는 단계를 포함하고,
상기 금속코팅층의 두께가 20nm 이상 70nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 20 ~ 40KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 70nm 이상 120nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 40 ~ 70KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 120nm 이상 170nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 70 ~ 100KeV이거나, 상기 금속코팅층의 두께가 170nm 이상 220nm 미만인 경우는 상기 이온빔의 에너지는 100 ~ 140KeV인 플라스틱 부품의 표면 처리 방법.Preparing a plastic part comprising a base material layer and a metal coating layer positioned on the base material layer; And
Irradiating the plastic part with an ion beam using an inert gas as an ionic raw material gas, and surface treating the plastic part;
When the thickness of the metal coating layer is 20nm or more and less than 70nm, the energy of the ion beam is 20 ~ 40KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 70nm or more and less than 120nm, the energy of the ion beam is 40 ~ 70KeV, or the thickness of the metal coating layer The energy of the ion beam is in the case of 120nm or more and less than 170nm, the energy of the ion beam is 70 ~ 100KeV, or when the thickness of the metal coating layer is 170nm or more and less than 220nm, the energy of the ion beam is 100 ~ 140KeV. 제 6 항에 있어서,
상기 불활성 가스는 Ar, He, Ne 또는 Xe 인 플라스틱 부품의 표면 처리 방법.The method according to claim 6,
The inert gas is Ar, He, Ne or Xe surface treatment method of a plastic part.
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