KR20170122036A - Wire Having Etching Groove and Manufacturing Method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 장치를 이용하여 와이어 도금층에 다양한 깊이와 형상의 패턴을 형성시켜 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있는 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wire having an etched groove and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a wire having an etched groove formed in a wire plating layer to form patterns of various depths and shapes, Wire and a manufacturing method thereof.
일반적으로 와이어는 다양한 용도로 사용된다. 쏘우 와이어, 호스 와이어, 타이어 보강재로 사용되는 비드 와이어, 스틸 와이어 등 다양한 용도로 와이어가 사용되고 있다. 이러한 와이어는 용도에 따라 표면에 도금을 한 후 고무 등과 접착하여 사용한다. 와이어와 고무 등과의 접착력을 향상시키는 것은 와이어의 사용수명, 안정성 등의 측면에서 중요한 요소가 된다. Generally, wires are used for various purposes. Wire is used for various purposes such as saw wire, hose wire, bead wire used as a tire reinforcing material, and steel wire. These wires are plated on the surface according to the application, and then bonded to the rubber or the like. Improving the adhesive force between the wire and the rubber or the like is an important factor in terms of service life and stability of the wire.
가령, 타이어 보강재로 사용되는 스틸 와이어는 고무와의 접착력을 향상시키기 위해 Cu와 Zn의 중량비가 62:38 내지 70:30인 황동 도금을 강선표면에 얇게 피막하여 사용한다. 그러나 타이어 주행 중 열, 수분 등에 의해 고무와 스틸 와이어의 접착력이 저하되고, 이로 인해 고무와 스틸 와이어가 분리되어 타이어의 파괴현상이 발생할 수 있다. 즉, 고무와 스틸와이어의 접착계면에 수분이나 산소 그리고 과도한 열 등이 작용하여 고무와의 접착이 열화됨에 따라 타이어 수명에 치명적인 영향을 주게 되며, 타이어 사용의 안정성에 영향을 미치게 된다. For example, a steel wire used as a tire reinforcing material is formed by coating a brass plating having a weight ratio of Cu and Zn of 62:38 to 70:30 thinly on the surface of a steel wire to improve adhesion with rubber. However, the adhesive force between the rubber and the steel wire is deteriorated due to heat, moisture, etc. during running of the tire, which may cause breakage of the tire due to separation of the rubber and the steel wire. That is, moisture, oxygen and excessive heat are applied to the bonding interface between the rubber and the steel wire, which deteriorates the adhesion to the rubber, which has a serious effect on the life of the tire and affects the stability of the use of the tire.
타이어 보강재로 사용되는 스틸 와이어 외에도 타이어에 사용되는 비드 와이어는 청동 도금을 하여 고무와의 접착력을 향상시킨다. 비드 와이어의 경우 고무와의 접착력을 향상시키기 위해 구리에 적절한 비율의 주석을 섞은 청동 도금을 사용하고 있다. 그러나 비드 와이어와 고무의 접착력 또한 타이어 주행 중 가해지는 외부충격, 열, 습기 등에 의해 접착력 저하가 발생하고 이로 인해 타이어 수명이 단축되는 결과를 초래하게 된다. In addition to the steel wire used as a tire reinforcing material, the bead wire used for the tire improves the adhesion to rubber by bronzing. In the case of the bead wire, bronze plating is used in which copper is appropriately mixed with tin in order to improve adhesion with rubber. However, the adhesive force between the bead wire and the rubber also deteriorates the adhesive strength due to external impact, heat, moisture, etc. during the running of the tire, which results in shortening the tire life.
타이어 보강재로 사용되는 스틸 와이어, 비드 와이어 외에도 와이어와 고무 등과의 접착력 향상은 다양한 용도로 사용되는 와이어의 수명 및 안정성 등의 측면에서 매우 중요한 요소이다. 이와 같은 와이어와 고무 등과의 접착력을 향상시키기 위해 종래에는 다양한 기술이 사용되어 왔다. In addition to steel wires and bead wires used as tire reinforcements, the improvement in adhesion with wires and rubber is an important factor in terms of the life and stability of the wires used for various applications. A variety of techniques have been used in the past to improve the adhesion between such wire and rubber.
종래에는 황동도금을 한 스틸 와이어에 시효 접착력을 향상시키기 위하여 구리와 아연의 2원 합금 도금층에 코발트, 니켈, 몰리브덴, 크롬 등의 제3원소를 추가하여 3원 합금층을 형성시켜 사용하였다. 그러나 이러한 방법은 부식을 억제하는 장점이 있으나, 인발 가공 시 신성성이 떨어지고 인발 가공 후 접착력이 낮아지는 문제점이 있다. Conventionally, a third alloy layer such as cobalt, nickel, molybdenum, or chromium was added to a plated layer of a binary alloy of copper and zinc to improve aging adhesion to a steel wire made of brass plated to form a ternary alloy layer. However, this method has the advantage of suppressing corrosion, but has a problem that the saccharinity is lowered in the drawing process and the adhesive force is lowered after the drawing process.
이외에도, 와이어의 고무 등과의 접착력을 향상시키기 위해 표면에 오일을 도포하거나, 파라니트로아닐린, 벤조트리아졸계 화합물, 사이클로 헥실아민 보레이트계 화합물, 페놀계 화합물 등 다양한 화합물을 도포하여 와이어와 고무 등과의 접착력을 향상시키고 있다. In addition, in order to improve the adhesion of the wire to the rubber or the like, an oil is applied to the surface, or various compounds such as para-nitroaniline, benzotriazole-based compound, cyclohexylamine borate compound and phenol- .
그러나 오일을 도포하는 경우 도포되는 오일양의 불균일성이 접착력에 영향을 미칠 수 있으며, 오일의 성분에 따라 와이어가 부식되는 정도가 다른 문제점이 있다. 이외의 다른 화합물의 경우는 인체에 유해하고 환경 문제를 일으킬 수 있기 때문에 사용이 제한되며, 와이어 불균일하게 도포되어 접착력에 영향을 미칠 수 있으며 도포되는 화합물에 인해 새롭게 발생되는 물질에 의해 접착력이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. However, when the oil is applied, the unevenness of the applied oil may affect the adhesive strength, and there is a problem that the wire is corroded depending on the component of the oil. Other compounds are harmful to the human body and can cause environmental problems. Therefore, they are limited in use, may be unevenly applied to the wire, may affect the adhesive force, and adhesiveness may be deteriorated due to newly generated substances due to the compound Can occur.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 장치를 이용하여 와이어 도금층에 다양한 깊이와 형상의 패턴을 형성시켜 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있는 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a wire having an etched groove formed in a wire plating layer by forming patterns of various depths and shapes by using a plasma apparatus to improve adhesion to rubber, ≪ / RTI >
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어는 와이어; 및 상기 와이어에 도금되는 도금층;을 포함하며, 상기 도금층은 플라즈마 장치에 의해 표면 에칭되어 패턴을 갖는 에칭 홈;이 마련되는 것을 특징으로 하는 것이다. According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including: a semiconductor substrate; And a plating layer plated on the wire, wherein the plating layer is etched by a plasma apparatus to form an etching groove having a pattern.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어의 상기 패턴은, 상기 에칭 홈의 형상이 일정한 형상으로 이루어지며, 상기 에칭 홈의 간격이 일정하게 이루어져 있는 규칙형 패턴으로 이루어지며, 상기 에칭 홈의 형상은 U형, V형, 방향성 물결형 중 어느 한 형상으로 이루어진 것이 바람직하다. According to an aspect of the present invention, there is provided a pattern of a wire having an etched groove formed in a regular pattern in which the shape of the etched groove has a constant shape and the intervals between the etched grooves are constant, It is preferable that the shape of the etching groove is one of a U shape, a V shape, and a directional wave shape.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어의 상기 패턴은, 상기 에칭 홈의 형상이 랜덤하게 형성되며, 상기 에칭 홈의 간격이 랜덤하게 형성되는 불규칙형 패턴으로 이루어지고, 상기 에칭 홈의 깊이는 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하인 것이 바람직하며, 상기 도금층은 황동 도금층, 청동 도금층, 아연 도금층, 알루마 도금층, 구리 도금층, 주석 도금층, 니켈 도금층, 크롬 도금층, 코발트 도금층, 카드뮴 도금층 중 어느 하나의 도금층으로 이루어지는 것이 바람직하다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, the method comprising the steps of: forming a pattern of wires having an etch groove formed thereon, the etch grooves being randomly formed, It is preferable that the depth of the groove is 0.3 탆 or more to 100 탆 or less and the plating layer is one of a brass plating layer, a bronze plating layer, a zinc plating layer, an alumma plated layer, a copper plating layer, a tin plating layer, a nickel plating layer, a chromium plating layer, a cobalt plating layer, Of a plated layer.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법은 와이어 준비 단계; 상기 와이어를 도금하여 도금층을 형성하는 도금 단계; 및 상기 도금 단계를 통해 형성된 도금된 와이어를 플라즈마 장치로 표면 에칭하여, 상기 도금층에 패턴을 갖는 에칭 홈을 형성하는 표면 에칭 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wire having an etched groove, the method including: preparing a wire; A plating step of plating the wire to form a plating layer; And a surface etching step of surface-etching the plated wire formed through the plating step with a plasma apparatus to form an etching groove having a pattern in the plating layer.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법의 상기 플라즈마 장치는 대기압 방식 또는 진공 방식의 플라즈마 장치를 사용하며, 상기 플라즈마 장치에 사용되는 플라즈마 발생용 가스는 비활성 가스, Ar, H₂, N₂중 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 플라즈마 장치는 RF 전력장치를 사용하며, 상기 RF 전력장치의 전압은 3kV 이상 내지 80kV 이하로 하며, 상기 플라즈마 장치에 투입되는 가스 투입량은 1 L/M 이상 내지 500 L/M로 하여, 상기 에칭 홈의 깊이를 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하로 형성하는 것이 바람직하다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wire having an etched groove, the method comprising: forming a plasma generating device for generating plasma by using an atmospheric pressure or a vacuum; H₂, and N₂, and the plasma apparatus uses an RF power apparatus, the voltage of the RF power apparatus is in a range of 3 kV to 80 kV or less, and the amount of gas input to the plasma apparatus is 1 L / M to 500 L / M, and the depth of the etching groove is preferably set to 0.3 탆 or more and 100 탆 or less.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법의 상기 도금층은 황동 도금층, 청동 도금층, 아연 도금층, 알루마 도금층, 구리 도금층, 주석 도금층, 니켈 도금층, 크롬 도금층, 코발트 도금층, 카드뮴 도금층 중 어느 하나의 도금층으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 도금 단계는, 상기 도금 단계를 통해 형성된 상기 도금된 와이어를 신선하는 신선 단계를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, there is provided a method of manufacturing a wire having an etched groove, wherein the plating layer includes a brass plating layer, a bronze plated layer, a zinc plated layer, an alumma plated layer, a copper plated layer, a tin plated layer, a nickel plated layer, a chromium plated layer, a cobalt plated layer, And the plating layer may be formed of any one of the plating layers, and the plating step may include a drawing step of drawing the plated wire formed through the plating step.
본 발명은 플라즈마 장치를 이용하여 와이어 도금층에 다양한 깊이와 형상의 패턴을 형성시켜 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있는 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 플라즈마 장치에 의해 형성된 에칭 홈에 의해 접촉면적이 넓어지고 이로 인해 고무와의 접착력이 향상되는 장점이 있다. [0001] The present invention relates to a wire having an etched groove formed in a wire plating layer by using a plasma apparatus to form patterns of various depths and shapes to improve adhesion to rubber, and a method of manufacturing the wire. In the etched groove formed by the plasma apparatus The contact area is widened and the adhesive strength to rubber is improved.
또한, 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법은 대기압 또는 진공 플라즈마 장치를 사용함에 따라, 열에 의한 와이어의 물성저하나 도금층이 산화되는 문제없이 표면처리 할 수 있는 장점이 있으며, 플라즈마 장치에 사용되는 가스를 인체에 무해한 비활성 가스, Ar, H₂, N₂중 어느 하나를 사용함에 따라 친환경적인 장점이 있다. In addition, the wire having the etching groove of the present invention and the method of manufacturing the same have advantages in that the wire can be surface-treated without lowering physical properties of the wire due to heat or oxidation of the plating layer by using atmospheric pressure or vacuum plasma apparatus. The use of the inert gas harmless to the human body, Ar, H₂, and N₂, is advantageous in that it is environmentally friendly.
도 1은 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법에 대한 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 에칭 홈이 형성된 와이어를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 규칙형 패턴을 갖는 에칭 홈을 나타내는 도면이다.
도 4(a), 도 4(b), 도 4(c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 규칙형 패턴을 갖는 에칭 홈의 형상을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 불규칙형 패턴을 갖는 에칭 홈을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에칭 홈의 깊이를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 에칭 홈이 형성되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9(a) 및 도 9(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 에칭 홈의 깊이에 따른 접착력을 나타내는 결과 표 및 그래프이다. 1 is a process diagram for a wire manufacturing method in which an etching groove of the present invention is formed.
2 is a view illustrating a wire having an etched groove according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an etching groove having a regular pattern according to an embodiment of the present invention.
4 (a), 4 (b) and 4 (c) are views showing the shape of an etching groove having a regular pattern according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an etching groove having an irregular pattern according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the depth of an etching groove according to an embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a plasma apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a process of forming an etching groove according to an embodiment of the present invention.
9A and 9B are a result table and a graph showing an adhesive force according to the depth of the etching groove according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마 장치를 이용하여 와이어 도금층에 다양한 깊이와 형상의 패턴을 형성시켜 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있는 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wire having an etched groove and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a wire having an etched groove formed in a wire plating layer to form patterns of various depths and shapes, Wire and a manufacturing method thereof.
본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어(100)는 다양한 용도로 사용될 수 있다. 비드 와이어, 쏘우 와이어, 호스 와이어 등에 사용될 수 있으며 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있는 것이라면 다양한 용도로 사용될 수 있음은 물론이다. 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어(100)는 고무 이외에 다른 소재와 접착될 수 있으며, 고무 이외의 다른 소재와 접착하였을 때 에칭 홈을 형성하여 접착력을 향상시킬 수 있는 것이다. The
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명 에칭 홈이 형성된 와이어(100)는 와이어(110), 도금층(120), 에칭 홈(130)을 포함하여 구성되며, 본 발명 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법은 와이어 준비 단계(S100), 도금 단계(S200), 표면 에칭 단계(S400)를 포함하여 구성된다.1 and 2, a
도 1을 참조하면, 상기 와이어 준비 단계(S100)는 상기 와이어(110)를 도금하기 전의 단계로, 와이어 산세 및 코팅, 1차 신선 단계로 이루어질 수 있다. 상기 와이어 산세 및 코팅, 상기 1차 신선 단계는 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 상기 와이어 산세 및 코팅, 상기 1차 신선 단계는 필요에 따라서는 생략될 수도 있으며, 도금을 하기 전의 다른 가공이 이루어질 수 있음은 물론이다. Referring to FIG. 1, the wire preparation step (S100) is a step before plating the
상기 도금 단계(S200)는 상기 와이어(110)를 도금하여 상기 와이어(110)에 도금층(120)을 형성하는 단계이다. 상기 와이어(110)에 형성되는 상기 도금층(120)은 와이어의 사용 용도에 따라 황동 도금층, 청동 도금층, 아연 도금층, 알루마 도금층, 구리 도금층, 주석 도금층, 니켈 도금층, 크롬 도금층, 코발트 도금층, 카드뮴 도금층 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 황동 도금층, 청동 도금층, 아연 도금층, 알루마 도금층, 구리 도금층, 주석 도금층, 니켈 도금층, 크롬 도금층, 코발트 도금층, 카드뮴 도금층 중 이외에도 다양한 합금으로 이루어진 도금층이 형성될 수 있음은 물론이다. The plating step (S200) is a step of plating the wire (110) to form a plating layer (120) on the wire (110). The
일반적으로 자동차에 사용되는 스틸 와이어의 경우 상기 도금층(120)이 황동 도금층으로 이루어질 수 있으며, 비드 와이어의 경우 상기 도금층(120)은 청동 도금층, 호스 와이어의 경우 상기 도금층(120)은 황동 도금층으로 이루어질 수 있다. Generally, in the case of a steel wire used in an automobile, the
상기 도금 단계(S200)는 상기 도금 단계(S200)를 통해 형성된 도금된 와이어를 신선하는 신선 단계(S300)를 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 상기 와이어(110)를 도금하여 상기 도금층(120)을 형성한 후 이를 신선하는 과정을 거칠 수 있으며, 상기 신선 단계(S300)는 필요에 따라서는 생략될 수 있다. The plating step (S200) may include a drawing step (S300) of drawing the plated wire formed through the plating step (S200). That is, the
상기 표면 에칭 단계(S400)는 상기 도금 단계(S200)를 통해 형성된 도금된 와이어를 플라즈마 장치(140)로 표면 에칭하여, 상기 도금층(120)에 패턴을 갖는 에칭 홈(130)을 형성하는 단계이다. In the surface etching step S400, the plated wire formed through the plating step S200 is surface-etched by the
상기 와이어 준비 단계(S100), 상기 도금 단계(S200), 상기 표면 에칭 단계(S400)를 거쳐 상기 와이어(110), 상기 도금층(120)을 포함하며, 상기 도금층(120)에는 표면 에칭을 통하여 패턴을 갖는 에칭 홈(130)이 마련된 에칭 홈이 형성된 와이어(100)가 제조된다. The
상기 도금층(120)에 마련되는 패턴을 갖는 상기 에칭 홈(130)은 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 에칭 홈(130)의 상기 패턴은 규칙형 패턴으로 이루어질 수 있다. 상기 규칙형 패턴은 복수 개의 상기 에칭 홈(130)이 마련되고, 상기 에칭 홈(130)의 형상이 일정한 형상으로 이루어져 있으며, 상기 에칭 홈(130)의 간격이 일정하게 이루어져 있는 것이다. The
도 4(a),(b),(c)를 참조하면, 상기 에칭 홈(130)의 형상은 삼각형 에칭홈(131), U형 에칭홈(132), 방향성 물결형 에칭 홈(133) 등의 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 방향성 물결형 에칭 홈(133)은 에칭 홈 일단에서 타단으로 일정한 경사를 갖는 형상으로 이루어진 것이다. 상기 에칭 홈(130)의 형상은 이에 한정하는 것은 아니며, 이외에도 접촉면적을 넓혀 접착력을 향상시킬 수 있다면 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다. Referring to FIGS. 4A, 4B, and 4C, the shape of the
가령 상기 에칭 홈(130)은 나선형 에칭 홈, 공공(Pours)형 에칭 홈, 기공(Void)형 에칭 홈 등으로 이루어질 수 있다. 여기서 상기 나선형 에칭홈은 상기 와이어(100)를 따라 나선형으로 상기 에칭 홈(130)이 마련된 것이며, 상기 나선형 에칭 홈은 이중 나선형으로도 이루어질 수 있다. 상기 공공(Pour)형 에칭 홈, 기공(Void)형 에칭 홈은 상기 U형 에칭 홈(132)의 변형된 형태이다. 상기 U형 에칭 홈(132)의 변형 형태는 반원형으로 이루어질 수 있으며, 원의 호 형태로 이루어질 수 있다. 원의 호 형태는 두 점을 잇는 선분이 원의 지름보다 짧을 때의 열호와 원의 지름보다 길 때의 우호의 형태로 나타날 수 있다. For example, the
도 5를 참조하면, 상기 에칭 홈(130)의 상기 패턴은 불규칙형 패턴으로 이루어질 수 있다. 상기 불규칙형 패턴은 복수 개의 상기 에칭 홈(130)이 마련되고, 상기 에칭 홈(130)의 형상이 랜덤하게 형성되며, 상기 에칭 홈(130)의 간격이 랜덤하게 형성되는 것이다. 즉, 상기 불규칙형 패턴은 일정한 규칙이 없이 상기 에칭 홈(130)이 상기 도금층(120)에 형성되는 것이다. 상기 불규칙형 패턴은 상기 에칭 홈(130)의 간격 및 형상을 고려하지 않아도 되므로 제작이 간편한 장점이 있다. Referring to FIG. 5, the pattern of the
상기 에칭 홈(130)은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다. 가령, 상기 에칭 홈(130)은 일정한 형상으로 이루어지고, 상기 에칭 홈(130)의 간격이 랜덤하게 형성될 수 있으며, 상기 에칭 홈(130)의 형상은 랜덤하게 이루어지며, 상기 에칭 홈(130)의 간격이 일정하게 형성될 수도 있다. The
도 6을 참조하면, 상기 에칭 홈(130)의 깊이는 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하가 바람직하다. 도 6은 상기 에칭 홈(130)이 일정하지 않은 형상을 나타내고 있으나, 상기 홈(130)의 일정한 형상의 경우에도 상기 에칭 홈(130)의 깊이는 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하가 바람직하다. Referring to FIG. 6, the depth of the
상기 에칭 홈(130)은 상기 플라즈마 장치(140)에 의해 형성되며, 상기 플라즈마 장치(140)는 원자 단위로 상기 에칭 홈(130)을 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 도금층(120)이 황동 도금층인 경우 Cu 원자와 Zn 원자를 상기 도금층(120) 표면에서 제거하여 상기 에칭 홈(130)을 형성할 수 있다. 이때 상기 Cu 원자의 반경은 0.128ηm, Zn의 원자 반경은 0.133ηm 이다. 따라서, 상기 에칭 홈(130)의 깊이는 최소 원자 단위인 0.3ηm 이상 단위로 형성할 수 있다. The
또한, 상기 도금층(120)의 일반적인 두께는 250ηm 이다. 따라서, 상기 에칭 홈(130)의 깊이가 지나치게 깊어지면 오히려 상기 도금층(120)이 제거되어 접착력이 낮아지는 경우가 발생할 수 있다. 이에 따라 상기 에칭 홈(130)의 두께는 100ηm 이하로 하는 것이 바람직하다. In addition, the general thickness of the
상기 에칭 홈(130)은 상기 표면 에칭 단계(S400)에서 상기 플라즈마 장치(140)에 의해 형성되며, 상기 플라즈마 장치(140)에 의해 상기 에칭 홈(130)의 상기 패턴과 상기 에칭 홈(130)의 형상을 조절할 수 있다. The
상기 플라즈마 장치(140)와 상기 플라즈마 장치(140)에 의해 상기 에칭 홈(130)이 형성되는 과정을 살펴보면 다음과 같다. The process of forming the
도 7을 살펴보면, 상기 플라즈마 장치(140)는 공급대(141), 권취기(142), 플라즈마 챔버(143), 가스 투입구(144), 가스 배출구(145), RF(Radio Frequency) 전력장치(146), 회전식 롤러(147), 로터리 또는 터보 펌프(148)로 이루어진다. (여기서, 상기 로터리 또는 터보 펌프(148)는 진공 플라즈마 장치에 사용되며, 대기압 플라즈마 장치에서는 생략되어 사용될 수 있다.) 7, the
상기 플라즈마 장치(140)로 상기 에칭 홈(130)을 형성하기 위해 도금된 와이어를 상기 공급대(141)에 장착 후 상기 플라즈마 챔버(143)를 통과시켜 상기 권취기(142)에 감아 연속 작업이 될 수 있도록 배선한다. 그 이후 상기 플라즈마 챔버(143) 안으로 상기 가스 투입구(144)를 통해 가스를 투입하고 상기 RF 전력장치(146)로 전압을 인가한다. A plated wire is attached to the
상기 RF 전력장치(146)에 인가된 전압에 의해 투입된 가스가 플라즈마 상태로 변환되고, 투입된 가스는 자유 양이온과 자유 전자로 나누어지게 된다. 상기 회전식 롤러(147)는 도금된 와이어를 음전극으로 사용하기 위한 장치로, 상기 회전식 롤러(147)와 접촉하여 도금된 와이어는 음전극을 띄게 된다. 상기 회전식 롤러(147)에 의해 도금된 와이어가 음전극을 띄게 되면, 상기 RF 전력장치(146)에 의해 형성된 자유 양이온이 도금된 와이어에 표면으로 가속되고, 도금된 와이어(110) 표면과 충돌하면서 도금된 와이어 표면의 금속 원자들이 떨어져 나가면서 표면에 상기 에칭 홈(130)이 형성된다. (도 8(a)를 참조하면, 상기 도금층(120)의 금속 원자들이 떨어져 나가면서 상기 도금층(120)에 상기 에칭 홈(130)이 형성되는 것이다.) The gas introduced by the voltage applied to the
여기서, 상기 플라즈마 장치(140)는 대기압 플라즈마 장치 또는 진공 플라즈마 장치로 이루어질 수 있다. 상기 로터리 또는 터보 펌프(148)는 진공 플라즈마 장치에 사용되는 것으로, 에칭의 효율을 높이기 위하여 상기 로터리 또는 터보 펌프(148)로 상기 플라즈마 챔버(143) 내의 기압을 대기압보다 낮은 저기압 또는 진공 상태로 만든 후 플라즈마 처리를 할 수 있다. 상기 로터리 또는 터보 펌프(148)의 구성은 베르누이 법칙을 적용하여 플라즈마 챔버(143) 내의 기압을 저기압 또는 진공을 만들기 위하여 와이어 투입구 및 출구 양쪽에 설치하여 사용할 수 있다. Here, the
상기 에칭 홈(130)의 형상은 이방성 식각 원리를 응용하여 다양한 형상의 패턴을 부여할 수 있다. 가령, FCC 격자 구조를 갖는 상기 도금층(120)의 경우 110 면이 111면 보다 면밀도가 낮기 때문에 플라즈마 처리 시 에칭 속도가 빠르게 된다. 이를 이용하여 V형 형태의 패턴형성이 가능하다. The shape of the
도 8(a)는 황동 도금층(Cu 와 Zn으로 이루어진)에 상기 에칭 홈(130)이 형성된 것을 나타내는 도면이며, 도 8(b)는 청동 도금층(Cu와 Sn으로 이루어진)에 상기 에칭 홈(130)이 형성된 것을 나타내는 도면이다. 도 8(a)를 참조하면, 황동 도금층이 형성된 와이어 표면의 금속 원자(Cu, Zn)들이 떨어져 나가면서 V형 상기 에칭 홈(130)을 형성하는 것을 알 수 있으며, 도 8(b)를 참조하면, 청동 도금층이 형성된 와이어 표면의 금속 원자(Cu, Sn)들이 떨어져 나가면서 U형 상기 에칭 홈(130)을 형성하는 것을 알 수 있다. 8A is a view showing that the
또한, 상기 에칭 홈(130)의 깊이를 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하로 하기 위해 상기 RF 전력장치(146)의 전압을 3kV 이상 내지 80kV 이하로 하며, 공급 전력은 1kW 이상 내지 4kW 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 RF 전력장치(146)는 전압을 증가시킬수록 자유 양이온의 가속도가 빨라져 입자 에너지가 증가하게 되고, 이에 따라 떨어져 나가는 도금 입자들의 양이 많아지게 된다. 상기 RF 전력장치(146)의 전압을 3kV 이상 내지 80kV 이하, 공급 전력은 1kW 이상 내지 4kW 이하로 하고, 상기 RF 전력장치(146) 전압 및 공급전력의 크기를 조절하여 상기 에칭 홈(130)의 깊이를 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하로 할 수 있게 된다. It is preferable that the voltage of the
이와 함께, 가스 투입량 또는 도금된 와이어의 이동속도를 조절하여 플라즈마 처리 시간을 변화시킴에 따라 상기 에칭 홈(130)의 깊이 또는 상기 에칭 홈(130)의 간격을 조절할 수 있다. 상기 에칭 홈(130)의 깊이를 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하로 하기 위해서는 상기 가스 투입량 1 L/M 이상 내지 500 L/M로 하는 것이 바람직하다. In addition, the depth of the
상기 에칭 홈(130)을 형성하기 위한 상기 플라즈마 장치(140)는 와이어 소재의 물성 및 도금층 표면의 산화를 방지하기 위하여 저온 대기압 플라즈마 장치 또는 진공 플라즈마 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 사용되는 고온 플라즈마 장치는 열에 의한 와이어의 물성저하나 도금층이 산화되는 문제가 발생할 수 있다. 그러나 저온 대기압 플라즈마 또는 진공 플라즈마는 고온 플라즈마와 달리 2개의 전극 사이에 높은 전압을 가하여 플라즈마 상태를 만드는 것으로 전체적으로 중성을 띄면서 높은 반응성을 가지게 되는 것을 활용하는 것이다. 이를 통해 표면을 에칭하면 열에 의한 소재의 물성에 영향을 주지 않고 표면처리가 가능한 장점이 있다. Preferably, the
본 발명에서는 대기압 플라즈마 장치 또는 진공 플라즈마 장치를 선택적으로 사용할 수 있다. 대기압 플라즈마 장치는 상기 플라즈마 챔버(143) 내의 기압을 진공으로 만들기 위한 별도의 펌프가 필요하지 않아 사용이 간편한 장점이 있다. 진공 플라즈마 장치는 플라즈마 챔버(143) 내의 기압을 진공 상태로 만들기 위해 별도의 장비(로터리 또는 터보 펌프(148))가 필요하지만, 진공 플라즈마 장치는 대기압 대비 표면 에칭 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 진공 플라즈마 장치를 사용시 플라즈마 챔버(143) 내의 기압을 진공 상태로 만들어 사용할 수 있으며, 상기 플라즈마 챔버(143) 내의 기압을 대기압 보다 작은 기압을 갖는 저기압 상태로도 만들어 사용할 수도 있다. In the present invention, an atmospheric plasma apparatus or a vacuum plasma apparatus can be selectively used. The atmospheric pressure plasma apparatus is advantageous in that it is not necessary to use a separate pump for making the atmospheric pressure in the
상기 플라즈마 장치(140)에 사용되는 플라즈마 발생용 가스는 비활성 가스, Ar, H₂, N₂중 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 비활성 가스, Ar, H₂, N₂는 인체에 무해한 가스로, 종래의 인체에 유해한 다양한 화합물을 도포하여 와이어의 접착력을 향상시키는 종래 기술에 비해 친환경적인 장점이 있다. The plasma generating gas used in the
이하에서는 실시 예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다음의 실시 예는 청동 도금된 비드와이어에 에칭 홈을 형성시킨 것이다. 하기 실시 예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어(100)는 비드 와이어 이외에도 쏘우 와이어, 호스 와이어, 타이어 보강재로 사용되는 스틸 와이어 등 다양한 용도로 사용될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In the following embodiment, an etching groove is formed in the bronze plated bead wire. The following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention. It is needless to say that the
[실시 예][Example]
먼저, 탄소 함량이 0.80%이고 직경이 5.5㎜인 와이어를 산세 후 직경이 1.6㎜가 되도록 신선가공 하고, 상기 신선된 와이어를 400~500℃ 범위의 온도로 열처리 하였다. 이어서 15±10%의 염산용액을 40±10℃ 온도로 유지한 염산조를 통과하여 선표면을 세척한 후 Cu 90%, Sn 10%로 이루어진 Cu-Sn도금액에 1초 내지 4초간 침지시켜 화학 치환도금으로 청동 도금층이 형성되도록 하였다. First, a wire having a carbon content of 0.80% and a diameter of 5.5 mm was pickled and drawn to a diameter of 1.6 mm, and the drawn wire was heat-treated at a temperature in the range of 400 to 500 ° C. Subsequently, a 15 ± 10% hydrochloric acid solution was passed through a hydrochloric acid bath maintained at a temperature of 40 ± 10 ° C. to clean the surface of the wire and immersed in a Cu-Sn plating solution composed of 90% Cu and 10% Sn for 1 second to 4 seconds, And a bronze plated layer was formed by displacement plating.
다음, 상기 도금된 와이어를 별도의 공급대에 장착하여 플라즈마 처리 조건에 따라 표면을 에칭시켰으며, 에칭 깊이를 0.2ηm 내지 120ηm 수준으로 조정하기 위하여 Ar 및 H₂가스 투입량을 각각 5L/M, 1L/M으로, 와이어와 Anode와의 거리는 0.5cm, 플라즈마 처리시간은 10초로 고정한 후 RF 전력장치의 공급전압을 10kV 내지 25kV 범위에서 점차 증가시키면서 플라즈마 처리를 실시하였다. 또한, 플라즈마 처리를 하지 않은 일반적인 비드와이어 1.6㎜ 제품을 비교 예로 선정하여 비교하였다.Next, the plated wires were mounted on a separate supply tray, and the surfaces were etched according to plasma treatment conditions. To adjust the etch depth to 0.2 eta m to 120 eta m, Ar and
상기의 제조과정을 통해 얻어진 비드 와이어의 표면 에칭 깊이를 측정하기 위해 AFM(Atomic Force Microscope)를 사용하였으며, 와이어 표면적 넓이는 공초점 레이저 현미경(Confocal Laser Microscope)을 사용하여 측정하였다. 초기 접착력과 3개월 방치 후 시효 접착력을 측정하였다. 접착력은 고무와의 접착력을 나타내는 것이다. AFM (Atomic Force Microscope) was used to measure the surface etching depth of the bead wire obtained through the above manufacturing process, and the wire surface area was measured using a Confocal Laser Microscope. The initial adhesion and aging adhesion after three months' standing were measured. The adhesive strength is indicative of adhesion to rubber.
도 9(a)는 비드 와이어의 표면 에칭 홈 깊이에 따른 접착력 시험 결과이며, 도 9(b)는 이를 그래프로 나타낸 것이다. 9 (a) shows the results of the adhesion test according to the depth of the etched grooves of the bead wire, and FIG. 9 (b) shows the results thereof in a graph.
도 9(a) 및 도 9(b)의 결과를 살펴보면, 에칭 홈 깊이가 증가함에 따라 와이어의 표면적이 증가하며, 와이어의 표면적 증가에 따라 접착력이 증가하는 것을 알 수 있다. 그러나 에칭 홈 깊이가 100ηm 이상이 되면 접착력이 하락하는 것을 알 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 에칭 홈 깊이를 너무 깊게 하면 도금층이 제거되어 오히려 접착력이 낮아지는 것이며, 따라서 에칭 홈의 깊이는 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하로 하는 것이 바람직하다. 9 (a) and 9 (b), it can be seen that as the depth of the etching groove increases, the surface area of the wire increases and the adhesion increases with increasing surface area of the wire. However, it can be seen that when the etch depth is 100 탆 or more, the adhesive force decreases. This is because, as described above, if the depth of the etching groove is too deep, the plating layer is removed and the adhesive force is lowered. Therefore, the depth of the etching groove is preferably 0.3 탆 or more and 100 탆 or less.
상술한 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다. The wire having the etching groove of the present invention and the manufacturing method thereof have the following effects.
본 발명은 플라즈마 장치를 이용하여 와이어 도금층에 다양한 깊이와 형상의 패턴을 형성시켜 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있는 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 플라즈마 장치에 의해 형성된 에칭 홈에 의해 접촉면적이 넓어지고 이로 인해 고무와의 접착력이 향상되는 장점이 있다. [0001] The present invention relates to a wire having an etched groove formed in a wire plating layer by using a plasma apparatus to form patterns of various depths and shapes to improve adhesion to rubber, and a method of manufacturing the wire. In the etched groove formed by the plasma apparatus The contact area is widened and the adhesive strength to rubber is improved.
또한, 본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어 및 그 제조방법은 대기압 플라즈마 장치 또는 진공 플라즈마 장치를 사용함에 따라, 열에 의한 와이어의 물성저하나 도금층이 산화되는 문제 없이 표면처리 할 수 있는 장점이 있으며, 플라즈마 장치에 사용되는 가스를 인체에 무해한 비활성 가스, Ar, H₂, N₂중 어느 하나를 사용함에 따라 친환경적인 장점이 있다.In addition, the wire having the etching groove of the present invention and the method of manufacturing the same have the merit of reducing the physical properties of the wire due to heat or surface treatment without oxidation of the plating layer by using the atmospheric pressure plasma apparatus or the vacuum plasma apparatus, The gas used in the device is advantageous in that it is environmentally friendly because it uses inert gas, which is harmless to the human body, and Ar, H₂, and N₂.
본 발명의 에칭 홈이 형성된 와이어는 고무 등과의 잡착력을 향상시키는 주된 효과가 있으나, 그 이외에도 에칭 홈이 형성됨에 따라 부수적인 효과가 발생할 있음은 물론이다. 가령, 쏘우 와이어의 경우 에칭 홈이 형성됨에 따라 쏘우 와이어에 의해 발생하는 슬러지 이송이 유리한 효과가 있다. The wire having the etching groove of the present invention has the main effect of improving the adhesion force with the rubber and the like. However, it is needless to say that the additional effect is produced as the etching groove is formed. For example, in the case of a saw wire, an etching groove is formed, thereby advantageously transferring sludge generated by the saw wire.
이상에서 다양한 실시 예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 권리범위로부터 합리적으로 해석될 수 있는 것이라면 무엇이나 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described with reference to the particular embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
S100...와이어 준비 단계 S200...도금 단계
S300...신선 단계 S400...표면 에칭 단계
100...에칭 홈이 형성된 와이어 110...와이어
120...도금층 130...에칭 홈
131...삼각형 에칭 홈 132...U형 에칭 홈
133...방향성 물결형 에칭 홈 140...플라즈마 장치
141...공급대 142...권치기
143...플라즈마 챔버 144...가스 투입구
145...가스 배출구 146...RF 전력장치
147...회전식 롤러 148...로터리 또는 터보 펌프S100 ... wire preparation step S200 ... plating step
S300 ... freshness step S400 ... surface etching step
100 ... a
120 ...
131 ...
133 ... directional wave
141 ... Supply stand 142 ... Cycle
143 ...
145 ...
147 ...
Claims (12)
상기 와이어에 도금되는 도금층;을 포함하며,
상기 도금층은 플라즈마 장치에 의해 표면 에칭되어 패턴을 갖는 에칭 홈;이 마련되는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어. wire; And
And a plating layer plated on the wire,
Wherein the plating layer is etched by a plasma apparatus to form an etched groove.
상기 에칭 홈의 상기 패턴은,
상기 에칭 홈의 형상이 일정한 형상으로 이루어지며,
상기 에칭 홈의 간격이 일정하게 이루어져 있는 규칙형 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어.The method according to claim 1,
Wherein the pattern of the etching groove
Wherein the etching groove has a constant shape,
Wherein the etching groove is formed in a regular pattern in which the intervals between the etching grooves are constant.
상기 에칭 홈의 상기 패턴은,
상기 에칭 홈의 형상이 일정한 형상으로 이루어지며,
상기 에칭 홈의 간격이 랜덤하게 형성되는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어.The method according to claim 1,
Wherein the pattern of the etching groove
Wherein the etching groove has a constant shape,
Wherein a distance between the etching grooves is randomly formed.
상기 에칭 홈의 형상은 U형, V형, 방향성 물결형 중 어느 한 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어. The method according to claim 2 or 3,
Wherein the shape of the etching groove is one of a U-shape, a V-shape, and a directional wave shape.
상기 에칭 홈의 상기 패턴은,
상기 에칭 홈의 형상이 랜덤하게 형성되며,
상기 에칭 홈의 간격이 랜덤하게 형성되는 불규칙형 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어. The method according to claim 1,
Wherein the pattern of the etching groove
The shape of the etching groove is randomly formed,
Wherein the etching grooves are formed in an irregular pattern in which the intervals of the etching grooves are randomly formed.
상기 에칭 홈의 깊이는 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하인 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어. The method according to claim 1,
Wherein a depth of the etched groove is not less than 0.3 eta m and not more than 100 eta m.
상기 도금층은 황동 도금층, 청동 도금층, 아연 도금층, 알루마 도금층, 구리 도금층, 주석 도금층, 니켈 도금층, 크롬 도금층, 코발트 도금층, 카드뮴 도금층 중 어느 하나의 도금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어.The method according to claim 1,
Wherein the plating layer is made of a plating layer selected from the group consisting of a brass plating layer, a bronze plating layer, a zinc plating layer, an alumma plating layer, a copper plating layer, a tin plating layer, a nickel plating layer, a chromium plating layer, a cobalt plating layer and a cadmium plating layer.
상기 와이어를 도금하여 도금층을 형성하는 도금 단계; 및
상기 도금 단계를 통해 형성된 도금된 와이어를 플라즈마 장치로 표면 에칭하여, 상기 도금층에 패턴을 갖는 에칭 홈을 형성하는 표면 에칭 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법. Wire preparation step;
A plating step of plating the wire to form a plating layer; And
And a surface etching step of surface-etching the plated wire formed through the plating step with a plasma apparatus to form an etching groove having a pattern in the plating layer.
상기 플라즈마 장치는 대기압 방식의 플라즈마 장치 또는 진공 플라즈마 장치를 사용하며,
상기 플라즈마 장치에 사용되는 플라즈마 발생용 가스는 비활성 가스, Ar, H₂, N₂중 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법. 9. The method of claim 8,
The plasma apparatus uses an atmospheric plasma apparatus or a vacuum plasma apparatus,
Wherein the plasma generating gas used in the plasma apparatus is one of inert gas, Ar, H 2, and N 2.
상기 플라즈마 장치는 RF 전력장치를 사용하며,
상기 RF 전력장치의 전압은 3kV 이상 내지 80kV 이하로 하며,
상기 플라즈마 장치에 투입되는 가스 투입량은 1 L/M 이상 내지 500 L/M로 하여,
상기 에칭 홈의 깊이를 0.3ηm 이상 내지 100ηm 이하로 형성하는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법.9. The method of claim 8,
The plasma device uses an RF power device,
Wherein the voltage of the RF power device is in the range of 3 kV to 80 kV,
The amount of gas charged into the plasma apparatus is set to 1 L / M or more to 500 L / M,
Wherein a depth of the etching groove is set to 0.3 탆 or more and 100 탆 or less.
상기 도금층은 황동 도금층, 청동 도금층, 아연 도금층, 알루마 도금층, 구리 도금층, 주석 도금층, 니켈 도금층, 크롬 도금층, 코발트 도금층, 카드뮴 도금층 중 어느 하나의 도금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the plating layer comprises a plating layer of any one of a brass plating layer, a bronze plating layer, a zinc plating layer, an alumma plated layer, a copper plating layer, a tin plating layer, a nickel plating layer, a chromium plating layer, a cobalt plating layer and a cadmium plating layer. Way.
상기 도금 단계는,
상기 도금 단계를 통해 형성된 상기 도금된 와이어를 신선하는 신선 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에칭 홈이 형성된 와이어 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the plating step comprises:
And a drawing step of drawing the plated wire formed through the plating step.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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