KR102266739B1 - Method of implanting an ion into an internal surface of a water pipe material - Google Patents

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김범석
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Abstract

An objective of the present invention relates to a method for implanting ions into the inner surface of a water pipe material capable of implanting ions from the inner space of the water pipe material to the inner surface of the water pipe material. The method comprises: a step of separating electrons from the metal particles by using an ion generating part to collide hot electrons or microwaves with the metal particles; and a step of accelerating ions by applying a voltage between 5-55 kV to the plasma by an ion beam extraction part.

Description

수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법{METHOD OF IMPLANTING AN ION INTO AN INTERNAL SURFACE OF A WATER PIPE MATERIAL}Ion implantation method into the inner surface of water pipe material {METHOD OF IMPLANTING AN ION INTO AN INTERNAL SURFACE OF A WATER PIPE MATERIAL}

본 발명은 물체의 표면에 이온을 투입하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for implanting ions into the surface of an object.

2015년 기준으로, 한국의 수도관들 중 21년 이상된 노후화된 수도관들의 비율은, 총 수도관들의 연장 길이의 29.6%를 차지하고 있다.As of 2015, the proportion of aged water pipes that are over 21 years old among water pipes in Korea accounted for 29.6% of the total length of water pipes extended.

노후화된 수도관들을 통해 누수된 수돗물의 생산원가는, 비용으로 환산하면, 연간 약 6,000억(2015년 상수도누수량(687백만㎥), 생산원가 전국 평균 881.7원/톤 적용)에 이른다.The production cost of tap water leaked through aging water pipes is about 600 billion won per year (the amount of tap water leakage in 2015 (687 million m3), the national average of 881.7 won/ton applied to production cost).

따라서, 수도관 교체시 수명이 긴 재료를 사용하면, 경제적 이득이 증가될 수 있다.Therefore, if a long-life material is used when replacing the water pipe, economic benefits can be increased.

그러나, 수도관의 수명 연장을 위해, 내 부식성 공정인 코팅/증착 법이 상수도관의 제조 공정에 이용되더라도, 상기 방법에 의해 제조된 수도관에서는 박리가 발생되기 때문에, 수도관의 수명이 크게 증가될 수 없다. 특히, 상기한 바와 같은 종래의 방법은 수도관의 내부에는 사용될 수 없기 때문에, 수도관의 수명이 크게 증가될 수 없다. However, in order to extend the lifespan of the water pipe, even if the coating/deposition method, which is a corrosion-resistant process, is used in the manufacturing process of the water pipe, since peeling occurs in the water pipe manufactured by the above method, the life of the water pipe cannot be greatly increased. . In particular, since the conventional method as described above cannot be used inside the water pipe, the life of the water pipe cannot be greatly increased.

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 목적은, 수도관 재료의 내부 공간에서 상기 수도관 재료의 내부표면으로 이온을 투입할 수 있는, 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법에 관한 것이다. An object of the present invention, which has been proposed to solve the above-mentioned problems, relates to a method for implanting ions into an inner surface of a water pipe material, capable of implanting ions from an inner space of the water pipe material into the inner surface of the water pipe material.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법은, 입자발생부가, 스퍼터링 공정, 고온 가열 공정 및 아크 발생 공정 중 어느 하나를 이용하여, 금속소스물질로부터 금속입자들을 분리시키는 단계; 이온발생부가 상기 금속입자들에 열전자를 충돌시키거나 마이크로파를 이용하여 상기 금속입자들로부터 전자들을 분리시키는 단계; 플라즈마 발생부가 상기 전자들 및 상기 금속입자들로부터 상기 전자들이 분리되어 플러스 전하를 갖는 이온들을 가열시켜 플라즈마를 발생시키는 단계; 이온빔 인출부가 상기 플라즈마에 5 내지 55kV 사이의 전압을 인가하여 이온들을 가속시키는 단계; 이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 인출부와 연결된 이온빔 출력부를 진공 챔버 내부에 구비시키는 단계; 원통 형태의 수도관 재료의 일측 끝단의 내부공간으로 상기 이온빔 출력부가 삽입되도록 상기 수도관 재료를 제1 방향으로 이동시켜 상기 진공 챔버 내로 이송시키는 단계; 상기 이온빔 인출부에서 가속되어 상기 이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 출력부로 전송된 이온들을 상기 이온빔 출력부가 상기 수도관 재료의 내부표면에 투입시키는 단계; 상기 수도관 재료의 상기 일측 끝단의 내부공간으로부터 타측 끝단의 내부공간까지 상기 이온빔 출력부가 배치되도록 상기 수도관 재료를 이송시키면서 상기 수도관 재료를 회전시키는 단계; 상기 이온빔 출력부에 구비된 센서를 통해 상기 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었는지의 여부를 판단하는 단계; 판단 결과, 상기 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었으면 상기 이온빔 인출부의 동작을 정지시키는 단계; 이온이 투입된 상기 수도관 재료의 내부표면의 항균성, 표면경도 및 소수성 중 적어도 하나의 검사항목을 검사장치를 이용하여 측정하는 단계; 및 측정된 측정값이 기 설정된 정상범위에 포함되는 상기 수도관 재료를 보관소에 적재하는 단계를 포함한다.In the method for implanting ions into the inner surface of a water pipe material according to the present invention for achieving the above-described technical problem, the particle generating unit uses any one of a sputtering process, a high temperature heating process, and an arc generating process, from a metal source material to a metal. separating the particles; separating electrons from the metal particles by using an ion generating unit to collide hot electrons on the metal particles or using microwaves; generating plasma by heating ions having a positive charge by separating the electrons from the electrons and the metal particles by a plasma generator; accelerating the ions by applying a voltage between 5 kV to 55 kV to the plasma by an ion beam extraction unit; providing an ion beam output unit connected to the ion beam extraction unit through an ion beam transmission tube in the vacuum chamber; transferring the water pipe material into the vacuum chamber by moving the water pipe material in a first direction so that the ion beam output unit is inserted into the inner space of one end of the cylindrical water pipe material; injecting, by the ion beam output part, the ions accelerated by the ion beam extraction part and transmitted to the ion beam output part through the ion beam transmission pipe to the inner surface of the water pipe material; rotating the water pipe material while conveying the water pipe material so that the ion beam output unit is disposed from the inner space of the one end of the water pipe material to the inner space of the other end; determining whether the ion beam output part is disposed in the inner space of the other end of the water pipe material through a sensor provided in the ion beam output part; stopping the operation of the ion beam extraction unit when the ion beam output unit is disposed in the inner space of the other end of the water pipe material as a result of determination; measuring, using an inspection device, at least one of an antibacterial property, a surface hardness, and a hydrophobicity of an inner surface of the water pipe material into which ions are injected; and loading the water pipe material, the measured value of which is included in a preset normal range, in a storage.

본 발명에 의하면 수도관 재료로 이용되는 금속파이프의 내부표면에 이온이 투입될 수 있다. 이 경우, 수도관 재료의 내부표면에 질화물이 생성될 수 있으며, 수도관 재료의 내부표면에서 다중결합이 생성될 수 있기 때문에, 수도관 재료의 내부식성 및 내산화성이 증가될 수 있으며, 이에 따라, 수도관 재료의 수명이 연장될 수 있다. According to the present invention, ions can be injected into the inner surface of a metal pipe used as a material for a water pipe. In this case, since nitride may be formed on the inner surface of the water pipe material, and multiple bonds may be formed on the inner surface of the water pipe material, the corrosion resistance and oxidation resistance of the water pipe material may be increased, and accordingly, the water pipe material lifespan can be extended.

또한, 본 발명에 의해, 수도관 재료의 내부에 구리 등의 금속이온빔 또는 기체 이온빔이 조사되면, 수도관 재료의 항균 능력이 향상되며, 수도관 재료의 내부식성 및 내산화성이 증가될 수 있다. 따라서, 수도관 재료의 수명이 연장될 수 있다. In addition, according to the present invention, when a metal ion beam such as copper or gas ion beam is irradiated to the inside of the water pipe material, the antibacterial ability of the water pipe material is improved, and the corrosion resistance and oxidation resistance of the water pipe material can be increased. Accordingly, the life of the water pipe material can be extended.

즉, 본 발명에 의하면, 수도관 재료의 외부는 금속/기체 이온주입을 통하여 내구성이 향상될 수 있으며, 수도관 재료의 내부는 금속/기체 이온주입을 통하여 항균성 및 내구성이 향상될 수 있다.That is, according to the present invention, the durability of the water pipe material can be improved through metal/gas ion implantation on the outside, and the antibacterial properties and durability can be improved on the inside of the water pipe material through metal/gas ion implantation.

부연하여 설명하면, 수도관 재료의 외부는 질소 또는 카본 등의 이온주입을 통해, 내부식성, 경도 및 내마모성과 같은 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 수도관 재료의 내부는 질소 또는 카본 등의 이온주입을 통해, 내부식성, 경도 및 내마모성과 같은 내구성이 향상될 수 있으며, 구리 또는 은 등의 이온주입을 통해, 항균성이 향상될 수 있다. In detail, durability such as corrosion resistance, hardness, and abrasion resistance may be improved by implanting ions such as nitrogen or carbon to the outside of the water pipe material. In addition, durability such as corrosion resistance, hardness and abrasion resistance may be improved through ion implantation of nitrogen or carbon into the inside of the water pipe material, and antibacterial properties may be improved through ion implantation of copper or silver.

도 1은 본 발명에 따른 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법이 적용되는 제조 시스템을 나타낸 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 이온 투입 장치의 내부 구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법의 일실시예 흐름도.
도 4는 플라즈마에 의해 발생된 이온이 수도관 재료에 투입되는 방법을 나타낸 예시도.
도 5는 수도관 재료의 표면에 이온이 투입되는 상태를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 의해 제조된 이온이 투입된 수도관 재료들이 결합되는 방법을 나타낸 예시도. 1 is an exemplary view showing a manufacturing system to which an ion implantation method to the inner surface of a water pipe material according to the present invention is applied.
Figure 2 is an exemplary view showing the internal configuration of the ion implantation device shown in Figure 1;
Figure 3 is a flow chart of one embodiment of a method of ion implantation into the inner surface of a water pipe material according to the present invention.
4 is an exemplary view illustrating a method in which ions generated by plasma are injected into a water pipe material.
5 is an exemplary view showing a state in which ions are injected into the surface of the water pipe material.
6 is an exemplary view showing a method in which the ion-injected water pipe materials manufactured by the present invention are combined.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법이 적용되는 제조 시스템을 나타낸 예시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 이온 투입 장치의 내부 구성을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a manufacturing system to which an ion implantation method for an inner surface of a water pipe material according to the present invention is applied, and FIG. 2 is an exemplary view showing the internal configuration of the ion implantation device shown in FIG.

본 발명에 따른 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법이 적용되는 제조 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 수도관 재료(10)가 배치되는 진공 챔버(40), 상기 진공 챔버(40) 내부로 연속적으로 이송되어오는 수도관 재료(10)의 표면에 이온을 투입하기 위한 이온 투입 장치(30), 상기 수도관 재료(10)를 회전시키기 위한 회전부(72), 상기 회전부(72)를 제어하기 위한 제어부(71) 및 이온빔 전송관(37)을 통해 상기 이온 투입 장치(30)와 연결된 이온빔 출력부(38)를 포함한다. 또한, 본 발명이 적용되는 상기 제조 시스템에는, 이온이 투입된 상기 수도관 재료를 일정한 크기로 절단시키기 위한 절단부 및 이온이 투입된 두 개의 수도관 재료들을 결합시키는 결합 장치(50)가 구비될 수 있다.The manufacturing system to which the method for iontophoresis of a water pipe material according to the present invention is applied is, as shown in FIG. 1 , a vacuum chamber 40 in which a water pipe material 10 is disposed, the vacuum chamber 40 inside An ion implantation device 30 for implanting ions into the surface of the water pipe material 10 continuously transferred to the furnace, a rotating unit 72 for rotating the water pipe material 10, and a rotating unit for controlling the rotating unit 72 and an ion beam output unit 38 connected to the ion implantation device 30 through a control unit 71 and an ion beam transmission tube 37 . In addition, the manufacturing system to which the present invention is applied may include a cutting unit for cutting the ion-injected water pipe material to a predetermined size and a coupling device 50 for combining the two ion-injected water pipe materials.

또한, 도면으로 도시되어 있지는 않지만, 상기 진공 챔버(40) 내부에는 상기 수도관 재료(10)를 상기 진공 챔버(40) 내부에 구비된 지지부(41)를 따라 수평으로 이동시키기 위한 수평 이송부가 구비될 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, a horizontal transfer unit for horizontally moving the water pipe material 10 along the support unit 41 provided in the vacuum chamber 40 is provided in the vacuum chamber 40 . can

우선, 상기 진공 챔버(40)는 상기한 바와 같이, 상기 수도관 재료(10)를 상기 이온빔 출력부(38)가 배치된 위치로 이송시키며, 이온이 투입된 수도관 재료를 상기 진공 챔버(40) 외부로 배출시키는 기능을 수행한다. First, as described above, the vacuum chamber 40 transfers the water pipe material 10 to a position where the ion beam output unit 38 is disposed, and transfers the water pipe material into which the ions are injected to the outside of the vacuum chamber 40 . It performs the function of ejection.

이를 위해, 상기 진공 챔버(40)는 상기 수도관 재료(10) 및 이온이 투입된 상기 수도관 재료를 지지 및 이송시키기 위한 지지부(41)를 포함한다.To this end, the vacuum chamber 40 includes a support part 41 for supporting and transporting the water pipe material 10 and the water pipe material into which the ions are injected.

상기 진공 챔버(40) 중 이온이 투입된 상기 수도관 재료가 배출되는 부분에는 이온이 투입된 상기 수도관 재료를 일정한 크기로 절단시키기 위한 상기 절단부가 구비될 수 있다. The cutting part for cutting the ion-injected water pipe material into a predetermined size may be provided in a portion of the vacuum chamber 40 from which the ion-injected water pipe material is discharged.

상기 절단부는 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10) 중 사용자에 의해 표시되거나, 또는, 항균성, 표면경도 및 소수성 중 적어도 하나의 검사항목을 검사하는 검사장치에 의한 측정값에 따라 상기 제어부(71) 또는 상기 검사장치에 의해 표시된 영역을 절단시킬 수 있다.The cut portion is displayed by a user among the water pipe material 10 into which ions are injected, or according to a measurement value by an inspection device that inspects at least one of antibacterial properties, surface hardness, and hydrophobicity, the control unit 71 or The area marked by the inspection device may be cut.

예를 들어, 상기 검사장치에 의한 측정 결과, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)의 내부표면들 중 기 설정된 항균성, 표면경도 및 소수성을 만족하지 못하는 영역이 존재하면, 상기 제어부(71) 또는 상기 검사장치는 상기 수도관 재료(10)의 외부표면 중 절단되어야 할 부분, 즉, 기 설정된 항균성, 표면경도 및 소수성을 만족하지 못하는 영역에, 체크부(75)를 이용하여 선 또는 도형 등(이하, 간단히 표시선이라 함)을 새길 수 있다. 상기 체크부(75)는 펜 또는 매직 등과 같이, 눈으로 인식될 수 있는 선 또는 도형 등(표시선)을 상기 외부표면에 새길 수 있는 필기구가 될 수 있다. 상기 체크부(75)는 상기 제어부(71)에 의해 길이가 조정되거나 위치가 가변될 수 있는 이송부의 끝단에 장착될 수 있다. For example, as a result of the measurement by the inspection device, if there is a region that does not satisfy predetermined antibacterial properties, surface hardness, and hydrophobicity among the inner surfaces of the water pipe material 10 to which ions are injected, the control unit 71 or the The inspection device uses the check part 75 to check the part to be cut out of the outer surface of the water pipe material 10, that is, in an area that does not satisfy preset antibacterial properties, surface hardness and hydrophobicity, such as lines or figures (hereinafter, simply called a mark line) can be engraved. The check unit 75 may be a writing instrument capable of engraving lines or figures (display lines) that can be recognized by the eye, such as a pen or magic, on the outer surface. The check unit 75 may be mounted at the end of the transfer unit whose length may be adjusted or whose position may be changed by the control unit 71 .

상기 절단부에는 상기 체크부(75)에 의해 표시된 선 또는 도형 등(표시선)을 인식할 수 있는 인식센서가 구비될 수 있다.A recognition sensor capable of recognizing a line or figure (display line) displayed by the check unit 75 may be provided in the cutting unit.

상기 절단부는 상기 인식센서에 의해 선 또는 도형 등(표시선)이 인식되면, 선 또는 도형 등(표시선)이 인식된 부분을 절단기를 이용하여 절단할 수 있다. 상기 절단기는 전기톱, 레이저, 절단용 선반 및 산소 절단기 등이 될 수 있다. When a line or a figure (display line) is recognized by the recognition sensor, the cutting unit may cut the recognized part of the line or figure (display line) using a cutter. The cutter may be a chainsaw, a laser, a lathe for cutting and an oxygen cutter.

상기 수도관 재료(10)는 아연, 동, 스테인레스 및 철 등과 같은 다양한 종류의 금속 물질로 형성될 수 있다.The water pipe material 10 may be formed of various kinds of metal materials such as zinc, copper, stainless steel, and iron.

다음, 상기 이온 투입 장치(30)는 상기 진공 챔버(40)에 장착되어, 상기 진공 챔버(40) 내부로 이송되는 수도관 재료(10)의 내부표면 및 외부표면에 이온을 투입하는 기능을 수행한다.Next, the ion implantation device 30 is mounted in the vacuum chamber 40, and performs a function of implanting ions into the inner surface and the outer surface of the water pipe material 10 transferred into the vacuum chamber 40. .

이를 위해, 상기 이온 투입 장치(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 스퍼터링 공정, 고온 가열 공정 및 아크 발생 공정 중 어느 하나를 이용하여, 금속소스물질로부터 금속입자들을 분리시키는 입자발생부(32), 상기 금속입자들에 열전자를 충돌시키거나 마이크로파를 이용하여 상기 금속입자들로부터 전자들을 분리시키는 이온발생부(33), 상기 전자들을 가열시켜 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(34), 상기 플라즈마에 5 내지 55kV 사이의 전압을 인가하여 고속의 이온빔을 발생시켜, 고속의 이온빔을 상기 수도관 재료의 표면으로 투입하는 이온빔 인출부(35), 상기 입자발생부(32), 상기 이온발생부(33)와 상기 플라즈마 발생부(34)에 전원을 공급하기 위한 플라즈마 전원부(31) 및 상기 이온빔 인출부(35)에 전원을 공급하기 위한 이온빔 인출 전원부(36)를 포함한다.To this end, the ion implantation device 30, as shown in FIG. 2, uses any one of a sputtering process, a high-temperature heating process, and an arc generating process, to separate the metal particles from the metal source material using a particle generating unit ( 32), an ion generating unit 33 that collides hot electrons with the metal particles or separates electrons from the metal particles using microwaves, a plasma generating unit 34 that generates plasma by heating the electrons, the An ion beam extracting unit 35, the particle generating unit 32, and the ion generating unit (35) for generating a high-speed ion beam by applying a voltage between 5 and 55 kV to the plasma, and injecting the high-speed ion beam onto the surface of the water pipe material ( 33), a plasma power supply unit 31 for supplying power to the plasma generator 34, and an ion beam extraction power supply unit 36 for supplying power to the ion beam extraction unit 35.

상기 인온빔 인출부(35)를 통해 출력되는 고속의 이온빔은 상기 수도관 재료의 외부표면으로 직접 전달될 수 있으며, 또는, 상기 이온빔 출력부(38)를 통해 상기 수도관 재료의 내부표면으로 전달될 수도 있다. The high-speed ion beam outputted through the in-on-beam extraction unit 35 may be transmitted directly to the outer surface of the water pipe material, or may be transmitted to the inner surface of the water pipe material through the ion beam output unit 38 . have.

다음, 상기 이온빔 출력부(38)는 상기 이온빔 전송관(37)을 통해 상기 이온빔 인출부(35)와 연결되어 있으며, 상기 이온빔 인출부(35)에서 출력되어 상기 이온빔 전송관(37)을 통해 전송된 이온들을 상기 수도관 재료의 내부표면에 투입시키는 기능을 수행한다.Next, the ion beam output unit 38 is connected to the ion beam extraction unit 35 through the ion beam transmission tube 37 , and is output from the ion beam extraction unit 35 through the ion beam transmission tube 37 . It performs a function of injecting the transferred ions into the inner surface of the water pipe material.

상기 이온빔 출력부(38)는 상기 진공 챔버(40) 내에서, 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 고정될 수도 있다.The ion beam output unit 38 may be fixed in a position as shown in FIG. 1 in the vacuum chamber 40 .

또한, 상기 이온빔 출력부(38)는 상기 이온빔 전송관(37)에 의해 상기 수도관 재료(10)의 내부공간을 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 이온빔 전송관(37)은 상기 제어부(71)에 의해 제어될 수도 있으며, 또는, 상기 이온 투입 장치(30)에 구비된 별도의 제어부에 의해 제어될 수도 있다. In addition, the ion beam output unit 38 may move through the inner space of the water pipe material 10 by the ion beam transmission pipe 37 . In this case, the ion beam transmission tube 37 may be controlled by the control unit 71 , or may be controlled by a separate control unit provided in the ion implantation device 30 .

다음, 상기 검사장치는 이온이 투입된 상기 수도관 재료의 내부표면 또는 외부표면의 항균성, 표면경도 및 소수성 중 적어도 하나의 검사항목이, 기 설정된 항균성, 표면경도 및 소수성 범위(이하, 간단히 정상범위라 함)를 만족하는지의 여부를 판단한다. Next, the inspection device determines that at least one of the antibacterial properties, surface hardness, and hydrophobicity of the inner surface or the outer surface of the water pipe material to which ions are injected, has a preset antibacterial property, surface hardness and hydrophobicity range (hereinafter simply referred to as normal range). ) is satisfied or not.

마지막으로, 상기 결합 장치(50)는 이하에서 설명될 보정된 비정상 수도관 재료를, 정상 수도관 재료 또는 또 다른 보정된 비정상 수도관과 용접을 통해 결합시키는 기능을 수행한다.Finally, the coupling device 50 performs a function of joining the corrected abnormal water pipe material to be described below with the normal water pipe material or another corrected abnormal water pipe through welding.

상기한 바와 같은 제조 시스템에 적용되는 본 발명은, 원통형태의 긴 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 구리와 같은 금속 이온 또는 기체 이온을 투입함으로써, 수도관 재료(10)의 수명을 증가시킬 수 있으며, 수도관 재료(10)의 항균 특성을 향상시킬 수 있다. The present invention applied to the manufacturing system as described above increases the lifespan of the water pipe material 10 by injecting metal ions or gas ions such as copper into the inner surface 11 of the cylindrical long water pipe material 10 . And it is possible to improve the antibacterial properties of the water pipe material (10).

즉, 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 이온이 투입되면, 상기 내부표면(11)에 질화물이 생성될 수 있으며, 금속파이프의 내부표면에서 다중결합이 생성될 수 있기 때문에, 수도관 재료의 내부식성 및 내산화성이 증가될 수 있으며, 이에 따라, 수도관 재료의 수명이 연장될 수 있다. That is, when ions are injected into the inner surface 11 of the water pipe material 10, nitride may be generated on the inner surface 11, and multiple bonds may be generated on the inner surface of the metal pipe, so that the water pipe material corrosion resistance and oxidation resistance can be increased, and thus the lifespan of the water pipe material can be extended.

또한, 본 발명에 의해, 수도관 재료의 내부에 구리 등의 금속이온빔 또는 기체 이온빔이 조사되면, 수도관 재료의 항균 능력이 향상되며, 수도관 재료의 내부식성 및 내산화성이 증가될 수 있다. 따라서, 수도관 재료의 수명이 연장될 수 있다. In addition, according to the present invention, when a metal ion beam such as copper or gas ion beam is irradiated to the inside of the water pipe material, the antibacterial ability of the water pipe material is improved, and the corrosion resistance and oxidation resistance of the water pipe material can be increased. Accordingly, the life of the water pipe material can be extended.

상기 이온 투입 장치(30)를 이용하여 수도관 재료의 내부표면(11)에 이온을 투입함으로써, 수도관 재료(10)의 내부식성 및 항균 능력을 향상시켜, 수도관 재료의 수명을 연장시키는 방법은 이하에서, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된다. A method of improving the corrosion resistance and antibacterial ability of the water pipe material 10 by implanting ions into the inner surface 11 of the water pipe material using the ion implantation device 30 to extend the life of the water pipe material is described below. , will be described with reference to FIGS. 1 to 6 .

도 3은 본 발명에 따른 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법의 일실시예 흐름도이고, 도 4는 플라즈마에 의해 발생된 이온이 수도관 재료에 투입되는 방법을 나타낸 예시도이고, 도 5는 수도관 재료의 표면에 이온이 투입되는 상태를 나타낸 예시도이며, 도 6은 본 발명에 의해 제조된 이온이 투입된 수도관 재료들이 결합되는 방법을 나타낸 예시도이다. 3 is a flowchart of an embodiment of a method for implanting ions into the inner surface of a water pipe material according to the present invention, FIG. 4 is an exemplary view showing a method in which ions generated by plasma are injected into a water pipe material, and FIG. 5 is a water pipe It is an exemplary view showing a state in which ions are injected on the surface of the material, and FIG. 6 is an exemplary view showing a method in which the ion-injected water pipe materials manufactured by the present invention are combined.

우선, 상기 진공 챔버(40) 내부의 공기를 외부로 배출시켜, 상기 진공 챔버(40) 내부의 압력이 5x10-5 [torr] 이하가 되도록 한다(102). First, the air inside the vacuum chamber 40 is discharged to the outside so that the pressure inside the vacuum chamber 40 is 5x10 -5 [torr] or less (102).

다음, 상기 입자발생부(32)는, 스퍼터링 공정, 고온 가열 공정 및 아크 발생 공정 중 어느 하나를 이용하여, 금속소스물질로부터 금속입자들을 분리시킨다.Next, the particle generating unit 32 separates the metal particles from the metal source material by using any one of a sputtering process, a high temperature heating process, and an arc generating process.

상기 금속소스물질은 Ti+, Al+, Cr+, Cu+, Pt+, Ir+ 및 Ni+ 중 적어도 하나를 포함하는 물질이 될 수 있다. The metal source material may be a material including at least one of Ti+, Al+, Cr+, Cu+, Pt+, Ir+, and Ni+.

즉, 상기 입자발생부(32)는 상기 금속소스물질에 대해 스퍼터링 공정을 수행하거나, 상기 금속소스물질을 고온으로 가열하거나, 또는 상기 금속물질에 아크를 발생시켜, 상기 금속소스물질로부터 Ti+, Al+, Cr+, Cu+, Pt+, Ir+ 및 Ni+ 중 적어도 하나를 포함하는 금속원자들 또는 금속분자들을 분리시킨다. 금속원자 및 금속분자를 총칭하여 상기 금속입자라 한다. That is, the particle generating unit 32 performs a sputtering process on the metal source material, heats the metal source material to a high temperature, or generates an arc in the metal material, from the metal source material Ti+, Al+ , Cr+, Cu+, Pt+, Ir+, and Ni+ are separated metal atoms or metal molecules including at least one. Metal atoms and metal molecules are collectively referred to as the metal particles.

다음, 상기 이온발생부(33)는 상기 금속입자들에 열전자를 충돌시키거나 마이크로파를 이용하여 상기 금속입자들로부터 전자들을 분리시킨다. Next, the ion generator 33 separates electrons from the metal particles by colliding hot electrons on the metal particles or using microwaves.

다음, 상기 플라즈마 발생부(34)는 마이너스 전하를 갖는 상기 전자들 및 상기 금속입자들로부터 상기 전자들이 분리되어 플러스 전하를 갖는 상기한 바와 같은 이온들(Ti+, Al+, Cr+, Cu+, Pt+, Ir+, Ni+)을 가열시켜 플라즈마를 발생시킨다. Next, the plasma generating unit 34 separates the electrons from the electrons having a negative charge and the metal particles to have positive charges such as Ti+, Al+, Cr+, Cu+, Pt+, Ir+ , Ni+) to generate plasma.

다음, 상기 이온빔 인출부(35)는 상기 플라즈마에 5 내지 55kV 사이의 전압을 인가하여 도 4에 도시된 바와 같이, 이온(60)들을 가속시킨다. Next, the ion beam extraction unit 35 applies a voltage between 5 and 55 kV to the plasma to accelerate the ions 60 as shown in FIG. 4 .

다음, 수도관 재료(10)가 상기 진공 챔버(40) 내부로 이송된다.Next, the water pipe material 10 is transferred into the vacuum chamber 40 .

다음, 상기 이온빔 전송관(37)을 통해 상기 이온빔 인출부(35)와 연결된 이온빔 출력부(38)가 상기 진공 챔버 내부에 구비된다.Next, an ion beam output unit 38 connected to the ion beam extraction unit 35 through the ion beam transmission tube 37 is provided in the vacuum chamber.

상기에서 설명된 바와 같이, 상기 이온빔 출력부(38)는 상기 진공 챔버(40) 내에서, 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 고정될 수도 있으며, 또는 상기 이온빔 전송관(37)에 의해 상기 수도관 재료(10)의 내부공간을 이동할 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 이온빔 출력부(38)가 상기 진공 챔버(40) 내에서, 도 1에 도시된 바와 같은 위치에 고정되어 있는 방법이, 본 발명의 일예로서 설명된다. As described above, the ion beam output unit 38 may be fixed in a position as shown in FIG. 1 in the vacuum chamber 40 , or by the ion beam transmission pipe 37 , the water pipe It is also possible to move the inner space of the material 10 . Hereinafter, for convenience of explanation, a method in which the ion beam output unit 38 is fixed at a position as shown in FIG. 1 in the vacuum chamber 40 will be described as an example of the present invention.

다음, 원통형태의 수도관 재료(10)의 일측 끝단의 내부공간으로 상기 이온빔 출력부(38)가 삽입되도록 상기 수도관 재료는 제1 방향으로 이동되어, 상기 진공 챔버(40) 내로 이송된다. 여기서, 상기 제1 방향은, 도 1에서 우측 방향이 될 수 있다. 즉, 상기 수도관 재료(10)는 상기 진공 챔버(40)의 외부에서 상기 제1 방향으로 이동되어, 상기 진공 챔버(40) 내부로 유입된다.Next, the water pipe material is moved in the first direction so that the ion beam output unit 38 is inserted into the inner space of one end of the cylindrical water pipe material 10 , and is transferred into the vacuum chamber 40 . Here, the first direction may be a right direction in FIG. 1 . That is, the water pipe material 10 is moved from the outside of the vacuum chamber 40 in the first direction, and is introduced into the vacuum chamber 40 .

다음, 상기 이온빔 인출부(35)에서 가속되어 상기 이온빔 전송관(37)을 통해 상기 이온빔 출력부(38)로 전송된 이온(60)들을, 상기 이온빔 출력부(38)가 상기 수도관 재료의 내부표면에 투입시킨다. Next, the ions 60 accelerated by the ion beam extraction unit 35 and transmitted to the ion beam output unit 38 through the ion beam transmission tube 37 are collected by the ion beam output unit 38 inside the water pipe material. put on the surface.

즉, 상기 이온빔 인출부(35)는 상기 플라즈마에 5 내지 55kV 사이의 전압을 인가하여 도 4에 도시된 바와 같이, 이온(60)들을 가속시키고, 상기 이온빔 인출부(35)에 의해 가속된 이온(60)들은 상기 이온빔 전송관(37)을 통해 상기 이온빔 출력부(38)로 전송되며, 상기 이온빔 출력부(38)는 가속된 이온(60)들을, 상기 진공 챔버 내로 이송된 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 투입시킨다. That is, the ion beam extractor 35 applies a voltage between 5 and 55 kV to the plasma to accelerate the ions 60 as shown in FIG. 4 , and the ions accelerated by the ion beam extractor 35 are applied to the plasma. The ions 60 are transmitted to the ion beam output section 38 through the ion beam transmission tube 37, and the ion beam output section 38 collects the accelerated ions 60 from the water pipe material transported into the vacuum chamber. 10) to the inner surface (11) of the input.

즉, 상기 이온빔 인출부(35)는 고전압으로 상기 이온(60)들을 가속시키며, 이에 따라, 상기 이온(60)들은 상기 이온빔 전송관(37)과 상기 이온빔 출력부(38)를 통해, 고속으로 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)으로 진행한다.That is, the ion beam extraction unit 35 accelerates the ions 60 to a high voltage, and accordingly, the ions 60 pass through the ion beam transmission tube 37 and the ion beam output unit 38 at high speed. Proceed to the inner surface 11 of the water pipe material 10 .

고속으로 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 도달한 상기 이온(60)들은, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)을 뚫고 들어간다. The ions 60 reaching the inner surface 11 of the water pipe material 10 at high speed penetrate the inner surface 11 of the water pipe material 10 as shown in FIG. go in

상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 상기 이온(60)이 투입되면, 상기 내부표면(11)에서의 분자사슬들이 상기 이온 투입에 의해 끊어지거나 이중 결합을 한다. 상기한 바와 같은 분자사슬들의 분리 또는 결합에 의해, 이온이 투입된 상기 수도관 재료의 내부표면(11)의 항균성, 표면경도 및 소수성이 향상될 수 있다. When the ions 60 are injected into the inner surface 11 of the water pipe material 10 , molecular chains on the inner surface 11 are broken or double bonds are formed by the injection of the ions. By the separation or bonding of the molecular chains as described above, the antibacterial properties, surface hardness, and hydrophobicity of the inner surface 11 of the water pipe material into which ions are injected may be improved.

즉, 본 발명의 발명자는, 중성 원자를 이온화하고, 이온을 50kV 정도로 가속시켜 고분자 재료에 투입하면, 고분자 재료의 표면에서 항균성, 표면경도 및 소수성이 향상되는 결과를 확인하였으며, 이를 이용하여 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)를 제조할 수 있음을 확인하였다. That is, the inventor of the present invention confirmed the results of improving antibacterial properties, surface hardness and hydrophobicity on the surface of the polymer material when ionizing neutral atoms and accelerating the ions to about 50 kV and adding them to the polymer material. It was confirmed that the input water pipe material 10 can be manufactured.

부연하여 설명하면, 본 발명은 상기 진공 챔버(40) 내부의 공기를 외부로 배출시켜, 상기 진공 챔버(40) 내부의 압력이 5x10-5 [torr] 이하가 되도록 한 후(102), 이온빔을 인출한다. 이 경우, 충분한 이온빔 전류가 발생되면, 수도관 재료(10)가 상기 진공 챔버(40) 내부에 장착되며, 상기 수도관 재료(10)의 내부표면으로 이온빔이 조사된다. 진공 배기 과정(102) 내지 이온빔 조사 과정(112)의 순서는 다양하게 변경될 수 있다.To elaborate, the present invention discharges the air inside the vacuum chamber 40 to the outside so that the pressure inside the vacuum chamber 40 becomes 5x10 -5 [torr] or less (102), and then the ion beam withdraw In this case, when a sufficient ion beam current is generated, the water pipe material 10 is mounted inside the vacuum chamber 40 , and the ion beam is irradiated onto the inner surface of the water pipe material 10 . The order of the vacuum evacuation process 102 to the ion beam irradiation process 112 may be variously changed.

상기 수도관 재료(10)의 내부표면으로 이온빔이 조사될 때, 상기 수도관 재료(10)의 외부표면으로도 이온빔이 조사될 수 있다. 그러나, 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(또는 외부표면)으로 이온빔이 조사된 후, 외부표면(또는 내부표면)으로 이온빔이 조사될 수도 있으며, 또는 상기 수도관 재료(10)의 내부표면 또는 외부표면 중 어느 한 곳으로만 이온빔이 조사될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의상, 우선, 상기 수도관 재료(10)의 내부표면으로 이온빔이 조사되는 방법이 본 발명의 일예로서 설명된다. When the ion beam is irradiated to the inner surface of the water pipe material 10 , the ion beam may also be irradiated to the outer surface of the water pipe material 10 . However, after the ion beam is irradiated to the inner surface (or outer surface) of the water pipe material 10 , the ion beam may be irradiated to the outer surface (or inner surface), or the inner surface or the outer surface of the water pipe material 10 . The ion beam may be irradiated to only one of the surfaces. Hereinafter, for convenience of description, a method of irradiating an ion beam onto the inner surface of the water pipe material 10 will be described as an example of the present invention.

다음, 상기 수도관 재료(10)의 상기 일측 끝단의 내부공간으로부터 타측 끝단의 내부공간까지 상기 이온빔 출력부(38)가 배치되도록 상기 수도관 재료가 이송되면서 상기 수도관 재료가 회전될 수 있다. 상기 수도관 재료가 회전함에 따라, 상기 수도관 재료의 내부표면에 고르게 이온들이 투입될 수 있다.Next, the water pipe material may be rotated while the water pipe material is transferred so that the ion beam output unit 38 is disposed from the inner space of the one end of the water pipe material 10 to the inner space of the other end of the water pipe material 10 . As the water pipe material rotates, ions may be uniformly implanted on the inner surface of the water pipe material.

즉, 상기 이온(60)들은, 상기 진공 챔버(40) 내부로 이송된 상기 수도관 재료(10)가 상기 지지부(41)에 고정된 후에 상기 수도관 재료(10)로 투입될 수 있으며, 또는 상기 수도관 재료(10)가 상기 지지부(41)를 통해 상기 제1 방향으로 이송되고 상기 수도관 재료(10)가 상기 회전부(72)에 의해 회전되고 있는 상태에서 상기 수도관 재료(10)에 투입될 수도 있다. That is, the ions 60 may be introduced into the water pipe material 10 after the water pipe material 10 transferred into the vacuum chamber 40 is fixed to the support 41 , or the water pipe The material 10 may be fed into the water pipe material 10 while being fed in the first direction through the support part 41 and the water pipe material 10 being rotated by the rotating part 72 .

다음, 상기 이온빔 출력부(38)에 구비된 센서(39)를 통해 상기 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부(38)가 배치되었는지의 여부가 판단된다. Next, it is determined whether the ion beam output unit 38 is disposed in the inner space of the other end of the water pipe material through the sensor 39 provided in the ion beam output unit 38 .

상기 센서(39)는 적외선 센서 등이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(71)는 반사되어온 적외선이 없다면, 상기 센서(39)가 상기 수도관 재료(10)의 외부로 노출되었다고 판단할 수 있다. 즉, 상기 제어부(71)는 상기 센서(39)로부터 수신되는 감지신호들을 분석하여, 상기 이온빔 출력부(38)가 상기 수도관 재료의 상기 타측 끝단에 위치되었음을 판단할 수 있다. The sensor 39 may be an infrared sensor or the like. For example, if there is no reflected infrared light, the controller 71 may determine that the sensor 39 is exposed to the outside of the water pipe material 10 . That is, the control unit 71 may analyze the detection signals received from the sensor 39 to determine that the ion beam output unit 38 is located at the other end of the water pipe material.

다음, 판단 결과, 상기 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부(38)가 배치되었으면, 상기 이온빔 인출부(35)의 동작은 정지된다.Next, if it is determined that the ion beam output unit 38 is disposed in the inner space of the other end of the water pipe material, the operation of the ion beam extraction unit 35 is stopped.

상기 금속입자들을 분리시키는 과정부터, 상기 이온빔 인출부(35)의 동작을 정지시키는 과정들은 이온 투입 과정(104)에 포함된다. From the process of separating the metal particles to the process of stopping the operation of the ion beam extractor 35, the ion implantation process 104 includes.

다음, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)의 내부표면의 검사항목의 측정값이, 기 설정된 항균성, 표면경도 및 소수성 범위, 즉, 상기 정상범위를 만족하는지의 여부가 상기 검사장치에 의해 측정된다.Next, whether the measured values of the inspection items of the inner surface of the water pipe material 10 to which the ions are injected satisfies the preset antibacterial properties, surface hardness and hydrophobicity ranges, that is, the normal ranges are measured by the inspection device. .

상기 검사장치는 상기 진공 챔버(40) 내에 구비될 수도 있으며, 또는, 상기 진공 챔버(40) 외부에 구비될 수도 있다. The inspection device may be provided in the vacuum chamber 40 or may be provided outside the vacuum chamber 40 .

다음, 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되면, 상기 수도관 재료는 보관소에 적재된다.Next, when the measured value of the inspection item is within the normal range, the water pipe material is loaded into the storage.

상기 검사항목에 대한 측정은 상기 수도관 재료(10)의 내부표면의 적어도 1개의 영역에서 측정될 수 있다.The measurement for the inspection item may be measured in at least one region of the inner surface of the water pipe material 10 .

다음, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)의 내부표면의 적어도 2개의 영역들 각각에 대한 검사항목을 상기 검사장치에 의해 측정한 결과, 적어도 하나의 영역의 검사항목 측정값이 정상범위를 벗어나면, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10) 중 상기 정상범위에 포함되지 않는 영역은, 상기 수도관 재료로부터 절단된다. Next, as a result of measuring the inspection items for each of the at least two regions of the inner surface of the water pipe material 10 into which the ions are injected by the inspection device, when the measurement values of the inspection items of at least one region are out of the normal range , a region that is not included in the normal range among the water pipe material 10 to which ions are injected is cut from the water pipe material.

상기한 바와 같은 절단 공정은 상기 절단부에서 수행될 수 있다. The cutting process as described above may be performed in the cutting unit.

즉, 상기 절단부에 의해 절단될 부분은 상기 체크부(75) 및 상기 제어부(71)에 의해 표시될 수 있으며, 상기 수도관 재료(10)가 상기 진공 챔버(40)로부터 배출된 후, 상기 절단부는 상기 인식센서를 이용해 상기 절단될 부분을 인식한 후, 절단기를 이용해 상기 절단될 부분을 절단시킬 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 절단 과정은 상기 진공 챔버(40) 내에서 상기 이온투입 과정이 완료된 후, 상기 진공 챔버(40) 내에서 수행될 수도 있다. That is, the part to be cut by the cutting part may be marked by the check part 75 and the control part 71 , and after the water pipe material 10 is discharged from the vacuum chamber 40 , the cutting part After recognizing the part to be cut using the recognition sensor, the part to be cut may be cut using a cutter. However, the cutting process as described above may be performed in the vacuum chamber 40 after the ion implantation process is completed in the vacuum chamber 40 .

이에 따라, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)는, 검사항목의 측정값이 정상범위에 포함되는 내부표면을 포함하는 정상 수도관 재료 및 검사항목의 측정값이 정상범위에 포함되지 않는 내부표면을 포함하는 비정상 수도관 재료로 분리될 수 있다.Accordingly, the water pipe material 10 to which the ions are injected includes a normal water pipe material including an inner surface on which the measured value of the inspection item is included in the normal range, and an inner surface where the measured value of the inspection item is not included in the normal range. can be separated by abnormal water pipe material.

부연하여 설명하면, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)의 내부표면에 대해 상기 검사항목을 측정하는 과정은 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)의 하나의 영역에서만 수행될 수 있으나, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)의 표면의 적어도 2개의 영역들 각각에서 수행될 수도 있다.In detail, the process of measuring the inspection item for the inner surface of the water pipe material 10 to which ions are injected may be performed only in one region of the water pipe material 10 to which ions are injected, but the It may be performed in each of at least two regions of the surface of the water pipe material 10 .

이온이 투입된 상기 수도관 재료(20)의 표면의 적어도 2개의 영역들 각각의 검사항목을 상기 검사장치를 이용하여 측정한 결과, 적어도 하나의 영역의 검사항목의 측정값이 상기 정상범위를 벗어나면, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10) 중 상기 정상범위를 벗어나는 영역은, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)로부터 절단된다. As a result of measuring the inspection items of each of the at least two regions of the surface of the water pipe material 20 into which the ions are injected by using the inspection device, if the measured values of the inspection items of the at least one region are out of the normal range, A region of the water pipe material 10 into which the ions are injected outside the normal range is cut from the water pipe material 10 into which the ions are injected.

상기 정상범위는, 상기 수도관 재료(10)의 내부식성, 내산화성, 향균 기능 및 수명 등을 고려하여, 다양하게 설정될 수 있다. The normal range may be variously set in consideration of corrosion resistance, oxidation resistance, antibacterial function, and lifespan of the water pipe material 10 .

상기한 바와 같이, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)는 정상 수도관 재료 및 비정상 수도관 재료로 분리된다.As described above, the water pipe material 10 injected with ions is separated into a normal water pipe material and an abnormal water pipe material.

여기서, 상기 정상 수도관 재료에 대한 검사항목의 측정값은 상기 정상범위에 포함되며, 상기 비정상 수도관 재료에 대한 검사항목의 측정값은 상기 정상범위를 벗어나는 값을 갖는다.Here, the measured value of the inspection item for the normal water pipe material is included in the normal range, and the measured value of the inspection item for the abnormal water pipe material has a value outside the normal range.

다음, 상기 입자발생부는, 스퍼터링 공정, 고온 가열 공정 및 아크 발생 공정 중 어느 하나를 이용하여, 금속소스물질로부터 금속입자들을 분리시킨다. Next, the particle generating unit separates the metal particles from the metal source material by using any one of a sputtering process, a high temperature heating process, and an arc generating process.

다음, 상기 이온발생부는 상기 금속입자들에 열전자를 충돌시키거나 마이크로파를 이용하여 상기 금속입자들로부터 전자들을 분리시킨다. Next, the ion generator separates electrons from the metal particles by colliding hot electrons on the metal particles or using microwaves.

다음, 상기 플라즈마 발생부는 상기 전자들 및 상기 금속입자들로부터 상기 전자들이 분리되어 플러스 전하를 갖는 이온들을 가열시켜 플라즈마를 발생시킨다. Next, the plasma generating unit generates plasma by heating ions having a positive charge by separating the electrons from the electrons and the metal particles.

다음, 상기 이온빔 인출부는 상기 플라즈마에 5 내지 55kV 사이의 전압을 인가하여 이온들을 가속시킨다. Next, the ion beam extractor applies a voltage between 5 and 55 kV to the plasma to accelerate the ions.

다음, 이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 인출부와 연결된 이온빔 출력부가 상기 진공 챔버 내부에 구비된다.Next, an ion beam output unit connected to the ion beam extraction unit through an ion beam transmission tube is provided in the vacuum chamber.

다음, 상기 비정상 수도관 재료의 일측 끝단의 내부공간으로 상기 이온빔 출력부가 삽입되도록 상기 비정상 수도관 재료가 상기 제1 방향으로 이동되어 상기 진공 챔버 내로 이송된다. Next, the abnormal water pipe material is moved in the first direction and transferred into the vacuum chamber so that the ion beam output unit is inserted into the inner space of one end of the abnormal water pipe material.

다음, 상기 이온빔 인출부에서 가속되어 상기 이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 출력부로 전송된 이온들을 상기 이온빔 출력부가 상기 비정상 수도관 재료의 내부표면에 투입시킨다.Next, the ions accelerated by the ion beam extraction unit and transmitted to the ion beam output unit through the ion beam transmission tube are introduced into the inner surface of the abnormal water pipe material by the ion beam output unit.

다음, 상기 비정상 수도관 재료의 상기 일측 끝단의 내부공간으로부터 타측 끝단의 내부공간까지 상기 이온빔 출력부가 배치되도록 상기 비정상 수도관 재료가 이송되면서 상기 비정상 수도관 재료가 회전된다.Next, the abnormal water pipe material is rotated while the abnormal water pipe material is conveyed so that the ion beam output unit is disposed from the inner space of the one end of the abnormal water pipe material to the inner space of the other end of the abnormal water pipe material.

다음, 상기 이온빔 출력부에 구비된 센서를 통해 상기 비정상 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었는지의 여부가 판단된다.Next, it is determined whether the ion beam output part is disposed in the inner space of the other end of the abnormal water pipe material through a sensor provided in the ion beam output part.

다음, 판단 결과, 상기 비정상 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었으면 상기 이온빔 인출부의 동작이 정지된다.Next, if it is determined that the ion beam output unit is disposed in the inner space of the other end of the abnormal water pipe material, the operation of the ion beam extractor is stopped.

다음, 이온이 투입된 상기 비정상 수도관 재료의 내부표면의 검사항목이 상기 측정장치를 이용하여 측정된다.Next, the inspection item of the inner surface of the abnormal water pipe material to which the ions are injected is measured using the measuring device.

다음, 측정된 검상항목이 상기 정상범위에 포함되는 상기 비정상 수도관 재료(이하, 간단히 보정된 비정상 수도관 재료라 함)는 보관소에 적재된다.Next, the abnormal water pipe material (hereinafter, simply referred to as a calibrated abnormal water pipe material) whose measured inspection items fall within the normal range is loaded into the storage.

이온이 투입된 수도관 재료(10)로부터 분리되고, 검사항목의 측정값이 상기 정상범위를 벗어나는 비정상 수도관 재료는 다시, 상기 진공 챔버(40) 내로 유입되며, 상기 비정상 수도관 재료에 대해 상기한 바와 같은 이온 투입 과정(104)이 다시 수행된다. The ions are separated from the injected water pipe material 10, and the abnormal water pipe material whose measured value of the inspection item is outside the normal range is again introduced into the vacuum chamber 40, and the ions as described above for the abnormal water pipe material The dosing process 104 is performed again.

이온 투입 과정이 다시 수행된 후 측정된 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되는 상기 보정된 비정상 수도관 재료는 보관소에 적재된다.After the ion implantation process is performed again, the corrected abnormal water pipe material whose measured value of the measured inspection item is within the normal range is loaded into the storage.

부연하여 설명하면, 상기 비정상 수도관 재료에 대해서는, 상기 이온 투입 과정(104), 즉, 상기 금속입자들을 분리시키는 단계, 상기 전자들을 분리시키는 단계, 상기 플라즈마를 발생시키는 단계, 이온을 가속시키는 단계, 이온빔 출력부를 구비시키는 단계, 수도관 재료를 진공 챔버 내로 이송시키는 단계, 이온들을 내부 표면에 투입시키는 단계, 상기 수도관 재료를 이송 및 회전시키는 단계, 상기 수도관 재료의 위치를 판단하는 단계, 상기 이온빔 인출부의 동작을 정지시키는 단계 및 상기 검사항목 측적 과정이 다시 수행된다. More specifically, for the abnormal water pipe material, the ion implantation process 104, that is, separating the metal particles, separating the electrons, generating the plasma, accelerating ions, The steps of providing an ion beam output unit, conveying the water pipe material into a vacuum chamber, injecting ions into the inner surface, transferring and rotating the water pipe material, determining the position of the water pipe material, the ion beam extraction unit The step of stopping the operation and the process of measuring the inspection item are performed again.

이 경우, 상기 이온 투입 과정(104)에서 상기 비정상 수도관 재료에 투입되는 이온의 양, 이온의 가속도, 이온의 속도, 상기 플라즈마에 인가되는 전압의 크기 등(이하, 이온 생성 조건이라 함)은, 상기 비정상 수도관 재료의 검사항목의 측정값에 따라 다양하게 조정될 수 있다.In this case, the amount of ions injected into the abnormal water pipe material in the ion implantation process 104, the acceleration of the ions, the velocity of the ions, the magnitude of the voltage applied to the plasma, etc. (hereinafter referred to as ion generation conditions) are, Various adjustments may be made according to the measured values of the inspection items of the abnormal water pipe material.

예를 들어, 상기 비정상 수도관 재료의 검사항목의 측정값이 상기 정상범위와 많이 차이가 나는 경우와, 상기 정상범위와 조금 차이가 나는 경우에 대해, 상기한 바와 같은 이온 생성 조건은 다양하게 변경될 수 있다. For example, when the measured value of the inspection item of the abnormal water pipe material is much different from the normal range and slightly different from the normal range, the ion generation conditions as described above may be variously changed. can

이온 투입 과정이 다시 수행되었으나, 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되지 않는 비정상 수도관 재료는 폐기되거나, 불량품으로 분류될 수 있다. Although the ion implantation process is performed again, the abnormal water pipe material whose measured value of the inspection item does not fall within the normal range may be discarded or classified as defective.

또한, 이온 투입 과정이 다시 수행되었으나, 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되지 않는 비정상 수도관 재료는 상기한 바와 같은 이온 투입 과정(104)을 재수행하기 위해 상기 진공 챔버(40)에 다시 투입될 수 있다. 이 경우, 측정된 값이 상기 정상범위에 해당되는 부분이 포함되어 있다면, 상기 비정상 수도관 재료는 다시 정상 수도관 재료 및 비정상 수도관 재료로 분리될 수 있으며, 분리된 비정상 수도관 재료에 대해서만 상기 이온 투입 과정이 재수행될 수 있다. In addition, although the ion implantation process is performed again, the abnormal water pipe material whose measured value of the inspection item does not fall within the normal range is returned to the vacuum chamber 40 to re-perform the ion implantation process 104 as described above. can be put in In this case, if the measured value falls within the normal range, the abnormal water pipe material may be separated again into a normal water pipe material and an abnormal water pipe material, and the ion implantation process is performed only for the separated abnormal water pipe material. can be redone.

마지막으로, 한 번의 이온 투입 과정에 의해 검사항목 측정값이 상기 정상범위에 포함되는 수도관 재료, 한 번의 이온 투입 과정 수행 후 수도관 재료로부터 분리된 정상 수도관 재료 및 한 번의 이온 투입 과정을 거친 수도관 재료로부터 분리된 후 적어도 한 번의 이온 투입 과정을 더 거친 후에 상기 정상범위에 해당되는 측정값을 갖는 보정된 수도관 재료는 수도관 공사용으로 사용되기 위해 보관소로부터 반출될 수 있다. Finally, from the water pipe material whose test item measurement value is within the normal range by one ion implantation process, the normal water pipe material separated from the water pipe material after performing one ion implantation process, and the water pipe material that has undergone one ion implantation process After being separated and subjected to at least one ion implantation process, the calibrated water pipe material having a measurement value corresponding to the normal range may be taken out from the storage to be used for water pipe construction.

이하에서는, 상기 보정된 비정상 수도관 재료가 상기 정상 수도관 재료 또는 상기 보정된 비정상 수도관 재료와 동일한 과정을 거친 또 다른 보정된 비정상 수도관 재료와 용접을 통해 결합되는 과정이 설명된다.Hereinafter, a process in which the corrected abnormal water pipe material is combined with the normal water pipe material or another corrected abnormal water pipe material that has undergone the same process as the corrected abnormal water pipe material through welding will be described.

첫째, 상기 검사항목에 대한 측정 단계가 다시 수행되어, 상기 비정상 수도관 재료에 대해 측정된 측정값이 상기 정상범위에 포함되면, 상기 비정상 수도관 재료, 즉, 상기 보정된 비정상 수도관 재료는 상기 결합 장치(50)로 이송된다. First, if the measurement step for the inspection item is performed again and the measured value for the abnormal water pipe material is within the normal range, the abnormal water pipe material, that is, the corrected abnormal water pipe material, is transferred to the coupling device ( 50) is transferred.

여기서, 상기 보정된 비정상 수도관 재료에 대해 측정된 측정값이 상기 정상범위에 포함된다는 것은, 상기 보정된 비정상 수도관 재료가 정상적인 항균성, 표면경도 및 소수성을 가지고 있다는 것을 의미하며, 따라서, 상기 보정된 비정상 수도관 재료는 정상 수도관 재료가 될 수 있다. 그러나, 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 이온 투입 과정(104)이 다시 수행되어 상기 보정된 비정상 수도관 재료의 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되더라도, 상기 보정된 비정상 수도관 재료는 지속적으로 보정된 비정상 수도관 재료라고 칭한다. Here, the fact that the measured value measured for the calibrated abnormal water pipe material is included in the normal range means that the calibrated abnormal water pipe material has normal antibacterial properties, surface hardness and hydrophobicity. The water pipe material may be a normal water pipe material. However, in the following, for convenience of explanation, even if the ion implantation process 104 is performed again and the corrected measurement value of the inspection item of the abnormal water pipe material is included in the normal range, the corrected abnormal water pipe material is continuously maintained. It is called abnormal water pipe material corrected by

둘째, 상기 결합 장치(50)에서, 상기 보정된 비정상 수도관 재료(20b)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 정상 수도관 재료(20a) 또는 상기 보정된 비정상 수도관 재료와 동일한 과정을 거친 또 다른 보정된 비정상 수도관 재료(20b)와 용접을 통해 결합된다. Second, in the coupling device 50, the corrected abnormal water pipe material 20b is another, as shown in FIG. 6, that has undergone the same process as the normal water pipe material 20a or the corrected abnormal water pipe material. It is joined with the corrected abnormal water pipe material 20b through welding.

상기 용접은 상기 결합 장치(50)에서 자동으로 수행될 수도 있으며, 작업자에 의해 수동으로 수행될 수도 있다. The welding may be performed automatically by the coupling device 50 or may be performed manually by an operator.

여기서, 상기 보정된 비정상 수도관 재료(20b)는 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 검사항목에 대한 측정 단계가 다시 수행된 결과, 상기 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되는 부분이며, 상기 정상 수도관 재료(20a) 역시 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되는 부분이다.Here, as described above, the corrected abnormal water pipe material 20b is a portion in which the measurement value of the inspection item is included in the normal range as a result of performing the measurement step for the inspection item again, and the normal The water pipe material 20a is also a part in which the measured value of the inspection item is included in the normal range.

즉, 상기 정상 수도관 재료(20a)는 1회의 이온 투입 과정(104)을 통해 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되는 부분이며, 상기 보정된 비정상 수도관 재료(20b)는 2회의 이온 투입 과정(104)을 통해 검사항목의 측정값이 상기 정상범위에 포함되는 부분이다.That is, the normal water pipe material 20a is a portion in which the measured value of the inspection item is included in the normal range through the ion implantation process 104 once, and the corrected abnormal water pipe material 20b is ion implantation process twice. Through (104), the measured value of the inspection item is included in the normal range.

그러나, 상기 보정된 비정상 수도관 재료(20b)는 3회 이상의 이온 투입 과정(104)을 통해, 상기 정상범위에 포함되는 측정값을 가질 수도 있다.However, the corrected abnormal water pipe material 20b may have a measured value included in the normal range through the ion implantation process 104 three or more times.

상기 정상 수도관 재료(20a)와 상기 보정된 비정상 수도관 재료(20b)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 서로 맞닿게 배치되며, 상기 정상 수도관 재료(20a)와 상기 보정된 비정상 수도관 재료(20b)의 경계선을 따라, 용접이 수행된다.The normal water pipe material 20a and the corrected abnormal water pipe material 20b are disposed abutting each other, as shown in FIG. 6 , the normal water pipe material 20a and the corrected abnormal water pipe material 20b Along the perimeter of the welding is performed.

또한, 상기 설명에서는 상기 검사항목의 측정값이 상기 정상범위를 벗어나는 상기 비정상 수도관 재료에 대해서만 상기 이온 투입 과정(104)이 다시 수행되었다. In addition, in the above description, the ion implantation process 104 was performed again only for the abnormal water pipe material in which the measured value of the inspection item is out of the normal range.

그러나, 이온이 투입된 수도관 재료(10)의 표면의 적어도 2개의 영역들 각각에서 검사항목이 측정된 결과, 적어도 2개의 영역들 모두의 측정값들이 상기 정상범위에 포함되더라도, 적어도 2개의 영역들 중 다른 영역들과 많은 차이가 나는 측정값을 갖는 부분 역시, 상기 비정상 수도관 재료로 취급될 수 있다. However, as a result of measuring the inspection items in each of the at least two regions of the surface of the water pipe material 10 to which the ions are injected, even if the measured values of all of the at least two regions are within the normal range, one of the at least two regions A portion having a measurement value that differs greatly from other areas may also be treated as the abnormal water pipe material.

즉, 이온이 투입된 수도관 재료(10)의 일부 영역의 검사항목의 측정값이, 비록 상기 설정범위에 포함되더라도, 그 값이, 이온이 투입된 상기 수도관 재료(10)의 평균값 또는 전체적인 측정값보다 매우 크거나 작다면, 상기 일부 영역은 상기 비정상 수도관 재료로 취급될 수 있으며, 따라서, 상기 일부 영역에 대해, 상기 이온 투입 과정(104)이 다시 수행될 수도 있다. 즉, 수도관 재료(10)의 내부표면(11)의 측정값이 각 영역별로 현저하게 다르다면, 내부표면의 부식속도 등이 현저하게 차이가 발생될 수 있으며, 이에 따라, 수도관 재료(10)의 수명이 정확하게 판단되기 어렵거나 수도관 재료(10)의 수명이 정상보다 단축될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에도, 상기 이온 투입 과정(104)이 다시 수행될 수 있다. That is, even if the measured value of the inspection item of the partial area of the water pipe material 10 to which the ions are injected is within the set range, the value is much higher than the average value or the overall measurement value of the water pipe material 10 to which the ions are injected. If it is large or small, the partial area may be treated as the abnormal water pipe material, and thus, for the partial area, the ion implantation process 104 may be performed again. That is, if the measured value of the inner surface 11 of the water pipe material 10 is significantly different for each region, the corrosion rate of the inner surface may be significantly different, and accordingly, the water pipe material 10 The lifespan may be difficult to determine accurately, or the lifespan of the water pipe material 10 may be shorter than normal. Therefore, even in this case, the ion implantation process 104 may be performed again.

또한, 상기 설명에서는, 상기 이온빔 출력부(38)가 상기 수도관 재료(10)의 내부 공간에 배치되는 예가 본 발명의 일예로서 설명되었으나, 본 발명의 또 다른 예에서는, 상기 이온 투입 장치(30) 자체가 상기 수도관 재료(10)의 내부 공간에 배치될 수도 있다. In addition, in the above description, an example in which the ion beam output unit 38 is disposed in the inner space of the water pipe material 10 has been described as an example of the present invention, but in another example of the present invention, the ion implantation device 30 It may itself be arranged in the interior space of the water pipe material 10 .

이 경우, 상기 이온빔 출력부(38)는 상기 이온 투입 장치(30)에 포함될 수도 있으며, 생략될 수도 있다. 상기 이온빔 출력부(38)가 생략된 경우, 상기 이온빔 인출부(35)에서 가속된 이온들이 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)으로 직접 투입될 수 있다.In this case, the ion beam output unit 38 may be included in the ion implantation device 30 or may be omitted. When the ion beam output unit 38 is omitted, ions accelerated by the ion beam extraction unit 35 may be directly injected into the inner surface 11 of the water pipe material 10 .

이 경우, 상기 이온 투입 장치(30)는 상기 이온빔 전송관(37)에 대응되는 지지관에 의해 지지될 수 있으며, 상기 지지관은 상기 제어부(71)에 연결될 수 있다. 상기 이온 투입 장치(30)는 상기 제어부(71)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 상기 지지관은 상기 제어부(71)의 제어에 따라 상기 수도관 재료(10)의 내부공간을 이동할 수도 있다.In this case, the ion implantation device 30 may be supported by a support tube corresponding to the ion beam transmission tube 37 , and the support tube may be connected to the controller 71 . The ion implantation device 30 may be controlled by the controller 71 . In addition, the support pipe may move in the inner space of the water pipe material 10 under the control of the control unit 71 .

부연하여 설명하면, 상기 설명에서는, 상기 수도관 재료(10)의 내부 공간에 배치된 상기 이온빔 출력부(38)(또는 상기 이온 투입 장치(30))가 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 이온을 투입시키는 방법이, 본 발명의 일예로서 설명되었다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.To elaborate further, in the above description, the ion beam output section 38 (or the ion implantation device 30 ) disposed in the inner space of the water pipe material 10 is disposed on the inner surface 11 of the water pipe material 10 . A method of dosing ions into the was described as an example of the present invention. However, the present invention is not limited thereto.

즉, 본 발명에서는, 상기 수도관 재료(10)의 외부에 배치된 별도의 이온빔 출력부 또는 상기 이온 투입 장치(30)가, 불활성 기체, 예를 들어, 질소, 아르곤, 제논 등을 이용하여 상기 수도관 재료(10)의 외부표면에 이온을 주입시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 수도관 재료(10)의 외부표면의 내부식성 및 내마모성이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 상기 수도관 재료(10)의 외부표면의 부식이 감소되어 수도관 재료(10)의 수명이 연장될 수 있다.That is, in the present invention, the separate ion beam output unit or the ion implantation device 30 disposed outside the water pipe material 10 uses an inert gas, for example, nitrogen, argon, xenon, or the like, in the water pipe. Ions may be implanted into the outer surface of the material 10 . Accordingly, the corrosion resistance and wear resistance of the outer surface of the water pipe material 10 can be improved. Accordingly, according to the present invention, corrosion of the outer surface of the water pipe material 10 is reduced, so that the life of the water pipe material 10 can be extended.

이를 위해, 본 발명은 상기 이온빔 출력부(38)(또는 상기 이온 투입 장치(30))에 의해 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 이온이 투입될 때, 또는 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11)에 이온이 투입되기 전, 또는 상기 수도관 재료(10)의 내부표면(11) 전체에 이온이 투입된 후, 상기 수도관 재료(10)의 외부에 배치된 상기 이온 투입 장치(30) 또는 별도의 이온빔 출력부를 이용하여, 상기 수도관 재료(10)의 외부표면에도 이온을 투입시킬 수 있다. To this end, in the present invention, when ions are implanted into the inner surface 11 of the water pipe material 10 by the ion beam output unit 38 (or the ion implantation device 30 ), or the water pipe material 10 ) before the ions are injected into the inner surface 11 of the water pipe material 10, or after the ions are injected into the entire inner surface 11 of the water pipe material 10, the ion implantation device disposed outside the water pipe material 10 ( 30) or a separate ion beam output unit may be used to inject ions into the outer surface of the water pipe material 10 .

즉, 본 발명은 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 수도관 재료(10)의 외부표면 및 내부표면 모두에 이온을 주입시킴으로써, 상기 수도관 재료(10)의 외부표면 및 내부표면의, 내부식성, 내마모성 및 항균성을 증가시켜, 상기 수도관 재료(10)의 수명을 연장시킬 수 있다.That is, in the present invention, as shown in FIGS. 5 (a) and (b), by implanting ions into both the outer and inner surfaces of the water pipe material 10, the outer surface of the water pipe material 10 and By increasing the corrosion resistance, abrasion resistance and antibacterial properties of the inner surface, it is possible to prolong the life of the water pipe material 10 .

부연하여 설명하면, 수도관 재료의 외부는 질소 또는 카본 등의 이온주입을 통해, 내부식성, 경도 및 내마모성과 같은 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 수도관 재료의 내부는 질소 또는 카본 등의 이온주입을 통해, 내부식성, 경도 및 내마모성과 같은 내구성이 향상될 수 있으며, 구리 또는 은 등의 이온주입을 통해, 항균성이 향상될 수 있다. In detail, durability such as corrosion resistance, hardness, and abrasion resistance may be improved by implanting ions such as nitrogen or carbon to the outside of the water pipe material. In addition, durability such as corrosion resistance, hardness and abrasion resistance may be improved through ion implantation of nitrogen or carbon into the inside of the water pipe material, and antibacterial properties may be improved through ion implantation of copper or silver.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

10: 수도관 재료
30: 이온 투입 장치
40: 진공 챔버
50: 결합 장치10: water pipe material
30: ion implantation device
40: vacuum chamber
50: coupling device

Claims (2)

입자발생부가, 스퍼터링 공정, 고온 가열 공정 및 아크 발생 공정 중 어느 하나를 이용하여, 금속소스물질로부터 금속입자들을 분리시키는 단계;
이온발생부가 상기 금속입자들에 열전자를 충돌시키거나 마이크로파를 이용하여 상기 금속입자들로부터 전자들을 분리시키는 단계;
플라즈마 발생부가 상기 전자들 및 상기 금속입자들로부터 상기 전자들이 분리되어 플러스 전하를 갖는 이온들을 가열시켜 플라즈마를 발생시키는 단계;
이온빔 인출부가 상기 플라즈마에 5 내지 55kV 사이의 전압을 인가하여 이온들을 가속시키는 단계;
이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 인출부와 연결된 이온빔 출력부를 진공 챔버 내부에 구비시키는 단계;
원통 형태의 수도관 재료의 일측 끝단의 내부공간으로 상기 이온빔 출력부가 삽입되도록 상기 수도관 재료를 제1 방향으로 이동시켜 상기 진공 챔버 내로 이송시키는 단계;
상기 이온빔 인출부에서 가속되어 상기 이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 출력부로 전송된 이온들을 상기 이온빔 출력부가 상기 수도관 재료의 내부표면에 투입시키는 단계;
상기 수도관 재료의 상기 일측 끝단의 내부공간으로부터 타측 끝단의 내부공간까지 상기 이온빔 출력부가 배치되도록 상기 수도관 재료를 이송시키면서 상기 수도관 재료를 회전시키는 단계;
상기 이온빔 출력부에 구비된 센서를 통해 상기 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었는지의 여부를 판단하는 단계;
판단 결과, 상기 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었으면 상기 이온빔 인출부의 동작을 정지시키는 단계;
이온이 투입된 상기 수도관 재료의 내부표면의 항균성, 표면경도 및 소수성 중 적어도 하나의 검사항목을 검사장치를 이용하여 측정하는 단계; 및
측정된 측정값이 기 설정된 정상범위에 포함되는 상기 수도관 재료를 보관소에 적재하는 단계를 포함하는 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법.Separating the metal particles from the metal source material using any one of a sputtering process, a high temperature heating process, and an arc generating process, by the particle generator;
separating electrons from the metal particles by using an ion generating unit to collide hot electrons on the metal particles or using microwaves;
generating plasma by heating ions having a positive charge by separating the electrons from the electrons and the metal particles by a plasma generator;
accelerating the ions by applying a voltage between 5 kV to 55 kV to the plasma by an ion beam extraction unit;
providing an ion beam output unit connected to the ion beam extraction unit through an ion beam transmission tube in the vacuum chamber;
transferring the water pipe material into the vacuum chamber by moving the water pipe material in a first direction so that the ion beam output unit is inserted into the inner space of one end of the cylindrical water pipe material;
injecting, by the ion beam output part, the ions accelerated by the ion beam extraction part and transmitted to the ion beam output part through the ion beam transmission pipe to the inner surface of the water pipe material;
rotating the water pipe material while conveying the water pipe material so that the ion beam output unit is disposed from the inner space of the one end of the water pipe material to the inner space of the other end;
determining whether the ion beam output part is disposed in the inner space of the other end of the water pipe material through a sensor provided in the ion beam output part;
stopping the operation of the ion beam extraction unit when the ion beam output unit is disposed in the inner space of the other end of the water pipe material as a result of determination;
measuring, using an inspection device, at least one of an antibacterial property, a surface hardness, and a hydrophobicity of an inner surface of the water pipe material into which ions are injected; and
and loading the water pipe material, the measured value of which falls within a preset normal range, into a storage. 제 1 항에 있어서,
이온이 투입된 상기 수도관 재료의 내부표면의 적어도 2개의 영역들 각각의 검사항목을 상기 검사장치를 이용하여 측정한 측정값이 상기 정상범위를 벗어나면, 이온이 투입된 상기 수도관 재료 중 상기 정상범위를 벗어나는 측정값을 갖는 영역을, 상기 수도관 재료로부터 절단시켜, 이온이 투입된 상기 수도관 재료를 정상 수도관 재료 및 비정상 수도관 재료로 분리시키는 단계;
상기 입자발생부가, 스퍼터링 공정, 고온 가열 공정 및 아크 발생 공정 중 어느 하나를 이용하여, 금속소스물질로부터 금속입자들을 분리시키는 단계;
상기 이온발생부가 상기 금속입자들에 열전자를 충돌시키거나 마이크로파를 이용하여 상기 금속입자들로부터 전자들을 분리시키는 단계;
상기 플라즈마 발생부가 상기 전자들 및 상기 금속입자들로부터 상기 전자들이 분리되어 플러스 전하를 갖는 이온들을 가열시켜 플라즈마를 발생시키는 단계;
상기 이온빔 인출부가 상기 플라즈마에 5 내지 55kV 사이의 전압을 인가하여 이온들을 가속시키는 단계;
이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 인출부와 연결된 이온빔 출력부를 진공 챔버 내부에 구비시키는 단계;
상기 비정상 수도관 재료의 일측 끝단의 내부공간으로 상기 이온빔 출력부가 삽입되도록 상기 비정상 수도관 재료를 상기 제1 방향으로 이동시켜 상기 진공 챔버 내로 이송시키는 단계;
상기 이온빔 인출부에서 가속되어 상기 이온빔 전송관을 통해 상기 이온빔 출력부로 전송된 이온들을 상기 이온빔 출력부가 상기 비정상 수도관 재료의 내부표면에 투입시키는 단계;
상기 비정상 수도관 재료의 상기 일측 끝단의 내부공간으로부터 타측 끝단의 내부공간까지 상기 이온빔 출력부가 배치되도록 상기 비정상 수도관 재료를 이송시키면서 상기 비정상 수도관 재료를 회전시키는 단계;
상기 이온빔 출력부에 구비된 센서를 통해 상기 비정상 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었는지의 여부를 판단하는 단계;
판단 결과, 상기 비정상 수도관 재료의 상기 타측 끝단의 내부공간에 상기 이온빔 출력부가 배치되었으면 상기 이온빔 인출부의 동작을 정지시키는 단계;
이온이 투입된 상기 비정상 수도관 재료의 내부표면의 항균성, 표면경도 및 소수성 중 적어도 하나의 검사항목을 검사장치를 이용하여 측정하는 단계; 및
측정된 측정값이 상기 정상범위에 포함되는 상기 비정상 수도관 재료를 보관소에 적재하는 단계를 포함하는 수도관 재료의 내부표면으로의 이온투입 방법.
The method of claim 1,
If the measured value of each of the inspection items of the at least two areas of the inner surface of the water pipe material to which ions are injected is out of the normal range, the ion-injected water pipe material is out of the normal range. cutting a region having a measured value from the water pipe material to separate the ion-doped water pipe material into a normal water pipe material and an abnormal water pipe material;
separating the metal particles from the metal source material by the particle generator using any one of a sputtering process, a high-temperature heating process, and an arc generating process;
separating electrons from the metal particles using microwaves or colliding hot electrons on the metal particles by the ion generator;
generating plasma by heating ions having a positive charge by separating the electrons from the electrons and the metal particles by the plasma generating unit;
accelerating ions by applying a voltage between 5 kV and 55 kV to the plasma by the ion beam extraction unit;
providing an ion beam output unit connected to the ion beam extraction unit through an ion beam transmission tube in the vacuum chamber;
moving the abnormal water pipe material in the first direction so that the ion beam output unit is inserted into the inner space of one end of the abnormal water pipe material and transferring the abnormal water pipe material into the vacuum chamber;
injecting, by the ion beam output part, the ions accelerated by the ion beam extraction part and transmitted to the ion beam output part through the ion beam transmission pipe to the inner surface of the abnormal water pipe material;
rotating the abnormal water pipe material while conveying the abnormal water pipe material so that the ion beam output unit is disposed from the inner space of the one end of the abnormal water pipe material to the inner space of the other end;
determining whether the ion beam output part is disposed in the inner space of the other end of the abnormal water pipe material through a sensor provided in the ion beam output part;
stopping the operation of the ion beam extraction unit when the ion beam output unit is disposed in the inner space of the other end of the abnormal water pipe material as a result of the determination;
measuring, using an inspection device, at least one of antibacterial properties, surface hardness, and hydrophobicity of the inner surface of the abnormal water pipe material into which ions are injected; and
and loading the abnormal water pipe material, the measured value of which is within the normal range, into a storage.
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