KR100430053B1

KR100430053B1 - 알루미늄 주방기의 양극산화 처리 장치

Info

Publication number: KR100430053B1
Application number: KR10-2001-0069762A
Authority: KR
Inventors: 김남용; 김복문; 박기경
Original assignee: 세광알미늄주식회사
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2004-05-03
Also published as: KR20030038971A

Abstract

본 발명은 간단한 지그를 이용하여 주방기의 알루미늄층에만 황산 전해액이 빠른 속도로 유동(流動)되게 순환시키면서 양극산화 하여 에너지효율이 극대화 되고, 2A/dm²이상의 고전류를 통전하여도 용해, 접전방전 등의 불량없이 고속으로 양질의 양극산화 피막을 얻는 장치에 관한 것이다.

이에 따른 구성은 전해조 내의 일정 높이 위치에 노즐(16)을 구비한 배관(15)이 끼워짐과 함께 배관을 중심으로한 바같쪽에 배출구(17)를 구비한 지그(Jig)(13),(13a)가 형성되고, 상기 지그 상단부에 주방기 상단부가 올려지고, 양극산화하지 않는 주방기 면쪽을 밀어 주방기 상단이 지그에 밀접하도록 하는 실린더(14)가 구비되고, 상기 배관(15)에는 전해액을 강제 순환시킬 수 있는 펌프 및 열교환기가 연결된 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 양극산화 처리장치에 관한 기술이다.

Description

알루미늄 주방기의 양극산화 처리 장치{apparatus for treatment anodizing of aluminum kitchen vessel}

본 발명은 알루미늄 주방기의 양극산화 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양극산화 처리할 부분과 양극산화 처리하지 않을 부분의 경계를 차단하여 양극산화 처리할 부분에만 연속적으로 전해액을 강제 순환시키면서 양극산화 처리하므로서, 강제 순환에 따른 새로운 전해액의 연속적인 공급으로 에너지 효율이 극대화되고, 고전류 통전하에서도 불량없이 고속의 양극산화 처리로 양질의 산화피막을 갖게 하는 양극산화 처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 남비, 프라이팬, 전기밥통 등과 같은 가열 조리용기는 1990년 후반기부터 새로운 용도에 적응할 수 있도록, 예를 들면 전자유도가열(Induction Heating)조리기가 상용화 됨에 따라 주방기구의 재료도 알루미늄판과 스테인레스 강판(예: 자성체강판)이 접합된 2중층으로써, 내면은 알루미늄층으로 하고 외면은 스테인레스층으로 하거나, 내면은 스테인레스층으로 하고 외면은 알루미늄층으로 하여 내식성과 열전도성을 동시에 갖게하고 있다.

상기한 구조에서 알루미늄층은 양극산화 처리하여 유백색 또는 회색, 흑색, 회흑색 등 원하는 색상을 내어 제조하고 있으며, 양극산화 처리할 때는 통상적으로 유기도료를 사용하여 스테인레스강판을 마스킹하거나 진공마스킹 장치를 사용하여 왔다. 상기 유기도료 페인팅 방법은 매번 도장, 건조하여 표면처리후 도막을 박리하여야 하는 등 작업이 번거롭고 주방기구와 같은 박판 클래드재의 접착계면의 마스킹처리가 불완전하고 양산성이 없는 등의 문제점이 있다.

한편, 진공마스킹 방법은 도 1과 같이, 양극산화 처리하지 않는 주방기(1)상단에 지그(2)가 올려지고, 지그(2)에는 주방기 바닥의 전극에 접지되는 스프링(3)이 연결되고, 지그 상단에는 스프링(3)과 배선(4)으로 접속되는 양극(+)의 래크(5)가 설치된다. 그리고 상기 지그(2)에 밸브(6) 및 배관(7)을 구비하여서 된 진공장치가 연결된다, 이러한 진공장치(8)를 이용하여 주방기 내부를 진공시키면 주방기 (1)내측으로 전해액이 인입되지 못할 정도로 주방기 상단이 지그(2)와 강하게 밀착된다. 지그(2)와 주방기(1)상단이 강하게 말접되는 것은 상기의 진공 흡입상태에 따른 영향이다. 상기 상태에서 전기분해하여 양극산화 처리하면 외면의 알루미늄 층(12)이 양극산화 되어 원하는 색상을 얻게된다.

도 2는 주방기 측면에 고무패킹(9)과 볼트 및 너트(10)를 구비하여, 너트의 일부가 스테인레스층(11)과 접하게 되고, 이렇게 접하게 된 너트의 외측에 래크(5)를 접속하여 양극(+)으로 되게한 구성을 제외하고는 도 1의 장치와 동일하다.

상기한 종래 장치에 따른 방법에서, 도 2의 경우는 매번 피처리물을 래크(5)에 걸어 볼트 및 너트(10)로 조립해야 하는 작업상의 번거로움과 많은 작업시간의 소요, 고가의 티타늄 재질로된 볼트및 너트가 소모되며, 도 1에서 스프링(3)을 이용한 접점의 경우 스프링 탄성을 이겨내는 고진공이 필요하며, 접점 불안전으로 접촉 부식이 빈번하여 불량이 다량 발생하는 문제점이 있다.

또한 도 1 및 도 2는 공히, 양극산화 전해조(電解槽)(18)에 넣을 수 있는 피처리물량 만큼의 진공설비 및 진공치구가 필요하게 되어 설비비가 많이 들고, 매 양극산화 처리해야 할 제품마다 새롭게 진공을 걸어 줘야하며, 양극처리 시간이 긴 경우 진공의 누설로 인한 불량이 많고, 진공누설시 진공설비에로의 전해액 역류시 설비 부식이 발생될 수 있다.

또한 양극산화 처리 중 고전류(2A/dm²이상)를 이용하는 경우 물건의 발열량이 많게 되어 이 열 중 일부가 물건에 흡수되어 진공도가 저하되어 전해액의 침입으로 불량이 발생하는 단점이 있으며, 또한 열교환기를 거쳐 냉각된 전해액이 전해탱크에 우선 유입되므로써 기존액과 교반 믹싱(mixing)되므로 에너지 효율이 떨어지며, 고전류 밀도를 통전하게 되면 피전해물이 용해 부식되는 불량 및 접점방전 등의 불량이 발생하게 되는 등의 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 본 발명은 래크에 피처리물을 볼트 및 너트로 고정시키는 작업을 없애고, 황산 전해용액 중에 주방기를 완전히 침지하여 양극산화하는 것이 아니라, 주방기의 내면과 외면을 구획되게 차단시켜 양극산화 표면처리 하고자 하는 알루미늄쪽에만 황산 전해용액을 강제로 순환시키면서 양극산화처리함으로써, 설비의 단순화 및 공정의 간단화로 저렴한 제조원가의 양극산화 피막을 얻게되고, 강제 순환에 따른 새로운 전해액의 연속적인 공급으로 에너지 효율이 극대화되고, 고전류 통전하에서도 불량 없이 고속의 양극산화 처리로 저렴한 제조원가 및 양질의 산화피막을 얻는 양극산화 처리장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 양극산화 처리 장치도

도 2는 종래의 다른 양극산화 처리 장치도

도 3은 본 발명의 양극산화 처리 장치도

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 양극산화 처리 장치도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 주방기 11: 스테인레스층 12: 알루미늄층

13, 13a: 지그 14: 실리더 15: 배관 16: 노즐

17: 배출구 20: 유도 유동벽

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 알루미늄층과 스테인레스층으로 이루어진 주방기의 알루미늄층을 양극산화 처리하는 것에 있어서, 양극산화 처리하지 않는 주방기면 쪽을 실린더와 같은 강압적인 수단으로 밀어 주방기 상단부가 전해액이 유동(流動)될 수 있는 일정 형태의 유입 및 배출구를 갖는 지그(Jig)상단부에 밀착되게 하여 주방기의 내면과 외면을 구획되게 차단시키고, 상기 차단된 알루미늄층 면에 대응하는 유입구 및 배출구를 통하여 황산 전해액이 유동(流動)되도록강제 순환시키면서 양극산화 처리 함을 특징으로 하는 주방기구의 양극산화 처리하는 방법으로 이루어진다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예를 나타낸 것으로, 도 3은 주방기 내면에 알루미늄층(12)이 형성되고, 외면에 스테인레스층(11)이 형성된 것이고, 도 4는 주방기 외면에 알루미늄층(12)이 형성되고, 내면에 스테인레스층(11)이 형성 된 것이다.

본 발명은 주방기(1) 상단을 전해액이 유입될 수 있는 노즐(16)을 구비한 배관(15)이 바닥(21) 중심부의 홈에 끼워지고, 배관(15)을 중심으로 한 바깥 쪽에는 전해액이 배출될 수 있는 배출구(17)룰 갖는 지그(13),(13a)위에 올려놓고 스테인레스층(11)이 형성된 면을 강압적으로 밀어 주방기 상단부가 지그(13),(13a) 상단부에 밀접되게 하여 알루미늄층(12)과 스테인레스층(11)을 구획하여 차단시키고, 알루미늄층(12)면에 황산 전해액이 유동(流動)되도록 강제 순환시키면서 양극산화 처리함에 따라 알 루미늄층(12)에 양극산화 피막층이 형성 된다.

또한 본 발명은 양극산화 처리하기 위한 장치에 있어서는 실시예를 나타낸 도 3 및 도 4와 같이, 전해조(18) 하부로부터 상부를 향한 일정 간격의 위치에 전해액이 유입 및 배출될 수 있도록 노즐(16)을 구비한 배관(15)이 끼워짐과 함께 배출구(17)을 갖는 지그(13),(13a)가 형성되고, 상기 지그(13),(13a)상면에 주방기를 올려놓고 강제로 밀어 주방기 상단부가 지그에 밀접되게 할 수 있는 압압 수단인 실린더(14)가 구비 되고, 상기 배관(15)에는 펌프 및 열교환기가 연결되고, 이를 통한 전해액은 펌프 및 열교환기의 역할로 강제 순환 된다.

그리고 직류로서 음극(-)은 노즐(16)에 연결시키고, 양극 (+)은 접지구(19)를 이용하여 스테인레스층(11)에 접지되도록 한다.

한편, 도 4와 같이 배관(15)이 끼워진 바닥(21)면에 연하여 전해액의 흐름을 유도 하는 직벽을 갖는 유동 유도벽(20)이 형성됨으로써, 노즐(16)을 통하여 유입된 전해액은 유도 유동벽(20)을 타고 넘게 됨에 따라 전해액은 빠른 속도로 순환된다.

이상에서와 같이, 주방기 전체를 침지하는 구조를 갖는 종래의 진공장치를 이용한 방법에서는, 전해조 내에 있는 전해액에 열교환기를 통하여 냉각된 새로운 전해액이 섞여서 양극산화에 이용되므로 실제 전해되는데 필요한 냉각 용량이 커지므로 에너지 소비가 크고, 에너지 효율이 뒤떨어진다. 그리고 고전류를 통전할 수 없어 고속 피막의 형성이 불가능하고, 고전류밀도하에서 전해시 고열이 발생하고, 특히 플랜지가 있는 양극산화 피처리물의 경우 플랜지 직하부의 직각 구조상 전해액 흐름이 불량하게되고, 이와 같은 고온의 전해액이 신속히 피전해물 부위를 통과하지 못하여 기포가 발생하면 열방출이 원활히지 못하여 가루피막이 되거나 피막 형성이 부족 또는 버닝 현상 등에 의해 불량이 발생하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 문제점을 개선한 본 발명은 주방기의 내면과 외면을 간단한 지그로 차단 구획하여 양극산화 피막처리하고자 하는 알루미늄층에만 황산 전해액이 빠른 속도로 유동(流動)되는 상태에서 양극산화시키는 방법 및 그를 위한 장치를 제공하므로써, 간단한 지그의 교체로 양극산화 피처리물의 내면 및 외면을 선택적으로 양극산화 처리 할 수 있으며, 펌프에 의해 지속적으로 열교환기를통과하여 냉각 공급되는 새로운 전해액의 전부가 양극산화에 이용된 후 배출되므로 에너지효율이 극대화되고, 2A/dm²이상의 고전류를 통전하여도 용해, 접전방전 등의 불량없이 고속으로 양질의양극산화 피막처리가 가능하다.

하기 (표 1)은 본 발명의 실시에 따른 양극산화 피막두께를 나타낸 것이다.

	전류밀도(A/dm²)	황산용액(15%)의온도(℃)	전해시간(분)	양극산화피막두께(㎛)	관 찰 결 과
실시예	1	1	20	30	8∼10	양호
	2	5	20	30	10∼15	양호
	3	5	3	30	38∼42	양호
	4	10	3	20	50∼60	양호
종래	1	1	20	30	6∼8	양호
	2	2	20	30	8∼10	액침입으로STS손상
	3	5	3	30	10	액침입으로 STS손상

이상에서와 같이 본 발명은 간단한 지그를 이용하여 주방기의 내면과 외면을 차단 구획하여 양극산화 피막처리하고자 하는 알루미늄층에만 황산 전해액이 빠른 속도로 유동(流動) 순환되게 함으로써, 설비의 간단화 및 공정의 단순화로 저렴한 제조원가의 양극산화 피막을 얻음과 함께 펌프에 의해 지속적으로 열교환기를 통과하여 냉각 공급되는 새로운 전해액의 전부가 양극산화에 이용된 후 배출되므로 에너지효율이 극대화되고, 2A/dm²이상의 고전류를 통전하여도 용해, 접전방전 등의 불량없이 고속으로 양질의 양극산화 피막을 얻을 수 있다

Claims

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알루미늄층과 스테인레스층으로 이루어진 주방기의 알루미늄층을 직류를 이용하여 양극산화 처리하는 장치에 있어서,

전해조(18) 하부로부터 상부를 향해 일정 간격의 위치에 전해액이 유입 및 배출될 수 있도록 중앙 바닥(21)의 홈에 노즐(16)을 구비한 배관(15)이 끼워짐과 함께 배관(15)을 중심으로 한 배출구(17)을 갖는 지그(13),(13a)가 형성되고, 상기 지그 (13),(13a)상단부에 주방기 상단부가 올려지고, 상기 올려진 주방기를 강제로 밀어 주방기 상단부가 상기 지그(13),(13a) 상단부에 긴밀하게 접하도록 강제로 눌러주는 실린더(14)가 구비되고, 상기 배관 (15) 및 노즐(16)을 통해 황산 전해액이 강제로 유입되어 유동(流動)하면서 배출구(17)로 배출되게 하여 강제 순환시키는 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 주방기의 양극산화 처리장치.
제 4항에 있어서,

상기 배관(15)이 끼워진 지그 바닥(21)면에 연하여 양쪽으로 황산 전해액이 넘쳐 흐를 수 있는 직벽의 유도 유동벽(20)이 형성됨을 특징으로 하는 주방기의 양극산화 처리장치.
제 4항 또는 제 5항에 있어서,

상기 배관(15)에 연하여 펌프 및 열교환기가 연결됨을 특징으로 하는 주방기의 양극산화 처리장치.
제 6항에 있어서,

양극(+)이 양극산화하지 않는 주방기의 스테인레스층 면에 접지되고, 음극(-)이 노즐(16)에 접지 됨을 특징으로 하는 주방기의 양극산화 처리장치.