KR100787836B1 - 철도차량의 근적외선 도장 건조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근적외선을 이용한 철도차량 도장의 건조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 철도 차량의 외판 도장 후 건조 공정시 기존의 자연 건조나 열풍 건조장치를 이용하는 것과 비교하여, 차체 외판 전체 도장 리드타임을 단축할 수 있는 철도차량의 근적외선 도장 건조장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 철도차량의 도장 건조 장치에 있어서, 철도차량을 수용하는 건조룸과, 상기 건조룸에 결합 형성되고 철도차량과의 각도 조절 및 간격 조절이 가능한 프레임과, 상기 프레임의 일측면으로 결합 형성되며, 반사판을 갖고 분리와 장착이 가능한 근적외선을 조사하는 램프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

근적외선, 건조, 도장, 철도차량

Description

철도차량의 근적외선 도장 건조장치{DRYING APPARATUS OF COATING FOR RAILWAY VEHICLES USING NEAR INFRARED RAY}

도 1 은 본 발명의 건조장치를 나타내는 도이다.

도 2 는 도 1 의 건조장치에 배치되는 근적외선 건조기의 일예를 나타내는 도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 건조장치

10 : 건조룸

20 : 철도차량

30 : 근적외선 건조기

40 : 고정장치 (프레임)

본 발명은, 근적외선을 이용한 철도차량 도장의 건조방법에 관한 것으로, 특히 철도 차량의 외판 도장 후 건조 공정시 기존장치를 이용하는 것과 비교하여 대등한 품질을 유지할 수 있으며, 도장 리드타임을 효과적으로 단축할 수 있는 철도 차량의 근적외선 도장 건조장치에 관한 것이다.

차량의 외판 도장 후 건조 공정시 종래의 자연 건조나 열풍 건조장치에 통한 건조는 완전 도장 리드타임이 길어져 도장 작업장에 부하가 걸리게 되어 도장작업의 생산성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

특히, 자연 건조의 경우는 많은 시간이 소요되고, 또한 완전 건조가 이루어질 때까지 철도차량을 보관함에 있어서 특정 공간을 확보하여야 하는 점과, 기후의 변화에 따라 건조의 진행상태가 가변하는 등의 문제점들이 있었다.

이를 해결하고자 열풍 건조장치를 개발하여 도입하였으나, 이 또한 완전 건조까지는 상당한 시간이 소요되며 열풍에 의한 도장 품질저하 (dust부착등) 의 문제점을 원천적으로 완전 해결하는데에는 미흡하였다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 철도 차량의 외판 도장 후 건조 공정시 기존의 자연 건조나 열풍 건조장치에 의한 건조에 비교하여 차체 완전 도장 리드타임 (lead time) 을 단축할 수 있어 생산성 향상 및 도장 작업장의 부하를 해소할 수 있는 철도차량의 근적외선 도장 건조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 철도차량의 도장 건조 장치에 있어서, 철도차량을 수용하는 건조룸과, 상기 건조룸에 결합 형성되고 철도차량과의 각도 조절 및 간격 조절이 가능한 프레임과, 상기 프레임의 일측면으로 결합 형성되 며, 반사판을 갖고 분리와 장착이 가능한 근적외선을 조사하는 램프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임은 철도차량과의 조절 각도가 1 ~ 45°인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 램프와 철도차량과의 건조 간격은 200mm ~ 800mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임의 각도 조절 및 간격 조절은 체결구에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다.

그러나, 하기 실시 예는 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상 내에서 다양한 변형이 가능하며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.

도 1 은 본 발명의 건조장치를 나타내는 도이고, 도 2 는 도 1 의 건조장치에 배치되는 근적외선 건조기의 일예를 나타내는 도이다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 건조장치 (1) 는 육방체의 건조룸 (10) 내부에는 철도차량 (20) 이 수용되고, 상기 철도차량 (20) 과 일정거리를 두고 복수의 근적외선 건조기 (30) 가 고정장치 (40) 에 거리조절 또는 각도조절 가능하게 부착되어 있다.

상기 건조룸 (10) 은, 일방향으로 긴 형상의 육방체로서 내부에는 안전을 위 하여 방폭설계가 이루어져 있고, 바닥에는 피대상물인 철도차량 (20) 의 출입가능하도록 철로가 설치되어 있다. 그 크기는 특정되지 않으나, 철도차량을 수용할 수 있는 정도로 대략 6000mm×6000mm×30000mm 로 형성되어 있다. 또한, 내부에는 실내의 온도감지, 가스농도 감지, 건조 온도조절 등이 가능한 장치 (센서포함) 들이 설치되어 있으며, 가스의 누출 및 환기 등에 대비하여 배기설비로서 2기 이상의 배기박스도 설치되어 있다.

근적외선 건조기 (30) 는, 사각형의 깊이가 얇은 주발형상으로 앞측이 길이만큼 개방되는 하우징과, 상기 하우징의 개방부를 횡방향으로 가로지르듯이 양단부에 걸쳐 고정되는 막대 형상의 1개 이상의 램프를 가지며, 건조에 필요한 단파 적외선을 수초 내에 발생시킨다. 상기 램프로부터 발생된 적외선을 효과적으로 응집시키기 위하여, 상기 램프의 후방에 형성되어 램프에서 조사된 근적외선을 대상물 (철도차량의 외면) 의 조사방향으로 집중되도록 근적외선을 반사시키는 단면이 등각 사다리꼴 또는 반타원형 및 단순한 평판형인 반사판을 통해 근적외선이 철도차량 (20) 의 외형과 직각으로 조사되도록 이루어진다.

또한, 상기 램프는 텅스텐 필라멘트 루비과 적외선 이미터이며, 적정전압 380/400V, 50/60Hz 3상 4p이며, 최대전력소비량은 1.098Kw이고, 평균 건조 온도는 70℃ ~ 90℃이며 바람직하게는 80℃이고, 철도차량 (20) 에 도포된 도장료 (페인트) 의 종류에 따라 상이하나 100%방열 (full bake, 이후에 설명함) 을 기준으로 할 때 5분 ~ 30분간 조사함으로써, 건조가 이루어진다.

고정장치 (40) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 철도차량 (20) 의 외형과 유사한 형태를 갖기 위하여, 건조룸 (10) 전체에 대략 아치형상으로 천장, 벽면 및 앞뒷면에 설치되는 프레임으로, 근적외선 건조기 (30) 가 일정간격으로 부착된다. 또한, 철도차량 (20) 에 대한 근적외선 건조기 (30) 의 간격조절 및 각도조절이 가능하도록 형성되어 있으며, 건조룸 (10) 의 바닥면을 제외한 모든 벽면 및 천정면에 수백대, 예컨대 315대가 설치되어 있다.

또한, 상기 프레임에는 철도차량 (20) 의 외형이 종류에 따라 상이하므로 근적외선 건조기 (30) 와 적정 간격을 유지하기 위하여, 신축가능하고 회전가능한 체결구 (아암 등) 가 형성되어 이루어져 있다. 특히, 철도차량 (20) 의 길이가 상이하거나 또는 편의를 위하여 앞면과 후면에 사용되는 근적외선 건조기 (30) 는, 복수 개가 하나의 부착판에 부착되어 건조룸 (10) 의 벽면으로부터 신축가능한 아암 등을 이용하여 원하는 위치로 이동시킬 수 있는 벽면형 건조기와, 소정의 개수 예컨대 10대 ~ 30대가 바퀴 (caster) 등과 같은 이동수단이 부착된 별도의 소형 고정장치에 부착되어 용이하게 이동시킬 수 있는 이동식 건조기를 구비할 수도 있다.

상기, 벽면형 건조기는 단차 및 깊은 곡면 등을 갖는 철도차량 (20) 의 앞뒷면의 건조시에 편리하며, 이동식 건조기는 부분적인 건조 및 철도차량 (20) 의 앞뒷면을 건조시킬 때에 유용하게 활용할 수 있고, 차량이 특수한 형상일 때에도 활용할 수 있으며, 또한 부분적일 때에는 철도차량을 건조룸 (10) 에 수용하지 않고 외부에서 실행할 수도 있다.

그리고, 프레임에 부착되는 근적외선 건조기 (30) 는 대략 철도차량 (20) 의 외면과 평행 또는 대략 평행을 유지하면서 근적외선이 조사되도록 배치되고, 외형 이 특수한 철도차량 (20) 의 경우에 대비하여 일정 범위 내에서 상하방향으로 회전이 가능하게 이루어져 있으며, 그 회전 조절범위는 대략 1°~ 45°이다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 철도차량의 근적외선 도장 건조장치의 작용을 설명한다.

건조장치 (1) 의 근적외선 건조기 (30) 는 철도차량 (20) 을 건조룸 (10) 에 수용 건조하기 위하여, 방열방식에 따라 50%방열 (flash off) 과 100%방열 (full bake) 로 분류된다. 50%방열은 주로 복수 단계로 나뉘어진 건조단계의 1단계 또는 일부 도장에 대하여 건조시키는 경우 등에 사용되며, 경우에 따라서 건조가 이루어지는 도장료의 상태에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 그리고, 100%방열은 전체 건조 또는 하이 필름 빌드의 코팅과 진한 색일 때 일반적으로 사용되며, 이 또한 필요에 따라 사용범위를 조절할 수 있다.

건조시의 간격은 적당하게는 대략 500mm이며, 200mm미만일 경우에는 근적외선 램프와 가까운 부위는 빨리 건조되는 반면, 먼 부위 또는 램프들 사이에 위치하는 부위는 더디게 건조되어 도장료가 전반적으로 골고루 건조되기 어렵다는 문제가 발생한다. 이와는 반대로 간격이 800mm를 초과하면, 건조시까지 지나치게 많은 시간이 소요되어 작업능률이 저하되는 문제점이 발생하므로, 본 건조장치 (1) 의 적정 간격은 시간 및 건조상태를 고려하여 대략 500mm 정도가 가장 적합한 것으로 밝혀졌다.

또한, 본 발명의 근적외선 건조기 (30) 에서는 동일한 형태의 반사판 및 동 일한 근적외선 램프 2개를 병렬로 배치하였으나, 필요에 따라서는 램프의 수를 증가시킬 수도 있고, 사용되는 램프의 길이는 선택사항이나 본 실시예에서는 500mm ~ 550mm의 것을 사용하였다. 램프의 길이는 길수록 많은 열을 발열할 수 있으나, 본발명에서는 램프로서 텅스텐 필라멘트 루비과 적외선 이미터를 사용하고 있으므로, 일반적인 근적외선 램프에서 사용하는 800mm ~ 1000mm보다 상당히 짧게 할 수 있다.

한편, 바람직한 평균 건조온도를 본 발명에서는 대략 80℃로 정하고 있다. 이는 건조시간과도 밀접한 관계가 있는 것으로, 예컨대 평균 건조온도를 10℃ 정도 낮은 70℃에서는 대략 30%정도 건조시간이 길어지게 된다. 또한, 평균 건조온도가 90℃를 초과하게 되면, 오염 및 광택제거의 어려움이 발생되고, 또는 불균일하게 건조되는 경우가 자주 발생하여 바람직하지 못하다.

상기한 바와 같이, 적정 간격, 온도를 유지하면 도장료의 종류에도 관련되나 대략 수분 내지 십수분내에서 납득이 되는 정도의 건조가 완료된다.

이하의 표 1 에는 도장료의 종류에 따른 건조시간을 나타낸 것으로, 이는 대표적인 일부의 도장료를 예로서 나타내는 것이다.

[표 1]

도장료 (페인트) 종류	100%방열 (FULL BAKE)
필러/스톱퍼	5~7분
프라이머	6~8분
하이빌드	10~12분
단색	11분
클리어코트	12분
수성 프라이머	9분
수성 베이스코트	5분

*상기의 건조시간은 100%방열을 기준으로 하여 나타낸 것이며, 간격은 500mm 를 유지하였을 경우임.

이상과 같이 구성된 본 발명의 건조장치 (1) 를 통하여 건조를 행하면, 종래의 자연건조나 열풍건조장치에 의한 것과 비교하여 그 품질은 동일하면서도 완전 건조에 소요되는 도장 리드타임 (lead time) 을 단축할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 도장 작업장의 부하를 해소할 수 있다.

또한, 상기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변경 내지 조정될 수 있다. 이러한 변경 내지 조정이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 고안의 기술적 사상을 이용하는 것이다.

본 발명은 철도 차량의 외판 도장 후 건조 공정시 상기한 구성으로 이루어진 근적외선 건조기를 사용함으로써, 기존의 자연 건조나 열풍 건조와 비교하여 차체 외판 완성 도장 리드타임 (lead time) 을 단축할 수 있어 생산성 향상 및 도장 작업장의 부하를 효과적으로 해소할 수 있다.

Claims (4)

1. 철도차량의 도장 건조 장치에 있어서,

   철도차량을 수용하는 건조룸과,

   상기 건조룸에 결합 형성되고 철도차량과의 각도 조절 및 간격 조절이 가능한 프레임과,

   상기 프레임의 일측면으로 결합 형성되며, 반사판을 갖고 분리와 장착이 가능한 텅스텐 필라멘트 루비과 적외선 이미터로 이루어지는 근적외선을 조사하는 램프를 구비하는 근적외선 건조기를 구비하며,

   상기 프레임은 철도차량과의 조절 각도가 1 ~ 45°이며, 상기 램프와 철도차량과의 건조 간격은 200mm ~ 800mm 이고, 상기 근적외선 건조기로부터 도료에 전달되는 평균 건조 온도는 70℃~90℃ 에서 건조가 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량의 근적외선 도장 건조장치.
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