KR100936159B1 - 알루미늄 안내판의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문화재, 유적지 또는 주요 사찰 등의 정보를 기록하여 관람자에게 정보를 전달하거나, 안내 역할을 하는 알루미늄 안내판의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 워터젯(Water-jet)을 이용하여 5052 알루미늄판을 절단하고, 유압프레스로 알루미늄판을 절곡하는 절단절곡단계와; 인산 4ℓ, 수산화나트륨 1kg, 물 6ℓ 및 질산 1kg의 비율로 혼합한 부식액으로 알루미늄판 표면을 부식하여 문자 또는 도형의 음각홈을 형성하는 부식단계와; 알루미늄판 표면에 세밀한 유리알을 고속분사하여 표면의 흠집을 제거하는 샌딩단계와; 알루미늄판을 산화시설 내에서 4~5시간 동안 전기 화학적 전해방법으로 알루미늄판에 5~10㎛ 두께의 피막을 형성하는 아노다이징 단계와; 알루미늄판에 형성된 음각홈에 페인트를 충전하여 건조시키는 착색단계와; 알루미늄판에 무기질 도료를 도포하고 건조하여 코팅층을 형성하는 코팅단계;로 구성됨으로써, 두꺼운 알루미늄 안내판으로도 절곡부위에 크랙발생 없이 45~90°의 각도로 절곡 가공할 수 있고, 표면에 긁힘 자국이 잘 발생하지 않으며, 오랜 시간 동안에도 산화에 의한 변색이 발생하지 않는 알루미늄 안내판을 제작할 수 있다.

안내판, 알루미늄

Description

알루미늄 안내판의 제작방법 {Aluminum guide plate manufacturing method}

본 발명은 문화재, 유적지 또는 주요 사찰 등의 정보를 기록하여 관람자에게 정보를 전달하거나, 안내역할을 하는 알루미늄 안내판의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 문화재, 유적지 또는 주요 사찰 등의 해당 관람물 정보를 나무판, 스테인레스 스틸판 또는 알루미늄판에 기록 설치하여 관람자에게 정보를 전달하고 있다.

나무판은 다양한 형상으로 안내판을 가공하기가 힘들고, 내구성이 약하며 시간이 흐를수록 변형이 발생되는 문제가 있고, 스테인레스 스틸판은 고가여서 생산비용이 많이 소요되며, 알루미늄판은 안내판을 제조하기 위한 절곡과정 중에서 절곡부분에서 크랙이 발생하고, 긁힘자국과 산화에 의한 변색이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 두꺼운 알루미늄 안내판을 사용하면서도 절곡 가공할 때 절곡부분에 크랙이 발생하지 않고, 긁힘 자국과, 오랜 시간동안에도 산화에 의한 변색이 발생하지 않는 알루미늄 안내판의 제작방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 워터젯(Water-jet)을 이용하여 5052 알루미늄판을 절단하고, 유압프레스로 알루미늄판을 절곡하는 절단절곡단계와; 인산 4ℓ, 수산화나트륨 1kg, 물 6ℓ 및 질산 1kg의 비율로 혼합한 부식액으로 알루미늄판 표면을 부식하여 문자 또는 도형의 음각홈을 형성하는 부식단계와; 알루미늄판 표면에 세밀한 유리알을 고속분사하여 표면의 흠집을 제거하는 샌딩단계와; 알루미늄판을 산화시설 내에서 4~5시간 동안 전기 화학적 전해방법으로 알루미늄판에 5~10㎛ 두께의 피막을 형성하는 아노다이징 단계와; 알루미늄판에 형성된 음각홈에 페인트를 충전하여 건조시키는 착색단계와; 알루미늄판에 무기질 도료를 도포하고 건조하여 코팅층을 형성하는 코팅단계;로 구성된다.

이때, 상기 절단절곡단계에서 유압프레스로 알루미늄판을 절곡할 때, 알루미늄판 양측에 고무판을 부착하고 절곡하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 착색단계의 페인트는 우레탄계열의 페인트이고, 상기 코팅단계의 무기질 도료 대신에 우레탄계열의 도료를 사용하여 코팅단계를 구성할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 알루미늄 안내판 제작방법에 의하여 알루미늄 안내판을 제작하면, 10~20㎜ 사이의 두꺼운 알루미늄 안내판으로도 절곡부분에 크랙발생 없이 45~90°의 각도로 절곡 가공할 수 있고, 표면에 긁힘 자국이 발생하지 않으며, 오랜 시간 동안에도 산화에 의한 변색이 발생하지 않는다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 알루미늄 안내판 제작방법은 절단절곡단계, 부식단계, 샌딩단계, 아노다이징 단계, 착색단계 및 코팅 단계로 구성된다.

먼저, 알루미늄 판을 정해진 치수대로 절단 및 절곡하는 절단절곡단계를 실시한다.

일반적으로 알루미늄은 연질의 알루미늄과 경질의 알루미늄이 있는데, 절단절곡에 필요한 알루미늄판은 가공성과 유연성이 있는 연질의 5052를 소재로 사용한다. 상기 알루미늄 5052는 브라넬경도(HB)가 68로 낮은편으로서 연질 재료에 속해 가공이 용이한 장점이 있는 반면에 긁힘이 쉽게 발생할 수 있는 문제점이 있다. 상기의 긁힘방지는 이후 아노다이징 가공단계를 통해 극복할 수 있도록 한다.

알루미늄판을 절단할 때 모서리의 눌림현상과 절단부위의 매끄럽지 못함을 방지하기 위해 절단시 워터젯(Water-jet) 방법으로 알루미늄판을 절단한다. 워터젯은 초고압펌프를 이용하여 미세한 노즐을 통해 물을 60,000psi까지 고압으로 분사함으로써 소재를 절단하는 기술로서 소재의 열손상과 열변형이 없는 장점이 있다.

상기와 같이 절단된 알루미늄판을 정해진 안내판의 형상대로 절곡한다.

일반적으로 안내판의 절곡은 유압프레스를 이용하여 45~90°각도로 절곡하는데, 이때 절곡부분에 크랙이 발생하지 않도록 절곡 각도에 따라 속도를 적절히 조정하고, 알루미늄판에 프레스의 눌림자국이 발생하지 않도록 알루미늄판의 양면에 고무판을 부착하여 절곡을 실시하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 절단절곡단계 이후에는 알루미늄판의 표면을 부식시켜 도형 및 문자를 음각으로 성형시키는 부식단계를 실시한다.

상기 부식단계는 인산(Phosphoric acid, H₃PO₄) 4ℓ, 수산화나트륨 1kg, 물 6ℓ 및 질산 1kg 비율로 혼합한 부식액을 이용하여 알루미늄판 표면을 0.3~0.5㎜ 정도 부식시켜 음각의 도형 및 문자를 성형하는 것이다.

상기와 같은 비율로 인산, 수산화나트륨, 물 및 질산을 혼합하여 형성된 부식액은 알루미늄 5052를 빠르게 부식시킬 수 있고, 부식과정 중 유해가스가 거의 발생하지 않으며, 부식면이 거칠게 부식 즉, 엠보싱형태로 부식되기 때문에 부식된 곳에 페인트를 충전하였을 때 페인트와 부식홈이 견고하게 결합된다.

상기와 같은 부식단계 이후에 샌딩단계를 실시한다.

샌딩단계는 입자가 작은 유리알을 이용하여 알루미늄판 상에 기계를 이용하 여 고압분사하는 것으로서, 이후의 공정인 아노다이징시에 화학염료가 일정하게 분포하도록 유도하고 알루미늄판 표면에 흠집을 제거하는 역할을 한다.

상기와 같이 샌딩단계를 거친 알루미늄판을 아노다이징처리하는 아노다이징단계를 실시한다.

아노다이징이란, 양극산화법을 일컫는 말로서, 알루미늄 부품을 전해액에서 양극으로 통전하면 양극에 발생하는 산소에 의해서 알루미늄 표면이 산화되어 경도가 높고 내식성이 큰 산화알루미늄의 피막이 형성되는 것이다.

알루미늄판을 4~5시간 동안 산화시설에 넣고 전기 화학적 전해방법을 이용하여 알루미늄판 표면에 브라넬경도(Hv)가 280~400인 20~50㎛ 두께의 산화피막을 형성하는 것으로서, 변색을 방지하여 알루미늄의 색상을 오래도록 보존하고, 알루미늄판 표면의 긁힘을 방지한다.

이때, 산화피막층의 두께가 두꺼우면 짙은 색상이 표현되고, 산화피막층의 두께가 얇으면 옅은 색상이 표면된다.

상기 아노다이징은 이미 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

알루미늄판의 표면에 음각으로 형성된 문자 또는 도형의 홈에 페인트를 충전하는 충전단계를 실시한다.

상기 음각의 홈에 우레탄계열의 페인트를 충전하고 음각 홈 외부로 나온 페인트는 크리너 또는 신너 등을 이용하여 닦아낸다. 상기 우레탄계열의 페인트는 건조속도가 느린 반면에, 내구성이 우수하고 금속과의 밀착력이 높기 때문에 오랜 시 간이 경과하여도 페인트가 떨어져 나가지 않고 오래도록 보존되기 때문에 우레탄 계열의 페인트를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 우레탄계열의 페인트를 음각 홈에 충전한 후 24시간 정도 자연건조를 하여야만 페인트가 건조되는 데, 우레탄계열의 페인트가 충전된 음각 홈 부분을 120~150℃의 온도로 20~40분 정도 가열하는 열처리를 실시함으로써 빠르게 건조시키고, 페인트의 내구성을 증대시킨다.

상기와 같이 충전단계를 거친 알루미늄판에 무기질 도료를 도포하는 코팅단계를 실시한다. 상기 무기질 도료는 일반적으로 널리 사용되는 코팅용 무기질 도료를 사용한다.

상기 코팅단계는 무기질 도료를 알루미늄판에 도포하여 코팅층을 형성함으로써 음각 홈에 충전된 페인트와 알루미늄판 표면을 보호하고, 알루미늄 판에 먼지 등의 이물질이 달라붙는 것을 방지한다.
또한, 상기 무기질 도료 대신에 우레탄계열의 도료를 사용하여 코팅단계를 구성할 수 있는데, 이는 상술한 바와 같이 우레탄계열의 도료는 강도가 높고, 금속표면과의 밀착력이 우수하기 때문이다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 알루미늄 안내판 제작방법은 절단절곡단계, 부식단계, 샌딩단계, 아노다이징 단계, 착색단계 및 코팅 단계로 구성됨으로써, 두꺼운 알루미늄 안내판으로도 절곡부위에 크랙발생 없이 45~90°의 각도로 절곡 가공할 수 있고, 오랜 시간 동안에도 산화에 의한 변색이 발생하지 않는 알루미늄 안내판을 제작할 수 있다.

이상, 본 발명에 의한 알루미늄 안내판의 제작방법에 대해 설명하였다. 상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이 나 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 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 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 할 것이다.

Claims (4)

1. 워터젯(Water-jet)을 이용하여 5052 알루미늄판을 절단하고, 유압프레스로 알루미늄판을 절곡하는 절단절곡단계와;

   인산 4ℓ, 수산화나트륨 1kg, 물 6ℓ 및 질산 1kg의 비율로 혼합한 부식액으로 알루미늄판 표면을 부식하여 문자 또는 도형의 음각홈을 형성하는 부식단계와;

   알루미늄판 표면에 세밀한 유리알을 고속분사하여 표면의 흠집을 제거하는 샌딩단계와;

   알루미늄판을 산화시설 내에서 4~5시간 동안 전기 화학적 전해방법으로 알루미늄판에 5~10㎛ 두께의 피막을 형성하는 아노다이징 단계와;

   알루미늄판에 형성된 음각홈에 페인트를 충전하여 건조시키는 착색단계와;

   알루미늄판에 무기질 도료를 도포하고 건조하여 코팅층을 형성하는 코팅단계;로 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 안내판의 제작방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 절단절곡단계에서 유압프레스로 알루미늄판을 절곡할 때, 알루미늄판 양측에 고무판을 부착하고 절곡하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 안내판의 제작방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 착색단계의 페인트는 우레탄계열의 페인트인 것을 특징으로 하는 알루미늄 안내판의 제작방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 코팅단계의 무기질 도료 대신에 우레탄계열의 도료를 사용하여 코팅단계가 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 안내판의 제작방법.