KR101217034B1 - 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법 및 이 방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드 - Google Patents

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Abstract

유리용기 성형용 몰드의 코팅방법이 개시된다. 개시된 코팅방법은, 블랭크 몰드 표면의 이물질을 제거하고, 중화시키는 표면처리 단계, 표면처리된 블랭크 몰드 표면에 세라믹 코팅제를 도포 및 건조하는 단계, 및 세라믹 코팅제가 도포된 블랭크 몰드 표면을 연마하는 단계를 포함한다.

Description

유리용기 성형용 몰드의 코팅방법 및 이 방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드{COATING METHOD OF MOLD FOR CASTING GLASS VESSEL AND MOLD FOR CASTING SURFACE-COATED OF USING THE SAME}
본 발명은 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유리용기 성형용 블랭크 몰드 표면에 세라믹 코팅제를 이용한 보호막을 도포하여 블랭크 몰드와 유리용기 성형물의 이형성을 증대시킨 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법 및 이 방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드에 관한 것이다.
일반적으로 주조 공정은 액상의 재료를 몰드에 부어 일정한 형태로 응고하여 성형하는 것으로, 이러한 주조 공정은 유리 용기 주조공정에 널리 이용되고 있으나, 유리용기 주조형 몰드 재료는 거의 변하지 않았을 뿐만 아니라 다른 산업에 비하여 개발이 활발히 이루어지지 않고 있다.
이러한 유리용기 성형용 몰드의 재료는 가격이 저렴한 회주철(FC25)을 사용하고 있으나, 회주철 몰드는 용융 유리와의 윤활성 및 이형성이 부족하여 수명이 짧고, 몰드 내벽면이 쉽게 산화되어 성형된 유리용기의 표면에 흠집이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 윤활성 탄소 오일(Carbon Oil)을 사용하여 탄소막을 형성시킴으로써, 몰드와 유리용기 성형물이 분리될 수 있도록 하는 방법으로 유리용기를 생산하고 있다.
유리용기를 생산하는 과정을 살펴보면, 유리용기 성형용 몰드(mold)의 표면에 보호막을 형성시키기 위해, 윤활성 탄소 오일(Carbon Oil)을 묻힌 봉을 사용하여 윤활성 탄소 오일(Carbon Oil)을 스웨빙(swabbing)하여 유리용기 성형용 몰드(mold) 표면에 탄소 오일(Carbon Oil)을 도포하게 된다.
그러나, 이러한 공정에 의해 제조되는 유리용기는 유리용기 성형용 몰드(mold) 표면을 탄소 오일(Carbon Oil)을 통해 여러 번 스웨빙(swabbing)함으로써, 유리용기 외관에 미세하게 탄소(carbon) 등의 이물질이 남아있을 수 있는데, 이를 제거하기가 어려울 뿐만 아니라, 이로 인해 불량의 원인이 될 수 있다.
또한, 유리용기 성형용 몰드(mold)의 표면에 지속적으로 탄소(carbon)가 쌓여 이를 제거할 경우 몰드(mold)의 표면이 손상을 입게 되고, 유리용기 성형용 몰드(mold)의 표면에 지속적으로 탄소(carbon)가 쌓여 장시간이 경과 될 경우 금속표면의 부식 등으로 인하여 몰드(mold)의 수명이 단축되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 유리용기 성형용 블랭크 몰드 표면에 세라믹 코팅제를 이용한 보호막을 코팅하여 유리용기 성형시 블랭크 몰드와 유리용기 성형물이 원활하게 분리될 수 있도록 한 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 블랭크 몰드 표면에 보호막으로 세라믹 코팅제를 도포함으로써, 블랭크 몰드 표면이 손상되거나 부식되는 현상을 방지할 수 있는 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유리용기 성형용 제품을 생산하기 위해 일정 형태의 모양을 형성하기 위한 블랭크 몰드의 표면을 코팅하는 방법에 있어서, 상기 블랭크 몰드 표면의 이물질을 제거하고, 중화시키는 표면처리 단계; 상기 표면처리된 상기 블랭크 몰드 표면에 세라믹 코팅제를 도포 및 건조하는 단계; 및 상기 세라믹 코팅제가 도포된 상기 블랭크 몰드 표면을 연마하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 표면처리 단계는 수산화나트륨(NaOH) 수용액으로 중화시키는 것이 좋다.
그리고, 상기 표면처리 단계 후에, 상기 블랭크 몰드 표면의 기름기를 제거하는 탈지작업 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 탈지작업 단계 후에, 상기 블랭크 몰드 표면에 요철을 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 코팅제를 도포 및 건조하는 단계는 상기 블랭크 몰드 표면에 1차 세라믹 코팅제를 도포 및 건조하는 단계; 및 상기 1차 세라믹 코팅제가 도포된 상기 블랭크 몰드 표면에 2차 세라믹 코팅제를 도포 및 건조하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 1차 세라믹 코팅제는 10㎛ ~ 20㎛의 두께로 도포되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 2차 세라믹 코팅제는 15㎛ ~ 25㎛의 두께로 도포되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 2차 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계 후에, 상기 블랭크 몰드 표면을 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 2차 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계 후에, 상기 블랭크 몰드 표면을 경화시키기 전, 상기 블랭크 몰드 표면을 예열하는 예열 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법에 따르면, 블랭크 몰드의 표면에 세라믹 코팅제를 이용한 보호막을 코팅하여 유리용기 성형물을 블랭크 몰드에서 용이하게 분리될 수 있도록 함으로써, 작업 효율 및 생산성이 증대될 뿐만 아니라 유리용기의 품질이 향상되어 상품성이 증대되는 효과가 발생할 수 있다.
그리고, 본 발명은 블랭크 몰드 표면에 보호막으로 세라믹 코팅제를 도포함으로써, 블랭크 몰드 표면이 손상되거나 부식되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 발생할 수 있다.
또한, 수산화나트륨(NaOH) 수용액으로 표면처리함으로써, 블랭크 몰드 표면의 이물질이 제거되고, 중화될 수 있다.
또한, 탈지작업을 수행함으로써, 블랭크 몰드 표면의 기름기를 제거할 수 있다.
또한, 블랭크 몰드 표면에 요철을 형성함으로써, 블랭크 몰드 표면과 세라믹 코팅제 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유리용기 성형용 블랭크 몰드의 코팅방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 표면처리를 하기 위한 중화처리 장치를 간략하게 나타내는 단면도이다.
도 3은 1차 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계의 블랭크 몰드를 나타내는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 2차 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계의 블랭크 몰드를 나타내는 단면도 및 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 예열로를 간략하게 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유리용기 성형용 블랭크 몰드의 코팅방법을 자세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유리용기 성형용 블랭크 몰드의 코팅방법은 표면처리 단계(S10), 탈지작업 단계(S20), 요철 형성 단계(S30), 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계(S40), 경화 단계(S50) 및 표면 연마 단계(S60)를 포함한다.
상기 표면처리 단계(S10)에서는 후술될 도 2의 중화처리 장치(100)에서, 중화처리 장치(100) 내부에 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 일정량 투입 및 혼합하고 대략 75℃ ~ 90℃의 온도로 25분 내지 35분 동안 가열함으로써 블랭크 몰드 표면(120)이 중화처리 된다. 더욱 바람직하게는 80℃의 온도로 30분 동안 가열하여 블랭크 몰드 표면(120)이 중화처리되도록 하는 것이 좋다. 이러한 중화처리를 통해 유리용기 성형용 블랭크 몰드 표면(120)과 블랭크 몰드 표면(120)에 도포되는 세라믹 코팅제의 부착력이 향상된다.
상기 탈지작업 단계(S20)에서는 블랭크 몰드를 대략 300℃ ~ 400℃의 온도로 25분 내지 35분 동안 유지함으로써 블랭크 몰드 표면의 기름기 및 유기물 등의 수분을 제거한다. 더욱 바람직하게는 350℃의 온도로 30분간 유지하여 블랭크 몰드 표면의 기름기 및 유기물 등의 수분을 제거하는 것이 좋다.
이러한 탈지작업을 통해서, 시각적으로는 보이지 않지만, 중화처리된 블랭크 몰드의 표면에 남아있는 기름기나 유기물 등으로 인해, 블랭크 몰드의 표면이 오염되어 세라믹 코팅제와 블랭크 몰드의 접착력이 떨어져, 열처리 후 세라믹 코팅제와 블랭크 몰드가 박리되는 현상을 방지할 수 있게 된다.
탈지작업 후에는 블랭크 몰드를 세라믹 코팅제를 코팅하기에 적합한 25℃ ~ 35℃의 온도로 서냉하는 것이 좋다. 더욱 바람직하게는 30℃의 온도로 서냉하는 것이 좋다.
상기 요철 형성 단계(S30)에서는 탈지작업 후 냉각된 블랭크 몰드 표면에 요철을 형성한다. 일반적으로 블랭크 몰드 표면에 요철을 형성하는 방법으로는 블랭크 몰드 표면을 샌드블라스트 공법을 이용하여 샌딩처리하거나, 부식 또는 조각처리 공법을 이용하여 블랭크 몰드의 표면에 미세하면서 균일한 요철을 형성할 수 있다. 본 발명에서는 산화알루미늄(Aluminum Oxide)을 이용한 부식 공법으로 요철을 형성하는 것이 바람직하다. 따라서, 블랭크 몰드 표면에 요철을 형성함으로써, 블랭크 몰드와 세라믹 코팅제의 결합력이 향상되는 장점이 있다.
상기 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계(S40)에서는 우선, 도 3에 도시된 바와 같이, 1차 세라믹 코팅제(130)를 블랭크 몰드 표면(120)에 10㎛ ~ 20㎛의 두께로 균일하게 도포한다. 더욱 바람직하게는 1차 세라믹 코팅제(130)를 15㎛의 두께로 도포하는 것이 좋다. 여기서, 1차 세라믹 코팅제(130)는 교반기를 통해 세라믹 등의 유기물질이 포함된 코팅액이 혼합됨으로써 형성될 수 있다. 그런 다음, 블랭크 몰드 표면(120)에 1차 세라믹 코팅제(130)가 도포된 블랭크 몰드(110)를 실온에서 25분 내지 35분 동안 건조시킨다. 더욱 바람직하게는 블랭크 몰드(100)를 25℃ ~ 30℃의 온도로 30분 동안 자연 건조시키는 것이 좋다.
그리고, 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 자연 건조된 1차 세라믹 코팅제(130) 위에 2차 세라믹 코팅제(140)를 15㎛ ~ 25㎛의 두께로 균일하게 도포하고, 실온에서 15 내지 25분 동안 건조시킨다. 더욱 바람직하게는 2차 세라믹 코팅제(140)를 20㎛ 두께로 도포하고, 25℃ ~ 30℃의 온도로 20분 동안 건조시키는 것이 좋다. 여기서, 2차 세라믹 코팅제(140)는 상술한 1차 세라믹 코팅제(130)와 동일한 구성으로 형성될 수 있다.
상기 경화 단계(S50)에서는 도 5에 도시된 예열로(200)에 투입하여 100℃ ~ 130℃로 25분 내지 35분 동안 블랭크 몰드 표면(120)의 수분을 건조시킨 후, 오븐에서 450℃ ~ 500℃의 온도로 55분 내지 65분 동안 블랭크 몰드(110)를 경화시킨다. 경화 후에는 25℃ ~ 30℃의 온도로 서냉시킨다.
상기 표면 연마 단계(S60)에서는 2차 세라믹 코팅제가 도포된 블랭크 몰드 표면을 그라스비트 또는 에어 그라인더(Air Grinder)에 부직포를 사용하여 4㎛ ~ 6㎛의 두께만큼 연마한다. 더욱 바람직하게는 5㎛ 연마한다. 이를 통해, 블랭크 몰드 표면에 도포된 세라믹 코팅제를 경화하면서 생성된 흑연 등의 이물질이 제거될 수 있다.
도 2를 참조하면, 블랭크 몰드의 표면처리를 위한 중화처리 장치(100)는 내부에 수산화나트륨(NaOH) 수용액이 수용되며, 수용액을 가열하기 위한 가열장치(102)가 구비된다. 이러한 중화처리 장치는 수산화나트륨 수용액이 수용된 중화처리 장치(100) 내부에 투입되는 블랭크 몰드(110)를 75℃ ~ 90℃의 온도로 25분 내지 35분 동안 가열하여 블랭크 몰드 표면(120)의 이물질을 제거하고 중화시키는 역할을 한다. 이러한 중화처리를 통해 유리용기 성형용 블랭크 몰드 표면(120)과 블랭크 몰드 표면(120)에 도포되는 세라믹 코팅제와의 부착력이 향상될 수 있다.
도 5를 참조하면, 예열로(200)는 내부에 블랭크 몰드(110)를 배열하기 위한 공간과, 블랭크 몰드(110)를 건조 및 경화하기 위해 열을 가하는 가열장치(102)가 구비된다. 이러한 예열로(200)는 금속 재료를 상당히 높은 온도로 가열하거나 부분적으로 가열할 필요가 있을 때, 비교적 낮은 온도로 미리 전체를 고르게 가열시키기 위한 장치이다. 따라서, 블랭크 몰드 표면(120)에 1차 및 2차 세라믹 코팅제(130,140)를 도포한 후, 100℃ ~ 130℃의 비교적 낮은 온도로 고르게 예열한 다음, 450℃ ~ 500℃의 비교적 높은 온도로 가열하여 경화시키는 것이 바람직하다.
이하에서는 상술한 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드에 대해 간략히 설명하기로 한다. 도 4a 및 4b를 참조하면, 표면이 코팅처리된 성형용 몰드는, 블랭크 몰드(110), 블랭크 몰드 표면(120)에 도포된 세라믹 코팅제(130,140)를 구비한다.
상기 블랭크 몰드(110)는 유리용기 성형물을 제조하기 위한 것으로, 회주철(FC25), 내열강 등의 재료로 형성된다. 상기 블랭크 몰드 표면(120)에는 블랭크 몰드 표면(120)과 1차 세라믹 코팅제(130)의 접착력 향상을 위해 요철이 형성될 수 있다. 상기 세라믹 코팅제(130,140)는 1차 세라믹 코팅제(130) 및 2차 세라믹 코팅제(140)를 포함한다. 이러한, 세라믹 코팅제(130,140)는 세라믹 등의 유기물질을 포함하는 코팅액이 혼합되어 사용될 수 있다.
따라서, 블랭크 몰드 표면(120)에 보호막으로 세라믹 코팅제(130,140)를 도포함으로써, 블랭크 몰드 표면(120)이 손상되거나 부식되는 현상을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 중화처리 장치
102 : 가열장치
110 : 블랭크 몰드
120 : 블랭크 몰드 표면
130 : 1차 세라믹 코팅제
140 : 2차 세라믹 코팅제
200 : 예열로

Claims (10)

  1. 제품을 생산하기 위해 일정 형태의 모양을 형성하기 위한 블랭크 몰드의 표면을 코팅하는 방법에 있어서,
    상기 블랭크 몰드 표면의 이물질을 제거하고, 수산화나트륨(NaOH) 수용액으로 중화시키는 표면처리 단계;
    상기 표면처리된 상기 블랭크 몰드 표면에 세라믹 코팅제를 도포 및 건조하는 단계;
    상기 세라믹 코팅제가 도포된 상기 블랭크 몰드 표면을 연마하는 단계;
    상기 표면처리 단계 후에, 상기 블랭크 몰드 표면의 기름기를 제거하는 탈지작업 단계; 및
    상기 탈지작업 단계 후에, 상기 블랭크 몰드 표면에 요철을 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅제를 도포 및 건조하는 단계는
    상기 블랭크 몰드 표면에 1차 세라믹 코팅제를 도포 및 건조하는 단계; 및
    상기 1차 세라믹 코팅제가 도포된 상기 블랭크 몰드 표면에 2차 세라믹 코팅제를 도포 및 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 1차 세라믹 코팅제는 10㎛ ~ 20㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 2차 세라믹 코팅제는 15㎛ ~ 25㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 2차 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계 후에,
    상기 블랭크 몰드 표면을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 2차 세라믹 코팅제 도포 및 건조 단계 후에,
    상기 블랭크 몰드 표면을 경화시키기 전, 상기 블랭크 몰드 표면을 예열하는 예열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법.
  10. 제 1 항 및 제 5 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6172634A (ja) * 1984-09-17 1986-04-14 Olympus Optical Co Ltd ガラス製品成形用金型
KR20090052371A (ko) * 2006-09-28 2009-05-25 니혼 파커라이징 가부시키가이샤 금속의 세라믹스 피막 코팅방법, 그것에 사용하는 전해액, 세라믹스 피막, 및 금속재료

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