KR101810373B1 - 초음파 도금장치 - Google Patents

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KR101810373B1
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이오선
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동아플레이팅 주식회사
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Abstract

본 발명은 초음파 도금장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아연(Zn)을 포함하는 도금액으로 Fe 소재 표면을 도금하는 Fe 소재용 초음파 도금장치로 순차적으로 구비되는 침적탈지조, 초음파 세척조, 제1 수세조, 산처리조, 산전해탈지조, 제2 수세조, 알칼리전해탈지조, 제3 수세조, 도금조 및 저장탱크조로 이루어진 바렐, 제4 수세조, 제1 탈수건조조, 수소취성제거로, 제5 수세조, 활성화조, 제6 수세조, 크로메이팅 처리조, 제7 수세조, 탑코팅처리조 및 제2 탈수건조조로 이루어지는 작업부; 및 상기 침적탈지조의 상부측에서 상기 제2 탈수건조조의 상부측까지 연장되어 상기 Fe 소재를 도금용 소재가 담긴 렉 또는 바렐을 이동시키면서 상기 침적탈지조에서 상기 제2 탈수건조조 내부로 일방향으로 이동시키도록 상기 Fe 소재를 도금용 소재가 담긴 렉 또는 바렐을 고정하여 이동시키는 컨베이어부;를 포함하고, 상기 바렐은, 도금액이 채워지는 도금조; 및 상기 도금조 내로 침지 가능하도록 구비되어 초음파 탈지처리가 가능한 저장탱크조;를 포함하는 것을 제공하는 것이다.

Description

초음파 도금장치{Ultrasonic plating apparatus}
본 발명은 초음파 도금장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도금을 수행하는 과정에서 초음파 도금장치를 음극의 도금하고자하는 부재와 마주보도록 배치하여 도금의 물성 향상과 도금 두께의 편차 등을 최소화하여 도금의 특성을 향상시키고, 도금의 두께 편차를 최소화할 수 있는 초음파 도금장치에 관한 것이다.
초음파는 사람의 귀에 들리지 않는 높은 주파수(20Hz)를 말하는 것으로, 세척액에 초음파를 발사하고, 액중에 공동현상(공동의 발생 및 소멸의 효과)을 이용하여, 세척액의 교란, 탈지, 유화작용을 반복하면서 세척효과를 촉진시킨다.
이러한 초음파를 이용한 탈지장치는 세척물에 흠이 발생되지 않고 깨끗하게 세척되므로 정밀세척, 요철부의 세척, 도금전후 세척, 금형세척 등에 많이 이용되며, 현재 이용가능한 세척기술로는 가장 효율적이며, 경제성이 높고 다른 세척기술을 사용했을 때 보다 얻기 힘든 미세한 부분까지도 세척의 효과를 기대할 수 있다.
예컨대, 이와 관련한 종래 선행기술문헌으로 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0089076호(2005.09.07.), 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0067072호(2010.06.18.) 등을 들 수 있다.
본 발명의 목적은 도금을 수행하는 과정에서 도금의 특성을 향상시키고 도금의 두께편차 등이 최소화될 수 있도록 초음파 발생장치를 이용하여 교반의 특성을 극대화할 수 있도록 초음파 도금장치를 제공하는 것이다.
또한, 도금하고자하는 도금부재의 도금상태 품질 향상과 도금의 전류밀도를 향상시켜 생산성을 증대시키고, 도금 두께의 편차를 최소화하여 도금부재의 원가절감 및 환경부하를 줄일 수 있도록 초음파 도금장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 도금에 있어서 도금부재의 다양한 형상 및 크기에 대응할 수 있고, 다양한 도금제품에 적용가능한 초음파 도금장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 아연(Zn)을 포함하는 도금액으로 Fe 소재 표면을 도금하는 Fe 소재용 초음파 도금장치로, 순차적으로 구비되는 침적탈지조, 초음파 세척조, 제1 수세조, 산처리조, 산전해탈지조, 제2 수세조, 알칼리전해탈지조, 제3 수세조, 도금조 및 저장탱크로 이루어진 바렐, 제4 수세조, 제1 탈수건조조, 수소취성제거조, 제5 수세조, 활성화조, 제6 수세조, 크로메이팅 처리조, 제7 수세조, 탑코팅처리조 및 제2 탈수건조조로 이루어지는 작업부; 및 상기 침적탈지조의 상부측에서 상기 제2 탈수건조조의 상부측까지 연장되어 상기 Fe 소재를 도금용 소재가 담긴 렉 또는 바렐을 이동시키면서 상기 침적탈지조에서 상기 제2 탈수건조조로 내부로 일방향으로 이동시키도록 상기 Fe 소재를 도금용 소재가 담긴 렉 또는 바렐을 고정하여 이동시키는 컨베이어부;를 포함하고, 상기 바렐은, 도금액이 채워지는 도금조; 및 상기 도금조 내로 침지 가능하도록 구비되어 초음파 탈지처리가 가능한 저장탱크조;을 포함하고, 상기 도금조는, 상기 도금조 내 도금액 속에 설치되는 음극; 상기 도금조 내 도금액 속에 설치되고 초음파를 발생시키는 초음파 발생부; 상기 도금조 내 도금액 속에 설치되고 Fe 소재를 도금하는 도금물질인 아연으로 이루어진 금속판을 포함하는 양극; 상기 도금조 내에 구비되어 상기 음극의 유동을 지지하는 음극 지지판; 상기 도금조 내에 구비되어 상기 초음파 발생부의 유동을 지지하는 초음파 발생부 지지판; 및 상기 도금조 내에 구비되어 상기 양극의 유동을 지지하는 양극 지지판;을 더 포함하며, 상기 도금조는 장축 및 단축으로 구비된 직사각형의 단면을 갖고 일면이 개구된 박스형으로 구비되되, 상기 음극, 양극, 초음파 발생부, 양극 및 음극은 상기 도금조의 단축을 기준으로 상기 단축에 나란한 방향인 수평방향으로 일정간격을 두고 배치되고, 상기 초음파 발생부는 Fe 소재를 향해 초음파를 발생시키며, 상기 도금조는 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판으로 이루어지는 위치조절구조를 구비하되, 상기 위치조절구조는 음극과 초음파 발생부 및 양극 간의 이격거리가 조절될 수 있도록 음극과 초음파 발생부 및 양극 간의 위치를 수평방향으로 이격거리를 제어하며, 상기 양극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 음극 지지판 각각은 양 측단부위가 상기 도금조 양 측벽에 구비된 가이드홈 내측에 삽입되고, 상기 도금조 내 상기 수평방향으로 음극, 초음파 발생부 및 양극의 순으로 배치되며, 상기 음극과 초음파 발생부 사이 및 상기 초음파 발생부 및 양극 사이 각각에는 그물망 구조가 구비되어 상기 초음파 발생부에서 발생한 초음파가 통과하여 음극, 초음파 발생부 및 양극의 Fe 소재에 도달하고, 상기 도금조에는 내부의 도금액을 펌프를 이용하여 배출한 후 배관을 통해 다시 도금조로 순환시키는 순환시스템이 설치되되, 상기 순환시스템은 여과기, 정화조, 펌프 및 배관을 포함하고, 상기 여과기는 순환되는 도금액을 여과하기 위해 상기 도금조의 일측에 구비되는 배관에 설치되며, 상기 여과기에는 도금액으로부터 이물질을 제거하기 위한 여과부재를 내장하고 있으며, 상기 펌프를 통해 상기 도금조로부터 흡입되어 압송되는 도금액이 상기 여과기를 통과하여 여과된 후 정화조에 공급되며, 상기 정화조에는 상기 여과기를 통과하여 여과된 도금액과 상기 정화조의 일측에 구비된 배관을 통과하여 압송된 사용하지 않은 도금액을 재공급하여 상기 정화조에서 교반된 도금액을 내장하고, 상기 교반된 도금액은 상기 정화조의 일측에 구비된 배관을 통해 도금조로 재공급되며, 상기 도금조 내측에 구비된 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판은 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판 각각의 상단에 결합되는 제1 급전 부스바, 제2 급전 부스바, 제3 급전 부스바를 구비하고, 상기 Fe 소재에 덮어씌울 금속의 도금물질로 이루어지고 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판에 각각 고정되는 제1 금속판. 제2 금속판, 제3 금속판이 조립된 구성을 가지며, 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판의 상단에 결합되는 제1 급전 부스바, 제2 급전 부스바, 제3 급전 부스바는 전원공급장치가 연결되는 부분으로 상기 제1 급전 부스바, 제2 급전 부스바, 제3 급전 부스바를 통해 상기 전원공급장치로부터 전류를 인가받을 수 있도록 구비되고, 상기 초음파 발생장치는 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판에 설치된 초음파 진동자를 더 포함하고, 상기 초음파 진동자는 전원 인가시 초음파를 발생시킬 수 있도록 구성되어 초음파를 음극의 Fe 소재를 향해 발생시키도록 설치되며, 상기 도금조의 내측면에는 산화방지코팅층이 형성되되, 상기 산화방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96중량부 내지 98중량부 및 이산화티타늄(TiO2) 2중량부 내지 4중량부가 혼합되어 이루어진 것을 제공한다.
상기 저장탱크조는 적어도 일부가 개구된 원기둥 형태의 원통형으로 구비되되, 상기 원통형 내부에는 Fe 소재가 구비되는 빈 공간을 가지고, 상기 원통형 양 측면에 각각 구비된 원 모양의 제1 덮개 및 제2 덮개에는 컨베이어부의 레일과 연결되어 상하로 이동이 가능하도록 구비된 행거부; 상기 원통형의 개구된 일부를 덮도록 구비되어, 상기 원통형의 내부에 구비되는 Fe 소재의 개폐가 용이하도록 구비된 덮개부;를 포함하고, 상기 원통형은 메쉬망구조의 형태로 이루어져 하측에 구비된 도금조에 침지할 때 초음파가 통과하여 음극의 Fe 소재에 도달할 수 있도록 초음파 탈지 처리가 가능한 것일 수 있다.
상기 저장탱크조는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리이미드 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것일 수 있다.
상기 Fe 소재는 일부 불가피한 불순물을 포함하는 Fe로 이루어진 판상형의 소재일 수 있다.
상기 위치조절구조는 상기 도금조의 양 측벽 내측면에 상하로 길게 형성되고 도금조 내 수평방향으로 일정 간격 배치되는 복수 개의 가이드홈으로 구성되며, 음극에서 도금물질의 금속판이 고정된 음극 지지판, 상기 초음파 발생부에서 초음파 진동자가 고정된 초음파 발생부 지지판 및 양극에서 도금물질의 금속판이 고정된 양극 지지판 각각의 측단부위가 상기 복수 개 가이드홈 중 선택된 가이드홈에 삽입되어 결합됨으로써 음극, 초음파 발생부 및 양극의 이격거리를 제어가능하도록 하는 것일 수 있다.
상기 도금조에는 순환되는 도금액을 배관을 통해 이동하여 도금조 내의 도금액을 교반하기 위한 교반기가 더 구비되는 것일 수 있다.
상기 도금조에는 도금액을 배출하는 하나 이상의 원형으로된 배출홀과 상기 배출홀을 가역적으로 개폐하도록 구비하는 조임부를 포함하고, 상기 조임부는 상기 배출홀의 개구정도를 단계별로 제어하여 상기 배출홀을 통하여 배출되는 도금액의 양을 제어하는 액공급기가 더 구비되는 것일 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 초음파 도금장치에 의하면, 도금을 수행하는 과정에서 초음파 도금장치를 음극의 도금하고자하는 부재와 마주보도록 배치하여 도금의 물성 향상과 도금 두께의 편차 등을 최소화하는 효과가 있다.
또한, 초음파 도금장치를 탈부착이 가능한 형태로 도금조 내에 설치하여 도금에 있어서 도금하고자하는 부재와 다양한 형상 및 크기에 대응할 수 있으며, 다양한 도금 제품에 적용이 가능한 것을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 도금장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 도금장치 중 도금조를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 도금장치 중 도금조를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 도금장치 중 내부에 도금소재를 구비하는 저장탱크조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 도금장치의 작업경로를 도시한 도면이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
본 발명은 도금을 수행하는 과정에서 도금의 특성을 향상시키고 도금의 두께 편차 등이 최소화될 수 있도록 초음파 도금장치를 이용하여 교반의 특성을 극대화할 수 있도록 구성된 초음파 도금장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 도금부재의 도금된 상태를 향상시키기 위하여 도금부재의 전류밀도를 상승시켜 생산성을 증가시키고, 도금 두께의 편차를 최소화하여 도금의 원가절감 및 환경부하를 줄이는 것을 제공하는 것이다.
이에, 본 발명은 초음파 발생부와 도금부재를 마주보게 배치하여 교반 특성이 증가될 수 있도록 하고, 초음파 발생부는 상기 도금조에서 탈부착이 가능하도록 구비된 장치를 제공하는 것이다.
더불어, 본 발명의 도금조 내의 각 구성요소인 양극(anode)과 초음파 발생부, 음극(cathode)과 초음파 발생부 및 양극과 음극 간의 거리를 도금 조건에 따라 변경이 가능하도록 초음파 발생부와 양극 및 음극 간의 위치를 도금조의 단축을 기준으로 수평방향으로 이동 및 조절이 가능하여 고정이 가능한 위치조절구조를 구비하는 것이다.
또한, 본 발명의 Fe 소재는 불가피한 불순물을 포함하는 철로 이루어지는 판상형 소재일 수 있다.
이와 관련하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 도금장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 도 1을 참조하면, 아연(Zn)을 포함하는 도금액으로 Fe 소재 표면을 아연도금하는 Fe 소재용 초음파 도금장치(1000)로, 순차적으로 구비되는 침적탈지조, 초음파 세척조, 제1 수세조, 산처리조, 산전해탈지조, 제2 수세조, 알칼리전해탈지조, 제3 수세조, 도금조와 저장탱크조를 포함하는 바렐로 이루어지는 초음파도금부, 제4 수세조, 제1 탈수건조조, 수소취성제거로, 제5 수세조, 활성화조, 제6 수세조, 크로메이팅 처리조, 제7 수세조, 탑코팅처리조 및 제2 탈수건조조로 이루어지는 작업부(300); 및 상기 침적탈지조의 상부측에서 상기 제2 탈수건조조의 상부측까지 연장되어 상기 Fe 소재를 이동시키면서 상기 침적탈지조에서 상기 제2 탈수건조조로 내부로 일방향으로 이동시키도록 상기 Fe 소재를 고정하여 이동시키는 컨베이어부(400);를 포함한 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 초음파 도금장치(1000)에서 초음파도금부는 크게 두가지 구성으로 나뉠 수 있으며, 보다 상세하게는 도금조(100)와, Fe 소재를 구비한 저장탱크조(200)를 포함한 바렐로 이루어질 수 이다.
상기 도금조(100)는 내부에 아연으로 이루어진 양극(+, 130)과 음극(-, 110) 및 초음파 발생부(120)를 구비할 수 있다. 상기 도금조(100)는 단축 및 장축으로 이루져 횡단면이 직사각형으로 구비되어 일면이 개구된 박스형태로 구비될 수 있다. 상기 도금조(100) 내의 양측 단축에 인접하게는 서로 대면하는 한쌍의 음극(-, 110)이 구비되고, 상기 한쌍의 음극(-, 110) 사이 정중앙에는 초음파 발생부(120)가 구비되며 상기 음극(-, 110)과 초음파 발생부(120) 사이에는 각각 양극(+, 130)이 구비될 수 있다. 상기 양극(+, 130)은 도금조(100) 내에서 음극(-, 110)과 초음파 발생부(120) 사이에서 장측 양면에 구비되되 서로 마주보도록 구비될 수 있다.
상기 도금조(100)에서는 초음파 발생부와 상기 저장탱크조(200) 내에 구비된 도금부재를 마주보게 배치하여 교반 특성이 증가될 수 있도록 하고, 양극, 초음파 발생부 및 음극은 상기 도금조에서 탈부착이 가능하도록 구비될 수 있다. 상기 바렐의 저장탱크조(200) 내에는 도금하고자 하는 도금부재를 구비하여 도금액이 구비된 상기 도금조(100)에 침지하여 도금부재의 전류밀도를 상승시켜 도금이 원활하게 이루어질 수 있도록 구비될 수 있다.
상기 저장탱크조(200)는 바렐의 일부일 수 있는데, 상기 저장탱크조(200) 자체가 도금조(100) 내에 침지시 바렐의 저장탱크조(200)의 일측 및 타측 양단부는 도금조(100) 내의 양단에 구비된 음극(-) 부스바에 고정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 도금장치 중 도금조를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 도금장치 중 도금조를 나타낸 측면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 상기 초음파도금부는 도금액이 채워지는 도금조(100) 및 상기 도금조(100) 내로 침지 가능하도록 구비되어 Fe소재를 내부에 구비한 저장탱크조(200)를 포함하는 바렐;을 포함하고, 상기 도금조(100)는 상기 도금조 내 도금액 속에 설치되는 음극(110); 상기 도금조 내 도금액 속에 설치되고 초음파를 발생시키는 초음파 발생부(120); 상기 도금조 내 도금액 속에 설치되고 Fe 소재를 도금하는 도금물질인 아연으로 이루어진 금속판을 포함하는 양극(130); 상기 도금조 내에 구비되어 상기 음극의 유동을 지지하는 음극 지지판(131); 상기 도금조 내에 구비되어 상기 초음파 발생부의 유동을 지지하는 초음파 발생부 지지판(121) 및 상기 도금조 내에 구비되어 상기 양극의 유동을 지지하는 양극 지지판(131);을 더 포함할 수 있다.
상기 도금조(100) 내에서 음극(110)은 일측 및 타측 단부에서 각각 한쌍으로 구비되고, 한쌍의 음극(110) 사이에는 정중앙에 초음파 발생부(120)가 구비되며, 상기 일측 단부에 구비되는 음극(110)과 초음파 발생부(120) 사이와, 상기 타측 단부에 구비되는 음극(110)과 초음파 발생부(120) 사이에는 각각 양극(130)이 구비될 수 있다.
상기 가이드홈(140)은 도금조(100)의 내벽에 구비되어 상기 도금조의 개구된 일면 이외의 나머지 측벽에 해당하는 부분에 홈이 파여져 구비되고, 본 발명의 양극(130), 양극 지지판(131), 제1 급전부스바(132), 제1 금속판(133), 초음파 발생부(120), 초음파 발생부 지지판(121), 제2 급전부스바(122), 제2 금속판(123), 음극(110), 음극 지지판(111), 제3 급전부스바(112) 및 제3 금속판(113)은 상기 도금조의 4분의 1정도의 높이로 구성되어, 본 발명의 초음파 탈지저장탱크조(200)를 침지하여 도금처리 시 상기 도금조에 공간 형성이 용이하여 침지가 가능한 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 도금조는 장축 및 단축으로 구비된 직사각형의 단면을 갖고 일면이 개구된 박스형으로 구비되되, 상기 음극, 초음파 발생부 및 양극은 상기 도금조의 단축을 기준으로 상기 단축에 나란한 방향인 수평방향으로 일정간격을 두고 배치되고, 상기 초음파 발생부(120)는 Fe 소재를 향해 초음파를 발생시키며, 상기 도금조(100)는 상기 음극 지지판(131), 초음파 발생부 지지판(121) 및 양극 지지판(131)으로 이루어지는 위치조절구조를 구비하되, 상기 위치조절구조는 음극(110)과 초음파 발생부(120) 및 양극(130) 간의 이격거리가 조절될 수 있도록 음극(110)과 초음파 발생부(130) 및 양극(130) 간의 위치를 수평방향으로 이격거리를 제어할 수 있다.
상기 양극 지지판(131), 초음파 발생부 지지판(121) 및 음극 지지판(131) 각각은 양 측단부위가 상기 도금조(100) 양 장측벽에 구비된 가이드홈(140) 내측에 삽입되고, 상기 도금조(200) 내 상기 수평방향으로 음극, 양극, 초음파 발생부, 양극 및 음극의 순으로 배치될 수 있다.
상기 베럴의 저장탱크조(200)는 상기 음극과 초음파 발생부 사이 및 상기 초음파 발생부 및 음극 사이에 대응하는 부분 각각에는 그물망 구조가 구비되어 상기 초음파 발생부(120)에서 발생한 초음파가 통과하여 상기 저장탱크조(200) 내부에 구비된 도금소재인 Fe 소재에 도달한다.
상기 도금조(100)에는 내부의 도금액을 펌프를 이용하여 외부로 배출한 후 배관(150)을 통해 다시 도금조로 순환시키는 순환시스템(150)이 설치된다. 상기 순환시스템(150)은 여과기(160), 정화조(180), 펌프 및 배관(150)을 포함할 수 있다. 상기 여과기(160)는 순환되는 도금액을 여과하기 위해 상기 도금조(100)의 일측에 구비되어 상기 도금조(100) 내에서 외부로 배출되는 배관(150)과 상기 도금조(100)로 다시 유입되는 배관(150)의 양측 또는 어느 한측에 설치된다. 상기 여과기(160)에는 도금액으로부터 이물질을 제거하기 위한 여과부재를 내장하고 있으며, 상기 펌프를 통해 상기 도금조(100)로부터 흡입되어 외부로 배출되는 도금액이 상기 여과기(160)를 통과하여 여과된 후 정화조(180)에 공급된다. 상기 정화조(180)에는 상기 여과기를 통과하여 여과된 도금액과 함께 상기 정화조(180)의 일측에 구비된 배관을 통과하여 유입된 사용하지 않은 도금액이 함께 혼합될 수 있다.
예컨대, 상기 정화조(180) 내에는 교반기가 구비되고, 상기 정화조(180)에는 상기 여과기(160)를 통과한 사용된 도금액이 유입되는 제1 유입배관과, 사용되지 않은 신규한 도금액이 유입되는 제2 유입배관이 별도로 구비되고, 상기 정화조(180) 내에서 사용된 도금액 및 신규한 도금액은 서로 혼합되어 소정의 범위의 교반된 도금액으로 밸런스를 잡고 상기 교반된 도금액은 별도의 배출배관(150)을 통하여 배출되어 상기 도금조(100) 내로 다시 유입되어 도금소재를 도금하기 위하여 사용된다.
상기 정화조(180) 내에는 교반기와 함께 상기 정화조(180) 내로 열을 공급하는 히터와 온도센서가 더 구비될 수 있다. 상기 히터를 통하여 상기 정화조(180) 내의 사용된 도금액 및 신규한 도금액으로 열을 공급함으로써 이들 도금액의 교반이 보다 용이하게 수행되어 보다 균질한 상태의 교반된 도금액을 확보할 수 있다. 또한, 상기 정화조(180) 내에는 온도센서가 더 구비되어 상기 히터를 통하여 전달되는 열이 소정의 범위를 넘지 않도록 모니터링함으로써, 이들 도금액으로 과도한 열이 공급되는 것을 방지하여 상기 교반된 도금액이 변질되는 것을 방지할 수 있다.
이 때, 도금액은 상기 정화조(180)에 구비된 배출배관을 통해 액공급기(190)로 공급된 뒤 액공급기의 배관홀(191)을 통해 도금조(100) 내 아래에서 상방으로 분사되어 재공급되며, 이러한 도금액의 분사 및 공급을 통해 도금조 내 도금액의 유동을 발생시켜 전해액인 도금액을 물리적으로 교반시키고, 이를 통해 도금액을 균일하고 일정하게 유지시킬 수 있다.
상기 도금조 내측에 구비된 음극 지지판(111), 초음파 발생부 지지판(121) 및 양극 지지판(131)은 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판 각각의 상단에 결합되는 제1 급전 부스바(112), 제2 급전 부스바(122), 제3 급전 부스바(133)를 구비하고, 상기 음극 지지판(111), 초음파 발생부 지지판(121) 및 양극 지지판(131)에 각각 고정되는 제1 금속판(113), 제2 금속판(123), 제3 금속판(133)이 조립된 구성을 가지며, 상기 음극 지지판(111), 초음파 발생부 지지판(121) 및 양극 지지판(131)의 상단에 각각 결합되는 제1 급전 부스바(112), 제2 급전 부스바(122), 제3 급전 부스바(133)는 전원공급장치가 연결되는 부분으로 상기 제1 급전 부스바, 제2 급전 부스바, 제3 급전 부스바를 통해 상기 전원공급장치로부터 전류를 인가받을 수 있도록 구비된다. 상기 초음파 발생장치는 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판에 설치된 초음파 진동자를 더 포함하고, 상기 초음파 진동자는 전원 인가시 초음파를 발생시킬 수 있도록 구성되어 초음파를 음극의 Fe 소재를 향해 발생시키도록 설치되며, 도금조(100)의 내측면에는 산화방지코팅층이 형성되되, 상기 산화방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96중량부 내지 98중량부 및 이산화티타늄(TiO2) 2중량부 내지 4중량부가 혼합되어 이루어진 것을 제공할 수 있다.
아울러, 본 발명의 도금조(100)에는 도금액이 유입되는 하나 이상의 원형으로된 배출홀(191)과 상기 배출홀(191)을 가역적으로 개폐하도록 구비하는 조임부(192)를 포함하고, 상기 조임부(192)는 상기 배출홀(191)의 개구정도를 단계별로 제어하여 상기 배출홀을 통하여 배출되는 도금액의 양을 제어하는 액공급기(190)가 더 구비되는 것일 수 있다.
상기 양극(130), 초음파 발생부(120) 및 음극(110)은 각각 제3 급전 부스바(132), 제2 급전 부스바(122), 제1 급전 부스바(113)를 구비하여 전원공급장치가 연결되는 부분으로, 상기 제1 급전 부스바(113), 제2 급전 부스바(122), 제3 급전 부스바(133)를 통해 전원공급부로부터 전류를 인가받을 수 있도록 제공된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 도금장치 중 초음파 탈지 저장탱크조를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 도 4를 참조하면, 본 발명의 초음파 도금장치 중 바렐의 저장탱크조(200)는 적어도 일부가 개구된 원기둥 형태의 원통형으로 구비되되, 상기 원통형 내부에는 Fe 소재가 구비되는 빈 공간을 가지고, 상기 원통형 양 측면에 각각 구비된 원 모양의 제1 덮개(211) 및 제2 덮개(212)에는 컨베이어부(400)의 레일부(231)와 연결되어 상하로 이동이 가능하도록 구비된 행거부(230); 상기 원통형의 개구된 일부를 덮도록 구비되어, 상기 원통형의 내부에 구비되는 Fe 소재의 개폐가 용이하도록 구비된 덮개부(210);를 포함하고, 상기 원통형은 메쉬망구조의 형태로 이루어져 하측에 구비된 도금조(100)에 침지할 때 초음파가 통과하여 음극의 Fe 소재에 도달할 수 있도록 초음파 탈지 처리가 가능한 것을 제공한다.
아울러, 상기 바렐의 저장탱크조(200)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리이미드 중 적어도 어느 하나로 이루어진 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 저장탱크조(200)는 초음파 및 도금과정에서의 손상을 최소화하고 사용수명을 증가시키기 위하여 내부는 강도가 높은 폴리이미드로 이루어지고 외부는 도금과정에서 도금물질의 오염을 방지하기 위하여 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 저장탱크조(200)는 폴리이미드 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트가 3mm 내지 5mm 코팅된 형태로 구비될 수 있다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 두께가 3mm이면 두께가 너무 얇아 도금하는 과정에서 저장탱크조(200)가 부식되는 등 손상되어 내부에 구비되는 폴리이미드가 노출될 수 있다. 반면, 5mm를 초과하는 경우에는 상기 저장탱크조(2000의 내구성이 저하되어 문제된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 초음파 도금장치의 작업경로를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 도 5를 참조하면, 본 발명은 침적탈지조, 초음파 세척조, 제1 수세조, 산처리조, 산전해탈지조, 제2 수세조, 알칼리전해탈지조, 제3 수세조, 도금조 및 저장탱크조로 이루어진 바렐, 제4 수세조, 제1 탈수건조조, 수소취성제거로, 제5 수세조, 활성화조, 제6 수세조, 크로메이팅 처리조, 제7 수세조, 탑코팅처리조 및 제2 탈수건조조로 이루어지는 작업부(300); 및 상기 침적탈지조의 상부측에서 상기 제2 탈수건조조의 상부측까지 연장되어 상기 Fe 소재를 이동시키면서 상기 침적탈지조에서 상기 제2 탈수건조조로 내부로 일방향으로 이동시키도록 상기 Fe 소재를 고정하여 이동시키는 컨베이어부(400);를 포함한다.
아울러, 상기 컨베이어부(400)는 복수개의 작업조(100)에 대응하는 위치에 일직선 및 곡선으로 구비되어 바렐고정부(220)를 통해 이동이 원활하게 수행될 수 있도록 할 수 있다.
상기 Fe 소재는 작업조(100) 중에 구비되는 액 중에 함침되어 작업이 수행된 후 레일부(231)을 통하여 외부로 배출되고, 외부로 배출된 Fe 소재는 공기 중에 노출될 수 있다. 이때, 상기 작업조(100)의 주변 공기는 평균 40℃ 이상이고 상기 Fe 소재가 박막으로 구비되므로, 공기 중에 노출된 Fe 소재는 다른 작업조로 이동하는 과정에서 에지부가 상대적으로 먼저 건조될 수 있고 이는 외관불량의 원인이 될 수 있다. 반면, 본 실시예에 따른 초음파 도금장치에는 작업조(100)의 상부에 구비된 탈지커버부(600)와 상기 탈지커버부(600)의 내측에 구비되어 작업조(100)에서 비산되는 탈지액을 외부로 배출시키는 탈지후드가 구비될 수 있다. 상기 작업조(100) 중 Fe 소재를 탈지하기 위한 탈지액은 스프레이되어 상기 Fe 소재의 표면을 강타하고 이러한 과정에서 일부 탈지액은 비산되어 주변 설비 등에 영향을 미칠 수 있고, 물을 이용하는 수세조 등에도 비산되어 공정효율을 저하시킬 수 있으나, 본 실시예에 따른 초음파 도금장치(1000)에서는 탈지커버부(600) 및 탈지후드를 구비함으로써 설비를 보호하고 비산되는 탈지액을 효율적으로 외부로 배출시킴으로써 후속하는 작업조에서의 공정에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 작업부(300)를 지나 상기 컨베이어부(400)의 말단에는 건조부(500)가 구비되어 있어 도금하고자 하는 도금부재가 충분히 물이 제거된 상태로 진입될 수 있으므로 상기 도금부재의 피막의 물성을 향상시킬 수 있는 것을 제공한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 도금조 110: 음극
111: 음극 지지판 112: 제1 급전부스바
113: 제1 금속판 120: 초음파 발생장치
121: 초음파 발생부 지지판 122: 제2 급전부스바
123: 제2 금속판 130: 양극
131: 양극 지지판 132: 제3 급전부스바
133: 제3 금속판 140: 가이드홈
150: 순환시스템 160: 여과기
170: 교반기 180: 정화조
181: 팬 190: 액 공급기
200: 저장탱크조 210: 덮개부
211: 제1 덮개 212: 제2 덮개
213: 동공홀 220: 바렐고정부
230: 행거부 231: 레일부
300: 작업부 400: 컨베이어부
500: 건조부 600: 탈지커버부

Claims (8)

  1. 아연(Zn)을 포함하는 도금액으로 Fe 소재 표면을 도금하는 Fe 소재용 초음파 도금장치로,
    순차적으로 구비되는 침적탈지조, 초음파세척조, 제1 수세조, 산처리조, 산전해탈지조, 제2 수세조, 알칼리전해탈지조, 제3 수세조, 도금조 및 저장탱크를 포함하는 바렐로 이루어진 초음파도금부, 제4 수세조, 제1 탈수건조조, 수소취성제거조, 제5 수세조, 활성화조, 제6 수세조, 크로메이팅 처리조, 제7 수세조, 탑코팅처리조 및 제2 탈수건조조로 이루어지는 작업부; 및
    상기 침적탈지조의 상부측에서 상기 제2 탈수건조조의 상부측까지 연장되어 상기 Fe 소재가 구비된 상기 바렐을 이동시키면서 상기 침적탈지조에서 상기 제2 탈수건조조로 내부로 일방향으로 이동시키도록 상기 Fe 소재가 구비된 바렐을 고정하여 이동시키는 컨베이어부;를 포함하고,
    상기 초음파도금부는,
    도금액이 채워지는 도금조; 및 내부에 Fe 소재가 구비되고, 상기 도금조 내의 도금액으로 가역적으로 침지 가능하도록 구비되는 저장탱크조로 이루어지는 바렐;을 포함하고,
    상기 도금조는,
    상기 도금조 내 도금액 속에 설치되는 음극;
    상기 도금조 내 도금액 속에 설치되고 초음파를 발생시키는 초음파 발생부;
    상기 도금조 내 도금액 속에 설치되고 상기 저장탱크조 중에 구비된 Fe 소재를 도금하는 도금물질인 아연으로 이루어진 금속판을 포함하는 양극;
    상기 도금조 내에 구비되어 상기 음극의 유동을 지지하는 음극 지지판;
    상기 도금조 내에 구비되어 상기 초음파 발생부의 유동을 지지하는 초음파 발생부 지지판; 및
    상기 도금조 내에 구비되어 상기 양극의 유동을 지지하는 양극 지지판;을 더 포함하며,
    상기 도금조는 장축 및 단축으로 구비되어 횡단면이 직사각형의 단면을 갖고 일면이 개구된 박스형으로 구비되고, 상기 음극, 양극, 초음파 발생부, 양극 및 음극은 상기 도금조의 양단축을 연결하는 방향인 수평방향으로 일정간격을 이격되어 배치되되 상기 음극은 상기 도금조의 양측 단부에 각각 구비되고, 상기 초음파 발생부는 상기 양측 단부에 각각 구비된 음극 사이의 정중앙에 구비되며, 상기 양극은 일측 단부에 구비된 음극과 초음파 발생부 사이 및 초음파 발생부와 타측 단부에 구비된 음극 사이에 구비되고,
    상기 초음파 발생부는 Fe 소재를 향해 초음파를 발생시키며, 상기 도금조는 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판으로 이루어지는 위치조절구조를 구비하되, 상기 위치조절구조는 음극과 초음파 발생부 및 양극 간의 이격거리가 조절될 수 있도록 음극과 초음파 발생부 및 양극 간의 위치를 상기 수평방향으로 이격거리를 제어하며,
    상기 양극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 음극 지지판 각각은 양 측단부위가 상기 도금조 양 측벽에 구비된 가이드홈 내측에 삽입되고, 상기 도금조 내 상기 수평방향으로 음극, 양극, 초음파 발생부, 양극 및 음극으로 순차적으로 배치되며,
    상기 도금조에서 상기 음극과 초음파 발생부 사이, 상기 초음파 발생부와 음극 사이에는 각각 그물망 구조가 구비되어 상기 초음파 발생부에서 발생한 초음파가 통과하여 상기 Fe 소재에 도달하고,
    상기 도금조에는 내부의 도금액을 펌프를 이용하여 배출한 후 배관을 통해 다시 도금조로 순환시키는 순환시스템이 설치되되,
    상기 순환시스템은,
    여과기, 정화조, 펌프 및 배관을 포함하고,
    상기 여과기는 순환되는 도금액을 여과하기 위해 상기 도금조의 일측에 구비되는 배관에 설치되며,
    상기 여과기에는 도금액으로부터 이물질을 제거하기 위한 여과부재를 내장하고 있으며, 상기 펌프를 통해 상기 도금조로부터 흡입되어 압송되는 도금액이 상기 여과기를 통과하여 여과된 후 정화조에 공급되며,
    상기 정화조에는 상기 여과기를 통과하여 여과된 도금액과 상기 정화조의 일측에 구비된 배관을 통과하여 압송된 사용하지 않은 도금액을 재공급하여 상기 정화조에서 교반된 도금액을 내장하고,
    상기 교반된 도금액은 상기 정화조의 일측에 구비된 배관을 통해 도금조로 재공급되며,
    상기 도금조 내측에 구비된 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판은 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판 각각의 상단에 결합되는 제1 급전 부스바, 제2 급전 부스바, 제3 급전 부스바를 구비하고, 상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판에 각각 고정되는 제1 금속판. 제2 금속판, 제3 금속판이 조립된 구성을 가지며,
    상기 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판의 상단에 결합되는 제1 급전 부스바, 제2 급전 부스바, 제3 급전 부스바는 전원공급장치가 연결되는 부분으로 상기 제1 급전 부스바, 제2 급전 부스바, 제3 급전 부스바를 통해 상기 전원공급장치로부터 전류를 인가받을 수 있도록 구비되고,
    상기 초음파 발생장치는 음극 지지판, 초음파 발생부 지지판 및 양극 지지판에 설치된 초음파 진동자를 더 포함하고, 상기 초음파 진동자는 전원 인가시 초음파를 발생시킬 수 있도록 구성되어 초음파를 음극의 Fe 소재를 향해 발생시키도록 설치되며,
    도금조의 내측면에는 산화방지코팅층이 형성되되, 상기 산화방지코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96중량부 내지 98중량부 및 이산화티타늄(TiO2) 2중량부 내지 4중량부가 혼합되어 이루어진 것인 Fe 소재용 초음파 도금장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바렐의 저장탱크조는,
    적어도 일부가 개구된 원기둥 형태의 원통형으로 구비되되,
    상기 원통형 내부에는 Fe 소재가 구비되는 빈 공간을 가지고, 상기 원통형 양 측면에 각각 구비된 원 모양의 제1 덮개 및 제2 덮개에는 컨베이어부의 레일과 연결되어 상하로 이동이 가능하도록 구비된 행거부;
    상기 원통형의 개구된 일부를 덮도록 구비되어, 상기 원통형의 내부에 구비되는 Fe 소재의 입출이 용이하도록 구비된 덮개부;를 포함하고,
    상기 원통형은 메쉬망구조의 형태로 이루어져 하측에 구비된 도금조에 침지할 때 초음파가 통과하여 음극의 Fe 소재에 도달할 수 있도록 초음파 탈지 처리가 가능한 것인 Fe 소재용 초음파 도금장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 초음파도금조는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리이미드 중 적어도 어느 하나로 이루어진 Fe 소재용 초음파 도금장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저장탱크조는 내부는 강도가 높은 폴리이미드로 이루어지고 외부는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지되, 상기 폴리이미드 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트가 3mm 내지 5mm 코팅된 형태로 구비된 Fe 소재용 초음파 도금장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 위치조절구조는 상기 도금조의 양 측벽 내측면에 상하로 길게 형성되고 도금조 내 수평방향으로 일정 간격 배치되는 복수 개의 가이드홈으로 구성되며, 음극에서 도금물질의 금속판이 고정된 음극 지지판, 상기 초음파 발생부에서 초음파 진동자가 고정된 초음파 발생부 지지판 및 양극에서 도금물질의 금속판이 고정된 양극 지지판 각각의 측단부위가 상기 복수 개 가이드홈 중 선택된 가이드홈에 삽입되어 결합됨으로써 음극, 초음파 발생부 및 양극의 이격거리를 제어가능하도록 하는 것인 Fe 소재용 초음파 도금장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 도금조에는 순환되는 도금액을 배관을 통해 이동하여 도금조 내의 도금액을 교반하기 위한 교반기가 더 구비되는 것인 Fe 소재용 초음파 도금장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 도금조에는 도금액을 배출하는 하나 이상의 원형으로된 배출홀과 상기 배출홀을 가역적으로 개폐하도록 구비하는 조임부를 포함하고,
    상기 조임부는 상기 배출홀의 개구정도를 단계별로 제어하여 상기 배출홀을 통하여 배출되는 도금액의 양을 제어하는 액공급기가 더 구비되는 것인 Fe 소재용 초음파 도금장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 정화조 내에는 교반기가 구비되고, 상기 정화조에는 상기 도금조에서 배출되어 여과기를 통과한 사용된 도금액이 유입되는 제1 유입배관과, 사용되지 않은 신규한 도금액이 유입되는 제2 유입배관이 별도로 구비되며,
    상기 정화조 내에서 사용된 도금액 및 신규한 도금액은 서로 혼합되어 소정의 범위의 교반된 도금액으로 밸런스를 잡고 상기 교반된 도금액은 별도의 배출배관을 통하여 배출되어 상기 도금조 내로 다시 유입되어 도금소재를 도금하기 위하여 사용되고,
    상기 정화조 내에는 교반기와 함께 상기 정화조 내로 열을 공급하는 히터와 온도센서가 더 구비되되, 상기 히터를 통하여 상기 정화조 내의 사용된 도금액 및 신규한 도금액으로 열을 공급하고, 상기 온도센서는 상기 히터를 통하여 전달되는 열이 소정의 범위를 넘지 않도록 모니터링함으로써, 상기 사용된 도금액 및 신규한 도금액으로 과도한 열이 공급되는 것을 방지하는 Fe 소재용 초음파 도금장치.
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