KR200400054Y1 - 합성수지 분말 코팅장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정전코팅유닛과 디핑코팅유닛을 이용하여 피도물을 이중으로 코팅시키도록 함으로서 피도물에 균일한 코팅층을 형성할 수 있고, 또한 코팅층의 내식성 및 내후성 그리고 접착성을 향상시킬 수 있는 합성수지 분말 코팅장치에 관한 것이다. 구체적으로는 일정온도로 가열된 피도물을 수평 및 수직으로 이동시키는 피도물 이송유닛과, 상기 피도물 이송유닛으로 이동한 피도물로 고압의 합성수지 분말을 분사시키는 스프레이건을 통해 피도물을 일차 코팅처리하는 정전코팅유닛과, 상기 일차 코팅 처리된 피도물이 담겨지는 유동조를 가지며 상기 유동조 아래에 설치된 에어박스에서 공급된 공기로 상기 유동조에 저장되어 있는 합성수지분말을 일정높이 부상시켜 피도물을 재차 코팅처리하는 디핑코팅유닛을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 합성수지 분말 코팅장치를 제시한다.

Description

합성수지 분말 코팅장치{the complex coating equipment for resin powder}

본 고안은 합성수지 분말 코팅장치에 관한 것으로서, 특히 정전코팅유닛과 디핑코팅유닛을 이용하여 피도물을 이중으로 코팅시키도록 함으로서 피도물에 균일한 코팅층을 형성할 수 있고, 또한 코팅층의 내식성 및 내후성 그리고 접착성을 향상시킬 수 있는 합성수지 분말 코팅장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 분체수지(합성수지 분말)는 폴리에틸렌(polyethylene)이나 폴리아미드(polyamide)등 기능성을 가진 합성수지계열의 재질을 분말형태로 성형한 것으로서, 이러한 합성수지 분말은 금속, 비철 및 후가공용재질의 도장에 적용되어 가전, 건축, 자동차 산업, 해양플랜트(plant)사업, 상, 하수도 및 석유가스산업등 여러분야에서 방식, 방청등의 피도물에 대한 내구성을 유지하기 위한 목적으로 광범위하게 사용되고 있다.

한편, 상기 분체수지, 즉 합성수지 분말을 이용한 도장방식으로는 대표적으로 는 정전코팅방식과 유동침적방식이 있다.

전자인 상기 정전코팅방식은 스프레이건(spray gun)을 이용하여 피도물에 합성수지 분말을 분사시켜 도막층을 형성시키는 것으로서, 이러한 정전코팅방식은 피도물의 형상이 복잡하거나 색상의 교체가 심한 피도물에 대해 낮은 설비비용과 간편한 자동화등으로 인해 그 사용범위가 넓고 다양하여 가장 일반적으로 사용되고 있다.

하지만 상기 정전코팅방식은 균일한 도막층을 형성시킬 수 없다는 단점과 함께 30~250미크론의 낮은 도막의 형성으로 강한 내후성과 접착성을 요구하는 대형 피도물등에 대해서는 만족할 만한 품질을 나타내지 못하다는 단점이 있었다.

후자인 유동침적방식(디핑(dipping)방식)은 합성수지분말이 담겨져 있는 탱크내로 피도물을 함침시켜 도막층을 형성시키는 것으로서, 이러한 디핑방식은 전술한 정전코팅방식에 비해 균일한 도막층을 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 공기층에 의해 유동된 분체도료가 부분적으로 피도물과의 접촉이 일어나지 않았을 경우에는 도막이 형성되질 않고, 이로인한 부식의 발생이 피도물의 내구연한을 감소시키는 원인으로 작용하는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 정전코팅유닛과 디핑코팅유닛을 이용하여 피도물을 이중으로 코팅시키도록 함으로서 피도물에 균일한 코팅층을 형성할 수 있고, 또한 코팅층의 내식성 및 내후성 그리고 접착성을 향상시킬 수 있는 합성수지 분말 코팅장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 정전코팅유닛에서 분사되는 합성수지분말은 상기 디핑코팅유닛인 유동조에 담겨있는 합성수지 분말을 사용토록 함으로서 정전 및 디핑코팅과정에서 코팅층의 이질감을 방지할 수 있는 합성수지 분말 코팅장치를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 피도체 이동유닛을 통해 가열된 피도물을 유동조로 신속하게 이동시켜 이동과정에서 열손실을 최소화할 수 있도록 한 합성수지 분말 코팅장치를 제공함에 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 유동조내로 공급되는 공기가 한쪽으로 편중되지 않고 규일하게 공급될 수 있도록 한 합성수지 분말 코팅장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 고안은 피도물에 합성수지 분말을 코팅시키는 장치에 있어서, 일정온도로 가열된 피도물을 수평 및 수직으로 이동시키는 피도물 이송유닛과, 상기 피도물 이송유닛으로 이동한 피도물로 고압의 합성수지 분말을 분사시키는 스프레이건을 통해 피도물을 일차 코팅처리하는 정전코팅유닛과, 상기 일차 코팅 처리된 피도물이 담겨지는 유동조를 가지며 상기 유동조 아래에 설치된 에어박스에서 공급된 공기로 상기 유동조에 저장되어 있는 합성수지분말을 일정높이 부상시켜 피도물을 재차 코팅처리하는 디핑코팅유닛을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 합성수지 분말 코팅장치를 제시한다.

상기 스프레이건은 상기 유동조에 설치되어 있는 흡입관과 연결되어 상기 유동조내에서 일정높이 부상한 합성수지 분말을 공급받아 분사시키도록 구성함이 바람직하다.

상기 에어박스의 내부에는 칸막이를 설치하여 공간을 구획 형성하고, 상기 구획된 공간마다 블로워를 각각 연결시켜 구성함이 바람직하다.

상기 유동조와 에어박스 사이에는 에어플레이트와. 상기 에어플레이트를 통과한 공기를 상기 유동조 내부로 균일하게 배출시키는 메쉬플레이트가 포함하여 구성함이 바람직하다.

상기 피도물 이송유닛은 피도물에 연결된 와이어를 권취시켜 피도물을 수직 이동시키는 윈치를 가지는 크레인과, 상기 크레인에 수평으로 설치되며 피도물을 수평 이동시키는 유압실린더로 구성함이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 기술하기로 한다.

도 1은 본 고안에서 구현하고자 하는 합성수지 분말 코팅장치의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 합성수지 분말 코팅장치(100)는 피도물 이송유닛(10)과, 정전코팅유닛(20) 그리고 디핑코팅유닛(30)을 포함하여 구성한다.

상기 피도물 이송유닛(10)은 일정온도로 가열된 피도물(1)을 코팅유닛들로 이동시키는 장치로서, 조정기의 작동에 따라 피도물(1)에 연결된 와이어(12)를 권취시켜 피도물(1)을 승, 하강시키는 윈치(14)를 가지는 크레인(16)과, 상기 크레인(16)에 수평으로 설치되며 승, 하강하는 피도물(1)을 수평으로 이동시키는 유압실린더(18)로 구성한다. 즉, 피도물(1)은 가열된 상태에서 상기 유압실린더(18)의 동작으로 수평이동하고, 윈치(14)의 동작으로 수직이동하며 코팅유닛들로 보다 신속하게 이동하게 됨으로서 이동과정에서 열손실을 최소화할 수 있게 된다.

상기 정전코팅유닛(20)은 피도물 이송유닛(10)의 동작으로 승강한 피도물(1)에 고압의 합성수지 분말을 분사시켜 일차 정전코팅시키는 장치로서, 고압정전장치(22)에 연결되어 있는 스프레이건(24)을 통해 합성수지 분말(2)을 분사시키게 된다.

이때 상기 스프레이건(24)으로 공급되는 합성수지 분말(2)은 이차 코팅장치인 디핑코팅유닛(30)인 유동조(32)에 저장되어 있는, 바람직하게는 상기 유동조(32)내에서 일정높이 부상한 합성수지 분말(2)을 사용함이 바람직하다. 즉, 상기 스프레이건(24)에 연결되어 있는 고압정전장치(22)는 유동조(30)와 흡입관(26)으로 연결되어 있으며, 따라서 정전코팅유닛(20)은 작동시 상기 흡입관(26)을 통해 유동조(32)내의 합성수지 분말(2)을 흡입한 후, 상기 스프레이건(24)을 통해 피도물(1)로 분사시키게 되는 것이다. 즉, 상기와 같이 정전코팅유닛(20)에 사용되는 합성수지 분말(2)을 디핑코팅유닛(30)인 유동조(32)에 저장되어 있는 합성수지 분말(2)을 사용토록 한 것은 동일한 재질을 통해 정전코팅과 디핑코팅의 이중코팅과정을 거치는 과정에서 피도물(1)에 형성되는 코팅층이 이질감을 가지지 않도록 하기 위함이다.

상기 디핑코팅유닛(30)은 상기 정전코팅유닛(20)을 거쳐 일차 정전코팅 처리된 피도물(1)을 재차 코팅시키는 장치로서, 내부에 적정량의 합성수지 분말(2)이 저장되어 있는 유동조(32)와, 상기 유동조(32) 아래에 위치하며 블로워(40)에서 공급된 공기를 상기 유동조(32) 바닥으로 배출시키는 에어박스(34)를 포함하여 구성한다. 이때 상기 에어박스(34)의 내부는 첨부된 도 2에 도시한 바와 같이, "+"형태로 칸막이(36)를 설치하여 내부에 공간(38)을 구획 형성하고, 상기 구획된 공간(38)마다 블로워(40)를 각각 연결시켜 구성함이 바람직하며, 이는 에어박스(34)를 통해 유동조(32)로 배출되는 공기가 어느 한쪽으로만 편중되지 않고, 유동조(32) 바닥 전체로 골고루 분포하며 배출되도록 하기 위함이다.

한편, 상기 유동조(32)와 에어박스(34)의 사이에는 에어플레이트(42)와, 메쉬플레이트(44)가 순차적으로 설치된다.

상기 에어플레이트(42)는 에어박스(34) 상단에 위치하며 상기 에어박스(34)에서 배출되는 공기를 통과시키는 과정에서 공기중에 함유된 이물질을 걸러주게 된다. 이때 상기 에어플레이트(42)는 폴리에스테르 재질의 직물지(Polyester fabric)를 사용함이 바람직하다.

상기 메쉬플레이트(44)는 다공질 구조로서, 상기 에어플레이트(42)를 통과한 공기를 유동조(32)내로 균일하게 배출시키는 기능과 함께 디핑코팅과정에서 피도물(1)이 낙하는 사고가 발생할 경우, 상기 피도물(1)을 이를 받쳐줘 에어플레이트(42)가 파손되는 것을 방지시키는 안전망의 기능을 겸비하게 된다.

상기한 구성의 디핑코팅유닛(30)은 블로워(40)에서 공급된 공기가 에어박스(34)를 거쳐 에어플레이트(42) 및 메쉬플레이트(44)를 차례로 통과한 후, 유동조(32) 내부 바닥으로 균일하게 배출되면 상기 유동조(32)에 저장되어 있던 합성수지 분말(2)은 공기와 혼합된 상태에서 공기의 배출압력으로 유동조(32)의 바닥에서 일정높이 부상하게 되며, 이 상태에서 전술한 피도물 이송유닛(10)의 동작에 따라 피도물(1)을 유동조(32)내로 투입함으로서 일차 정전코팅 처리된 피도물(1)은 유동조내에서 재차 코팅 처리되어 됨으로서 피도물에 코팅막(도막)을 균일하게 형성시킬 수 있다. 또한 이중 코팅작업을 통해 코팅막의 내식성 및 내후성 그리고 접착성을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 합성수지 분말 코팅장치(100)를 이용한 코팅처리공정을 첨부된 도 3을 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 전처리 공정을 거친 후(110단계), 가열공정을 거쳐 피도물(1)을 일정온도, 바람직하게는 260℃~300℃로 가열하게 된다.(120단계)

다음, 가열된 피도물(1)은 피도물 이송유닛(10)의 동작으로 신속하게 이동하게 되는 데, 이때 정전코팅유닛(20)을 통해 피도물(1)의 표면에 유동조(32)에 저장되어 있는 합성수지 분말(1)을 고압으로 분사시켜 피도물(1)을 일차 정전코팅시키게 된다.(130단계)

이후, 일차 정전코팅 처리된 피도물(1)은 다시 피도물 이송유닛(10)의 동작으로 디핑코팅유닛(30)인 유동조(32)내에 담겨져 상기 유동조(32)내에서 일정높이 부상한 합성수지 분말(2)로 재차 디핑코팅시키게 된다.(140단계)

다음, 정전코팅 및 디핑코팅공정을 거쳐 이중 코팅작업이 완료된 피도물(1)은 표면의 용융정도를 판단하여 필요에 따라 가스토치등의 가열수단으로 후가열시켜 보정작업을 수행한다.(150단계)

이후, 후가열공정을 거친 피도물은 냉각공정(160단계)를 거치게 되는 데, 이때 냉각공정은 인위적인 냉각수단을 사용하는 것이 아니라 대기중에 피도물을 노출시켜 자연냉각시켜 피도물의 온도가 서서히 냉각되도록 함이 바람직하며, 이는 피도물과 코팅층간의 접착력이 급격한 온도차로 인해 저하되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 냉각공정을 거쳐 완제품으로 코팅 처리된 피도물이 보관 과정에서 취급 부주위로 일부 코팅층이 손상될 경우에는 분체코팅필름과 인두를 이용하여 코팅층이 손상된 부위를 리페어(Repair)시킨 후(170단계), 최종적으로 마무리 공정(180단계)을 거쳐 피도물 코팅작업을 완료한다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 고안은 다음과 같은 많은 효과들을 달성한다.

첫 번째로 정전코팅유닛과 디핑코팅유닛을 이용하여 피도물을 이중으로 코팅시키도록 함으로서 피도물에 균일한 코팅층을 형성할 수 있고, 또한 코팅층의 내식성 및 내후성 그리고 접착성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

두 번째로 정전코팅유닛에서 분사되는 합성수지분말은 상기 디핑코팅유닛인 유동조에 담겨있는 합성수지 분말을 사용토록 함으로서 정전 및 디핑코팅과정에서 코팅층의 이질감을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

세 번째로 피도체 이동유닛을 통해 가열된 피도물을 유동조로 신속하게 이동시켜 이동과정에서 열손실을 최소화할 수 있는 효과를 가진다.

네 번째로 유동조내로 공기를 배출하는 유동조의 구조를 통해 유동조 내부 전체로 공기를 균일하게 배출할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 합성수지 분말 코팅장치의 구조를 도시한 정면도.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 에어박스의 내부구조를 절개하여 도시한 평단면도.

도 3은 본 고안의 합성수지 분말 코팅장치를 이용한 코팅처리공정을 도시한 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 피도물 2: 합성수지 분말

10: 피도물 이송유닛 14: 윈치

16: 크레인 18: 유압실린더

20: 정전코팅유닛 24: 스프레이건

26: 흡입관 30: 디핑코팅유닛

32: 유동조 34: 에어박스

36: 칸막이 42: 에어플레이트

44: 메쉬플레이트

Claims (5)

1. 피도물에 합성수지 분말을 코팅시키는 장치에 있어서,

   일정온도로 가열된 피도물(1)을 수평 및 수직으로 이동시키는 피도물 이송유닛(10)과;

   상기 피도물 이송유닛(10)으로 이동한 피도물(1)로 고압의 합성수지 분말을 분사시키는 스프레이건(24)을 통해 피도물(1)을 일차 코팅처리하는 정전코팅유닛(20)과;

   상기 일차 코팅 처리된 피도물(1)이 담겨지는 유동조(32)를 가지며 상기 유동조(32) 아래에 설치된 에어박스(34)에서 공급된 공기로 상기 유동조(32)에 저장되어 있는 합성수지 분말(1)을 일정높이 부상시켜 피도물(1)을 재차 코팅처리하는 디핑코팅유닛(30)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 합성수지 분말 코팅장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스프레이건(24)은 상기 유동조(32)에 설치되어 있는 흡입관(26)과 연결되어 상기 유동조(32)내에서 일정높이 부상한 합성수지 분말(2)을 공급받아 분사시키도록 구성함을 특징으로 하는 합성수지 분말 코팅장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 에어박스(34)의 내부에는 칸막이(36)를 설치하여 공간(38)을 구획 형성하고, 상기 구획된 공간(38)마다 블로워(40)를 각각 연결시켜 구성함을 특징으로 하는 합성수지 분말 코팅장치;
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 유동조(32)와 에어박스(34) 사이에는 에어플레이트(42)와. 상기 에어플레이트(42)를 통과한 공기를 상기 유동조(32) 내부로 균일하게 배출시키는 메쉬플레이트(44)가 포함되어 설치됨을 특징으로 하는 합성수지 분말 코팅장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 피도물 이송유닛(10)은;

   피도물(1)에 연결된 와이어(12)를 권취시켜 피도물(1)을 수직 이동시키는 윈치(14)를 가지는 크레인(16)과;

   상기 크레인(16)에 수평으로 설치되며 피도물(1)을 수평 이동시키는 유압실린더(18)로 구성함을 특징으로 하는 합성수지 분말 코팅장치.