KR20050016854A - 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치 - Google Patents

알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치

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KR20050016854A
KR20050016854A KR1020030053770A KR20030053770A KR20050016854A KR 20050016854 A KR20050016854 A KR 20050016854A KR 1020030053770 A KR1020030053770 A KR 1020030053770A KR 20030053770 A KR20030053770 A KR 20030053770A KR 20050016854 A KR20050016854 A KR 20050016854A
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Abstract

본 발명은 in-line 연속 자동화 설비에 있어서 각 공정들은 이송라인을 타고 이송되므로 in-line 공정에 맞는 세정, 수세, 전기화학에칭, 양극산화 피막처리 공정의 개발과 공정에 따른 라인속도와 처리조의 규격을 설정하였고, 각 공정별로 온도, 농도 등을 온도조절기와 농도조절기를 이용하여 일정하게 유지함으로써 고품질 유지가 가능하며, 액의 순환 방식을 이용하여 액의 손실을 방지할 수 있어 원가절감이 가능한 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화 장치에 관한 것으로서, 알루미늄판재(1)를 공급받아 황산(H2SO4)용액을 분사하여 표면에 부착된 이물질을 제거하는 화학세정조(2)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제1수세조(3)로 이루어지는 세정수단(10)과; 상기 세정수단(10)으로부터 배출된 알루미늄판재(1)의 표면에 수산화나트륨(NaOH) 용액을 분사하여 표면조도를 균일하게 처리하는 조도균일화조(4)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제2수세조(5)로 이루어지는 활성처리수단(20)과; 상기 활성처리수단(20)으로부터 배출된 알루미늄판재(1)에 염산용액을 분사하면서 간접전원을 공급하여 알루미늄 판재(1)의 표면에 거친 면을 형성하는 전기화학 에칭조(6)와, 이로부터 배출된 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제3수세조(7)로 이루어지는 전기화학 간접에칭수단(30)과; 상기 전기화학 간접에칭수단(30)으로부터 배출된 알루미늄판재(1)의 표면에 질산(HNO3)용액을 분사하여 중화처리하는 중화처리조(8)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제4수세조(9)로 이루어지는 중화처리수단(40)과; 상기 중화처리수단(40)으로부터 배출된 알루미늄 판재(1)의 표면에 황산(H2SO4)용액을 분사하면서 간접전원을 공급하여 양극산화피막을 형성하는 양극산화 피막처리조(11)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제5수세조(12)로 이루어지는 양극산화 피막처리수단(50)과; 상기 양극산화 피막처리수단(50)으로부터 배출된 판재를 고온의 물에 완전 침적시켜 세정하는 탕세조(13)와, 세정 완료된 판재를 건조하는 건조기(14)로 이루어지는 세정건조수단(60)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공한다.

Description

알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치{Continuous Automatic Facilities for Electrochemical Indirect Etching of Aluminium Plate}
본 발명은 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 in-line 연속 자동화 설비에 있어서 각 공정들은 이송라인을 타고 이송되므로 in-line 공정에 맞는 세정, 수세, 전기화학에칭, 양극산화 피막처리 공정의 개발과 공정에 따른 라인속도와 처리조의 규격을 설정하였고, 각 공정별로 온도, 농도 등을 온도조절기와 농도조절기를 이용하여 일정하게 유지함으로써 고품질 유지가 가능하며, 액의 순환 방식을 이용하여 액의 손실을 방지할 수 있어 원가절감이 가능한 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 주방용품 혹은 전자/기계 부품의 표면특성을 부여하기 위하여 불화탄소수지를 알루미늄 판재에 코팅하여 사용하고 있다.
상기의 주방용품으로 사용하는 판재의 표면에 코팅하기 위해서는 표면의 밀착력을 증대시키기 위해 기계적, 화학적, 전기화학적으로 표면을 거칠게 한 후 불화탄소수지를 코팅하는 방식을 적용하고 있다.
기존의 재래식 방법은 알루미늄 판재를 래크에 설치하여 에칭 한 후 수세와 양극산화 등의 일련의 공정을 거치고 래크에서 꺼내어 불화탄소수지를 코팅하여 제품을 생산하는 방법으로 일련의 공정들은 판재를 래크에 설치하고 꺼내는 작업의 반복으로 이루어져 있을 뿐 아니라 공정 간의 작업이 수작업과 호이스트에 의해 부분자동으로 작업하고 있다.
이러한 공정 간에 이루어지는 수작업으로 인하여 생산성이 떨어지고 공정 간에 적절한 처리 미숙 혹은 처리시간의 지연 등으로 인해 품질 유지의 어려움이 있으며, 생산시 발생되는 세정 및 에칭용액의 미스트나 가스로 인해 3D 업종으로서 작업자들이 기피하는 등의 어려움으로 인하여, 결과적으로 생산효율이 떨어지고 생산원가를 높이고 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저단가와 일정한 고품질을 유지하기 위하여 무인화에 가까운 in-line 공정 자동화에 맞는 세정, 수세, 활성화 처리, 전기화학 간접에칭, 중화처리, 양극산화 피막처리 공정을 개발하고, 그 공정에 따른 라인 이송설비, 처리조의 용액관리 및 간접에칭과 양극산화 피막처리에 따른 장치를 개발하여 효율적으로 장치를 관리할 수 있도록 구성된 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알루미늄 판재를 공급받아 기계적으로 연마한 후 황산(H2SO4)용액을 분사하여 표면에 부착된 이물질을 제거하는 화학세정조와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제1수세조로 이루어지는 세정수단과; 상기 세정수단으로부터 배출된 알루미늄판재의 표면에 수산화나트륨(NaOH) 용액을 분사하여 표면조도를 균일하게 처리하는 조도균일화조와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제2수세조로 이루어지는 활성처리수단과; 상기 활성처리수단으로부터 배출된 알루미늄 판재에 염산용액을 분사하면서 간접전원을 공급하여 알루미늄 판재의 표면에 거친 면을 형성하는 전기화학 에칭조와, 이로부터 배출된 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제3수세조로 이루어지는 전기화학 간접에칭수단과; 상기 전기화학 간접에칭수단으로부터 배출된 알루미늄 판재의 표면에 질산(HNO3)용액을 분사하여 중화처리하는 중화처리조와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제4수세조로 이루어지는 중화처리수단과; 상기 중화처리수단으로부터 배출된 알루미늄 판재의 표면에 황산(H2SO4)용액을 분사하면서 간접전원을 공급하여 양극산화피막을 형성하는 양극산화 피막처리조와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제5수세조로 이루어지는 양극산화 피막처리수단과; 상기 양극산화 피막처리 수단으로 부터 배출된 판재를 고온의 물에 완전 침적시켜 세정하는 탕세조와, 세정 완료된 판재를 건조하는 건조기로 이루어지는 세정건조수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 화학세정조, 조도균일화조 및 중화처리조가 내부에 일정 간격으로 배치된 이송롤러의 상부에 위치하는 분사노즐과, 하부에 보조필터를 구비하여 배관되는 저장탱크와, 이의 일측에 설치된 온도센서와 연결되어 저장탱크 하부에 설치되는 가열기와, 상기 저장탱크의 일측에 설치된 농도센서와 연결되어 용액 원액을 공급하는 원액탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공하게 되며,
또한, 본 발명은 상기 제 1 내지 제5수세조가 내부에 일정 간격으로 배치된 이송롤러의 상하부에 위치하는 분사노즐과, 하부에 보조필터를 구비하여 배관되는 저장탱크와, 이의 일측에 설치된 온도센서와 연결되어 저장탱크 하부에 설치되는 가열기와, 상기 저장탱크의 일측에 설치된 농도센서와 연결되어 순수를 공급하는 순수탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 전기화학 에칭조가 내부에 일정간격으로 배치된 이송롤러 사이공간에 위치하는 전극과, 이에 전원을 공급하는 정류기와, 상기 전극의 상부에 위치하는 분사노즐과, 하부에 보조필터를 구비하여 배관되는 보조탱크와, 이와 배관되어 상기 분사노즐에 용액을 공급하는 여과 및 순환펌프와, 상기 보조탱크의 일측에 설치된 온도센서와 연결되면서 보조탱크의 하부에 설치되는 가열기와, 상기 보조탱크의 일측에 설치된 농도센서와 연결되어 용액 원액을 공급하는 원액탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공하게 되며,
또한, 상기 양극산화 피막처리조는 내부에 일정간격으로 배치된 이송롤러 사이공간에 위치하는 전극과, 이에 전원을 공급하는 정류기와, 상기 전극의 상부에 위치하는 분사노즐과, 하부에 보조필터를 구비하여 배관되는 저장탱크와, 이와 배관되어 상기 분사노즐에 용액을 공급하는 여과 및 순환펌프와, 상기 저장탱크의 일측에 설치된 온도센서와 연결되면서 저장탱크와 배관되어 용액의 온도를 조절하는 열교환기와, 상기 저장탱크의 일측에 설치된 농도센서와 연결되어 용액 원액을 공급하는 원액탱크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 탕세조는 하부에 설치되는 가열기와, 내부에 수용된 물에 침적되도록 설치되는 이송롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공하게 되며,
또한, 본 발명의 전기화학 에칭조 및 양극산화 피막처리조는 내부에 일정간격으로 배치된 이송롤러의 직상부에 격막이 근접 설치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 판재 상에 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치의 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치는 크게, 세정단계와 활성화처리단계, 전기화학 간접에칭단계, 중화처리단계, 양극산화 피막처리단계 및 세정건조단계로 구분되어 설치된다.
즉, 상기 세정단계는 알루미늄 판재의 표면에 부착된 유지 및 이물질을 황산(H2SO4)용액으로 제거하여 세정하는 공정이고,
상기 활성화처리단계는 세정된 알루미늄 판재의 표면에 수산화나트륨(NaOH) 용액을 분사하여 표면조도를 균일하게 처리한 다음, 세정하는 공정이며,
상기 전기화학 간접에칭단계는 표면조도가 균일하게 처리된 알루미늄 판재에 간접전원을 공급하면서 염산용액을 분사하여 일정한 표면거칠기를 형성한 다음, 세정하는 공정이고,
상기 중화처리단계는 일정하게 표면거칠기가 형성된 알루미늄 판재의 표면에 질산(HNO3)용액을 분사하여 중화처리한 다음, 세정하는 공정이며,
상기 양극산화 피막처리단계는 중화처리된 알루미늄 판재에 간접전원을 공급하면서 황산(H2SO4)용액을 분사하여 양극산화피막을 표면에 형성한 다음, 세정하는 공정인 것이다.
마지막으로, 세정건조단계는 상기 양극산화 피막 처리된 알루미늄 판재를 고온의 물에 침적시켜 봉공처리 및 잔류하는 산성분을 제거한 다음, 열풍으로 건조하는 공정이다.
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치의 전체 구성을 도시한 개념도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치는 먼저, 알루미늄 판재(1)의 이송라인을 이송롤러(15)로서 구성한다.
본 발명의 장치에서 사용되는 이송롤러(15)는 동력 전달용 구동모터와 감속기, 체인(미도시)에 의하여 구동되도록 구성되어지고, 특히 이송롤러(15)는 내약품성이 있는 재질로 약 300℃의 온도에 견딜 수 있고, 이송되는 판재(1)와 밀착력을 가지고 이송할 수 있도록 내부에 10~30㎜축과 외부에 신축성 있는 고무재질을 입혀 50~90㎜의 외경을 가지도록 하고, 롤러와 롤러 사이의 간격은 50~150㎜로 배치한다.
상기와 같은 구성으로 이루진 이송롤러(15)는 각 장치부들에 연속적으로 설치됨으로써 연속공정이 가능하도록 구성한다.
본 발명의 장치는 상기 설명한 바와 같이, 세정수단(10)과 활성화처리수단(20), 전기화학 간접에칭수단(30), 중화처리수단(40), 양극산화 피막처리수단(50) 및 세정건조수단(60)으로 구분되어 설치되며, 각 장치부에 설치되는 수세조(3,5,7,912) 및 세정건조수단(60)의 탕세조(13)는 부가적으로 하나 이상이 설치되어 처리된 알루미늄 판재(1)의 세정능을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 각 처리욕조의 구성을 도시한 장치 연결도이다.
본 발명을 구성하는 각각의 처리욕조, 즉 화학세정조(2)와 조도균일화조(4) 및 중화처리조(8)는 내부에 상기 설명한 이송롤러(15)가 일정간격으로 다수 설치되어 있으며, 상기 이송롤러(15)의 상부에 위치하는 분사노즐(22)이 분배관(21)이 배관되어 위치하게 된다.
상기 분사노즐(22)은 알루미늄 판재(1) 일면에 고르게 처리 용액이 분사될 수 있도록 지름 1~7㎜ 범위의 노즐크기로 1~10ℓ/min 양으로 윗부분에서 분사되도록 구성되며, 노즐(22)의 간격은 노즐지름을 고려하여 50~150㎜ 범위 내 일정간격으로 이송롤러(15)와 롤러(15) 사이의 중앙에 배치되도록 한다.
상기와 같이 설치되는 분사노즐(22)로 저장탱크(24)에 배관 설치된 여과 및 순환펌프(16)가 용액을 이송하여 공급하면 용액이 판재(1)에 분사되는 것이며,
상기 분사노즐(22)로부터 용액이 이송되는 알루미늄 판재(1) 표면에 분사되어 처리되면, 분사된 용액은 각 처리욕조(2,4,8)의 하부에 배관 설치된 저장탱크(24)로 흘러들어가게 되며,
상기 저장탱크(24)로 유입되면서 배관에 설치된 보조필터(23)를 통하여 여과되어 함유된 반응생성물이나 이물질의 용액 혼입을 방지함으로써 용액의 수명을 연장시키고 재활용시 처리용액의 성능을 유지시킨다.
또한, 각 처리욕조(2,4,8)는 내약품성이 있는 재질이면서 약 150℃의 온도에 견딜 수 있는 금속재질로 하되, 용액이 하부에 배관 설치된 저장탱크(24)로 흘러들어가게 하는 출수구의 크기는 유량을 고려하여 판재의 표면을 기준으로 판재 상부에 5~15㎜ 범위로 용액이 채워진 다음 아래로 흘러내릴 수 있도록 설계하여 판재(1)와 용액의 반응이 원활하도록 조절한다.
또한, 상기 저장탱크(24)에는 일측에 용액의 온도를 감지하는 온도센서(26)를 설치하고, 이에 연결되어 감지된 온도에 따라 작동할 수 있도록 가열기(25)를 상기 저장탱크(24) 하부에 설치한다.
또한, 상기 저장탱크(24)의 타측에는 용액의 농도를 측정하기 위한 농도센서(27)가 설치되며, 이와 연결되어 용액 원액을 공급하는 원액탱크(28)로부터 공급할 수 있도록 공급펌프(29)가 상기 저장탱크(24)에 배관 설치된다.
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 각 수세조의 구성을 도시한 장치 연결도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 제1 내지 제5수세조(3,5,7,9,12)는 내부에 상기 설명한 이송롤러(15)가 일정간격으로 다수 설치되어 있으며, 상기 이송롤러(15)의 상하부에 위치하는 분사노즐(38)이 상하부 분배관(37)에 배관되어 위치하게 된다.
상기 분사노즐(38)은 알루미늄 판재(1) 양면에 고르게 처리 물이 분사될 수 있도록 지름 1~7㎜ 범위의 노즐크기로 1~10ℓ/min 양으로 분사되도록 구성되며, 분사노즐(38)의 간격은 노즐지름을 고려하여 50~150㎜ 범위 내 일정간격으로 이송롤러(15)와 롤러(15) 사이의 중앙에 배치되도록 한다.
또한, 각각의 수세조(3,5,7,9,12)는 일반적인 물 분사량의 2~5배 양으로 분사되도록 구성할 수 있으며, 소위 이러한 물분사를 제트분사라고 하며, 이러한 제트분사에서의 상하부 분사노즐(38)의 간격은 노즐지름을 고려하여 30~100㎜ 범위에서 일정간격으로 이송롤러(15)와 롤러 사이의 중앙에 배치되도록 할 수 있다.
상기와 같이 설치되는 분사노즐(38)로 저장탱크(31)에 배관 설치된 여과 및 순환펌프(16)가 물을 이송하여 공급하면 용액이 판재(1)에 분사되며,
상기 분사노즐(22)로부터 이송된 물이 알루미늄 판재(1) 표면에 분사되어 처리되면, 분사된 물은 각 수세조(3,5,7,9,12)의 하부에 배관 설치된 저장탱크(31)로 흘러들어가게 되며,
상기 저장탱크(31)로 유입되면서 배관에 설치된 보조필터(36)를 통하여 여과되어 함유된 반응생성물이나 이물질의 용액 혼입을 방지함으로써 용수의 수명을 연장시키고 재활용 효율을 향상시킨다.
또한, 각 수세조(3,5,7,9,12)는 내약품성이 있는 재질로 약 150℃의 온도에 견딜 수 있는 재질로 하고, 물이 저장탱크(31)로 흘러들어가게 하는 출수구의 크기는 최대한 크게 하여 판재(1)가 물에 잠기는 일이 없도록 제조한다.
또한, 상기 저장탱크(31)에는 일측에 용액의 온도를 감지하는 온도센서(31)를 설치하고, 이에 연결되어 감지된 온도에 따라 작동할 수 있도록 가열기(39)를 상기 저장탱크(31) 하부에 설치한다.
또한, 상기 저장탱크(31)의 타측에는 수세수의 농도를 측정하기 위한 농도센서(33)가 설치되며, 이와 연결되어 순수를 공급하는 순수탱크(35)로 부터 공급할 수 있도록 공급펌프(34)가 상기 저장탱크(31)에 배관 설치된다.
도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 전기화학 에칭수단을 도시한 장치도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 전기화학 에칭조(6)는 내부 상부에 이송롤러(15)를 일정간격으로 배치하여 구비한다.
이송롤러(15)는 상기 설명한 바와 같이, 동력 전달용 모터와 감속기, 체인(미도시)으로 구동가능하게 구성되며, 특히 이송롤러(15)는 내약품성이 있는 재질이면서 약 300℃의 온도에 견딜 수 있고 판재(1)와의 밀착력을 가지고 이송할 수 있는 재질로 하되, 내부에 10~30㎜ 축과 외부에 신축성 있는 고무재질을 입혀 50~90㎜의 외경을 가지도록 하고, 이송롤러(15)와 롤러 사이의 간격은 50~150㎜로 배치한다.
한편, 본 발명을 구성하는 전기화학 에칭조(6)는 전극(45)이 설치되는데, 이때 전원공급이 이루어지는 과정에서 전극(45)의 전원접점은 판재(1)의 표면처리 방향에 따라 설치하고 전원공급이 원활히 이루어지도록 설계하여야 한다.
상기 전극(45)은 설치된 이송롤러(15)의 사이공간부에 롤러(15)와 간격이 1~15㎜가 되도록 위치하게 되며, 전극(45)은 전원을 공급하는 정류기(41)와 전기배선(48)으로 연결되어지는 것이다.
또한, 상기 전극(45)은 양극과 음극으로 구성되는데, 양극의 재질은 전류의 통전량을 고려하여 탄소막대를 이용하되 직육면체의 형태로 하여 판재(1)와의 거리를 1~15㎜로 유지하도록 함으로써 용액과 접촉되어 전원공급이 원활하게 이루어지도록 하여 에칭의 효과를 극대화시키도록 구성한다.
또한, 상기 전극(45)에서 양극과 음극 다음에 양극의 배치 전에 격막(47)을 설치하여 전류가 다음 전극에 영향을 미치지 않도록 구성한다.
상기와 같이 설치되는 각각의 전극(45)의 상부에는 용액을 분사하는 분사노즐(46)이 설치된다.
즉, 상기 분사노즐(46)은 이송되는 판재(1) 일면에 고르게 처리용액이 분사될 수 있도록 지름 1~7㎜ 범위의 노즐크기로 1~10ℓ/min 양으로 윗부분에서 분사되도록 하면서, 노즐간격은 노즐지름을 고려하여 50~150㎜ 범위 내 일정간격으로 이송롤러(15)와 롤러 사이, 즉 전극(45)의 상부에 배치되도록 한다.
상기와 같이 설치되는 분사노즐(46)로 분사된 처리용액은 처리조(6a)에 일단은 수용되며, 처리조(6a) 수위가 높아져 사용된 용액이 양측으로 흘러넘치게 되면, 용액은 하부에 배관 설치된 저장탱크(43)로 유입된다.
상기 저장탱크(43)의 배관부에는 사용된 용액에 함유된 반응생성물이나 이물질의 용액혼입을 막기 위한 보조필터(44)가 부가적으로 구비되어 있기 때문에 저장탱크(43)로 유입되는 용액의 수명을 연장시키고, 재활용시 처리용액의 성능을 유지시킬 수 있다.
따라서, 저장탱크(43)와 배관되어 상기 분사노즐(46)로 여과 및 순환펌프(42)를 통하여 항시 처리용액을 안정하게 공급할 수 있도록 하는 것이다.
상기 전기화학 에칭조(6)의 내부에 구비되는 처리조(6a)는 상기의 공정에 있어서 내약품성이 있는 재질로 구성하면서, 약 150℃의 온도에 견딜 수 있는 재질로 구성한다.
또한, 처리용액이 저장탱크(43)로 흘러들어가게 하는 출수구의 크기는 유량을 고려하여 판재의 표면을 기준으로 5~15㎜ 범위로 용액이 채워진 다음 아래로 흘러내릴 수 있도록 설계하여 판재(1)와 용액의 반응이 원활하도록 조절한다.
또한, 전기화학 에칭조(6)는 별도의 온도조절수단을 구비하는데, 이는 상기 저장탱크(43)의 일측에 설치된 온도센서(49)와 연결되면서 저장탱크(43)의 하부에 설치되는 가열기(48)로 구성된다.
즉, 상기 온도센서(49)로부터 용액의 온도가 감지되면, 이에 따라 가열기(48)가 자동으로 작동되도록 구성하는 것이다.
또한, 본 발명의 전기화학 에칭조(6)는 일측에 별도의 농도조절수단을 구비하는데, 이는 상기 저장탱크(43)의 일측에 설치된 농도센서(53)와 연결되어 용액 원액을 공급하는 공급펌프(52)와 이에 배관된 원액탱크(51)로 구성된다.
즉, 상기 농도센서(53)로부터 저장탱크(43)에 수용된 용액의 농도가 감지되면, 이에 따라 공급펌프(52)가 작동하여 용액의 원액을 원액탱크(51)로부터 공급할 수 있도록 구성하는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 양극산화 피막처리수단을 도시한 장치도이다. 상기의 장치는 도 3에서 나타낸 바와 같이 구성하되, 전기화학 에칭장치와 유사하며, 차이점은 전원공급에 있어서 음극을 판재의 윗부분에 배치하고 양극을 판재의 아랫부분에 배치하여 음극과 마주보는 판재의 면이 양극 산화 처리되도록 하는 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 양극산화 피막처리조(11)는 상기 설명한 전기화학 에칭조(7)의 구성과 거의 유사하며, 단지 차이가 나는 부분은 전원공급에 있어서 전극(45)의 음극(45b)이 판재(1)의 상부에 배치되고, 양극(45a)이 판재(1)의 하부에 배치되어 전극(45)의 음극(45b) 및 양극(45a)이 대면하도록 위치하여 이송되는 판재(1)의 면이 양극산화 처리되도록 구성한 것이다.
또한, 상기 설명한 전기화학 에칭조(7)는 저장탱크(43)에 온도를 조절하기 위한 온도조절수단(온도센서, 가열기)이 구비되는 반면에, 양극산화 피막처리조(11)는 처리용액이 일정 온도로 유지되어야 하기 때문에 가열수단이 아니라 열교환기(61)를 상기 저장탱크(43)와 배관 설치하여 온도센서(49)에 의하여 감지된 온도에 따라 용액의 온도를 일정하게 유지하고 있다.
그 외 장치부분은 상기 설명한 전기화학 에칭조(7)의 구성과 동일하게 구성한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 양극산화 피막처리조(11)에 의하여 피막처리되고 세정되어 배출된 알루미늄 판재(1)는 세정건조수단(60)으로 진입하게 되며,
진입된 알루미늄 판재(1)는 탕세조(13)로 이송롤러(15)를 따라 고온의 물 속에 침적하게 되어 이송되어지면서 최종 세정작업이 이루어진다.
상기 탕세조(13)에서 세정작업이 완료된 판재(1)는 탕세조(13)의 물로부터 이송롤러(15)에 의하여 빠져나와 건조기(14)로 이송되며, 건조기(14)로 이송된 알루미늄 판재(1)는 열풍건조에 의하여 완전 건조되어 배출되는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에서 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치는 처리가 마무리된 알루미늄 판재(1)를 기존의 알루미늄 연속 자동 코팅장치와 연계하여 완제품의 자동화라인을 완성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 저단가와 일정한 고품질을 유지하기 위해 무인화에 가까운 In-line 공정 자동화에 맞는 세정, 수세, 활성화 처리, 전기화학 간접에칭, 중화처리, 양극산화 피막처리 공정을 개발하고 공정에 따른 라인 이송설비, 처리조의 용액관리장치와 공급장치, 전원공급장치 등을 개발한 것으로서, 제품의 단가를 낮추기 위한 대량생산에 적합하도록 장치를 구성하였으며, 최종 제품의 시험에 따른 조건설정으로 일정한 고품질을 유지할 수 있으며, 자동용액의 조절과 용액의 순환방식을 이용하여 용액의 손실을 방지할 수 있어 원가절감이 가능한 유용한 기술이다.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 판재 상에 전기화학 간접에칭 장치의 공정도;
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치의 전체 구성을 도시한 개념도;
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 각 처리조의 구성을 도시한 장치 연결도;
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 각 수제조의 구성을 도시한 장치 연결도;
도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 전기화학 에칭수단을 도시한 장치도;
도 6은 본 발명에 따른 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치를 구성하는 양극산화 피막처리수단을 도시한 장치도이다.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
1:알루미늄판재 2:화학세정조 3:제1수세조 10:세정수단
4:조도균일화조 5:제2수세조 20:활성처리수단 13:탕세조
6:전기화학 에칭조 7:제3수세조 30:전기화학 간접에칭수단
8:중화처리조 9:제4수세조 40:중화처리수단 14:건조기
11:양극산화 피막처리조 12:제5수세조 50:양극산화 피막처리수단

Claims (8)

  1. 알루미늄판재(1)를 공급받아 황산(H2SO4)용액을 분사하여 표면에 부착된 이물질을 제거하는 화학세정조(2)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제1수세조(3)로 이루어지는 세정수단(10)과;
    상기 세정수단(10)으로부터 배출된 알루미늄판재(1)의 표면에 수산화나트륨(NaOH) 용액을 분사하여 표면조도를 균일하게 처리하는 조도균일화조(4)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제2수세조(5)로 이루어지는 활성처리수단(20)과;
    상기 활성처리수단(20)으로부터 배출된 알루미늄판재(1)에 염산용액을 분사하면서 간접전원을 공급하여 알루미늄 판재(1)의 표면에 거친 면을 형성하는 전기화학 에칭조(6)와, 이로부터 배출된 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제3수세조(7)로 이루어지는 전기화학 간접에칭수단(30)과;
    상기 전기화학 간접에칭수단(30)으로부터 배출된 알루미늄판재(1)의 표면에 질산(HNO3)용액을 분사하여 중화처리하는 중화처리조(8)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제4수세조(9)로 이루어지는 중화처리수단(40)과;
    상기 중화처리수단(40)으로부터 배출된 알루미늄 판재(1)의 표면에 황산(H2SO4)용액을 분사하면서 간접전원을 공급하여 양극산화피막을 형성하는 양극산화 피막처리조(11)와, 이로부터 배출되는 판재의 상하부면에 물을 분사하여 세정하는 제5수세조(12)로 이루어지는 양극산화 피막처리수단(50)과;
    상기 양극산화 피막처리수단(50)으로부터 배출된 판재를 고온의 물에 완전 침적시켜 세정하는 탕세조(13)와, 세정 완료된 판재를 건조하는 건조기(14)로 이루어지는 세정건조수단(60)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학세정조(2), 조도균일화조(4) 및 중화처리조(8)는 내부에 일정 간격으로 배치된 이송롤러(15)의 상부에 위치하는 분사노즐(22)과, 하부에 보조필터(23)를 구비하여 배관되는 저장탱크(24)와, 이의 일측에 설치된 온도센서(26)와 연결되어 저장탱크(24) 하부에 설치되는 가열기(25)와, 상기 저장탱크(24)의 일측에 설치된 농도센서(27)와 연결되어 용액 원액을 공급하는 원액탱크(28)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 내지 제5수세조(3,5,7,9,12)는 내부에 일정 간격으로 배치된 이송롤러(15)의 상하부에 위치하는 분사노즐(38)과, 하부에 보조필터(23)를 구비하여 배관되는 보조탱크(31)와, 이의 일측에 설치된 온도센서(32)와 연결되어 보조탱크(31) 하부에 설치되는 가열기(39)와, 상기 보조탱크(31)의 일측에 설치된 농도센서(33)와 연결되어 순수를 공급하는 순수탱크(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기화학 에칭조(6)는 내부에 일정간격으로 배치된 이송롤러(15) 사이공간에 위치하는 전극(45)과, 이에 전원을 공급하는 정류기(41)와, 상기 전극(45)의 상부에 위치하는 분사노즐(46)과, 하부에 보조필터(44)를 구비하여 배관되는 저장탱크(43)와, 이와 배관되어 상기 분사노즐(46)에 용액을 공급하는 여과 및 순환펌프(42)와, 상기 저장탱크(43)의 일측에 설치된 온도센서(49)와 연결되면서 저장탱크(43)의 하부에 설치되는 가열기(48)와, 상기 저장탱크(43)의 일측에 설치된 농도센서(53)와 연결되어 용액 원액을 공급하는 원액탱크(51)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 양극산화 피박처리조(11)는 내부에 일정간격으로 배치된 이송롤러(15) 사이공간에 위치하면서 이송되는 판재(1) 하부에 설치되는 양극(45a)과 상부에 설치되는 음극(45b)으로 이루어지는 전극(45)과, 이에 전원을 공급하는 정류기(41)와, 상기 전극(45)의 상부에 위치하는 분사노즐(46)과, 하부에 보조필터(44)를 구비하여 배관되는 저장탱크(43)와, 이와 배관되어 상기 분사노즐(46)에 용액을 공급하는 여과 및 순환펌프(42)와, 상기 저장탱크(43)의 일측에 설치된 온도센서(49)와 연결되면서 저장탱크(43)와 배관되어 용액의 온도를 조절하는 열교환기(61)와, 상기 저장탱크(43)의 일측에 설치된 농도센서(53)와 연결되어 용액 원액을 공급하는 원액탱크(51)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탕세조(11)는 하부에 설치되는 가열기(62)와, 내부에 수용된 물에 침적되도록 설치되는 이송롤러(15)로 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 전기화학 에칭조(6)는 내부에 일정간격으로 배치된 이송롤러(15)의 직상부에 격막(47)이 근접 설치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 양극산화 피박처리조(11)는 내부에 일정간격으로 배치된 이송롤러(15)의 직상부에 격막(47)이 근접 설치되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 판재의 전기화학 간접에칭을 위한 연속자동화장치.
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