KR20050055778A - 주상 구조체의 외주면 코팅 장치 및 주상 구조체의 외주면 코팅 방법 - Google Patents

주상 구조체의 외주면 코팅 장치 및 주상 구조체의 외주면 코팅 방법 Download PDF

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Abstract

주상 구조체(1)의 외주면(1a)을, 평활화 수단(10)으로 고르게 하면서 코팅하는 장치에 있어서, 평활화 수단(10)은 평활화 플레이트(10a)와 탄성체(10b)를 포함하고, 탄성체(10b)는 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접촉하도록 배치되고, 외주면(1a)에 공급되어 도포된 코팅재의 도포면은 외주면(1a)과 탄성체(10b) 사이에서 고르게 된다. 이러한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치(50)를 사용하여 주상 구조체(1)의 외주면(1a)을 코팅한다. 코팅재를 주상 구조체의 외주면에 얇고 균일하게 도포하고, 그 도포면을 고르게 함으로써, 부분적 미코팅, 코팅의 박리 및 코팅후 건조시의 코팅 부분의 크랙 발생을 방지지할 수 있는, 주상 구조체의 외주면 코팅 장치 및 주상 구조체의 외주면 코팅 방법을 제공한다.

Description

주상 구조체의 외주면 코팅 장치 및 주상 구조체의 외주면 코팅 방법{DEVICE AND METHOD FOR COATING OUTER PERIPHERY OF PILLAR STRUCTURE BODY}
본 발명은 주상 구조체(pillar structure)의 외주면을 코팅하는 외주면 코팅 장치 및 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 외주면 코팅 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 동안에 부분적인 미(未)코팅이나 코팅의 박리의 발생을 방지하는 한편, 건조 시에 크랙의 형성을 방지함으로써, 결함이 없는 외주면 코팅을 형성할 수 있는, 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 외주면 코팅 장치 및 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 외주면 코팅 방법에 관한 것이다.
종래, 원주 형상체 또는 타원주 형상체 등의 외주면이 곡면인 주상 구조체의 외주면에 코팅을 실시하는 경우, 대게는 작업자의 수작업으로 이루어져, 비효율적이었다. 그래서, 본 발명자들은 세라믹 허니컴 구조체(주상 구조체)의 외주면을 코팅하는 외주면 코팅 장치를 제안하였다(일본 특허 공개 평4-64768호 공보 참조). 이 장치에 따르면, 외주부가 가공에 의해 사전에 제거된 세라믹 허니컴 구조체의 외주면을 슬러리로 코팅하여 외벽부를 형성함으로써, 주연부(외주면)에 변형 셀이 존재하는 허니컴 소성체라 하더라도 이로부터 충분한 강도를 지닌 제품을 얻을 수 있었다. 그러나, 이 외주면 코팅 장치에서는, 외주면의 양 단부의 코팅을 누락하고, 코팅 후에 제품을 빼내기가 어렵고, 그리고 코팅재에 의해 장치가 오염될 수 있어, 품질 및 작업성의 양면에서 문제점을 초래한다.
또한, 본 발명자들은 주상체(주상 구조체)의 외주면을 코팅하는 장치를 제안하였다(일본 특허 공개 평8-323727호 공보 참조). 이 장치는 주상체를 유지하는 제1 펠릿과, 그 제1 펠릿의 중심축에 대해 회전하는 기구와, 주상체의 외주로부터 소정의 클리어런스를 갖고 마련된 평활화 플레이트(smoothing plate)를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이 장치에 따르면, 제1 펠릿 상에 배치되어 회전하는 주상체에 코팅재가 평활화 플레이트에 의해 도포되어, 치수 정밀도가 높은 코팅된 주상체를 손으로 칠하는 방법에 비해 단시간에 얻을 수 있었다. 그러나, 그러한 외주면 코팅 장치에서는, 주상체가 기울어지는 등으로 인해 주상체의 외주면과 평활화 플레이트 사이의 클리어런스가 불규칙하게 되는 경우에는 문제가 발생한다.
도 1은 본 발명에 따른 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 한 실시형태를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 한 실시형태에 사용하는 평활화 수단 및 공급ㆍ도포 수단을 확대하여 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 한 실시형태로서, 공급ㆍ도포 수단 등을 주상 구조체 측으로 이동시킨 상태를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 한 실시형태에 사용하는 평활화 수단, 공급ㆍ도포 수단 및 추종 수단의 서로 간의 위치 관계를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 한 실시형태에 사용하는, 평활화 수단, 공급ㆍ도포 수단 및 추종 수단의 서로 간의 위치 관계를 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 한 실시형태를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
전술한 종래의 장치에서는, 주상체가 기울어짐으로 인해 클리어런스가 부분적으로 너무 작아지거나, 주상체의 외주와 평활화 플레이트가 접촉하는 경우에, 부분적인 미코팅이나 코팅의 박리가 발생하는 문제가 있었다. 게다가, 서로 접촉하지 않도록 주상체의 외주와 평활화 플레이트 사이의 클리어런스를 지나치게 크게 하게 되면, 코팅이 너무 두껍게 되어, 건조 시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 문제가 있었다. 본 발명은 전술한 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 코팅재로 주상 구조체의 외주면에 얇고 균일하게 도포하여, 도포면을 고르게 함으로써, 주상체의 외주면 코팅시에 부분적 미코팅이나 코팅의 박리의 발생을 방지하는 한편, 코팅후 건조시에 코팅 부분의 크랙 발생을 방지하고, 그 결과 결함 없는 외주면 코팅을 형성할 수 있는, 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 장치 및 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치 및 주상 구조체의 외주면 코팅 방법을 제공한다.
[1] 주상 구조체를 대략 수직 방향으로 유지하고, 그렇게 유지된 상기 주상 구조체와 함께 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전하는 유지 수단과, 회전하는 상기 주상 구조체의 외주면에 코팅재를 공급하여 그 외주면 상에 코팅재를 도포하는 공급ㆍ도포 수단과, 상기 외주면에 대하여 소정의 위치에 하나의 긴 길이 쪽 단부가 배치되고, 상기 외주면에 공급되어 그 외주면에 도포된 코팅재의 도포면을 고르게 하는 판형의 평활화 수단이 마련된 주상 구조체의 외주면 코팅 장치로서, 상기 평활화 수단은 평활화 플레이트와, 이 평활화 플레이트의 상기 주상 구조체 측의 긴 길이 쪽 단부에 마련된 시트형의 탄성체를 구비하며, 상기 탄성체는 상기 주상 구조체의 외주면에 접촉하도록 배치되고, 상기 코팅재는 상기 탄성체를 통해 상기 외주면에 공급되어 그에 도포되고, 상기 도포면은 상기 외주면과 상기 탄성체 사이에서 고르게 되는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[2] 상기 평활화 수단은 그 길이 방향이 상기 주상 구조체의 중심축 방향과 대략 일치하도록 배치되며, 상기 평활화 수단을 구성하는 상기 탄성체는 상기 주상 구조체의 양 단부면 사이에서 상기 주상 구조체의 외주면에 접촉하도록 배치되는 것인 [1]에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[3] 상기 유지 수단은 그 위에 배치된 주상 구조체를 그 일단부가 아래쪽으로 향하도록 하여 유지하는 한편, 유지한 상기 주상 구조체와 함께 상기 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전하는 대좌를 구비하는 것인 [1] 또는 [2]에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[4] 상기 유지 수단은, 상기 대좌 상에 배치되어 유지된 상기 주상 구조체의 다른 쪽의 단부면 측에 배치되는 한편, 상기 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전하는 캠을 구비하는 것인 [3]에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[5] 상기 대좌의 외주 형상과 상기 캠의 외주 형상은 대략 동일한 것인 [4]에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[6] 상기 주상 구조체와, 상기 대좌 및/또는 상기 캠을 소정의 위치 관계로 유지하는 센터링 수단을 더 구비하는 것인 [3] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[7] 상기 평활화 수단이 상기 주상 구조체의 외주면에 대하여 소정의 위치에 배치되도록, 상기 평활화 수단을 상기 대좌 및/또는 상기 캠의 외주를 따라 구동시키는 추종 수단(following means)을 더 구비하는 것인 [3]∼[6] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[8] 상기 추종 수단은, 서로 소정의 간격을 두고 배치되어, 상기 공급ㆍ도포 수단 및 상기 평활화 수단과 함께 상기 캠의 외주에 접촉하면서 상기 캠의 외주를 따라 전후로 이동하는 제1 및 제2 추종 롤러를 구비하며, 이들 제1 및 제2 추종 롤러는 각 롤러의 중심을 통과하는 직선과 상기 평활화 수단의 선단 부분이 형성하는 각도가 소정의 각도로 되도록 배치되는 것인 [4]∼[7] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[9] 상기 추종 수단은 상기 공급ㆍ도포 수단 및 상기 평활화 수단과 함께 상기 대좌의 외주에 접촉하면서 상기 대좌의 외주를 따라서 전후로 이동하는 제3 및 제4 추종 롤러를 더 구비하며, 상기 제3 추종 롤러의 회전축과 상기 제1 추종 롤러의 회전축은 공통이며, 상기 제4 추종 롤러의 회전축과 상기 제2 추종 롤러의 회전축은 공통인 것인 [8]에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[10] 상기 시트형의 탄성체의 폭은 1∼10 ㎜인 것인 [1]∼[9] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[11] 상기 시트형의 탄성체의 두께는 1∼5 ㎜인 것인 [1]∼[10] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[12] 상기 시트형의 탄성체의 경도는 30∼80인 것인 [1]∼[11] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[13] 상기 탄성체는 고무 또는 스펀지로 이루어지는 것인 [1]∼[12] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[14] 상기 대좌 및/또는 상기 캠의 외주는 스테인리스강 또는 세라믹으로 이루어지는 것인 [3]∼[13] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[15] 상기 평활화 플레이트는 스테인리스강 또는 세라믹으로 이루어지는 것인 [1]∼[14] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[16] 상기 주상 구조체의 중심축에 대해 수직인 평면을 따라 절단한 주상 구조체의 단면 형상은 원형 또는 타원형인 것인 [1]∼[15] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[17] 상기 주상 구조체는 유체의 유로를 이루는 복수의 셀을 포함하는 허니컴 구조체인 것인 [1]∼[16] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[18] 상기 공급ㆍ도포 수단과 상기 평활화 수단은 상기 주상 구조체의 외주를 따라 함께 회전할 수 있는 것인 [1]∼[17] 중 어느 하나에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
[19] 상기 [1]∼[18] 중 어느 하나에 기재된 주상 구조체의 외주면 코팅 장치를 사용하여 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 외주면 코팅 방법으로서, 상기 주상 구조체를 상기 유지 수단으로 유지하는 단계와, 상기 주상 구조체와 유지 수단을 상기 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전시키면서, 상기 공급ㆍ도포 수단으로부터 상기 주상 구조체의 상기 외주면에 상기 코팅재를 공급하여 그 외주면에 상기 코팅재를 도포하는 단계와, 공급ㆍ도포된 상기 코팅재의 도포면을 상기 외주면과 상기 시트형의 탄성체 사이에서 고르게 하는 단계를 포함하는 주상 구조체의 외주면 코팅 방법.
본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치는, 평활화 수단이 평활화 플레이트와 시트형의 탄성체를 구비하고, 이 탄성체는 주상 구조체의 외주면에 접하도록 배치되어, 공급ㆍ도포 수단으로부터 주상 구조체의 외주면에 공급되어 도포된 코팅재의 도포면이 외주면과 탄성체 사이에서 고르게 되며, 이에 따라 부분적 미코팅이나 코팅의 박리의 발생이 방지되며, 또한 코팅재가 얇고 균일하게 코팅되기 때문에 코팅후 건조시에 코팅 부분에서 크랙이 발생하는 것이 방지된다. 그 결과, 결함이 없는 코팅을 외주면에 형성할 수 있다. 주상 구조체가 경사져 배치된 경우에도, 탄성체는 주상체의 축방향으로 주상 구조체의 전체 외주면과 접촉할 수 있고, 이에 따라 부분적인 미코팅 또는 박리의 발생을 방지함과 아울러 코팅 후 건조시에 코팅 부분에서 크랙이 발생하는 것이 방지된다. 게다가, 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 방법은 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치를 사용하여, 코팅재를 주상 구조체의 외주에 도포하고, 그 도포면을 고르게 하는 것을 포함하며, 이에 따라 부분적인 미코팅이나 코팅의 박리의 발생을 방지할 수 있고, 또한 코팅재가 얇고 균일하게 코팅되기 때문에 코팅후 건조시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 것이 방지된다. 그리고 이에 따라 결함이 없는 외주면 코팅을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 적절하게 설계의 변경, 개량 등이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 한 실시형태를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치(50)에는 대좌(3) 및 캠(2)을 포함하는 유지 수단(4)이 프레임(7)의 중앙부 부근에 수직 방향의 축선을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 장착되어 있고, 평활화 수단(10) 및 공급ㆍ도포 수단(12)이 함께, 전후 이동 베이스(15), 아암 회전부(16) 및 아암(17, 18)을 통해 프레임 상부(7a)에 장착되어 있다.
유지 수단(4)을 구성하는 대좌(3)는 원반형으로서, 수직 이동 가능한 동시에 그 중심축이 수직 방향을 향하도록 프레임 하부(7b)에 장착되어 있다. 그리고, 대좌(3)에는 샤프트(6a)를 통해 대좌용 모터(6)가 장착되어 있고, 그 대좌(3)는 대좌(3)의 중심축을 회전 중심으로 하여 회전하도록 되어 있다. 또한, 유지 수단(4)을 구성하는 캠(2)은 두께가 두꺼운 원반형(높이가 낮은 원주형)으로서, 수직 이동 가능한 동시에 그 중심축이 대좌(3)의 중심축과 대략 일치하도록 프레임 상부(7a)에 장착되어 있다. 그리고, 캠(2)에는 샤프트(5a)를 통해 캠용 모터(5)가 장착되어 있어, 캠(2)이 캠(2)의 중심축을 회전 중심으로 하여 회전하도록 되어 있다. 대좌(3)의 회전 및 캠(2)의 회전은 동기하도록 되어 있다. 전술한 바와 같이 구성된 유지 수단(4)에 의해 주상 구조체(1)를 유지하기 위해서는, 주상 구조체(1)를 그 중심축이 대좌(3)의 중심축과 대략 일치하도록 하여[한 쪽의 단부면(1b)을 하향으로 하여] 대좌(3)상에 배치하고, 캠(2)을 주상 구조체(1)의 다른 쪽의 단부면(1c) 측에 배치하고, 이에 의해 주상 구조체(1)가 대좌(3)와 캠(2) 사이에 끼워지게(유지)된다. 이와 같이 유지된 주상 구조체(1)는 대좌(3)와 캠(2)이 동기하여 회전하는 것에 따라 중심축을 공통[캠(2) 및 대좌(3)의 중심축과 공통]의 회전축으로 하여 동시에 회전할 수 있다. 여기서, 캠(2) 및 대좌(3)는 그 외주 형상이 주상 구조체(1)의 외주 형상과 대략 동일하게 되도록 형성되어 있다.
주상 구조체(1)를 대좌(3)상에 배치할 때에, 주상 구조체(1)는 도 1 및 도 6에 도시하는 이송 펠릿(30)에 배치되고, 주상 구조체(1)가 배치된 이송 펠릿(30)이 대좌(3)의 상부 공간까지 이동한다. 이 때 이송 펠릿(30)은 지지 샤프트(31) 및 스윙 아암(32)을 통해 스윙 모터(33)에 의해 회전 이동한다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 대좌(3)의 중앙부에 설치된 상승 가능한 밀어올림용 판(42)이 그 위에 주상 구조체(1)가 배치될 수 있도록 상승하고, 이송 펠릿(30)이 원래의 위치로 이동한 후에 밀어올림용 판(42)은 하강하여 대좌(3)에 머무르게 된다[대좌(3)의 상면과 밀어올림용 판(42)의 상면이 동일면 상에 배치됨]. 이에 따라, 주상 구조체(1)가 대좌(3) 상에 배치되고, 도 1 및 도 6에 도시하는 센터링 판(21, 21)에 의해 주상 구조체(1)는 그 중심축이 캠(2) 및 대좌(3)의 중심축과 대략 일치하도록 위치 설정된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 2개의 센터링 판(21, 21)은 대략 동일 직선 상에 배치된 2개의 레일(20, 20) 상에 각각 배치된다. 이 2개의 센터링 판(21, 21)은 레일(20, 20) 상에서 캠(2) 및 대좌(3)의 중심축 방향으로 이동하여, 각 센터링 판(21, 21)과 캠(2) 및 대좌(3)의 중심축 사이의 거리가 대략 동일하게 되는 한편, 2개의 센터링 판(21, 21) 사이의 거리가 주상 구조체(1)의 외경과 대략 동일하게 되는 위치에서 정지하며, 이에 의해 주상 구조체(1)의 중심축이 캠(2) 및 대좌(3)의 중심축과 대략 일치하게 된다. 센터링 판(21)에서 외주면(1a)과 접촉하는 부분은, 외주면(1a)의 형상을 따른 형상이 바람직하며, 예컨대, 원주형의 주상 구조체의 경우에는 도 6에 도시한 바와 같은 원호를 따른 형상이 바람직하다.
대좌(3) 상에 배치된 주상 구조체(1)의 상단은 대좌(3)가 1쌍의 가이드 레일(도시 생략)을 따라 상승할 때에 캠(2)과 접촉하고, 이에 따라 주상 구조체(1)가 캠(2)과 대좌(3) 사이에 배치된다[캠(2)이 주상 구조체(1)의 상단 측에 배치됨]. 이에 따라, 주상 구조체(1)는 유지 수단(4)에 의해서 유지된 상태가 된다. 여기서, 대좌(3) 및 캠(2)의 대향하는 면[주상 구조체(1)의 단부면(1b 및 1c)과 접촉하는 면]에는 주상 구조체(1)의 파손 등을 방지하기 위해서, 고무, 스펀지 등의 쿠션성 시트가 부착되는 것이 바람직하다.
공급ㆍ도포 수단(12)에는, 슬릿 형태의 개구부를 갖는 노즐(12b)이, 노즐(12b)의 길이 방향이 공급관(12a)의 길이 방향을 따르도록 공급관(12a)에 형성되어 있고, 공급관(12a)에는 노즐(12b)의 개구부(공간 부분)와 연통하도록 슬릿형의 구멍이 형성되어 있다. 그리고, 공급관(12a)의 다른 쪽의 단부(상측의 단부)에는 코팅재를 공급하도록 배관(13)이 연결되어 있다.
공급ㆍ도포 수단(12)은 노즐(12b)의 개구부가 주상 구조체(1) 측을 향하고, 공급관(12a)의 중심축[노즐(12b)의 길이 방향]이 주상 구조체(1)의 중심축 방향을 향하도록 배치되어 있다. 그리고, 배관(13)은 공급관(12a)의 상부에 연결되고, 배관(13)을 통해 공급된 코팅재는 공급관(12a)을 경유하여 노즐(12b)의 개구부로부터 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 공급되어 그 외주면에 도포된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 평활화 수단(10)은 그 길이 방향이 주상 구조체(1)의 중심축 방향과 일치하도록 마련되어 있다. 평활화 수단(10)은 평활화 플레이트(10a)와 탄성체(10b)를 포함하며, 평활화 플레이트(10a)는 도 1에 도시한 바와 같이 직사각형의 판이며, 탄성체(10b)는 스트립 형태로 가공한 시트형의 탄성체로서, 평활화 플레이트(10a)의 긴 길이 쪽 단부에서 주상 구조체(1) 측을 따라 배치되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 공급ㆍ도포 수단(12)과 평활화 수단(10)은 공급ㆍ도포 수단(12)의 노즐(12b)의 방향이 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)의 방향과 동일하도록, 일체로 형성되어 있다. 그리고, 일체로 형성된 공급ㆍ도포 수단(12)과 평활화 수단(10)은 노즐(12b) 및 탄성체(10b)가 주상 구조체(1) 측을 향하여, 외주면(1a)을 따르도록 배치되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 추종 수단(following means)으로서 대략 원주형의 추종 롤러(14)가 아암 회전부(16)의 하부에 배치되어, 아암(17, 18) 및 아암 회전부(16)를 통해 공급ㆍ도포 수단(12) 및 평활화 수단(10)과 함께 대략 수평 이동하도록 형성되어 있다. 수평 이동은 아암 회전부(16)가 장착되어 있는 전후 이동 베이스(15)의 대략 수평 방향 슬라이드 이동에 의해 행해진다. 추종 롤러(14)는 캠(2)과 접촉하는 경우, 캠(2)의 회전력에 의해, 수직 방향의 축선을 회전 중심으로 하여 캠(2)과 접촉하면서 자유롭게 회전하도록 형성되어 있다.
도 3은 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)가 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접촉하고, 추종 롤러(14)가 캠(2)의 외주면에 접촉한 상태를 도시한다. 이 상태는 도 1에 도시하는 상태에서, 외주면(1a)의 코팅을 실시하기 위해서, 함께 이동하는 공급ㆍ도포 수단(12), 평활화 수단(10), 추종 롤러(14) 및 전후 이동 베이스(15)를 전후 이동 베이스(15)의 슬라이드 이동에 의해 주상 구조체(1) 측으로 이동시킨 것이다. 이러한 이동은 수평 이동이기 때문에, 공급ㆍ도포 수단(12)의 공급관(12a)[및 노즐(12b)]의 길이 방향, 평활화 수단(10)[탄성체(10b)]의 길이 방향 및 추종 롤러(14)의 회전축은 모두 주상 구조체(1)의 중심축과 대략 평행한 상태를 유지하고 있다.
평활화 수단(10)을 구성하는 탄성체(10b)는 도 3에 도시한 바와 같이 주상 구조체(1)의 양 단부면(1b, 1c) 사이에서 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접촉하도록 배치되어 있고, 공급ㆍ도포 수단(12)의 노즐(12b)은 도 4에 도시한 바와 같이 공급ㆍ도포 수단(12)의 노즐(12b)의 개구부가 주상 구조체(1) 측을 향한 상태로 주상 구조체(1)의 외주면(1a)과 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 그리고, 배관(13)[도 3 참조]을 통해 공급된 코팅재를 노즐(12b)로부터 회전하는 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 공급하여 그에 도포하고, 그 직후에, 공급ㆍ도포 수단(12)과 일체가 된 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)와 외주면(1a) 사이에서 코팅재의 도포면을 고르게 함[탄성체(10b)에 의해 도포면을 고르게 함]으로써, 주상 구조체(1)의 외주면(1a)이 코팅된다.
전술한 바와 같이, 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)가 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접하도록 배치되어, 공급ㆍ도포 수단(12)의 노즐(12b)에서 회전하는 주상 구조체(1)의 외주면(1a)으로 공급되어 그에 도포된 코팅재의 도포면이 외주면(1a)과 탄성체(10b) 사이에서 고르게 되며, 그 결과, 부분적인 미코팅이나 코팅의 박리의 발생을 방지할 수 있다. 더욱이, 탄성체(10b)가 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접하면서 코팅재의 도포면을 고르게 하여, 주상 구조체(1)의 외주면(1a)의 코팅을 얇고 균일하도록 고르게 할 수 있고, 이에 의해 코팅후 건조시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 것이 방지된다. 주상 구조체(1)가 경사져 배치된 경우에도, 탄성체(10b)는 주상 구조체(1)의 전체 외주면(1a)과 그 주상체의 축방향으로 접촉할 수 있고, 이에 따라 부분적인 미코팅이나 코팅의 박리의 발생이 방지된다. 또한 코팅재를 얇고 균일하게 코팅할 수 있기 때문에, 코팅후 건조시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 것이 방지된다.
본 실시형태에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 공급ㆍ도포 수단(12) 및 평활화 수단(10)을 주상 구조체(1)의 외주 형상을 따라서 이동시키기 위해 추종 수단으로서 사용되는 추종 롤러(14)는 대략 동일 수평면 상에 배치된 제1 추종 롤러(14a)와 제2 추종 롤러(14b)를 포함한다. 2개의 추종 롤러(14)[제1 추종 롤러(14a) 및 제2 추종 롤러(14b)]는 스프링(도시 생략)의 힘에 의해 캠(2)의 외주면에 약간 눌리면서 주상 구조체(1)가 회전할 때에 그 주상 구조체(1)의 외주 형상을 따라서 일정 방향으로 평행 이동하도록 되어 있다. 이 2개의 추종 롤러(14)[제1 추종 롤러(14a) 및 제2 추종 롤러(14b)]가 캠(2)의 외주면을 따라 이동할 때에, 추종 롤러(14)는 공급ㆍ도포 수단(12) 및 평활화 수단(10)과 함께 이동하기 때문에, 공급ㆍ도포 수단(12) 및 평활화 수단(10)과 주상 구조체(1)의 외주면(1a) 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있다[탄성체(10b)에 있어서는, 탄성체(10b)와 외주면(1a)의 접촉 상태를 일정하게 유지할 수 있다]. 이 때, 주상 구조체(1)의 외경은 캠(2) 및 대좌(3)의 외경보다, 주상 구조체(1)에 도포되는 코팅의 두께만큼 작은 것이 바람직하다. 이러한 직경의 차에 의해 주상 구조체의 외주면의 코팅 부분의 두께를 조절할 수 있다. 또한, 주상 구조체(1)의 중심축에 수직인 평면을 따라 절단한 그 주상 구조체(1)의 단면 형상이 원형인 경우, 제1 추종 롤러(14a)의 중심축과 제2 추종 롤러(14b)의 중심축 사이의 간격은 그 원의 반경의 10 내지 170%가 바람직하며, 단면 형상이 "주위가 매끄러운 곡선(직선을 포함하더라도 좋음)을 갖는 형상(타원 등)"의 원형 이외의 형상인 경우에는 상기 간격이 최소 곡률 반경의 10∼170%가 바람직하다. 상기 간격이 10%보다 작으면, 추종 롤러(14)의 움직임이 안정적이지 못하기 때문에, 공급ㆍ도포 수단(12) 및 평활화 수단(10)의 외주면(1a)에 대한 방향(각도)이 변화되고, 이에 따라 때로는 안정적인 코팅이 방해된다. 상기 간격이 170%보다 크면, 추종 수단(14)은 공급ㆍ도포 수단(12) 및 평활화 수단(10)으로부터 멀리 떨어지게 되기 때문에, 추종 수단(14)이 접촉하게 되는 외주면(1a) 부분의 평탄도와, 평활화 수단(10)이 접촉하게 되는 외주면(1a) 부분의 평탄도가 다르게 되는 경우가 있다.
추종 롤러(14)에 의해 보다 안정적으로 공급ㆍ도포 수단(12) 및 평활화 수단(10)을 이동시키기 위해서, 제1 추종 롤러(14a) 및 제2 추종 롤러(14b)와 함께 이동하는, 제3 추종 롤러(14c) 및 제4 추종 롤러(14d)를 대좌(3)의 외주면을 따라 이동하도록 마련할 수도 있다. 그 경우, 제3 추종 롤러(14c)의 회전축과 제1 추종 롤러(14a)의 회전축은 공통이며, 제4 추종 롤러(14d)의 회전축과 제2 추종 롤러(14b)의 회전축이 공통인 것이 안정적 이동을 위해 바람직하다.
도 5에 도시한 바와 같이, 추종 롤러(14a 및 14b)의 각각의 중심을 지나는 직선과 평활화 수단(10)의 선단 부분[탄성체(10b)]에 의해 형성되는 각도(A)는 20∼60°인 것이 바람직하다. 각도(A)가 20°보다 작으면, 과잉의 코팅재를 제거하는 힘이 작아져 코팅은 원하는 치수보다 크게 되며, 각도(A)가 60°보다 크면 주상 구조체의 외주면을 강하게 누르게 되어, 코팅재를 필요 이상으로 많이 긁어낼 수 있다. 여기서, 상기 각도(A)란, 추종 롤러(14a 및 14b)의 각각의 중심을 지나는 직선 상에 있어서 주상 구조체(1)의 회전 방향(R)을 향하는 「방향 x」와, 평활화 수단(10)의 선단 부분[탄성체(10b)]에서부터 연장하는 연장선상에 있어서, 주상 구조체(1) 측으로 향하는 「방향 y」 사이에 형성되는 각도(A)를 말한다.
본 실시형태에서 사용하는 탄성체(10b)의 재질은 주상 구조체(1)와 접촉하였을 때에, 그 외주면(1a)을 손상시키지 않으면서, 외주면(1a)을 따라 굴곡되도록 변형하여 코팅재의 코팅을 고르게 할 수 있다면 특별히 한정되지는 않지만, 예컨대, 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌ㆍ부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무 등의 합성 고무; 천연 고무; 폴리이소부틸렌, 폴리에틸렌 등의 엘라스토머; 발포 폴리우레탄, 발포 폴리스티렌, 발포 폴리에틸렌, 발포 폴리프로필렌, 스펀지 등의 발포체가 바람직하다. 또한, 불소 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드, 폴리페닐렌옥사이드 등의 수지도 사용할 수 있다.
또한, 탄성체(10b)는 시트형으로서, 그 폭은 1∼10 ㎜가 바람직하다. 폭이 1 ㎜보다 작으면 탄성체(10b)는 이 탄성체와 주상 구조체의 외주면 사이의 클리어런스(거리)의 변동에 대응할 수 없는 경우가 있고, 폭이 10 ㎜보다 크면 코팅재를 너무 많이 긁어내어 코팅시에 상당한 부분적 미코팅을 유발한다. 탄성체(10b)의 두께는 1∼5 ㎜가 바람직하다. 두께가 1 ㎜보다 작으면 탄성체가 지나치게 변형되어 코팅재의 도포면을 충분히 고르게 할 수 없는 경우가 있고, 두께가 5 ㎜보다 크면 탄성체가 변형되기 어렵게 되기 때문에 코팅재의 도포면을 강하게 눌러, 코팅재를 필요 이상으로 긁어내는 경우가 있다. 또한, 탄성체(10b)의 경도는 30∼80이 바람직하다. 탄성체의 경도가 30보다 작으면 탄성체가 지나치게 변형되어 코팅재의 도포면을 충분히 고르게 할 수 없는 경우가 있고, 경도가 80보다 크면 탄성체가 변형되기 어렵게 되기 때문에 코팅재의 도포면을 강하게 눌러, 코팅재를 필요 이상으로 긁어내는 경우가 있다.
여기서, 탄성체(10b)의 폭은, 도 2에 도시한 바와 같이, 탄성체(10b)가 배치되는 평활화 플레이트(10a)의 긴 길이 쪽 단부로부터, 주상 구조체(1) 측에서의 탄성체(10b)의 긴 길이 쪽 단부까지의 거리(w)(탄성체의 폭)를 말하며, 탄성체의 두께는, 도 2에 도시한 바와 같이, 탄성체를 형성하는 시트의 두께(d)(탄성체의 두께)를 말한다. 그리고, 탄성체의 경도란, JIS K6253 「가황 고무 및 열가소성 고무의 경도 시험 방법」에 기초하여 측정된 국제 고무 경도(IRHD)를 말한다.
본 실시형태에서 사용하는, 캠(2), 대좌(3) 및 평활화 플레이트(10)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 각각의 외표면이 스테인리스강 또는 내마모성 세라믹인 것이 바람직하다. 내마모성 세라믹으로는 Si3N4, PZT, SiC 또는 Al2O3이 바람직하다.
본 실시형태의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치(50)(도 1 참조)는, 중심축 방향에 수직인 평면을 따라 절단한 단면 형상이 원형 또는 타원형인 주상 구조체(1)의 외주면을 코팅하는 데에 바람직하게 적용할 수 있고, 또한 원형 또는 타원형 외의 단면 형상을 가지며, 외주면이 매끄러운 곡면으로 이루어진 주상 구조체를 코팅하는 데에도 바람직하게 적용할 수 있다.
본 실시형태의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치(50)(도 1 참조)는 유체의 유로로서 기능을 하는 복수의 셀을 포함하는 허니컴 구조체로 된 주상 구조체(1)를 코팅하는 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다. 허니컴 구조체의 재질로는 세라믹을 적합한 예로 들 수 있다. 또한, 허니컴 구조체를 유지 수단(4)으로 유지하였을 때에 중심축이 수직 방향에서 약간 틀어지는(기우는) 경우에도 바람직하게 적용할 수 있다.
본 실시형태의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치를 사용할 때에 사용되는 코팅재는 주상 구조체의 외주면의 코팅에 적합하다면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 무기 섬유, 무기 바인더, 무기 입자 및 유기 바인더 등을 함유하는 페이스트형의 코팅재를 사용할 수 있다. 무기 섬유로서는, 실리카알루미나, 멀라이트, 알루미나, 실리카 등의 세라믹 섬유를 들 수 있다. 무기 바인더로서는, 실리카졸, 알루미나졸 등을 들 수 있다. 무기 입자로서는, 분말 탄화규소, 분말 질화규소, 분말 질화붕소, 위스커 등을 들 수 있다. 유기 바인더로는, 폴리비닐알콜, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 카르복시셀룰로오스 등을 들 수 있다. 또한, 코팅재에는 무기 섬유, 무기 바인더, 무기 입자 및 유기 바인더 등 외에도, 물, 아세톤, 알콜 등의 용제 등이 함유된다. 이들 용제에 의해, 페이스트형의 코팅재의 점도가 조절되어, 주상 구조체의 외주면에 코팅하기에 알맞은 상태로 된다. 코팅재의 점도는 15∼50 Paㆍs가 바람직하다. 점도가 15 Paㆍs보다 작으면, 점도가 낮기 때문에 코팅의 두께가 지나치게 얇아지는 경우가 있고, 점도가 50 Paㆍs보다 크면, 점도가 높기 때문에 코팅재를 외주면에 얇고 균일하게 코팅하는 것이 곤란한 경우가 있다.
본 발명에 따른 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 다른 실시형태에 있어서는 유지 수단(4)이 대좌(3)는 구비하지만 캠(2)은 구비하지 않는다. 주상 구조체(1)는 그 중심축을 대좌(3)의 중심축과 대략 일치하도록 대좌(3) 위에 배치되고, 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)는 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접하도록 배치되며, 공급ㆍ도포 수단(12)의 노즐(12b)로부터 공급되어 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 도포된 코팅재의 도포면은 외주면(1a)과 탄성체(10b) 사이에서 고르게 되는 것이다. 이 경우에는, 추종 수단으로서 사용하는 추종 롤러(14)는 유지 수단(4)이 캠(2)을 갖지 않기 때문에, 대좌(3)의 외주를 따르는 제3 추종 롤러(14c)와 제4 추종 롤러(14d) 2개로 이루어진다.
본 실시형태는, 유지 수단(4)이 대좌(3)는 구비하고 캠(2)은 구비하지 않는다는 점과, 추종 수단(14)이 대좌(3)의 외주를 따르는 제3 추종 롤러(14c)와 제4 추종 롤러(14d) 2개로 이루어진다는 점을 제외하면, 도 1에 도시한 실시형태와 동일하다.
본 발명에 따른 주상 구조체의 외주면 코팅 장치의 또 다른 실시형태에 있어서, 공급ㆍ도포 수단(12)과 평활화 수단(10)은 주상 구조체(1)의 외주면(1a)을 따라 함께 회전한다. 이 경우, 주상 구조체(1)의 중심축을 회전 중심으로 하여, 공급ㆍ도포 수단(12), 평활화 수단(10) 및 추종 수단(14)이 주상 구조체(1)의 외주면(1a)을 따라 함께 회전하는 동안에, 코팅재가 공급ㆍ도포 수단(12)으로부터 공급ㆍ도포되고, 평활화 수단(10)에 의해 도포면이 고르게 된다.
본 실시형태는, 주상 구조체(1)의 중심축을 회전 중심으로 하여, 공급ㆍ도포 수단(12), 평활화 수단(10) 및 추종 수단(14)이 주상 구조체(1)의 외주면(1a)을 따라 함께 회전한다는 점을 제외하면 도 1에 도시한 실시형태와 동일하다.
다음에, 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 방법에 대해서 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 주상 구조체의 외주면 코팅 방법은 전술한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치(50)(도 1 참조)를 사용하여, 주상 구조체(1)를 유지 수단(4)으로 유지하고, 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 주상 구조체(1)를 회전시키면서, 코팅재를 공급ㆍ도포 수단(12)으로부터 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 공급하여 그 외주면(1a)에 도포하고, 공급ㆍ도포된 코팅재의 도포면을, 외주면(1a)과 시트형의 탄성체(10b) 사이에서 고르게 하는[도포면을 탄성체(10b)로 고르게 하는] 것을 특징으로 하는 것이다.
본 실시형태에서는 우선, 주상 구조체(1)를, 도 1 및 도 6에 도시하는 이송 펠릿(30)에 배치하고, 이 이송 펠릿(30)을 대좌(3) 위의 공간까지 이동시킨다. 그 후, 대좌(3)의 중앙부에 마련된 상승 가능한 밀어올림용 판(42)(도 6 참조)을 주상 구조체(1)가 그 위에 배치되도록 상승시키고, 이송 펠릿(30)을 원래의 위치로 이동시킨 후에, 밀어올림용 판(42)을 하강시켜 대좌(3)에 머무르게[즉, 대좌(3)의 상면과 밀어올림용 판(42)의 상면이 동일면에 배치됨]하며, 이에 의해 주상 구조체(1)를 대좌(3) 상에 배치시키고, 도 1 및 도 6에 도시하는 센터링 판(21, 21)을 사용하여, 주상 구조체(1)를 그 중심축이 캠(2) 및 대좌(3)의 중심축과 대략 일치하도록 배치한다.
대좌(3) 상에 배치된 주상 구조체(1)의 상단부면을 대좌(3)를 상승시킴으로써 캠(2)과 접촉하도록 하여, 주상 구조체(1)를 캠(2)과 대좌(3) 사이에 끼워진다[캠(2)이 주상 구조체(1)의 상단부면 측에 배치됨]. 이에 따라, 주상 구조체(1)는 유지 수단(4)에 의해서 유지된 상태가 된다.
이어서, 슬러리형의 코팅재를, 도 6에 도시한 탱크(41)에 공급한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)가 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접촉하고, 추종 수단(14)이 캠(2)의 외주면에 접촉하도록 하여, 공급ㆍ도포 수단(12), 평활화 수단(10) 및 추종 수단(14)을 이동시킨다[즉, 도 1의 상태에서 도 3의 상태로 됨]. 이 경우, 탄성체(10b)의 상단 부분은 캠(2)의 외주면에 접촉시키고, 탄성체(10b)의 하단 부분은 대좌(3)의 외주면에 접촉시켜, 주상 구조체(1)의 외주면(1a)의 상단부면(1c) 및 하단부면(1b)에서의 코팅 누락(미코팅 부분 발생)을 방지한다. 다음에, 캠용 모터(5) 및 대좌용 모터(6)를 기동시켜, 캠(2), 대좌(3) 및 주상 구조체(1)를 소정의 회전수로 회전시킨다. 이 상태에서, 코팅재를 코팅재 공급용 펌프(도시 생략)에 의해 배관(13)을 통해 공급관(12a)으로 보내어, 노즐(12b)의 개구부로부터 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 공급하여 그 외주면(1a)에 도포한다. 그리고, 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 도포된 코팅재의 도포면을 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)에 의해 고르게 함으로써, 주상 구조체(1)의 외주면(1a)의 코팅이 완료된다.
주상 구조체(1)의 외주면(1a)의 코팅이 완료된 후에, 캠(2) 및 대좌(3)의 회전을 정지시키고, 대좌(3)를 하강시킨다. 그 후, 주상 구조체(1)를 밀어올림용 판(42)(도 6 참조)에 의해 밀어 올려 주상 구조체(1)의 단부면(1b)을 들어올리고, 이송 펠릿(30)을 단부면(1b)의 하부로 이동시킨다. 이어서, 밀어올림용 판(42)을 하강시켜, 주상 구조체(1)를 이송 펠릿(30)에 실어, 건조기대(도시 생략)로 옮기며, 여기서, 공급ㆍ도포 수단(12)에 의해 공급된 과잉의 코팅재는 슬러리 수납 용기(40)에 의해 회수되어, 펌프(도시 생략)에 의해 탱크(41)(도 6 참조)로 회수된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치를 사용하여, 주상 구조체(1)의 외주면(1a)을 코팅하기 때문에, 공급ㆍ도포 수단(12)의 노즐(12b)에서 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 공급되어 그 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 도포된 코팅재의 도포면이 외주면(1a)과 탄성체(10b) 사이에서 고르게 되기 때문에, 부분적인 미코팅이나 코팅의 박리의 발생이 방지된다. 더욱이, 탄성체(10b)가 주상 구조체(1)의 외주면(1a)에 접하면서 코팅재의 도포면을 고르게 함으로써, 주상 구조체(1)의 외주면(1a)상의 코팅을 얇고 균일하게 할 수 있기 때문에, 코팅후 건조시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 것이 방지된다. 주상 구조체(1)가 경사지게 배치된 경우에도, 탄성체(10b)는 주상 구조체(1)의 외주면(1a) 전체와 축방향으로 접촉할 수 있어, 부분적인 미코팅이나 코팅의 박리의 발생이 방지되고, 게다가 코팅재가 얇고 균일하게 코팅될 수 있으므로, 코팅후 건조시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 것이 방지된다.
(실시예)
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.
도 1에 도시하는 주상 구조체의 외주면의 코팅 장치를 사용하여, 아래에 나타낸 바와 같이 주상 구조체의 외주면을 코팅하였다.
(주상 구조체 및 코팅재)
사용한 주상 구조체는 유체의 유로를 이루는 복수의 셀을 포함하는 원주형의 허니컴 구조체이다. 그 구조체의 재질은 코디어라이트이었으며, 그 외주면을 연삭 가공하여, 외경이 143 ㎜이고 중심축 방향의 높이가 150 ㎜이며, 0.175 ㎜의 리브 두께와 400 셀/(인치)2의 셀 밀도를 갖는 구조체를 얻었다. 캠(2) 및 대좌(3)의 중심축에 수직인 단면의 직경(원의 직경)은 허니컴 구조체의 중심축에 수직인 단면의 직경(원의 직경)과 대략 동일하다.
사용한 슬러리형의 코팅재는 조성은 코팅 시멘트(SiO2 : 60.0, Al2O3 : 39.2, Na2O : 0.4, MgO : 0.3, 기타 무기질 : 0.1, 그리고 부동액 들어감)가 75 질량%, 코디어라이트 분말(평균 입자 지름 2 ㎛)이 25 질량%이며, 점도는 20 Paㆍs였다.
(주상 구조체의 외주면의 코팅 방법)
주상 구조체(허니컴 구조체)(1)를 도 1에 도시하는 이송 펠릿(30) 상에 배치하여, 그 이송 펠릿(30)을 대좌(3)의 위의 공간까지 이동시켰다. 그 후, 대좌(3)의 중앙부에 마련된 상승 가능한 밀어올림용 판(42)(도 6 참조)을 그 위에 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)가 배치되도록 상승시키고, 이송 펠릿(30)을 원래 위치로 이동시킨 후에, 밀어올림용 판(42)을 하강시켜 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)를 대좌(3) 위에 배치하였다. 도 1에 도시한 센터링 판(21, 21)을 사용하여, 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)를 그 중심축이 캠(2) 및 대좌(3)의 중심축과 대략 일치하도록 위치 설정하였다.
대좌(3) 상에 배치된 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 상단부면은 대좌(3)를 상승시킴으로써 캠(2)에 접촉하게 되었고, 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)는 캠(2)과 대좌(3) 사이에 끼워졌다. 이에 따라, 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)는 유지 수단(4)에 의해서 유지된 상태가 되었다.
다음에, 슬러리형의 코팅재를 도 6에 도시하는 탱크(41)에 공급하였다. 그리고, 도 3에 도시한 바와 같이, 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)가 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면(1a)에 접촉하고, 추종 수단(14)이 캠(2)의 외주면에 접촉하도록 공급ㆍ도포 수단(12), 평활화 수단(10) 및 추종 수단(14)을 이동시켰다(즉, 도 1의 상태에서 도 3의 상태로 이동시킴). 이 경우, 평활화 플레이트(10a)의 주상 구조체(허니컴 구조체)(1) 측의 단부와 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면(1a) 간의 거리는 0.5 ㎜로 하였다. 탄성체(10b)로는 시트형의 고무(이소프렌 고무)를 사용하였다. 또한, 도 5에 도시한 각도(A)[추종 롤러(14a 및 14b)의 각각의 중심을 지나는 직선(방향 x)과, 평활화 수단(10)의 선단 부분(탄성체(10b))의 연장선(방향 y) 사이에 형성되는 각도]는 45°로 하였다. 이 상태에서, 코팅재 공급용 펌프(도시 생략)에 의해, 코팅재를 배관(13)을 통해 공급관(12a)으로 보내어, 노즐(12b)의 개구부에서 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면(1a)에 코팅재를 공급하여 그 외주면(1a) 상에 도포하였다. 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면(1a)에 도포된 코팅재를 평활화 수단(10)의 탄성체(10b)(고무)에 의해 고르게 함으로써, 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면(1a)의 코팅을 완료하였다. 이 경우, 캠(2) 및 대좌(3)는 공급ㆍ도포 중에는 10 rpm의 회전수로 3회 (그 자신의 축선을 중심으로) 회전시켰고, 그 후에는 10 rpm으로 1회 (그 지신의 축선을 중심으로) 회전시켰다.
(코팅시 외관 상태의 평가)
전술한 주상 구조체의 외주면의 코팅 방법에 있어서, 평활화 수단의 탄성체의 폭, 두께 및 경도를 변화시켜(실시예 1∼14), 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면상의 코팅의 외관 상태를 평가하였다. 외관 상태는 부분적 미코팅의 정도 및 코팅의 박리 정도에 대해 행해진 종합적인 평가의 결과로서 나타내며, 부분적 미코팅 부분 및 박리 부분의 총 면적이, 외주면(면적)의 10% 이하인 경우, 그 결과를 ○로 하였고, 상기 총 면적이 외주면(면적)의 10%보다 크고 20% 이하인 경우, 그 결과를 △로 하였고, 상기 총 면적이 외주면의 20%보다 큰 경우, 그 결과를 ×로 하였다. 여기서, "부분적 미코팅"은, 코팅이 얇아져 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면이 노출되어 있는 상태를 의미하며, "박리"는 코팅이 벗겨져 떨어진 상태를 의미한다. 또한, 탄성체의 폭은, 도 2에 도시한 바와 같이, 탄성체(10b)가 마련되어 있는 평활화 플레이트(10a)의 긴 길이 쪽 단부와, 주상 구조체(1)를 향하는 측의 탄성체(10b)의 긴 길이 쪽 단부 사이의 거리(w)(폭)를 의미한다. 탄성체의 두께는, 도 2에 있어서의 탄성체를 형성하는 시트의 두께(d)를 말한다. 그리고, 탄성체의 경도는 JIS K6253 「가황 고무 및 열가소성 고무의 경도 시험 방법」에 기초한 측정 방법에 의해 측정된 값이다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교를 위해, 평활화 수단에 탄성체를 마련하지 않고서 전술한 주상 구조체의 외주면의 코팅 방법에 의해 허니컴 구조체의 외주면의 코팅을 실시하였고, 얻어진 외주면을 평가하였다(비교예 1). 평활화 수단의 재질은 스테인레스강으로 하였고, 평활화 수단과 주상 구조체의 외주면 사이의 거리를 0.9 ㎜로 하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(코팅 건조후의 크랙 발생의 평가)
실시예 1∼14 및 비교예 1에서 얻어진, 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면의 코팅을 건조시킨 후에 크랙 발생 상태를 평가하였다. 평가의 기준은, 크랙이나 틈새(fissure)가 코팅에 존재하지 않는 경우, 그 결과를 ○로, 크랙이나 틈새가 코팅에 존재하는 경우, 그 결과를 ×로 하여 나타내었다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(코팅 두께의 측정)
실시예 1∼14 및 비교예 1에서 얻어진, 주상 구조체(허니컴 구조체)(1)의 외주면의 코팅 두께를 측정하였다. 여기서의 코팅 두께는, 코팅후의 주상 구조체의 직경과 코팅전의 주상 구조체의 직경을 각각 측정하고, 코팅후의 주상 구조체의 직경에서 코팅전의 주상 구조체의 직경을 뺀 값의 1/2로 정의하고 있다. 각각의 주상 구조체의 직경은 그 주상 구조체의 축 방향에 있어서 양 단부 및 중앙부에서의 직경의 평균값으로 하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
탄성체의 폭(㎜) 탄성체의 두께(㎜) 탄성체의 경도 코팅시의 외관 상태 코팅 건조후의 크랙 발생 상태 코팅의 두께(㎜)
실시예 1 1 3 50 O O 0.3
실시예 2 2 3 50 O O 0.3
실시예 3 3 3 50 O O 0.3
실시예 4 5 3 50 O O 0.3
실시예 5 10 3 50 O O 0.3
실시예 6 15 3 50 △ O 0.1
실시예 7 20 3 50 △ O 0.1
실시예 8 3 1 50 O O 0.3
실시예 9 3 5 50 O O 0.3
실시예 10 3 8 50 △ O 0.2
실시예 11 3 10 50 △ O 0.1
실시예 12 3 3 30 O O 0.3
실시예 13 3 3 80 O O 0.3
실시예 14 3 3 100 △ O 0.1
비교예 1 - - - × × 0.7
표 1에 나타낸 바와 같이, 탄성체(고무)가 있는 평활화 수단을 사용하는 경우에는 스테인레스강제 평활화 수단을 사용한 경우와 비교하여, 코팅 두께가 얇아지고, 또한, 부분적 미코팅, 코팅의 박리 및 크랙의 발생과 같은 문제점이 방지되었음을 확인할 수 있다. 또한, 코팅 두께가 얇아졌음에도 불구하고, 부분적 미코팅이 방지되었다는 점으로부터, 코팅이 보다 균일하게 수행되었음을 알 수 있다. 게다가, 탄성체의 폭은 1∼10 ㎜인 것이 바람직하며, 탄성체의 두께는 1∼5 ㎜인 것이 바람직하고, 탄성체의 경도는 30∼80인 것이 바람직하다. 이러한 조건을 충족시키는 탄성체를 사용함으로써, 주상 구조체(허니컴 구조체)의 외주면을 부분적 미코팅, 박리 및 크랙의 발생 없이도 보다 얇고 균일하게 코팅할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 주상 구조체의 외주면의 코팅 장치에 따르면, 평활화 수단이 평활화 플레이트와 시트형의 탄성체를 구비하고, 이 탄성체는 주상 구조체의 외주면에 접하도록 배치되며, 공급ㆍ도포 수단으로부터 주상 구조체의 외주면에 공급되어 그 외주면에 도포된 코팅재의 도포면은 외주면과 탄성체 사이에서 고르게 되며, 이에 따라 부분적 미코팅이나 코팅의 박리의 발생을 방지할 수 있고, 게다가 코팅재가 얇고 균일하게 코팅되기 때문에, 코팅후 건조시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 것이 방지된다. 그 결과, 결함 없는 외주면 코팅을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 방법은 본 발명의 주상 구조체의 외주면 코팅 장치를 사용하여, 코팅재를 주상 구조체의 외주에 도포하고, 그 도포면을 고르게 하는 것을 포함하며, 이에 따라 부분적 미코팅이나 코팅의 박리의 발생을 방지할 수 있으며, 게다가 코팅재가 얇고 균일하게 코팅되기 때문에, 코팅후 건조시에 코팅 부분에 크랙이 발생하는 것이 방지된다. 그 결과, 결함 없는 외주면 코팅을 형성할 수 있다.

Claims (19)

  1. 주상 구조체를 대략 수직 방향으로 유지하고, 그렇게 유지한 상기 주상 구조체와 함께 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전하는 유지 수단과, 회전하는 상기 주상 구조체의 외주면에 코팅재를 공급하여 그 외주면 상에 코팅재를 도포하는 공급ㆍ도포 수단과, 상기 외주면에 대하여 소정의 위치에 하나의 긴 길이 쪽 단부가 배치되고, 상기 외주면에 공급되어 그 외주면에 도포된 코팅재의 도포면을 고르게 하는 판형의 평활화 수단이 마련된 주상 구조체의 외주면 코팅 장치로서,
    상기 평활화 수단은 평활화 플레이트와, 이 평활화 플레이트의 상기 주상 구조체 측의 긴 길이 쪽 단부에 마련된 시트형의 탄성체를 구비하며, 상기 탄성체는 상기 주상 구조체의 외주면에 접촉하도록 배치되고, 상기 코팅재는 상기 탄성체를 통해 상기 외주면에 공급되어 그에 도포되고, 상기 도포면은 상기 외주면과 상기 탄성체 사이에서 고르게 되는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평활화 수단은 그 길이 방향이 상기 주상 구조체의 중심축 방향과 대략 일치하도록 배치되며, 상기 평활화 수단을 구성하는 상기 탄성체는 상기 주상 구조체의 양 단부면 사이에서, 상기 주상 구조체의 외주면에 접촉하도록 배치된 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유지 수단은 그 위에 배치된 주상 구조체를 그 일단부가 아래쪽으로 향하도록 하여 유지하는 한편, 유지한 상기 주상 구조체와 함께 상기 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전하는 대좌를 구비하는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유지 수단은, 상기 대좌 상에 배치되어 유지된 상기 주상 구조체의 다른 쪽의 단부면 측에 배치되는 한편, 상기 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전하는 캠을 구비하는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 대좌의 외주 형상과 상기 캠의 외주 형상은 대략 동일한 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 주상 구조체와, 상기 대좌 및/또는 캠을 소정의 위치 관계로 유지하는 센터링 수단을 더 구비한 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  7. 제3항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 평활화 수단이 상기 주상 구조체의 외주면에 대하여 소정의 위치에 배치되도록, 상기 평활화 수단을 상기 대좌 및/또는 캠의 외주를 따라 구동시키는 추종 수단(following means)을 더 구비하는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  8. 제4항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 추종 수단은, 서로 소정의 간격을 두고 배치되어, 상기 공급ㆍ도포 수단 및 상기 평활화 수단과 함께 상기 캠의 외주에 접촉하면서 상기 캠의 외주를 따라 전후로 이동하는 제1 및 제2 추종 롤러를 구비하며, 이들 제1 및 제2 추종 롤러는 각 롤러의 중심을 통과하는 직선과 상기 평활화 수단의 선단 부분이 형성하는 각도가 소정의 각도로 되도록 배치되는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 추종 수단은 상기 공급ㆍ도포 수단 및 상기 평활화 수단과 함께 상기 대좌의 외주에 접촉하면서 상기 대좌의 외주를 따라서 전후로 이동하는 제3 및 제4 추종 롤러를 더 구비하며, 상기 제3 추종 롤러의 회전축과 상기 제1 추종 롤러의 회전축은 공통이며, 상기 제4 추종 롤러의 회전축과 상기 제2 추종 롤러의 회전축은 공통인 것인 외주면 코팅 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 시트형의 탄성체의 폭은 1∼10 ㎜인 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 시트형의 탄성체의 두께는 1∼5 ㎜인 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 시트형의 탄성체의 경도는 30∼80인 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성체는 고무 또는 스펀지로 이루어지는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  14. 제3항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대좌 및/또는 캠의 외주는 스테인리스강 또는 세라믹으로 이루어지는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 평활화 플레이트는 스테인리스강 또는 세라믹으로 이루어지는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 주상 구조체의 중심축 방향에 수직인 평면을 따라 절단한 상기 주상 구조체의 단면 형상은 원형 또는 타원형인 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 주상 구조체는 유체의 유로를 이루는 복수의 셀을 포함하는 허니컴 구조체인 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 공급ㆍ도포 수단과 상기 평활화 수단은 상기 주상 구조체의 외주를 따라 함께 회전할 수 있는 것인 주상 구조체의 외주면 코팅 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 기재한 주상 구조체의 외주면 코팅 장치를 사용하여 주상 구조체의 외주면을 코팅하는 외주면 코팅 방법으로서, 상기 주상 구조체를 상기 유지 수단으로 유지하는 것과, 상기 주상 구조체와 유지 수단을 상기 대략 수직 방향의 축선을 공통의 회전축으로 하여 회전시키면서, 상기 공급ㆍ도포 수단으로부터 상기 주상 구조체의 상기 외주면에 상기 코팅재를 공급하여 그 외주면에 상기 코팅재를 도포하는 것과, 공급ㆍ도포된 상기 코팅재의 도포면을 상기 외주면과 상기 시트형의 탄성체 사이에서 고르게 하는 것을 포함하는 주상 구조체의 외주면 코팅 방법.
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