KR20050081283A - 전해식 분산 도금 장치 - Google Patents
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Abstract
분산제용 미립 분말의 침전을 방지할 수 있는 전해식 분산 도금 장치가 개시되어 있다. 도금조는 금속 도금액 및 상기 금속 도금액 속에 분산되어 있는 분산제용 미립 분말을 갖는 복합 도금액을 수용한다. 펌프는 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액을 파이프를 통하여 순환시킨다. 공기 버블러는 상기 도금조내에 설치되어 압축 공기를 상기 도금조로 분사하여 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액을 교반시킨다. 지그는 피도금물에 전기 도금을 수행하기 위하여 일체형으로 형성된 전극을 구비하고, 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액에 침지되어 상기 도금조의 바닥면으로부터 상향으로 연장되어 직립으로 위치한다. 제어부는 상기 펌프 및 상기 공기 버블러의 동작을 제어한다.
Description
본 발명은 전해식 분산 도금 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도금액에 포함된 미립 분말을 분산시키면서 전기 도금을 수행하는 전해식 분산 도금 장치에 관한 것이다.
통상, 자동차 외판용 및 가전 건재에 사용되고 있는 전기 도금 강판 및 용융 도금 강판은 수요자의 품질 특성 요구에 따라 내식성, 도장성, 용접성, 및 광택도 등의 우수한 표면 외관 특성이 요구된다. 종래 이러한 특성을 향상시키기 위한 여러 가지 방법들이 개발되었는데, 이중 내식성 및 광택도를 증가시키기 위한 대표적인 방법으로 아연 도금 용액 중에 여러 가지 다른 금속 분말이나 산화물 분말을 분산시켜 동시에 도금하는 분산 도금 방법이 일본 공개 특허공보 (소)64-62498 호 및 (평)1-129998 호 등에 개시되어 있다. 상기 종래 기술은 전기 도금법으로 아연을 도금하는데 있어, 도금 용액 중에 Al2O3, SiO2, TiO2 등의 산화물을 분산시킨 후, 도금하는 분산 도금 방법으로서, 상기 제안된 아연 도금 강판은 기존의 아연 도금 강판이나 아연-니켈 합금 도금 강판 보다 내식성 등의 품질 특성이 우수하며, NO3 이온 등의 첨가로 도금 강판의 광택도가 증가되는 특징이 있다. 그러나, 상기 제안된 분산 도금법으로 도금 강판을 제조하여 생산하기에는 몇가지 문제점이 있다. 우선 도금 용액 속에 분산되어 있는 분산제의 응집을 방지하기 위하여 도금 용액 용기인 탱크를 초음파로 처리하기 위한 별도의 탱크 시스템이 필요하다. 그에 따른 추가적인 설비비가 발생한다.
이에 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분산제용 미립 분말의 침전을 방지할 수 있는 전해식 분산 도금 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 금속 도금액 및 상기 금속 도금액 속에 분산되어 있는 분산제용 미립 분말을 갖는 복합 도금액을 수용하는 도금조; 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액을 파이프를 통하여 순환시키는 펌프; 상기 도금조내에 설치되어 압축 공기를 상기 도금조로 분사하여 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액을 교반시키는 공기 버블러; 피도금물에 전기 도금을 수행하기 위하여 일체형으로 형성된 전극을 구비하고, 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액에 침지되어 상기 도금조의 바닥면으로부터 상향으로 연장되어 직립으로 위치하는 지그; 및 상기 펌프 및 상기 공기 버블러의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 전해식 분산 도금 장치를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해식 복합 도금 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
본 발명에 따른 전해식 분산 도금 장치는 도금조(102), 펌프(104), 공기 버블러(106), 지그(108), 및 제어부(110)를 포함한다.
도금조(102)는 금속 도금액 및 상기 금속 도금액 속에 분산되어 있는 분산제용 미립 분말을 갖는 복합 도금액을 수용한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 상기 금속 도금액은 설파민산 니켈 용액이고, 상기 분산제용 미립 분말은 Al 분말, 풀루렌, SiC와 같은 탄화물계 분말, 테프론 분말과 같은 고분자 중의 적어도 하나인 것이 바람직하다. 상기 도금조(102)는 내부에서의 Al 분말의 거동을 관찰하기 위하여 투명한 폴리카보네이트로 제작되며, 일반 판 유리에 비해 250 배, 투명 아크릴에 비해 25 배의 내 충격성을 가지고 있고, 120 ℃의 내열 온도를 가지고 있어 상온 작업 시 유리 제품 보다 내 충격성은 강하지만 내열성이 약한 아크릴 및 기타 투명한 합성 수지에 비해 변형이 없으며, 85 %의 투명도를 가지고 있어서 육안으로 작업 상태를 관찰할 수 있다. 즉, 상기 도금조(102)의 용량이 5 ℓ로서, 상기 복합 도금액으로 설파민산 니켈 용액과 50∼60 g/ℓ의 미립 분말은 Al 분말의 혼합물이 상기 도금조(102)에 담긴다. 도 2는 도 1에 도시된 도금조(102)를 확대 도시한 확대도이다. 또한, 가로 300 × 세로 140 × 높이 200 mm 도금조의 용량은 최대 8 ℓ이다.
펌프(104)는 상기 도금조(102)에 수용된 상기 복합 도금액을 상기 도금조(102) 내부에 균일하게 분사시키고, 파이프(103)를 통하여 순환시킨다. 상기 펌프(104)는 토출 용량 22ℓ/분의 수직형 섬프 펌프이며, 도금액 속에 분말이 슬러리 상으로 분산되어 있는 경우의 이송에 적합하다. 조작 방법은 수동 작업 시에는 펌프 스위치의 온/오프 조작으로 동작을 제어하며, 자동 작업 시에는 작업 시작 스위치의 온/오프 제어에 의해 설정 시간 만큼 동작한다. 유량 센서(110)는 상기 파이프(103)에 설치되어 상기 펌프(104)에 의해 파이프(103)를 통하여 순환되는 상기 전기 도금액의 유량을 실시간 측정한다. 상기 유량 센서(110)은 4 내지 20 mA/RS232C/펄스 출력 기능이 있다. 상기 유량 센서(112)의 전극부 재질은 SUS316이며, 상기 유량 센서(110)의 내부는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE) 라이닝 처리된다. 볼 밸브(114)는 상기 파이프(103)에 설치되어 상기 전기 도금액의 유량을 제어하기 위하여 개폐된다.
도 2는 도 1에 도시된 공기 버블러(106)를 확대 도시한 확대도이다. 공기 버블러(106)는 상기 도금조(102)내에 설치된다. 공기 버블러(106)는 압축 공기를 상기 도금조(102)로 분사하여 상기 도금조(102)에 수용된 상기 복합 도금액을 교반시켜 Al 분말의 침전을 방지한다. 상기 압축 공기는 1 kgf/㎠ 이하의 저압 공기인 것이 바람직하다. 상기 공기 버블러(106)에는 다수의 직관(402)을 등 간격으로 배치되어 하부에 각각 다수의 노즐(404)이 형성되어 있다. 공기 펌프(112)는 압축 공기를 상기 공기 버블러(106)로 토출한다.
상기 공기 펌프(112)는 34 ℓ/분의 토출량을 갖는다. 공기 유량 조절계(502)는 상기 공기 펌프(112)와 상기 공기 버블러(106) 사이에 연결되어 상기 공기 펌프(112)로부터 상기 공기 버블러(106)로 공급되는 상기 압축 공기의 량을 조절한다.
도 3은 도 1에 도시된 지그(108)를 확대 도시한 확대도이다. 지그(108)는 피도금물에 전기 도금을 수행하기 위하여 일체형으로 형성된 전극(202)을 구비한다. 지그(108)는 상기 도금조(102)에 수용된 상기 복합 도금액에 침지되어 상기 도금조(102)의 바닥면으로부터 상향으로 연장되어 직립으로 위치한다. 상기 지그(108)는 전극의 후면부의 상태를 관찰할 수 있도록 투명한 폴리카보넷에 의해 제작된다. 상기 지그(108)는 음극을 지지하는 기능을 가진다. 상기 펌프(104)에 의해 순환하는 상기 복합 도금액이 상기 전극(202)에 충돌함에 따라 상방으로의 유체 흐름을 발생시켜 상기 금속 도금액 및 상기 미립 분말을 상기 피도금물의 표면에 균일하게 공급하고, 발생된 기포를 제거를 용이하게 한다.
히터(204)는 상기 복합 도금액을 설정된 도금 온도로 가열한다. 상기 히터(204)는 1kW의 용량을 가지고, 상기 복합 도금액을 40 내지 60 ℃의 온도로 가열한다. 온도 센서(206)는 상기 히터(204)에 의해 가열된 상기 전기 도금액의 온도를 감지한다. 상기 복합 도금액의 pH 변화량을 검출하는 pH 메터(208)를 더 포함하고,
제어부(110)는 상기 펌프(104) 및 상기 공기 버블러(106)의 동작을 제어한다. 상기 제어부(100)는 AC 200V의 전원이 공급된다. 상기 제어부(110)는 상기 유량 센서(116)에 의해 측정된 상기 전기 도금액의 유량을 순간/적산 유량으로 표시하는 유량 디스플레이부(802); 도금 시간을 설정하는 타이머(804); 도금 온도를 설정하는 온도 조절기(806); 및 도금 작업 시작/종료 및 각 구성 요소들의 온/오프 제어를 수행하는 온/오프 제어용 스위치(808)를 포함하고, 상기 타이머(9)에 의해 설정된 작업 시간에 따른 각 구성요소의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다. 상기 제어부(110)는 상기 온도 센서(304)에 의한 온도 감지 결과에 따라 상기 히터(204)의 가열 동작을 제어한다. 상기 제어부(110)는 상기 pH 메터(208)에 의해 검출된 복합 도금액의 pH 변화량을 기초로 하여 상기 복합 도금액의 성분을 조절하기 위한 데이터를 출력한다. 드레인 밸브(120)는 상기 도금조(104) 내에서 사용된 도금액을 외부로 배출한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
이상 설명에서와 같이, 전기 도금을 수행하는 동안에 펌프에 의해 금속 도금액 및 미립 분말을 갖는 복합 도금액을 순환시키고, 공기 버블러에 의해 압축 공기를 상기 도금조(102)로 분사하여 침전된 미립 분말을 교반시키며, 상기 펌프(104)에 의해 순환하는 상기 복합 도금액이 상기 전극(202)에 충돌함에 따라 상방으로의 유체 흐름을 발생시켜 상기 금속 도금액 및 상기 미립 분말을 상기 피도금물의 표면에 균일하게 공급하고, 발생된 기포를 제거를 용이하게 한다. 그에 따라, 균질한 품질의 피도금물을 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해식 복합 도금 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공기 버블러를 확대 도시한 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 지그를 확대 도시한 확대도이다.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
102: 도금조 103: 파이프
104: 펌프 106: 공기 버블러
108: 지그 110: 제어부
112: 공기 펌프 114: 볼 밸브
116: 유량 센서 120: 드레인 밸브
202: 전극 204: 히터
206: 온도 센서 208: pH 메터
402: 직관 404: 노즐
502: 공기 유량 조절계 802: 유량 디스플레이부
804: 타이머 806: 온도 조절기
808: 온/오프 제어용 스위치
Claims (11)
- 금속 도금액 및 상기 금속 도금액 속에 분산되어 있는 분산제용 미립 분말을 갖는 복합 도금액을 수용하는 도금조;상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액을 파이프를 통하여 순환시키는 펌프;상기 도금조내에 설치되어 압축 공기를 상기 도금조로 분사하여 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액을 교반시키는 공기 버블러;피도금물에 전기 도금을 수행하기 위하여 일체형으로 형성된 전극을 구비하고, 상기 도금조에 수용된 상기 복합 도금액에 침지되어 상기 도금조의 바닥면으로부터 상향으로 연장되어 직립으로 위치하는 지그; 및상기 펌프 및 상기 공기 버블러의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 금속 도금액은 설파민산 니켈 용액이고, 상기 분산제용 미립 분말은 Al 분말, 풀루렌, 탄화물계 분말, 고분자 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 펌프는 슬러리의 펌핑에 유용한 수직형 섬프 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 압축 공기는 1 kgf/㎠ 이하의 저압 공기인 것을 특징하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 공기 버블러에는 다수의 직관을 등 간격으로 배치되어 하부에 각각 다수의 노즐이 형성되는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 펌프에 의해 순환하는 상기 복합 도금액이 상기 전극에 충돌함에 따라 상방으로의 유체 흐름을 발생시켜 상기 금속 도금액 및 상기 미립 분말을 상기 피도금물의 표면에 균일하게 공급하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 파이프에 설치되어 상기 펌프에 의해 파이프를 통하여 순환되는 상기 전기 도금액의 유량을 실시간 측정하는 유량 센서; 및 상기 파이프에 설치되어 상기 전기 도금액의 유량을 제어하기 위하여 개폐되는 볼 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제7 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 유량 센서에 의해 측정된 상기 전기 도금액의 유량을 순간/적산 유량으로 표시하는 유량 디스플레이부; 도금 시간을 설정하는 타이머; 도금 온도를 설정하는 온도 조절기; 도금 작업 시작/종료 및 각 구성 요소들의 온/오프 제어를 수행하는 온/오프 제어용 스위치를 포함하고, 상기 타이머에 의해 설정된 작업 시간에 따른 각 구성요소의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 압축 공기를 토출하는 공기 펌프; 상기 공기 펌프와 상기 공기 버블러 사이에 연결되어 상기 공기 펌프로부터 상기 공기 버블러로 공급되는 상기 압축 공기의 량을 조절하는 공기 유량 조절계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 전해식 분산 도금 장치는 상기 복합 도금액을 설정된 도금 온도로 가열하는 히터; 상기 히터에 의해 가열된 상기 전기 도금액의 온도를 감지하는 온도 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의한 온도 감지 결과에 따라 상기 히터의 가열 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
- 제1 항에 있어서, 상기 전해식 분산 도금 장치는 상기 복합 도금액의 pH 변화량을 검출하는 pH 메터를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 pH 메터에 의해 검출된 복합 도금액의 pH 변화량을 기초로 하여 상기 복합 도금액의 성분을 조절하기 위한 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 전해식 분산 도금 장치.
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| KR102366696B1 (ko) * | 2021-09-17 | 2022-02-23 | 임지훈 | 도금 설비용 유량 측정 시스템 |
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