KR20050111811A - 마스터판 왕복 이동식 전주 방법 및 마스터판왕복운동수단을 구비한 전주장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 마스터판 왕복 이동식 전주 방법 및 마스터판 왕복운동수단을 구비한 전주장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전주 생산성을 향상시키기 균일한 두께의 전주 제품을 제조하기 위하여 마스터판을 상하로 왕복운동시키면서 전주를 행하는 전주 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전주방법은, 전주하고자 하는 장식 형상이 새겨진 마스터판과 금속을 전해조 내에 담고 전류를 흘려서 상기 장식 형상에 금속을 전착시키는 전주 방법에 있어서, 상기 전해조 내에 담겨진 마스터판을 일정한 거리 구간 내에서 왕복운동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 마스터판의 왕복운동은 전해조에 대하여 수직 방향으로, 즉 마스터판의 전착면이 전해조에 대하여 상하로 되도록 하는 것이 바람직하다.

Description

마스터판 왕복 이동식 전주 방법 및 마스터판 왕복운동수단을 구비한 전주장치{ELECTROFORMING METHOD OF MASTER PLATE RECIPROCATION AND APPARATUS FOR ELECTROFORMING WITH MASTER PLATE RECIPROCATING MEANS}

본 발명은 마스터판 왕복 이동식 전주 방법 및 마스터판 왕복운동수단을 구비한 전주장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전주 생산성을 향상시키기 균일한 두께의 전주 제품을 제조하기 위하여 마스터판을 상하로 왕복운동시키면서 전주를 행하는 전주 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 4에 도시된 것과 같이, 종래의 전주 방법 및 장치는 장식 형상이 새겨진 마스터판(32)과 전착금속(21)을 전해조(10)에 고정된 상태로 침지시키고 전류를 흐르게 하여 전주를 행한다. 이 경우 도시된 것과 같이, 전착된 금속(33')의 두께는 마스터판(32)의 상부에서 하부로 갈수록(전해조의 깊이가 깊을 수록)두껍게 된다. 상기와 같은 현상은 마스터판(32)의 전착면의 형상 및 위치에 따라서 전류분포가 균일하지 못하기 때문이다.

또한, 종래의 전주 방법 및 장치는 전주의 생산성을 높이기 위하여 전류밀도를 높이면 한계전류밀도에 도달하여 음극(-)에서는 금속이 석출되지 않고 수소가 발생하거나, 양극(+)에서 부동태 상태가 발생하여 금속이 용해되지 않고 산소가 발생하는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 마스터판(32)과 전착금속(21)의 주위의 이온의 농도가 급격히 감소하여 금속의 용해와 석출을 방해하기 때문이다.

종래 상기와 같은 현상을 방지하기 위한 방법으로 전해액(11)을 교반하거나, 공기를 공급하여 기포를 발생시키는 방법이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법으로는 전주하고자 하는 마스터판의 형상이 대형이거나 복잡한 형상이 새겨진 경우에는 전착금속의 두께를 균일하게 하면서도 동시에 전류밀도를 높여서 생산성을 높일 수 없는 결점이 있다.

특히 두께가 균일하지 못한 경우 특정부위의 최소 두께를 확보하기 위하여 필요이상의 전착금속이 소모되어 재료비가 상승하는 결점이 있다. 또한 치수불량이 되어 필요이상으로 두께가 두꺼운 전주품은 두께를 균일하게 하기 위한 후처리 공정이 필요하게 되어 제조비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전주하고자 하는 마스터판이 대형이거나 복잡한 형상이 새겨진 경우에도 균일한 두께를 갖도록 전주를 행할 수 있는 전주 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 동시에 본 발명은 전주 시간을 단축할 수 있도록 한계전류밀도를 높일 수 있는 전주 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 상기와 같은 전주방법으로 전주를 실시하기 위한 전주장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 전주방법은, 전주하고자 하는 장식 형상이 새겨진 마스터판과 금속을 전해조 내에 담고 전류를 흘려서 상기 장식 형상에 금속을 전착시키는 전주 방법에 있어서, 상기 전해조 내에 담겨진 마스터판을 일정한 거리 구간 내에서 왕복운동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 마스터판의 왕복운동은 전해조에 대하여 수직 방향으로, 즉 마스터판의 전착면이 전해조에 대하여 상하로 되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 마스터판의 전착면에 전착금속의 석출에 의하여 이온의 농도가 순간적으로 낮아지더라도, 마스터판이 상하로 연속적으로 왕복운동하고 있으므로 전해액이 연속적으로 유동하여 전착면은 균일한 농도의 전해액과 연속적으로 접촉하게 된다. 따라서, 전류밀도를 높게하여 동일한 두께의 전주를 행할 경우 전주 시간을 단축할 수 있게 된다. 또한, 마스터판의 전착면이 연속적으로 왕복운동하고 있으므로 전해액이 연속적으로 유동하여 균일한 농도의 전해액과 접촉하게 되어, 마스터판의 형상에 따른 전류분포의 차이에 의한 전착금속의 두께에 대한 영향을 저감시키게 되어 보다 균일한 두께를 갖는 전주를 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 마스터판의 왕복운동은 분당 10회 내지 20 회 범위 내이고, 상기 마스터판의 왕복운동 거리 구간은 3 내지 8 cm 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 전주시 전해액 내에서 마스터판의 이동속도가 너무 느리거나 빠르면 전착면과 전해액과의 점성마찰에 의한 전해액의 적절한 유동을 발생시키지 못하게 된다. 즉 너무 느리거나 빠르면 전해액의 적절한 유동을 생성하지 못하여 농도 분극의 영향을 제거하지 못하게 된다.

한편 본 발명은 상기의 전주 방법을 실현하기 위한 전주장치를 제공한다. 본 발명에 따른 전주장치는, 전해액을 수용하기 위한 전해조과, 양극에 접속되고 전착금속을 상기 전해액 내에 침지되도록 지지하기 위한 전착금속지지대와, 음극에 접속되고 장식형상이 새겨진 마스터판을 상기 전해액 내에 침지되도록 지지하기 위한 마스터판지지대와, 상기 전해액을 순환 유동시키기 위한 전해액유동수단과, 상기 전해액을 여과시키기 위한 여과수단을 포함하는 전주장치에 있어서, 상기 마스터판지지대를 일정한 거리 구간 내에서 왕복운동 시키기 위한 왕복운동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 왕복운동수단은 전착면에 균일한 농도의 전해액이 연속적으로 접촉하도록 적절한 유동을 발생시키기 위하여, 상기 마스터판지지대를 전해조에 대하여 수직방향으로 왕복운동시키는 것이 바람직하다. 상기 마스터판지지대의 왕복운동은 분당 10회 내지 20 회 범위 내이고, 상기 마스터판의 왕복운동 거리 구간은 3 내지 8 cm 범위 내에서 이루어 지도록 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 왕복운동수단은 상기 마스터판지지대의 양단부에 각각 일단이 고정되고, 상하로 이동가능하도록 도금조에 고정된 절연지지봉과, 상기 절연지지봉을 동시에 상하로 왕복운동하도록 이동시키기 위한 구동수단을 포함한다. 상기 구동수단은 왕복운동의 속도를 원활이 조절할 수 있도록, 모터와, 각각 회전가능하도록 편심되어 지지되고, 상기 한쌍의 절연지지봉의 하부에 설치되어 외주면이 상기 절연지지봉의 타단과 접촉되어 지지봉을 지지하도록 설치된 원판캠과, 상기 모터의 동력을 상기 원판캠에 전달하기 위한 동력전달수단을 포함한다. 상기 모터의 회전동력은 동력전달수단을 통하여 원판캠에 전달되고, 상기 원판캠은 편심축에 의하여 회전하도록 설치되어 있으므로 외주면에 접촉하도록 지지된 지지봉을 상하로 왕복운동시킨다. 즉, 원판캠은 회전운동을 지지봉의 직선왕복운동으로 변환한다. 따라서, 지지봉에 고정된 마스터판지지대가 상하로 연속적으로 왕복운동을 하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전주 장치의 일실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전주방법 및 전주장치의 설명도이다. 본 실시예에서 상기 종래와 동일부분은 동일부호로 표시한다.

본 실시예에 따른 전주장치(100)는 전해액(11)이 수용되고, 상부가 개구된 전해조(10)와, 상기 양극(+)에 접속되고 전해조(10)의 개구된 상부면과 중심을 따라 설치되어 전착금속(21)을 지지하는 전착금속지지대(20)와, 상기 전착금속지지대(20)의 상부측에 상기 전착금속지지대(20)와 인접하게 설치되고 음극(-)과 연결되어 마스터판(32)을 지지하기 위한 마스터판지지대(30)와, 상기 마스터판지지대(30)를 상하로 왕복운동 시키는 왕복운동수단(40,50,70)과, 상기 전해조(10)의 전해액(11)을 순환 유동시키는 전해액 순환수단(60)과, 상기 전해액(11)내 불순물 및 전해 찌거기를 제거하기 위한 여과수단(80)을 포함한다.

상기 각각의 전착금속(21)과 마스터판(32)은 상기 전재조(10)의 전해액(11)에 침지되도록 각각의 전착금속지지대(20)와 마스터판지지대(30)에 지지되어 있다.

상기 왕복운동수단(40,50,70)은 마스터판지지대(30)에 복수개의 연결부(31)에 의해 복수개 결합된 절연지지봉(40)과, 상기 절연지지봉(40)을 수직방향으로 유동시키기 위한 구동수단(70)과, 상기 각각의 절연지지봉(40)을 상기 전해조(10)의 외측면에서 이동가능하도록 지지하기 위해 상기 전해조(10)의 외측면에 설치된 복수개의 고정부(50)를 포함한다. 상기 복수개의 연결부(31)는 상기 마스터판지지대(30)에 음극(-)이 연결됨을 감안하여 절연재질로 형성해야 하나, 상기 절연지지봉(40)을 절연재질로 형성하여 절연지지봉(40)을 마스터판지지대(30)에 직접 결합함도 가능하다.

상기 구동수단(70)은 모터(71)와, 상기 모터(71)와 결합되어 모터(71)의 구동에 의해 회전하는 제1회전봉(72)과, 상기 제1회전봉(72)과 베벨기어(73)로 연결된 제2회전봉(74)과, 상기 절연지지봉(40)과 상기 제2회전봉(74)을 연결하여 상기 제2회전봉(74)의 회전운동을 절연지지봉(40)의 직선운동으로 변환하여 주는 복수개의 원판캠(75)을 포함한다. 본 실시예에서 상기 절연지지봉(40)이 상기 전착금속지지대(20)의 양측면에 연결되어 있음을 일예로 하고, 상기 구동수단(70)에서 모터(71)를 제외한 나머지 구성요소가 복수개 임을 일예로 하여 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같은 본 실시예에 따른 전주장치의 동작을 첨부된 도면 1 내지 3을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 전착금속지지대(20)는 전해조(10)의 개구된 상부면을 따라 전해조(10)에 고정 설치되어 있으며, 마스터판지지대(30)는 양측이 상기 전착금속지지대(20)의 상방에 절연지지봉(40)에 의해 왕복운동이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 절연지지봉(40)은 전해조(10)의 외면에 고정부(50)에 의해 왕복운동 가능하도록 고정설치되어 있는 것으로, 일측은 연결부(31)에 의해 상기 마스터판지지대(30)에 연결되고 타측은 모터(71)측에 연결되어 있다.

상기 모터(71)의 구동에 의해 제1회전봉(72)이 회전하고, 일측이 제1회전봉(72)과 베벨기어(73)로 연결된 제2회전봉(74)이 제1회전봉(72)에 의해 회전한다. 상기 제2회전봉(74)의 타측에는 절연지지봉(40)과 연결된 원판캠(75)이 연결되어 상기 제2회전봉(74)의 회전에 의해 원판캠(75)에 연결된 절연지지봉(40)은 상하로 연속적으로 왕복운동 시키는 것이다. 본 실시예에서는 각각의 제1회전봉(72)과 제2회전봉(74)을 설치하여 상기 모터(71)의 회전운동을 상기 절연지지봉(40)측에 전달하도록 하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 당업자에 의한 다양한 회전운동전달수단이 구현될 것이다.

상기 마스터판지지대(30)에 연결된 마스터판(32)의 왕복운동 거리구간은 상기 원판캠(75)의 편심정도에 의해 결정되는데, 상기 마스터판지지대(30)에 연결된 마스터판(32)의 왕복운동 거리구간이 상기 전착금속지지대(20)에 연결된 전착금속(21)의 상하 길이방향 크기 범위안에 존재하도록 원판캠(75)의 편심정도를 결정함이 바람직 하다. 더욱 바람직하게는 3 내지 8cm 범위내에 상기 마스터판(32)의 왕복운동 거리구간이 존재하도록 상기 원판캠(75)의 편심정도를 결정한다. 또한, 마스터판(32)의 왕복속도가 너무 느리거나 빠르면 마스터판(32)의 전착면(도면에 표시하지 않음)과 전해액(11)과의 점성마찰에 의한 전해액(11)의 적절한 유동을 발생시키지 못하게 된다. 즉, 너무 느리거나 빠르면 전해액(11)의 적절한 유동을 생성하지 못하여 농도 분극의 영향을 제거하지 못하게 되므로, 상기 마스터판(32)의 왕복운동 속도는 분당 10회 내지 20회 왕복하도록 함이 바람직하며, 모터(71)의 회전속도 또는 제1회전봉(72)과 제2회전봉(74)이 연결된 베벨기어(73)의 기어비를 조절하여 상기 마스터판(32)의 왕복운동 속도를 제어할 수 있음은 자명한 것이다.

상기와 같은 전주장치(100)로 전주를 실시하면, 양극(+)에 연결된 마스터판지지대(30)의 마스터판(32)의 전착면에 전착금속(21)이온이 환원반응에 의해 석출되므로 전해액내 전착금속(21)이온의 농도가 낮아지는 현상이 발생한다. 이때, 상기 마스터판(32)의 전착면부위에 이온농도차가 형성되는 확산층에서 농도분극이 형성된다. 그러나, 상기 마스터판(32)이 상하로 연속적으로 왕복운동을 하고 있으므로 상기 전착금속(21)이온 확산이 촉진되고, 상기 전착금속(21)이온의 확산이 촉진됨에 따라 상기 확산층이 붕괴되어 상기 농도분극이 감소된다. 상기 농도분극이 감소됨에 따라 마스터판(32)의 전착면은 균일한 농도의 전해액과 연속적으로 접촉하게 되고, 마스터판(32)의 전착면에 균일한 두께를 갖는 전착면을 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 마스터판을 일정한 거리 범위 내에서 왕복운동시키면서 전주를 행하는 방법을 제공하여, 전주하고자 하는 마스터판이 대형이거나 복잡한 형상이 새겨진 경우에도 균일한 두께를 갖도록 전주를 행할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의한 전주방법은, 한계전류밀도를 높일 수 있어서 전주 시간을 단축하여 전주의 생산성을 향상할 수 있게 된다. 종래 고정식 전주방법 및 장치를 이용하여 전주하는 것에 비해 본 발명의 전주방법 및 장치를 이용하여 전주하면 약 25%의 전주 소요시간 절감의 효과를 얻는다.

또한 본 발명에 의하면, 상기와 같은 효과를 갖는 전주방법을 실시하기 위하여 마스터판을 용이하게 왕복운동시킬 수 있는 수단을 구비한 전주장치를 제공하여 전주의 생산성을 높이고 균일한 두께를 갖는 전주제품을 생산할 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전주 장치의 일실시예의 사시도

도 2는 도 1의 평면도

도 3은 본 발명에 따른 전주방법 및 전주장치의 설명도

도 4는 종래의 방법 및 장치에 따른 전주 방법 및 장치의 간략 설명도

<부호의 간단한 설명>

10 전해조 20 전착금속지지대

30 마스터판지지대 40 절연지지봉

50 지지봉 지지부 60 전해액 여과수단

70 구동수단 80 전해액 유동수단

Claims (9)

1. 전주하고자 하는 장식 형상이 새겨진 마스터판과 금속을 전해조 내에 담고 전류를 흘려서 상기 장식 형상에 금속을 전착시키는 전주 방법에 있어서,

   상기 전해조 내에 담겨진 마스터판을 일정한 거리 구간 내에서 왕복운동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전주 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마스터판의 왕복운동은 전해조에 대하여 수직 방향인 것을 특징으로 하는 전주 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 마스터판의 왕복운동은 분당 10회 내지 20 회 범위 내인 것을 특징으로 하는 전주방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 마스터판의 왕복운동 거리 구간은 3 내지 8 cm 범위 내인 것을 특징으로 하는 전주방법.
5. 전해액을 수용하기 위한 전해조과, 양극에 접속되고 전착금속을 상기 전해액 내에 침지되도록 지지하기 위한 전착금속지지대와, 음극에 접속되고 장식형상이 새겨진 마스터판을 상기 전해액 내에 침지되도록 지지하기 위한 마스터판지지대와, 상기 전해조내에 기포를 발생하여 전해액을 순환 유동시키기 위한 공기공급수단과, 상기 전해액을 여과시키기 위한 여과수단을 포함하는 전주장치에 있어서,

   상기 마스터판지지대를 일정한 거리 구간 내에서 왕복운동 시키기 위한 왕복운동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전주장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 왕복운동수단은 상기 마스터판지지대를 전해조에 대하여 수직방향으로 왕복운동시키도록 된 것을 특징으로 하는 전주장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 왕복운동수단은 상기 마스터판지지대를 분당 10회 내지 20 회의 범위내에서 왕복운동시키고, 왕복운동 거리 구간은 3 내지 8cm 범위 내인 것을 특징으로 하는 전주장치.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 왕복운동수단은,

   상기 마스터판지지대의 양단부에 각각 일단이 고정되고, 상하로 이동가능하도록 설치된 절연지지봉과,

   상기 절연지지봉을 동시에 상하로 왕복운동하도록 이동시키기 위한 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전주장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 구동수단은,

   모터와,

   각각 회전가능하도록 편심되어 지지되고, 상기 절연지지봉의 하부에 설치되어 외주면이 상기 절연지지봉의 타단과 접촉되어 지지봉을 지지하도록 설치된 원판캠과,

   상기 모터의 동력을 상기 원판캠에 전달하기 위한 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전주장치.