KR20090113798A - 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 금속 분말을 대전제로 코팅하는 단계; 금속 분말에 코팅된 대전제를 양극 또는 음극으로 대전하는 단계; 상기 금속 분말이 코팅될 베이스 재료에 전류를 인가하여 상기 대전제와 반대되는 극성으로 대전하는 단계; 대전제가 대전된 금속 분말을 상기 대전된 베이스 재료에 도포하여, 베이스 재료의 표면에 금속 분말을 전기적으로 결합하여 고정하는 단계; 및 상기 금속 분말이 결합된 상기 베이스 재료를 열처리하여 소결하는 단계를 포함하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 베이스 재료에 대전되는 전하량 분포를 제어함으로써 베이스 재료에 코팅될 금속 분말의 두께를 제어할 수 있다. 또한, 베이스 재료의 표면에 금속 분말을 균일한 두께로 코팅하는 것이 가능하다. 또한, 베이스 재료로부터 탈락된 금속 분말은 고분자 접착제가 부착된 상태가 아니므로 금속 분말끼리 서로 결합되지 아니하므로 회수하여 재사용이 가능하다. 이로 인해, 공정이 보다 간편해지면서 금속 분말의 회수 및 재사용이 가능하게 되어, 공정 비용 및 재료 비용을 낮출 수 있게 된다.
금속 분말, 베이스 재료, 대전제, 대전
Description
본 발명은 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이스 재료에 금속 분말 코팅시 금속 분말을 대전제로 먼저 코팅한 후 베이스 재료와 금속 분말의 전기적 결합에 의해 금속 분말을 베이스 재료에 균일하게 도포한 후 열처리함으로써 금속 분말을 베이스 재료에 균일하게 코팅할 수 있는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법에 관한 것이다.
금속 분말을 베이스 재료에 코팅하는 방법으로서 열 분사 방법, 냉각 기체 분사법, 접착성의 고분자 결합제를 이용한 방식 등을 고려할 수 있다.
고분자 결합제를 이용한 코팅 방식을 살펴보면, 금속 분말을 접착성의 고분자 결합제를 이용하여 베이스 재료에 결합하고 이 상태로 고온 열처리를 통해 소결하는 방식으로 금속 분말을 베이스 재료에 코팅한다.
그러나, 이러한 접착성의 고분자 결합제를 이용한 방식은, 베이스 재료의 형상이 복잡한 경우 홀 등과 같은 구석진 부분에 금속 분말이 균일하게 도포되지 않 을 가능성이 있다.
또한, 베이스 재료에 도포된 금속 분말의 일부는 열처리 전 베이스 재료로부터 분리되어 떨어지는데, 금속 분말은 고분자 결합제와 결합된 상태이므로 금속 분말끼리 응집 및 접착되어 재활용이 불가능한 단점이 있다. 이로 인해 공정 비용의 상승 및 재료의 손실이라는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 대전제로 금속 분말을 코팅하여 전기적 결합에 의해 베이스 재료 표면에 결합시킴으로써 균일한 도포가 가능한 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 베이스 재료에 대전되는 전하량을 조절함으로써 베이스 재료에 코팅되는 금속 분말의 두께를 제어하는 것이 가능한 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 코팅 공정에서 회수된 분말을 재활용 가능하게 함으로써 재료 및 비용 절감을 이룰 수 있는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 금속 분말을 대전제로 코팅하는 단계; 금속 분말에 코팅된 대전제를 양극 또는 음극으로 대전하는 단계; 상기 금속 분말이 코팅될 베이스 재료에 전류를 인가하여 상기 대전제와 반대되는 극성으로 대전하는 단계; 대전제가 대전된 금속 분말을 상기 대전된 베이스 재료에 도포하여, 베이스 재료의 표면에 금속 분말을 전기적으로 결합하여 고정하는 단계; 및 상기 금속 분말이 결합된 상기 베이스 재료를 열처리하여 소결하는 단계를 포함하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법을 제공한다. 여기서 상기 대전제는 고분자 수지로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 상기 금속 분말을 대전제로 코팅하는 단계는, 챔버 내에서 금속 분말을 부유 상태로 유동시킨 후 대전제를 액적 상태로 분무하여 이루어지거나, 금속 분말과 용융 상태의 대전제를 혼합하여 슬러리 상태로 만든 후, 상기 슬러리를 챔버에서 스프레이 분무하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 대전가능한 물질인 대전제로 코팅된 금속 분말을 제공하는 단계; 상기 금속 분말에 코팅된 대전제를 양극 또는 음극으로 대전하는 단계; 상기 금속 분말이 코팅될 베이스 재료에 전류를 인가하여 상기 대전제와 반대되는 극성으로 대전하는 단계; 대전제가 대전된 금속 분말을 상기 대전된 베이스 재료에 도포하여, 베이스 재료의 표면에 금속 분말을 전기적으로 결합하여 고정하는 단계; 및 상기 금속 분말이 전기적으로 결합된 상태의 상기 베이스 재료를 소결하는 단계를 포함하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 상기 금속 분말을 상기 베이스 재료에 전기적으로 결합시킨 후, 상기 베이스 재료를 진동시킴으로써 과부착된 금속 분말을 탈락시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 대전제로 코팅된 금속 분말이 베이스 재료에 전기적으로 결합한 상태에서 소결된다. 베이스 재료에 대전되는 전하량 분포를 제어함으로써 베이스 재료에 코팅될 금속 분말의 두께를 제어할 수 있다. 또한, 베이스 재료의 표면에 금속 분말을 균일한 두께로 코팅하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 베이스 재료로부터 탈락된 금속 분말은 고분자 접착제가 부착된 상태가 아니므로 금속 분말끼리 서로 결합되지 아니하므로 회수하여 재사용이 가능하다. 또한, 금속 분말과 베이스 재료 대전에 의해 전기적으로 결합되므로 베이스 재료의 대전상태가 제거되면 금속 분말은 언제든지 재활용이 가능하다.
본 발명에 의하면, 공정이 보다 간편해지면서 금속 분말의 회수 및 재사용이 가능하게 하여 공정 비용 및 재료 비용을 낮출 수 있게 된다.
이하 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법은 크게 금속 분말을 대전제로 코팅하는 공정과 대전제로 코팅된 금속 분말을 베이스 재료(기재)에 결합하는 공정을 포함한다.
금속 분말은 Fe, Ni, Cr, Al 등의 금속 분말 및 그 합금 분말을 포함한다. 대전제는 대전이 가능한 물질로서 일반적으로 고분자 수지가 사용된다. 대전제는 양극(+) 또는 음극(-)으로 대전가능한 종래에 알려진 다양한 물질들이 사용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 대전제는 유동 분무 코팅 방식 또는 스프레이 분무 코팅 방식에 의하여 금속 분말의 표면에 코팅된다.
유동 분무 코팅 방식에 의하면, 챔버 내에 금속 분말을 부유시킨 상태로 액적 상태로 대전제를 분무하여 금속 분말을 대전제로 코팅한다.
챔버 내에 넣어진 금속 분말은 챔버 내부로 불어 넣어진 바람에 의해 챔버 내에서 부유상태로 유동하게 되는 데, 이때 챔버 일측으로 설치된 분무기에 의해 액적 상태의 대전제가 분무되고, 액적 상태의 대전제가 금속 분말을 둘러싸면서 건조되어 금속 분말이 대전제로 코팅된다.
스프레이 분무 코팅 방식에 의하면, 금속 분말을 용융 상태의 대전제와 혼합하여 슬러리 상태로 만든 후, 상기 슬러리를 챔버 내에서 스프레이 분무하여 건조하면서 코팅이 이루어진다.
금속 분말의 표면에 코팅된 대전제는 전기적 성질을 이용하여 베이스 재료에 결합된다.
금속 분말 코팅시 베이스 재료에는 전류를 인가하여 금속 분말에 대전된 전하와 반대되는 전하로 대전하고, 대전제로 코팅된 금속 분말이 베이스 재료의 표면에 전기적 성질에 의해 결합하도록 한다.
베이스 재료의 표면에는 전하량 분포가 동일하게 대전되어 금속 분말이 균일하게 도포되게 할 수 있을 뿐만 아니라, 베이스 재료에 대전되는 전하량을 조절함으로써 베이스 재료의 표면에 임시 고정되는 금속 분말의 두께를 조절할 수 있다.
본 명세서에 "임시 고정"이라는 표현은 금속 분말이 베이스 재료에 전기적으로 결합된 상태를 지칭하며, 베이스 재료 표면에 전기적으로 결합된 금속 분말이 열처리를 통해 소결됨으로써 결합("영구 결합"으로 지칭함)되는 것과 구별된다.
베이스 재료는 시트 타입, 발포 성형된 폼(form) 타입, 바(bar) 타입, 중공(hallow) 타입 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 본 발명에서는 대전된 물체끼리의 전기적 결합에 의해, 베이스 재료의 표면에 금속 분말이 임시 고정되므로, 베이스 재료의 형상이 복잡하더라도 베이스 재료의 표면의 모든 부위에 균일한 두께로 도포가 이루어질 수 있다.
도 1 은 대전제로 코팅된 금속 분말을 베이스 재료의 표면에 고정 즉, 코팅하는 고정을 설명하기 위한 개략도이다.
대전제로 코팅된 금속 분말은 호퍼에 담겨지는 데, 금속 분말의 표면에 코팅된 대전제가 양극 또는 음극으로 대전되어 있다. 예컨대, 도 1 에 도시된 실시예에 의하면 대전제로 코팅된 금속 분말은 양극으로 대전되어 있다. 보다 구체적으로 금속 분말의 표면에 코팅된 대전제가 양극으로 대전되어 있다.
호퍼 하부에는 코팅될 베이스 재료가 배치된다. 베이스 재료에는 전류가 인가되어 대전제와 반대되는 극성, 예컨대 음극으로 대전된다.
대전된 베이스 재료에 대전제가 코팅된 금속 분말을 도포하는 경우, 전기적 결합에 의해 금속 분말이 베이스 재료에 임시 고정된다. 전기적 결합에 의해 임시 고정되는 금속 분말의 두께는 대전되는 전하량에 의해 결정되며, 베이스 재료 표면 전체에 전하가 분포되기 때문에 전기적 인력에 의해 금속 분말이 베이스 재료 표면 전체에 임시 고정된다.
이후 공정으로 베이스 재료에 진동을 주어 베이스 재료에 과도하게 부착된 금속분말을 제거하는 공정이 수행된다. 이러한 공정을 통해 베이스 재료에 대전된 전하량에 의해 제어되는 두께로 금속 분말이 베이스 재료의 표면에 균일하게 임시 고정된다.
탈락된 금속 분말은 회수통에 모이게 되는 데, 회수통에 모인 금속 분말은 금속 분말 표면의 대전제끼리 작용하는 척력에 의해 서로 응집하지 않는다. 또한 대전된 상태가 제거되더라도 대전제는 고분자 접착제 등이 묻은 형태가 아니므로 서로 뭉치거나 서로 결합되지 아니하므로 재활용이 가능하다.
금속 분말이 결합된 베이스 재료는 일정한 크기로 절단되며, 진공로와 일반로에서 열처리를 통해 소결하는 공정을 거치게 된다. 이러한 과정을 통해 금속 분말은 베이스 재료에 코팅되는 공정이 완료된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
도 1 은 대전제로 코팅된 금속 분말을 베이스 재료에 결합하는 공정을 설명하기 위한 도면이다.
Claims (5)
- 금속 분말을 대전가능한 물질인 대전제로 코팅하는 단계;금속 분말에 코팅된 대전제를 양극 또는 음극으로 대전하는 단계;상기 금속 분말이 코팅될 베이스 재료에 전류를 인가하여 상기 대전제와 반대되는 극성으로 대전하는 단계;대전제가 대전된 금속 분말을 상기 대전된 베이스 재료에 도포하여, 베이스 재료의 표면에 금속 분말을 전기적으로 결합하여 고정하는 단계; 및상기 금속 분말이 결합된 상기 베이스 재료를 열처리하여 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 대전제는 고분자 수지인 것을 특징으로 하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 분말을 대전제로 코팅하는 단계는,챔버 내에서 금속 분말을 부유 상태로 유동시킨 후 대전제를 액적 상태로 분무하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 금속 분말을 대전제로 코팅하는 단계는,금속 분말과 용융 상태의 대전제를 혼합하여 슬러리 상태로 만든 후, 상기 슬러리를 챔버에서 스프레이 분무하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법.
- 대전가능한 물질인 대전제로 코팅된 금속 분말을 제공하는 단계;상기 금속 분말에 코팅된 대전제를 양극 또는 음극으로 대전하는 단계;상기 금속 분말이 코팅될 베이스 재료에 전류를 인가하여 상기 대전제와 반대되는 극성으로 대전하는 단계;대전제가 대전된 금속 분말을 상기 대전된 베이스 재료에 도포하여, 베이스 재료의 표면에 금속 분말을 전기적으로 결합하여 고정하는 단계; 및상기 금속 분말이 결합된 상태의 상기 베이스 재료를 소결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전제를 이용한 금속 분말 코팅 방법.
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2009
- 2009-04-28 KR KR1020090037335A patent/KR20090113798A/ko not_active Application Discontinuation
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