KR20140141323A - 코일을 이용한 금속 도금장치 - Google Patents

Abstract

코일을 이용하여 도금 대상물에 금속 도금을 할 수 있도록 형성된 금속 도금장치에 관한 것이다. 금속 도금장치는 일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀과, 상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주며, 상기 (+)전극과 상기 (-)전극을 연결하는 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

코일을 이용한 금속 도금장치{Metal plating device for using the coil}

본 발명은 (+)전극과 (-)전극을 코일로 연결한 후, 코일에서 발생한 자기장을 이용하여 도금 대상물에 금속 도금을 할 수 있도록 형성된 금속 도금장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도금 대상물에 장식효과 및 도전성을 부여할 목적으로 금속 도금피막을 형성함에 있어서는 무전해도금에 의해 금속 도금피막을 형성 하거나, 절연소재 표면에 무전해도금 후에 그 표면에 재차 전기도금을 하여 금속 도금피막을 형성하여 그 표면에 형성될 패턴을 에칭방법으로 금속 도금피막을 형성하였다.

그러나, 이러한 방법은 가격이 고가이고, 작업공정이 복잡할 뿐 아니라 절연소재 표면에 무전해도금을 형성할 때에는 도금조 내의 액온이 높아 절연소재의 변형이 발생할 수 있는 문제가 있었다.

이러한 문제로 인해 전기로 도금할 수 있는 전해도금장치(전기 도금장치)를 개발하였으나, 이는 구조가 복잡하고 사용하려는 도금액의 안정성을 확보해야 하는 등의 많은 제약조건이 따르게 된다.

또한, 도금 대상물이 전기가 통하는 도체로 이루어져야만 해서, 도금 시 도금 대상물에 대한 제약이 있었다.

상기한 문제들을 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀(10)과, 상기 도금 셀(10)을 전해액(21)이 충전된 전해실(20)과 도금액(31)이 충전된 도금실(30)로 구획하는 멤브레인(40)을 포함하는 금속 도금장치(1)가 개발되었으나, 이는 멤브레인(40) 때문에 도금액(31)내 저항성이 커져 도금 대상물(50)의 도금 효율이 저하되는 문제가 있었다.

공개특허공보 제10-2011-0048737(2011.05.12 공개)

본 발명의 과제는 도금액이 충전된 도금 셀의 양 측벽에 구비된 (+)전극과 (-) 전극의 일단에 코일을 각각 연결함으로써, 자기장의 세기에 따라 도금층의 두께 및 도금시간을 제어하는 금속 도금장치를 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 금속 도금장치는 일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀; 및 상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인;을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주며, 상기 (+)전극과 상기 (-)전극을 연결하는 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 코일에서 발생한 자기장을 이용하여 금속 도금을 하므로, 도금 대상물이 (-)전극에 직접적으로 연결되어 있지 않아도 금속 도금을 할 수 있게 된다. 이에 따라, 도금 대상물이 부도체 이어도 금속 도금이 가능해진다.

또한, 멤브레인이 제거되므로, 도금액내 저항성이 줄어들게 되어 도금층의 두께 및 도금 속도가 증가 하게 된다.

또한, 코일의 반경을 양 측면에서 중앙으로 갈수록 넓게 형성되도록 감거나, 코일을 양 측면에서 중앙으로 갈수록 촘촘하게 형성되도록 감아 전기력선이 도금 대상물에 균일하게 분포될 수 있게 함으로써, 도금 대상물의 전체 면들이 균일한 두께로 도금될 수 있게 된다.

아울러, 멤브레인을 구비하여 도금 셀을 전해액이 충전된 전해실과 도금액이 충전된 도금실로 구획한 후 도금실에 코일을 배치함으로써, 도금 대상물에 보다 강한 전기력선을 발생시켜 도금 대상물을 보다 빠르게 도금할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 금속 도금장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 도 2에 있어서, 코일의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 5는 도 2의 전기력선을 도시한 도면.
도 6은 도 3의 전기력선을 도시한 도면.
도 7은 도 4의 전기력선을 도시한 도면.
도 8은 도 2에 있어서, 다른 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 도금장치를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(100)는 도금 대상물에 장식효과 및 도전성을 부여할 목적으로 도금 대상물(130)에 금속 도금피막을 형성하여 주는 장치로, 도금 셀(110)과, 도금액(120)과, 도금 대상물(130) 및 코일(140)을 포함한다.

도금 셀(110)의 일측에는 (+)전극이 형성되고, 타측에는 (-)전극이 형성될 수 있다. 이때, 도금 셀(110)의 전극(111)들은 금속이온을 용해할 수 있는 금속이온 용해전극과 단순히 전자만을 공급하는 불용성 전극 중 하나로 이루어질 수 있다.

도금액(120)은 도금 셀(110) 내부에 충전되며, 충전된 도금액(120) 내에는 도금 대상물(130)이 배치될 수 있다. 여기서, 도금액(120)은 무전해 도금액으로 이루어질 수 있는데, 이는 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않고 자기 촉매적으로 환원시켜 도금 대상물(130)의 표면 위에 금속을 석출시킴으로써, 도체뿐만 아니라 플라스틱이나 유기체 같은 다양한 도금 대상물(130)에 대해서도 적용할 수 있기 때문이다.

코일(140)은 일단이 (+)전극에 연결되고, 타단이 (-)전극에 연결될 수 있다. 이처럼 코일(140)이 (+)전극과 (-)전극에 각각 연결됨에 따라, 각 전극(111)들에 전기를 가하게 되면 코일(140)을 통해 자기장이 발생하게 되어 도금액(120) 속의 금속 이온들이 환원되면서 도금 대상물(130)이 도금되게 된다. 이때, 도금 셀(110)에 가해지는 전류의 세기와 시간에 따라 도금 대상물(130)의 도금층 두께가 결정되게 된다.

한편, 코일(140)은 내부에 도금 대상물(130)을 배치할 수 있도록 형성될 수 있는데, 이는 자기장이 도금 대상물(130)에 골고루 작용하도록 하여 도금층의 두께를 고르게 하기 위함이다. 예를 들어, 도금 대상물(130)이 코일(140)의 외부 일측에 위치하게 되면, 코일(140)과 맞닿는 부분은 자기장이 강하게 작용하여 도금층이 두껍게 형성되고, 타측은 자기장이 약하게 작용하여 도금층이 얇게 형성됨으로써 도금층이 균일하게 형성되지 않게 된다.

도 3 및 도 4는 코일(140)의 다른 실시예를 도시한 도면이다. 그리고, 도 5는 도 2의 전기력선을 도시한 도면이고, 도 6은 도 3의 전기력선을 도시한 도면이며, 도 7은 도 4의 전기력선을 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 코일(140)은 양 측면에서 중앙으로 갈수록 반경의 크기가 넓게 형성되도록 감겨질 수 있다. 이는, 도금 대상물(130)에 미치는 전기장의 세기가 일정할수록 도금두께의 편차는 줄어들게 되는데, 도 5에 도시된 바와 같이, 전극(111)들이 일직선으로 형성되어 도금 대상물(130)의 양측에 배치되면 전기력선이 도금 대상물(130)의 중앙에 몰려 중앙부의 도금두께가 테두리부 보다 두꺼워지게 되기 때문이다.

따라서, 코일(140)의 반경 크기를 양 측면에서 중앙으로 갈수록 넓게 형성하게 되면, 도 6과 같이 전기력선이 도금 대상물(130)의 중앙에 몰리지 않고 테두리부 쪽으로 고르게 퍼지면서, 전기력선이 균일하게 도금 대상물(130)에 분포할 수 있게 된다. 이에 따라, 도금 대상물(130)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금할 수 있게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 코일(140)은 양 측면에서 중앙으로 갈수록 더 촘촘히 감기도록 형성될 수도 있다. 이 또한 도금 대상물(130)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금하기 위한 것으로, 코일(140)을 양 측면에서 중앙으로 갈수록 더 촘촘히 감게 되면, 도7과 같이 전기력선이 도금 대상물(130)의 중앙에 몰리지 않고 테두리부로 고르게 퍼지면서 전기력선이 균일하게 도금 대상물(130)에 분포할 수 있게 된다. 이에 따라, 도금 대상물(130)의 전체 면들을 균일한 두께로 도금할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이, 금속 도금장치(100)는 코일(140)에서 발생한 자기장을 이용하여 도금 대상물(130)에 금속 도금을 하게 되므로, 도금 대상물(130)이 (-)전극에 직접적으로 연결되어 있지 않아도 금속 도금을 할 수 있게 된다. 이에 따라, 도금 대상물(130)이 부도체 이어도 금속 도금이 가능해진다.

또한, 멤브레인이 제거되므로, 도금액(120)내 저항성이 줄어들게 되어 도금층의 두께 및 도금 속도가 증가하게 된다.

아울러, 코일(140)의 반경을 양 측면에서 중앙으로 갈수록 넓게 형성되도록 감거나, 코일(140)을 양 측면에서 중앙으로 갈수록 촘촘하게 형성되도록 감아 전기력선이 도금 대상물(130)에 균일하게 분포될 수 있게 함으로써, 도금 대상물(130)의 전체 면들이 균일한 두께로 도금될 수 있게 된다.

도 8은 다른 실시예에 따른 금속 도금장치(200)를 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 도금장치(200)는 멤브레인(150)을 더 구비하여 도금 셀(110)을 전해액(160)이 충전된 전해실(161)과 도금액(120)이 충전된 도금실(121)로 구획할 수 있다.

멤브레인(150)은 전자만을 통과 시키고 도금액(120)과 전해액(160)의 섞임을 방지할 수 있을 정도의 공극을 가진 것으로, 도금 셀(110) 내부에 설치되어 전해액(160)이 들어있는 전해실(161)과 도금액(120)이 들어 있는 도금실(121)로 구획하여 준다. 따라서, 양 전극(111)들에 전원이 통하면, (+)전극 쪽의 전자(e)는 멤브레인(150)을 통과하여 (-)전극 쪽으로 이동하게 됨으로써 도금 대상물(130)에 도금이 되는 것이다.

이때, 도금실(121)에 코일(140)이 배치되게 되면, 도금 대상물(130)에 작용하는 자기장의 세기가 커지게 되어 도금 대상물(130)을 보다 빠르게 도금할 수 있게 된다.

한편, 멤브레인(150)은 도금 셀(110) 내부에 각각 두 개를 설치하여 양측에 두 개의 전해실(161)과 중앙에 한 개의 도금실(121)을 구비하도록 형성하는 것이 바람직하나, 이는 실시자의 필요에 따라 달라질 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100, 200.. 금속 도금장치
110.. 도금 셀 111.. 전극
120.. 도금액 121.. 도금실
130.. 도금 대상물 140.. 코일
150.. 멤브레인 160.. 전해액
161.. 전해실

Claims (5)

1. 일측에 (+)전극이 형성되고, 타측에 (-)전극이 형성된 도금 셀; 및
   상기 도금 셀을 전해액이 들어있는 전해실과 도금액이 들어있는 도금실로 구획하는 멤브레인;을 포함하여 상기 도금실 내에 배치된 도금 대상물에 금속 도금피막을 형성하여 주는 금속 도금장치에 있어서,
   상기 (+)전극과 상기 (-)전극을 연결하는 코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 코일은 내부에 상기 도금 대상물을 배치할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 코일은 양 측면에서 중앙으로 갈수록 반경이 넓게 감기도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 코일은 양 측면에서 중앙으로 갈수록 촘촘히 감기도록 형성된 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 도금 셀은 멤브레인을 더 구비하여 전해액이 충전된 전해실과 도금액이 충전된 도금실로 구획되는 것을 특징으로 하는 금속 도금장치.
   

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