KR20160077394A

KR20160077394A - 도장장치

Info

Publication number: KR20160077394A
Application number: KR1020140186570A
Authority: KR
Inventors: 이경
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-07-04
Also published as: KR101657809B1

Abstract

본 발명의 일 실시예는 소재에 형성되는 도장층의 품질인증 실험이나 평가를 위해 소재를 도장하는데 반복적인 사용이 가능하며, 동일한 도장조건을 재현할 수 있도록 한 도장장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 도장장치는 상부가 개방되며 내부에 도장용액이 저장되는 제1용기; 상기 제1용기가 수용되며 상기 제1용기의 외곽부 사이에 유체가 충진되는 공간이 형성되는 제2용기; 상기 제2용기가 수용되며 상기 유체의 가열을 위해 하부에 상기 제2용기를 가열하기 위한 가열부가 제공되는 제3용기; 상기 제3용기의 일측에 제공되어 상기 제1용기의 도장용액에 침지되며 도금될 소재를 지지하며 음극으로 인가되는 케소드 지지부; 및 상기 제3용기의 일측에 결합되어 일단이 상기 제1용기의 도장용액에 침지되며 양극으로 인가되는 아노드 전극부;를 포함한다.

Description

도장장치 {PLATING APPARATUS}

본 발명은 전착도장 실험공정 등에서 소재를 도장하는데 사용되는 도장장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소재의 도장 조건을 정확하게 유지할 수 있어 도장의 재현성과 신뢰도를 향상시키도록 개선된 도장장치에 관한 것이다.

일반적으로 철강제조공정에서 생산된 소재는 사용목적에 따라 다양한 품질인증실험과 평가가 진행된다.

가전 및 자동차용으로 생산된 소재는 사용목적에 따라 다양한 품질인증실험과 평가가 진행된다. 일례로, 가전 및 자동차용으로 생산된 소재는 내식성과 밀착성 등의 실험진행을 위해 여러 가지 공정을 거쳐 전착도장을 실시하며 도장소재를 이용 목적에 맞는 품질인증과 평가가 진행된다.

전착도장은 제조된 도료용액에 일정한 크기로 가공된 다수의 소재를 침전하고, 전류 공급방식을 이용하여 도장작업을 진행한다.

실험실에서 사용되는 전착도장 방법은 대부분 작업자를 통한 수작업에 의존하고 있으며 품질인증 실험과 평가 진행을 위한 전착도장 설비가 없어 자체제작된 실험기구를 이용하고 있다.

전착도장 실험은 제조된 도장용액의 혼합비와 온도, 전압, 전극비, 교반력 등이 중요하게 영향을 미치는 요인이다.

도장용액의 온도는 비이커나 일정한 용기에 제조된 도장용액을 저장한 상태에서 끓는 물에 용기를 침전 간접적으로 도장용액의 온도를 맞춘 후 취외 전착도장을 실시하고 있다.

온도하락시 상기의 과정은 반복되며 정확한 실험온도 관리가 어려워 실험편차 확대로 재현성과 신뢰도에 문제가 발생된다.

실험중 공정의 반복은 많은 시간과 실험의 효율성, 작업자의 능률을 저하시킨다.

종래의 도장장치는 끓는 물을 이용하여 도장용액 저장용기 또는 비이커를 가열함으로써 도장용액을 일정 온도로 맞출 수 있으며, 이후 도장용액 저장용기 또는 비이커에는 양극을 연결하고, 소재가 고정된 거치대에는 음극을 연결하고, 정류기를 가동하여 전착도장을 실시한다.

그런데, 종래의 도장장치는 소재와 전극으로 사용되는 용기에 저장된 도장용액의 배합비 불균형 등으로 도장층이 불균일하게 형성될 뿐만 아니라, 소재에 형성된 도장층의 밀착성도 현저히 저하되고 있다. 또한, 종래에는 도장용액 저장용기가 양극으로 대전된 상태에서 노출됨에 따라 실험중 감전사고 등이 발생할 우려가 높다.

더욱이 종래에는 소재를 도장하는 전착도장 과정에서 도금용액이 소재에 잘 도금되도록 도금용액을 교반할 필요가 있다.

이를 위해, 종래의 도장장치는 모터에 의해 작동하는 교반날개를 갖는 교반기가 제공될 수 있다. 교반기는 거치대를 이용하여 소정되며, 이 교반기의 모터에 연결될 교반날개가 저장용기에 삽입되어 회전함에 따라 도장용액을 교반하고 있다.

그러나, 종래의 교반기는 모터의 작동 등에 의해 발생한 진동 등에 의해 저장용기 또는 소재와의 간섭이 발생할 수 있으며,

이에 따라 소재와의 간섭으로 인한 재실험이 요구될 수 있고, 설비 파손의 원인이 되고 있으며, 도장 또는 교반과정에서 도장용액이 주변으로 넘칠 수 있어 환경오염도 일으키는 원인이 되고 있다.

본 발명의 일 실시예는 소재에 형성되는 도장층의 품질인증 실험이나 평가를 위해 소재를 도장하는데 반복적인 사용이 가능하며, 동일한 도장조건을 재현할 수 있도록 한 도장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 도장장치는 상부가 개방되며 내부에 도장용액이 저장되는 제1용기; 상기 제1용기가 수용되며 상기 제1용기의 외곽부 사이에 유체가 충진되는 공간이 형성되는 제2용기; 상기 제2용기가 수용되며 상기 유체의 가열을 위해 하부에 상기 제2용기를 가열하기 위한 가열부가 제공되는 제3용기; 상기 제3용기의 일측에 제공되어 상기 제1용기의 도장용액에 침지되며 도금될 소재를 지지하며 음극으로 인가되는 케소드 지지부; 및 상기 제3용기의 일측에 결합되어 일단이 상기 제1용기의 도장용액에 침지되며 양극으로 인가되는 아노드 전극부;를 포함한다.

또한, 상기 제3용기의 하부에는 상기 가열부가 상기 제2용기와 직접 접촉하도록 관통된 조립홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제3용기는 비전도성 소재로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1용기와 상기 제2용기 사이에 제공되어 상기 유체가 충진되는 공간을 일정하게 유지하는 스페이서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가열부는 유도전류에 의해 가열되는 가열유닛을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1용기의 내부에 삽입되어 상기 가열유닛의 유도전류에 의해 회전하며 상기 도장용액을 교반하는 자성막대(magnetic bar)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1용기의 상부를 덮도록 제공되는 커버를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 소재의 품질인증 실험이나 평가시 일정기간 많은 량을 반복적으로 도장하더라도 재현성 및 신뢰도를 유지할 수 있어 정확한 평가가 가능하며, 정형화되고 규격화된 실험이 가능하여 편리성과 실험의 품질 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장장치의 단면도.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도장장치의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도장장치의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예의 도장장치(100)는 제1용기(110), 제2용기(120), 제3용기(130), 케소드 지지부(140), 아노드 전극부(150)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 도장장치(100)는 도장용액(10)이 저장되는 제1용기(110)를 포함할 수 있다. 제1용기(110)는 상부는 개방되어 제공될 수 있으며, 개방된 상부를 통해 도금될 소재(20)가 도장용액(10)에 침지될 수 있다.

일례로, 제1용기(110)는 사각상자 형태로 제공될 수 있으며, 둘레와 하부를 폐쇄되고, 상부는 개방될 수 있다.

또한, 제1용기(110)의 상부둘레에는 측면부로 연장되는 플랜지(112)가 형성될 수 있다. 이 플랜지(112)는 제2용기(120) 또는 제3용기(130)의 상부에 얹혀질 수 있다.

또한, 제2용기(120)는 상부가 개방되어 제공되며, 상부를 통해 제1용기(110)가 수용될 수 있다.

이때, 제2용기(120)는 상기 제1용기(110)보다 더 크게 형성될 수 있으며, 이에 따라 제1용기(110)가 제2용기(120)에 수납된 상태에서 제1용기(110)와 제2용기(120) 사이에 소정의 공간이 형성될 수 있다.

또한, 제1용기(110)와 제2용기(120) 사이의 공간에는 유체(30)가 충진될 수 있다.

여기서, 사용되는 유체(30)는 비열이 높은 유동성 물질이 사용될 수 있으며, 일례로 물 또는 오일이 사용될 수 있다. 이러한 유체(30)는 높은 비열로 인해 온도 변화가 쉽게 발생하지 않아 온도 유지와 보온 역할에 기여할 수 있다.

한편, 제1용기(110)와 제2용기(120) 사이에는 유체(30)가 충진되는 공간을 일정하게 유지하기 위해 스페이서(114)가 제공될 수 있다.

일례로, 스페이서(114)는 제1용기(110)에 일체로 제공된 플레이트 형태로 제공될 수 있다. 바람직하게는 스페이서(114)의 하부는 경사지게 제공될 수 있으며, 이에 따라 제1용기(110)가 제2용기(120)에 삽입되는 과정에서 안착위치를 중앙으로 안내할 수 있다.

이러한 스페이서(114)는 제1용기(110)의 각 측면에 적어도 하나로 제공될 수 있다. 즉, 스페이서(114)는 제1용기(110)의 각 측면 중앙에 제공되는 플레이트를 포함할 수 있으며, 이러한 플레이트는 소정 간격 이격되어 제공되어 제1용기(110)를 제2용기(120)에 안정적으로 위치시키도록 할 수 있다. 또한, 스페이서(114)는 플레이트 외에도 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 제공되는 위치도 다양하게 변형될 수 있다.

또한, 제1용기(110)는 스테인리스 스틸 재질로 형성될 수 있으며, 이때 도장용액(10)에 견딜 수 있도록 STS 314 등의 강종으로 제조될 수 있다. 또한, 제1용기(110)는 도장용액(10)에 녹지 않는 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC) 등의 합성수지 재질로 제공되는 것도 가능하다.

또한, 제2용기(120)는 스테인리스 스틸 재질로 형성될 수 있으며, 가열시 열전도율이 높은 다양한 재질로 제공되는 것도 가능하다.

또한, 제3용기(130)는 제2용기(120)가 수용될 수 있도록 상부는 개방되고, 측면부 및 하부는 폐쇄될 수 있다. 또한, 제3용기(130)에는 제2용기(120)를 가열하기 위한 가열부(160)가 제공될 수 있다. 가열부(160)는 제3용기(130)의 내부에 설치될 수 있으며, 가열부(160)의 설치위치는 본 실시예에 의해 한정되지 않는다.

바람직하게는 제3용기(130)의 하부에는 제2용기(120)를 지지하는 격벽(132)이 제공될 수 있고, 이 격벽(132)의 일부에는 가열부(160)가 위치되도록 개구된 조립홈(134)이 형성될 수 있다.

가열부(160)는 이 조립홈(134)을 통해 제2용기(120)와 직접 접촉하며 제2용기(120)를 가열하도록 제공될 수 있다. 조립홈(134)의 형태는 원, 사각, 기타 형상일 수 있으며, 가열부(160)가 제2용기(120)와 접촉할 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 제3용기(130)의 일측에는 가열부(160)의 원활한 조작을 위해 가열부(160)의 조작부(16)가 노출되는 작업구(136)가 형성될 수 있다.

또한, 제3용기(130)는 전기적인 절연을 위해 비전도성 소재로 형성될 수 있다. 일례로, 제3용기(130)는 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC) 등의 재질로 형성될 수 있으며, 내부를 절연과 단열할 수 있다.

또한, 제3용기(130)의 일측에는 도장할 소재(20)를 거치하기 위한 케소드 지지부(140)가 제공될 수 있다.

케소드 지지부(140)는 제1용기(110)의 도장용액(10)에 침지되며 도금될 소재(20)를 지지하도록 제공되며, 정류기와 연결되어 음극으로 인가될 수 있다.

이를 위해, 케소드 지지부(140)는 제3용기(130)의 일측에 상하로 승강 가능한 작동로드(144)를 갖는 실린더(142)를 포함할 수 있다.

또한, 이 실린더(142)의 단부에는 소재(20)를 지지하기 위한 걸이부(146)가 제공될 수 있다. 또한, 걸이부(146)의 일측에는 정류기(170)의 전원선과 연결을 위한 구조물로 볼트가 결합될 수 있다.

일례로, 본 실시예에서 걸이부(146)는 적어도 한 쌍으로 제공될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 도장할 소재(20)는 다수의 소재(20)가 동시에 도장될 수 있으며, 이를 위해 한 쌍의 걸이부(146) 사이에는 다수의 소재(20)를 걸 수 있는 거치대(148)가 설치될 수 있다.

또한, 걸이부(146)는 거치대(148)의 안정적인 지지를 위해 상부가 개방되고 양측면은 막힌 형태로 제공될 수 있으며, 예컨대 상부가 개방된 'U' 형태로 형성될 수 있다.

또한, 거치대(148)는 한 쌍의 걸이부(146) 사이에 걸쳐지는 봉 형태로 제공될 수 있으며, 다수의 소재(20)를 걸기 위한 고리(149)가 다수로 제공될 수 있다.

또한, 제3용기(130)의 일측에는 제1용기(110)의 도장용액(10)을 양극으로 인가하기 위한 아노드 전극부(150)가 결합될 수 있다.

아노드 전극부(150)는 'ㄷ' 형태로 형성될 수 있고, 일단이 제1용기(110)의 도장용액(10)에 침지되도록 길게 형성될 수 있다. 또한, 아노드 전극부(150)의 타단은 제3용기(130)에 걸쳐질 수 있을 정도의 길이로 형성될 수 있다.

바람직하게는 제3용기(130)의 일측에는 아노드 전극부(150)의 타단이 끼워지며 결합되는 지지 플레이트(152)가 제공될 수 있다.

또한, 아노드 전극부(150)의 일측에는 정류기(170)의 양극이 연결될 수 있으며, 이에 따라 제1용기(110)에 저장된 도장용액(10) 및 제1용기(110)를 양극으로 인가할 수 있다.

또한, 아노드 전극부(150)의 일측에는 정류기(170)의 전원선과 연결을 위한 구조물로 볼트가 결합될 수 있다.

본 실시예에서 아노드 전극부(150)는 지지 플레이트(152)에 삽입된 상태에서 지지 플레이트(152)와 접속이 유지될 수 있다. 또한, 지지 플레이트(152)는 스틸과 같은 전도성 소재(20)로 제공될 수 있다. 또한, 지지 플레이트(152)의 일측에는 정류기(170)의 전원선과 안정적인 연결을 위해 볼트가 결합될 수 있다.

볼트는 아노드 전극부(150)가 지지 플레이트(152)에 삽입된 상태에서 지지 플레이트(152)에 체결될 수 있으며, 단부가 지지 플레이트(152)를 관통하여 아노드 전극부(150)와 밀착되는 것도 가능하다. 이와 같이 아노드 전극부(150)는 지지 플레이트(152)에 삽입된 상태에서 볼트에 의해 안정적으로 고정될 수 있으며, 전기적으로도 연결 유지될 수 있다.

또한, 본 실시예에서 아노드 전극부(150)는 도장할 소재(20)의 크기 또는 소재(20)의 위치에 따라 크기가 다르게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 아노드 전극부(150)는 도장할 소재(20)와 이격된 거리가 일정한 거리에 유지되도록 소재(20)들이 설치된 폭에 대응하는 폭으로 제공되는 것이 바람직하며, 소재(20)가 제1용액에 침지된 깊이에 대응하는 넓이로 제공될 수 있다.

더불어, 본 실시예에서 케소드 지지부(140) 및 아노드 전극부(150)에 결합되는 전원선은, 작동시 유격이나 이동을 고려하여 충분한 길이로 제공될 수 있으며, 일측이 코일 형태로 꼬인 형태로 제공되는 것도 가능하다.

한편, 본 실시예에서 제2용기(120)를 가열하도록 제공되는 가열부(160)는 유도전류에 의해 가열되는 가열유닛을 포함할 수 있다. 가열유닛은 코일 형태의 발열선을 포함할 수 있다.

더불어, 본 실시예에서 도장장치(100)는 소재(20)의 도장과정에서 도장용액(10)을 교반하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 도장장치(100)는 모터에 의해 교반날개를 회전시키는 방식의 교반기를 포함할 수 있으며, 이외에도 다양한 방식의 교반수단이 구비될 수 있다.

일례로, 본 실시예에서 가열부(160)는 유도전류에 의해 가열되는 가열유닛으로 구비되는바, 이러한 유도전류에 의해 회전력이 발생하는 자성막대(180)(magnetic bar)를 활용하는 것도 가능하다.

또한, 자성막대(180)의 외부는 도장용액(10)에 견딜 수 있도록 폴리프로필렌(polypropylene; PP), 폴리에틸렌(polyethylene; PE), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC) 등의 합성수지 재질로 포장될 수 있다.

또한, 본 실시예에서 제1용기(110)에 저장된 도장용액(10)은 비사용시 증발되거나, 외부 이물질들이 유입될 수 있도록 상부를 덮는 커버가 제공될 수 있다.

커버는 투명 아크릴 등과 같이 내부를 확인할 수 있는 소재(20)로 제공될 수 있다. 또한, 커버는 분리형으로 제공될 수 있으며, 제1용기(110), 제2용기(120) 및 제3용기(130) 중 어느 하나에 흰지 등을 매개로 회전가능하게 결합되는 것도 가능하다.

전술된 바와 같이 구성된 도장장치(100)는 소재(20)의 품질인증 실험이나 평가시 도장조건을 항상 일정하게 유지할 수 있으며, 이에 따라 소재(20)에 대한 도장의 반복적인 재현이 가능하고, 이에 따라 도장 품질 및 실험에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

일례로, 본 실시예의 도장장치(100)는 전착도장 실험이나 평가에 활용될 수 있으며, 항목별로 다수의 소재(20)를 이용하여 전착도장과 그에 따른 내식성 및 기타 실험의 진행을 위해 소재(20)에 반복적인 도장층을 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예는 전착도장 실험시 많은 양의 소재(20)를 다양한 방법으로 도장실험을 진행하는데 정형화되고 규격화된 실험설비의 이용으로 편리성과 실험의 품질을 증대한다.

또한, 본 실시예의 도장장치(100)는 실험에서 요구되는 도장용액(10)의 온도를 한 장치에서 가열과 유지를 반복하며 오일과 보온커버를 통해 열손실을 예방할 수 있고, 실험과 비실험시 교반력을 달리하여 제조 도장용액(10)의 실험품질을 향상은 물론 도료의 침전을 예방하여 항상 사용가능한 상태로 유지할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 도장장치(100)는 가동시에는 도장용액(10)의 품질향상을 위해 교반이 실시될 수 있고, 비가동시에는 도장용액(10)의 침전과 응고예방을 위해 교반을 실시될 수 있다.

또한, 본 실시예는 전착도장 시편의 크기에 따라 전극비를 가변적으로 신속하고 정확하게 운영할 수 있으며 전류사용에 따른 감전사고를 예방할 수 있다.

실험설비 비가동시 커버조립을 통해 수분과 용액의 증발을 억제하여 증발로 인한 제조용액의 배합비 불균형과 그에 따른 조정 공정을 단축할 수 있으며, 도장용액(10)의 폐기 및 제조횟수 감소로 용액 사용량을 절감한다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100: 도장장치 110: 제1용기
112: 플랜지 114: 스페이서
120: 제2용기 130: 제3용기
132: 격벽 134: 조립홈
140: 케소드 지지부 142: 실린더
144: 작동로드 146: 걸이부
148: 거치대 149: 고리
150: 아노드 전극부 152: 지지 플레이트
160: 가열부 170: 정류기
180: 자성막대

Claims

상부가 개방되며 내부에 도장용액이 저장되는 제1용기;
상기 제1용기가 수용되며 상기 제1용기의 외곽부 사이에 유체가 충진되는 공간이 형성되는 제2용기;
상기 제2용기가 수용되며 상기 유체의 가열을 위해 하부에 상기 제2용기를 가열하기 위한 가열부가 제공되는 제3용기;
상기 제3용기의 일측에 제공되어 상기 제1용기의 도장용액에 침지되며 도금될 소재를 지지하며 음극으로 인가되는 케소드 지지부;
상기 제3용기의 일측에 결합되어 일단이 상기 제1용기의 도장용액에 침지되며 양극으로 인가되는 아노드 전극부;
를 포함하는 도장장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제3용기의 하부에는 상기 가열부가 상기 제2용기와 직접 접촉하도록 관통된 조립홈이 형성되는 도장장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제3용기는 비전도성 소재로 형성되는 도장장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1용기와 상기 제2용기 사이에 제공되어 상기 유체가 충진되는 공간을 일정하게 유지하는 스페이서를 더 포함하는 도장장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열부는 유도전류에 의해 가열되는 가열유닛을 포함하는 도장장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1용기의 내부에 삽입되어 상기 가열유닛의 유도전류에 의해 회전하며 상기 도장용액을 교반하는 자성막대(magnetic bar)를 더 포함하는 도장장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1용기의 상부를 덮도록 제공되는 커버를 더 포함하는 도장장치.