KR20190043759A - 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법에 관한 것으로, 그 목적은 복잡한 제어나 작동구조를 사용하지 않고도 피도물의 표면에 전체적으로 균일하게 분체도료를 부착시킬 수 있는 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 하단부에 분체도료가 저장되는 저장조가 형성된 도장부스; 상기 저장조에 저장된 분체도료를 비산시켜 도장부스의 내부에 비산된 분체도료 이루어진 안개분위기를 형성하는 비산수단; 및 상기 비산수단에 의해 도장부스의 내부에 형성된 안개분위기를 피도물이 통과하도록 이동시키는 이동수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 이러한 분체도장장치를 이용한 분체도장방법을 제공한다.

Description

스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법{Powder coating apparatus without spray gun and Powder coating method using that}

본 발명은 분체도장장치 및 분체도장방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분체도료를 피도물에 분사하기 위한 스프레이건을 사용하지 않고, 분체도료를 도장부스의 내부에서 비산시켜 도장부스의 내부에 비산된 분체도료로 이루어진 안개분위기를 형성한 상태에서 피도물을 통과시켜 분체도료가 피도물의 표면에 보다 균일하게 부착되도록 한 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법에 관한 것이다.

일반적으로 도장은 제품의 디자인적 가치를 높이고 제품의 표면에 부식이 발생하는 것을 방지하기 위해 제품의 표면에 도료를 씌워주는 공정으로, 그 방식에 따라 크게 분체도장과 액체도장 및 전착도장으로 구분될 수 있으며, 피도물의 용도에 따라 적절한 도장방식을 선택하여 사용하고 있다.

상기 분체도장은 분체도료를 피도물에 부착시키고 이를 가열 용융시켜 피도물의 표면에 도막을 형성하는 도장방법으로서, 환경친화성 및 내약품성이 우수하여 자동차부품, 알루미늄 샤시 등 산업용 제품에 범용적으로 사용되고 있다.

한편, 분체도장의 하나인 정전분체도장은 음으로 대전된 분체도료를 접지된 피도물에 분사하여 분체도료와 피도물의 사이에 형성되는 인력을 이용하여 분체도료를 피도물의 표면에 부착시키는 방식을 갖는 도장방법으로, 피도물의 크기에 관계없이 도장이 가능하고, 자동화가 용이하며, 분체도료의 회수와 재사용이 가능한 이점을 갖고 있다.

이와 같은 정전분체도장을 이용하여 스프링이나 스테빌라이저바와 같은 피도물에 대한 도장작업을 실시함에 있어서, 종래에는 도장부스를 통과하는 피도물의 좌우양측에서 스프레이건으로 분체도료를 분사하는 방식으로 도장작업을 실시하고 있다.

그러나 상기와 같은 스프레이건을 이용한 분체도장방법의 경우, 피도물의 표면 중 스프레이건과 마주하는 쪽에 위치한 표면에는 분체도료가 원활하게 부착되는 반면, 스프레이건과 마주하지 않는 쪽에 위치한 표면에는 상대적으로 적은 양의 분체도료가 부착됨에 따라 도막 두께를 전체적으로 균일하게 형성하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 피도물에 부착되지 않은 분체도료를 회수하기 위한 별도의 집진기가 요구됨에 따라 설비비용이 증가하고, 입자가 작은 분체도료는 재사용되지 못하고 폐기됨에 따라 분체도료의 소모량이 증가할 수밖에 없는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2016-0053125호(2016.05.13.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 복잡한 제어나 작동구조를 사용하지 않고도 피도물의 표면에 전체적으로 균일하게 분체도료를 부착시킬 수 있는 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 스프레이건과 집진기 및 복잡한 제어회로를 갖는 콘크롤러를 배제하여 설비비용을 감소시킨 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 피도물의 형상에 상관없이 적용이 가능하므로, 피도물의 형상에 따른 준비시간을 현저히 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 스프레이건이 제외된 분체도장장치 및 분체도장방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 하단부에 분체도료가 저장되는 저장조가 형성된 도장부스; 상기 저장조에 저장된 분체도료를 비산시켜 도장부스의 내부에 비산된 분체도료 이루어진 안개분위기를 형성하는 비산수단; 및 상기 비산수단에 의해 도장부스의 내부에 형성된 안개분위기를 피도물이 통과하도록 이동시키는 이동수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치를 제공한다.

한편 상기 스프레이건이 제외된 분체도장장치에 있어서, 상기 비산수단은, 상기 저장조에 저장된 분체도료에 진동을 가하여 응집된 분체도료입자를 서로 분리시키도록 저장조에 설치된 하나 이상의 초음파 진동자; 및 서로 분리된 분체도료입자의 사이로 공기를 분사하여 분체도료의 비산을 유도하도록 저장조에 설치된 하나 이상의 공기 노즐;로 구성될 수 있다.

한편 상기 스프레이건이 제외된 분체도장장치에 있어서, 상기 공기 노즐은 다수개로 구성되며, 다수의 공기 노즐은 저장조의 좌우 양측에 분산되게 설치되며, 저장조에 저장된 분체도료의 내부로 공기를 분사하도록 구성되는 것이 바람직하다

또한, 본 발명은 도장부스에 마련된 저장조에 분체도료를 투입하는 단계(S10); 상기 저장조에 저장된 분체도료에 진동을 가하여 응집된 분체도료입자를 서로 분리시키는 단계(S20); 진동에 의해 분리되는 분체도료입자의 사이로 공기를 분사하여 분체도료를 도장부스의 내부에서 비산시킴으로서, 도장부스의 내부에 분체도료로 이루어진 안개분위기를 형성하는 단계(S30); 및 상기 S30 단계를 통해 도장부스의 내부에 형성된 안개분위기를 피도물이 통과하도록 피도물을 이동시키는 단계(S40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치를 이용한 분체도장방법을 제공한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 피도물을 향하여 분체도료를 강제적으로 분사하지 않고, 비산된 분체도료에 의해 형성되는 안개분위기 속을 피도물이 통과하는 방식으로 피도물에 분체도료를 부착시키게 되므로, 피도물의 부위별 도막두께 편차를 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 도장품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 스프레이건과 집진기 그리고 복잡한 제어회로를 갖는 콘트롤러의 사용이 요구되지 않으므로, 설비비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 유지관리비용도 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 도장부스의 내부의 분체도료는 반복적으로 비산되면서 피도물의 조장에 사용되므로, 폐기되는 분체도료의 양이 감소되며, 이에 따라 종래에 비해 분체도료의 사용량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 저장조에 저장되면서 응집된 분체도료에 초음파 진동을 가하여 응집된 분체도료입자를 서로 분리시킨 상태에서 분체도료입자의 사이로 공기를 분사함에 따라 분체도료를 보다 원활하게 비산시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분체도장장치의 구조도,
도 2 는 본 발명에 따른 초음파 진동자와 공기 노즐이 저장조에 설치된 상태를 보인 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분체도장장치의 구조도를, 도 2는 본 발명에 따른 초음파 진동자와 공기 노즐이 저장조에 설치된 상태를 보인 사시도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 분체도장장치는 도장부스(110)와 비산수단(120) 및 이동수단(130)으로 구성된다.

상기 도장부스(110)는 분체도료가 피도물(W)에 부착되는 공간을 형성하는 구조물로서, 분체도료가 저장되는 저장조(111)가 하단부에 형성된다.

한편, 상기 저장조(111)는 일정량의 분체도료가 저장되며, 상면이 개방되게 형성된 용기로 이루어지며, 도장부스(110)의 하단에 별도의 저장조(111)를 추가적으로 설치하거나, 별도의 저장조(111)를 설치하지 않고 도장부스(110)의 하단부분을 저장조(111)로 구성할 수 있다.

이처럼 하단부에 저장조(111)가 구성되는 도장부스(110)는 비산된 분체도료가 외부로 유출되는 것을 최소화하고, 더불어 도장부스(110) 내부의 공기 유동을 최소화하여 분체도료로 이루어지는 안개분위기가 안정적으로 형성될 수 있도록 하기 위하여 피도물이 투입되는 부분과, 피도물이 배출되는 부분, 그리고 피도물의 이동을 위한 컨베이어가 구성되는 부분을 제외한 나머지 부분은 폐쇄된 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 비산수단(120)은 저장조(111)에 저장된 분체도료를 비산시켜 도장부스(110)의 내부에 분체도료로 이루어지는 안개분위기를 형성하는 것으로, 초음파 진동자(121)와 공기 노즐(122)로 구성된다.

상기 초음파 진동자(121)는 응집된 분체도료입자를 서로 분리시켜 분체도료가 보다 원활하게 비산될 수 있도록 하는 것으로, 저장조(111)의 측면이나 바닥 중 적어도 어느 한 곳에 설치되며, 바람직하게는 저장조(111)의 측면과 바닥에 다수의 초음파 진동자(121)가 분산되게 설치되어 저장조(111)에 보관된 분체도료로 진동을 가하도록 구성된다.

상기 공기 노즐(122)은 저장조(111)의 내부로 공기를 분사하여 분체도료의 비산을 유도하는 것으로, 다수의 공기 노즐(122)이 저장조(111)의 좌우 양측에 분산되게 설치된다.

한편, 상기 다수의 공기 노즐(122)은 저장조(111)의 내부로 공기를 분사하되, 도장부스(110) 내부의 정체된 안개분위기가 공기 노즐(122)로부터 분사되는 공기 흐름을 영향을 받아 와류를 일으키는 것을 방지하고, 더불어 초음파 진동에 의해 분리된 분체도료입자의 사이로 공기를 공급할 수 있도록 저장조(111)에 저장된 분체도료의 내부로 공기를 분사하도록 구성되는 것이 바람직하다.

참고로, 상기 다수의 공기 노즐(122)은 미도시된 컴프레서와 연결되어 컴프레서로부터 공급되는 공기를 저장조(111)의 내부로 분사하게 된다.

상기 이동수단(130)은 다수의 피도물이 도장부스(110)의 내부에 형성된 안개분위기를 순차적으로 통과하도록 이동시키는 것으로, 도장부스(110)의 상부를 지나가도록 부설된 레일(131)과, 상기 레일(131)을 따라 이동하도록 설치된 다수의 도장고리(132)를 포함하는 컨베이어로 구성될 수 있다.

한편, 상기 레일(131)은 피도물이 도장부스(110)의 일측 상단부로 투입된 후, 반대쪽 상단부를 통해 도장부스(110)로부터 빠져 나오도록 형성된다.

즉, 상기 레일(131)은 도장부스(110)의 수직 상부에 위치한 구간이 하향 경사부(131a)와 수평부(131b) 및 상향 경사부(131c)로 이루어지되, 하향 경사부(131a)와 수평부(131b) 및 상향 경사부(131c)가 피도물의 진행방향을 따라 순차적으로 형성되어 피도물을 상기와 같은 궤적으로 이동시키게 된다.

한편, 상기 다수의 도장고리(132)는 레일(131) 상에서 상호 일정거리 이격된 구조를 갖도록 배치되며, 레일(131)을 따라 이동하되, 미도시된 체인과 연결되어 체인의 작동에 의해 레일(131)을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.

또한, 도장고리(132)에 설치되는 피도물이 접지상태를 유지할 수 있도록 도장고리(132)와 레일(131)은 전기적으로 연결된다.

상기와 같이 구성된 분체도장장치에 의해 구현되는 본 발명의 분체도장방법은 도장부스에 마련된 저장조에 분체도료를 투입하는 단계(S10); 상기 저장조에 저장된 분체도료에 진동을 가하여 응집된 분체도료입자를 서로 분리시키는 단계(S20); 진동에 의해 분리되는 분체도료입자의 사이로 공기를 분사하여 분체도료를 도장부스의 내부에서 비산시킴으로서, 도장부스의 내부에 분체도료로 이루어진 안개분위기를 형성하는 단계(S30); 및 상기 S30 단계를 통해 도장부스의 내부에 형성된 안개분위기를 피도물이 통과하도록 피도물을 이동시키는 단계(S40);로 이루어진다.

상기 S10 단계는 실제 도장작업에 앞서 이루어지는 준비공정으로, 일정량의 분체도료를 저장조(111)에 투입하는 것으로 이루어지게 된다.

상기 S20 단계는 저장조(111)에 저장된 분체도료에 초음파 진동을 가하여 응집된 분체도료입자를 서로 분리시킴으로서 분체도료가 보다 원활하게 비산될 수 있도록 하는 환경을 조성하는 공정으로, 저장조(111)에 분산되게 설치된 다수의 초음파 진동자가 작동하면서 분체도료에 진동을 가하는 것으로 이루어지게 된다.

참고로, 저장조(111)에 저장된 분체도료는 시간의 경과와 함께 응집되는 현상이 발생되고, 분체도료입자가 서로 응집되어 결합되면서 덩어리 형태를 이루게 될 경우, 공기를 분사한다고 할지라도 분체도료를 원활하게 비산시킬 수 없다.

반면, 본 발명에서와 같이 분체도료에 초음파 진동을 가하게 되면, 분체도료입자가 진동하면서 응집된 분체도료입자가 서로 분리되므로 분체도료가 원활하게 비산될 수 있는 환경을 조정할 수 있게 된다.

상기 S30 단계는 분체도료의 내부로 공기를 분사하여 서로 분리된 분체도료입자의 사이사이로 공기를 공급함으로서 분체도료를 비산시키는 공정으로, 저장조(111)의 좌우 양측에 분산되게 설치된 다수의 공기 노즐(122)을 이용하여 분체도료의 내부로 공기를 분사하는 것으로 이루어지게 된다.

이러한 S30 단계를 통해 비산되는 분체도료에 의해 도장부스(110)의 내부에는 분체도료로 이루어지는 안개분위기가 조성된다.

한편, 상기 S20 단계와 S30 단계는 동시에 진행될 수 있다. 즉, 분체도료에 초음파 진동이 가해지고 있는 상태에서 공기를 분사하여 분체도료의 비산을 유도하게 되면, 보다 효과적으로 분체도료를 비산시킬 수 있다.

상기 S40 단계는 피도물이 도장부스(110)에 형성된 안개부위기를 통과하도록 이동시키는 공정으로, 피도물을 도장고리(132)에 매달고, 피도물이 도장부스(110)를 통과하도록 도장고리(132)를 이동시키는 것으로 이루어지게 된다.

한편, 피도물의 안개분위기를 통과하는 과정에서 안개분위기를 이루는 분체도료는 정전력에 의해 피도물의 표면에 부착된다.

한편, 피도물은 안개분위기 속을 일정한 속도로 지나가게 되므로, 분체도료의 상당부분이 정전력에 의해서만 피도물에 부착된다. 따라서 피도물의 형상이나 방향에 상관없이 표면에 전체적으로 균일하게 분체도료를 부착시킬 수 있게 된다.

또한, 스프레이건을 이용한 종래 방식의 경우, 피도물의 형상이나 크기에 따라 스프레이건을 조절하는 작업이 선행되어야만 했지만, 본 발명의 경우, 피도물의 형상이나 크기에 상관없이 작업이 가능하므로 작업준비시간을 단축할 수 있으며, 그 만큼 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 도장부스 111: 저장조
120: 비산수단 121: 초음파 진동자
122: 공기 노즐 130: 이동수단

Claims (5)

1. 하단부에 분체도료가 저장되는 저장조가 형성된 도장부스;
   상기 저장조에 저장된 분체도료를 비산시켜 도장부스의 내부에 비산된 분체도료 이루어진 안개분위기를 형성하는 비산수단; 및
   상기 비산수단에 의해 도장부스의 내부에 형성된 안개분위기를 피도물이 통과하도록 이동시키는 이동수단;으로 구성된 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 비산수단은,
   상기 저장조에 저장된 분체도료에 진동을 가하여 응집된 분체도료입자를 서로 분리시키도록 저장조에 설치된 하나 이상의 초음파 진동자; 및
   서로 분리된 분체도료입자의 사이로 공기를 분사하여 분체도료의 비산을 유도하도록 저장조에 설치된 하나 이상의 공기 노즐;로 구성된 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 공기 노즐은 다수개로 구성되며, 다수의 공기 노즐은 저장조의 좌우 양측에 분산되게 설치된 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치.
4. 도장부스에 마련된 저장조에 분체도료를 투입하는 단계(S10);
   상기 저장조에 저장된 분체도료에 진동을 가하여 응집된 분체도료입자를 서로 분리시키는 단계(S20);
   진동에 의해 분리되는 분체도료입자의 사이로 공기를 분사하여 분체도료를 도장부스의 내부에서 비산시킴으로서, 도장부스의 내부에 분체도료로 이루어진 안개분위기를 형성하는 단계(S30); 및
   상기 S30 단계를 통해 도장부스의 내부에 형성된 안개분위기를 피도물이 통과하도록 피도물을 이동시키는 단계(S40);로 이루어진 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치를 이용한 분체도장방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 S20 단계는 초음파 진동자를 이용하여 저장조 내의 분체도료를 진동시키고,
   상기 S30 단계는 저장조의 좌우 양측에 분산되게 배치된 다수의 공기 노즐을 이용하여 분체도료의 내부로 공기를 분사하여 분체도료를 비산시키는 것을 특징으로 하는 스프레이건이 제외된 분체도장장치를 이용한 분체도장방법.

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