説明

金属のアノダイジング処理方法及びそのシステム

【課題】金属のアノダイジング処理方法及びそのシステムを提供する。
【解決手段】本発明のシステムは、所定容量の電解液が貯水された電解槽と、電解槽の上部に設けられて所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合された陽極ラインと、陽極ラインに対応する外側に所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合された陰極ラインと、陽極ラインの内側に駆動スプロケット及び従動スプロケットに結合され、複数の移送ブロックが取り付けられたチェーンと、陽極ラインに電気的に連結され、電解液に浸漬するメッキ対象物を固定支持するハンガーと、を備える。本発明のシステムはアルミニウムなどの金属の表面にアノダイジングによる酸化被膜を形成するものであって、メッキ対象物を1つの電解槽で一度に所望の被膜の厚さを得るように硬質のアノダイジング処理を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属のアノダイジング処理方法及びそのシステムに係り、さらに詳細には、アルミニウムなどの金属の表面にアノダイジングによる酸化被膜を形成する処理方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、アノダイジング(Anodizing;陽極酸化)は、金属や部品などを陽極にかけて希釈−酸の電解液で電解すれば、陽極で発生する酸素によって素地金属と強い密着力を有する酸化被膜(酸化アルミニウム:Al)が形成される。陽極酸化とは、陽極(Anode)と酸化(Oxidizing)の合成語(Ano−dizing)である。通常の電気メッキにおいて金属部品を陰極にかけてメッキをかけることとは差がある。陽極酸化の最も代表的な素材はアルミニウム(Al)であり、その他にマグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、ハフニウム(Hf)、ニオビウム(Nb)などの金属素材にもアノダイジング処理を行っている。最近はマグネシウムとチタン素材のアノダイジング処理も次第にその用途が増えている。
【0003】
アルミニウム素材の表面に酸化被膜を処理するアノダイジング(Anodizing on Aluminum Alloys)は、アルミニウムを陽極で電解すれば、アルミニウムの表面の半分は浸食され、他の半分には酸化アルミニウム被膜が形成される。アルミニウム・アノダイジング(陽極酸化)は、多様な電解(処理)液の組成と濃度、添加剤、電解液の温度、電圧、電流などによって性質の異なる被膜を形成させることができる。
【0004】
前記陽極酸化被膜の特性として、被膜は緻密な酸化物であって、耐蝕性に優れており、装飾性外観を改善し、陽極被膜は非常に堅いため、耐磨耗性に優れており、塗装密着力を向上させ、ボンディング性能を改善し、潤滑性を向上させ、装飾目的の独特な色を発揮し、メッキの前処理が可能であり、表面の損傷を探索することができる。
【0005】
特に、陽極硬質酸化(Hard Anodizing)の特徴は、アルミニウムの合金特性による低温(または常温)電解はHSO溶液に低温前解放法であって、通常、陽極酸化被膜よりは耐蝕性、耐磨耗性、絶縁性のある堅固な被膜であり、少なくとも30um以上であれば硬質と言える。アルミニウム金属の表面を電気的方法及び化学的方法を利用してアルミナセラミックに変化させる工法である。この工法を適用すれば、アルミニウム金属そのものが酸化してアルミナセラミックに変化し、アルミニウム表面の性質を鉄鋼より強く、硬質のクロムメッキより耐磨耗性に優れている。メッキや塗装(コーティング)のように薄利されず、変化したアルミナセラミックの表面は電気絶縁性(1,500V)に優れているが、内部は電気伝導性が高い。このようなアルミニウム金属に硬質−アノダイジング(Hard−Anodizing)表面処理工法を利用した先端技術が開発及び適用されている。
【0006】
このように、アルミニウム金属に硬質のアノダイジングを処理するために、酸性溶液の電解液が入っている電解槽にアルミニウム金属を浸漬させた後、所定の電圧及び電流を流して金属の表面に酸化膜を形成させるが、電解槽に印加する電圧及び電流によって酸化被膜の厚さが変わる。
【0007】
したがって、従来には、アルミニウム金属の被膜を厚くするために、低い電圧及び電流を印加する電解槽にアルミニウム金属を浸漬させて所定の厚さを有する被膜を形成させた後、相対的に高い電圧及び電流を印加する電解槽にアルミニウム金属を移動させつつ被膜を形成した。すなわち、電圧及び電流の異なる複数の電解槽を準備し、それらにアルミニウム金属を該当する電解槽に順次に浸漬させつつ被膜の厚さを厚くしなければならなかった。
【0008】
したがって、アルミニウム金属の被膜を厚くするために多数の電解槽及び付加装置を必要とし、それによる所要時間が長くなるなど、アルミニウム金属のアノダイジング処理のための人力、コスト及び時間がかかる問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、単一の電解槽に電圧及び電流の異なる複数の区間を設定して、アノダイジング処理を行うべき金属を区間別に回転させるだけで所望の被膜の厚さを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、前記目的を達成するために、所定容量の電解液が貯水された電解槽と、前記電解槽の上部に設けられ、所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合された陽極ラインと、前記陽極ラインに対応する外側に所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合された陰極ラインと、前記陽極ラインの内側に駆動スプロケットと従動スプロケットに結合され、複数の移送ブロックが取り付けられたチェーンと、前記陽極ラインに電気的に連結され、電解液に浸漬するメッキ対象物を固定支持するハンガーと、を備えることを特徴とする金属のアノダイジング処理システムを提供する。
【0011】
また、本発明は、(a)所定区間に絶縁ブロックによって区切られた陽極ラインに接触する据置き台に、複数のメッキ対象物が固定されたハンガーを据え置いて電解液に浸漬するステップと、(b)電源制御盤で陽極板と陰極板に電源を印加して、電解液に浸漬したメッキ対象物にアノダイジング処理を行うステップと、(c)前記電源制御盤でモーターを駆動させて、駆動スプロケットと従動スプロケットに歯合したチェーンを回転させるステップと、(d)前記アノダイジングの途中に電解液で発生するガスを、吸込みファンが取り付けられたダクトを介して吸い込んで排出させるステップと、(e)前記アノダイジングの完了したメッキ対象物を電解槽から分離させるステップと、を含むことを特徴とする金属のアノダイジング処理方法を提供する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、メッキ対象物を1つの電解槽で一度に所望の被膜の厚さを得るように硬質のアノダイジング処理を行うことによって、短時間にアノダイジング処理が可能であり、アノダイジング処理にかかる人力及びコストの節減とともに、良質のアノダイジング処理が行われた金属を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明による金属のアノダイジング処理システムの斜視図である。
【図2】本発明による金属のアノダイジング処理システムの横断面図である。
【図3】本発明による金属のアノダイジング処理システムの平断面図である。
【図4】本発明による金属のアノダイジング処理システムの陽極ラインと陰極ラインに陽極板と陰極板がそれぞれ連結された状態を示す斜視図である。
【図5】本発明による金属のアノダイジング処理システムの作動を示す部分拡大図である。
【図6】本発明による金属のアノダイジング処理方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して本発明の金属のアノダイジング処理方法及びそのシステムについて詳細に説明する。
【0015】
図1は本発明による金属のアノダイジング処理システムの斜視図であり、図2は本発明による金属のアノダイジング処理システムの横断面図であり、図3は本発明による金属のアノダイジング処理システムの平断面図である。
【0016】
まず、本発明の金属のアノダイジング処理システムは、金属の表面をアノダイジングによる被膜処理を行うためのものであって、1つの電解槽で異なる電圧及び電流をそれぞれ印加して所望のメッキ対象物の被膜の厚さを得ることができる。
【0017】
電解槽10は、所定容量の電解液が貯水されており、電解槽10は電解液による酸化を防止し、印加される電源を外部に絶縁させることができる材質からなり、所定の強度を有するように製作されることが好ましい。また、電解槽10の内側壁には電解液の冷却のために冷却水または冷媒が送水される冷却パイプ12が固定部材11によって固設される。すなわち、固定部材11に形成された所定間隔の溝に冷却パイプ12が挿入固定されて、低温または常温で金属の表面に硬質のアノダイジングが行われるように電解液の温度を一定に維持させる。
【0018】
陽極ライン20は、電解槽10の上部に設けられ、所定の区間を区切るための絶縁ブロック24が結合されている。陽極ライン20は帯状をし、導電性を有する閉回路(close loop)として形成される。陽極ライン20は、例えば、図3に示すように、4つの部分に絶縁ブロック24aないし24dによって区切られている。4つの陽極ライン20aないし20dにはそれぞれの電圧及び電流が印加される。絶縁ブロック24は、合成樹脂のような材質からなり、絶縁ブロック24に結合された、隣接する陽極ライン20との絶縁状態を維持させる不導体である。陽極ライン20には据置き台30が面接触してある。すなわち、据置き台30の上部が曲げられており、陽極ライン20の上端に据え置かれる。したがって、据置き台30は、陽極ライン20と面接触して移送ブロック29によって陽極ライン20に沿って回転する。据置き台30の下部の両側に形成された掛け部にはハンガー32の上部に形成されたフックが据え置かれる。
【0019】
ハンガー32は、陽極ライン20に電気的に連結され、電解液に浸漬するメッキ対象物33を固定及び支持する。ハンガー32の上部にはフックが形成され、ハンガー32の下部にはメッキ対象物33を固定することができる複数の固定部材が備えられている。固定部材は、メッキ対象物33の形状や模様によって多様な構造を有するように形成されることができる。ハンガー32は導電体であって、メッキ対象物33に電気的な通電の可能な銅(Cu)のような材質からなることが好ましい。
【0020】
陰極ライン23は、陽極ライン20に対応する外側に所定区間を区切るための絶縁ブロック24が結合されている。陰極ライン23は帯状をし、導電性を有する両端の開放された開回路(open loop)として形成される。陰極ライン23は、例えば、図3に示すように、4つの陰極ライン23aないし23dの間に絶縁ブロック24aないし24cによって区切られている。絶縁ブロック24は、合成樹脂のような材質からなり、絶縁ブロック24aないし24cに結合された、隣接する陰極ライン23aないし23dとの絶縁状態を維持させる不導体である。陰極ライン23は、電解槽10の上端に所定間隔離れて固定ブロック27に固定された支持ライン26によって支持される。すなわち、電解槽10に絶縁体である複数の固定ブロック27が固定され、固定ブロック27に支持ライン26が固定され、支持ライン26に陰極板25aないし25dが結合され、陰極板25aないし25dに陰極ライン23が結合される。支持ライン26も陰極ライン23に対応する位置に絶縁ブロック34aないし34cによって区切られている。固定ブロック27は、合成樹脂のような材質からなり、電解槽10との絶縁状態を維持させる不導体である。なお、陰極ライン23と支持ライン26との間には通電バンド31が据え置かれ、通電バンド31の下部は電解液に浸漬する。すなわち、陽極ライン20に連結されたハンガー32と陰極ライン23に連結された通電バンド31とは電解液中で電気的な酸化及び還元反応が行われる。
【0021】
チェーン28は、陽極ライン20の内側で駆動スプロケット49及び従動スプロケット50に結合され、複数の移送ブロック29が装着されている。チェーン28は、駆動スプロケット49の回転力で所定方向に回転し、所定間隔離れて移送ブロック29が固定されている。なお、移送ブロック29は絶縁材質からなり、陽極ライン20に据え置かれた据置き台30が陽極ライン20に沿って回転するように押す役割を行う。すなわち、チェーン28が駆動スプロケット49と従動スプロケット50によって回転すれば、チェーン28に固定された移送ブロック29が、陽極ライン20に据え置かれた据置き台30を押し、それによってハンガー32が電解槽10内で移動する。
【0022】
前記駆動スプロケット49で発生する回転力は、電源制御盤43から印加される電源で駆動されるモーター46から減速器47を経て動力伝達部材48を介して伝達される。前記モーター46は、電解槽10の上部に設けられた上部プレート41に取り付けられる。上部プレート41は、電解槽10の上部に設けられた複数の支持フレーム40によって固定される。支持フレーム40の間には透明カバー42が取り付けられて、電解槽10の内部を監視し、ハンガー32を据置き台30に据え置き、または電解槽10の電解液から発生するガスが外部に放出されることを遮断する。
【0023】
図4に示すように、所定区間に区切られた陽極ライン20aないし20dの該当の区間に電源制御盤43から供給される電源が印加される陽極板22aないし22dが結合されており、そして所定区間に区切られた陰極ライン23aないし23dの該当の区間に電源制御盤43から供給される電源が印加される陰極板25aないし25dが結合されている。すなわち、陽極板22aないし22dと陰極板25aないし25dはそれぞれ対応する位置で絶縁ブロック21aないし21d及び24aないし24cによってそれぞれ区切られた陽極ライン20aないし20dと陰極ライン23aないし23dに結合されている。
【0024】
電源制御盤43は、前記該当する陽極板22aないし22dと陰極板25aないし25dに印加されるそれぞれ異なる電圧及び電流の電源を供給及び制御する。そして、電源制御盤43は、モーター46の駆動に必要な電源や吸込みファン51の駆動のために必要な電源を供給する。したがって、電源制御盤43は電解槽10の作動に必要なあらゆる電源を供給及び制御する。
【0025】
なお、電源制御盤43から印加された電源でモーター46を駆動させ、モーター46の回転力は、モーターの回転軸に連結された減速器47によって回転速度が低下し、減速器47の回転力は、動力伝達部材48を経て駆動スプロケット49に伝達されてチェーン28を回転させる。
【0026】
上部プレート41の下部及び電解槽10の上部には複数の吸込み孔45の形成されたダクト44が設けられる。ダクト44は、電解槽10で発生するガスを吸込みファン51の駆動によって複数の吸込み孔45を介して吸い込んで外部に排出させ、複数のダクト44は配管されてガスを排出するように設けられる。
【0027】
このように形成された本発明の金属のアノダイジング処理システムのアノダイジング処理方法を、図6のフローチャート及び図1ないし図5を参照して説明する。
【0028】
まず 、電解槽10の上部に設けられた陽極ライン20に取り付けられている据置き台30に複数のメッキ対象物33が固定されたハンガー32を据え置いて、メッキ対象物33を電解液に浸漬させる(S10)。このとき、透明カバー42を開放してハンガー32を据え置いてもよい。なお、所定区間に絶縁ブロック21aないし21dによって区切られた陽極ライン20aないし20dにハンガー32を据え置き、または第1陽極ライン20aにハンガー32を据え置いた後に、第1陽極ライン20aに据え置かれたハンガー32が第1陽極ライン20aを全て通過して第2陽極ライン20bに進入するとき、再び第1陽極ライン20aにハンガー32を据え置くことも可能である。
【0029】
そして、電源制御盤43から陽極板22aないし22dと陰極板25aないし25dに電源を印加して、電解液に浸漬したメッキ対象物33にアノダイジング処理を行う(S11)。このとき、電源制御盤43は、区切られた陽極ライン20aないし20dに連結された複数の陽極板22aないし22dと陰極板25aないし25dにそれぞれ異なる電圧及び電流の電源を印加させる。例えば、第1陽極ライン20aには10Vを印加し、第2陽極ライン20bには20Vを印加し、第3陽極ライン20cには30Vを印加し、第4陽極ライン20dには40Vを印加する。これは、メッキ対象物33によって、またはメッキ対象物33にコーティングされる所望の被膜の厚さによって、印加される電圧または電流のサイズが変わる。
【0030】
次いで、電源制御盤43でモーター46を駆動させて駆動スプロケット49と従動スプロケット50に歯合したチェーン28を回転させる(S12)。すなわち、チェーン28に取り付けられた移送ブロック29が回転しつつ、陽極ライン20に据え置かれた据置き台30を押して回転させる。このとき、チェーン28の回転速度は、電解液でメッキ対象物33が酸化及び還元される時間を決定する。
【0031】
なお、本発明で金属のアノダイジング処理は、第1陽極ライン20aで所定電圧または電流によってメッキ対象物33の被膜の厚さが決定された後、第2陽極ライン20bを経るにつれてメッキ対象物33の被膜はさらに厚くなり、第3 陽極ライン20c及び第4陽極ライン20d、またはさらに多く構成され得る陽極ラインに沿ってメッキ対象物33の被膜はさらに厚くなる。したがって、陽極ライン20と、陽極ライン20に対応する陰極ライン23の個数と印加される電源のサイズによって、メッキ対象物33の被膜の厚さを加減することができる。
【0032】
そして、メッキ対象物33のアノダイジングの途中に、電解液で酸化及び還元反応によって発生するガスは、吸込みファン51が取り付けられたダクト44の吸込み孔45で吸い込んで、複数の配管されたダクト44を介して外部に排出させる(S13)。
【0033】
電解槽10の電解液でメッキ対象物33がアノダイジング処理される間に、チェーン28が電解槽10を一周して、アノダイジングの完了したメッキ対象物33を電解槽10から分離させる(S14)。すなわち、メッキ対象物33がチェーン28の回転によって陽極ライン20を一回以上回転すれば、据置き台30に据え置かれたハンガー32を分離して電解槽10から取り出して、金属のアノダイジング処理を完了させる。
【0034】
したがって、従来の方法である、複数の電解槽にメッキ対象物を順次に浸漬させてアノダイジング処理を行うことではなく、本発明の金属のアノダイジング処理方法は、1つの電解槽で所定区間に区切られた陽極ラインと陰極ラインに沿って一度にアノダイジング処理が行われる。
【0035】
以上の説明で、本発明は特定の実施形態に関連して図示及び説明したが、特許請求の範囲によって示された発明の思想及び領域から逸脱しない限度内で多様な改造及び変化が可能であるということを当業者ならば誰でも理解できるであろう。
【符号の説明】
【0036】
10 電解槽
11 固定部材
12 冷却パイプ
20 陽極ライン
21、24、34 絶縁ブロック
22aないし22d 陽極板
23 陰極ライン
25aないし25d 陰極板
26 支持ライン
27 固定ブロック
28 チェーン
29 移送ブロック
30 据置き台
31 通電バンド
32 ハンガー
33 メッキ対象物
40 支持フレーム
41 上部プレート
42 カバー
43 電源制御盤
44 ダクト
45 吸込み孔
46 モーター
47 減速器
48 動力伝達部材
49 駆動スプロケット
50 従動スプロケット
51 吸込みファン



【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定容量の電解液が貯水された電解槽と、
前記電解槽の上部に設けられ、所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合され、区切られた絶縁ブロックの間に電源を供給する陽極板が結合された陽極ラインと、
前記陽極ラインに対応する外側に所定区間を区切るための絶縁ブロックが結合され、区切られた絶縁ブロックの間に電源を供給する陰極板が結合された陰極ラインと、
前記陽極ラインの内側に所定距離離れて設けられた駆動スプロケット及び従動スプロケットと、
前記駆動スプロケット及び従動スプロケットに連結されて駆動スプロケットの回転力を従動スプロケットに伝達するチェーンと、
前記チェーンの回転によって陽極ラインに沿って回転する移送ブロックと、
前記陽極ラインに電気的に連結され、電解液に浸漬するメッキ対象物を固定支持するハンガーと、を備えることを特徴とする金属のアノダイジング処理システム。
【請求項2】
前記電解槽の上端に所定間隔離れて固定された固定ブロックに固定され、陰極板を経て陰極板に固定された陰極ラインを支持する支持ラインと、
前記陰極ラインと支持ラインとの間に据え置かれ、電解液に浸漬する通電バンドと、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項3】
前記電解槽の上部に複数の支持フレームで固定される上部プレートと、
前記支持フレームの間に取り付けられて、電解槽の内部を監視し、ガスの外部への放出を遮断する透明カバーと、
前記上部プレートの上部に設けられた電源制御盤から印加された電源で回転力を発生させるモーターと、
前記モーターの回転軸に連結されて回転速度を低下させる減速器と、
前記減速器の回転力を駆動スプロケットに伝達する動力伝達部材と、
前記電解槽で発生するガスを吸込みファンの駆動で複数の吸込み孔を介して吸い込んで外部に排出させるダクトと、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項4】
前記電解液の冷却のために、電解槽の内側壁に冷却パイプが固定部材によって固設されることを特徴とする請求項3に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項5】
前記陽極ラインに面接触し、ハンガーを据え置き、移送ブロックによって陽極ラインを回転する据置き台をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の金属のアノダイジング処理システム。
【請求項6】
(a)複数の陽極板によって支持され、所定区間に絶縁ブロックによって区切られた陽極ラインに接触する据置き台に、複数のメッキ対象物が固定されたハンガーを据え置いて、電解液に浸漬させるステップと、
(b)電源制御盤は、前記陽極ラインと接触して陽極ラインを支持する陽極板と、陽極ラインと所定距離離れて位置した陰極ラインと接触して陰極ラインを支持する陰極板とに電源を印加して、電解液に浸漬したメッキ対象物にアノダイジング処理を行うステップと、
(c)前記電源制御盤でモーターを駆動させて、減速器及び動力伝達部材を経て駆動スプロケットと従動スプロケットに歯合したチェーンを回転させ、チェーンに固定された移送ブロックが、チェーンから所定間隔離れて位置した陽極ラインに接触した据置き台を回転させるステップと、
(d)前記アノダイジングの途中に電解液で発生するガスを、吸込みファンが取り付けられたダクトを介して吸い込んで排出させるステップと、
(e)前記アノダイジングの完了したメッキ対象物を電解槽から分離させるステップと、を含むことを特徴とする金属のアノダイジング処理方法。
【請求項7】
前記電源制御盤は、陽極ラインと陰極ラインに区切られた区間別に連結されて設けられた陽極板と陰極板にそれぞれ異なる電圧及び電流を印加することを特徴とする請求項6に記載の金属のアノダイジング処理方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公表番号】特表2012−505965(P2012−505965A)
【公表日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−532004(P2011−532004)
【出願日】平成21年6月4日(2009.6.4)
【国際出願番号】PCT/KR2009/002977
【国際公開番号】WO2010/047456
【国際公開日】平成22年4月29日(2010.4.29)
【出願人】(511095838)サムウォン アルテック カンパニー,リミテッド (1)