JP5597722B2 - 鋼板通板装置とこれを含む鋼板表面処理装置及び鋼板の表面処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板通板装置とこれを含む鋼板表面処理装置及び鋼板の表面処理方法に関するもので、より詳細には、進行する鋼板周辺の緊密なシールを具現すると共に、大気圧と差圧空間との間及び差圧空間と真空空間との間の空気粒子の流れ圧力によって鋼板をシールまたはマスキングして適正な鋼板シールを可能にし、真空雰囲気における鋼板の表面処理が安定的に行われるようにした鋼板通板装置とこれを含む鋼板表面処理装置及び鋼板の表面処理方法に関する。

最近の半導体産業、ディスプレイ産業、情報電子産業、太陽光関連産業またはＩＴ部品産業における真空蒸着を用いた表面処理やコーティングは、高品質の製品や特殊な用途の製品を生産するにあたり、一つの方法として用いられている。

特に、このような真空蒸着は、金属、プラスチック、ガラスなど被塗体とは関係なく適用することができるが、大部分の蒸着工程が高真空の雰囲気において行われるため、長時間にわたる工程時間及び蒸着工程による蒸発物質の過多消耗のような問題があった。

また、プラスチックフィルム（ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ）や鋼板コイル（ｓｔｒｉｐ ｃｏｉｌ）の表面処理時に真空工程（蒸着）を行う場合、生産速度及び連続的な被塗体の特性上、断続的に行うことが困難であるために全体のプラスチックフィルムや鋼板コイルを真空チャンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）に挿入して真空下において工程を行う真空対真空（ｖａｃｕｕｍ−ｔｏ−ｖａｃｕｕｍ）の方式を用いるが、処理準備及び表面コーティング処理が完了した鋼板コイル（Ｓｔｒｉｐ Ｃｏｉｌ）の交替によって生産性が低下するため、真の意味の連続工程とは言えず、表面処理された製品の単価が高いという問題もあった。

従って、通常、外部大気中で巻き取られた鋼板をシール（密封）機具を用いて連続的に真空雰囲気を維持するチャンバの内部に真空圧力が損なわれることなく通板させ、連続的な真空蒸着の後に大気中において再び巻き取る工程に対する研究が行われている。

例えば、鋼板の連続通板を案内する通板装置でありながら、同時に真空チャンバの真空圧が損失されないように、鋼板をシール状態で連続通板させるのは、真空雰囲気において連続進行する鋼板の表面を処理する工程における重要な技術的部分である。

また、このような大気圧において真空雰囲気（空間）で鋼板を連続（高速）通板しながら、真空維持を具現するシール装置や機具などの一部は知られている。

しかしながら、既知の従来のシール装置や機具などの殆どは、シールロールやケーシング構造または多段にシールロールやケーシングを配列して鋼板をシールし、真空雰囲気を維持するようにしたもので、鋼板の厚さや幅変化に適正に対応できないため、多様な規格（幅）を有する連続進行する鋼板の表面処理に適用するには困難な問題があった。

また、実際に鋼板のシール性も完全ではないことから、真空維持のためにはチャンバ内における真空ポンピングの能力を高めるか、少なくとも維持し続けなければならないため、装置や機具の稼動時に過度な費用が必要となり、非経済的となる場合が殆どである。

なお、多分割構造にすることで、空気流れの抵抗力を次第に増進させる空気流れ抵抗（ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔ）方式のシール機具も知られているが、実際に大気圧と差圧空間との間で用いるにはシール効率が低いため、この場合も持続的な真空ポンピングを維持しなければならないという問題があった。

さらに、従来の他の方式（形態）として、複数個のシールロールを多段にジグザグに配列（配置）することで、通板される鋼板のシール性を維持することもできるが、この場合、鋼板の幅変化に対して適切に対応することが困難であり、シール性を維持するため、シール機具間に非常に狭い隙間を具現するための装置や機具の精密構造の構築及び製作がかなり困難になることから、実際のラインに適用するには費用面における負担が高く、維持補修も難しい上に、シール性もわずかであった。

従って、上記の通り、従来の多様なシール装置や機具などは、大部分において鋼板の厚さや幅変化に円滑に対応しにくい構造であり、特に、真空維持のために多くの真空ポンピングを維持しなければならないことから、非経済的なエネルギー消耗が相当であることはもちろん、実際ラインの構築時にその実効性が少ないという問題があった。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消するために提案されたもので、その目的のうちの一側面は、進行する鋼板周辺の緊密なシールを具現すると共に、大気圧と差圧空間との間及び差圧空間と真空空間との間の空気粒子の流れ圧力によって鋼板をシールまたはマスキングして適正な鋼板のシールを可能とすることで、真空雰囲気において鋼板表面処理が安定的に行われるようにした鋼板通板装置とこれを含む鋼板表面処理装置及び鋼板の表面処理方法を提供することにある。

上記のような目的を達成するための技術的な一側面の一実施例として本発明は、進行する鋼板の厚さ変化に対応しながら、鋼板を通板させるように提供された上下部シールロールと、進行する鋼板の幅変化に対応しながら、上記シールロールと協働してチャンバを通過する進行鋼板を包囲状態でシールするように提供される鋼板シールユニットと、を含んで鋼板シール型で構成される鋼板通板装置を提供する。

また、技術的な一側面の他の実施例として本発明は、鋼板が内部を通過し、チャンバを貫通して設置されたシールケーシングと、上記シールケーシングの少なくとも一側に鋼板の幅変化に対応しながら、鋼板とケーシングとの隙間をマスキングするように提供された鋼板マスキングユニットと、を含んで鋼板マスキング型で構成された鋼板通板装置を提供する。

なお、技術的な他の側面として本発明は、外部大気圧と差圧空間との間の粘性流域に配置される上記鋼板シール型の鋼板通板装置と、差圧空間と真空空間との間の分子遷移領域及び真空領域のうち少なくとも分子遷移領域に配置される鋼板マスキング型の鋼板通板装置と、真空領域に配置される鋼板表面処理ユニットと、を含んで構成される鋼板通板装置を含む鋼板表面処理装置を提供する。

さらに、技術的なさらに他の側面として本発明は、外部大気圧と差圧空間との間の粘性流域において鋼板を包囲状態でシールしながら通板し、上記差圧空間と真空空間との間の分子遷移領域においては鋼板をマスキングしながら通板する鋼板通板段階と、通板される鋼板を真空領域において表面処理する鋼板の表面処理段階と、を含んで構成される鋼板の表面処理方法を提供する。

このような本発明の鋼板通板装置によると、鋼板の連続通板を可能とすると共に、特に、真空雰囲気への鋼板進入時に鋼板周辺のシールを緊密に維持することを可能とすることができる。

また、本発明によると、鋼板の真空雰囲気へ進入時に真空圧の損失が殆どなく、安定的な真空維持のための持続的または過度な真空ポンピングが必要でないため、費用を減らすことができる。

特に、本発明によると、大気圧と差圧空間との間の粘性流域（ｖｉｓｃｏｕｓ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｏｎ）、差圧空間と真空空間との間の分子遷移領域（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ−ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｏｎ）を区分して鋼板をシールまたはマスキングするため、装置構造を簡素化しながらも適正な鋼板シールを具現することができる。

従って、本発明は、鋼板が緊密なシール状態で連続通板されることを可能とし、鋼板の表面処理（表面エッチングや蒸着コーティングなど）のための真空雰囲気は安定的に維持され、高速で連続の真空蒸着表面処理を可能にすることで、鋼板製品の表面処理品質を向上させると共に、生産性の向上による製造価格の低価格化で経済的にも優れた高品質の鋼板製品を生産する方法に関する。

図２から図６に示された本発明の鋼板シール型及びマスキング型の鋼板通板装置を含む本発明による鋼板表面処理装置の全体構成を示す模式図である。 大気圧と差圧空間との間で鋼板の通板を案内しながらシールを維持する本発明による鋼板シール型の連続通板装置を示す斜視図である。 図２の本発明による装置を示す側面構成図である。 図２の本発明による装置を示す正面構成図である。 図２の本発明による装置を示す斜視図である。 差圧空間と真空空間との間に配置される本発明の鋼板マスキング型の連続通板装置を示す斜視図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。

まず、図１は本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１と、鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００と、を含む鋼板表面処理装置３００を示しており、図２から図５は上記本発明の鋼板シール型の鋼板通板装置１を示している。また、図６は上記本発明による鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００を示している。

図１に示されているように、本発明の鋼板表面処理装置３００は、チャンバ（構造物、２１０、２３０、２５０）と、チャンバ内に含まれるガイドロール２７０、２９０と、を含む。従って、高速進行する鋼板は、領域Ａ−＞Ｂ−＞Ｃ−＞Ｂ−＞Ａの順にチャンバを通過しながら、少なくとも真空が安定的に維持される真空領域（「Ｃ」領域）において鋼板エッチング、蒸着コーティング及び冷却のうち少なくとも鋼板コーティングの表面処理が行われるようにする。

このとき、図１に示されているように、また、図２から図５において詳細に説明されているように、本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１は、それぞれ空気粒子の流れ圧力によって区分されるものと知られている粘性流域（ｖｉｓｃｏｕｓ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｏｎ）（図１の「Ａ」領域）に配置され、図６において詳細に説明されている本発明による鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００は、分子遷移領域（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｏｎ、中間領域）（図１の「Ｂ」領域）及び真空領域（図１の「Ｃ」領域）のうち少なくとも分子遷移領域に配置されることができる。

もちろん、上記それぞれの鋼板シール型及びマスキング型の鋼板通板装置１１００は、図１に示されているように、多段（例えば、３段）に設置されることがシール面においては有利である。

また、１×１０^３ｍｂａｒ〜１×１０^０ｍｂａｒ領域を粘性流域（ｖｉｓｃｏｕｓ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｏｎ）とするが、このような粘性流域における空気の流速及び流量は全体的な質量流れ（ｍａｓｓ ｆｌｏｗ）の影響を受けることから、安定的なシール（密封）をするためには、空気が通過できる体積（面積）を減らすことが重要である。

従って、図２から図５を参照して詳細に説明する本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１は、鋼板を包囲して緊密なシールを維持するため、シール性が高くなければならない上記のような粘性流域（図１の「Ａ」領域）に配置することが好ましい。

また、１×１０^−３ｍｂａｒ以下の圧力においては、空気分子が非常に希薄になるため、上記した質量流れの空気流動ではなく、空気分子一つ一つが流動される分子類領域（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｏｎ）が形成され、この領域では空気流れを妨害する面積より圧力を分離させることができる長い距離を有するチャンネル構造のみでのシール（密封）が可能である。

なお、１×１０^０ｍｂａｒ〜１×１０^−３ｍｂａｒの領域は、粘性類と分子類の特性を同時に示す中間領域（遷移領域、ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｆｌｏｗ ｒｅｇｉｏｎ）で、この領域では空気分子の通過面積を減らす方法及び抵抗通路を長くする方法を同時に用いることが好ましい。

従って、図１に示されているように、本発明による鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００は、分子遷移（中間）領域Ｂに複数個を配置しながら間隔を長く延長する形態にチャンバ構造を形成させる。

このような本発明による鋼板マスキング型の通板装置１００は、図１に示されているように、シールロールが備えられないため、その前側及び後側に鋼板のテンションを調整するガイドロール２７０を設置することが好ましい。図１において、図面符号２９０は、鋼板の進行方向を調整するガイドロールより大きい「デフレクターロール」であることができる。

もっとも好ましくは、図１に示されているように、鋼板のシールを緊密に維持することができるように、大気下において鋼板の進入及び引出区間である粘性流域Ａには、本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１を（多段に引き続き）配置し、上記分子遷移領域Ｂ及び鋼板の表面処理が具現される真空領域Ｃには、本発明による鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００を長いチャンネル構造に沿って（複数個）配列設置する。

従って、図１に示されているように、本発明による鋼板表面処理装置３００は、外部大気圧と差圧雰囲気との間の粘性流域Ａに配置される鋼板シール型の鋼板通板装置１と、差圧雰囲気と真空雰囲気との間の分子遷移領域Ｂまたは真空領域Ｃに配置される鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００と、真空雰囲気Ｃに配置される鋼板表面処理ユニット３１０と、を含んで構成されることができる。

このとき、本発明の鋼板表面処理装置３００における上記鋼板表面処理ユニット３１０は、図１に示されているように、鋼板表面の（蒸着）コーティングが安定的に行われるようにするため、事前に鋼板の表面をプラズマでエッチングする鋼板エッチング部３１０ａと、真空蒸着（ＰＶＤ、ＣＶＤ）によって鋼板の表面をコーティングする鋼板コーティング部３１０ｂと、表面がコーティングされた鋼板を冷却してコーティング部を安定化する鋼板冷却部３１０ｃと、を含むことができるが、鋼板コーティング部３１０ｂのみを含むことも可能である。

このとき、図１に示される鋼板表面処理装置３００において、少なくとも分子遷移領域Ｂ及び真空領域Ｃには、真空ポンピングを通じて真空を維持させる真空ポンプがチャンバごとに配置され、装置制御部Ｃと連動されるポンピングユニット（ＰＰ）と連結されて制御作動されることができる。

また、図１においては、プラズマなどを用いた鋼板エッチング部３１０ａや蒸着を通じた鋼板コーティング部３１０ｂなどが知られている。例えば、鋼板エッチング部は、プラズマのイオン衝突エネルギーを用いて鋼板表面の酸化膜を除去して活性化させたり、予熱器を用いて鋼板を予熱して蒸着コーティング性を向上させる。

以下では、本発明による鋼板シール型及びマスキング型の鋼板通板装置１、１００について詳細に説明する。

まず、図２から図５は、本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１を示している。

図２から図４に示されているように、本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１は、基本的に、進行する鋼板Ｓの厚さ変化に対応しながら鋼板を通板させる上下部シールロール１０、２０と、上記鋼板Ｓの幅変化に対応しながら上記シールロールと協働してチャンバ２１０の壁を通過する鋼板を包囲しながらシールするように提供される鋼板シールユニット５０と、を含んで提供されることができる。

このような本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１は、上記上下部シールロール１０、２０の間を鋼板が通過して連続通板（進行）を具現し、上記鋼板シールユニット５０は、上記上下部シールロールと協働して四方から鋼板を包囲しながら緊密なシールを具現する。

従って、本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１は、好ましくは、外部大気圧に近接した大気圧と差圧空間との間の粘性流域である「Ａ」領域に配置される。

また、本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１は、鋼板の連続通板、特に、高速通板を可能とする。同時に、図３及び図４のように、上下部シールロール１０、２０による鋼板の厚さ変化に対応し、鋼板シールユニット５０を通じた鋼板の幅変化にリアルタイムで対応しながら、鋼板の通板においてシールを維持する。これにより、従来のシールはある程度可能であったが、鋼板の厚さや幅変化に対応して安定的なシールを維持することが困難であったという問題を解消することができる。

このとき、図２及び図３に示されているように、本発明装置による上記上下部シールロール１０、２０は、エッチングや蒸着コーティングなどの表面処理が具現される鋼板の進行経路Ｐ上に回転可能に配置されるロールハウジング３０にそれぞれ回転駆動されるように設置され、これにより、鋼板は連続的にロールの間に挟み込まれながら連続通板されることができる。

好ましくは、上記上下部シールロール１０、２０のうち少なくとも上部シールロール１０を上記回転されるロールハウジング３０に昇降可能に設置すると、上記ロールハウジング３０の回転及び上部シールロール１０の昇降が組み合わされるようになる。

従って、図３に示されているように、鋼板の厚さが「ｔ１」から「ｔ２」に増加すると、上記上部シールロール１０は、上部シールロールの昇降によってロール軸を中心に「ｄ」の分だけ上昇し、ロールハウジングの回転によって「θ」の分だけ回転されることで、上記鋼板の厚さ変化に対応して移動する。

また、図３に示されているように、上記ロールハウジング３０は、ベース３２上に曲面構造として安着される。例えば、ロールハウジング３０の下段に形成された第１曲面３１ａとベースの上部に形成された第２曲面３１ｂが接し、ロールハウジングの一側（好ましくは、ロール軸の中心線を中心に）にはベース３２に連結される第１駆動源３４、即ち、垂直駆動シリンダーが連結される。

従って、上記垂直駆動シリンダーにおける第１駆動源３４の前進または下降作動により、上記ロールハウジングがベースにおいて回転される。このとき、回転角度を十分に調整することができる。

また、上記上部シールロール１０のロール軸が組立てられるベアリングブロックのロール軸首部１２は、ロールハウジングの両側においてガイド１３で支持され、ロールハウジングに提供された第２駆動源３６と連結される。

従って、上記第２駆動源３６の作動により、上記上部シールロール１０は、鋼板の厚さ変換に対応して下部シールロール２０と協働して鋼板の通板を可能とする。

このとき、好ましくは、上記第２駆動源３６は、図３に示されているように、ロールハウジングの上側に配置された駆動モータ３６ａと連結されるギアボックス３６ｂを垂直貫通するスクリューバー３６ｃがロール軸首部１２に連結されることで、上記駆動モータの稼動により、ロール軸首部と共に上部シールロール１０はロールハウジングにおいて上昇または下降する。

また、上記第２駆動源３６としては、別に図示されてはいないが、垂直駆動シリンダーや電気アクチュエーターなどを用いてもよい。

このとき、上記駆動モータまたはシリンダーは、図３に示されているように、本発明による装置に備えられる装置制御部Ｃ及び上記装置制御部に連携された油空圧供給ユニット（ＰＰ）と連携されることで、鋼板の厚さに対応して事実上自動的に上部シールロールの移動を制御することができる。

または、好ましくは、本発明による装置に隣接して鋼板の厚さを感知する感知センサーを配置し、これを本発明による装置の装置制御部Ｃに連携して上部シールロールの移動制御を具現することもできる。

図２から図５は、本発明による装置において実質的に鋼板のシールを安定的に具現するように提供される本発明の装置による鋼板シールユニット５０を示している。

上記本発明による鋼板シールユニット５０は、基本的に上記した上下部シールロール１０、２０の間で通板される鋼板Ｓを四方から包囲するが、上記上下部シールロール１０、２０との密着が維持される鋼板上下側の第１、２シール板５２、５４と、一対に組立てられる鋼板の両側上下部の第３、４シール板５６、５８と、を含んで構成されることができる。

従って、本発明において上記第１から第４シール板は、上下部シールロールとの密着が維持され、鋼板の厚さ及び幅が変化しても鋼板を四方から包囲して安定的なシールを形成させる。

このとき、上記第３、４シール板５６、５８は、高速通板される鋼板のエッジと接触せず、５〜２０ｍｍ程度の適当な間隔を維持することが好ましい。これは、高速通板される鋼板のエッジと直接接触すると、通板中の鋼板の微細な左右の動きによってシール板が急速に部分摩耗または破損してシールの特性が破壊される可能性があるためである。しかしながら、シール板及びシールロールは一定の圧力によってガイドロールの円周と（湾曲な）面接触をするため、密着を維持させても急速摩耗の問題はなく、長時間シール性を維持することができる。

以下では、上記第１から第４シール板５２、５４、５６、５８について説明する。

まず、図２から図５に示されているように、上記第１シール板５２は、鋼板の厚さが変化すると、これに対応して移動する上部シールロール１０との密着が維持されるようにチャンバ２１０上に提供された第３駆動源６０を媒介にガイド５３によって支持され、ガイドロールの中心軸に対して一定の角度を維持しながら前後移動する。また、上記第２シール板５４は、チャンバ２１０に下部シールロール２０との密着を維持するようにチャンバ２１０に水平に固定設置される。

このとき、図面には、第１シール板が殆ど水平移動するように示されているが、図３に示されているように、実際は、上記上部シールロールが昇降及び回転するため、上記第１シール板は上部シールロールに先端部が傾斜して密着されるようにすることがさらに好ましい。

また、実際は、鋼板の厚さ変化時に上部シールロール１０のみが回転及び昇降するため、上記下部シールロール２０と密着される下側の第２シール板５４は固定配置されてもよい。

このとき、本実施例において、上記第３駆動源６０は、チャンバ２１０側に配置される水平駆動シリンダーとして図示かつ説明されているが、必ずこれに限定されるとは限らず、実際の鋼板厚さの変化幅が殆ど大きくないため、シリンダーの代りにモータとして駆動されるスクリューバーや電気アクチュエーターなどを用いる形態であることができる。

次に、図２から図５に示されているように、鋼板両側に左右一対に組み合わされる上部の第３シール板５６及び下部の第４シール板５８は、密着されているが分離されている構造であり、特に、鋼板の幅に対応して通板される鋼板の中心を基点に離れたり近づいたりしながら、通板される鋼板のエッジとは最小間隔、例えば、５〜２０ｍｍ程度の間隔を維持するように提供される。

また、上記第３、４シール板５６、５８は、外側に組立てられるシール板ハウジング６２と連携され、第４駆動源６４を媒介に鋼板の幅変化に対応して左右移動するように提供される。

このとき、上記第３シール板５６は、上記の通り、第３駆動源に傾斜して前後移動ができるように提供された上記第１シール板５２の下部にガイドユニット６６を媒介に左右及び前後移動が可能なように連携されることが好ましい。

例えば、図３から図５に示されているように、上記ガイドユニット６６は、上部の第１シール板５２の底面に沿って延長固定された（段差をつけた）ガイド６６ａと、上記第３シール板に形成されたガイドレール溝６６ｂと、を含むことができる。

従って、上記第１シール板５２が第３駆動源６０を媒介に上部シールロールの上昇及び回転時に前後進すると、共に上記第３シール板５６もガイドユニット６６によって前後進するようになる。

また、上記ガイドユニット６６のガイド６６ａ及びガイドレール溝６６ｂは、図面に示されているものとは異なって、第３シール板５６及び第１シール板５２にそれぞれ提供されることもできる。

この場合、第３シール板の左右移動時に第３シール板のガイドが第１シール板のガイドレール溝に沿って移動することができる。また、ガイドは第３シール板の上段に突出部の形態で提供されることができる。

このとき、図２及び図５に示されているように、上記第３シール板５６は、シール板ハウジング６２に前後移動を補償しながら締結されるが、シール板ハウジング６２を貫通した締結ボルト６７ｂは第３シール板５６に形成された長溝６７ａを通過してナット６７ｃによって締結される。

従って、第４駆動源６４に左右移動するシール板ハウジング６２と共に鋼板両側の第３シール板５６も左右移動する。このとき、ガイドユニット６６のガイドレール溝６６ｂがガイド６６ａに沿って移動し、上記第１シール板の前後進時には上記ガイドユニット６６を媒介に第３シール板５６が共に前後進するようになる。

このとき、図５に示されているように、シール板ハウジング６２を通じて第３シール板５６の長溝６７ａを通過してナット６７ｃによって締結される締結ボルト６７ｂは、シール板ハウジングと共に第３シール板５６の左右移動を可能とする。また、上記の通り、第３シール板５６の前後移動は、ガイドユニット６６を媒介に可能となる。なお、制御の容易性及びシールの効率性を再考するため、上部第１シール板と連動されて前後進する形態のほかに、駆動部を設置して第１シール板とは別途に前後進が可能な構造に形成することもできる。

このとき、図３及び図５に示されているように、上記第３シール板５６には、上記ガイドユニット６６のガイド６６ａが通過する面取り部分（切開部分、６２ａ）が形成されることが好ましいが、上記面取り部分６２ａはシール板ハウジング６２の上段からガイドユニットが通過する部分までのみ形成される。

即ち、第３シール板５６が第１シール板５２及びガイドユニット６６を媒介に共に前進する場合、第３シール板５６とチャンバ壁２１０との間に隙間が形成されるのをシール板ハウジング６２の上段部分が防ぐことで、シールが維持されるようにする。

また、図３に示されているように、第３シール板５６の前進幅は事実上大きくないため、上記シール板ハウジング６２の上段中央から左側に一部分を切開してガイドユニット６６が通過する面取り部分６２ａを形成すればよい。

続いて、図２、図４及び図５に示されているように、上記第４駆動源６４には、鋼板の両側下部に一対の第４シール板５８及びその外部側に密着配置されるシール板ハウジング６２にスクリューが形成された締結ブロック７０が備えられ、チャンバ（壁、２１０）に固定されたモータ７２と連結されて中央を基点に反対方向のスクリューが形成される２段スクリューバー６４ａ、６４ｂとして提供されることができる。

このとき、図４に示されているように、上記第４駆動源６４であるモータ駆動される２段スクリューバーの中央（鋼板中央に対応）には、異なる方向にスクリューが形成された部分を連結するカップリング６５が連結されている。

従って、駆動モータ７２が作動する方向に沿って上記第４シール板５８、シール板ハウジング６２及びシール板ハウジングに対してボルトと長溝構造で締結された第３シール板５６は、共に鋼板の幅変化に対応して近づいたり離れたりする移動が可能となる。

このような第３、４シール板及びシール板ハウジングの鋼板の幅に対応する左右移動のとき、上側の第１シール板５２に固定されたガイドユニット６６のガイド６６ａは、上記の通り、第３シール板のガイドレール溝６６ｂ及びシール板ハウジング６２の面取り部分６２ａを通過するが、第１シール板は移動せず、第３シール板及びシール板ハウジングの左右移動のみが可能である。

また、上記第４駆動源として、図示したスクリューバーの代りにシール板ハウジングと連結され、チャンバ２１０に水平装着される水平駆動シリンダーを用いることもできるが、第３、４シール板の左右移動が反対の方向に同じ長さだけ移動する必要があるため、２段スクリューバーを用いることがもっとも好ましい。但し、水平駆動シリンダーの場合、上記第４シール板６４は、シール板ハウジング６２と連結固定される必要がある。

特に、上記シール板ハウジングは、図３に示されているように、第３シール板５６の前進時に少なくともチャンバ間の隙間を密閉させるように第１シール板及びチャンバに密着されるサイズで調整される必要がある。また、シール板ハウジングの先端部は上下部シールロールと直接密着されないサイズで調整することができる。

続いて、図４及び図５に示されているように、上記シール板ハウジング６２には一端が連結され、チャンバ２１０には他端が連結されることで、チャンバ２１０に形成された鋼板通過口２１２を鋼板の幅変化に対応しながら、シールするようにする多段のシールカバー、例えば、テレスコープシールユニット６８を備えることが好ましい。

即ち、図４のように、鋼板の幅がＬ１（鋼板の最小幅）からＬ２（鋼板の最大幅）に変更されると、これによってチャンバ２１０の鋼板通過口２１２のサイズが調整されるため、第３、４シール板が鋼板の幅に対応して狭くなるように移動すると、上記チャンバの鋼板通過口２１２は第３、４シール板の外側に隙間を形成する。このとき、多数個のシール板が折り畳まれる構造のテレスコープシールユニット６８は、膨脹及び重畳しながら、鋼板の幅変化によるチャンバの鋼板通過口を密閉させてシールを維持させる。

また、図５に示されているように、上記第１から第４シール板５２、５４、５６、５８において上下部シールロールと接触する部分には、耐摩耗性及び潤滑性を備えるロール密着端５２ａ、５４ａ、５６ａ、５８ａを別途に提供するか、または、別途に図面として示されてはいないが、上記シール板のロールとの接触部分にスプリングなどを媒介に弾性密着される密着端を設置することがさらに好ましい。

即ち、上記シール板のロール密着端は、鋼板の通板時にシールロールと密着された状態を維持し続けるため、少なくとも耐摩耗性を有する材質で形成したり、さらに好ましくは、潤滑性を同時に有する材質で形成させる。

例えば、上記第１から第４シール板のロール密着端５２ａ、５４ａ、５６ａ、５８ａは、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＭＣナイロン（ｎｙｌｏｎｅ）、ＰＴＦＥ（ｔｅｆｌｏｎ、ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）などの有機高分子物質にグラファイト（ｇｒａｐｈｉｔｅ）を添加することで、耐摩耗性を提供すると共に、潤滑性を強化させた材質で形成させることができる。

また、本発明において上記第１から第４シール板の先端部、即ち、密着端が密着される上下部シールロール１０、２０の材質及び表面照度も密着（シール）効果を提供するために調整されることができるが、例えば、上記シールロールはスチール材質で表面の平均照度を５ミクロン以下にすることが好ましい。

しかしながら、シールロールの表面照度を１ミクロン以下に管理し、表面硬度をＨＶ７００〜１０００以上に維持することがもっとも好ましい。このため、シールロールには製作時に熱処理及び硬質クロムめっきが適用されることが好ましい。即ち、シールロールの表面照度及び硬度はその間に密着されて通板される鋼板の通板性またはシール板の密着維持性に影響を及ぼすため、上記範囲で形成することが好ましい。

上記の通り、図１から図５に示された本発明による鋼板シール型の鋼板通板装置１は、大気圧−差圧空間の間で鋼板を四方から完全に包囲し、特に、鋼板の厚さ及び幅変化に同時に対応して稼動されるため、鋼板シール性（大気との遮断）に非常に優れ、一つの装置として鋼板の厚さ及び幅変化を全て収容することができる。

さらに、図６は、図１に説明されているように、分子遷移領域（「Ｂ」領域）及び真空領域（「Ｃ」領域）のうち少なくとも分子遷移領域に設置される本発明による鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００を示している。

また、このような本発明による鋼板マスキング型の鋼板通板装置１００は、基本的に鋼板Ｓが内部を通過し、チャンバを貫通して設置されたシールケーシング１１０と、上記シールケーシング１１０の少なくとも一側に鋼板の幅変化に対応しながら、鋼板とケーシングとの隙間をシールするように提供される鋼板マスキングユニット１３０と、を含んで構成されることができる。

このとき、本発明の上記シールケーシング１１０には、内側に最大厚さの鋼板が通過する鋼板との間隔が０．５〜１ｍｍ程度の鋼板通過口１１２が形成され、差圧空間と真空空間との間、即ち、分子遷移側チャンバ２３０を貫通して固定され、長く伸張されたボックス構造体として提供されることができる。

また、上記鋼板マスキングユニット１３０は、上記シールケーシングの鋼板通過口１１２の内側に第５駆動源１３２を媒介に鋼板の幅変化に対応しながら、回動可能に設置された（長く伸張された）マスキングプレートで提供されることができる。

好ましくは、上記マスキングプレートの鋼板マスキングユニット１３０は、チャンバ２３０に貫通設置されたシールケーシング１１０の内側に前後及び左右側に鋼板の引入と出口に向けて４個が配置され、鋼板の前側及び後側において鋼板とケーシングとの間をシールする。

このとき、鋼板のエッジと鋼板マスキングユニット１３０であるマスキングプレートとの間隔は、３〜２０ｍｍ程度を維持させることが好ましい。即ち、高速進行する鋼板のエッジがマスキングプレート（の端部）と直接接触すると、マスキングプレートの摩耗が激しいため、最小の間隔を維持させる。

また、上記第５駆動源１３２は、シールケーシングの外側上部に垂直設置されたモータ１３４と、上記モータ１３４と連結され、シールケーシングの上部面を貫通して挿入される回動軸１３６と、を含み、上記鋼板マスキングユニット１３０であるマスキングプレートは、上記回動軸１３６の下段部に連結されて鋼板の幅変化によって所定の角度で回動する。

このとき、図６に示されているように、上記マスキングプレートの鋼板マスキングユニット１３０は、その端部に上記回動軸１３６の下段が挿入される固定リング１３８ａが一部切開され、ケーシングの内側底面に組立てられる支持口１３８ｂの内部に安着されてマスキングプレートは一定に回動することができる。

また、図面には概略的に示されているが、上記シールケーシング１１０には上記回動軸、固定リング及び支持口の組立てのためのカバーが備えられたり、フランジ組み立ての形態で分割組立される構造で提供されることができる。

以上で本発明の特定の実施例に関連して図示かつ説明したが、以下の特許請求の範囲によって用意される本発明の精神や分野を外れない限度内で本発明が多様に改造及び変化できるということは当業界で通常の知識を有する者には明らかである。

１ 鋼板シール型の鋼板通板装置
１０、２０ 上下部シールロール
３０ 回動型ロールハウジング
３２ ベース
３４ 第１駆動源
３６ 第２駆動源
５０ 鋼板シールユニット
５２、５４、５６、５８ 第１〜第４シール板
６０ 第３駆動源
６２ シール板ハウジング
６４ 第４駆動源
６６ ガイドユニット
６８ テレスコープシールユニット
７０ 締結ブロック
１００ 鋼板マスキング型の鋼板通板装置
１１０ シールケーシング
１１２ 鋼板通過口
１３０ 鋼板マスキングユニット
１３２ 第５駆動源
１３６ 回動軸
２１０、２３０ チャンバ
３００ 鋼板表面処理装置
３１０ 鋼板表面処理ユニット
３１０ａ 鋼板エッチング部
３１０ｂ 鋼板コーティング部
３１０ｃ 鋼板冷却部

Claims (12)

1. 進行する鋼板の厚さ変化に対応しながら、鋼板を通板させるように提供された上下部シールロールと、
   進行する鋼板の幅が変化することに応じて、前記シールロールと協働して前記シールロールの外部に提供されるチャンバを通過する進行鋼板を包囲状態でシールするように、前記鋼板を包囲するように位置させ、前記鋼板の幅方向に離れたり近づいたりする多数のシール板が提供された鋼板シールユニットと、
   を含んで鋼板シール型で構成される、鋼板通板装置。
2. 前記上下部シールロールは、鋼板進行経路上に回転可能に配置されたロールハウジングに鋼板を通板するように提供され、前記上下部シールロールのうち少なくとも上部シールロールは、ロールハウジングに昇降可能に設置される、請求項１に記載の鋼板通板装置。
3. 前記ロールハウジングは、地面に固定されて提供されるベース上に曲面構造として安着され、前記ベースに設置された第１駆動源が連結されて前記ベース上において回転可能に提供され、前記上部シールロールのロール軸が組立てられた軸首部には上部シールロールの昇降が可能となるようにハウジングに提供された第２駆動源が連結される、請求項２に記載の鋼板通板装置。
4. 前記鋼板シールユニットは、鋼板の上下側に配置される第１、２シール板と、
   鋼板両側に配置され、一対に組み合わせられる第３、４シール板と、
   を含んで鋼板を四方から包囲しながら、シールするように構成される、請求項１に記載の鋼板通板装置。
5. 前記第１シール板は、鋼板の厚さ変化によって昇降する上部シールロールとの密着を維持するように前記チャンバ上に提供された第３駆動源を媒介に移動可能に提供され、前記第２シール板は、下部シールロールとの密着を維持するように前記チャンバに連携される、請求項４に記載の鋼板通板装置。
6. 前記第３シール板及び第４シール板に連携され、前記第３シール板の前進移動時に第３シール板と前記チャンバとの間で形成される隙間を密閉するように提供されるシール板ハウジングをさらに含み、
   前記第３、４シール板及びシール板ハウジングは、第４駆動源を媒介に鋼板の幅変化に対応するように左右移動が可能に提供され、前記第３シール板は、前記第１シール板の間に連結されるガイドユニットを媒介に前後及び左右移動が可能に提供される、請求項４に記載の鋼板通板装置。
7. 前記シール板ハウジングに連携されながら、前記チャンバに形成された鋼板通過口を鋼板の幅変化に対応してシールするように、多数のシール板が折り畳まれて膨張または重畳するように提供されるテレスコープシールユニットをさらに含む、請求項６に記載の鋼板通板装置。
8. 前記第４駆動源は、前記第４シール板及びシール板ハウジングに備えられた締結ブロックに締結され、前記チャンバ側に固定されたモータと連結され、中央を基点に反対方向のスクリューが形成された２段スクリューバーで提供され、一対に組み合わされる第３、４シール板は、鋼板の幅変化に対応して離れたり近づいたりするように構成される、請求項６に記載の鋼板通板装置。
9. 外部大気圧と差圧空間との間の粘性流域に配置される前記第１項から第８項のいずれか一つの項に記載の鋼板シール型の鋼板通板装置と、
   差圧空間と真空空間との間の分子遷移領域及び真空領域のうち少なくとも分子遷移領域に配置される鋼板マスキング型の鋼板通板装置と、
   真空領域に配置される鋼板表面処理ユニットと、
   を含み、
   前記鋼板マスキング型の鋼板通板装置は、
   鋼板が内部を通過し、前記チャンバを貫通して設置されたシールケーシングと、
   前記シールケーシングの少なくとも一側に鋼板の幅変化に対応しながら、鋼板とケーシングとの隙間をマスキングするように提供された鋼板マスキングユニットと、
   を含む、鋼板表面処理装置。
10. 前記シールケーシングは、内側に鋼板通過口が形成され、前記チャンバを貫通して装着されるボックス体として提供され、
    前記鋼板マスキングユニットは、鋼板の幅変化に対応して第５駆動源を媒介に鋼板とシールケーシングとの間で回転可能に設置されたマスキングプレートとして提供される、請求項９に記載の鋼板表面処理装置。
11. 前記鋼板表面処理ユニットは、鋼板エッチング部、鋼板コーティング部及び鋼板冷却部のうち少なくとも鋼板コーティング部を含む、請求項９に記載の鋼板表面処理装置。
12. 外部大気圧と差圧空間との間の粘性流域において鋼板を包囲状態でシールしながら通板し、前記差圧空間と真空空間との間の分子遷移領域において前記鋼板をマスキングしながら通板する鋼板通板段階と、
    通板される鋼板を真空領域において表面処理する鋼板の表面処理段階と、
    を含み、
    前記鋼板を包囲状態でシールしながら通板する段階において、前記第１項から第８項のいずれか一項に記載の鋼板シール型の鋼板通板装置を用い、前記鋼板をマスキングしながら通板する段階において、前記第９項または第１１項に記載の鋼板マスキング型の鋼板通板装置を用いる、鋼板の表面処理方法。

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