KR100694621B1 - 필름 형상물에의 연속 동도금 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고전류밀도로 생산효율을 올림과 동시에, 첨가제의 소모를 막고, 게다가 고정밀도에서 액분리를 실행하여 품질을 확보할 수 있는 필름 형상물에의 연속 동도금 장치를 제공한다.

본 발명은 긴(장척:長尺) 필름형상의 가공물(3)을 음극으로 하여 연속적으로 동도금하는 도금조(1)와, 상기 도금조(1)에 인접하고 불용성양극(4)을 포함한 양극조(2)를 구비하고, 상기 도금조(1)와 양극조(2)와의 사이는 수소이온을 투과시키고 동이온을 투과시키지 않는 이온교환막(6)으로 격리되어 도금조(1)의 도금액과 양극조(2)의 양극액이 독립하여 존재하도록 구성되며, 상기 도금조(1)에 부대(付帶)되고, 상기 양극조와는 독립시켜 도금조(1) 안의 도금액을 순환시킴과 동시에 도금액의 일부를 관리하는 도금액 관리조(7)를 설치하며, 상기 양극조(2)에 부대되고, 상기 도금액과는 독립시키며 양극조(2) 안의 양극액을 순환시킴과 동시에 양극액의 일부를 관리하는 양극액 관리조(8)를 설치한다.

Description

필름 형상물에의 연속 동도금 장치{Continuity copper-plating apparatus and in film form}

도 1은 본 발명에 따른 동도금 장치의 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 도금액과 양극액의 반응상태를 설명하는 투시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 도금조 2: 양극조

3: 가공물(Work) 4: 불용성양극

5: 급전롤 6: 이온교환막

7: 도금액관리조 8: 양극액관리조

10: 필터실 11: 분말투입장치

12: 모터 13: 스크류

14: 펌프 15: 싱크롤

16: 전원장치 17: 적산장치

18: 제어장치 19: 동이온농도계

20: 펌프 21: 미스트(Mist)분리장치

22: 양극액취출로(陽極液取出路) 23: 양극액환유로(陽極液還流路)

24: 도금액취출로(鍍金液取出路) 25: 도금액환유로(鍍金液還流路)

26: 산소가스방출로 27: 드레인

28: 순수보급로 29: 가스유로(流路)

30: 분리실 31: 리저브(Reserve)실

32: 액면감지기 33: 호퍼(Hopper)

본 발명은 예를 들면 FPC(Flexible Print Circuit board : 플렉시블 프린트 배선판)등에 사용되는 필름 형상물에의 연속 동 도금장치에 관한 것이다.

근래, 노트북이나 휴대전화 등의 전자기기의 보급으로 인해, FPC(플렉시블 프린트 배선판)의 수요가 대폭적으로 증가하고 있다. 또, 이러한 전자기기의 소형화와 고성능화가 급격하게 진행되고 있고, FPC에 대한 품질요구도 점점 엄격해지고 있다.

종래의 FPC는, 폴리이미드 등의 기재(基材)의 필름에 압연동박을 접착제로 적층한 것이 주류를 이루었고, 동박의 두께가 35㎛ 이상이며, 회로의 패턴 폭도 100 내지 200㎛ 이상의 것이 사용되고 있다.

그런데, 복잡한 회로를 고밀도로 형성하기 위해, 회로 폭을 좁게 하는 파인패턴화가 증가되고 있으며, 캐스팅법에 의한 FPC나, 나아가서는 도금법에 의하여 기재 필름에 동막을 형성 시킨 FPC의 생산방법이 개시되고 있다. (예를 들어, [특허문헌1]일본 특허 공개 평 8-35097호 공보 참조)

그렇지만, 상기 특허문헌 1의 방법으로는, 티타늄 바스켓에 블록형상의 인을 함유한 동을 충진한 것을 양극으로 하고, 인을 함유한 동으로부터 용해된 동이온을 기재필름에 석출시켜 동도금을 실시한다. 이 때문에 인을 함유한 동의 용해에 의하여 인을 함유한 동에 포함된 불순물이 슬러지(Sludge)가 되어 부유(浮遊)하여 도금품질을 저하시키는 문제가 있었다.

용해로 소모한 인을 함유한 동을 도금조 내의 티타늄 바스켓에 보충하지 않으면 안 되고, 그 유지(maintenance) 작업에 비용이 소비되었다. 또한, 도금에 필요한 동이온은 인을 함유한 동의 용해에 의해서만 공급되기 때문에, 도금액의 동이온 농도의 컨트롤이 곤란하고, 농도조절을 위해 도금액을 보충하거나 폐기하거나 해야 할 필요가 있었으며, 작업이 번잡하고 환경부하도 문제이다.

또, 동도금의 도금 욕(浴)에는, 광택제 등의 첨가제가 불가결 하지만, 이 첨가제는 양극반응에서 발생한 산소가스에 의해 분리되기 때문에 소모가 심하여 운용자금(running cost)을 상승시키는 요인이 되었다.

또 전류밀도를 상승시켜 효율화를 도모하려고 하여도, 전류 밀도를 상승시키면, 동의 용해 효율이 저하됨과 동시에 산소 가스의 발생량이 증가해 버리고, 첨가제의 새로운 소모를 초래하게 되어, 효율을 높이는데도 한계가 있었다. 한편 전류밀도를 상승시켜 효율화를 도모하려고 한 경우, 산소가스의 발생양이 증가하여 지 연성가스인 산소가스를 안전하게 처리하는 안전대책도 필요하다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고전류밀도에서 생산 효율을 상승시킴과 동시에, 첨가제의 소모를 막고, 게다가 안전하게 고정밀도로 액 관리를 실행하여 도금 품질을 확보할 수 있는 필름형상물의 연속 동 도금장치 의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 필름형상물의 연속 동도금 장치는, 긴(장척:長尺) 필름형상물을 음극으로 하여 연속적으로 동도금하는 도금조와, 상기 도금조에 인접하고 불용성 양극을 포함한 양극조를 구비하며, 상기 도금조와 양극조와의 사이는 수소이온을 투과시키고 산소이온을 투과시키지 않는 이온교환막으로 격리되어, 도금조의 도금액과 양극조의 양극액이 독립하여 존재하도록 구성되고, 상기 도금조에 부대되고 상기 양극액과는 독립시키며 도금조 안의 도금액을 순환시킴과 동시에 도금액의 일부를 리저브(Reserve)하는 도금액관리조가 설치되고, 상기 양극조에 부대되고 상기 도금액과는 독립시키며 양극조액의 양극액을 순환시킴과 동시에 양극액의 일부를 리저브하는 양극액관리조가 설치되는 것을 요지로 한다.

또 본 발명의 필름 형상물의 연속 동도금 방법은, 긴 필름형상물을 음극으로 하여 연속적으로 동도금 하는 도금조와, 상기 도금조에 인접하고 불용성 양극을 포함시킨 양극조를 준비하는 단계, 상기 도금조와 양극조와의 사이를, 수소이온을 투과시키고 산소이온을 투과시키지 않는 이온교환막으로 격리되어, 도금조의 도금액과 양극조의 양극액이 독립되도록 존재시키는 단계, 상기 도금조에 부대하여 설치된 도금액관리조에 의하여, 상기 양극액과는 독립시켜 도금조 안의 도금액을 순환시킴과 동시에 도금액의 일부를 리저브하는 단계, 상기 양극조에 부대하여 설치된 양극액 관리조에 의하여 상기 도금액과는 독립되어 양극조 안의 양극액을 순화시킴과 동시에 양극액의 일부를 리저브하는 단계;인 것을 요지로 한다.

다음에, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 설명한다.

(실시예 1)

도 1은, 본 발명의 필름형상물의 동도금 장치의 일 실시예를 보여주는 구성도이고, 본 발명의 도금방법을 실현한 것이다.

이 필름 형상물의 동도금장치는, FPC 등의 긴 형태의 필름형상물인 가공물(Work:워크)(3)에 동도금을 실시한 것이고, 상기 가공물(3)을 음극으로 하여 연속적으로 동도금하기 위한 도금조(1)와, 상기 도금조(1)에 인접하고 불용성양극(4)을 포함시킨 양극조(2)를 구비하고 있다.

상기 도금조(1)는, 조 내의 저부(底部) 부근의 중앙부에 싱크 롤(15)이 배치되고, 도금조(1)의 상부에 배치된 두개의 급전롤(5)과, 싱크롤(15)에 가공물(3)을 걸쳐 놓고, 반송(搬送)과 도금을 하게 되어있다. 가공물은, 도시된 도면의 좌측으로부터 공급되는 상류측의 급전롤(5), 싱크롤(15), 하류측의 급전롤(5)에 걸쳐 놓여지고 도시된 도면의 우측을 향하여 반송된다. 가공물(3)은, 도금조(1) 안을 상하로 1번 왕복하는 동안에 도금된다.

상기 가공물(3)은, 이 실시예에서는 폴리이미드의 기재(基材)필름의 일면에 스퍼터 처리에 의하여 두께 0.1 내지 0.2㎛ 정도의 동판막인 시드층(seed layer)으로 형성한 것을 사용하고 있다. 상기 시드층 측의 면이 급전롤(5)에 접촉하도록 공급되어 도금조(1)의 외측을 향한 면에 도금을 실시하도록 되어 있다.

상기 도금조(1)에는, 이 실시예에서는, 도금액으로 동 도금에 사용된 황산동수용액이 수용되어 있고, 즉 상기 도금액은 황산동(CuSO₄), 황화수소(H₂SO₄), 물(H₂O)의 혼합용액을 주체로 한다. 상기 황산동수용액의 바람직한 농도조절은, CuSO₄·5H₂O는 150 내지 300g/L이고, H₂SO₄는 40 내지 70g/L이다. 또 상기 도금액에는, 동도금의 광택제, 평활제, 표면친수성 부여(유성:濡性) 개량제 등을 주성분으로 하는 첨가제가 첨가된다.

상기 양극조(2)는, 이 실시예에서는, 가공물(3)의 외측을 향한 면과 대면하도록 설치되어 있다. 이 실시예에서는, 두개의 급전롤(5)로부터 전기를 공급받아 도금조(1)의 양측에서 도금을 하도록, 도금조(1)의 양측에 두개가 설치되어 있다. 상기 각 양극조(2) 안에는, 각각 불용성양극(4)이 수용되어 있다. 상기 불용성양극(2)은 판형태로 가공물(3)의 도금면과 평행하게 대면하도록 배치되어 있다.

상기 불용성양극(4)은 티타늄 판을 기재로 하고, 상기 가공물(3)의 도금면과 대면하는 면에, 산화이리듐을 주성분으로 하는 피복제를 피복한 양극을 바람직하게 사용할 수 있다. 피복층의 밀착성 점에서는 산화이리듐에 산화탄타륨, 산화티타늄, 산화주석 등을 혼합한 혼합산화물의 피복제가 매우 적합하다. 특히 산화탄타륨과 혼합한 산화이리듐이 장시간 사용이 가능한 점에서 가장 바람직하다. 또 양극반응 은 산소발생반응이 주(主)이기 때문에 수소이온이 발생하고, 산성도가 증대하여 티타늄의 부식이 생기기 쉽기 때문에, 티타늄판과 혼합산화물판막의 사이에 산성전해액에서 내식성이 강한 탄타륨 금속박막의 중간층을 스퍼터링(sputtering) 등의 방법으로 형성하여 티타늄판의 부식을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 양극조(2)에는 양극액이 수용된다. 상기 양극액으로서는 산성전해액이 이용되고, 상기 불용성양극(4) 상에서 산소가스를 발생시키는 전해액이라면, 특별히 한정하지않고, 황산수용액이나 인산수용액 등을 이용할 수 있지만, 도금액의 산성성분과 일치시키는 것이 바람직하고, 황산수용액을 매우 적합하게 사용할 수 있다. 즉, 상기 양극액은 황화수소(H₂SO₄), 물(H₂O)의 혼합용액을 주체로 한다. 여기에서 바람직한 산성전해액의 농도조절은 40 내지 150g/L이다.

또 자세한 것은 후술하겠지만, 상기 양극조(2)는 양극반응에서 발생한 산소 가스를 대기방출 하지 않는 밀봉형의 셀로 되어 있다.

상기 도금조(1)과 양극조(2)와의 사이는, 수소이온을 투과시키고 산소이온을 투과시키지 않는 이온교환막(6)으로 격리되어, 도금조(1)의 도금액과 양극조(2)의 양극액이 독립하여 존재하도록 구성되어 있다. 상기 이온 교환막 (6)은, 탄화수소계의 양이온교환막이나 펠플루오르카본의 양이온교환막 등을 매우 적합하게 이용할 수 있다. 탄화수소계의 양이온교환막으로는, 예를 들면 아사히 Glass(주)의 세레미온이나 토쿠야마(주) 제품의 네오세푸타 등을 들 수 있고, 펠플루오르카본의 양이온교환막으로는 예를 들면 듀폰사(社) 제품의 나피온 등을 들 수 있다.

상기 이온교환막(6)으로 격리하여, 도금액과 양극조(2)의 양극액을 분리한 상태에서 불용성양극(4)의 양극반응에서 발생한 수소이온은 양극액으로부터 도금액의 방향으로 투과하고 도금반응에 기여하지만, 도금액 안의 동이온은, 플러스 대전하고 있기 때문에 통전하고 있는 한 불용성양극(4)에 존재하여 양극액의 방향으로 투과하지 않아, 동이온은 도금액 안에만 존재하게 된다. 이와 같은 이온교환막(6)과 전기적인 작용에 의해 황산수소수용액인 양극액과 황산동, 황화수소수용액인 도금액과의 독립성이 확보되고 있다.

상기 도금조(1)와 양극조(2)에 있어, 다음과 같이 하여 도금을 실시한다.

도 2에서 나타내듯이, 도금조(1)에는 도금액으로서 황산동, 황화수소수용액 즉 CuSO₄, H₂SO₄, H₂O의 혼합액이 채워져 있고, 불용성양극(4)이 존재하고 있다. 그리고 도금조(1)와 양극조(2)의 사이에는 이온교환막(6)으로 격리되어 있어, 도금액과 양극액은 상기 이온교환막(6)을 이용하여 서로 서로 섞이지 않도록 독립하여 존재하고 있다.

상기 음극인 가공물(3)과 불용성양극(4)의 사이에 직류전압이 인가되면, 불용성양극(4)의 표면에는 양극반응으로서 하기(화학식1)의 물의 전기분해반응이 발생하여 산소가스 O₂가 발생함과 동시에 수소이온 H⁺가 발생한다.

H₂O->1/2 O₂+ 2H⁺ (화학식1)

상기 수소이온 H⁺는 이온교환막(6)을 투과 하여 도금액 측으로 이동되어 도 금반응에 기여한다. 즉 도금조(1)에는 도금액 안의 황산동이 하기(화학식2)와 같이 전리(電籬)하고, 전리한 동이온 Cu₂ ⁺ 가 가공물 표면에 동도금층으로 석출된다. 그리고 황산이온SO₄ ^2-는 이온교환막(6)을 투과한 수소이온 2H⁺와 동시에 하기(화학식3)와 같이 황화수소를 구성한다.

CuSO₄->Cu₂+ + SO₄(화학식2)

SO₄ ^2- + 2H+ -> H₂SO₄(화학식3)

이상의 반응이 반복되어 연속적으로 도금이 진행된다. 따라서 도금액에는 동이온이 소비되기 때문에 후술하는 바와 같이 황산동분말을 도금액 안에 투입함으로써 소비된 동이온을 보충하고 도금액을 관리한다. 또 양극액에는, 황화수소는 반응에 기여하지 않고 전기분해와 증발에 소비한 물을 양극액 안에 보충함으로써 양극액을 관리한다.

다음에, 도금액과 양극액의 관리에 관하여 설명한다.

본 발명의 장치는 (도 1에 도시됨), 상기 도금조(1)에 부대하고, 상기 양극액과는 독립시키며, 도금조(1) 안의 도금액을 순환시킴과 동시에 도금액의 일부를 리저브(Reserve)하여 관리하기 위한 도금액 관리조(7)가 설치되어 있다. 또, 상기 양극조(2)에 부대하고, 상기 도금액과는 독립시키며, 양극조(2) 안의 양극액과 순환시킴과 동시에 양극액의 일부를 리저브하여 관리하기 위한 양극액관리조(8)가 설치되어 있다.

또 상기 양극액관리조(8)에 의한 양극액의 관리에 관하여 설명한다.

상술한 대로, 상기 양극조(2)는, 양극반응에서 발생한 산소가스를 대기방출하지 않는 밀폐형 셀로 되어 있다. 그리고, 상기 밀폐형 셀의 양극조(2)의 상부에 접속된 양극액취출로(22)로 부터 상기 산소가스와 양극액이 혼합상태에서 취출(取出)되고 양극액관리조(8)에 도입되도록 되어 있다. 또한, 도면에는 두개를 도시한, 양극조(2) 중 한편의 양극조(2)에 관한 순환로를 보여주고 있지만, 당연히 다른 하나의 양극조(2)도 양극액을 순환시키는 도시하지 않은 배관이 설치되어 있다.

상기 양극액관리조(8)는, 기체액체분리수단으로서의 기능이 있고, 양극액관리조 (8)에 도입된 산소가스와 양극액은 이 양극액 관리조(8) 안에서 산소가스가 조 안의 상부에 쌓이고, 양극액이 조 안의 하부에 쌓여 기체와 액체가 분리된다. 그리고, 분리된 양극액은 양극액관리조(8)의 하부와 양극조(2)의 저부(低部)에 접속되고 양극액환류로(23)에 의하여 양극조(2)로 환류(還流)되며, 양극액은 양극조(2)와 양극액관리조(8)와의 사이로 순환하도록 되어 있다.

이 때, 환류된 양극액을 펌프(20)로 양극조(2) 안에 압송(壓送)함으로써, 이 압송압력에 의하여 양극조(2) 안의 양극액과 새로 발생하는 산소가스가 상부의 양극액취출로(22)로부터 압출(押出)된다. 이처럼 환류액의 압송압력을 이용함으로써 연속적으로 계속되는 산소가스와 양극액을 모두 양극액취출로(22)로부터 취출하고 양극액관리조(8)로 도입하여 기액분리할 수 있게 되어 있다.

한편, 기액분리된 산소가스는 양극액관리조(8) 상부에 접속된 가스로(29)를 통하고 미스트분리장치(21)에 연결된다. 상기 기액분리된 직후의 산소가스는, 황화 수소수용액의 미스트(Mist)를 포함한다. 미스트분리장치(21)에는 상기 미스트를 포함한 산소가스를 필터 및 물의 샤워 안을 통과시켜 기액 접촉시킴으로써 상기 미스트를 분리 제거한다. 미스트가 제거된 산소가스는 산소가스방출로(26)로부터 안전한 장소로 대기 방출(放出)하고, 분리된 미스트는 드레인(27)로부터 배출된다.

상기 양극액 관리조(8)는, 양극액의 순환량을 관리하는 기능을 가지고 있다. 즉, 상기 양극액관리조(8)는, 양극조(2)로부터 양극액과 산소가스가 도입되고 상술한 기액분리를 하는 분리실(30)과, 상기 분리실(30)로부터 오버플로우한 양극액을 소정의 액체면 높이로 리저브하여 저장시키는 리저브실(31)을 가지고 있다. 상기 리저브실(31)에는 액체면 높이를 감지하는 액면감지기(32)가 설치되어 있고 순환한 양극액이 양극반응에 의하여 전기분해, 증발 및 미스트의 설비가동 상의 누출 등으로 물(H₂O)이 감소하고 상기 액면감지기(32)가 소정의 액체 면 높이 이하가 된 경우 감소분(減少分)의 순수한 물을 순수보급로(28)로부터 보급하고, 소정의 순환양을 유지하도록 관리하도록 되어 있다.

양극액 안의 황산수소(H₂SO₄)는 반응에 관여하지 않으므로 감소하는 일은 없지만, 약간 미스트의 누출이 있으므로, 양극액관리조(8) 내부의 수소이온 농도를 측정하고, 누출분은 적절하게 보충함으로써 양극액을 관리할 수 있다.

계속하여, 상기 도금액관리조(7)에 의한 도금액의 관리에 대해 설명한다.

상기 도금조(1)에 접속된 도금액취출로(24)로부터, 도금액이 취출(取出)되어 도금액관리조(7)에 도입되고, 도금액관리조(7) 안의 도금액은 도금액환류로(25)를 이용하여 도금액관리조(7)로부터 도금조(1)에 환류되며, 도금조(1)과 도금액관리조(7)와의 사이에서 순환하도록 되어 있다.

상기 도금액관리조(7)에는, 도금액의 동이온이 되는 동분말을, 순환시키는 도금액 안에 투입하는 분말투입장치(11)가 설치된다. 여기에서 상기 동분말로서는 산화동분말(CuO)이 매우 적합하게 이용될 수 있다. 상기 산화동분말은 용해성으로 평균입자 30 내지 60㎛의 것이 바람직하다.

상기 도금액관리조(7)는, 분말투입장치(11)로부터 산화동분말이 투입되어 용해하기 위한 용해실로서 기능을 한다. 상기 도금액관리조(7)에는 도시하지 않은 교반장치에 의하여 실내의 도금액을 교반(攪拌)하여 투입된 산화동분말을 신속하게 용해한다.

도금액관리조(7)에서, 산화동분말이 용해된 도금액은 펌프(14)로 반송되고 펌프(14)의 하류 측에 설치된 필터실(10)로 보내진다. 상기 필터실(10)에는, 도금액관리조(7)에서 산화동분말이 용해된 도금액을 여과하는 필터가 내장되어 있다. 상기 필터실(10)에는, 도금액관리조(7)에서 용해되고 남은 산화동분말을 필터로 포착(捕捉)하고 미용해(未溶解)의 산화분말이 도금액조(1) 안에 침입(侵入)하여 도금 품질을 저하시키는 것을 방지한다. 필름실(10)에서 미용해의 산화동분말이 여과된 도금액은 필름실(10)과 도금액조(1)를 접속한 도금액환류로(25)를 통과하고, 도금액환류로(25)에 설치된 펌프(14)로 압송되어 도금조에 환류된다. 상기 필터에 포착된 미 용해의 산화동분말은 필터실(10) 안을 항상 순환하여 흐르는 도금액과 포착함으로써 어느 정도의 시간 동안에 용해된다.

상기 분말투입장치(11)는, 투입하기 위한 산화동분말을 받아들여 수용하는 호퍼(Hopper)(33)와, 호퍼(33)에 받아들인 산화동분말을 서서히 압출하여 도금액관리조(7)에 투입하는 스크류(13)와, 상기 스크류(13)를 회전시키는 모터(12)를 구비하여 구성되어 있다. 그리고 본 장치에는 후술하는 바와 같이 상기 스크류의 회전수나 회전속도를 제어함으로써, 도금액에 의해 산화동분말의 투입양이나 그 상태를 제어하여, 도금액의 관리를 하도록 되어 있다.

여기에서, 도면에 있어, 식별번호 16은 급전롤(5) 및 불용성양극(4)에 소정의 전류밀도로 전류를 인가하는 소정의 전원장치(16)이고, 식별번호 17은 불용성양극(4)과 가공물(3)에 인가한 전류의 전류적산치를 적산하는 적산장치(17)이다. 그리고 식별번호 18은 상기 적산장치(17)에서 적산된 전류적산치에 따라 산출하고 동이온의 소비양에 대응한 양의 산화동분말을 투입하도록 상기 분말투입수단을 제어하는 제어장치(18)이다.

이와 같은 구성에 의하여, 도금에서 가공물(3) 표면에 동도금으로 석출되어 소비된 양은, 불용성양극(4)과 가공물(3)에 인가한 전류의 전류적산치에 의하여 정확하게 산출되기 때문에 보충해야 할 산화동분말의 양도 정확하게 산출할 수 있다. 따라서, 상기 적산장치(17)로 적산된 전류적산치에 따라 산출된 필요한 산화동분말 양을 분말투입장치(11)에 의하여 투입하면 좋다.

구체적으로는, 상기 제어장치(18)는, 적산장치(17)에서 적산된 전류적산치가, 미리 설정된 일정치에 이를 때마다, 설정된 소정의 회전 스피드로 소정회수만 모터(12)를 회전시키도록 제어한다. 이 때 설정된 회전 스피드와 회전의 회수는 상 기 일정치에 대응한 양의 산화동분말 스크류(13)가 압출한 분말만큼의 회전스피드와 회전의 회수이다. 이와 같이하여, 도금으로 소비된 동이온을 보충한 분말만큼의 산화동분말이 정확하게 투입되게 된다.

또 상기 제어장치(18)는, 상기 적산장치(17)에서 적산된 전류적산치에 따라 적산된 동이온의 소비양에 대응한 양보다도 가감된 산화동분말을 투입하도록 제어하게 되어 있다. 즉 도금조(1) 안에 도금액의 동이온 농도는 설정치를 중심으로 하고 상하 일정한 수치폭 내에 입력되도록 관리할 필요가 있다. 그러면 도금액 안의 동이온 농도가 낮아질 때에는 전류적산치에 근거하여 투입된 산화동분말 양을 계산치 보다도 조금 많게 투입함으로써 서서히 도금액의 동이온 농도가 진해지도록 제어할 수 있다. 반대로 도금액 안의 동이온 농도가 진해질 때에는, 전류적산치에 근거하여 투입된 산화동분말 양을 계산치 보다도 적게 투입함으로써 서시히 도금액의 동이온 농도가 낮아지도록 제어할 수 있다.

구체적으로는 전류적산치가 일정치에 이를 때마다 모터(12) 즉, 스크류(13)를 소정의 횟수만큼 회전시키지만 이때도 회전스피드가 빨라지도록 제어함으로써 계산치 보다 조금 많은 산화동분말을 투입할 수 있고 반대로 회전스피드가 늦어지도록 제어하는 것에 의하여 계산치 보다도 적은 산화동분말을 투입할 수 있다. 따라서, 도금액 안의 동이온 농도가 낮아질 때에는 상기 제어장치(18)는 모터(12)의 회전스피드를 빨라지도록 제어하여 계산치 보다도 조금 많은 산화동분말을 투입하여 서서히 도금액의 동이온 농도가 진해지도록 제어한다. 반대로 도금액 안의 동 이온 농도가 진해질 때에는 상기 제어장치(18)는 모터(12)의 회전 스피드가 늦어지 도록 제어하여 계산치보다 적은 산화동 분말을 투입하여 서서히 도금액의 동이온 농도가 낮아지도록 제어한다.

이 때, 도금액의 동이온 농도를 도금조(1)에 구비한 동이온농도계(19)로 감지하고, 그 감지신호를 제어장치(18)로 송신하고, 상기 감지신호를 수신한 제어장치(18)가 상술한 제어를 하도록 할 수 있다. 또 도금액의 동이온 농도를 수동의 동이온 농도측정에서 감지하고 상술한 제어를 실시하도록 제어장치(18)를 조절해도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에는, 도금조(1)와 양극조(2)와의 사이가 이온교환막 (6)으로 격리되어, 도금액과 양극액이 독립하여 존재함으로써 양극반응으로 발생한 산소가스는 양극액의 안에만 존재하여 도금액에는 접촉하지 않는다. 따라서, 도금액 안의 첨가제의 산소가스에 의한 분해가 거의 일어나지 않게 되기 때문에, 첨가제의 소모를 고려하지 않고 전류밀도를 상승시킨 상태에서의 조업이 가능해져 도금 효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또, 첨가제의 소모도 대폭적으로 감소하여 첨가제 운용자금을 대폭으로 절감할 수 있다.

또, 본 발명에는, 독립하여 존재하고 있는 도금액과 양극액을 도금액은 도금액만으로 순환시켜 관리하고, 양극액은 양극액만으로 순환시켜 관리한다. 이처럼 각각 독립시켜 관리를 하는 것이다. 그리고 지연성가스인 산소가스를 발생시켜 양극액을 단독으로 취급함으로써 산소가스를 안전하게 처리하는 안전대책이 용이해진다. 또, 도금품질에 중요한 동이온을 포함한 도금액을 단독으로 취급함으로써 도금액의 동이온 농도나 슬러지(Sludge) 등의 관리를 단독으로 실행하여 도금품질의 확 보가 쉬워진다. 이처럼 안전하게 고정밀도에서 액관리를 실행하고 도금품질을 확보할 수 있게 된다.

또한, 상기 양극조(2)는, 양극반응에서 발생한 산소가스를 대기방출하지 않는 밀봉형의 셀로서 존재함과 동시에, 상기 양극액관리조(8)는 기액분리수단으로도 기능하고, 상기 밀폐형의 셀의 양극조(2)로부터 상기 산소가스와 양극액이 혼합상태로 취출되어 양극액관리조(8)에 도입되고, 상기 기액분리수단으로 상기 산소가스와 양극액을 기액분리하며, 분리된 양극액을 양극조에 환류시키게 되어 있기 때문에, 양극반응에서 발생한 산소가스를 밀폐형의 양극조로 그대로 대기개방하지 않고, 양극액관리조(8)에 도입하여 기액분리함으로써, 지연성(支燃性)의 산소가스가 항상 통전이 실시되고 있는 도금조(1)나 양극조(2)와 분리되어 양극액관리조에서 양극액과 분리하여 방출하기 때문에, 극히 안전한 조업이 가능해진다. 특히, 전류밀도를 올리고 효율화를 도모하려고 한 경우, 산소가스의 발생량이 증가함으로써, 지연성가스인 산소가스를 안전하게 처리하는 안전성향상의 효과가 현저하게 된다.

또 상기 도금액관리조(7)에 설치되고, 도금액의 동이온이 되는 산화동분말을 순환시켜 도금액 안에 투입하는 분말투입장치(11)와, 불용성양극(4)과 가공물 (3)에 인가한 전류의 전류적산치를 적산하는 적산장치(17)와, 상기 분말투입장치(11)를 상기 적산장치(17)에서 적산된 전류적산치에 따라 적산된 동이온의 소비량에 대응한 양의 산화동분말을 투입하도록 제어하는 제어장치(18)를 더 구비하고 있기 때문에 종래에 인을 함유한 동의 용해와 다르고 용해효율이 저하되지 않으므로 전류밀도를 대폭적으로 향상시킨 조업이 가능하고, 도금 효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또, 도금에 소비되는 동이온은, 산화동분말의 투입함으로써 보충되는 것으로 종래와 같이, 함인 동의 용해에 의하여 불순물이 슬러지가 되고 도금 품질을 저하시키거나 슬러지 제거의 유지비용에 걸리는 비용이 해소된다. 또 도금액관리조에 산화동분말이 자동 투입됨으로써, 종래와 같이 도금조 내의 티타늄 바스켓에 인을 함유한 동을 보충하는 유지 작업이 필요 없게 된다. 게다가 동이온의 소비양에 대응하는 양의 산화동분말을 투입하기 위해 도금액의 동이온 농도의 컨트롤도 자동적으로 되어, 번잡한 작업을 하지 않으며, 고정밀의 농도관리를 할 수도 있고, 도금품질도 안정화 된다.

또한, 상기 제어장치(18)는 상기 적산장치(17)에서 적산된 전류적산치에 따라 산출된 동이온의 소비량에 대응한 양보다도 가감한 산화동분말을 투입하도록 제어하기 위해, 산화동분말의 투입양을 가감하는 제어에 의하여 도금액의 동이온 농도의 컨트롤을 자동적으로 할 수 있다. 이 때문에 농도조절을 위해 도금액을 보충하거나 폐기하거나 하는 작업의 필요가 없어지고 환경부하의 면에서도 우수한 것이 된다.

또한, 상기 실시예에는 도금조(1)를 한개라고 설명하였지만 필요에 따라 도시한 도금조(1)도 양극조(2)의 쌍을 복수로 나열하여 도금을 실시할 수 있다. 또 본 도금에 상기 구성의 장치를 채용할 수 있다. 또 설명은 생략했지만 필요에 따라 산세정 등의 전처리설비나 방청처리 등의 후처리설비를 부대시키는 것도 가능하다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 도금조와 양극조 사이에, 수소이온을 투과시키고 산소이온을 투과시키지 않는 이온교환막을 두어, 도금조의 도금액과 양극조의 양극액이 독립하여 존재하도록 구성됨으로써, 양극반응에서 발생한 산소가스는 양극액 안에만 존재하여 도금액에는 접촉하지 않는다. 따라서, 도금액 안의 첨가제의 산소가스에 의한 분해가 거의 일어나지 않게 되기 때문에, 첨가제의 소모를 고려하지 않고, 전류밀도를 상승시킨 상태에서의 조업이 가능해지고, 도금효율을 비약적으로 향상시킬 수가 있다.

또, 상기 도금조에 부대하고, 상기 양극액과는 독립시켜 도금조 안의 도금액을 순환시킴과 동시에 도금액의 일부를 리저브하기 위한 도금액 관리조가 설치되고, 상기 양극조에 부대하고 상기 도금액과는 독립시켜 양극조 안의 양극액을 순환시킴과 동시에 양극액의 일부를 리저브하기 위한 양극액관리조가 설치됨으로써, 상술한 것처럼 독립하여 존재하고 있는 도금액과 양극액을, 도금액은 도금액만으로 순환시켜 관리하고, 양극액은 양극액만으로 순환시켜 관리한다. 이처럼, 각각 독립하는 것을 관리하는 것이다. 그리고 지연성 가스인 산소가스를 발생시킨 양극액을 단독으로 처리함으로써, 산소가스를 안전하게 처리하는 안전대책이 용이해진다. 또, 도금품질에 중요한 동이온을 포함한 도금액을 단독으로 취급하는 것에 의하여 도금액의 동이온농도나 슬러지(sludge) 등의 관리를 단독으로 하여 도금품질을 확보할 수 있게 된다.

본 발명에 있어, 상기 양극조와, 양극반응에서 발생한 가스를 대기 방출하지 않는 밀봉형의 셀로서 존재함과 동시에, 상기 양극액관리조는 기액분리수단으로서의 기능을 갖고, 상기 밀폐형 셀의 양극조로부터 상기 가스와 양극액이 혼합상태에서 취출되어 양극액관리조에 도입되고, 상기 기액분리수단에서 상기 가스와 양극액을 기액분리하며, 분리된 양극액을 양극조에 환류시키는 경우에는 양극반응에서 발생한 산소가스를 밀폐형의 양극조로 그대로 대기개방하지 않고, 양극액관리조에 도입하여 기액분리함으로써 지연성의 산소가스를가 항상 통전되는 도금조나 양극조와 분리된 양극액관리조에서 양극액과 분리되어 방출되기 때문에, 극히 안전한 조업이 담보된다. 특히, 전류밀도를 상승시켜 효율화를 도모하려고 한 경우, 산소가스의 발생양이 증가하여, 지연성가스인 산소가스를 안전하게 처리하는 안전성 향상의 효과가 현저하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 도금액관리조에 설치되고, 도금액의 동이온이 된 동분말을 순환시키는 도금액 안에 투입하는 분말투입수단과, 불용성양극과 필름형상물에 인가한 전류의 전류적산치를 전삭하는 적산수단과, 상기 분말투입수단을 상기 적산수단에서 적산된 전류적산치에 따라 산출된 동이온의 소비량에 대응한 양의 동분말을 투입하도록 제어하는 제어수단을 더 구비하고 있는 경우에는, 종래의 인을 함유한 동의 용해와 달라 용해효율이 저하되는 것이 없기 때문에 전류밀도를 대폭적으로 향상시킨 조업이 가능해지고, 도금효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

또 도금으로 소비된 동이온은 산화동분말 등의 동분말의 투입에 의하여 보충되는 것으로 종래와 같이, 인을 함유한 동의 용해에 의하여 불순물이 슬러지가 되어 도금 품질을 저하시키거나 슬러지 제거의 유지비용에 드는 비용이 해소된다.

또, 도금액관리조에 분말이 자동 투입됨으로써, 종래와 같이 도금조 내의 티타늄 바스켓에 인을 함유한 동을 보충하는 유지 작업이 필요 없게 된다. 게다가 동이온의 소비양에 대응하는 양의 동분말을 투입하기 위해 도금액의 동이온 농도의 컨트롤도 자동적으로 되고, 번잡한 작업을 하지 않고 고정밀도의 농도관리를 할 수도 있어, 도금품질도 안정화 된다.

본 발명에 있어서, 상기 제어수단은 상기 적산수단에서 적산된 전류적산치에 따라 산출된 동이온의 소비양에 대응한 양보다도 가감한 동분말을 투입하도록 제어하는 경우에는 동분말의 투입양을 가감하여 제어함으로써 도금액의 동이온 농도의 컨트롤을 자동적으로 할 수 있다. 이 때문에 농도 조절을 위해 도금액을 보충하거나 폐기하거나 하는 작업의 필요가 없어, 환경 부하의 면에서도 우수한 것이 된다.

Claims (5)

1. 필름 형상물을 음극으로 하여 연속적으로 동 도금을 실시하는 도금조; 상기 도금조에 인접하고 불용성 양극을 포함하는 양극조; 상기 도금조와 양극조와의 사이에 설치되어, 수소이온을 투과시키고 산소이온을 투과시키지 않도록 격리시켜 도금조의 도금액과 양극조의 양극액이 독립하여 존재하도록 하는 이온교환막; 상기 도금조에 부대하고, 상기 양극액과는 독립시켜 도금조 안의 도금액을 순환시킴과 동시에 도금액의 일부를 리저브하는 도금액관리조; 및 상기 양극조에 부대하고, 상기 도금액과는 독립시켜, 양극조 안의 양극액을 순환시킴과 동시에 양극액의 일부를 리저브하는 양극액관리조;가 설치되는 필름형상물의 연속 동 도금장치에 있어서,

   상기 양극조는, 양극반응에서 발생한 가스를 대기방출하지 않는 밀봉형의 셀로 존재함과 동시에, 상기 양극액 관리조는 기액분리수단으로서의 기능을 가지고 있고, 상기 밀폐형 셀의 양극조로부터 상기 가스와 양극액이 혼합상태에서 취출되어 양극액관리조에 도입되고, 상기 기액분리수단에서 상기 가스와 양극액을 기액분리하여 분리된 양극액을 양극조에 환류시키는 것을 특징으로 하는 필름형상물의 연속 동 도금장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 도금액관리조에 설치되고, 도금액의 동이온이 되는 동분말을 순환시켜 도금액 안에 투입하는 분말투입수단과, 불용성양극과 필름형상물에 인가한 전류의 전류적산치를 적산하는 적산수단과, 상기 분말투입수단을 상기 적산수단에서 적산된 전류적산치에 따라 산출된 동이온의 소비양에 대응한 양의 동분말을 투입하도록 제어하는 제어수단을 더 구비한 필름형상물의 연속 동 도금장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어수단은, 상기 적산수단에서 적산된 전류적산치에 따라 산출되고, 동이온의 소비량에 대응한 양보다 가감한 동분말을 투입하도록 제어하는 필름형상물의 연속 동 도금 장치.
5. 삭제

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