KR100704685B1 - 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치는, 전해액이 수용되는 전해조(100)와, 상기 전해액에 일부분이 침지된 상태로 회전하는 메쉬형음극드럼(200)과, 상기 전해액에 완전히 침지되고, 상기 메쉬형음극드럼(200)과 대응되는 형상으로 형성되어 일정 거리를 유지하며, 내부에 전해액과 동일한 성분의 가용성 금속클러스터(380)가 구비되는 양극바스켓(300)과, 상기 전해조에서 흘러 넘치는 전해액을 수용하는 보조탱크(120)와, 상기 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사수단(400)과, 상기 전해액 중의 이물을 제거하는 순환-필터링수단(500)과, 상기 메쉬형음극드럼(200)에 형성되는 금속메쉬(242)를 권취하는 권취수단과, 상기 메쉬형음극드럼(200)을 세정하는 세정수단을 포함하며, 상기 전해액분사수단(400)은, 전해조(100)의 중앙부 하측에 설치되며, 내부 일측이 상기 순환-필터링수단(500)과 연통되는 플라스틱 파이프(420)와; 상기 파이프(420)의 외면에서 내부로 천공되어 순환-필터링수단(500)으로부터 유입된 전해액을 분사하는 전해액분사공(440);을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 폭이 넓고 길이가 긴 고품질의 금속메쉬를 대량 생산할 수 있는 이점이 있다.

연속, 음극드럼 도금법, 금속메쉬, 전해조, 메쉬형음극드럼, 양극바스켓

Description

메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치{ A fabrication device of a continuous metal mesh by cathode drum electrodeposition process }

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치의 개략적인 구성도.

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치의 요부구성인 메쉬형음극드럼의 사시도.

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치에서 메쉬형음극드럼을 탈거한 상태를 나타낸 전해조의 부분사시도.

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조방법의 개략적인 공정흐름도.

도 5 는 본 발명 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치 및 제조방법으로 제조된 니켈메쉬의 표면형상 사진.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. ..... 전해조 120. ..... 보조탱크

200. ..... 메쉬형음극드럼 220. ..... 회전축

240. ..... 드럼 242. ..... 메쉬

260. ..... 모터 280. ..... 체인

300. ..... 양극바스켓 320. ..... 드럼수용부

340. ..... 클러스터스용부 360. ..... 이탈방지망

380. ..... 금속클러스터 390. ..... 양극전원공급부

400. ..... 전해액분사수단 420. ..... 파이프

440. ..... 전해액분사공 500. ..... 순환-필터링수단

520. ..... 제1연결관 540. ..... 제2연결관

600. ..... 가이드롤러 B. ..... 부스바

M. ..... 금속메쉬 S11. ..... 전해액교반단계

S12. ..... 음극드럼회전단계 S13. ..... 박리단계

S14. ..... 권취단계

본 발명은 음극드럼 도금법에 의한 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면이 메쉬형태로 직접 가공되거나 표면에 가공된 메쉬가 부착되는 메쉬형음극드럼과 불용성 양극으로 이루어지는 양극바스켓 등이 구비되고, 메쉬형음극드럼과 양극바스켓이 일정한 거리를 유지하면서 전해액의 분사에 의해 전해액이 교반됨과 동시에 메쉬형음극드럼이 회전되어 그 표면에 금속이 도금되도록 구성되는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 금속박판을 제조하는 방법으로는 쌍롤을 이용한 연속주조법, 멜트스피닝(Melt spining)법, 압연법을 이용하고 있다.

연속주조를 이용한 박판의 제조는 현재 열연판재 두께인 수 ㎜ 수준까지 생산하고 있으나 극박판 제조는 아직 성공하지 못하고 있는 실정이며, 이 방법은 제조공정 중 아르곤(Ar) 가스 등으로 공정분위기를 조절하게 되므로 이때 가스로 인한 기포 발생에 의해 금속박판의 표면결함, 과열로 인한 표면층 파괴 등의 제조상 문제점이 발생하게 된다.

멜트스피닝(Melt spining)법은 급속응고를 통한 박판의 제조방법 중 하나이며, 회전하는 냉각롤에 용융금속을 분사시켜 금속박판을 제조하는 것으로 비교적 성분이 균일한 박판을 얻을 수 있는 장점이 있다.

그러나 균일한 성분의 박판을 제조하기 위해서는 진공상태에서 작업을 수행해야 한다는 제약이 따르게 되며, 이를 극복하기 위해 개발된 방법이 피에프씨(PFC : Planar Flow Casting)법으로 대기중에서 작업이 가능해 졌으나 균일성의 편차가 심하게 생기는 문제점을 가지고 있다.

가장 보편화된 방법인 압연법은 박판의 생산에 있어서 많은 장점이 있으나, 수많은 단계의 압연으로 인해 제조단가가 높아질 뿐만 아니라 극박판(두께 30㎛ 이하)의 생산은 제품원가의 상승을 초래하여 실제 생산에의 적용에 제약이 있다.

예를 들어, 미국특허 4948434호에 개시되어 있는 바와 같이 두께 약 100㎛ 이하의 금속박판을 제조하기 위해서는 다단계 압연 및 어닐링(Annealing)을 실시해야 하는데, 여기에서 두께 100㎛의 금속박판을 제조하기 위한 다단 냉간압연 공정은 복잡하고 어려우며 장시간이 소요되는 단점과, 불균일한 형상, 두께 편차, 에지크랙(Edge crack) 등의 문제로 인해 수율이 30% 미만이며, 또한 이로 인해 제조단가가 높다는 문제점이 있다.

최근 전주도금을 이용하여 박판을 제조하는 방법에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 한국특허공보 제1999-0064747호에 개시되어 있는 금속박판 제조방법은 본 발명과 같은 전주기법을 이용하고 있다.

그러나 이 제조장치에서는 별도의 전해액 공급수단이 존재하지 않고, 단순히 패들(Paddle)을 이용하여 전해액을 교반시키기 때문에 전해액의 농도 분포가 불균일할 뿐만 아니라 막대형 패들의 상하운동 또는 좌우운동에 의해 수많은 기포를 발생시키는 단점이 있다. 이러한 교반방식은 균일한 조성을 요구하는 합금박판의 생산에는 부적합하기 때문에 새로운 방식의 제조방법을 도입할 필요가 있다.

한편 강자성(强磁性) 물질인 니켈(Ni)은 전자파차폐 재료로서 우수한 성능(E-Field, H-Field)을 가지고 있으며, 휴대폰 및 피디에이(PDA), 노트북 같은 휴대용 통신설비와 같이 인체에 근접 사용되는 아이티(IT)제품의 전자파차폐에 효과적인 것으로 알려져 있어 박판이나 메쉬(Mesh)의 형태로 다양하게 사용되고 있다. 특히, 메쉬의 경우에는 전자파차폐 특성 뿐만 아니라 전자부품에서 발생하는 열에 대한 통풍기능을 갖춤으로써 다양한 분야에 적용되고 있다.

현재까지 금속메쉬의 제작은 독일 등지에서 적용되고 있는 금속와이어의 직 조방식과 일본에서 개발된 방법인 폴리에스테르(Polyester) 등을 이용하여 메쉬를 제작하고 무전해 도금법을 이용하여 금속메쉬를 제조하는 방법이 있는데, 이러한 직조형태의 메쉬의 경우 홀(Hole)의 크기가 크고 와이어(Wire)가 차지하는 부분이 작으며 박막의 형태로 제조하는 것이 어렵다는 단점이 있다.

이를 보완하기 위하여 개발된 방법이 박판에 에칭(Etching)을 실시하여 메쉬를 제작한 다음 이러한 메쉬를 전주도금방법을 이용함으로써 원하는 금속메쉬를 제조하게 되는데, 주로 전주도금의 방식으로 배치타입(Batch type)에 의한 제조방법을 사용하고 있으며, 상기 배치타입은 작업공정이 복잡하고 비싼 설비를 갖추어야 하므로 생산원가가 높다는 단점이 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 표면이 메쉬형태로 직접 가공되거나 표면에 가공된 메쉬가 부착되는 메쉬형음극드럼과 불용성양극으로 이루어지는 양극바스켓 등이 구비되는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬의 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 전해조의 전해액에 전해액을 분사하여 교반시키고 메쉬형음극드럼이 양극바스켓과 일정한 거리를 유지하면서 회전하게 되어 메쉬형음극드럼 표면에 금속이 도금되도록 구성되는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬의 제조장치를 제공하는 것에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬의 제조장치는, 전해액이 수용되는 전해조와, 상기 전해조의 전해액에 일부분이 침지되도록 설치되어, 인가되는 전원으로 회전하는 메쉬형음극드럼과, 상기 전해조의 전해액에 완전히 침지되도록 설치되고, 상기 메쉬형음극드럼과 대응되는 형상으로 형성되어 일정 거리를 유지하며, 내부에 전해액과 동일한 성분의 가용성(可溶性) 금속클러스터가 구비되는 양극바스켓과, 상기 전해조의 하부에 형성되어 전해조에서 흘러 넘치는 전해액을 수용하는 보조탱크와, 상기 전해조의 일측에 설치되어, 전해조의 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사수단과, 상기 보조탱크의 일측에 구비되어, 보조탱크의 전해액을 상기 전해조로 순환시키면서 전해액 중의 이물을 제거하는 순환-필터링수단과, 상기 메쉬형음극드럼의 일측에 구비되어, 메쉬형음극드럼의 표면에 형성되는 금속메쉬를 권취하는 권취수단과, 상기 메쉬형음극드럼의 일측에 구비되어, 메쉬형음극드럼의 표면을 세정하는 세정수단을 포함하여 구성되며, 상기 전해액분사수단은, 전/후방향으로 긴 원통 모양으로 성형되어 상기 전해조의 중앙부 하측에 설치되며, 내부 일측이 상기 순환-필터링수단과 연통되는 플라스틱 파이프와, 상기 파이프의 외면에서 내부로 천공되어 상기 순환-필터링수단으로부터 유입된 전해액이 분사되도록 하는 다수개의 전해액분사공을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 메쉬형음극드럼은 그 표면을 메쉬형태로 직접 가공하거나 직조형(Weaving type) 또는 배치형(Batch type)으로 가공되는 메쉬(Mesh)를 표면에 부착하여 사용 가능함을 특징으로 한다.
상기 순환-필터링수단의 일측에는, 상기 보조탱크 내부의 전해액이 유입되도록 안내하는 제1연결관과, 상기 제1연결관을 통해 순환-필터링수단 내부로 유입된 전해액을 상기 전해액분사수단으로 안내하는 제2연결관이 구비됨을 특징으로 한다.

삭제

상기 양극바스켓은 불용성 양극으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 양극바스켓은, 절반이 절개된 원호형상으로 형성되어, 상기 메쉬형음극드럼을 수용하는 드럼수용부와; 상기 드럼수용부의 일측에 형성되어 상기 금속클러스터가 수용되는 클러스터수용부와; 상기 클러스터수용부의 외측에 형성되어, 상기 금속클러스터의 이탈을 방지하는 이탈방지망과; 상기 드럼수용부의 양측 단부에 형성되어, 인가되는 전원과 연결되는 양극전원공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 양극바스켓은 티타늄(Ti)으로 이루어짐을 특징으로 한다.

삭제

이와 같은 구성을 가지는 본 발명 메수형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치에 의하면, 폭이 넓고 길이가 긴 고품질의 금속메쉬를 대량 생산할 수 있는 이점이 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있으며, 도 2 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속 메쉬 제조장치의 요부구성인 메쉬형음극드럼의 사시도가 도시되어 있고, 도 3 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치에서 메쉬형음극드럼을 탈거한 상태를 나타낸 전해조의 부분사시도가 도시되어 있다.

그리고, 도 4 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조방법의 개략적인 공정흐름도가 도시되어 있으며, 도 5 에는 본 발명 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치 및 제조방법으로 제조된 니켈메쉬의 표면형상이 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 본 발명 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치는 도금하고자 하는 전해액을 수용하는 전해조(100)와, 상기 전해조(100)의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원으로 회전하는 메쉬형음극드럼(200)과, 상기 전해조(100)의 전해액에 완전히 침지되도록 설치되어 상기 메쉬형음극드럼(200)과 대응되는 형상으로 형성되며 일정한 거리를 유지하는 양극바스켓(300) 등으로 구성된다.

상기 전해조(100)는 대략 사각통상으로 형성되며, 이러한 전해조(100)에는 메쉬형음극드럼(200)의 표면에 도금하고자 하는 전해액이 수용된다. 그리고, 상기 전해조(100)의 하부에는 전해조(100)에서 흘러 넘치는 전해액을 수용하는 보조탱크(120)가 형성되어 전해액이 수용되는 구조는 전해조(100)와 보조탱크(120)의 이중으로 구성된다.

따라서, 상기 전해조(100)에는 회전하는 메쉬형음극드럼(200)의 일부분 즉 절반 정도가 침지(沈漬)되어 아래에서 설명할 전해액분사수단(400)에서 분사되는 전해액으로 상기 전해조(100)의 전해액이 교반(攪拌)되고, 이러한 전해액분사수단(400)의 전해액 분사에 의해 전해액이 교반되면서 상기 전해조(100)를 흘러 넘치는 전해액은 상기 보조탱크(120)에 수용되도록 구성된다.

상기 전해조(100)에는 전해액에 절반 정도 침지되어 회전하는 메쉬형음극드럼(200)이 설치된다. 상기 메쉬형음극드럼(200)은 인가되는 전원의 음극(-)에 연결되며, 회전 가능하도록 중심이 되는 회전축(220)과 상기 회전축(220)을 감싸면서 일정한 폭을 가지는 원통형 드럼(240)으로 형성된다.

상기 회전축(220)의 일측 단부에는 도시되지는 않았지만 정류기로부터 음극(-)이 공급되도록 하는 전원공급장치가 구비되고, 타측 단부에는 상기 드럼(240)이 회전되도록 회전력을 제공하는 모터(260)와 연결되는 체인(280)이 결합된다.

그리고, 상기 회전축(220)과 결합되는 상기 전해조(100)의 양측 단부에는 베어링이 삽입되어 상기 회전축(220)이 원활하게 회전되도록 하는 지지대(도시되지 않음)가 구비되며, 이러한 지지대에 상기 회전축(220)이 간편하게 착탈됨으로써 상기 메쉬형음극드럼(200)의 유지 보수가 용이하게 된다.

상기 드럼(240)의 표면에는 도 2 에 도시된 바와 같이 제조하고자 하는 형상의 메쉬(242)가 형성된다. 상기 메쉬(242)는 대략 육각형이 여러 개 연결되는 망(網) 형상으로 형성되어 마치 벌집 형태로 구성된다.

상기 메쉬(242)는 도금하고자 하는 전해액의 성분에 따라 단일금속 또는 합금(合金)으로 구성할 수 있으며, 직접 상기 메쉬형음극드럼(200) 표면을 가공함으 로써 메쉬형음극드럼(200)과 일체로 형성되도록 하여 사용하거나 금속와이어로 실을 짜듯이 엮어서 형성되는 직조형(Weaving type) 또는 배치형(Batch type)으로 가공되는 메쉬(242)를 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면에 부착함으로써 사용할 수 있을 것이다.

상기 메쉬형음극드럼(200)의 하부에는 불용성 양극(+)으로 형성되는 양극바스켓(300)이 설치된다. 상기 양극바스켓(300)은 상기 전해조(100)의 전해액에 완전히 침지되고 상기 메쉬형음극드럼(200)과 대응되도록 절반이 절개된 원호형상으로 형성되어 일정한 거리를 유지하도록 설치된다.

상기 양극바스켓(300)은 도 3 에 도시된 바와 같이 중앙부에 절반이 절개된 원호형상으로 성형되는 드럼수용부(320)가 형성된다. 상기 드럼수용부(320)는 회전하는 원통형의 상기 메쉬형음극드럼(200)을 수용하는 역할을 하며, 인가되는 전원의 양극(+)에 연결됨으로써 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면에 금속이 도금되도록 일정한 거리를 유지하게 된다.

상기 드럼수용부(320)의 내측에는 상기 전해조(100)의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터(Cluster)(380)가 수용되는 클러스터수용부(340)가 형성된다. 상기 클러스터수용부(340)는 상기 양극바스켓(300)의 내부로 함몰 성형되는 공간을 가지며, 상기 드럼수용부(320)와 동일한 곡면으로 이루어진다.

상기 클러스터수용부(340)의 외측에는 상기 금속클러스터(380)의 이탈을 방지하는 이탈방지망(360)이 형성된다. 상기 이탈방지망(360)은 상기 금속클러스터(380)가 통과되지 못할 정도의 크기를 가지는 망으로 형성되며, 이러한 이탈방지망 (360)으로 상기 금속클러스터(380)의 용해된 양(+)이온들이 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면에 형성되는 메쉬(242)로 이동하여 접착됨으로써 상기 메쉬(242)에 전해액의 성분이 도금되는 것이다.

그리고, 상기 드럼수용부(320)의 양측 단부에는 인가되는 전원의 양극(+)과 연결되어 상기 양극바스켓(300)으로 전기를 공급하는 양극전원공급부(390)가 형성된다. 상기 양극전원공급부(390)는 전후 양측으로 4개가 형성되어 그 하단에 구비되는 부스바(Bus-bar,B)와 접촉함으로써 전원과 연결되는 것이다.

한편, 상기 양극바스켓(300)은 전체적으로 물에 용해되지 않는 불용성(不溶性) 양극으로 형성되므로 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금으로 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 클러스터수용부(340)에 수용되는 금속클러스터(380)는 상기 전해조(100)의 전해액과 동일한 성분의 금속 덩어리로 전해조(100)의 전해액에 용해됨으로써 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면에 도금되는 전해액의 양과 농도를 맞추는 역할을 수행하게 된다.

상기 전해조(100)의 하단부, 보다 상세하게는 상기 양극바스켓(300)의 클러스터수용부(340)의 중앙부에는 상기 전해조(100)의 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사수단(400)이 구비된다.
상기 전해액분사수단(400)은 아래에서 설명할 순환-필터링수단(500)을 경유한 전해액이 전해조(100) 내부로 분사되도록 하는 역할을 수행한다.
이를 위해 상기 전해액분사수단(400)은 전/후방향으로 긴 원통 모양으로 성형되어 상기 드럼수용부(320)의 중앙부 하측에 설치되며, 내부 일측이 상기 순환-필터링수단(500)과 연통되는 플라스틱 파이프(420)와, 상기 파이프(420)의 외면에서 내부로 천공되어 상기 순환-필터링수단(500)으로부터 유입된 전해액이 분사되도록 하는 다수개의 전해액분사공(440)을 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 전해액분사수단(400)이 상기 전해조(100) 내부로 전해액을 분사하게 되면 분사된 전해액은 상기 전해조(100) 내부의 전해액과 교반됨과 동시에 상기 메쉬형음극드럼(200)에서 발생되는 수소(H₂)가스가 원활하게 제거되도록 함으로써 상기 메쉬형음극드럼(200) 표면의 메쉬(242)에 균일한 도금층이 형성될 수 있도록 한다.

상기 보조탱크(120)의 우측(도 1 에서)에는 보조탱크(120)의 전해액을 상기 전해조(100)로 순환시키면서 전해액 중의 이물을 제거하는 순환-필터링수단(500)이 구비된다. 상기 순환-필터링수단(500)에는 상기 보조탱크(120)에서 유입되는 전해액을 안내하는 제1연결관(520)과, 상기 제1연결관(520)으로 유입되는 전해액을 필터링(Filtering)하여 상기 전해액분사수단(400)과 연통되어 분사되는 전해액을 상기 전해조(100)로 안내하는 제2연결관(540)이 결합된다.
즉, 상기 제1연결관(520)은 양단부가 상기 보조탱크(120) 및 순환-필터링수단(500)과 연통되게 설치되고, 상기 제2연결관의 양단부는 순환-필터링수단(500)과 전해조(100) 내부, 보다 상세하게는 상기 전해액분사수단(400)와 연통되게 설치된다.
따라서, 상기 보조탱크(120) 내부에 모인 전해액은 상기 제1연결관(520)을 통해 상기 순환-필터링수단(500) 내부로 유입된 후 상기 제2연결관(540)을 통해 전해액분사수단(400) 내부로 유입됨으로써 상기 전해조(100) 내부로 분사되어 순환하게 된다.
그리고, 상기 메쉬형음극드럼(200)의 상부에는 메쉬형음극드럼(200)의 메쉬(242)에 도금되는 금속메쉬(M)를 박리(剝離)하기 위한 가이드롤러(600)가 구비되고, 상기 가이드롤러(600)의 일측에는 금속메쉬(M)를 박리시킨 메쉬형음극드럼(200)의 표면을 세정하기 위한 세정수단(도시되지 않음)이 더 구비된다.

삭제

또한, 상기 메쉬형음극드럼(200)의 일측에는 도시되지는 않았지만 상기 가이드롤러(600)로 박리되는 금속메쉬(M)를 권취하는 권취수단이 구비된다. 상기 권취수단은 롤(Roll) 형상으로 형성되어 상기 가이드롤러(600)로부터 연속적으로 박리되는 금속메쉬(M)를 계속 감을 수 있게 구성됨이 바람직할 것이다.

이하 상기와 같이 구성되는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치의 작용을 도 4 를 참고하여 금속메쉬 제조방법과 함께 설명하기로 한다.

먼저 인가되는 전원에 의해 상기 전해조(100)의 전해액에 전기가 통전(通電)되게 하여 전기분해가 일어나도록 하고, 상기 전해액분사수단(400)에 의해 전해액을 상기 전해조(100)에 분사함으로써 전해액을 교반시키는 전해액교반단계(S11)가 진행된다.

그리고, 상기 전해액교반단계(S11)가 진행된 다음에는 상기 전해조(100)에서 교반되는 전해액이 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면 즉 메쉬(242)에 연속적으로 도금되도록 메쉬형음극드럼(200)을 회전시키는 음극드럼회전단계(S12)가 진행된다.

상기 음극드럼회전단계(S12)는 상기 전원공급장치(도시되지 않음)에 구비되는 작동버튼(도시되지 않음)을 조작하게 되면 상기 모터(260)가 구동되어 상기 메쉬형음극드럼(200)의 회전축(220)과 연결되는 체인(280)이 회전하게 됨으로써 상기 메쉬형음극드럼(200)이 회전하게 되고, 이렇게 회전하는 메쉬형음극드럼(200)은 그 표면에 형성되는 상기 메쉬(242)에 금속도금층이 균일하게 형성되도록 그 크기에 따라 회전속도가 제어됨이 바람직하다.

이때 상기 전해조(100)의 전해액은 상기 전해액분사수단(400)에서 분사되는 전해액에 의해 교반되면서 상기 보조탱크(120)로 흘러 넘치게 되고 이렇게 보조탱크(120)에 수용되는 전해액은 상기 제1연결관(520)으로 안내되어 상기 순환-필터링수단(500)에 유입되며, 상기 순환-필터링수단(500)에 유입되는 전해액은 순환-필터링수단(500)에서 이물이 필터링되어 상기 제2연결관(540)을 통해서 상기 전해조(100)로 안내됨으로써 상기 전해조(100)에 부족한 전해액이 보충된다.

상기 음극드럼회전단계(S12)가 진행된 다음에는 음극드럼회전단계(S12)를 거치면서 상기 메쉬형음극드럼(200) 표면의 메쉬(242)에 도금되는 금속메쉬(M)를 상기 가이드롤러(600)에서 박리시키는 박리단계(S13)가 진행된다. 상기 박리단계(S13)에서는 상기 가이드롤러(600)에 의해 금속메쉬(M)가 박리된 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면을 상기 세정수단으로 세정하는 과정이 동시에 진행된다.

상기 박리단계(S13)가 진행된 다음에는 상기 가이드롤러600)에 의해 박리되는 금속메쉬(M)를 권취수단으로 권취하는 권취단계(S14)가 진행된다. 여기에서 상기 권취단계(S14)에서의 권취수단과 상기 박리단계(S13)에서의 가이드롤러(600) 및 상기 음극드럼회전단계(S12)에서의 메쉬형음극드럼(200)의 회전속도는 동일하게 유지되도록 제어되며, 상기 권취수단에 권취되는 금속메쉬(M)에 인장력이나 압축력이 작용하여 끊어지거나 늘어나는 현상이 없도록 조절된다.

상기와 같은 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치에 의해 도금되는 금속메쉬 중에서 니켈메쉬의 표면형상이 도 5 의 (a)와 (b)에 도시되어 있다.

이에 도시된 바에 따르면, 상기 메쉬형음극드럼(200) 표면의 메쉬(242)와 맞닿은 아랫면(도 5 의 b)의 형상은 30㎛ 두께의 육각형이 형성되는 반면, 윗면(도 5 의 a)의 형상은 30㎛ 두께의 육각형을 이루면서 홀(Hole)과 홀 사이의 거리는 80㎛로 나타나게 된다. 따라서, 폭이 넓고 길이가 긴 니켈메쉬의 제작이 가능하게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치에서는, 표면이 메쉬형태로 직접 가공되거나 표면에 가공된 메쉬가 부착되는 메쉬형음극드럼과 불용성양극으로 이루어지는 양극바스켓 등이 구비되고, 메쉬형음극드럼과 양극바스켓이 일정한 거리를 유지하면서 분사되는 전해액에 의해 전해액이 교반됨과 동시에 메쉬형음극드럼이 회전되어 그 표면에 금속이 도금되도록 구성된다.

따라서, 분사되는 전해액에 의해 전해조 내부의 전해액이 교반됨으로써 메쉬형음극드럼에서 발생되는 수소(H₂)가스가 원활하게 제거되므로 메쉬형음극드럼 표면의 메쉬에 균일한 두께의 도금층이 형성되며, 폭이 넓고 길이가 긴 고품질의 금속메쉬를 대량 생산할 수 있는 효과가 기대된다.

그리고, 회전하는 메쉬형음극드럼이 전해조의 지지대에 장착됨으로써 간편하게 탈착 가능하게 되어 메쉬형음극드럼의 유지 보수가 용이하게 될 뿐만 아니라 양극바스켓에 금속클러스터가 구비되도록 하여 메쉬형음극드럼과 양극바스켓의 거리가 일정하게 유지됨으로써 전착(電着)의 진행에 따라 양극판이 전해액에 용해되어 극간 거리가 점점 짧아지는 현상이 방지되는 효과가 기대된다.

또한, 제조장치의 설비 단순화로 인해 공정관리가 간단해지는 효과도 기대된다.

Claims (7)

1. 전해액이 수용되는 전해조와, 상기 전해조의 전해액에 일부분이 침지되도록 설치되어, 인가되는 전원으로 회전하는 메쉬형음극드럼과, 상기 전해조의 전해액에 완전히 침지되도록 설치되고, 상기 메쉬형음극드럼과 대응되는 형상으로 형성되어 일정 거리를 유지하며, 내부에 전해액과 동일한 성분의 가용성(可溶性) 금속클러스터가 구비되는 양극바스켓과, 상기 전해조의 하부에 형성되어 전해조에서 흘러 넘치는 전해액을 수용하는 보조탱크와, 상기 전해조의 일측에 설치되어, 전해조의 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사수단과, 상기 보조탱크의 일측에 구비되어, 보조탱크의 전해액을 상기 전해조로 순환시키면서 전해액 중의 이물을 제거하는 순환-필터링수단과, 상기 메쉬형음극드럼의 일측에 구비되어, 메쉬형음극드럼의 표면에 형성되는 금속메쉬를 권취하는 권취수단과, 상기 메쉬형음극드럼의 일측에 구비되어, 메쉬형음극드럼의 표면을 세정하는 세정수단을 포함하여 구성되며,

   상기 전해액분사수단은,

   전/후방향으로 긴 원통 모양으로 성형되어 상기 전해조의 중앙부 하측에 설치되며, 내부 일측이 상기 순환-필터링수단과 연통되는 플라스틱 파이프와;

   상기 파이프의 외면에서 내부로 천공되어 상기 순환-필터링수단으로부터 유입된 전해액이 분사되도록 하는 다수개의 전해액분사공;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 메쉬형음극드럼은 그 표면을 메쉬형태로 직접 가공 하거나 직조형(Weaving type) 또는 배치형(Batch type)으로 가공되는 메쉬(Mesh)를 표면에 부착하여 사용 가능함을 특징으로 하는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 순환-필터링수단의 일측에는,

   상기 보조탱크 내부의 전해액이 유입되도록 안내하는 제1연결관과,

   상기 제1연결관을 통해 순환-필터링수단 내부로 유입된 전해액을 상기 전해액분사수단으로 안내하는 제2연결관이 구비됨을 특징으로 하는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 양극바스켓은 불용성 양극으로 이루어짐을 특징으로 하는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 양극바스켓은,

   절반이 절개된 원호형상으로 형성되어, 상기 메쉬형음극드럼을 수용하는 드럼수용부와;

   상기 드럼수용부의 일측에 형성되어 상기 금속클러스터가 수용되는 클러스터수용부와;

   상기 클러스터수용부의 외측에 형성되어, 상기 금속클러스터의 이탈을 방지하는 이탈방지망과;

   상기 드럼수용부의 양측 단부에 형성되어, 인가되는 전원과 연결되는 양극전원공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 양극바스켓은 티타늄(Ti)으로 이루어짐을 특징으로 하는 메쉬형 회전 음극드럼 도금법에 의한 연속 금속메쉬 제조장치.
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