KR100817282B1 - 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 절연피막 코팅용 롤러에 절연코팅 용액을 공급하는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액 공급장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고,

상술한 목적을 위한 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액 공급장치는, 2롤타입 절연코팅 설비에 의해 연속적으로 절연 코팅되는 설비에 있어, 스트립(160) 상단부와 일정간격 이격된 지점에서 횡으로 설치되어 상부롤러와 용액공급장치를 지지하는 고정베이스(6)를 구비한 고정부와; 상기 스트립(160)의 상부에서 전면부가 개방된 상태로 상기 고정베이스(6)의 상단부에 수평으로 설치되는 케이스부와; 상기 케이스부의 내측에서 전면에 개방부를 형성하도록 ⊃자형으로 접혀진 탄성판이 형성되어 탄성판의 접힘의 양을 조절하는 것에 의해 개방부의 넓이를 조절하여 스트립 코팅을 위해 공급되는 용액의 양을 조절하여 공급하는 용액공급부와; 상기 용액공급부의 탄성판의 접힘의 양을 조절하도록 구동력을 제공하는 실린더부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

방향성, 전기강판, 2롤 타입 절연코팅, 가변 용액 공급, 절연피막

Description

2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치{VARIABLE TYPE COATING SOULUTION SUPPLYING APPARATUS OF 2 ROLL TYPE INSULATING COATER}

도 1은 종래기술의 절연 코팅 장치를 나타내는 도면,

도 2는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치의 설치 상태를 나타내는 사시도,

도 3은 도 2의 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치의 사시도,

도 4는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치의 단면도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1..고정케이스 3..용액공급라인

4..작동실린더 5..작동바

6.고정베이스 7.7a..곡선홈

140..상부롤러 160..스트립

10..탄성판 9.9a..고무절곡부

20..용액 21..축

22..스프링 23..가이드

24..슬라이딩

본원 발명은 절연코팅장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 절연피막 코팅용 롤러에 절연코팅 용액을 공급하는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 방향성 전기강판은 2-4%의 Si와 입성장 억제제로 AlN 및 MnS를 함유하는 강을 이용하여 열간 압연 - 예비소둔 - 소둔이 1회 또는 2회 실시되는 냉간압연 - 탈탄소둔 - MgO주성분의 소둔분리제 도포 - 고온 마무리 소둔 - 절연코팅 및 평탄화 소둔 등의 공정을 거쳐서 제조되는데, 여기서 '절연 코팅 및 평탄화 소둔'은 방향성 전기강판 1차 코팅위에 재코팅을 시행한 후 소둔하는 공정을 말하며 소둔후 냉각과정에서 피막과 소재와의 열팽창 계수차에 의해 부가되는 인장응력으로 소재의 자기적 특성을 향상시키는 역할을 한다.

이러한 방향성 전기강판의 가장 중요한 특성은 강판의 자기적 특성이 우수하다는 것으로 자기적 특성은 자속밀도와 철손으로 나누며 자속밀도는 (110)[001]의 배향성에 크게 의존하지만 철손은 판두께, 배향성, 결정립의 크기, 불순물 및 결함, 표면형상 및 내부 응력 등에 의하여 영향을 받는다고 알려져 있다. 또한 이러 한 특성을 이용하여 변압기, 전동기, 발전기 및 기타 전자기기등의 철심 재료로 사용된다.

통상적으로 철손개선법은 배향성 향상, 박막 기술 개발, 장력 코팅법, Laser scribing을 이용한 자구미세화법이 실용화 되고 있다. 이중에서 배향성 향상이나 자구미세화법이 핵심 기술 개발외에 고가의 설비 도입과 같은 현장 설비적인 한계를 극복해야 하는 문제점을 가지고 있는 반면에 장력코팅법은 개선정도가 앞에서 언급된 두가지 방법에 근접하면서 핵심기술 개발외에는 설비적인 제약이 상대적으로 덜한 장점을 가지고 있다.

우수한 절연코팅은 기본적으로 외관에 결함이 없는 균일한 색상을 가져야 하지만, 기능성을 부여하려는 여러가지 기술의 접목에 의하여 전기절연성을 향상시키고 피막의 밀착성을 강화시키는 것이 주로 이용되는 기술이었다. 그러나 최근 고자속밀도급의 방향성 전기강판이 상용화되면서 최종 절연피막의 고장력화를 추구하게 되었고 실제 고장력 절연피막이 최종제품의 자기적 특성 개선에 크게 기여함이 확인되었다.

현재 상품화되어 있는 방향성 전기강판의 절연피막은 강판과 폴스테라이트계 바탕피막위에 형성된 절연피막의 열팽창계수 차이를 이용하는 것에 의해 강판에 인장응력을 부가함으로써 철손감소 효과를 도모하고 있다.

대표적인 절연피막 형성방법으로서, 일본특허 특공소 53-28375호 공보에 개시되어 있는 인산 알루미늄(Aluminium)과 콜로이달 실리카(Colloidal silica)와 산화크롬(Chrome)을 주성분으로 하는 코팅액을 이용하는 방법 및 일본특허 특공소 56-52117호 공보에 개시되어 있는 인산 마그네슘(Magnesium)과 콜로이달 실리카와 산화크롬을 주성분으로 하는 코팅액을 이용하는 방법을 들 수 있다.

상기 기술한 야금학적 수단과는 달리 일본특허 특공소 57-2252호 공보에 제안되어 있는바와 같이 소둔후 강판의 표면에 레이저(laser) 조사나 플라즈마 조사를 행하고, 인위적으로 180도 자구폭을 감소시키게 하고 철손을 감소하는 방법이 개발되었다. 그러나 이 기술은 고온으로의 소둔에 견딜 수 없다는 결점이 있고, 용도가 매우 한정되어 있다는 단점을 가지고 있다. 이것과는 달리 일본특허 특개 2001-303261과 같이 마무리 소둔후의 전기강판 표면에 선상의 홈을 도입하고, 홈에 의한 반자장 효과를 응용하고 자구의 세분화를 도모하는 방법이 제안되었다. 또 이것과는 다르게 일본특허 특공평 8-6140호에 제안된 바와 같이 전기강판의 최끝단 냉연판에 국소적으로 전해 에칭(etching)을 행한 것에 의해 홈을 형성하고, 자구를 세분화 하는 방법도 있으나 실제적인 현장적용에 있어 매우 어려운 문제점들을 가지고 있다.

최근에는 일본특허 특허공보 제3324633호 같이 알루미나 주체의 알루미나 솔(alumina sol)과 붕산 혼합액을 이용, 전기강판에 고장력의 산화물 피막을 형성하고 그 위에 인산알루미늄, 산화규소, 크롬화합물을 주성분으로 하는 제이층을 도입해 내식성을 강화한 방법들이 제안되고 있다.

한편, 절연 코팅 시스템에 있어서, 스트립의 진행력만으로 코팅 롤러를 구동하는 무동력 타입 코팅 방법이 있는데, 이는 장력코팅제를 이용하는 방법이다.

도 1은 종래기술의 절연 코팅 장치를 나타내는 도면으로서, 종래의 장력코팅제를 이용한 코팅 과정을 나타낸다.

장력코팅제를 이용한 코팅 프로세서는 도 1에 도시된 바와 같이, 탈지존(110)에서 탈지하고, 소둔존(120)에서 탈탄소둔을 행한 후, 절연코팅용액 공급장치(130)에 의해 장력코팅제를 투입하는 동시에 스트립(160)의 진행력에 의해 상부 및 하부 코팅 롤러(140,142)가 회전하면서 스트립(160)에 코팅용액을 도포한 후 건조존(150)에서 건조후 권취롤(170)로 권취된다.

여기서, 코팅 롤러(140)는, 전면에 설치된 절연코팅용액공급장치(130)를 통해 공급된 용액을 진행되는 스트립(160)과 상부코터롤러(140)간 가해지는 압하력에 의해 두께가 결정된다.

그러나 상기 제시된 바와 같은 두 층 이상의 절연코팅을 구성할 때 최대의 효과를 얻기 위해서는 1층과 2층의 도포량을 목표수준으로 균일하게 관리하여야 하는다. 현장에서는 이러한 관리가 안정적으로 구현하는 것이 매우 어려운 문제점을 가진다.

특히 상부롤러(140) 전면부 용액공급방식은 다량의 용액이 일정하게 공급되는 관계로 스트립 에지부 측에 과피막이 도포되게 되고, 이는 너무 과다하게 공급된 용액의 일부가 하단부로 낙하되는 것이 아니라, 스트립 에지부와의 표면장력에 의해 스며들어 요구하는 절연코팅 두께보다 두껍게 도포되어 코팅품질차가 유발되는 문제점을 가진다.

따라서 본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 코팅용액과 스트립 양 에지부 측 과피막을 예방하고 스트립 표면부 코팅량을 고르게 하여 절연코팅 품질 확보는 물론 코팅설비 외부로 유출되는 용액 손실을 방지할 수 있도록 하는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치는, 2롤타입 절연코팅 설비에 의해 연속적으로 절연 코팅되는 설비에 있어, 스트립(160) 상단부와 일정간격 이격된 지점에서 횡으로 설치되어 상부롤러와 용액공급장치를 지지하는 고정베이스(6)를 구비한 고정부와; 상기 스트립(160)의 상부에서 전면부가 개방된 상태로 상기 고정베이스(6)의 상단부에 수평으로 설치되는 케이스부와; 상기 케이스부의 내측에서 전면에 개방부를 형성하도록 ⊃자형으로 접혀진 탄성판이 형성되어 탄성판의 접힘의 양을 조절하는 것에 의해 개방부의 넓이를 조절하여 스트립 코팅을 위해 공급되는 용액의 양을 조절하여 공급하는 용액공급부와; 상기 용액공급부의 탄성판의 접힘의 양을 조절하도록 구동력을 제공하는 실린더부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스부는 상기 고정베이스(6) 상단에 전면부가 개방되어 수평으로 용 접되고, 양측부로 작동바(5)의 이송을 위한 곡선홈(7.7a)이 형성된 고정케이스(1)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 용액공급부는 상기 고정케이스(1)의 내측에서 상기 개방부와 상기 전면부가 일치되도록 장착되는 탄성판과; 상기 탄성판(10) 상단에는 설치되는 용액공급라인(3)과; 상기 탄성판(10)의 하단에 설치되는 스프링 타입 연결부(22)와; 양 측면에는 상기 탄성판(10)의 양측부를 기밀하게 차폐하도록 결합되는 고무절곡부(9, 9a)와; 상기 개방부를 이루는 상단부에 수직으로 돌출 형성되는 턱(8)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더부는 상기 고정베이스(6) 상단에 형성되는 축(21)과; 상기 축(21)에 결합되는 가이드(23)와; 상기 가이드(23) 상에 설치되는 작동실린더(4)와; 상기 작동실린더(4)의 피스톤 로드에 결속되고 상기 가이드(23) 내측에서 전후진되는 슬라이딩바(24)와; 상기 슬라이딩바(24)에 수평으로 결합되고 양 단부는 상기 곡선홈(7,7a)에 결합되고 상기 곡선홈(7, 7a)을 따라 이동한 후 상기 탄성판(10)의 턱(8)에 걸리어 탄성판(8)의 접힘의 양을 조절하는 작동바(5);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치의 설치 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치의 사시도이며, 도 4는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치의 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치(이하 "용액공급장치"라 함)는 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 스트립(160) 상단부와 일정간격 이격된 지점에서 횡으로 설치되어 상부롤러와 용액공급장치를 지지하는 고정베이스(6)를 구비한 고정부와; 상기 스트립(160)의 상부에서 전면부가 개방된 상태로 상기 고정베이스(6)의 상단부에 수평으로 설치되는 케이스부와; 상기 케이스부의 내측에서 전면에 개방부를 형성하도록 ⊃자형으로 접혀진 탄성판이 형성되어 탄성판의 접힘의 양을 조절하는 것에 의해 개방부의 넓이를 조절하여 스트립 코팅을 위해 공급되는 용액의 양을 조절하여 공급하는 용액공급부와; 상기 용액공급부의 탄성판의 접힘의 양을 조절하도록 구동력을 제공하는 실린더부;로 구성된다.

상술한 구성에서 상기 케이스부는 상기 고정베이스(6) 상단에 전면부가 개방되어 수평으로 용접되고, 양측부로 작동바(5)의 이송을 위한 곡선홈(7.7a)이 형성된 고정케이스(1)로 구성된다.

그리고 상기 용액공급부는 상기 고정케이스(1)의 내측에서 상기 개방부와 상기 전면부가 일치되도록 장착되는 탄성판(10)과; 상기 탄성판(10) 상단에는 설치되는 용액공급라인(3)과; 상기 탄성판(10)의 하단에 설치되는 스프링 타입 연결부(22)와; 양 측면에는 상기 탄성판(10)의 양측부를 기밀하게 차폐하도록 결합되는 고무절곡부(9, 9a)와; 상기 개방부를 이루는 상단부에 수직으로 돌출 형성되는 턱(8)으로 구성된다.

상기 실린더부는 상기 고정베이스(6) 상단에 형성되는 축(21)과; 상기 축(21)에 결합되는 가이드(23)와; 상기 가이드(23) 상에 설치되는 작동실린더(4)와; 상기 작동실린더(4)의 피스톤 로드에 결속되고 상기 가이드(23) 내측에서 전후진되는 슬라이딩바(24)와; 상기 슬라이딩바(24)에 수평으로 결합되고 양 단부는 상기 곡선홈(7,7a)에 결합되며 상기 곡선홈(7, 7a)을 따라 이동한 후 상기 탄성판(10)의 턱(8)에 걸리어 탄성판(8)의 접힘의 양을 조절하는 작동바(5);로 구성된다.

상술한 구성을 가지는 용액공급장치의 구성 간 결합관계를 더욱 상세히 설명하면 스트립(160) 상단부와 일정 간격 이격된 지점에 고정베이스(6)가 횡으로 설치되고, 그 상단에 전면부가 개방된 고정케이스(1)가 수평으로 용접되며, 그 내부에는 탄성판(10)이 구성되고, 상기 탄성판(10)의 상단에는 용액공급라인(3)이 결합되며, 상기 탄성판(10)의 하단에는 스프링 타입 연결부(22)가 결합되고, 상기 탄성판(10)의 양 측면에는 고무절곡부(9, 9a)가 기밀하게 결합된다.

상기 고정베이스(6) 상단에는 축(21)에 의해 가이드(23)가 결합되며, 가이드(23) 상에는 작동실린더(4)가 견고히 고정 위치된다.

상기 작동실린더(4)의 피스톤 로드에는 슬라이딩바(24)가 결속되며, 상기 슬라이딩바(24)는 가이드(23) 내에 삽착되어 전·후진하는 구조를 취한다.

상기 탄성판(10)의 개압부의 상부면에는 곡선형의 턱(8)이 형성된다. 그리고 상기 탄성판(10) 상단에는 작동바(5)가 위치하되 작동바(5)의 양단부는 고정케이스(1)의 양 측면에 형성된 곡선홈(7.7a)에 삽입되어 지지된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본원 발명의 용액공급장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선 상부코터롤(140)에 묻혀진 용액이 진행되는 스트립(160) 표면에 코팅시 발생되는 양측 사이드에 물결 무늬형태의 과피막이 발생되면, 상기 작동실린더(4)를 아웃시켜 작동바(5)를 전진시킨다. 이에 따라 상기 작동바(5)가 고정케이스(1) 의 측면부에 형성된 곡선홈(7.7a)을 따라 전진하다가 전진 턱(8)에 걸리게 되면 탄성판(10)은 서서히 입구 측이 좁혀져 배출되는 용액의 량이 감소하게 되고, 이때 탄성판(10) 측면부에 결합된 고무절곡부(9.9a)는 쉽게 꺾여 완전한 입구측 좁히기 작업이 이루어진다.

상기와 같은 방법으로 용액의 공급량을 적절히 조절하여 스트립 양 에지부 과피막 결함을 사전에 예방한다.

상기와 같은 작업 종료 후 작동실린더(4)를 작동시켜 전진된 슬라이딩바(24)를 후진시키면 슬라이딩바(24)는 가이드(23) 내에 삽착되어 좌·우로의 흔들림 없이 후진되고, 이때 좁혀진 입구는 탄성판(10) 자체의 복원력에 의해 넓혀 진다.

상기와 같이 탄성판(10)자체의 복원력에 의해 용액(20)은 탄성판(10)내 부착됨이 없이 쉽게 떨어져 장시간 사용시 발생되는 용액의 고착현상을 방지하는 효과 를 동시에 기할 수 있게 된다.

상술한 구성 및 작용을 가지는 본원 발명은 상술한 바와 같이 코팅용액과 스트립 양 에지부 측 과피막을 예방하고 스트립 표면부 코팅량을 고르게 하여 절연코팅 품질 확보는 물론 코팅설비 외부로 용액이 유출되는 것을 방지하는 것에 의해 절연코팅 용액의 손실을 방지할 수 있으며, 또한, 탄성판의 좁혀짐 또는 넓혀짐 작용에 의해 절연코팅액을 용이하게 분리시킬 수 있어 용액공급설비에 부착되는 용액 고착현상을 예방할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 2롤타입 절연코팅 설비에 의해 연속적으로 절연 코팅되는 설비에 있어,

   스트립(160) 상단부와 일정간격 이격된 지점에서 횡으로 설치되어 상부롤러와 용액공급장치를 지지하는 고정베이스(6)를 구비한 고정부와;

   상기 스트립(160)의 상부에서 전면부가 개방된 상태로 상기 고정베이스(6)의 상단부에 수평으로 설치되는 케이스부와;

   상기 케이스부의 내측에서 전면에 개방부를 형성하도록 ⊃자형으로 접혀진 탄성판이 형성되어 탄성판의 접힘의 양을 조절하는 것에 의해 개방부의 넓이를 조절하여 스트립 코팅을 위해 공급되는 용액의 양을 조절하여 공급하는 용액공급부와;

   상기 용액공급부의 탄성판의 접힘의 양을 조절하도록 구동력을 제공하는 실린더부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 케이스부는 상기 고정베이스(6) 상단에 전면부가 개방되어 수평으로 용접되고, 양측부로 작동바(5)의 이송을 위한 곡선홈(7.7a)이 형성된 고정케이스(1)로 구성되는 것을 특징으로 하는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 용액공급부는,

   상기 고정케이스(1)의 내측에서 상기 개방부와 상기 전면부가 일치되도록 장착되는 탄성판과; 상기 탄성판(10) 상단에는 설치되는 용액공급라인(3)과; 상기 탄성판(10)의 하단에 설치되는 스프링 타입 연결부(22)와; 양 측면에는 상기 탄성판(10)의 양측부를 기밀하게 차폐하도록 결합되는 고무절곡부(9, 9a)와; 상기 개방부를 이루는 상단부에 수평으로 돌출되어 형성되는 턱(8)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 실린더부는,

   상기 고정베이스(6) 상단에 형성되는 축(21)과; 상기 축(21)에 결합되는 가이드(23)와; 상기 가이드(23) 상에 설치되는 작동실린더(4)와; 상기 작동실린더(4)의 피스톤 로드에 결속되고 상기 가이드(23) 내측에서 전후진되는 슬라이딩바(24)와; 상기 슬라이딩바(24)에 수평으로 결합되고 양 단부는 상기 곡선홈(7,7a)에 결합되어 상기 곡선홈(7, 7a)을 따라 이동한 후 상기 탄성판(10)의 턱(8)에 걸리어 탄성판(8)의 접힘의 양을 조절하는 작동바(5);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2롤 타입 절연코팅 설비의 가변형 용액공급장치.

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