KR100847046B1 - 열선 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이종 재질이 교번 전착되어 결합력이 향상되고, 전착된 상면 및 하면에는 흑화층을 형성하여 빛의 산란으로 인한 눈부심이 방지되도록 하는 열선에 관한 것이다.
본 발명에 의한 열선은, 니켈(Ni)과 코발트(Co)중 하나 이상이 전착된 제1전착층(14)과; 상기 제1전착층(14) 상면에 철(Fe), 크롬(Cr), 망간(Mn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상이 전착되어 형성된 제2전착층(16)과; 상기 제2전착층(16) 상면 및 제1전착층(14)하면에 전착되어 외부로부터 조사된 빛의 산란을 차단하는 흑화층(18)을 포함하여 구성되며, 상기 제1전착층(14)과 제2전착층(16) 및 흑화층(18)은 전기도금에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 의하면, 열선의 박리가 미연에 방지되며 개구율이 높아져 사용편의성이 향상되는 이점이 있다.
연속, 전주장치, 열선, 흑화,
Description
도 1 은 종래 기술에 의해 제조된 열선의 내부 구성을 보인 종단면도.
도 2a 는 본 발명에 의한 열선의 외관을 보인 평면도.
도 2b 는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'부 종단면도.
도 3 은 본 발명의 실시를 위해 사용되는 연속전주장치 및 전해도금장치의 개략적인 구성도.
도 4 는 본 발명의 실시를 위해 사용되는 연속전주장치의 일구성인 메쉬형음극드럼의 외관을 보인 사시도.
도 5a 는 본 발명에 의한 열선의 일실시예의 제조방법을 보인 공정 흐름도.
도 5b 는 본 발명에 의한 열선의 다른 실시예의 제조방법을 보인 공정 흐름도.
도 6 은 본 발명에 의한 열선을 제조하는 방법의 일구성인 흑화단계를 세부적으로 나타낸 공정 흐름도.
도 7 은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'부 종단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10. 열선 12. 구멍
14. 제1전착층 16. 제2전착층
18. 흑화층 19. 필름층
100. 전해조 120. 보조탱크
200. 메쉬형음극드럼 220. 회전축
240. 원통형드럼 260. 전해액분사유로
300. 양극바스켓 320. 금속클러스터
400. 가이드롤러 500. 세정조
700. 권취롤러 S10. 전해액교반단계
S20. 드럼회전단계 S30. 전착단계
S30'. 제1전착단계 S30". 제2전착단계
S40. 전착층박리단계 S50.전착층수세단계
S60. 흑화단계 S62. 산세과정
S64. 제1수세과정 S66. 흑화과정
S68. 제2수세과정 S69. 건조과정
S70. 열선권취단계
본 발명은 열선에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 재질이 교번 전착되어 결합력이 향상되고, 전착된 상면 및 하면에는 흑화층을 형성하여 빛의 산란으로 인한 눈부심이 방지되도록 하는 열선에 관한 것이다.
열선은 전원을 제공받아 발열하는 것으로, 고온에 견디고 저항률이 높으며 실과 같은 형상으로 만들기 쉬운 도체재료를 사용하여 성형된다. 그리고, 상기 열선은 다양한 분야에 적용된다.
즉, 상기 열선은 자동차의 후면유리나 후사경 등에 설치되어 습기 및 성애를 제거하는 목적으로 널리 사용된다.
이하 종래 기술에 의한 열선의 구성 및 제조 방법을 첨부된 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1에는 종래 기술에 의해 제조된 열선의 내부 구성을 보인 종단면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 열선(1)은 절연층(2), 알루미늄시트층(3), 카본페이스트층(4), 패턴형상을 갖는 알루미늄층(5), 패턴형상을 갖는 절연층(6), 접착제층(7)은 및 이형지층(8)을 포함하여 구성되며, 상기 알루미늄시트층(3)과 알루미늄층(5)에는 단자가 연결된다.
상기 절연층(6)과 알루미늄층(5)은 각각 별개의 층으로 구성될 수도 있으며, 통상 시판되는 재료 즉, 알루미늄이 진공 증착된 폴리에틸렌 시트를 사용할 수도 있다.
그리고, 상기 알루미늄시트층(3)의 상면에는 카본페이스트층(4)가 프린팅되고, 상기 카본페이스트층(4)의 상면에는 알루미늄이 진공 정착된 폴리에틸렌 시트를 위치시킨 후 그 위에 접착제층(7)를 형성하여 상기 이형지층(8)과 절연층(6)이 서로 분리되지 않도록 구성된다.
그러나, 상기한 바와 같이 구성되는 열선 및 이러한 열선을 제조하기 위한 방법에는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 상기한 열선을 제조하기 위해서는 전술한 바와 같은 다수 공정이 요구되어 생산성이 저하되며 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.
보다 상세하게는 다양한 재질의 재료를 적층하고 접착제 등으로 서로 부착되도록 함으로써 열선을 제조하는 데 막대한 시간 및 비용이 소비되는 문제점이 있다.
또한, 상기 접착제층이 가진 접착력은 열선이 선택적으로 발열하여 장기간 사용됨에 따라 점차적으로 저하되어 상기한 다수의 층이 서로 박리되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이종 재질을 교번하여 전착함으로써 결합력이 향상되도록 하는 열선을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 전착된 상면에 흑화층을 형성하여 빛의 산란으로 인한 눈부심이 방지되도록 하는 열선을 제공하는 것에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 열선은, 니켈(Ni)과 코발트(Co)중 하나 이상이 전착된 제1전착층과; 상기 제1전착층 상면에 철(Fe), 크롬(Cr), 망간(Mn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상이 전착되어 형성된 제2전착층과; 상기 제1전착층 하면 및 제2전착층 상면에 전착되어 외부로부터 조사된 빛의 산란을 차단하는 흑화층을 포함하여 구성되며, 상기 제1전착층과 제2전착층 및 흑화층은 전기도금에 의해 형성됨을 특징으로 한다.
상기 제1전착층과 제2전착층 및 흑화층은, 서로 대응되는 위치에 천공되어 투시 가능하도록 하는 구멍이 다수 형성됨을 특징으로 한다.
상기 구멍은 정다각 형상을 가지며, 등간격으로 이격됨을 특징으로 한다.
상기 다수 구멍 중 인접한 구멍은 5~20㎛ 이격됨을 특징으로 한다.
상기 제1전착층과 제2전착층 및 흑화층의 두께 합은, 10~20㎛임을 특징으로 한다.
상기 구멍에서 서로 마주보는 변의 이격 거리는 200~300㎛임을 특징으로 한다.
상기 흑화층은 니켈(Ni)또는 크롬(Cr)으로 형성됨을 특징으로 한다.
상기 제1전착층의 하면에는, 투명한 고분자 수지로 형성된 필름층이 구비됨을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 얇고 가벼운 열선을 연속적으로 제조 가능하게 되므로 생산성이 향상되며, 제1전착층과 제2전착층 사이의 결합력이 높아져 품질이 향상되는 이점이 있다.
이하에서는 상기한 제조방법에 따라 제조된 열선의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 2a에는 본 발명에 의한 연속전주법을 이용한 열선 제조방법에 따라 제조된 열선의 외관을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 2b에는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'부 종단면도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 열선(10)은 얇은 판 형상을 가지며, 롤 러에 권취된 상태로 보관되다가 일정 길이만큼 절단되어 사용된다. 그리고, 상기 열선(10)은 자동차의 전/후면 유리의 일면에 부착되거나, 유리 내부에 삽입된 상태로 고정된다.
상기 열선(10)은 도 2b의 확대도에서 확인되는 바와 같이, 상기 열선(10)의 전면(全面)에는 등간격으로 이격된 상태로 천공된 구멍(12)이 다수 구비된다. 상기 구멍(12)는 아래에서 설명할 메쉬형음극드럼(도 3의 도면부호 200)의 외면에서 패턴(242)이 형성되지 않은 부위와 대응되는 형상을 가진다.
보다 상세하게 살펴보면, 상기 구멍(12)은 도2a와 같이 평면 상태에서 봤을 때, 정다각 형상을 가지며, 등간격으로 이격 형성된다. 그리고, 상기 다수 구멍(12) 중 서로 인접한 구멍(12)은 5~20㎛ 이격된다.
또한 상기 구멍(12)에서 서로 마주보는 변의 이격 거리(정사각형, 정육각형, 정팔각형인 경우)는 200~300㎛를 가진다. 따라서, 상기 열선(10)은 구멍(12)에 의해 개구율이 75% 이상을 가지게 된다. 이것은 상기 열선(10)이 자동차 전/후면 유리에 부착 또는 내장되었을 때 운전자의 시야를 가리지 않도록 하기 위함이다.
상기 열선(10)은 서로 다른 금속이 교번 전착되어 형성된다. 즉, 상기 열선(10)은 니켈(Ni)과 코발트(Co) 중 하나 이상이 전착되어 상기 열선(10)의 대부분을 형성하는 제1전착층(14)과, 상기 제1전착층(14) 상면에 저항이 높은 철(Fe), 크롬(Co), 망간(Mn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상이 전착되어 형성된 제2전착층(16)과, 상기 제2전착층(16) 상면 및 제1전착층(14) 하면에 전착되어 외부로부터 조사된 빛의 산란을 차단하는 흑화층(18)을 포함하여 구성되며, 상기 제1전착 층(14)과 제2전착층(16) 및 흑화층(18)은 전기도금에 의해 형성된다.
상기 제1전착층(14)과 제2전착층(16)은 서로 교번하면서 다수회 적층된다. 보다 상세하게는 상기 열선(10)의 최하층을 형성하는 흑화층(18) 상면에는 제1전착층(14)이 형성되고, 상기 제1전착층(14)의 상측에는 제2전착층(16)이 형성되며, 상기 제2전착층(16)의 상측에는 제1전착층(14)과 제2전착층(16)이 차례로 더 구비된다.
상기 열선(10)의 상/하면 즉, 상기 제2전착층(16)의 상면과 제1전착층(14)의 하면에는 흑화층(18)이 형성된다. 상기 흑화층(18)은 외부로부터 열선(10)으로 조사된 빛의 산란을 차단하는 역할을 수행하는 것으로, 흑니켈 또는 흑크롬으로 흑화처리되어 형성된다.
그리고, 상기 제1전착층(14), 제2전착층(16) 및 흑화층(18)을 포함하는 열선(10)의 두께는 10~20㎛임이 바람직하다. 즉, 상기 열선(10)의 두께가 10㎛ 미만인 경우에는 두께가 너무 얇아 다루기가 난해하며, 20㎛를 초과하는 경우에는 너무 두꺼워 공정상 접힘으로 인한 균열 등의 불량이 빈번하게 발생되기 때문이다.
상기 흑화처리는 일반적인 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 상기 흑화층(18)의 하면에는 필름층(19)이 선택적으로 구비된다. 상기 필름층(19)은 열선(10)의 두께가 얇아 제조 공정상에 발생될 수 있는 접힘 등의 불량을 최소화하기 위한 것으로, 투명한 고분자 수지로 성형됨이 바람직하다.
이하에서는 상기 열선(10)을 연속적으로 제조하기 위한 연속전주장치 및 전해도금장치의 구성을 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 실시를 위해 사용되는 연속전주장치 및 전해도금장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 실시를 위해 사용되는 연속전주장치의 일구성인 메쉬형음극드럼의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하여 연속전주장치의 구성을 먼저 살펴보면, 상기 연속전주장치는 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 전해액은 제1전착층(14)을 형성하기 위한 니켈(Ni)과 코발트(Co) 중 하나 이상과, 제2전착층(16)을 형성하기 위한 철(Fe), 크롬(Cr), 망간(Mn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상을 포함하여 구성된다.
상기 전해조(100)는 중앙 하면이 하방향으로 천공된 반원통 형상을 가지며, 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 전해액분사유로(260)에서 분사되는 전해액으로 상기 전해조(100)의 전해액이 교반(攪拌)되고, 이러한 전해액분사유 로(260)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 원통형드럼(240)으로 형성된다.
상기 회전축(220)의 일측 단부에는 도시되지는 않았지만 정류기로부터 음극(-)이 공급되도록 하는 전원공급장치가 구비되고, 타측 단부에는 상기 원통형드럼(240)이 회전되도록 회전력을 제공하는 모터가 결합된다.
따라서, 상기 모터에 전원이 인가되어 회전동력이 발생되면 이러한 회전동력은 상기 회전축(220)으로 전달되어 상기 메쉬형음극드럼(200)을 회전시키게 된다.
상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면에는 도 4 에 도시된 바와 같이 제조하고자 하는 열선(10)에 구비되는 다수 구멍(12)과 대응되는 형상의 패턴(242)이 형성된다. 본 발명의 실시예에서 상기 패턴(242)은 대략 육각형이 여러 개 연결되는 망(網) 형상으로 형성되어 마치 벌집 형태로 구성된다.
상기 패턴(242)은 도금하고자 하는 전해액의 성분에 따라 단일금속 또는 합금(合金)으로 구성할 수 있으며, 직접 상기 메쉬형음극드럼(200) 표면을 가공함으로써 메쉬형음극드럼(200)과 일체로 형성되도록 하여 사용하거나, 금속와이어를 실을 짜듯이 엮어서 직조형(Weaving type) 또는 배치형(Batch type)으로 가공한 후 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면에 부착함으로써 사용할 수 있을 것이다.
상기 메쉬형음극드럼(200)의 하부에는 불용성 양극(+) 또는 납(Pb)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) 내측에는 상기 전해조(100)의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터(Cluster)(320)가 수용된다. 상기 금속클러스터(320)는 양극바스켓(300)의 내측에서 전해조(100) 내부로 이탈되지 않도록 하는 이탈방지망으로 싸여져 보관된다.
또한, 상기 금속클러스터(320)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.
따라서, 상기 양극바스켓(300)에 전류가 인가되면 상기 금속클러스터(320)로부터 용해된 양(+)이온들은 상기 메쉬형음극드럼(200)의 표면 즉, 패턴(242)의 외면으로 이동하여 접착됨으로써 도금된다.
상기 전해조(100)의 하단부, 보다 상세하게는 상기 양극바스켓(300)의 하단 중앙에는 상기 전해조(100)의 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로(260)가 형성된다. 상기 전해액분사유로(260)는 내부가 상기 전해조(100) 내부와 연통되며 길이가 긴 원통형의 플라스틱파이프로 형성된다.
따라서, 상기 전해액분사유로(260)를 통해 상기 전해조(100) 내부로 전해액을 분사하여 공급하게 되면 상기 전해조(100) 내부의 전해액은 교반되며, 상기 메 쉬형음극드럼(200)에서 발생되는 수소(H2)가스를 원활하게 제거할 수 있게 된다.
상기 연속전주장치에는 도시되진 않았지만 순환-필터링수단이 더 구비된다. 상기 순환-필터링수단은 보조탱크(120) 내부의 전해액을 상기 전해조(100)로 순환시키면서 전해액 중의 이물을 제거하는 역할을 수행하는 것으로, 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 상기 메쉬형음극드럼(200)의 우측상부에는 메쉬형음극드럼(200)의 외주면에 도금되는 제1전착층(14) 및 제2전착층(16)을 박리(剝離)하기 위한 가이드롤러(400)가 구비되고, 상기 가이드롤러(400)로부터 우측에는 제1전착층(14) 및 제2전착층(16)의 표면을 세정하기 위한 세정조(500)가 구비된다.
상기 세정조(500)의 우측에는 전해도금장치(600)가 구비된다. 상기 전해도금장치(600)는 제2전착층(16) 상면 및 제1전착층(14) 하면에 흑화층(18)을 형성하기 위한 장치로서, 크게 산화막을 제거하기 위한 산세조(620), 제1수세조(640), 흑화조(660), 제2수세조(680) 및 건조로(690)를 포함하여 구성된다.
상기 흑화조(660) 내부에는 흑니켈(Ni) 또는 흑크롬(Cr)을 포함하는 도금액이 수용되어 있으며, 전해도금을 통해 상기 흑니켈(Ni) 또는 흑크롬(Cr)은 상기 제2증착층(16) 상면 및 제1전착층(14) 하면에 전착 도금된다.
상기 흑화층(18)를 형성하기 위한 전해도금장치(600)는 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 전해도금장치(600)으로부터 우측으로 이격된 곳에는 권취롤 러(700)가 구비된다. 상기 권취롤러(700)는 제2수세조(680)를 경유하면서 세정된 열선(10)을 연속적으로 권취하여 보관할 수 있도록 한 구성이다.
이하 연속전주장치를 이용하여 상기 열선을 제조하는 방법을 첨부된 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 5a에는 본 발명에 의한 열선의 일실시예의 제조방법을 보인 공정 흐름도가 도시되어 있고, 도 5b 는 본 발명에 의한 열선의 다른 실시예의 제조방법을 보인 공정 흐름도가 도시되어 있다.
그리고, 도 6에는 본 발명에 의한 열선을 제조하는 방법의 일구성인 흑화단계를 세부적으로 나타낸 공정 흐름도가 도시되어 있으며, 도 7에는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'부 종단면도가 도시되어 있다.
우선 도 5a를 참조하여 연속전주장치를 이용한 열선(10)의 제조 방법을 살펴보면, 인가되는 전원에 의해 상기 전해조(100)의 전해액에 전기가 통전(通電)되게 하여 전기분해가 일어나도록 하고, 상기 전해액분사유로(260)에 의해 전해액을 상기 전해조(100)에 분사함으로써 전해액을 교반시키는 전해액교반단계(S10)가 진행된다.
그리고, 상기 전해액교반단계(S10)가 진행된 다음에는 상기 전해조(100) 내부에 설치된 메쉬형음극드럼(200)을 회전시키는 드럼회전단계(S20)을 실시하게 된다.
이후 전해액에 녹아있는 금속, 예컨대 니켈(Ni)과 코발트(Co) 중에서 니켈(Ni)을 패턴(242)의 상면에 전착시켜 제1전착층(14)을 형성하는 제1전착단 계(S30')와, 나머지 금속인 철(Fe), 크롬(Cr), 망간(Mn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중에서 크롬(Cr)을 제1전착층(14) 상면에 전착시켜 제2전착층(16)을 형성하는 제2전착단계(S30")를 실시하게 된다.
상기 제1전착단계(S30')와 제2전착단계(S30")는 메쉬형음극드럼(200)과 전해조(100)에 서로 다른 전류 밀도를 제공하여 진행되는 것으로, 보다 상세하게는 10 내지 30 A/dm2 미만, 30 내지 60 A/dm2 미만의 두 범위에 각각 속하는 전류밀도를 교번하여 제공하는 과정이다.
즉, 상기한 전류밀도의 범위 중에서 30 내지 60 A/dm2 미만의 범위는 상기 니켈(Ni)의 전착이 활발히 발생되는 범위이며, 10 내지 30 A/dm2 미만의 범위는 상기 크롬(Cr)의 전착이 활발히 발생되는 범위이다.
따라서, 상기 패턴(242)의 상면에 니켈로 구성된 제1전착층(14)을 형성하기 위해서는 상기 메쉬형음극드럼(200)과 전해조(100)에 30 내지 60 A/dm2 미만 전류밀도를 제공해야 하며, 상기 제1전착층(14)의 상면에 크롬으로 구성된 제2전착층(16)을 형성하기 위해서는 상기 메쉬형음극럼(200)과 전해조(100)에 10 내지 30 A/dm2 미만의 전류밀도를 제공해야만 한다.
그리고, 상기 크롬(Cr)과 니켈(Ni)은 상기한 전류밀도의 범위에서 보다 활발하게 전착될 수 있도록 하기 위해 상기 전해액의 일정 온도 범위 내에서 실시됨이 바람직하다.
예를 들어, 상기 크롬(Cr)은 전해액의 온도가 20 내지 35℃ 미만일 때 전착이 활발해지며, 상기 니켈(Ni)의 전착은 전해액의 온도가 5 내지 20℃ 미만일 때 활발하게 진행된다.
상기한 조건에 따라 전착단계(S30)가 완료된 이후에는 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면에는 열선(10)이 형성되며, 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면에 열선(10)이 부착되어 있는 모습은 도 7에 도시된 바와 같다
따라서 상기와 같은 조건하에서 제1전착단계(S30')와 제2전착단계(S30")가 다수회 교번하여 실시되면, 상기 제1전착층(14)과 제2전착층(16)은 도 2b와 같이 다수층 적층된다.
상기 제1전착단계(S30')와 제2전착단계(S30")가 순차적으로 다수 차례 진행된 이후에는, 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면으로부터 열선(10)을 박리하는 전착층박리단계(S40)가 이어지게 된다.
상기 전착층박리단계(S40)는 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면에 붙어 있던 열선(10)이 상기 가이드롤러(400)의 회전에 의해 상부 우측으로 안내되면서 진행된다.
상기 전착층박리단계(S40) 이후에는 상기 메쉬형음극드럼(200)으로부터 분리된 제1전착층(14) 및 제2전착층(16)을 세정조(500) 내부로 침지시켜 수세하는 전착층수세단계(S50)가 진행되며, 상기 전착층수세단계(S50)를 거쳐 수세된 열선(10)은 상기 연속전주장치(600)를 경유하면서 흑화단계(S60)가 실시된다.
상기 흑화단계(S60)는 제2전착층(16)의 상면 및 제1전착층(14) 하면에 흑니켈 또는 흑크롬으로 이루어진 흑화층(18)을 형성하는 과정으로, 산세과정(S62), 제1수세과정(S64), 전해도금법을 이용한 흑화과정(S66), 제2수세과정(S68) 및 건조과정(S69)을 포함하여 구성된다.
상기 흑화단계(S60)가 완료되면 상기 열선(10)은 권취롤러(700)로 이송되면서 권취되어 열선권취단계(S70)가 수행된다.
상기한 단계를 거쳐 제조 완료된 열선(10)의 표면형상은 도 2a에 도시된 바와 같다.
한편, 상기 열선(10)은 도 3과 같이 구성되는 연속전주장치에서 다수의 금속이 동시에 혼합된 혼합금속 상태로 전착되어 형성될 수도 있다. 즉, 상기 열선(10)은 니켈+크롬의 합금인 니크롬이나 니켈+철의 합금인 철크롬으로 형성되어질 수도 있다.
이하 상기 열선(10)이 혼합금속으로 형성되는 과정을 첨부된 도 5b를 참조하여 설명한다.
인가되는 전원에 의해 상기 전해조(100)의 전해액에 전기가 통전(通電)되게 하여 전기분해가 일어나도록 하고, 상기 전해액분사유로(260)에 의해 전해액을 상기 전해조(100)에 분사함으로써 전해액을 교반시키는 전해액교반단계(S10)가 진행된다.
그리고, 상기 전해액교반단계(S10)가 진행된 다음에는 상기 전해조(100) 내부에 설치된 메쉬형음극드럼(200)을 회전시키는 드럼회전단계(S20)을 실시하게 된 다.
이후 전해액에 녹아있는 금속, 예컨대 니켈(Ni)과 크롬(Cr)이 패턴(242)의 상면에 동시에 전착되어 상기 열선(10)을 형성하는 전착단계(S30)가 실시된다.
이때, 상기 메쉬형음극드럼(200)과 전해조(100)에 제공되는 전류밀도 및 전해액의 온도는 제조하고자 하는 열선(10)의 특성에 맞추어 다양하게 실시할 수 있다.
예컨대 상기 열선(10)을 100%wt로 볼 때 10%wt의 크롬과 90%wt의 니켈로 이루어지도록 하기 위해서는, 상기 전류밀도는 20 내지 30 A/dm2 미만이고 전해액의 온도는 20 내지 30℃가 바람직하다.
또한, 상기 열선(10)을 100%wt로 볼 때 20%wt의 크롬(Cr)과 80%wt의 니켈로 이루어지도록 하기 위해서는, 상기 전류밀도는 50 내지 100 A/dm2 미만이고 전해액의 온도는 20 내지 30℃가 바람직하다.
상기한 조건에 따라 전착단계(S30)가 완료된 이후에는 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면에는 열선(10)이 형성되며, 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면에 열선(10)이 부착되어 있는 모습은 도 7에 도시된 바와 같으며, 도 7의 제1전착층(14)과 제2전착층(16)은 균일 합금 재질이다.
그리고, 상기한 제조 조건이 유지되는 시간은 상기 열선(10)의 두께와 비례하게되므로 상기 열선(10)이 장착되어질 다양한 설치환경에 따라 다양하게 적용 가능함은 물론이다.
이후 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면으로부터 열선(10)을 박리하는 전착층박리단계(S40)가 이어지게 된다.
상기 전착층박리단계(S40)는 상기 메쉬형음극드럼(200)의 외면에 붙어 있던 열선(10)이 상기 가이드롤러(400)의 회전에 의해 상부 우측으로 안내되면서 진행된다.
상기 전착층박리단계(S40) 이후에는 상기 메쉬형음극드럼(200)으로부터 분리된 제1전착층(14) 및 제2전착층(16)을 세정조(500) 내부로 침지시켜 수세하는 전착층수세단계(S50)가 진행되며, 상기 전착층수세단계(S50)를 거쳐 수세된 열선(10)은 상기 전해도금장치(600)를 경유하면서 흑화단계(S60)를 거쳐 흑화층(18)이 형성된 후 상기 권취롤러(700)로 이송되면서 권취되어 열선권취단계(S70)가 수행된다.
상기한 모든 단계가 완료되면 상기 열선(10)은 권취롤러(700)에 권취된 상태로 보관이 가능하며, 필요에 따라 요구되는 길이 및 형상만큼 절단함으로써 다양한 분야에 적용 가능함은 물론이다.
즉, 상기와 같이 제조된 열선(10)은 두께가 얇아 공정상 취급이 어려우므로 별도의 필름(19)에 부착하여 사용할 수도 있을 것이다. 예컨대 투명한 고분자 수지로 형성된 필름(19)에 상기 열선(10)을 부착한 후 자동차의 전/후면 유리 내부에 삽입함으로써 취급을 용이하도록 할 수 있다.
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.
예를 들어 본 발명의 실시예에서는, 열선의 형상에 있어 구멍이 등간격으로 이격 형성되도록 하였으나, 필요에 따라서는 열선에 전원을 공급하기 위한 전극을 열선에 일체로 돌출 형성시켜 구성할 수도 있음은 자명하다.
위에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 연속전주법을 이용한 열선 제조방법에서는, 메쉬형음극드럼과 전해조에 제공되는 전류밀도를 다수회 가변하여 이종재질의 전착층이 순차적으로 적층 결합되도록 구성된다.
따라서, 접착제의 사용없이 열선의 제조가 가능하게 되므로 열선의 내구성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 전해조 내부에서 진행되는 전착단계가 완료되면 사실상 열선의 제조가 완료되므로 공정이 간소하여 생산성이 향상되며 제조 원가가 절감되어 가격 경쟁력이 향상되는 이점이 있다.
Claims (8)
- 니켈(Ni)과 코발트(Co)중 하나 이상이 전착된 제1전착층과;상기 제1전착층 상면에 철(Fe), 크롬(Cr), 망간(Mn), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 하나 이상이 전착되어 형성된 제2전착층과;상기 제2전착층 상면 및 제1전착층 하면에 전착되어 외부로부터 조사된 빛의 산란을 차단하는 흑화층을 포함하여 구성되며,상기 제1전착층과 제2전착층 및 흑화층은 전기도금에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 열선.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제1전착층과 제2전착층 및 흑화층에는,서로 대응되는 위치에 천공되어 투시 가능하도록 하는 구멍이 다수 형성됨을 특징으로 하는 열선.
- 제 2 항에 있어서, 상기 구멍은 정다각 형상을 가지며, 등간격으로 이격됨을 특징으로 하는 열선.
- 제 3 항에 있어서, 상기 다수 구멍 중 인접한 구멍은 5~20㎛ 이격됨을 특징으로 하는 열선.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제1전착층과 제2전착층 및 흑화층의 두께 합은,10~20㎛임을 특징으로 하는 열선.
- 제 2 항에 있어서, 상기 구멍에서 서로 마주보는 변의 이격 거리는 200~300㎛임을 특징으로 하는 열선.
- 제 1 항에 있어서, 상기 흑화층은 니켈(Ni)또는 크롬(Cr)으로 형성됨을 특징으로 하는 열선.
- 삭제
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