KR101018838B1 - 금속 테이프의 전해 연마를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2세대 초전도 선재(Coated conductor)의 제작을 위해 필요한 수 킬로의 길이의 금속 모재(테이프)에 대한 전해 연마 장치에 관한 것이다. 본 발명의 전해 연마 장치는 전해 연마액이 저장된 저장탱크, 저장탱크로부터 전해 연마액을 제공받는 내조와, 상기 내조 측면에 배치되어 상기 내조에서 넘치는 전해 연마액이 수용되는 외조로 이루어지는 전해 연마조, 외조와 저장탱크 그리고 내조로 이루어지는 전해 연마액의 순환경로를 제공하는 순환라인과, 순환라인 상에 배치되어 저장탱크에 저장된 전해 연마액을 내조로 공급하는 펌프를 구비하는 순환부재, 내조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재 및 내조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기 위한 초음파 발생부재를 포함한다.

Description

금속 테이프의 전해 연마를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ELECTRO POLISHING A METAL TAPE SURFACE}

본 발명은 2세대 초전도 선재(Coated conductor)의 제작을 위해 필요한 금속 모재의 표면 연마에 관한 것이다. 특히, 길이가 수 킬로의 길이인 장선화 초전도 선재의 모재에 대한 전해연마 장치 및 방법에 대한 것이다.

현재는 은(Ag) 튜브에 초전도물질을 분말 형태로 충진 (PIT-powder in tube) 하여 제작하는 제 1세대 고온 초전도 선재와는 달리 2세대 고온 초전도 선재는 박막형태로 제작을 한다. 이 초전도 및 기타 완충층들을 테이프형태의 금속 모재 위에 증착하게 된다. 우수한 2세대 고온 초전도 특성을 갖는 선재를 제작하기 위한 조건들 중 가장 중요한 이축 배향된 템플릿이다. 이런 이축 배향된 템플릿을 제작하기 위해서는 초기의 모재로 사용되는 금속기판(금속 테이프)은 특성이 우수한 표면 거칠기(Root mean square (RMS) roughness) 값을 가지며, 절연 피막이 효과적인 제거되어야 하며, 표면에 pitting, 먼지, 불순물 등이 없는 km 급 장선 금속 테이프가 필수적이다.

이러한 이유로 현재, 금속 모재의 표면 처리 방식으로 전해 연마 방식을 사 용하고 있다. 하지만, km 급 장선 금속 테이프에 대한 전해 연마 공정은 장시간(5시간 이상) 진행되며, 시간이 지남에 따라서 전해 연마조의 전해 연마액의 기포 발생 및 온도 상승 문제가 발생된다. 기포는 금속 테이프 표면의 전해 연마 특성을 저하시키고, 전해연마액의 온도가 높아지면 표면 스크래치를 제거하기 전에 피팅이 발생하게 된다.

본 발명의 목적은 전해 연마액에 발생되는 기포를 제거할 수 있는 금속 테이프의 전해 연마 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 전해 연마액의 온도 조절을 통해 양호한 전해 연마면을 얻을 수 있는 금속 테이프의 전해 연마 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 금속 테이프의 전해 연마 장치는 전해 연마액이 담겨진 전해 연마조; 상기 전해 연마조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재; 상기 전해 연마조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기 위한 초음파 발생부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전해 연마조는 전해 연마액이 수용되며 상기 전극부와 상기 초음파 발생부재가 설치되는 내조; 및 상기 내조의 외측에 위치되며, 전해 연마공정 중 상기 내조로부터 흘러 넘치는 전해 연마액을 수용하는 외조를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전해 연마액은 상기 외조로부터 배출되어 저장탱크로 회수된 후 다시 상기 내조로 재공급된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 금속 테이프의 전해 연마 장치는 상기 외조로부터 배출되는 전해 연마액을 상기 내조로 다시 재공급하기 위해 전해 연마액이 저장되는 저장탱크; 및 상기 저장탱크에서 상기 내조로 재공급될 전해 연마액의 온도를 낮추기 위한 온도 조절부재를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 온도 조절부재는 상기 저장탱크에 설치되며 외부로부터 냉각수를 제공받는 냉각수 순환라인을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전극부재는 금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되는 한 쌍의 음극부; 및 금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되되, 상기 음극부를 사이에 두고 양쪽에 배치되는 한 쌍의 제1,2양극부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전극부재는 음극부가 설치되는 음극전극 구간과; 상기 음극전극 구간을 사이에 두고 배치되는 그리고 제1,2양극부가 각각 설치되는 제1양극 구간과 제2양극 구간을 포함한다.

본 발명의 금속 테이프의 전해 연마 장치는 전해 연마액이 저장된 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 전해 연마액을 제공받는 내조와, 상기 내조 측면에 배치되어 상기 내조에서 넘치는 전해 연마액이 수용되는 외조로 이루어지는 전해 연마조; 상기 외조와 상기 저장탱크 그리고 상기 내조로 이루어지는 전해 연마액의 순환경로를 제공하는 순환라인과, 상기 순환라인 상에 배치되어 상기 저장탱크에 저장된 전 해 연마액을 상기 내조로 공급하는 펌프를 구비하는 순환부재; 상기 내조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재; 및 상기 내조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기 위한 초음파 발생부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 금속 테이프의 전해 연마 장치는 상기 저장탱크에서 상기 내조로 재공급될 전해 연마액의 온도를 낮추기 위해 상기 저장탱크에 설치되는 냉각수 순환라인을 더 포함하며, 상기 냉각수 순환라인은 상기 제1린스조 또는 상기 제2린스조에서 사용되는 순수를 제공받는다.

본 발명의 금속 테이프의 전해 연마 장치는 전해 연마를 위한 금속 테이프를 제공하는 권출부; 상기 권출부로부터 제공되는 금속 테이프 표면에 기름, 먼지 제거를 위한 전처리 세정부; 상기 전처리 세정부에서 세정 처리된 금속 테이프를 순수로 린스하는 제1린스부; 상기 제1린스부에서 린스 처리된 금속 테이프를 전해연마액으로 연마하는 전해 연마부; 상기 연마부에서 연마를 마친 금속 테이프의 표면에 묻어 있는 전해 연마액을 중화시키는 중화처리부; 상기 중화처리부에서 중화 처리된 금속 테이프를 순수로 린스하는 제2린스부; 및 상기 린스부에서 린스를 마친 금속 테이프가 감겨지는 권취부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전해 연마부는 전해 연마액이 담겨진 전해 연마조; 상기 전해 연마조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재; 상기 전해 연마조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기 위한 초음파 발생부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전해 연마부는 전해 연마액이 수용되며 상 기 전극부와 상기 초음파 발생부재가 설치되는 내조; 및 상기 내조의 외측에 위치되며, 전해 연마공정 중 상기 내조로부터 흘러 넘치는 전해 연마액을 수용하는 외조를 포함하는 전해 연마조; 상기 전해 연마조의 내조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재; 상기 외조로부터 배출되는 전해 연마액이 저장되는 저장탱크; 상기 외조와 상기 저장탱크 그리고 상기 내조로 이루어지는 전해 연마액의 순환경로를 제공하는 순환라인; 및 상기 저장탱크에서 상기 내조로 재공급될 전해 연마액의 온도를 낮추기 위한 온도 조절부재를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전처리 세정부는 알카리 용액을 이용하여 금속 테이프 표면을 세정한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전처리 세정부, 상기 제1린스부, 상기 전해 연마부, 상기 중화 처리부, 상기 제2린스부 사이에 설치되며, 금속 테이프의 표면에 있는 약액이나 물기를 제거하기 위해 고압의 에어를 분사하는 에어 나이프들을 더 포함한다.

본 발명의 금속 테이프의 전해 연마 방법은 권출부로부터 금속 테이프를 제공하는 로딩 단계; 금속테이프를 전해 연마액이 담긴 전해 연마조를 통과시키면서 금속 테이프의 표면을 처리하는 전해 연마 단계; 전해 연마 처리된 금속 테이프를 권취부에 감는 언로딩 단계를 포함하되; 상기 전해 연마 단계에서는 전해 연마과정에서 전해 연마액에 발생되는 기포를 제거하기 위해 전해 연마액에 초음파를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전해 연마 단계에서 전해 연마액은 저장탱 크로부터 상기 전해 연마조의 내조로 공급되고, 상기 전해 연마조의 내조로부터 넘치는 전해 연마액은 상기 전해 연마조의 외조로 제공되며, 상기 외조로 제공된 전해 연마액은 상기 저장탱크에 다시 회수된 후 상기 내조로 제공되는 순환방식으로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전해 연마단계에서 상기 저장탱크로 회수된 전해 연마액은 일정 온도 이하로 냉각되며, 상기 전해 연마액의 냉각은 상기 저장탱크에 설치된 냉각수 순환라인에 의해 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 금속 테이프의 전해 연마 방법은, 상기 전해 연마 단계 이전에 금속 테이프 표면에 기름, 먼지 제거를 위한 전처리 세정단계 및, 세정 처리된 금속 테이프를 순수로 린스하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 금속 테이프의 전해 연마 방법은, 상기 전해 연마 단계 이후에 금속 테이프 표면에 묻은 전해 연마액을 중화시키는 중화처리 단계 및 중화 처리된 금속 테이프를 순수로 린스하는 단계를 더 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거할 수 있다.

본 발명은 금속 테이프(모재)로부터 용출되는 금속이온을 효과적으로 교반시킴으로, 용출 이온이 다시 금속 테이프에 흡착되는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명은 전해 연마액의 온도 조절을 통해 양호한 전해 연마면을 얻을 수 있다.

본 발명은 내조에서의 교반 작용으로 국부적으로 발생하는 전해 연마액의 농도 불균형을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5를 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 테이프의 전해 연마 장치를 보여주는 평면 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 금속 테이프의 전해 연마 장치를 보여주는 측면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전해 연마 장치는 전해 연마 공정 순서에 따라서 일렬로 길게 금속 테이프가 이동하면서 전해연마가 가능한 릴투릴 방식의 연속 전해 연마 장치이다. 금속 테이프의 전해 연마 장치(10)는 권출부(100), 전처리 세정부(200), 제1린스부(300), 전해 연마부(400), 중화 처리부(500), 제2린스부(600), 건조부(700) 그리고 권취부(800)를 포함한다.

본 발명의 전해 연마 장치는 금속 테이프가 여러 처리부를 거치므로 인해 상호 오염에 의한 조성 및 전해 조건 변화를 야기할 수 있기 때문에, 각 처리부마다 질소가스 분사노즐을 설치하여 이웃하는 처리부의 성분에 의한 오염을 최대한 줄이 고자 하였다. 또한, 각각의 처리단계를 거칠 때마다 린스부를 두어 세척을 하게 된다.

권출부(100)에는 전해 연마를 위한 금속 테이프(20)가 피딩 릴(Feeding Reel)(110)에 감겨져 있으며, 권출부(100)로부터 인출된 금속 테이프(20)는 안내롤러(120)들을 거쳐 전처리 세정부(200)로 제공된다.

금속 테이프(20)는 바람직하게 피딩 릴(110)에 의해 제공된다. 피딩 릴(110)은 금속 테이프를 일정한 속도로 제공하는 연속 공급 릴이다. 피딩 릴(110)은 와인딩 릴(810)과 함께 장력을 조절함으로써 금속 테이프가 처지거나(장력이 지나치게 작은 경우), 금속 테이프가 신장(또는 파단) 되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 전해 연마를 위한 금속 테이프(20)는 표면에 묻어 있는 오염물질(특히 금속 표면에 있는 기름성분)은 전해 연마 특성을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 전해 연마부(400)로 진입하기 전에 전처리 세정단계(200)에서 금속 테이프 표면의 기름성분 등을 제거하게 된다.

전처리 세정부(200)에서는 금속 테이프(20)를 전해 연마 공정이 진행되는 전해 연마부(400)로 공급하기 전에 금속 테이프(20) 표면에 묻어 있는 기름성분 등을 제거하는 탈지 공정이 진행된다. 전처리 세정부(200)는 알카리 탈지액이 담겨져 있는 탈지 세정조(210)와, 탈지 세정조(210)로 알카리 탈지액을 순환 공급하는 탈지액 순환부재(220)를 포함한다. 탈지 세정조(210)는 내조(212)와 외조(214)로 이루어지고, 내조(212)에는 금속 테이프 표면에 묻은 기름성분을 신속하게 제거하기 위해 초음파 발생장치(230)가 설치된다. 전처리 세정부(200)에서의 알카리 탈지액 흐 름은, 우선 내조(212)로부터 넘치는 알카리 탈지액은 외조(214)로 모이고, 외조(214)에서 모아진 알카리 탈지액은 탈지액 순환부재(220)의 저장탱크(222)로 제공된다. 저장탱크(222)에 저장된 알카리 탈지액은 순환펌프(224)에 의해 순환라인(226)을 통해 내조(212)로 제공급된다. 금속 테이프(20)는 알카리 세정조(210)의 측벽에 형성된 출입구(218)를 통해 알카리 탈지액에 담가진 후 반대편 측벽에 형성된 출입구(218)를 통해 빠져나가게 되며, 이 과정에서 표면에 묻은 기름성분이 알카리 탈지액에 의해 제거된다.

전처리 세정부(200)에서 탈지 과정을 마친 금속 테이프(20)는 제1린스부(300)로 제공된다. 제1린스부(300)에서는 금속 테이프를 세척하는 공정이 진행된다. 참고로, 전처리 세정부(200)와 제1린스부(300) 사이에는 질소가스 분사 노즐(900)이 배치된다. 질소가스 분사노즐(900)은 금속 테이프(20) 표면으로 질소가스를 분사하여 표면에 묻어 있는 알카리 탈지액을 제거한다. 즉, 질소가스 분사 노즐(900)의 설치 목적은 이웃한 전처리 세정부(200)의 알카리 탈지액에 의한 제1린스부(300)의 순수 오염(조성 및 전해 조건 변화)을 최대한 줄이기 위한 것이라 할 수 있다. 도 1 및 도 2에서와 같이, 질소가스 분사노즐(900)은 이곳뿐만 아니라, 제1린스부(300)와 전해 연마부(400) 사이, 전해 연마부(400)와 중화 처리부(500) 사이, 중화 처리부(500)와 제2린스부(600) 사이, 제2린스부(600)와 건조부(700) 사이 마지막으로 건조부(700)와 권취부(500) 사이에 각각 설치되어 있음을 알 수 있다.

제1린스부(300)는 순수가 담겨져 있는 순수 세정조(310), 순수 세정조(310) 로 순수를 순환 공급하는 순수 순환부재(320)를 포함한다. 순수 세정조(310)는 내조(312)와 외조(314)로 이루어진다. 제1린스부(300)에서의 순수 흐름은 전처리 세정부(200)에서 언급한 것처럼, 우선 내조(312)로부터 넘치는 순수는 외조(314)로 모이고, 외조(314)에서 모아진 순수는 순수 순환부재(320)의 저장탱크(322)로 제공된다. 저장탱크(322)에 저장된 순수는 순환펌프(324)에 의해 순환라인(326)을 통해 내조(312)로 제공급된다. 마찬가지로, 금속 테이프(20)는 순수 세정조(310)의 측벽에 형성된 출입구(318)를 통해 순수에 담가진 후 반대편 측벽에 형성된 출입구(318)를 통해 빠져나가게 되며, 이 과정에서 금속 테이프 표면이 세척된다. 제1린스부(300)에서 린스처리된 금속 테이프는 전해 연마부(400)로 제공된다.

한편, 제2린스부(600)는 중화 처리부(500)에서 중화처리를 마친 금속 테이프를 세척하기 위한 것으로, 제1린스부(300)와 동일한 구성으로 이루어진다. 즉,제2린스부(600)는 순수가 담겨져 있는 순수 세정조(610), 순수 세정조(610)로 순수를 순환 공급하는 순수 순환부재(620)를 포함하며, 구체적은 구성들과 기능은 앞에서 언급한 제1린스부와 동일하기 때문에 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 전해 연마부의 평면도이며, 도 4는 전해 연마부의 측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전해 연마부(400)에서는 금속 이온을 용출시킴으로써 금속 테이프 표면에 뛰어난 세정, 광택, 내식성을 부여하고 표면 거칠기를 수 nm 이하의 매끄러운 표면을 만들게 된다. 특히, 본 발명에서와 같이 긴 선재 형태인 금속 테이프(20)를 전해 연마할 경우 Reel-to-Reel 방법으로 권선하면서 비접촉 방법인 이극(bipolar)법을 이용하게 된다. 이때, 전해연마되는 부분은 음극전극이 배치된 음극부(음극전극 구간)에서 일어난다. 즉, 전류가 양극을 통해 금속 테이프를 지나 음극으로 흐르므로 음극전극 구간의 금속은 상대적으로 저전위를 형성하여 전해연마가 일어난다. 이러한 방식은 금속 테이프가 전극에 직접 접촉하지 않으므로 깨끗한 제품을 얻을 수 있다.

전해 연마에 사용되는 전극용 재료는 매우 다양하게 채택할 수 있으며, 특히 양극 재료의 경우 대전류가 인가되므로 인해 부식이 심각하게 진행될 수 있기 때문에 양극 재료는 비교적 저렴하면서 내식성이 우수한 전극 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 음극 전극의 경우 저렴한 그라파이터 판재를 이용하고, 양극 전극의 경우 경제성을 고려하여 백금 도금을 한 티타늄 판재가 사용될 수 있다.

전해 연마부(400)는 전해 연마액이 채워지는 전해 연마조(410), 전극부재(430), 초음파 발생장치(440), 전해 연마조(410)로 전해 연마액을 순환 공급하는 순환부재(420) 그리고 온도 조절부재(460)를 포함한다.

전해 연마조(410)는 내조(412)와 외조(414)로 이루어지고, 내조(412)에는 전극부재(430)가 설치되고, 그 아래에는 초음파 발생장치(440)가 설치된다. 초음파 발생장치(440)에서 발생되는 초음파는 공동화 현상(Cavitation effect)으로 인한 기포의 진동에 따른 micro agitation(작은 교반) 작용과, 기포의 제거(파괴) 효과를 기대할 수 있다. 일반적으로, 전해 연마 과정에서 발생되는 기포가 금속 테이프의 표면에 흡착되면 국부적으로 전해 연마가 되지 않으며, 또한 금속 테이프 표면에 흡착된 기포위에 전해 연마과정에서 용출되는 금속 이온(입자)가 코팅되면서 전 해 연마 특성을 저하시키게 된다. 따라서, 전해 연마 특성을 향상시키기 위해서는 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 얼마나 효과적으로 제거하느냐에 달려있다. 즉, 본 발명에 따른 전해 연마부(400)는 초음파 발생장치(440)를 이용하여 전해 연마 과정에서 발생하는 기포의 누적 현상을 억제할 수 있다. 또한, micro agitation(작은 교반) 작용으로 전해 연마 작용이 일어날 때, 금속 테이프(모재)로부터 용출되는 금속이온을 효과적으로 교반시킴으로, 용출 이온이 다시 금속 테이프에 흡착되는 현상을 방지할 수 있다. 부가적으로는, 내조(412)에서의 교반 작용으로 국부적으로 발생하는 전해 연마액의 농도 불균형을 방지할 수 있다. 그러나, 이러한 초음파 작용으로 시간에 따른 전해 연마액의 온도 상승이 발생된다. 이러한 문제는 온도 조절부재(460)에 의해 해결될 수 있다.

전극부재(430)는 이극(bipolar) 방식으로 금속 테이프(20)가 통과하는 이동 경로를 사이에 두고 서로 마주보고 설치되는 한 쌍의 음극부(432)(음극전극 구간)와, 음극부(432)의 양쪽에 배치되는 제1,2양극부(434,436)를 포함한다. 제1,2양극부(434,436)는 음극부(432)처럼 금속 테이프(20)를 사이에 두고 서로 마주보도록 한 쌍의 전극으로 이루어진다.

순환부재(420)는 전해 연마액이 채워져 있는 저장탱크(422)와, 저장탱크(422)에 채워져 있는 전해 연마액을 내조로 재공급하기 위한 순환펌프(424); 외조(414)와 저장탱크(422) 그리고 내조(412)로 이루어지는 전해 연마액의 순환경로를 제공하는 순환라인(426), 그리고 순환라인에 설치되는 필터(427) 등을 포함한 다.

전해 연마부(400)에서의 전해 연마액 흐름은, 우선 내조(412)로부터 넘치는 전해 연마액은 외조(414)로 모이고, 외조(414)에서 모아진 전해 연마액은 순환부재(420)의 저장탱크(422)로 제공된다. 저장탱크(422)에 저장된 전해 연마액은 순환펌프(424)에 의해 순환라인(426)을 통해 내조(412)로 재공급된다. 금속 테이프(20)는 전해 연마조(410)의 측벽에 형성된 출입구(418)를 통해 전해 연마액에 담가진 후 반대편 측벽에 형성된 출입구(418)를 통해 빠져나가게 되며, 이 과정에서 금속 테이프의 표면은 전해 연마 처리된다. 내조(412)에 담겨진 전해 연마액의 일부는 금속 테이프(20)가 통과하는 출입구(418)를 통해 빠져나가게 되지만, 내조로부터 유출되는(넘치는) 양만큼 순환부재(420)에 의해 채워지게 됨으로써 내조(412)의 수위는 금속 테이프가 잠길 수 있는 정도로 유지될 수 있다.

본 실시예에서는 금속 테이프(20)가 전해 연마조의 측벽에 형성된 출입구(418)를 통과해서 전해 연마액에 담가 지게 되는 것으로 설명하고 도시하였으나, 가이드 롤러들을 배치하여 금속 테이프(20)가 내조에 담가 지도록 이송 경로를 변경하는 방식으로도 구성할 수 있다.

온도 조절부재(460)는 제1린스부의 순수를 사용하여 저장탱크에 저장되어 있는 전해 연마액의 온도를 낮추기 위한 것이다. 즉, 온도 조절부재(460)는 저장탱크(422)에 제공되는 냉각수 순환라인(462)과, 제1린스부(300)의 순환라인(326)으로부터 분기되는 냉각수 공급라인(464) 및 냉각수 배출라인(466)을 포함한다. 여기서 냉각수 순환라인(462)은 저장탱크(422)의 내부에 설치되어 전해 연마액의 온도를 직접 낮추거나 또는 저장탱크(422)의 측벽에 설치되어 전해 연마액의 온도를 간접적으로 낮추게 된다. 이렇게, 저장탱크(422)에 저장되어 있는 전해 연마액은 온도 조절부재(460)에 의해 30도의 온도를 유지하게 된다.

전해 연마부(400)에서 전해 연마를 마친 금속 테이프(20)는 중화 처리부로 제공된다.

중화 처리부(500)에서는 전해 연마 공정을 마친 금속 테이프 표면에 묻어 있는 전해 연마액을 중화시키기 위한 중화 처리가 이루어진다. 중화 처리부(500)에서는 알카리 중화액을 사용한다. 중화 처리부(500)는 알카리 중화액이 담겨져 있는 중화조(510)와, 중화조(510)로 알카리 중화액을 순환 공급하는 중화액 순환부재(520)를 포함한다. 중화조(510)는 내조(512)와 외조(514)로 이루어진다. 중화 처리부(500)에서의 알카리 중화액 흐름은, 우선 내조(512)로부터 넘치는 알카리 중화액은 외조(514)로 모이고, 외조(514)에서 모아진 알카리 중화액은 중화액 순환부재(520)의 저장탱크(522)로 제공된다. 저장탱크(522)에 저장된 알카리 중화액은 순환펌프(524)에 의해 순환라인(526)을 통해 내조(512)로 재공급된다. 금속 테이프(20)는 중화조(510)의 측벽에 형성된 출입구(518)를 통해 알카리 중화액에 담가진 후 반대편 측벽에 형성된 출입구(518)를 통해 빠져나가게 되며, 이 과정에서 표면에 묻은 전해 연마액이 중화처리된다. 중화처리를 마친 금속 테이프는 제2린스조(600)에서 세척된 후 건조부(700)에서 건조처리된다. 건조부(700)에서는 고온의 에어(질소가스)를 분사하여 금속 테이프에 묻은 물기를 제거하게 된다. 물론, 건조 부(700)에서의 건조 방식은 열원을 이용한 건조 방식 등이 다양하게 적용될 수 있다.

이렇게 건조부(700)에 의해 물기가 제거된 금속 테이프(20)는 귄취부(800)로 제공된다.

권취부(800)에는 전해 연마를 마친 금속 테이프(20)는 감겨지는 와인딩 릴(Winding reel;810)과, 금속 테이프를 와인딩 릴로 안내하는 안내롤러(820)들을 포함한다.

도 5는 금속 테이프의 전해 연마 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

상술한 구성을 갖는 금속 테이프의 전해 연마 장치에서의 전해 연마 공정은 다음과 같이 이루어진다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 금속 테이프의 전해 연마는 크게 로딩단계(s100), 전처리 세정(탈지)단계(s200), 제1린스단계(s300), 전해 연마단계(s400), 중화 단계(s500), 제2린스단계(s600), 건조 단계(s700) 그리고 언로딩 단계(s800)로 이루어진다.

금속 테이프(20)는 권출부(100)의 피딩 릴(110)로부터 인출되어 전처리 세정부(탈지부)(200)로 제공된다. 전처리 세정단계(s200)에서는 알카리 탈지액을 이용하여 금속 테이프 표면에 기름 성분을 제거하고, 제1린스 단계(s300)에서 금속 테이프를 세척하는 과정을 거치게 된다. 그리고 세척된 금속 테이프는 전해 연마부로 제공되어 전해 연마액에 담겨져서 전해 연마처리된다(s400). 전해 연마 과정은 초 음파를 이용하여 기포를 제거하면서 진행된다. 또한, 전해 연마액의 온도 상승은 순환부재(420)의 저장탱크(422)를 냉각하는 온도 조절부재(460)에 의해 억제된다. 이렇게 전해 연마 단계를 마친 금속 테이프는 중화 처리부에서 중화처리 된 후(s500), 제2린스조에서 세척되고(s600), 건조부(700)에서 건조 과정(s700)을 순차적으로 거치게 된다. 이렇게 표면 건조까지 마친 금속 테이프는 권취부의 와인딩 릴에 감겨진다.(언로딩 단계,s800)

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금속 테이프의 전해 연마 장치를 보여주는 평면 구성도이다.

도 2는 도 1에 도시된 금속 테이프의 전해 연마 장치를 보여주는 측면 구성도이다.

도 3은 전해 연마부의 평면도이다.

도 4는 전해 연마부의 측면도이다.

도 5는 금속 테이프의 전해 연마 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 권출부

200 : 전처리 세정부

300 : 제1린스부

400 : 전해 연마부

500 : 중화 처리부

600 :제2린스부

700 : 건조부

800 : 권취부

Claims (19)

1. 삭제
2. 금속 테이프의 전해 연마 장치에 있어서 :

   전해 연마액이 담겨진 전해 연마조;

   상기 전해 연마조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재를 포함하되;

   상기 전해 연마조는

   전해 연마액이 수용되며 상기 전극부재가 설치되는 내조; 및

   상기 내조의 외측에 위치되며, 전해 연마공정 중 상기 내조로부터 흘러 넘치는 전해 연마액을 수용하는 외조를 포함하고,

   상기 전극부재는

   금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되는 한쌍의 음극부; 및

   금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되되, 상기 음극부를 사이에 두고 양쪽에 배치되는 한 쌍의 제1,2양극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
3. 제2항에 있어서:

   상기 전해 연마액은 상기 외조로부터 배출되어 저장탱크로 회수된 후 다시 상기 내조로 재공급되는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
4. 제2항에 있어서:

   상기 금속 테이프의 전해 연마 장치는

   상기 외조로부터 배출되는 전해 연마액을 상기 내조로 다시 재공급하기 위해 전해 연마액이 저장되는 저장탱크; 및

   상기 저장탱크에서 상기 내조로 재공급될 전해 연마액의 온도를 낮추기 위한 온도 조절부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
5. 제4항에 있어서:

   상기 온도 조절부재는

   상기 저장탱크에 설치되며 외부로부터 냉각수를 제공받는 냉각수 순환라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
6. 금속 테이프의 전해 연마 장치에 있어서 :

   전해 연마액이 담겨진 전해 연마조;

   상기 전해 연마조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재;

   상기 전해 연마조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기위한 초음파 발생부재를 포함하되;

   상기 전극부재는

   금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되는 한쌍의 음극부; 및

   금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되되, 상기 음극부를 사이에 두고 양쪽에 배치되는 한 쌍의 제1,2양극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
7. 금속 테이프의 전해 연마 장치에 있어서 :

   전해 연마액이 담겨진 전해 연마조;

   상기 전해 연마조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재;

   상기 전해 연마조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기위한 초음파 발생부재를 포함하되;

   상기 전극부재는

   음극부가 설치되는 음극전극 구간과;

   상기 음극전극 구간을 사이에 두고 배치되는 그리고 제1,2양극부가 각각 설치되는 제1양극 구간과 제2양극 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
8. 전해 연마액이 저장된 저장탱크;

   상기 저장탱크로부터 전해 연마액을 제공받는 내조와, 상기 내조 측면에 배치되어 상기 내조에서 넘치는 전해 연마액이 수용되는 외조로 이루어지는 전해 연마조;

   상기 외조와 상기 저장탱크 그리고 상기 내조로 이루어지는 전해 연마액의 순환경로를 제공하는 순환라인과, 상기 순환라인 상에 배치되어 상기 저장탱크에 저장된 전해 연마액을 상기 내조로 공급하는 펌프를 구비하는 순환부재;

   상기 내조에 설치되는 음극과 양극을 갖는 전극부재; 및

   상기 내조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기 위한 초음파 발생부재를 포함하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
9. 제8항에 있어서:

   상기 금속 테이프의 전해 연마 장치는

   상기 저장탱크에서 상기 내조로 재공급될 전해 연마액의 온도를 낮추기 위해 상기 저장탱크에 설치되는 냉각수 순환라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
10. 금속 테이프의 전해 연마 장치에 있어서:

    전해 연마를 위한 금속 테이프를 제공하는 권출부;

    상기 권출부로부터 제공되는 금속 테이프 표면에 기름, 먼지 제거를 위한 전처리 세정부;

    상기 전처리 세정부에서 세정 처리된 금속 테이프를 순수로 린스하는 제1린스부;

    상기 제1린스부에서 린스 처리된 금속 테이프를 전해연마액으로 연마하는 전해 연마부;

    상기 연마부에서 연마를 마친 금속 테이프의 표면에 묻어 있는 전해 연마액을 중화시키는 중화처리부;

    상기 중화처리부에서 중화 처리된 금속 테이프를 순수로 린스하는 제2린스부; 및

    상기 제2린스부에서 린스를 마친 금속 테이프가 감겨지는 권취부를 포함하되;

    상기 전해 연마부는

    전해 연마액이 담겨진 전해 연마조; 및

    상기 전해 연마조에 설치되고 금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되는 한쌍의 음극부; 및 금속 테이프가 통과하는 이동경로를 사이에 두고 서로 마주보면 설치되되, 상기 음극부를 사이에 두고 양쪽에 배치되는 한 쌍의 제1,2양극부를 갖는 전극부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
11. 제10항에 있어서:

    상기 전해 연마부는

    상기 전해 연마조에 설치되며, 전해 연마과정에서 발생되는 기포를 제거하기위한 초음파 발생부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
12. 제10항에 있어서:

    상기 전해 연마조는

    전해 연마액이 수용되는 내조; 및 상기 내조의 외측에 위치되며, 전해 연마공정 중 상기 내조로부터 흘러 넘치는 전해 연마액을 수용하는 외조를 포함하며,

    상기 전해 연마부는

    상기 외조로부터 배출되는 전해 연마액이 저장되는 저장탱크;

    상기 외조와 상기 저장탱크 그리고 상기 내조로 이루어지는 전해 연마액의 순환경로를 제공하는 순환라인; 및

    상기 저장탱크에서 상기 내조로 재공급될 전해 연마액의 온도를 낮추기 위한 온도 조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서:

    상기 전처리 세정부는 알카리 용액을 이용하여 금속 테이프 표면을 세정하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서:

    상기 전처리 세정부, 상기 제1린스부, 상기 전해 연마부, 상기 중화 처리부, 상기 제2린스부 사이에 설치되며, 금속 테이프의 표면에 있는 약액이나 물기를 제거하기 위해 고압의 에어를 분사하는 에어 나이프들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 테이프의 전해 연마 장치.
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