KR101220552B1 - 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정의 폭에서 균일한 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여,통과하는 스트립의 일면 혹은 양면에서 스트립의 폭방향과 평행하게 배치되어 통과하는 스트립에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 발생 장치; 상기 플라즈마 발생장치의 플라즈마 발생면에 대향하는 위치에 배치되며, 스트립을 굴곡시켜 플라즈마가 조사되는 스트립에 장력을 부가하는 장력 부가롤; 및 상기 장력 부가롤 및 상기 플라즈마 발생장치와 연결되며, 상기 장력 부가롤 및 상기 대기압 플라즈마 발생장치를 스트립의 진행 방향에 수직하게 이동시키는 구동 수단을 포함하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기를 제공한다.

Description

플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기{Apparatus For Cleaning With Plasma Device}

본 발명은 대기압 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생장치 및 이를 이용하여 스트립을 탈지하는 탈지기에 대한 것으로, 구체적으로는 소정의 폭으로 균일하게 대기압 플라즈마를 발생시키는 대기압 플라즈마 발생장치와 이를 이용하여 소정의 폭을 가지는 스트립을 탈지시키는 탈지기에 대한 것이다.

플라즈마 상태의 높은 반응성을 이용하여 금속이나 고분자 등을 표면 처리하는 기술은 잘 알려져 있다. 플라즈마는 진공 또는 대기압에서 발생될 수 있으며, 그 온도에 따라 평균온도가 수만 도에 달하고 이온화 정도가 높은 고온 플라즈마와 평균온도가 상온보다 약간 높고 이온화 정도가 미약한 저온 플라즈마로 구분된다.

기체가 큰 에너지를 받으면 상태전이와는 다른 이온화된 입자들이 만들어 지게 되며 이때 양이온과 음이온의 총전하수는 거의 같아진다. 이러한 상태가 전기적으로 중성을 띄는 플라즈마 상태이다. 이러한 플라즈마를 이용하면, 소재의 표면을 클리닝하거나 소재의 표면을 개질할 수 있다.

플라즈마 발생장치로는 진공 플라즈마 발생장치와 대기압 플라즈마 발생장치가 있으나, 진공 플라즈마 발생장치는 진공상태를 만들기 위한 장비 및 장소의 제약이 있어 근래에는 대기압 플라즈마 발생장치를 사용하고 있다.

한편, 스트립은 냉각 압연을 거치면서, 압엽유, 철분 및 금속이온이 스트립 표면에 묻어있으며, 이는 후의 도금과정에서 도금 불량으로 이어질 수 있다. 따라서, 스트립을 탈지하는 공정이 필수적이며, 도 1 에는 종래의 탈지 공정이 도시되어 있다.

도 1 에서 보이듯이, 탈지 공저(105)은 수산화나트륨 용액과 같은 알카리 탱트(101)에 담궈졌다 빠져나온 후 브러쉬(104)로 표면의 이물질을 제거한 후 재차 알카리 탱크(102)에 담궈진 후 다시 브러쉬(104)를 거친다. 2중의 알카리 탱크(101, 102) 및 브러쉬(104)를 거친 스트립은 린스 및 드라이 처리(103)된 후 소둔 공정(106)으로 투입된다.

이러한, 탈지 공정에서 상술한 플라즈마를 적용할려는 시도가 있어왔다.

도 2a 에는 이러한 종래의 플라즈마 발생장치가 도시되어 있다. 도 2a에서는 단면이 원형인 캐소드 전극(201) 및 이를 둘러싼 애노드 전극(202)이 모재(S)에 상단에 배치된다. 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극(202, 201)은 전원(203, 204)에 연결되어 대전되며, 애노드 전극(202)과 캐소드 전극(201) 사이로 피딩 가스가 공급되며, 플라즈마가 모재(S)에 조사된다.

하지만, 광폭의 스트립(S) 표면에 압엽유를 제거하기 위하여 위와 같은 원형의 애노드 전극(201)을 사용하는 경우에 폭방향으로 배열해야하는 플라즈마 발생장치가 많아지며, 그에 따라서 유지 및 보수 비용이 증가된다는 문제점이 있다.

다르게는 도 2b 에서와 같이, 슬릿형의 애노드 전극(211)과 이 애노드 전극(211)을 감싸는 캐소드 전극(212)을 생각해 볼 수 있다. 하지만, 이와 같은 슬릿형 캐소드 전극(211)의 경우 플라즈마 발생장치 제조 공차상 캐소드 전극(212)의 내벽과 애노드 전극(211) 사이의 간극이 슬릿 전체에 걸쳐서 완벽하게 균일하게 유지되는 것을 불가능하다.

따라서, 조금이라도 간격이 좁은 곳에만 플라즈마가 발생하여, 스트립 폭 전체에 균일한 플라즈마를 조사하지 못한다는 문제점이 있다.

이에, 균일한 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생장치 및 이 플라즈마 발생장치를 활용한 탈지 공정에 대한 요구가 있다.

본 발명은 소정의 폭에서 균일한 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 광폭의 스트립에 많은 비용 및 관리가 필요하지 않으면서도 대기압 플라즈마 발생장치로 탈지를 하는 탈지기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 플라즈마가 제공되는 스트립의 표면적 굴곡에도 대기압 플라즈마 발생장치와 스트립이 부딪힐 염려가 없는 탈지기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 대기압 플라즈마 발생장치 및 탈지기를 제공한다.

본 발명은 통과하는 스트립의 일면 혹은 양면에서 스트립의 폭방향과 평행하게 배치되어 통과하는 스트립에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 발생 장치; 상기 플라즈마 발생장치의 플라즈마 발생면에 대향하는 위치에 배치되며, 스트립을 굴곡시켜 플라즈마가 조사되는 스트립에 장력을 부가하는 장력 부가롤; 및 상기 장력 부가롤 및 상기 플라즈마 발생장치와 연결되며, 상기 장력 부가롤 및 상기 대기압 플라즈마 발생장치를 스트립의 진행 방향에 수직하게 이동시키는 구동 수단을 포함하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기를 제공한다.

이 때, 상기 플라즈마 발생장치는 대기압 플라즈마 발생장치이며, 상기 플라즈마 발생장치는 플라즈마 본체; 상기 본체에 연결되며, 플라즈마 제공측으로 연장된 다수의 돌출부를 포함하는 슬릿형 애노드; 상기 본체에 연결되며, 상기 애노드를 중심으로 상기 애노드의 양 면에 대향하며, 상기 애노드 양면으로부터 이격하여 배치되는 캐소드; 및 상기 캐소드와 애노드에 연결되어 전원을 공급하는 전원부;를 포함할 수 있다.

또, 상기 전원부는 상기 캐소드와 애노드에 마이크로 웨이브를 공급할 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 발생장치 복수 개가 플라즈마 발생부를 구성하며, 상기 플라즈마 발생장치는 상기 플라즈마 발생부에서 평행한 복수 열에 격자상으로 배열될 수 있다.

나아가, 상기 장력 부가롤은 복수 개가 스트립 진행방향으로 나란히 배치되어, 통과하는 스트립을 이웃하는 장렬 부가롤과 다른 방향으로 굴곡시키며, 상기 플라즈마 발생부는 플라즈마를 굴곡되는 스트립 정상면에 조사할 수 있다.

본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 소정의 폭에서 균일한 플라즈마를 제공하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 광폭의 스트립에 많은 비용 및 관리가 필요하지 않으면서도 대기압 플라즈마 발생장치로 탈지를 하는 탈지기를 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은 플라즈마가 제공되는 스트립의 표면적 굴곡에도 대기압 플라즈마 발생장치와 스트립이 부딪힐 염려가 없는 탈지기를 제공할 수 있다.

도 1 은 종래의 탈지 공정의 개략도이다.
도 2a 는 종래의 플라즈마 발생장치이며, 도 2b 는 종래의 플라즈마 발생장치의 다른 예이다
도 3 은 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치의 개략도 및 플라즈마 발생장치의 애노드의 부분 확대도이다.
도 4 는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치가 배열된 플라즈마 발생부의 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생부가 장력 부가롤과 함께 배치된 탈지기의 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 탈지기를 개략적으로 도시한 도면으로, 도 6a 에는 제 1 실시예가 도 6b 에는 제 2 실시예가 도시되어 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

동일한 구성에 대하여는 동일한 도면 부호를 사용하도록 한다.

도 3 에는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치가 도시되어 있다. 대기압 플라즈마 발생장치(300)는 본체(310)에 애노드(311)와 이 애노드(311)의 양면에 배치되어 애노드(311)로부터 소정 간극으로 떨어져있는 캐소드(320) 및 이들에 전원을 공급하는 전원부(330, 331)로 구성된다.

또한, 상기 본체(310)에서 애노드(311)와 캐소드(320) 사이로 피딩 가스를 공급하는 가스 공급부(미도시)가 내부에 배치된다. 대기압 플라즈마 발생 원리 및 기본 구성은 종래의 대기압 플라즈마 장치와 동일하므로, 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치(300)에서 애노드(311)은 전체적으로 빗살형상의 실릿으로 형성된다. 즉, 애노드(311)는 슬릿형 본체(314)와 상기 슬리형 본체에 형성된 돌기부(312)로 이루어지며, 돌기부(312)의 끝은 모아지는 경사부(313)으로 형성된다. 돌기부(312)는 단면이 직사각형, 정사각형, 원형 혹은 다각형 등 다향한 형상으로 구성될 수 있다.

이는 애노드(311)와 캐소드(320)는 대기압 플라즈마 발생장치(300)로 제조되 면서, 제조 공차상 둘 사이의 간극이 100% 일정하게 형성할 수는 없다. 따라서, 본 발명에서는 애노드(311)는 중간에 홈(315)을 형성하여, 각 애노드(311)의 돌기부(312)와 캐소드(320)의 간극이 제일 좁은 곳에서 플라즈마가 발생되도록 하였다.

이렇게, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치(300)에서는 다수의 돌기부(312)가 구비되어 있으므로, 각 돌기부(312)에서 플라즈마가 발생되므로, 슬릿형 본체의 폭에 따라서 전체적으로 고른 플라즈마를 조사할 수 있다.

특히, 본 발명은 소정의 폭을 가지는 모재(예를 들면, 스트립)에 특히 적합한데, 왜냐하면, 소정의 폭을 가지는 경우에, 원형보다 적은 수의 배치로도 균일한 플라즈마 조사가 가능하기 때문에다.

또한, 본 발명에서는 전원(330, 331)으로서 DC, AC, RF, 마이크로 웨이브등 다양한 전원으로 플라즈마를 발생시킬 수 있는데, 플라즈마는 DC, AC, RF, 마이크로 웨이브 순으로 발생량이 증가하며, 전원 소모량의 경우 마이크로 웨이브, RF, AC, DC 순으로 전원 소모량이 적다. 따라서, 플라즈마의 전원부(330, 331)에서는 마이크로 웨이브를 사용하는 것이 플라즈마 발생량은 많으면서 전원 소모량은 적어서 바람직하다.

도 4 에는 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치(300) 복수 개 배열된 플라즈마 발생부(400)으로 스트립(S)을 탈지하는 모습이 도시되어 있다.

도 4 에서 보이듯이, 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치(300)의 경우 슬릿형 본체(314)를 포함하고 있으므로, 대기압 플라즈마 발생장치(300)는 스트립(S)의 폭에 평행하게 배치되는 것이 스트립(S)의 넓은 면적에 플라즈마를 조사할 수 있어서 바람직하다.

또한, 대기압 플라즈마 발생장치(300)를 스트립(S)의 폭과 동일하게 형성하는 것은 제조상 곤란하므로, 소정의 폭을 가지는 대기압 플라즈마 발생장치(300)를 평행하게 나란히 복수의 열로 배열하여, 스트립(S)의 전체 폭에 걸쳐서 플라즈마를 조사하게 한다.

대기압 플라즈마 발생장치(300)가 배치되는 곳과 배치되지 않는 곳이 격자 형상을 형성하는 것이, 플라즈마를 중복적으로 조사하지 않을 뿐만 아니라, 대기압 플라즈마 발생장치(300)에 바로 이웃하는 곳에는 다른 대기압 플라즈마 발생장치(300)가 배치되지 않아서, 플라즈마 발생부(400)를 구성하는데 바람직하다.

즉, 한 열(L1) 과 다른 열(L2)에 배치되는 대기압 플라즈마 발생장치(300)의 위치를 서로 다르게 하여, 한 열(L1)이 다른 열(L2)를 보완하는 형식으로 배치되는 것이 바람직하다.

도 5 에는 본 발명의 플라즈마 발생부(400) 또는 대기압 플라즈마 발생장치(300)가 스트립(S)의 굴곡에도 스트립(S)과 충돌을 피하기 위하여 스트립(S)에 장력을 부가하는 탈지기(500)의 모습이 도시되어 있다.

도 5 에서 보이듯이, 탈지기(500)에서는 플라즈마 발생부(400) 또는 대기압 플라즈마 발생장치(300)의 플라즈마가 조사되는 플라즈마 발생면에 장력 부가롤(350)이 배치된다.

이러한 장력 부가롤(350)은 통과하는 스트립(S)을 굴곡시켜서 스트립(S)에 장력을 부가한다. 특히, 본 발명의 탈지기(500)는 장력 부가롤(350) 및 플라즈마 발생부(400) 혹은 대기압 플라즈마 발생장치(300)에 연결되어 장력 부가롤(350)을 스트립(S)의 진행방향에 대하여 수직한 방향으로 이동시킬 수 있는 구동 수단(351), 예를 들면 유압 피스톤을 구비한다.

장력 부가롤(350)이 구동 수단(351)에 의하여 이동되는 경우, 상기 구동 수단(351)은 상기 플라즈마 발생부(400) 혹은 대기압 플라즈마 발생장치(300)를 함께 이동시킨다. 따라서, 플라즈마 발생부(400) 혹은 대기압 플라즈마 발생장치(300)와 스트립(S) 사이의 간격은 일정하게 유지되면서, 상기 장력 부가롤(350)을 통과하는 스트립(S)에 장력을 부가하는 것이 가능하다.

장력 부가롤(350)에 의해서 스트립(S)이 굴곡지는 정상부에 플라즈마 발생부(400) 혹은 대기압 플라즈마 발생장치(300)의 플라즈마 조사면이 위치되게 하는 것이 바람직히다. 이는 장력 부가롤(350)에 의해 부가된 장력에 의해서 스트립(S)이 굴곡지는 정상부에서 스트립(S)의 굴곡이 없게 되기 때문이다.

또한, 장력 부가롤(350)은 복수 개가 나란히 배열될 수 있으며, 이웃하는 장력 부가롤(350)과는 다른 방향으로 스트립(S)을 굴곡시키는 것이 바람직히다. 즉, 스트립(S)이 위아래로 번갈아서 굴곡지게 하는 것이 바람직히다. 이와 같이 장력 부가롤(350)이 배치됨으로써, 스트립(S)에 걸리는 장력으로 인하여, 스트립(S)의 굴곡이 제거될 수 있다.

도 6 에는 본 발명의 탈지기가 배치된 탈지 공정의 제 1 실시예(도 6a 참조) 및 제 2 실시예(도 6b 참조)가 도시되어 있다.

제 1 실시예에서 스트립(S)은 용접기(401)에서 전 후 스트립(S)과 용접되며, 용접으로 연결된 스트립(S)은 압연기(402)에 투입되어 압연 공정을 거치게 된다.

압연 공정을 통과하면서, 압연유에 오염된 스트립(S)은 탈지기(500)에 투입된다. 탈지기(500)에서는 장력 부가롤(350)과 대기압 플라즈마 발생장치(300) 또는 플라즈마 발생부(400)에 의해서 스트리(S)의 양면이 탈지된다.

탈지가 끝난 스트립(S)은 린스(403) 및 드라이(404)를 거친 후 소둔(405) 공정으로 투입된다. 스트립(S)은 소둔(405) 공정이 끝난 후 권취되거나, 아연 도금등의 후공정으로 이어질 수도 있다.

다르게는, 제 2 실시예와 같이 스트립(S)은 용접기(401)에서 전 후 스트립(S)과 용접되며, 용접으로 연결된 스트립(S)은 압연기(402)에 투입되어 압연 공정을 거치게 된다.

압연 공정을 통과하면서, 압연유에 오염된 스트립(S)은 린스(403) 및 드라이(404)를 거치게 되며, 린스(403) 및 드라이(404)를 거친 스트립(S)은 탈지기(500)에 투입된다. 탈지기(500)에서는 장력 부가롤(350)과 대기압 플라즈마 발생장치(300) 또는 플라즈마 발생부(400)에 의해서 스트립(S)의 양면이 탈지된다.

탈지가 끝난 스트립(S)은 소둔(405) 공정으로 투입된다. 소둔(405) 공정이 끝난 후 권취되거나, 아연 도금 등의 후공정으로 이어질 수도 있다.

이상에서는 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니면 본 발명의 사상의 범위 내에서 다르게 변형되어 사용될 수 있음은 물론이다.

300: 대기압 플라즈마 발생장치 310: 본체
311: 애노드 312: 돌기부
314: 본체 315: 홈
320: 캐소드 330, 331: 전원부
400: 플라즈마 발생부 500: 탈지기

Claims (5)

1. 삭제
2. 통과하는 스트립의 일면 혹은 양면에서 스트립의 폭방향과 평행하게 배치되어 통과하는 스트립에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 발생 장치;
   상기 플라즈마 발생장치의 플라즈마 발생면에 대향하는 위치에 배치되며, 스트립을 굴곡시켜 플라즈마가 조사되는 스트립에 장력을 부가하는 장력 부가롤; 및
   상기 장력 부가롤 및 상기 플라즈마 발생장치와 연결되며, 상기 장력 부가롤 및 상기 플라즈마 발생장치를 스트립의 진행 방향에 수직하게 이동시키는 구동 수단을 포함하며,
   상기 플라즈마 발생장치는 대기압 플라즈마 발생장치이며,
   상기 플라즈마 발생장치는 플라즈마 본체;
   상기 본체에 연결되며, 플라즈마 제공측으로 연장된 다수의 돌출부를 포함하는 슬릿형 애노드;
   상기 본체에 연결되며, 상기 애노드를 중심으로 상기 애노드의 양 면에 대향하며, 상기 애노드 양면으로부터 이격하여 배치되는 캐소드; 및
   상기 캐소드와 애노드에 연결되어 전원을 공급하는 전원부;를 포함하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 전원부는 상기 캐소드와 애노드에 마이크로 웨이브를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 플라즈마 발생장치 복수 개가 플라즈마 발생부를 구성하며,
   상기 플라즈마 발생장치는 상기 플라즈마 발생부에서 평행한 복수 열에 격자상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 탈지기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 장력 부가롤은 복수 개가 스트립 진행방향으로 나란히 배치되어, 통과하는 스트립을 이웃하는 장렬 부가롤과 다른 방향으로 굴곡시키며, 상기 플라즈마 발생부는 플라즈마를 굴곡되는 스트립 정상면에 조사하는 것을 특징으로 하는 탈지기.

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