KR101245314B1 - 수평셀 전기도금 장치 - Google Patents

Abstract

컨덕트롤과 도금용액의 접촉을 차단함으로써, 컨덕트롤과 도금용액의 접촉에 의해 야기되는 역도금 현상나 Zn 덴트라이트, Zn 트리 등의 문제를 해소할 수 있도록, 불용성 아노드 전극을 수용하는 수평셀과, 상기 수평셀의 전후단에서 각각 스트립에 밀착되는 컨덕트롤을 포함하는 수평셀 전기도금장치에 있어서, 상기 수평셀과 컨덕트롤 사이에 수평셀 내의 도금용액이 컨덕트롤로 이동하는 것을 차단하기 위한 차단부가 설치된 구조의 수평셀 전기도금 장치를 제공한다.

Description

수평셀 전기도금 장치{ELECTRIC PLATING APPARATUS WITH HORIZONTAL CELL}

본 발명은 전기도금 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 수평셀 구조의 전기도금 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 강판의 표면에 아연계의 금속 및 금속 합금을 도금하는 것에 의해 내식성을 부여하는 기술은 넓게 행해지고 있는데, 도금층의 표면 외관이 우수하기 때문에 가전제품, 자동차용 소재로 널리 사용되고 있다.

이를 위한 전기도금 장치는 일반적으로 카로젤셀(Carosel cell)과 수평셀(Horizontal cell)로 구분된다.

상기 카로젤셀 전기도금장치는 전해조 내에 컨덕트롤이 구비된 구조로, 컨덕트롤과 강판과의 접촉면적이 넓기 때문에 생산성이 좋고, 80g/㎡ 이상의 후도금 생산에 유리하다. 그러나, 카로젤셀 전기도금장치는 결정적으로 밴드마크(band mark)의 발생을 피할 수 없는 결점이 있어 고급 제품의 생산에는 적합하지 않다.

이에 최근들어 수평셀 방식을 이용한 전기 도금장치가 많이 사용되고 있다.

수평셀 전기도금장치는 대개 황산욕 도금용액을 사용하며 도금 전극(Anode)은 불용성으로 길이가 1,500 ~ 2,000 mm 이며 전류밀도는 약 2000 A/dm, 도금 셀당 전류 50 KA로 작업하며 고전류밀도로 조업이 가능한 강판의 상, 하면에 도금을 하는 설비이다.

수평셀 전기도금장치는 인입되는 강판을 컨덕터롤의 회전에 의해 진행시켜 수평셀 내의 아노드를 통과시키면서 도금용액에 의해 도금이 이루어지도록 되어 있다. 그러나 상기 수평셀 전기도금장치는 컨덕트롤과 강판이 선접촉되어 접촉면적이 작기 때문에 80g/㎡ 이상의 후도금 생산에는 불리하다.

또한, 종래 수평셀 전기도금장치의 경우 컨덕트롤이 도금용액에 직접 접촉되면서 통전량이 일정량 이상이 되면 컨덕트롤 표면이 도금되는 역도금(zinc pick up) 현상이 발생된다. 또한, 고전류 투입시 강판 에지부 전류 집적에 의 의한 Zn 덴드라이트(Zn dendrite)의 성장이 커지고, 이에 국부적인 저항 증가로 Zn이 석출되는 Zn 트리(Zn tree)가 발생되는 문제점이 있다. 이에 도금 강판의 연속생산이 불가능하고 후 도금재의 Zn 덴드라이트에 의한 표면 결함이 발생된다.

이에, 컨덕트롤과 도금용액의 접촉을 차단함으로써, 컨덕트롤과 도금용액의 접촉에 의해 야기되는 역도금 현상나 Zn 덴트라이트, Zn 트리 등의 문제를 해소할 수 있도록 된 수평셀 전기도금장치를 제공한다.

이를 위해 본 장치는 불용성 아노드 전극을 수용하는 수평셀과, 상기 수평셀의 전후단에서 각각 스트립에 밀착되는 컨덕트롤을 포함하는 수평셀 전기도금장치에 있어서, 상기 수평셀과 컨덕트롤 사이에 수평셀 내의 도금용액이 컨덕트롤로 이동하는 것을 차단하기 위한 차단부가 설치된 구조일 수 있다.

상기 차단부는 강판에 폭방향으로 배치되어 강판 표면에 밀착되는 적어도 하나 이상의 댐롤을 포함할 수 있다.

상기 댐롤은 강판을 사이에 두고 상하면에 대향 배치되어 강판에 밀착된 구조일 수 있다.

본 장치는 상기 수평셀과 상기 댐롤 사이에 설치되어 도금용액을 수평셀 내에 저류시키기 위한 저류조를 더 포함할 수 있다.

상기 저류조는 상기 수평셀의 하단과 상기 댐롤 사이에 설치되어 수평셀과 댐롤 사이의 하부를 차단하는 하부판과, 상기 하부판의 측단에 수직설치되어 수평셀의 측면과 상기 댐롤 측단 사이를 차단하는 측판을 포함할 수 있다.

본 장치는 상기 컨덕트롤과 강판 사이의 통전성을 높이기 위한 스프레이부를 더 포함할 수 있다.

상기 스프레이부는 상기 컨덕트롤의 길이방향으로 설치되는 분사파이프와, 상기 분사파이프를 따라 형성되어 물을 스프레이하는 분사노즐을 포함할 수 있다.

상기 컨덕트롤의 하부에는 상기 스프레이부를 통해 분사되어 밑으로 흘러내리는 물을 받아 처리하기 위한 포집통이 더 설치될 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 장치에 의하면, 도금용액이 컨덕트롤로 흘러나가 접촉되는 것을 차단함으로써, 컨덕트롤과 도금용액의 접촉에 의해 야기되는 역도금 현상나 Zn 덴트라이트, Zn 트리 등의 문제 발생을 방지할 수 있게 된다.

또한, 수평셀 내부에 도금 용액을 일정 수준 이상으로 채울 수 있게 되어 도금 품질을 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 수평셀 도금장치의 구성을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 수평셀 도금장치의 구성을 도시한 개략적인 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다.

도 1과 도 2는 본 실시예에 따른 수평셀 도금장치의 구성을 도시한 사시도와 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 전기도금장치(10)는 강판(S)이 수평으로 진행하는 수평셀(12)과, 수평셀(12)의 전단과 후단에 배치되어 강판 표면에 밀착되는 컨덕트롤(14)을 포함한다.

상기 수평셀(12)은 전단과 후단에 형성된 입구와 출구를 통해 강판(S)이 진행하게 된다. 상기 수평셀(12)은 내부에 불용성의 아노드 전극(도시되지 않음)이 구비되며, 아연 이온이 포함된 도금 용액을 공급받는다. 상기 강판(S)을 사이에 두고 상기 컨덕트롤(14)의 하부에는 컨덕트롤(14)을 받쳐 지지하는 백업롤(16)이 설치된다. 이에 강판(S)의 상기 컨덕트롤(14)의 회전구동에 따라 컨덕트롤(14)과 백업롤(16)에 의해 밀려 수평셀(12)로 진행하게 된다.

상기 컨덕트롤(14)과 수평셀(12) 내의 아노드 전극은 정류기로부터 나온 전류를 스트립에 인가하는 음극과 양극으로써 작용한다. 이에 전류를 컨덕트롤(14)과 아노드 전극으로 인가하여 강판(S)에 통전시키게 되면 도금용액의 아연 이온이 전자를 받아서 석출되어 강판(S) 표면에 달라붙으면서 아연 도금이 진행된다. 상기 수평셀(12)과 컨덕트롤(14)의 구조와 그 작용에 대해서는 이미 알려진 것으로 이하 상세한 설명은 생략한다.

여기서 본 장치는 상기한 구조의 전기도금장치에 있어서, 상기 수평셀(12)과 상기 컨덕트롤(14) 사이에 설치되어 수평셀(12) 내의 도금용액이 컨덕트롤(14)로 이동하는 것을 차단하기 위한 차단부(20)를 포함한다.

이에 도금용액이 컨덕트롤(14)에 접촉되어 야기되는 종래의 문제들을 해소할 수 있게 된다.

이를 위해 상기 차단부(20)는 컨덕트롤(14)과 수평셀(12) 사이에서 강판(S)에 폭방향으로 배치되어 강판(S) 표면에 밀착되는 댐롤(22)을 포함한다.

본 실시예에서 상기 댐롤(22)은 두 개가 한 쌍을 이루어 강판(S)을 사이에 두고 강판(S) 상하면에 배치된 구조로 되어 있다. 이에 상기 두 개의 댐롤(22)은 강판(S) 상하면에 대향 배치되어 강판(S)의 윗면과 하면에 각각 밀착된다.

이에 상기 댐롤(22)은 수평셀(12)과 컨덕트롤(14) 사이에서 수평셀(12)의 도금용액이 컨덕트롤(14)로 흘러들어가는 것을 차단할 수 있게 된다.

상기 댐롤(22)은 설비 상에 회전가능하게 장착되어 강판(S)의 이동에 따라 자유롭게 회전하게 된다. 상기 댐롤(22)은 강판(S)에 밀착되어 도금용액을 차단할 수 있으면, 그 구조나 재질에 있어 특별히 한정되지 않는다.

또한, 본 장치는 상기 수평셀(12)과 상기 댐롤(22) 사이에 설치되어 도금용액을 수평셀(12) 내에 소정 높이로 저류시키기 위한 저류조(30)를 더 포함한다.

상기 저류조(30)는 수평셀(12)과 댐롤(22)의 하부를 받는 하부판(32)과 측면을 막는 측판(34)을 포함한다. 상기 하부판(32)은 강판(S) 밑에서 수평셀(12)의 하단에 설치되어 댐롤(22)쪽으로 수평연장된다. 그리고 상기 측판(34)은 상기 하부판(32)의 양 측단에 수직설치되어 수평셀(12)의 측면과 상기 댐롤(22) 측단 사이를 차단하게 된다. 상기 측판(34)은 강판(S)을 지나 위쪽으로 소정 높이 연장된다. 이에 수평셀(12) 내의 도금용액은 수평셀(12)의 전후단에 설치된 상기 하부판(32)과 측판(34) 및 댐롤(22)에 의해 수평셀(12) 내에 저류된다.

여기서 상기 저류조(30) 내에 저류되는 도금용액 수위는 상기 측판(34)의 높이에 의해 정해진다. 이에 상기 도금용액은 수평셀(12) 내에서 상기 측판(34)의 높이로 계속 유지된다. 그 이상의 도금용액은 측판(34)을 넘어 외부로 오버플로우 된다.

한편, 상기와 같이 댐롤(22)에 의해 도금용액이 컨덕트롤(14)로 흘러나가는 것을 차단함에 따라 컨덕트롤(14)은 건조된 상태가 된다. 이러한 상태는 컨덕트롤(14)과 강판(S) 사이의 통전성을 저하시키게 되므로, 본 장치는 상기 컨덕트롤(14)과 강판(S) 사이의 통전성을 높이기 위한 스프레이부를 더 포함한다.

상기 스프레이부는 상기 컨덕트롤(14)의 길이방향으로 설치되는 분사파이프(40)와, 상기 분사파이프(40)를 따라 형성되어 물을 스프레이하는 분사노즐(42)을 포함한다.

이에 상기 컨덕트롤(14)이 스프레이된 물에 의해 젖은 상태를 유지하여 강판(S)과의 통전성을 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 컨덕트롤(14)의 하부에는 상기 스프레이부를 통해 분사되어 밑으로 흘러내리는 물을 받아 처리하기 위한 포집통이 더 설치된다. 본 실시예에서 상기 포집통은 강판(S)을 사이에 두고 컨덕트롤(14) 하부에 설치된 백업롤(16) 하부에 설치된다.

이에 컨덕트롤(14)로 분사된 물은 포집통(44)을 통해 모아져 별도 처리됨으로써, 물이 도금용액으로 흘러들어가 도금 용액의 농도가 낮아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

수평셀(12) 내로 공급된 도금용액은 수평셀(12)의 전단과 후단에 설치된 저류조(30)에 의해 일정 수위로 수평셀(12) 내에 저류된다. 상기 컨덕트롤(14)이 구동되면 컨덕트롤(14)과 백업롤(16) 사이의 강판(S)이 진행되어 수평셀(12)을 지나게 된다. 이 과정에서 수평셀(12) 내부에 저류된 도금용액을 강판(S)이 통과하면서 도금이 이루어진다.

수평셀(12) 내에 저류되는 도금용액은 컨덕트롤(14)과 도금셀 사이에 설치되는 댐롤(22)에 의해 막혀있다. 이에 도금용액은 수평셀(12)에서 컨덕트롤(14)로 흘러나가 컨덕트롤(14)과 접촉되지 않는다.

여기서 상기 댐롤(22)은 강판(S)의 상하부에서 강판(S)에 밀착되어 있어서 강판(S)은 마른 상태가 되는 데, 컨덕트롤(14)에 물이 스프레이되어 통전성을 그대로 유지할 수 있게 된다.

즉, 상기와 같이 댐롤(22)을 통해 도금용액을 차단한 상태에서 분사파이프(40)로 물을 공급하여 분사파이프(40)의 분사노즐(42)을 통해 컨덕트롤(14)과 강판(S) 사이로 물을 스프레이한다. 이에 도금용액이 차단된 상태에서도 상기 컨덕트롤(14)과 강판(S)을 젖은 상태로 만들어 통전성을 유지할 수 있게 된다.

상기 컨덕트롤(14)로 분사된 물은 하부로 흘러내려 백업롤(16) 하부에 위치한 포집통(44)에 포집되어 후 처리된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 전기도금장치 12 : 수평셀
14 : 컨덕트롤 16 : 백업롤
20 : 차단부 22 : 댐롤
30 : 저류조 32 : 하부판
34 : 측판 40 : 분사파이프
42 : 분사노즐 44 : 포집통

Claims (7)

1. 불용성 아노드 전극을 구비한 수평셀과, 상기 수평셀의 전후단에서 각각 스트립에 밀착되는 컨덕트롤을 포함하는 수평셀 전기도금장치에 있어서,
   상기 수평셀과 컨덕트롤 사이에 설치되어 수평셀 내의 도금용액이 컨덕트롤로 이동하는 것을 차단하기 위한 차단부를 포함하고,
   상기 차단부는 강판에 폭방향으로 배치되어 강판 표면에 밀착되는 적어도 하나 이상의 댐롤을 포함하는 수평셀 전기도금 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 댐롤은 강판을 사이에 두고 상하면에 대향 배치되어 강판에 밀착된 구조의 수평셀 전기도금 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 수평셀과 상기 댐롤 사이에 설치되어 도금용액을 수평셀 내에 저류시키기 위한 저류조를 더 포함하는 수평셀 전기도금 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 저류조는 상기 수평셀의 하단과 상기 댐롤 사이에 설치되어 수평셀과 댐롤 사이의 하부를 차단하는 하부판과, 상기 하부판의 측단에 수직설치되어 수평셀의 측면과 상기 댐롤 측단 사이를 차단하는 측판을 포함하는 수평셀 전기도금 장치.
6. 제 1 항 또는 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨덕트롤과 강판 사이의 통전성을 높이기 위한 스프레이부를 더 포함하고,
   상기 스프레이부는 상기 컨덕트롤의 길이방향으로 설치되는 분사파이프와, 상기 분사파이프를 따라 형성되어 물을 스프레이하는 분사노즐을 포함하는 수평셀 전기도금 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 컨덕트롤의 하부에 설치되어 상기 스프레이부에서 분사되는 물을 포집하는 포집통을 더 포함하는 수평셀 전기도금 장치.

Images