KR101317677B1 - 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈 및 이를 구비한 무전해 도금 장치 - Google Patents

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Abstract

금속 웹(web)에 무전해 도금 방식으로 금속 피막을 코팅(coating)하는 무전해 도금 장치 및 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절장치가 개시된다. 본 발명인 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈은 금속 웹(web)을 도금액이 담긴 도금 수조로 연속적으로 공급 및 함침시켜서 도금시키고, 스퀴징 롤러 및 딥핑 롤러 사이의 가압에 의하여 스퀴징시키며, 건조 유닛에 의하여 건조되도록 하는 무전해 도금 장치의 상기 스퀴징 롤러 및 딥핑 롤러 사이의 압력을 조절하는 것으로서, 상기 스퀴징 롤러의 회전축을 이루며 지지하는 스퀴징 롤러 샤프트를 상기 딥핑 롤러를 향한 방향이나 그 반대 방향으로 이동시키는 액츄에이터(actuator); 상기 스퀴징 롤러 샤프트에 고정 결합된 로드 셀 블록(load cell block); 상기 딥핑 롤러의 회전축을 이루며 지지하는 딥핑 롤러 샤프트에 고정 결합되어서, 상기 로드 셀 블록에 접촉 가압되면 그 가압력에 대응하는 전기 신호를 송신하는 로드 셀(load cell); 및, 상기 로드 셀의 전기 신호를 수신하여 상기 스퀴징 롤러의 가압력을 추산(推算)하여 나타내는 압력 표시부;를 구비한다.

Description

무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈 및 이를 구비한 무전해 도금 장치{Pressure Regulation Module Of Squeezing Roll For Electroless plating Apparatus And Electroless plating apparatus Including The Same}
본 발명은 금속박(金屬箔)에 무전해 도금 방식으로 금속 피막을 코팅(coating)하는 무전해 도금 장치에 관한 것이다.
전자기기, 정보통신기기 등 많은 분야의 제품에서 금속 피막이 도금된 금속박(金屬箔)이 많이 사용되고 있다. 예컨대, 배터리(battery)에는 산화 방지를 위해 크롬(Cr)이 도금된 동박(銅箔)이 사용된다. 이와 같이 도금된 금속박을 얻기 위하여 일반적으로 애노드와 캐소드를 이용한 전해 도금 방식이 선택된다. 그런데, 전해 도금 방식은 금속박 표면에 도금이 완료될 때까지 도금액에 금속박을 오랜 시간 침잠시켜야 하므로 작업 시간이 오래 걸리고, 도금 비용도 커진다. 또한, 금속 웹을 연속적으로 도금 작업하기 곤란하다.
이런 문제점을 해결하기 위하여 무전해 도금 방식을 적용하는 것을 고려할 수 있으나, 이 경우 기존의 스퀴징 롤러로서는 금속박에 함침되어 오는 도금액을 일정하게 제거하기가 어려워서 균일한 두께의 도금을 입히기가 불가능하고, 금속박의 파손이 발생할 가능성이 커서, 실제 사용되고 있지 않고 있다
본 발명은 금속 웹(web)을 도금액을 통과시켜 빠르게 도금함과 동시에, 금속박에 함침되어 오는 도금액을 일정하게 제거할 수 있고, 금속박의 파손이 발생하지 않는 구조를 갖는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈 및 이를 포함하는 무전해 도금 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 금속 웹(web)을 연속적으로 무전해 도금하는 무전해 도금 장치를 제공한다.
본 발명인 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈은 금속 웹(web)을 도금액이 담긴 도금 수조로 연속적으로 공급 및 함침시켜서 도금시키고, 스퀴징 롤러 및 딥핑 롤러 사이의 가압에 의하여 스퀴징시키며, 건조 유닛에 의하여 건조되도록 하는 무전해 도금 장치의 상기 스퀴징 롤러 및 딥핑 롤러 사이의 압력을 조절하는 것으로서, 상기 스퀴징 롤러의 회전축을 이루며 지지하는 스퀴징 롤러 샤프트를 상기 딥핑 롤러를 향한 방향이나 그 반대 방향으로 이동시키는 액츄에이터(actuator); 상기 스퀴징 롤러 샤프트에 고정 결합된 로드 셀 블록(load cell block); 상기 딥핑 롤러의 회전축을 이루며 지지하는 딥핑 롤러 샤프트에 고정 결합되어서, 상기 로드 셀 블록에 접촉 가압되면 그 가압력에 대응하는 전기 신호를 송신하는 로드 셀(load cell); 및, 상기 로드 셀의 전기 신호를 수신하여 상기 스퀴징 롤러의 가압력을 추산(推算)하여 나타내는 압력 표시부;를 구비한다.
또한, 본 발명은, 상기 추산한 값과 미리 정해진 기준 값이 같아지는 방향으로 상기 스퀴징 롤러 샤프트 지지부재가 이동하도록 상기 액츄에이터를 구동 제어하는 액츄에이터 콘트롤러를 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 스퀴징 롤러 샤프트 양단에 배치되어서, 상기 스퀴징 롤러 샤프트를 전, 후진시키는 로드가 실린더 블록 양측에 돌출되도록 배치된 양로드형 공압 실린더와, 상기 양로드형 공압 실린더의 로드 중 상기 스퀴징 롤러 샤프트와 접하지 않은 로드 끝단에 결합되어서 상기 로드를 전, 후진 시키는 갭 레벨 너트를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 딥핑 롤러 샤프트 양단을 각각 지지하는 딥핑 롤러 샤프트 하우징을 더 포함하고, 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징은, 상기 양로드형 공압 실린더의 로드의 직선운동을 가이드 하는 직선운동 가이드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스퀴징 롤러 샤프트를 지지하고, 상기 엑츄에이터에 의하여 직선운동 하도록 상기 엑츄에이터와 결합되는 스퀴징 롤러 샤프트 하우징을 더 포함하고, 상기 로드 셀은 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징에서 돌출되도록 배치되고, 상기 로드 셀 블록은 상기 스퀴징 롤러 샤프트 하우징에서 돌출되어 상기 로드 셀과 대향되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징의 하측에서 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징을 승, 하강시키면서 수직 방향의 레벨링 조절하는 수직 조절용 레벨링 볼트, 및, 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징의 측면에 배치되어서, 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징을 전후진시키면서 수평방향의 레벨링 조절하는 수평 조절용 레벨링 볼트를 더 구비할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 측면에서, 도금 물질을 포함하는 도금액이 담긴 도금 수조; 상기 도금액에 아래 측 외주부가 잠긴 딥핑 롤러(dipping roller); 상기 딥핑 롤러와의 사이에 상기 도금액의 수위보다 높은 위치에 스퀴징 닙(squeezing nip)이 형성되도록 상기 딥핑 롤러 측으로 가압되는 스퀴징 롤러(squeezing roller); 상기 스퀴징 닙의 위에 마련된 건조 유닛; 및, 상기 구조를 갖는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈;을 구비하고, 연속적으로 공급되는 금속 웹(web)이 상기 딥핑 롤러의 외주면을 따라 진행하여 상기 도금 수조 내의 도금액에 잠긴 후 상기 도금액을 벗어나 상기 스퀴징 닙을 통과하고, 상기 건조 유닛을 통과하여 건조되도록 구성되며, 상기 스퀴징 롤러는, 내측 파이프와, 상기 내측 파이프를 감싸는 고무 소재의 내층과, 상기 내층을 감싸며 상기 내층보다 경도가 높은 고무로 이루어진 외층을 구비하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치를 제공한다.
상기 내층은 경도 30 내지 40의 고무로 이루어지고, 상기 외층은 경도 50 내지 60의 고무로 이루어지며, 상기 내층과 외층의 두께는 각각 4.5 내지 5.5mm 일 수 있다.
이 경우, 상기 딥핑 롤러의 외주면은 경도 80 내지 100의 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 무전해 도금 장치에 의하면, 금속 웹의 표면을 연속적으로 빠르게 다른 종류의 금속으로 도금할 수 있다. 또한, 무전해 도금 방식으로 도금할 수 있어 전해 도금 방식보다 비용을 절감할 수 있다.
한편, 딥핑 롤러와 스퀴징 롤러 사이의 닙(nip) 간격을 콘트롤러에 의해 제어하는 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자의 작업 숙련도에 무관하게 양호한 도금 품질을 유지할 수 있어 작업 불량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무전해 도금 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 2는 도 1의 무전해 도금 장치의 스퀴징 롤러와 딥핑 롤러 및, 스퀴징 닙의 압력조절모듈의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1의 무전해 도금 장치의 스퀴징 닙 압력조절모듈의 정면을 도시한 정면도이다.
도 4는 도 1의 무전해 도금 장치의 스퀴징 닙 압력조절모듈의 측면을 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 무전해 도금 장치를 상세히 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무전해 도금 장치를 도시한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 무전해 도금 장치(10)는, 예컨대 구리(Cu)와 같은 금속으로 이루어진 금속 웹(web)(3)의 표면에, 예컨대 크롬(Cr)과 같은 다른 종류의 금속층(5)을 무전해 도금하는 장치로서, 도금 수조(15), 딥핑 롤러(dipping roller)(20), 스퀴징 롤러(squeezing roller)(25), 건조 유닛, 도금액 분사 유닛을 구비한다.
도금 수조(15)는 예컨대, 크롬(Cr)과 같은 도금 물질을 포함하는 도금액(4)이 담겨 있고, 상측이 개방된다. 딥핑 롤러(20)는 도금 수조(15)의 도금액(4)에 그 아래 측 외주부가 잠기게 마련된다. 스퀴징 롤러(25)는 딥핑 롤러(20) 측으로 가압되어 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20) 사이에 스퀴징 닙(squeezing nip)(35)이 형성된다. 상기 스퀴징 닙(35)은 도금 수조(15)에 담긴 도금액(4)의 수위보다 높은 위치에 형성된다.
건조 유닛은 스퀴징 닙(35)의 위에 마련되고, 금속 웹(3)의 양 측면으로 고압의 공기를 불어내는 한 쌍의 에어 나이프(air knife)(18)를 구비한다. 상기 에어 나이프(18)는 금속 웹(3)의 폭 방향으로 연장된다.
한편, 도금액 분사 유닛은 `금속 웹(3)의 폭 방향으로 일정 간격으로 복수 개 배열된 도금액 분사 노즐(16)을 구비할 수 있다. 상기 도금액 분사 노즐(16)은 금속 웹(3)이 도금 수조(15) 내의 도금액(4)에 잠기기에 앞서, 딥핑 롤러(20)의 외주면에 접촉 대면하는 금속 웹(3)의 일 측면에 동종(同種)의 도금액(4)을 분사한다. 이는 딥핑 롤러(20)에 금속 웹(3)이 감기면, 금속 웹(3)의 딥핑 롤러에 접촉하는 면은 도금 수조(15)의 도금액(4)에 충분히 함침되지 못할 가능성이 있다. 따라서 금속 웹(3)이 딥핑 롤러(20)에 감기기 전에, 도금액 분사 노즐(16)이 금속 웹(3)의 상기 딥핑 롤러(20)에 닿는 면에 충분히 도금액(4)을 공급한다. 상기 도금액 분사 노즐(16)은 스프링 쿨러 방식의 노즐이거나, 슬릿 방식의 노즐일 수도 있으며, 상기 도금 수조(15) 상부에 설치되어서, 금속 웹(3)에 묻지 않은 도금액은 도금 수조(15)로 들어가도록 할 수도 있다.
무전해 도금 장치(10)는 또한, 딥핑 롤러(20)로 향하는 금속 웹(3)을 지지하는 공급 지지 롤러(11)와, 스퀴징 닙(35)을 통과하여 배출되는 금속 웹(3)을 지지하는 배출 지지 롤러(12)를 더 구비한다.
도 1에 도시되진 않았으나 금속 웹(3)은 롤러에 감긴 상태로 준비되고, 이 롤러가 풀리면서 연속적으로 무전해 도금 장치(10)에 공급될 수 있다. 또한, 무전해 도금 장치(10)를 통과하여 도금층(5)이 형성된 금속 웹(3)을 다른 롤러에 감기면서 연속적으로 수거된다. 무전해 도금 장치(10)로 공급되는 금속 웹(3)은 공급 지지 롤러(11)에 지지되고 딥핑 롤러(20)로 향하는 도중에 도금액 분사 노즐(16)에 의해 일측면에 도금액(4)이 분사되어 그 일측면에 고르게 도포된다.
연속적으로 상기 금속 웹(3)은 딥핑 롤러(20)의 외주면을 따라 진행하여 도금 수조(15) 내의 도금액(4)에 잠긴다. 이에 따라 금속 웹(3)의 타측면에 도금액(4)이 고르게 도포된다. 상기 금속 웹(3)의 일측면은 딥핑 롤러(20)의 외주면에 접촉 대면하여 도금 수조(15)에 담긴 도금액(4)이 도포되기는 어렵지만, 상기 도금액 분사 노즐(16)에서 분사된 도금액(4)으로 충분히 도포되어 도금 품질에 영향을 미치지 않는다.
도금 수조(15) 속의 도금액(4)에 잠긴 금속 웹(3)은 딥핑 롤러(20)의 외주면을 따라 이동하여 도금액(4)을 벗어나고, 연이어 스퀴징 닙(35)을 통과한다. 스퀴징 롤러(25)가 딥핑 롤러(20) 측으로 가압되므로 금속 웹(3)의 양 측면에 도포된 도금액(4)은 스퀴징 닙(35)을 통과하면서 금속 성분 이외의 성분이 배출되고, 금속 성분은 금속 웹(3)에 더욱 견고하게 밀착 결합된다.
스퀴징 닙(35)을 통과한 금속 웹(3)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(18) 사이를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(18)로부터 고압의 공기가 불어져 도금액(4)이 건조되어 금속 웹(3)의 양 측면에 도금층(5)이 형성된다. 상기 도금층(5)이 형성된 금속 웹(3)은 배출 지지 롤러(12)에 의해 지지되고 다른 롤러(미도시)에 감기면서 수거되도록 무전해 도금 장치(10)에서 배출된다.
도 2는 도 1의 무전해 도금 장치의 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20) 및, 스퀴징 닙 압력조절모듈(100)의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스퀴징 롤러(25)는 내측 파이프(26)와, 상기 내측 파이프(26)를 감싸는 내층(27)과, 상기 내층(27)을 감싸는 외층(28)을 구비하고, 상기 외층(28)이 딥핑 롤러(20)의 외주면과 대면하여 스퀴징 닙(35)이 형성된다. 상기 내측 파이프(26)는 길이 방향 양 단부의 스퀴징 롤러 샤프트(29)와 연결되는 것으로, 통상적으로 강관이 사용된다. 상기 내층(27)은 스퀴징 닙(35)을 형성하며 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20)가 회전할 때의 충격을 완충하는 역할 및 스퀴징 롤러(25)를 통하여 충분히 스퀴징되도록 접촉력을 높여주는 역할을 한다. 상기 내층(27)는 경도 30 내지 40의 고무로 이루어지고, 두께는 4.5 내지 5.5mm 이다. 더욱 바람직하게는 내산성이 강한 EPDM(ethylene propylene diene monomer (M-class) rubber) 소재로 이루어질 수 있다.
상기 외층(28)은 스퀴징 닙(35)을 통과하는 금속 웹(3)에 강한 압력을 가하여 도금액(4)을 금속 웹(3)에 부착시키는 역할을 한다. 이와 같은 소위, 스퀴징 효과를 극대화할 수 있도록 상기 외층(28)은 경도 50 내지 60의 고무로 이루어지고, 두께는 4.5 내지 5.5mm 이다. 외층(28)도 내산성이 강한 EPDM 소재로 이루어질 수 있다. 이로 인해 스퀴징 닙(35)을 통과하면 금속 웹(3) 양 측 표면의 도금층(5) 두께를 8 내지 10㎛ 로 얇게 형성시킴과 동시에, 전부분에 걸쳐서 균질하게 코팅 가능하다.
즉, 본 발명에 따르면, 스퀴징 롤러(25)가 강관을 서로 다른 강도를 가지는 고무로 감싸는 구조를 한다. 즉, 강관 상에 상대적으로 경도가 낮은 내층(27)으로 감싸고, 상기 내층(27) 상을 경도가 높은 외층(28)으로 감싸도록 한다. 이에 따라서 내층(27)의 상대적으로 낮은 강도로 인하여 완충력이 향상되고, 외층(28)의 상대적으로 높은 강도로 인하여 면압을 극대화하여서 이상적인 도금액 코팅이 가능하도록 한다.
상기한 바와 같이, 스퀴징 닙(35)을 통과하면 금속 웹(3) 양 측 표면의 도금층(5) 두께를 8 내지 10㎛ 정도로 얇게 형성시킬 수 있는데, 상기 도금층(5) 두께를 얇게 형성시킴으로써 에어 나이프에 의한 건조가 가능하게 된다.
딥핑 롤러(20)의 외주면은 예컨대, 에보나이트(ebonite)와 같은, 경도 80 내지 100 이며, 내산성이 강한 소재로 이루어진다.
한편, 본 발명의 무전해 도금 장치는 한번의 스퀴징 공정으로 도금액의 두께를 정하게 되므로, 특히, 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20) 사이의 가압력을 정밀히 조절할 필요가 있다.
도 3 및 도 4는 각각, 도 1의 무전해 도금 장치의 스퀴징 닙 압력조절모듈(100)의 일 예를 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스퀴징 닙 압력조절모듈(100)은, 액츄에이터(actuator)(110)와, 로드셀 블록(load cell block) (130)과, 로드 셀(load cell)(120)과, 압력 표시부(140)를 포함한다.
액츄에이터(110)는, 상기 스퀴징 롤러(25)의 회전축을 이루며 지지하는 스퀴징 롤러 샤프트(29)를 상기 딥핑 롤러(20)를 향한 방향이나 그 반대 방향으로 이동시킨다.
로드셀 블록(130)은 상기 스퀴징 롤러 샤프트(29)에 고정 결합된다. 이에 따라서 상기 로드셀 블록(130)이 액츄에이터(110)에 의하여 상기 스퀴징 롤러 샤프트(29)와 함께 직선 운동한다.
상기 스퀴징 롤러 샤프트(29)의 끝단은 스퀴징 롤러 샤프트 하우징(160)에 의하여 고정되어 있을 수 있다. 이 경우, 상기 액츄에이터(110)는 상기 스퀴징 롤러 샤프트 하우징(160)을 직선운동 시킬 수 있고, 상기 로드셀 블록(130)은 상기 스퀴징 롤러 샤프트 하우징(160)에 돌출되도록 결합될 수 있다.
로드 셀(120)은 상기 딥핑 롤러(20)의 회전축을 이루며 지지하는 딥핑 롤러 샤프트(22)에 고정 결합되어서, 상기 로드셀 블록(130)에 접촉 가압되면 그 가압력에 대응하는 전기 신호를 송신한다. 이 경우, 상기 로드 셀(120)과 로드셀 블록(130)은 서로 대향하여 배치되며, 상기 로드 셀(120)과 로드셀 블록(130)간의 간격은 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20) 사이의 간격과 동일하도록 배치된다. 이에 따라서, 딥핑 롤러(20)와 스퀴징 롤러(25) 사이가 접하게 되면, 로드 셀(120) 및 로드셀 블록(130)간에도 접하게 된다.
압력 표시부(140)는 상기 로드 셀(120)의 전기 신호를 수신하여 상기 스퀴징 롤러(25)의 가압력을 추산(推算)하여 나타낸다. 이 경우, 상기 압력 표시부(140)는 상기 추산한 값과 미리 정해진 기준 값간의 차이를 나타낼 수도 있다.
한편, 본 발명의 무전해 도금용 스퀴징닙 압력조절모듈(100)은 액츄에이터 콘트롤러(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 액츄에이터 콘트롤러(170)는 상기 추산한 값과 미리 정해진 기준 값이 같아지는 방향으로 상기 스퀴징 롤러 샤프트(29)가 이동하도록 상기 액츄에이터(110)를 구동 제어한다.
상기 액츄에이터(110)는 양로드형 공압 실린더 및 갭 레벨 너트(117)를 포함할 수 있다. 양로드형 공압 실린더는 상기 스퀴징 롤러 샤프트(29) 양단에 배치되어서, 상기 스퀴징 롤러 샤프트(29)를 전, 후진시키는 로드(111, 115)가 실린더 블록(113) 양측에 돌출되도록 배치된다. 상기 공압 실린더는 에어실린더일 수 있다.
상기한 바와 같이, 스퀴징 롤러 샤프트(29)의 양단이 스퀴징 롤러 샤프트 하우징(160)에 의하여 고정되어 있다면, 상기 액츄에이터(110)는 상기 스퀴징 롤러 샤프트 하우징(160)을 로드가 밀고 당김으로써 전, 후진이 가능하게 된다.
즉, 실린더 블록(113)의 일단에서 상기 스퀴징 롤러 샤프트 하우징(160)에 결합되도록 전방로드(111)가 돌출 형성되고, 실린더 블록(113)의 타단에서 상기 전방로드와 반대방향으로 후방로드(115)가 돌출 형성된다. 상기 전방로드 및 후방로드는 동일하게 전후방으로 움직이며, 이 경우 피스톤을 개재로 일체로 형성될 수 있다.
갭 레벨 너트(117)는 상기 후방 로드(115)에 결합되어서, 상기 후방로드(115)를 미세하게 전, 후진시키도록 형성된다.
상기 액츄에이터(110)는 상기 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20) 사이의 갭을 대략적으로 맞추는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 액츄에이터(110)는 상기 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20) 사이의 간격을 30mm 에서 5mm가 되도록 신속하게 스퀴징 롤러(25)를 이동시킨다.
또한, 상기 액츄에이터(110)는 상기 스퀴징 롤러(25)와 딥핑 롤러(20) 사이의 롤링 및 가압이 발생시에 상기 스퀴징 롤러(25)를 받쳐주는 완충장치의 기능도 겸할 수 있다.
갭 레벨 너트(117)는 상기 압력 표시부(140)에 표시된 값에 따라서 상기 스퀴징 롤러(25)를 전진 또는 후진시킬 수 있다. 이에 따라서 보다 정밀한 스퀴징 롤러(25)를 이동 시킬 수 있다.
한편, 상기 딥핑 롤러 샤프트(22)의 양단은 딥핑 롤러 샤프트 하우징(150)에 의하여 각각 지지될 수 있다. 이 경우, 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징(150)은, 상기 양로드형 공압 실린더의 로드의 직선운동을 가이드 하는 직선운동 가이드(155)를 더 포함할 수 있다.
상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징(150)은, 상기 딥핑 롤러 샤프트(22)를 지지하는 샤프트 고정부(151)와, 상기 샤프트 고정부(151)로부터 상기 공압 실린더의 로드 이동방향을 따라서 평행하게 연장 형성된 이동 가이드부(153)를 포함할 수 있다. 이 경우 직선운동 가이드(155)는 상기 이동 가이드부(153)에 형성될 수 있고, 상기 전방 로드의 적어도 일부분이 상기 직선운동 가이드(155)에 직선 운동 가능하도록 결합될 수 있다.
상기 직선운동 가이드(155)와 전방로드(111) 사이는 볼 스크류 결합이나, LM 가이드 결합 등 다양한 구조가 가능하다.
상기 직선 운동 가이드는 상기 전방 로드가 전, 후방 이동시에 지지해주면서 운동 가이드하여서, 상기 전방로드의 정확한 직선운동하도록 하고, 하중을 경감시켜서 파손을 방지할 수 있다.
한편, 스퀴징 닙 압력조절장치는 액츄에이터 콘트롤러(170)를 더 구비한다. 액츄에이터 콘트롤러(170)는 로드 셀(120)로부터 전기 신호를 수신할 수 있게 전기적으로 연결되고, 액츄에이터(110)에 제어 신호를 송신할 수 있게 전기적으로 연결된다. 로드 셀(120)의 가압된 때 그 가압력의 크기에 대응되게 발생하는 전기 신호는 액츄에이터 콘트롤러(170)에 수신되고, 이 전기 신호에 기초하여 스퀴징 롤러(25)가 딥핑 롤러(20)를 가압하는 가압력이 추산(推算)된다. 이 추산한 값과 미리 정해진 기준값, 소위 디폴트 값(default value)이 같아지는 방향으로 스퀴징 롤러 샤프트(29)가 이동하도록 액츄에이터 콘트롤러(170)는 액츄에이터(110)에 제어 신호를 송신하며, 이 제어 신호에 따라 액츄에이터(110)가 스퀴징 롤러 샤프트(29)를 이동시켜 스퀴징 롤러(25)가 이동하게 되므로, 스퀴징 롤러(25)의 가압력이 사용자의 개입 없이 자동적으로 적정한 수준으로 유지될 수도 있다.
한편, 상기 딥핑 롤러(20)의 레벨링을 맞추기 위하여, 수직 조절용 레벨링 볼트(193)와, 수평 조절용 레벨링 볼트(191)를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 딥핑 롤러(20)의 레벨링이란, 상기 딥핑 롤러(20)가 정확한 위치에 놓여질 수 있도록 상기 딥핑 롤러(20)의 위치를 조절하는 것을 의미한다.
상기 수직 조절용 레벨링 볼트(193)는 샤프트 하우징의 하측에서 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징(150)을 승, 하강시키면서 수직 방향의 레벨링 조절한다. 상기 수평 조절용 레벨링 볼트(191)는 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징(150)의 측면에 배치되어서, 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징(150)을 전후진시키면서 수평방향의 레벨링 조절한다.
상기 수직 조절용 레벨링 볼트(193)와, 수평 조절용 레벨링 볼트(191)가 상기 딥핑 롤러(20) 양단에 각각 설치됨으로써, 딥핑 롤러(20)가 수직으로 틀어지거나, 수평으로 틀어지는 경우에도 레벨링 가능하게 된다.
이 경우, 수평 조절용 볼트는 상기 딥핑 롤러 샤프트(22)의 양단 좌우에 배치되어서, 이들 중 하나를 풀고 다른 하나를 조이면서 수평조절할 수 있다.
상기와 같은 구조를 가진 무전해 도금용 스퀴징닙 압력조절모듈(100)의 작동 방법을 간단히 설명하면, 먼저 실제로 도금액을 도금하기 전에, 스퀴징 롤러(25)가 딥핑 롤러(20)를 누르는 하중을 변경시키면서, 즉, 로드셀 블록(130)과 로드 셀(120)과 접촉시켜서 나오는 하중 값을 변화시키면서, 각각의 하중 값에 따른 도금액의 코팅 정도를 판단한다. 이에 따라서 스퀴징 롤러(25) 및 딥핑 롤러(20) 양단에서 각각 가장 적절한 하중 값을 구하고, 이를 액츄에이터 콘트롤러(170)에 입력한다.
그 후에, 실제로 무전해 도금 공정을 거친다. 이 경우, 초기에는 액츄에이터(110)를 작동시켜서 스퀴징 롤러(25)가 딥핑 롤러(20)에 근접하도록 이동시킨다.
그 후에 액츄에이터(110)의 작동을 멈추고, 상기 갭 레벨 너트(117)를 사용하여서 상기 스퀴징 롤러(25) 및 딥핑 롤러(20) 사이를 조절한다. 이 경우, 로드 셀(120)과 로드셀 블록(130) 사이의 하중이 상기 압력 표시부(140)에 나타나며, 이를 참조하여서 갭 레벨 너트(117)를 사용하여서, 하중값이 디폴트 값으로 되도록 조절한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 무전해 도금 장치 15: 도금 수조
16: 도금액 분사 노즐 18: 에어 나이프
20: 딥핑 롤러 25: 스퀴징 롤러
27: 내층 28: 외층
100: 스퀴징 닙 압력조절장치 110: 액츄에이터
120: 로드 셀 130: 로드셀 블록
140: 압력 표시부 150: 딥핑 롤러 샤프트 하우징
160: 스퀴징 롤러 샤프트 하우징 170: 액츄에이터 콘트롤러

Claims (9)

  1. 금속 웹(web)을 도금액이 담긴 도금 수조로 연속적으로 공급 및 함침시켜서 도금시키고, 스퀴징 롤러 및 딥핑 롤러 사이의 가압에 의하여 스퀴징시키며, 건조 유닛에 의하여 건조되도록 하는 무전해 도금 장치의 상기 스퀴징 롤러 및 딥핑 롤러 사이의 압력을 조절하는 것으로서,
    상기 스퀴징 롤러의 회전축을 이루며 지지하는 스퀴징 롤러 샤프트를 상기 딥핑 롤러를 향한 방향이나 그 반대 방향으로 이동시키는 액츄에이터(actuator);
    상기 스퀴징 롤러 샤프트에 고정 결합된 로드 셀 블록(load cell block);
    상기 딥핑 롤러의 회전축을 이루며 지지하는 딥핑 롤러 샤프트에 고정 결합되어서, 상기 로드 셀 블록에 접촉 가압되면 그 가압력에 대응하는 전기 신호를 송신하는 로드 셀(load cell); 및,
    상기 로드 셀의 전기 신호를 수신하여 상기 스퀴징 롤러의 가압력을 추산(推算)하여 나타내는 압력 표시부;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추산한 값과 미리 정해진 기준 값이 같아지는 방향으로 상기 스퀴징 롤러 샤프트 지지부재가 이동하도록 상기 액츄에이터를 구동 제어하는 액츄에이터 콘트롤러;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액츄에이터는:
    상기 스퀴징 롤러 샤프트 양단에 배치되어서, 상기 스퀴징 롤러 샤프트를 전, 후진시키는 로드가 실린더 블록 양측에 돌출되도록 배치된 양로드형 공압 실린더: 및
    상기 양로드형 공압 실린더의 로드 중 상기 스퀴징 롤러 샤프트와 접하지 않은 로드 끝단에 결합되어서 상기 로드를 전, 후진 시키는 갭 레벨 너트:
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 딥핑 롤러 샤프트 양단을 각각 지지하는 딥핑 롤러 샤프트 하우징을 더 포함하고,
    상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징은, 상기 양로드형 공압 실린더의 로드의 직선운동을 가이드 하는 직선운동 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스퀴징 롤러 샤프트를 지지하고, 상기 엑츄에이터에 의하여 직선운동 하도록 상기 엑츄에이터와 결합되는 스퀴징 롤러 샤프트 하우징을 더 포함하고,
    상기 로드 셀은 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징에서 돌출되도록 배치되고,
    상기 로드 셀 블록은 상기 스퀴징 롤러 샤프트 하우징에서 돌출되어 상기 로드 셀과 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징의 하측에서 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징을 승, 하강시키면서 수직 방향의 레벨링 조절하는 수직 조절용 레벨링 볼트; 및
    상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징의 측면에 배치되어서, 상기 딥핑 롤러 샤프트 하우징을 전후진시키면서 수평방향의 레벨링 조절하는 수평 조절용 레벨링 볼트;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈.
  7. 도금 물질을 포함하는 도금액이 담긴 도금 수조;
    상기 도금액에 아래 측 외주부가 잠긴 딥핑 롤러(dipping roller);
    상기 딥핑 롤러와의 사이에 상기 도금액의 수위보다 높은 위치에 스퀴징 닙(squeezing nip)이 형성되도록 상기 딥핑 롤러 측으로 가압되는 스퀴징 롤러(squeezing roller);
    상기 스퀴징 닙의 위에 마련된 건조 유닛; 및
    제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항의 구조를 갖는 무전해 도금 장치용 스퀴징 닙의 압력조절모듈;
    을 구비하고,
    연속적으로 공급되는 금속 웹(web)이 상기 딥핑 롤러의 외주면을 따라 진행하여 상기 도금 수조 내의 도금액에 잠긴 후 상기 도금액을 벗어나 상기 스퀴징 닙을 통과하고, 상기 건조 유닛을 통과하여 건조되도록 구성되며,
    상기 스퀴징 롤러는, 내측 파이프와, 상기 내측 파이프를 감싸는 고무 소재의 내층과, 상기 내층을 감싸며 상기 내층보다 경도가 높은 고무로 이루어진 외층을 구비하는 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 내층은 경도 30 내지 40의 고무로 이루어지고,
    상기 외층은 경도 50 내지 60의 고무로 이루어지며,
    상기 내층과 외층의 두께는 각각 4.5 내지 5.5mm 인 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 딥핑 롤러의 외주면은 경도 80 내지 100의 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 무전해 도금 장치.
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