KR101495419B1 - 에지 과도금을 방지하기 위한 전기도금장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 에지부의 과도금을 방지하기 위한 전기도금장치는 강판을 중심으로 일정거리 이격되어 형성된 양극 사이에서 도금하는 강판의 전기도금장치에 있어서, 상기 강판의 에지부와 근접하게 설치되어 상기 에지부와 상기 양극과의 통전을 차단하는 음극 에지 마스크 및 상기 음극 에지 마스크의 상하부에 각각 이격되게 설치되어, 상기 에지부와 상기 양극과의 통전을 차단하는 양극 에지 마스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에지 과도금을 방지하기 위한 전기도금장치{Electro-plating apparatus utilizing edge mask to prevent the edge overcoating}

본 발명은 전기도금장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판의 에지부의 과도금을 방지하기 위한 전기도금장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 강판이나 전기제품의 외장재 등에 사용되는 강판은 소둔 공정을 거친 후, 사용목적에 요구되는 내식성을 갖도록 하기 위해서 전기아연도금공정을 거치게 된다.

일반적으로, 전기 도금을 할 때 도금 전류가 강판의 에지부위에 집중되는 현상에 인하여, 그 부위가 다른 부위 대비 도금 부착량이 많아지거나, 덴드라이트(dendrite) 형태의 아연성장이 일어나 도금결함을 유발하는 등의 문제가 발생한다. 불용성 양극을 사용하는 도금설비에서는 강판 폭을 넘는 부위에서는 양극이 서로 마주보는 형태가 되고, 다양한 원인으로 인하여 이 부위의 양극간에는 전위차가 발생되어 양극표면의 산화 이리듐 피막이 파괴되는 문제가 발생하여 양극수명이 단축되는 현상이 나타나게 된다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 연속으로 강판에 전기아연도금을 하는데 있어서 전기의 특성상 강판의 에지부위에 전류가 집중되는 현상이 나타나며, 이에 의해 다음과 같은 두 가지 문제가 발생하게 된다.

첫째, 에지부위의 도금부착량이 다른 부위대비 증가하는 에지 과도금 문제가 발생하게 된다. 이러한 에지 과도금은 도금을 한 후 코일로 감는 과정에서 에지부의 과다한 도금부착으로 인하여 강판에 굴곡을 유발하기 때문에 코일을 작은 단위로 제작할 수 밖에 없어서 운송비나 생산성에 많은 문제를 야기시켜 왔다.

둘째, 에지부위에 발생하는 덴드라이트 형태의 아연부착 문제이다. 이러한 형태로 부착된 아연은 매우 잘 떨어지기 때문에 롤 등을 비롯한 도금설비에 부착되어 도금강판 표면에 찍힘자국 형태의 불량을 유발하는 문제가 발생하게 되며, 특히 전도롤에 부착되는 경우 부착된 아연 가루를 중심으로 전도롤에 아연이 도금되는 현상이 발생하여 나타나는 아연 픽업 현상을 초래하여 생산에 많은 문제를 일으킨다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 종래에는 도1과 같은 형태의 에지 마스크를 적용해 왔다. 도1에 도시된 바와 같이 음극(cathode)의 역할을 하는 강판(1)을 중심으로 일정거리 이격되어 상부 양극(anode)(2) 및 하부 양극(anode)(3)이 위치하고, 강판(1)의 양단, 즉 에지부의 전류 집중을 차단하기 위한 에지 마스크(edge mask)(4)를 적용해 왔다.

그러나, 에지부의 전류를 차단하기 위해서는 강판 에지부위에 정확히 에지 마스크를 접근시킬 필요가 생기게 되나, 실제 강판에 전기도금을 하는 설비에서는 강판이 폭 방향으로 좌우로 이동하는 사행현상이 생기기 때문에 강판과 에지 마스크 사이의 간격이 10mm이하의 근접이 어려우며, 이에 따라 에지 과도금 전류밀도 감소에 한계를 가지고 있었다.

또한 강판의 에지부의 전류밀도의 감소는 라인의 생산성과 직결되는데, 특히 후도금(편면 55g/m²) 작업시 인가되는 전류밀도가 증가함에 따라 에지부 전류밀도의 집중 현상은 더 증가하게 되고, 이러한 에지부의 전류밀도 증가는 후도금 라인 작업속도에 제한이 되므로 생산성이 급격하게 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 강판의 에지부 전류밀도 감소를 위해 기존의 음극 에지 마스크에 양극 에지 마스크를 추가함으로써 강판의 에지부의 과도금을 방지할 수 있는 전기도금장치를 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치는 강판을 중심으로 일정거리 이격되어 형성된 양극 사이에서 도금하는 강판의 전기도금장치에 있어서, 상기 강판의 에지부와 근접하게 설치되어 상기 에지부와 상기 양극과의 통전을 차단하는 음극 에지 마스크 및 상기 음극 에지 마스크의 상하부에 각각 이격되게 설치되어, 상기 에지부와 상기 양극과의 통전을 차단하는 양극 에지 마스크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 양극 에지 마스크는 상기 에지부와 상기 양극과의 통전을 차단하는 면적을 증감시킬 수 있다.

상기 음극 에지 마스크의 일측면에 연결되는 지지부, 상기 지지부의 상하방향으로 연장 형성되어 상기 지지부와 상기 양극 에지 마스크에 결합하는 연결부, 상기 지지부의 일단에 결합되어 음극 에지 마스크를 전, 후진시키는 마스크 구동부 및 상기 양극 에지 마스크에 상기 강판 방향으로 2개 이상 형성되며, 상기 연결부와 결합되는 위치조절홀을 더 포함할 수 있다.

상기 음극 에지 마스크는 강판이 접하는 면이 내부로 강판이 통과할 수 있도록 홈이 형성될 수 있다.

상기 홈은 강판 방향으로 넓게 경사지게 형성될 수 있다.

상기 음극 에지 마스크 및 양극 에지 마스크는 각각 부도체로 형성될 수 있다.

상기 양극 에지 마스크는 전도성 소재로 형성되며 양극과 마주하는 면에 부도체층이 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치에 따르면 강판의 사행에 의해 음극 에지 마스크가 강판의 에지부에 근접하지 못하는 경우에도 양극 에지 마스크에 의해 강판의 에지부에 집중되는 전류밀도를 감소시킬 수 있어 전기도금시 에지부의 전류집중에 의한 과도금 현상 및 덴드라이트 형태의 석출에 의한 불량 및 조업문제를 해결할 수 있다. 또한, 아연 편면 도금량 55g/m² 이상에의 후도금 작업시에도 라인의 가동속도를 70~100mpm 이상으로 증가시킴으로써 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 연속 전기도금 수평셀의 양극과 에지마스크를 나타낸 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지마스크의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지마스크의 사시도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치의 개략적인 단면도이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치에 대하여 설명하기로 한다.

종래에는 음극 에지 마스크를 강판의 에지부에 근접시켜 강판의 에지부에 인가되는 전류밀도를 감소시켜 에지부의 과도금 현상을 방지하였는데, 본 발명에서는 음극 에지 마스크에 양극 에지 마스크를 추가하여 강판의 에지부 쪽에 인가되는 전류밀도를 감소시켜 에지부의 과도금을 혁신적으로 개선하였다.

또한 상기 양극 에지 마스크는 양극을 가리는 면적, 즉 강판의 에지부와 양극의 통전을 차단하는 면적이 증감될 수 있어 강판의 에지부의 전류밀도를 조절하는 것이 가능하다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지마스크의 측면도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에지마스크의 사시도이다. 도2 및 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 에지 마스크(11)는 강판의 에지부에 근접하도록 설치되어 강판의 에지부와 양극과의 통전을 차단하게 된다. 이러한 음극 에지 마스크(11)는 강판 방향으로 내부에 홈이 형성되어 있어 강판에 연속도금을 실시하는 경우에 에지부를 홈의 내부를 통과시킴으로써 양극과 강판의 에지부와의 통전을 차단할 수 있다.

상기 홈은 강판 방향으로 넓게 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 강판의 연속도금시 강판의 폭 방향으로 좌우로 이동하는 사행현상이 생기기 때문에 강판과 음극 에지 마스크 사이(11)의 간격이 변화되더라도 충돌없이 강판의 에지부의 전류밀도를 안정적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 음극 에지 마스크(11)의 타측면에는 지지부(13)가 연결되며, 상기 지지부(13)의 일단은 음극 에지 마스크(11)를 전, 후진 시키는 마스크 구동부(16)와 연결되어 강판의 연속도금시에 강판의 사행현상이 발생하는 경우에 음극 에지 마스크(11)를 강판쪽으로 전, 후진시킴으로써 음극 에지 마스크(11)의 위치를 조절할 수 있다. 상기 마스크 구동부(16)는 전, 후진이 가능한 장치로서 실린더 장치일 수 있으며, 정밀한 제어를 위해 서보모터로 구동될 수 있다.

상기 지지부(13)에는 상하방향으로 연장 형성되어 양극 에지 마스크를 결합할 수 있는 연결부(14)가 결합된다. 이러한 연결부(14)는 지지부(13)를 관통하도록 형성될 수 있으며 양측에 2개의 로드 형상으로 형성될 수 있다.

상기 연결부(14)가 양극 에지 마스크(12)에 형성된 위치조절홀(15)에 삽입되어 양극 에지 마스크(12)와 연결부(14)가 결합될 수 있다. 양극 에지 마스크(12)는 음극 에지 마스크(11)를 사이에 두고 2개가 평행하게 마주보는 형태로 결합될 수 있으며, 상기 위치조절홀(15)이 강판 방향으로 2개 이상 형성될 수 있어 연결부(14)와 결합되는 위치조절홀(15)의 위치에 따라 양극을 가리는 면적을 조절하여 강판의 에지부의 전류밀도를 조절할 수 있다.

한편 음극 에지 마스크(11) 및 양극 에지 마스크(12)는 부도체로 형성될 수 있다. 또한, 양극 에지 마스크(12)에 의해 가려진 부분이 미도금문제를 방지하기 위해 양극 에지 마스크(12)는 전도성 소재로 형성될 수 있으며, 이때 양극(2, 3)과 통전을 방지하기 위해 양극 에지 마스크(12)는 양극(2, 3)과 마주하는 면에 부도체층이 형성될 수 있다. 이 경우 양극 에지 마스크(12)에 의해 가려지는 면에 대하여 미도금 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에지부 과도금 방지를 위함 전기도금장치의 개략적인 단면도이다.

강판(1)은 음전하를 띠게 되어 음극역할을 하게 되며, 2개의 양극(2, 3) 사이에서 진행하면서 전기도금이 진행되게 된다. 이때 강판(1)의 양 측면 에지부는 전류밀도가 집중되면서 과도하게 도금이 진행될 수 있다. 일차적으로 음극 에지 마스크(11)가 근접하게 배치되면서 에지부의 전류밀도를 감소시키게 된다. 이 때 음극 에지 마스크(11)와 강판의 에지부의 간격이 벌어지더라도 음극 에지 마스크(11)와 양극(2, 3) 사이에 형성된 양극 에지 마스크(12)에 의해 양극이 가려지게 되어 에지부의 전류밀도를 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 강판의 진행시 강판의 폭 방향으로 사행현상이 발생하게 되어 강판(1)의 에지부와 음극 에지 마스크(11)와의 간격이 다소 벌어진다고 하더라도, 양극 에지 마스크(12)가 음극 에지 마스크(11)보다 강판(1) 방향으로 더 길게 형성됨으로써 에지부에 전류밀도가 급격하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 강판의 두께 및 종류에 따라 연결부(14)와 결합되는 양극 에지 마스크(12)의 결합홈(15)의 위치를 변경함으로써, 양극 에지 마스크(12)에 의해 통전이 차단되는 면적을 조절할 수 있다.

한편, 강판(1)의 사행의 정도가 심해지는 경우 지지부(13)와 연결되는 구동부(16)의 동작에 의해 음극 에지 마스크(11)와 양극 에지 마스크(12) 전체의 위치를 강판(1)의 폭의 변화에 따라 대응되도록 조절할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 강판 2:상부양극 3:하부양극
11:음극 에지 마스크 12:양극 에지 마스크 13:지지부
14: 연결부 15:위치조절홀 16:구동부

Claims (7)

1. 강판을 중심으로 일정거리 이격되어 형성된 양극 사이에서 도금하는 강판의 전기도금장치에 있어서,
   상기 강판의 에지부와 근접하게 설치되어 상기 에지부와 상기 양극과의 통전을 차단하는 음극 에지 마스크 및
   상기 음극 에지 마스크의 상하부에 각각 이격되게 설치되어, 상기 에지부와 상기 양극과의 통전을 차단하는 양극 에지 마스크를 포함하며,
   상기 음극 에지 마스크의 일측면에 연결되는 지지부;
   상기 지지부의 상하방향으로 연장 형성되어 상기 지지부와 상기 양극 에지 마스크에 결합하는 연결부;
   상기 지지부의 일단에 결합되어 음극 에지 마스크를 전, 후진시키는 마스크 구동부; 및
   상기 양극 에지 마스크에 상기 강판 방향으로 2개 이상 형성되며, 상기 연결부와 결합되는 위치조절홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 음극 에지 마스크는 강판이 접하는 면이 내부로 강판이 통과할 수 있도록 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 홈은 강판 방향으로 넓게 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치
6. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 음극 에지 마스크 및 양극 에지 마스크는 각각 부도체로 형성된 것을 특징으로 하는 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치.
7. 청구항 1, 청구항 4 및 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 양극 에지 마스크는 전도성 소재로 형성되며 양극과 마주하는 면에 부도체층이 형성된 것을 특징으로 하는 에지부 과도금 방지를 위한 전기도금장치.

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