KR101525343B1

KR101525343B1 - 용융 금속 도금욕용 회전체 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101525343B1
Application number: KR1020137022220A
Authority: KR
Inventors: 신이치 고가; 다이조 마츠다; 에이스케 오가와; 마코토 사사키
Original assignee: 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤; 닛신 세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2015-06-02
Also published as: CN103547697A; US9702034B2; WO2012128095A1; KR20130132586A; US20140020622A1; JPWO2012128095A1; CN103547697B; JP5749793B2

Abstract

본 발명은 종래 기술에 대하여 보다 개선된 회전체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 적어도 외주면이 세라믹스로 구성된 대략 원기둥 형상의 동체부를 갖는 용융 금속 도금욕용 회전체이며, 동체부의 외주면에는 회전 축심에 교차하는 홈이 형성되어 있고, 그 홈의 바닥 표면에는, 당해 홈의 길이 방향을 따르는 복수 열의 미소 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 금속 도금욕용 회전체이다. 상기 길이 방향을 따르는 미소 홈 대신에, 짧은 방향을 따라 복수 열의 미소 홈이 형성되어 있어도 된다.

Description

용융 금속 도금욕용 회전체 및 그 제조 방법{ROTOR FOR MOLTEN-METAL-PLATING BATH AND METHOD FOR MANUFACTURING ROTOR FOR MOLTEN-METAL-PLATING BATH}

본 발명은, 적어도 외주면이 세라믹스로 구성된 외관이 대략 원기둥 형상의 동체부를 갖는 용융 금속 도금욕용 회전체 및 그 제조 방법에 관한 발명이다.

상기 기술분야에 관한 용융 금속 도금욕용 회전체로서, 아연이나 알루미늄 등의 금속 도금층을 강판의 표면에 형성해서 금속 도금 강판을 형성하는 금속 도금 강판 제조 라인에 있어서, 용융 금속 도금 장치의 도금욕 중에 침지되어 사용되는 용융 금속 도금욕용 롤이 있고, 당해 용융 금속 도금욕용 롤에 관한 종래 기술이 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1에는, 용융 금속 도금욕용 롤로서, 금속 또는 무기물제 롤 본체의 외주면에 나선 형상 또는 복수 개의 링 형상의 홈을 형성한 액중용 그립 롤이며, 상기 홈의 형상이 소정의 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 액중용 그립 롤이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2003-55782호 공보

상기 특허문헌 1에 액중용 그립 롤로서 개시된 용융 금속 도금욕용 회전체인 용융 금속 도금욕용 롤은, 당해 롤의 표면에 강판을 밀착시켜서 슬립하지 않고 강판을 반송할 수 있어, 슬립에 기인하는 모양을 발생시키지 않고 금속 도금층을 형성할 수 있는 점, 및 금속 또는 무기물로 구성되어 있어 장수명인 점에서 우수하다. 그러나, 용융 금속 도금 강판의 품질의 향상 및 저비용화의 관점에서 용융 금속 도금욕용 회전체의 새로운 개선이 요청되고 있다.

본 발명은 이러한 요청에 대하여 본원 발명자들이 예의 검토하여 이루어진 발명이며, 종래 기술에 대해 보다 개선된 회전체 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 제1 형태는, 적어도 외주면이 세라믹스로 구성된 대략 원기둥 형상의 동체부를 갖는 용융 금속 도금욕용 회전체이며, 동체부의 외주면에는 회전 축심에 교차하는 홈이 형성되어 있고, 그 홈의 바닥 표면에는, 당해 홈의 길이 방향을 따르는 복수 열의 미소 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융 금속 도금욕용 회전체이다. 이 경우에는, 미소 홈의 개구 폭은, 50 내지 500㎛인 것이 바람직하다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 제2 형태는, 상기 용융 금속 도금욕용 회전체에 있어서, 상기 길이 방향을 따르는 미소 홈 대신에, 짧은 방향을 따라 복수 열의 미소 홈이 형성되어 있는 용융 금속 도금욕용 회전체이다. 이 경우에는, 미소 홈의 깊이는, 30 내지 200㎛인 것이 바람직하다.

또한, 상기 홈은, 짧은 방향을 따르는 단면에서 보았을 때, 그 개구 방향을 향해 개방하는 경사진 측벽을 갖는 것이 바람직하고, 그 측벽은, 단차부를 가져도 된다.

또한, 상기 홈의 표면에는 유리상이 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또한 상기 복수 열의 미소 홈 상호간의 볼록부의 정상부 표면은, 대략 평탄면 또는 대략 반구면인 것이 바람직하다.

또한, 짧은 방향을 따르는 단면에서 보았을 때, 홈의 코너부에는 R면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 회전 축심을 따르는 단면에서 보았을 때의 상기 홈의 형상은, 대략 직사각 형상, 대략 삼각 형상, 대략 U자 형상 또는 대략 사다리꼴 형상 중 어느 하나이며, 그 홈은, 회전 축심을 따르는 방향으로 복수 형성되어 있고, 복수의 홈 중 인접하는 홈의 사이에는 평탄부가 형성되고, 평탄부의 축에 평행한 방향에서의 폭이 3mm 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 홈은, 회전 축심을 따르는 방향으로 복수 형성되어 있고, 상기 복수의 홈 중 인접하는 홈의 사이에는 평탄부가 형성되고, 그 평탄부에 형성된 상기 홈보다 얕은 중간 홈을 가지거나, 또는, 회전 축심과 교차하는 각도가 상기 홈과는 상이한, 원주 상에 복수 형성된 중간 홈을 갖는 것이 바람직하고, 그 중간 홈은, 상기 홈과는 연결되지 않은 상태로 형성되어 있는 것이 적합하다.

또한, 상기 용융 금속 도금욕용 회전체의 동체부를 구성하는 세라믹스는, 질화규소질 세라믹스이면 적합하다.

본 발명의 제2 형태는, 상기 형태의 용융 금속 도금욕용 회전체를 적절하게 제조하는 방법이며, 적어도 외주면이 세라믹스로 구성된 외관이 대략 원기둥 형상의 동체부와, 회전 축심에 교차하도록 동체부에 형성된 홈을 갖는 회전체의 제조 방법이며, 동체부를 회전시킴과 함께 제1 주사선을 따라 레이저를 동체부의 외주면에 조사하여 제1 홈을 형성하는 제1 홈 형성 공정과, 상기 제1 홈 형성 공정 후, 동체부를 회전시킴과 함께 제2 주사선을 따라 제1 홈의 바닥 표면에 레이저를 조사하여 제1 홈보다 깊은 제2 홈을 형성하는 제2 홈 형성 공정을 갖고, 제1 주사선과 제2 주사선의 배치가 상이한 것을 특징으로 하는 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법이다.

상기 제조 방법에서, 제1 주사선 및 제2 주사선은, 모두 회전 축심을 따르는 방향으로 설정되어 있어도 되고, 그 경우에는, 제1 홈 형성 공정과 제2 홈 형성 공정에서의 동체부의 주위 속도가 상이하도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제조 방법에 있어서, 제1 주사선 및 제2 주사선은, 모두 회전 축심에 교차하는 방향으로 설정되어 있어도 된다.

또한, 짧은 방향에 있어서 홈의 단부에서는, 레이저의 단위 면적당의 에너지 밀도를 낮추어, 당해 단부에 R면을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 레이저 가공 공정 후에, 적어도 홈에 숏 블라스트를 실시하는 숏 블라스트 공정을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 그 과제를 해결하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 도금 강판 제조 라인의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 용융 금속 도금욕 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 용융 금속 도금욕용 회전체의 제1 형태를 도시하는 정면도이다.
도 4의 (a)는, 도 3의 용융 금속 도금욕용 회전체의 홈의 부분 확대 정면도이다.
도 4의 (b)는, 도 4의 (a)의 A-A 단면도이다.
도 4의 (c)는 도 4의 (b)의 F부 확대도이다.
도 5는 도 2의 용융 금속 도금욕용 회전체의 제2 형태를 도시하는 정면도이다.
도 6의 (a)는, 도 5의 용융 금속 도금욕용 회전체의 홈의 부분 확대 정면도이다.
도 6의 (b)는, 도 4의 (a)의 B-B 단면도이다.
도 6의 (c)는, 도 4의 (a)의 C-C 단면도이다.
도 7은 도 3의 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 장치의 개략 구성도이다.
도 8의 (a)는, 도 7의 제조 장치에 의한 용융 금속 도금욕용 회전체의 제1 홈의 형성 공정을 설명하는 단면도이다.
도 8의 (b)는, 도 7의 제조 장치에 의한 용융 금속 도금욕용 회전체의 제2 홈의 형성 공정을 설명하는 단면도이다.
도 8의 (c)는, 도 8의 (b)의 제2 홈의 형성 공정 후에 숏 블라스트를 실시한 후의 홈의 상태를 도시하는 단면도이다.
도 9의 (a)는, 도 2의 용융 금속 도금욕용 회전체의 제3 형태의 동체부 정면도이다.
도 9의 (b)는, 도 9의 (a)의 K-K 단면도이다.
도 9의 (c)는, 도 9의 (a)의 용융 금속 도금욕용 회전체의 조업시의 상태를 나타내는 개념도이다.
도 9의 (d)는, 도 9의 (a)의 용융 금속 도금욕용 회전체의 제1 변형 형태의 동체부 정면도이다.
도 9의 (e)는, 도 9의 (a)의 용융 금속 도금욕용 회전체의 제2 변형 형태의 동체부 정면도이다.
도 10은 도 2의 용융 금속 도금욕용 회전체의 제4 형태의 동체부 정면도이다.
도 11은 줄무늬 형상 마크의 개념도이다.

이하, 본 발명에 대해서, 그 실시 형태인 용융 금속 도금욕용 롤의 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태에 기초하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 용융 금속 도금욕용 회전체로서 용융 금속 도금욕용 롤을 예로 들어 설명하는데, 본 발명은 용융 금속 도금욕 중에서 사용되는 롤·롤러 그 밖의 회전체에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 이하 설명하는 본 발명의 각 요소는, 단독으로 또는 적절히 조합하여 이용할 수 있고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변형해서 이용할 수 있다.

[도금 강판 제조 라인, 용융 금속 도금 장치]

우선, 본 발명의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 용융 금속 도금욕용 롤인 싱크 롤(1 또는 2)이, 용융 금속 도금욕에 침지되어 사용되는 용융 금속 도금 장치 및 그 용융 금속 도금 장치가 내장되는 도금 강판 제조 라인에 대해서, 도 1 및 2를 참조하면서 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 아연 도금 강판, 알루미늄 도금 강판 또는 아연-알루미늄 합금 도금 강판 그 밖의 금속 도금 강판을 제조하는 도금 강판 제조 라인은, 페이 오프 릴에 장착된 열연 산 세정 코일 또는 냉연 코일로부터 인출된 강판(P)을 전처리하고, 재질 조정하기 위해 어닐링 처리를 행하고, 이어서 용융 금속 도금 장치(80)의 용융 금속 도금욕에 강판을 침지하여 그 표면에 아연이나 알루미늄 또는 그것들이 합금으로 이루어지는 용융 금속을 부착시킨 강판(P1)으로 하고, 그 후 강판(P1)을 냉각하여 부착된 용융 금속을 냉각·응고하여, 스킨 패스 압연기를 통과시켜, 강판(P1)을 텐션 릴에 권취하여 출하하도록 구성되어 있다.

도 2는, 도 1에서 용융 금속 도금을 행하는 용융 금속 도금 장치(80)의 개략 구성을 나타내는, 정면에서 본 단면도이다. 용융 금속 도금 장치(80)는, 용융 금속 도금욕(이하, 간단히 "도금욕"이라고도 함)(81)을 넣은 욕조(82)와, 도금욕(81)의 표층 부분에 침지되어, 도금욕(81) 내에 도입되는 강판의 산화를 방지하기 위한 스나우트(83)와, 도금욕(81) 내에 배치된 싱크 롤(1)과, 도금욕(81) 내에서 싱크 롤(1 또는 2)의 상방에 위치하는 한 쌍의 서포트 롤(9·9)과, 도금욕(81)의 표면보다 약간 상방에 위치하는 가스 와이핑 노즐(86)을 갖는다. 싱크 롤(1) 자체에는 외부 구동력이 부여되지 않고, 통판하는 강판과의 접촉에 의해 구동된다. 또한 서포트 롤(9·9)은, 일반적으로, 한쪽의 서포트 롤(9)이 외부의 모터(도시하지 않음)에 연결된 구동 롤이며, 다른 쪽의 서포트 롤(9)이 비구동 롤이다. 또한, 서포트 롤(9)에는 외부 구동력이 부여되지 않는 무 구동 타입도 있다. 용융 금속 도금욕용 롤인 싱크 롤(1) 및 한 쌍의 서포트 롤(9·9)은, 프레임(84·85)에 설치된 베어링(87·88)에 의해 회전 가능하게 각각 지지되어 있고, 항상 일체로서 도금욕(81) 내에 침지된다.

강판(P)은, 스나우트(83)를 거쳐 도금욕(81) 내에 비스듬한 방향으로 진입하여, 싱크 롤(1)을 경유해서 상방으로 진행 방향을 바꿀 수 있다. 도금욕(81) 내를 상승하는 강판(P)은 한 쌍의 서포트 롤(9·9)에 끼워져 있어, 패스 라인이 유지되는 동시에, 휨이나 진동이 방지된다. 가스 와이핑 노즐(86)은, 도금욕(81)으로부터 나온 강판(P1)에 고속 가스를 분사한다. 고속 가스의 가스압 및 분사 각도에 의해, 강판(P1)에 부착된 용융 금속 도금의 두께를 균일하게 조정한다. 이와 같이 하여, 용융 금속 도금이 실시된 강판(P1)이 얻어진다.

[제1 실시 형태]

도 2의 도금 장치(80)에 내장되는, 본 발명의 제1 실시 형태인 싱크 롤(이하, 간단히 "롤"이라고도 함)(1)의 구성에 대해서, 그 정면도인 도 3 및 도 3의 홈의 부분 확대도인 도 4를 참조하여 설명한다. 또한, 이하 설명하는 제2 형태의 싱크 롤(2)에 대해서도 마찬가지인데, 기본적으로, 싱크 롤을 예로서 설명하는 구성은 서포트 롤 그 밖의 용융 금속 도금욕용 회전체에 적용할 수 있다.

도 3에 정면도를 나타내는 롤(1)은, 도 2에 도시하는 강판(P)이 접촉하는 세라믹스를 포함해서 이루어지는 외주면을 갖는 외관이 대략 원기둥 형상인 동체부 (1a)와, 동체부(1a)의 회전 축심(D)과 동축에 동체부(1a)의 양단으로부터 수평 방향으로 신장하는 외관이 대략 원기둥 형상인 축부(1b)를 갖고 있다. 또한, 본 형태의 롤(1)은, 모두 세라믹스로 구성된 속이 찬 동체부(1a)와 축부(1b)가 이음매 없이 일체적으로 구성되어 있지만, 동체부(1a)의 양단에, 동체부(1a)와는 별체인 세라믹스제 또는 금속제의 축부(1b)를 고정하여 롤(1)을 구성해도 된다. 그 경우에는, 내열 충격성 및 제조 용이성의 관점에서, 동체부(1a)·축부(1b)는, 중공부를 갖는 대략 원통 형상을 이루도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 동체부(1a)는, 대략 원기둥 형상의 금속제 기체의 외주면에, 예를 들어 용사 등에 의해 직접 세라믹스층을 형성하거나 또는 세라믹스제의 슬리브를 끼워넣어 구성할 수 있다. 즉, 회전체인 롤(1)은, 용융 금속 도금욕(이하, 도금욕이라고도 함) 및 강판과 직접 접촉하는, 적어도 그 동체부(1a)의 외주면이 세라믹스로 구성되어 있으면 된다.

동체부(1a)의 외주면에는, 당해 외주면과 접촉하는 강판과의 사이에 개재하는 도금욕을 배출하여, 동체부(1a)에 대한 강판의 밀착성을 향상하기 위한 홈(1c·1d)이 형성되어 있다. 또한, 이 홈(1c·1d)은, 도금욕 중에 포함되는 슬러지를 동시에 배출하여, 슬러지에 기인하는 금속 도금층의 불량을 억제하는 역할도 하고 있다.

여기서, 한 쌍의 홈(1c·1d)은, 모두 롤(1)의 회전 축심(D)에 교차하는 방향으로, 이하와 같이 바람직한 형태로 형성되어 있다. 즉, 회전 축심(D)을 따르는 방향(이하, 축심 방향이라고 함)에서 동체부(1a)의 중심선(E)으로부터 좌측 방향으로 배치된 한쪽의 홈(1c)은, 좌측 방향의 축부(1b)의 단부면으로부터 축심 방향으로 동체부(1a)를 바라보았을 경우에 우측 주회하는 나선 형상으로 형성되어 있고, 중심선(E)으로부터 우측 방향으로 배치된 다른 쪽의 홈(1d)은, 중심선(E)을 개재해서 한쪽의 홈(1c)과 축 대칭이 되도록, 우측 방향의 축부(1b)의 단부면으로부터 축심 방향으로 동체부(1a)를 바라보았을 경우에 좌측 주회하는 나선 형상으로 형성되어 있다. 이 바람직한 형태의 홈(1c·1d)과 같이, 축심 방향에서의 동체부(1a)의 중심선(E)에 대하여 홈(1c·1d)을 좌우 대칭으로 배치함으로써, 도금욕 및 드로스(dross) 등의 슬러지(이물)를 동체부(1a) 밖으로 효과적으로 배출할 수 있을 뿐만 아니라, 축심 방향에서의 강판의 동체부(1a)와의 접촉 위치를 중앙부로 유지할 수 있어, 금속 도금 강판 표면의 모양이나 흠집 등의 요인이 되는 강판의 축심 방향의 슬립을 억제할 수 있다.

도 3의 홈(1c·1d)의 확대 평면도인 도 4의 (a) 및 도 4의 (a)의 A-A 단면도인 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈(1c·1d)의 저면에는, 홈(1c·1d)이 신장하는 방향인 길이 방향을 따라, 복수 열의 미소 홈(1e)이 형성되어 있다. 또한, 도 4의 (a)에서는, 이해를 위하여 미소 홈(1e)을 직선 형상으로 나타내고 있지만, 미소 홈(1e)이 서로 병렬하고 있으면 만곡되어 있어도 된다.

홈(1c·1d)은, 길이 방향에 직교하는 짧은 방향에서의 단면에서 보았을 때의 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 그 저면의 양단으로부터 홈(1c·1d)의 개구 방향인 상방을 향해 상승되어 동체부(1a)의 표면에 접속하는 2면의 측벽(1f·1f)을 갖고 있다. 이 측벽(1f·1f)은, 그 단면에서 보았을 때, 저면에서부터 연직으로 상승하는 형태이어도 된다. 그러나, (1) 측벽(1f·1f)과 저면의 교점에서의 코너부의 각도를 크게 하여 내열 충격성을 높여, 동체부(1a)의 파괴를 억제하는 점, (2) 홈(1c·1d)의 단면적을 크게 하여 도금욕의 유량을 높여, 동체부(1a)의 표면으로부터 도금욕 및 슬러지를 보다 신속하게 배출하는 점에서, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 측벽(1f·1f)은, 짧은 방향에서의 단면에서 보았을 때, 개구를 향해 개방하는 경사진 면인 것이 바람직하다.

또한, 본 형태의 홈(1c·1d)에는, 바람직한 요소로서, 상기 측벽(1f·1f)과 동체부(1a)의 표면인 평탄면(1y)의 사이에 개재하여, 양자를 접속하는 접속면(1g·1g)이 형성되어 있다. 접속면(1g·1g)은, 측벽(1f·1f)과 동체부(1a)의 표면의 교점에 예리한 코너부가 존재함으로써, 동체부(1a)의 평탄면(1y)에 접촉하는 강판에 흠집을 발생시키지 않도록 구성된 면이다. 그리고, 본 형태의 접속면(1g·1g)은, 측벽(1f·1f)과 동체부(1a)의 표면을 원활하게 접속하는 R면이지만, C면이어도 된다. 이 접속면(1g·1g)은, 바람직하게는 후술하는 숏 블라스트 공정으로 형성된다.

또한, 예를 들어 용융 아연 도금의 경우에는 450℃로 도금욕은 고온으로 가열되어 있기 때문에, 도금욕에 대한 침지시나 도금욕으로부터 건져 올릴 때에, 롤(1)은, 급열·급냉에 의한 열응력이 작용하여, 홈(1c·1d)의 저면에 예각인 코너부가 있으면, 당해 코너부를 기점으로 하여 홈(1c·1d)이 파손될 가능성이 있다. 그로 인해, 본 형태의 홈(1c·1d)에서는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 짧은 방향을 따르는 단면에서 보았을 때, 그 코너부에는 R면(1i)을 설치하고 있다. 이 R면(1i)은, 후술하는 바와 같이, 바람직하게는 레이저 가공 조건을 홈(1c·1d)의 단부에서만 조정함으로써 형성된다.

홈(1c·1d)의 저면에 병설된 복수 열의 미소 홈(1e)은, 홈(1c·1d)을 흐르는 도금욕의 유선을 정돈하여, 도금욕 및 그 중에 포함되는 슬러지가, 홈(1c·1d)을 원활하게 유통하여, 동체부(1a)의 밖으로 신속하게 배출하는 기능을 갖고 있다. 이 미소 홈(1e)에 대해서, 도 4의 (b)의 F부의 확대 단면도인 도 4의 (c)를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 복수 병설된 오목부인 미소 홈(1e)의 각각의 짧은 방향을 따르는 단면 형상은 대략, 대략 직사각 형상 또는 하방(미소 홈(1e)의 개구의 반대 방향)을 향해 홈 폭이 축소되는 대략 사다리꼴 형상 또는 대략 삼각 형상인데, 개개의 형상·치수·배치 그 밖의 형태 요소는 반드시 동일하지 않아도 된다. 즉, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 오목 형상의 미소 홈(1e)는, 상기 작용·효과를 발휘하도록, 홈부(1c·1d)의 저면에, 길이 방향을 따라 복수 열 형성되어 있으면 충분하며, 미소 홈(1e)의 개개의 형상, 크기, 측벽·저면의 배치 위치는 불균일해도 좋다. 또한, 미소 홈(1e)은, 볼록부(1h)를 개재해서 밀접한 상태로 배치되어 있을 필요는 없고, 정상부 표면이 넓은 볼록면(1h)을 개재해서 넓은 간격으로 이산된 상태가 되도록 배치되어 있어도 된다. 그러나, 상기와 같이 도금욕의 흐름을 정류한다는 점에서, 그 개구 폭은, 바람직하게는 모두가 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 한편으로, 도금욕 중에 포함되는 슬러지 등 미소한 이물을 포착하여 홈(1c·1d)이 폐색되는 것을 방지하기 위해서는, 미소 홈(1e)의 개구 폭은, 바람직하게는 모두가 50㎛ 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 미소 홈(1e)의 개구 폭이란, 도 4의 (c)에서 부호 G로 나타내는, 짧은 방향에 있어서, 미소 홈(1e)의 양단에 형성된 볼록부(1h)의 정상부간의 거리를 가리킨다.

또한, 짧은 방향에서 병렬하는 미소 홈(1e)의 사이에 개재하는 볼록부(1h)의 정상부 표면은, 예각 형상이어도 되지만, 도금욕 중에 포함되는 슬러지 등의 이물을 포착하지 않도록, 당해 정상부 표면을 매끄러운 대략 평탄면 또는 대략 반구면으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 면은, 바람직하게는 후술하는 숏 블라스트 공정에서 형성된다. 또한, 홈(1c·1d)을 유동하는 도금욕과의 반응에 의한 홈(1c·1d)의 표면의 손모를 억제하기 위해서, 홈(1c·1d)의 표면에는 유리상이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 유리상은, 후술하는 레이저에 의한 홈 가공에 의해 적합하게 형성할 수 있다.

또한, 동체부(1a)에 대한 강판의 밀착성을 높이기 위해서는, 도 3에 도시하는, 짧은 방향을 따르는 단면에서 보았을 때의 홈(1c·1d)의 형상은, 대략 직사각 형상, 대략 삼각 형상, 대략 U자 형상 또는 대략 사다리꼴 형상 중 어느 하나이며, 인접하는 홈(1c·1d)의 사이에 형성된 평탄부(1y)의, 짧은 방향에서의 폭은 3mm 이상인 것이 바람직하다.

[제2 실시 형태]

상기 제1 형태의 싱크 롤(1) 대신에 도 2의 도금 장치(80)에 내장되는, 본 발명의 제2 실시 형태인 싱크 롤(2)의 구성에 대해서, 그 정면도인 도 5 및 도 5의 홈의 부분 확대도인 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 도 5 및 6에서, 상기 제1 형태의 싱크 롤(1)과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있으며, 상세한 설명을 생략한다.

제2 형태의 롤(2)은, 상기 제1 형태의 롤(1)과 마찬가지의 동체부(1a)와 축부(1b)를 갖고 있지만, 그 동체부(1a)의 외주면에 형성된 홈(2c)은, 정면에서 본 경우에 회전 축심(D)에 대하여 직교하는 방향으로 형성되고, 축심 방향에서 본 경우에 원 환상의 형태를 이루고 있고, 또한 축심 방향을 따라 복수 조의 홈(2c)이 거의 등간격으로 배치되어 있는 점에서, 롤(1)의 홈(1c·1d)과 상이하다. 또한, 축심 방향을 따라 복수 조의 홈(2c)을 등간격으로 형성하는 것은 필수적이 아니며, 예를 들어 동체부(1a)의 단부면측을 미세한 간격으로, 중앙부를 성긴 간격으로 홈(2c)을 형성해도 되고, 그 반대이어도 상관없다. 또한, 홈(2c)은, 회전 축심(D)에 대하여 직교하는 방향이 아니라, 경사진 방향으로 배치해도 된다. 또한, 본 형태의 홈(2c)과 상기 롤(1)의 나선 형상의 홈(1c·1d)을 동체부(1a)에 복합적으로 형성해도 된다.

도 5의 홈(2c)의 확대 평면도인 도 6의 (a), 도 6의 (a)의 B 방향 화살표 방향도인 도 6의 (b) 및 도 6의 (a)의 C-C 단면도인 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 홈(2c)의 저면에는, 그 짧은 방향을 따라, 복수 열의 미소 홈(2e)이 형성되어 있다. 또한, 도 6의 (a)에서는, 이해를 위하여 미소 홈(2e)을 직선 형상으로 나타내고 있지만, 미소 홈(2e)이 서로 병렬하고 있으면 만곡되어 있어도 된다. 또한, 미소 홈(2e)은, 홈(2c)의 짧은 방향에 대하여 평행하게 형성되어 있을 필요도 없으며, 하기 설명하는 작용·효과를 발휘하는 것이라면, 경사진 상태로 배치되어 있어도 된다.

짧은 방향을 따르는 단면도인 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 홈(2c)은, 그 저면의 양단으로부터 상승되는 측벽(2f·2f)과, 당해 측벽(2f·2f)과 동체부(1a)의 표면을 접속하는 접속면(1g)을 갖고 있다. 그리고, 측벽(2f·2f)은, 상기 롤(1)의 홈(1c·1d)의 측벽(1f·1f)과 마찬가지로 상방을 향해 개방하도록 형성되어 있지만, 측벽(2f·2f)은, 측벽(1f·1f)에 대하여 복수의 단차부로 구성되어 있는 점에서 상이하다. 이와 같이, 측벽(2f·2f)에 바람직하게는 단차부를 형성함으로써, 홈(2c)의 저면으로부터 동체부(1a)의 외주면을 향해 완만하게 넓어지는 측벽(2f·2f)을 형성할 수 있어, 홈(2c)의 접속면(1g)에서의 응력 집중을 보다 완화할 수 있다. 또한, 홈(2c)의 표면적을 증가시킴으로써, 슬러지 등 미소한 이물을 포착해서 홈(2c)이 폐색되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 홈(2c)의 저면에 병설된 복수 열의 미소 홈(2e)은, 마치 평수차의 블레이드와 같이, 그 측면에서 홈(2c)에 유입된 도금욕을 밀어내어, 도금욕 및 그 안에 포함되는 슬러지를 동체부(1a)의 밖으로 빠르게 배출하는 기능을 갖고 있다. 즉, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 배치하는 방향 이외의 요소는, 상기 롤(1)의 미소 홈(1e)과 기본적으로는 동일한 요소로 구성된 미소 홈(2e)은, 길이 방향에서의 단면에서 보았을 때, 측면(2i 및 2j)을 갖고 있다(볼록부(2h)의 측면이기도 함). 그리고, 도면 중 부호 I로 나타내는 화살표의 방향으로 롤이 회전하면, 그 회전 방향에 대하여 반대로 위치하는 측면(2j)은, 홈(2c)에 유입된 도금욕(81)을 밀어낸다. 밀어내진 도금욕(81)은, 동체부(1a)의 외주면에 접촉하는 강판(P)과 홈(2c)으로 형성되는 통로 형상의 공간 내를 유동하여, 동체부(1a)로부터 강판(P)이 이탈하면, 홈(2c)의 개구에서 동체부(1a)의 밖으로 배출되는 것이다. 이렇게 도금욕을 밀어내는 기능을 발휘시키기 위해서는, 도 6의 (b)에 나타내는 미소 홈(2e)의 깊이는, 바람직하게는 모두가 30㎛ 이상인 것이 바람직하다. 한편으로, 두꺼운 급변부에서의 동체부(1a)의 열 충격에 의한 깨짐을 방지하기 위해서는, 미소 홈(2e)의 깊이(H)는, 바람직하게는 모두가 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 여기서, 미소 홈(2e)의 깊이는, 도 6의 (b)에서 부호(H)로 나타내는, 미소 홈(2e)의 정점에서부터 저면까지의 거리를 가리킨다.

[제3 실시 형태]

상기 제1 형태의 싱크 롤(1) 대신에 도 2의 도금 장치(80)에 내장되는, 본 발명의 제3 실시 형태인 싱크 롤(3)의 구성에 대해서, 그 동체부만의 정면도인 도 9를 참조하여 설명한다. 또한, 도 9에서, 상기 제1 또는 제2 형태의 싱크 롤(1·2)과 동일한 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 있으며, 상세한 설명을 생략한다(다음에 설명하는 제4 실시 형태의 싱크 롤에 대해서도 마찬가지임).

제3 형태의 롤(3)의 동체부(1a)만의 정면도인 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 롤(3)은, 축심 방향을 따라 그 동체부(1a)에 복수 형성된 제2 형태의 롤(2)과 동일한 홈(2c)을 갖지만, 도면에서 세선으로 나타내는, 인접하는 홈(2c)의 사이에 설치된 평탄부(1y)의 중앙에 1조의 중간 홈(3k)을 갖는 점에서, 제2 형태의 롤(2)과 상이하다. 또한, 홈(2c)(이하, 제3 형태의 롤의 설명의 항에서, 이해를 위해 "홈(2c)"을 "주 홈(2c)"이라고 한다. 다음에 설명하는 제4 형태의 롤에서 동일함)의 저면에는, 상기 제2 형태의 롤(2)에 형성되어 있던 짧은 방향을 따르는 미소 홈(2e) 대신에, 제1 형태의 롤(1)에 형성되어 있던 길이 방향을 따르는 미소 홈(1e)이 형성되어 있다. 여기서, 본 형태의 롤(3)에서, 축심 방향에서 단면을 본 경우에 원 환상을 이루는 중간 홈(3k)은, 인접하는 주 홈(2c)의 각 조의 사이의 평탄부(1y)에, 주 홈(2c)과 마찬가지로 회전 축심(D)에 직교하도록 복수 조 배치되어 있다. 그리고, 도 9의 (a)의 K-K 단면도인 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 일정한 폭(M3)으로 형성된 중간 홈(3k)의 깊이(M4)는, 주 홈(2c)의 깊이(M2)보다 얕고, 그 때문에 중간 홈(3k)의 저면의 외경은, 주 홈(2c)의 저면의 외경보다 대직경이다. 이러한 구성의 중간 홈(3k)을 갖는 롤(3)에 의하면, 다음과 같은 작용 효과를 발휘할 수 있다.

즉, 잘 알려져 있는 바와 같이 강판의 슬립 방지를 위해 표면에 홈을 형성한 롤을 조업에 사용하면, 도 11에 도시하는 바와 같이 도금 후의 강판(P1)에, 도금욕의 부착 두께의 차에 기인하는, 기하학적인 단차가 거의 없는 광학적으로 확인할 수 있을 정도의 줄무늬 형상 마크(W)가 발생하는 경우가 있다. 이러한 줄무늬 형상 마크(W)는, 미려한 외관이 요구되는 자동차의 보디나 가전 제품의 하우징에 사용되는 도금 강판의 경우에는 문제가 되는데, 그 발생 원인은, 강판의 표면에 부착된 도금욕의 두께가, 롤의 홈에 대응하는 위치에서는 두껍고, 평탄부에 대응하는 위치에서는 얇기 때문이라고 생각된다. 그리고, 상기 제1 형태의 미소 홈(1e)이 형성된 주 홈(1c) 또는 제2 형태의 미소 홈(2e)이 형성된 주 홈(2c)을 설치한 롤을 조업에 사용하면, 당해 주 홈(1c) 또는 주 홈(2c)을 통과하는 도금욕의 흐름이 원활해져, 롤로부터 이격된 강판의 표면에 주 홈(1c) 또는 주 홈(2c)으로부터 유출된 도금욕이 장시간 두껍게 부착되기 쉬운 상태가 되고, 특히 도금욕의 정류 효과가 큰 제1 형태의 미소 홈(1e)의 경우에는, 줄무늬 형상 마크(W)가 눈에 띄기 쉬워질 가능성이 있다.

그러나, 상기 구성의 중간 홈(3k)을 갖는 롤(3)에 의하면, 주 홈(2c)보다 저면의 외경이 큰 중간 홈(3k)으로부터 유출되는 도금욕의 유속은, 주 홈(2c)으로부터 유출되는 도금욕보다 빨라진다. 그리고, 중간 홈(3k)을, 주 홈(2c)의 각 조의 사이의 평탄부(1y)에 형성하여, 주 홈(2c)에 인접하게 함으로써, 그 조업시의 상태의 개념도인 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 도면에서 실선의 범위인, 중간 홈(3k)으로부터 유출된 유속이 빠른 도금욕의 흐름(J1)은 난류화하면서 확산되어, 도면에서 파선의 범위인, 인접하는 주 홈(2c)으로부터 유출된 도금욕의 흐름(J2)에 충돌하여, 당해 도금욕의 흐름(J2)을 어지럽힌다. 이렇게 주 홈(2c)으로부터 유출된 도금욕의 흐름(J2)이 흐트러짐으로써, 강판에 부착되는 도금욕의 두께가 보다 조기에 감소하여, 줄무늬 형상 마크의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 중간 홈(3k)의 작용 효과로 보아, 중간 홈(3k)은, 주 홈(2c)의 각 조의 사이의 평탄부(1y) 모두에 형성할 필요는 없고, 예를 들어 동체(1a)의 중앙측 또는 단부측 등 일부에만 형성해도 된다. 또한, 하나의 평탄부(1y)에 형성하는 중간 홈(3k)의 조수도 한정되지 않고, 도 9의 (a)에 나타낸 롤(3)의 제1 변형 형태인 롤(4)의 동체부(1a)의 정면도인 도 9의 (d)에서 세선으로 나타내는 바와 같이, 줄무늬 형상 마크의 억제 효과를 높이기 위해서, 하나의 평탄부(1y)에 중간 홈(4k)을 2조 형성하고, 각각을 제1 홈(2c)에 인접하도록 배치해도 된다. 또한, 중간 홈(3k)은 원 환상으로 형성할 필요도 없으며, 축심 방향에서 단면을 본 경우에 동체부(1a)의 일부에만 원호 형상으로, 보다 바람직하게는 정면에서 본 경우에 파선 형상이 되도록 형성하면, 줄무늬 형상 마크의 억제 효과가 높아진다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 중간 홈(3k)은 모두 동일한 깊이(M4) 또는 폭(M3)으로 할 필요도 없으며, 그 깊이(M4)를 일부 바꾸어서 그 저면에 요철 형성하거나, 또는, 그 폭(M3)을 일부 바꾸어서 광협을 형성해도 된다. 중간 홈(3k)의 깊이가 일부 바뀌는 경우에는, 그 일부에, 주 홈(2c)의 깊이(M2)보다 깊은 부분이 있어도 되고, 중간 홈(3k) 중 얕은 부분의 저면의 깊이(M4)가 주 홈(2c)보다 얕으면 된다.

또한, 중간 홈(3k)은, 주 홈(2c)의 각 조의 사이의 평탄부(1y)에 형성되어 있으면 된다. 즉, 도 9의 (a)에서 나타낸 롤(3)의 제2 변형 형태인 롤(5)의 동체부(1a)의 정면도인 도 9의 (e)에서 세선으로 나타내는 바와 같이, 나선 형상의 중간 홈(5k)을 평탄부(1y)에 형성해도 된다. 이러한 나선 형상의 중간 홈(5k)을 형성함으로써, 당해 중간 홈(5k)으로부터 유출되는 도금욕의 흐름의 축심 방향의 위치가 롤(4)의 회전과 함께 변화하게 되어, 더 효과적으로 줄무늬 형상 마크를 억제하는 것이 가능하게 된다.

[제4 실시 형태]

상기 제1 형태의 싱크 롤(1) 대신에 도 2의 도금 장치(80)에 내장되는, 본 발명의 제4 실시 형태인 싱크 롤(6)의 구성에 대해서, 그 동체부만의 정면도인 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 제4 형태의 롤(6)은, 축심 방향을 따라 그 동체부(1a)에 복수 형성된 주 홈(2c)을 갖는데, 도면에서 세선으로 나타내는, 인접하는 주 홈(2c)의 사이에 설치된 평탄부(1y)에 중간 홈(6k)을 갖고, 당해 중간 홈(6k)의 회전 축심과 교차하는 각도는, 상기 제1 홈과는 상이하며, 원주 상에 복수 형성되어 있는 점에서, 제2 형태의 롤(2)과 상이하다. 또한, 본 형태의 주 홈(2c)의 저면에도, 제1 형태의 롤(1)에 형성되어 있던 길이 방향을 따르는 미소 홈(1e)이 형성되어 있다.

이와 같은 중간 홈(6k)을 갖는 롤(6)에 의해서도, 중간 홈(6k)으로부터 유출되는 도금욕의 흐름이 주 홈(2c)으로부터 유출되는 도금욕의 흐름을 어지럽혀, 상기 제3 형태의 롤(3)과 마찬가지로 줄무늬 형상 마크를 효과적으로 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 중간 홈(6k)의 회전 축심(D)과 교차하는 각도나 형상은 도시한 것에 한정되지 않고, 조업 조건에 따라 적절히 설정된다. 즉, 원주 상에 복수 형성되는 중간 홈(6k)의, 각각의 회전 축심(D)과 교차하는 각도는 모두 동일할 필요는 없으며, 원주 상의 위치에 따라 상이한 각도로 할 수 있고, 그 단면 형상이나 평면 형상도 적절하게 설정할 수 있다.

또한, 평탄부에 중간 홈이 형성된 상기 제3 또는 제4 형태의 롤(3 내지 6)에서, 주 홈을 유통하는 도금욕의 흐름을 어지럽히지 않고 도금욕 및 슬러지를 효과적으로 배출하기 위해서는, 중간 홈은, 주 홈과는 연결되지 않은 상태로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

[제1 실시 형태의 롤(1)의 제조 방법]

상기 롤(1)의 제조 방법에 대해서, 도 7 및 8을 참조하면서 설명한다.

상기 동체부(1a) 및 축부(1b)를 구성하는 재료인 세라믹스에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명에 따른 회전체에서, 필연적으로 세라믹스일 필요가 있는 것은 동체부(1a)만이며, 축부(1b)는, 예를 들어 금속이나 수지 등으로 구성해도 되는데, 특히 용융 금속 도금욕용 회전체는 고온 분위기, 부식 분위기 중에서 사용되므로, 모든 부재를 세라믹스로 구성하는 것이, 사용 중에서의 회전체의 파손이나 손모를 방지하기 위해 바람직하다.

세라믹스로는, 회전체가 사용되는 분위기 그 밖의 조업 조건의 요청에 의한 내열 충격성·내식성 등에 따라, 알루미나·지르코니아·실리카 그 밖의 산화물계 세라믹스, 붕화 지르코늄·붕화 티타늄·붕화 붕소 그 밖의 붕화물계 세라믹스, 탄화 실리콘·탄화 붕소 그 밖의 탄화물계 세라믹스 또는 카본 등의 무기 재료를 이용하면 된다. 그리고, 본 형태의 용융 금속 도금욕용 롤은, 도금욕에 대한 침지 및 취출시에 급열·급냉되기 때문에, 내열 충격성이 우수할 필요가 있다. 그로 인해, 용융 금속 도금욕용 롤을 구성하는 세라믹스로는, 열전도율이 높은 질화 규소·질화 알루미늄 그 밖의 질화물계 세라믹스가 바람직하고, 도금욕인 용융 금속에 대하여 높은 내용손성 및 내마모성을 갖고, 고온 강도가 우수한 질화규소계 세라믹스가 특히 바람직하다. 이하, 용융 금속 도금욕용 롤을 구성하는데 적합한 질화규소 세라믹스에 대하여 상세하게 설명하는데, 질화규소 세라믹스 자체는 일본 특허 공개 제2001-335368호에 기재된 것과 동일하면 된다.

질화규소 세라믹스 중에 존재하는 알루미늄 및 산소는 포논 산란원이 되어, 열전도율을 저감시킨다. 질화규소 세라믹스는, 질화규소 입자와 그 주위의 입계상으로 구성되며, 알루미늄 및 산소는 이들 상에 함유된다. 알루미늄은 규소에 가까운 이온 반경을 갖기 때문에, 질화규소 입자 내에 용이하게 고용된다. 알루미늄의 고용에 의해 질화규소 입자 자신의 열전도율이 저하되어, 질화규소 세라믹스의 열전도율은 현저하게 저하된다. 따라서, 질화규소 세라믹스 중에서의 알루미늄의 함유량은 가능한 한 적게 해야 한다.

소결 보조제로서 첨가하는 산화물 중의 산소의 대부분은 입계상으로 존재한다. 질화규소 세라믹스의 고열전도율화를 달성하기 위해서는, 질화규소 입자에 비해 열전도율이 낮은 입계상의 양을 저감할 필요가 있다. 소결 보조제의 첨가량의 하한은, 8.5% 이상의 상대 밀도를 갖는 소결체가 얻어지는 양이다. 소결 보조제의 첨가량을 이 범위 내에서 가능한 한 적게 함으로써, 입계상 중의 산소량을 저감시킬 필요가 있다.

산소량이 적은 질화규소 분말을 원료로 하면, 입계상 중의 산소량을 저감할 수 있기 때문에 입계상의 양 자체를 저감할 수 있고, 소결체의 고열전도율화가 달성되지만, 소결 과정에서 생성하는 SiO₂의 양의 감소에 의해 난소결성이 된다. 그런데, 다른 산화물보다 소결성이 우수한 MgO를 소결 보조제로서 사용하면, 소결 보조제의 첨가량을 적게 하여, 치밀한 소결체를 얻을 수 있다. 그 결과, 소결체의 열전도율은 비약적으로 높아진다.

마그네슘과 함께 첨가할 수 있는 소결 보조제로는, Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 등의 주기율표 제3족(후술)을 들 수 있다. 그 중에서도, 소결 온도 및 압력이 지나치게 높아지지는 않는다는 점에서, Y, La, Ce, Gd, Dy, Yb가 바람직하다.

본 발명에 사용하는 질화규소 세라믹스의 상온에서의 열전도율은 50W/(m·K) 이상이며, 보다 바람직하게는 60W/(m·K) 이상이다. 따라서, 질화규소계 세라믹스 중의 산소 함유량은, 50W/(m·K) 이상의 열전도율을 얻기 위해서는 5중량% 이하고, 60W/(m·K) 이상의 열전도율을 얻기 위해서는 3중량% 이하다. 또한 질화규소 입자 중의 산소 함유량은, 50W/(m·K) 이상의 열전도율을 얻기 위해서는 2.5중량% 이하고, 60W/(m·K) 이상의 열전도율을 얻기 위해서는 1.5중량% 이하다. 또한 질화규소계 세라믹스 중의 알루미늄의 함유량은, 50W/(m·K) 이상의 열전도율을 얻기 위해서는 0.2중량% 이하고, 60W/(m·K) 이상의 열전도율을 얻기 위해서는 0.1중량% 이하다.

질화규소 세라믹스 중의 마그네슘 MgO 환산과 주기율표 제3족 원소 산화물의 합계량은 0.6 내지 7중량%인 것이 바람직하다. 그 합계량이 0.6중량% 미만에서는, 소결체의 상대 밀도가 95% 미만으로 불충분하다. 한편 7중량%를 초과하면, 열전도율이 낮은 입계상의 양이 과잉이 되어, 소결체의 열전도율이 50W/(m·K) 미만이 된다. MgO+ 제3족 원소 산화물은 0.6 내지 4중량%인 것이 보다 바람직하다.

MgO/제3족 원소 산화물의 중량비는 1 내지 70이 바람직하고, 1 내지 10이 보다 바람직하고, 1 내지 5가 가장 바람직하다. MgO/제3족 원소 산화물이 1 미만에서는, 입계상 중의 희토류 산화물의 비율이 너무 많기 때문에, 난소결성이 되어 치밀한 소결체가 얻어지지 않는다. 또한, MgO/제3족 원소 산화물이 70을 초과하면 소결시의 Mg의 확산을 억제할 수 없어, 소결체 표면에 색 불균일이 발생한다. MgO/IIIA₂O₃이 1 내지 70의 범위에 있으면, 1650 내지 1850℃에서의 소결에 의해 고열전도율화가 현저하다. 소결체를 1800 내지 2000℃에서 열처리하면, 더 고열전도율화된다. 열처리에 의한 고열전도율화는, 질화규소 입자의 성장과 증기압이 높은 MgO의 휘발에 의한다.

질화규소 입자 중의 알루미늄, 마그네슘 및 주기율표 제3족 원소의 합계량은 1.0% 이하인 것이 바람직하다.

질화규소 소결체 중의 β형 질화규소 입자 중, 단축 직경이 5㎛ 이상인 β형 질화규소 입자의 비율이 10체적% 초과일 때는, 소결체의 열전도율은 향상되지만, 조직 중에 도입된 조대 입자가 파괴의 기점으로서 작용하기 때문에 파괴 강도가 현저하게 저하되어, 700Mpa 이상의 굽힘 강도가 얻어지지 않는다. 따라서, 질화규소 소결체 중의 β형 질화규소 입자 중, 단축 직경이 5㎛ 이상인 β형 질화규소 입자의 비율은 10체적% 이하인 것이 바람직하다. 마찬가지로, 조직 중에 도입된 조대 입자가 파괴의 기점으로서 작용하는 것을 억제하기 위해, β형 질화규소 입자의 종횡비는 15 이하인 것이 바람직하다.

싱크 롤(1)에서 동체부(1a)를 형성하는 질화규소 세라믹스는, 급격한 온도 변화에 대하여 충분한 저항력을 가질 필요가 있다. 급격한 온도 변화에 대한 저항력은 하기식 (1):

R=αc (1-ν)/Eα … (1)

(단, αc: 상온에서의 4점 굽힘 강도(MPa), ν: 상온에서의 포와송비, E: 상온에서의 영률(MPa), α: 상온에서부터 800℃까지의 평균 열팽창 계수)

에 의해 표현되는 계수(R)는 600 이상인 것이 바람직하고, 700 이상인 것이 보다 바람직하다. 계수(R)가 600 미만이면 롤이 파괴될 우려가 있다. 계수(R)는, 롤로부터 잘라낸 시험편에 대하여 측정한 상온에서의 4점 굽힘 강도(αc)(MPa), 상온에서의 포와송비(ν), 상온에서의 영률(E)(MPa) 및 상온에서부터 800℃까지의 평균 열팽창 계수(α)로부터 구한다.

도 7은, 상기와 같이 세라믹스로 구성된 동체부(1a)를 갖는 롤(1)의, 당해 동체부(1a)의 외주면에 홈(1c·1d)을 형성하는 제조 장치(10)의 개략 구성을 도시하는 평면도이다. 또한, 제조 장치(10)는, 레이저를 이용하여 동체부(1a)의 표면에 홈(1c·1d)을 형성하는 장치이며, 이하 설명하는 롤(1)의 제조 방법은, 이 제조 장치(10)를 사용한 홈(1c·1d)이 적합한 형성 방법이다. 그러나, 홈(1c·1d)은, 예를 들어 홈(1c·1d)을 따라 마스킹을 실시한 숏 블라스트 가공이나 케미컬 에칭, 홈(1c·1d)의 단면 형상과 유사한 총형 다이아몬드 지석을 사용한 연삭 가공 그 밖의 다양한 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 상기 설명한 중간 홈(3k 내지 6k)에 대해서도 마찬가지로 형성할 수 있다.

홈(1c)을 형성하고 있는 상태인 도 7에 나타내는 제조 장치(10)에서, 부호 10a는 베이스이며, 부호 10b는, 베이스(10a)의 상면의 좌측 단부에 배치된, 롤(1)의 한쪽의 축부(1b)의 단부를 파지하는 동시에 롤(1)의 축심(D)의 주위에 화살표 K의 방향을 향해 롤(1)을 회전시키는 회전부이다. 회전부(10b)에 의한 롤(1)의 회전 수는, 도시하지 않은 제어부에 의해 임의로 설정할 수 있으며, 동체부(1a)가 비교적 저 주속으로 안정적으로 회전하도록 제어되어 있다.

부호 10c는, 롤(1)의 축심 방향을 따라, 회전부(10b)에 상대하여 배치된 종동부이다. 종동부(10c)는, 롤(1)의 다른 쪽의 축부(1b)를 파지하는 동시에 회전부(10a)의 회전에 종동하여 회전한다. 이와 같이, 회전부(10b)와 종동부(10c)에 의해, 롤(1)을 회전 가능하게 지지함과 함께, 롤(1)의 축심(D)의 주위에 화살표 K의 방향으로 회전하는 회전력을 롤(1)에 부여하는 롤 회전계가 구성되어 있다.

도 7에서 부호 10d는, 롤(1)의 축심(D)과 평행하게 배치된 안내부(가이드)이며, 부호 10e는, 안내부(10d)에 의해 안내되면서 부호 J로 나타내는 화살표의 방향으로 수평 이동하는 이동부이다. 이동부(10e)는, 제조 장치(10)에 내장된 구동부에 의해 구동되어, 제어부에서 고정밀도로 위치 제어되면서 수평 이동한다. 즉, 안내부(10d)와 이동부(10e)에 의해, 수평 이동계가 구성되어 있다.

또한, 롤 회전계 및 수평 이동계는, 적합하게는, 예를 들어 수치 제어로 조작되는 선반이나 원통 연삭반 등을 이용하여 구성할 수 있다. 즉, 롤 회전계는 헤드스톡 및 테일스톡으로, 수평 이동계는 캐리지(칼날대)로 구성하는 것이 가능하다. 그러나, 외주면을 대치시킨 한 쌍의 원기둥 형상의 롤러를 2식 준비하여, 1식을 회전부, 1식을 종동부로 하고, 회전부에 롤 회전용의 전동기를 부속시켜서 롤 회전계를 구성해도 되고, 리니어 가이드를 이용하여 수평 이동계를 구성해도 된다.

도 7에서 부호 10g는, 이동부(10e)에 배치된 파이버 레이저를 조사하는 레이저 조사부이며, 광파이버 선(10h)을 개재하여, 마찬가지로 이동부(10e)에 배치된 레이저 발진부(10f)에 접속되어 있다. 미러·렌즈 등의 광학계를 거친 1조의 레이저를 선단으로부터 조사하는 레이저 조사부(10g)는, 롤(1)의 축심(D)에 대하여 광학계의 중심축이 거의 직교하여, 동체부(1a)의 외주면에 레이저 스폿이 위치하도록 배치되어 있다. 그리고, 본 형태의 레이저 조사부(10g)는, 그 광학계의 중심축에 대하여 도시하는 L의 범위, 레이저를 편광하여 그 주사 위치를 변화시키는 갈바노 미러를 내장하고 있어, 이동부(10e)를 이동시키지 않고 그 조사 위치를 변화시킬 수 있다. 상기한 바와 같이 레이저 조사부(10g), 광파이버 선(10h) 및 레이저 발진부(10e)는 레이저 조사계를 구성하고 있으며, 레이저 발진부(10f)에서 발생한 레이저는, 광파이버 선(10h)을 통해 레이저 조사부(10g)에 공급되어, 레이저 조사부(10g)의 선단으로부터 동체부(1a)의 외주면을 향해 조사된다. 또한, 레이저 발진부(10f)는, 제어부에 전기 통신 회선을 통해 접속되어 있고, 레이저 출력, 펄스폭, 디포커스량 그 밖의 조건은 제어부에서 제어된다.

상기 레이저 조사계는, 파장이 1070nm인 파이버 레이저를 조사하도록 구성되어 있는데, 사용하는 레이저는, 동체부(1a)를 구성하는 세라믹스의 광학적 특성(레이저 흡수율·반사율), 열적 특성(융점·열전도율·비열), 기계적 특성(강도·인성) 및 형성하는 홈(1c)의 형태·치수 등을 고려하여, YAG 레이저·CO₂ 레이저·반도체 레이저 그 밖의 각종 파장을 갖는 레이저를 선택할 수 있다. 그러나, 하기에서 상세하게 설명한 바와 같이, 홈(1c)에 미소 홈을 형성하기 위해서는, 특히 세라믹스의 표면에서의 레이저 흡수율이 높은 파이버 레이저(예를 들어 IPG 포토닉스사 제조, 형식 YLP-2/500/50)를 사용하는 것이 바람직하다. 파이버 레이저를 이용함으로써, 레이저 스폿에서의 빔 직경이 매우 소직경으로(예를 들어, 레이저 조사부(10g)에 f100mm의 집광 렌즈를 내장했을 경우, 레이저 스폿에서의 빔 직경은 90㎛가 됨), 빔 전체적으로는 저에너지임에도 불구하고, 레이저 스폿에서의 에너지 밀도를 높일 수 있어, 열 영향을 억제하면서 높은 효율로 홈(1c)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

또한, 레이저 가공에 의해 발생하는 분진의 배제를 위해, 레이저가 조사되는 홈(1c)의 주변 영역에, 예를 들어 산화 가스인 공기·산소, 비산화 가스인 아르곤 가스·질소 가스 등의 어시스트 가스를 공급하는 공급 노즐을 설치하여, 어시스트 가스로 당해 영역을 퍼지해도 된다.

상기 구성의 제조 장치(10)에 의하면, 롤 회전계의 회전부(10b)에 의해 롤(1)을 일정한 주속으로 회전시키고, 그 주속 및 홈(1c)의 나선의 경사 각도에 따라 정해지는 이송량이 되도록 제어하면서 수평 이동계의 이동부(10e)를 이동시켜, 레이저 조사계로부터 레이저를 동체부(1a)에 조사함으로써, 나선 형상의 홈(1c)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

이하, 제조 장치(10)에 의한 홈(1c)의 형성 방법에 대해서, 도 8을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 8의 (a) 내지 (c)는 모두 도 4의 (a)의 A-A 단면도이며, 이하 설명하는 각 공정에서의 홈의 형성 과정을 나타내고 있다. 또한, 본 형태의 제조 방법에서는, 도 8의 (b)에 나타내는 공정에서 형성되는 제2 홈(1c)이, 동체부(1a)에 형성해야 할 홈(1c)이 된다.

우선, 준비 공정이다. 준비한 롤(1)을, 그 축심(D)이, 회전부(10b) 및 종동부(10c)의 회전 중심에 일치하도록 조정하면서 회전부(10b) 및 종동부(10c)로 파지한다. 계속해서, 레이저 조사부(10g)의 선단으로부터 조사되는 레이저의 수평 방향의 위치 결정을 하기 위해서, 축심 방향에서 동체부(1a)의 중심에 조사되도록 이동부(10e)를 이동시키고, 이때의 회전부(10b)(동체부(1a))의 회전 방향의 위치 및 이동부(10e)의 수평 방향의 위치를 가공 원점으로 한다. 그 후, 제조 장치(10)의 자동 제어를 기동한다. 또한, 제조 장치(10)를 제어하는 도시하지 않은 제어부에는, 롤(1)의 회전 수, 당해 회전 수 및 나선 형상으로 형성해야 할 홈(1c)에 의해 정해지는 이동부(10e)의 롤(1)회전당의 이송량, 하기에서 설명하는 반복 횟수·오프셋량, 레이저 가공 조건 그 밖의 가공에 필요한 정보가, 사전에 보존되어 있다.

계속해서, 제1 홈 형성 공정이다. 제1 홈 형성 공정에서는, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 형성해야 할 제1 홈(1x)의 폭에 대하여 레이저의 스폿 직경은 매우 작기 때문에, 롤(1)을 회전시키면서 복수의 제1 주사선(s1 내지 s10)을 따라 동체부(1a)에 레이저를 조사하여, 제1 홈(1x)을 형성한다. 즉, 제조 장치(10)는, 가공 원점에 레이저가 조사되도록 회전부(10b) 및 이동부(10e)를 위치 결정하고, 설정된 회전 수 및 이송량이 되도록 회전부(10b) 및 이동부(10e)를 구동한다. 계속해서, 제조 장치(10)는, 가공 원점을 시점으로 하여, 도 8의 (a)에서 우측 단부에 설정된 주사선(s1)을 따라 동체부(1a)의 외주면에 레이저를 종점까지 조사하여, 동체부(1a)에 나선 형상의 미소한 폭의 미소 홈(1z)을 1조 형성한다. 이 주사선(s1)을 따른 가공이 완료한 후, 제조 장치(10)는, 레이저의 조사를 정지하고, 회전부(10b)(동체부(1a))를 가공 원점으로 복귀시킴과 함께 다음의 주사선(s2)의 위치에 레이저가 조사되도록 이동부(10e)를 수평 방향으로 위치 결정을 한다. 그 후, 주사선(s2)을 따라 레이저를 조사하여, 주사선(s1)을 따르는 레이저 조사에 의해 형성된 미소 홈(1z)에 대하여, 짧은 방향에서 인접하는 위치에 미소 홈(1z)을 1조 형성한다. 그리고, 레이저 스폿의 직경과 제1 홈(1x)의 폭의 관계로부터 정해지는 사전에 제어부에 보존되었던 반복 횟수, 본 형태의 경우에는 주사선 S1부터 s10까지 10회, 상기와 마찬가지의 가공을 반복하여, 짧은 방향을 따라 복수의 미소 홈(1z)을 누적해서, 동체부(1a)에 나선 형상의 제1 홈(1x)을 형성한다. 또한, 상기 레이저 스폿의 직경은, "JIS C6180 레이저 출력 측정 방법"에서 정의되는 직경, 즉 "빔의 단면에서, 광 파워 밀도가 빔 내의 최대값에 대하여 e^-2가 되는 점간의 최대 거리"이다. 이 레이저 스폿의 직경은, 빔 프로파일러(예를 들어 오빌 가부시끼가이샤 제조, 형식: BA-100)를 사용하여 측정할 수 있다.

상기 제1 홈 형성 공정에 이어서, 제1 홈(1x)보다 깊은 제2 홈(1c)을 형성하는 제2 홈 형성 공정을 행한다. 제2 홈 형성 공정에서는, 기본적으로는, 제1 홈 형성 공정과 마찬가지로, 제어부에 보존된 반복 횟수에 기초하여 설정된 제2 주사선(t1 내지 t10)을 따라 제1 홈(1x)의 바닥 표면에 레이저를 조사하고, 짧은 방향을 따라 인접하는 위치에 형성된 복수의 미소 홈(1e)을 누적해서 제2 홈(1c)을 형성하는데, 제1 주사선(s1 내지 s10)과, 제2 주사선(t1 내지 t10)의 배치가 상이하여, 양쪽이 중복되지 않도록 설정되어 있다.

구체적으로는, 짧은 방향에서 제1 홈(1x)의 우측 단부에 설정된 제1 주사선(s1)에 대하여 제2 주사선(t1)이 약간 좌측 방향으로 오프셋한 위치가 되도록, 제조 장치(10)는, 제어부에 보존된 오프셋량으로 수평 방향의 가공 원점의 위치를 보정하여, 새로운 가공 원점으로 한다. 그리고, 제조 장치(10)는, 이 새로운 가공 원점에 레이저가 조사되도록 회전부(10b) 및 이동부(10e)를 위치 결정하여, 설정된 회전 수 및 이송량이 되도록 회전부(10b) 및 이동부(10e)를 구동한다. 또한, 수평 방향에서의 새로운 가공 원점에 대한 위치 결정은, 레이저를 갈바노 미러로 주사함으로써 행해도 된다. 계속해서, 제조 장치(10)는, 새로운 가공 원점을 시점으로 해서, 주사선(t1)을 따라 레이저를 종점까지 조사하여, 동체부(1a)에 나선 형상의 미소한 폭의 미소 홈(1e)을 형성한다. 그리고, 제어부에 보존된 반복 횟수, 본 형태의 경우에는 주사선 t1부터 t10까지 10회, 상기와 마찬가지의 가공을 반복하여, 짧은 방향을 따라 복수의 미소 홈(1e)을 누적해서, 동체부(1a)에 나선 형상의 제2 홈(1c)을 형성한다. 또한, 레이저에 의해 열 가공된 제2 홈(1c)의 표면에는 유리상이 형성된다.

상기 방법으로 구한 레이저 스폿 직경의 범위 밖의 영역에도, 에너지 밀도는 낮지만 레이저는 조사되어 있기 때문에, 제2 홈(1c)의 양측에는 개구를 향해 개방하는 경사진 측벽(1f)이 형성된다. 또한, 도 6의 (c)에 나타내는 단차부를 갖는 측벽(2f)을 형성하기 위해서는, 주사선(t1 및 t10)을 따라 레이저를 조사할 때에 갈바노 미러로 주사시키면서 레이저를 조사하면 된다.

본 형태의 홈(1c)의 코너부에 바람직한 요소로서 배치한 R면(1i)은, 우측 단부의 주사선(t1·t2) 및 좌측 단부의 주사선(t9·t10)에 조사되는 레이저의, 레이저 스폿에서의 에너지 밀도를 다른 주사선(t3 내지 t8)보다 낮춤으로써 적합하게 형성된다. 레이저 스폿에서의 에너지 밀도를 낮추기 위해서는, 레이저의 출력 자체를 저하시키거나, 상방 또는 하방으로 레이저 스폿의 위치를 어긋나게 해서(디포커스), 동체부(1a)의 외주면에서의 레이저의 조사 직경을 확장하면 된다.

상기 제2 홈 형성 공정에 이어서, 제2 홈(1c)의 바닥 표면을 조정하기 위해서, 숏 블라스트 공정을 행하는 것이 바람직하다. 숏 블라스트의 미디어로는, 금속·세라믹스제의 각종 입자를 사용할 수 있다. 숏 블라스트 공정을 행함으로써, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 인접하는 미소 홈(1e)의 사이의 볼록부(1h)의 정상부에 대략 평탄면 또는 대략 반구 형상면을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제2 홈 형성 공정에서 형성한 제2 홈(1c)의 R면(1i)을 더욱 완만한 곡면으로 할 수 있어, 동체부(1a)의 평탄면(1y)과 측벽(1f)의 사이에 개재하는 접속면(1g)을 형성할 수 있다.

이상, 도 4에 도시하는 제1 형태의 롤(1)의 홈(1c·1d)을 형성하는 롤 제조 방법에 대하여 설명하였다. 또한, 도 6에 나타내는 제2 형태의 롤(2)의 홈(2c)을 형성하는 경우에는, 제1 주사선 및 제2 주사선의 주사 방향이 회전 축심(D)에 대하여 평행하여, 제1 형태의 홈(1c·1d)과는 다르지만, 상기와 마찬가지로 제1 홈 형성 공정·제2 홈 형성 공정을 적용할 수 있다. 즉, 롤(2)에 복수 조의 홈(2c)을 형성하는 경우에는, 도 7에 나타내는 제조 장치(10)는, 도 6에 나타내는 롤(2)을 탑재한 후, 롤(2)을 회전하여, 회전 축심(D)과 평행하게 설정된 제1 주사선을 따라 홈 폭의 길이만큼 레이저를 동체부(1a)의 외주면에 조사하여 제1 홈을 형성하고(제1 홈 형성 공정), 롤(2)을 더 회전하여, 제1 주사선과는 다른 배치가 되도록 회전 축심(D)과 평행하게 설정된 제2 주사선을 따라 홈 폭의 길이만큼 레이저를 제1 홈의 바닥 표면에 조사하여 제2 홈을 형성하여(제2 홈 형성 공정), 1조의 홈(2c)을 형성한다. 계속해서, 다음 1조의 홈(2c)에 조사 가능하도록 레이저를 수평 방향으로 위치 결정하여, 다음 홈(2c)을 상기와 마찬가지로 형성한다. 이 반복에 의해, 복수 조의 홈(2c)을 형성할 수 있다.

여기서, 제2 형태의 롤(2)에서, 홈(2c)을 형성하는 경우에는, 레이저 조사부(10g)로부터 축심(D)을 향해 직교한 상태에서 조사되는 레이저의 스폿이, 짧은 방향에서 홈(2c)의 중심에 위치하도록 가공 원점을 설정하고, 축심(D)에 대하여 평행하게 설정되는 제1 주사선 및 제2 주사선을 따라, 제1 홈 1 및 제2 홈의 폭에 대응하는 조사 길이로, 갈바노 미러로 수평 방향으로 레이저를 주사하여, 제1 홈 및 제2 홈을 형성해도 된다. 이 경우, 제1 주사선과 제2 주사선의 배치가 상이하도록 하기 위해서는, 제1 홈 형성 공정과 제2 홈 형성 공정에서의 동체부의 주속(회전 수)이 상이하도록 설정하면 된다.

[실시예]

이하, 본 발명에 대해서, 그 구체적인 예를 설명한다.

상기 설명한 질화규소질 세라믹스로 제작한, 동체부의 직경이 750mm, 길이가 1800mm인 롤을 준비하여, 상기 설명한 레이저 가공에 의한 제조 방법으로, 표 1에 나타낸 바와 같이 각종 홈, 미소 홈 및 중간 홈 그 밖의 각종 사양을 변경한 롤을 제작하였다. 도 3에 도시하는 롤(1)의 홈(1c)의 경우, 그 폭은 5mm, 깊이는 3mm로 하고, 축심 방향의 나선의 피치는 50mm로 하였다. 또한, 도 5에 도시하는 롤(2)의 홈(2c)의 경우, 그 폭은 3.5mm, 깊이는 1mm로 하고, 축심 방향의 홈(2c)의 피치는 15mm로 하였다. 또한, 어느 예에서든 평탄부의 폭은 5mm로 하였다.

예 22 이외에는, 레이저 가공 후의 홈에 숏 블라스트를 충분히 실시하여 그것들의 바닥 표면에 형성된 유리상을 제거하고, 예 22만, 그 후 다시 디포커스한 레이저를 조사하여, 바닥 표면에 유리상을 형성하였다. 또한, 측벽이 경사지지 않은 예 21 이외의 홈의 경우, 당해 측벽의 연직선에 대한 교차 각도는 30°로 하고, 측벽이 경사지지 않은 예 21의 경우에는, 측벽이 경사지지 않은 홈을 연삭 가공으로 형성한 후, 홈의 저면에만 레이저로 미소 홈을 형성하였다. 또한, 연직선에 대하여 30°로 교차하는 경사진 측벽에 단차부를 갖는 예 17의 홈의 경우, 단차부의 수는 3단으로 하였다. 도 9의 (a)의 형태의 중간 홈을 형성한 예 19의 경우, 그 중간 홈의 폭은 2mm, 깊이는 0.5mm로 하고, 각 평탄부의 중앙에 배치하였다. 또한, 도 10의 형태의 중간 홈을 형성한 예 20의 경우, 그 중간 홈의 폭은 0.5mm, 깊이는 0.2mm, 길이는 10mm, 회전 축심과의 교차 각도를 45°로 하고, 각 평탄부에 47조, 동일한 각도로 배치하였다. 또한, 예 23의 홈은, 연삭 가공으로 형성하고, 미소 홈을 형성하지 않았다.

상기, 각 예의 롤을, JIS-G-3302의 아연 도금 강판의 제조에 제공한 결과를 표 1에 나타내었다. 또한, 슬립 발생·드로스 혼입 그 밖의 각종 평가 항목의 지표는, 하기와 같다.

(1) 슬립 발생률

×: 31% 이상

△: 11 내지 30%

○: 1 내지 10%

◎: 0%

(2) 드로스 혼입 발생률

×: 강판의 길이 방향 길이의 31% 이상

△: 강판의 길이 방향 길이의 11 내지 30%

○: 강판의 길이 방향 길이의 1 내지 10%

◎: 0%

(3) 줄무늬 형상 마크

×: 강판의 길이 방향 전체 길이에 연속적으로 명료한 마크가 발생

△: 강판의 길이 방향 전체 길이에 연속적으로 발생하지만 옅다

○: 일부의 조업 조건에서만 발생

◎: 발생 없음

(4) 롤 파손

×: 전체 홈에 깊은 균열이 발생

△: 일부에 얕은 균열 발생

○: 이상 없음

상기 예 1 내지 22에 의하면 하기의 지식을 얻을 수 있었다. 즉, 도 5의 형태의 홈을 형성한 롤에 있어서, 미소 홈을 형성하지 않은 예 22에 대하여, 미소 홈을 형성한 예 1 내지 21은 모두 슬립 발생 및 드로스 혼입이 개선되었다. 또한, 개구 폭이 50 내지 500㎛인 예 2 내지 예 5의 도 4에 도시하는 형태의 미소 홈 또는 깊이가 30 내지 200㎛인 도 6에 나타내는 형태의 미소 홈을 형성한 경우에는, 슬립 발생을 비롯해서 각 평가 항목이 보다 개선되었다. 예 12 내지 16에 의해, 이 효과는, 도 3의 홈을 형성한 롤에서 마찬가지인 것이 확인되었다. 뿐만 아니라, 경사진 측벽에 단차를 갖는 홈을 형성한 예 17에 의하면, 예 2에 비해, 슬립 발생이 보다 개선되는 것이 확인되었다. 또한, 도 9의 (a) 또는 도 10의 형태의 중간 홈을 형성한 예 18·19에 의하면, 줄무늬 형상 마크 발생이 예 2에 대해 대폭 개선되었다. 또한, 측벽이 경사지지 않은 홈을 형성한 예 20의 경우에도, 예 22에 대하여 미소 홈의 효과를 확인할 수 있었다. 또한, 홈의 저면에 유리상을 형성한 예 21에 의하면, 슬립 발생 및 드로스 혼입에 대하여 유효한 것을 확인할 수 있었다.

1(2 내지 6) : 싱크 롤 1a : 동체부
1b : 축부 1c(1d, 2c) : 홈
1e(2e) : 미소 홈 1f : 측벽
1g : 접속면 1h : 볼록부
1i : R면 1y : 평탄면
3k(4k 내지 6k) : 중간 홈 9 : 서포트 롤
10 : 제조 장치 10b : 회전부
10c : 종동부 10d : 안내부
10e : 이동부 10g : 레이저 조사부

Claims

적어도 외주면이 세라믹스로 구성된 외관이 원기둥 형상의 동체부를 갖는 용융 금속 도금욕용 회전체이며, 상기 동체부의 외주면에는 회전 축심에 교차하는 방향으로 형성된 홈이 형성되어 있고, 상기 홈의 바닥 표면에는, 당해 홈의 길이 방향을 따라 복수 열의 미소 홈이 형성되고,
상기 홈은, 회전 축심을 따르는 방향으로 복수 형성되고 있고, 상기 복수의 홈 중 인접하는 홈의 사이에는 평탄부가 형성되고, 상기 평탄부에 형성된, 상기 홈보다 얕은 중간 홈을 갖는 것을 특징으로 하는, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
상기 미소 홈의 개구 폭은, 50 내지 500㎛인, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홈은, 당해 홈의 짧은 방향을 따르는 단면에서 보았을 때, 그 개구 방향을 향해 개방하는 경사진 측벽을 갖는, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제3항에 있어서,
상기 측벽은, 단차부를 갖는, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
상기 홈의 표면에는 유리상이 형성되어 있는, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
상기 복수 열의 미소 홈 상호간의 볼록부의 정상부 표면은, 평탄면 또는 반구면인, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
상기 홈의 짧은 방향을 따르는 단면에서 보았을 때, 상기 홈의 코너부에는 R면이 형성되어 있는, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
짧은 방향을 따르는 단면에서 보았을 때의 상기 홈의 형상은, 직사각 형상, 삼각 형상, U자 형상 또는 사다리꼴 형상 중 어느 하나이며, 상기 홈은, 회전 축심을 따르는 방향으로 복수 형성되어 있고, 상기 복수의 홈 중 인접하는 홈의 사이에는 평탄부가 형성되고, 짧은 방향에서의 평탄부의 폭이 3mm 이상인, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
상기 중간 홈의 회전 축심과 교차하는 각도는 상기 홈과는 상이하고, 상기 중간 홈은 원주 상에 복수 형성되는 것을 특징으로 하는, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
상기 중간 홈은, 상기 홈과는 연결되지 않은 상태에서 형성되어 있는, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 있어서,
상기 세라믹스가 질화규소질 세라믹스인, 용융 금속 도금욕용 회전체.
제1항에 기재된 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법이며,
상기 동체부를 회전시킴과 함께 제1 주사선을 따라 레이저를 상기 동체부의 외주면에 조사하여 제1 홈을 형성하는 제1 홈 형성 공정과, 상기 제1 홈 형성 공정 후, 상기 동체부를 회전시킴과 함께 제2 주사선을 따라 제1 홈의 바닥 표면에 레이저를 조사하여 제1 홈보다 깊은 제2 홈을 형성하는 제2 홈 형성 공정을 갖고, 제1 주사선과 제2 주사선의 배치가 상이한 것을 특징으로 하는, 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법.
제12항에 있어서,
제1 주사선 및 제2 주사선은, 모두 회전 축심을 따르는 방향으로 설정되어 있는, 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법.
제13항에 있어서,
제1 홈 형성 공정과 제2 홈 형성 공정에서의 동체부의 주속이 서로 다른, 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법.
제12항에 있어서,
제1 주사선 및 제2 주사선은, 모두 회전 축심에 교차하는 방향으로 설정되어 있는, 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
짧은 방향에 있어서 홈의 단부에서는, 레이저의 단위 면적당의 에너지 밀도를 낮추어, 당해 단부에 R면을 형성하는, 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 제2 홈 형성 공정 후에, 적어도 홈에 숏 블라스트를 실시하는 숏 블라스트 공정을 갖는, 용융 금속 도금욕용 회전체의 제조 방법.
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