KR101687265B1

KR101687265B1 - 금속박 제조 장치

Info

Publication number: KR101687265B1
Application number: KR1020140145550A
Authority: KR
Inventors: 김준섭; 방민창; 노정학; 엄보섭
Original assignee: (주)피엔티
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-12-16
Also published as: KR20160048591A

Abstract

연속적으로 공급되는 금속박을 도금 또는 산 처리하고 세척한 후 다른 롤러로 권취하여 회수하는, 롤투롤(roll-to-roll) 타입의 금속박 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 금속박 제조 장치가 개시된다. 개시된 금속박 표면 처리 장치는, 연속적으로 공급되는 금속박을 제1 표면 처리액을 통과시키고 건조시켜 표면 처리하는 제1 표면 처리 유닛, 제1 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박을 제1 세척액을 통과시키고 건조시켜 세척하는 제1 세척 유닛, 및 제1 세척 유닛에서 배출되는 금속박을 권취하여 수거하는 금속박 수거 롤러를 구비한다.

Description

금속박 제조 장치{Apparatus for fabricating metal foil}

본 발명은, 수십 ㎛ 두께의 금속박(金屬箔)을 롤투롤(roll-to-roll) 타입으로 표면 처리하는 장치와, 이를 구비한 금속박 제조 장치에 관한 것이다.

예컨대, 2차 전지 등 많은 전기 및 화학 제품에 수십 ㎛ 두께의 금속박이 사용된다. 통상적으로, 금속박은 후처리(post-process)로서 표면의 이물질 제거를 위한 산처리, 산화 방지를 위한 도금과 같은 표면 처리를 거친 후에 사용된다. 롤러로부터 연속적으로 공급되는 금속박을 표면 처리하고 세척한 후 다른 롤러로 권취하여 회수하는 롤투롤(roll-to-roll) 타입의 금속박 표면 처리 장치가 요구된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1377595호

본 발명은, 연속적으로 공급되는 금속박을 도금 또는 산 처리하고 세척한 후 다른 롤러로 권취하여 회수하는, 롤투롤(roll-to-roll) 타입의 금속박 표면 처리 장치, 및 이를 구비한 금속박 제조 장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 전기 분해 방법에 의해 금속박을 제조하는 금속박 제조 장치와, 이에 구비되는 금속박 표면 처리 장치를 제공한다.

본 발명은, 연속적으로 공급되는 금속박을 제1 표면 처리액을 통과시키고 건조시켜 표면 처리하는 제1 표면 처리 유닛, 상기 제1 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박을 제1 세척액을 통과시키고 건조시켜 세척하는 제1 세척 유닛, 및 상기 제1 세척 유닛에서 배출되는 금속박을 권취하여 수거하는 금속박 수거 롤러를 구비하는 금속박 표면 처리 장치를 제공한다.

상기 제1 표면 처리 유닛은, 금속박을 표면 처리하는 제1 표면 처리액이 담긴 제1 표면 처리 수조와, 상기 제1 표면 처리액에 하단 외주부가 잠기는 제1 표면 처리 롤러와, 상기 제1 표면 처리액에 잠기지 않게 위치하고 상기 제1 표면 처리 롤러를 밀착 가압하는 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(squeezing roller)와, 상기 제1 표면 처리 롤러 및 상기 제1 표면 처리 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 제1 표면 처리 건조기를 구비하여, 상기 금속박이 상기 제1 표면 처리 롤러에 의해 안내되어 상기 제1 표면 처리액에 잠긴 후 올려지고, 상기 제1 표면 처리 롤러와 상기 제1 표면 처리 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 제1 표면 처리 건조기를 통과하여 건조될 수 있다.

상기 제1 표면 처리 유닛은, 상기 금속박이 상기 제1 표면 처리 수조 내의 제1 표면 처리액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 제1 표면 처리액을 분사하는 제1 표면 처리액 분사 노즐을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 금속박 표면 처리 장치는, 상기 제1 표면 처리 수조에 담긴 제1 표면 처리액을 수거하여 정화하고 보충하여 상기 제1 표면 처리 수조로 다시 공급하는 제1 표면 처리액 재활용 유닛을 더 구비할 수 있다.

상기 제1 세척 유닛은, 제1 세척액이 담긴 제1 세척 수조와, 상기 제1 세척액에 하단 외주부가 잠기는 제1 세척 롤러와, 상기 제1 세척액에 잠기지 않게 위치하고 상기 제1 세척 롤러를 밀착 가압하는 제1 세척 스퀴징 롤러와, 상기 제1 세척 롤러 및 상기 제1 세척 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 제1 세척 건조기를 구비하여, 상기 제1 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박이 상기 제1 세척 롤러의 외주면에 의해 안내되어 상기 제1 세척액에 잠긴 후 올려지고, 상기 제1 세척 롤러와 상기 제1 세척 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 제1 세척 건조기를 통과하여 건조될 수 있다.

상기 제1 세척 유닛은, 상기 금속박이 상기 제1 세척 수조 내의 제1 세척액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 제1 세척액을 분사하는 제1 세척액 분사 노즐을 더 구비할 수 있다.

상기 제1 표면 처리액은, 금속 성분을 포함하는 도금액, 또는 산(acid)을 포함하는 산 처리액이며, 상기 제1 세척액은 물일 수 있다.

본 발명의 금속박 표면 처리 장치는, 상기 제1 세척 유닛에서 배출된 금속박이 상기 금속박 수거 롤러에 권취되기 전에 통과하는 유닛으로서, 금속박을 표면 처리하는 제2 표면 처리액이 담긴 제2 표면 처리 수조와, 상기 제2 표면 처리액에 하단 외주부가 잠기는 제2 표면 처리 롤러와, 상기 제2 표면 처리액에 잠기지 않게 위치하고 상기 제2 표면 처리 롤러를 밀착 가압하는 제2 표면 처리 스퀴징 롤러와, 상기 제2 표면 처리 롤러 및 상기 제2 표면 처리 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 제2 표면 처리 건조기를 구비하여, 상기 제1 세척 유닛에서 배출되는 금속박이 상기 제2 표면 처리 롤러에 의해 안내되어 상기 제2 표면 처리액에 잠긴 후 올려지고, 상기 제2 표면 처리 롤러와 상기 제2 표면 처리 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 제2 표면 처리 건조기를 통과하여 건조되는 제2 표면 처리 유닛, 및 제2 세척액이 담긴 제2 세척 수조와, 상기 제2 세척액에 하단 외주부가 잠기는 제2 세척 롤러와, 상기 제2 세척액에 잠기지 않게 위치하고 상기 제2 세척 롤러를 밀착 가압하는 제2 세척 스퀴징 롤러와, 상기 제2 세척 롤러 및 상기 제2 세척 스퀴징 롤러보다 높은 위치에 마련된 제2 세척 건조기를 구비하여, 상기 제2 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박이 상기 제2 세척 롤러의 외주면에 의해 안내되어 상기 제2 세척액에 잠긴 후 올려지고, 상기 제2 세척 롤러와 상기 제2 세척 스퀴징 롤러 사이를 통과하고, 상기 제2 세척 건조기를 통과하여 건조되는 제2 세척 유닛을 더 구비하고, 상기 제1 표면 처리액은 산을 포함하는 산 처리액이고, 상기 제2 표면 처리액은 금속 성분을 포함하는 도금액이며, 상기 제1 세척액 및 상기 제2 세척액은 물일 수 있다.

상기 제1 표면 처리 유닛은, 상기 금속박이 상기 제1 표면 처리 수조 내의 제1 표면 처리액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 제1 표면 처리액을 분사하는 제1 표면 처리액 분사 노즐을 더 구비하고, 상기 제2 표면 처리 유닛은, 상기 금속박이 상기 제2 표면 처리 수조 내의 제2 표면 처리액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 제2 표면 처리액을 분사하는 제2 표면 처리액 분사 노즐을 더 구비하고, 상기 제1 세척 유닛은, 상기 금속박이 상기 제1 세척 수조 내의 제1 세척액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 제1 세척액을 분사하는 제1 세척액 분사 노즐을 더 구비하며, 상기 제2 세척 유닛은, 상기 금속박이 상기 제2 세척 수조 내의 제2 세척액에 잠기기에 앞서, 상기 금속박의 양 측면에 제2 세척액을 분사하는 제2 세척액 분사 노즐을 더 구비할 수 있다.

상기 금속박의 진행 경로 상에 마련된 건조기는 각각, 상기 금속박의 양 측면으로 공기를 불어내는, 상기 금속박의 폭 방향으로 연장된 에어 나이프(air knife)를 구비할 수 있다.

또한 본 발명은, 제1 금속 재료와 상기 제1 금속 재료가 용해되는 전해액이 수용되는 용해 탱크, 상기 제1 금속 재료가 용해된 전해액이 유입되고, 상기 제1 금속 재료와 다른 종류의 제2 금속 재료가 투입되어 상기 전해액에 혼합 및 용해되는 혼합 탱크(tank), 내부 공간에 롤러(roller) 형상의 음극(cathode)과 상기 음극 주위에 양극(anode)을 구비하고, 상기 제1 금속 재료 및 상기 제2 금속 재료가 용해된 전해액이 유입되어 전기분해 반응에 의해 상기 음극의 외주면에 금속박이 형성되는 전기분해 탱크, 상기 전기분해 탱크로부터 배출되어 연속적으로 공급되는 금속박을 표면 처리하는, 상기 금속박 표면 처리 장치, 및 상기 전기분해반응 후에 상기 전기분해 탱크에서 배출되는 전해액을 상기 혼합 탱크로 다시 유도하는 제1 재활용 유로를 구비한 금속박 제조 장치를 제공한다.

본 발명의 금속박 제조 장치는, 상기 혼합 탱크 내의 전해액의 일부를 상기 용해 탱크로 다시 유도하는 제2 재활용 유로를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 금속박 제조 장치는, 상기 제2 재활용 유로를 통해 상기 용해 탱크로 유입되는 전해액의 온도를 상기 전기분해 반응이 촉진되는 온도로 맞춰주는 재활용 온도 조절기를 더 구비할 수 있다.

상기 용해 탱크는, 상기 전해액이 채워지는 탱크 하우징, 상기 탱크 하우징 내부에 설치되고, 스크랩(scrap) 형태로 상기 전해액에 침잠되도록 상기 탱크 하우징 내부에 투입되는 상기 제1 금속 재료를 지지하며, 상기 제1 금속 재료의 스크랩이 통과하지 못하는 크기의 다수의 메시(mesh)가 형성된 타공망, 및 상기 제2 재활용 유로에 연결되어 상기 탱크 하우징 내부 상기 타공망의 아래에 배치되고, 상기 제2 재활용 유로를 통해 상기 혼합 탱크로부터 유입된 전해액을 상기 타공망을 향해 가압 분출하는 노즐(nozzle)을 구비한 전해액 분출 파이프를 구비할 수 있다.

본 발명의 금속박 제조 장치는, 상기 혼합 탱크에서 상기 전기분해 탱크로 향하는 전해액의 유로 상에 마련되며, 상기 제1 금속 재료 및 상기 제2 금속 재료가 용해된 전해액에 적어도 한 종류의 첨가제가 투입 및 혼합되는 첨가제 투입 탱크를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 금속박 제조 장치는, 상기 첨가제 투입 탱크를 통해 상기 전기분해 탱크로 유입되는 전해액의 온도를 상기 전기분해 반응이 촉진되는 온도로 맞춰주는 전기분해 직전 온도 조절기를 더 구비할 수 있다.

상기 적어도 한 종류의 첨가제는, 상기 금속박의 표면 조도(粗度)를 향상하기 위한 조도 향상제, 및 상기 금속박의 광택을 향상하기 위한 광택제 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 금속박 제조 장치는, 상기 용해 탱크에서 상기 혼합 탱크로 향하는 전해액의 유로 상에 마련되며, 상기 혼합 탱크에 수용된 전해액의 양이 미리 정해진 상기 혼합 탱크의 전해액 수용 한계에 도달하면 상기 용해 탱크에서 유출된 전해액을 상기 혼합 탱크에 유입되기에 앞서 임시로 저장하는 임시 저장 탱크를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면, 롤투롤(roll-to-roll) 타입으로 공급 및 회수되는 금속박을 자동화된 방식으로 신속하게 표면 처리할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 전기 분해 방법에 의해 금속박을 제조하고, 롤러 형태의 음극에서 배출되는 금속박을 연속된 공정으로 산 처리, 또는 도금 처리 등을 수행하므로, 품질이 우수한 금속박을 신속하고 저렴하게 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속박 제조 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 용해조의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 금속박 표면 처리 장치를 도시한 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 금속박 표면 처리 장치 및 이를 구비한 금속박 제조 장치를 상세하게 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 금속박 제조 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 용해조의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 금속박 제조 장치(10)는 제1 금속 재료와 제2 금속 재료를 주재료로 하는 수십 ㎛ 두께의 합금박을 제조하는 장치로서, 전해액(S)이 유동하는 전기분해 유로(11)를 따라 상류에서 하류 방향으로 용해 탱크(20), 임시 저장 탱크(40), 혼합 탱크(42), 첨가제 투입 탱크(50), 전기분해 직전 온도 조절기(60), 및 전기분해 탱크(65)를 구비한다. 또한, 전기분해 탱크(65)에서 배출된 전해액(S)이 혼합 탱크(42)로 다시 유입되는 제1 재활용 유로(15) 상에 전해액 회수 탱크(72)를 구비하고, 혼합 탱크(42)의 전해액(S) 중 일부가 용해 탱크(20)로 다시 공급되는 제2 재활용 유로(17) 상에 재활용 온도 조절기(74)를 구비하고, 전해액 공급 유로(19)를 통해 용해 탱크(20)에 전해액(S)을 보충하는 전해액 공급조(30)를 구비한다. 또한, 전기분해 탱크(65)에서 생산되어 배출되는 금속박(M)을 표면 처리하는 금속박 표면 처리 장치(10)를 더 구비한다.

전해액(S)은 금속 재료가 용해될 수 있고 전기분해 반응이 유발되는 용액으로, 예컨대, 황산(H₂SO₄) 수용액, 염산(HCl) 수용액이 적용될 수 있다. 전해액 공급조(30)에는 전해액이 수용되어 있고, 금속박 제조 장치(10)를 이용한 금속박 제조 공정에서 용해 탱크(20)에 전해액이 부족하거나, 전해액의 산성도(pH)가 적정값에 미치지 못할 때 용해 탱크(20)로 전해액을 공급한다. 도 1에 명확히 도시되진 않았으나 전해액 공급 유로(19) 상에 밸브(valve)와 펌프(pump)가 설치되어 전해액 공급 탱크(30)에서 용해 탱크(20)로 유입되는 전해액(S)의 유량이 제어된다.

용해 탱크(20)는 제1 금속 재료와 전해액(S)이 수용되는 탱크로서, 구체적으로, 탱크 하우징(21), 탱크 하우징(21) 내부의 공간을 상부 및 하부 공간으로 구분하고 탱크 하우징(21) 내부에 설치된 타공망(23), 및 탱크 하우징(21) 내부의 타공망(23) 아래에 배치된 전해액 분출 파이프(pipe)(25)를 구비한다. 타공망(23)은 제1 금속 재료 투입 기구(35)를 통해 스크랩(scrap)(37) 형태로 탱크 하우징(21) 내부로 투입되는 제1 금속 재료를 지지한다. 타공망(23)에는 상기 스크랩(37)이 통과하지 못하는 크기의 다수의 메시(mesh)(24)가 형성되며, 제1 금속 재료 스크랩(37)은 타공망(23) 위에 적재된다.

전해액(S)은 탱크 하우징(21) 내의 제1 금속 재료 스크랩(37)이 침잠되도록 탱크 하우징(21) 내에 채워진다. 따라서, 전해액(S)에 용해되기 전에 제1 금속 재료의 공기 노출이 최대한 억제되고, 제1 금속 재료의 산화로 인한 합금박의 품질 저하 및 수율 저하가 억제된다. 전해액 분출 파이프(25)는 제2 재활용 유로(17)와 연결되고, 탱크 하우징(21) 내부의 측면에는 유체를 분출하도록 돌출된 복수의 노즐(nozzle)을 구비한다. 따라서, 혼합 탱크(42)에서 배출되는 전해액(S) 중 일부가 제2 재활용 유로(17)를 통해 탱크 하우징(21) 내부의 전해액 분출 파이프(25)로 유입되고, 복수의 노즐(26)을 통해 타공망(23)을 향해 가압 분출된다. 이로써, 전해액(S)의 가압 분출로 타공망(23) 위에 적재된 제1 금속 재료 스크랩(37)이 밀려 움직이고 섞이게 되어 전해액(S)에 의한 제1 금속 재료의 용해가 촉진된다. 이에 더하여, 전해액(S)이 고압 분출됨에도 불구하고 제1 금속 재료 스크랩(37)이 공기에 노출되지 않아 산화가 방지된다. 제1 금속 재료는 예컨대, 철(Fe)일 수 있다.

혼합 탱크(42)에는 용해 탱크(20)에서 유출되는, 제1 금속 재료가 용해된 전해액(S)이 유입되고, 제2 금속 재료가 투입되어 이 전해액(S)에 혼합 및 용해된다. 제2 금속 재료는 제1 금속 재료와 다른 종류의 금속으로, 제2 금속 재료 투입 기구(44)를 통해 혼합 탱크(42)에 수용된 전해액(S)의 양에 대응되는 적절한 양이 혼합 탱크(42)에 투입된다. 혼합과 용해가 빠르게 진행될 수 있게 제2 금속 재료는 분말 형태로 혼합 탱크(42)에 투입되는 것이 바람직하다. 제2 금속 재료는 예컨대, 니켈(Ni)일 수 있다.

임시 저장 탱크(40)는 전기분해 유로(11) 상에서 용해 탱크(20)와 혼합 탱크(42) 사이에 마련되며, 혼합 탱크에 수용된 전해액(S)의 양이 미리 정해진 혼합 탱크(42)의 수용 한계에 도달하면 용해 탱크(20)에서 유출된 전해액(S)을 혼합 탱크(42)에 유입되기에 앞서 임시로 저장한다. 다시 말하면, 임시 저장 탱크(40)는 버퍼(buffer) 기능을 수행하는 탱크이다. 임시 저장 탱크(40) 없이 혼합 탱크(42)를 크게 하는 것도 가능하나 큰 혼합 탱크(42) 제작과 설치에 기술적 및 공간적 제약이 수반되고, 합금박 생산량이 많지 않을 경우 제조 비용 및 시간이 더 많이 소요되므로 효율성이 저하될 수 있으므로 임시 저장 탱크(40)가 마련된다. 도 1에 명확히 도시되진 않았으나 전기분해 유로(11) 상에 용해 탱크(20)와 임시 저장 탱크(40) 사이와, 임시 저장 탱크(40)와 혼합 탱크(42) 사이에 각각, 밸브(valve) 및 펌프(pump)가 설치되어 용해 탱크(20)에서 임시 저장 탱크(40)로 유입되는 전해액(S)의 유량과, 임시 저장 탱크(40)에서 혼합 탱크(42)로 유입되는 전해액(S)의 유량이 제어된다.

첨가제 투입 탱크(50)는 전기분해 유로(11) 상에서 혼합 탱크(42)와 전기분해 탱크(65) 사이에 마련된다. 첨가제 투입 탱크(50)에는 혼합 탱크(42)에서 배출된, 제1 금속 재료와 제2 금속 재료가 용해된 전해액(S)이 유입되고, 4개의 첨가제 투입 기구(52, 54, 56, 58)로부터 4종류의 첨가제가 이 전해액(S)에 투입 및 혼합된다. 한편, 혼합 탱크(42)에서 배출되어 첨가제 투입 탱크(50)로 향하는 전해액(S)은 제1 필터(filter)(46)에 의해 전해액(S) 속의 잔유 부유물 및 기타 이물질이 걸러진다.

제1 첨가제 투입 기구(52)를 통해서는 합금박의 표면 조도(粗度)를 향상하기 위한 조도 향상제가 적정량 투입되고, 제2 첨가제 투입 기구(54)를 통해서는 합금박의 광택을 향상하기 위한 광택제가 적정량 투입되고, 제3 첨가제 투입 기구(56)를 통해서는 전기분해 탱크(65)에서 전기분해 반응으로 형성된 제1 금속 재료의 입자들과 제2 금속 재료의 입자들을 뭉쳐진 상태로 유지시키는 응고제가 적정량 투입되며, 제4 첨가제 투입 기구(58)를 통해서는 염산(HCl)이 적정량 투입될 수 있다.

조도 향상제는 예컨대, 히드록시에틸 셀룰로오스(HEC: hydroxyethyl cellulose)와 같은 물질일 수 있으며, 전기분해 반응으로 형성되는 합금박의 표면 거칠기를 균질하고 매끄럽게 해주는 기능을 갖는다. 광택제는 예컨대, SPS(bis(sodiumsulfopropyl)disulfide), MPS(3-mercapto-1-propansulfonic)와 같은 물질일 수 있다. 응고제는 예컨대, 젤라틴(gelatin)과 같은 물질일 수 있다. 도 1에 명확히 도시되진 않았으나 전기분해 유로(11) 상에 혼합 탱크(42)와 첨가제 투입 탱크(50) 사이에 밸브(valve) 및 펌프(pump)가 설치되어 혼합 탱크(42)에서 첨가제 투입 탱크(50)로 유입되는 전해액(S)의 유량이 제어된다.

전기분해 탱크(65)는 전기분해 유로(11)의 최하류에 마련되는 탱크로서, 첨가제 투입 탱크(50)에서 배출된 전해액(S)을 전기분해하여 제1 금속 재료와 제2 금속 재료를 주재료로 하는 합금박, 즉 금속박(M)을 형성하는 탱크이다. 전기분해 탱크(65)의 내부 공간에는 롤러(roller) 형상의 음극(cathode)(66)과 음극(66) 주위에 배치된 양극(anode)(68)이 구비된다. 첨가제 투입 탱크(50)에서 배출된, 제1 금속 재료와 제2 금속 재료가 용해되고, 4종류의 첨가제가 혼합된 전해액(S)이 전기분해 탱크(65) 내부에 채워지고 롤러 형상의 음극(66)과 양극(68)을 통해 이 전해액(S)에 전기가 공급되면 전기분해 반응에 의해 음극 롤러(66)의 외주면에 제1 금속 재료와 제2 금속 재료가 고르게 혼합 도포되어 얇은 금속박(M)이 형성된다. 음극 롤러(66)의 외주면에 형성된 금속박(M)은 음극 롤러(66)가 회전함에 따라 전기분해 탱크(65)에서 배출되어 금속박 표면 처리 장치(100)로 연속적으로 공급된다.

한편, 전기분해 직전 온도 조절기(60)는 전기분해 유로(11) 상에 첨가제 투입 탱크(50)와 전기분해 탱크(65) 사이에 마련된다. 전기분해 직전 온도 조절기(60)는 첨가제 투입 탱크(50)에서 전기분해 탱크(65)로 유입되는 전해액(S)의 온도를 전기분해 반응이 촉진되는 온도로 맞춰준다. 제1 금속 재료와 제2 금속 재료의 종류에 따라 전기분해 반응이 촉진되는 온도는 다를 수 있는데, 예컨대, 제1 금속 재료가 철(Fe), 제2 금속 재료가 니켈(Ni)인 경우 전기분해 반응 최적 온도는 대략 70℃ 이다. 전기분해 직전 온도 조절기(60)는 첨가제 투입 탱크(50)에서 배출된 전해액(S)의 온도가 70℃ 보다 높으면 냉각하여 70℃로 맞추고, 온도가 70℃ 보다 낮으면 가열하여 70℃로 맞춰 전기분해 탱크(65)로 유출한다. 한편, 첨가제 투입 탱크(50)에서 배출되어 전기분해 탱크(65)로 향하는 전해액(S)은 제2 필터(filter)(62)에 의해 전해액(S) 속의 잔유 부유물 및 기타 이물질이 걸러진다. 도 1에 명확히 도시되진 않았으나 전기분해 유로(11) 상에 첨가제 투입 탱크(50)와 전기분해 탱크(65) 사이에 밸브(valve) 및 펌프(pump)가 설치되어 첨가제 투입 탱크(50)에서 전기분해 탱크(65)로 유입되는 전해액(S)의 유량이 제어된다.

전기분해 반응으로 제1 금속 재료, 제2 금속 재료 성분, 및 첨가제들이 빠지고 남은 전해액(S)은, 전기분해 탱크(65)에서 배출되어 제1 재활용 유로(15)를 따라 유동하여 혼합 탱크(42)로 다시 투입된다. 전해액(S)이 전기분해 탱크(65)에서 혼합 탱크(42)로 곧바로 유동하도록 구성될 수도 있으나, 전기분해 탱크(65)에서 전기분해 반응이 연속적으로 끊김 없이 진행될 수 있도록 전해액 회수 탱크(72)에 우선 수거되고, 회수 탱크(72)에서 혼합 탱크(42)로 적절한 양의 전해액(S)이 공급되게 구성된다. 도 1에 명확히 도시되진 않았으나 제1 재활용 유로(15) 상에 전기분해 탱크(65)와 전해액 회수 탱크(72) 사이, 및 전해액 회수 탱크(72)와 혼합 탱크(42) 사이에 각각, 밸브 및 펌프가 설치되어 전해액 회수 탱크(72) 및 혼합 탱크(42)로 유입되는 전해액(S)의 유량이 제어된다.

제2 재활용 유로(17)는 혼합 탱크(42)에서 용해 탱크(20)의 전해액 분출 파이프(25)로 연결되는 전해액(S)의 유로이다. 제2 재활용 유로(17)를 통해 용해 탱크(20)로 재활용된 전해액(S)이 유입되므로 전해액 공급 탱크(30)로부터 새로운 전해액(S)을 용해 탱크(20)에 대량 투입하지 않아도 금속박 제조 장치(10)의 운전이 가능하여 전해액(S) 소비가 절감된다.

재활용 온도 조절기(74)는 제2 재활용 유로(17) 상에 마련되고, 혼합 탱크(42)에서 용해 탱크(20)로 유입되는 전해액(S)의 온도를 전기분해 반응이 촉진되는 온도로 맞춰준다. 상술한 바와 같이, 제1 금속 재료와 제2 금속 재료의 종류에 따라 전기분해 반응이 촉진되는 온도는 다를 수 있는데, 예컨대, 제1 금속 재료가 철(Fe), 제2 금속 재료가 니켈(Ni)인 경우 전기분해 반응 최적 온도는 대략 70℃ 이다. 전기분해 반응은 발열 반응으로 전기분해 탱크(65)로 유입되는 전해액(S)의 온도가 70℃ 이었다면 전기분해 탱크(65)에서 배출된 전해액(S)의 온도는 70℃보다 높고, 제1 재활용 유로(15)와 제2 재활용 유로(17)를 통해 용해 탱크(20)로 유입되는 전해액(S)의 온도도 70℃보다 높다. 따라서, 재활용 온도 조절기(74)는 제2 재활용 유로(17)를 따라 용해 탱크(20)로 유입되는, 전기분해 반응 최적 온도보다 높은 온도의 재활용 전해액(S)을 냉각하여 최적 온도로 맞춘다.

금속박 제조 장치(10)를 이용하여 금속박(M)을 표면 처리하기 전까지의 금속박(M) 제조 과정을 개략적으로 요약하면 이하와 같다. 먼저, 용해 탱크(20)에서 제1 금속 재료가 전해액(S)에 용해되고, 혼합 탱크(42)에서 제1 금속 재료가 용해된 전해액(S)에 제2 금속 재료가 투입되어 혼합 및 용해된다. 제2 금속 재료 혼합 후에 첨가제 투입 탱크(50)에서 제1 금속 재료 및 제2 금속 재료가 용해된 전해액(S)에 적어도 한 종류의 첨가제가 투입되어 혼합된다. 그리고, 전기분해 탱크(65)에서 제1 금속 재료 및 제2 금속 재료가 용해되고 첨가제가 혼합된 전해액(S)이 전기분해되어 음극 롤러(66)의 외주면에 금속박(M)이 형성된다. 전기분해 탱크(65)에서 배출되는 전해액(S)은 혼합 탱크(42)에 다시 투입되고, 혼합 탱크(42)에서 배출되는 전해액(S)의 일부는 용해 탱크(20)에 다시 투입된다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 금속박 표면 처리 장치를 도시한 구성도이다. 도 1 및 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속박 표면 처리 장치(100)는 전기분해 탱크(65)에서 연속적으로 배출되는 금속박(M)을 표면 처리 및 세척하고, 권취 수거하는 장치로서, 제1 표면 처리 유닛(101), 제1 표면 처리액 재활용 유닛(140), 제1 세척 유닛(120), 및 금속박 수거 롤러(135)를 구비한다.

제1 표면 처리 유닛(101)은 연속적으로 공급되는 금속박(M)을 제1 표면 처리액(T)을 통과시키고 건조시켜 표면 처리한다. 제1 세척 유닛(120)은 제1 표면 처리 유닛(101)에서 배출되는 금속박(M)을 제1 세척액(C)을 통과시키고 건조시켜 세척한다. 금속박 수거 롤러(135)는 제1 세척 유닛(120)에서 배출되는 금속박(M)을 권취하여 수거한다. 음극 롤러(66)의 외주부에서 분리된 금속박(M)은 가이드 롤러들(141, 142)에 의해 안내되어 제1 표면 처리 유닛(101)으로 공급되고, 제1 표면 처리 유닛(101)을 통과하고 가이드 롤러(143)에 의해 안내되어 제1 세척 유닛(120)으로 공급되며, 제1 세척 유닛(120)을 통과하고 가이드 롤러들(144, 145, 146, 147)에 의해 안내되어 금속박 수거 롤러(135)에 권취된다.

제1 표면 처리 유닛(101)은 제1 표면 처리 수조(102), 제1 표면 처리 롤러(105), 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(squeezing roller)(107), 제1 표면 처리 보조 롤러(108), 한 쌍의 제1 표면 처리액 분사 노즐(110), 및 제1 표면 처리 건조기를 구비한다. 제1 표면 처리 수조(102)에는 금속박(M)을 표면 처리하는 제1 표면 처리액(T)이 담겨진다. 제1 표면 처리액(T)은 제1 표면 처리 유닛(101)이 수행하는 표면 처리의 종류에 따라 다르다. 표면 처리가 금속박(M)의 표면에 다른 금속을 도금하는 것이면 제1 표면 처리액(T)은 예컨대, 크롬(Cr)과 같은 금속 성분을 포함하는 도금액일 수 있다. 한편, 표면 처리가 산(acid)을 이용하여 금속박(M) 표면의 이물질이나 부식을 제거하는 산 처리라면 제1 표면 처리액(T)은 예컨대, 황산, 염산과 같은 산(acid)을 포함하는 산 처리액일 수 있다.

한편, 제1 표면 처리 수조(102) 내부에는 도금용 전극(109)이 마련된다. 제1 표면 처리 유닛(101)을 이용하여 금속박(M)의 표면을 전해 도금 처리하게 되면 도금용 전극(109)에 전원을 인가한다. 그러나, 제1 표면 처리 유닛(101)을 이용하여 금속박(M)의 표면을 무전해 도금 처리하거나 산 처리하게 되면 도금용 전극(109)에 전원을 인가하지 않는다.

제1 표면 처리 롤러(105)는 수조(102)에 담긴 제1 표면 처리액(T)에 하단 외주부가 잠기도록 배치된다. 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(107)는 제1 표면 처리 롤러(105)를 밀착 가압하는 롤러로서, 수조(102)에 담긴 제1 표면 처리액(T)에 잠기지 않게 배치된다. 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(107)는 제1 표면 처리 롤러(105)와 밀착되는 면적을 넓히고, 밀착력을 높이며, 한 쌍의 롤러(105, 107)가 밀착되어 회전할 때 충격이 완화되도록 예컨대, 고무와 같은 탄성 소재로 형성될 수 있다.

제1 표면 처리 보조 롤러(108)는 제1 표면 처리 롤러(105)아 마찬가지로 수조(102)에 담긴 제1 표면 처리액(T)에 하단 외주부가 잠기도록 배치되며, 금속박(M)의 진행 경로 상에 제1 표면 처리 롤러(105)보다 상류 측에 배치된다. 금속박(M)은 제1 표면 처리 보조 롤러(108)와 제1 표면 처리 롤러(105) 사이의 구간에서 제1 표면 처리액(T)에 잠기게 된다. 따라서, 제1 표면 처리 보조 롤러(108) 없이 제1 표면 처리 롤러(105)만 구비되는 경우와 비교하여 충분한 시간 동안 금속박(M)이 제1 표면 처리액(T)에 잠겨 금속박(M) 표면에 도금 성분이 충분히 부착된다.

한 쌍의 제1 표면 처리액 분사 노즐(110)은 금속박(M)이 제1 표면 처리 수조(102) 내의 제1 표면 처리액(T)에 잠기기에 앞서 금속박(M)의 양 측면에 제1 표면 처리액(T)을 분사한다. 이를 통해 특히, 제1 표면 처리 보조 롤러(108)와 제1 표면 처리 롤러(105)의 외주면에 마주보고 밀착되는 금속박(M)의 일 측면에도 제1 표면 처리액(T)이 충분히 도포될 수 있다.

제1 표면 처리 건조기는 제1 표면 처리 롤러(105) 및 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(107)보다 높은 위치에 마련되고, 제1 표면 처리 수조(102)를 통과하여 금속박(M) 표면에 남아있는 제1 표면 처리액(T)의 액체 성분을 건조 증발시킨다. 제1 표면 처리 건조기는 금속박(M)의 양 측면으로 고압의 공기를 불어내는, 금속박(M)의 폭 방향으로 연장된 에어 나이프(air knife)(113)를 구비한다.

제1 표면 처리 유닛(101)으로 공급되는 금속박(M)은 제1 표면 처리 수조(102)로 향하는 도중에 제1 표면 처리액 분사 노즐(110)에 의해 양 측면에 제1 표면 처리액(T)이 분사되어 도포된다. 상기 금속박(M)은 제1 표면 처리 보조 롤러(108)와 제1 표면 처리 롤러(105)를 순차적으로 통과하는 동안 제1 표면 처리 수조(102) 내의 제1 표면 처리액(T)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 제1 표면 처리액(T)이 고르게 도포된다.

금속박(M)은 제1 표면 처리 롤러(105)의 외주면을 따라 이동하여 제1 표면 처리액(T)을 벗어나고, 서로 밀착된 제1 표면 처리 롤러(105)와 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(107) 사이의 닙(nip)(106)을 통과한다. 금속박(M)의 양 측면에 도포된 제1 표면 처리액(T)은 상기 닙(106)을 금속박(M) 표면에 강하게 흡착 및 농축되고, 금속박(M) 표면에 도포된 제1 표면 처리액(T)의 두께가 얇아진다. 상기 닙(106)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(113)를 구비한 제1 표면 처리 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(113)로부터 고압의 공기가 불어져 제1 표면 처리액(T)이 건조되고 액체 성분이 제거되고, 제1 표면 처리 건조기를 통과한 금속박(M)은 가이드 롤러(143)에 의해 안내되어 제1 세척 유닛(120)으로 유입된다.

제1 표면 처리액 재활용 유닛(140)은 제1 표면 처리 수조(102)에 채워진 제1 표면 처리액(T)을 수거하여 정화하고 보충하여 제1 표면 처리수조로 다시 공급한다. 이로 인해, 제1 표면 처리액(T) 소모량을 줄일 수 있고, 수조(102) 내의 제1 표면 처리액(T)의 수위도 일정하게 유지된다.

제1 세척 유닛(120)은 제1 세척 수조(121), 제1 세척 롤러(124), 제1 세척 스퀴징 롤러(126), 한 쌍의 제1 세척액 분사 노즐(128), 및 제1 세척 건조기를 구비한다. 제1 세척 수조(121)에는 금속박(M)을 세척하는 제1 세척액(C)이 담겨진다. 제1 세척액(C)은 물일 수 있다.

제1 세척 롤러(124)는 수조(121)에 담긴 제1 세척액(C)에 하단 외주부가 잠기도록 배치된다. 제1 세척 스퀴징 롤러(126)는 제1 세척 롤러(124)를 밀착 가압하는 롤러로서, 수조(121)에 담긴 제1 세척액(C)에 잠기지 않게 배치된다. 제1 세척 스퀴징 롤러(126)는 제1 세척 롤러(124)와 밀착되는 면적을 넓히고, 밀착력을 높이며, 한 쌍의 롤러(124, 126)가 밀착되어 회전할 때 충격이 완화되도록 예컨대, 고무와 같은 탄성 소재로 형성될 수 있다.

한 쌍의 제1 세척액 분사 노즐(128)은 금속박(M)이 제1 세척 수조(121) 내의 제1 세척액(C)에 잠기기에 앞서 금속박(M)의 양 측면에 제1 세척액(C)을 분사한다. 이를 통해 특히, 제1 세척 롤러(124)의 외주면에 마주보고 밀착되는 금속박(M)의 일 측면에도 제1 세척액(C)이 충분히 도포될 수 있다.

제1 세척 건조기는 제1 세척 롤러(124) 및 제1 세척 스퀴징 롤러(126)보다 높은 위치에 마련되고, 제1 세척 수조(121)를 통과하여 금속박(M) 표면에 남아있는 제1 세척액(C)의 액체 성분을 건조 증발시킨다. 제1 세척 건조기는 금속박(M)의 양 측면으로 고압의 공기를 불어내는, 금속박(M)의 폭 방향으로 연장된 에어 나이프(air knife)(131)를 구비한다.

제1 세척 유닛(120)으로 공급되는 금속박(M)은 제1 세척 수조(121)로 향하는 도중에 제1 세척액 분사 노즐(128)에 의해 금속박(M)의 양 측면에 제1 세척액(C)이 분사된다. 또한, 금속박(M)은 제1 세척 롤러(124)에 안내되어 제1 세척 수조(121) 내의 제1 세척액(C)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 잔존하는 제1 표면 처리액(T) 성분이 씻겨 제거된다.

금속박(M)은 제1 세척 롤러(124)의 외주면을 따라 이동하여 제1 세척액(C)을 벗어나고, 서로 밀착된 제1 세척 롤러(124)와 제1 세척 스퀴징 롤러(126) 사이의 닙(nip)(125)을 통과한다. 이를 통해 금속박(M) 표면에 잔존하는 제1 표면 처리액(T)의 잔존 성분들이 제1 세척액(C)과 함께 금속박(M)의 표면에서 제거된다. 상기 닙(125)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(131)를 구비한 제1 세척 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(131)로부터 고압의 공기가 불어져 제1 세척액(C)이 건조되고 액체 성분이 제거된다. 제2 세척 건조기를 통과한 금속박(M)은 가이드 롤러들(144, 145, 146, 147)에 의해 안내되어 진행하여 금속박 수거 롤러(135)에 권취 및 수거된다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 금속박 표면 처리 장치(200)는 도 1의 금속박 표면 처리 장치(100)를 대체하여 도 1의 금속박 제조 장치(10)에 구비될 수 있는 것으로, 전기분해 탱크(65)(도 1 참조)에서 연속적으로 배출되는 금속박(M)을 순차적으로, 제1 표면 처리, 제1 세척, 제2 표면 처리, 및 제2 세척 후에 권취 수거하는 장치이다. 상기 금속박 표면 처리 장치(200)는 제1 표면 처리 유닛(201), 제1 세척 유닛(220), 제2 표면 처리 유닛(241), 제2 세척 유닛(260), 및 금속박 수거 롤러(275)를 구비한다.

제1 표면 처리 유닛(201)은 연속적으로 공급되는 금속박(M)을 제1 표면 처리액(T1)을 통과시키고 건조시켜 표면 처리한다. 제1 표면 처리는 산(acid)을 이용하여 금속박(M) 표면의 이물질이나 부식을 제거하는 산 처리로서, 제1 표면 처리액(T1)은 예컨대, 황산, 염산과 같은 산(acid)을 포함하는 산 처리액이다. 제1 세척 유닛(220)은 제1 표면 처리 유닛(101)에서 배출되는 금속박(M)을 제1 세척액(C1)을 통과시키고 건조시켜 세척한다. 제1 세척액(C1)은 물이다.

제2 표면 처리 유닛(241)은 제1 세척 유닛(220)에서 배출되는 금속박(M)을 제2 표면 처리액(T2)을 통과시키고 건조시켜 표면 처리한다. 제2 표면 처리는 선 처리로 이물질이 제거된 금속박(M)의 표면에 다른 금속을 도금하는 것으로, 제2 표면 처리액(T)은 예컨대, 크롬(Cr)과 같은 금속 성분을 포함하는 도금액이다. 제2 세척 유닛(260)은 제2 표면 처리 유닛(241)에서 배출되는 금속박(M)을 제2 세척액(C2)을 통과시키고 건조시켜 세척한다. 제2 세척액(C2)은 물이다.

금속박 수거 롤러(275)는 제2 세척 유닛(260)에서 배출되는 금속박(M)을 권취하여 수거한다. 음극 롤러(66)의 외주부에서 분리된 금속박(M)은 가이드 롤러들(281, 282)에 의해 안내되어 제1 표면 처리 유닛(201)으로 공급되고, 제1 표면 처리 유닛(201)을 통과하고 가이드 롤러(283)에 의해 안내되어 제1 세척 유닛(220)으로 공급되고, 제1 세척 유닛(220)을 통과하고 가이드 롤러(284)에 의해 안내되어 제2 표면 처리 유닛(241)으로 공급되고, 제2 표면 처리 유닛(241)을 통과하고 가이드 롤러(285)에 의해 안내되어 제2 세척 유닛(260)으로 공급되며, 제2 세척 유닛(26)을 통과하고 가이드 롤러들(286, 287, 288, 289)에 의해 안내되어 금속박 수거 롤러(275)에 권취된다.

제1 표면 처리 유닛(201)은 제1 표면 처리 수조(202), 제1 표면 처리 롤러(205), 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(207), 제1 표면 처리 보조 롤러(208), 도금용 전극(209), 한 쌍의 제1 표면 처리액 분사 노즐(210), 및 한 쌍의 에어 나이프(213)를 포함하는 제1 표면 처리 건조기를 구비하며, 이와 같은 구성은 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속박 표면 처리 장치(100)에 구비된 제1 표면 처리 유닛(101)의 대응되는 구성들(102, 105, 107, 108, 109, 110, 113)과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다. 한편, 도 4에 도시되진 않았으나, 제1 표면 처리 수조(202)에도 도 3에 도시된 제1 표면 처리액 재활용 유닛(140)와 같은 제1 표면 처리액 재활용 유닛이 연결될 수도 있다.

제1 표면 처리 유닛(201)으로 공급되는 금속박(M)은 제1 표면 처리 수조(202)로 향하는 도중에 제1 표면 처리액 분사 노즐(210)에 의해 양 측면에 제1 표면 처리액(T1), 즉 산 처리액이 분사되어 도포된다. 상기 금속박(M)은 제1 표면 처리 보조 롤러(208)와 제1 표면 처리 롤러(205)를 순차적으로 통과하는 동안 제1 표면 처리 수조(202) 내의 제1 표면 처리액(T1)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 제1 표면 처리액(T1)이 고르게 도포된다.

금속박(M)은 제1 표면 처리 롤러(205)의 외주면을 따라 이동하여 제1 표면 처리액(T1)을 벗어나고, 서로 밀착된 제1 표면 처리 롤러(205)와 제1 표면 처리 스퀴징 롤러(207) 사이의 닙(nip)(206)을 통과한다. 금속박(M)의 양 측면에 도포된 제1 표면 처리액(T1)은 상기 닙(206)을 금속박(M) 표면에 강하게 흡착 및 농축되고, 금속박(M) 표면에 도포된 제1 표면 처리액(T1)의 두께가 얇아진다. 상기 닙(206)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(213)를 구비한 제1 표면 처리 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(213)로부터 고압의 공기가 불어져 제1 표면 처리액(T1)이 건조되고 액체 성분이 제거되고, 제1 표면 처리 건조기를 통과한 금속박(M)은 제1 세척 유닛(220)으로 유입된다.

제1 세척 유닛(220)은 제1 세척 수조(221), 제1 세척 롤러(224), 제1 세척 스퀴징 롤러(226), 한 쌍의 제1 세척액 분사 노즐(228), 및 한 쌍의 에어 나이프(231)를 포함하는 제1 세척 건조기를 구비하며, 이와 같은 구성은 도 3에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 금속박 표면 처리 장치(100)에 구비된 제1 세척 유닛(120)의 대응되는 구성들(121, 124, 126, 128, 131)과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

제1 세척 유닛(220)으로 공급되는 금속박(M)은 제1 세척 수조(221)로 향하는 도중에 제1 세척액 분사 노즐(228)에 의해 금속박(M)의 양 측면에 제1 세척액(C1)이 분사된다. 또한, 금속박(M)은 제1 세척 롤러(224)에 안내되어 제1 세척 수조(221) 내의 제1 세척액(C1)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 잔존하는 제1 표면 처리액(T1) 성분이 씻겨 제거된다.

금속박(M)은 제1 세척 롤러(224)의 외주면을 따라 이동하여 제1 세척액(C1)을 벗어나고, 서로 밀착된 제1 세척 롤러(224)와 제1 세척 스퀴징 롤러(226) 사이의 닙(nip)(225)을 통과한다. 이를 통해 금속박(M) 표면에 잔존하는 제1 표면 처리액(T1)의 잔존 성분들이 제1 세척액(C1)과 함께 금속박(M)의 표면에서 제거된다. 상기 닙(225)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(231)를 구비한 제1 세척 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(231)로부터 고압의 공기가 불어져 제1 세척액(C1)이 건조되고 액체 성분이 제거된다. 제1 세척 유닛(22)을 통과한 금속박(M)은 제2 표면 처리 유닛(241)으로 유입된다.

제2 표면 처리 유닛(241)은 제2 표면 처리 수조(242), 제2 표면 처리 롤러(245), 제2 표면 처리 스퀴징 롤러(247), 제2 표면 처리 보조 롤러(248), 도금용 전극(249), 한 쌍의 제2 표면 처리액 분사 노즐(250), 및 한 쌍의 에어 나이프(253)를 포함하는 제2 표면 처리 건조기를 구비하며, 이와 같은 구성은 제1 표면 처리 유닛(201)의 대응되는 구성들(202, 205, 207, 208, 209, 210, 213)과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다. 한편, 도 4에 도시되진 않았으나, 제2 표면 처리 수조(242)에도 도 3에 도시된 제1 표면 처리액 재활용 유닛(140)와 같은 제2 표면 처리액 재활용 유닛이 연결될 수도 있다.

제2 표면 처리 유닛(201)으로 유입되는 금속박(M)은 제2 표면 처리 수조(242)로 향하는 도중에 제2 표면 처리액 분사 노즐(250)에 의해 양 측면에 제2 표면 처리액(T2), 즉 도금액이 분사되어 도포된다. 상기 금속박(M)은 제2 표면 처리 보조 롤러(248)와 제2 표면 처리 롤러(245)를 순차적으로 통과하는 동안 제2 표면 처리 수조(242) 내의 제2 표면 처리액(T2)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 제2 표면 처리액(T2)이 고르게 도포된다.

금속박(M)은 제2 표면 처리 롤러(245)의 외주면을 따라 이동하여 제2 표면 처리액(T2)을 벗어나고, 서로 밀착된 제2 표면 처리 롤러(245)와 제2 표면 처리 스퀴징 롤러(247) 사이의 닙(nip)(246)을 통과한다. 금속박(M)의 양 측면에 도포된 제2 표면 처리액(T2)은 상기 닙(246)을 금속박(M) 표면에 강하게 흡착 및 농축되고, 금속박(M) 표면에 도포된 제2 표면 처리액(T2)의 두께가 얇아진다. 상기 닙(246)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(253)를 구비한 제2 표면 처리 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(253)로부터 고압의 공기가 불어져 제2 표면 처리액(T2)이 건조되고 액체 성분이 제거되고, 제2 표면 처리 건조기를 통과한 금속박(M)은 제2 세척 유닛(260)으로 유입된다.

제2 세척 유닛(260)은 제2 세척 수조(261), 제2 세척 롤러(264), 제2 세척 스퀴징 롤러(266), 한 쌍의 제2 세척액 분사 노즐(268), 및 한 쌍의 에어 나이프(271)를 포함하는 제2 세척 건조기를 구비하며, 이와 같은 구성은 제1 세척 유닛(220)의 대응되는 구성들(221, 224, 226, 228, 231)과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

제2 세척 유닛(260)으로 공급되는 금속박(M)은 제2 세척 수조(261)로 향하는 도중에 제2 세척액 분사 노즐(268)에 의해 금속박(M)의 양 측면에 제2 세척액(C2)이 분사된다. 또한, 금속박(M)은 제2 세척 롤러(264)에 안내되어 제2 세척 수조(221) 내의 제2 세척액(C2)에 잠긴다. 이에 따라 금속박(M)의 양 측면에 잔존하는 제2 표면 처리액(T2) 성분이 씻겨 제거된다.

금속박(M)은 제2 세척 롤러(264)의 외주면을 따라 이동하여 제2 세척액(C2)을 벗어나고, 서로 밀착된 제2 세척 롤러(264)와 제2 세척 스퀴징 롤러(266) 사이의 닙(nip)(265)을 통과한다. 이를 통해 금속박(M) 표면에 잔존하는 제2 표면 처리액(T2)의 잔존 성분들이 제2 세척액(C2)과 함께 금속박(M)의 표면에서 제거된다. 상기 닙(265)을 통과한 금속박(M)은 서로 마주보고 있는 한 쌍의 에어 나이프(271)를 구비한 제2 세척 건조기를 통과하고, 그 도중에 상기 에어 나이프(271)로부터 고압의 공기가 불어져 제2 세척액(C2)이 건조되고 액체 성분이 제거된다. 제2 세척 건조기를 통과한 금속박(M)은 금속박 수거 롤러(275)에 권취 및 수거된다.

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: 금속박 제조 장치 20: 용해 탱크
50: 첨가제 투입 탱크 65: 전기분해 탱크
66: 음극 100: 금속박 표면 처리 장치
101: 제1 표면 처리 유닛 102: 제1 표면 처리 수조
105: 제1 표면 처리 롤러 107: 제1 표면 처리 스퀴징 롤러
120: 제1 세척 유닛 121: 제1 세척 수조
124: 제1 세척 롤러 126: 제1 세척 스퀴징 롤러
110: 제1 표면 처리액 분사 노즐 128: 제1 세척액 분사 노즐
113, 131: 에어 나이프 135: 금속박 수거 롤러

Claims

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제1 금속 재료와 상기 제1 금속 재료가 용해되는 전해액이 수용되는 용해 탱크; 상기 제1 금속 재료가 용해된 전해액이 유입되고, 상기 제1 금속 재료와 다른 종류의 제2 금속 재료가 투입되어 상기 전해액에 혼합 및 용해되는 혼합 탱크(tank);
내부 공간에 롤러(roller) 형상의 음극(cathode)과 상기 음극 주위에 양극(anode)을 구비하고, 상기 제1 금속 재료 및 상기 제2 금속 재료가 용해된 전해액이 유입되어 전기분해 반응에 의해 상기 음극의 외주면에 금속박이 형성되는 전기분해 탱크;
상기 전기분해 탱크로부터 배출되어 연속적으로 공급되는 금속박을 표면 처리하는 금속박 표면 처리 장치; 및,
상기 전기분해 반응 후에 상기 전기분해 탱크에서 배출되는 전해액을 상기 혼합 탱크로 다시 유도하는 제1 재활용 유로;를 구비하고,
상기 금속박 표면 처리 장치는:
연속적으로 공급되는 금속박을 제1 표면 처리액을 통과시키고 건조시켜 표면 처리하는 제1 표면 처리 유닛;
상기 제1 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박을 제1 세척액을 통과시키고 건조시켜 세척하는 제1 세척 유닛;
상기 제1 세척 유닛에서 배출되는 금속박을 권취하여 수거하는 금속박 수거 롤러; 및, 상기 혼합 탱크 내의 전해액의 일부를 상기 용해 탱크로 다시 유도하는 제2 재활용 유로;를 구비하고,
상기 용해 탱크는, 상기 전해액이 채워지는 탱크 하우징; 상기 탱크 하우징 내부에 설치되고, 스크랩(scrap) 형태로 상기 전해액에 침잠되도록 상기 탱크 하우징 내부에 투입되는 상기 제1 금속 재료를 지지하며, 상기 제1 금속 재료의 스크랩이 통과하지 못하는 크기의 다수의 메시(mesh)가 형성된 타공망; 및, 상기 제2 재활용 유로에 연결되어 상기 탱크 하우징 내부 상기 타공망의 아래에 배치되고, 상기 제2 재활용 유로를 통해 상기 혼합 탱크로부터 유입된 전해액을 상기 타공망을 향해 가압 분출하는 노즐(nozzle)을 구비한 전해액 분출 파이프;를 구비한 것을 특징으로 하는 금속박 제조 장치.
제12 항에 있어서,
상기 제2 재활용 유로를 통해 상기 용해 탱크로 유입되는 전해액의 온도를 상기 전기분해 반응이 촉진되는 온도로 맞춰주는 재활용 온도 조절기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 제조 장치.
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제1 금속 재료와 상기 제1 금속 재료가 용해되는 전해액이 수용되는 용해 탱크;
상기 제1 금속 재료가 용해된 전해액이 유입되고, 상기 제1 금속 재료와 다른 종류의 제2 금속 재료가 투입되어 상기 전해액에 혼합 및 용해되는 혼합 탱크(tank);
내부 공간에 롤러(roller) 형상의 음극(cathode)과 상기 음극 주위에 양극(anode)을 구비하고, 상기 제1 금속 재료 및 상기 제2 금속 재료가 용해된 전해액이 유입되어 전기분해 반응에 의해 상기 음극의 외주면에 금속박이 형성되는 전기분해 탱크;
상기 전기분해 탱크로부터 배출되어 연속적으로 공급되는 금속박을 표면 처리하는 금속박 표면 처리 장치; 및,
상기 전기분해 반응 후에 상기 전기분해 탱크에서 배출되는 전해액을 상기 혼합 탱크로 다시 유도하는 제1 재활용 유로;를 구비하고,
상기 금속박 표면 처리 장치는:
연속적으로 공급되는 금속박을 제1 표면 처리액을 통과시키고 건조시켜 표면 처리하는 제1 표면 처리 유닛;
상기 제1 표면 처리 유닛에서 배출되는 금속박을 제1 세척액을 통과시키고 건조시켜 세척하는 제1 세척 유닛; 및,
상기 제1 세척 유닛에서 배출되는 금속박을 권취하여 수거하는 금속박 수거 롤러;를 구비하며,
상기 혼합 탱크에서 상기 전기분해 탱크로 향하는 전해액의 유로 상에 마련되며, 상기 제1 금속 재료 및 상기 제2 금속 재료가 용해된 전해액에 적어도 한 종류의 첨가제가 투입 및 혼합되는 첨가제 투입 탱크;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 제조 장치.
제15 항에 있어서,
상기 첨가제 투입 탱크를 통해 상기 전기분해 탱크로 유입되는 전해액의 온도를 상기 전기분해 반응이 촉진되는 온도로 맞춰주는 전기분해 직전 온도 조절기;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 제조 장치.
제15 항에 있어서,
상기 적어도 한 종류의 첨가제는, 상기 금속박의 표면 조도(粗度)를 향상하기 위한 조도 향상제, 및 상기 금속박의 광택을 향상하기 위한 광택제 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속박 제조 장치.
제12 항 또는 제15 항에 있어서,
상기 용해 탱크에서 상기 혼합 탱크로 향하는 전해액의 유로 상에 마련되며, 상기 혼합 탱크에 수용된 전해액의 양이 미리 정해진 상기 혼합 탱크의 전해액 수용 한계에 도달하면 상기 용해 탱크에서 유출된 전해액을 상기 혼합 탱크에 유입되기에 앞서 임시로 저장하는 임시 저장 탱크;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 금속박 제조 장치.