KR20030088998A - 배럴형 도금전해조의 세정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배럴형 도금전해조의 세정시스템에 관한 것으로, 그 구성은 하단부가 개방된 벽체프레임 내에 전원공급시 전기적으로 회전 가능한 회전배럴이 설치되고 그 외측에 내부로 전해액이 유입될 수 있는 다수의 통공을 갖는 외측전극망이 마련되어있는 배럴형 전해조의 구조에 있어서, 상기 벽체프레임의 일측에 그 길이방향을 따라 소정길이의 세정수 공급관이 고정 설치되고, 상기 회전배럴의 내, 외측에는 상기 세정수 공급관을 통해 공급되는 세정수를 각각 분사시켜 세척할 수 있도록 상기 세정수 공급관으로부터 분기된 복수의 분사노즐이 각각 구비됨을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 세정시스템에 의하면, 세정수의 소요량을 최소로 절감할 수 있으면서도 단시간 내에 효과적인 세정이 가능하고, 세정 후 그 세정수 내에 함유된 도금액 농도가 높아 별도의 농축공정을 거치지 않고도 유가금속을 회수하여 재 사용할 수 있으므로 재 활용성이 우수할 뿐만 아니라, 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

배럴형 도금전해조의 세정시스템{Cleansing system of barrel type plating electrolyzer}

본 발명은 배럴형 도금전해조의 세정시스템에 관한 것으로, 특히, 세정수의 소요량을 최소로 절감할 수 있으면서도 단시간 내에 효과적인 세정이 가능하고, 세정 후 그 세정수 내에 함유된 도금액 농도가 높아 별도의 농축공정을 거치지 않고도 유가금속을 회수하여 재 사용할 수 있으므로 재 활용성이 우수할 뿐만 아니라, 환경오염을 최소화할 수 있도록 된 배럴형 도금전해조의 세정시스템에 관한 것이다.

최근 자원의 재활용이나 환경오염이 중요한 문제로 대두되고 있다. 예를 들면 각종 전자제품에 사용되는 회로기판(Printed Circuit Board) 등을 포함하는 전자부품 스크랩(scrap)이나, 화학공장에서 많이 나오는 폐 촉매 등으로부터 유가금속을 재활용하거나, 또는 도금공장이나 섬유공장 외 기타공장의 폐수와 사진현상시 발생하는 폐수 등에는 다량의 중금속이 함유되어 있으므로, 이러한 폐수들의 재활용 및 상기 폐수들로부터 회수 가치가 있는 유가금속의 효율적인 회수는, 폐자원의 가치 창출 및 환경오염 방지 차원에서 매우 중요하게 다뤄지고 있는 현안중의 하나이다. 특히 도금공정에 있어서, 모든 공정이 완료된 후에는 도금 대상물의 표면을 수세하는 후처리공정이 반드시 이루어져야 하는데, 이러한 후처리공정에 대해서도 보다 효율적이고 환경 친화적인 처리방식을 마련하고자하는 요구가 시급하게 대두되고 있다.

상기의 도금공정은 주로 전기분해방식에 의해 이루어진다. 이러한 전기도금방식은 도금하고자 하는 금속을 음극으로 하고, 전착시키고자 하는 금속을 양극으로 하여, 이들 각 전극을, 전착시키고자 하는 금속의 이온이 함유된 전해액 속에 넣은 후 통전시켜 전해함으로써 원하는 금속이온이 도금 대상물의 표면에 전해 석출되는 원리를 이용한 것이다.

일반적으로 탈수(脫銹)공정, 연마공정, 탈지(脫脂)공정 및 화학적 침지처리공정 등이 선행된 후 상기 전기도금공정을 수행하고, 전기도금공정이 완료된 후에는 수세 등의 후처리공정 및 건조공정을 수행함으로써 모든 공정이 완료된다.

이와 같은 전기도금공정을 수행하기 위한 종래의 전해장치는 전해액 내에 평행판 형태의 전극을 설치한 구조가 대부분이었다. 이는 물질이동이 단순히 확산에만 의존하므로 공정이 완료되기까지 많은 시간이 소요된다.

또한, 물질이동 속도를 향상시키기 위해서 교반이나 기체 주입 등의 방법을 적용하여 용액을 강제 대류시킬 수 있는 구조가 마련된 전해장치도 있었으나, 고 전류밀도로 작업하기에는 한계가 있었다. 이와 같이, 전해액을 강제 대류시키고자 하는 경우에는 별도의 펌프가 구비되어야 하므로 장치가 대형중량화 구조를 이루어 많은 공간을 차지하게 될 뿐만 아니라, 이동 작업이 곤란하다는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 도금전해장치가 갖는 문제점을 해결하고자 제안된 것이 교반 가능한 배럴형 도금전해장치이다. 상기 배럴형 도금전해장치는 그 전해조가 전해액 내에서 회전하면서 반응이 이루어지므로 물질이동속도가 현저히 개선될 수 있는 이점이 있다. 그리고, 형체가 작은 도금 대상물을 동시에 대량으로 도금할 수 있을 뿐만 아니라, 전해조가 회전하면서 대상물간의 상호 접촉에 의해 자연스럽게 연마되므로 다양한 이점이 발휘되는 것이다.

그러나, 이와 같은 도금전해장치의 많은 개선에도 불구하고, 도금 완료 후 그 도금 대상물에 대한 후처리공정에 있어서는 현재까지도 침지 수세방식에만 의존하고 있다. 즉, 세정수를 저장하고 있는 수조 내에 상기 도금전해조를 침지하여 세정하는 방식으로서, 깨끗한 세정수를 사용하여 수 차례 반복 침지 세정하게 되는데, 이는 세정수가 과다 소요되어 비효율적이고, 세정속도가 저조하며, 세정 후 그 세정수 내에 함유된 도금액 농도가 낮아 별도의 농축공정을 거쳐야만 유가금속의 회수가 가능하므로 재활용 가치가 떨어질 뿐만 아니라, 다량의 폐수가 발생하여 환경오염을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 세정수의 소요량을 최소로 절감할 수 있으면서도 단시간 내에 효과적인 세정이 가능하고, 세정 후 그 세정수 내에 함유된 도금액 농도가 높아 별도의 농축공정을 거치지 않고도 유가금속을 회수하여 재 사용할 수 있으므로 재 활용성이 우수할 뿐만 아니라, 환경오염을 최소화할 수 있도록 된 배럴형 도금전해조의 세정시스템을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배럴형 도금전해조의 세정시스템은, 하단부가 개방된 벽체프레임 내에 전원공급시 전기적으로 회전 가능한 회전배럴이 설치되고 그 외측에 내부로 전해액이 유입될 수 있는 다수의 통공을 갖는 외측전극망이 마련되어있는 배럴형 전해조의 구조에 있어서, 상기 벽체프레임의 일측에 그 길이방향을 따라 소정길이의 세정수 공급관이 고정 설치되고, 상기 회전배럴의 내, 외측에는 상기 세정수 공급관을 통해 공급되는 세정수를 각각 분사시켜 세척할 수 있도록 상기 세정수 공급관으로부터 분기된 복수의 분사노즐이 각각 구비됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 세정수 공급관과 연결되는 수조 내에는 상기 세정수의 공급량을 조절하기 위한 펌프가 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 각 분사노즐은 전해도금시 전기적인 간섭이 발생하지 않도록 부도체를 이루는 고분자 화합물로 제작됨이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 세정시스템이 구비된 배럴형 도금전해조의 전체 구성을 도시한 일부절개 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 배럴형 도금전해조의 내부구조를 도시한 개략적인 종단면도.

도 3은 본 발명의 배럴형 도금전해조에 의한 세정 과정을 예시한 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 벽체프레임 11 ; 고정브래킷

12 ; 이동손잡이 20 ; 기어박스

21 ; 구동기어 22 ; 구동축

23 ; 구동스위치 24, 36 ; 회전축

25 ; 연동기어 30 ; 배럴형 전해조

31 ; 회전배럴 31a, 33a ; 통공

32 ; 외측전극망 33 ; 개폐용 덮개

34 ; 브러쉬형 통전대 35 ; 통전휠

37 ; 종동기어 40 ; 세정수 공급관

41 ; 유도관 42, 43 ; 분사노즐

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배럴형 도금전해조의 세정시스템을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 배럴형 도금전해조의 세정시스템을 도시한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 세정시스템이 구비된 배럴형 전해조(30)의 전체 구성을 도시한 일부절개 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 배럴형 전해조(30)의 내부구조를 도시한 개략적인 종단면도, 도 3은 본 발명의 배럴형 전해조(30)에 의한 세정 과정을 예시한 흐름도를 각각 나타낸 것이다.

본 발명은 전해액 내의 대상물을 전기·화학적으로 산화·환원하여 목적하는 대상물의 표면을 도금처리한 후, 효율적으로 세정하기 위한, 배럴형 전해장치에 적합한 세정구조를 제공한다.

먼저, 본 발명에 따른 배럴형 도금전해장치의 구조를 살펴보면, 상기 도면에 도시된 바와 같이 전해액을 저장하는 전해액저장조(미도시)와, 상기 전해액저장조 내에 입수시켜 전기분해방식에 의해 도금하기 위한 것으로서, 하단부가 개방된 벽체프레임(10) 내에 전원공급시 전기적으로 회전 가능한 회전배럴(31)이 설치되고 그 외측에는 내부로 전해액이 유입될 수 있는 다수의 통공(31a)이 형성된 외측전극망(32)이 구비되어 있는 배럴형 전해조(30)를 포함하는 구조를 이루는 것이다.

상기 배럴형 전해조(30)의 상부에는 전원인가시 구동되는 기어박스(20)가 설치되고, 상기 기어박스(30)로부터 노출된 구동축(22)상에는 구동기어(21)가 장착되며, 상기 회전배럴(31)의 일측 회전축(36)상에는 상기 구동기어(21)와 맞물려 회전하는 종동기어(37)가 구비되어 상기 기어박스(20)의 구동스위치(23)의 조작에 따라 상기 종동기어(37)가 연동되면서 상기 회전배럴(31)을 회전시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 구동기어(21)와 종동기어(37) 사이에는, 상기 벽체프레임(10)에 설치된 회전축(24)을 중심으로 하여 회전되는 연동기어(25)를 개재하여 상기 회전배럴(31)의 회전속도비를 조절할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 구동스위치(23)로는 상기 회전배럴(31)의 속도를 조절할 수 있는 가변스위치가 적용되어 있다.

도면중 미설명 부호 34는 브러쉬형 통전대, 35는 통전휠을 각각 나타낸 것으로, 상기 회전배럴(31)의 전기적인 연결수단이다.

그리고, 상기 회전배럴(31)의 일측에는 내부 세척 및 도금 대상물을 쉽게 꺼낼 수 있도록 착탈 가능한 개폐용 덮개(33)가 구비되어 있고, 상기 개폐용 덮개(33)의 전체 면에는 다수의 통공(33a)이 형성되어 있다.

또한, 상기 벽체프레임(10)의 양쪽 외측의 소정 위치에는 수평방향으로 돌출 신장된 고정브래킷(11)이 구비되어 상기 배럴형 전해조(30)의 입수시 상기 전해액저장조의 개구부 둘레에 상기 고정브래킷(11)이 걸려 회전배럴(31)만 침수되도록 형성되어 있고, 상기 벽체프레임(10)의 상부에는 작업자가 본 발명의 장치를 들고 이송할 수 있도록 양쪽 벽체프레임(10)간을 가로질러 고정된 이동손잡이(12)가 형성되어 있다.

이러한 배럴형 전해조(30)에 있어서, 본 발명에서는 상기 벽체프레임(10)의 일측에 그 길이방향을 따라 소정길이의 세정수 공급관(40)이 고정 설치되고, 상기 회전배럴(31)의 내, 외측에는 상기 세정수 공급관(40)을 통해 공급되는 세정수를 각각 분사시켜 세척할 수 있도록 상기 세정수 공급관(40)으로부터 분기된 복수의 분사노즐(42)(43)이 각각 구비된 구조를 이루고 있다.

상기 세정수 공급관(40)은 상기 고정브래킷(11)에 의해 벽체프레임(10)의 외측에 고정되고, 상기 분사노즐(42)은 상기 벽체프레임(10)을 관통하여 상기 세정수 공급관(40)으로부터 수평방향으로 신장된 유도관(41)상에 형성되어 있다.

상기 세정수 공급관(40)과 연결되는 세정수 공급을 위한 수조(미도시) 내에는 상기 세정수의 공급량을 조절하기 위한 펌프(미도시)가 구비된다.

또한, 상기 각 분사노즐(42)(43)은 전해도금시 전기적인 간섭이 발생하지 않도록 부도체를 이루는 고분자 화합물로 제작되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 배럴형 도금전해장치에 의한 도금공정은 본 발명에서 다루고자 하는 직접적인 기술사상이 아니므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 하고, 본 발명의 장치에 적용된 세정시스템에 의한 도금 후의 세정공정에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 도금공정을 마친 배럴형 전해조(30)에는 상기 회전배럴(31)이 회전하는 상태에서, 펌프 작동에 의해 세정수 수조로부터 세정수 공급관(40)을 통하여 적정압의 세정수가 공급되고, 상기 공급 세정수는 유도관(41) 및 분사노즐(42)(43)을 통해 상기 회전배럴(31)의 내, 외측에 각각 이중적으로 분사되어 1차 세정공정을 수행하게 된다.

이때, 상기 회전배럴(31)은 계속 회전하여 상기 각 분사노즐(42)(43)에 의해 분사되는 세정수가 상기 회전배럴(31)의 내, 외측에 고르게 접촉될 수 있으므로 상기 회전배럴(31)내 도금 대상물의 표면을 단시간 내에 매우 효과적으로 세척할 수 있다.

이와 같이 분사에 의한 1차 세정공정을 완료한 후에는, 종전의 경우와 마찬가지로 상기 배럴형 전해조(30)를 1∼2회 정도 세정수 수조 내에 침지시켜 재차 세정하면 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 배럴형 도금전해조의 세정시스템은, 수회 반복적인 수조 내 침지에 의해 세정하던 종전의 방식에 비해 세정수의 소요량을 최소로 절감할 수 있으면서도 단시간 내에 효과적인 세정이 가능하고, 세정 후그 세정수 내에 함유된 도금액 농도가 높아 별도의 농축공정을 거치지 않고도 유가금속을 회수하여 재 사용할 수 있으므로 재 활용성이 우수할 뿐만 아니라, 환경오염을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

실제로, 종래의 전 공정 침지방식에 따른 1차 침지공정과 본 발명의 세정시스템에 의한 1차 세정공정에 대하여 비교 실험한 결과, 약 60% 정도의 세정수 절감 효과가 발휘됨을 확인할 수 있었으며, 세정 후 세정수 내 유가금속 함유농도도 침지방식에만 의존하던 종전의 세정수에 비해 2.5배 이상 높아 유가금속 회수시의 작업환경을 현저히 개선할 수 있는 것이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 하단부가 개방된 벽체프레임 내에 전원공급시 전기적으로 회전 가능한 회전배럴이 설치되고 그 외측에 내부로 전해액이 유입될 수 있는 다수의 통공을 갖는 외측전극망이 마련되어있는 배럴형 전해조의 구조에 있어서,

   상기 벽체프레임의 일측에 그 길이방향을 따라 소정길이의 세정수 공급관이 고정 설치되고, 상기 회전배럴의 내, 외측에는 상기 세정수 공급관을 통해 공급되는 세정수를 각각 분사시켜 세척할 수 있도록 상기 세정수 공급관으로부터 분기된 복수의 분사노즐이 각각 구비됨을 특징으로 하는 배럴형 도금전해조의 세정시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 세정수 공급관과 연결되는 수조 내에는 상기 세정수의 공급량을 조절하기 위한 펌프가 구비된 것을 특징으로 하는 배럴형 도금전해조의 세정시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 분사노즐은 전해도금시 전기적인 간섭이 발생하지 않도록 부도체를 이루는 고분자 화합물로 제작된 것을 특징으로 하는 배럴형 도금전해조의 세정시스템.