KR20150047457A - 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템용 이동 가능한 마스크 - Google Patents

열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템용 이동 가능한 마스크 Download PDF

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KR20150047457A
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볼프람 슐링거
토마스 클라센
케르스틴-라파엘라 에른스트
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빌란트-베르케악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 코팅재의 재료 흐름에 작업면이 노출된 피코팅 기판의 코팅하지 않을 영역을 피복하기 위한 장치를 구비한 코팅 시스템용 마스크로서, 상기 코팅하지 않을 영역의 피복 장치는 회전 가능한 적어도 하나의 디스크로 구성되어 있고 상기 디스크의 디스크 상면은 코팅재의 재료 흐름에 수직으로 위치되어 있는 마스크에 관한 것이다. 본 발명의 또 다른 요지는 적어도 하나의 분사 장치를 구비한 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템 및 이에 따른 코팅 기판의 제조방법을 포함한다.

Description

열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템용 이동 가능한 마스크{MOVABLE MASK FOR A THERMAL AND／OR KINETIC COATING SYSTEM}
본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 코팅 시스템용 마스크, 청구범위 제9항의 전제부에 따른 코팅 시스템 및 코팅 시스템을 이용하여 코팅 기판을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
저온 가스 분사법은 불활성 가스를 이용하여 40 bar 이하의 압력과 100 m/s를 훨씬 넘는 가스 속도로 금속 입자를 매우 강력하게 가속화하는 고도의 동력학적 코팅 방법이다. 상기 입자는 고체 상태로 부품 표면에 도포되지만, 기판은 융해되지 않는다. 피코팅 기판에 코팅 입자가 충돌할 때에는 속도가 높기 때문에 입자는 기판 표면과 마찬가지로 변형되어 재료들이 서로 뒤섞여 흐르고 코팅재가 기판에 접착하게 된다. 이때, 산화물 함량이 매우 적고 두껍우면서 접착성이 큰 층이 생성된다.
많은 경우, 기판 표면의 일부 영역만을 코팅할 필요가 있다. 이와 관련하여, 기판 표면의 코팅하지 않을 영역을 피복하기 위한 마스킹 기술이 이미 알려져 있다. 예를 들면 접착 밴드 또는 실리콘 마스크와 같은 종래의 피복물은 통상 고속의 입자 속도를 견디지 못하기 때문에 만족스럽지 않다. 다른 한편으로, 예를 들면 금속 또는 플라스틱과 같은 안정한 재료는 자체 코팅되어 마스크에 견고하게 접착되는 코팅이 얻어지므로 사용 후에는 마스크를 폐기 처리하여야 한다.
지속적인 개발을 통해 여러 번 이용가능한 마스크가 점차 많이 공지되고 있다. 문헌 DE 10 2008 056 652 A1에는 여러 번 사용하기 위한 동력학적 저온 가스 압축용 마스크가 제공되어 있다. 이와 관련하여, 동력학적 저온 가스 압축법을 이용할 때 표면 변형, 즉 작업면의 소성 변형이 전혀 일어날 수 없도록 코팅원에 대면하는 측면에 고경도로 구성되는 마스크가 제시되어 있다. 이에 따라, 상기 마스크의 표면 재료와 충돌 코팅 입자가 변형되고 서로 뒤섞여서 흘러 경질의 코팅이 형성되는 것이 방지된다. 상기 마스크는 사용한 후에 세정하여 재사용할 수 있다.
문헌 DE 10 2008 025 510 A1에는 저온 동력학적 압축법 또는 동력학적 저온 가스 분사법에 의해 부품을 코팅하기 위한 피복 장치가 공지되어 있다. 상기 피복 장치를 이용하여 피코팅 부품의 표면 영역을 피복한다. 상기 피복 장치는 마스크로서 구조화되어 있어 상기 영역에서는 톱니형 구조의 표면을 가진 코팅을 형성할 필요가 없다. 상기 표면은 코팅재의 입자가 부품으로부터 벗어나 표면 구조에 접착되지 않도록 할 필요가 있다.
문헌 DE 692 922 A와 DE 82 10 872 U1에는 회전 스텐실 디스크로서 피복 장치를 구비한 코팅 시스템용 마스크가 공지되어 있다. 서로 겹치거나 서로 예각을 이뤄 배치되는 스텐실 디스크는 부품의 코팅하지 않을 영역을 가리게 된다.
본 발명의 과제는 예를 들면 저온 가스 분사 시스템과 같은 코팅 시스템용 마스크를 여러 번 또는 연속 사용이 가능하도록 개량하는데 있다. 또 다른 과제는 이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 마스크와 관련하여 청구범위 제1항의 특징부에 기재되어 있다. 본 발명의 또 다른 요지는 코팅 시스템과 관련하여 청구범위 제9항의 특징부에 기재되어 있고 코팅 기판을 제조하기 위한 방법과 관련하여 청구범위 제16항의 특징부에 나타나 있다. 기타 종속항들은 본 발명의 유리한 실시형태와 추가 실시형태에 관한 것이다.
본 발명은 코팅재의 재료 흐름에 작업면이 노출된 피코팅 기판의 코팅하지 않을 영역을 피복하기 위한 장치를 구비한 코팅 시스템용 마스크를 포함하는 것으로서, 상기 코팅하지 않을 영역의 피복 장치는 회전 가능한 적어도 하나의 디스크로 구성되어 있고 상기 디스크의 디스크 상면은 코팅재의 재료 흐름에 수직으로 위치되어 있다.
이와 관련하여, 본 발명은 증착 공정 중에 피복 장치의 영역에서 마스크가 코팅재에 의해 계속하여 덮여진다는 점에 착안한 것이다. 디스크의 회전에 의해 분사 분출물로부터 계속하여 피복 장치의 표면을 덮는 재료는 분출 영향에서 벗어난 소정 위치에서 계속하여 바깥쪽으로 안내되고 상기 표면은 세정될 수 있다. 상기 분사 분출물은 피복 장치에 의해 개방되는 기판 상의 위치에 충돌한다. 이와 관련하여, 적어도 하나의 디스크가 제공된다. 이 경우, 개개의 디스크는 적절히 형성된 홈을 가지며, 상기 홈을 통해 통과하여 분사 분출물이 기판에 도달할 수 있다. 2개 이상의 회전 디스크의 경우에는 이들 디스크가 서로 이격되어 있어 코팅 갭을 통해 코팅재의 재료 흐름이 기판 표면으로 방출된다. 이에 따라, 상기 표면에는 예를 들어 밴드 재료의 통과 방향으로 국소적으로 연속적인 층이 생성된다. 상기 코팅 갭은 조정 가능한 디스크에 의해 원하는 갭 크기로 조절될 수 있다.
피복 장치로서 사용되는 회전 가능한 디스크는 디스크 상면, 디스크 단부면과 디스크 하면을 갖고 있다. 이때, 상기 디스크 상면은 코팅재의 재료 흐름에 수직으로 위치되어 상기 재료 흐름에 노출된다. 디스크 상면의 가림(shadowing) 효과가 확보만 된다면, 수직으로부터 약간의 경사가 허용될 수 있음은 물론이다. 상기 디스크 하면은 가려진 영역에 위치되어 있다. 코팅재는 통상적으로 다발화된 분출물에 의해 증착되기 때문에, 회전 가능한 디스크의 디스크 상면의 외곽 가장자리 영역만이 코팅재에 의해 덮여진다. 여러 개의 디스크가 있는 경우에는 상기 디스크의 상면들 또는 하면들은 동일 면상에서 인접하여 배치된다. 디스크 회전은 경우에 따라 서로 평행하게 측면 방향으로 이격되어 있는 회전축을 통해 이루어진다. 상기 회전축은 서로 이격되어 코팅재가 통과하여 기판의 작업면에 도달하게 되는 갭이 디스크 단부면 사이에 형성되도록 한다. 즉: 상기 회전축의 간격은 디스크 사이에 형성될 증착 갭을 포함하여 디스크 반경을 합산한 것과 같다.
통상적으로 피코팅 기판은 사용시 회전 디스크 바로 아래에 통과되는 판, 로드 또는 연속 밴드 재료이다. 회전 디스크까지의 거리는 적절히 작게 유지된다.
상기 회전 가능한 디스크의 반경은 분사 분출물에 비해 크게 선택하여 증착 구간의 가장자리 영역에 대해 디스크의 외곽 가장자리의 곡률이 실질적인 영향을 갖지 않도록 한다. 즉: 상기 분사 분출물을 한쪽으로 배치하여 서로 평행하게 형성된 가림부와 같은 마스크의 피복 가장자리 영역이 효과를 발휘하도록 한다. 따라서 코팅의 가장자리 영역에는 미코팅 영역에 비해 뚜렷한 외곽선이 형성된다. 이때, 상기 회전 디스크의 회전 속도는 코팅재의 양에 맞춰 조정된다. 디스크의 회전 방향은 가림 구간에서 통상적으로 밴드와 디스크가 동일한 방향으로 진행되도록 밴드 통과 방향으로 선택된다. 이때, 상기 피복 장치의 표면에 증착되는 코팅재는 실제매우 작은 두께를 갖게 되므로 코팅 특성은 변하지 않는다.
본 발명의 마스킹 기술에 의해 특히 밴드 재료를 연속적으로 특히 경제적으로 제조할 수 있다는 특별한 장점이 있다. 예를 들면, 이러한 방법으로 구리 또는 구리 합금 밴드의 전면 또는 일부에 알루미늄 층을 형성할 수 있다. 이러한 코팅 시스템의 용도로서 예를 들면 배터리 커넥터로서 선택적으로 알루미늄이 코팅된 구리 밴드를 들 수 있다. 상기 기술에 의하면, 코팅재가 융해되지 않으므로 문제를 일으킬만한 상전이 위험이 발생하지 않도록 할 수 있다. 적절한 파라미터를 이용하여 증착하면, 기판에는 현저히 작은 열응력이 발생한다. 이러한 방법으로, 기공이 거의 없는 층을 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 열적 및/또는 동력학적 코팅 시스템, 특히 저온 가스 분사 시스템이 사용될 수 있다. 열적 및/또는 동력학적 코팅 시스템의 의미는 화염 용사, 폭발 용사, 플라즈마 용사, 레이저 용사, 아크 용사, 저온 용사, 플라즈마 이행 아크(plama transferred arc, PTA) 용접 또는 고속 화염 용사(HVOF)와 관련이 있다. 이들 공정에서는 분사 분출물을 이용하여 코팅재를 증착한다.
상기 기판에 대향하는 각각의 회전 가능한 디스크 측면에는 세정 장치가 배치되는 것이 유리할 수 있다. 상기 기판을 코팅하기 위해 사용되지 않은 분사 분출물의 일부는 대부분 피복 장치에 의해 가려지고 피복 장치 위에 증착되기도 한다. 그 결과, 상기 회전 가능한 디스크의 표면에는 분사 분출물의 재료가 계속하여 증착된다. 상기 디스크의 회전에 의해 증착 재료는 기판으로부터 떨어진 위치에 도달하게 되어 세정 장치가 코팅 표면을 깨끗하게 한다. 이러한 세정은 기계적 침식을 이용한 브러슁, 연마, 블레이드에 의한 절삭 또는 나아가 와이핑에 의해서도 실시될 수 있다. 세정 장치 각각은 통상적으로 디스크 표면으로부터 분리된 재료를 수용하거나 동시에 이송하는 저장조 또는 흡입 배출부를 갖고 있다. 상기 회전 가능한 디스크의 추가 회전에 의해 한번 세정된 표면이 분사 분출물의 영역에 도달하여 피복 장치로서의 기능을 수행한다. 이러한 방법으로, 회전 가능한 디스크의 일측은 연속적으로 덮여지고 타측은 연속적으로 세정이 이루어지게 되어 이러한 마스크의 연속 사용이 가능하게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 서로 반대방향으로 회전하는 2개의 디스크가 서로 이격 배치되어 코팅 갭을 형성할 수 있다. 바람직하게 사용되는 밴드 재료의 경우에, 상기 디스크는 밴드 재료 상부에 수평으로 놓여 배치되고 상기 디스크 각각은 회전축에 체결된다. 디스크 반경은 분사 분출물에 의해 코팅될 수 있는 기판의 소정 부분이 개방되도록 선택된다. 통상적으로 이러한 배치에서는 밴드의 길이방향 축을 따라 부분 코팅이 연속 생성된다.
또한 상기 회전 가능한 디스크는 형성될 코팅의 폭에 따라 변하도록 조정 가능한 코팅 갭을 가질 수도 있다. 이와 관련하여, 상기 회전 가능한 디스크의 회전축은 밴드 방향에 대해 횡방향으로 위치가 이동될 수 있어 디스크를 교체할 필요 없이 코팅 갭을 더 크게 또는 작게 선택할 수 있다.
본 발명의 유리한 실시형태에서, 상기 적어도 하나의 회전 가능한 디스크는 선택적 증착을 위해 파형 또는 톱니 모양의 외형 및/또는 홈을 가질 수 있다. 파형 또는 톱니 모양의 외형은 특히 2개의 디스크를 구비한 피복 장치에서 이용된다.
이러한 외형으로 인해 코팅 공정 중에 갭 크기가 변함으로써 증착 공정에서 증착되는 층의 특수한 기하 구조를 얻을 수 있다. 이를 위해서 상기 회전 가능한 디스크에 있는 홈은 한정된 증착물에 직선형, 만곡형, 타원형 등으로 형성하기 위한 구경 조리개로 사용된다. 이러한 방법으로 밴드 위에는 다수의 서로 다른 국소 또는 연속적인 상부층이 생성될 수 있다.
회전 가능한 디스크의 표면은 분사 재료에 잘 접착되지 않는 것이 바람직하다. 디스크의 표면은 증착된 분사 재료를 쉽게 제거할 수 있어 코팅 공정 중에 디스크를 연속적으로 세정할 수 있는 장점이 있다. 따라서 디스크 표면을 재생하기 위해 와이핑 만으로도 충분할 수 있다.
본 발명의 유리한 일 실시형태에 있어서, 상기 회전 가능한 디스크의 표면은 적어도 강철, 경질 금속, 세라믹, 유리, 다이아몬드 유사 비정질 탄소(DLC), 경질 크롬 또는 흑연으로 구성될 수 있다. 이러한 재료는 경도가 충분하여 분사 분출물에 의해 표면이 변형되지 않는다. 상술한 재료들은 특히 내열성이 커서 분사 분출물의 온도에 대해 안정하고 용융 또는 융해 현상이 전혀 나타나지 않는다. 또한 상기 재료는 코팅재와 비교하여 경도가 현저히 크다. 이러한 방법으로, 상기 디스크는 연속 제조시 교체할 필요 없이 긴 수명을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 요지는 적어도 하나의 분사 장치를 구비한 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템으로서, 상기 적어도 하나의 분사 장치 아래에서 피코팅 기판을 직선으로 연속 안내하는 이송 장치가 제공되어 있는 코팅 시스템을 포함한다. 또한 본 발명에 따른 마스크는 피코팅 기판의 코팅하지 않을 영역의 피복 장치를 구비하여 배치된다. 이와 달리, 상기 마스크는 연속적으로 병행하는 밴드 마스크로서 구현될 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명은 이러한 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템, 특히 저온 가스 분사 시스템이 경제적인 진행 공정으로 밴드형 기판에 층을 형성할 수 있다는 점에 착안한 것이다. 이에 의해, 예를 들면 배터리 커넥터용으로 알루미늄이 선택적으로 코팅된 구리 밴드를 제조할 수 있다.
적어도 하나의 분사 장치가 고정 장착되어 있는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 증착면이 작은 경우에도 예를 들면 저온 가스 장치를 이용하여 충분히 코팅할 수 있어 만족할 만하다. 그러나 고정 장착시 분사 분출물은 기판 위를 지나는 마스크에 의해 원하는 코팅을 생성할 수 있도록 소정의 크기를 가질 필요가 있다. 어느 경우에나 이러한 유형의 고정형 장치는 이동형 시스템에 비해 분사 헤드의 이동과 제어를 위해 별도의 대응을 할 필요가 없기 때문에 유리하다.
본 발명의 유리한 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 분사 장치는 기판 통과 방향에 수직 및／또는 평행하게 진동될 수 있다. 이 경우, 상기 분사 장치의 이동은 하나 또는 2개의 공간 내 방향으로 크게 한정되어 이루어진다. 기판 통과 방향에 수직으로 이루어지는 진동에 의해 밴드 폭을 따라 상대적으로 큰 기판 면적이 분사 분출물에 의해 피복된다. 상기 분사 분출물이 기판 통과 방향에 평행하게 안내되는 진동인 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 피복 장치와 피코팅 기판 재료의 이동 특성에 맞춰 분사 분출물이 조정된다. 예를 들면 분사 분출물이 마스크를 통해 기판 위 증착 위치까지 직접 제공되면, 분사 분출물이 기판 이동에 따라 안내되므로 긴 코팅 시간을 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 기판의 통과 속도, 피복 장치의 회전 속도와 분사 분출물의 후속 안내는 서로에 대해 정밀하게 조정된다.
본 발명에 따른 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템에서는 본 발명에 따른 마스크가 피코팅 기판의 코팅하지 않을 영역의 피복 장치를 구비하여 배치되는 것이 유리할 수 있다. 실제로 이와 관련하여, 사용된 마스크는 코팅 특성에 맞게 각각 선택되어 분사 분출물 아래에서 기판의 진행 속도 및 피복 장치의 회전 특성을 보정한다.
바람직한 다른 실시형태에 있어서, 본 발명에 따른 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템에서는 피코팅 기판의 코팅하지 않을 영역의 피복 장치를 이용하여 연속적으로 병행하는 밴드 마스크를 구현할 수 있다. 밴드 마스크는 한편으로는 피복 장치로서 기판에 대한 증착 특성을 한정하고 다른 한편으로는 마스크가 세정 처리될 수 있도록 전체가 안내되는 연속 밴드일 수 있다. 이러한 밴드 마스크는 전환 장치와 안내 장치에 의해 코팅 구간으로부터 어느 정도 떨어져 세정 장치에 의해 별 문제 없이 표면을 세정할 수 있다. 또한 세정을 위해 상기 장치로부터 분리될 수 있도록 구성된 밴드 마스크를 생각할 수도 있다. 고리형이나 원뿔형의 특수한 형태를 생각할 수도 있다.
특히 바람직한 실시형태에 있어서, 밴드 통과 방향으로 봤을 때, 상기 분사 장치 전단에 기계적 전처리 장치가 배치된다. 이러한 전처리 장치는 코팅재가 증착되는 기판 표면을 준비하기 위해 이용된다. 이러한 방법으로, 먼저 기판 표면을 세정한 다음, 기계적 작용에 의해 통상적으로 다소 거칠게 만든다. 이렇게 거칠어진 표면에 코팅재가 더 잘 접착된다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에 있어서, 상기 분사 장치의 기판 통과 방향으로 후단에는 적어도 하나의 어닐링 장치가 배치될 수 있다. 이러한 열처리는 증착된 재료의 계면에 경우에 따라 나타날 수 있는 응력 상태를 기판으로 해소하는데 적합하다. 다른 한편으로, 열처리는 접합 대상 각각의 상 조직에 유리한 영향을 줄 수 있다.
기판 통과 방향으로 봤을 때, 상기 분사 장치 후단에는 적어도 하나의 냉간 압연 장치가 배치되는 것이 유리할 수 있다. 층을 소위 후속 압연한 결과, 남아 있을 수 있는 기공이나 다른 중공이 밀폐될 수 있다. 뿐만 아니라, 압연 공정은 증착 재료의 표면을 평활하게 하고 기판 표면에 대한 접착이 향상되도록 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 있어서, 밴드 통과 방향으로 봤을 때, 분사 장치 후단에는 절삭 장치가 배치될 수 있다. 절삭 장치는 거칠어질 수 있는 표면을 후처리하기 위해 사용된다. 특히, 절삭 공정에 의해 층 두께를 원하는 대로 정밀하게 조절할 수 있다.
본 발명의 또 다른 요지는 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템을 이용하여 코팅 기판을 제조하기 위한 방법으로서,
- 경우에 따라 기판의 작업면을 전처리하는 단계;
- 상기 기판을 분사 장치 아래에서 직선으로 연속 통과시키면서, 디스크 상면(31)이 코팅재의 재료 흐름에 수직 위치해 있는 적어도 하나의 회전 디스크(3)로부터 마스크(1)에 의해 또는 분사 분출물(12)의 영역에서 연속적으로 병행하는 밴드 마스크에 의해 기판(20)의 작업면(21)에 부분적으로 피복하고 부분적으로만 증착하는 단계;
- 경우에 따라 상기 기판에 도포된 코팅을 각각 적어도 1회 어닐링, 적어도 1회 냉간 압연 및 1회 절삭하는 단계를 특징으로 하는 방법을 포함한다.
이와 관련하여, 본 발명은 분사 분출물 아래에서 기판을 직선으로 연속 이송하는 것이 선택적 증착법 중 가장 단순한 형태라는 점에 착안한 것이다. 상기 처리에 의해 기판의 작업면에 분사 분출물이 부분적으로 또는 전체적으로 미리 증착될 수 있다. 미리 증착된 층의 전처리 또는 후처리의 선택적인 공정 단계는 코팅의 접착력 또는 표면 품질을 높이기 위해 이용된다.
상기 기판을 분사 장치 아래에서 직선으로 연속 통과시키면서, 적어도 하나의 회전 디스크로부터 마스크에 의해 또는 분사 분출물의 영역에서 연속적으로 병행하는 밴드 마스크에 의해 상기 기판의 작업면에 부분적으로 피복하고 부분적으로만 증착할 수 있어 유리하다.
추가되는 마스크에 의해 특히 품질이 실질적으로 높은 국소적으로 증착된 층이 형성될 수 있다. 이에 따라 국소적으로 형성된 증착층의 가장자리는 뚜렷하게 형성될 수 있다. 서로 다른 피복 장치의 특별한 조합은 점 형태나 연속적인 줄무늬 형태의 증착을 가능하게 한다. 상기 2개의 형태를 조합할 수도 있다.
이하, 개략적인 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도면에서:
도 1은 디스크와 기판을 구비한 마스크의 개략적인 평면도이고,
도 2는 2개의 디스크와 기판을 구비한 마스크의 개략적인 평면도이고,
도 3은 기판을 구비한 저온 가스 분사 시스템의 개략적인 측면도이고,
도 4는 홈이 형성되어 있는 피복 장치로서 디스크의 개략도이고,
도 5는 톱니 모양의 외형을 가진 피복 장치로서 디스크의 개략도이다.
모든 도면에서 유사한 구성요소는 동일한 참조 부호로 표시되어 있다.
도 1은 디스크(3)와 기판(20)을 구비한 마스크(1)의 개략적인 평면도이다. 디스크(3)는 분사 분출물(12)과 기판 표면의 작업면(21) 사이에 배치되어 부분 코팅에 효과적인 피복 장치(2)이다. 디스크(3)에는 디스크 상면(31)으로부터 둘레 주위로 일련의 홈(8)이 형성되어 있으며 상기 홈을 통해서 분사 분출물(12)이 통과한다. 분사 분출물(12)이 홈(8)을 통해 이동할 때 기판(20)이 국소적으로 코팅된다. 이 경우, 분사 분출물(12)이 기판(20) 위에 일정한 간격으로 원형의 코팅(6)을 증착하도록 회전 방향(D)과 기판 통과 방향(L)은 서로에 맞춰 조정된다. 홈(8)이 없는 곳에서는 분사 분출물(12)이 디스크(3)에 의해 차단되고 디스크 표면에 코팅(7)이 생성된다. 코팅(7)은 세정 장치(5)의 별도 과정 중에 디스크 표면으로부터 제거된다. 이 경우, 기판(20)의 작업면(21)은 더 이상 전처리하지 않는다.
도 2는 2개의 디스크(3)와 기판(20)을 구비한 마스크(1)의 개략적인 평면도이다. 디스크(3) 자체는 피복 장치(2)로서 서로 반대 방향인 회전 방향(D)을 갖고 있다. 2개의 디스크(3)의 회전축은 기판(20) 바깥쪽에 배치되어 있고 그 반경은 2개의 디스크 가장자리 사이에 코팅 갭(4)이 생기도록 선택된다. 분사 분출물(12)은 기판(20)의 코팅 갭(4)의 영역에서 작업면(21)에 충돌한다. 이 경우, 기판(20) 위에는 줄무늬 형태의 코팅(6)이 형성된다. 2개의 디스크(3)가 회전 방향(D)으로 회전함에 따라 디스크 상면(31) 위 코팅(7) 부분은 분사 분출물(12)로부터 디스크 상면(31)까지 운반되고 각각의 세정 장치(5)에서 디스크 표면으로부터 제거된다.
도 3은 기판(20)을 구비한 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템으로서 저온 가스 분사 시스템(10)의 개략적인 측면도이다. 기판 통과 방향(L)으로 순차적으로먼저 작업면(21)을 세정하기 위한 전처리 장치(13)가 배치되어 있다. 기판 세정 후, 분사 장치(11)에 의해 코팅을 실시한다. 한편, 피복 장치(2)로서 디스크(3)를 배치함으로써 기판(20)의 작업면(21)으로 분사 분출물(12)의 일부만 통과한다. 디스크 상면(31) 위 코팅(7)의 가려진 부분은 세정 장치(5)에 의해 제거된다. 디스크 단부면(32)과 디스크 하면(33)은 코팅재에 의해 덮이지 않는다. 상기 기판 상의 코팅(6)은 후단에서 어닐링 장치(14)에 의해 열처리된 후, 그 결과 표면에 형성된 산화물은 절삭 장치(16)에 의해 제거된다. 이어서, 코팅(6)을 압축하기 위해 냉간 압연 장치(15)에 의해 상기 층을 추가 처리한다.
도 4는 홈(8)이 형성되어 있는 피복 장치로서 디스크(3)의 개략도이다. 이 경우, 상기 홈은 궁극적으로 디스크를 축방향으로 관통하는 구멍이다. 증착 특성에 따라 디스크(3)에는 타원형, 장방형 또는 다른 기하학적 구조가 형성될 수 있음은 물론이다.
도 5는 톱니 모양의 외형을 가진 피복 장치로서 디스크(3)의 개략도이다. 마스크의 경우에, 적어도 2개의 디스크가 배치되어 있는 두 번째 변형예가 더욱 적절하다. 상기 톱니형 또는 파형 구조에 의해 증착시 분사 분출물이 가려져 기판 표면에는 톱니형 형상이 함께 나타난다. 도 4에 따른 홈과 도 5에 따른 톱니형 외형을 조합하는 것도 생각할 수 있다. 이러한 방법으로, 기판 표면에는 줄무늬 형태의 국소 증착물과 점 형태의 국소 증착물이 조합될 수 있다.
도면부호 리스트
1 마스크
2 피복 장치
3 디스크
31 디스크 상면
32 디스크 단부면
3 디스크 하면
4 코팅 갭
5 세정 장치
6 기판 위의 코팅
7 디스크의 코팅
8 홈
10 저온 가스 분사 시스템, 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템
11 분사 장치
12 분사 분출물
13 전처리 장치
14 어닐링 장치
15 냉간 압연 장치
16 절삭 장치
20 기판
21 작업면
L 기판 통과 방향
D 회전 방향

Claims (16)

  1. 코팅재의 재료 흐름에 작업면(21)이 노출된 피코팅 기판(20)의 코팅하지 않을 영역을 피복하기 위한 장치(2)를 구비한 코팅 시스템(10)용 마스크(1)로서,
    - 상기 코팅하지 않을 영역의 피복 장치(2)는 회전 가능한 적어도 하나의 디스크(3)로 구성되어 있고, 상기 디스크의 디스크 상면(31)은 코팅재의 재료 흐름에 수직으로 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크(1).
  2. 제1항에 있어서, 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10), 특히 저온 가스 분사 시스템을 특징으로 하는 마스크(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기판(20)에 대향하는 각각의 회전 가능한 디스크(3) 측면에 세정 장치(5)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 마스크(1).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 반대 방향으로 회전하는 2개의 디스크(3)가 서로 이격 배치되어 코팅 갭(4)을 형성하는 것을 특징으로 하는 마스크(1).
  5. 제4항에 있어서, 회전 가능한 디스크(3)가 형성될 코팅(6)의 폭에 따라 변하도록 조정 가능한 코팅 갭(4)을 갖는 것을 특징으로 하는 마스크(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 회전 가능한 디스크(3)가 선택적 증착을 위해 파형 또는 톱니 모양의 외형 및／또는 홈(8)을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 마스크(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 가능한 디스크(3)의 표면이 분사 재료에 잘 접착되지 않는 것을 특징으로 하는 마스크(1).
  8. 제7항에 있어서, 회전 가능한 디스크(3)의 표면이 적어도 강철, 경질 금속, 세라믹, 유리, DLC, 경질 크롬 또는 흑연으로 구성되는 것을 특징으로 하는 마스크(1).
  9. 적어도 하나의 분사 장치(11)를 구비한 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10)으로서,
    - 적어도 하나의 분사 장치(11) 아래에서 피코팅 기판(20)을 직선으로 연속 안내하는 이송 장치가 제공되어 있고,
    - 피코팅 기판(20)의 코팅하지 않을 영역의 피복 장치(2)를 구비한 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 마스크(1)가 연속적으로 병행하는 밴드 마스크로서 배치되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템(10).
  10. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 분사 장치(11)가 고정 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10).
  11. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 분사 장치(11)가 기판 통과 방향(L)에 수직 및／또는 평행하게 진동 가능한 것을 특징으로 하는 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10).
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 밴드 통과 방향으로 봤을 때 분사 장치(11) 전단에 기계적 전처리 장치(13)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10).
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 분사 장치(11)의 기판 통과 방향(L)으로 후단에 적어도 하나의 어닐링 장치(14)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10).
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 기판 통과 방향(L)에서 봤을 때 분사 장치(11) 후단에 적어도 하나의 냉간 압연 장치(15)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10).
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 밴드 통과 방향으로 봤을 때 분사 장치(11) 후단에 절삭 장치(16)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10).
  16. 열적 및／또는 동력학적 코팅 시스템(10)을 이용하여 코팅 기판(20)을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 경우에 따라 기판(20)의 작업면(21)을 전처리하는 단계;
    - 기판(20)을 분사 장치(11) 아래에서 직선으로 연속 통과시키면서, 디스크 상면이 코팅재의 재료 흐름에 수직 위치해 있는 적어도 하나의 회전 디스크(3)로부터 마스크(1)에 의해 또는 분사 분출물(12)의 영역에서 연속적으로 병행하는 밴드 마스크에 의해 기판(20)의 작업면(21)에 부분적으로 피복하고 부분적으로만 증착하는 단계;
    - 경우에 따라 기판(20)에 도포된 코팅(6)을 각각 적어도 1회 어닐링, 적어도 1회 냉간 압연 및 1회 절삭하는 단계를 특징으로 하는 방법.
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