KR890003409B1 - 수평전극을 사용하여 금속스트립을 연속적으로 전해처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수평전극을 사용하여 금속스트립을 연속적으로 전해처리하는 방법 및 장치

제1a도는 금속스트립을 전해처리하기 위한 공지장치(종래기술)의 측단면도.

제1b도는 제1a도에서의 X-X선에 따른 제1a도에 표시되어 있는 공지장치의 수평단면도.

제2도는 금속스트립을 전해처리하기 위한 다른 공지장치(종래기술)의 종단면도.

제3도는 금속스트립을 전해처리하기 위한 종래기술의 또 다른 장치에 관한 측단면도.

제4도는 본 발명의 장치에 관한 실시예의 종단면도.

제5도는 제4도의 A-A선에 따른 제4도에 표시되어 있는 장치의 측단면도.

제6도는 제4도의 B-B선에 따른 제4도에 표시되어 있는 장치의 측단면도.

제7도는 제4도의 C-C선에 따른 제4도에 표시되어 있는 장치의 수평단면도.

제8a도~제8f도는 본 발명의 장치에 있는 상이한 형태의 슬릿노즐(slit nozzle)을 보여주는 예시도.

제9도는 본 발명의 장치에 사용할 수 있는 정압유체패드의 한 실시예에 관한 종단면도.

제10a도는 본 발명의 장치에 사용할 수 있는 정압유체패드의 다른 실시예에 관한 측단면도.

제10b도는 본 발명의 장치에 사용할 수 있는 정압유체패드의 또다른 실시예에 관한 측단면도.

제11도는 금속스트립상에 정압이 생겨나는 것을 설명하기 위한 본 발명의 장치에 사용할 수 있는 한쌍의 정압유체패드의 종단면도.

제12a도는 측면에지 마스크를 구비한 전극장치가 있는 본 발명의 장치의 한 실시예에 관한 종단면도.

제12b도는 제12a도에 도시된 전극장치를 통해 공급로울로부터 이송로울로 이동하는 금속스트립의 mm로 나타낸 현수선(catenary)을 도시한 그래프.

제12c도는 제12a도에 도시된 전극장치를 통해 공급로울로부터 이송로울로 이동하는 금속스트립의 상하표면에 생성된 정압을 도시한 그래프.

제13a도는 전극장치에 측면에지 마스크가 없는 본 발명의 장치의 한 실시예에 관한 종단면도.

제13b도는 제13a도에 도시된 전극장치를 통해 공급로울로부터 이송로울로 이동하는 금속스트립의 현수선을 도시한 그래프.

제14도는 대응되는 전극장치의 중앙에 각각 위치되어 있는 상하 정압유체 패드를 통해 분출되는 전해처리액의 흐름을 보여주는 설명도.

제15도는 유속계를 구비한 본 발명의 장치의 한 실시예에 관한 종단면도.

제16도는 제15도에 도시된 장치를 통해 이동하는 금속스트립의 속도와 이 장치를 통해 흐르는 전해처리액의 유속의 차이사이의 관계를 도시한 그래프.

제17a도는 전극장치의 입구 및 출구의 단부의 위치된 에지 마스크를 구비한 종래의 장치의 부분 종단면도.

제17b도는 전극장치에 전극장치의 입구 및 출구 단부에 위치된 부가적인 슬릿노즐이 구비된 본 발명에 따른 장치의 한 실시예를 보여주는 부분 종단면도.

제18a도는 종래의 장치의 출구에지 마스크 주위의 위치에서 전해처리액의 흐름을 보여주는 예시도.

제18b도는 종래의 장치의 입구에지 마스크 주위의 위치에서 기포의 움직임을 보여주는 예시도.

제18c도는 종래의 장치의 입구에지 마스크 주위의 위치에서 전해 처리액의 흐름과 기포의 움직임을 보여주는 예시도.

제18d도는 본 발명의 장치에 있는 부가적인 출구슬릿노즐 주위에 위치에서 전해처리액의 흐름을 보여주는 예시도.

제18e도는 본 발명의 장치에 있는 부가적인 출구슬릿노즐 주위의 위치에서 기포의 움직임을 보여주는 예시도.

제18f도는 본 발명의 장치에 있는 부가적인 입구슬릿노즐 주위의 위치에서 전해처리액의 흐름을 보여주는 예시도.

제19a도는 본 발명에 사용할 수 있는 정압유체 패드의 한 실시예의 관한 종단면도.

제19b도는 본 발명에 사용할 수 있는 정압유체 패드의 다른 실시예에 관한 종단면도.

제20도는 전해 처리시 인가된 전류밀도와 전극간의 여러가지 거리에 있어서의 전극들 사이에 생성된 전압사이의 관계를 도시한 그래프.

제21a도 내지 제21e도 또는 서로 각기 다른 방향에서 슬릿노즐이 형성된 하부정압유체 패드의 종단면도.

제22도는 제21a도 내지 제21f도에 도시된 형태의 정압유체패드를 사용하였을 때 전체흐름에 대한 대향류의 유속비와 금속스트립의 속도사이의 관계를 도시한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 14, 34, 64, 114, 124 : 금속스트립 17, 37, 67 : 처리공간부

4, 15, 16, 35, 36, 65, 66, 115 : 전극장치

5, 70, 71, 121 : 정압유체패드(static pressure liquid pad)

80, 81, 82, 83, 91, 113 : 슬릿노즐

2, 3, 20, 21, 40, 41, 89, 90, 122, 123 : 슬릿

11, 31, 61 : 공급로울 12, 32, 62, 111 : 이송로울

18, 19, 28, 29, 38, 39, 68, 69 : 갭 42, 72 : 공급원 탱크

본 발명은 수평전극을 사용하여 금속스트립을 연속적으로 전해 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

상세히는 본 발명은 한쌍의 수평전극 사이에 형성된 처리 공간부를 통해 금속스트립이 이동될 때 고밀도의 전류로 전해처리액으로써 금속스트립을 연속적으로 전해처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 서로 가까이에 배치되어 있는 한쌍의 수평전극 사이에 형성된 처리공간부를 금속스트립이 고속으로 통과하는 동안, 전해처리액이 처리공간부로 유입되어 금속스트립이 수평통로를 유지할 수 있도록 정압을 형성하고 이 공간부에서의 전해처리액의 흐름을 제어하여 최종생산물에 결함이 거의 없도록 비교적 낮은 전압에서 고밀도의 전류로 전해처리액을 사용하여 연속적으로 금속스트립을 전해처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 한쌍의 수평전극 사이에 형성되어 있는 처리공간부를 지나 금속스트립이 수평으로 이동하는 동안 전해처리액으로 금속스트립을, 처리공간부를 통해 전해처리액을 흐르게하고 전극과 금속스트립에 전압을 인가함으로써 연속처리할 수 있다는 사실은 공지되었다.

또한, 일반적으로, 고품질의 특성을 갖는 전기도금 제품을 고효율로 제조하기 위하여, 도금될 금속의 석출을 저전압하에서 고밀도의 전류로 시행하는 것이 필요하다는 것도 공지된 사실이다. 전해처리시 전류밀도는 전해처리시스템의 한계 전류밀도를 증가시킴으로써 크게할 수 있다. 한계 전류밀도는 다음의 (1)식에 따라 조정된다.

id=nFD t-1 (1)

여기서 id는 한계전류밀도(A/㎠), n은 금속이온의 하전수, F는 파라데이상수, D는 금속이온의 확산계수(㎠/sec), C는 금속이온의 농도, 8는 확산층의 두께를 나타낸다.

한계전류밀도는 금속이온의 농도(C)를 증가시키거나 또는 처리액의 온도를 높여줌으로써 증대시킬 수 있다.

확산층의 두께(8)는 용액을 교반한 결과로서 금속스트립 표며에 대한 전해처리액의 상대운동의 속도가 증가됨으로써 또는 이 처리액의 유속을 증가시킴으로써 감소될 수 있는 것도 공지된 사실이다. 따라서, 만족스러운 전류밀도를 얻기 위해서는, 처리액이 금속스트립의 전표면에 걸쳐 균일하고 고속으로 흐를 수 있는 전해처리장치를 제공하는 것이 바람직하다.

또한 전해처리시 전극사이에서 발생한 전압은 다음의 (2)식에 따라 계산된다.

V_T=V_d+V₃+V₁+V_g(2)

여기서 V_T는 한쌍의 전극 사이의 전체전압, V_d는 분해전압, V_S는 금속스트립의 저항 R_S에 의한 전압인데, 이 전압 V_S는 콘덕터로울과 아노드간의 유효거리 L에 비례하여 다음과 같은 식이된다. 즉 V_S=I·R_S·L이다. 여기서 I는 전류의 세기이다. V₁은 처리액의 저항Re에 의한 전압으로서 전극사이의 거리 H에 비례하여 다음과 같은 식이 된다. 즉, V₁=I·Re·H이다. 여기서 I는 상기한 것과 같다. V_g는 처리액에 모인 개스에 의해 발생된 전압을 뜻한다.

(2) 식으로부터, 전압 V_T를 제어할 때는, 금속스트립의 저항에 의해 생긴 전압 V_S, 처리액의 저항에 의해 생긴 전압 V₁및 처리액에 모인 개스에 의해 생긴 전압 V_g및 의 값을 고려해야만 한다는 것을 알 수 있다. 즉, 저전압에서 전해처리를 하기 위해서는, 전극사이의 거리를 가능한한 짧게하고, 아노드에서 발생되는 산소개스를 가능한한 신속히 제거하는 것이 중요하다.

전해처리장치는 상기의 중요한 사항을 얻을 수 있게끔 설계 되어야 한다.

종래의 수평식 전해처리장치에 있어서는, 수평으로 이동하는 금속스트립은 그자체 무게뿐만 아니라 금속스트립의 상부표면위를 흐르는 처리액의 무게의 부하가 걸렸다. 이러한 현상을 금속스트립의 현수선의 형성으로 귀결되는데, 이러한 현수선의 형성은 수직식 장치에서는 결코 일어나지 않는다. 금속스트립의 현수선은 각각의 전극과 이에 대응되는 금속스트립 표면 사이의 거리를 얼마나 줄일 수 있는가늘 정해준다. 이 거리는 종래의 수평식 장치에서는 최소한 15mm가 되어야 하는 것이 통상적이다. 종래의 수평식장치는 수직식장치보다 처리액에 생기는 개스의 제거에 있어서는 열등하다. 그러므로, 종래의 수평식장치에 있어서, 처리액에 생긴 개스는 금속스티립의 하부표면에 고여 머무르는 경향이 있다. 특히, 금속스트립의 이동에 대해 반대방향으로 처리액이 흐를경우에, 금속스트립의 속도증가로 인해 처리공간부에 개스가 쉽게 머무르게 되어 이 공간부로부터 개스제거가 매우 어렵게 된다. 따라서, 종래의 수평식 장치를 사용하여 고밀도의 전해처리를 할 경우, 필요한 전체전압이 급속히 증가할 뿐만 아니라, 얻어지는 생산물의 표면의 질이 전해처리를 계속할 수 없을 정도까지 불균일하고 불량해 진다.

또한, 전해처리를 종래의 수평식 장치를 사용하여 고전류 밀도도 수행할 때 금속스트립의 처리된 표면상에 바림직하지못한 타버린 점착물(burnt deposits)이 종종 생성된다. 이것을 막기 위해서는, 확산층의 두께를 작게하는 것이 필요하다. 따라서, 처리액의 유속을 증가시키고, 금속스트립의 전체표면에 따라서 처리액의 흐름을 균일하도록 제어함으로써 타버린 점착물의 생성을 막을 수 있을 뿐만 아니라 처리액에 발생된 개스도 신속하게 제거할 수 있다. 결과적으로 필요한 전체전압의 급속한 증가를 방지할 수 있게 된다.

그러나, 종래의 수평식 전해처리장치를 사용할 때, 처리액의 유속의 제어에 있어서는 항상 만족스러운 것은 아니었다.

상기한 이유들로 인해 종래의 방법 및 장치가 갖고 있었던 모든 결함을 제거할 수 있는 새로운 방법 및 장치가 전해처리 공업에 있어서 시급히 요청되고 있다.

본 발명을 요약하면 다음과 같다.

본 발명의 제 1 목적은 필요한 전압을 급속히 증가시키지 않으면서 고속하에서 고전류 밀도로 수평전극을 사용하여 금속스트립을 연속전해처리하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 2 목적은 금속스트립이 전극에 매우 근접하도록 이동되고, 전류밀도가 높고 금속스트립의 속도가 높으며 이동되고 있는 금속스트립의 현수선이 매우 작은, 수평전극을 사용하는 금속스트립의 연속전해 처리를 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 3 목적은 금속스트립을 고속으로 이동시키면서 고밀도의 전류로 수평전극을 사용하고, 전해처리액이 금속스트립의 전체표면에 걸쳐 균일하게 흐르는 금속스트립의 연속전해처리를 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제 4 목적은 처리된 금속의 스트립표면에 바람직하지 못한 타버린 점착물과 다른 결함의 형성을 방지하면서, 금속스트립을 고속으로 이동시키면서 고밀도의 전류로 수평전극을 사용하여 금속스트립을 연속 전해처리하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 방법은, 대응하는 금속스트립 표면을 향해 전해처리액을 분출하기 위한 슬릿노즐이 각각 구비되어 있고, 전극에 위치된 정압유체패드와, 전극을 각각 갖고 있는 한편 서로 마주보고 이격되어 있는 한쌍의 수평전극장치 사이에 형성된 좁은 처리공간부내로 금속스트립을 금속스트립의 수평이동통로를 따라서 인입하는 단계 ; 금속스트립이 수평통로에서 지지되는 정도까지 전극장치와 금속스트립사이에서 전해처리액의 정압을 생성시키기에 적당한 조건하에서 금속스트립 표면을 향하여 전해처리액의 흐름을 슬릿노즐을 통해서 분출시키는 단계 ; 금속스트립과 전극사이에 전압을 인가하는 단계로 구성되는 전해처리액으로 금속스트립을 연속전해처리하기 위한 방법에 있어서 : 슬릿노즐로부터 분출된 전해처리액의 흐름이 전극장치와 금속스트립 사이의 공간에서 제한되도록, 전해처리액의 부가적인 흐름을 한쌍의 전극장치의 입구단부 및 출구단부에 위치되어 있을 뿐만 아니라 금속스트립의 수평이동통로의 길이방향에 대하여 횡방향으로 연장되어 있는 부가적인 슬릿노즐을 통하여 금속스트립 표면으로 분출하는 것을 특징으로 하는 방법이다.

상기한 방법은 본 발명의 장치를 사용함으로써 수행될 수 있는데, 이 장치는 금속스트립을 공급하기 위한 장치 : 금속스트립의 수평이동통로가 공급장치와 이송장치 사이에 설치되는 방식으로 상기 공급장치의 하류부에 배치된 금속스트립의 이송장치 ; 각각의 전극장치와 대응하는 금속스트립표면 사이를 통해 분출된 전해처리액의 정압을 금속스트립이 금속스트립의 이동통로에서 지짖되는 정도까지 생성시키기에 적당한 슬릿노즐이, 대응하는 금속스트립 표면을 향해 전해처리액을 분출하기위하여 구비되어 있을 뿐만 아니라 전극에 위치된 정압유체패드와, 전극을 각각 구비하고 있고 금속스트립의 수평통로를 통하여 서로 마주보고 이격되어 있으며 수평통로에 대해 평행으로 연장되어 있는 한쌍의 전극장치 ; 각각의 슬릿노즐에 전해처리액을 공급하는 공급원 ; 상기 전극과 금속스트립 사이에 전압을 인가하는 장치로 구성되어 있는 장치에 있어서 : 전해처리액의 공급원에 연결되어 있는 한편 대응하는 금속스트립 표면으로 배향된 부가적인 슬릿노즐이 한쌍의 전극장치의 입구단부와 출구단부에 각각 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치이다. 본 발명을 충분히 이해시키기 위해 종전기술에 대한 몇가지 예를 다음에 설명코자 한다.

미합중국 특허 제4, 310,403에는 전해처리액으로연속전해 처리를 하기 위한 장치에 관해 개시되어 있는데, 이 장치에서 금속스트립은 서로 대향하고 있는 한쌍의 수평정압유체패드 사이에 지지되어 있다. 이 형태의 장치는 제1a도 및 제1b도에 도시되어 있다.

제1a도 및 제1b도에서 보면, 금속스트립(1)은 한쌍의 공급로울(6)로 부터 한쌍의 정압유체패드(5)를 통해서 한쌍의 이송로울(7)로 이동된다. 전해처리액의 흐름은 금속스트립의 표면을 향하여 전극(4)에 형성된 슬릿(2), (3)을 통하여 분출된다.

슬릿(2), (3)의 형태 및 위치는 제1도에 도시되어 있다. 즉, 슬릿(2), (3)의 각각의 전극(4)에 형성된 폐쇄직사각형 채널의 형태이다. 처리액을 펌프에 의해 상하부 헤드(8), (9)로 공급되어, 슬릿(2), (3)을 통하여 금속스트립(1)의 상하부 표면을 향해 분출된다. 이경우, 분출된 처리액의 상하분류(stream)는 금속스트립을 안정적으로 지지할 수 있도록 금속스트립(1)과 상부 및 하부전극(4)사이에 정압을 생성시킨다. 따라서, 전해처리를 전극표면에 근접하여 위치되어 있는 금속스트립에 대해 실시할 수 있다.

제1a도와 제1b도에 도시된 장치를 수직으로 배치하였을 때, 슬릿을 통해 분출된 전해처리액은 중력에 의해 자유낙하하게 되며, 전해처리시 생긴 개스는 그 부동성(浮動性)때문에 쉽게 제거될 수 있다. 그러므로 전채처리액을 유통시키고 개스를 제거하는데는 문제가 없다. 장치를 제1a도에 도시된 것과 같이 수평으로 배치하면, 슬릿을 통해 분출된 처리액의 일부분 직사각형 슬릿에 의해 둘러싸여진 공간내에 갇히게 되는 경향이 있다. 이같은 형상때문에 처리액의 불균일한 흐름이 야기된다. 또한 이러한 현상으로 인하여 슬릿으로 둘러싸인 공간내에 가스가 갇히게 되는 바람직하지 않은 현상이 생긴다. 따라서, 금속스트립이 정압에 의해 안정되게 지지될 수 있더라도 금속스트립 표면에 전해질을 공급은 불균일하게 행하여지며 개스의 제거도 만족스럽지 못하다. 그러므로, 처리된 생산물의 품질은 항상 만족스러운 것은 아니다.

제1a도와 제1b도에 도시된 장치에서, 금속스트립(1)의 이동방향에 대해 직각으로 연장되어 있는 한쌍의 슬릿(3) 세그먼트의 사이의 거리(S)는 다른 종래의 장치의 것보다 짧다. 만일 거리(S)가 다른 종래의 장치에서의 거리정도로 크다면, 그 긴거리(S)로 인해 상기한 결함들이 조장된다. 이러한 결함들로 인해 종종 계속적인 전해처리가 불가능하게 된다.

슬릿을 갖는 한쌍의 정압유체패드가 전극의 길이방향의 중앙부근에 형성되고 전극의 길이가 길게 되도록 제1a도와 제1b도에 도시된 장치를 변형시킨다면, 긴 처리공간부를 통해 이동되는 금속스트립의 일부분은 이 패드들 사이에 있는 어떤 위치에서만 지지될 수 있다.

그러므로, 금속스트립의 긴 부분의 지지는 불안정하게 되고 불만족스러우며 처리액의 흐름을 제어하는 것도 곤란하게 된다.

일본국 특허 출원공고번호 제50-8020에는 금속스트립의 연속전해처리를 위한 다른 방법에 개시되어 있다. 이 방법에서, 금속스트립은 수평의 상부 및 하부 전극사이에 형성된 수평통로를 따라 이동되며, 전해처리액은 금속스트립의 이동과 함께 동시에 통과된다. 이같은 형태의 방법은 예컨대 제2도에 도시된 장치를 사용하여 실행될 수 있다.

제2도에서 보면, 금속스트립(14)이 따라 이동하게 되는 수평통도(13)가 공급로울(11)과 이송로울(12)사이에 형성될 수 있도록 한쌍의 공급로울(11)과 한쌍의 이송로울(12)이 배치되어 있다.

상부 및 하부전극(15,16)은 공급로울(11)과 이송로울(12)사이에서 금속스트립(14)의 이동통로(13)의 상하에 각각 배열되어 상부 및 하부전극(15, 16)사이에 처리공간부(17)가 형성된다. 처리공간부(17)는 금속스트립(14)의 수평이동통로(13)에 의해 수평의 상부 및 하부 갭(18, 19)로 분할된다. 수평의 상부 및 하부 갭(18, 19)은 금속스트립(14)에 상부 및 하부슬릿(20, 21)을 통해서 부가될 전해처리액의 공급원(제2도에는 도시되어 있지 않음)에 연결되어 있다. 그리고, 이 상부 및 하부슬릿(20, 21)은 이송로울(12)의 뒤에 위치되며 장치의 하류쪽(downstream side)으로 경사져 있다.

처리공간부(17)의 상류단부는 상류밀봉고무판(22)에 의해 획정된다. 처리공간부(17)의 하류단부는 한쌍의 하류밀봉고무판(23)에 의해 획정된다. 따라서, 전해처리액을 각각 슬릿(20, 21)을 통해 상부 및 하부 갭(18, 19)로 공급할 때, 각각의 갭에서 전해처리액은 금속스트립(14)의 이동에 대해 역류적으로 흐른다. 전해처리액의 일부는 상류밀봉판(22)사이와 하류밀봉판(23)사이의 개구를 통해서 처리공간부(17)로 부터 흘러나와서 깔대기 형상의 콜렉터(24)에 수집된다.

상기 언급한 방법에서, 전해처리액은 비교적 긴 길이의 수평갭을 통해 금속스트립의 이동에 대해 단지 역류적으로 흐른다. 그러므로, 처리과정동안, 전극의 표면은 처리공간부에서 일어나는 전해반응으로부터 생성되는 산소개스와 같은 개스의 기포에 의해 부분적으로 덮혀진다. 이러한 현상으로 인해 전극과 금속스트립 사이의 전류흐름이 심각할 정도로 방해받으므로 전해처리의 결과가 만족스럽지 못하게 된다. 또한, 예를들어 금속스트립을 고속 즉 150m/min이상으로 하여 상기 방법을 실시할 때는 전해처리시스템에 전류를 고밀도로 인가하는 것이 필요하다. 이 같은 높은 전류밀도는 종종 처리된 금속스트립상에 타버린 점착물을 발생시키는 바람직하지 못한 결과를 초래한다.

일본국 특허 출원공고번호 제51-32582호에는 경사진 상부 및 하부 슬릿이 전극의 중앙부에 위치되어 있는 것을 제외하고는 제2도에 도시된 것과 유사한 장치가 개시되어 있다. 이 같은 형태의 장치에 있어서, 전해처리액의 흐름은 금속스트립의 이동에 대해 역류적으로 대응되는 갭의 상류절반부로 분출되어 들어간다.

분출된 전해처리액의 일부는 갭의 하류절반부를 통해 금속스트립에 의해 이동된다.

상기한 장치에 있어서, 전해처리시스템에서 일어나는 전해반응에 의해 전극표면에 형성되는 산소개스 기포와 같은 개스기포를 전해처리액의 흐름에 의해 만족스럽게 제거할 수 없다는 것은 주지의 사실이다.

일본국 특허 출원공개번호 제57-101692호에는 금속스트립의 전해처리를 위한 개선된 수평형장치가 개시되어 있다.

상기한 종래기술장치의 예시단면 프로필을 보여주는 제3도에서, 한쌍의 공급로울(31)로 구성되는 공급장치 및 한쌍의 이송로울(32)로 구성되는 금속스트립(34)이 수평으로 이동될 수 있는 수평통로(33)가 공급로울(31)과 이송로울(32)사이에 제공되는 방식으로 배치되어 있다. 상부 및 하부 전극장치(35, 36)는 공급로울(31)과 이송로울(32)사이에서 금속스트립(34)의 이송통로(33)의 상하에 각각 배치된다. 따라서, 처리공간부(37)는 상부 및 하부전극장치(35, 36)사이에 형성된다. 또한, 금속스트립(34)이 처리공간부(37)를 통해서 통과할때, 처리공간부(37)는 금속트르립(34)에 의해 한쌍의 수평상부 및 하부 갭(38, 39)로 분할된다.

전극장치(35, 36)에는 전해처리액을 수평갭(38, 39)으로 각각 공급하기 위한 상부 및 하부슬릿(40, 41)이 설치되어 있다. 각각의 상부 및 하부슬릿(40, 41)은 슬릿(40 또는 41)이 금속스트립(34)의 이동방향에 대해 실질적인 직각으로 전극장치(35 또는 36)을 가로질러 수평연장되고 금속스트립(34)의 수평이동통로(33)에 대해 실질적인 직각으로 대응하는 갭(38 또는 39)에 수직으로 배향되는 방식으로 대응하는 전극 장치(35 또는 36)의 중앙부에 형성되어 있다.

즉, 각각의 슬릿(40 또는 41)의 공급단부는 수평갭(38 또는 39)에 개방되어 있다. 각각의 슬릿의 다른 단부는 밸브(43), 펌프(44) 및 슬릿(40 또는 41)의 바로 상류에 위치되어 있는 헤더(45 또는 46)을 통하여 전해처리액의 공급원 탱크(42)에 연결되어 있다.

상부 및 하부전극(35, 36)은 전원(47)에 연결되어 있다. 또한, 금속스트립(34)은 공급로울(31)을 통하여 전원(47)에 연결될 수도 있다. 따라서, 각각의 전극장치(35, 36)와 금속스트립(34)사이에 전압이 걸리면, 전류는 대응하는 갭에 채워진 전액처리액을 통해 각각의 전극장치(35, 36)와 금속스트립(34)사이에서 흐른다.

상부갭(38)의 상류단부 및 하류단부는 상류밀봉판(50)과 하류밀봉판(51)에 의해 각각 획정된다. 하부갭(39)의 상류단부 및 하류단부를 상류밀봉판(52)과 하류밀봉판(53)에 의해 획정된다.

제3도에 도시된 장치를 사용하여 전해처리를 수행할 때, 금속스트립(34)을 공급로울(31)을 사용하여 장치내로 공급하여, 기설정된 속도로 좁은 처리공간부(37)을 통해 수평으로 이동시켜서, 이송로울(32)에 의해 장치로부터 이송시킨다.

전해처리액은 펌프(44)에 의해 압력하에 밸브(43)을 통하여 공급원탱크(42)로부터 상부 및 하부헤더(45, 46)로 유입된다. 전해처리액은 각각의 상부 및 하부헤더(45, 46)로 부터 상부 및 하부의 수직슬릿(40, 41)을 통하여 상부 및 하부 갭(38, 39)으로 입력하에 각각 공급된다. 즉, 전해처리액의 각각의 흐름은 대응하는 갭내로 수직적으롤 분출된다음 두개의 반대흐름으로 나뉘어진다. 한 흐름은 금속스트립의 이동과 같은 방향이나 다른흐름은 금속스트립의 이동방향에 대해 역류적이다. 따라서, 제3도에 도시된 장치의 상부 및 하부갭에 있는 전해처리액의 흐름은 전해처리액의 금속스트립의 이동방향에 대해 역류적인 제2도에 도시된 장치보다도 순조롭다. 그러므로, 제3도에 도시된 장치로는 고밀도의 전류로 전해 처리하는 것이 가능하므로 매우 가치 있는 것이다. 그러나, 제3도에 도시된 장치는 금속스트립의 바람직하지못한 현수선을 방지하고 전해처리액의 유속을 제어하는데 있어서 항상 만족스럽지는 않다.

종래의 수평형장치에 있어서, 금속스트립의 현수선은 금속스트립의 무게 및 금속스트립위에 있는 전해처리액 때문에 발생된다. 제3도에 도시된 장치에 있어서, 금속스트립의 현수선을 줄이기 위해 하부흐름의 유량 또는 압력을 상부흐름의 유량 또는 압력보다 더 크게 제어한다 하더라도, 상부 및 하부의 전극의 중앙부에 위치한 상부 및 하부 수직슬릿을 통하여 상부 및 하부흐름을 금속스트립의 상부 및 하부표면을 각각 분출시킬때, 현수선에서의 얻어지는 감소량은 만족스럽지 못하고 전해처리액의 흐름에 의한 금속스트립의 지지도 만족스럽지 못하게 된다. 그러므로, 이 경우, 금속스트립의 현수선은 금속스트립에 적용된 인장력의 증가에 의해서만 감소될 수 있다.

또한 제3도에 도시된 장치에 있어서, 금속스트립의 이동 속도를 증가시키게 되면 금속스트립의 이동에 대한 전해처리액의 동일한 방향의 흐름(병행류)과 역방향의 흐름(대향류)의 균형잡기가 더욱 곤란하게 된다. 즉, 금속스트립은 고속으로 이동시킬 때, 금속스트립 표면상을 흐르는 전해처리액의 점성이 영향은 더욱 증대된다. 또, 전해처리액의 금속스트립의 이동에 대해 병류하는 처리갭부분에서, 전해질(금속이온)의 공급 및 개스제거는 쉽게 수행될 수 있다. 그러나, 전해처리액이 금속스트립의 이동에 대해 역류하는 처리갭 부분에서, 전해질의 공급 및 개스제거는 금속스트립의 이동속도를 증가시킴에 따라 불량해진다.

본 발명의 장치에서, 전해처리액을 공급하는 정압유체패드는 각각의 전극장치에 배열되며, 전해처리액을 분출하기 위한 부가적인 슬릿노즐은 각각의 전극장치의 입구단부 및 출구단부에 배치된다. 정압유체패드에 있는 슬릿노즐의 방향은 필요한 경우 금속스트립의 속도를 고려하여 변경될 수도 있다. 본 발명의 방법 및 장치는 종래의 방법 및 장치에 있었던 불리한점 및 결함을 제거하거나 또는 감소시키는데 효과적이다.

제4도, 제5도, 제6도 및 제7도에서, 금속스트립(64)의 수평이동통로(63)는 한 쌍의 공급로울(61)과 이송로울(62)사이에 형성되어 있다.

상부 및 하부 전극장치(65, 66)는 공급로울(61) 및 이송로울(62)의 사이에서 금속스트립(64)의 이동통로(63)의 상하에 각가 배치되어 있다. 따라서, 처리공간부(67)는 상부 및 하부 전극장치(65, 66) 사이에 형성된다. 또한, 금속스트립(64)이 처리공간부(67)을 통과할 때, 이 처리공간부(67)는 금속스트립(64)에 의해서 한쌍의 수평상부 및 하부갭(68, 69)로 나뉘어진다.

갭의 두께는 전해처리형태 및 전해처리액의 공급량에 따라 변화된다. 보통, 상부 및 하부갭(68, 69)의 두께는 30mm 또는 그 미만이 좋다. 그러나, 고밀도 전류에서 전해처리를 실시하고자할 경우에, 갭의 두께는 가능한한 작게하는 것이 바람직하다.

본 발명의 장점을 완전히 나타나도록 하기 위해서는, 갭의 두께는 15mm 또는 그 미만인 것이 바람직하고, 7mm 또는 그 미만인 것이 더욱 바람직하다.

갭의 두께가 30mm이상인 경우에, 종종 갭을 전해처리액의 흐름으로 채우는 것이 곤란하게 된다. 또한, 전해처리액의 유량을 금속스트립의 표면에서 균일하도록 하는 것이 어럽다. 만일 유량이 균일하지 못하다면, 금속스트립상에에서의 전해처리는 고르게되지 않는다.

각각의 전극장치(65, 66)은 금속스트립에 부가될 전해처리액에서 실질적으로 불용성인 적어도 하나의 수평전극으로 이루어진다. 제4도에 도시된 장치에서, 각각의 전극장치는 단일 전극으로 되어 있다.

전극장치(65, 66)에는 수평갭(68, 69)내로 전해처리액을 공급해 주기 위해 한쌍의 상부 및 하부정압유체패드(70, 71)가 각각 설치되어 있다.

각각의 정압유체패드(70 또는 71)의 공급단부는 수평갭(68 또는 69)에 개방되어 있다. 각각의 패드의 다른 단부는 밸브(73), 펌프(74) 및 패드(70 또는 71)의 바로 상류에 위치한 헤더(75 또는 76)을 통해서 전해처리액의 공급원탱크(72)에 연결되어 있다.

상부 및 하부전극(65, 66)은 전원(77)에 연결되어 있다. 또한 금속스트립(64)은 공급로울(61)을 통해 전원(77)에 연결될 수 있다. 따라서, 각각의 전극장치(65, 66)와 금속스트립(64)의 사이에 전압이 인가되면, 대응되는 갭에 채워져 있는 전해처리액을 통해 각각의 전극장치(65, 66)와 금속스트립(64)사이에 전류가 흐른다.

상부 및 하부패드(70, 71)에는 전해처리액을 분출하고, 금속스트립(64)의 상부 및 하부표면에 정압을 발생시키기 위한 슬릿노즐(89a, 89b)이 각각 설치되어 있다.

상부 및 하부정압유체패드(70, 71)는 상부 및 하부전극장치(65, 66)의 길이방향 중앙부에 각가 배열되어 있다. 상부 및 하부(70, 71)는금속스트립(64)의 수평통로(63)에 의해 서로 이격되어 대향하고 있다. 상부 및 하부패드(70, 71)는 상부 및 하부전극(65, 66)으로 부터 별도로 상하로 이동될 수 있으므로 패드와 이에 대응된 금속스트립 표면 사이의 거리는 제어될 수 있다. 부가적인 슬릿노즐(80, 81, 82 및 83)은 대응된 부가적인 슬릿노즐의 상류에 위치된 헤드(92, 93, 94 및 95)를 통해 전해처리액의 공급원탱크(72)에 각각 연결되어 있다.

본 발명의 방법을 제4도에 도시된 장치를 이용하여 실시할 때, 금속스트립(64)은 공급로울(61)에 의해 장치내로 공급되고, 예를들어 150~300m/min와 같은 기설정된 속도로 좁은 처리공간부(67)을 통해 수평이동되어 마지막으로 이송로울(62)에 의해 장치로부터 이송된다.

전해처리액의 일부는 공급원탱크(72)로부터 펌프(74)에 의해 압력하에 밸브(73)을 통해 상부 및 하부헤더(75, 76)로 공급된다. 이 전해처리액의 일부는 상부 및 하부헤더(75, 76)로 부터 각각 상부 및 하부수직 슬릿노즐(89a, 89b)을 통해 상부 및 하부갭(68, 69)으로 균일하게 공급되다.

즉, 전해처리액의 각각의 흐름은 대응되는 갭내로 수직 으로 분출된 다음 두개의 반대흐름으로 나뉘어진다. 한 흐름은 금속스트립의 이동과 같은 방향이고 다른 흐름은 금속스트립의 이동과 반대방향이다.

전해처리액의 다른 부분은 부가적인 헤드(92, 93, 94 및 95)로 공굽되어 부가적인 슬릿노즐(80, 81, 82 및 83)을 통해 분출된다.

부가적인 슬릿노즐을 통해 분출된 전해처리액의 흐름은 정압유체패드의 슬릿노즐을 통해 분출된 전해처리액의 길이방향으로의 흐름을 밀봉시키는데 효과적이다.

본 발명의 방법 및 장치에 따라 금속스트립에 전해처리를 실시할 때, 정압유체패드를 통해 분출된 처리액의 흐름에 의해 생긴 정압 때문에 금속스트립은 안정되게 수평통로에서 지지될수 있다. 그러므로, 금속스트립의 현수선은 매우작다. 이러한 특징때문에 전극장치와 금속스트립 사이의 거리를 매우 짧게할 수 있다. 또한 좁은 처리갭에서의 전해처리액의 동일방향의 흐름과 역방향의 흐름의 유속은 서로 동일하게 제어될 수 있다. 그러므로, 금속스트립에 대한 전해처리액의 공급 및 처리액내에서 생성된 개스의 제거는 용이하게 실시 될 수 있다.

본 발명의 상세한 특징 및 장점을 다음에 더욱 상세히 설명한다.

제4도에 도시된 장치의 선 A-A 및 B-B를 따라 취한 측단면을 각각 보여주는 제5도 및 제6도에서, 상부 및 하부 전극장치의 측면에지단부에는 처리공간부로부터 전해처리액이 측면으로 흐르는 것을 억제해주는 장치가 설치되어 있다. 억제장치는 금속스트립(64)의 수평통로를 향해 전극장치(65, 66)의 측면에지로부터 돌출된 에지판(101, 102, 103 및 104)로 할 수도 있다.

전극장치의 측면에지는 에지판과 같은 억제장치가 없게도 할 수도 있다. 또한 서로 대향하고 있는 에지판(101, 103)과 서로 대향하고 있는 판(102, 104)을 각각 서로서로 연결시킬 수도 있다. 이경우 처리공간부의 각각의 측면은 측벽에 의해 확정된다.

에지판은 금속스트립의 수평통로를 향해 전해처리액의 일부분을 수직으로 분출시키기 위한 추가의 부가적인 슬릿노즐로 대치될 수도 있다. 처리액으로부터 분출된 수직흐름은 처리액의 옆방향으로의 흐름을 억제하는데 효과적이다.

제5도, 제6도에서, 한쌍의 에지마스크(edge mask)를 전극장치(65, 66)사이의 처리공간부에 배치시킬 수도 있다. 에지마스크(105, 106)는 C-형의 단면 프로필과 아암부재(arm member)를 갖는 측면마스크 부재를 각각 갖는다. 측면마스크부재의 위치는 금속스트립(64)의 대응측면에지에 근접해 있으며, 아암부재를 사용하여 그것을 수평으로 이동시킴으로써 조정될 수 있다. 에지마스크(105, 106)도 역시 처리공간부내에서 전해처리액이 옆으로 흐르는 것을 억제시켜 주는데 효과적이다.

제6도 및 제7도에서, 하부정압 유체패드(71)에는 전극장치(66)의 거의 중앙에 위치되어 있으며, 금속스트립(64)의 수평통로의 길이방향에 직각으로 연장되어 있는 한쌍의 측면세그먼트(90)와 측면세그먼트(90)를 서로 연결시키는 두쌍의 길이방향으 세그먼트(91)로 이루어진 슬릿노즐이 설치되어 있다. 길이방향 세그먼트(91)는 금속스트립(64)의 수평통로의 길이방향에 대해 비스듬히 연장되어 있다. 슬릿노즐에는 세개의 폐쇄채널(closed channel)이 있으므로, 슬릿노즐은 둘러싸여진 공간부내에 정압을 생성시키기 위하여 전해처리액의 흐름으로 구성되어 있는 수직커튼(curtain)으로 둘러싸여진 세개의 공간부를 형성할 수 있다. 정압은 수평통로내에서 금속스트립을 안정하게 지지하는데 효과적이다. 부가적인 슬릿노즐(82, 83)은 금속스트립(64)의 수평통로의 길이방향에 대해 거의 수직으로 연장되어 있다.

정압유체패드에 형성된 슬릿의 형태, 간격, 방향 및 두께는 장치의 목적을 고려하여 변경시킬 수 있다.

슬릿노즐에 있는 슬릿의 측면방향 및 길이방향의 세그먼트(90, 91)는 제8a도~제8f도에 도시된 바와같은 형태 및 배열로 실시될 수도 있다.

제8a도에서, 슬릿노즐은 단일의 폐쇄 직사각형 채널의 형태이다. 제8b도에서 슬릿노즐은 직선형태로 되어 있는 두개의 측방향 세그먼트와 세개의 길이방향 세그먼트로 구성되며, 세개의 폐쇄직사각형 채널을 포함한다. 제8c도에서, 길이방향 세그먼트(91)는 갈고리형태의 직선으로 되어 있다. 제8d도에서 길이방향 세그먼트(91)는 곡선의 형태로 되어 있다. 제8e도에서 슬릿노즐은 세개의 원형의 닫혀진 슬릿으로 이루어져 있다. 제8f도에서 길이방향 세그먼트(91)는 금속스트립의 수평통로의 길이방향에 대해 비스듬히 기울어져 있다.

제9도에 도시된 정압유체패드(71)에서 슬릿(90)의 폭 t, 각도θ, 한쌍의 슬릿(90)사이의 걸리 l_s는 장치의 목적에 따라 변경시킬 수 있다. 금속스트립(64)의 하부표면과 패드(71)의 상부표면 사이의 거리 h는 금속스트립(64)를 지지하기 위한 힘F에 관계된 중요한 인자이다. h와 F사이의 이러한 관계는 다음에 후술될 것이다. 보통, 폭 t는 2mm~5mm, 거리 l_s는 100mm~400mm의 범위 인 것이 바람직하다.

제10a도에 도시된 정압유체패드(70)는 역전된 깔대기의 형태로 되어 있으며 바닥판(92)이 구비되어 있다. 슬릿노즐(91)은 바닥판(92)에 형성되어 있다.

제10b도에 도시된 정압유체패드(70)는 입방체상자의 형태로 되어 있으며, 슬릿노즐(91)이 있는 바닥판(92)이 설치되어 있다. 보통, 정압유체패드에 있는 바닥판을 아노드판으로서 작용할 수 있도록 전기도전재료로 만들 수도 있다. 그러나, 바닥판을 전기절연재료로 만들 수도 있다.

바닥판이 전기도전성이 있고 아노드판으로서 역활을 할 경우, 바닥판에 형성되어 있는 슬릿노즐은 제8c도, 제8d도, 제8e도 도는 제8f도에 도시된 형태인 것이 바람직하다. 여기서, 길이방향의 세그먼트는 갈고리형, 곡선형, 원형 또는 금속스트립의 수평통로의 길이방향으로부터 경사진 직선형으로 되어 있다.

제10b도에서, 전해처리액의 흐름을 제어하기 위한 판(93)이 패드(70)에 위치되어 있다. 이 흐름제어판(93)은 슬릿노즐(91)을 통해 분출된 전해처리액의 유속을 균일하게 되도록 제어하는데 효과적이다.

정압유체패드의 내부부피는 패드가 슬릿노즐을 통해서 분출될 전해처리액의 완충탱크로서의 역활을 하기에 충분히 크다면 그렇게 클 필요는 없다. 따라서, 정압액패드의 설계는 소형화될 수 있다.

본 발명의 기능 및 작용효과를 이하 설명한다.

수평식 장치를 사용하는 종래의 금속스트립의 전해처리에 있어서, 금속스트립 자체의 무게 및 금속스트립의 위로흐르는 전해처리액의 일부분의 무게와 금속스트립의 아래로 흐르는 전해처리액의 다른 부분의 무게와의 차이등에 의해 금속스트립이 아래로 굽혀지므로 금속스트립의 현수선이 생긴다는 큰 문제가 있다. 이 현수선으로 인해, 상부 및 하부 전극사이의 거리를 줄이는 것이 제한된다.

본 발명에서는 정압유체패드를 사용함으로써 상기한 현수선에 관한 문제를 제거할 수 있다. 즉, 금속스트립은 스트립의 상부 및 하부표면에 생성되는 정압에 의해 그것의 수평통로내에서 안정하게 지지된다.

제11도에서, 한쌍의 정압유체패드(70, 71)는 금속스트립(64)을 통해 서로 대향하고 있다. 각각의 패드에는 슬릿(89) 또는 (90)을 갖는 슬릿노즐이 설치되어 있다. 슬릿(89, 90)의 폭은 t로 표시되었다. 전해처리액은 압력하에서 유속 U로 슬릿노즐을 통해 분출된다. 분출된 액체의 흐름으로 하부패드(71)와 금속스트립(64)사이에서 및 상부패드(70)와 금속스트립(64)사이에서 각각 상부 및 하부정압(P_d및 P_u)이 생성된다. 하부패드와 금속스트립 사이의 거리를 h₀로 하고, 전해처리액의 밀도를 ρ라 하면, 다음식에 의해 상부 및 하부정압 P_d및 P_u를 계산할 수 있다.

금속스트립이 아래로 굽혀져서 얻어지는 금속스트립의 현수선의 높이가 h일때 하부정압 P_d및 상부정압 P_u간의 차이 △P는 다음식에서 의해 조절된다.

즉 △P=K·△h이다.

차이 △P는 현수선의 높이 △h에 비례한다.

즉, 금속스트립의 현수선의 높이 △h가 높을수록, 상부 및 하부패드사이의 중앙에 금속스트립을 위치시키기 위해 금속트르립을 위로 밀어올리는 힘을 생성하는 입력차이인 △P가 커진다.

본 발명의 방법 및 장치에서, 정압유체패드를 이용하여 처리공간부내의 중앙으로 자동적으로 금속스트립을 위치시킬 수 있다. 상부 및 하부정압 유체패드는 상부 및 하부전극장치의 길이방향 중앙부에 각각 위치되어 있다. 제12a도에 도시된 장치에서 금속스트립을 처리할 때 금속스트립에 부가된 정압 및 금속스트립의 현수선은 제12b도에 도시된 바와같은 관계를 지닌다.

제12도에 도시된 장치를 사용한 실험에서, 공급로울의 중심과 이송로울의 중심사이의 거리는 2500mm였고, 금속스트립에 부가된 인장력은 0.72kg/㎟이며, 금속스트립의 두께는 0.4mm이고, 금속스트립의 폭은 1000mm이고, 슬릿노즐은 제8b도에 도시된 형태로하고 제9도를 참조하면 θ=90°, t=4mm, l_s=200mm, h=10mm였다. 정압유체패드의 타입은 제10a도에 도시된 바와같다.

전극장치에는 종래형태에 있었던 측면에지 마스크가 구비되어 있다. 측면에지 마스크는 금속스트립의 측면에지로부터 10mm되는 곳에 위치되어 있다. 부가적인 슬릿노즐의 폭은 1.5mm였다. 금속스트립의 현수선은 변위계로 측정되었다. 제12b도에서, 좌표상 "0"의 수준은 상부 및 하부전극장치사이의 처리공간부의 중앙선의 수준과 일치된다. 또, 제12b도에서 곡선 a는 금속스트립을 향해 전해처리액을 분출시키지 않으면서 스트립을 수평으로 이동시켜 전해처리액으로 처리하였을 때 금속스트립의 현수선을 타나낸다. 이경우, 금속스트립은 자체무게와 이 스트립위의 처리액의 무게로 인해 아래로 크게 굽혀진다. 현수선의 높이는 10mm이상이다. 따라서 전극장치를 서로 멀리 이격시킬 필요가 있다.

제12b도에서 곡선 b는 금속스트립 자체의 무게만에 의한 금속스트립의 현수선을 나타낸다. 곡선 C는 전해처리액의 흐름이 각각 유속 0.8㎥/min로 상부 및 하부정압유체패드 Q₁을 통해 금속스트립을 향해 위로 분출될 때 금속스트립의 현수선을 보여주고 있다. 이 경우에, 금속스트립의 상부 및 하부표면에 부가된 정압의 분포는 제12c도 의 C_T및 C_B선으로 각각 표시되었다.

제12b도에서 곡선 C에서, 금속스트립은 W형으로 변형되었으며, 패드 Q₁을 통해 분출된 액체흐름에 의한 생성된 정압으로 금속스트립의 중앙부분만이 센터링되었다. 그러므로, 곡선 C에서의 현수선의 세기는 4mm이하로 국한된다. 처리액의 일부분이 유량 0.8㎥/min로 상부 및 하부패드 Q₁을 각각 통해 분출되고, 처리액의 다른 부분은 유속 0.1㎥/min로 부가적인 상부 및 하부슬릿노즐을 Q₂및 Q₃를 통해 각각 배출되었을때 금속스트립의 현수선은 제12b도에서의 곡선 d와 같다. 이 경우에, 금속스트립의 상부 및 하부표면에 생성된 정압의 분포는 제12c도의 선 d_T및 d_B로 표시된다.

각각의 부가적인 슬릿노즐을 통해 분출된 처리액의 유량을 0.2㎥/min로 변경시킨 것을 제외하고 상기와 같은 과정으로 실시하였을 때, 금속스트립의 현수선은 제12b도의 곡선으로 표시된다. 이 경우에, 금속스트립의 상부 및 하부표면에 생성된 정압의 분포는 제12c도의 선 e_T및 e_B로 표시된다.

제12c도에서, 곡선 d는 부가적인 슬릿노즐 Q₂및 Q₃을 통해 분출된 처리액의 유량이 0.1㎥/min일때 금속스트립의 현수선의 높이가 1mm이하인 것을 보여준다. 또한 곡선 e는 상기의 유량이 0.2㎥/min일때 금속스트립의 현수선의 높이가 0.5mm이하임을 보여준다.

상기한 현상을 볼때, 부가적인 슬릿노즐을 통해 분출된 처리액의 흐름은 처리공간부의 정압을 높이는데 효과적이며, 증가된 정압은 금속스트립에 대한 센터링효과를 증진시키는데 효과적이라는 것을 알 수 있다. 또한, 상기한 현상에서 전극장치의 길이방향 중앙부에 위치된정압유체 패드만을 사용하여 전극장치의 전체길이에 걸쳐 금속스트립의 현수선을 만족스럽게 줄일 수 있다는 것이 불가능하다는 것을 알 수 있다.

제3도에 도시된 장치를 사용하여 전해처리를 할때, 전극장치의 중앙에 위치된 슬릿으로부터 분출된 처리액의 흐름의 동압력에 의해 금속스트립이 지지된다. 즉, 지지력은 배출된 처리액의 흐름의 동압력에 따른다. 이 경우, 동압력은 금속스트립을 만족스럽게 센터링할 수 없다.

제3도에 표시한 장치를 사용하고, 처리액을 각각 0.8㎥/min의 유량으로 슬릿(40, 41)을 통하여 분출하고, 전극장치의 입구단부와 출구단부를 밀봉판(50, 51, 52 및 53)으로 밀페하고, 금속스트립(34)을 1kg/㎟의 인장력으로 이동시키는 실험에서 금속스트립의 얻어진 현수선의 최대높이는 6mm이었다.

현수선의 최대높이를 3mm로 줄이기 위해서는 금속스트립에 부가되는 인장력을 3 내지 4kg/㎟fh 증가시키는 것이 필요하다. 그러나, 본 발명에 있어서, 금속스트립의 현수선의 세기는 금속스트립에 가해진 인장력이 매우 작은 경우에도 역시 매우 작다. 또한 금속스트립에 정압을 가함으로써 작은 인장력하에서 금속스트립을 센터링하는 것도 용이하다. 더구나, 전극장치의 입구 및 출구단부에 위치된 부가적인 슬릿노즐을 통하여 분출된 처리액의 흐름은 전극장치의 중앙부에 위치된 정압유체 패드에 의해 생성된 정압의 지지효과를 향상하는데 매우 효과적이라는 것은 의미가 있다. 부가적인 슬릿노즐의 이러한 효과는 금속스트립의 현수선을 감소시키는데 기여하는 바가 크다.

다른 실험에서, 제13a도에 도시된 장치을 사용하였다. 이 장치는 전극장치에 측면에지 마스크가 없다는 것을 제외하고는 제12a도에 도시된 것과 동일하다. 제13b도에도시된 장치에 있어서, 전해처리액이 정압유체패드 Q₁을 통해서만 분출될때, 금속스트립의 현수선을 제13b도의 곡선 b'로 표시되었다. 곡선 b'에 의해 표시된 현수선의 세기는 제12b도의 곡선 b에 표시된 것보다 크다. 제12b도의 곡선 c, d, 및 e에 해당하는 것으로서 같은 방법을 제13a도의 도시된 장치에서 시행하였을때, 금속스트립의 얻어진 현수선은 제13b도의 곡선 c', d' 및 e'로 각각 표시된다.

제13b도의 곡선 c', d' 및 e'를 제12b도의 곡선 c, d 및 e를 각각 비교하면, 전극장치에 있는 측면에지 마스크는 금속스트립의 현수선을 감소시키는데 효과적이라는 것을 명백히 알 수 있다. 그러나, 제13b도에서 측면에지 마스크가 없는 본 발명의 장치도 실제 전해처리에 대해 유용하다는 것을 알 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치에서, 각각의 정압유체패드의 슬릿노즐을 통해 분출된 전해처리액의 흐름은 처리공간부에서 금속스트립의 이동에 대해 동일한 방향의 흐름(병행류)과 반대방향의 흐름(대향류)으로 나뉘어진다.

본 발명에 의해서, 병행류와 대향류는 균일하도록 제어될 수 있다. 본 발명의 이 효과에 대해서는 이하 설명한다.

제14도에서, 금속스트립은 상부 및 하부전극장치(65, 66) 사이에 형성된 처리공간부를 통해서 이동되며, 전해처리액은 상부 및 하부전극장치(65, 66)의 중앙부에 위치된 상부 및 하부슬릿노즐을 통해 처리공간부내로 공급된다. 처리액의 각각의 흐름은 금속스트립(64)의이동에 대해 동일방향의 흐름 F_P와 역방향의 흐름 F_C로 나뉘어진다. 각각의 전극장치와 금속스트립 사이의 거리가 가까울 때, 처리액의 점성이 처리액의 유동점도의 분포에 큰 영향을 미치게 된다. 즉 병행류 F_p에 있어서, 금속스트립에 대해 흐름위치가 가까울수록, 유속은 커진다. 대향류 F_c에 있어서, 금속스트립에 대해 흐름위치가 가까울수록, 유속은 작아진다. 그러므로, 병행류의 평균유속은 대향류의 평균유속보다 크다.

특히, 상부처리갭내의 대향류에서, 전극표면상에 생성된 개스기포가 전극표면 주위에 축적된다. 또한 하부처리갭내의 대향류에서, 전극표면성에 생성된 개스기포는 위로 부유하여 금속스트립의 하부표면 주위에 축적된다. 대향류 F_c의 유동점성벡터는 금속스트립의 이동벡터와 반대방향으로 되기 때문에, 축적된 개스기포를 제거하는 것이 곤란하다. 축적된 개스기포의 양은 금속스트립의 속도의 증가에 따라 많아진다. 그러므로, 고속으로 장치를 작동시킬 때, 각각의 전극장치와 금속스트립 사이의 거리를 좁히는 것은 곤란하다.

금속스트립의 상부표면에 근접하여 위치되어 있는 처리액 흐름의 유속은 금속스트립의 하부표면에 근접하여 위치되어 있는 처리액의 유속과 다르다는 것을 주목하여야 한다. 상부갭내에서 흐르는 처리액의 일부분은 금속스트립의 측면에지 주위의 하부갭내로 흘러내려 간다. 그러므로, 금속스트립의 하부표면 주위에서의 유량 및 유속은 병행류 및 대향류 모두에서 금속스트립의 상부표면 주위에서의 그것보다 크다. 따라서, 균일한 표면품질을 갖는 생산품을 생산하기 위해서, 금속스트립의 하부표면 주위에서의 흐름과 상부표면 주위에서의 흐름 사이의 유량의 차이를 가능한한 줄이는 것이 효과적이다. 또한 그 차이를 줄여줌으로써, 개스기포의 제거가 용이하게 된다. 그러므로, 축적된 개스에 의한 전압의 바람직하지 못한 증가를 막을 수 있고 축적된 개스에 의한 생산품의 외관의 불균일을 없앨 수 있는 것이다.

상기한 이유때문에, 최근의 전해처리 예컨대 고속 및 고효율로 합금도금할 할때, 처리공간부내의 전해처리액의 흐름을 제어하는 것이 중요하다. 그러나, 제1도에 도시된 장치에서, 폐쇄 슬릿에 의해 둘러싸여 있는 영역에서의 처리액의 유속은 충분히 크지는 않다. 그러므로, 이 영역내에서 금속스트립에 전해질을 공급하는 것과 개스를 제거하는 것은 만족스럽지 못하다.

일본국 특허공고번호 제50-8020호에 따른 전해처리에서, 전해처리액은 금속스트립의 이동에 대해 강제적으로 역방향으로 재순환된다. 이 방법은 가능한 한계전류밀도를 증가시키는데 효과적이다. 그러나, 금속스트립을 고속으로 이동시킬 때, 처리액의 고점성 때문에, 처리공간부내의 처리액의 유속을 낮춰출 가능성이 있다. 또한 전극의 길이가 커지면, 아노드 주위에서 발생한 개스를 제거하고 금속스트립에 전해질을 균일하게 공급하는 것이 어렵다. 따라서, 이 경우 높은 유량으로 전해처리액을 공급하는 것이 필요하며 또한, 한계전류밀도는 50~100A/d㎡의 범위이다.

제3도에서 도시된 장치에서는 처리액의 병행류와 대향류를 서로 동일하게 균형을 맞출 수 있도록 처리공간부내에서 처리액의 병행류와 대향류를 제어하는 것이 곤란하다. 즉, 병행류측에서 전해질을 공급하고 개스를 제거하는 것은만족스럽게 할 수 있다. 그러나, 확산층

에서 처리액의 상대속도는 빈약하다. 대향류측에서 전해질을 공급하고 개스를 제거하는 것을 만족스럽게 하기는 곤란하다. 제3도에 도시된 장치는 종래의 다른 장치와 비교해보면 매우 개선된 것이므로, 한계전류밀도를 증가시키는 것을 가능케 해준다. 그러나, 이와같은 형태의 장치는 금속스트립의 속도를 증가시켰더라도 처리액의 높은 유속에서 조업을 할 수 있고 대향류로부터 개스를 쉽게 제거할 수 있도록 더욱 개선되어야 한다.

상기한 문제들은 처리공간내에서의 전해처리액의 흐름을 부가적인 슬릿노즐을 사용함으로써 제어할 수 있는 본발명에 의해 배제될 수 있다. 한 실험예에서, 제15도에 도시된 장치를 사용하였다. 이 장치에서 유속계 T₁및 T₂를 상부전극장치의 상류부와 하류부에 각각 배치하였다. 금속스트립의 이동에 대한 대향류의 유속 U_p는 유속계 T₁으로, 병행류의 유속 U_R은 유속계 T₂로 측정하였다. 금속스트립의 속도 V와 유속 U_P및 U_R과의 관계는 제16도에 도시되어 있다.

제16도에서 P₁, P₂, P₃및 P₄는 병행류를, R₁, R₂, R₃및 R₄는 대향류를 나타내고, △U는 금속스트립의 속도가 0일때 처리액의 유속 U₀와 금속스트립의 속도가 25, 50, 75 또는 100m/min일때 처리액의 유속 U₁과의 차이를 나타낸다.

병행류 P₁과 대향류 R₁은 유량이 0.8㎥/min로 제3도에 도시된 장치를 사용함으로써 생겨난 것이다. 병행류 P₂및 대향류 R₂, P₃및 R₃및 P₄및 R₄등은 각각의 정압유체패드 Q₁을 통해 분출된 처리액의 유량을 0.8m³/min로 본 발명의 장치를 사용하였을 때 생성된 것이다. 부적인 슬릿노즐 Q₂및 Q₃를 통해 분출된 처리액의 유량은 P₂및 R₂의 경우는 0, P₃및 R₃의 경우는 0.1m³/min, P₄및 R₄의 경우는 0.2m³/min이다. 제16도에서 P₁과 R₁사이의 유속차가 매우 크다는 것을 명확히 알 수 있다. 그러나, 본 발명의 장치를 사용하였을때, 대향류 및 병행류간의 유속차는 부가적인 슬린노즐을 사용함으로써 감소될 수 있다.

처리액의 흐름을 관찰할 수 있도록 전극을 투명한 아크릴 수지판으로 대치하고 터프트(tuft)를 이 판에 고정시켜 놓은 것을 제외하고는 상기한 것과 동일한 실험을 실시하였다. 여기서, 병행류 및 대향류간의 유속차가 부가적인 슬릿노즐을 통해 분출된 처리액의 유량을 제어함으로써 작아지게 되는 것이 관찰에 의해 확인되었다. 또한, 정압유체패드를 통해 분출된 처리액의 흐름은 금속스트립의 속도를 고려하여 부가적인 슬릿노즐내에서의 처리액의 유량을 각각 제어함으로써 병행류 및 대향류로 똑같이 나뉘어질 수 있다는 것도 확인되었다. 예를들면, 금속스트립의 속도가 100m/min일때, 패드 Q₁에서의 유량을 0.8m³/min으로, 부가적인 슬릿노즐 Q₂(병행류쪽)에서의 유속을 0.2m³/min으로, 부가적인 슬릿노즐 Q₃(대향류쪽)에서의 유속을 0으로 조정함으로써 만족할만한 결과를 얻게 된다.

본 발명의 상기 흐름분할효과는 다음 사실에 기인한다.

즉, 처리액이 전극장치의 길이방향 중앙부에 위치한 정압유체패드를 통해 분출될때, 처리액의 분출된 흐름은 각각의 처리갭내에서 처리액의 벽을 형성한다. 이 벽은 대향류영역에서 금속스트림의 이동에 따르는 처리액의 흐름을 차단시키는데 효과적이다. 또한, 전극장치의 출구단부에 위치된 부가적인 슬릿노즐을 통해 분출된 처리액의 흐름은 병행류영역에서 금속스트립의 이동에 따르는 처리액의 흐름을 차단하기 위한 벽으로서의 역할을 한다. 따라서, 대향류 및 병행류 영역내에서의 처리액의 유량은 상기 두 영역 사이에서의 유량차가 매우 작게되도록 또는 제로로 되도록 제어될 수 있다. 그러므로, 대향류와 병행류 영역에서의 유속은 서로 유사하게 되도록 제어될 수 있다.

대향류영역과 병행류영역에서 유속을 효과적으로 제어하기 위하여, 정압유체패드의 위치는 전극장치의 중앙으로부터 출구 또는 입구단부쪽으로 이동될 수 있다. 예를들면, 금속스트림의 속도가 매우높을때, 대향류영역의 길이가 병행류영역의 길이보다 작도록 정압유체패드의 위치를 전극장치의 중앙과 입구단부사이에 두는 것이 바람직하다. 이것은 대향류영역과 병행류영역에서의 유속이 서로 동일하게 되도록 조정하는데 효과적이다.

본 발망에서 전극장치의 입구 및 출구단부는 금속스트림을 향해 처리액의 일부분을 분출시키으로써 밀폐된다. 이러한 특징은, 처리공간부내에서의 처리액의 흐름을 제어하고, 처리공간부로부터 개스를 제거하고, 처리공간부내로 들어오는 공기의 오염을 방지하기 위해서, 각각의 전극장치와 금속스트립 사이의 거리를 축소하는데 효과적이다.

제17a도에 도시된 종래의 장치에서, 전극장치(115)에는 금속스트림(114)을 향해 돌출된 입구 및 출구단부 밀폐판(112)이 설치되어 있고, 금속스트립과 전극(115) 사이의 거리 H는 밀폐판(112)의 돌출길이 h₁과 밀폐판(112)의 단부와 금속스트립(114)사이의 거리 h₂의 합이다. 밀폐효과는 밀폐판의 길이 h₁에 의존한다.

그러므로, 금속스트립의 현수선을 줄이고, 금속스트립의 C형변형 및 금속스트립의 에지부가 파도형태로 변형되는 것을 막을 수 있도록 금속스트립과 전극과의 접촉을 피하기 위해서 거리 H를 작게하는 것이 바람직하지만, 거리 H를 감소시키는데는 밀폐판의 필요한 길이 h₁에 의해 제한된다.

제17b도에 도시된 본 발명의 장치에서, 거리 H는 밀폐판의 길이를 고려하지 않고도 조정될 수 있다. 즉, 본 발명의 목적에 따라 거리 H를 줄이는 것이 가능하다.

제17a도에 도시된 종래의 장치에서, 금속스트립(114)의 위에서 처리액의 일부분(116)이 이송로울(111)에 의해 막혀있으며 금속스트립의 측면에지쪽으로 옆으로 흐른다. 그러나, 금속스트립(114)의 아래에서 처리액의 다른 부분(117)은 밀폐판(112)을 통해 자유낙하하게 된다. 그러므로, 금속스트립위에서의 일부처리액의 압력은 금속스트립의 아래에 있는 일부처리액의 압력보다 크게될 것이다. 이 현상때문에, 금속스트립상에서의 처리액의 일부분이 금속스트립의 측면에지 주위의 하부갭으로 유입되므로 하부갭내의 처리액의 흐름이 방해 받게 된다.

제17b도에 도시된 본 발명의 장치에서, 금속스트립의 상부 및 하부에 있는 처리액의 부분들은 부가적인 슬릿노즐(113)을 통해 분출된 처리액의 흐름(118)에 의해 밀폐된다. 그러므로, 금속스트립의 상부 및 하부에 있는 일부처리액의 압력은 서로 동일하게 유지된다. 이러한 특징은 상부갭으로부터 하부갭내로 처리액의 일부가 침투되는 것을 억제해주는데 효과적이다.

제18a도 내지 18f도에서, 본 발명의 장치에 있는 부가적인 슬릿노즐의 기능을 종래장치의 밀폐판의 기능과 대비하여 도시하였다. 제18a도에서 보면, 처리액의 흐름은 밀폐판에 의해 교란된다. 그러나, 제18d도에서 보면, 처리액의 흐름은 부가적인 슬릿노즐을 통해 분출된 처리액의 흐름으로 인해 영향을 받지 안고 있다. 제18b도에서 보면, 밀폐판은 그 주위에 개스가 모여질 수 있도록 개스제거를 방해한다. 이렇게 모여진 개스로 역시 처리액의 흐름을 방해한다. 이렇게 모여진 개스로 역시 처리액의 흐름을 방해한다. 그러나 제18e에서는 처리액내에 생성된 개스를 쉽게 제거할 수 있다.

제18a도에서 보면, 금속스트립의 이동에 대해 처리액이 역방향으로 흐르는 전극장치의 입구부에서, 금속스트립의 각 표면을 따라 흐르는 처리액의 유속은 금속스트립의 속도에 의해 크게 영향을 받는다. 즉, 이입구부에서, 금속스트립의 속도가 크면클수록, 처리액의 유속은 작아지게 된다. 이와같은 형상으로 인하여 입구부가 처리액으로 종종 충만되지 못하므로 공기에 의한 오염이 초래된다. 이같은 현상은 금속스트립의 속도가 100m/min이상일 때 종종 발생한다. 그러나, 제18f도에서 보면, 입구부는 금속스트립이 고속으로 이동된다 하더라도 처리액으로 항상 채워진다.

예를들면, 밀폐판을 사용하였을 때, 처리액으로 입구부를 채우게 되지 못하는 문제점이 금속스트립의 속도가 180m/min이상인 경우에 발생한다. 처리액이 t가 1.5mm이고 유속이 1.5m/sec인 부가적인 노즐을 통하여 수직으로 분출될 때, 상기 문제점은 금속스트립의 속도가 300m/min이하인 경우에도 발생하지 않는다. 부가적인 슬릿노즐의 각도, 부가적인 슬릿노즐을 통해 분출되는 처리액의 유량 및 유속등을 제어함으로써 금속스트립의 속도가 300m/min이상인 경우에도 처리를 실행하는 것이 가능하다.

본 발명에서, 처리공간부내에서의 처리액의 유속은 정압유체패드에 있는 슬릿노즐의 슬릿의 각도를 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 제4도,제9도 및 제11도에 도시된 바와같이, 측면 슬릿은 금속스트립의 수평통로에 대해 직각으로 또는 패드의 중앙부를 향해 금속스트립의 수평통로로부터 경사진 각도로 배향될 수도 있다. 금속스트립을 고속으로 이동시키고 전극장치와 금속스트립사이의 거리가 짧을 때, 제19A도 및 제19B도에서 도시된 슬릿노즐은 상부 및 하부갭내에서의 처리액의 유속을 서로 실질적으로 동일하도록 제어하는데 효과적이다.

제19a에서, 입구측에 위치된 측면슬릿(123)은 금속스트립(124)에 대해 직각으로 배향되어 있고, 출구측에 위치된 또 다른 측면슬릿(122)은 패드(121)의 중앙부를 향해 금속스트립(124)에 대해 직각방향인 방향으로부터 경사져 있다. 이 경우, 측면슬릿(122,123)을 통해 분출되는 처리액이 흐름은 패드(121)와 금속스트립(124)사이의 흐름의 커튼으로 둘러싸여진 공간내에 정압 P₁을 형성한다.

제19b도에서, 패드(121)내의 양측면슬릿(122,123)은 금속스트립의 이동에 대해 반대방향으로 경사져 있다. 이같은 형태의 슬릿은 금속스트립의 속도가 제19A도에 도시된 장치에서의 속도보다 크고/또는 전극과 금속스트립 사이의 거리가 제19A도의 거리보다 작을 때 유용하다.

제19A 및 제19B도에 도시된 장치에서, 경사진 측면슬릿들은 대향류 영역내로 처리액의 유량을 증가시키는데 효과적이어서, 대향류 및 병향류 영역에서 처리액의 유속을 서로 실질적으로 동일하게 할 수 있다. 측면슬릿들이 경사져 있다 하더라도, 금속스트립을 안정하게 지지하는데 충분히 높은 정압을 생성시킬 수가 있다. 본 발명에 따른면 전극장치와 금속스트립 사이의 거리를 종래장치로는 공정의 안정도를 감소시키지 않고는 달성될 수는 없는 수치 즉, 15mm이하, 바람직하게는 7mm이하까지도 즐일 수 있다. 또한, 선속도가 100m/min이상인 경우에도 어려움없이 본 발명와 방법을 실시할 수 있다. 특히, 본 발명의 방법은 300m/min이상의 극히 높은 선속도에서도 실시할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 방법 및 장치로, 100A/dm²의 고전류밀도 특히 200A/dm²이상으로 저전압하에서 생산물의 표면상에 타버린 점착물과 다른 결함들을 생성시키지 않고, 전압의 금속한 증가를 유발시킴이 없이 금속스트립의 전해처리가 가능하게 된다.

다음의 특정한 실시예로서 본 발명을 명확하게 하고자 한다. 그러나, 이 실시예들은 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니라 단지 본 발명의 예이라는 것은 당연하다.

[실시예 1]

제4도 내지 제7도에 도시된 장치를 사용하여 금속스트립의 전해처리를 실시하였는데, 이 장치에서 사용된 정압유체패드의 길이방향의 단면프로필은 제9도와 같고 측면의 단면 프로필은 제10B도와 같으며 사용된 슬릿노즐은 제8B도에 도시된 형태의 것이었다.

이 장치에서 공급로울과 이송로울 사이의 거리는2500mm이었고, 제5도 및 제6도에도시된 밀폐에서 마스크를 처리공간부에 위치시켰다. 각각의 에지마스크는 금속스트립의 대응하는 사이드에지로부터 10mm위치에 놓았다. 제9도에서 보듯이, 슬릿노즐에서, 측면슬릿 세그먼트의 각도는 45°, 슬릿의 폭은 4mm, 한쌍의 슬릿 세그먼트 사이의 거리 l_s는 200mm이었다.

부가적인 슬릿노즐에서, 슬릿의 폭은 1.5mm이었다.

사용 전해처리액은 종래의 산성아연도금액이었다. 전해처리방법에 있어서, 두께가 0.4mm, 폭이 1000mm인 강스트립을 0.72kg/mm²의 인장력하에서 선속도 100m/min로 처리공간부내로 인입하였다. 처리액을 각각상부 및 하부노즐을 통해 0.8m³/min의 유량으로, 부가적인 슬릿노즐을 통해 0.2m³/min 의 유량으로 분출시켰다. 전극장치 사이의 거리를 5, 7.5, 10 및 15mm로하여 처리과정을 반복실시하였다.

제20도는 전극장치간의 거리, 전극간의 전압 및 전류밀도 사이에서의 관계를 보여주고 있다. 제20도에서, V_S는 감스트립의 저항때문에 생긴전압, V_d는 처리액의 분해전압을 나타낸다. 또한, 제20도애서 H(5), H(7.5), H(10) 및 H(15)는 각각 전극장치 사이의 거리가 5mm, 7.5mm, 10mm 및 15mm일때의 전압을 나타낸다.

종래의 방법 및 장치를 사용하여 200A/dm²의 고전류밀도에서 전해처리한다는 것은 매우 곤란하다고 여겨졌었으나, 본 발명에 따른 전해처리로는 별 어려움없이 200A/dm²의 고전류밀도에서도 실행될 수 있다는 것을 제20도에서 명확히 알 수 있다. 이것은 예를들어 전극장치 사이의 거리가 7.5mm또는 5mm정도 되는 매우 짧은 경우에도 마찬가지이다. 즉, 본 발명의 방법 및 장치에서 처리공간부내에 바람직하지 않은 개스의 축적으로 인한 전압의 어떠한 불규칙한 증가도 처리과정에서 발견되지 않는다. 또한, 얻어진 생산물에도 타버린 점착물이 생기지 않는다. 강스트립이 그위에 가해진 정압에 의해 안정하게 지지되므로 처리공간내의 강스트립의 현수선이 매우 작기 때문에, 처리작업은 전극사이의 거리가 예를들어 7.5mm또는 5mm될 정도로 작은 경우에도 12볼트의 낮은 전압하에서 200A/dm²의고전류밀도로 원활하게 수행될 수 있다는 것이 확인되었다.

[실시예 2]

전극사이의 거리가 7mm인 것을 제외하고는 실시예 1에서 기술한 것과 동일한 과정을 시행하였다. 처리작업은 제21a도 내지 제21e도에 도시된 다른 형태의 슬릿노즐을 사용하여 반복실시하였다. 제21a도에서 패드의 입구측에 위치된 슬릿의 측면 세그먼트의 각도 θ₁은 90°이고 패드의 출구측에 위치된 슬릿의 다른 측면 세그먼트의 각도 θ₂는 45°이었다. 제21b도에서 θ₁=90°,θ₂=30°이었고, 제21c도에서 θ₁=60°,θ₂=45°이었고, 제21d도에서 θ₁=45°,θ₂=45°이었으며 제21도에서 θ₁=90°,θ₂=90°이었다.

슬릿노즐의 각각의 경우에 있어서, 각각의 슬릿노즐을 통해 분출된 처리액의 전체유량에 대한 대향류의 유량의 비율(%)를 측정하였다. 측정결과는 제22도에 도시하였다. 제22도에서 알 수 있듯이, 금속스트립의 속도가 낮았을때, 전체흐름에 대한 대향류의 유량비는 대체로 0.5이상이었다. 즉, 대향류의 유량은 병행류의 유량보다 크다. 그러나, 금속스트립의 속도의 증가에 따라, 전체흐름에 대한 대향류의 유량비는 감소하였다. 제22도에서 각각의 라인들은 금속스트립의 어떤 속도에서 유량비는 0.5에 도달한다. 이경우에, 병행류와 대향류의 유량은 서로 동일하게 된다. 즉, 슬릿의 측면 세그먼트의 각도 θ₁및 θ₂를 적당한 값으로 제어함으로써 병행류와 대향류의 유량을 서로같게 조정하는 것이 가능하다.

제22도에서 보면, 적어도 패드의 출구부에 위치되어 있는 슬릿의 측면 세그먼트가 패드의 입구부를 향해 경사져있고, 패드의 입구부에 있는 슬릿의 측면 세그먼트가 금속스트립의 수평통로에 대해 직각으로 배향되어 있거나 또는 패드의 입구부를 향해 경사져 있을때, 금속스트립의 속도가 예를들어 200m/min정도나 되게 높을 경우에는 슬릿노즐을 통하여 배출된 처리액의 흐름을 금속스트립의 이동에 대해 동일방향 및 역방향으로의 흐름으로 똑같이 나누는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.

Claims (26)

1. 폐쇄채널의 형태로 하나의 개구를 가지고 있는 슬릿노즐이 각각 구비되어 있을 뿐만 아니라 전극에 위치된 정압유체패드와 상기 전극이 각각 있고 또한 서로 이격되어 마주보고 있는 한쌍의 수평전극장치사이에 형성된 좁은 처리공간부내로 금속스트립을 금속스트립의 수평이동통로를 따라서 인입하고 ; 정압유체패드와 금속스트립 표면간의 갭에서 폐쇄커튼벽의 형태로 적어도 하나의 흐름을 형성하고, 각각의 폐쇄커튼벽으로 둘러싸인 공간부를 분출된 전해처리액으로 채우고, 상기 분출된 전해처리액의 정압을 상기 금속스트립이 금속스트립의 상기 수평통로에서 지지되는 정도까지 생성시키기 위하여, 상기 전해처리액의 제일 흐름을 상기 슬릿노즐을 통해서 상기 금속스트립 표면을 향해 분출하고 ; 상기 금속스트립과 상기 전극사이에 전압을 인가하는 것으로 구성되는 전해처리액으로 금속스트립을 연속전해 처리하는 방법에 있어서, 상기 폐쇄채널 슬릿노즐로부터 분출된 상기 전해처리액의 제일흐름을 상기 전극장치와 상기 금속스트립 사이의 공간에서 제한하기 위하여, 각각의 폐쇄채널 슬릿노즐을 통한 전해처리액의 제일흐름의 분출을 대응하는 전극장치의 길이방향 중앙부에서 시행하고, 상기 전해처리액의 부가적인 흐름을 상기 한쌍의 전극장치의 입구단부와 출구단부에 위치되어 있고 또한 상기 금속스트립의 상기 수평이동통로의 길이방향에 대해 측면방향으로 각각 연장되어 있는 부가적인 슬릿노즐을 통해서 상기 금속스트립표면을 향하여 분출시키는 것을 특징으로 하는 전해처리액으로 금속스트립을 연속전해 처리하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 처리공간부로부터 상기 전해처리액의 측면으로의 흐름을 각각의 전극장치의 양측면에지부에 위치된 처리액의 흐름을 제한하는 장치에 의해 제한하고, 이 장치의 위치는 상기 수평이동통로에서 상기 금속스트립의 측면에지부에 인접한 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄커튼벽을 형성하기 위하여, 상기 정압유체패드의 상기 슬릿노즐을 통해 분출된 전해처리액의 상기 제일흐름에, 상기 금속스트립의 상기 수평통로의 길이방향에 대해 길이방향으로 연장되어 있을 뿐만 아니라 이 수평통로의 길이방향 중심선에 대해 대칭으로 위치된 적어도 한쌍의 길이방향 세그먼트와, 상기 금속스트립의 상기 수평통로의 길이방향에 대해 측면방향으로 연장되어 있을 뿐만 아니라 상기 길이방향 세그먼트에 연결된 적어도 한쌍의 측면 세그먼트가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 전해처리액의 상기 흐름의 상기 쌍의 측면세그먼트중 하나는 각각의 정압유체패드의 입구단부측에 위치되어 대응하는 금속스트립을 향해 수직으로 배향되고, 상기 쌍의 측면세그먼트중 다른 하나는 각각의 정압유체패드의 출구단부에 위치되어 상기 금속스트립의 이동방향에 대해 반대방향을 따라서 비스듬히 경사지게 대응하는 금속스트립을 향해 배향되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 전해처리액의 상기 흐름의 모든 상기 쌍의 측면세그먼트는 상기 금속스트립의 이동방향에 대해 반대방향으로 비스듬히 경사지게 배향되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 금속스트립을 100m/min 또는 그 이상의 속도로 이동시키는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 금속스트립의 이동속도가 300m/min또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 전압이 인가될때, 각각의 전극과 상기 금속스트립 사이에서 상기 전해처리액의 전류밀도는 100A/dm²또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 전류밀도는 200A/dm²또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 처리공간부의 상기 전해처리액을 수집하여 상기 전해처리액의 상기 공급원으로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 각각의 전극장치와 대응하는 금속스트립 표면간의 거리는 15mm 또는 그 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 각각의 전극장치와 대응하는 금속스트립 표면간의 거리는 7mm 또는 그 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 각각의 전극장치와 대응하는 금속스트립 표면간의 공간부를 통해 상기 금속스트립의 이동방향과 동일한 방향으로 흐르는 상기 전해처리액의 한부분의 유속과 상기 금속스트립의 이동방향에 대해 반대방향으로 흐르는 상기 전해처리액의 다른 부분의 유속을 서로 유사하게 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 금속스트립의 공급장치 ; 상기 금속스트립의 수평이동통로가 상기 공급장치와 이송장치 사이에 제공되는 방식으로 상기 공급장치의 하류부에 배치된 상기 금속스트립의 이송장치 ; 상기 금속스트립의 상기 수평이동통로에 대해 평행으로 각각 연장되어 있고, 상기 금속스트립의 상기 수평이동통로를 통해서 이격되어 마주보고 있고, 전극과 상기 전극에 위치된 정압유체패드를 각각 갖고 있는 한쌍의 전극장치 ; 상기 전해처리액을 각각의 슬릿노즐에 공급하느 전해처리액의 공급원 ; 상기 전극과 금속스트립 사이에 전압을 인가하는 장치 ; 로 구성되며, 상기 각각의 정압유체패드는 대응하는 금속스트립 표면을 향해 전해처리액을 분출하기 위한 슬릿노즐이 제공되어 있고, 상기 슬릿노즐은 폐쇄채널의 형태로 적어도 하나의 개구를 가지고 있고 각각의 개구를 통해 분출된 전해처리액의 흐름을 금속스트립 표면과 대응하는 전극장치사이의 갭에서 폐쇄커튼의 형태로 형성시키고 상기 전해처리액의 정압을 상기 금속스트립이 상기 수평이동통로에서 지지되는 정도까지 처리액의 각각의 폐쇄커튼에 의해 둘러싸인 공간부에 생성시키는, 전해처리액으로 금속스트립을 연속전해처리하는 장치에 있어서 : 부가적인 슬릿노즐이 상기 한쌍의 전극장치의 입구단부와 출구단부에 각각 배치되어 있고, 각각의 상기 부가적인 슬릿노즐은 상기 수평이동통로의 길이방향에 대해 측면방향으로 연장되어 있고 또한 대응하는 금속스트립 표면으로 배향되어 있으며 상기 전해처리액의 공급원에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전해처리액으로 금속스트립을 연속전해처리하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 각각의 폐쇄채널 슬릿노즐이 대응하는 전극장치의 길이방향 중앙부에 위치된 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제14항에 있어서, 각각의 정압유체패드가 대응하는 전극장치의 길이방향 중앙과 상기 입구단부 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제14항에 있어서, 상기 전극장치의 측면에지부와 상기 수평통로에서의 상기 금속스트립의 측면에지의 근처 모두에 위치되어 상기 전극장치와 대응하는 금속스트립표면사이에서 상기 전해처리액의 측면으로의 흐름을 제한하는 장치가 각각의 상기 전극장치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 제한장치는 상기 금속스트립의 상기 수평통로를 향해 상기 측면에지부로부터 수직으로 돌출되어 있는 에지판인 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제17항에 있어서, 상기 제한장치는 상기 금속스트립의 상기 수평통로를 향하여 상기 전해처리액의 일부를 수직으로 분출하기 위한 추가의 부가적인 슬릿노즐인 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 폐쇄채널형태의 개구를 형성하기 위해, 상기 정압유체패드에 있는 각각의 상기 슬릿노즐에, 상기 금속스트립의 상기 수평통로의 길이방향에 대해 길이방향으로 연장되어 있고 상기 수평통로의 길이방향 중앙선에 대해 대칭으로 위치된 슬릿의 적어도 한쌍의 길이방향 세그먼트와, 상기 금속스트립의 상기 수평통로의 길이방향에 대해 측면방향으로 연장되어 있고 상기 길이방향 세그먼트에 연결된 슬릿의 적어도 한쌍의 측면 세그먼트가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제20항에 있어서, 각각의 슬릿노즐에 있는 슬릿의 상기 측면 세그먼트는 상기 금속스트립의 상기 수평통로를 향하여 수직으로 배향된 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제20항에 있어서, 각각의 슬릿노즐에 있는 슬릿의 상기 쌍의 측면 세그먼트중 하나는 상기 정압유체패드의 입구단부측에 위치되어 상기 수평통로를 향해 상기 금속스트립의 이동방향과 동일한 방향을 따라서 경사진 각도로 배향되어 있고, 슬릿의 상기 쌍의 측면세그먼트중 다른 하나는 상기 정압유체패드의 출구단부측에 위치되어 상기 수평통로를 향해 상기 금속스트립의 이동방향에 대해 반대방향을 따라서 경사진 각도로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제20항에 있어서, 각각의 슬릿노즐에 있는 슬릿의 상기 쌍의 측면 세그먼트중 하나는 상기 정압유체패드의 입구단부측에 위치되어 상기 금속스트립의 상기 수평통로를 향해 수직으로 배향되어 있고, 슬릿의 상기 쌍의 측면 세그먼트중 다른 하나는 상기 정압유체패드의 출구단부측에 위치되어 상기 금속스트립의 이동방향에 대해 반대방향을 따라서 경사진 각도로 상기 수평통로를 향해 배향된 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제20항에 있어서, 각각의 슬릿노즐에 있는 슬릿의 모든 상기 측면 세그먼트는 상기 금속스트립의 이동방향에 대해 반대방향으로 경사진 각도로 상기 금속스트립의 상기 수평통로를 향해 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제14항에 있어서, 상기 전극은 상기 전해처리액에서 불용성인 금속재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제14항에 있어서, 각각의 정압유체패드에, 상기 금속스트립의 상기 수평통로를 대향할 뿐만 아니라 전기전도성 재료로 구성되어 있는 표면층이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.

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