KR20010065374A - 에지 과도금을 방지하는 전기도금방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 전기도금설비에서 에지 마스크에 전기전도성을 부여함으로서 에지마스크가 강판 폭 이내까지 삽입되어도 미도금이 발생하지 않고, 에지마스크에 의해 가려지지 않은 부위에서의 과도금도 방지할 수 있는 전기도금방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 강판을 불용성 양극사이의 에지마스크에서 도금액 분사노즐을 이용하여 도금을 실시하는 강판의 전기도금방법에 있어서, 상기 에지마스크를 티타늄상에 산화이리듐이 피복되어 있는 합금, 백금, 납 및 이들의 합금계중 어느 하나로 이루어지는 소재를 이용하여 에지마스크에 전기전도성을 부여하고, 양극과 마주하는 면은 페인트 피복 또는 플라스틱류의 부도성 소재를 사이에 삽입하여 양극과 에지마스크 사이의 통전을 방지하도록 하는 전기도금방법을 제공한다.

본 발명으로 인해 전기도금시 에지부의 전류집중에 의한 과도금 현상 및 덴드라이트 형태의 석출에 의한 불량 및 조업문제도 해결할 수 있으며, 강판 폭이상 부위에서 양극의 음극화 현상에 의한 수명단축 현상도 방지할 수 있다.

Description

에지 과도금을 방지하는 전기도금방법{electro-plating method utilizing edge mask to prevent the edge overcoating}

본 발명은 에지 과도금 방지 능력이 우수한 에지마스크를 이용하는 도금방법에 관한 것으로, 특히 에지마스크에 전기 전도성을 부여하여 에지 과도금 및 미도금을 방지하는 도금방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기도금을 할 때 도금전류가 강판의 에지(edge) 부위에집중되는 현상으로 인하여, 그 부위가 다른 부위대비 도금부착량이 많아지거나, 덴드라이트(dendrite)형태의 아연성장이 일어나 도금결함을 유발하는 등의 문제가 발생한다. 또한 불용성 양극을 사용하는 도금설비에서는 강판 폭을 넘는 부위에서는 양극이 서로 마주보는 형태가 되고, 다양한 원인으로 인하여 이 부위의 양극간에는 전위차가 발생되어 양극표면의 산화 이리듐(IrO₂) 피막이 파괴되는 문제가 발생하여 양극수명이 단축되는 현상이 나타나게 된다.

이를 더욱 상세히 설명하면, 연속으로 강판에 전기아연도금을 하는데 있어서 전기의 특성상 강판의 에지부위에 전류가 집중되는 현상이 나타나며, 이에 의해 다음과 같은 두가지 주요 문제가 발생하게 된다.

첫째, 에지부위의 도금부착량이 다른 부위대비 증가하는 에지 과도금 문제가 발생하게 된다. 이러한 에지 과도금은 도금을 한 후 코일로 감는 과정에서 에지부의 과다한 도금부착으로 인하여 강판에 굴곡을 유발하기 때문에 코일을 작은 단위로 제작할 수 밖에 없어서 운송비나 생산성에 많은 문제를 야기시켜 왔다.

둘째, 에지부위에 발생하는 덴드라이트 형태의 아연부착 문제다. 이러한 형태로 부착된 아연을 매우 잘 떨어지기 때문에 롤(roll) 등을 비롯한 도금설비에 부착되어 도금강판 표면에 찍힘자국 형태의 불량을 유발하는 문제가 발생하게 되며,특히 전도롤(conductor roll)에 부착되는 경우 부착된 아연 가루를 중심으로 전도롤에 아연이 도금되는 현상이 발생하여 나타나는 아연 픽업(pick-up)현상을 초래하여 생산에 많은 문제를 일으킨다.

불용성 양극을 사용하고 불용성 양극이 서로 마주보는 형태로 도금이 이루어지는 수평형 전기도금설비나 수직형 전기도금설비에서는 강판 폭 이상되는 부위에서는 불용성 양극간에 서로 마주보는 형태가 된다(도 1의 '가'부위). 이 때 양극간에는 도금액 유동이나, 강판의 양면에 전압을 달리해서 도금하는 경우 등에 의해 전위차이가 발생하게 되어 하나의 양극이 음극화되는 현상이 발생하게 된다. 이러한 음극화된 불용성 양극은 표면의 산화 이리듐(IrO₂) 피막의 손상을 초래하여 수명을 단축시키는 문제가 발생하게 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래에는 도 1과 같은 형태의 에지마스크 (edge mask)를 적용해 왔으며 마스크의 소재는 부도체로 이루어져 있었다.

그러나 에지 마스크가 강판 에지부위의 전류집중을 방지하기 위해서는 강판 폭 보다 에지 마스크가 더 깊이 들어가서 에지부의 전류를 차단시켜줘야 한다. 그러나 부도체의 에지마스크를 사용했을 때는 마스크에 의해 가려진 강판의 에지 부위는 도금이 되지 않으며, 가려진 부위를 지나면 다시 과도금이 시작되는 문제가 있어왔다(도 4의 '가' 곡선).

따라서, 강판 에지부위에 정확히 에지마스크를 접근시킬 필요가 생기게 되나. 실제 강판에 전기도금을 하는 설비에서는 강판이 폭 방향으로 좌우로 이동하는 사행현상이 생기기 때문에, 이를 감지하는 센서를 두고, 이 센서에 의한 전기 신호를 받아 에지 마스크가 이동하여 에지부위와 정확히 일치시키는 체계가 갖추어져 있으나, 이것 역시 정확한 작동이 불가능해 강판 폭의 안쪽으로 에지마스크가 위치하는 경우에 미도금이 유발되고, 강판 폭을 넘는 부위에 위치한 경우 에지 과도금이나 불용성 양극의 음극화 현상을 초래할 수 있기 때문에 충분한 효과를 발휘하기가 어렵다는 문제가 있다.

이러한 강판의 사행을 고려할 때 에지 과도금을 방지하기 위한 가장 좋은 방법은 강판의 에지위치보다 충분히 깊이 에지마스크를 넣어 강판의 사행이 생겨도 에지부위가 항상 에지마스크에 의해 가려지는 것이 좋으나 앞에서 말한 바와 같이 미도금 문제가 있기 때문에 적용이 불가능하다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에지 마스크에 전기전도성을 부여함으로서 에지마스크가 강판 폭 이내까지 삽입되어도 미도금이 발생하지 않고, 에지마스크에 의해 가려지지 않은 부위에서의 과도금도 방지할 수 있는 전기도금방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 수평형 전기도금설비에서 사용하는 기존의 에지 마스크(edge mask)를 새로운 형태로 개조함으로서 이러한 문제를 방지하기 위한 방법을 제공한다. 특히 기존의 에지 마스크에 전기 전도성을 부여하는 것을 특징으로 한다.

도 1의 (a)는 종래기술에 따른 에지마스크가 설치되어 있는 전기도금 설비의 측면도.

(b)는 종래기술에 따른 에지마스크가 설치되어 있는 전기도금 설비의 정면도.

도 2는 본 발명에 의해 구성된 에지마스크의 개략도.

도 3은 강판 에지부위의 도금부착량의 측정결과를 도시한 그래프도.

도 4는 본 발명에 의한 에지마스크 적용에 의한 강판 에지부위의 도금부착량 측정결과를 도시한 그래프도.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 강판에 전기도금을 하는 공정에서 강판의 에지부위에 전류가 집중되어 발생하는 현상인 에지 과도금과 덴드라이트 형태의 아연석출을 방지하고, 불용성 양극간의 전위차에 의한 음극화 현상을 방지하기 위한 것을 목적으로, 전기전도성이 우수한 소재를 에지마스크 소재로 사용하는 것에 관한 것으로, 보다 자세히 설명하면, 기존 에지마스크는 폴리프로필렌과 같은 부도체 소재를 사용해 왔던 것에 비해 본 발명은 전기 전도도가 우수한 금속을 소재로 사용함으로써(도 2), 기존 에지마스크의 문제였던 미도금이나 과도금 문제를 해결하였다.

여기서 전기 전도성이 우수한 에지 마스크 소재로는 금속류를 선택하면 되나, 도금액이 일반적으로 강한 부식성인 관계로 도금액에서의 내구성을 고려하여 전기도금에서 불용성 양극소재로 주로 사용되고 있는 티타늄 위에 IrO₂가 피복되어 있는 형태나, 백금이나, 납 또는 이들 합금계 등을 소재로 사용하는 것이 바람직하다.

물론 이 경우 에지마스크가 양극과 접촉할 수 있기 때문에 에지마스크와 양극간의 통전 차단을 위해 양극과 마주하는 면은 통전을 방지하는 처리를 해주어야 한다. 통전 방지 처리는 양극과 마주하는 에지마스크 면에 페인트 피복을 해주던가 플라스틱류의 부도성 소재를 사이에 삽입시켜 주면 된다.

(실시예)

본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

수평형 전기도금설비에서 주로 사용하는 황산욕 전기도금용액을 이용하여 에지 마스크 소재에 따른 효과를 조사하였다.

전기도금용액 및 도금조건은 다음과 같다.

아연농도 60g/l, Na₂SO₄100g/l, pH 1.2, 도금액 온도 60℃, 도금액 유속1.3m/sec. 전류 밀도 100A/dm², 도금부착량 60g/m², 양극과 음극간의 거리 9mm

도 3은 강판의 에지부위로부터 내부까지 도금부착량을 측정한 결과로서, 도금부착량은 XRF를 이용하여 측정하였다. 이 때, 'Y'축은 실제 목표로 한 도금부착량 대비 실제로 도금된 부착량을 백분율로 나타낸 것이다,

에지 마스크를 사용하지 않았을 때는 강판의 에지부위가 내부에 비해 많은 도금부착량을 나타내고 있는 것을 알 수 잇다.

도 4의 '가' 곡선은 도 1과 같이 기존에 사용되고 있는 부도체 소재로 제착된 에지마스크를 강판 에지부터 폭의 중심방향으로 13mm 깊이까지 넣었을 경우의 도금부착량을 측정한 결과로서, 에지마스크에 의해 가려진 부위는 거의 도금이 이루어지지 않는 것으로 나타났으며, 또한 에지마스크가 가려진 부분이 끝나는 부위에서는(도 4의 '가'곡선의 'ㄱ'위치) 다시 과도금이 발생하는 것을 알 수 있다.

도 4의 '나' 곡선은 도 2의 발명예와 같이 금속을 사용하여 제작한 에지마스크를 강판 에지부터 13mm 깊이까지 넣었을 때로서 기존 부도체 에지마스크를 사용했을 때(도 4의 '가')와 달리 에지마스크에 의해 가려진 부분에서도 충분한 도금이 이루어지고 있으며, 에지마스크에 의해 가려진 부분이 끝나는 부분에서의 과도금 현상도 나타나지 않았다.

상술한 바와 같이, 본 발명으로 인해 전기도금시 에지부의 전류집중에 의한 과도금 현상 및 덴드라이트 형태의 석출에 의한 불량 및 조업문제도 해결할 수 있으며, 강판 폭이상 부위에서 양극의 음극화 현상에 의한 수명단축 현상도 방지할 수 있다. 또한 에지 마스크를 강판 내부로 충분히 삽입시켜도 미도금이나 과도금 현상이 발생하지 않으므로, 강판 사행에 의해 에지부위가 에지마스크를 벗어나는 문제도 해결할 수 있다는 효과를 지닌다.

Claims (1)

1. 강판을 불용성 양극사이의 에지마스크에서 도금액 분사노즐을 이용하여 도금을 실시하는 강판의 전기도금방법에 있어서, 상기 에지마스크를 티타늄상에 산화이리듐이 피복되어 있는 합금, 백금, 납 및 이들의 합금계중 어느 하나로 이루어지는 소재를 이용하여 에지마스크에 전기전도성을 부여하고, 양극과 마주하는 면은 페인트 피복 또는 플라스틱류의 부도성 소재를 사이에 삽입하여 양극과 에지마스크 사이의 통전을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 에지 과도금을 방지할 수 있는 전기도금방법.