KR101345399B1 - 적외선 반사판과 이의 제조 방법 및 이를 구비하는 도금라인용 건조기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건조기에 장착되어 열손실을 최소화할 수 있는 적외선 반사판과, 이러한 적외선 반사판의 제조 방법, 및 이러한 적외선 반사판을 구비하는 도금라인용 건조기를 제공한다. 적외선 반사판은 피건조물 상에 피복된 물질을 건조시키는 건조기용의 반사판으로서, 알루미늄을 포함하는 모재; 모재를 관통하는 다수의 구멍; 및 모재의 적어도 일면에 배치되는 적외선 반사막을 포함한다.
Description
본 발명은 건조기에 장착되어 열손실을 최소화할 수 있는 적외선 반사판과, 이러한 적외선 반사판의 제조 방법, 및 이러한 적외선 반사판을 구비하는 도금라인용 건조기에 관한 것이다.
광학 코팅 기술은 일반적으로 실리카나 광학재료(BK7)와 같은 유리 재질의 표면에 금속 또는 산화물을 단층 또는 다층으로 코팅하여 필요한 파장 대역을 투과, 반사, 흡수하는 기능을 갖는 코팅피막을 제조하는 것을 말한다.
적외선 반사판은 적외선 건조기에 장착되어 열효율을 높임으로써 장치의 효율을 높이도록 이용된다. 하지만, 적외선 반사판에 코팅되는 적외선 반사막은 반사율 측면에서 은(Ag)을 코팅하는 것이 가장 좋으나 코팅층의 수명이 짧은 단점이 있다. 한편, 금(Au)은 은보다 반사율이 다소 떨어지지만 적외선 영역에서는 반사율이 은과 유사하고 산화 및 반응성이 거의 없지만 스크래치에 약하다는 단점이 있다. 이러한 이유로, 기존의 대부분의 적외선 반사막 제조 공정에서는 통상 금속성 모재 상에 금을 코팅한 후 실리콘 산화물이나 불화 마그네슘을 보호막으로 코팅하여 스크래치를 방지하고 있다.
하지만, 연속식 용융도금 라인의 경우 도금욕에서 도금을 마친 후 수세를 하고 이를 다시 건조 및 냉각시킨 후 코일 형태로 감아서 최종적인 도금 강판을 생산하는 데, 알루미늄 모재의 경우 상기 공정 중에 표면이 쉽게 산화되어 시간이 경과함에 따라 알루미늄산화물에 의해 반사율이 급격히 현저하게 저하하는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 알루미늄 양극산화를 고려할 수 있으나, 양극 산화를 실시하는 경우, 표면 조도가 불량하여 반사율이 크게 저하되는 문제점이 있다.
또한, 일정 수준 이상의 반사율을 확보하기 위하여 알루미늄 모재를 미러상으로 가공하여야 하는데, 알루미늄의 재질 특성으로 인하여 가공 과정에서 스크래치의 발생 가능성이 높다. 알루미늄 모재를 미러상으로 가공함에 있어서 종래의 다이아몬드 터닝 머신(Diamond Turning Machine) 등과 같은 고가의 장비를 이용하여 정교하게 가공하거나 연마제를 이용하여 버핑(buffing)하는 방법이 고려될 수 있다.
하지만, 다이아몬드 터닝 머신을 이용한 가공은 가공 장치의 가격이 높아 원가에 큰 부담을 주기 때문에 일반적으로 일반적으로 연마제를 이용한 버핑이 이용되고 있다.
연마제를 이용한 가공은 모재 상의 잔류 연마제에 의해 코팅면의 밀착 불량이 발생하기 쉽다. 잔류 연마제의 제거를 위해 자일렌(Xylene)과 같은 용제를 사용할 수 있는데, 통상 잔류 연마제의 실질적인 완벽한 제거를 위해서는 통상 4~5회 이상에 걸쳐 자일렌 처리를 반복 수행해야 하는 단점이 있다. 특히, 도금 라인용 건조기에 사용되는 적외선 반사판에서는 연마제의 완벽한 제거를 위해 많은 양의 자일렌 용제를 사용해야 하며, 그러한 경우 자일렌 용제의 과다 사용을 유도하여 용제의 처리 및 환경상의 문제를 야기할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 적외선 히터 등을 발열체로 이용하는 건조기에 사용되는 적외선 반사판으로서, 연마제 제거를 위한 자일렌 용제의 사용을 최소화하면서 코팅층의 밀착력을 확보할 수 있는 적외선 반사판의 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조되는 적외선 반사판을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 알루미늄을 모재로 하는 적외선 반사판에서 알루미늄 산화에 따른 반사율 저하를 방지할 수 있는 적외선 반사판 및 이러한 적외선 반사판의 제조 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 적외선 반사판을 구비함으로써 효율을 높일 수 있는 도금 라인용 건조기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 적외선 반사판은, 피건조물 상에 피복된 물질을 건조시키는 건조기용의 반사판으로서, 알루미늄을 포함하는 모재; 모재를 관통하는 다수의 구멍; 및 모재의 적어도 일면에 배치되는 적외선 반사막을 포함한다.
일 실시예에서, 구멍의 크기는 직경 1.9㎜ 내지 2.1㎜이다.
일 실시예에서, 적외선 반사막은, 모재와 반사층 사이에 위치하는 접착층; 접착층 위에 존재하는 상기 반사층인 금 코팅층; 및 금 코팅층 위에 위치하는 보호층을 포함한다.
적외선 반사판은 모재와 접착층 사이에 위치하는 산화물층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 도금층을 건조시키기 위한 건조기에 이용되는 반사판의 제조 방법으로서, 알루미늄을 포함하는 모재를 가공하여 모재를 관통하는 다수의 구멍을 형성하는 제1 단계; 및 모재의 적어도 일면에 적외선 반사막을 형성하는 제2 단계을 포함한다.
일 실시예에서, 제2 단계는, 모재를 연마제로 연마한 후 모재 상의 잔류 연마제를 아르곤 글로우 방전을 이용한 플라즈마 에칭으로 제거하는 제2A 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 단계는, 제2A 단계 후에 모재 상에 접착층을 형성하는 제2B 단계; 접착층 상에 금 코팅층을 형성하는 제2C 단계; 및 금 코팅층 상에 보호층을 형성하는 제2D 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 단계는, 제2A 및 제2B 단계들 사이에 있어서, 소정 온도로 가열된 모재 상에 산화물층을 형성하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 적외선 반사판의 제조 방법은 산화물층, 접착층, 금 코팅층, 및 보호층 중 적어도 어느 하나의 형성 공정 중 이온빔을 보조로 조사하여 형성 박막의 조직을 치밀하게 하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 제2A 단계 전에 잔류 연마제를 소정의 용제로 최대 1회 또는 2회 처리하여 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 도금 라인용 건조기는, 피건조물이 수납되는 건조실; 건조실 내에 설치되며 피건조물을 향하여 적외선을 방출하는 발열체; 및 건조실 내에 적외선을 반사하도록 설치되는 전술한 일 측면의 실시예들 중 어느 하나의 적외선 반사판을 포함한다.
본 발명에 의하면, 적외선 반사판의 제조시 연마제를 이용한 버핑 방법으로 모재에 미러상을 형성할 때 연마제 제거를 위한 용제의 사용을 최소화하면서 코팅층의 밀착력을 확보할 수 있고, 그것에 의해 적외선 반사판의 제조시 기판 청정 방안을 제공할 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 고반사율 적외선 반사판을 제공함으로써 건조기의 열손실을 최소화하여 전력 사용량을 줄이고 건조 시간을 단축하며, 그것에 의해 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사판의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 적외선 반사판에 채용가능한 구성의 일 실시예에 대한 부분 확대 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사판의 제조 방법에 대한 개략적인 순서도이다.
도 4는 도 1의 적외선 반사판에 채용가능한 구성의 또 다른 일 실시예에 대한 부분 확대 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사판의 제조 방법에 대한 개략적인 순서도이다.
도 6은 본 발명의 적외선 반사판과 제1 및 제2 비교예의 적외선 반사판의 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 제2 비교예의 적외선 반사판의 일례에 대한 부분 확대 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 라인용 건조기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 적외선 반사판에 채용가능한 구성의 일 실시예에 대한 부분 확대 횡단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사판의 제조 방법에 대한 개략적인 순서도이다.
도 4는 도 1의 적외선 반사판에 채용가능한 구성의 또 다른 일 실시예에 대한 부분 확대 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사판의 제조 방법에 대한 개략적인 순서도이다.
도 6은 본 발명의 적외선 반사판과 제1 및 제2 비교예의 적외선 반사판의 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 제2 비교예의 적외선 반사판의 일례에 대한 부분 확대 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 라인용 건조기의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선 반사판의 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 적외선 반사판(100)은 모재(10)와 모재의 적어도 일면에 배치되는 적외선 반사막(도 2의 참조부호 14 참조)을 구비한다.
적외선 반사판(100)은 도금 라인 공정에 사용되는 건조기 내에 설치되어 건조기 내에 수납된 피건조물을 가열하는 발열체의 적외선을 반사하여 건조기의 효율을 높이도록 사용된다.
본 실시예의 적외선 반사판(100)은 모재(10)를 그 두께 방향으로 관통하는 복수의 구멍(12)을 구비하는 것을 주된 기술적 특징으로 한다.
구멍(12)은 압축공기를 방출하기 위한 것이다. 이를 위해, 구멍(12)은 반사판(100)의 정면에서 볼 때 반사판(100) 전체에 비교적 균일하게 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 구멍(12)은 압축공기의 효과적인 방출을 위해 적절한 노즐 기능을 수행할 수 있도록 소정 크기로 형성된다. 구멍(12)의 크기는 약 2㎜, 바람직하게는 직경 1.9㎜ 내지 2.1㎜인 것이 좋다.
본 실시예에 의하면, 적외선 반사판(100)은 건조기 내에 설치되어 할로겐 램프 등의 발열체의 적외선을 피건조물로 반사시키면서, 피건조물에 대하여 반사판의 반대쪽에 위치하는 압축공기 공급부로부터의 압축 공기를 복수의 구멍(12)을 통해 균일하게 피건조물로 분사함으로써, 도금 부재의 수분을 효과적으로 제거하거나 도금 강판을 효과적으로 또는 균일하게 가열시킬 수 있고, 그것에 의해 장치의 성능과 건조 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 적외선 반사판에 채용 가능한 구성의 일 실시예에 대한 부분 확대 횡단면도이다.
도 2를 참조하면, 적외선 반사판(100a)은 모재(10), 모재의 적어도 일면에 배치되는 적외선 반사막(14), 및 모재(10)와 적외선 반사막(14)을 두께 방향으로 관통하는 복수의 구멍(12)을 구비한다.
본 실시예에 있어서, 적외선 반사판(100a)의 모재(10)와 적외선 반사막(14)과의 사이에는 잔류 연마제가 실질적으로 존재하지 않는다. 다시 말해서, 적외선 반사판(100a)은 모재(10)와 적외선 반사막(14)의 밀착력이 우수하다. 따라서, 내구성이 우수하고 장수명을 보장하는 적외선 반사판(100a)이 제공된다.
본 실시예의 적외선 반사판을 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 2의 적외선 반사판에 채용가능한 제조 방법의 일 실시예에 대한 개략적인 순서도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 적외선 반사판(100a)을 제조하기 위하여, 우선 모재(10)를 가공하여 다수의 구멍(12)을 형성한다. 여기에서, 모재(10)는 알루미늄계 금속이 바람직하다. 예를 들면, 모재(10)로는 1000계 알루미늄이나 2000계 내지 8000계 알루미늄 합금에서 선택되는 금속성 재료가 이용될 수 있다.
구멍(12)은 압축공기가 효과적으로 분사될 수 있도록 모재(10)의 전면에 대략 소정 패턴을 가지고 균일하게 배치된다. 구멍(12)은 모재(10)를 관통하도록 동일한 단면 직경을 갖는 원통 형태를 구비하거나 압축공기의 방출 방향으로 직경이 조금 감소되는 원통 형태를 구비할 수 있다. 구멍(12)의 크기는 압축 공기의 분사 압력과 분사 거리의 설정에 따라 약간의 차이는 있을 수 있지만 방출 공기의 효과적인 분사와 모재 또는 구멍 부분의 내구성을 고려하여 약 2㎜ 정도, 좀더 구체적으로는, 약 1.9㎜ 내지 약 2.1㎜인 것이 바람직하다.
다음으로, 모재(10)의 미러상을 형성하기 위해 연마제를 이용한 미러상 형성 공정을 수행한다(S320). 여기에서, 미러상은 모재(10)의 적어도 일면이 일정 레벨 이상의 빛 반사율을 갖는 미러 형태 또는 거울 모양을 지칭한다. 본 실시예에서, 연마제로는 실리콘 카바이드, 보론 카바이드, 합성 다이아몬드, 단결정/다결정 다이아몬드 등을 이용하는 기존의 다양한 연마제들 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다. 혹은, 연마제로서 황산화수소(H2SO4), 과산화수소, 또는 알칼리 용액 등이 이용될 수 있다.
다음으로, 글로우 방전 플라즈마 에칭 공법으로 모재(10) 상의 잔류 연마제를 제거한다(S330).
예를 들면, 진공 챔버 내에 모재(10)를 수납한 후 진공 배기를 실시하여 약 3×10-6Torr의 진공도를 만들고, 할로겐 램프 히터를 이용하여 모재(10)를 300℃로 가열하고, 모재(10)에 대하여 글로우 방전을 통한 플라즈마 에칭을 실시하여 잔류 연마제를 제거할 수 있다. 또한, 그러한 공정에 의해 미러상 형성 공정 후에 모재(10) 상에 존재하는 산화물도 같이 제거할 수 있다.
다음으로, 모재(10) 상에 적외선 반사막을 형성한다(S340). 본 실시예에 있어서, 적외선 반사막은 금 코팅층으로 형성되는 것이 바람직하다. 금 코팅층의 두께는 반사하고자 하는 적외선의 파장에 따라 차이를 가질 수 있다. 적외선은 에너지 전달 행태의 일종으로 파장 범위 약 0.7㎛ 내지 1000㎛의 파장을 지칭한다.
본 실시예는 기본적으로 잔류 연마제를 제어하기 위해 글로우 방전 플라즈마를 이용한 에칭법을 이용한다. 또 다른 일 측면에서, 플라즈마 에칭법을 사용하기 전에 1 ~ 2회의 자일렌 등의 용제 처리로 잔류 연마제 일부를 제거하는 것도 가능하다. 그 경우, 용제를 전혀 사용하는 것이 아니지만 용제의 사용을 최소화하면서 플라즈마 에칭에 의한 잔류 연마제 제거 효과를 높일 수 있다.
본 실시예의 제조 방법에 의해 제조된 적외선 반사판은 도 1을 참조하여 설명한 적외선 반사판(100) 또는 도 2를 참조하여 설명한 적외선 반사판(100a)일 수 있다.
본 실시예에 의하면, 모재와 적외선 반사막과의 사이에 잔류 연마제와 산화물을 실질적으로 완벽하게 제거함으로써 모재와 반사층 사이의 밀착력을 높여 반사판의 성능과 내구성을 향상시키고, 수명을 보장할 수 있다.
도 4는 도 1의 적외선 반사판에 채용가능한 구성의 또 다른 일 실시예에 대한 부분 확대 횡단면도이다.
도 4를 참조하면, 적외선 반사판(100b)은 모재(10), 모재(10) 상에 위치하는 산화물층(20), 산화물층(20) 상에 위치하는 접착층(30), 접착층(30) 상에 위치하는 금 코팅층(40), 및 금 코팅층(40) 상에 위치하는 보호층(50)을 구비한다. 여기에서, 산화물층(20), 접착층(30), 금 코팅층(40), 및 보호층(50)은 도 2의 적외선 반사막(14)에 대응될 수 있다.
또한, 적외선 반사판(100b)은 도면에 도시하지 않았지만 모재(10), 산화물층(20), 접착층(30), 금 코팅층(40), 및 보호층(50)을 관통하도록 설치된 복수의 구멍(도 1 및 도 2의 참조부호 12 참조)을 구비한다. 이 구멍들은 적외선 반사판(100b)을 사이에 두고 피건조물로 압축공기를 분사하는 압축공기 분사장치에 연결될 수 있다.
모재(10)는 소정의 강도를 갖는 재료로서 복수의 구멍(도 1 및 도 2의 참조부호 12 참조)을 구비할 수 있는 것 모두가 이용가능 하지만, 가공하기 쉽고 취급이 용이한 금속성 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 모재(10)의 크기나 형태는 건조기의 구조나 건조 대상의 종류나 형태에 따라 변경 가능하다. 예컨대, 모재(10)는 소정 크기와 두께를 가지고 대략 다각형 평면 형태, 타원형 형태 등으로 제조될 수 있다.
산화물층(20)은 모재(10)의 종류에 따라 재료의 종류나 조성이 선택될 수 있는데, 예컨대, 모재(10)가 알루미늄인 경우 알루미늄 산화물층으로 형성된다. 이러한 산화물층(20)은 모재(10)가 공기 중의 산소나 수분과 반응하여 모재(10)의 표면 이곳저곳에 불규칙하게 형성되는 산화물이 아니라 모재(10)의 일면에 균일하게 의도적으로 형성된 막으로, 모재(10)의 표면이 산화되어 산화물이 생성되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 그것은 실질적으로 투명하므로 반사판(100b)의 반사율에 영향을 미치지 않는다. 또한, 모재(10)와 결합력 또는 밀착력이 좋은 재료로 산화물층(20)을 형성하면, 예컨대 알루미늄 모재 상에 알루미늄 산화물층을 형성하면, 이후에 알루미늄 산화물층 상에 형성되는 다른 막들과 모재(10) 간의 밀착력을 저하시키지 않을 수 있다.
본 명세서에서 용어 "투명"은 가시광 투과율이 100%라는 의미뿐만 아니라 본 기술분야에서 통상적으로 투명하다고 볼 수 있는 정도의 투과율을 갖는 것을 의미한다.
접착층(30)은 산화물층(20)과 금 코팅층(40)의 접착을 위한 층이다. 본 실시예에서 접착층(30)은 크롬과 니켈 등의 금속을 가능한 얇게 코팅하여 사용할 수 있다.
금 코팅층(40)은 적외선을 반사하는 층이다. 금 코팅층(40)의 재료는 금(Au) 이외에 은(Ag) 등의 다른 재료가 고려될 수 있다. 하지만, 은(Ag)은 반사막으로서의 수명이 짧아 사용하기 어렵기 때문에 현재까지로는 금이나 금을 주성분으로 하는 재료가 바람직하다. 금 코팅층(40)의 두께는 반사율과 내구성을 고려하여 적절히 조정될 수 있다.
보호층(50)은 스크래치에 약한 금 코팅층(40)을 보호하기 위한 층이다. 보호층(50)은 산화물이나 불화물 등을 코팅하여 사용하며 다양한 형태의 외력에 의한 금 코팅층(40)의 스크래치를 방지할 수 있도록 소정 두께로 형성된다.
본 실시예에 있어서, 적외선 반사판(100a)의 모재(10)와 적외선 반사막(14)과의 사이에는 잔류 연마제가 실질적으로 존재하지 않는다. 다시 말해서, 적외선 반사판(100a)은 모재(10)와 적외선 반사막(14)의 밀착력이 우수하다. 따라서, 내구성이 우수하고 장수명을 보장하는 적외선 반사판(100a)이 제공된다.
도 5는 도 4의 적외선 반사판에 채용가능한 제조 방법의 일 실시예에 대한 개략적인 순서도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 적외선 반사판(100b)을 제조하기 위해, 우선 다수의 구멍을 구비한 모재(10)를 준비한다(S510). 본 실시예에서 모재(10)는 가로세로 540㎜×240㎜, 두께 10㎜의 알루미늄 기판이고, 구멍(도 1 및 도 2의 참조부호 12 참조)의 직경은 약 2㎜이다.
다음으로, 연마제로 모재(10)의 표면을 미러상으로 연마한다(S520). 본 실시예에 있어서 연마제로는 광약이 이용된다. 광약은 모재 표면을 광내는 데 사용되는 약품으로, 산화크롬을 주성분으로 하는 화합물일 수 있다. 이러한 연마 과정을 거치면, 알루미늄 기판의 구멍과 표면에는 다량의 연마제가 잔류하게 된다.
잔류 연마제의 완벽한 제거를 용이하게 수행하기 위하여 플라즈마 에칭을 수행하기 전에 자일렌과 같은 용제를 이용하여 최대 1회 내지 2회에 걸쳐 용제 처리를 수행할 수 있다. 또한, 용제 처리시 초음파 장치를 이용하여 좀더 많은 양의 잔류 연마제를 제거할 수도 있다.
다음으로, 글로우 방전을 이용한 플라즈마 에칭법으로 모재(10) 상의 잔류 연마제를 제거한다(S530). 본 실시예의 플라즈마 에칭법을 이용하면 알루미늄 기판상의 잔류 연마제를 실질적으로 완벽히 제거할 수 있다. 글로우 방전에 의한 플라즈마 에칭법은 도 3의 제조 방법에서 설명한 플라즈마 에칭 공법과 동일할 수 있다.
다음으로, 모재(10) 상에 산화알루미늄층을 형성한다(S540). 산화물층(20)은 모재(10)의 산화물이 코팅층 위로 석출되어 반사율이 현격이 나빠지는 것을 방지한다. 이러한 산화물층(20)은 플라즈마 에칭 공정과 같은 온도 분위기에서 전자빔 증착 장치 등에 의해 실질적으로 균질층으로 알루미늄 기판상에 코팅된다. 또한, 산화물층(20)은 막 형성시 이온빔을 보조로 조사하면서 형성하는 경우 더욱 우수한 품질의 박막으로 형성될 수 있다.
다음으로, 플라즈마 에칭 공정 또는 산화물층 형성 공정과 같은 온도 분위기에서 산화물층(20) 상에 전자빔 층착 장치를 이용하여 접착층(30), 금 코팅층(40), 및 보호층(50)을 순차적으로 코팅한다(S550, S560, S570). 본 실시예에 있어서, 접착층(30)은 크롬(Cr) 또는 크롬을 주성분으로 하는 재료로 형성될 수 있고, 보호층(50)은 불화마그네슘(Magnesium Fluoride; MgF2)으로 형성될 수 있다.
본 실시예의 제조 방법에 의해 제조된 적외선 반사판은 도 1을 참조하여 설명한 적외선 반사판(100) 또는 도 4를 참조하여 설명한 적외선 반사판(100b)일 수 있다.
본 실시예에 의하면, 적외선 반사판에 있어서 금속성 모재의 산화를 방지하고 금 코팅층의 내식성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 적외선 반사판과 제1 및 제2 비교예의 적외선 반사판의 반사율을 나타내는 그래프이다. 도 7은 제2 비교예의 적외선 반사판의 일례에 대한 부분 확대 사진이다.
도 6을 참조하면, 제1 비교예(C)는 연마제를 이용하여 버핑처리한 알루미늄 플레이트를 양극산화한 후 크롬 접착층, 금 코팅층, 불화마그네슘 보호층을 순차적으로 코팅한 것이며, 제2 비교예(B)는 제1 비교예와 동일한 연마제를 이용하여 버핑처리한 알루미늄 플레이트에 크롬 접착층, 금 코팅층, 불화마그네슘 보호층을 순차적으로 코팅한 것이다. 그리고, 본 실시예에 따른 반사판(A)은 제1 및 제2 비교예와 동일한 연마제를 이용하여 알루미늄 플레이트를 버핑처리하고, 도 5를 참조하여 설명한 본 실시예의 방법에 따라 산화물층을 형성하고, 제1 및 제2 비교예와 동일하게 크롬 접착층, 금 코팅층, 불화마그네슘 보호층을 순차적으로 코팅한 것이다.
위와 같이 준비된 적외선 반사판들에 대하여 스펙트로포토미터를 이용하여 각각의 반사율을 측정하였다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 반사판(A)은 적외선 파장 1100㎚의 영역에서 제1 비교예(A)에 비해 약 45% 정도 반사율이 향상되었고, 제2 비교예(B)에 비해 약 13% 정도 반사율이 향상되었다.
한편, 알루미늄 기판에 대하여 버핑처리만 수행한 제2 비교예(B)는 통상의 사용환경하에서 약 6개월 경과시 알루미늄 기판 표면에서 자연 발생한 알루미늄산화물이 코팅층 위로 석출되기 시작하였으며, 약 1년 경과 후 도 7에 도시한 바와 같이 구멍(212)이 구비된 반사판(202)의 표면(210) 이곳저곳에 알루미늄산화물(214)이 산발적으로 형성되어 반사판으로서의 기능을 제대로 수행할 수 없게 되었다. 제2 비교예(B)의 반사판에 비하여 본 실시예의 반사판(A)에서는 약 1년이 경과된 시점에서 알루미늄 플레이트의 표면에서 코팅층 위로 석출되는 알루미늄산화물이 전혀 관찰되지 않았다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도금 라인용 건조기의 개략적인 구성도이다.
도 8을 참조하면, 건조기는 전술한 실시예들 중 어느 하나의 반사판이나 그 제조방법에 의해 제조된 적외선 반사판(100, 100a, 100b)을 구비한다.
건조기는 소정의 챔버 또는 건조실(310)과, 이 건조실(310) 내측으로 적외선을 방출하여 건조실(310) 내부를 통과하는 피건조물(330)을 건조할 수 있도록 설치되는 적어도 하나의 발열체(320), 및 발열체(320)의 적외선을 피건조물(330)을 향하여 반사하도록 설치되는 적어도 하나의 적외선 반사판(100)을 구비한다. 또한, 건조기는 적외선 반사판(100)의 구멍을 통해 건조실(310) 내의 피건조물을 향하여 압축공기를 분사하는 압축공기 공급 장치(350)를 더 구비할 수 있다. 여기에서, 발열체(320)는 할로겐 램프 등으로 구성될 수 있다.
본 실시예에서 도금 라인용 건조기는 챔버(310)의 양측면 프레임 또는 벽 부재(312)의 하단부에 서로 마주하도록 설치하는 한 쌍의 발열체(320)와, 각 발열체(320)의 상부측에 서로 마주하도록 설치되는 한 쌍의 적외선 반사판(100), 및 적외선 반사판(100)에 결합하여 압축공기를 분사하는 한 쌍의 압축공기 공급부(350)를 구비하며, 벽 부재들(312) 사이를 도금된 강판(330)이 지나갈 때 도금 강판을 건조할 수 있도록 구성된다.
본 실시예에 의하면, 건조기는 챔버(310) 내에 수납되는 피건조물(330)에 피복된 도료 등을 건조시킬 때, 발열체(320)으로부터 오는 적외선(322) 또는 열선을 적외선 반사판(100)에 의해 반사시켜 반사된 적외선(102)으로 다시 피건조물(330)을 가열하고 적외선 반사판(100)의 구멍을 통해 압축공기를 피건조물로 분사함으로써 도금강판과 같은 피건조물(330)의 수분을 효과적으로 제거하면서 피건조물(330)을 효과적으로 가열시키거나 냉각시킬 수 있고, 그것에 의해 건조 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 연마제 제거를 위한 용제의 사용을 없이하거나 최소화함으로써, 용제의 처리나 환경문제를 최소화할 수 있는 건조기 공급에 기여할 수 있다.
전술한 실시예들에 의하면, 도금 라인용 건조기에 사용되는 적외선 반사판의 제조 공정에 있어서, 반사판 모재인 알루미늄 플레이트에 많은 구멍을 형성하여 압축 공기가 분출되도록 함으로써 도금 강판의 수분 제거 및 건조 효율을 높이고, 냉각 효과를 증가시킬 수 있다.
또한, 연마제를 사용한 버핑 방법에 있어서, 알루미늄 플레이트의 미러상을 형성할 때 코팅층 또는 반사층 밀착력에 가장 큰 문제를 일으키는 연마제 제거를 위한 공정을 글로우 방전을 이용한 플라즈마 에칭 공정으로 수행함으로써 연마제 제거를 위한 용제의 사용량을 최소화하고, 그것에 의해 용제의 처리 및 환경 문제를 최소화할 수 있다.
또한, 미러상으로 가공된 알루미늄 모재를 산화알루미늄으로 코팅함으로써 모재의 표면에서 알루미늄산화물이 석출되는 것을 방지하고, 그것에 의해 모재의 조도를 높여 버핑 처리만 실시한 경우보다 반사율을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존의 다이아몬드 터닝 머신과 같은 부가적인 장비를 사용하지 않고 알루미늄의 미러상 가공을 적용할 수 있으며, 고전압 공급 시스템을 이용하여 산화알루미늄 씨드층을 형성하지 아니하고도 모재의 산화를 방지할 수 있다. 따라서, 건조기의 소형화에 기여할 수 있고, 건조기의 유지관리 및 운용에 용이성과 편의성을 제공할 수 있다.
이상에서, 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 첨부한 특허청구범위 및 도면 등의 전체적인 기재를 참조하여 해석되어야 할 것이며, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (11)
- 피건조물 상에 피복된 물질을 건조시키는 건조기용의 반사판으로서,
알루미늄 합금재로 형성되는 모재;
상기 모재를 관통하는 다수의 구멍; 및
상기 모재의 적어도 일면에 배치되는 적외선 반사막
을 포함하고,
상기 적외선 반사막은, 상기 모재를 연마제로 연마한 후 상기 모재 상의 잔류 연마제를 글로우 방전을 이용한 플라즈마 에칭으로 제거하여 상기 모재의 적어도 일면에 배치되는 것을 특징으로 하는 적외선 반사판.
- 제1항에 있어서,
상기 구멍의 크기는 직경 1.9㎜ 내지 2.1㎜인 적외선 반사판.
- 제1항에 있어서,
상기 적외선 반사막은,
상기 모재와 반사층 사이에 배치되는 접착층;
상기 접착층 위에 존재하는 상기 반사층인 금 코팅층; 및
상기 금 코팅층 위에 위치하는 보호층
을 포함하는 적외선 반사판.
- 제3항에 있어서,
상기 모재와 상기 접착층 사이에 존재하는 산화물층
을 더 포함하는 적외선 반사판.
- 도금층을 건조시키는 건조기에 이용되는 반사판의 제조 방법으로서,
알루미늄 합금재로 형성되는 모재를 가공하여 상기 모재를 관통하는 다수의 구멍을 형성하는 제1 단계; 및
상기 모재의 적어도 일면에 적외선 반사막을 형성하는 제2 단계
을 포함하되,
상기 제2 단계는, 상기 모재를 연마제로 연마한 후 상기 모재 상의 잔류 연마제를 글로우 방전을 이용한 플라즈마 에칭으로 제거하는 제2A 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선 반사판의 제조 방법.
- 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 제2A 단계 후에 상기 모재 상에 접착층을 형성하는 제2B 단계;
상기 접착층 상에 금 코팅층을 형성하는 제2C 단계; 및
상기 금 코팅층 상에 보호층을 형성하는 제2D 단계
를 포함하는 적외선 반사판의 제조 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 피건조물이 수납되는 건조실;
상기 건조실 내에 설치되며 상기 피건조물을 향하여 적외선을 방출하는 적외선 발열체; 및
상기 건조실 내에 상기 적외선을 반사하도록 설치되는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 적외선 반사판을 포함하는 도금 라인용 건조기.
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