KR101639813B1 - 연속 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

연속으로 이동하는 기판(강판) 등과 같은 코팅 대상물의 고속 코팅을 가능하게 하는 연속 코팅 장치가 제공된다.

상기 연속 코팅 장치는 그 구성의 일례로서, 코팅 대상물이 통과되는 진공 챔버유닛; 이 진공 챔버유닛에 배치되면서 공급된 코팅물질을 기화시키어 증착증기를 발생토록 제공된 부양-가열수단; 및 상기 부양-가열수단의 상측과 하측 중 적어도 일측에 액상의 코팅물질을 공급토록 연결되면서 진공 챔버유닛의 외부까지 연계되는 코팅물질 공급유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 이동하는 코팅 대상물인 기판(강판)의 고속 코팅을 가능하게 하면서도, 특히 액상의 코팅물질(용융금속)을 부양-가열 공간에 공급하고 그 공급경로의 다변화를 구현하는 한편, 액상 코팅물질의 공급유량을 정밀하게 제어하며 구조는 간소화시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

물리적 기상 증착(PVD), 연속 코팅, 부양 유도 가열

Description

연속 코팅 장치{Continuous Coating Apparatus}

본 발명은 연속 이동하는 코팅 대상물인 기판(강판)의 고속 코팅을 가능하게 하는 연속 코팅 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 액상의 코팅물질(용융금속)을 부양-가열 공간에 공급하고 그 공급경로의 다변화를 구현하는 한편, 추가로 액상 코팅물질의 공급유량을 정밀하게 제어하여, 궁극적으로 코팅의 조업성과 정밀성을 향상시키며 구조는 간소화된 연속 코팅 장치에 관한 것이다.

기판, 예를 들어 연속 진행하는 강판(냉연강판)에다, 진공 분위기하에서 증착하는 알려진 여러 가지 방식에 의해 용융금속을 코팅할 수 있다. 고체의 코팅물질을 가열 및 증발시켜 기체상으로 변화시키고, 이를 기판상에 코팅(증착)하는 기술은 주로 가열방법에 따라 분류되는데, 대표적인 진공 증착 기술로는 열 증착법(thermal evaporation), 전자빔 증착법(electron beam evaporation), 전자기 부양 증착법(electro-magnetic levitation evaporation) 등이 있다.

상기 열 증착법은, 코팅물질을 가열 및 증발시켜 기판에 코팅하는 방법이나, 저항가열에 의한 코팅물질의 가열에 한계가 있어 티타늄, 크롬 등의 고융점 재료의 코팅은 거의 불가능하기 때문에, 주로 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 등과 같은 저융점 재료의 코팅에 사용된다. 또한, 코팅속도에도 한계가 있어, 예를 들어 마그네슘의 경우에 그 코팅속도는 30 ㎛·m/min 수준에 불과하다.

한편, 전자빔 증착법은 도가니 등에 고체의 코팅물질을 장입한 후 전자빔에 의해 코팅물질을 국부적으로 가열함으로써, 고융점 재료의 증발을 가능하게 하나, 증발된 물질과 도가니와의 접촉에 의한 열 손실로 인해 에너지 효율 및 코팅속도가 낮은 문제가 있다. 예를 들어 알루미늄의 경우에 코팅속도는 20 ㎛·m/min 이다.

다른 증착기술이 PCT 국제공개공보 WO 2006/021245호(또는 대한민국 특허출원 제2007-7006446호), 미국 공개공보 제2005/0064110호에 개시되고 있다.

즉, 코팅물질을 포위하는 전자기 코일에 고주파 교류전류의 인가시 발생되는 교류 전자기장을 통하여 코팅물질을 부양 상태로 가열시킴으로써, 도가니에 의한 열 손실 없이 금속(코팅)증기를 발생시켜 기판에 증착하고 코팅하는 것이다.

그러나, 상기 국제공개공보의 경우, 교류 전자기장에 의한 부양과 가열을 통한 코팅이라는 기본 개념만이 제시되어 있을 뿐이고, 미국 공개공보의 경우에는 증발공간을 진공으로 고립시켜 기판의 코팅을 수행하나 코팅물질이 와이어 공급장치를 통하여 공급되면서, 특히 코팅물질인 와이어의 공급경로(위치)가 측면(수평방향)으로 제한되는 문제가 있다.

더욱이, 상기 미국 공개공보의 경우에 고체 와이어를 교류 전자기장이 발생되는 공간에 공급하여 부양 및 가열하기 때문에, 액상에 비하여 코팅속도를 저하시키거나 가열 부하의 증대로 비용을 증대시키는 다른 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 이동하는 코팅 대상물인 기판(강판)의 고속 코팅을 가능하게 하면서도, 특히 액상의 코팅물질(용융금속)을 부양-가열 공간에 공급하고 그 공급경로의 다변화를 구현한 연속 코팅 장치를 제공하는 데에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 액상 코팅물질의 공급유량을 정밀하게 제어하여, 궁극적으로 코팅의 조업성과 정밀성을 향상시키며 구조는 간소화된 연속 코팅 장치를 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 코팅 대상물이 통과되는 진공 챔버유닛; 상기 진공 챔버유닛 내에 배치되면서, 공급된 코팅물질을 전자기력으로 부양 및 가열하여 증착증기를 생성토록 제공된 하나 이상의 전자기 코일을 구비하는 부양-가열수단; 상기 진공 챔버유닛의 내측에 배치되고 상기 부양-가열수단이 적어도 일부분을 포위하여, 내부에서 생성된 상기 증착증기를 상기 코팅 대상물에 유도 분출토록 제공되는 증기 유도수단; 및 상기 부양-가열수단을 벗어나 상기 증기 유도수단의 상측과 하측 중 적어도 일측에 연결되면서 상기 진공 챔버유닛의 외부까지 연계되어, 액상의 상기 코팅물질을 상기 증기 유도수단에 공급하는 코팅물질 공급유닛을 포함하는 연속 코팅 장치를 제공한다.

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바람직하게는, 상기 코팅물질 공급유닛은, 진공 챔버유닛의 외부에 배치되고 액상의 코팅물질이 저장되는 도가니, 및 상기 도가니와 진공 챔버유닛의 내측에 배치된 부양-가열수단에 연계되는 공급관을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 증기 유도수단은, 코팅물질 공급유닛에 구비된 공급관이 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 연결되어 액상의 코팅물질이 공급되고 부양-가열수단으로 포위되는 증착증기 생성부, 및 상기 증착증기 생성부에 연결되는 증기 유도부와, 증착증기 생성부 또는 증기 유도부에 연결되고 코팅 대상물의 폭에 대응하여 형성되면서 분사구를 구비하는 증착증기 노즐부를 포함하여 구성될 수 있다.

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그리고, 상기 증기 유도수단의 증착증기 생성부와 증기 유도부는 튜브형태로 제공되고, 상기 증착증기 생성부는 전기적 비전도체로 형성되며, 상기 증기 유도부 와 증착증기 노즐부 중 적어도 어느 하나에는 가열수단이 연계되는 것이다.

바람직하게는, 상기 증착증기 노즐부에 구비된 분사구의 근처에 증착증기가 통과하도록 배치되고, 내열성 금속 또는 세라믹 소재로 형성된 직조 구조의 필터부재를 더 포함하는 것이다.
더 바람직하게는, 상기 공급관에 제공되는 밸브수단 및, 상기 도가니의 코팅물질에 일부분이 침지되어 승강되는 승강아암의 하부에 공급관의 개폐량을 조절토록 제공된 개폐구를 구비하는 침지형 밸브수단 중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 코팅물질의 공급량을 제어토록 구성될 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 코팅물질 공급유닛에 구비된 도가니 및 공급관에 연계되는 가열수단을 더 포함할 수 있다.

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더 바람직하게는, 상기 코팅 대상물은 진공 챔버유닛을 연속으로 통과하는 기판의 형태로 되고, 상기 액상의 코팅물질은 용융금속으로 제공되는 것이다.

더 바람직하게는, 상기 증기 유도수단 측의 가열수단 또는 상기 공급관 측의 가열수단은, 인접 배치되는 전자기 코일의 권선된 내경의 적어도 2배 이상의 간격으로 이격되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 연속 코팅 장치에 의하면, 진공 분위기하에서 전자기력을 이용하여 생성된 증착증기를 연속 이동하는 기판에 증착하고 코팅하지만, 기존의 와이어와 같은 고체상태의 코팅물질과는 다르게 용융상태의 액상 코팅물질(용융금속)을 부양-가열 공간에 공급하여 증착증기를 생성하기 때문에, 금속증기의 생성에 따른 시간이나 비용을 감소시킬 수 있다.

특히, 용융금속의 공급과 부양-가열의 증기생성이 원활하여 기판의 고속 코팅을 용이하게 하면서 그 코팅속도도 안정적으로 유지시킬 수 있다.

더하여, 본 발명은 특히 용융금속의 공급경로의 다변화가 가능하고, 액상 코팅물질(용융금속)의 공급유량을 정밀하게 제어하여, 조업이나 코팅 정밀성을 향상시키며 구조의 간소화를 가능하게 하는 등의 여러 우수한 효과를 제공할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1에서는 본 발명에 따른 연속 코팅 장치(1)의 전체 구성을 도시하고 있다. 다만, 이하에서 코팅 대상물은 진공 챔버유닛을 연속 통과하는 기판(10)으로 설명하고, 액상의 코팅물질은 용융금속(m)으로 설명한다. 이때, 기판(10)은 연속으로 진행되는 강판(냉연강판)일 수 있다.

또한, 도 1에서는 기판(10)의 하면만 코팅하는 것으로 도시하였지만, 실제로는 기판 상면측에도 코팅 가능하게 상측의 부양-가열수단(50)과 이에 코팅물질 공급유닛(70)의 도가니(72)에 연계되는 공급관(74)을 연결하여 하나의 진공 챔버유닛에서 기판의 상하면을 코팅 가능하게 구성할 수 있고, 또는 2개의 진공 챔버유닛을 구성하여 기판의 하면과 상면(또는 그 반대로)을 순차로 코팅하도록 라인을 구성할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 본 발명의 연속 코팅 장치(1)는, 코팅 대상물이 통과되는 진공 챔버유닛(30)과, 상기 진공 챔버유닛(30)에 배치되면서 공급된 코팅물질을 기화시키어 증착증기를 발생토록 제공된 부양-가열수단(50), 및 상기 부양-가열수단의 상측과 하측 중 적어도 일측에 액상의 코팅물질을 공급토록 연결되면서 진공 챔버유닛의 외부까지 연계되는 코팅물질 공급유닛(70)을 포함하여 일례로 제공될 수 있다.

따라서, 본 발명의 장치를 이용하면 연속 이동하는 기판(10)은 진공 챔버유닛(30)을 통과하면서 다음에 상세하게 설명하는 코팅물질 공급유닛(70)에서 공급되는 액상의 용융금속이 부양-가열수단(50)에서 연속으로 증착증기(금속증기)(도 1 및 도 3의 G)로 된다. 이와 같이 생성된 증착증기는, 단일 성분의 아연(Zn) 증기 또는 합금 성분의 아연(Zn)-마그네슘(Mg) 증기 등으로 될 수 있고, 기판에 증착되면서 연속 코팅이 이루어지게 되는 것이다.

이때, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 진공 챔버유닛(30)은, 도시하지 않은 진공펌프를 통하여 내부가 진공분위기로 유지되고, 상기 진공 챔버유닛(30)의 전후방에는 기판의 연속 이동을 지지하면서 진공 챔버유닛(30)의 기판 통과용 개구부분의 실링도 가능하게 하는 가이드롤(34)들이 설치되어 있다.

또한, 본 발명의 연속 코팅 장치(1)에서, 상기 진공 챔버유닛(30)의 내부에는 도 1에 도시한 바와 같이 코팅물질 공급유닛(70)과 연계되면서 부양-가열수단(50)이 적어도 일부분을 포위하여, 내부에서 생성된 증착증기(G)를 코팅 대상물에 유도 분출토록 제공되는 증기 유도수단(36)이 더 구비될 수 있다.

즉, 상기 증기 유도수단(36)은, 다음에 도 5에서 상세하게 설명하듯이 포위하는 부양-가열수단(50)을 통하여 내부로 공급된 액상의 코팅물질, 즉 용융금속(m)이 부양 및 가열되어 기화되면서 증착증기(G)가 생성되면, 진공 챔버유닛의 내부를 통과하는 기판(10)에 증착되면서 코팅이 이루어지는 것이다.

따라서, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 증기 유도수단(36)은, 그 내측에 공급된 용융금속(m)이 다음에 상세하게 설명하는 부양-가열수단(50)의 전자기 코일의 전자기력으로 부양-가열되면서 증착증기로 될 때, 최종적으로 기판에 증착되고 코팅되는 증착증기(G)가 사방으로 퍼지지 않게 하는 유도관 역할을 하고, 상측의 노즐개구를 통하여 기판(10)에 증착증기의 분출과 증착이 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.

이때, 도 1에서는 본 발명의 증기 유도수단(36)을 개략적으로 도시하였지만, 도 5에서 그 구성을 상세하게 도시하였듯이, 전체적으로 정면에서 볼 때는 기판 폭에 대응하는 'T'자 형태일 수 있다.

즉, 본 발명의 증기 유도수단(36)은, 도 5에 도시한 바와 같이 코팅물질 공급유닛(70)에 구비된 공급관(74)이 하부와 상부 또는 이들 모두에 연결되어 복수의 공급경로를 구현하면서 필요에 따라 선택된 하나 또는 둘의 공급경로로 액상의 코팅물질이 공급되고 부양-가열수단으로 포위되는 증착증기 생성부(36a)를 포함한다.

또한, 본 발명의 증기 유도수단(36)은, 도 5에 도시한 바와 같이 증착증기 생성부(36a)의 상부에 연결되는 증기 유도부(36b)와, 상기 증착증기 생성부 또는 증기 유도부의 상부에 연결되면서 코팅 대상물의 폭에 대응하여 길게 형성되고 분사구(38)를 포함하는 증착증기 노즐부(36c)를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는 이들 증착증기 생성부(36a), 증기 유도부(36b), 증착증기 노즐부(36c) 모두를 일체형 또는 플랜지 구조로 조립하는 것이다.

이때, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 증기 유도수단의 증착증기 생성부(36a)와 증기 유도부(36b)는 튜브형태로 형성하고, 증착증기 노즐부(36c)는 적어도 분사구(38)가 코팅되는 기판의 최대폭보다는 길게 형성되는 파이프 또는 단면상 사각체의 케이싱 구조로 제공될 수 있다.

한편, 상기 증착증기 노즐부(36c)의 분사구(38)는, 도 1과 도 5에서와 같이 일체의 슬릿(slit) 형태로 개구되거나, 별도의 도면으로 도시하지는 않았지만 여러 개의 구멍들(원형 또는 직사각형 형태일 수 있다)이 소정 패턴으로 형성되는 것이 가능할 것이다.

그리고, 더 바람직하게는 공급된 용융금속을 부양-가열하는 공간인 상기 증착증기 생성부(36a)는 전기적 비전도체, 예를 들어 세라믹 등으로 제공될 수 있다.

더하여, 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 증기 유도부(36b)는 물론, 도 5에 도시하지는 않았지만 증착증기 노즐부(36c)에는, 생성되고 내부를 통과하는 증착증기의 코팅을 용이토록 하는 가열수단(90), 예를 들어 히터 등이 연계되는 것이 바람직하다.

한편, 도 5에서는 이와 같은 가열수단(90)이 증기 유도부(36b)의 외곽을 포위하는 형태로 제공하였지만, 그 내부에 가열수단(90)을 배치하는 것도 가능할 것이다.

이때, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 증기 유도부(36b)에 연계되는 가열수단(90)은 특히 히터인 경우에 부양-가열수단(50)의 상측 제1 전자기 코일(52)의 권선된 내경의 적어도 2배 이상의 간격을 두고 배치되는 것인데, 이는 부양-가열시 전자기력의 영향으로 가열수단인 히터 자체가 과열되는 것을 방지하기 위한 것이다.

다음, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 연속 코팅 장치(1)에서 상기 코팅물질 공급유닛(70)은, 상기 진공 챔버유닛의 외부에 배치되고 용융금속이 수용되는 도가니(72)와, 상기 도가니(72)와 진공 챔버유닛을 통과하여 그 내부에 배치된 전자기 코일로 포위되는 증기 유도수단(36) 사이에 연결되는 공급관(74)을 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 도가니는 고체의 금속이 공급되고 가열되어 액상의 용융금속이 저장되고 연속적으로 상기 부양-가열수단(50)에 공급되게 된다.

이때, 상기 공급관(74)은, 하단부분이 도가니(72)의 용융금속(m)에 침지되어 있고, 상단은 진공 챔버유닛(30)의 내부에 배치된 증기 유도수단(36)에 연결되어 있어, 결국 진공 챔버유닛은 진공분위기이고, 상기 도가니는 대기하에 배치되기 때문에, 진공과 대기하에 형성되는 대략 1 bar 정도의 압력차를 통하여 용융금속(m)은 증기 유도수단(36)의 증착증기 생성부(36a)로 공급된다.

한편, 상기 공급관(74) 및 도가니(72)에는 바람직하게 용융금속의 온도유지를 위한 히터나 고주파 유도가열기 등의 알려진 가열수단(92)(94)들이 각각 근접하여 연계 배치된다.

이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제2 전자기 코일(54)에 인접한 공급관(74)에 연계되는 가열수단(92)은 특히 히터인 경우에 앞에서 설명한 바와 같이 부양-가열수단의 하측 제2 전자기 코일(54)의 최하단 권선 내경(도 3의 d)의 적어도 2배 이상으로 이격된 상태로 배치된다. 이는 부양-가열시 전자기력의 영향으로 히터 자체가 과열되는 것을 방지하기 위한 것이다.

따라서, 용융금속은 도가니에서 용융상태로 저장되고, 압력차로서 공급관 (74)을 통하여 증기 유도수단(36)의 증착증기 생성부(36a)로 공급되는 동안, 도가니(72)와 공급관(74)은 적당한 온도를 유지할 수 있다.

이때, 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 공급관(74)에는 진공 챔버유닛의 진공분위기 형성시 공급관을 차단하는 온/오프 밸브의 개폐밸브, 또는 별도의 부호로 도시하지는 않았지만 용융금속의 공급량을 제어하면서 온/오프시키는 유량제어형 개폐밸브와 같은 밸브수단(76)이 설치될 수 있다.

따라서, 진공과 대기의 압력차로 공급되는 용융금속의 공급량은 개폐밸브 또는 유량제어형 개폐밸브를 통하여 조절될 수 있고, 상기 개폐밸브는 진공 챔버유닛의 초기 진공분위기 형성시 공급관을 차단한다.

더하여, 바람직하게는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 코팅물질 공급유닛(70)의 도가니(72)에는 유량을 제어하는 침지형 밸브수단(80)이 제공될 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 침지형 밸브수단(80)은, 도가니 상의 브라켓트에 제공된 구동실린더(86) 또는 전기로 구동되는 액츄에이터로 승강되고 용융금속에 침지되는 승강아암(82)과, 그 하단부에 상기 공급관의 입구를 향하여 이동하는 개폐구(84)를 포함할 수 있다.

따라서, 상기 구동실린더의 작동에 따라 승강아암(82)은 승강되고, 상기 승강아암의 승강폭에 따라 그 하단부에 수직 돌출된 개폐구(84)는, 상기 공급관 하단부의 입구를 조절하면서 개폐시키고, 이에 따라 공급되는 용융금속(m)의 공급량이 조절되는 것이다.

또는, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 침지형 밸브수단(80)은, 도가니(72) 상의 브라켓트에 설치된 구동모터(88a)로 구동되는 스크류바아(88b)에 체결되고 가이드봉(88d)으로 지지되는 이동블록(88c)에 상기 승강아암(82)이 연결되고, 이에 따라 구동모터의 작동에 의한 스크류바아의 회전과 이에 체결된 이동블록의 승강으로 인해 승강아암(82)과 그 하단의 개폐구(84)는 공급관의 입구를 개폐시키게 된다.

따라서, 도 2의 경우에도 용융금속의 공급량이 조절되는 것이다. 다만, 상기 스크류바아를 이용하는 승강아암의 승강시, 구성은 실린더나 액츄에이터에 비하여 복잡하지만 그 승강폭을 더 정밀하게 조절할 수 있을 것이다.

한편, 본 발명에서는 기존에 부양-가열시 고체 와이어를 공급하는 것에 비하여, 액상의 용융금속을 공급하기 때문에 가열 부하가 적어 기존보다 증착증기의 발생을 더 용이하게 하면서 비용 절감도 가능하게 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 특히 코팅물질 공급유닛의 구조가, 압력차를 이용하면서 공급유량의 정밀 제어를 가능하게 하는 구조로 개선됨과 더불어, 침지형 밸브수단을 이용하기 때문에 전체적인 구조의 간소화는 가능하게 하면서 그 코팅의 조업성이나 정밀성은 적어도 유지 또는 향상시키는 것이다.

다음, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 연속 코팅 장치(1)에서 실질적으로 용융금속을 부양 및 가열하여 증착증기를 생성시키는 상기 부양-가열수단(50)에 대하여 상세하게 살펴보면, 이와 같은 부양-가열수단(50)은, 상기 진공 챔버유닛(30)에 구비된 증기 유도수단(36)의 증착증기 생성부(36a)를 포위하도록 배치된 제1 및 제2 전자기 코일(52)(54)을 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 부양-가열수단(50)의 상기 제1 및 제2 전자기 코일(52)(54)은, 연결된 교류 전원기(56)를 통하여 인가된 고주파 전원에 의해 발생되는 전자기 코일 사이의 자기장과 소재에 유도된 유도전류가 상호 작용을 하여 공급된 용융금속에 강한 유도 와전류가 발생되기 때문에, 공급된 용융금속은 도 3에 도시된 것과 같이 부양 상태에서 충분히 높은 온도로 가열 및 기화되어, 증착증기(G)를 원활하게 생성시키는 것이다.

이때, 제1 및 제2 전자기 코일(52)(54)에는 교류 전원기(56)를 통하여, 대략 1 ~ 1000kHz의 고주파 교류전류가 인가될 수 있고, 인가된 고주파 교류전류에 의해 전자기 코일에서는 전자기력이 발생되고, 그 내부에 공급되는 용융금속은 로렌츠 힘에 의해 부양되면서 유도가열 원리에 의해 고온으로 가열되어 증착증기로 생성되는 것이다.

그리고, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 부양-가열수단(50)의 제1 및 제2 전자기 코일(52)(54)들은 서로 소정 간격(S)을 두고 배치되는 것이 바람직하고, 제1 전자기 코일(52)은 원통형상으로 형성되어 증착증기(금속증기)(도 3의 G)의 배출을 원활하게 하는 것이 바람직할 것이다.

그리고, 제2 전자기 코일(54)은 하부로 갈수록 좁아지는 원추형상으로 형성되어 용융금속의 부양력을 증대시키고 부양 및 가열이 안정적으로 유지되도록 하는 것이 바람직한데, 예를 들어 제2 전자기 코일(54)은 'Y'자 또는 'V'자 형태로 제공될 수 있다,

이 경우, 제2 전자기 코일의 최하단 내경(d)은 상측의 제1 전자기 코일의 내경보다는 좁기 때문에, 제2 전자기 코일에서의 부양력이 증대될 것이다.

그러나, 별도의 도면으로 도시하지는 않았지만 상기 제1 및 제2 전자기 코일(52)(54) 모두를 원통형상으로 형성시키는 것도 가능하다.

특히, 본 발명에서는, 도 3에서 도시한 바와 같이 부양-가열수단(50)의 제1 및 제2 전자기 코일(52)(54)로 포위되는 증기 유도수단(36)의 증착증기 생성부(36a)에는 코팅물질 공급유닛(70)의 공급관(74)이 하측과 상측 중 일측 또는 양측 모두에 연결되어 용융금속을 공급할 수 있기 때문에, 기존의 고체 와이어 공급시 측면 방향(수평방향)으로만 공급이 가능한 제한에서 벗어나, 더 다양한 용융금속의 공급경로를 구현하여 공급경로의 다변화를 가능하게 하고, 이에 따라 장치의 세팅이나 공간활용 또는 코팅의 조업 자체를 용이하게 할 것이다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명에서는 제2 전자기 코일(54)의 하부 중심을 통하여 공급관(74)을 증기 유도수단의 증착증기 생성부(36a)의 하부에 연결하고, 제1 전자기 코일(52)의 상측으로 증착증기 생성부의 상부에 연결하여, 상측과 하측의 2개의 공급경로로 구현이 가능하다.

이때, 상기 증착증기 생성부(36a)의 하부는 실질적으로 제2 전자기 코일의 중심으로서 전자기력이 최소이거나 거의 영향이 없는 부분이고, 증착증기 생성부에서 제1 전자기 코일을 벗어난 상부도 전자기력의 영향이 거의 없는 부분이다.

한편, 도 3과 같이, 제1 전자기 코일(52)보다는 하측의 제2 전자기 코일(54)을 더 많이 권선하는 것이 안정적인 부양을 위해 바람직할 것이다.

그리고, 도 4에서와 같이, 상측의 제1 전자기 코일(52)과 하측의 제2 전자기 코일(54)은 서로 반대방향으로 권선되는 것이 바람직한데, 이렇게 하면 전류가 반대방향으로 흐르기 때문에 상쇄 자기장이 코일 내에 생성되면서 용융금속을 더 안정적으로 부양되도록 할 것이다.

상기 제1 및 제2 전자기 코일의 코일 간 간격(도 3의 g)도 어느 정도는 좁게 하는 것이 발열량 증가면에서 바람직하지만, 그렇다고 너무 과도하게 좁은 경우에는 열이 과다하게 발생하여 과열되므로 적정 간격을 유지하는 것이 바람직하다.

더하여, 상기 제1 및 제2 전자기 코일(52)(54)은, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 동일한 중심선을 가지도록 권선하는 것이 바람직하고, 이 경우에 공급된 용융금속은 제1 및 제2 전자기 코일의 중심으로 그 부양 위치가 조정될 것이다.

한편, 별도의 도면으로 도시하지는 않았지만 제1 및 제2 전자기 코일을 모두 원통형상으로 권선하여 사용하는 것도 가능할 것이다.

다음, 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 증기 유도수단(36)의 증착증기 노즐부(36c)에 구비된 분사구(38)의 근처에는 필터부재(130)가 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 필터부재(130)는, 상기 증착증기 노즐부의 분사구 근처, 예를 들어 분사구 내측이나 외측 또는 분사구가 형성된 개구 선상에 제공될 수 있고, 이와 같은 필터부재(130)는 생성된 증착증기에 포함될 수 있는 덩어리를 제거하는 역할을 한다.

즉, 상기 필터부재는 적어도 분사구(38)의 근처에서 증착증기가 기판에 증착되기 전의 증착증기 이동경로에 배치되는 것이 바람직함은 물론이다.

이와 같은 필터부재(130)는, 고온의 증착증기(G)가 통과하기 때문에 내열성의 금속 또는 세라믹 소재를 이용한 직조 구조(망 구조)의 형태로 제공되는 것이 바람직하다. 예를 들어 고온에 견디도록 금속 또는 세라믹 소재로 형성된 (가는) 와이어를 실로 직물을 짜듯이 직조하여(망 구조) 제공될 수 있을 것이다.

따라서, 증착증기의 필터부재 통과시 증기 덩어리는 제거되고, 필터부재를 통과하지 못한 덩어리는 고온으로 용융되어 재기화되어, 이와 같은 필터부재는 기판의 균일한 증착 및 코팅을 가능하게 할 것이다.

다음, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 연속 코팅 장치에서 도가니(72)에 저장된 코팅물질, 즉 용융금속의 레벨(탕면)을 감지하는 레벨 감지센서(110)를 배치하고, 상기 레벨 감지센서(110)와, 앞에서 설명한 밸브수단(76)과 침지형 밸브수단(80)의 구동실린더(86)(또는 전기로 구동되는 액츄에이터) 또는 스크류바아의 구동모터(88a) 및, 부양-가열수단(50)의 교류 전원기(56)를 전기적으로 장치 제어부(C)에 연계하여 그 가동을 제어하는 것이 가능하다.

이 경우, 장치 제어부(C)는, 밸브수단들을 조정하여 용융금속의 공급량을 레벨 감지센서와 연동하여 정밀하게 제어하고, 부양-가열수단의 전자기 코일에 인가되는 교류전류도 제어할 수 있을 것이다.

또한, 별도로 도시하지 않았지만, 장치 제어부(C)는 각각의 가열수단(90) (92)(94)과도 전기적으로 연계되어 가열온도를 제어할 수 있을 것이다.

더하여, 장치 제어부(C)는 코팅 대상물인 기판 이송속도를 감지하는 센서(미도시)로부터 신호를 받아, 기판에 증착되고 코팅되는 증착증기의 생성량도 앞에서 설명한 연계구성을 통하여 제어하여, 최적의 기판 연속 코팅은 물론, 고속 코팅도 가능하게 할 수 있을 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 연속 코팅 장치의 전체 구성을 도시한 구성도

도 2는 본 발명의 연속 코팅 장치의 코팅물질 공급유닛을 도시한 상세도

도 3은 본 발명의 연속 코팅 장치의 부양-가열수단을 도시한 구성도

도 4는 도 3의 본 발명 부양-가열수단의 전자기 코일을 도시한 구성도

도 5는 본 발명의 증기 유도수단을 도시한 상세 구성도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 연속 코팅 장치 10.... 기판

30.... 진공 챔버유닛 36.... 증기 유도수단

36a.... 증착증기 생성부 36b.... 증기 유도부

36c.... 증착증기 노즐부 50.... 부양-가열수단

52,54.... 전자기 코일 70.... 코팅물질 공급유닛

72.... 도가니 74.... 공급관

76.... 밸브수단 80.... 침지형 밸브수단

90,92,94.... 가열수단

Claims (11)

1. 코팅 대상물이 통과되는 진공 챔버유닛(30);

   상기 진공 챔버유닛(30) 내에 배치되면서, 공급된 코팅물질을 전자기력으로 부양 및 가열하여 증착증기를 생성토록 제공된 하나 이상의 전자기 코일을 구비하는 부양-가열수단(50);

   상기 진공 챔버유닛의 내측에 배치되고 상기 부양-가열수단이 적어도 일부분을 포위하여, 내부에서 생성된 상기 증착증기를 상기 코팅 대상물에 유도 분출토록 제공되는 증기 유도수단(36); 및

   상기 부양-가열수단을 벗어나 상기 증기 유도수단(36)의 상측과 하측 중 적어도 일측에 연결되면서 상기 진공 챔버유닛의 외부까지 연계되어, 액상의 상기 코팅물질을 상기 증기 유도수단에 공급하는 코팅물질 공급유닛(70);

   을 포함하는 연속 코팅 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 코팅물질 공급유닛(70)은, 상기 진공 챔버유닛의 외부에 배치되고 상기 액상의 코팅물질이 저장되는 도가니(72); 및

   상기 도가니(72)와 상기 진공 챔버유닛의 내측에 배치된 부양-가열수단에 연결되는 공급관(74);

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 증기 유도수단(36)은, 상기 코팅물질 공급유닛에 구비된 공급관(74)이 상부와 하부 중 적어도 어느 하나에 연결되어 내부로 상기 액상의 코팅물질이 공급토록 제공되고 상기 부양-가열수단으로 포위되는 증착증기 생성부(36a); 및

   상기 증착증기 생성부에 연결되는 증기 유도부(36b)와, 상기 증착증기 생성부 또는 상기 증기 유도부에 연결되고 상기 코팅 대상물의 폭에 대응하여 형성되면서 분사구(38)를 구비하는 증착증기 노즐부(36c);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 증착증기 생성부와 상기 증기 유도부는 튜브형태로 제공되고, 상기 증착증기 생성부는 전기적 비전도체로 형성되며,

   상기 증기 유도수단의 증기 유도부와 증착증기 노즐부 중 적어도 어느 하나에는 가열수단(90)이 연계되는 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 분사구의 근처에 증착증기가 통과하도록 배치되고, 내열성 금속 또는 세라믹 소재로 형성되는 직조 구조의 필터부재(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.
8. 제3항에 있어서,

   상기 공급관(74)에 제공되는 밸브수단(76); 및

   상기 도가니의 코팅물질에 일부분이 침지되어 승강되는 승강아암(82)의 하부에 상기 공급관의 개폐량을 조절토록 제공된 개폐구(84)를 구비하는 침지형 밸브수단(80);

   중 적어도 어느 하나를 더 포함하여 상기 코팅물질의 공급유량을 제어토록 구성된 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.
9. 제3항에 있어서,

   상기 도가니(72) 및 상기 공급관(74)에 각각 연계되는 가열수단(92)(94)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.
10. 제1항, 제3항, 제5항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 코팅 대상물은 상기 진공 챔버유닛을 연속으로 통과하는 기판(10)의 형태로 구성되고,

    상기 액상의 코팅물질은 용융금속(m)으로 제공되는 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.
11. 제6항 또는 제9항에 있어서,

    상기 증기 유도수단 측의 가열수단(90) 또는 상기 공급관 측의 가열수단(92)은, 인접 배치되는 전자기 코일의 권선된 내경의 적어도 2배 이상의 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 연속 코팅 장치.

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