专利名称：使用连续涂覆和热处理方法来制造mmo阳极的装置和方法
技术领域：
本发明涉及制造MMO(混合金属氧化物)阳极，所述MMO阳极具有形成在金属基底的表面上的MMO涂层，更具体地，涉及一种使用连续涂覆和热处理来制造MMO阳极的装置和方法，其中MMO溶液的涂覆和热处理通过连续方法来执行，因而能够制造具有良好质量的长线型MMO阳极，并提高生产率，从而降低制造成本。
背景技术：
通常，通过使用MMO (混合金属氧化物)涂覆金属基底来制造MMO阳极，MMO阳极被广泛用作利用电化学氧化还原的抗电腐蚀、电镀术或水处理的电极。在MMO阳极用作提供抗电腐蚀的电极的情况下，所述MMO电极连接至正极⑴端子，使得以与腐蚀电流方向相反的方向供应抗腐蚀电流，由此防止连接至负极(_)端子的金属结构腐蚀。适合用作提供抗电腐蚀的电极的MMO阳极供应由于氧化还原反应产生的电流，从而必须具有高导电性。此外，甚至当生成大量电流时，腐蚀速率也应当低至减少电极损失的程度。图1示出了制造MMO阳极的一般方法。如图1所示，为了制造MMO阳极，准备贱金属(base metal)基底和涂覆溶液(Si、S2)，其中通过混合提供贵金属元素的金属氯化物、 氮化物、氢氧化物等来获得涂覆溶液。随后，通过例如将贱金属基底浸入涂覆溶液、或者将涂覆溶液施加在贱金属基底上来在贱金属基底的表面上形成涂层，然后将其干燥(S3)，随后执行热处理(S4)。照这样，可重复浸入涂覆溶液或涂覆以涂覆溶液以及干燥(SO和热处理(S6)，直至在贱金属基底上形成期望厚度的涂层。这样制造的MMO阳极的性质可取决于涂层预处理、添加至涂覆溶液的元素的种类和浓度，以及热处理条件而改变。由此，为了获得具有极好性质的MMO阳极，应当严格控制所有过程条件。图2示出了抗电腐蚀领域中使用的MMO阳极。如图2所示，待用作提供抗电腐蚀的电极的MMO阳极包括金属基底A ；以及，MMO涂层B，其施加在所述金属基底A的表面上。 金属基底A的形状可视MMO阳极的应用领域以及使用环境而改变。MMO阳极的使用寿命由用于形成MMO涂层B的涂覆溶液以及涂层的厚度决定。MMO 涂层B可通过包括喷涂、浸渍、刷涂等的各种方法中的任何一种来形成。MMO阳极可以被制造成各种形式，包括圆盘、管状、杆状等形式。当MMO阳极以圆盘、管状或杆状形式来制造时，MMO阳极的形状简单，并且其长度并不长，因而即使通过传统制造方法，也可一定程度上均勻地在金属基底上形成涂层，从而不会出现MMO阳极的较大的质量问题。然而，当MMO阳极被制成具有IOOm或更大长度的长线型的带状或网格状形式时， MMO阳极很长，因而在使用传统制造方法时，很难将在金属基底的纵向方向上的涂覆溶液的施加条件以及涂覆溶液的干燥和热处理条件保持一致，使得很难在金属基底的纵向方向上形成均勻的涂层。
由此，可能会在长线型MMO阳极上出现不均勻涂覆，这会缩短MMO阳极作为电极的使用寿命，并且不能阻止抗腐蚀对象的腐蚀，造成意外事故的不良后果。此外，使用传统方法制造长线型MMO阳极需要增大制造装置的规模，需要较长的时间段来形成涂层，导致显著增加制造成本的不良后果。
发明内容
因此，谨记相关领域中遇到的问题做出了本发明，本发明的一个目的是提供一种使用连续卷对卷方法制造MMO阳极的装置和方法，其中引入一种连续方法来制造MMO阳极， 从而在一致条件下在金属基底上执行涂覆和热处理，进而增强所述MMO阳极的耐用性和性能，提高生产率，降低生产成本，形成高的产品竞争力。本发明的一个方面提供了一种连续制造MMO阳极的方法，包括使用连续涂覆器在金属基底的表面上涂覆MMO涂覆溶液；以及，使所述金属基底穿过热预处理炉和热处理炉，以在所述金属基底的表面上形成MMO涂层。在该方面，可使用卷对卷浸渍涂覆方法或卷对卷辊式涂覆方法来执行连续涂覆。在该方面，使所述金属基底穿过所述热预处理炉和所述热处理炉的步骤可不中断地连续执行。在该方面，所述热预处理炉和所述热处理炉被保持在300 70(TC，以及在热预处理时所述金属基底被以1 5m/min的速率连续地传送，并且当所述金属基底在所述热预处理炉中干燥和在所述热处理炉中热处理时，所述金属基底被以0. 2 2m/min的速率连续地传送。本发明的另一方面提供了一种用于连续制造MMO阳极的装置，包括拉拔卷筒，在该拉拔卷筒上卷绕有金属基底；连续涂覆器，用于将涂覆溶液施加在从所述拉拔卷筒拉出的所述金属基底的表面上；热预处理炉，邻近于所述连续涂覆器的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过所述连续涂覆器之后被热处理；热处理炉，邻近于所述热预处理炉的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过所述热预处理炉之后被热处理；以及，卷绕卷筒，邻近于所述热处理炉的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过所述热处理炉之后被卷绕在所述卷绕卷筒上。在该方面，所述连续涂覆器可包括辊式涂覆器，具有上辊和下辊，使得执行辊式涂覆；或者，浸渍涂覆器，使得通过导向辊将所述金属基底浸渍在镀槽的涂覆溶液中，以执行浸渍涂覆。
从下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的特征和优势，在附图中图1是示出了制造MMO阳极的一般方法的流程图；图2是示出了在抗电腐蚀领域中使用的MMO阳极的视图；图3A和图;3B是示出了根据本发明的用于连续制造MMO阳极的装置的示意图；图4A是示出了根据本发明的连续制造MMO阳极的方法的流程图；以及图4B是示出了根据本发明的连续制造MMO阳极的方法的流程图，其中连续涂覆和热处理被重复了三次。
具体实施例方式下文，参考附图详细描述了本发明的优选实施方案。然而，本发明不限于这些实施方案，并且可以其他形式实施。在此公开的实施方案仅被提供用于使所公开的内容透彻和完整，以及向本领域普通技术人员充分表达本发明的主旨。图3A和图:3B是示出了根据本发明的一个实施方案的用于连续制造MMO阳极的装置的示意图。如图3A和图:3B所示，根据本发明的用于连续制造MMO阳极的装置包括拉拔筒(drawing reel) 1，其上卷绕有金属基底2 ；连续涂覆器3，用于将涂覆溶液施加至从拉拔筒1拉出的金属基底2的表面上；热预处理炉5，邻近于连续涂覆器3的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过连续涂覆器3之后被热处理；热处理炉6，邻近于热预处理炉5的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过热预处理炉5之后被热处理；以及，卷绕卷筒(winding reel) 8，邻近于所述热处理炉6的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过热处理炉6之后被卷绕在该卷绕卷筒上。根据本发明的用于连续制造MMO阳极的装置是有优势的，因为涂覆和热处理是通过卷对卷(reel-to-reel)方法连续执行的，所述卷对卷方法使用提供至该装置的一端的拉拔卷筒1和提供至该装置的另一端的卷绕卷筒8。拉拔卷筒1具有卷绕在其上的长线型金属基底，卷绕卷筒8连接至驱动电机4的驱动轴从而被旋转。此外，拉拔卷筒1可连接至未示出的驱动电机的驱动轴从而被旋转。当从拉拔卷筒1解绕的金属基底穿过连续涂覆器3时，连续涂覆器3使得金属基底的表面涂覆有MMO涂覆溶液。所述连续涂覆器可包括上辊和下辊使得通过辊式涂覆方法来执行涂覆，或者所述连续涂覆器可被配置使得通过导向辊将金属基底浸入镀槽(coating bath)的涂覆溶液中，由此使用浸渍方法来执行涂覆。然而，本发明不限于此，并且可使用各种涂层设备。图3A示出了一种使用辊式涂覆方法的制造装置。当连续涂覆器3被实施使得适于辊式涂覆时，上辊3a和下辊北被设置为与金属基底的上表面和下表面相接触。此外，提供了一个涂覆装置，诸如涂覆溶液供应器，用于当通过操作辊式驱动电机(未示出)使上辊 3a和下辊北相对于彼此以相反方向旋转时，在上辊3a上供应预定量的涂覆溶液。图:3B示出了一种使用浸渍涂覆方法的制造装置。当连续涂覆器3被实施使得适于浸渍涂覆时，使用导向辊3e、3d、;3e，由此将金属基底2浸入在浸渍槽3f的涂覆溶液中，从而在金属基底2上供应涂覆溶液。 为了在连续涂覆和热处理时以一致条件在金属基底的表面上形成涂层，辊式涂覆或浸渍涂覆被认为是非常合适的。这是由于辊式涂覆方法仅需要上辊和下辊3a、3b的驱动速率以及供应在上辊3a上的涂覆溶液的量均受持久控制，并且还由于浸渍涂覆方法仅需要持久控制金属基底的浸渍时间。热预处理炉5用于执行线性热预处理，以防止在形成MMO涂层时出现剥离，并且热预处理炉5具有设置在其一侧上的入口，用于供给穿过连续涂覆器3的金属基底，以及具有设置在其另一侧上的出口，用于排出在热预处理炉5中已热处理的金属基底。热预处理炉 5可具有加热装置，诸如以纵向方向放置在其中的加热器fe。热处理炉6用于加热已被预加热的长线材料，使得形成最终的MMO涂层，并且该热处理炉具有设置在其一侧上的入口，用于供给穿过热预处理炉5的金属基底，以及具有设置在其另一侧上的出口，用于排出在热处理炉6中已热处理的金属基底。热处理炉6可具有加热装置，例如以纵向方向放置在其中的加热器6a。此外，导向辊7可被放置在相应设备之间的金属基底下方或下方，以引导金属基底。穿过热处理炉6的金属基底被成卷地卷绕在卷绕卷筒8上，从而获得最终的MMO 阳极。根据本发明的用于连续制造MMO阳极的装置特别适于制造具有IOOm或更大长度的长线型MMO阳极。甚至在MMO阳极的总长度是IOOm或更大的情况下，由于用于连续制造 MMO阳极的装置具有适于卷对卷方法的结构，所以即使当使用尺寸更小的制造装置时，也可制造所述MMO阳极。此外，由于金属基底从拉拔卷筒1移动至卷绕卷筒8的速度被持久控制，所以可将沿金属基底的纵向方向施加涂覆溶液的条件以及包括在热预处理炉和热处理炉中的热处理时间的热处理条件保持一致，因而使得能够形成均勻的涂层。相应地，即使MMO阳极是长线型时，也可提高MMO阳极的质量。下面对根据本发明的一个优选实施方案的制造MMO阳极的方法进行描述。图4A是示出了根据本发明的连续制造MMO阳极的方法的流程图。可使用图3A或图3B中示出的用于连续制造MMO阳极的装置来执行根据本发明的制造MMO阳极的方法。具体地，根据本发明的制造MMO阳极的方法通过以下用于连续制造MMO阳极的装置来实施，该装置使用了包括连续涂覆和线性热处理的卷对卷方法。参考图4A，将顺序描述连续制造MMO阳极的方法。首先，在使用MMO涂覆溶液涂覆金属基底之前执行热预处理。为此，将通过成卷地卷绕金属基底获得的贱金属卷安装在拉拔卷筒1上(SlO)，以及旋转拉拔卷筒1，使得金属基底被移动。这样，MMO涂覆溶液尚未在连续涂覆器3中被供应在金属基底上。金属基底在热预处理炉5中被预加热(Sll)，穿过热预处理炉5的金属基底穿过热处理炉6而未被加热。在热预处理炉5中已加热的金属基底被卷绕在卷绕卷筒8上，卷绕在卷绕卷筒8上的金属基卷被调换，从而再次被安装在拉拔卷筒 1 上(S12)。如上所述，热预处理(Sll)发生在热预处理炉5中，但是本发明不必限于此，并且可在热处理炉6中执行热预处理(Sll)。在热处理炉6中执行热预处理(Sll)的情况下，金属基底穿过热预处理炉5而未在热预处理炉5中被加热。或者，如有必要，可在热预处理炉5和热处理炉6中都执行热预处理(Sll)。热预处理预加热金属基底，使得通过相继的连续涂覆和热处理来在金属基底上均勻地施加MMO涂覆溶液。该过程可在大气中执行。在300 700°C执行热预处理，并且在热预处理时，可以1 5m/min的速率传送金属基底。如果在上述范围以外的条件下执行热预处理，所生成的氧化物电极可不利地影响表面粗糙度，并且可使涂覆性能和均勻性恶化。因而，热预处理炉5中的热预处理条件限于上述条件。随后，执行连续涂覆和热处理(S13 SK)。从拉拔卷筒1解绕的金属基底穿过连续涂覆器3，使得金属基底的表面涂覆有MMO涂覆溶液(S13)。金属基底2——在该金属基底上经由连续涂覆器3施加有涂覆溶液——被供给进入邻近于连续涂覆器3的排出侧放置的热预处理炉5，从而在热预处理炉5中干燥(S14)。在热预处理炉5中已干燥的金属基底 4在穿过热处理炉6时被最终加热，从而形成最终的MMO涂层(S15)。
可设置在热预处理炉5中干燥的条件以及热处理炉6中的热处理的条件，使得这些条件可视MMO阳极的厚度和宽度、金属基底和涂覆溶液的种类、以及涂层的厚度而定，随着预设温度曲线而改变。然而，考虑到一般的长线型阳极的尺寸，可在300 700°C执行热预处理，同时以0. 2 2m/min的速率传送金属基底。热处理有助于增强涂覆溶液和基底之间的粘合力，并且引起氧化层的高效生长。 如果热处理时间过长，钛表面上的氧化层过度生长，造成导电性恶化的不良后果。此外，如果未保持预定速率，涂覆溶液可不期望地从基底剥离。因而，热处理条件限于上述条件。已涂覆的金属基底在穿过热处理炉6之后被卷绕在卷绕卷筒8上，从而获得了成卷的长线型MMO阳极。上述连续涂覆和热处理可至少重复两次，直至金属基底表面上的涂层成型达到设定厚度。图4B是示出了其中连续涂覆和热处理被重复三次的制造方法的流程图。参考图4B，将包括成卷地卷绕的金属基底的贱金属卷安装在拉拔卷筒1上(S20)， 以及旋转所述拉拔卷筒1以移动所述金属基底，之后将所述金属基底在热预处理炉(或者热处理炉)中预加热(S21)。随后，执行初次贱金属卷调换(S22)，使得将经过热预处理之后的包括卷绕在卷绕卷筒8上的金属基底的贱金属卷安装在拉拔卷筒1上。随后，执行初次连续涂覆和热处理(S23 S25)，用于该步骤的条件与图4A的 S13 S15中的条件相同。在初次连续涂覆和热处理(S23 S2Q之后，执行第二次贱金属卷调换(S26)和第二次连续涂覆和热处理(S27 S29)。在第二次连续涂覆和热处理 (S27 S29)之后，执行第三次贱金属卷调换(S30)和第三次连续涂覆和热处理(S31 S33)。可在初次连续涂覆和热处理条件下执行第二次和第三次连续涂覆和热处理。具有通过在热处理炉6中的最终热处理(S3!3)所形成的涂层的金属基底被卷绕在卷绕卷筒8上， 并且最终被制造为成卷的长线型MMO阳极。如上面所提及的，根据本发明的使用连续涂覆和热处理制造MMO阳极的方法的各过程简单，以及使得MMO阳极在过程之间暴露于外部的时间最小化，从而缩短了加工时间并且提高了生产率。此外，由于使用了连续卷对卷方法，可轻易制造具有IOOm或更大长度的长线型MMO阳极，并且可减小制造装置的规模。此外，容易以预定速率控制金属基底从拉拔卷筒1至卷绕卷筒8的移动，从而可将用于在金属基底的纵向方向上供应涂覆溶液的条件、以及热预处理炉和热处理炉的热处理条件沿MMO阳极的纵向方向保持一致，从而使得能够形成均勻的涂层。可提高MMO阳极的质量，即使MMO阳极是长线型的。如前文所描述的，本发明提供了一种使用连续涂覆和热处理来制造MMO阳极的装置和方法。根据本发明，使用了卷对卷连续涂覆和热处理。甚至在制造长线型MMO阳极时， 也可使用涂覆溶液连续涂覆金属基底，以及在一致条件下对其进行热处理，由此在金属基底上形成均勻的涂层，从而提高长线型MMO阳极的耐用性和质量。此外，根据本发明，由于使用连续涂覆和热处理来制造MMO阳极，使得金属基底在过程之间暴露于外部的时间最小化，可克服由于过程间的移动和不便操作而造成的低生产率。此外，可使用自动控制的方法来制造MMO阳极，这样需要较少人力，从而提高了生产率以及降低了生产成本，形成高的生产竞争力。
尽管为了示例的目的公开了本发明的实施方案，但是本领域普通技术人员应理解，在不背离随附的权利要求所公开的本发明的范围和精神的前提下，各种不同改型、添加或替换都是可能的。相应地，所述改型、添加和替换还应理解为落入本发明的范围内。
权利要求
1.一种使用卷对卷连续涂覆和热处理制造MMO阳极的方法，包括使用连续涂覆器将金属基底的表面连续涂覆MMO (混合金属氧化物)涂覆溶液；以及使所述金属基底穿过热预处理炉和热处理炉，以在所述金属基底的表面上形成MMO涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中使用卷对卷浸渍涂覆方法或卷对卷辊式涂覆方法来执行所述连续涂覆。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使所述金属基底穿过热预处理炉和热处理炉的步骤不中断地连续执行。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述热预处理炉和所述热处理炉被保持在300 7000C，以及在热预处理时所述金属基底被以1 5m/min的速率连续地传送，并且当所述金属基底在所述热预处理炉中干燥和在所述热处理炉中热处理时，所述金属基底被以0. 2 2m/min的速率连续地传送。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述金属基底是具有IOOm或更大长度的长线。
6.一种使用卷对卷连续涂覆和热处理制造MMO阳极的装置，包括 拉拔卷筒，在该拉拔卷筒上卷绕有金属基底；连续涂覆器，用于将涂覆溶液施加在从所述拉拔卷筒拉出的所述金属基底的表面上； 热预处理炉，邻近于所述连续涂覆器的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过所述连续涂覆器之后被热处理；热处理炉，邻近于所述热预处理炉的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过所述热预处理炉之后被热处理；以及卷绕卷筒，邻近于所述热处理炉的排出侧放置，使得所述金属基底在穿过所述热处理炉之后被卷绕在所述卷绕卷筒上。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述连续涂覆器包括辊式涂覆器，其具有上辊和下辊，以便执行辊式涂覆；或者，浸渍涂覆器，以便通过导向辊将所述金属基底浸渍在镀槽的涂覆溶液中，来执行浸渍涂覆。
全文摘要
公开了一种使用卷对卷连续涂覆和热处理制造MMO阳极的方法，包括使用连续涂覆器将金属基底的表面连续涂覆以MMO(混合金属氧化物)涂覆溶液；以及，使所述金属基底穿过热预处理炉和热处理炉，以在所述金属基底的表面上形成MMO涂层。当制造长线型MMO阳极时，由于在一致条件下使用卷对卷连续涂覆和热处理，形成了均匀涂层，从而提高了所述长线型MMO阳极的耐用性和质量。使得金属基底在过程之间暴露于外部的时间最小化，提高了生产率，从而降低了生产成本，实现了高的生产竞争力。
文档编号B05C9/14GK102397828SQ20111027190
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月14日 优先权日2010年9月15日
发明者李贞铉, 金正喆, 金正植, 金琦熤, 金荣俊, 韩东运 申请人:技术获胜者有限公司, 株式会社又进