CN102443838A

CN102443838A - 滚镀用的滚筒装置

Info

Publication number: CN102443838A
Application number: CN2011101627721A
Authority: CN
Inventors: 铃木通正
Original assignee: Mitaka Seisaku Co Ltd
Current assignee: Mitaka Seisaku Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-05-09
Also published as: KR20120033955A; EP2436805A1; JP2012077335A

Abstract

一种滚镀用的滚筒装置，减小滚镀用的电阻，提高镀敷效率，削减电量，对环境的改善作出贡献。在如下滚镀中，在滚筒(11)的后部从左旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部且靠右堆积的工件(W)，在从所述工件离开的滚筒内部的上部且靠左的位置配置滚筒内阳极部(15)，或在滚筒的后部从右旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部且靠左堆积的工件，在从所述工件离开的滚筒内部的上部且靠右的位置配置滚筒内阳极部(15)，其中所述滚镀为：使用在两端具有开口部的滚筒，在所述滚筒内部收容工件并浸渍到镀敷液中，从开口部对配置于滚筒内部的阴极和配置于镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴旋转一边进行电镀。

Description

滚镀用的滚筒装置

技术领域

本发明是使用在两端具有开口部的滚筒(barrel)的装置，涉及在该滚筒内部收容工件而浸渍到镀敷液中，并从开口部对配置于滚筒内部的阴极和配置于镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴进行旋转一边进行电镀的滚镀(barrel plating)用的滚筒装置，特别是涉及环境对策。

背景技术

近年来，在镀敷业界中也讨论着环境对应的问题。在当今的业界中为了解决该问题而考虑了各种方法，例如，考虑削减镀敷工序所需的电量，或者进一步提高镀敷液的管理精度等。在滚镀中，使用对以聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)等树脂为材料的非导电性的树脂制圆筒(drum)设置了许多透孔的滚筒圆筒(以下，简称为滚筒)，在滚筒的内部配置棒状电极(阴极、负极)并且放入工件，在镀敷液中浸渍了上述滚筒的状态下，对上述负极和滚筒外部的镀敷液中配置的电极(阳极、正极)进行通电，从而进行镀敷。

更具体而言，在事业用方面在大部分的情况下使用多个镀敷槽，所以通常如图8所示从1台整流器对各电极部供给电力。在针对每个滚筒所投入的工件不同的情况下，为使工件的表面积在各滚筒中相同，预先计算投入量而进行投入。即，虽然进行恒定电流控制，但从图7可知，从整流器至各滚筒的布线的长度不同，越是接近整流器越易于流过电流，所以严格地说对于所有滚筒并非是相同的条件。

此处，如果回到基本的问题来进行考虑，则镀敷根据法拉第的法则而成立，对电解质溶液进行电分解时所析出的物质的量与通过电量成比例，使1克当量的物质析出而所需的电量不依赖于物质的种类而是恒定的。特别是在电使用量多的镀锌中，如果在单位面积1dm²(10cm×10cm＝100cm²)中流过了1个小时的1.0A的电流，则会析出17.1μm的厚度的镀敷覆膜。虽然是0.285μm/分钟的析出速度，但在滚镀中，由于通过所旋转的滚筒的内部配置的被称为接触器(contact)的通电体(引线)而析出镀敷覆膜，所以会妨碍计算，往往依赖于作业者的熟练程度。

在为了计算而应考虑的要素中，考虑例如如下那样的要素。

·镀敷覆膜析出(膜厚)所需的电量对电流密度的设定有影响。

·在通电时，通电所涉及的接点的形状对电阻有影响。

·正极的表面积对电阻有影响。

·滚筒内的锌金属浓度随着时间经过而降低。

·滚筒的转速对形成于工件表面的镀敷覆膜的析出量(膜厚)有影响。

·镀敷槽内的液温对镀敷覆膜的析出量(膜厚)有影响。

·所投入的工件的容量对镀敷覆膜的析出量(膜厚)有影响。

因此，为了使镀敷膜厚恒定，重要的是解决上述整流器与滚筒的距离之差等要素，并且解决如上所述可计算的要素。由此，可以削减运行成本，并且还可以削减CO₂的排放。

与此相对，以往的滚镀的依据是日本特公昭62-21879号公开的滚镀工序用滚筒以及使用了该滚筒的滚镀法的发明，在该发明中，使用将滚筒轴方向两端进行了开放的所谓的无盖滚筒，滚筒由在两端具有开口部、并在侧壁具有用于脱水的穿孔部的空洞体构成，其中，该开口部用于阴极的安装和拆卸、被镀敷品(工件)的取出和放入、镀敷液的流通、以及使电场电流通过。但是，在上述发明中由于将阳极(正极)配置于滚筒的外部，所以存在电阻大这样的问题。为了所谓的环境对应，需要减小电阻来提高镀敷效率，并削减电量，但在上述发明中无法削减电量。即，通过削减镀敷覆膜(必要膜厚)的析出所需的电量，能量被削减，其结果，可以削减在发电时产生的CO₂的量。另外，通过削减在镀敷时产生的电解热，也可以削减能量，可以通过削减在镀敷工序中使用的药剂、水量而削减环境负荷。

【专利文献1】日本特公昭62-21879号

发明内容

本发明是着眼于上述点而完成的，其课题在于，在滚镀中减小电阻，提高镀敷效率，削减电量。另外，本发明的另一课题在于，提供一种特别是在使用无盖滚筒来进行锌镀敷的情况下可以通过削减电量来改善环境的滚镀用的滚筒装置。

为了解决上述课题，本发明采用如下方案，即，在滚镀中，在滚筒的后部从成为左旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部并且靠右堆积的工件，在从所述工件离开(远离)的滚筒内部的上部并且靠左的位置处配置了滚筒内阳极部，或者，在滚筒的后部从成为右旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部并且靠左堆积的工件，在从所述工件离开的滚筒内部的上部并且靠右的位置处配置了滚筒内阳极部，其中，所述滚镀为：使用在两端具有开口部的滚筒，在所述滚筒内部收容工件并浸渍到镀敷液中，并从开口部对配置于滚筒内部的阴极和配置于镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴进行旋转一边进行电镀。

本发明如上所述，以电使用量多的锌镀敷为主要对象。其中，主要是利用从氰化溶液槽(Cyanide bath)去除了氰基的被称为锌盐酸溶液槽(非氰化溶液槽)的碱性溶液槽进行的锌镀敷。锌盐酸溶液槽在镀敷覆膜均匀性方面优良，但与酸性溶液槽相比不能说镀敷效率更好。因此，本发明利用锌盐酸溶液槽的特性，并且提高镀敷效率，实现膜厚的均匀性。

本发明的装置是如下滚镀用的改良技术，其中，所述滚镀为：使用在两端具有开口部的滚筒，在所述滚筒内部收容工件并浸渍到镀敷槽中，并从开口部对配置于滚筒内部的阴极和配置于镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴进行旋转一边进行电镀。滚筒是已提及的无盖滚筒，是直径在滚筒胴部的前后两端变小，并在该变小的两端部形成有开口部，并且可绕中心轴进行旋转的旋转体。虽然将开口部的哪一方设为前后是自由的，但在参照图1来说明时，在本发明中将插入阴极以及滚筒内阳极部的一侧设为后，将取出和放入工件W的一侧设为前。

并且，在上述滚筒的后部从成为左旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部并且靠右堆积的工件，在从所述工件离开的上部并且靠左的位置处配置了滚筒内阳极部，或者，在滚筒的后部从成为右旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部并且靠左堆积的工件，在从所述工件离开的滚筒内部的上部并且靠右的位置处配置了滚筒内阳极部。在图1中，在纸面上右侧是后部、左侧是前部，图2、图3是从后部观察滚筒11的状态。在图2、图3中，在滚筒11左旋转时，内部的工件W在滚筒内部靠右而堆积，所以在滚筒内部的相反侧、即从上述工件离开的一侧形成空间12。因此，在该空间12的从工件W离开的上部并且靠左的位置处配置滚筒内阳极部15。因此，阴极14配置于针对工件W的位置。与其相反地，在滚筒后部从成为右旋转的方向观察该滚筒的情况下，针对在滚筒内部的下部并且靠左堆积的工件，在从上述工件离开的上部并且靠右的位置处配置滚筒内阳极部15。不管是哪一种情况，滚筒都需要成为浸渍于镀敷液中的状态。

配置于上述滚筒内部的滚筒内阳极部15可分成单独设置的情况、和与其他阳极一并设置的情况。即，在背景技术中提及的以往的无盖滚筒的情况下，采用在镀敷槽10的内部、且在滚筒的外部配置外部阳极13的结构，所以如果将其设成主阳极，则将配置于滚筒内部的滚筒内阳极部15称为辅助阳极。但是，在本发明中，在滚筒外部的镀敷液中配置外部阳极13这并不是必需的条件。因此，也可以在滚筒外部的镀敷液中不使用外部阳极13，而是将滚筒内部的滚筒内阳极部15作为主阳极，仅用它来进行镀敷。

图3示出例如将后侧的开口部16的直径设成A、将滚筒11的直径设成B、将滚筒直径与开口部直径之差设成C、将C的部分设成工件投入部分的情形。当然，前侧的开口部的直径也设为A以下。如果工件W的投入量超过C的部分，则会溢出，所以在无盖滚筒中这是不可以的。因此，相对于工件投入部分，夹着滚筒的中心轴而在相反侧形成大的空间12，所以在本发明中将该空间12用作滚筒内阳极部15的配置部位。

配置于滚筒内部的滚筒内阳极部15的形状、大小等只要不违反本发明的精神就可以自由决定。例如，作为滚筒内阳极部可以设为如下构造：由板状的电极板构成，并且将对各个电极板进行弯曲加工而得到的多个电极板，设置间隔而进行了重叠。如上所述构成的结构可以进一步增大滚筒内阳极部的有效面积，所以可以更有效地解决本发明的课题。

本发明如上所述构成并且发挥作用，在从工件离开的滚筒内部的位置配置了滚筒内阳极部，所以起到如下效果：在滚镀中可以减小电阻，提高镀敷效率，削减电量。另外，根据本发明，可以提供一种如下的滚镀用的滚筒装置，通过削减镀敷覆膜(必要膜厚)的析出所需的电量，削减能量，其结果，可以削减在发电时产生的CO₂的量，特别是在使用无盖滚筒来进行锌镀敷的情况下，可以应对环境的改善。

附图说明

图1是示出本发明的滚镀用的滚筒的原理的侧面说明图。

图2是从上述图中的装置的后部观察的说明图。

图3是同样地示出作用的正面图。

图4是示出上述图中的实施方式的一个例子的侧面图。

图5是将图4的一部分进行放大而示出的侧面图。

图6是同样地示出主要部分的俯视图。

图7是示出从后部观察了滚筒的状态的图。

图8是利用恒定电压控制的镀敷装置的概念性的说明图。

图9是示出本发明中的理想的电压控制的例子的概念性的说明图。

附图标记说明

10、20：镀敷槽；11、30：滚筒；12：空间；13、43：外部阳极；14、42：阴极；15、40：滚筒内阳极部；16、31、31′：开口部；17：基台；18：行驶设备；19：升降机；21：滚筒装置；22、23：轨道；24、25：车轮；26：吊架(hanger)；27：臂；28：悬挂部；29、29′：侧板(side plate)；32：从动齿轮；33：驱动齿轮；34：中间齿轮；35、36：端子；37、38：供电端子；39、41：连接端子；45、46：源端子；47：安装部件；48：电极板。

具体实施方式

以下，参照图示的实施方式进一步详细说明本发明。图4示出本发明的滚镀用的滚筒装置21的一个例子，该滚筒装置21也与图1至图3所示的滚镀用的滚筒装置同样地，以利用非氰化溶液槽进行的锌镀敷为对象，使用镀敷槽20浸渍到在其内部充满的镀敷液中而进行镀敷工序。

在各图中，17是滚镀装置A的基台，18是设置成可以沿着基台向与纸面正交的方向行驶的行驶设备，19是行驶设备18中设置的升降机，在升降机19中安装有滚筒装置21。22是在基台侧的上升位置处设置的轨道，23是在下降位置处设置的轨道，可以通过升降机19所具备的行驶用车轮24、25而在上述轨道上行驶。26是吊架，被设置成在从升降机19延伸的臂27的前端通过悬挂部28进行了悬吊的状态，可以利用前后两端部的侧板29、29′的部分将本发明的滚筒装置21进行卡合，安装成悬吊状态。

滚筒30是在前后两端具有开口部31、31′的无盖滚筒，在前部开口部31的外侧具有从动齿轮32，通过臂27的前端部所设置的驱动齿轮33，经由设置于吊架26的中间齿轮34而旋转。另外，滚筒30经由枢轴28a而安装到悬挂部28的下端。由此，如轨迹R所示，滚筒30能够以上下摇头的方式进行旋转，所以设置成便于工件W的排出等。另外，滚筒30是以聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或者聚乙烯(PE)等树脂为材料的非导电性的结构，在周面具有许多透孔。

在从升降机19延伸的臂27的下表面设置有端子35、36，通过与下降位置处配置的供电端子37、38之间的接触而接受电力的供给。正侧的端子35经由中间的连接端子39，通过布线而连接到配置于滚筒内部的滚筒内阳极部40，负侧的端子36经由中间的连接端子41，通过布线而连接到配置于滚筒内部的阴极42。阴极42是所谓的棒状电极，配置有2个阴极42，为了对抗在滚筒内部流动的工件W所致的外力，通过设置于后部侧板29′的部件44而被紧固地安装。另外，在图示的例子的情况下，在滚筒30的外部即镀敷槽10的下部配置外部阳极43，所以该外部阳极43通过布线而与基台17的源端子45、46直接连接。上述各电极(40、42、43)这样接受电力的供给，在图示的例子中，滚筒内阳极部40被设计成辅助阳极。

在具有这样的构造的滚镀装置A中，在滚筒30的后部从成为左旋转的方向观察滚筒30时，在本发明的滚筒装置21中，针对在滚筒内部的下部并且靠右堆积的工件W，在从上述工件W离开的滚筒内部的上部并且靠左的位置配置滚筒内阳极部40。滚筒装置21的滚筒30的主体部分具有剖面为八边形的胴部，由具有其后部短且前部长的角锥台状部分的圆筒构成，与胴部的部分大致相同程度的长度的滚筒内阳极部40使用安装部件47而安装到后部侧板29′。上述安装部件47从后部开口部31′进入到滚筒内部，以悬臂方式支撑滚筒内阳极部40。

图示的例子中的滚筒内阳极部40由板状的电极板48构成。该滚筒内阳极部40由进行了弯曲加工的多个电极板构成，将各个电极板装配成设置间隔而进行了重叠的构造。具有上述结构的滚筒内阳极部40能够使其表面积较大，所以能够以针对电流密度具有充分的余量的方式进行镀敷工序，有助于降低电压。图7所示的符号D是镀敷液的液面的位置，滚筒内阳极部40配置于该镀敷液中。

在使用这样构成的滚筒装置21进行滚镀时，也当然与以往同样地，首先进行碱脱脂、碱电解、酸洗以及电解脱脂的预处理工序。在镀敷工序中，从前部开口部31向滚筒装置21的内部投入规定量的工件W，起动滚镀装置A，并且对各电极部40、42、43进行通电。伴随滚镀装置A的起动，趋势是滚筒内部的工件W向旋转方向移动而堆积，在该状态下，前端位于工件W内部的阴极42、滚筒外部且镀敷液中配置的外部阳极43、以及夹着中心轴而处于与阴极42大致相反侧的位置处的滚筒内阳极部40中流过电流，进行镀敷。

在本发明的滚镀装置A中，优选采用在图9中概念性地示出的配电结构。即，如图9中的编号1～5所示的滚镀装置那样，针对每个滚筒设置专用的整流器，用布线来连接包括各滚筒的滚筒内阳极部的所有电极和整流器，针对每个滚筒供给所需充分的电量。由此，可以实现高精度的镀敷覆膜的膜厚管理和电量管理。

根据这样构成的本发明的装置，通过削减镀敷覆膜(必要膜厚)的析出所需的电量，从而削减能量，所以其结果，可以削减在发电时产生的CO₂的量。另外，通过削减在镀敷时产生的电解热，也可以削减能量，可以通过削减在镀敷工序中使用的药剂、水量来削减环境负荷。

Claims

1.一种滚镀用的滚筒装置，进行如下滚镀：使用在两端具有开口部的滚筒，在所述滚筒内部收容工件并浸渍到镀敷液中，并从开口部对配置于滚筒内部的阴极和配置于镀敷液中的阳极进行通电，一边使滚筒绕中心轴进行旋转一边进行电镀，

所述滚镀用的滚筒装置的特征在于，

在滚筒的后部从成为左旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部并且靠右堆积的工件，在从所述工件离开的滚筒内部的上部并且靠左的位置处配置了滚筒内阳极部，或者，在滚筒的后部从成为右旋转的方向观察该滚筒时，针对在滚筒内部的下部并且靠左堆积的工件，在从所述工件离开的滚筒内部的上部并且靠右的位置处配置了滚筒内阳极部。

2.根据权利要求1所述的滚镀用的滚筒装置，其特征在于，

滚筒内阳极部具有如下构造：由板状的电极板构成，并且将对各个电极板进行弯曲加工而得到的多个电极板，设置间隔而进行了重叠。

3.根据权利要求1所述的滚镀用的滚筒装置，其特征在于，

配置于镀敷液中的阳极作为主电极而位于滚筒外部的镀敷液中，滚筒内阳极部作为辅助阳极而配置于滚筒内部。