JP2588454B2 - 竪型噴流メッキ装置 - Google Patents

竪型噴流メッキ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属ストリップ表面に
錫、クロム等を電解メッキする竪型噴流メッキ装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ストリップに電解メッキを施す竪型電解
メッキ装置において、高い電流密度で電解メッキを行う
ための技術が数多く開示されている。例えば、特公平3
−35395号公報においては、図9に示す通り、スト
リップ2と電極18間に電解液を供給し、ストリップと
電解液との間に攪拌効果を与え、高い電流密度を得る方
法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】電解メッキ装置におい
て高電流密度で電解メッキを行うためには、メッキ界面
に金属イオンを効率よく供給し、かつ高電流密度電解に
よって生じる大量のガスを迅速に電極間から除去する必
要がある。しかしながら、従来技術で提案されている電
解メッキ装置では、次のような問題がある。
【0004】(1)電解液を電極へ給液する給液ノズル
部や電極間部等において、圧力変動が生じストリップが
電極と接触したり(短絡)、ストリップが振動(バタツ
キ現象)するため製品に疵や折れが生じる。特に、スト
リップの厚さが0.25mm以下の如き薄手サイズでは
その影響が顕著に見られる。 (2)上記(1)において、ストリップの走行速度が速
くなると、電解メッキによって生じるガスがストリップ
によって引きずられ、ガスが電極部から抜けきらずメッ
キ不良を生じる。
【0005】(3)電解液の流れがストリップ幅方向に
おいて不均一なために、メッキ厚さやメッキ品質が不均
一となる。 本発明は、このような従来技術の問題点を解消するため
に提案されたもので、その主な目的は、メッキの高品質
化、高能率化を図るため、電極内の電解液の流速を速く
し、かつストリップ表裏面および幅方向の流速を均一化
し、電流密度を高め、また電力消費量を極力少なくでき
るように、ストリップの振動(バタツキ現象)を僅少に
し、ストリップの電極への吸着現象を阻止できる竪型噴
流メッキ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の要旨とするところは下記のとおりである。 (1)所定の間隔を置いて対向して配設した電極間にス
トリップを走行させて電解メッキを行う竪型噴流メッキ
装置において、電極間へ電解液を供給する給液ノズル
と、電極間から排出される電解液を集積し排出する排液
ボックスを有する排液装置と、前記供給ノズルと排液装
置の間に位置する電極の幅方向の両端部にサイドシール
を配設するとともに、電極の背面側に各々均圧室を設
け、かつ電極にストリップ走行部と均圧室とを導通する
多数の貫通穴を電極に設け、該電極、サイドシール及び
均圧室から形成される電極ボックスと、竪型噴流メッキ
装置の最下部に設けた電解液の流出を防止するシール装
置とで構成したことを特徴とする竪型噴流メッキ装置。
【0007】(2)電極ボックスの上部もしくは下部に
設けた給液ノズルを上下方向に1次ノズル室と2次ノズ
ル室とに仕切り壁で分割し、該1次ノズル室の両側に給
液口をそれぞれ設け、各ノズル室間の仕切り壁に中央か
ら両側へ漸増する隙間を有するスリットを設けたことを
特徴とする前項1記載の竪型噴流メッキ装置。 (3)電極ボックスの上部もしくは下部に設けた排液ボ
ックスと、排液口と、排液ボックスの内部に設けたスト
リップを包囲する隔壁と、その隔壁に多数の貫通穴を有
する排液装置を設けたことを特徴とする前項1記載の竪
型噴流メッキ装置。
【0008】(4)電極背面側に各々設けた均圧室と、
その各々の均圧室とを導通する導通部を設けたことを特
徴とする前項1記載の竪型噴流メッキ装置。 (5)電極背面側に各々設けた均圧室に少量の電解液を
供給する均圧室電解液供給装置を設けたことを特徴とす
る前項1記載の竪型噴流メッキ装置。
【0009】
【作用】本発明は前記のように給液ノズルと、電極ボッ
クスと、排液装置と、下部シール装置で構成しているの
で、1組の竪型噴流メッキ装置に対して電解液の循環が
単独に制御できるので各々の竪型噴流メッキ装置の流速
制御が行いやすく、かつ従来の特公平3−35393号
公報に示すように下部排液側に回転シールを設けたもの
は排液量の調整が非常に難しく、適正な流速や流速分布
を得ることができなかったものが、本発明のように排液
装置を設けることにより排液量の調整が容易となり、適
正な流速や流速分布を得ることができるようになった。
【0010】また、排液装置の下部および給液ノズルの
下部にシール装置を設けているので、電解液のリークが
なく電解液のリークによる流速分布不均一や電解液の液
受け槽への量を大幅に軽減できるようになった。そし
て、電極ボックスには電極幅方向の両端部にサイドシー
ルを配設するとともに、電極の背面側に各々均圧室を設
け、ストリップ走行部と均圧室とを導通する多数の貫通
穴を電極に設け、かつその各々の均圧室とを導通する導
通部を設けたので、ストリップの振動(バタツキ)およ
びストリップの電極への吸着現象を阻止できるようにな
った。
【0011】このストリップが振動(バタツキ現象)し
たり、電極への吸着現象を阻止できることを、本発明者
等は次のような実験を行い確認した。実験では、ストリ
ップと相対して電極を配置させ、電極内に水を吹き込
み、電極内の液圧変動およびストリップの振幅を計測し
た結果、表1の通りであった。
【0012】
【表1】
【0013】上記実験から、電極に穴がない場合(テス
トNo.1)は、電極内の圧力変動値が大きく、ストリ
ップの振幅も大きい。これに対し電極に穴をあけ、均圧
室を設けた場合(テストNo.2)はストリップの振幅
が極めて小さいことをつきとめた。即ち、テストNo.
1では、電極内の圧力変動がストリップに作用し、振動
を与えたものである。これに対し、テストNo.2で
は、圧力変動値が大きく減衰しており、ストリップの振
幅が極めて小さくなっている。このように、電極に多数
の貫通穴を設け、ストリップ走行部と均圧室と導通さ
せることにより、電極内の圧力変動を均圧室側へ分散さ
せることができた。
【0014】次に、ストリップの電極への吸着現象につ
いては、上記ストリップの振動に加えて、電極に対し、
ストリップの表面をA室、裏面をB室とすれば、A室の
圧力(PA)とB室の圧力(PB)との圧力差が生じる
と発生する。例えば、PA>PBの場合はストリップは
B室側へ移行する。以上のような観点から、電極内の変
動圧を小さくさせ、かつ電極表裏の圧力差を小さくさせ
る方法として、電極背面に各々設けた均圧室を導通させ
る導通部を設けた。
【0015】次に、給液ノズルを上下方向に1次ノズル
室と2次ノズル室とに仕切り壁で分割し、1次ノズル室
の両側に給液口をそれぞれ設け、各ノズル室間の仕切り
壁に中央から両側へ漸増する隙間を有するスリットを設
けたので、電解液の乱流を整流とし、電解液の流速をス
トリップの幅方向は勿論のことストリップの表裏をも均
一にでき、メッキ厚さおよびメッキ品質を均一にでき
る。さらに、電極ボックスの上部もしくは下部に設けた
排液ボックスと、排液口と、排液ボックスの内部に設け
たストリップを包囲する隔壁と、その隔壁に多数の貫通
穴を有する排液装置を設けたので、排液の流速をストリ
ップの幅方向は勿論のことストリップの表裏をも均一に
できる。
【0016】そして、電極ボックスについて述べたと同
様に隔壁にも多数の貫通穴を設けているので、ストリッ
プの振動(バタツキ)およびストリップの電極への吸着
現象を排液装置の部分でも阻止できるようになった。ま
た、電極ボックスの電極背面側に各々設けた均圧室に少
量の電解液を供給する均圧室電解液供給装置を設けたの
で、均圧室の圧力変動がさらに僅少になることが本発明
者等の実験で確認できた。そして、均圧室の電解液を新
しい電解液に逐次交換することも可能となった。
【0017】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。本
発明がこの実施例に限定されないことはいうまでもな
い。 (1)図1、図2および図3に示すように、ストリップ
2はコンダクターロール3、3′によって陰極に通電さ
れ、実線の矢印方向に走行する。給液ノズル4、4′
は、電極5、5′の長手方向のストリップ2の出口側に
配設し電解液を給液する。電極5、5′の背面側には均
圧室7、7′を設け、さらにストリップ2の走行部から
均圧室7、7′へ向かって多数の貫通穴を設けるととも
に、均圧室7、7′のA室とB室とを導通させる。
【0018】電極の貫通穴の大きさは電極面とストリッ
プ中心との距離(h)の1〜10倍とし、電極の穴の全
面積は電極の全面積の約5〜10%とするのが適当であ
る。穴のピッチは電極面とストリップ中心との距離
(h)の5〜20倍とし、電極面とストリップ中心との
距離(h)は15mmとした。電極間距離はその2倍の
距離(2h)30mmとなる。
【0019】均圧室7、7′の奥行き距離(b)は20
〜60mmとし、電極面とストリップ中心との距離
(h)の約2〜4倍としている。さらに、均圧室7、
7′のA室とB室とは導通部Dを一対の電極の両側に設
けている。なお、図3では導通部を均圧室と共通のボッ
クスに収納しているが、導通部を配管等でつなぐ構成と
してもかまわない。
【0020】サイドシール6は電極幅方向の両端部に設
けられ、電極5、5′と均圧室7、7′とに仕切られ
る。均圧室7、7′の上部には、通気穴10を設け、均
圧室内のガスを大気へ放出させる。上部排液装置8は電
極5の上部に、また下部排液装置8′は電極5′の下部
に設けられ、これらの排液装置はストリップと対面して
多数の穴11を有する隔壁(8−1、8′−1)で仕切
られている。
【0021】シール装置9、9′は、給液ノズル4およ
び下部排液装置8′の下部に設けられており、ストリッ
プ1を挟持する回転自在なダムロール9−1とシール板
9−2で構成されている。なお、実施例ではダムロール
9−1とシール板9−2との組み合わせを提案したが、
例えばゴム状のシール板をストリップに直接押し当てる
(図示しない)等電解液を貯溜できるものであれば差し
支えない。
【0022】(2)なお、電解液の流れ方向とストリッ
プの進行方向との関係から、電解液をストリップ進行方
向と対向した向きに流すと、ストリップの表面を電解液
で攪拌する作用があり、電解液をストリップ進行方向と
同一方向に流すと、電解によって生じるガスがストリッ
プの進行に拘束されることがなく、排出を容易にする作
用がある。
【0023】このため、前記の実施例ではストリップ2
の進行方向を図1の実線矢印で示したようにし、電解液
をストリップ進行方向と対向した向きに流すことで説明
したが、操業条件、装置構成、電解液供給および排液管
の配置上等の種々の条件から、図1の破線矢印で示すよ
うに、電解液の流れをストリップ進行方向と同一方向に
してもかまわないし、また図7、図8に示すように電解
液の流れをストリップ進行方向に対して対向する方向
と、ストリップ進行方向に対して同一方向の両方の組み
合わせを採用してもかまわない。
【0024】この図7および図8については、先ず図7
は給液ノズル4、4′の配置を電極下部のみとしたもの
であり、図8は給液ノズル4、4′の配置を電極上部の
みとしたものである。 (3)図4および図5に示すように、電解液は給液管よ
り給液口4−1に導入される。給液ノズル4、4は上下
方向に1次ノズル室4−2と2次ノズル室4−3とに、
仕切り壁4−4により分離される。さらに、仕切り壁4
−4の流路をノズル中央(4−5)を端部(4−6)よ
り狭くテーパー状にする。スリットの寸法は中央部(4
−5)で約10mm、端部(4−6)で約30mmとす
るのが適当である。電解液は噴流口4−7を通じて電極
5、5へ給液される。
【0025】本発明の給液ノズルを適用することによ
り、図6に示すようにストリップ幅に対する電解液の流
速分布が従来法に比べ、著しく向上していることが判
る。 (4)図1の23は均圧室へ少量の電解液を供給する均
圧室電解液供給装置で、給液ノズルから電極間に流す電
解液の約1/10〜1/50の流量を各均圧室へ供給す
る。
【0026】
【発明の効果】以上、実施例について説明したが、本発
明によれば次のような効果がある。第1に、狭い電極内
にメッキ液を強制的に供給する竪型噴流メッキ装置にお
いて、ストリップの振動を解消させ、折れや皺等が入ら
ない製品を得ることができる。特に、ストリップ厚さが
0.25mm以下の如き薄手サイズを走行させる場合
は、その効果は大きい。
【0027】第2に、高い電極内流速を得ることが可能
となり、電流密度のアップに伴い、高能率のメッキがで
き、メッキ装置の数を大幅に低減させることができる。
第3に、ストリップの振動(バタツキ)や電極への吸い
付きという問題が解消できるため、電極間距離を従来の
100mm程度から20〜40mmと狭めることがで
き、電極間へ供給する電解液の流量を減じることができ
ると同時に、狭い電極間距離によるメッキ電力の削減が
可能となる。
【0028】第4に、電解液の流速が電極内で均一とな
ることにともない、メッキ厚さおよびメッキ品質を均一
にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す側部縦断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【図4】本発明の給液ノズルの縦断面図である。
【図5】図4のC−C断面図である。
【図6】ストリップ幅と流速の関係図である。
【図7】給液ノズルを電極下部のみとした実施例を示す
側部縦断面図である。
【図8】給液ノズルを電極上部のみとした実施例を示す
側部縦断面図である。
【図9】従来のメッキ装置の側部縦断面図である。
【符号の説明】
1 液受け槽 2 ストリップ 3、3′ コンダクターロール 4、4′ 給液ノズル 4−1 給液口 4−2 給液ノズルの1次ノズル室 4−3 給液ノズルの2次ノズル室 4−4 給液ノズルの仕切り壁 4−5 中央スリット 4−6 端部スリット 4−7 給液ノズルの噴流口 5、5′ 電極 6、6′ サイドシール 7、7′ 均圧室 8 上部排液装置 8′ 下部排液装置 8−1 上部排液装置の隔壁 8′−1 下部排液装置の隔壁 9、9′ シール装置 9−1 シール装置のダムロール 9−2 シール装置のシール板 10 通気穴 11 隔壁貫通穴 12 排液ボックス 13 電極ボックス 14 排液口 15 給液口 16 給液管 17 給液ノズル 18 電極 19 ダムロール 20 連結体 21 回転シール 22 リップ 23 均圧室電解液供給装置
フロントページの続き (72)発明者 嶋村 美智広 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製鐵株式会社 機械・プラント事 業部内 (72)発明者 増田 修司 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の 59 日鐵プラント設計株式会社内 (72)発明者 中川 勝明 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の 59 日鐵プラント設計株式会社内 (72)発明者 丸茂 和裕 福岡県北九州市戸畑区大字中原46番地の 59 日鐵プラント設計株式会社内

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の間隔を置いて対向して配設した電
    極間にストリップを走行させて電解メッキを行う竪型噴
    流メッキ装置において、電極間へ電解液を供給する給液
    ノズルと、電極間から排出される電解液を集積し排出す
    る排液ボックスを有する排液装置と、前記供給ノズルと
    排液装置の間に位置する電極の幅方向の両端部にサイド
    シールを配設するとともに、電極の背面側に各々均圧室
    を設け、かつ電極にストリップ走行部と均圧室とを導通
    する多数の貫通穴を電極に設け、該電極、サイドシール
    及び均圧室から形成される電極ボックスと、竪型噴流メ
    ッキ装置の最下部に設けた電解液の流出を防止するシー
    ル装置とで構成したことを特徴とする竪型噴流メッキ装
    置。
  2. 【請求項2】 電極ボックスの上部もしくは下部に設け
    た給液ノズルを上下方向に1次ノズル室と2次ノズル室
    とに仕切り壁で分割し、該1次ノズル室の両側に給液口
    をそれぞれ設け、各ノズル室間の仕切り壁に中央から両
    側へ漸増する隙間を有するスリットを設けたことを特徴
    とする請求項1記載の竪型噴流メッキ装置。
  3. 【請求項3】 電極ボックスの上部もしくは下部に設け
    た排液ボックスと、排液口と、排液ボックスの内部に設
    けたストリップを包囲する隔壁と、その隔壁に多数の貫
    通穴を有する排液装置を設けたことを特徴とする請求項
    1記載の竪型噴流メッキ装置。
  4. 【請求項4】 電極背面側に各々設けた均圧室と、その
    各々の均圧室とを導通する導通部を設けたことを特徴と
    する請求項1記載の竪型噴流メッキ装置。
  5. 【請求項5】 電極背面側に各々設けた均圧室に少量の
    電解液を供給する均圧室電解液供給装置を設けたことを
    特徴とする請求項1記載の竪型噴流メッキ装置。
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