JPH01234594A

JPH01234594A - 電気鍍金ラインにおける金属帯の端部過鍍金防止方法及び装置

Info

Publication number: JPH01234594A
Application number: JP6082488A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Oba; 直幸大庭; Takeshi Ataya; 安谷屋　武志; Yoshinori Yomura; 吉則余村; Eisuke Tomata; 遠又　英祐; Hideo Tomioka; 冨丘　英生
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1988-03-15
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1989-09-19
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: JP2551092B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、金属帯を連続的に電気鍍金する際に、金属
帯の幅方向の鍍金付着量を均一化する技術に関するもの
である。

［従来技術］金属帯に錫や亜鉛、ニッケル、クローム等金属を電気鍍
金する際に、金属帯の幅方向端部に鍍金電流が集中し、
第３図Ｃのグラフに示すように、この部分の鍍金付着量
が中央部よりもすっと多くなる傾向がある。即ち、端部
過剰鍍金の現象であるがここの現象が生じると、金属帯
をコイルに巻く際に押し疵や鍍金粉付着等の欠陥を発生
させたりする他、加工の際に溶接不良を惹き起こしたり
する問題が生じる。

この問題に対処するため、従来から種々の提案がなされ
ているが、未た満足すべき効果を有するものはない。先
ず、陽極を端部から離すことが試みられた。即ち、金属
帯と等距離に向き合っている陽極の金属帯の端部に近い
部分を電気絶縁材て覆って゛しまう方法である。しかし
、この方法ては金属帯の極く端部だけに過剰に付着する
鍍金を防ぐには十分ではなかった。次には、金属帯の端
部を覆ってしまうエッチマスク法が試みられた。この方
法では、マスクを出来るたけ端部に近づけて設置するこ
とによって、端部過剰付着のコンＩ〜ロールは十分に行
えるが、金属帯の蛇行と面方向への振動とによる金属帯
端部とマスクとの衝突の問題が生じた。このうち蛇行の
問題に対する対策としては、金属帯の蛇行を検出しそれ
に合わせてマスクの位置を調整することが提案されてい
る（例えば、特公昭６Ｏ−３０７５５）が、振動の問題
は解決されていない。衝突が起こるとマスクを破損、損
傷するだけでなく、金属帯自体が変形してしまうことも
多い。

これらの鍍金電流を遮蔽する考えとは別に、ダミー電極
を用いる方法も試みられている。これは、金属帯の外縁
に近くに沿ってもう一つの被鍍金材を設ける方法である
。即ち、ダミー電極に鍍金電流を集中させることにより
、実際の金属帯の端部を内部と同じ条件にするものであ
る。この方法は、巧みな方法であり、金属帯の蛇行に対
する対策が成されれば、面方向の振動による衝突はない
。しかしながら、このダミー電極にはたくさんの鍍金金
属が粗茫に付着するためこれが脱落して、鍍金浴を汚し
なり金属帯の鍍金面に付着して欠陥を生しさせたりする
問題と、鍍金工程全体にわたってダミー電極を配置しな
いとその効果が削減するという問題とがある。このうち
脱落の問題については、ダミー電極を電気絶縁材で作ら
れた箱の中に収納し、この箱に窓を開け、この窓にイオ
ン交換膜を張って、電極上に鍍金金属を析出させない方
法が提案されている（例えば、特開昭５ｌ−３７０３５
）。この場合、鍍金成分はイオン交換膜に遮られてダミ
ー電極上に析出することは防げるが、膜の外側近傍では
鍍金浴のｐＨが上がり、鍍金成分の水酸化物等の沈殿が
生じ浴の汚染、鍍金面への付着などが起こるので、この
ダミー電極は金属帯端部に近ずけた効率的な設置が出来
ない。

［発明が解決しようとする課題］エッチマスクやダミー電極を用いる方法では、鍍金工程
全体にわたってこれらの装置を配置せねばならず、その
上、金属帯の蛇行に合わせてその位置を調整するために
、制御装置も多数必要とし、そのために、鍍金設備を大
幅に変える必要があり全体が膨大なものとなってしまう
。これに加えて、エッチマスクでは金属帯との接触、ダ
ミー電極では浴条件の変化、沈殿物の付着等の問題があ
り、上記の何れの方法も未た実用にいたっておらす、止
むを得ずエッチオーバーコート部をトリムして出荷して
いる状況である。

この発明は、このような問題を解決するためになされた
もので、多数の装置を必要とせず、現状設備を大きく変
えることなく、鍍金工程の一部に簡単な装置を効率的に
付加し、浴条件を変えることなく析出沈殿物をコントロ
ールしながら、端部過鍍金を防止する方法及び装置を提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段及び作用］前記目的は、金
属帯に鍍金を施した後に、前記金属帯の幅方向端部近傍
に設置した補助電極を負極、前記金属帯を正極として逆
電解処理を行うことにより達成される。

即ち、このような逆電解処理においては金属帯から補助
電極に向かう電流の分布は第２図に示すように金属帯の
エッチ部に集中するので、金属帯エツジ部に過鍍金され
た金属が多量に逆電解されて補助電極側に移動しするの
に対し、金属体内部では逆電解量が小さいので、その結
果として均一な鍍金量分布が得られるものである。

また、前記補助電極を、スリブ１−を有する電気絶縁体
の中に収納することにより、第１図に示されるように電
流分布は特に金属帯のエッチ部分に集中し、前記の作用
は更に強くなる。

発明者等による実験の結果、前記スリットの幅は１市以
上３０ｍｍ以下とし、金属帯端部より１ｍｍ以上１００
ｍｍ以下の距離に位置させることがエッチ部過鍍金の解
消に最も好ましいことが判明した。即ち、より縁に近い
所の鍍金金属を溶出する効果は、スリットの幅が狭い程
、又電気絶縁体の位置が金属帯の縁に近いほど太きので
あるが、スリット幅を１　ｍｍ未満にすると、鍍金洛中
の浮遊物により目詰りを起こすおそれがあり、スリット
幅が３Ｏｍｍを超えると、厚さの薄い金属帯では電気絶
縁体による遮断の効果はなくなってくる。また、電気絶
縁体と金属帯の縁との距離を１龍未満にすると、金属帯
の蛇行に応じた位置コントロールが困難になり接触の危
険が出てくる一方、１００ｍｍを超えて大きくすると、
逆電解電流の端部への集中化の度合いが削減されるとか
、極間抵抗の増加によって電力消費量の増大等の弊害が
無視できなくなってくる。

逆電解を行う場所については、メツキ電流との干渉を避
けるため、また設備的な制約をなくすため、前記金属帯
に鍍金を施した後に、鍍金槽の最後部又はドラグアウド
タンク内において行うことが好ましいことが判明した。

前記逆電解処理は、金属帯に接触するように配置された
正極コンダクタ−ロールと、金属帯の幅方向端部近傍に
配置された負極と、前記正極及び負極の間に直流電流を
供給する直流電源装置とを有してなる金属帯の端部過鍍
金防止装置を用いることにより実現される。

補助電極の形状は円柱状又はパイプ状とすることが好ま
しい。

この理由は、逆電解によって補助電極に付着する溶出除
去された過鍍金は補助陰極の表面に析出するが、この時
、スリットの近くや補助電極の凸部に集中するので、余
りにも長時間放置すると、析出金属がデンドライト状に
成長し、スリットの外に伸び出て金属帯と接触し、異常
通電や異物付着などの問題を惹き起こすが、補助電極の
形状を円柱状又はパイプ状とすることにより、補助電極
の一部への電流の集中を防ぎ、デンドライトが局部的に
発生しないようにすることができるからである。

更に、負極回転装置を付加し負極を回転させれば、前記
デンドライトの付着は一層均一になる。

加えて、付着したデンドライトを削り落とすスクレーパ
ーを付加することにより、補助電極を交換することなく
連続的に使用することができる。

［発明の実施例］以下、本発明の一実施例について、第１図ないし第６図
に基づいて説明する。各図において、同−の構成部には
同一の符号を付している。第２図はこの発明を説明する
ための電位及び電流分布を示す図であり、１は直径２０
　ｍｍの円筒状の補助電極、２は金属帯、横軸は金属帯
の幅方向端部の縁からの距離、点線は等電位線、実線は
電流線であるが、上下対象となるので下部のみを描いて
いる。補助電極１は金属帯のエッチから２０關の間隔を
あけて置かれている。第２図に見られるように、補助電
極１を負極に、金属帯２を正極にしたとき、電位勾配は
補助電極１と金属帯２の端部の縁とを結ぶ線上で最も大
きく、金属帯中央部へ寄るほど小さくなる。このため、
逆電解電流線はこの端部に寄って集中し、鍍金金属の溶
解量は多くなる。即ち、鍍金付着量の多い端部はど溶解
量が多くなるので、分布は均一化される。、第３図は金
属帯端部の付着量分布図をしめすものであり、横軸は金
属帯エッチ部からの距離、縦軸は金属帯中央部の付着量
を１とした場合の各部分の付着量の比を表したものであ
る。グラフＣは逆電解処理を施さなかったときの付着量
分布であり、グラフＢは前記の条件で逆電解処理を施し
たときの付着量分布を示す。端部の縁での付着量は逆電
解しないときの約半分にまで改善される。

第１図は、補助電極を電気絶縁体で部分的に覆った場合
の電流分布を示す図で、３は電気絶縁体、４はスリット
である。第１図（ａ）は配置図で、第２図で示した配置
に加えて補助電極１と金属帯２のエッチの中心に幅］、
　Ｏｍｍのスリットを配置したことを示しており、第１
図（ｂ）は、前記の配置における電流分布を示す図であ
る。補助電極１に後方ないし横から流れ込む電流は絶縁
体３によって遮断され、電流線はより縁に近いほうに集
中しており、したがって、縁に近い端部の溶解がより増
加し、付着量の分布はより均一化される。この状況を第
３図のグラフＡに示す。端部の鍍金付着量は中央部のそ
れと殆ど変わらない程にまで改善される。電気絶縁体３
の無い場合は、第３図のグラフＢにもその傾向が見られ
るが、端部の縁極近の付着量を中央部のそれに合わせよ
うとすると、端部よりやや中央部に寄った所の付着量が
減り過ぎてしまう危険があるが、電気絶縁体３の使用に
よってそのおそれは殆と無くなっている。

逆電解処理は、必ずしも全量鍍金後に行う必要はなく、
例えば、最終鍍金層の前てその後に端部に過剰に付着す
るであろう鍍金量を予想して多めに処理するようにして
もよいし、少量鍍金後逆電解する処理を繰り返してもよ
い。しかし、複数個の鍍金層からなる連続電気鍍金ライ
ンては、最後の鍍金層で全鍍金終了後に逆電解処理を行
うが、最後の鍍金層の後に設置されているドラグアウド
タンク内で行うほうが、設備としてまとまりがよく、安
価である。

端部過鍍金防止装置の電流回路を第４図に示す。補助電
極］には直流電源装置５の負側か接続され、金属帯２に
は、コンダクタ−ロール６を介して正側が接続される。

鍍金付着量に対応した電気量を通ずることによって、端
部の過鍍金が逆電解され溶出除去される。

端部過鍍金防止装置の一例を第５図に示す。第５図（ａ
）は縦断面図で、縦型の鍍金層槽１２にこの装置を組み
込んだものである。金属帯２は上方から下方又はその逆
向きに搬送される。図において、１１は補助電極１表面
にテンドライト状に成長してくる析出金属を掻き落とす
スクレーパー、１３は補助電極１を回転させるモータ、
１４は補助電極１に通電するための通電ブラシ、１５は
これらを支持する支持体、１６は補助電極１等を金属帯
２と当間隔に保つための駆動装置、１７はスクレーパー
１１により掻き落とされた析出金属、１８は鍍金液と析
出金属１７を排出するための輸送管、１つはポンプ、２
０は金属回収装置である。補助電極１は鉛直に位置し、
電気絶縁体３に収納され、モーター］３によって回転し
ながら通電ブラッシ１４を通して通電される。これらは
支持体１５に支えられ、駆動装置１６によって、金属帯
２との位置関係が適正に保たれる。回転する補助電極１
に隣接してスクレイパ−１１が設けられ、デンドライト
状に成長してくる析出金属を掻き落とす。落とされた析
出金属１７は、電＝１４− 気絶縁体３の底部に設けられた輸送管１８を通ってポン
プ１つによって金属回収装置２０に運ばれる。金属回収
装置２０では、フィルターによって金属と電解液とに分
別し、金属を回収し電解液を再び鍍金槽１２に戻す。第
５図（ｂ）は、補助陰極とスクレーバーの平断面図で、
補助電極１が回転することによって、デンドライト状金
属２１は自動的にスフレイパ−１１によって掻き落とさ
れる。

本発明を実際のプロセスに適用した効果の例を以下に説
明する。

厚さ０．２ｍｍ、幅８００　ｍｌの銅帯に、ライン速度
３００　ｍ　／　ｍｉｎで鍍金を行った後、ドラグアウ
ドタンク内で、第１図に示す補助電極を用いて逆電解を
行い、ストリップの幅方向端部と中央部との鍍金付着量
比（以下過鍍金率と称す）、溶接性等を調べた。使用し
た補助電極の長さは０．５ｍであり、ドラグアウドタン
ク内の電解液はフェノールスルフォン酸が硫酸換算で２
０ｇ／ｌの酸性液であった。溶接性は、製缶時缶胴の接
合に使用する電気抵抗スポット溶接の接合強度を調べた
。

電気絶縁体のスリット幅、金属帯との距離、鍍金付着量
などを変えて実施し、実施例１と２とては、電気絶縁体
のスリット幅と金属帯との距離を変え、実施例３では、
表と裏とて鍍金被膜の厚さが異なる差厚鍍金を行い、逆
電解では補助電極をやや傾いた位置に設置したが、この
状況を第６図に示す。補助電極１は、金属帯２の厚鍍金
面側に約３０度傾けて配置した。なお、比較のために、
比較例１では逆電解を行わず、比較例２では電気絶縁体
のスリット幅をこの発明による範囲よりも広げて４０龍
とし、比較例３では差厚鍍金を行ったのみで逆電解を行
わなかった。

これらの処理条件とその結果とを第１表にまとめて示す
。

第１表この発明の実施例では差厚鍍金も含めて、過鍍金率量は
１３以内に納まり、溶接性も良好であるが、比較例２の
ように、スリット幅が広ずぎると、過鍍金率を１．３に
押さえようとすると端部よりやや中央寄りに付着量不足
が生じる。又比較例１及び２に見られるように、逆電解
を行わないと、端部過鍍金率は３前後にも達し、溶接性
も悪くなる。

なお、実施例では、錫鍍金について述べたが、亜鉛やニ
ッケル、クローム、銅等他の電気鍍金についても、この
発明の作用は同じである。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、複数の鍍金槽からな
る電気鍍金ラインでも、装置は一箇所に設置すれば良い
ので、多数の装置を必要とせず、金属帯の蛇行への対応
も容易である。それに加えて、過鍍金分は電気絶縁体内
の補助電極に捕捉され回収されるので、析出物や沈殿物
が浴を汚したり、金属帯に付着して問題を起こすことが
ない。

このため、金属帯端部縁に近つけて設置することができ
、電気絶縁体のスリットの効果と相まって極めて効率良
く過鍍金分のみを回収することが可能になった。このよ
うに、設備的にも、コスト的にも安く良品質製品を製造
可能としたこの発明の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明を説明するための装置の原理図、第２
図は発明の詳細な説明するための電位及び電流分布図、
第３図は金属帯端部の付着量分布図、第４図はこの発明
を説明するための一例の装置の回路図、第５図は本発明
の一実施例の装置の断面図、第６図は差厚メツキを行っ
た場合における本発明の一実施例を示ず図である。１・・・補助電極、２・・金属帯、３・・電気絶縁体、
４・・・スリット、５・・・直流電源装置、６・・コン
ダクタ−ロール、１１・・・スクレーバー、１３・・モ
ーター、１４・・・通電プラッシュ、２０・・金属回収
装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数個の鍍金槽からなる連続電気鍍金ラインで金
属帯の幅方向端部に発生する過鍍金を防止する方法にお
いて、前記金属帯に鍍金を施した後に、前記金属帯の幅
方向端部近傍に設置した補助電極を負極、前記金属帯を
正極として逆電解処理を行うことを特徴とする電気鍍金
ラインにおける金属帯の端部過鍍金防止方法。
（２）スリットを有する電気絶縁体の中に収納した補助
電極を負極とする請求項１記載の電気鍍金ラインにおけ
る金属帯の端部過鍍金防止方法。
（３）幅が１ｍｍ以上３０ｍｍ以下のスリットを有する
電気絶縁体の中に収納した補助電極を負極とし、前記ス
リットを金属帯端部より１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の距
離に位置させた請求項１記載の電気鍍金ラインにおける
金属帯の端部過鍍金防止方法。
（４）複数個の鍍金槽からなる連続電気鍍金ラインで金
属帯の幅方向端部に発生する過鍍金を防止する方法にお
いて、前記金属帯に鍍金を施した後に、鍍金槽の最後部
又はドラグアウトタンク内において前記金属帯の幅方向
端部近傍に設置した、スリットを有する電気絶縁体の中
に収納された補助電極を負極、前記金属板を正極として
逆電解処理を行うことを特徴とする電気鍍金ラインにお
ける金属帯の端部過鍍金防止方法。
（５）金属帯に接触するように配置された正極コンダク
ターロールと、金属帯の幅方向端部近傍に配置された負
極と、前記正極及び負極の間に直流電流を供給する直流
電源装置とを有してなる電気鍍金ラインにおける金属帯
の端部過鍍金防止装置。
（６）負極が円柱状又はパイプ状の電極と、一部にスリ
ットを有し少なくとも前記負極の軸方向以外の周囲を覆
うように配置された負極収納電気絶縁体とを有し、前記
スリットが金属帯の走行方向と平行で金属帯端縁に沿う
ように配置されてなるものである請求項５記載の電気鍍
金ラインにおける金属帯の端部過鍍金防止装置。
（７）スリット幅が１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である請求
項６記載の電気鍍金ラインにおける金属帯の端部過鍍金
防止装置。
（８）負極回転装置を付加した請求項６又は請求項７記
載の電気鍍金ラインにおける金属帯の端部過鍍金防止装
置。
（９）負極に付着した鍍金金属を除去するスクレーバー
を付加した請求項８記載の電気鍍金ラインにおける金属
帯の端部過鍍金防止装置。