JPH02310380A - 金属板の表面処理装置 - Google Patents

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〕 本発明は鋼板等、金属板の表面処理、例えばめっき、洗
浄脱脂、酸洗、水洗などをバッチ的に行なう処理装置に
関する。

〔従来の技術〕

金属板をバッチ的に表面処理する場合には、一般に金属
平板を処理槽に挿入する。そして、例えば鋼板の電気め
っきにおいて鋼板とめっき液との間に相対速度を与える
必要がある場合には、ポンプまたはインペラーによって
液体を圧送するか、底部にスリットを設は重力による液
落下で流速を発生させる方法が考えられる。また、電解
めっき、電解脱脂などのように電極を必要とする場合に
は、金属板を固定し金属板全面を電極と対向させる方法
と、電極は金属板の一部のみと対向させ、金属板を移動
させながら順次処理を行なう方法が考えられる。そのよ
うな従来の表面処理装置の具体例を、第９図ないし第１
５図により説明する。

まず第９図に示すような金属板（０１）の長さ方向にノ
ズル（０５）によって液流を付与する方式では、金属板
（０１）の輻全域にわたり多量の処理液を流すために、
液体を圧送するポンプとして大容量のものが必要である
。これに対する対策として、第１０図のように、処理液
を板幅方向に圧送し、流路幅を狭（して、金属板（０１
）を長さ方向に移動させながら処理する方式が考えられ
るが、ポンプの大きさを小さくできるかという点ではこ
れでも十分ではなく、また電極（０４）が付設された流
路（０６）内の処理液が電極のない槽内の他部分へ迂回
し必要な安定流れが得られない、また、この第９図、第
１０図に示される方式は、いずれも電極（０４）が処理
槽（０２）の壁の一部に付設されており、これにより必
要な電気容量は比較的小さくてすむという利点があるが
、金属板（０１）の長さ方向を全長にわたって処理する
ためには、図示のように金属板の方を動かさなければな
らず、少なくとも板長さの２倍の高さの装置が必要にな
る。

次に第１１図に示すようなインペラー（０８）により金
属板（０１）の板幅方向に液を流す方式では、インペラ
ー（０８）を回すために厖大な容量のモータが必要であ
り、また安定した液流が得難いという問題がある。

さらに第１２図および第１３図に示す方式は、処理槽（
０２）の底部にスリット（０７）を設け、重力による液
体の流出速度により必要な液流を得るものであるが、流
出した液体に尭合うだけの量の液体を新たに補給しなけ
ればならず、そのためのポンプがまた厖大になる。第１
２図は処理槽（０２）の壁の一部に電極（０４）を設け
たもの、第１３図は全面に設けたものであり、その得失
は既述のとおりである。

上記のように処理液を駆動する方式の問題点を解決する
ために、第１４図に縦断正面図、第１５図に平面図を示
すような装置が提案されている。これは、被処理物（０
１１）を処理液中において自転しつつ公転させることに
より、被処理物（０１１）に対する処理液の流動が著し
く速くなるようにしたものである。処理槽（０１２）の
上方中央に設けた鉛直な主軸（０１５）を中心に旋回す
る腕（０１６）の先端に鉛直な回転軸（０１７）を設け
て、その下端に吊り下げた被処理物（０１１）を処理液
中に浸漬しつつ、回転軸（０１７）とともに回転するよ
う構成し、上記主軸（０１５）と回転軸（０１７）とを
歯車（０１Ｂ）　、　（０１９）によって噛合わせてい
る。なお、図中（０１４）は電極を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の表面処理装置においては、処理槽の大きさは
少なくとも処理される金属板の大きさよりも大きい必要
がある。したがって金属板の寸法が大きいとそれに従っ
て処理槽の寸法も大きくしなければならず、広いスペー
スを要することになまた従来の表面処理装置のポンプ容
量を試算すると、例えば金属板寸法が１ｍ角、金属板と
処理液との間に必要な相対速度が１−への場合、第１０
図のような幅方向圧送のためには５００１　／ｌ１ｉｎ
、また第１２図および第１３図のような液落下方式では
３０００　Ｉｔ　／ｗｉｎ程度の大容量ポンプが必要と
なる。すなわち第９図から第１３図までに示した従来の
表面処理装置においては、金属板と処理液との間に相対
速度を発生させるために、液体のほうが駆動されており
、上記のような問題があった。

また、第１４図および第１５図に示された装置では、被
処理物は小さな円筒形状の物に限られ、しかも被処理物
の円筒内面は電極を必要とする表面処理ができない。特
に大型の厚肉単板をバッチ処理しようとすれば、巨大な
装置が必要になるという問題が生ずる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記従来の課題を解決するために、ほぼ鉛直
な回転軸の下端に設けられた固定リングに円筒状の被処
理物を着脱可能に取付け、同被処理物を処理液中に浸漬
しつつ上記回転軸により回転させるように構成したこと
を特徴とする金属板の表面処理装置を提案するものであ
る。

〔作用〕

本発明においては、円筒状にした被処理物を固定リング
に着脱可能に取付けて、円筒形状処理槽内で被処理物を
回転させることにより、円筒状被処理物の内面および外
面に処理液との相対速度を発生させ、表面処理を行なう
。

〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す概略縦断面図である０
本実施例では、円筒状の処理槽（２）内に処理液（３）
を充填する。そして、円筒形状にあらかじめ形成されて
固定リング（６）に着脱自在に取付けられた金属板（１
）（Ｉ板）を、この処理液（３）に浸漬させる。固定リ
ング（６）は駆動軸（５）の下端に設けられていて、図
示しない回転駆動装置で回転させられ、金属板（１）の
表面処理を行なう。

本実施例において、円筒形状に形成された鋼板（１）は
、第４図に示すように、固定リング（６）に固定される
。また、特に円筒状鋼板の剛性を上げたいときには、第
５図に示すように下部リング（７）を設け、上部の固定
リング（６）と連結される柱（８）を介して、鋼板（１
）と上部の固定リング（６）および下部リング（７）と
を、例えばボルト止めすることもできる。

金属板（１）を固定リング（６）に着脱可能に取付ける
具体的手段としては、例えば第６図（ａ）、　（ｂ）、
　（ｃ）に示されるように、固定リング（６）の外周に
下向きに開いた溝を設け、この溝に金属板（１）を挿入
してポル）　（９ａ）で止める。金属板（１）の合せ部
は、金属板（１）の両端を全幅にわたって挟持部材（１
０ａ）で挟持し、ポル）　（９ｂ）で締付けて固定する
。

他の具体的取付手段としては、第７図（ａ）、　（ｂ）
。

（Ｃ）に示されるように、上記した挟持部材（１０ａ）
の代りに、必要な個所のみ挟持する挟持部材（１０ｂ）
により挟持固定する。

さらにまた、第８図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、　（
ｄ）に示されるように、固定リング（６）の外周に段差
部を設け、この段差部に金属板（１）を巻付けてその上
に締付バンド（１１）を当てがい、その締付バンド（１
１）の両端部をボルト（９ｃ）で締付けることにより、
金属板（１）を固定リング（６）に固定することもでき
る。そのとき円筒状に形成された金属板（１）の下端は
、挟持部材（１０ｃ）により固定する。第８図（Ｃ）お
よび（均は、その挟持部材（１０ｃ）の断面図であって
、第８図（Ｃ）はテーバ状の挟持部に金属板（１）の下
端を押込んで固定する方式、第８図（ｄ）はポル）　（
９ｄ）で固定する方式である。

上記のようにして鋼板（１）を固定リング（６）に着脱
可能に取付け、駆動軸（５）の回りに回転させて、鋼板
と処理液との間に相対速度を生じさせることにより、表
面処理を十分効果的に行なうことができる。

本実施例で用いられる処理槽（２）は、同一寸法の板を
処理する長方形断面の処理槽に比べ、格段にコンパクト
になる０例えば１０００閣の直径の円筒状に金属板を形
成すると、１回の処理で長さ３１４２■の成品が得られ
るが、外径１１００ｍ前後の円筒形処理槽で処理するこ
とができ、これは幅３２００ｍｍ近い長方形処理槽に匹
適する。

また本実施例においては、金属板と処理液との相対速度
を発生させるために板を回転駆動するが、この駆動モー
タ（図示してない）は、処理液の粘性抵抗に打勝つだけ
でよいので、小容量のものですむ０例えば直径１０００
■の円筒状の金属板を１　ｍ／ｓの速度で回転させるた
めには、高々０．５に一程度のモータでよい。

次に第２図は本発明の他の実施例を示す概略縦断面図で
あって、電極が必要な表面処理の場合に使用されるもの
である。本実施例では、処理槽（２）の槽壁の一部に電
極（４）が取付けられている。

また第３図は本発明の更に他の実施例を示す概略縦断面
図であって、特に両面を電極により処理することが必要
な場合に適用される。この実施例では、処理槽（２）を
中空円筒状として、内外の槽壁にわたって電極（４）が
付設されている。

次に本発明の効果を確認するために行なった実験につい
て述べる。

実験例１ 使用材料ニ一般冷延鋼板（ＳＰＣＤ） 鋼板”）　４　ス：　０．８ｍ５（ｆｆさ）ＸｌｌｏＱ
ｍｍ（幅）Ｘ３２００ｍｍ（長） 上記の鋼板を直径約１０００ｍになるように円筒状に形
成した後、合せ目をスポット溶接し、これを供試材とし
た。

処理槽：直径１１００ａｓＸ深焙１４００ａｕｓ処理液
：　Ｆｅ５Ｏｎ　＋　ＺｎＳＯ４＋　ＮｉＳＯ４＋　Ｎ
ａ　ｚｓＯａ　＋　Ａｌ　ｔ　（ＳＯ４）　３の混合水
溶液 処理温度：５０°Ｃ 電流密度：　４０Ａ／ｄａ”　Ｘ　１０分回転速度：　
３Ｑｒｐｗ 電極材質およびサイズ＝Ｆｅ　　幅７０ｍ×深さ１２０
０ｏｍめっき方式；両面めっき 上記の供試材を脱脂・酸洗した後、上記の処理条件によ
り、供試材をｅ、陽極を■にして、Ｎｉ　−Ｚｎ合金電
気めっきを行なった。

その結果、表面外観は従来法に比べ美麗で、電流効率も
９０％以上と良好な結果が得られた。

実験例２ 使用材料ニ一般冷延鋼板（ＳＰＣＤ） 鋼板サイズ７０．８ｍｍ（厚さ）Ｘ１１００ｍｍ（幅）
Ｘ３２０ｈａ（長） 上記の鋼板を直径約１０００Ｍになるように円筒状に形
成した後、合せ目をスポット溶接し、されを供試材とし
た。

処理槽二直径１１００ｍｘ深さ１４００＋＋ｓ処理液：
　Ａｆｆｉ　（Ｊ　ｓ　−Ｋ　ｃＩＮａ（Ｊ混合溶融塩
処理温度：２００°Ｃ 電流密度：　２ＯＡ／ｄｍ”　Ｘ　１０分回転速度：　
３０ｒｐｍ 電極材質およびサイズ＝ＡＩ　　幅７０閣×深さ１２０
０ｍめっき方式：両面めっき 上記の供試材を脱脂酸洗した後、上記の処理条件でめっ
きを行なった。その際、最初に電極をｅ、供試材をのに
し、２分間１５ｃ／ｄａ”で供試材の前処理（陽極溶解
処理）を行なった後、電極をｅ、供試材をｅにし、上記
の条件でへＥ電解めっきを行なった。

その結果、表面外観は従来法に比べ美麗で、電流効率も
９５％と良好な結果が得られた。

実験例３ 使用材料ニ一般冷延鋼板（ＳＰＣＤ） 鋼板サイズ：　０．８ｍ５（厚さ）ＸＩｌｏｏｗ（幅）
Ｘ　３２００■（長） 上記の鋼板を直径約１０００ｍｍになるように円筒状に
形成した後、合せ目をスポット溶接し、これを供試材と
した。

処理槽：直径１１００＋＋＋ａｘ深さ１４００ｏｎ処理
液：１０％ＮａＯＨ 処理温度：６０°Ｃ 電流密度＝５＾／ｄ＋＊” 処理時間ニア分 回転速度：　３０ｒｐｍ 電極材質およびサイズ＝Ｆｅ　　幅７０ａＸ深さ１２０
０ｍｍ処理方式二処理 上記の供試材を上記の処理条件で供試材をｅ側、電極を
ｅ側にし、電解脱脂処理を行なった。

その結果は、前記実験例と同様、良好であった。

〔発明の効果〕

本発明においては、円筒状に予備成形した被処理物を、
着脱可能に固定リングに取付けて処理液中に浸漬し、固
定リングを回転駆動することにより、被処理物の内面、
外面に処理液との相対速度を生じさせ、少ない動力で被
処理物を表面処理することができる。また本発明によれ
ば、円筒状の被処理物の内面、外面あるいは両面に相対
する位置に電極を設置することができるので、被処理物
の能率的な表面処理を行うことができる。そして、装置
の寸法を従来のバッチ式の長方形断面処理槽に比べ、格
段にコンパクトにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略縦断面図、第２図
は本発明の他の実施例を示す概略縦断面図、第３図は本
発明の更に別の実施例を示す概略縦断面図である。第４
図は金属板の取付状況の一例を示す斜視図、第５図は同
じく他の例を示す斜視図である。第６図（ａ）、　（ｂ
）、　（Ｃ）は金属板を固定リングに取付ける具体的手
段の一例を示す図、第７図（ａ）。 （ｂ）、　（Ｃ）は同じく他の例を示す図、第８図（ａ
）、ら）。 （Ｃ１，（ｄ）同じく更に他の例を示す図である。第９
図ないし第１５図はいずれも従来の表面処理装置を例示
する図である。 （０１）・・・金属板　　　　　（０２）・・・処理槽
（０４）・・・電極　　　　　　（０５）・・・ノズル
（０６）・・・流路　　　　　　（０７）・・・スリッ
ト（０８）・・・インペラー　　　（０１１）・・・被
処理物（０１２）・・・処理槽　　　　（０１４）・・
・電極（０１５）・・・主軸　　　　　（０１６）・・
・腕（０１７）・・・回転軸　　　　（０１８）　、　
（０１９）・・・歯車（１）・・・金属板　　　　　　
（２）・・・処理槽（３）・・・処理液　　　　　　（
４）・・・電極（５）・・・駆動軸　　　　　　（６）
−・・固定リング（７）・・・下部リング　　　　（８
）・・・柱（９ａ）　、　（９ｂ）　、　（９ｃ）　、
　（９ｄ）−ボルト（１０ａ）　、　（１０ｂ）　、　
（１０ｃ）−挟持部材（１１）・・・締付バンド 代理人　弁理士　坂　間　　　　暁 外２名 第１図 第２図 （〕 第４図 第５図 ＩＣ）ｃ 第９図 第１１図 第１２図 第１３図 υ“ｌスリット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ほぼ鉛直な回転軸の下端に設けられた固定リングに円筒
   状の被処理物を着脱可能に取付け、同被処理物を処理液
   中に浸漬しつつ上記回転軸により回転させるように構成
   したことを特徴とする金属板の表面処理装置。