JPH0293100A

JPH0293100A - 金属材の連続電解処理方法および装置

Info

Publication number: JPH0293100A
Application number: JP24477688A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Totsuka; 戸塚　信夫; Katsuhei Kikuchi; 菊池　勝平; Takao Kurisu; 栗栖　孝雄
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-03

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〉本発明は金属材の電解酸洗、電解研摩、めっき、発色処
理などに利用可能な金属材の電解処理方法および装置に
関するものである。

〈従来の技術〉従来、これらの処理を行なう場合、電解処理槽を設置し
、処理液の劣化を防ぐため液量を多くしかつ循環・再生
処理設備を設置する等、大きな設備投資が必要であった
。

〈発明が解決しようとする課題〉上述した従来技術では、電解質として電解液を用いてい
る。　このため電解処理槽も電解液の劣化防止のため大
容量の犬型相が必要である。　また電解液の循環・再生
設備も必要で、電解液が劣化程度の変動により処理ムラ
ができてしまう。

現在指向されつつある多品種少量生産に対しても、電解
液の交換や汚染の問題があって容易に対処することはで
きない。

さらに片面処理を行おうとするとぎにも、電解液が非処
理面側に回り込むため、非常にきれいな片面ができない
という問題もある９く課題を解決するための手段〉木発明者等は、上述した従来技術の繁雑さなどの欠点を
解消すべく鋭意研究を重ねたところ、ペースト状電解質
を使用することによって、被処理材表面を前処理するだ
けで直ちに電解処理を行ない、その後、材料の洗浄、乾
燥、仕上げ処理だけで従来技術と同程度またはそれ以上
の処理が行なえるため、低コストで高速処理が可能であ
ることを見い出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、金属材の少なくとも一方の面を、
電解質ペースト（以下単にペーストという）を介して電
極との間に通電しうる電解処理部を連続的に通過させ、金属材の少なくとも一方の面を電解処理することを特徴
とする金属材の連続電解処理方法を提供するものである
。

電極は平板状でもロール状でもよい。

ロール状電極を用いるときには、被処理金属材に対する
回転方向は同一でも反対方向でもよく、特に両者の移動
速度は異ならせておくのかよい。　また、金属材はロー
ルの周面の一部に亙って巻回させておくのがよい。

本発明はまた電極と、金属材の少なくとも一方の面および前記電極との間に電
解質ペースト（以下単にペーストという）を介在させる
手段と、前記電極と前記金属材との間にペーストを介して通電さ
せる手段と、前記金属材を前記電極に対して相対的に８勤させる手段
とを具えることを特徴とする金属材の電解処理装置を提
供するものである。

電極と金属材との間にペーストを介在（供給）する手段
としては、ペーストを手で供給してもよいが、電極と一
体的に設けたものを用いるのが好適である。　そして、
この手段はペーストを含浸することができ、また浸出さ
せるものであるのが好ましい。

本発明においては、被電解処理材である金属材とは電解
処理可能な金属部分を少なくとも表面部分に有する材料
をいう。　例えば、各種鋼板、非鉄金属板はもちろんの
こと、これらの金属薄板または箔と、セラミック、プラ
スチック、木材等との積層材あるいはこれら金属材料を
表面に任意の手段でコーティングした材料を挙げること
ができる。

また、用いるペースト状電解貿（以下単にペーストとい
う）は目的とする処理に応じて異なる。

めっき用ペーストとしては、通常のめっき溶液、各種金
属塩と酸あるいはアルカリとの混合溶液などのめっき種
を含有する溶液を用い、例えばポリアクリル酸ソーダ、
アルギン酸ナトリウム、ザンサンガム等の有機増粘剤お
よび／またはゼオライト、水ガラス、コロイダルシリカ
、コロイダルアルミナ、珪弗化ソーダ等の無機増粘剤な
どを加えてペースト化したものであればどのような方法
で製造されたものでも用いることができる。

発色用ペーストとしては、力性ソーダ、力性カリ、アン
モニア等のアルカリ、もしくは塩酸、硫酸、硝酸、しゅ
う酸、ぶつ酸、クロム酸、重クロム酸、リン酸、ぎ酸、
酢酸、マロン酸、マレ−ダン酸、リンゴ酸、酒石酸等の
酸、あるいは上記のアルカリもしくは酸の塩類を単独ま
たは混合した発色用水溶液を用い、たとえばポリアクリ
ル酸ソーダ、アルギン酸ナトリウム、ザンサンガム等の
有機増粘剤および／またはゼオライト、水ガラス、コロ
イダルシリカ、コロイダルアルミナ、珪弗化ソーダ等の
無ｍ増粘剤などを加えてペースト化したものであればど
のような方法で製造されたものでも用いることができる
。

電解酸洗用ペーストとしては、塩酸、硫酸、硝酸、ぶつ
酸等の酸あるいは塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝
酸ナトリウム等の塩類を単独およびまたは複合添加した
物についてそのまままたは水を加えてペースト化される
ものは勿論、さらにポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸
ナトリウム、ザンサンガム等の有機増結剤およびまたは
二酸化ケイ素、アルミナ、水ガラス、の如き無機増粘剤
を加えて成るペーストであればどのような方法で製造さ
れたものでも用いるとかできる。

電解研摩用ペーストとしては、上記発色用ペーストおよ
び酸洗用ペーストのうちで、表面研摩性の優れた任意の
ペースト剤が上げられる。

そして、金属材上に供給しても供給された幅以上に拡散
していくことのないタッキネス、粘度を有するものであ
る。　　したがって、微細な加工であっても精密に行な
うことができる。

まず、本発明の金属材の電解処理装置を第１図に示す一
実施例について詳細に説明する。

第１図に示す例は金属材の片面に（第１図の例では金属
材の上側）に電解処理を施す装置を線図的に示すもので
ある＃　帯状金属材２はその送り出し装置１より連続的
に送り出され、ガイドロール３により反対搬送されつつ
処理後巻き取り手段１１により巻き取られる。

その間に電解処理部が設置されており、ここでは電解処
理用支持台１０上の金属材２が図の例では平板状の電極
組立体８に対面し、金属材２と電極組立体８との間には
後述するようにしてペーストが供給される。　電極組立
体８は保持手段９により金属材２に刻して適切に位置決
めされる。　これらの間にペーストが介在しているとき
に、金属材２をυ勤させつつ電極組立体８の電極とコン
ダクタ−ロール７を経て金属材２との間に通電される。

前述のように選択したペーストの種類あるいは電解処理
条件に応じて、金属材には電解酸洗、電解研摩、エツチ
ング、めっき、発色などの電解処理が施される。

電解処理部における金属材の電解処理は、絶えず連続的
に送給して行ってもよいし、必要に応じて特に長時間の
電解処理を必要とするときには、金属材の送りを停止し
た状態で一定時間電解処理し、この処理後金属材を送る
断続処理を行なってもよい。　また、長時間処理が必要
なときは、電解処理部を複数個所設けて金属材を多段処
理してもよい。

金属材２は、電解処理前においては電解ＩＡ埋のための
脱脂などの清浄化前処理を、電解処理後においては付着
しているペーストなどの清浄化後処理を施すことが好ま
しい。

その洗浄の方式を第１図に示す。　金属材２は金属帯洗
浄用スプレー４および金属帯洗浄槽５により洗浄された
後、乾燥機６により乾燥される。　この洗浄装置は第１
図の例では電解処理位置の前後に設けられているが、い
ずれか一方でもよい。

第２図および第３図には本発明の電解処理装置の他の例
を示す。

これらの例は、第１図が金属材の片面電解処理装置であ
ったのに対し、金属材の両面電解処理装置である。

第２図に示す例は、第１図に示す装置の電解処理部にお
いて金属材２の上側にのみ設けられていた電極組立体８
と同様の電極組立体ｉｏｂを支持台＋Ｏａ上に設けて、
金属材２を電解処理部において金属材２の両面に押し付
けて両面処理できるようにしたものである。　　これ以
外は第１図に示す装置と同様である。

第３図に示す例は、第１図に示す装置を直列に・２セッ
ト設け、これらの間で金属材２を反転させ、まず上流側
のセットで金属材２の一方の面を、下流側のセットで金
属材２の他方の面を電解処理し、両面処理できるように
したものである。　これ以外は第１図に示す装置と同様
である。

上述した種々の電解処理装置の電解処理部に用いる電極
組立体も種々の形態をとることができる。

第１〜３図に示した平板状電極組立体の一構成例を第４
ａ図および第４ｂ図につぎ説明する。

この電極組立体８は第４ａ図に示すように多孔電極板８
ａおよび電極カバー８ｂを有し、これらの間にペースト
だより８ｅが限定される。

ペーストだまり８ｅにはシリンダー８ｇ内のペースト８
ｊがピストン８１の圧送によりチューブ８ｆを経て供給
され、ペーストだまり８ｅ内のペーストは電極板８ａの
孔（ペースト吐出口８ｄ）を浸出し、第４ｂ図に示すよ
うに電極板８ａの外側に設けられているペースト含浸バ
ッド８Ｃに含浸される。　パッド８ｃに含浸されている
ペーストは金属材２と第１〜３図に示すように密接され
たときに金属材２と電極板８ａとの間に介在し、ペース
トを経て金属材２と電極板８ａとの間に通電されること
により、金属材２が電解処理される。

第４図に示す平板状電極組立体の代りに、第５図に示す
ようなロール状電極組立体を用いることもできる。　ロ
ール状電極組立体はロール電極板２０ａおよびペースト
含浸材２０ｂを有する。　この電極組立体を電解酸洗、
電解研摩、電気めっき等に用いるとぎには、ロールの回
転と金属材の昼勤に速度差を設けるのがよく、とりわけ
矢印で示すように金属材２とロール状電極組立体とは対
向する方向に回転させるのが好ましい。

その理由は、このようにして電解処理することにより、
ペーストの撹拌が行われると共に、金属材表面も摩擦を
受けるので、電解処理のむら発生が防止でき、電解処理
効率も向上する。

さらに、電解研摩においては、上記摩擦による研摩作用
も相乗し、研摩効率も著しく向上するからである。

第５図の変形例を第６図に示す。　この例では支持台１
０の代りに押えロール１２をロール状電極組立体に対向
して配設する。　押えロール１２はコンダクタ−ロール
と兼用してもよい。　第５図に示す例と同様、ロール状
電極組立体は電解酸洗、電解研摩、電解めっき等に用い
るときには、ロール回転と金属材の６勅に速度差を設け
るのがよく、とりわけ矢印で示すように金属材２および
押えロール１２とは対向する方向に回転させるのが望ま
しい。　その理由は前述と同様である。

第７図に示す例は、上述したようなロール状電極組立体
に対向する支持台１ｏや押えロール１２を用いることな
く、直接金属材２をロール状電極組立体の周面の一部に
亙って巻回させる。　この場合にも、電解酸洗、電解研
摩、電解めっき等に用いるときにはロールの回転と金属
材の昼勤に速度差を設けるのがよく、とりわけたがいに
対向する方向に移動させるのが望ましい。　その理由は
前述と同様である。

次にロール状電極組立体の構造について第８図につき説
明する。

電極組立体２０において、ロール状電極２１を中空体と
し、中空体の一部はペースト供給用チューブ２２と回転
シール機構付パイプ断手２３で連続され、前記チューブ
２２を経てペースト２４は供給される。　供給されたペ
ースト２４は中空体の多数の吐出口２５からペースト含
浸材２６に入り、ここから外部に浸出する。

このとき、ペーストワキもれ防止ストッパー２７を設置
し、ペーストがもれて他部材を汚さないようにするとよ
い。　中空体の他端は電極組立体２０を回転させるため
のロール軸２８と接続され、これは給電ブラシ２９より
給電される。　　３０は軸受である。

また、中空体は隔壁３１により複数の室に分割し、各室
に吐出口２５を設けてペーストを含浸材２６に均一に分
布させるようにするのが好ましい。

上述した本発明装置の材質は電解処理に通したものであ
ればいかなるものでもよいが、直接電解ベー・ストに接
触する部材は、高耐食性材料または耐食性コーティング
を施した材料を用いるのがよい。　たとえば、チューブ
類は、フッ素樹脂製チューブを、ピストン、シリンダー
などにはフッ素樹脂コーティングを施した５ＵＳ３１６
などを用いるとよい。

電解処理用電極はペーストを介して金属帯を電解処理す
るための電極で電解用ペースト剤と反応しない物質で構
成されることが望ましい。

例えば表面にｐｔをめっきしたＴｉ板、カーボン板など
が好ましい。　ロールの材質は、表面層が高耐食性、導
電性のものであれば良い。

なお被処理材との間隔を一定に保ちかつ短絡を防ぐため
、ロール表面にペーストを含浸でき、耐薬品性、絶縁性
に優れた物質を取り付けるのが望ましい。

次に、本発明の金属材の電解処理方法を代表的に第１図
の電解処理装置につき説明するが、本発明はこれに限定
されるものでない。

送り出し装置１から送給された金属材１（切板でもよい
）はガイドロール３により搬送されつつ、洗浄スプレー
４、洗浄槽５および乾燥機６により清浄化されて電解処
理部に至る。

ここでは、金属材２は支持台１０上で適当な’Ｋｍ（図
示せず）からコンダクタ−ロール７と電極組立体８の電
極との間でペーストを介して通電されることにより、電
解処理される。　電解処理は選択したペーストの種類あ
るいは電解条件により電解酸洗、電解研摩、めっき、発
色などの処理がなされる。

前述したように、電解酸洗、電解研摩処理などのときに
は、金属材２と電極組立体８は、平板状電極組立体にお
いては両者間に摩擦が生ずるように、ロール状電極にお
いてはロール状電極を金属材と対向する方向に回転させ
るようにするのが望ましい。

このようにして適当な電解処理が施された金属材２は洗
浄スプレー４、洗浄槽５および乾燥機６により残存ペー
ストなどが払拭されて巻き取り手段１１に巻き取られる
。

〈実施例〉以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１）電解酸洗１０％Ｎａ２　ｓｏ４＋３％ポリアクリル酸ソーダ水溶
液をペーストとし、第１図に示す装置を用いて、０．５
ｘｔＯＯｘ２０００ｍｍの５ＵＳ３０４のテンパーカラ
ー付き鋼板を、３００　ｍ　Ａ　／　ｃ　ｍ　２の電流
密度で鋼板を陽極に、電極板を陰極にして処理したとこ
ろ、わずか３秒でテンパーカラーが消失しきれいになっ
た。

（実施例２）電解研摩実施例１で電解酸洗して得られた鋼板を、１０％Ｈ，Ｓ
ｏ４　＋２％ＦｅＣＪｌ、＋３％ポリアクリル酸ソーダ
水？ｇ液をペーストとし、第１図に示す装置を用いて、
３００　ｍＡ／ｃ　ｍ２の電流密度で鋼板を陽極に、電
極板を陰極にして５秒、処理をしたところ、処理前Ｒｍ
ａｘ１．２μｍであった鋼板が処理後ＲｍａＸ０．４μ
ｍとなり、良好な電解研摩がなされた。

（実施例３）発色１０％Ｈ２ＳＯ４水溶ｌ夜に２％ザンサンガムを加えて
成るペースト剤で第１図に示す装置を用いて、０．５ｘ
ｌＯＯｘ２００ｍｍのチタン板を陽極として約１０Ｖの
電圧で定電圧で発色処理したところ、１０秒間の発色処
理で全長をゴールドに発色させたチタン板が得られた。

（実施例４）めっき硫酸ニッケル３０％十塩化ニッケル４％＋ホウ酸３％水
溶液に２％のザンサンガムを加えて成るペースト剤で同
一の装置を用いて、０．５ｘｌＯＯｘ２００ｍｍの冷延
鋼板を７０ｍ　Ａ　／　ｃ　ｍ　２の電流密度で、冷延
鋼板を陰極にしてめっきしたところ、約１分で全長Ｎｉ
めっきが施せた。

〈発明の効果〉本発明の装置を用いれば、電解質液を用いずにタラキー
な（粘稠性を有する）ペーストを用い、ペーストおよび
電解処理条件を適宜選択し、電極と被処理材とを相対Ｂ
勅させることにより、電解酸洗、電解研摩、発色、めっ
きなどの多彩な加工を連続的に簡潔な装置で行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、本発明の金属材の電解
処理装置の種々の構成例を示す線図的側面図である。第４ａ図および第４ｂ図はそれぞれ平板状電極組立体の
断面図および底面図である。第５図、第６図および第７図はロール状電極組立体の種
々の構成例を示す線図的側面図である。第８図はロール状電極組立体の構造を示す断面図である
。符号の説明１・・・帯状金属材の送り出し装置、２・・・帯状金属材、３・・・ガイドロール４・・・金属帯洗浄用スプレー５・・・金属帯洗浄槽、６・・・熱風乾燥機、７・・・通電用コンダクタ−ロール、８・・・電極組立体、８ａ・・・多孔二極板、８ｂ・・・電極カバー８ｃ・・・ペースト含浸パッド、８ｄ・・・ペースト吐出口、８ｅ・・・ペーストだまり、８ｆ・・・ペースト供給チューブ、８ｊ・・・ペースト、８ｇ・・・ロール電極板、８１・・・ペースト含浸材、９・・・電極保持手段、１０．１０ａ・・・電解ｌＡ埋埋立支持台１０ｂ・・・
下側電極組立体、１１・・・帯状金属材巻き取り手段、１２・・・押えロール、２０・・・ロール状電極組立体、２０ａ・・・ペースト供給用シリンダー２０ｂ・・・ピ
ストン、２１・・・ロール状電極、２２・・・チューブ、２３・・・断手、２４・・・ペースト、２５・・・吐出口、２６・・・ペースト含浸材、２７・・・ペーストワキもれ防止ストッパー２８・・・
ロール軸、２９・・・給電ブラシ、３　０　　・・・　１由　受　、３１・・・隔壁ＦＩＧ、７

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属材の少なくとも一方の面を、電解質ペースト
（以下単にペーストという）を介して電極との間に通電
しうる電解処理部を連続的に通過させ、金属材の少なくとも一方の面を電解処理することを特徴
とする金属材の連続電解処理方法。
（２）前記電極は平板状電極であり、前記金属材をこの
平板状電極に対して移動させる請求項１に記載の金属材
の連続電解処理方法。
（３）前記電極はロール電極であり、前記金属材の移動
方向およびロール電極の回転方向は同一で、両者の密接
部での移動速度は異なっている請求項１に記載の金属材
の連続電解処理方法。
（４）前記電極はロール電極であり、前記金属材の移動
方向とロール電極の回転方向は反対方向である請求項１
に記載の金属材の連続電解処理方法。
（５）前記金属材は前記ロール電極の周面の一部に巻回
されている請求項３または４に記載の金属材の連続電解
処理方法。
（６）前記電解処理は電解酸洗、電解研摩、めっきまた
は発色処理である請求項１〜５のいずれかに記載の金属
材の連続電解処理方法。
（７）電極と、金属材の少なくとも一方の面および前記電極との間に電
解質ペースト（以下単にペーストという）を介在させる
手段と、前記電極と前記金属材との間にペーストを介して通電さ
せる手段と、前記金属材を前記電極に対して相対的に移動させる手段
とを具えることを特徴とする金属材の電解処理装置。
（８）前記電極と金属材および電極間にペーストを介在
させる手段とは一体化して電極組立体を構成している請
求項７に記載の金属材の連続電解処理装置。
（９）前記電極は平板状またはロール状電極である請求
項７または８に記載の金属材の連続電解処理装置。
（１０）前記金属材および電極間にペースト介在させる
手段はペーストを含浸・浸出させる部材を有する請求項
７〜９のいずれかに記載の金属材の連続電解処理装置。