JPH06146065A

JPH06146065A - 連続電解処理装置

Info

Publication number: JPH06146065A
Application number: JP31646992A
Authority: JP
Inventors: Hideharu Koga; 秀晴古賀; Masaki Abe; 雅樹阿部; Toyofumi Watanabe; 豊文渡辺
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【構成】ストリップ１の表面に電解処理を施すための
装置であって、回動可能なロール支持盤３と、ロール支
持盤３の周方向に一定間隔で取付けられた少なくとも２
つの陽極としての中空状の金属ロール４とからなり、金
属ロール４は、その周方向に交互に複数列設けられた、
ロール長さ方向にわたる陽極部分６と、ロール長さ方向
にわたる電解液噴出部分７と、ロールの全表面上に取付
けられた非電導性のブラシ10とからなり、金属ロール４
の１つがストリップ１の表面に接触し、他のロールは交
換用として待機しており、金属ロール４の噴出孔８から
噴出する電解液によって、ストリップ１の表面を電解処
理する。【効果】ストリップの表面に、高速且つ高電流密度で
高品質の電気めっき層を形成しまたはストリップ表面を
電解洗浄することができ、金属ロールの交換は、ロール
支持盤を回動させ、待機しているロールをストリップに
接触させることにより短時間で行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、金属ストリップの少
なくとも１つの表面上に対する電気めっきまたは電解洗
浄等の電解処理を効率的に行うことができ、且つ、電極
の交換が容易な連続電解処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属ストリップに対し、コンパクトな設
備によって、効率的且つ経済的に電気めっきまたは電解
洗浄を施すことができる装置として、例えば、特開平2-
182893号公報には、下記からなる電解処理装置（以下、
先行技術という）が開示されている。連続的に移動する
金属ストリップの少なくとも１つの表面に接触する、そ
の表面に多数の表面処理用ペースト流出孔を有する、陽
極としての少なくとも１つの中空状の金属ロールと、前
記金属ロールを回転させるための駆動機構と、前記中空
状の金属ロール内に表面処理用ペーストを供給するため
の表面処理用ペースト供給機構と、前記金属ロールを被
嵌し、前記流出口から流出する前記表面処理用ペースト
を含浸し、外周面に浸出させるための、前記金属ストリ
ップと接触する筒状のパッドと、前記パッドを前記金属
ロールと相対的に回転させるためのパッド駆動機構と、
前記金属ロールと前記金属ストリップとを前記表面処理
用ペーストを介して通電する通電機構とからなる電解処
理装置。

【０００３】上述した先行技術によれば、表面処理剤と
してペーストが使用され、この表面処理用ペーストが、
陽極としての中空状の金属ロールに設けられた流出口か
ら、筒状のパッドおよび金属ストリップの表面に供給さ
れ、金属ロールとパッドとが相対回転しながら、金属ロ
ールと金属ストリップとの間に、表面処理用ペーストを
介して通電され、これによって、金属ストリップの表面
が電解処理される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術に
は、次のような問題がある。先行技術においては、金属ロールを回転させるため
の金属ロール駆動機構と、筒状のパッドを金属ロールと
相対的に回転させるためのパッド駆動機構との、２つの
駆動機構が必要である。その結果、装置全体が複雑にな
ってコスト高となる上、電解処理用の金属ロールを複数
個配置することが困難になる。

【０００５】めっき品種の変更、金属ストリップの
幅の変更、金属ロールの修理等の場合には、一時操業を
中止して金属ロールを交換しなければならない。このよ
うな金属ロールの交換は、操業を中止した上、金属ロー
ルを回転軸から外し、クレーン等により吊り上げて取り
外し、そして、新しい金属ロールをクレーン等を使用し
て取り付けることにより行われる。従って、交換作業は
容易ではなく且つ約１時間以上の長時間を必要とし、そ
の間操業を中止しなければならないので、生産効率の甚
だしい低下を招く。

【０００６】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、装置全体が簡単で、金属ストリップの少なく
とも１つの表面上に、高速且つ高電流密度で高品質の電
気めっき被膜を形成し、または、金属ストリップの少な
くとも１つの表面を、高速且つ高効率で電解洗浄するこ
とができ、そして、めっき品種の変更、金属ストリップ
の幅の変更、金属ロールの修理等の場合における金属ロ
ールの交換を、操業を中止することなく極めて短時間に
行うことが可能であり、ロール交換に伴う生産効率の低
下を招くことのない連続電解処理装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、次の知
見を得た。即ち、金属ストリップの表面に接触する陽極
としての中空状の金属ロールを、通電のためのその長さ
方向にわたる陽極部分と、多数の電解液噴出孔を有する
同じくその長さ方向にわたる電解液噴出部分とが、ロー
ル周方向に交互に複数列設けられ、且つ、その全表面上
に、非電導性のブラシを均一に取り付けた構造となし、
そして、このような構造の少なくとも２つの金属ロール
を、回動可能なロール支持盤の周方向に一定間隔をあけ
て各々回転可能に取り付け、そのうちの１つを、連続的
に移動する金属ストリップの表面に接触させ、他の金属
ロールを待機させるようにすれば、金属ストリップの少
なくとも１つの表面上に、高速且つ高電流密度で高品質
の電気めっき被膜を形成し、または、金属ストリップの
少なくとも１つの表面を、高速且つ高効率で電解洗浄す
ることができ、そして、金属ロールの交換を、操業を中
止することなく極めて短時間に行い得ることを知見し
た。

【０００８】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、この発明は、その中心に取り付けられた
水平な駆動軸により回動可能なロール支持盤と、前記ロ
ール支持盤の周方向に一定間隔をあけて各々回転可能に
且つ水平に取り付けられた、少なくとも２つの陽極とし
ての中空状の金属ロールとからなり、前記中空状の金属
ロールの各々は、前記金属ロールの周方向に交互に複数
列設けられた、通電のためのその長さ方向にわたる陽極
部分と、多数の電解液噴出孔を有する同じくその長さ方
向にわたる電解液噴出部分とからなっており、そして、
前記中空状の金属ロールの全表面上には、非電導性のブ
ラシが均一に取り付けられており、前記少なくとも２つ
の中空状の金属ロールのうちの１つは、連続的に移動す
る金属ストリップの表面に、所定速度で回転しながら接
触して、前記金属ストリップに対し連続的に電解処理を
施し、そして、他の中空状の金属ロールは待機してお
り、前記中空状の金属ロールの交換は、前記ロール支持
盤を回動させ、待機している前記他の中空状の金属ロー
ルを、前記金属ストリップの表面に接触させることによ
って行うことに特徴を有するものである。

【０００９】

【作用】この発明において、連続的に移動する金属スト
リップの表面に接触する、陽極としての少なくとも１つ
の中空状の金属ロールは、通電のためのその長さ方向に
わたる陽極部分と、多数の電解液噴出孔を有する同じく
その長さ方向にわたる電解液噴出部分とが、ロール周方
向に交互に設けられ、且つ、その全表面上に非電導性の
ブラシを均一に取り付けられた構造となっている。

【００１０】従って、電解液噴出孔から噴出する電解液
が、金属ストリップと金属ロールとの間に、ブラシによ
って常に適量保持されるので、陽極としての金属ロール
と陰極である金属ストリップとの間の距離を極限まで短
縮することができる。その結果、電解液による電圧ロス
が抑えられ、電力コストを最小に低減することができ、
液切れによる通電不良が防止される。また、金属ロール
の回転数を制御して、金属ストリップと電解液との相対
流速を制御することにより、限界電流密度が高められ、
高電流密度での操業が可能になる。従って、金属ストリ
ップの少なくとも１つの表面上に、高速且つ高電流密度
で高品質の電気めっき層を形成し、または、金属ストリ
ップの少なくとも１つの表面を、高速且つ高効率で電解
洗浄することができる。

【００１１】そして、金属ロールの交換は、金属ロール
が取り付けられているロール支持盤を回動させ、待機し
ている他の中空状の金属ロールを、金属ストリップの表
面に接触させればよく、従って、操業を中止することな
く、極めて短時間に金属ロールの交換を行うことができ
る。

【００１２】次に、この発明の装置を、金属ストリップ
に電気めっきを施す場合について説明する。図１はこの
発明の装置の１実施態様を示す概略斜視図であり、図２
は金属ロールの拡大垂直断面図である。図１に示すよう
に、この発明の装置は、その中心に取り付けられた中空
の水平軸２により一定ピッチで回動可能なロール支持盤
３と、ロール支持盤３の周方向に一定間隔をあけて各々
回転可能に且つ水平に取り付けられた、少なくとも２個
の陽極としての中空状の金属ロール４とからなってい
る。図示の例では、３個の金属ロール4a,4b,4cが相互に
約120 °の間隔で取り付けられており、そのうちの第１
金属ロール4aが、金属ストリップ１の表面に接触してお
り、そして、他の第２金属ロール4bおよび第３金属ロー
ル4cは待機した状態になっている。

【００１３】金属ロール4a，4b，4cは、各々中空の軸5
a, 5b, 5cによってロール支持盤３に取り付けられ、図
示しないモータにより各々独自に回転し得るようになっ
ている。このような金属ロールの回転は、例えば、ロー
ル支持盤３に設けられた１台のモータの駆動軸に歯車を
取り付け、この歯車に、金属ロール4a，4b，4cの軸5a,5
b, 5cの各々に取り付けられた歯車をクラッチ機構を介
して歯合させ、クラッチ機構によって上記歯合を切り換
えることにより行うことができる。

【００１４】ロール支持盤３の中空の水平軸２と、金属
ロール4a，4b，4cの各々の中空の軸5a, 5b, 5cとは、図
示しない弁を介して連通しており、図示しない電解液供
給機構から、水平軸２を通って送り込まれた電気めっき
液が、弁の開閉により軸5a,5b, 5cの何れかを通って、
金属ロール4a，4b，4cのうちの何れか１つに送り込まれ
るようになっている。

【００１５】金属ストリップ１に接触している金属ロー
ル4aと対称の位置の、金属ストリップ１の下面に接する
ようにサポートロール11が設けられており、金属ストリ
ップ１は、金属ロール4aとサポートロール11とによっ
て、弛まないように水平に維持されている。

【００１６】陽極としての金属ロール４は、通電のため
のその長さ方向にわたる陽極部分６と、多数の電解液噴
出孔８を有する同じくその長さ方向にわたる電解液噴出
部分７とが、金属ロール４の周方向に交互に複数列設け
られている。電解液噴出部分７の電解液噴出孔８は、こ
れから適量の電解液が円滑に噴出されるように、その直
径を例えば0.5 〜15mm位となし、そして、噴出孔８の面
積の総和を金属ロール４の全表面積に対し例えば５〜50
% の範囲内となすことが好ましい。

【００１７】陽極部分６は、金属ロール４の表面に設け
られた、陽極部分６とほぼ同じ幅および同じ長さの溝９
に着脱可能に嵌挿され、例えば、図示しないボルトによ
って固定されている。陽極部分６としては、例えば、チ
タンを基体としその表面が貴金属の酸化物で被覆され
た、通電により電極自身が溶解することのない不溶性陽
極を使用する。従って、陽極部分６が劣化した場合に
は、陽極部分６のみを交換すればよい。また、陽極部分
６は、細長い短冊状であるから、加工が困難な、金属上
に貴金属の酸化物が被覆された不溶性電極も使用するこ
とができる。

【００１８】金属ロール４の陽極部分６および電解液噴
出部分７を含む全表面上には、例えばナイロンのような
非電導性のブラシ10が均一に取り付けられている。ブラ
シ10は、例えば、繊維製の基体の表面にブラシが植えつ
けられたものを金属ロール４の表面に被せてもよく、ま
たは、陽極部分６および電解液噴出部分７の各々に直接
ブラシを植えつけたものでもよい。ブラシ10は、摩耗し
にくく且つ金属ストリップ１との接触抵抗が大になって
これを傷つけるようなことがなく、そして、噴出孔８か
ら噴出した適量のめっき液を保持し得るような、例えば
直径0.5 mm以下、長さ３mm以上、ブラシ間間隔２mm以下
のものを選ぶことが好ましい。

【００１９】ロール支持盤３の中空軸３から、軸5aを通
って、金属ロール4aに送り込まれた電気めっき液は、電
解液噴出部分７の噴出孔８から噴出する。金属ロール4a
の陽極部分と陰極としての金属ストリップ１とは、噴出
孔８から噴出する電気めっき液を通って通電するため
の、図示しない電源に導線によって接続されている。

【００２０】図示しない駆動機構によって金属ロール4a
を所定速度で回転させ、そして、図示しない電解液供給
機構によって、金属ロール4aの内部に電気めっき液を供
給する。その結果、電気めっき液は、金属ロール4aの電
解液噴出部分７に設けられた多数の噴出孔８から噴出す
る。噴出した電気めっき液は、ブラシ10によって保持さ
れ、且つ、めっき液自体が粘性を有していることによっ
て、金属ロール4aの表面上に、ほぼ一定の厚さの層を形
成する。

【００２１】このように金属ロール4aの表面に形成され
た電気めっき液の層は、金属ロール4aが金属ストリップ
１に接触したときに金属ストリップ１に移される。そし
て、電源によって、金属ロール4aと金属ストリップ１と
の間に、電気めっき液を通って通電することにより、金
属ストリップ１の表面上に電気めっき層が形成される。

【００２２】このようにして電気めっき層が形成される
に当り、金属ロール4aの電解液噴出孔８から噴出される
電解液は、金属ストリップ１と金属ロール4aとの間に、
ブラシ10によって常に適量保持されるので、陽極として
の金属ロール4aと陰極である金属ストリップ１との間の
距離を極限まで短縮することができる。その結果、電解
液による電圧ロスが抑えられ、電力コストを最小に低減
することができ、液切れによる通電不良が防止される。

【００２３】また、金属ストリップ１と接触する金属ロ
ール4aの回転数を制御して、金属ストリップ１と電解液
との相対流速を制御することによって、限界電流密度が
高められ、高電流密度での操業が可能になる。従って、
金属ストリップ１の表面上に、高速且つ高電流密度で高
品質の電気めっき層を形成することができる。

【００２４】めっき品種の変更、金属ストリップの幅の
変更、金属ロールの修理等のために、金属ロール4aを交
換する場合は、図示しない駆動機構によって、中空軸２
を介しロール支持盤３を時計回りに約120 °回転させ
る。その結果、待機していた金属ロール4bが金属ストリ
ップ１に接触し、極めて短時間に金属ロールを交換する
ことができる。以下、上述したと同様にして、金属ロー
ル4bにより、金属ストリップ１の表面上に電気めっき層
が形成される。また、金属ロール4bと待機していた金属
ロール4cとの交換も同様の方法により行われる。

【００２５】金属ロール即ち電極を使用しない場合に
は、ロール支持盤３を時計回りに約60°回転させる。そ
の結果、金属ロール4a，4b，4cは何れも金属ストリップ
１に接触することがなく、従って、金属ストリップ１に
電気めっきが施されることはない。

【００２６】ロール支持盤３に取り付けられる金属ロー
ル４の数、および、金属ロール４の各々の直径、長さ等
は、金属ロール４の修理頻度およびめっき品種の数等、
その使用条件に応じて、同一規格または異なる規格のも
のを適宜選定する。

【００２７】次に、この発明の装置により、金属ストリ
ップを電解洗浄する場合について説明する。即ち、図示
しない電解液供給機構によって、陽極としての中空状の
金属ロール４の内部に電解洗浄液を供給する。その結
果、電解洗浄液は、金属ロール４の電解液噴出部分７に
設けられた多数の噴出孔８から噴出し、ブラシ10によっ
て保持され、金属ストリップ１の表面上に均一に移され
る。そして、電源によって、金属ロール４と金属ストリ
ップ1 との間に、電解洗浄液を通って通電することによ
り、金属ストリップ１の表面は電解洗浄される。

【００２８】このように、金属ストリップの電解洗浄に
この発明の装置を使用すれば、従来の装置のように、電
解洗浄装置とは別個に、ブラシによる機械的研磨装置を
設ける必要なく、金属ストリップに対し、コンパクトな
装置によって、高速且つ高電流密度で電解洗浄を施すと
同時に研磨も施すことができる。金属ロールの交換は、
上述したと同様に極めて短時間に行われる。

【００２９】

【実施例】次ぎに、この発明を、実施例により更に説明
する。図１に示した装置を使用し、幅1,000mm 、厚さ0.
6mm の冷延鋼板の一方の表面上に、下記条件によって電
気亜鉛めっき層を形成した。 (1) 電気亜鉛めっき液成分組成：ZnSO₄・7H₂O：500 g/l 、 Na₂SO₄ ： 50 g/l 、 pH値：１、温度： 70 ℃。

【００３０】(2) 金属ロールロール支持盤に約120 °の間隔で、陽極として下記金属
ロールを３個取り付け、そのうちの１個を鋼板に接触さ
せて使用し、他の２個を交換用とした。金属ロール寸法：直径200mm 、長さ1200mm、金属ロール回転速度：120m.p.m( ストリップの移動方向
と反対方向に回転) 噴出孔直径：1.0 mm、噴出孔合計面積： 50 % 、ブラシ材質：ナイロン製、ブラシ直径：0.3 mm、ブラシ長さ：4.0 mm、ブラシ間隔：1.0 mm、陽極部分：Tiを基体としてその上に酸化イリジウ
ムが被覆された構造陽極部分の数：６個、

【００３１】上述のようにして鋼板の表面上に形成され
た電気亜鉛めっき層には、すじ、むら、斑点等が生ぜ
ず、その表面外観は極めて美麗で且つめっき量も均一で
あり、電気めっきに際しての通電状態も良好であった。

【００３２】めっき品種をFe−Zn合金電気めっきに変更
するために、ロール支持盤を約120°回動し、待機して
いた交換用の陽極としての金属ロールを鋼板に接触さ
せ、これによって鋼板に対しFe−Zn合金電気めっきを施
した。このような、陽極としての金属ロールの交換に要
した時間は僅か30秒であり、操業を中止することなく極
めて短時間に金属ロールの交換を行うことができた。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
装置全体が簡単で、金属ストリップの少なくとも１つの
表面上に、高速且つ高電流密度で高品質の電気めっき被
膜を形成し、または、金属ストリップの少なくとも１つ
の表面を、高速且つ高効率で電解洗浄することができ、
そして、めっき品種の変更、金属ストリップの幅の変
更、金属ロールの修理等の場合における金属ロールの交
換を、操業を中止することなく極めて短時間に行うこと
が可能であり、ロール交換に伴う生産効率の低下を招く
ことのない、工業上有用な効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の１実施態様を示す概略斜視図
である。

【図２】この発明の装置に使用される金属ロールの拡大
垂直断面図である。

【符号の説明】

１金属ストリップ、２中空軸、３ロール支持盤、４金属ロール、５軸、６陽極部分、７電解液噴出部分、８電解液噴出孔、９溝、 10 ブラシ、 11 サポートロール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その中心に取り付けられた水平な駆動軸
により回動可能なロール支持盤と、前記ロール支持盤の
周方向に一定間隔をあけて各々回転可能に且つ水平に取
り付けられた、少なくとも２つの陽極としての中空状の
金属ロールとからなり、前記中空状の金属ロールの各々は、前記金属ロールの周
方向に交互に複数列設けられた、通電のためのその長さ
方向にわたる陽極部分と、多数の電解液噴出孔を有する
同じくその長さ方向にわたる電解液噴出部分とからなっ
ており、そして、前記中空状の金属ロールの全表面上に
は、非電導性のブラシが均一に取り付けられており、前記少なくとも２つの中空状の金属ロールのうちの１つ
は、連続的に移動する金属ストリップの表面に、所定速
度で回転しながら接触して、前記金属ストリップに対し
連続的に電解処理を施し、そして、他の中空状の金属ロ
ールは待機しており、前記中空状の金属ロールの交換は、前記ロール支持盤を
回動させ、待機している前記他の中空状の金属ロール
を、前記金属ストリップの表面に接触させることによっ
て行うことを特徴とする連続電解処理装置。
【請求項２】前記電解液が電気めっき液であり、前記
金属ストリップに対する前記電解処理が電気めっき処理
である、請求項１記載の装置。
【請求項３】前記電解液が電解洗浄液であり、前記金
属ストリップに対する前記電解処理が電解洗浄処理であ
る、請求項１記載の装置。