JPH08127896A - 金属ストリップの連続電気めっき装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属ストリップの連続電気めっき装置におい
て、高速通板時、出側通電ロールにめっき金属が析出
し、ストリップに押し疵が発生するという問題を、スト
リップ通電のオーム損を増大せずに解決することで、１
０００ｍｐｍの高速通板が可能な高生産性と、高品質、
低電解電力コストを実現する。 【構成】 電極と通電ロールとの間にリンガーロールを
配設するとともに、該リンガーロールと前記電極との間
に、前記ストリップの両面に対向させて遮蔽板を設置
し、かつ該遮蔽板には、前記ストリップの通板方向に対
し前方に傾斜させてスリットノズルを設けたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄鋼板ストリップ等の
金属ストリップを通板しつつ連続的に電気めっきするた
めの装置であって、高速通板を行う場合でも、高品質な
らびに低電力コストを達成できる装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】金属ストリップを連続的に電気めっきす
るには、通常、めっき液中に電極を対向配置し、該電極
間にストリップを通板し、電極とストリップの間に電圧
を印加して行っている。例えば、図５では、右方向から
走行してきたストリップ１を、通電ロール２で下方に方
向転換し、電解槽９に導入してめっき液８に浸漬し、電
極６の間を下降させ、浸漬ロール１０で上方に方向転換
し、電極６の間を上昇させ、めっき液８から搬出し、通
電ロール２で左方に方向転換する。そして、通電ロール
２および浸漬ロール１０からストリップ１に通電し、電
極６との間に直流電圧を印加する。すると、ストリップ
１が、対向配置した電極６の間を下降するとき、また上
昇するとき、めっき液中の金属イオンがストリップ面に
析出して、めっきが施される。

【０００３】このような従来の連続電気めっき装置にお
いて、設備を増強せずに生産性を向上させるには、スト
リップ１の通板速度を高速化し、かつ通電電流を上昇し
てストリップ面でのめっき金属析出速度を増大すること
が必要である。しかし、高速通板および通電電流上昇に
より、ストリップ出側の通電ロールにめっき金属が析出
するようになるため、めっきされたストリップに押し疵
が発生して、製品の品質を損ない、また製造歩留まりが
低下するという問題が生じる。この現象を図６により説
明する。

【０００４】図６は、ストリップ１が電極６から通電ロ
ール２に至る間を示している。めっき液８中を走行する
ストリップ１の表面には、液の粘性により随伴流１１が
生じており、通板速度を高速化すると、随伴流１１の流
量が増大するとともに、電極６の間を出た後は、周囲の
めっき液８からの巻込み流１２を伴って、めっき液８が
上昇し、通電ロール２が大量のめっき液８に接触するこ
ととなる。このとき、液切り用にリンガーロール３を設
けても、ロール径が小さいときは、これを乗り越えてめ
っき液が上昇する。

【０００５】すると、通電ロール２からストリップ１を
介さず、めっき液８を通って電極６に直接流れる電流が
生じ、通電ロール２の面に金属イオンが析出する。この
とき、ストリップ１への析出速度増大のため通電電流を
上昇させていると、通電ロール２から電極に直接流れる
電流も上昇するので、通電ロール２面の析出量が増大す
る。そして、この析出は通電ロール２の面内で不均一に
発生するので、ストリップ１に押し疵が発生し、めっき
製品の品質を損ない、歩留まりが低下する。

【０００６】この問題の対策として、通電ロール２にポ
リッシャーを設け、該ロール面を常時研磨することで、
析出しためっき金属を除去する方法がある。しかし、こ
の方法を採用するには、ポリッシャー設置のためのスペ
ースの関係から、通電ロール２と電極６の間隔を広げる
必要があるので好ましくない。すなわち、該間隔を広げ
ると、ストリップ１の通電区間が長くなるのでオーム損
の増大を招き、電解電力のコストが増大する。

【０００７】また、図６に示したようなリンガーロール
３を大径化して液切りを行い、通電ロール２にめっき液
が達しないようにする方法もある。しかし、この方法を
採用するには、液面から上昇しためっき液の幅を超える
大きさの直径を有する大径リンガーロール３を設けなけ
ればならないので、やはり、通電ロール２と電極６の間
隔を広げる必要が生じ、好ましくない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、薄鋼板
ストリップ等の金属ストリップを通板しつつ連続的に電
気めっきを施す装置において、設備増強せずに生産性を
向上させるためには、ストリップの通板速度を高速化
し、かつ通電電流を上昇してストリップ面の析出速度を
増大する必要がある。しかし、そのためには、出側通電
ロールへのめっき金属の析出、および析出金属によるス
トリップの押し疵発生という問題の対策が必要となる。
そして、この対策のため通電ロールと電極の間隔を広げ
ると、ストリップ通電のオーム損が増大するという問題
が生じる。したがって、従来の連続電気めっき装置で
は、ストリップ通板速度の上限は５００ｍｐｍ程度であ
った。

【０００９】本発明は、金属ストリップの連続電気めっ
き装置において、高速通板時、出側通電ロールにめっき
金属が析出し、ストリップに押し疵が発生するという問
題を、ストリップ通電のオーム損を増大せずに解決する
ことで、１０００ｍｐｍの高速通板が可能な高生産性
と、高品質、低電解電力コストを実現することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、めっき液中にて対向配置された電極の間に
金属ストリップを通板しつつ、該電極と、該電極の間か
ら搬出された該ストリップに接触させて配設した通電ロ
ールとの間に電圧を印加し、該ストリップに連続的に電
気めっきを施す装置において、前記電極と前記通電ロー
ルとの間にて、前記ストリップを挟むように１対のリン
ガーロールを配設するとともに、該リンガーロールと前
記電極との間に、前記ストリップの両面に対向させて遮
蔽板を設置し、かつ該遮蔽板には、前記ストリップの通
板方向に対し前方に傾斜させてスリットノズルを設けた
ことを特徴とする金属ストリップの連続電気めっき装置
である。

【００１１】

【作用】本発明装置を図１の例により説明する。ストリ
ップ１は、めっき液８中に対向配置された電極６の間を
通り、通電ロール２に接して搬出されている。通電ロー
ル２と電極６の間に電圧を印加しており、電流がストリ
ップ１からめっき液８を通って電極６に流れ、めっき液
８中の金属イオンがストリップ１の両面に析出し、めっ
きが施される。本発明装置は、このような電気めっき装
置において、電極６と通電ロール２の間にリンガーロー
ル３を配設し、リンガーロール３と電極６の間に遮蔽板
４を設置し、遮蔽板４にはスリットノズル５を設けてい
る。遮蔽板４は、図１のＡ−Ａ視を示す図２のように、
ストリップ１の両面に対向させている。７はリンガーロ
ール３のロール軸である。

【００１２】リンガーロール３は、従来使用されている
ものと同様、鋼製ロールにゴム等の弾性体をライニング
したものを採用することができる。また、遮蔽板４は、
非電導性でかつめっき液に対する耐食性のある材料、た
とえばテフロン、ポリエチレン等で加工したものを採用
することができる。

【００１３】ストリップ１の通板に伴い、めっき液８が
随伴流１１となって上方に流れ、高速通板すると随伴流
１１の流量が増大するが、本発明装置は遮蔽板４を有し
ているので、従来装置のような周囲からの巻込み流が生
じない。また、随伴流１１の大半は、ストリップ１の通
板方向に対し前方に傾斜させて設けたスリットノズル５
を通り、遮蔽板４の外に排出される。したがって、通板
速度を１０００ｍｐｍまで高速化しても、小径のリンガ
ーロール３で液切り効果が十分に発揮され、通電ロール
２上へのめっき金属の析出を抑え、ストリップの押し疵
発生を防止することができる。

【００１４】そして、リンガーロール３が小径であるこ
と、および遮蔽板４の設置には特にスペースを要さない
ことから、電極６と通電ロール２との間隔は、高速化以
前の従来装置とほとんど変わらないか、むしろ短縮する
ことができる。すなわち、リンガーロール３の直径ｄ
は、ストリップ１と電極６の間隔より大きければよく、
高速通板の場合でも、図１のように、該間隔の２倍もあ
れば十分である。また、遮蔽板４は、スリットノズル５
を設けるに必要な長さがあればよく、図１のようにノズ
ル５の出口は液面下でもよい。したがって、出側の通電
ロール２からストリップ１に流れる電流のオーム損が増
大することはなく、電解電力のコストアップにはならな
い。

【００１５】本発明装置において、遮蔽板４の作用は、
高速で流れる随伴流１１が、静止した周囲のめっき液８
を、図６のような巻込み流１２にして、通電ロール２に
向かう流量が増大するのを防止することである。したが
って、遮蔽板４は、図３および図４に示すように、スト
リップ１を囲繞するダクト状にすると、ストリップ１の
幅方向からの巻込み流も遮蔽することができるので好ま
しい。しかし、遮蔽板４あるいは電極６の交換などのメ
ンテナンスに際しては、脱着の容易さから、図１および
図２のような別体になったものの方が有利である。

【００１６】また、スリットノズル５の作用は、高速で
流れる随伴流１１の多くを遮蔽板４の外に逃がし、リン
ガーロール３に及ぼす圧力を軽減することである。この
ように、本発明装置は、遮蔽板４およびスリットノズル
５双方の作用により、高速通板を行っても、小径のリン
ガーロール３で十分な液切りができ、通電ロール２への
めっき金属析出を抑えることができる。

【００１７】なお、図１において、遮蔽板４をリンガー
ロール３と電極６の間にではなく、リンガーロール３に
並べ、ストリップ１から離れる方向に設置しても、大量
のめっき液８が通電ロール２に接触するのを防止でき、
通電ロール２への析出を抑えることができる。しかし、
７００ｍｐｍを超える高速通板を行う場合には、リンガ
ーロール３に対して、随伴流１１によるストリップ進行
方向の圧力上昇が著しくなるため、リンガーロール３の
圧下力を高める必要が生じ、ロール径を大径化しないと
十分な液切り効果が得られない。本発明は１０００ｍｐ
ｍの高速でも十分な効果が得られる装置を目的とするの
で、上記のように限定した。

【００１８】つぎに、本発明装置において、スリットノ
ズル５は、ストリップ１の走行方向に対する傾斜角θを
１０〜６０°、間隙ｔを１０〜３０ｍｍ、長さＬを１０
〜１００ｍｍの範囲とするのが好ましい。θ、ｔおよび
Ｌは、図１に示すとおりである。以下、この好ましい条
件について説明する。スリットノズル５は、高速で流れ
る随伴流１１の向きをストリップ１から離れる方向に変
える作用をするが、方向を変えるには、運動量の変化す
なわち随伴流１１に作用する力が必要となる。この力
は、図１の斜線で示すような、リンガーロール３とスリ
ットノズル５の間にあるめっき液の圧力上昇によりまか
なわれる。

【００１９】傾斜角θが大きい場合は、随伴流１１の方
向変化の角度が大きくなるので、随伴流１１に作用させ
る力を大きくしなければならない。そうすると、リンガ
ーロール３に接するめっき液の圧力も上昇するので、ス
トリップ１に対するリンガーロール３の圧下力を高めな
いと、十分な液切りができなくなる。リンガーロール３
の圧下力増大は、ロール寿命の短縮化するので好ましく
ない。また高圧下力に耐えるだけの剛性を持たせるため
にロールの大径化が必要になり、通電ロール２と電極６
の間隔を広げ、オーム損が増大することとなる。

【００２０】本発明者等は、実験により、通板速度１０
００ｍｐｍ以下であれば、スリットノズルの傾斜角θを
６０°以下に保てば、間隔ｔおよび長さＬを上記好まし
い範囲とすることで、さしたる圧下力の増大を要さず、
十分な液切り効果が発揮されることを確認した。ちなみ
に１０００ｍｐｍという通板速度は、従来のめっき装置
における最高速度のほぼ２倍であり、これを達成したこ
とにより、十分な高生産性を有する装置が実現したとい
える。

【００２１】一方、傾斜角θを小さくすると、幾何学的
に、リンガーロール３と電極６上端との距離を離す必要
が生じ、また遮蔽板４の厚さが薄くなる。前者は、通電
ロール２と電極６の間隔拡大、オーム損増大になり、後
者は、遮蔽板４の強度不足、変形という問題になる。本
発明者等の実験によれば、傾斜角θが１０°以上であれ
ば、これらの問題は生じなかった。したがって、スリッ
トノズル５の傾斜角θを１０〜６０°とするのが好まし
い。実施に際しては、めっき種や操業条件により、電力
コストや設備コストを最適にする傾斜角θを採用すれば
よい。

【００２２】つぎに、スリットノズル５の間隙ｔが１０
ｍｍより狭いと、ノズル５を通るめっき液の流体抵抗が
高く、リンガーロール３にかかるめっき液の圧力を過大
にする必要が生じ、前述のような、リンガーロール３の
圧下力過大による問題が発生する。また、間隙ｔがを３
０ｍｍを超えると、通電ロール２と電極６の間隔拡大に
よるオーム損増大という問題が生じるとともに、遮蔽板
４の外側のめっき液が逆流し、高速の随伴流１１に巻込
まれるという現象が生じる。したがって、スリットノズ
ル５の間隙ｔを１０〜３０ｍｍとするのが好ましい。

【００２３】つぎに、スリットノズル５の長さＬが１０
０ｍｍより長いと、ノズル５を通るめっき液の流体抵抗
が高く、上記のように、リンガーロール３にかかるめっ
き液の圧力を過大にする必要が生じ、前述のような、リ
ンガーロール３の圧下力過大による問題が発生する。ま
た、通電ロール２と電極６の間隔拡大によるオーム損増
大という問題も生じる場合がある。スリットノズル５の
長さＬが１０ｍｍより短いと、ノズル５を通るめっき液
の整流効果が不足するため、随伴流１１がノズル５内に
流入し難くなり、大量の随伴流１１がリンガーロール３
に向かい、液切り効果が十分に発揮されなくなる。した
がって、スリットノズルの長さＬを１０〜１００ｍｍと
するのが好ましい。

【００２４】

【実施例】

（本発明例）：図５のような従来の縦型電気めっき装置
に、図１および図２のような本発明装置を適用し、板幅
１０００ｍｍの薄鋼板ストリップに錫めっきを施した。
通電ロール２の直径は３００ｍｍ、電極６は長さ１５０
０ｍｍ、幅１３００ｍｍとし、電極６の上端と通電ロー
ル２の中心との間隔を５００ｍｍとした。リンガーロー
ル３は、表面に厚さ６ｍｍのゴムをライニングし、直径
ｄを５０ｍｍとし、電極６の上端から２５０ｍｍの位置
に中心がくるように設けた。遮蔽板４はテフロン製で、
リンガーロール３の下面から１００ｍｍ離れた位置が入
口となるようにスリットノズル５を設け、傾斜角θを６
０°、間隙ｔを１０ｍｍ、長さＬを５０ｍｍとした。

【００２５】通板速度を１００〜１０００ｍｐｍに変化
させ、通板速度に応じて電流密度を３０〜１００Ａ／ｄ
ｍ² に変化させて、所要のめっき厚さが得られるように
操業した。その結果、いずれの通板速度においても、通
電ロール２に錫が析出することはなく、ストリップに押
し疵が発生するという問題は生じなかった。

【００２６】（従来例）：遮蔽板４を設けず、その他は
上記本発明例と同様の条件で操業した結果、通板速度を
５００ｍｍ超にした場合、通電ロール２に錫が不均一に
析出し、それに基づく押し疵がストリップに発生した。 （比較例）：遮蔽板４を設けず、通板速度を１０００ｍ
ｐｍとしたときに、通電ロール２に錫の析出が生じない
ようにするには、リンガーロール３を大径化して、通電
ロール２の中心と電極６上端の間隔を１０００ｍｍとす
る必要があった。また、通電ロール２の表面をポリッシ
ャーで研磨するにも、同間隔を１０００ｍｍとする必要
があった。この場合、オーム損により、電解電力が上記
本発明例に対し２５％上昇した。

【００２７】

【発明の効果】本発明装置は、金属ストリップの連続電
気めっき装置において、電極と通電ロールとの間にリン
ガーロールを配設するとともに、該リンガーロールと前
記電極との間に、前記ストリップの両面に対向させて遮
蔽板を設置し、かつ該遮蔽板には、前記ストリップの通
板方向に対し前方に傾斜させてスリットノズルを設けて
いるので、ストリップの高速通板時においても、随伴流
が周囲のめっき液を巻込むのを防止し、かつ随伴流の大
半を遮蔽板外に排出し、小径リンガーロールでも十分な
液切りを行うことができる。

【００２８】このため、本発明装置によれば、１０００
ｍｐｍの高速通板を行っても、出側通電ロールへのめっ
き金属析出によるストリップの押し疵発生という問題が
解消される。しかも、通電ロールと電極との間隔を広げ
る必要がないので、ストリップ通電のオーム損が増大し
ない。したがって、従来装置の２倍の高速通板が可能な
高生産性と、高品質、低電解電力コストを実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の例を示す縦断面図である。

【図２】本発明装置の例を示し、図１のＡ−Ａ矢視平面
図である。

【図３】本発明装置の別の例を示す縦断面図である。

【図４】本発明装置の別の例を示し、図３のＡ−Ａ矢視
平面図である。

【図５】従来装置の例を示す縦断面図である。

【図６】従来装置におけるめっき液の流動状況を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１…ストリップ ２…通電ロール ３…リンガーロール ４…遮蔽板 ５…スリットノズル ６…電極 ７…ロール軸 ８…めっき液 ９…電解槽 １０…浸漬ロール １１…随伴流 １２…巻込み流 ｄ…リンガーロール直径 θ…スリットノズルの傾斜角 ｔ…スリットノズルの間隙 Ｌ…スリットノズルの長さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき液中にて対向配置された電極の間
   に金属ストリップを通板しつつ、該電極と、該電極の間
   から搬出された該ストリップに接触させて配設した通電
   ロールとの間に電圧を印加し、該ストリップに連続的に
   電気めっきを施す装置において、前記電極と前記通電ロ
   ールとの間にて、前記ストリップを挟むように１対のリ
   ンガーロールを配設するとともに、該リンガーロールと
   前記電極との間に、前記ストリップの両面に対向させて
   遮蔽板を設置し、かつ該遮蔽板には、前記ストリップの
   通板方向に対し前方に傾斜させてスリットノズルを設け
   たことを特徴とする金属ストリップの連続電気めっき装
   置。