JPH08127900A

JPH08127900A - 電気めっき用電極

Info

Publication number: JPH08127900A
Application number: JP26896894A
Authority: JP
Inventors: Masato Kageyama; 正人景山; Takehiko Miyagawa; 武彦宮川; Kenichi Takaguchi; 賢一高口; Shigeji Baba; 重二馬場
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1996-05-21

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、ストリップを高速で通板することができ、しかも対
向する電極の間隔を狭めてもめっきむらが生じない電極
を提供することにより、生産性の向上と電解電力消費の
低減をともに実現する。【構成】ストリップを挟み両側に対向して配設される
電極であって、対向面に、突起を幅方向に分布させて設
けたことを特徴とする。該ストリップにめっき液を噴射
し静圧を発生させるノズルを設けたものであるのが好ま
しい。【効果】電極に設けた突起が、めっき液の流動抵抗と
なり、高速通板しても、めっき液随伴流の流速増大が抑
えられるため、ストリップ−電極間の距離変動が抑えら
れ、めっきむらや接触疵の発生を防止でき、目的が達成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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、ストリップの通板速度を高め
て生産性を向上するとともに、ストリップと電極の間を
近接させて電解電力を低減することのできる電極に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】金属ストリップの連続電気めっき装置に
おいて、生産性向上のニーズにより通板速度を高速化す
ることが検討され、さらに省電解電力のニーズにより、
対向する電極間の間隔を狭めてストリップと電極の間を
近接化し、めっき液によるオーム損を減少させることが
検討されている。高速通板を行うとストリップが振動し
て電極に接触しやすくなり、また電極間の間隔を狭める
と、ストリップの振動によるめっきむらの発生が敏感に
なるので、それらの対策について技術開発が行われてき
た。

【０００３】その例として、特公昭５８−３２２３９号
公報に記載されている静圧支持タイプの電気めっき装置
がある。この装置は、ストリップを挟み両側に対向して
配設される電極の、ストリップに対する対称位置にノズ
ルを設け、該ノズルからストリップにめっき液を噴射す
ることで、ストリップの両側に静圧を発生させ、この静
圧でストリップを安定支持するものである。このような
静圧支持によれば、高速通板で生じるストリップの振動
を抑えるとともに、ストリップのＣ反りなどの形状不良
を矯正できるので、電極間を狭めかつ高速通板を行って
も、ストリップと電極の接触による疵発生などを防止す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
ような静圧支持タイプの電気めっき装置においても、通
板速度５００ｍｐｍ以上の高速化を図ろうとした場合に
問題が生じた。すなわち、ストリップを高速で通板する
と、めっき液がその粘性によりストリップに随伴して流
動し、電極との間を流れるめっき液の流速が高速になる
ので、電極面やストリップ面の凹凸により生じるめっき
液の流速変動や、ノズルから噴射されためっき液のため
に生じる流速変動が、ストリップに対する大きな圧力変
化をもたらす。この圧力変化は、ストリップ面上の位置
により異なり、かつストリップの表裏でも異なっている
のが普通である。圧力の小さい部位では、ストリップは
電極に近付くので、電極との距離が、ストリップ面内お
よび表裏で不均一となり、めっきむらを生じたり、著し
い場合は接触疵を生じることになる。

【０００５】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、ストリップを高速で通板することがで
き、しかも対向する電極の間隔を狭めてもめっきむらが
生じない電極を提供することにより、生産性の向上と電
解電力消費の低減をともに実現することを目的とする。

【０００６】

【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、金属ストリップの連続電気めっき装置にお
いて、該ストリップを挟み両側に対向して配設される電
極であって、対向面に、突起を幅方向に分布させて設け
たことを特徴とする電気めっき用電極である。そして、
ストリップにめっき液を噴射し静圧を発生させるノズル
を設けたものであるのが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明の電極を具体的な適用例により説明す
る。図１は、縦型浸漬タイプの連続電気めっき装置に適
用した例である。電解槽１０の中に、電極１および２が
対向して縦に２対、めっき液９に浸漬され配設されてい
る。ストリップ７は上部のコンダクターロール８を経て
下方に通板される間、および槽内のコンダクターロール
８で方向転換して上方に通板される間、電極１および２
の間をとおり、電気めっきされる。電極１および２の対
向面には、突起５が、図２のような斜めの格子状に、ス
トリップ７の幅方向に分布させて設けてある。

【０００８】図３は、横型浸漬タイプの連続電気めっき
装置に適用した例である。電解槽１０の中に、電極１お
よび２が対向して横に１対（数対あるが図示省略してあ
る）、めっき液９に浸漬され配設されている。ストリッ
プ７は槽内にてコンダクターロール８に挟持され、横方
向に通板される間、電極１および２の間を通って電気め
っきされる。電極１および２の対向面には、突起５が、
図４のような斜めの格子状に、ストリップ７の幅方向に
分布させて設けてある。

【０００９】図５は、縦型静圧支持タイプの連続電気め
っき装置に適用した例である。電極１および２は図１の
例と同様に配設され、ストリップ７は同様に通板され電
気めっきされる。両電極１および２には、突起５が図２
の例と同様に設けてある。そして、ノズル６が電極１お
よび２に設けてある。ノズル６の位置は、図５のよう
に、両電極１および２の対向面の、ストリップ７に対す
る対称位置であり、形状は、例えば図６のように長方形
とし、ストリップ７にめっき液９を噴射し静圧を発生さ
せるようにしてある。

【００１０】図７は、横型静圧支持タイプの連続電気め
っき装置に適用した例である。電極１および２は図３の
例と同様に配設され、ストリップ７は同様に通板され電
気めっきされる。両電極１および２には、突起５が図４
の例と同様に設けてある。そして、ノズル６が電極１お
よび２に設けてある。ノズル６の位置は、図７のよう
に、両電極１および２の対向面の、ストリップ７に対す
る対称位置であり、形状は、例えば図８のように長方形
とし、ストリップ７にめっき液９を噴射し静圧を発生さ
せるようにしてある。

【００１１】図９は、湾曲型静圧支持タイプの連続電気
めっき装置に適用した例である。円弧状に湾曲した内側
電極３および外側電極４が対向して配設されており、ス
トリップ７は２つのコンダクターロール８の間でループ
を作って、両電極３および４の間をとおり、電気めっき
される。両電極３および４の対向面には、突起５が設け
てある。突起５は、図１０に内側電極３の例を示すよう
に、ストリップ７の幅方向に分布させて設けてあり、そ
の形状は、例えば図１０のような斜めの格子状とするこ
とができる。外側電極４にも、同様に突起５が設けてあ
る。

【００１２】そして、両電極３および４には、ノズル６
が設けてある。ノズル６は、内側電極３ではストリップ
７の入側および出側の２ケ所に、また外側電極４ではス
トリップ７の出側に、それぞれ、ストリップ７にめっき
液９を噴射するように設けてある。内側ノズル３に設け
たノズル６の形状は、例えば図１０のようなスリット状
である。両電極３および４の幅は、図９（ｂ）の断面図
に示すように、ストリップ７の幅より広く、両電極３お
よび４の側面は側板により連結され、閉塞されており、
上記のような３ケ所の各ノズル６からストリップ７に噴
射されためっき液９は、ストリップ７のエッジを回り込
み、ストリップ７に対し静圧を発生するようになってい
る。

【００１３】なお、図９において、１１は内側電極３お
よび外側電極４で形成される電解部の入側および出側に
連接されるタンクであり、電解部にめっき液９を充満さ
せるとともに、めっき液９の排出口が設けてある。１２
はタンク１１の天井部に設けたシールロールである。

【００１４】本発明の電気めっき用電極は、ストリップ
を挟み両側に対向して配設される対向面に、突起５を幅
方向に分布させて設けているので、ストリップに随伴し
て流れるめっき液９に対して、突起５が抵抗となり、ス
トリップの通板速度を増大したとき、めっき液随伴流の
流速増大を抑える作用がある。その結果、ストリップと
電極の間の圧力変化が小さくなり、両者間の距離の変動
が抑えられるため、めっきむらや接触疵の発生を防止す
ることができる。この現象は理論的にも説明される。

【００１５】すなわち、めっき液随伴流の流速ｖと、ス
トリップ−電極間の圧力Ｐとの間には、式（１）で示さ
れるベルヌーイの定理が近似的に成り立つ。ここでρは
流体の密度である。１／２・ｖ²＋Ｐ／ρ＝一定（１）ここで、めっき液随伴流の流速ｖが、電極面やストリッ
プ面の凹凸等によりΔｖだけ変動した場合、圧力変動量
ΔＰは式（１）を微分して得られる式（２）で示され
る。 ΔＰ＝−ρｖ・Δｖ（２）式（２）から、流速変動量Δｖが同じ場合、流速ｖが大
きいときの方が、大きな圧力変動ΔＰを生じることがわ
かる。逆に言えば、随伴流の流速ｖを小さくすれば、同
じ流速変動量Δｖが生じたときの、ストリップ−電極間
の圧力変動量ΔＰを小さくできることがわかる。

【００１６】つぎに、このようなめっき液随伴流の抵抗
となる突起５について、その形状を図１１〜１４により
説明する。各図（ｄ）の平面図に示すように、突起５は
各電極（図では電極１を示しているが、電極２、内側電
極３および外側電極４についても同様）の幅方向に分布
させて設けている。ストリップは、各図の矢印で示すよ
うに、電極１の縦方向に進行する。図１１は上記各例で
示したような格子状突起であり、各格子の線を、ストリ
ップの進行方向に対し斜めにしてある。図１２は谷型状
突起であり、ストリップの進行方向に対し、幅方向中央
部が谷となるように、直線を傾斜屈折させている。図１
３は平行状突起であり、ストリップの進行方向に直交す
る平行線状にしてある。図１４は粒状突起であり、円形
の粒を、間隔を開けて稠密に配置してある。

【００１７】突起５の断面形状は、（ａ）のような半円
形、（ｂ）のような三角形、（ｃ）のような四角形など
とすることができる。そして高さＨは０．１ｍｍ〜２ｍ
ｍ、幅Ｄは０．５ｍｍ〜２ｍｍ、ピッチＬは５ｍｍ〜５
０ｍｍとするのが好ましい。高さＨが０．１ｍｍより低
いと随伴流の速度低減効果が小さく、２ｍｍより高いと
突起５の下流の渦が大きくなり、気泡の滞留によるめっ
き不良が生じやすくなる。幅Ｄが０．５ｍｍより狭いと
随伴流の速度低減効果が小さく、２ｍｍより広いと、突
起５が非導電性の場合に、電極面を覆う面積が大きくな
り過ぎて電解電流が阻害され、めっき不良が生じやすく
なる。ピッチＬが５ｍｍより狭いと電極面を覆う面積が
大きくなり過ぎて、同様にめっき不良が生じやすくな
る。５０ｍｍより広いと随伴流の速度低減効果が小さく
なる。

【００１８】また図１２の谷型状突起においては、谷の
挟角θを６０〜１２０°とするのが好ましい。この範囲
をはずれると、後述するような、この形状の特徴が発揮
され難くなる。図１１〜１４の各例のいずれについて
も、突起５は、電極と同一材質とすることができ、ま
た、テフロン樹脂などのめっき液に浸食されない材質と
し、電極に貼付けたものとすることもできる。このよう
な突起５の平面形状、断面形状、その寸法、および材質
は、めっき液の種類、めっき装置の種類、ストリップの
幅、通板速度などの操業条件に応じて適宜定める。

【００１９】図１１〜１４に示す各種形状の突起５を電
極に設けることにより、ストリップの進行に伴うめっき
液随伴流の流速増大が幅方向一様に抑制され、ストリッ
プ−電極間の圧力変動が抑制されるので、通板速度増大
に伴うめっきむらや接触疵の発生が防止できる。特に図
１１のような格子状突起を設けた場合は、めっき液がよ
く撹拌され、十分な乱流状態となって、電解気泡が１ケ
所に滞留するようなことがなく、また、ストリップ幅方
向の流れも抑制されるので、最も好ましい。

【００２０】図１２のような谷型状突起を設けた場合
は、突起５の下流に発生する渦が、突起５に沿って下流
に流れやすい。したがって、例えば亜鉛合金めっきの場
合のように電解気泡が大量に発生する場合でも、気泡の
滞留によるめっき不良の発生が防止される。また、図１
１〜図１３のような線状の突起は、テフロン樹脂のよう
な電極と異なる材質のものを貼付ける場合、製作および
取付け取外しといったメンテナンスが容易である。図１
４のような粒状突起でも、電極と同材質の場合、、ある
いは溶損や剥離され難い場合は何ら問題ない。

【００２１】本発明の電極は、このような突起５を設け
ているので、図１および図３のような浸漬タイプのめっ
き装置において、電極幅Ｗを１２００ｍｍとし、めっき
むらや接触疵を発生させることなく、２００ｍｐｍから
８００ｍｐｍの高速でストリップを通板することができ
る。しかも、対向する電極の間隔ｈは、図１のような縦
型では２０ｍｍ、図３のような横型でも２０ｍｍ程度に
狭めることができる。また、ノズル６を設けた図５、図
７および図９のような静圧支持タイプの装置において
は、電極幅Ｗを１２００ｍｍとし、めっきむらや接触疵
を発生させることなく、２００ｍｐｍから１０００ｍｐ
ｍの高速でストリップを通板することができる。しか
も、対向する電極の間隔ｈは、図７のような横型では２
０ｍｍ、図５のような縦型および図９のような湾曲型で
は１０〜２０ｍｍ程度に狭めることができる。なお、電
極の長さＬは１５００ｍｍ程度、図９の湾曲型における
内側電極３の半径は５００ｍｍ程度である。また、湾曲
型の場合、所要に応じて内側電極と外側電極とで、設け
る突起の形状を変えてもよい。

【００２２】

【実施例】

（１）縦型浸漬タイプ図１に示すめっき装置において、電極１および２の対向
面に図２のような格子状の突起５を設けた本発明例で、
電極の幅Ｗを１２００ｍｍ、長さＬを１５００ｍｍ、間
隔ｈを２０ｍｍ、突起５はテフロン製とし、断面形状は
図１１（ａ）のような半円形で、高さＨを１ｍｍ、幅Ｄ
を１ｍｍ、ピッチＬを１０ｍｍとした。板幅１０００ｍ
ｍ、板厚０．３ｍｍの鋼板ストリップに錫めっきおよび
亜鉛めっきを行い、通板速度８００ｍｐｍまで、めっき
むらなく、接触疵もなく良好なめっきを行うことができ
た。電極１および２に突起を設けず、他は同じとした従
来例では、通板速度が５００ｍｐｍを超えると、めっき
むらが発生した。

【００２３】（２）横型浸漬タイプ図３に示すめっき装置において、電極１および２の対向
面に図４のような格子状の突起５を設けた本発明例で、
電極の幅Ｗを１２００ｍｍ、長さＬを１５００ｍｍ、間
隔ｈを２０ｍｍ、突起５はテフロン製とし、断面形状は
図１１（ａ）のような半円形で、高さＨを１ｍｍ、幅Ｄ
を１ｍｍ、ピッチＬを１０ｍｍとした。板幅１０００ｍ
ｍ、板厚０．３ｍｍの鋼板ストリップに錫めっきおよび
亜鉛めっきを行い、通板速度８００ｍｐｍまで、めっき
むらなく、接触疵もなく良好なめっきを行うことができ
た。電極１および２に突起を設けず、他は同じとした従
来例では、通板速度が１００ｍｐｍを超えると、めっき
むらが発生した。

【００２４】（３）縦型静圧支持タイプ図５に示すめっき装置において、電極１および２の対向
面に図６のような格子状の突起５を設けた本発明例で、
電極の幅Ｗを１２００ｍｍ、長さＬを１５００ｍｍ、間
隔ｈを１０ｍｍ、突起５はテフロン製とし、断面形状は
図１１（ａ）のような半円形で、高さＨを１ｍｍ、幅Ｄ
を１ｍｍ、ピッチＬを１０ｍｍとした。板幅１０００ｍ
ｍ、板厚０．３ｍｍの鋼板ストリップに錫めっきおよび
亜鉛めっきを行い、通板速度１０００ｍｐｍまで、めっ
きむらなく、接触疵もなく良好なめっきを行うことがで
きた。電極１および２に突起を設けず、他は同じとした
従来例では、通板速度が５００ｍｐｍを超えると、めっ
きむらが発生した。

【００２５】（４）横型静圧支持タイプ図７に示すめっき装置において、電極１および２の対向
面に図８のような格子状の突起５を設けた本発明例で、
電極の幅Ｗを１２００ｍｍ、長さＬを１５００ｍｍ、間
隔ｈを２０ｍｍ、突起５はテフロン製とし、断面形状は
図１１（ａ）のような半円形で、高さＨを１ｍｍ、幅Ｄ
を１ｍｍ、ピッチＬを１０ｍｍとした。板幅１０００ｍ
ｍ、板厚０．３ｍｍの鋼板ストリップに錫めっきおよび
亜鉛めっきを行い、通板速度１０００ｍｐｍまで、めっ
きむらなく、接触疵もなく良好なめっきを行うことがで
きた。電極１および２に突起を設けず、他は同じとした
従来例では、通板速度が２００ｍｐｍを超えると、めっ
きむらが発生した。

【００２６】（５）湾曲型静圧支持タイプ図９に示すめっき装置において、内側電極３および外側
電極４の対向面に図１０のような格子状の突起５を設け
た本発明例で、電極の幅Ｗを１２００ｍｍ、内側電極の
半径Ｒを５００ｍｍ、間隔ｈを１０ｍｍ、突起５はテフ
ロン製とし、断面形状は図１１（ａ）のような半円形
で、高さＨを１ｍｍ、幅Ｄを１ｍｍ、ピッチＬを１０ｍ
ｍとした。板幅１０００ｍｍ、板厚０．３ｍｍの鋼板ス
トリップに錫めっきおよび亜鉛めっきを行い、通板速度
１０００ｍｐｍまで、めっきむらなく、接触疵もなく良
好なめっきを行うことができた。通板速度１０００ｍｐ
ｍのときの電極間の圧力分布は、図１５（ａ）のとおり
で、湾曲したストリップの内側および外側ともに、進行
方向でほぼ均一であり、電極間のストリップの位置は図
１５（ｂ）のとおり、進行方向いずれの位置でもほぼ中
央であった。

【００２７】これに対して、図９に示すめっき装置にお
いて、電極１および２に突起を設けず、他は同じとした
従来例では、通板速度が２００ｍｐｍでも、めっきむら
が発生した。通板速度２００ｍｐｍのときの電極間の圧
力分布は、図１５（ｃ）のとおりで、ストリップの内側
の圧力変動が大きく、入側近くで圧力が特に低い部分が
あり、図１５（ｄ）のように、その部分でストリップが
内側電極に接近しているのが観察された。

【００２８】

【発明の効果】本発明の電気めっき用電極は、金属スト
リップの連続電気めっき装置において、ストリップを挟
み両側に対向して配設される電極であって、対向面に、
突起を幅方向に分布させて設けているので、該突起が、
ストリップに随伴して流れるめっき液に対する抵抗とな
り、ストリップを高速で通板しても、随伴するめっき液
の流速増大を抑制できる。このため、ストリップと電極
の間の圧力変動が小さく抑えられ、その間の距離の変動
も抑えられて、めっきむらや接触疵の発生が防止され
る。したがって、高速通板による生産性の向上と、電極
間の近接化による電解電力の低減が実現できる。さら
に、本発明の好ましい態様にあっては、電極にノズルを
設けてストリップを静圧支持するので、より安定した通
板が可能であり、より一層の生産性向上や電解電力の低
減が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明電極の適用例を示す縦断面図である。

【図２】本発明電極の適用例を示す斜視図である。

【図３】本発明電極の別の適用例を示す縦断面図であ
る。

【図４】本発明電極の別の適用例を示す斜視図である。

【図５】本発明電極の別の適用例を示す縦断面図であ
る。

【図６】本発明電極の別の適用例を示す斜視図である。

【図７】本発明電極の別の適用例を示す縦断面図であ
る。

【図８】本発明電極の別の適用例を示す斜視図である。

【図９】本発明電極の別の適用例を示す縦断面図であ
る。

【図１０】本発明電極の別の例を示す斜視図である。

【図１１】本発明電極の例を示す側面図および平面図で
ある。

【図１２】本発明電極の別の例を示す側面図および平面
図である。

【図１３】本発明電極の別の例を示す側面図および平面
図である。

【図１４】本発明電極の別の例を示す側面図および平面
図である。

【図１５】本発明電極および従来電極の実施例を示すグ
ラフである。

【符号の説明】

１，２…電極３…内側電極４…外側電極５…突起６…ノズル７…ストリップ８…コンダクターロール９…めっき液１０…電解槽１１…タンク１２…シンクロール

フロントページの続き (72)発明者馬場重二富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属ストリップの連続電気めっき装置に
おいて、該ストリップを挟み両側に対向して配設される
電極であって、対向面に、突起を幅方向に分布させて設
けたことを特徴とする電気めっき用電極。
【請求項２】ストリップにめっき液を噴射し静圧を発
生させるノズルを設けたことを特徴とする請求項１記載
の電気めっき用電極。