JPS59226196A - 金属ストリツプの均一電解処理装置 - 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】 本発明は金属ストリップの均一電解処理装置に係シ、特
に均一な高電流密度の電解処理装置に関する。

従来、金属ストリップの表面処理、′電解処理および電
気めっき装置として第１図に示す如きラジアル型電気め
っき装置がある。この装置は矢印方向に進行して来た金
属ストリップ２は、ターンロール４Ａに案内されて電解
液６に浸漬され矢印方向に回転する通電ロール８に巻付
けられ、通電ロール８の外周に設けられ通電ロールと同
心円の曲面に示す如く、ロールの中央部に通電部１２が
設けられ、両端はゴム等の非導電性弾性体リング１４よ
シ成シ、通電部１２を通じ金属ストリップ２に給電され
る。この電解処理を終了した金属ストリップ２は再び出
側のターンロール４Ｂに案内されて次の工程に進行する
ようになっている。第３図は特開１１８５７−１０１６
９３にて開示された上記と類似技術の電解装置である。

この装置は金属ストリップ２を巻付けて回転する通電ロ
ール８の外周に複数の不溶性電極１０が設けられ、その
外側に電解液ヘッダー１６が設けられ、ヘッダー１６に
供給された電解液６は各不溶性電極１０の電解面に設け
られたスリット状の噴流口１８から電解液６を供給し、
更に通電ロール８０通電部への金属ス）　ＩＪツブの電
気的接触を確実にするために押えロール２０を設、けだ
ものであシ；流出した電解液６は電解槽２２に回収され
再生後再利用されるようになっている。

しかし上記従来の不溶性電極を使用するラジアルセル式
の電解処理装置には次の如き欠点を有している。

（イ）通電ロール８の１／２程度が電解液６に浸漬され
ているため電解液６中で金属ストリップ２に覆われてい
ない両端部は非導電弾性体１４とする必要があり通電ロ
ールｄは第２図に示す如く復雑な構成となる。

（ロ）金属ストリップ２と通電ロール８０間にアークを
発生せしめないための十分な電気的接触を得るには、金
属スｌ−ＩＪツブ２に大きなテンションが必要であるが
、最近要求されている如き低降伏点の冷延鋼板のめつき
吟には、特に板厚が薄いと金属ストリップ２に変形を生
じるテンションを必要とする場合がある。　　　−（ハ
）両面めっきと片面めっきとの切替に際し、金属ストリ
ップ２のパスの切替を要し手間がかかる。

に）通電ロール８に金属ス）　ＩＪツブ２が巻付いてお
シ、しかも第１図、第３図に示す如くターンロール４Ａ
、４Ｂに案内されて巻付は角が大きいため、通電ロール
８の交換作業にはめつき槽の側面からの解体を要する等
作業に甚しい労力を要する。

また高電流密度電解脱脂装置として通電ロールに１種の
ラジアル型であるフップアラウンド型があるが、この場
合は金属ストリップの脱脂が目的で゛あるのでロール面
の全長に導電性の通電ロールが用いられている。すなわ
ち通電ロール面での無駄な電解の発生を容認したもので
ありこのままめっきやエツチング、電解剥離、陽極皮膜
形成などの陽極処理に使用するとロール面にも処理され
るので使用できない。

上記欠点に鑑み本発明者らは先に特願１１８５８−２７
°３５７号にて従来技術の問題点を解決し、第４図に示
す如き構成を有する電解処理面の外観がすぐれた高能率
の金属ストリップの電解処理装置を開示した。第４図を
参照してその構成の概要を説明する。電解液６を収容す
る電解槽内液面よシ上で金属ストリップ２を上下に往復
するように案内するゴム製等の非導電性ターンロール４
を設け、ターンロール４の金属ストリソ１２０巻付は部
分に対面する如く不溶性電極１０と通電ロール８が配設
されている。不溶性電極１ｏは非導電性“ター−−□ ンロール４のロール面の１８０度以下の角ｆをｉつてロ
ール面に対面し、ターンロール４と同心円の曲面で形成
され、金属ストリップ２と不溶性電極１０間の空隙に電
解液６を供給できるヘッダー１６と噴流口１８を有して
いる。非導電性ターンロール４および不溶性電極１０の
いずれか一方もしくは両方に第５図に示す如く電解液６
の側面への流出を防止するサイドシール２４が取付けら
れである。

また不溶性電極１０は第６図に示す如く、金属ストリッ
プ２に接して噴流口１８の直近に非導電性遮へいロール
２０を設けるか、もしくは金属ストリップ２の真近に非
導電性遮へい部材２８を設けて電解液６が金属ストリッ
プ２の進行方向に平行する順流もしくは対向流の一方向
流となる如く流し、不溶性電極１０と金属ス）　ＩＪツ
ブ２の間に充満するように供給されている。また、通電
ロール８には必要に応じ、例えば通電ロール８上のめつ
き金属の析出が操栗上問題となるほど急速に発生する場
合には、通電ロール８のほぼ全面を覆い、金属スｌｌツ
ブ２と接触できる窓のみを開いた非尋電性蓮へいカバー
３０を設ける。

上記構成において、不溶性電極１０の極性は、めっきの
場合は■であり、電解脱脂においては■もしくは○、陽
極処理（二おいてはθとする。

かくの如き構成を有する特願昭５８−２７３５７にて本
発明者らが開示した電解処理装置は、第１図〜第３図に
示した従来技術の問題点￥解決し、次の如き効果を収め
得た。

（イ）電′Ｓ液面よシ上部にたてパスの電解部を設けた
ので電解液の流出抵抗が小さくコンパクトな装置で所要
の電解処理を折々うことができる。

（ロ）　金属ストリップ２はターンロール４に密着して
進行するので、そのパスは安定し、従来の水平型やたて
型電解槽で問題となった金属ストリップ２の垂れ曲り、
幅方向の反シ・ねじれかなく極間距離を十分に小さくす
ることが可能となり電解電圧を下げることができるので
省電力となる。

ｅ）噴流口１８よル均−隔速噴流を極間に与えることが
でき、かつ非導電性達へいローＩｖ２０もしくは遮へい
部材２８によυ順流もしくは対向流の一方向流としてい
るので高電流密度による電解かり能となる。

特願昭５８−２７３５７にて本発明者らが開示した電解
処理装置は上記の如く多くの効果を有している−が、こ
の装置を用いてもなお合金めっきなどの電流密度によっ
て品質、外観に影響を受けやすいめっきを行なう場合に
は、金属ストリップ自体の電気抵抗が無視できなくなシ
、給電を行なう通電ロールの配置が重要になることを見
出した。

このことは、金属ストリップ材質の電気比抵抗が高いほ
ど、金属ストリップ厚さの薄いほど、また電解の極間距
離の小さいほど、すなわち液電気抵抗の小さいほど重要
性はますます大きくなる。

本発明の目的は、特願昭５８−２７３５７にて開示した
電解処理装置の上記問題点を解決し電解液を被処理金属
ストリップの幅方向、長さ方向に均一な高流速の噴流を
極間に与えるとともに金属ストリップ自体の電気抵抗の
電流密度への影響を小さくするように通電ロールと電極
の配置を限定することによシ均一な高電流密度を得るこ
とができる新規な均一電解処理装置を提供するにある。

本発明の要旨とするところは次の如くである。

すなわち、電解槽と、前記電解槽内に金属ストリップを
たてパスする如く該電解槽の液面よシ高く上下に配置さ
れた非導電性ターンロールと、前記ターンロールの前記
金属ストリップの巻付は部分に取付けられた通電ロール
と、前記ターンロールの外周に設けられた不溶性電極と
、前記不溶性電極と金属ストリップ・間の゛窒隙を充満
する電解液を供給する噴流口と、を有して成シ前記金属
ストリップの巻付は部分で給電およびｔ屑処理する金属
ストリップの電解処理装置において、前記通電ロール０
は１〜５個よシ成シ前記不溶性電極（５）は２〜４個よ
シ成り両者の配列は次のいずれかの組合わせを有する仁
とを特徴とする金属ストリップの均一電解処理装置であ
る。

（イ）Ａ−几一人 （ロ）Ｒ−Ａ−Ａ−Ｒ （ハ）Ｒ−Ａ−几−Ａ−几 に）　几−Ａ−Ａ−Ａ−Ｒ （ホ）几−Ａ−Ｒ−Ａ−Ｒ−Ａ （へ）Ｒ−Ａ−Ａ−几−Ａ−Ａ−几 （））　　　　Ｒ，、−Ａ−Ｒ−Ａ−にも　−Ａ　　−
Ｒ−Ａ　　−Ｒ本発明者らが先に開示した特願昭５８−
２７３５７による電解処理装置は、多くの効果を有しな
がら、なお電解面内のｔ流密度分布について満足できな
い原因について追究の結果、不溶性電極１０と通電ロー
ル８との配列関係にあることが判明し、本発明を得たも
のである。

先ず、高電流密度を得るには、同−電解部の長さに対し
電極を２個配設する方が１個の長い電極を設ける場合よ
ｈａ利である、その理由は次の如くである。すなわち、
不溶性電極を用いる場合にはめつき処理の場合でも陽極
に酸素ガスが発生する如く、電解処理には必す殴素ガス
の発生を伴なうが、極間に生ずるガス総量は電極に与え
る総電流量に依存する。従って電極面積を小さくして電
流を分割し、１′Ｂｉ、極当シの極間のガス発生総量を
少くし、かつ関連電解液流によって迅速に極間よシガス
を除去して電解液の見掛は電気抵抗の増加を抑制するた
めには、電極の金属ストリップ走行方向長さを例えば数
１００ｍ程度に短くした方が有利である。

一方、１個のターンロールに１電極を設けるのでは、タ
ーンロールが電極の数だけ必要となる。

またターンロールの直径は鋼板の機械的特性への影響を
考慮すると、例えば１．２ｍφ程度の限度以下に小さく
することはｔましくない。

上記理由から電解装置の装置全体の長さを短くしコンパ
クトなライン設計のためには、１個のターンロールに２
個以上の電極を配設するのが適切であることが判明した
。

この基本的宥恕の下に、電極２個以上の場合の電極と通
電ロールの配列にキる・電流密度に及ばず影響について
実験したところ次の如き結果を得た。

（ａ）　　′ＦＭＬ極２個の場合 第４図、第６図において、°不溶性電極（以下Ａなる記
号にて表わす）および通電ロール（以下几なる記号に表
わす）の配列を第７図（５）に示される如く、Ｒ，−Ａ
　−Ａ、もしくは（匂にて示される如く、几−Ａ−几−
Ａの如き配列とすると・、ターンロール４の■、■、■
、■、■にて示される部位の金属スＩ−ＩＪツブ面の電
流密度はそれぞれ第８図においてそれぞれ（６）および
（ハ）にて示す如き曲線となり、２個の電極１０の電流
密度にいずれも不均衡を生ずる。

かくの如く２個の電極の電流密度に不均衡を生ずると、
電解処理は電流密度の小さい■、■と、電流密度の大き
い■、■の２棟類の電゛°解処理を受けることとなシ、
いずれかが不適正な処理となるかもしくはめっきの場合
には品質の異なるめっき層を重ねる結果となシ望ましく
ない、っしかる第７図（ｑに示される如く、几−Ａ−Ａ
−几、および第７図（ハ）に示される如く、Ａ−Ｒ−Ａ
の如く配列すれば、それぞれ第９図（ｑおよび０に示さ
れる如き電流密度分布曲想となり、均衡のとれた電解処
理が行なわれることが判明した。

（ｂ）　　電極３個の場合 不溶性電極１０と通電ロール８の配列を電極が３個の場
合もターンロール４に巻付けられた金属ストリップ２と
平行なターンロール４の直径１＝　対して対称に第７図
（ハ）、（すの如く配列すれば、その電流密度のターン
ロール４に巻付けられている金属ストリップ２の■、■
、■、■、■、■、■の部位における分布は、それぞれ
（均および（ト）にて示される曲線となり、均一な電流
密度を示し、均衡のとれた電解処理が行なわれることが
判明した。

かくの如く電極３個の場合には、第７図（１，（Ｆｌに
示す如く、不溶性電極Ａと通電ロールの配列は（イ）　
几−Ａ−Ａ−Ａ−Ｒ ←）几−Ａ一部−Ａ−凡−Ａ−几 の如くターンロール４に巻付けられた金属ストリップ２
に平行するターンロール４の直径に対して左右対称に配
列された場合に均一な電流密度を確保することができ、
均衡のとれた電解処理が行われることが判明した。

（ｑ　電極４個の場合 電極４桐の場合も、３個の場合と同様に、ターンロール
４に巻付けられた金属ス）　ＩＪツブ２に平行なターン
ロール４の直径に対して左右対称に次の如く配列するこ
とによシ、均一な電流密度を得ることが判明した。

（イ）　几−Ａ−Ａ−Ｒ−Ａ−Ａ　−４（ロ）Ｒ−Ａ　
−几　−Ａ　　−４−Ａ−Ｒ，−Ａ　　−４Ｌ電極の数
については、先に説明したように極間に発生する酸素ガ
スを除去して電解液の見掛は電気抵抗の増加を抑制する
ために、電極ｌＯの金属ストリップ２０走行方向長さを
短くした方が有利であシ、少くとも２個以上を配設すべ
きである。

しかし電極ｌＯの数が４個を越し、通電ロール８と対称
に組合わせて配列する場合（二は電解部の構造が極めて
複雑となるので避くべきである。従って、本発明におい
ては電極１０の数を２〜４個に限定した。

電極の数を２へ・４個に限定し、しかし、ターンロール
４０巻付けられた走行する金属ス１１ツブ２に平行する
ターンロール４の直径に対して左右対称に通電ロールを
配列すると上記の如き配列となシ、通電ロールの数は１
〜５個となるので、本発明では通電ロールを１〜５個に
限定した。面して均一電流密度を得るために電極（６）
と通電ロール＠との配列を次の如く限定した。

電極２個の場合ニ −Ｒ−Ａ Ｒ−Ａ−Ａ−Ｒ Ｒ−Ａ−几−Ａ−几 ゛電極３個の場合： Ｒ−Ａ−Ａ−Ａ−Ｒ 几−Ａ−几−Ａ−凡−Ａ−几 電極４個の場合： 几−Ａ−Ａ−几−Ａ−Ａ−１−Ｌ Ｒ−Ａ−Ｒ−Ａ−Ｒ−Ａ−Ｒ−Ａ−Ｒ 更に、均一な電流密度を確保するためには、これらの通
電ロール（ロ）と不溶性を極（ト）間および不溶性電極
相互間は等間隔とすべきである。

なおこのほかに均一な電流密に分布を確保するため（二
は、噴流口１８よシ供給される電解液６は金属ストリッ
プ２の進行方向（二平行する順流もしくは反対の対向流
のいずれか一方向流であることが必要であシ、そのため
に非導電性遁へいロール２０もしくは非導電性過へい部
材２８を設けるべきであることは当然である。

上記実施例よシ明らかな如く、先ζ＝本発明者らが開示
した特願昭５８−２７３５７による’に％処理装置は、
多くの効果を収めることができたが、均一な電流密度分
布を得るためになお満足できない点があったのに鑑み、
本発明では、同一構成による電解処理装置において、不
溶性電極の数な２〜４個、通電ロールの数を１〜５個に
限定し、かつ不溶性電極と通電ロールの配列をターン目
−ル：二巻付けられて走行する金属ストリップに平行す
るターンロールの直径に対して左右対称となるように配
置したので均一な電流密度分布を確保することができ、
その結果均一な表面処理、均一な電解処理、均一なめつ
き層を得ることができる効果を収めることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は従来の不溶性電極を使用するラジアル
セル式電解処理装置を示す断面図であシ、第１図は電気
めっき装置、第３図は電解処理装置、第２図は第１図、
第３図の従来装置に使用される通電ロールを示す斜視図
、第４図は本発明による電解処理装置の実施例を示す模
式断面図、第５図は本発明における電解液の流出を防止
するサイドシールな示す側断面図、第６図は本発明（二
おける電極部を示す拡大断面図、第７図（５）、（ロ）
、（Ｃ）、（Ｄｉ。 （ハ）、（０は電極２〜３個の場合の通電ロールとの配
列を示す模式断面図であって、第７図、（２）、＠は比
較例、第７図０．■、　（１、（ｋ’）は本発明による
配列の実施例、第８図は第７図（５）、　（Ｂｌにて示
す比較例のターンロール上の各部位における金属ストリ
ップ面の゛電流密度分布を示す嶽図、第９図は第７図（
Ｃｆ、（Ｌ）の場合におけるそれぞれターンロール上の
各部位における金属ストリップ面の電流密度分布を示す
線図、第１０図は第７図（ハ）、　（Ｆ）の場合におけ
るそれぞれターンロール上の各部位における金属ス）　
ＩＪツブ面の電流密度分布を示す線図である。 ２・・・金属ストリップ、　４・・・ターンロール６・
・・電′Ｎｊ液、　　　　　８・・・通電ロール１０・
・・不溶性電極、　　１８・・・噴流口２０・・・遁へ
いロール、　２２・・・電解槽２４・・・サイドシール
、　２８・・・避へい部材代理人　弁理士　　中　路　
武　雄 第１図　　　　　第３図 第２図 第５図 第６ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電解槽と、前記電解槽内（二金属ストリップをた
   てパスする如く該電解槽の液面よシ高く上下６二配置さ
   れた非導電性ターンロールと、前記ターンロールの前記
   金属ス）　ＩＪツブの巻付は部分に取付けられた通電ロ
   ールと、前記ターンロールの外周に設けられた不溶性電
   極と、前記不溶性電極と金属ストリップ間の空隙を充満
   する電解液を供給する噴流口と、を有して成シ前記金属
   ストリップの巻付は部分で給電および電解処理する金属
   ストリップの電解処理装置において、前記通電ロール（
   ロ）は１〜５個よシ成シ前記不溶性電極（ハ）は２〜４
   個よシ成シ両者の配列は次のいずれかの組合わせを有す
   ることを特徴とする金属ストリップの均一電解処理装置
   。 （ｆ）Ａ−Ｒ−Ａ （ロ）Ｒ−Ａ−Ａ−Ｒ （ハ）　几−Ａ−Ｂ−ＡｍＢ に）　１％−Ａ−Ａ−Ａ−凡 （ホ）　　几−Ａ−几−Ａ−Ｒ−Ａ−Ｒ（へ）　几−Ａ
   −Ａ−几−Ａ−Ａ−几 （υ　Ｂ−Ａ−几−Ａ゛−几−Ａ−几−Ａ−几（２）前
   記通電ロール（ロ）、と不溶性電極（６）間および不溶
   性電極（６）相互間は等間隔である特許請求の範囲の第
   １項に記載の金属ス）　ＩＪツブの均一電解処理装置。 （３）前記噴流口よシ供給される電解液は前記金属スト
   リップの進行方向に平行する順流もしくは対向流のいず
   れか一方向流である特許請求の範囲の第１項に記載の金
   属ストリップの均一電解処理装置。