JPS61136698A - 線材の電気めつき用電解セル - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は高電流密度で且つ低電解電圧の電気めっき操業
を可能とした線材電気めっき用電解セルに関するもので
ある。

［従来の技術］ 線材に電気めっきを施すに当たっては、従来例えば第８
図に示す様な電解セルを用いている。即ちタンク１から
ポンプＰで抜き出した電解めっ♂液（以下電解液という
）Ｌを電解セルｚ内へ上方から注入し、電解セル２内を
満たすだけでなく更に積極的に大量注入してオーバフロ
ーさせ、オーバフロー分をタンクｌへ戻している。モし
て電解セルｚ内の電解液Ｌａ中には陽極３を浸漬してお
り、線材Ｗをａ−ラ（陰極）４と接触させながら上記電
解セルｚ内へ通すことによって線材Ｗに対する電気めっ
きを施している。

ところでこうした線材電気めっさ用電解セルを用いて効
率良く且つ経済的に電気めっき操業を行なおうとすれば
、電解条件を高電流密度（電解速度の向上）且つ低電解
電圧（電力コストの低減）とする必要がある。

しかるに電解時の電流密度をある一定の値（この値を最
大電解電流密度という）を超えるまで上昇させると線材
のめつき面は金属光沢のない黒味を帯びた状ｆｌＡｃこ
れを焼は現象という）となる為むやみに電解電流密度を
上げることができず。

従ってめっき操業の効率向上は現在頭打ち状況にある、
尚上記の様な焼は現象が生じる原因については、線材め
っさ部近傍におけるめっき金属イオンの欠乏にあると考
えられている。

一方電解電圧の低化に関しては電解電圧の構成を考察す
る必要がある。即ち電解電圧は（１）陽極分解ｔＪＥＶ
＋　　、　（２）　ｊｉ＆極分解１１ＨＥＶｚ　　、　
（３）　ｔａＭの固有抵抗による電圧Ｖ３．（４）めっ
き液の抵抗による電圧Ｖ４．（５）回路抵抗による電圧
ｖ５及び（８）　Ｗ極で発生するガスによる遮断抵抗電
圧ｖ６の和に相当するものであるから、各構成々分の一
部又は全部を一低圧化すればそれらの和である電解電圧
を低減することができると考えられる。

しかしながら上記のうち陽極分解電圧ｖ１及び陰極分解
電圧ｖ２は、下記（１）式で示される電解反応を行なう
為の電圧であり、理論上一定である。

Ｎ−５Ｏｓ　４−Ｈ２０→に＋１／２０２　＋　ＨｙＳ
Ｏａ・・・（１）に：めっき金属元素 又線材の固有抵抗による電圧ｖ３は線材の材質。

太さ及び長さによって決定される電圧であり操業上はや
はり一定と考えなければならない、更にｖ５は実用機で
は無視できる値である。従ってめっき液の抵抗による電
圧ｖ４及びガスによる遮断抵抗電圧ｖ６を低減せざるを
得ないことになる。このうちガスによる遮断抵抗電圧ｖ
６は上記（１）式で示される反応に従って発生した０２
が陽極面に付着・蓄積して生じる電圧であり、その値は
かなりの割合を占めており、改善の余地が大きいと思わ
れる。よって電解電圧の低減に対してはガスによる遮断
抵抗電圧を何らかの手段によって低減することが有望で
あると考えられる。尚めつき液の抵抗による電圧ｖ４に
ついては電解セルの規模によってほぼ決定されてしまう
為ガスによる遮断抵抗電圧ｖ６はどの低減効果が期待で
きない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はこうした事情に着目してなされたものであり、
線材めっき部近傍におけるめっき金属イオンの欠乏を解
決することにより電解電流密度を高めて電気めっき効率
の向上をはかり、しかもガス遮断抵抗電圧値を低減する
ことにより電解電圧衛低減して電力コストを低減するこ
とのできる電解セルを提供することを目的とするもので
ある。

［問題点を解決する為の手段］ 上記目的を達成した本発明の電解セルとは、線材通過用
貫通孔を有する筒状陽極体の少なくとも一端側には、線
材の走行軌跡と交叉する方向から供給される電解液を前
記貫通孔内へ強制的に導入する電解液注入ガイドを設け
ると共に筒状陽極体の他端側若しくは略中央部には、線
材通過軌跡と交叉する方向に電解液を排出゛する排出ガ
イドを設けてなる点に要旨を有するものである。

［作用］ 本発明者等は、高電流密度操業及び低電解電圧操業を可
能にする為には被めっき線材及び陽極が浸漬される領域
における電解液の通過速度を高めるのが良いと考えて研
究に着手した。しかし従来の様なオープンタイプの電解
セルでは電解液通過速度を高めることができない、即ち
オープンタイプの場合において電解液通過速度を高めよ
うとすればオーバフロ一部によりＥ方の電解セル槽高さ
をかなり高くしでオーバフロ一部における液圧を高める
必要があるが、その為には電解セル槽を相当に大規模と
する必要があり実用的には問題がある。しかもこれによ
って増速できるのはオーバフロ一部近傍の流速に限られ
、必ずしも全部分の流速を有効に高め得る訳ではない、
そこで本発明においては陽極体を筒状に形成し、該筒状
陽極体の線材通過用貫通孔（閉鎖系）を電解液流通部分
にするという基本構成を採用し、筒状陽極体の少なくと
も一端に電解液注入ガイドを設けると共に筒状陽極体の
他端着しくは略中央部に電解液排出ガイドを設け、前記
線材通過用貫通孔内を一端から他端へあるいは両端から
中央へ電解液を強制的に流す様に構成している。ｍち電
解液の強制流通を可能にすることによって電解液の通過
速度を飛躍的に高めることができ、これらの手段は前記
２つの課題に対する共通且つ相互補完の解決手段となっ
ている。即ち電解液流速を高めることによつて線材めっ
き面近傍の電解液［電解めっきによって金属イオン濃度
が下がった電解液］を流し去り、金属イオン濃度の高い
新たな電解液を供給してめっき反応を効率良く進行させ
、高電流密度としても焼は現象が起こるのを防止し得た
のである。又電解液流速を高めることによって陽極表面
に滞留する０２ガスを流し去り、電解液を陽極面に十分
接触させることによってガス遮断抵抗電圧を低減し、低
い電解電圧でも電解めっき反応が十分に進行させること
ができる様になった。

尚筒状陽極体及び線材通過用貫通孔の形状については特
に制限がなく、円形あるいは多角形のいずれであっても
よい、又電解液注入ガイド及び電解液排出ガイド等の構
造や形状についても制限はなく、線材通過方向と交叉す
る方向に流れる電解液流を線材通過方向へ流れる様に方
向転換するか、あるいは線材通過方向へ流れる電解液流
を線材通過方向と交叉する方向に方向転換するものであ
ればよい。

〔実施例１ 第１図は本発明に係る電解セルを示す断面説明図で、電
解セル２ａは、線材通過用貫通孔５を有する円筒状陽極
体３ａの一端（図面では右端）にｆｌＲＺ図に示す形状
の電解液導入ガイド６（詳細は後りを設け、且つ他端（
図面では左端）に第６図に示す形状の電解液排出ガイド
８（詳細は後述）を設けて構成される。そして電解液導
入ガイド６に対しては供給ライン９を接続し、一方電解
液排出ガイド８に対しては電解液排出ラインｌＯを接続
している。そして線材Ｗを陰極ローラ４に挟持しつつ電
解液排出側から電解セルｚａ内へ導入し、円筒状陽極体
３ａの貫通孔５内を通過させて電解液導入側よ、り抜き
出している。尚円筒状陽極体３ａの内周壁には線材Ｗと
の短絡を防止する目的で多孔絶縁板７が添設されている
。

この様な電解セル２ａを用いて線材Ｗにめっきを施すに
当たっては、ポンプＰによりタンクｌかも抜き出した電
解液を供給ライン９を経て電解液導入ガイド６から円筒
状陽極体３＆内へ強制的に導入し電解液排出ガイド８か
ら排出ライン１０を経由してタンク１へ戻している。一
方円筒状陽極体３ａと陰極ローラ４の間に電解電圧を加
え、因中左から右へ線材Ｗを走行させる。これによって
線材表面に対する電解液の供給効率殊にめっき金属イオ
ンの供給効率が高まり、めっき金属イオンの欠乏という
事態を回避される。モの結果高電流密度による電解めっ
きが可能となり短時間で電解めっきを完了することがで
きる。又円筒状陽極体３ａの線材通過用貫通孔５の内面
に滞留する０２は電解液流に流し去られ１円筒状陽極体
３ａの内面は０２に被包されずに露出するので、０２ガ
スによる遮断抵抗電圧が小さくて済み、低い電解電圧で
電解めっきを行なうことができる。

尚電解液導入ガイド６は、第２図に示す様に導入部材１
３とアダプタ１４及び蓋板２４からなり、導入部材１３
は７段差を有する円筒体１１の先端面に複数の螺旋状ガ
イド板１２を設けており、又アダプタ１４は段差状円筒
体の大径部！４ｂに導入部材収納孔部１５ａを有すると
共に該収納孔部１５ａに連通して供給ライン９が接続さ
れており、且つ小径部１４ａには第３図（第２図におけ
る■−ｍ線断面矢視図）に示す様に線材通過用筒部２１
に対して放射状の整流板１６を設けている。更に蓋板２
４は皿形状円板の中央部に線材通過孔２２を穿設してい
る。この様な電解液導入ガイド６を円筒状陽極体３ａに
取付けるに当たっては、まず始めに円筒状陽極体３ａの
端部拡径孔５ａにアダプタ１４の小径部１４ａを挿入し
た後、アダプタ１４の導入部材収納孔＠　ｌ　５　ａに
導入部材１３を図示する向きに収納し、その後蓋板２４
をアダプタ１４の大径部１４ｂ端而に対設する様に嵌着
する。

この様に構成される電解液導入ガイド６取付部において
、供給ライン９から電解液りを注入すると、ｉｌ！解液
は導入部材１３の小径円筒部１１ａとアダプタ１４の収
納孔部１５ａ内壁の間に流入し１円筒状陽極体３ａ側へ
流れて螺旋状ガイド板１２に案内されて中心側へ流れ込
む、このとき電解液流には旋回性が付与され、液は遠心
力によって外周側へ押し付けられた状態となる０次いで
アダプタ小径部１４ａの貫通孔１５に入り、慣性力によ
って上記の如く外周側へ押し付けられた状態を錐持しつ
つ整流板１５によって整流されて中空状の直進流となり
、さらにアダプタ１４から円筒状陽極体３ａべ移るテー
パ状縮径部分３ｂで絞られて充実流となり、円筒状陽極
体３ａの貫通孔５へ導入される。

電解液導入ガイド６は上記の如く構成され、導入電解液
は外周側に押し付けられた状態で円筒状陽極体３ａ方向
へ流れるので線材が通過する中心部への電解液の流れ込
みは防止され、線材挿入偏における電解液の漏れは防止
される。しかも絞り部分において中空流中心部分の空気
は絞り込まれて液が流れる方向と反対側へ押し戻される
ので導入電解液に空気が巻込まれることもなく、空気巻
込みによりガス遮断抵抗が増大する恐れもない。

その他の電解液導入ガイドの例としては第４因に示す様
な導入部材１３ａの先端に取付けられた螺旋子１７をア
ダプタ１４の小径部１４ａ内に挿入するものが挙げられ
、該電解液導入ガイドを用いることによって前記と同様
の効果を得ることができる。又上記導入部材１３ａの代
わりに、＠５図に示す様に液流ガイド筒１８をアダプ１
４の小径貫通孔２０先端まで届く様に延設した導入部材
１３ｂを使用することもできる。但しこの場合には若干
の漏れが予想される。

他方電解液排出ガイドについでは！＄６１ｉｉａに示す
様に、螺旋流路２１を有する回転子２２を内蔵し、該回
転子２２の軸部相当部分の線材通過孔に回転方向と逆方
向の螺旋＠２３を形成した電解液排出ガイド８を例示す
ることができる。該電解液排出ガイド８を用いることに
よって円筒状陽極体３ａの貫通孔５を通り送給されてき
た電解液は。

流れに押されて自転する該回転子２２によって遠心側へ
振り分けられ排出ライン１０へ集められてタンク（図示
せず）へ戻される。このとさ電解液排出ガイド８におけ
る液漏れは上記遠心力による振り分は効果並びに逆螺旋
１ｉ１２３による押し戻し効果によって回避される。

第７図は他の実施例１に係る電解セルを示す断面説明図
で１円筒状陽極体３ａの両端に電解液導入ガイド６を夫
々設け、ポンプＰから抜き出された電解液を両端から円
筒状陽極体３ａのｆ通孔５へ導入し、円筒状陽極体３ａ
の略中央部に設けた電解液排出ガイド８ａから電解液を
抜き出してタンク１に戻している。

上記電解セルにおいて前記と同様の効果を得ることがで
きる。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、最大電解電流密度
を高めることができる為短時間で効率良く線材の電解め
っきを行なうことができる。又低い電解電圧で電解めっ
Ｓを実施でさるので消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電解セルを示す概略説明図、第２
図は電解液導入ガイドを示す側視説明図、第３図は第２
図における■−ｍ線断面矢視図、第４，５図は他の電解
液導入ガイドを示す斜視説＃ＪｒｌＩ１．第６図は電解
液排出ガイドを示す断面説明図、第７図は他の電解セル
を示す概略説明図、第８図は従来の電解セルを示す概略
説明図である。 ｌ・・・タンク　　　　　　２，２ａ・・・電解セル３
ａ・・・円筒状陽極体　　　４・・・陰極ローラ５・・
・線材通過貫通孔　　６・・・電解液導入ガイド８・・
・電解液排出ガイド　９・・・供給ラインＩＯ・・・排
出ライン　　　　Ｗ・・・線材出願人　　株式会社　神
戸製鋼所 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線材通過用貫通孔を有する筒状陽極体の少なくとも一端
   側には、線材の走行軌跡と交叉する方向から供給される
   電解液を前記貫通孔内へ強制的に導入する電解液注入ガ
   イドを設けると共に筒状陽極体の他端側若しくは略中央
   部には、線材通過軌跡と交叉する方向に電解液を排出す
   る排出ガイドを設けてなることを特徴とする線材の電気
   めっき用電解セル。