JPS6213597A - 物品の電解表面処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、バルクハンドリングすなわちばらばらに搬
送可能な物品の電解表面処理のための、特に非プロトン
質の無酸素かつ無水のアルミニウム有機化合物の電解液
からアルミニウムを電解析出するための装置に関する。

［従来の技術］ かかる装置であって、処理浴を収容するための槽と、処
理浴の中に配置され陽極又は陰極に接触する物品と反対
の極性を有する少なくとも一つの電極と、処理浴の中を
通る物品の搬送のためのら線形に上向きの搬送路を有す
る少なくとも一つの振動コンベヤとを備えたものが知ら
れている。

非プロトン質の無酸素かつ無水のアルミニウム有機化合
物の電解液から析出されたアルミニウムは、その延性、
ピンホールの少ないこと、耐食性及び陽極酸化性が優れ
ている。空中の酸素及び空中の湿気との反応による空気
の侵入はこの電解液の導電性と寿命を著しく低下させる
ので、電気めっきは空気を遮断しながら作動する処理装
置の中で行わなければならない。空気を遮断しながら作
動するこの処理装置へ物品を出し入れする際にも空気の
侵入を防止できるように、そのほかに入口せき及び出口
せきが必要であり、これらのせきは気体せきとして、液
体せきとして又は気体と液体の組み合わせせきとして構
成され、処理すべき物品のせき通り抜けのための搬送手
段を備えている。

欧州特許第００７００１１号明細書から金属の電解析出
のための装置が知られており、この装置においてはバル
クハンドリング可能な電気めっきすべき物品が搬送手段
を備えた入ロスチージョンを経て、電気めっき槽の中に
配置された回転可能な電気めっきドラムの中に搬入され
、その内壁上にスクリューコンベヤを備えた電気めっき
ドラムの中を通り抜けた後に、同様に搬送手段を備えた
出ロスチージョンを経て再び搬出される。その際パーフ
ォレーションを備えた電気めっきドラムが陰極として接
続され、一方陽極は電気めっきドラムの内部に配置され
ている。無酸素かつ無水のアルミニウム有機化合物の電
解液からアルミニウムを電解析出するために、電気めっ
き槽はガス密に閉鎖可能に構成され、電解液液面の上方
に在る空間には不活性ガスが送り込まれ、一方入ロスチ
ージョンと出ロスチージョンとは液体せきを付設されて
いる。

大量電気めっきの際にはバルクハンドリング可能な電気
めっきすべき物品は電気めっき加工中に１個々の物品が
電気的に接触を保つようにまとめられていなければなら
ない、他方では金属析出が大きな物品表面上で行われか
つあらゆる部分にできるだけ一様な電流密度が保証でき
るように、電気めっきすべき物品はできる限り広げられ
なければならない、一様な層厚さを有する完全な金属被
膜を得るための重要な別の前提は、電気めっき加工中の
電気めっきすべき物品の十分な混合である。いわゆるつ
り込み形の電気めっき器具の中では、このことは電気め
っき゛すべき物品が入れられかつ電解液の中に浸漬され
た物品容器への振動する回転運動の伝達により達成され
る（専門誌「ガルバノテヒニーク（Ｇａｌｖａｎｏｔｅ
ｃｂｎｉｋ）　Ｊ第７５巻、１９８４年、第１１号、第
１３９９ページ参照）、物品容器の振動により同時に電
解液の交換も改善される。電気めっきドラムを有する装
置では電気めっきすべき物品の移動と混合のためにドラ
ムを回転させれば十分であり、この回転により形状と壁
摩擦とに応じて個々の物品が若干上に向かって搬送され
、そして再び下に向かって転がり落ちるか又は滑り落ち
る。大量電気めっきのための装置は更に電解液の中を通
る電気めっきすべき物品の運搬のための搬送手段を備え
るべきであＯｌこの搬送手段により適当な入ロスチージ
ョン及び出ロスチージョンとを組み合わせて、電気めっ
きすべき物品の連続的な又は間欠的な出し入れが可能と
なる。最後に物品の移動と混合ばかりでなく電解液の中
を通る電気めっきすべき物品の搬送も、電気めっきすべ
き物品の穏やかなハンドリングが保証されかつ傷付き易
い部分が電気めっき加工中に機械的に損傷されないよう
に行われなければならない。

アメリカ合衆国特許第３８４９４９０号明細書から知ら
れたバルクハンドリング可能な物品の電解表面処理のた
めの装置は前記の要求をほぼ満足するもので、電解液の
中を通る電気めっきすべき物品の搬送のために、この公
知の装置でほら線形に上向きの搬送路を有する振動コン
ベヤが用いられ、一方電極として振動コンベヤを囲む円
筒又は処理浴の中に垂直につるし込まれた棒が用いられ
る。

しかしながらバルクハンドリング可能な物品に伝達され
た振動により搬送路上の物品の一様な広がりが生じるに
もかかわらず、電解表面処理の際に全ての物品への一様
な電流密度が得られない。

大量電気めっきに関連して述べられた問題はバルクハン
ドリング可能な物品の電解表面処理のための他のプロセ
スの際にも同じに又は少なくとも類似して生じ、その際
かかるプロセスの例として酸又はアルカリ液の中におけ
る電解エツチング、アルカリ浴の中における電解脱脂又
は電解研磨を挙げることができる。その際バルクハンド
リング可能な物品は電解表面処理の種類に応じて陰極又
は陽極に接続され、陽極としての接続は例えば電解研磨
の際に用いられる。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は前記の種類の装置を、電解表面処理の際に全
ての物品への少なくともほぼ一様な電流密度が保証され
るように改善することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき前記の装置において、電極
が振動コンベヤの搬送路に対し距離を置いて平行に配置
されることにより達成される。

［作用効果］ この発明は、正にら線形の搬送路上でのバルクハンドリ
ング可能な物品の一様な広がりを考慮して、電極が同様
にら線形に形成され、搬送路に対し距離を置いて平行に
配置されなければならないという知見に基づいている。

これにより処理室の中に配置された電極とバルクハンド
リング可能な物品との間の通電が最適化される。十分に
大きい電極面積の獲得と並んで電極のこの発明に基づく
配置により、特に処理すべき物品の全ての部分への大き
くかつ非常に均一な電流密度が得られる。

［実施態様］ この発明の有利な実施態様により物品は振動コンベヤの
搬送路を介して接触可能である。多数のぼたん状接点又
は他の接触要素による接触に比べて、導電性の材料から
成る搬送路による直接接触は多くの電解液において、広
げられた物品の全有効表面にわたり一様な電流を受は入
れるという長所を与える。

振動コンベヤの搬送路がパーフォレーションを備えると
きには、処理すべき物品への通電を下からも行うことが
できる。この場合にはその上に、搬送路の下方に搬送路
に対して距離を置いてこれに平行に向いた補助電極が処
理浴の中に配置されるときに、電流経路の一層の改良が
可能となる。

振動コンベヤの搬送路は搬送方向に見て下向きの少なく
とも一つの段を有すると有利である。かかる段はつまず
き段として作用し、このつまずき段は物品を穏やかにハ
ンドリングしながら混合を更に向上させる。

処理すべき物品の種類に応じて、槽の中で搬送方向に物
品に作用する浴液流が循環ポンプにより発生されるとき
には場合により有利である。それにより電解液の交換の
一層の改善と並んで、電解液による搬送の抑制と逆に作
用し電解液流による搬送の助成が得られる。

この発明に基づく装置は比較的少ない追加費用により空
気を遮断しながら運転でき、例えば無酸素かつ無水のア
ルミニウム有機化合物の電解液からアルミニウムを電解
析出するために使用することができる。この場合には槽
はガス密に閉鎖可能であり、一方処理浴の上方の空間に
は不活性ガスを送り込むことができる。搬送手段として
振動コンベヤを使用することは、液体の処理浴により得
られる長所と並んで、処理浴から導出された駆動軸を封
止する必要が無いという追加の長所を特に有する０例え
ばベルトコンベヤ又は他の周知の搬送手段の場合に必要
である回転部分のかかる封止は、例えば非プロトン質の
浴液を使用する場合に課せられる高い要求を満足すべき
ときに特に問題となるものである。空気を遮断しながら
作動する装置においては更に振動コンベヤの振動により
、バルクハンドリング可能な物品による気体又は蒸気の
持ち込みが確実に防止される。

［実施例］ 次にこの発明に基づく装置の二つの実施例を示す図面に
よりこの発明の詳細な説明する。

第１図はアルミニウムの電解析出のための塔状の装置の
第１の実施例を示す。架台Ｇｅ２上に配置され上蓋Ｄｅ
２によりガス密に閉鎖可能な円筒形の槽Ｗ２の中には、
非ブロントン質の無酸素かつ無水のアルミニウム有機化
合物の電解液Ｅ２が入っている。電解液Ｅ２の液面Ｓｐ
２の上方にある槽−２の範囲には例えば窒素のような不
活性ガスが送り込まれ、その際この不活性ガスの供給は
矢印Ｉｇにより示されている。

例えばピン、ナツト、ボルト、間隔ブツシュなどのアル
ミニウムめっきすべき物品Ｇは、図示されていない入口
せきと落下管Ｆｒ２Ｏとを経て上方から槽豐２の下側範
囲に搬入され、その際落下管Ｆｒ２Ｇは液面Ｓｐ２の高
さまで電解液Ｅ２を満たされ、それから上は不活性ガス
Ｉｇが送り込まれている。落下管Ｆｒ２Ｏを経て搬入さ
れた物品Ｇは槽Ｗ２の中に配置され全体を符号Ｓｆ２で
表わされた振動コンベヤの搬送路Ｆ２の下端の上に落下
する。振動溝として構成されら線形に上に向かって通じ
る搬送路Ｆ２の上を物品Ｇが電解液Ｅ２の液面Ｓｐ２を
越えて上に向かって運搬され、そして槽曽２から導出さ
れた落下管Ｆｒ２１の漏斗状に形成された上端の中に落
下し、この落下管はその他の部分が図示されていないＵ
字形の液体せきを形成する出口せきの下向きの脚を構成
する。従って不活性ガスＩｇを送り込まれた落下管Ｆｒ
２１の下側の範囲は例えばトルエンのような不活性液Ｉ
ｆを満たされている。

槽ｗ２の中でら線形に上向きの振動溝として形成された
搬送路Ｆ２は中央に配置された支柱Ｔｓ２に固定され、
この支柱の下端は架台Ｇｅ２の内部中央に配置された加
振器ｖ２上に固定されている。槽ｖ２の底を通る支柱Ｔ
ｓ２の貫通孔は弾性ベロー８２により封止され、このベ
ローは一側で支柱Ｔ＋２上に載せられた円板に結合され
、他側で槽−２の底に結合されている。加振器ｖ２によ
り搬送路Ｆ２は支柱Ｔｓ２を介して励振されてほぼら線
形の運動を伴う振動を発生する。斜めの運動とその際発
生する加速度及び速度に基づいて、ら線形の上向きの搬
送路Ｆ２上に置かれた物品Ｇは斜めに投げ出されるので
、バルクハンドリング可能な物品Ｃは搬送方向に持ち上
げられて運搬される。投げ出し距離及び投げ出し高さは
著しく小さいので、アルミニウムめっきすべき物品Ｇの
著しく穏やかなハンドリングを保証する０図示の実施例
では支柱Ｔｓ２はフランジＦｌａ及び電気的に絶縁され
た板ＰＩを介して、下に向かって円錐形に広がる加振器
ｖ２の支持体Ｔｋ２に強固に結合されている。支持体Ｔ
ｋ２は複数のばねＦｄ２を介して振動可能に基礎上に支
持されている０円錐形の支持体Ｔｋ２の内部には不均衡
駆動装置ｔＵａ２が配置され、その電動機Ｍ２は両側に
配置され調節可能な偏心量ｅを有する二つのはずみ車Ｓ
ｓ２を駆動する。その際電動機Ｍ２の駆動軸Ａａは水平
に対し例えば４５６の角度だけ傾いているので、はずみ
車Ｓｓ２の不均衡はほぼら線形の運動を伴う前記の振動
を発生する。

バルクハンドリング可能な物品Ｇは搬送路Ｆ２を介して
陰極に接触され、その際搬送路Ｆ２は支柱Ｔｓ２及び接
続導体ＡＩ−を介して外部電源の負極に結合されている
。望ましくないアルミニウム随伴析出を防止するために
、物品Ｇに接触しない搬送路Ｆ２の範囲と支柱Ｔｓ２と
はエナメル層をかぶせられている。電解液Ｅ２の中を通
る物品Ｇの搬送経路の範囲には搬送路Ｆ２に距離を置い
て平行に純アルミニウムから成るら線形の陽極Ａ２が配
置され、この陽極は周上に分散配置され垂直に向いた棒
状の陽極支持体Ａｔ２上に固定され、かつ陽極支持体Ａ
ｔ２並びに電気的に絶縁されて槽豐２の外へ通じる接続
導体Ａ１．を介して外部電源の正極に結合されている。

陽極Ａ２の幅は搬送路Ｆ２の幅にほぼ等しいので、ここ
でもまた物品表面に比べて非常に大きい陽極表面が生じ
、めっき電流の通電のために最適条件が生じる。電解液
の交換は場合によっては穿孔された搬送路Ｆ２の振動に
より助長される。電解液交換を更に改良するために液面
Ｓｐ２の範囲で電解液Ｅ２が抜き取られ、循環ポンプＵ
Ｐを介して槽−２の底範囲に再び導入される。その際こ
の電解液の循環は物品Ｇの搬送を助成する。

電解液Ｅ２の液面Ｓｐ２の上方にはスプレー装置Ｓｅ２
が配置され、このスプレー装置は搬送路Ｆ２の一番上の
区間の範囲の中で電解液Ｅ２になじむ溶剤をめっき完了
した物品Ｇ上に噴射し、それにより物品Ｇになお付着し
ている残留電解液を洗い落とす、この溶剤は電解液Ｅ２
の中に含まれるトルエンＴｏであり、トルエンは液面Ｓ
Ｐ２の上方に槽ｗ２の中に配置された凝縮装置Ｋｅ２で
凝縮され収集溝Ｓｒ２の中に捕そくされて、図示されて
いない循環ポンプを介してスプレー装置Ｓｅ２に供給さ
れる。

第１図に示された装置は物品Ｇの連続的な出し入れを伴
う工程において運転され、その際アルミニウム析出が液
面ＳＰ２の高さにおいて所望の層厚に達するように、搬
送路Ｆ２の搬送速度と長さが選ばれている。

第２図はアルミニウムの電解析出のための塔状の装置の
第２の実施例を示す、直接床上に配置され蓋Ｄｅ３によ
りガス密に閉鎖された円筒形の槽ｗ３の中には、非プロ
トン質の無酸素かつ無水のアルミニウム有機化合物の電
解液Ｅ３が入っている。電解液Ｅ３の液面５ｐ３ｏの上
方に在る槽目の範囲は例えば窒素のような不活性ガスを
送り込まれ、その際この不活性ガスの供給は矢印１ｇに
より示されている。

アルミニウムめっきすべき物品Ｇは図示されていない入
口せきと落下管Ｆｒ３０とを経て槽曽３の中に送り込ま
れ、そしてに！−３の内部に配置され全体を符号Ｓｆ３
で表わされた振動コンベヤの搬送路Ｆ３の下端の上に落
ちる。振動溝として形成されら線形に上向きの搬送路Ｆ
３上を物品Ｇは電解液Ｅ３の中を通って上に向かって運
搬され、そして短い溝として形成された切り換え弁Ｗｅ
上に落ちる。上に向かう途上で物品Ｇは搬送路Ｆ３の下
向きの複数の段Ｓｔを通過するが、物品Ｇが落下の際に
回転し物品Ｇの改善された混合が達成されるようにこの
段の高さが決められている。切り換え弁Ｗｅの第２図に
示した位置においては物品Ｇは返送装置として働く落下
管Ｆｒ３２の中に達し、この落下管は物品Ｇを再び搬送
路Ｆ３の一番下の区間に導き戻す、従って切り換え弁Ｗ
ｅの図示の位置においては物品Ｇは電解液Ｅ３の中を通
って循環して搬送される。切り換え弁Ｗｅの切り換えの
前に電解液Ｅ３の液面５ｐ３ｏは、物品Ｇの搬出のため
に外に向かって導かれた落下管Ｆｒ３１の上の開口の下
に在る下側のレベル５ｐ３ｕまで下げられる０図面に示
されていない電解液液面の下降は例えば循環ポンプと不
活性ガスを送り込まれた貯蔵容器とにより行うことがで
きる。上昇した液面５ｐ３ｏの場合に搬出側の落下管Ｆ
ｒ３１を通る電解液Ｅ３の流出を防ぐために、落下管の
上の開口は蓋りにより閉鎖可能であり、その際この蓋り
の開閉は外に向かって導出された操作棒Ｂｓを介して空
圧又は液圧により行うことができる。その際蓋Ｄの開放
行程と共に切り換えが行われて物品Ｇが落下管Ｆｒ３１
の中に落ち図示されていない出口せきの中に達するよう
に、切り換え弁Ｗｅは結合体Ｋｇを介して操作棒Ｂｍに
リンク結合されている。

ら線形の搬送路Ｆ３は中央に配置された支柱Ｔ＋３に固
定されており、支柱の下端は支持板Ｔｐと複数のばねＦ
ｄ３とを介して振動可能に槽−３の底上に支持され、支
柱の上端は上昇した液面５ｐ３ｏの上方に在る範囲に加
振器Ｖ３を支持している。その際その機能に関して詳細
に図示されていない加振器ｖ３はビポッ）Ｚを介して蓋
Ｄｅ３の中で回転可能にかつ僅かな範囲で昇降可能に心
合わせされている。

バルクハンドリング可能な物品Ｇは搬送路Ｆ３を介して
陰極に接触され、その際搬送路Ｆ３は支柱Ｔｓ３と図示
されていない接続手段とを介して外部電源の負極に結合
されている。搬送路Ｆ３に対して間隔を置いて平行に配
置されたら線形の陽極Ａ３は図面の簡単化のために上の
区間の範囲においてだけ示されている。複数のら線形の
セグメントから集成することもできる陽極Ａ３の固定は
、図面において同様に節水されているに過ぎない陽極支
持体Ａｔ３により行われ、この陽極支持体はケーブルＫ
ｂとガス密かつ電気絶縁性の貫通部Ｄｆを介して外部電
源の正極に結合されている。

電解液Ｅ３の下げられた液面５ｐ３ｕの上方には図面で
は節水されているスプレー装置Ｓｅ３が配置されており
、このスプレー装置は、凝縮装置Ｋｅａ上で凝縮され収
集溝Ｓｒ３の中に捕そくされたトルエン↑０を搬出時に
物品Ｇ上に噴射し、まだ付着している残留電解液を洗い
落とす。

第２図に示された装置はチャージごとに物品Ｇを装入さ
れ、アルミニウム析出が所望の層厚に達するまで循環し
て運転される。その後電解液Ｅ３は下の液面５ｐ３ｕま
で下げられ、切り換え弁Ｗｅは同時に蓋りを開放しなが
ら切り換えられ、アルミニウムめっきが完了しスプレー
装置Ｓｅ３により洗浄された物品Ｇが搬出される。その
際循環運転により第１図に示す装置におけるよりも装置
全体の高さを著しく小さくすることができる。

第３図は電解液を通るバルクハンドリング可能な物品Ｇ
の運搬のためのパーフォレージ理ンＰを備えた搬送路Ｆ
を示す、搬送路Ｆの上方には搬送路と間隔を置いてこれ
に平行に向いた純アルミニウムから成る陽極Ａが配置さ
れている。搬送路Ｆの下方には搬送路と間隔を置いて平
行に向いた純アルミニウムから成る補助電極ＺＡが配置
され、この補助電極はパーフォレーションＰを通って物
品Ｇへの補助的な通電をもたらす、搬送路Ｆの中に設け
られたパーフォレーションＰは通電の一層の改良に加え
て、パーフォレーションが電解液交換を一層改善しかつ
浴の上方で物品Ｇの乾燥を有利にするという長所をも持
っている。

パーフォレーションＰを備えた搬送路Ｆの両側における
陽極Ａと補助陽極ＺＡとの第３図において原理的に示し
た配置は第１図及び第２図に示す装置に用いることがで
きる。その際補助陽極ＺＡは陽極Ａと同様に自明のよう
にら線形に構成されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく装置の一実施例の縦断面図、
第２図は別の実施例の縦断面図、第３図は両実施例に適
用可能な陽極と補助陽極の配置を示す要部断面図である
。 Ａ、Ａ２．Ａ３　・・・電極、　　Ｆ　、Ｆ２　、Ｆ３
　φ・・搬送路、　Ｇ−・−物品、　　ｐ・・・パーフ
ォレーション、　Ｓｔ２　、Ｓｔ３　・・−振動コンベ
ヤ、　Ｓｔ−・・段、　ｕｐ−−・循環ポンプ、　Ｗ２
．Ｗ３−−一槽、　ＺＡ−−・補助電極。 ＦＩＧ　１ ＦＩＧ　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）処理浴を収容するための槽と、処理浴の中に配置さ
   れ陽極又は陰極に接触する物品と反対の極性を有する少
   なくとも一つの電極と、処理浴の中を通る物品の搬送の
   ためのら線形に上向きの搬送路を有する少なくとも一つ
   の振動コンベヤとを備え、バルクハンドリング可能な物
   品の電解表面処理のための装置に おいて、電極（Ａ；Ａ２；Ａ３）が振動コンベヤ（Ｓｆ
   ２；Ｓｆ３）の搬送路（Ｆ；Ｆ２；Ｆ３）に対し間隔を
   置いて平行に配置されていることを特徴とするバルクハ
   ンドリング可能な物品の電解表面処理装置。 ２）物品（Ｇ）が振動コンベヤ（Ｓｆ２；Ｓｆ３）の搬
   送路（Ｆ；Ｆ２；Ｆ３）を介して接触可能であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３）振動コンベヤの搬送路（Ｆ）がパーフォレーション
   （Ｐ）を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の装置。 ４）搬送路（Ｆ）の下方に搬送路（Ｆ）に対し距離を置
   いてこれに平行に向けられた補助電極（ＺＡ）が処理浴
   の中に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の装置。 ５）振動コンベヤ（Ｓｆ３）の搬送路（Ｆ３）が搬送方
   向に見て下向きの少なくとも一つの段 （Ｓｔ）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項に記載の装置。 ６）槽（Ｗ２；Ｗ３）の中で搬送方向に物品（Ｇ）に作
   用する浴液流が循環ポンプ（Ｕｐ）を用いて発生される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項の
   いずれか１項に記載の装置。 ７）槽（Ｗ２；Ｗ３）がガス密に閉鎖可能であり、処理
   浴の上方の空間に不活性ガス（Ｉｇ）が送り込まれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のい
   ずれか１項に記載の装置。