WO2008001892A1 - Anode insoluble utilisée pour la galvanoplastie d'une tige en fil métallique et procédé de galvanoplastie d'une tige en fil métallique utilisant celle-ci - Google Patents
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Classifications
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/06—Wires; Strips; Foils
- C25D7/0607—Wires
Definitions
- the present invention relates to an insoluble anode used for electric plating of metal wires, and a metal wire plating method using the same, and more specifically, a plurality of metal wires that run in parallel in a plating solution.
- the present invention relates to an insoluble anode used in a measuring apparatus for simultaneously applying electric plating to a metal wire, and a metal wire measuring method using the insoluble anode.
- a metal plate or the like made of the same material as the plating metal is used as the soluble anode, and the electrode plate itself is dissolved in the plating solution by supplying the anode with electricity to supply plating metal ions.
- the electrode plate since the electrode plate is melted, the distance from the metal wire serving as the cathode changes, and the thickness of the plating changes with time, which makes it difficult to obtain a stable quality product. is there.
- FIG. 3 shows an outline of a measuring apparatus generally used in an electroplating method using an insoluble anode.
- an insoluble electrode plate 3 is horizontally disposed on the bottom of a measuring tank 2 that stores the measuring liquid 1.
- the measurement liquid 1 is overflowed from the measurement tank 2, and the metal wire 5 is passed through the measurement tank 2 while being supported below the liquid level of the measurement liquid 1 by the guide rollers 4 arranged before and after the measurement tank 2.
- the power feeding means 6 is used and the metal wire 5 and the power A voltage is applied between the electrode plates 3.
- the measurement liquid 1 overflowing from the measurement tank 2 is collected in the auxiliary tank 7 and returned to the measurement tank 2 by a pump.
- the plating metal in the plating solution consumed as the plating operation proceeds is appropriately supplemented by a supply means (not shown).
- the electrode plate is opposed only to the metal wire passing through the plating liquid from the lower side. Since the upper side of the wire is open, the facilities are simple and the electrode plate has the advantage that it does not block the wire connection work.Furthermore, the release of gas generated by the plating reaction in the plating tank is also good. It is. However, there is a problem in the quality of the plating because the adhesion amount of the upper surface is smaller than that of the lower surface facing the electrode plate, and the distribution of the adhesion amount of the plating tends to be uneven in the circumferential direction of the wire.
- Patent Document 1 describes an electric plating method for passing a metal wire! Speak. According to this method, the uniformity of the adhesion amount distribution in the circumferential direction of the wire is improved and the upper side of the wire path line is opened, so that the above-described advantages are inherited as they are.
- the same document describes a form in which a metal wire is passed between each of a plurality of electrode plates arranged at a predetermined interval.
- Patent Document 1 JP 2000-192291 A
- An object of the present invention is to apply electric plating to a plurality of metal wires at the same time.
- An object of the present invention is to provide an insoluble anode for metal wire mesh that can stably and uniformly uniform the amount of adhesion of metal wire over a long period of time.
- Another object of the present invention is that it is possible to simplify the plating equipment and has an advantage that the electrode plate does not block the wiring operation, and further occurs due to a plating reaction in the plating tank.
- the object is to provide an insoluble anode for metal wire plating that is also excellent in gas release properties.
- Still another object of the present invention is to provide an electric plating method capable of applying electric plating to a plurality of metal wires simultaneously and uniformly.
- the present inventors have made a plurality of metal wire rods by using a plurality of simultaneous plating method in which a metal wire rod is passed between gaps of a plurality of vertically arranged electrode plates.
- the cause of the variation in the adhesion amount between the plurality of metal wires traveling in parallel is the unevenness of the plating current in each gap of the plurality of electrode plates. In addition to dimensional variations, this is due to variations in power supply to each electrode plate.
- the plurality of electrode plates are fixed by tightening in the plate thickness direction with a through bolt with a conductive spacer sandwiched in each gap. Is effective. In other words, if a plurality of electrode plates are fixed by tightening them in the plate thickness direction with through bolts with conductive spacers in each gap, variations in gap dimensions and variations in power supply to the electrode plates Both are effectively suppressed together
- the insoluble anode for metal wire plating according to the present invention has been completed on the basis of such knowledge, and is used for an electrical plating apparatus that simultaneously applies electrical plating to a plurality of metal wires that run in parallel in the plating liquid.
- a plurality of conductive spacers that are interposed between the insoluble electrode plates at the tightening portion with through bolts to form a predetermined gap therebetween, and all the insoluble electrode plates and the conductive spacers A conductive member is provided so as to be in contact with each other.
- the metal wire plating method of the present invention is a method for uniformly applying electric plating to a plurality of metal wires that run in parallel in the plating solution by using this insoluble anode.
- the metal wire measuring method of the present invention is a method of uniformly applying electrical plating to a plurality of metal wires that run in parallel in the plating solution, and the wire pass lines of each metal wire are connected to both sides.
- a conductive member arranged so as to be in contact with the substrate, the metal wire is run on the wire rod pass line, and the metal wire is uniformly coated.
- the metal wire passes between each of the plurality of electrode plates arranged in parallel in the plate thickness direction, so that a plurality of metals are provided. Electric wire is applied to the wire at the same time. Since an insoluble electrode plate is used instead of a soluble electrode plate, there is no change in the distance between electrodes due to consumption of the electrode plate. In addition, since the electrode plate is arranged opposite to both sides of the metal wire, the metal wire can be uniformly coated around. In addition, because of the structure in which multiple electrode plates are clamped in the thickness direction by through bolts with conductive spacers in each gap
- each gap that is, the distance between the electrodes is fixed.
- multiple metals It is possible to apply a uniform coating to each surface of the wire.
- the plurality of electrode plates come into strong surface contact via the conductive spacer, and the electrical contact at the contact surface between the electrode plate and the conductive spacer is achieved. Since the electrical resistance is reduced, even when power is supplied from the end portion in the member parallel direction, uniform power supply to each electrode plate is possible. Furthermore, the conductive member functions as an equalizer so that all the insoluble electrode plates and the conductive spacers are in contact with each other so as to contact with each electrode plate. The uniformity of power supply is improved, and even when the electrical resistance of the contact surface between the electrode plate and the conductive spacer increases due to long-term use, it is possible to supply power uniformly to each electrode plate.
- the plurality of conductive spacers are arranged below the wire rod pass line so as not to interfere with the wire rod pass line between each of the plurality of insoluble electrode plates.
- the upper side of the wire pass line is opened over the entire length of the line, the structure of the apparatus is simplified, and a better gas releasing property is secured without the spacer being obstructed by the line work.
- the most reasonable configuration is as follows.
- the plurality of conductive spacers are arranged on the lower side of the wire rod pass line so as not to interfere with the wire rod pass line between the plurality of insoluble electrode plates, and each lower end surface has a plurality of insoluble electrodes. They are placed so that they are on the same plane as the bottom edge of each plate.
- the conductive members are in close contact with and bonded to their respective lower end surfaces.
- the surface of the insoluble electrode plate is preferably coated with an electrode active material layer containing a platinum group metal or a platinum group metal oxide. Further, if necessary, it is preferable to coat the surface of the conductive spacer and the surface of Z or the conductive member (equalizer) with an electrode active material layer containing a platinum group metal or a platinum group metal oxide. .
- a tantalum or tantalum alloy layer having a thickness of 0.5 to 15 m is preferably interposed between the electrode active material layer and the base material.
- the coating durability of the electrode active material is improved.
- the material of the insoluble electrode plate is titanium metal or titanium tantalum that does not erode into the plating solution. Titanium-based alloys such as titanium, titanium tantalum niobium, titanium palladium and the like are suitable.
- a material of the conductive member which is a conductive spacer and equalizer platinum, titanium, tantalum, niobium, zirconium or an alloy mainly composed of any of these can be used.
- an electrode active material to be coated on the surface of the insoluble electrode plate the surface of the conductive spacer, or the surface of the conductive member (equalizer), iridium oxide or the same and titanium, tantalum, niobium, tungsten
- iridium oxide or the same and titanium, tantalum, niobium, tungsten A mixed oxide with a Balta metal such as zirconium is preferred.
- Typical mixed oxides are iridium / tantalum mixed oxide, iridium / titanium mixed oxide, etc., and platinum formed by an electroplating method is also suitable.
- a mixture of iridium oxide and an acid tantalum containing tantalum 40-5% by weight is excellent in performance, the electrode active material layer and the base material If a tantalum or tantalum alloy layer having a thickness of 0.5 to 15 m is formed therebetween, the performance is further improved.
- the type and layer thickness of the electrode active material coated on the electrolysis surface that contributes to the plating reaction and other surfaces may be changed.
- the insoluble anode of the present invention is suitable for electrical plating such as copper and zinc.
- the insoluble anode for metal wire plating comprises a plurality of insoluble electrode plates arranged in parallel so as to face each other across a plurality of wire pass lines, with a predetermined gap between each of them.
- the conductive spacers are clamped in a parallel direction with multiple through bolts so that the insoluble electrode plate and the conductive spacer are in contact with each other.
- FIG. 1 is a longitudinal front view of an insoluble anode for metal wire plating showing one embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a plan view of the insoluble anode for metal wire plating.
- the insoluble anode of the present embodiment is used in an electric plating apparatus for simultaneously electroplating a plurality of metal wires that run horizontally in a plating solution in a plating tank.
- the insoluble anode forms a predetermined gap between each of the plurality of insoluble electrode plates 20 and the plurality of insoluble electrode plates 20 arranged in parallel at a predetermined interval between the outer frames 10 and 10 on both sides. Therefore, a plurality of conductive spacers 30 inserted between each of the above, a plurality of through bolts 40 for fastening and fixing these in the thickness direction, and a conductive member attached as an equalizer to a tightening portion of the through bolts 40. And a sex member 50.
- the plurality of insoluble electrode plates 20 are conductive thin plates that are long, V, rectangular and perpendicular to the traveling direction of the metal wire 60 to be mated, and are, for example, titanium plates having a thickness of about Slmm.
- the upper both surfaces of each insoluble electrode plate 20 are electrolytic surfaces 21 and 21 that contribute to plating. Electrolytic surfaces 21 and 21 on both sides are coated with an electrode active material layer containing a platinum group metal or a platinum group metal oxide.
- a bolt hole is formed in the lower part of the insoluble electrode plate 20 through which the tightening through borer 40 passes.
- the bolt holes are opened at both ends in the longitudinal direction of the electrode plate 20 which is a tightening portion by the through bolt 40.
- the outer frames 10 and 10 on both sides sandwiching the plurality of electrode plates 20 are plate members having the same length as the insoluble electrode plate 20, and are not immersed in the plating solution in the same manner as the insoluble electrode plate 20. It is made of a titanium material or the like, has a thickness that can ensure sufficient mechanical strength, and has bolt holes provided so as to correspond to the bolt holes of the insoluble electrode plate 20. Further, a terminal 11 is attached to both ends of each outer frame 10 for power feeding to a plurality of electrode plates 20 arranged between the outer frames 10 on both sides.
- the plurality of conductive spacers 30 are made of conductive thick plates that are lower than the insoluble electrode plates 20 and sufficiently short, and are disposed between the lower portions of the plurality of insoluble electrode plates 20 to face each other. A space for a pass line for allowing the metal wire 60 to pass between the electrolytic surfaces 21 and 21 is formed. In addition, between each of the plurality of insoluble electrode plates 20, the conductive spacer 30 is not
- Corrected form (Rule.91) It is arranged at both ends in the pass line direction, which is a tightening portion by the through bolt 40.
- the conductive spacer 30 is also arranged in the same manner between the insoluble anode plates 20 at both ends and the outer frame 10 on the outer side of the plurality of insoluble electrode plates 20. .
- each conductive spacer 30 has a bolt hole through which the through bolt 40 penetrates by a force such as a titanium material that is not eroded by the plating solution.
- the conductive member 50 is a strip-shaped plate member that is installed in the tightening direction at the tightening portion (here, the two end portions in the pass line direction) by the through bolt 40, and is approximately the same as the electrode plate 20 here. It is a thin plate. This plate has a width equal to the length of the conductive spacers 30 in the direction of the pass line, and each of the conductive spacers 30 arranged between the outer frames 10 and 10 on both sides. Bolted to the bottom. By this bolting, the conductive member 50 is in close contact with all the electrode plates 20 and the lower surfaces of the conductive spacers 30 at the tightening portion (here, both ends in the pass line direction) with the through bolts 40. And then joined. Similarly to the other members, the conductive member 50 is also powerful, such as a titanium material that is not eroded by the plating solution.
- the through bolts 40 are arranged at both ends in the pass line direction, which are tightening portions, and in each tightening portion, the outer frames 10, 10 on both sides and a plurality of them disposed between them.
- the electrode plate 20 and the conductive spacer 30 are penetrated in the parallel direction.
- nuts 41 and 41 into both end portions projecting outside the outer frames 10 and 10
- these members are firmly tightened and fixed in the parallel direction.
- Through port 40 and nuts 41 and 41, as well as other parts, titanium material that is not eroded by the plating solution can be used.
- the electrolytic surfaces 21 and 21 on both upper surfaces of the electrode plate 20 are coated with an electrode active material layer containing a platinum group metal or a platinum group metal oxide.
- the lower surface of the electrode plate 20, that is, the portion below the electrolytic surfaces 21 and 21, the both surfaces of the conductive spacer 30, and the both surfaces of the conductive member 50, which is an equalizer, are each made of platinum group metal or platinum group metal oxide.
- Another type of electrode active material layer containing V is coated.
- the insoluble anode is placed in a plating tank and immersed in the plating solution in the tank.
- a metal wire 60 to be measured is passed through a horizontal pass line formed between each of a plurality of electrode plates 20, more specifically between opposing electrolytic surfaces 21 and 21.
- a plurality of metal wires 60 travel in parallel in the plating solution in a state of being sandwiched between the electrode plates 20 and 20 on both sides.
- the plurality of metal wires 60 that run in parallel in the plating solution are simultaneously electrically meshed. If there are 20 electrode plates 20, 19 metal wires 60 can be simultaneously measured. In actual operation, dozens of metal wires 60 can be run in parallel and measured simultaneously.
- the plurality of electrode plates 20 are brought into strong surface contact via the conductive spacers 30, and electrical resistance at the contact surfaces of both is reduced. Therefore, even if power is supplied from the terminals 11 attached to the outer frames 10 and 10 on both sides, uniform power supply to each electrode plate 20 is possible.
- a conductive member 50 that is an equalizer is attached to a tightening portion formed by the through-port 40, that is, a place where the conductive spacer 30 is provided. The conductive member 50 is in close contact with the lower surfaces of all the electrode plates 20 and the conductive spacers 30 arranged between the outer frames 10 and 10. For this reason, the uniformity of power supply to the plurality of electrode plates 20 is improved, and long-term use, etc.
- the amount of plating adhesion on the plurality of metal wires 60 can be made uniform from the viewpoint of reducing contact resistance, and the uniformity is maintained over a long period of time. it can. It goes without saying that the electrode active material coated on the contact surface contributes to this uniformity.
- the conductive spacers 30 are intermittently arranged at intervals in the pass line direction, and in the illustrated example, are arranged at both ends in the pass line direction. . For this reason, a large gap is formed between adjacent spacers in the pass line direction, and the lower part between the electrodes is substantially open like the upper part. For this reason, good fluidity of the plating solution is ensured, which also contributes to uniform plating.
- the insoluble anode shown in FIG. 1 and FIG. 2 was actually produced and used for the Meck test.
- 51 insoluble electrode plates were used in order to simultaneously measure 50 metal wires.
- Each electrode plate was a titanium thin plate having a length of 400 mm, a height of 90 mm, and a thickness of 1 mm.
- the conductive spacer was a titanium thick plate having a length of 80 mm, a height of 40 mm, and a thickness of 10 mm, and was disposed at both ends in the longitudinal direction between the electrode plates.
- the through bolts were titanium bolts, and two bolts were used for the spacer arrangement portions (tightening portions) at both ends in the longitudinal direction.
- the conductive member placed as an equalizer in each tightening part was a titanium plate having a length (dimension in the direction perpendicular to the pass line) of 570 mm, a width (dimension in the pass line direction) of 70 mm, and a thickness of 1 mm.
- the outer frame and terminal were also made of titanium.
- the following electrode active substance is formed on both sides of the 50 mm portion from the upper edge.
- the coating operation was repeated 5 times to form an electrolytic surface coated with a mixture of iridium oxide and tantalum oxide.
- the entire surface was treated with a # 30 alloy at a pressure of 4 kgfZcm 2 for about 10 minutes and then washed in running water all day and night and dried. .
- An electrode active material coating solution having the composition shown in Table 1 was applied to both upper surfaces of the pretreated titanium plate thus obtained, dried at 100 ° C for 10 minutes, and further heated to 500 ° CX 20 in an electric furnace. Baked for minutes.
- Platinum was plated on the part of the insoluble electrode plate other than the electrolytic surface (the part 40 mm from the lower edge). Also, platinum plating was applied to both sides of the conductive spacer and both sides of the conductive member that is an equalizer.
- the manufactured insoluble anode was placed in a separately prepared plating tank, and 50 steel wires (diameter: 1.5 mm, length: 200 mm) as cathodes were placed in the pass line between the electrode plates to make a plating test. I went.
- a mixture of zinc sulfate: 300 gZL and sulfuric acid: 50 gZL was used as the plating solution (electrolytic bath), and the plating conditions were used: temperature 50 ° C, cathode current density 20AZdm 2 , energization time 10 seconds.
- the zinc-coated steel wire after plating was immersed in a stripping solution to dissolve zinc, and the solution was analyzed with a fluorescent X-ray analyzer to investigate the amount of coating on each steel wire. The survey results are shown in Table 2.
- Example 2 In an insoluble anode having the same structure as that of Example 1, platinum was plated as an electrode active material on the electrolysis surface (both surfaces at 50 mm from the upper edge) of the insoluble electrode plate. About this insoluble anode In the same manner as in Example 1, a Maki test was conducted. Table 2 shows the test results.
- Example 2 In the insoluble anode having the same structure as that of Example 1, a titanium conductive material as an equalizer was removed, and a plating test was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the test results.
- Example 1 the insoluble electrode plate was not tightened through the conductive spacer, and the titanium test, which is an equalizer, was not attached, and the test was performed under the same conditions as in Example 1. went. Table 2 shows the test results.
- FIG. 1 is a longitudinal front view of an insoluble anode for metal wire plating showing an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a plan view of the insoluble anode for metal wire rod plating.
- FIG. 3 is a schematic side view of a conventional insoluble anode for metal wire plating.
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Description
明 細 書
金属線材メツキ用不溶性陽極及びそれを用いた金属線材メツキ方法 技術分野
[0001] 本発明は、金属線材の電気メツキに使用される不溶性陽極、及びそれを用いた金 属線材メツキ方法に関し、更に詳しくは、メツキ液中を並列して走行する複数本の金 属線材に同時に電気メツキを施すメツキ装置に使用される不溶性陽極、及びそれを 用いた金属線材メツキ方法に関する。
背景技術
[0002] 金属線材に電気メツキを施した製品の一つとしてタイヤ用スチールコードがある。こ のスチールコードの製造では、一般に鋼線に銅メツキと亜鉛メツキとが施される。これ らの電気メツキ工程では、メツキ槽内に配設された電極板に沿って複数本の金属線 材を走行させ、槽内のメツキ液中に通することにより、各金属線材の表面に電気メツキ を行う。このような線材メツキで従来カゝら使用されて ヽる電極板は可溶性陽極である。
[0003] 可溶性陽極を使用する電気メツキでは、可溶性陽極としてメツキ金属と同材質の金 属板等が使用され、通電によるアノード溶解により電極板自身がメツキ液中に溶解し てメツキ金属イオンを供給する。この方法では、電極板が溶解するために、陰極であ る金属線材との距離が変化し、メツキ厚が経時的に変化して安定した品質のものが 得られにくいという品質管理上の問題がある。また、電極板の交換を頻繁に行わなけ ればならないという作業効率上の問題がある。このような事情から、最近は可溶性陽 極に代わって不溶性陽極を使用するところが増加してきている。
[0004] 不溶性陽極を使用する金属線材の電気メツキ方法では、電極板からのメツキ金属ィ オンの供給を期待できな 、ため、メツキ金属イオンの供給手段を別途設ける必要があ る。不溶性陽極を使用した電気メツキ方法で一般に用いられるメツキ装置の概略を図 3に示す。図 3に示したメツキ装置では、メツキ液 1を収容するメツキ槽 2の槽底部に不 溶性の電極板 3が水平に配置されている。メツキ槽 2からメツキ液 1をオーバーフロー させ、メツキ槽 2の前後に配置されたガイドローラー 4で金属線材 5をメツキ液 1の液面 より下に支持しながらメツキ槽 2に通す。このとき給電手段 6を用 、て金属線材 5と電
極板 3と間に電圧を印加する。メツキ槽 2からオーバーフローしたメツキ液 1は補助槽 7 に回収され、ポンプでメツキ槽 2に戻される。メツキ操業の進行に伴って消費されるメ ツキ液中のメツキ金属は、図示されない供給手段により適宜補充される。
[0005] このような電気メツキ装置では、メツキ液中を通過する金属線材に対して下側からの み電極板が対向する。線材の上側が開放しているので、設備が簡単である上、電極 板が通線作業を遮らない利点があり、更にはメツキ槽内でのメツキ反応に伴って発生 するガスの放出性も良好である。しかし、電極板が対向する下面に比べて上面のメッ キ付着量が少なくなり、線材の周方向でメツキ付着量分布が不均一になりやすいとい ぅメツキ品質上の問題がある。
[0006] 前記電気メツキ装置の利点を残しつつその問題点を解決するものとして、メツキ槽 内の線材パスラインを両側から挟むように 2枚の電極板を対向設置し、両側の電極板 間に金属線材を通過させる電気メツキ方法が特許文献 1に記載されて！ヽる。この方法 によると、線材周方向でのメツキ付着量分布の均一性が向上する上に、線材パスライ ンの上側が開放されるので前述の利点がそのまま引き継がれる。複数本の金属線材 を同時に電気メツキする場合は、所定間隔で並べた複数枚の電極板の各間に金属 線材を通過させる形態が、同文献に記載されている。
[0007] 特許文献 1 :特開 2000— 192291号公報
[0008] メツキ線材の生産性を高めるために、メツキ液中に複数本の金属線材を並列にして 通過させ、これらに同時に電気メツキを施す技術は不可欠である。また、この同時メッ キのために、垂直に立てた複数枚の電極板をメツキ槽内で板厚方向に並べ、それら の電極板の各間に金属線材を通過させる方法は、考え方としては非常に合理的であ る。しカゝしなから、これを実際に行おうとすると、複数本の金属線材の間でメツキ付着 量にばらつきが生じ、これを均一に揃えることが非常に困難である。この傾向は一度 にメツキする金属線材の本数が増加するほど顕著になり、このことがメツキ線材の生 産性を阻害する結果になって 、る。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明の目的は、複数本の金属線材に同時に電気メツキを施し、しカゝも、それらの
金属線材におけるメツキ付着量を、長期にわたって安定に均一化できる金属線材メッ キ用不溶性陽極を提供することにある。
[0010] 本発明の別の目的は、メツキ設備を簡略ィ匕できる上に、電極板が通線作業を遮らな い利点を有し、更にはメツキ槽内でのメツキ反応に伴って発生するガスの放出性にも 優れた金属線材メツキ用不溶性陽極を提供することにある。
[0011] 本発明の更に別の目的は、複数本の金属線材に同時に且つ均一に電気メツキを 施すことができる電気メツキ方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 上記目的を達成するために、本発明者らは垂直に立てた複数枚の電極板の各隙 間に金属線材を通過させる複数本同時メツキ法にぉ ヽて、複数本の金属線材のメッ キ付着量がばらつく原因及びその対策について鋭意検討した。その結果、以下の事 実が判明した。
[0013] 並列して走行する複数本の金属線材間でメツキ付着量がばらつく原因は、複数枚 の電極板の各隙間におけるメツキ電流の不均一であり、その不均一は各隙間の物理 的な寸法のばらつきの他、各電極板への給電のばらつきに起因する。隙間の寸法的 なばらつき及び電極板への給電のばらつきを抑制するためには、複数枚の電極板を 、各隙間に導電性スぺーサーを挟んで貫通ボルトにより板厚方向に締め付けて固定 するのが有効である。換言すれば、複数枚の電極板を、各隙間に導電性スぺーサー を挟んで貫通ボルトにより板厚方向に締め付けて固定するならば、隙間の寸法的な ばらつき及び電極板への給電のばらつきの両方が共に効果的に抑制されるのである
[0014] これに加え、板厚方向に積層された全ての不溶性電極板及び導電性スぺーサー に接触するようにこれらに跨がって導電性部材を設けるならば、導電性部材カ Sィコラ ィザ一として機能することにより、電極板への給電のばらつきが、より一層効果的に抑 制される。
[0015] そして、複数の導電性スぺーサ一は、垂直方向においては線材パスラインの下側 に配置するのが合理的である。なぜなら、複数の導電性スぺーサーを線材パスライン の下側に配置するならば、線材パスラインの上方力も障害物が完全排除され、良好
な通線作業性及びガス放出性が確保される。
[0016] 本発明の金属線材メツキ用不溶性陽極は、かかる知見を基礎として完成されたもの であり、メツキ液中を並列して走行する複数本の金属線材に同時に電気メツキを施す 電気メツキ装置用の不溶性陽極にぉ ヽて、複数の線材パスラインを両側から挟んで 対向するように並列配置された複数枚の不溶性電極板と、複数枚の不溶性電極板を パスライン方向の複数箇所で並列方向に締め付けて固定する複数本の貫通ボルトと
、貫通ボルトによる締め付け部分において不溶性電極板の各間に介在して各間に所 定の隙間を形成する複数の導電性スぺーサ一と、全ての不溶性電極板及び導電性 スぺーサ一に接触するようにこれらに跨がって導電性部材とを具備している。
[0017] また、本発明の金属線材メツキ方法は、この不溶性陽極を用いることにより、メツキ 液中を並列して走行する複数本の金属線材に均一に電気メツキを施す方法である。
[0018] すなわち、本発明の金属線材メツキ方法は、メツキ液中を並列して走行する複数本 の金属線材に均一に電気メツキを施す方法であって、各金属線材の線材パスライン を両側カゝら挟んで対向するように並列配置された複数枚の不溶性電極板と、複数枚 の不溶性電極板の各間に介在して各間に所定の隙間を形成する複数枚の導電性ス ぺーサ一と、複数枚の不溶性電極板と導電性スぺーサ一とを線材パスライン方向の 複数箇所で並列方向に締め付けて固定する複数本の貫通ボルトと、全ての不溶性 電極板及び導電性スぺーサ一に接触するようにこれらに跨がって配置された導電性 部材とを用いて、前記線材パスラインに金属線材を走行させ、前記金属線材に均一 にメツキを施すものである。
[0019] 本発明の金属線材メツキ用不溶性陽極及び金属線材メツキ方法においては、板厚 方向に並列配置された複数枚の電極板の各間を金属線材が通過することにより、複 数本の金属線材に同時に電気メツキが施される。電極板に可溶性電極板ではなく不 溶性電極板が使用されて ヽるので、電極板の消耗による電極間距離の変化が生じな い。また、その電極板が金属線材の両側に対向して配置された構造のため、金属線 材の周囲に均一にメツキを施すことができる。更に、複数枚の電極板が、各隙間に導 電性スぺーサ一を挟んで貫通ボルトによって板厚方向に締め付けられた構造のため
、各隙間の寸法、すなわち電極間距離が固定される。これらのために、複数の金属
線材の各表面に均一にメツキを施すことが可能である。
[0020] 更に、貫通ボルトによる板厚方向の締め付けにより、複数枚の電極板が導電性スぺ 一サーを介して強固に面接触し、電極板と導電性スぺーサ一の接触面における電気 的抵抗が減少するので、部材並列方向の端部カゝら給電を行う場合にあっても各電極 板への均一な給電が可能になる。更に又、全ての不溶性電極板及び導電性スぺー サ一に接触するようにこれらに跨がって導電性部材を配置することにより、導電性部 材がイコライザ一として機能して各電極板に対する給電の均一性が向上し、長期間 の使用等により電極板と導電性スぺーサ一の接触面の電気的抵抗が増大した場合 にも各電極板に対して均一な給電が可能となる。
[0021] 複数の導電性スぺーサ一は、複数枚の不溶性電極板の各間の線材パスラインと干 渉しないように線材パスラインの下側に配置するのが好ましい。この構成により、線材 パスラインの上側がライン全長で開放され、装置構造が簡単になると共に、スぺーサ 一が通線作業を遮ることがなぐ更には良好なガス放出性が確保される。
[0022] 最も合理的は構成は次のとおりである。複数の導電性スぺーサ一は、複数枚の不 溶性電極板の各間の線材パスラインと干渉しないように線材パスラインの下側に配置 されると共に、各下端面が複数枚の不溶性電極板の各下端面と同一平面上に位置 するように配置される。導電性部材はそれらの各下端面に密着して接合される。
[0023] 不溶性電極板の表面は、白金族金属又は白金族金属酸化物を含む電極活性物 質層で被覆されているのが好ましい。更に必要に応じて、導電性スぺーサ一の表面 及び Z又は導電性部材 (イコライザー）の表面にも白金族金属又は白金族金属酸ィ匕 物を含む電極活性物質層を被覆するのが好ましい。電極活性物質層と母材の間に は厚さ 0. 5〜15 mのタンタル又はタンタル合金層を介在させるのが好ましい。電 極板表面への電極活性物質層の被覆により、その電極板が電極としての機能する。 スぺーサー表面やイコライザー表面への電極活性物質層の被覆により、表面の不働 態膜による悪影響が排除され、電極板等との接触面における電気伝導性が長期間 維持される。また、電極活性物質と基体の間にタンタル又はタンタル合金層を介在さ せることにより、電極活性物質の被覆耐久性が向上する。
[0024] 不溶性電極板の材質としては、メツキ液に浸食さない金属チタンやチタン タンタ
ル、チタン タンタル ニオブ、チタン パラジウムなどのチタン基合金が好適である 。また、導電性スぺーサー及びイコライザーである導電性部材の材質としては、白金 、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム又はこれらの何れかを主体とする合金を用 いることがでさる。
[0025] 不溶性電極板の表面や導電性スぺーサ一の表面、導電性部材 (イコライザー）の 表面に被覆する電極活性物質としては、イリジウム酸ィ匕物又はこれとチタン、タンタル 、ニオブ、タングステン、ジルコニウムなどのバルタ金属との混合酸化物が好適である 。代表的な混合酸化物は、イリジウム一タンタル混合酸ィ匕物、イリジウム一チタン混合 酸化物等であり、電気メツキ法により形成した白金も好適である。なかでも、金属換算 でイリジウムを 60〜95重量0 /0、タンタルを 40〜5重量％含有する酸化イリジウムと酸 化タンタルとの混合物が性能に優れており、電極活性物質層と母材との間に厚さ 0. 5〜15 mのタンタル又はタンタル合金層を形成するならば性能が更に向上する。
[0026] 不溶性電極板の表面に被覆する電極活性物質については、メツキ反応に寄与する 電解面とそれ以外の面とで被覆する電極活性物質の種類や層厚を変えてもよい。
[0027] 本発明の不溶性陽極は銅、亜鉛等の電気メツキに好適である。
発明の効果
[0028] 本発明の金属線材メツキ用不溶性陽極は、複数の線材パスラインを両側カゝら挟ん で対向するように並列配置された複数枚の不溶性電極板を、それらの各間に所定の 隙間が形成されるように導電性スぺーサーを挟んで複数本の貫通ボルトにより並列 方向に締め付けて固定すると共に、全ての不溶性電極板及び導電性スぺーサ一に 接触するようにこれらに跨がって導電性部材を配置する構成により、複数本の金属線 材に同時に電気メツキを施することができ、且つ、それらの金属線材間におけるメツキ 付着量を長期にわたって安定に均一化することができる。
[0029] また、メツキ設備を簡略ィ匕できると共に、通線作業を遮らない設計が可能であり、メ ツキ槽内でのメツキ反応に伴って発生するガスの放出性も改善できる。
[0030] 本発明の金属線材メツキ方法は、この不溶性陽極を使用することにより、複数本の 金属線材に同時に電気メツキを施することができ、且つ、それらの金属線材間におけ るメツキ付着量を長期にわたって安定に均一化することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0031] 以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図 1は本発明の一実施形 態を示す金属線材メツキ用不溶性陽極の縦断正面図、図 2は同金属線材メツキ用不 溶性陽極の平面図である。
[0032] 本実施形態の不溶性陽極は、メツキ槽内のメツキ液中を横に並んで水平方向に走 行する複数本の金属線材を同時に電気メツキする電気メツキ装置に使用される。この 不溶性陽極は、两側の外枠 10， 10の間に所定間隔で並列配置された複数枚の不 溶性電極板 20と、複数枚の不溶性電極板 20の各間に所定の隙間を形成するべく前 記各間に挿入された複数の導電性スぺーサー 30と、これらを板厚方向に締め付け て固定する複数本の貫通ボルト 40と、貫通ボルト 40による締め付け部にイコライザー として取り付けられた導電性部材 50とを備えている。
[0033] 複数枚の不溶性電極板 20は、メツキすべき金属線材 60の走行方向に長 V、長方形 で垂直な導電性薄板であり、例えば板厚力 Slmm程度のチタン板である。各不溶性電 極板 20の上部両面は、メツキに寄与する電解面 21,21である。両側の電解面 21,21に は、白金族金属又は白金族金属酸化物を含む電極活性物質層が被覆されている。
[0034] 不溶性電極板 20の下部には、締め付け用の貫通ボノレト 40が貫通するボルト孔が 開設されている。ボルト孔は、貫通ボルト 40による締め付け部である電極板 20の長 手方向両端部に開設されている。
[0035] 複数枚の電極板 20を挟む両側の外枠 10， 10は、不溶性電極板 20と同じ長さの板 材であって、不溶性電極板 20と同様にメツキ液に浸漬されなレ、チタン材などからなり 、十分な機械的強度を確保できる厚みを有すると共に、不溶性電極板 20のボルト孔 に対応するように設けられたボルト孔を有している。また、両側の外枠 10， 10間に配 置された複数枚の電極板 20への給電のために、各外枠 10の两端部にターミナル 11 が取り付けられている。
[0036] 複数の導電性スぺーサー 30は、不溶性電極板 20より低く且つ十分に短い導電性 の厚板からなり、複数枚の不溶性電極板 20の下部間に配置されることにより、対向 する電解面 21, 21の間に金属線材 60を通過させるためのパスライン用空間を形成 する。また、複数枚の不溶性電極板 20の各間においては、導電性スぺーサー 30は
訂正された用紙 (規則.91)
貫通ボルト 40による締め付け部であるパスライン方向の両端部に配置されている。導 電性スぺーサ一 30は又、複数枚の不溶性電極板 20の各間だけでなぐ両端の不溶 性陽極板 20とその外側の外枠 10との間にも同じように配置されている。
[0037] 各導電性スぺーサ一 30は、不溶性電極板 20と同様にメツキ液に浸食されないチタ ン材など力 なり、貫通ボルト 40が貫通するボルト孔を有してレ、る。
[0038] そして、全ての不溶性電極板 20及び全ての導電性スぺーサー 30の各下面は、同 一平面上に位置して、水平な平坦面を形成している。
[0039] 導電性部材 50は、貫通ボルト 40による締め付け部（ここではパスライン方向の两端 部）において締め付け方向に酉&設される帯状の板材であり、ここでは電極板 20と同 程度の厚みの薄板である。この板材は、導電性スぺーサー 30のパスライン方向の長 さと同じ大きさの横幅を有しており、両側の外枠 10, 10間に配置された全ての導電 性スぺーサー 30の各下面にボルト止めされている。このボルト止めにより、導電性部 材 50は、貫通ボルト 40による締め付け部（ここではパスライン方向の两端部）におい て、全ての電極板 20及ぴ導電性スぺーサー 30の各下面に密着して接合されてレ、る 。導電性部材 50も又、他の部材と同様にメツキ液に浸食されないチタン材など力 な る。
[0040] 貫通ボルト 40は、前述したように、締め付け部であるパスライン方向の両端部に配 置されており、各締め付け部において両側の外枠 10， 10、これらの間に配置された 複数枚の電極板 20及び導電性スぺーサ一 30を並列方向に貫通する。そして、外枠 10, 10の外側に突出する両端部にナット 41, 41をねじ込むことにより、これらの部材 を並列方向に強固に締め付けて固定する。貫通ポルト 40及ぴナット 41, 41も、他の 部材と同様にメツキ液に浸食されないチタン材など力 なる。
[0041] 電極板 20の上部両面の電解面 21, 21に白金族金属又は白金族金属酸化物を含 む電極活性物質層が被覆されてレ、ることは前述したとおりである。電極板 20の下部 両面、すなわち電解面 21, 21より下の部分、導電性スぺーサー 30の両面、ィコライ ザ一である導電性部材 50の両面には、白金族金属又は白金族金属酸化物を含む 別の種類の電極活性物質層が被覆されて Vヽる。
[0042] 次に、本実施形態の不溶性陽極を使用してメツキを行う方法、すわなち本実施形態
訂正された 紙 (顏
のメツキ方法、及び不溶性陽極の機能にっレ、て説明する。
[0043] 組立を終えた不溶性陽極をメツキ槽内に設置して槽内のメツキ液中に浸漬する。複 数枚の電極板 20の各間、より詳しくは対向する電解面 21, 21間に形成された水平 方向のパスラインに、メツキすべき金属線材 60を通過させる。これにより、複数本の金 属線材 60が両側カゝら電極板 20， 20に挟まれた状態でメツキ液中を並列して走行す る。
[0044] このとき、メツキ液の外に露出するターミナル 11から複数枚の電極板 20に給電を行 う。陰極である金属線材 60を接地すること、メツキ槽内のメツキ液を循環させること、メ ツキ液中にメツキ金属イオンを供給することなどは従来と同様である。
[0045] これにより、メツキ液中を並列して走行する複数本の金属線材 60が同時に電気メッ キされる。電極板 20が 20枚であれば 19本の金属線材 60を同時にメツキすることが できる。実際の操業では、数十本の金属線材 60を並列走行させて同時メツキすること もめる。
[0046] このような複数本同時メツキにおいては、各金属線材 60の両側に電極板 20が配置 されているため、金属線材 60の周囲に均等な厚みの電気メツキを行うことができる。 複数枚の電極板 20に、メツキ操業の進行に伴う消耗が生じない。複数枚の電極板 2 0力 各隙間に導電性スぺーサー 30を挟んで貫通ボルト 40により板厚方向に締め付 けられた構造のため、全ての電極板 20が平行に固定され、電極上部間に形成される パスライン用空間の横幅 (電極間距離)が各隙間で均一に固定される。これらのため に、複数本の金属線材 60におけるメツキ付着量を均一化できる。
[0047] これに加え、貫通ボルト 40による板厚方向の締め付けにより、複数枚の電極板 20 が導電性スぺーサー 30を介して強固に面接触し、両者の接触面における電気的抵 抗が減少するので、両側の外枠 10、 10に取り付けたターミナル 11から給電を行うに もかかわらず、各電極板 20への均一な給電が可能である。しかも、貫通ポルト 40によ る締め付け部、すなわち導電性スぺーサー 30の配設箇所においては、イコライザー である導電性部材 50が取り付けられている。この導電性部材 50は、外枠 10， 10の 間に配置された全ての電極板 20及び導電性スぺーサー 30の各下面に密着してレヽ る。このため、複数枚の電極板 20に対する給電の均一性が向上し、長期間の使用等
訂正された用紙 (規則 9υ
により電極板 20と導電性スぺーサー 30の接触面の電気的抵抗が増大した場合にも 、各電極板 20に対して均一な給電が可能である。
[0048] このように、本実施形態の不溶性陽極では、接触抵抗の軽減の点からも複数本の 金属線材 60におけるメツキ付着量を均一化でき、且つその均一化を長期間にわたつ て維持できる。また、この均一化に、接触面に被覆された電極活性物質が貢献して 、ることも言うまでもな 、。
[0049] 複数枚の電極板 20の各間においては、導電性スぺーサー 30がパスライン方向に 間隔をあけて間欠的に配置され、図示例ではパスライン方向の両端部に配置されて いる。このため、パスライン方向において隣接するスぺーサ一間に大きな隙間が形成 され、電極間の下部も上部と同様に実質的に開放されている。このため、メツキ液の 良好な流動性が確保され、これも均一メツキに寄与する。
[0050] また、複数枚の電極板 20の上部間がパスライン全長で上方に開放していことにより 、装置構造が簡単になると共に、メツキ開始前の通線作業を遮る部材がなぐ作業性 が良好となる。更に、メツキ反応に伴って発生するガスの放出性が良好であり、これも 均一メツキ、メツキ品質の向上に寄与する。
実施例
[0051] 次に、本発明の実施例を説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるもの ではない。
[0052] (実施例 1)
図 1及び図 2に示した不溶性陽極を実際に作製してメツキ試験に供した。不溶性電 極板は 50本の金属線材を同時メツキするために 51枚とした。各電極板は長さ 400m m、高さ 90mm、厚さ lmmのチタン薄板とした。導電性スぺーサ一は長さ 80mm、高 さ 40mm、厚さ 10mmのチタン厚板とし、電極板間の長手方向両端部に配置した。 貫通ボルトはチタンボルトであり、長手方向両端部のスぺーサー配置部 (締め付け部 )に各 2本使用した。各締め付け部にイコライザ一として配置する導電性部材は、長さ (パスラインに直角な方向の寸法）が 570mm、幅（パスライン方向の寸法）が 70mm 、厚さが lmmのチタン板とした。外枠及びターミナルもチタン製とした。
[0053] 不溶性電極板においては、上縁から 50mmの部分の両面に下記の電極活性物質
被覆操作を 5回繰り返し、酸化イリジウムと酸ィ匕タンタルとの混合物を被覆した電解面 を形成した。まず、材料としてのチタン板を超音波洗浄により脱脂した後、 # 30のァ ランダムを用いて全面に圧力 4kgfZcm2で約 10分間ブラスと処理を施し、その後、 流水中で一昼夜洗浄し、乾燥した。こうして得られた前処理済みのチタン板の上部両 面に表 1に示す組成の電極活性物質被覆液を塗布し、これを 100°Cで 10分間乾燥 し、更に電気炉中で 500°C X 20分間焼成した。電極活性物質被覆層の重量組成比 は IrZTa = 7Z3である。
[0054] [表 1]
[0055] 不溶性電極板の電解面以外の部分（下縁から 40mmの部分）には白金をメツキし た。また、導電性スぺーサ一の両面及びイコライザーである導電性部材の両面にも 白金メッキを施した。
[0056] 作製された不溶性陽極を別途用意したメツキ槽に設置し、陰極である 50本の鋼線 ( 直径 1. 5mm、長さ 200mm)を電極板間のパスラインに配置して、メツキ試験を行つ た。メツキ試験では、硫酸亜鉛： 300gZL、硫酸： 50gZLを調整したものをメツキ液（ 電解浴）とし、温度 50°C、陰極電流密度 20AZdm2、通電時間 10秒のメツキ条件を 採用した。メツキ後の亜鉛被覆鋼線材を剥離液に浸漬して亜鉛を溶解し、その溶解 液を蛍光 X線分析装置により分析して鋼線材 1本あたりのメツキ付着量を調査した。 調査結果を表 2に示す。
[0057] (実施例 2)
実施例 1と同じ構造の不溶性陽極において不溶性電極板の電解面（上縁から 50m mの部分の両面）に電極活性物質として白金をメツキした。この不溶性陽極について
実施例 1と同じ方法でメツキ試験を行つた。試験結果を表 2に示す。
[0058] (比較例 1)
実施例 1と同じ構造の不溶性陽極において、イコライザーであるチタン製導電性部 材を取り外して実施例 1と同じ方法でメツキ試験を行った。試験結果を表 2に示す。
[0059] (比較例 2)
実施例 1にお ヽて、導電性スぺーサーを介した不溶性電極板の締め付けをぜず、 イコライザーであるチタン製導電性部材の取付けもせずに、実施例 1と同じ条件でメ ツキ試験を行った。試験結果を表 2に示す。
[0060] [表 2]
[0061] 表 2においては、 50本の鋼線材を一度にメツキし、付着量のばらつきが 7%以内の 場合を「優秀」、 7%を超え 15%以内の場合を「可」とし、 15%を超える場合を「不可」 とした。不溶性電極板の間に導電性スぺーサーを介在させ、両者を面接触させて接 触面積を十分に確保すると共に、全ての電極板及びスぺーサ一に接触するようにィ コライザ一を配置することにより、付着量が高いレベルで均一化される。
図面の簡単な説明
[0062] [図 1]本発明の一実施形態を示す金属線材メツキ用不溶性陽極の縦断正面図である
[図 2]同金属線材メツキ用不溶性陽極の平面図である。
[図 3]従来の金属線材メツキ用不溶性陽極の概略側面図である。
符号の説明
外枠
ターミナル
不溶性電極板
電解面
導電性スぺーサー
貫通ボルト
ナツ卜
導電性部材 (イコライザー)
金属線材
II*正された 銥 (規則9
Claims
[1] メツキ液中を並列して走行する複数本の金属線材に同時に電気メツキを施す電気メ ツキ装置用の不溶性陽極において、
各金属線材の線材パスラインを両側カゝら挟んで対向するように並列配置された複 数枚の不溶性電極板と、
複数枚の不溶性電極板の各間に介在して各間に所定の隙間を形成する複数枚の 導電性スぺーサ一と、
複数枚の不溶性電極板と導電性スぺーサ一とを線材パスライン方向の複数箇所で 並列方向に締め付けて固定する複数本の貫通ボルトと、
全ての不溶性電極板及び導電性スぺーサ一に接触するようにこれらに跨がって配 置された導電性部材とを具備することを特徴とする金属線材メツキ用不溶性陽極。
[2] 複数枚の導電性スぺーサ一は、複数枚の不溶性電極板の各間の線材パスラインと 干渉しな 、ように線材パスラインの下側に配置されて 、る請求項 1に記載の金属線 材メツキ用不溶性陽極。
[3] 前記導電性スぺーサ一の表面に白金族金属又は白金族金属酸化物を含む電極 活性物質層が被覆されている請求項 1又は 2に記載の金属線材メツキ用不溶性陽極
[4] 前記導電性部材の表面に白金族金属又は白金族金属酸化物を含む電極活性物 質層が被覆されている請求項 1から 3のいずれか〖こ記載の金属線材メツキ用不溶性 陽極。
[5] 前記電極活性物質層は、金属換算でイリジウムを 60〜95重量％、タンタルを 40〜
5重量％含有する酸化イリジウムと酸ィ匕タンタルとの混合物からなる請求項 3又は 4に 記載の金属線材メツキ用不溶性陽極。
[6] 前記電極活性物質層は、電気メツキ法により形成した白金からなる請求項 3又は 4 に記載の金属線材メツキ用不溶性陽極。
[7] 前記電極活性物質層と母材との間に厚さ 0. 5〜15 mのタンタル又はタンタル合 金層が形成されている請求項 3又は 4に記載の金属線材メツキ用不溶性陽極。
[8] メツキ液中を並列して走行する複数本の金属線材に均一に電気メツキを施す方法
であって、各金属線材の線材パスラインを両側力 挟んで対向するように並列配置さ れた複数枚の不溶性電極板と、複数枚の不溶性電極板の各間に介在して各間に所 定の隙間を形成する複数枚の導電性スぺーサ一と、複数枚の不溶性電極板と導電 性スぺーサ一とを線材パスライン方向の複数箇所で並列方向に締め付けて固定する 複数本の貫通ボルトと、全ての不溶性電極板及び導電性スぺーサ一に接触するよう にこれらに跨がって配置された導電性部材とを用いて、前記線材パスラインに金属 線材を走行させ、前記金属線材に均一にメツキを施すことを特徴とする金属線材メッ キ方法。
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