JPH01127694A - 金属ストリップまたはそれ以外の導電性ストリップの上に連続的に電着を行うための導電性回転ロール - 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 本発明は、ストリップ状の冶金製品または半製品の表面
の被覆に関するものである。本発明は、特に、鋼板など
の導電性ス）　ＩＪツブの電着による被覆に応用される
。

本発明は、冶金工業、さらに詳細には、例えば「連続亜
鉛メツキ」を行う電着ラインに含まれる導電性ロールと
呼ばれる環状装置に特に応用される。このような環状装
置は、例えばアメリカ合衆国特許第３．４８３．１１３
号（特に第７図、第８図、第９図）、アメリカ合衆国特
許第３．６３４．２２３号、ヨーロッパ特許出願第００
８９７９０号により公知となっている。

従来の技術 カソードの機能を果たすこれら導電性ロールは一般には
ステンレスからなる少なくとも１つの円筒状リングで構
成されており、このリングは炭素鋼からなる本体に取り
付けられている。この炭素鋼からなる本体の幅は上記リ
ングの電流が流れる活性領域よりも広くなってふり、こ
の活性領域の両側では絶縁性を有する弾性のある可撓性
ポリマー材料で被覆されている。このポリマー材料は上
記本体を水密にし、絶縁し且つ腐食から保護する役目の
ほかに、場合によってはさらにストリ・フプを駆動する
役目もする。上記ロールは、一般に室温よりもわずかに
高い温度の電解液中に一部分が浸漬される。

ス）　ＩＪツブはその一部分が導電性ロールのまわりに
巻き付けられた状態で送られる。このストリップの被覆
がされない内面の一部は導電性リングの活性領域と接触
して電気的コンタクトを確立し、その他の部分は上記弾
性絶縁材料と接触して電気的接触部分の水密性を確保す
る。

電解液中を通過する間にス）　ＩＪツブ上に堆積される
堆積物を均一にするには、上記リングとストリップの間
の接触を良くし且つ均一にするだけでなく、側部の可撓
性ポリマーの水密性を良くし且つ均一にし、しかも、電
流密度を均一にすることが重要であるということは容易
にわかる。

電着用の導電性ローラの改良に関する上記のアメリカ合
衆国特許の多くは、上記の電気的接触状態および均一性
と、極めて重要なファクターである電流密度の分布に対
してなされている。これらの特許では、導電性ローラ本
体の水密性を確保するために、本体を一般にゴム、ネオ
ブレンまたはその等催物またはポリウレタンで被覆し、
しかもこれら水密用弾性バンドがこの方法において果た
している重要な役割を考慮して、これらバンドに適した
接着剤を用いることの必要性を強調してる。

この水密性の信頼性を向上するために、導電性リングの
端部を特殊な幾何学的構成、例えば「凹型」、「隆起」
、「鋸の歯」または斜面にすることも行われる（上記の
アメリカ合衆国特許第３、６３４．２２３号の第４図、
または、上記のヨーロッパ特許出願第００８９７９０号
の第２図を参照のこと〉。

さらに、水密性と電気的絶縁性の両方の性質を確実に兼
ね備えているようにするためには、水密用″リングを硬
質の絶縁性バンドに取り付けることがある（アメリカ合
衆国特許第３．４８３．１１３号の第７図）。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記のどの構成にしても、ストリップと導電性
リングとの間の接触の均一性と、電流分布の均一性と、
水密性とを完全に保証することはできない。実際、上記
のどの構成においても、水密用弾性バンドは、（接着剤
からなる薄い界面を除いて）導電性リングの活性領域の
側面と直接に接触する。この構成にはいくつかの欠点が
ある。

すなわち、高温下ではエラストマーが鋼よりもはるかに
容易に膨潤しやすいことを考慮すると、弾性バンドは鋼
よりも（径方向の）厚さがはるかに早く厚くなる。この
結果、ストリップに張力を加わえたとしても、ス）　Ｉ
Ｊツブを物理的、電気的に均−且つ良好な状態で導電性
リングの活性領域に接触できなくなるという傾向がある
。

さらに、エラストマー製の弾性バンドは電解液に浸漬さ
れるため、時間の経過ともに電解液を吸収し、それと化
学的結合して厚さが増加する（この現象はエラストマー
の専門家には周知のことである）。その結果、ス）　Ｉ
Ｊツブとリングの間の物理的および電気的接触の質と均
一性が低下する。

接触の質と均一性の低下は特に導電性リングの側縁部で
著しい。というのは、（膨潤し、かつ膨張した）エラス
トマーが導電性リングの側°縁部の方に拡大しようとす
るのに対し、金属は相対的にはほとんど変化しないため
である。電流の分配が最も難しいのは正にこの領域であ
る。何故ならば、被覆すべきストリップの幅は導電性リ
ングの幅よりも広いにもかかわらず、ストリップ中の電
着用電流密度はできるだけ均一しなければならないため
である。

ストリップが導電性リングから剥離するというこの傾向
は、それが例え極めて僅かであったとしても、電気抵抗
の変化の点では非常に重大であり、従って、堆積物の均
一性と装置の効率を良くするという点で重大である。そ
のため、一般には、弾性バンドの輪郭形状を修正するが
、その場合には装置を停止させて分解する操作が必要と
なる。

さらに、エラストマーと金属の間にこのような相対運動
があると、エラストマーと金属の間の接着力が低下し、
従って、浸み込んだ電解液がこれら２つの構成要素の間
を通過できるようになる。

このため、電流分布の一様性がさらに低下するだけでな
く、導電性ローラの本体が腐食する。

本発明の目的は、上記の欠点を問題にならない程度に小
さくするとともに、重要な機能であるローラの本体の水
密機能、電気的絶縁機能、保護機能と、場合によって必
要とされる駆動機能を確実にすることである。本発明の
他の目的は、ストリップ上に付着される被覆を向上させ
るともに装置のエネルギ効率を向上させて、維持費を安
くし、装置を停止する頻度を少なくすることにある。

課題を解決するための手段 この目的を達成するため、本発明では、ポリマーで構成
された少なくとも１つの中間リングを上記活性導体領・
域と上記被覆領域との間に挿入し、このポリマーの膨張
係数、可撓性または電解液を吸収した後または電解液と
化学的結合した後の膨張度の値を、上記活性導体領域を
構成する材料の値と上記被覆領域を構成する材料の値と
の中間の値にする。

このように、本発明では、水密用の上記可撓性エラスト
マーまたはポリマー被覆（および場合によって用いられ
る接着剤）が導電性リングの側縁部に直接には接触する
ことはなく、この水密用可撓性エラストマーまたはポリ
マーと導電性リングの側縁部との間には１つ以上のポリ
マーが一部分重なった状態または重なること無しに並置
されたリングの形態で挿入される。挿入されるこのポリ
マーのことを本明細書では以後「中間ポリマー」とよぶ
。この中間ポリマーの膨張係数、可撓性、電解液の吸収
または電解液との化学的結合による膨潤度またはこれら
パラメータを２つまたは３つ同時に考えたものは、ステ
ンレス（一般に導電性リングに用いられる）と水密用可
撓性エラストマーまたはポリマーとの中間の極めて小さ
な値にする。

このような値を実現するためには、例えば、上記中間ポ
リマーを、例えば当業者間で通常エボナイトとよばれて
いる硬質（天然またはニトリル系）加硫ゴム、エポキシ
樹脂またはその他の耐酸性が有り且つ膨張係数が小さい
比較的閉じた架橋系ポリマーから選択することができる
。この中間ポリマーが非常に固いことは、本発明の被覆
の幾何学的な構成が特殊であることを考慮すると欠点に
はならない。

本発明の特別な実施例では、上記の中間ポリマーに、こ
の中間ポリマーを径方向に固定してこの中間ポリマーに
よって被覆される部分の径方向の寸法変化を抑制する（
例えば金属繊維、ガラス繊維、織物繊維、合成繊維など
の）繊維からなる補強材を入れるでいる。この補強材が
導電性繊維である場合には、導電性リングの活性領域の
縁部から電流が徐々に減少するという好ましい機能を果
たすことができる。

本発明とその上記以外の特徴は、本発明の絶縁被覆のい
くつかの実施例を示す添付の図面を参照した以下の説明
によってより明瞭になるであろう。

なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない
。

実施例 第１図は、一部分が電解液５の中１．Ｚ浸漬された電着
用の回転ロール１を示す図である。第２図からは、導電
性リングの活性領域３が弾性絶縁物質で覆われた領域４
によって取り囲まれていることがわかる。

第１図〜第３図に示されているように、ストリップ２は
導電性ロール１の一邪を取り囲んでいる。

移動中に被覆させたくない面は導電性リングの活性領域
３と接触させて電気的接触を確立するとともに、弾性絶
縁物質４とも接触させて電気的接触装置の水密性を確実
にする。

第４図かられかるように、本発明の弾性絶縁物質は２つ
の異なるポリマーで構成される。しかし、両者は側部が
相互に水密にぴったり°と接触している。ポリマー４１
は、水密性、弾性、駆動性、電気的絶縁性の機能を担う
のに対し、中間ポリマーと呼ばれるポリマー４２は水密
性と電気的絶縁性の機能のみを担っている必要がある。

この結果、中間ポリマーはより固く、より強固に架橋す
る構造であり、従って、鋼に対するの膨張特性または膨
潤特性がポリマー４１として選択可能なポリマーよりも
適しているポリマーを選択する必要がある。

この中間ポリマー４２は導電性リングの活性領域３の端
部側面３ａと完全に接着するとともに、導電性ロールの
本体１およびポリマー４１にももちろん正確に接着して
いる必要がある。

中間ポリマー４２としては既に記載した材料が選択可能
である。ポリマー４１に関しては、ポリウレタンまたは
（デュポン・ドウ・ヌムール社の）ヒバロンｌ：４１ｙ
ｐａｌｏｎ）を選択することができる。しかしさらに好
ましいのは、〔アメリカ合衆国　マサチューセッツ０１
７？２　　サウスバロウ　ターンバイクロード３３３　
　サウスバロウ　テクノロジー　パークのニスダブりニ
ー　インダストリーズ　（ＳｉｌｌＩＮＤＵＳＴＲＩ［
！Ｓ）社の〕化合物であるヴアリオラスティック（ＶＡ
ＲＩＯＬＡＳＴＩＣ）である　。

この中間ポリマーを用いることによって、ポリマー４１
の運動または寸法変化が導電性リングの活性領域３上の
ストリップ２の電気的接触の質と均一性に影響を及ぼす
ことがはるかに少なくなり、水密性、従って、導電性リ
ングの端部３での電流分布の均一性と本体１の腐食に対
する保護特性が大きく向上することが容易にわかる。実
際と同じ寸法での実験の結果、従来の方法よりも本発明
の方法の効果が大きいことが確認されてい暮。すなわち
、装置全体の効率と堆積物の質ならびに均一性が大きく
向上し、研削によって次に輪郭形状の修正操作を行うま
でに導電性ロールの使用可能時間が３倍以上も長くなり
、従って、研削にに必要な操業停止頻度を少なくするこ
とができる。

中間ポリマー４２の幅がｌ　Ｑｍｍを越える場合に良い
結果が既に得られている。この中間ポリマーの最適値は
、もちろん処理するストリップの幅に依存するが、１０
〜４Ｑｍｍの間にある場合である。

第５図は本発明の別の構成を示す図であり、この構成で
はポリマー４２がポリマー４１の下地層４２ａとしても
利用されている。このようにすると、全体の水密性を向
上させることができる。

第６図は、膨潤または膨張を１つの領域から別の領域に
さらにゆるやかに変化させることができるように接続面
が傾斜しているポリマー被覆４３と４１の特別な構成を
示す図である。

第７図では、第５図と同様に中間ポリマー４３がやはり
下地層４３ａとして機能している。ここでは中間ポリマ
ー４３がポリマー４１に対して傾斜した状態で接続され
ている。

第８図では、２つの中間ポリマー４２と４４の物理化学
的特性を利用して、導電性リングとして使用されるステ
ンレスの特性と弾性絶縁ポリマー４１の特性との間で特
性がゆるやかにうまく変化するようにされている。

本発明の変形例によれば、本来絶縁体であるこれら中間
ポリマー４２．４４に、導電性要素、例えば粉末状導電
性粒子または金属繊維や炭素繊維をドープして、ストリ
ップ中の電流分布が導電性リングの縁部３ａから徐々に
変化するようにする。このようにすると、導電性リング
の縁部を極めて精密に機械加工しなくてもよくなるだけ
でなく、電流分布を完全に制御することができる。場合
によっては、水密性の可撓性ポリマーそのものの一部分
に導電性元素をドープすることができる。

第９図では、第２の中間ポリマー４５がポリマー４１の
部分的下地層４５ａの役目をしている。

第１０図は、第２図に示したのと同じタイプであるが天
然または合成の繊維からなる補強材７を含む中間ポリマ
ー４２を示す図である。

本発明の１つの実施例では絶縁性繊維を選択したが、本
発明の別の実施例では導電性繊維を選択してこの領域に
ある程度電流が流れるようにし、ストリップ内の電流分
布をさらに効果的に制御できるようにする。

この補強材は、機械的結合部材として極めて有効な役割
を果たして径方向の寸法が変化しないようにする一方、
導電性の場合には電流分布をゆるやかに変化させるベク
ターとして補助的な役割も果たす。

補強された中間ポリマーは下地層としても機能する。こ
のことが第５図〜第７図に示されている。

本発明の変形例によれば、中間ポリマーからなるリング
の全体または一部が導電性活性領域の縁部の側面の下に
収容される。

第１１図では、導電性リング３が上記のアメリカ合衆国
特許第３．６３４．２２３号に記載されているのと同じ
ように徐々に変化する輪郭形状を有する縁部３ｂを備え
ており、中間ポリマー４２がリングのこの端部の全「中
空」部分を覆う。ポリマー４１よりも固く反応性がより
小さいこの中間ポリマー４２の利点がこの場合によりは
っきりとする。というのは、従来の方法ではエラストマ
ーが少しでも膨張すると縁部のこの側面が持ち上げられ
て直ちにストリップと導電性リングの電気的接触の質が
低下するからである。

本明細書に記載した発明を用いると、中間ポリマー４２
によって導電性リングの端部の側面が実際にブロックさ
れるために導電性リング３の活性面の外側の母線全体の
直線性が保証される。

ポリマー４１が下地層を備えることおよび／または従っ
て中間ポリマー４２とポリマー４１の間で接触部分が徐
々に傾斜していることを示す本発明の変形例が第１２図
〜第１４図に図示されている。

言うまでもないことだが、本発明が例として説明した上
記の実施例に限定されることはなく、同等な手段や等価
な手段を用いたあらゆる実施例も本発明に含まれる。

従って、例えば水密性機能、絶縁性機能、弾性機能、場
合によっては起こる可能性のある接着による駆動機能が
確実に実現されるようにストリップとポリマー４１が十
分に接触している限りは、中間ポリマーで満たされた領
域の幅は任意の値にすることができる。同様に、中間ポ
リマーの数にも制約はない。

さらに、上記の様々な変形例を組み合わせたものも本発
明の範囲に含まれる。

最後に、本発明は特１ご連続電気メツキ工業に適用でき
るが、もちろん電着によって連続的に被覆を形成しよう
とするあらゆる場合に本発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は、従来のロールの側面図と平面図であ
る。 第３図は、第１図のロールの■−■による部分横断面図
である。 第４図は、第１の実施例による導電性ロールと導電性リ
ングと絶縁性被覆の横断面図である。 第５図〜第７図は第２図と同様の図であり、絶縁性被覆
の別の３つの実施例を示す。 第８図と第９図は上記の図面と同様の横断面図であるが
、複数の中間ポリマーを備える絶縁性被覆を示している
。 第１０図は、繊維で補強された中間ポリマーを備える場
合の第４図と同様の横断面図である。 第１１図〜第１４図は、導電性リングがアメリカ合衆国
特許第３．６３４．２２３号に記載されたような徐々に
変化する輪郭を有する縁部を備える場合の上記の図面と
同様の断面図である。 （主な参照番号） １・・ロール、　　　　　　２・・ストリップ、３・・
活性領域、　　　　４・・弾性絶縁物質、５・・電解液
、　　　　　　７・・補強材、４１・・ポリマー、 ４２．４３．４４．４５・・中間ポリマー、４２ａ、４
３ａ・・下地層

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続的にストリップ（２）上に電着を行うライン
   において電解液（５）内に一部分が浸漬され、電流を流
   す少なくとも１つの中央活性導体領域（３）と、上記ス
   トリップ（２）と上記活性導体領域（３）の間の接触面
   の電解液に対する水密性を保証する可撓性の有る材料で
   各端部が被覆された少なくとも１つの端部領域（４１）
   とを周辺部に備える導電性ロールにおいて、 少なくとも１つの中間リング（４２、４３、４４、４５
   ）が上記活性導体領域（３）と上記被覆領域（４１）と
   の間に挿入されており、このリングが、その膨張係数、
   可撓性または電解液の吸収後または電解液との化学的結
   合後の膨張度の値が、上記活性導体領域（３）を構成す
   る材料の値と上記被覆領域（４１）を構成する材料の値
   の中間の値であるポリマーによって作られていることを
   特徴とするロール。
2. （２）上記中間リング（４２）を構成するための上記ポ
   リマーが、絶縁性の天然繊維または合成繊維で強化され
   ていることを特徴とする請求項１に記載のロール。
3. （３）上記中間リング（４２）を構成するための上記ポ
   リマーが、導電性の天然繊維または合成繊維で強化され
   ていることを特徴とする請求項１に記載のロール。
4. （４）上記中間リングを構成するための上記ポリマーに
   導電性要素がドープされていることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項に記載のロール。
5. （５）上記被覆領域（４１）の可撓性材料の一部分に導
   電性要素がドープされていることを特徴とする請求項１
   に記載のロール。
6. （６）上記中間リング（４２、４３、４５）が上記被覆
   領域（４１）の材料の下地層（４２ａ、４３ａ、４５ａ
   ）を形成していることを特徴とする請求項１または５に
   記載のロール。
7. （７）上記中間リング（４２、４３）の少なくとも一部
   分が上記活性導体領域（３）の突起縁部（３ｂ）の下に
   位置することを特徴とする請求項１に記載のロール。
8. （８）上記中間リング（４２、４３）が、上記導電性ロ
   ール（１）の回転軸線に垂直な平面に対して傾斜した接
   続面を有することを特徴とする請求項１に記載のロール
   。
9. （９）物理化学的特性が異なるポリマーからなる互いに
   並置された２つの中間リング（４２、４４）を備え、こ
   れら異なるポリマーの膨張特性、可撓特性、あるいは、
   電解液の吸収後または電解液との化学的結合後の膨潤度
   の値が、上記活性導体領域（３）の中間リングから上記
   被覆領域（４１）のリングの方向に向かうにつれて徐々
   に変化していることを特徴とする請求項１に記載のロー
   ル。
10. （１０）上記被覆領域（４１）の可撓性材料が接着剤で
    被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のロー
    ル。