JPH0459997A - 金属ストリップの電解処理装置および電解処理方法 - 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、金属ストリップの電気めっき装置および電気
めっき方法に間するものである。

〈従来の技術〉 従来の電気めっき装置では、めっきが施される金属スト
リップに対する陽極としては、Ｐｔやｐｂ系合金を用い
る不溶性陽極（不溶性アノード）と、めフき金属を直接
陽極として用いる可溶性陽極（可溶性アノード）とが知
れている。

不溶性陽極を用いる電気めっき装置では、電解によって
アノードが消耗しないため、アノード交換が不要であり
、かつ金属ストリップ上のめっき金属の厚みむらが生じ
難いという利点がある。　しかし、不溶性陽極を用いる
電気めっき装置では、別にめっき金属イオンを供給しな
ければならないため、めフき金属イオン供給装置が必要
である。　また、電解の際に不溶性陽極から０２ガス等
が発生するために、めっきむら等が生じることもあり、
更に、ハロゲン系の陰イオンを含むめっき液を用いると
、有毒なハロゲンガスが発生するので、そのハロゲンガ
スを処理する装置も必要となり、設備費がかかる。

一方、可溶性陽極を用いる電気めっき装置では、可溶性
陽極は、金属ストリップに対する陽極として働くと共に
、アノード自身が溶解してめっき金属イオンの供給源と
もなるので、めっき金属イオン供給装置が不要であり、
また、ガスの発生もないという利点がある。　しかし、
可溶性１１！極を用いる電気めっぎ装置では、アノード
が常に消耗してゆくため、新しいアノードの装入と、消
耗したアノードの取り出しを行なわなければならない。

ここで、従来の可溶性陽極を用いる電気めっぎ装置にお
けるアノード交換に言及する。

従来、この様な可溶性アノードの交換を容易にするため
に、第３図に示すように、金属ストリップ２の進行方向
に対して並行するようにインゴット状の可溶性アノード
５１を順次並べ、一方から新しいアノードを装入し、他
方から消耗したアノードを取り出す方法が採用されてき
た。　　しかし、この方法では、アノード交換作業に負
荷がかかると共に、金属ストリップ２の板幅やアノード
の通電状態に影響されて、アノードの厚み、すなわち消
耗速度に差が生じ、金属ストリップ上のめっき金属の厚
みにむらが生じる等の問題があった。

そこで、可溶性陽極を用・いる電気めつき装置のアノー
ド交換を容易にする方法が提案された。

その第一は、特開昭５８−１０９９号公報に提案された
粒状アノードを用いる方法である。

この方法では、アノードの装入は容易であるが、消耗し
たアノードの排出は困難である。

第二は、特開昭６２−４８９９号公報にて提案された粒
状アノードを用いる方法である。

この方法は、縦型めっき槽に粒状アノードを適用し、バ
スケットの上から新しい粒状アノードを供給し、底部か
ら消耗した粒状アノードを取り出すものであるが、粒状
アノードは陰極に面した部分から優先的に溶解するため
、バスケットの底部には消耗アノードも未消耗アノード
も存在し、消耗アノードだけを選択的に排出で包ない。

　さらに、この方法は、縦型セルに適用される方法であ
り、ストリップが水平に走行する水平セル方式のめっき
設備には適用できない。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の如く、可溶性陽極を用いる電気めっき装置につい
て、アノードの装入、排出を容易にするための改良提案
がなされている。　しかし、アノードの装入、排出の容
易さに加え、めっき金属の厚みむらが生じないこと等の
要件も兼ね備えた、実用に耐える性能を有する電気めっ
ぎ装置であって、水平セル方式の電気めっき装置は知ら
れていない。

本発明は、上記の事実に鑑みてなされたものであり、可
溶性陽極を用いる電気めっき装置であって、アノードの
装入、排出をスムーズに行なうことがで籾、めっき金属
の厚みむらを生じさせにくい、水平型の金属ストリップ
の電解処理装置およびそのような装置を用いる電解処理
方法の提供を目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明第一の態様は、水平型の金属ストリップの電解処
理装置であって、めっき液槽、流動槽、コンダクタロー
ルおよびバックアップロールから構成され、めっき液槽
と流動槽は、めっき液を流すための手段を介して連通し
ており、流動槽は、金属ストリップの下面に対向して配
設される上部開口および上部開口に向けてめフぎ液な流
すための手段に連通ずる下部開口を有し、さらにこの流
動槽は、上方から順に第２スクリーン、第１スクリーン
および分散板を有し、第１スクリーンと分散板によって
粒状消耗アノードを充填するための室が限定され、この
室は、粒状消耗アノードを連続的に供給するための粒状
消耗アノード供給口に連通し、第１スクリーンは、消耗
前の粒状消耗アノードが通過しない孔径を有するスクリ
ーンであり、第２スクリーンは、第１スクリーンよりも
小さい孔径のスクリーンで構成され、さらに、消耗して
第１スクリーンを通過した粒状消耗アノードを第１およ
び第２スクリーンの間の通路を経て排出する手段を有す
ることを特徴とする金属ストリップの電解処理装置を提
供するものである。

また、本発明の第二の態様は、前記電解処理装置を用い
、前記粒状アノードを充填するための室の内部に充填さ
れた粒状消耗アノードが前記第１スクリーンに押しつけ
られるような流速でめっき液を流動槽の下部開口から上
部開口にむかって流して電解処理を行なうことを特徴と
する金属ストリップの電解処理方法を提供するものであ
る。

以下に、本発明の詳細な説明する。

初めに、添付図面に示す好適実施例につき、本発明第一
の態様の電解処理装置を説明する。

第１図は、本発明の電解処理装置の一例を示す、金属ス
トリップの進行方向の面の断面模式図であり、第２図は
、金属ストリップの進行方法に直交する面の部分断面模
式図である。

第１図および第２図に示すように、本願発明の電解処理
装置は、めっき液槽１、流動槽１３、コンダクタロール
８およびバックアップロール９から構成されている。

めっき液槽１は、上部および下部開口を有する容器より
なっていて、金属ストリップ２の下面に対向して配設さ
れる。　めフき液槽１の上部開口は、流動ａ！１３から
流れ落ちて来るめっき液Ｅを回収する。　また、めっき
液ａｌｌの下部開口は、ポンプ１０を介して流動槽１３
に連通ずる。　このポンプ１０は、めっき液Ｅをめっき
液槽１から流動槽１３へ送り込むことのできる他の手段
に代替し得る。

流動、［１３は、流動槽１３とめっき液槽１との間をめ
っき液Ｅを循環させることができるように、めっき液槽
１内に、金属ストリップ２の下面に対向して配設され、
上部から順に、上部開口、第２スクリーン３、第１スク
リーン４、分散板１２および下部開口で構成される。　
なお、第１図および第２図において、第２スクリーン３
と第１スクリーン４との間を通路１６、第１スクリーン
４と分散板１２で限定される部分を室１５、分散板１２
と下部開口との間を整流部１４と称する。

流動槽１３について、下部から順にその構成を説明する
。

下部開口は、ポンプ１０を介してめつ籾液糟１に連通し
ており、めっき液Ｅの流動槽１３への流入部位となって
いる。

分散板１２は、流動４！１３の上方にあり、ポリ塩化ビ
ニル、ポリプロピレン等の材質で作られており、通常は
厚さ１０〜３０ｍｍ程度である。　分散板１２には、孔
径０．５〜１．０ｍｍ程度の孔が多数あり、この孔を通
ってめっき液Ｅが上昇すると共に、分散板１２上の室１
５に充填された粒状消耗アノード５の整流部１４への落
下を防止している。

分散板１２上の室１５は、粒状消耗アノード５の充填室
である。　この室１５は、例えば流動槽１３の側方上部
に設けられる粒状消耗アノード供給部１９を介して粒状
消耗アノード供給口１１に連通している。　なお、こ、
の室１５内に、通電用の不溶性アノード６を配設するの
が好ましい。　また、室１５の高さは、５０〜１００ｍ
ｍ程度とする。

室１５の上端は、第１スクリーン４によって限定される
。　第１スクリーン４は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポ
リプロピレン等の材質で作られており、その孔径は、消
耗前の粒状消耗アノード５が通過しない大きさである。

　より具体的には、粒状消耗アノード５の粒径が通常１
０〜０．５ｍｍであるので、その粒径の７０〜５０％程
度の大きさの孔径のスクリーンを第１スクリーン４とし
て用いる。

流動槽１３の第１スクリーン４よりもさらに上部には、
第２スクリーン３が配設される。

第２スクリーン３は、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリプ
ロピレン等の材質で作られており、その孔径は、第１ス
クリーン４よりも小である。　より具体的には、消耗後
の粒状消耗アノード５が実質的に通過しない大きさであ
り、消耗後の粒状消耗アノード５の粒径は、消耗前の大
ぎさによって異なるが、７．０〜０．２５ｍｍ程度であ
るので、消耗後の粒径の７０〜５０％程度の大きさの孔
径のスクリーンを第２スクリーン３として用いる。

なお、第１スクリーン４と第２スクリーン３との間に限
定される通路１６の高さは、通常７〜１０ｍｍ程度であ
り、また、第２スクリーン３と金属ストリップ２との距
離は、通常１０〜２０ｍｍ程度である。

通路１６は、流動槽１３の外壁から延びた位置にある消
耗アノード排出ロアに連通し、消耗アノード排出ロアは
、消耗した粒状消耗アノード５を分取し、めっき液Ｅの
循環系外に排出するための消耗アノード分離器１７にむ
かって開口する。　消耗アノード分ＩＩｉ器１７として
は、フィルター　沈降分離器等が例示される。　なお、
消耗アノード分離器１７としては、メツキ液Ｅが粒状消
耗アノード５と共に回収されて分離される方式のものよ
りも、めっき液Ｅは消耗アノード分離器１７を通過し、
そのままめっき液ａｉＩ内に回収される方式のものの方
が好ましい。

流動槽１３の金属ストリップ２の走行方向に並行する槽
壁および／または側壁の上端は、金属ストリップ２の位
置に相当する高さまであればよいが、金属ストリップ２
の位置に相当する高さよりも上方まで延長させ、かつオ
ーバーフロー管６０．６１を設けておくと、　より確実
に金属ストリップ２にめっき液Ｅが接触するので好まし
い。

特に、第２図に示すように、粒状消耗アノード５を室１
５に充填するための粒状消耗アノード供給部１９の金属
ストリップ２側の壁５２が流動槽１３の金属ストリップ
２の走行方向に並行する側壁に相当する場合には、粒状
消耗アノード供給部１９の容積を確保するため、および
、第２スクリーン３上のめっき液Ｅが粒状消耗アノード
供給口１１から室１５内へ流入するのを防止するために
も、側壁の上端が金属ストリップ２の位置に相当する高
さよりも上方まで延長しているのがよい。

また、流動槽１３の金属ストリップ２の走行方向に並行
する槽壁および側壁の上端を金属ストリップ２の位置に
相当する高さより低くする場合は、めっき液槽１の液面
を金属ストリップ２の位置に相当する高さより上とすれ
ばよい。

そのような場合は、粒状消耗アノード供給口１１および
消耗アノード分離器１７はめっき液槽１の外部に設け、
消耗アノード分離器１７によって回収されためっぎ液Ｅ
をめっき液オ曹１へ戻す手段をも設けるとよい。

さらに、流動槽１３上部で第２スクリーン３と金属スト
リップ２との間の金属ストリップ２０幅方向端部には、
エツジマスク１８を設けるとよい。　これにより、金属
ストリップ２の幅方向端部のオーバーコート（エツジオ
ーバコート）を防ぐことができる。　　また、エツジマ
スク１８は、可動式とするとよい。　これにより、種々
の幅の金属ストリップ２にエツジマスク１８が対応でき
るようになる。

コンダクタ−ロール８およびバックアラフロール９につ
いては、公知のものでよい。

以上が本発明第一の態様の電解処理装置の構成であるが
、次に、その作用について述べる。

本発明の電解処理装置においては、めっき液Ｅは、めっ
き液槽１からポンプ１０等の手段によって流動槽１３内
へ送り込まれる。　流動槽１３内では、めっき液Ｅは、
整流部１４、室１５、通路１６とＢ動する。　めっき液
Ｅか整流部１４から室１５に流入する際には、分散板１
２の孔を通過するので、室１５に清人しためっき液Ｅは
、流速、めっぎ液組成等の計時性が均一となっている。

分散板１２と第１スクリーン４て限定された室１５には
、粒状消耗アノード５か充填されている。　なお、粒状
消耗アノード５は、粒状消耗アノード供給口１１から連
続的に供給される。　　この室１５において、めっき７
夜Ｅて７売動化した粒状消耗アノード５が電解によって
消耗され、小さくなる。

消耗されて小さくなった粒状消耗アノード５は、めっぎ
液Ｅと共に第１スクリーン４を通過し、通路１６に達す
る。　そして、さらに、消耗アノード排出ロアを経て消
耗アノード分離器１７に達し、ここで、消耗された粒状
消耗アノード５が分取されると同時に、めっき液Ｅはめ
っき液槽１に戻される。

めっき液Ｅの一部は、消耗アノード分離器１７へは向わ
ず、通路１６から第２スクリーン３を経て電解面に送ら
れ、電気めっきに関与し、その後オーバーフロー管６０
．６１を経てめっき液［１に回収される。

続いて、本発明の電解処理装置を用いる電解処理方法に
ついて述べる。

本発明の電解処理装置を用いる電解めっきは、上記のよ
うにめっき液Ｅを循環させながら、不溶性陽極６を介し
て粒状消耗アノード５へ通電すると共に、コンダクタロ
ール８に通電し、金属ストリップ２を走行させることに
よって行なう。　なお、粒状消耗アノード５への通電は
、室１５の側壁や分散板１２を介して行なってもよい。

また、電気めっきの際の流動槽１３内でのめっき液Ｅの
流速（液圧）は、ポンプ１０等の手段によって制御する
が、本発明第二の態様に示すように、室１５の内部に充
填された粒状消耗アノード５が′ｆＪ１スクリーン３に
押しつけられるような流速でめっき液Ｅを流動槽１３の
下部開口から上部開口にむかって７荒すのがよい。

このような流速でめっき液Ｅを流しながら電気めっきを
行なうと、粒状消耗アノード５の上面が第１スクリーン
３の位置に限定されるので、粒状消耗アノード５の上面
と金属ストリップ２との距離が一定となり、めっきプロ
フィールが均一化される。　また、消耗した粒状消耗ア
ノード５の室１５から通路１６への排出も円滑に行なわ
れてよい。

なお、めっき液Ｅの流速は、粒状消耗アノードの種類、
粒径、めっき液の密度や粘度等を考慮して適正化を図る
。

電気めっきの際の他の条件、例えばめつき液組成、用い
る粒状消耗アノードの粒径、通板速度、通電電流等は、
適宜選択すればよい。　また、第１および第２スクリー
ンの孔径は、用いる粒状消耗アノードの粒径を考慮し、
本発明で限定する範囲内において、適宜選択すればよい
。

〈実施例〉 以下に、本発明法および従来法によるめっき処理につい
て述べ、本発明の効果を具体的に示す。

（本発明例） 第１図および第２図に示す電解処理装置を用い、下記の
条件で鋼板に錫めっきを行なった。

なお、この際、通電は不溶性アノードに対して行ない、
また、めっき液流速は、可溶性アノードが第１スクリー
ンに押しつけられる流速とした。

［電解めっぎ条件］ めっき液組成：Ｓｎ”＝３０ｇ／ｎ、 Ｆ−＝６０ｇ／ｕ、 Ｃｕ＝３０ｇ／β、 光沢剤、浴温５０℃、 粒状消耗アノードの粒径：　２ｍｍ、 第１スクリーンの孔径：１ｍｍ。

第２スクリーンの孔径：０．５ｍｍ。

めっき液流速　　　　：　８　ｃｍ／ｓｅｃ、金属スト
リップ（鋼板）の通板速度＝ ２００ｍｐｍ。

金属ストリップの幅：８００ｍｍ。

通　　電　　面　　積　　　　：１２０ｄｍ’通　　電
　　電　　流　　　　：　　６０００Ａ得られた錫めっ
き鋼板について、幅方向に１５箇所でめっ籾厚を測定し
、そのプロフィールを第４図に示したが、めっぎ厚のプ
ロフィールはほぼ均一であった。

また、連続４０時間のめつき後に排出されたアノードの
粒径を測定したところ、平均０．８ｍｍであり、第２ス
クリーンを通過した消耗アノードは発見されなかった。

（従来例） 第３図に示すインゴット状の可溶性アノード５１を用い
、下記の条件で鋼板に錫めっきを行なった。

［電解めっき条件］ めっき液組成：Ｓｎ”＝３０ｇ／Ｊ２、Ｆ−＝６０ｇ／
ｆ、 Ｃ１＝３０ｇ／Ｊｌ。

光沢剤、浴温５０℃、 インゴット状の可溶性アノードの大きさニア０ｍｍＸ８
０ｍｍｘ７６０ｍｍ。

めッ＆液流速　　　　：　０　、　３　　ｍ／ｓｅｃ金
属ストリップ（ｗＩ板）の通板速度：２００ｍｐｍ％ 金属ストリップの幅：８００ｍｍ。

通　　電　　面　　積　　　　：１２０ｄｍ２通　　電
　　電　　流　　　　；　６０００Ａ得られた錫めっき
鋼板について、幅方向に１５箇所でめっき厚を測定し、
そのプロフィールを第４図に示したが、めつき厚はかな
りばらついた。

また、インゴット状の可溶性のアノード５１の交換は、
連続めつき約４時間後には行なわねばならなかった。

〈発明の効果〉 本発明により、可溶性陽極を用いる電気めっき装置であ
って、アノードの装入、排出をスムーズに行なうことが
でき、めつき金属の厚みむらを生じさせにくい、水平型
の金属ストリップの電解処理装置およびそのような装置
を用いる電解処理方法が提供される。

本発明の電解処理装置を用いて電解処理を行なうと、簡
便な操作で安定した品質のめつき金属板を得ることがで
き、また、有毒ガスの発生等の大ぎな欠点がないので、
本発明の電解処理装置および電解／Ａ埋埋沈法、実用上
大きな価イ直がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電解処理装置の一例を示す、金属ス
トリップの進行方法の面の断面模式第２図は、第１図に
示す本発明のτ解処理装置の、金属ストリップの進行方
向に直交する面の部分断面模式図である。 第３図は、従来の可溶性アノードを用いる電気めっき装
置を示す線図である。 第４図は、本発明法および従来法によフてめっぎ処理さ
れたスズめっき鋼板の幅方向のスズ付着量プロフィール
を示すグラフである。 符号の説明 １・・・めっき？夜オ曹、 ２・・・金属ストリップ、 ３・・・第２スクリーン、 ４・・・第１スクリーン、 ５・・・粒状消耗アノード、 ６・・・不溶性アノード、 ７・・・消耗アノード排圧口、 ８・・・コンダクタロール、 ９・・・バックアップロール、 １０・・・ボンフ、 １１・・・粒状消耗アノード供給口、 １２・・・分散板、 １３・・・流動槽、 １４・・・整流部、 １５・・・室、 １６・・・通路、 １７・・・消耗アノード分離器、 １８・・・エツジマスク、 １９・・・粒状消耗アノード供給部、 ５１・・・インゴット状の可溶性アノード、５２・・・
壁、 ６０．６１・・・オーバーフロー管、 Ｅ・・・めっきン夜 ＦＩＧ、１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平型の金属ストリップの電解処理装置であって
   、めっき液槽、流動槽、コンダクタロールおよびバック
   アップロールから構成され、めっき液槽と流動槽は、め
   っき液を流すための手段を介して連通しており、流動槽
   は、金属ストリップの下面に対向して配設される上部開
   口および上部開口に向けてめっき液を流すための手段に
   連通する下部開口を有し、さらにこの流動槽は、上方か
   ら順に第２スクリーン、第１スクリーンおよび分散板を
   有し、第１スクリーンと分散板によって粒状消耗アノー
   ドを充填するための室が限定され、この室は、粒状消耗
   アノードを連続的に供給するための粒状消耗アノード供
   給口に連通し、第１スクリーンは、消耗前の粒状消耗ア
   ノードが通過しない孔径を有するスクリーンであり、第
   ２スクリーンは、第１スクリーンよりも小さい孔径のス
   クリーンで構成され、さらに、消耗して第１スクリーン
   を通過した粒状消耗アノードを第１および第２スクリー
   ンの間の通路を経て排出する手段を有することを特徴と
   する金属ストリップの電解処理装置。
2. （２）前記粒状消耗アノードを充填するための室の内部
   に、通電用の不溶性アノードが配設されてなる請求項１
   に記載の金属ストリップの電解処理装置。
3. （３）前記流動槽の金属ストリップの走行方法に並行す
   る槽壁および／または側壁が走行する金属ストリップよ
   りも上方の位置まで延長している請求項１または２に記
   載の金属ストリップの電解処理装置。
4. （４）前記第２スクリーンと前記金属ストリップとの間
   であつて金属ストリップの幅方向端部にエッジマスクを
   有する請求項１〜３のいずれかに記載の金属ストリップ
   の電解処理装置。
5. （５）請求項１〜４のいずれかに記載の電解処理装置を
   用い、前記粒状消耗アノードを充填するための室の内部
   に充填された粒状消耗アノードが前記第１スクリーンに
   押しつけられるような流速でめっき液を流動槽の下部開
   口から上部開口にむかって流して電解処理を行なうこと
   を特徴とする金属ストリップの電解処理方法。