JPH09291396A - 竪型電気めっき装置および電気クロムめっき方法 - Google Patents

竪型電気めっき装置および電気クロムめっき方法

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JPH09291396A
JPH09291396A JP10254996A JP10254996A JPH09291396A JP H09291396 A JPH09291396 A JP H09291396A JP 10254996 A JP10254996 A JP 10254996A JP 10254996 A JP10254996 A JP 10254996A JP H09291396 A JPH09291396 A JP H09291396A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な装置により、鋼帯など金属ストリップ
の板幅方向において均一なめっきが可能で、しかも電流
効率が高い竪型電気めっき装置およびめっき方法の提
供。 【解決手段】 金属ストリップを、電解液を満たした竪
型電解めっき槽に浸漬し、ストリップを挟んでストリッ
プの表面、裏面のそれぞれに相対して対称位置に一対の
板状電極を配置し、電解によってめっきを施す竪型電気
めっき装置において、相対する板状電極のストリップ板
幅方向の両側部を電気絶縁物で覆い、該電極の両側部か
らの電解液の流入を阻止し、好ましくは板状電極の板面
に、ストリップの板幅方向に、複数個の電解液流入口を
設けた竪型電気めっき装置、および前記竪型電気めっき
装置を用いて、クロムメッキを行う電気クロムめっき方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解によって鋼帯
などの金属ストリップ(以下ストリップと記す)にめっ
きを施す電気めっき装置およびめっき方法に関し、特に
ストリップの板幅方向のめっき付着量を均一にすること
が可能な竪型電気めっき装置および該装置を用いた電気
クロムめっき方法に関する。
【0002】
【従来の技術】めっき液に鋼帯などのストリップを浸漬
させ、ストリップを挟んで一対の電極を配置し、電解す
ることによって、めっきを施す装置において、ストリッ
プ板幅方向に均一なめっき付着量を得る方法としては、
下記〜の方法または装置が知られている。
【0003】電極部に複数の穴を設け、めっき液の流
入を促進させる方法。 電流効率を向上させるために、電解槽内にめっき液の
噴流ノズルを設置する方法。 電極を長手方向に複数個分割し、境界部に絶縁物から
成る突起を設けることによって液の更新を促進する方
法。
【0004】鋼帯の板幅より広幅の電極を有するめっ
き槽内に、鋼帯の板端部を遮蔽するよう膨縮可能な遮蔽
体を配設することにより鋼帯端部へのオーバーコートを
防止する方法(特開昭60−258496号公報)。 ストリップ面に向かって開口するめっき液噴出口を備
えた相対する一対の静圧パッドとストリップの側端部を
覆う電気絶縁性エッジマスクを備えた電気めっき設備
(特開昭61−190094号公報)。
【0005】前記〜の方法は、ストリップ表面近傍
におけるめっき液の更新を活発にし、特に、の方法
はめっき液の更新を板幅方向に均一に行うことによっ
て、高効率かつ均一なめっきを得ることを狙いとしてい
る。しかし、の方法は、ストリップの両サイドからの
随伴流が電極部の穴からの流れより強いため、ストリッ
プ板幅方向の液の更新が不均一となりめっき付着量に影
響するといった問題があった。
【0006】、の方法は、設備が複雑になる問題が
あり、また従来の設備を改造するための費用がかかりす
ぎるといった問題があった。、の方法は、ストリッ
プ板幅両端部を遮蔽体で遮蔽するため、特にラインスピ
ード増加時に、遮蔽体にストリップ端部が接触し、安定
通板できないという問題があった。
【0007】また、本発明に係わる一対の電極が相対向
して上下方向に配列された竪型電気めっき装置は、水平
セル型電気めっき装置に対して、発生ガスのガス抜け性
や設備スペースのコンパクト化の面で優れているが、後
記のように、電解液の流れで形成される流線の不均一分
布により、ストリップ板幅方向のめっき付着量に分布が
生じ、その解決が必要となった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題を解決し、簡易な装置により、鋼帯など金属ス
トリップの板幅方向において均一なめっきが可能で、し
かも電流効率が高い竪型電気めっき装置およびめっき方
法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、金属スト
リップを、電解液を満たした竪型電解めっき槽に浸漬
し、前記ストリップを挟んで該ストリップの表面(おも
て面)、裏面のそれぞれに相対して対称位置に一対の板
状電極を配置し、電解によってめっきを施す竪型電気め
っき装置において、相対する板状電極の前記ストリップ
板幅方向の両側部を電気絶縁物で覆い、該電極の両側部
からの電解液の流入を阻止したことを特徴とする竪型電
気めっき装置である。
【0010】前記第1の発明においては、前記板状電極
の板面に、前記ストリップの板幅方向に、さらに好まし
くは、前記ストリップの進行方向と直交する直線上に、
複数個の電解液流入口を設けることが好ましい。この場
合のめっき液流入口の形態としては、穴状流入口、スト
リップの進行方向に平行に設けられたスリット状流入口
が例示される。
【0011】また、上記スリット状流入口を形成する手
段としては、前記板状電極が、ストリップの板幅方向に
複数個分割され、これらの電極間に隙間を有する電極か
ら構成された板状電極であってもよい。また、本発明
は、より好ましくは、前記板状電極が不溶性陽極である
竪型電気めっき装置に好ましく適用される。
【0012】さらに、本発明は、前記板状電極と前記電
気絶縁物で囲まれる電解液流路の断面形状が、矩形、す
なわち長方形または正方形であることが好ましい。ま
た、第2の発明は、前記第1の発明の竪型電気めっき装
置を用いて、クロムメッキを行うことを特徴とする電気
クロムめっき方法である。本第2の発明は、より好まし
くは、電解液組成がCrO3濃度:10〜100g/l、H2SO 4 濃
度: 0.1〜1g/l 、ライン速度:50〜600m.p.m. の電気
クロムめっき方法に好ましく適用される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明は、一対の電極が相対向して上下方向に配
列された竪型電気めっき装置に好ましく適用される。本
発明者らは、竪型電気めっき装置におけるストリップの
板幅方向のめっき付着量の均一化に関して、電解液のス
トリップ表面上の流れ、すなわち電解液の流線に着目し
て鋭意検討を行った結果、本発明に到った。
【0014】図6に、従来の竪型浸漬型の電解槽の側面
図を、図7に電極部の断面図を示す。図6、図7におい
て、1は通電ロール、2はシンクロール、3はストリッ
プ(鋼帯)、4、4a、4b、4c、4dは電極、5は電解槽、
6は電解液、10はストリップ進行方向を示す。
【0015】ストリップ3は、通電ロール1とシンクロ
ール2を介し、電解液6が満たされた電解槽5の中を搬
送され、電極4a、4b間および電極4c、4d間で電気めっき
が施される。このとき、電極4a、4b間および電極4c、4d
間におけるストリップ3近傍の電解液6の流れは、走行
するストリップ3に引き寄せられ、図8に示すように、
電極外部より新しい電解液6fがストリップ3の板幅方向
Wの両側から電極4a、4b間および電極4c、4d間の各々へ
流線Fで示される方向で流入する。
【0016】この結果、ストリップ3の板幅方向中央部
近傍の電解液6c中の種々のイオンが、ストリップ3の板
幅方向両側部において消費され、電解液中のイオン濃度
が、ストリップ3の板幅方向において不均一となり、ス
トリップ3の中央部の電流効率が低くなる。これは、電
流効率がイオン供給量に依存するためである。
【0017】また、この現象は、めっき槽の電極間めっ
き液流路にめっき液供給ノズル、めっき液循環装置を有
しない竪型電気めっき装置、すなわち、電極間のめっき
液の更新がストリップの高速通板により行われる竪型電
気めっき装置において問題となる。また、電極4a、4b、
4c、4dとして不溶性陽極を用いた場合、めっき成分であ
る金属のイオンおよび助剤のイオンが液流によって運ば
れるため、液流の不均一分布によってストリップ3の板
幅方向において、めっき付着量の不均一が生じ、問題と
なる。
【0018】さらには、缶用材料などとして使用される
電気クロムめっき鋼板の製造におけるCrO3、H2SO4 含有
めっき浴では、該電解液の液流分布の均一化が重要とな
る。これは、この場合、電解液中のCrとH2SO4 とのイオ
ン濃度比によって電流効率が大きく異なり、液流分布が
不均一であると、該イオン濃度比の位置的不均一化が生
じ、その結果、ストリップ3の板幅方向においてCr析出
量に大きなばらつきが生じるためと考えられる。
【0019】本発明は、前記問題点を解決するために、
竪型電気めっき装置の相対向する一対の板状電極の前記
ストリップ板幅方向の両側部を電気絶縁物で覆い、該電
極の両側部からの電解液の流入を阻止した竪型電気めっ
き装置および該装置を用いた電気クロムめっき方法であ
る。また、本発明においては、板状電極の板面に、スト
リップの板幅方向に、複数個の電解液流入口を設けるこ
とが好ましい。
【0020】また、この場合、より好ましくは、板状電
極の板面に、ストリップの進行方向10と交差する直線上
に、さらに好ましくは、ストリップの進行方向10と直交
する直線上に、複数個の電解液流入口を設けることが好
ましい。これは、本構成とすることにより、ストリップ
の板幅方向における電解液の液流分布(液の流れ方向お
よび流速分布)がストリップの進行方向10に平行かつ均
一となるためである。
【0021】本発明の電気めっき装置に用いられる電極
の一例を、図1および図2に断面図で示す。なお、図1
は電解液流入口が存在しない箇所で切断した断面図を示
し、図2は、電解液流入口が存在する箇所で切断した断
面図を示す。図1および図2において、7は電気絶縁
物、8は電解液流入口を示し、他の符号は図6、図7と
同一の内容を示す。
【0022】なお、図1および図2においては、ストリ
ップ3の進行方向と直交する直線上に、3個の円形の電
解液流入口8が設けられている。図1および図2に示さ
れるように、本発明においては、相対向する電極4a、4
b、および電極4c、4dの電極板の両側の側面を、電気絶
縁物7で覆い、好ましくは、該電極板の板面に、ストリ
ップ板幅方向に複数個のめっき液流入口8を設け、スト
リップ3の走行する電極部の電解液流路の断面形状を矩
形とすることが好ましい。
【0023】これは、本構成とすることにより、ストリ
ップ3の板幅方向両端部近傍の電解液の流れの方向が、
ストリップ3の進行方向と平行となり、また電解液の流
速がストリップ3の板幅方向において均一となるためで
ある。本発明における前記電気絶縁物としては、ブチル
ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム
などの耐酸性のゴム、塩化ビニル樹脂などの耐酸性の樹
脂、セラミックなどの電気絶縁性材料から構成される電
気絶縁物が例示され、耐酸性の電気絶縁性材料から構成
される電気絶縁物が好ましい。
【0024】本発明の電気めっき装置は、前記した構成
とすることによって、ストリップ板幅方向の両側からの
電解液の流入を阻止し、図1、図2に例示される電極4
a、4b、4c、4dに設けられた電解液の流入口8から、電
解液6が、図2に示す方向にしたがって電極4a、4bとス
トリップ3で形成される各々の電解液流路および電極4
c、4dとストリップ3で形成される各々の電解液流路に
流れ込む。
【0025】各々の電解液流路に流れ込んだ電解液は、
電極4a、4b間および電極4c、4d間のストリップ3近傍に
おいて、図3に示すように、ストリップ3の進行方向10
にほぼ平行に流れ、ストリップ板幅方向Wにおいて均一
な流速の流れとなる。これに伴い、従来の、ストリップ
の板幅方向の両側からめっき液が流入した場合の、スト
リップ板幅方向中心部の電解液の更新が板幅両側部に比
べて不足する現象が解消され、ストリップ板幅方向にお
いて均一なめっき液の更新、すなわちイオンの供給が可
能となった。
【0026】この結果、本発明の電気めっき装置によれ
ば、電流効率がストリップ板幅方向で均一となり、板幅
方向で均一なめっき付着量を得ることが可能となった。
さらに、本発明によれば、ストリップの板幅方向中央部
の電流効率が向上するため、電力使用量を削減できる。
また、本発明の装置は、前記板状電極が不溶性陽極であ
る竪型電気めっき装置に好ましく適用される。
【0027】これは、ストリップ板幅方向における電解
液の液流の方向がストリップの進行方向にほぼ平行とな
り、電解液のストリップ板幅方向における流量分布が均
一となり、めっき成分である金属のイオンの濃度が板幅
方向に均一となるためと考えられる。本発明における不
溶性陽極としては、Ti、Ta、Nb、Zr、Hf、V 、Mo、W ま
たはそれらの合金などの導電性基体の表面上にIr、Pt、
Ruなどの白金族金属やIrO2などそれらの酸化物を被覆し
た電極が好ましく例示される。
【0028】さらに本発明の装置は、電気クロムめっき
に好ましく適用される。これは、本発明の装置を用いる
ことにより、電解液中のCrとH2SO4 とのイオン濃度比
が、ストリップ板幅方向において均一となり、イオン濃
度比に依存する電流効率が板幅方向に均一となるためと
考えられる。本発明の装置は、より好ましくは、電解液
組成がCrO3濃度:10〜100g/l、H2SO 4 濃度: 0.1〜1g/
l 、ライン速度:50〜600m.p.m. の電気クロムめっきに
好ましく適用される。
【0029】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。冷延鋼帯をアルカリ脱脂、硫酸電解酸洗を行った
後、図4に示す竪型電気めっき装置を用い、下記めっき
条件下で連続電気クロムめっきを行った。なお、図4に
示す竪型電気めっき装置において、電極4a、4bおよび電
極4c、4dで構成される電解液6の流路はいずれも、図
1、図2に示される電極4a(4c)、4b(4d)、電気絶縁
物7から構成される流路とした。
【0030】また、各電極4a〜4dとしては、Tiを導電性
基体とする不溶性電極を使用し、電気絶縁物の材質とし
ては、塩化ビニル樹脂を使用した。 めっき浴組成:CrO3 50g/l、H2SO4 0.4g/l めっき浴温度:40℃ 電流密度 :40A/dm2 ライン速度 :400m.p.m. 得られたクロムめっき鋼帯の鋼帯板幅方向の金属Cr析出
効率を図5に示す。
【0031】また、従来の図7に示す電極を用いた場合
の金属Cr析出効率を図5に併せて示す。なお、図5に示
す金属Cr析出効率ηは、下記式(1) から求めた。 η=〔(S・t)/(J・L)〕×186(%)・・・・・(1) ここで、S:ライン速度〔 m/min〕、t:鋼帯片面当た
りのめっき付着量〔g/m2 〕、J:電流密度〔 A/d
m2〕、L:通電されためっきパス長さ〔m〕を示す。
【0032】図5に示されるように、本発明をクロムメ
ッキに適用することにより、金属Crの析出効率が鋼帯板
幅方向で均一になることが分かる。
【0033】
【発明の効果】電解液流路における電解液の流れに着目
して達成された本発明によれば、竪型電解槽を用いて電
気めっきを施す場合に、電極間の電解液の流れを金属ス
トリップ板幅方向に均一化でき、これによりストリップ
板幅方向において、電流効率が均一化され、めっき付着
量を均一化することが可能となった。
【0034】また、ストリップの板幅方向中央部の電流
効率が上昇したため、結果的に電力使用量を削減できる
といった効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の竪型電気めっき装置に用いられる電極
の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の竪型電気めっき装置に用いられる電極
の電極間断面における電解液の流れを示す模式図であ
る。
【図3】本発明の竪型電気めっき装置に用いられる電極
の電極表面における電解液の流れを示す模式図である。
【図4】本発明の竪型電気めっき装置の一例を示す側面
図である。
【図5】クロムめっき鋼帯の鋼帯板幅方向の金属Cr析出
効率を示すグラフである。
【図6】従来の竪型電気めっき装置を示す側面図であ
る。
【図7】従来の竪型電気めっき装置に用いられる電極を
示す側面図である。
【図8】従来の竪型電気めっき装置の電極表面における
電解液の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
1 通電ロール 2 シンクロール 3 鋼帯 4、4a、4b、4c、4d 電極 5 電解槽 6 電解液 7 電気絶縁体 8 めっき液流入口 10 ストリップ進行方向 6f 新しい電解液 6c ストリップの板幅方向中央部近傍の電解液 F 電解液流線 W ストリップの板幅方向

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属ストリップを、電解液を満たした竪
    型電気めっき槽に浸漬し、前記ストリップを挟んで該ス
    トリップの表面、裏面のそれぞれに相対して対称位置に
    一対の板状電極を配置し、電解によってめっきを施す竪
    型電気めっき装置において、相対する板状電極の前記ス
    トリップ板幅方向の両側部を電気絶縁物で覆い、該電極
    の両側部からの電解液の流入を阻止したことを特徴とす
    る竪型電気めっき装置。
  2. 【請求項2】 前記板状電極の板面に、前記ストリップ
    の板幅方向に、複数個の電解液流入口を設けた請求項1
    記載の竪型電気めっき装置。
  3. 【請求項3】 前記板状電極が不溶性陽極である請求項
    1または2記載の竪型電気めっき装置。
  4. 【請求項4】 前記板状電極と前記電気絶縁物で囲まれ
    る電解液流路の断面形状が矩形である請求項1〜3いず
    れかに記載の竪型電気めっき装置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4いずれかに記載の竪型電気
    めっき装置を用いて、クロムメッキを行うことを特徴と
    する電気クロムめっき方法。
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