JPS6164895A - ストリツプの電気メツキ方法とその装置 - 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 本発明は金属ストリップの電気メッキ方法とその装置に
関する。

更に詳細には、本発明は、縦型電気メッキラインにおい
て、ストリップの幅そりを制御することによりストリッ
プ上に電着されるメッキ量を幅方向に均一な厚みとする
ストリップの電気メッキ方法とその装置に関する。

従来の技術 金属ストリップの縦型電気メッキラインにおいては、メ
ッキ液を収容し、複数の対をなす電極板を備えたメッキ
槽内で多数の電極板間にス）　ＩＪツブを走行せしめて
ストリップ表裏面にメッキを行う。

一方、メッキラインに送給されるストリップは既に幅そ
りを有していることが多い。たとえば、上下非対称の圧
延を受けた場合（異周速圧延、上下異径のロールによる
圧延、片側のみ駆動のロールによる圧延を受けた場合）
、ストリップの表面と裏面の加工度の相違によってス）
　ＩＪツブに幅そりが発生する。

他方、メッキラインには多数のロールが設置されており
、ストリップはそれらのロール上を通過するごとに張力
がかかった状態でロールによる曲げと曲げ戻しを受ける
。この過程において変形がすべて弾性変形であればロー
ル通過後のス）　ＩＪツブはロール通過前となんら変わ
るところはないが、ロール通過時の曲げにより塑性変形
が発生するとロール通過後のス）　ＩＪツブには幅そり
が発生するか、幅そりの方向や量が変化する。

すなわち、幅そりを有するストリップが多数のロールを
通過しながらメッキラインを進んでいく際、ロール通過
時の曲げが弾性変形であれば幅そりは変化することなく
そのまま残存し、ロール通過時の曲げが塑性曲げであれ
ば幅そりは変化する。

このような幅そりが生じた状態では、電気メッキを行う
際に第１図に示すように幅方向にストリップＳと電極板
Ｅ、Ｅ’との間の距離が変化し、このため幅方向にメッ
キ厚が変化してしまう。つまり、ス）　ＩＪツブと電極
板との間の距離が大きいほど、その間のメッキ液の抵抗
が増大するため電流が減少し、メッキ付着量が減少する
。

メッキ厚の幅方向の不均一を小さくするためにはストリ
ップと電極板との間の距離を大きくして第１図のｌｃと
ｊ２゜の比β８／β。を１に近付ければよいことになる
が、この距離の増大は両者間のメッキ液の電気抵抗の増
大をもたらすため大きな電力が必要になってしまうので
、あまり電極間距離を増大することはできない。

以上のように電気メッキにおいては幅そりが問題になる
が、ストリップが上下パスを繰り返す従来の縦型電気メ
ッキラインの場合についてさらに詳細に説明する。なあ
、幅そりの大きさ“Ｙ”を第２図のようにストリップの
断面においてストリップの幅方向中心から両縁部を結ぶ
直線までの距離と定義しておく。

第３図は従来技術の縦型電気メッキ装置の概略図である
。

図示の装置は、３台のメッキ槽１ａ、　ｌｂ、　ｌｃを
備える。ただし、図示例では説明を簡略にするため、３
台のみを示しているが、実際には多数のメッキ槽が設置
されている。メッキ槽内にはメッキ液２ａ１２ｂ、　２
ｃが収容され、下方にはシンクロール３ａ、３ｂ、３Ｃ
が配置されている。他方、メッキ槽の上方には通電ロー
ル４ａ、　４ｂ、　４ｃ、４ｄが配置され、ストリップ
Ｓｉｔ通ｉ＋！ロール４ａ１シンクロール３ａ、通電ロ
ール４ｂ・・・ト、通電ロールおよびシンクロール上を
走行する。このストリップＳのメッキ槽内における走行
位置、すなわち、アップパス（上方向パス）およびダウ
ンパス（下方向パス）にそれぞれ１対の電極板５ａ、　
５ａ’　、５ｂ、５ｂ’　、５ｃ、　５ｃ’がストリッ
プＳの表面および裏面に平行に対面して配置されている
。なお、通電ロールとシンクロールには一般に同径のロ
ールが用いられる。

このような縦型電気メッキ装置において、ストリップは
通電ロールとシンクロールによって交互に逆方向の曲げ
、曲げ戻しを受けることになる。

この曲げが塑性曲げであれば、前述のように必然的に幅
そりが発生する。この対策としてロール径を大きくすれ
ば曲げによる塑性域の大きさが小さくなるため幅そりの
発生量は小さくなり、さらに十分にロール径を大きくす
れば変形は弾性変形のみとなるため幅そりは発生しなく
なるが、ロールの大径化により設備費が増大するためあ
まり大きくすることはできない。

更に、電気メッキ装置に送る前に既にストリップが幅そ
りを有しているときは、大径ロールを用いても幅そりは
変化せずそのまま残るためにロールの大径化の効果はな
い。

ストリップの幅そりによるメッキ厚の不均一を解消する
ための別の対策として、上下ロール間距離を短縮する方
法が考えられる。すなわち、第４図に示すように、ロー
ルによりストリップの変形が拘束されるため、ロールｌ
ｌａまたはＩｌｂに近い所はど幅そりは小さく、スパン
中央において幅そりは最大値Ｙｍａｘ、となるがロール
ｌｌａとｌｌｂとの間の距離りが小さいほどＹｍａｘ、
も小さくなる。

（なお、第４図において上流側ロールｌｌａから離れた
直後から下流側ロールｌｌｂに接する直前までの幅そり
の変化は弾性変形であり、幅そり発生状況はスパン中央
に関して上下対称となる。）従っ−て、ロール間距離が
小さければ、幅そり量も小さく、これによるメッキ付着
量の不均一も改善される。ところが第３図において上下
ロール間距離を短縮すると電極板５も短くせざるを碍な
いため１対の電極板当りのメッキ付着量も少なくなり、
多数のメッキ槽が必要となり、設備費が増大するため、
あまり短縮することはできない。

以上のようにロール大径化や上下ロール間距離短縮化に
よるストリップの幅そり抑制、ひいてはメッキ付着量の
均一化には実際上の限界がある。

発明の解決しようとする問題点 本発明は上述した従来技術の問題点を解決することを目
的とするものであり、更に詳細には、縦型電気メッキラ
インにおいてストリップの幅そりによって生ずるストリ
ップ幅方向のメッキ付着量の不均一の問題を簡便な方法
乃至は装置によって解決することを目的とするものであ
る。

更に詳細には、本特許出願人は昭和５９年２月２２日付
けの特願昭５９−３２０２５号において、幅そりを測定
してその結果に基づきス）　ＩＪツブに与える長手方向
の曲げ量を調整して、ストリップの幅方向のメッキ付着
量を均一にする方法および装置を提案しているが、本発
明の目的は、幅そり量の代わりにストリップの幅方向の
メッキ付着量の分布を測定し、これに基づきストリップ
に与える長手方向の曲げ量を調整して、ストリップの幅
方向のメッキ付着量を均一にする方法および装置を提案
することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するために開発されたもの
であって、本発明に従うと、ストリップを複数のメッキ
槽内の電極板間を走行させながら上下パスを繰り返す縦
型電気メッキラインにおいて、該メッキ槽群の途中また
は出側でストリップの幅方向のメッキ付着量の分布を測
定し、該測定値に基づき、メッキ槽より上流の少なくと
も１ケ所でストリップに与える長手方向の曲げ責を調整
して、ストリップの幅方向のメッキ付着量を均一にする
ことを特徴とするストリップの電気メッキ方法が提供さ
れる。

更に、本発明に従うと、メッキ液を収容するメッキ槽群
と、各々のメッキ槽の上方に配置された複数の通電ロー
ルと、該通電ロールの隣接するロール間に対応する該メ
ッキ槽の底部に配置された複数のシンクロールと、該通
電ロールおよび該シンクロール上を走行するストリップ
の該メッキ槽内における上方向および下方向パスの位置
で該ストリップに対向して配置される複数対の電極板と
を具備する縦型電気メッキ装置において、該メッキ槽群
の途中または出側に設けられたストリップの幅方向メッ
キ付着壷分布を測定するメッキ付着量分布測定手段と、
該メッキ付着量分布測定手段の測定値に応じた強さでス
トリップに長手方向の曲げを与える手段とを更に具備す
ることを特徴とする縦型電気メッキ装置が提供される。

上記のストリップに長手方向の曲げを与える手段として
は、ロール間を張力負荷状態で走行するストリップの表
面に当接し、押込み量が可変の小径ロール、或いはアー
ル部分を有する曲げ工具でもよい。或いは、曲げ工具の
頂部から加圧流体を噴出し、その静圧によりス）　ＩＪ
ツブと工具の直接接触を防ぐ方式のもの（一部のテンシ
ョンレベラにおいて用いられている）でもよい。

更に、ストリップの幅方向メッキ付着量分布測定手段と
してはストリップの幅方向に移動可能な螢光Ｘ線による
膜厚計からなるもの、あるいは同様の形式の膜厚計をス
トリップ幅方向に複数個配置したものが好ましい。

作用 まず、本発明の詳細な説明するに先立ち、説明を明確に
するため、ストリップの裏表、幅そりの向き、およびロ
ールによる曲げの向きを便宜上次のように定義する。更
に、第５図のようにストリップＳが左側から右側へ進行
している場合を想定して考えることにする。

ストリップの表側は第５図に示したように、−水平パス
（入側、出側）における上面、すなわち上ロール（通電
ロール）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには接触せず下ロール
（シンクロール）　３ａ、　３ｂ、　３ｃに接触スる面
とし、その反対側の面を裏側とする。幅そりの向きは、
第５図に示すようにストリップの上記に定義した表側の
面が凸になるような向きを正とし、逆に表側の面が凹に
なるような向きを負として、第２図に示した幅そりの大
きさＹに符号をつけてその向きを区別する。第５図に示
す例では、ダウンパスでは右側が表側になり、アップパ
スでは逆に左側が表側となるため、アップパスとダウン
パスで幅そりの符号が等しい場合、見かけ上はアップパ
スとダウンパスで幅そりの向きが逆転していることにな
る点に注意する必要がある。ロールによる曲げの向きは
、ストリップの裏側が接するロールによる曲げを正とし
、ストリップの表側が接するロールによる曲げを負とし
て、ロール直径ｄに符号をつけて区別する。従って、第
５図のように上ロール（通電ロール）による曲げは正、
下ロール　（シンクロール）による曲げは負となる。

本発明の基本的な考え方は、アップパスとダウンパスの
幅そりが向きは逆で大きさは等しい、すなわち、幅そり
の値が符号は逆で絶対値が等しければ、第６図のように
幅そりにより生じるメッキ付着量の幅方向分布がアップ
パスとダウンパスでちょうど逆になり、両者を加えたト
ータルの付着量の幅方向分布は均一になるというもので
ある。

すなわち、第６図（ａ）、（′ｂ）および（Ｃ）はそれ
ぞれ、ス）　ＩＪツブの幅そりのメッキ厚の幅方向分布
に及ぼす影響を、ダウンパス、アップパスおよびその両
者の合計で図示したものである。このとき、実施例にお
いて後述するように、ストリップの幅そりの符号はダウ
ンパスでは正、アップパスでは負となるが、第７図に示
すように見かけ上はすべて出側（図上では右側）に向か
って凸の幅そりである。

ところで、実際のラインにおいてはこのような理想的な
幅そり発生状態（以下においては理想状態という）には
ならず、種々の原因により理想状態からのずれが生じる
が、本発明においてはメッキ槽より上流においてストリ
ップに適切な大きさの長手方向−げを与えることにより
ずれを矯正し理想状態とするものである。

すなわち、本発明は、ストリップに適切な曲げを与える
と、上記の理想状態からのずれが矯正可能であり、しか
も多数のメッキ槽において矯正後の理想状態が保たれ続
けるという新しい知見に基づくものである。

長手力向曲げを与える手段としてはロールが一般的であ
るが、それ以外にアール部分を有する曲げ工具でもよく
、さらに、曲げ工具の頂部から加圧流体を噴出しその静
圧によりストリップと工具の直接接触を防ぐ方式のもの
（一部のテンションレベラにおいて用いられている）で
もよい。

このようなロールまたは曲げ工具において種々の大きさ
の曲げを与えるためには、ロール直径または曲げ工具先
端曲率半径を比較的小さくし、さらに、第８図（ａ）に
示すようにロール１２ａおよび１２ｂ間を走行するスト
リップＳに対して小径ロール１３の押込み量を可変とす
る。このような曲げ装置としてはストリップの形状不良
（中伸び、耳波など）の矯正を兼ねてテンションレペラ
を設置してもよいが、単に１本の小径ロール１３を押し
込む程度の安価な装置でも本発明の目的は達成できる。

ただし、幅そりの理想状態からのずれの向きは２種類あ
り、両方のずれが発生する場合には、第８図（ｂ）に示
すように、大径ロール１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ
の間に曲げの符号の異なる正・負２本の押し込み量可変
の小径ロール１３ａ、１３ｂが必要である。

あるいは、両方のずれが発生する場合に、メッキ槽より
上流に圧下量を大きい値に固定した１本の小径ロールを
設置してメッキ槽でのずれを片方だけに規制し、そのよ
うな状態で１本の押し込み量可変の小径ロールによりず
れを矯正してもよい。

種々の寸法、材質のストリップが通過する電気メッキラ
インにおいては、理想状態とするための適切な曲げ、す
なわち適切な押込み量をあらかじめ設定することは困難
であり、オンラインで幅そりの状況または幅方向メッキ
付着量分布を測定してその結果をフィードバックするこ
とにより押込み量を制御するのが実施容易である。

幅そりが理想状態（幅そりかない場合も含む）であるこ
とと、幅方向メッキ付着量分布が均一であることは一対
一に対応しているため、幅そりの状況または幅方向メッ
キ付着量分布のいずれを測定して、これに基づき押込み
量を制御してもよい。

本特許出願人は昭和５９年２月２２日に出願の特願昭５
９−３２０２５号で幅そりを測定してその結果をフィー
ドバックすることにより押込み量を制御する方法を提案
している。

これに対して本発明はストリップの幅方向メッキ付着量
分布を測定し、この測定値に基づき、メッキ槽より上流
の少なくとも１ケ所でストリップに与える長手方向の曲
げ量を調整して、ストリップの幅方向のメッキ付着量を
均一にすることを特徴とする。

通常、メッキ厚測定装置はメッキ槽群の出側に設置され
、それを利用することも考えられるが、ストリップ全長
にわたって良好な制御を行うためには測定装置は多数の
メッキ槽のうちのメッキライン人側に近い部分にも設置
するのが望ましい。

すなわち、寸法、材質の異なったストリップを接続して
メッキするとき、異材料の接続部がメッキラインを通過
する際、メッキ付着量測定位置では先行材料が走行し、
押込み量可変の小径ロールの位置では次の材料が走行し
ている時間が存在する。

このとき、メッキ付着量測定値をフィードバックして押
し込み量を制御すると、その時間内では適切な幅そり調
整を行うことができない。この時間を短くしてこのよう
な不都合を改善するためには、押し込み量可変の小径ロ
ールをメッキ槽の直前に設置するとともにメッキ付着量
の測定を最初のメッキ槽の直後で行うことが望ましい。

ただし後述のように最初の２〜３パスでは幅そり量がそ
れ以降の部分とやや異なるため、精度の点からは測定は
出側に近づくほど良好である。なお、種々の材料につい
てメッキ付着量分布と押込量との関係が把握できれば、
接続部が通過すると同時に押込量を適切な値に変更する
ことも可能である。

実施例 メッキ槽に於ける通電ロールおよびシンクロールあロー
ル径１０００ｍｍ、メッキ槽より上流の前処理の部分に
おけるロール径６５０ｍｍおよび８００ｍｍ、メッキ槽
の個数１２、通電ロールとシンクロールのロール間距離
３．９ｍの鋼ス）　ＩＪツブ用の縦型電気メッキライン
において、各メッキ槽のアップパスおよびダウンパスに
幅そり量の測定器（渦電流式変位計を利用したもの）を
取り付け、種々の寸法、材質の材料について幅そり量を
オンラインで測定するとともに、メッキ槽出側に設置し
た幅方向に移動可能な膜厚計（螢光Ｘ線式）でス）　Ｉ
Ｊツブの幅方向のメッキ付着量分布をオンラインで測定
し、更にメッキ後の製品のメッキ厚の幅方向分布を溶解
法によりオフラインで精密測定した。

またメッキ槽直前に第９図に示すように水平に配置され
た大径ロール１２ａ、１２ｂの間に上下方向に移動可能
な直径１００ｍｍの小径ロールを２本、すなわち１３ａ
、１３ｂを配置し、ストリップに上記に定義した正およ
び負の曲げを与えられるようにした。

第１表に示す条件で、第２表に示す位置での幅そり測定
結果を第１０図に、オフラインで精密測定した製品のメ
ッキ厚分布を第１１図に示す。（幅そり測定結果は最初
の５槽についてのみ示している。）第１表 第１０図および第１１図より以下のことが明らかである
。

（ａ）　　ストリップの板厚１．６ｍｍの■〜■の試験
ではロールを通過するごとに幅そりが変化している。

しかし、アップパスのみあるいはダウンパスのみについ
て見ると、最初の２〜３パスにおいては少し変化してい
るが、それ以降は一定値に落着きほとんど変化していな
い。

Ｑ））　　ストリップの板厚Ｑ、　５ｍｍの■、■の試
験ではメッキ槽内での幅そり量は全く変化していない。

これは直径１０００ｍｍのロールによる曲げでは塑性変
形が発生せず弾性変形のみであるためと考えられる。

（Ｃ）　　ストリップの板厚１．６ｍｍの■および■の
試験では幅そりが正の側へずれており、しかも、テンシ
ョンレベラによる曲げ引っ張りの有無によりその値が異
なる。

（６）上記■および■の試験での幅そりのずれは小径ロ
ールを適切な量だけ押し込むことにより矯正され、■、
■のように理想状態となる。このときの幅そりの値はダ
ウンパスで正、アップパスで負である。

（ｅ）　　ス）　ＩＪツブの板厚０．６ｍｍの■の試験
での幅そりのずれも小径ロール押し込みにより矯正され
理想状態となっている。

（ｆ）　　幅そりが理想状態からずれている■、■、■
の試験ではメッキ厚の幅方向分布が不均一であり、また
、その分布は表と裏で逆になる。

（８ＩＯ幅そりのない■の試験では当然のことながらメ
ッキ厚は幅方向に均一である。

（社）幅そりがあっても、アップパスとダウンパスで幅
そりの向きが逆で大きさは等しい理想状態である■、■
の試験ではメッキ厚の幅方向分布ははとんど均一になっ
ている。

なお、図示していないがオンラインの膜厚計による幅方
向メッキ付着量分布の測定結果は第１１図に示したオフ
ラインの精密測定の結果とほぼ一致していた。従って、
オンラインの膜厚計の測定値をフィードバックして押込
み量を制御することにより容易に均一なメッキ付着を達
成することができる。

なお、そのような場合を図示していないが、幅そりのず
れがある場合に小径ロールの押し込み量が不足すれば矯
正も不足し、押し込みが過度であれば矯正も過度になる
。

以上のような事項は他の寸法、材質についても一般的に
成り立つことが確君忍された。

小径ロール押し込みがない場合の幅そりの理想状態から
のずれが材料の寸法、材質、履歴等により異なる原因は
種々あり、完全に解明されてはいないが、たとえばテン
ションレベラにより強い曲げが繰り返された材料は板厚
方向の各位置において異なった強い残留応力があるため
、それが電気メッキライン内のロールによる曲げにおけ
る板内部の応力・ひずみ変化に影響したものと考えられ
る。

また板厚が薄くメッキラインのロールで塑性変形が発生
しない場合にはメッキライン以前の圧延や焼鈍において
生じた幅そりがそのまま導入されるため、種々の幅そり
がメッキ槽内で表れる可能性がある。

これらのいずれの原因の場合にも本発明の方法は有効で
ある。

発明の効果 以上詳述の如く、本発明は、メッキ槽群の途中または出
側でス）　ＩＪツブの幅方向のメッキ付着量の分布を測
定し、この測定値に基づき、メッキ槽群の上流位置でス
トリップに長手方向の曲げを与えてメッキ槽内における
ストリップの幅そりを調整してメッキ付着量を均一にす
ることを要旨とするものであり、簡便な手段により高品
質のメッキ製品を製造することができる。

本発明を実施するには、既設の縦型電気メッキラインに
ストリップの幅方向メッキ付着量分布を測定するメッキ
付着量分布測定手段と、例えば押込み量可変小径ロール
を設置すれば足り、ラインの改造も安価且つ容易である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ス）　ＩＪツブの電気メッキにおいて幅そり
によりメッキ付着量が幅方向に不均一となる現象の図解
図である。 第２図は、ストリップの幅そり量の定義を図示する。 第３図は、従来技術の縦型電気メッキ装置の概略図であ
る。 第４図は、上下のロール間を走行するストリップに生ず
る幅そりを図示する。 第５図は、縦型電気メッキラインにおけるロールによる
ストリップの曲げの方向の符号、及び各パスにおけるス
トリップの断面の形状と幅そりの符号との対応を図示す
る。 第６図は、縦型電気メッキラインにおけるストリップの
幅そりとメッキ付着量の分布の関係を、アップパスとダ
ウンパスにおけるストリップの幅そりが方向が逆で、量
がほぼ等しい場合を例にとり図解したものであって、第
６図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）はそれぞれアップパス、ダ
ウンパスおよびその両者の合計のメッキ付着量の分布を
示す。 第７図は、第６図に示す幅そりを有するストリップを第
３図に示す縦型電気メッキ装置で処理する際の各々のア
ップパスおよびダウンパスにおけるストリップ断面と幅
そりの方向の符号との対応を示す。 第８図（ａ）およびら）は、本発明に従いス）　ＩＪツ
ブに長手方向の曲げを与える押込み量可変小径ロールを
示し、第８図（ａ）は１個の小径ロール、第８図ら）は
押込み方向が逆の２個の小径ロールを示す。 第９図は実施例において用いた２個の押込み量可変ロー
ルの配置を示す。 第１Ｏ図は実施例における幅そり測定結果を、第１１図
はオフラインで測定した製品のメッキ厚分布を示す。 （主な参照番号） ＳＳＳ’ニストリップ、　Ｅ、Ｅ’：電極板、ｌａ、　
ｌｂ、　１５１ｄ　：　メッキ槽、３ａ、　３ｂ、　３
ｃ　：　’ｙンクｏ　−ル、４ａ、　４ｂ、　４５４ｄ
　：通電ロール、５ａ、　５ａ’　、５ｂ、　５ｂ’　
　、５５５ｃ’　　：電極板の対、１３．１３ａ、　１
３ｂ　：押込み量可変ロール、特許出願人　　住友金属
工業株式会社 代　理　人　　弁理士　　新居　正彦 第６図 第７図 ぐ１．）馬、）　）　）　）　）　） 輻そりｄ酌正　負正員正良 第８因（α） 第９図 第１０図 第１１図 ■　　　　　　　　■

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ストリップを複数のメッキ槽内の電極板間を走行
   させながら上下パスを繰り返す縦型電気メッキラインに
   おいて、該メッキ槽群の途中または出側でストリップの
   幅方向のメッキ付着量の分布を測定し、該測定値に基づ
   き、メッキ槽より上流の少なくとも１ヶ所でストリップ
   に与える長手方向の曲げ量を調整して、ストリップの幅
   方向のメッキ付着量を均一にすることを特徴とするスト
   リップの電気メッキ方法。
2. （２）メッキ液を収容するメッキ槽群と、各々のメッキ
   槽の上方に配置された複数の通電ロールと、該通電ロー
   ルの隣接するロール間に対応する該メッキ槽の底部に配
   置された複数のシンクロールと、該通電ロールおよび該
   シンクロール上を走行するストリップの該メッキ槽内に
   おける上方向および下方向パスの位置で該ストリップに
   対向して配置される複数対の電極板とを具備する縦型電
   気メッキ装置において、該メッキ槽群の途中または出側
   に設けられたストリップの幅方向メッキ付着量分布を測
   定するメッキ付着量分布測定手段と、該メッキ付着量分
   布測定手段の測定値に応じた強さでストリップに長手方
   向の曲げを与える手段とを更に具備することを特徴とす
   る縦型電気メッキ装置。