(57)【要約】【課題】電極へのＳｎ系堆積物の付着を抑制することができ、メッキむらの発生を良好に防止し得るＳｎメッキ用電極と、それを用いたＳｎメッキ装置を提供する。【解決手段】電極１は、電極基体１０と放電部材２０を備える。放電部材２０は、金属網及びエキスパンドメタルのいずれかよりなる活物質支持体２１と、放電面側からその反体側へ向けてメッキ液を連通させる貫通孔２３を含んで構成される。電極基体１０は、枠体１１に架設された複数本の柱部材１２（架設部材）を含んで構成され、枠体１１と架設部材柱部材１２との間には、放電部材２０の取り付けられる側からその反対側に向けてメッキ液を流動させる開口部１３が形成される。正面投影視にて放電部材２０の全体の総面積をＳ１とし、かつ、放電部材２０の全体と重なり合う枠体１１及び柱部材１２の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１を、０．６０〜０．９０とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表層部が耐食性金属で構成された電極基体と、
前記電極基体の被処理部材に対向する側に配置され、前記電極基体に電気的に導通するように該電極基体に固定される活物質支持体と、該活物質支持体の放電面となる表面側を覆う導電性活物質層とを有する放電部材と、を備え、
前記活物質支持体は、多孔質金属板、金属網及びエキスパンドメタルのいずれかよりなり、前記放電部材は、前記放電面として機能する放電部と、該放電部の放電面側からその反体側へ向けてメッキ液を流動させる貫通孔とを含んで構成され、該貫通孔を含めた全体が正面視にて矩形の平面形状に形成されており、
前記電極基体は、矩形状の枠体と、該枠体に架設された複数本の架設部材（◆注：縦方向の柱部材の他、横方向の梁部材を含む）とを含んで構成され、前記枠体と前記架設部材との間には、前記放電部材の取り付けられる側からその反対側に向けてメッキ液を流動させる開口部が形成されており、
正面投影視にて前記放電部材の全体の総面積をＳ１とし、かつ、前記放電部材の全体と重なり合う前記枠体及び前記架設部材の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１を、０．６０〜０．９０としたことを特徴とするＳｎメッキ用電極。
【請求項２】
正面投影視にて前記電極基体の開口部と重なり合う前記放電部材の放電部の全体の総面積をＳ３として、第２開口率Ｋ２＝（Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３）／Ｓ１を、０．３００〜０．５００とした請求項１に記載のＳｎメッキ用電極。
【請求項３】
前記枠体を構成する、互いに向かい合う１対の枠部材の２組のうち１組の枠部材は、前記被処理部材の搬送方向と同じ第１基準中心線の方向に延び出すように配置され、前記架設部材としての柱部材が、前記第１基準中心線に対して傾斜配置されている請求項１又は２に記載のＳｎメッキ用電極。
【請求項４】
前記柱部材を前記第１基準中心線と直交する第２基準中心線に投影した場合に、該第２基準中心線への投影成分が相互に重なり合わないように、前記柱部材の前記第１基準中心線に対する傾斜角度が設定されている請求項３に記載のＳｎメッキ用電極。
【請求項５】
前記傾斜角度が３〜１０°に設定されている請求項４に記載のＳｎメッキ用電極。
【請求項６】
前記柱部材は、Ｃｕ又はＣｕ合金で構成されたＣｕ系金属部からなる芯材の外側を、Ｔｉ又はＴｉ合金で構成されたＴｉ系金属ライニング部で接合した複合材として構成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＳｎメッキ用電極。
【請求項７】
前記柱部材は、前記Ｔｉ系金属ライニング部に比して厚さ方向寸法が大きく設定された、Ｔｉ又はＴｉ合金で構成されたＴｉ系金属肉厚部を介して前記活物質支持体の裏面に固着されている請求項６に記載のＳｎメッキ用電極。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のＳｎメッキ用電極を、メッキ液中にて、長手方向に連続搬送される前記被処理部材としての鋼材ストリップに対し、被メッキ面となる板面に放電面が対向する形で配置し、電極側をアノード、鋼材ストリップ側をカソードとして前記メッキ液を介して通電することにより、鋼材ストリップの表面に連続Ｓｎメッキ処理することを特徴とするＳｎメッキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｓｎメッキ用電極及びそれを用いたＳｎメッキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば鋼板ストリップにＳｎ（又はＳｎ合金）を連続的にメッキするラインにおいては、メッキ用電極として、Ｔｉ等の耐食性金属で構成された電極基体にセグメント状あるいは網状の放電部材（板状陽極）を取り付けたものが多く使用されるようになってきている（下記特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０９００３号公報
【特許文献２】特許第３６９７４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の電極において、放電部材を取り付ける電極基体は、その多くが製作上の容易性を考慮して、Ｔｉのムク材あるいはＴｉライニングを施した中実の鋼材等を用いて、開口を有する枠状に形成されていた。このような電極を、鋼板ストリップ等を被メッキ物とする連続メッキラインにて使用する場合、例えば図１７（Ａ）に示すように、被メッキ物１０１は、狭い隙間１０２を隔てて電極１０３の放電部材１０４に対向しつつ、比較的大きな速度で送られる。電極１０３が開口を有しない中実板状に形成されていると、被メッキ物１０１と電極１０３との間には、被メッキ物１０１に連れ送りされるメッキ液１０５の流れが生じ、このメッキ液１０５の流速が大きくなると、隙間１０２内に負圧が生じ、図１７（Ｂ）に示すように、被メッキ物１０１が電極１０３側に吸い寄せられて、ショートやそれに伴うメッキ不良等のトラブルを招く場合がある。このような不具合を解消するために、被メッキ物１０１の送り速度を小さくすると、メッキ処理の能率低下を招くこととなる。これに対して、例えば図１８に示すように、電極１１３が開口１１３ａを有する枠状に形成されるとともに、放電部材１１４が網状に形成されていると、被メッキ物１０１に連れ送りされるメッキ液１０５の流れが生じた場合でも、このメッキ液１０５が放電部材１１４の放電面側から電極１１３の開口１１３ａを通してその反対側へ流れるため、被メッキ物１０１が電極１１３側に吸い寄せられることが抑制され、ショートやそれに伴うメッキ不良等のトラブルを良好に防止することができる。
しかしながら、図１８の一点鎖線で示すように、電極１１３を構成する枠の表面にＳｎ系堆積物１１５（例えばＳｎＯ２に代表されるスラッジ等）が付着しやすく、このようなＳｎ系堆積物１１５の付着が進み、放電部材１１４の放電面をも覆うようになると、放電抵抗増加によるメッキ処理効率の低下、ひいては電極寿命が短縮し、さらには局所的に放電しなくなることで、被メッキ物１０１においてメッキむらが発生するという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、被処理部材が高速搬送されるラインに適用した場合でも、電極へのＳｎ系堆積物の付着を抑制することができ、メッキむらの発生を良好に防止し得るＳｎメッキ用電極及びそれを用いたＳｎメッキ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記の課題を解決するために本発明のＳｎメッキ用電極は、
少なくとも表層部が耐食性金属で構成された電極基体と、
電極基体の被処理部材に対向する側に配置され、電極基体に電気的に導通するように該電極基体に固定される活物質支持体と、該活物質支持体の放電面となる表面側を覆う導電性活物質層とを有する放電部材と、を備え、
活物質支持体は、多孔質金属板、金属網及びエキスパンドメタルのいずれかよりなり、放電部材は、放電面として機能する放電部と、該放電部の放電面側からその反体側へ向けてメッキ液を流動させる貫通孔とを含んで構成され、該貫通孔を含めた全体が正面視にて矩形の平面形状に形成されており、
電極基体は、矩形状の枠体と、該枠体に架設された複数本の架設部材とを含んで構成され、枠体と架設部材との間には、放電部材の取り付けられる側からその反対側に向けてメッキ液を流動させる開口部が形成されており、
正面投影視にて放電部材の全体の総面積をＳ１とし、かつ、放電部材の全体と重なり合う枠体及び架設部材の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１を、０．６０〜０．９０としたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の電極においては、放電部材の放電面に面した状態で鋼材ストリップ等の被処理部材が高速で搬送されて液流が発生しても、放電部材の貫通孔及び電極基体の開口部を通して電極表面側と裏面側とでメッキ液が流動可能となっているので、被処理部材と電極との間に負圧が発生しにくい。その結果、負圧発生により被処理部材と電極とが吸引・接近してショート等のトラブルを防止することが確保される。また、負圧発生の心配が軽減されることから、被処理部材の送り速度を増大させることが可能となり、該電極を用いたメッキ処理効率を大幅に向上させることができる。また、被処理部材と電極との極間距離を狭くすることができ、ひいては消費電力を削減することができる。
【０００８】
そして、正面投影視にて放電部材の全体の総面積をＳ１とし、かつ、放電部材の全体と重なり合う枠体及び架設部材の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１を、０．６０〜０．９０の範囲に限定することで、電極基体における枠体及び架設部材へのＳｎ系堆積物の付着が従来技術に比して極めて少量に抑制されるので、放電抵抗増加が生じにくくなって、メッキ効率が向上し、電極寿命を延ばすことができる。また、局所的なＳｎ系堆積物の付着によるメッキむらの発生を良好に防止することができる。
【０００９】
なお、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１が０．６０未満になると、電極基体において枠体及び架設部材へのＳｎ系堆積物の付着を招来しやすくなり、短期間で放電部材の放電部を覆うようになる可能性が高い。他方、第１開口率Ｋ１が０．９０を超えると電極基体においてメッキ電流の通り道の断面積が小さくなり過ぎ、十分なメッキ電流が供給されなければ、得られるメッキ面にメッキ厚むらや色むら等が発生しやすくなる。
【００１０】
上記のような電極は、例えば高速Ｓｎメッキラインを構成するＳｎメッキ装置に有効に適用できる。例えば、メッキ液（Ｓｎメッキ液）中にて、長手方向に連続搬送される鋼材ストリップに対し、被メッキ面となる板面に放電面が対向する形で配置し、電極側をアノード、鋼材ストリップ側をカソードとしてメッキ液を介して通電することにより、鋼材ストリップの表面に連続Ｓｎメッキ処理するＳｎメッキ装置に適用した場合、鋼材ストリップの搬送速度が大きいにもかかわらず、吸い付き現象やメッキむらあるいは色むらといった問題が生じにくく、メッキラインのさらなる高速化にも柔軟に対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る電極を示す正面図。
【図２】図１のII−II断面図。
【図３】図１のIII−III断面図。
【図４】活物質支持体への導電性活物質層の形成形態を示す断面模式図。
【図５】（Ａ）は放電部材の活物質支持体をエキスパンドメタルにより構成した例を示す部分拡大図。（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図。
【図６】（Ａ）は３本の柱部材の配置位置を決定する場合の説明図。（Ｂ）は柱部材の最大傾斜角度を示す説明図。（Ｃ）は３本の柱部材の最大傾斜角度を示す説明図。
【図７】鋼材ストリップが同じ柱部材上を通過する距離を種々の傾斜角度と対応付けて示す説明図。
【図８】本発明の電極を用いたＳｎメッキ装置において、連続Ｓｎメッキ工程の概念を説明する図。
【図９】本発明の実施例２に係る電極を示す正面図。
【図１０】本発明の実施例３に係る電極を示す正面図。
【図１１】本発明の実施例４に係る電極を示す正面図。
【図１２】鋼材ストリップにおいて生ずる液中差圧を調査するために鋼材ストリップにおいて設定した圧力測定位置を示す説明図。
【図１３】図１２に示した圧力測定位置において、本実施例１〜４の放電部材を用いたときの液中差圧の測定データを示す説明図。
【図１４】図１２に示した圧力測定位置において、開口率が０．０３１である放電部材を用いたときの液中差圧の測定データを示す説明図。
【図１５】実施例１の電極基体を用いたＳｎメッキ装置において、鋼材ストリップにおける幅方向のメッキ付着量の測定データを示す説明図。
【図１６】実施例２の電極基体を用いたＳｎメッキ装置において、鋼材ストリップにおける幅方向のメッキ付着量の測定データを示す説明図。
【図１７】従来の電極の問題点を示す図。
【図１８】図１７の電極を改良した電極の問題点を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１及び図２に示すように、Ｓｎメッキ用電極（以下、単に電極ともいう）１は、少なくとも表層部が、耐食性金属であるＴｉ又はＴｉ合金（以下、これらを総称してＴｉ系金属という）にて構成された電極基体１０を備える。また、電極１は、電極基体１０の鋼材ストリップ３０（被処理部材）に対向する側に配置され、電気的に導通するように電極基体１０に固定される放電部材２０を備える。
【００１４】
放電部材２０は、図４に示すように、放電部として機能する、例えば全体が工業用の純Ｔｉからなる活物質支持体２１と、その表面側を覆う導電性活物質層２２とを有する。導電性活物質層２２は、放電面となる表面側が例えばＩｒＯ２を主体に構成された金属酸化物よりなるものである。なお、活物質支持体２１は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ及びＮｂのいずれかを主成分（最も質量含有率の高い成分のことである）とする金属で構成することができる。また、導電性活物質層２２を構成する酸化物は、ＩｒＯ２に、Ｔａ２Ｏ５又はＳｎＯ２等の酸化物や、白金族金属、具体的にはＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｒｕ又はＰｄの１種または２種以上を副成分としてを適宜含有させることができる。
【００１５】
活物質支持体２１は、図５（Ａ）に示すように、貫通孔２３が板厚方向に貫通する形で複数分散形成された板状形態を有する。具体的には、活物質支持体２１は、板厚方向に貫通する複数の切れ目が全面に千鳥状に形成された耐食性金属板を、その切れ目の形成方向と交差する向きに変形させ、切れ目をその変形方向に開口することにより、貫通孔２３をなす菱形状の網目２４が形成されたものが使用されている。これは、いわゆるエキスパンドメタルと称されるもので、板状の素材に切れ目を入れて引き伸ばすことにより比較的安価に製造できる利点がある。また、導電性活物質層２２を担持させる上で、以下のような特有の効果がある。すなわち、線材を編み合わせて製造した通常の網材の場合、縦横の線材は交差位置において本質的に非結合であり、温度変化に曝された際の膨張・収縮により微量ではあるが互いに摺動する。このような摺動が繰り返されると、線材の交差位置において担持されている導電性活物質層にクラック等が生じやすくなり、ひいては導電性活物質層の剥離・脱落が生じやすくなる場合がある。しかしながら、上記のようなエキスパンドメタルでは、網目２４を形成する線状部がすべて一体不可分に結合されているので、上記のような不具合が生じにくい。
【００１６】
なお、本実施例１において、エキスパンドメタルは、例えばローラー加圧により平坦に矯正したものを使用している（いわゆる平ラス）。そして、導電性活物質層２２は、活物質支持体２１を構成する線状部の周囲を取り囲むように形成されている。
【００１７】
なお、図５（Ｂ）に示すように、菱形状の網目２４の間隔Ｄを、その長対角線の寸法Ｌと短対角線の寸法Ｓとの平均値（≡（Ｌ＋Ｓ）／２）で定義したときに、該Ｄは１．５〜５０ｍｍに調整されているのがよい。Ｄが１．５ｍｍ未満では液流通効果が不十分となる。逆に５０ｍｍを超えると、放電表面積を十分に確保することが困難となり、導電性活物質層２２の消耗が加速されて寿命が尽きやすくなる場合がある。Ｄは、さらに望ましくは２〜２４ｍｍに調整されているのがよい。本実施例１では、寸法Ｌを寸法Ｓの２倍程度の長さに設定し、例えばＬ＝１２．７ｍｍ、Ｓ＝６．３５ｍｍに設定したものを一例として使用している。
【００１８】
一方、網目２４を形成する線状部の断面径（線状部の、長手方向における略中央位置での軸断面の円換算径を断面径として定義する）は、０．３〜３ｍｍに調整されているのがよい。断面径が０．３ｍｍ未満では活物質支持体２１としての強度確保が困難となり、断面径が３ｍｍを超えると、液流動効果を十分達成するには網目間隔Ｄを相当大きくしなければならず、電流密度が過剰になりやすくなる。本実施例１では、寸法Ｔ（厚み）を寸法Ｗ（巾）とほぼ同じ長さに設定し、例えばＴ＝１．５ｍｍ、Ｗ＝１．７ｍｍのものを一例として使用している。
【００１９】
図１及び図２に戻って、電極基体１０は、矩形状の枠体１１と、枠体１１に架設された架設部材としての複数本の柱部材１２とを含んで構成され、枠体１１と柱部材１２との間には、放電部材２０の取り付けられる側からその反対側に向けてメッキ液を流動させる開口部１３が形成されている。なお、ここでいう開口部１３は、放電部材２０の貫通孔２３による開口とは無関係に、単に枠体１１と柱部材１２間の開いた部位を意味する。
【００２０】
枠体１１を構成する、互いに向かい合う１対の枠部材１４，１４、枠部材１５，１５のうち一方の枠部材１４，１４は、鋼材ストリップ３０の搬送方向Ｙ（枠体１１の長手方向、高さ方向）と同じ第１基準中心線Ｌ１の方向へ延び出すように配置され、他方の枠部材１５，１５は、上記搬送方向Ｙと直交する方向（枠体１１の幅方向）と同じ第２基準中心線Ｌ２の方向へ延び出すように配置されている。
【００２１】
枠部材１５，１５のうちの一方（図１にて図示上方）には、重なり合う形態で給電部１６が配置され、枠部材１５から柱部材１２を経て放電部材２０に給電するようになっている。枠部材１５のうちの他方は、各柱部材１２にまたがる形で溶接等により接合されている。
【００２２】
給電部１６の、枠部材１５が取り付けられているのと反対側の縁部には、該縁に沿って、Ｃｕ等で構成されたバー状の給電体１７（例えばブスバー）がボルト１８により取り付けられている。給電部１６の裏面側には、鋭角的な断面形状を有する係合溝１６ａが長手方向に形成されている。そして、メッキ槽側の、対応する断面形状のフック部（図示省略）にこの係合溝１６ａを引っ掛けることで、給電部１６ひいては電極１をメッキ槽に取り付けることができる。
【００２３】
各柱部材１２は、例えば図６（Ａ）に示されるように、第１基準中心線Ｌ１と交差する角度が所定の鋭角を形成するように傾斜配置されている。そして、各柱部材１２を第１基準中心線Ｌ１と直交する第２基準中心線Ｌ２に投影した場合に、その第２基準中心線Ｌ２への投影成分が相互に重なり合わないように、各柱部材１２の第１基準中心線Ｌ１に対する傾斜角度θが設定されている。
【００２４】
具体的には、枠体１１の縦方向寸法（高さ方向寸法、第１基準中心線Ｌ１方向の寸法）を約１６００ｍｍ、幅方向寸法（第２基準中心線Ｌ２方向の寸法）を約１１００ｍｍに設定し、枠体１１の内側に３本の柱部材１２を配設するようにした。柱部材１２を３本としたのは、３本あれば放電部材２０への通電量を十分に確保することが可能である一方、Ｓｎ系堆積物の柱部材１２への付着を防止し、かつ枠体１１の表裏方向におけるメッキ液の流れを確保するために柱部材１２の数を極力減らして枠体１１の開口率を出来る限り大きくする必要があるからである。
【００２５】
３本の柱部材１２を第１基準中心線Ｌ１に対して傾斜配置するに際して、まず中央の１本の上端を第１基準中心線Ｌ１から左右方向に５０ｍｍ程度ずらすとともに（図６（Ａ）は右方向にずらした場合を例示）、上端をずらした方向とは反対方向に下端を第１基準中心線Ｌ１から５０ｍｍ程度ずらし（図６（Ａ）は左方向にずらした場合を例示）、上端と下端との左右方向の距離が１００ｍｍ程度となるように設定した。その結果、中央の柱部材１２は、第１基準中心線Ｌ１と第２基準中心線Ｌ２との交点を通りつつ枠体１１の正面視にて右斜め上方から左斜め下方に向けて延び出し、第１基準中心線Ｌ１に対する傾斜角度θ（交差角度）が約３．６°となるように傾斜配置されることとなった。
【００２６】
次に、中央の柱部材１２を第２基準中心線Ｌ２に投影した場合に、その第２基準中心線Ｌ２への投影成分Ｐｃと、左右の柱部材１２の各投影成分Ｐｌ，Ｐｒとが重なり合わないように、右の柱部材１２の下端位置、左の柱部材１２の上端位置を規定し、それぞれ中央の柱部材１２と平行に配置した。
【００２７】
なお、枠体１１の縦方向寸法を約１６００ｍｍ、幅方向寸法を約１１００ｍｍに設定した場合、柱部材１２の第１基準中心線Ｌ１に対する傾斜角度θは、図６（Ｂ）に示されるように、柱部材１２を１本だけ使用して枠体１１の対角線に沿うように配置したときに最大となる（傾斜角度θ＝約３４．５°）。このように柱部材１２を１本だけ使用することも可能であるが、この場合には放電部材２０への通電量や枠体１１の強度を補強し難いという問題がある。
【００２８】
そこで、上述した理由から、柱部材１２を３本使用する態様が最も好ましく、この場合に中央の柱部材１２の第２基準中心線Ｌ２への投影成分Ｐｃと、左右の柱部材１２の第２基準中心線Ｌ２への各投影成分Ｐｌ，Ｐｒとが重なり合わないようにするために、例えば図６（Ｃ）に示されるように、傾斜角度θは最大でも約１３°に設定することが望まれる。
【００２９】
すなわち、仮に各柱部材１２の放電部材２０側の全表面にＳｎ系堆積物が付着して放電部材２０の放電機能が低下した場合、鋼材ストリップ３０が通過する柱部材１２の数が多いほど（柱部材１２上を通過する距離が長いほど）、電気の流れの悪い部分の上方をより長く通過することとなって、その部分に対応して鋼材ストリップ３０に線が付いたようなメッキむら、すなわちメッキの薄い部分が生じる。したがって、各柱部材１２を第１基準中心線Ｌ１方向に配置（縦配置）した場合には、各柱部材１２に対応した鋼材ストリップ３０の部位は、電気の流れの悪い部分の上方のみを通過するに過ぎないため、各柱部材１２上を全く通過しない鋼材ストリップ３０の部位に比してメッキが極端に薄くなる。
【００３０】
上述したように、本実施例１では、中央の柱部材１２の第２基準中心線Ｌ２への投影成分Ｐｃと、左右の柱部材１２の第２基準中心線Ｌ２への各投影成分Ｐｌ，Ｐｒとが重なり合わないようにするために、すなわち図７に示されるように、鋼材ストリップ３０の各部位が１本の柱部材１２の上方のみを通過するようにするために、各柱部材１２の第１基準中心線Ｌ１に対する傾斜角度θを３．６°から１３°の範囲に設定した。
【００３１】
なお、図７は、柱部材１２の幅寸法を約１８ｍｍに設定したとき、傾斜角度θが３．６°である場合は、柱部材１２に対応する鋼材ストリップ３０の部位が１本の柱部材１２上を約３００ｍｍ通過し、同様に傾斜角度θが５°である場合は約２００ｍｍ、傾斜角度θが１０°である場合は約１００ｍｍ、傾斜角度θが１３°である場合は約８０ｍｍ通過することを示している。このように、柱部材１２は厳密には幅を有するものであるから、その幅の範囲内に位置する鋼材ストリップ３０は傾斜角度θが大きくなるほど短くなる距離だけ同じ柱部材１２上を通過することとなる。
【００３２】
本実施例１のように枠体１１の縦方向寸法を約１６００ｍｍ、幅方向寸法を約１１００ｍｍに設定した場合は、傾斜角度θを３．６°から１３°の範囲内に設定することで、仮に各柱部材１２の放電部材２０側の全表面にＳｎ系堆積物が付着して放電部材２０の放電機能が低下したとしても、鋼材ストリップ３０にメッキむらが発生することを良好に回避することができる。ただし、本発明は、枠体１１を上記寸法に限らないで実施することが可能であり、また柱部材１２の数も３本に限らないで実施することが可能であって（例えば２本あるいは４本以上）、そのような場合でも各柱部材１２の第２基準中心線Ｌ２への各投影成分が重なり合わないようにするために、あるいは各投影成分が重なり合う場合でも重なり合う領域の長さが極力短くなるようにするために、傾斜角度θとして３〜１０°に調整して実施することが望ましい。
【００３３】
各柱部材１２は、図３に示すように、Ｃｕ又はＣｕ合金で構成されたＣｕ系金属部からなる芯材１２ａの外側を、Ｔｉ又はＴｉ合金で構成されたＴｉ系金属ライニング部１２ｂで接合した複合材（クラッド材）として構成されている。本実施例１では、芯材１２ａの第２基準中心線Ｌ２方向の断面形状が長方形状とされ、厚さ方向寸法が約３０ｍｍ、幅方向寸法が約１５ｍｍに設定されている。また、Ｔｉ系金属ライニング部１２ｂの厚さ寸法が約１．５ｍｍに設定されている。
【００３４】
また、各柱部材１２は、Ｔｉ系金属ライニング部１２bに比して厚さ方向寸法が大きく設定された、Ｔｉ又はＴｉ合金で構成されたＴｉ系金属肉厚部１２ｃを介して放電部材２０の活物質支持体２１の裏面に溶接（例えばＴＩＧ溶接）により固着されている。なお、芯材１２ａとの電気抵抗を小さくするために、芯材１２ａとＴｉ系金属肉厚部１２ｃとは密着状態で接合されている。本実施例１では、Ｔｉ系金属肉厚部１２ｃの第２基準中心線Ｌ２方向の断面形状が長方形状とされ、厚さ方向寸法が約５ｍｍ、幅方向寸法が約１５ｍｍに設定されている。
【００３５】
枠体１１のうち枠部材１４，１４も、各柱部材１２と同様に構成されている。すなわち、枠部材１４，１４は、Ｃｕ又はＣｕ合金で構成されたＣｕ系金属部からなる芯材１４ａの外側を、Ｔｉ又はＴｉ合金で構成されたＴｉ系金属ライニング部１４ｂで接合した複合材（クラッド材）として構成され、Ｔｉ又はＴｉ合金で構成されたＴｉ系金属肉厚部１４ｃを介して放電部材２０の活物質支持体２１の裏面に溶接されている。
【００３６】
各枠部材１４及び各柱部材１２を、それぞれＴｉ系金属肉厚部１４ｃ，１２ｃを介して放電部材２０の活物質支持体２１に溶接することで、例えば放電部材２０の導電性活物質層２２が消耗した場合に、各枠体１４及び各柱部材１２から放電部材２０を剥がした後、各枠体１４及び各柱部材１２のＴｉ系金属肉厚部１４ｃ，１２ｃを、例えば機械加工による平らな面を確保するための削り代として利用することができ、各枠体１４及び各柱部材１２の複数回の使用が可能となる。
【００３７】
各枠部材１４において、Ｃｕ系金属部からなる芯材１４ａ、Ｔｉ系金属ライニング部１４ｂ及びＴｉ系金属肉厚部１４ｃに加えて、枠部材１４，１４の幅方向外側に配置されたＴｉ系金属ライニング部１４ｂには、補強用部材としてＴｉ又はＴｉ合金で構成されたＴｉ系金属肉厚部１４ｄが溶接（例えばＴＩＧ溶接）により固着されている。本実施例では、Ｔｉ系金属肉厚部１４ｄの第２基準中心線Ｌ２方向の断面形状が長方形状とされ、厚さ方向寸法が約３５ｍｍ、幅方向寸法が約１５ｍｍに設定されている。
【００３８】
次に、上記電極１は、図１の正面投影視にて貫通孔２３を含めた放電部材２０の全体の総面積をＳ１とし、かつ、放電部材２０の全体と重なり合う枠体１１及び柱部材１２の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１が０．８９３に設定されている。より具体的には、図１の正面投影視にて電極基体１の開口部１３と重なり合う放電部材２０の放電部の全体の総面積をＳ３として、第２開口率Ｋ２＝（Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３）／Ｓ１が０．４７３に設定されている。
【００３９】
上記第１開口率Ｋ１は、放電部材２０に線状部の細い網目２４を形成したものが使用されていることを踏まえ、放電部材２０に占める放電部の面積を考慮に入れないで、放電部材２０の全体面積に対する放電部材２０の全体と重なり合う開口部１３の面積の割合を概算して示すものであり、上記第２開口率Ｋ２は、放電部材２０に占める放電部の面積を考慮に入れた上記面積の割合を精算して示すものである。第１開口率Ｋ１、第２開口率Ｋ２を上記の範囲に限定することで、メッキ電流の不均一が生じにくくしつつ、メッキ厚や色むらの少ない良好なメッキが可能となる。
【００４０】
図８に、上記電極１を用いたＳｎメッキ装置２を模式的に示す。電極１は、メッキ槽４０内のメッキ液４１中を、その長手方向を搬送方向Ｙとして搬送される鋼材ストリップ３０に対し、被メッキ面（この実施例では両面）となる板面に放電面が対向する形で配置される。そして、電極１側をアノード、鋼材ストリップ３０側をカソードとしてメッキ液４１を介して通電することにより、メッキ液４１中のＳｎイオンが鋼材ストリップ３０の表面に析出し、連続メッキ処理されることとなる。
【００４１】
鋼材ストリップ３０は、送りロール４２及びガイドロール４３等により、高速でメッキ液４１中を搬送され、メッキ速度を上昇させるため、電流密度も高く設定される。また、電極１の放電面と鋼板ストリップ３０の被メッキ面との距離は小さい。そのため、鋼材ストリップ３０と電極１との間には、鋼材ストリップ３０の高速移動に伴う流体摩擦によりメッキ液４１の流れが生ずる。
【００４２】
しかしながら、放電部材２０の貫通孔２３と電極基体１の開口部１３とを通して電極１の表面側と裏面側とでメッキ液４１が流動可能となっているので、鋼材ストリップ３０と電極１との間に負圧が発生しにくい。その結果、負圧発生により鋼材ストリップ３０と電極１とが吸引・接近してショートする等のトラブルが、効果的に防止される。さらに、負圧発生が生じにくくなっていることにより、鋼板ストリップ３０と電極１との距離を近づけることができ、低い電圧でもメッキに必要な電流密度を確保できることから、電力節減にも寄与する。なお、図８では、メッキ槽４０中において２本のガイドロール４３，４３を用いる場合を例示したが、比較的ロール径の大きなものを１本のみ用いるようにしてもよい。
【実施例２】
【００４３】
上記実施例１では、各柱部材１２を第１基準中心線Ｌ１に対して傾斜配置するように構成したが、これに代えて例えば図９に示すように、各柱部材１２を第１基準中心線Ｌ１と同じ方向（図９にて図示上下方向、縦方向、枠体１１の長手方向）に延設する構成としてもよい。なお、図９では柱部材１２が３本の場合を例示したが、柱部材１２の数は適宜変更可能である。その他の構成は上記実施例１と同じであり、上記実施例１と同じ部材、同じ機能を果たす部位には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
この実施例２においても、図９の正面投影視にて貫通孔２３を含めた放電部材２０の全体の総面積をＳ１とし、かつ、放電部材２０の全体と重なり合う枠体１１及び柱部材１２の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１が０．８９３に設定されている。さらに、図９の正面投影視にて電極基体１の開口部１３と重なり合う放電部材２０の放電部の全体の総面積をＳ３として、第２開口率Ｋ２＝（Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３）／Ｓ１が０．４７３に設定されている。
【００４５】
この実施例２において、各柱部材１２の放電部材２０側の表面に、放電部材２０の放電機能を低下させる程度に過度のＳｎ系堆積物が付着しなければ、すなわち各柱部材１２に過度のＳｎ系堆積物が付着する期間が経過するまでは、上記実施例１と同様、鋼材ストリップ３０と電極１とが吸引・接近してショートする等のトラブルの発生を防止しつつ、鋼材ストリップ３０に線が付いたようなメッキむらの発生を回避する効果が得られる。
【実施例３】
【００４６】
また、架設部材としての各柱部材１２に代えて、例えば図１０に示すように、複数の梁部材１９を第２基準中心線Ｌ２と同じ方向（図１０にて図示左右方向、横方向、枠体１１の幅方向）に延設する構成としてもよい。なお、図１０では梁部材１９が５本の場合を例示したが、梁部材１９の数は適宜変更可能である。その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同じ部材、同じ機能を果たす部位には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
この実施例３においては、図１０の正面投影視にて貫通孔２３を含めた放電部材２０の全体の総面積をＳ１とし、かつ、放電部材２０の全体と重なり合う枠体１１及び梁部材１９の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１が０．８４２に設定されている。さらに、図８の正面投影視にて電極基体１の開口部１３と重なり合う放電部材２０の放電部の全体の総面積をＳ３として、第２開口率Ｋ２＝（Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３）／Ｓ１が０．４４６に設定されている。
【００４８】
なお、この実施例３においても、上記実施例１と同様、枠体１１を構成する一方の枠部材１４，１４が、Ｃｕ系金属部からなる芯材１４ａ、Ｔｉ系金属ライニング部１４ｂ、Ｔｉ系金属肉厚部１４ｃ、及び補強用部材としてのＴｉ系金属肉厚部１４ｄで構成されている点は上記実施例１と同様であるが（図３参照）、放電部材２０への電気の供給を確保するために、第２基準中心線Ｌ２方向における枠部材１４（芯材１４ａ）の断面積が、上記実施例１にて対応する枠部材１４ａ（芯材１４ａ）の断面積に比して大きく設定されている点で上記実施例１とは異なっている。
【００４９】
この実施例３において、各梁部材１９の放電部材２０側の表面に、放電部材２０の放電機能を低下させる程度に過度のＳｎ系堆積物が付着しなければ、すなわち各梁部材１９に過度のＳｎ系堆積物が付着する期間が経過するまでは、上記実施例１と同様、鋼材ストリップ３０と電極１とが吸引・接近してショートする等のトラブルの発生を防止しつつ、鋼材ストリップ３０に線が付いたようなメッキむらの発生を回避する効果が得られる。
【実施例４】
【００５０】
また、上記実施例２（あるいは上記実施例１）と実施例３を統合して、例えば図１１に示すように、柱部材１２と梁部材１９とを交差させて枠体１１の強度を高める構成としてもよい。なお、図１１では柱部材１２を３本とし、梁部材１９を１本とした場合を例示したが、柱部材１２及び梁部材１９の数は適宜変更可能である。その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同じ部材、同じ機能を果たす部位には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
この実施例４においては、図１１の正面投影視にて貫通孔２３を含めた放電部材２０の全体の総面積をＳ１とし、かつ、放電部材２０の全体と重なり合う枠体１１、柱部材１２及び梁部材１９の総面積をＳ２として、第１開口率Ｋ１＝（Ｓ１−Ｓ２）／Ｓ１が０．８０２に設定されている。さらに、図１１の正面投影視にて電極基体１の開口部１３と重なり合う放電部材２０の放電部の全体の総面積をＳ３として、第２開口率Ｋ２＝（Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３）／Ｓ１が０．４２５に設定されている。
【００５２】
この実施例４において、各柱部材１２又は各梁部材１９の放電部材２０側の表面に、放電部材２０の放電機能を低下させる程度に過度のＳｎ系堆積物が付着しなければ、すなわち各柱部材１２又は各梁部材１９に過度のＳｎ系堆積物が付着する期間が経過するまでは、上記実施例１と同様、鋼材ストリップ３０と電極１とが吸引・接近してショートする等のトラブルの発生を防止しつつ、鋼材ストリップ３０に線が付いたようなメッキむらの発生を回避する効果が得られる。
【００５３】
なお、上記実施例１〜４では、枠部材１４及び柱部材１２に、それぞれＣｕ系金属部からなる芯材を用いた。これにより、枠体１１及び柱部材１２の電気抵抗をいずれも小さくすることができたので、柱部材１２の使用本数を減らすことができ、しかも枠体１１及び柱部材１２の断面積を小さくすることもできた。ただし、電極１での通電量が少ない場合は、枠部材１４及び柱部材１２に、例えばＴｉあるいはＴｉ合金で構成された耐食性金属部のみを使用することも可能である。
【００５４】
また、上記実施例１〜４では、放電部材２０の活物質支持体２１として、エキスパンドメタル（ラス網）を用いたが、これに限らず、例えば多孔質金属板や、金属板に無数の穴加工を施して網状に形成した金属網を用いてもよい。
【００５５】
また、上記実施例１〜４では、枠部材１４及び柱部材１２（上記実施例２では、枠部材１４のみ）が、Ｔｉ系金属ライニング部１４ｂ，１２ｂに比して厚さ方向寸法が大きく設定されたＴｉ系金属肉厚部１４ｃ，１２ｃを介して活物質支持体２１の裏面に固着されてなるように構成したが、Ｔｉ系金属肉厚部１４ｃ，１２ｃを省略して、例えば芯材１４ａ，１２ａの外側の全周をＴｉ系金属ライニング部１４ｂ，１２ｂで接合してもよい。
【００５６】
（実験例１）
図８に示したＳｎメッキ装置２を用い、各種試験を行った。具体的には、上記実施例１に係る電極１と、Ｔｉ製の１枚の板部材に開口率が約０．０３１程度となるように４０〜５０個の貫通孔を形成し、導電性活物質層としてＩｒＯ２層を約１２μｍ（Ｉｒ含有率：５０ｇ／ｍ２））に形成した電極とで、鋼板ストリップ３０の搬送時における液中差圧を観察した。ここで、例えば図１２に示すように、対向配置された電極１，１のうち、トップ側の電極１において圧力測定位置Ａ〜Ｃを設定し、ボトム側の電極１において圧力測定位置Ｄ〜Ｆを設定した。
【００５７】
図１４に示すように、複数の貫通孔を有する１枚の板部材を用いたものは、トップ側及びボトム側電極１のいずれにおいても液圧差が生じている。これに対し図１３に示すように、本実施例１の放電部材２０（ラス網）を用いたものは、トップ側及びボトム側電極１のいずれにおいても液圧差がほとんど生じていないことがわかる。このように、本実施例１に係る放電部材２０を用いれば、液圧差が生じることなく液流が安定するため、鋼板ストリップ３０の電極１への吸い付きが防止され、鋼板ストリップ３０を従来品に比べてより高速で搬送することが可能になった。
【００５８】
（実験例２）
さらに、放電部材２０としてラス網を使用するとともに、上記実施例１のように３本の柱部材１２を傾斜配置したもの（図１参照）と、上記実施例２のように３本の柱部材１２を縦方向配置したもの（図９参照）とで、鋼板ストリップ３０に対する毎回の実メッキ量を約１．０５ｇ／ｍ２とするようなメッキ処理をそれぞれ半年間続け、半年後の電極１において鋼板ストリップ３０に付着するメッキ量が鋼板ストリップ３０の幅方向においてどのように変化するかを試験した。
【００５９】
半年間電極１を使用すると、柱部材１２の表面から放電部材２０にわたってＳｎ系堆積物が堆積するようになる。この場合、図１６に示すように、柱部材１２を縦方向配置したものでは、鋼板ストリップ３０の幅方向におけるメッキ量が柱部材１２の配置位置に対応して落ち込む傾向を示すことがわかる。これは、上述したように、柱部材１２に沿って放電部材２０の放電機能が低下して放電しにくくなり、鋼板ストリップ３０の幅方向における、柱部材１２に対応する部位が、放電機能の低下した放電部材２０の上方のみを連続して移動するからである。
【００６０】
これに対し図１５に示すように、柱部材１２を傾斜配置したものでは、鋼板ストリップ３０の幅方向におけるメッキ量が柱部材１２の配置位置にかかわらず、ほぼ均一となることがわかる。これは、鋼板ストリップ３０の幅方向における、柱部材１２に対応する部位が、放電機能の低下した放電部材２０の上方を一度通過した後は、再度放電機能の低下した放電部材２０の上方を通過しないからである。
【００６１】
なお、上記実験例２では、トップ側及びボトム側電極１のいずれにおいてもそれぞれの正面視にて各柱部材１３が右斜め上方から左斜め下方に向けて延び出すように配置される態様としたが、トップ側及びボトム側電極１のいずれにおいてもそれぞれの正面視にて各柱部材１３が左斜め上方から右斜め下方に向けて延び出す配置態様とした場合や、トップ側とボトム側とで柱部材１２が延び出す配置態様を逆とした場合でも、上記実験例２と同様な結果が得られるものと推定される。
【符号の説明】
【００６２】
１  電極（Ｓｎメッキ用電極）
２  Ｓｎメッキ装置
１０  電極基体
１１  枠体
１２  柱部材（架設部材）
１４，１５  枠部材
１２ａ，１４ａ  芯材
１２ｂ，１４ｂ  Ｔｉ系金属ライニング部
１２ｃ，１４ｃ，１４ｄ  Ｔｉ系金属肉厚部
１３  開口部
１９  梁部材（架設部材）
２０  放電部材
２１  活物質支持体（放電部）
２２  導電性活物質層（放電部）
２３  貫通孔
２４  網目
３０  鋼材ストリップ（被処理部材）
４０  メッキ槽
４１  メッキ液
Ｌ１  第１基準中心線
Ｌ２  第２基準中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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