(57)【要約】【課題】  走行長尺材の連続電気めっき装置の電極において、走行搬送される長尺材に対して効率的に給電することができる電極、特に腐食性の強いめっき液に対する耐食性と耐久性に優れた電極を提供する。【解決手段】  被めっき材である走行長尺材の走行方向に所望の間隔を置いて配設された複数個の小電極、前記小電極を保持するとともに前記小電極に通電するための通電部材、とから成る走行長尺材の連続電気めっき装置用の電極において、前記小電極が、  (1).銀、銀基合金、または銅基合金から成るもの、  (2).前記銀、銀基合金、または銅基合金にカーボンナノファイバーを含有させたもの、または、  (3).樹脂あるいは樹脂とカーボン粉末の混合物にカーボンナノファイバーを含有させたもの、から成る群から選ばれた少なくとも１つから成る、ことを特徴とする走行長尺材の連続電気めっき装置用電極。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被めっき材である走行長尺材の走行方向に所望の間隔を置いて配設された複数個の小電極、前記小電極を保持するとともに前記小電極に通電するための通電部材、とから成る走行長尺材の連続電気めっき装置用の電極において、前記小電極が、
(1).銀、銀基合金、または銅基合金から成るもの、
(2).前記銀、銀基合金、または銅基合金にカーボンナノファイバーを含有させたもの、または、
(3).樹脂あるいは樹脂とカーボン粉末の混合物にカーボンナノファイバーを含有させたもの、
から成る群から選ばれた少なくとも１つから成る、
ことを特徴とする走行長尺材の連続電気めっき装置用電極。
【請求項２】
小電極が、走行長尺材に接触する部位が断面Ｖ溝状またはＵ溝状を有するもので構成され、かつ、通電部材に固定式に固定されたものである請求項１記載の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極。
【請求項３】
小電極が、走行長尺材に接触する部位が断面Ｖ溝状またはＵ溝状を有するもので構成され、かつ、通電部材に転動式に固定されたものである請求項１に記載の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極。
【請求項４】
小電極に通電するための通電部材が、
(a).銀、銀基合金、または銅基合金から成るもの、
(b).前記銀、銀基合金、または銅基合金にカーボンナノファイバーを含有させたもの、または、
(c).樹脂あるいは樹脂とカーボン粉末の混合物にカーボンナノファイバーを含有させたもの、
から成る群れから選ばれた少なくとも１つから成る、
ことを特徴とする請求項１記載の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極。
【請求項５】
請求項１記載の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極において、走行長尺材を小電極側に押圧する少なくとも１つの押えロールを有するもので構成されたものである走行長尺材の連続電気めっき装置用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被めっき材である長尺の管材や棒材を連続的にめっき浴に供給して電気めっきする装置（以下、走行長尺材の連続電気めっき装置という。）の改良に関する。
更に詳しくは、本発明は、走行長尺材の連続電気めっき装置用電極において、走行供給される長尺材に対して効率的に給電することができる電極の改良、特に耐スパーク性、耐久性及び腐食性の強いめっき液に対する耐食性などに優れる電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車、電気機器、鋼製家具、建材などの用途のために鋼板を連続的にめっき装置に供給して電気めっきする連続電気亜鉛めっき、連続電気亜鉛基合金めっき（例えばＺｎ−Ｆｅ合金めっき）などは知られている。
【０００３】
そして、前記した連続電気めっき装置において、電気めっきの操業条件の苛酷化などを反映して、前記連続電気めっき装置の重要な構成要素である鋼板に通電するための通電ロールに関して、多くの改良提案がなされている。以下、その二〜三の例を説明する。
【０００４】
特開平５−２０９２４４号は、電気めっき操業条件の苛酷化に対する通電ロール合金の耐食性および耐磨耗性を改善する提案を行っている。
これは、通電ロール用合金を、Ｃｒ：２０〜３０％、Ｍｏ：１３〜２０％、Ｗ：６〜１５％、Ｓｉ：１％以下、Ｍｎ：１％以下、残部実質的にＮｉからなる化学組成を有するＮｉ基鋳造合金により構成しようとするものである。なお、前記提案において、所望によりＮｂ，Ｃｕ，Ｖからなる群より選ばれる１種ないし２種以上の元素０．１〜５％（２種以上の元素を複合含有する場合はその合計量）を含有させてもよいし、また、Ｎｉの一部を１０％以下のＦｅまたはＣｏで置換してもよい。
【０００５】
特開平６−８１０７３号は、耐腐食摩耗性に優れた電気めっき用通電ロール合金の提案を行っている。
これは、通電ロールを、Ｎｉ：４０．０〜５０．０重量％、Ｃｒ：４０．０〜５０．０重量％、Ｍｏ：１０．０重量％以下、Ｓｉ：２．０重量％以下、Ｍｎ：２．０重量％以下、Ｆｅ：２．０重量％以下、Ｃ：０．２重量％以下、およびＮｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔｉ，Ａｌのうちから選ばれる１種または２種以上の合計：０．１〜３．０重量％の合金組成を有し、かつ、Ｎ等の不可避的不純物からなるもので構成し、耐腐食摩耗性に優れた電気めっき用通電ロール合金を提供しようとするものである。
【０００６】
特開平６−１３６４１１号は、電気めっき用通電ロールの胴部表面の耐食性、耐摩耗性を改善する提案を行っている。
これは、通電ロールにおいて、その胴部基材（銅製円筒体）の表面を、Ｃｒ：３５％を超え、４０％以下、Ｍｏ：１７〜３０％を含有し、所望により下記(i) 〜(iii) の成分、即ち、(i) Ｗ：０．１〜１５％、(ii)Ｎｂ，Ｃｕ，Ｖから選ばれる１種ないし２種以上の元素：０．１〜５％、(iii) Ｆｅ，Ｃｏの１種または２種の元素：１０％以下のいずれか１種ないし２種以上を含有し、残部は実質的にＮｉである化学組成の焼結合金層を、熱間静水等方圧プレス（温度：１１００〜１２５０℃、圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、保持時間：１Ｈｒ以上）により形成しようとするものである。
【０００７】
前記したように、従来の連続電気めっき用電極（通電ロール）の改善提案は、概括的にいえば通電状態下に接触するめっき液（酸性腐食液）であるめっき液に対する腐食抵抗性（通電腐食抵抗性）と被めっき鋼板（通電材）との接触に対する摩耗抵抗性の改善にあったということができる。
別言すれば、前記した大型の連続電気めっき装置用の電極（通電ロール、より正確には通電ロールの胴部表面）は、電気伝導性を犠牲にし、耐食性、耐摩耗性を重視してＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏなどを大量に含有した合金により構成しようとするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記したように従来の連続電気めっき装置用の電極（通電ロール）の改善提案は、電気伝導性を犠牲にして耐食性、耐摩耗性を改善するアプローチを採用しているため、即ち、電極（通電ロール）をＮｉ，Ｃｒ，Ｍｏなどをリッチに含有する合金で構成するため、耐食性、耐摩耗性に優れるものの機械的強度が大きくなるために加工性が悪くなり成形加工のための負荷、工数の増大などにより高価なものとなる。
加えて、これら合金は電気抵抗が大きいため（通電特性が悪くなるため）スパークを起こし易く、薄板では穿孔などめっき製品の表面性状を悪くする。
【０００９】
本発明は、前記した従来の連続電気めっき装置用の電極（通電ロール）の限界に鑑み創案されたものである。
本発明は、被めっき材として幅広の鋼板などを対象とするのではなく細径長尺の管材や棒材を対象とした連続電気めっきに適合しためっき装置、特にその重要な構成要素（部材）である電極において、高度に通電特性を確保して耐スパーク性を向上させるとともに合わせて耐食性と耐摩耗を確保した電極を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明を概説すれば、本発明の第１の発明は、被めっき材である走行長尺材の走行方向に所望の間隔を置いて配設された複数個の小電極、前記小電極を保持するとともに前記小電極に通電するための通電部材、とから成る走行長尺材の連続電気めっき装置用の電極において、前記小電極が、
(1).銀、銀基合金、または銅基合金から成るもの、
(2).前記銀、銀基合金、または銅基合金にカーボンナノファイバーを含有させたもの、または、
(3).樹脂あるいは樹脂とカーボン粉末の混合物にカーボンナノファイバーを含有させたもの、
から成る群から選ばれた少なくとも１つから成る、
ことを特徴とする走行長尺材の連続電気めっき装置用電極に関するものである。
本発明の前記第１の発明において、小電極は、詳しくは後述するが、走行長尺材に接触する部位が断面Ｖ溝状またはＵ溝状の形状を有し、かつ、通電部材に固定式もしくは回転式に固定されるものである。
【００１１】
また、本発明の第２の発明は、前記第１の発明において、電極の他の重要な構成要素である小電極に通電するための通電部材が、
(a).銀、銀基合金、または銅基合金から成るもの、
(b).前記銀、銀基合金、または銅基合金にカーボンナノファイバーを含有させたもの、または、
(c).樹脂あるいは樹脂とカーボン粉末の混合物にカーボンナノファイバーを含有させたもの、
から成る群れから選ばれた少なくとも１つから成る、
ことを特徴とする請求項１記載の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極に関するものである。
【００１２】
更にまた、本発明の第３の発明は、前記第１の発明において、通電（給電）特性を向上させるために被めっき体である走行長尺材を小電極に押圧する押えロールを配設した構成の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極に関するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明において、各小電極は、銀、銀基合金、銅基合金またはこれに導電性に優れるカーボンファイバーを含有させたもの、または、樹脂あるいは樹脂とカーボン粉末の混合物にカーボンナノファイバーを含有させたもの、で構成されるため電気伝導性に優れており、かつ、走行長尺材の走行方向に間隔をおいて複数個が配列されるため、小電極から被めっき材である走行長尺材への通電（給電）がスムーズに行われる。
本発明の各小電極は耐摩耗性に優れているため、摺動しながら走行する被めっき材（走行長尺材）に接触する接触部において良好な耐久性を示し、特に各小電極が転動式に通電部材に固定されたときその効果が増長される。
【００１４】
また、本発明において、小電極に通電するための通電部材は、前記小電極と同様に構成されるため、即ち、通電部材は、銀、銀基合金、銅基合金またはこれに導電性に優れるカーボンファイバーを含有させたもの、または、樹脂あるいは樹脂とカーボン粉末の混合物にカーボンナノファイバーを含有させたもの、で構成されるため電気伝導性に優れており、このため、通電部材から各小電極への通電がスムーズに行われる。
【００１５】
更にまた、本発明において、各小電極及び前記小電極に通電（給電）するための通電部材は、耐腐食性に優れているため腐食性の強いめっき液と接触しても良好な耐久性を示す。
【００１６】
また、本発明において、各小電極は電気抵抗が小さいため（通電特性に優れているため）スパークの発生やスパークに伴う穿孔などのトラブルが抑制され、めっき製品の表面品質を損なうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の技術的構成及び実施態様について詳しく説明する。
なお、本発明は、以下に参照する図面あるいは実施態様のものに限定されないことはいうまでもないことである。
【００１８】
本発明は、前記したように走行長尺材の連続電気めっき装置において重要な構成要素である電極、特に電極を構成する小電極及び前記小電極に通電するための通電部材の改良に関するものである。
【００１９】
図１は、本発明の電極(１)が適用される走行長尺材の連続電気めっき装置(Ａ)の概要（ブロックダイヤグラム）を示している。
図２は、前記走行長尺材の連続電気めっき装置(Ａ)の重要な構成要素である第１実施態様の電極(１)、特に、各小電極（１１、１１……）と前記小電極に通電（給電）するための電極部材（１２）とから成る電極(１)の構成を示している。
【００２０】
本発明の電極(１)が適用される走行長尺材の連続電気めっき装置(Ａ)は、例えば図１に示されるように、
（Ａ１）．前処理槽、
（Ａ２）．通電部、
（Ａ３）．めっき槽、
（Ａ４）．水洗槽、
（Ａ５）．クロメート槽、
（Ａ６）．乾燥器、
から構成され、走行長尺材(２)は、前記構成のめっき装置(Ａ)を連続的に走行しながら所定のめっき処理を受けることになる。
【００２１】
即ち、走行長尺材の連続電気めっき装置(Ａ)は、鋼管、鋼棒などの被めっき材である走行長尺材(２)は、まず前処理槽(Ａ１)にて脱脂・洗浄して表面を活性化し、通電部（Ａ２）にて走行長尺材(２)にＺｎ、Ｚｎ／Ｎｉなどの耐食性を向上させる金属をめっきし、必要に応じてクロメート槽(Ａ５)にて好ましくは３価のクロメート層を形成し、水洗層(Ａ４)で水洗した後に乾燥器(Ａ６)にて乾燥させて犠牲皮膜の形成された走行長尺材(２)を連続的に得る装置である。
なお、本発明は、前記めっき装置(Ａ)の(Ａ２)通電部の改善に関連するものである。
【００２２】
図２に示されるように、本発明の走行長尺材の連続電気めっき装置用の電極(１)は、詳しくは後述する実施例１〜２において説明するが、
(1).所望の間隔を置いて配設された複数個の小電極（１１，１１……）、
(2).前記小電極（１１、１１……）を保持するとともにこれに通電（給電）するための通電部材（１２、１２）、
(3).走行長尺材(２)を小電極（１１、１１……）側に押圧し、通電を確実にするための所望の間隔を置いて配設された押えロール（１３、１３……）、から構成される。
【００２３】
本発明の電極(１)を構成する各小電極（１１）は、通電特性に優れ、かつ腐食性のめっき関連液に対する耐食性に優れる材料で構成される。本発明の各小電極（１１）は、具体的には下記のもので構成すればよい。
(1).純銀。
(2).銀錫合金、タングステン銀などの銀基合金。
(3).ベリリウム青銅、クロム銅、タングステン銅などの銅基合金。
(4).前記した銀、銀基合金、または銅基合金にカーボンナノファイバーを配合したもの。
(5).樹脂または樹脂にカーボンブラック（カーボン粉末）を配合した混合物にカーボンナノファイバーを配合したもの。
【００２４】
前記カーボンナノファイバーとしては、公知の単層構造または複層構造のカーボンナノチューブやカーボンナノホーンなどのカーボンナノファイバーを使用すればよく、またその配合量は所望に設定すればよい。
また、本発明において、前記カーボンナノファイバーの径や長さやアスペクト比は所望のものであってよい。
前記(４)の場合のカーボンナノファイバーの配合量は、一般的に電気伝導性や電熱性を損なわずに摺動面の耐摩耗性や耐食性を向上させるために０．３〜５重量％であり、０．３％以下では効果に乏しく、また５％以上では効果があるものの高価となってしまう。
【００２５】
また、前記(５)の場合のカーボンナノファイバーの配合量は、一般的に５〜２５重量％である。５％以下の含有量は効果に乏しく、また２５％以上では効果があるものの高価となってしまう。
【００２６】
本発明のカーボンナノファイバーの基材（マトリックス材）となる樹脂あるいはカーボン粉配合の樹脂組成物において、前記樹脂やカーボン粉末としては既知のものを使用すればよい。例えば、合成樹脂としてエポキシ樹脂、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＰＥＩなど、また、カーボン粉末として市販の導電性カーボン粉末などを使用すればよい。
【００２７】
前記カーボンナノファイバーの基材（マトリックス材）に対する配合方法は、所望に行えばよい。例えば、基材（マトリックス材）が合成樹脂の場合、予め高含率に配合したペレット状のものをベース材に混錬配合すればよい。
また、基材（マトリックス材）が銀などの金属である場合、溶融金属に攪拌により配合すればよい。
【００２８】
本発明において、前記各小電極（１１）に通電（給電）するための通電部材（１２）は、前記各小電極（１１）と同種のもので構成すればよい。
これにより、電気伝導性や伝熱性を損なわずに耐食性や耐摩耗性が改善され、前記小電極（１１）に効率よく通電（給電）することができる通電部材(２)が得られる。
【００２９】
本発明において、被めっき材である走行長尺材は、所望の大きさの長尺の基材や棒材である。例えば、自動車用油圧配管、燃料配管、表面処理棒材用鋼棒などの長尺材が電気めっき対象物となる。
【００３０】
本発明の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極(１)において、詳しくは後述する実施例で説明するが、小電極（１１）と搬送、走行する長尺材(２)との接触を確実なものとするために、小電極（１１）の外観形状（板状体、棒状体など）や長尺材(２)が当接する部位の形状（Ｖ溝状、Ｕ溝状など）を所望のものにしたり、あるいは、長尺材(２)を小電極（１１）側へ押圧するための押えロールを配設したりしてもよいことはいうまでもないことである。
＜実施例＞
【００３１】
以下、本発明の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極について、実施例により更に詳しく説明する。
なお、本発明は以下に説明する実施例のものに限定されないことはいうまでもないことである。
【実施例１】
【００３２】
図２は、本発明の第１実施例の走行長尺材の連続電気めっき装置用の電極(１)を説明する図（斜視図）である。
電極(１)は、比較的細径の鋼管を連続的に摺動走行させて連続的に電気めっきをするめっき装置(Ａ)のめっき槽（Ａ３）の前後に配置され、走行鋼管に連続的に通電するものである。
第１実施例の電極(１)は、図示されるように鋼管の走行方向に平行な２本の通電部材（１２、１２）間に４個の小電極（１１）が配設されて構成される。
前記小電極（１１）は、摺動走行する鋼管に接触する部位がＶ溝状またはＵ溝状の溝部を有する矩形体で構成される。そして、前記小電極（１１）は、通電部材（１２、１２）の間に固定式（非転動式）に配設、固定される。
また、電極(１)は、４個の小電極（１１）の間に走行鋼管を小電極（１１）の前記溝部に押圧して通電性を確実なものとする３個の押えロール（１３）が配設されて構成される。
【００３３】
本発明において、前記小電極（１１）は、銀、銀錫合金、タングステン銀などの銀基合金、ベリリウム青銅、タングステン銅などの銅基合金、これら金属または合金にカーボンナノチューブやカーボンナノホーンなどのカーボンナノファイバーを０．３重量％〜５重量％分散させたもの、あるいはエポキシ樹脂、ＰＥＥＫ、       ＰＰＳ、ＰＥＩなどの樹脂やこれにカーボン粉末を配合したものに更にカーボンナノファイバーを５重量％〜２５重量％分散させたものにより構成した。
また、前記通電部材（１２）は、前記したものと同様のものにより構成した。
【００３４】
本発明において、前記小電極（１１）及び押えロール（１３）の配設個数は、所望に設定すればよい。
例えば少なくとも３個、好ましくは４個〜８個を所望間隔を置いて配設すればよい。
また、小電極（１１）の通電部材(２)に対する固定部（１１ａ）は、ボルトなどにより所望に構成すればよい。
【００３５】
前記図２に示される電極(１)を用い、鋼管（材質ＳＴＫＭ１１Ａ、φ６．３５ｍｍ）を、めっき浴；酸性亜鉛浴、めっき温度；６０℃、走行速度；５ｍ／分、の条件で連続めっきしたところ、長期に亘り安定的に連続めっきすることができた。
【実施例２】
【００３６】
図３本発明の第２実施例の走行長尺材の連続電気めっき装置用の電極(１)を説明する図（斜視図）である。
第２実施例の小電極（１１）の構成が前記第１実施例のものと大きく異なる点は、小電極（１１）の構成を、摺動走行する鋼管に接触する部位がＶ溝状またはＵ溝状の溝部を有し、かつ、走行鋼管に接して回転する小径ロールで構成している点にある。いうまでもないことであるが、前記小電極（小径ロール）は、通電部材（１２、１２）に転動式（回動自在）に固定される。
【００３７】
前記第２実施例の小径ロールからなる小電極（１１）を通電部材（１２、１２）に対して回動自在に支承するために、小電極（１１）の固定部（１１ａ）は通電性の軸受（１１ｂ）により支承される。
第２実施例の場合、小径ロールからなる小電極（１１）は、通電性の軸受（１１ｂ）を介して回転するため、被めっき材である鋼管との間に摩擦が生ぜず極めて安定的に通電（給電）され、かつ耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】走行長尺材の連続電気めっき装置（Ａ）の全体を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施例の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極(１)を説明する図である。
【図３】本発明の第２実施例の走行長尺材の連続電気めっき装置用電極(１)を説明する図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ａ    ………  走行長尺材の連続電気めっき装置
１    ………  電極
１１  ………  小電極
１２  ………  通電部材
１３  ………  押えロール
２    ………  走行長尺材
【図１】
2005179759.tif 000003
【図２】
2005179759.tif 000004
【図３】
2005179759.tif 000005