(57)【要約】【課題】  本発明は、対向配置してなる一対のアノードの間にカソードとなる鋼板を通板して電気めっきを行う電気めっき方法およびその装置、さらには電気めっき装置のアノード用プレートに関する。【解決手段】  前記一対のアノードは、少なくとも幅方向に複数のプレートに分割され、該プレートには、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートがあり、通板を予定している鋼板の平均通板幅に合わせて前記標準仕様の皮膜を形成したプレートを配置し、その外側に前記耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートを配置して電気めっきを行う。  また、前記プレートの３つ目のプレートとして、標準仕様の皮膜と耐陰極化仕様の皮膜を半分づつ形成して１つとしたプレートを準備し、その標準仕様の皮膜側を、通板を予定している鋼板の平均通板幅に合わせて配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置してなる一対のアノードの間に、カソードとなる被めっき材を通板して電気めっきを行う電気めっき方法であって、
前記一対のアノードの幅を通板する被めっき材の最大幅より広くし、
通板を予定している被めっき材の平均通板幅の板道に相当する部分のアノードの仕様を鋼板のめっき用電極となる標準仕様とし、
前記板道の両外側に相当する部分のアノードの仕様を対向する電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様とすることを特徴とする電気めっき方法。
【請求項２】
前記アノードを被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割するとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートとの２つの仕様のプレートを組み合わせて前記アノードを構成することを特徴とする請求項１に記載の電気めっき方法。
【請求項３】
前記アノードを被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割するとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートと、標準仕様の皮膜と耐陰極化仕様の皮膜とを幅方向に分割して形成したプレートとを組み合わせて前記アノードを構成することを特徴とする請求項１に記載の電気めっき方法。
【請求項４】
対向配置してなる一対のアノードの間に、カソードとなる被めっき材を通板して電気めっきを行う電気めっき装置であって、
前記一対のアノードは、その幅が被めっき材の最大幅より広く、
かつ、通板を予定している被めっき材の平均通板幅の板道に相当する部分のアノードの仕様が鋼板のめっき用電極となる標準仕様として形成され、前記板道の両外側に相当する部分のアノードの仕様を対向する電極間の陰極化に対する耐性を有する耐陰極化仕様として構成されてなることを特徴とする電気めっき装置。
【請求項５】
前記アノードは被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割されてなるとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートとを組み合わせて構成されてなることを特徴とする請求項４に記載の電気めっき装置。
【請求項６】
前記アノードは被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割するとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートと、標準仕様の皮膜と耐陰極化仕様の皮膜とを幅方向に分割して形成したプレートとを組み合わせて構成されてなることを特徴とする請求項４に記載の電気めっき装置。
【請求項７】
対向配置してなり一対のアノード間に、カソードとなる被めっき材を通板して電気めっきを行う電気めっき装置のアノードで、前記被めっき材の通板幅方向に複数のプレートに分割されたアノードに用いられるプレートにおいて、
標準仕様の皮膜と耐陰極化仕様の皮膜とを前記通板幅方向に分割して形成されてなる、電気めっき装置のアノード用プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気めっき方法および装置、および、電気めっき装置のアノード用プレートに関し、例えば、冷延鋼板等の被めっき材に亜鉛めっき等の電気めっきを施す方法および装置、さらに電気めっき装置のアノード用プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板の電気めっきにおいては、図３に示すように、鋼板10の両面を一度にめっきするため、鋼板（被めっき材）10の表裏面を挟むように２枚のアノード１、１を配置する。ここで、鋼板10は、水平に搬送され、その上下の位置にアノード１、１が配置されている。
【０００３】
アノード１には、チタンなどの導電性基体上に電極活物質として、白金族金属、特にイリジウム（Ir）の酸化物を含む電極活性層を皮膜として被覆されている。この皮膜のことを単にIr皮膜ともよぶ。
【０００４】
ここで、アノード１は、全体を１枚の板とする場合もあるが、通常は、局所的な溶損に対して交換を容易にする等のため、複数のプレートを組み合わせて構成する。例えば、図３では、鋼板10の板幅方向に５枚のプレートを鋼板10の搬送方向に３段並べた15枚構成としている。なお、プレートを鋼板の板幅方向に何枚とし、また、搬送方向に何段とするかは、ラインの操業条件等によって適宜決定される。
【０００５】
鋼板10の幅は、その用途等に応じて様々であり、狭幅から広幅までの各種の幅の鋼板が通板され、めっき処理が行われる。
【０００６】
そのため、アノード１の幅は、最大幅の鋼板に適用するに十分な幅とされる。また、鋼板10のエッジにめっき電流が集中するのを防止するため、鋼板の幅に応じて幅設定を可能としたエッジマスク11が設けられる。このエッジマスク11は、支持棒12で保持され、容易に拡縮可能とされている。
【０００７】
次に、アノードにおいて問題となる陽極の陰極化現象について説明する。
【０００８】
アノード１の鋼板10と対向する部分（これを板道とよぶこともある。）では、カソ−ドとなる鋼板との間にめっきのための電流回路が形成され、電気めっきが行われる。
【０００９】
しかしながら、この板道の両側のエッジマスク11を外れた外縁部では、アノード１、１同士が直接向き合うことになる。ここで、アノード１、１の電位が全く同じであれば電流は流れないが、例えば、鋼板の両面に異なる厚さのめっきを施す場合などでは、アノード１、１に電位差が生じる。また、同電位とされる場合であっても、操業条件等によって電位差に変動を生じる場合もある。
【００１０】
このような場合、低電位側となったアノードの外縁部は、断続的に陰極として働くことが知られている。これを、陽極の陰極化現象、あるいは、単に陰極化という。
【００１１】
この陰極化のため、アノードの外縁部は、中央部に比べてIr皮膜の損傷が早くなり、寿命が短くなる。そのため、特許文献1では、外縁部のIr皮膜の厚さ（特許文献１では、「電極活物質被覆量」と呼んでいる。）を板道の中央部の厚さよりも厚くするとしている。また、特許文献２では、外縁部に10μｍ厚の白金箔を形成し、陰極化に耐性を持たせるとしている。
【特許文献１】特開平10-287998号公報
【特許文献２】特開2000-256497号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、アノードを1枚で構成している特許文献１や２では、アノードの一部に溶損などの不具合があった場合でも、その不具合のあったアノードを全体として取り替える必要が生じ、コスト的に非常に高いものとなる。
【００１３】
そのため、図３に示すように、例えばIr皮膜の付着量を50ｇ／ｍ2とし被覆構造を緻密構造とした標準仕様のＡタイププレート２と、Ir皮膜を80ｇ／ｍ2とより厚くし、かつ、被覆構造を多孔質として陰極化に耐性を持たせたＢタイププレート３を組み合わせて構成して不具合のあったアノードのみを交換可能とし、さらに、板道となる中央の３枚のプレートをＡタイププレート２とし、両外側の各１枚のプレートをＢタイププレート３としてアノード１を構成して、アノードの両外側に発生する陰極化に耐性をもたせるようにすることが考えられる。しかし、この方式にも、狭幅材のめっき処理を行う場合に、以下のような問題がある。
【００１４】
広幅材のめっき処理の場合には、図4（ａ）に示すように、カソードとなる鋼板10と、アノード１のＡタイププレート２の間に正規のめっき電流13が流れ、両外側の陰極化電流14は、Ｂタイププレート３だけに流れることから、その陰極化電流14の影響を受ける陰極化領域15もＢタイププレート３の上だけに止まり、特に問題とはならない。
【００１５】
しかしながら、狭幅材のめっき処理の場合は、図４（ｂ）に示すように、Ａタイププレート２にまで陰極化電流14が流れ込んで、陰極化領域15がＡタイププレート２にまで及んでしまうことになり、Ａタイププレート２の溶損が早くなってアノード１の寿命を短くする。そして、この問題は、狭幅材に対し厚目付けを行うめっき処理の場合に特に顕著となる。
【００１６】
図５に例示するように、アノードの幅方向に測定点をとって、実操業におけるIr膜厚のめっき時間に応じた推移を測定すると、通電時間が2000時間ともなると、めっきする鋼板の通板幅は様々に変化するが、特に、ＡタイプとＢタイプの境界近傍におけるＡタイプ側の膜厚（図５において、膜厚測定点No.４とNo.12）が薄くなってくる。これは、図４（ｂ）で説明したように狭幅材のめっき処理における陰極化に起因するものである。
【００１７】
この問題に対応するため、アノード１の両外側各２枚のプレートをＢタイププレート３とすれば、上記のような皮膜の溶損には対応できるものの、高価なＢタイププレート３を多用することになり、電気めっき処理のコストアップに直結する。
【００１８】
また、アノード１、１に陰極化電流14が流れないように、例えば、エッジマスク11の両外側をシールドすることもできるが、そうすると、鋼板10の幅変更毎にシールドの設定替え作業が必要となり、やはり、めっき処理のコストアップに直結する。
【００１９】
本発明は、既存の設備を改造することなく、かつ、Ａタイププレートに比べてコストの高いＢタイププレートの使用を最小限に止めて、めっき処理のコストをできるだけ抑えて操業することを可能としてなる鋼板の電気めっき方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、下記の各項記載の電気めっき方法および装置、および、電気めっき装置のアノード用プレートによって上記課題を解決した。
(1) 対向配置してなる一対のアノードの間に、カソードとなる被めっき材を通板して電気めっきを行う電気めっき方法であって、前記一対のアノードの幅を通板する被めっき材の最大幅より広くし、通板を予定している被めっき材の平均通板幅の板道に相当する部分のアノードの仕様を鋼板のめっき用電極となる標準仕様とし、前記板道の両外側に相当する部分のアノードの仕様を対向する電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様とすることを特徴とする電気めっき方法。
(2) 前記アノードを被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割するとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートとの２つの仕様のプレートを組み合わせて前記アノードを構成することを特徴とする上記(1)に記載の電気めっき方法。
(3) 前記アノードを被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割するとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートと、標準仕様の皮膜と耐陰極化仕様の皮膜とを幅方向に分割して形成したプレートとを組み合わせて前記アノードを構成することを特徴とする上記(1)に記載の電気めっき方法。
(4) 対向配置してなる一対のアノードの間に、カソードとなる被めっき材を通板して電気めっきを行う電気めっき装置であって、前記一対のアノードは、その幅が被めっき材の最大幅より広く、かつ、通板を予定している被めっき材の平均通板幅の板道に相当する部分のアノードの仕様が鋼板のめっき用電極となる標準仕様として形成され、前記板道の両外側に相当する部分のアノードの仕様を対向する電極間の陰極化に対する耐性を有する耐陰極化仕様として構成されてなることを特徴とする電気めっき装置。
(5) 前記アノードは被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割されてなるとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートとを組み合わせて構成されてなることを特徴とする上記(4)に記載の電気めっき装置。
(6) 前記アノードは被めっき材の幅方向に複数のプレートに分割するとともに、標準仕様の皮膜を形成したプレートと、電極間の陰極化に対する耐性を有してなる耐陰極化仕様の皮膜を形成したプレートと、標準仕様の皮膜と耐陰極化仕様の皮膜とを幅方向に分割して形成したプレートとを組み合わせて構成されてなることを特徴とする上記(4)に記載の電気めっき装置。
(7) 対向配置してなり一対のアノード間に、カソードとなる被めっき材を通板して電気めっきを行う電気めっき装置のアノードで、前記被めっき材の通板幅方向に複数のプレートに分割されたアノードに用いられるプレートにおいて、標準仕様の皮膜と耐陰極化仕様の皮膜とを前記通板幅方向に分割して形成されてなる、電気めっき装置のアノード用プレート。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によって、アノードの寿命を大幅に延長可能となり、既存の設備を改造することなく、鋼板の電気めっきの操業コストを低減することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の形態は、図３において説明した従来のアノードのプレート配置に対し、鋼板（被めっき材）の板幅に応じてプレート配置を最適な配置となるように変更可能として、電気めっきの操業コストの最小化を実現するものである。
【００２３】
ここで、鋼板の板幅は様々であり、その板幅変更毎にアノードのプレート配置を行うことは、作業負荷が大きく、また、段取りに時間を要することになる。そのため、本発明では、電気めっき操業の開始前に、当該操業で通板を予定している鋼板の平均通板幅に合わせてプレート配置を行うようにした。
【００２４】
本発明の鋼板の電気めっき方法に基づくプレート配置を次に行うまでの期間は、適宜設定することができる。その期間は、例えば、プレートの溶損に至るまでの時間と、段取り替えに要する時間等をコスト換算し、両者のコストバランスから決定するようにすればよい。具体的には、例えば、１週間程度、あるいは、１ヶ月程度の期間とすることを好適とする。
【００２５】
本発明の第１の形態では、鋼板の平均通板幅に合わせて、標準仕様のＡタイププレートを鋼板の板幅方向に必要枚数配置し、その両外側に耐陰極化仕様のＢタイププレートを配置してアノードを構成する。
【００２６】
ここで、図３においてすでに説明したアノードの場合は、鋼板の幅方向のプレート枚数を５枚としているが、この枚数は、更に細分化するようにしてもよい。この枚数を何枚にするかは、電気めっき操業とのコストバランスから適宜決定すればよい。
【００２７】
次に、本発明の第２の形態では、上述したＡタイププレートとＢタイププレートに、さらに、３つ目の仕様のプレートとして、表１に示すＣタイププレートを追加し、それらのＡからＣの３タイプのプレートを組み合わせてアノードを構成する。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
ここで、これらのＡからＣの３タイプのプレートを図２に模式的に示す。すなわち、標準仕様Ir皮膜ａを施したＡタイププレート２、耐陰極化仕様Ir皮膜ｂを施したＢタイププレート３、そして、標準仕様Ir皮膜ａと耐陰極化仕様Ir皮膜ｂを通板幅方向に半々に分割して形成させたＣタイププレート４の３つの仕様のプレートである。
【００３０】
本発明の第２の形態では、上記の表１および図２に示す３つの仕様のプレートを適宜組み合わせることを好適とするが、この場合、通板を予定している鋼板の平均通板幅に対し、その内側に標準仕様Ir皮膜ａを形成したプレートを配置し、外側に耐陰極化仕様Ir皮膜ｂを形成したプレートを配置して前記一対のアノードを構成するのである。
【００３１】
ここで、本発明の第２の形態では、標準仕様Ir皮膜ａと耐陰極化仕様Ir皮膜ｂを半々に施したＣタイププレート４を用いることが可能となったことから、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す各平均通板幅に対し、より最適な構成としたアノードを提供することが可能となる。
【実施例】
【００３２】
冷延鋼板の電気めっきライン（板幅：700〜1860mm）において、電気めっきの実操業を実施した。ここで、適用するアノードは、幅方向に５枚、かつ、３段のプレートで構成されている。
【００３３】
まず、上記のラインにおいて、図６に示すようにＣタイププレートを活用し、通板を予定している鋼板の平均通板幅に合わせてＡからＣの３つのタイプのプレートを最適配置したアノードを用いて電気めっき操業を実施した。これを本発明例とする。
【００３４】
一方、比較のため、Ａタイププレートを通板を予定している鋼板の最大板幅の両外側に配置し、内側にＢタイププレートを配置したアノード（図５参照）を用いて電気めっき操業を実施した。これを従来例とする。
【００３５】
そして、アノードにおけるIr皮膜の厚さ分布が通電時間によって変化する様子を本発明例と従来例のそれぞれの場合について比較した。図５に従来例の結果を、図６に本発明例の結果を示す。
【００３６】
また、本発明例と従来例のそれぞれの場合において、電気めっきの通電時間の推移に応じて、アノードの皮膜の最も薄くなっている個所（図５、図６における膜厚測定点No.４）での残存Ir量を測定した。
【００３７】
その結果の一例を図７に示す。
【００３８】
図５、図６から明らかなように、従来例の場合、Ａタイププレートの最大板幅より若干内側に位置する部分のIr皮膜が局部的に溶損する。これに対し、本発明例では、板幅エッジに相当する部分の局部的な溶損がなくなっている。
【００３９】
また、図７から明らかなように、従来例では、約1000時間で残存Ir量が要交換レベルを下回ってしまい、アノードの寿命がつきたのに対し、本発明例では、6000時間の寿命を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の電気めっき方法を適用してプレートを配置したアノードの模式図である。
【図２】本発明に適用するアノード用のプレートの模式図である。
【図３】カソードとなる鋼板に電気めっきを行うアノードのプレート配置を示す模式図である。
【図４】広幅材と狭幅材のアノードの陰極化の様子を示す模式図である。
【図５】アノードにおけるIr皮膜の厚さ分布が通電時間によって変化する様子を示すグラフである（従来例）。
【図６】アノードにおけるIr皮膜の厚さ分布が通電時間によって変化する様子を示すグラフである（本発明例）。
【図７】本発明例と従来例のアノード取替えに至るまでの時間を比較するグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１    アノード
２    Ａタイププレート
３    Ｂタイププレート
４    Ｃタイププレート
10    鋼板（被めっき材）
11    エッジマスク
12    支持棒
13    めっき電流
14    陰極化電流
15    陰極化領域
ａ    標準仕様Ir皮膜
ｂ    耐陰極化仕様Ir皮膜
【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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