9. 3. 전기(電氣)관계 설비(設備)  

9. 3. 1. 전기 사용 설비의 설계  

아노다이징 공장의 전기 설비를 계획한 경우에는 조작법의 수동, 자동방식을 포함해서, 전기식인지 기계식인지 또는 처리품이 큰 것인지 작은 것인지 그리고 하청을 받아 하는 것인지 셋트 메이커의 한 부분으로 전문 공장으로 하는 것인지에 따라 설비의 종별, 내용에 큰 차가 생기게 된다.

9. 3. 2. 전기 설비 사용법

가. 랙킹 및 언더랙킹 설비

전해처리를 중심으로 전, 후 각 처리중의 전기 설비를 완전히 사용하는데 문제점으로 전기적인 주의사항을 아래 전공정(全工程)에 간단히 설명한다.
아노다이징 공장에서 과거부터 지금까지 치구에 제품을 거는것과 떼어내는 것은 수작업(手作業)이라고 생각으로 못박혀 있어, 전자동 설비의 약점으로 되어있고, 전기 설비 같은 것은 아무 소용이 없었다. 작은 제품류의 랙킹은 외주(外注)에서 행하여지고 있는데, 큰 샷시류에는 외주(外注)에서 걸수 있는 방법이 없기 때문에 전자동 24시간 가동 공장에서는 자동 전해의 속도에 맞추어 꾸준히 쉬지 않고 거는 작업을 행하고 있다. 따라서 각종의 자동 랙킹 장치가 고안되지만, 어느 것도 일부의 수작업(手作業)을 필요로 하고 있기 때문에 한 동작 방식이 고려되고 있다.
특히 샷시의 수직 전해 방식에는 전동 유압펌프를 써서 랙크를 90도 회전 시키는 기구가 채용되고 있는데 설치에 많은 비용이 들어 적은 물건에는 생각할 수 없다.
그러나 전기 설비는 적어도, 치구에 거는 방법에는 전기적인 지식을 필요로 하는 것으로써, 이 작업의 숙련 및 양부에 따라, 완료품의 좋고 나쁨을 결정하는 중요한 문제가 되고 있다. 예를 들면, 적정한 전류밀도를 확보하기 위해, 병모양품에 대한 표면적 계산의 수정 또는 내부 음극의 부착등 상당한 고도의 기술을 요한다.
특수형상품에 대해서는 처음 극관계로부터 본 처리물 거는 방법의 결정 및 희생극의 채용 등 상당한 어려움이 있어, 전기적인 배려가 중요하게 된다.

나. 전처리 관계 설비

건재(建材) 등의 표준 작업에는 틀 부착 완료품을 아노다이징 직전에 이송 설비에 의해 탈지, 에칭, 중화 및 각 수세조에 침지 처리하여 작은 물건의 장식화에는 전처리중에, 전해 연마, 화학 연마 등의 광택화 처리가 들어가며, 건재의 에칭과 똑 같은 광택없애기 작업과 이지화(梨地化)처리도 하는 수가 있다.
전해 연마 작업에는 광택의 균등화 및 산(酸)에의 침식 방치를 위해 자동 진동 방식으로 간단한 전동식의 기구가 사용된다.
기타의 조(槽)에는 각 처리욕의 자동 온도 조절을 생각해야 하며, 가열, 냉각의 배관용 전자발브의 전기적 조작이 포함되게 된다.

다. 아노다이징 처리 설비

아노다이징 가공의 중심적인 작업이기 때문에, 여러 가지로 전기적인 과제를 안고 있다. 전원에 대해서는 별도 설명하기로 하고 선정 방침에 대해서의 전원에 대해 간단히 설명한다.

1) 전원

아노다이징 초기에는 수산법, 교⋅직류중첩법이 사용되 직류, 교류의 양쪽 설비가 필요하였다. 전압 조정법이 쉽기 때문에 직류, 교류의 양발전기가 사용되었지만, 현재에는 반도체 정류기와 교류 변압기에 한정되고 있다. 
양쪽 기기 함께 전압 조정법은 소전류(小電流)의 1차 측 에서 행하는 것이 경제적이고, 특히 정현파형을 존중하는 경우에는 IVR을 채용하는데 장치에 부담이 있기 때문에 일반적으로 SCR식 조정법을 쓰고 있다. 직류 발전기로부터의 평활파에 비하면, 정류파는 맥동이 많고, 특히 SCR법은 난파형(亂波形)으로 되지만, 아노다이징용으로는 전혀 문제가 되지 않는다.
단 황산피막의 은색조(銀色調)라도 약간의 색조차가 나타나는 경우가 있으므로 평활파 전원과의 병열 사용은 피해야만 한다.

라. 전해 전류 조정 설비

실험실과 같이 액 상태가 안정해 있으면, 정전압 전해가 편리하다. 즉, 액 조건이 일정하다면 처리 m² 수를 그다지 염두에 두지 않더라도 욕전압만 일정하게 유지하면, 피처리품의 m² 에 응한 적정 전류 밀도를 자동적으로 갖게 된다. 그러나 매일과 같이 액 조건이 변화해가는 현장 작업에는 욕 전압의 일정한 것만으로 적정 전류 밀도를 유지 하는 것이 곤란하기 때문에 정전류법이 적합하게 된다된다. 

그러나 본 법은 원칙적으로 처리 m² 수를 정확하게 계산할 필요가 있기 때문에 일손 부족의 현장에서 피하게되어, 모처럼의 설비를 살리지 못하는 실례(實例)가 많다.

이 대책으로는 매일 변화하는 액상태에 욕전압을 맞추는 방식이 좋다고 생각한다. 가능하면 정류기는 정전압, 정전류의 교환식을 준비하는 것이 좋다.

매일 아침 제1회의 피처리품들만을 정확히 계산해서 표준전류 밀도에 대한 전해 총전류치를 산출해 두고(제1회의 전해에 있어서 이 총 전류를 흐르게 하기위한 욕전압, 예를 들면 18V를 확인해)당일에 관한 한, 이것을 적정 전압으로 정해 놓는다.

제 2회 이후는 m 2 수에 관계 없이 샘플의 치구 걸기만을 행해, 우선18V로 정전압 전해를 개시해 총 전류를, 예를 들면 2,000 A를 기억해 놓는다.

다음에 전해 진행과 함께 전류가 감소하는 것을 막기 위해 정전류 장치로 바꾸어 2,000 A에 맞추면 적정 전해로 고능률의 작업이 행해지게 된다. 전해액을 방치해 두면 매일같이 노화가 진행되어 적정 전압치는 차차 상승하게 되어 상태가 나빠지므로 정기적인 액 분석에 의해 산도(酸度)의 보급이나 알루미늄의 제거를 행해야만 한다.

마. 도전설비(導電設備)

전해용의 도전설비로는 전원의 ( + ) 단자로부터 액중의 피처리품에 급전(給電)하기 위해 ( + ) ( - ) 의 극판을 거쳐 전원의 ( - ) 단자에 이르기까지의 회로(回路)를 형성하는 것이다.
그 내용은 부스바 마이너스, 프러스 단자 도구, 양극 가용 치구 설비, 양극 및 음극판, 마이너스단자 도구로 된다. 양극 반응은 중요한 처리이고, 도전 방식은 피처리품의 품질을 좌우하는 중요한 부분이면서도 간단하게 취급되는 경향이 있다.
사실 통전 불량 등의 제문제가 발생하기 쉬운 장소이기 때문에 전기적인 여러 현상을 파악해 보수, 점검 등에도 만전을 기해야만 한다.

바. 부스바

습기가 많고 더욱이 산,알카리의 미스트 세례를 받기 쉬운 아노다이징 공장의 도전(導電)부스바에는 내식성이 불충분한 알루미늄재(材)는 부적당하며 장기간 동부스바에 한정 되여 왔는데 강(鋼)바가 고가(高價)이고, 가격변동등으로 구입하기 어려운 면이 있기 때문에 적극적으로 알루미늄바의 대체가 생각되어 왔다. 
알루미늄의 도전율은 동의 60%이지만 가볍기 때문에 소요 중량은 약 50%로 값싸게 된다. 처음의 내식성 부족의 걱정에 대해서도 접촉면을 중시해서 충분한 결속법의 채용 또는 죠인트, 그리고 습기 침입 방지와 통전성의 향상을 위한 콤파운드를 사용하므로써 문제는 적지만 접속부는 꼭 용접법을 채용하는 것이 좋을 것 같다. 접촉부위 외는 간단한 방식도장으로 충분하며, 특수한 경우에는 아노다이징 피막을 이용하는 실예도 있다.

사. 양극단자 도구, 치구 관계 설비

도전(導電) 설비 중에서 가장 손상이 심한 부분이기 때문에 접촉부는 항시 청결하게 해 완전 접촉을 유지해 통전의 완벽을 기하지 않으면 안 된다. 
수동식의 소형 틀은 100 ~ 150A의 저전류로 삽입식이 많기 때문에 통전 불량의 걱정이 적지만, 단자부를 가능한 한 작업자의 반대측에 설비해 전해액의 떨어짐에 의한 오염과 훼손을 방지해야만 한다. 건재용 대형의 치구 설비로써는 길이 10m × 폭1m정도의 복렬로 거는 식의 특상자를 써서 긴 물건이나, 대형 판넬판 등의 전해를 행하고 있는데 현재(現在)에는 반자동, 전자동 모두 7m정도의 봉(棒)상자를 샷시나 판넬 판(板)등을 대상으로 옆걸기나 수직걸기의 양 방식에 사용되고 있다.
5000A ~ 7000A의 대전류로 되기 때문에 통전(通電)이 양호하게 되도록, 단자부분의 접촉 압력을 높이는 대책으로는, 스프링이나 압축 공기압을 이용한다.
전(全)자동식에는 봉(棒)상자의 횡행(橫行) 잘못에 대비하고, 또한 자동 이송을 쉽게 하기 위해, 평면 접촉식을 채용해서, 피처리품을 걸었을 때의 스스로의 무게에 의해 실용적인 접촉압을 갖도록 하고 있다.

순수한 프러스극판에 해당하는 것은 피처리품으로 되고 이것의 적정한 치구 걸기법은 별도로 설명하겠으나, 전기적인 여러 주의를 설명한다.
큰 판(板)의 주위나, 긴 칫수의 샷시의 양끝부분은 욕중에서 전기력선(電氣力線)의 과잉 편류가 발생해 특히 세워 거는 식의 특별하게 짧은 제품에 대해서는 마이너스 극판 면적이 과대(過大)하게 되어 하부(下部)가 너무 큰 막 두께가 된다.
또 병모양의 부품이나, 가운데가 비어 있는 중공재(中空材)에 대한 내부 음극의 설치나 이형품(異形品)에 대한 희생극의 고안 등, 여러 가지로 검토를 해야하는 문제가 많아지고 있다.

아. 음극관

일반적인 황산 직류 전해에는 마이너스 극으로써는 연판(鉛板) 또는 연(鉛)라이닝을 겸용해 왔는데 현재는 4 m/m 두께 이상의 알루미늄 극판을 대용하는 경우가 많다.

전해조 비가동 중의 부식 대책을 생각해야만 하지만 소모품으로 생각해 3년 정도에 바꾸는 방법이 채택되고 있다.

교류 아노다이징 조(槽)에는 비금속라이닝으로 해야 만하기 때문에 자기 전극식(電極式)의 쌍극전해법외에는 대극으로써 카본판을 사용하게 된다. 한편, 복수걸기식은 중간 음극을 설치해야만 한다.

자. 후처리관계 설비

아노다이징의 후처리로는 수성, 유성 염료에 의한 염색, 인쇄 등의 장식화 수법이 있고, 더욱 전해 착색, 도장 및 수화 봉공 등이 있지만 전기적 조작을 필요로 하는 것은 전해착색, 정전 도장, 전착 도장 등이기 때문에 이것을 중심으로 생각하기로 한다.

차. 전해 착색법

산화 피막을 황산니켈, 황산석등의 금속염욕 중에서 교류 또는 직류 전해를 행해 착색시키기 때문에 본법(本法)의 주요한 설비는 교류 아노다이징법 또는 직류 음극 전해법용과 거의 동일하다 .

카. 교류 전해 착색법

역사적으로 보면 오래 전부터의 특허가 있으나 현재 아사다법이 대표적으로 건재(建材)류에 응용되고 있다. 각사 현장 나름대로의 기술적 노하우가 축적되어 실용화되게 되었는데, 가장 큰 문제는 대(對)음극 관계에 의한 착색 불균일로, 희생극 등으로 해결하였지만 스포링의 방지법도 문제이고 교류 전해 이론의 복잡성도 기인해 해결은 곤란하다.

타. 직류 전해 착색법

도금과 마찬가지로 마이너스극의 피막 미시공(微視孔)에 금속을 석출시키기 때문에 아사다법 보다 효율이 좋지만, 스포링이 많게 되고, 착색 속도가 너무 빠르기 때문에 색얼룩이 많아, 직류 마이너스파의 사이에 프러스파를 혼입한 펄스식 전해를 행하기 때문에 전기공학적으로는 교류 착색법에 속하고 있다. 전해 조작법은 (+) (-) 파의 혼입비율, 혼입 시간이 노하우로 되어 있다.

파. 도장 관계

산화 피막상의 도장은 봉공 완료품과 미봉공품으로 나누어져, 미봉공품의 대표는 건재용의 전착도장으로 수용성 도료를 사용해서, 고온소부를 행한다. 

250V급의 직류 전원을 사용하는 특수 전해 조작이지만, 이 조작에 의한 불량은 적고, 역으로 하지(下地) 아노다이징 피막 두께의 불균일이 그대로 도막 두께의 불균일로 나타난다. 봉공 제품의 대표는 정전도장이며, 용제형 도료를 사용해 초기의 손으로 뿌리는 것에서 현재의 정전법으로 되어 왔다. 자동 정전도장방식으로는 체인컨베어 속도와 스프레이건의 상하 움직임이 일치하지 않으면 도료 부족과 칠두께 불량으로 되기 때문에 장치의 조절이 필요하게 된다. 

현재 샷시의 대부분은 대량 생산 경향의 전착 도장품으로 , 정전도장품은 점차 적어지는 경향이다 .

9. 3. 3. 자동 전해 방지

자동 방식은 자동 관리와 자동 이송으로 나뉘어지고, 또한 소물(小物)과대물(大物)로 구별된다.

자동 관리는각 처리조를 일정 온도로 유지 냉열 (冷熱)발브를 전자적으로 개폐하는 온도조절 방식과 전해 조건을 조정하는 정전류장치등이다.

이송은 피처리품을 각 처리조에 일정시간 침지해 처리 후에 다음 공정으로 운반하는 장치이다 . 대물(大物)과 소물(小物)에는큰 차가 있지만 어느 것도 부품이 한정되어 전용기로 되고 새로운 부품의 처리에는 부적당하다.

가. 소물용(小物用) 연속 전해 방식

주로 주방용품이나 화장용품 등으로 채용되어 왔으며 긴 전해조 속을 처리틀이 나란히 진행돼 틀의 속도로 전해 시간을 조절한다. 틀의 입.출시의 전류 제한 전해액유출 방지기구가 있고, 수세, 염색등을 샤워식으로하여 길이를 축소하고 있다.

나. 대물용 방식

최근의 대규모적인 샷시용 전해 설비는 태차(台車) 주행식이 정착해 전자식 논리회로를 사용한 프로그램 제어에 의한 전자동식이 사용되고 태차가 출현했는데 현재에는 개량된 간단한 핀-보드 방식의 수직걸이식이 고능률을 발휘하고 있다. 태차를 없애, 고정 및 승강용 소형 체인컨베어를 사용해 정지 위치 설정도 간단하고, 라인의 단축화에도 기여하고 있다.

9. 3. 4. 랙킹작업

현재 가동중인 건재용 아노다이징 처리라인은 月100톤급으로부터 月2,000톤 정도의 대규모 라인도 있다. 랙킹 작업에 대해서도 수동으로 충분히 처리가 가능한 경우도 있고, 또 자동화 랙킹을 쓰지 않으면 안 되는 경우도 있다.

가. 수동랙킹의 한계

장시간연속 행하는 랙킹 작업에는 생리적인 조건으로 보아도 처리재 한 본을 랙하는데 10초 정도를 필요로 하므로, 생산수량과 생산중량의 관계에서 산출해 어느 정도까지의 처리 라인의 수동 랙킹의 한계인지 잡을 수가 있다.

ⓐ 월간 실 가동시간 : 1day 22hr * 1 mon 25day = 550hr =200만sec/mon
ⓑ 주택용 샷시의 면적중량 환산: 2 kg / m 2
ⓒ 처리재의 평균 면적을 가령 1.5m 2 로 하면

따라서 평균 1.5m 2 의 현재를 처리하는 경우는 월간 600ton의 라인이 수동 랙크의 한계로 된다.

나. 자동 랙킹의 목적과 조건

랙킹의 자동화를 계획하는 최대의 목적은 성력화에 의해 경제 효율을 높이는 것이지만, 자동화에 적합한 조건이 갖추어져 있지 않으면 무리이다.
현재의 아노다이징 처리 공정은 그 대부분은 칼라 공정과 도장공정을 포함하고 있고, 이 조건에서의 횡식(橫式) 자동 랙킹은 거의 불가능에 가깝다.
그 최대의 이유는 , 접점부가 액(額)속에서 생기는 급전(給電)트러블과 치구 소재로 사용하는 알루미늄 이외의 금속에 의한 칼라의 발색방해이다.

다. 전기적 문제

랙킹에 있어서 가장 중요한 문제가 급전 (給電)인 것과 동시에 자주 트러블의 원인이 되는 것도 대부분은 여기에 있다. 아노다이징처리 공정상 발생하는 전기적인 트러블은 치구와 형재의 접점부에서 일어나는 접촉저항이 원인이다.

1) 접촉저항(ContactResistance)

금속이서로 접촉하고 있는 상태에서 전기를 흘린 경우, 그 접촉부에는 다른 부분보다 높은 전기 저항이 생긴다. 이것을 접촉저항이라고 한다. 금속 자체에서생기는 고유 저항과는 성질적으로는 아주 다를 뿐만 아니라, 양 적으로도 대단히 높은 수치를 나타내는 것이다. 이 경우에 접촉 저항은 그 성질상 2가지로 나눌 수 있다.

① 집중(集中)저항(ConvergenceResistance)
집중 저항이란 , 전류가 작은 접촉면을 통과하기 때문에 전류의 통로가 오그라드는 것에 의해 금속의 내부에 생기는 전위차에 따라 일어나는 저항으로집중 저항을 적게 하기 위해서는 접촉 면적을 증대 시키면 좋다.

② 피막 저항(TransitionResistance)
피막 저항이란, 금속을 단순히 접촉한 경우, 그 접촉면이 활성상태인 경우는 적고, 무엇인지 금속 이외의 이물막(異物膜)이 존재하고 있어, 이 막을 끼고 접촉이 행해지고 있다고 보고 있는 것이다. 이 막의 조성은 금속의 산화물, 혹은 황화물과 같은 경우도 있고, 또 유성(油性)이나먼지 같은 경우도 있다. 아무리 금속면을 청결하게 해도, 대기 중에 방치함에 따라 수분자층의 산소, 수소, 물의 흡착에 의해 불활성화 하는 것은 피할 수 없다. 이러한 피막의 존재에 의해 생기는 저항을 피막 저항이라고 한다. 랙킹에서의 급전트러블의 원인은 이 피막저항에 기인하는 케이스가 대단히 많다. 그러면 피막이 아주 얇은 경우와 비교적 두꺼운 경우가 있는데, 아주 얇은 경우 는 피막의 두께가 수Å(옹그스트롱)에서 수십Å 정도로, 이 경우는 소위 턴넬효과에 의해 한쪽 금속의 자유 전자가 비교적 쉽게 다른 쪽 금속으로 옮길 수가 있기 때문에 경계(境界)저항은 비교적 낮은 거의 무시할 정도로 된다.
이러한 성질의 얇은 막을 준(準)금속적 박막이라고 부르고 있다. 한편 비교적 두꺼운 예를 들면 100Å 이상의 피막으로 금속 표면이 덮여져 있는 경우에는, 그대로는 절연성을 나타내 거의 전류가 흐르지 않으므로, 접촉력을 올려서 기계적으로 피막을 파괴해 새로운 금속을 나타나도록 하지 않으면 안된다.

라. 이상적인 랙킹 방법

가장 이상적인랙킹 타입의 조건으로는, 다음의 것을 들 수 있다.

● 세로로 거는 방식으로 할 것
● 치구를 사용하지 않는 논-랙크 방식
● 거는 면적을 일정하게 조정 가능한 기구를 짜 넣을 것
● 랙킹 저장 방식을 택할 수 있도록 할 것

1) 입상(立上)기구
그림 9-14 ~ 9-18에 틀에 걸린 처리재를 끌어올리는 예(例)를 나타낸다.

2) 급전단자(給戰端子)
직접 형재에 용접해서 사용한다 . 접촉 저항이 제로이기 때문에 치구에 의해 발생하는 급전(給戰)트러블은 전혀 생기지 않는다.

3) 랙킹저장
급전 단자를부착한 처리재를 많이 비축하는 것에 따라 야간의 랙킹작업이 해소되는 등 랙킹씨스템 개량 등의 장점이 크다 .

4) 거는 간격 조정
처리재의 면적에 따라 거는 간격을 조정하는 기구로, 이 처리에서 걸어놓은 면적이 전부 일정하게 되기 때문에, 아노다이징 처리의 생산 효율을 높일 수가 있다 랙크란, 양극산화는 가공물품을 지지해 통전(通 電)때문에 사용하는 도구로 치구(治具), 리드선, 리드틀, 후크, 걸이, 전해바스켓이라고도 부르고 있다. 적정한 랙크의 구조, 설계는 양극산화의 전류 분포를 허용범위 내에서 안정시키기 위함과 작업 능률을 좌우하는 것 등 표면처리상 중요한 요소이다.
용도와 형상에 의해서 여러 가지 방식을 사용하며 몇 가지 예를 들면

① 리드고무끈으로당기는 방식..기물(器物) 공업용품
② 스프링방식… 기물(器物), 건재(建材), 소물(小物)
③ 편물망방식… 건재(建材)
④ 볼트잠금방식… 무거운 가공품, 휘는 제품
⑤ 억압방식 …. 건재(建材)
⑥ 빗살방식 .... 건재(建材)

마. 랙크 설계

랙크는 표면처리 작업의 작업성, 가공품에의 통전량 편차를 크게 지배하기 때문에 이에 대한 설계에는 많은 주의가 필요하다.

1) 랙킹 공정은 표면처리를 행하기 위한 준비 작업으로 항시 처리 싸이클에 댈수 있도록 걸이에 걸어, 가공품을 공급, 송부하는 것이 목적으로 신속하게 랙킹 할 수 있어야 한다. 또 걸이에서 떼는 것도 동일하다.

2) 강력한 수세, 처리액 속에서의 공기 교반, 아노드록카에 의해 극봉(極棒)과의 접촉이 저해되지 않는 기구가 바람직하다.

3) 이송 중에 가공품이 떨어지지 않는 것

4) 희망하는각도로 치구를 배치할 수 있을 것(공기 잔류에 의한 균일성 불량, 액의 묻어나옴에 의한 처리욕의 오염 문제의 발생방지)

5) 산이나알카리 또는 열에 대해 내구성이 있을 것

바. 랙크 재료

랙크 설계상중요한 제일보는 재료의 적정한 선택이다. 기본적 재료는 알루미늄, 티탄, 스텐레스, 동(銅)등이지만 재료 사용상, 전도율, 기계 가공성, 화학 저항을 고려해야만 한다. 또, 필요 이상으로 좋은 재료를 쓰면 보기는 좋지만, 비경제적이고, 무거운 것은 작업성마저 나쁘게 된다. 랙크의 구조 부분별 재료를 보면

급전부(給戰部)… 동(銅), 알루미늄

간부 (幹부) … 알루미늄, 티탄, 스텐레스, 철

지부 (枝部) … 알루미늄, 티탄

라이닝 … . PVC, 테프론, 시리콘, FRP, 에폭시, P.E

보조 … 고무 등이다.

양극산화에서는 알루미늄은 용액을 오염시키지 않고 파괴되지 않고, 전류가 잘 통한다. 그러나 양극처리에 의해 산화피막을 형성하기 때문에 다음의 전해 이전의 탈막(脫膜)처리 할 필요가 있고 1회의 탈막에 의해 20 ~ 30 ㎛ 가 소모된다.

티탄의 이용도 많다. 티탄은 양극 산화막을 쉽게 전해중 파괴 가능해, 공정 중의 처리액에 부식 저항이 있고, 그리고 점식(點食)을 일으키지 않고, 염료도 흡수하지 않기 때문에 가공품에 흔적을 생기게 하지 않는다. 단, 동이나 알루미늄에 비해 전기 저항이 높고 가격이 비싸다. 스텐레스는 전해 용액 중에서 전해해 버리기 때문에, 랙크의 도전부에 사용할 수 없지만 랙크 구조부에 보강재로써 절연해서 사용할 수 있다.

보조재는 주로 수지를 사용하고 있다. 형재등을 싣는 횡봉(橫棒)에 잘 사용되고 있다. 도장의 소부가 있는 경우에는 테프론, FRP가 적당하다.

사. 랙크의 설계 기준

랙크 설계의기본적인 문제는,랙크와 가공품과의 접점부이다.

대전류(大電流)를 안정한 상태로 급전(給電)하는 것으로, 랙크의 접촉부는 가장 중요하다. 중요한 가공품의 문제가 없도록 잘 보살펴랙크의 접촉자욱으로 외관을 해치는 일이 있어서는 안 된다. 금속이 서로 접촉하고 있는 상태에서 전기를 흘린 경우, 그 접촉부에 다른 부분보다 높은전기 저항이 생긴다.

알루미늄접점의 경우, 접촉압은 5 ㎏/mm 2 정도가 한계이고, 티탄은 접촉압의 증가와 통전량은 비례적으로 증가해 최대 가압력 30 ㎏/mm 2 정도이다. 접촉 안정도가 높은 것은 점(點)접촉이다.

다수의 형재를 횡(橫)걸기로 모든 유효접촉압 내에서 전부크램프하기 위해서는 당연히 스프링의 유효 접촉압스트로크가 큰 것을 사용한다. 극봉(極棒)과 랙크와의 접점 기구라도, 착(着), 탈(脫)이 어려우면 실제로는 사용할 수 없다. 원터치로 작업성이 좋은 다접점(多接點)기구를 연구한다. 거는 것, 떼는 것도 빠르게 되고, 지문이나 상처가 나지 않는 방식으로 해야 한다.

아. 랙크 관리

랙크의 관리는 능률성, 경제성, 작업성을 중심으로 진행한다.

양극산화의 품질 검사에는 외관 검사, 막 두께 측정을 제외하면, 내식성, 밀착성, 내마모성 등은 파괴 검사이다. 그런 까닭에 최종 검사만의 품질 관리로는 실질적인 효과는 기대할 수 없다. 요컨대 각 공정간에 있어서 항상 롯트 품질을 관리 보증함에는 가공품의 통전성을 지배하고 있는 랙크의 성능이 직접 품질 관리와 밀접한 관계에 있다.

랙크라고 하면 지금까지는 소모품 취급을 하는 경향이 있지만, ① 랙크의 일상 관리체제의 정비, ② 보수작업표준화가 필요하다.

랙크의 보수유지의 책임자, 전문 보수 요원, 소정의 보수 설비, 일상 관리 경비, 랙크 취급 사용법의 철저, 랙크의 자주(自主)설계의 실시 등 관련 내용을 같이 검토해서 관리해 나가는 것이 중요하다.

자. 랙크의 종류

수 많은 종류가 있으나 몇가지 대표적인 것을 그림으로 나타낸다.

1) 보조랙크

2) 선재에 의한 방법

3) 판재 및 가지에 의한 방법

4) 틀에 의한 방법

5) 기타방법

9. 3. 5. 음극(陰極)

음극 재료는 수산법, 황산법에서는 흑연, 납, 알루미늄을 사용하고, 크롬산법에는 연강(軟鋼), 스텐레스강이 쓰여 진다. 최근 직류 황산법에서 종래의 연판(鉛板)은 강(鋼)의 음극봉에 볼트 결합되는데, 전기적인 접촉면적을 확실히 하기 위해 틈사이에 납땜을 하거나 연(鉛)라이닝한 동봉과 용착(溶着)한다. 연판(鉛板)의 전해욕 중의 부분은 때때로 깨끗하게 해주면 좋다. 

부스바가 동판이나 동봉의 경우, 전해액 중에서의 동의 용해가 가공품에 대해 해롭다.

이것을 보호하기 위한 설계 시공이 필요하다. PVC 또는 보호테프를 표면에 두른후 도장한다. 교류 전해할 때의 대극(對極)에는 흑연판이 가장 좋다. 흑연판의 접촉면에 강(鋼)의 금속화를 행해 볼트 조임력 등도 균등하게 되도록 하고 있다. 전해조를 연(鉛)의 금속화를 행해 볼트 조임력 등도 균등하게 되도록 하고 있다. 전해조를 연(鉛)라이닝으로해 냉각용 연관(鉛管) 및 중성용의 극판(極板)등을 부착한 경우에는 일반적으로 연류(鉛類)의 전위는 액(液)과 같은 모양의 제로 전위에서 전기적 중성점을 형성하기 때문에 어느 순간에는 가공품의 전위보다 높게 되어 양극용해를 일으킨다. 따라서 전식(電食)을 방지하기 위해, 가공품에 대면(對面)하는 장소에는 연(鉛)의 앞치마 부분을 내리는 수가 있다.
직류 황산법의 음극 재료로써는 알루미늄이 적당하다.
알루미늄은 작업중지 중에만 전해액에서 용해되지만, 이 부식의 정도는 가볍다.
알루미늄을 음극으로 할 때에는 음극봉도 알루미늄으로하여, 위치 결정과 고정시키기가 쉽고, 기계적으로 튼튼해 신뢰할 수 있다. 알루미늄 부스바는 대단히 유익하지만, 전해액이 튀어 부식될 염려가 있다. 부스바의 보호제로 내산페인트를 도포한다. 교직류 중첩 전해, 아사다법 전해 착색에는 +파의 순간에 일어나는 알루미늄 지금의 양극 용해 극판의 피막 생성의 문제가 있기 때문에 일반적으로 탄소붕, 니켈염에 의한 전해 착색에는 니켈판을 사용한다.
음극 면적을 크게 해 가능한 한 양극 중심부에 전류 분포가 많아지도록 해야한다. 음극 면적 비(比)를 충분하게 하기 위해 알루미늄의 압출형재를 써서 표면적을 넓게 하고 있다.
또 세로로 거는 양극 처리 라인에 있어서 가공품의 요동에 의한 가이드역에 속이 비지 않은 견고한 형재(型材)를 사용하고 있다. 
일반적으로 음극 면적은 양극의 1/2 이상으로 되어있다.
크롬산법에는 음극에 있어서 수소의 발생이 있으며 크롬 6가가 크롬 3가로의 환원 작용에 생겨 전해액의 전해도를 저하하는 경향이 있어, 이 방지책으로, 음극을 양극의 10분 1정도로 작게 한다. 세로 걸기의 경우 절연성의 염화비닐판 등으로 차폐가 되도록 한 설비도 필요하게 된다. 흑연은 고전류를 흐르게 하지만, 금속에 비해 취급상 깨지기 쉽게 때문에 부착한다.