CN118401712A - 电镀用阳极以及用金属对物品进行电镀的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种电镀用阳极，其不需要附属设备和阳极液管理，并且也不需要昂贵的金属和特殊金属就可以比较容易地进行制作。本发明涉及电镀用阳极，具备：输入部，从电源输入电力；一对支撑部，在第一方向上延伸，在与上述第一方向交叉的第二方向上相互隔开间隔地配置，从上述输入部接收电力的供给，与镀液的接液部分被绝缘材料被覆；以及通电部，在上述第二方向上延伸，一端与上述一对支撑部中的一个连接，另一端与上述一对支撑部中的另一个连接，从上述一对支撑部接收电力的供给；上述通电部具有在上述第一方向上相互隔开间隔地配置的多个电流路径，上述通电部的截面积小于上述支撑部的截面积。

Description

电镀用阳极以及用金属对物品进行电镀的方法和系统

技术领域

本发明涉及电镀用阳极以及使用它用金属对物品进行电镀的方法和系统，特别涉及在包含金属离子的镀浴中添加的有机化合物添加剂的分解得到了抑制的电镀用阳极以及使用它用金属对物品进行电镀的方法和系统。

背景技术

镀锌作为比较廉价的防锈镀层使用，在其碱性镀浴中，使用季铵聚合物等有机化合物作为添加剂。该有机化合物如果被阳极氧化而分解，则会引起密合性差的枝晶析出，不能形成良好的防锈镀锌层。

由于锌合金镀覆与锌镀覆相比具有优异的耐腐蚀性，在汽车部件等中广泛使用。特别是，碱性锌镍合金镀浴在需要高耐腐蚀性的燃料部件、放置于高温环境下的发动机部件中被使用。碱性锌镍合金镀浴是利用适合所期望的镍共析率的胺系螯合剂使镍溶解，使锌和镍共析于镀覆被膜上。但通电时，存在胺系螯合剂在阳极表面氧化分解而产生草酸、碳酸钠的问题。在镍离子、铁离子等铁系金属离子共存的情况下，它们作为氧化催化剂发挥作用，进一步促进胺系螯合剂的氧化分解。这样，通过使碱性锌镍合金镀浴与阳极接触，胺系螯合剂被迅速分解，镀覆性能迅速下降。由于该分解物的积蓄而产生电流效率的下降、浴电压的升高、镀膜厚度的减少、镀覆被膜中的镍共析率的下降、可镀覆的电流密度范围的缩小、光泽的下降、化学需氧量(COD)的升高等许多问题。因此，镀浴不能长期使用，必须经常更换。

专利文献1和2中记载了一种所谓的阳极单元系统，其在被隔膜覆盖的单元内放入阳极液，分隔成镀浴不与阳极板接触，由此能够抑制有机化合物添加剂的分解。在该阳极单元系统中，由于镀浴中产生的草酸、碳酸钠从镀液向阳极单元内移动，所以也期待去除镀浴中的分解物的效果。另一方面，阳极单元系统需要阳极单元主体、配管和泵等多个附属设备。进而，需要管理阳极液的浓度，每隔一定通电量就需要更新阳极液。

专利文献3中记载了通过在阳极的导电性基材的表面实施涂布，抑制有机化合物添加剂的分解。在这种情况下，不需要附属设备、电极液管理，但用于制造阳极的成本成为问题。专利文献4中也记载了在阳极的导电性基材的表面实施涂布，但需要进一步改善。

另一方面，专利文献5中记载了将在导电性基体上设置氧化铱系被覆层而成的电极以特定的阳极电流密度用于铁系电镀，从而抑制镀浴中的Fe²⁺离子的通电氧化，记载了该被覆层的形状可以是网状。另外，专利文献6中记载了具有氧化铱等电极活性物质的被覆层的拉网金属等形状的多孔金属阳极，记载了该电极与以往的平板阳极相比不仅轻量化且容易处理，而且产生气体容易逸散而对电压的下降有效等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/075963号

专利文献2：国际公开第2016/075964号

专利文献3：日本专利第6582353号

专利文献4：日本特表2019－530800号公报

专利文献5：日本特开平5－331696号公报

专利文献6：日本特开平1－208499号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种电镀用阳极，其不需要附属设备和阳极液管理，并且也不需要昂贵的金属、特殊金属，可以比较容易地进行制作。

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，在电镀用阳极中，通过在从电源输入电流的输入部与对镀液通电的通电部之间设置特定的支撑部，可以抑制浴电压的升高以及通电部的发热所引起的浴温的升高，从而完成了本发明。即，本发明提供了以下所示的电镀用阳极、用金属对物品进行电镀的方法以及用金属对物品进行电镀的系统。

〔1〕一种电镀用阳极，具备：

输入部，从电源输入电力，

一对支撑部，在第一方向上延伸，在与上述第一方向交叉的第二方向上相互隔开间隔地配置，从上述输入部接收电力的供给，与镀液的接液部分被绝缘材料被覆，以及

通电部，在上述第二方向上延伸，一端与上述一对支撑部中的一个连接，另一端与上述一对支撑部中的另一个连接，从上述一对支撑部接收电力的供给；

上述通电部具有在上述第一方向上相互隔开间隔地配置的多个电流路径，

上述通电部的截面积小于上述支撑部的截面积。

〔2〕根据上述〔1〕所述的电镀用阳极，其中，上述通电部的接液部分的面积(Sc)与配置有上述通电部的区域的外形面积(So)的比率(Sc/So)为0.05～0.5。

〔3〕根据上述〔1〕或〔2〕所述的电镀用阳极，其中，上述通电部的截面积(S₂)与上述支撑部的截面积(S₁)的比率(S₂/S₁)为0.5以下。

〔4〕根据上述〔1〕～〔3〕中任一项所述的电镀用阳极，其中，上述通电部包含金属丝、拉网金属和/或冲孔金属。

〔5〕根据上述〔1〕～〔4〕中任一项所述的电镀用阳极，其中，上述通电部

-具有3～75mm²的截面积(S₂)，和/或，

-包含选自铁、镍、不锈钢和碳中的至少1种，和/或，

-均匀分散地配置在上述阳极中，和/或，

-相互以10cm以下的间隔配置。

〔6〕根据上述〔1〕～〔5〕中任一项所述的阳极，其中，上述支撑部构成上述阳极的外周的至少一部分，和/或，

上述支撑部的截面积(S₁)为15～1200mm²。

〔7〕一种用金属对物品进行电镀的方法，

包括在包含上述金属的离子和有机化合物添加剂的镀浴中进行通电的工序，

上述镀浴具备上述物品作为阴极，并且具备上述〔1〕～〔6〕中任一项所述的电镀用阳极。

〔8〕根据上述〔7〕所述的方法，其中，相对于上述通电部的接液部分的面积(Sc)的电流的大小(阳极电流密度)为25～150A/dm²，和/或，

相对于上述通电部的截面积(S₂)的电流的大小为2～75A/mm²。

〔9〕一种用金属对物品进行电镀的系统，

包含含有上述金属的离子和有机化合物添加剂的镀浴，

上述镀浴具备上述物品作为阴极，并且具备上述〔1〕～〔6〕中任一项所述的电镀用阳极。

根据本发明，通过在电镀用阳极的上述输入部与上述通电部之间设置截面积比上述通电部大、与镀液的接液部分被绝缘材料被覆的一对支撑部，可以抑制浴电压的升高。本发明的电镀用阳极不需要附属设备和阳极液管理，并且也不需要昂贵的金属、特殊金属，因此可以降低电镀的成本。

附图说明

图1表示本发明的电镀用阳极的一个方案(梯子型)。阴影部位被绝缘材料被覆。

图2表示本发明的电镀用阳极的一个方案(格子型)。阴影部位被绝缘材料被覆。

图3表示本发明的电镀用阳极的一个方案(网眼型)。阴影部位被绝缘材料被覆。

图4表示图3的IV部的放大图。

图5表示比较用的电镀用阳极。

图6表示阴极板的镀覆外观。

具体实施方式

以下，进一步详细说明本发明。

本发明的电镀用阳极具备：

输入部，从电源输入电力，

一对支撑部，在第一方向上延伸，在与上述第一方向交叉的第二方向上相互隔开间隔地配置，从上述输入部接收电力的供给，与镀液的接液部分被绝缘材料被覆，以及，通电部，在上述第二方向上延伸，一端与上述一对支撑部中的一个连接，另一端与上述一对支撑部中的另一个连接，从上述一对支撑部接收电力的供给；上述通电部的截面积小于上述支撑部的截面积。用以往的单纯的平板状的电极提高阳极电流密度时，需要减小通电部的外形面积或施加比镀覆所需的电流过大的电流。在前者的情况下，由于外形面积变小而在镀浴中的通电区域产生偏差，电流分布不均匀，引起浴电压的升高。而且，也因在外部空气与镀液的边界部分发热，从而会引起浴电压的升高。另一方面，本发明的电镀用电极所具备的上述支撑部向上述通电部供给电力，而由于与镀液的接液部分被绝缘材料被覆，所以对镀液不通电，外部空气与镀液的边界部分的发热以及浴电压的升高都不易发生。上述支撑部能够有效地向位于远离上述输入部的地方的通电部即侵入到镀液的深部的通电部供给电力。而且，上述通电部即使在镀液的深部也能够稳定地接收电力的供给，并且整体包含在镀液中，因此即使由截面积小的导电性构件构成，发热也不会成为问题，进而由于均匀分散地配置，所以浴的电流分布不产生偏差。作为结果，能够对镀液(镀浴)均匀且有效地通电，能够在电镀对象的物品上形成良好的镀覆被膜。应予说明，这里所说的“截面积”是指与电流流动的方向正交的平面中的截面积。

上述一对支撑部延伸的上述第一方向没有特别限制，可以是从上述输入部延伸的方向。另外，上述第二方向只要与上述第一方向交叉就没有特别限制，可以是与上述第一方向正交的方向。另外，上述一对支撑部可以是连续构件上的分离部位，也可以是分离存在的独立构件上的部位，其具体的方案只要能够将上述通电部连接在其间就没有特别限制。在一些实施方案中，上述一对支撑部可以构成上述阳极的外周的至少一部分，也可以包围上述外周整体。即，本发明的电镀用阳极可以进一步设置追加的支撑部，上述一对支撑部和上述追加的支撑部可以直接或间接地连接，构成上述阳极的外周的一部分或全部，形成框(框架)。

上述支撑部的截面积(S₁)没有特别限制，例如可以为约15mm²～约1200mm²，可以为约100mm²～约1100mm²，或者可以为约125mm²～约1000mm²。另外，构成上述支撑部的导电性构件只要能够通电就没有特别限定，例如可以包含选自铁、镍、不锈钢、碳、钛、铜以及用它们涂布的构件等中的至少1种。

上述绝缘材料只要能够耐受在镀液中的使用就没有特别限定，例如可以包含选自高分子树脂、橡胶、绝缘性无机氧化物、绝缘性无机氮化物、绝缘性无机碳化物和绝缘性无机硼化物中的至少1种。更具体而言，上述高分子树脂可以包含环氧树脂、氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟树脂丙烯酸树脂、聚苯乙烯、ABS(丙烯腈·丁二烯·苯乙烯)树脂、聚乙烯、聚丙烯、尼龙聚氨酯、甲基戊烯树脂或聚碳酸酯等，上述橡胶可以包含硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、苯乙烯橡胶、丁基橡胶、丁二烯橡胶或天然橡胶等，上述绝缘性无机氧化物可以包含二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氧化铍、氧化钛或氧化钽等。

本发明的电镀用阳极的通电部具有在上述第一方向上相互隔开间隔地配置的多个电流路径。这里所说的“电流路径”是指电流流过的路径，可以通过设置多个构成上述通电部的导电性构件来形成多个电流路径，也可以通过构成上述通电部的导电性构件具有分支结构来形成多个电流路径。在一些实施方案中，上述多个电流路径在上述阳极中均匀分散地配置。

各个电流路径相互隔开间隔地配置是指在上述通电部存在的区域形成有空隙，因此该通电部整体的接液部分的总面积比假设所有通电部为一系列平板时的接液部分的面积、即配置有上述通电部的区域的外形面积小。上述通电部的接液部分的面积(Sc)与配置有上述通电部的区域的外形面积(So)的比率(Sc/So)没有特别限制，例如可以为约0.5以下、约0.3以下或约0.25以下，可以为约0.05以上、0.1以上或0.125以上。

虽然不受特定理论的限制，但认为在阳极附近由于氧化反应而同时发生氧产生反应和后述的有机化合物添加剂的分解反应，当限制上述电极的镀液中的通电部的面积时，阳极电流密度(阳极的每单位通电部面积的电流)变高，在该状态下，与阳极电流密度低的情况相比，氧产生反应比上述有机化合物添加剂的分解反应优先发生，因此抑制上述有机化合物添加剂的分解。进而，认为通过在上述阳极中相互隔开间隔地配置电流路径，可以抑制镀浴电压的升高而稳定地保持对阴极的电流分布。如果假设使用以往的平板作为阳极，不改变通电部面积而提高阳极电流密度，则需要大幅提高施加电流，但这样一来，浴电压也升高，不经济，也会影响阳极的耐久性。进而，如果大幅提高施加电流，则阴极电流密度也大幅提高，因此也会对镀覆质量产生不良影响。如果使用本方案的电镀用阳极，则能够在没有这些不利的情况下提高阳极电流密度，能够抑制上述有机化合物添加剂的分解。

本发明的电镀用阳极的通电部的截面积(S₂)只要小于上述支撑部的截面积就没有特别限制，例如可以为约3mm²～约75mm²，也可以为约4.5mm²～约50mm²。另外，上述通电部的截面积(S₂)与上述支撑部的截面积(S₁)的比率(S₂/S₁)没有特别限制，例如可以为约0.5以下，可以为约0.004～约0.25，也可以为约0.007～约0.16。

构成上述通电部的导电性构件只要能够通电就没有特别限定，例如可以包含选自铁、镍、不锈钢、碳、铂、镀铂钛、钯－锡合金和用它们涂布的构件等中的至少1种，优选包含选自铁、镍、不锈钢和碳中的至少1种。上述通电部的形状没有特别限制，例如可以为金属丝、拉网金属、冲孔金属和/或平板等，优选为金属丝。由于拉网金属和冲孔金属具有分支结构，所以即使单独使用也能够形成多个电流路径。

在一些实施方案中，在本发明的电镀用阳极中，可以配置多个上述通电部，多个上述通电部优选在上述阳极中均匀分散地配置。此时的间隔没有特别限制，例如，上述通电部可以就其中心间的距离而言相互以约10cm以下或约3cm～约7cm的间隔配置。另外，在一些实施方案中，本发明的电镀用阳极可以进一步具备在上述第一方向上延伸的通电部。在上述第一方向上延伸的通电部没有特别限制，可以具有在上述第二方向上相互隔开间隔地配置的多个电流路径。

在本发明的电镀用阳极中，将上述通电部与上述支撑部连接的方案只要能够相互通电就没有特别限制，例如，可以在构成为上部具备输入部21且除了下侧以外包围电极周围的支撑部41(框架)的两侧部之间将通电部31构成为梯子状(梯子型电镀用阳极1)。在该情况下，在与支撑部41正交的方向上设置多个电流路径311。或者，可以在构成为上部具备输入部22且包围电极周围整体的支撑部42(框架)的内侧将通电部32构成为格子状(格子型电镀用阳极1A)。在该情况下，不仅在与支撑部42正交的方向上设置多个电流路径321，而且在支撑部42延伸的方向上也设置多个电流路径322。将上述通电部的形状为金属丝时的梯子型电镀用阳极的例子示于图1，将上述通电部和上述追加的通电部的形状为金属丝时的格子型电镀用阳极的例子示于图2。

本发明的电镀用阳极只要不损害其目的就可以实施本技术领域常用的任意修改、或者可用于抑制浴电压的升高、抑制通电部的发热所引起的浴温的升高、或抑制上述有机化合物添加剂的分解的处置等。例如，如果制成构成上述通电部的导电性构件的表面的一部分被绝缘材料被覆而另一部分露出的状态，则限制上述电极的镀液中的通电部的面积，阳极电流密度(阳极的每单位通电部面积的电流)变高，对于抑制上述有机化合物添加剂的分解是有用的。

在另一实施方案中，本发明还涉及用金属对物品进行电镀的方法，上述方法包括在包含上述金属的离子和有机化合物添加剂的镀浴中进行通电的工序，其中，上述镀浴具备上述物品作为阴极，并且具备上述本发明的电镀用阳极。根据本发明的方法，可以抑制浴电压的升高以及通电部的发热所引起的浴温的升高，并且对上述镀浴均匀且有效地通电，可以在上述物品上形成良好的镀覆被膜。

上述金属只要用于电镀就没有特别限定，例如，上述金属可以包含锌、镍、铁、铜、钴、锡和锰等。如果上述金属仅为锌，则在上述物品上形成锌被膜，如果上述金属包含锌和其他金属，则在上述物品上形成锌合金被膜。上述其他金属只要能够形成上述锌合金被膜就没有特别限定，例如可以为选自镍、铁、钴、锡和锰等中的至少1种。上述锌合金被膜没有特别限定，例如可以为锌镍合金镀覆、锌铁合金镀覆、锌钴合金镀覆、锌锰合金镀覆或锡锌合金镀覆等。

上述物品为被镀覆物，可以没有特别限制地采用本技术领域通用的物品。上述物品例如可以为铁、镍、铜、锌、铝等各种金属和它们的合金。另外，对其形状也没有特别限制，例如可举出钢板、镀覆钢板等板状物、长方体、圆柱体、圆筒体、球状物等各种形状物。作为该形状物，具体而言，例如可举出螺栓、螺母、垫圈等紧固部件、燃料管等管部件、制动钳、共轨等铸铁部件、以及连接器、插头、壳体、管嘴、安全带固定器等各种形状物。

上述通电工序的条件只要能够对上述物品实施上述金属的镀覆被膜就没有特别限制，例如可以在约15℃～约40℃、优选为约25～约35℃的温度下进行通电，或者也可以以约0.1～20A/dm²、优选为0.2～10A/dm²的阴极电流密度进行通电。另外，相对于上述通电部的接液部分的面积(Sc)的电流的大小(阳极电流密度)没有特别限定，例如可以为约25～约150A/dm²，优选为约25～约75A/dm²，进一步优选为约30～约65A/dm²。相对于上述通电部的截面积(S₂)的电流的大小没有特别限定，例如可以为约2～约75A/mm²，优选为约5～约20A/mm²。

本说明书所记载的“有机化合物添加剂”是指添加于用于电镀的镀浴中的有机化合物。上述有机化合物添加剂的种类没有特别限定，例如在进行镀锌的情况下，上述有机化合物添加剂可以为选自光泽剂、水质调节剂和消泡剂等中的至少1种，在进行锌合金镀覆的情况下，上述有机化合物添加剂可以为选自光泽剂、金属络合剂、水质调节剂和消泡剂等中的至少1种。在任何情况下，在优选的实施方案中，上述有机化合物添加剂包含光泽剂。

作为上述光泽剂，可以没有特别限制地采用本技术领域常用的光泽剂，例如可举出主要有助于镀覆被膜的被覆力和均匀的电沉积性的基础成分系光泽剂、主要直接有助于镀覆被膜的光泽赋予的光泽成分系光泽剂、以及主要在低电流密度部辅助镀覆被膜的光泽赋予的辅助成分系光泽剂。

上述基础成分系光泽剂没有特别限定，例如可以包含(1)聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、乙炔二醇EO加成体等非离子系表面活性剂、聚氧乙烯月桂基醚硫酸盐、烷基二苯醚二磺酸盐等阴离子系表面活性剂；(2)二烯丙基二甲基氯化铵与二氧化硫的共聚物等聚烯丙胺；乙二胺与表氯醇的缩聚物、二甲基氨基丙胺与表氯醇的缩聚物、咪唑与表氯醇的缩聚物、1－甲基咪唑、2－甲基咪唑等咪唑衍生物与表氯醇的缩聚物、包含乙酰胍胺、苯胍胺等三嗪衍生物等的杂环状胺与表氯醇的缩聚物等聚环氧多胺；3－二甲基氨基丙基脲与表氯醇的缩聚物、双(N，N－二甲基氨基丙基)脲与表氯醇的缩聚物等多胺聚脲树脂、N，N－二甲基氨基丙胺、亚烷基二羧酸与表氯醇的缩聚物等水溶性尼龙树脂等聚酰胺多胺；二亚乙基三胺、二甲基氨基丙胺等与2，2’－二氯二乙醚的缩聚物、二甲基氨基丙胺与1，3－二氯丙烷的缩聚物、N，N，N’，N’－四甲基－1，3－二氨基丙烷与1，4－二氯丁烷的缩聚物、N，N，N’，N’－四甲基－1，3－二氨基丙烷与1，3－二氯丙烷－2－醇的缩聚物等聚亚烷基多胺；等多胺化合物类；(3)二甲基胺等与二氯乙醚的缩聚物；(4)苯甲酸或其盐等芳香族羧酸类；(5)氯化十六烷三甲基铵等不具有含氮杂环的季铵盐类；或含氮杂环季铵盐类。

上述含氮杂环季铵盐类例如为具有羧基和/或羟基的含氮杂环季铵盐类。上述含氮杂环季铵盐类的含氮杂环没有特别限定，例如可以为吡啶环、哌啶环、咪唑环、咪唑啉环、吡咯烷环、吡唑环、喹啉环或吗啉环等，优选为吡啶环。更优选地，上述含氮杂环季铵盐类为烟酸或其衍生物的季铵盐。在上述含氮杂环季铵氯化合物中，羧基和/或羟基可以直接键合于上述含氮杂环，也可以例如像羧甲基那样介由其他取代基来键合。除了羧基和羟基以外，上述含氮杂环季铵盐类还可以具有例如烷基等追加的取代基。另外，在上述含氮杂环季铵盐类中，形成杂环季铵阳离子的N取代基只要不妨碍作为光泽剂的效果就没有特别限制，例如可以为取代或未取代的烷基、芳基或烷氧基等。形成盐的平衡阴离子(counter anion)没有特别限定，例如可以为包含卤素阴离子、氧阴离子、硼酸根阴离子、硫酸根阴离子、磷酸根阴离子或亚酰胺阴离子等的化合物，优选为卤素阴离子。由于这样的季铵盐在分子内同时包含季铵阳离子和氧阴离子，所以也表现出作为阴离子的行为，因此优选。

具体而言，上述含氮杂环季铵盐类例如可以为吡啶氯化N－苄基－3－羧基吡啶氯化N－苯乙基－4－羧基吡啶溴化N－丁基－3－羧基吡啶溴化N－氯甲基－3－羧基吡啶氯化N－己基－6－羟基－3－羧基吡啶氯化N－己基－6－3－羟基丙基－3－羧基吡啶氯化N－2－羟基乙基－6－甲氧基－3－羧基吡啶氯化N－甲氧基－6－甲基－3－羧基吡啶氯化N－丙基－2－甲基－6－苯基－3－羧基吡啶氯化N－丙基－2－甲基－6－苯基－3－羧基吡啶氯化N－苄基－3－羧甲基吡啶溴化1－丁基－3－甲基－4－羧基咪唑溴化1－丁基－3－甲基－4－羧甲基咪唑氯化1－丁基－2－羟基甲基－3－甲基咪唑氯化1－丁基－1－甲基－3－甲基羧基吡咯烷或氯化1－丁基－1－甲基－4－甲基羧基哌啶等。上述含氮杂环季铵盐类可以单独使用，或者也可以组合使用2种以上。

上述镀浴中的上述基础成分系光泽剂的浓度没有特别限定，例如在芳香族羧酸类的情况下，可以为约1～约500mg/L，优选为约5～约100mg/L，在其他情况下，可以为约0.01～约10g/L，优选为0.02～5g/L。

上述光泽成分系光泽剂没有特别限定，例如可以包含藜芦醛、香草醛、和茴香醛等芳香族醛类。上述镀浴中的上述光泽成分系光泽剂的浓度没有特别限定，例如可以为约1～约500mg/L，优选为约5～约100mg/L。

上述辅助成分系光泽剂没有特别限制，可以包含硫脲嘧啶化合物、2－巯基苯并咪唑等巯基化合物和有机酸类等。上述镀浴中的上述辅助成分系光泽剂的浓度没有特别限定，例如可以为约0.01～约50g/L。

作为上述水质调节剂，可以没有特别限制地采用本技术领域常用的水质调节剂，例如可以为硅酸类等。上述镀浴中的上述水质调节剂的浓度没有特别限定，例如可以为约0.01～约50g/L。作为上述消泡剂，可以没有特别限制地采用本技术领域常用的消泡剂，例如可以采用表面活性剂等。上述镀浴中的上述消泡剂的浓度没有特别限定，例如可以为约0.01～约5g/L。

作为上述金属络合剂，可以没有特别限制地采用本技术领域常用的金属络合剂，例如可以为胺系螯合剂等。例如，上述胺系螯合剂可以包含乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺等亚烷基胺化合物；上述亚烷基胺的环氧乙烷加成物、环氧丙烷加成物等环氧烷加成物；乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、乙二胺四－2－丙醇、N－(2－氨基乙基)乙醇胺、2－羟基乙基氨基丙胺等氨基醇；N－(2－羟基乙基)－N，N’，N’－三乙基乙二胺、N，N’－二(2－羟基乙基)－N，N’－二乙基乙二胺、N，N，N’，N’－四(2－羟基乙基)丙二胺、N，N，N’，N’－四(2－羟基丙基)乙二胺等烷醇胺化合物；由亚乙基亚胺、1，2－亚丙基亚胺等得到的聚(亚烷基亚胺)；由乙二胺、三亚乙基四胺等得到的聚(亚烷基胺)；聚(氨基醇)等。优选地，上述金属络合剂包含选自亚烷基胺化合物、其环氧烷加成物和烷醇胺化合物中的至少1种。上述金属络合剂可以单独使用，或者也可以组合使用2种以上。上述镀浴中的上述金属络合剂的浓度没有特别限定，例如可以为约5～约200g/L，优选为约30～约100g/L。

本发明的方法只要不损害其目的就可以进一步包括本技术领域常用的任意工序。例如，本发明的方法可以进一步包括在上述通电工序前清洗上述物品的工序、或在上述通电工序后清洗上述物品的工序等。

另外，在另一实施方案中，本发明还涉及用金属对物品进行电镀的系统，该系统包含：含有上述金属的离子和有机化合物添加剂的镀浴，上述镀浴具备上述物品作为阴极，并且具备上述本发明的电镀用阳极。根据本发明的系统，可以抑制浴电压的升高以及通电部的发热所引起的浴温的升高，并且对上述镀浴均匀且有效地通电，可以在上述物品上形成良好的镀覆被膜。

本发明的系统的具体的方案如关于本发明的电镀方法所详述。本发明的系统只要不损害其目的就可以进一步包含本技术领域常用的任意设备。

以下，通过实施例具体说明本发明，但本发明的范围不限定于这些实施例。

实施例

〔制作例1〕

将下侧开放的“コ”字形的铁制框架(纵620mm×横110mm(内侧横向尺寸80mm)，截面积225mm²)作为支撑部，在其中在水平方向上(呈梯子状)以30～31mm间隔安装19根铁制金属丝(直径2.5mm)(从第1根到第19根的距离为550mm)。在上述铁制框架的上部安装与电源连接部接触的构件(输入部)。然后，仅将上述铁制框架部分用包含苯乙烯系丁二烯橡胶(绝缘材料)的掩蔽涂料MR－54(TOKAN Co.,Ltd.制)被覆，制作实施例1的电镀用阳极。该阳极通过上述铁制金属丝部分(通电部；横向宽度80mm)通电，以沿着电解槽的壁面并使整体浸入电解液的方式设置该阳极时的接液部部分的面积(不包含壁面侧的铁制金属丝的表面积：Sc)计算为0.6dm²(＝0.025dm×3.14×0.8dm×1/2×19)。另一方面，该阳极的接液部分的外形面积(配置有上述铁制金属丝的区域的外形面积：So)计算为4.4dm²(＝5.5dm×0.8dm)，因此Sc/So计算为0.14。另外，上述铁制金属丝的电流方向截面积(S₂)与上述铁制框架的电流方向截面积(S₁)的比率(S₂/S₁)计算为0.022。

〔试验例1〕

在包含表1所记载的组成的电解液的电解槽中，以沿着电解槽的壁面并使作为通电部的铁制金属丝整体浸入电解液的方式设置实施例1的电镀用阳极。

【表1】

表1:电解液的组成

^*1迪普索株式会社制胺系螯合剂(亚烷基胺的环氧乙烷加成物)

与实施例1的电镀用阳极同样地进行，将外形面积与其相同的铁板(纵550mm×横80mm；外形面积和接液部分的面积均为4.4dm²)或接液部面积与其相同的铁板(纵550mm×横11mm；外形面积和接液部分的面积均为0.6dm²)分别作为比较例1或2的阳极而设置在电解槽中。然后，在各电解槽中设置酸洗钢板(SPHC－P钢板)作为阴极，在表2所记载的条件下进行通电。通电中，将电解槽设置在更大的水槽中，用冷却水和冷却器冷却电解槽的周围来维持浴温。

【表2】

表2:通电条件

在通电前和通电后，分别采取电解液30mL。然后，通过离子色谱法测定IZ－250YB的浓度。另外，还测定通电刚开始后的浴电压和通电中的浴温。将结果示于表3。

【表3】

表3:试验结果

^*2由于通电开始后1小时后浴温上升至31℃，所以停止通电10分钟以冷却至达到25℃。此后，一边重复该操作一边继续通电。

当使用由单一铁板构成的比较例1的阳极时，螯合剂IZ－250YB被分解，但当使用通过使用多个铁制金属丝作为通电部来减少接液部(对电解液的通电部)的面积、且具备截面积比该铁制金属丝大的绝缘被覆框架作为支撑部的实施例1的阳极时，能够抑制IZ－250YB的分解。另一方面，当使用由尺寸小的单一铁板构成的比较例2的阳极时，能够抑制IZ－250YB的分解，但浴电压比比较例1升高，用本试验中采用的冷却方法无法维持浴温。因此，如果是外形面积相同的阳极，则通过利用支撑部分离地配置多个导电性构件作为通电部，可以在升高不浴电压和浴温的情况下抑制有机化合物添加剂的分解。

〔制作例2〕

在作为通电部33利用的拉网金属(规格SW22、LW50.8、T3.2、W3.5；纵600mm×横100mm；开口率65％)的上部安装与电源连接部连接的铜制的金属件(输入部23)，并且在其侧面安装由苯乙烯系丁二烯橡胶被覆的铜制的棒(直径5mm，截面积19.6mm²)作为支撑部43，制作图3所示的实施例2的网眼型电镀用阳极(有框架)。将拉网金属部分(图3的IV部)的放大图示于图4。这些分支路径中的每一个用作电流路径。

〔试验例2〕

在包含表4所记载的组成的电解液的电解槽中，以沿着电解槽的壁面并使作为通电部的拉网金属的下部500mm浸入电解液的方式设置实施例2的电镀用阳极(浸渍部的阳极的外形面积为5dm²)。

【表4】

表4:电解液的组成

^*3迪普索株式会社制胺系螯合剂(亚烷基胺的环氧乙烷加成物)

^*4迪普索株式会社制光泽剂(多胺)

^*5迪普索株式会社制光泽剂(烟酸的季铵盐)

不安装铜制的棒，除此之外，与实施例2的电镀用阳极同样地制作图5所示的比较例3的电镀用阳极(无框架)，与实施例2的电镀用阳极同样地设置在电解槽中。然后，在各电解槽中与阳极同样地以下部500mm浸渍的方式设置宽度100mm的SPHC－P酸洗钢板作为阴极(极间距离30cm)，在表5所记载的条件下将电流值从25A阶段性地提高至150A，以各电流值各通电5分钟。通电中，将电解槽设置在更大的水槽中，用冷却水和冷却器冷却电解槽的周围来维持浴温。

【表5】

表5:通电条件

计算各电流值下的阳极电流密度，测定浴电压。将结果示于表6。

【表6】

表6:浴电压的推移

当使用无框架的比较例3的阳极，每次提高电流值，浴电压都升高，在电流值到达150A之前在试验装置中达到了电压的上限，因此无法在150A的条件下进行通电。另一方面，当使用有框架的实施例2的阳极时，抑制了浴电压的升高。因此，如果在电镀用阳极设置连接通电部和电极连接部的支撑部，则可以抑制浴电压的升高。

〔制作例3〕

将下侧开放的“コ”字形的铁制框架(纵200mm×横80mm(内侧横向尺寸70mm)，截面积19.6mm²)作为支撑部，在其中在水平方向上(呈梯子状)以35～36mm间隔安装6根铁制金属丝(直径2.5mm)(从第1根到第6根的距离为179mm)。在上述铁制框架的上部安装与电源连接部接触的构件(输入部)。然后，仅将上述铁制框架部分用包含苯乙烯系丁二烯橡胶(绝缘材料)的掩蔽涂料MR－54(TOKAN Co.,Ltd.制)被覆，制作实施例3的电镀用阳极。该阳极通过上述铁制金属丝部分(通电部；横向宽度70mm)通电，以沿着电解槽的壁面并使整体浸入电解液的方式设置该阳极时的接液部部分的面积(不包含壁面侧的铁制金属丝的表面积：Sc)计算为0.16dm²(＝0.025dm×3.14×0.7dm×1/2×6)。另一方面，该阳极的接液部分的外形面积(配置有上述铁制金属丝的区域的外形面积：So)计算为1.253dm²(＝1.79dm×0.7dm)，因此Sc/So计算为0.13。另外，上述铁制金属丝的电流方向截面积(S₂)与上述铁制框架的电流方向截面积(S₁)的比率(S₂/S₁)计算为0.25。

〔试验例3〕

在包含表7所记载的组成的电解液(镀液)的电解槽中，以沿着电解槽的壁面并使作为通电部的铁制金属丝整体浸入电解液的方式设置实施例3的电镀用阳极。

【表7】

表7:电解液(镀液)的组成

^*6迪普索株式会社制

^*7迪普索株式会社制

与实施例3的电镀用阳极同样地进行，将外形面积与其相同的铁板(纵179mm×横70mm；外形面积和接液部分的面积均为1.253dm²)作为比较例4的阳极而设置在电解槽中。然后，在各电解槽中设置SPCC钢板作为阴极，在表8所记载的条件下进行通电。该阴极每小时更换一次，直到对镀液的通电量达到100Ah/L。另外，以200g/kAh的速度补充NiSO₄·6H₂O，对于胺系螯合剂和含氮杂环化合物系光泽剂，在50Ah/L通电时和100Ah/L通电时，通过高速液体色谱法或毛细管电泳法分别分析镀液，以维持通电开始时的浓度的方式补充这些有机化合物添加剂。对于锌离子，每小时进行滴定分析，以维持通电开始时的浓度的方式将金属锌适当浸渍在镀液中来补充锌离子。应予说明，通电中，将电解槽设置在更大的水槽中，用冷却水和冷却器冷却电解槽的周围来维持浴温。

【表8】

表8:通电条件

在50Ah/L通电时和100Ah/L通电时，目视观察镀液的外观，通过离子色谱法测定镀液中的草酸的浓度，通过滴定来测定镀液中的碳酸钠(Na₂CO₃)的浓度。

另外，利用通电前的镀液或100Ah/L通电后的镀液，进行赫尔槽试验(赫尔槽长型)。简单来说，在赫尔槽试验用的长槽(阳极铁板：65×65×0.5mm，阴极铁板：65×200×0.5mm)中放入通电前或通电后的镀液500mL，在2A－20分钟、25℃的条件下进行镀覆试验。取出镀覆后的阴极，目视观察其外观。然后，利用荧光X射线分析装置测定从阴极板的左端(高电流密度部侧端部)起每隔1cm的镀膜厚度，利用荧光X射线分析装置测定Ni共析率。

将草酸和碳酸钠的浓度示于表9，赫尔槽试验实施后的阴极的外观照片示于图6，将镀膜厚度和镍共析率分别示于表10和11。

【表9】

表9:草酸和碳酸钠的浓度的推移

【表10】

表10:根据距高电流密度部侧端部的距离的镀膜厚度的比较

【表11】

表11:根据距高电流密度部侧端部的距离的镍共析率的比较

当使用由单一铁板构成的比较例4的阳极时，作为螯合剂的分解产物的草酸和通过螯合剂的分解而产生的二氧化碳与镀液中的苛性钠进行反应而产生的碳酸钠的量多，镀液的颜色也随着通电而从蓝紫色变化为茶褐色。另一方面，当使用实施例3的阳极时，与比较例4的情况相比，草酸和碳酸钠的生成量变少，镀液的颜色在通电后也维持初始的蓝紫色。从这些结果确认了，当使用通过使用多个铁制金属丝作为通电部来减少接液部(对镀液的通电部)的面积、且具备截面积比该铁制金属丝大的绝缘被覆框架作为支撑部的实施例3的阳极时，抑制了有机化合物添加剂的分解。另外，还确认了不会发生浴电压的升高。

在试验例3中，以维持通电开始时的浓度的方式补充有机化合物添加剂，但是当使用利用比较例4的阳极通电后的镀液，与使用利用实施例3的阳极通电后的镀液时相比，阴极的光泽范围(图6的阴极的黑色部分)变窄，镀膜厚度和镍共析率下降(表10和11)。从这些结果认为，当产生草酸和碳酸钠等分解老化物时，即使补充有机化合物添加剂，镀覆性能也下降，但如果使用实施例3的阳极，则可以抑制这样的镀覆性能的下降，可以提高镀液的使用效率。

由上可知，通过在电镀用阳极的上述输入部与上述通电部之间设置截面积比上述通电部大、与镀液的接液部分被绝缘材料被覆的一对支撑部，可以抑制浴电压的升高。这种构成的电镀用阳极不需要附属设备、阳极液管理，并且不需要昂贵的金属、特殊金属，因此可以降低电镀的成本。

符号说明

1梯子型电镀用阳极

21输入部

31通电部

311电流路径

41支撑部

1A格子型电镀用阳极

22输入部

32通电部

321横向电流路径

322纵向电流路径

42支撑部

1B网眼型电镀用阳极

23输入部

33通电部

331电流路径

43支撑部

100对照电镀用阳极

200输入部

300对照通电部

Claims (9)

1.一种电镀用阳极，具备：

输入部，从电源输入电力，

一对支撑部，在第一方向上延伸，在与所述第一方向交叉的第二方向上相互隔开间隔地配置，从所述输入部接收电力的供给，与镀液的接液部分被绝缘材料被覆，

通电部，在所述第二方向上延伸，一端与所述一对支撑部中的一个连接，另一端与所述一对支撑部中的另一个连接，从所述一对支撑部接收电力的供给；

所述通电部具有在所述第一方向上相互隔开间隔地配置的多个电流路径，

所述通电部的截面积小于所述支撑部的截面积。

2.根据权利要求1所述的电镀用阳极，其中，所述通电部的接液部分的面积Sc与配置有所述通电部的区域的外形面积So的比率即Sc/So为0.05～0.5。

3.根据权利要求1所述的电镀用阳极，其中，所述通电部的截面积S₂与所述支撑部的截面积S₁的比率S₂/S₁为0.5以下。

4.根据权利要求1所述的电镀用阳极，其中，所述通电部包含金属丝、拉网金属和/或冲孔金属。

5.根据权利要求1所述的电镀用阳极，其中，所述通电部

具有3～75mm²的截面积S₂，和/或，

包含选自铁、镍、不锈钢和碳中的至少1种，和/或，

均匀分散地配置在所述阳极中，和/或，

相互以10cm以下的间隔配置。

6.根据权利要求1所述的阳极，其中，所述支撑部构成所述阳极的外周的至少一部分，和/或，

所述支撑部的截面积S₁为15～1200mm²。

7.一种方法，是用金属对物品进行电镀的方法，

包括：在包含所述金属的离子和有机化合物添加剂的镀浴中进行通电的工序，

其中，所述镀浴具备所述物品作为阴极，并且具备权利要求1～6中任一项所述的电镀用阳极。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，相对于所述通电部的接液部分的面积Sc的电流的大小即阳极电流密度为25～150A/dm²，和/或，

相对于所述通电部的截面积S₂的电流的大小为2～75A/mm²。

9.一种系统，是用金属对物品进行电镀的系统，

包含：含有所述金属的离子和有机化合物添加剂的镀浴，

所述镀浴具备所述物品作为阴极，并且具备权利要求1～6中任一项所述的电镀用阳极。