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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung betrifft eine geschmolzenes Salz-Elektrolyse-Plattieranlage und ein Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumfilmes, wobei das Verfahren das Elektroplattieren einer Oberfläche einer Base mit Aluminium unter Verwendung der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage umfaßt.
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Hintergrund
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Aluminium wird als Ergebnis der Bildung eines dichten Oxidfilmes auf der Oberfläche davon passiviert und entfaltet gute Korrosionsresistenz. Daher wird eine Oberfläche eines Stahlstreifens oder dergleichen mit Aluminium plattiert, zur Verstärkung der Korrosionsresistenz. Wenn eine Oberfläche einer Basis mit Aluminium plattiert wird, ist es schwierig, das Elektroplattieren in einem Plattierbad auf Basis einer wäßrigen Lösung durchzuführen, weil Aluminium eine hohe Affinität für Sauerstoff hat und das elektrische Potential von Aluminium niedriger ist als das von Wasserstoff. Daher wird ein geschmolzenes Salzbad verwendet.
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Wie beim Elektrolyseplattieren mit Aluminium enthält eine Plattierlösung, die beim Durchführen eines geschmolzenen Salz-Elektrolyseplattierens verwendet wird, ein Chloridsalz und hat eine sehr hohe Korrosionsfähigkeit und weiterhin ist die Arbeitstemperatur üblicherweise hoch, nämlich 200°C oder mehr. Daher ist es in einer Plattieranlage notwendig, ein Material mit Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz in einem Flüssig-Kontaktbereich zu verwenden, der mit einer Plattierlösung in Kontakt steht. Zusätzlich muß zur Verhinderung einer Abweichung eines auferlegten Stromes das Material weiterhin eine Isolationseigenschaft haben.
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Beispiele eines anorganischen Materials, das als ein solches Material verwendet wird, umfassend Keramiken und Glas. Beispiele eines organischen Materials, das als ein solches Material verwendet wird, umfassen Fluorharze (wie Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polytetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymere (PFA)) und supertechnische Kunststoffe (wie Polyetheretherketon (PEEK) und Polyphenylensulfid (PPS)), aber diese organischen Materialien sind begrenzt.
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Beispielsweise beschreiben die unten gezeigten Literaturstellen die Verwendung der obigen Harzmaterialien in einer Plattieranlage.
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Die ungeprüfte
japanische Patentanmeldeveröffentlichung 01-312098 (PTL 1) beschreibt, daß ein Polyimidharz im Flüssig-Kontaktbereich einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage verwendet wird, die ein geschmolzenes Salzbad mit Aluminiumchlorid als Chlorid verwendet, wobei der Flüssig-Kontaktbereich mit einer Plattierlösung in Kontakt steht. Die
japanische ungeprüfte Patentanmeldeveröffentlichung 06-010195 (PTL 2) beschreibt, daß ein anorganisches Material oder ein organisches Harz eine Isolationsresistenz von 1 MΩ oder mehr haben und in einem Isolierbereich in einem Plattierbehälter einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage verwendet werden. PTL 2 beschreibt ein Polyetheretherketonharz und ein Polyphenylensulfidharz als Beispiele des organischen Harzes.
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Die anorganischen Materialien wie Keramik und Glas reißen und brechen leicht und haben eine sehr geringe Maschinenverarbeitbarkeit. Demzufolge kann es ein Problem bei der Verwendung dieser anorganischen Materialien in einer Plattieranlage geben, weil hohe Verarbeitungskosten notwendig sind. Weiterhin kann es ein Problem bei der Verwendung der bestimmten organischen Materialien geben, weil die Materialien sehr teuer sind.
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Liste der Druckschriften
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Patentliteratur
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- PTL-1: japanische ungeprüfte Patentanmeldeveröffentlichung Nr. 01-312098
- PTL-2: japanische ungeprüfte Patentanmeldeveröffentlichung Nr. 06-010195
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Angesichts der obigen Probleme besteht ein Ziel dieser Erfindung darin, eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage mit niedrigen Kosten anzugeben, wobei die Plattieranlage in der Lage ist, eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattierung für eine lange Zeitperiode stabil durchzuführen.
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Lösung des Problems
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Die Erfinder dieser Erfindung führten intensive Studien durch, um die obigen Probleme zu lösen und untersuchten die Verwendung eines kostengünstigen organischen Materials mit guter Verarbeitbarkeit in einem Kontaktbereich einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Kontaktbereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist.
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Beispiele des kostengünstigen organischen Materials mit guter Verarbeitbarkeit umfassen Vinylchloridharze. Obwohl Vinylchloridharze kostengünstig und Harze für allgemeine Zwecke sind, wird angenommen, daß im allgemeinen Vinylchloridharze ein Problem bezüglich der Wärme- und Korrosionsresistenz haben. Beispielsweise beschreibt PTL 1, daß ein Kautschuk-Auskleidematerial, Vinylchlorid und Bakelit, die alle in einem Plattierbad auf Basis von wäßriger Lösung verwendet werden, nicht bei einem geschmolzenen Salz verwendet werden können, weil die Betriebstemperatur üblicherweise 200°C übersteigt. Daher gibt mit der Ausnahme eines Beispiels eines Vinylchloridharzes, das in einer Plattieranlage verwendet wird, die bei Raumtemperatur betrieben wird (siehe beispielsweise ungeprüfte
japanische Gebrauchsmusterregistrierung 53-005313 ), keine bekannten Beispiele eines Vinylchloridharzes, das in einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage verwendet wird, das ein geschmolzenes Salzbad verwendet.
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Als Ergebnis von weiteren intensiven Studien haben die Erfinder dieser Erfindung festgestellt, daß es effektiv ist, folgendes anzuwenden. Zumindest ein Bereich einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, enthält ein Vinylchloridharz, und das Vinylchloridharz hat einen Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr.
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Zusätzlich haben als Ergebnis von weiteren intensiven Studien die Erfinder dieser Erfindung festgestellt, daß es effektiv ist folgendes anzuwenden. Zumindest ein Bereich einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Vinylchloridharz und das Vinylchloridharz enthält Titanoxid. Weiterhin haben die Erfinder dieser Erfindung als Ergebnis von weiteren intensiven Studien festgestellt, daß es effektiv ist, folgendes anzuwenden. Zumindest ein Bereich einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Polyethylenharz und das Polyethylenharz hat eine Dichte von 0,940 g/cm3 oder mehr.
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Als Ergebnis von weiteren intensiven Studien haben die Erfinder dieser Erfindung weiter festgestellt, daß es effektiv ist, folgendes anzuwenden. Zumindest ein Bereich einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Polyethylenharz und das Polyethylenharz hat eine Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr.
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Somit haben die Erfinder dieser Erfindung die Wirksamkeit festgestellt und diese Erfindung vollendet. Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung hat die unten beschriebenen Konfigurationen.
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Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, die ein geschmolzenes Salz für einen flüssigen Elektrolyten verwendet, wobei die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage eines von (i) bis (iv) unten erfüllt.
- (i) Zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Vinylchloridharz, und das Vinylchloridharz hat einen Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr.
- (ii) Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, die ein geschmolzenes Salz für einen flüssigen Elektrolyten verwendet, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Vinylchloridharz, und das Vinylchloridharz enthält Titanoxid.
- (iii) Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, die ein geschmolzenes Salz für einen flüssigen Elektrolyten verwendet, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Polyethylenharz enthält, und das Polyethylenharz hat eine Dichte von 0,940 g/cm3 oder mehr.
- (iv) Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, die ein geschmolzenes Salz für einen flüssigen Elektrolyten verwendet, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Polyethylenharz enthält, und das Polyethylenharz eine Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr hat.
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Gemäß der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, die eine von (i) bis (iv) oben ist, kann, weil der Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, eine gute Wärmeresistenz und gute Korrosionsresistenz hat, das geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieren stabil für eine lange Zeitperiode durchgeführt werden. Zusätzlich sind Vinylchloridharze und Polyethylenharze günstiger als Fluorharze und supertechnische Grundstoffe. Daher kann die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage unter Verwendung eines Vinylchloridharzes oder eines Polyethylenharzes mit sehr niedrigen Kosten im Vergleich zu existierenden Anlagen vorgesehen werden.
- (2) Geschmolzene Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (1) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Vinylchloridharz enthält, wobei das Vinylchloridharz einen Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr hat und das Vinylchloridharz ein Molekulargewicht im Zahlenmittel von 50000 oder mehr und 100000 oder weniger hat.
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Gemäß der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (2) oben können, weil das Vinylchloridharz einen hohen Polymerisationsgrad hat, die Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz eines Bereiches der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, verstärkt werden.
- (3) Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage nach (1) oder (2) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Vinylchloridharz enthält, das Vinylchloridharz einen Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr hat und das Vinylchloridharz ein Stabilisiermittel enthält, das Blei enthält.
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Gemäß der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (3) oben kann, weil das Vinylchloridharz ein Stabilisiermittel enthält, das Blei enthält, die Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz eines Bereiches der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, weiter verstärkt werden.
- (4) Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (1) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Vinylchloridharz enthält, wobei das Vinylchloridharz Titanoxid enthält und einen Titanoxid-Gehalt 0,1 mass% oder mehr und 15 mass% oder weniger hat.
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Weil der Gehalt an Titanoxid im Vinylchloridharz im obigen Bereich liegt, werden ausreichende Wirkungen der Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz erhalten, ohne die Bildungsfähigkeit des Harzes zu beeinträchtigen.
- (5) Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (1) oder (4) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Vinylchloridharz enthält, das Vinylchloridharz Titanoxid enthält und das Titanoxid einen Teilchendurchmesser von 0,1 μm oder mehr und 100 μm oder weniger hat.
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Durch Zugabe von Titanoxid mit einem Teilchendurchmesser im obigen Bereich zu einem Vinylchloridharz kann ein Vinylchloridharz mit guter Formbarkeit und guter Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz erhalten werden.
- (6) Geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage nach (1) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Polyethylenharz enthält, das Polyethylenharz eine Dichte von 0,940 f/cm3 oder mehr hat und das Polyethylenharz ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel von 500000 oder mehr und 6,5 Millionen oder weniger hat.
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Gemäß der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (6) oben kann, weil das Polyethylenharz einen hohen Polymerisationsgrad hat, die Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz eines Bereiches der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, verstärkt werden.
- (7) Geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (1) oder (6) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Polyethylenharz enthält, das Polyethylenharz hat eine Dichte von 0,940 g/cm3 oder mehr und das Polyethylenharz Titanoxid enthält.
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Durch Einfügen von Titanoxid als Füllstoff in das Polyethylenharz kann ein Harz mit weiter verbesserter Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz erhalten werden.
- (8) Geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (1) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Polyethylenharz enthält, das Polyethylenharz eine Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr hat und das Polyethylenharz ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel von 500000 oder mehr und 6,5 Millionen oder weniger hat.
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Gemäß der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (8) oben kann, weil das Polyethylenharz einen hohen Polymerisationsgrad hat, die Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz eines Bereiches der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, verstärkt werden.
- (9) Geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (1) oder (8) oben, worin zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ein Polyethylenharz enthält, das Polyethylenharz eine Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr hat und das Polyethylenharz einen Kristallinitätsgrad von 50% oder mehr und 80% oder weniger hat.
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Gemäß der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (9) oben kann, weil das Polyethylenharz einen hohen Kristallinitätsgrad hat, die Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz eines Bereiches, der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, verstärkt werden.
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Erfindungsgemäß betrifft der Ausdruck ”Kristallinitätsgrad” einen Wert, gemessen durch Differential-Abtastkalorimetrie (DSC).
- (10) Geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß einem von (1) bis (9) oben, worin das geschmolzene Salz Aluminiumchlorid enthält und einen Schmelzpunkt von 80°C oder weniger hat.
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Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß (10) oben hat eine Wärmeresistenz und Korrosionsresistenz für lange Zeit selbst dei einem flüssigen Elektrolyten, der Aluminiumchlorid, das eine hohe Korrosionsfähigkeit aufweist, enthält, und kann somit stabil einen Aluminiumfilm auf einer Oberfläche einer Basis bilden.
- (11) Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes, wobei das Verfahren den Elektroniederschlag von Aluminium auf einer Basis unter Verwendung der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß einem von (1) bis (10) oben enthält.
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Das Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes gemäß (11) oben verwendet eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, worin ein Bereich der Anlage, wobei der Bereich mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus einem Vinylchloridharz zusammensetzt, und die günstiger ist als existierende Anlagen. Demzufolge kann ein Aluminiumfilm auf einer Oberfläche einer Basis mit niedrigen Kosten erzeugt werden.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage mit geringen Kosten anzugeben, wobei die Plattieranlage in der Lage ist, stabil das geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieren für eine lange Zeitperiode durchzuführen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage gemäß dieser Erfindung ist eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, die ein geschmolzenes Salz für einen flüssigen Elektrolyten verwendet, worin die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage eines von (i) bis (iv) unten erfüllt.
- (i) Zumindest einen Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, enthält ein Vinylchloridharz und das Vinylchloridharz hat einen Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr.
- (ii) Zumindest einen Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Vinylchloridharz und das Vinylchloridharz enthält Titandioxid.
- (iii) Zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Polyethylenharz und das Polyethylenharz hat eine Dichte von 0,940 g/cm3 oder mehr.
- (iv) Zumindest ein Bereich der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, wobei der Bereich mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, enthält ein Polyethylenharz, und das Polyethylenharz hat eine Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr.
- (i) In einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ist, weil ein flüssiger Elektrolyt (Plattierlösung), umfassend ein Chloridsalz und mit einer hohen Korrosionsfähigkeit verwendet wird, es notwendig für einen Bereich, der mit der Plattierlösung in Kontakt steht, daß dieser eine Korrosionsresistenz hat. Erfindungsgemäß kann zumindest ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus einem Vinylchloridharz mit einem Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr zusammensetzen. Wie unten beschrieben, kann das Vinylchloridharz Additive innerhalb eines Bereiches enthalten, daß die Funktionen der Korrosionsresistenz und Wärmeresistenz nicht beeinträchtigt werden.
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In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung ist bezüglich einer Komponente, umfassend den Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, die gesamte Komponente nicht besonders notwendigerweise aus dem Vinylchloridharz zusammengesetzt, und es ist ausreichend, daß zumindest der Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, aus dem Vinylchloridharz zusammengesetzt ist. Die gesamte Komponente kann aus dem Vinylchloridharz in Abhängigkeit von der Struktur zusammengesetzt sein.
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Beispiele der Komponente, die mit dem flüssigen Elektrolyten in der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage in Kontakt ist, umfassen, ohne hierauf beschränkt zu sein, einen Plattierbehälter, der mit einem flüssigen Elektrolyten gefüllt wird, eine Trennplatte, die in einem Plattierbehälter nach Bedarf vorgesehen ist, Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten, eine Walze zum Führen eines Arbeitsstückes in einen flüssigen Elektrolyten und ein Anodengehäuse. Spezifisch ist entsprechend der Struktur der geschmolzen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ein Bereich einer Komponente, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt sein kann, der Bereich mit einer Möglichkeit, daß er mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, mit dem Vinylchloridharz bedeckt. In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung gibt es kein besonderes Problem, wenn ein Bereich, der nicht mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus dem Vinylchloridharz zusammensetzt.
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Das Vinylchloridharz hat einen Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr. Ein Chlor-Gehalt von weniger als 51 mass% ist nicht bevorzugt, weil die Wirkungen der Wärme- und Korrosionsresistenz nicht ausreichend erzielt werden. Der Chlor-Gehalt des Vinylchloridharzes ist mehr bevorzugt 54 mass% oder mehr und noch mehr bevorzugt 60 mass% oder mehr.
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Wenn der Chlor-Gehalt 70 mass% übersteigt, vermindert sich die Fluidität signifikant, und es wird schwierig, das Vinylchloridharz zu bilden. Daher ist der Chlor-Gehalt des Vinylchloridharzes bevorzugt 70 mass% oder weniger.
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Typische Vinylchloridharze enthalten Plastifiziermittel. Erfindungsgemäß wird ein Vinylchloridharz mit einem niedrigen Gehalt eines Plastifiziermittels bevorzugt verwendet. Denn es kann ein Problem geben, daß das Plastifiziermittel in einer Plattierlösung eluiert unter den Bedingungen, bei denen ein Plattieren durchgeführt wird, wobei die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung verwendet wird. Wenn ein Plastifiziermittel in eine Plattierlösung eluiert, tritt ein Problem bezüglich der Korrosionsresistenz auf, beispielsweise ein Reißen oder Brechen des Vinylchloridharzes beginnt aufzutreten. Weiterhin kann das Mischen eines Plastifiziermittels in einer Plattierlösung zu einem Abbau der Plattierlösung führen.
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Daher ist der Gehalt eines Plastifiziermittels bevorzugt sehr klein. Bevorzugt ist ein Plastifiziermittel nach Möglichkeit gar nicht enthalten. Spezifisch ist der Gehalt eines Plastifiziermittels im Vinylchloridharz bevorzugt 5 mass% oder weniger.
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Wie oben beschrieben setzt sich ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage in Kontakt steht, aus einem Vinylchloridharz mit einem Chlor-Behandlung von 51 mass% oder mehr und einem geringen Gehalt an einem Plastifiziermittel zusammen. Demzufolge kann die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage eine gute Wärme- und Korrosionsresistenz haben.
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Das Vinylchloridharz hat bevorzugt ein Molekulargewicht im Zahlenmittel (Mn) von 50000 oder mehr und 100000 oder weniger. Wenn das Vinylchloridharz einen Polymerisationsgrad und ein hohes Molekulargewicht hat, ist das Harz dicht und kann verhindern, daß eine Plattierlösung (flüssiger Elektrolyt) hindurch permeiert. Dies ist bevorzugt, weil das Harz eine größere Wärmeresistenz und höhere Korrosionsresistenz hat. Das Molekulargewicht im Zahlenmittel des Vinylchloridharzes ist mehr bevorzugt 55000 oder mehr und 95000 oder weniger und noch mehr bevorzugt 60000 oder mehr und 90000 oder weniger.
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Das Vinylchloridharz enthält bevorzugt einen Stabilisator. Weil ein Stabilisator, der in einem Vinylchloridharz verwendet wird, üblicherweise die Eliminierung von HCl durch Wärme unterdrückt, kann das Vinylchloridharz eine höhere Wärmeresistenz haben.
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Der Stabilisator ist nicht besonders beschränkt und allgemein bekannte Stabilisatoren können nach Bedarf verwendet werden. Ein Stabilisator, der Blei enthält, ist bevorzugter. Durch Einfügen eines Stabilisator, der Blei enthält, kann ein Harz erhalten werden, das nicht nur eine höhere Wärmeresistenz sondern ebenfalls eine höhere Korrosionsresistenz aufweist. Beispiele des Stabilisators, der Blei enthält, umfassen dreibasisches Bleisulfat, zweibasisches Bleisulfit und zweibasisches Bleiphosphit.
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Der Gehalt des Stabilisators im Vinylchloridharz ist bevorzugt 1 mass% oder mehr und 8 mass% oder weniger.
- (ii) In einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ist, weil ein flüssiger Elektrolyt (Plattierlösung), umfassend ein Chloridsalz und mit einer hohen Korrosionsfähigkeit verwendet wird, es für einen Bereich, der mit der Plattierlösung in Kontakt steht, notwendig, daß er eine Korrosionsresistenz hat. Erfindungsgemäß kann zumindest ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus einem Vinylchloridharz zusammensetzen, das Titanoxid enthält. Wie unten beschrieben, kann das Vinylchloridharz Additive innerhalb eines Bereiches enthalten, daß die Funktionen der Korrosionsresistenz und Wärmeresistenz nicht beeinträchtigt werden.
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In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung ist bezüglich einer Komponente, umfassend den Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, die gesamte Komponente nicht besonders notwendigerweise aus dem Vinylchloridharz zusammengesetzt, und es ist ausreichend, daß zumindest der Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus dem Vinylchloridharz zusammensetzt. Die gesamte Komponente kann sich aus dem Vinylchloridharz in Abhängigkeit von der Struktur zusammensetzen.
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Beispiele der Komponente, die mit dem flüssigen Elektrolyten in der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage in Kontakt steht, umfassen, ohne beschränkt zu sein auf, einen Plattierbehälter, der mit einem flüssigen Elektrolyten gefüllt wird, eine Trennplatte, die in einem Plattierbehälter nach Bedarf vorgesehen ist, Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten, eine Walze zum Zuführen eines Arbeitsstückes in einen flüssigen Elektrolyten, und ein Anodengehäuse. Spezifisch ist entsprechend der Struktur der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ein Bereich einer Komponente, die mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt sein kann, der Bereich, der eine Möglichkeit hat, mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt zu sein, mit dem Vinylchloridharz bedeckt. In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung gibt es kein besonderes Problem, wenn ein Bereich, der nicht mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus dem Vinylchloridharz zusammensetzt.
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Wie oben beschrieben, enthält das Vinylchloridharz dieser Erfindung Titandioxid. Demzufolge verbessern sich die Wärme- und Korrosionsresistenz. Selbst wenn das Vinylchloridharz mit einem Elektrolyten, umfassend ein Chloridsalz wie Aluminiumchlorid, in Kontakt steht, korrodiert das Vinylchloridharz nicht.
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Der Gehalt an Titandioxid im Vinylchloridharz ist bevorzugt 0,1 mass% oder mehr und 15 mass% oder weniger. Wenn der Gehalt an Titandioxid 0,1 mass% oder mehr ist, wird die Wirkung zur Verbesserung der Wärme- und Korrosionsresistenz des Vinylchloridharzes ausreichend erzielt. Wenn der Gehalt an Titandioxid 15 mass% oder weniger ist, werden die Wirkungen der Wärme- und Korrosionsresistenz erhalten, ohne die Formfähigkeit des Harzes zu beeinträchtigen.
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Der Gehalt an Titandioxid im Vinylharz ist mehr bevorzugt 0,5 mass% oder mehr und 10 mass% oder weniger und noch mehr bevorzugt 1 mass% oder mehr und 5 mass% oder weiniger.
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Der Typ von Titandioxid ist nicht besonders beschränkt und irgendeines von Anastas (Octahedrit), Rutil und Brookit (Pyromelan) kann verwendet werden. Diese können als Mischung verwendet werden.
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Der Teilchendurchmesser von Titandioxid ist nicht besonders beschränkt. Titandioxid mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 μm oder mehr und 100 μm oder weniger wird jedoch bevorzugt verwendet. Wenn der Teilchendurchmesser von Titandioxid, das im Vinylharz verwendet wird, 0,1 μm oder mehr ist, wird die Wirkung zur Verbesserung der Wärme- und Korrosionsresistenz des Harzes ausreichend erzielt. Wenn der Teilchendurchmesser des Titandioxides 100 μm oder weniger ist, wird die Wirkung zur Verbesserung der Wärme- und Korrosionsresistenz ohne Beeinträchtigung der Formfähigkeit des Harzes erhalten.
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Der Teilchendurchmesser von Titandioxid ist mehr bevorzugt 0,2 μm oder mehr und 20 μm oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,5 μm oder mehr und 5 μm oder weniger.
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Das Vinylchloridharz dieser Erfindung hat bevorzugt einen Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr. Ein Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr ist bevorzugt, weil die Wirkungen der Wärme- und Korrosionsresistenz ausreichend erzielt werden. Der Chlor-Gehalt des Vinylchloridharzes ist mehr bevorzugt 54 mass% oder mehr und noch mehr bevorzugt 60 mass% oder mehr.
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Wenn der Chlor-Gehalt 70 mass% übersteigt, vermindert sich die Fließfähigkeit signifikant und es wird schwierig, das Vinylchloridharz zu bilden. Daher ist der Chlor-Gehalt des Vinylchloridharzes bevorzugt 70 mass% oder weniger.
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Typische Vinylchloridharze enthalten Plastifizierer. Erfindungsgemäß wird jedoch ein Vinylchloridharz mit einem geringen Gehalt eines Plastifizierers bevorzugt verwendet. Der Grund liegt darin, daß der Plastifizierer in einer Plattierlösung unter den Bedingungen eluieren kann, bei denen das Plattieren unter Verwendung der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung durchgeführt wird. Wenn ein Plastifizierer in einer Plattierlösung eluiert, tritt ein Problem bezüglich der Korrosionsresistenz auf, beispielsweise beginnt ein Reißen oder Brechen des Vinylchloridharzes. Weiterhin kann ein Mischen eines Plastifizierers in einer Plattierlösung zu einem Abbau der Plattierlösung führen.
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Daher ist der Gehalt eines Plastifizierers bevorzugt sehr klein. Mehr bevorzugt ist ein Plastifizierer nicht enthalten. Spezifisch ist der Gehalt eines Plastifizierers im Vinylchloridharz bevorzugt 5 mass% oder weniger.
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Das Vinylchloridharz hat bevorzugt ein Molekulargewicht im Zahlenmittel (Mn) von 50000 oder mehr und 100000 oder weniger. Wenn das Vinylchloridharz einen hohen Polymerisationsgrad und ein hohes Molekulargewicht hat, ist das Harz dicht und es kann verhindert werden, daß eine Plattierlösung (flüssiger Elektrolyt) permeiert. Dies ist bevorzugt, weil das Harz eine höhere Wärme- und Korrosionsresistenz hat. Das Molekulargewicht im Zahlenmittel des Vinylchloridharzes ist mehr bevorzugt 55000 oder mehr und 95000 oder weniger und noch mehr bevorzugt 60000 oder mehr und 90000 oder weniger.
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Das Vinylchloridharz enthält bevorzugt einen Stabilisator. Weil ein Stabilisator, der in einem Vinylchloridharz verwendet wird, üblicherweise die Eliminierung von HCl durch Wärme unterdrückt, kann das Vinylchloridharz eine höhere Wärmeresistenz haben.
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Der Stabilisator ist nicht besonders beschränkt und allgemein bekannte Stabilisatoren können nach Bedarf verwendet werden. Ein Stabilisator, der Blei enthält, ist mehr bevorzugt. Durch Einfügen eines Stabilisators, der Blei enthält, kann ein Harz erhalten werden, das nicht nur eine höhere Wärmeresistenz, sondern ebenfalls eine höhere Korrosionsresistenz aufweist. Beispiele des Stabilisators, der Blei enthält, umfassen dreibasisches Bleisulfat, zweibasisches Bleisulfit und zweibasisches Bleiphosphit.
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Der Gehalt des Stabilisators im Vinylchloridharz ist bevorzugt 1 mass% oder mehr und 8 mass% oder weniger.
- (iii) In einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ist, weil ein flüssiger Elektrolyt (Plattierlösung), umfassend ein Chloridsalz und mit einer hohen Korrosionsfähigkeit, verwendet wird, es notwendig für einen Bereich, der mit der Plattierlösung in Kontakt steht, daß dieser eine Korrosionsresistenz hat. Erfindungsgemäß kann zumindest ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus einem Polyethylenharz mit einer Dichte von 0,940 g/cm3 oder mehr zusammensetzen.
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Das Polyethylenharz kann Additive innerhalb eines Bereiches enthalten, die die Funktionen der Korrosions- und Wärmeresistenzen nicht beeinträchtigen. Beispiele der Additive umfassen Calciumcarbonat, Wasser-haltiges Magnesiumsilicat (Talkum), Kaolinlehm, Bariumsulfat und Zeolith.
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In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung ist bezüglich einer Komponente, umfassend den Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, die gesamte Komponente nicht besonders notwendigerweise aus dem Polyethylenharz zusammengesetzt, und es ist ausreichend, daß zumindest der Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus dem Polyethylenharz zusammensetzt. Die gesamte Komponente kann aus Polyethylenharz in Abhängigkeit von der Struktur zusammengesetzt sein.
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Beispiele der Komponente, die mit dem flüssigen Elektrolyten in der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage in Kontakt steht, umfassen, ohne beschränkt zu sein auf, einen Plattierbehälter, der mit einem flüssigen Elektrolyten gefüllt wird, eine Trennplatte, die in einem Plattierbehälter nach Bedarf vorgesehen ist, eine Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten, eine Walze zum Zuführen eines Arbeitsstückes zu einem flüssigen Elektrolyten und ein Anodengehäuse. Spezifisch ist entsprechend der Struktur der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ein Bereich einer Komponente, die mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt sein kann, der Bereich, der eine Möglichkeit hat, mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt zu sein, mit dem Polyethylenharz bedeckt. In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung gibt es kein besonderes Problem, wenn ein Bereich, der nicht mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, sich aus dem Polyethylenharz zusammensetzt.
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Das Polyethylenharz ist ein sogenanntes Ethylenharz mit hoher Dichter mit einer Dichte von 0,940 g/cm3 oder mehr. Eine Dichte des Polyethylenharzes von weniger als 0,940 g/cm3 ist nicht bevorzugt, weil die Wirkungen der Wärme- und Korrosionsresistenz nicht ausreichend erzielt werden. Die Dichte des Polyethylenharzes ist mehr bevorzugt 0,945 g/cm3 oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,950 g/cm3 oder mehr.
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Wenn die Dichte des Polyethylenharzes 0,970 g/cm3 übersteigt. wird das Harz spröde. Demzufolge ist die Dichte bevorzugt 0,970 g/cm3 oder weniger. Die Dichte des Polyethylenharzes ist mehr bevorzugt 0,965 g/cm3 oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,960 g/cm3 oder weniger.
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Das Polyethylenharz hat bevorzugt ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel (MW) von 500000 oder mehr und 6,5 Millionen oder weniger. Wenn das Polyethylenharz einen hohen Polymerisationsgrad und ein hohes Molekulargewicht hat, ist das Harz dicht und kann verhindern, daß eine Plattierlösung (flüssiger Elektrolyt) durchpermeiert. Dies ist bevorzugt, weil das Harz eine höhere Wärme- und Korrosionsresistenz aufweist. Das Molekulargewicht im Gewichtsmittel des Polyethylenharzes ist bevorzugt 800000 oder mehr und 4 Millionen oder weniger und noch mehr bevorzugt 1 Million oder mehr und 3 Millionen oder weniger.
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Das Polyethylenharz enthält bevorzugt Titandioxid als Füllstoff. In diesem Fall können die Wärme- und Korrosionsresistenz des Polyethylenharzes weiter verbessert werden.
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Der Typ der Kristallstruktur von Titandioxid, das im Polyethylenharz enthalten ist, ist nicht besonders beschränkt, und irgendeine von Anatas (Octahedrit), Rutil und Brookit (Pyromelan) kann verwendet werden. Diese können als Mischung verwendet werden.
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Der Gehalt an Titandioxid im Polyethylenharz ist bevorzugt 0,1 mass% oder mehr und 15 mass% oder weniger. Wenn der Gehalt an Titandioxid 0,1 mass% oder mehr ist, können die Wärme- und Korrosionsresistenz des Polyethylenharzes weiter verbessert werden. Wenn der Gehalt des Titandioxides 15 mass% oder weniger ist, werden die Wirkungen der Wärme- und Korrosionsresistenz ohne Beeinträchtigung der Formfähigkeit des Harzes erhalten.
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Der Gehalt des Titandioxids im Polyethylenharz ist mehr bevorzugt 0,5 mass% oder mehr oder 10 mass% oder weniger und noch mehr bevorzugt 1 mass% oder mehr und 5 mass% oder weniger.
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Der Teilchendurchmesser des Titandioxides ist nicht besonders beschränkt. Jedoch wird Titandioxid mit einem Teilchendurchmesser von 0,1 μm oder mehr und 100 μm oder weniger bevorzugt verwendet. Wenn der Teilchendurchmesser von Titandioxid, das im Polyethylenharz enthalten ist, 0,1 μm oder mehr ist, wird die Wirkung zur Verbesserung der Wärme- und Korrosionsresistenz des Harzes ausreichend erhalten. Wenn der Teilchendurchmesser des Titandioxides 100 μm oder weniger ist, wird die Wirkung zur Verbesserung der Wärme- und Korrosionsresistenz erhalten, ohne die Formfähigkeit des Harzes zu beeinträchtigen.
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Der Teilchendurchmesser des Titandioxids ist mehr bevorzugt 0,2 μm oder mehr und 20 μm oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,5 μm oder mehr und 5 μm oder weniger.
- (iv) In einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ist, weil ein flüssiger Elektrolyt (Plattierlösung), umfassend ein Chloridsalz und mit hoher Korrosionsresistenz, verwendet wird, es notwendig für einen Bereich, der mit der Plattierlösung in Kontakt ist, daß dieser eine Korrosionsresistenz hat. Erfindungsgemäß kann zumindest ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, sich aus einem Polyethylenharz mit einer Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr zusammensetzen.
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Das Polyethylenharz kann Additive innerhalb eines Bereiches enthalten, die die Funktionen der Korrosions- und Wärmeresistenz nicht beeinträchtigen. Beispiele der Additive umfassen Calciumcarbonat, Wasser-haltiges Magnesiumsilicat (Talkum, Kaolinlehm, Bariumsulfat und Zeolith).
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In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung ist bezüglich einer Komponente, umfassend den Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, die gesamte Komponente nicht besonders notwendigerweise aus dem Polyethylenharz zusammengesetzt, und es ist ausreichend, daß der Bereich, der mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, sich aus dem Polyethylenharz zusammensetzt. Die gesamte Komponente kann sich in Abhängigkeit von der Struktur aus dem Polyethylenharz zusammensetzen.
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Beispiele der Komponente, die mit dem flüssigen Elektrolyten in der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage in Kontakt ist, umfassen, ohne beschränkt zu sein auf, einen Plattierbehälter, der mit einem flüssigen Elektrolyten gefüllt werden soll, eine Trennplatte, die in einem Plattierbehälter nach Bedarf vorgesehen ist, eine Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten, eine Walze zum Zuführen eines Arbeitsstückes in einen flüssigen Elektrolyten und ein Anodengehäuse. Spezifisch ist entsprechend der Struktur der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage ein Bereich mit einer Komponente, die mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt sein kann, der Bereich, der eine Möglichkeit hat, daß er mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, mit dem Polyethylenharz bedeckt. In der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung gibt es kein besonderes Problem, wenn ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, sich aus dem Polyethylenharz zusammensetzt.
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Das Polyethylenharz hat eine Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr. Eine Zugfestigkeit des Polyethylenharzes von weniger als 15 MPa ist nicht bevorzugt, weil die Wirkungen der Wärme- und Korrosionsresistenz nicht ausreichend erzielt werden. Die Zugfestigkeit des Polyethylenharzes ist mehr bevorzugt 18 MPa oder mehr und noch mehr bevorzugt 20 MPa oder mehr.
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Wenn die Zugfestigkeit 30 MPa übersteigt, wird das Polyethylenharz spröde. Demzufolge ist die Zugfestigkeit bevorzugt 30 MPa oder weniger. Die Zugfestigkeit des Polyethylenharzes ist mehr bevorzugt 28 MPa oder weniger und noch mehr bevorzugt 25 MPa oder weniger.
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Das Polyethylenharz hat bevorzugt ein Molekulargewicht im Gewichtsmittel (Mw) von 500000 oder mehr und 6,5 Millionen oder weniger. Wenn das Polyethylenharz einen hohen Polymerisationsgrad und ein hohes Molekulargewicht hat, ist das Harz dicht und kann verhindern, daß eine Plattierlösung (flüssiger Elektrolyt) durchpermeiert. Dies ist bevorzugt, weil das Harz eine höhere Wärme- und Korrosionsresistenz hat. Das Molekulargewicht im Gewichtsmittel des Polyethylenharzes ist mehr bevorzugt 800000 oder mehr und 4 Millionen oder weniger und noch mehr bevorzugt 1 Million oder mehr und 3 Millionen oder weniger.
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Das Polyethylenharz hat bevorzugt einen Kristallinitätsgrad von 50% oder mehr und 80% oder weniger. Wenn das Polyethylenharz einen Kristallinitätsgrad von 50% oder mehr hat, hat das Harz eine höhere Wärme- und Korrosionsresistenz. Durch Verwendung eines solchen Harzes in einem Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage in Kontakt steht, kann eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, die stabil für eine lange Zeitperiode verwendet werden kann, mit niedrigen Kosten erhalten werden. Wenn der Kristallinitätsgrad des Polyethylenharzes 80% übersteigt, wird das Harz übermäßig hart und spröde. Daher ist der Kristallinitätsgrad des Polyethylenharzes bevorzugt 80% oder weniger.
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Angesichts dessen ist der Kristallinitätsgrad des Polyethylenharzes mehr bevorzugt 55% oder mehr und 75% oder weniger und noch mehr bevorzugt 60% oder mehr und 70% oder weniger.
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Bevorzugt enthält das geschmolzene Salz Aluminiumchlorid und hat einen Schmelzpunkt von 80°C oder weniger. In diesem Fall kann ein Aluminiumfilm kontinuierlich stabil auf einer Oberfläche einer Basis der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung gebildet werden.
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Beispielsweise kann ein organisches geschmolzenes Salz als geschmolzenes Salz verwendet werden, das ein eutektisches Salz aus einem organischen Halogenid und einem Chlorid von Aluminium ist. Ein solches organisches geschmolzenes Salz verändert sich in einem flüssigen Zustand bei 80°C oder weniger und kann bevorzugt in der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung verwendet werden.
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Als das organische Halogenid kann ein Imidazoliumsalz und/oder Pyridiniumsalz bevorzugt verwendet werden. Das geschmolzene Salz enthält bevorzugt eines von diesen und Aluminiumchlorid. Das Imidazoliumsalz ist bevorzugt ein Alkylimidazoliumchlorid, und das Pyridiniumsalz ist bevorzugt ein Alkylpyridiniumchlorid. In diesem Fall haben die Alkyl-Gruppen des Alkylimidazoliumchlorides und des Alkylpyridiniumchlorides bevorzugt 1 bis 5 Kohlenstoffatome.
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Unter den oben erwähnten geschmolzenen Salzen sind ein flüssiger Elektrolyt, gebildet durch eine Mischung aus Aluminiumchlorid und 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid (EMIC), und ein flüssiger Elektrolyt, gebildet durch eine Mischung aus Aluminiumchlorid und Butylpyridiniumchlorid (BPC) mehr bevorzugt. Der flüssige Elektrolyt ist auf 40 bis 60°C erwärmt und wird als Plattierlösung von Aluminium verwendet.
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Jeder der flüssigen Elektrolyte kann Additive zusätzlich zu den geschmolzenen Salzen enthalten.
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Wie oben beschrieben, setzt sich gemäß der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, aus einem kostengünstigen Vinylchloridharz oder Polyethylenharz zusammen. Mit einer Erhöhung der Fläche einer Verbindung, umfassend einen Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, kann demzufolge die geschmolzen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung mit niedrigeren Kosten erhalten werden. Ein Beispiel einer Komponente mit einer großen Fläche, die mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt steht, ist ein Plattierbehälter, der mit einem flüssigen Elektrolyten (Plattierlösung) gefüllt werden soll. Beispielsweise wenn ein Plattierfilm auf einer Oberfläche einer langen Lagen-artigen Basis gebildet werden soll, wird ein verhältnismäßig langer Plattierbehälter dementsprechend verwendet. In einem solchen Fall können die Kosten der Produktion einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage signifikant vermindert werden. Zusätzlich kann, weil das Vinylchloridharz eine hohe Wärme- und Korrosionsresistenz für eine lange Zeitperiode aufweist, die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage der Erfindung stabil für eine lange Zeitperiode verwendet werden. Durch Verwendung dieser geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage kann ein Plattierfilm wie ein Aluminiumfilm stabil erhalten werden, und die Kosten eines Produktes können signifikant vermindert werden.
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Bezüglich der geschmolzen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung ist es ausreichend, daß zumindest ein Bereich, der mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt ist, sich aus dem Vinylchloridharz oder dem Polyethylenharz zusammensetzt, und andere Strukturen können gleich wie jene einer existierenden geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage sein.
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Beispiele der Basis umfassen, ohne beschränkt zu sein auf, Stahlstreifen und Harzformkörper, die eine dreidimensionale Netzwerkstruktur haben und bei denen eine Behandlung zur Verleihung einer Leitfähigkeit durchgeführt ist.
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In einem Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes gemäß dieser Erfindung wird ein Aluminiumfilm auf einer Basis unter Verwendung der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung elektroniedergeschlagen. Die oben beschriebenen geschmolzenen Salze können bevorzugt verwendet werden. In einem solchen Fall kann ein Aluminiumfilm stabil bei einer Arbeitstemperatur von 40 bis 60°C erzeugt werden. Weiterhin kann ein Aluminiumfilm ebenfalls auf einer Oberfläche einer langen lagenartigen Basis wie oben beschrieben durch ein Plattierverfahren mit niedrigen Kosten gebildet werden. Somit können die Kosten eines Produktes signifikant vermindert werden.
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Beispiele
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Diese Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die Beispiele erläutert. Diese Beispiele dienen lediglich der Erläuterung und die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung, etc. sind nicht hierauf beschränkt. Der Umfang dieser Erfindung wird durch die unten beschriebenen Patentansprüche definiert und umfaßt Äquivalente der Ansprüche und alle Modifizierungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche.
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Zunächst erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens für den Erhalt der Korrosionsresistenz eines Vinylchloridharzes, das in einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung verwendet wird.
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– Verfahren zum Auswerten der Korrosionsresistenz und Wärmeresistenz von Vinylchloridharz –
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- (1) Ein Teststück, das sich aus einem Vinylchloridharz zusammensetzt und eine rechteckige Säulenform (5 × 5 × 10 mm) hat, wird hergestellt.
- (2) Das Teststück wird in 5 ml eines flüssigen Elektrolyten (Plattierlösung) getaucht und in einer Thermostatkammer bei 80°C gelagert.
- (3) Der Zustand des Teststückes wird periodisch untersucht.
- (4) Nach maximal drei Monaten wird das Teststück herausgenommen und eine Oberfläche und ein Querschnitt des Teststückes werden beobachtet.
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<Auswertungskriterien>
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Bei der Beobachtung der Oberfläche und des Querschnittes des Teststückes von (4) oben wurde nur in dem Fall, bei dem die Oberfläche als auch der Querschnitt sich nicht im Vergleich zu jenen Zuständen vor dem Eintauchen abbauten, bestimmt, daß das Teststück ein Korrosions- und Wärmeresistenz aufwies. Wenn ein Abbau wie eine Spur einer Korrosion oder ein Riß beobachtet wurde, wurde bestimmt, daß das Teststück keine Korrosionsresistenz aufweist.
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Ein Teststück mit einer niedrigen Korrosionsresistenz eluierte in dem flüssigen Elektrolyten bei dem Zeitpunkt von (3) oben. Ein Teststück mit einer extrem niedrigen Korrosionsresistenz löste sich vollständig im flüssigen Elektrolyten auf. In bezug auf ein Teststück mit einer etwas geringen Korrosionsresistenz änderte sich die Flüssigfarbe des flüssigen Elektrolyten von transparent auf schwarz aufgrund einer eluierten Komponente des Harzes.
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[Beispiel 1] und [Vergleichsbeispiel]
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Wie in Tabelle I gezeigt ist, wurden Vinylchloridharze mit den jeweiligen Zusammensetzungen hergestellt und verarbeitet unter Erhalt einer rechteckigen Säulenform wie oben beschrieben. Somit wurden Teststücke 1 bis 6 hergestellt. Eine Lösung, worin 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid in einem molaren Verhältnis von 1:2 gemischt waren, wurde als flüssiger Elektrolyt hergestellt.
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Wie bei dem Verfahren zum Auswerten der Korrosionsresistenz wie oben beschrieben wurde jedes der Teststücke in 5 ml flüssigen Elektrolyten getaucht und in einer Thermostatkammer bei 80°C gelagert.
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Tabelle I zeigt die Ergebnisse.
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Wie oben gezeigt wurde bestätigt, daß die Teststücke, die sich aus Vinylchloridharzen mit einem Chlor-Gehalt von 51 mass% oder mehr zusammensetzen, eine Wärme- und Korrosionsresistenz für eine lange Zeitperiode aufweisen selbst in dem flüssigen Elektrolyten, der Aluminiumchlorid enthält und eine hohe Korrosionsfähigkeit hat. Die Korrosionsresistenz wurde bei 80°C bewertet, die höher ist als eine Arbeitstemperatur (etwa 40 bis 60°C), bei dem das Plattieren vermutlich durchgeführt wird.
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Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wurde hergestellt, worin zumindest Bereiche von Komponenten, die mit einem flüssigen Elektrolyten in Kontakt sind, wobei die Bereiche mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt sind, zum Beispiel eine Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten und eine Innenwandoberfläche eines Plattierbehälters der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage sich aus dem Vinylchloridharz von Teststück 1 zusammensetzten.
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Eine Plattierlösung wurde hergestellt durch Zugabe von 1,10-Phenanthrolin als Additiv zu einem flüssigen Elektrolyten, erhalten durch Mischen von 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid in einem molaren Verhältnis von 1:2. Der Plattierbehälter der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wurde mit der Plattierlösung gefüllt. Ein geschäumtes Urethan, das 46 Zellen/Inch aufwies und eine Dicke von 1 mm hatte und mit dem eine Behandlung zur Verleihung der Leitfähigkeit durchgeführt wurde, wurde als Basis verwendet. Ein Aluminiumfilm wurde auf einer Oberfläche der Basis gebildet.
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Der Aluminiumfilm, der auf der Oberfläche der Basis gebildet war, hatte eine Dicke von 10 μm und war ein homogener Film mit guter Qualität. Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage konnte kontinuierlich verwendet werden, weil das Vinylchloridharz der Bereiche, die mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt standen, eine Wärme- und Korrosionsresistenz aufwies und sich somit nicht änderte.
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[Beispiel 2] und [Vergleichsbeispiel]
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Wie in Tabelle II gezeigt ist, wurden Vinylchloridharze mit den jeweiligen Zusammensetzungen hergestellt und verarbeitet, unter Erhalt einer rechteckigen Säulenform, wie oben beschrieben. Somit wurden Teststücke 1 bis 6 hergestellt. Eine Lösung, worin 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid in einem molaren Verhältnis von 1:2 gemischt war, wurde als flüssiger Elektrolyt hergestellt.
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Titandioxid wurde in einigen der Vinylchloridharze durch ein Schmelz-Knet-Verfahren dispergiert. Spezifisch wurde in einem Zustand, bei dem ein Vinylchloridharz, das auf eine Temperatur von gleich oder höher als einem Schmelzpunkt oder als einem Erweichungspunkt davon erwärmt war, Titandioxid zugegeben, wobei eine Scherspannung auferlegt wurde, so daß das Titandioxid im Vinylchloridharz gleichmäßig dispergiert wurde. Titandioxid mit einer Rutil-Typ-Kristallstruktur wurde verwendet.
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Wie bei dem Verfahren zum Evaluieren der Korrosionsresistenz, wie oben beschrieben, wurde jedes Teststück in 5 ml des flüssigen Elektrolyten getaucht und in einer Thermostatkammer bei 80°C gelagert.
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Tabelle II zeigt die Ergebnisse.
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Wie eben gezeigt wurde bestätigt, daß die Teststücke, die sich aus Vinylchloridharzen, umfassend Titandioxid, zusammensetzen, eine Wärme- und Korrosionsresistenz für lange Zeitperioden selbst in dem flüssigen Elektrolyten aufwiesen, der Aluminiumchlorid enthält und eine hohe Korrosionsfähigkeit hat. Die Korrosionsresistenz wurde bei 80°C bewertet, die höher ist als eine Arbeitstemperatur (etwa 40 bis 60°C), bei der das Plattieren durchgeführt wird.
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Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wurde hergestellt, worin zumindest Bereiche von Komponenten, die mit einem flüssigen Elektrolyten im Kontakt sind, wobei die Bereiche mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt sind, beispielsweise eine Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten und eine Innenbandoberfläche eines Plattierbehälters der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, aus dem Vinylchloridharz von Teststück zusammengesetzt waren.
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Eine Plattierlösung wurde hergestellt durch Zugabe von 1,10-Phenanthrolin als Additiv zu einem flüssigen Elektrolyten, erhalten durch Mischen von 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid in einem molaren Verhältnis von 1:2. Der Plattierbehälter der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wird mit der Plattierlösung gefüllt. Ein geschäumtes Urethan, das 46 Zellen/Inch und eine Dicke von 1 mm hatte und mit dem eine Behandlung zur Verleihung einer Leitfähigkeit durchgeführt wurde, wurde als Basis verwendet. Ein Aluminiumfilm wurde auf einer Oberfläche der Basis gebildet.
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Der Aluminiumfilm, der auf der Oberfläche der Basis gebildet war, hatte eine Dicke von 10 μm und war ein homogener Film mit guter Qualität. Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage konnte kontinuierlich verwendet werden, weil das Vinylchloridharz der Bereiche, die mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt waren, eine Wärme- und Korrosionsresistenz aufwies und sich somit nicht ändert.
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Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum Bewerten der Korrosionsresistenz eine Polyethylenharzes, das in einer geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage dieser Erfindung verwendet wird.
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– Verfahren zum Bewerten der Korrosionsresistenz und Wärmeresistenz von Polyethylenharz –
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- (1) Ein Teststück, das sich aus einem Polyethylenharz zusammensetzt und eine rechteckige Säulenform (5 × 5 × 10 mm) aufweist, wird hergestellt.
- (2) Das Teststück wird in 5 ml eines flüssigen Elektrolyten (Plattierlösung) getaucht und in einer Thermostatkammer bei 80°C gelagert.
- (3) Der Zustand des Teststückes wird periodisch geprüft.
- (4) Nach drei Monaten wird das Teststück herausgenommen und eine Oberfläche und ein Querschnitt des Teststückes werden beobachtet.
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<Auswertungskriterien>
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Bei der Beobachtung der Oberfläche und des Querschnittes des Teststückes von (4) oben wurde nur in dem Fall, bei dem die Oberfläche und der Querschnitt sich nicht im Vergleich zu jenen Zuständen vor dem Eintauchen abbauten, bestimmt, daß das Teststück ein Korrosions- und Wärmeresistenz aufwies. Wenn ein Abbau wie eine Spur einer Korrosion oder ein Riß beobachtet wurde, wurde bestimmt, daß das Teststück keine Korrosionsresistenz aufweist.
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Ein Teststück mit einer niedrigen Korrosionsresistenz eluierte in dem flüssigen Elektrolyten bei dem Zeitpunkt von (3) oben. Ein Teststück mit einer extrem niedrigen Korrosionsresistenz löste sich vollständig im flüssigen Elektrolyten auf. In bezug auf ein Teststück mit einer etwas geringen Korrosionsresistenz änderte sich die Flüssigfarbe des flüssigen Elektrolyten von transparent auf schwarz aufgrund einer eluierten Komponente des Harzes.
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[Beispiel 3] und [Vergleichsbeispiel]
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Wie in Tabelle III gezeigt ist, wurden Polyethylenharze mit den jeweiligen Zusammensetzungen hergestellt, unter Erhalt einer rechteckigen Säulenform, wie oben beschrieben. Somit wurden Teststücke 1 bis 6 hergestellt. Eine Lösung, bei der 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid bei einem molaren Verhältnis von 1:2 gemischt waren, wurde als flüssiger Elektrolyt hergestellt.
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Titandioxid wurde in einigen der Polyethylenharze durch ein Schmelz-Knet-Verfahren dispergiert. Spezifisch wurde in einem Zustand, bei dem ein Polyethylenharz auf eine Temperatur von gleich oder mehr als einem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt davon erwärmt war, Titandioxid zugegeben, während eine Scherspannung auferlegt wurde, um somit das Titandioxid im Polyethylenharz gleichmäßig zu dispergieren. Titandioxid mit einer Rutil-Typ-Kristallstruktur wurde verwendet.
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Wie bei dem Verfahren zum Bewerten der Korrosionsresistenz wie oben beschrieben wurde jedes Teststück in 5 ml des flüssigen Elektrolyten getaucht und in einer Thermostatkammer bei 80°C gelagert.
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Tabelle III zeigt die Ergebnisse.
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Wie oben gezeigt ist, wird bestätigt, daß die Teststücke, die sich aus Polyethylenharzen mit einer Dichte von 0,940 g/cm3 oder mehr zusammensetzten eine Wärme- und Korrosionsresistenz für lange Zeitperiode selbst in dem flüssigen Elektrolyten mit Aluminiumchlorid und mit hoher Korrosionsfähigkeit aufweisen. Die Korrosionsresistenz wird bei 80°C bewertet, was höher ist als die Arbeitstemperatur (etwa 40 bis 60°C), bei der das Plattieren durchgeführt wird.
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Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wurde hergestellt, worin zumindest Bereiche von Komponenten im Kontakt mit einem flüssigen Elektrolyten, wobei die Bereiche mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt stehen, zum Beispiel eine Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten und eine Innenwandoberfläche eines Plattierbehälters der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, sich aus dem Polyethylenharz von Teststück 1 zusammensetzte.
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Eine Plattierlösung wurde hergestellt durch Zugabe von 1,10-Phenanthrolin als Additiv zu einem flüssigen Elektrolyten, erhalten durch Mischen von 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid in einem molaren Verhältnis 1:2. Der Plattierbehälter der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wurde mit der Plattierlösung gefüllt. Ein geschäumtes Urethan, das 46 Zellen/Inch und eine Dicke von 1 mm hatte und einer Behandlung zum Verleihen einer Leitfähigkeit unterworfen war, wurde als Basis verwendet. Ein Aluminiumfilm wurde auf einer Oberfläche der Basis gebildet.
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Der auf der Oberfläche der Basis gebildete Aluminiumfilm hatte eine Dicke von 10 μm und war ein homogener Film mit guter Qualität. Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage konnte kontinuierlich verwendet werden, weil das Polyethylenharz Bereiche, die mit dem flüssigen Elektrolyten im Kontakt standen, eine Wärme- und Korrosionsresistenz aufwies und sich somit nicht änderte.
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[Beispiel 4] und [Vergleichsbeispiel]
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Wie in Tabelle IV gezeigt ist, wurden Polyethylenharze mit den jeweiligen physikalischen Eigenschaften hergestellt und verarbeitet unter Erhalt einer rechteckigen Säulenform, wie oben beschrieben. Somit wurden Teststücke 1 bis 6 hergestellt. Eine Lösung, worin 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid in einem molaren Verhältnis von 1:2 vermischt waren, wurde als flüssiger Elektrolyt hergestellt.
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Wie bei dem Verfahren zum Bewerten der Korrosionsresistenz wie oben beschrieben wurde jedes Teststück in 5 ml des flüssigen Elektrolyten getaucht und in einer Thermostatkammer bei 80°C gelagert.
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Tabelle IV zeigt die Ergebnisse. [Tabelle IV]
| Polyethylenharz | Bewertung |
Zugfestigkeit (MPa) | Molekulargew. im Zahlenmittel (Mn) | Kristallinitätsgrad (%) | Wärme/Korrosionsresistenz |
Beispiel 4 | Teststück 1 | 16 | 600000 | 52 | vorhanden |
Teststück 2 | 18 | 900000 | 58 | vorhanden |
Teststück 3 | 24 | 1500000 | 65 | vorhanden |
Teststück 4 | 26 | 3800000 | 73 | vorhanden |
Teststück 5 | 30 | 6000000 | 76 | vorhanden |
Vergleichsbeispiel | Teststück 6 | 12 | 50000 | 40 | nicht vorhanden |
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Wie oben gezeigt, wurde bestätigt, daß die Teststücke, die sich aus Polyethylenharzen mit einer Zugfestigkeit von 15 MPa oder mehr zusammensetzten, eine Wärme- und Korrosionsresistenz für eine lange Zeitperiode hatten in dem flüssigen Elektrolyten, der Aluminiumchlorid enthält und eine hohe Korrosionsfähigkeit hat. Die Korrosionsresistenz wurde bei 80°C bewertet, die höher ist als eine Arbeitstemperatur (etwa 40 bis 60°C), bei der das Plattieren durchgeführt wird.
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Eine geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wurde hergestellt, worin zumindest Bereiche von Komponenten in Kontakt mit einem flüssigen Elektrolyten, wobei die Bereiche mit dem flüssigen Elektrolyten im Kontakt sind, zum Beispiel eine Leitung zum Zirkulieren eines flüssigen Elektrolyten und eine Innenwandoberfläche eines Plattierbehälters der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage, sich aus Polyethylenharz des Teststücks 1 zusammensetzte.
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Eine Plattierlösung wurde hergestellt durch Addition von 1,10-Phenanthrolin als Additiv zu einem flüssigen Elektrolyten, erhalten durch Mischen von 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid und Aluminiumchlorid in einem molaren Verhältnis von 1:2. Der Plattierbehälter der geschmolzenen Salz-Elektrolyse-Plattieranlage wurde mit der Plattierlösung gefüllt. Ein geschäumtes Urethan, das 46 Zellen/Inch und eine Dicke von 1 mm hatte und der Behandlung zur Verleihung einer Leitfähigkeit unterworfen wurde, wurde als Basis verwendet. Ein Aluminiumfilm wurde auf einer Oberfläche der Basis gebildet.
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Der Aluminiumfilm, der auf der Oberfläche der Basis gebildet war, hatte eine Dicke von 10 μm und war ein homogener Film mit guter Qualität. Die geschmolzene Salz-Elektrolyse-Plattieranlage konnte kontinuierlich verwendet werden, weil das Polyethylenharz der Bereiche, die mit dem flüssigen Elektrolyten in Kontakt waren, eine Wärme- und Korrosionsresistenz hatten und sich nicht änderten.