JP2007262433A - クロムめっき用ハイブリッド電極、それを用いたクロムメッキ方法及びクロムめっき装置 - Google Patents
クロムめっき用ハイブリッド電極、それを用いたクロムメッキ方法及びクロムめっき装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007262433A JP2007262433A JP2006085181A JP2006085181A JP2007262433A JP 2007262433 A JP2007262433 A JP 2007262433A JP 2006085181 A JP2006085181 A JP 2006085181A JP 2006085181 A JP2006085181 A JP 2006085181A JP 2007262433 A JP2007262433 A JP 2007262433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrode element
- plating
- hybrid
- perforated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
【課題】鉛又は鉛合金を使用することなく、高い電流密度でも使えるクロムめっき用電極とそれを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置を提供する。
【解決手段】3価クロムを6価クロムに変化させる触媒機能を有する触媒電極素子2と、めっき電流の一部を分流させる機能を有し、且つめっき液が流通可能な流通孔を有する有孔電極素子3とを具備し、前記触媒電極素子2の前記触媒機能を有する面側に前記有孔電極素子を配設したハイブリッド電極1とそれを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置であり、めっき電流の一部が有孔電極素子3に分流されしかもめっき液は有孔電極素子の流通孔を自在に流通するので高電流密度でめっきすることができ、生産効率を上げることができる。
【選択図】図1
【解決手段】3価クロムを6価クロムに変化させる触媒機能を有する触媒電極素子2と、めっき電流の一部を分流させる機能を有し、且つめっき液が流通可能な流通孔を有する有孔電極素子3とを具備し、前記触媒電極素子2の前記触媒機能を有する面側に前記有孔電極素子を配設したハイブリッド電極1とそれを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置であり、めっき電流の一部が有孔電極素子3に分流されしかもめっき液は有孔電極素子の流通孔を自在に流通するので高電流密度でめっきすることができ、生産効率を上げることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、クロムめっき用電極及びそれを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置に関するものであり、さらに詳しくは有害金属を溶出せず、めっき電流密度の広い範囲にわたって使用できるクロムめっき用ハイブリッド電極及びそれを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置に関するものである。
クロムめっきは、その耐食性、硬さ、美観等の特徴を生かして、自動車のエンジン部品、グラビア印刷のロール等の工業用品、食器等の生活用品、装飾品など広範囲な用途に用いられている。クロムめっきの方法としては、6価クロム電気めっきと、3価クロム電気めっきとがあるが、上記耐食性、硬さ、美観等において、6価クロムめっきが優れている。
また、クロムめっき用電極としては、従来鉛や鉛合金が使用されてきたが、これは3価クロムイオンの濃度を適度に保つ反面、使用中に鉛又は鉛合金成分の溶出があり、そのため、クロムめっきへの悪影響や、溶出した鉛又は鉛合金成分による鉛公害の恐れがあり、その規制化が進むなかで、それに代わるクロムめっき電極またはクロムめっき方法が求められるようになった。
また、クロムめっき用電極としては、従来鉛や鉛合金が使用されてきたが、これは3価クロムイオンの濃度を適度に保つ反面、使用中に鉛又は鉛合金成分の溶出があり、そのため、クロムめっきへの悪影響や、溶出した鉛又は鉛合金成分による鉛公害の恐れがあり、その規制化が進むなかで、それに代わるクロムめっき電極またはクロムめっき方法が求められるようになった。
クロムめっきに使用されるめっき浴には、種々のめっき液が使用されているが、代表的なめっき浴としては、サージェント浴(CrOと硫酸)、フッ化物浴(CrOと硫酸とフッ素)、有機酸浴(CrOと硫酸とメタ低級アルカンスルホン酸)などがある。
ところで上記の問題を解消するため、イリジウム酸化物を被覆したチタン、ニオブなどの金属、あるいはフェライトなどで構成した不溶性電極の使用が試みられたが、不溶性電極は酸化機能に乏しいため、浴中の3価クロムイオン濃度が上昇して、浴電圧の上昇、電流効率の低下、めっき不良などのトラブルの原因となることがわかった。
ところで上記の問題を解消するため、イリジウム酸化物を被覆したチタン、ニオブなどの金属、あるいはフェライトなどで構成した不溶性電極の使用が試みられたが、不溶性電極は酸化機能に乏しいため、浴中の3価クロムイオン濃度が上昇して、浴電圧の上昇、電流効率の低下、めっき不良などのトラブルの原因となることがわかった。
したがって、例えば、特開平3−47985号公報には、陽極として白金族酸化物(例えば酸化イリジウム)の被覆を施した不溶性金属電極もしくはフェライト電極などの不溶性金属電極を用いるけれども、めっき液に鉛塩類(例えば塩基性炭酸塩、ホウフッ化鉛など)を添加することにより、めっき浴中の3価クロムを1〜8グラム/リットル(g/L)の濃度範囲に保持するクロムめっき方法が開示されている。
この方法によれば、めっき浴中の3価クロム濃度上昇を防ぎ、電流効率の低下等の問題点は解消されるが、めっき浴中に鉛塩類を添加するので少量であれ、鉛又は鉛合金成分が存在することに変わりはない。
この方法によれば、めっき浴中の3価クロム濃度上昇を防ぎ、電流効率の低下等の問題点は解消されるが、めっき浴中に鉛塩類を添加するので少量であれ、鉛又は鉛合金成分が存在することに変わりはない。
そこで、鉛又は鉛合金を使用することなく、しかもそれ自体が酸化機能を有するクロムめっき用電極として、基体金属上にビスマス酸化物を含んだ被膜を設けた電極素子及びその製造方法が提案された(WO04/029335号公報)。このビスマス酸化物がめっき浴中に生成する3価クロムイオンを酸化して6価クロムイオンに変化させる触媒機能を有するので、鉛又は鉛合金を用いることなく、めっき浴中の3価クロム濃度を所定の範囲内に維持することができる。
ところが、本発明者等は、上記電極を試してみたところ、めっき電流密度が5A/dm2まではよいが、それを超えると、3価クロムイオン濃度を所定の範囲内に維持できなくなることがわかった。しかし、通常は20〜25A/dm2のめっき電流密度が求められることが多く、そのような高電流密度でも、3価クロムイオン濃度を所定の範囲内に維持できる電極とめっき方法を鋭意検討してきた。
本発明は、鉛又は鉛合金を使用することなく、めっき浴中に生成する3価クロムイオンを酸化して6価クロムイオンに変化させる触媒機能を有する電極素子を用いて、高い電流密度でも使えるクロムめっき用電極、それを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置を提供することを課題とする。
本発明の請求項1に記載のハイブリッド電極は、3価クロムを6価クロムに変化させる触媒機能を有する触媒電極素子と、めっき電流の一部を分流させる機能を有し、且つめっき液が流通可能な流通孔を有する有孔電極素子とを具備し、前記触媒機能を有する面側に前記有孔電極素子を配設してなることを特徴とする。
この発明によれば、ハイブリッド電極を電気めっきの陽極として用いることにより、めっき電流の一部が有孔電極素子に分流され、しかもめっき液は有孔電極素子の流通孔を自在に流通するので、触媒電極素子表面のめっき電流密度を低電流密度に維持しつつ全体としては高電流密度でめっきすることができ生産効率を上げることができる。
請求項2のハイブリッド電極は、触媒電極素子が金属ビスマスからなることを特徴とする。
この発明によれば、鉛又は鉛合金を用いることなく、めっき液中の3価クロム濃度を所定の範囲内に維持できるので好ましい。
請求項3に記載のハイブリッド電極は、触媒電極素子が、導電性基体の上に金属ビスマス又はビスマス酸化物のいずれかを含む皮膜を有する。
この皮膜が触媒機能を有し、しかも、触媒電極素子表面のめっき電流密度を5A/dm2以下に維持しつつ、全体として高電流密度でめっきすることができる。
この皮膜が触媒機能を有し、しかも、触媒電極素子表面のめっき電流密度を5A/dm2以下に維持しつつ、全体として高電流密度でめっきすることができる。
請求項4に記載のハイブリッド電極は、導電性基体がチタン属の金属からなり、軽量で耐食性がよいので好ましい。
請求項5に記載のハイブリッド電極は、有孔電極素子が、ほぼ均一に分布する流通孔を有する。したがって、めっき電流の流れも均一になり、めっき膜も均一に形成されるので好ましい。
請求項6に記載のハイブリッド電極は、有孔電極素子が、導電線からなる網状体であるから、めっき液流通孔を均一に形成するのが容易であり、電極表面積を大きくすることができるので好ましい。
請求項7に記載のハイブリッド電極は、有孔電極素子の導電線が、白金族の金属を含む金属線からなることを形成されるので、耐食性がよく、長期間の使用に耐えるので好ましい。
請求項8に記載のハイブリッド電極は、触媒電極素子と有孔電極素子とが、ほぼ平行に配設してなるので、めっき電流をさらに均一にすることができ、めっき膜もより均一になるので好ましい。
請求項9に記載のハイブリッド電極は、触媒電極素子と有孔電極素子とが、適宜の間隙を有するので、めっき液は有孔電極素子の流通孔を通って両素子の間に流入しており、有孔電極素子表面におけるめっき電流の流れの不均一が解消され、触媒電極素子表面では均一になる。
請求項10に記載のハイブリッド電極は、触媒電極素子が、導電性基体の両側に皮膜を有し、有孔電極素子は触媒電極素子の両側に設けてなるので、このハイブリッド電極を複数配列した間に被めっき体を設けることにより、被めっき体の両側を均一にめっきすることができる。
請求項11に記載のクロムめっき方法は、クロムめっき浴中に被めっき体を陰極とし、前記1乃至10のいずれかに記載のハイブリッド電極を陽極としてクロムめっきを行うに際し、触媒電極素子の有孔電極素子を配設した面側が前記陰極と対向するように配設し、前記触媒電極素子と、前記有孔電極素子は電源のプラス側に並列接続して行う方法である。
このクロムめっき方法によれば、クロムめっきを行うに際し、前記請求項1乃至9で述べたそれぞれのハイブリッド電極を陽極として使用するので、それぞれの発明の効果を発揮することはもちろん、めっき電流の一部が有孔電極素子に分流され、触媒電極素子表面のめっき電流密度を所定の範囲内に維持できるうえに、全体としては高電流密度でメッキすることができ、生産効率を上げることができる。
請求項12の発明は、クロムめっき槽と、電極と、直流電源とを備えたクロムめっき装置において、被めっき体と前記1乃至10のいずれかに記載のハイブリッド電極とを、前記めっき槽内のめっき浴中に配設し、前記被めっき体の両側に、前記ハイブリッド電極の前記有孔電極素子を配設した面側が対向するように配設してなり、前記被めっき体を前記電源のマイナス側に接続し、前記ハイブリッド電極の触媒電極素子及び有孔電極素子を前記電源のプラス側に並列接続してなることを特徴とするクロムめっき装置である。
このクロムめっき装置によれば、。クロムめっきを行うに際し、前記請求項1乃至10で述べたそれぞれのハイブリッド電極をを陽極として使用するので、請求項1乃至10のそれぞれの発明の効果が発揮されることはもちろん、めっき電流の一部が有孔電極素子に分流され、めっき電流密度が所定の範囲内に維持できるうえに全体としては高電流密度でめっきすることができ、生産効率を上げることができる
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明のハイブリッド電極、それを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置の一実施形態の説明図であり、図1(a)はそのめっき装置の説明図、図1(b)はハイブリッド電極の部分拡大正面図、図2は、ハイブリッド電極の平面図である。図3は、本発明のハイブリッド電極の他の実施形態の正面図であり、図4はそれを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置の説明図である。そして、図5は、本発明のハイブリッド電極を用いて行ったクロムめっき方法及びクロムめっき装置で、めっき浴中の3価クロム濃度の安定性を検証試験した結果を示す説明図である。
図1は、本発明のハイブリッド電極、それを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置の一実施形態の説明図であり、図1(a)はそのめっき装置の説明図、図1(b)はハイブリッド電極の部分拡大正面図、図2は、ハイブリッド電極の平面図である。図3は、本発明のハイブリッド電極の他の実施形態の正面図であり、図4はそれを用いたクロムめっき方法及びクロムめっき装置の説明図である。そして、図5は、本発明のハイブリッド電極を用いて行ったクロムめっき方法及びクロムめっき装置で、めっき浴中の3価クロム濃度の安定性を検証試験した結果を示す説明図である。
先ず、図1及び図2に基づいて、ハイブリッド電極の第1の実施形態を説明する。
図1において、1はハイブリッド電極、2は触媒電極素子、3は有孔電極素子である。
触媒電極素子2は、平板状の導電性基体2aの上に、形成される皮膜2bとからなる。皮膜2bは、白金属に属する金属層2b1を下地とし、表面側にビスマス酸化物を含む皮膜2b2を形成したものである。導電性基体2aは、チタン属の金属を含む金属からなる。
図1において、1はハイブリッド電極、2は触媒電極素子、3は有孔電極素子である。
触媒電極素子2は、平板状の導電性基体2aの上に、形成される皮膜2bとからなる。皮膜2bは、白金属に属する金属層2b1を下地とし、表面側にビスマス酸化物を含む皮膜2b2を形成したものである。導電性基体2aは、チタン属の金属を含む金属からなる。
有孔電極素子3は、導電線3aからなる平板状の網状体であり、網目3bを有する。導電線3aは、少なくとも表皮層が白金属の金属かなるものが好ましい。
ハイブリッド電極1は、これら触媒電極素子2、有孔電極素子3を、リード部材4とともに結合部材5,5で結合して形成される。触媒電極素子2と有孔電極素子3はいずれも矩形の平板状であり、ほぼ平行に配設される。縦、横とも有孔電極素子3の方が触媒電極素子2よりも少し大きくするのが好ましい。結合部材5は、例えば、触媒電極素子2の導電性基材2aと同様、チタン属の金属を含む金属からなるボルト・ナットで締結して結合するのが好ましい。その際、触媒電極素子2と有孔電極素子3の間には、適宜の間隔gを設けるのが好ましい。この実施形態では、電極1の上部はリード部材4を触媒電極素子2と有孔電極素子3の間に挟むようにしてボルト・ナット5で締結し、下部はリード部材4と同じ厚さを有するスペーサーSを介して締結することにより、触媒電極素子2と有孔電極素子3をほぼ平行となるように配設している。
次に、このハイブリッド電極1を用いて被めっき体6にクロムめっきを施すクロムめっき方法及びクロムめっき装置の実施形態について説明する。
めっき装置10は、めっき槽7にめっき液8を入れ、めっき浴とし、ハイブリッド電極1の有孔電極素子3を配設した面側が被めっき体6と対向するようにほぼ平行に配設し、図示しない固定具を介してめっき槽7に固定し、ハイブリッド電極1を直流電源のプラス極に接続し、被めっき体6をマイナス極に接続できるようにしたものである。めっき浴8は、サージェント浴(CrO3+H2SO4)又は高速度めっき浴とするのが好ましい。
めっき装置10は、めっき槽7にめっき液8を入れ、めっき浴とし、ハイブリッド電極1の有孔電極素子3を配設した面側が被めっき体6と対向するようにほぼ平行に配設し、図示しない固定具を介してめっき槽7に固定し、ハイブリッド電極1を直流電源のプラス極に接続し、被めっき体6をマイナス極に接続できるようにしたものである。めっき浴8は、サージェント浴(CrO3+H2SO4)又は高速度めっき浴とするのが好ましい。
この状態で、ハイブリッド電極1をプラス極に、被めっき体6をマイナス極に接続して、電圧を印加すると、めっき電流は、陽極1から陰極6に流れるが、このとき次の反応が起こっているものと考えられる。
Bi2O3+2H2O→Bi2O5+4H++4e−
この水素イオンは陰極で水素ガスとなり、電子は陽極へ移動して、めっき電流となるとともに、Bi2O5が3価クロムと反応し、陽極で6価クロムイオンを生成し、この6価クロムイオンが被めっき体である陰極に付着してクロム皮膜を形成する。
Bi2O3+2H2O→Bi2O5+4H++4e−
この水素イオンは陰極で水素ガスとなり、電子は陽極へ移動して、めっき電流となるとともに、Bi2O5が3価クロムと反応し、陽極で6価クロムイオンを生成し、この6価クロムイオンが被めっき体である陰極に付着してクロム皮膜を形成する。
そこで、陽極に用いる電極が例えば前記触媒電極素子2だけからなる場合は前述のように、この電流密度が5A/dm2を超えると、3価クロムイオン濃度を所定の範囲内(3〜5g/L)に維持できない。しかるに、本発明のハイブリッド電極1を用いると、めっき電流密度を20〜30A/dm2まであげることができる。
その理由は、次の通りと考えられる。
a,触媒電極素子2と有孔電極素子3がリード部材4と結合部材5を介して並列に接続されており、めっき電流は陰極6と対向する有孔電極素子3に分流する。
b,めっき液8は、有孔電極素子3の流通孔3bを通って、触媒電極素子2のビスマス酸化物皮膜2bとも接触するので、酸化する触媒作用で3価クロムイオンを6価クロムイオンに変換する。
c,しかし、めっき電流の多くは有孔電極素子3が分担するので、ビスマス酸化物皮膜表面のめっき電流密度は5A/dm2 以下になっているものと思われる。
d,しかも、めっき電流増加にともない酸化効率もあがるのは、有孔電極素子3の導電線3a自体の触媒作用が付加されることにあるが、さらに時間の経過とともに白金線の表面にビスマス酸化物が付着し、これが3価クロムイオンを6価クロムイオンに変換する酸化触媒機能を高めているためと思われる。
その理由は、次の通りと考えられる。
a,触媒電極素子2と有孔電極素子3がリード部材4と結合部材5を介して並列に接続されており、めっき電流は陰極6と対向する有孔電極素子3に分流する。
b,めっき液8は、有孔電極素子3の流通孔3bを通って、触媒電極素子2のビスマス酸化物皮膜2bとも接触するので、酸化する触媒作用で3価クロムイオンを6価クロムイオンに変換する。
c,しかし、めっき電流の多くは有孔電極素子3が分担するので、ビスマス酸化物皮膜表面のめっき電流密度は5A/dm2 以下になっているものと思われる。
d,しかも、めっき電流増加にともない酸化効率もあがるのは、有孔電極素子3の導電線3a自体の触媒作用が付加されることにあるが、さらに時間の経過とともに白金線の表面にビスマス酸化物が付着し、これが3価クロムイオンを6価クロムイオンに変換する酸化触媒機能を高めているためと思われる。
次に、図3に基づいて、ハイブリッド電極の第2の実施形態について説明する。
ハイブリッド電極11は、触媒電極素子12が、触媒電極素子2と同様の構成を有する導電性基体12aの両側に皮膜12bと、その両側に設けられた有孔電極素子13A,13Bを有する。有孔電極素子13A,13Bはいずれも有孔電極素子3と同様の構成を有する。
触媒電極素子12及び有孔電極素子13は、スペーサーSA,SB1,SB2を介して、結合部材15によって結合され、並列接続されて、リード部材14にも接続される。
ハイブリッド電極11は、触媒電極素子12が、触媒電極素子2と同様の構成を有する導電性基体12aの両側に皮膜12bと、その両側に設けられた有孔電極素子13A,13Bを有する。有孔電極素子13A,13Bはいずれも有孔電極素子3と同様の構成を有する。
触媒電極素子12及び有孔電極素子13は、スペーサーSA,SB1,SB2を介して、結合部材15によって結合され、並列接続されて、リード部材14にも接続される。
各素子12、13A、13B及び各部材14、15の材質、構造等は、第1の実施形態における触媒電極素子2、有孔電極素子3、リード部材4、結合部材5と同様であり、スペーサーSA、SB1,SB2も、第1実施形態のスペーサーSと同様であるが、有孔電極素子13が触媒電極素子12の両側に設けられるのに対し、リード部材14は1枚でよいので、リード部材14を挟む側のスペーサーSB1だけはリード部材14の厚さだけ、薄くてよいことになる。リード部材の厚さが必要とする間隙と等しい場合は、スペーサーSB1は不要となる。
次に、このハイブリッド電極11を用いて被めっき体16にクロムめっきを施すクロムめっき方法及びクロムめっき装置の実施形態について説明する。
図4に示すめっき装置20は、めっき槽17にめっき液18を入れ、めっき浴とし、ハイブリッド電極11の有孔電極素子13A、13Bを配設した面側が被めっき体16と対向するようにほぼ平行に配設し、図示しない固定具を介してめっき槽17に固定し、複数のハイブリッド電極11、11を直流電源のプラス極に、複数の被めっき体16、16、16をマイナス極にそれぞれまとめて接続できるようにしたものである。めっき浴18は、第1の実施形態と同様、サージェント浴(CrO3+H2SO4)又は高速度めっき浴とするのが好ましい。
図4に示すめっき装置20は、めっき槽17にめっき液18を入れ、めっき浴とし、ハイブリッド電極11の有孔電極素子13A、13Bを配設した面側が被めっき体16と対向するようにほぼ平行に配設し、図示しない固定具を介してめっき槽17に固定し、複数のハイブリッド電極11、11を直流電源のプラス極に、複数の被めっき体16、16、16をマイナス極にそれぞれまとめて接続できるようにしたものである。めっき浴18は、第1の実施形態と同様、サージェント浴(CrO3+H2SO4)又は高速度めっき浴とするのが好ましい。
第2の実施形態では、有孔電極素子13A,13Bを触媒電極素子12の両側に設けてあるので、図4に示すように、3本のハイブリッド電極で、2個の被めっき体(陰極)16にめっきを施すことができるので、第1の実施形態より、効率がよい。
以上の実施形態では、触媒電極素子の皮膜は表面側にビスマス酸化物を含むものとしたが、要は、鉛又は酸化鉛のような有害物質を含まず、3価クロムを6価クロムに変化させる触媒機能を有するものであればよく、例えば金属ビスマスを含むものやダイヤモンドライクカーボンのようなものでもよい。また、導電性基体をチタン属の金属とし、皮膜の基体側は、白金属に属する金属としたが、これに限定されるものではなく、耐食性のあるものであればよい。また、触媒電極素子は、導電性基体の上に皮膜を有するものとしたが、それに限定されるものではなく、例えば、金属ビスマスだけからなる触媒電極素子としてもよい。その場合、導電性基体を有するものに比べ電流密度は多少落ちるが有効電極素子と組み合わせたハイブリッド電極とすることにより実用的に十分なめっき電流密度が得られることを確認している。
有孔電極素子は少なくとも表皮層が白金属の金属からなる網状体のものとしたが、めっき液が流通可能な流通孔を有するものであればよく、流通孔を分布させた導電板、メタルラス、エキスパンドメタルでもよい。また、材質も白金属の金属に限定されるものではなく、導電性と耐食性を有するものであればよい。
触媒電極素子も、有孔電極素子も、平板状としたが、湾曲したものでも、断面L字型でもよく、互いにほぼ平行であればよい。
結合部材をチタン製のボルトナットとしたが、触媒電極素子と有孔電極素子を結合できるものであって、耐食性があればよい。また、導電性があれば、触媒電極素子と有孔電極素子を並列接続するのに好都合であるが、それ自体は非導電性であっても、めっきに用いる際、別の部材で並列接続することもできる。リード部材やスペーサーも適宜設計したものでよい。
実施例1:上記第1の実施形態のハイブリッド電極1の一例として次の構成の電極を作製した。図1、図2の電極において、
矩形・平板状の触媒電極素子2:幅18mm×長さ70mm=面積1,260mm2、
矩形・平板・網状の有孔電極素子3:網を構成する白金線(1mmφ)の表面積=1mm×3.14×500mm=1,570mm2
したがって、ハイブリッド電極(陽極)の総表面積
=1,260mm2+1,570mm2=2,830mm2≒0.28dm2
なお、触媒電極素子2の導電性基体は、厚さ約1mmのチタンの板、皮膜は基体側に白金に富む層(厚さ約3μm)、表面側にビスマスの酸化物に富む層(厚さ約3μm)が形成されたものである。また、有孔電極素子は、1mmφの白金線を網状に編んだものである。
矩形・平板状の触媒電極素子2:幅18mm×長さ70mm=面積1,260mm2、
矩形・平板・網状の有孔電極素子3:網を構成する白金線(1mmφ)の表面積=1mm×3.14×500mm=1,570mm2
したがって、ハイブリッド電極(陽極)の総表面積
=1,260mm2+1,570mm2=2,830mm2≒0.28dm2
なお、触媒電極素子2の導電性基体は、厚さ約1mmのチタンの板、皮膜は基体側に白金に富む層(厚さ約3μm)、表面側にビスマスの酸化物に富む層(厚さ約3μm)が形成されたものである。また、有孔電極素子は、1mmφの白金線を網状に編んだものである。
実施例2:第2の実施形態のハイブリッド電極11の一例として次の構成の電極を作製した。図3の電極において、
矩形・平板状の触媒電極素子12:幅18mm×長さ70mm
=面積1,260mm2、
ロ、矩形・平板・網状の有孔電極素子13A:網を構成する白金属の金属線(1mmφ)の表面積=1mm×3.14×500mm=1,570mmSPF製の1005番のラス(1mmφ)の表面積=1mm×3.14×500mm=1,570mm2
矩形・平板・網状の有孔電極素子13B:有孔電極素子13Aに同じ。
したがって、ハイブリッド電極(陽極)の総面積
=1,260mm2+1,570mm2×2=4,400mm2≒0.44dm2
なお、触媒電極素子の厚さは、実施例1と同じである。
矩形・平板状の触媒電極素子12:幅18mm×長さ70mm
=面積1,260mm2、
ロ、矩形・平板・網状の有孔電極素子13A:網を構成する白金属の金属線(1mmφ)の表面積=1mm×3.14×500mm=1,570mmSPF製の1005番のラス(1mmφ)の表面積=1mm×3.14×500mm=1,570mm2
矩形・平板・網状の有孔電極素子13B:有孔電極素子13Aに同じ。
したがって、ハイブリッド電極(陽極)の総面積
=1,260mm2+1,570mm2×2=4,400mm2≒0.44dm2
なお、触媒電極素子の厚さは、実施例1と同じである。
次に、これらの電極を陽極として、検証のため、図1のめっき装置10を用いて、実施形態の説明で述べた方法にしたがってクロムめっきを行い、めっき浴中の3価クロム濃度の安定性試験をおこなった。
また、その際、比較のため、従来から用いられている次の2種類の電極を陽極とした場合についても試験をおこなった。
比較例1:実施例1と同じ構造で触媒電極素子2の代わりに同じ大きさの白金板を、有孔電極素子3の代わりに有孔白金板を用いたもの。
比較例2:実施例1の触媒電極素子2だけのもの。
また、その際、比較のため、従来から用いられている次の2種類の電極を陽極とした場合についても試験をおこなった。
比較例1:実施例1と同じ構造で触媒電極素子2の代わりに同じ大きさの白金板を、有孔電極素子3の代わりに有孔白金板を用いたもの。
比較例2:実施例1の触媒電極素子2だけのもの。
上記試験の試験条件は、次の通りである。
めっき電流は、5.6Aとし、5,000時間継続した間のめっき浴内の3価クロム濃度を測定した。したがって、陽極の総表面積で割ると、陽極の単位面積あたりのめっき電流密度は、実施例1、比較例1では20A/dm2となり、実施例2では、11.5A/dm2 となる。なお、比較例2は、電流密度が5A/dm2以上となる電流を流すと酸化ビスマス皮膜の脱落が生じるので測定できなかった。
めっき浴は、高速度めっき浴とし、その成分比は次のとおりとした。
クロム酸:250グラム/リットル(g/L)
硫酸 :3グラム/リットル(g/L)
HEEF添加剤(アトテック・ジャパン社製HEEF−25):20ミリリットル(mL)
最初この成分比の健浴4Lをめっき槽に入れ、補充用として1Lを適時補充した。
めっき浴内の電流濃度は、4Lの状態で1.4アンペア/リットル(A/L)となる。
めっき電流は、5.6Aとし、5,000時間継続した間のめっき浴内の3価クロム濃度を測定した。したがって、陽極の総表面積で割ると、陽極の単位面積あたりのめっき電流密度は、実施例1、比較例1では20A/dm2となり、実施例2では、11.5A/dm2 となる。なお、比較例2は、電流密度が5A/dm2以上となる電流を流すと酸化ビスマス皮膜の脱落が生じるので測定できなかった。
めっき浴は、高速度めっき浴とし、その成分比は次のとおりとした。
クロム酸:250グラム/リットル(g/L)
硫酸 :3グラム/リットル(g/L)
HEEF添加剤(アトテック・ジャパン社製HEEF−25):20ミリリットル(mL)
最初この成分比の健浴4Lをめっき槽に入れ、補充用として1Lを適時補充した。
めっき浴内の電流濃度は、4Lの状態で1.4アンペア/リットル(A/L)となる。
試験結果を図5に示す。
図5において、曲線Aは実施例1、曲線Bは実施例2、曲線Cは比較例1の特性を示す。
実施例1と比較例1を対比すれば、同じ構造であっても触媒電極素子の材質の違いから、比較例1が時間とともに3価クロム濃度が上昇するのに対し、実施例1は安定している。
また、表面皮膜が酸化ビスマスを含む比較例2は5A/dm2以下では、安定するが、5A/dm2を超えると皮膜が脱落し始め機能しなくなるのに対し、実施例1では、実用めっき電流である20A/dm2でも脱落は生じないし、触媒機能を維持する。
また、実施例2は、同じめっき電流下では、3価クロム濃度を実施例1よりも低い濃度で安定させている。これは、図1に示すように、ハイブリッド電極1が被めっき体(陰極)6の片側にひとつ配置された実験例である。図4に示すように、ハイブリッド電極11が複数の被めっき体(陰極)16の両側に配置された場合は、もう少しあがるものと思われるが、一度に複数の被めっき体にめっきできるので効率がよい。
図5において、曲線Aは実施例1、曲線Bは実施例2、曲線Cは比較例1の特性を示す。
実施例1と比較例1を対比すれば、同じ構造であっても触媒電極素子の材質の違いから、比較例1が時間とともに3価クロム濃度が上昇するのに対し、実施例1は安定している。
また、表面皮膜が酸化ビスマスを含む比較例2は5A/dm2以下では、安定するが、5A/dm2を超えると皮膜が脱落し始め機能しなくなるのに対し、実施例1では、実用めっき電流である20A/dm2でも脱落は生じないし、触媒機能を維持する。
また、実施例2は、同じめっき電流下では、3価クロム濃度を実施例1よりも低い濃度で安定させている。これは、図1に示すように、ハイブリッド電極1が被めっき体(陰極)6の片側にひとつ配置された実験例である。図4に示すように、ハイブリッド電極11が複数の被めっき体(陰極)16の両側に配置された場合は、もう少しあがるものと思われるが、一度に複数の被めっき体にめっきできるので効率がよい。
1 ハイブリッド電極
2 触媒電極素子
3 有孔電極素子
4 リード部材
5 結合部材
6 被めっき体
7 めっき槽
8 めっき液(めっき浴)
10 めっき装置
11 ハイブリッド電極
12 触媒電極素子
13 有孔電極素子
14 リード部材
15 結合部材
16 被めっき体
17 めっき槽
18 めっき液(めっき浴)
20 めっき装置
2 触媒電極素子
3 有孔電極素子
4 リード部材
5 結合部材
6 被めっき体
7 めっき槽
8 めっき液(めっき浴)
10 めっき装置
11 ハイブリッド電極
12 触媒電極素子
13 有孔電極素子
14 リード部材
15 結合部材
16 被めっき体
17 めっき槽
18 めっき液(めっき浴)
20 めっき装置
Claims (12)
- 3価クロムを6価クロムに変化させる触媒機能を有する触媒電極素子と、めっき電流の一部を分流させる機能を有し、且つめっき液が流通可能な流通孔を有する有孔電極素子とを具備し、前記触媒機能を有する面側に前記有孔電極素子を配設してなることを特徴とするハイブリッド電極。
- 前記触媒電極素子は、金属ビスマスからなることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電極。
- 前記触媒電極素子は、導電性基体の上に金属ビスマス又はビスマス酸化物のいずれかを含む皮膜を有することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド電極。
- 前記導電性基体は、チタン属の金属を含む金属からなり、前記皮膜は、基体側に白金属の金属を含む層を有し、表面側に前記皮膜を有することを特徴とする請求項3記載のハイブリッド電極。
- 前記有孔電極素子は、ほぼ均一に分布する流通孔を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のハイブリッド電極。
- 前記有孔電極素子は、導電線からなる網状体であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のハイブリッド電極。
- 前記有孔電極素子の導電線は、白金族の金属を含む金属線からからなることを特徴とする請求項6に記載のハイブリッド電極。
- 前記触媒電極素子と前記有孔電極素子とは、ほぼ平行に配設してなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載ハイブリッド電極。
- 前記触媒電極素子と前記有孔電極素子とは、適宜の間隙を有することを特徴とする請求項8に記載ハイブリッド電極。
- 前記有孔電極素子は、前記触媒電極素子の両側に設けてなることを特徴とする請求項1乃至9に記載のハイブリッド電極。
- クロムめっき浴中に、被めっき体を陰極とし、前記1乃至10のいずれかに記載のハイブリッド電極を陽極としてクロムめっきを行うに際し、前記被めっき体の両側に、前記ハイブリッド電極の前記有孔電極素子を配設した面側が前記被めっき体と対向するように配設し、前記被めっき体を電源のマイナス側に、前記触媒電極素子と、前記有孔電極素子は電源のプラス側に並列接続して行うクロムめっき方法。
- クロムめっき槽と、電極と、直流電源とを備えたクロムめっき装置において、
被めっき体と前記1乃至10のいずれかに記載のハイブリッド電極とを、前記めっき槽内のめっき浴中に配設し、前記被めっき体の両側に、前記ハイブリッド電極の前記有孔電極素子を配設した面側が対向するように配設してなり、前記被めっき体を前記電源のマイナス側に接続し、前記ハイブリッド電極の触媒電極素子及び有孔電極素子を前記電源のプラス側に並列接続してなることを特徴とするクロムめっき装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006085181A JP2007262433A (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | クロムめっき用ハイブリッド電極、それを用いたクロムメッキ方法及びクロムめっき装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006085181A JP2007262433A (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | クロムめっき用ハイブリッド電極、それを用いたクロムメッキ方法及びクロムめっき装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007262433A true JP2007262433A (ja) | 2007-10-11 |
Family
ID=38635700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006085181A Withdrawn JP2007262433A (ja) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | クロムめっき用ハイブリッド電極、それを用いたクロムメッキ方法及びクロムめっき装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007262433A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130008797A1 (en) * | 2010-03-31 | 2013-01-10 | Snecma | Device and process for controlling the efficiency of a metal electrodeposition bath |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006085181A patent/JP2007262433A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130008797A1 (en) * | 2010-03-31 | 2013-01-10 | Snecma | Device and process for controlling the efficiency of a metal electrodeposition bath |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wu et al. | DC electrodeposition of Mn–Co alloys on stainless steels for SOFC interconnect application | |
Solmaz et al. | Hydrogen evolution and corrosion performance of NiZn coatings | |
EP2382336B1 (en) | Coated product for use in an electrochemical device and a method for producing such a product | |
DE102013209918B4 (de) | Verfahren zum Abscheiden einer dauerhaften dünnen Goldbeschichtung auf Brennstoffzellen-Bipolarplatten | |
JP6956144B2 (ja) | 水電解用複合電極一体型分離板及び水電解スタック | |
Giz et al. | NiFeZn codeposit as a cathode material for the production of hydrogen by water electrolysis | |
KR101420561B1 (ko) | 연료 전지용 세퍼레이터 재료, 그것을 사용한 연료 전지용 세퍼레이터 및 연료 전지 스택 | |
JP2007262433A (ja) | クロムめっき用ハイブリッド電極、それを用いたクロムメッキ方法及びクロムめっき装置 | |
JP6254942B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ、燃料電池セル、燃料電池スタック、および燃料電池用セパレータの製造方法 | |
JP5735265B2 (ja) | 高耐食性を有する金属多孔体の製造方法 | |
US5626730A (en) | Electrode structure | |
JP7050786B2 (ja) | 固体酸化物セルスタック用のインターコネクタ上のコーティングの堆積 | |
CN114447356A (zh) | 一种亲水涂层及其制备方法 | |
JPH0499294A (ja) | 酸素発生用陽極及びその製法 | |
Mallika et al. | Platinum-modified titanium anodes for the electrolytic destruction of nitric acid | |
JP5635382B2 (ja) | 高耐食性を有する金属多孔体の製造方法 | |
Hall et al. | Electrodeposition of CoMn onto stainless steels interconnects for increased lifetimes in SOFCs | |
US20040191603A1 (en) | Clad metallic bipolar plates and electricity-producing systems and fuel cells using the same | |
JP3780410B2 (ja) | 金属メッキ用電極 | |
JP7136140B2 (ja) | 燃料電池用セパレータ | |
JP2023122178A (ja) | 燃料電池用セパレータの製造方法 | |
Wilcox et al. | The kinetics of electrode reactions III practical aspects | |
JP3167054B2 (ja) | 電解槽 | |
JP2022061933A (ja) | 燃料電池用セパレータおよびその製造方法 | |
CN114959764A (zh) | 一种多功能气液传输层及其制备方法及能源转换装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080115 |