JP2011089148A - Basket type anode - Google Patents
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Description
本発明は、ワット浴中においてめっき対象となる鋼帯に電解Niめっきを施すためのバスケット型アノードに関するものである。 The present invention relates to a basket type anode for applying electrolytic Ni plating to a steel strip to be plated in a Watt bath.
ワット浴中においてめっき対象となる鋼帯に電解Niめっきを施す際に使用するバスケット型アノードは広く知られている。このバスケット型アノードは、例えば図5に示すように、給電部23を有するアノード本体24と、該アノード本体24にめっき対象となる鋼帯と対向するように取付けられたTi製の網状部材(ラス網)25と、これらアノード本体24及び網状部材25に囲まれた空間である、複数のNi粒26を収容するバスケット部27とを有していて、該バスケット部27内にNi粒26を充填した上で給電部23に給電し、アノード本体部24を介して各Ni粒26に通電することにより電解、イオン化する。
この種のバスケット型アノードを用いてワット浴による電解Niめっきを行うに際し、上記給電部23に通電した場合には、その電流による電蝕によって網状部材25が溶損を生じることが知られている。この溶損を防止する技術としては、引用文献1に記載されているように、網状部材を、プラスチック等の絶縁スペーサを介してアノード本体に取付けるものが公知となっている。
A basket type anode used when electrolytic Ni plating is applied to a steel strip to be plated in a watt bath is widely known. For example, as shown in FIG. 5, this basket type anode includes an anode
It is known that when performing the electrolytic Ni plating using the watt bath using this type of basket type anode, when the
ところで、ワット浴による電解Niめっきの操業は、Niがイオン化して電解する腐食域となる電位及びpHの範囲内、即ち図6に示すようにpH3.5〜4.5、電位が0〜1V程度の条件(図6中のCの範囲)で行わる。一方、網状部材の素材であるTiは、図7に示すように、上記操業条件の電位及びpH(図7中のDの範囲)では安定域にあり、TiO2として安定的な状態で存在する。したがって、上記引用文献1に記載の技術は、通常であれば網状部材の溶損は防止できることになる。
By the way, the operation of electrolytic Ni plating using a watt bath is within the range of potential and pH where Ni is ionized and electrolyzed, that is, pH 3.5 to 4.5, as shown in FIG. It is performed under the condition of the degree (range C in FIG. 6). On the other hand, Ti, which is the material of the mesh member, is in a stable range at the potential and pH of the above operating conditions (range D in FIG. 7) and exists in a stable state as TiO 2 as shown in FIG. . Therefore, the technique described in the above cited
しかしながら、上記引用文献1に記載の技術を採用しても、依然として網状部材の溶損が頻発していたのが実情であり、特に、網状部材の上部側においてはこの傾向が顕著であった。網状部材の溶損が防止できない場合、メンテナンスや交換のために頻繁に操業を中止する必要がある上、溶損によって穴が開いた網状部材からNi粒が落下したり、その落下したNi粒が鋼帯を搬送するローラに噛み込まれたりするなど、各種トラブルの原因となる可能性も高かった。
However, even when the technique described in the above cited
本発明の技術的課題は、Ti製の網状部材の溶損を長期にわたってより確実且つ安定的に防止することができるバスケット型アノードを提供することにある。 The technical problem of the present invention is to provide a basket-type anode that can more reliably and stably prevent melting of a Ti mesh member over a long period of time.
如上に鑑み、本発明者らは、依然として生じている網状部材の溶損の原因を解明すべく、鋭意検討を重ねた結果、操業の開始によりバスケット部内のNi粒が消耗し、各Ni粒が小さくなったり変形したりした場合に、それに伴う各Ni粒相互の、あるいはNi粒と網状部材との突っ掛かり等によって、図5(a)に示すような棚吊りと呼ばれる現象が生じ、バスケット部内に空隙が生じていることが判明した。
特に溶損が発生しやすい網状部材の上部側においては、Ni粒の消耗によってバスケット内のNi粒全体の量が減少するとNi粒は重みによりバスケット部の下方に移動するため、バスケット部の上部側には空隙が生じやすい状況にあることがわかった。また、近年、Ni粒としては球形のペレットに代えて、安価且つ安定供給が可能なクラウン形のペレットを使用する傾向にあることから、このクラウン形のペレットの形状に起因するNi粒相互の、あるいはNi粒と網状部材とのあるいは突っ掛かりによっても棚吊り現象が生じやすいことも判明した。特に、新しいNi粒を充填した直後のバスケット部の上部側においては、このクラウン形のNi粒の形状に起因する棚吊り現象が発生しやすいことがわかった。
In view of the above, as a result of intensive investigations to elucidate the cause of the erosion of the mesh member still occurring, the inventors have consumed Ni particles in the basket portion at the start of operation, and each Ni particle When it becomes smaller or deforms, a phenomenon called shelf hanging as shown in FIG. 5 (a) occurs due to the bumps between the Ni grains or the Ni grains and the net-like member, and the like in the basket portion. It was found that voids occurred in
In particular, on the upper side of the net-like member that is likely to cause melting damage, if the amount of Ni particles in the basket decreases due to consumption of Ni particles, the Ni particles move below the basket portion due to weight. It was found that there is a situation in which voids are likely to occur. Further, in recent years, instead of spherical pellets, Ni grains tend to use crown-shaped pellets that can be supplied at low cost and can be stably supplied. It has also been found that the shelf-hanging phenomenon is likely to occur even when Ni particles and the net-like member are stuck. In particular, it was found that the shelf hanging phenomenon due to the shape of the crown-shaped Ni particles is likely to occur on the upper side of the basket portion immediately after filling with new Ni particles.
その一方で、図5(a)において白抜きの矢印が示すように、アノード本体(特に背面側)には高電流が通電されることから、操業中においてバスケット内に空隙が生じると、アノード内においては網状部材に至るまでに電位変動が生じていることもわかった。そして、上述のように電位変動によって電位が下がると、図7に示すpH−電位図からわかるように、網状部材の素材であるTiは、安定域から腐食域の範囲(図7中のEの範囲)に至ってイオン化してしまうため、これが原因で網状部材は溶損している可能性が高いということも判明した。アノード内での電位変動は、バスケット部内に空隙が生じている部分で起こるため、Ni粒の棚吊り現象が生じやすい網状部材の上部側では特に電位変動が起きやすく、それに伴って電位が下がってTiがイオン化し、図5(b)に示すような溶損(図5(b)中のB部分)が生じていることがわかった。 On the other hand, as indicated by the white arrow in FIG. 5 (a), a high current is applied to the anode body (especially the back side). It was also found that potential fluctuations occurred before reaching the mesh member. When the potential drops due to potential fluctuation as described above, as can be seen from the pH-potential diagram shown in FIG. 7, Ti, which is the material of the mesh member, is in the range from the stable region to the corroded region (E It was also found that the reticulated member is highly likely to be melted due to this ionization. Since the potential fluctuation in the anode occurs in the portion where the gap is generated in the basket portion, the potential fluctuation tends to occur particularly on the upper side of the mesh member where the Ni grain shelf-hanging phenomenon is likely to occur, and the potential decreases accordingly. It was found that Ti was ionized to cause melting damage (B portion in FIG. 5B) as shown in FIG.
これにより、本発明者らは、アノード内における電位変動によって網状部材の素材であるTiがイオン化するのを防止することにより、該網状部材の溶損を防止することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、上記課題を解決するため、本発明のバスケット型アノードは、給電部を備えたアノード本体と、該アノード本体にめっき対象となる鋼帯と対向するように取付けられたTi製の網状部材と、これらアノード本体及び網状部材に囲まれた空間内に形成された、Ni粒が充填されるバスケット部とを備え、ワット浴中において上記鋼帯に電解Niめっきを施すバスケット型アノードにおいて、上記網状部材の全体に、ワット浴のpHの範囲内で溶損しない素材で形成され、且つ絶縁性素材により封口処理が施された絶縁皮膜が設けられていることを特徴とするものである。
As a result, the present inventors have found that by preventing the ionization of Ti, which is the material of the mesh member, due to potential fluctuations in the anode, it is possible to prevent melting of the mesh member. It came to be completed.
That is, in order to solve the above-mentioned problem, the basket type anode of the present invention includes an anode body provided with a power feeding portion, and a Ti mesh member attached to the anode body so as to face a steel strip to be plated. A basket portion formed in a space surrounded by the anode body and the mesh member and filled with Ni grains, and in the basket type anode in which electrolytic steel plating is applied to the steel strip in a watt bath. The entire member is provided with an insulating film that is formed of a material that does not melt within the pH range of the Watt bath and is sealed with an insulating material.
本発明においては、上記網状部材の絶縁皮膜は、Al2O3によって形成されているものとすることが好ましい。
このように、ワット浴によるNiめっきの操業条件であるpH3.5〜4.5においては電位に関わらず腐食域に入らないAl2O3によって絶縁皮膜が形成されたことにより、たとえアノード内において大きな電位の低下が生じたとしても、このAl2O3によって絶縁皮膜が網状部材を確実且つ安定的に絶縁して保護するため、溶損を長期にわたって防止することができる。
In the present invention, it is preferable that the insulating film of the mesh member is formed of Al 2 O 3 .
In this way, at pH 3.5 to 4.5, which is the operating condition of Ni plating by the watt bath, the insulating film is formed by Al 2 O 3 which does not enter the corroded area regardless of the electric potential. Even if a large potential drop occurs, the insulating film reliably and stably insulates and protects the mesh member by this Al 2 O 3 , so that melting damage can be prevented over a long period of time.
また、本発明においては、上記網状部材の絶縁皮膜に対する封口処理の絶縁性素材はポリテトラフルオロエチレンであるものとすることができる。
このように、封口処理の絶縁性素材として、流れ性及び潤滑性に勝れたポリテトラフルオロエチレンを採用したことにより、その流れ性によって封口を行いやすい上、その潤滑性によってNi粒の突っ掛かりを低減し、棚吊り現象の発生しにくくすることができ、電位変動そのものを可及的に抑えることが可能となる。
Moreover, in this invention, the insulating material of the sealing process with respect to the insulating film of the said mesh member can be a polytetrafluoroethylene.
As described above, by adopting polytetrafluoroethylene which is excellent in flowability and lubricity as an insulating material for the sealing treatment, it is easy to seal due to the flowability, and Ni particles are stuck by the lubricity. , And the shelf hanging phenomenon is less likely to occur, and the potential fluctuation itself can be suppressed as much as possible.
本発明によれば、アノード内において電位変動が生じても、ワット浴のpHの範囲内で溶損しない素材で形成された絶縁皮膜がTi製の網状部材全体を絶縁、保護するため該電位変動に起因する溶損を長期にわたって防止することがきる。しかも、絶縁皮膜の表面の気孔を起点とした網状部材の電蝕をも防止することができるため、網状部材を確実且つ安定的に絶縁して保護することができる。 According to the present invention, even if a potential fluctuation occurs in the anode, the insulating film formed of a material that does not melt within the pH range of the watt bath insulates and protects the entire Ti mesh member. It is possible to prevent the melting damage due to the long-term. Moreover, since it is possible to prevent electric corrosion of the mesh member starting from the pores on the surface of the insulating film, the mesh member can be reliably and stably insulated and protected.
図1〜図3は、本発明に係るバスケット型アノードの一実施の形態を示すもので、この実施の形態のバスケット型アノード1は、ワット浴中においてめっき対象となる鋼帯2に電解Niめっきを施す際に使用するもので、給電部3を備えたアノード本体4と、該アノード本体4に上記鋼帯2と対向するように取付けられたTi製の網状部材5と、これらアノード本体4及び網状部材5に囲まれた空間内に形成され、電解されるNi粒6が充填されるバスケット部7とを備えている。
なお、図2において、白抜きの矢印はNi粒を電解させる電流の流れを示している。
1 to 3 show an embodiment of a basket type anode according to the present invention. The
In FIG. 2, white arrows indicate the current flow for electrolyzing Ni grains.
上記アノード本体4は、Ti製の背面板4aと、該背面板4aの左右両側において前方側に延びるTi製の側面板4b,4cと、背面板4aの下端部から前方側に延び且つ左右両端が左右の側面板の各下端部に連結されたTi製の底面板4dとを備え、さらに背面板4aの上端部に上記給電部3が配設されたブスバー4eを有する構成となっている。
一方、上記網状部材5は、上記めっき対象となる鋼帯2と対向する位置となる上記アノード本体4の前面側に取付けられたもので、この実施の形態においては、強度に勝れたTi製の2枚のラス網5a,5bを重ねた構成となっている。なお、これらの2枚のラス網、即ち前面側のラス網5aと後面側のラス網5bの間には、消耗によって小さくなったNi粒の流出を防止する一方、イオンは透過させる布製のアノードバック8の前面側が挟み込まれている。
そして、上記アノード本体4の背面板4a及び左右の側面板4b,4c並びに底面板4dと、上記網状部材5とで囲まれた空間が、Ni粒充填用の上方開口を有する上記バスケット部7となっている。
The
On the other hand, the
The space surrounded by the
上記網状部材5のアノード本体4への取付けは、図2に示すように、基端側が背面板4aに取付けられて該背面板4aから前方側に直角に立ち上がる複数の柱状のリブ9と、該リブ9の先端側に係止される長い板状の押え部材10とによって行われる。即ち、各リブ9の先端側に当接させた網状部材5の前面側(鋼帯2との対向面側)から押え部材10を該網状部材5の孔を通してリブ9の先端側に係止させることにより、網状部材5がこれら各リブ9の先端側と押え部材10との間に挟み込まれた状態でアノード本体4の前面側に保持されている。
As shown in FIG. 2, the
ところで、上記網状部材5、より具体的に前後面の各ラス網5a,5bには、図3に示すように、絶縁性素材により封口処理が施された絶縁皮膜11が全体として設けられている。
具体的には、上記絶縁皮膜11は、網状部材5の表面全面に対して、絶縁性素材としてのAl2O3を(アルミナ)を溶射することによって形成されたもので、この絶縁皮膜11の上に、同じく絶縁性素材であるポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))による封口用皮膜12が形成されて封口処理が施されたものとなっている。
ここで、上記絶縁皮膜11の素材としてAl2O3を採用したのは、図4に示すように、Al2O3はワット浴によるNiめっきの操業条件であるpH3.5〜4.5においては、電位に関わらず溶損しない素材であるため、即ち電位に関わらず腐食域(イオン化してAl3+になる領域)に入らないためである(図4中のAの範囲参照)。したがって、Niがイオン化する通常操業時の電位はもちろんのこと、たとえアノード1内において大きな電位変動、特にTiがイオン化するような電位の大幅な低下が生じたとしてもイオン化せず溶損しないため、このAl2O3による絶縁皮膜11は、Ti製の網状部材5を確実且つ安定的に絶縁、保護することができる。
また、Al2O3は、網状部材の素材であるTiに対する密着性も良好であり、特別な下地処理の必要がないため、絶縁皮膜の形成も容易であるという利点がある。
By the way, as shown in FIG. 3, the
Specifically, the insulating
Here, the reason why Al 2 O 3 was used as the material for the insulating
In addition, Al 2 O 3 has good adhesion to Ti, which is a material for the net-like member, and does not require special ground treatment, and thus has an advantage that an insulating film can be easily formed.
一方、上記網状部材5の絶縁皮膜11に対する封口処理の絶縁性素材としてポリテトラフルオロエチレンを採用したのは、ポリテトラフルオロエチレンが勝れた流れ性と潤滑性とを有しているためである。
即ち、図5に示すように、溶射した面には必ず気孔11aが存在しているが、上記ポリテトラフルオロエチレンは、その勝れた流れ性によってAl2O3の溶射による上記絶縁皮膜11に生じた気孔11a内に十分に充填されて該気孔を確実に封口することができるため、これによりその気孔11aを起点としたTi製の網状部材5の電蝕をより安定的且つ確実に防止することができる。
さらに、ポリテトラフルオロエチレンは、その勝れた潤滑性によってNi粒6と網状部材5との突っ掛かりを抑え、延いては各Ni粒相互の突っ掛かりをも低減してNi粒6の棚吊り現象の発生しにくくすることができるという利点があり、これによって、電位変動そのものを可及的に抑え、電位変動に伴う絶縁皮膜11への負担を軽減することができる。
On the other hand, the reason why polytetrafluoroethylene is used as an insulating material for the sealing treatment of the insulating
That is, as shown in FIG. 5, there are always pores 11a on the sprayed surface, but the polytetrafluoroethylene is formed on the insulating
Furthermore, polytetrafluoroethylene suppresses the bumps between the
なお、上記バスケット部7に充填されるNi粒6は、略半球形状の王冠形に形成された、いわゆるクラウン形のペレットが採用されており、既にバスケット部7に入れられているNi粒6が消耗により少なくなった場合には、上部開口からバスケット部7内に順次補充されるようになっている。
The
上記構成を有するバスケット型アノード1は、バスケット部7内に上部開口からNi粒6を充填した上で、ワット浴内において給電部3に給電し、Ni粒6を電解してイオン化することにより、めっき対象となる鋼帯2に対してNiめっきを施す。
このとき、操業時においてアノード1が通常の電位である場合はもちろん、仮にバスケット部7内でNi粒6の棚吊り現象が発生してアノード1内で電位変動が生じても、Ti製の網状部材5全体に形成した絶縁皮膜11が該網状部材5を絶縁し、保護する。これにより、電位変動に起因する溶損を長期にわたって防止することができる。また、絶縁皮膜11の表面の気孔を起点とした網状部材5の電蝕をも防止することができるため、網状部材5を確実且つ安定的に絶縁して保護することができる。
The basket-
At this time, not only when the
特に、上記絶縁皮膜11を、ワット浴のpH内では電位に関わらずイオン化しないAl2O3の溶射によって形成したことにより、電位変位が起こった場合でもこのAl2O3による絶縁皮膜11が溶損することなく確実に網状部材5を絶縁するため、電位変動とは無関係に網状部材5の溶損をより安定的且つ長期間防止することが可能である。
さらに、この絶縁皮膜11の封口処理のための絶縁性素材としてポリテトラフルオロエチレンを採用したことにより、その勝れた流れ性を利用した封口処理を確実に行うことができる上、その潤滑性によってNi粒6と網状部材5との突っ掛かりや各Ni粒相互の突っ掛かりを抑えて棚吊り現象を可及的に低減することができるため、網状部材5をより安定的に長寿命化することが可能となる。
In particular, the insulating
Furthermore, by adopting polytetrafluoroethylene as an insulating material for the sealing treatment of the insulating
上記実施の形態においては、Al2O3の溶射によって絶縁皮膜を形成しているが、絶縁皮膜の形成手段としては任意の手段を用いることができる。
また、絶縁皮膜を形成する素材としては、Al2O3以外であってもよいが、通常の操業における電位・ワット浴のpH(pH3.5〜4.5)においてイオン化せず、しかも仮に電位変動が起こってもワット浴のpHでイオン化しないものである必要がある。
In the above embodiment, the insulating film is formed by thermal spraying of Al 2 O 3 , but any means can be used as a means for forming the insulating film.
In addition, the material for forming the insulating film may be other than Al 2 O 3 , but it is not ionized at the potential of normal operation and the pH of the watt bath (pH 3.5 to 4.5), and it is temporarily potential. It must be non-ionized at the pH of the Watt bath even if fluctuations occur.
本発明の効果を確認するため、本発明の上記実施の形態に係る構成のバスケット型アノード、即ち、上記網状部材の全体に、絶縁性素材により封口処理が施された絶縁皮膜を形成したものと、本発明の構成に依らない従来のバスケット型アノード、即ち網状部材に絶縁皮膜を形成していないものとについて、網状部材の溶損の状態を比較した。即ち、本発明及び従来に係るバスケット型アノードをpH3.5〜4.5のワット浴内に浸漬し、めっき対象となる鋼帯に対してめっきを施した。
なお、本発明に係るバスケット型アノードは、上記実施の形態と同様に、Al2O3溶射による絶縁皮膜が形成されていると共に、ポリテトラフルオロエチレンによって該絶縁皮膜の封口処理が施されている。
本発明及び従来のバスケット型アノードが浸漬されるワット浴の組成は、硫酸ニッケル約340g/l、塩化ニッケル約70g/l、ホウ酸約45g/l程度で、浴温は約50℃程度とした。また、各アノードへは、基本的に電流密度0.5〜34.6A/dm2で、約30Vの電解電圧を連続して通電した。さらに、各アノードのバスケット部内に充填するNi粒はクラウン形のものを用い、共に定期的に補充するようにした。
In order to confirm the effect of the present invention, the basket-type anode having the configuration according to the above-described embodiment of the present invention, that is, the entire mesh member is formed with an insulating film that is sealed with an insulating material. A conventional basket type anode not depending on the configuration of the present invention, that is, a mesh member in which an insulating film is not formed, was compared in terms of the state of melting of the mesh member. That is, the basket type anode according to the present invention and the related art was immersed in a watt bath having a pH of 3.5 to 4.5, and the steel strip to be plated was plated.
The basket type anode according to the present invention has an insulating film formed by Al 2 O 3 thermal spraying and is sealed with polytetrafluoroethylene as in the above embodiment. .
The composition of the Watt bath into which the present invention and the conventional basket type anode are immersed is about 340 g / l nickel sulfate, about 70 g / l nickel chloride, about 45 g / l boric acid, and the bath temperature is about 50 ° C. . In addition, an electrolytic voltage of about 30 V was continuously applied to each anode at a current density of 0.5 to 34.6 A / dm 2 basically. Further, the Ni grains filled in the basket portion of each anode were crown-shaped, and both were regularly replenished.
この結果、従来のバスケット型アノードは2〜3か月程度で網状部材の溶損が発生したのに対し、本発明のバスケット型アノードは、15カ月経過しても網状部材の溶損は発生しなかった。
これにより、本発明の構成に係るバスケット型アノードは、従来のものに比べ、長期にわたって網状部材の溶損を防止することができることが実証された。
As a result, the conventional basket type anode was damaged by the mesh member in about 2 to 3 months, whereas the basket type anode of the present invention was damaged by the mesh member even after 15 months. There wasn't.
Thereby, it was demonstrated that the basket-type anode according to the configuration of the present invention can prevent the net member from being melted for a long period of time as compared with the conventional one.
1 :バスケット型アノード
2 :鋼帯
3 :給電部
4 :アノード本体
5 :網状部材
6 :Ni粒
7 :バスケット部
11:絶縁皮膜
1: Basket type anode 2: Steel strip 3: Power feeding part 4: Anode body 5: Mesh member 6: Ni grain 7: Basket part 11: Insulating film
Claims (3)
上記網状部材の全体に、ワット浴のpHの範囲内で溶損しない素材により形成され、且つ絶縁性素材により封口処理が施された絶縁皮膜が設けられていることを特徴とするバスケット型アノード。 An anode body provided with a power feeding portion, a Ti mesh member attached to the anode body so as to face a steel strip to be plated, and a space surrounded by the anode body and the mesh member A basket-type anode comprising a basket portion filled with Ni grains, and applying electrolytic Ni plating to the steel strip in a watt bath,
A basket-type anode, characterized in that the entire mesh member is provided with an insulating film formed of a material that does not melt within the pH range of the Watt bath and sealed with an insulating material.
The basket type anode according to claim 1 or 2, wherein the insulating material for the sealing treatment for the insulating film of the mesh member is polytetrafluoroethylene.
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