JP3213833B2 - ステンレス鋼板の電解酸洗方法及びそれに使用される電極 - Google Patents
ステンレス鋼板の電解酸洗方法及びそれに使用される電極Info
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Description
洗方法及びそれに使用される電極に関するものである。
酸ナトリウム水溶液中で電解酸洗を行う際に使用される
陽極として、従来ケイ素鉄合金電極が使用されていた
が、ケイ素鉄合金電極は溶性電極であるため、電解消耗
が激しく、不溶性の電極の出現が望まれていた。そのた
め酸化イリジウム被覆チタン電極が使用されている例も
あるが、やはり酸化イリジウムの消耗が大きく、未だ十
分な寿命が得られていない現状にある。
ンレス鋼板の電解酸洗を行うにあたり、触媒活性があり
かつ酸洗液に対し耐久性のある不溶性電極を使用する電
解方法を提供することにある。
ンレス鋼板を硝酸水溶液又は中性硫酸ナトリウム水溶液
中で電解酸洗するにあたり、チタン又はその合金よりな
る導電性金属基体上に、酸化イリジウム５０〜８５モル
％と酸化タンタル１５〜５０モル％との混合酸化物より
なりその重量が金属イリジウム換算で２０ｇ／ｍ2 以上
である中間層と、電着二酸化マンガンよりなる表面層と
を設けた電極を陽極として使用することを特徴とするス
テンレス鋼板の電解酸洗方法であり、これに使用される
電解酸洗用電極である。
体上に電着した電極は公知である。特公昭４５−３６４
８３号公報にはチタン，ジルコニウム，タンタルあるい
はそれらを母体とする合金の表面に白金，パラジウム，
ロジウムあるいはそれらを母体とする合金の薄層を設
け、その上に二酸化マンガンを電着してなる電解用不溶
性電極が記載されている。しかし中間層をなす白金，パ
ラジウム，ロジウムは酸化イリジウムに比べて酸性電解
液に対する耐性が劣る。また明細書の記載によれば厚さ
約０．０２〜０．１μｍ程度の薄層であり、この電極を
使用して硫酸酸性溶液中で電解を行うと酸素がチタン基
体表面に浸透し、チタン基体表面に絶縁性の酸化皮膜を
生成することにより、電圧が上昇して表面の二酸化マン
ガンの性能を十分に発揮させることができない。
タン等の導電性金属基体上に白金族金属酸化物の中間層
とＭｎＯｘ（ｘは１．５以上であり２．０より小）で表
される非化学量論的化合物を含むマンガン酸化物の表面
層を形成した不溶性陽極が記載されている。しかしこの
電極においても中間層は０．００２〜０．０２μｍ程度
の薄層であり、その材質としても酸化イリジウム層の記
載はあるが、基体及び表面層との密着性のよいイリジウ
ムとタンタルとの混合酸化物についての記載はない。ま
た表面層は電解酸洗液に対する耐性を高めるため一定以
上の厚みとする必要があるが、非化学量論的化合物を含
むマンガン酸化物はマンガン化合物溶液の熱分解により
形成されるので、薄層を多数回焼成しつつ積層させねば
ならず、加工手間を要する。
はチタン合金であり、チタン合金としてはチタン−タン
タル，チタン−ニオブ，チタン−パラジウム等の合金が
挙げられる。電極の形状としては板状，棒状，エキスパ
ンド状，パンチング状等種々の形状が可能である。
ラスト，又はサンドブラスト処理が施される。これらの
ブラスト材としてはアルミナ，炭化ケイ素，サンド等が
利用され、その粒子径は２００〜１０００μｍ程度が適
当である。
の混合物よりなり、酸化イリジウムは５０〜８５モル
％，酸化タンタルは１５〜５０モル％の範囲である。酸
化イリジウムが５０モル％未満では酸素発生の触媒能が
劣り中間層自体の耐久性も劣る。８５モル％を超えると
被膜の密着性が劣り、表面に二酸化マンガンを電着させ
た場合の二酸化マンガンの密着性が劣る。
ジウム，塩化タンタル等の金属塩をエチルアルコール，
ブチルアルコール，プロピルアルコール等の溶媒に溶か
して所定組成の混合溶液を調整し、熱分解処理を行う事
によって形成される。塗布後溶媒を蒸発させるため、１
００〜１５０℃で約１０〜２０分間乾燥し、空気又は酸
素雰囲気の電気炉中で４００〜５５０℃で１０〜３０分
間熱分解処理を行う。熱処理温度が上記範囲より低いと
熱分解が十分でなく、また上記範囲より高いとチタン基
体の酸化が進んで損傷を受ける。
ウム換算で２０ｇ／ｍ2 未満では酸素の浸透を十分に抑
える事ができない。また１００ｇ／ｍ2 を超えると中間
層とチタン基体との密着強度が低下し、また高価なイリ
ジウムの使用量が増すので好ましくない。厚みとしては
４〜１０μｍ程度が適当である。
０．１〜１．０ｍｏｌ／ＬＨ2 ＳＯ 4 −０．５〜１．５
ｍｏｌ／ＬＭｎＳＯ4 溶液中、温度３０〜９０℃、電流
密度０．１〜１．０Ａ／ｄｍ2 で電着させるとよい。電
流密度が１．０Ａ／ｄｍ2 より大きいと電着二酸化マン
ガンが脆くなり、緻密な被膜が得られない。０．１Ａ／
ｄｍ2 未満では析出速度が遅くなり、析出に長時間を要
するので経済的ではない。この表面層は二酸化マンガン
として２０ｇ／ｍ2 以上であれば電極触媒能、寿命とも
に良好となる。厚みとして５〜１５μｍ程度が適当であ
る。
行うには、使用する電流密度は３０Ａ／ｄｍ2 以下が適
しており、この条件で二酸化マンガンの溶解量を少なく
保つことができる。また電解液中にマンガンイオンを溶
存させると、陽極上で二酸化マンガンの電着反応も同時
に進行し、見掛け上の二酸化マンガンの溶解量を更に少
なくすることができるので、より長寿命の陽極とするこ
とができる。このようなマンガンイオンは添加してもよ
いが、ステンレス鋼板中に微量のマンガンが不純物とし
て含まれている場合は（例えばＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３
１６等）、鋼板表面よりその一部が酸洗溶液中に溶解し
ているのでこれを利用することにより電解反応を有利に
進めることができる。
タンタルは酸化イリジウムと混合物を形成することによ
り基体及び表面層との密着性を高めることができる。ま
た表面層を形成する電着二酸化マンガンは化学法による
二酸化マンガンより質が緻密であり、一工程で相当の厚
みを電着しうる利点がある。特にステンレス鋼板の電解
酸洗は鋼板の亜鉛メッキ工程より低電流密度（３０Ａ／
ｄｍ2 以下）で実施されるので表面層としての耐久性は
十分である。また中間層自体も酸素発生の触媒能を持っ
ており、表面層の二酸化マンガンにひび割れや脱落を生
じても中間層が電極触媒として作用するので好都合であ
る。
解浴中でステンレス鋼板を長さ方向に連続的に流しなが
ら行うが、その際ステンレス鋼板は対極として金属陽極
を設けた位置では陰極となり、他の位置では陽極となっ
て、このような極変換が交互に行われる。ステンレス鋼
板に含まれるマンガンはステンレス鋼板が陽極となった
時点で電解浴中に溶出され、ステンレス鋼板が陰極とな
った時点で対極をなす金属陽極すなわち本発明による陽
極の表面層に二酸化マンガンとして析出するものと思わ
れる。
明する。組成％は特記なき限り重量単位である。
脂後、アルミナグリット（＃３０）を使用して、圧力４
ｋｇ／ｃｍ2 でブラスト処理を行った。その表面に下記
組成の溶液を塗布した。 五塩化タンタル ０．３２ｇ 塩化イリジウム酸 １．００ｇ 塩酸 ０．５ｍＬ ブチルアルコール １０ｍＬ 塗布後、１２０℃で２０分間乾燥し、次いで４５０℃の
電気炉で２０分間加熱処理することにより、Ｔａ2 Ｏ5
（３０モル％）−ＩｒＯ2 （７０モル％）の混合酸化物
よりなる被膜を得た。この操作を繰り返してイリジウム
換算で２５ｇ／ｍ 2 含有する中間層を得た。
＋１モル／ＬＭｎＳＯ4 溶液中に入れて、これを陽極と
し、同じ大きさのジルコニウム板を陰極として電解を行
った。電解条件は温度５５℃、電流密度０．２Ａ／ｄｍ
2 、極間距離２５ｍｍとして９０分間電解を行い、中間
層上にＭｎＯ2 を６０ｇ／ｍ2 電着させた。
３．０）溶液中で電流密度３０Ａ／ｄｍ2 で陽極として
使用し、同じ大きさのＳＵＳ３０４ステンレス鋼板を陰
極として使用して、ＭｎＯ2 が完全に溶解するまでの時
間を測定したところ６３００時間であった。また電解電
圧が５Ｖ上昇するまでの時間を電極の寿命として測定し
たところ８５００時間であった。なお比較のため中間層
の混合酸化物をイリジウム換算で５ｇ／ｍ2 ，１０ｇ／
ｍ2 ，１５ｇ／ｍ2 被覆させた以外は同様に作製した電
極の寿命はそれぞれ１４００時間，２２００時間，２８
００時間であり、その後の電極表面にはＭｎＯ2 が残存
していた。
3 溶液中で電流密度１５Ａ／ｄｍ2 で陽極として使用
し、陰極としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼板を使用し
て、ＭｎＯ2 が完全に溶解するまでの時間を測定したと
ころ７５５０時間であった。また電解電圧が５Ｖ上昇す
るまでの時間を電極の寿命として測定したところ１１０
５０時間であった。
のみを金属イリジウム換算でそれぞれ２５ｇ／ｍ2 ，５
０ｇ／ｍ2 被覆させた以外は上記と同様に作製した電極
を使用して実施例２と同様の試験を行ったところ、電極
の寿命はそれぞれ１２００時間，１８００時間であり、
中間層被膜の機械的強度が弱く寿命の短かいことが分か
る。
１と同様の方法でＴａ 2 Ｏ5 （２０モル％）−ＩｒＯ2
（８０モル％）の混合酸化物層をイリジウム換算で５０
ｇ／ｍ2 の被覆をし、この上にＭｎＯ2 を８０ｇ／ｍ2
電着させた。この電極を４枚組み合わせてチタン製の電
極基板にボルト締めし１枚の電極を準備した。これをＳ
ＵＳ３０４ステンレス鋼板の電解酸洗ラインに陽極とし
て用いた。なおステンレス鋼板が陽極となる位置では、
陰極としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼を使用した。電解
液は５０℃の１０％Ｎａ2 ＳＯ4 （ｐＨ３．０）であ
り、試験中の平均電流密度は１５Ａ／ｄｍ2 であった。
この電極は２年間の使用に耐え、工業的に使用可能であ
った。
着性に優れたイリジウムとタンタルとの混合酸化物より
なる中間層と、緻密な電着二酸化マンガンよりなる表面
層とを有するのでチタン基体の不働態化を防ぎ、また両
層とも電極触媒活性を有するのでステンレス鋼板の電解
酸洗用陽極としての寿命を飛躍的に延ばすことが可能と
なる。またステンレス鋼板中にマンガンが含まれる場合
はその一部が電解液中にマンガンイオンとして溶出し、
これが陽極上に二酸化マンガンとして電着されるので、
表面層の見掛け上の消耗量が少なくなり、より長寿命化
が図られる。
Claims (5)
- 【請求項１】 ステンレス鋼板を硝酸水溶液又は中性硫
酸ナトリウム水溶液中で電解酸洗するにあたり、チタン
又はその合金よりなる導電性金属基体上に、酸化イリジ
ウム５０〜８５モル％と酸化タンタル１５〜５０モル％
との混合酸化物よりなりその重量が金属イリジウム換算
で２０ｇ／ｍ2 以上である中間層と、電着二酸化マンガ
ンよりなる表面層とを設けた電極を陽極として使用する
ことを特徴とするステンレス鋼板の電解酸洗方法。 - 【請求項２】 陽極電流密度が３０Ａ／ｄｍ2 以下であ
る請求項１に記載のステンレス鋼板の電解酸洗方法。 - 【請求項３】 マンガンイオンを含む電解酸洗溶液を使
用することを特徴とする請求項１又は２に記載のステン
レス鋼板の電解酸洗方法。 - 【請求項４】 チタン又はその合金よりなる導電性金属
基体上に、酸化イリジウム５０〜８５モル％と酸化タン
タル１５〜５０モル％との混合酸化物よりなりその重量
が金属イリジウム換算で２０ｇ／ｍ2 以上である中間層
と、電着二酸化マンガンよりなる表面層とを設けたこと
を特徴とするステンレス鋼板の電解酸洗用電極。 - 【請求項５】 表面層の重量が２０ｇ／ｍ2 以上である
請求項４に記載のステンレス鋼板の電解酸洗用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00913494A JP3213833B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | ステンレス鋼板の電解酸洗方法及びそれに使用される電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00913494A JP3213833B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | ステンレス鋼板の電解酸洗方法及びそれに使用される電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07216600A JPH07216600A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3213833B2 true JP3213833B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=11712162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00913494A Expired - Lifetime JP3213833B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | ステンレス鋼板の電解酸洗方法及びそれに使用される電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3213833B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP6479729B2 (ja) * | 2016-09-12 | 2019-03-06 | 札内工業株式会社 | 電解脱脂方法及び電解脱脂装置 |
| KR102300834B1 (ko) * | 2019-11-21 | 2021-09-13 | 주식회사 포스코 | 스테인리스강 산세용 이온성 액체 및 이를 이용한 스테인리스강의 산세방법 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP00913494A patent/JP3213833B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH07216600A (ja) | 1995-08-15 |
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