JP3276825B2 - 塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤 - Google Patents
塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤Info
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- JP3276825B2 JP3276825B2 JP27617595A JP27617595A JP3276825B2 JP 3276825 B2 JP3276825 B2 JP 3276825B2 JP 27617595 A JP27617595 A JP 27617595A JP 27617595 A JP27617595 A JP 27617595A JP 3276825 B2 JP3276825 B2 JP 3276825B2
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/11—Use of protective surface layers on electrolytic baths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/04—Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium
- C25D3/10—Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium characterised by the organic bath constituents used
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- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Description
【0001】本発明は塩基性電解浴過程でスプレーミス
ト抑制剤(spray mistinhibitor
s)を用いることに関する。
ト抑制剤(spray mistinhibitor
s)を用いることに関する。
【0002】数多くの電解浴過程で気体が生じる。ある
場合には、電極における意図した反応生成物としてこれ
らの気体が生じる。別の場合として、過電圧を通して電
流効率を完全にした場合でも電気分解過程が生じず、そ
の結果として、二次生成物として気体が生じる。例え
ば、水をベースとする過程ではしばしば競合反応として
水の電気分解が生じ、その結果、生成物として酸素と水
素が生じる。
場合には、電極における意図した反応生成物としてこれ
らの気体が生じる。別の場合として、過電圧を通して電
流効率を完全にした場合でも電気分解過程が生じず、そ
の結果として、二次生成物として気体が生じる。例え
ば、水をベースとする過程ではしばしば競合反応として
水の電気分解が生じ、その結果、生成物として酸素と水
素が生じる。
【0003】この生じた気体は気泡としてその電解液の
表面に迅速に上昇し、そこで破裂する。この気泡の壁が
崩壊していわゆるジェットを生じ、これが、その液体の
表面から飛び出す。このジェットは急速に破壊して個々
の液滴を生じ、これらの液滴は、10メートル/秒に及
ぶ速度で大気の中に飛び出す。この過程がスプレーミス
ト生成の原因になっている。
表面に迅速に上昇し、そこで破裂する。この気泡の壁が
崩壊していわゆるジェットを生じ、これが、その液体の
表面から飛び出す。このジェットは急速に破壊して個々
の液滴を生じ、これらの液滴は、10メートル/秒に及
ぶ速度で大気の中に飛び出す。この過程がスプレーミス
ト生成の原因になっている。
【0004】界面活性剤を加えると、この電解液の表面
張力は約70mN/mから40mN/mにまで低下す
る。特に、化学安定性と熱安定性が高いことから、フッ
素化界面活性剤が用いられる。用いられる化合物は、例
えばパーフルオロアルキルスルホネート類(H.Nie
derpruem、Seifen−oele−Fett
e−Wachse(1978)、429−432;J.
N.Meuβdoerffer、H.Niederpr
uem、Chemikerzeitung 104(1
980)、45−52;H.G.Klein、J.N.
Meuβdoerffer、H.Niederprue
m、M.Wechsberg、Tenside Sur
factants Detergents 15(19
78)、2−6)、例えば[C8F17SO3]Kおよび
[C8F17SO3][N(C2H5)4]などである。
張力は約70mN/mから40mN/mにまで低下す
る。特に、化学安定性と熱安定性が高いことから、フッ
素化界面活性剤が用いられる。用いられる化合物は、例
えばパーフルオロアルキルスルホネート類(H.Nie
derpruem、Seifen−oele−Fett
e−Wachse(1978)、429−432;J.
N.Meuβdoerffer、H.Niederpr
uem、Chemikerzeitung 104(1
980)、45−52;H.G.Klein、J.N.
Meuβdoerffer、H.Niederprue
m、M.Wechsberg、Tenside Sur
factants Detergents 15(19
78)、2−6)、例えば[C8F17SO3]Kおよび
[C8F17SO3][N(C2H5)4]などである。
【0005】この表面張力を低くする効果は、上昇して
来る気泡のサイズが大きく低下しそしてその上昇して来
る速度が大きい気泡よりもゆっくりになると言った効果
である。気泡が上昇する速度がゆっくりになればなるほ
ど、それらの運動エネルギーが低くなる。この気泡の壁
が破裂する時に放出されるエネルギーもまたその表面張
力が小さくなるにつれて大きく低下し、実質的にジェッ
ト生成が防止される。それにも拘らずジェットが生じた
としても、これらが有するエネルギー含有量は非常に低
く、その結果として、これらから生じる液滴は一般にそ
の浴の表面に後退する。
来る気泡のサイズが大きく低下しそしてその上昇して来
る速度が大きい気泡よりもゆっくりになると言った効果
である。気泡が上昇する速度がゆっくりになればなるほ
ど、それらの運動エネルギーが低くなる。この気泡の壁
が破裂する時に放出されるエネルギーもまたその表面張
力が小さくなるにつれて大きく低下し、実質的にジェッ
ト生成が防止される。それにも拘らずジェットが生じた
としても、これらが有するエネルギー含有量は非常に低
く、その結果として、これらから生じる液滴は一般にそ
の浴の表面に後退する。
【0006】界面活性剤を添加すると、大気、特に作業
現場自身の大気が奇麗なままであることが確保され、気
体浄化システムの負荷が明らかに軽減され、抽出で消費
するエネルギーを低くすることができ、とりわけ、すく
い出しによる電解液の損失が低くなる。
現場自身の大気が奇麗なままであることが確保され、気
体浄化システムの負荷が明らかに軽減され、抽出で消費
するエネルギーを低くすることができ、とりわけ、すく
い出しによる電解液の損失が低くなる。
【0007】過去に用いられていたフッ素化界面活性剤
(E.Kissa、Fluorinates Surf
actants:Synthesis−Propert
ies−Applications、Surfacta
nts Science Series 50(199
4)、332)がスプレーミストを防止するのは、酸性
電解浴過程(例えば電解クロロめっき)のみである。塩
基性電解浴、例えば金属被覆用浴(例えば塩基性亜鉛め
っき)、脱金属用浴(例えば塩基性脱クロム)、色着け
用浴および脱脂用浴などの場合、これらの公知化合物は
有効性を示さない。
(E.Kissa、Fluorinates Surf
actants:Synthesis−Propert
ies−Applications、Surfacta
nts Science Series 50(199
4)、332)がスプレーミストを防止するのは、酸性
電解浴過程(例えば電解クロロめっき)のみである。塩
基性電解浴、例えば金属被覆用浴(例えば塩基性亜鉛め
っき)、脱金属用浴(例えば塩基性脱クロム)、色着け
用浴および脱脂用浴などの場合、これらの公知化合物は
有効性を示さない。
【0008】従って、本発明が取り扱う課題は、強塩基
性媒体内で高温でも機能し得る塩基性電解浴過程用スプ
レーミスト抑制剤を提供することであった。
性媒体内で高温でも機能し得る塩基性電解浴過程用スプ
レーミスト抑制剤を提供することであった。
【0009】塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤とし
てパーフルオロアルキルスルホンアミド類を用いること
で上記問題を解決した。
てパーフルオロアルキルスルホンアミド類を用いること
で上記問題を解決した。
【0010】本発明に従って用いるパーフルオロアルキ
ルスルホンアミド類は、驚くべきことに、塩基性電解液
内で比較的高い温度でも分解することなくスプレーミス
トの生成を防止する。
ルスルホンアミド類は、驚くべきことに、塩基性電解液
内で比較的高い温度でも分解することなくスプレーミス
トの生成を防止する。
【0011】本発明は、式(I):
【0012】
【化3】
【0013】[式中、RFは、4から10個の炭素原子
を有するパーフルオロアルキル基である]に相当するア
ルキル置換パーフルオロアルキルスルホンアミド類を含
んでいる塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤に関する
ものであり、これらを、塩基性電解液1リットル当たり
50から250mgの量で用いる。
を有するパーフルオロアルキル基である]に相当するア
ルキル置換パーフルオロアルキルスルホンアミド類を含
んでいる塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤に関する
ものであり、これらを、塩基性電解液1リットル当たり
50から250mgの量で用いる。
【0014】式(I)に相当する化合物は、好適にはR
Fが6から8個の炭素原子を有するパーフルオロアルキ
ル基であるアルキル置換パーフルオロアルキルスルホン
アミド類である。
Fが6から8個の炭素原子を有するパーフルオロアルキ
ル基であるアルキル置換パーフルオロアルキルスルホン
アミド類である。
【0015】このスプレーミスト抑制剤を、好適には、
塩基性電解液1リットル当たり100から200mgの
量で用いる。
塩基性電解液1リットル当たり100から200mgの
量で用いる。
【0016】このアルキル置換パーフルオロアルキルス
ルホンアミド類の製造は文献の中に詳述されている
(E.Kissa、Fluorinates Surf
actants:Synthesis−Propert
ies−Applications、Surfacta
nts Science Series 50(199
4)、56)。
ルホンアミド類の製造は文献の中に詳述されている
(E.Kissa、Fluorinates Surf
actants:Synthesis−Propert
ies−Applications、Surfacta
nts Science Series 50(199
4)、56)。
【0017】以下に示す実施例を用いて本発明を説明す
る。
る。
【0018】
【実施例】LaudaタイプTE ICリングテンシオ
メーターを用いて全ての表面張力を測定した。
メーターを用いて全ての表面張力を測定した。
【0019】実施例1 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に入れた7
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は22mN/mである。
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は22mN/mである。
【0020】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板、陽
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
【0021】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0022】20分後、着色なし。
【0023】40分後、着色なし。
【0024】スプレーミストは全く生じず。
【0025】実施例2 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に入れた7
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は22mN/mである。
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は22mN/mである。
【0026】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板、陽
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=55℃)。
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=55℃)。
【0027】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0028】20分後、着色なし。
【0029】40分後、着色なし。
【0030】スプレーミストは全く生じず。
【0031】実施例3 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に入れた7
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は22mN/mである。
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は22mN/mである。
【0032】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板、陽
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=90℃)。
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=90℃)。
【0033】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0034】20分後、着色なし。
【0035】40分後、着色なし。
【0036】スプレーミストは全く生じず。
【0037】実施例4 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に入れた7
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロブチル
スルホンアミドを140mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は33mN/mである。
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロブチル
スルホンアミドを140mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は33mN/mである。
【0038】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板、陽
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
【0039】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0040】20分後、着色なし。
【0041】40分後、着色なし。
【0042】スプレーミストは全く生じず。
【0043】実施例5 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に入れた7
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロヘキシ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は18mN/mである。
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロヘキシ
ルスルホンアミドを70mg加える。この溶液の表面張
力(T=55℃)は18mN/mである。
【0044】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板、陽
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=55℃)。
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=55℃)。
【0045】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0046】20分後、着色なし。
【0047】40分後、着色なし。
【0048】スプレーミストは全く生じず。
【0049】実施例6 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に入れた9
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを100mg加える。この溶液の表面
張力(T=55℃)は17mN/mである。
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にN−メチルパーフルオロオクチ
ルスルホンアミドを100mg加える。この溶液の表面
張力(T=55℃)は17mN/mである。
【0050】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板0.4
5dm2、陽極:鋼板0.45dm2、電流密度:10A
/dm2、温度T=55℃)。
5dm2、陽極:鋼板0.45dm2、電流密度:10A
/dm2、温度T=55℃)。
【0051】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0052】20分後、着色なし。
【0053】40分後、着色なし。
【0054】スプレーミストは全く生じず。
【0055】比較例7 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に水酸化ナ
トリウム水溶液(濃度:20重量%の水酸化ナトリウ
ム)を700mL入れる。この溶液の表面張力(T=5
5℃)は55mN/mである。
トリウム水溶液(濃度:20重量%の水酸化ナトリウ
ム)を700mL入れる。この溶液の表面張力(T=5
5℃)は55mN/mである。
【0056】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板、陽
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
【0057】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0058】20分後、ピンク色に着色。
【0059】40分後、ピンク色に着色。
【0060】密なスプレーミストが生じる。
【0061】比較例8 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に入れた7
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にパーフルオロオクタンスルホン
酸テトラエチルアンモニウムを200g加える。この溶
液の表面張力(T=55℃)は21mN/mである。
00mLの水酸化ナトリウム水溶液(濃度:20重量%
の水酸化ナトリウム)にパーフルオロオクタンスルホン
酸テトラエチルアンモニウムを200g加える。この溶
液の表面張力(T=55℃)は21mN/mである。
【0062】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板、陽
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
極:厚さが約100μmのクロム層を有する鋼製シリン
ダー、電流密度:15A/dm2、温度T=30℃)。
【0063】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0064】20分後、ピンク色に着色。
【0065】40分後、ピンク色に着色。
【0066】密なスプレーミストが生じる。
【0067】比較例9 ガラスビーカー(V=1,000mL)の中に水酸化ナ
トリウム水溶液(濃度:15重量%の水酸化ナトリウ
ム)を900mL入れる。この溶液の表面張力(T=5
5℃)は59mN/mである。
トリウム水溶液(濃度:15重量%の水酸化ナトリウ
ム)を900mL入れる。この溶液の表面張力(T=5
5℃)は59mN/mである。
【0068】この溶液の電解を行う(陰極:鋼板0.4
5dm2、陽極:鋼板0.45dm2、電流密度:10A
/dm2、温度T=55℃)。
5dm2、陽極:鋼板0.45dm2、電流密度:10A
/dm2、温度T=55℃)。
【0069】約20分毎に、フェノールフタレインを含
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
浸させた濾紙を電解浴の上約5cmの所に約2分間保持
する。
【0070】20分後、ピンク色に着色。
【0071】40分後、ピンク色に着色。
【0072】スプレーミストが生じる。
【0073】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
ある。
【0074】1. 式(I):
【0075】
【化4】
【0076】[式中、RFは、4から10個の炭素原子
を有するパーフルオロアルキル基である] に相当するメチル置換パーフルオロアルキルスルホンア
ミドから成る塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤。
を有するパーフルオロアルキル基である] に相当するメチル置換パーフルオロアルキルスルホンア
ミドから成る塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤。
【0077】2. RFが6−8個の炭素原子を有する
パーフルオロアルキル基である第1項のスプレーミスト
抑制剤。
パーフルオロアルキル基である第1項のスプレーミスト
抑制剤。
【0078】3. 塩基性の電解液が入っていると共に
電解液1リットル当たり50から250mgの量で式
(I)
電解液1リットル当たり50から250mgの量で式
(I)
【0079】
【化5】
【0080】[式中、RFは、4−10個の炭素原子を
有するパーフルオロアルキル基である] で表されるメチル置換パーフルオロアルキルスルホンア
ミドが入っている塩基性電解浴。
有するパーフルオロアルキル基である] で表されるメチル置換パーフルオロアルキルスルホンア
ミドが入っている塩基性電解浴。
【0081】4. RFが6−8個の炭素原子を有する
パーフルオロアルキル基である第3項記載の浴。
パーフルオロアルキル基である第3項記載の浴。
【0082】5. 該浴が金属被覆用浴である第3項記
載の浴。
載の浴。
【0083】6. 該浴が脱金属用浴である第3項記載
の浴。
の浴。
【0084】7. 該浴が色着け用浴である第3項記載
の浴。
の浴。
【0085】8. 該浴が脱脂用浴である第3項記載の
浴。
浴。
【0086】9. 該塩基性電解液が水酸化ナトリウム
水溶液である第3項記載の浴。
水溶液である第3項記載の浴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591063187 Bayerwrk,Leverkuse n,BRD (56)参考文献 特公 昭62−54533(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 3/02 B01F 17/26 C25F 1/04 C25F 3/00 C23G 5/00
Claims (2)
- 【請求項1】 式(I): 【化1】 RFSO2NHCH3 (I) [式中、 RFは、4から10個の炭素原子を有するパーフルオロ
アルキル基である] に相当するメチル置換パーフルオロアルキルスルホンア
ミドから成る塩基性電解浴用スプレーミスト抑制剤。 - 【請求項2】 塩基性の電解液が入っていると共に電解
液1リットル当たり50から250mgの量で式(I) 【化2】 RFSO2NHCH3 (I) [式中、 RFは、4−10個の炭素原子を有するパーフルオロア
ルキル基である] で表されるメチル置換パーフルオロアルキルスルホンア
ミドが入っている塩基性電解浴。
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