JPH01279799A - 電気ＺｎメッキにおけるＺｎイオンの供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気Ｚｎメッキ、特に不溶性電極を用いた電気
Ｚｎメッキにおけるメッキ液へのＺｎイオンの供給方法
に関するものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕不溶性
陽極を用いた電気Ｚｎメッキは、一般に硫酸Ｚｎ浴が用
いられ、その陰極反応と陽極反応はそれぞれ 陰極反応　Ｚ　ｎ２”＋２　ｅ−→Ｚ　ｎ　　　・（１
）陽極反応　ＳＯ４２−＋ＨｚＯ→ ｔ−１ｚｓＱ１１’７ｏｚ＋２　ｅ　　　−（２）であ
り、陰極では第（１）式のように金属Ｚｎの析出が生じ
てメッキ液中のＺｎイオンの減少か起こり、同時に陽極
では第（２）式のようにｐＨの低下が起こるため、メッ
キを連続的に行なうにはメッキ液へのＺｎイオンの補給
とｐＨの調整が共に不可欠である。

これに対処するため従来から金属Ｚｎをｚｎイオンの補
給に直接用いる方法が行なわれている。即ち金属Ｚｎを
メッキ液中に浸漬することより Ｚｎ＋ｆ−１ｚｓＯ４−＋ＺｎＳＯ４＋Ｈｚ　　　　・
　（３）の反応が生じ、上記第（１）式で示される減少
したＺｎイオンの補給と第（２）式で示される低下した
ｐＨの調整とが第（３）式で示される反応で充足される
のでメッキ液のＺｎイオン及びｐｌ−１がほぼ一定に維
持される利点がある。

このときＺｎイオンの供給方法としては金属Ｚｎとして
塊状金属ｚｎに代えて粉末状金属ＺｎやＺｎＯ，Ｚｎ　
（ＯＨ）２　、ＺｎＣＯ３等の粉末を用いてこれらをメ
ッキ液に溶解する方法があり、例えば特公昭６０−４８
５９８月公報等に開示されている。しかしながらこれら
の金属粉末等は塊状の金属Ｚｎに比へて溶解速度は憧め
て大きいもののコスト高となり、またハンドリング作業
設僅費も高価なものとなる。

ざらにｔｅｌ塩を主としたＺｎメッキ液中では金属ｚｎ
の溶解に伴ない第（３）式に示すようにメッキ液のｐＨ
が上昇して金属Ｚｎ表面に生成する水酸化物の皮膜が形
成されるので金属Ｚｎの溶解速度は著しく減少してしま
う。

これに対して金属Ｚｎを溶解する方法として特開昭６２
−２４３７９８号公報には金属ｚｎと該ｚｎより員な金
属を合金化させることによりＺｎの溶解速度を向上させ
る方法が示されている。しかしながらこの方法では合金
化のためのコストアップ、ｚｎ溶解後の員な金属の粉の
除去に必要な設備費のアップ及びメッキ液への上記扮の
混入によるＺｎメッキ被膜の特性劣化等の問題があり実
用的でない。

ざらに上記方法を含めて一般に金属の溶解速度を大きく
するには次のような手段がある。

（イ）金属Ｚｎの化学溶解（腐食）条件を厳しくする。

（ロ）金属Ｚｎの表面積を大きくする。

上記（イ）の方法にはメッキ液のｐＨを下げる、液温を
上げる、液流速を増す又はｌｎイオン濃度を低下する等
があり、（ロ）の方法としてはメッキ液と接触する金属
ｚｎ量の増加又は塊状金属Ｚｎの粉砕及び微細化等があ
り、それぞれ一応の効果は上げているがいずれの方法も
前述した電気メッキ液の本質的な問題解決にはなりえず
、かつ金属Ｚｎ溶解設備の大型化を招くことになり工業
的にはそれぞれ制約があって基本的な解決策はいまだ見
い出されていない。

（課題を解決するための手段） 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、低コストで金属ｚ
ｎの溶解速度を従来に比べて著しく大きくしたもので、
そのため陰惨で析出するｚｎ量に相当する金属ｚｎの溶
解量（叩ちＺｎイオンの補給槽）を得ることができ、Ｚ
ｎメッキ液中のＺｎイオン濃度を常に一定にバランスさ
せることを可能にした電気ＺｎメッキにおけるＺｎイオ
ンの供給方法を開発したものである。

即ち本発明はメッキ液中に設けた不溶性陽極と陰極間に
通電して陰極にｚｎメッキを施すことによりＺｎイオン
濃度が減少したメッキ液にＺｎイオンを供給する方法に
おいて、メッキ液を循環する経路に金属Ｚｎからなるア
ノード及びカソードを僅えた電解槽を８２け、アノード
表面積をカソード表面積より大きく保ってアノードとカ
ソード間に通電することによりメッキ液にＺｎイオンを
供給することを特徴とするものであり、アノードの表面
積をカソードの表面積の５倍以上とするのはより有効で
ある。

（作　用） このように、金属Ｚｎからなるアノード及びカソードを
備えた電解槽を設け、該電解槽内にメッキ液を循環させ
、アノード表面積をカソード表面積より大きく保って両
者間に通電するのは、この電解槽でＺｎの電解メッキを
行ない、この時のＺｎアノードの陽極電流効率とＺｎカ
ソードの陰極電流効率の差によりメッキ液中のＺｎイオ
ン濃度を上昇させるためである。

即ちアノード／カソードの表面積比はアノードでＺｎの
溶出を増大させカソードでＺｎの析出を抑えるため１以
上でなければならず、ざらにこれら面積、その比及び電
流量はメッキセルでのＺｎイオン濃度減少速度により決
定されるので通常は電流量を加減することによりメッキ
液中のｚｎイオン濃度は規定範囲内に保たれる。

そしてＺｎイオン溶出量を増大させかつこの電解槽の小
型化のためには、７ノード／カソード比は５以上である
ことが望ましい。

なおりソードとしてはｚｎ以外でも本質的には問題はな
いかＺｎを用いることでその表面がＺｎメッキされて太
くなったカソードはそのままでまたは板状に加工して再
びアノードとして用いることができるため原料費が大巾
に低減する利点を有する。

（実施例） 次に本発明の詳細な説明する。

電気Ｚｎメッキ用のメッキ液として Ｚ　ｒｌｓｏ４＠　７ｔ−１ｚｏ　　　　　　　２５０
９／ｌＮａ２３０４　　　　　　　　　　　７０　　ｇ
／ｌの組成の混合水溶液をｐＨ＝１．０になるようにＨ
２Ｓ　０４水溶液を加えて調整したものを作った。

メッキ液温度は５５℃に設定して循環ポンプにて強制的
に循環し、その循環経路に第１表に示すアノード／カソ
ード表面積比を有する通常の電気Ｚｎ（純度９９．９９
％以上）を板状に加工したｚｎ板からなるアノードとカ
ソードを具備した電解槽を設置した。なおこのＺｎ板の
板厚は１０ｍであり、カソードの面積は１０ｄ　ｍとし
た。

上記メッキ液中にて不溶性陽極を用いて通常の条件で電
気Ｚｎメッキを行ない、ざらに該メッキ液が循環してい
る電解槽のカソード電流密度を第１表に示すように２５
Ａ／ｄｍ及び１００Ａ／ｄｍとして電解を行なって、そ
れぞれの場合のメッキ液のＺｎ濃度上昇速度を測定し、
その結果を第１表に併記した。

また比較例として上記電解槽を用いず、金属Ｚｎをメッ
キ液中に浸漬しただけの場合、及び上記電解槽を用いア
ノード／カソード表面積比が１未満の場合のメッキ液の
Ｚｎ濃度上昇速度を測定し、これらの結果も第１表に併
記した。

第１表から明らかなように本発明法Ｎｏ、　１〜Ｎ０８
はメッキ液のＺｎイオン濃度の上昇速度が金属Ｚｎ浸漬
のみに比べていずれも大きく、ざらに７ノ一ド／カソー
ド表面積比が大きい程大きいことが判る。これに対して
アノード／カソード表面積比が１未満の比較法Ｎα９．
Ｎα１０はいずれもＺｎイオン濃度上昇速度は小さい。

また本発明法は金属塩やＺｎ合金でのｚｎイオン供給方
法に比べて大巾にコストが安く、ざらに不純物の混入も
極めて少ないのでメッキ品質も大巾に向上する。

〔発明の効果〕

このようにＺｎイオン濃度の減少したメッキ液にｚｎイ
オンを補給する場合に本発明方法によれば、速やかにＺ
ｎイオン濃度を上昇でき、電流値の調整によりメッキ浴
のＺｎイオン濃度を所定の範囲内にバランスさせること
ができるのでメッキ品質に優れ、コスト低減に有利であ
る等工業上顕藍な効果を奏するものでおる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メッキ液中に設けた不溶性陽極と陰極間に通電し
   て陰極にＺｎメッキを施すことによりＺｎイオン濃度が
   減少したメッキ液にＺｎイオンを供給する方法において
   、メッキ液を循環する経路に金属Ｚｎからなるアノード
   及びカソードを備えた電解槽を設け、アノード表面積を
   カソード表面積より大きく保ってアノードとカソード間
   に通電することによりメッキ液にＺｎイオンを供給する
   ことを特徴とする電気ＺｎメッキにおけるＺｎイオンの
   供給方法。
2. （２）アノードの表面積がカソードの表面積の５倍以上
   である請求項（１）記載の電気ＺｎメッキにおけるＺｎ
   イオンの供給方法。