JPH01312099A - 電気メッキ浴の管理方法 - 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、電気メッキ浴の管理方法、更に詳しくは金属
の電気メッキ洛中の１又は２以上の金属イオンを所定値
に管理する方法に関する。

［従来の技術］ よ（知られるように、電気メッキは金属イオンを含む水
溶液のメッキ浴にメッキしようとする製品を浸漬し、こ
れをカソードとし、適当な可溶性又は不溶性アノードと
の間に直流電流を通じ、製品の表面に金属の膜を電解析
出せしめるものである。メッキの進行につれてメッキ洛
中の金属イオンの濃度が小さくなるため、金属イオンを
補給し、常に金属イオンを所定濃度範囲に保持する必要
がある。

メッキ浴中への金属イオンの補給は、従来金属の形でメ
ッキ浴中に供給し、強制的に直流電流を流し溶解する方
法や、単純にメッキ浴に金属を浸漬し溶解する方法など
がある。しかしながらこのような場合には、金属のメッ
キ浴への溶解は必ずしも容易でなく、溶解速度の変化に
よりメッキ浴の濃度が不均一になり、製品にバラツキが
起こるなどの欠点が見られた。

［発明の解決しようとする課題１ 本発明は、従来方法とは異なる新たな電気メッキにおけ
るメッキ浴への金属イオンの補給方法を採用することに
より、従来方法の有していた上記の如き問題点を有さな
い電気メッキ浴の管理方法を提供する。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、金属の電気メッキ洛中の１又は２以上の金属
イオンを所定値に管理する方法において、メッキ洛中の
消耗する金属メッキ浴に溶解可能な金属塩化合物として
供給し、且メッキ浴を一部取り出し、これをイオン交換
樹脂法、電気透析法又は拡散透析法にてメッキ洛中の陰
イオンを提供することを特徴とする電気メッキ浴の管理
方法にある。

本発明のメッキ浴の方法は、好ましくは、鉄、亜鉛、ニ
ッケル、スズ、クロム、コバルト又はマンガンなどの種
々の電気メッキ浴の管理に提供できるが、なかでも亜鉛
とニッケル又は亜鉛と鉄と同時にメッキする複合メッキ
浴の管理に適している。それは、従来の金属の形での補
給方法では、二種以上の金属の場合、イオン化傾向に差
があるため、メッキ浴への金属への十分な溶解が一層難
しくなるためである。

金属イオンのメッキ浴の補給は、メッキ浴に溶解可能な
塩であればいずれでもよいが、好ましくは硫酸塩、塩酸
塩又はリン酸などで行なわれる。もちろん、メッキ浴に
悪影響を与える陰イオン塩での補給は好ましくない。一
方、浴を形成する陰イオンと同じ陰イオン塩での補給が
、浴組成に大きな変化を与えない限り好ましくない。

本発明でメッキ浴に溶解可能な金属塩として補給した場
合、メッキ洛中に塩を形成する陰イオンが蓄積すること
になるが、本発明では、メッキ浴の一部を取り出し、こ
れをイオン交換樹脂法、電気透析法又は拡散透析法にて
、かかる陰イオンを除去することにより防止される。

かかる過程で、好ましくはメッキ浴の一部が取り出され
、メッキ洛中の陰イオン濃度が好ましくは所望の範囲に
低下された後にメッキ浴に還流される。

上記において、イオン交換樹脂法が使用される場合、好
ましくは強塩基性のＯＨ型陰イオン交換樹脂が使用され
、取り出されたメッキ浴液は、イオン交換樹脂と好まし
くは空間速度が１０〜６０ｈｒ”　’にて接触される。

イオン交換樹脂による処理は重塔でも複数基でもよく、
イオン交換樹脂による再生も常法に従って実施される。

電気透析法が使用される場合、取り出されたメッキ浴液
は、好ましくは陽極側が陰イオン交換膜で区画され、陰
極側が陽イオン交換膜で区画された希釈室に供給され、
陰極側が陰イオン交換膜で区画され、陽極側が陽イオン
交換膜で区画された濃縮室に適宜の電解液が供給され、
通電することにより、濃縮室にメッキ洛中のイオンが回
収される。希釈室に供給されるメッキ溶液は好ましくは
流速１〜１０ｃｍ／ｓｅｃで供給され、電気透析槽には
好ましくは０．２〜３Ａ／ｄｍ２にて通電される。

電気透析法の場合、希釈室に存在する陽イオンも陽イオ
ン交換膜を通じて濃縮室に移行し、除去されるため、メ
ッキ洛中の金属イオンも除去するおそれがあるが、メッ
キ洛中の金属イオンは通常多価イオンの為、通常−価イ
オンに対して選択透過性を有する陽イオン交換膜の性質
により、金属イオンの漏出は防止される。陽イオン交換
膜として、特に−価イオン選択性透過膜を使用した場合
にはこれを十分に阻止することができる。

メッキ浴の陽イオン除去に拡散透析法が使用される場合
、取り出されたメッキ浴液は、陰イオン交換膜を介して
水と対置することにより、陰イオン交換膜のもつ陰イオ
ン選択透過性を利用して陰イオンが水側に移行し、回収
される。

本発明では、メッキ浴液と水とは、膜を介して流速が通
常の拡散透析より大きい０．０５〜１５ｃｍ／ｓｅｃ、
特には０．１〜１０ｃｍ／ｓｅｃにて好ましくは両液と
も下から上へ平行的に供給される。流速な大きくするこ
とにより、膜を介して回収側の水がメッキ液側に移行す
るのを極力抑制し、且つ上記上昇平行流にすることによ
り、透析槽のガス抜きをよくすることができる。

本発明では、上記のうちでも拡散透析を使用した場合に
は取り扱いやメンテナンスが容易であり、且つこの場合
にはメッキ液に蓄積する陰イオンが遊離の酸として効率
よく回収されるので好ましい。必要に応じて、本発明で
は、上記したイオン交換樹脂法、電気透析法および拡散
透析法の２以上を行なってもよい。

かくして、本発明によれば、上記方法により取り出され
たメッキ浴液中の陰イオンを目的に応じた所望の範囲に
低下させた後、メッキ洛中に還流させる。かくすること
によりメッキ洛中に陰イオンの蓄積を起こすことなく、
メッキ洛中の金属イオンをメッキ浴に溶解可能な塩とし
て補給することにより、金属イオンと陰イオンを所定範
囲に制御し、管理することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば次の利点が得られる。

（１）従来法に比べて、メッキ浴の状態（ｐＨ値や他の
金属イオン濃度等）に影響されずに金属塩はメッキ浴に
溶解するので、メッキ浴の濃度管理を精度よく行なえる
。

（２）従来法では、溶解しにくい金属（亜鉛、クロム、
マンガン等）のメッキ浴や、２種以上の金属を含むメッ
キ浴の場合にも、本発明は円滑且つ精度よ〈実施できる
ので特に有利である６ 実施例 ［実施例１コ 硫酸系メッキ液（ＮｉＳ０４２００ｇ／４２　、　Ｎａ
２ＳＯ４３０ｇ／ｎ　、Ｈ２Ｓ０４ｆｐＨ１，４））を
１℃／Ｈｒの流速でメッキ浴槽に供給した。メッキ浴槽
ではＩＯＡの直流電流でメッキを行なっており、Ｎ１＋
はほぼ１００％の電流効率でメッキされて１時間当たり
ｌ１ｇ消耗する。その結果Ｈ２ＳＯ４分が１時間当たり
１８ｇ増加しｐＨ１，２まで低下した。メッキ浴槽より
オーバーフローしたメッキ液をアニオン除去設備として
用意した樹脂塔に供給し過剰のＨ，Ｓ０４を除去した。

全量を樹脂塔に供給するとＨ２ＳＯ４を必要以上に除去
してしまうので一部バイパスして１時間当たり１８ｇの
Ｈ２ＳＯ４を除去するように調整した。

陰イオンが除去されたメッキ液は溶解槽に導き消耗した
ＮｌＳＯ４を１時間当たり２８ｇ溶解し、イオン濃度の
バランスを維持した。なお、イオン交換樹脂塔で適正な
Ｈ２ＳＯ４を除去する為に樹脂塔に導いた液量は全体の
約２５％であり、残り約７５％はバイパスしてＨ，Ｓ０
４除去量を調整した。アニオン交換樹脂としては標準的
樹脂として三菱化成５Ａ４０　　（スチレン系強塩基性
陰イオン交換樹脂）を使用した。

実施例２ 実施例１と同様の方法でメッキを行ない、メッキ浴槽よ
りオーバーフローしたメッキ液をアニオン除去設備とし
て用意した電気透析槽に供給し、Ｈ２ＳＯ４として１時
間に０．３７ｅｑ除去した。

実際にはＮｌＳＯ４の形でも除去されておりイオン濃度
バランスを保つ為に溶解槽において、１時間当たりＮａ
ＯＨ８ｇ、　ＮｉＳＯ４４４ｇを供給した。

尚、用いた電気透析槽は旭硝子製セレミオン（、ＭＶ　
（強酸性陽イオン交換膜、イオン交換容量３ミリ当量／
ｇ乾燥樹脂）、セレミオンＡＭＶ　（塩基性陰イオン交
換膜、イオン交換容量３．５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂）を
１０対組み込んだ実験槽ＤＵ−００型で通電流は２Ａ、
電流密度としてＩＡ／ｄｍ２に相当した。

実施例３ 実施例１と同様の方法でメッキを行ない、メッキ浴槽よ
りオーバーフローしたメッキ液を陰イオン除去設備とし
て用意した拡散透析槽に供給し、Ｈ２ＳＯ，とじて１時
間に０．３７ｅｑ除去した。

ＮｉＳＯ４の漏れはわずかであるがＮａ２５Ｏ＜として
０．０２ｅｑ／Ｈで漏れた為、溶解槽の供給はＮ　Ｉ　
Ｓ　Ｏ４０，３７３ｅｑ／Ｈ（２９ｇ／Ｈ）、　　Ｎａ
ＯＨＯ，０２ｅｑ／ＨｆＯ，８ｇ／旧でイオンバランス
を保つことができた。

尚、拡散透析槽は旭硝子製セレミオンＤＳＶ　（強塩基
性陰イオン交換膜、イオン交換容量３５ミリ当量／ｇ乾
燥樹脂）を１０枚組み込んだもので膜有効面積は０．０
１７２ｍ２７枚である。

実施例４ 硫酸系メッキ液（Ｎｉ５０４１００ｇ／１２．ＺｎＳ０
４１００ｇ／ｊ２　、Ｎａ２ＳＯ４３０ｇ／ｌ　、　Ｈ
２ＳＯ，［ｐＨ１，４））を１℃／Ｈｒの流速でメッキ
浴槽に供給した。メッキ浴槽ではＩＯＡの直流電流でメ
ッキを行なっており、Ｎ１は８０％の電流効率でＺｎは
２０％の電流効率でメッキされ、１時間当たりＮ１とし
て８．８ｇ、　Ｚｎとして２．４ｇ消耗した。

その結果Ｈ２ＳＯ４分が１時間で１８ｇ増加し、ｐＨ１
２まで低下した。メッキ浴槽よりオーバーフローしたメ
ッキ液をアニオン除去設備として用意した陰イオン交換
膜を用いた拡散透析槽（実施例３のものと同じ）に供給
し過剰のＨ２ＳＯ４を除去した。

拡散透析槽により除去されたＨ２ＳＯ４は１３８４ｇ／
Ｈであった。なお、Ｎａ、Ｚｎ、Ｎｉ等はほとんど膜を
透過しなかった。従って、溶解槽では消耗したＺｎ、Ｎ
ｉを補給するためＮｉＳＯ４として２３．１ｇ／ｌ（ｒ
、　ＺｎＳＯ４としてｓ、ｔ＋ｇ／）ｌｒを溶解した。

尚、混合系に消耗した金属分としてＺｎ、Ｎｉを溶解し
たがＺｎを溶解するとき一部Ｎｉの析出があり、又Ｎ１
を溶解する時には溶解速度が遅く時間がかかった。

代理人（弁理士）平イー１）１男士

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属の電気メッキ浴中の１又は２以上の金属イオ
   ンを所定値に管理する方法において、メッキ浴中の消耗
   する金属をメッキ浴に溶解可能な金属塩化合物として供
   給し、且つメッキ浴を一部取り出し、これをイオン交換
   樹脂法：電気透析法又は拡散透析法にてメッキ浴中の陰
   イオンを除去することを特徴とする電気メッキ浴の管理
   方法。
2. （２）メッキ浴中の消耗する金属が、鉄、亜鉛、ニッケ
   ル、スズ、クロム、コバルト、又はマンガンである請求
   の範囲（１）の方法。
3. （３）メッキ浴中の消耗する金属が亜鉛とニッケケル又
   は亜鉛と鉄である請求の範囲（１）の方法。
4. （４）メッキ浴に溶融可能な金属塩化合物が、金属の硫
   酸塩、塩酸塩又はリン酸塩である請求の範囲（１）又は
   （２）の方法。
5. （５）イオン交換樹脂法が、メッキ浴の一部をＯＨ型イ
   オン交換樹脂と接触させる方法である請求の範囲（１）
   〜（４）のいずれか一つの方法。
6. （６）電気透析法が、メッキ浴の一部を電気透析槽中の
   脱塩室に供給し、濃縮室から陰イオンを回収する方法で
   ある請求の範囲（１）〜（４）のいずれか一つの方法。
7. （７）拡散透析法が、メッキ浴の一部を陰イオン交換膜
   を配置した拡散透析槽の一つおきの画室に供給し、隣室
   から陰イオンを回収する方法である請求の範囲（１）〜
   （４）のいずれか一つの方法。
8. （８）メッキ浴中の金属イオンを５０〜３００ｇ／ｌに
   制御する請求の範囲（１）〜（７）のいずれか一つの方
   法。