JPH03140499A - クロムめっき用不溶性複合電極 - 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） この発明は、クロムめっき用不溶性複合電極に関し、と
くに電解中におけるめっき浴の汚染を伴うことなく、ま
た浴中のＣｒ”濃度を適正に保持して、均一な電流分布
の下に均一めっきを実現しようとするものである。

（従来の技術） クロムめっきは、硬さや耐食性に優れていることから、
各種シリンダー、グラビア印刷ロール、自動車部品、そ
の他の工業用品、さらには各種装飾用品など広範囲にわ
たって利用されている。

代表的なりロムめっき浴としては、けいふっ化物浴とサ
ージェント浴が挙げられる。前者は、電流効率が比較的
高く、また仕上がりも良好という利点がある反面、浴管
理や原材料、装置類の保守が難しいという欠点があった
。他方、後者は、電流効率がやや低いという問題はある
けれども、取扱が極めて容易であることから、広く利用
きれている。

ところで従来、サージェント浴（Ｃｒ０３＋　Ｈ２Ｓ０
４）を用いてクロムめっきを行う場合、陽極としては一
般に鉛または鉛合金が使用されていたが、かかる鉛系陽
極は、３価クロムイオンＣｒ”の濃度を適切に保持でき
るという利点がある反面、使用中に鉛が溶出するため、
長時間の使用においてはクロムめっきそのものが阻害さ
れるという問題があった。

かような鉛系電極の欠点を解決するものとして二酸化鉛
を被覆した電極が開発され、現在量も広く利用されてい
る。

この二酸化鉛被覆電極は、鉛系電極と違って電解浴中へ
の鉛の溶出は極めて少なく、浴の汚染や沈澱物の生成は
ほとんど生じない。

しかしながら一方で、この電極は三価クロムＣｒ”から
六価クロムＣｒ”への酸化力が極めて大きいことから、
この二酸化鉛被覆陽極と陰極との面積比が適切に保持さ
れていないと、Ｃｒ３＋濃度が低下してめっき品質を劣
化させるだけでなく、電流密度の不均一や陽極電流密度
の上昇などに起因して陽極寿命が低下するなどの問題を
残していた。

その他、クロムめっき用不溶性電極として、基板を白金
族金属やそれらの酸化物で被覆したいわゆる白金属系電
極が知られている。

この電極は、陽極側の主反応である酸素の発生電位が低
いという利点はあるものの、Ｃｒ　３　＋→Ｃｒ”の酸
化反応が弱いため、この電極の単独使用ではめっき浴中
のＣｒ”濃度が高くなりすぎて、電流効率ひいてはめっ
き品質が劣化するだけでなく、陽極寿命の低下を招（と
ころに問題を残していた。

上記の問題を解決するものとして、特開昭６３２７０４
９０号公報において、二酸化鉛被覆電極と白金属系電極
とを組み合わせて使用することからなるクロムめっき法
が提案された。

（発明が解決しようとする課題） 上記の方法は、第５図に示すように、二酸化鉛被覆電極
イと白金属系電極口とを交互に並べた状態で、被処理材
（陰極）に対向させて、めっき処理を行うものであるが
、二酸化鉛被覆電極と白金属系電極とでは、それぞれ電
解電位が異なるため、これらの電極を並列に接続した場
合には、めっき厚に違いが出て不均一めっきとなり易く
、とくにかかる傾向は電極間の間隙が狭い場合に著しか
った。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、浴の
汚染や沈澱物の生成などが生じないのは言うまでもなく
、電流値のアンバランスによるめっき不良を効果的に回
避して、均一で良好なりロムめっきを達成できるクロム
めっき用不溶性複合電極を提案することを目的とする。

（課題を解決するための手段） まずこの発明の解明経緯について説明する。

さて発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意検討を重
ねた結果、二酸化鉛被覆電極と白金属系電極とを重ね合
わせた複合電極に想い到った。

そこでまず白金属系電極板の表面に局所的に二酸化鉛被
覆電極の小片を偏着させてみたところ、電流値のバラツ
キは従来材に比べるとかなり小さくなったけれども、バ
ラツキを完全になくすことはできなかった。

そこで次に、白金属系電極板の表面にラス状の二酸化鉛
被覆電極を被せたところ、電流値のバラツキをほぼ零に
することができたのである。なおこのとき白金属系電極
板とラス状二酸化鉛被覆電極とは密着させるよりも若干
すき間をあけた方がより効果的であることも判明した。

さらに電極の寿命に悪影響を及ぼすもう一つの原因であ
ると言われている電解中におけるエツジ効果の軽減のた
めには、電極面を凸状に湾曲させることが有効であるこ
とも併せて究明した。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、高耐食性金属基体の少なくとも電
極面側を白金族金属および／または白金族金属酸化物で
被覆した不溶性金属電極の該電極面側に、ラス状の高耐
食性金属の表面を二酸化鉛で被覆した二酸化鉛被覆ラス
状電極を配設してなるクロムめっき用不溶性複合電極で
ある。

この発明において高耐食性金属としては、チタン、タン
タル、ニオブまたはジルコニウムなどが有利に適合する
。

また白金族金属および白金族金属酸化物とは、白金、イ
リジウム、ロジウム、ルテニウムおよびパラジウムなら
びにそれらの酸化物のことである。

以下、この発明を具体的に説明する。

第１図ａ、ｂに、この発明に従う好適電極を平面および
底面で、また第２図ａ、ｂには正面および横断面で、さ
らに第３図には斜視面でそれぞれ示す。

図中番号１はＴｉ製基体の表面をＩｒＯ２で被覆した白
金属系電極、２は同じ＜Ｔｉ製ラス網をＰｂＯ２で被覆
した二酸化鉛被覆ラス状電極である。白金属系電極１は
、図示したとおり電極面側を凸にして湾曲させてあり、
これに伴って二酸化鉛被覆ラス状電極２も凸状に湾曲し
ている。なおこの例では、基体の軸心に沿う断面におい
て、白金属系電極１と二酸化鉛被覆ラス状電極２との間
に５ｍｍのギャップを設けである。

ここに高耐食性金属基体に対する白金族金属および白金
族金属酸化物の被覆法としては、白金族金属箔をシーム
溶接によりクラッドするなど、従来公知の方法いずれも
が適用できる（その他酸化被膜については特公昭５７−
５４５５５号公報等）。

また二酸化鉛の被覆方法についても従来公知の方法いず
れもが適用できる（特公昭５８−３０９５７号公報等）
。

なおこの例では、二酸化鉛被覆ラス状電極の基体として
ラス網を使用した場合について説明したが、その他通常
の金属網や多孔板なども有利に適合する。

（作　用） この発明の主要部材である二酸化鉛被覆電極と白金属系
電極はいずれも、陽極として安定なものであるので電解
浴中への溶出は実質的にない。

まためっき浴中におけるＣｒ”°→Ｃｒ　６　＋酸化反
応は、前述したとおり、二酸化鉛被覆電極単味では大き
く、一方向金属系電極単味では小さく、いずれにしても
めっき浴中のＣｒ”濃度を適正に調整することは難しか
ったわけであるが、両者を併用することにより、それぞ
れの欠点が補償され、その結果Ｃｒ３°濃度の適正範囲
における安定保持が達成できる。

さらに両者の電解電位はそれぞれ異なり、陽極における
主反応である酸素発生電位は、白金属系電極で１．６〜
１．７Ｖ　ｖｓ　ＮＨＥ、一方二酸化鉛被覆電極で２．
０〜２．２Ｖ　ｖｓ　ＮＨＥであるので、実際にめっき
浴中でこれら２種の電極を電気的に並列に接続した場合
には、前述したとおり均一めっきはほとんど望みえなか
った（とくに極間距離が狭い場合）のであるが、この発
明では二酸化鉛被覆電極を多孔板として前面に取り付け
、しかも通電は後方の白金属系電極から行うので、陰極
被処理物表面における電流分布には差が生ぜず、均一に
なり、加えて陽極電流密度の上昇も回避される。

ここに白金属系電極と二酸化鉛被覆ラス状電極との間に
１０〜５０ｍｍ好ましくは５〜３０ｍｍ程度のギャップ
を設けておくと、上述した電位差による悪影響が有利に
解消されるので、上記した電流分布均一化効果は一層助
長される。

またさらに基体の形状を、電極面を凸とする湾曲状、丸
棒、パイプまたは円筒状（第４図参照）とすることによ
り、電解時におけるエツジ効果が大幅に軽減されるので
、電極寿命のより一層の延長を図ることができる。

なおめっき浴が、サージェント浴やこれに類似の浴では
、基体に対する白金族金属および／または白金族金属酸
化物の被覆は電極面のみで充分であるが、ふっ素を含有
する浴の場合はこのふっ素によって基体が腐食を受ける
ので、全面に被覆を施すことが好ましい。

またこの発明では、二酸化鉛被覆電極のラス目の大きさ
を変えることによって、ＩｒＯ２とＰｂＯ２との面積比
を自由に変更することもできる。

（実施例） 陽極として、前掲第１図に示した構造になり、白金属系
電極と二酸化鉛被覆電極との面積比を種々に変化させた
クロムめっき用不溶性複合電極を数種類用意した。白金
属系電極はいずれも、Ｔｌ製湾曲板の表面に　ＩｒＯ□
を３０ｇ／ｍ２の割合で被覆し、また二酸化鉛被覆電極
はいずれも、Ｔｉ製ラう゛網の表面に厚み：１．１ｍｍ
のｐｂｏ２を被覆したものである。

また陰極被処理物としては、表面を脱脂洗浄した鋼板を
用意し、陰極と陽極との面積比をｔ：ｉ、ｓ〜１：２に
調整して、サージェント浴（浴組成はＣｒ０ｉ　：２５
０　ｇ７Ｎ、、Ｈ２ＳＯ４：　２．５　ｇ／ｆｆ１）中
でクロムめっきを行った。なお浴温度は５０°Ｃ１電流
密度は２５　Ａ／ｄｍ”とした。

上記の条件でめっき処理を行ったときの、Ｃｒ”濃度、
電流効率、摺電圧、めっき状況および電極寿命について
調１べた結果を下表１にまとめて示す。

なお比較のため、特開昭６３−２’１０４９０号公報の
開示に従い、白金属系電極と二酸化鉛被覆電極とを第５
図に示したように並列に配置して、同じ条件でクロムめ
っきを施した場合の調査結果も表１に併記する。

同表より明らかなように、この発明に従う電極を使用し
た場合は、従来の並列配置の場合と比較してバラツキの
ない均一めっきが得られ、また電極寿命も格段に向上し
ている。

（発明の効果） かくしてこの発明に従う複合電極によれば、電解処理中
にめっき浴が汚染されることがなく、まためっき浴中に
おけるＣｒ”濃度を一定に保持できるのみならず、電流
分布も均一になるので、めっき厚にバラツキのない均一
のめっき被膜が得られ、さらに陽極電流密度を実質的に
低下させ得るので陽極寿命の延長も図り得る。加えて、
電極の基体形状を電極面側が凸になる湾曲状とすること
により、電解中におけるエツジ効果が大幅に軽減される
ので、−層の寿命延長が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは、この発明に従うクロムめっき用不溶性
複合電極の好適例の平面図および底面図、第２図ａ、ｂ
は、該電極の正面図および横断面図、 第３図は、該電極の斜視図、 第４図は、他の好適例の斜視図、 第５図は、従来法に従う二酸化鉛被覆電極と白金属系電
極の配列図である。 １・・・白金属系電極 ２・・・二酸化鉛被覆ラス状電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高耐食性金属基体の少なくとも電極面側を白金族金
   属および／または白金族金属酸化物で被覆した不溶性金
   属電極の該電極面側に、ラス状の高耐食性金属の表面を
   二酸化鉛で被覆した二酸化鉛被覆ラス状電極を配設して
   なるクロムめっき用不溶性複合電極。 ２、高耐食性金属が、チタン、タンタル、ニオブまたは
   ジルコニウムである請求項１記載のクロムめっき用不溶
   性複合電極。 ３、不溶性金属電極と二酸化鉛被覆ラス状電極との間隙
   が１〜５０ｍｍである請求項１または２記載のクロムめ
   っき用不溶性複合電極。 ４、基体の形状が、電極面を凸とする湾曲状、丸棒、パ
   イプまたは円筒状である請求項１、２または３記載のク
   ロムめっき用不溶性複合電極。