JPH0625883A - 均一化率を測定するための電極及び方法 - Google Patents
均一化率を測定するための電極及び方法Info
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- JPH0625883A JPH0625883A JP4299870A JP29987092A JPH0625883A JP H0625883 A JPH0625883 A JP H0625883A JP 4299870 A JP4299870 A JP 4299870A JP 29987092 A JP29987092 A JP 29987092A JP H0625883 A JPH0625883 A JP H0625883A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電解液の均一化率決定するための
装置及び方法を提供する。 【構成】 陽極及び陰極が電解液に浸される。陰極は、
電解液から金属を電着するための鍍金表面を有する。鍍
金表面は、分離されて絶縁体によって電気的に絶縁され
たピーク領域及びベース領域を有する。単位表面積当り
金属を電着させる傾向は、ベース領域よりもピーク領域
の方が強い。陽極及び陰極は、テストセル内に置くか、
或いは、工業用電着セル内に吊り下げる。前記陽極、陰
極の鍍金表面に電解質から金属を電着させるために、前
記陽極と前記陰極の間に電流を流す手段が用いられる。
金属をピーク領域及びベース領域に鍍金するために用い
られる電流を別々に測定し、電解液の均一化率を決定す
る。
装置及び方法を提供する。 【構成】 陽極及び陰極が電解液に浸される。陰極は、
電解液から金属を電着するための鍍金表面を有する。鍍
金表面は、分離されて絶縁体によって電気的に絶縁され
たピーク領域及びベース領域を有する。単位表面積当り
金属を電着させる傾向は、ベース領域よりもピーク領域
の方が強い。陽極及び陰極は、テストセル内に置くか、
或いは、工業用電着セル内に吊り下げる。前記陽極、陰
極の鍍金表面に電解質から金属を電着させるために、前
記陽極と前記陰極の間に電流を流す手段が用いられる。
金属をピーク領域及びベース領域に鍍金するために用い
られる電流を別々に測定し、電解液の均一化率を決定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電着に際して粗くて多
孔質な表面及び小結節の形成を防止するための添加剤の
能力を測定する分野に関するものである。
孔質な表面及び小結節の形成を防止するための添加剤の
能力を測定する分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電着工程は、例えば電気精錬、電解採
取、及び、電気鍍金などのような工程に、工業用として
広く使われる。工業用としての電着作用においては、有
機添加剤及び／又は無機添加剤が、電解溶液に直接加え
られる。添加剤は陰極上の金属析出物の均一性を制御す
る。添加剤が適切な電着にとって平衡を欠く場合には、
金属析出物は粗くて多孔性の表面、及び、小結節を形成
し、電解質に含まれる不純物をカプセル様に包み込む。
析出が不適当である場合には、一般に、粗い陰極表面に
機械的に埋め込まれた不純物によって、製品の価値が大
幅に低下する。
取、及び、電気鍍金などのような工程に、工業用として
広く使われる。工業用としての電着作用においては、有
機添加剤及び／又は無機添加剤が、電解溶液に直接加え
られる。添加剤は陰極上の金属析出物の均一性を制御す
る。添加剤が適切な電着にとって平衡を欠く場合には、
金属析出物は粗くて多孔性の表面、及び、小結節を形成
し、電解質に含まれる不純物をカプセル様に包み込む。
析出が不適当である場合には、一般に、粗い陰極表面に
機械的に埋め込まれた不純物によって、製品の価値が大
幅に低下する。
【０００３】世界中の銅電気精錬所では、一般に、電気
精錬作用を制御するために多数の添加剤を組合わせて使
用する。電気精錬用に使用される添加剤としては、動物
性にかわ、チオウレア、リグニン硫化物、アルキル硫化
物、及び、塩化物イオンが挙げられる。例えば動物性に
かわのような正に電荷された添加剤は、電気化学力によ
って、負に電荷された陰極に引かれる。正に電荷された
添加剤は、陰極上に形成されたピーク又は小結節の大き
い電流密度領域に更に強力に引きつけられる。ピーク又
は小結節上の添加剤の濃度が大きい場合には、金属電着
作用を減速し、均一化が実施される。
精錬作用を制御するために多数の添加剤を組合わせて使
用する。電気精錬用に使用される添加剤としては、動物
性にかわ、チオウレア、リグニン硫化物、アルキル硫化
物、及び、塩化物イオンが挙げられる。例えば動物性に
かわのような正に電荷された添加剤は、電気化学力によ
って、負に電荷された陰極に引かれる。正に電荷された
添加剤は、陰極上に形成されたピーク又は小結節の大き
い電流密度領域に更に強力に引きつけられる。ピーク又
は小結節上の添加剤の濃度が大きい場合には、金属電着
作用を減速し、均一化が実施される。
【０００４】好都合なことに、例えばにかわのような添
加剤は、ピーク又は小結節に優先的に吸着されて抵抗層
を形成し、過電位を局部的に上昇させ、陰極表面上の均
一化が行われる。添加剤が過剰に存在する場合には、陰
極表面全体に亙って添加剤が吸着され、均一化効果が失
われる原因となる。含まれる添加剤が充分でない場合に
は、ピーク及び小結節上の成長は抑止されず、ピーク及
び小結節は、制御されない加速状態で成長する。一般に
添加剤の最適濃度はＰＰＭ単位である。ただし、簡単且
つ正確な方法で添加剤の濃度を測定することは極めて困
難である。更に、多くの添加剤は複数の成分に分解し、
最終的に均一化効果を失う。
加剤は、ピーク又は小結節に優先的に吸着されて抵抗層
を形成し、過電位を局部的に上昇させ、陰極表面上の均
一化が行われる。添加剤が過剰に存在する場合には、陰
極表面全体に亙って添加剤が吸着され、均一化効果が失
われる原因となる。含まれる添加剤が充分でない場合に
は、ピーク及び小結節上の成長は抑止されず、ピーク及
び小結節は、制御されない加速状態で成長する。一般に
添加剤の最適濃度はＰＰＭ単位である。ただし、簡単且
つ正確な方法で添加剤の濃度を測定することは極めて困
難である。更に、多くの添加剤は複数の成分に分解し、
最終的に均一化効果を失う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】典型的な銅電気精錬所
用添加剤システムでは３種類又はそれ以上の添加剤が併
用される。添加剤間の相互作用が強いので、均一化剤を
新しく組合わせて使用する場合にはその均一化効果は予
測できない。添加剤システムを評価するには、長時間を
要する研究室的または試験的な鍍金実験が必要とされて
きた。典型的なこの種の実験では、完了するまでに７な
いし１４日を必要とする。４種類の添加剤の各々につい
て濃度を４種類に変えて添加剤システムの全ての組合せ
について調査するには（平行して実験しないものとすれ
ば）約５ないし１０年を必要とするはずである。
用添加剤システムでは３種類又はそれ以上の添加剤が併
用される。添加剤間の相互作用が強いので、均一化剤を
新しく組合わせて使用する場合にはその均一化効果は予
測できない。添加剤システムを評価するには、長時間を
要する研究室的または試験的な鍍金実験が必要とされて
きた。典型的なこの種の実験では、完了するまでに７な
いし１４日を必要とする。４種類の添加剤の各々につい
て濃度を４種類に変えて添加剤システムの全ての組合せ
について調査するには（平行して実験しないものとすれ
ば）約５ないし１０年を必要とするはずである。
【０００６】Ｔ．Ｚａｋは、金属仕上げ協会の翻訳文献
４９巻（１９７１年）２２０頁から２２６頁「金属の電
解析出に際しての微小均一化作用」において、陰極の電
位差測定を試みるために設計された研究室設備について
開示している。Ｚａｋの研究室用装置では、絶縁されて
０．０２mm間隔で交互配置された極板を有する陰極が用
いられ、２つめ毎に陰極が０．０１mm又は０．０２mmだ
け陽極に近づけて配置された。Ｚａｋの実験設備では、
使用する添加剤に応じて突出した電極と引っ込んだ電極
との間に生ずる電位の差を記録することができなかっ
た。一方、電解液中の添加剤濃度を監視するための技術
が多数開発された。Ｌａｎｇｎｅｒとその協力者は、米
国特許第４，８３４，８４２号において、所定条件の下
における陰極分極の動力学測定により添加剤の効率を測
定する技術について記述している。文献に記載されてい
る別の技術によれば、鍍金条件を最適化しようとして陰
極分極が測定された。これらの陰極分極技術では、添加
剤または添加剤の組合せが陰極均一化を変化させる能力
を測定することができない。
４９巻（１９７１年）２２０頁から２２６頁「金属の電
解析出に際しての微小均一化作用」において、陰極の電
位差測定を試みるために設計された研究室設備について
開示している。Ｚａｋの研究室用装置では、絶縁されて
０．０２mm間隔で交互配置された極板を有する陰極が用
いられ、２つめ毎に陰極が０．０１mm又は０．０２mmだ
け陽極に近づけて配置された。Ｚａｋの実験設備では、
使用する添加剤に応じて突出した電極と引っ込んだ電極
との間に生ずる電位の差を記録することができなかっ
た。一方、電解液中の添加剤濃度を監視するための技術
が多数開発された。Ｌａｎｇｎｅｒとその協力者は、米
国特許第４，８３４，８４２号において、所定条件の下
における陰極分極の動力学測定により添加剤の効率を測
定する技術について記述している。文献に記載されてい
る別の技術によれば、鍍金条件を最適化しようとして陰
極分極が測定された。これらの陰極分極技術では、添加
剤または添加剤の組合せが陰極均一化を変化させる能力
を測定することができない。
【０００７】本発明の目的は、電着に際して陰極表面を
改良する添加剤の能力を評価するための装置および方法
を提供することにある。
改良する添加剤の能力を評価するための装置および方法
を提供することにある。
【０００８】更に、本発明の目的は、陰極均一化のため
に添加剤およびこれら添加剤の組合せを評価する迅速且
つ効果的な方法を提供することにある。
に添加剤およびこれら添加剤の組合せを評価する迅速且
つ効果的な方法を提供することにある。
【０００９】更に、本発明の目的は、添加剤濃度を調節
することにより、粗く小結節をもち汚染された表面が形
成されることを防止するために電解液の均一化率を制御
する方法を提供することにある。
することにより、粗く小結節をもち汚染された表面が形
成されることを防止するために電解液の均一化率を制御
する方法を提供することにある。
【００１０】
【実施例】最近開発された電極システムが電解液におけ
る添加剤の均一化効果を測定する能力を持つということ
が発見された。この電極システムは、１つのピーク領域
（或いは、複数のピーク領域）及び平坦ベース領域或は
谷領域を含む陰極を有する。添加剤の種々の組合わせの
均一化効果を迅速に決定するために、ピーク領域とベー
ス領域に対し別々に電流が測定される。
る添加剤の均一化効果を測定する能力を持つということ
が発見された。この電極システムは、１つのピーク領域
（或いは、複数のピーク領域）及び平坦ベース領域或は
谷領域を含む陰極を有する。添加剤の種々の組合わせの
均一化効果を迅速に決定するために、ピーク領域とベー
ス領域に対し別々に電流が測定される。
【００１１】図１に示す装置は、陽極１４と陰極１６の
間の電解液１２を通って一定電流を流す直流電流安定装
置（ガルバノスタット）１０を有する。電解液１２、陽
極１４、及び、陰極１６は全てテストセル１８に含まれ
る。テストセル１８の代りとして、陽極１４及び陰極１
６を電解液１２内に保持する任意の手段を使用しても差
し支えない。例えば、陽極１４及び陰極１６は、商用電
解溶液内に、クランプ、ボルト又はワイヤによって簡単
に懸垂しても差し支えない。陰極１６は、絶縁構造体２
４上に配置された３つのピーク領域２０及び３つのベー
ス領域２２を有する「サンドイッチ」構造である。絶縁
構造体２４は、例えばプラスチック又はセラミックスの
ような任意の絶縁材によって構成されていれば差し支え
ない。一般に、電気精錬および電解採取に際して生じる
小結節の高さは０．５から１．５mm程度である。ピーク
領域２０近辺の電流密度をベース領域２２近辺の電流密
度よりも大きくするために、ピーク領域２０は４mmだけ
陽極１４に近づけて配置した。充分な電流密度差を生じ
させるために、ピーク領域をベース領域よりも少なくと
も０．５mmだけ陽極に近づけことが好ましい。更に精度
を高くするためには、ピーク領域の間隔は少なくとも１
mmであれば好都合である。小結節効果をシミュレートす
るために、陰極のピーク領域と陽極との間隔は、ベース
領域と陽極との間隔よりも２から５mm程度狭ければ非常
に好都合である。その代りに、単位表面積当りの金属電
着傾向が、ベース領域２２よりもピーク領域２０の方が
大きくなるように、例えば突出した陰極のような幾何学
的形状を用いても差し支えない。
間の電解液１２を通って一定電流を流す直流電流安定装
置（ガルバノスタット）１０を有する。電解液１２、陽
極１４、及び、陰極１６は全てテストセル１８に含まれ
る。テストセル１８の代りとして、陽極１４及び陰極１
６を電解液１２内に保持する任意の手段を使用しても差
し支えない。例えば、陽極１４及び陰極１６は、商用電
解溶液内に、クランプ、ボルト又はワイヤによって簡単
に懸垂しても差し支えない。陰極１６は、絶縁構造体２
４上に配置された３つのピーク領域２０及び３つのベー
ス領域２２を有する「サンドイッチ」構造である。絶縁
構造体２４は、例えばプラスチック又はセラミックスの
ような任意の絶縁材によって構成されていれば差し支え
ない。一般に、電気精錬および電解採取に際して生じる
小結節の高さは０．５から１．５mm程度である。ピーク
領域２０近辺の電流密度をベース領域２２近辺の電流密
度よりも大きくするために、ピーク領域２０は４mmだけ
陽極１４に近づけて配置した。充分な電流密度差を生じ
させるために、ピーク領域をベース領域よりも少なくと
も０．５mmだけ陽極に近づけことが好ましい。更に精度
を高くするためには、ピーク領域の間隔は少なくとも１
mmであれば好都合である。小結節効果をシミュレートす
るために、陰極のピーク領域と陽極との間隔は、ベース
領域と陽極との間隔よりも２から５mm程度狭ければ非常
に好都合である。その代りに、単位表面積当りの金属電
着傾向が、ベース領域２２よりもピーク領域２０の方が
大きくなるように、例えば突出した陰極のような幾何学
的形状を用いても差し支えない。
【００１２】本発明の趣旨に沿って、全鍍金表面を単位
表面積と定義する。ガルバノスタット１０は、ピーク領
域２０及びベース領域２２に金属を電着するに十分な電
流を供給する。前記の代りに、陰極のベース領域２２及
びピーク領域２０に金属を電気着するための他の手段を
研究しても差し支えない。例えば、電解液を撹拌するた
めに、電流を定期的に逆流させる方式を研究しても差し
支えない。テストセル１８を用いる場合には、電解液１
２は、被試験電解液の約５℃以内に加熱することが非常
に好ましい。テストセル１８は、例えばホットプレート
のようなテストセルを加熱するための任意の手段によっ
て加熱しても差し支えない。
表面積と定義する。ガルバノスタット１０は、ピーク領
域２０及びベース領域２２に金属を電着するに十分な電
流を供給する。前記の代りに、陰極のベース領域２２及
びピーク領域２０に金属を電気着するための他の手段を
研究しても差し支えない。例えば、電解液を撹拌するた
めに、電流を定期的に逆流させる方式を研究しても差し
支えない。テストセル１８を用いる場合には、電解液１
２は、被試験電解液の約５℃以内に加熱することが非常
に好ましい。テストセル１８は、例えばホットプレート
のようなテストセルを加熱するための任意の手段によっ
て加熱しても差し支えない。
【００１３】電着期間中は、ピーク領域２０及びベース
領域２２に流れる電流は、電圧計２６及び２８と抵抗器
３０及び３２を用いて別々に求められる。抵抗器３０と
３２は、約１ないし５オームていどの類似した抵抗値で
あれば好都合である。ベース領域およびピーク領域は、
配線を用いて、電流測定器に接続される。実測電圧と抵
抗値から電流が算定できる。その代りに、電流計によっ
て電流を直接測定しても差し支えない。ピーク領域へ流
れる電流およびベース領域とピーク領域へ流れる電流を
測定することが最も好都合である。ピーク領域に電着さ
れた材料とベース領域に電着された材料を別々に秤量し
て比較するか、或は、単に目で見較べて均一化効果を決
定しても差し支えない。ただし、均一化効果を決定する
には、電流を単に電気的に測定することが極めて有益で
ある。
領域２２に流れる電流は、電圧計２６及び２８と抵抗器
３０及び３２を用いて別々に求められる。抵抗器３０と
３２は、約１ないし５オームていどの類似した抵抗値で
あれば好都合である。ベース領域およびピーク領域は、
配線を用いて、電流測定器に接続される。実測電圧と抵
抗値から電流が算定できる。その代りに、電流計によっ
て電流を直接測定しても差し支えない。ピーク領域へ流
れる電流およびベース領域とピーク領域へ流れる電流を
測定することが最も好都合である。ピーク領域に電着さ
れた材料とベース領域に電着された材料を別々に秤量し
て比較するか、或は、単に目で見較べて均一化効果を決
定しても差し支えない。ただし、均一化効果を決定する
には、電流を単に電気的に測定することが極めて有益で
ある。
【００１４】電解液に添加剤を添加する場合および添加
しない場合における有益な均一化効果は次式によって都
合好く決定される。
しない場合における有益な均一化効果は次式によって都
合好く決定される。
【００１５】ＬＰ＝｛（Ｉt −Ｉp ）／Ｉp ｝×１００ ここに、 ＬＰ ＝ 均一化率 Ｉｐ ＝ ピーク電極へ流れる電流 Ｉｔ ＝ 陰極へ流れる全電流 前述のシステムは、陰極の粗表面をモデル化し、粗表面
をもつ陰極のピーク領域に対する添加剤の阻止効果を直
接測定することを可能にする。阻止効果は均一化率とし
て表される。均一化率は、ベース領域とピーク領域へ流
れる電流の比率を決定することによって測定される。均
一化率の測定には１５ないし３０分が必要である。１５
ないし３０分間の鍍金作用の後で、電解液は変化し始
め、ピーク電流は固定し始める。更に正確な結果を得る
には、或る時間範囲に亙る全電流を用いることが最も好
都合である。例えば、核形成期間における均一化率を研
究するには、最初の５分間だけ、ピーク電流および全電
流を測定すればよい。核形成に続く電着を研究するに
は、ピーク電流が安定化するまでの５分間に亙る測定が
用いられる。ピーク電流が安定すると、テストは完成す
る。市販されている電解液の均一化率を測定した後で、
均一化率を最適化するように、手動または自動的に添加
剤を調節しても差し支えない。
をもつ陰極のピーク領域に対する添加剤の阻止効果を直
接測定することを可能にする。阻止効果は均一化率とし
て表される。均一化率は、ベース領域とピーク領域へ流
れる電流の比率を決定することによって測定される。均
一化率の測定には１５ないし３０分が必要である。１５
ないし３０分間の鍍金作用の後で、電解液は変化し始
め、ピーク電流は固定し始める。更に正確な結果を得る
には、或る時間範囲に亙る全電流を用いることが最も好
都合である。例えば、核形成期間における均一化率を研
究するには、最初の５分間だけ、ピーク電流および全電
流を測定すればよい。核形成に続く電着を研究するに
は、ピーク電流が安定化するまでの５分間に亙る測定が
用いられる。ピーク電流が安定すると、テストは完成す
る。市販されている電解液の均一化率を測定した後で、
均一化率を最適化するように、手動または自動的に添加
剤を調節しても差し支えない。
【００１６】図１に示すサンドイッチ構造の電極は、接
着剤を用いて銅と塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）絶
縁材から作成した。長期間に亙って使用するために、絶
縁物と、高い温度で厳しい環境条件に耐えることのでき
る接着剤を使用するか、或は、接着剤を使用しない構造
であることが好ましい。ＣＰＶＣは、腐食性の酸性環境
に対して優れた抵抗を有することが判明した特定の材料
である。陰極１６は、例えば白金のような安定した金属
で構成されたベース領域およびピーク領域を備えた構造
であることが好ましい。白金陰極を用いると、鍍金した
材料を電解質に再溶解するためにガルバノスタット１０
の極性を逆にするだけで陽極の清掃が可能である。同様
に、陽極１４は、陽極が電解液１２に溶解することを妨
げるために、研究対象とされるプロセスに応じて、陰極
上に析出した金属、又は、白金あるいは鉛アンチモニ合
金のような安定した金属で構成されることが好ましい。
例えば、銅の電解採取を研究する場合には、鉛アンチモ
ニ合金が好ましい。陰極に対して均一な電流を供給する
ためには、陽極１４の表面積は陰極の導電表面積の少な
くとも１０倍であることが好ましい。
着剤を用いて銅と塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）絶
縁材から作成した。長期間に亙って使用するために、絶
縁物と、高い温度で厳しい環境条件に耐えることのでき
る接着剤を使用するか、或は、接着剤を使用しない構造
であることが好ましい。ＣＰＶＣは、腐食性の酸性環境
に対して優れた抵抗を有することが判明した特定の材料
である。陰極１６は、例えば白金のような安定した金属
で構成されたベース領域およびピーク領域を備えた構造
であることが好ましい。白金陰極を用いると、鍍金した
材料を電解質に再溶解するためにガルバノスタット１０
の極性を逆にするだけで陽極の清掃が可能である。同様
に、陽極１４は、陽極が電解液１２に溶解することを妨
げるために、研究対象とされるプロセスに応じて、陰極
上に析出した金属、又は、白金あるいは鉛アンチモニ合
金のような安定した金属で構成されることが好ましい。
例えば、銅の電解採取を研究する場合には、鉛アンチモ
ニ合金が好ましい。陰極に対して均一な電流を供給する
ためには、陽極１４の表面積は陰極の導電表面積の少な
くとも１０倍であることが好ましい。
【００１７】陰極は平坦なベース領域およびピーク領域
を持つことが好ましいが、ピーク領域は突出した形態で
あっても差し支えない。図２に示す陰極３６のピーク領
域３４は中実の円錐形である。単位表面積当りの金属電
着傾向を大きくするために、ピーク領域３４は陽極に向
かって突出していることが好ましい。ベース領域３８
は、絶縁体４０によってピーク領域３４から分離され
る。ピーク領域３４の表面積は、ベース領域３８の表面
積に等しいことが好ましい。図２に示す構造の利点は、
陰極の全構造体をまとめて保持するためにＣＰＶＣ接着
剤を使用しても差し支えないことである。
を持つことが好ましいが、ピーク領域は突出した形態で
あっても差し支えない。図２に示す陰極３６のピーク領
域３４は中実の円錐形である。単位表面積当りの金属電
着傾向を大きくするために、ピーク領域３４は陽極に向
かって突出していることが好ましい。ベース領域３８
は、絶縁体４０によってピーク領域３４から分離され
る。ピーク領域３４の表面積は、ベース領域３８の表面
積に等しいことが好ましい。図２に示す構造の利点は、
陰極の全構造体をまとめて保持するためにＣＰＶＣ接着
剤を使用しても差し支えないことである。
【００１８】銅陽極を用いた実験設備を作成した。銅陽
極の表面積は４平方糎であり、図２に示す陰極と同様の
構造をもつ陰極を使用した。陰極には、３つの平坦な白
金ベース領域と１つの円錐形ピーク領域を設けた。ベー
ス領域及びピーク領域の表面積、はそれぞれ各約０．０
５３平方糎とした。ベース領域とピーク領域との間の電
気絶縁体としてはＣＰＶＣ材料を用いた。ベース領域と
ピーク領域との横方向の間隔は３．５mmとした。以下に
示す例には、前述の実験設備が用いられた。 ［例１］合成電解液の成分を次に示す。
極の表面積は４平方糎であり、図２に示す陰極と同様の
構造をもつ陰極を使用した。陰極には、３つの平坦な白
金ベース領域と１つの円錐形ピーク領域を設けた。ベー
ス領域及びピーク領域の表面積、はそれぞれ各約０．０
５３平方糎とした。ベース領域とピーク領域との間の電
気絶縁体としてはＣＰＶＣ材料を用いた。ベース領域と
ピーク領域との横方向の間隔は３．５mmとした。以下に
示す例には、前述の実験設備が用いられた。 ［例１］合成電解液の成分を次に示す。
【００１９】 Ｃｕ ４０ ｇ／ｌ Ｎｉ ２０ ｇ／ｌ Ｈ2 ＳＯ4 １５０ ｇ／ｌ Ｃｌ- ２０ ｍｇ／ｌ 測定中の電解液温度は、６５℃であり、平均陰極電流密
度は、工業的な銅電気精錬作業をシミュレートした場合
に平方米当り１８２アンペアであった。測定は、工業的
な条件をシミュレートする温度および電流密度で実施す
ることが好ましい。電解液に添加するTembind （ケベッ
ク州 Temiscaming 所在 Temfibre 社製造リグニン硫化
物）の量を種々に変えて、時間に対して陰極ピーク電流
を記録した。陰極ピーク電流は、実測された電圧と所定
の一定抵抗から算定した。実測結果としての電流と時間
の関係を図３に示す。実験結果を表１に要約して示し、
Tembind の濃度が均一化率に及ぼす影響を図４に示す。
Ｃｌ- 濃度２０ｍｇ／ｌの電解液の最低均一化率（Ｌ
Ｐ）は Tembind 濃度約１０ｍｇ／ｌの場合である。
度は、工業的な銅電気精錬作業をシミュレートした場合
に平方米当り１８２アンペアであった。測定は、工業的
な条件をシミュレートする温度および電流密度で実施す
ることが好ましい。電解液に添加するTembind （ケベッ
ク州 Temiscaming 所在 Temfibre 社製造リグニン硫化
物）の量を種々に変えて、時間に対して陰極ピーク電流
を記録した。陰極ピーク電流は、実測された電圧と所定
の一定抵抗から算定した。実測結果としての電流と時間
の関係を図３に示す。実験結果を表１に要約して示し、
Tembind の濃度が均一化率に及ぼす影響を図４に示す。
Ｃｌ- 濃度２０ｍｇ／ｌの電解液の最低均一化率（Ｌ
Ｐ）は Tembind 濃度約１０ｍｇ／ｌの場合である。
【００２０】Tembind 濃度が１０ｍｇ／ｌ以上の場合
における均一化率は、Tembind 濃度の増加と共に急上昇
し、濃度が１００ｍｇ／ｌ以上になると最大値に達す
る。
における均一化率は、Tembind 濃度の増加と共に急上昇
し、濃度が１００ｍｇ／ｌ以上になると最大値に達す
る。
【００２１】 ＜表 １＞ Tembind 濃度が陰極ピーク電流、および均一化率に及ぼす影響 電流密度＝１８２Ａ／ｍ2 、陰極全電流＝１．９３ｍＡ、鍍金時間＝１５分 Tembind （mg/l） 陰極ピーク電流（mg/l） 均一化率（% ） ０ １．０４３ ８５．０ １０ １．１９６ ６１．４ ２０ １．０６１ ８１．９ ５０ ０．９７６ ９７．９ １００ ０．９５３ １０２．５ ［例２］合成電解液の成分及び温度は例１の場合に同
じ。最終濃度が１ｍｇ／ｌとなるように動物性にかわを
添加した。動物性にかわは、主として動物の皮膚、皮、
骨および腱から形成された蛋白質誘導対である。次に、
種々の量のチオウレアを電解液に添加してから、陰極ピ
ーク電流と時間の関係を記録した。実験結果及びパラメ
ータを要約して図２に示す。時間的変化の記録結果を図
５に示す。チオウレアが均一化率に及ぼす影響を図６に
示す。図に示すように、電解液均一化率はチオウレア濃
度と共に増大する。
じ。最終濃度が１ｍｇ／ｌとなるように動物性にかわを
添加した。動物性にかわは、主として動物の皮膚、皮、
骨および腱から形成された蛋白質誘導対である。次に、
種々の量のチオウレアを電解液に添加してから、陰極ピ
ーク電流と時間の関係を記録した。実験結果及びパラメ
ータを要約して図２に示す。時間的変化の記録結果を図
５に示す。チオウレアが均一化率に及ぼす影響を図６に
示す。図に示すように、電解液均一化率はチオウレア濃
度と共に増大する。
【００２２】 ＜表 ２＞ チオウレア濃度が陰極ピーク電流及び均一化率に及ぼす影響 電流密度＝２０９Ａ／ｍ2 、陰極全電流＝２．２２ｍＡ、鍍金時間＝３０分 Ｃｌ- ＝２０ｍｇ／ｌ、にかわ＝１ｍｇ／ｌ チオウレア（mg/l） 陰極ピーク電流（mA） 均一化率（% ） ０ １．２２３ ８１．５ １ １．１８７ ８７．０ ２ １．１６９ ８９．９ ５ １．１３３ ９５．９ ５０ １．０６２ １０９．０ ［例３］この例においては、銅電気精錬のための２つの
独立したプラント鍍金回路から採取した電解液の均一化
率を試験した。２０ｍｇ／ｌのＣｌ- 、動物性にかわ及
び Tembind を含む電解液を用いた。図７は、電解液の
陰極ピーク電流対時間の関係を示すグラフが２つの場合
とも類似したことを示す。図に示すように２つのグラフ
が類似していたので、双方のプラントの電解液の均一化
率が実質的に同じであることが実験的に立証された。
独立したプラント鍍金回路から採取した電解液の均一化
率を試験した。２０ｍｇ／ｌのＣｌ- 、動物性にかわ及
び Tembind を含む電解液を用いた。図７は、電解液の
陰極ピーク電流対時間の関係を示すグラフが２つの場合
とも類似したことを示す。図に示すように２つのグラフ
が類似していたので、双方のプラントの電解液の均一化
率が実質的に同じであることが実験的に立証された。
【００２３】要約すれば、本発明にかかる装置及び方法
は多くの利点を有する。本発明の方法は、電解液の均一
化率を測定する能力を提供する。更に、本発明の方法
は、電解液システムの評価所要時間を７ないし１４日か
ら僅かに１５ないし３０分にまで短縮する。最後に、市
販されている電解液の均一化率を評価することにより、
電解質添加剤を調節して電着作用を最適化するための基
礎を提供することができる。
は多くの利点を有する。本発明の方法は、電解液の均一
化率を測定する能力を提供する。更に、本発明の方法
は、電解液システムの評価所要時間を７ないし１４日か
ら僅かに１５ないし３０分にまで短縮する。最後に、市
販されている電解液の均一化率を評価することにより、
電解質添加剤を調節して電着作用を最適化するための基
礎を提供することができる。
【００２４】ここでは、法令の条項に従い、本発明にか
かる特定の実施例について説明してあるが、当該技術分
野における習熟者にとっては、本特許の請求項が適用さ
れる本発明の形式を変更することが可能であり、更に、
本発明の或る種の特徴は、他の特徴を関連使用すること
なしに有利に利用できる場合が少なくないことが理解さ
れるはずである。
かる特定の実施例について説明してあるが、当該技術分
野における習熟者にとっては、本特許の請求項が適用さ
れる本発明の形式を変更することが可能であり、更に、
本発明の或る種の特徴は、他の特徴を関連使用すること
なしに有利に利用できる場合が少なくないことが理解さ
れるはずである。
【図１】均一化率を測定するための装置の概略図であ
る。
る。
【図２】突出したピーク領域を有する任意のピーク電極
の概略側面図である。
の概略側面図である。
【図３】銅電気精錬溶液に含まれるリグニン硫酸の濃度
を変えた場合における陰極ピーク電流と時間の関係を示
すグラフである。
を変えた場合における陰極ピーク電流と時間の関係を示
すグラフである。
【図４】銅電気精錬溶液に含まれるリグニン硫酸の濃度
と均一化率との関係を示すグラフである。
と均一化率との関係を示すグラフである。
【図５】銅電気精錬溶液に含まれるチオウレアの濃度を
変えた場合における陰極ピーク電流と時間の関係を示す
グラフである。
変えた場合における陰極ピーク電流と時間の関係を示す
グラフである。
【図６】銅電気精錬溶液に含まれるチオウレアの濃度と
均一化率の関係を示すグラフである。
均一化率の関係を示すグラフである。
【図７】成分が類似する２つの電解質におけるピーク電
流と時間の関係を示すグラフである。
流と時間の関係を示すグラフである。
１０ ガルバノスタット（直流安定装置） １２ 電解液 １４ 陽極 １６ 陰極 ２０ ピーク領域 ２２ ベース領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デール、ウイリアム、クリューガー カナダ国オンタリオ州、サドバリー、ボッ クス、53、サイト、37、アールアール、ナ ンバー、２
Claims (20)
- 【請求項１】電解液の均一化率を決定するための装置に
おいて、 （ａ）電解液に浸すための陽極と、 （ｂ）電解液から金属を電着するための鍍金表面を有す
る陰極と、を有し、前記陰極の前記鍍金表面がピーク領
域とベース領域を有し、前記ピーク領域とベース領域と
は分離されそして絶縁体によって電気的に絶縁され、前
記陽極に対して前記ピーク領域の方が前記ベース領域よ
りも少なくとも０．５mmだけ近接し、単位表面積当りの
金属電着傾向は前記ピーク領域の方が前記ベース領域よ
りも大きく、 （ｃ）前記陽極及び前記陰極を電解液中に保持するため
の手段と、 （ｄ）電解液から金属を前記陰極の前記鍍金表面に電着
させるに充分な電流を前記陽極と前記陰極の間に流すた
めの手段と、 （ｅ）電流を測定するための手段と、を有し、電流を測
定するための前記手段は前記ピーク領域または前記ベー
ス領域に流れる電流を測定することが可能である、 ことを特徴とする装置。 - 【請求項２】前記陽極と前記陰極の間の電流を生成する
ための前記手段が直流安定装置であることを特徴とする
請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記手段が前記陰極へ流れる全電流を測定
するための手段を有することを特徴とする請求項１記載
の装置。 - 【請求項４】前記陽極の表面積が前記ベース領域と前記
ピーク領域を組合せた全表面積の少なくとも１０倍であ
ることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】前記装置が前記電解液を加熱するための手
段を有することを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項６】前記ピーク領域が少なくとも１つの平坦な
ベース領域によって囲まれることを特徴とする請求項１
記載の装置。 - 【請求項７】前記ベース領域と前記ピーク領域の表面積
がほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項８】電解液の均一化率を決定するための装置に
おいて、 （ａ）電解液に浸すための陽極と、 （ｂ）電解液から金属を電着するための鍍金表面を有す
る陰極と、を有し、前記陰極の前記鍍金表面がピーク領
域とベース領域を有し、前記ピーク領域とベース領域と
は分離されそして絶縁体によって電気的に絶縁され、前
記陽極に対して前記ピーク領域の方が前記ベース領域よ
りも少なくとも１．０mmだけ近接し、単位表面積当りの
金属電着傾向は前記ピーク領域の方が前記ベース領域よ
りも大きく、 （ｃ）前記陽極及び前記陰極を電解液中に保持するため
の手段と、 （ｄ）電解液から金属を前記陰極の前記鍍金表面に電着
させるに充分な一定電流を前記陽極と前記陰極の間に流
すための手段と、 （ｅ）電流を測定するための手段と、を有し、電流を測
定するための前記手段は前記ピーク領域または前記ベー
ス領域に流れる電流を測定することが可能である、 ことを特徴とする装置。 - 【請求項９】前記手段が前記陰極へ流れる全電流を測定
するための手段を有することを特徴とする請求項８記載
の装置。 - 【請求項１０】逆極性の電流を生成することによって陰
極の清掃を可能にするために電解液から析出される金属
よりも電気化学的に安定度が大きい安定した金属によっ
て前記ピーク領域及び前記ベース領域が構成されること
を特徴とする請求項８記載の装置。 - 【請求項１１】前記陽極の表面積が前記ベース領域と前
記ピーク領域とを組合せた全表面積の少なくとも１０倍
であることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１２】電解液の均一化率を決定する方法におい
て、 （ａ）電解液中に陽極及び陰極を提供する過程を有し、
前記陰極がピーク領域及びベース領域を有し、前記陽極
に対して前記ピーク領域の方が前記ベース領域よりも少
なくとも０．５mmだけ近接し、単位表面積当りの金属電
着傾向は前記ピーク領域の方が前記ベース領域よりも大
きく、 （ｂ）前記陰極上に前記電解液から金属を電着するため
に前記陽極と前記陰極の間に電流を供給する過程と、 （ｃ）前記ピーク領域と前記ベース領域へ流れる電流の
比率を測定する過程と、 を有することを特徴とする方法。 - 【請求項１３】追加過程として、前記ピーク領域または
前記ベース領域における電流の比率に対応して前記電解
液の添加剤成分を調節する過程を有することを特徴とす
る請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】追加過程として、金属を電解液に再溶解
するために前記陰極への電流を逆にする過程を有するこ
とを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項１５】前記電解液の温度が被試験システムの作
動温度の約５℃以内に保持されることを特徴とする請求
項１２記載の方法。 - 【請求項１６】前記ピーク領域と前記ベース領域が分離
されそして絶縁体によって電気的に絶縁され、前記ピー
ク領域と前記ベース領域へ流れる電流の比率が前記陰極
の表面積が等しいピーク領域および前記ベース領域を用
いて測定されることを特徴とする請求項１２記載の方
法。 - 【請求項１７】前記電流が直流安定装置によって供給さ
れる請求項１２記載の方法。 - 【請求項１８】前記陰極の前記ピーク領域が前記陽極に
向かって突出することを特徴とする請求項１２記載の方
法。 - 【請求項１９】均一化率が前記ピーク領域における電流
と前記ベース領域における電流との間の比率によって決
定されることを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 【請求項２０】所定の期間に亙って前記電流が測定され
ることを特徴とする請求項１９記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82272692A | 1992-01-21 | 1992-01-21 | |
| US822726 | 1992-07-10 | ||
| US911754 | 1992-07-10 | ||
| US07/911,754 US5236571A (en) | 1992-01-21 | 1992-07-10 | Electrode and method for measuring levelling power |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625883A true JPH0625883A (ja) | 1994-02-01 |
| JPH089793B2 JPH089793B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=27124669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4299870A Expired - Fee Related JPH089793B2 (ja) | 1992-01-21 | 1992-11-10 | 均一化能力を測定するための電極装置及び方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5236571A (ja) |
| JP (1) | JPH089793B2 (ja) |
| AU (1) | AU655096B2 (ja) |
| CA (1) | CA2087584C (ja) |
| DE (1) | DE4301400A1 (ja) |
| FI (1) | FI100807B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010065263A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Pan Pacific Copper Co Ltd | 銅の電解精製方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5425870A (en) * | 1993-10-19 | 1995-06-20 | Stein; Berl | Multipurpose electrolytic meter |
| JP4636563B2 (ja) * | 2004-11-24 | 2011-02-23 | 住友電気工業株式会社 | 溶融塩浴および金属析出物の製造方法 |
| US8497359B2 (en) * | 2010-02-26 | 2013-07-30 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Cationic electrodepositable coating composition comprising lignin |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3215609A (en) * | 1962-12-04 | 1965-11-02 | Conversion Chem Corp | Electroplating test cell and method |
| CA1064852A (en) * | 1975-12-31 | 1979-10-23 | Cominco Ltd. | Method for evaluating a system for electrodeposition of metals |
| US4914441A (en) * | 1988-08-29 | 1990-04-03 | Raytheon Company | Method of processing in a pulse doppler radar |
-
1992
- 1992-07-10 US US07/911,754 patent/US5236571A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-10 JP JP4299870A patent/JPH089793B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-01-19 CA CA002087584A patent/CA2087584C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-20 AU AU31924/93A patent/AU655096B2/en not_active Ceased
- 1993-01-20 FI FI930218A patent/FI100807B/fi active IP Right Grant
- 1993-01-20 DE DE4301400A patent/DE4301400A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010065263A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Pan Pacific Copper Co Ltd | 銅の電解精製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI930218A (fi) | 1993-07-22 |
| AU3192493A (en) | 1993-07-22 |
| DE4301400A1 (ja) | 1993-07-22 |
| US5236571A (en) | 1993-08-17 |
| FI100807B (fi) | 1998-02-27 |
| AU655096B2 (en) | 1994-12-01 |
| CA2087584A1 (en) | 1993-07-22 |
| FI930218A0 (fi) | 1993-01-20 |
| JPH089793B2 (ja) | 1996-01-31 |
| CA2087584C (en) | 1996-11-26 |
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