JPH07173694A

JPH07173694A - ガス拡散電極

Info

Publication number: JPH07173694A
Application number: JP31757293A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Ikeda; 秀之池田
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】電気めっき用の陽極として用いて好適なガス
拡散電極を、曲げなどの外力によって劣化することを防
止してその寿命を延ばす。【構成】ガス拡散層と反応層とが接合されたガス拡散
電極本体を少なくとも一対の枠体で両面から挟み込んで
固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気めっき装置に用い
て好適なガス拡散電極に関する。

【０００２】

【従来技術】電気めっき鋼板を工業的に製造する場合に
はそのめっき浴として、電解析出させる金属の硫酸塩を
主体とする硫酸浴、塩化物を主体とする塩化物浴及びそ
れらを混合した混合浴が一般に用いられる。

【０００３】硫酸浴と塩化物浴を比較すると、塩化物浴
は硫酸浴よりも電気伝導度が高く、電力コストが押さえ
られるとともに、限界電流密度が高いので高速メッキが
可能である。また、電解効率が高いので、近年電気めっ
きの主流となりつつある高電流密度による電気めっきを
行う場合に有利な条件を備えているものである。

【０００４】また、電気めっきを行う場合の陽極として
は、電極自体がめっき浴中に溶け出して電極自身が減少
する自溶性電極と、陽極から気体が発生するが電極自体
は減少しない不溶性電極とがある。自溶性電極を陽極と
して使用すると、高電流密度で操業する場合、頻繁に電
極の交換を行わなければならない。従って、近年では不
溶性電極（例えばＰｂ電極やチタンの表面に酸化物を被
覆した電極）を使用するのが主流となっている。

【０００５】しかしながら。前記不溶性電極と塩化物浴
とを組み合わせて操業すると、陽極から有害な塩素ガス
が発生するといった問題がある。また、塩素ガスの発生
を回避するために硫酸浴を用いた場合でも、陽極から発
生する多量の酸素ガスが陽極と陰極との間に常に存在す
るため、めっき浴の見かけの電気伝導度が低下したり、
めっき皮膜自身の品質にも悪影響を及ぼすという問題が
あった。

【０００６】前記問題点を解消する技術として、特開平
3-188299号公報におけるガス拡散電極が提供されてい
る。このガス拡散電極装置は、図５（a ）及び図５（b
）に示すように、ガス拡散層２１と触媒が担持された
反応層２２が接合されたガス拡散電極２３を、通電性の
補強枠２４に多数支持したものである。そして、ガス拡
散電極２３の陰極に相対する面側は、保護部材２５で保
護されている。

【０００７】そして、図６に示すように、このガス拡散
電極装置２６は、電解槽２７内に陽極として配置され、
この陽極により区画された反応層２２側のセル２８内に
亜鉛合金めっき浴を充填し、ガス拡散層２１側のセル２
９内に水素ガスを供給するとともに、前記補強枠２４を
介してガス拡散電極２３に通電し、前記めっき浴中に鋼
板３０を陰極素材として通してこの鋼板３０に亜鉛合金
を電気めっきするものである。

【０００８】前記方法により電気めっきすると、めっき
浴の陽極反応は水素酸化反応となるので、硫酸浴の場
合、陽極で酸素が発生することがない。一方、塩化物浴
の場合、陽極で塩化物が発生することがなく、めっき浴
を通る鋼板には表面が平滑で美麗な焼けのない亜鉛合金
めっき層を形成することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、前記従
来例では、ガス拡散電極のめっき液に接する側を前述し
た保護部材で保護するようにしているため、ガスを供給
するセルからのガス圧を受けたり、めっき液側からのめ
っき液の流れに起因する圧力変動を受けたときに補強枠
との接合部分に直接応力が作用してガス拡散電極が変形
したり、破損するといった問題があった。

【００１０】これは、ガス拡散電極を用いためっき装置
では、一般に、 ΔＰ= Ｐ（Ｇ）−Ｐ（Ｓ）≧0 （但し、Ｐ（Ｇ）；Ｐ
（ガス供給圧）±Ｐ（変動）、Ｐ（Ｓ）；Ｐ（浴静圧）
±Ｐ（変動））といった関係が成立し、ガス拡散電極には常にΔＰが加
わっているためである。さらに、ガス拡散電極の縁部か
ら突出された集電部材と補強枠との接合部分は強度的に
充分ではないため、ガス拡散電極の変形にともなって前
記集電部分に変形を生じることは好ましくない。

【００１１】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたものであって、セルからのガス圧を受けたり、めっ
き液の流れに起因する圧力変動をうけた場合にもガス拡
散電極の変形、破損を生じさせることなくその寿命を延
ばすことのできるガス拡散電極装置を提供することを目
的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のガス拡散電極装
置は、ガス拡散層と反応層とが接合されたガス拡散電極
と、このガス拡散電極に接続された通電部材と、前記ガ
ス拡散電極と前記通電部材とをそれらの両面から挟持す
る少なくとも一対の枠体とを備えてなることを特徴とし
ている。また、本発明のガス拡散電極では、前記枠体で
画成された空間に格子状部材が設けられていることを特
徴としている。

【００１３】

【作用】本発明のガス拡散電極装置は、ガス拡散電極の
一方の面セルからのガスに、他方の面はめっき液に接触
した状態で使用に供される。セルからは、ガス拡散電極
へのガスが一定の圧力を維持したままめっき液側へ連続
的に供給されている。一方、めっき液は一定の流速でめ
っき槽内を移動するとともに、ガス拡散電極に常時接触
している。

【００１４】これらセル及びめっき槽からの圧力がガス
拡散電極に加わると、ガス拡散電極に曲げ応力が加わっ
て変形を起こそうとする。このガス拡散電極自体の変形
を前記枠体ないし格子状部材で押さえる。このとき、格
子状部材の形状及び配置をガス及びめっき液の流れ方向
に抵抗の少ない形状にすることで、ガス拡散電極がめっ
き液またはガス圧いずれを受けても荷重を格子状部材に
受けとめてガス拡散電極への負担を著しく軽減する。

【００１５】さらに、前記格子状部材を対抗配置させれ
ば、ガス拡散電極への保護作用はさらに増加する。ま
た、通電部材がガス拡散電極に常時接触した状態で保持
されていることから、安定した通電状態を維持する。

【００１６】

【実施例】本発明に係るガス拡散電極の一実施例につい
て、図１ないし図３を参照して説明する。なお、本実施
例を説明するにあたり、前記従来例で説明した構成につ
いては、同様の符号を付してその説明を省略する。

【００１７】本実施例のガス拡散電極１は、図１に示す
ように、ガス拡散層２１と反応層２２とが接合された外
観矩形のガス拡散電極本体２と、このガス拡散電極本体
に接続されるとともに当該ガス拡散電極本体２の縁部か
ら外方へ向かって突出して設けられた通電部材３と、前
記ガス拡散電極本体２と前記通電部材３とをそれらの両
面から挟み込む一対の枠体５とから概略構成されてい
る。

【００１８】枠体５は、ゴム質又は合成樹脂（ＦＲＰ、
テフロン等のフッ素樹脂、ＰＰ、ＰＥ、塩化ビニル等）
の非金属材料から構成され、外観口形に形成されてい
る。枠体５の表面には、前記通電部材３に通電するため
の集電部材９が設けられている。

【００１９】この集電部材９は、白金又は白金被覆金
属、浴質にもよるが、Ｔｉ等の如くめっき浴に耐える金
属のような導電性部材から構成され、枠体５、５で前記
ガス拡散電極本体２を挟み込んだ状態で前記通電部材３
と接続されるように設定されている。また、枠体５の各
片には、枠体接合用部材を挿通するための挿通孔１１が
形成されている。この枠体５によって画成された空間に
は、格子状部材７、７が縦横に向かって延在するように
設けられている。

【００２０】このような構成からなるガス拡散電極１
は、第１図（b)ないし第３図に示すような状態で使用に
供される。第１図（b）は、前記ガス拡散電極１を電極
ホルダー１５に組み込んだ状態を示す断面図である。

【００２１】前記ガス拡散電極本体２と、一対の枠体
５、５とを接合部材（図示略）によって一体に接合した
後、電極ホルダー１５に組み込む。電極ホルダー１５
は、枠体と同様の材質からなる部材であって、集電部材
と同様な通電用ブスが埋設され、その端部が前記枠体５
の集電部材９と接続されるように構成された、ガス室と
一体となっている部材である。

【００２２】これら複数個のガス拡散電極１を電極ホル
ダー１５に組み込んで使用する。ガス拡散電極１を電極
として使用する場合、ガス拡散電極本体２の電極ホルダ
ー側の面はセルからのガスに、他方の面はめっき液にそ
れぞれ接触した状態で使用に供される。

【００２３】セル２９からは、ガス拡散電極本体２への
ガスが一定の圧力を維持したままめっき液側へ連続的に
供給されている。一方、めっき液は一定の流速でめっき
槽内を移動するとともに、ガス拡散電極本体２に常時接
触している。これらセル２９及びめっき槽からの圧力が
ガス拡散電極本体２に加わると、ガス拡散電極１に曲げ
応力が加わって変形を起こそうとする。このガス拡散電
極自体の変形を前記枠体ないし格子状部材７で押さえ
る。

【００２４】本実施例のガス拡散電極によれば、格子状
部材の形状及び配置をガス及びめっき液の流れ方向に抵
抗の少ない形状にすることで、ガス拡散電極がめっき液
またはガス圧いずれを受けても荷重を格子状部材に受け
とめてガス拡散電極への負担を著しく軽減することがで
きる。また、通電部材がガス拡散電極に常時接触した状
態で保持されていることから、安定した通電状態を維持
する。

【００２５】本発明のガス拡散電極においては、前記実
施例に限らず、種々の変形が可能である。例えば、図４
に示すように枠体５に設ける格子状部材７を鋼帯の進行
方向に対して互い違いに設けたり、鋼帯の進行方向に対
して交差する状態で設けることとしてもよい。

【００２６】また、一つの枠体に複数個のガス拡散電極
本体を配列させた構成としても良い。このような構成に
すれば、ガス拡散電極本体配置上の継ぎ目（無通電部）
を小さくし、また、めっき品質の向上を測ることができ
るといった格別の効果を奏することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明のガス拡散電極によれば、ガス圧
及びめっき液からの圧力をうける電極本体の寿命を延ば
すことができるといった格別の効果を奏する。また、通
電部材が、ガス拡散電極に常時接触した状態で保持され
ることとなるので、良好な通電状態を維持できるといっ
た優れた効果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す図であって、
（ａ）はガス拡散電極の各構成部材の斜視図、（ｂ）は
ガス拡散電極の使用状態を示す横断面図である。

【図２】本発明の第一の実施例の複数個のガス拡散電極
を電極ホルダーに組み込んだ状態を示す斜視図である。

【図３】本発明の第一の実施例の複数個のガス拡散電極
を電極ホルダーに組み込んだ状態を示す斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図５】従来のガス拡散電極装置の説明図であって、
（ａ）はこのガス拡散電極装置の平面図、（ｂ）は
（ａ）はA-A 矢視図である。

【図６】従来のガス拡散電極装置を電気めっき装置に使
用している状態を示す状態図である。

【符号の説明】

１ガス拡散電極２ガス拡散電極本体３通電部材５枠体７格子状部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス拡散層と反応層とが接合されたガス
拡散電極本体と、このガス拡散電極本体に接続された通
電部材と、前記ガス拡散電極本体と前記通電部材とをそ
れらの両面から挟持する少なくとも一対の枠体とを備え
てなることを特徴とするガス拡散電極。
【請求項２】前記枠体で画成された空間に格子状部材
が設けられていることを特徴とする前記請求項１記載の
ガス拡散電極。