JPH08269797A

JPH08269797A - アノードケース

Info

Publication number: JPH08269797A
Application number: JP9583795A
Authority: JP
Inventors: Masateru Murata; 正輝村田; Naokazu Harada; 直和原田
Original assignee: Nikko Kinzoku KK
Current assignee: Nikko Kinzoku KK
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2920086B2

Abstract

(57)【要約】【目的】湿式電気めっきにおける陽極電流効率と陰極
電流効率が異なる場合、めっき液中の金属濃度の調整を
不溶性アノードを使用して行うこと。【構成】電気めっき装置に用いられるアノード金属収
納用の金属製アノードケース（例：チタン製）１におい
て、その一部に不溶性アノード（例：白金クラッド製）
８を、例えばボルト７−ナット１０方式で取り付ける。
陽極電流効率と陰極電流効率とが異なる場合において酸
素発生の分極と金属溶解の分極との差異を電圧降下を利
用して相殺し、陰極電流効率と陽極電流効率のバランス
をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湿式電気めっきにおけ
るアノード（陽極）金属材料を電解するために使用され
る耐食性金属材料製のアノードケース（陽極電極函）に
関するものであり、特にめっき工程での陽極電流効率と
陰極電流効率とが異なる場合においてめっき液中の金属
濃度の調整を行うことを可能とする複合アノードケース
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】湿式電気めっきでは、金属塩を溶かした
水溶液の中で、被めっき材をカソード（陰極）としそし
て析出させる金属をアノード（陽極）として通電し、被
めっき材に金属を析出させるとともに金属をイオンとし
て溶解する可溶性陽極法が用いられることが多い。可溶
性アノードには、金属の棒を直接めっき液に浸漬させる
方法がよく用いられているが、この方法では、金属棒が
ある程度溶解した時点で金属棒を交換する必要がある。
これは、金属棒が短くなると、均一なめっき膜が形成で
きなくなるからである。このため、使用した金属の半分
程度しか有効利用できず、交換頻度が多くなる。また、
交換の際に金属棒の取り出しと設置の２工程が必要であ
り、交換にかかる時間も長い。

【０００３】これを改善するために、陽極電位をかけて
も溶解しない金属（例えばチタニウム、チタニウム合
金）でケースを作り、この中にボール状などの小片の金
属（アノードボール）を入れる方法が用いられている。
周知のごとく、このようなめっき用のケースに使用され
るチタニウムやチタニウム合金などは電解電位において
不動態化を起こすとともにアノード金属材料との接触箇
所では導体化している。この現象を利用して陽極金属の
みを電解している。

【０００４】このケースをアノードケースとよび、これ
を用いることにより、アノードの交換ではなく、アノー
ド金属を補充するだけで金属の補給ができるため、作業
効率の向上になる。

【０００５】可溶性陽極法では、アノード溶解効率とカ
ソード電着効率が等しい場合には液中の金属濃度は一定
に保たれる。しかし、アノード溶解効率がカソード電着
効率に比較して良好である浴の場合、浴中の金属イオン
が上昇してしまう。例えば錫および半田めっきにおい
て、電流密度が１０Ａ／ｄｍ² 以上の高電流密度でめっ
きを施す場合では、アノード溶解効率が１００％そして
カソード電着効率が６５％ということがあり、この場合
にはめっき液中の金属イオン濃度は、溶解効率と電着効
率の差の３５％に相当する分電気量に比例して増加す
る。通常これを改善するためには酸および水を追加して
液量を増加させて調整している。このようなめっき液で
は、酸を追加しなければならないこと、液量が増加して
高価な金属を含むめっき液を廃棄しなければならないこ
との２点より、高コストであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この問題を解決するた
めに、複数あるアノードの一部を不溶性アノードにし、
金属の溶解を抑制する方法がとられている。ここで、用
語「不溶性アノード」とは、活性溶解も不動態化も起こ
さない白金のような金属を利用し、金属の溶解の代わり
に酸素発生を起こすようにしたアノードをいう。白金は
高価であるので一般はチタニウム等の金属の上に薄く被
覆して用いることが多い。被覆方法には、クラッド、め
っき等の方法が用いられている。ところが、金属の溶解
反応と不溶性アノード表面での酸素発生反応との分極が
異なるため、同一の整流器に金属アノードと不溶性アノ
ードをつなげた場合、電流はほとんど金属アノードを通
して流れてしまい、不溶性アノードには電流が流れな
い。このため不溶性アノードの所期の効果が得られな
い。これを改善するためには、金属アノードと不溶性ア
ノードの整流器を別にすることが必要である。しかしな
がら、整流器を２つにするとイニシャルコストが高くな
り、また、整流器からめっき槽までの配線も２系統引か
なければならない。特に、設置場所が限られている場合
には問題になる。また、不溶性アノードの表面からは酸
素ガスが発生するため、不溶性アノード部の泡だちがひ
どく、泡のたちやすいめっき液の場合、泡対策の必要が
あった。

【０００７】本発明の課題は、湿式電気めっきにおける
陽極電流効率と陰極電流効率が異なる場合、めっき液中
の金属濃度の調整を不溶性アノードを使用して行う際に
不溶性アノードの使用に伴う上述した問題点を改善する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題に対して、本発
明者らはアノードケースに直接不溶性アノードを取り付
けることを想到した。これは、アノードケースの一部に
不溶性アノードを取り付けたもので、酸素発生の分極と
金属溶解の分極との差異を電圧降下を利用して相殺せし
めんとするものであり、実験の結果めっき浴中の金属イ
オン濃度をほぼ一定にすることができることを確認し
た。この知見に基づいて、本発明は、電気めっき装置に
用いられる金属製アノードケースにおいて、その一部に
不溶性アノードを取り付けたことを特徴とするアノード
ケースを提供する。不溶性アノードは好ましくは白金ク
ラッド製である。不溶性アノードの面積がアノードケー
ス有効面積の１０％以上であることが望ましい。好まし
くは、不溶性アノードの取り付け位置、面積および形状
が任意に変更できるものとされる。本発明はまた、電気
めっき装置に用いられる金属製アノードケースにおい
て、その一部に不溶性アノードを取り付け、そして該ア
ノードケースと不溶性アノードそれぞれを独立の整流器
を用いて電流量を制御しうるように該アノードケースへ
の電気配線と該不溶性アノードへの電気配線を別個とし
たことを特徴とするアノードケースをも提供する。

【０００９】

【作用】アノードケースの一部に不溶性アノードを部分
的に直接に取り付けたもので、陽極電流効率と陰極電流
効率とが異なる場合において酸素発生の分極と金属溶解
の分極との差異を電圧降下を利用して相殺する。アノー
ドケースの上部から電流が供給されるような場合、上部
にとりつけた不溶性アノードにはそれより下部に存在す
る金属アノードよりも導体抵抗および接触抵抗分だけ電
圧降下を受けずにすむため、電流が流れる。不溶性アノ
ードの取り付け位置を上下させて、電流供給部からの距
離を変化させることで、導体抵抗分だけ不溶性アノード
に流れる電流を減少できる。この特性を利用して、陰極
電流効率と陽極電流効率のバランスをとることが可能に
なる。

【００１０】図１（ａ）はアノード金属収納用アノード
ケースの例を示しそして図１（ｂ）は不溶性アノードの
例を示す。図１（ａ）のアノードケースに図１（ｂ）の
不溶性アノードを取りつけた取り付け例を図２に示す。
アノードケース１は、例えば直方体状のチタン製ボック
ス構造とされ、この場合チタン板製の両側面２にチタン
製リブ３を張り渡し、それらの間にチタン製ラスもしく
は網４を張りつけて前面と後面とを構成したものであ
る。底面は閉鎖されそして上面はアノード金属片の補給
のために開口されている。アノードケース１は円筒状そ
の他の形態をとることができる。アノードケース１は適
当な懸吊部５によりブスバー６に吊される。他方、不溶
性アノード８はアノードケースを部分的に取り巻く形態
を有することが好ましく、ここではコの字形断面のもの
として示してある。不溶性アノードは活性溶解も不動態
化も起こさない白金の様な金属を使用するが、白金は高
価であるので一般的にはチタニウムやその合金等の金属
の上に薄く白金を被覆した白金クラッドを用いることが
多い。

【００１１】不溶性アノードの面積がアノードケース有
効面積の１０％以上であるようにすることが好ましい。
アノードケース有効面積の１０％未満では、不溶性アノ
ードを取りつける効果が意味あるほどに生じない。

【００１２】不溶性アノードはアノードケースに図２に
示すように取りつけられる。このとき注意しなければな
らないのは不溶性アノードとアノードケースの固定方法
である。アノードケースとの接合部の電気抵抗が高い場
合は不溶性アノードに電流が流れないことが起こる。確
実な接合という観点からは溶接が好ましいが、これは事
前に不溶性アノードの取り付け位置および面積と陽極電
流効率の関係を調査しておき、最適条件で設置する必要
がある。そこで、不溶性アノードの面積や位置を調整で
きるように取り外しが可能な構造にすることが望まし
い。たとえばアノードケース本体にボルトを等間隔で溶
接し、そのボルトにナットを用いて不溶性アノードを固
定する。図１の例では、（ａ）に示すように、チタン板
製の両側面２にチタン製ボルト７を適当な間隔で縦列に
設けそして（ｂ）に示すように不溶性アノード側辺に対
応するボルト挿通穴９がここでは各側辺２つづつ形成さ
れている。図２に示すように、ボルトにナット１０を締
着して不溶性アノードをアノードケースに固定する。こ
のときナットおよびボルトはアノード電位でも溶解せ
ず、導電性をもつ金属である必要がある。一般的にはア
ノードケースに用いている金属を用いるのがよい。この
ようにして、不溶性アノードの面積および取り付け位置
を調整できるアノードケースでは、最適条件を見い出す
ことが容易になる。狭巾の不溶性アノードを幾つか用意
しておき、上部からの取り付け数を調整してもよいし、
或いは形態及び表面積の異なる幾種かの不溶性アノード
を用意し、適切なものを選択するようにすることもでき
る。ただし、接合部の抵抗を低く抑えられるならば、固
定方法はどのような方法でもかまわない。嵌め合い方
式、ボルト−ナット以外の機械的締着方式が使用でき
る。

【００１３】また逆に、アノードケースと不溶性アノー
ドの接合部の絶縁が良好であり、整流器をアノードケー
ス用と不溶性アノード用の複数持つことができ、配線も
それぞれ別個に持つことができる場合は、これを用いて
もかまわない。この場合、電流量の調整は各配線におけ
るそれぞれの整流器で行うことが容易である。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）竪型めっきラインにおいて、図１に示すア
ノードケースを用いて光沢はんだめっきを行った。アノ
ードケースには上部のブスバーより電流が供給されてお
り、めっき液に浸漬しているアノードケース上部にチタ
ン板に白金めっきを施した不溶性アノードを取り付け
た。アノードには純度９９．９９％のはんだボールアノ
ードを用いた。表１に示す条件で光沢はんだめっきを施
したときの浴中の金属イオン濃度の推移を調査した。め
っき条件を表１に示す。結果を表２に示す。金属イオン
濃度がほぼ一定になっていることがわかる。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】（比較例１）アノードケースの不溶性アノ
ード取り外した以外は実施例１と同じ条件でめっきを行
った。その結果を表３に示す様に実施例１の１０％の通
電量で約１．４倍の錫イオン濃度となった。実際にはこ
の濃度での操業はできないため、この時点でめっき液を
一部捨て、酸を追加して液の調整を行った。

【００１８】

【表３】

【００１９】

【発明の効果】めっき工程での陽極電流効率と陰極電流
効率とが異なる場合において不溶性アノードを使用して
めっき液中の金属濃度の調整を行うことを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はアノードケース具体例の斜視図であり
そして（ｂ）はそれに取りつけられる不溶性アノード例
の斜視図である。

【図２】図１のアノードケースと不溶性アノードの取り
付け例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１アノードケース２側面３リブ４ラスもしくは網５懸吊部６ブスバー７ボルト８不溶性アノード９ボルト挿通穴１０ナット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気めっき装置に用いられる金属製アノ
ードケースにおいて、その一部に不溶性アノードを取り
付けたことを特徴とするアノードケース。
【請求項２】不溶性アノードが白金クラッド製である
請求項１のアノードケース。
【請求項３】不溶性アノードの面積がアノードケース
有効面積の１０％以上である請求項１のアノードケー
ス。
【請求項４】不溶性アノードの取り付け位置、面積お
よび形状が任意に変更できる請求項１のアノードケー
ス。
【請求項５】電気めっき装置に用いられる金属製アノ
ードケースにおいて、その一部に不溶性アノードを取り
付け、そして該アノードケースと不溶性アノードそれぞ
れを独立の整流器を用いて電流量を制御しうるように該
アノードケースへの電気配線と該不溶性アノードへの電
気配線を別個としたことを特徴とするアノードケース。