JPS5830957B2

JPS5830957B2 - 二酸化鉛被覆電極

Info

Publication number: JPS5830957B2
Application number: JP55026182A
Authority: JP
Inventors: 英夫金井; 孝広山崎; 玲一板井; 昭弘品川
Original assignee: NIPPON KAARITSUTO KK
Current assignee: NIPPON KAARITSUTO KK
Priority date: 1980-03-04
Filing date: 1980-03-04
Publication date: 1983-07-02
Also published as: US4415411A; JPS56123390A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、二酸化鉛被覆電極に関し、と（に、その目的
とするところは機械的強度、寸法安定性のすぐれた二酸
化鉛被覆電極を提供することにある。

工業電解槽に用いられる電極としては、その性能、耐久
性と共に電極形態および機械的強さ、加工性などが十分
満足できるものでなくてはならない。

近年、チタンなどの基体上に白金族金属化合物を被覆し
た金属電極が出現したが、そのすぐれた性能と同時に強
度、寸法安定性のよいという利点の故に、食塩電解工業
その他に著しい進歩をもたらした。

一方、従来から認められてきた二酸化鉛電極は白金につ
ぐ高酸素過電圧をもち、かつ、特異な電極触媒能を有す
る、すぐれた安価な電極である。

しかし、本格的な実用化に至らないのは、この電極の機
械的強さと加工性の不足、寸法安定性の欠除などが原因
となっている。

板状の二酸化鉛電極の製法としては、従来、硝酸鉛浴な
どから凹面陽極電着し、抜き取る方法によっているが、
内部歪が存在するため脆弱で大型化しにく（、形状も制
限される。

そのため、黒鉛板、チタン板に直接二酸化鉛を電着する
試みがなされたが、クラックの発生、密着不良などによ
り剥離、脱落をおこし成功していない。

最近では、チタン金網を芯材として電着する方法がある
。

しかし、密着性は向上するが、網目を埋めて平滑に厚付
げし、平板状にすることは困難で、多くは凸凹状となり
、寸法安定性に欠け、また、重量も増加するので強度的
にもたわみがあり大型化に無理である。

このように、とくに、寸法安定性、強度、サイズなどの
点で実用電極として問題が多く、不十分なのが現状であ
る。

本発明者らは以上のような欠点を少なくし、いわゆる金
属電極相当の形状の制約のない、寸法安定性をもった実
用二酸化鉛被覆電極を得るべく種種検討を加えた結果、
平板状のチタン基板上に、あらかじめ細目のエキスバン
ドチタン板を密着して張り付け、さらに、その周縁部を
押え板で補強したのち、その上に、酸化防止用の電導性
中間層を介して、二酸化鉛を電着することにより、平板
状で密着性のすぐれた寸法安定性のよい二酸化鉛被覆電
極を得ることに成功したものである。

すなわち本発明の電極は、チタン基板と、前記チタン基
板表面上に溶接された菱形の対角線長辺寸法および短辺
寸法が、それぞれ０．５〜５ｍと０．５〜２．５ｒｒ
ａｎの範囲からなり、かつ、ストランド幅および板厚が
、それぞれ０．１〜１ｍｍと０．０５〜０、６ｒｒｖ
ｎの範囲からなるチタン製のエキスバンド板と、前記エ
キスバンド板の周縁部に取り付けられたチタン製の押え
板と、前記エキスバンド板上から被覆された白金族金属
、それらの合金および酸化物の中から選ばれた少なくと
も１種の中間層と、前記中間層上に電着された二酸化鉛
層とから成ることを特徴とする二酸化鉛被覆電極である
。

本発明の電極は第１図に示すようにチタン基板１、エキ
スバンド板２、押え板３、中間層５、二酸化鉛層４から
成っている。

すなわち、チタン基板１をサンドブラスト、エツチング
などにより表面を荒しておき、これにチタン製エキスバ
ンド板２を十分密着させ、適当な間隔をもって溶接する
。

さらに、その周縁部にチタン製押え板３を溶接により取
付ける。

さらに、イソプロパツール洗浄、アルカリ脱脂およびふ
り酸処理をしたのち、中間層５を介して二酸化鉛層４を
陽極電着により形成させる。

本発明に使用するチタン基板の厚さ、大きさは目的に応
じ任意であり、平板状のほか円筒状でもよい。

本発明のエキスバンド板は、あらかじめチタン基板に密
着するように平坦に喬正しておき、部分溶接たとえば点
あるいは線条の溶接が施される。

溶接個所の間隔などは材料の大きさ、密着度合などによ
り粗または密にするが、ピッチは１０〜２００ｍｍ＜ら
いである。

エキスバンド板の好適なサイズを第２図によって説明す
る。

ひし形の対角線長辺寸法（ＬＷＤ）および短辺寸法（Ｓ
ＷＤ）がそれぞれ０．５〜５，０．５〜２．５ｒｒａ
ｎの範囲がよく、これより小さいと二酸化鉛被覆が不均
一となり、これより太きいと平滑度が不良となる。

また、ストランド幅、および板厚はそれぞれ０．１〜１
゜０．０５〜０．６ｍの範囲がよい。

ストランド幅が０、１ｍｍより小さいと、エキスバン
ド板が強度的に弱くなり、１ｒｒａｒＬより太きいと調
製後の電極表面に凹凸が生じる。

板厚についても同様で、０．０５〜０．６ｍｍの範囲が
選ばれる。

また、エキスバンド板の代りに金網を使用することもで
き、この場合、２４〜２５０メツシユの網を用いる。

本発明の押え板はエキスバンド板の周縁部に溶接によっ
て付けられ、チタン基板とエキスバンド板を確実に固定
させる。

この結果、二酸化鉛層の強度が増し、かつ、電極の端効
果に基づく剥離が防止される。

押え板の幅は３〜１５ｍ＋＋＋が適当で、３ｗｎ以下で
は補強効果が弱（なり、また、押え板の上には二酸化鉛
および中間層の被覆を施さないため１５ｍ以上は有効面
が減少し好ましくない。

厚さは１〜６ｔｒｒｍで、１ｍｍ以下では強度が不足し
、６閣以上では二酸化鉛層が厚（なり、表面のクラック
、凹凸などを生じやすい。

なお、押え板はチタン基板にタップ穴をあげ、ビスなど
で強固に締めつげてもよい。

また、電極サイズが犬のときは、周縁部に限らず、必要
に応じ格子状に取付けられる。

中間層はチタン基板およびエキスバンド板の表面の酸化
防止のため介在させるが、耐酸化性、電導性の白金族金
属、それらの合金または、それらの酸化物の少なくとも
１種より成り、厚みは１μ程度にする。

用いる金属としてはＰｔ、Ｉｒ。Ｒｈ、Ｐｄなどで電気
めっき、あるいは可溶性の該当金属塩含有塗布液から熱
分解法によって被覆が調製される。

本発明の二酸化鉛層は陽極電着によりチタン基板および
エキスバンド板の表面に施された中間層上に被覆される
が、電着液は鉛塩および銅塩とから成り、鉛塩としては
硝酸鉛、スルファミノ酸鉛、醋酸鉛などを使い、銅塩と
しては、おもに硝酸鋼を用いる。

電着液中の鉛および銅としての濃度はそれぞれ１００〜
２１０グ／ｌ、４〜２０グ／ｌであり、液温度は６０〜
８０℃、ｐＨ３，５〜４．５に保たれる。

陽極電流密度は１〜５Ａ／ｄｒｒ？で、陰極としてステ
ンレス鋼を用いて電解を行なう。

この間、押え板部分はテープなどで絶縁し電着しないよ
うにする。

また、電着中、液性をｐＨ３，５〜４．５に保つために
、−酸化鉛、炭酸鉛、水酸化鉛などを加えて調節する。

これらの条件るはずれると島状電着やこぶ状電着を生じ
やすくなり、内部歪も増大し、被覆にクラックや、電着
物の剥離を起しやすくなり好ましくない。

二酸化鉛被覆の厚みは押え板とほぼ同じ厚さにするが、
これは電着時間の長短により調整される。

このようにして電着は終了するが、凹凸のほとんどない
平坦な被覆が得られる。

本発明の二酸化鉛被覆電極は塩素酸塩、過塩素酸塩、過
よう素酸塩の電解製造用の陽極として好適であるほか、
廃液の電解処理、電気めっき用の陽極として使用するこ
とができる。

本発明の二酸化鉛被覆電極は、チタン基板と二酸化鉛被
覆層との間に細目のエキスバンド板を介在させ、さらに
、エキスバンド板の周縁部を押え板で固定することによ
り、従来問題のあった平板上への二酸化鉛の強固な被覆
が可能となった。

この結果、一般の金属電極並みの強度と加工性をもち、
形状の制約もすくなく、すぐれた寸法安定性をもってい
る。

従って、極間距離を可及的に狭くすることができ、摺電
圧が低減された。

そして、長期間にわたり、なんの支障もなく安定した電
解操業が可能となり、工業的価値がきわめて犬である。

つぎに本発明の態様を実施例に示すが、その主旨はこれ
らの例により何ら制約されるものではない。

実施例１３０Ｘ１２０Ｘ３ｍのチタン基板をサンドブラスト処理
し、この上にチタン製エキスバンド板を密着させて重ね
、ピッチ２５ｒｒｒｒｒＬで点溶接した。

このエキスバンド板のＬＷＤ、ＳＷＤはそれぞれ２およ
び１ｍで、板厚およびストランド幅はそれぞし０．１２
、０．１８８であった。

壬キスバンド板の周縁部に厚さ２Ｍ、幅６閣のチタン製
押え板をのせて、チタン基板、エキスバンド板、押え板
を点溶接により強固に固定し、電極基体を作製した。

この電極基体をトリクレンで洗浄したのち、約８０℃の
水酸化ナトリウム溶液中に３時間浸漬し脱脂を行なった
。

つぎに５俤ふつ酸溶液中に浸漬し表面処理をしたのち、
塩化白金３重量部、塩化イリジウム１重量部を３６重量
部のイソプロビールアルコールに溶かした液を押え板部
分を除いて塗布し、乾燥したのち５００℃で熱分解し、
０．７μの中間層を形成させた。

この電極基体を陽極とし、ステンレス鋼板を陰極として
硝酸鉛と硝酸銅とからなる電着液中で２０時間陽陽極蓋
し、２ｒｒｒｍ厚の二酸化鉛の被覆を得た。

このときの鉛および銅イオンの濃度は２００および６．
！１Ｍ’／Ａであり、陽極電流密度は２．５Ａ／ｄ？？
Ｚ２、平均の液温度は６５℃、液性はｐＨ４，２程度に
保った。

二酸化鉛被覆は押え板とほぼ同じ高さとなり、表面は突
起物も゛なく平坦度もすぐれていた。

比較例１本発明の電極の効果を知るため、５０Ｘ１２０Ｘ３ｍｍ
のチタン板を基体とし、実施例１と同じ条件でサンドブ
ラスト処理、アルカリ脱脂、表面処理、白金、イリジウ
ムより成る中間層被覆、そして、二酸化鉛被覆を行ない
、被覆表面にガムテープを接着させ、ロールで加圧した
のちテープを引きはがし、密着性を観察した。

また、実施例１と同じ方法で製作した本発明の電極につ
いても同様な試験を行った。

結果を第１表に示した。実施例２実施例１で製作した電極を陽極とし、ステンレス鋼板を
陰極として、つぎに示した電解条件で過塩素酸塩の電解
製造を行なった。

電解条件陽極・・・・・・実施例１で製作した陽極陰極・・・・
・・ステンレス鋼板５０Ｘ１３０Ｘ３ｍｍ、２枚電解液・＝・ＮａＣ１ｏ３５００ｆ／ｌ。

ＮａＦ２ｆ／を極間距離・・・・・・５ｗｒＬ従来の二酸化鉛電極においては１５〜３０簡の極間距離
が必要であったが、本電極では５ｍｍで摺電圧は０．２
〜０．５Ｖ低減し、平均電流効率８８多において所要電
力は５〜１０％節約された。

本電極は６力月以上の長期にわたり、安定な操業を続け
、この間形状の変化、剥離もなく、表面の変化も見られ
なかった。

実施例３実施例１で製作した電極を陽極として、鉄鋼上にスズ−
亜鉛の合金めっきを行なった。

めっき浴は通常のスズ酸塩−シアン化物浴とし、電流密
度５Ａ／ｄｒｒ？、６０℃でめっきを行なった。

従来のスズ−亜鉛合金陽極は陽極溶解を起すため適宜交
換しなげればならなかったが、本電極は１年以上の使用
に耐え途中交換する必要がなく、作業上きわめて有利で
あった。

このときのめつき効率は９０饅程度で、合金中のスズ含
有量は約８０優であったへ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電極の縦断面図であり、第２図はエキ
スバンド板のＬＷＤ、ＳＷＤ、ストランド幅、板厚を示
す図である。１・・・チタン基板、２・・・エキスバンド板、３・・
・押え板、４・・・二酸化鉛層、５・・・中間層。

Claims

【特許請求の範囲】

１チタン基板と、前記チタン基板表面上に溶接された
菱形の対角線長辺寸法および短辺寸法が、それぞれ０．
５〜５ｒｒｒＩｒＬと０．５〜２．５ｍｍの範囲から
なりかつ、ストランド幅および板厚が、それぞれ０１〜
１ｗｒＬと０．０５〜０．６ｍの範囲からなるチタン製
のエキスバンド板と、前記エキスバンド板の周縁部に取
り付けられたチタン製の押え板と、前記エキスバンド板
上に被覆された白金族金属、それらの合金および酸化物
の中から選ばれた少なくとも１種の中間層と、前記中間
層上に電着された二酸化鉛とから成ることを特徴とする
二酸化鉛被覆電極。