JPS6148599A - 鉄系又は鉄系合金電気めつきのイオン補給方法 - 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〕 近年、自動車等の防錆対策として、防錆鋼板の使用がと
み（こ高まっている。厚目付量のめつき鋼板は防錆能力
は高いが、自動車組立時のスポット溶接性等を著しく劣
下させることから、低目付量にてもほぼ同等の防錆能力
を有した各種の合金めっき鋼板が望まれ、すでｔこ、か
なシ使用され始めている。とシわけ、最近では、従来の
自動車内面側の孔あき腐食対策のみならず、外面側の外
観錆対策をも満足しえる両面防錆鋼板として塗装適合性
に優れた鉄系又は鉄系合金めつき、とシわけ、鉄−亜鉛
合金めっき鋼板のニーズが特ｌこ高まっている。このよ
うな背景から、優れた材質及び鮮映性かえられやすい電
気めっきによる鉄系又は鉄系合金めっき鋼板の製造が一
般化しつつある。

本発明はこの電気めっきによる鉄系又（は鉄系合金めつ
き鋼板の製造９こ関するものであυ、詳しくは、不溶性
陽極を使用した鉄系又は鉄系合金めつきのイオン補給方
法に関するものである。

電気めっきを行う場合、めっきによって消費されたイオ
ンの供給方法によって大別して、二種類がある。即ち、
めっきされる金属よシ形成された溶解性の陽極を使用す
る方法と、陽極ｔこは不溶性陽極を使用し、別途、めっ
きされたイオンを各種薬剤１こて供給する方法である。

しかしながら、前者の溶解性陽極を使用する方法は、通
電（こよシ、刻々と陽極が減耗するため、しばしばめっ
きセル内の陽極を変える必要があることから、多大な取
換え労力が必要であること、及び、短い極間距離での操
業が困難であることから、高い電力消費（こなシやすい
こと、壕だ、溶解性陽極は一般（こ高電流密度【こおい
て、不動態化してしまう傾向があるため、低電流密度操
業を余儀無くされ、高生産性１こ支障をきたす等の欠点
がある。そのため、後者の不溶性陽極を使用した電気め
っきが採用されつつある。

この不溶性陽極を使用した電気めっきにおいて、亜鉛め
っき、ニッケルめっき、ニッケルー亜鉛合金めっきなど
のよう（こ、同一金属（こ対して単一イオン価（Ｎ＋２
”　Ｉ　　Ｚｎ２＋）のみしか有しない場合には問題は
ないが、鉄、マンガンやスズ系のめっきのよう（こ、同
一金属に対して二種以上のイオン価（Ｆｅ”、Ｆｅ”、
Ｍｎ”、Ｍｎ”、Ｍｎ７＋、Ｓｎ”＋、Ｓｎ”）を有す
る場合ｔこは、通電時、陽極（こて高イオン価（こ酸化
され、しばしば、この高イオン価のイオンがめつき性（
こ悪影響を及ばず。このため、高イオン価イオンを低濃
度に維持せしめることは重要な技術課題である。

本発明ζこ関する鉄又は鉄系合金めつきの場合も、やは
り、鉄の高イオン価であるＦｅ”４−イオンが、めっき
析出効率の低下など、数多くの弊害がちシ、極力低濃度
（こ維持させることが、有利てあｐ　、Ｐｅ”−イオン
の有効な還元技術は、重要な技術課題となっている。

なお、鉄系又は鉄系合金めっきとは、ＦＣめっき又は、
Ｆｅ１Ｊ、外のＺｎ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒ、へ４ｎ
　、　Ｍ、ｏ　、　Ｓ　ｎ　、　Ｐ　。

Ｔｉ、　Ｗ等の成分と二元以」二の合金めっきをなすも
ののことを言う。又、Ｆｅ−８ｉＯ□のようｆ、；　Ｓ
　１０２のような絶縁体を含んだ複合（又は分散ともい
うつめつきも含む意味である。

（従来の技術９ 不溶性陽極を使用した場合、めつき（こよ多消費された
Ｆｅ２４−イオン、Ｚｎ”４オン、Ｎ　＋’　２　＋　
イオンを、別途、イオン補給する必要がある。イオン補
給源としては、金属体（Ｚｎ、　Ｆｅ、　Ｎｉ　）、酸
化物（ＺｎＯ１ＦｃＯ１Ｎ１０）、水酸化物（Ｚｎ　（
ＯＴ−１−）２、Ｆｅ（０１（）、、　。

Ｎｉ　（ＯＨ）２　つ　、　　炭酸塩　（Ｚ口■３、　
　ＰｅＣＯ３、Ｎ　ＩＣＯ３）　　等があるが、不溶性
陽極を使用した電気めっきにおいて（ハ、通電時、陽極
にてＦｅ２＋イオンがＦＣ３″−イオンに酸化されるた
め、ＦＣ３″−イオンの還元が期待できる金属体（Ｚｎ
、　Ｆｅ、　Ｎｉ　）が使用される（特願５７−３１５
０４　（、堝開昭５８−１５１４８９号９）。これｉｄ
、、Ｆｅ３″゛イオンがめつき析出効率の低下、めっき
外観の劣下、めっき＠着性の劣下等、数多くの弊害があ
るため、極力低濃度に維持（バランスフさせることが有
利であるためである。

しかしながら、従来のイオン補給俗解方式では、かなら
ずしもＦｅ３＋イオンの還元が有効に行われていない。

即ち　Ｆｃ”＋イオンの還元を高めるために流速を高め
る方式（空塔速度約０．５−２０　Ｃｍ／−）を狙って
いるが（４′ｆ開昭５８−１．５１．４８９号り、流速
を高めると装填されている金属体がめつき液流ｆこよシ
移動（浮遊、拡散なと〕させられるため、真実の相対流
速はめつき液流の増加はどζこは高１らず、Ｆｅ３＋イ
オンの還元効率は金属Ｚｎ溶解初期時でせいぜい５６％
程度であり、金属ＦｅＢＭ初期時てせいぜい８３％程度
である。捷た、それも、新金属Ｚｎ・新金属Ｆｅ浴解初
期のみの値であり、平衡溶解時（こは金属Ｚｎで４０％
、Ｆｅで７０％以下に捷て低下してし丑う。金属Ｎｉ、
Ｃｕなとも同一傾向を有する。−１：た、電気化学的【
こよシ貴な金属、たとえばｐｔなと、との接触溶解も、
新金属Ｚｎ・新金属Ｆｅ１ｌ解初期時（こけ効果（還元
効率約７０−９０％〕が認められるが、やはシ、平衡溶
解時にはほとんど効果がない（還元効率金属Ｚｎ溶解時
・・・４０％以下、金属Ｆｅ溶解時・・・７０％以下〕
状態であシ、実用的には効果がほとんど認められない。

又、操業上は電解還元法などのＦｅ３＋イオンの低減方
法もあるが、エネルギーの消費が太きいため次善の策で
ある。

（発明の目的〕 本発明は以上のような溶解時（こ還元効率が高く、一定
時間溶解後の平衡溶解時に還元効率が低下すること、及
び、空塔速度を増しても、真の相対流速が高まらず、絶
対的に還元効率が低いといった欠点を有利【こ解決する
ためになされたものである。

（発明の構成・作用〕 即ち、不溶性陽極を使用した鉄系又は鉄系合金電気めっ
き操業において、イオン補給溶解を行なう際、めっき液
に可溶な金属体とめつき液の相対流速を２０智べ。以上
にして、前記金属体を溶解することを特徴とする鉄系又
は鉄系合金電気めっきの２　　　　イオン補給方法であ
る。

かくすることシこよシ、初期溶解時及び、平衡溶解時も
金属体にて、Ｆｅ　　イオンを従来以上に高効率（こて
還元せしめ、Ｆｅ３＋イオンを低濃度に維持させること
が容易となるものである。

尚、金属体とは、めつきｌこよって消費される金属イオ
ン【こ相当する金属であシ、形状としては、粉状、粒状
、板状、線状、塊状などのいずれでもよく、大きさにつ
いては、特（ここだわらないが、めっき液と金属体との
相対流速が容易〔こ得られやすい点から、和尚直径が０
．１ｍｍφ以上が望ましく、一方、溶解速度の観点から
、比表面積の大きなものが必要であるため、相自直径と
しては、１０ｍφ以下が望ましい。

ところで、初期溶解時とは、新しい金属体を溶解し始め
る時のことであシ、平衡溶解時とは、一定時間溶解を継
続させた後、溶解速度・還元効率がほぼ、一定の定数（
こなった時のことを言う。

以下、本発明の具体的な原理をＦｅ”＋イオンを含有し
たＦｅ系又はＦｅ系合金めっき浴に金属Ｚｎ、　Ｆｃ。

Ｎｌの各・マを溶解する場合を例トことって説明する。

金属体をめっき液にて溶解させる際に、めっき浴中のＦ
ｅ３＋イオンが還元されること及び同時（こＨ２発生が
生ずることは、特願５７−３１５０４号（特開昭５８−
１５１４８９　）　、特願５７−５２５６５に記載され
ているとおシである。即ち、 である。なお、Ｍｅとは金属体でＺｎ、　Ｆｅ、　Ｎｌ
等のことである。上記の反応を熱力学的ｌこ解析し、上
記２種の反応の駈化還元電位を求め、反応の起こシやす
さを調べた（表１参照〕。なお、その際のめつき浴条件
は、 Ｆｅ”＋＝　Ｑ、０１〜０．６３ｍ０４’ｚ　Ｎｉ２＋
＝０．０１−２．０ｍ０１ｙ’１Ｆｅ”＝　０．０９〜
２．２ｍ０１／１Ｚｎ２”　＝　０．０１５〜２．０　
ｍ”／１ＰＨ−０〜３　　（Ｈ＋イオ７９＝１０−”−
１ｍＯＡ／ｚ）である。

Ｍｅ　＝　Ｚｎの場合を例にとって反応の酸化還元電位
を求める方法を記すと、Ｚｎ　＋２　Ｆｅ”　→Ｚｎ２
″＋２Ｆｅ２＋・・・（、ａ）式なる反応の酸化還元電
位Ｅａは、のようｌこして求まる。一方、 Ｚｎ　−１−２Ｈ”　−＋　Ｚｎ２＋−Ｈ２↑・・・・
・・（ｂ）式なる反応ノ酸化還元電位Ｅｂは、 として求まる。Ｍｅ＝Ｆｅ、　Ｍｅ＝Ｎｉ）こつぃても
、同様な方法（こて求めた。

表　　　　　　　　１ なお、計算（こ使用したＥＦｃｌ　、　Ｅｚｎｏ　、　
ＥＨｏ　等は以下のような数値である。

表　　　　　　　　２ 又、還元効率は以下のよう（こ定義する（ただしＭｅが
溶解する場合Ｍ、ｅ→Ｍ、ｅ”　）こなる場合つ。

Ｘｌ、ＯＯ（、％つ 又は 以上の結果よシ、反応推進力である酸化還元電位は、明
らか（こＨ２発生溶解反応よｐもＦＣ３＋還元溶解反応
の方がはるか（こ生じやすいことがわかる。

【こもかかわらず、現実的［こは、例えば金属Ｚｎの溶
解時、表３の比較例３のよう（こ、初期溶解時て５６係
程度の還元効率しか得られず、又、一定時間俗解後の平
衡溶解時にいたっては３８％１で１こ低Ｆしてし捷う。

この原因を詳細（こ調べた結果、反応速度を支配するも
の（こけ、化学反応速度論等て詳しく述べられているよ
うｒこ、反応律速支配型と拡散律速支配型があるが、本
問題である金属体とＦｅ３＋イオンとの反応は、Ｆｅ３
＋イオンの金属体表面への拡散が律速（こなっているこ
とが、亜鉛製バイブ内【こめつき液を流し、相対流速の
影響をテストする等、さ丑ざまな調査により認められた
。自然、逆（こ、■］２発生反応は相対的に反応律速支
配型といえよう。

従来の溶解方法（特開昭５８−１５１４．８９　）では
、単（こめつき液の空塔速度のみを高める工夫をしてい
るために、空塔速度を高めるに従って金属体が移動（浮
遊、拡散等りさせられ、金属体とめつき液との相対流速
がほとんど高まらないこと。

また、反応により生成したＨ２カスは低い相対流速にお
いては金属体表面に付着した寸まとなシ、金属体をＨ２
カスで覆い比重を軽くさせて移動（浮遊、拡散等）をさ
せやずぐシ、益々金属体表面の実質相対流速が上がらな
い欠点があること。

および、Ｉ２ガスが金属体表面（こ付着している場合に
は、付着している部分がＨ２カス（こよりめっき液から
遮断されているため金属体は溶解されず、一方、　ｌ−
Ｉ２ガスが付着していない部分では金属体の溶解が進む
結果、金属体は溶解が進むとともに多孔質化し、それが
益々■１２ガスを取れなくさせるとともに、Ｆｅ”イオ
ンの金属体表面への拡散を益々遮断させてしまう結果と
なっていた。従って、従来の方法では、絶対値としての
還元効率が低く、又、初期溶解時は多孔質でないため、
還元効率はそれほど低くないが、多孔質化した平衡溶解
時には、太幅（こ還元効率が低下するものである。その
ため、本発明【こ述べているよう（こ、イオン補給を行
う際、溶解槽中に金属体を装填し、金属体とめつき液と
の真の相対流速が充分に確保されることによシ、 １）金属体表面の反応境膜を薄くし　Ｆｅ３＋イオンを
金属体表面に常に充分に供給する結果、　Ｐｃ３＋イオ
ンの還元反応が拡散律速でなくなり、Ｆｅ３＋イオンの
還元溶解反応を有効に生ぜしめ、一方、金属体表面がＦ
ｅ３＋イオンの還元溶解反応（こ使用されているため、
反応律速であるＨ２２カス生反応は、反応が抑制される
。従って、還元効率を着実に向上させることができる。

２）又、高い相対流速（こよシ金属体表面（こ付着して
いるＩ２ガスを取シ去る結果、金属体のＩ２ガスによる
めっき液からの遮断を防ぐことができ、Ｆｅ”＋イオン
を金属体表面（こ充分１こ供給することができること、
および、　Ｉ（２ガスが付着している部分は溶解されず
、Ｈ２ガスが付着していない部分のみ金属体の溶解が進
むことζこよる多孔質化が防止できるため、やはり、Ｆ
ｅ３＋イオンを金属体表面ζこ充分に供給することがで
きることｔこよりＰｅ３＋イオンの還元反応が拡散律速
になるのを防ぎ、Ｆｅ３＋イオンの還元溶解反応を有効
（こ生ぜしめ、還元効率を着実１こ向上させるものであ
る。

尚、上記のような効果を得るための必要最低相対流速は
亜鉛製パイプ（パイプ径１５胴φ、バイゾ長１　ｍ　）
内（こめつき液を流すテストおよび、第１図の装置【こ
おけるテスト等の結果によシ２０Ｃ１ｎ／Ｓｅｃである
ことが判明した。また相対流速の上限に対しては限界を
特に定める必要はないが、やたらと高い相対流速にて溶
解させることは一般（こ、圧力損失が流速の２乗に比例
して高まる結果、得策でない；　　　　　ため、３００
Ｃｍ／−以下が妥当なところと考えられる。

ところで、高−相対流速下にて溶解することは、Ｆｅ３
＋イオンの還元溶解反応速度自身の絶対値が高まる結果
、全体としての金属体溶解速度も高まる。

したがって、よシ小さな設備にて、従来法と同等の溶解
能力カＳ得られることは特筆すべきことである。さらｔ
こ、Ｆｅ３＋イオンの還元溶解反応を優先して生ぜしめ
、Ｈ２発生反応が抑制される結果、従来１こ比べ、Ｈ２
発生量が減少する。そのため、従来の膨大なＨ２爆発対
策が縮小化できうる重要な効果もある。

また、電気化学的に責な金属との接触溶解による還元効
率向上も、従来では、金属体の多孔質化等により平衡溶
解時（こけ、殆ど効果が認められなくなっていたが、本
発明ととも（こおこなえば、永続的に効果が持続される
。

なお、本発明の適用範囲であるが、鉄系又は鉄系合金め
つき浴としては硫酸塩浴、塩化浴、ピロリン酸塩浴、フ
ッ化物浴、ホウフッ化浴、スルファミン酸浴などがある
が、不溶解性陽極の使用が前提であるため、主（こ、硫
酸塩浴での本発明の使用が望せしい。しかしながら、原
理的（こみて、本発明方法は、他の塩類のめつき浴にも
轟然適用可能てあシ、効果が認められる。

硫酸塩浴の場合、目的のめつきに応じてめっきされる金
属の硫酸塩を基本成分とし、合金めっきの場合蚤こは、
所定のめつき組成を得るために各々の基本成分の比を適
度に調整すればよい。例えばＦｅ　−Ｚｎ合金めっきな
らば、Ｚｎ２ｙＦｅ”　比を調整する。又、ＰＨはＯ〜
３．浴温は４０〜８０℃が代表的である。

以上の主要成分の他（こ、Ｎａ２ＳＯ４，に２ＳＯ４，
（Ｎ）１．）２ＳＯ４等の電導度補助剤や　Ｆｅ　３＋
の沈殿防止剤としてのクエン酸類、あるいは、陽極での
Ｆｅ２＋イオンのＦｅ３＋イオンへの通電酸化抑制のた
めのＬ１２５０４１ＭｇＳＯ４゜Ａｔ２（８０４）３等
の添加剤が添加されても、還元効率向上に支障はない。

なお、Ｆｅ　””　Ｚｎ合金めつき硫酸塩浴（こ限った
場合、ポリオキシエチレン系誘導体化合物、ポリオキシ
プロピレン系誘導体化合物が、添加されること【こよシ
、この添加剤単独効果にて、Ｈ２発生溶解反応の反応障
壁を高めるため、Ｈ２発生反応を抑制する結果、無添加
浴に比べ、還元効率の向上がはかれる。しかしながら、
この効果はやはり、金属体が多孔質化していない場合（
こ限られ、多孔質化した平衡溶解時１こは、その効果が
著しく低減する。

それゆえ、上記有機添加剤が添加された浴についても、
金属体とめつき浴の相対流速を２０へ以上（こすること
【こよシ、多孔質化の防止及び、金属体界面へのＰｅ３
＋イオンの充分な供給によって、還元効率が向上する。

なお、この場合、無添加浴では達成しえなかった９５％
以上の高い還元効率の確保が可能となる。

なお、ポリオキシエチレン誘導体化合物、ポリオキシプ
ロピレン誘導体化合物とは、以下【こ記すもの及びその
硫酸化物である。

・ポリオキシエチレン（ポリエチレングリコール〕ｌ−
ｌ−０−（ＣＨ２−（Ｎ（２−０）　、　−Ｈｎ　＝　
１〜２０００ ・アルキルポリオキシエチレンエーテルＲ−０−（ＣＨ
２−ＣＨ２−０）。−Ｈｎ　：　１−２０００ Ｒ：アルキル基　ＣｍＨ錘＋ｆ ｎ］二〇　〜２０ ．アルキルフェニルポリオキンエチレンエーテル１イ。

ｎ：６〜２０００ Ｉｔ：　アルキル基　Ｃｍ　Ｈ２ｍ　＋１ｍ二〇〜２０ Φアルキルナフチルポリオキシエチレンエーテル１１も ｌ〕：４〜２０００ Ｒ：アルキル基　Ｃｍ　Ｈ２ｍ　＋＋ ｍ：　０〜２０ ９ポリオキシプロピレン（ポリブレングリコール〕ｎ：
３〜２０００ ・アルキルポリオキシプロピレンエーテルｎ：ｌ　〜２
０００ Ｒ：アルキル基　ＣＩ’ｎ　ｉ（２Ｉｎ　＋１ｍ二〇〜
２０ ・アルキルンエニルポリオキシプロピレンエーテルｎ：
６〜２０００ Ｒ：アルキル基ＣｍＨ２ｍ＋＋ ｍ　：０〜２０ ｅアルギルナフチルポリオキシブ閘ピレンエーテルｎ：
４−２０００ Ｒ＝アルキル基　Ｃｍ１１２ｍ＋１ ｍ　：　０〜２０ 一万、不溶解性陽極としては、ＰＩ）、又はＰＩ）とＳ
１］。

８１）、　Ｂｉ、　Ａｇ等の二元以上の合金系あるいは
、Ｐｔ。

Ｉ　ｒ　、　Ｒｈ　、　Ｒｕ等の単一金属、酸化物又は
二元以上の合金又は酸化物の電極が使用できる。Ｆｅ　
　イオン濃度とシテは０．０１　ｍ０ＬＡ　Ｃ，０，５
６ｇ／ｌ　）　ＬＪ　上１１らばいくらでもよいが、め
っき性、その他の弊害から考えるならば、せいぜい０．
６３ｍ０勿（３５ｇ／／ｌ）までが望丑しい。

なお、本発明において、不溶解性陽極（離溶解性陽極も
含む）を用いためつき浴（こ限定した理由は、通電時、
陽極にてＦｅ　　−＋Ｆｅ　　ｌこ酸化されるが、溶解
性陽極（又は可溶性陽極ともいう。うては、空気酸化以
外ζこ酸化されないこと、及び可溶性陽極では通電時に
めつきされた金属イオンが、陽極からの溶解（こより、
同時（こイオン供給されるため、別途イオン補給するこ
とがないためである。

ただし、以上の説明から容易に推測されるように、一部
、不溶解性陽極を使用し、他が可溶性陽極を使用する場
合でも、不溶解性陽極使用下でのイオン補給方法に該当
し、本発明の方法（こよるイオン補給方法が適用可能で
ある。

次に、本発明方法の一例を図面（こよシ説明する。

第１図〜第４図は溶解槽１に金属体２（主として粒状の
もの、平均粒径２咽φ）を装填した後、めっき液により
金属体が移動しないように、少なくとも一方ｔこて固定
ないしは押えながら、めっき液を流入させて相対流速を
２０　ＣｒＶＳｅｃ以上にし溶解する装置の例である。

図（こおいて、３は沈静槽、４は循環タンク、５はポン
プ、６は流量計、７は圧力計、８及び９ｉ−］１．金属
体２を両側又は片側から押えるフィルター及び多孔板、
１０はおもシ、１２はめつき浴である。第１図と第４図
ではおもシ１０は押え用ロット月を介して金属体を押え
ている。又第２図及び第３図では沈静槽３をＨ２除去槽
として併用している。

なお、第８図は第１図〜第４図と異なり、溶解槽内（こ
金属体（平均粒径２論φ〕を装填しただけで、めっき液
を通液をして溶解する装置の比較例て、相対流速を上げ
ると金属体の一部が逸散して溶解が著しく劣ってぐる。

即ち、横軸ｔこ空塔速度、たて軸Ｅこ相対流速をとった
第７図のクラ７に示すよう（こ、第１図〜第４図の方式
では空塔速度に比例して相対流速が高壕るが、第８図の
方式では空塔速度を増しても、相対流速は高まらず、又
、２０ら偽以上の空塔速度（こて操業した場合は、めっ
き液の粘性力【こて、金属体が溶解槽外に散逸させられ
てしまう。

又第５図のごとく、めっき浴中へ帯状、線状等の金属体
２を相対流速２０ｃｒｎ／秒以上番こなるごとく、移動
し、溶解してイオン補給する。更「こ第６図のごとく、
溶解槽１中（こ図示のごとく、アーム１３先端に金属か
と１４を設け、かご中（こ金属体を装填し、めっき液を
溶解槽に満し、かご中の金属体とめつき液の相対流速が
２０壓秒以上になるごとく、アー１　　　　ムを回転し
て金属体をめっき液ｔこ溶解してイオン補給することも
できる。

なお、第１図〜第３図のよう【こ、金属体２が移動しな
いよう（こ、少なくとも一方（こて固定ないしは押えな
がら、めっき液を流入させひ解する方式では、粒子がほ
とんと動かないためｆこ、溶解槽内での金属粒子移動に
よる溶解槽壁の摩耗が太幅１こ減少すること、及び充て
ん量の計測が固定板ないしは、押えこみ用のおも！７１
．０の位置、あるいは圧力測定等により、よシ容易船こ
できるよう【こなった等の利点も有して−る。

第１図〜第３図のような溶解方法【こおける相対流速は
化学工学等にて言われているよう（こ次式（こて求まる
。

又、第１図〜第３図１こおじでめっき液を流入させるた
めの最低必要圧力Ｐは次式で近似的に求められる。

Ｐ−α・Ｐ。

ただし、 α：Ｈ２発生の影響係数（−〕 ＰＯ：次式で定義される値（ｇ／ｃｄ）〕 ただし、Ｌ：金属体装填高さくｃｌｎ）ｄ、：金属体相
当直径（ｍ） ψ：金属体の形状係数（一つ ρ：めっき液の比重（ｇ肩） ＵＯ：空塔速度（へっ ε：空隙率（−〕 ｇ：重力加速度（啜ｄ〕 ｆは なる式〔こて求まり、几ｅは、 ６（１−ε〕・μ にて定義されるものである。

実操業（こおいては、上記圧力Ｐに加えて、フィルター
、多孔板における圧力損失を加味したヘッド圧を有する
ポンプが必要である。又、第２図は上部よシ液を流すた
め、おもシな−しはそれ（こ相当するもの（・こて、金
属体が移動するのを防ぐ必要はないが、第１図、第３図
のようｔこして、溶解を行なう場合には、おもシないし
はそれに相当するもの（油圧、空気圧等）にて、めっき
液流による金属体の移動を防止する必要がある。この場
合のおもりないしはそれに相当するものの必要押え圧力
はＰ　（ｇ７Ｊ以上が確保されていれば充分である。

なお、第１図〜第３図の沈静槽はフィルターを通過した
微小の未溶解金属体を完全に溶解させるためのものであ
り、沈静槽を省き循環タンクを沈静槽のかわシとして併
用してもさしつかえない。

又第２図、第３図のＨ２除去槽は溶解槽内で発生したＨ
２を除去するための槽であシ、Ｈ２除去槽を省き沈静槽
又は循環タンクなＨ２除去槽として併用してもかまわな
い。

表３のテークは金属体の形状としては相当直径が１〜４
１＋＋＋＋Ｉφのもの（平均中心径２祁φ〕を使用し、
第１図、第２図及び第３図の装置を使用し、充てん量と
して、３００Ｋｇ（充てん高さ４０α〕を装填したもの
である。なお、第１．２．３図のテストては同一の結果
を得たため、その値を記した。

ところで、第４図のよう（こ、金属体が溶解されて減少
又はなくなったときに、新た（こ金属体を投入する必要
があるとき、あるい（はメッキが終了し溶解を継続する
必要がなく、途中で金属体を取シ出ずことが必要になっ
た時などのために、投入・取り出し等を簡易に行なうた
め、金属体製てん部分１５をカセット式にすることは操
業上きわめて便利である。

第１図〜第４図は金属体がほとんど動かないように固定
し、固定溶解槽にめっき液を流す方式を考えているが、
逆に金属体そのものを一定のスピ−１”ｉこて動かし、
相対流速を得る第５図、第６図のような方法があるが、
所定の相対流速が得られるのであれば、還元効率の向上
に対して何ら支障はない。

第５図は搬送用ロール（こて金属体（主（こ線状。

薄板状のもの９を一定スピードにて溶解槽内ｒこ搬入さ
せ、溶解させる方式てあり、高い相対流速が容易（こ得
られる。第６図はカセット式のかと【こ金属体を装填し
、溶解槽内て一定周速ｊこて回転させることにより相対
流速を確保しながら溶解する方式である。又、金属体自
身の自重１こて固定された状態て、めっき液を流し、相
対流速を高める方式も当然同じ効果がある。

なお、相当直径が０．５　ｍ＋ｎφ程度以下、望ましく
は０１咽φ以下の粉末状の金属体の場合）こば、比表面
積が大きいため、金属体が多孔質化される前（こ溶解さ
れてし丑うため、多孔質化の抑制に対して気を使う必要
はないが、比表面積が大きいことから溶解速度が高いた
め、Ｆｅ３＋イオンの金属体表面への供給が遅れがち（
こなシやすい。そのため、やはり高す相対流速下【こて
溶解させるほど還元効率が高いことは確実である。

（発明の効果〕 以上述べてきたごとぐ、本発明方法のようｔこ、２ｒ）
４ｏｚや以上の相対流速を確保しながら、鉄系又は鉄系
合金電気めっきのイオン補給を行なうこと（こより、初
期溶解時のみでなく平衡溶解時（こおいても、高い還元
効率が得られるため、めっき浴中のＦｅ３＋イオン濃度
を低位に維持することが容易となシ、ＦＣ″＋イオンの
弊害をカ・なシ減少させうる。加えて以下の（１）〜（
８）のような効果もある。

（１）　　Ｐｃ’＋イオン低減のためＣ・こイオン補給
還元以外の還元、例えば、電力を使用する電解還元法等
の負荷を大幅トこ軽減ないしはなくすことができる。

（２）　　溶解速度能力の向上により、イオン補給溶解
設備が縮小化できる。

（３）　　Ｈ２発生量の低減ｆこより、膨大なＩ−（□
爆発対策を軽減し得る。

（４）　　従来法に比べ溶解槽内の金属光てん量かより
容易に計測てきる。

（５）　溶解槽内ての金属体の移動Ｏこよる箔屑槽壁の
摩耗が減少できる。

（６）電気化学的によシ貴な金属との接触溶解効果が、
初期溶解時のみでなく、平衡溶解時にも効果が発揮され
る。

（７）　　金属体への超音波の印加、気体のパフリンク
は、水酸化物系皮膜の抑制につながるため、本発明方法
と併用すれば、より一層効果が高する。

（８）鉄−亜鉛合金め′）きｌ・こ限った場合、Ｆｃ　
−Ｚｎ合金めっき硫酸塩浴中へ、ポリオキシエチレン系
誘導体化合物又はポリオキシプロピレン系誘導体化合物
の１種又は２種以上を０．０１〜１０ｇ／′を添加され
た浴（こて、本発明方法を併用することにより、より一
層還元効率が高まシ、イオン補給還元のみで、低濃度に
Ｆｅ”＋イオンを維持することが可能となる。もちろん
、超音波の印加。

気体のパフリング、電気化学的（こ貴な金属との接触溶
解の１つ又は２つ以上の併用はよシ一層効果が高する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図及び第６図は
それぞれ本発明方法の一例を示す説明図、第７図は空塔
速度と相対流速と金属体逸散の関係を示す説明図表、第
８図は従来の金属体俗解法を示す説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）不溶性陽極を使用した鉄系又は鉄系合金電気めつ
   き操業において、イオン補給溶解を行なう際、めつき液
   に可溶な金属体とめつき液の相対流速を２０ｃｍ／ｓｅ
   ｃ以上にして、前記金属体を溶解することを特徴とする
   鉄系又は鉄系合金電気めつきのイオン補給方法。
2. （２）金属体のめつき液流による移動を抑制しつつ、溶
   解槽の少なくとも一方からめつき液を圧入することによ
   り、相対流速を２０ｃｍ／ｓｅｃ以上確保し、溶解する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の鉄系又は
   鉄系合金電気めつきのイオン補給方法。
3. （３）ポリオキシエチレン系誘導体化合物、ポリオキシ
   プロピレン系誘導体化合物の１種又は２種以上を合計量
   として０．０１−１０ｇ／ｌがめつき浴に添加された不
   溶性陽極を使用した鉄−亜鉛系合金電気めつき操業をす
   るにあたり、イオン補給溶解を行なう際、金属Ｆｅ、Ｚ
   ｎとめつき液の相対流速を２０ｃｍ／ｓｅｃ以上にして
   、前記金属体を溶解することを特徴とする鉄−亜鉛系合
   金電気めつきのイオン補給方法。