JPS63277799A - 金属の電解処理方法 - 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〕 本発明は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属を交流
又はパルス交番電流により、不溶性金属電極を用いて電
解処理する方法に関するものである。

〔従来技術と問題点〕

従来から、アルミニウム等の金属の化成処理を行う場合
、その前処理として金属表面のエツチング処理が行われ
ている０例えば、アルミニウムにおけるアルマイト処理
や、ステンレス鋼の着色処理の前処理として、金属表面
の附着物除去、表面の活性化並びに表面の粗化を目的と
してエツチングが行われる。このエツチング処理には、
大別してエツチング液への浸漬による化学エツチング法
と、液中にて電解的にエツチングを行う電解エツチング
法がある。電解エツチング法には、被処理物を陽極とし
て直流を通じてエツチングを行う方法と、被処理物に交
流又はパルス交番電流を通じて交流でエツチングを行う
方法の２種が知られている。最近では、エツチング後の
表面の均一性や、後処理加工等の点から、後者の交流エ
ツチング法が好んで使用される。

本発明は、このような交流又はパルス交番電流によるエ
ツチングを主とする電解処理に関するものであり、従来
より種々の方式が行われている。例えば、アルミニウム
の電解エンチング処理では通常、食塩水や塩酸など、塩
素イオンを含有するｐＨ・１〜８の電解浴において、対
極にグラファイト電極を使用し、電流密度１０〜１００
Ａ／ｄｍ”にて行う交流電解法が採用されている。この
方法は、良好なエツチング処理が可能であり、最も広く
行われているが、対極であるグラファイトの導電性が金
属のそれより悪いため、このような大電流の運転では、
電極を極めて厚く大きくする必要があり、装置が大型に
なるという欠点を有する。

又、グラファイトは、金属とは異なりもろいため、取扱
が不便であると共に、形状も自由にはならないという欠
点がある。更に、グラファイト電極は、一般に多孔質で
あるために、液吸収や電極内での電解反応があり、使用
中に表面からくずれていき、長期間の安定な使用が出来
ないばかりでなく、極間距離を大きく取らなければなら
ず、そのために電解電圧が高く、消費電力が増大すると
いう欠点を有する。

このような欠点を克服するために、耐食性金属であるチ
タンを代表とする弁金属を電極とする電解法が行われて
いる。この方法では、グラファイト電極の欠点である大
型であること、極間距離が大きいこと、消費電力が大き
いこと等は解消される。しかしながら、弁金属は、その
名に示すように、陽分極時にはその弁作用により、表面
に不（！Ｊｌ態膜を作って電気が流れにくくなり、陰分
極時には、容易に電気が流れるという、ある種の整流作
用がある。従って、この電極を交流や、パルス交番電流
電解に使用すると、陰陽のバランスが狂ってしまい、被
処理物に悪影響を及ぼす恐れがある。即ち、被処理物に
対しては陽分極が主となり、陰分極の割合が小さくなっ
てしまうと同時に、電流波形も狂わしてしまうという欠
点がある。

これらを解決するために、白金メッキチタン電極を使用
する電解処理法が知られている。

白金メッキチタン電極を使用する方法では陰°陽のバラ
ンスの点は良好であり、小型化、消費電力の減少等、問
題点は全て解決出来るように思われるが、実際には白金
自身が交流又はパルス交番電流に比較的弱いこと・並び
に電解反応が起こるため、陽極反応として、塩素イオン
を含む場合は、塩素及び酸素の発生があり、廃ガス処理
が必要なこと、又、陰極反応としての水素の発生はチタ
ン基体の水素脆性を招き、基体自身の破壊から、電極寿
命が短くなる等の欠点を有している。

〔発明の目的〕

本発明は、叙上の問題を解決するためになされたもので
、交流法による優れた金属の電解処理方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、交流又はパルス交番電流による金属の電解処
理方法において、対極としてルテニウム、イリジウム又
はロジウムの酸化物を含む被覆を設けた金属基体電極を
用いることを特徴とする電解方法である。

以下、本発明をより詳細に説明する。

本発明は、上記の白金族金属酸化物を含む酸化物からな
る触媒活性層を有する被覆型の不溶性金属電極は、交流
やパルス交番電流に使用した場合、これを対極として使
用すると対極側は電気は流れるが、実質的に電気化学反
応、即ち、陽分極時における酸素やハロゲン発生、陰分
極時の水素発生反応を起こさず、被処理物の電解処理の
みが出来ることを見出したことに基づくものである。

即ち、該対極は、電解時にコンデンサー的役割を果たし
、交流波形やパルス波形を大きく狂わすような効果は無
いため、被処理物に悪影響を与えることは無い。

このように、本発明の対極は通電のみに使用出来、そこ
での電気化学反応が起こらない。

従って、廃ガス処理は、基本的には不要となり、対極表
面には電解生成物が全く無いので、被処理物との距離を
極めて小さくすることが出来、装置的に極めてコンパク
トにすることが可能となる。又、対極で電解反応が生じ
ないので、耐食性の電極材料を使用すれば、その寿命は
半永久的である。

更に、ガス発生を伴わないので被処理物にガスの付着が
ないため、エツチングが全面にわたり均一に行われ、被
処理物の仕上がりも常に一定となるという優れた効果が
もたらされる。

本発明の対極として、金属基体上に白金族金属酸化物を
含む被覆を設けた電極が使用される。該白金族金属とし
ては、Ｒｕ、　ｒｒ及びＲｈの中から選択することが望
ましい。ＰＬは、酸化物が実用上不安定であり、むしろ
安定なｐｔ金金属なりやす（、効果が無い。Ｐｄは、本
発明のような使用条件では耐食性が全く無い。

上記３種の内でも、特に好ましいのはＲｕ及びＩｒであ
り、どちらもルチル型の安定な酸化物を作る。

これらの白金族金属酸化物のみの被覆を有する電極でも
十分に本発明の目的を達成できるが、更にこれに酸化物
として６配位の構造をとる、特に好ましくはルチル型酸
化物となる添加物を加えて、複合酸化物波ＩＷとするこ
とによって被覆層としても、より耐久性を増すと共に、
丈夫な被覆電極を作ることが出来る。これらの添加物質
の種類や量は、特に限定されるものではないが、好まし
くは周期律表、■族の５ｎＳＴｉ、、Ｚｒ５Ｈｆや■族
のＮｂ及びＴａである。これらは、いずれも６配位の酸
化物となるし、又、通常の熱的焼付法によって上記Ｒｕ
やＩｒと見掛は上、ルチル型固溶体酸化物の丈夫な被覆
を形成する。尚、白金族金属酸化物の量は、被覆中に１
０重＠ｔｚ以上含むことが望ましい。

これらの被覆層を有する電極の製造法は、従来の種々の
方法が通用出来、特に限定されるものではないが、例え
ば特公昭４８−３９５４号に記載の如く、被覆組成金属
成分の熱分解可能な塩を含む塗布液を金属基体上に塗布
して、空気等の酸化性雰囲気中で加熱し、熱分解的に基
体に焼付被覆する、いわゆる熱分解法が好適である。基
体金属は、各種のものが使用できるが、耐食性や経済性
を考慮すると、チタン、タングステン又はその合金が好
適である。特に、電解処理の液性がｐＨ＝０〜４の強酸
性では、Ｗ又はＷ合金、ｐＨ＝ｔ〜１０では、Ｔｉ又は
Ｔｉ合金が望ましい。

適用される交流又はパルス交番電流の周波数は、電解処
理を効果的に行うため、ある程度大きいことが必要であ
る。一般に、２０Ｈ２以上を要するが、望ましくは３０
Ｈ２以上である。

従って、通常の交流である５０又は６０　ＩＩ　Ｚでは
全く問題がない。又、パルス交番電流の場合、陰陽の比
が約ｌ：１であれば、矩形波、三角波等、いずれの波形
でも適用である。

以上のように、電極及び交流等を適宜選定し、他は従来
の電解液や電解条件を適用することによって、金属の電
解処理を効果的に安定して行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明を限定するものではない。

去鳳炭−よ 市販のチタン板表面をブラスト処理後、酸洗して基体を
準備した。塗布液としてＲｕ；Ｔａ−６５：３５　（重
量比）からなるＲｕとＴａの塩酸水溶液を作り、上記チ
タン基体にブラシにて塗布した。乾燥後、５００℃の空
気を流したマツフル炉中で１５分間加熱した。この操作
を１０回繰り返して、Ｒｕとして１０ｇ７ｍ”含むＲｕ
−Ｔａ酸化物のルチル型酸化物を被覆した電極を得た。

この電極を対極として、飽和食緻末中でアルミニウム板
を被処理材として周波数５０１）２の交流を印加して、
電流密度１００Ａ／ｄｍ”にて電解処理を行った。食塩
水の温度は９０℃であった。

対比用として、この対極の代わりにグラファイト板、チ
タン板並びに白金メッキチタン板を用いて同条件で電解
を行った。電解液は濾過しながら循環した。被処理材の
電解処理を約１０分間行い、順次被処理材を交換しなが
ら２４時間電解処理を行い、得られた結果を表−１示す
。

（以下余白） 表−１の結果に示す通り、本発明により被処理材ＡＩの
均一なエツチング処理をガス発生なしに安定して行うこ
とが出来る。これに対して、対極としてグラファイトを
使用した場合、電極の部分的崩壊が起こり、又、チタン
を使用した場合、対極表面に水素化チタンの黒色化合物
が生成して電極の崩れが起こり、いずれも操業が不安定
で被処理材＾ｌの均一な処理が達成されない。

更に、ｐｔメッキＴｉ対極の場合、ガス発生を伴う上、
初期電圧が高く、更に、数時間で摺電圧が上昇し、安定
な操業が困難となる。

〔発明の効果〕

本発明は、対極としてＲｕ５Ｉｒ又はＲｈの酸化物を含
む被覆を設けた金属基体電極を用いるので、Ａｌ、ステ
ンレス鋼等の金属の交流又はパルス交番電流による均一
な電解処理を、ガス発生なしに長期間安定して行うこと
ができる。

又、実質的に対極での電解反応がないので、発生ガス処
理装置が不要となり、且つ、対極を被処理物の間隔を短
縮できるので、消費′醪力の低減化及び装置の小型化が
達成できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）交流又はパルス交番電流による金属の電解処理方
   法において、対極としてルテニウム、イリジウム又はロ
   ジウムの酸化物を含む被覆を金属基体上に設けた電極を
   用いることを特徴とする金属の電解処理方法。
2. （２）交流又パルス交番電流の周波数を２０ＨＺ以上と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載の方法。
3. （３）交流又パルス交番電流の電流密度を１０〜２００
   Ａ／ｄｍ＾２とする特許請求の範囲第（１）項に記載の
   方法。
4. （４）金属基体をチタン、タングステン又はその合金と
   する特許請求の範囲第（１）項に記載の方法。