KR20010071074A - 알칼리성 아연 니켈 배드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알칼리성 아연 니켈 배드에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 애노드는 알칼리성 아연 니켈 전기 도금조에서 원치 않는 이차 반응을 피하기 위해 알칼리성 전해질로부터 분리된다.

Description

알칼리성 아연 니켈 배드 {ALKALI ZINC NICKEL BATH}

전도성 공구가 그것의 내식성을 개선시키기 위해 아연 니켈 합금으로 코팅된다는 것이 공지되어 있다. 여기서, 공지된 방식으로 예컨대 술페이트-, 클로라이드-, 플루오로우프로메이트- 또는 술파메이트-전해질을 갖는 산성 전해질 배드가 사용된다. 이러한 방법에 있어서, 코팅될 공구에서 아연 니켈 코팅의 균일한 두께를 달성하기 위해 조절 기술적으로 매우 복잡하고 실제로는 거의 불가능하다.

이러한 이유로, 최근에는 독일 특허 공보 제 37 12 511호에 공지된 알칼리성 아연 니켈 전기 도금조가 사용되며, 상기 전기 도금조는 예컨대 하기 화합물을 갖는다. 즉,

11.3 g/l ZnO

4.1 g/l NiSO₄*6H₂O

120 g/l NaOH

5.1 g/l 폴리에틸렌이미트

전기 도금조에 포함된 아민은 니켈 이온을 위한 착물 형성제로서 사용되며, 상기 니켈 이온은 알칼리성 매체에서 불용해성을 띈다. 배드의 조성은 제조자에 따라 변한다.

전기 도금조는 통상적으로 불용해성 니켈 애노드에 의해 작동된다. 아연 농도는 아연의 첨가에 의해, 그리고 니켈 농도는 니켈 용액, 예컨대 니켈 술페이트 용액의 첨가에 의해 일정하게 유지된다.

그러나, 이러한 배드는 몇 시간 후 블루 바이올렛에서 갈색으로 색이 변한다. 작동된 지 며칠 또는 몇주후에 이러한 착색은 강화되어, 배드의 분리가 두 단계로 정해질 수 있다. 상부 단계는 암갈색이다. 이러한 단계는 예컨대 불균일한 층 두께 또는 기포와 같이, 공구의 코팅을 방해하는 요소로 작용한다. 따라서, 배드의 연속적인 세정, 즉 이러한 층에서 생성된 거품의 연속적인 제거는 불가피하다. 그러나, 이는 많은 시간과 비용을 요구한다.

또한 작동된 지 몇주후에 배드 내에 시안 화물이 검출될 수 있다. 시안 화물의 충전은 배드의 규칙적인 복구 및 특별한 폐수 처리를 요구하며, 상기 폐수 처리는 배드의 작동 비용에 상당한 영향을 끼친다. 그럴수록 더, 폐수가 매우 높은 유기물 농도를 가지고 대략 15.000 내지 20.000 mg/l의 CSB 값에 의해 시안 화물을 소독하는 것이 어렵게 될 수 있다. 입법 기관에 의해 정해진 폐수 값(니켈 0.5 ppm, 아연 2 ppm)을 준수하는 일은 화학 약품의 대량 첨가에 의해서만 가능한 것이 아니다.

제 2 단계의 형성은 아민의 반응에 의한 결과이며, 상기 아민은 니켈 애노드에 대한 알칼리성 용해시 니트리트(특히 시안 화물)로 반응된다. 또한 아민의 분해에 의해 배드에는 새로운 착물 형성제가 연속적으로 첨가되며, 이에 따라 프로세스의 비용은 매우 높아진다.

니켈 애노드와 다른 애노드는 사용될 수 없다. 왜냐하면, 이는 코팅의 질에 대해 불리한 영향을 미치는 알칼리성 전해질에 용해되기 때문이다.

본 발명은 애노드, 캐소드 및 알칼리성 전해질에 의한 아연 니켈 코팅을 제공하기 위한 전기 도금조에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 도금조의 개략적인 구조.

본 발명의 목적은 높은 품질의 아연 니켈 코팅을 저렴한 비용으로 공급하는 알칼리성 아연 니켈 전기 도금조를 제공하는데 있다.

상기 목적은 애노드가 이온 교환막에 의해 알칼리성 전해질로부터 분해됨으로써 달성된다.

이러한 분리에 의해 니켈 애노드에 대한 아민의 반응은 피해짐으로써, 원치 않은 이차 반응이 나타나지 않는다. 상기 이차 반응은 폐기 문제를 제공하고 배드에서 중단된 반응 생산품의 제 2 단계를 가져오고, 그리고 아연 니켈 코팅의 품질에 나쁜 영향을 미친다. 이러한 층에서 생성되는 거품의 제거 및 배드의 복구는 본 발명에서는 불필요하다. 또한 코팅의 높은 품질 개선이 왜곡될 수 있다.

퍼플루오르화된 중합체로 이루어진 양이온 교환막을 사용하는 것이 특히 바람직한 것으로 증명된다. 왜냐하면, 상기 막은 약한 전기 저항을 갖지만, 높은 화학 및 기계적 저항 능력을 갖기 때문이다.

또한 폐수의 시안 화물 중독 작용이 생략됨으로써, 전체 폐수 정화는 상당히 간소화된다. 또한 전해질을 착물 형성제로 채울 필요는 없다. 왜냐하면, 전해질은 더이상 분해되지 않고 배드에서의 전해질 농도는 거의 일정하게 유지되기 때문이다. 따라서, 상기 방법은 매우 저렴한 비용으로 이루어진다.

아연 니켈 배드는 본 발명에 따라 캐소드액으로서 작용한다. 애노드액으로서 예컨대 황산 또는 인산이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 전기 도금 셀에서, 애노드 재료로는 예컨대 백금화된 티탄-애노드와 같은 통상적인 애노드가 사용된다. 왜냐하면, 이러한 애노드는 더이상 염기성 아연 니켈 배드에 노출되지 않기 때문이다.

본 발명은 도면에 도시된 하기 실시예에 의해 더 자세히 설명된다.

도 1에는 코팅될 공구에 사용될 애노드(2) 및 캐소드(3)를 갖는 전기 도금셀(1)이 도시된다. 애노드를 둘러싸는 캐소드액(4)은 알칼리성이고 공지된 화합물의 아연 니켈 전기 도금조로 이루어지며, 니켈 이온을 위한 착물 형성제로는 아민이 사용된다. 상기 애노드(2)를 둘러싸는 애노드액(5)은 예컨대 황산 또는 인산으로 이루어질 수 있다. 상기 애노드액(5) 및 캐소드액(4)은 퍼플루오르화된 양이온 교환막(6)에 의해 서로 분리된다. 상기 막(6)은 배드를 통한 원활한 전류 전도를 가능하게 하지만, 캐소드액(4), 특히 상기 캐소드액(4)에 함유된 아민이 애노드(2)에 접촉되는 것을 방해한다. 따라서, 불리한 효과를 포함한, 본 명세서의 서문에 상세하게 기술된 반응은 피해진다.

Claims (4)

1. 애노드(2) 및 캐소드(3)에 의한 아연 니켈 코팅을 제공하기 위한 알칼리성 전기 도금조(1)에 있어서,

   애노드가 이온 교환막(6)에 의해 알칼리성 전해질로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 전기 도금조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 캐소드(3)가 퍼플루오르화된 양이온 교환막(6)에 의해 알칼리성 전해질(4)로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 전기 도금조.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   애노드액(5)으로서 황산, 인산, 메탄술폰산, 아미도술폰산 및/또는 포스폰산이 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 도금조.
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   백금화된 티탄 애노드가 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 도금조.