KR20150015674A - Electrode and Manufacturing Method thereof for preventing Pin Hole - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electrode for preventing the creation of pin holes and to a manufacturing method thereof. The method of manufacturing an electrode for preventing pin holes according to an aspect of the present invention includes the steps of (a) forming a first plating film of platinum materials on the surface of a base made from titanium (Ti) materials; (b) polishing the surface of the first plating film; (c) forming a second plating film of platinum materials on the polished plating film; (d) and polishing the surface of the second plating film, wherein the second plating film is formed to have at least one layer in step (c), and the surface of the plating film in an each layer can be polished in step (d).

Description

핀 홀 방지를 위한 전극 및 그 전극 제조 방법{Electrode and Manufacturing Method thereof for preventing Pin Hole}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electrode for preventing pin holes,

본 발명은 전해조와 같은 전기분해 장치 등에 사용되는 불용성 전극Dimentionally Stable Anode: DSA)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핀 홀이 생기는 것을 방지하기 위한 전극 및 그 전극의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an insoluble electrode dimensionally stable anode (DSA) used in an electrolytic apparatus such as an electrolytic cell, and more particularly to an electrode for preventing pinholes from occurring and a method of manufacturing the electrode.

물의 가수분해 원리는 100여년 정도의 역사를 가지고 있을 정도로 일반화되어진 원리이다. 초기의 1조식(One Compartment Cell System)은 소량의 전해질(Electrolyte)을 첨가한 물에 양극(+)과 음극(-) 2개의 전극만을 사용하여 전기분해수를 얻어내었다. The principle of hydrolysis of water has been generalized to a degree of about 100 years. In the first compartment cell system, electrolyzed water was obtained by using only positive electrode (+) and negative electrode (-) in water containing a small amount of electrolyte.

이후 이온교환막(Ion Exchange Membrane)의 개발과 함께 특성화된 개별(2종) 전해수의 생성을 목적으로 도 1에 도시된 바와 같은 2조식(Two Compartment Cell System) 장비가 개발되었고, 최근에는 도 2에 도시된 바와 같은 3조식 전해조가 개발되어 사용되고 있다.A two-compartment cell system as shown in FIG. 1 has been developed for the purpose of developing an ion exchange membrane (Ion Exchange Membrane) and producing individualized (two kinds) electrolytic water. Recently, A three-bath electrolytic cell as shown in the drawing has been developed and used.

도 2는 3조식 전해조의 기본적인 구조 및 원리를 설명하기 위한 도면으로, (a)는 3조식 전해조의 기본적인 구조 및 전기분해수의 생성 원리를 설명하기 위한 도면이고, (b)는 3조식 전해조에서의 전해질 및 전기분해수의 기본적인 순환계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining the basic structure and principle of a 3-bath electrolytic cell, wherein (a) is a view for explaining the basic structure of a 3-bath electrolytic cell and the principle of generating electrolyzed water, (b) Fig. 3 is a view for explaining the basic circulation system of the electrolytic water and the electrolytic water of Fig.

3조식 전해조는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 원수를 전해조에 공급하여 직수식으로 통과시키는 형태의 전기분해 장치이다. 점선으로 표시된 부분은 전기분해를 원활하게 진행시키기 위한 전해질의 순환시스템으로, 중간실에 투입된 전해질이 양쪽실로 전기분해되어 이동하게 되며, 이에 따라 양쪽실에서 산성산화수와 알카리성환원수를 생성하게 된다. 이 때 양극(Anode)쪽에서는 산성산화수가 음극(cathode)쪽에서는 알카리성환원수가 생성되게 되는데, NaCl을 전해질로 사용할 경우 산성산화수는 강력한 살균력을 가지고 있으며, 알카리성환원수는 강력한 세정력과 함께 pH농도가 강할 경우 강한 살균력도 갖게 된다. 또한 중간실에 첨가되는 전해질의 종류에 따라 생성되는 전기분해수의 성질도 다르게 되며, 첨가되는 전해질의 종류에 따라 전해시스템의 사양도 변하게 된다.The three-bath electrolytic cell is an electrolytic device in which raw water is supplied to an electrolytic cell and passed through a direct-current type as shown in Fig. 2 (b). The dotted line is an electrolytic circulation system for facilitating electrolysis. The electrolytes introduced into the intermediate chamber are electrolyzed and moved to both chambers, thereby producing acidic oxidized water and alkaline reduced water in both chambers. In this case, acidic oxidized water is generated at the cathode side and alkaline reducing water is generated at the cathode side. When NaCl is used as the electrolyte, acidic oxidized water has a strong sterilizing power. Alkaline reduced water has strong washing power and strong pH If you have strong sterilizing power. Also, the properties of the electrolyzed water produced vary depending on the type of the electrolyte added to the intermediate chamber, and the specification of the electrolytic system changes depending on the type of the electrolyte to be added.

전술한 바와 같이 전해조는 전기분해를 위한 전극이 사용되고 있고, 일반적으로 전해조용 전극은 티타늄(Ti)에 백금(Pt)을 도금한 불용성 전극을 사용할 수 있다. As described above, an electrode for electrolysis is used in the electrolytic cell. Generally, an electrode for electrolytic cell can be an insoluble electrode plated with platinum (Pt) in titanium (Ti).

그러나 기존의 전해조용 전극은 백금 피막에 다수의 핀 홀(Pin Hole)이 형성되어 티타늄 베이스가 노출되는 단점이 있으며, 이러한 핀 홀로 인해 전해조 내에서의 전기 분해 동작 시 수소 취화(Hydrogen Embrittlement) 현상 등이 발생하여 전극에 균열이 발생하고, 이로 인해 결국 전극의 수명이 급격히 저하되는 문제점이 있었다. However, the conventional electrolytic electrode has disadvantages in that a large number of pin holes are formed in the platinum film and the titanium base is exposed. Due to the pinhole, the hydrogen embrittlement phenomenon And cracks are generated in the electrodes. As a result, there is a problem that the lifetime of the electrodes is rapidly lowered.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 핀 홀이 생기는 것을 방지하기 위한 전극 및 그 전극의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and its object is to provide an electrode for preventing occurrence of pinholes and a method of manufacturing the electrode.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 핀 홀 방지를 위한 전극 제조 방법은, (a) 티타늄(Ti) 재질의 베이스 판 상에 백금족 재질의 제1 도금막을 형성하는 단계; (b) 상기 제1 도금막의 표면을 연마하는 단계; (c) 상기 연마된 제1 도금막 상에 백금족 재질의 제2 도금막을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 제2 도금막의 표면을 연마하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode for preventing pinholes, the method comprising: (a) forming a first plated metal film of a platinum group material on a base plate made of titanium; (b) polishing the surface of the first plated film; (c) forming a second plated film of platinum group material on the polished first plated film; And (d) polishing the surface of the second plated film.

본 발명의 다른 측면에 따르면 상기 단계 (c)는 상기 제2 도금막을 적어도 1층 이상으로 형성하고, 상기 단계 (d)는 각 층의 도금막의 표면을 연마할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the step (c) may form at least one layer of the second plated film, and the step (d) may polish the surface of the plated film of each layer.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따른 핀 홀 방지를 위한 전극은, 티타늄(Ti) 재질의 베이스 판; 상기 베이스 판의 표면상에 형성된 백금족 재질의 제1 도금막; 및 상기 1차 도금막의 표면상에 형성된 백금족 재질의 제2 도금막을 포함할 수 있고, 상기 제2 도금막은 적어도 1층 이상으로 형성되고, 상기 각 층의 도금막의 표면 및 상기 제1 도금막의 표면은 편평하게 형성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electrode for preventing pinholes, comprising: a base plate made of titanium; A first plated metal film of a platinum group material formed on a surface of the base plate; And a second plated film of a platinum group material formed on the surface of the primary plated film, wherein the second plated film is formed of at least one layer, and the surface of the plated film of each layer and the surface of the first plated film It can be formed flat.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 다양한 측면에 따르면, 백금족의 도금막이 다층으로 형성되므로 각 층이 도금막에 형성된 핀 홀이 다른 층의 도금막에 의해 커버되어 티나늄 베이스 판이 노출되는 것을 방지한다. 따라서, 본 발명의 전극을 전해조에 사용할 경우 전해조 내에서의 전기 분해 동작 시 기존에 발생하였던 수소 취화(Hydrogen Embrittlement) 현상 등을 방지하여 전극의 수명을 현저히 향상시키는 효과가 있다. As described above, according to various aspects of the present invention, since the platinum films of the platinum group are formed in multiple layers, the pin holes formed in the plated films of the respective layers are covered with the plated films of the other layers to prevent the tinned base plate from being exposed. Accordingly, when the electrode of the present invention is used in an electrolytic cell, the hydrogen embrittlement phenomenon that has occurred in the electrolytic operation in the electrolytic cell is prevented, and the lifetime of the electrode is remarkably improved.

도 1은 일반적인 2조식 전해조 장비를 설명하기 위한 도면이다.
도 2의 (a)는 3조식 전해조의 기본 적인 구조 및 전기분해수의 생성 원리를 설명하기 위한 도면이고, (b)는 3조식 전해조에서의 전해질 및 전기분해수의 기본적인 유로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핀 홀 방지를 위한 전극 제조 방법을 설명하는 공정 단면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핀 홀 방지를 위한 전극의 단면도이다.FIG. 1 is a view for explaining a general two-bath electrolytic apparatus.
Fig. 2 (a) is a view for explaining the basic structure of a three-bath electrolyzer and the principle of generating electrolyzed water, Fig. 2 (b) is a view for explaining a basic flow path of electrolytes and electrolyzed water in a three- to be.
3 is a process cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an electrode for pinhole prevention according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an electrode for pin hole prevention according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하였다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals are used to denote like elements throughout the drawings, even if they are shown in different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핀 홀 방지를 위한 전극 제조 방법을 설명하는 공정 단면이다.3 is a process cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an electrode for pinhole prevention according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 티타늄(Ti) 재질의 베이스 판(100)을 형성 또는 제공하고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 베이스 판(100)의 표면 상에 백금족 재질의 제1 도금막으로서의 1차 도금막(210)을 전기 도금법 등을 사용하여 형성한다. 이때 1차 도금막(210)의 표면은 편평하지 않고 거칠며 그 1차 도금막(210)에는 다수개의 핀 홀(210a)이 발생할 수 있다.3 (a), a base plate 100 made of titanium (Ti) is formed or provided, and as shown in FIG. 3 (b), on the surface of the base plate 100, A primary plating film 210 as a first plating film made of a material is formed by an electroplating method or the like. At this time, the surface of the primary plating film 210 is not flat, but rough, and a plurality of pin holes 210a may be formed in the primary plating film 210.

이어 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 1차 도금막(210)의 거친 표면을 기계적 연마 또는 화학적 연마 등의 방법을 통하여 편평하게 형성한다.3 (c), the rough surface of the primary plating film 210 is formed flat by a method such as mechanical polishing or chemical polishing.

이어 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 그 연마된 1차 도금막(210)의 표면 상에 백금족 재질의 제2 도금막으로서의 2차 도금막(220)을 전기 도금법을 사용하여 형성한다. 이때 2차 도금막(220)의 표면은 편평하지 않고 거칠며, 그 2차 도금막(220)에는 다수개의 핀 홀(220a)이 발생할 수 있으나, 1차 도금막(210)에 형성된 핀 홀(210a)을 2차 도금막(220)이 위에서 커버하고 2차 도금막(220)에 형성된 핀 홀(220a)을 1차 도금막(210)이 아래에서 커버하므로, 핀 홀(210a,220a)로 인해 베이스 판(100)의 표면이 노출되는 것을 방지할 수 있다.Then, as shown in FIG. 3 (d), a secondary plating film 220 as a second plating film of a platinum group material is formed on the surface of the polished primary plating film 210 by using an electroplating method. At this time, the surface of the secondary plating film 220 is not flat and rough, and a plurality of pin holes 220a may be formed in the secondary plating film 220. However, the pin holes 210a Because the primary plating film 210 covers the pin holes 220a formed in the secondary plating film 220 from the top and the secondary plating film 220 covers the top of the secondary plating film 220, It is possible to prevent the surface of the base plate 100 from being exposed.

이어 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이 2차 도금막(220)의 거친 표면을 기계적 연마 또는 화학적 연마 등의 방법을 통하여 편평하게 형성한다.3 (e), the rough surface of the secondary plating film 220 is formed flat by a method such as mechanical polishing or chemical polishing.

본 발명의 실시예에 따른 전극은 도 3의 (a) 내지 (e)의 공정을 통해 설명한 바와 같이 제2 도금막으로서의 2차 도금막(220)을 제1 도금막으로서의 1차 도금막(210)의 표면위에 중첩 형성하여 완성할 수 있으나, 제1 도금막 위에 형성되는 제 2 도금막을 1개 층의 도금막(220) 형성에 그치지 않고 다층의 도금막으로 형성하면, 핀 홀의 커버를 더욱 완벽하게 할 수 있다. The electrode according to the embodiment of the present invention is formed by forming the secondary plating film 220 as the second plating film as the primary plating film 210 (first plating film) as the first plating film However, if the second plated film formed on the first plated film is formed of a multilayered plated film not only in the form of a single plated film 220, .

따라서, 도 3의 (f)에 도시된 바와 같이 연마된 2차 도금막(220)의 표면 상에 백금족 재질의 제2 도금막으로서의 3차 도금막(230)을 전기 도금법을 사용하여 형성할 수 있고, 도 3의 (g)에 도시된 바와 같이 3차 도금막(220)의 거친 표면을 기계적 연마 또는 화학적 연마 등의 방법을 통하여 편평하게 형성할 수 있다. 이때 3차 도금막(220)에도 다수개의 핀 홀(230a)이 발생할 수 있으나, 2차 도금막(220)에 형성된 핀 홀(220a)을 3차 도금막(230)이 위에서 커버하고 3차 도금막(230)에 형성된 핀 홀(230a)을 2차 도금막(220)이 아래에서 커버하므로, 핀 홀로 인해 베이스 판(100)의 표면이 노출되는 것을 방지할 수 있다.3 (f), a tertiary plating film 230 as a second plating film of platinum group material can be formed on the surface of the polished secondary plating film 220 by using an electroplating method 3 (g), the rough surface of the tertiary plated film 220 can be formed flat by a method such as mechanical polishing or chemical polishing. A plurality of pinholes 230a may be formed in the third plating layer 220. The pinholes 220a formed in the second plating layer 220 may be coated on the third plating layer 230, The secondary plating film 220 covers the pinhole 230a formed in the film 230 so that the surface of the base plate 100 can be prevented from being exposed due to the pinhole.

전술한 바와 같이 제1 도금막(210)위에 형성되는 제2 도금막(220,230)은 해당 도금막의 두께 및 핀 홀 발생 수 등을 고려하여 적어도 1층 이상의 도금막(220,230)으로 형성할 수 있다.As described above, the second plated films 220 and 230 formed on the first plated film 210 may be formed of at least one plated film 220 or 230 in consideration of the thickness of the plated film, the number of generated pinholes, and the like.

참고로, 도 3의 (a) 내지 (g)를 보면 베이스 판(100)의 일면 위에 제1 도금막(210)과 제2 도금막(220,230)이 차례로 층층이 형성된 것을 도시하고 있으나, 이 것은 설명의 편의를 위한 것이고, 실질적으로는 도 4에 도시된 바와 같이 베이스 판(100)의 전체 표면 상에 제1 도금막(210)과 제2 도금막(220,230)을 포함하는 다층의 백금족 도금막(200; 201,220,230)이 차례로 형성될 수 있다.3 (a) to 3 (g), the first plated film 210 and the second plated films 220 and 230 are sequentially formed on one surface of the base plate 100. However, A plurality of platinum group plated films of a plurality of layers including a first plated film 210 and a second plated films 220 and 230 are formed on the entire surface of the base plate 100 as shown in FIG. 200, 201, 220, and 230 may be formed in this order.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 핀 홀 방지를 위한 전극의 단면도로, 도 3의 (a) 내지 (g)의 과정을 거쳐 완성된 전극의 단면도를 나타낸다.FIG. 4 is a cross-sectional view of an electrode for preventing pinholes according to an embodiment of the present invention, and shows a cross-sectional view of the electrode completed through the process of FIGS. 3 (a) to 3 (g).

본 발명의 일 실시예에 따른 핀 홀 방지를 위한 전극은, 도 4에 도시된 바와 같이 티타늄(Ti) 재질의 베이스 판(100)과, 그 베이스 판(100)의 표면상에 형성된 백금족 재질의 1차 도금막(210), 및 1차 도금막(210)의 표면상에 형성된 백금족 재질의 2차 도금막(220)을 포함할 수 있고, 2차 도금막(220)의 표면상에 형성된 백금족 재질의 3차 도금막(220)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the electrode for pin hole prevention according to an embodiment of the present invention includes a base plate 100 made of titanium (Ti), a base plate 100 made of a platinum group material formed on the surface of the base plate 100 The first plating layer 210 and the second plating layer 220 formed on the surface of the secondary plating layer 220 may be formed on the surface of the secondary plating layer 220, And may further include a third plating layer 220 made of a material.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 베이스 판
200: 백금족 재질의 다층 도금막
210: 1차 도금막
210a: 1차 도금막의 핀 홀
220: 2차 도금막
220a: 2차 도금막의 핀 홀
230: 3차 도금막
230a: 3차 도금막의 핀 홀100: base plate
200: Platinum-plated multi-layer plated film
210: primary plating film
210a: Pin hole of the primary plating film
220: Secondary plating film
220a: Pin hole of the secondary plating film
230: tertiary plating film
230a: pin hole of the third plated film

Claims (6)

(a) 티타늄(Ti) 재질의 베이스 판 상에 백금족 재질의 제1 도금막을 형성하는 단계;
(b) 상기 제1 도금막의 표면을 연마하는 단계;
(c) 상기 연마된 제1 도금막 상에 백금족 재질의 제2 도금막을 형성하는 단계; 및
(d) 상기 제2 도금막의 표면을 연마하는 단계를 포함하는 핀 홀 방지를 위한 전극 제조 방법.(a) forming a first plated film of a platinum group material on a base plate made of titanium (Ti);
(b) polishing the surface of the first plated film;
(c) forming a second plated film of platinum group material on the polished first plated film; And
(d) polishing the surface of the second plated film. 제1항에 있어서,
상기 단계 (c)는 상기 제2 도금막을 적어도 1층 이상으로 형성하고, 상기 단계 (d)는 각 층의 도금막의 표면을 연마하는 것을 특징으로 하는 핀 홀 방지를 위한 전극 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step (c) comprises forming at least one layer of the second plating film, and the step (d) polishing the surface of the plated film of each layer. 제1항에 있어서,
상기 연마는 기계적 연마 및 화학적 연마 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 핀 홀 방지를 위한 전극 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the polishing comprises at least one of mechanical polishing and chemical polishing. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 도금막의 형성은 전기 도금법을 사용하는 것을 특징으로 하는 핀 홀 방지를 위한 전극 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first and second plated films are formed by an electroplating method. 티타늄(Ti) 재질의 베이스 판;
상기 베이스 판의 표면상에 형성된 백금족 재질의 제1 도금막; 및
상기 1차 도금막의 표면상에 형성된 백금족 재질의 제2 도금막을 포함하는 핀 홀 방지를 위한 전극.A base plate made of titanium (Ti);
A first plated metal film of a platinum group material formed on a surface of the base plate; And
And a second plating film of a platinum group material formed on the surface of the primary plating film. 제5항에 있어서,
상기 제2 도금막은 적어도 1층 이상으로 형성되고, 상기 각 층의 도금막의 표면 및 상기 제1 도금막의 표면은 편평하게 형성된 것을 특징으로 하는 핀 홀 방지를 위한 전극.6. The method of claim 5,
Wherein the second plating film is formed of at least one layer, and the surface of the plating film of each layer and the surface of the first plating film are flatly formed.
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