WO2015198958A1 - バスケット型アノード - Google Patents

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WO2015198958A1
WO2015198958A1 PCT/JP2015/067588 JP2015067588W WO2015198958A1 WO 2015198958 A1 WO2015198958 A1 WO 2015198958A1 JP 2015067588 W JP2015067588 W JP 2015067588W WO 2015198958 A1 WO2015198958 A1 WO 2015198958A1
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WO
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type anode
less
basket
plating
mesh member
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PCT/JP2015/067588
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上仲 秀哉
教太 白澤
山口 博幸
裕太 大六野
秀徳 難波
Original Assignee
新日鐵住金株式会社
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Publication date
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    • C25D7/06Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614Strips or foils

Definitions

  • the present invention relates to a basket type anode used for electrolytic plating of a steel strip.
  • a box-shaped basket type anode In the electrolytic plating in which the surface of the steel strip is continuously plated, a box-shaped basket type anode is widely used.
  • the front surface facing the steel strip in the plating bath is constituted by a mesh member (lass) and accommodates the plating raw material grains.
  • the plating raw material grains in the basket type anode are electrolyzed and ionized, and the metal ions are guided to the surface of the steel strip to form plating.
  • the main body and the net-like member of the basket type anode are made of pure Ti (pure titanium) because corrosion resistance is required.
  • the mesh member If the mesh member is severely damaged, the possibility of leakage of plating raw material grains from the basket type anode increases. If the plating raw material grains leak out, the amount of the plating raw material grains in the basket type anode rapidly decreases, and the amount of metal ions in the plating bath varies. Moreover, the plating raw material grains leaking into the plating bath may be caught in a roller that conveys the steel strip. Such a situation causes a deterioration in the quality of the plated steel sheet.
  • Patent Document 1 Japanese Utility Model Publication No. 4-37907 (Patent Document 1) and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-89148 (Patent Document 2), the mesh member is inadvertently corroded by insulating the mesh member from the anode body.
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-89148
  • Patent Document 1 describes a basket type anode having an improved structure for attaching a mesh member to an anode body.
  • the mesh member is attached to the anode main body portion via an insulating material.
  • Patent Document 2 describes a basket type anode in which the structure of the mesh member itself is improved.
  • an Al 2 O 3 (alumina) insulating film is formed on the surface of a mesh member, and this insulating film is sealed with a PTFE (polytetrafluoroethylene) film.
  • the object of the present invention is to provide a basket type anode having the following characteristics: To improve the life of the mesh member.
  • a basket-type anode is a basket-type anode that contains plating raw material grains in a plating bath and is used for electrolytic plating of a steel strip,
  • the said basket type anode is equipped with the mesh member made from Ti arrange
  • the platinum group element content is preferably 0.01% to 0.15% by mass%.
  • the mesh member may further contain one or more of Ni and rare earth elements.
  • the Ni content is preferably 0.2% to 1.0% by mass
  • the rare earth element content is preferably 0.0005% to 0.020% by mass.
  • impure elements by mass%, Fe: 0.3% or less, O: 0.35% or less, C: 0.18% or less, H: 0.015% or less, N: 0 0.03% or less, Al: 0.3% or less, Cr: 0.2% or less, Zr: 0.2% or less, Nb: 0.2% or less, Si: 0.02% or less, Sn: 0.2 % Or less, Mn: 0.01% or less, Co: 0.35% or less, and Cu: 0.1% or less may be contained in total of 0.6% or less.
  • the anode can be used for electrolytic plating in which the plating raw material grains are Ni grains. Further, the anode can be used for electrolytic plating in which the plating bath is a watt bath.
  • the basket type anode of the present invention has the following remarkable effects: The life of the mesh member can be improved.
  • FIG. 1 is a front view of a basket type anode.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view along the vertical direction of the basket type anode.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a test apparatus used in the basic test for the corrosion resistance investigation.
  • the inventors of the present invention have studied the cause of the net member made of pure titanium corroding and causing the breakage of the mesh member in the operation of electroplating for supplying a large current to the main part of the basket type anode, and the improvement measures.
  • the examination was performed by taking electrolytic Ni plating, which is a typical example of electrolytic plating, as an example.
  • electrolytic Ni plating the plating raw material grains are Ni grains, and a watt bath is adopted as the plating bath.
  • FIG. 1 is a front view of a basket type anode.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view along the vertical direction of the basket type anode.
  • white arrows indicate the flow of current supplied to the main body of the basket type anode.
  • the basket type anode 1 is immersed in a plating bath 11, accommodates the plating raw material grains 10 in the plating bath 11, and is used for electrolytic plating on the steel strip 12.
  • the basket-type anode 1 has a box shape with an open upper surface, and includes an anode main body 2 and a mesh member 3 constituting the front surface.
  • the net member 3 is disposed in the plating bath 11 so as to face the steel strip 12.
  • Plating raw material grains 10 are filled in the internal space of the basket type anode 1.
  • the anode body 2 includes a back plate 2a, a pair of side plates 2b and 2c on the left and right sides, and a bottom plate 2d.
  • a bus bar 2e for supplying current to the anode main body 2 is provided on the upper portion of the back plate 2a.
  • the mesh member 3 is attached to the front surface side of the anode main body 2 having such a configuration. Specifically, a plurality of support columns 4 protrude forward from the back plate 2a.
  • the mesh member 3 is addressed to the front end of each column 4, and the pressing plate 5 is addressed to the mesh member 3 at the position of each column 4.
  • the holding plate 5 is fastened to each column 4 by bolts 6. As a result, the mesh member 3 is held on the front side of the anode main body 2 in a state of being sandwiched between each support column 4 and the pressing plate 5.
  • the net-like member 3 is configured by overlapping two metal nets 3a and 3b.
  • the front side of the cloth bag 7 is sandwiched between the metal meshes 3a and 3b.
  • the bag 7 allows the metal ions of the plating raw material grains 10 electrolyzed during electrolytic plating to pass through, while preventing the plating raw material grains 10 that have been reduced by electrolysis from leaking out from the mesh of the mesh member 3.
  • the technique described in Patent Document 2 may be applied to the wire nets 3a and 3b here. That is, the metal nets 3a and 3b may have an Al 2 O 3 insulating film formed on the surface thereof, and the insulating film may be sealed with a PTFE film.
  • the mesh member 3 is usually attached to the anode body 2 by being divided into a plurality of stages in the vertical direction.
  • a mode in which the mesh member 3 is divided into four stages is shown.
  • a current is supplied to the main body 2 of the basket type anode 1 through the bus bar 2e of the back plate 2a.
  • the plating raw material grains 10 in the basket type anode 1 are electrolyzed and ionized, and the metal ions are guided to the surface of the steel strip 12 to form plating.
  • the breakage of the mesh member is likely to occur at the top of the mesh member. This is considered to be due to a decrease in the pH of the plating bath, particularly at the upper part of the mesh member, as shown below.
  • the Watt bath when a Watt bath is employed in electrolytic Ni plating, the Watt bath contains boric acid for pH buffering. Even in this case, when the O 2 gas according to the above formula (1) is generated in the plating bath on the upper part of the mesh member, the pH of the plating bath is largely lowered.
  • the cause of the damage due to corrosion at the upper part of the mesh member is that the pH of the plating bath has reached the region where Ti depassivation occurs.
  • the upper limit of pH at which Ti depassivation occurs is about 1.
  • the present inventors have made extensive studies on countermeasures that can prevent corrosion of the mesh member even when the pH of the plating bath is greatly reduced. As a result, the present inventors have found that it is effective to improve the chemical components of the net member itself based on Ti to obtain a Ti net member containing a platinum group element.
  • the platinum group element electrodeposited on the surface of the mesh member is a metal having a low hydrogen overvoltage, and reduces the hydrogen overvoltage. For this reason, the mesh member has a noble Ti corrosion potential and the surface is repassivated. This repassivation can terminate the dissolution of Ti.
  • Comparative material 1 Pure Ti A plate material of pure Ti (2 types of JIS standards) having a thickness of 1 mm was prepared.
  • Comparative material 2 Technology described in Patent Document 2 A plate material made of pure Ti (two types of JIS standards) having a thickness of 1 mm was obtained, and the surface of the plate material made of pure Ti was subjected to alumina spraying. Specifically, the Ar plasma spraying method is applied, and the spray material alumina (produced by Sanko Shokai Co., Ltd .: gray alumina Al 2 O 3 -2.5% TiO 2 ) is heated using a plasma jet generated by a plasma spray gun. -By accelerating, alumina was melted or close to it and sprayed onto the surface of a pure Ti plate material to form an insulating film. Since this insulating film has pores, the insulating film was further sealed with a PTFE film.
  • alumina spraying Specifically, the Ar plasma spraying method is applied, and the spray material alumina (produced by Sanko Shokai Co., Ltd .: gray alumina Al 2 O 3 -2.5% TiO 2 ) is heated using a plasma
  • Test material of the present invention Improvement of chemical composition based on Ti (titanium alloy)
  • A Raw materials As raw materials, industrial pure Ti sponge (a kind of JIS standard), 99.9% pure Pd (palladium) powder (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.), 99.9% pure Ru (ruthenium) powder (Kishida Chemical Co., Ltd.), 99.9% -purified Y (yttrium) in shape (Kishida Chemical Co., Ltd.), massive rare earth elements, and massive electrolytic Co (cobalt) having a purity of 99.8% did.
  • the massive rare earth elements were Mm (Misch metal: mixed rare earth), La (lanthanum), and Nd (neodymium), and those other than Mm having a purity of 99% were used.
  • the chemical components of Mm were, by mass%, La: 28.6%, Ce (cerium): 48.8%, Pr (praseodymium): 6.4%, and Nd: 16.2%.
  • Each of the produced square ingots contained a trace amount of a platinum group element and, in some cases, further contained a rare earth element. Therefore, in order to reduce segregation of each element, homogenization heat treatment was performed.
  • the conditions for this homogenization heat treatment were as follows. Atmosphere: Vacuum ( ⁇ 10 ⁇ 3 torr (0.133 Pa)) ⁇ Heating temperature: 1100 ° C ⁇ Heating time: 24 hours
  • ⁇ ⁇ -phase region hot rolling Heating temperature is 1000 ° C., rolling 15 mm to 9 mm ⁇ ⁇ + ⁇ -phase region hot rolling: heating temperature is 875 ° C., rolling 9 mm to 1 mm
  • the plate material obtained by rolling was annealed to remove distortion.
  • the annealing conditions were as follows. Atmosphere: Vacuum ( ⁇ 10 ⁇ 3 torr (0.133 Pa)) ⁇ Heating temperature: 680 ° C ⁇ Heating time: 7 hours
  • the hot-rolled sheet thus obtained was machined to produce a test piece.
  • the size of each test piece of the test material of the present invention and the comparative materials 1 and 2 was 1 mm in thickness, 15 mm in width, and 15 mm in length.
  • the surface of each of the test piece of the inventive example and the comparative material 1 was mirror-polished using a # 600 buff.
  • test materials 1 to 17 of the present invention were as shown in Table 1 below.
  • the test pieces of the comparative materials 1 and 2 are pure Ti.
  • the comparative material 2 employs the technique described in Patent Document 2, and an insulating film is formed on the surface, and this insulating film is sealed with a PTFE film.
  • the test pieces of the test materials 1 to 17 of the present invention are all Ti alloys containing a platinum group element.
  • the test materials 5, 6, 9, 11, 15, and 16 further contain Ni, and the test materials 7 to 9, 14, and 17 further contain rare earth elements.
  • the test material 13 contains two types of platinum group elements.
  • the test material 12 has a platinum group element content below the desirable lower limit of the present invention.
  • the test material 14 has a rare earth element content exceeding the desirable upper limit of the present invention.
  • Test materials 15, 16, and 17 are examples containing Cr, Al, and Zr as impurity elements.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a test apparatus used for the basic test of the corrosion resistance survey.
  • the test apparatus used for the basic test includes a plating bath 20 containing a plating solution (plating bath).
  • the plating bath 20 is immersed in the constant temperature bath 21, and the temperature of the plating solution in the plating bath 20 can be kept constant.
  • the cathode (cathode) 22 assumed to be the steel strip to be plated was immersed in the plating solution in the plating bath 20, and the anode 23 assumed to be the main body of the basket type anode was immersed.
  • a mild steel plate having a thickness of 1 mm and a width of 20 mm was used.
  • the immersion length of the cathode 22 in the plating bath was 20 mm.
  • a plate material of pure Ti (two kinds of JIS standards) having a thickness of 1 mm and a width of 20 mm was used.
  • the pure Ti plate as the anode 23 was cut out from the same material as that used for the comparative material 1, and the immersion length in the plating bath was set to 20 mm as with the cathode 22.
  • test pieces 24 that are regarded as basket-type anode mesh members, that is, the test pieces 1 to 11 of the present invention example and the test pieces of the comparative materials 1 and 2 are immersed.
  • each test piece 24 was suspended between the anode 23 and the cathode 22 by a platinum wire 25 so that neither the anode 23 nor the cathode 22 was directly electrically connected.
  • a Watt bath was adopted as the plating bath (plating solution).
  • the Watt bath was used with nominal compositions of NiSO 4 (nickel sulfate): 300-380 g / L, NiCl 2 (nickel chloride): 60-80 g / L, and boric acid: 35-55 g / L.
  • the amount of the watt bath was 60 cc.
  • the corrosion rate was evaluated about each test piece. Specifically, assuming that the entire surface of each test piece is evenly corroded, based on the corrosion weight loss (weight loss) of each test piece and the specific gravity (4.51 g / cm 3 ) of the test piece by energization for 24 hours, From the equation (2), the corrosion thickness (mm) per 24 hours was calculated. In that case, the surface area of each test piece used the value computed from the thickness, the width
  • variety, and length of the test piece before a test. Corrosion thickness per 24 hours corrosion loss / (specific gravity ⁇ surface area) (2)
  • test piece of comparative material 1 since it was pure Ti containing no platinum group element, significant weight loss and thinning were observed, and the corrosion rate reached 2.0 mm / year.
  • test pieces 1 to 17 of the inventive examples were all Ti alloys containing a platinum group element, the corrosion rate was less than 0.1 mm / year, and remarkable corrosion resistance was recognized.
  • the corrosion rate was less than 0.01 mm / year, and the pH of the plating solution was 1.0. Almost complete corrosion resistance was observed despite being significantly below this value.
  • the corrosion rate is 0.02 mm / year. It was about. Moreover, the corrosion rate was about 0.05 mm / year in the test piece of the test materials 10 and 11 of this invention example whose content of a platinum group element is less than 0.02 mass%. In the test piece of the test material 12 in which the platinum group element content was less than 0.01% by mass, the corrosion rate was 0.1 mm / year.
  • the corrosion resistance of the test pieces of these test materials 6, 7, 9, 10, 11, 12, 14, 17 is not as high as the complete corrosion resistance of the test materials 1 to 5, 8, 13, 15, 16 but the comparative material 1 Compared with 2, it was clearly improved.
  • the corrosion rate of the test material 12 was 0.1 mm / year, which was slightly higher than the standard ( ⁇ 0.1 mm / year) judged to be corrosion resistance.
  • the rare earth element content slightly exceeds the preferable upper limit.
  • the corrosion rate was 0.1 mm / year, which was slightly higher than the standard ( ⁇ 0.1 mm / year) judged to be corrosion resistance.
  • the test materials 15, 16, and 17 contain impurities, there was no effect on the corrosion resistance, and excellent corrosion resistance was exhibited in this test.
  • the basket type anode of the present invention has been completed based on the above knowledge.
  • embodiments of the basket type anode of the present invention will be described.
  • the mesh member contains a platinum group element.
  • This network member may further contain one or more of Ni and rare earth elements. If the mesh member contains a platinum group element, corrosion of the mesh member can be prevented, and the life of the mesh member can be improved.
  • the platinum group element includes six kinds of elements of Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Os (osmium), Ir (iridium), and Pt (platinum). As long as it is selected from these six elements, there is no limitation on the type of platinum group element. That is, the platinum group element can contain one or more of six elements. However, since platinum group elements are rare and very expensive, it is preferable to select Ru or Pd among the six elements from the viewpoint of economy. This is because Ru and Pd have established recycling technologies and, among others, Ru can be stably obtained at a relatively low cost.
  • the content of platinum group elements is not particularly limited. However, a large amount of platinum group element is not preferable from the viewpoint of economy. Therefore, the upper limit of the platinum group element content is preferably 0.15% by mass. A more preferable upper limit of the platinum group element content is 0.08% by mass.
  • the lower limit of the platinum group element content is preferably 0.01% by mass in order to sufficiently improve the life of the mesh member.
  • the lower limit of the platinum group element content is more preferably 0.02% by mass, and still more preferably 0.04% by mass.
  • Ni or a rare earth element is contained in combination with the platinum group element, the content of the platinum group element can be reduced by a synergistic effect due to the inclusion of Ni or the rare earth element. For this reason, the inclusion of Ni or rare earth elements is advantageous from the viewpoint of economy.
  • Ni like the platinum group elements, has the effect of lowering the hydrogen overvoltage and making the corrosion potential of Ti noble.
  • the lower limit of the Ni content is preferably 0.2% by mass.
  • a more preferable lower limit of the Ni content is 0.4% by mass.
  • the upper limit of Ni content in the case of containing Ni is 1.0 mass%.
  • Rare earth elements have the effect of accelerating the electrodeposition of platinum group elements on the surface of Ti materials containing platinum group elements when exposed to a corrosive environment within the range of content dissolved in Ti. .
  • the lower limit of the rare earth element content is preferably 0.0005 mass%.
  • a more preferable lower limit of the rare earth element content is 0.001% by mass.
  • the rare earth element when the rare earth element is contained excessively, the rare earth element alone may be precipitated, and the deposited rare earth element may be a factor of corrosion.
  • the upper limit of the rare earth element content is considered to be the upper limit of the solid solution range of the rare earth element from the viewpoint of the mechanism, but there is a concern that segregation or the like occurs during dissolution. For this reason, the upper limit of the rare earth element content when the rare earth element is contained is preferably 0.020% by mass from the viewpoint of reliably obtaining a solid solution state.
  • the rare earth element is a generic name of 17 elements obtained by adding Y and Sc to 15 elements of lanthanoid from La of atomic number 57 to Lu of 71 of the same, and contains one or more selected from these elements be able to.
  • the rare earth element content means the total content of these elements.
  • the basket-type anode mesh member (metal mesh) of the present embodiment is a titanium material and contains a platinum group element, and further contains at least one of Ni and rare earth elements.
  • Impurity elements contained in addition to these elements include Fe, O, C, H, and N that enter from raw materials, melting electrodes, and the environment, and Al and Cr mixed when scrap is used as a raw material. , Zr, Nb, Si, Sn, Mn, Co, Cu and the like. There is no problem even if these impure elements are mixed as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
  • Fe 0.3% or less
  • O 0.35% or less
  • C 0.18% or less
  • H 0.015% or less
  • N 0.03% or less
  • Al 0.3% or less
  • Cr 0.2% or less
  • Zr 0.2% or less
  • Nb 0.2% or less
  • Si 0.02% or less
  • Sn 0.2% or less
  • Mn 0 0.01% or less
  • Co 0.35% or less
  • Cu 0.1% or less
  • the basket type anode of this embodiment can be suitably used for electrolytic Ni plating in which the plating raw material grains are Ni grains and a Watt bath is adopted as the plating bath.
  • the plating raw material grains to which the basket-type anode of this embodiment can be applied that is, the type of plating, include Ni, gold, silver, copper, tin, zinc, and the like.
  • the shape of the plating raw material grains include a spherical shape and a crown shape.
  • the types of plating baths to which the basket type anode of this embodiment can be applied include a nickel sulfamate normal bath, a nickel sulfamate high speed bath, a strike bath (wood bath), and a black nickel plating bath. Etc.
  • the mesh members of the test materials 21, 22 and 23 according to the present invention were Ti alloys containing platinum group elements.
  • the mesh member of the test material 21 further contains Ni
  • the mesh member of the test material 23 further contains Mm (Misch metal: mixed rare earth) which is a rare earth element.
  • the net members of the comparative materials 21 and 22 which are comparative examples are both pure Ti (two types of JIS standards).
  • the mesh member of the comparative material 22 was subjected to an alumina spraying treatment on the surface of the mesh in the same manner as the comparative material 2 in the basic test described above.
  • the composition of the watt bath was nickel sulfate: about 340 g / L, nickel chloride: about 70 g / L, boric acid: about 45 g / L.
  • the temperature of the Watt bath was about 55 ° C., and the pH of the Watt bath was 3.5 to 4.6.
  • the anode body was continuously supplied with an electrolytic voltage of about 30 V at a steady-state current density of 34.5 A / dm 2 .
  • Each basket type anode was filled with crown type Ni grains and replenished periodically. At that time, just under the liquid level of the watt bath, with the consumption of Ni grains, often only the plating solution was present.
  • the thickness of the mesh of each mesh member was measured before and after continuous operation, and the degree of corrosion was evaluated from the reduction in thickness.
  • the thickness of each mesh member was measured at three predetermined points A, B, and C.
  • the measurement point A was a point 50 mm inside from the left end of the uppermost mesh member and 200 mm below the upper end.
  • the measurement point B was a point at the center of the left and right of the uppermost mesh member and 200 mm below the upper end.
  • the measurement point C was a point 50 mm inside from the right end of the uppermost mesh member and 200 mm below the upper end.
  • the mesh member of the comparative material 21 In the mesh member of the comparative material 21, a part of the mesh was corroded and melted, and even if it remained, the mesh thickness was 1/2 or less. Further, in the mesh member of the comparative material 22, a reduction in the mesh thickness due to corrosion was observed at the portion where the formation of the insulating film was incomplete. On the other hand, in the mesh members of the test materials 21 to 23, which are examples of the present invention, no decrease in the mesh thickness due to corrosion was observed.
  • the basket-type anode of the present invention can be effectively used for any electrolytic plating.

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Abstract

 バスケット型アノードは、めっき浴中でめっき原料粒を収容し、鋼帯の電解めっきに用いられる。バスケット型アノード、鋼帯に対向して配置されるTi製の網状部材を備え、網状部材が白金族元素を含有する。網状部材が白金族元素を含有していれば、網状部材の腐食を防止することができ、網状部材の寿命を向上できる。

Description

バスケット型アノード
 本発明は、鋼帯の電解めっきに用いられるバスケット型アノードに関する。
 連続的に鋼帯の表面にめっきを施す電解めっきでは、箱形のバスケット型アノードが広く用いられる。バスケット型アノードは、めっき浴中で鋼帯に対向する前面が網状部材(ラス)によって構成され、めっき原料粒を収容する。電解めっき中、バスケット型アノードの本体部への通電により、バスケット型アノード内のめっき原料粒が電解してイオン化し、その金属イオンが鋼帯の表面に導かれ、めっきが形成される。バスケット型アノードの本体部及び網状部材は、耐食性が要求されることから、純Ti(純チタン)製である。
 近年、大型の鋼帯にめっきを施したり、膜厚の厚いめっきを施したりする要求がある。この要求に対応する電解めっきの操業では、アノード本体部に大電流の供給が必要となる。しかし、アノード本体部への大電流の供給に起因し、網状部材が腐食し破損することがある。例えば、めっき原料粒がNi粒であり、めっき浴がワット浴である電解Niめっきの場合、操業の進行に伴い、網状部材の一部が腐食し、網状部材に穴が開く。
 網状部材の破損が著しくなると、バスケット型アノードからめっき原料粒が漏れ出る可能性が高くなる。仮にめっき原料粒が漏れ出ると、バスケット型アノード内のめっき原料粒の収容量が急激に低下し、めっき浴内の金属イオンの量が変動する。また、めっき浴内に漏れ出ためっき原料粒が、鋼帯を搬送するローラに噛み込むこともある。このような事態はめっき鋼板の品質低下を招く。
 この問題に対処するための従来技術は下記のものがある。実公平4-37907号公報(特許文献1)、及び特開2011-89148号公報(特許文献2)には、網状部材をアノード本体部に対して絶縁することにより、網状部材の不用意な腐食を抑制し、これに伴い網状部材の破損を抑制する技術が記載されている。
 具体的には、特許文献1には、アノード本体部への網状部材の取付け構造を改良したバスケット型アノードが記載されている。この文献に記載されたバスケット型アノードでは、網状部材がアノード本体部に絶縁材を介して取り付けられている。
 特許文献2には、網状部材自体の構造を改良したバスケット型アノードが記載されている。この文献に記載されたバスケット型アノードでは、網状部材の表面にAl23(アルミナ)絶縁皮膜が形成され、この絶縁皮膜がPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)の皮膜により封口処理されている。
 しかし、上記の従来技術を適用しても、実態では、網状部材の腐食による破損を十分に抑制しきれていない。そうすると、めっき鋼板の品質低下を未然に防ぐため、網状部材を頻繁に交換しなければならず、めっき鋼板の生産性の低下が避けられない。このような実情から、網状部材の寿命の向上が強く望まれる。
日本国実公平4-37907号公報 日本国特開2011-89148号公報
 本発明の目的は、下記の特性を有するバスケット型アノードを提供することである:
 網状部材の寿命を向上すること。
 本発明の一実施形態によるバスケット型アノードは、めっき浴中でめっき原料粒を収容し、鋼帯の電解めっきに用いられるバスケット型アノードであって、
 当該バスケット型アノードは、前記鋼帯に対向して配置されるTi製の網状部材を備え、前記網状部材が白金族元素を含有する。
 上記のアノードにおいて、前記白金族元素の含有量は、質量%で0.01%~0.15%とすることが好ましい。
 上記のアノードにおいて、前記網状部材が更にNi及び希土類元素のうちの1種以上を含有する構成とすることができる。この場合、前記Niの含有量は、質量%で0.2%~1.0%、前記希土類元素の含有量は、質量%で0.0005%~0.020%とすることが好ましい。また、上記のアノードにおいて、不純元素として、質量%で、Fe:0.3%以下、O:0.35%以下、C:0.18%以下、H:0.015%以下、N:0.03%以下、Al:0.3%以下、Cr:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Nb:0.2%以下、Si:0.02%以下、Sn:0.2%以下、Mn:0.01%以下、Co:0.35%以下、Cu:0.1%以下を合計で0.6%以下含有してもよい。
 また、上記のアノードは、前記めっき原料粒がNi粒である電解めっきに用いることができる。また、上記のアノードは、前記めっき浴がワット浴である電解めっきに用いることができる。
 本発明のバスケット型アノードは、下記の顕著な効果を有する:
 網状部材の寿命を向上できること。
図1は、バスケット型アノードの正面図である。 図2は、バスケット型アノードの鉛直方向に沿った縦断面図である。 図3は、耐食性調査の基礎試験に用いた試験装置の模式図である。
 本発明者らは、バスケット型アノードの本体部に大電流を供給する電解めっきの操業において、純チタン製の網状部材が腐食し、網状部材の破損が発生する原因及びその改善策について検討した。検討は、電解めっきの代表格である電解Niめっきを例に挙げて行った。電解Niめっきの場合、めっき原料粒がNi粒であり、めっき浴としてワット浴が採用される。
 [バスケット型アノードの標準的な構成]
 図1は、バスケット型アノードの正面図である。図2は、バスケット型アノードの鉛直方向に沿った縦断面図である。なお、図2中、白抜き矢印はバスケット型アノードの本体部に供給された電流の流れを示す。
 バスケット型アノード1は、めっき浴11に浸漬され、このめっき浴11中でめっき原料粒10を収容し、鋼帯12に電解めっきを施すために用いられる。バスケット型アノード1は、上面が開口した箱形であり、アノード本体部2と、前面を構成する網状部材3とを備える。網状部材3は、めっき浴11中で鋼帯12に対向して配置される。このバスケット型アノード1の内部空間に、めっき原料粒10が充填される。
 アノード本体部2は、背面板2aと、左右に一対の側面板2b、2cと、底面板2dとを備える。背面板2aの上部には、アノード本体部2に電流を供給するためのバスバー2eが設けられている。網状部材3は、そのような構成のアノード本体部2の前面側に取り付けられている。具体的には、背面板2aからは前方に向けて支柱4が複数本突き出している。網状部材3は、各支柱4の前端に宛がわれ、この網状部材3には、各支柱4の位置に押さえ板5が宛がわれる。押さえ板5はボルト6によって各支柱4に締結される。これにより、網状部材3は、各支柱4と押さえ板5との間に挟み込まれた状態で、アノード本体部2の前面側に保持される。
 網状部材3は、厳密には、2枚の金網3a、3bが重ねられて構成される。金網3a、3bの間には、布製のバッグ7の前面側が挟み込まれている。バッグ7は、電解めっきの際に電解しためっき原料粒10の金属イオンを透過させる一方、電解によって小さくなっためっき原料粒10が網状部材3の網目から漏れ出ることを防止する。ここでの金網3a、3bは、前記特許文献2に記載された技術が適用されてもよい。すなわち、金網3a、3bは、表面にAl23の絶縁皮膜が形成され、この絶縁皮膜がPTFEの皮膜により封口処理されていてもよい。
 また、網状部材3については、通常、上下方向に複数段に分割されたものがアノード本体部2に取り付けられている。図1に示すバスケット型アノード1では、網状部材3が4段に分割された態様を示している。
 電解めっき中、バスケット型アノード1の本体部2には背面板2aのバスバー2eを通じて電流が供給される。この通電により、バスケット型アノード1内のめっき原料粒10が電解してイオン化し、その金属イオンが鋼帯12の表面に導かれ、めっきが形成される。
 [網状部材の腐食による破損の原因及びその対応策の概要]
 従来のバスケット型アノードでは、網状部材の素材は、前記特許文献2に記載の技術を採用する場合を含め、純Ti製であった。この従来のバスケット型アノードを用い、アノード本体部に大電流を供給する電解Niめっきの操業において、網状部材の破損(穴開き)の発生状況を調査した。その結果、下記の知見を得た。
 網状部材の破損は網状部材の上部に発生し易い。これは、以下に示すように、めっき浴のpHが、特に網状部材の上部で低下することによると考えられる。
 電解Niめっきの操業の進行に伴い、バスケット型アノード内のNi粒は、次第に消費されて小さくなり、全体の嵩が減っていく。このため、特に網状部材の上部では、Ni粒が不足する(存在しない)状態になり、アノード本体部からめっき浴に直接電流が流れる。アノード本体部からめっき浴に直接電流が流れる領域では、アノード本体部を電極としてめっき浴からO2ガスが発生する。このO2ガスの発生は下記(1)式の反応による。
 2H2O→O2+4H++4e- …(1)
 上記(1)式より、網状部材の上部のめっき浴には、O2ガスの発生に伴って、水素イオンが発生する。このため、網状部材の上部では、めっき浴のpHが大きく低下する。
 もっとも、電解Niめっきでワット浴を採用する場合、ワット浴はpH緩衝のためのホウ酸を含有する。この場合であっても、網状部材の上部のめっき浴で上記(1)式によるO2ガスが発生すると、めっき浴のpHの大きな低下が起こることに変わりはない。
 めっき浴のpH低下が小さいときには、純Ti製の網状部材は腐食することなく、破損しない。しかし、めっき浴のpHがTiの脱不動態化を起こす領域に達したときには、純Ti製の網状部材は腐食し、その結果として破損する。
 これらのことから、網状部材の上部で腐食による破損が起こる原因は、めっき浴のpHがTiの脱不動態化を起こす領域に達したためと推察される。なお、Tiの脱不動態化が起こるpHの上限は1程度である。
 本発明者らは、このような知見に基づき、めっき浴のpHが大きく低下した場合であっても、網状部材の腐食を防止できる対応策について、鋭意検討を重ねた。その結果、Tiをベースに網状部材自体の化学成分を改良し、白金族元素を含有するTi製の網状部材とするのが有効であることを突き止めた。
 Ti材に白金族元素を含有させると、白金族元素がTiに固溶するか、又はTi-白金族化合物が生成するかのいずれかの状態となる。このような白金族元素を含有するTi製の網状部材は、めっき浴のpH低下が著しくなったとき、表面の不動態皮膜が溶解してTiが溶け出し、これと合わせて白金族元素も溶け出す。ただし、Tiとともに溶け出した白金族元素は、非常に貴な酸化還元電位を有するため、直ちに、網状部材の表面に電析する。
 網状部材の表面に電析した白金族元素は、水素過電圧が低い金属であり、水素過電圧を低下させる。このため、網状部材は、Tiの腐食電位が貴化し、表面が再不動態化する。この再不動態化によってTiの溶解を終止させることができる。
 [網状部材の腐食による破損の原因及びその対応策に関する基礎試験]
 上記の対応策の妥当性を検証するため、下記の基礎試験を行った。基礎試験では、めっき浴としてワット浴を採用した電解めっきにおいて、バスケット型アノードの本体部からめっき浴に直接電流が流れる状況を模擬した。その際、陰極(カソード)をめっき対象の鋼帯に見立て、陽極をバスケット型アノードの本体部に見立て、試験片をバスケット型アノードの網状部材に見立て、その試験片の耐食性を調査した。
 1.試験片の準備
 (1)比較材1:純Ti
 厚みが1mmの純Ti(JIS規格の2種)の板材を準備した。
 (2)比較材2:前記特許文献2に記載の技術
 厚みが1mmの純Ti(JIS規格の2種)の板材を入手し、この純Ti製の板材の表面にアルミナ溶射処理を施した。具体的には、Arプラズマ溶射法を適用し、プラズマ溶射ガンで生じるプラズマジェットを用いて溶射材料のアルミナ(株式会社 三幸商会製:グレーアルミナ Al23-2.5%TiO2)を加熱・加速することにより、アルミナを溶融状態又はそれに近い状態にして純Ti製の板材の表面に吹き付け、絶縁皮膜を形成した。この絶縁皮膜には気孔が存在しているため、更にPTFE皮膜により絶縁皮膜を封口処理した。
 (3)本発明例の試験材:Tiをベースとする化学成分の改良(チタン合金)
 (a)原材料
 原材料として、工業用純Tiスポンジ(JIS規格の1種)、純度99.9%のPd(パラジウム)粉末(キシダ化学株式会社製)、純度99.9%のRu(ルテニウム)粉末(キシダ化学株式会社製)、純度99.9%の削状のY(イットリウム)(キシダ化学株式会社製)、塊状の希土類元素、及び純度99.8%の塊状の電解Co(コバルト)を入手した。塊状の希土類元素は、Mm(ミッシュメタル:混合希土類)、La(ランタン)、Nd(ネオジム)とし、Mm以外は純度が99%のものを使用した。Mmの化学成分は、質量%で、La:28.6%、Ce(セリウム):48.8%、Pr(プラセオジム):6.4%、及びNd:16.2%であった。
 (b)試験片の作製
 アルゴン雰囲気のアーク溶解炉を使用し、上記原材料の混合割合を種々変更して化学成分の異なる角形インゴットを作製した。各角形インゴットのサイズは、厚み15mm、幅75mm、及び長さ95mmとした。ここで、各角形インゴットを作製する際、各々で、先ず1個あたり80gのインゴットを5個作製し、次いでそれらのインゴットを全て合わせて再溶解し、厚み15mmの角形インゴットを作製し、その後にその角形インゴットを均質化のために再溶解し、上記サイズの角形インゴットを作製した。
 作製した角形インゴットは、いずれも微量の白金族元素を含有し、場合によっては更に希土類元素を含有していることから、各元素の偏析を低減するために均質化の熱処理を施した。この均質化熱処理の条件は以下のとおりとした。
 ・雰囲気:真空(<10-3torr(0.133Pa))
 ・加熱温度:1100℃
 ・加熱時間:24時間
 均質化熱処理を施した角形インゴットは、以下の条件で圧延して最終的に厚み1mmの板材にした。
 ・β相域熱間圧延:加熱温度を1000℃とし、厚み15mmを9mmに圧延
 ・α+β相域熱間圧延:加熱温度を875℃とし、厚み9mmを1mmに圧延
 圧延により得られた板材には、歪み取りのために焼鈍を施した。焼鈍の条件は以下のとおりとした。
 ・雰囲気:真空(<10-3torr(0.133Pa))
 ・加熱温度:680℃
 ・加熱時間:7時間
 このようにして得られた熱延板を機械加工し、試験片を作製した。本発明例の試験材、及び上記比較材1、2の各試験片のサイズは、いずれも、厚み1mm、幅15mm、及び長さ15mmとした。本発明例の試験材及び上記比較材1の各試験片は、♯600のバフを用いて表面を鏡面研磨した。
 本発明例の試験材1~17、及び上記比較材1、2の化学成分は、下記の表1に示すとおりとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 比較材1、2の試験片は、純Tiである。そのうちの比較材2は、前記特許文献2に記載の技術を採用したものであり、表面に絶縁皮膜が形成され、この絶縁皮膜がPTFE皮膜により封口処理されたものである。
 本発明例の試験材1~17の試験片は、いずれも白金族元素を含有するTi合金である。そのうちの試験材5、6、9、11、15、16は、更にNiを含有し、試験材7~9、14、17は、更に希土類元素を含有するものである。試験材13は白金族元素を2種含有するものである。試験材12は、白金族元素の含有量が本発明の望ましい下限を下回るものである。試験材14は、希土類元素の含有量が本発明の望ましい上限を超えるものである。試験材15、16、17は、不純物元素としてCr、Al、Zrを含有する事例である。
 2.基礎試験(耐食性調査)の内容
 (1)試験方法
 図3は、耐食性調査の基礎試験に用いた試験装置の模式図である。基礎試験に用いた試験装置は、めっき液(めっき浴)を収容しためっき浴槽20を備える。このめっき浴槽20は恒温浴槽21内に浸漬されており、めっき浴槽20内のめっき液の温度を一定に維持することが可能である。
 めっき浴槽20内のめっき液に、めっき対象の鋼帯に見立てた陰極(カソード)22を浸漬するとともに、バスケット型アノードの本体部に見立てた陽極23を浸漬した。陰極22としては、厚み1mm及び幅20mmの軟鋼鋼板を用いた。この陰極22のめっき浴への浸漬長さは20mmとした。陽極23としては、厚み1mm及び幅20mmの純Ti(JIS規格の2種)の板材を用いた。この陽極23である純Ti板は、上記比較材1に用いたものと同じ素材から切り出したものであり、めっき浴への浸漬長さは、陰極22と同じく20mmとした。
 更に、めっき浴槽20内のめっき液には、バスケット型アノードの網状部材に見立てた試験片24、すなわち上記した本発明例の試験材1~11、及び比較材1、2の試験片を浸漬した。ここで、各試験片24は、陽極23及び陰極22のいずれとも直接電気的に接続されないように、白金線25によって陽極23と陰極22の間に吊り下げた。
 めっき浴(めっき液)にはワット浴を採用した。ワット浴は、公称の組成がNiSO4(硫酸ニッケル):300-380g/L、NiCl2(塩化ニッケル):60-80g/L、及びホウ酸:35-55g/Lのものを用いた。ワット浴の液量は60ccとした。
 基礎試験では、本発明例の試験材1~11、及び比較材1、2の試験片のそれぞれについて、直流電源装置から陽極23に3Aの定電流を24時間連続通電した。その際、電流密度は37.5A/dm2とし、ワット浴の温度は55℃とした。なお、試験中にめっき液の水分蒸発の影響を軽減するために、めっき浴槽20を上方からパラフィルムで覆った状態で通電を行った。
 (2)評価方法
 各試験片に対する試験それぞれについて、めっき液のpHを評価した。具体的には、24時間の通電後、pH測定器(ホリバ製pHメータD-70シリーズ/ES-71/OM-71)によってめっき液のpHを測定した。
 また、各試験片について、腐食速度を評価した。具体的には、各試験片の全面が均一に腐食すると仮定し、24時間の通電による各試験片の腐食減量(重量減量)と試験片の比重(4.51g/cm3)に基づき、下記の(2)式より、24時間あたりの腐食厚み(mm)を算出した。その際、各試験片の表面積は、試験前の試験片の厚み、幅、及び長さから算出した値を用いた。
 24時間あたりの腐食厚み=腐食減量/(比重×表面積) …(2)
 そして、上記(2)式より算出した24時間あたりの腐食厚みから、下記の(3)式より1年間経過した際の腐食速度(mm/年)を求めた。
 腐食速度=24時間あたりの腐食厚み×365日 …(3)
 (3)基礎試験の結果
 下記の表2に結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示す基礎試験の結果から以下のことが示される。いずれの試験でも、めっき液のpHは、試験開始前に4.6であったが、24時間の通電後に1.0を大幅に下回り、Tiの脱不動態化を起こす領域に達していた。このことから、バスケット型アノードの本体部を見立てた陽極23からめっき液(めっき浴)に直接電流が流れる場合、バスケット型アノードの網状部材に見立てた試験片が純Tiであると、不動態皮膜が溶解し、腐食が進行する状態になることがわかった。
 比較材1の試験片では、白金族元素を含有しない純Tiであることから、顕著な重量減と減肉が認められ、腐食速度が2.0mm/年に達した。
 比較材2の試験片では、表面が絶縁皮膜で覆われていることから、腐食の発生は絶縁皮膜の形成が不完全な部分に限定され、腐食速度が比較材1の1/5程度に低下した。ただし、白金族元素を含有しない純Tiであることに変わりないことから、腐食速度が0.38mm/年に達した。
 本発明例の試験材1~17の試験片では、いずれも白金族元素を含有するTi合金であることから、腐食速度が0.1mm/年未満となり、顕著な耐食性が認められた。とりわけ、白金族元素の含有量が0.04質量%以上の試験材1~5、8、13、15、16では、腐食速度が0.01mm/年未満となり、めっき液のpHが1.0を大幅に下回るにもかかわらず、ほぼ完全な耐食性が認められた。
 それ以外に、白金族元素の含有量が0.02質量%以上、0.04質量%未満である試験材6、7、9、14、17の試験片では、腐食速度が0.02mm/年程度であった。また、白金族元素の含有量が0.02質量%未満である本発明例の試験材10、11の試験片では、腐食速度が0.05mm/年程度であった。白金族元素の含有量が0.01質量%を下回る試験材12の試験片では、腐食速度が0.1mm/年であった。これらの試験材6、7、9、10、11、12、14、17の試験片の耐食性は、試験材1~5、8、13、15、16の完全耐食性ほどではないが、比較材1、2と比べれば明らかに向上した。
 ここで、試験材12の腐食速度は、0.1mm/年であり、耐食的と判断される基準(<0.1mm/年)を若干上回った。試験材14は、希土類元素の含有量が好ましい上限を若干上回るものである。この場合は腐食速度が0.1mm/年であり、耐食的と判断される基準(<0.1mm/年)を若干上回った。試験材15、16、17は不純物を含有するものであるが、耐食性に影響がなく、本試験では優れた耐食性を示した。
 このように基礎試験の結果から、バスケット型アノードの網状部材の腐食を防止し、網状部材の寿命の向上を図るには、白金族元素を含有するTi製の網状部材とするのが有効であることがわかった。
 本発明のバスケット型アノードは、以上の知見に基づいて完成されたものである。以下に、本発明のバスケット型アノードの実施形態を説明する。
 [本発明の実施形態によるバスケット型アノード]
 本実施形態によるバスケット型アノードは、網状部材が白金族元素を含有する。この網状部材は、更にNi及び希土類元素のうちの1種以上を含有してもよい。網状部材が白金族元素を含有していれば、網状部材の腐食を防止することができ、網状部材の寿命を向上できる。
 白金族元素は、Ru(ルテニウム)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)及びPt(白金)の六種の元素が該当する。これらの六種の元素から選択される限り、白金族元素の種別に限定はない。すなわち、白金族元素は、六種の元素のうちの1種以上を含有することができる。ただし、白金族元素は希少かつ非常に高価であるため、経済性の観点からすると、六種の元素の中ではRu又はPdを選択するのが好ましい。Ru、Pdはリサイクル技術が確立されており、なかでもRu比較的安価に安定的に入手できるからである。
 白金族元素の含有量は、特に限定しない。ただし、白金族元素の多量の含有は経済性の観点から好ましくない。したがって、白金族元素の含有量の上限は、0.15質量%とするのが好ましい。より好ましい白金族元素含有量の上限は、0.08質量%である。
 白金族元素の含有量の下限は、網状部材の寿命向上を十分に図るために、0.01質量%とするのが好ましい。より好ましい白金族元素含有量の下限は、0.02質量%であり、更に好ましくは、0.04質量%である。
 ここで、白金族元素に加えNi又は希土類元素を複合して含有すれば、Ni又は希土類元素の含有による相乗効果により、白金族元素の含有量を低減することが可能である。このため、Ni又は希土類元素の含有は、経済性の観点で利点がある。
 Niは、白金族元素と同様に、水素過電圧を低下させ、Tiの腐食電位を貴化させる効果を有する。この効果を得るために、白金族元素の含有量を低減させる目的でNiを含有させる場合、Niの含有量の下限は、0.2質量%とするのが好ましい。より好ましいNi含有量の下限は、0.4質量%である。一方、Niの多量の含有は、加工性及び成形性の低下をもたらす。このため、Niを含有させる場合のNi含有量の上限は、1.0質量%とするのが好ましい。
 希土類元素は、Tiに固溶している含有量の範囲において、白金族元素を含有したTi材が腐食環境に晒されたときにその表面への白金族元素の電析を促進する効果を有する。この効果を得るために、希土類元素を含有させる場合、希土類元素の含有量の下限は、0.0005質量%とするのが好ましい。より好ましい希土類元素含有量の下限は、0.001質量%である。一方、希土類元素を過剰に含有した場合、希土類元素単体が析出することがあり、析出した希土類元素が腐食の因子となる可能性がある。希土類元素の含有量の上限は、メカニズムから考えると希土類元素の固溶範囲の上限になるが、溶解時に偏析等が発生する懸念がある。このため、希土類元素を含有させる場合の希土類元素の含有量の上限は、確実に固溶状態を得る観点から、0.020質量%とするのが好ましい。
 なお、希土類元素とは、原子番号57のLaから同71のLuまでのランタノイドの15元素にY及びScを加えた17元素の総称であり、これらの元素から選択される1種以上を含有させることができる。希土類元素の含有量は、これらの元素の合計含有量を意味する。
 以上のとおり、本実施形態のバスケット型アノードの網状部材(金網)はチタン材であって、白金族元素を含有し、場合によっては更にNi及び希土類元素のうちの1種以上を含有する。これらの元素の他に含有する不純元素としては、原料、溶解電極及び環境から侵入するFe、O、C、H及びN等が挙げられ、またスクラップ等を原料とする場合に混入するAl、Cr、Zr、Nb、Si、Sn、Mn、Co及びCu等が挙げられる。これらの不純元素は、本実施形態による効果を阻害しない範囲であれば混入しても問題はない。具体的には、質量%で、Fe:0.3%以下、O:0.35%以下、C:0.18%以下、H:0.015%以下、N:0.03%以下、Al:0.3%以下、Cr:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Nb:0.2%以下、Si:0.02%以下、Sn:0.2%以下、Mn:0.01%以下、Co:0.35%以下、及びCu:0.1%以下であって、これらの合計で0.6%以下であれば問題はない。
 その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態のバスケット型アノードは、めっき原料粒がNi粒であり、めっき浴としてワット浴が採用される電解Niめっきに好適に用いることができるが、電解めっきに用いられる限り、めっき原料粒及びめっき浴の各種別に限定はない。本実施形態のバスケット型アノードの適用が可能なめっき原料粒、すなわちめっきの種別としては、Niの他に、金、銀、銅、錫及び亜鉛等がある。めっき原料粒の形状としては、球型及びクラウン型等がある。また、本実施形態のバスケット型アノードの適用が可能なめっき浴の種別としては、ワット浴以外に、スルファミン酸ニッケル普通浴、スルファミン酸ニッケルハイスピード浴、ストライク浴(ウッド浴)及び黒色ニッケルめっき浴等がある。
 本発明による効果を確認するため、前記図1及び図2に示すバスケット型アノードを用い、めっき浴としてワット浴を採用した電解Niめっきラインで実操業試験を実施した。
 [試験条件]
 試験では、5種類の網状部材(厳密には金網)を準備した。本発明例の網状部材には、下記の表3に示すとおり、化学成分の異なる3種類の試験材21、22及び23を適用した。比較例の網状部材には、素材の化学成分は同じであるが表面形態の異なる2種類の比較材1及び2を適用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示すように、本発明例である試験材21、22及び23の網状部材は、いずれも白金族元素を含有するTi合金とした。そのうちの試験材21の網状部材は、更にNiを含有し、試験材23の網状部材は、更に希土類元素であるMm(ミッシュメタル:混合希土類)を含有するものとした。一方、比較例である比較材21、22の網状部材は、いずれも純Ti(JIS規格の2種)とした。そのうちの比較材22の網状部材は、上記した基礎試験での比較材2と同様に、網の表面にアルミナ溶射処理を施したものとした。
 このような5種類の網状部材をそれぞれバスケット型アノードの最上段の網状部材として取り付けた。そして、各バスケット型アノードを同一のワット浴に浸漬し、連続的に鋼帯の表面に電解Niめっきを施した。この電解Niめっきの操業を3か月間連続して行った。
 ワット浴の組成は、硫酸ニッケル:約340g/L、塩化ニッケル:約70g/L、ホウ酸:約45g/Lであった。ワット浴の温度は55℃程度であり、ワット浴のpHは3.5~4.6であった。また、アノード本体には、定常時の電流密度が34.5A/dm2で、約30Vの電解電圧を連続して通電した。各バスケット型アノードには、クラウン型のNi粒を充填し、定期的に補充した。その際、ワット浴の液面直下においては、Ni粒の消費に伴って、しばしばめっき液のみが存在する状態となっていた。
 [評価方法]
 3か月間の連続操業後、各バスケット型アノードの最上段の網状部材について、腐食及び溶損の状況を調査した。この調査では、連続操業後の最上段の網状部材について、全面にわたり溶損の有無を目視で確認した。
 更に、この調査では、連続操業の前後で各網状部材の網の厚みを測定し、その厚みの減量より腐食度合いを評価した。各網状部材の網の厚み測定は、予め定めた3つの点A、B、Cで行った。測定点Aは、最上段の網状部材について、その左側端から50mm内側に入った位置で且つその上端から200mm下の点とした。測定点Bは、最上段の網状部材について、その左右中央の位置で且つその上端から200mm下の点とした。測定点Cは、最上段の網状部材について、その右側端から50mm内側に入った位置で且つその上端から200mm下の点とした。これらの測定点A、B、Cは、ワット浴の液面直下の位置に相当し、従来から網状部材の破損が発生し易い位置であった。
 [結果]
 下記の表4に結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 比較材21の網状部材では、網の一部が腐食して溶損し、また残存していても網の厚みは1/2以下となっていた。また、比較材22の網状部材では、絶縁皮膜の形成が不完全な部分で腐食による網の厚みの減少が認められた。これに対し、本発明例である試験材21~23の網状部材では、腐食による網の厚みの減少が全く認められなかった。
 以上の結果から、本実施形態のバスケット型アノードは、網状部材の寿命を向上できることが実証できた。
 本発明のバスケット型アノードは、あらゆる電解めっきに有効に利用できる。
1  バスケット型アノード
2  アノード本体部
2a 背面板
2b、2c 側面板
2d 底面板
2e バスバー
3  網状部材
3a、3b 金網
4  支柱
5  押さえ板
6  ボルト
7  バッグ
10 めっき原料粒
11 めっき浴
12 鋼帯
20 めっき浴槽
21 恒温浴槽
22 陰極(カソード)
23 陽極
24 試験片
25 白金線

Claims (7)

  1.  めっき浴中でめっき原料粒を収容し、鋼帯の電解めっきに用いられるバスケット型アノードであって、
     当該バスケット型アノードは、前記鋼帯に対向して配置されるTi製の網状部材を備え、前記網状部材が白金族元素を含有する、バスケット型アノード。
  2.  請求項1に記載のバスケット型アノードであって、
     前記白金族元素の含有量は、質量%で0.01%~0.15%である、バスケット型アノード。
  3.  請求項1又は2に記載のバスケット型アノードであって、
     前記網状部材が更にNi及び希土類元素のうちの1種以上を含有する、バスケット型アノード。
  4.  請求項3に記載のバスケット型アノードであって、
     前記Niの含有量は、質量%で0.2%~1.0%であり、前記希土類元素の含有量は、質量%で0.0005%~0.020%である、バスケット型アノード。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載のバスケット型アノードであって、
     不純元素として、質量%で、Fe:0.3%以下、O:0.35%以下、C:0.18%以下、H:0.015%以下、N:0.03%以下、Al:0.3%以下、Cr:0.2%以下、Zr:0.2%以下、Nb:0.2%以下、Si:0.02%以下、Sn:0.2%以下、Mn:0.01%以下、Co:0.35%以下、Cu:0.1%以下を合計で0.6%以下含有する、バスケット型アノード。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載のバスケット型アノードであって、
     前記めっき原料粒がNi粒である、バスケット型アノード。
  7.  請求項1~6のいずれか一項に記載のバスケット型アノードであって、
     前記めっき浴がワット浴である、バスケット型アノード。
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