JPH06158397A - 金属の電気メッキ方法 - Google Patents
金属の電気メッキ方法Info
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- JPH06158397A JPH06158397A JP33234092A JP33234092A JPH06158397A JP H06158397 A JPH06158397 A JP H06158397A JP 33234092 A JP33234092 A JP 33234092A JP 33234092 A JP33234092 A JP 33234092A JP H06158397 A JPH06158397 A JP H06158397A
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- metal
- tank
- plating
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- cathode
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/16—Regeneration of process solutions
- C25D21/22—Regeneration of process solutions by ion-exchange
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】金属の溶解槽で生成した酸を系外に取り出して
金属の溶解を行うことなく、酸を循環して金属の溶解と
メッキとを行う。 【構成】陰−陽極間を陰イオン交換膜で区画した金属溶
解槽１とメッキ槽２とを用い、金属溶解槽１で生成した
酸をメッキ槽２へ循環しつつ金属溶解とメッキとをバラ
ンスよく実施する。
金属の溶解を行うことなく、酸を循環して金属の溶解と
メッキとを行う。 【構成】陰−陽極間を陰イオン交換膜で区画した金属溶
解槽１とメッキ槽２とを用い、金属溶解槽１で生成した
酸をメッキ槽２へ循環しつつ金属溶解とメッキとをバラ
ンスよく実施する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属の電気メッキ方法
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属の電気メッキのシステムとし
ては、無隔膜法として陽極に可溶性陽極または不溶性陽
極が使用されており、可溶性陽極の場合はメッキ浴の陰
極側で消耗する金属イオンが陽極側で溶解補充される利
点があるものの、二種以上の金属イオンからなる合金メ
ッキでは複数個の異なる金属陽極を設置する必要があ
る。このため、メッキ浴中の金属イオンのバランスがき
わめて難しいことと、可溶性陽極である金属の溶解によ
り電極間距離が変動し、また、消耗した陽極を新しい陽
極に交換するとともに電極間距離の調整をする必要があ
り、メッキラインの管理上、不都合な欠点を有してい
る。
ては、無隔膜法として陽極に可溶性陽極または不溶性陽
極が使用されており、可溶性陽極の場合はメッキ浴の陰
極側で消耗する金属イオンが陽極側で溶解補充される利
点があるものの、二種以上の金属イオンからなる合金メ
ッキでは複数個の異なる金属陽極を設置する必要があ
る。このため、メッキ浴中の金属イオンのバランスがき
わめて難しいことと、可溶性陽極である金属の溶解によ
り電極間距離が変動し、また、消耗した陽極を新しい陽
極に交換するとともに電極間距離の調整をする必要があ
り、メッキラインの管理上、不都合な欠点を有してい
る。
【０００３】一方、不溶性陽極の場合は、上記の欠点は
解消されるが、金属イオンの消耗に伴い過剰の陰イオン
は陰極で発生するＨ+ により酸として蓄積し、被メッキ
物である鋼板から溶出したＦｅ2+が陽極で酸化されＦｅ
3+を生成する。これらの酸およびＦｅ3+のメッキ液中へ
の蓄積によりメッキ特性が劣化する欠点がある。
解消されるが、金属イオンの消耗に伴い過剰の陰イオン
は陰極で発生するＨ+ により酸として蓄積し、被メッキ
物である鋼板から溶出したＦｅ2+が陽極で酸化されＦｅ
3+を生成する。これらの酸およびＦｅ3+のメッキ液中へ
の蓄積によりメッキ特性が劣化する欠点がある。
【０００４】かかる欠点の改善を目的に不溶性陽極を用
いて電気メッキを行うにあたり、陰極と不溶性陽極間を
陰イオン交換膜で区画し、金属イオンの消耗による過剰
の陰イオンを区画された陽極室に除去するとともに陰極
側メッキ液に溶出するＦｅ2+を陽極液中に漏洩するのを
防止することが特公昭５１−２９００号公報に提案され
ている。この方法では陽極室で生成した酸の有効利用法
として、酸を系外に抜き出し、金属を溶解してメッキ液
の補充として利用することが示されている。
いて電気メッキを行うにあたり、陰極と不溶性陽極間を
陰イオン交換膜で区画し、金属イオンの消耗による過剰
の陰イオンを区画された陽極室に除去するとともに陰極
側メッキ液に溶出するＦｅ2+を陽極液中に漏洩するのを
防止することが特公昭５１−２９００号公報に提案され
ている。この方法では陽極室で生成した酸の有効利用法
として、酸を系外に抜き出し、金属を溶解してメッキ液
の補充として利用することが示されている。
【０００５】一方、特開昭５８−９３８８７号公報に
は、硫酸浴Ｆｅ系電気メッキ方法が示され、陽極で生成
する酸を全量溶解に使用することが困難なことから、生
成した酸の一部を系外へ抜き出し、金属の溶解に使用
し、残りの酸液を中和して、塩として回収する方法が示
されている。また、特開昭５８−９３８８８号公報には
陽極で生成した酸を使用して金属の溶解性を高めるた
め、金属粉または金属粒子を充填した溶解槽を用いて溶
解することが提案されているが、何れも生成した酸を一
旦系外に抜き出して金属を溶解するいわゆる化学溶解法
が採用されており、操作も煩雑であり、必ずしも効率的
でない。
は、硫酸浴Ｆｅ系電気メッキ方法が示され、陽極で生成
する酸を全量溶解に使用することが困難なことから、生
成した酸の一部を系外へ抜き出し、金属の溶解に使用
し、残りの酸液を中和して、塩として回収する方法が示
されている。また、特開昭５８−９３８８８号公報には
陽極で生成した酸を使用して金属の溶解性を高めるた
め、金属粉または金属粒子を充填した溶解槽を用いて溶
解することが提案されているが、何れも生成した酸を一
旦系外に抜き出して金属を溶解するいわゆる化学溶解法
が採用されており、操作も煩雑であり、必ずしも効率的
でない。
【０００６】一方、金属メッキ浴で消耗する金属を補給
する方法には、溶解性の大きな金属塩を別途溶解して使
用する方法と、電極として用いる金属を溶解する方法が
ある。溶解性の大きな金属塩を別途溶解して使用する場
合、溶解設備は簡易なものであるが、金属あたりの単価
が高い欠点がある。この欠点を改善する目的で、安価な
金属を効率よく溶解させる方法が検討された。例えば、
溶解しやすい形状にした金属を使用したり、溶解する酸
濃度を上げたり、温度を上げたり、液の循環速度を上げ
たりして溶解を促進する方法、或いは、電気エネルギー
を利用し、陽極に溶解すべき金属を用いて通電して溶解
する電解溶解方法が提案されている。
する方法には、溶解性の大きな金属塩を別途溶解して使
用する方法と、電極として用いる金属を溶解する方法が
ある。溶解性の大きな金属塩を別途溶解して使用する場
合、溶解設備は簡易なものであるが、金属あたりの単価
が高い欠点がある。この欠点を改善する目的で、安価な
金属を効率よく溶解させる方法が検討された。例えば、
溶解しやすい形状にした金属を使用したり、溶解する酸
濃度を上げたり、温度を上げたり、液の循環速度を上げ
たりして溶解を促進する方法、或いは、電気エネルギー
を利用し、陽極に溶解すべき金属を用いて通電して溶解
する電解溶解方法が提案されている。
【０００７】これらの既知の方法のうち、電気を使用し
ない方法は必ずしも効率的でなく、一方、電解溶解の場
合も陰極上への金属の析出を伴ない、また、これを防止
するためには極めて水素過電圧の小さい特殊な陰極を使
用せねばならず、必ずしも有利な方法ではなかった。金
属イオンの陰極での電析を防止するため、陰／陽極間に
隔離膜を設置することも検討されている。しかしながら
陽イオン交換膜では溶解した金属イオンが膜を透過する
ため電析防止効果はあまり高くなく、陰極液の流速を極
めて高速にするか、過電圧の小さな陰極を併用せねばな
らない等の欠点がある。
ない方法は必ずしも効率的でなく、一方、電解溶解の場
合も陰極上への金属の析出を伴ない、また、これを防止
するためには極めて水素過電圧の小さい特殊な陰極を使
用せねばならず、必ずしも有利な方法ではなかった。金
属イオンの陰極での電析を防止するため、陰／陽極間に
隔離膜を設置することも検討されている。しかしながら
陽イオン交換膜では溶解した金属イオンが膜を透過する
ため電析防止効果はあまり高くなく、陰極液の流速を極
めて高速にするか、過電圧の小さな陰極を併用せねばな
らない等の欠点がある。
【０００８】一方、陰イオン交換膜を用いる方法では、
金属イオンの透過が防止できるが、電解溶解槽の陽極液
は金属イオンの溶出に伴ない陰極側から陰イオンが補給
される結果、金属溶解液の陰イオン濃度が増加し、メッ
キ用液組成が変化する欠点を有している。
金属イオンの透過が防止できるが、電解溶解槽の陽極液
は金属イオンの溶出に伴ない陰極側から陰イオンが補給
される結果、金属溶解液の陰イオン濃度が増加し、メッ
キ用液組成が変化する欠点を有している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、電気メッキ
用電解槽における従来技術が有する諸欠点を解決するこ
とを目的としてなされたもので、金属の溶解槽とメッキ
槽とを別の槽にし、夫々の槽に陰イオン交換膜を用い、
これら２つの槽間に、溶解槽で生成した酸を循環するこ
とにより前記目的を達成した。
用電解槽における従来技術が有する諸欠点を解決するこ
とを目的としてなされたもので、金属の溶解槽とメッキ
槽とを別の槽にし、夫々の槽に陰イオン交換膜を用い、
これら２つの槽間に、溶解槽で生成した酸を循環するこ
とにより前記目的を達成した。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かくして本発明は、陰−
陽極間を陰イオン交換膜によって区画した金属溶解槽と
メッキ槽からなり、金属溶解槽は可溶性金属からなる陽
極と不溶性陰極とを有し、金属溶解槽の陽極室にはメッ
キ液を、陰極室には酸を夫々導入し、一方メッキ槽は不
溶性陽極と被メッキ陰極を有し、メッキ槽の陽極室には
酸を、陰極室にはメッキ液を夫々導入して通電し、金属
溶解槽の陽極室で溶解した金属を含むメッキ液を、メッ
キ槽の陰極室に導入して被メッキ陰極をメッキし、他
方、金属溶解槽の陰極室の酸を、メッキ槽の陽極室に導
入して循環しつつ電解することを特徴とする金属の電気
メッキ方法である。
陽極間を陰イオン交換膜によって区画した金属溶解槽と
メッキ槽からなり、金属溶解槽は可溶性金属からなる陽
極と不溶性陰極とを有し、金属溶解槽の陽極室にはメッ
キ液を、陰極室には酸を夫々導入し、一方メッキ槽は不
溶性陽極と被メッキ陰極を有し、メッキ槽の陽極室には
酸を、陰極室にはメッキ液を夫々導入して通電し、金属
溶解槽の陽極室で溶解した金属を含むメッキ液を、メッ
キ槽の陰極室に導入して被メッキ陰極をメッキし、他
方、金属溶解槽の陰極室の酸を、メッキ槽の陽極室に導
入して循環しつつ電解することを特徴とする金属の電気
メッキ方法である。
【００１１】即ち本発明は陰イオン交換膜を隔膜として
使用することにより、無隔膜メッキ法のようなメッキ液
の酸およびＦｅ2+の蓄積を防止するとともに、陰イオン
交換膜を用いたメッキ法でも生成する酸を系外に取り出
して直接金属と接触させて溶解する欠点、例えば、溶解
速度が遅い点、生成する酸中に存在するＦｅ3+の悪影響
がある点を防止し、金属溶解槽に陰イオン交換膜を使用
し金属が溶解することによる陰イオンの補充を、メッキ
工程から生成された酸中の陰イオンによってまかなうこ
とに特徴がある。
使用することにより、無隔膜メッキ法のようなメッキ液
の酸およびＦｅ2+の蓄積を防止するとともに、陰イオン
交換膜を用いたメッキ法でも生成する酸を系外に取り出
して直接金属と接触させて溶解する欠点、例えば、溶解
速度が遅い点、生成する酸中に存在するＦｅ3+の悪影響
がある点を防止し、金属溶解槽に陰イオン交換膜を使用
し金属が溶解することによる陰イオンの補充を、メッキ
工程から生成された酸中の陰イオンによってまかなうこ
とに特徴がある。
【００１２】以下、本発明を実施する一例について説明
する。図１は本発明を実施するための金属溶解槽とメッ
キ槽の概略図である。
する。図１は本発明を実施するための金属溶解槽とメッ
キ槽の概略図である。
【００１３】金属溶解槽１は可溶性金属からなる陽極１
１、陰極１２間を陰イオン交換膜１３によって区画され
た陽極室１４と陰極室１５を有する。メッキ槽２は陽極
２１、被メッキ陰極２２間を陰イオン交換膜２３によっ
て区画された陽極室２４と陰極室２５を有する。
１、陰極１２間を陰イオン交換膜１３によって区画され
た陽極室１４と陰極室１５を有する。メッキ槽２は陽極
２１、被メッキ陰極２２間を陰イオン交換膜２３によっ
て区画された陽極室２４と陰極室２５を有する。
【００１４】金属溶解槽１の陽極室１４とメッキ槽２の
陰極室２５はメッキ液タンク３を介してメッキ液循環回
路４で連結されている。また金属溶解槽１の陰極室１５
とメッキ槽２の陽極室２４は、酸水溶液タンク５を介し
て酸液循環回路６で連結されている。
陰極室２５はメッキ液タンク３を介してメッキ液循環回
路４で連結されている。また金属溶解槽１の陰極室１５
とメッキ槽２の陽極室２４は、酸水溶液タンク５を介し
て酸液循環回路６で連結されている。
【００１５】金属溶解槽１の可溶性金属からなる陽極１
１は、メッキ槽２の被メッキ陰極にメッキされる金属で
あり、亜鉛、ニッケル、マンガン、コバルト、クロム、
鉄、または銅などが使用されるが、これらを二種以上用
いた合金でもよい。
１は、メッキ槽２の被メッキ陰極にメッキされる金属で
あり、亜鉛、ニッケル、マンガン、コバルト、クロム、
鉄、または銅などが使用されるが、これらを二種以上用
いた合金でもよい。
【００１６】陰極１２は通電により水素が発生するた
め、省エネルギーの観点から、好ましくは水素過電圧の
小さい電極が使用されるが、本発明の場合、陰極室１５
には酸のみが存在し、金属イオンは事実上存在しないの
で金属の電析は起らず、したがって、無隔膜電解溶解法
の如く、それほど小さい水素過電圧陰極は要求されな
い。本発明で使用される陰極１２としては鉄、ニッケ
ル、ステンレス、炭素などの他、ラネーニッケル、白金
または白金メッキチタンなどが使用される。
め、省エネルギーの観点から、好ましくは水素過電圧の
小さい電極が使用されるが、本発明の場合、陰極室１５
には酸のみが存在し、金属イオンは事実上存在しないの
で金属の電析は起らず、したがって、無隔膜電解溶解法
の如く、それほど小さい水素過電圧陰極は要求されな
い。本発明で使用される陰極１２としては鉄、ニッケ
ル、ステンレス、炭素などの他、ラネーニッケル、白金
または白金メッキチタンなどが使用される。
【００１７】メッキ槽２の陽極２１としては、耐久性に
優れ、安価な不溶性陽極が好ましく、例えば、鉛、鉛と
銀および／またはアンチモンとの合金、または白金の
他、チタニウム、ニオブ、タンタルなどの金属表面をイ
リジウム、パラジウムなどの白金族金属の酸化物で被覆
するかまたは金属メッキしたものが挙げられる。
優れ、安価な不溶性陽極が好ましく、例えば、鉛、鉛と
銀および／またはアンチモンとの合金、または白金の
他、チタニウム、ニオブ、タンタルなどの金属表面をイ
リジウム、パラジウムなどの白金族金属の酸化物で被覆
するかまたは金属メッキしたものが挙げられる。
【００１８】陰イオン交換膜１３および２３は一般に入
手できる陰イオン交換膜であれば何ら支障なく使用で
き、陰イオン交換膜１３および２３は同一でも異なる陰
イオン交換膜でも使用し得る。
手できる陰イオン交換膜であれば何ら支障なく使用で
き、陰イオン交換膜１３および２３は同一でも異なる陰
イオン交換膜でも使用し得る。
【００１９】酸水溶液タンク５は、硫酸、塩酸、リン
酸、または有機酸が好ましく、これら酸水溶液には電導
度を高めるための中性塩、好ましくは使用する酸塩を添
加できる。酸濃度は通常０．１〜４．０Ｎ、特には１．
０〜１．５Ｎが好ましい。酸水溶液タンク５には、濃度
調整機構８により水または酸を添加できる。
酸、または有機酸が好ましく、これら酸水溶液には電導
度を高めるための中性塩、好ましくは使用する酸塩を添
加できる。酸濃度は通常０．１〜４．０Ｎ、特には１．
０〜１．５Ｎが好ましい。酸水溶液タンク５には、濃度
調整機構８により水または酸を添加できる。
【００２０】一方、メッキ液循環回路４には、金属溶解
槽１で溶解される金属イオンの他、メッキに使用される
金属の補給のため、別の溶解設備７を追加することがで
きる。別の溶解設備７は金属溶解槽１と同様な電解溶解
槽も使用されるが、溶解性のよい金属または補助的な金
属の溶解を行う場合には、単なる酸による化学的な溶解
槽でも差し支えない。
槽１で溶解される金属イオンの他、メッキに使用される
金属の補給のため、別の溶解設備７を追加することがで
きる。別の溶解設備７は金属溶解槽１と同様な電解溶解
槽も使用されるが、溶解性のよい金属または補助的な金
属の溶解を行う場合には、単なる酸による化学的な溶解
槽でも差し支えない。
【００２１】かくして金属溶解槽１およびメッキ槽２
は、陽極室１４および陰極室２５にはメッキ液、陰極室
１５および陽極室２４には酸水溶液が供給されて、通電
される。メッキ槽２は４０〜２００Ａ／ｄｍ2 、好まし
くは５０〜１５０Ａ／ｄｍ2 で電気メッキされる。金属
溶解槽１はメッキ組成およびメッキ槽２との通電面積比
により変わるが、１〜２００Ａ／ｄｍ2 、好ましくは、
２〜１５０Ａ／ｄｍ2 にて通電され、通電量を、金属溶
解槽１の通電量とメッキ組成によって決定することが、
メッキ液中の金属イオン濃度の安定化に重要である。
は、陽極室１４および陰極室２５にはメッキ液、陰極室
１５および陽極室２４には酸水溶液が供給されて、通電
される。メッキ槽２は４０〜２００Ａ／ｄｍ2 、好まし
くは５０〜１５０Ａ／ｄｍ2 で電気メッキされる。金属
溶解槽１はメッキ組成およびメッキ槽２との通電面積比
により変わるが、１〜２００Ａ／ｄｍ2 、好ましくは、
２〜１５０Ａ／ｄｍ2 にて通電され、通電量を、金属溶
解槽１の通電量とメッキ組成によって決定することが、
メッキ液中の金属イオン濃度の安定化に重要である。
【００２２】かくして金属溶解槽１で溶解した金属イオ
ンは、メッキ槽２でメッキされ消耗し、金属濃度が減少
したメッキ液は再び金属溶解槽１に循環され、メッキ液
中の金属イオンは一定となる。一方メッキ槽２の陽極室
２４で生成した酸は金属溶解槽１の陰極室１５におい
て、陰イオンは陽極室へ移動し、Ｈ+ は陰極で放電する
ことで消費され、陰極液中の酸濃度は一定となる。な
お、使用する陰イオン交換膜１３および２３はその性能
にもよるが、陰極液中にメッキ液中の金属イオンが電気
メッキ管理上許容できない量漏洩する場合には、メッキ
液循環回路４に金属イオン除去機構９を設け、例えば、
キレート樹脂塔等を設置して除去できる。
ンは、メッキ槽２でメッキされ消耗し、金属濃度が減少
したメッキ液は再び金属溶解槽１に循環され、メッキ液
中の金属イオンは一定となる。一方メッキ槽２の陽極室
２４で生成した酸は金属溶解槽１の陰極室１５におい
て、陰イオンは陽極室へ移動し、Ｈ+ は陰極で放電する
ことで消費され、陰極液中の酸濃度は一定となる。な
お、使用する陰イオン交換膜１３および２３はその性能
にもよるが、陰極液中にメッキ液中の金属イオンが電気
メッキ管理上許容できない量漏洩する場合には、メッキ
液循環回路４に金属イオン除去機構９を設け、例えば、
キレート樹脂塔等を設置して除去できる。
【００２３】
【実施例】以下に本発明について実施例を示すが、本発
明はこれに限定されるものではない。
明はこれに限定されるものではない。
【００２４】［実施例１］図１に示す装置を用いてＮｉ
メッキを行った。金属溶解槽１の可溶性金属からなる陽
極１１としては、５〜１５ｍｍφの球状の金属Ｎｉチッ
プを用い、これをプラスチック製の網状のカゴに入れ、
ＮｉチップとＴｉ棒を接触させた。陰極１２はＮｉ板と
した。メッキ槽２の陽極２１はチタンに白金メッキした
不溶性陽極を用い、被メッキ陰極２２は鉄板とした。
メッキを行った。金属溶解槽１の可溶性金属からなる陽
極１１としては、５〜１５ｍｍφの球状の金属Ｎｉチッ
プを用い、これをプラスチック製の網状のカゴに入れ、
ＮｉチップとＴｉ棒を接触させた。陰極１２はＮｉ板と
した。メッキ槽２の陽極２１はチタンに白金メッキした
不溶性陽極を用い、被メッキ陰極２２は鉄板とした。
【００２５】メッキ液組成として、ＮｉＳＯ4 １８０ｇ
／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ４０ｇ／ｌ、Ｈ2 ＳＯ4 ３０ｇ／
ｌ、ｐＨ≒１、温度６０℃、両槽の陰イオン交換膜には
旭硝子社製セレミオンＡＡＶを用い、酸水溶液にはＨ2
ＳＯ4 １００ｇ／ｌを使用し、５０Ａ／ｄｍ2 にて連続
メッキを行った。なお、陰イイオン交換膜の特性として
Ｈ+ の輸率は２５％であり、ＳＯ4 2- の輸率は７５％で
あった。また、Ｎｉメッキの電流効率は７０％であっ
た。
／ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ４０ｇ／ｌ、Ｈ2 ＳＯ4 ３０ｇ／
ｌ、ｐＨ≒１、温度６０℃、両槽の陰イオン交換膜には
旭硝子社製セレミオンＡＡＶを用い、酸水溶液にはＨ2
ＳＯ4 １００ｇ／ｌを使用し、５０Ａ／ｄｍ2 にて連続
メッキを行った。なお、陰イイオン交換膜の特性として
Ｈ+ の輸率は２５％であり、ＳＯ4 2- の輸率は７５％で
あった。また、Ｎｉメッキの電流効率は７０％であっ
た。
【００２６】その結果、メッキ槽２の陽極室２４には通
電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が生成されると
同時に、陰極室２５においては通電電気量の７０％に相
当するＳＯ4 2- が遊離する（ＮｉＳＯ4 ＋２ｅ→Ｎｉ0
＋ＳＯ4 2- ）。通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ
4 の減少（陽極室への移動）を生じるため、結果的には
通電電気量の５％に相当するＨ2 ＳＯ4 および７０％に
相当するＮｉ2+が損失した。
電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が生成されると
同時に、陰極室２５においては通電電気量の７０％に相
当するＳＯ4 2- が遊離する（ＮｉＳＯ4 ＋２ｅ→Ｎｉ0
＋ＳＯ4 2- ）。通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ
4 の減少（陽極室への移動）を生じるため、結果的には
通電電気量の５％に相当するＨ2 ＳＯ4 および７０％に
相当するＮｉ2+が損失した。
【００２７】メッキ槽２の陽極液（酸水溶液）および陰
極液（メッキ液）はそれぞれ金属溶解槽１に導き、メッ
キ液中のＮｉＳＯ4 濃度が１８０ｇ／ｌを維持するよう
に通電電気量を調整しＮｉを溶解した。
極液（メッキ液）はそれぞれ金属溶解槽１に導き、メッ
キ液中のＮｉＳＯ4 濃度が１８０ｇ／ｌを維持するよう
に通電電気量を調整しＮｉを溶解した。
【００２８】その結果、金属溶解槽１の陰極室１５にお
いては、通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が損
失した。また、陽極室１４においては通電電気量の７５
％に相当するＨ2 ＳＯ4 の生成（陰極室からの移動）と
通電電気量の９０％に相当するＮｉの溶解によるＨ2 Ｓ
Ｏ4 の消費を生じ、結果的には通電電気量の１５％に相
当するＨ2 ＳＯ4 の減少および９０％に相当するＮｉ2+
の生成を生じた。また、その時の金属溶解槽１の通電電
気量は、メッキ槽２の約７８％であった。
いては、通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が損
失した。また、陽極室１４においては通電電気量の７５
％に相当するＨ2 ＳＯ4 の生成（陰極室からの移動）と
通電電気量の９０％に相当するＮｉの溶解によるＨ2 Ｓ
Ｏ4 の消費を生じ、結果的には通電電気量の１５％に相
当するＨ2 ＳＯ4 の減少および９０％に相当するＮｉ2+
の生成を生じた。また、その時の金属溶解槽１の通電電
気量は、メッキ槽２の約７８％であった。
【００２９】メッキ液中のＮｉ濃度については常に安定
した濃度組成であり、またメッキ液中Ｈ2 ＳＯ4 濃度
も、酸水溶液に過移動したＨ2 ＳＯ4 をメッキ液中に戻
すことにより、安定した濃度組成が得られる。そのた
め、１００時間の連続メッキによっても、常に均一なメ
ッキ被膜が得られた。
した濃度組成であり、またメッキ液中Ｈ2 ＳＯ4 濃度
も、酸水溶液に過移動したＨ2 ＳＯ4 をメッキ液中に戻
すことにより、安定した濃度組成が得られる。そのた
め、１００時間の連続メッキによっても、常に均一なメ
ッキ被膜が得られた。
【００３０】［実施例２］図１に示す装置を用いて、Ｃ
ｕメッキを行った。金属溶解槽１の可溶性金属からなる
陽極１１としては銅線を用い、陰極１２は銅板とした。
メッキ槽２の陽極２１はチタンに白金メッキした不溶性
陽極を用い、被メッキ陰極２２は鉄板とした。
ｕメッキを行った。金属溶解槽１の可溶性金属からなる
陽極１１としては銅線を用い、陰極１２は銅板とした。
メッキ槽２の陽極２１はチタンに白金メッキした不溶性
陽極を用い、被メッキ陰極２２は鉄板とした。
【００３１】メッキ液組成としてＣｕＳＯ4 ２００ｇ／
ｌ、Ｈ2 ＳＯ4 ５０ｇ／ｌ、温度６０℃、両槽の陰イオ
ン交換膜には旭硝子社製セレミオンＡＡＶを用い、酸水
溶液にはＨ2 ＳＯ4 １２０ｇ／ｌを使用し、５０Ａ／ｄ
ｍ2 にて連続メッキを行った。なお、陰イオン交換膜の
特性としてＨ+ の輸率は２５％であり、ＳＯ4 2- の輸率
は７５％であった。また、Ｃｕメッキの電流効率は６８
％であった。
ｌ、Ｈ2 ＳＯ4 ５０ｇ／ｌ、温度６０℃、両槽の陰イオ
ン交換膜には旭硝子社製セレミオンＡＡＶを用い、酸水
溶液にはＨ2 ＳＯ4 １２０ｇ／ｌを使用し、５０Ａ／ｄ
ｍ2 にて連続メッキを行った。なお、陰イオン交換膜の
特性としてＨ+ の輸率は２５％であり、ＳＯ4 2- の輸率
は７５％であった。また、Ｃｕメッキの電流効率は６８
％であった。
【００３２】その結果、メッキ槽２の陽極室２４には通
電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が生成されると
同時に、陰極室２５においては通電電気量の６８％に相
当するＳＯ4 2- が遊離する。通電電気量の７５％に相当
するＨ2 ＳＯ4 の減少（陽極室への移動）を生じるた
め、結果的には通電電気量の７％に相当するＨ2 ＳＯ4
および６８％に相当するＣｕ2+が損失した。
電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が生成されると
同時に、陰極室２５においては通電電気量の６８％に相
当するＳＯ4 2- が遊離する。通電電気量の７５％に相当
するＨ2 ＳＯ4 の減少（陽極室への移動）を生じるた
め、結果的には通電電気量の７％に相当するＨ2 ＳＯ4
および６８％に相当するＣｕ2+が損失した。
【００３３】メッキ槽２の陽極液（酸水溶液）および陰
極液（メッキ液）はそれぞれ金属溶解槽１に導き、メッ
キ液中のＣｕＳＯ4 濃度が２００ｇ／ｌを維持するよう
に通電電気量を調整しＣｕを溶解した。
極液（メッキ液）はそれぞれ金属溶解槽１に導き、メッ
キ液中のＣｕＳＯ4 濃度が２００ｇ／ｌを維持するよう
に通電電気量を調整しＣｕを溶解した。
【００３４】その結果、金属溶解槽１の陰極室１５にお
いては、通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が損
失した。また、陽極室１４においては通電電気量の７５
％に相当するＨ2 ＳＯ4 の生成（陰極室からの移動）と
通電電気量の９０％に相当するＣｕの溶解によるＨ2 Ｓ
Ｏ4 の消費を生じ、結果的には通電電気量の１５％に相
当するＨ2 ＳＯ4 の減少および９０％に相当するＣｕ2+
の生成を生じた。また、その時の金属溶解槽１の通電電
気量はメッキ槽２の約７６％であった。
いては、通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が損
失した。また、陽極室１４においては通電電気量の７５
％に相当するＨ2 ＳＯ4 の生成（陰極室からの移動）と
通電電気量の９０％に相当するＣｕの溶解によるＨ2 Ｓ
Ｏ4 の消費を生じ、結果的には通電電気量の１５％に相
当するＨ2 ＳＯ4 の減少および９０％に相当するＣｕ2+
の生成を生じた。また、その時の金属溶解槽１の通電電
気量はメッキ槽２の約７６％であった。
【００３５】メッキ液中のＣｕ2+濃度については常に安
定した濃度組成であり、またメッキ液中Ｈ2 ＳＯ4 濃度
も、酸水溶液に過移動したＨ2 ＳＯ4 をメッキ液中に戻
すことにより、安定した濃度組成が得られた。そのた
め、１００時間の連続メッキによっても、常に均一なメ
ッキ皮膜が得られた。
定した濃度組成であり、またメッキ液中Ｈ2 ＳＯ4 濃度
も、酸水溶液に過移動したＨ2 ＳＯ4 をメッキ液中に戻
すことにより、安定した濃度組成が得られた。そのた
め、１００時間の連続メッキによっても、常に均一なメ
ッキ皮膜が得られた。
【００３６】［実施例３］図１に示す装置を利用してＮ
ｉ−Ｃｏ合金メッキを行った。金属溶解槽１については
Ｎｉ溶解槽とＣｏ溶解槽の２基とし、可溶性金属からな
る陽極１１としてはそれぞれ実施例１と同様に球状Ｎｉ
チップならびに板状Ｃｏチップを用い、陰極１２はいず
れもＮｉ板とした。メッキ槽２の陽極はチタンに白金メ
ッキした不溶性陽極を用い、被メッキ陰極２２は鉄板と
した。両金属溶解槽およびメッキ槽の陰イオン交換膜に
は旭硝子社製セレミオンＡＡＶを用いた。
ｉ−Ｃｏ合金メッキを行った。金属溶解槽１については
Ｎｉ溶解槽とＣｏ溶解槽の２基とし、可溶性金属からな
る陽極１１としてはそれぞれ実施例１と同様に球状Ｎｉ
チップならびに板状Ｃｏチップを用い、陰極１２はいず
れもＮｉ板とした。メッキ槽２の陽極はチタンに白金メ
ッキした不溶性陽極を用い、被メッキ陰極２２は鉄板と
した。両金属溶解槽およびメッキ槽の陰イオン交換膜に
は旭硝子社製セレミオンＡＡＶを用いた。
【００３７】メッキ液としてはＮｉＳＯ4 １８０ｇ／
ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ４０ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ4 ３０ｇ／ｌ、
Ｈ2 ＳＯ4 ３０ｇ／ｌの組成液を用い、メッキ槽２の陰
極室からＮｉ溶解槽の陽極室を通り、Ｃｏ溶解槽の陽極
室を経てメッキ槽２の陰極室に戻る循環経路とした。
ｌ、Ｎａ2 ＳＯ4 ４０ｇ／ｌ、ＣｏＳＯ4 ３０ｇ／ｌ、
Ｈ2 ＳＯ4 ３０ｇ／ｌの組成液を用い、メッキ槽２の陰
極室からＮｉ溶解槽の陽極室を通り、Ｃｏ溶解槽の陽極
室を経てメッキ槽２の陰極室に戻る循環経路とした。
【００３８】また、酸水溶液としては、Ｈ2 ＳＯ4 １０
０ｇ／ｌを用い、メッキ槽２の陽極室から、Ｎｉ溶解槽
の陽極室を通り、Ｃｏ溶解槽の陽極室を経て、メッキ槽
２の陽極室に戻る循環経路とし、温度６０℃、メッキ槽
２の電流密度を５０Ａ／ｄｍ2 にて連続メッキを行っ
た。
０ｇ／ｌを用い、メッキ槽２の陽極室から、Ｎｉ溶解槽
の陽極室を通り、Ｃｏ溶解槽の陽極室を経て、メッキ槽
２の陽極室に戻る循環経路とし、温度６０℃、メッキ槽
２の電流密度を５０Ａ／ｄｍ2 にて連続メッキを行っ
た。
【００３９】その結果、メッキ槽２の陽極室２４におい
ては、通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が生成
し、陰極室２５においては通電電気量の６０％に相当す
るＮｉ2+の減少と１０％に相当するＣｏ2+の減少、なら
びに、５％に相当するＳＯ4 2- の減少を生じた。メッキ
槽２の陽極液（酸水溶液）および陰極液（メッキ液）は
それぞれＮｉ溶解槽に導き、メッキ液中のＮｉＳＯ4 の
濃度が１８０ｇ／ｌを維持するように通電電気量を調整
しＮｉを溶解した。
ては、通電電気量の７５％に相当するＨ2 ＳＯ4 が生成
し、陰極室２５においては通電電気量の６０％に相当す
るＮｉ2+の減少と１０％に相当するＣｏ2+の減少、なら
びに、５％に相当するＳＯ4 2- の減少を生じた。メッキ
槽２の陽極液（酸水溶液）および陰極液（メッキ液）は
それぞれＮｉ溶解槽に導き、メッキ液中のＮｉＳＯ4 の
濃度が１８０ｇ／ｌを維持するように通電電気量を調整
しＮｉを溶解した。
【００４０】その結果、Ｎｉ溶解槽の陰極室において
は、通電電気量の７５％に相当するＳＯ4 2- の減少を生
じた。また、Ｎｉ溶解槽の陽極室においては、通電電気
量の９０％に相当するＮｉ2+の増加と、１５％に相当す
るＳＯ4 2- の減少を生じた。また、その時のＮｉ溶解槽
の通電電気量は、メッキ槽２の約６７％であり、電流密
度は１０Ａ／ｄｍ2 であった。
は、通電電気量の７５％に相当するＳＯ4 2- の減少を生
じた。また、Ｎｉ溶解槽の陽極室においては、通電電気
量の９０％に相当するＮｉ2+の増加と、１５％に相当す
るＳＯ4 2- の減少を生じた。また、その時のＮｉ溶解槽
の通電電気量は、メッキ槽２の約６７％であり、電流密
度は１０Ａ／ｄｍ2 であった。
【００４１】一方、Ｎｉ溶解槽の陽極液（メッキ液）お
よび陰極液（酸水溶液）はそれぞれＣｏ溶解槽に導き、
メッキ液中のＣｏＳＯ4 濃度が３０ｇ／ｌを維持するよ
うに通電電気量を調整しＣｏを溶解した。
よび陰極液（酸水溶液）はそれぞれＣｏ溶解槽に導き、
メッキ液中のＣｏＳＯ4 濃度が３０ｇ／ｌを維持するよ
うに通電電気量を調整しＣｏを溶解した。
【００４２】その結果、Ｃｏ溶解槽の陰極室において
は、通電電気量の７５％に相当するＳＯ4 2- の減少を生
じた。また、Ｃｏ溶解槽の陽極室においては、通電電気
量の９０％に相当するＣｏ2+の増加と１５％に相当する
ＳＯ4 2- の減少を生じた。また、その時のＣｏ溶解槽の
通電電気量はメッキ槽の約１１％であり、電流密度は３
０Ａ／ｄｍ2 であった。
は、通電電気量の７５％に相当するＳＯ4 2- の減少を生
じた。また、Ｃｏ溶解槽の陽極室においては、通電電気
量の９０％に相当するＣｏ2+の増加と１５％に相当する
ＳＯ4 2- の減少を生じた。また、その時のＣｏ溶解槽の
通電電気量はメッキ槽の約１１％であり、電流密度は３
０Ａ／ｄｍ2 であった。
【００４３】メッキ液中のＮｉおよびＣｏ濃度について
は常に安定した濃度組成であり、またメッキ液中硫酸濃
度も、酸水溶液に過移動した硫酸をメッキ液中に戻すこ
とにより、安定した濃度組成が得られた。そのため、３
００時間の連続メッキによっても、常に均一なメッキ皮
膜が得られた。
は常に安定した濃度組成であり、またメッキ液中硫酸濃
度も、酸水溶液に過移動した硫酸をメッキ液中に戻すこ
とにより、安定した濃度組成が得られた。そのため、３
００時間の連続メッキによっても、常に均一なメッキ皮
膜が得られた。
【００４４】
【発明の効果】本発明は、金属溶解槽とメッキ槽を用
い、夫々陰イオン交換膜によって陰−陽極室に仕切り、
金属溶解槽で生成した酸を系外に取り出して金属の溶解
に供することなく、これをメッキ槽に循環することによ
り、金属の溶解と酸の生成とをバランスよく行い得る。
い、夫々陰イオン交換膜によって陰−陽極室に仕切り、
金属溶解槽で生成した酸を系外に取り出して金属の溶解
に供することなく、これをメッキ槽に循環することによ
り、金属の溶解と酸の生成とをバランスよく行い得る。
【図１】本発明の一実施態様を説明する工程図。
１：金属溶解槽 ２：メッキ槽 ３：メッキ液タンク ４：メッキ液循環回路 ５：酸水溶液タンク ６：酸液循環回路 ７：溶解設備 ８：濃度調整機構 ９：金属イオン除去機構 １１：可溶性金属からなる陽極 １２：金属溶解槽の陰極 １３：陰イオン交換膜 １４：金属溶解槽の陽極室 １５：金属溶解槽の陰極室 ２１：メッキ槽の陽極 ２２：被メッキ陰極 ２３：陰イオン交換膜 ２４：メッキ槽の陽極室 ２５：メッキ槽の極極室
Claims (1)
- 【請求項１】陰−陽極間を陰イオン交換膜によって区画
した金属溶解槽とメッキ槽からなり、金属溶解槽は可溶
性金属からなる陽極と、不溶性陰極とを有し、金属溶解
槽の陽極室にはメッキ液を、陰極室には酸を夫々導入
し、一方メッキ槽は不溶性陽極と被メッキ陰極とを有
し、メッキ槽の陽極室には酸を、陰極室にはメッキ液を
夫々導入して通電し、金属溶解槽の陽極室で溶解した金
属を含むメッキ液を、メッキ槽の陰極室に導入して被メ
ッキ陰極をメッキし、他方、金属溶解槽の陰極室の酸を
メッキ槽の陽極室に導入して循環しつつ電解することを
特徴とする金属の電気メッキ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33234092A JPH06158397A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 金属の電気メッキ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33234092A JPH06158397A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 金属の電気メッキ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158397A true JPH06158397A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18253874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33234092A Withdrawn JPH06158397A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 金属の電気メッキ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06158397A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001092604A3 (en) * | 2000-05-31 | 2002-04-25 | De Nora Elettrodi Spa | Electrolysis cell for restoring the concentration of metal ions in processes of electroplating |
| JP2005139474A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Ishihara Chem Co Ltd | 電気スズ合金メッキ方法 |
| JP2006199994A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Ishihara Chem Co Ltd | 電気銅メッキ浴、並びに銅メッキ方法 |
| US7128825B2 (en) | 2001-03-14 | 2006-10-31 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
| US7160432B2 (en) | 2001-03-14 | 2007-01-09 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
| US7229535B2 (en) | 2001-12-21 | 2007-06-12 | Applied Materials, Inc. | Hydrogen bubble reduction on the cathode using double-cell designs |
| US7232514B2 (en) | 2001-03-14 | 2007-06-19 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
| US7323416B2 (en) | 2001-03-14 | 2008-01-29 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
| US7390429B2 (en) | 2003-06-06 | 2008-06-24 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for electrochemical mechanical polishing processing |
| FR2918673A1 (fr) * | 2007-07-12 | 2009-01-16 | Siemens Vai Metals Tech Sas | Installation et procede pour l'etamage electrolytique de bandes d'acier |
| US7582564B2 (en) | 2001-03-14 | 2009-09-01 | Applied Materials, Inc. | Process and composition for conductive material removal by electrochemical mechanical polishing |
| KR20140077112A (ko) * | 2012-12-13 | 2014-06-23 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | Ｓｎ 합금 도금 장치 및 방법 |
| US9303329B2 (en) | 2013-11-11 | 2016-04-05 | Tel Nexx, Inc. | Electrochemical deposition apparatus with remote catholyte fluid management |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP33234092A patent/JPH06158397A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001092604A3 (en) * | 2000-05-31 | 2002-04-25 | De Nora Elettrodi Spa | Electrolysis cell for restoring the concentration of metal ions in processes of electroplating |
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| US7229535B2 (en) | 2001-12-21 | 2007-06-12 | Applied Materials, Inc. | Hydrogen bubble reduction on the cathode using double-cell designs |
| US7384534B2 (en) | 2001-12-21 | 2008-06-10 | Applied Materials, Inc. | Electrolyte with good planarization capability, high removal rate and smooth surface finish for electrochemically controlled copper CMP |
| US7390429B2 (en) | 2003-06-06 | 2008-06-24 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for electrochemical mechanical polishing processing |
| JP2005139474A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Ishihara Chem Co Ltd | 電気スズ合金メッキ方法 |
| JP2006199994A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Ishihara Chem Co Ltd | 電気銅メッキ浴、並びに銅メッキ方法 |
| FR2918673A1 (fr) * | 2007-07-12 | 2009-01-16 | Siemens Vai Metals Tech Sas | Installation et procede pour l'etamage electrolytique de bandes d'acier |
| WO2009016291A3 (fr) * | 2007-07-12 | 2009-12-17 | Siemens Vai Metals Technologies Sas | Installation et procede pour l'etamage electroly tique de bandes d' acier |
| KR20140077112A (ko) * | 2012-12-13 | 2014-06-23 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | Ｓｎ 합금 도금 장치 및 방법 |
| US9303329B2 (en) | 2013-11-11 | 2016-04-05 | Tel Nexx, Inc. | Electrochemical deposition apparatus with remote catholyte fluid management |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |