JPH0689479B2 - 耐久性に優れた溶融塩電解めっき装置 - Google Patents

耐久性に優れた溶融塩電解めっき装置

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JPH0689479B2
JPH0689479B2 JP63143256A JP14325688A JPH0689479B2 JP H0689479 B2 JPH0689479 B2 JP H0689479B2 JP 63143256 A JP63143256 A JP 63143256A JP 14325688 A JP14325688 A JP 14325688A JP H0689479 B2 JPH0689479 B2 JP H0689479B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、耐久性に優れた溶融塩電解めっき装置、特に
Al系電気めっきを行う溶融塩電解めっき装置に関する。
(従来の技術) 溶融塩電解めっきは、主として塩化物をもって溶融塩浴
を構成し、これに被処理物品を浸漬して電解めっきする
方法である。Al系電解めっきの場合、塩化物として無水
塩化アルミニウムを利用する。
ところで、水溶液を用いる通常の電気めっき設備ではめ
っき液に接する部分は通常ゴムライニングが施される。
これはめっき液による腐食への対策ばかりでなく、通電
電流の迷走を防止する目的をもっている。また、接液部
のライニングの他にも電気的に絶縁されることが必要な
通電部回り、ロール回りには塩化ビニルやベークライト
等製の絶縁材が用いられる。
溶融塩電解めっきの場合も全く同様であり、ライニング
材や絶縁材なしではめっき装置は構成できない。しか
し、溶融塩の場合、その操作温度は通常200℃を超える
ため、水溶液系で用いるゴムライニング材や塩化ビニ
ル、ベークライトを用いることは不可能である。
ところで、耐熱性の樹脂としては代表的なものにフッ素
系樹脂のいわゆるテフロン(商標名)がある。本発明者
らはこのフッ素樹脂の溶融塩浴に対する耐久度を調査し
たが、塩化アルミニウム浴では炭化する現象が見られ、
耐熱性はともかく接液部で長期の使用には耐えないこと
が分かった。樹脂以外の材料としては、ガラスやセラミ
ックなどの無機耐熱材料があり、それらはいずれもライ
ニングは可能である。しかし、めっきセルは一般に複雑
な形状を必要とするため、ライニングすることが難し
い。また、絶縁性はともかく強度に問題があるため、そ
のような無機耐熱材料を絶縁材として用いることは必ず
しも容易ではない。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは、先に特願昭61−289873号として塩化物系
の溶融塩電解めっきに適する粒状もしくはペレット状金
属体を格納して陽極として用いる電気めっき用バスケッ
ト型陽極室を提案した。この陽極室においては筐体は絶
縁材それ自体あるいは絶縁材で被覆された金属材から構
成され、その絶縁材としてAl2O3、TiO2、ZrO2、Cr2O3
のセラミック溶射材を示した。本発明者らはこれらの各
部材についてその後も詳細にテストを繰り返したとこ
ろ、確かにセラミック溶射材は耐久性に優れてはいるも
のの、筐体の多孔板をそれで構成しようとしても、完璧
な形で溶射することが必ずしも容易ではなく、また、め
っき装置に組み込む場合には工事に伴う破損といった問
題も生じることが判明した。破損等の欠陥が一箇所でも
生じれば、母材の金属材はたちまち溶出して筐体に穴が
開いてしまうため、使用することができないのである。
したがって、かかる溶融塩電解めっき装置に好適な絶縁
材、ライニング材を見出すことはこのめっき装置実現の
可否にもかかわる重要な問題であるという見地に立ち、
本発明者らは多くの耐熱性を有する樹脂材料の検討を行
った。
その結果によれば、耐熱性の点から200℃に耐える材料
は多いが、しかし、塩化アルミニウムは有機化合物に対
する反応触媒能が大きいため、ほとんどの材料が膨潤、
崩壊あるいは極端な強度低下をきたすことが判明した。
かくして、本発明の目的は、かかる従来の問題を解決す
べく、溶融塩、特に塩化アルミニウム系溶融塩に優れた
耐久性を有する絶縁材、ライニング材をもって成る耐久
性に優れた溶融塩電解めっき装置を提供することであ
る。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、まず、200℃以上の耐熱性を有する各種
の樹脂の耐塩化アルミニウム性を詳細に検討した。その
結果、耐熱性は満足するものの、200℃の塩化アルミニ
ウムに対する耐久性となるとほとんどの材料が不十分で
あったが、ポリエーテルイミドを除くポリイミド樹脂は
ほぼ満足すべき耐久性を有することが見出された。ここ
に、「ポリイミド樹脂」は分子中にイミド環をもつ高分
子の総称であり、製造可能なものである限り、どのよう
な構造のものも包含される。
これらの知見に基づいて、本発明者らはさらに詳細な検
討を行ったところ、ポリエーテルイミドを除くポリイミ
ド樹脂のうち、エーテル結合、すなわち炭素−酸素−炭
素結合を有しない分子構造のものが耐久性に特に優れて
いることを知り、本発明を完成した。
ここに、本発明の要旨とするところは、塩化物溶融塩め
っき浴と接液する箇所の一部または全部の箇所にポリイ
ミド樹脂(ただしポリエーテルイミドを除く)を適用し
たことを特徴とする、耐久性に優れた塩化物溶融塩電解
めっき装置である。
本発明の好適態様によれば、前記塩化物溶融塩電解めっ
き装置は、(i)陽極として用いる粒状あるいはペレッ
ト状の金属体を収容する筐体から成り、該筐体の陰極に
対向する面を多孔性パネルから構成するとともに内側に
スクリーン部材を設けたバスケット型陽極室と、(ii)
該陽極室を浸漬した溶融塩めっき浴を保持するめっきセ
ルとを備えており、前記筐体の全部または一部に、およ
び/または前記多孔性パネルの全部または一部に、およ
び/またはスクリーン部材の全部または一部に、および
/または前記めっきセルの内側面の全部または一部に、
および/または前記陽極室とめっきセルとの隔離領域に
ポリエーテルイミドを除くポリイミド樹脂(以下単にポ
リイミド樹脂とも言う。特にことわりがないかぎり同
じ)を適用するのである。
上記ポリイミド樹脂は、好ましくは、エーテル結合、す
なわち炭素−酸素−炭素結合を有しない分子構造のもの
である。
また、当該樹脂を「適用する」とは、適宜部材に被覆す
る場合ばかりでなく、その部材全体を当該樹脂で構成す
る場合をも包含する。
(作用) 次に、本発明を添付図面を参照しながらさらに具体的に
説明する。
第1図は、従来のバスケット型陽極室を利用しためっき
セルの一構造例を示す略式説明図であり、第2図はその
バスケット型陽極室の構造の部分説明図である。
めっきすべき鋼材10(以下、「鋼板」で代表する)は溶
融塩めっき浴12を収容するめっきセル14に連続的に装入
され、一方、バスケット型陽極室16は鋼板10の表面に対
向して配置されている。図示例では、鋼板10の両面にめ
っきを行うため合計2対のバスケット型陽極室16が設け
られている。鋼板10はコンダクターロール18を介して電
源20の陰極に接続されている。一方、バスケット型陽極
室16に格納されたペレット金属体22は陽極に接続され
る。
図示例にあって、ペレット金属体22は筐体24内に格納さ
れて溶融塩めっき浴12中に浸漬されるか、あるいは該筐
体24と陰極を構成する鋼板10との間に溶融塩めっき浴が
満たされる。いずれにしても、陽極室16を形成する筐体
24の陰極対向面は多孔性パネル26によって構成される。
多孔性とするのは電解浴の流路および電流の流路を形成
するためである。多孔性パネル26の背後にはスクリーン
28が設けられている。ペレット金属体22を格納するため
である。
本発明は、その好適例によれば、主として塩化アルミニ
ウムと塩化アルカリとの混合溶融塩をめっき浴に用い、
Al系電解めっきを行う装置であって、溶融塩に接液する
部材に関し、絶縁を必要とする連結部の台座、特に陽極
等電極部分の取り付け部位に上記ポリイミド樹脂を適用
している。あるいはまた、めっきセルが金属材料で構成
されている場合は、通電による電食を防止するためめっ
きセルの内側面の全部または一部に上記ポリイミド樹脂
をライニング材として適用する。めっきセルの内壁全体
にポリイミド樹脂を施してもよい。
さらに、陰極に対向する面を多孔性パネルから構成する
とともに内側面にスクリーン部材を設けたバスケット型
陽極室において、その多孔性パネル26の全部または一部
を、また陽極室を構成する筐体24のそれ自体の全部また
は一部を上記ポリイミド樹脂で構成してもあるいは被覆
してもよい。特に、陰極と対向する側では通常の金属材
では耐用性がないため、例えば多孔性パネルや、スクリ
ーン部材に上記ポリイミド樹脂を用いると効果的であ
る。
このようにして構成される陽極室16はめっきセル14内に
設置されるが、そのときには両者は通電を阻止するため
隔離されなれければならない。しかし一方では、陽極室
16はめっきセル内に固定されなれければならないので、
両者の隔離領域に上述のポリイミド樹脂を一種のスペー
サとして適用してもよい。第2図では、筐体24を全面的
にポリイミド樹脂で被覆してもよいが、背面に取付け絶
縁部材30が設けられており、これをポリイミド樹脂から
構成してもよい。
第1表には200℃以上の耐熱性を有する樹脂の耐塩化ア
ルミニウム性を調査した結果を示すものである。ポリエ
ーテルイミドを除くポリイミド樹脂だけが満足する結果
を示すことが分かる。
すでに述べたように、本発明によれば、上記ポリイミド
樹脂は、好ましくは、エーテル結合、すなわち−C−O
−C−の結合を有しないものである。これは高温の塩化
アルミニウムによってこの結合部位が切断され、膨潤し
てしまうためである。
第2表に本発明において使用するポリイミド樹脂の分子
式とその耐塩化アルミニウム性を示す。第2表におい
て、2−1および2−2は、第1表の1−5に分類され
る樹脂であり、また2−3〜2−5は、1−6に分類さ
れる樹脂である。
なお、上述の耐塩化アルミニウム性の試験は、AlCl3−N
aCl−KClの組成をもった塩化アルミニウムの溶融塩浴を
調製し、200℃で各供試材樹脂をその浴に20日間あるい
は100日間浸漬することによって行った。その期間経過
後の供試材を目視検査して耐塩化アルミニウム性を評価
した。
本発明にあって絶縁材として利用するポリイミド樹脂は
プラスチックであることから、その使用形態も様々とな
る。例えば、型に入れて成形したものや、積層して板状
にしたものも考えられる。さらに、これらに炭素繊維や
ガラス繊維を混入して強化することも可能である。一
方、ライニングとして用いる場合には、溶剤に溶かして
塗布し、焼き付ける方法、粉体塗装の後焼き付ける方法
などが好ましい。
次に、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例 これまで説明してきた予備試験としての浸漬試験で得ら
れた結果を基に第1図に示す実際の溶融塩電解めっき装
置に本発明を適用した。
溶融塩めっき浴組成は、AlCl3−NaCl−KClで操作温度は
200℃であった。
ポリイミド樹脂の適用部位A、B、C、Dは図中ので示
した箇所であった。
部位A: めっきセル14の内側面の下部全面に亘るライニングで、
ここには前掲の第2表のサンプルNo.2−3、No.2−4を
粉体塗装し焼き付けた。
部位B: 多孔性パネル26で、ここには第2表のサンプルNo.2−
3、No.2−4、No.2−5を積層して板状にし、焼成した
のち加工した。なお、強化のためガラス繊維を一部含有
させた。
部位C: めっきセルへの陽極室取り付け絶縁部材30で、ここには
同じく第2表のサンプルNo.2−4、No.2−5を型成形し
て作成し、強化のため炭素繊維を一部含有させる。
部位D: スクリーン部材28で、タングステンメッシュを基材とし
て、第2表のサンプルNo.2−3、2−4を溶剤に溶かし
て、塗布した後、焼付けを行った。
このようにして構成しためっきセルを用いて160日間め
っき運転をおこなったが、部位A、B、C、Dのいずれ
にあっても何ら損傷を見られなかった。また、陽極室の
絶縁性は何ら損なわれていなかった。
(発明の効果) このように、本発明によれば、溶融塩めっき浴に接液す
る箇所をポリイミド樹脂で被覆するかそれ自体で構成す
るかすることによって、長期間の運転が可能となるので
あって、溶融塩電解めっき、特にAl系電解めっきが着目
されている今日その実用化を果たすための本発明の意義
は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかかる溶融塩電解めっき装置の略式
説明図;および 第2図は、陽極室の部分拡大説明図である。 10:鋼材、12:溶融塩めっき浴 14:めっきセル、16:陽極室 18:コンダクタロール、20:電源 22:ペレット金属体、24:筐体 26:多孔性パネル、28:スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 康博 兵庫県尼崎市西長洲本通1丁目3番地 住 友金属工業株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 内田 淳一 兵庫県尼崎市西長洲本通1丁目3番地 住 友金属工業株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 米田 順吉 広島県広島市西区観音新町4丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−143295(JP,A) 特公 昭61−28039(JP,B2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩化物溶融塩めっき浴と接液する箇所の一
    部または全部の箇所にポリエーテルイミド樹脂を除くポ
    リイミド樹脂を適用したことを特徴とする、耐久性に優
    れた塩化物溶融塩電解めっき装置。
  2. 【請求項2】前記塩化物溶融塩電解めっき装置が、
    (i)陽極として用いる粒状あるいはペレット状の金属
    体を収容する筐体から成り、該筐体の陰極に対向する面
    を多孔性パネルから構成するとともに内側にスクリーン
    部材を設けたバスケット型陽極室と、(ii)該陽極室を
    浸漬した溶融塩めっき浴を保持するめっきセルとを備え
    ており、前記筐体の全部または一部に、および/または
    前記多孔性パネルの全部または一部に、および/または
    スクリーン部材の全部または一部に、および/または前
    記めっきセルの内側面の全部または一部に、および/ま
    たは前記陽極室とめっきセルとの隔離領域にポリエーテ
    ルイミド樹脂を除くポリイミド樹脂を適用したことを特
    徴とする、請求項(1)記載の装置。
JP63143256A 1988-06-10 1988-06-10 耐久性に優れた溶融塩電解めっき装置 Expired - Fee Related JPH0689479B2 (ja)

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