JPH07173681A - ガス拡散電極を使用した電気めっき方法 - Google Patents

ガス拡散電極を使用した電気めっき方法

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JPH07173681A
JPH07173681A JP34403593A JP34403593A JPH07173681A JP H07173681 A JPH07173681 A JP H07173681A JP 34403593 A JP34403593 A JP 34403593A JP 34403593 A JP34403593 A JP 34403593A JP H07173681 A JPH07173681 A JP H07173681A
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JP
Japan
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gas diffusion
gas
diffusion electrode
electroplating
hydrogen gas
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Application number
JP34403593A
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English (en)
Inventor
Chitoshi Nojima
千利 野島
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/12Shape or form

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼ストリップに対し、ガス拡散電極によって
電気めっきを施すに際し、ガス拡散電極のガス拡散層側
に取付けられた薄膜の疲労破壊を防止し、且つ、ガス拡
散層への水素ガスの供給量を適量に保って、効率的に電
気めっきを施す。 【構成】 ガス拡散層3と反応層4とからなるガス拡散
電極2の、ガス拡散層側に供給された水素ガスの圧力を
連続的に測定し、予め設定された圧力値となるように、
水素ガスの供給量を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、水平方向に連続的に
移動する鋼ストリップの少なくとも1つ表面上に、ガス
拡散電極によって連続的に電気めっきを施す、ガス拡散
電極を使用した電気めっき方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気めっき鋼ストリップを工業的に製造
する場合の電気めっき浴としては、一般に、電析させる
金属の硫酸塩を主体とする硫酸電気めっき浴、電析させ
る金属の塩化物を主体とする塩化物電気めっき浴、また
は、硫酸電気めっき浴と塩化物電気めっき浴との混合電
気めっき浴が使用されている。
【0003】硫酸電気めっき浴と塩化物電気めっき浴と
を比較すると、塩化物電気めっき浴は、硫酸電気めっき
浴よりも電気伝導度が高いので電力コストが低く、限界
電流密度が高いので高速めっきを行うことができ、且
つ、電解効率が高い等の利点を有している。従って、塩
化物電気めっき浴は、近年主流となりつつある高電流密
度による電気めっきを行う場合に、非常に有利な条件を
備えている。
【0004】鋼ストリップを陰極として電気めっきを行
う場合、陽極として、電極自体がめっき浴中に溶出し
て、金属イオンをめっき浴中に補給し、そして、陽極自
体が減少する自溶性電極と、陽極から気体が発生し、陽
極自体は減少しない不溶性電極とがある。自溶性電極を
陽極として使用すると、高電流密度で操業する場合に、
頻繁に電極を交換する必要が生ずる。従って、近年は、
例えば、白金電極、または、チタン板上に酸化物が被覆
された電極からなる不溶性電極の使用が主流になりつつ
ある。
【0005】しかしながら、上述した不溶性陽極を使用
しそして塩化物電気めっき浴中において、鋼ストリップ
に電気めっきを施すと、不溶性陽極から有害な塩素ガス
が発生する問題が生ずる。このような塩素ガスの発生を
回避するために、硫酸電気めっき浴を使用しても、陽極
から発生する多量の酸素ガスが、陽極と陰極との間に常
に存在するために、めっき浴の見かけの電気伝導度が低
下したり、更に、めっき被膜自体にも悪影響を及ぼす場
合が生ずる。
【0006】上述した問題を解決する手段として、特開
平3-188299号には、ガス拡散層と反応層とが接合された
ガス拡散電極からなる陽極を、垂直型電気めっき槽内
に、槽の上部から下部にわたって槽内を区画するように
垂直に配置し、ガス拡散電極の、ガス拡散層側に水素ガ
スを供給し、供給された水素ガスを酸化してめっき浴中
に拡散させることからなる、ガス拡散電極を使用した電
気めっき方法(以下、先行技術という)が開示されてい
る。先行技術によれば、電気めっき浴の陽極反応が、水
素酸化反応になる。従って、塩素ガスや酸素ガスが発生
することなく、鋼ストリップの表面上に平滑なめっき被
膜を形成することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術には、次のような問題がある。 ガス拡散電極の水素ガスが供給されるガス拡散層に
は薄膜が使用されているために、ガス圧が変動すると、
薄膜の疲労破壊が早期に発生し、ガス漏れの発生原因に
なる。水素ガスが漏洩すると、爆発の危険性が大であ
り、重大事故を招く恐れが生ずる。 ガス拡散電極によって、円滑な電気めっきを行うた
めには、常に一定量の水素ガスを供給することが必要で
あり、そのためには、電気めっきによって消費される最
大消費量以上の水素ガスを供給しなければならない。そ
の結果、水素ガスの供給量が過剰になり、反応に寄与し
ない無駄な水素ガス量が増えて不経済になる。
【0008】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、ガス拡散電極が配置されためっき槽内を連続
的に移動する鋼ストリップに対し、ガス拡散電極によっ
て連続的に電気めっき処理を施すに際し、ガス拡散電極
のガス拡散層に取付けられた薄膜の疲労破壊を防止し、
且つ、水素ガスの供給量を常に適量に保って無駄な水素
ガスを減らし、効率的に電気めっきを施すことができ
る、ガス拡散電極を使用した電気めっき方法を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の第1実施態様
の方法は、電気めっき槽内に設けられた、ガス拡散層と
反応層とからなるガス拡散電極の、前記ガス拡散層側に
水素ガスを供給し、そして、前記反応層側に電気めっき
液を流すことによって、前記電気めっき槽内を移動する
鋼ストリップの表面に電気めっきを施す、ガス拡散電極
を使用した電気めっき方法において、前記ガス拡散電極
の前記ガス拡散層側に供給される水素ガスの圧力を連続
的に測定し、予め設定された水素ガスの圧力値となるよ
うに、前記水素ガスの供給量を制御することに特徴を有
するものである。
【0010】そして、この発明の第2実施態様の方法
は、上記電気めっき方法において、ガス拡散電極と鋼ス
トリップとの間のめっき電流の電圧値または通電量を測
定し、その測定値に応じて、前記水素ガスの供給量を制
御することに特徴を有するものである。
【0011】
【作用】この発明の第1実施態様の方法によれば、ガス
拡散電極のガス拡散層側に供給される水素ガスの圧力を
連続的に測定し、予め設定された水素ガスの圧力値とな
るように、水素ガスの供給量が制御されるから、ガス拡
散電極のガス拡散層を流れる水素ガスの圧力は、常に一
定値に保持される。従って、ガス拡散層の水素ガス供給
面に取付けられた薄膜の疲労破壊は防止され、ガス漏れ
が生ずることがなく、薄膜の寿命を伸ばすことができ
る。
【0012】またこの発明の第2実施態様の方法によれ
ば、ガス拡散電極と鋼ストリップとの間のめっき電流の
電圧値または通電量を測定し、その測定値に応じて水素
ガスの供給量が制御されるから、常に適正量の水素ガス
が供給され、効率的に電気めっきを施すことができる
【0013】この発明の第1実施態様の方法を図面を参
照しながら説明する。図1は、この発明の第1実施態様
の方法を示す概略正面図である。図面に示すように、電
気めっき槽内を実質的に水平に移動する鋼ストリップ1
の上方には、鋼ストリップ1と所定間隔をあけて、ガス
拡散層3と反応層4とからなるガス拡散電極2が、その
反応層4側を鋼ストリップ1に向けて配置されている。
ガス拡散層3の水素ガス供給面には薄膜が取付けられて
いる。9は通電ロールである。
【0014】ガス拡散電極2のガス拡散層3には、その
一端部に取り付けられた導管5を通って水素ガスが吹き
込まれ、そして、吹き込まれた水素ガスは、ガス拡散層
3の他端部に取り付けられた導管5’を通って排出され
る。導管5、5’の途中には、流量調整バルブ6、6’
が取付けられており、バルブ6、6’によって、ガス拡
散層3内に供給される水素ガスの流量が制御される。
【0015】上述したガス拡散電極2によって、めっき
槽内を連続的に移動する鋼ストリップ1の表面に電気め
っきが施される。このとき、ガス拡散電極2のガス拡散
層3には水素ガスが供給されているので、電気めっき液
の陽極反応は、水素酸化反応になる。従って、陽極にお
いて塩素ガスや酸素ガスが発生することはない。このよ
うにして、鋼ストリップ1の表面にめっき被膜が形成さ
れる。
【0016】ガス拡散電極2においては、鋼ストリップ
1を電気めっきするために通電した電気量に見合う量の
水素ガスが消費される。そこで、ガス拡散電極2のガス
拡散層3に吹き込まれた水素ガスの圧力を圧力計7によ
って測定し、その測定値をガス圧制御装置8に送り、ガ
ス圧制御装置8において、測定値と予め設定された圧力
値とが比較される。そして、測定圧力値が設定圧力値よ
りも少ない場合には、流量調整バルブ6、6’の調整に
よって水素ガスの吹込み量を増し、一方、測定圧力が設
定圧力よりも多い場合には、水素ガスの吹込み量を減ら
す。
【0017】このようにして、ガス拡散電極2のガス拡
散層3を流れる水素ガスの圧力は、常に一定値に保持さ
れる。従って、ガス拡散層3の水素ガス供給面に取付け
られた薄膜の疲労破壊は防止され、ガス漏れの生ずるこ
とがなく、薄膜の寿命を伸ばすことができる。
【0018】次に、この発明の第2実施態様の方法を図
面を参照しながら説明する。図2は、この発明の第2実
施態様の方法を示す概略正面図である。図面に示すよう
に、第2実施態様の方法においては、ガス拡散電極2と
通電ロール9とが導線10によって接続され、導線10の途
中に設けられた電圧計または電流計11によって、鋼スト
リップ1とガス拡散電極2との間の電圧値または通電量
が測定される点が、第1実施態様の方法と異なる。
【0019】第2実施態様の方法においては、ガス供給
量制御装置12において、上記電圧計または電流計11によ
って測定された、鋼ストリップ1とガス拡散電極2との
間の電圧値または通電量とほぼ比例した量の水素ガス
が、ガス拡散電極2に送られる。
【0020】ガス拡散電極を使用して鋼ストリップに電
気めっきする際に、下記反応によって、通電量とほぼ比
例した水素ガスが消費される。 H2 →2H+ +2e- ─────電極上の反応 Me2++2e- →Me ─────鋼ストリップ上の反
【0021】従って、鋼ストリップとガス拡散電極との
間の通電量を測定することによって、水素ガス消費量が
求められる。また、V=IRの関係から、電流と電圧と
は比例するため、鋼ストリップとガス拡散電極との間の
電圧値を測定することによっても、水素ガス消費量を求
めることができる。
【0022】
【実施例】次に、この発明の方法を、実施例に基づいて
説明する。 〔実施例1〕図1に示した第1実施態様の方法によっ
て、下記条件により鋼ストリップに対し電気亜鉛めっき
処理を施した。 めっき液の組成: ZnCl2: 300g/l 、NH4Cl: 100g/l 、pH 値: 1、 めっき液の温度:60℃ めっき電流密度:200 A/dm2 、 めっき量 : 40 g/m2
【0023】ガス拡散電極のガス拡散層側に供給された
水素ガスの圧力を、圧力計によって連続的に測定し、ガ
ス圧制御装置によって、予め設定された水素ガスの圧力
値となるように、水素ガスの供給量を制御した。その結
果、ガス拡散電極のガス拡散層に取付けられた薄膜の疲
労破壊は防止され、薄膜の寿命は2860時間に及んだ。こ
れに対し、上記水素ガスの圧力による水素ガス供給量の
制御を行わなかった場合には、1100時間経過時に薄膜に
亀裂が発生し、従って、薄膜の寿命は1100時間であっ
た。
【0024】〔実施例2〕図2に示した第2実施態様の
方法によって、下記条件により鋼ストリップに対し電気
亜鉛めっき処理を施した。 めっき液の組成: ZnCl2: 300g/l 、NH4Cl: 100g/l 、pH 値: 1、 めっき液の温度:70℃ めっき電流密度:50〜300 A/dm2 、 めっき量 : 40 g/m2
【0025】この発明の方法により、鋼ストリップとガ
ス拡散電極との間の電圧値を電圧計によって測定し、測
定された電圧値に基づいて、ガス拡散電極のガス拡散層
側に供給される水素ガスの量を制御したときの、水素ガ
スの使用量(実績値/理論値)を、表1にNo.1として示
した。また、鋼ストリップとガス拡散電極との間の通電
量を電流計によって測定し、測定された通電量に基づい
て、ガス拡散電極のガス拡散層側に供給される水素ガス
の量を制御したときの、水素ガスの使用量(実績値/理
論値)を、表1にNo.2として示した。また、比較例とし
て、上述した制御を行わず、常時、最大電流密度時にお
ける水素ガス消費量を供給した場合における水素ガスの
使用量(実績値/理論値)を、表1にNo.3として示す。
【0026】
【表1】
【0027】表1から明らかなように、この発明の方法
により、鋼ストリップとガス拡散電極との間の電圧値ま
たは通電量に応じて、ガス拡散電極のガス拡散層側に供
給される水素ガスの量を制御したときには、水素ガス使
用量の実績値が理論値に近づき、従って、水素ガスの使
用効率を向上させることができた。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ガス拡散電極が配置されためっき槽内を連続的に移動す
る鋼ストリップに対し、ガス拡散電極によって連続的に
電気めっき処理を施すに際し、ガス拡散電極のガス拡散
層に取付けられた薄膜の疲労破壊を防止し、且つ、水素
ガスの供給量を常に適量に保って無駄な水素ガス量を減
らし、効率的に電気めっきを施すことができる、工業上
有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施態様の方法を示す概略正面
図である。
【図2】この発明の第2実施態様の方法を示す概略正面
図である。
【符号の説明】
1 鋼ストリップ、 2 ガス拡散電極、 3 ガス拡散層、 4 反応層、 5 導管、 6 流量調整バルブ、 7 圧力計、 8 ガス圧制御装置、 9 通電ロール、 10 導線、 11 電圧計または電流計、 12 ガス供給量制御装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気めっき槽内に設けられた、ガス拡散
    層と反応層とからなるガス拡散電極の、前記ガス拡散層
    側に水素ガスを供給し、そして、前記反応層側に電気め
    っき液を流すことによって、前記電気めっき槽内を移動
    する鋼ストリップの表面に電気めっきを施す、ガス拡散
    電極を使用した電気めっき方法において、 前記ガス拡散電極の前記ガス拡散層側に供給された水素
    ガスの圧力を連続的に測定し、予め設定された水素ガス
    の圧力値となるように、前記水素ガスの供給量を制御す
    ることを特徴とする、ガス拡散電極を使用した電気めっ
    き方法。
  2. 【請求項2】 電気めっき槽内に設けられた、ガス拡散
    層と反応層とからなるガス拡散電極の、前記ガス拡散層
    側に水素ガスを供給し、そして、前記反応層側に電気め
    っき液を流すことによって、前記電気めっき槽内を移動
    する鋼ストリップの表面に電気めっきを施すことからな
    る、ガス拡散電極を使用した電気めっき方法において、 前記ガス拡散電極と前記鋼ストリップとの間のめっき電
    流の電圧値または通電量を測定し、その測定値に応じ
    て、前記水素ガスの供給量を制御することを特徴とす
    る、ガス拡散電極を使用した電気めっき方法。
JP34403593A 1993-12-17 1993-12-17 ガス拡散電極を使用した電気めっき方法 Pending JPH07173681A (ja)

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