JPH11209899A - めっき液の生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隔膜で仕切っためっき液生成槽を用いてめっ
き液を良好に安定して生成する方法を提供する。 【解決手段】 めっき液生成槽１を隔膜２で陽極室３と
陰極室４とに仕切り、陽極室３内のめっき液５中に配し
ためっき金属６と陰極室４内の電解液７中に配した陰極
８との間に電流を流してめっき液５中にめっき金属イオ
ンを溶出させるめっき液生成方法において、陰極室４内
の電解液７に平滑化剤を添加する。 【効果】 陰極室４内の電解液７に平滑化剤を添加する
ので、電解液７に混入しためっき金属イオンは陰極８上
に平滑で緻密に析出し、樹枝状に成長して隔膜２を破損
するようなことがなく、めっき液５が良好に安定して生
成される。また使用後の陰極８は表面が平滑で緻密なの
でそのまま陽極６として再使用でき経済的である。また
隔膜２に陽イオン交換膜を用いる場合は、めっき液５へ
の陰イオンの混入が防止されめっき液５の酸濃度が安定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、隔膜で仕切っため
っき液生成槽を用いてめっき液を良好に安定して生成す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】めっき槽におけるめっき金属イオンの供
給は、めっき槽の陽極にめっき金属を用いる方法が一般
的であるが、この方法は陽極の消耗に伴い電極間距離が
変動し、また陽極の定期的交換を必要とするなどの難点
がある。そこで、めっき槽の陽極に不溶性電極を用い、
めっき液は別途めっき液生成槽にて生成したものを供給
する方法が実用されている。この供給用めっき液は、め
っき金属塩やめっき金属を酸などで溶解する方法、めっ
き金属を電解する方法などにより生成される。

【０００３】前記のめっき金属を電解する方法は、例え
ば、めっき液生成槽を陰イオン交換膜（隔膜）で陽極室
と陰極室とに仕切り、前記陽極室内のめっき液中に配し
た陽極（めっき金属）と陰極室内の電解液中に配した陰
極との間に電流を流して陽極からめっき金属イオンをめ
っき液中に溶出させ、このめっき金属イオンを、その陰
極室への侵入を陰イオン交換膜で抑えて陽極室（めっき
液）に滞留させてめっき液を生成する方法である。この
陽極室で生成されるめっき液は、めっき槽に循環して用
いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述のめっき
液生成槽を陰イオン交換膜で仕切る方法は、陽極室に陰
イオンが侵入し易く、侵入した陰イオンは陽極にて放電
して酸を形成するため、めっき液の酸濃度が変動する。
このため酸を除去する装置が必要となりコスト的に不利
である。

【０００５】そこで、本発明者等はめっき液生成槽を陽
イオン交換膜（隔膜）で仕切り、陽極室への陰イオンの
侵入防止を試みた。その結果、めっき液の酸濃度が一定
に保持されることが確認された。しかし、この方法は、
図２に示すように、めっき液生成槽１内のめっき金属イ
オンＭ⁺ が陽イオン交換膜２を透過して陰極室４の電解
液７に少しづつ混入し、これが陰極８上に析出し、この
析出物11は（図示するように）樹枝状に成長して陽イオ
ン交換膜２を破損し、さらに、この樹枝状析出物11は、
その先端が陽極室３内に達すると、陽極室３内のめっき
液５にはめっき金属イオンが大量に含まれるため、樹枝
状析出物11は急成長してたちまち陽極６にまで達して電
極８、６間をショートさせることが判った。また樹枝状
析出物11は電解液７の攪拌により剥離して陽イオン交換
膜２を損傷させる。なお、図２で10はめっき槽、12はめ
っき槽の陽極、13は被めっき材、９は循環ハイプであ
る。

【０００６】隔膜が陰イオン交換膜の場合は、金属イオ
ンの陰極室への混入は僅かであり、陰極上の樹枝状析出
物は陰イオン交換膜に達する程には成長しないが、電解
液の攪拌により剥離して陰イオン交換膜を損傷させるこ
とがある。本発明は、隔膜で仕切っためっき液生成槽を
用いてめっき液を良好に安定して生成する方法の提供を
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
めっき液生成槽を隔膜で陽極室と陰極室とに仕切り、陽
極室内のめっき液中に配した陽極（めっき金属）と陰極
室内の電解液中に配した陰極との間に電流を流してめっ
き液中にめっき金属イオンを溶出させるめっき液生成方
法において、前記陰極室内の電解液に析出平滑化剤を添
加することを特徴とするめっき液の生成方法である。

【０００８】請求項２記載の発明は、隔膜が陽イオン交
換膜であることを特徴とする請求項１記載のめっき液の
生成方法である。

【０００９】請求項３記載の発明は、陰極室内の電解液
の析出平滑化剤の濃度を０．００５g/リットル以上に制御す
ることを特徴とする請求項１または２記載のめっき液の
生成方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を図を参照して具
体的に説明する。図１は本発明のめっき液生成方法の実
施形態を示す説明図である。めっき液生成槽１が陽イオ
ン交換膜２で陽極室３と陰極室４とに仕切られており、
陽極室３内のめっき液５中に陽極（めっき金属）６が配
され、陰極室４内の電解液７中に陰極８が配されてい
る。めっき液５には被めっき材13が平滑で緻密なめっき
面を得るために、また電解液７には陰極８への樹枝状析
出を防止するために、それぞれ所定量の析出平滑化剤
（以下、平滑化剤と略記する）が添加されている。

【００１１】陽極６と陰極８間に電流を流して電解を行
うと、めっき液５中にめっき金属イオンが溶出し、この
めっき金属イオンの殆どは陽イオン交換膜２を透過しな
いでめっき液中に滞留してめっき液が生成される。めっ
き金属イオンの溶出と同時に発生する水素イオンは陽イ
オン交換膜２を透過して陰極８に達し、そこで放電して
水素ガスとなって大気中に放出される。めっき金属イオ
ンの一部は陽イオン交換膜２を透過して陰極８上に析出
するが、電解液７中に平滑化剤が添加されているので、
めっき金属イオンは陰極８上に平滑で緻密に析出する。
従って析出物が樹枝状に成長して、陽イオン交換膜２を
破損したり、陽極６と陰極８間をショートさせたりする
ことがない。陽極室にて生成されためっき液５は、循環
パイプ９を通してめっき槽10に循環される。めっき槽10
では、めっき液に平滑化剤が添加されているため、被め
っき材には平滑で緻密なめっきが施される。

【００１２】本発明において、めっき液生成槽の陽極に
はめっき金属が用いられる。合金用めっき液は、陽極に
主成分金属を用い、副成分金属は塩としてめっき液に供
給する方法、或いは陽極自体を合金とする方法などが適
用される。前記陽極の形状は、板、棒、粒など任意であ
る。粒の場合は、めっき液に侵されない導電性バスケッ
ト、布袋などに入れて用いる。

【００１３】めっき液生成槽の陰極の材質は特に制限さ
れないが、陽極（めっき金属）と同じ材質のものは使用
後そのまま陽極として再利用でき、また析出物を剥離し
易いステンレス鋼などは析出物の再利用が容易であり、
いずれもコスト的に有利である。

【００１４】本発明において、陰極室の電解液は電解質
溶液であれば特に限定されないが、めっき液に混入して
もめっき品質に害が及ばないように、めっき液と同じ陰
イオンからなる酸溶液が望ましい。平滑化剤には、ゼラ
チン、ポリエチレングリコール、クレゾールスルホン酸
などのめっきや電解精錬に常用されている市販の薬剤が
用いられる。陰極室の電解液に添加する平滑化剤は、め
っき液に混入してもめっき品質に害を及ぼさないもの、
或いはめっき液に添加するものと同じ平滑化剤が望まし
い。複数の平滑化剤を併用しても差し支えない。

【００１５】本発明において、電解液の平滑化剤の濃度
は０．００５g/リットル以上に制御するのが望ましい。その
理由は０．００５g/リットル未満ではその効果が十分に得ら
れないためである。平滑化剤の濃度は５g/リットルを超えて
もその効果が飽和し不経済なため通常は５g/リットルを上限
とするのが望ましい。但し、スルホン酸類などで、それ
自体が酸としての役割を果たす平滑化剤はめっき液中に
大量に含まれることがあり、そのような場合は前記上限
にこだわる必要はない。平滑化剤は、めっき金属の析出
に伴って消費されるが、陰極でのめっき金属の析出の電
流効率は低いので、平滑化剤は０．００５g/リットル以上の
添加量で十分な効果が期待できる。

【００１６】平滑化剤に界面活性剤が含まれている場合
は、平滑化剤の消費に伴って電解液中の界面活性剤の量
が増し、攪拌により電解液が泡立って生成槽から溢れ出
て作業性が悪化する。このような場合は、界面活性剤を
含まない平滑化剤を併用するのが望ましい。

【００１７】

〔めっき液生成槽〕

陽極と陰極：ともに99.99 ％純度のＳｎ板。 陽イオン交換膜：セレミオンＣＭＶ（旭硝子（株）
製）。 陽イオン交換膜の有効面積： 1.0ｄｍ² 。 めっき液：硫酸80.0g/リットル、硫酸第一錫63.2g/リットル（錫
濃度35.0g/リットル）、平滑化剤（ＵＴＢ−５１３Ｙ、界面
活性剤含む、石原薬品（株）製）25.0g/リットル。めっき液
量 250ｍｌ。 電解液：硫酸80.0g/リットル、平滑化剤（上記UTB-513Y）
0.003〜10g/リットル。 電解液量 250ｍｌ。 〔めっき槽〕 陽極：ＰｔめっきＴｉ。 陰極：銅合金板。 めっき液：めっき液生成槽のと同じもの。

【００１８】（実施例２）電解液のＵＴＢ−５１３Ｙ濃
度を1.0g/リットル とし、さらに平滑化剤としてゼラチン
（界面活性剤含まず）を0.5g/リットル 添加した他は、実施
例１と同じ方法によりＳｎめっき液を生成し、このめっ
き液を用いて被めっき材にＳｎをめっきした。

【００１９】（比較例１）電解液に平滑化剤を添加しな
かった他は、実施例１と同じ方法によりＳｎめっき液を
生成し、このめっき液を用いて被めっき材にＳｎをめっ
きした。

【００２０】実施例１、２および比較例１において、め
っき液を２４時間連続して生成した後の陰極の表面性状
（平滑性と析出物の密度）を調べた。結果を表１に示
す。表１にはめっき液生成中の電解液の状況を併記し
た。

【００２１】

【表１】 （注）※◎極めて良好、○良好、△やや劣るが実用上問題なし。 ＊ＵＴＢ−５１３Ｙの他にさらにゼラチンを添加した。

【００２２】表１より明らかなように、本発明例のNo.1
は平滑化剤の量がやや少ないため陰極表面の性状（平滑
性と析出物の密度）が若干低下した。No.2〜8 は平滑化
剤（ＵＴＢ−５１３Ｙ）が十分な量含まれているため、
陰極表面の性状が、良好か、極めて良好であった。この
うちNo.5〜7 はＵＴＢ−５１３Ｙの量が多いためそこに
含まれる表面活性剤が電解液中に溶けだして電解液に泡
立ちが生じた。特にNo.7は泡立ちが多く泡の除去に手間
取り作業性が悪化した。No.8は、No.5に較べてＵＴＢ−
５１３Ｙの量を減らし、その分、界面活性剤を含まない
ゼラチンを0.5g/リットル 添加したもので、陰極の表面性状
は極めて良好で、しかも電解液が泡立つこともなかっ
た。なお、前記No.1〜8 は析出物は樹枝状に成長しなか
ったため電解液の攪拌で析出物が剥離して陽イオン交換
膜が損傷することもなかった。一方、比較例のNo.9は電
解液に平滑化剤を添加しなかったため陰極表面にＳｎが
樹枝状に析出し、この樹枝状析出物は陽イオン交換膜を
突き破り（陰極と陽イオン交換膜との距離は５５ｍｍ）
その先端は陽極室にまで達した。前記実施例で用いた陰
極には、Ｓｎが平滑で緻密に析出し、陽極としてそのま
ま再使用することができた。また前記実施例により生成
されためっき液は酸濃度が安定し、めっき槽では銅合金
板上にＳｎめっき層が良好に形成された。

【００２３】本発明は、隔膜が陽イオン交換膜の場合に
おいて、特に、その効果が発現されるが、隔膜が陰イオ
ン交換膜の場合にも相応の効果が得られるものである。

【００２４】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、陰極
室内の電解液に平滑化剤を添加するので、電解液に混入
しためっき金属イオンは陰極上に平滑で緻密に析出し、
樹枝状に成長して陽イオン交換膜を破損するようなこと
がなく、めっき液が良好に安定して生成される。また使
用後の陰極は表面が平滑で緻密なのでそのまま陽極とし
て再使用でき経済的である。また隔膜に陽イオン交換膜
を用いる場合は、めっき液への陰イオンの混入が防止さ
れめっき液の酸濃度が安定し、従って酸の除去装置など
が不用で経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のめっき液生成方法の実施の形態を示す
説明図である。

【図２】従来のめっき液生成方法の説明図である。

【符号の説明】

１ めっき液生成槽 ２ 陽イオン交換膜 ３ 陽極室 ４ 陰極室 ５ 陽極室内のめっき液 ６ 陽極 ７ 陰極室内の電解液 ８ 陰極 ９ 循環パイプ 10 めっき槽 11 樹枝状析出物 12 めっき槽の陽極 13 被めっき材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 めっき液生成槽を隔膜で陽極室と陰極室
   とに仕切り、陽極室内のめっき液中に配した陽極（めっ
   き金属）と陰極室内の電解液中に配した陰極との間に電
   流を流してめっき液中にめっき金属イオンを溶出させる
   めっき液生成方法において、前記陰極室内の電解液に析
   出平滑化剤を添加することを特徴とするめっき液の生成
   方法。
2. 【請求項２】 隔膜が陽イオン交換膜であることを特徴
   とする請求項１記載のめっき液の生成方法。
3. 【請求項３】 陰極室内の電解液の析出平滑化剤の濃度
   を０．００５g/リットル以上にに制御することを特徴とする
   請求項１または２記載のめっき液の生成方法。