JP2617496B2 - 高電流密度亜鉛めっきプロセスのための永久陽極 - Google Patents
高電流密度亜鉛めっきプロセスのための永久陽極Info
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- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
- C25D17/10—Electrodes, e.g. composition, counter electrode
- C25D17/12—Shape or form
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/03—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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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、亜鉛めっきプロセス、特に高速電気亜鉛め
っきに使用する電解槽用の陽極に関する。
っきに使用する電解槽用の陽極に関する。
（従来の技術） 「高速電気亜鉛めっき」とは、亜鉛めっきプロセスに
より、金属および／またはその酸化物で被覆した金属ス
トリップを得るための方法である。前記被覆は、金属ス
トリップの腐食を保護するものとしておよび／または金
属ストリップを装飾するものとして、あるいはまた更な
る処理を行うための準備として役立つ。金属ストリップ
を被覆するための装置は、当業界では公知である。これ
らの装置は、本質的に、１つの陰極に対置された１つ以
上の陽極を備えた化学電池から構成されており、この陰
極は金属ストリップ自体で構成されていて、これが陽極
に平行に高速（5m/s）で移動する。本装置はさらに金属
ストリップを支持し移動させるための手段および電解槽
内の電解液を循環させるための手段からなる。
より、金属および／またはその酸化物で被覆した金属ス
トリップを得るための方法である。前記被覆は、金属ス
トリップの腐食を保護するものとしておよび／または金
属ストリップを装飾するものとして、あるいはまた更な
る処理を行うための準備として役立つ。金属ストリップ
を被覆するための装置は、当業界では公知である。これ
らの装置は、本質的に、１つの陰極に対置された１つ以
上の陽極を備えた化学電池から構成されており、この陰
極は金属ストリップ自体で構成されていて、これが陽極
に平行に高速（5m/s）で移動する。本装置はさらに金属
ストリップを支持し移動させるための手段および電解槽
内の電解液を循環させるための手段からなる。
よく知られているように、陽極と陰極ストリップを電
源のそれぞれの極に接続すると、電解液すなわちカルヴ
ァーニ浴中に含まれている金属カチオン（このとき、電
極は浸漬される）がストリップ上に沈着して被覆物が形
成される。被覆の厚さは、電流密度、ガルヴァーニ浴中
に浸漬される陽極の長さ、陰極ストリップの長さ、およ
び陰極ストリップの移動速度等、種々のファクターによ
って決まる。陰極へのカチオンの供給を十分に行わせる
ために、また陽極において大きなガスポケットが形成さ
れるのを防ぐために、電解液は強制循環を受ける。前記
陽極の電流密度はかなり高めであって、10〜15kA/m2の
範囲である。先行技術による高速亜鉛めっきプロセス用
装置においては、通常、鉛陽極または鉛合金陽極が使用
されている。しかしながら、鉛陽極の使用はいくつかの
欠点を有する。特にその大きな欠点は、鉛陽極が電解液
からの作用に耐えにくく、消耗され易いという点であ
る。特に以下のような問題点が生じる。
源のそれぞれの極に接続すると、電解液すなわちカルヴ
ァーニ浴中に含まれている金属カチオン（このとき、電
極は浸漬される）がストリップ上に沈着して被覆物が形
成される。被覆の厚さは、電流密度、ガルヴァーニ浴中
に浸漬される陽極の長さ、陰極ストリップの長さ、およ
び陰極ストリップの移動速度等、種々のファクターによ
って決まる。陰極へのカチオンの供給を十分に行わせる
ために、また陽極において大きなガスポケットが形成さ
れるのを防ぐために、電解液は強制循環を受ける。前記
陽極の電流密度はかなり高めであって、10〜15kA/m2の
範囲である。先行技術による高速亜鉛めっきプロセス用
装置においては、通常、鉛陽極または鉛合金陽極が使用
されている。しかしながら、鉛陽極の使用はいくつかの
欠点を有する。特にその大きな欠点は、鉛陽極が電解液
からの作用に耐えにくく、消耗され易いという点であ
る。特に以下のような問題点が生じる。
ａ）陽極を頻繁に交換する必要があり、従ってコスト高
となる； ｂ）陽極の腐食によりマッド形成が起こる； ｃ）電解液が懸濁状態の鉛粒子や鉛カチオンによって汚
染される。後者は陰極に共沈着し、一方前者はストリッ
プ上に形成された被覆中に取り込まれることがあり、従
って品質が低下する； ｄ）電極間ギャップが時間と共に変化し、エネルギー消
費量の増大を引き起こす； ｅ）陽極が不均等に消耗し、これによって電極間ギャッ
プの局所的変化が生じる。従って、陰極ストリップ上の
被覆の厚さが不均等となって、製品品質が低下して受け
入れられなくなる。
となる； ｂ）陽極の腐食によりマッド形成が起こる； ｃ）電解液が懸濁状態の鉛粒子や鉛カチオンによって汚
染される。後者は陰極に共沈着し、一方前者はストリッ
プ上に形成された被覆中に取り込まれることがあり、従
って品質が低下する； ｄ）電極間ギャップが時間と共に変化し、エネルギー消
費量の増大を引き起こす； ｅ）陽極が不均等に消耗し、これによって電極間ギャッ
プの局所的変化が生じる。従って、陰極ストリップ上の
被覆の厚さが不均等となって、製品品質が低下して受け
入れられなくなる。
（発明が解決しようとする問題点） 先行技術による装置では、頻繁な運転停止を行って陽
極を取り出し、取り出した陽極にコストのかかる機械加
工を施した後、再び組立を行わなければならない。さら
に、鉛陽極は重量が大きいという欠点があり、十分な支
持手段が必要となる。この結果、本構造物の形状は、複
雑で取り扱いにくい形状となる。
極を取り出し、取り出した陽極にコストのかかる機械加
工を施した後、再び組立を行わなければならない。さら
に、鉛陽極は重量が大きいという欠点があり、十分な支
持手段が必要となる。この結果、本構造物の形状は、複
雑で取り扱いにくい形状となる。
こうした鉛陽極の使用につきものの欠点を克服するた
めに、電解液に侵されにくい金属で造られた基板、また
は適切な中間被覆および外部電気触媒被覆（かなり過電
圧が下がり、従ってエネルギー消費量が節約される）で
保護された基板によって構成された寸法安定性の陽極が
提案されている。このような陽極は、通常固体シートも
しくは伸張シート、スクリーン、ロッドなどによって構
成されている。このタイプの陽極はこれに対応する鉛陽
極よりはるかに軽量である。よく知られているように、
外部電気触媒被覆の有効寿命は、電流密度が増大するに
つれて短くなる。高速電気亜鉛めっきの場合には高い電
流密度が必要とされるが、電流密度が高いと、電気触媒
被覆はその寿命がかなり短くなって工業的な関心は大幅
に薄れる。
めに、電解液に侵されにくい金属で造られた基板、また
は適切な中間被覆および外部電気触媒被覆（かなり過電
圧が下がり、従ってエネルギー消費量が節約される）で
保護された基板によって構成された寸法安定性の陽極が
提案されている。このような陽極は、通常固体シートも
しくは伸張シート、スクリーン、ロッドなどによって構
成されている。このタイプの陽極はこれに対応する鉛陽
極よりはるかに軽量である。よく知られているように、
外部電気触媒被覆の有効寿命は、電流密度が増大するに
つれて短くなる。高速電気亜鉛めっきの場合には高い電
流密度が必要とされるが、電流密度が高いと、電気触媒
被覆はその寿命がかなり短くなって工業的な関心は大幅
に薄れる。
高速電気亜鉛めっきに関連したもう１つの問題点は、
陰極ストリップの移動が非常に速くてブレが生じ、たと
えこのブレが本質的に無視できるものであるときであっ
ても陰極ストリップと陽極が接触して短絡が生じるとい
う点である。
陰極ストリップの移動が非常に速くてブレが生じ、たと
えこのブレが本質的に無視できるものであるときであっ
ても陰極ストリップと陽極が接触して短絡が生じるとい
う点である。
従って、本発明の目的は実質的に非消耗性の陽極であ
って、高速亜鉛めっきプロセスにおいて必要とされる高
電流密度下で作動させるのに適した構造を有し、同時に
従来の寸法安定性のある陽極より大幅に長い寿命を与え
るような永久陽極を提供することによって先行技術の欠
点を克服することにある。
って、高速亜鉛めっきプロセスにおいて必要とされる高
電流密度下で作動させるのに適した構造を有し、同時に
従来の寸法安定性のある陽極より大幅に長い寿命を与え
るような永久陽極を提供することによって先行技術の欠
点を克服することにある。
本発明の他の目的は、短絡を防止するに適した装置を
有する陽極を提供することにある。
有する陽極を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本発明による陽極は寸法安定性のタイプであり、実質
的に平行で相互に電気的に接触している少なくとも２つ
の電極層からなり、それぞれの層は電解液に侵されにく
い導電性金属基板によって構成され且つ金属および／ま
たは白金族金属の酸化物からなる電気触媒被膜によって
被覆されていて、各単一電極層の電流密度は層の全てに
対して実質的に同じで且つ陽極の最少必要寿命に相当す
る値を越えないこと；および前記電極層の数は、高速電
気亜鉛めっきの場合に必要とされるのと同じ範囲の値で
陽極にて全電流密度（本明細書の以下の部分においては
プロセス電流密度）を与えるようなものであることを特
徴とする。
的に平行で相互に電気的に接触している少なくとも２つ
の電極層からなり、それぞれの層は電解液に侵されにく
い導電性金属基板によって構成され且つ金属および／ま
たは白金族金属の酸化物からなる電気触媒被膜によって
被覆されていて、各単一電極層の電流密度は層の全てに
対して実質的に同じで且つ陽極の最少必要寿命に相当す
る値を越えないこと；および前記電極層の数は、高速電
気亜鉛めっきの場合に必要とされるのと同じ範囲の値で
陽極にて全電流密度（本明細書の以下の部分においては
プロセス電流密度）を与えるようなものであることを特
徴とする。
すなわち、本発明は、高速亜鉛めっきプロセス用の寸
法安定性の陽極であって、実質的に平行で相互に電気的
に接触している少なくとも２つの電極層からなり、それ
ぞれの層は電解液に侵されにくい導電性基板によって構
成され、且つ金属および／または白金族金属の酸化物か
らなる酸素発生電気触媒被膜によって被膜されており、
各層がメッシュまたはロッド列からなり、そして、各層
におけるメッシュのサイズまたはロッド列の間隙が、陰
極に最も近い電極層においてより大きく、さらに、短絡
を防止する装置が、陰極に最も近い電極層の表面上に設
置されていることを特徴とする陽極である。
法安定性の陽極であって、実質的に平行で相互に電気的
に接触している少なくとも２つの電極層からなり、それ
ぞれの層は電解液に侵されにくい導電性基板によって構
成され、且つ金属および／または白金族金属の酸化物か
らなる酸素発生電気触媒被膜によって被膜されており、
各層がメッシュまたはロッド列からなり、そして、各層
におけるメッシュのサイズまたはロッド列の間隙が、陰
極に最も近い電極層においてより大きく、さらに、短絡
を防止する装置が、陰極に最も近い電極層の表面上に設
置されていることを特徴とする陽極である。
また、本発明の別な態様は、高速亜鉛めっきプロセス
用の寸法安定性の陽極であって、実質的に平行で相互に
電気的に接触している少なくとも２つの電極層からな
り、それぞれの層は電解液に侵されにくい導電性基板に
よって構成され、且つ金属および／または白金族金属の
酸化物からなる酸素発生電気触媒被膜によって被覆され
ており、各層がメッシュまたはロッド列からなり、そし
て、各層におけるメッシュのサイズまたはロッド列の間
隙が、陰極に最も近い電極層においてより大きく、陰極
に最も近い電極層の電気触媒被膜の触媒活性が最も低い
ことを特徴とする陽極である。
用の寸法安定性の陽極であって、実質的に平行で相互に
電気的に接触している少なくとも２つの電極層からな
り、それぞれの層は電解液に侵されにくい導電性基板に
よって構成され、且つ金属および／または白金族金属の
酸化物からなる酸素発生電気触媒被膜によって被覆され
ており、各層がメッシュまたはロッド列からなり、そし
て、各層におけるメッシュのサイズまたはロッド列の間
隙が、陰極に最も近い電極層においてより大きく、陰極
に最も近い電極層の電気触媒被膜の触媒活性が最も低い
ことを特徴とする陽極である。
このように、各電極層について比較的低い電流密度
（２層の場合、前記電流密度はプロセス電流密度の半分
となり、また２層より多い場合、前記電流密度は層の数
に比例して減少する）で作動することのできる永久陽極
が得られ、この永久陽極は高速亜鉛めっきに必要とされ
る高プロセス電流密度下で作動するにもかかわらず、工
業的に重要性のある寿命を有する。
（２層の場合、前記電流密度はプロセス電流密度の半分
となり、また２層より多い場合、前記電流密度は層の数
に比例して減少する）で作動することのできる永久陽極
が得られ、この永久陽極は高速亜鉛めっきに必要とされ
る高プロセス電流密度下で作動するにもかかわらず、工
業的に重要性のある寿命を有する。
本発明の陽極は消耗を起こす事がなく、従って先行技
術による消耗性陽極によって引き起こされるような不都
合な影響を受けることはない。さらに、本発明の陽極は
従来の陽極に比べてかなり軽量であり、従って頑丈な支
持手段の必要性もなくなる。
術による消耗性陽極によって引き起こされるような不都
合な影響を受けることはない。さらに、本発明の陽極は
従来の陽極に比べてかなり軽量であり、従って頑丈な支
持手段の必要性もなくなる。
以上のようなパラメーターを適切に調節することによ
って、電極層の全てに対して同一の電流密度を得ること
ができる： ａ）電極層の形状寸法； ｂ）層基板を構成している材料；および ｃ）層基板を被覆する触媒の種類。
って、電極層の全てに対して同一の電流密度を得ること
ができる： ａ）電極層の形状寸法； ｂ）層基板を構成している材料；および ｃ）層基板を被覆する触媒の種類。
簡単のため、電極層が全て同種の材料から造られ、同
種の触媒で被覆されていると仮定して、電極層の形状寸
法のみについて考察する。
種の触媒で被覆されていると仮定して、電極層の形状寸
法のみについて考察する。
本発明による陽極といくつかの同一の電極層で造られ
た陽極（例えば、３つの同一伸張シートで造られた電極
パッケージ）との間の差異を指摘してみよう。同一層の
場合、始動時において、ほとんどの電流が陰極に近い第
１の層によって放電され、この第１の層が消耗するとす
ぐに第２番目の層が作動し始め、このようなことが続い
て最後には最も遠く離れた層が完全に消耗される。すな
わち、層の全てが逐次の段階で次々に作用し、それぞれ
の段階はプロセス電流密度にかなり近い電流密度で作用
する。この陽極パッケージのトータル寿命はプロセス電
流密度での各単一層の寿命の総和で求められる。
た陽極（例えば、３つの同一伸張シートで造られた電極
パッケージ）との間の差異を指摘してみよう。同一層の
場合、始動時において、ほとんどの電流が陰極に近い第
１の層によって放電され、この第１の層が消耗するとす
ぐに第２番目の層が作動し始め、このようなことが続い
て最後には最も遠く離れた層が完全に消耗される。すな
わち、層の全てが逐次の段階で次々に作用し、それぞれ
の段階はプロセス電流密度にかなり近い電流密度で作用
する。この陽極パッケージのトータル寿命はプロセス電
流密度での各単一層の寿命の総和で求められる。
これとは異なり、本発明の陽極においては、層の全て
が実質的に同じ電流密度で同時に作用し、層の数に比例
して電流密度を下げることができる。従って、本発明の
陽極の寿命は、同じ特性を有する同一層で構成されてい
て連続的に作用する陽極パッケージより長くなる。これ
は、寸法安定性タイプの電極の寿命Ｄが 1logD＝Ｃ−B1logA という式（式中、ＣおよびＢは定数であり、Ａは電極の
電流密度である）によって表されるからである。従っ
て、Ａが減少すればＤが増大することになり、この増大
は比例的増大より大きくなる。
が実質的に同じ電流密度で同時に作用し、層の数に比例
して電流密度を下げることができる。従って、本発明の
陽極の寿命は、同じ特性を有する同一層で構成されてい
て連続的に作用する陽極パッケージより長くなる。これ
は、寸法安定性タイプの電極の寿命Ｄが 1logD＝Ｃ−B1logA という式（式中、ＣおよびＢは定数であり、Ａは電極の
電流密度である）によって表されるからである。従っ
て、Ａが減少すればＤが増大することになり、この増大
は比例的増大より大きくなる。
さらに、本発明の陽極は、陰極に向かい合っている表
面と接触していて陽極から絶縁されている適切な手段を
与えることによって、陰極ストリップが相当の高速度で
移動してブレを生じるような高速亜鉛めっき装置の作動
時における短絡する危険性を防止することができ、また
電解液の循環が妨げられないような構造を有している。
本発明の１つの実施例においては、前記絶縁手段は、例
えばPTFEによって製造し且つ適切に隔置させたスクリー
ンまたは平行ロッドの形態でもよい。他の実施例におい
ては、前記絶縁手段はプラスチック材料によって陽極か
ら絶縁された金属によって製造してもよい。
面と接触していて陽極から絶縁されている適切な手段を
与えることによって、陰極ストリップが相当の高速度で
移動してブレを生じるような高速亜鉛めっき装置の作動
時における短絡する危険性を防止することができ、また
電解液の循環が妨げられないような構造を有している。
本発明の１つの実施例においては、前記絶縁手段は、例
えばPTFEによって製造し且つ適切に隔置させたスクリー
ンまたは平行ロッドの形態でもよい。他の実施例におい
ては、前記絶縁手段はプラスチック材料によって陽極か
ら絶縁された金属によって製造してもよい。
本発明は、好ましい実施例についての以下の説明によ
ってさらによく開示することができる。しかしながら、
本発明はこれらによって限定されるものではない。
ってさらによく開示することができる。しかしながら、
本発明はこれらによって限定されるものではない。
（実施例） 第１図は、３つの伸張シートで造られた３つの電極層
1,2,3によって構成された陽極の一部分を示す。簡単の
ため、これらの３つの層は電解液に侵されにくい同じ材
料（例えば、チタン、タンタル、ニオブ、またはタング
ステン）で造られていて、同じ電気触媒材料（例えば、
白金族の金属の酸化物）で被覆されているとする。伸張
シート１は陰極（図示せず）に最も近く配置されてい
る。該３つのシートは、例えばスポット溶接によって機
械的および電気的に相互に接続されている。前述したよ
うに、層の全てに対して同じ電流密度を得るために、該
３つの層1,2,3は異なる形状を有し、従って層のそれぞ
れに対して異なる抵抗損失を有する。伸張シートに関し
て変えることのできる形状パラメーターとしては、例え
ば長斜方形のメッシュの寸法、メッシュアームの厚みと
幅などがある。電極層に対して実質的に同一の電流密度
にするという要件を満足させるためには、前記形状パラ
メーターについて数多くの組み合わせが可能である。前
記パラメーターの適切な組み合わせを第１表に示す。
1,2,3によって構成された陽極の一部分を示す。簡単の
ため、これらの３つの層は電解液に侵されにくい同じ材
料（例えば、チタン、タンタル、ニオブ、またはタング
ステン）で造られていて、同じ電気触媒材料（例えば、
白金族の金属の酸化物）で被覆されているとする。伸張
シート１は陰極（図示せず）に最も近く配置されてい
る。該３つのシートは、例えばスポット溶接によって機
械的および電気的に相互に接続されている。前述したよ
うに、層の全てに対して同じ電流密度を得るために、該
３つの層1,2,3は異なる形状を有し、従って層のそれぞ
れに対して異なる抵抗損失を有する。伸張シートに関し
て変えることのできる形状パラメーターとしては、例え
ば長斜方形のメッシュの寸法、メッシュアームの厚みと
幅などがある。電極層に対して実質的に同一の電流密度
にするという要件を満足させるためには、前記形状パラ
メーターについて数多くの組み合わせが可能である。前
記パラメーターの適切な組み合わせを第１表に示す。
伸張シート１（陰極に近い）は他のシート２および３
よりも大きなメッシュサイズを有し、伸張シート２と３
は陰極からの距離が大きくなるにつれて寸法が小さくな
る。
よりも大きなメッシュサイズを有し、伸張シート２と３
は陰極からの距離が大きくなるにつれて寸法が小さくな
る。
絶縁層４は短絡する危険性を防止するためのものであ
って、電解液に侵されにくい適切な絶縁材料（例えばPT
ER）で造られた平行ロッドによって構成されている。
って、電解液に侵されにくい適切な絶縁材料（例えばPT
ER）で造られた平行ロッドによって構成されている。
第２図は、３つの電極層5,6,7によって構成された本
発明の別の実施例を示す。電極層５と７は円形断面を有
する一例のロッドで構成されていて、互いに平行に且つ
適切に隔置されている。一方、中間の電極層６は長方形
断面を有する一列のロッドで構成されていて、適切に隔
置されている。各電極層の列を構成するロッドは、隣接
層に対して90゜の角度をなしている。簡単のため、ロッ
ド列は全て同じ材料で構成され、同じ電気触媒材料によ
って被覆されているとする。
発明の別の実施例を示す。電極層５と７は円形断面を有
する一例のロッドで構成されていて、互いに平行に且つ
適切に隔置されている。一方、中間の電極層６は長方形
断面を有する一列のロッドで構成されていて、適切に隔
置されている。各電極層の列を構成するロッドは、隣接
層に対して90゜の角度をなしている。簡単のため、ロッ
ド列は全て同じ材料で構成され、同じ電気触媒材料によ
って被覆されているとする。
この場合、変えることのできる形状パラメーターは、
円形断面を有するロッドの直径、長方形断面を有するロ
ッドの２つの寸法、およびそれらの間隙である。３つの
層のそれぞれに対して実質的に同一の電流密度を得るた
めの適切な組み合わせを第２表に示す。
円形断面を有するロッドの直径、長方形断面を有するロ
ッドの２つの寸法、およびそれらの間隙である。３つの
層のそれぞれに対して実質的に同一の電流密度を得るた
めの適切な組み合わせを第２表に示す。
種々の層の形状を適切に変えることによって、他にも
実施例が得られることは明らかである。
実施例が得られることは明らかである。
第３図は、高速電気亜鉛めっきを行うための電解槽の
略図であり、陰極が鉄ストリップ（10）で構成されてい
て、この鉄ストリップが一対の銅製の導電性ロール
（９）の間を移動する。11は陽極を示す。
略図であり、陰極が鉄ストリップ（10）で構成されてい
て、この鉄ストリップが一対の銅製の導電性ロール
（９）の間を移動する。11は陽極を示す。
第４図は、ハウジング14で構成されている短絡防止装
置を示す。ハウジング14は、絶縁材料で造られていて平
行六面体の形状を有し、機械的強度のある材料（例え
ば、ステンレス鋼）で造られたボールまたはシリンダー
の形状の回転手段12を含む。13は陽極面を示す。
置を示す。ハウジング14は、絶縁材料で造られていて平
行六面体の形状を有し、機械的強度のある材料（例え
ば、ステンレス鋼）で造られたボールまたはシリンダー
の形状の回転手段12を含む。13は陽極面を示す。
第５図は、第４図に示した短絡防止装置の拡大断面図
である。
である。
本発明のさらに他の実施例（図示せず）においては、
陰極からより離れた電極層は固体シートによって構成さ
れ、この固定シートが化学電池の末端壁として作用し、
従って単純かつ軽量な電池が設計できるという利点があ
る。
陰極からより離れた電極層は固体シートによって構成さ
れ、この固定シートが化学電池の末端壁として作用し、
従って単純かつ軽量な電池が設計できるという利点があ
る。
前述の実施例においてはいずれも、簡単のために、全
ての電極層が同じ材料で造られ且つ同じ電気触媒材料に
よって被覆されていると仮定して、電極層の形状だけを
変化させた。使用する材料や触媒の種類を適切に変える
ことによって、実質的に均一な電流密度を得ることがで
きることは明らかである。例えば、陰極に最も近い電極
層に使用される電気触媒被覆は、より高い過電圧を生じ
て酸素を発生することがあり、従って最も遠い層に施さ
れた被覆より電気触媒活性は低くなる。
ての電極層が同じ材料で造られ且つ同じ電気触媒材料に
よって被覆されていると仮定して、電極層の形状だけを
変化させた。使用する材料や触媒の種類を適切に変える
ことによって、実質的に均一な電流密度を得ることがで
きることは明らかである。例えば、陰極に最も近い電極
層に使用される電気触媒被覆は、より高い過電圧を生じ
て酸素を発生することがあり、従って最も遠い層に施さ
れた被覆より電気触媒活性は低くなる。
実施例１ 従来の陽極と比較して本発明の多層陽極の有効寿命を
求めるために、チタンからなる伸張シートのサンプルを
３対用意した。３対のサンプルのそれぞれの形状特性は
第１表に記載した通りである。サンプルのサイズは180
×100mmで、アセトンで脱脂した後、シュウ酸の10％水
溶液中において85〜95℃で30分間酸洗いした。サンプル
は、以下のような組成の水溶液からのオーブン中での熱
分解により得られる電気触媒酸化被膜によって活性化さ
せた： 三塩化イリジウム 60g/（金属として） 五塩化タンタル 50g/（金属として） 塩酸 150g/ 被覆は公知の方法で行った。すなわち、上記水溶液か
らなるペイントを浸漬により塗被し、次いで500℃で10
分間熱処理を施した。本手順を数回繰り返した。
求めるために、チタンからなる伸張シートのサンプルを
３対用意した。３対のサンプルのそれぞれの形状特性は
第１表に記載した通りである。サンプルのサイズは180
×100mmで、アセトンで脱脂した後、シュウ酸の10％水
溶液中において85〜95℃で30分間酸洗いした。サンプル
は、以下のような組成の水溶液からのオーブン中での熱
分解により得られる電気触媒酸化被膜によって活性化さ
せた： 三塩化イリジウム 60g/（金属として） 五塩化タンタル 50g/（金属として） 塩酸 150g/ 被覆は公知の方法で行った。すなわち、上記水溶液か
らなるペイントを浸漬により塗被し、次いで500℃で10
分間熱処理を施した。本手順を数回繰り返した。
スポット溶接により３つの異なるサンプルを組み立
て、第１図に示したような３つの伸張シートによって形
成された多層電極を得た。こうして得られたパッケージ
を、15％硫酸溶液中において50℃で陽極としてテストし
た。残りの３つのサンプルを同条件下で別々にテストし
た。４つのサンプル（すなわち、陽極パッケージと３つ
の単一サンプル）に216Aの電流インプットを供給した。
この値は12KA/m2の全電流密度に相当する。単一シート
サンプルの最長耐久時間は2000時間で、平方メートル当
たりのイリジウムの含量は、初期値に比べて10％に減少
した。
て、第１図に示したような３つの伸張シートによって形
成された多層電極を得た。こうして得られたパッケージ
を、15％硫酸溶液中において50℃で陽極としてテストし
た。残りの３つのサンプルを同条件下で別々にテストし
た。４つのサンプル（すなわち、陽極パッケージと３つ
の単一サンプル）に216Aの電流インプットを供給した。
この値は12KA/m2の全電流密度に相当する。単一シート
サンプルの最長耐久時間は2000時間で、平方メートル当
たりのイリジウムの含量は、初期値に比べて10％に減少
した。
これとは異なり、本発明による陽極パッケージは10,0
00時間後でも効率的に作用し、このときの平方メートル
当たりのイリジウム含量は初期値に比べて70％であっ
た。
00時間後でも効率的に作用し、このときの平方メートル
当たりのイリジウム含量は初期値に比べて70％であっ
た。
実施例２ チタンからなる３対の伸張シートのサンプル（第１表
のタイプ2;メッシュ寸法10×6mm）をアセトンで脱脂し
た後、10％シユウ酸水溶液中において85〜95℃で30分酸
洗いした。各対のチタンサンプルを適切な触媒によって
活性化させた： サンプル１と２の対は、通常の工業用酸浴から化学反
応による電気で白金を沈着させることによって活性化さ
せた。
のタイプ2;メッシュ寸法10×6mm）をアセトンで脱脂し
た後、10％シユウ酸水溶液中において85〜95℃で30分酸
洗いした。各対のチタンサンプルを適切な触媒によって
活性化させた： サンプル１と２の対は、通常の工業用酸浴から化学反
応による電気で白金を沈着させることによって活性化さ
せた。
サンプル３と４の対は、当業界では公知の適切な溶液
の熱分解で得られるPt−Ir（70:30）によって活性化さ
せた。
の熱分解で得られるPt−Ir（70:30）によって活性化さ
せた。
サンプル５と６の対は、実施例１に記載した混合酸化
物によって活性化させた。
物によって活性化させた。
温度50℃、電流密度8KA/m2で、15％硫酸の電気分解に
対する単一陽極として使用して、サンプル2,4および６
の寿命が100時間のオーダーで求められるように、触媒
量を定めた。この結果、以下のような耐久時間が観察さ
れた。
対する単一陽極として使用して、サンプル2,4および６
の寿命が100時間のオーダーで求められるように、触媒
量を定めた。この結果、以下のような耐久時間が観察さ
れた。
サンプル番号２ 190時間 サンプル番号４ 220時間 サンプル番号６ 350時間 サンプル番号1,3および５を組み立ててスポット溶接
によって溶接した。このようにして同じ形状を有する３
つの陽極層からなる多層陽極組立体が得られ、これは同
じ材料で造られた基板によって構成されてはいるが、異
なる電気触媒被膜で被覆されていて、電極層No.1は陰極
に近く、酸素発生に対して高い過電圧を有する。
によって溶接した。このようにして同じ形状を有する３
つの陽極層からなる多層陽極組立体が得られ、これは同
じ材料で造られた基板によって構成されてはいるが、異
なる電気触媒被膜で被覆されていて、電極層No.1は陰極
に近く、酸素発生に対して高い過電圧を有する。
こうして得られた多層構造物（投影面積180×100mm）
を、単一サンプル2,4および６の場合と同じ条件下で陽
極としてテストした。1500時間後においても、本発明の
多層構造物は効率的に作用していた。
を、単一サンプル2,4および６の場合と同じ条件下で陽
極としてテストした。1500時間後においても、本発明の
多層構造物は効率的に作用していた。
実施例３ 第３図に簡単に示したように、化学電池を使用して工
業的条件下でテストを行った。この場合、陰極は厚さ0.
5mm、幅1250mmの鉄ストリップ（10）で構成されてい
て、一対の銅製の導電性ロール（９）の間を移動する。
陰極（11）のサイズは1250×1000mmで、３つの活性化ス
クリーンで構成され、相互にスポット溶接されていて、
実施例１に記載したサンプルと同じ特性を有する。
業的条件下でテストを行った。この場合、陰極は厚さ0.
5mm、幅1250mmの鉄ストリップ（10）で構成されてい
て、一対の銅製の導電性ロール（９）の間を移動する。
陰極（11）のサイズは1250×1000mmで、３つの活性化ス
クリーンで構成され、相互にスポット溶接されていて、
実施例１に記載したサンプルと同じ特性を有する。
各陽極はさらに、第４図および５図に示したような短
絡防止装置を有し、この装置はステンレス鋼で造られた
（AISI 440℃）直径20mmのボール（12）からなってい
て、ハウジング（14）によって陽極から電気的に絶縁さ
れている。ハウジング（14）は、プラスチック材料で造
られており、陽極の幅と同じ長さ、すなわち1250mmと幅
40mmの平行六面体の形状を有する。陰極に向かい合って
いるハウジング（14）の表面は陽極（13）の表面から突
き出ておらず、一方、ボールはハウジングから約5mm突
き出ていて自由に回転できるようになっている。ハウジ
ング（14）は、陰極鉄ストリップの移動方向に対して横
向きに配置されており、互いに440mm離して位置決めさ
れている。ハウジング（14）中に収容されているボール
（12）は、互いに200mmの間隔で配置されている。陰極
ストリップと陽極（11）の表面との間隙は10mmである。
絡防止装置を有し、この装置はステンレス鋼で造られた
（AISI 440℃）直径20mmのボール（12）からなってい
て、ハウジング（14）によって陽極から電気的に絶縁さ
れている。ハウジング（14）は、プラスチック材料で造
られており、陽極の幅と同じ長さ、すなわち1250mmと幅
40mmの平行六面体の形状を有する。陰極に向かい合って
いるハウジング（14）の表面は陽極（13）の表面から突
き出ておらず、一方、ボールはハウジングから約5mm突
き出ていて自由に回転できるようになっている。ハウジ
ング（14）は、陰極鉄ストリップの移動方向に対して横
向きに配置されており、互いに440mm離して位置決めさ
れている。ハウジング（14）中に収容されているボール
（12）は、互いに200mmの間隔で配置されている。陰極
ストリップと陽極（11）の表面との間隙は10mmである。
以下のような条件下で250時間、亜鉛の沈着実験を行
った。
った。
電解液の組成： ZnSO4.7H2O 250g/ H2SO4 20g/ 温度 50℃ 電流密度 15KA/m2 移動速度 2m/sec. 比較のため、Pb−Ag陽極（30mm厚さ）を取り付けた類
似の化学電池を使用し同条件下でテストを行った。
似の化学電池を使用し同条件下でテストを行った。
（発明の効果） 本発明の陽極を使用することにより、陰極ストリップ
への亜鉛の均一な沈着を得ることができ、短絡の危険も
なく、また作動中における電池電圧は一定に保持され
た。Pb−Ag陽極を使用した場合はこれとは異って、陽極
ストリップと陽極との接触（主として、横方向のブレが
起こるためにストリップの端部で起こる）によって短絡
が頻繁に引き起こされるために平面性が悪くなり、また
特に端部に刻み目の形成が認められた。
への亜鉛の均一な沈着を得ることができ、短絡の危険も
なく、また作動中における電池電圧は一定に保持され
た。Pb−Ag陽極を使用した場合はこれとは異って、陽極
ストリップと陽極との接触（主として、横方向のブレが
起こるためにストリップの端部で起こる）によって短絡
が頻繁に引き起こされるために平面性が悪くなり、また
特に端部に刻み目の形成が認められた。
本発明の範囲を逸脱することなく本発明の種々の変形
が可能であり、本発明は特許請求の範囲に明記したもの
のみに限定されるものではないことは自明である。
が可能であり、本発明は特許請求の範囲に明記したもの
のみに限定されるものではないことは自明である。
第１図は、本発明の陽極の透視図であり、異なる形状特
性を有する３つの伸張シートが重ね合わさった状態で構
成されている。 第２図は、本発明の他の実施例の透視図であり、円形断
面を有する一列のロッドが長方形断面を有する一列のロ
ッド上に直交する形で並置されている。 第３図は、本発明の陽極を使用した化学電池の略図であ
る。 第４図は、短絡防止装置の好ましい実施例からなる本発
明の陽極の平面図である。 第５図は、第４図の拡大断面図である。
性を有する３つの伸張シートが重ね合わさった状態で構
成されている。 第２図は、本発明の他の実施例の透視図であり、円形断
面を有する一列のロッドが長方形断面を有する一列のロ
ッド上に直交する形で並置されている。 第３図は、本発明の陽極を使用した化学電池の略図であ
る。 第４図は、短絡防止装置の好ましい実施例からなる本発
明の陽極の平面図である。 第５図は、第４図の拡大断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レナト・スキラ イタリア共和国20100 ミラノ，ビア・ ヴィ・ジョルダノ・オルシニ ５ (56)参考文献 特開 昭56−123390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−58983（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−167111（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】高速亜鉛めっきプロセス用の寸法安定性の
陽極であって、実質的に平行で相互に電気的に接触して
いる少なくとも２つの電極層からなり、それぞれの層は
電解液に侵されにくい導電性基板によって構成され、且
つ金属および／または白金族金属の酸化物からなる酸素
発生電気触媒被膜によって被覆されており、各層がメッ
シュまたはロッド列からなり、そして、各層におけるメ
ッシュのサイズまたはロッド列の間隙が、陰極に最も近
い電極層においてより大きく、さらに、短絡を防止する
装置が、陰極に最も近い電極層の表面上に設置されてい
ることを特徴とする陽極。 - 【請求項２】高速亜鉛めっきプロセス用の寸法安定性の
陽極であって、実質的に平行で相互に電気的に接触して
いる少なくとも２つの電極層からなり、それぞれの層は
電解液に侵されにくい導電性基板によって構成され、且
つ金属および／または白金族金属の酸化物からなる酸素
発生電気触媒被膜によって被覆されており、各層がメッ
シュまたはロッド列からなり、そして、各層におけるメ
ッシュのサイズまたはロッド列の間隙が、陰極に最も近
い電極層においてより大きく、陰極に最も近い電極層の
電気触媒被膜の触媒活性が最も低いことを特徴とする陽
極。 - 【請求項３】陰極に最も近い電極層の電気触媒被膜の触
媒活性が最も低いことを特徴とする請求項１に記載の陽
極。 - 【請求項４】前記短絡を防止する装置が、電解液の流れ
を妨げないように、間隔を有けて設けられていることを
特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の陽
極。 - 【請求項５】前記短絡を防止する装置が、電気絶縁材料
で作られたハウジングと機械的耐久性に優れた材料から
作られた回転手段とからなることを特徴とする請求項４
に記載の陽極。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT22776A/86 | 1986-12-19 | ||
| IT8622776A IT1213567B (it) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | Anodo permanente per procedimenti galvanici ad alta densita' di correnti |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63213698A JPS63213698A (ja) | 1988-09-06 |
| JP2617496B2 true JP2617496B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=11200349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62321160A Expired - Lifetime JP2617496B2 (ja) | 1986-12-19 | 1987-12-18 | 高電流密度亜鉛めっきプロセスのための永久陽極 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4828653A (ja) |
| EP (1) | EP0271924B1 (ja) |
| JP (1) | JP2617496B2 (ja) |
| AT (1) | ATE66970T1 (ja) |
| AU (1) | AU612126B2 (ja) |
| BR (1) | BR8706876A (ja) |
| CA (1) | CA1320692C (ja) |
| DE (1) | DE3772728D1 (ja) |
| ES (1) | ES2023882B3 (ja) |
| IT (1) | IT1213567B (ja) |
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| JPH0594277U (ja) * | 1992-05-13 | 1993-12-24 | 新日本製鐵株式会社 | 電気メッキの水平型電極 |
| US6149781A (en) * | 1994-01-10 | 2000-11-21 | Forand; James L. | Method and apparatus for electrochemical processing |
| US5837120A (en) * | 1994-09-30 | 1998-11-17 | Electroplating Technologies, Inc. | Method and apparatus for electrochemical processing |
| GB2321646B (en) * | 1997-02-04 | 2001-10-17 | Christopher Robert Eccles | Improvements in or relating to electrodes |
| US6096183A (en) * | 1997-12-05 | 2000-08-01 | Ak Steel Corporation | Method of reducing defects caused by conductor roll surface anomalies using high volume bottom sprays |
| US6322673B1 (en) | 1999-12-18 | 2001-11-27 | Electroplating Technologies, Ltd. | Apparatus for electrochemical treatment of a continuous web |
| US6669833B2 (en) * | 2000-10-30 | 2003-12-30 | International Business Machines Corporation | Process and apparatus for electroplating microscopic features uniformly across a large substrate |
| US6763875B2 (en) | 2002-02-06 | 2004-07-20 | Andersen Corporation | Reduced visibility insect screen |
| US20050098277A1 (en) * | 2002-02-06 | 2005-05-12 | Alex Bredemus | Reduced visibility insect screen |
| DE10235117B3 (de) * | 2002-08-01 | 2004-02-12 | EISENMANN Maschinenbau KG (Komplementär: Eisenmann-Stiftung) | Anlage zur kataphoretischen Tauchlackierung von Gegenständen |
| ITMI20022382A1 (it) * | 2002-11-11 | 2004-05-12 | De Nora Elettrodi Spa | Elettrodi per elettrometallurgia |
| US6969619B1 (en) | 2003-02-18 | 2005-11-29 | Novellus Systems, Inc. | Full spectrum endpoint detection |
| DE102005033784A1 (de) * | 2005-07-20 | 2007-01-25 | Viktoria Händlmeier | System zur galvanischen Abscheidung einer leitfähigen Schicht auf einem nichtleitfähigen Trägermaterial |
| JP5218505B2 (ja) * | 2010-09-15 | 2013-06-26 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼板の連続電解処理装置およびそれを用いた表面処理鋼板の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2275194A (en) * | 1940-02-01 | 1942-03-03 | Frederick Gumm Chemical Co Inc | Electrode |
| US3703458A (en) * | 1970-07-13 | 1972-11-21 | Signetics Corp | Electrolytic etch apparatus |
| US3856653A (en) * | 1972-11-21 | 1974-12-24 | American Chem & Refining Co | Platinum clad tantalum anode assembly |
| JPS5274575A (en) * | 1975-12-18 | 1977-06-22 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Electrode for electrolysis |
| JPS5540207Y2 (ja) * | 1976-09-09 | 1980-09-19 | ||
| JPS5628217Y2 (ja) * | 1978-05-16 | 1981-07-04 | ||
| JPS55119198A (en) * | 1979-03-08 | 1980-09-12 | Nippon Steel Corp | Insoluble anode for electroplating |
| JPS5830957B2 (ja) * | 1980-03-04 | 1983-07-02 | 日本カ−リツト株式会社 | 二酸化鉛被覆電極 |
| JPS5658983A (en) * | 1980-10-03 | 1981-05-22 | Osaka Soda Co Ltd | Insoluble anode |
| JPS6026692A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-09 | Hitachi Chem Co Ltd | 電気めつき方法 |
-
1986
- 1986-12-19 IT IT8622776A patent/IT1213567B/it active
-
1987
- 1987-11-23 CA CA000552498A patent/CA1320692C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-08 AU AU82204/87A patent/AU612126B2/en not_active Ceased
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- 1987-12-16 US US07/133,548 patent/US4828653A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-17 BR BR8706876A patent/BR8706876A/pt not_active IP Right Cessation
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- 1987-12-18 ES ES87118846T patent/ES2023882B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-18 EP EP87118846A patent/EP0271924B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-18 JP JP62321160A patent/JP2617496B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-18 DE DE8787118846T patent/DE3772728D1/de not_active Expired - Lifetime
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