JP2712661B2 - 電気メッキ浴の調整方法 - Google Patents
電気メッキ浴の調整方法Info
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- JP2712661B2 JP2712661B2 JP1297128A JP29712889A JP2712661B2 JP 2712661 B2 JP2712661 B2 JP 2712661B2 JP 1297128 A JP1297128 A JP 1297128A JP 29712889 A JP29712889 A JP 29712889A JP 2712661 B2 JP2712661 B2 JP 2712661B2
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- Japan
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- plating bath
- ion
- concentration
- sodium sulfate
- ion concentration
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- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、硫酸性電気メッキに使用されるメッキ浴の
硫酸ナトリウム濃度を正確に管理する電気メッキ浴の調
整方法に関する。
硫酸ナトリウム濃度を正確に管理する電気メッキ浴の調
整方法に関する。
電気亜鉛メッキに代表される硫酸性電気メッキのメッ
キ浴には、メッキ通電時の省電力を図るために、電解支
持塩として硫酸ナトリウムが投入されている。この電解
支持塩としては、他に酢酸ナトリウム、硫酸アンモニウ
ム等を使用可能であるが、操業環境、廃液処理の問題で
一般には硫酸ナトリウムが用いられている。
キ浴には、メッキ通電時の省電力を図るために、電解支
持塩として硫酸ナトリウムが投入されている。この電解
支持塩としては、他に酢酸ナトリウム、硫酸アンモニウ
ム等を使用可能であるが、操業環境、廃液処理の問題で
一般には硫酸ナトリウムが用いられている。
メッキ浴に投入された硫酸ナトリウムは、メッキ反応
には直接関与せず、陰極、陽極間の電気抵抗を小さくし
て省電力に寄与し、メッキ操業の進行に伴って消耗され
る。従って、省電力効果を維持するためには、硫酸ナト
リウムを補給し続け、メッキ浴の硫酸ナトリウム濃度を
適正値に維持管理することが必要になる。すなわち、メ
ッキ浴の硫酸ナトリウム濃度を高くしすぎるとメッキ表
面にメッキ焦げが発生し、逆に、その濃度を低くしすぎ
ると十分な省電力効果が得られなくなる。
には直接関与せず、陰極、陽極間の電気抵抗を小さくし
て省電力に寄与し、メッキ操業の進行に伴って消耗され
る。従って、省電力効果を維持するためには、硫酸ナト
リウムを補給し続け、メッキ浴の硫酸ナトリウム濃度を
適正値に維持管理することが必要になる。すなわち、メ
ッキ浴の硫酸ナトリウム濃度を高くしすぎるとメッキ表
面にメッキ焦げが発生し、逆に、その濃度を低くしすぎ
ると十分な省電力効果が得られなくなる。
従来、メッキ浴の硫酸ナトリウム濃度を維持管理する
方法としては、メッキ液の電気伝導度に基づいて硫酸ナ
トリウムの添加量を調節する方法（特開昭57-63699号公
報）と、螢光Ｘ線分析等の機器分析にて求めたNaイオン
量に基づく方法とが主として採用されていた。
方法としては、メッキ液の電気伝導度に基づいて硫酸ナ
トリウムの添加量を調節する方法（特開昭57-63699号公
報）と、螢光Ｘ線分析等の機器分析にて求めたNaイオン
量に基づく方法とが主として採用されていた。
しかし、前者の電気伝導度法による方法では、測定さ
れる電気伝導度がメッキ浴のpH、温度、メッキ金属イオ
ン濃度の影響を受けやすく、実際の硫酸ナトリウム濃度
に換算するにあっては精度が出難いとの問題がある。但
し、装置自体は簡易で、低コストである。
れる電気伝導度がメッキ浴のpH、温度、メッキ金属イオ
ン濃度の影響を受けやすく、実際の硫酸ナトリウム濃度
に換算するにあっては精度が出難いとの問題がある。但
し、装置自体は簡易で、低コストである。
また、後者の螢光Ｘ線分析によってNaイオンを測定す
る方法でも、Naが軽元素測定限界域にあるため測定精度
が出難い問題がある。更にメッキ液を濾紙に受けるサン
プリング系では、サンプリング機構が繁雑で故障しやす
く、コストが高い問題もある。
る方法でも、Naが軽元素測定限界域にあるため測定精度
が出難い問題がある。更にメッキ液を濾紙に受けるサン
プリング系では、サンプリング機構が繁雑で故障しやす
く、コストが高い問題もある。
本発明はこれら問題点を解決して、メッキ浴の硫酸ナ
トリウム濃度を高精度かつ経済的に維持管理し得るメッ
キ浴の調整方法を提供することを目的とする。
トリウム濃度を高精度かつ経済的に維持管理し得るメッ
キ浴の調整方法を提供することを目的とする。
本発明の電気メッキ浴の調整方法は、電気メッキに使
用する硫酸性メッキ浴のメッキ金属イオン濃度、Feイオ
ン濃度、硫酸イオン濃度、pHおよび温度を測定し、これ
らの測定値から、メッキ浴中の硫酸ナトリウムに依存す
るNaイオン濃度を下式により求め、求めたNaイオン濃度
から得た硫酸ナトリウム濃度に基づいて硫酸ナトリウム
の補給量を制御することを特徴としている。
用する硫酸性メッキ浴のメッキ金属イオン濃度、Feイオ
ン濃度、硫酸イオン濃度、pHおよび温度を測定し、これ
らの測定値から、メッキ浴中の硫酸ナトリウムに依存す
るNaイオン濃度を下式により求め、求めたNaイオン濃度
から得た硫酸ナトリウム濃度に基づいて硫酸ナトリウム
の補給量を制御することを特徴としている。
本発明は、求められるメッキ浴の硫酸ナトリウム濃度
が、従来の電気伝導法又は螢光Ｘ線分析法によるごとき
不正確になるのを避けるために、Naイオン濃度ないしは
硫酸ナトリウム濃度を直接測定することなく、硫酸ナト
リウム投入とは無関係に硫酸ナトリウム濃度を演算によ
り精度よく求めるものである。
が、従来の電気伝導法又は螢光Ｘ線分析法によるごとき
不正確になるのを避けるために、Naイオン濃度ないしは
硫酸ナトリウム濃度を直接測定することなく、硫酸ナト
リウム投入とは無関係に硫酸ナトリウム濃度を演算によ
り精度よく求めるものである。
すなわち、本発明者らの研究によれば、メッキ浴中の
硫酸ナトリウムに依存するNaイオン濃度は、メッキ浴に
含まれる水素イオン濃度（pH）と、pH値に影響を与える
メッキ浴温度と、メッキ浴中に存在するSO4 2-イオン、Z
nイオン、Niイオン、FeTイオン（全Feイオン−Fe2+＋Fe
3+）、Fe3+（又はFe2+）イオン等のメッキ金属イオン濃
度とから、次の（１）式に従って正確に計算される。
硫酸ナトリウムに依存するNaイオン濃度は、メッキ浴に
含まれる水素イオン濃度（pH）と、pH値に影響を与える
メッキ浴温度と、メッキ浴中に存在するSO4 2-イオン、Z
nイオン、Niイオン、FeTイオン（全Feイオン−Fe2+＋Fe
3+）、Fe3+（又はFe2+）イオン等のメッキ金属イオン濃
度とから、次の（１）式に従って正確に計算される。
［Na］（g/l）＝K1×46.0（Naの原子量×２）×Ａ（mol
/l）＋K2 ……（１） 但し ［SO4］，［Zn］，［Ni］，［FeT］，［Fe3+］SO4イオ
ン,Znイオン、Niイオン，FeTイオン，Fe3+イオンの各イ
オン濃度 γ（Ｔ）＝活量係数（メッキ液の温度Ｔの関数） K1，K2＝補正係数（基本的にはK1＝1,K2＝０で実測値と
推定値との対応でチューニングを実施する） SO4イオン、Znイオン、Niイオン、全Feイオン、Fe3+イ
オン等のメッキ金属イオン濃度、硫酸イオン濃度および
pHはいずれもオンラインで精度よく簡単に測定すること
ができる。従って、これらからメッキ浴中の硫酸ナトリ
ウムに依存するNaイオン濃度を算出し、この算出された
Naイオン濃度に基づく硫酸ナトリウム量に従ってメッキ
浴への硫酸ナトリウム補給量を制御することにより、メ
ッキ浴の硫酸ナトリウム量が適正値に簡単かつ正確に維
持管理される。
/l）＋K2 ……（１） 但し ［SO4］，［Zn］，［Ni］，［FeT］，［Fe3+］SO4イオ
ン,Znイオン、Niイオン，FeTイオン，Fe3+イオンの各イ
オン濃度 γ（Ｔ）＝活量係数（メッキ液の温度Ｔの関数） K1，K2＝補正係数（基本的にはK1＝1,K2＝０で実測値と
推定値との対応でチューニングを実施する） SO4イオン、Znイオン、Niイオン、全Feイオン、Fe3+イ
オン等のメッキ金属イオン濃度、硫酸イオン濃度および
pHはいずれもオンラインで精度よく簡単に測定すること
ができる。従って、これらからメッキ浴中の硫酸ナトリ
ウムに依存するNaイオン濃度を算出し、この算出された
Naイオン濃度に基づく硫酸ナトリウム量に従ってメッキ
浴への硫酸ナトリウム補給量を制御することにより、メ
ッキ浴の硫酸ナトリウム量が適正値に簡単かつ正確に維
持管理される。
なお特開昭60-164239号公報には、本発明のような硫
酸ナトリウムの補給量を制御する方法ではないが、メッ
キ浴のメッキ金属イオン濃度を蛍光Ｘ線分析により定量
する際に、硫酸ナトリウムからのNaイオンに蛍光Ｘ線が
吸収されることによるマトリックス効果を補正するため
に、メッキ浴のメッキ金属イオン濃度および硫酸イオン
濃度の測定値から硫酸ナトリウム濃度を演算により推定
する技術が記載されているが、不純物であるFeイオンの
濃度、pH値、およびメッキ浴の温度の関数である活量係
数が考慮されていないので、仮にこれを本発明のような
硫酸ナトリウムの補給量を制御する方法に適用しても、
高精度の制御は行われない。
酸ナトリウムの補給量を制御する方法ではないが、メッ
キ浴のメッキ金属イオン濃度を蛍光Ｘ線分析により定量
する際に、硫酸ナトリウムからのNaイオンに蛍光Ｘ線が
吸収されることによるマトリックス効果を補正するため
に、メッキ浴のメッキ金属イオン濃度および硫酸イオン
濃度の測定値から硫酸ナトリウム濃度を演算により推定
する技術が記載されているが、不純物であるFeイオンの
濃度、pH値、およびメッキ浴の温度の関数である活量係
数が考慮されていないので、仮にこれを本発明のような
硫酸ナトリウムの補給量を制御する方法に適用しても、
高精度の制御は行われない。
以下に本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の方法に用いられるオンライン測定系
を示している。槽内の硫酸性メッキ浴１のpHは、系統２
を通じてpH計により測定される。測定されたpHには、系
統３を通じて温度計により測定されたメッキ浴温度に基
づいて補正が加えられる。また、系統４を通じて螢光Ｘ
線分析計よりメッキ浴１のNi,Zn,FeTの各イオン濃度お
よび硫酸イオン濃度が測定され、系統５では吸光光度計
によりFe3+イオン濃度が測定される。
を示している。槽内の硫酸性メッキ浴１のpHは、系統２
を通じてpH計により測定される。測定されたpHには、系
統３を通じて温度計により測定されたメッキ浴温度に基
づいて補正が加えられる。また、系統４を通じて螢光Ｘ
線分析計よりメッキ浴１のNi,Zn,FeTの各イオン濃度お
よび硫酸イオン濃度が測定され、系統５では吸光光度計
によりFe3+イオン濃度が測定される。
pHの測定に使用されるpH計は、例えば低pH用ガラス電
極式であり、その測定値の補正に用いられるメッキ浴温
度はメッキ浴管理用温度計の測定値によってもよいし、
pH計内蔵温度計の測定値によってもよい。
極式であり、その測定値の補正に用いられるメッキ浴温
度はメッキ浴管理用温度計の測定値によってもよいし、
pH計内蔵温度計の測定値によってもよい。
また、通常のメッキ浴では、Fe3+イオン濃度が僅少の
ときがあるので、その場合はFe3+イオン濃度を無視して
もよく、他の金属イオンについても0.1g/l以下のときは
無視してもよい。
ときがあるので、その場合はFe3+イオン濃度を無視して
もよく、他の金属イオンについても0.1g/l以下のときは
無視してもよい。
測定された各メッキ金属イオン濃度、硫酸イオン濃
度、および温度によって補正されたpHは、別に設置され
た計算機において、それぞれ前記（１）式に代入され
る。これによって得られたメッキ浴１のNaイオン濃度よ
り、メッキ浴１の硫酸ナトリウム濃度を適正に管理する
べく、メッキ浴１への硫酸ナトリウム量を求める。この
計算も上記計算機において行われ、その方法を第２図の
フローチャートに従って以下に説明する。
度、および温度によって補正されたpHは、別に設置され
た計算機において、それぞれ前記（１）式に代入され
る。これによって得られたメッキ浴１のNaイオン濃度よ
り、メッキ浴１の硫酸ナトリウム濃度を適正に管理する
べく、メッキ浴１への硫酸ナトリウム量を求める。この
計算も上記計算機において行われ、その方法を第２図の
フローチャートに従って以下に説明する。
メッキ浴におけるNa濃度の管理上限をNaMAX、下限をN
aMINとする。メッキ浴の各金属イオン濃度、硫酸イオン
濃度、pH値を測定し、その各測定値より（１）式を使用
して求めた演算Na値が上限を超えたとき（Na＞NaMAXがY
es）であれば、メッキ浴に水（推量xl/h）を注入してメ
ッキ浴を希釈する。Na演算値を上限、下限と比べ、上限
未満（Na＞NaMAXがNo）であれば水の注入は行わない。N
a演算値が上限未満で且つ下限未満のとき（Na＜NaMINが
Yes）であれば、硫酸ナトリウムの粉末あるいは濃度硫
酸ナトリウム水溶液を一定時間（T1h）に一定量投入す
る。Na演算値が上限未満で下限を超えたとき（Na＜NaMI
NがNo）であれば現状保持となる。このフローを繰り返
すことにより、硫酸ナトリウムがメッキ浴に効果的に投
入され、その濃度が適正範囲内に維持管理される。
aMINとする。メッキ浴の各金属イオン濃度、硫酸イオン
濃度、pH値を測定し、その各測定値より（１）式を使用
して求めた演算Na値が上限を超えたとき（Na＞NaMAXがY
es）であれば、メッキ浴に水（推量xl/h）を注入してメ
ッキ浴を希釈する。Na演算値を上限、下限と比べ、上限
未満（Na＞NaMAXがNo）であれば水の注入は行わない。N
a演算値が上限未満で且つ下限未満のとき（Na＜NaMINが
Yes）であれば、硫酸ナトリウムの粉末あるいは濃度硫
酸ナトリウム水溶液を一定時間（T1h）に一定量投入す
る。Na演算値が上限未満で下限を超えたとき（Na＜NaMI
NがNo）であれば現状保持となる。このフローを繰り返
すことにより、硫酸ナトリウムがメッキ浴に効果的に投
入され、その濃度が適正範囲内に維持管理される。
本発明の方法は、例えば純亜鉛電気メッキ、Ni−Zn合
金電気メッキ、Fe−Zn合金電気メッキに適用できる。
金電気メッキ、Fe−Zn合金電気メッキに適用できる。
純亜鉛電気メッキにおいて、上記硫酸ナトリウム濃度
の管理を実際に行ったときの結果を第３図に示す。第３
図には本発明法と共に、従来の電気伝導度法、螢光Ｘ線
法による場合も示している。結果は、各法におけるオン
ラインNa分析値と原子吸光度法（標準法）によるNa量と
の対応関係で示している。図で明らかなように、従来の
電気伝導度法、螢光Ｘ線法に比し、本発明法によるNa分
析値は原子吸光度法とよく一致する高水準の結果になっ
ている。
の管理を実際に行ったときの結果を第３図に示す。第３
図には本発明法と共に、従来の電気伝導度法、螢光Ｘ線
法による場合も示している。結果は、各法におけるオン
ラインNa分析値と原子吸光度法（標準法）によるNa量と
の対応関係で示している。図で明らかなように、従来の
電気伝導度法、螢光Ｘ線法に比し、本発明法によるNa分
析値は原子吸光度法とよく一致する高水準の結果になっ
ている。
本発明のメッキ浴の調整方法は、硫酸ナトリウム濃度
をオンラインで正確に管理することができる。従って、
メッキ操業における電力消費量の低減を図り、電気メッ
キコストの低減に寄与する。しかも、測定系が簡素にな
るために、システムの耐久性に優れる。
をオンラインで正確に管理することができる。従って、
メッキ操業における電力消費量の低減を図り、電気メッ
キコストの低減に寄与する。しかも、測定系が簡素にな
るために、システムの耐久性に優れる。
第１図は本発明のメッキ浴の調整方法に使用されるオン
ライン測定系統の説明図、第２図は硫酸ナトリウムの自
動投入操作を示すフローチャート、第３図はオンライン
Na分析値と原子吸光度法によるNa値との関係を本発明法
および従来法について示す線図である。
ライン測定系統の説明図、第２図は硫酸ナトリウムの自
動投入操作を示すフローチャート、第３図はオンライン
Na分析値と原子吸光度法によるNa値との関係を本発明法
および従来法について示す線図である。
Claims (1)
- 【請求項１】電気メッキに使用する硫酸性メッキ浴のメ
ッキ金属イオン濃度、Feイオン濃度、硫酸イオン濃度、
pHおよび温度を測定し、これらの測定値から、メッキ浴
の硫酸ナトリウム濃度に依存するNaイオン濃度を下式に
より求め、求めたNaイオン濃度から得た硫酸ナトリウム
濃度に基づいて硫酸ナトリウムの補給量を制御すること
を特徴とする電気メッキ浴の調整方法。 〔Na〕（g/l）＝K1×46.0×Ａ（g/mol）＋K2 但し 〔Na〕＝Naイオン濃度 K1，K2＝補正係数 Ａ＝〔SO4〕／B1−10-pH/2γ（Ｔ）−〔Zn〕／B2 −〔Ni〕／B3−（〔FeT〕＋0.5〔Fe3+〕）／B4 〔SO4〕，〔Zn〕，〔Ni〕，〔FeT〕，〔Fe3+〕＝SO4イ
オン,Znイオン,Niイオン，FeTイオン，Fe3+イオンの各
イオン濃度（g/l） γ（Ｔ）＝活量係数（メッキ浴の温度Ｔの関数） B1，B2，B3，B4＝定数（g/mol）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1297128A JP2712661B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 電気メッキ浴の調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1297128A JP2712661B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 電気メッキ浴の調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03158500A JPH03158500A (ja) | 1991-07-08 |
| JP2712661B2 true JP2712661B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17842574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1297128A Expired - Lifetime JP2712661B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 電気メッキ浴の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712661B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5201315B2 (ja) * | 2007-09-26 | 2013-06-05 | 上村工業株式会社 | 電気めっき方法 |
| KR102585442B1 (ko) | 2017-11-13 | 2023-10-06 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 | 이너 쉘 및 이를 포함하는 마스크 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5810480B2 (ja) * | 1980-10-02 | 1983-02-25 | 住友金属工業株式会社 | 電気鍍金浴の電気伝導度制御方法 |
| JPS60164239A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-27 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 螢光ｘ線メツキ液分析装置 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1297128A patent/JP2712661B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03158500A (ja) | 1991-07-08 |
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