(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ニッケルを電解してメッキ液にニッケルイオンを供給する装置であって、回転可能に設けた金属製の陰極と金属ニッケルを入れる篭型の陽極とを有する電解槽と、該金属製の陰極に析出したニッケル合金を剥離する手段と、剥離したニッケル合金をメッキ液中に溶解する溶解槽とを有し、
前記ニッケル合金を剥離する手段として用いるメッキ液のスプレーと、
前記陰極から剥離したニッケル合金を前記電解槽から溶解槽に強制的に搬送するメッキ液のスプレーとを有し、
前記溶解槽は二槽以上に別れており、一槽目から二槽目へは遮蔽板の下に設けられたスリットに電解液を通過させることにより移液を行うことを特徴とするメッキ液にニッケルイオンを供給する装置。
【請求項２】
前記溶解槽は一槽とし、該溶解槽から液送り槽へは遮蔽板の下に設けられたスリットに電解液を通過させることにより移液を行うことを特徴とする請求項１に記載のメッキ液にニッケルイオンを供給する装置。
【請求項３】
前記溶解槽の一槽目の液面直下に合金受けメッシュを有し、該合金受けメッシュの上部に合金溶解促進スプレーを設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメッキ液にニッケルイオンを供給する装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ニッケルを電解してメッキ液にニッケルイオンを供給する装置および方法に関する。具体的には、鋼帯へのニッケル合金メッキの進行に伴い消費されるニッケルイオンを補給するために、金属ニッケルを電解したニッケルイオンをメッキ液に供給する装置および供給する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合金メッキ浴に消費された金属イオンを供給する方法および装置に関する従来技術は、特開平１１−２２２７００公報に開示されている。
この従来技術は、電解槽中に、陰極としてドラム状またはディスク状のものを回転可能に設け、陽極としてチタンメッシュの篭を用い、その中にイオウ含有金属ニッケルを充填し、合金メッキの使用ずみメッキ液を電解液として電解を行ない、電解により陽極から溶出したニッケルの一部を合金として陰極に析出させ、陰極を回転させて析出した金属を剥離して陰極面から除き、電解槽の外へ導く方法である。
【０００３】
しかし、この方法は、析出したニッケル合金を、フィルターなどを通して回収し、粉砕などの前処理を行った後にメッキ液にて溶解する必要があり、電解装置以外に合金を回収、粉砕する特殊な装置を付帯設備として設置する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決し、金属ニッケルをメッキ液中で電解後に剥離したニッケル合金を溶解槽にて連続的に溶解することにより、従来のような粉砕などの前処理が不要な簡便な手段および工程によりメッキ液にニッケルイオンを供給する装置および方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電解により析出したニッケル合金がメッキ液にて溶解する際に水素気泡の発生を伴うため液面に浮遊する特性を利用し溶解槽にて合金を連続的に溶解する装置および方法を確立したものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）金属ニッケルを電解してメッキ液にニッケルイオンを供給する装置であって、回転可能に設けた金属製の陰極と金属ニッケルを入れる篭型の陽極とを有する電解槽と、該金属製の陰極に析出したニッケル合金を剥離する手段と、剥離したニッケル合金をメッキ液中に溶解する溶解槽とを有し、前記ニッケル合金を剥離する手段として用いるメッキ液のスプレーと、前記陰極から剥離したニッケル合金を前記電解槽から溶解槽に強制的に搬送するメッキ液のスプレーとを有し、前記溶解槽は二槽以上に別れており、一槽目から二槽目へは遮蔽板の下に設けられたスリットに電解液を通過させることにより移液を行うことを特徴とするメッキ液にニッケルイオンを供給する装置。
ここに、回転可能に設けた金属製の陰極はドラムまたはディスク形状のものを採用し、メッキ液との接触面積を広くするためには、ディスク形状のものが好ましい。
また、陰極の材質は析出したニッケル合金が剥離し易いチタン製が好ましい。
【０００６】
（２）前記溶解槽は一槽とし、該溶解槽から液送り槽へは遮蔽板の下に設けられたスリットに電解液を通過させることにより移液を行うことを特徴とする（１）に記載のメッキ液にニッケルイオンを供給する装置。
（３）前記溶解槽の一槽目の液面直下に合金受けメッシュを有し、該合金受けメッシュの上部に合金溶解促進スプレーを設けることを特徴とする（１）または（２）に記載のメッキ液にニッケルイオンを供給する装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１乃至図４の実施例を用いて詳細に説明する。
図４は、本発明のニッケルイオン供給装置を用いて鋼帯にメッキ処理を施すラインの全体構成を示すフローチャートである。
まず、本発明のニッケルイオン供給装置２１にてニッケルイオンを供給されたメッキ液は、メッキ液循環タンク１２に送られる。
【０００８】
また、必要に応じて亜鉛イオン供給装置２２にて亜鉛イオンが供給されたメッキ液もこのメッキ液循環タンク１２に送られ、このメッキ液循環タンク１２にてニッケルイオンを含むメッキ液と混合される。
メッキ液循環タンク１２にて混合されたメッキ液はメッキライン２４に送られ、鋼帯にメッキ処理が施され、残ったメッキ液はメッキ液循環タンク１２に戻される。
【０００９】
本発明は、図４のニッケルイオン供給装置２１に関する発明である。
図１は、本発明のニッケルイオン供給装置の全体図である。
電解槽１の中に、回転可能に設けられた陰極２と金属ニッケル４を入れる篭状の陽極３とが設置されている。この陰極２は、回転可能とし、且つ、メッキ液との接触面積を大きくするため、ディスクまたはドラム形状が好ましい。陰極２と陽極３との間に電解用整流器１３を介して電流が流されると、金属ニッケルが電気分解されて、陰極２の表面にニッケル合金が析出する。
【００１０】
図３は、本発明に用いる電解槽１の縦断面図である。
陰極２にはチタンなどの合金を剥離することが比較的容易な金属のドラムまたはディスクを用い、合金剥離手段５により剥離を行う。陽極３は金属ニッケル４を入れる篭状の構造となっている。合金剥離手段５は機械的に剥離させるドクターブレードやスクレバーでもよいが、メッキ液を強制的にスプレーする方法が陰極を疵付けず、容易に剥離できるので好ましい。
また、このスプレーにはメッキ液を用い溶解層(二槽目)低部よりポンプによって吸い出したものを用いている。
【００１１】
剥離されたニッケル合金は確実に溶解した後にメッキ液循環タンクに送る必要があるため、合金がメッキ液中にて溶解する際に水素気泡の発生を伴うため液面に浮遊する特性を利用して、溶解槽８，９にて合金を連続的に溶解する方法を確立した。
陰極から剥離した合金は電解槽１から溶解槽８，９にメッキ液の合金運搬用スプレー７により強制的には運ばれる。
【００１２】
図２は、本発明に用いる溶解槽８，９の構造を示す図である。溶解槽８，９はニ槽以上に別れており、一槽目８から二槽目９へは遮蔽板１０の下に設けたスリットを通過することにより移液を行う。この構造により、合金は溶解時に発生する水素気泡により一槽目の液面にとどまり、遮蔽板１０の働きにより、二槽目９に移動することはない。
なお、図１および図２では溶解槽として二槽を設けているが、合金は一槽目の溶解槽にて溶解するため、溶解槽は一槽にしてもよい。この場合、メッキ液のスプレーの源を一槽目の溶解槽にする必要がある。
【００１３】
以上のうように、合金は確実に溶解した後イオンとなって二槽目９へと移動する。また、一槽目液面直下に数ミリのメッシュからなる合金受けメッシュ１５を設置することにより剥離された合金１４がメッキ液中への沈み込みを防ぐとともに、その上部より合金の溶解を促進するため合金溶解促進スプレー６によりメッキ液を吹きかけることにより、溶解の促進と、ニッケル合金の二槽目９への移動を防止することができる。
遮蔽板１０の下方のスリットを通って溶解槽(二槽目)９に移動したメッキ液には合金は含まれておらず、液送り槽１１を経てメッキ液循環タンク１２に送液される。
【００１４】
なお、ニッケル合金がメッキ液中で溶解するメカニズムは以下のように推定される。まず、メッキ液中に含まれる亜鉛イオンと金属ニッケルから電解したニッケルイオンが結びついて、陰極２の表面には亜鉛−ニッケル合金が析出する。このうち亜鉛はメッキ液中で容易に溶解するため、亜鉛−ニッケル合金は亜鉛が溶解すると多孔質になり、メッキ液との接触面積が大きくなることからニッケル合金も溶解し易くなると考えられる。
【００１５】
（実施例）
本発明のニッケルイオン供給装置を用いて、鋼帯表面に亜鉛−ニッケル合金メッキを実施した。
ニッケルイオン供給装置におけるメッキ液の流量は６ｍ3／ｈとし、メッキ液の温度は６５℃、メッキ液中の硫酸濃度は１８ｇ／ｌとした。
このプロセス条件にて金属ニッケルを３０Ａ／ｄｍ2の電流密度にて電気分解し、メッキ液のスプレーにより剥離したニッケル合金を溶解槽にて連続的に溶解することができた。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の方法では、析出合金溶解のためにフィルターや粉砕機などの付帯設備が必要であり、さらに連続処理するための運搬装置なども必要であった。しかしながら、今回の方法は合金の溶解を溶解槽にて連続的に行うことができるため、付帯設備、運搬設備は必要なくまた、メンテナンスも必要のない優れた点が特徴である。など、産業上有用な、顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のニッケルイオン供給装置の全体図である。
【図２】  本発明の用いる溶解槽の構造を示す図である。
【図３】  本発明に用いる電解槽１の縦断面図である
【図４】  本発明のニッケルイオン供給装置を用いて鋼帯にメッキ処理を施すラインの全体構成を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    電解槽
２    陰極（ディスク、ドラム）
３    陽極(篭)
４    金属ニッケル
５    合金剥離手段（スプレー、スクレバー）
６    合金溶解促進スプレー
７    合金運搬用スプレー
８    溶解槽(一槽目)
９    溶解槽(二槽目)
１０  遮蔽板
１１  液送り槽
１２  メッキ液循環タンク
１３  電解用整流器
１４  剥離された合金
１５  合金受けメッシュ
２１  ニッケルイオン供給装置
２２  亜鉛イオン供給装置
２４  メッキライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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