JP2020037714A - 電気めっき用アノードバスケット - Google Patents

Abstract

【課題】
アノードバスケット内にリサイクルニッケルを投入した場合、溶解により徐々に小さくなったリサイクルニッケルが、メッシュ部の開口部から飛び出すことを防止し、常にアノードバスケット内で均一な格納が可能、かつ、ニッケルめっきによる複製物のニッケル膜厚が均一となるアノードバスケットを提供する。
【解決手段】
本発明のアノードバスケットは、陽極材料を格納するための支持部材として、横枠板、補強枠板、底枠板から成る枠板を備え、枠板内の全面にメッシュ部を有し、枠板内の上部に陽極として通電するための吊手部を備えて成り、メッシュ部の開口部は、底枠板と平行方向を開口部の横方向、垂直方向を開口部の縦方向とした場合、開口部は横方向の長さより縦方向の長さの方が長くなる形状とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気めっきに使用するアノードバスケットに関するものである。

従来から電気めっき、特に、ニッケルめっきによって、金属版を複製する方法が知られており、複製物としては、例えば、プリント基板、光記憶媒体のスタンパや凹版印刷に用いる凹版版面が挙げられる。

図２に示すように、ニッケルめっきによる複製方法は、ニッケルめっき槽（１０）にニッケルめっき液（１１）を作製し、陽極側には、アノードバスケット（１’）を配置し、アノードバスケット（１’）内には陽極材料を充填し、一方、陰極側には複製物の母型となる凹凸状の金属版（１２）を配置し、通電することでニッケルめっきによる複製物（１３）を作製することができる。

通常、陽極材料としては、市販のニッケルボール又はニッケルチップを使用するが、ニッケルは、希少鉱物のため、原産地の状況によっては、入手が難しくなることやコストが高騰する場合がある。そのため、ニッケルボール又はニッケルチップ以外の陽極材料としては、リサイクルニッケルが使用される。なお、ニッケルボールは、ニッケルペレットともいわれている。

リサイクルニッケルとは、前述した複製版、例えば、スタンパや凹版版面を作製する場合、所定の寸法よりも、一旦大きくニッケルめっきにより複製した後に断裁して所定の寸法に仕上げる。そこで、断裁したニッケル断裁片は、再度、陽極材料としてニッケルめっきに使用されるため、リサイクルニッケルと呼ばれている。したがって、リサイクルニッケルは、ニッケルボール又はニッケルチップがニッケルの複製物として析出したものであり、おおむね正方形状で一片の大きさが約１０ｍｍ、厚さは約１ｍｍの薄膜片に仕上げられ、アノードバスケットに再度格納して使用される。

また、陽極材料を格納するアノードバスケットは、主に市販のニッケルボール又はニッケルチップを格納することを前提として設計されている。図３は、一般的なアノードバスケット（１’）の構造を示し、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）はメッシュ部（１ｄ’）の拡大図、図３（ｄ）は断面図（図３（ａ）のＸ−Ｘ’図）である。

図３に示すように、アノードバスケット（１’）は、支持部材として横枠板（１ａ’）、補強枠板（１ｂ）、底枠板（１ｃ）の枠板と、枠板内に設けられたメッシュ部（１ｄ’）と、陽極として通電するための吊手部（１ｅ）からなる。また、投入口部（１ｆ）は、陽極材料の投入口であり、各枠板、メッシュ部及び吊手部は、チタン製のため全ての部位で通電可能であり、陽極材料を溶解する。

また、図３（ｃ）に示すように、メッシュ部（１ｄ’）は、縦横の強度を均一にするため矩形状であり、開口部（１ｇ’）は、ニッケルめっきを繰り返すことで、陽極材料のニッケルボール又はニッケルチップが溶解し小さくなるため、メッシュ部（１ｄ’）の開口部（１ｇ’）から落下しない程度の大きさ、例えば、開口部（１ｇ’）の横方向の長さ（ｄ１’）及び縦方向の長さ（ｄ２’）は約５ｍｍが一般的である。

ところで、アノードバスケットの従来技術としては、アノードバスケットの材料にチタンを用いているが、チタンが高価なため、より安価にする方法としてラス材を用いる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ニッケルめっき時の複製物のめっき厚みの急激な変動を抑制するために、アノードバスケットに収納ブロックを複数設けた電気めっき装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

実開昭５５−８６２２号公報 特開２００９−１３４３３号公報

本発明が解決する課題は、陽極材料にリサイクルニッケルを使用した場合のアノードバスケットの構造に関するものである。

図４（ａ）は、アノードバスケット（１’）内にニッケルボール（ａ）を投入、格納し、横板枠（１ａ’）方向から見た断面図である。また、図４（ｂ）は、ニッケルめっきを繰り返した後の断面図である。図４（ｂ）のように、ニッケルボール（ａ）は溶解により徐々に小さくなるため、自重でアノードバスケット（ａ）の下部に移動する。この時、ニッケルボール（ａ）の場合は、球状のため、小さくなってもおおむね均一に配置されている。なお、ニッケルボール（ａ）の投入時の直径は、約１０ｍｍが一般的である。

一方、図５（ａ）は、アノードバスケット（１’）内にリサイクルニッケル（ｂ）を投入し、横板枠（１ａ’）方向から見た断面図である。リサイクルニッケル（ｂ）の場合、１片が約１０ｍｍ、厚さ約１ｍｍの薄膜片のため、開口部（１ｇ’）から一部飛び出して格納される。

また、図５（ｂ）は、ニッケルめっきを繰り返した後の断面図である。このように、リサイクルニッケル（ｂ）も溶解により徐々に小さくなるが、メッシュ部（１ｄ’）の開口部（１ｇ’）から飛び出したリサイクルニッケル（ｂ）は、その状態のまま残留しながら小さくなるため、ニッケルボール（ａ）のように一様に自重で下部まで落下せず空間を生じてしまうため、不均一な状態となる。この結果、ニッケルめっきによる複製物のニッケル膜厚が不均一になりやすいという課題があった。

また、図６は、アノードバスケット（１’）内のメッシュ部（１ｄ’）の開口部（１ｇ’）とリサイクルニッケル（ｂ）の拡大図である。図６（ａ）は、開口部（１ｇ’）に対してリサイクルニッケル（ｂ）が横方向に格納された状態であり、図６（ｂ）は、開口部（１ｇ’）に対してリサイクルニッケル（ｂ）が縦方向に格納された状態である。図６に示すように、リサイクルニッケル（ｂ）の飛び出し量は、リサイクルニッケル（ｂ）が横方向に格納されると多くなり、残留しやすい。一方、リサイクルニッケル（ｂ）が開口部（１ｇ’）に対して、縦方向に格納された場合、飛び出し量が少なく、落下しやすいため、縦横の開口部を改善する余地があった。

また、図示しないが、アノードバスケットに投入したリサイクルニッケルは、中央部に一旦堆積し四隅に分散していくことから、アノードバスケットの四隅からリサイクルニッケルが飛び出しやすいという課題があった。

ところで、アノードバスケットの従来技術として、特許文献１は、アノードバスケットの素材に関するもので、アノードバスケットのコスト低減を目的としている。

また、特許文献２は、アノードバスケット内にブロックを設けることで、ニッケルめっきの厚みをコントロールするが、リサイクルニッケルの使用を目的としていない。

このように先行文献を調査しても、ニッケルめっきの陽極材料にリサイクルニッケルを用いて、最適化したアノードバスケットに関する提案は見られないため、新しい着想が求められていた。

本発明のアノードバスケットは、ニッケルめっきに使用するアノードバスケットであって、陽極材料を格納するための支持部材として、横枠板、補強枠板、底枠板から成る枠板を備え、枠板内の全面にメッシュ部を有し、枠板内の上部に陽極として通電するための吊手部を備えて成り、記メッシュ部の開口部は、底枠板と平行方向を開口部の横方向、垂直方向を開口部の縦方向とした場合、開口部は横方向の長さより縦方向の長さの方が長いことを特徴とする。

本発明のアノードバスケットは、横枠板が湾曲していることを特徴とする。

本発明のアノードバスケットは、ニッケルめっきの陽極材料にリサイクルニッケルを使用した場合、メッシュ部の開口部の最適化を図ることで、常に、アノードバスケット内の均一な格納が可能であり、ニッケルめっきによる複製物のニッケル膜厚が均一になる。

さらに、本発明のアノードバスケットの横枠板を湾曲させることで、リサイクルニッケルのメッシュ部の開口部からの飛び出しを低減できる。

また、本発明のアノードバスケットは、陽極材料に市販のニッケルボール及びニッケルペレットを使用も可能なため、陽極材料の形状に限定されずに、均一なニッケルめっきを提供できる。

本発明のアノードバスケットの概要図である。 ニッケルめっきによる複製方法の概要図である。 従来のアノードバスケットの概要図である。 ニッケルボールを使用した場合のアノードバスケット内の格納状態を示す図である。 リサイクルニッケルを使用した場合のアノードバスケット内の格納状態を示す図である。 アノードバスケット内のメッシュ部の開口部とリサイクルニッケルの拡大図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は、以下に述べる形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載における技術的思想の範囲内であれば、その他の様々な実施形態が含まれる。

本発明のアノードバスケットは、陽極材料にリサイクルニッケルを使用した場合に好適であり、その構成を図１に示す。図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）はメッシュ部の拡大図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’断面図である。

図１に示すように、アノードバスケット（１）は、支持部材として横枠板（１ａ）、補強枠板（１ｂ）、底枠板（１ｃ）の枠板と、枠板内に設けられたメッシュ部（１ｄ）と、陽極として通電するための吊手部（１ｅ）から成り、アノードバスケット（１）の上部に、陽極材料を投入するための投入口部（１ｆ）を備えている。また、各枠板、メッシュ部及び吊手部は、チタン製のため全ての部位で通電可能であり、陽極材料を溶解する。

本発明のアノードバスケット（１）は、主に陽極材料にリサイクルニッケルを使用することを前提としているため、メッシュ部（１ｄ）の開口部（１ｇ）及び横枠板（１ａ）の２点の改良が図られている。まず、１点目の開口部（１ｇ）について説明する。

表１は、開口部（１ｇ）の横方向の長さ（ｄ１）、縦方向の長さ（ｄ２）をそれぞれ変化させて、アノードバスケット（１）にリサイクルニッケルを投入し、ニッケルめっきを複数回行った後に、リサイクルニッケルの格納状態を評価したものである。基準としては、○は均一、△が不均一な場合あり、×は不均一で評価している。

評価の結果、開口部（１ｇ）の横方向の長さ（ｄ１）が３ｍｍ以下、かつ、縦方向の長さ（ｄ２）が７ｍｍ以下であれば、陽極材料にリサイクルニッケルを使用しても、アノードバスケット内に均一に分散できることが分かった。

ただし、開口部（１ｇ）が小さ過ぎると、ニッケルめっき時に、ニッケルイオンが複製版への移動を阻害し所定の大きさを必要とする。したがって、横方向の長さ（ｄ１）は、２〜３ｍｍ、かつ、縦方向の長さ（ｄ２）は、６〜７ｍｍが好ましい。このように、本発明の開口部（１ｇ）の大きさは、リサイクルニッケルの残留状態を考慮し、横方向よりも縦方向を大きくしていることが特徴である。

次に、２点目の特徴である本発明の横枠板（１ａ）について説明する。図１（ｄ）に示すように、アノードバスケット（１）の四隅を湾曲させている。このことで、アノードバスケット（１）に投入したリサイクルニッケルは、中央部に一旦堆積し、四隅に分散しても、リサイクルニッケルが飛び出しにくくなり、均一な格納が可能となる。

なお、本発明のアノードバスケット（１）は、陽極材料にリサイクルニッケルを目的として設計しているが、市販のアノードボール又はアノードチップを使用しても問題なく、均一なニッケルめっきが可能である。

１、１’ アノードバスケット
１ａ、１ａ’ 横枠板
１ｂ、１ｂ’ 補強枠板
１ｃ、１ｃ’ 底枠板
１ｄ、１ｄ’ メッシュ部
１ｅ、１ｅ’ 吊手部
１ｆ、１ｆ’ 投入口部
１ｇ、１ｇ’ 開口部
ｄ１、ｄ１´ 横方向の長さ
ｄ２、ｄ２´ 縦方向の長さ
１０ ニッケルめっき槽
１１ ニッケルめっき液
１２ 金属版
１３ 複製版

Claims (2)

1. 電気めっきに使用するアノードバスケットであって、
   前記アノードバスケットは、陽極材料を格納するための支持部材として、横枠板、補強枠板、底枠板から成る枠板を備え、前記枠板内の全面にメッシュ部を有し、前記枠板内の上部に陽極として通電するための吊手部を備えて成り、
   前記メッシュ部の開口部は、前記底枠板と平行方向を前記開口部の横方向、垂直方向を前記開口部の縦方向とした場合、前記開口部は横方向の長さより縦方向の長さの方が長いことを特徴とする電気めっき用アノードバスケット。
2. 前記横枠板が湾曲していることを特徴とする電気めっき用アノードバスケット。

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