Conjunto de ánodo para galvanoplastia.

Conjunto de ánodo para galvanoplastia, que comprende:

a) un cuerpo de ánodo que comprende un material de ánodo soluble y

b) una pantalla que cubre por lo menos parte del cuerpo de ánodo y que comprende un metal autopasivanteconectado eléctricamente al cuerpo de ánodo y que permite el transporte de electrolito a través del mismo,

en el que:

(i) la pantalla comprende por lo menos una capa de metal autopasivante que no presenta aberturas de másde 2 mm de anchura, preferentemente no presenta aberturas de más de 1 mm de achura, o

(ii) la pantalla comprende por lo menos dos capas de metal autopasivante, en las que las aberturas de por lomenos una capa están cubiertas por lo menos parcialmente por el metal de otra capa.

Conjunto de ánodo para galvanoplastia.

La presente invención se refiere a un conjunto de ánodo para galvanoplastia.

Algunos procesos de galvanoplastia, como los que implican metales preciosos, por ejemplo oro o platino, generalmente se realizan utilizando baños de metal y ánodos insolubles. La mayor parte de los baños de galvanoplastia también incluye aditivos utilizados para mejorar la homogeneidad, la dureza, el brillo, así como otras características de las capas de metalizado depositadas en el cátodo. Estos aditivos típicamente son sustancias orgánicas.

En los procesos de galvanoplastia que utilizan ánodos insolubles, se desarrollará oxígeno y/o cloro en el ánodo. Sin embargo, los ánodos insolubles típicamente presentan un sobrepotencial elevado para el desarrollo de oxígeno.

Debido al potencial anódico elevado, los aditivos orgánicos se pueden oxidar en el ánodo antes o junto con la producción de oxígeno y/o cloro. El documento 2004/059045 A2 da a conocer un ánodo insoluble en el que se reduce la oxidación de los aditivos mediante una pantalla.

Al contrario, muchos otros procesos de galvanoplastia, como metalizado de cobre, metalizado de níquel, metalizado de estaño y similares utilizan principalmente ánodos solubles. Dichos ánodos solubles típicamente presentan, bien forma de láminas, barras o similares realizadas en el metal respectivo que se suspenden de barras de cobre, o bien en la forma de piezas metálicas pequeñas que se alojan en, por ejemplo, cestos de ánodo de titanio o circonio. Estos cestos de ánodo se han utilizado durante décadas como contenedores para alojar material de ánodo soluble.

Los baños de cobre y níquel se utilizan, entre otros, para depositar recubrimientos más gruesos y con fines de electroconformado. Los recubrimientos de cobre se utilizan principalmente en instalaciones científicas como aceleradores de partículas y túneles de viento. Se utilizan láminas de níquel electroconformado para máquinas de afeitar eléctricas, etc.

Al igual que en el caso de ánodos insolubles, la mayoría de los baños de galvanoplastia que utilizan ánodos solubles incluyen también aditivos. Sin embargo, los ánodos solubles normalmente solo presentan un sobrepotencial bajo para la disolución de metal. De este modo, no han tenido lugar problemas asociados con la oxidación de aditivos orgánicos ni tampoco se han informado dichos problemas con anterioridad para ánodos solubles.

Sorprendentemente, ahora se ha observado que se consume una cantidad sustancial de aditivos debido a la oxidación anódica en ánodos solubles. Los aditivos oxidados se deben sustituir para conseguir las características de recubrimiento deseadas. Además, los productos de degradación que resultan de la oxidación anódica de aditivos interfiere con el proceso de metalizado.

Así, se ha observado ahora una necesidad de un ánodo soluble para galvanoplastia que sea capaz de reducir el consumo de aditivos en el ánodo cuando se utiliza en un baño de galvanoplastia que contenga aditivos. Dicho consumo de aditivos reducido a su vez reduciría la necesidad de una regeneración del baño y la eliminación de residuos en las aguas de enjuagado. Además, existe una necesidad de un ánodo soluble para galvanoplastia que sea capaz de producir recubrimientos metálicos de una pureza elevada con poca inclusión de aditivos y productos 45 de degradación para reducir las tensiones internas.

Estos problemas sorprendentemente se solucionan mediante el conjunto de ánodo según las reivindicaciones 1 a 13. La invención también se refiere al cesto de ánodo apantallado según las reivindicaciones 14 a 16, el procedimiento según la reivindicación 17 y el uso según la reivindicación 18.

El conjunto de ánodo según la invención comprende a) un cuerpo de ánodo que comprende material de ánodo soluble y

b) una pantalla que cubre por lo menos parte del cuerpo de ánodo y que comprende un metal autopasivante conectado eléctricamente al cuerpo de ánodo y que permite el transporte de electrolito a través del mismo,

en el que 60 (i) la pantalla comprende por lo menos una capa de metal autopasivante que no presenta aberturas mayores de 2 mm de anchura, preferentemente no presenta aberturas mayores de 1 mm de achura, o (ii) la pantalla comprende por lo menos dos capas de metal autopasivante en las que las aberturas de por lo menos una capa están cubiertas por lo menos parcialmente por el metal de otra capa. 65

El término “material de ánodo soluble” tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a un material de ánodo que se disolverá después de la oxidación anódica en un proceso electroquímico. Las propiedades de solubilidad de material de ánodo pueden depender del tipo de electrolito utilizado en un proceso electroquímico específico. Por ejemplo, algunos materiales como el acero inoxidable, el níquel o el acero niquelado son solubles anódicamente en electrolitos ácidos e insolubles en electrolitos alcalinos. Otros materiales, como el cinc, generalmente son solubles tanto en electrolitos ácidos como en alcalinos. Por lo tanto, el término “material de ánodo soluble” se deberá entender en la presente memoria como abarcando la totalidad de materiales que se disolverán después de la oxidación anódica en un proceso electroquímico aplicando cualquier electrolito utilizado típicamente en el campo de la galvanoplastia. Típicamente, el material de ánodo soluble comprenderá por lo menos un metal que se depositará en un proceso de galvanoplastia. Los materiales de ánodo solubles preferidos para su uso en la presente invención son cinc, plata, estaño, cobre, níquel, cadmio, hierro, cobalto, así como mezclas y aleaciones de los mismos.

El término “ánodo soluble” tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a un ánodo que comprende un material de ánodo soluble según se ha definido anteriormente.

El término “metal autopasivante” tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a un metal conductor que es inactivo electroquímicamente cuando se polariza anódicamente bajo condiciones de galvanoplastia. Algunos ejemplos de metales autopasivantes incluyen el titanio, el circonio, el niobio, así como mezclas y aleaciones de los mismos.

El término “material activo insoluble” tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a un material, preferentemente un metal y/o un óxido de metal, que no se disuelve electroquímicamente y que permanece activo electroquímicamente cuando se polariza anódicamente bajo condiciones de galvanoplastia. Algunos ejemplos de materiales activos insolubles incluyen platino, iridio y otros metales de platino, así como mezclas de los mismos y los respectivos óxidos. Además, el término también incluye metales como el níquel que no se disuelven electroquímicamente y permanecen activos electroquímicamente cuando se polarizan anódicamente en electrolitos alcalinos.

El término “metal activado resistente a la corrosión” tal como se utiliza en la presente memoria se refiere a un metal autopasivante que prevé una capa activa de material activo insoluble.

El término “anchura” tal como se utiliza en la presente memoria con respecto a una abertura es la distancia menor que se puede encontrar entre dos líneas paralelas opuestas tangentes al borde de la abertura.

Sorprendentemente, se ha observado que el conjunto de ánodo soluble apantallado según la presente invención permite una reducción sustancial del consumo anódico de aditivos.

Se ha observado que la pantalla del conjunto de ánodo proporciona tanto una barrera mecánica para el transporte de electrolito, como una barrera potencial para el transporte de iones con carga positiva al material de ánodo soluble. Así, se crea una zona de calma con un intercambio de electrolito reducido y un desvío o incluso una repulsión de los iones con carga positiva.

Una ventaja adicional del conjunto de ánodo soluble según la presente invención es una disolución más regular y homogénea del material de ánodo soluble en comparación con los ánodos solubles convencionales. La rotura de las partículas del material de ánodo soluble que resulta de la disolución irregular se reduce, y se pierde menos material de ánodo soluble en el proceso de galvanoplastia. Se observa que la pantalla también puede funcionar como una jaula de Faraday. De este modo, se puede obtener un campo eléctrico más homogéneo alrededor del cuerpo de ánodo y se pueden reducir sustancialmente los picos de voltaje.

La presente invención también prevé una pérdida reducida de material de ánodo soluble debido a la... [Seguir leyendo]

1. Conjunto de ánodo para galvanoplastia, que comprende:

a) un cuerpo de ánodo que comprende un material de ánodo soluble y

b) una pantalla que cubre por lo menos parte del cuerpo de ánodo y que comprende un metal autopasivante conectado eléctricamente al cuerpo de ánodo y que permite el transporte de electrolito a través del mismo,

en el que:

(i) la pantalla comprende por lo menos una capa de metal autopasivante que no presenta aberturas de más de 2 mm de anchura, preferentemente no presenta aberturas de más de 1 mm de achura, o (ii) la pantalla comprende por lo menos dos capas de metal autopasivante, en las que las aberturas de por lo menos una capa están cubiertas por lo menos parcialmente por el metal de otra capa.

2. Conjunto de ánodo según la reivindicación 1, en el que el material de ánodo soluble se selecciona de entre el

grupo que consiste en cinc, plata, cobre, níquel, cadmio, hierro, cobalto, mezclas y aleaciones de los mismos. 20

3. Conjunto de ánodo según la reivindicación 1 o 2, en el que el metal autopasivante se selecciona de entre el grupo que consiste en titanio, circonio, niobio, mezclas y aleaciones de los mismos y/o el metal autopasivante presenta la forma de una red, una malla, un gránulo, un tejido o una lámina perforada.

4. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que por lo menos una capa de metal autopasivante no presenta aberturas de más de 0, 5 mm, preferentemente de 0, 3 mm, más preferentemente de 0, 2 mm, con mayor preferencia de 0, 1 mm de anchura;

por lo menos dos capas de metal autopasivante no presentan aberturas de más de 10 mm, preferentemente de 6 mm, más preferentemente de 3 mm, con mayor preferencia de 1 mm de anchura;

por lo menos tres capas de metal autopasivante no presentan aberturas de más de 20 mm, preferentemente de 10 mm, más preferentemente de 5 mm, con mayor preferencia de 2 mm de anchura; y/o por lo menos cuatro capas de metal autopasivante no presentan aberturas de más de 30 mm, preferentemente de 15 mm, más preferentemente de 8 mm, con mayor preferencia de 3 mm de anchura.

5. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la pantalla presenta un espesor total 40 de por lo menos 1 mm, preferentemente por lo menos 2 mm, con mayor preferencia por lo menos 4 mm.

6. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la pantalla comprende por lo menos una capa de un material no metálico.

7. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la pantalla cubre la totalidad de las partes laterales e inferiores del cuerpo de ánodo.

8. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el cuerpo de ánodo presenta la forma de una lámina, una barra, una placa, un tubo o una varilla. 50

9. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una pluralidad de cuerpos de ánodo dispuestos en una fila recta, curvada o circular y por lo menos una pantalla que cubre el lado de los cuerpos de ánodo encarado al cátodo, en el que la pantalla cubre uno o más cuerpos de ánodo y preferentemente también cubre el lado de los cuerpos de ánodo que no mira al cátodo.

10. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende un cesto de ánodo para contener partículas del material de ánodo soluble, comprendiendo dicho cesto de ánodo un metal autopasivante y siendo dicho metal autopasivante seleccionado preferentemente de entre el grupo que consiste en titanio, circonio, niobio, mezclas y aleaciones de los mismos.

11. Conjunto de ánodo según la reivindicación 10, en el que el cesto de ánodo comprende un material plástico.

12. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11, en el que un material activo insoluble o un

metal activado resistente a la corrosión es soldado en el interior del cesto de ánodo. 65

13. Conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que la pantalla forma por lo menos parte del cesto de ánodo y, preferentemente, cubre solo aquellas partes del cesto de ánodo que permiten el transporte de electrolito a través del mismo.

14. Cesto de ánodo apantallado, que comprende: a) un cesto de ánodo para contener partículas de material de ánodo soluble y b) una pantalla que comprende un metal autopasivante y que permite el transporte de electrolito a través de la misma, en el que:

(i) la pantalla comprende por lo menos una capa de metal autopasivante que no presenta aberturas de más 15 de 2 mm de anchura, preferentemente no presenta aberturas de más de 1 mm de achura, o (ii) la pantalla comprende por lo menos dos capas de metal autopasivante, en las que las aberturas de por lo menos una capa están cubiertas por lo menos parcialmente por el metal de otra capa.

15. Cesto de ánodo apantallado según la reivindicación 14, en el que el cesto de ánodo comprende unas paredes laterales, una pared inferior y un extremo superior abierto, en el que por lo menos una de las paredes laterales permite el transporte de electrolito a través de la misma.

16. Cesto de ánodo apantallado según la reivindicación 14 o 15, en el que el metal autopasivante se define según la 25 reivindicación 3 o 4 y/o la pantalla se define según la reivindicación 6.

17. Procedimiento de galvanoplastia que comprende la utilización del conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 o el cesto de ánodo apantallado según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16.

18. Utilización del conjunto de ánodo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 o del cesto de ánodo apantallado según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16 para galvanoplastia.