JP2003147591A - 被処理物の表面処理方法およびその処理装置 - Google Patents

被処理物の表面処理方法およびその処理装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば被処理物の電気化学的処理に好適で、
被処理物と大気との接触を回避し、被処理物表面を高精
度かつ均質に活性化し、金属イオンの良好な析出を得ら
れるとともに、表面処理流体と処理液の給排を合理的に
行ない、それらの有効利用と系外への排出を阻止し、合
理的なシステムの実現と生産性の向上、並びに量産化を
図れるとともに、電気化学的処理作業を合理的かつ安全
に行なえ、しかも設備の小形化と低廉化を図れ、メンテ
ナンスに至便な被処理物の表面処理方法およびその処理
装置を提供すること。 【解決手段】 被処理物を収容可能な反応槽4に表面処
理流体を導入する。前記被処理物の表面処理後、前記表
面処理流体を分離槽14へ導入する。汚染物を分離した
表面処理流体を前記反応槽4へ循環する。前記被処理物
の表面処理時、前記反応槽4を含む表面処理流体の循環
経路を連通する。前記循環経路に前記表面処理流体を終
始循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば被処理物の
電気化学的処理に好適で、被処理物と大気との接触を回
避し、被処理物表面を高精度かつ均質に活性化し、金属
イオンの良好な析出を得られるとともに、表面処理流体
と処理液の給排を合理的に行ない、それらの有効利用と
系外への排出を阻止し、合理的なシステムの実現と生産
性の向上並びに量産化を図れるとともに、電気化学的処
理作業を合理的かつ安全に行なえ、しかも設備の小形化
と低廉化を図れ、メンテナンスに至便な被処理物の表面
処理方法およびその処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、従来の電気メッキ工程は、前処
理工程とメッキ工程、後処理工程に分けられる。このう
ち、前処理工程は脱脂洗浄や酸洗いを伴い、これらは通
常、専用の浴槽に所定の処理液を収容して加温し、この
処理液に被処理物を所定時間浸漬して行なっている。し
たがって、複数の浴槽とその作業スペ−スを要して設備
費が高価になるとともに、処理液の飛散や有害なガスが
発生する状況下での作業を強いられて作業環境が悪く、
しかも前記浸漬に長時間を要して生産性が悪い、という
問題があった
【0003】このような問題を解決するものとして、出
願人は、超臨界状態とした物質と、電解質溶液と、界面
活性剤とを反応浴槽に導入し、これらの乳濁状態の下で
電気メッキし、メッキ後は超臨界物質を気化させ、これ
を浴槽外に排出することで、洗浄液を要することなく反
応浴槽や電極等を洗浄できるようにした電気化学的処理
方法を開発し、これを特願2000−253572とし
て既に提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この既に開
発した電気化学的処理方法およびその処理装置を更に改
善して具体化し、例えば被処理物の電気化学的処理に好
適で、被処理物と大気との接触を回避し、被処理物表面
を高精度かつ均質に活性化し、金属イオンの良好な析出
を得られるとともに、表面処理流体と処理液の給排を合
理的に行ない、それらの有効利用と系外への排出を阻止
し、合理的なシステムの実現と生産性の向上並びに量産
化を図れるとともに、電気化学的処理作業を合理的かつ
安全に行なえ、しかも設備の小形化と低廉化を図れ、メ
ンテナンスに至便な被処理物の表面処理方法およびその
処理装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明は、被処理物を収容可能な反応槽に表面処理流体を導
入し、前記被処理物の表面処理後、前記表面処理流体を
分離槽へ導入し、汚染物を分離した表面処理流体を前記
反応槽へ循環する被処理物の表面処理方法において、前
記被処理物の表面処理時、前記反応槽を含む表面処理流
体の循環経路を連通し、該循環経路に前記表面処理流体
を終始循環させて、反応槽に表面処理流体を滞留させて
表面処理する方法に比べ、表面処理流体による被処理物
の表面処理、例えば脱脂洗浄や乾燥を高精度かつ速やか
に行なえるとともに、被処理物と大気との接触を回避
し、例えば被処理物表面の活性処理を高精度かつ確実に
行なえ、例えば金属イオンの良好な析出を得られ、電気
メッキや多層の重ねメッキに好適にしている。
【0006】請求項2の発明は、被処理物の脱脂または
洗浄またはその乾燥時、前記表面処理流体を終始循環さ
せ、被処理物の脱脂または洗浄またはその乾燥等の表面
活性処理を、高精度かつ確実にしかも速やかに行なうよ
うにしている。請求項3の発明は、前記被処理物の表面
処理後、表面処理流体中の電気化学反応により生成され
た気体を分離または除去するようにして、前記気体の系
内への混入を防止し、被処理物に対する良好な電気化学
反応を得られるとともに、前記表面処理流体の再生を精
度良く行なえるようにしている。請求項4の発明は、前
記被処理物の表面処理後、前記表面処理流体中の酸素と
水素を分離または除去し、電気化学反応により生成され
た酸素と水素の系内への混入を防止し、被処理物に対す
る良好な電気化学反応を得られるとともに、前記表面処
理流体の再生を精度良く行なえるようにしている。
【0007】請求項5の発明は、前記表面処理後、電気
化学反応により生成された表面処理流体中の酸素と水素
とを燃焼して水を生成し、該水を分離または除去した前
記表面処理流体を前記循環経路に循環し、前記酸素と水
素を安全かつ容易に除去し、酸素と水素並びに水の混入
による弊害を未然に防止するとともに、表面処理流体に
よる乾燥を円滑かつ能率良く行なうようにしている。請
求項6の発明は、前記反応槽に前記表面処理流体と酸洗
い溶液または電解液を導入後、前記反応槽の給排路を遮
断し、被処理物の酸洗いまたは電気化学反応させて、酸
洗い溶液や電解液の移動とその循環経路への流入を防止
し、酸洗いや電気化学反応を安定して行なえるととも
に、循環経路の腐食やシステムのトラブルを未然に防止
するようにしている。
【0008】請求項7の発明は、前記被処理物の酸洗い
または電気化学反応後、前記反応槽内の前記表面処理流
体を前記循環経路へ循環させるとともに、前記酸洗い溶
液または電解液を前記表面処理流体の循環経路から分離
させ、表面処理流体と酸洗い溶液、電解液等を分けて処
理し、それらを合理的かつ安全に処理し、それらの再生
を図るようにしている、請求項8の発明は、前記被処理
物の酸洗いまたは電気化学反応後、その酸洗い溶液また
は電解液中の前記表面処理流体を分離し、これを表面処
理流体の循環経路へ還流させて、酸洗い時または電気化
学反応時、酸洗い溶液や電解液に混入した表面処理流体
の有効利用を図るようにしている。
【0009】請求項9の発明は、前記表面処理流体が、
大気圧以上の加圧流体または超臨界若しくは亜臨界流体
であり、大気圧以上の加圧流体の場合は、表面処理流体
の入手が容易で、システムを安価かつ安全に製作並びに
運転でき、また超臨界若しくは亜臨界流体の場合は、高
い拡散性によって良好な表面処理状態を得られるように
している。
【0010】請求項10の発明は、内部に被処理物を収
容し、かつ表面処理流体を導入可能な密閉可能な反応槽
と、該反応槽から被処理物の表面処理後の表面処理流体
を移送され、かつこの表面処理流体中の汚染物を分離可
能な分離槽とを備え、前記汚染物を分離した表面処理流
体を前記反応槽へ循環可能にした被処理物の表面処理装
置において、前記被処理物の表面処理時、前記反応槽を
含む表面処理流体の循環経路を連通し、該循環経路に前
記表面処理流体を終始循環可能にし、反応槽に表面処理
流体を滞留させて表面処理する方法に比べ、表面処理流
体による被処理物の表面処理、例えば脱脂、洗浄、乾燥
を高精度かつ速やかに行なえるとともに、被処理物と大
気との接触を回避し、被処理物表面の活性処理を高精度
かつ確実に行なえ、例えば金属イオンの良好な析出を得
られ、電気メッキや多層の重ねメッキに好適にしてい
る。しかも、使用後の表面処理流体や処理液を貯留する
貯留槽を実質的に廃し、設備のコンパクト化と低廉化を
図れるとともに、表面処理流体の再生を迅速に行なうよ
うにしている。
【0011】請求項11の発明は、被処理物の脱脂また
は洗浄またはその乾燥時、前記表面処理流体を終始循環
可能にし、被処理物の脱脂または洗浄またはその乾燥等
の表面活性処理を高精度かつ速やかに行なえる。請求項
12の発明は、表面処理流体中の電気化学反応により生
成された気体を分離または除去可能にし、前記気体の系
内への混入を防止し、被処理物に対する良好な電気化学
反応を得られるとともに、前記表面処理流体の再生を精
度良く行なえるようにしている。請求項13の発明は、
前記循環経路に、表面処理流体中の酸素と水素を分離ま
たは除去可能な反応器を介挿し、酸素と水素の系内への
混入とその弊害を未然に防止し、表面処理流体の再生を
精度良く行なえるようにしている。
【0012】請求項14の発明は、前記循環経路の反応
器の下流側に水を分離可能な脱水装置を介挿し、酸素と
水素を安全かつ容易に除去し、酸素と水素並びに水の混
入による弊害を未然に防止するとともに、表面処理流体
による乾燥を円滑かつ能率良く行なえるようにしてい
る。請求項15の発明は、前記反応槽に前記表面処理流
体と酸洗い溶液または電解液を導入可能に設け、これら
を前記反応槽に導入後、該反応槽の給排路を遮断可能に
設け、酸洗い溶液や電解液の移動とその循環経路への流
入を防止し、酸洗いや電気化学反応を安定して行なえる
とともに、循環経路の腐食やシステムのトラブルを未然
に防止するようにしている。
【0013】請求項16の発明は、前記被処理物の酸洗
いまたは電気化学反応後、前記反応槽内の前記表面処理
流体を前記循環経路へ循環可能に設け、かつ前記酸洗い
溶液または電解液を前記表面処理流体の循環経路から分
離可能にして、表面処理流体と、酸洗い溶液、電解液と
を分けて処理し、それらを合理的かつ安全に処理し、そ
れらの再生を図るようにしている。請求項17の発明
は、前記反応槽の排出路に、酸洗い溶液または電解液中
の表面処理流体を分離可能な処理液回収槽を介挿し、該
回収槽を前記表面処理流体の循環経路に連通し、酸洗い
時または電気化学反応時、酸洗い溶液や電解液に混入し
た表面処理流体の有効利用を図るようにしている。
【0014】請求項18の発明は、前記表面処理流体
が、大気圧以上の加圧流体または超臨界若しくは亜臨界
流体であり、大気圧以上の加圧流体の場合は、表面処理
流体の入手が容易で、システムを安価かつ安全に製作並
びに運転でき、また超臨界若しくは亜臨界流体の場合
は、高い拡散性によって良好な表面処理状態を得られる
ようにしている。請求項19の発明は、前記反応槽を複
数設け、これらの反応槽を前記循環経路に連通し、前記
反応槽に大気圧以上の加圧流体または超臨界若しくは亜
臨界流体と、酸洗い溶液または電解液とを順次導入し、
各反応槽で被処理物の脱脂洗浄と、酸洗いと、乾燥と、
電気メッキ、乾燥とを順次実行可能にする一方、相隣接
する反応槽を連通し、使用流体を給排可能にするととも
に、相前後する工程を処理する反応槽において、先行反
応槽の処理後、その使用流体を後行の反応槽に供給可能
にし、使用表面処理流体や使用酸溶液等を各反応槽で順
次使用することで、その有効利用を図るとともに、被処
理物の表面処理や各処理工程を合理的に行なえ、その量
産化を図るようにしている。
【0015】請求項20の発明は、内部に被処理物を装
着可能な治具と撹拌手段とを収容し、かつ前記被処理物
の表面処理流体を給排可能な槽本体と、該槽本体を密閉
可能な蓋体とを備えた反応槽を有する被処理物の表面処
理装置において、前記蓋体に単一または複数の前記治具
を着脱可能に取り付け、蓋体と治具の一体化を促し、そ
れらの取り扱いの利便を図るとともに、治具および蓋体
並びに槽本体のメンテナンスを容易に行なえるようにし
ている。請求項21の発明は、前記蓋体と治具とを一体
に昇降可能に構成し、それらの槽本体への出し入れを容
易かつ速やかに行なえるようにしている。
【0016】請求項22の発明は、前記槽本体のチャン
バの横断面形状と、前記治具の横断面形状とを互いに相
似形状に形成し、かつこれらを同心状に配置して、槽本
体と治具の製作の合理化とコンパクト化を図るととも
に、多数の被処理物を効率良く収容かつ処理可能にし、
その量産化を図るようにしている。請求項23の発明
は、前記槽本体のチャンバの横断面形状と、前記治具の
横断面形状とを円形に形成し、かつこれらを同心円状に
配置して、多数の被処理物を効率良く収容かつ処理可能
にし、その量産化を図るとともに、表面処理流体や使用
溶液等の撹拌を精度良く行なえるようにしている。請求
項24の発明は、前記治具を複数に区画し、それらを回
動可能に連結して、治具の開閉を容易に行なえ、治具に
対する被処理物の着脱を簡便に行なえるようにしてい
る。
【0017】請求項25の発明は、前記蓋体に前記治具
を通電可能な電極を取り付け、蓋体と治具と電極の一体
化を促し、それらの取り扱いの利便とメンテナンスの容
易化を図るようにしている。請求項26の発明は、相隣
接して配置した治具間に同電位を印加し、各治具に装着
した被処理物に対し、電気メッキ等の電気化学反応の一
様化を図り、各被処理物に対し均一な電気メッキ等の電
気化学反応を得られるようにしている。
【0018】請求項27の発明は、前記チャンバの中心
に電極を配置し、各治具の電界強度を一様に設定し、該
治具に装着した被処理物に対し、均一な電気メッキ等の
電気化学反応を得られるようにしている。請求項28の
発明は、前記蓋体の中心に前記撹拌手段を回転可能な撹
拌軸を取り付け、該撹拌軸の外側に前記電極を同軸状に
配置し、蓋体と治具と電極と撹拌手段の一体化を促し、
それらの取り扱いの利便とメンテナンスの容易化を図る
ようにしている。
【0019】請求項29の発明は、前記反応槽に大気圧
以上の加圧流体または超臨界若しくは亜臨界流体と、酸
洗い溶液と、電解液とを順次導入し、被処理物の脱脂洗
浄と、酸洗いと、乾燥と、電気メッキとを順次実行可能
にし、相隣接する反応槽を連通し、使用流体を給排可能
にするとともに、相前後する工程を処理する反応槽にお
いて、先行反応槽の処理後、その使用流体を後行の反応
槽に供給可能にし、使用表面処理流体や使用酸溶液等を
各反応槽で順次使用することで、その有効利用を図ると
ともに、被処理物の表面処理や各処理工程を合理的に行
なえ、その量産化を図るようにしている。請求項30の
発明は、前記電極を不溶性部材で構成するとともに、前
記反応槽に超臨界若しくは亜臨界流体と、電解液とを導
入し、被処理物を電気化学反応可能にして、高い拡散性
を有する超臨界若しくは亜臨界流体の下で、被処理物に
対する金属イオンの析出を良好かつ一様に行なえるとと
もに、電極の減耗を解消し、電極の取り換え等による中
断がなく、前記電気化学反応の生産性を向上するように
している。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明を超臨界または亜臨
界流体を利用して電気化学的処理法である電気メッキ
(ニッケルメッキ)に適用した図示の実施形態について
説明すると、図1乃至図9において1は作業室に設置し
た箱状の処理装置で、その前面の中高位置に扉2が開閉
可能に設けられ、該扉2に臨む処理室3内の下部に耐圧
性の反応槽4が設けられている。
【0021】前記反応槽4は上向きに開口され、その内
部のチャンバに被メッキ物等を着脱可能に装着可能な、
いわゆるメッキ用の治具である被処理物収納容器5と、
電極等を収容し、これを蓋体6で密閉し、更に後述のク
ランプリングを介して蓋体6をロックし、作業終了後、
それらを一体に取り出し可能にしている。
【0022】前記反応槽4の直下に、異種のメッキ液を
収容可能な第1および第2処理液槽7,8とが並設さ
れ、それらの溶液を送液ポンプ9,10を介して、反応
槽4へ選択的に供給可能にしている。前記反応槽4の後
方直下に分離槽である耐圧性の処理液回収槽11が設け
られ、該処理液回収槽11は前記反応槽4と略同一の容
積と耐圧能力を備え、前記反応槽4内の処理後の処理液
を重力作用によって流下し、これを加熱して、二酸化炭
素と処理液を分離可能にしている。
【0023】前記反応槽4と処理液回収槽11とを処理
液排出管12で接続し、該管12に処理液排出弁13を
介挿している。前記排出弁13は反応槽4への超臨海ま
たは亜臨界流体導入時と、反応槽4での脱脂洗浄および
乾燥時に開弁され、一方、反応槽4での酸洗いとメッキ
処理時に閉弁可能にされている。前記反応槽4の下流側
に耐圧性の分離槽14が設けられ、該分離槽14は前記
処理液回収槽11と同形かつ同様に構成されていて、そ
の減圧かつ加熱作用を介して、処理ガス中の油脂分を分
離し除去可能にしている。
【0024】この他、図中15は酸化被膜除去用の酸洗
い溶液を収容可能な酸洗い溶液収納タンクで、該酸洗い
溶液を反応槽4へ供給可能にしており、16は前記送液
ポンプ9,10と並設した加圧ポンプで、表面処理流体
として超臨界または亜臨界生成流体である二酸化炭素を
密度0.4以上に加圧し、二酸化炭素を液状若しくは気
体状または超臨界若しくは亜臨界状態に加圧可能にして
いる。
【0025】図中、17は処理装置1内の後部に設けた
凝縮回収槽で、冷媒導管を介して直下の冷凍機18に連
絡し、該槽17に導入した超臨界または亜臨界生成流体
である二酸化炭素を冷却し液化可能にしている。この
他、19は種々の電気機器を内蔵した制御盤、20は整
流器、21はリレ−ボックス、22はトランス、23は
油槽、24は脱水装置である脱水カラムである。
【0026】前記反応槽4は図6乃至図8のように、有
底筒状の槽本体25と、該本体26の開口部を閉塞する
蓋体6と、該蓋体6の閉塞状態を保持するクランプリン
グ27とを備え、これらは肉厚のステンレス鋼で構成さ
れ、その周面を塩化ビニ−ルや硬質ゴムでライニングし
て絶縁している。前記槽本体25の上部外周面に縮径状
のクランプシ−ル部28が設けられ、該シ−ル部28の
中高部周面に舌片状の複数のクランプ爪29が形成され
ている。
【0027】前記クランプリング27は、前記クランプ
シ−ル部28に回動可能に取り付けられ、その内周面の
中高部に前記係合爪29と係合可能なリング状の係止部
30を形成し、該係止部30の上下に環状溝31,32
を形成している。このうち、前記環状溝31に前記クラ
ンプ爪29が係合し、該溝31の直下に舌片状の複数の
クランプ爪33が形成され、該クランプ爪33を前記ク
ランプ爪29に係合可能にしている。
【0028】前記環状溝32に後述する蓋6のクランプ
爪が係合し、前記環状溝32の直上に舌片状の複数のク
ランプ爪34が形成され、該クランプ爪34を前記蓋6
のクランプ爪に係合可能にしている。前記蓋体6は大小
複数段の円板状に形成され、その最大径部周面に複数の
クランプ爪35が形成され、該クランプ爪35が前記ク
ランプ爪34と係脱可能にされていて、蓋体6を着脱可
能にしている。
【0029】前記蓋体6の下部に前記反応槽4のチャン
バ36と嵌合可能な略円板状のボス部37が突設され、
該ボス部37の周面に複数のネジ孔38が形成され、該
ネジ孔38にボルト39またはビスをねじ込んで、前記
被処理物収納容器5を着脱可能に取り付けている。
【0030】前記蓋6の中央部とその両側に大小異径の
貫通孔40,41が設けられ、このうち中央部の貫通孔
40に撹拌軸42が挿入され、該軸42の下端部にファ
ン43が取り付けられ、該軸42の上端部にモ−タ44
に連係するベルトプーリが設けられている。また、大径
側の前記貫通孔41,41に同様な電極棒45,46が
挿入され、これらに正電位と負電位が印加されている。
【0031】このうち、正電位を印加する電極棒45の
下端部にカ−ボン等の導電部材47の一端が取り付けら
れ、この他端が撹拌軸42の周面に装着した電極管48
に通電可能に接続されている。前記電極管48は、カ−
ボンやフェライト等の不溶性電極部材で構成され、電解
溶液に晒され、かつ電界内に置かれても溶出不可能にさ
れている。また、負電位を印加した電極棒46の下端部
にカ−ボン等の導電部材(図示略)の一端が取り付けら
れ、この他端が前記被処理物収納容器5の上端部に通電
可能に接続されている。
【0032】図中、49は被処理物収納容器5を構成す
る導電性の枠体で、被処理物を掛け止め若しくはクリッ
プ可能にしている。50〜53は前記槽本体25の外面
に開口したポ−トで、チャンバ36に連通し、所定の導
管を接続されている。
【0033】図5は本発明装置の概要を示し、図中54
は超臨界若しくは亜臨界形成流体である二酸化炭素を液
化して収容したガスボンベで、該二酸化炭素を開閉弁5
5および導管56を経て、凝縮回収槽17および後述の
ク−ラ−を介し、加熱器57へ導入可能にしている。前
記加熱器57はヒ−タと撹拌器を備え、前記二酸化炭素
を超臨界または亜臨界状態に形成可能な温度に加熱し、
これを導管58および導入弁59を介して反応槽4へ供
給可能にしている。
【0034】前記反応槽4に、第1および第2処理槽
7,8に連通する給液導管60,61が接続され、これ
らの給液導管60,61に給液弁62,63が介挿され
ているなお、第1および第2処理槽7,8 にはヒ−タ
と攪拌器が装備されている。
【0035】前記反応槽4の上部に、分離槽14に連通
するガス回収管64が接続され、該管64にガス回収弁
65と調圧弁66が介挿されている。前記ガス回収弁6
5は、脱脂洗浄工程および乾燥工程の際に開弁され、酸
洗い工程とメッキ処理工程時に閉弁可能にされている。
また、前記調圧弁66は、該弁66よろ下流側の管路、
つまり処理ガス導管64の圧力を低圧、実施形態では6
MPaに設定可能にしている。
【0036】一方、前記処理液回収槽11の底部に外部
に連通する排出管67が接続され、該管67に排出弁6
8が介挿され、また前記排出管67の上流側に処理液回
収管69が接続されている。前記処理液回収管69は、
精製部を介して第1および第2処理液槽7,8に連通
し、該管69に調圧弁70と遮断弁71が介挿され、前
記調圧弁70によって処理液の圧力を略大気圧に調圧可
能にしている。
【0037】前記処理液回収槽11の上部にバイパス管
72の一端が接続され、該管72の他端が前記ガス回収
管64の前記ガス回収弁65より上流側に接続され、該
管72に逆止弁を兼ね備える遮断弁73が介挿されてい
る。前記遮断弁73は、前記処理液回収槽11に排出し
た酸洗い溶液やメッキ液の処理過程で、分離した二酸化
炭素とバイパス管72へ導き、これをガス回収管64へ
移動可能にしている。図中、74,75,76は反応槽
4および処理液回収槽11、分離槽14に設けたヒ−タ
である。
【0038】前記ガス回収管64に分離槽14と反応器
78とが介挿され、このうち反応器78は、分離槽14
の下流側に配置されている。前記反応器78は、略筒状
の容器に鉄とクロムとアルミニウムの金属を基体組成と
する触媒を内蔵し、該触媒に処理ガスを通過させて接触
させ、反応槽4での酸洗いやメッキ処理過程で発生した
水素と酸素を燃焼して水を生成し、水素と酸素を除去す
るとともに、前記生成した水を前記脱水カラム24,2
4に吸収可能にしている。
【0039】前記脱水カラム24,24の下流側にリタ
−ンパイプ79の一端が接続され、その他端が凝縮回収
槽入口弁80を介して凝縮回収槽17に接続され、未使
用および再生二酸化炭素を冷却液化可能にしている。前
記凝縮回収槽17の出口に注入管81の一端が接続さ
れ、この他端が前記導管56の中流部に接続されてい
る。前記注入管81にク−ラ−82と加圧ポンプ16と
が介挿され、前記凝縮回収槽17から流出した気液混合
の二酸化炭素を確実に液化し、これを加圧して加熱器5
7へ供給可能にしている。
【0040】図中、83は前記注入管81の上流側に介
挿した凝縮回収槽出口弁、84はク−ラ−82に配管し
た冷媒導管で、前記冷凍機18に導通している。85は
前記反応器78と脱水カラム24との間に介挿した調圧
弁で、該弁77より下流側の管路を低圧に設定可能にし
ている。
【0041】このように構成した表面処理装置は、後述
のようにメッキ前処理、つまり脱脂、酸洗い、洗浄、乾
燥の各処理、メッキ処理、メッキ後処理、つまり被処理
物4の回収、乾燥の多工程を単一の反応槽4で行ってい
るから、各処理毎に専用の浴槽を要する従来のメッキ処
理法および設備に比べて、構成が簡単で設置スペ−スが
コンパクトになり、設備費の低減を図れる。しかも、使
用後の二酸化炭素や処理液を一次的に収容する貯留槽を
実質的に廃したから、その分設備のコンパクト化と低廉
化を図れ、また処理液等の再生および循環を速やかに行
なえる。
【0042】また、本発明装置は、前記脱脂、酸洗い、
洗浄、乾燥、メッキ処理の各作業から排出する種々の排
出物、つまり二酸化炭素や酸洗い溶液、界面活性剤を含
むメッキ液を、気液に分けて処理液回収槽11と分離槽
14とに排出し、これらを再生するとともに、これらを
系外へ排出しないから、従来のような高価かつ大形の排
水および排気処理設備を要しない。しかも、使用後の酸
洗い溶液やメッキ液等を系外に排出せず、再生して使用
しているから、これらの消費を最小限に抑制し、メッキ
コストの低減を図れる。
【0043】更に、前記各処理は良好な拡散性を有する
超臨界または亜臨界二酸化炭素を利用して行なっている
から、メッキ液に被処理物を浸漬する従来のメッキ法に
比べて、酸溶液や電解質溶液の使用量が非常に少量で足
り、したがってそれらの使用量の節減と排出処理設備の
小形軽量化を図れ、前述と相俟って生産性を向上でき
る。
【0044】一方、本発明装置は、被メッキ物の脱脂洗
浄工程と乾燥工程と再生工程(イオン供給を含む)時
に、導入管58、ガス導管64、連通管77、リタ−ン
パイプ79、注入管81等による閉回路を形成し、これ
らに未使用および再生二酸化炭素を循環させているか
ら、前記脱脂洗浄ないし乾燥工程と、その再生工程を一
時に合理的かつ迅速に行なえ、生産性が向上する。
【0045】しかも、反応槽4は後述のように、脱脂洗
浄工程、酸洗い工程、乾燥工程、メッキ処理工程の各工
程、特にメッキ処理前の各工程が完結するまで密閉し、
かつ超臨界または亜臨界流体を循環して、被メッキ物と
大気、とりわけ酸素との接触を回避させているから、被
メッキ物表面の活性化処理を確実かつ高精度に行なえ、
当該表面における金属イオンの析出を確実に行なえる。
したがって、被メッキ物に対する多層メッキを確実に実
現することができる。
【0046】また、本発明装置は、ガス導管64、連通
管77、リタ−ンパイプ79、注入管81等による閉回
路を形成し、これらに未使用および再生二酸化炭素を循
環させているから、前記脱脂洗浄ないし乾燥工程と、そ
の再生工程を一時に合理的かつ迅速に行なえ、生産性が
向上する。
【0047】更に、本発明装置は、被メッキ物の酸洗い
工程やメッキ工程時に、第1および第2処理液槽7,
8、導管60,61、処理液排出管12等による閉回路
を形成し、これらに未使用および再生酸洗い液やメッキ
液を供給可能にしているから、前記酸洗い工程やメッキ
工程と、その再生工程を合理的かつ迅速に行なえ、生産
性が向上するとともに、前記溶液の有効利用を図れる。
【0048】一方、本発明装置は耐圧の3つの処理槽
4,11,14を要する。このうち、処理液回収槽11
と分離槽14は略同形同大で開閉かつ気密可能に構成さ
れ、適当な加熱装置を備えている。また、反応槽4は、
図6のように槽本体25と蓋体6とクランリング27を
有し、該クランリング27を適当なアクチュエ−タ(図
示略)介して、回動可能にしている。
【0049】前記蓋体6は、適当なアクチュエ−タ(図
示略)介して上下に移動可能にされ、これにモ−タ44
に連係する撹拌軸42と、正負極の電極棒45,46
と、被処理物収納容器5を取り付け、前記一方の陽極側
の電極棒45に導電部材47の一端を接続し、この他端
を撹拌軸42の外周面に装着した電極管48に接続して
いる。したがって、これらと蓋体6とは一体に組み付け
られ、後述のようにチャンバ36からの出し入れを容易
かつ速やかに行なえるとともに、これらを反応槽4から
取り出せることで、これらと反応槽4のメンテナンスを
容易に行なえる。
【0050】このような表面処理装置を使用して電気メ
ッキを行なう場合は、被処理物収納容器5の枠体49の
内側に、直接または適当なクリップを介して、被処理物
である被メッキ物を取り付ける。次に、前記収納容器5
の上端部周縁を、予め槽本体25から取り外して置いた
蓋体6のボス37の周面に、ボルト39を介して取り付
ける。その際、被処理物収納容器5の中央に、撹拌軸4
2とその周面に電極管48を位置付け、また一方の電極
棒45の下端に導電部材47の一端を取り付け、この他
端を前記電極管48に電気的に接続する。
【0051】こうして、被処理物収納容器5に被メッキ
物を取り付け後、これらをアクチュエ−タで吊り上げて
槽本体25の直上に移動し、これを吊り降して、被処理
物収納容器5等をチャンバ36内に収容するとともに、
蓋体6を槽本体25の開口端部上に載置する。前記槽本
体25の開口部外周に予めクランプリング27が装着さ
れ、該リング27の複数のクランプ爪34間に、蓋体6
の複数のクランプ爪35を嵌合する。
【0052】そして、クランプリング27をアクチュエ
−タ(図示略)を介して閉方向に押し回し、前記クラン
プ爪34,35が上下位置して係合したところで、位置
決めピンをクランプリング27と蓋体6に差し込み、こ
れらをロックする。
【0053】このような状況の下で前記反応槽4に収納
した被メッキ物を脱脂洗浄する場合は、凝縮回収槽出入
口弁80,81、導入弁59、ガス回収弁65、処理液
排出弁13、遮断弁73を夫々開弁し、調圧弁66,8
5を段階的に低圧設定し、開閉弁55を開弁する。この
ようにすると、ガスボンベ54に充填した液化二酸化炭
素が噴出して気化し、この気化した二酸化炭素が導管5
6に導かれて凝縮回収槽17へ移動し、該回収槽17で
冷却液化して気液混合状態になる。
【0054】前記二酸化炭素は、凝縮回収槽17から注
入管79を経てク−ラ−82へ導かれ、該ク−ラ−82
で更に冷却液化されて全量が液化する。前記液化した二
酸化炭素は、加圧ポンプ16へ導かれて略10MPa、
密度0.4以上に加圧され、更に加熱装置57で略50
℃に加熱されて、超臨界状または亜臨界態に達し、この
状態で導管58から反応槽4へ流入する。
【0055】前記二酸化炭素は反応槽4へ流入後に若干
減圧し、その一部が反応槽4からガス回収管64を経て
分離槽14へ流入し、該槽14を昇圧するとともに、該
槽14から反応器78と脱水カラム24を経てリタ−ン
パイプ79へ移動し、これらの管路を昇圧する。また、
前記二酸化炭素の一部は、反応槽4から処理液排出管1
2を経て処理液回収槽11へ流入し、該槽11を昇圧す
るとともに、バイパス管72に導かれて前記ガス回収管
64に合流し、これらの管路を昇圧する。
【0056】この後、更に導入管58から加圧かつ加熱
した二酸化炭素が反応槽4へ供給され、反応槽4および
その周辺の管路が超臨界状態に達する。すなわち、反応
槽4、ガス回収管64の上流側端部、処理液排出管1
2、処理液回収槽11、バイパス管72が、系内で最も
高圧かつ高温状態(約10MPa、50℃)で、超臨界
状態に置かれる。
【0057】また、調圧弁66,85間のガス回収管6
4、分離槽14、反応器78が、系内で次に高圧かつ高
温状態(約6MPa、22℃)で、亜臨界状態に置か
れ、調圧弁85より下流側の脱水カラム24、リタ−ン
パイプ79が系内で最も低圧かつ低温の亜臨界以下の状
態状態に置かれる。
【0058】このような状況の下でモ−タ44を駆動
し、ベルトおよびベルトプーリに連係した撹拌軸42を
回転してファン43を回転し、反応槽4内の超臨界二酸
化炭素を撹拌するとともに、反応槽4と処理液回収槽1
1と分離槽14の各ヒ−タ74〜76を加熱する。
【0059】このようにすると、超臨界二酸化炭素が反
応槽4内を循環しながら拡散し、該槽4内の前記被メッ
キ物に接触して、該被メッキ物と、陽極側の電極棒45
の下端部、導電部材47、電極管48、並びに陰極側の
電極棒46の下端部、等に付着している油脂分や水分、
異物等を高速かつ効率良く洗浄する。しかも、従来のエ
マルジョン洗浄のような水、溶液の使用を廃しているか
ら、その分被メッキ物等の後述の乾燥を促す。
【0060】このように本発明は超臨界二酸化炭素で被
処理物4の脱脂洗浄を行なっているから、被処理物を脱
脂液に浸漬する従来の方法に比べて、有害な脱脂剤の使
用をなくし、作業環境を改善して、これを安全で迅速か
つ容易に行えるとともに、反応槽4で脱脂洗浄を行なっ
ているから、従来のような専用の脱脂槽を要せず、その
分設備費の低減を図れる。
【0061】そして、前記脱脂洗浄によって除去された
油脂分は、ガス回収管64を移動する処理ガス、つまり
超臨界ないし亜臨界二酸化炭素に搬送されて分離槽14
へ移動し、該槽14で減圧かつ加熱されて回収される。
前記回収後、前記処理ガスは反応器78へ導かれ、該反
応器78に内蔵した金属触媒に接触して、処理ガス中の
酸素と水素が燃焼し、それらが除去されるとともに、水
が生成される。この後、前記処理ガスは、調圧弁85で
更に減圧されて脱水カラム24へ移動し、該カラム24
で前記生成した水分が吸収されて再生され、この再生ガ
スがリタ−ンパイプ79を下流側へ移動する。
【0062】前記処理ガスは、リタ−ンパイプ79の下
流側終端部へ移動後、凝縮回収槽17へ導かれ、該回収
槽17で冷却液化され、更にク−ラ−82で冷却液化さ
れ、その全量を液化された後、加圧ポンプ16で加圧さ
れ、かつ加熱器57で加熱されて反応槽4に収容され、
超臨界状態を回復する。
【0063】このように前記脱脂洗浄は、系内に二酸化
炭素を循環させて行なっているから、超臨界二酸化炭素
を反応槽4内に封じ込めて行なうば場合に比べて、清浄
な二酸化炭素による脱脂洗浄を行なえ、その分脱脂洗浄
を高精度に行なえる。また、前記二酸化炭素は、系内を
循環する間に脱脂洗浄と汚染物の分離を行なった後に再
生され、その有効利用を図っている。そして、その間、
二酸化炭素は系外へ一切排出されないから、二酸化炭素
の消耗ないし消費が極めて少なく、その消耗分だけガス
ボンベ54から補給される。なお、反応槽4の超臨界状
態形成後、処理液排出弁13を閉弁して脱脂洗浄を行な
ってもよい。
【0064】こうして所定時間脱脂洗浄後、該作業を終
了し、次の酸洗いを行なう。この酸洗いに際しては、反
応槽4の密閉状態や被処理物収納容器5の収納状態、被
メッキ物の収納状態はそのまま維持され、この状況の下
で、例えば加圧ポンプ16とモ−タ44の駆動を一旦停
止し、凝縮回収槽出入口弁80,81、導入弁59、処
理液排出弁13、ガス回収弁65等を閉弁する。すなわ
ち、反応槽4を周辺の管路から遮断し、代わりに酸洗い
溶液収納タンク15の開閉弁(図示略)を開弁して、そ
の送液ポンプ(図示略)を駆動し、加温した酸洗い溶液
を反応槽4へ供給する。
【0065】この場合、反応槽4は高圧に維持されてい
るが、内部の二酸化炭素よりも酸洗い溶液の方が密度が
大きいから、前記酸洗い溶液を反応槽4へ容易に送り込
めるまた、前記反応槽4は、前記脱脂洗浄時と同様に密
閉されて高圧状態を維持し、ヒ−タ74が加熱されて超
臨界状態を維持している。
【0066】このような状況の下でモ−タ44を駆動
し、酸溶液を撹拌すると、超臨界二酸化炭素が高速に拡
散して被メッキ物の表面に接触し、被メッキ物表面の酸
化皮膜を除去し、表面を活性化する。この場合、酸溶液
に適当な界面活性剤を添加して乳濁すれば、酸化皮膜が
均一かつ効率良く除去され、酸洗い能率が向上する。
【0067】このように前記酸洗いは、反応槽4内の密
閉状態を維持することで、新たに二酸化炭素を供給する
ことなく、脱脂洗浄時の超臨界状態を利用して、合理的
かつ能率良く行なえる。そして、所定時間酸洗い後、処
理液排出弁13とガス回収弁65を開弁する。
【0068】このようにすると反応槽4が減圧され、内
部の超臨界二酸化炭素が気化して、反応槽4内に二酸化
炭素と酸洗い液の二層状態が形成される。このうち、密
度の低い二酸化炭素がガス回収管64側へ流出し、密度
の大きい使用後の酸洗い液が、酸化被膜と一緒に処理液
排出管12に導かれ、処理液回収槽11へ流下する。
【0069】この場合、処理液回収槽11は反応槽4の
直下に位置し、前記酸洗い液が重力で落下するから、前
記噴出速度と相俟って処理液回収槽11へ速やかに移動
し、反応槽4内の残留を防止する。また、処理液回収槽
11はバイパス管72を介してガス回収管64に連通し
ているから、前記酸洗い液の流入圧力を吸収し緩衝す
る。
【0070】一方、前記処理液回収槽11は、前記酸洗
い液の排出と前後してヒ−タ75が加熱され、この加熱
によって酸洗い液と、該液に混入した二酸化炭素とが分
離され、この分離した二酸化炭素がバイパス管72へ押
し出され、ガス回収管64へ移動する。
【0071】前記除去した酸化被膜は、排出弁68を開
弁して外部へ排出され、酸化被膜除去後の酸洗い液は、
調圧弁70を介し管内を略大気圧に降下し、遮断弁71
を開弁して精製部(図示略)へ送り込み、精製後の酸洗
い液を酸洗い液収納タンク15若しくはその回収タンク
へ流下する。
【0072】このように本発明は、超臨界状態の下で被
メッキ物の酸化皮膜を除去しているから、被メッキ物を
酸洗い液に浸漬する従来の酸洗い法に比べて、酸洗い液
の使用量を低減し、これを迅速かつ容易に行えるととも
に、反応槽4で酸洗いを行なっているから、従来のよう
な専用の酸洗い槽を要せず、その分設備費の低減を図れ
る。
【0073】この場合、反応槽4、処理液排出管12、
処理液回収槽11、給液管60,61の酸洗い液の付着
を嫌うときは、前記タンク15に水タンク部を設け、こ
の水を前記ポンプ9,10と給液管60,61を介し
て、反応槽4へ供給し、これを処理液回収槽11へ流下
し水洗いすれば、所期の目的が達成される。また、前記
酸洗い時は、反応槽4を周辺の管路から遮断して行なっ
ているから、系内、特にガス回収管64、リタ−ンパイ
プ79側への酸洗い液の流出を防止し、酸洗い液による
腐食を防止できる。
【0074】こうして、酸洗い液を精製し前記収納タン
ク15へ戻すのと相前後して、被メッキ物を乾燥する。
この場合は、前記脱脂洗浄後に閉弁した凝縮回収槽出入
口弁80,81、ガス導入弁59、ガス回収弁65を開
弁し、かつ加圧ポンプ16を駆動して、加圧二酸化炭素
を反応槽4内へ供給ないし補給し、反応槽4内の超臨界
状態を維持形成するとともに、前記二酸化炭素を系内に
循環移動する。
【0075】このようにすることで、超臨界二酸化炭素
が被メッキ物や電極管48、被メッキ物収納容器5、導
電部材47等に付着した水分と接触し、これを高速かつ
精密に拡散して乾燥する。この場合、前記水分は二酸化
炭素に搬送され、脱水カラム24で除去されて、二酸化
炭素の乾燥能率を維持する。
【0076】このように前記乾燥は、超臨界二酸化炭素
を反応槽4へ導入し、これを速やかに拡散させて排出
し、系内を循環させているから、系内から反応槽4を遮
断して乾燥する場合に比べ、水分が効率良く迅速に搬送
され速やかに乾燥する。
【0077】こうして被メッキ物を乾燥後、加圧ポンプ
16とモ−タ44の駆動を一旦停止し、凝縮回収槽出入
口弁80,81、処理液排出弁13、ガス回収弁65等
を閉弁し、代わりに第1若しくは第2処理槽7,8の給
液ポンプ9,10を駆動し、所定のメッキ液を反応槽4
へ供給する。この場合、前記メッキ液に適当な界面活性
剤を添加して置く。
【0078】このような状況の下で凝縮回収槽出入口弁
80,81と、導入弁59を開弁し、更に加圧ポンプ1
6を駆動して、系内の二酸化炭素を加圧かつ加熱して反
応槽4内へ供給し、反応槽4内を超臨界状態に維持形成
したところで、導入弁59を閉弁し、反応槽4を系内か
ら遮断する。これと前後してモ−タ44を駆動し、撹拌
軸42を回転して超臨界二酸化炭素とメッキ液を撹拌す
る。
【0079】このようにすると、超臨界二酸化炭素が反
応槽4に高速に拡散し、前記メッキ液と界面活性剤とが
急速に混合して乳濁化し、メッキ液の微粒子が反応槽4
内に高密度に拡散して、被メッキ物の表面に接触する。
【0080】この状況の下で電極棒45,46に接続し
た電源用スイッチ(図示略)をONし、陽極側の電極管
48と陰極側の被処理物収納容器5に通電すると、メッ
キ液中の純ニッケルイオンが被メッキ物の表面に析出す
る。その際、前記ファン43の回転によって、前記乳濁
物質を撹拌し、前記電解ニッケルイオンを均一に分布さ
せて、該イオンを被メッキ物の表面に緻密に付着させ
る。
【0081】この場合、反応槽4内の中央に電極管48
による陽極が位置し、反応槽4内の外周部に陰極である
被処理物収納容器5と被メッキ物が位置し、この正負電
極に同大の電位を印加しているから、電極管48から直
線状の電気力線が被処理物収納容器5ないし被メッキ物
に向かって、放射状に形成される。この状況は図7のよ
うである。
【0082】この場合、被処理物収納容器5は電極管4
8の同心円上に位置し、該収納容器5に被メッキ物が取
り付けられているから、全ての被メッキ物は同電位に置
かれている。したがって、被メッキ物が同一の場合、該
被メッキ物に対し略同一の電流密度が得られ、均一なメ
ッキ状態を得られる。それゆえ、メッキ槽に一対の電極
を離間して配置する従来のメッキ方法に比べ、均質なメ
ッキ状態を得られる。
【0083】しかも、反応槽4と被処理物収納容器5が
円形断面で、これらが同心円状に配置されているから、
多数の被メッキ物を効率良く等距離位置に配置でき、メ
ッキの量産性ないし生産性の向上を図れるとともに、フ
ァン43によるメッキ液と超臨界二酸化炭素との良好な
撹拌効果を得られ、均一なイオン分布を得られて均質か
つ良質なメッキを得られる。
【0084】更に、前記電解ニッケルイオンの電解、析
出および付着を超臨界状態で行なっているから、電解ニ
ッケルイオンが反応槽4内を速やかに拡散し、かつ高密
度で均一に分布して、被メッキ物の表面および裏面に付
着する。したがって、電解質溶液中で陽極物質を電解し
析出、付着する従来のメッキ法に比べて、いわゆるメッ
キのつき廻りが非常に良く、被メッキ物の表面および裏
面に均一かつ緻密なメッキ状態を得られ、良好な仕上が
り面を得られる。
【0085】このため、従来のメッキ法のように、被メ
ッキ物の表面と裏面のメッキを分けて行なう面倒がな
く、その分生産性を向上でき、また被メッキ物が複雑な
形状の場合でも、補助極を要することなく容易に対応で
きる。また、電極管48を不溶性部材で構成し、電解液
および電界中に置かれても溶出しないから、従来のよう
に電極が消耗し取り換える面倒がない。
【0086】また、前記メッキ時は、反応槽4を周辺の
管路から遮断して行なっているから、系内、特にガス回
収管64、リタ−ンパイプ79側へのメッキ液の流出を
防止し、メッキ液による腐食を防止できる。
【0087】こうして、前記メッキ工程終了後、電極印
加スイッチをOFFし、ファン43を停止して、処理液
排出弁13、ガス回収弁65、導入弁59、凝縮回収槽
出入口弁80,83を開弁する。このようにすると、反
応槽4内が減圧され、超臨界二酸化炭素が減圧されて急
激に気化または液化し、これがメッキ液ないし界面活性
剤と二層状態を形成するこのうち、密度の小さな二酸化
炭素がガス回収管64に押し出され、密度の大きなメッ
キ液ないし界面活性剤が処理液排出管12へ押し出さ
れ、処理液回収槽11へ流下する。
【0088】前記処理液回収槽11は、前記メッキ液の
排出と前後してヒ−タ75が加熱され、この加熱によっ
てメッキ液と、該液に混入した二酸化炭素とが分離さ
れ、この分離した二酸化炭素がバイパス管72へ押し出
されて、ガス回収管64へ移動する。また、メッキ液な
いし界面活性剤は、調圧弁70を介し略大気圧に降圧し
て精製部(図示略)へ移動し、これを精製後に第1若し
くは第2処理槽7,8へ流下させる。このようにこの実
施形態は、使用後のメッキ液と界面活性剤を元の第1若
しくは第2処理槽7,8へ戻して再利用を図っている。
【0089】こうして、被メッキ物等をメッキ後、これ
を乾燥する。この場合は、前記加圧ポンプ16の運転を
続行し、超臨界二酸化炭素を反応槽4内へ供給ないし補
給し、被メッキ物や電極管48、被メッキ物収納容器
5、導電部材47等に付着したメッキ液等と接触し、こ
れを高速に拡散してガス回収管64へ押し出す。
【0090】このように前記乾燥は、超臨界二酸化炭素
を反応槽4へ導入し、これを速やかに拡散させて排出
し、系内を循環させているから、水分が効率良く搬送さ
れ迅速に乾燥する。この場合、二酸化炭素に搬送された
水分は脱水カラム24で除去され、乾燥能率を維持す
る。
【0091】こうして被メッキ物を乾燥後、被メッキ物
を反応槽4から取り出す。この場合は、加圧ポンプ16
とモ−タ44を停止し、導入弁59、ガス回収弁65、
処理液排出弁13を閉弁する。そして、位置決めピン
(図示略)を抜き取り、アクチュエ−タを介してクラン
プリング27を開回動し、該リング27のクランプ爪3
4と蓋体6のクランプ爪35との係合を解除する。この
状況は図8のようである。
【0092】この後、アクチュエ−タを介して蓋体6を
吊り上げ、被処理物収納容器5、被メッキ物、電極棒4
5,46、撹拌軸42、電極管48、導電部材47等を
反応槽4から一体に取り出す。この状況は図3のようで
ある。この後、ボルト39を取り外し、被処理物収納容
器5を蓋体6から取り外し、内部の被メッキ物を取り外
せば一連のメッキ作業が終了する。
【0093】なお、前述の実施形態では洗浄および脱
脂、電気化学的反応、並びに乾燥媒体として、超臨界ま
たは亜臨界流体を用いているが、これに限らず大気圧以
上の加圧流体、例えば二酸化炭素を用いることも可能で
あり、そのようにすることで、超臨界または亜臨界状態
の形成に要する耐圧性処理槽4,11,14や耐圧性管
路、加熱かつ加圧手段等が不要になり、これを安価に製
作できるとともに、作業を容易かつ安全に行なえる利点
がある。
【0094】また、前述の実施形態では単一の反応槽4
で一連の工程を処理しているが、そのような反応槽4を
複数装備し、これらの反応槽4で各工程を順次独立して
行なわせるとともに、相前後する処理工程を行なう反応
槽4,4間において、先行側の反応槽4で使用した超臨
界二酸化炭素や酸溶液、メッキ液、界面活性剤等を、当
該工程終了後、後行側の反応槽4に供給し、それらの有
効利用と電気化学的処理の量産化を図るようにしても良
い。
【0095】また、被メッキ物に多層メッキする、いわ
ゆる重ねメッキを行なう場合は、前述の各工程を繰り返
し連続して処理すれば良い。したがって、従来の重ねメ
ッキのように、メッキ終了毎に被メッキ物を反応槽から
いちいち取り出し、これを各槽へ移動して前処理を行な
う面倒がなく、それだけ生産性が向上するとともに、二
酸化炭素等の放出による消費を防止できる。しかも、従
来のように被メッキ物を反応槽から取り出す際の外気と
の接触の不安を解消しているから、被処理物表面の活性
処理面を確実かつ安全に維持でき、前記重ねメッキに有
効な利点がある。
【0096】図10乃至図12は本発明の他の実施形態
を示し、前述の構成と対応する構成部分には同一の符号
を用いている。このうち、図10は本発明の第2の実施
形態を示し、この実施形態は、電極棒45,46の極性
を整流器20の単純な切り換え操作で実現している。
【0097】このように電極棒45,46の極性を変更
しても、電極管48からは金属イオンは放出されず、被
処理物収納容器5との間の電界形成に機能するだけであ
るから、それらの電気化学的反応に支障はなく、電極の
選択と変更を許容し、その合理的な使用と作業を得られ
る。しかも、その際の電気力線は、被処理物収納容器5
から内側の電極管48に向かって放射状に形成され、、
前述と同様な作用効果を得られる。
【0098】図11は本発明の第3の実施形態を示し、
この実施形態は、互いに相似形状の複数の被処理物収納
容器5,5a,5bを設け、これらを電極管48を中心
に同心円状かつ等距離に配置し、かつこの隣接する電極
管48と被処理物収納容器5,5a、および一対の被処
理物収納容器5,5b間に同電位を印加し、チャンバ3
6内に配置した複数の被処理物収納容器5,5a,5b
によって、メッキの量産化と構成の簡潔化を図るように
している。この場合、被処理物収納容器5,5a,5b
を同心円状に配置しているが、両者を平行に対向配置す
る従来のメッキ法や、略矩形断面の反応槽にも適応する
ことができる。
【0099】図12は本発明の第4の実施形態を示し、
この実施形態は、被処理物収納容器5を縦方向に二つ割
り可能に形成し、それらの基端部を蝶番87を介して回
動可能に連結し、かつその他端部を適宜なクリップで連
結して、前記容器5からの被メッキ物の出し入れを簡便
に行なえるようにしている。
【0100】なお、前述の実施形態のように電解した電
極物質を他方の電極物質に析出付着する方法は、原理的
に同様な電鋳および陽極酸化皮膜形成法に適用すること
ができ、前述と同様な効果を得られる。また、反応槽に
電解物質と電極物質を収容し、一方の電極物質を電解
し、これを他方の電極物質側で採集する電解法にも、本
発明を適用することが可能であり、そのようにすること
で、例えば金属の電解精製、電解抽出、電解研磨等に適
用することができ、前述と同様な効果を得られる。
【0101】また、電解物質を収容可能な反応槽に被処
理物を収容し、電解質溶液に含まれる電解物質を前記被
処理物に析出付着し、外部電界を加えない無電解メッキ
や化成処理法にも本発明を適用することが可能であり、
そのようにすることで前述と同様な効果を得られる。
【0102】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明は、被処
理物の表面処理時、前記反応槽を含む表面処理流体の循
環経路を連通し、該循環経路に前記表面処理流体を終始
循環させるから、反応槽に表面処理流体を滞留させて表
面処理する方法に比べ、表面処理流体による被処理物の
表面処理、例えば脱脂洗浄や乾燥を高精度かつ速やかに
行なうことができるとともに、被処理物と大気との接触
を回避し、例えば被処理物表面の活性化処理を高精度か
つ確実に行なえ、例えば金属イオンの良好な析出を得ら
れ、電気メッキや多層の重ねメッキに好適している。
【0103】請求項2の発明は、被処理物の脱脂または
洗浄またはその乾燥時、前記表面処理流体を終始循環さ
せたから、被処理物の脱脂または洗浄またはその乾燥等
の表面活性化処理を高精度かつ速やかに行うことができ
る。請求項3の発明は、前記被処理物の表面処理後、表
面処理流体中の電気化学反応により生成された気体を分
離または除去するようにしたから、前記気体の系内への
混入を防止し、被処理物に対する良好な電気化学反応を
得られるとともに、前記表面処理流体の再生を精度良く
行なうことができる。
【0104】請求項4の発明は、前記被処理物の表面処
理後、前記表面処理流体中の酸素と水素を分離または除
去したから、電気化学反応により生成された酸素と水素
の系内への混入を防止し、被処理物に対する良好な電気
化学反応を得られるとともに、前記表面処理流体の再生
を精度良く行なうことができる。請求項5の発明は、前
記表面処理後の表面処理流体中の酸素と水素とを燃焼し
て水を生成し、該水を分離した前記表面処理流体を前記
循環経路に循環したから、酸素と水素を安全かつ容易に
除去し、酸素と水素並びに水の系内への混入と、その弊
害を未然に防止することができ、また表面処理流体によ
る乾燥を円滑かつ能率良く行なうことができる。
【0105】請求項6の発明は、前記反応槽に前記表面
処理流体と酸洗い溶液または電解液を導入後、前記反応
槽の給排路を遮断し、被処理物の酸洗いまたは電気化学
反応させたから、酸洗い溶液や電解液の移動とその循環
経路への流入を防止し、酸洗いや電気化学反応を安定し
て行なえるとともに、循環経路の腐食やシステムのトラ
ブルを未然に防止することができる。請求項7の発明
は、前記被処理物の酸洗いまたは電気化学反応後、前記
反応槽内の前記表面処理流体を前記循環経路へ循環させ
るとともに、前記酸洗い溶液または電解液を前記表面処
理流体の循環経路から分離させたから、表面処理流体と
酸洗い溶液、電解液等を分けて処理し、それらを合理的
かつ安全に処理し、それらの再生を図ることができる、
【0106】請求項8の発明は、前記被処理物の酸洗い
または電気化学反応後、その酸洗い溶液または電解液中
の前記表面処理流体を分離し、これを表面処理流体の循
環経路へ還流させたから、酸洗い時または電気化学反応
時、酸洗い溶液や電解液に混入した表面処理流体の有効
利用を図ることができる。請求項9の発明は、前記表面
処理流体が大気圧以上の加圧流体または超臨界若しくは
亜臨界流体であるから、大気圧以上の加圧流体の場合
は、表面処理流体の入手が容易で、システムを安価かつ
安全に製作並びに運転でき、また超臨界若しくは亜臨界
流体の場合は、高い拡散性によって良好な表面処理状態
を得られる効果がある。
【0107】請求項10の発明は、被処理物の表面処理
時、前記反応槽を含む表面処理流体の循環経路を連通
し、該循環経路に前記表面処理流体を終始循環可能にし
たから、反応槽に表面処理流体を滞留させて表面処理す
る方法に比べ、表面処理流体による被処理物の表面処
理、例えば脱脂、洗浄、乾燥を高精度かつ速やかに行な
えるとともに、被処理物と大気との接触を回避し、被処
理物表面の活性処理を高精度かつ確実に行なえ、例えば
金属イオンの良好な析出を得られ、電気メッキや多層の
重ねメッキに好適な効果がある。しかも、使用後の表面
処理流体や処理液を貯留する貯留槽を実質的に廃したか
ら、設備のコンパクト化と低廉化を図れるとともに、表
面処理流体の再生を迅速に行なうことができる。
【0108】請求項11の発明は、被処理物の脱脂また
は洗浄またはその乾燥時、前記表面処理流体を終始循環
可能にしたから、被処理物の脱脂または洗浄またはその
乾燥等の表面活性処理を高精度かつ速やかに行なうこと
ができる。請求項12の発明は、表面処理流体中の電気
化学反応により生成された気体分離または除去可能にし
たから、前記気体、例えば酸素と水素の系内への混入を
防止し、被処理物に対する良好な電気化学反応を得られ
るとともに、前記表面処理流体の再生を精度良く行なう
ことができる。
【0109】請求項13の発明は、前記循環経路に、表
面処理流体中の酸素と水素を分離または除去可能な反応
器を介挿したから、酸素と水素の系内への混入とその弊
害を未然に防止し、表面処理流体の再生を精度良く行な
うことができる。請求項14の発明は、前記循環経路の
反応器の下流側に水を分離可能な脱水装置を介挿したか
ら、酸素と水素を安全かつ容易に除去し、酸素と水素並
びに水の混入による弊害を未然に防止するとともに、表
面処理流体による乾燥を円滑かつ能率良く行なうことが
できる。
【0110】請求項15の発明は、前記反応槽に前記表
面処理流体と酸洗い溶液または電解液を導入可能に設
け、これらを前記反応槽に導入後、該反応槽の給排路を
遮断可能に設けたから、酸洗い溶液や電解液の移動とそ
の循環経路への流入を防止し、酸洗いや電気化学反応を
安定して行なえるとともに、循環経路の腐食やシステム
のトラブルを未然に防止することができる。請求項16
の発明は、前記被処理物の酸洗いまたは電気化学反応
後、前記反応槽内の前記表面処理流体を前記循環経路へ
循環可能に設け、かつ前記酸洗い溶液または電解液を前
記表面処理流体の循環経路から分離可能にしたから、表
面処理流体と、酸洗い溶液、電解液とを分けて処理し、
それらを合理的かつ安全に処理し、それらの再生を図る
ことができる。
【0111】請求項17の発明は、前記反応槽の排出路
に、酸洗い溶液または電解液中の表面処理流体を分離可
能な処理液回収槽を介挿し、該回収槽を前記表面処理流
体の循環経路に連通したから、酸洗い時または電気化学
反応時、酸洗い溶液や電解液に混入した表面処理流体の
有効利用を図ることができる。請求項18の発明は、前
記表面処理流体が、大気圧以上の加圧流体または超臨界
若しくは亜臨界流体であるから、大気圧以上の加圧流体
の場合は、表面処理流体の入手が容易で、システムを安
価かつ安全に製作並びに運転でき、また超臨界若しくは
亜臨界流体の場合は、高い拡散性によって良好な表面処
理状態を得られる効果がある。
【0112】請求項19の発明は、前記反応槽を複数設
け、これらの反応槽を前記循環経路に連通し、前記反応
槽に大気圧以上の加圧流体または超臨界若しくは亜臨界
流体と、酸洗い溶液または電解液とを順次導入し、各反
応槽で被処理物の脱脂洗浄と、酸洗いと、乾燥と、電気
メッキ、乾燥とを順次実行可能にする一方、相隣接する
反応槽を連通し、使用流体を給排可能にするとともに、
相前後する工程を処理する反応槽において、先行反応槽
の処理後、その使用流体を後行の反応槽に供給可能にし
たから、使用表面処理流体や使用酸溶液等を各反応槽で
順次使用することで、その有効利用を図れるとともに、
被処理物の表面処理や各処理工程を合理的に行なえ、そ
の量産化を図ることができる。
【0113】請求項20の発明は、蓋体に単一または複
数の治具を着脱可能に取り付け、蓋体と治具の一体化を
促し、それらの取り扱いの利便を図るとともに、治具お
よび蓋体並びに槽本体のメンテナンスを容易に行なうこ
とができる。請求項21の発明は、前記蓋体と治具とを
一体に昇降可能に構成したから、それらの槽本体への出
し入れを容易かつ速やかに行なうことができる。請求項
22の発明は、前記槽本体のチャンバの横断面形状と、
前記治具の横断面形状とを互いに相似形状に形成し、か
つこれらを同心状に配置したから、槽本体と治具の製作
の合理化とコンパクト化を図れるとともに、多数の被処
理物を効率良く収容かつ処理可能にし、その量産化を図
ることができる。請求項23の発明は、前記槽本体のチ
ャンバの横断面形状と、前記治具の横断面形状とを円形
に形成し、かつこれらを同心円状に配置したから、多数
の被処理物を効率良く収容かつ処理可能にし、その量産
化を図れるとともに、表面処理流体や使用溶液等の撹拌
を精度良く行なうことができる。
【0114】請求項24の発明は、前記治具を複数に区
画し、それらを回動可能に連結したから、治具の開閉を
容易に行なえ、治具に対する被処理物の着脱を簡便に行
なうことができる。請求項25の発明は、前記蓋体に前
記治具を通電可能な電極を取り付けたから、蓋体と治具
と電極の一体化を促し、それらの取り扱いの利便とメン
テナンスの容易化を図ることができる。請求項26の発
明は、相隣接して配置した治具間に同電位を印加したか
ら、各治具に装着した被処理物に対し、電気メッキ等の
電気化学反応の一様化を図れ、各被処理物に対し均一な
電気メッキ等の電気化学反応を得られる効果がある。
【0115】請求項27の発明は、前記チャンバの中心
に電極を配置したから、各治具の電界強度を一様に設定
し、該治具に装着した被処理物に対し、均一な電気メッ
キ等の電気化学反応を得られる効果がある。請求項28
の発明は、前記蓋体の中心に前記撹拌手段を回転可能な
撹拌軸を取り付け、該撹拌軸の外側に前記電極を同軸状
に配置したから、蓋体と治具と電極と撹拌手段の一体化
を促し、それらの取り扱いの利便とメンテナンスの容易
化を図ることができる。
【0116】請求項29の発明は、前記反応槽に大気圧
以上の加圧流体または超臨界若しくは亜臨界流体と、酸
洗い溶液と、電解液とを順次導入し、被処理物の脱脂洗
浄と、酸洗いと、乾燥と、電気メッキとを順次実行可能
にし、相隣接する反応槽を連通し、使用流体を給排可能
にするとともに、相前後する工程を処理する反応槽にお
いて、先行反応槽の処理後、その使用流体を後行の反応
槽に供給可能にしたから、使用表面処理流体や使用酸溶
液等を各反応槽で順次使用することで、その有効利用を
図れるとともに、被処理物の表面処理や各処理工程を合
理的に行なえ、その量産化を図ることができる。
【0117】請求項30の発明は、前記電極を不溶性部
材で構成するとともに、前記反応槽に超臨界若しくは亜
臨界流体と、電解液とを導入し、被処理物を電気化学反
応可能にしたから、高い拡散性を有する超臨界若しくは
亜臨界流体の下で、被処理物に対する金属イオンの析出
を良好かつ一様に行なえるとともに、電極の減耗を解消
し、電極の取り換え等による中断がなく、前記電気化学
反応の生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の正面図である。
【図2】本発明装置の内部状況を示す正面図である。
【図3】図1の左側面図で、本発明装置の内部状況を示
している。
【図4】図1の平面図で、本発明装置の内部状況を示し
ている。
【図5】本発明装置のフロ−を示す概要図である。
【図6】本発明装置に適用した反応槽を拡大して示す断
面図で、反応槽に治具を取り付けた蓋体を装着し、これ
らをクランプリングでロックして、被処理物の電気化学
反応に備えている状況を示している。
【図7】図6のA−A線に沿う断面図で、反応槽内の治
具と電極との通電状況を若干縮小して図示している。
【図8】本発明装置に適用した反応槽の平面図で、電極
とモ−タを省略し、蓋体とクランプリングとのロック直
前の開状態を示している。
【図9】本発明装置に適用した蓋体の底面図である。
【図10】本発明の第2の実施形態の要部を示す断面図
で、反応槽内の治具と電極との極性を変えた通電状態を
示している。
【図11】本発明の第3の実施形態の要部を示す断面図
で、反応槽内に電極を中心に複数の治具を同心円状に配
置し、その通電状況を示している。
【図12】本発明の第4の実施形態の要部を示す平面図
で、二つ割りに構成した治具の状況を示している。
【符号の説明】 4 反応槽 5 治具(被処理物収納容器) 6 蓋体 11 分離槽(処理液回収槽) 14 分離槽 24 脱水装置(脱水カラム) 25 槽本体 36 チャンバ 42 撹拌軸 43 撹拌手段(ファン) 45,46 電極(電極棒) 48 電極(電極管) 78 反応器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根 正人 東京都小金井市本町3−11−8 (72)発明者 佐藤 信義 大阪府大阪市北区堂島浜1丁目2番6号 旭エンジニアリング株式会社内

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理物を収容可能な反応槽に表面処理
    流体を導入し、前記被処理物の表面処理後、前記表面処
    理流体を分離槽へ導入し、汚染物を分離した表面処理流
    体を前記反応槽へ循環する被処理物の表面処理方法にお
    いて、前記被処理物の表面処理時、前記反応槽を含む表
    面処理流体の循環経路を連通し、該循環経路に前記表面
    処理流体を終始循環させることを特徴とする被処理物の
    表面処理方法。
  2. 【請求項2】 被処理物の脱脂または洗浄またはその乾
    燥時、前記表面処理流体を終始循環させる請求項1記載
    の被処理物の表面処理方法。
  3. 【請求項3】 前記被処理物の表面処理後、表面処理流
    体中の電気化学反応により生成された気体を分離または
    除去する請求項1記載の被処理物の表面処理方法。
  4. 【請求項4】 前記被処理物の表面処理後、前記表面処
    理流体中の酸素と水素を分離または除去する請求項3記
    載の被処理物の表面処理方法。
  5. 【請求項5】 前記表面処理後の表面処理流体中の酸素
    と水素とを燃焼して水を生成し、該水を分離した前記表
    面処理流体を前記循環経路に循環する請求項4記載の被
    処理物の表面処理方法。
  6. 【請求項6】 前記反応槽に前記表面処理流体と酸洗い
    溶液または電解液を導入後、前記反応槽の給排路を遮断
    し、被処理物の酸洗いまたは電気化学反応する請求項1
    記載の被処理物の表面処理方法。
  7. 【請求項7】 前記被処理物の酸洗いまたは電気化学反
    応後、前記反応槽内の前記表面処理流体を前記循環経路
    へ循環させるとともに、前記酸洗い溶液または電解液を
    前記表面処理流体の循環経路から分離させる請求項6記
    載の被処理物の表面処理方法。
  8. 【請求項8】 前記被処理物の酸洗いまたは電気化学反
    応後、その酸洗い溶液または電解液中の前記表面処理流
    体を分離し、これを表面処理流体の循環経路へ還流させ
    る請求項7記載の被処理物の表面処理方法。
  9. 【請求項9】 前記表面処理流体が、大気圧以上の加圧
    流体または超臨界若しくは亜臨界流体である請求項1記
    載の被処理物の表面処理方法。
  10. 【請求項10】 内部に被処理物を収容し、かつ表面処
    理流体を導入可能な密閉可能な反応槽と、該反応槽から
    被処理物の表面処理後の表面処理流体を移送され、かつ
    この表面処理流体中の汚染物を分離可能な分離槽とを備
    え、前記汚染物を分離した表面処理流体を前記反応槽へ
    循環可能にした被処理物の表面処理装置において、前記
    被処理物の表面処理時、前記反応槽を含む表面処理流体
    の循環経路を連通し、該循環経路に前記表面処理流体を
    終始循環可能にしたことを特徴とする被処理物の表面処
    理装置。
  11. 【請求項11】 被処理物の脱脂または洗浄またはその
    乾燥時、前記表面処理流体を終始循環可能にした請求項
    10記載の被処理物の表面処理装置。
  12. 【請求項12】 表面処理流体中の電気化学反応により
    生成された気体を分離または除去可能にした請求項10
    記載の被処理物の表面処理装置。
  13. 【請求項13】 前記循環経路に、表面処理流体中の酸
    素と水素を分離または除去可能な反応器を介挿した請求
    項12記載の被処理物の表面処理装置。
  14. 【請求項14】 前記循環経路の反応器の下流側に水を
    分離可能な脱水装置を介挿した請求項13記載の被処理
    物の表面処理装置。
  15. 【請求項15】 前記反応槽に前記表面処理流体と酸洗
    い溶液または電解液を導入可能に設け、これらを前記反
    応槽に導入後、該反応槽の給排路を遮断可能に設けた請
    求項10記載の被処理物の表面処理装置。
  16. 【請求項16】 前記被処理物の酸洗いまたは電気化学
    反応後、前記反応槽内の前記表面処理流体を前記循環経
    路へ循環可能に設け、かつ前記酸洗い溶液または電解液
    を前記表面処理流体の循環経路から分離可能にした請求
    項15記載の被処理物の表面処理装置。
  17. 【請求項17】 前記反応槽の排出路に、酸洗い溶液ま
    たは電解液中の表面処理流体を分離可能な処理液回収槽
    を介挿し、該回収槽を前記表面処理流体の循環経路に連
    通した請求項10記載の被処理物の表面処理装置。
  18. 【請求項18】 前記表面処理流体が、大気圧以上の加
    圧流体または超臨界若しくは亜臨界流体である請求項1
    0記載の被処理物の表面処理装置。
  19. 【請求項19】 前記反応槽を複数設け、これらの反応
    槽を前記循環経路に連通し、前記反応槽に大気圧以上の
    加圧流体または超臨界若しくは亜臨界流体と、酸洗い溶
    液または電解液とを順次導入し、各反応槽で被処理物の
    脱脂洗浄と、酸洗いと、乾燥と、電気メッキ、乾燥とを
    順次実行可能にする一方、相隣接する反応槽を連通し、
    使用流体を給排可能にするとともに、相前後する工程を
    処理する反応槽において、先行反応槽の処理後、その使
    用流体を後行の反応槽に供給可能にした請求項15記載
    の被処理物の表面処理装置。
  20. 【請求項20】 内部に被処理物を装着可能な治具と撹
    拌手段とを収容し、かつ前記被処理物の表面処理流体を
    給排可能な槽本体と、該槽本体を密閉可能な蓋体とを備
    えた反応槽を有する被処理物の表面処理装置において、
    前記蓋体に単一または複数の前記治具を着脱可能に取り
    付けたことを特徴とする被処理物の表面処理装置。
  21. 【請求項21】 前記蓋体と治具とを一体に昇降可能に
    構成した請求項20記載の被処理物の表面処理装置。
  22. 【請求項22】 前記槽本体のチャンバの横断面形状
    と、前記治具の横断面形状とを互いに相似形状に形成
    し、かつこれらを同心状に配置した請求項20記載の被
    処理物の表面処理装置。
  23. 【請求項23】 前記槽本体のチャンバの横断面形状
    と、前記治具の横断面形状とを円形に形成し、かつこれ
    らを同心円状に配置した請求項22記載の被処理物の表
    面処理装置。
  24. 【請求項24】 前記治具を複数に区画し、それらを回
    動可能に連結した請求項22または請求項23記載の被
    処理物の表面処理装置。
  25. 【請求項25】 前記蓋体に前記治具を通電可能な電極
    を取り付けた請求項20または請求項23記載の被処理
    物の表面処理装置。
  26. 【請求項26】 相隣接して配置した治具間に同電位を
    印加した請求項20または請求項23記載の被処理物の
    表面処理装置。
  27. 【請求項27】 前記チャンバの中心に電極を配置した
    請求項20または請求項23記載の被処理物の表面処理
    装置。
  28. 【請求項28】 前記蓋体の中心に前記撹拌手段を回転
    可能な撹拌軸を取り付け、該撹拌軸の外側に前記電極を
    同軸状に配置した請求項20または請求項23記載の被
    処理物の表面処理装置。
  29. 【請求項29】 前記反応槽に、大気圧以上の加圧流体
    または超臨界若しくは亜臨界流体と、酸洗い溶液と、電
    解液とを順次導入し、被処理物の脱脂洗浄と、酸洗い
    と、乾燥と、電気メッキとを順次実行可能にした請求項
    20記載の被処理物の表面処理装置。
  30. 【請求項30】 前記電極を不溶性部材で構成するとと
    もに、前記反応槽に超臨界若しくは亜臨界流体と、電解
    液とを導入し、被処理物を電気メッキ可能にした請求項
    20記載の被処理物の表面処理装置。
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CN121027454A (zh) * 2025-10-29 2025-11-28 中纸宏泰生态建设有限公司 一种用于工业循环水的水质检测设备

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