JPH1053900A - 錫めっき液からの錫酸化物の除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 錫めっき液から錫酸化物を除去する技術の確
立。 【解決手段】 錫めっきセルから抜き出された錫めっき
液中に存在する錫酸化物を遠心分離機により分離する。
めっきセルＡからのめっき液は、めっき液循環槽Ｂを通
してめっきセルＡに循環される。めっき液循環槽Ｂで
は、有機酸、界面活性剤等が添加され所定のめっき液組
成を維持する。一方、めっき液循環槽Ｂからめっき液の
一部は抜き出され、溶錫槽Ｃにおいて錫補給のために金
属錫を溶解する。溶錫槽Ｃのすぐ下側で酸素が吹き込ま
れる。めっき液は次いで、遠心分離機Ｆにて酸化物と分
離液とに分離され、分離液はめっき液循環槽Ｂに戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、錫めっき液からの
錫酸化物の除去方法に関するものであり、特には遠心分
離機を使用する錫めっき液からの錫酸化物の除去方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】湿式電気錫めっきは、錫塩を溶かした水
溶液の中で、被めっき材を陰極（カソード）とし、析出
させる金属もしくは陽極電位をかけても溶解しない白金
などの貴金属を陽極（アノード）として通電し、被めっ
き材に金属を析出させるものである。被めっき材には鉄
鋼や銅合金等が用いられる。鉄鋼の錫めっき材は一般的
にぶりきと呼ばれ、缶詰の缶、食器、玩具等に使用され
ている。リン青銅や黄銅といった銅合金の錫めっき材は
そのすぐれた導電性、バネ性、耐食性およびはんだ付け
性等の特性をいかして、電子部品の端子及びコネクタ等
に広く用いられている。

【０００３】電気錫めっきのめっき浴には、アルカリ
性、中性及び酸性浴があるが、酸性浴が広く使用されて
いる。酸性錫めっき浴としては、酸に硫酸を用いた硫酸
浴やほうふっ化水素酸を用いたほうふっ化浴があるが、
最近はフェノールスルホン酸やアルカノールスルホン酸
等の有機酸を用いた浴が使用されることが多い。酸性錫
めっきにおいては、錫は２価のイオンで浴中に存在し、
４価になると酸化物として沈殿する。この沈殿物をスラ
イムと呼ぶ。スライムの発生速度はめっき浴種類やめっ
き条件により異なり、より高温、高撹拌（空気と多く触
れる。すなわち高酸化状態）、高錫濃度の方がスライム
発生率は高くなる。しかし、電気めっきの限界電流密度
は、高温、高撹拌、高錫濃度の方が高くでき、生産効率
の点から考えると限界電流密度は高い程よいので、電気
錫めっきをスライムが発生しやすい条件で操業する必要
性が発生している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スライムは浴中に懸濁
し、その量が多くなると被めっき材料に付着（汚れオシ
と呼ばれる）して製品として不適合を引き起こすことが
ある。これを防止するために、連続ろ過を実施すること
が多い。ろ過の方法には糸巻フィルターを用いるもの
や、布フィルターを用いて逆洗を実施するものが用いら
れる。図６は、不溶性アノードを用いるめっきセルＡ
と、めっき液循環槽Ｂ、溶錫槽Ｃ、沈降槽Ｄ並びにフィ
ルターＥを含むめっきシステムを示す。めっきセルＡか
ら流出するめっき液は、めっき液循環槽Ｂを通してめっ
きセルＡに循環される。めっき液循環槽Ｂでは、所定の
めっき液組成を維持するために有機酸、界面活性剤等が
添加される。一方、めっき液循環槽Ｂからめっき液の一
部は抜き出され、溶錫槽Ｃにおいて錫補給のために金属
錫を溶解する。溶錫槽Ｃのすぐ下側で溶存酸素を上昇さ
せるために酸素が吹き込まれる。金属錫を溶解しためっ
き液は沈降槽Ｄに通り、フィルターＥを通して酸化物を
除去され、分離液は最終的にめっき液循環槽Ｂに戻る。

【０００５】しかし、フィルターによりスライムを完全
にろ別することは困難であった。また、フィルターが目
詰まりを起こすようになり、頻繁にフィルター交換もし
くは逆洗作業を実施する必要があった。その結果とし
て、めっき液中のスライム量は体積比で０．５％より下
げることは困難であった。めっき液中のスライム量が多
いと、被めっき材に酸化錫が付着して不良品となる。頻
繁なフィルター交換もしくは逆洗作業は操業効率を低下
した。

【０００６】この傾向は、スライムが発生しやすい高酸
化雰囲気に曝露されるめっきシステムにおいて特に顕著
である。例えば、不溶性アノードと錫供給槽を組み合わ
せた竪型めっきシステムで顕著である。特公平３−３５
３９５号は、上記めっきセルＡとして、所定の間隔を置
いて対向して配設した竪型電極対を各収納する一対の電
解槽本体とそこから流出する電解液を受け取る電解槽と
を備え、一方の竪型電極対間を垂直方向下方にストリッ
プを走行させそしてデフレクトロールを経由して他方の
竪型電極対間を垂直方向上方にストリップを走行させて
電解めっきを行なう竪型電解めっき装置を記載してい
る。前記電極対間で、幅方向両側に電極の全長にわたっ
て伸縮自在なゴム状液シールが配設され、そして電極の
長手方向一端側に電解液を噴射する噴流ヘッダを配設す
るとともに電極の下部に回転自在なダムロール及び／又
は回転シールが配設されている。不溶性アノードと錫供
給槽の組み合わせは、特公平３−３５３９５号等で示さ
れているように、極間距離の安定、錫イオンの補給の別
段取り化ができる等の利点を有している一方、不溶性ア
ノード表面及び錫供給槽の２カ所において高酸化雰囲気
であり、それだけスライムを発生しやすい。

【０００７】本発明の課題は、こうしためっきシステム
においてめっき液中の錫酸化物（スライム）量を減少さ
せることで、被めっき材に酸化物が付着して不良品とな
ることを防止するため錫めっき液から錫酸化物を除去す
る技術を確立することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は考察を重ねた
結果、スライムはめっき液中で生成するため、その粒径
は分布をもっており、特に生成直後のスライムの粒径は
１μｍ以下と細かいため、また粘性があるため、フィル
ターを用いた場合には完全にろ別することは困難であ
り、また、一度フィルター表面にスライムが捕捉された
後には、その間隙に粒径の小さいスライムが捕捉される
ようになり、たちまち目詰まりを起こすようになり、こ
のため頻繁にフィルター交換もしくは逆洗作業を実施す
る必要があることから、フィルターを用いる方法は錫め
っき液からのスライムの除去には適切ではないとの結論
に至った。そこで、新たな方法の検討の結果、遠心分離
機の使用が最適との結論に至り、試行の結果、好成績を
得た。

【０００９】以上の結論に基づいて、本発明は、錫めっ
きセルから抜き出された錫めっき液中に存在する錫酸化
物を遠心分離機により分離することを特徴とする錫めっ
き液からの錫酸化物の除去方法を提供する。本発明はま
た、錫めっきセルからのめっき液をめっき液循環槽を通
して該錫めっきセルに循環する一方、前記めっき液循環
槽からめっき液の一部を抜き出し、溶錫槽において金属
錫を溶解せしめ、金属錫を溶解しためっき液を遠心分離
機にて錫酸化物と分離液とに分離し、該分離液を前記め
っき液循環槽に戻すことを特徴とする錫めっき液からの
錫酸化物の除去方法を提供する。これら方法において、
錫めっきセルが所定の間隔を置いて対向して配設した竪
型電極対を各収納する一対の電解槽本体と、該電解槽本
体から流出する電解液を受け取る電解槽とを備え、一方
の竪型電極対間を垂直方向下方にストリップを走行させ
そしてデフレクトロールを経由して他方の竪型電極対間
を垂直方向上方にストリップを走行させて電解めっきを
行なう竪型電解めっき装置であることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明を特公平３−３５３９５号
に記載された竪型電解めっき装置をめっきセルとして使
用する実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明
を組み込んだめっきシステムである。めっきセルＡは、
所定の間隔を置いて対向して配設した竪型電極対を各収
納する一対の電解槽本体とそこから流出する電解液を受
け取る電解槽とを備える。一方の竪型電極対間を垂直方
向下方にストリップを走行させそしてデフレクトロール
を経由して他方の竪型電極対間を垂直方向上方にストリ
ップを走行させて電解めっきを行なう。前記電極対間
で、幅方向両側に電極の全長にわたって伸縮自在なゴム
状液シールが配設され、そして電極の長手方向一端側に
電解液を噴射する噴流ヘッダを配設するとともに電極の
下部に回転自在なダムロール及び／又は回転シールが配
設されている。

【００１１】詳しくは、図２および図３に示すように、
電解槽本体９、９’は所定の間隔を置いて対向して配設
した竪型電極対３、３；３’、３’を各収納している。
電解槽本体の下側には、そこから流出する電解液を受け
取る電解槽４が設置される。ストリップ１は図中、矢印
の方向に通板するものとして、コンダクタロール２にて
ストリップ１を陰極に通電し、ストリップ１は９０°曲
げられ竪型電極対３、３間を鉛直下方へ通板し、デフレ
クトロール５で１８０°曲げられ、竪型電極対３’、
３’間を鉛直上方へ通板し、次のコンダクタロール２’
の順に通板する。この電極３、３；３’、３’の間で、
電極の幅方向両側に電極高さ方向の全面に亘って液シー
ル７を配置し、電解液の幅方向への漏洩を防止してい
る。液シール７は、図４に示すように、Ｕ字状を呈した
伸縮自在な材料から成っており、ゴム製または軟かい樹
脂製が適当で、電極間に差し込んでバネ効果を持たせて
シールする。

【００１２】更に、液シール７はストリップ１幅の変更
に対応して、ストリップ１幅方向に移動出来るように液
シール７の背面に連結棒８を連結し、この連結棒８は槽
本体９の幅方向の側面を貫通しており、連結棒８の一端
はシリンダー１１と連結している。該貫通部には軸シー
ル１０により、電解液の漏洩を防止する。

【００１３】電極３、３のストリップ１の出口部には電
解液を供給する噴流ヘッダー１２、１２を配置し、各噴
流ヘッダー１２は巾方向両端に電解液供給管を有し、噴
流口１２−２の各々から電解液を噴流させる。また、各
噴流口１２−２の先端角度は１０〜３０°が適当であ
る。噴流ヘッダー１２の一端はフランジ１２−３を有し
ており、槽本体９のフランジにボルトにて連結してい
る。噴流ヘッダー１２、１２の下部には、ストリップ１
を挾持する回転自在な、例えばゴムまたは樹脂製のダム
ロール１３、１３を配置する。また、同様に、槽本体
９’の上部フランジに、噴流ヘッダ１２’、１２’が設
置され、槽本体９’にフランジ１２−３’にてボルト連
結している。１２−１’は電解液供給管でありそして１
２−２’は噴流口である。

【００１４】一方、ストリップ１の進行方向が上方側の
電極３’、３’の下部は電極３’、３’間に噴射した電
解液の漏れを防ぐ連結体１４を槽本体９の下部フランジ
とボルトにて連結し、連結体１４の下部には回転自在な
回転シール１５を配置する。回転シール１５の先端はリ
ップ１５−１を有し、回転シール１５を回転させて、ス
トリップ１とリップ１５−１の先端との隙間を可変さ
せ、電解液量の調整を可能としている。

【００１５】図１は本発明に従うめっきシステムを示
す。上述したようなめっきセルＡからのめっき液は、す
でに図６において説明したように、めっき液循環槽Ｂを
通してめっきセルＡに循環される。めっき液循環槽Ｂで
は、有機酸、界面活性剤等が添加され、所定のめっき液
組成を維持する。一方、めっき液循環槽Ｂからめっき液
の一部は抜き出され、溶錫槽Ｃにおいて錫補給のために
金属錫を溶解する。溶錫槽Ｃのすぐ下側で溶存酸素を上
昇させるために酸素が吹き込まれる。金属錫を溶解した
めっき液は、従来からのフィルターに替えて、遠心分離
機Ｆにてスライムと分離液とに分離され、分離液は最終
的にめっき液循環槽Ｂに戻る。こうしためっきシステム
においては、めっき液は、めっきセルＡと溶錫槽Ｃにお
いて酸化を受けやすい。

【００１６】遠心分離機としては、スライムを含むめっ
き液からスライムを遠心作用で分離することができるも
のなら任意の構造のものが使用できるが、例えば三菱化
工機株式会社製デカンタ・セントリフュージＫＶＺとし
て販売されている供給と分離・脱水及び排出を連続で行
う遠心分離機が好適例の一つである。図５はその概略構
成を示す断面図である。ボウル２０は、モータ２１から
ベルト連動された減速機２２に一端部を支承されてい
る。ボウル２０は、円筒部２３とスクリューコンベア２
４を内部に設けた円錐部２５を有する。スライムを含む
めっき液は中央の水平給液管２６よりボウル２０へ供給
され、重力の数千倍もの遠心力を受け、この遠心力によ
り、めっき液中のスライムはボウル内壁に沈降、堆積
し、スクリューコンベアにより円錐部に搬送され、脱
水、排出される。一方、分離液は清澄化され円筒端部よ
り排出される。こうした遠心分離機はめっき液からのス
ライムの分離に非常に好適であることが見いだされた。
遠心分離機の導入により、めっき液中のスライム濃度
（体積比率）を０．１％水準に低減することができる。

【００１７】こうして、本発明に従えば、従来からのフ
ィルターに替えて、遠心分離機にてスライムを含む錫め
っき液をスライムと分離液とに分離することにより、め
っき液中のスライム量を非常に低い水準まで減少させる
ことができ、被めっき材に酸化錫が付着して不良品が発
生するのを防止することができる。スライムはめっき液
中で生成するため、その粒径は分布をもっており、特に
生成直後のスライムの粒径は１μｍ以下と細かいため、
また粘性があるため、フィルターを用いた場合には完全
にろ別することは困難であったのが、遠心分離機の使用
によりめっき液中のスライム量を非常に低い水準まで減
少させることができ、また、フィルター目詰まりによる
頻繁なフィルター交換もしくは逆洗作業を実施する必要
が解消される。こうして、スライムが発生しやすい高酸
化雰囲気に曝露されるめっきシステムにおいてさえ、錫
めっきを長期間連続して好適に実施することができる。

【００１８】

【実施例】図２〜４に示した設備において有機酸として
フェノールスルホン酸を使用する錫めっき液を用いてリ
ン青銅条の錫めっきを行った。めっき液の組成は、フェ
ノールスルホン酸（硫酸換算）：２０ｇ／ｌ、錫塩：５
０ｇ／ｌ、ノニオン系界面活性剤（ＥＮ２５）：１０ｇ
／ｌを含むものであった。めっき液循環槽からめっき液
の一部を２００ｌ／ｍｉｎで抜き出し、溶錫槽のすぐ下
側で９９．９％純度の酸素を１ｍ³ ／ｈｒの流量で吹き
込んだ。溶錫槽においては７ｋｇ／ｃｍ² の圧力の下で
金属錫を溶解した。金属錫を溶解した後のめっき液は遠
心分離機に通した。遠心分離機としては、図５に示した
三菱化工機株式会社製デカンタ・セントリフュージＫＶ
Ｚを使用した。長さ２ｍそしてボウル円筒部直径は４０
０ｍｍであった。回転数は２５００〜２７００ｒｐｍと
した。スライムを含むめっき液は２０〜３０含水率のス
ライムと清澄な分離液とに良好に分離された。

【００１９】遠心分離機を導入する前のフィルター使用
時はスライム濃度（体積比率）が平均０．７％であった
ものが、遠心分離機に切り替えた後には０．１％と８６
％減になった。フィルター使用時に比較して、１コイル
あたりに発生した汚れオシの個数としての異常は発生頻
度で１／２０に激減し、汚れオシを原因としてラインを
停止させた停止時間は１／１７に減少した。

【００２０】

【発明の効果】めっき液中のスライム量を非常に低い水
準まで減少させることで、被めっき材に酸化錫が付着し
て不良品が発生するのを防止する。遠心分離機を導入す
る前のフィルター使用時はスライム濃度（体積比率）が
平均０．７％であったものが、遠心分離機導入後には
０．１％と８６％減になる。メンテナンスフリーで連続
運転可能であるためフィルター使用に伴う弊害を解決す
る。フィルター使用時に比較して、１コイルあたりに発
生した汚れオシの個数としての異常は発生頻度で１／２
０に激減し、汚れオシを原因としてラインを停止させた
停止時間は１／１７に減少した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従い遠心分離機を組み込んだめっきシ
ステムの流れ図である。

【図２】本発明において使用されうるめっきセルの一例
として竪型電解めっき装置の側部断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図４】液シールの詳細図である。

【図５】本発明で使用される遠心分離機の概略説明図で
ある。

【図６】フィルターを使用する従来のめっきシステムの
流れ図である。

【符号の説明】

Ａ めっきセル Ｂ めっき液循環槽 Ｃ 溶錫槽 Ｆ 遠心分離機 ２０ ボウル ２１ モータ ２２ 減速機 ２３ 円筒部 ２４ スクリューコンベア ２５ 円錐部 ２６ 給液管 １ ストリップ ２、２’ コンダクタロール ３、３’ 竪型電極対 ４ 電解槽 ５ デフレクトロール ７ 液シール ８ 連結棒 ９、９’ 電解槽本体 １０ 軸シール １１ シリンダー １２、１２’ 噴流ヘッダー １３ ダムロール １４ 連結体 １５ 回転シール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 錫めっきセルから抜き出された錫めっき
   液中に存在する錫酸化物を遠心分離機により分離するこ
   とを特徴とする錫めっき液からの錫酸化物の除去方法。
2. 【請求項２】 錫めっきセルからのめっき液をめっき液
   循環槽を通して該錫めっきセルに循環する一方、前記め
   っき液循環槽からめっき液の一部を抜き出し、溶錫槽に
   おいて金属錫を溶解せしめ、金属錫を溶解しためっき液
   を遠心分離機にて錫酸化物と分離液とに分離し、該分離
   液を前記めっき液循環槽に戻すことを特徴とする錫めっ
   き液からの錫酸化物の除去方法。
3. 【請求項３】 錫めっきセルが所定の間隔を置いて対向
   して配設した竪型電極対を各収納する一対の電解槽本体
   と、該電解槽本体から流出する電解液を受け取る電解槽
   とを備え、一方の竪型電極対間を垂直方向下方にストリ
   ップを走行させそしてデフレクトロールを経由して他方
   の竪型電極対間を垂直方向上方にストリップを走行させ
   て電解めっきを行なう竪型電解めっき装置である請求項
   １乃至２の方法。