JP2000273700A - 表面処理液の制御方法および表面処理システム - Google Patents
表面処理液の制御方法および表面処理システムInfo
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- JP2000273700A JP2000273700A JP11077141A JP7714199A JP2000273700A JP 2000273700 A JP2000273700 A JP 2000273700A JP 11077141 A JP11077141 A JP 11077141A JP 7714199 A JP7714199 A JP 7714199A JP 2000273700 A JP2000273700 A JP 2000273700A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気的手法によってメッキやメッキ前処理を
施す場合に、メッキ液やメッキ前処理液を適正に管理・
制御するための表面処理液の制御方法および表面処理シ
ステムを提供する。 【解決手段】 表面処理に用いるメッキ液の通電量を計
測しつつ、メッキ処理により減少した金属材の量に相当
する金属塩を該メッキ液に補給するとともに、メッキ処
理の電極として不溶性陽極を用いることを特徴とする表
面処理液の制御方法、並びに、メッキ槽と金属塩を供給
するフィーダーと電極と該メッキ槽内のメッキ液を分析
するメッキ薬品濃度分析装置とを備えており、該メッキ
薬品濃度分析装置によるメッキ液分析データをフィード
バックして、メッキ薬品を補給することを特徴とする表
面処理システム。
施す場合に、メッキ液やメッキ前処理液を適正に管理・
制御するための表面処理液の制御方法および表面処理シ
ステムを提供する。 【解決手段】 表面処理に用いるメッキ液の通電量を計
測しつつ、メッキ処理により減少した金属材の量に相当
する金属塩を該メッキ液に補給するとともに、メッキ処
理の電極として不溶性陽極を用いることを特徴とする表
面処理液の制御方法、並びに、メッキ槽と金属塩を供給
するフィーダーと電極と該メッキ槽内のメッキ液を分析
するメッキ薬品濃度分析装置とを備えており、該メッキ
薬品濃度分析装置によるメッキ液分析データをフィード
バックして、メッキ薬品を補給することを特徴とする表
面処理システム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面処理液の制御
方法および表面処理システムに関する。さらに詳しく
は、電気的手法によってメッキやメッキ前処理を施す場
合に、メッキ液やメッキ前処理液を適正に管理・制御す
るための表面処理液の制御方法および表面処理システム
に関するものである。
方法および表面処理システムに関する。さらに詳しく
は、電気的手法によってメッキやメッキ前処理を施す場
合に、メッキ液やメッキ前処理液を適正に管理・制御す
るための表面処理液の制御方法および表面処理システム
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車用エンジンの軽量化のた
め、アルミ合金製のシリンダブロックが採用されてい
る。この場合、シリンダボアの耐摩耗性を向上させるた
め、シリンダにはニッケルなどの硬質めっきが一般に施
されている。そのメッキ方法としては、ワークを処理液
槽に浸漬させて表面処理を行う方法、あるいは、最近で
は被処理面であるシリンダボアにのみ処理液を導入し
て、高速で流動させながら表面処理を行う方法などがあ
る。上記のうち、処理液をポンプにより被処理面に流動
させる方法は、メッキを高速で行うことが可能であると
ともに、処理液槽などの設備を小型化することができる
点では優れている。ところが、高速で処理する場合に
は、各処理薬品の消費量が著しいため、処理液の濃度管
理が困難になるという問題があった。そこで、表面処理
液の自動管理を行うことが好ましく、例えば特開平７−
２７８８９８号公報記載の方法のように、ニッケルめっ
き液のｐＨを測定して炭酸ニッケルの補給をする方法が
提案されている。
め、アルミ合金製のシリンダブロックが採用されてい
る。この場合、シリンダボアの耐摩耗性を向上させるた
め、シリンダにはニッケルなどの硬質めっきが一般に施
されている。そのメッキ方法としては、ワークを処理液
槽に浸漬させて表面処理を行う方法、あるいは、最近で
は被処理面であるシリンダボアにのみ処理液を導入し
て、高速で流動させながら表面処理を行う方法などがあ
る。上記のうち、処理液をポンプにより被処理面に流動
させる方法は、メッキを高速で行うことが可能であると
ともに、処理液槽などの設備を小型化することができる
点では優れている。ところが、高速で処理する場合に
は、各処理薬品の消費量が著しいため、処理液の濃度管
理が困難になるという問題があった。そこで、表面処理
液の自動管理を行うことが好ましく、例えば特開平７−
２７８８９８号公報記載の方法のように、ニッケルめっ
き液のｐＨを測定して炭酸ニッケルの補給をする方法が
提案されている。
【０００３】例えばニッケルめっきにおいては、メッキ
処理を連続して行うとニッケルの析出に伴い、メッキ液
中のニッケルイオンが減少する。よって、メッキ液中に
はスルファミン酸イオンや硫酸イオン等の酸イオンの相
対濃度が高くなるため、メッキ液のｐＨ値は徐々に低下
してしまう。しかしながら、ｐＨ値の変動は必ずしもニ
ッケルイオン濃度と相関があるわけではなく、図３のグ
ラフに示すように、ｐＨ値の低い領域(例えばｐＨ２程
度)においては、メッキ処理によりニッケルイオンが減
少しているにもかかわらずｐＨ値の変化はほとんど見ら
れない。つまり、低ｐＨ値の領域でメッキを行う場合に
は、ｐＨ値を計測することによるメッキ液の管理は、精
度が低いという問題点があった。
処理を連続して行うとニッケルの析出に伴い、メッキ液
中のニッケルイオンが減少する。よって、メッキ液中に
はスルファミン酸イオンや硫酸イオン等の酸イオンの相
対濃度が高くなるため、メッキ液のｐＨ値は徐々に低下
してしまう。しかしながら、ｐＨ値の変動は必ずしもニ
ッケルイオン濃度と相関があるわけではなく、図３のグ
ラフに示すように、ｐＨ値の低い領域(例えばｐＨ２程
度)においては、メッキ処理によりニッケルイオンが減
少しているにもかかわらずｐＨ値の変化はほとんど見ら
れない。つまり、低ｐＨ値の領域でメッキを行う場合に
は、ｐＨ値を計測することによるメッキ液の管理は、精
度が低いという問題点があった。
【０００４】上記特開平７−２７８８９８号公報記載の
方法で用いられる陽極は、溶解性ニッケルペレットを充
填するため2重パイプ構造となっており、このペレット
がメッキ液中に溶出して、メッキ液中にニッケルが補給
される。このような方法では、陽極構造が複雑なだけで
なく、ニッケルペレットを自動的に補給することが困難
であった。
方法で用いられる陽極は、溶解性ニッケルペレットを充
填するため2重パイプ構造となっており、このペレット
がメッキ液中に溶出して、メッキ液中にニッケルが補給
される。このような方法では、陽極構造が複雑なだけで
なく、ニッケルペレットを自動的に補給することが困難
であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記問
題点に鑑み、高速処理を行うメッキにおいて、低ｐＨ領
域においても精度良く自動計測を行い、かつ、迅速で的
確なニッケル補給が可能となる表面処理液の制御方法お
よびその装置を開発すべく、鋭意検討した。その結果、
本発明者らは、表面処理を行うメッキ液の通電量を計測
しながら、メッキ処理により減少した金属材の量に相当
する金属塩を該メッキ液に補給すること、さらにメッキ
処理用の電極として不溶性陽極を用いることによって、
かかる問題点が解決されることを見い出した。本発明
は、かかる見地より完成されたものである。
題点に鑑み、高速処理を行うメッキにおいて、低ｐＨ領
域においても精度良く自動計測を行い、かつ、迅速で的
確なニッケル補給が可能となる表面処理液の制御方法お
よびその装置を開発すべく、鋭意検討した。その結果、
本発明者らは、表面処理を行うメッキ液の通電量を計測
しながら、メッキ処理により減少した金属材の量に相当
する金属塩を該メッキ液に補給すること、さらにメッキ
処理用の電極として不溶性陽極を用いることによって、
かかる問題点が解決されることを見い出した。本発明
は、かかる見地より完成されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、表
面処理に用いるメッキ液の通電量を計測しつつ、メッキ
処理により減少した金属材の量に相当する金属塩を該メ
ッキ液に補給するとともに、メッキ処理用の電極として
不溶性陽極を用いることを特徴とする表面処理液の制御
方法を提供するものである。本発明の方法では、上記金
属材としてニッケル、金属塩として炭酸ニッケルを用い
ることが好適である。そして、炭酸ニッケルの補給量
は、メッキ液におけるニッケルの析出効率を含めて決定
されることが好ましい。また、本発明は、メッキ槽と、
金属塩を供給するフィーダーと、電極と、該メッキ槽内
のメッキ液を分析するメッキ薬品濃度分析装置とを備え
ており、該メッキ薬品濃度分析装置によるメッキ液分析
データをフィードバックして、メッキ薬品を補給するこ
とを特徴とする表面処理システムを提供するものであ
る。ここで、 上記メッキ薬品の補給に際しては、上記
メッキ薬品濃度分析装置に接続され、かつ、メッキ液通
電量により制御されるメッキ薬品補給装置を用いること
が好適である。
面処理に用いるメッキ液の通電量を計測しつつ、メッキ
処理により減少した金属材の量に相当する金属塩を該メ
ッキ液に補給するとともに、メッキ処理用の電極として
不溶性陽極を用いることを特徴とする表面処理液の制御
方法を提供するものである。本発明の方法では、上記金
属材としてニッケル、金属塩として炭酸ニッケルを用い
ることが好適である。そして、炭酸ニッケルの補給量
は、メッキ液におけるニッケルの析出効率を含めて決定
されることが好ましい。また、本発明は、メッキ槽と、
金属塩を供給するフィーダーと、電極と、該メッキ槽内
のメッキ液を分析するメッキ薬品濃度分析装置とを備え
ており、該メッキ薬品濃度分析装置によるメッキ液分析
データをフィードバックして、メッキ薬品を補給するこ
とを特徴とする表面処理システムを提供するものであ
る。ここで、 上記メッキ薬品の補給に際しては、上記
メッキ薬品濃度分析装置に接続され、かつ、メッキ液通
電量により制御されるメッキ薬品補給装置を用いること
が好適である。
【０００７】本発明では、高速処理を行うメッキにおい
て、低ｐＨ領域においても精度良く自動計測を行い、か
つ、ニッケル補給が可能である。本発明によれば、メッ
キ通電量の自動計測により、ニッケル減少量が正確に計
測可能であり、低ｐＨ領域でも運転が可能である。ま
た、不溶性陽極を用いることによって、ニッケルペレッ
トの補給が不要であり、流路が広くなり、流量を多くで
きる。また、本発明によれば、リアルタイムで不足薬品
を補給できるため、メッキ液管理精度が著しく向上する
とともに、ニッケルイオン濃度のコントロール精度を高
めることができる。以下、本発明について、詳細に説明
する。
て、低ｐＨ領域においても精度良く自動計測を行い、か
つ、ニッケル補給が可能である。本発明によれば、メッ
キ通電量の自動計測により、ニッケル減少量が正確に計
測可能であり、低ｐＨ領域でも運転が可能である。ま
た、不溶性陽極を用いることによって、ニッケルペレッ
トの補給が不要であり、流路が広くなり、流量を多くで
きる。また、本発明によれば、リアルタイムで不足薬品
を補給できるため、メッキ液管理精度が著しく向上する
とともに、ニッケルイオン濃度のコントロール精度を高
めることができる。以下、本発明について、詳細に説明
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、ニ
ッケルメッキを一例として詳細に説明する。メッキ処理
することによって減少したニッケルの補給方法として、
炭酸ニッケル粉末をメッキ液へ溶解させる方法がある。
この炭酸ニッケルは、メッキ液に溶解すると炭酸ガスが
放出され、ニッケルイオンのみがメッキ液に供給される
ので、他のニッケル塩に比べてメッキ液組成の変質や不
純物イオンの混入が少ないという利点がある。
ッケルメッキを一例として詳細に説明する。メッキ処理
することによって減少したニッケルの補給方法として、
炭酸ニッケル粉末をメッキ液へ溶解させる方法がある。
この炭酸ニッケルは、メッキ液に溶解すると炭酸ガスが
放出され、ニッケルイオンのみがメッキ液に供給される
ので、他のニッケル塩に比べてメッキ液組成の変質や不
純物イオンの混入が少ないという利点がある。
【０００９】ここで、炭酸ニッケルはその溶解度が低い
ため、ニッケルイオン補給を十分に行うには、メッキ液
のｐHが低い領域で処理を行う必要がある。すなわち、
メッキ処理を連続して行うと、メッキ液中のニッケルイ
オンが減少するとともにスルファミン酸イオンや硫酸イ
オンなどの酸イオンの相対濃度が高くなるために、メッ
キ液のｐH値は次第に低下してくる。一方、図３のグラ
フに示すようにpHの低い領域においては、メッキするこ
とによるｐHの変動が極めて小さいため、通常のｐH測定
法ではメッキ液の自動管理は困難である。また、炭酸ニ
ッケルをメッキ液に溶解させた場合、ｐＨの変動にはタ
イムラグが生じる。図４のグラフには、ｐＨ1.51のめっ
き液2リットルに炭酸ニッケル120gを投入した際のメッ
キ液のｐＨ変動を示した。図４から明らかなように、炭
酸ニッケル投入後、ｐＨ変動が安定するまでには２０分
以上かかってしまい、被メッキ物であるワーク（例えば
シリンダブロック等）を高速メッキで連続処理するに
は、ｐＨモニタリングによる自動管理システムは適して
いない。
ため、ニッケルイオン補給を十分に行うには、メッキ液
のｐHが低い領域で処理を行う必要がある。すなわち、
メッキ処理を連続して行うと、メッキ液中のニッケルイ
オンが減少するとともにスルファミン酸イオンや硫酸イ
オンなどの酸イオンの相対濃度が高くなるために、メッ
キ液のｐH値は次第に低下してくる。一方、図３のグラ
フに示すようにpHの低い領域においては、メッキするこ
とによるｐHの変動が極めて小さいため、通常のｐH測定
法ではメッキ液の自動管理は困難である。また、炭酸ニ
ッケルをメッキ液に溶解させた場合、ｐＨの変動にはタ
イムラグが生じる。図４のグラフには、ｐＨ1.51のめっ
き液2リットルに炭酸ニッケル120gを投入した際のメッ
キ液のｐＨ変動を示した。図４から明らかなように、炭
酸ニッケル投入後、ｐＨ変動が安定するまでには２０分
以上かかってしまい、被メッキ物であるワーク（例えば
シリンダブロック等）を高速メッキで連続処理するに
は、ｐＨモニタリングによる自動管理システムは適して
いない。
【００１０】本発明の制御方法では、メッキ電源の通電
量をモニタリングし、積算通電量から算出した理論ニッ
ケル量を炭酸ニッケル粉末としてメッキ液に補給する。
これにより、低ｐＨ領域においてもニッケルイオンの減
少量を正確に計測できるため、炭酸ニッケル粉末の溶解
性の良好な低ｐＨ領域におけるメッキ処理が可能とな
る。一般に、メッキ処理方法は、電気メッキと無電解メ
ッキとに分けられる。電気的手法によりニッケルなどの
メッキ処理を行う場合、メッキにより消費されるイオン
の補給には溶解性ペレットが用いられる。この方法で
は、陽極内に充填されているニッケルペレットが、通電
によってメッキ液中にイオンとして溶出することでメッ
キ液中のニッケルが補われるようになっている。
量をモニタリングし、積算通電量から算出した理論ニッ
ケル量を炭酸ニッケル粉末としてメッキ液に補給する。
これにより、低ｐＨ領域においてもニッケルイオンの減
少量を正確に計測できるため、炭酸ニッケル粉末の溶解
性の良好な低ｐＨ領域におけるメッキ処理が可能とな
る。一般に、メッキ処理方法は、電気メッキと無電解メ
ッキとに分けられる。電気的手法によりニッケルなどの
メッキ処理を行う場合、メッキにより消費されるイオン
の補給には溶解性ペレットが用いられる。この方法で
は、陽極内に充填されているニッケルペレットが、通電
によってメッキ液中にイオンとして溶出することでメッ
キ液中のニッケルが補われるようになっている。
【００１１】ニッケルペレットは表面が不導体化する場
合があり、そのような場合にはニッケルイオンの溶出が
起こらず、メッキ液中のニッケルイオン濃度が減少する
不具合が生じる。また、陽極内へペレットを供給する必
要があり、自動化ラインにはペレット補給装置を組み込
まねばならず、装置が複雑でコストアップとなってしま
う。特にシリンダブロックのボア内へめっき液を流動さ
せて高速メッキを行う際には、陽極がメッキ液の流入ま
たは流出路となっている。この陽極内に、ニッケルペレ
ットを充填させる構造にすると、メッキ液流路が狭くな
ってしまうため、メッキ液の流量が少なくなるので高速
メッキに好ましくない。このようなことから、本発明に
おいては、陽極は単純なパイプ形状の不溶性陽極を用い
る。陽極材質は特に限定されることなく、通常用いられ
る材料を用いることができるが、具体的には、例えばス
テンレスやチタン等の材質を使用すれば良く、さらに、
その表面に導電性を向上させるために白金めっき等を施
すことがより好ましい。以下、本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施の形態によって何ら限定
されるものではない。
合があり、そのような場合にはニッケルイオンの溶出が
起こらず、メッキ液中のニッケルイオン濃度が減少する
不具合が生じる。また、陽極内へペレットを供給する必
要があり、自動化ラインにはペレット補給装置を組み込
まねばならず、装置が複雑でコストアップとなってしま
う。特にシリンダブロックのボア内へめっき液を流動さ
せて高速メッキを行う際には、陽極がメッキ液の流入ま
たは流出路となっている。この陽極内に、ニッケルペレ
ットを充填させる構造にすると、メッキ液流路が狭くな
ってしまうため、メッキ液の流量が少なくなるので高速
メッキに好ましくない。このようなことから、本発明に
おいては、陽極は単純なパイプ形状の不溶性陽極を用い
る。陽極材質は特に限定されることなく、通常用いられ
る材料を用いることができるが、具体的には、例えばス
テンレスやチタン等の材質を使用すれば良く、さらに、
その表面に導電性を向上させるために白金めっき等を施
すことがより好ましい。以下、本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施の形態によって何ら限定
されるものではない。
【００１２】実施の形態（その１） 図１に、本発明の制御方法を用いるメッキ処理システム
の一例の概略図を示す。被めっき物であるワーク１(シ
リンダブロック等)は、ワーク支持台２上へ載置され、
上部からエアシリンダーなどによって駆動するシール治
具１７を抑圧することで、シールおよび固定される。メ
ッキ液はメッキ槽７からポンプ５により圧送され、メッ
キ液導入管４，更に流路を兼ねてパイプ形状とした電極
３を経由して、被処理物であるシリンダボア内まで運ば
れる。シリンダボアを通ったメッキ液は、ワーク支持台
２内を通過してメッキ液導出管６から補給槽８へ戻され
る。
の一例の概略図を示す。被めっき物であるワーク１(シ
リンダブロック等)は、ワーク支持台２上へ載置され、
上部からエアシリンダーなどによって駆動するシール治
具１７を抑圧することで、シールおよび固定される。メ
ッキ液はメッキ槽７からポンプ５により圧送され、メッ
キ液導入管４，更に流路を兼ねてパイプ形状とした電極
３を経由して、被処理物であるシリンダボア内まで運ば
れる。シリンダボアを通ったメッキ液は、ワーク支持台
２内を通過してメッキ液導出管６から補給槽８へ戻され
る。
【００１３】補給槽８はメッキ槽７と連通しており、オ
ーバーフローまたは循環ポンプ（図示せず）によってメ
ッキ槽７および補給槽８内のメッキ液が混合される構造
となっている。この補給槽８は必要に応じて使用すれば
よく、補給槽８を用いずメッキ槽７のみからなる構造で
もよい。ワーク１および電極３は、リード線１０により
電源９に連結されている。メッキの場合は、ワーク１を
−極、電極３を＋極へそれぞれ接続する。陽極酸化や電
解エッチングの前処理をする場合は、ワーク１を＋極、
電極３を−極へそれぞれ接続する。電源９からの通電量
の信号は、入力ケーブル１４(ＢＮＣコード等)を通して
アナログ／デジタルコンバータ１２へ入力され、デジタ
ル値に変換された後に制御コンピュータ１３へ取り込ま
れる。制御コンピュータ１３では、一定時間の積算通電
量を計測し、この積算通電量（電流値）から炭酸ニッケ
ル補給量を算出する。算出された炭酸ニッケル補給量
は、出力ケーブル１５（ＲＳ−２３２Ｃ等)からフィー
ダ１１へ転送される。フィーダ１１では、転送されたデ
ータに基づいて炭酸ニッケル粉末を補給槽８へ供給す
る。補給槽８には炭酸ニッケル粉末の溶解を促進させる
ために、撹拌プロペラ１６を設置すると効果的である。
ーバーフローまたは循環ポンプ（図示せず）によってメ
ッキ槽７および補給槽８内のメッキ液が混合される構造
となっている。この補給槽８は必要に応じて使用すれば
よく、補給槽８を用いずメッキ槽７のみからなる構造で
もよい。ワーク１および電極３は、リード線１０により
電源９に連結されている。メッキの場合は、ワーク１を
−極、電極３を＋極へそれぞれ接続する。陽極酸化や電
解エッチングの前処理をする場合は、ワーク１を＋極、
電極３を−極へそれぞれ接続する。電源９からの通電量
の信号は、入力ケーブル１４(ＢＮＣコード等)を通して
アナログ／デジタルコンバータ１２へ入力され、デジタ
ル値に変換された後に制御コンピュータ１３へ取り込ま
れる。制御コンピュータ１３では、一定時間の積算通電
量を計測し、この積算通電量（電流値）から炭酸ニッケ
ル補給量を算出する。算出された炭酸ニッケル補給量
は、出力ケーブル１５（ＲＳ−２３２Ｃ等)からフィー
ダ１１へ転送される。フィーダ１１では、転送されたデ
ータに基づいて炭酸ニッケル粉末を補給槽８へ供給す
る。補給槽８には炭酸ニッケル粉末の溶解を促進させる
ために、撹拌プロペラ１６を設置すると効果的である。
【００１４】ここで、本処理システムにおいて実行され
るコンピュータプログラムを、図2にフロー図として示
す。システムの立ち上げを行うと、まずフィーダが初期
設定される。これによりフィーダがマニュアル操作から
コンピュータによるリモート操作状態に設定され、制御
コンピュータ１３からの命令待ち状態になる。次いで、
電源からの通電量信号の入力を開始する。メッキスター
トまでは、通電量ゼロが入力される。電源には、ワーク
１に流れている電流値を表示すると同時に、電流値に対
応する電圧信号出力を行うメータが設置されている。例
えば、電流値０〜１０００Ａを０〜１Ｖへ換算して出力
する場合、コンピュータが０．３５０Ｖの入力信号を得
たときには、実際のワークには３５０Ａの電流が流れて
いることになる。
るコンピュータプログラムを、図2にフロー図として示
す。システムの立ち上げを行うと、まずフィーダが初期
設定される。これによりフィーダがマニュアル操作から
コンピュータによるリモート操作状態に設定され、制御
コンピュータ１３からの命令待ち状態になる。次いで、
電源からの通電量信号の入力を開始する。メッキスター
トまでは、通電量ゼロが入力される。電源には、ワーク
１に流れている電流値を表示すると同時に、電流値に対
応する電圧信号出力を行うメータが設置されている。例
えば、電流値０〜１０００Ａを０〜１Ｖへ換算して出力
する場合、コンピュータが０．３５０Ｖの入力信号を得
たときには、実際のワークには３５０Ａの電流が流れて
いることになる。
【００１５】そして、メッキを開始する。それと同時
に、通電量がコンピュータ１３のメモリーへ積算されて
いく。電流値入力信号のサンプリングは、できるだけ頻
繁に行うの方が好ましく、例えば約１秒間隔程度が良
い。そしてコンピュータの内部クロックの割込み時間に
なるまで、ルーチンＡの積算を繰り返す。クロック割込
み時間はあらかじめ設定しておくが、１分以内が良い。
クロック割込み時間になると、炭酸ニッケル粉末補給の
ルーチンＢへと移行する。前回の割り込みから今回の割
り込みまでの積算通電量より、炭酸ニッケル粉末の補給
量を計算する。例えばニッケルめっきの場合、下式
（１）の反応でニッケルが析出する。
に、通電量がコンピュータ１３のメモリーへ積算されて
いく。電流値入力信号のサンプリングは、できるだけ頻
繁に行うの方が好ましく、例えば約１秒間隔程度が良
い。そしてコンピュータの内部クロックの割込み時間に
なるまで、ルーチンＡの積算を繰り返す。クロック割込
み時間はあらかじめ設定しておくが、１分以内が良い。
クロック割込み時間になると、炭酸ニッケル粉末補給の
ルーチンＢへと移行する。前回の割り込みから今回の割
り込みまでの積算通電量より、炭酸ニッケル粉末の補給
量を計算する。例えばニッケルめっきの場合、下式
（１）の反応でニッケルが析出する。
【００１６】
【化１】 すなわち、
【００１７】
【数１】
【００１８】の通電量で、ニッケル1モル（58.7g）が析
出することになる。つまり1A・min.あたりでは、58.7／
3217によりO.01825ｇのニッケル補給が必要とされる。
例えば、350A・min.の通電量があり、金属ニッケル含有
量40%の炭酸ニッケルを補給する場合、
出することになる。つまり1A・min.あたりでは、58.7／
3217によりO.01825ｇのニッケル補給が必要とされる。
例えば、350A・min.の通電量があり、金属ニッケル含有
量40%の炭酸ニッケルを補給する場合、
【００１９】
【数２】
【００２０】により、１６．０ｇの炭酸ニッケルをフィ
ーダから補給すればよいことになる。また、不溶性陽極
を用いた際のニッケルめっきにおける各電極表面の反応
は、ワークである陰極では下式（２）、陽極では下式
（３）のようになる。
ーダから補給すればよいことになる。また、不溶性陽極
を用いた際のニッケルめっきにおける各電極表面の反応
は、ワークである陰極では下式（２）、陽極では下式
（３）のようになる。
【００２１】
【化２】
【００２２】そして、低ｐＨ領域のメッキでは、ワーク
である陰極における副反応として下式（４）の反応が起
きる。
である陰極における副反応として下式（４）の反応が起
きる。
【化３】
【００２３】上記（４）式の反応によりニッケル析出効
率が下がるとともに、水素イオンが消費されるためにｐ
Ｈの減少が抑制される。メッキ液のｐＨが低い程、ニッ
ケル析出効率は下がる傾向にある。実際の炭酸ニッケル
の補給においては、このニッケル析出効率を加味する必
要があり、予め制御コンピュータ１３にインプットして
おき、その都度計算する。上記補給例において、例えば
ｐＨ４．０，ニッケル析出効率９７％の場合には、１
６．０ｇに０．９７を掛けた１５．５ｇの炭酸ニッケル
を補給すればよく、例えばｐＨ２．５，ニッケル析出効
率７８％の場合には、１６．０ｇに０．７８を掛けた１
２．５ｇの炭酸ニッケルを補給すればよい。
率が下がるとともに、水素イオンが消費されるためにｐ
Ｈの減少が抑制される。メッキ液のｐＨが低い程、ニッ
ケル析出効率は下がる傾向にある。実際の炭酸ニッケル
の補給においては、このニッケル析出効率を加味する必
要があり、予め制御コンピュータ１３にインプットして
おき、その都度計算する。上記補給例において、例えば
ｐＨ４．０，ニッケル析出効率９７％の場合には、１
６．０ｇに０．９７を掛けた１５．５ｇの炭酸ニッケル
を補給すればよく、例えばｐＨ２．５，ニッケル析出効
率７８％の場合には、１６．０ｇに０．７８を掛けた１
２．５ｇの炭酸ニッケルを補給すればよい。
【００２４】実施の形態（その２） また、本発明による制御精度を高めるために、メッキ薬
品濃度分析装置およびメッキ薬品補給装置を処理システ
ムに導入することもできる。メッキ処理による生産時
に、ワークに付着したメッキ液が持ち出されることで、
メッキ薬品濃度が減少する。また、特に電極近傍などで
ｐＨが極端に低くなると、スルファミン酸イオンがアン
モニウムイオンと硫酸イオンとに分解してしまうといっ
た分解反応などの劣化によってもメッキ薬品濃度が減少
する場合がある。そこで、メッキ薬品濃度分析およびメ
ッキ薬品補給装置を設けることが好ましく、以下、図1
に基づいて説明する。
品濃度分析装置およびメッキ薬品補給装置を処理システ
ムに導入することもできる。メッキ処理による生産時
に、ワークに付着したメッキ液が持ち出されることで、
メッキ薬品濃度が減少する。また、特に電極近傍などで
ｐＨが極端に低くなると、スルファミン酸イオンがアン
モニウムイオンと硫酸イオンとに分解してしまうといっ
た分解反応などの劣化によってもメッキ薬品濃度が減少
する場合がある。そこで、メッキ薬品濃度分析およびメ
ッキ薬品補給装置を設けることが好ましく、以下、図1
に基づいて説明する。
【００２５】先ず、メッキ液サンプリング管１８を通し
て、メッキ槽７からメッキ液をサンプリングする。キャ
ピラリー電気泳動装置などの薬品濃度分析装置１９で各
メッキ薬品濃度を分析後、その分析結果を制御コンピュ
ータ１３にフィードバックして補給量を求め、薬品補給
装置から所定量のメッキ薬品を補給槽８又はメッキ槽７
へ補給する。補給する薬品は、スルファミン酸、硫酸、
ホウ酸およびメッキ添加剤であるサッカリンナトリウム
や次亜リン酸などである。スルファミン酸、硫酸および
ホウ酸などをメッキ液へ添加すると、メッキ液のｐＨが
大幅に低下するが、従来のｐＨモニタリングによる自動
管理システムでは、メッキ薬品補給によるｐＨ低下とニ
ッケルイオン析出反応（ニッケルイオンの減少）による
ｐＨ低下を識別できないといった不具合が生じ得る。そ
の点、本実施の形態における通電量モニタリングによる
管理システムにおいては、メッキ薬品添加の影響は全く
受けないので、高精度の自動管理・補給を行うことがで
きる。
て、メッキ槽７からメッキ液をサンプリングする。キャ
ピラリー電気泳動装置などの薬品濃度分析装置１９で各
メッキ薬品濃度を分析後、その分析結果を制御コンピュ
ータ１３にフィードバックして補給量を求め、薬品補給
装置から所定量のメッキ薬品を補給槽８又はメッキ槽７
へ補給する。補給する薬品は、スルファミン酸、硫酸、
ホウ酸およびメッキ添加剤であるサッカリンナトリウム
や次亜リン酸などである。スルファミン酸、硫酸および
ホウ酸などをメッキ液へ添加すると、メッキ液のｐＨが
大幅に低下するが、従来のｐＨモニタリングによる自動
管理システムでは、メッキ薬品補給によるｐＨ低下とニ
ッケルイオン析出反応（ニッケルイオンの減少）による
ｐＨ低下を識別できないといった不具合が生じ得る。そ
の点、本実施の形態における通電量モニタリングによる
管理システムにおいては、メッキ薬品添加の影響は全く
受けないので、高精度の自動管理・補給を行うことがで
きる。
【００２６】
【発明の効果】本発明では、メッキ通電量の自動計測に
より、ニッケル減少量が正確に計測可能であり、低ｐＨ
領域でも運転が可能である。また、不溶性陽極を用いる
ことによって、ニッケルペレットの補給が不要であり、
流路が広くなり、流量を多くできる。また、本発明によ
れば、リアルタイムで不足薬品を補給できるため、メッ
キ液管理精度が著しく向上する。さらに、本発明によれ
ば、ニッケルイオン濃度のコントロール精度を高めるこ
とができる。
より、ニッケル減少量が正確に計測可能であり、低ｐＨ
領域でも運転が可能である。また、不溶性陽極を用いる
ことによって、ニッケルペレットの補給が不要であり、
流路が広くなり、流量を多くできる。また、本発明によ
れば、リアルタイムで不足薬品を補給できるため、メッ
キ液管理精度が著しく向上する。さらに、本発明によれ
ば、ニッケルイオン濃度のコントロール精度を高めるこ
とができる。
【図１】図１は、本発明の制御方法を用いるメッキ処理
システムの一例を示す概略図である。
システムの一例を示す概略図である。
【図２】図２は、本処理システムにおいて実行されるコ
ンピュータプログラムの一例を示すフロー図である。
ンピュータプログラムの一例を示すフロー図である。
【図３】図３は、１９５リットルの浴で３７０Ａにてメ
ッキした場合のメッキ時間に対するｐＨの変化をプロッ
トしたグラフである。
ッキした場合のメッキ時間に対するｐＨの変化をプロッ
トしたグラフである。
【図４】図４は、ｐＨ１．５１のめっき液２リットルに
炭酸ニッケル１２０ｇを投入した際のメッキ液のｐＨ変
動を示したグラフである。
炭酸ニッケル１２０ｇを投入した際のメッキ液のｐＨ変
動を示したグラフである。
１ ワーク ２ ワーク支持台 ３ 電極 ４ メッキ液導入管 ５ ポンプ ６ メッキ液導出管 ７ メッキ槽 ８ 補給槽 ９ 電源 １０ リード線 １１ フィーダー １２ アナログ／デジタルコンバーター １３ コンピューター １４ 入力ケーブル １５ 出力ケーブル １６ 撹拌プロペラ １７ シール治具 １８ メッキ液サンプリング管 １９ 薬品濃度分析装置（ｐＨ分析含む） ２０ 薬品補給装置 ２１ 薬品補給管 Ａ ルーチンＡ Ｂ ルーチンＢ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 徹也 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 Ｆターム(参考） 4K023 AA12
Claims (5)
- 【請求項１】 表面処理に用いるメッキ液の通電量を計
測しつつ、メッキ処理により減少した金属材の量に相当
する金属塩を該メッキ液に補給するとともに、メッキ処
理の電極として不溶性陽極を用いることを特徴とする表
面処理液の制御方法。 - 【請求項２】 上記金属材がニッケルであり、上記金属
塩として炭酸ニッケルを用いることを特徴とする請求項
１記載の表面処理液の制御方法。 - 【請求項３】 上記炭酸ニッケルの補給量が、メッキ液
におけるニッケルの析出効率を含めて決定されることを
特徴とする請求項２記載の表面処理液の制御方法。 - 【請求項４】 メッキ槽と、金属塩を供給するフィーダ
ーと、電極と、該メッキ槽内のメッキ液を分析するメッ
キ薬品濃度分析装置とを備えており、該メッキ薬品濃度
分析装置によるメッキ液分析データをフィードバックし
て、メッキ薬品を補給することを特徴とする表面処理シ
ステム。 - 【請求項５】 上記表面処理システムにおけるメッキ薬
品の補給に際し、上記メッキ薬品濃度分析装置に接続さ
れ、かつ、メッキ液通電量により制御されるメッキ薬品
補給装置を用いることを特徴とする請求項４記載の表面
処理システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11077141A JP2000273700A (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 表面処理液の制御方法および表面処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11077141A JP2000273700A (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 表面処理液の制御方法および表面処理システム |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008229648A Division JP2008291368A (ja) | 2008-09-08 | 2008-09-08 | 表面処理液の制御方法および表面処理システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000273700A true JP2000273700A (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=13625535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11077141A Pending JP2000273700A (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 表面処理液の制御方法および表面処理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000273700A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234382A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-31 | Memory Tec Kk | ニッケル電鋳方法及び装置 |
| JP2006324094A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用膜の製造方法及び固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法 |
| WO2014038401A1 (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | ヤマハ発動機株式会社 | 鉄めっき装置 |
| CN109537037A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-29 | 厦门建霖健康家居股份有限公司 | 一种加药的装置和加药方法 |
| JP2020193383A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 長野県 | 電気ニッケルめっき液中の添加剤濃度推定方法 |
-
1999
- 1999-03-23 JP JP11077141A patent/JP2000273700A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234382A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-31 | Memory Tec Kk | ニッケル電鋳方法及び装置 |
| JP2006324094A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用膜の製造方法及び固体高分子形燃料電池用膜電極接合体の製造方法 |
| WO2014038401A1 (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | ヤマハ発動機株式会社 | 鉄めっき装置 |
| JP2014051722A (ja) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Yamaha Motor Co Ltd | 鉄めっき装置 |
| CN109537037A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-29 | 厦门建霖健康家居股份有限公司 | 一种加药的装置和加药方法 |
| JP2020193383A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 長野県 | 電気ニッケルめっき液中の添加剤濃度推定方法 |
| JP7291911B2 (ja) | 2019-05-30 | 2023-06-16 | 長野県 | 電気ニッケルめっき液中の添加剤濃度推定方法 |
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