JP2010100920A - ダミーメディアのリサイクル方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的にダミーメディアを再生することができるダミーメディアのリサイクル方法を提供すること。
【解決手段】バレル容器６ａを準備する。バレル容器６ａ内に陽極２０ａを配置する。バレル容器６ａ内に使用済のダミーメディア１０を投入する。バレル容器６ａ内の陽極２０ａおよびダミーメディア１０を、電解液１４ａに浸す。ダミーメディア１０の表面に形成されためっき層９ａを電解液１４ａに溶出させて除去し、ダミーメディア１０を再利用する。
【選択図】図４

Description

本発明は、バレルめっき法に用いられるダミーメディアをリサイクルする方法に関する。

一般的にバレルめっき方法において、被めっき物に対してまんべんなく均等に電流を流し、めっき効率を向上させたり、めっき厚のバラツキを少なくすることを目的として、導電性ダミーメディアを被めっき物とともにバレル内に投入している（たとえば特許文献１参照）。

しかしながら、このダミーメディアを繰り返し使用していると、ダミーメディア表面にめっき層が形成され、最適化されていたダミーメディアの外径や比重が変化することがある。このような場合には、バレル内で被めっき物と分離する傾向が大きくなり、めっき効率が低下したり、めっき層のバラツキが大きくなる等の問題が生じる。

そのため、ダミーメディアの外径や比重が、許容範囲を超えて変化した場合には、従来では、廃棄処理されていた。ダミーメディアは、必ずしも安価なものではなく、効率的にダミーメディアを再生する方法が求められていた。
特開昭６１−１５９９９号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、効率的にダミーメディアを再生することができるダミーメディアのリサイクル方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るダミーメディアのリサイクル方法は、
バレル容器を準備する工程と、
前記バレル容器内に陽極を配置する工程と、
前記バレル容器内に使用済のダミーメディアを投入する工程と、
前記バレル容器内の前記陽極および前記ダミーメディアを、電解液に浸す工程と、
前記ダミーメディアの表面に形成されためっき層を前記電解液に溶出させる工程と、を有する。

バレル容器内の陽極およびダミーメディアを、電解液に浸すことで、ダミーメディアの表面に形成されためっき層を電解液に電気化学的に溶出させることが可能になる。すなわち、本発明の方法では、たとえば酸などを用いてめっき層を溶解させる方法に比較して、多量に素早くめっき層を電解液に溶出させることができる。

また、酸などを用いる方法では、金属イオンを含む酸性処理液が廃棄物となるが、本発明の方法では、電解液を介して陰極にめっき成分が戻るので、廃棄処理も容易である。したがって、本発明の方法では、効率的にダミーメディアを再生することが可能になる。

好ましくは、前記バレル容器内には、前記ダミーメディアと共に、溶出促進用メディアを入れる。溶出促進用メディアをバレル容器内に入れることで、さらに効率的に、ダミーメディアの表面に形成されためっき層を電解液に溶出させることができる。

前記溶出促進用メディアの材質や大きさは、特に限定されないが、たとえばダミーメディアの材質を変えることで、バレル容器から取り出された後で、磁力を用いて選別されることができる。あるいは、溶出促進用メディアの大きさや形状を、ダミーメディアに対して変化させることで、より効率的に、ダミーメディアのめっき層の溶出が可能になると共に、バレル容器から取り出された後での選別も容易になる。

好ましくは、前記バレル容器を電解液が貯留されためっき液槽の内部で回転させながら、前記陽極に正電圧を印加し、前記ダミーメディアの表面に形成されためっき層を前記電解液に溶出させる。このような方法を用いることで、効率的にダミーメディアの表面からめっき層を電解液に溶出させ、一度に多量のダミーメディアの再生が可能になる。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１はバレルめっき方法を説明する概略図、
図２（Ａ）は図１に示すめっき方法によりめっきされる電子部品の一例を示す側面図、図２（Ｂ）は図１に示すバレル容器内に電子部品と共に収容されるダミーメディアの一例を示す側面図、
図３（Ａ）はリサイクル前のダミーメディアの断面図、図３（Ｂ）はリサイクル後のダミーメディアの断面図、
図４は本発明の一実施形態に係るダミーメディアのリサイクル方法を示す概略図である。

まず、図１に基づき、バレルめっき方法に使用されるバレルめっき装置２を説明する。このバレルめっき装置２は、めっき液１４が貯留されためっき浴槽４内にバレル容器６およびアノード電極（陽極）２０が配置された構造を有する。バレル容器６は、例えば中心部に回転軸１６を有する多角（たとえば六角や八角）筒状に形成されており、めっき浴槽４内に横向きに配置されている。

このバレル容器６の回転軸１６は、めっき浴槽４を貫通して回転自在に支持されており、この回転軸１６が図示しないモータにより回転駆動されることにより、めっき浴槽２内に横向きに配置されたバレル容器６がめっき液１４中で回転するように構成されている。

このようなバレル容器６内には、陰極としてのカソード電極１２（例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）製または銅（Ｃｕ）製のバー）が挿入されていると共に、めっき対象物である複数の電子部品８が多数のダミーメディア１０と共に収容されている。ここで、図２（Ａ）に示すように、電子部品８の端子電極９にニッケル（Ｎｉ）をめっきする場合、図１に示すダミーメディア１０としては、めっき用金属と同じ材質の例えばニッケル球を使用する。また、アノード電極２０としては、ダミーメディア１０と同様なニッケル球から成るめっき膜供給源２２をメッシュ状の金属バスケット、例えばチタン（Ｔｉ）製のバスケット２４に収容したものを使用する。

このようなバレルめっき装置２を使用するバレルめっき方法では、バレル容器６を回転軸１６廻りに回転させると、バレル容器６内に収容された複数の電子部品８が多数のダミーメディア１０と共にめっき液１４で攪拌される。そして、電源３０からアノード電極２０には正電圧を印加し、カソード電極１２には負電圧を印加し、アノード電極２０とカソード電極１２との間に電流を流す。その結果、複数の電子部品８が多数のダミーメディア１０を介してカソード電極１２に導通される。

そのため、アノード電極２０のバスケット２４に収容されたメッキ膜供給源２２のニッケル球からめっき液１４中に溶解したニッケルイオンが各電子部品８の表面で還元作用を受けるようになり、各電子部品８の端子電極９の表面に均一な肉厚でニッケル（Ｎｉ）皮膜が形成される。

このようなバレルめっき装置２を使用する複数の電子部品８の端子電極９に対するニッケル（Ｎｉ）めっき処理は、バレル容器６内の電子部品８を交換して繰り返される。そして、この繰り返し作業において、バレル容器６内の多数のダミーメディア１０の表面には、図３（Ａ）に示すように、めっき用金属であるニッケル（Ｎｉ）が析出してめっき層９ａが形成され、その厚みｔ０が次第に肥大化してゆく。めっき層９ａの厚みｔ０が肥大化すると、最適化されていたダミーメディア１０の外径Ｄ０や比重が変化し、めっき処理に悪影響を与えるおそれがある。

本実施形態では、繰り返し作業によりめっき層９ａの厚みｔ０が肥大化した多数のダミーメディア１０を廃棄処分せずに、下述するリサイクル処理を行う。次に、本発明の一実施形態に係るダミーメディアのリサイクル方法について説明する。

図４に示すように、本発明の一実施形態に係るリサイクル装置２ａは、電解槽４ａを有する。電解槽４ａには、電解液１４ａが貯留してある。図４に示す電解液１４ａは、図１に示すめっき液１４と同じ成分でも良いが、異なっていても良い。電解液としては、たとえば希硝酸、希硫酸、希アルカリ（ＮａＯＨ）、希釈めっき液を用いることができる。

電解槽４ａの電解液１４ａ中には、リサイクル用バレル容器６ａと、カソード電極１２ａとを浸漬させる。カソード電極１２ａは、電源３０ａの負電圧端子に接続される。このカソード電極１２ａは、図１に示すアノード電極２０と同様に、めっき膜供給源２２ａをメッシュ状の金属バスケット、例えばチタン（Ｔｉ）製のバスケット２４ａに収容したものであっても良い。あるいは、このカソード電極１２ａは、図１に示すカソード電極１２と同様に、プレート状であっても良い。

リサイクル用バレル容器６ａの内部には、図３（Ａ）に示す使用済のめっき膜９ａが形成されたダミーメディア１０のみを多数収容する。このようなバレル容器６内には、ダミーメディア１０に接触するように、アノード電極２０ａが収容されている。このアノード電極２０ａは、電源３０ａの正極端子に接続される。

このアノード電極２０ａは、図１に示すカソード電極１２と同様に、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）製または銅（Ｃｕ）製のバーで構成してある。ただし、カソード電極１２ａの内部に、めっき膜供給源２２ａを用いる場合には、アノード電極２０ａは、めっき膜供給源２２ａと同じ材料で構成することが好ましい。アノード電極２０ａが、ダミーメディア１０のめっき膜９ａと同様に、電解液１４ａに溶出し、めっき膜供給源２２ａの表面に析出するからである。

リサイクル用バレル容器６ａの回転軸１６ａは、図１に示す回転軸１６と同様な構成を有し、この回転軸１６ａが図示しないモータにより回転駆動されることにより、電解槽２ａ内に横向きに配置されたバレル容器６ａが電解液１４ａ中で回転するように構成されている。バレル容器６ａの回転速度は、特に限定されないが、好ましくは３〜２５である。

このようなリサイクル装置２ａを使用するリサイクル方法では、バレル容器６ａを回転軸１６ａ廻りに回転させると、バレル容器６ａ内に収容されたダミーメディア１０は、アノード電極２０ａに接触しながら、電解液１４ａ中で攪拌される。そして、電源３０ａからアノード電極２０ａには正電圧を印加し、カソード電極１２ａには負電圧を印加し、アノード電極２０ａとカソード電極１２ａとの間に電流を流す。その結果、多数のダミーメディア１０がアノード電極２０ａに導通される。

そのため、アノード電極２０ａに導通しているダミーメディア１０の表面に形成してあるめっき膜９ａが、電解液１４ａ中に溶出し、電解液に溶解しためっき膜１４ａの成分は、めっき膜供給源２２ａの表面に析出する。ダミーメディア１０の表面に形成してあるめっき膜９ａが、ニッケル膜である場合には、ニッケル球であるめっき膜供給源２２ａの表面に、ニッケル成分が析出する。

図３（Ａ）に示すダミーメディア１０の表面に形成してあるめっき膜９ａが全て除去される条件、たとえば図４に示すリサイクル処理の時間を制御することで、図３（Ｂ）に示すように、めっき膜９ａが全て除去され、最適化された外径Ｄ０と比重を持つダミーメディア１０を得ることができる。これらのダミーメディア１０は、図１に示す電子部品８のバレルめっきのためのダミーメディア１０として再利用することができる。すなわち、ダミーメディア１０のリサイクルが可能となる。

また、ダミーメディア１０の表面に形成してあるめっき膜９ａが、めっき膜供給源２２ａと同じ金属または合金である場合には、めっき膜供給源２２ａも、図１に示すバレルめっき装置２におけるめっき膜供給源２２として再利用することも可能である。

ただし、ダミーメディア１０が、ニッケルめっきのみでなく、スズメッキなどの他の種類の金属のめっき処理にも使用しているとすると、ダミーメディア１０の表面に形成してあるめっき膜９ａは、異なる金属の複合膜になっている。そのような複合膜で構成されためっき膜９ａが形成されたダミーメディア１０を、図４に示すリサイクル装置２ａでリサイクル処理する場合には、カソード電極１２ａとしては、棒状または板状の金属体であることが好ましい。そのカソード電極１２ａには、複合膜で構成されためっき膜９ａの金属成分が析出する。この場合のカソード電極１２ａは、図１に示すバレルめっき装置２において、バレル容器６の内部に収容するカソード電極１２として再利用することもできる。また、この場合、電解液１４は、複合膜成分が含まれるので、めっき液１４としては用いない。

本実施形態では、図４に示すように、バレル容器６ａ内のアノード電極２０ａおよびダミーメディア１０を、電解液１４ａに浸しながらバレル容器６ａを回転させる。このため、図３（Ａ）に示すダミーメディア１０の表面に形成されためっき層９ａを、図４に示す電解液１４ａに電気化学的に効率的に溶出させることが可能になる。すなわち、本実施形態の方法では、たとえば酸などを用いてめっき層９ａを溶解させる方法に比較して、一度に多量に素早く、めっき層９ａを電解液１４ａに溶出させることができる。

また、酸などを用いる方法では、金属イオンを含む酸性処理液が廃棄物となるが、本実施形態の方法では、電解液１４ａを介してカソード電極１２ａにめっき成分が戻るので、廃棄処理も容易である。したがって、本実施形態の方法では、効率的にダミーメディア１０を再生することが可能になる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば、図４に示すリサイクル用バレル容器６ａ内には、使用済のダミーメディア１０と共に、図示省略してある溶出促進用メディアを入れてもよい。溶出促進用メディアをバレル容器６ａ内に入れることで、さらに効率的に、ダミーメディア１０の表面に形成されためっき層９ａを電解液１４ａに溶出させることができる。

溶出促進用メディアの材質や大きさは、特に限定されないが、たとえばダミーメディアの材質と変えることで、バレル容器から取り出された後で、磁力を用いて選別されることができる。あるいは、溶出促進用メディアの大きさや形状を、ダミーメディアに対して変化させることで、より効率的に、ダミーメディア１０のめっき層９ａの溶出が可能になると共に、バレル容器６ａから取り出された後での選別も容易になる。

また、上述した実施形態では、ダミーメディア１０としては、ニッケル球を用いたが、鉄系合金球やセラミック球の表面にニッケル（Ｎｉ）等をめっきしたものであっても良い。たとえば、ダミーメディア１０は、めっき液１４に対し非溶出性を呈するセラミックス球を芯材とし、その表面にニッケル（Ｎｉ）めっきを施したものであっても良い。

さらに、図４に示すリサイクル装置２ａにおけるバレル容器６ａは、図４に示したものに限らず、バレル容器６ａが垂直軸廻りに回転する形式のものや、バレル容器６ａが傾斜軸廻りに回転する形式のものであってもよい。

以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
実施例１

図３（Ａ）に示す使用済みのダミーメディア１０を準備した。メディア１０の外径Ｄ０は、５mmであり、その表面に、厚みｔ０が５０μｍのめっき層９ａが形成してあった。これらのダミーメディア１０を約３ｋｇ準備し、正確に個数と重量を測定した後に、図４に示すバレル容器６ａの内部に収容して、バレル容器６ａを回転させながら、アノード電極２０ａとカソード電極１２ａとの間には、２０Ａの電流を流し、リサイクル処理を行った。

バレル容器６ａの内容積は１０リットルであり、バレル容器６ａの回転速度は、１０であった。アノード電極２０ａとしては、チタン製の金属バーを用い、カソード電極１２ａとしては、銅製の金属バーを用いた。電解液１４ａとしては、ニッケルめっきに使用するめっき液１４と同じものを用いた。

１００分後に、リサイクル処理後のダミーメディア１０を取り出し、ダミーメディア１０の総重量を測定した。リサイクル処理前のダミーメディア１０の総重量から、リサイクル処理後のダミーメディア１０の総重量を引き算することで、ほぼ全てのダミーメディア１０の表面に形成されためっき層９ａが除去できたことが予想できた。すなわち、めっき層９ａが形成されていないダミーメディア１０の総量の予想重量が計算できるので、リサイクル処理後のダミーメディア１０の測定された総重量が、予想重量に近ければ、ほぼ全てのダミーメディア１０の表面に形成されためっき層９ａが除去できたと言える。
実施例２

バレル容器６ａを回転させない以外は、実施例１と同様にして、ダミーメディア１０のリサイクル処理を行った。１００分のリサイクル処理では、総重量の測定から判断して、実施例１の２０％のめっき層の除去率であった。
実施例３

バレル容器６ａ内に、ダミーメディア１０と共に、ダミーメディアに対して、５０体積％の溶解促進メディアを投入した以外は、実施例１と同様にして、ダミーメディア１０のリサイクル処理を行った。８０分のリサイクル処理で、総重量の測定から判断して、実施例１と同等のめっき層の除去率であった。なお、溶解促進メディア質は、材質がジルコニアであり、外径が１５mmの球形であった。
実施例４

バレル容器６ａ内に、ダミーメディア１０と共に、ダミーメディアに対して、１００体積％の溶解促進メディアを投入した以外は、実施例３と同様にして、ダミーメディア１０のリサイクル処理を行った。７０分のリサイクル処理で、総重量の測定から判断して、実施例１と同等のめっき層の除去率であった。

図１はバレルめっき方法を説明する概略図である。 図２（Ａ）は図１に示すめっき方法によりめっきされる電子部品の一例を示す側面図、図２（Ｂ）は図１に示すバレル容器内に電子部品と共に収容されるダミーメディアの一例を示す側面図である。 図３（Ａ）はリサイクル前のダミーメディアの断面図、図３（Ｂ）はリサイクル後のダミーメディアの断面図である。 図４は本発明の１実施形態に係るダミーメディアのリサイクル方法を示す概略図である。

符号の説明

２ａ… リサイクル装置
４ａ… 電解槽
６ａ… バレル容器
９ａ… めっき層
１０… ダミーメディア
１２ａ… カソード電極
１４ａ… 電解液
２０ａ… アノード電極
３０ａ… 電源

Claims (4)

1. バレル容器を準備する工程と、
   前記バレル容器内に陽極を配置する工程と、
   前記バレル容器内に使用済のダミーメディアを投入する工程と、
   前記バレル容器内の前記陽極および前記ダミーメディアを、電解液に浸す工程と、
   前記ダミーメディアの表面に形成されためっき層を前記電解液に溶出させる工程と、を有するダミーメディアのリサイクル方法。
2. 前記バレル容器内には、前記ダミーメディアと共に、溶出促進用メディアを入れる請求項１に記載のダミーメディアのリサイクル方法。
3. 前記溶出促進用メディアは、前記ダミーメディアと共に、前記バレル容器から取り出された後で、磁力を用いて選別される請求項２に記載のリサイクル方法。
4. 前記バレル容器を電解液が貯留されためっき液槽の内部で回転させながら、前記陽極に正電圧を印加し、前記ダミーメディアの表面に形成されためっき層を前記電解液に溶出させる請求項１〜３のいずれかに記載のダミーメディアのリサイクル方法。

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