JP2010216006A - 噴流式めっき方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】めっき液7を、複数のノズルの開口部3zから噴流させて金属基材Wの表面に当て、めっき液7を介して電気的に接続されたノズル3と金属基材Wとの間に電流を流すことにより金属基材Wの表面にめっき層を形成する噴流式めっき方法であって、金属基材の被めっき面Waを大気中に鉛直方向にまたは鉛直方向より傾斜させて設置し、複数のノズル3を被めっき面Waに対して等しい距離Gを保持するように配列して前記被めっき面(Wa)と前記複数のノズル(3)とを相互に平行に2次元揺動させてめっきを施すことを特徴とする噴流式めっき方法。
【選択図】図1
Description
本発明の第1実施形態を図1、2に基づいて説明する。第1実施形態のめっき装置100は、鉄鋼または銅、銅合金製の金属基材(以下、単に「基材」という)Wの表面にニッケルめっき層を形成するものである。
(1)めっき液7に流速をもたせて基材の被めっき面Waに当てるという工程のみで、基材Wに強固なめっき層を形成することが可能となる。そして、基材の被めっき面Waを大気中に鉛直方向にまたは鉛直方向より傾斜させて設置することにより、ノズルから噴流されためっき液が被めっき面Waに作用した後、その自重によりすみやかに戻り液Rとして排出される。その結果、めっき膜厚が均一となり、被めっき面Wa上でめっき反応により発生する水素等のガスが戻り液Rとともに除去され、めっき形成部の形状不良は発生しなくなる。
(2)さらに、基材を浸漬させることにより行っていた従来のめっき方法とは異なり、基材にめっき液7を噴射して当てるという工程でめっきを施すことができる。このため、設備の簡素化及びコストの低減を図ることができる。
上述した第1実施形態では、次のようなことが懸念される。すなわち、図3に示すように、ノズル3から噴出した噴流J1〜10は、下側(地側)のノズル3から噴出した噴流ほどその真上のノズル3から噴出した噴流の戻り液R1〜8により影響を受けて、噴流方向が押し曲げられる。例えば、図3に示すように、上から3番目のノズル3cから噴出された噴流J3は、上から1番目のノズル3aおよび2番目のノズル3bから噴出された噴流J1およびJ2の戻り液R1およびR2により地方向へ押し曲げられる。その結果、噴流内の電流分布は乱れ、噴流内に存在するめっき用金属イオンを、被めっき面Waに均一に供給することが、できなくなる。
第1実施形態の問題点のさらなる解決方法は、図4(a)に示すように、ノズル3の開口部3zに庇4を配置することである。庇4は例えば、密閉容器1と同じ材質である樹脂で作っても良い。庇4は、ノズルの開口部3zに近接してその真上に設置し、その形状は、半円筒形あるいは、図5に示すような傘形状、その他の天側から降り注ぐ液体からそのノズル3から噴出する噴流を保護する機能を有するノズル開口部保護覆いであれば良い。なお、庇4が図5に示すような傘形状である場合において、傘の開き角θは任意の角度で良い。
図6に示すように、噴流式めっき装置は、基材Wの表側と裏側の両側を被めっき面Waにしてめっきを施すために、基材Wの被めっき面Waを大気中に鉛直方向に設置し、基材Wの両側にノズル3を配列することもできる。
電流供給をさらに安定させるために、図7に示すように、ノズル3の開口部3zの近傍に補助陽極11を設けることが望ましい。この補助陽極11を設けることにより、めっき電流効率を増加させることができ、めっき液中の電界分布もより均一化させることが可能となる。
第5実施形態を変形した形態が図8に示す第6実施形態である。本実施形態において、補助陽極11は、平板形状を有し庇4が貫通し、噴流が通過する複数の貫通孔11aを有する。貫通孔11aは、対面する噴射ノズル3と同一位置に同一個数設けられている。補助陽極11は、ノズル壁1aと基材Wの間に設置される。そして、庇4は例えば樹脂製であるが、補助陽極11と同じ材質としても良い。これにより、めっき液噴流と接触する電極表面積を増加させることが可能となり、めっき電流効率を増加させることが可能となる。
第7実施形態を図9に示す。密閉容器1は、ノズル3とめっき液供給用孔1eとの間に仕切り板8を備える。仕切り板8は、ノズル3側とめっき液供給用孔1e側とを連通する連通路8aを有する。ノズル壁1aと仕切り板8との間にはバッファBとして所定圧を有しためっき液を貯留することが可能となる。仕切り板を備えない第1実施形態のめっき液噴射装置10においては、めっき液供給用孔1eと複数のノズル3との間が遮断されていないため、ノズル3からめっき液が流出を始めると、めっき液供給用孔1eより供給されためっき液7は、底壁1bへ到達し、その近傍にあるノズル3は比較的高い液圧が保たれるが、めっき液供給用孔1eに近いノズル3の近傍は低い液圧となる。このため、めっき液供給用孔1eに近いノズル3からの噴流量は、めっき液供給用孔1eから遠いノズル3からの噴流量よりも少なくなり、基材Wのめっき厚が不均一となる。この欠点を解消するためバッファBを備える第7実施形態が提供される。なお、仕切り板8を陽極に形成することも可能である。
図10に第8実施形態を示す。第8実施形態は、めっき層が形成される金属基材Wの表面が凹凸状の表面を有する場合である。この場合、ノズル3は、ノズル3の方向が前記凹凸状の表面と直角をなすように傾斜させるか、75°〜105°の範囲に傾斜させて配列される。これにより、金属基材Wの凹凸状の表面には均一な厚さのめっきが電着されることとなる。なお、図10において、ノズル3bの傾斜は、ノズル3a又は3cに対して最大90度までの角度を付けることが可能である。
第9実施形態においては、複数のノズル3から噴流されるめっき液の量は、各ノズル3毎に制御される。この機能を発揮する構造は、例えば各ノズルに独立した各配管及び圧力発生機構を接続したものである。また、第1実施形態等において、各ノズルの内径を個別に変化させることによっても噴流されるめっき液の量を各ノズル同士で相対的に変化させることが可能となる。これは、基材Wのめっきを施す表面の各部位毎にめっき厚を変化させたいニーズが存在し、このニーズに対処したものである。
200 第4実施形態のめっき装置
1 密閉容器
2 タンク
3 ノズル
4 庇
5 電極(陽極)
Claims (18)
- めっき液(7)を、複数のノズル開口部(3z)から噴流させて金属基材(W)の表面に当て、前記めっき液(7)を介して電気的に接続された前記ノズル(3)と金属基材(W)との間に電流を流すことにより前記金属基材(W)の表面にめっき層を形成する噴流式めっき方法であって、
金属基材(W)の被めっき面(Wa)を大気中に鉛直方向にまたは鉛直方向より傾斜させて設置し、複数のノズル(3)を前記被めっき面(Wa)に対して等しい距離(G)を保持するように配列して前記被めっき面(Wa)と前記複数のノズル(3)とを相互に平行に2次元揺動させてめっきを施すことを特徴とする噴流式めっき方法。 - 前記ノズル(3)を千鳥状に配列してめっきを施すことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記ノズルの開口部(3z)に庇(4)を配置してめっきを施すことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 金属基材(W)の表側と裏側の両側を被めっき面(Wa)にしてめっきを施すために、
金属基材の被めっき面(Wa)を大気中に鉛直方向に設置し、
金属基材(W)の両側に前記ノズル(3)を配列してめっきを施すことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記ノズルの開口部(3z)の近傍に補助陽極(11)を設けてめっきを施すことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記めっき液(7)で充填されかつ前記ノズル(3)及びめっき液供給用孔(1e)を有する密閉容器(1)であって、前記ノズル(3)と前記めっき液供給用孔(1e)との間に、前記ノズル(3)側と前記めっき液供給用孔(1e)側とを連通する連通路を有する仕切り板(8)を備える密閉容器(1)を使用してめっきを施すことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記仕切り板(8)が陽極に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- めっき層が形成される前記金属基材(W)の表面が凹凸状の表面を有するとき、前記ノズル(3)は、前記ノズル(3)の方向が前記凹凸状の表面と直角をなすように傾斜させて配列されてめっきを施すことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数のノズル(3)から噴流されるめっき液の量が、各ノズル(3)毎に制御されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- めっき液(7)を、複数のノズル(3)開口部から噴流させて金属基材(W)の表面に当て、前記めっき液(7)を介して電気的に接続された前記ノズル(3)と金属基材(W)との間に電流を流すことにより前記金属基材(W)の表面にめっき層を形成する噴流式めっき装置(100、200)であって、
金属基材の被めっき面(Wa)を大気中に鉛直方向にまたは鉛直方向より傾斜させて設置し、複数のノズル(3)を前記被めっき面(Wa)に対して等しい距離(G)を保持するように配列して、前記被めっき面(Wa)と前記複数のノズル(3)とを相互に平行に2次元揺動させることを特徴とする噴流式めっき装置(100、200)。 - 前記ノズル(3)を千鳥状に配列したことを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記ノズル(3)の開口部(15a)に庇(4)を配置したことを特徴とする請求項10または11に記載の装置。
- 金属基材(W)の表側と裏側の両側を被めっき面(Wa)にしてめっきを施すために、
金属基材(W)の被めっき面(Wa)を大気中に鉛直方向に設置し、
金属基材(W)の両側に前記ノズル(3)を配列したことを特徴とする請求項10から12のいずれか1項に記載の装置(200)。 - 前記ノズルの開口部(3z)の近傍に補助陽極(11)を設けたことを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に記載の装置(300)。
- 前記めっき液(7)で充填されかつ前記ノズル(3)及びめっき液供給用孔(1e)を有する密閉容器(1)であって、前記ノズル(3)と前記めっき液供給用孔(1e)との間に、前記ノズル(3)側と前記めっき液供給用孔(1e)側とを連通する連通路を有する仕切り板(8)を備える密閉容器(1)を備えることを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記載の装置(400)。
- 前記仕切り板(8)が陽極に形成されていることを特徴とする請求項15に記載の噴流式めっき装置(400)。
- めっき層が形成される前記金属基材(W)の表面が凹凸状の表面を有するとき、前記ノズル(3)は、前記ノズル(3)の方向が前記凹凸状の表面と直角をなすように傾斜させて配列されることを特徴とする請求項10から16のいずれか1項に記載の装置(500)。
- 前記複数のノズル(3)から噴流されるめっき液の量が、各ノズル(3)毎に制御されることを特徴とする請求項10から17のいずれか1項に記載の装置(600)。
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