JP2014525680A - プラスチック基板を処理する方法及び処理溶液を少なくとも部分的に再生する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、凍結及びその後のろ過によって、処理溶液から炭酸塩化合物を除去することによって、処理溶液における炭酸塩化合物の濃度が２００ｇ／ｌ未満の値に設定される、過マンガン酸塩を含む処理溶液によってプラスチック部材を処理する方法に関する。本発明はさらに、このような方法を実施するために、処理溶液に含まれる炭酸塩化合物の濃度を減じることによって、プラスチック部材を処理及び／又はエッチングするために使用される、過マンガン酸塩を含む処理溶液を少なくとも部分的に再生させるための装置に監視、装置は、少なくとも１つの冷却タンクを備え、このタンクは、再生される処理溶液に曝され、かつ処理溶液から炭酸塩化合物を分離させるための下流のフィルタ装置を有する。さらに、本発明は、このような方法を実施するためのこのような装置の使用に関する。

Description

本発明は、方法の独立請求項１の特徴を有する、プラスチック基板、特にプリント回路基板及びプリント回路箔を、過マンガン酸塩を含む処理溶液によって処理、特にエッチングする方法に関する。本発明は、装置の独立請求項８の特徴を有する、プラスチック部材、特にプリント回路基板及びプリント回路箔を処理及び／又はエッチングするために使用される過マンガン酸塩を含む処理溶液を少なくとも部分的に再生するための装置にも関する。

発明の背景
プラスチック成形部品若しくは特にプリント回路基板又はプリント回路箔などのプラスチック基板を過マンガン酸塩を含む溶液によって処理又はエッチングすることは、しばしば基板の表面又はボアの金属化のための予備ステップとして行われる。したがって、基板は、水平の搬送方向で浸漬機又はトンネル機の処理タンク内の適切な処理溶液と接触させられ、溶液の温度は５０℃からほぼ１００℃であってよい。

欧州特許第１６５７３２４号明細書は、エッチング溶液によるエッチングにより絶縁性若しくは非導電性の基板を金属化する方法を開示しており、この場合、基板の表面の粗面化及び金属化のための濃度、温度及び時間が制御される。

このような処理溶液は、長期間使用されると処理特性を失うので、定期的に補充されるか、完全に又は部分的に交換されなければならず、ひいてはコスト高となる。

本発明の第１の目的は、処理溶液の延長した使用を可能にする、過マンガン酸塩を含む処理溶液を使用して、プラスチック基板、特にプリント回路基板及びプリント回路箔を処理、特にエッチングする方法を提供することである。第２の目的は、前記方法の目的を達するために処理溶液の、有効かつコストを節約する再生のための装置を提供することである。

これらの目的を独立請求項の主体によって達成することができる。本発明の有利な好適な実施の形態の特徴は従属請求項から得られる。前記第１の目的を達するために、本発明は、プラスチック成形部品及び特にプリント回路基板及びプリント回路箔などのプラスチック基板を、過マンガン酸塩を含む処理溶液で処理、特にエッチングする方法を提案する。炭酸ナトリウムＮａ₂ＣＯ₃をベースとする炭酸塩濃度は、処理溶液から炭酸塩化合物を除去することによって溶解状態における処理溶液における炭酸塩化合物の所望の値に設定されることが、本発明によって意図されている。溶解された炭酸塩化合物はここで、凍結させることによって固体に変換され、その後、ろ過によって処理溶液から除去される。本発明の関連におけるろ過は、固体粒子が溶液から除去されるプロセスとして理解されるべきである。

所望の値は、本発明では、２００ｇ／ｌ未満の値に設定され、好適には、方法のための処理溶液における炭酸塩化合物の濃度は、３０〜１５０ｇ／ｌの値に設定され、より好適には、処理溶液における炭酸塩化合物の濃度は、５０〜１００ｇ／ｌの値に設定される。炭酸塩は、プラスチック基板との処理溶液の反応により生じた反応生成物である。

炭酸塩化合物の凍結は、冷却タンクへ処理溶液を完全に又は部分的に移送し、その後、冷却タンクにおいて処理溶液を冷却することによって実現することができる。その後、冷却されかつ凍結した炭酸塩を含む処理溶液を冷却タンクから下流のろ過装置へ移送することにより、ろ過によって溶液から炭酸塩を除去することができる。

凍結させ、その後にろ過することによって処理溶液から炭酸塩化合物を除去するために、処理溶液は過マンガン酸ナトリウムを含む。処理溶液における過マンガン酸塩の割合は、５０％を超える過マンガン酸ナトリウム（Ｎａ₂ＭｎＯ₄）から成る。

本発明の方法では、炭酸塩化合物の凍結は、特に、処理溶液を−１２℃〜＋１２℃、好適には−９℃〜＋１０℃、より好適には−７℃〜＋５℃の凍結温度に冷却することによって行うことができる。

炭酸塩を除去する方法は、例えば５０℃〜９８℃の処理温度を有する再生される過マンガン酸塩溶液が処理タンクから冷却タンクへ移送されるように行うことができる。溶液は、この場合、１つ又は２つのプレクーラを通過することができる。冷却タンクにおいて、溶液は凍結温度、すなわち０℃以下の温度に冷却され、これにより、低温の結果として固体炭酸塩結晶が溶液に形成される。凍結温度に達した後、場合によっては凍結温度に達した後の付加的な待機時間の後、炭酸塩結晶を含んだ溶液は、冷却タンクからろ過装置へ完全に又はより好適には部分的に移動させられる。そこで、結晶はろ過され、場合によってはフィルタに提供される負圧によって保持される。ろ液を処理タンクへ戻すことができ、そこでろ液はプレクーラのうちの１つを通過することができ、それによりろ液を自動的に再び加熱することができる。炭酸塩結晶により形成されたフィルタケーキは、フィルタからすすぎ落とすことができ、排水に変換することができる。

方法の別の有利な実施の形態は、前記方法に加えて、例えば国際公開第２００１／９０４４２号に説明されているように、処理溶液の電解質過マンガン酸塩再生が実現されることを含む。プラスチック基板との処理タンク内の処理溶液の過マンガン酸塩の反応により生じるマンガン酸塩は、処理溶液を適切な電解槽と接触させることによる陽極酸化により過マンガン酸塩に再び変換される。特に、電解質過マンガン酸塩再生による処理溶液における特定の炭酸塩濃度の設定のための本発明の方法の少なくとも１つのこのような組合せにより、過マンガン酸塩再生の効率を高めることができ、処理溶液の改良されたより長い寿命を達成することができる。

本発明の第２の目的は、請求項に記載の方法を実施するために、処理溶液に含まれた炭酸塩化合物の濃度を減じることによって、過マンガン酸塩を含む処理溶液を少なくとも部分的に再生するための装置を提供することによって達成される。これにより、装置は、再生される処理溶液が提供されるための少なくとも１つの冷却タンクを有し、この冷却タンクは、さらに、前記冷却タンクに向けられた冷却装置を有し、かつ処理溶液から炭酸塩化合物を分離するための下流のろ過装置を有する。

ろ過装置は、少なくとも１つのフィルタタンクと、１つのフィルタ、例えばフィルタストレーナとを有することができる。フィルタタンクは、ろ過中にフィルタにおける差圧を増大し、これにより、より迅速なろ過を達成するために、負圧装置に接続することができる。

フィルタタンクにおけるフィルタは、フィルタのクリーニングを容易にするために、可動に、例えば傾斜可能又は回転可能に配置することができる。

発明の前記実施の形態のうちの１つによる本発明の装置は、本発明の前記方法の実施の形態のうちの１つによる方法を実施するのに適している。

以下では、発明の典型的な実施の形態は、発明及びその利点を特に添付された図面に基づいてさらに詳細に例示する。図面における個々のエレメントの互いの寸法比は、実際の比に相当するわけではない。なぜならば、幾つかの形状は単純化されて示されているのに対し、他の形状は、より見やすくするために他のエレメントに対して拡大された比率で示されているからである。

本発明の１つの実施の形態を示しており、この場合、プリント回路基板などのプラスチック部品を処理、例えばエッチングするために使用される処理溶液の再生のための装置が提供されている。 図１による装置のクリーニングユニットの概略図を示している。 図１及び図２によるフィルタ装置の一部であるフィルタユニットの概略図を示している。

発明の同じエレメント又は同じ作用をするエレメントに対しては同じ参照符号が用いられている。図示された実施の形態は、本発明の装置及び方法がどのように見えるかの例を単に示しているだけであり、いかなる結果的な制限をも示していない。

図１の概略図は、処理タンク１４における過マンガン酸塩を含む処理溶液１２を少なくとも部分的に再生させるための本発明の装置１０の１つの実施の形態を示している。処理タンク１４は、プラスチック基板の処理、例えばエッチングのために使用される。装置１０は、処理溶液１２における炭酸塩化合物の濃度を減じる。装置１０は、必須のエレメントとして冷却タンク１６及び下流のフィルタ装置２０を有する。再生される処理溶液１２は、処理タンク１４から冷却タンク１６へ移送され、冷却装置１８が冷却タンク１６用に設けられている。冷却装置１８は、冷却材が通流する熱交換器のうちの１つを介して、より好適には冷却タンク１６の周囲に設けられた冷却ジャケット１９を介して、冷却タンク１６内の処理溶液に低温を提供する。冷却タンク１６の排出部３５は、処理溶液から分離される固体炭酸塩化合物を分離するためのフィルタ装置２０に接続されている。

例えば熱交換器として設計することができる予冷器２２を処理タンク１４と冷却タンク１６との間に据え付けることができ、これにより、冷却タンク１６へ送られる、再生される処理溶液１２を予冷するために、冷却及び再生された処理溶液１２、すなわちフィルタ装置２０のろ液又はすすぎ水を使用することができる。

フィルタ装置２０を負圧ユニット２４に接続することができ、この負圧ユニット２４は、処理溶液からの固体部分の分離を容易にする。ろ過プロセスが迅速に生じると、著しくより多くの量の炭酸塩結晶をろ過することができることが分かった。負圧ユニット２４が設けられている結果、ろ過のためのフィルタにおける著しくより大きな差圧が生じ、これは、著しくより迅速なろ過を可能にする。粘着性の過マンガン酸塩を除去するために、ろ過された炭酸塩結晶を含むフィルタケーキを、フラッシング装置２８を用いてすすぐことができる。結果として得られるすすぎ水溶液を処理タンク１４へ移送することができる。フィルタケーキがフラッシング装置２８によってフィルタからすすぎ落とされる一方で、結果として得られる溶液若しくはスラッジを、排水管２６を介して排水装置へ搬送することができる。フィルタ装置２０において生じたろ液、すなわち再生された処理溶液は、好適には処理タンク１４へ移送されて戻る。したがって、再生された処理溶液は予冷器２２を流過し、この予冷器において、再生された処理溶液は自動的に再び加熱され、処理タンク１４から冷却タンクへ移送される処理溶液は冷却される。

冷却タンク１６には、好適には、例えば電動式の、撹拌装置３２が設けられており、この撹拌装置３２は、例えば、鉛直方向バーを備えた回転する撹拌ブレードを有し、これらの撹拌ブレードは、通常、タンクの内壁に沿って近接して移動させられ、これにより、タンクの内壁に形成される炭酸塩種結晶を前記壁部から除去し、これらを溶液中に分散させる。撹拌ブレードは、好適には、冷却タンク１６の漏斗状のフロア３４において延びており（ここには図示されていない）、壁部に堆積した処理溶液１２の多かれ少なかれ全ての固体部分を捕捉することができるように前記フロア２３内へ延びている。バーと壁部との間の間隔は、例えば２０ｍｍ未満、特に５ｍｍ未満、好適には約１ｍｍ未満であってよい。撹拌装置は、壁部からも炭酸塩結晶を除去することができるように、冷却タンクの排水部３５にまで延びていてよい。

処理溶液１２の再生は、処理溶液１２の使用期間を延長させるが、処理溶液１２の通常の寿命は一般的に比較的短い。これは、エッチング作用に否定的な効果を与える恐れがある、溶液における炭酸塩化合物の形成に強く依存する。この理由から、本発明の再生装置１０は、炭酸塩濃度を、好適には２００ｇ／ｌ未満の値、特に３０〜１５０ｇ／ｌの値に減じるために使用され、５０〜１００ｇ／ｌの濃度値（処理溶液１リットル当たりの炭酸ナトリウムのグラム数として測定される）が、最適な結果を得るためにより好ましい。処理溶液１２の所望の濃度範囲を設定するために、エッチングプロセスによって形成された炭酸塩は、装置１０を使用して溶液１２から除去される。これは、冷却タンク１６において処理溶液１２から炭酸塩を凍結させることによって行われ、炭酸塩は、溶解状態から非溶解状態へ変換される。経済的な理由から、できるだけ少ない過マンガン酸塩が非溶解状態へ変換されるべきである。過マンガン酸ナトリウムを用いることによって、適切な凍結温度を選択することができ、多すぎる量の過マンガン酸塩を凍結させることなく炭酸塩を凍結させることができる。

フィルタ装置２０は、凍結された炭酸塩を場合によっては溶解させながら、凍結された炭酸塩の迅速な分離のために用いられる。

冷却タンク１６における温度は、処理溶液において又は内壁に炭酸塩結晶が形成するように設定される。炭酸塩を凍結させるために、−１２℃〜＋１２℃、特に−９℃〜＋１０℃、好適には−７℃〜＋５℃の溶液温度が設定される。冷却液体の温度は、それぞれより低くなる。

冷却タンク１６へ移送される処理溶液の量は、既に形成された炭酸塩種結晶の逆溶解を防止するために、炭酸塩を凍結させるために必要とされる温度を超えないように提供する量である。逆溶解は、さもなければ、凍結した炭酸塩の形成率を著しく低下させる。処理溶液の複数の部分を冷却タンク１６へ移送すること、及び冷却されかつ凍結した炭酸塩を含む処理溶液を冷却タンク１６から下流のフィルタ装置２０へ移送することは、冷却タンクにおける処理溶液の温度が凍結温度を超えないように行うことができる。好ましくは、冷却タンク１６の作動容積、例えば５０ｌを超える作動容積に基づいて、冷却タンク１６における処理溶液の部分的な体積、例えば１０ｌ未満の供給及び排出も生じる。対応する部分的な体積は、供給ポンプ２１及び移送ポンプ３７によって設定及び搬送することができる。戻しポンプ２３は、炭酸除去され再生された処理溶液、及びフィルタケーキのすすぎにより生じたすすぎ溶液を、処理タンク１４へ戻し、これらの溶液は予熱器２２を流過することができる。

図２の概略的なブロック図は、図１と比較して、基本的にフィルタ装置２０を含むクリーニングユニット３６の付加的な構造的詳細を示している。フィルタ装置２０は、基本的に、フィルタタンク４２と、フィルタストレーナ５６などのフィルタとを有することができる。

ろ過された炭酸塩の高い供給量を得るために、冷却された処理溶液、好適には冷却タンク１６における処理溶液の部分的な量がフィルタ装置２０に加えられた時間から、フィルタケーキの形成の終了までを測定して、できるだけ短い時間でろ過プロセスを行うことが有利であることが分かった。したがって、ろ過プロセスは、１０分未満、好適には２００秒未満で完了する。これに代えて、フィルタ装置２０を、例えば冷却ジャケットを用いて冷却することもできる。より長いろ過時間も可能である。

冷却タンク１６と、冷却タンク１６とフィルタ装置２０との間の移送ライン３８と、フィルタタンク４２とを、断熱することができる。

改良されたろ過効果及び分離効果を、差圧を用いることによって達成することができる。真空管４６を通じて、タンク４２には、負圧ユニット２４から負圧を供給することができる。

ろ過の後、フィルタケーキを、水、好適には、ノズル５２を通じてすすぎ水ライン４０から導入された好適には１０℃未満の冷却された水によってすすぐことができる（図３）。あらゆる粘着性過マンガン酸塩溶液をこれにより洗い落とし、処理タンク１４へ再び供給することができる。つまり、すすぎ水を、負圧又は真空によってフィルタ５６を通って吸引することができる。炭酸塩結晶から成るフィルタケーキのろ過プロセスの後、フィルタ５６は、ノズル５２を通じて、水、好適には冷却されていない若しくは加熱された水によって洗浄され、炭酸溶液若しくはスラッジは、配水管２６を通じて除去される。

図３の概略図は、フィルタ装置２０の、本発明による可能な実施の形態を示している。フィルタタンク４２の上部領域の周囲において、フィルタタンク４２は、フィルタ又はフィルタストレーナ５６の高さにおいてノズル５２を有する。ノズル５２は、フィルタケーキをすすぐために、又はすすぎ水ライン４０からの水によってフィルタケーキからフィルタを洗浄するために用いられる。ろ液は戻り管４４を通じて除去される。

フィルタ５６を傾斜可能に、例えば水平軸線を中心にして回転可能に配置することができる。フィルタ５６は、作動状態において水平位置を占め、クリーニングプロセスのために傾斜位置又は鉛直位置へ移動させることができる。フィルタ５６を１８０°傾斜若しくは回転させることもできる。フィルタストレーナ５６を適切に洗浄するために、ノズル５２は、水平に配置されたストレーナ５６の高さよりも高い又は低い高さに位置する。クリーニングの間、フィルタストレーナ５６は傾斜若しくは回転させられ、上側及び底側はすすぎ水で噴霧される。

換気部３０と、負圧ユニット２４の負圧管４６とは、タンクの上部領域において、ただしフィルタよりも下方で接続されている。負圧ユニット２４は、基本的に、負圧ポンプ５９と、負圧タンク５８と、締切弁５７とからなることができる。

図１が示すように、処理溶液におけるある炭酸塩濃度を設定するための装置１０は、過マンガン酸塩において、エッチング反応の間に生ぜしめられたマンガン酸塩の酸化のための電解質再生装置１１と組み合わせることもできる。その場合、両再生装置を供給管及び戻り管２５，４４，６４，６５を通じて処理タンク１４に接続することができる。

１０ 装置
１１ 電解質再生装置
１２ 処理溶液
１４ 処理タンク
１６ 冷却タンク
１８ 冷却装置
１９ 冷却ジャケット
２０ フィルタ装置
２１ 供給ポンプ
２２ 予熱器
２３ 戻しポンプ
２４ 負圧ユニット
２５ 供給管
２６ 排水管、廃棄部
２８ フラッシング装置
３０ 換気部
３２ 撹拌装置
３４ フロア、漏斗状フロア
３５ 排水部
３６ 洗浄ユニット
３７ 移送ポンプ
３８ 移送ライン
４０ すすぎ水ライン
４２ ランク、フィルタタンク
４４ 戻し管
４６ 負圧管
５２ ノズル
５６ フィルタストレーナ
５７ 締切弁
５８ 負圧タンク
５９ 負圧ポンプ
６４ 戻し管
６５ 供給管

Claims (8)

1. プラスチック部材、特にプリント回路基板及びプリント回路箔を、過マンガン酸塩を含む処理溶液によって処理、特にエッチングする方法であって、前記処理溶液における炭酸塩化合物の濃度を、凍結、及びその後のろ過により前記処理溶液から前記炭酸塩化合物を除去することによって、２００ｇ／ｌ未満の値、好適には３０〜１５０ｇ／ｌの値、より好適には５０〜１００ｇ／ｌの値に設定し、前記処理溶液は、過マンガン酸ナトリウムを含むことを特徴とする、方法。
2. 前記処理溶液における前記過マンガン酸塩の割合は、５０％を超える過マンガン酸ナトリウムから成る、請求項１記載の方法。
3. 前記炭酸塩化合物の凍結は、処理溶液を−１２℃〜＋１２℃、好適には−９℃〜＋１０℃、より好適には−７℃〜＋５℃の凍結温度に冷却することによって行われる、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記処理溶液の複数の部分を冷却タンクへ移送すること、及び冷却されかつ凍結した炭酸塩を含む前記処理溶液を前記冷却タンクから下流のフィルタ装置へ移送することを、前記冷却タンクにおける前記処理溶液の温度が凍結温度を超えないように行う、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. プラスチック基板との処理タンク内の前記処理溶液の過マンガン酸塩の反応により生じるマンガン酸塩は、前記処理溶液を電解槽と接触させることにより過マンガン酸塩に変換される、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の方法を実施するために、処理溶液に含まれた炭酸塩化合物の濃度を減じることによって、プラスチック部材、特にプリント回路基板及びプリント回路箔を処理及び／又はエッチングするために使用される、過マンガン酸塩を含む処理溶液を少なくとも部分的に再生させるための装置であって、前記装置は、少なくとも１つの冷却タンクを備え、該冷却タンクは、再生される前記処理溶液を供給され、かつ該処理溶液から炭酸塩化合物を分離する下流のフィルタ装置を有することを特徴とする、装置。
7. 前記フィルタ装置は、少なくとも１つのフィルタタンクと、１つのフィルタとを含み、前記フィルタタンクは、負圧ユニットと接続されている、請求項６記載の装置。
8. 請求項１から５までのいずれか１項記載の方法を実施するための請求項６又は７記載の装置の使用。

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