JP2669114B2 - エッチング液再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明、塩化第二鉄を主成分とする酸性エッチング液
の再生装置に関する。

〔従来の技術〕

鉄，ステンレス鋼などのワークをエッチング処理する
エッチング液として、塩化第二鉄などを主成分とした酸
性エッチング液が広く使われている。

塩化第二鉄のエッチング液で鉄，ステンレス鋼の金属
製品をエッチング処理すると、 2Fe³⁺＋Fe→3Fe²⁺ …… の反応でワークがエッチング処理される。

ところで、前記反応式から判るように、エッチング
処理によりエッチング液の主成分である塩化第二鉄が塩
化第一鉄に変化してエッチング液が疲労して性能劣化を
来すために、エッチング性能の維持を図るには、劣化し
たエッチング液（通常旧液と呼ばれる）について塩化第
二鉄の濃度を高めるようなエッチング液の再生処理が必
要となる。

一方、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液の再生
方法として、旧液にオゾンガスと塩酸を薬注し、次の反
応式により再生を図る方法が知られている。

13FeCl₂＋6.5O₃＋13HCl→13FeCl₂＋6.5H₂O＋6.5O₂ …… ここで、エッチング液にオゾンガスを注入する方法に
関して、エッチング装置の液槽から抽出したエッチング
液を接触反応槽に導き、その槽内の底部に配した散気管
よりオゾンガスを吹き込んでエッチング液とオゾンガス
とを接触反応させる方法が特開昭62−230992で公知であ
る。また、前記の接触反応槽の代わりにエゼクタ，脱気
槽を組合わせ、かつ該エゼクタにオゾナイザで生成した
オゾンガスを導入してエッチング液と接触反応させるこ
とによりオゾン反応効率の向上，設備の小型，コンパク
ト化を図るようにしたエッチング液再生装置が特願平１
−89031（特開平２−267288）として本発明と同じ出願
人により既に提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記したエッチング液再生方法は、実用面
で次記のような問題点がある。

（１）エッチング液は金属製品のエッチング処理速度の
面から、一般には液温を50〜60℃程度に保って使用して
いる。しかして、前述のようにエッチング装置にエッチ
ング液再生装置を組合わせ、エッチング装置により抽出
したエッチング液を外部の再生処理ラインに送流して再
びエッチング装置へ戻すように循環させると、再生処理
ラインを経由する間にエッチング液の液温が大幅に低下
してしまい、このままでは金属製品のエッチング処理速
度に悪影響を及ぼすことになる。

（２）また、前項（１）の対策として、エッチング装置
の液槽にヒータを組合わせて液温管理する方法が知られ
ている。しかして、ヒータで加熱したエッチング液を高
温状態のままエッチング装置から再生処理ラインに抽出
してオゾンガスと接触反応させた場合には、エッチング
液の酸化効率、つまりエッチング液中の塩化第一鉄を塩
化第二鉄に酸化させる反応速度が低くなる。なお、この
ことは発明者らが行った実験結果でも確認されており、
エッチング液の液温が高温になるにつれてオゾンガスの
添加により塩化第一鉄を塩化第二鉄に復元する酸化反応
速度が低下する。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前
記した従来の再生処理方式による問題点を解消し、系内
におけるエッチング液の液温管理とエッチング液の再生
工程との調和を図りながら、エッチング処理に伴って劣
化したエッチング液の旧液を効率よく再生できるように
したエッチング液再生装置を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明のエッチング液再
生装置は、エッチング装置の前段側に接続したエッチン
グ液貯留槽と、エッチング装置の後段側に接続し、ポン
プ，エゼクタ，脱気槽を経て前記貯留槽に戻るエッチン
グ液再生処理ラインと、前記貯留槽に付設した液加熱手
段，および純水供給手段と、エゼクタに接続したオゾン
ガス，塩酸の供給手段と、前記貯留槽からエッチング装
置に供給するエッチング液の一部をサンプリングして液
温，比重などを測定するセンサと、該センサの検出情報
を基にエッチング液の液温，比重の調整する制御手段と
を備えて構成するものとする。

〔作用〕

上記の構成において、エッチング液はエッチング装置
の前段側に設置した貯留槽内に貯えられており、ここで
液温，比重管理を行った上でエッチング装置に供給され
る。一方、エッチング液がエッチング処理の進行に伴い
疲労して劣化した状態になれば、エッチング装置から抽
出した被再生エッチング液（旧液）を再生処理ラインに
導き、ここでエゼクタを通じてオゾンガス，塩酸を薬注
してエッチング液を再生して再び貯留槽へ戻す。

つまり、エッチング液の再生処理工程は、エッチング
装置の前段側に設置の貯留槽で行う液温，比重調整工程
と分離してエッチング装置の後段側で行われる。したが
って、エッチング液がヒータ加熱された直後の高温状態
でオゾンガスと接触反応し合うことがなく、液温がある
程度低下した状態で再生処理工程が行われる。これによ
り、オゾンガスとの接触反応によるエッチング液の再生
を効率よく行うことができる他、再生ラインを構成する
エゼクタ，脱気槽などの機器，および配管が腐食活性度
の高い高温エッチング液に直接晒されることがないので
耐蝕性を考慮した材料の選定，寿命の面で有利となる。
しかも、系内でサンプリングしたエッチング液の性状を
センサで検出し、その検出情報を基にエッチング液貯留
槽型にて液温，比重調整を行うようにしたので、エッチ
ング装置に対し常に新鮮な状態のエッチング液を供給し
てワークのエッチングを能率よく行える。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１はエッチング装置、1aは液槽内の
エッチング液２を金属製品に撒布してエッチング作業を
行うスプレーであり、かかるエッチング装置１を挟んで
その前段，後段側にはエッチング液貯留槽3,中継槽４が
設置され、かつこれらの相互間にポンプ５を含む給液管
6,排液管7,連通管８を配管して閉ループの送液ラインを
構成している。なお、前記の中継送４は、エッチング装
置１から出たエッチング液中に混在している空気などを
分離する気液分離器を兼ねたヘッダとして機能する。さ
らに、中継槽４と貯留槽３との間には、前記の送液ライ
ンとは別に中継槽４よりポンプ9,エゼクタ10,脱気槽11
を経て貯留槽３に戻るエッチング液再生処理ライン12が
配管されており、かつオゾナイザ13,塩酸槽14から引出
したオゾンガスの給気管15,塩酸の給液管16が前記エゼ
クタ10の混合室に接続されている。なお、17はオゾンガ
ス給気弁、18は塩酸ポンプ、19は脱気槽11に接続した排
気ファン、20は排気ガスの洗浄スクラバー、21はオゾン
キラーである。

一方、前記のエッチング液貯留槽３には、ヒータ22,
ポンプ23を含むエッチング液の加熱ライン24、および純
水槽25,ポンプ26を含む純水供給ライン27を備えてい
る。さらに先記した給液管６の途中より分岐して中継槽
４との間にエッチング液のサンプリング用バイパスライ
ン28を配管し、ここにセンサ29が設置されている。この
センサ29はバイパスライン28を通じてサンプリングした
エッチング液について、途中の鉄イオン，遊離塩酸濃
度，液温，比重などの性状を測定する各種センサを備え
たものであり、このセンサ29で測定した検出情報は電気
信号としてコントローラ30に与えられる。

また、前記コントローラ30は、エッチング装置１の運
転に合わせてポンプ2,オゾナイザ７などを運転制御する
他、前記センサ29からの検出情報とあらかじめ設定した
標準エッチング液の鉄イオン，遊離塩素濃度，比重，液
温などと比較し、エゼクタ10に導入するオゾンガス，塩
酸の注入量、および貯留槽３に貯えたエッチング液の液
温，比重などを調整する制御機能を備たものである。

かかる構成で、エッチング液２が新鮮な状態をを保っ
ている間は、再生処理ライン12を構成している各機器を
停止した状態で、ポンプ５の運転により貯留槽３に貯え
たエッチング液をエッチング装置１に供給し、その排液
を中継槽４を経て貯留槽３に戻すように循環送液する。
なお、この循環送液過程で同時にセンサ部29によりエッ
チング液の性状（鉄イオン濃度，塩酸濃度，液温，比重
など）を測定して監視する。そして、エッチング処理，
液循環に伴って液温が低下エッチング液は、液加熱ライ
ン24を通じてヒータ22の通電制御により所定温度に加熱
維持され、さらにエッチング処理の進行につれてエッチ
ング液の比重が規定値より高くなった際には純水槽25か
ら純水を補給して比重調整を行う。

一方、エッチング装置１の稼働運転に伴ってエッチン
グ液が疲労劣化（液中の第一鉄イオンが増加する）した
状態になれば、センサ部29の検出情報を基にポンプ9,オ
ゾナイザ13を運転し、エッチング装置１の液槽から出た
被再生エッチング液（旧液）を中継槽４を経て再生処理
ライン12側へ送流し、この過程でオゾンガス給気ライン
15,塩酸給液ライン16を通じてオゾナイザ13で生成した
オゾンガス，塩酸槽14に貯えた塩酸をエゼクタ10を介し
てエッチング液に注入する。これにより、被再生エッチ
ング液がエゼクタ10から次段の脱気槽５の中を上昇する
過程で、オゾンガス，塩酸がエッチング液と接触反応
し、先記の反応式により劣化したエッチング液が再生
される。また、再生したエッチング液は脱気槽11から自
然流下式に貯留槽３に還流する。なお、脱気槽11の槽内
で脱気した余剰のオゾンガスなどは排気ファン19で排気
され、スクラバー20で洗浄処理し、さらにオゾンキラー
21で無害化した上で大気中に放出される。

また、このエッチング液の再生処理過程では、貯留槽
３からエッチング装置１へ供給される被再生エッチング
液の一部がバイパスライン28を通じてセンサ29に取り込
まれ、ここで測定したエッチング液中の鉄イオン，塩酸
濃度の検出情報を基にコントローラ30がオゾンガス給気
弁17,塩酸ポンプ18を制御し、エゼクタ10に導入するオ
ゾンガス，塩酸の注入量を適正量に調整する。

〔発明の効果〕

本発明のエッチング液再生装置は以上説明したように
構成されているので、次記の効果を奏する。

（１）被再生エッチング液の再生処理工程を、エッチン
グ装置の前段側に設置の貯留槽で行う液温，比重調整工
程と分離してエッチング装置の後段側で行うようにした
ので、エッチング液がヒータ加熱された直後の高温状態
のままでオゾンガスと接触反応し合うことがなく、液温
がある程度低下した状態で再生工程が行われる。これに
より、オゾンガスとの接触反応によりエッチング液の再
生を効率よく行うことができる他、再生ラインを構成し
ているエゼクタ，脱気槽などの機器，および配管が腐食
活性度の高い高温エッチング液に直接晒されることがな
いので耐蝕性を考慮した構成材料の選定，寿命の面でも
有利となる。

（２）また、系内でサンプリングしたエッチング液につ
いて、センサ部でリアルタイムに検出したエッチング液
の検出情報を基に、エッチング装置の前段側に配備した
エッチング液貯留槽側で液温，比重調整を行うようにし
たので、エッチング装置に対し常に適正な状態に管理さ
れたエッチング液を供給してワークのエッチングを能率
よく遂行できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例によるエッチング液再生装置のフ
ロー図である。図において、 1:エッチング装置、2:エッチング液、3:エッチング液貯
留槽、10:エゼクタ、11:脱気槽、12:再生処理ライン、1
3:オゾナイザ、14:塩酸槽、22:ヒータ、25:純水槽、29:
センサ、30:コントローラ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塩化第二鉄などを主成分とする酸性エッチ
   ング液を対象に、エッチング処理に伴って劣化したエッ
   チング液にオゾンガス，塩酸を薬注して再生するエッチ
   ング液再生装置であって、エッチング装置の前段側に接
   続したエッチング液貯留槽と、エッチング装置の後段側
   に接続し、ポンプ，エゼクタ，脱気槽を経て前記貯留槽
   に戻るエッチング液再生処理ラインと、前記貯留槽に付
   設した液加熱手段，および純水供給手段と、再生処理ラ
   インのエゼクタに接続したオゾンガス，塩酸の供給手段
   と、前記貯留槽からエッチング装置に供給するエッチン
   グ液の一部をサンプリングしてその液温，比重などを測
   定するセンサと、該センサの検出情報を基にエッチング
   液の液温，比重を調整する制御手段とを備えたことを特
   徴とするエッチング液再生装置。