JP2701444B2 - 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〕 本発明は、例えば第二鉄塩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金属材をエッチング処理する
エッチング液としては、第二鉄塩を主成分として、これ
にPH調整用に第二鉄塩の陰イオンと共通した陰イオンを
有する酸を添加した第二鉄塩エッチング液が多用されて
いる。

このエッチング液で鉄，ステンレス鋼などの金属製品
をエッチング処理すると、 2Fe³⁺＋Fe→3Fe²⁺ の反応式に基づいて金属製品がエッチングされる。

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第二鉄塩が第一鉄
塩に変化してエッチング液が劣化するために、第二鉄塩
の濃度を高めるよう新鮮酸の補充，ないしはエッチング
液の再生が必要となる。

一方、前記したエッチング液再生方法としては、従来
よりH₂O₂,塩素ガスによる酸化法、電解酸化法などが知
られているが、最近では酸化効率に優れ、かつ簡易な再
生設備で対応できるオゾン吹き込み法が多く採用される
ようになっている。

このオゾン吹き込み法は、劣化した被再生エッチング
液の液中にオゾン化ガスを吹き込んで接触反応させるこ
とにより、第一鉄塩イオンを第二鉄塩イオンに酸化して
エッチング液を再生する方法であって再生効率に優れ、
かつ再生設備も比較的簡単な設備で対応できるなどの利
点を有する。

また、被再生エッチング液にオゾン化ガスを吹き込ん
で接触反応させる手段として、被再生エッチング液を送
り込む接触反応槽の底部に散気管を配し、この散気管を
通じてオゾナイザで生成したオゾン化ガスをエッチング
液中に吹き込む方法、あるいは接触槽の上側から液中に
浸漬したノズルを通じてオゾン化ガスを吹き込む方法な
どが、例えば特開昭62−230991号公報に開示されて公知
である。

前記のエッチング液再生装置の概要を図示すると第３
図のごとくである。図において、１は金属製品のエッチ
ング処理を行うエッチング装置、２はエッチング液再生
装置の接触反応槽、３は槽２の底部に配置したオゾン散
気管、４はオゾナイザ、５は送液ポンプ、６は未反応オ
ゾンを無害化するオゾン処理器である。

かかる構成で、エッチング装置１の液溜部1aから抽出
した被再生エッチング液を接触反応槽２に上方から導入
しつつ、槽内の底部に配した散気管３を通じてオゾン化
ガスを液中に散気することにより、被再生エッチング液
とオゾンとが接触反応する。また、接触反応槽２の排ガ
スに含まれている未反応オゾンはオゾン処理器６で無害
化された上で大気側に放出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記した従来のエッチング液再生装置をエ
ッチング装置に組合せて実施する場合に、実用面で次記
のような難点がある。

（１）散気管を通じてオゾン化ガスをエッチング液中に
吹き込む方法では、オゾン化ガスの気泡粒径の微細化に
限度があり、かつオゾン化ガスの気泡は槽内を浮上して
いくだけで攪拌力も弱いためにオゾンの吸収率，つまり
反応効率が低く、この点をオゾンと液との接触経路を長
くしてカバーしようとすると、接触反応槽の高さが必然
的に増し、結果的に再生装置の設備が大形化する。

（２）エッチング液中には被エッチング製品の金属成
分，およびその塩化物などが含まれており、これら成分
はスラッジを形成して接触反応槽内を沈下する。これに
対して槽内の底部に配した散気管のガス吹出孔の孔径は
40〜2000μｍ程度であり、このために比較的短い使用期
間で散気管が前記したスラッジで目詰まりするようにな
る。したがって運転の健全維持を図るには頻繁に散気管
を清掃して目詰まりを除去するメンテナンス作業が必要
となる他、この作業を行うにはその都度再生装置の運転
を停止しなければならず、装置の稼働効率が低下する。

（３）エッチング液とオゾンとの反応効率が比較的低
く、接触反応槽からの排ガス中には未反応オゾンを含ん
でいるい。したがって作業環境保全のためには排ガス中
のオゾンを無害化するための処理設備を別に必要とす
る。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、系
内でのオゾンの反応効率が高く、かつ殆どメンテナンス
フリーで運転の健全維持が図れ、しかも設備を小形，コ
ンパクトに構成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、エッチング装置の液溜部から抽出した被再生
エッチング液を送液ポンプ，オゾナイザから給気された
オゾン化ガスを液中に注入させるエジェクタ，脱気槽を
経て前記液溜部へ自重流下式に還流させる循環ループと
して構成するものとする。

また、前記構成における脱気槽は、ポンプ，エジェク
タを経て送液されて来たエッチング液を底部より槽内に
導入する上面開放形の第１の液槽と、第１の液槽よりオ
ーバーフローしたエッチング液を集めてエッチング装置
の液溜部へ自重流下式に還流させる第２の液槽との組合
せからなり、かつ前記第１の液槽の内部にはラシリン
グ，ないしは有孔板，邪魔板などの液攪拌部材が装荷し
て構成するのがよい。

〔作用〕

上記の構成で、エッチング装置より抽出した被再生エ
ッチング液を送液ポンプで昇圧してエジェクタに導入す
ることにより、オゾン化ガスがエッチング液中に注入さ
れ、かつエジェクタ内部の通路拡大部に生じる乱流でエ
ッチング液とオゾン化ガスが激しく攪拌される。これに
よりエジェクタに給気されたオゾン化ガスの気泡粒径も
微細化してエッチング液との接触反応が行われ、さらに
この接触反応はエジェクタの後段に接続した脱気槽内を
通流する過程でも進行し、これによりエッチング液への
オゾンの吸収はほぼ溶解平衡値に達し、ほぼ100％に近
い高いオゾンの反応効率が得られるようになる。

また、脱気槽の前段に接続したエジェクタがオゾン反
応に有効に働くので、脱気槽は殆ど脱気機能を持たせる
だけの高さの低い液槽で十分対応できる。さらに、再生
装置の系内におけるオゾンの反応効率が高く、脱気槽か
らの排ガス中には未反応オゾンが殆ど含まれなくなるの
で、オゾンを無害化する処理設備の省略が可能である。

一方、前記の脱気槽を、ポンプ送液されて来たエッチ
ング液を底部より槽内に導入する上面開放形の第１の液
槽と、第１の液槽よりオーバーフローしたエッチング液
を集めてエッチング装置の液溜部へ還流させる第２の液
槽との組合せた構造とすることにより、ポンプ送液で槽
内に送り込まれたエッチング液は、第１の液槽から第２
の液槽へオーバーフローする過程で液中のガスが脱気さ
れた後、第２の液槽とエッチング装置の液溜部との間の
落差でエッチング液が自重流下式にエッチング装置側へ
還流する。したがってガスを巻き込んだままエッチング
液がエッチング装置に還流するおそれはない。また、ポ
ンプ送液の停止状態でエッチング液の還流により第２の
液槽が空になったとしても、第１の液槽にはエッチング
液が滞留しているので、エジェクタを通じてオゾン化ガ
スが槽内に直接吹き出すを防止できる。

さらに、第１の液槽の内部に装荷したラシリング，な
いしは有孔板，邪魔板などの液攪拌部材は、液槽内を通
流するエッチング液に乱流を与えてオゾン反応，および
脱気を高めるように働く。

〔実施例〕

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、第２図は第１図における脱気槽の詳細構造を
示す断面図であり、第３図と同一部品には同じ符号が付
してある。

まず、第１図において、エッチング装置１の液溜部1a
から引出した被再生エッチング液の循環ライン７には送
液ポンプ5,エジェクタ8,スタティックミキサ9,脱気槽10
がこの順序に介装され、かつエジェクタ８とオゾナイザ
４との間を結んでオゾン化ガス給気ライン11が配管さ
れ、これらでエジェクタ再生装置を構成している。な
お、脱気槽10はエッチング装置１との間に落差を与えて
若干高い位置に設置されている。また、図における符号
12は脱気槽10の排気側に接続した気液分離用のトラッ
プ、13は洗浄式スクラバー、14は排気ファン、15は再生
装置の運転制御部、16は給気ライン11に接続した開閉
弁、17は脱気槽10に組み込んだエッチング液の液面計で
ある。

かかる構成で、エッチング液再生時に送液ポンプ5,オ
ゾナイザ４を運転すれば、エッチング装置１の液溜部1a
から抽出した被再生エッチング液がポンプ送液されてエ
ジェクタ8,スタティックミキサ9,脱気槽10を通流したの
ち、脱気槽10から自重流下式にエッチング装置１に還流
するように循環する。一方、この送液過程でエジェクタ
８にはオゾナイザ４で生成したオゾン化ガスがエッチン
グ液中に注入され、エジェクタ内部および後段のスタテ
ィックミキサ9,脱気槽10を通流する過程でエッチング液
とオゾンが接触反応する。一方、脱気槽10の槽内で脱気
した排ガスはトラップ12でエッチング液のミストを分離
した後に、スクラバー13で洗浄処理して大気中に放出さ
れる。

次に前記脱気槽10の具体的な構造を第２図に示す。す
なわち、脱気槽10は、ポンプ送液されて来たエッチング
液を底部より槽内に導入する上面開放形の第１の液槽18
と、第１の液槽18よりオーバーフローしたエッチング液
を集めてエッチング装置１の液溜部1aへ自重流下式に還
流させる第２の液槽19との組合せからなり、かつ前記第
１の液槽18の内部には液攪拌部材としてラシリング20が
充填してある。なお、21はラシリング20が液流によって
押し上げられるのを防止する押え板、22は液槽18の底部
に接続したドレンコック、23は第２の液槽19の上蓋23か
ら引出した排気管である。

また、先記した液面計17は第１の液槽18の槽内領域に
配置して液面レベルＨを監視し、液面レベルＨがあらか
じめ設定した上限，下限レベルになった際に検出信号を
第１図の制御部15に出力する。そして、再生装置の運転
中にエッチング液の循環ラインに異常が発生して液面が
上限レベルを超えると、液面計17の検出信号を基に運転
制御部15からの指令で送液ポンプ５を停止してエッチン
グ液が脱気槽10より溢れ出るのを防止する。また液面が
下限レベル以下に低下した場合には、オゾナイザ４の運
転を停止してオゾンが直接脱気槽10の槽内へ抜け出るの
を防止する。さらに送液ポンプ５の停止時には給気ライ
ン11に接続した開閉弁16を閉じ、脱気槽10内からエジェ
クタ８を通じてエッチング液がオゾナイザ４へ逆流する
のを防止する。なお、通常の運転起動時には、最初に送
液ポンプ５を始動し、脱気槽10の液面が下限レベル以上
に上昇したことを確認してからオゾナイザ４を運転開始
してオゾン化ガスをエジェクタ８に給気するよう制御す
る。

なお、発明者の行った実機テスト結果によれば、エッ
チング液の貯留量2000のエッチング装置に対し、エッ
チング液の循環量を80／分、オゾナイザからのオゾン
給気量を250g/時とし、第１の液槽の高さが40cmの脱気
槽と組合せで運転したところによれば、排ガス中のオゾ
ン濃度はほぼ零であって100％に近いオゾン反応率，並
びにエッチング液を再生する高い酸化率の得られること
が確認されている。

〔発明の効果〕

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

（１）再生装置の系内で脱気槽の前段にエジェクタを接
続し、このエジェクタを通じてオゾン化ガスを被再生エ
ッチング液の液中に注入するようにしたことにより、エ
ジェクタ内部での攪拌効果が有効に働いて系内でのオゾ
ン反応率が高まる。したがって脱気槽も低い高さで十分
対応でき、散気管を通じてオゾン化ガスを接触反応槽内
に吹き込む従来方式と比べて、装置全体の小形，コンパ
クト化が図れる。したがって、エッチング液再生装置を
エッチング装置に一体に組込んで構成することも可能で
ある。

（２）また、散気管を使用しないのでスラッジによる目
詰まりなどのトラブル発生のおそれがなく、殆どメンテ
ナンスフリーで長い期間連続運転することができて信頼
性の向上が図れる。

（３）系内でのオゾンの反応効率が高く、排ガス中の未
反応オゾン濃度が殆ど零となるので、特別に排オゾンを
無害化する処理設備を省略できる。

【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、第２図は第１図における脱気槽の詳細構造を示
す断面図、第３図は従来におけるエッチング液再生装置
の構成概要図である。図において、 1:エッチング装置、1a:液溜部、4:オゾナイザ、5:送液
ポンプ、7:液循環ライン、8:エジェクタ、10:脱気槽、1
8:第１の液槽、19:第２の液槽、20:ラシリング。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第二鉄塩などを主成分とする酸性エッチン
   グ液を対象に、被再生エッチング液にオゾン化ガスを接
   触反応させて再生するエッチング液再生装置であって、
   エッチング装置の液溜部から抽出した被再生エッチング
   液を、送液ポンプ，オゾナイザから給気されたオゾン化
   ガスを液中に注入させるエジェクタ，脱気槽を経て前記
   液溜部へ自重流下式に還流させる循環ループとして構成
   したことを特徴とするエッチング液再生装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のエッチング液再生装置に
   おいて、脱気槽が、ポンプ，エジェクタを経て送液され
   て来たエッチング液を底部より槽内に導入する上面開放
   形の第１の液槽と、第１の液槽よりオーバーフローした
   エッチング液を集めてエッチング装置の液溜部へ自重流
   下式に還流させる第２の液槽との組合せからなり、かつ
   前記第１の液槽の内部にはラシリング，ないしは有孔
   板，邪魔板などの液攪拌部材が装荷されていることを特
   徴とするエッチング液再生装置。