JP3125012B2

JP3125012B2 - 表面処理方法及び表面処理装置

Info

Publication number: JP3125012B2
Application number: JP03351553A
Authority: JP
Inventors: 宗順松村; 孝之中村; 格千葉; 益雄岡田; 秀明松波; 淳一魚谷
Original assignee: C.UYEMURA&CO.,LTD.
Current assignee: C.UYEMURA&CO.,LTD.
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1991-12-12
Publication date: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2016-01-15
Also published as: JPH05163578A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１ｍ以上×１ｍ以上の
サイズを有し、数トン〜数１００トンもあるような大型
製品の表面にめっき処理を行うのに好適な表面処理方法
及び表面処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
物品の表面に電気めっき処理や無電解めっき処理を施す
場合、処理槽内にめっき液を収容し、このめっき液に被
処理物を浸漬することによりめっき処理が行われるが、
この場合被処理物が１ｍ以上×１ｍ以上のサイズを有
し、１トンを超えるような大型のものである場合には、
このような大型の被処理物を完全に浸漬し得るだけのサ
イズ，容積を有するタンク及び多量の処理液を必要と
し、このため非常に処理コストが高くなる。

【０００３】また、電気めっきや無電解めっきを行う場
合、脱脂工程、表面活性化工程、下地めっき工程など数
工程の前処理を行うことが必要であり、このため被めっ
き物が大型の場合は、各工程を行う大型の処理槽がいく
つも必要となり、大きな処理設備が必要となる。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、大型の被処理物であっても比較的小さな処理設備
で、処理液を無駄なく使用して効率よくめっき処理等の
表面処理を行うことが可能な表面処理方法及び表面処理
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、被処理物
を処理槽内に収容し、この被処理物にめっき液等の表面
処理液を連続的に散布して被めっき物表面に処理液の液
流層を形成し、この液流層によって被処理物を表面処理
すると共に、処理槽から処理液を回収して再び被処理物
に散布することにより、被処理物表面に良好なめっき処
理等の表面処理を施すことができ、また被めっき物表面
に途切れることなく、均一な処理液の液流層を形成し得
るだけの処理液があればよく、しかも処理液を回収しな
がら表面処理が行われるので、大型の被処理物であって
も、処理液を無駄なく使用して低コストで効率よく表面
処理を行うことができることを見出した。

【０００６】また、この方法によれば、数工程からなる
前処理を必要とするめっき処理を行う場合でも、酸洗処
理、脱脂処理、表面活性処理、下地めっき処理等のめっ
き前処理を行う前処理液を用いて上記方法により、被処
理物に前処理を施した後、処理液をめっき液に置き換え
て、同一処理槽内で同様にめっき処理することにより、
一つの処理槽で前処理からめっき処理までの全処理工程
を行うことができ、このため各処理工程ごとに被処理物
を処理液に浸漬する処理槽が必要な従来の浸漬処理法に
比べて処理設備を大幅に小型化することができることを
見出し、本発明を完成したものである。

【０００７】従って、本発明は、処理槽内に収容した被
処理物に処理液を連続的に散布して、該被処理物の表面
に上記処理液の液流層を形成し、この液流層により被処
理物表面を表面処理する共に、被処理物から流れ落ちた
処理液を処理槽から回収し、これを再び被処理物に散布
することを特徴とする表面処理方法、及び、処理液とし
て酸洗処理、脱脂処理、表面活性処理、下地めっき処理
等のめっき前処理を行う前処理液を用い、上記方法によ
り被めっき物に前処理を施した後、処理液としてめっき
液を使用し、同一処理槽内で同様の方法により、被処理
物にめっき処理を施すことを特徴とする表面処理方法を
提供する。

【０００８】また、本発明は、上記表面処理方法を行う
ための装置として、被処理物を収容する処理槽と、この
処理槽内に収容した被処理物に処理液を散布するノズル
を有する配液パイプと、この配液パイプに処理液を供給
する処理液供給手段と、処理槽内から処理液を回収する
処理液回収手段とを具備してなり、上記処理槽内に被処
理物を収容し、処理液供給手段により配液パイプに処理
液を供給し、配液パイプに設けられたノズルから被処理
物に処理液を散布して被処理物表面に処理液の液流層を
形成し、この液流層によって被処理物表面を表面処理す
ると共に、被処理物表面から流れ落ちた処理液を処理液
回収手段により処理槽から回収し、この回収処理液を再
び処理液供給手段により配液パイプに供給するように構
成したことを特徴とする表面処理装置を提供する。

【０００９】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明の表面処理方法は、上述したように、処理槽
内に収容した被処理物に処理液を連続的に散布して、被
処理物表面に処理液の液流層を形成し、該液流層によっ
て被処理物表面を処理すると共に、被処理物から流れ落
ちた処理液を回収して、これを再び被処理物に散布する
ものである。

【００１０】例えば、大型の金型に無電解めっき処理を
施す場合、図１に示したように、底壁部に補強板９を有
する処理槽１内に金型２（被処理物）を収容し、この金
型２上にノズル４を設けた配液パイプ３を配置する。そ
して、この配液パイプ３に処理液収容槽５からポンプ６
により無電解めっき液（処理液）を供給し、配液パイプ
３のノズル４から金型２にこの無電解めっき液を連続的
かつ均一に散布して、金型２の表面に無電解めっき液７
の液流層８を形成する。これにより、液流層８から金型
２の表面にめっき皮膜を析出させ、金型２の表面をめっ
き処理する。このとき、金型２から流れ落ちた無電解め
っき液は、処理槽１の底壁最低部に設けたドレン１０か
ら返送パイプ１１に導かれ、処理液返送ポンプ１２によ
り、上記処理液収容槽５に返送される。これにより、一
定量のめっき液を繰返し使用して連続的に液流層８によ
るめっき処理を行うものである。なお、図中１３は処理
槽１の外から金型２を加温するためのガスバーナー、１
４は廃液パイプ、１５は返送パイプ１１と廃液パイプ１
４とを切り替えるドレンコックである。

【００１１】ここで、上記ノズル４を多数の小孔を形成
したシャワーノズルとし、更にこれを揺動，回転させる
などして金型２表面全体に均一にめっき液を散布し、金
型２表面に均一な液流層８を連続的に形成することが大
切である。また、図１では被処理物の金型２上面がドー
ム状に膨出した形状になっているので、金型２上に供給
された処理液７は自然に流れ落ちて液流層８が形成され
るが、平面状の被処理物表面を処理する場合は、被処理
物を傾斜させて配置することにより液流層を形成するこ
とができ、更に被処理物表面に凹凸が形成されていた
り、凹みがあるような場合には、空気を吹き付ける等の
操作によって強制的に液流層８を形成する。

【００１２】上記液流層８の厚さは、処理の種類（例え
ば電気めっき、無電解めっき又は複合めっきなど）や処
理の程度（例えば形成するめっき皮膜の厚さなど）など
に応じて適宜選定されるが、通常は、２〜１０ｍｍ程度
とすることが好ましく、あまり薄いと良好な処理ができ
ない場合があり、また厚すぎると処理液の必要量が多く
なり不経済である。更に、液流層８の流速は、通常は特
に制御する必要はないが、特に複合めっき処理を行う場
合は、複合材の種類等に応じて適宜流速を制御すること
が好ましく、この場合流速が遅すぎると、複合材が沈降
して正常に共析しない場合があり、一方流速が速すぎる
と、めっき液中に分散した複合材がめっき皮膜中に共析
する前に流れてしまい、複合材が十分に共析しない場合
がある。

【００１３】また、めっき処理など、その処理時に処理
液や被処理物を加温することが好ましい場合は、処理液
収容槽５内に熱交換器等を配設してめっき液７を加温す
ると共に、ガスバーナー１３等で被処理物２を加温する
ことができる。更に、処理層１から回収した処理液に適
宜な液再生処理を施した後、処理液収容槽５に戻すよう
にすることもできる。

【００１４】上記図１では無電解めっき処理を行う場合
を示したが、電気めっきを行なう場合は、被処理物２上
に網状の対極を液流層８の上端面部と接触するように配
置し、この対極と被処理物との間に通電したり、ノズル
４と被処理物２との間に通電してノズル４を対極とする
ことにより、良好に電気めっきを行なうことができる。

【００１５】また、本発明の表面処理方法によってめっ
き処理を行なう場合は、一つの処理槽で前処理工程から
めっき処理工程までの全工程を行なうことができる。例
えば、アルミニウム製の金型に無電解ニッケルめっき処
理を行なう場合について図１を参照して説明すると、ま
ず、処理液収容槽５に処理液７として脱脂液を収容し、
上述した方法に従って金型２表面に脱脂液の液流層８を
形成して被処理物２を脱脂処理する。そして、金型２に
水をかけて脱脂液を洗い流し、この洗浄排水を廃液パイ
プ１４から廃液した後、処理液収容槽５内の処理液７を
エッチング液に置き換え、同様にエッチング処理し、水
洗し、更に処理液収容槽５内の処理液７を亜鉛置換液に
置き換えて、同様に亜鉛置換処理を行なうことにより、
一つの処理槽１を用いて３工程からなる前処理を行な
う。そして、金型２をよく水洗した後、処理液収容槽５
内の処理液７を無電解ニッケルめっき液に置き換えて、
上記と同様にめっき処理を行なうことにより、前処理工
程からめっき処理工程までの全工程を一つの処理槽１で
行なうことができる。

【００１６】なお、本発明の表面処理方法は、電気めっ
き，無電解めっき等のめっき処理やめっき処理に伴う酸
洗浄処理，脱脂処理，表面活性処理，下地めっき処理等
のめっき前処理などに好適に採用され、特にＡｌ₂Ｏ₃等
の酸化物粒子、ＴｉＮ等の窒化物粒子、Ｚｒ₂Ｂ₂等のホ
ウ化物粒子、ＳｉＣ等の炭化物粒子、ポリテトラフルオ
ロエチレン等のフッ素系有機高分子粒子などの複合材を
無電解めっき皮膜中に共析させる無電解複合めっきに本
発明処理方法を使用した場合、従来の浸漬法に比べて複
合材粒子がより均一に、かつ多量に共析した無電解複合
めっき皮膜を得ることができる。更に、本発明の表面処
理方法は、これらめっき処理やその前処理の他にも従来
処理液に被処理物を浸漬して処理を行っているものであ
ればいずれの処理にも応用することができる。

【００１７】また、この場合めっき液や各種処理液の組
成は、浸漬法で使用するものと同様に通常の組成とする
ことができ、まためっき温度や電気めっきにおける陰極
電流密度等の各種処理条件も通常の条件とすることがで
きる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。６ｍ×４ｍ×１ｍのＳＵＳ製処理槽を用いて図１に
示した表面処理装置を構成し、この処理装置の処理槽１
内に５ｍ×３ｍ×１ｍ（１トン）のアルミニウム製金型
２を収容した。そして、処理液収容槽５に処理液７とし
て脱脂液を収容し、この脱脂液をポンプ６により配液パ
イプ３に供給し、ノズル４から金型２表面に連続的に散
布し、金型２表面に脱脂液の液流層８を形成して金型２
を脱脂処理した。このとき、金型２から流れ落ちた脱脂
液をポンプ１２及び返送パイプ１１によって処理液収容
槽５に返送し、再利用しながら処理を行なった。なお、
液流層８の厚さは３ｍｍとし、処理時間は５分とした。

【００１９】次いで、金型２に水をかけて脱脂液をよく
洗い流し、この洗浄排水を廃液パイプ１４から廃液した
後、処理液収容槽５内の処理液７をエッチング液に置き
換え、上記脱脂処理と同様にして金型２をエッチング処
理した。更に、水洗後処理液収容槽５内の処理液７を硝
酸液に置き換え、同様に活性化処理し、水洗後続いて処
理液収容槽５内の処理液７を亜鉛置換液に置き換えて、
同様に亜鉛置換処理を行ない、よく水洗した。処理後の
金型２表面には、均一な亜鉛皮膜が形成されていた。な
お、エッチング処理、活性化処理及び亜鉛置換処理の処
理時間は、それぞれ１分、２０秒、２分とした。

【００２０】そして、処理液収容槽５内の処理液７を無
電解ニッケル／ＰＴＦＥ複合めっき液に置き換え、ガス
バーナー１３により処理槽１及び金型２を加温した状態
で、９０℃に加温した上記無電解ニッケル／ＰＴＦＥ複
合めっき液を上記前処理と同様にして金型２に散布し、
金型２表面に無電解ニッケル／ＰＴＦＥ複合めっき液の
液流層８を形成し、金型２表面に無電解ニッケル／ＰＴ
ＦＥ複合めっき処理を施した。このとき、上記前処理と
同様に、金型２から流れ落ちためっき液をポンプ１２及
び返送パイプ１１によって処理液収容槽５に返送し、再
利用しながら処理を行なった。なお、液流層８の厚さは
５ｍｍとし、処理時間は９０分とした。

【００２１】処理終了後、金型２表面には厚さ１５μｍ
の均一なニッケル／ＰＴＦＥ複合めっき皮膜が形成され
ていた。また、同時にめっきしたテストピースのアルミ
ニウム板について、折り曲げテストを行なったところ密
着不良は見られず、更に加熱試験（２００℃，３０分）
でもフクレ等は見られず良好な密着性を有していた。ま
た、複合材（ＰＴＦＥ）の共析量を測定したところ、２
０ｖｏｌ％もの高共析量を有し、更に表面の共析状態も
均一であった。

【００２２】更に、上記一連のめっき処理において、使
用した前処理液は各５０Ｌずつであり、また無電解めっ
き液は、６００Ｌであった。なお、通常の浸漬法によ
り、同様のめっき処理を行なう場合は、前処理液及びめ
っき液は少なくとも２００００Ｌ程度必要とする。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面処理
方法によれば、大型の被処理物であっても比較的小さな
処理設備で、処理液を無駄なく使用して効率よく表面処
理を行うことができる。更に、一つの処理槽で複数種の
処理を連続して行なうことができ、大型の被処理物であ
っても、比較的小さな設備で良好かつ効率よく表面処理
を行なうことができる。また、本発明の表面処理装置に
よれば、上記表面処理方法による表面処理を良好に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる表面処理装置を示す
概略図である。

【符号の説明】

１処理槽２被処理物３配液パイプ４ノズル５処理液収容槽６，１２ポンプ７処理液８液流層９補強板１０ドレン１１返送パイプ１３ガスバーナー１４廃液パイプ１５ドレンコック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田益雄大阪府守口市梶町３丁目35番23号株式会社サミックス内 (72)発明者松波秀明大阪府守口市梶町３丁目35番23号株式会社サミックス内 (72)発明者魚谷淳一大阪府守口市梶町３丁目35番23号株式会社サミックス内 (56)参考文献特開昭58−96883（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−78871（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−72160（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 18/31 B05D 1/36 C25D 17/00 B05C 9/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を収容する処理槽と、この処理
槽内に収容した被処理物に処理液を散布するノズルを有
する配液パイプと、この配液パイプに処理液を供給する
処理液供給手段と、処理槽内から処理液を回収する処理
液回収手段とを具備してなり、上記処理槽内に被処理物
を収容し、処理液供給手段により配液パイプに処理液を
供給し、配液パイプに設けられたノズルから被処理物に
処理液を散布して被処理物表面に処理液の液流層を形成
し、この液流層によって被処理物表面を表面処理すると
共に、被処理物表面から流れ落ちた処理液を処理液回収
手段により処理槽から回収し、この回収処理液を再び処
理液供給手段により配液パイプに供給するように構成
し、上記処理液供給手段により、酸洗処理、脱脂処理、
表面活性処理、下地めっき処理等のめっき前処理を行う
前処理液を上記配液パイプに順次供給して上記被処理物
に前処理を施した後、上記処理液供給手段により、上記
配液パイプにめっき液を供給してめっき処理を施すよう
にしたことを特徴とする表面処理装置。