JP3985863B2

JP3985863B2 - 表面処理方法

Info

Publication number: JP3985863B2
Application number: JP2002223712A
Authority: JP
Inventors: 英夫吉田; 清蔵宮田; 正人曽根; 信義佐藤
Original assignee: Asahi Kasei Engineering Corp
Current assignee: Asahi Kasei Engineering Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP2004060032A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば被処理物の電気メッキ処理工程に好適で、反応槽内における撹拌器の設置を省略し、反応槽の小形軽量化と低廉化を図れるとともに、反応槽内での各表面処理流体の撹拌を精密に行なえ、被処理物に対する種々の表面処理を良好かつ合理的に行なえ、イオン供給の均一化と良質なメッキの仕上りを得られる表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来の電気メッキ工程は、前処理工程とメッキ工程、後処理工程に分けられる。このうち、前処理工程は脱脂洗浄や酸洗いを伴い、これらは通常、専用の浴槽に所定の処理液を収容して加温し、この処理液に被処理物を所定時間浸漬して行なっている。
したがって、複数の浴槽とその作業スペ−スを要して設備費が高価になるとともに、処理液の飛散や有害なガスが発生する状況下での作業を強いられて作業環境が悪く、しかも前記浸漬に長時間を要して生産性が悪い、という問題があった
【０００３】
このような問題を解決するものとして、出願人は、超臨界状態の物質と、電解質溶液と、界面活性剤とを反応浴槽に導入し、これらの乳濁状態の下で電気メッキし、メッキ後は超臨界物質を気化させ、これを浴槽外に排出することで、洗浄液を要することなく反応浴槽や電極等を洗浄できるようにした電気化学的処理方法を開発し、これを特願２０００−２５３５７２として既に提案している。
【０００４】
しかし、この従来の方法はメッキ槽として高圧容器の反応浴槽を用い、該容器に被処理物と電解質溶液と超臨界物質を収容し、電解質溶液と超臨界物質を内部で撹拌するため、その撹拌スペ−スや撹拌装置を要して、反応浴槽が大形重量化し高価になる等の問題があった。
【０００５】
一方、特開平１１−８７３０６号公報では、反応槽に導入する超臨界液体と薬液を撹拌する手段として、反応槽内に撹拌翼若しくは基板の回転機構を設け、或いは揺動機構や超音波振動子を用いて、反応槽を揺動したり振動させていた。
しかし、撹拌翼や回転機構は前述と同様な問題があり、揺動機構は装置が大掛かりになる上に機械的なトラブルを起し易く、また超音波振動子は高価で撹拌の実効に不安があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、例えば被処理物の電気メッキ処理工程に好適で、反応槽内における撹拌器の設置を省略し、反応槽の小形軽量化と低廉化を図れるとともに、反応槽内での各表面処理流体の撹拌を精密に行なえ、被処理物に対する種々の表面処理を良好かつ合理的に行なえ、イオン供給の均一化と良質なメッキの仕上りを得られる表面処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、被処理物を密閉した単一の反応槽に収容し、該反応槽の導入前に各表面処理流体をチャンバを介して外部で攪拌し、攪拌した表面処理流体を反応槽の対向位置に選択的に導入し、前記選択した一の表面処理流体を反応槽内の被処理物の表裏両側面に噴射し、前記被処理物に相異なる複数の表面処理を実行する表面処理方法において、前記反応槽の外部に相異なる表面処理流体を攪拌可能な複数のチャンバを設け、各チャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素を導入するとともに、その一のチャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素のみを導入し、該一のチャンバから前記反応槽へ超臨界または亜臨界二酸化炭素のみを導入して被処理物を洗浄し、該超臨界または亜臨界二酸化炭素を排出後、他の一のチャンバに酸洗い液を導入して超臨界または亜臨界二酸化炭素と攪拌し、該他の一のチャンバから前記反応槽へ前記攪拌流体を導入して被処理物を酸洗いし、該攪拌流体を排出後、別の一のチャンバに電解液を導入して超臨界または亜臨界二酸化炭素と攪拌し、該別の一のチャンバから前記反応槽へ前記攪拌流体を導入して被処理物に金属イオンを析出するようにして、反応槽内における攪拌器の設置を省略し、反応槽の小形軽量化と低廉化を図るとともに、反応槽の外部に設けた複数のチャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素と、酸洗い液または電解液を導入し、これらを攪拌して反応槽へ順次導入し、専用の脱脂洗浄槽や酸洗い槽、メッキ槽を要することなく、設備費の低減を図れ、反応槽内の被処理物を合理的で精密かつ迅速に洗浄し、酸洗いし、メッキするようにしている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を超臨界または亜臨界流体を利用して電気化学的処理法である電気メッキ（ニッケルメッキ）に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図３において１は作業室に設置した処理装置で、これは表面処理流体の組成成分である、超臨界または亜臨界形成流体のニ酸化炭素を液化して収容したガスボンベ２を備え、該二酸化炭素を開閉弁３、導管４、凝縮回収槽５および後述のク−ラ−を介して、加熱器６へ導入可能にしている。
【００１２】
前記加熱器６はヒ−タと撹拌器を備え、前記二酸化炭素を超臨界または亜臨界状態に形成可能な温度に加熱し、これを導管４に連通する分流管７〜９へ導入可能にしている。
前記分流管７〜９は、制御弁１０〜１２を介して各チャンバ１３〜１５に接続され、超臨界または亜臨界状態の二酸化炭素を前記チャンバ１３〜１５へ導入可能にしている。
【００１３】
前記制御弁１０〜１２は常時は閉弁され、その開弁時期および時間をプログラム制御されている。このうち、制御弁１０は被処理物の脱脂洗浄工程直前に開弁可能にされ、制御弁１１は被処理物の酸洗い工程直前に開弁可能にされ、制御弁１２は被処理物のメッキ工程直前に開弁可能にされている。
【００１４】
前記チャンバ１３〜１５は耐圧室に構成され、このうちチャンバ１３に前記状態の二酸化炭素のみが導入され、またチャンバ１４に、酸洗い液収納タンク１６に連通する導管１７が接続され、該管１７に送液ポンプ１８と給液弁１９が介挿されていて、前記状態の二酸化炭素と酸洗い液を同時に導入可能にしている。
【００１５】
更に前記チャンバ１５に、相異なる電解質溶液を収容した第１または第２処理液槽２０，２１に連通する導管２２が接続され、前記状態の二酸化炭素と所定の電解質溶液を同時に導入可能にしている。なお、前記第１または第２処理液槽２０，２１若しくはその管路に、適当な界面活性剤を添加可能にしている。
図中、２３，２４は第１または第２処理液槽２０，２１に設けた送液ポンプ、２５，２６は給液弁である。
【００１６】
前記チャンバ１３〜１５に各一対の噴出管２７〜２９が接続され、その他端が反応槽３０の上下位置に接続されている。前記噴出管２７〜２９の他端部側に撹拌室３１〜３３が介挿され、その内部にファン等の適当な撹拌器３４が設置されていて、室内に導かれた同種または異種の表面処理流体を分散若しくは撹拌し、これを反応槽３０の上下から略同量かつ同速度で噴出可能にしている。
【００１７】
前記反応槽３０は小形軽量の耐圧容器で構成され、これは有底筒状の槽本体３５と、その蓋体３６からなり、それらの接合部を気密かつ開閉可能に装着している。
前記反応槽３０は、実施形態では外径約３０ｃｍの円筒体に形成され、持ち運び可能に構成されている。
【００１８】
前記槽本体３５と蓋体３６の内面に、一対の円板状の電極、実施形態ではカ−ボン若しくは白金製の陽極３７が上下に対向して取り付けられ、電気メッキの際、これらに所定の正電圧を印加可能にしている。このうち上側の陽極３７は、蓋体３６と一緒に取り扱い可能に構成されている。
前記陽極３７は多孔質部材または多孔状若しくは網状に構成され、前記噴出管２７〜２９から噴出した分散若しくは撹拌流体を透過可能にしている。
図中、３８は陽極３７，３７の間に配置した陰極を構成する被処理物で、適当な治具(図示略)に取り付けられ、３９は反応槽３０の周面に捲回したヒ−タである。
【００１９】
前記反応槽３０の側周面に一対の出口管４０，４１が接続され、この一方の出口管４０が分離槽である耐圧型の処理液回収槽４２に接続され、他方の出口管４１が分離槽４３に接続されている。
このうち、前記処理液回収槽４２は反応槽３０の下方に配置され、その周面にヒ−タ４４を捲回していて、反応槽３０内の処理後の処理液を重力作用によって流下し、収容後、ヒ−タ４４で加熱して、二酸化炭素と処理液を分離可能にしている。
【００２０】
図中、４５は前記処理液回収槽４２の底部に接続した排出管で、該管４５に排出弁４６が介挿され、また前記排出管４５の上流側に処理液回収管４７が接続されている。
前記処理液回収管４７は、精製部を介して第１および第２処理液槽２０，２１に連通し、該管４７に調圧弁４８と遮断弁４９が介挿され、前記調圧弁４８によって処理液の圧力を略大気圧に調圧可能にしている。
【００２１】
前記分離槽４３は前記処理液回収槽４２と同形かつ同様に構成され、その減圧かつ加熱作用を介して、処理ガス中の油脂分を分離し除去可能にしている。図中、５０は分離槽４３の外周面に捲回したヒ−タである。
【００２２】
前記出口管４１にガス回収弁５１と調圧弁５２が介挿され、このうちガス回収弁５１は、脱脂洗浄工程および乾燥工程の際に開弁され、酸洗い工程とメッキ処理工程時に閉弁可能にされている。
また、前記調圧弁５２は、該弁５２より下流側の管路を低圧、実施形態では６ＭＰａに設定可能にしている。
【００２３】
前記処理液回収槽４２と、前記ガス回収弁５１より上流側の出口管４１との間にバイパス管５３が介挿され、該管２３に逆止弁を兼ねる遮断弁５４が介挿されている。
前記遮断弁５４は、前記処理液回収槽４２に排出した酸洗い溶液や電解質溶液の処理過程で、分離した二酸化炭素をバイパス管５３へ導き、これを出口管４１へ移動可能にしている。
【００２４】
図中、５５は出口管４０に介挿した排出弁で、該弁５５は反応槽３０に対する超臨界または亜臨界流体導入時と、反応槽３０における脱脂洗浄および乾燥時に開弁され、一方、反応槽３０における酸洗いとメッキ処理時に閉弁可能にされている。
【００２５】
５６は分離槽４３より下流側の出口管４１に介挿した反応器で、該反応器５６は、略筒状の容器に鉄とクロムとアルミニウムの金属を基体組成とする触媒を内蔵し、該触媒に処理ガスを通過させて接触させ、反応槽３０での酸洗いやメッキ処理過程で発生した水素と酸素を燃焼して水を生成し、水素と酸素を除去する一方、前記生成した水を前記脱水カラム５７，５７に吸収可能にしている。
５８は反応器５６と脱水カラム５７との間に介挿した調圧弁で、該弁５８より下流側の管路を低圧に設定可能にしている。
【００２６】
前記脱水カラム５７の下流側にリタ−ンパイプ５９の一端が接続され、その他端が凝縮回収槽入口弁６０を介して凝縮回収槽５に接続され、未使用および再生二酸化炭素を冷却液化可能にしている。
前記凝縮回収槽５の出口に注入管６１の一端が接続され、この他端が前記導管４の中流部に接続されている。
【００２７】
前記注入管６１にク−ラ−６２と加圧ポンプ６３とが介挿され、前記凝縮回収槽５から流出した気液分散若しくは撹拌の二酸化炭素を確実に液化し、かつこれを密度０．４以上に加圧して、液状若しくは気体状または超臨界または亜臨界状態の二酸化炭素を加熱器６へ供給可能にしている。
【００２８】
図中、６４は前記注入管６１の上流側に介挿した凝縮回収槽出口弁、６５は前記ク−ラ−６２を介挿した冷媒導管で、冷凍機６６と凝縮回収槽５との間の冷媒導管６７に並列に介挿されている。６８，６９は前記出口管４０，４１に介挿した開閉弁である。
【００２９】
このように構成した本発明の表面処理方法は、後述のようにメッキ前処理、つまり脱脂、酸洗い、洗浄、乾燥の各処理と、メッキ処理、メッキ後処理、つまり被処理物３８の回収、乾燥の多工程を単一の反応槽３０で行っているから、各処理毎に専用の浴槽を要する従来のメッキ処理法および設備に比べて、構成が簡単で設置スペ−スがコンパクトになり、設備費の低減を図れる。
しかも、使用後の二酸化炭素や処理液を一時的に収容する貯留槽を実質的に廃したから、その分設備のコンパクト化と低廉化を図れ、また処理液等の再生および循環を速やかに行なえる。
【００３０】
また、本発明の反応槽３０は、後述のように脱脂洗浄液や酸洗い液、電解質溶液等を内部で撹拌しないから、内部の撹拌スペ−スと撹拌機器を省略でき、その分反応槽３０の小形軽量化と構成の簡潔化を図れ、これを容易かつ安価に製作できる。
【００３１】
更に、本発明は、脱脂洗浄、酸洗い、乾燥、メッキ処理の各作業における種々の排出物、つまり二酸化炭素や酸洗い溶液、界面活性剤を含む電解質溶液を、気液に分けて処理液回収槽４２と分離槽４３に排出し、これらを再生するとともに、これらを系外へ排出しないから、従来のような高価かつ大形の排水および排気処理設備を要しない。
しかも、使用後の酸洗い溶液や電解質溶液等を系外に排出せず、再生して使用しているから、これらの消費を最小限に抑制し、メッキコストの低減を図れる。
【００３２】
また、前記各処理は良好な拡散性を有する超臨界または亜臨界二酸化炭素を利用して行なっているから、電解質溶液に被処理物３８を浸漬する従来のメッキ法に比べて、酸溶液や電解質溶液の使用量が非常に少量で足り、したがってそれらの使用量の節減と排出処理設備の小形軽量化を図れ、前述と相俟って生産性が向上する。
【００３３】
一方、本発明の方法は、被処理物３８の脱脂洗浄工程と乾燥工程と再生工程（イオン供給を含む）時に、導管４、出口管４０，４１、リタ−ンパイプ５９、注入管６１等による閉回路を形成し、これらに未使用および再生二酸化炭素を循環させているから、前記脱脂洗浄ないし乾燥工程と、その再生工程を一時に合理的かつ迅速に行なえ、生産性が向上する
【００３４】
しかも、反応槽３０は後述のように、脱脂洗浄工程、酸洗い工程、乾燥工程、メッキ処理工程の各工程、特にメッキ処理前の各工程が完結するまで密閉し、かつ超臨界または亜臨界流体を循環して、被処理物と大気、とりわけ酸素との接触を回避させているから、被処理物表面の活性化処理を確実かつ高精度に行なえ、当該表面における金属イオンの析出を確実に行なえる。したがって、被処理物に対する多層メッキを確実に実現することができる。
【００３５】
更に、本発明の方法は、被処理物の酸洗い工程やメッキ工程時に、第１および第２処理液槽２０，２１、導管２２、出口管４０等による閉回路を形成し、これらに未使用および再生酸洗い液や電解質溶液を供給可能にしているから、前記酸洗い工程やメッキ工程と、その再生工程を合理的かつ迅速に行なえ、生産性が向上するとともに、前記溶液の有効利用を図れる。
【００３６】
このような本発明の表面処理を使用して電気メッキを行なう場合は、治具（図示略）に直接または適当にクリップを介して、被処理物３８を取り付け、これを槽本体３５に収容し、該槽本体３５に蓋体３６を気密に接着する。
【００３７】
このような状況の下で先ず被処理物３８を脱脂洗浄する。
この場合は凝縮回収槽出入口弁６０、制御弁１０、ガス回収弁５１、処理液排出弁５５、遮断弁５４を夫々開弁し、調圧弁５２，５８を段階的に低圧に設定して、開閉弁３を開弁する。
【００３８】
このようにすると、ガスボンベ２に充填した液化二酸化炭素が流出して気化し、この二酸化炭素が導管４に導かれて凝縮回収槽５へ移動し、該回収槽５で冷却液化されて気液分散若しくは撹拌状態になる。前記二酸化炭素は、凝縮回収槽５から注入管６１を経てク−ラ−６２へ導かれ、該ク−ラ−６２で更に冷却液化されて、全量が液化する。
【００３９】
この後、前記液化二酸化炭素は、加圧ポンプ６３へ導かれて略１０ＭＰａ、密度０．４以上に加圧され、更に加熱装置６で略５０℃に加熱されて、超臨界または亜臨界状態に達し、この状態で導管４から分流管７に導かれてチャンバ１３へ流入する。
【００４０】
前記超臨界または亜臨界状態の二酸化炭素は、チャンバ１３で一様かつ安定した後、噴出管２７，２７に分かれて撹拌室３１，３１へ導かれ、撹拌器３４．３４で撹拌されて反応槽３０へ流入する。
すなわち、前記反応槽３０の上下部から、前記状態の二酸化炭素が略同量かつ等速度に吹き出し、これらが近接する陽極３７，３７に勢い良く衝突して微粒化ないし撹拌され、該陽極３７，３７を透過後に被処理物３８の上下部に接触して、該被処理物３８に付着する油脂分や水分、異物等を高速かつ精密に洗浄する。
【００４１】
このように前記脱脂洗浄は、超臨界または亜臨界状態の二酸化炭素を被処理物３８の上下部から同時に吹き付けているから、被処理物３８の表面および裏面の脱脂洗浄を一時に精密かつ迅速に行なえる。
また、超臨界二酸化炭素で被処理物３８の脱脂洗浄を行なっているから、被処理物を脱脂液に浸漬する従来の方法に比べて、有害な脱脂剤の使用をなくし、作業環境を改善して、これを安全で迅速かつ容易に行なえるとともに、反応槽３０で脱脂洗浄を行なっているから、従来のような専用の脱脂槽を要せず、その分設備費の低減を図れる。
【００４２】
一方、前記脱脂洗浄に伴って二酸化炭素の一部は、反応槽３０から出口管４０を経て処理液回収槽４２へ流入し、該槽４２を昇圧するとともに、バイパス管５３に導かれて前記出口管４１に流出する。
また、前記脱脂洗浄によって除去された油脂分等は、処理ガスである二酸化炭素の一部と一緒に、反応槽３０から出口管４１を経て分離槽４３へ導かれ、該槽４３で減圧かつ加熱されて回収される。
【００４３】
前記回収後、処理ガス中の気体成分は反応器５６へ導かれ、該反応器５６に内蔵した金属触媒に接触して、酸素と水素が燃焼し、それらが除去されるとともに、水が生成される。
この後、前記処理ガスは、調圧弁５８で更に減圧されて脱水カラム５７へ移動し、該カラム５７で前記生成した水分が吸収されて再生され、この再生ガスがリタ−ンパイプ５９に導かれて下流側へ移動する。
【００４４】
前記再生ガスは、リタ−ンパイプ５９の下流側終端部から凝縮回収槽５へ導かれ、該回収槽５で冷却液化され、ク−ラ−６２で更に冷却液化され、その全量が液化された後、加圧ポンプ６３で加圧され、かつ加熱器６で加熱されて分流管７へ移動し、チャンバ１３から噴出管２７，２７を経て反応槽３０に導かれる。
【００４５】
このように前記脱脂洗浄は、系内に二酸化炭素を循環させて行なっているから、超臨界二酸化炭素を反応槽３０内に封じ込めて行なう場合に比べて、清浄な二酸化炭素による脱脂洗浄を行なえ、その分高精度に脱脂洗浄を行なえる。
また、前記二酸化炭素は系内を循環する間に再生され、その有効利用を図れるとともに、その間系外へ一切排出されないから、二酸化炭素の消耗ないし消費が極めて少なく、その消耗分だけガスボンベ２から補給すれば足りる。
なお、反応槽３０の超臨界状態形成後、処理液排出弁５５を閉弁して脱脂洗浄を行なってもよい。
【００４６】
こうして所定時間脱脂洗浄後、該作業を終了し、次の酸洗いを行なう。この酸洗いに際しては、反応槽３０の密閉状態や被処理物３８の収納状態の現状を維持し、また処理液排出弁５５とガス回収弁５１を閉弁する。
そして、前記制御弁１０を閉弁し、代わりに制御弁１１を開弁するとともに、酸洗い液収納タンク１６の開閉弁を開弁し、その送液ポンプ１８を駆動して、加温した酸洗い液を調圧弁１９で所定圧に調整し、これを導管１７を介してチャンバ１４へ導く。
【００４７】
このようにすると、超臨界または亜臨界状態のニ酸化炭素が分流管８を介してチャンバ１４へ導かれ、また前記酸洗い液が導管１７に導かれてチャンバ１４へ流入し、これらが分散若しくは撹拌して噴出管２８，２８から撹拌室３２，３２へ導かれ、撹拌器３４．３４で撹拌されて反応槽３０へ流入する。
【００４８】
すなわち、前記反応槽３０の上下部から、前記状態の二酸化炭素と酸洗い液の分散若しくは撹拌流体が略同量かつ等速度に吹き出し、これらが近接する陽極３７，３７に勢い良く衝突して微粒化ないし撹拌され、該陽極３７，３７を透過後に被処理物３８に接触して、該被処理物３８の表面および裏面を高速かつ精密に酸洗いし、被処理物表面の酸化皮膜を除去して、表面を活性化する。
この場合、酸溶液に適当な界面活性剤を添加して乳濁すれば、酸化皮膜が均一かつ効率良く除去され、酸洗い能率が向上する。
【００４９】
そして、所定時間酸洗い後、処理液排出弁５５とガス回収弁５１を開弁する。このようにすると反応槽３０が減圧され、内部の超臨界二酸化炭素が気化して、反応槽３０内に二酸化炭素と酸洗い液の二層状態が形成される。
このうち、密度の低い二酸化炭素が出口管４１側へ流出し、密度の大きい使用後の酸洗い液が、酸化被膜と一緒に出口管４０に導かれ、処理液回収槽４２へ流下する。
【００５０】
この場合、処理液回収槽４２は反応槽３０の直下に位置し、前記酸洗い液が重力で落下するから、前記噴出速度と相俟って処理液回収槽４２へ速やかに移動し、反応槽３０の残留を防止する。
また、処理液回収槽４２はバイパス管５３を介して出口管４１に連通しているから、前記酸洗い液の流入圧力を吸収し緩衝する。
【００５１】
一方、前記処理液回収槽４２は、前記酸洗い液の排出と前後してヒ−タ４４が加熱され、この加熱によって酸洗い液と、該液に混入した二酸化炭素とが分離され、分離後の二酸化炭素がバイパス管５３へ押し出され、出口管４１へ移動する
【００５２】
前記除去した酸化被膜は、排出弁４６を開弁して外部へ排出され、また使用後の酸洗い液は、処理液回収管４７を略大気圧に降下し、遮断弁４９を開弁して精製部（図示略）へ送り込み、精製後の酸洗い液を酸洗い液収納タンク１６若しくはその回収タンクへ流下する。
【００５３】
このように本発明は、超臨界または亜臨界状態の二酸化炭素と酸洗い液を分散若しくは撹拌し、これを被処理物３８の上下部から同時に吹き付けているから、被処理物３８の表面および裏面の酸洗いを一時に精密かつ迅速に行なえる。
【００５４】
また、超臨界状態の下で被処理物の酸化皮膜を除去しているから、被処理物３８を酸洗い液に浸漬する従来の酸洗い法に比べて、酸洗い液の使用量を低減し、これを迅速かつ容易に行えるとともに、反応槽３０で酸洗いを行なっているから、従来のような専用の酸洗い槽を要せず、その分設備費の低減を図れる。
更に、前記酸洗い時は、反応槽３０を周辺の管路から遮断して行っているから、系内、特に出口管４１、リタ−ンパイプ５９側への酸洗い液の流出を防止できる。
【００５５】
こうして、酸洗い液を精製し前記収納タンク１６へ戻すのと相前後して、被処理物を乾燥する。
この場合は、前記脱脂洗浄後に閉弁したガス回収弁５１を開弁し、加圧二酸化炭素を分流管８、チャンバ１４、噴出管２８を経て反応槽３０内へ供給し、反応槽３０内の超臨界または亜臨界状態を維持形成するとともに、前記二酸化炭素を系内に循環移動する。
【００５６】
このようにすることで、超臨界または亜臨界二酸化炭素が被処理物３８の上下から吹出し、被処理物３８の表面および裏面に付着した水分と接触して、これを高速かつ精密に拡散させ乾燥する。
この場合、前記水分は二酸化炭素に搬送され、脱水カラム５７で除去され、二酸化炭素の乾燥を促す。
【００５７】
このように前記乾燥は、超臨界または亜臨界二酸化炭素を反応槽３０へ導入し、これを速やかに拡散させて排出し、系内を循環させているから、系内から反応槽３０を遮断して乾燥する場合に比べ、水分が効率良く迅速に搬送され速やかに乾燥する。
【００５８】
こうして被処理物３８を乾燥後、制御弁１１を閉弁し、代わりに制御弁１２を開弁し、また処理液排出弁５５、ガス回収弁５１等を閉弁し、超臨界または亜臨界状態のニ酸化炭素を分流管９を介してチャンバ１５へ導く。
また、第１若しくは第２処理槽２０，２１の給液ポンプ２３，２４を駆動し、所定の電解質溶液を導管２２を介してチャンバ１５へ送り込む。この場合、前記電解質溶液に適当な界面活性剤を添加して置くことが望ましい。
【００５９】
こうして、超臨界または亜臨界状態のニ酸化炭素と電解質溶液と界面活性剤をチャンバ１５で分散若しくは撹拌し、これらを乳濁化して噴出管２９，２９から撹拌室３３，３３へ導き、該撹拌器３４．３４で撹拌して反応槽３０へ送り込む
【００６０】
すなわち、前記反応槽３０の上下部から、前記乳濁状態の二酸化炭素と電解質溶液と界面活性剤の分散若しくは撹拌流体が略同量かつ等速度に吹き出し、これらが近接する陽極３７，３７に勢い良く衝突して微粒化ないし撹拌され、該陽極３７，３７を透過後に被処理物３８に精密かつ均一に接触させる。
【００６１】
そして、反応槽３０内に超臨界または亜臨界状態の乳濁状態を維持し形成したところで、制御弁１２を閉弁し、反応槽３０を系内から遮断する。
このような状況の下で陽極３７および陰極３８に通電し、電解質溶液中の純ニッケルイオンを被処理物３８の表面に析出させる。
【００６２】
この場合、反応槽３０は前述のように小形であるから、電界が一様に分布し、しかも各一対の噴出管２９と陽極３７を通じて、電解質溶液と超臨界二酸化炭素と界面活性剤との良好な撹拌効果を得られ、均一なイオン分布とイオン供給を得られるから、金属イオンが陰極、つまり被処理物３８に一様に析出し、均質かつ良質なメッキを得られる。
【００６３】
しかも、反応槽３０が円形断面で、これに円板形の陽極３７，３７が同心円状に配置されているから、多数の被処理物３８を効率良く配置でき、メッキの量産性ないし生産性の向上を図れる。
更に、前記電解ニッケルイオンの電解、析出および付着を超臨界状態で行なっているから、電解ニッケルイオンが反応槽３０内を速やかに拡散し、かつ高密度で均一に分布して、被処理物３８の表面および裏面に付着する。
【００６４】
したがって、電解質溶液中で陽極物質を電解し析出、付着する従来のメッキ法に比べて、いわゆるメッキのつき廻りが非常に良く、前述と相俟って被処理物３８の表面および裏面に均一かつ緻密なメッキ状態を得られ、良好な仕上がり面を得られる。
【００６５】
このため、従来のメッキ法のように、被処理物の表面と裏面のメッキを分けて行なう面倒がなく、その分生産性を向上でき、また被処理物３８複雑な形状の場合でも、補助極を要することなく容易に対応できる。
【００６６】
また、前記メッキ時は、反応槽３０を周辺の管路から遮断して行なっているから、系内、特に出口管４１、リタ−ンパイプ５９側への電解質溶液の流出を防止できる。
【００６７】
こうして、前記メッキ工程終了後、電極スイッチをＯＦＦし、処理液排出弁５５、ガス回収弁５１、制御弁１２を開弁する。
このようにすると、反応槽３０内が減圧され、超臨界または亜臨界二酸化炭素が減圧されて急激に気化または液化し、これが電解質溶液ないし界面活性剤と二層状態を形成する。
このうち、密度の小さな二酸化炭素が出口管４１に押し出され、密度の大きな電解質溶液ないし界面活性剤が出口管４０へ押し出され、処理液回収槽４２へ流下する。
【００６８】
前記処理液回収槽４２は、前記電解質溶液の排出と前後してヒ−タ４４が加熱され、この加熱によって電解質溶液と、該液に混入した二酸化炭素とが分離され、この分離した二酸化炭素がバイパス管５３へ押し出されて、出口管４１へ移動する。
【００６９】
また、電解質溶液ないし界面活性剤は、調圧弁４８を介し略大気圧に降圧して精製部（図示略）へ移動し、これを精製後に第１若しくは第２処理槽２０，２１へ流下させる。
このようにこの実施形態は、使用後の電解質溶液と界面活性剤を元の第１若しくは第２処理槽２０，２１へ戻して再利用を図っている。
【００７０】
こうして、被処理物３８等をメッキ後、これを乾燥する。
この場合は、前記加圧ポンプ６３の運転を続行し、超臨界または亜臨界二酸化炭素を反応槽３０内へ供給ないし補給し、被処理物３８や治具等に付着した電解質溶液に接触させて、これを高速に拡散して出口管４１へ押し出す。
【００７１】
このように前記乾燥は、超臨界または亜臨界二酸化炭素を反応槽３０の上下部から導入し、これを速やかに拡散させて排出し、系内を循環させているから、水分が効率良く搬送され迅速に乾燥する。この場合、二酸化炭素に搬送された水分は脱水カラム５７で除去され、その乾燥を促す。こうして被処理物３８を乾燥後、これを反応槽３０から取り出せば、一連のメッキ作業が終了する。
【００７５】
また、被処理物に多層メッキする、いわゆる重ねメッキを行なう場合は、前述の各工程を繰り返し連続して処理すれば良い。
したがって、従来の重ねメッキのように、メッキ終了毎に被処理物を反応槽からいちいち取り出し、これを各槽へ移動して前処理を行なう面倒がなく、それだけ生産性が向上するとともに、二酸化炭素等の放出による消費を防止できる。
しかも、従来のように被処理物を反応槽から取り出す際の外気との接触の不安を解消しているから、被処理物表面の活性処理面を確実かつ安全に維持でき、前記重ねメッキに有効な利点がある。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、反応槽の外部に相異なる表面処理流体を攪拌可能な複数のチャンバを設け、各チャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素を導入するとともに、その一のチャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素のみを導入し、該一のチャンバから前記反応槽へ超臨界または亜臨界二酸化炭素のみを導入して被処理物を洗浄し、該超臨界または亜臨界二酸化炭素を排出後、他の一のチャンバに酸洗い液を導入して超臨界または亜臨界二酸化炭素と攪拌し、該他の一のチャンバから前記反応槽へ前記攪拌流体を導入して被処理物を酸洗いし、該攪拌流体を排出後、別の一のチャンバに電解液を導入して超臨界または亜臨界二酸化炭素と攪拌し、該別の一のチャンバから前記反応槽へ前記攪拌流体を導入して被処理物に金属イオンを析出するから、反応槽内における攪拌器の設置を省略し、反応槽の小形軽量化と低廉化を図れるとともに、反応槽の外部に設けた複数のチャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素と、酸洗い液または電解液を導入し、これらを攪拌して反応槽へ順次導入し、専用の脱脂洗浄槽や酸洗い槽、メッキ槽を要することなく、設備費の低減を図れ、反応槽内の被処理物を合理的で精密かつ迅速に洗浄し、酸洗いし、メッキすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要を示す流体回路図である。
【図２】本発明に適用した反応槽を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明に適用した反応槽の平面図である。
【符号の説明】
１３〜１５チャンバ
３０反応槽
３７透過部材（陽極）
３８被処理物

Claims

被処理物を密閉した単一の反応槽に収容し、該反応槽の導入前に各表面処理流体をチャンバを介して外部で攪拌し、攪拌した表面処理流体を反応槽の対向位置に選択的に導入し、前記選択した一の表面処理流体を反応槽内の被処理物の表裏両側面に噴射し、前記被処理物に相異なる複数の表面処理を実行する表面処理方法において、前記反応槽の外部に相異なる表面処理流体を攪拌可能な複数のチャンバを設け、各チャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素を導入するとともに、その一のチャンバに超臨界または亜臨界二酸化炭素のみを導入し、該一のチャンバから前記反応槽へ超臨界または亜臨界二酸化炭素のみを導入して被処理物を洗浄し、該超臨界または亜臨界二酸化炭素を排出後、他の一のチャンバに酸洗い液を導入して超臨界または亜臨界二酸化炭素と攪拌し、該他の一のチャンバから前記反応槽へ前記攪拌流体を導入して被処理物を酸洗いし、該攪拌流体を排出後、別の一のチャンバに電解液を導入して超臨界または亜臨界二酸化炭素と攪拌し、該別の一のチャンバから前記反応槽へ前記攪拌流体を導入して被処理物に金属イオンを析出することを特徴とする表面処理方法。