JP5159851B2

JP5159851B2 - エッチング液電解再生装置

Info

Publication number: JP5159851B2
Application number: JP2010216478A
Authority: JP
Inventors: 良男柘植; 裕満堀田
Original assignee: Chuo Seisakusho KK
Current assignee: Chuo Seisakusho KK
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: JP2012071232A

Description

本発明は、合成樹脂にめっきする場合の前処理に使用されるエッチング液を電解して再生処理する、エッチング液電解再生装置に関するものである。

合成樹脂にめっきする場合、樹脂の表面を粗面化するためにクロム酸と硫酸を主成分とするエッチング液によって前処理が行われている。このエッチング液は使用するにしたがって樹脂の溶解成分が液中に増加し、同時にクロム酸の６価クロムが３価クロムに還元されて３価クロムが増加することになる。エッチング液中の３価クロムが増加するとエッチング能力が低下するので、この３価クロムを陽極酸化して６価クロムにし、さらに樹脂の溶解成分をエッチング液から除去するために従来は磁器製の隔膜を使用した電解再生処理装置により電解して再生処理が行われていた。

このような電解再生処理装置は、電解槽内に鞄状に成型した磁器製の隔膜を配置し、該隔膜内に陰極を設けて隔膜内を陰極槽とし、隔膜の外側の電解槽内に陽極を設けて電解槽内を陽極槽とし、陽極と陰極の間に通電しながら陽極槽とエッチング槽との間でエッチング液を循環させるようにしたものである。ところがこうした従来の電解再生処理装置では、磁器製の隔膜がイオン選択性をもたないため電解中に陰極液の中の硫酸イオンが陽極側に移動し、電解するにしたがって陽極槽のエッチング液の硫酸濃度が上昇するという問題があった。このような問題を解決するものとしては、例えば特許文献１に示されるような、隔膜として陽イオン交換膜を使用したエッチング液の再生装置が提案されている。

実用新案登録第３１４６４２５号公報

以上述べたように、従来３価クロムを陽極酸化してエッチング液を再生する場合には、磁器製の隔膜を使用した電解再生処理装置により再生処理するのが普通であり、陽極槽のエッチング液の硫酸濃度が上昇するという問題があった。そのため例えば特許文献１に示されるように、隔膜として陽イオン交換膜を使用することが考えられた。ところが陽イオン交換膜は磁器製の隔膜とは異なり、それ自体では形状を維持することができないため、何らかの構造物で陽イオン交換膜を支持する必要があり、例えば特許文献１に示されているものでは、陰極板の両側にフッ素系樹脂製のスペーサー、パッキングを介在させ、該パッキングの外側に陽イオン交換膜を配設し、その外側にフッ素系樹脂製のパッキングとチタン製の枠に装着されたメッシュを配設して陰極槽が構成されている。

しかしながら、陰極槽をフッ素系樹脂で構成した場合には、構造上の制約やコストがかさむという問題があった。また、陰極槽を特許文献１に示されるようなチタン製の枠を配設した構成としたり、金属製の部材を使用して陰極槽を構成したりした場合には、チタン製の枠や金属製の部材の陽極に対向する面が陰極になるバイポーラ現象が発生することになる。バイポーラ現象が発生すると、チタン製の枠や金属製の部材の陰極になった面でエッチング液中の６価クロムが３価クロムに陰極還元され、電解再生装置としては一方で３価クロムを陽極酸化しながら同時に６価クロムを陰極還元することになり、電解再生装置としての酸化能力を低下させるという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決しようとするものであり、陽イオン交換膜を使用できる構造とするために金属製の部材を使用して陰極槽を構成しても、バイポーラ現象によって電解再生装置の酸化能力が低下することがない、エッチング液電解再生装置を実現することを目的とするものである。

そして、本発明はクロム酸と硫酸を主成分とするエッチング液を電解して再生処理するエッチング液電解再生装置であって、電解槽内に陽極板と陰極槽とを配設し、該陰極槽はチタン材により上端が開放された箱型に構成して内部に陰極板を設け、陰極槽の陽極板に対向する面に抜き穴を設けて陽イオン交換膜を取り付け、陰極槽を導線により陽極板に接続して構成したものである。ここにおいて、陰極槽を陽極板に接続する導線はチタン材とすることが好ましい。

上記の課題解決手段による作用は次の通りである。すなわち、陰極槽をチタン材により構成して内部に陰極板を設け、陰極槽の陽極板に対向する面に抜き穴を設けて陽イオン交換膜を取り付け、隔膜として陽イオン交換膜を使用しているので、陰極液の中の硫酸イオンが陽極側へ移動することがなく、陰極槽を構成する際に構造上の制約を受けることがない。また、陰極槽を導線により陽極板に接続しているので陰極槽が陽極板と同電位になり、陰極槽にバイポーラ現象が発生することがなく、陰極槽の表面で６価クロムが３価クロムに還元されることがない。

以上説明したように、本発明のエッチング液電解再生装置では、隔膜として陽イオン交換膜を使用しているので、陰極液の中の硫酸イオンの陽極側への移動がなく、陽極槽のエッチング液の硫酸濃度が上昇することはない。また、陽イオン交換膜を固定する陰極槽をチタン材で構成しているので、フッ素系樹脂で構成した場合に比べて構造上の制約が少なく、低コストになる利点がある。さらに、陰極槽を導線により陽極板に接続しているので、陰極槽が陽極板と同電位になり、バイポーラ現象が発生しないので陰極槽の表面で６価クロムが３価クロムに還元されることがなく、再生能力を低下させることがない効果がある。また、陰極槽を陽極板に接続する導線をチタン材とした場合には、導線が腐蝕しないので導線を交換する必要がない利点がある。

本発明のエッチング液電解再生装置を設置した状態を示す要部の縦断正面図である。電解槽の縦断側面図である。陰極槽の側面図である。図３のＡ−Ａ部における断面図である。陰極槽の平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図において１は電解槽であって、該電解槽１内には１個又は複数の陰極槽２、２と、該陰極槽２、２に対向する陽極板３、３とが配設されている。電解槽１は陽極槽として機能するものであって、エッチング液に対して耐蝕性のある材質で構成されており、電解槽１に供給されるエッチング液を受け入れるエッチング液供給口４と、電解槽１からオーバーフローしたエッチング液を排出するエッチング液排出口５とが設けられている。陰極槽２はチタンの板材により上端が開放された箱型に形成された陰極槽本体６と、隔膜である陽イオン交換膜７と、陽イオン交換膜７を押さえるチタンの板材製の押さえ板８と、押さえ板８を陰極槽本体６に固定するチタン製のボルト９とから構成されている。

陰極槽本体６の陽極板３に対向する側面には複数の抜き穴１０、１０が設けられ、押さえ板８にも同様に複数の抜き穴１１、１１が設けられている。これにより、陽イオン交換膜７は陰極槽本体６の側面と押さえ板８の間に挟まれてボルト９、９により固定され、抜き穴１０、１０及び抜き穴１１、１１を通して陰極槽２の内側と外側にそれぞれ露出することになり、押さえ板８はボルト９、９により陰極槽本体６と電気的に接続されることになる。陰極槽本体６の上部には陰極液排出孔１２が設けられており、陰極槽本体６の内部には陰極板１３が設けられている。図示していないが、陰極槽本体６の側面と陽イオン交換膜７の接触部及び押さえ板８と陽イオン交換膜７の接触部にはパッキングを介在させることが好ましく、陽極板３及び陰極板１３は従来の電解再生装置と同様鉛材とすることが好ましい。

電解槽１近傍の電解槽１より下方になる位置には陰極液槽１４が設けられており、また、陰極液槽１４から陰極液を汲み上げる陰極液循環ポンプ１５が設けられている。陰極液循環ポンプ１５の吐出側には陰極液供給パイプ１６が連結され、該陰極液供給パイプ１６の先端は陰極槽本体６の上端から陰極槽本体６内に挿入されている。陰極槽本体６の陰極液排出孔１２には陰極液排出パイプ１７が連結されており、陰極液排出パイプ１７の先端が臨む位置には陰極液受樋１８が設けられ、陰極液受樋１８には陰極液を陰極液槽１４まで導く陰極液戻りパイプ１９が連結されている。これにより陰極液槽１４と陰極槽本体６の間を循環する陰極液の経路が構成される。

陽極板３、３と陰極板１３、１３はそれぞれ図示しない直流電源装置のプラス極とマイナス極に接続されており、陰極槽本体６は導線２０により陽極板３に接続されている。この導線２０はエッチング液により溶解されるのを避けるため、チタン材とすることが好ましい。図示していないが電解槽１はフードで覆うことが好ましく、さらに排気装置を附設することが好ましい。前記のように構成された本発明のエッチング液電解再生装置は再生処理の対象となるエッチング槽２１より上方に設置され、エッチング槽２１からエッチング液を汲み上げてエッチング液供給口４に供給するエッチング液循環ポンプ２２が設けられている。図中２３はエッチング液循環ポンプ２２とエッチング液供給口４を連結するエッチング供給パイプであり、２４はエッチング液がエッチング液排出口５からエッチング槽２１に戻るエッチング液戻りパイプである。

このように構成された本発明のエッチング液電解再生装置において、陰極液槽１４に希釈した硫酸を充填し、陰極液循環ポンプ１５、エッチング液循環ポンプ２２及び図示しない直流電源装置を運転すると、陰極液は陰極液槽１４と陰極槽本体６との間で、エッチング液はエッチング槽２１と電解槽１との間でそれぞれ循環し、陽極板３と陰極板１３との間に電流が流れて電解が行われることになる。電解の進行に伴って従来の電解再生処理装置と同様に陽極板３上では３価クロムが６価クロムに酸化され、酸素ガスが発生する。

エッチング液中の治具から溶出した銅等の金属イオンは陽イオン交換膜７を通して陰極槽２内に移動し、陰極板１３上で析出する。また、ＡＢＳ樹脂から溶出するブタジエンのようなエッチング液中の樹脂の溶解成分と陽極酸化を免れた一部の３価クロムは陰極槽２内に移動し、陰極液中に蓄積される。エッチング液中に存在していた６価クロムと３価クロムが酸化されて生じた６価クロムはクロム酸イオンの形となるので陽イオン交換膜７に阻止されて陰極槽２内に移動することはなく、陰極槽２内の硫酸イオンも陽イオン交換膜７に阻止されて陽極側に移動することはない。このとき、陰極槽本体６が導線２０により陽極板３に接続されているので、陰極槽本体６、押さえ板、ボルト９は陽極板３と同電位になり、バイポーラ現象が発生しないので陰極槽本体６等の表面で６価クロムが３価クロムに還元されることはない。

以上説明したように、本発明のエッチング液電解再生装置では、隔膜として陽イオン交換膜を使用しているので、陰極液の中の硫酸イオンの陽極側への移動が阻止され、陽極槽のエッチング液の硫酸濃度が上昇することはない。また、陽イオン交換膜を固定する陰極槽をチタン材で構成しているので、フッ素系樹脂で構成した場合に比べて構造上の制約が少なく、低コストになる利点がある。さらに、陰極槽を導線により陽極板に接続しているので、陰極槽が陽極板と同電位になり、バイポーラ現象が発生しないので陰極槽の表面で６価クロムが３価クロムに還元されることがなく、再生能力を低下させることがない利点がある。

前記の陰極槽は一つのユニットとして構成することができるので、エッチング液電解再生装置として求められる処理能力に応じて必要な数の陰極槽を組み合わせてエッチング液電解再生装置を構成することができ、標準化が容易で低コストでエッチング液電解再生装置を提供することができる利点がある。

１電解槽
２陰極槽
３陽極板
４エッチング液供給口
５エッチング液排出口
６陰極槽本体
７陽イオン交換膜
８押さえ板
９ボルト
１０、１１抜き穴
１２陰極液排出孔
１３陰極板
１４陰極液槽
１５陰極液循環ポンプ
１６陰極液供給パイプ
１７陰極液排出パイプ
１８陰極液受樋
１９陰極液戻りパイプ
２０導線
２１エッチング槽
２２エッチング液循環ポンプ
２３エッチング液供給パイプ
２４エッチング液戻りパイプ

Claims

クロム酸と硫酸を主成分とするエッチング液を電解して再生処理するエッチング液電解再生装置であって、電解槽内に陽極板と陰極槽とを配設し、該陰極槽はチタン材により上端が開放された箱型に構成して内部に陰極板を設け、陰極槽の陽極板に対向する面に抜き穴を設けて陽イオン交換膜を取り付け、陰極槽を導線により陽極板に接続したことを特徴とするエッチング液電解再生装置。
陰極槽を陽極板に接続する導線をチタン材としたことを特徴とする請求項１に記載のエッチング液電解再生装置。