JP6180893B2 - メッキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、メッキ装置に関する。

近年、高強度化、軽量化及び耐屈曲化等の目的で、抗張力繊維に導電性を担保するためのメッキ処理を施したメッキ繊維が提案されている（例えば特許文献１参照）。

繊維材料の表面に金属皮膜を形成する技術としては、例えば無電解メッキ処理が知られている。この無電解メッキでは、メッキの進行に伴う還元剤の酸化により副生成物が蓄積することがあり、これにより、メッキ液の組成バランスが崩れてしまうことがある（例えば非特許文献１参照）。

特開２０１３−１０８１９８号公報

藤波知之、「無電解銅めっきの現状と将来」、表面技術、Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１１，１９９１、ｐ．１２−２０

メッキ繊維を製造する際には、１本の繊維又は複数本の繊維束を長手方向に移動させながらメッキ液に浸漬させることで行うが、メッキ繊維が長尺化することで、同一のメッキ槽内においてメッキ処理が長時間に亘って施されることとなる。この場合、メッキ槽内にメッキ金属が析出し易く、さらには、析出した金属が成長することでメッキ液の組成バランスが崩れてメッキ液の分解に繋がるという問題がある。このような状態は、メッキ金属等の原材料をロスさせるばかりで、加工性の低下を招来するものであるから好ましいものとは言い難い。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属の異常析出を抑制してメッキ対象物の長尺化に対応したメッキ装置を提供することである。

かかる課題を解決するために、本発明は、第１のメッキ槽と、第１のメッキ槽との間でメッキ液を循環させる第１の供給タンクと、第１のメッキ槽とは異なる第２のメッキ槽と、第２のメッキ槽との間でメッキ液を循環させる第２の供給タンクと、第１の供給タンク及び第２の供給タンクとそれぞれ接続し、メッキ液を回収可能な予備タンクと、第１のメッキ槽と第２のメッキ槽との間を移動可能に構成されて、第１のメッキ槽及び第２のメッキ槽のうち選択した一方のメッキ槽にメッキ対象物を浸漬させるガイド機構と、第１の供給タンク、第２の供給タンク及びガイド機構を制御する制御部とを有するメッキ装置を提供する。このメッキ装置において、制御部は、一方のメッキ槽にメッキ液を貯留して他方のメッキ槽を空とする状態を、第１のメッキ槽と第２のメッキ槽とで交互に切り替えるとともに、メッキ液を貯留するメッキ槽の切り替えに対応してガイド機構を切り替えることとしている。

また、本発明において、制御部は、メッキ液が貯留されたメッキ槽についての当該メッキ液の状態を監視し、当該メッキ液の状態が所定の判定レベルに到達したことを条件に、第１のメッキ槽と第２のメッキ槽とで状態の切り替えを行うことが好ましい。

制御部は、第１のメッキ槽を空状態にする場合には、第１の供給タンクを経由して第１のメッキ槽から予備タンクへとメッキ液を回収し、当該第１のメッキ槽にメッキ液を貯留する場合には、第１の供給タンクを経由して予備タンクから第１のメッキ槽へとメッキ液を供給することが好ましく、一方、第２のメッキ槽を空状態にする場合には、第２の供給タンクを経由して第２のメッキ槽から予備タンクへとメッキ液を回収し、当該第２のメッキ槽にメッキ液を貯留する場合には、第２の供給タンクを経由して予備タンクから第２のメッキ槽へとメッキ液を供給することが望ましい。

また、本発明は、第１の供給タンク及び第２の供給タンクにそれぞれ接続し、洗浄液を貯留する洗浄液タンクをさらに有していてもよい。この場合、制御部は、第１のメッキ槽及び第２のメッキ槽のうち貯留状態から空状態へと切り替えが行われたメッキ槽について、当該メッキ槽に接続する供給タンクに対し洗浄液タンクから洗浄液を供給し、当該供給タンクとメッキ槽との間で洗浄液を循環させ、その後、当該洗浄液を洗浄液タンクへと回収することが好ましい。

また、本発明は、第１の供給タンク及び第２の供給タンクにそれぞれ接続し、水を貯留する水洗タンクをさらに有していてもよい。この場合、制御部は、洗浄液の回収が終了したメッキ槽について、当該メッキ槽に接続する供給タンクに対し水洗タンクから水を供給し、当該供給タンクとメッキ槽との間で水を循環させ、その後、当該水を水洗タンクへと回収することが好ましい。

本発明によれば、メッキ処理に供されるメッキ槽を第１のメッキ槽と第２のメッキ槽と切り替えることで、空いたメッキ槽を洗浄等のメンテナンスに供することができる。また、これを交互に繰り返すことで、メッキ金属の異常析出を未然に抑制でき、メッキ液の組成バランスが崩れた状態へと至ることを抑制することができる。これにより、メッキ金属等の原材料のロスや加工性の低下を抑制することができ、メッキ対象物の長尺化に適切に対応することができる。

本実施形態にかかるメッキ装置を模式的に示す説明図 メッキ装置による動作手順を説明する説明図 メッキ装置による動作手順を説明する説明図 メッキ装置による動作手順を説明する説明図 メッキ装置による動作手順を説明する説明図 メッキ装置による動作手順を説明する説明図

図１は、本実施形態にかかるメッキ装置１を模式的に示す説明図である。このメッキ装置１は、メッキ対象物にメッキ処理を施す装置であり、無電解メッキによるものである。メッキ対象物は、例えば抗張力繊維であり、パラ系アラミド繊維、ＰＢＯ（poly(p-phenylenebenzobisoxazole)）繊維、ポリアリレート繊維、及び超高分子量ポリエチレン繊維などが該当する。

メッキ装置１は、第１のメッキ槽２と、第１の供給タンク３と、第２のメッキ槽４と、第２の供給タンク５と、ガイド機構６と、予備タンク７と、洗浄液タンク８と、水洗タンク９と、制御部１０とで構成されている。

第１のメッキ槽２はメッキ液を貯留する槽であり、この貯留されたメッキ液に抗張力繊維Ｆが浸漬されることにより、当該抗張力繊維Ｆに対するメッキ処理を行うことができる。第１のメッキ槽２は、抗張力繊維Ｆの長手方向に沿って所定の長さを有しており、この抗張力繊維Ｆをその長手方向に移動させることにより、長尺の抗張力繊維Ｆについてその全域にメッキ処理を施すことができる。

第１の供給タンク３は、第１のメッキ槽２に接続されており、第１のメッキ槽２にメッキ液を供給するものである。第１の供給タンク３は、例えば、所定容量のメッキ液を貯える貯留タンク３ａと、図示しない流路（配管など）を介して当該貯留タンク３ａから第１のメッキ槽２にメッキ液を供給する供給ポンプ３ｂとで構成されている。また、第１の供給タンク３は、第１のメッキ槽２から貯留タンク３ａへとメッキ液を帰還させる流路（図示せず）を備え、第１のメッキ槽２と貯留タンク３ａとの間でメッキ液を循環させることができる。この際、上述した第１のメッキ槽２では、オーバーフロー方式などの手法により、貯留される液面が一定レベルに維持されるようになっている。

第２のメッキ槽４は、メッキ液を貯留する槽であって、第１のメッキ槽２とは独立して設けられている。第２のメッキ槽４は、第１のメッキ槽２と同様、貯留されたメッキ液に抗張力繊維Ｆが浸漬されることにより、当該抗張力繊維Ｆにメッキ処理を行うことができる。第２のメッキ槽４は、抗張力繊維Ｆの長手方向に沿って所定の長さを有しており、この抗張力繊維Ｆをその長手方向に移動させることにより、長尺の抗張力繊維Ｆについてその全域にメッキ処理を施すことができる。

第２の供給タンク５は、第２のメッキ槽４に接続されており、第２のメッキ槽４にメッキ液を供給するものである。第２の供給タンク５は、例えば、所定容量のメッキ液を蓄える貯留タンク５ａと、図示しない流路を介して当該貯留タンク５ａから第２のメッキ槽４にメッキ液を供給する供給ポンプ５ｂとで構成されている。また、第２の供給タンク５は、第２のメッキ槽４から貯留タンク５ａへとメッキ液を帰還させる流路（図示せず）を備え、第２のメッキ槽４と貯留タンク５ａとの間でメッキ液を循環させることができる。この際、上述した第２のメッキ槽４では、オーバーフロー方式などの手法により、貯留される液面が一定レベルに維持されるようになっている。

第１のメッキ槽２及び第２のメッキ槽４は、一方のメッキ槽２，４にメッキ液を貯留して他方のメッキ槽２，４を空とする状態に設定される。例えば、図１に示すように、第１のメッキ槽２にメッキ液を貯留しているケースでは、第２のメッキ槽４が空にされているといった如くであり、また、この逆のケースも然りである。

ガイド機構６は、第１のメッキ槽２又は第２のメッキ槽４へと抗張力繊維Ｆを浸漬させるものである。このガイド機構６は、第１のメッキ槽２と第２のメッキ槽４との間を移動可能に構成されており、第１のメッキ槽２及び第２のメッキ槽４のうち選択した一方のメッキ槽２，４に抗張力繊維Ｆを浸漬させることができる。例えば、ガイド機構６は、抗張力繊維Ｆを保持する繊維ガイド６ａと、この繊維ガイド６ａを上下方向及び水平方向へと移動させるエアシリンダ（図示せず）などの動力機構とで構成されている。また、このガイド機構６は、抗張力繊維Ｆの長手方向にそって、当該抗張力繊維Ｆを一定のスピードで送り出すための機構をさらに備えている（例えばリール・トゥ・リール方式）。ガイド機構６が１度に取り扱うことができる抗張力繊維Ｆの数は、一つに限らず、複数であってもよい。

予備タンク７は、所定容量を備えるタンクであり、第１の供給タンク３及び第２の供給タンク５のそれぞれに接続されている。この予備タンク７は、後述する様に、第１のメッキ槽２及び第１の供給タンク３に貯留されているメッキ液、又は、第２のメッキ槽４及び第２の供給タンク５に貯留されているメッキ液を回収可能な程度の容量を備えている。

洗浄液タンク８は、メッキ槽２，４及び供給タンク３，５を洗浄するための洗浄液を貯留している。この洗浄液タンク８は、第１の供給タンク３及び第２の供給タンク５にそれぞれ接続されており、タンク内に貯留された洗浄液を供給タンク３，５にそれぞれ供給することができる。洗浄液としては、メッキ槽２，４に異常に析出した金属（銅）等を溶解することが可能なものを利用することができ、例えば硝酸などがこれに該当する。

水洗タンク９は、メッキ槽２，４及び供給タンク３，５を水洗いするための水を貯留している。この水洗タンク９は、第１の供給タンク３及び第２の供給タンク５にそれぞれ接続されており、タンク内に貯留された水を供給タンク３，５にそれぞれ供給することができる。

制御部１０は、メッキ装置１の制御を司るものであり、メッキ装置１を構成する各要素（第１の供給タンク３、第２の供給タンク５及びガイド機構６など）を制御するものである。本実施形態との関係において、制御部１０は、メッキ処理に供するメッキ槽２，４を第１のメッキ槽２と第２のメッキ槽４とで交互に切り替えるとともに、この切り替えに対応してガイド機構６を切り替えることで、抗張力繊維Ｆを浸漬するメッキ槽２，４を交互に切り替えることとしている。

以下、図２〜図６を参照し、本実施形態にかかるメッキ装置１による具体的な動作手順について説明する。以下に示す手順は、制御部１０による制御処理を通じて実現される。なお、説明の前提として、現在、第１のメッキ槽２にメッキ液が貯留され、第１のメッキ槽２にてメッキ処理が行われていることとする。この場合、制御部１０は、第１の供給タンク３を制御して、第１の供給タンク３内のメッキ液を第１のメッキ槽２へと供給しており、第１のメッキ槽２におけるメッキ液は一定レベルに維持されたまま、第１の供給タンク３と第１のメッキ槽２との間でメッキ液の循環が行われる。一方、第２のメッキ槽４は空にされており、これに貯留されるメッキ液は第２の供給タンク５によって保持されている。

まず、制御部１０は、第１のメッキ槽２におけるメッキ液の状態を監視し、その状態が所定の判定レベルに到達したか否かを判断する。この判断は、メッキ金属の異常析出や、メッキ液の組成バランス等を考慮して第１のメッキ槽２（メッキ処理に供されるメッキ槽）のメンテナンスを行うか否かを判断するためのものであり、実験やシミュレーションを通じてその判定レベルが予め設定されている。例えば、メッキ液の状態として比重を捉えた場合には、例えば「１．０８」に到達した場合に、第１のメッキ槽２のメンテナンスを判断するといった如くである。

メッキ液の状態が判定レベルに到達しておらず、第１のメッキ槽２のメンテナンスを行う必要がない場合には、現在の第１のメッキ槽２にてメッキ処理を継続し、上記の監視・判断を再度行うこととなる。

一方、メッキ液の状態が判定レベルに到達しており、第１のメッキ槽２のメンテナンスを行う必要がある場合には、制御部１０は、第１の供給タンク３から予備タンク７へとメッキ液を供給することで、第１のメッキ槽２及び当該第１の供給タンク３内のメッキ液を予備タンク７に回収する（図２参照）。また、制御部１０は、第２の供給タンク５から第２のメッキ槽４へとメッキ液を供給する。第２のメッキ槽４にメッキ液が供給され、第２のメッキ槽４においてメッキ液が一定レベルまで上昇すると、その後は、第２の供給タンク５と第２のメッキ槽４との間でメッキ液の循環が開始される（図２参照）。

図３に示すように、制御部１０は、繊維ガイド６ａを上方に移動させ抗張力繊維Ｆを第１のメッキ槽２から引き上げる。つぎに、制御部１０は、繊維ガイド６ａを左右方向に移動させ第１のメッキ槽２の上方から第２のメッキ槽４の上方まで移動させる。そして、制御部１０は、繊維ガイド６ａを下方方向に移動させ、抗張力繊維Ｆを第２のメッキ槽４に浸漬させる。これにより、抗張力繊維Ｆについては、第１のメッキ槽２に引き続き、第２のメッキ槽４にてメッキ処理が継続される。

繊維ガイド６ａの移動が終了すると、制御部１０は、洗浄液タンク８から第１の供給タンク３へと洗浄液を供給する（図４（ａ）参照）。そして、制御部１０は、第１の供給タンク３内の洗浄液を第１のメッキ槽２へと供給する。これにより、第１の供給タンク３と第１のメッキ槽２との間で洗浄液を循環させ、これらの内部を洗浄液にて洗浄する（図４（ｂ）参照）。この洗浄処理が一定の期間継続されると、制御部１０は、第１の供給タンク３から洗浄液タンク８へと洗浄液を供給し、第１のメッキ槽２及び当該第１の供給タンク３内の洗浄液を洗浄液タンク８に回収する（図４（ｃ）参照）。

洗浄液が回収されると、制御部１０は、水洗タンク９から第１の供給タンク３へと水を供給する（図５（ａ）参照）。そして、制御部１０は、第１の供給タンク３内の水を第１のメッキ槽２へと供給する。これにより、第１の供給タンク３と第１のメッキ槽２との間で水を循環させ、これらの内部を水洗いする（図５（ｂ）参照）。この洗浄処理が一定の期間継続されると、制御部１０は、第１の供給タンク３から水洗タンク９へと水を供給し、第１のメッキ槽２及び当該第１の供給タンク３内の水を水洗タンク９へと回収する（図５（ｃ）参照）。

つぎに、図６に示すように、予備タンク７に回収されていたメッキ液を第１の供給タンク３に戻し、メッキ液の組成を調整する。そして、制御部１０は、第２のメッキ槽４におけるメッキ液の状態を監視し、その状態が所定の判定レベルに到達した場合には、第２のメッキ槽４について上述した処理を同様に実行することとしている。

このように本実施形態において、メッキ装置は、第１のメッキ槽２と、第１のメッキ槽２との間でメッキ液を循環させる第１の供給タンク３と、第２のメッキ槽４と、第２のメッキ槽４との間でメッキ液を循環させる第２の供給タンク５と、メッキ液を回収可能な予備タンク７と、第１のメッキ槽２と第２のメッキ槽４との間を移動可能に構成されて第１のメッキ槽２及び第２のメッキ槽４のうち選択した一方のメッキ槽にメッキ対象物を浸漬させるガイド機構６と、制御部１０とを有している。ここで、制御部１０は、一方のメッキ槽にメッキ液を貯留して他方のメッキ槽を空とする状態を第１のメッキ槽２と第２のメッキ槽４とで交互に切り替えるとともに、メッキ液を貯留するメッキ槽２，４の切り替えに対応してガイド機構６を切り替えることとしている。

かかる構成によれば、メッキ処理に供されるメッキ槽を第１のメッキ槽２と第２のメッキ槽４と切り替えることで、一方のメッキ槽２，４でメッキ処理を継続しつつ、空となったメッキ槽２，４について洗浄等のメンテナンスを実行することができる。また、これを交互に繰り返すことで、メッキ金属の異常析出を未然に抑制することができ、メッキ液の組成バランスが崩れた状態へと至ることを抑制することができる。これにより、メッキ金属等の原材料のロスや加工性の低下を抑制することができ、メッキ対象物の長尺化に適切に対応することができる。

また、本実施形態において、制御部１０は、メッキ液が貯留されたメッキ槽２，４についての当該メッキ液の状態を監視し、当該メッキ液の状態が所定の判定レベルに到達したことを条件に、第１のメッキ槽２と第２のメッキ槽４とで状態の切り替えを行うこととしている。

かかる構成によれば、メッキ槽の切り替えを適切なタイミングで行うことができるので、金属の異常析出やメッキ液の組成バランスが崩れた状態へと至るといったことを抑制することができる。

また、本実施形態において、制御部１０は、第１のメッキ槽２を空状態にする場合には、第１の供給タンク３を経由して第１のメッキ槽２から予備タンク７へとメッキ液を回収し、当該第１のメッキ槽２にメッキ液を貯留する場合には、第１の供給タンク３を経由して予備タンク７から第１のメッキ槽２へとメッキ液を供給する。また、制御部１０は、第２のメッキ槽４を空状態にする場合には、第２の供給タンク５を経由して第２のメッキ槽４から予備タンク７へとメッキ液を回収し、当該第２のメッキ槽４にメッキ液を貯留する場合には、第２の供給タンク５を経由して予備タンク７から第２のメッキ槽４へとメッキ液を供給する。

かかる構成によれば、空状態にするメッキ槽２，４から回収するメッキ液を予備タンク７にて適切に貯留することができる。また、各メッキ槽２，４に対して予備タンク７を共用することができるので、装置全体の大型化や複雑化を抑制することができる。

また、本実施形態において、制御部１０は、第１のメッキ槽２及び第２のメッキ槽４のうち貯留状態から空状態へと切り替えが行われたメッキ槽２，４について、当該メッキ槽２，４に接続する供給タンク３，５に対し洗浄液タンク８から洗浄液を供給し、当該供給タンク３，５とメッキ槽２，４との間で洗浄液を循環させ、その後、当該洗浄液を洗浄液タンク８へと回収する。

かかる構成によれば、空状態のメッキ槽２，４へと洗浄液を供給することができ、析出したメッキ金属等を溶解することができる。これにより、その後にこのメッキ槽２，４が使用される場合であってもメッキ液の組成を悪化させる要因を排除することができる。

また、本実施形態において、制御部１０は、洗浄液の回収が終了したメッキ槽２，４について、当該メッキ槽２，４に接続する供給タンク３，５に対し水洗タンク９から水を供給し、当該供給タンク３，５とメッキ槽２，４との間で水を循環させ、その後、当該水を水洗タンク９へと回収する。

かかる構成によれば、洗浄が終了したメッキ槽２，４へと水を供給することができ、メッキ槽２，４を水洗いすることができる。これにより、その後にこのメッキ槽２，４が使用される場合であってもメッキ液の組成を悪化させる要因を排除することができる。

以上、本実施形態にかかるメッキ装置について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。例えば、メッキ処理を施すメッキ対象物は、抗張力繊維に限らず、これ以外のものであってもよい。

１ メッキ装置
２ 第１のメッキ槽
３ 第１の供給タンク
３ａ 貯留タンク
３ｂ 供給ポンプ
４ 第２のメッキ槽
５ 第２の供給タンク
５ａ 貯留タンク
５ｂ 供給ポンプ
６ ガイド機構
７ 予備タンク
８ 洗浄液タンク
９ 水洗タンク
１０ 制御部

Claims (5)

1. 第１のメッキ槽と、
   前記第１のメッキ槽との間で前記メッキ液を循環させる第１の供給タンクと、
   前記第１のメッキ槽とは異なる第２のメッキ槽と、
   前記第２のメッキ槽との間で前記メッキ液を循環させる第２の供給タンクと、
   前記第１の供給タンク及び前記第２の供給タンクとそれぞれ接続し、前記メッキ液を回収可能な予備タンクと、
   前記第１のメッキ槽と前記第２のメッキ槽との間を移動可能に構成されて、前記第１のメッキ槽及び前記第２のメッキ槽のうち選択した一方のメッキ槽にメッキ対象物を浸漬させるガイド機構と、
   前記第１の供給タンク、前記第２の供給タンク及び前記ガイド機構を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、一方のメッキ槽にメッキ液を貯留して他方のメッキ槽を空とする状態を、前記第１のメッキ槽と前記第２のメッキ槽とで交互に切り替えるとともに、メッキ液を貯留するメッキ槽の切り替えに対応して前記ガイド機構を切り替えることを特徴とするメッキ装置。
2. 前記制御部は、メッキ液が貯留されたメッキ槽についての当該メッキ液の状態を監視し、当該メッキ液の状態が所定の判定レベルに到達したことを条件に、前記第１のメッキ槽と前記第２のメッキ槽とで状態の切り替えを行うことを特徴とする請求項１に記載されたメッキ装置。
3. 前記制御部は、
   前記第１のメッキ槽を空状態にする場合には、前記第１の供給タンクを経由して前記第１のメッキ槽から前記予備タンクへとメッキ液を回収し、当該第１のメッキ槽にメッキ液を貯留する場合には、前記第１の供給タンクを経由して前記予備タンクから前記第１のメッキ槽へとメッキ液を供給し、
   前記第２のメッキ槽を空状態にする場合には、前記第２の供給タンクを経由して前記第２のメッキ槽から前記予備タンクへとメッキ液を回収し、当該第２のメッキ槽にメッキ液を貯留する場合には、前記第２の供給タンクを経由して前記予備タンクから前記第２のメッキ槽へとメッキ液を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載されたメッキ装置。
4. 前記第１の供給タンク及び前記第２の供給タンクにそれぞれ接続し、洗浄液を貯留する洗浄液タンクをさらに有し、
   前記制御部は、前記第１のメッキ槽及び前記第２のメッキ槽のうち貯留状態から空状態へと切り替えが行われたメッキ槽について、当該メッキ槽に接続する供給タンクに対し前記洗浄液タンクから洗浄液を供給し、当該供給タンクと前記メッキ槽との間で洗浄液を循環させ、その後、当該洗浄液を前記洗浄液タンクへと回収することを特徴とする請求項１又は２に記載されたメッキ装置。
5. 前記第１の供給タンク及び前記第２の供給タンクにそれぞれ接続し、水を貯留する水洗タンクをさらに有し、
   前記制御部は、前記洗浄液の回収が終了したメッキ槽について、当該メッキ槽に接続する供給タンクに対し前記水洗タンクから水を供給し、当該供給タンクと前記メッキ槽との間で水を循環させ、その後、当該水を前記水洗タンクへと回収することを特徴とする請求項４に記載されたメッキ装置。

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