JPH0686675B2 - 電気めつき装置とその運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電気めっき装置、特に非プロトン質の無酸
素かつ無水の有機アルミニウム電解液からアルミニウム
を電解析出するのに適する電気めっき装置、及びその運
転方法に関する。

［従来の技術］ 電解液の上方に不活性ガスを送入可能でかつ空気密に閉
鎖可能な電気めっき槽と、めっきすべき物品の搬入及び
／又は搬出のための少なくとも一つのロック装置と、内
側のロック扉及び外側のロック扉を備え不活性ガスを注
入可能な少なくとも一つのロック装置用ロック室とを備
えた頭記の電気めっき装置が知られている。

非プロトン質の無酸素かつ無水の有機アウミニウム電解
液から析出されたアルミニウムはその延性、ピンホール
の少ないこと、耐食性及びアルマイト処理性によって優
れている。空気の侵入は空中酸素及び空中湿気との反応
によってこの電解液の導電率及び寿命の著しい減少をも
たらすので、電気めっきは空気を遮断しながら作動する
処理装置の中で行なわなけらばならない。物品の搬入及
び搬出の際にも空気の侵入を防止できるように、搬入用
ロック装置及び搬出用ロック装置が必要であり、このロ
ック装置は、ガスロック装置として又は液体ロック装置
として又はガス液体組み合わせロック装置として構成さ
れ、かつ物品のロック装置通過のための搬送手段を備え
ている。非プロトン質の無酸素かつ無水の有機アルミニ
ウム電解液からアルミニウムを電解析出するための電気
めっき装置がドイツ連邦共和国特許出願公開第2719680
号公報から知られており、このめっき装置では、電気め
っきすべき物品の搬入及び搬出のために、不活性ガスを
注入可能なロック室と、同様に不活性ガスを注入可能な
前室とを備えている。その際ガスロック装置として構成
されたロック装置は、本来のロック室と前室との分割に
基づいて、合計三つのロック扉を備えている。不活性の
雰囲気の中に外部から妨げとなるガス又は空中湿気が侵
入するおそれがないように、本来のロック室は正圧を加
えて運転されるのが有利である。

かかるロック装置の構想は、空気及び湿気を十分に電解
液から遠ざけ従って電解液の緩慢な劣化を防止するのに
適している。

欧州特許出願公開第0013874号公報からアルミニウムの
電解析出のための装置が知られており、この装置では電
気めっきすべき物品の搬出入のために、液体ロック装置
を備えたロックシステムが用いられる。この液体ロック
装置には、外側のロック扉を備え不活性ガスを注入可能
な前室が前置接続されている。かかるロックシステムに
より単純なガスロック装置に較べて、空中酸素と空中湿
気の持ち込みを著しく低減できる。

かかる電気めっき装置では物品支持枠上の電気めっきす
べき物品は、エンドレスのコンベヤベルトを用いて不活
性ガスを注入可能な前室から液体ロック装置を通って電
気めっき槽の中に導入され、電気めっき後に同一のコン
ベヤベルトを用いて反対方向に再びロック装置を経て搬
出される。しかしながらその際電気めっき槽から液体ロ
ック装置の中に電解液のかなりの持ち込みを生じる。電
解液によるロック液の進行する汚染と、不活性ガスを注
入された前室の中の空気及び湿気の痕跡との避けること
のできない反応とにより、搬入の際に反応生成物が洗浄
された物品上に沈積し、技術的に使用可能なアルミニウ
ム被膜の析出が続いて行われるのを妨げる、ということ
が防止できない。

欧州特許出願広告第0053676号公報から知られたアルミ
ニウムの電解析出のための装置では、電気めっき槽に前
室、液体ロック装置及び主室から成る搬入ロック装置
と、同様に前室、液体ロック装置及び主室から成る別の
搬出ロック装置とが配置されることにより、前処理され
た電気めっきすべき物品の液体ロック装置の中での汚染
が防止される。

前室、液体ロック装置及び主室から成るロック装置でさ
えも、空中酸素及び空中湿気の或る量が特に物品と共に
電解液の中に持ち込まれ、一部はロック扉を絶えず開い
ていることによっても電気めっき槽に達する、というこ
とが実地において判明した。そして結果としてここでも
電解液の導電率と寿命の或る減少が生じる。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、非プロトン質の有機アルミニウム電解液か
らアルミニウムを電解析出するのに適し、かつ電解液の
寿命を更に延長するために実際上無酸素かつ無水の運転
を保証するような、電気めっき装置を提供することを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］ この目的はこの発明に基づき前記の電気めっき装置にお
いて、ロック装置が真空引き可能なロック室を備えた真
空ロク装置として構成されていることにより達成され
る。

この発明は、内側のロック扉と外側のロック扉とにより
閉ざされたロック室の中に、大気圧より非常に小さくか
つ特に搬入された物品の乾燥と脱ガスとをもたらす小さ
いガス圧を形成できるという知見に基づいている。従っ
て水と酸素は、従来用いられたロックシステムの場合の
ように不活性ガス又は不活性液により部分的に排除され
るのではなく、真空の形成により積極的に除去され、残
留水と残留酸素の量は相応に低いガス圧の選択により極
端に低い値にまで低減できる。用いられる電解液の寿命
のかなりの増加と金属の電解析出の経済性とのほかに、
真空ロック装置の採用によって一連の別の長所が得られ
る。すなわち例えば脱水、乾燥又はスプレー洗浄のよう
な物品の前処理又は後処理の重要な段階を、真空ロック
装置の真空引き可能なロック室の中に移すことができ
る。そして単一の真空ロック装置を搬入兼搬出ロック装
置として採用することもできる。なぜならば搬入の際
に、前処理した物品の汚染の危険が防止できるからであ
る。最後に、電解液の密閉閉鎖により例えばトルエン蒸
気のような有害な溶媒蒸気の環境への放出が完全に防止
できる。ということも力説できる。

この発明の有利な実施態様に基づき、真空ロック装置は
真空引き可能なロック室だけから形成される。従って非
常に高い封止効果によって、真空ロック装置は前置又は
後置接続されるロック室を省略できる。

既に述べたように真空ロック装置は搬入兼搬出ロック装
置として用いることができ、ここでは公知の液体ロック
装置に比べて搬入すべき物品の汚染の危険が存在しな
い。

真空形成の他の方法に比べて、ロック室が真空ポンプに
より真空引き可能であることは合目的である。そのとき
真空ポンプとロック室との間に凝縮装置が配置されるの
が有利である。そのときこの凝縮装置の中で、ロック室
から抜き取られた溶媒蒸気が凝縮され、液の状態で集め
られて再び使用できる。その際凝縮装置の中にたまった
凝縮液が液体ポンプを用いて、電気めっき槽の中へ又は
電気めっき装置の不活性ガスを送り込まれた他の浴容器
の中へ搬送可能であるのが特に合目的である。

この発明の特に有利な別の実施態様により、ロック室の
中にはスプレー液の噴射のためのスプレー装置が配置さ
れる。それにより電気めっきの前ばかりでなく後でもロ
ック室の中で洗浄処理が実施できる。その際スプレー液
がロック室の真空引きの前に噴射されると、続いて行わ
れる真空形成により同時に物品の乾燥も行われる。

最後に、ロック室が周囲大気をも注入可能であるのが特
に有利である。そしてこの場合には搬出の際の不活性ガ
ス消費量の低減のために、真空引きされたロック室が外
側のロック扉の開放前に周囲大気を注入される。

この発明は、真空ロック装置を備えた電気めっき装置の
運転のための合目的な方法についても提案するものであ
る。この発明の運転方法においては、搬入のために電気
めっきすべき物品がまずロック室の中に入れられ、そし
て外側のロック扉が閉じられ、ロック室の中に真空が形
成され、真空形成後にロック室が不活性ガスを注入さ
れ、そこで内側のロック扉が開かれ、電気めっきすべき
物品が電気めっき槽の中に搬送される。真空の形成と続
いて行われる不活性ガスの注入とにより、電気めっき槽
の中への空気酸素と空中湿気の侵入を、極端に少なくか
つ電解液に対して全く無害の量に低減できる。

そして電気めっきの後に、搬出のために電気めっき完了
した物品がまずロック室の中に入れられ、そして内側の
ロック扉が閉じられ、ロック室の中に真空が形成され、
真空形成後にロック室が周囲大気を注入され、そこで外
側のロック扉が開放され、物品が取り出されるように行
われるのが有利である。かかる措置により有害な溶媒蒸
気の環境への放出を防止できる。

電気めっきされた物品が真空形成前にスプレー液をスプ
レーされるならば、続いて行われる真空引きにより、洗
浄された物品の乾燥がもたらされる。そしてここでもス
プレー液蒸気の環境への放出を防止できる。

電気めっき装置の運転の際に、ロック室の中で1Torrな
いし10^-2Torrのガス圧を有する真空が形成されるのが特
に合目的であることが判明している。ガス圧の前記の範
囲により、一方では既に電解液の実際上の密封遮断がも
たらされ、他方では大気圧により能力を受けるロック室
の補強のための構造の出費がなお比較的少ない。

少なくとも一つの真空ロック装置を備えたこの発明に基
づく電気めっき装置は、非プロトン質の無酸素かつ無水
の有機アルミニウム電解液からアルミニウムを電解析出
する際に使用するために開発された。しかしながらその
適用は、空気及び湿気の侵入から保護すべき非水性の電
解液からの親有機性の金属の電解析出が行われるような
場合には、全て基本的に推奨できる。電解液の密封遮断
により相応の溶媒の選択に対しても従来よりも大きい柔
軟性が生じる。例えばベンゼンのような毒性の溶媒をも
危険無く用いることができる。

［実施例］ 次にこの発明に基づく電気めっき装置の一実施例を示す
図面により、この発明を詳細に説明する。

第１図はこの発明のめっき装置の概略構成図で、電気め
っき槽Gwの中には非プロトン質の無酸素かつ無水の有機
アルミニウム電解液Ｅが入っている。上方をカバーＨに
より空気密に閉鎖された電気めっき槽Gwは、電解液Ｅの
上方に例えば窒素である不活性ガスIgを送り込まれてい
る。従って電解液液位とカバーＨとの間には符号Irで示
された不活性ガス室が形成されている。カバーＨと不活
性ガス室Irとは真空ロック装置Vsのロック室Skの上方に
も延びている。第２図にも示すように、ロック室Skは、
不活性ガス室Irの内部に配置された水平な内側のロック
扉Stiと、不活性ガス室Irの下方に配置された垂直な外
側のロック扉Staとを有する。ロック扉StiとStaとの開
放位置は第１図又は第２図に破線で示されている。

カバーＨの下方には不活性ガス室Irの中に水平方向に向
いた走行レールLsが延びており、この走行レール上を走
行輪Lrを備えた搬送台車Twが二重矢印Dpf1の方向に走行
できる。搬送台車Twには二重矢印Dpf2に従い高さ調節可
能なフックHkが設けられ、このフックには物品支持枠Wg
がこの支持枠に固定されたアルミニウムめっきすべき物
品Ｗと共につるされている。

ロック室Skは真空ポンプVpを用いて例えば10^-1Torrのガ
ス圧に真空引きできる。その際真空ポンプVpとロック室
Skとの間の吸い込み管路の中に弁V1が設けられ、この弁
はロック室Skの真空引き後に再び閉鎖される。ロック室
Skから抜き取られた溶媒蒸気特にトルエン蒸気は、弁V1
と真空ポンプVpとの間に配置された凝縮装置Keの中で凝
縮される。なお相応の冷却システムは図面には示されて
いない。そしてたまった凝縮液Koは液体ポンプFpを用い
て電気めっき槽Gwの中に搬送される。溶媒蒸気を取り除
かれ従って完全に無害と成ったガスは、真空ポンプVpの
吐出側の矢印Pfにより示されるように、ロック室Skから
環境に放出される。

真空引きされたロック室Skには、弁V2の開放により不活
性ガスIgを注入できるか、又は弁V3の開放により周囲大
気U1を注入できる。弁V2は不活性ガス室Irの不活性ガス
供給管路に接続され、不活性ガス室Irとの結合により注
入の後に内側のロック扉Stiの両側で同一の圧力が生
じ、内側のロック扉Stiを容易に開放できる。

ロック室Skの中には第２図に略示したスプレー装置Seが
配置され、この装置を介してスプレー液Sfを噴射でき
る。スプレー液Sfの供給と排出は弁V4又はV5により遮断
できる。

電気めっき槽Gwは物品Ｗの電気めっきのための図示され
ていない装備を内蔵する。例えば欧州特許出願公告0056
844号公報に相応に、物品支持枠Wgのための回転可能な
接触兼保持装置を備えた電気めっき槽Gwの環状の構成が
可能である。しかし欧州特許出願公告第0072969号公報
に応じて、カバーＨの下に複数の個別室と場合によって
は非プロトン質の前処理浴及び後処理浴とを配置するこ
ともできる。この場合には二つの真空ロック装置の代わ
りに搬入兼搬出のためのただ一つの真空ロック装置を採
用することもできる。物品支持枠Wgの中に配置された物
品Ｗの代わりに、この発明に基づく電気めっき装置によ
れば、自明のようにバルクハンドリング可能な物品をも
アルミニウムめっきすることができ、かかる物品は例え
ば多孔のドラムに入れて真空ロック装置Vsを通って電気
めっき槽Gwの中に搬入され、逆方向に再び取り出され
る。振動コンベヤ、スパイラルコンベヤ、ベルトコンベ
ヤなどが同様にバルクハンドリング可能なアルミニウム
めっき品のための搬送手段として採用できる。

第１図及び第２図により説明した電気めっき装置の有利
な運転方法は次の段階を含む。

a.外側のろっく扉Staを開く。

b.物品支持枠Wgに固定された物品Ｗをロック室Skの中に
入れる。

c.弁V1を開放し真空ポンプVpを投入する。

d.10^-1Torr真空に到達後に弁V1を閉じ真空ポンプVpを遮
断する。

e.弁V2を開放しロック室Skに不活性ガスIgを注入する。

f.内側のロック扉Stiを開く。

g.物品支持枠WgをフックHkにつるし、搬送台車Twを用い
て電気めっき槽Gwの中に入れる。

h.物品Ｗをアルミニウムめっきする。

i.物品支持枠Wgを電気めっき槽Gwから取り出し、搬送台
車Twを用いてロック室Skの中に入れる。

j.内側のロック扉Stiと弁V2を閉じる。

k.弁V1を開き真空ポンプVpを投入する。

l.10^-1Torrの真空到達後に弁V1を閉じ真空ポンプVpを遮
断する。

m.弁V3を開きロック室Skに周囲大気Ulを注入する。

n.外側のロック扉Staを開く。

o.物品支持枠Wgをアルミニウムめっきされた物品Ｗと共
に取り出す。

前記の方法の際に前処理又は後処理の必要性に応じて、
スプレー装置Seを使用することもできる。その際スプレ
ー液Sfとして本来電解液Ｅに含まれるトルエンを使用す
るのが有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく電気めっき装置の一実施例の
断面略図、第２図は第１図に示す真空ロック装置の平面
図である。 Ｅ……電解液、Fp……液体ポンプ、Gw……電気めっき
槽、Ig……不活性ガス、Ke……凝縮装置、Ko……凝縮
液、Se……スプレー装置、Sf……スプレー液、Sk……ロ
ック室、Sta……外側のロック扉、Sti……内側のロック
扉、Ul……周囲大気、Vp……真空ポンプ、Vs……真空ロ
ック装置、Ｗ……物品。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電解液（Ｅ）の上方に不活性ガス（Ig）を
   送入可能でかつ空気密に閉鎖可能な電気めっき槽（Gw）
   と、めっきすべき物品（Ｗ）の搬入及び／又は搬出のた
   めの少なくとも一つのロック装置と、内側のロック扉
   （Sti）及び外側のロック扉（Sta）を備え不活性ガス
   （Ig）を注入可能な少なくとも一つのロック装置用ロッ
   ク室（Sk）とを備え、電解液（Ｅ）から金属を電解析出
   するためのめっき装置において、ロック装置が真空引き
   可能なロック室（Sk）を備えた真空ロック装置（Vs）と
   して構成されていることを特徴とする電気めっき装置。
2. 【請求項２】真空ロック装置（Vs）が真空引き可能なロ
   ック室（Sk）だけから構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. 【請求項３】真空ロック装置（Vs）が搬入兼搬出ロック
   装置として働くこと特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の装置。
4. 【請求項４】ロック室（Sk）が真空ポンプ（Vp）を用い
   て真空引き可能であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の装置。
5. 【請求項５】真空ポンプ（Vp）とロック室（Sk）との間
   に凝縮装置（Ke）が配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第４項記載の装置。
6. 【請求項６】凝縮装置（Ke）の中にたまった凝縮液（K
   o）が液体ポンプ（Fp）を用いて、電気めっき槽（Gw）
   の中へ又は電気めっき装置の不活性ガス（Ig）を送入可
   能な他の浴容器の中へ搬送可能であることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の装置。
7. 【請求項７】ロック室（Sk）の中にスプレー液（Sf）を
   噴射するためのスプレー装置（Se）が配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のい
   ずれか１項に記載の装置。
8. 【請求項８】ロック室（Sk）が周囲大気（Ul）をも注入
   可能であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
   し第７項のいずれか１項に記載の装置。
9. 【請求項９】搬入のために電気めっきすべき物品（Ｗ）
   がまずロック室（Sk）の中に入れられ、そして外側のロ
   ック扉（Sta）が閉じられ、ロック室（Sk）の中に真空
   が形成され、真空形成後にロック室（Sk）が不活性ガス
   （Ig）を注入され、そこで内側のロック扉（Sti）が開
   かれ、電気めっきすべき物品（Ｗ）が電気めっき槽（G
   w）の中に搬送されることを特徴とする電気めっき装置
   の運転方法。
10. 【請求項１０】搬出のために電気めっき完了した物品
    （Ｗ）がまずロック室（Sk）の中に入れられ、そして内
    側のロック扉（Sti）が閉じられ、ロック室（Sk）の中
    に真空が形成され、真空形成後にロック室（Sk）が周囲
    大気（Ul）を注入され、そこで外側のロック扉（Sta）
    が開放され、物品（Ｗ）が取り出されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項記載の方法。
11. 【請求項１１】電気めっきされた物品（Ｗ）が真空形成
    前にロック室（Sk）の中でスプレー液（Sf）によりスプ
    レーされることを特徴とする特許請求の範囲第10項記載
    の方法。
12. 【請求項１２】ロック室（Sk）の中で1Torrないし10^-2T
    orrのガス圧を有する真空が形成されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第９項ないし第11項のいずれか１項に
    記載の方法。