JPS61199069A - めっき液濃度自動連続管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はめつき液の自動管理方法に関し、特に無電解め
っき液の管理に有効に採用されるめっき液自動管理方法
に関する。

従来、無電解めっき液の自動管理方法として、めっき液
中の所用成分の濃度を自動分析し、その分析結果に基い
てめっき液中の所用成分の濃度が所定濃度以下であるこ
とを検知した場合、その濃度を所用濃度に戻すため、補
給剤を必要量自動補給する方法が知られている。

しかしながら、従来のこの種のめっき液自動管理方法は
、所用成分の濃度を分析するため、めっき液をサンプリ
ングした後、分析を行ない、その分析結果からその濃度
が所定濃度以下に低下したことを検知し、これに基いて
補給剤を必要債添加するまでにタイムラグがあり、この
ため補給剤添加時点におけるめっき液中の所用成分の濃
度がサンプリング時点におけるめっき液中の所用成分の
ａ度とかなりの相違が生じる（前者のａ度が後者の濃度
よりかなり低くなる）場合がある。それ故。

補給剤を添加しても、この補給剤の補給はサンプリング
時点での所用成分の濃度から決定されるので、所用成分
の１度が所用の！Ｉｆに調整されない場合が生じる。特
に、このようなサンプリング時点から補給剤添加時点に
至るタイムラグは、分析法として試薬を用いた滴定法を
採用する場合に大きく、このようなタイムラグ、これに
基づくサンプリング時と補給剤添加時との所用成分の濃
度差、従ってこれによって生じる補給剤を添加しても濃
度が所用値に調整され得ないという′＠度調整の不適格
さは、めっき液ｍ度をできるだけ狭い範囲に厳密に管理
し、めっき被膜の物性やめっき速度を均一化する上で非
常な問題となる。

また、このような間唱は、無電解めっきだけでなく、電
気めっき、特に成分消耗の激しい高速電気めっきや不溶
性陽極を用いる電気めっきの場合にも生じる。

発明の概要 本発明は上記事情を改善するためになされたもので、め
っき液濃度の管理＠度幅を狭めた状態で確実にめっきを
行なうことができ、このためめっき被膜の物性やめつき
速変ヲ均−化することができるめっき液の自動管理方法
を提供することを目的とする。

即ち、本発明は上記目的を達成するため、一定のめっき
液組成及びめっき条件において被めっき物の表面積から
計算される単位時間当りのめつき被膜析出量よりめつき
液中の所用成分の単位時間当りの消費ｔを算出し、その
消費１ｃ応じた帝において所用成分をめっき液に補給す
ると共に、このめっき液の所用成分の濃度を連続的又は
間欠的に分析し、その分析結果から検知される所用成分
の１１ｋ度が所定管理濃度より高い場合は前記補給を所
定時間停止するか又はその補給量を減らし、所用成分の
濃度が所定管理濃度より低い場合はその補給量を増量す
るか又は前記補給とは別個に所用成分の必要量をめっき
液に補給するようにしたものである。

本発明においては、従来のめっき液管理方法がめつき液
を分析し、その結果に基いて補給剤を補給することによ
り、めっき液濃度を所定の管理濃度に維持するというも
のであつ“たのに対し、これとは全く異なる発想からめ
っき液管理の方法を見い出したもので、被めっき物の表
面積から決定される一消費分に対応する補給剤の補給を
行なうことにより、めっき液濃度を所定の管理濃度に維
持すると共に、めっき液濃度が所定の管理濃度に維持さ
れているか否かをめっき液を分析することにより確認し
、めっき液！ｌ変が所定の管理ａ度に維持されていない
ことを確認した場合、補給剤の補給を停止するか又はそ
の補給−竜を減少し、戊いはその補給量を増量するか又
はこの補給とは別途に補給剤を添加してめっき液濃【を
所定の管理濃度に戻すようにしたものである。即ち、一
定のめっき液組成において、一定のめつき条件、特に無
電解めっき液の場合にはめつき温度及び浴比（めっき液
１ｔ″ｉｉりの被めっき物の表面積）、′１気めっき液
の場合には電流密度を一定にすることにより、被めっき
物の単位表面積当りのめつき析出量が一定にな〜す、従
って被めっき物の表面積が決定されればこの被めっき物
に対する単位時間当りの析出量が決定され、この析出量
に相応するめっき液中の成分消費量が決定されること、
そしてこの成分消費量に応じた素において所用成分の補
給を行なうことにより、めっき液の濃度が所定の狭い範
囲にほぼ確実に維持されることを本発明者らは確認した
ものである。更に、めっき濃度が所定の濃度範囲に維持
されることを保障するため、めっき液の分析を行なうよ
うにしたもので、これによりめっき濃度を狭い範囲に確
実に維持管理することができたものである。

従って、本発明によれば、めっき液の分析を行なう場合
に、めっき液のサンプリング時点からめつき濃度が所定
範囲に維持されているか否かを検知し、更に所定範囲に
維持されていなり場合に被めっき物表面積からの算出に
よる補給を停止させるか又は補給量を減少させ或いは補
給量を増量するか又は別途補給を行なわせる時点までに
かな夛のタイムラグがあったとしても、本発明における
めっき液濃度管理は実質的に被めっき物表面積からの算
出による補給により行なわれているので全く支障がなく
、しかもめつき液濃度が所定範囲からずれても、めっき
液濃度は被めっき物表面積からの算出による補給を継続
しているので所定範囲からのずれはわずかなものであり
、それ故従来のめつき液の分析による管理方法において
はめっき液濃度の変動差が大きくなるのに対し、本発明
方法においてはめっき液濃度差が極めて小さいものであ
る。更に、本発明は上記分析によるめつき製団の確認、
それに基づく被めっき物表面積からの補給を制御するこ
とによってめっき濃度が所定範囲をはずれた場合に所定
範囲に戻すものであるので、本発明におけるめっき濃度
管理は確実に所定の狭い濃度管理にめっき液濃度を維持
し得、このためめっき被膜の物性やめつき速度を均一化
してめっきを行なうことができるものである。

以下、本発明につき図面を参照して更に詳しく説明する
。

発明の構成 ＠１図は無電解鋼めっき液の管理に用いる装置の一例を
示すもので、以下この装置を用いて無電解めっき液の管
理を行なう方法につき説明する。

図中１はめつき槽であり、この中に無電解銅めっき液２
が収容されている。また、３は補給剤槽であり、この′
Ａ′ｆ３３内に収容された補給剤が定量ボンデ４の作動
によりめつき槽１内に添加され、めっき液２に補給が行
なわれるようになっている。

更に、５はヒーター、６は温度計、７はこれらヒーター
５、温度計６と接続された温度調節装置であり、めつき
槽１内にめっき液２が所定温度に制御可能に維持される
ようになっている。８は分析装置で、ボンデ９の動作に
よりめつき液２がサンプリングされて分析装置８に送ら
れ、ここでめっき液２中の所用成分の濃度が分析される
ようになっている。

１０はコンピューターを内蔵する制御装置であり、めっ
き液組成並びにこのめっき液を用いた場合における種々
の温度及び種々の浴比での単位時間当りのめつき被膜析
出量又は所用めっき成分の消費量又は補給剤の補給量に
関する情報Ａが記憶されている。また、この制御装置１
０にはこれからめつきしようとする被めっき物の表面積
に関しての情報Ｂが与えられるようになっていると共に
、前記温度調節装置７から現在のめつき温度についての
情報Ｃが与えられるようになっておシ、これら表面積情
″！ｉＢ及び温度情報Ｃが与えられると、前記情１Ａか
ら被めっき物に対する単位時間当りのめつき被膜析出量
又は所用めっき成分の消費量又は補給剤の補給量が演算
され、被めっき物１１がめつき槽１に入れられた時、こ
れを検知する検知装置１２からの信号りが制御装置１０
に与えられ、これにより前記演算結果に基づく信号Ｅを
定量ボンデ４に送出してこの定量４ンデ４を所定流量で
一定時間作動させることにより、補給剤槽３の補給剤が
一定時間に一定１めつき液２に補給されるようになって
いる。またこの場合、被めっき物１１がめつき槽１から
引上げられた時、これを検知する検知装置１２から制御
装置１０に信号Ｄ′が与えられ、これにより制御装置１
０から定量ボンデ４に信号「を送出して定量ボンデ４の
作動を停止するようになっている。更に、制御装置１０
は分析装置８と接続しており、この分析装置８からの所
用成分の濃度に関する情報Ｆが制御装［１０に与えられ
、制御装Ｂｔｏに予じめ供給、記憶されていためつき液
２中の所用成分の濃度管理範囲に関する情報Ｇと前記情
報Ｆとが比較され、めっき液２中の所用成分の濃度が所
定ｔＮｔＪｉ管理範囲以上の場合は定量４ンデ４に信号
ｒを送出して定電ボンデ４の作動を所定時間停止し、こ
れにより補袷剤の補給を所定時間停止すると共に、めっ
き液２中の所用成分の濃度が所定濃度以下の場合は定量
ボンデ４に信号γを送出して定−１ボンデ４の流量を所
定量増加し又は作動時間を所定時間延長し又はこれらの
両方を命令することにより、補給剤の補給を所定ｑ増１
させるようになっている。

上述した装置により無電解鋼めっき液を管理する場合は
、まずめっき液２をヒーター５で加熱すると共に、温度
計６でめっき液２の温度を測定し、その結果に基いて温
度調節装［７によりヒーター５をオンオフし、予じめ設
定した所定の温度にめつき液２を維持し、かつこのめっ
き液２の温度情報Ｃを制御装置１０に与える。一方、無
電解めっきを施すべき被めっき物の表面積に関する情報
Ｂを制御装置１０に与え、これらの情報Ｂ、Ｃに基すき
、予じめ制御装置１０に記憶されているめっき被膜析出
量又は所用めっき成分の消費量又は補給剤の補給量に関
する情報Ａからこの被めっき物に対する単位時間当りの
めつき被膜析出量又は所用めっき成分の消費量又は補給
剤の補給量が演算され、被めっき物１１がめつき槽１内
に入ることを検知装置１２が検知した場合、この装置１
２から制御装置１０に信号りを送シ、この信号りを受け
た制御装置１０は信号Ｅを定ｉ／ンデ４に送り、このボ
ンデ４を前記演算結果に基いて所定流量となるように及
び／又は所定時間間隔でオンオフするよ、ウー制御する
。これにより、補給剤槽３内の補給剤が無電解鋼めっき
液２の組成、めっき温■及び被めっき物１１の表面積に
応じためつき液２中の消耗成分〔二価の銅イオン、還元
剤（例えばホルマ１リン）及びアルカリ分（例えば水酸
化ナトリウムやアンモニア）等〕の消費量に相当する嘴
において補給される、 従って、めっき液２は被めっき物１１をめっきしている
間にその消耗成分が消費されるが、それと実質的に同量
分だけ補給されるので、めっき液２の各成分の濃度は常
時はぼ一定に保持される。

このようにして被めっき物１１に所定膜厚で無電解鋼め
っきが施こされた後は、被めっき物１１がめつき槽１か
ら引き上げられる。この場合、検知装置１２が被めっき
物１１が槽１から引き上げられることを検知すると制御
装置１０に信号αを送り、これを受けた制御装置１０は
定量ボンデ４に信号ビを送シ、定電ボンデ４の作動を停
止して補給剤の補給を停止する。

また、新たな被めっき物１１をめっきする場合は、上記
と同様にその表面積に関する情報Ｂに基いて定量ボンデ
４の流量及び作動時間を決定し、この被めっき物１１の
表面積に応じた消耗成分の消費量に相当する分の補給剤
の補給がなされる。

なお、補給剤は、上述したようにめっき液２の消耗成分
、即ち二価の銅イオン、還元剤、アルカリ分からなるも
のである。この場合、これらの成分は予じめ混合して用
いてもよいが、好ましくはそれぞれ別個に混じシ合わな
いように調製、使用するものである。従って、このよう
に３種の補給剤を用いる場合には、第２図に示したよう
に、補給剤槽３として３個の補給剤槽３　ａ＊　３　ｂ
　、　３　ｃを並設することが好ましい。また、これら
成分の補給に際しては、更に同時に安定剤の消費量に相
当する景の補給を行なうと共に、非消耗成分である錯化
剤等を汲み出しによる損失分を見込んだ１において補給
することができ、これら成分は二価の銅イオン、還元剤
、アルカリ分のいずれかと一緒に混ぜて補給することが
できる。

そして、以上のようにして補給剤の補給がなされる一方
、Ｉン１９を連続的又は間欠的に作動させ、めっき液２
を分析装置８に送ってめっき液２中の所用成分の濃度を
連続的又は間欠的に測定する。

この場合、分析対果となる成分は二価の銅イオン、還元
剤（ホルマリン）、アルカリ分（ｐＨ）とすることが好
ましい。これらの成分の分析法は必ずしも制限されず、
種々の分析法が選定され得る。

例えば、二価の銅イオンの場合は吸光分析法、ホルマリ
ンの場合は亜硫酸ソーダ法（めっき液に亜硫酸ソーダを
添加し、亜硫酸ソーダとホルマリンとの反応により生じ
た水酸化ナトリウムを中和滴定する方法）、アルカリ分
は中和滴定法が採用される。

所用成分の濃度が分析されると、その分析結果（所用成
分の濃度に関する情報）Ｆが制御装置１０に送られ、こ
こで所用成分の濃度管理情報Ｇと比較され、めっき液２
０所用成分の濃度が所定管理濃度内にある場合は信号は
発せられず、所定管理ａ度よυ濃度が高いと信号「が、
所定管理濃度より低いと信号Ｅｅｌがそれぞれ定電Ｊン
デ４に発せられる。ここで、信号ｒ′はボンデ４を所定
時間停止させる信号であシ、これによりポンプ４が所定
時間停止して補給剤の補給が所定時間停止し、また信号
Ｅ１は補給剤の補給量を所定１増１するようにポンプ４
を制御する信号であり、これによυ補給剤が所定量増量
補給される。なおこの場合、第２図に示したように各消
耗成分に応じた補給剤を収容する補給剤槽３ａ、３ｂ、
３ｃが３基並設されており、これら消耗成分についての
ｍ度をそれぞれ分析する場合は、その結果に応じて調整
が必要な成分に相応する補給剤が収容された補給剤槽３
ａ、３ｂ、３ｃに付設され友定菫ポンプ４Ｂ。

４ｂ、４ｅを制御し、ｐ４整が必要な成分のみの補給を
停止又は増量するものである。

従って、このようにめっき液２の所用成分を分析し、こ
の所用成分が所定管理磁度からにずれた場合にはこれを
補正するため、めっき液２を常に確実に所定管理濃度に
維持してめっきが行なわれるものである。この場合１本
発明めっき液管理法においては、めつきｇ、温度の維持
管理に上述した被めっき物表面積から演算される量にお
ける補給剤の補給でなされているため、めっき液２中の
所用成分が所定管理濃度からずれたとしてもそのずれの
程度は小さく、また分析を行なう場合にサン１リングと
分析糖果に基づくポンプ４に対する制御操作との間にか
なりのタイムラグがあってもめつき液管理上殆んど支障
がない。

なお、上述した管理方法においては、めっき液２の所用
成分を分析し、その結果所定管理濃度より低い場合にボ
ンデ４を制御して補給剤補給量を増１したが、本発明は
これに限られるものではなく、例えば第３図に示したよ
うに第１図に示した補給剤槽３に加えて補正用の補給剤
槽３′を別途談け、めっき液２中の所用成分の＃度が所
一定管理＠度より低い場合、被めっき物表面積から演算
される補給剤１の補給をそのまま続けながら、制御装置
１０から補正用の補給剤槽３′の定量ポンプ４′に信号
Ｅ１全与え、所定量の補給剤が所定時間めっき液２に補
給されるようにしてもよい。なおこの場合も、第２図に
示したような３種の補給剤槽を配設することもできる。

なお更に、上述した無電解鋼めっき液の管理において、
制御装置１０で補給剤の補給ｉｔ−積算し、補給剤積算
量が所定値に達した場合、第３図に示したように信号Ｈ
を例えば警報装置１３などに送ることによりめっき液の
老化Ｉｎ知らせることができる。即ち、補給剤の補給゛
１はめつき被膜の析出前に対応するものであるから、補
給量の積算重はめつき７皮膜析出１の積算１に対応し、
従ってめっき液の老化度はめつき被膜の析出端に比例す
るものであるから、所定の補給剤積算量において信号Ｈ
を発すれば、めっき液の老化度が所定の値に達したこと
が検知されるものである。

また、ホルマリンを還元剤とする無電解鋼めっき液にお
いては、めっき中以外にもカニツツアーロ反応が生じて
ホルマリン及び苛性ソーダが自然消耗する。この場合、
本発明者らの検討によれば、ホルマリン及ヒ苛性ソーダ
のカニツツアーロ反応による単位時間当りの自然消耗量
は、めっき液組成が一定であれば、温度に比例するもの
であシ、従って所定のめっき液組成での種々の温度にお
ける単位時間当りの自然消耗量についての情報を制御装
置１０に記憶させておき、これに基いてホルマリン及び
苛“生ソーダの自然消耗１に対応する量の補給をめっき
中及びめっき停止中に行なうようにすることができる。

特に、このようなカニツツアーロ反応によるホルマリン
及び苛性ソーダの自然消耗は、めっき作業終了後のめっ
き液降温時から次のめつき作業開始日においてめっき液
を昇温し終るまでの間が大きく、従ってこの間における
自然消耗−１に対応する１のホルマリン及び苛性ソーダ
の補給を行なうことが好ましい。この場合、ホルマリン
及び苛性ソーダの補給はめつき液の降温時から昇温時壕
での間において所定時間攻いはホルマリン及び苛性ソー
ダの所定自然消耗量毎に行なうようにしてもよいが、降
温時から昇温時までの自然消耗電量に対応する補給量を
昇温後、めっき開始前に補給することが好ましい。なお
、ホルマリン及び苛性ソーダの補給は、被めっき物表面
積に基づく補給を行なう場合に用いる補給剤槽３から行
なってもよく、補正用の補給剤槽３′から行なってもよ
く、更には別個に自然消耗用の補給剤槽を設け、これか
ら補給を行なうようにしてもよい。

更に、以上の説明は無電解鋼めっき液の管理についてで
あるが、同様にして無電解ニッケルめっき液、その他の
無電解めっき液を管理することができる５例えば、無電
解ニッケルめっき液を管理する場合は、ニッケルイオン
、還元剤（次亜リン酸塩やツメチルアミンボラン等のホ
ウ素系還元剤）、アルカリ度又は…を上述した無電解銅
めっき液管理の場合に単じて補給、分析することにより
管理することができる。

また更に、本発明管理方法は無電解めっき液のみならず
、電気めっき液の管理にも採用でき、特に高速電気めっ
きや不溶性陽極を用いる電気めっきに用いられてそのめ
っき液中の金属イオン濃度を有効に所定管理濃度に管理
し得る。また、電気めっき液中の光沢剤や無機又は有機
微粒子を懸濁した複合電気めっき液中の微粒子の量も管
理し得る。但し、本発明めっき管理方法を電気めっき液
に採用する場合、電気めっきにおいては、めっき温度は
めつき蛍、めっき速度に大きな影響を与えることがない
ので、単に一定に保つだけでよく、むしろそのめっき液
組成、被めっき物表面積と並んで陰極電流密度が単位時
間当りのめつき被膜析出量に大きな影響を与えるため、
制御装置にめっき液組成及びこのめっき液を用いた場合
における再々の陰極電流密度での単位時間当りのめつき
被膜析出１又は所用めっき成分の消費量又は補給剤の補
給量に関する情報を記憶させ、また現在のめつき作業に
おける陰極電流密度の情報を制御装置１０に与え、被め
っき物の表面積からこの被めっき物に対する単位時間当
りのめつき被膜析出量又は所用めっき成分の消費量又は
補給剤の補給ｔを算出させる必要がある。なお、その他
の管理方法は上述した無電解鋼めっき液の場合と同じで
ある。

発明の詳細 な説明したように、本発明のめっき液自動管理方法は、
一定のめっき液組成及びめっき条件において被めっき物
の表面積から計算される単位時間当りのめつき被膜析出
量よりめ、つき液中の所用成分の単位時間当りの消費量
を算出し、その消費量に応じた量において所用成分をめ
っき液に補給すると共に、このめっき液の所用成分の濃
度を連続的又は間欠的に分析し、その分析結果から検知
される所用成分の濃度が所定管理濃度より高い場合は前
記補給を所定時間停屯するか又はその補給１を城らし、
所用成分の濃度が所定管理濃度より低い場合はその補給
量を増量するか又は前記補給とは別個に所用成分の必要
量をめっき液に補給することを特徴とするもので、本発
明によれば所定成分を狭い管理濃度範囲に確実に維持し
てめっきを行なうことができ、めっき被膜の物性やめつ
き速度を一定にしてめっきし得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いる装置の一例を示す概略図
、第２図は本発明の実施に用いる装置の他の補給剤補給
機構の例を示す概略図、第３図は本発明の実施に用いる
装置の更に別の補給剤補給機構例を示す概略図である。 １・・・めっき槽、　　　　　２・・・めっき液、３・
・・補給剤槽、　　　　　４・・・定量ポンプ、８・・
・分析装置、　　　　　１０・・・制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一定のめつき液組成及びめつき条件において被めつ
   き物の表面積から計算される単位時間当りのめつき被膜
   析出量よりめつき液中の所用成分の単位時間当りの消費
   量を算出し、その消費量に応じた量において所用成分を
   めつき液に補給すると共に、このめつき液の所用成分の
   濃度を連続的又は間欠的に分析し、その分析結果から検
   知される所用成分の濃度が所定管理濃度より高い場合は
   前記補給を所定時間停止するか又はその補給量を減らし
   、所用成分の濃度が所定管理濃度より低い場合はその補
   給量を増量するか又は前記補給とは別個に所用成分の必
   要量をめつき液に補給することを特徴とするめつき液の
   自動管理方法。