(57)【要約】【課題】圧力容器や加圧した高濃度の酸素ガスを用いることなく、めっき液へのめっき用金属の溶解速度を高めることができる、めっき用金属イオンの補給方法の提供。【解決手段】電気めっき設備において使用されるめっき液３に金属イオンを補給する方法であって、複数の金属片９が内部に充填された金属片収容槽２内にめっき液３を供給して当該めっき液３を金属片９同士の隙間において流通させ、めっき液が流通している隙間にエア７が流れるようにエア７を供給することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気めっき設備において使用されるめっき液に金属イオンを補給する方法であって、
複数の金属片が内部に充填された金属片収容槽内に前記めっき液を供給して当該めっき液を前記金属片同士の隙間において流通させ、前記めっき液が流通している前記隙間にエアが流れるようにエアを供給する
ことを特徴とするめっき用金属イオンの補給方法。
【請求項２】
前記めっき液の供給量および前記エアの供給量の少なくとも一方を調整することにより、前記めっき液へ補給する金属イオンの量を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のめっき用金属イオンの補給方法。
【請求項３】
電気めっき設備において使用されるめっき液に金属イオンを補給する装置であって、
複数の金属片が内部に充填される金属片収容槽と、
前記金属片収容槽内に前記めっき液を供給するめっき液供給部と、
前記めっき液が流通している前記金属片同士の隙間にエアが流れるようにエアを供給するエア供給部と、を備える
ことを特徴とするめっき用金属イオンの補給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気めっき設備において金属めっき処理を行う際に、めっき液に金属イオン（例えば銅イオン）を補給する方法および補給する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気めっき設備においては、電極として可溶性電極を用いる場合と、不溶性電極を用いる場合とがある。可溶性電極を用いる場合には、めっき液への金属イオンの補給は電極金属（例えば銅）の溶解により行われるため、電極の形状が経時的に変化して、被めっき物と電極との距離が変化し、その結果、被めっき物へのめっき量がばらつく虞がある。
【０００３】
一方、不溶性電極を用いる場合には、電極を溶解させることなく、めっき液に金属イオンを補給することができるため、上記の問題は生じない。そのような技術が、特許文献１乃至特許文献３に開示されている。
【０００４】
特許文献１の図４に記載の技術では、銅イオン収容槽内で、銅の小塊をめっき液中に浸漬して銅を溶解させることにより、めっき液に銅イオンを補給する。また、銅の溶解速度を高めるために、加圧した酸素ガスをめっき液中にバブリングさせる。
【０００５】
特許文献２の図１に記載の技術では、銅片の溶解速度を高めるために、銅イオン収容槽内で、銅片にめっき液を噴射して、銅片にめっき液を衝突させる。
【０００６】
特許文献３に記載の技術では、めっき液に銅イオンを補給するために、陽極室内のめっき液に浸漬させた銅ボールと、陰極室内の電解液に浸漬させた陰極との間に通電することにより、銅イオンを生成している。また、溶解する銅ボールからアノードスライムが発生することを防止するために、銅ボールに対して酸素含有ガスを吹き付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−９７８８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１３３５３４号公報
【特許文献３】特開２００９−２８７０６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、銅イオン収容槽として、密閉式の耐圧構造を備えた容器（圧力容器）を用いる必要があるので、圧力容器の頻繁なメンテナンスが必要となる上に多くのコストがかかる。しかも、加圧した酸素ガスを使用するので、コスト面等でさらに不利となる。特許文献２に記載の技術においても、同様の問題が生じる。また、特許文献３に記載の技術においては、銅イオンを得るために、銅ボールと陰極との間に通電する必要がある。
【０００９】
そこで、本願発明では、圧力容器や加圧した酸素ガスを用いることなく、めっき液へのめっき用金属の溶解速度を制御可能にして、めっき用金属の溶解速度を高めることができる、めっき用金属イオンの補給方法および補給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）電気めっき設備において使用されるめっき液に金属イオンを補給する方法であって、複数の金属片が内部に充填された金属片収容槽内に前記めっき液を供給して当該めっき液を前記金属片同士の隙間において流通させ、前記めっき液が流通している前記隙間にエアが流れるようにエアを供給することを特徴とするめっき用金属イオンの補給方法。
【００１１】
上記（１）の金属片収容槽において、金属イオンが生成される原理は次のとおりであると考えられる。金属片が銅片である場合を例に挙げて説明する。
【００１２】
金属片収容槽の中に充填された金属片（銅片）同士の隙間にめっき液を流通させている状態で、その隙間にエアが流れるようにエアが供給されると、金属片収容槽内で以下の化学反応が生じる。
【００１３】
すなわち、金属片収容槽の中に充填された銅片の表面が、エアに含まれている酸素により酸化し、当該表面は薄い酸化金属（酸化銅）に覆われる（式１参照）。すなわち、銅片の表面が空気酸化する。
【化１】
2019002040.tif 000003
【００１４】
酸化銅ＣｕＯは硫酸に可溶であるため、銅片の表面の酸化銅は銅片同士の隙間を流通中のめっき液に含まれる硫酸と接触したときに溶解し、金属イオン（銅イオン）が生成される（式２参照）。
【化２】
2019002040.tif 000004
【００１５】
式１と式２とをまとめると、式３が導かれる。
【化３】
2019002040.tif 000005
【００１６】
金属片収容槽内において、金属片（銅片）は、当該金属片の表面から溶解が進むとともに大きさが小さくなり下方に沈んでいく（降下していく）。沈んでいく速さはめっき液の流れほど速くはないが、金属片が上から下へ沈んでいく途中で、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じる。すなわち、沈んでいく途中で、エアが届く位置に移動した金属片においては、エアにより金属片の表面が酸化されて（式１）の化学反応が生じ、表面が酸化された後にエアが届かない位置に移動した金属片においては、めっき液と接触して（式２）の化学反応が生じ、エアが供給され且つめっき液に濡れる位置に移動した金属片においては、（式１）と（式２）の両方、つまり（式３）の化学反応が生じる、ということが繰り返されるものと考えられる。
【００１７】
このように、（１）の構成によれば、金属片収容槽内において、金属片の状況（エアが届く位置にあるかどうか、めっき液に濡れた状態にあるかどうか等）に応じて、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じるため、金属片（銅片）から金属（銅）が溶解してめっき液に金属イオン（銅イオン）が補給される。また、金属片収容槽内に金属片として比較的小さいものを充填すれば、金属片収容槽内の金属片全体の表面積を大きくすることができる。これにより、エアと接触して空気酸化されて酸化銅が生成する面積を大きくするとともに、生成した酸化銅がめっき液に含まれる硫酸と接触して金属イオンを生成する面積を大きくすることができる。その結果、金属イオンの生成速度、すなわち、金属片（めっき用金属）の溶解速度を高めることができる。また、エアを高圧で供給する必要がないため、金属片収容槽を圧力容器とする必要がなく、金属イオン収容槽の維持管理が容易となる。また、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がないので、圧力容器が不要なことと相まって、めっき液への金属イオンの補給にかかるコストを低減することができる。
【００１８】
（２）前記めっき液の供給量および前記エアの供給量の少なくとも一方を調整することにより、前記めっき液へ補給する金属イオンの量を制御することを特徴とする（１）に記載のめっき用金属イオンの補給方法。
【００１９】
上記（２）の構成によれば、めっき液に補給する金属イオンの量を容易かつ適切に制御することができる。以下、詳しく説明する。本発明者らは、上記の課題を解決するために、めっき液の供給量と金属の溶解速度との関係を調べた。図２は、めっき液の供給量（めっき液の流量）の測定値（横軸の値）と、金属の溶解速度の測定値（縦軸の値）との関係を示すグラフである。なお、図２に示される例では、エアの供給量を１０００Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ａ）と、エアの供給量を５００Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ｂ）とについて、めっき液の供給量と金属の溶解速度との関係を示している。図２には、条件Ａ、条件Ｂ共に、めっき液の供給量に応じて金属の溶解速度が変化することが示されている。このことから、本発明者らは、めっき液の供給量とエアの供給量とを調整することにより、金属の溶解速度を制御することが可能であるとの知見を得た。なお、図２に記載の溶解速度の定義は、「１分間あたりの金属片の溶解量（ｇ／ｍｉｎ）／金属片収容槽内に充填された金属片の重量（ｋｇ）」である。後述の図３についても同様である。
【００２０】
また、本発明者らは、上記の課題を解決するために、エアの供給量と金属の溶解速度との関係を調べた。図３は、エアの供給量の測定値（横軸の値）と、金属の溶解速度の測定値（縦軸の値）との関係を示すグラフである。なお、図３に示される例では、めっき液の供給量を４０Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ｃ）と、めっき液の供給量を２０Ｌ／ｍｉｎに設定した場合（条件Ｄ）とについて、エアの供給量と金属の溶解速度との関係を示している。図３には、条件Ｃ、条件Ｄ共に、エアの供給量が増加すると、金属の溶解速度も増加する傾向があることが示されている。また、図３においても、本発明者らは、めっき液の供給量とエアの供給量とを調整することにより、金属の溶解速度を制御することが可能であるとの知見を得た。
【００２１】
そこで、本発明者らは、これらの相関関係に着目して、本構成に想到するに至った。つまり、上記の相関関係を予め調べておき、その相関関係に基づいてめっき液の供給量およびエアの供給量の少なくとも一方を調整することにより、めっき液へ補給する金属イオンの量（金属イオンの濃度）を容易かつ適切に制御することができる。
【００２２】
（３）電気めっき設備において使用されるめっき液に金属イオンを補給する装置であって、複数の金属片が内部に充填される金属片収容槽と、前記金属片収容槽内に前記めっき液を供給するめっき液供給部と、前記めっき液が流通している前記金属片同士の隙間にエアが流れるようにエアを供給するエア供給部と、を備えることを特徴とするめっき用金属イオンの補給装置。
【００２３】
上記（３）の構成によれば、上記（１）の構成と同様、めっき液による各金属片の溶解速度を高い状態に維持することができる。また、金属イオン収容槽を圧力容器とする必要がないので、金属イオン収容槽の維持管理が容易となる。しかも、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がないので、圧力容器が不要なことと相まって、めっき液への金属イオンの補給にかかるコストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本願発明によれば、加圧した高濃度の酸素ガスや圧力容器を用いることなく、めっき液へのめっき用金属の溶解速度を高めることができる、めっき用金属イオンの補給方法および補給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願発明におけるめっき用金属イオンの補給装置を示す模式図である。
【図２】金属イオン収容槽へのめっき液の供給量と金属の溶解速度との関係を示すグラフである。
【図３】金属イオン収容槽へのエアの供給量と金属の溶解速度との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示される補給装置を用いた電気めっき処理システムを示す模式図である。
【図５】本願発明におけるめっき用金属イオンの補給装置の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るめっき用金属イオンの補給装置について説明する。
【００２７】
（めっき用金属イオンの補給装置の構造）
以下、本実施形態に係るめっき用金属イオンの補給装置について説明する。本実施形態に係るめっき用金属イオンの補給装置１（以下、「補給装置１」と称する）は、電気めっき設備に使用されるめっき液に金属イオンを補給する装置である。本実施形態におけるめっき用金属の種類は特に限定されるものではないが、以下の説明では、めっき用金属として銅片を用いた場合について説明する。
【００２８】
図１に示されるように、補給装置１は、銅イオンの元である複数の銅片９が内部に充填された銅片収容槽２と、銅片収容槽２内にめっき液３を供給するめっき液供給部と、銅片９同士の隙間にエア７が流れるようにエア７を供給するエア供給部と、銅片収容槽２から排出されためっき液３を一時的に貯留する貯留槽１０と、貯留槽１０に貯留されためっき液３を排出するめっき液排出部と、を備える。
【００２９】
銅片収容槽２内に配置される銅片９は、小片とすることが好ましい。これにより、銅片収容槽２内における銅片９の表面積を大きくし、銅片９の表面がエア７と接触して空気酸化され酸化銅が生成する面積が大きくなることに合わせて、生成した酸化銅がめっき液３に含まれる硫酸と接触して銅イオンを生成する面積が大きくなる効果をもたらすと考えられる。また、めっき液３が銅片収容槽２内で偏りなく均一に接触しつつ移動することができる。
【００３０】
本実施形態で用いられる銅片９としては、例えば、以下のようなもの（１）〜（４）を例示することができるが、これらに限られるものではない。なお、以下に例示されるもののうちの一種のみを使用してもよいし、或いは、複数の種類を使用してもよい。
【００３１】
（銅片の種類の例示）
（１）ＪＩＳ  Ｈ  ２１２１に規定される「電気銅地金」から切り出した金属銅
（２）ＪＩＳ  Ｃ  ３１０１に規定される「電気用硬銅線」、ＪＩＳ  Ｃ  ３１０２に規定される「電気用軟銅線」、またはＪＩＳ  Ｃ  ３１０４に規定される「平角銅線」を任意の長さに切断した金属銅
（３）ＪＩＳ  Ｃ  ３３０７に規定される「６００Ｖビニル絶縁電線」またはＪＩＳ  Ｃ  ３３１７に規定される「６００Ｖ二種ビニル絶縁電線」のビニル（絶縁被膜）を除去して電線のみを取り出し、これを任意の長さに切断した金属銅
（４）一般に「１号銅」などと称される電線の被膜を剥いて取り出した銅線などを任意の長さに切断した金属銅
【００３２】
銅片収容槽２（以下、「収容槽２」と称する）は、複数の銅片９を充填可能とされている。収容槽２は、収容槽２の大きさや形状は特に限定されるものではないが、図１に示される例では、上下方向に延びた縦長でかつ筒状の容器とされている。
【００３３】
図１に示される収容槽２は、筒状の側壁部２０と、この側壁部２０の上端に開閉可能に設けられた蓋部２１と、側壁部２０の下端に設けられた底部２２とを備えている。
【００３４】
側壁部２０は、例えば、四角筒状、あるいは円筒状に形成することができ、本実施形態では四角筒状に形成されている。側壁部２０の上端は開口しており、この上端の開口部に蓋部２１が開閉可能に設けられている。
【００３５】
底部２２には、複数の通液孔（図示略）が、底部２２を厚み方向に貫通するように形成されている。この通液孔は、めっき液を通過させることができるが、銅片９を通過させることができないような大きさを有する。収容槽２は、貯留槽１０内のめっき液３に漬かっておらず、底部２２の通液孔は空気中に開放されている。したがって、底部２２は、通液孔からの銅片９の落下を防止しつつ、通液孔を通じてめっき液３を通過（落下）させることができる。
【００３６】
この収容槽２内には、めっき液３およびエア７が供給されるが、供給されためっき液３よびエア７は、底部２２の通液孔を通じて収容槽２から排出される。収容槽２は、貯留槽１０内のめっき液３に漬かっておらず、底部２２の通液孔は空気中に開放されている。また、側壁部２０の上端と蓋部２１との間には隙間がある（密閉されていない）。このため、エア７は上記通液孔および上記隙間を通じて収容槽２から抜けて出て行くことができる。したがって、収容槽２に高い耐圧性は要求されない。
【００３７】
めっき液供給部は、収容槽２の蓋部２１が閉じられた状態で、収容槽２内の金属片９の上部にめっき液３を供給できるように構成されている。図１に示される例では、めっき液供給部は、収容槽２の蓋部２１に設けられて収容槽２内にめっき液３を導入するめっき液導入部４０と、このめっき液導入部４０にめっき液３を導くめっき液導入配管４１と、このめっき液導入配管４１に設けられたポンプ１０４とを備えている。めっき液導入配管４１のめっき液流れ方向の上流端部は、後述のめっき槽１００（図４参照）と接続される。
【００３８】
図１に示される例では、めっき液導入部４０は、収容槽２内で下方に向かってめっき液３を分散しつつ噴射するシャワーヘッドとされている。シャワーヘッドには、複数のノズル（図示略）が形成されており、各ノズルからめっき液３を重力によって自由落下させることができる。
【００３９】
図１に示される例では、銅片９は、めっき液導入部４０よりも低い高さ位置まで充填されている。これにより、めっき液導入部４０と銅片９とが干渉して、めっき液導入部４０からのめっき液３の導入が銅片９によって阻害されるのを防止することができる。
【００４０】
エア供給部は、筒状の側壁部２０の内側に配置されたパイプ部９０を備えている。パイプ部９０は、長さ方向に互いに所定の間隔を隔てた複数の位置に、エア供給口６を有している。エア供給部は、複数のエア供給口６を通じて、収容槽２内にエア（大気）を供給する。図１に示される例では、例えば、四角筒状の側壁部２０の互いに向かい合う２つのコーナー部に、それぞれパイプ部９０が設けられている。パイプ部９０は、上記コーナー部に沿って縦方向に延びた状態で配置されている。また、図１に示される例では、エア供給部は、パイプ部９０の上端部に接続されるメイン配管８０と、メイン配管８０に設けられたエア送給機１０６と、をさらに備えている。
【００４１】
なお、図１に示される例では、パイプ部９０は収容槽２のコーナー部に沿って２本設けられているが、これに限られるものではない。例えば、パイプ部９０は、収容槽２内に１本、あるいは３本以上設けられていてもよいし、その配置位置は、収容槽２の中央部、コーナー部、或いは中央部でもコーナー部でもない側壁部２０から離れたところであってもよい。また、パイプ部９０の長さは、必ずしも収容槽２の底までパイプ部９０が届くような長さでなくてもよい。
【００４２】
貯留槽１０は、収容槽２の底部２２よりも下方に配置されている。底部２２から排出されためっき液３は、貯留槽１０内に貯留される。貯留槽１０は、めっき液３の液面が収容槽２の底部２２に到達しない高さまでめっき液３を貯留することができる。貯留槽１０をこのような位置に設けることで、貯留槽１０に貯留されためっき液３が収容槽２の底部２２に接触して、底部２２に形成された通液孔が塞がれることを防止することができる。
【００４３】
めっき液排出部は、貯留槽１０の底部に接続されためっき液排出配管１１と、このめっき液排出配管１１に設けられたポンプ１０３とを備えている。めっき液排出配管１１におけるめっき液流れ方向の下流端部には、後述のめっき槽１００（図４参照）が接続される。
【００４４】
この補給装置１の動作は、図外の制御部によって制御することができる。具体的には、例えば、制御部は、ポンプ１０３と、ポンプ１０４と、エア送給機１０６と、を制御することができる。エア送給機１０６を制御することにより、収容槽２内に供給されるエア７の量を調整することができる。エア送給機１０６の制御は、エア量と溶解速度との相関関係（例えば図３参照）に基づいて行うことができる。
【００４５】
また、ポンプ１０４を制御することにより、収容槽２内に供給されるめっき液３の量を調整することができる。ポンプ１０４の制御は、めっき液流量と溶解速度との相関関係（例えば図２参照）に基づいて行うことができる。
【００４６】
また、ポンプ１０３を制御することにより、貯留槽１０から排出されるめっき液３の量を調整することができる。
【００４７】
なお、銅片の溶解速度を調整するために、エア送給機１０６の出力を一定の値に制御した状態で、ポンプ１０４の出力を変更する制御を行ってもよいし、または、ポンプ１０４の出力を一定の値に制御した状態で、エア送給機１０６の出力を変更する制御を行ってもよい。または、エア送給機１０６の出力およびポンプ１０４の出力の双方を変更する制御を行ってもよい。
【００４８】
（補給装置を用いた電気めっき処理システム）
次に、補給装置１を用いた電気めっき処理システムについて、図４を参照しつつ説明する。
図４に示されるように、本実施形態における電気めっき処理システム１０５は、陽極１０２および負極１０１（被めっき処理物）が内部に配置されためっき槽１００と、上記補給装置１とを備えている。
【００４９】
この電気めっき処理システム１０５では、めっき槽１００内のめっき液３（銅イオンが溶け込んでいる）により、被めっき処理物のめっき処理が行われる。めっき処理に供されためっき液３は、ポンプ１０４によって補給装置１の収容槽２に導入される。収容槽２に導入されためっき液３は、収容槽２内で銅片９同士の隙間を流通する。
【００５０】
収容槽２の中に充填された銅片９同士の隙間にめっき液３を流通させている状態で、その隙間にエア７が供給されると、収容槽２内で以下の化学反応が生じる。
【００５１】
すなわち、金属片収容槽の中に充填された銅片９の表面が、エア７に含まれている酸素により酸化し、当該表面は薄い酸化銅に覆われる（式１参照）。すなわち、銅片９の表面が空気酸化する。
【化１】
2019002040.tif 000006
【００５２】
酸化銅ＣｕＯは硫酸に可溶であるため、銅片９は銅片９同士の隙間を流通中のめっき液３に含まれる硫酸と接触したときに溶解し、銅イオンが生成される（式２参照）。
【化２】
2019002040.tif 000007
【００５３】
式１と式２とをまとめると、式３が導かれる。
【化３】
2019002040.tif 000008
【００５４】
収容槽２内において、銅片９は、銅片９の表面から溶解が進むとともに大きさが小さくなり下方に沈んでいく（降下していく）。沈んでいく速さはめっき液３の流れほど速くはないが、銅片９が上から下へ沈んでいく途中で、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じる。すなわち、沈んでいく途中で、エア７が届く位置に移動した銅片９においては、エア７により銅片９の表面が酸化されて（式１）の化学反応が生じ、表面が酸化された後にエア７が届かない位置に移動した銅片９においては、めっき液と接触して（式２）の化学反応が生じ、エア７が供給され且つめっき液３に濡れる位置に移動した銅片９においては、（式１）と（式２）の両方、つまり（式３）の化学反応が生じる、ということが繰り返されるものと考えられる。
【００５５】
このように、本実施形態によれば、収容槽２内において、銅片９の状況（エア７が届く位置にあるかどうか、めっき液３に濡れた状態にあるかどうか等）に応じて、式１、式２、式３のいずれかの化学反応が生じるため、銅片９から銅が溶解してめっき液３に銅イオンが補給される。また、収容槽２内に銅片９として比較的小さいものを充填すれば、収容槽２内の銅片９全体の表面積を大きくすることができる。これにより、エア７と接触して空気酸化されて酸化銅が生成する面積を大きくするとともに、生成した酸化銅がめっき液３に含まれる硫酸と接触して銅イオンを生成する面積を大きくすることができる。その結果、銅イオンの生成速度、すなわち、銅片９の溶解速度を高めることができる。つまり、めっき液３への銅イオンの補給が効果的に行われる。
【００５６】
また、収容槽２へのめっき液３の供給量と銅片９の溶解速度との間には明確な相関関係があり（図２参照）、さらに、収容槽２へのエア７の供給量と銅片９の溶解速度との間には明確な相関関係がある（図３参照）。このため、これらの相関関係に基づいてめっき液３の供給量およびエア７の供給量の少なくとも一方を調整することにより、めっき液３へ補給する銅イオンの量（銅イオンの濃度）を容易かつ適切に制御することができる。
【００５７】
銅片９から生じた銅イオンを含んだめっき液３は、収容槽２内を流下する（図１に、収容槽２内におけるめっき液３の流れを矢印５で示す）。そして、そのめっき液３は、貯留槽１０内に一旦貯留された後、ポンプ１０３によりめっき槽１００に戻されて、再びめっき処理に供される。
【００５８】
次に、本発明の実施例について説明することにより、本発明の効果を明らかにする。
【００５９】
（実施例）
図１に示される収容槽２（幅２００ｍｍ、奥行き２００ｍｍ、高さ１５００ｍｍ、容量６０Ｌ）を備える補給装置１を用い、複数の銅片９をめっき液３に溶解させた（銅イオンをめっき液３に補給した）。その際、銅片９の溶解速度を測定した。なお、収容槽２の大きさは上記の大きさに限られるものではない。また、収容槽２の数は、１つに限られるものではなく、複数であってもよい。また、複数の場合には、収容槽２同士を直列または並列に並べて連結してもよい。
【００６０】
めっき液３としては、硫酸銅を水に溶解させた硫酸銅溶液を用いた。めっき液３の組成、ｐＨ、および温度は以下の通りであった。この条件は、図４のめっき槽１００に貯留されているめっき液３の条件である。
硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）：２１０ｇ／Ｌ
硫酸（Ｈ２ＳＯ４）：５０ｇ／Ｌ
ｐＨ：１．０
温度：３５℃
【００６１】
収容槽２内には、一般に１号銅と称される銅片９（直径１〜２ｍｍの円柱状）を約２７０ｋｇ充填した。収容槽２内における銅片９の充填高さ（積層高さ）は約１３００ｍｍであり、充填部分における単位容積当たりの銅片９が占める割合（充填率）は約５６％であった。
【００６２】
また、めっき液の供給量は、めっき液供給配管４１が収容槽２に接続される直前の位置に設けた流量計により測定した。エアの供給量は、エアのメイン配管８０が収容槽２に接続される直前の位置に設けた流量計により測定した。エア送給機１０６が送り出すエアの圧力は、０．７ＭＰａ±０．１ＭＰａであった。
【００６３】
銅片９の溶解速度の測定方法は次のとおりである。まず、収容槽２の中に銅片９を充填し、めっき液３を流通させていない、銅片９が乾燥した状態で、収容槽２ごと銅片９の全重量を測る。続いて、所定の条件（めっき液の供給量、エアの供給量）でめっき液３を流通させ、エアを供給して所定時間の運転を行う。その後、めっき液３を抜いて銅片９を乾燥させた状態で、再び収容槽２ごと銅片９の全重量を測る。２回の測定による重量減少量から、所定の条件（めっき液流量、エア量）における溶解速度ｇ／ｍｉｎ・ｋｇを求める。
【００６４】
これにより、図２に示されるように、めっき液の供給量に応じて金属の溶解速度が変化することがわかる。また、図３に示されるように、めっき液へのエアの供給量によっても金属の溶解速度が変化することが確かめられた。そして、本発明のめっき用金属イオンの補給方法および補給装置においては、銅片の溶解速度として約０．１１ｇ／ｍｉｎ・ｋｇ程度の能力が得られることが分かった。なお、図２におけるめっき液流量および図３におけるエア量は、１つの収容槽２当たりの量である。
【００６５】
（比較例）
引用文献２の図４は、めっき液の流量が５０Ｌ／ｍｉｎであり、グラフの横軸から銅イオン補給槽内の圧力が０．５ＭＰａのときの溶解量を読み取ると、縦軸の値で約５．５と読むことができる。一方、引用文献２の図５は、銅イオン補給槽内の圧力が０．５ＭＰａ固定の条件におけるものなので、グラフの横軸からめっき液流量が５０Ｌ／ｍｉｎのときの溶解量は、やはり縦軸の値で約５．５と読むことができる。また、溶解量は、図４から酸素ガス圧力とほぼ正比例の関係にあると考えられる。なお、引用文献２の段落００４４の記載から、これらの補給槽内の圧力とは、酸素ガスの圧力であると考えられる。
【００６６】
（実施例と比較例の対比）
ここで、めっき液流量が２５Ｌ／ｍｉｎである条件を選んで、本願と引用文献２における溶解量の比較をする。引用文献２では、図５から、めっき液流量が２５Ｌ／ｍｉｎであれば溶解量はグラフの縦軸の値で２．０と読むことができ、溶解量の単位を本願と同じになるように換算すると、２．０×１０−１ｇ／ｋｇ・ｈｒ＝０．００３ｇ／ｍｉｎ・ｋｇとなる。
【００６７】
一方、本願発明では、図２から、エアの供給量が１０００Ｌ／ｍｉｎ、めっき液の供給量が２５Ｌ／ｍｉｎの場合の溶解速度は、約０．０８３ｇ／ｍｉｎ・ｋｇと読むことができる。ここで、本願発明では、収容槽２の中にエア（大気）をそのまま吹き込んでいるので、加圧酸素や圧力容器を用いなくても、引用文献２の溶解量と比較すると２５倍以上の溶解速度が得られている。
【００６８】
（効果）
本実施形態によれば、収容槽２内に充填された複数の銅片９の銅片９同士の隙間にエア７が流れるように、収容槽２内にエア７が供給される。これにより、上記式１、式２、式３のいずれかの化学反応が収容槽２内で生じて、銅片９から銅が溶解してめっき液３に銅イオンが補給される。また、収容槽２内に直径１〜２ｍｍ程度の円柱状の銅片９を充填することにより、エア７と銅片９との接触面積を大きくして、酸化銅が生成する面積を大きくするとともに、生成した酸化銅がめっき液３に含まれる硫酸と接触して銅イオンを生成する面積を大きくすることができる。その結果、銅イオンの生成速度、すなわち、銅片９の溶解速度を高めることができる。つまり、めっき液３への銅イオンの補給が効果的に行われる。
【００６９】
また、収容槽２へのめっき液３の供給量と銅片９の溶解速度との間の相関関係（図２参照）、および、収容槽２へのエア７の供給量と銅片９の溶解速度との相関関係（図３参照）に基づいて、ポンプ１０３、１０４、エア送給機１０６を制御して、めっき液３の供給量およびエア７の供給量の少なくとも一方を調整することにより、めっき液３へ補給する銅イオンの量（銅イオンの濃度）を容易かつ適切に制御することができる。
【００７０】
また、エア７を高圧で供給する必要がないため、収容槽２を圧力容器とする必要がなく、収容槽２の維持管理が容易となる。また、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がないので、圧力容器が不要なことと相まって、めっき液３への銅イオンの補給にかかるコストを低減することができる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、金属片として銅片を用いているが、これに限られるものではなく、他の種類の金属片を用いてもよい。
【００７２】
また、収容槽２およびエア供給部の構成は、図１に示したもの以外に変更することが可能である。例えば、図５に示すように変更することができる。
【００７３】
図５に示される例では、側壁部２０の側面には、上下方向に一定の間隔を隔てて並ぶ複数のエア供給口６１・・６１が形成されている。エア供給口６１は、側壁部２０の４つの側面のうち、少なくとも１つ以上の側面に形成することができる。図５に示される例では、側壁部２０の４つの側面のうち、相対向する２つの側面に、各々、複数のエア供給口６１・・６１が形成されている。なお、エア供給口６１の数、大きさ、および間隔は、特に限定されるものではなく、収容槽２の容積等に応じて適宜に設定可能である。また、エア供給口６１は、側壁部２０の１つ以上の側面において、横方向（左右方向）に複数列に亘って形成されていてもよい。
【００７４】
また、図５に示される例では、エア供給部は、側壁部２０に形成されたエア供給口６１を介して収容槽２内にエア（大気）を供給する。エア供給部は、図５に示される例では、メイン配管８０と、メイン配管８０から分岐して、エア流れ方向の下流端部がエア供給口６に接続される複数の分岐配管８１と、メイン配管８０に設けられたエア送給機１０６と、を備えている。
【００７５】
図５に示される実施形態においても、図１に示される実施形態と同様の効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本願発明の方法は、加圧した高濃度の酸素ガスを供給する必要がなく、圧力容器が不要なことから、設備の維持管理が容易でコストを低減することができるため、めっき処理製品の生産性の向上に貢献することが期待される。
【符号の説明】
【００７７】
１    めっき用金属イオンの補給装置
２    銅片収容槽
３    めっき液
５    銅片収容槽内におけるめっき液の流れ
６    エア供給口
７    エア
９    銅片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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