(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動化溶解槽で金属錫粒子を化学溶解して錫イオンを供給するメッキ液循環経路において発生するスラッジを分離する電気錫メッキ液のスラッジ分離装置であって、前記メッキ液循環経路にクッションタンクを設け、該クッションタンク内のメッキ液をフィルター１基を介して循環させることにより、前記流動化溶解槽における金属錫粒子の溶解を停止することなく、前記フィルター１基でスラッジ濃度をメッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値以下にできると共に、前記フィルターのスラッジ排出部に、弁体にスラッジを掻き落すスクレパーを有するバタフライバルブを設けることにより、スラッジ詰りを防止することを特徴とする電気錫メッキ液のスラッジ分離装置。
【請求項２】
前記クッションタンクの容量ｖが、下記（Ａ）式を満足することを特徴とする請求項１に記載の電気錫メッキ液のスラッジ分離装置。
v ≧S×ｒ/（A-a）×1000 - V ・・・（Ａ）
ここに、V（kg）：クッションタンクを除くメッキ液総量
Ａ（ｇ/ｋｇ）：スラッジ濃度の上限値
a（ｇ/ｋｇ）：スラッジ濃度で下記（Ｂ）式により算出
a=Ｓ／（Ｑ×（η−Ｒ））×1000・・・（Ｂ）
Ｓ（ｋｇ/ｈ）：スラッジ発生量
Ｑ（ｋｇ/ｈ）：メッキ液処理流量
η (-)：スラッジ分離効率
Ｒ（-）：スラッジ除去装置休止率で下記（Ｃ）式により算出
Ｒ=ｒ/ｆ・・・（Ｃ）
ｒ（ｈｒ）：フィルターのメッキ液濾過工程とメッキ液非濾過工程か らなる1サイクル当りのメッキ液非濾過時間
ｆ（ｈｒ）：フィルターのメッキ液濾過工程とメッキ液非濾過工程か らなる1サイクル当りのメッキ液濾過時間
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯などの金属物体に不溶性陽極を用いて電気錫メッキする際に、金属錫粒子と電気錫メッキ液との流動槽を設け、該流動槽で金属錫粒子を化学溶解し錫イオンを供給する際に発生するスラッジの分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯などの金属物体に不溶性陽極を用いて電気錫メッキする際に、流動化溶解槽で金属錫粒子を化学溶解して錫イオンを供給するメッキ液循環経路において酸化錫からなるスラッジが発生し、メッキ液中のスラッジ濃度が高くなるとメッキ表面の品質欠陥を生じるため、電気錫メッキ液のスラッジ分離装置について、従来から種々の提案がなされている。
例えば、特公昭53-17979号公報では、流動槽で金属錫粒子を化学溶解し錫イオンを供給する経路で発生するスラッジをフィルター１２で除去しているが、一定期間毎にフィルターに付着したスラッジを洗浄するため休止が必要であり、この休止時は錫イオンを供給出来ないため錫イオン濃度が低下しメッキの目付け低下を発生していた。
そのためフィルターを２基以上設置し、交互に運転することにより錫イオン濃度の安定化を図る必要があったが、高額なスラッジ分離装置を設置することは大きなコスト負担となっていた。
また、スラッジ排出部でスラッジが堆積し、清掃による休止時間が多く必要であった。
【特許文献１】特公昭53-17979号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、流動化溶解槽で金属錫粒子を化学溶解して錫イオンを供給するメッキ液循環経路において発生するスラッジを分離する電気錫メッキ液のスラッジ分離装置において、流動化溶解槽における金属錫粒子の溶解を停止することなく、前記フィルター１基でスラッジ濃度をメッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値以下にでき、しかも、スラッジ排出部におけるスラッジの堆積を防止することができる電気錫メッキ液のスラッジ分離装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、その要旨と
するところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）流動化溶解槽で金属錫粒子を化学溶解して錫イオンを供給するメッキ液循環経路において発生するスラッジを分離する電気錫メッキ液のスラッジ分離装置であって、前記メッキ液循環経路にクッションタンクを設け、該クッションタンク内のメッキ液をフィルター１基を介して循環させることにより、前記流動化溶解槽における金属錫粒子の溶解を停止することなく、前記フィルター１基でスラッジ濃度をメッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値以下にできると共に、前記フィルターのスラッジ排出部に、弁体にスラッジを掻き落すスクレパーを有するバタフライバルブを設けることにより、スラッジ詰りを防止することを特徴とする電気錫メッキ液のスラッジ分離装置。
（２）前記クッションタンクの容量ｖが、下記（Ａ）式を満足することを特徴とする（１）に記載の電気錫メッキ液のスラッジ分離装置。
v ≧S×ｒ/（A-a）×1000 - V ・・・（Ａ）
ここに、V（kg）：クッションタンクを除くメッキ液総量
Ａ（ｇ/ｋｇ）：スラッジ濃度の上限値
a（ｇ/ｋｇ）：スラッジ濃度で下記（Ｂ）式により算出
a=Ｓ／（Ｑ×（η−Ｒ））×1000・・・（Ｂ）
Ｓ（ｋｇ/ｈ）：スラッジ発生量
Ｑ（ｋｇ/ｈ）：メッキ液処理流量
η (-)：スラッジ分離効率
Ｒ（-）：スラッジ除去装置休止率で下記（Ｃ）式により算出
Ｒ=ｒ/ｆ・・・（Ｃ）
ｒ（ｈｒ）：フィルターのメッキ液濾過工程とメッキ液非濾過工程か らなる1サイクル当りのメッキ液非濾過時間
ｆ（ｈｒ）：フィルターのメッキ液濾過工程とメッキ液非濾過工程か らなる1サイクル当りのメッキ液濾過時間
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、流動化溶解槽における金属錫粒子の溶解を停止することなく、前記フィルター１基でスラッジ濃度をメッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値以下にでき、しかも、スラッジ排出部におけるスラッジの堆積を防止することができる電気錫メッキ液のスラッジ分離装置を提供することができ、具体的には下記のような産業上有用な著しい効果を奏する。
１）高価なフィルターを２基設置する必要が無くなったため、投資コストが低下できる。
２）フィルター等のメインテナンス作業およびメインテナンス運転のためのエネルギーコストも半減が可能である。
３）スラッジ排出部の清掃時間増加は、極めて大きなタンク容量が必要になり排出部での堆積・固着防止により、設備をコンパクト化できる。
４）錫溶解槽の安定稼動によるメッキ液中の錫濃度安定化で製品品質も改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図６を用いて詳細に説明する。
図１は、従来の電気錫メッキ液のスラッジ分離装置を例示する図である。
図１において、１は金属錫粒子ホッパー、２は流動化溶解槽、３は気液分離槽、４はフィルター（２基）、５は循環タンク、６はポンプ、７は  空気混合器、８はメッキ槽、９はポンプ、１０は鋼帯を示す。
図１に示すように、金属錫粒子は、金属錫粒子ホッパー１から流動化溶解槽２に供給され、その流動化溶解槽２の下部からメッキ液を空気混合器７を介して空気と共に供給することによって錫が化学溶解し、メッキ液中に錫イオンが補給されて循環タンク５に供給され、ポンプ９によってメッキ槽８に供給され、例えば電圧をかけてマイナスに印加された鋼帯１０などの金属体の表面に錫メッキが施される。
このメッキ液の循環経路において、錫イオンとともに酸化錫からなるスラッジが生成され、このメッキ液中のスラッジ濃度が高くなるとメッキ表面の品質欠陥を生じるため、流動化溶解槽２の出側に気液分離槽３を介して例えば濾布からなる２基のフィルター４を設けて、スラッジを除去する必要がある。
このスラッジ除去作業にはフィルターに付着したスラッジを洗浄する工程に約１時間程度の時間がかかり、その間はメッキ液の供給ができなくなるため、錫イオン濃度安定化のため、従来はフィルター４を２基設けて、片方ずつ交互に運転することによって、錫イオン濃度を安定化しメッキ液を連続的に供給していた。
しかし、この方法では高価なフィルターが２基以上必要で大きなコスト負担となっていた。
【０００７】
図２は、本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置の実施形態を例示する図である。
図２において、１は金属錫粒子ホッパー、２は流動化溶解槽、３は気液分離槽、４´はフィルター（１基）、５は循環タンク、６はポンプ、７は空気混合器、８はメッキ槽、９はポンプ、１０は鋼帯、１１はクッションタンク、１２はポンプを示す。
図１に示す従来技術ではフィルター４を２基設けて交互に運転していたが、本発明等は、メッキ液循環経路にクッションタンク１１を設けることにより、フィルター１基で流動化溶解槽での金属錫粒子の溶解を停止することなく、スラッジ濃度をメッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値以下にする方法を見出した。
【０００８】
図２に示すように、メッキ液循環経路にメッキ液を一時的に蓄えるクッションタンク１１を設け、このクッションタンク内のメッキ液を１基のフィルター４´を介してポンプ１２により循環させることにより、フィルター洗浄時も溶解を休止する必要がなくなるので、メッキ液の供給を停止することなくメッキ液中のスラッジ濃度をメッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値以下に維持することができる。
メッキ液中のスラッジ濃度をメッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値以下に維持するためには、クッションタンク１１の容量を下記（Ａ）式を満足するように設計することが好ましく、これによりフィルター洗浄時でもスラッジ濃度をクリヤーすることができる。
すなわち、循環系モデルによる下記（Ｂ）式を用いてａを求め、このaと他の既知因子より、vが定まる。
v  ≧S×ｒ/（A-a）×1000 - V  ・・・（Ａ）
を満足するクッションタンク容量（kg）：v 
ここに、V（kg）：クッションタンクを除くメッキ液総量
Ａ（ｇ/ｋｇ）：スラッジ濃度の上限値
a（ｇ/ｋｇ）：スラッジ濃度で下記（Ｂ）式により算出
a=Ｓ／（Ｑ×（η−Ｒ））×1000・・・（Ｂ）
Ｓ（ｋｇ/ｈ）：スラッジ発生量
Ｑ（ｋｇ/ｈ）：メッキ液処理流量
η (-)：スラッジ分離効率
Ｒ（-）：スラッジ除去装置休止率で下記（Ｃ）式により算出
Ｒ=ｒ/ｆ・・・（Ｃ）
ｒ（ｈｒ）：フィルターのメッキ液濾過工程とメッキ液非濾過工程か          らなる1サイクル当りのメッキ液非濾過時間
ｆ（ｈｒ）：フィルターのメッキ液濾過工程とメッキ液非濾過工程か          らなる1サイクル当りのメッキ液濾過時間
上記のスラッジ濃度の上限値とは、メッキ表面の品質欠陥の発生を防止可能な上限値をいい、具体的には1g/kg程度の値とすることが好ましい。
また、上記の１サイクルとは、後述の図4に示すスラッジ分離装置に用いるフィルターの操作工程１回をいい、フィルターのメッキ液濾過工程とメッキ液非濾過工程からなる。
なお、メッキ液中の錫イオン濃度は、空気混合器７によって混合する空気量を調整することによって制御することができる。
【０００９】
図３は、本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるクッションタンクの実施形態を例示する図である。
本発明においては、クッションタンクの構造は問わないが、図３に示すように、クッションタンクの中央に仕切り壁１３を配設し、ダーティ側とクリーン側に分離し、溶解槽より供給されるメッキ液をダーティ側に入れてダーティ側よりフィルターに送液することにより、スラッジの分離効率の向上を図ることができるうえ、クリーン側への送液によりメッキ槽へのクリーン液を優先的に供給することができる。
【００１０】
図４は、本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるフィルターの操作手順を例示する図である。
図４（a）は本発明におけるメッキ液濾過工程を示し、図４（ｂ）の排液、脱水工程、図４（ｃ）の除去工程、図4（ｄ）の排出工程は、メッキ液非濾過工程を示す。
まず、図４（a）はメッキ液供給中のフィルターの状態を示しており、例えば濾布からなるフィルターにメッキを通過させることによりスラッジを除去することができる。
図４（b）は排液後、濾布に堆積したスラッジを脱水する工程を示しており、フィルター内に空気を吹き込むことによってスラッジを脱水して除去し易くすることができる。
図４（c）は、濾布に堆積したスラッジを除去する工程を示しており、フィルターの出口側よりフィルター内に圧縮空気を吹き込むことによってスラッジを濾布からフィルターの下部に叩き落とすことができる。
図４（d）は、スラッジの排出工程を示しており、フィルターの下部に設けられた排出部を開放することによって脱落したスラッジを排出することができる。
【００１１】
図５は、本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるフィルターのスラッジ排出部を例示する図である。
図５に示すように、フィルターの下部に円盤状の弁体を有するスライドバルブを設け、この弁体を水平方向にスライドさせて排出部を開放することによって脱落したスラッジを排出することができる。
しかし、図５の右側の詳細図に示すように、このスライドバルブを用いる場合には、排出部の隅にスラッジが堆積・固着してシール性が悪化し液漏れが発生する場合があるうえ、配水管の端部位置を高く設定すると液残り量が多くなり、脱水除去されたスラッジの含 水率が高くなり別途、脱水処理が必要となる。
【００１２】
図６は、本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるフィルターのスラッジ排出部の好ましい実施形態を例示する図である。
図６に示すように、フィルター下部のスラッジ排出部に断面が凸状で一定範囲まで回転する弁体を有するバタフライバルブを設け、その弁体の上面の一部にスラッジを掻き落す金属体からなるスクレパーを設けることによって、排出部の隅に堆積・固着したスラッジを掻き落すことができるのでシール性が良好で液漏れが発生しない。
スラッジ洗浄のためのフィルター休止時時間は出来るだけ短時間が好ましいが、従来はフィルターからのスラッジ排出部の詰りにより、多くの清掃時間が必要であったが、本実施形態により、スラッジ詰りの無いスラッジ排出部構造を提供することができる。
また、前述の（Ａ）式からわかるように、クッションタンク容量ｖは通常１ｈｒ程度かかる1サイクル当りの非スラッジ分離時間に比例して増加するので、スラッジ排出部の詰りがなければその分、非スラッジ分離時間を短くすることができるので、クッションタンクの容量を低減することができる。
さらに、図６に示すように、排水管の端部を弁体の直上に設けることによって、液残り量を低下させることができ、脱水除去されたスラッジの含水率の上昇が抑制され、再度の脱水処理が不要となる。
【００１３】
本発明により、以下のような効果を奏することができる。
１）高価なフィルターを２基設置する必要が無くなったため、投資コストが低下できる。
２）フィルター等のメインテナンス作業およびメインテナンス運転のためのエネルギーコストも半減が可能である。
３）スラッジ排出部の清掃時間増加は、極めて大きなタンク容量が必要になり排出部での堆積・固着防止により、設備をコンパクト化できる。
４）錫溶解層の安定稼動によるメッキ液中の錫濃度安定化で製品品質も改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の電気錫メッキ液のスラッジ分離装置を例示する図である。
【図２】本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置の実施形態を例示する図である。
【図３】本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるクッションタンクの実施形態を例示する図である。
【図４】本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるフィルターの操作手順を例示する図である。
【図５】本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるフィルターのスラッジ排出部を例示する図である。
【図６】本発明における電気錫メッキ液のスラッジ分離装置に用いるフィルターのスラッジ排出部の好ましい実施形態を例示する図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  金属錫粒子ホッパー
２  流動化溶解槽
３  気液分離槽
４  フィルター（２基）
４´フィルター（１基）
５  循環タンク
６  ポンプ
７  空気混合器
８  メッキ槽
９  ポンプ
１０  鋼帯
１１  クッションタンク
１２  ポンプ
１３  仕切り壁
１４  スライドバルブ
１５  バタフライバルブ
１６  スクレパー
【図１】
0004705465.tif 000002
【図２】
0004705465.tif 000003
【図３】
0004705465.tif 000004
【図４】
0004705465.tif 000005
【図５】
0004705465.tif 000006
【図６】
0004705465.tif 000007