(57)【要約】【課題】例えば被処理物の電気めっきに好適で、電気めっきの各処理に使用する処理流体を順次循環供給し、一連の処理を合理的かつ迅速に行ない、生産性の向上と量産化を図るとともに、緻密かつ均質でつき廻りの良い薄膜のめっき皮膜を得られる、被処理物の表面処理方法およびその処理装置を提供すること。【解決手段】被処理物２と所定の表面処理流体とを収容可能な反応槽１を介挿した循環路８を有すること。  前記被処理物２の表面処理時に所定の表面処理流体を循環させる被処理物の表面処理方法であること。  前記反応槽１を電気化学的反応可能に装備する。  前記被処理物２の表面処理時、前記循環路８に所定の表面処理流体を循環させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物と所定の表面処理流体とを収容可能な反応槽を介挿した循環路に、被処理物の表面処理時に所定の表面処理流体を循環させる被処理物の表面処理方法において、前記反応槽を電気化学的反応可能に装備し、前記被処理物の表面処理時、前記循環路に所定の表面処理流体を循環させることを特徴とする被処理物の表面処理方法。
【請求項２】
前記表面処理流体が、被処理物の脱脂洗浄流体、酸洗い液、電解液の何れか一つ、または前記酸洗い液と電解液の何れか一つに界面活性剤を添加したものである、請求項１記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項３】
前記表面処理流体を反応槽内に貫流させ、該表面処理流体を被処理物と平行に移動させる請求項１記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項４】
前記循環路に少なくとも所定の電解液を循環させ、前記被処理物を電気化学的反応させる請求項１記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項５】
前記電解液に所定の界面活性剤を添加し、それらのエマルジョンを循環させる請求項４記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項６】
前記電解液または該電解液とのエマルジョンを、略等温循環させる請求項４または請求項５記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項７】
前記被処理物と電解液との接触前に、前記被処理物に通電させる請求項４または請求項５記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項８】
前記被処理物の電気化学的反応時、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを被処理物の表面に沿って高速移動させる請求項４または請求項５記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項９】
前記表面処理流体を、大気圧以上で、その略超臨界若しくは亜臨界状態の範囲内で、前記循環路を循環させる請求項２記載の被処理物の表面処理方法。
【請求項１０】
被処理物と所定の表面処理流体とを収容可能な反応槽を設け、該反応槽を前記表面処理流体の循環路に介挿し、被処理物の表面処理時に所定の表面処理流体を循環可能にした被処理物の表面処理装置において、前記反応槽を電気化学的反応可能に設け、前記被処理物の表面処理時、前記循環路に所定の表面処理流体を循環可能にしたことを特徴とする被処理物の表面処理装置。
【請求項１１】
前記被処理物の電気化学的反応時、前記循環路に所定の電解液または該電解液と界面活性剤とのエマルジョンを循環可能にした請求項１０記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１２】
前記循環路に、前記電解液または該電解液のエマルジョンを略等温循環可能にした請求項１１記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１３】
前記反応槽内に前記電解液または該電解液とのエマルジョンを貫流可能に設け、該電解液または該電解液とのエマルジョンを被処理物と平行に移動可能にした請求項１２記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１４】
前記被処理物の電気化学的反応時、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを被処理物の表面に沿って高速移動可能にした請求項１３記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１５】
前記電解液または該電解液のエマルジョンを、大気圧以上で、その略超臨界若しくは亜臨界状態の範囲内で、前記循環路を循環可能にした請求項１０記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１６】
前記反応槽を前記循環路と連通かつ同軸方向に介挿した請求項１３記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１７】
前記反応槽内に、複数の被処理物と陽極部材とを交互に離間して緊密に配置し、かつこれら被処理物と陽極部材とを、反応槽内の表面処理流体の移動方向と平行に配置した請求項１３記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１８】
前記複数の反応槽を前記循環路と並列に介挿した請求項１７記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項１９】
前記複数の反応槽を前記循環路と直列に介挿した請求項１８記載の被処理物の表面処理装置。
【請求項２０】
前記反応槽の上流側にミキサ−を介挿した請求項１０記載の被処理物の表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば被処理物の電気めっきに好適で、電気めっきの各処理に使用する処理流体を順次循環供給し、一連の処理を合理的かつ迅速に行ない、生産性の向上と量産化を図るとともに、緻密かつ均質でつき廻りの良い薄膜のめっき皮膜を得られるようにした、被処理物の表面処理方法およびその処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気めっきは種々の処理設備と多くの処理工程を要し、作業性や生産性が悪く、設備費の高騰と広い作業スペ−スを要する上に、処理液の飛散や有害なガスが発生する状況下での作業を強いられ、その改善が望まれていた。
このような要請に応ずるものとして、出願人は、被処理物の表面処理時、反応槽を含む被処理流体の循環経路を連通し、該循環経路に被処理流体を終始循環するようにした被処理物の表面処理方法およびその処理装置を開発し、これを既に提案している（例えば、特許文献１）。
【０００３】
前記方法および処理装置は、脱脂洗浄流体の再利用を目的にし、その循環経路に反応槽と分離槽、凝縮回収槽と冷凍機、加圧ポンプと加熱器等を介挿し、使用後の脱脂洗浄流体を冷却し液化後、加圧かつ加熱して循環させているため、被処理流体に多くの処理を要する上に高価かつ多くの設備を要し、またその稼動に多くの動力とコストを要して生産性が悪く、しかも前記設備の設置に広い設置スペ−スを要する等の問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するものとして、循環路に洗浄室と加熱室と冷却室とを介挿し、前記加熱室と冷却室との間に循環路の系外にヒ−トポンプを配設し、循環路を移動する洗浄媒質を合理的に温度制御し、省エネルギ−化と洗浄媒質の析出制御を図るようにした媒質循環システムがある（例えば、特許文献２）。
【０００５】
また、循環路に液化供給槽と、複数の耐圧洗浄容器と廃液回収槽とを介挿し、洗浄後、各洗浄容器から洗浄流体である二酸化炭素をバル−ンタンクへ貯留し、この貯留流体を適宜加圧して、各洗浄容器へ供給可能にした洗浄方法およびその装置がある（例えば、特許文献３）。
【０００６】
しかし、これらの方法ないし装置は、循環路の洗浄媒質を加熱し冷却しているため、高価かつ多くの設備を要し、その稼動に多くの動力とコストを要して生産性が悪く、しかも前記設備の設置に広い設置スペ−スを要する問題がある。
しかも、前記方法や装置は、専ら被洗浄物の洗浄に限られ、脱脂洗浄した被処理物を電気めっきする場合は、処理後の被洗浄物を別設の電気めっき装置に移し変えなければならない不合理がある。
また、仮に前記装置の循環路にめっき液を循環させてめっき処理しようとすると、前記めっき液中の金属イオンが冷却時に析出して管路に付着し、管路抵抗が増大して循環の円滑性が損なわれ、または循環不能になって、前記方法を採用できない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１４７５９１号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３２４４号公報
【特許文献３】特開平２０００−３０８８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような問題を解決し、例えば被処理物の電気めっきに好適で、電気めっきの各処理に使用する処理流体を順次循環供給し、一連の処理を合理的かつ迅速に行ない、生産性の向上と量産化を図るとともに、緻密かつ均質でつき廻りの良い薄膜のめっき皮膜を得られるようにした、被処理物の表面処理方法およびその処理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】
【０００９】
請求項１の発明は、被処理物と所定の表面処理流体とを収容可能な反応槽を介挿した循環路に、被処理物の表面処理時に所定の表面処理流体を循環させる被処理物の表面処理方法において、前記反応槽を電気化学的反応可能に装備し、前記被処理物の表面処理時、前記循環路に所定の表面処理流体を循環させ、前記循環路に酸洗い液やめっき液等を循環させることによって、被処理物をいちいち移し変えることなく、前記反応槽で酸洗いや電気めっき等の処理を合理的かつ能率良く行なえるようにしている。
請求項２の発明は、前記表面処理流体が、被処理物の脱脂洗浄流体、酸洗い液、電解液の何れか一つ、または前記酸洗い液と電解液の何れか一つに界面活性剤を添加したものであり、これらの表面処理流体によって酸洗いや電気めっきを可能にするとともに、それらに添加する界面活性剤によって、酸洗い液や電解液を均一に拡散させて被処理物に接触させ、被処理物の酸洗いや電気めっきを均一に行なえるようにしている。
【００１０】
請求項３の発明は、前記表面処理流体を反応槽内に貫流させ、該表面処理流体を被処理物と平行に移動させて、表面処理流体を被処理物に円滑かつ能率良く接触させ、表面処理流体の移動速度の減衰を防止し、その高速循環を実現するようにしている。
請求項４の発明は、前記循環路に少なくとも所定の電解液を循環させ、前記被処理物を電気化学的反応させて、被処理物の新規な電気めっき法を実現し、被処理物をめっき液に浸漬して行なう従来の電気めっきに比べ、反応槽の小形軽量化とその設置スペ−スのコンパクト化を図るようにしている。
請求項５の発明は、前記電解液に所定の界面活性剤を添加し、それらのエマルジョンを循環させて、電解液ないし金属イオンの拡散を増進し、均一なめっき皮膜を得られるようにしている。
請求項６の発明は、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを、略等温循環させ、これを冷却し加熱する処理や設備を廃して、循環路における電解液の析出を防止し、電解液の円滑な循環と電気めっきの円滑化を実現するとともに、設備費の低減を図るようにしている。
【００１１】
請求項７の発明は、前記被処理物と電解液との接触前に、前記被処理物に通電させ、被処理物を電解液に接触後に通電させる置換めっきの発生を未然に防止し、めっき皮膜を確実に形成させ、その密着力を向上するようにしている。
請求項８の発明は、前記被処理物の電気化学的反応時、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを、被処理物の表面に沿って高速移動させることで、通電時に被処理物界面に形成される電位勾配によるめっき液の濃度分布を解消し、均一なめっきを実現するようにしている。
請求項９の発明は、前記表面処理流体を、大気圧以上で、その略超臨界若しくは亜臨界状態の範囲内で前記循環路を循環させ、表面処理流体の高速移動と金属イオンの高拡散を図り、電気めっきの均一化と能率向上を図るようにしている。
【００１２】
請求項１０の発明は、被処理物と所定の表面処理流体とを収容可能な反応槽を設け、該反応槽を前記表面処理流体の循環路に介挿し、被処理物の表面処理時に所定の表面処理流体を循環可能にした被処理物の表面処理装置において、前記反応槽を電気化学的反応可能に設け、前記被処理物の表面処理時、前記循環路に所定の表面処理流体を循環可能にし、前記循環路に酸洗い液やめっき液等を循環させることによって、被処理物をいちいち移し変えることなく、前記反応槽で酸洗いや電気めっき等の処理を合理的かつ能率良く行なえるようにしている。
請求項１１の発明は、前記被処理物の電気化学的反応時、前記循環路に所定の電解液または該電解液と界面活性剤とのエマルジョンを循環可能にし、電解液ないし金属イオンの拡散を増進し、均一な電気めっきを得られるようにしている。
請求項１２の発明は、前記循環路に、前記電解液または該電解液のエマルジョンを略等温循環可能にし、これを冷却し加熱する処理や設備を廃して、循環路における電解液の析出を防止し、電解液の円滑な循環と電気めっきを実現するとともに、設備費の低減を図るようにしている。
【００１３】
請求項１３の発明は、前記反応槽内に前記電解液または該電解液とのエマルジョンを貫流可能に設け、該電解液または該電解液とのエマルジョンを被処理物と平行に移動可能にし、表面処理流体を被処理物に円滑かつ能率良く接触させ、表面処理流体の移動速度の減衰を防止し、その高速循環を実現するようにしている。
請求項１４の発明は、前記被処理物の電気化学的反応時、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを被処理物の表面に沿って高速移動可能にし、通電時に被処理物界面に形成される電位勾配によるめっき液の濃度分布を解消し、均一なめっき皮膜を得られるようにしている。
【００１４】
請求項１５の発明は、前記電解液または該電解液のエマルジョンを、大気圧以上で、その略超臨界若しくは亜臨界状態の範囲内で、前記循環路を循環可能にし、表面処理流体の高速移動と金属イオンの高拡散を図り、電気めっきの均一化と能率向上を図るようにしている。
請求項１６の発明は、前記反応槽を前記循環路と連通かつ同軸方向に介挿し、被処理物に対し表面処理流体を平行に移動させ、かつその貫流を促して、被処理物に表面処理流体を円滑かつ能率良く接触させ、その高速循環を実現するようにしている。
【００１５】
請求項１７の発明は、前記反応槽内に、複数の被処理物と陽極部材とを交互に離間して緊密に配置し、かつこれら被処理物と陽極部材とを、反応槽内の表面処理流体の移動方向と平行に配置し、被処理物の表面処理の量産化と、表面処理流体の高速移動を実現するようにしている。
請求項１８の発明は、前記複数の反応槽を前記循環路と並列に介挿し、反応槽による表面処理の量産化を実現するとともに、反応槽の故障やメインテナンスの影響を最小限に抑えて、処理システムを運転できる利点がある。
請求項１９の発明は、前記複数の反応槽を前記循環路と直列に介挿し、比較的少量の表面処理流体による表面処理を実現し、その小形軽量化を図るようにしている。
請求項２０の発明は、前記反応槽の上流側にミキサ−を介挿し、電解液や酸洗い液のエマルジョンを反応槽の導入前に混合撹拌して、良質なエマルジョンを再生し、表面処理の能率向上と均一化を図るようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明は、反応槽を電気化学的反応可能に装備し、前記被処理物の表面処理時、前記循環路に所定の表面処理流体を循環させるから、前記循環路に酸洗い液やめっき液等を循環させ、被処理物をいちいち移し変えることなく、前記反応槽で酸洗いや電気めっき等の表面処理を合理的かつ能率良く行なえる効果がある。
請求項２の発明は、前記表面処理流体が、被処理物の脱脂洗浄流体、酸洗い液、電解液の何れか一つ、または前記酸洗い液と電解液の何れか一つに界面活性剤を添加したものであるから、これらの表面処理流体によって酸洗いや電気めっきを可能にするとともに、それらに添加する界面活性剤によって、酸洗い液や電解液を均一に拡散させて被処理物に接触させ、被処理物の酸洗いや電気めっきを均一かつ高精度に行なうことができる。
請求項３の発明は、前記表面処理流体を反応槽内に貫流させ、該表面処理流体を被処理物と平行に移動させるから、表面処理流体を被処理物に円滑かつ能率良く接触させることができるとともに、表面処理流体の移動速度の減衰を防止し、その高速循環を実現することができる。
【００１７】
請求項４の発明は、前記循環路に少なくとも所定の電解液を循環させ、前記被処理物を電気化学的反応させるから、新規な電気めっき法を実現することができ、被処理物をめっき液に浸漬して行なう従来の電気めっき法に比べ、反応槽の小形軽量化とその設置スペ−スのコンパクト化を図ることができる。
請求項５の発明は、前記電解液に所定の界面活性剤を添加し、それらのエマルジョンを循環させるから、電解液ないし金属イオンの拡散を増進し、均一なめっき皮膜を得ることができる。
請求項６の発明は、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを、略等温循環させるから、これを冷却し加熱する処理や設備を廃して、循環路における電解液の析出を防止し、電解液の円滑な循環と電気めっきの円滑化を実現できるともに、設備費の低減を図ることができる。
【００１８】
請求項７の発明は、前記被処理物と電解液との接触前に、前記被処理物に通電させるから、被処理物を電解液に接触後に通電させる置換めっきの発生を未然に防止でき、めっき皮膜を確実に形成でき、かつその密着力を向上することができる。
請求項８の発明は、前記被処理物の電気化学的反応時、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを、被処理物の表面に沿って高速移動させるから、通電時に被処理物界面に形成される電位勾配によるめっき液の濃度分布を解消し、均一なめっきを実現することができる。
請求項９の発明は、前記表面処理流体を、大気圧以上で、その略超臨界若しくは亜臨界状態の範囲内で前記循環路を循環させるから、表面処理流体の高速移動と金属イオンの高拡散を図り、電気めっきの均一化と能率向上を図ることができる。
【００１９】
請求項１０の発明は、反応槽を電気化学的反応可能に設け、前記被処理物の表面処理時、前記循環路に所定の表面処理流体を循環可能にしたから、前記循環路に酸洗い液やめっき液等を循環させることによって、被処理物をいちいち移し変えることなく、前記反応槽で酸洗いや電気めっき等の処理を合理的かつ能率良く行なうことができる。
請求項１１の発明は、前記被処理物の電気化学的反応時、前記循環路に所定の電解液または該電解液と界面活性剤とのエマルジョンを循環可能にしたから、電解液ないし金属イオンの拡散を増進し、均一なめっき皮膜を得られる効果がある。
請求項１２の発明は、前記循環路に、前記電解液または該電解液のエマルジョンを略等温循環可能にしたから、これを冷却し加熱する処理や設備を廃して、循環路における電解液の析出を防止し、電解液の円滑な循環と電気めっきの円滑化を実現できるとともに、設備費の低減を図ることができる。
【００２０】
請求項１３の発明は、前記反応槽内に前記電解液または該電解液とのエマルジョンを貫流可能に設け、該電解液または該電解液とのエマルジョンを被処理物と平行に移動可能にしたから、表面処理流体を被処理物に円滑かつ能率良く接触させ、表面処理流体の移動速度の減衰を防止して、その高速循環を実現することができる。
請求項１４の発明は、前記被処理物の電気化学的反応時、前記電解液または該電解液とのエマルジョンを被処理物の表面に沿って高速移動可能にしたから、通電時に被処理物界面に形成される電位勾配によるめっき液の濃度分布を解消し、均一なめっき皮膜を得られる効果がある。
請求項１５の発明は、前記電解液または該電解液のエマルジョンを、大気圧以上で、その略超臨界若しくは亜臨界状態の範囲内で、前記循環路を循環可能にしたから、表面処理流体の高速移動と金属イオンの高拡散を図れ、電気めっきの均一化と能率向上を図ることができる。
【００２１】
請求項１６の発明は、前記反応槽を前記循環路と連通かつ同軸方向に介挿したから、被処理物に対し表面処理流体を平行に移動させ、かつその貫流を促して、被処理物に表面処理流体を円滑かつ能率良く接触させ、その高速循環を実現することができる。
請求項１７の発明は、前記反応槽内に、複数の被処理物と陽極部材とを交互に離間して緊密に配置し、かつこれら被処理物と陽極部材とを、反応槽内の表面処理流体の移動方向と平行に配置したから、被処理物の表面処理の量産化と、表面処理流体の高速移動を実現することができる。
【００２２】
請求項１８の発明は、前記複数の反応槽を前記循環路と並列に介挿したから、反応槽による表面処理の量産化を実現できるとともに、反応槽の故障やメインテナンスの影響を最小限に抑えて、処理システムを運転できる実用的な利点がある。
請求項１９の発明は、前記複数の反応槽を前記循環路と直列に介挿したから、比較的少量の表面処理流体による表面処理を実現し、その小形軽量化を図ることができる。
請求項２０の発明は、前記反応槽の上流側にミキサ−を介挿したから、電解液や酸洗い液のエマルジョンを反応槽の導入前に混合撹拌して、良質なエマルジョンを再生し、表面処理の能率向上と均一化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を被処理物の表面処理として、被処理物を電気めっきする図示の実施形態について説明すると、図１は本発明の基本構成を示し、同図において１は反応槽である有底円筒形の圧力容器で、蓋（図示略）を介して密閉可能にされ、その内部に配線基板等の被処理物２を収容し、該被処理物２に所定の表面処理、例えば脱脂洗浄、酸洗い（酸化皮膜除去）、電気めっき等を実行可能にしている。
【００２４】
前記圧力容器１は、内部に前記の被処理物２と、陽極部材である陽極板３とを収容し、これらをリ−ド線４を介して電源５の負極側と正極側に接続し、スイッチ６を介して通電可能にしている。
前記スイッチ６は電気めっき時にのみＯＮされ、かつその電源投入時期は、前記被処理物２および陽極板３が後述のめっき液に浸漬する前に設定され、被処理物２の置換めっきを阻止可能にしている。
【００２５】
前記圧力容器１は互いに独立した第１および第２循環路７,８に介挿され、このうち第１循環路７は電気めっきの前処理である脱脂洗浄に使用可能にされ、第２循環路８は電気めっきの前処理である酸洗い（酸化皮膜除去）処理と、本処理、つまり電気めっきと後処理に使用可能にされている。
前記第１および第２循環路７,８は、共に循環導管９,１０を環状に接続して構成され、このうち第１循環路７に前記圧力容器１と冷却器１１および加熱器１２とが介挿され、第２循環路８に前記圧力容器１と循環ポンプ１３、および圧力容器１の上流側にミキサ−（混合器）１４とが介挿されている。
実施形態では、循環ポンプ１３として密閉型ポンプを使用し、またミキサ−１４としてスタティックミキサ−を用いているが、これらに限定されない。
【００２６】
前記第１および第２循環路７,８の適所に切換弁１５,１６が介挿され、これらの切換弁１５,１６は適時、循環路７,８の流路を循環導管９,１０から排出管１７,１８へ切り換え可能にされ、その処理流体排出時に、前記循環路７,８の移動流体を圧力容器である貯留タンク１９,２０へ移動し収容可能にしている。
【００２７】
前記貯留タンク１９,２０にリリ−フ弁等の適当な圧力制御弁が設けられ、また貯留タンク１９,２０に収容した貯留流体２１,２２は、加熱または減圧調製して成分毎に分離回収し、その回収成分を後述の各収容タンクに還流させて、その再利用を図ることが望ましい。図中、２３は冷却器１１の内外に配管された冷媒導管で、冷凍機（図示略）に連通している。
【００２８】
前記第１および第２循環路７,８にガス導管２４,２５が接続され、該導管２４,２５に不活性ガスである高圧の二酸化炭素を収容したガス容器２６,２７が接続されている。
このうち、前記ガス導管２５に加圧ポンプ２８とヒ−タ２９とが介挿され、これらで前記二酸化炭素を６〜８ＭＰａ、略５０℃に調製し、これを適時、前記循環ポンプ１３へ供給可能にしている。  
【００２９】
前記循環ポンプ１３に、送液管３０，３１と送水管３２とが開閉弁（図示略）を介して連通可能に接続され、このうち送液管３０は、所定の酸洗い液（酸化皮膜除去用液）３３を収容した酸洗い液タンク３４に接続され、前記酸洗い液３３を適宜な送液ポンプ（図示略）を介して、被処理物２の酸洗い処理前に、後述の界面活性剤と共に循環ポンプ１３へ供給可能にしている。      
【００３０】
また、前記送液管３１は、所定のめっき液（電解液）３５を収容しためっき液タンク３６に接続され、前記めっき液３５を適宜な送液ポンプ（図示略）を介して、被処理物２のめっき処理前に、後述の界面活性剤と共に循環ポンプ１３へ供給可能にしている。      前記送水管３２は、洗浄水３７を収容した給水タンク３８に接続され、前記洗浄水３７を適宜な送液ポンプ（図示略）を介して前記循環ポンプ１３へ供給し、酸洗いおよびめっき処理後の第２循環路８の洗浄を、加圧二酸化炭素に代わって実行可能にしている。
【００３１】
前記酸洗い液タンク３４とめっき液タンク３６の近接位置に、所定の界面活性剤３９，４０を収容した添加剤タンク４１，４２が設置され、前記界面活性剤３９，４０を適宜な送液ポンプ（図示略）を介して、前記タンク３４，３６へ供給可能にしている。
なお、上述の実施形態は酸洗い液３３とめっき液３５の供給路として、第２循環路８を共用しているが、同様な設備を備えた循環路を並設して処理することも可能である。
【００３２】
このように構成した本発明の表面処理方法およびその処理装置は、被処理物２の表面処理である電気めっきに際し、被処理物２を収容する圧力容器１を介挿した第２循環路８に、酸洗い液３３とめっき液３５とを等温循環させているから、前記循環路８に圧力容器１と循環ポンプ１３とミキサ−１４とを介挿するだけで足り、洗浄流体の循環に用いられる加熱器や冷却器が不要になり、その分構成が簡単で装置のコンパクト化と設備費の低減を図れ、また稼動コストを低減できて生産性が向上する。
【００３３】
また、本発明は、基本的に単一の圧力容器１で一連の電気めっき処理を行なえるから、構成の簡潔化と設備費の低減を図れるとともに、前記めっき処理に有害な薬剤を使用せず、また一連の処理を密閉容器内で行なっているから、有害なガス発生下や高温多湿下での作業から解放され、作業環境の改善と作業の安全性を図れる。
【００３４】
しかも、後述のように、特にめっき液３５を高圧下で高速に循環させているから、圧力容器１内において、被処理物２表面の電位勾配に伴なうめっき液の濃度分布を解消して均一化し、めっき液３５中の金属イオンを均一に拡散させるから、めっき槽に収容しためっき液内において、被処理物２表面の電位勾配に伴なうめっき液の濃度分布下で行なう従来の電気めっきに比べ、均一かつ緻密なめっき皮膜を得られる。
特に、本発明は、前記電気めっきを等温状態で行なっているから、第２循環路８を移動するめっき液３５の金属イオンが析出する惧れがなく、円滑かつ能率良くめっき処理を行なえる。
【００３５】
更に、本発明は、被処理物２に対し電気めっきの一連の工程に使用する処理流体を全て循環供給し、各処理流体を無駄なく有効に使用し、また使用後はそれらを回収し、その再利用を図っているから、生産性が向上する。
【００３６】
また、本発明は、圧力容器１に被処理物２を収容したまま一連の電気めっき処理を行なっているから、従来のように工程毎に被処理物２を処理槽に移し変えする煩雑を解消するとともに、前記処理工程を第１および第２循環路７，８に分けて行なっているから、それらの処理ないし作業を合理的かつ能率良く行なえる。
【００３７】
このような本発明方法およびその処理装置を使用して、被処理物２を電気めっきする場合は、被処理物２を脱脂洗浄し、酸洗いした後、電気めっきする。
このうち、前記脱脂洗浄は第１循環路７で行ない、酸洗いと電気めっきと乾燥等は第２循環路８で行なう。
【００３８】
先ず、被処理物２を脱脂洗浄する場合は、被処理物２と陽極板３を圧力容器１に対向して収容し、蓋を取り付け圧力容器１を密閉後、被処理物２と陽極板３とをリ−ド線４に接続し、スイッチ６をＯＦＦ状態にして、被処理物２と陽極板３と電源５との導通を遮断して置く。
【００３９】
このような状況の下でガス容器２６を開弁し、充填した二酸化炭素をガス導管２４を介して第１循環路７へ送り出し、該循環路７に介挿した冷却器１１で冷却かつ減圧し、更に加圧ポンプ（図示略）で加圧して、加熱室１２へ移動させる。
このようにすると、前記二酸化炭素は加熱室１２で加熱され、略８〜１０ＭＰａ、略５０℃、つまり二酸化炭素の超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製されて、圧力容器１に流入する。前記二酸化炭素は圧力容器１内で高速に拡散し、被処理物２および陽極板３に勢い良くかつ高密度に接触して、被処理物２の表面に付着した油脂分や水分、異物等を除去する。
【００４０】
前記脱脂洗浄後、前記二酸化炭素は圧力容器１から流出し、循環導管９に導かれて冷却器１３へ流入し、冷却後、加熱器１２で加熱されて再び圧力容器１に流入し、被処理物２を脱脂洗浄する。
以降、被処理物２は間断無く脱脂洗浄され、所期の洗浄精度を得られたところで、脱脂洗浄を終了し、次の酸洗いへ移行する。その際、切換弁１５を作動し、第１循環路７内の前記二酸化炭素を貯留タンク１９へ収容し、この後、切換弁１５を復旧させる。
【００４１】
このように前記脱脂洗浄は、超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素を高速に循環させて行なっているから、圧力容器１に洗浄流体を吹き込むだけの洗浄法に比べ、前記洗浄流体が圧力容器１内でカルマン渦を形成することなく、高速かつ円滑に移動し、被処理物２に終始一定の速度で接触して洗浄し、高速かつ高精密な洗浄作用を得られる。
その際、超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素は、被処理物２に沿って平行に移動するから、移動速度や拡散速度が減速されることなく、高速かつ高精密な洗浄作用を維持する。
【００４２】
次に、被処理物２を酸洗いする場合は、酸洗いタンク３４に所定の界面活性剤３９を所要量添加し、該界面活性剤３９と酸洗い液３３の混合液を予め所定の組成に調製し、該混合液の所定量を、送液ポンプ（図示略）を介して循環ポンプ１３へ供給し、これを前記ポンプ１３で加圧して第２循環路８へ送り出す。
前記混合液は第２循環路８を矢視方向へ移動し、ミキサ−１４で混合撹拌されて圧力容器１へ移動する。この場合、前記供給する混合液量は、後述のように非常に少量で足りる
【００４３】
一方、前記酸洗い液３３の供給と前後して、ガス容器２７から二酸化炭素をガス導管２５へ送り出し、これを加圧ポンプ２８およびヒ−タ２９を介して加圧かつ加熱し、循環ポンプ１３へ供給する。
前記循環ポンプ１３は前記二酸化炭素を更に加圧し、略超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製して第２循環路８へ送り出し、これを矢視方向へ移動させてミキサ−１４へ送り込み、該ミキサ−１４で混合撹拌して圧力容器１へ送り込む。
【００４４】
こうして、界面活性剤３９を添加した酸洗い液３３と、略超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素とが圧力容器１内で混合し、これらが乳濁化して酸洗い液３３を含むエマルジョンを形成する。
前記エマルジョンは圧力容器１内で高速に拡散し、被処理物２および陽極板３を包み込んで、界面活性剤３９を被覆した微粒子状の酸洗い液３３が、均一かつ高精密に被処理物２および陽極板３に接触し、被処理物２の表面の酸化皮膜を除去する。
その際、前記酸洗い液３３は界面活性剤３９を介して、略超臨界状態ないしは亜臨界状態の二酸化炭素中に拡散するから、従来のように被処理物２を酸洗い液に浸漬する方法に比べて、非常に少量で足りる。
【００４５】
前記酸洗い後、前記エマルジョンは圧力容器１から流出し、循環導管１０に導かれて循環ポンプ１３へ移動する。そして、循環ポンプ１３で加圧され、ミキサ−１４に導かれてエマルジョンの各成分が混合かつ撹拌され、均一に調製されて圧力容器１へ送り込まれ、圧力容器１内で被処理物２を酸洗いする。
以降、被処理物２は間断無く酸洗いされ、所期の酸洗い精度を得られたところで、酸洗いを終了し、次の電気めっきへ移行する。
その際、切換弁１６を作動し、第２循環路８内の前記エマルジョンを貯留タンク２０へ収容し、この後、切換弁１６を復旧させる。
【００４６】
酸洗い後、被処理物２や陽極板３に付着した酸洗い液を除去し乾燥する場合、ガス容器２７内の二酸化炭素を使用し、これを前述のように超臨界または亜臨界状態に調製して被処理物２に接触させれば、速やかに所期の効果を得られる。
また、給水タンク３８内の洗浄水３７を第２循環路８に圧送して循環させ、酸洗い液を洗い流し後、二酸化炭素を吹き込んで乾燥させれば、安価かつ簡便に行なえる。
【００４７】
このように前記酸洗いは、略超臨界状態ないし亜臨界状態の酸洗い液３３を含む高圧のエマルジョンを高速に循環させて行なっているから、圧力容器１に前記エマルジョンを吹き込むだけの酸洗い法に比べ、前記エマルジョンが圧力容器１内でカルマン渦を形成することなく、高速かつ円滑に移動し、被処理物２に終始一定の速度で接触して、高速かつ高精密な酸洗い精度を得られる。
その際、前記エマルジョンは、被処理物２に沿って平行に移動するから、移動速度や拡散速度が減速されることなく、高速かつ高精密な酸洗い作用を維持する。
【００４８】
こうして、表面を活性化した被処理物２を電気めっきする場合は、ガス容器２７を開弁し、充填した二酸化炭素をガス導管２５へ送り出し、これを加圧ポンプ２８およびヒ−タ２９を介して加圧かつ加熱し、循環ポンプ１３へ送り込む。
前記循環ポンプ１３は、前記二酸化炭素を更に加圧し、これを略８〜１０ＭＰａ、略５０℃、つまり二酸化炭素を超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製して、第２循環路８へ送り出し、これを矢視方向へ移動させてミキサ−１４へ送り込み、該ミキサ−１４で混合撹拌して圧力容器１へ送り込む。
【００４９】
そして、前記状態の二酸化炭素を供給後、圧力容器１にめっき液３５を供給する前、より厳密には被処理物２がめっき液３５に接触する前に、スイッチ６をＯＮし、被処理物２と陽極板３との間に通電可能な状況を形成して置く。
【００５０】
一方、前記前記二酸化炭素の供給と前後して、めっき液タンク３６に界面活性剤４０を所定量添加し、該界面活性剤４０とめっき液３５との混合液を予め所定の組成に調製し、該混合液の所定量を、送液ポンプ（図示略）を介して循環ポンプ１３へ供給する。
前記循環ポンプ１３は前記二酸化炭素を更に加圧し、略超臨界状態ないしは亜臨界状態に調製して第２循環路８へ送り出し、これを矢視方向へ移動させてミキサ−１４へ送り込み、該ミキサ−１４で混合撹拌して圧力容器１へ送り込む。
この場合、前記混合液量は後述のように非常に少量で足りる。
【００５１】
こうして、界面活性剤４０を添加しためっき液３５と、略超臨界状態ないし亜臨界状態の二酸化炭素とが圧力容器１内で混合し、これらが乳濁化してめっき液３５を含むエマルジョンを形成する。
前記エマルジョンは圧力容器１内で高速に拡散し、被処理物２および陽極板３を包み込んで、めっき液３５中の金属イオンを介して電場を形成する。
【００５２】
このため、予て通電可能な状態に置かれた被処理物２と陽極板３との間に電流が
流れ、前記エマルジョンに拡散しためっき液３５中の金属イオンが陰極側の被処理物２に析出して、めっき皮膜を生成する。
この場合、被処理物２は前記エマルジョンとの接触前に、通電可能な状況に置かれているから、前記エマルジョンとの接触時に置換めっきを生ずることなく、陽極板２０との間で速やかに電気化学反応が形成され、電気めっきが行なわれる。
このように、めっき液３５は界面活性剤４０を介して、略超臨界状態ないしは亜臨界状態のエマルジョンに拡散するから、従来のようにめっき液中に被処理物２を浸漬するめっき法に比べて、非常に少量で足りる。
【００５３】
すなわち、本発明は被処理物２の通電前に被処理物２をめっき液に接触し、めっき液中の金属イオンが、素地金属とのイオン化傾向の差によって、素地金属である被処理物２に析出し、代わりに素地金属が溶出する、置換めっきを防止する。
したがって、被処理物２が金銀等の貴金属の場合に好適で、該貴金属の置換めっきによる溶出を防止でき、また置換めっきの皮膜上に本来のめっき皮膜が電着することがないから、めっき皮膜の密着性が向上する。
【００５４】
しかも、前記金属イオンは、略超臨界ないし亜臨界状態の高拡散性のエマルジョンに拡散し、圧力容器１内で均一かつ高密度に拡散して被処理物２に接触し析出するから、つきまわりが良く、複雑な形状の被処理物２のめっきに応じられるとともに、均一かつ緻密で薄厚のめっき皮膜を得られる。
また、本発明は、めっき液３５を系内で高速に循環し、電極である被処理物２の界面を高速に移動させているから、被処理物２の通電によって電極界面に電位勾配が形成され、この電位勾配によって形成されるめっき液３５の濃度分布ないし金属イオンの密度分布を解除し、これを平坦かつ均一化して、均一かつ緻密なめっき皮膜を形成する。
【００５５】
このように前記電気めっきは、略超臨界状態ないしは亜臨界状態のめっき液３５を含むエマルジョンを循環させて行なっているから、圧力容器１に前記エマルジョンを吹き込むだけの電気めっき法に比べ、前記エマルジョンが圧力容器１内でカルマン渦を形成することなく、高速かつ円滑に移動し、均一かつ高精密なめっき皮膜を得られる。  
その際、前記エマルジョンは、被処理物２に沿って平行に移動するから、移動速度や拡散速度が減速されることなく、高速かつ高精密な金属イオンの析出ないしめっき作用を維持する。
【００５６】
前記めっき後、めっき液を含む前記エマルジョンが圧力容器１から流出し、循環導管１０を移動して循環ポンプ１３に導かれ、該ポンプ１３で加圧されてミキサ−１４へ移動し、該ミキサ−１４で前記エマルジョンが混合撹拌されて均一化され、圧力容器１へ流入する。
以降、被処理物２は間断無く電気めっきされ、所期のめっき状態を得られたところで、次の乾燥工程へ移行する。その際、切換弁１６を作動し、第２循環路８内の前記エマルジョンを貯留タンク２０へ収容し、この後、切換弁１６を復旧させる。
【００５７】
めっき後、被処理物２や陽極板３に付着しためっき液３５を除去し乾燥する場合、ガス容器２７内の二酸化炭素を使用し、これを前述のように超臨界または亜臨界状態に調製して被処理物２に接触させれば、速やかに所期の効果を得られる。
また、給水タンク３８内の洗浄水３７を第２循環路８に圧送して循環させ、めっき液３５を洗い流し後、二酸化炭素を吹き込んで乾燥させれば、安価かつ簡便に処置できる。この後、蓋を開け、圧力容器１を開放して、前記めっき後の被処理物２を回収する。
【００５８】
図２乃至図８は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態の構成と対応する構成部には同一の符号を用いている。
このうち、図２は本発明の第２の実施形態の基本構成を示し、この実施形態は圧力容器１をモジュ−ル化し、つまり独立かつ搬送可能に構成し、該圧力容器１の複数を第１または第２循環路７，８に並列に介挿し、各圧力容器１で同時に電気めっきの各処理を実行可能にし、その量産化を図るようにしている。
すなわち、第１または第２循環路７，８の間に、これらの循環路７，８に連通可能な環状または直管状の分配管４３，４４を介挿し、該分配管４３，４４の間に複数の分流管４５を並列に接続し、各分流管４５に前記圧力容器１を介挿している。
【００５９】
このように圧力容器１をモジュ−ル化することで、構成や機能が合理的かつ簡潔化され、その製作の量産化や設置の容易化を図れるとともに、これを第１および第２循環路７，８に並列に介挿することで、圧力容器１の増減を容易に行なえ、しかもそれらの故障やメインテナンスの際、処理システムを停止することなく行なえる利点がある。
このシステムにおいては、第１または第２循環路７，８を移動する処理流体を分配管４４または４３へ導き、該分配管４４または４３から各分流管４５へ分流させて各圧力容器１へ供給し、処理後の処理流体を分配管４３または４４に合流させ、これを第１または第２循環路７，８へ還流させている。
【００６０】
図３および図４は前記第２の実施形態を応用した第３の実施形態例を示し、この実施形態は前記複数の圧力容器１を相隣接して配置し、その設置スペ−スのコンパクト化と装置の小形軽量化を図るとともに、各圧力容器１の内部に互いに異形の複数の被処理物２と陽極板３とを交互に対向配置し、これらをリ−ド線４を介して電源５に接続し、前記被処理物２のめっきの合理化と量産化を図るようにしている。
このように複数の被処理物２を緊密に配置し、めっき液等の処理流体を被処理物２と陽極板３との間を平行に移動させることで、処理流体の移動速度を減速することなく高速に移動させて、処理流体を被処理物２に円滑かつ効率良く接触させ、めっき等の表面処理を均質かつ高速に行なえ、その量産化を図るようにしている。
【００６１】
図５は前記第３の実施形態を応用した第４の実施形態例を示し、この実施形態は円筒状の圧力容器１の内部に略弓形の隔壁４６を配置し、該隔壁４６の内側に正方形断面の処理室４７を区画し、この処理室４７に同形の複数の被処理物２と陽極板３とを交互に緊密に対向配置し、一定形状の被処理物２のめっき等の表面処理を量産化し得るようにしている
【００６２】
図６および図７は前記第３の実施形態を応用した第５の実施形態例を示し、この実施形態は圧力容器１を円筒形の代わりに四角柱ないし箱形に形成し、これらを緊密に配置して、その製作および設置の容易化と、設置スペ−スのコンパクト化と、装置の小形軽量化を図るとともに、各圧力容器１の内部に前述の隔壁４６を要することなく、同形の複数の被処理物２と陽極板３とを交互に対向配置し、被処理物２のめっき等の表面処理の量産化を図るようにしている。
【００６３】
図８は本発明の第６の実施形態例を示し、この実施形態は複数の圧力容器１を第１または第２循環路７，８に直列に介挿し、比較的少量の処理流体によって各圧力容器１における電気めっきの各処理を実行可能にし、その小形軽量化を図るようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
このように本発明の被処理物の表面処理方法およびその処理装置は、電気めっきの各処理に使用する処理流体を順次循環供給し、その一連の処理を合理的かつ迅速に行ない、生産性の向上と量産化を図るとともに、緻密かつ均質でつき廻りの良い薄膜のめっき皮膜を得られ、被処理物の電気めっきに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を電気めっきに適用した第１の実施形態を示す基本構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す基本構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す斜視図で、前記第２の実施形態に適用した開蓋状態の圧力容器と被処理物等の収容状況を示している。
【図４】図３の平面図で、若干拡大図示している。
【００６６】
【図５】本発明の第４の実施形態を拡大して示す平面図で、開蓋状態の圧力容器と被処理物等の収容状況を示している。
【図６】本発明の第５の実施形態を示す斜視図で、開蓋状態の圧力容器と被処理物等の収容状況を示している。
【図７】図６の平面図で、若干拡大図示している。
【図８】本発明の第６の実施形態を示す基本構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１          反応槽（圧力容器）
２          被処理物（陰極部材）
３          陽極部材（陽極板）
７          第１循環路
８          第２循環路
１４          ミキサ−
３３          酸洗い液
３６          電解液
３９          界面活性剤
４０          界面活性剤
【図１】
2005154816.tif 000003
【図２】
2005154816.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005154816.tif 000009
【図８】
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