(57)【要約】【課題】  バブリングした気体を被処理物へ安定的に供給することにより、手軽な構成で被処理物に形成されるつき廻りのよいめっき皮膜を確実に得ること。【解決手段】  被処理物を表面処理溶液中に配置することで、該被処理物の表面にめっき皮膜を形成するめっき処理方法であって、表面処理溶液に気体を注入し、該気体の気泡を前記表面処理溶液中において生成し、該表面処理溶液及び該気泡を流動させつつ被処理物に対して供給し、該被処理物にめっき皮膜を形成することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を表面処理溶液中に配置することで、該被処理物の表面にめっき皮膜を形成するめっき処理方法であって、
表面処理溶液に気体を注入し、該気体の気泡を前記表面処理溶液中において生成し、該表面処理溶液及び該気泡を流動させつつ被処理物に対して供給し、該被処理物にめっき皮膜を形成することを特徴とするめっき処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のめっき処理方法であって、
前記表面処理溶液は、界面活性剤を有することを特徴とするめっき処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のめっき処理方法であって、
前記表面処理溶液が流動する速度は５０ｃｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とするめっき処理方法。
【請求項４】
表面処理溶液を循環させるための循環路と、
前記表面処理溶液を圧送して前記循環路内を循環させるための圧送手段と、
前記表面処理溶液に気体を注入するため反応槽の上流側に配設される気体注入手段と、
前記表面処理溶液内に該気体の気泡を発生させるための気泡発生手段と、
前記気泡発生手段の下流側で循環路に介挿されて被処理物を収納する反応槽と、
を有することを特徴とするめっき処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のめっき処理方法であって、
前記表面処理溶液は、界面活性剤を有することを特徴とするめっき処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のめっき処理装置であって、
前記圧送手段は、前記循環路内の表面処理溶液を５０ｃｍ／ｓｅｃ以上の速度で循環させることを特徴とするめっき処理装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載のめっき処理装置であって、
前記気泡発生手段は、前記循環路中に複数の撹拌部材を配置し、該撹拌部材中に前記表面処理溶液を通過させて撹拌することで、該表面処理溶液中に気泡を発生させることを特徴とするめっき処理装置。
【請求項８】
請求項４乃至６のいずれかに記載のめっき処理装置であって、
前記気泡発生手段は、前記循環路中で羽根状の部材を回転させて前記表面処理溶液を撹拌することで気泡を発生させることを特徴とするめっき処理装置。
【請求項９】
表面処理溶液を循環させるための循環路と、
前記循環路に介挿されて被処理物を収納する反応槽と、
前記表面処理溶液に気体を注入するための気体注入手段と、
前記表面処理溶液と前記気体とを圧送しつつ撹拌することで該表面処理溶液内に該気体の気泡を発生させるための圧送撹拌手段と、
を有することを特徴とするめっき処理装置。
【請求項１０】
請求項４乃至９のいずれかに記載のめっき処理装置であって、
前記循環路は、該循環路内に表面処理溶液及び前記気体を密封することを特徴とするめっき処理装置。
【請求項１１】
請求項４乃至９のいずれかに記載のめっき処理装置であって、
前記循環路は、該循環路の前記反応槽の下流側において前記気体を開放することを特徴とするめっき処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緻密かつ均質で、被処理物に対してのつき廻りの良いめっき処理方法及びめっき処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、良質なめっき皮膜を形成するために、被処理物を浸しためっき液中に気体を供給し、該気体をバブリングさせるものがある（例えば、特許文献１乃至３参照）。めっき処理時にて、めっき液中でバブリングされた気体は、前記被処理物に付着した気泡を除去するため、高品質のめっき皮膜を得ることができる。
【０００３】
また、良質なめっき皮膜を形成するために、二酸化炭素の超臨界圧力下においてめっきを行なう方法がある（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４７０７７
【特許文献２】特開平１０−２８７９８１
【特許文献３】特開平６−３３０３９８
【特許文献４】特開２００３−１４７５９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、めっき液中で気体をバブリングし、該気体の気泡をめっき処理物へ供給する際には、専ら該気泡の浮力によってめっき処理物の下方から供給していた。このため、バブリングの効果を確実に得ることができないことも考えられる。
【０００６】
また、良質なめっき皮膜を形成するために、二酸化炭素等の気体を超臨界圧力になるまで圧力を高くすることは、様々な安全対策をとらねばならず、めっき処理装置全体の構成を大掛かりにしてしまうということも考えられる。
【０００７】
また、電気めっきを行う際には、めっき表面に発生する電位勾配に依存する濃度の局所集中が原因となり、被処理物の端部の膜厚が大きくなるといった問題がある。このため、均一電着性の高い、即ち膜厚の均一なめっき皮膜作成の新規な手法の提案が必要とされている。
【０００８】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、バブリングした気体を被処理物へ安定的に供給することにより、手軽な構成で被処理物に形成されるつき廻りのよいめっき皮膜を確実に得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明に係る第１の発明は、被処理物を表面処理溶液中に配置することで、該被処理物の表面にめっき皮膜を形成するめっき処理方法であって、表面処理溶液に気体を注入し、該気体の気泡を前記表面処理溶液中において生成し、該表面処理溶液及び該気泡を流動させつつ被処理物に対して供給し、該被処理物にめっき皮膜を形成することを特徴とするめっき処理方法である。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明に記載のめっき処理方法であって、前記表面処理溶液は、界面活性剤を有することを特徴とするめっき処理方法である。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明に記載のめっき処理方法であって、前記表面処理溶液が流動する速度は５０ｃｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とするめっき処理方法である。
【００１２】
第４の発明は、表面処理溶液を循環させるための循環路と、前記表面処理溶液を圧送して前記循環路内を循環させるための圧送手段と、前記表面処理溶液に気体を注入するため反応槽の上流側に配設される気体注入手段と、前記表面処理溶液内に該気体の気泡を発生させるための気泡発生手段と、前記気泡発生手段の下流側で循環路に介挿されて被処理物を収納する反応槽と、を有することを特徴とするめっき処理装置である。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明に記載のめっき処理方法であって、前記表面処理溶液は、界面活性剤を有することを特徴とするめっき処理装置である。
【００１４】
第６の発明は、第４又は５の発明に記載のめっき処理装置であって、前記圧送手段は、前記循環路内の表面処理溶液を５０ｃｍ／ｓｅｃ以上の速度で循環させることを特徴とするめっき処理装置である。
【００１５】
第７の発明は、第４乃至６の発明のいずれかに記載のめっき処理装置であって、前記気泡発生手段は、前記循環路中に複数の固定部材を配置し、該固定部材中に前記表面処理溶液を通過させて撹拌することで、該表面処理溶液中に気泡を発生させることを特徴とするめっき処理装置である。
【００１６】
第８の発明は、第４乃至６の発明のいずれかに記載のめっき処理装置であって、前記気泡発生手段は、前記循環路中で羽根状の部材を回転させて前記表面処理溶液を撹拌することで気泡を発生させることを特徴とするめっき処理装置である。
【００１７】
第９の発明は、表面処理溶液を循環させるための循環路と、前記循環路に介挿されて被処理物を収納する反応槽と、前記表面処理溶液に気体を注入するための気体注入手段と、前記表面処理溶液と前記気体とを圧送しつつ撹拌することで該表面処理溶液内に該気体の気泡を発生させるための圧送気泡発生手段と、を有することを特徴とするめっき処理装置である。
【００１８】
第１０の発明は、第４乃至９の発明のいずれかに記載のめっき処理装置であって、前記循環路は、該循環路内に表面処理溶液及び前記気体を密封することを特徴とするめっき処理装置である。
【００１９】
第１１の発明は、第４乃至９の発明のいずれかに記載のめっき処理装置であって、前記循環路は、該循環路の前記反応槽の下流側において前記気体を開放することを特徴とするめっき処理装置である。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によれば、表面処理溶液と気体とを撹拌することで気泡が該表面処理溶液中に均一に生成される。前記気泡が前記表面処理溶液に分散した状態で該表面処理溶液を流動させ、前記被処理物に供給する。すると、前記表面処理溶液中に分散した気泡が、めっき処理時に副次的に起こる水の電気分解により水素や酸素等の副生成物を相溶させて除去する。前記副生成物は被処理物のめっき上に付着し、ピンホールと呼ばれるめっき処理が行われずに形成された穴が形成される要因となるが、前記副生成物が前記気泡中に溶解して除去されるため、前記ピンホールの形成を効果的に防止する。このため、ピンホールのないめっき皮膜を形成することができる。このように、生成された気泡が、共に流動する前記表面処理溶液の中に均一に含まれるため、前記被処理物につき廻りの良いめっき皮膜を安定的に形成することができる。
【００２１】
第２の発明によれば、表面処理溶液に界面活性剤を有するため、容易に表面処理溶液を均一にすることができ、被処理物に対して、めっき皮膜を安定的に形成することができる。
【００２２】
第３の発明によれば、表面処理溶液を５０ｃｍ／ｓｅｃ以上という高速で流動させることにより、更に表面処理溶液中に均一に分布した新たな前記気泡が絶えず被処理物に対して供給されるため、該気泡が、既に被処理物についている気泡を除去する。また、表面処理溶液中に分散した前記気泡を高速でめっき皮膜表面に衝突させることにより、水の電気分解由来の気体をより効果的に相溶させることができ、そのため均一でピンホールのないめっき皮膜を形成することができる。また、高速に表面処理溶液を流動させることにより、めっき表面に発生する電位勾配に依存する濃度の局所集中を分散させ、めっき表面の濃度を均一にすることで均一電着性が高く、膜厚の均一なめっき皮膜を形成することができる。
【００２３】
第４の発明によれば、循環路内の表面処理溶液中に、気体注入手段から気体を注入し該気体の気泡を気泡発生手段によって発生させる。前記気泡と共に表面処理溶液を前記反応槽に供給することで、該反応槽内の被処理物に対してつき廻りの良いめっき皮膜を安定的に形成することができる。
【００２４】
第５の発明によれば、表面処理溶液に界面活性剤を有するため、容易に表面処理溶液を均一にすることができ、被処理物に対して、めっき皮膜を安定的に形成することができる。
【００２５】
第６の発明によれば、表面処理溶液を５０ｃｍ／ｓｅｃ以上という高速で流動させることにより、表面処理溶液中に均一に分布した新たな前記気泡が絶えず被処理物に対して供給されるため、該気泡が、既に被処理物についている気泡を除去し、更につき廻りの良いめっき皮膜を安定的に形成することができる。
【００２６】
第７の発明によれば、気泡発生手段を、前記循環路中に複数の静的撹拌部材を配置し、該静的撹拌部材中に前記表面処理溶液を通過させることで撹拌し、該表面処理溶液中に気泡を発生させることで、表面処理溶液の運動エネルギーを利用して撹拌作業を行うため、効率的に撹拌作業を行なうことができる。
【００２７】
第８の発明によれば、気泡発生手段を、前記循環路中で羽根状の部材を回転させて前記表面処理溶液を撹拌することで気泡を発生させることで、表面処理溶液を更に十分に撹拌することができる。
【００２８】
第９の発明によれば、表面処理溶液の圧送と撹拌を同時に行う圧送撹拌手段を用いたことで、表面処理溶液を圧送しつつ撹拌を行うことができ、２つの手段を１つにして装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
第１０の発明によれば、前記循環路は、該循環路から前記気体が漏れないように密閉されていることにより、音が静かであり、外気を吸い込まないので真空系での運転や外気に触れると変質する液を取り扱うことができる。
【００３０】
第１１の発明によれば、前記循環路は、該循環路の前記反応槽の下流側において前記気体を開放することにより、密閉するためにシールをする必要がなくなり、簡易な構成でめっき処理装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図を用いて本発明の実施例を説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３２】
図１は閉鎖系で気泡発生手段を使用する場合のめっき処理装置の概略構成図であり、図２は気泡発生手段のバリエーションの説明図であり、図３は閉鎖系で圧送撹拌手段を使用する場合のめっき処理装置の概略説明図であり、図４は開放系で気泡発生手段を使用する場合のめっき処理装置の概略説明図であり、図５は他の実施例のめっき処理装置の説明図である。
【００３３】
まず、各実施例の循環路内で循環させる、表面処理溶液、界面活性剤及び気体について詳細に説明する。
【００３４】
（表面処理溶液）
めっき処理に用いる表面処理溶液としては、溶媒に対して、一種又は二種以上の金属の塩、有機電解質、リン酸等の酸、アルカリ物質等の各種電解質を溶解させたものが用いられる。前記溶媒は、極性溶媒であれば特に限定されるものではなく、具体例として、水、エタノール、メタノール等のアルコール類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の直鎖状カーボネート類、或いはこれらの混合溶媒が挙げられる。
【００３５】
金属の塩としては、析出させようとする金属、合金、酸化物の種類等を考慮して適宜選択すれば良い。電気化学的に析出させることができる金属としては、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｓｅ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｗ、Ｐｏ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ等が挙げられる。また、有機電解質としては、ポリアクリル酸等の陰イオン系電解質、ポリエチレンイミン等の陽イオン系電解質が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００３６】
表面処理溶液には、上記物質の他にも、溶液の安定化等を目的として一種又はそれ以上の物質を含むことができる。具体的には、析出する金属のイオンと錯塩をつくる物質、表面処理溶液の導電性をよくするための無関係塩、表面処理溶液の安定剤、表面処理溶液の緩衝材、析出金属の物性を変える物質、陰極の溶解を助ける物質、表面処理溶液の性質あるいは析出金属の性質を変える物質、二種以上の金属を含む混合溶液の安定剤等を挙げることができる。
【００３７】
更に具体的に、主な電気化学的反応方法における表面処理溶液の主成分を挙げれば以下の通りであるが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
ａ．銅を析出させる場合：結晶硫酸銅及び硫酸、ホウフッ化銅及びホウフッ酸、シアン化銅及びシアン化ソーダ、ピロリン酸銅、ピロリン酸カリウム、及びアンモニア水
ｂ．ニッケルを析出させる場合：硫酸ニッケル、塩化アンモニウム、及びホウ酸、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、及びホウ酸、スルファミン酸ニッケル、塩化ニッケル、及びホウ酸
ｃ．クロムを析出させる場合：クロム酸及び硫酸、クロム酸、酢酸バリウム、及び酢酸亜鉛
ｄ．亜鉛を析出させる場合：硫酸亜鉛、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、ホウ酸、及びデキストリン、酸化亜鉛、シアン化ソーダ、及び苛性ソーダ、（３）酸化亜鉛及び苛性ソーダ
ｅ．カドミウムを析出させる場合：酸化カドミウム、シアン化ソーダ、ゼラチン、及びデキストリン
ｆ．スズを析出させる場合：硫酸第一スズ、硫酸、クレゾールスルホン酸、β−ナフトール、及びゼラチン、すず酸カリ及び遊離苛性カリ
ｇ．銀を析出させる場合：シアン化銀及びシアン化カリ
ｈ．金を析出させる場合：金、シアン化カリ、炭酸カリ、及びリン酸水素カリ
ｉ．白金を析出させる場合：塩化白金酸、第二リン酸アンモニウム、及び第二リン酸ソーダ、塩化白金酸及び酢酸塩
ｊ．ロジウムを析出させる場合：濃硫酸及びロジウム、リン酸及びリン酸ロジウム
ｋ．ルテニウムを析出させる場合：ルテニウム錯体
ｌ．黄銅を析出させる場合：シアン化第一銅、シアン化亜鉛、シアン化ナトリウム、及び炭酸ナトリウム
ｍ．スズ鉛合金を析出させる場合：スズ、鉛、遊離ホウフッ酸、及びペプトン、スズ、鉛、遊離ホウフッ化水素酸、及びペプトン
ｎ．鉄ニッケル合金を析出させる場合：スルファミン酸ニッケル、スルファミン酸第一鉄、及び酢酸ナトリウム
ｏ．コバルト燐を析出させる場合：塩化コバルト、亜リン酸、及びリン酸
また、前述したような、物質及び表面処理溶液の反応槽（後述）中での仕込み比は、特に限定されるものではなく、表面処理溶液の濃度や反応条件等を考慮して適宜設定することができる。
【００３９】
（界面活性剤）
ここで、表面処理溶液が少な過ぎると反応が進みにくくなるため、物質に対して少なくとも０．０１ｗｔ％以上の表面処理溶液を含むことが好ましい。更に、反応させる反応槽及び循環路中には、上述したような状態とする物質及び表面処理溶液に加えて、界面活性剤を含むことができる。例えば、物質として二酸化炭素を選択した場合、二酸化炭素は無極性であるので表面処理溶液とは非相溶であり、そのため、通常は相分離してしまうことがある。そこで、界面活性剤を加えることにより、系を撹拌して均一とし、反応効率を向上させるものである。
【００４０】
前記界面活性剤としては、従来知られた陰イオン性、非イオン性、陽イオン性、及び両性イオン性界面活性剤の中から、少なくとも一種以上を適宜選択して使用することができる。
【００４１】
前記陰イオン性界面活性剤としては、石鹸、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、フェニルエーテル硫酸エステル塩、メチルタウリン酸塩、スルホコハク酸塩、エーテルスルホン酸塩、硫酸化油、リン酸エステル、パーフルオロオレフィンスルホン酸塩、パーフルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、パーフルオロアルキル硫酸エステル塩、パーフルオロアルキルエーテル硫酸エステル塩、パーフルオロフェニルエーテル硫酸エステル塩、パーフルオロメチルタウリン酸塩、スルホパーフルオロコハク酸塩、パーフルオロエーテルスルホン酸塩等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４２】
上記陰イオン性アニオン界面活性剤の塩のカチオンとしては、ナトリウム、カリウム、カルシウム、テトラエチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、電解可能な陽イオンであれば用いることができる。
【００４３】
前記非イオン性界面活性剤としては、Ｃ１〜２５アルキルフェノール系、Ｃ１〜２０アルカノール、ポリアルキレングリコール系、アルキロールアミド系、Ｃ１〜２２脂肪酸エステル系、Ｃ１〜２２脂肪族アミン、アルキルアミンエチレンオキシド付加体、アリールアルキルフェノール、Ｃ１〜２５アルキルナフトール、Ｃ１〜２５アルコキシ化リン酸（塩）、ソルビタンエステル、スチレン化フェノール、アルキルアミンエチレンオキシド／プロピレンオキシド付加体、アルキルアミンオキサイド、Ｃ１〜２５アルコキシ化リン酸（塩）、パーフルオロノニルフェノール系、パーフルオロ高級アルコール系、パーフルオロポリアルキレングリコール系、パーフルオロアルキロールアミド系、パーフルオロ脂肪酸エステル系、パーフルオロアルキルアミンエチレンオキシド付加体、パーフルオロアルキルアミンエチレンオキシド／パーフルオロプロピレンオキシド付加体、パーフルオロアルキルアミンオキサイド等を挙げることができるが、これらに限定されるものはない。
【００４４】
前記陽イオン性界面活性剤としては、ラウリルトリメチルアンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム塩、ラウリルジメチルエチルアンモニウム塩、ジメチルベンジルラウリルアンモニウム塩、セチルジメチルベンジルアンモニウム塩、オクタデシルジメチルベンジルアンミニウム塩、トリメチルベンジルアンモニウム塩、ヘキサデシルピリジニウム塩、ラウリルピリジニウム塩、ドデシルピコリニウム塩、ステアリルアミンアセテート、ラウリルアミンアセテート、オクタデシルアミンアセテート、モノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、エチレンオキシド付加型アンモニウムクロライド、アルキルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムクロライド、トリメチルフェニルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、酢酸モノアルキルアンモニウム、イミダゾリニウムベタイン系、アラニン系、アルキルベタイン系、モノパーフルオロアルキルアンモニウムクロライド、ジパーフルオロアルキルアンモニウムクロライド、パーフルオロエチレンオキシド付加型アンモニウムクロライド、パーフルオロアルキルベンジルアンモニウムクロライド、テトラパーフルオロメチルアンモニウムクロライド、トリパーフルオロメチルフェニルアンモニウムクロライド、テトラパーフルオロブチルアンモニウムクロライド、酢酸モノパーフルオロアルキルアンモニウム、パーフルオロアルキルベタイン系等を挙げることができるが、これらに限定されるものはない。
【００４５】
前記両性イオン性界面活性剤としては、ベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸等が挙げられ、また、エチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキシドとアルキルアミン又はジアミンとの縮合生成物の硫酸化又はスルホン酸化付加物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。前記界面活性剤の使用量は、特に限定されないが、表面処理溶液に対して、０．０００１〜２０ｗｔ％程度とすることが好ましく、最も好ましくは０．００１〜１０ｗｔ％である。
【００４６】
（気体）
めっき処理に用いる気体としては、窒素（Ｎ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）の他、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）等の不活性の気体が好ましいが、通常の空気でも可能である。この気体は後述のガスボンベ40に封入される。
【００４７】
〔実施例１〕
実施例１のめっき処理装置Ａの概要を図１を用いて説明する。実施例１のめっき処理装置Ａは、図１に示すように、被処理物11を収容した反応槽10と、表面処理溶液等が内部を循環する循環路20と、循環路20内を表面処理溶液を循環させるために動力を与える循環ポンプ30（圧送手段）と、前記気体を収容し循環路20に気体を注入するガスボンベ40（気体注入手段）と、循環路20内の表面処理溶液及び気体を撹拌することで気泡を発生させるための気泡発生手段50と、を有する。尚、60は表面処理溶液を収容するタンクであり、70は界面活性剤を収容するタンクであり、80は貯留流体を溜めるタンクである。以下、各部の構成を詳細に説明する。
【００４８】
（めっき処理装置の構成）
反応槽10は、内部に例えば燃料電池のセパレータ等の被処理物11と陽極板12とを収容し、これらをリード線13を介して電源14の負極側と陽極側に接続している。反応槽10は循環路20に介挿され、被処理物11に対して循環路20の上流側から供給される表面処理溶液に配置され、該表面処理溶液によりめっき処理が行われる。
【００４９】
循環路20は、導管を環状に接続して構成される。本実施例の循環路20は、表面処理溶液を一旦封入すると、該溶液をめっき処理が終わるまで外部に漏らさないように密封された閉鎖系である。循環路20を閉鎖系としたことで、循環路20内部の音を外部に漏らさないため音が静かであり、外気を吸い込まないので真空系での運転ができ、また外気に触れると変質する液を取り扱うことができる。図１に示すように循環路20には、前述した反応槽10の他に、反応槽10よりも表面処理溶液の流動方向の上流側に気泡発生手段50が介挿され、かつその上流側に表面処理溶液を圧送する循環ポンプ30が介挿される。
【００５０】
循環ポンプ30は、表面処理溶液を圧送することで、循環路20内に表面処理溶液を循環させる。循環ポンプ30の動力に応じて循環路20内の表面処理溶液の流速が決定する。
【００５１】
ガスボンベ40には、前記窒素や二酸化炭素等の不活性の前述した気体が封入され、循環路20において循環ポンプ30よりも表面処理溶液の流動方向下流側にガス導管によって接続されている。
【００５２】
気泡発生手段50は、循環路20を循環する表面処理溶液と気体とを撹拌することで、該溶液内の気体を気泡とする。また、表面処理溶液を均一に撹拌することで、表面処理溶液の被処理物に対するつき廻り性能を向上させることができる。
【００５３】
気泡発生手段50としては、静的撹拌装置を使用することができる。静的撹拌装置は、動的な部品を含まず、内部に配置する仕切り板を有する管で構成される。表面処理溶液及び気体は、その流れが静的撹拌装置の管内で何段も分岐されることによって混合される。例えば図２（ａ）に示すように、気泡発生手段50の管路51中に、流体を２つに分割しかつ１８０°回転させるような螺旋形状部材（静的撹拌部材）51ａを、９０°ずらして交互に循環路20の配管に固定して配置し、該螺旋形状の部材中に表面処理溶液及び気体を通過させることで撹拌する。又は、図２（ｂ）に示すように、気泡発生手段50の管路52中に、四角柱状部材（静的撹拌部材）52ａを循環路20の配管に複数固定して配置し、表面処理溶液及び気体を分割しつつ通過させることで撹拌する。このように、静的撹拌装置内では気体を気泡にし、かつ液体中の気泡が微細化されるので、接触界面が大きくなる。これにより、表面処理溶液と気体との溶解効率が高まる。
【００５４】
また、気泡発生手段50としては、動的撹拌装置を使用することができる。動的撹拌装置は回転軸を有する回転部材を有し、該回転部材を不図示のモータで動力を与えて回転させることで、表面処理溶液及び気体を撹拌する。例えば図２（ｃ）に示すように、気泡発生手段50の管路53に回転軸を有する羽根部材53ａを設置することが挙げられる。これにより、表面処理溶液及び気体は撹拌され、該気体の気泡が生成される。
【００５５】
（めっき処理方法）
図１を用いてめっき処理方法について説明する。まず、被処理物に対するめっき工程の前処理として、被処理物の脱脂工程及び酸洗い工程を済ませておく。
【００５６】
被処理物11に対してめっき皮膜を形成するめっき工程に入ると、まず、タンク70内の界面活性剤をタンク60内の表面処理溶液内に混ぜ合わせ、該表面処理溶液を循環路20に注入し、タンク60と循環路20との間の弁41を閉める。次にガスボンベ40に封入されている不活性の気体を循環路20に注入し、ガスボンベ40と循環路20との間の弁61を閉める。
【００５７】
循環ポンプ30を駆動することで、表面処理溶液を流動させる。該表面処理溶液は循環路20内を介挿されている気泡発生手段50及び反応槽10を通過しつつ循環する。このとき、流速を５０ｃｍ／ｓｅｃ以上の高速で流動させることが望ましい。また、撹拌効率を高めるために乱流域で流動させることが好ましい。
【００５８】
循環路20の表面処理溶液は、気泡発生手段50にて撹拌される。撹拌されることにより表面処理溶液中の界面活性剤とが均一に混ぜ合わされる。また、前述したガスボンベ40から循環路20に封入された気体が気泡発生手段50を通過することにより、該気体が気泡となって表面処理溶液中に均一に拡散する。すると、界面活性剤の作用により表面処理溶液中のイオンが均一に分布した状態で、該表面処理溶液が反応槽10内の被処理物11に供給されるので、前記イオンを被処理物の表面に均一に付着させることができる。
【００５９】
表面処理溶液は、界面活性剤が均一に混ぜ合わされ且つ気泡が均一に拡散した状態で、反応槽10内において高速で一定方向に流動する。ここで、高速で流動する表面処理溶液は、反応槽10を２秒以下で通過することが好ましい。
【００６０】
表面処理溶液中に分散した前記気泡を高速でめっき皮膜表面に衝突させることにより、水の電気分解に起因する水素、酸素、窒素等の副生成物をより効果的に、前記気泡中に相溶させることができる。そのため均一なめっき皮膜を形成することができる。また、高速に表面処理溶液を流動させることにより、めっき表面に発生する電位勾配に依存する濃度の局所集中を分散させ、めっき表面の濃度を均一にすることで均一電着性の高い、即ち膜厚の均一な皮膜を形成することができる。
【００６１】
また、めっき処理時においては、副次的に起こる水の電気分解により水素、窒素、酸素等の副生成物が被処理物上に付着する現象がある。該副生成物が付着した状態でめっき処理を続けると、被処理物上にピンホールと呼ばれるめっき処理が行われずに形成された穴が形成される要因となる。しかし本実施例よれば、記副生成物が前記気泡中に溶解して除去されるため、前記ピンホールの形成を効果的に防止する。このため、ピンホールのないめっき皮膜を形成することができる。
【００６２】
また、めっき処理装置の構成は、常温・常圧下でも達成することができ、良質なめっき皮膜を形成するために、二酸化炭素等の気体を超臨界圧力になるまで圧力を高くする必要はない。このため、高圧下において取らねばならない様々な安全対策をとる必要がなくなり、手軽な構成で良質な皮膜を確実に得ることができる。
【００６３】
本実施例によれば、得られる被処理物におけるめっき皮膜は、一辺の長さが３ｃｍ以上である被処理物に対して、めっき皮膜の一辺上における膜厚分布を膜厚の平均値の１０％以内に抑えることができる。また、得られるめっき処理物は、めっき皮膜の金属の粒径を、８ｎｍ以上５０ｎｍ以下にすることができる。
【００６４】
尚、めっき皮膜形成後は、切換弁81を作動することで、表面処理溶液を循環路20からタンク80に取り出し、再利用することができる。
【００６５】
〔実施例２〕
実施例２のめっき処理装置Ｂの構成を図３を用いて説明する。本実施例においては、実施例１の気泡発生手段50を有さず、循環ポンプ30と気泡発生手段50との機能を併せもつ、圧送撹拌手段130を循環路20に介挿したことを特徴とする。実施例１と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。また、めっき処理方法は前述の実施例と略同様であるので省略する。
【００６６】
（めっき処理装置の構成）
圧送撹拌手段130は、例えば、キャンドモーターポンプ等のように、表面処理溶液の圧送を行いつつ該溶液の撹拌をも行うものを使用することができる。表面処理溶液の圧送と撹拌を同時に行う圧送撹拌手段を用いることで、表面処理溶液を圧送しつつ撹拌を行うことができ、２つの手段を１つにして装置の小型化を図ることができる。
【００６７】
また、表面処理溶液の撹拌作業を圧送撹拌手段130にて行うため、ガスボンベ40からの気体の注入口は圧送撹拌手段130よりも上流側に配置している。
【００６８】
〔実施例３〕
実施例３のめっき処理装置Ｃの構成を図４を用いて説明する。本実施例においては、前述の実施例と異なり、循環路が開放系である。即ち、循環路が途中で大気開放されている。めっき処理方法は前述の実施形態と略同様である。
【００６９】
（めっき処理装置の構成）
本実施例の循環路20は、循環ポンプ30、気泡発生手段50、反応槽10及び気液分離手段200を介挿する。循環路20が反応槽10の下流側において前記気体を開放する構成とすることにより、密閉するためにシールをする必要がなくなり、簡易な構成でめっき処理装置を構成することができる。
【００７０】
気液分離手段200は、反応槽10でめっき処理を行った後、表面処理溶液と気体とを分離する。ここで、気体の部分は排気口200ａから排出される。一方、液体の部分は循環ポンプ30の吸引力により吸引されて循環路20内を再び循環する。尚、排気口200ａから排出される気体は再利用することで、ガスボンベ40又はその下流側に戻されることが好ましい。
【００７１】
（めっき処理方法）
本実施例においても、前述した実施例と略同様であるが、排気口200ａから気体を抜くため、めっき処理時においては、絶えずガスボンベ40から気体を供給する必要がある。このため、めっき処理時においては、弁41を開いたままにする。
【００７２】
〔他の実施例〕
前述した実施例２においては、密閉系の循環路において圧送撹拌手段130を使用したが、これに限るものではなく、開放系の循環路においても圧送撹拌手段130を使用することは可能である。
【００７３】
前述した実施例においては、気泡発生手段として静的撹拌装置及び動的撹拌装置を使用したが、これに限るものではない。例えば、循環路の反応槽10の上流側の一部に超音波発振器を付帯することで表面処理溶液を振動させ、これにより循環路内の気体を細かな気泡とすることができる。
【００７４】
前述した実施例においては、被処理物11を導電性のあるものとして、反応槽10に陽極板12、リード線13等を付帯したが、これに限るものではない。例えば、表面処理溶液を適宜選択することでＡＢＳ樹脂のように電導性の無いものに対してもめっき処理を行うことができる。
【００７５】
前述した実施例にておいては、反応槽10を使用して反応槽10内において表面処理溶液を流動させる構成としたが、これに限るものではない。例えば、図５（ａ）に示すように、循環路20に付帯したオリフィス300から表面処理溶液を被処理物11へ向けて噴射する構成にしてもよい。この場合、気体は不図示の手段により回収され、表面処理溶液は回収手段310によって回収し、再び循環路20内で利用する構成とすることができる。尚、320は被処理物11を搬送するベルトコンベアー等の搬送手段である。また、図５（ｂ）に示すように、被処理物11は必ずしも搬送手段320で搬送する必要はなく、立てて固定してオリフィス300から表面処理溶液を供給する方法でもよい。この場合もめっき処理後の表面処理溶液は回収手段310にて回収され、循環路20にて再利用される。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、緻密かつ均質で、被処理物に対してのつき廻りの良いめっき処理方法及びめっき処理装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】閉鎖系で気泡発生手段を使用する場合のめっき処理装置の概略構成図。
【図２】気泡発生手段のバリエーションの説明図。
【図３】閉鎖系で圧送撹拌手段を使用する場合のめっき処理装置の概略説明図。
【図４】開放系で気泡発生手段を使用する場合のめっき処理装置の概略説明図。
【図５】他の実施例のめっき処理装置の説明図。
【符号の説明】
【００７８】
Ａ …めっき処理装置、Ｂ …めっき処理装置、
Ｃ …めっき処理装置、Ｄ …めっき処理装置、
10 …反応槽、11 …被処理物、12 …陽極板、13 …リード線、14 …電源、
20 …循環路、30 …循環ポンプ、40 …ガスボンベ、41 …弁、
50 …気泡発生手段、51 …管路、51ａ …螺旋形状部材、
52 …管路、52ａ …四角柱状部材、53 …管路、53ａ …羽根部材、
60 …タンク、61 …弁、70 …タンク、80 …タンク、81 …切換弁、
130 …圧送撹拌手段、200 …気液分離手段、200ａ …排気口、
300 …オリフィス、310 …回収手段、320 …搬送手段
【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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