(57)【要約】【課題】  液面レベルが大きく変動する貯留槽であっても、液面に浮遊する異物を安価かつ効率的に除去できる液面浄化装置を提供する。【解決手段】  貯留槽１内に貯められた例えばめっき液２の液面２ａに浮遊するめっき阻害物質などの異物３を除去する液面浄化装置であって、液面２ａの近傍でろ過面全体が浸漬された状態で浮遊するように浮力の調整が可能な環状の錘などの浮力調整手段１３を備えたフィルターユニット１０と、このフィルターユニット１０でろ過されたろ液を吸引するポンプ２０と、ろ液をフィルターユニット１０からポンプ２０に送液するフレキシブル配管３０とから構成される。【選択図】  図１
2016002500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯留槽内に貯められた液の液面に浮遊する異物を除去する液面浄化装置であって、前記液面の近傍でろ過面全体が浸漬された状態で浮遊するように浮力の調整が可能な浮力調整手段を備えたフィルターユニットと、前記フィルターユニットでろ過されたろ液を吸引するポンプと、前記ろ液を前記フィルターユニットから前記ポンプに送液するフレキシブル配管とから構成されることを特徴とする液面浄化装置。
【請求項２】
前記フィルターユニットは、前記浮遊させた時の最上部が前記液面と略水平な位置関係を保つことを特徴とする、請求項１に記載の液面浄化装置。
【請求項３】
前記フィルターユニットは、前記貯留槽に対して固定されていないことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の液面浄化装置。
【請求項４】
前記液がめっき液であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液面浄化装置。
【請求項５】
前記めっき液が電解ニッケルめっき液であることを特徴とする請求項４に記載の液面浄化装置。
【請求項６】
前記フィルターユニットが、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリテトラフルオロエチレンのうちのいずれか１種からなるろ材を有していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液面浄化装置。
【請求項７】
前記フィルターユニットが、前記異物と共に前記液が通液できるように開口されたハウジング内にろ材が収納されたフィルターカートリッジであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の液面浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解めっき液の液面に浮遊しているめっき阻害物質等の異物を除去する液面浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックのバンパー等の車両部品は、耐侯性と美観を高めるため、その表面に電解めっき法によりめっき層で被覆することが広く行われている。電解めっき法のうち例えば電解ニッケルめっき法では、ニッケルめっき液中のＮｉイオンを通電により陰極側の被めっき物に向かって移動させ、下記式１の反応により該被めっき物としての例えばＦｅ製バンパー素材の表面にニッケルを析出させている。
[式１]
Ｎｉ２＋＋２ｅ−→Ｎｉ（無光沢）
【０００３】
上記式１の反応で成膜されるめっき膜は無光沢なので、めっき液には一般に光沢剤が添加されている。これにより光沢剤の炭素成分（Ｃ）や硫黄成分（Ｓ）がニッケルと共析するので、めっき膜は鏡面を呈するようになる。しかしながら、一部の光沢剤は通電により分解し、その分解生成物がめっき液中に漂ったりめっき液面に浮遊したりすることがあった。この分解生成物は、被めっき物に付着するとめっき阻害物質として作用し、段差不良とも称されるめっき膜の平滑性を低下させる問題を生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、例えばめっき漕内に吸引口を設けたポンプによりめっき液を吸い出し、ろ過器に導入して固液分離することにより液中に異物となって漂うめっき阻害物質の除去を行うことがある。このポンプに遠心式ポンプを使用する場合は吸込液に空気が巻き込まれると空運転のトラブルを生じ得るため、吸引口は液面よりかなり下にくるように設置する必要がある。あるいは特許文献１に示すように、ポンプとろ過塔とを一体化させた自吸式ろ過装置を用いることで上記した空運転が生じないようにすることが行われている。
【０００５】
一方、液面に異物となって浮遊しているめっき阻害物質に対しては、オーバーフロー装置や物理的かき出し装置を用いて取り除く場合がある。取り除かれためっき阻害物質は受け槽に集められた後、ろ過器により固液分離することが一般に行われている。また、浮遊しているめっき阻害物質に対して、被めっき物の入槽時に液面の一定方向に散水することでめっき阻害物質を一か所に集め、これにより液面に浮遊しているめっき阻害物質が被めっき物に付着しないようにする方法がある。さらに、めっき液の浄化を目的とするものではないが、貯留槽に貯められた液の水面に浮遊する塵を除去する液面浄化装置が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８９８３１号公報
【特許文献２】特開平１１−３４６９９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１のろ過装置を用いることによりめっき液からめっき阻害物質などの異物を除去することはできるが、除去した異物はろ過塔内に堆積するため、手間のかかるろ過塔内の清掃等を定期的に行ってろ過能力を回復させる必要があった。また、処理される流体が「ポンプ→フィルター」の順に装置内を流れると、ポンプのインペラ室内にめっき液中の異物が堆積してポンプの性能が低下するので、流体の流れが「ストレーナー→ポンプ→フィルター」となるようにろ過機構を二重にする必要があった。そのため、ストレーナーとフィルターの両方の清掃が必要であった。
【０００８】
また、オーバーフロー装置を効果的に機能させるには、オーバーフローの溝より液面を若干高く保つ必要がある。しかし、バッチ型のめっき槽でめっき処理する場合は、被めっき物の入槽時と出槽時で液面レベルが大きく変動する。さらに、被めっき物の入槽時の液面上昇幅は、ロットあたりの被めっき物の種類や数量に大きく左右される。そのため、バッチ型のめっき槽にオーバーフロー装置を設置するためには、液面高さに応じて上下方向に位置を変更できるような複雑な機構が必要であった。また、オーバーフロー装置を設置するための広いスペースがめっき槽に必要であった。このように、オーバーフロー装置を採用すると設備コストが高くなるという問題があった。
【０００９】
物理的かき出し装置を用いる場合は、かき出しを行うたびにめっき作業を中断することになるうえ、被めっき物がトラックのバンパー等のような大型部品の場合はめっき槽も大型となるため、かき出し作業に要する時間も長くなり、生産性が著しく低下するおそれがある。また、液面の一定方向に散水することにより異物を一時的に集める方法は、被めっき物を入槽させる度に行わなければ効果的でないので生産性が低下する上、ニッケルイオン等のめっき成分の補充を散水の度に行う必要があった。液面近傍のめっき液を異物と共に廃棄することによって異物を除去することも考えられるが、この場合は貴重なめっき液が異物と共に少なからず廃棄されるので、そのコストを含めるとかなりのコストアップとなる。
【００１０】
特許文献２の液面浄化装置を応用することでめっき液の液面に浮遊している異物をある程度除去することが可能であると考えられるが、この特許文献２の構造ではフィルターの面積を大きくすることが困難であるため、安価かつ効率的に異物を除去するのは困難であった。また、構成上液面から深さ方向に延びる縦長構造にする必要があるため、被めっき物に干渉しないようにめっき槽内に余分にスペースを確保する必要が生じ、その分貯留液の量が増加してコスト増となる。
【００１１】
このように、従来の方法は、液面に浮遊する異物のみを安価かつ効率的に取り除くことができなかった。本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、液面レベルが大きく変動する貯留槽であっても、液面に浮遊する異物を安価かつ効率的に除去できる液面浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係る液面浄化装置は、貯留槽内に貯められた液の液面に浮遊する異物を除去する液面浄化装置であって、前記液面の近傍でろ過面全体が浸漬された状態で浮遊するように浮力の調整が可能な浮力調整手段を備えたフィルターユニットと、前記フィルターユニットでろ過されたろ液を吸引するポンプと、前記ろ液を前記フィルターユニットから前記ポンプに送液するフレキシブル配管とから構成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液面レベルが大きく変動する貯留槽であっても、例えばめっき膜の段差不良の原因となるめっき阻害物質などの液面に浮遊する異物を安価かつ効率的に除去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一具体例の液面浄化装置を貯留槽と共に示した平面図（ａ）、並びにそのＡ−Ａ線断面図（ｂ）及びＢ−Ｂ線断面図（ｃ）である。
【図２】図１の液面浄化装置が有するフィルターユニットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の液面浄化装置の一具体例について図１を参照しながら説明する。この図１に示す液面浄化装置は、被めっき物Ｓのめっき処理が行われる貯留槽１内に貯められためっき液２の液面２ａに浮遊する異物３を除去するものであり、液面２ａの近傍でろ過面全体が浸漬された状態で浮遊するように浮力の調整が可能な浮力調整手段を備えたフィルターユニット１０と、フィルターユニット１０でろ過されたろ液を吸引するポンプ２０と、このろ液をフィルターユニット１０からポンプ２０に送液するフレキシブル配管３０とから構成される。
【００１６】
図２をも参照しながらより詳しく説明すると、フィルターユニット１０は略円筒形状のハウジング１１と、その内側に収容されたろ材１２とから構成されている。ハウジング１１はめっき液２が異物３と共に通過できるように多数の開口部が設けられた外周部１１ａと、その両端を封止する蓋部１１ｂとからなる。なお、図２では説明のため右側の蓋部を取り外した状態が示されている。ろ材１２は、そのろ過面積ができるだけ広くなるようにハウジング１１の周方向に沿って蛇腹状に畳み込まれている。なお、ろ材１２の構造は蛇腹状に限定されるものではなく、繊維状の素材をリング状に巻き付けたものやシート状の素材を巻き付けたものなど各種のものを採用することができる。
【００１７】
このハウジング１１は、ろ材１２の二次側に該当するハウジング１１の中心軸部分に通液性を有する壁面からなる管状の流路１１ｃを有している。この流路１１ｃの一端部は、蓋部の一方（図示せず）を貫通してハウジング１１の外側に突出している。この流路１１ｃの突出部分にフレキシブル配管３０の一端部が接続している。これにより、ろ材１２でろ過されたろ液は、上記通液性を有する壁面を通り抜けて流路１１ｃ内に集められた後、フレキシブル配管３０を経てポンプ２０に送液される。
【００１８】
上記のフィルターユニット１０は、めっき液２の成分により浸食や腐食が生じない材質であるのが好ましい。また、後述するように、フィルターユニット１０は使用時に貯留槽１に貯められためっき液２に投入され、このめっき液２の浄化処理が終了すればめっき液２から取り出して保管される場合があるため、保管している間にフィルターユニット１０にめっき液２の成分が結晶化して付着することがある。このような場合でも変質しない材質であるのが好ましい。なお、結晶化しためっき成分が再度めっき液と接触した時に容易にめっき液２中に溶け込みやすくなることが好ましい。
【００１９】
上記した要件を満たすハウジング１１の材質としてはポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができ、ろ材１２の材質としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。具体的な材質は、めっき液２の構成成分に応じて適宜選択するのが好ましい。特に、めっき液２がニッケルめっき液の場合は、ハウジング１１及びろ材１２の両方ともポリプロピレン製であるのが好ましい。なお、ろ材１２の材質に上記したポリプロピレン等の材質からなる繊維を使用する場合は、これに活性炭を織り込んだものを用いてもかまわない。
【００２０】
このフィルターユニット１０は貯留槽１に固定せずに前述したようにめっき液２の液面２ａ近傍でろ材１２のろ過面全体が浸漬された状態で浮遊させて使用するので、フィルターユニット１０の直下に被めっき物が配置される場合がある。従って、フィルターユニット１０の寸法は、浮遊させた時にめっき液２の液面２ａの方向に長く延在し、且つめっき液２の液深方向の幅が狭いものが好ましい。具体的には、浮遊させた時の液面方向の寸法が、液深方向の寸法の４倍以上であるのが好ましい。これは、例えばＵＮＩＴＩＫＡ社製の型番ＦＭＰ−Ｂ１５６Ｐなどの市販の円筒型フィルターカートリッジをその中心軸を水平にしてめっき液に浮遊させることで実現できる。
【００２１】
このように、めっき液に浮遊させた時に液深方向よりも液面方向に長い形状のフィルターユニットを用いる場合は、その液面方向に延びる最上部が当該液面２ａと略平行な状態で液面２ａ近傍に浮遊させるのが好ましい。そのため、フィルターユニット１０は浮力調整手段１３を有しており、これによりフィルターユニット１０の最上部を水平に保ちながらフィルターユニット１０の質量と浮力とのバランスをとることが可能になる。また、浮力調整手段１３を有するため、バッチ型のめっき槽のように被めっき物の有無によりめっき液２の液面２ａが大きく変動する場合でも、フィルターユニット１０はほぼ常に上記した浸漬状態で浮遊させることができる。
【００２２】
この浮力調整手段１３は、例えば図２に示すように、円筒形状のフィルターユニット１０の両端部に外嵌させた環状の錘（バランサーとも称する）からなる。図２では２個の錘がフィルターユニット１０のそれぞれ両端部に互いに末端からの距離がほぼ同等の位置に外嵌されている。フィルターユニットの構造がその長手方向にほぼ均等であって中心軸を横にした時に左右のバランスがとれている場合はこのように錘をフィルターユニットの中心軸の中央に対して左右対称に取り付けるのが好ましい。
【００２３】
一方、フィルターユニットの構造がその長手方向に不均一な場合は各端部に嵌める錘の個数や末端からの位置等を適宜調整することで、フィルターユニット１０の最上部とめっき液２の液面２ａとを平行に保ちながらろ材１２のろ過面が全てめっき液２に浸漬させることが可能になる。また、めっき液２の種類が変わればめっき液２に含まれる成分の種類やその濃度が異なり、通常は比重も変化するので、上記した浮力調整手段１３の調整が必要になる場合がある。
【００２４】
フィルターユニット１０に市販のフィルターカートリッジを用いる場合は、そのフィルターカートリッジのハウジング部分に浮力調整手段１３の機能を組み入れてもよい。また、めっき液２が槽内で流動することによりフィルターユニット１０が水面方向に移動して被めっき物と接触するのを防ぐために、紐や鎖などの係留手段を用いてフィルターユニット１０を貯留槽１に係留させてもよい。この場合は、めっき液の液面が上下しても良好に追従できるように、長さに余裕を持たせて多少は液中で自在に移動できるようにするのが好ましい。
【００２５】
フィルターユニット１０は、図１に示すようにめっき液２の液面２ａ近傍に浮かべた時に、最上部とめっき液２の液面２ａとの距離Ｄが０〜１０ｍｍとなるようにするのが好ましい。この距離Ｄが１０ｍｍを超えると、液面２ａに浮遊している異物（めっき阻害物質）３を除去する能力が低下するおそれがある。一方、この距離Ｄが０ｍｍより小さくなると、フィルターユニット１０の最上部が液面２ａより上に浮上することになるので、液面２ａより上のろ過面ではめっき液２をろ過できなくなる。そのため、異物（めっき阻害物質）３の除去効率が低下する。さらに、この場合は液面２ａから浮上している部分から空気が吸い込まれるので、ポンプ２０で吸引するめっき液に混入するエアー量が増大して、ポンプ２０の吸引効率が低下する。
【００２６】
ただし、めっき処理の際、通常はめっき液２を撹拌させる等により液面２ａは静止状態ではないことが多いので、ここでの液面２ａとはその平均的な液レベルを意味するものとする。すなわち、液面２ａが上下に変動するとフィルターユニット１０自体の浮力によりめっき液２とともに上下するが、急激な液面変動などのようにフィルターユニット１０の最上部が瞬間的に液面２ａより上に浮上する場合があり、距離Ｄの下限０ｍｍにはこのようなフィルターユニット１０の最上部と液面２ａとの距離が一時的に０ｍｍよりも小さくなる場合も含むものとする。同様に、距離Ｄの上限１０ｍｍには、フィルターユニット１０の最上部と液面２ａとの距離が一時的に１０ｍｍを超える場合も含むものとする。
【００２７】
ポンプ２０を起動すると異物３はめっき液２と共にフィルターユニット１０に吸い寄せられ、フィルターユニット１０が有するろ材１２でろ過が行われ、めっき液２のみがろ材１２を透過して異物（めっき阻害物質）はろ材１２の一次側で捕集される。このようにしてめっき液２の浄化が行われる。ポンプ２０を停止してめっき液２の吸引を止めた時、ろ材１２に捕集された異物（めっき阻害物質）がろ材１２の一次側の表面に留まっているのが好ましい。このようにろ材１２にろ過及びこれにより捕集した異物の捕捉の効果を奏させるには、対象とする異物（めっき阻害物質）の大きさに応じて適切にろ材１２の孔径を選定するのが望ましい。例えばニッケルめっき液の場合は、異物（めっき阻害物質）は光沢剤の分解成分が主となるため、ろ材の孔径は０.５〜１.０μｍとするのが好ましい。
【００２８】
フィルターユニット１０とポンプ２０とを接続するフレキシブル配管３０は、めっき液２に侵食や腐食されない材質が好ましく、例えば軟質ポリ塩化ビニル製ブレードホース等の可撓性部材を採用するのが好ましい。図１に示すようにポンプ２０を床面に設置する場合は、ろ材１２でろ過されためっき液をポンプ２０の吐出口から貯留槽１に戻すために、戻り配管３１を設ける必要がある。この戻り配管３１にも上記のような可撓性部材を用いることによりポンプ２０を含めた設置場所の自由度が高くなる。
【００２９】
ポンプ２０のインペラ等の接液部の材質には、めっき液２に侵食や腐食されない材質を適宜選定するのが好ましい。例えばニッケルめっき液の場合は、ステンレスを使用するのが好ましい。また、ポンプ２０の揚程及び吐出量は、フィルターユニット１０に使用するろ材１２のろ過面積や孔径及び想定される差圧、ろ過対象となる液及び異物の種類、貯留槽１の容積、ポンプ２０の設置位置等を考慮して適宜選定すればよい。一般的には、揚程３〜９ｍ程度、吐出量５.０〜２５.０ｍ３／ｈｒ程度のものを選択すればよい。
【００３０】
本発明の液面浄化装置は、フィルターユニット１０によって浄化されためっき液がポンプ２０で吸引されるため、ポンプ２０のインペラ等に異物などが堆積することはほとんどない。よって稼働中にポンプ２０の負荷が増大して吐出量が低下するトラブルがほとんど生じなくなり、ポンプ２０を分解、洗浄する頻度を著しく低減することが可能になる。
【００３１】
上記にて説明したように、本発明の液面浄化装置は、基本的にはフィルターユニット、ポンプ、及びそれらを接続する配管だけの少ない部品点数で構成されるため、全体として小型で軽量な液面浄化装置を実現することができる。また、液面に浮遊する異物（めっき阻害物質）のみを除去するため、浄化に際してめっき液を廃棄する必要がなくなる。さらに、液面に浮遊する異物（めっき阻害物質）の除去が必要な時だけフィルターユニットを貯留槽に投入し、めっき液の浄化が終了すれば貯留槽から取り出すことが可能になる。フィルターユニットに市販のフィルターカートリッジを使用すれば、ろ過効率が低下した時は、浮力調整手段と配管とを着脱してフィルターカートリッジのみ交換するだけで、短時間で容易にろ過効率を回復させることができる。
【００３２】
なお、例えば活性炭を用いれば異物（めっき阻害物質）の除去は可能である。しかし活性炭を用いると、貯留槽内のめっき液に活性炭が混入しないように別途浄化装置を構成する必要がある上、活性炭の管理が必要となる。これに対して、本発明の液面浄化装置はフィルターユニットのろ材に異物（めっき阻害物質）を捕集させるため、ろ材のみを管理すればよく、維持管理が極めて容易であるという利点も有している。
【００３３】
以上、本発明の液面浄化装置について、ニッケルめっき液の浄化を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明の液面浄化装置はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形例や代替例が含まれる。例えば、液面浄化装置が対象とするめっき液はニッケルめっき液のほか、クロムめっき液、銅めっき液、銀めっき液、金めっき液、パラジウムめっき液等を挙げることができる。さらに、本発明の液面浄化装置は電気めっき用のめっき液に限定されることはなく、貯留槽内に貯められている液であれば好適に適用でき、適切な孔径のろ材を選択することで液面に浮遊している異物を良好に除去することができる。
【符号の説明】
【００３４】
Ｓ      被めっき物
１      貯留槽
２      めっき液
３      異物（めっき阻害物質）
１０    フィルターユニット
１１    ハウジング
１２    ろ材
１３    浮力調整手段
２０    ポンプ
３０    フレキシブル配管
３１    戻り配管
【図１】
2016002500.tif 000003
【図２】
2016002500.tif 000004