(57)【要約】【課題】被処理物の湿式表面処理に適した湿式表面処理方法および湿式表面処理装置を提供する。【解決手段】湿式表面処理方法は、１つまたは複数の開口部を通じて液体の出入りが可能な被処理物（管状物６）を回転軸７に固定した状態で、湿式表面処理している最中、または湿式表面処理をする前もしくは後に、回転軸７を回転させることで被処理物を重力方向に、または重力方向に対して斜めに回転させる。湿式表面処理装置（電解めっき処理装置１）は、その回転中心軸が重力方向に対して垂直または斜めの位置関係にある回転軸７と、回転軸７を回転させる回転駆動部８と、回転軸７の周面に配置され、回転軸７と共に回転するばね性または可撓性を有する棒状のめっき用陽極２と、回転軸７の周面に配置され回転軸７と共に回転する陰極治具９と、回転軸７とは離れた位置に配置され回転しない第２のめっき用陽極１０と、を有する。【選択図】図１
2009084659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の開口部を通じて液体の出入りが可能な被処理物を回転軸に固定した状態で、湿式表面処理している最中、または上記湿式表面処理をする前もしくは後に、上記回転軸を回転させることで上記被処理物を重力方向に、または重力方向に対して斜めに回転させることを特徴とする湿式表面処理方法。
【請求項２】
前記被処理物は、前記回転軸から所定距離離して前記回転軸に固定されていることを特徴とする請求項１記載の湿式表面処理方法。
【請求項３】
前記回転軸の回転速度を１分間に１０回転以下としたことを特徴とする請求項１または２記載の湿式表面処理方法。
【請求項４】
前記湿式表面処理の最中には、前記被処理物が液体に浸漬され、前記湿式表面処理の前後には、前記被処理物が上記液体の外に出される過程を有することを特徴とする請求項１、２または３記載の湿式表面処理方法。
【請求項５】
前記湿式表面処理が、電解めっき処理、無電解めっき処理、水洗処理、脱脂処理、錆取り処理、研磨処理または乾燥処理のいずれかであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の湿式表面処理方法。
【請求項６】
前記湿式表面処理が電解めっき処理であり、前記被処理物が曲がった管状物であり、ばね性または可撓性を有するめっき用陽極を前記管状物に差し込んで前記管状物の内部をめっきすることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の湿式表面処理方法。
【請求項７】
その回転中心軸が重力方向に対して垂直または斜めの位置関係にある回転軸と、上記回転軸を回転させる回転駆動部と、上記回転軸の周面に湿式表面処理の対象となる被処理物であって１つまたは複数の開口部を有し上記開口部を通じて液体の出入りが可能なものを固定する固定治具と、を有し、上記回転軸を回転させることで上記被処理物および上記固定治具を重力方向にまたは重力方向に対して斜めに回転させることができることを特徴とする湿式表面処理装置。
【請求項８】
その回転中心軸が重力方向に対して垂直または斜めの位置関係にある回転軸と、上記回転軸を回転させる回転駆動部と、上記回転軸の周面に配置され、上記回転軸と共に回転するばね性または可撓性を有する棒状のめっき用陽極と、上記回転軸の周面に配置され上記回転軸と共に回転する陰極治具と、上記回転軸とは離れた位置に配置され回転しない第２のめっき用陽極と、を有し、上記回転軸を回転させることで上記陰極治具を重力方向にまたは重力方向に対して斜めに回転させることができることを特徴とする湿式表面処理装置。
【請求項９】
前記めっき用陽極の周面には、ばね性を有する一体成型物であって上記周面の一部をらせん状に被覆する非導電性のスペーサが設けられていることを特徴とする請求項８記載の湿式表面処理装置。
【請求項１０】
前記回転軸の回転速度を１分間に１０回転以下に調整可能としたことを特徴とする請求項７、８または９記載の湿式表面処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿式表面処理方法および湿式表面処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
曲がった管状物の内壁へ、湿式表面処理の一種である電解めっきを行うため、可撓性を有するめっき用陽極を管内に挿通する技術が提案されている（特許文献１）。また管状物の内壁へ電解めっきを行う際に、めっきを十分に行うためめっき液を管状物の内部へ流し込むことも行われている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０６３９８号公報
【特許文献２】特開平１１−  １２７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、たとえば９０°以上に曲がった部分を有する複雑な形状の管状物の管内のめっき液等の交換が円滑に行われ難い。この結果、複雑な形状の管状物の内部は湿式表面処理が不十分となりやすい。また特許文献２の技術では、流量の調整が難しく、長期間に渡る安定しためっき等の湿式表面処理を行い難い。また、特許文献１、２の技術の場合、めっき処理する際のめっき液、前処理の液または後処理の液を管状物の内側から排出させることは困難である。排出が困難な結果として、これらの湿式表面処理に用いる２種以上の液が混合してしまう可能性がある。この混合が生ずると、湿式表面処理を円滑に行うことが困難となる。また、被処理物の中にガスが滞留した場合には、そのガスによって湿式表面処理を円滑に行なわれない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、被処理物の湿式表面処理に適した湿式表面処理方法および湿式表面処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る湿式表面処理方法は、１つまたは複数の開口部を通じて液体の出入りが可能な被処理物を回転軸に固定した状態で、湿式表面処理している最中、または湿式表面処理をする前もしくは後に、回転軸を回転させることで被処理物を重力方向に、または重力方向に対して斜めに回転させる。
【０００７】
本発明の湿式表面処理方法によれば、回転軸を回転させることで、被処理物を重力方向に、または重力方向に対して斜めに回転させる。すると、湿式表面処理している最中、または湿式表面処理をする前もしくは後において、複雑な形状の被処理物の内部のめっき液等の液体の交換または排出が円滑に行われ易く、また内部にガスが滞留した場合にそのガスを排出し易い。よって、本発明の湿式表面処理方法は被処理物の湿式表面処理に適することとなる。
【０００８】
また、他の本発明に係る湿式表面処理方法は、上述の発明に加え、被処理物は、回転軸から所定距離離して回転軸に固定されているとしている。この方法を採用することによって、被処理物は、回転軸から所定距離離して回転軸に固定されるため、小さい回転速度で回転軸が回転することによっても被処理物はより強い遠心力を受けることができると共に移動速度がより速いものとなる。
【０００９】
また、他の本発明に係る湿式表面処理方法は、上述の発明に加え、回転軸の回転速度を１分間に１０回転以下としている。この方法を採用することによって、強い遠心力によって処理物が治具から外れることがあるのを防止できる。
【００１０】
また、他の本発明に係る湿式表面処理方法は、上述の発明に加え、湿式表面処理の最中には、被処理物が液体に浸漬され、湿式表面処理の前後には、被処理物が液体の外に出される過程を有する。この方法を採用することによって、被処理物に対して複数種の湿式表面処理を行う場合に、ある湿式表面処理を行う際に用いる液体が被処理物の内部に残留しても、別の湿式表面処理を行う前にその残留した液体を排出できる。そのことによって、湿式表面処理に用いられる液体の混合・汚染を抑制できる。
【００１１】
他の本発明に係る湿式表面処理方法は、上述の発明に加え、湿式表面処理が、電解めっき処理、無電解めっき処理、水洗処理、脱脂処理、錆取り処理、研磨処理または乾燥処理のいずれかである。これらの湿式表面処理では、複雑な形状の被処理物を用いる場合にその内部に液体またはガスが滞留し易いため、本発明に係る湿式表面処理方法が適している。
【００１２】
また、他の本発明に係る湿式表面処理方法は、上述の発明に加え、湿式表面処理が電解めっき処理であり、被処理物が曲がった管状物であり、ばね性または可撓性を有するめっき用陽極を管状物に差し込んで管状物の内部をめっきすることとしている。この方法を採用することによって、複雑に曲がった管状物の内壁にめっき処理を行うことができる。また、めっき用陽極がばね性または可撓性を有しているため、被処理物への差し込み、取り外しが容易である。また、めっき用陽極がばね性を有している場合には、その差し込み、取り外しの繰り返しが容易である。ここで本発明における「ばね性」とは、半径５０ｍｍの円柱の周面に沿わせて９０°以上に曲げた場合でも弾性力で形状が復元する性質をいうこととする。
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る湿式表面処理装置は、その回転中心軸が重力方向に対して垂直または斜めの位置関係にある回転軸と、回転軸を回転させる回転駆動部と、回転軸の周面に湿式表面処理の対象となる被処理物であって１つまたは複数の開口部を有し開口部を通じて液体の出入りが可能なものを固定する固定治具と、を有し、回転軸を回転させることで被処理物および固定治具を重力方向にまたは重力方向に対して斜めに回転させることができることとする。
【００１４】
本発明の湿式表面処理装置によれば、回転軸の回転によって、開口部を通じて複雑な形状の被処理物の内部のめっき液等の液体の交換または排出が円滑に行われ易く、また内部にガスが滞留した場合にそのガスを排出し易い。よって、本発明の湿式表面処理装置は被処理物の湿式表面処理に適するものとなる。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る湿式表面処理装置は、その回転中心軸が重力方向に対して垂直または斜めの位置関係にある回転軸と、回転軸を回転させる回転駆動部と、回転軸の周面に配置され、回転軸と共に回転するばね性または可撓性を有する棒状のめっき用陽極と、回転軸の周面に配置され回転軸と共に回転する陰極治具と、回転軸とは離れた位置に配置され回転しない第２のめっき用陽極と、を有し、回転軸を回転させることで陰極治具を重力方向または重力方向に対して斜めに回転させることができることとする。
【００１６】
本発明の湿式表面処理装置によれば、ばね性または可撓性を有するめっき用陽極と陰極治具とが、回転軸と共に回転される。よって、複雑に曲がった管状の被処理物であっても、その内壁にめっき用陽極を配置することで、その内壁にめっき処理を行うことができる。また、めっき用陽極がばね性または可撓性を有しているため、被処理物の管内への差し込み、取り外しの繰り返しが容易である。また、その管内にめっき液の電気分解に起因するガスが滞留した場合でも、回転動作によって被処理物の外部へとガスを排出することができる。よって本発明に係る湿式表面処理装置は、被処理物の内壁への湿式表面処理の一種である電解めっき処理に適したものとなる。
【００１７】
他の本発明に係る湿式表面処理装置は、上述の発明に加え、めっき用陽極の周面には、ばね性または可撓性を有する一体成型物であって周面の一部をらせん状に被覆する非導電性のスペーサが設けられている。この構成を採用することによって、スペーサが一体成型物であることから取り扱い性に優れたものとなる。また、スペーサはばね性または可撓性を有していることから、めっき用陽極の屈曲およびその後の形状回復にスペーサが追従できる。
【００１８】
他の本発明に係る湿式表面処理装置は、上述の発明に加え、回転軸の回転速度を１分間に１０回転以下に調整可能としている。この構成を採用することによって、１分間に１０回転を超える速度の回転による強い遠心力によって処理物が治具から外れることがあるのを防止できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によって、被処理物の湿式表面処理に適した湿式表面処理方法および湿式表面処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本実施の形態に係る湿式表面処理装置について、電解めっき処理装置および電解めっき処理方法を例に図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（電解めっき処理装置の全体構成）
電解めっき処理装置１は、図１に示すように、その回転中心軸が重力方向に対して垂直の位置関係にある回転軸７と、回転軸７を回転させる回転駆動部８と、回転軸７の周面に配置され、回転軸７と共に回転するばね性または可撓性を有する棒状のめっき用陽極２とを有している。そして電解めっき処理装置１は、さらに、回転軸７の周面に配置され回転軸７と共に回転する陰極治具９と、回転軸７とは離れた位置に配置され回転しない第２のめっき用陽極１０とを有している。そしてこの電解めっき処理装置１は、回転軸７を回転させることで陰極治具９を重力方向に回転させることができるものである。
【００２２】
（めっき用陽極）
まず、電解めっき処理装置１を構成するめっき用陽極２について説明する。図２に示すように、めっき用陽極２は、それぞれが複数の金属線３からなる束３Ａが複数らせん状に縒り合わされて、ばね性を有するように形成される棒状の電極本体４を有している。また電極本体４の周面には、ばね性を有する樹脂からなる一体成型物であって周面の一部をらせん状に被覆する非導電性のスペーサ５を有している。なお、各束３Ａは、図２ではそれぞれ６本の金属線３から構成されているように示されているが、各束３Ａを構成する金属線３の数は２本以上であれば他の数としても良い。また電極本体４は、３本の束３Ａ，３Ａ，３Ａから構成されているが、２本以上であれば他の数としても良い。
【００２３】
金属線３は、太さ０．１ｍｍのステンレス線である。この実施の形態では、この金属線３を３０本束ねて束３Ａが構成される。金属線３を束ねるには、複数の金属線３同士を縒り合わせることで１つの束３Ａを形成する。このようにして得られる束３Ａを三つ用意し、それらの束３Ａを縒り合わせることで１本の電極本体４が製造される。電極本体４の根元の周面には、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という。）からなるコイル状部材を配置する。そしてコイル状部材の先端側を電極本体４の長さ方向に沿って伸ばすと、コイル状部材が塑性変形し、隙間５Ａを有するらせん状のスペーサ５となる。このようにして、めっき用陽極２が製造される。なお、めっき用陽極２の根元側のスペーサ５は、隙間５Ａを有することなく形成され（図示省略）、強度を確保しているが、スペーサ５の全体に渡って隙間５Ａを設けるようにしても良い。
【００２４】
電極本体４は、主に、ステンレスからなる細い金属線３によって構成されているため、屈曲させても塑性変形し難く弾性力によって形状が復元するばね性を有している。またスペーサ５は、隙間５Ａを有するコイル形状および材質（ＰＴＦＥ）に主として起因するばね性を有している。よって、めっき用陽極２に応力を付与して屈曲させ、その後その応力の付与を止めると、電極本体４はそのばね性によって屈曲前の形状へと回復し、それに追従してばね性を有するスペーサ５も屈曲前の形状へと回復する。
【００２５】
このめっき用陽極２は被処理物である管状物６（図３参照）、特に、複雑な形状の管状物６の内面へ、めっき層を形成するのに好適に用いられる。たとえばめっき用陽極２を図３（Ａ）に示す形状の鉄製の管状物６の管内に差し込んだ状態を図３（Ｂ）に示す。この管状物６は、内径が５０ｍｍで湾曲したＲ部６Ａを２箇所有している。そして、めっき用陽極２は管内の内壁面に沿って約３６０°屈曲された状態にある。この状態では、めっき用陽極２がそのばね性によって管状物６の管内の内壁を押し付けることとなり、めっき用陽極２と管状物６との両者間の摩擦力によって両者間の相対移動が防止されている。
【００２６】
なお、図３（Ｂ）では、電極本体４の根元側は図示を省略してあり、状態は表示されていないが実際には、スペーサ５の隙間５Ａは生じていない。他方、図３（Ｂ）に示すように管状物６の内部に挿入されるスペーサ５は全域に渡って隙間５Ａを有するようにされている。この状態でめっき工程が行われる。めっき工程終了後、めっき用陽極２を管状物６から抜き出すと、めっき用陽極２のばね性によりめっき用陽極２はその形状が回復し、ほぼ直線状となる。
【００２７】
めっき工程終了後、めっき用陽極２を管状物６から抜き出す際には、スペーサ５が電極本体４と管状物６との引っ掻きを防ぐ役割をも担う。よって、めっき層が損傷を受け難い。これは、スペーサ５が摩擦係数の小さいＰＴＦＥからなることから得られる効果である。また、ＰＴＦＥは耐酸性、耐アルカリ性に優れているため、繰り返しのめっき液等への浸漬によってもスペーサ５は変性および形状変化をし難い。
【００２８】
（電解めっき処理装置の構成要素）
次に、めっき用陽極２以外の電解めっき処理装置１を構成する要素について説明する。回転駆動部８は、図１に示すように、電源と、電源から電力をもらって回転力へと変換するモータ（図示省略）と、モータの回転力が伝達される第１の歯車８Ａおよび第１の歯車８Ａから回転力を受けて回転軸７を回転させる第２の歯車８Ｂを有している。またこの回転軸７の回転速度を１分間に１０回転以下の範囲で調節可能な調節部（図示省略）を有している。
【００２９】
回転軸７には、１つの陽極用支持板１１および１つの陰極用支持板１２によって１組の支持板組が形成され、回転軸７の回転方向に沿って１２０°間隔に３組の支持板組が固定されている。これによって３つの陽極用支持板１１が１２０°間隔に配置され、３つの陰極用支持板１２が同様に１２０°間隔に配置される。各陽極用支持板１１には、上述しためっき用陽極２が回転軸７の周面から放射状に伸びるように配置されている。そして各陽極用支持板１１には、めっき用陽極２が長尺方向（回転軸７の長さ方向）に等間隔に５つ固定されている。また陰極用支持板１２には、長尺方向（回転軸７の長さ方向）に５つの陰極治具９が等間隔に５つ固定されている。
【００３０】
各々の陰極治具９は、図１および図４に示すように、先端部が２回以上ジグザグに曲がり、強いばね弾発力を有する３本の金属棒９Ａを有している。この３本の金属棒９Ａは、陰極支持板１２には１つにまとめられ１箇所に固定されている。そして金属棒９Ａの先端に向かうに従って各々の金属棒９Ａの間隔が回転軸７の回転方向（縦方向）に広がっている。図４に示すように、３本の金属棒９Ａのうち一番上と真ん中の２本の金属棒９Ａは、ジグザグ部を除く付け根部分が、絶縁物９ｄによって被覆されている。また、金属棒９Ａのジグザグ部は、表面が平滑な円柱形状となっている。一方、図１に示すように、第２のめっき用陽極１０は、回転軸７の周面と対向する両位置に計２個固定配置されている。
【００３１】
１組の陽極用支持板１１および陰極用支持板１２が回転軸７に固定され、且つ管状物６がめっき用陽極２と陰極治具９に固定されている状態を図４に示す。この図４および図３（Ｂ）に示すように、めっき用陽極２が管状物６の管内へと差し込まれている。そして、陰極治具９を構成する３本の金属棒９Ａのうち、真ん中の金属棒９Ａと、それ以外の上下の金属棒９Ａとの間に管状物６をばね弾発力で挟んで固定している。金属棒９Ａと管状物６との接触部分は、上述したジグザグ部の凹部である。残りの２組の陽極用支持板１１および陰極用支持板１２も同様の構成となっている。金属棒９Ａの付勢力によって管状物６はその位置が動かないように固定されるが、めっき用陽極２と管状物６との摩擦力も管状物６の固定に寄与している。また、管状部６は、回転軸７の周面から所定距離離されて保持されている。すなわち、管状物６は、回転軸７に固定された陽極用支持板１１に配置されためっき用電極２と陰極治具９の各先端側に配置され固定されている。
【００３２】
図４に示すように管状物６がめっき用陽極２と陰極治具９に固定され、かつそれらが亜鉛めっき液（図示省略）の中に浸漬された状態で、第１の電源（図示省略）によってめっき用陽極２と陰極治具９の間に通電する。すると管状物６の内壁面に亜鉛めっきが施される。また、第２のめっき用陽極１０が上述の亜鉛めっき液の中に浸漬され、第２の電源（図示省略）によって第２のめっき用陽極１０と陰極治具９の間に通電する。すると管状物６の管の外側面に亜鉛めっきが施される。亜鉛めっきの最中は、管状物６がめっき用陽極２と陰極治具９に固定され、かつそれらが亜鉛めっき液（図示省略）の中に浸漬された状態で、回転軸７が３ｒｐｍの速度で回転する。
【００３３】
（電解亜鉛めっき処理方法）
本実施の形態に係る湿式表面処理方法について、電解亜鉛めっき処理方法を例に図５を参照しながら説明する。
【００３４】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法は、両端側の開口部を通じて液体の出入りが可能な被処理物である管状物６を回転軸７に固定した状態で、電解めっき処理している最中、または電解めっき処理をする前もしくは後に、回転軸７を重力方向に対して垂直または斜めの位置関係として配置し回転するものである。なお、開口部が１つのみのものまたは３つ以上のものにもこの電解亜鉛めっき処理方法は適用することができる。
【００３５】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法を、図５を参照しながら具体的に説明する。この電解亜鉛めっき処理方法は、上述の電解めっき処理装置１を用いてめっき用陽極２を被処理物である管状物６に差し込んで管状物６の内壁面をめっきする工程（ステップＳ１９）を有する。このめっき工程（ステップＳ１９）に先立って、めっき前工程が行われる。めっき前工程は、まず合計１５個の管状物６を図４に示すようにめっき用陽極２と陰極治具９に固定する（ステップＳ１１）。そして、回転軸７を３ｒｐｍで回転させる（ステップＳ１２）。この回転は、めっき処理のためのほぼ全工程（ステップＳ１２〜Ｓ２５）が終了するまで続ける。そして、回転装置部（電解めっき処理装置１から第２のめっき用陽極１０を除いた部分。以下同じ。）を移動させ、管状物６をアルカリ溶液中に入れて脱脂する（ステップＳ１３）。その後、管状物６に対して水中での水洗（ステップＳ１４）と酸性溶液中での洗浄による錆取り処理（ステップＳ１５）を行う。その後、回転装置部を移動させ水洗処理をする（ステップＳ１６）。さらにその後、回転装置部を移動させ、アルカリ溶液中で電解脱脂する（ステップＳ１７）。その後、さらに回転装置部を移動させ、管状物６を水中で水洗する（ステップＳ１８）。
【００３６】
ここで、脱脂工程（ステップＳ１３）、水洗工程（ステップＳ１４）、酸洗浄工程（ステップＳ１５）、水洗工程（ステップＳ１６）、電解脱脂工程（ステップＳ１７）および水洗工程（ステップＳ１８）の各工程の後には、回転装置部が移動する間、管状物６は各工程に用いられる液体に浸からない状態となる。各液体から抜け出る間も回転軸７は回転し続ける。そして、回転装置部が完全に上昇して移動は停止する。その状態で、回転装置部は、管状物６が直前に浸かっていた液体が入っていた槽の液面の上で回転軸７を１回回転させる。
【００３７】
そして、回転装置部は、めっき液が入っている槽の方向へ移動し、めっき工程（ステップＳ１９）を行う。めっき工程では、約２５℃の亜鉛めっき液が入っている長い一つのめっき槽中に合計３０分浸漬・通電する。亜鉛めっき液には、特に均一電着性の良いジンケート浴（カニング・ジャパン株式会社製  商品名「ＣＦＺ−２０」等）を用いる。この浸漬をしている間、上述の第１の電源の通電電流を４０Ａにし、上述の第２の電源の通電電流を４０Ａにして通電する。めっき槽には、第２のめっき用陽極１０が装着されている。めっき槽の中を回転装置部がいわゆるエレベータ方式によって、通電経路を同一にしつつ所定期間間隔で所定距離ずつ間欠的に移動する。その移動の際にも、通電および回転軸７の回転は継続して行われる。めっき工程（ステップＳ１９）が終了すると、回転装置部をめっき液の液面の上に出して、管状物６がめっき液に浸からない状態とする。そして、回転装置部をめっき液面の上で一旦移動を停止し回転軸７を１回回転させる。これにより、管状物６中に入っていためっき液をめっき槽に戻すことができる。ここで、当該槽の液面上を移動する間に回転装置部を１回回転させるようにしたり、１回転を超える回数回転させても良い。なお、エレベータ方式に代えていわゆるキャリヤ方式（回転装置部がめっき中同一箇所で移動せず回転してめっきする方式）を用いても良い。
【００３８】
その後、めっき槽の液面上から水槽の中の水中へと回転装置部の移動を行い、管状物６に対して水中での水洗洗浄を行う（ステップＳ２０）。その後回転装置部を水槽から引き上げ、硝酸溶液が入っている槽へ移動させ、管状物６を硝酸溶液へ浸漬する（ステップＳ２１）。その後、同様の移動を行い再度、管状物６を水洗洗浄し（ステップＳ２２）、その後、３価または６価のクロメート処理を行う（ステップＳ２３）。クロメート処理の後に再度、水洗（ステップＳ２４）と乾燥（ステップＳ２５）を行う。これで本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法のための全工程が終了する。
【００３９】
ここで、水洗工程（ステップＳ２０）、硝酸溶液へ浸漬する工程（ステップＳ２１）、水洗工程（ステップＳ２２）、クロメート処理工程（ステップＳ２３）および水洗工程（ステップＳ２４）の後には、回転装置部が次の槽に移動する間、管状物６は各工程に用いられる液体に浸からない状態となる。各液体から抜け出る間も回転軸７は回転し続ける。そして、回転装置部が完全に上昇してその移動は停止する。その状態で、回転装置部は、管状物６が直前に浸かっていた液体が入っていた槽の液面の上で１回回転させる。また、乾燥工程（ステップＳ２５）では、回転装置部は、その工程の間に回転軸７を１回以上回転させる。
【００４０】
（本発明の実施形態による主な効果）
このめっき方法の場合、管状物６を垂直回転させるため、管状物６の内面および外面に十分かつ迅速な電解めっきがされる。また、その外面のうち陰極治具９と管状物６の接触部分への電解めっき状態が改善され得る。これは、管状物６が垂直回転することによって、その接触部分にもめっき液が従来以上に流れ込むためである。また、通電の際にめっき液が電気分解してガスが発生し、管状物６内にガスが滞留する箇所（以下、エアポケットという。）ができても、管状物６の垂直回転によって迅速にガスを排出でき、従来電解めっきがされ難かったエアポケット部分にも十分な電解めっきがされる。そのため、管状物６全体に対して均一に電解めっき処理をすることができる。さらに、従来は水洗のための水等をエアー等によって撹拌して、水洗等を十分にすることがあったが、管状物６が垂直回転することによって、その撹拌と同様の効果を奏するため、別途水を撹拌する必要性が減少またはなくなった。
【００４１】
めっき液等の液体に浸からない状態で、直前に浸かっていた液体が入っていた槽の液面の上で管状物６を少なくとも１回回転させることによって、管状物６の内部に溜まっている液体を直前に浸かっていた液体が入っていた槽に迅速に戻すことができる。したがって、持ち出しによる薬品のロスを最小限にすることができ、同時に廃水処理の負担を軽減できる。また、乾燥工程の間に管状物６を１回以上回転させることによって、蒸発させるべき水分を管状物６の外に排出でき、乾燥工程を迅速かつ完全に行うことができる。
【００４２】
（他の実施形態）
上述した本実施の形態に係る電解めっき処理装置１、および電解亜鉛めっき処理方法は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において以下のように種々変形実施が可能である。
【００４３】
たとえば、回転軸７の回転中心軸を重力に対し斜め方向となるように配置しても良い。このように斜めに配置した場合、被処理物および固定治具（陰極治具９等）は重力方向に対し斜め方向に回転することとなる。また、本実施の形態に係る湿式表面処理方法および湿式表面処理装置は、上述の電解めっき処理、脱脂処理、水洗処理または乾燥処理以外に、たとえば無電解めっき処理、錆取り処理、または化学研磨処理等の研磨処理等に適用することができる。
【００４４】
これらの無電解めっき処理等の処理では湿式表面処理装置はめっき用陽極２等を要しない。そのため、これらの処理に用いることができる湿式表面処理装置（以下、装置１Ａという。）は、その回転中心軸が重力方向に対して垂直または斜めの位置関係にある回転軸と、回転軸を回転させる回転駆動部を有していることが最低必要条件となる。そして、装置１Ａは、回転軸の周面に湿式表面処理の対象となる被処理物であって１つまたは複数の開口部を有し開口部を通じて液体の出入りが可能な被処理物を固定する固定治具を有し、回転軸を回転させることで被処理物および固定治具を重力方向に、または重力方向に対して斜めに回転させることができるものとなる。
【００４５】
ここで固定治具には、たとえば上述の陰極治具９と同様の動作によって被処理物を固定させるもの等を用いることができる。また装置１Ａの回転軸および回転駆動部には、たとえば上述の回転軸７および回転駆動部８と同様のもの等を用いることができる。
【００４６】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１は、回転軸７の周囲に陽極支持板１１および陰極支持板１２を設けているため、管状物６が回転軸７から所定距離離した状態で回転軸７に固定されている。しかしこのような構成とせずに、管状物６を回転軸７に接するように直接固定することとしても良い。しかし管状物６を回転軸７の周面から所定距離離して回転軸７に固定した方が、管状物６はより強い遠心力を受けることができ、小さい回転速度でも管状物６の内部の液体をより円滑に排出できる場合がある。このことは装置１Ａについても同様である。
【００４７】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法は、被処理物を鉄とし、めっきする金属を亜鉛としているが、本発明に係る湿式表面処理方法はこれらに限定されない。たとえば、被処理物であるステンレスまたは真鍮等の金属の表面にニッケルを電解めっきし、その後、金または白金もしくはクロム等を電解めっきする場合等にも適用できる。
【００４８】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１、および電解亜鉛めっき処理方法で用いているめっき用陽極２の金属線３は、ステンレスを主たる材質としているが他の材質を用いても良い。たとえば白金等である。白金およびステンレスは陽極酸化され難いため、陽極の材質として適している。また、金属線３の太さは０．１ｍｍとしているが、金属のばね性を発揮しやすい範囲であればそれ以外の太さとしても良い。たとえば金属線３がステンレスからなる場合は、概ね０．０１ｍｍから０．３ｍｍが好適である。また、電極本体４を構成する束３Ａには、複数の金属線３同士を縒り合わせて束３Ａを形成したものを用いている。しかし、このような縒り合わせは必須ではない。たとえばステンレス線等を用いて金属線３を所定間隔で結んで束３Ａを形成することもできる。また本実施の形態に係るめっき用陽極２は、管状物以外をめっきの対象とする電極としても使用できる。たとえば、通常の平板部材等にめっきするときの電極として使用すれば、被処理物となる部材の大きさの変更等に容易に対応できるものとなる。さらにめっき用陽極２は、ばね性を有さず、可撓性のみ有するものであっても良い。ただし、管状物６が複雑な形状のものでめっき用陽極２を繰り返し使用する場合には、めっき用陽極２はばね性を有していた方が良い。
【００４９】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１および電解亜鉛めっき処理方法で用いているめっき用陽極２のスペーサ５は、隙間５Ａを有するコイル形状（らせん状）をなしている。このスペーサ５は、他の形状であっても良い。この他の形状は、たとえば網目の隙間を有する筒状の形状、一体成型物で無い複数の筒状物を連ねた形状等である。しかし、隙間５Ａを有するコイル形状は、隙間５Ａの無いコイル形状の状態から隙間５Ａを形成する方向（電極本体４の長さ方向）に伸ばすことで簡単に形成できる利点があり、好ましい。また、スペーサ５の材料はＰＴＦＥとしているが、他の材料としても良い。たとえばポリプロピレン等の樹脂、ガラス繊維、セラミック繊維等である。しかし、上述のようにＰＴＦＥは摩擦係数が小さく、めっき層を損傷しない利点があるため、ＰＴＦＥを用いることが好ましい。
【００５０】
スペーサ５として、摩擦係数が低いものを求める場合には、銅との静摩擦係数が０．１から０．６のものがスペーサとして好ましい。より好ましいのは、スペーサ５の銅との静摩擦係数が０．１から０．１５、０．１から０．２、０．１から０．３、０．１から０．４、または０．１から０．５のスペーサ５である。しかし、本実施の形態のように、鉄からなる被処理物を亜鉛めっきする場合には、部分的に亜鉛めっき層が除去され、被処理物の素地が露出しても、鉄よりも亜鉛が優先的に腐食（酸化）され犠牲アノードとして働く。よってその場合は、スペーサ５の材料としてガラス繊維等を選択しても、めっきによる被処理物の防食効果を得ることができる。
【００５１】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１は、回転駆動部８を構成するモータの回転力が第１の歯車８Ａおよび第２の歯車８Ｂを介して回転軸７に伝達される。しかし、モータの回転力が直接回転軸７に伝達される構成としても良い。また回転駆動部８は、歯車以外の回転力伝達手段、たとえばプーリーが受けた回転力がベルトを介して伝達される手段等を有していても良い。このことは装置１Ａについても同様である。
【００５２】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１は、陽極用支持板１１および陰極用支持板１２を有しているが、これらは必須の構成部材ではない。また陰極治具９は、先端部が２回以上ジグザグに曲がり、強いばね弾発力を有する３本の金属棒９Ａを有し、そのばね弾発力を利用して管状物６に接触し管状物６を保持している。しかし陰極治具９はこのような構成を有している必要は無く、他の構成によって陰極治具９と管状物６との接触を確保しても良い。たとえば、管状物６をクリップで挟みこみ固定するようにしても良い。このことは装置１Ａの固定治具についても同様である。
【００５３】
しかし金属棒９Ａは、本実施の形態のように、その先端のジグザグ形状を利用して、かつ、複数の金属棒９Ａの先端をテーパー状にすることで、管状物６を複数の金属棒９Ａの間に挿入し易くすることができ、好ましい。そして本実施の形態では、その挿入が複数の金属棒９Ａのジグザグ形状の次の曲がりを過ぎるまでに至ると、管状物６が複数の金属棒９Ａの凹部によって固定される。金属棒９Ａは、このような簡単な作業で陰極治具９と管状物６との接触を確保できる。さらに、金属棒９Ａは、その側面の断面円形の平滑面を管状物６の外側の面に当接させ、管状物６を傷付けるのを極力抑制している。よって、陰極治具９が複数の金属棒９Ａで構成される本形態の構成が好ましい。
【００５４】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１は、第２のめっき用陽極１０を有している。この第２のめっき用陽極１０は回転しないが、管状物６と共に回転させる構成としても良い。しかし、管状物６のように複雑な形状の被処理物の外側面を均一にめっきするには、第２のめっき用陽極１０を回転させない、もしくは管状物６と共にではなく回転させ、被処理物と第２のめっき用陽極１０との間の距離を固定させない方が良い。その理由は、被処理物と第２のめっき用陽極１０との間の距離が固定されると、被処理物のうち第２のめっき用陽極１０に近い部分が集中的にめっきされ、第２のめっき用陽極１０から遠い被処理物の部分はめっきされ難い場合があるためである。
【００５５】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１では、第１の電源によってめっき用陽極２と陰極治具９の間に通電し、第２の電源によって第２のめっき用陽極１０と陰極治具９の間に通電している。しかしこのように管状物６の内壁面へとめっきするための電源と、管状物６の外側面へとめっきするための電源とを別個のものとせずに一つの電源で両電源を兼ねる構成としても良い。しかし、管状物６のように管状形状の被処理物の場合は、管状物６の内壁面と、管状物６の外側面とのめっき条件が大きく異なる。よって、それぞれのめっき条件に適した電流値または電圧値を設定できるように、管状物６の内壁面へのめっきのための電源と、管状物６の外側面へのめっきのための電源を別々に設けることが好ましい。
【００５６】
本実施の形態に係る電解めっき処理装置１および電解亜鉛めっき処理方法では、回転軸７の回転速度を３ｒｐｍとしている。しかしこの回転速度は、めっき条件、または電解めっき処理装置１の構成等によって適宜変更して設定しても良い。本実施の形態に係る電解めっき処理装置１の場合は、１０ｒｐｍ以下とするのが好ましい。この回転数を１０ｒｐｍ以下とすると、強い遠心力によって空気中で管内に液体が滞留することがあったり処理物が治具（陰極治具９等）から外れることがあるのを防止できる。なお、この回転数は、上述した問題の防止と回転させることのメリットを考慮すると、２〜７ｒｐｍとするのが好ましいが、処理物または湿式表面処理装置の寸法等の諸条件によって、適宜好適な回転速度を設定することができる。これらのことは装置１Ａについても同様である。
【００５７】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法では、めっき工程に先立って以下の工程を実施している。まず管状物６をアルカリ溶液中で脱脂し、その後管状物６を水中での水洗と酸性溶液中での洗浄を行っている。さらにその後、アルカリ溶液中で電解脱脂し、またその後管状物６を水中で水洗している。そして、めっきを行った後には、管状物６の水洗洗浄を行っている。さらに水洗洗浄後、硝酸溶液に浸漬させた後水洗し、クロメート処理およびその後に水洗、乾燥する工程を行っている。しかし、これらの工程の一部または全部は、省略することができる。
【００５８】
また本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法では、亜鉛めっきに際してめっき液に特に均一電着性の良いジンケート浴を用いているが、これに限定されず、通常のジンケート浴を用いても良い。また、ジンケート浴以外のものを用いることができる。たとえばシアン化ナトリウムが含まれているいわゆるシアン浴等を用いることができる。しかし、ジンケート浴は環境調和性に優れているため好適に使用できる。また、塩化物または硫酸塩等を使用する酸性浴をめっき液に用いても良い。
【００５９】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法では、被処理物に複雑な形状の管状物６を用いている。しかし直線状の単純な管状物としても良い。また、両端が開口している管状物６以外の形状の物を被処理物とすることができる。たとえば、管状物の一方の開口部を閉じた袋状の管状物（たとえばお椀状の形状のもの、コップ状の形状のもの等）、幹の部分から枝分かれした管状物等である。この枝分かれした管状物の内壁面にめっきを施す場合は、管状物の幹の部分および枝の部分に、被処理物と同様に枝分かれしためっき用陽極を挿入して行き渡らせることで対応することができる。このことは装置１Ａを用いて湿式表面処理を行う場合についても同様である。
【００６０】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法では、一つのめっき槽を用いてめっきを行っている。しかし、複数のめっき槽を使用し、その複数のめっき槽を回転装置部が移動しているようにしてめっきを行っても良い。
【００６１】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法では、電解めっき処理のための全工程が終了するまで電解めっき処理装置１の回転軸７を回転させている。しかし、めっきのための全工程の一部または全部でその回転を停止させても良い。たとえば、めっき槽間を回転装置部が移動する間等は、回転による管状物６の管内のめっき液およびエアポケット部分のガスの排出が終了する場合があり、その後かつ次のめっき槽へ回転装置部が浸漬される前の回転は不要な動作である場合があるためである。また、被処理物の形状によっては、めっき槽内のめっき液攪拌手段または水洗槽内の水攪拌手段等で、被処理物内のめっき液または水の交換およびエアポケット部分のガスの排出が十分に行われることがあるためである。このことは装置１Ａを用いて湿式表面処理を行う場合についても同様である。たとえば、湿式表面処理が無電解めっき処理である場合も、被処理物の中にエアポケットが発生する場合があるが、上述の攪拌手段等によってガスの排出を十分とすることができることがある。
【００６２】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法では、管状物６を湿式表面処理のための液体が入った槽に浸けた後、その槽の液面上にて回転軸７を少なくとも１回転している。しかし、この回転は必須ではない。ただし、この回転を行うことが、以下の点で好ましい。第１の点は、めっき液、水洗のための水、脱脂のための液体、クロメート処理のための液体等の異なる液体を極力混ざらないようにできる点である。すなわち、管状物６をたとえばめっき液に浸漬すると、管状物６の中にめっき液が閉じこめられる。その閉じこめられためっき液をそのまま別の液体、たとえば水洗のための水に浸漬すると、水洗のための水が汚染され、液の交換等を頻繁に行わなければならず、コスト面、作業面等から好ましくない。そこで電解めっきのための全工程が終了するまで電解めっき処理装置１の回転軸７を回転させると、管状物６の中に閉じこめられたたとえばめっき液をめっき液の槽に容易に戻すことができる。このとき、めっき液の槽の真上で電解めっき処理装置１の回転軸７を回転させる。その回転数は、管状物６または被処理物の形状等に依存するが、本実施の形態のように、概ね１回転以上液面の上で回転とすることが好ましい。
【００６３】
第２の点は、電解めっき処理工程の総時間を短縮できる点である。すなわち、管状物６の中に閉じこめられためっき液を、めっき液の槽の真上で電解めっき処理装置１の回転軸７を回転させることで迅速にめっき液の槽に戻すことができる。このことは、水洗のための水、脱脂のための液体、クロメート処理のための液体等についても同様に言える。そのため、電解めっき処理工程の総時間を短縮できる。これらの点は装置１Ａを用いて湿式表面処理を行う場合についても同様である。
【００６４】
本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法では、第１の電源の通電電流（管状物６の内側面へのめっきのための通電電流）を４０Ａ、第２の電源の通電電流（管状物６の外側面へのめっきのための通電電流）を４０Ａにしている。しかし、これら以外の通電電流値とすることができる。また、第１の電源の通電電流を第２の電源の通電電流とを異なる値にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態に係る電解めっき処理装置の要部の外観を示す図である。
【図２】図１に示す電解めっき処理装置に使用されるめっき用陽極の外観の概要を示す要部斜視図である。
【図３】図２のめっき用電極の使用方法を説明する図で、（Ａ）は、本実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法に用いられる管状物である被処理物を示す図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す管状物の管内に図２に示す本実施の形態に係るめっき用陽極を差し込んだ状態を示す図である。
【図４】図１に示す電解めっき処理装置の一部であって、１組の陽極用支持板および陰極用支持板が回転軸に固定され、且つ管状物がめっき用電極と陰極治具に固定されている状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電解亜鉛めっき処理方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１  電解めっき処理装置（湿式表面処理装置）
１Ａ  装置（湿式表面処理装置）
２  めっき用陽極
３  金属線（めっき用陽極の一部）
３Ａ  束（めっき用陽極の一部）
４  電極本体（めっき用陽極の一部）
５  スペーサ（めっき用陽極の一部）
６  管状物（被処理物）
７  回転軸
８  回転駆動部
９  陰極治具
１０  第２のめっき用陽極
【図１】
2009084659.tif 000003
【図２】
2009084659.tif 000004
【図３】
2009084659.tif 000005
【図４】
2009084659.tif 000006
【図５】
2009084659.tif 000007