特許 5880510 ３価クロムめっき液の再生装置、前記再生装置を備えた３価クロムめっきシステム、及び３価クロムめっき液の再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5880510

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】３価クロムめっき液の再生装置、前記再生装置を備えた３価クロムめっきシステム、及び３価クロムめっき液の再生方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 21/18 20060101AFI20160225BHJP

   C25D 3/06 20060101ALI20160225BHJP

【ＦＩ】

   C25D21/18 N

   C25D3/06

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-201768(P2013-201768)

(22)【出願日】2013年9月27日

(65)【公開番号】特開2015-67849(P2015-67849A)

(43)【公開日】2015年4月13日

【審査請求日】2015年9月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】柴田 明

(72)【発明者】

【氏名】井土 尚泰

(72)【発明者】

【氏名】吉田 順治

(72)【発明者】

【氏名】森本 健二郎

【審査官】 瀧口 博史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３２２５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１５０３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−１１８８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−３０６６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−１７３１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−３５１３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ ２１／１６

Ｃ２５Ｄ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

３価クロムイオンと還元剤とを含有する３価クロムめっき液を循環する３価クロムめっき液の再生装置であって、
３価クロムめっき後の３価クロムめっき液が供給される再生槽と、該再生槽から３価クロムめっき液が供給される冷却槽とを備え、
前記再生槽の温度は、３価クロムめっき温度より高く設定され、
前記冷却槽の温度は、前記３価クロムめっき温度以上であって、前記再生槽の温度より低く設定されていることを特徴とする３価クロムめっき液の再生装置。

【請求項2】

前記再生槽の温度は、４０℃を超えて１００℃未満であることを特徴とする請求項１記載の３価クロムめっき液の再生装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の３価クロムめっき液の再生装置を備えた３価クロムめっきシステムであって、
３価クロムめっきを施すための本槽と、前記本槽との間で３価クロムめっき液を循環して前記本槽に３価クロムめっき液を供給するためのサブ槽とを備え、
前記サブ槽内の３価クロムめっき液を前記再生装置に循環することを特徴とする３価クロムめっきシステム。

【請求項4】

３価クロムめっきを施す本槽から取り出した３価クロムめっき液を、３価クロムめっき温度より高い温度まで加熱する加熱工程と、
加熱された前記３価クロムめっき液を前記３価クロムめっき温度まで冷却して前記本槽に戻す冷却工程と、
を含むことを特徴とする３価クロムめっき液の再生方法。

【請求項5】

前記加熱工程は、４０℃を超えて１００℃未満の温度で前記３価クロムめっき液を加熱することを特徴とする請求項４記載の３価クロムめっき液の再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３価クロムめっき液中で生成する６価クロムイオン濃度を減少させるために用いられる３価クロムめっき液の再生装置、当該再生装置を備えた３価クロムめっきシステム、及び３価クロムめっき液中で生成する６価クロムイオン濃度を減少させるための３価クロムめっき液の再生方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

金属、樹脂、セラミックなどの素材表面の装飾性を高めたり、防錆性、防食性、耐摩耗性、耐熱性、装飾性等各種性能を付与したりするために、素材表面の表面処理技術の一つとしてめっき処理が行われている。その中でも、皮膜が固くて安定であり、変色や腐食に強くて鏡面光沢を有するクロムめっきは、耐摩耗性や光沢性に優れており、銅やニッケルめっきを下地としためっき層に装飾性を付与するための仕上げの最上層めっきとして使用されている。

【0003】

多くの工業製品の表面処理にこうした装飾クロムめっきを施す場合、従来では、防錆性、防食性に優れた被膜特性を有し、また、めっき浴管理も容易であることから、６価クロムめっきが幅広く使用されてきた。しかし、６価クロムは人体に影響を与える有害物質であることから環境面における問題があり、環境基本法等によっても排水規制が行われている。そこで近年では、人体や環境への悪影響に対応するため、６価クロムめっきの代替法として３価クロムめっきの利用が進められてきている。

【0004】

３価クロムめっきは、例えば、陽極電極として鉛合金電極を用い、塩化クロム、硫酸クロムナトリウム等の３価クロム源、錯化剤、電導塩、ｐＨ緩衝剤、及び界面活性剤等を含有する浴中で、比較的低電流密度で行われるものが知られている。こういった３価クロムめっきは、６価クロムめっきと比べて浴安定性が低いことから、良好なめっき層を安定して得ることが難しかったものの、近年では、浴の改良が進んで６価クロムめっきの代替法として定着してきている。

【0005】

しかし、その一方で、３価クロムめっき浴中で陰極側の製品に対する金属クロムの析出が進行すると、陽極電極側では、３価クロムイオンが酸化されて６価クロムイオンが生成し、生成した６価クロムイオンが製品の基材表面の状態を変質させるといった問題がある。こういった基材表面の変質現象は、６価クロムイオン濃度が所定濃度を超えると観察され、また、電流密度が高い部分、つまり、陽極電極に近い部分で生じやすい。そして、基材表面の変質が起こると基材表面に対する金属クロムの付着性が悪くなり、基材表面にはヤケが生じてしまうため、結果として製造された製品の色調が悪くなって外観不良を起こす要因となっていた。

【0006】

特許文献１には、３価クロムめっき浴中での６価クロムイオンの生成を抑制して長期にわたって安定した３価クロムめっきを可能とするためのクロムめっき方法が記載されている。ここでは、陽極電極として酸化イリジウムからなる電極触媒の被覆を形成した電極を使用すること、或いは、陽極電極をクロムめっき浴中でイオン交換膜で区画した陽極室に設けること、が記載されている。

【0007】

特許文献２には、建浴段階で還元剤を加えて、６価クロムイオンを３価クロムイオンに還元させるための３価クロムクロメート液の調整方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平８−１３１９９号公報

【特許文献2】特開２００６−２８５４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、特許文献１に記載されるクロムめっき方法において、酸化イリジウムからなる電極触媒の被覆を形成した電極を使用して３価クロムめっきを行った場合には、６価クロムイオンの生成を抑制することはできるものの、その抑制量は十分ではなく、なお改善の余地があるものであった。また、陽極電極をイオン交換膜で区画した場合には、生成した６価クロムイオンによる基材表面の変質を抑制することはできるものの、６価クロムイオン自体の生成を抑制するものではないため、根本的な解決となるものではなかった。

【0010】

特許文献２に記載される３価クロムめっきでは、還元剤による反応率向上のために浴温を高温に維持するものであり、高温では還元反応は効率的に進行するものの、３価クロムめっきの浴安定性は悪くなり、３価クロムめっき自体の効率が損なわれるといった問題があった。

【0011】

本発明は、こういった問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、３価クロムめっき液中に生成する６価クロムイオン濃度を減少させることである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記目的を達成するために、請求項１に記載の３価クロムめっき液の再生装置の発明では、３価クロムイオンと還元剤とを含有する３価クロムめっき液を循環する再生装置であって、３価クロムめっき後の３価クロムめっき液が供給される再生槽と、該再生槽から３価クロムめっき液が供給される冷却槽とを備え、前記再生槽の温度は、３価クロムめっき温度より高く設定され、前記冷却槽の温度は、前記３価クロムめっき温度以上であって、前記再生槽の温度より低く設定されていることを要旨とする。

【0013】

この発明によれば、３価クロムめっき温度より高く設定された再生槽に３価クロムめっき液が循環されることにより、３価クロムめっき液中に含有される還元剤の反応速度を増大させることができる。これにより、３価クロムめっき液中で生成した６価クロムイオンを効率的に還元することが可能であり、金属クロムの付着性に影響のない濃度範囲にまで６価クロムイオンを減少させることができる。したがって、再生槽で６価クロムイオン濃度が減少した３価クロムめっき液を３価クロムめっき処理槽に再度供給することができる。また、このとき、再生槽の３価クロムめっき液を冷却槽に供給することから、再生槽で６価クロムイオンが減少した３価クロムめっき液を、冷却槽で効率的に冷却して３価クロムめっき処理槽に供給することができる。したがって、冷却槽内の３価クロムめっき液の温度が、３価クロムめっき処理の至適温度からはずれることが抑制される。

【0014】

上記構成において、前記再生槽の温度は、４０℃を超えて１００℃未満であることが好ましい。
前記目的を達成するために、請求項３に記載の３価クロムめっきシステムの発明では、請求項１又は２記載の３価クロムめっき液の再生装置を備え、３価クロムめっきを施すための本槽と、前記本槽との間で３価クロムめっき液を循環して前記本槽に３価クロムめっき液を供給するためのサブ槽とを備え、前記サブ槽内の３価クロムめっき液を前記再生装置に循環することを要旨とする。

【0015】

３価クロムめっき液を本槽との間で循環して供給するサブ槽内の３価クロムめっき液には、３価クロムめっきにより生成した６価クロムイオンが存在している。請求項３に記載の３価クロムめっきシステムによれば、高温に設定された再生槽を備えた再生装置に３価クロムめっき液を循環することにより、３価クロムめっき液中の還元剤による反応を促進させて６価クロムイオンを還元することができる。これにより、本槽内の３価クロムめっき液中の６価クロムイオンを、金属クロムの付着性に影響のない濃度にまで減少させることができるため、製品に対する付着むらを抑制することが可能な３価クロムめっきシステムを構築することが可能となる。

【0016】

また、３価クロムめっきを実際に行う本槽とは別に設けられた再生装置の再生槽の温度を、３価クロムめっき温度より高温に設定していることから、３価クロムめっき処理と、３価クロムめっき液の再生とを異なる温度で行うことができる。それぞれの反応の至適温度に各槽を設定することができるため、各反応を効率的に行うことができる。

【0017】

前記目的を達成するために、請求項４に記載の３価クロムめっき液の再生方法の発明では、３価クロムめっきを施す本槽から取り出した３価クロムめっき液を、３価クロムめっき温度より高い温度まで加熱する加熱工程と、加熱された前記３価クロムめっき液を前記３価クロムめっき温度まで冷却して前記本槽に戻す冷却工程と、を含むことを要旨とする。

【0018】

上記構成において、前記加熱工程は、４０℃を超えて１００℃未満の温度で前記３価クロムめっき液を加熱することを要旨とする。

【発明の効果】

【0019】

本発明の３価クロムめっき液の再生装置、当該再生装置を備えた３価クロムめっきシステム、及び３価クロムめっき液の再生方法によれば、３価クロムめっき液中に生成する６価クロムイオン濃度を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】３価クロムめっきシステムの概略図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を具体化した一実施形態としての３価クロムめっきシステムについて説明する。
本実施形態の３価クロムめっきシステムは、銅やニッケルめっきを下地とした金属めっき層に、装飾性を付与するための仕上げのめっきとして、製品の最上層に積層される装飾３価クロムめっき処理に適用されるものである。

【0022】

３価クロムめっき処理に供される基材は、従来公知の方法によって表面処理されたものを使用することができる。基材の素材としては、従来公知の樹脂素材或いは金属素材を適宜選択して使用することができる。３価クロムめっき処理を施す前の一般的な表面処理も従来公知の方法で行えばよい。

【0023】

例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂を使用する場合、脱脂工程、エッチング工程、触媒付与工程、及び酸活性化工程によって、ＡＢＳ樹脂基材表面を前処理した後、無電解ニッケルめっき処理によって素材表面に導電性を付与する。その後、銅めっき処理、ニッケルめっき処理を経て、３価クロムめっきを最上層に積層するようにすればよい。これら前処理、銅めっき処理、及びニッケルめっき処理のいずれも従来公知の方法により行うことができる。

【0024】

図１に示すように、本実施形態の３価クロムめっきシステム１は、３価クロムめっき処理を施すための本槽２と、本槽２との間で３価クロムめっき液を循環して本槽２に３価クロムイオンを供給するためのサブ槽３と、再生装置４とで構成されている。再生装置４は、本槽２で３価クロムめっきが進行したときに生成した６価クロムイオンを還元するための装置であり、３価クロムめっき液中に存在する還元剤の反応を促進して６価クロムイオン濃度を減少させるものである。

【0025】

本実施形態の３価クロムめっきシステム１に設けられる再生装置４は、３価クロムめっき液を加熱するための再生槽５と、加熱された３価クロムめっき液を冷却するための冷却槽６とを備えている。本槽２、サブ槽３、再生槽５、及び冷却槽６の間は、図示しないポンプによって３価クロムめっき液が循環するようになっている。図１に示すように、本槽２とサブ槽３との間で循環している３価クロムめっき液は、再生槽５、冷却槽６の順に供給された後、サブ槽３を介して本槽２に戻される。

【0026】

本槽２では、３価クロムめっきを施す基材を陰極２１にセットし、カーボン或いは鉛ースズ合金等からなる陽極電極２２と陰極２１との間で通電を行うことで３価クロムめっき処理を行うものである。３価クロムめっき処理は、従来公知の３価クロムめっき液にて従来公知の条件下で行うことができる。例えば、塩化クロム、硫酸クロムナトリウム等をクロム供給源とし、ギ酸カリウム、リンゴ酸ナトリウム等の錯化剤、塩化アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム等の電導塩、ｐＨ緩衝剤、析出促進剤等を含有するめっき浴に浸漬することによって行うことができる。

【0027】

ここで、３価クロムめっき液中には、還元剤が含有されていることが必須である。３価クロムめっき液中では、浴液中に含有される３価クロムイオンが陽極電極２２側で酸化されて６価クロムイオンの生成が進むことが観察される。そして、浴液中の６価クロムイオンが所定濃度以上となると、製品表面の色調が悪くなって外観不良が生じる場合がある。これは、６価クロムイオンの存在が基材表面の変質を引き起こすことによるものであると考えられ、こういった基材表面の変質によって金属クロムの付着性が悪くなるためであると考えられる。

【0028】

還元剤の種類としては、特に限定されるものではない。例えば、リンゴ酸、クエン酸等の有機酸系の還元剤、ホウ水素化ナトリウム、テトラヒドロホウ酸カリウム、ジメチルアミンボラン等の水素化ホウ素系の還元剤、亜リン酸、次亜リン酸等の亜リン酸系の還元剤、重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸系の還元剤、或いは、ヒドラジン、ホルムアルデヒドといった従来公知の還元剤を適宜使用することができる。還元剤は１種類であってもよく、複数種類を適宜組み合わせて使用することもできる。

【0029】

通常、３価クロムめっき処理は浴温度が３０〜５０℃に管理されており、比較的低温領域で行われる。このような浴温度では、浴液中に含有される還元剤による還元作用が十分とは言えず、３価クロムめっき液中で生成する６価クロムイオン量に比べて、６価クロムイオンの還元量が少ないものとなる。３価クロムめっき液中に含有される還元剤による還元作用を効果的に発現させるために、３価クロムめっきを行う本槽２とは別に再生装置４を備えている。再生装置４では、再生槽５で、循環された３価クロムめっき液を３価クロムめっきの浴温度より高温に加熱することで、３価クロムめっき液中で生成した６価クロムイオンの還元反応を効率的に進めるとともに、冷却槽６で３価クロムめっき液を３価クロムめっき処理の浴温度まで冷却して、サブ槽３を介して本槽２へ戻すようにしているものである。

【0030】

３価クロムめっきシステム１を構成する各槽における温度について説明する。本槽２における３価クロムめっき液の温度は、３価クロムめっき処理のための至適温度であればよいが、３０〜５０℃であることが好ましい。本槽２内の３価クロムめっき液を循環して、本槽２に３価クロムめっき液を供給するためのサブ槽３についても本槽２とほぼ同じ温度に保持されていることが好ましい。図１に示した例では、本槽２、サブ槽３ともに、３価クロムめっき液の浴温度が４０℃となるように管理されている。

【0031】

循環された３価クロムめっき液を加熱するための再生槽５の温度は、３価クロムめっき液に含まれる還元剤によって浴液中の６価クロムイオン濃度を減少させることができる温度であることが必要である。つまり、還元剤の還元反応を進行させるために十分な温度であることが必要である。再生槽５の温度は、３価クロムめっき処理の温度より高く設定されており、３価クロムめっき液の浴温度を４０℃に設定している場合には、４０℃を超えて１００℃未満であることが好ましい。４０℃以下の低温であると還元剤による還元反応が起こりにくくなり、１００℃以上の高温であると３価クロムめっき液の溶媒である水が沸騰してしまうため好ましくない。５０〜８０℃であることがより好ましく、６０〜７０℃であることがさらに好ましい。図１に示した例では、再生槽５の温度が７０℃となるように管理されている。

【0032】

また、再生槽５により加熱された３価クロムめっき液を冷却するための冷却槽６の温度は、本槽２の温度以上であって、前記再生槽５の温度より低く設定されていることが好ましい。３価クロムめっき液を冷却してサブ槽３を経て本槽２へ供給することを考慮して、本槽２の温度、つまり、３価クロムめっき処理における処理温度に、より近いことが好ましい。例えば、図１に示した例では、冷却槽６の温度を４３℃に設定して、３価クロムめっき液の浴温度４０℃に近い温度としている。これにより、３価クロムめっき液をサブ槽３を介して本槽２に供給したときに、本槽２内の３価クロムめっき液の温度を過度に上昇させることがなく、加熱された３価クロムめっき液による３価クロムめっき処理への影響を抑制することができる。

【0033】

このように構成された本実施形態の３価クロムめっきシステム１では、本槽２で３価クロムめっき処理が行われると、陽極電極２２側で６価クロムイオンが生成し、６価クロムイオンが所定濃度以上になると、陰極２１側の基材表面状態に影響を及ぼすことが考えられる。本槽２との間で３価クロムめっき液を循環させて本槽２へ３価クロムイオンを供給するサブ槽３から、再生装置４の再生槽５側へ３価クロムめっき液を循環させて、再生槽５内で３価クロムめっき液を加熱する。これにより、３価クロムめっき液中で生成した６価クロムイオンが、浴液中に含まれる還元剤によって３価クロムイオンに還元される。６価クロムイオン濃度が減少した３価クロムめっき液は、冷却槽６において３価クロムめっき処理の処理温度近くまで冷却されて、サブ槽３を介して本槽２へ戻される。このようにして、本実施形態の３価クロムめっきシステム１では、３価クロムめっき処理中に生成した６価クロムイオン濃度を減少させて、好適な３価クロムめっき処理を長期間にわたって行うことができる。

【0034】

次に、本実施形態の３価クロムめっきシステム１の作用について記載する。
本実施形態の３価クロムめっきシステム１では、本槽２における３価クロムめっき処理によって、陽極電極２２側で生成した６価クロムイオンを含む３価クロムめっき液が、図示しないポンプによって吸引されて、サブ槽３を介して再生装置４の再生槽５に供給される。再生槽５は、３価クロムめっき処理の処理温度である４０℃より高い７０℃に保持されていることから、３価クロムめっき液が加熱されて、３価クロムめっき液中に含まれる還元剤の還元作用が増大する。これによって、３価クロムめっき液中に生成した６価クロムイオンが還元されて３価クロムイオンとなり、浴液中の６価クロムイオン濃度が減少するように作用する。

【0035】

また、加熱されて６価クロムイオン濃度が減少した３価クロムめっき液は、図示しないポンプによって吸引されて、冷却槽６に供給される。冷却槽６は、再生槽５より低い温度であって３価クロムめっき処理の処理温度に近い４３℃に保持されていることから、再生槽５で加熱された３価クロムめっき液が冷却される。これによって、冷却された３価クロムめっき液は、サブ槽３を介して本槽２に供給されたときに、本槽２内の３価クロムめっき液の温度を過度に上昇させないように作用する。

【0036】

次に、本実施形態の３価クロムめっきシステム１の効果について記載する。
（１）３価クロムめっきを行う本槽２は３価クロムめっき処理に最適な温度に保持される一方で、本槽２とは別に設けられた再生装置４は、３価クロムめっき液を高温に加熱している。これにより、３価クロムめっき液中に含まれる還元剤による還元作用を好適に発揮させることができる。３価クロムめっき処理を行う本槽２と、６価クロムイオンの還元反応を進める再生装置４とを別構成とすることで、３価クロムめっき処理に影響を与えることなく、６価クロムイオンの還元反応を効率的に行うことができる。そして、３価クロムめっき液中の６価クロムイオン濃度を、金属クロム皮膜の形成に影響を与えないレベルまで減少させることが可能な３価クロムめっきシステム１を構築することができる。

【0037】

（２）再生装置４を、３価クロムめっき液を加熱する再生槽５と、加熱された３価クロムめっき液を冷却する冷却槽６で構成している。還元剤の還元反応を効率的に進めるとともに、本槽２内の３価クロムめっき液の温度管理を容易に行うことができる。

【0038】

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。また、以下に示す変更例をそれぞれ組み合わせてもよい。
・ 本実施形態では、本槽２及びサブ槽３の温度を４０℃とし、再生槽５の温度を７０℃とし、冷却槽６の温度を４３℃としたが、これに限定されるものではない。３価クロムめっき液の成分、還元剤の種類、基材の性状等に応じて適宜設定温度を変更することができる。

【0039】

・ 冷却槽６を省略してもよい。この場合、再生槽５の容積を大きくすることで、再生槽５の加熱温度を低く保持したとしても、還元剤による６価クロムイオンの還元反応を進めて６価クロムイオン量を減少させることが可能である。

【0040】

・ 本実施形態では、３価クロムめっきシステムを装飾クロムめっきとしての３価クロムめっき処理に適用したが、工業用クロムめっきとしての３価クロムめっき処理に適用することもできる。また、めっき製品の最上層に積層される３価クロムめっき処理に適用したが、中間層に積層される３価クロムめっき処理に適用することもできる。

【0041】

・ 一般的な装飾クロムめっき工程として、本実施形態では、樹脂基材表面を前処理した後、銅めっき処理、ニッケルめっき処理を行った後、３価クロムめっき処理を行う場合を記載したが、装飾３価クロムめっき処理までの各工程は、これに限定されるものではない。基材の性状、求められる製品の用途、機能等に応じて各めっき処理を適宜選択することができる。

【実施例】

【0042】

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
（３価クロムめっき液の違いによる６価クロムイオン生成の検討）
市販されている３価クロムめっき液を使用して、３価クロムめっき処理時の６価クロムイオン生成の有無を検討した。

【0043】

３価クロムめっき液を、電流５Ａで０、５、１５、３０、４０、５０、６０分間、及び電流１０、１５Ａで５分間のハルセル試験を行って、３価クロムめっき液中で生成する６価クロムイオン濃度を調べた。３価クロムめっき液は、市販されているＣＰ−３００（日本マクダーミット株式会社製）、ＴＧＹ（SurTec MMC Japan K.K.製）、ＥＸＭ（SurTec MMC Japan K.K.製）の３種類のものを使用した。また、陽極板としては、チタニウム基板上にイリジウム等の白金族原料を焼成コーティングした３価クロムめっき用不溶性陽極を使用した。

【0044】

なお、６価クロムイオン濃度の測定には、ジフェニルカルバジド吸光光度法の発色原理を用いた６価クロム簡易測定キットである株式会社共立理化学研究所製の６価クロムパックテスト 型式ＷＡＫ−Ｃｒ^６＋を使用した。

【0045】

６価クロムイオン濃度の測定結果を表１に示す。

【0046】

【表1】

表１から、３価クロムめっき液の種類によって生成する６価クロムイオン濃度に差はあるものの、すべての３価クロムめっき液で６価クロムイオンの生成が観察された。

【0047】

（３価クロムめっき液加熱後の６価クロムイオン濃度の検討）
次に、電流５Ａで６０分間ハルセル試験を行った後の３価クロムめっき液を、加熱温度７５℃で、１、２、２４時間加熱して、６価クロムイオン濃度の変化を調べた。加熱後の３価クロムめっき液中の６価クロムイオン濃度の測定結果を表２に示す。

【0048】

【表2】

表２から、３価クロムめっき液を７０℃に加熱したとき、すべての３価クロムめっき液中で、６価クロムイオンが還元されてその濃度が減少していることがわかった。６価クロムイオン濃度の初期濃度が高いほど、６価クロムイオン濃度がゼロになるまでの時間が長くかかるものの、いずれの３価クロムめっき液でも、７５℃２時間の加熱により６価クロムイオン濃度がゼロになった。

【0049】

（３価クロムめっき液加熱温度の検討）
次に、電流５Ａで６０分間ハルセル試験を行った後の３価クロムめっき液を、加熱温度を４０、５０、６０、７５℃と変えて、１、２、５、９、１２、１５時間加熱したときの、６価クロムイオン濃度の変化を調べた。加熱後の３価クロムめっき液中の６価クロムイオン濃度の測定結果を表３に示す。

【0050】

【表3】

表３から、すべての３価クロムめっき液で、４０℃以上で加熱することにより６価クロムイオン濃度が減少し、加熱後所定時間経過すると、６価クロムイオンが検出されないレベルにまで還元反応が進行することがわかった。いずれの温度でも、６価クロムイオン濃度の初期濃度が高いほど６価クロムイオン濃度がゼロになるまでの時間が長くかかった。また、いずれの３価クロムめっき液でも、加熱温度が高いほど６価クロムイオン濃度がゼロになるまでの時間が短縮された。

【0051】

（３価クロムめっき液の加熱温度の違いによる６価クロムイオンの還元速度の検討）
各温度での１時間当たりの還元速度を計算したものを表４に示す。ここで、１時間当たりの還元速度は、表３において、加熱前の６価クロムイオン濃度を、６価クロムイオン濃度が０になったときの加熱時間で割った値として表した。

【0052】

【表4】

表４から、６価クロムイオンの還元速度は、６価クロムイオンの初期濃度が高いほど大きく、６価クロムイオンの初期濃度への依存性が高いことがわかった。また、すべての３価クロムめっき液で、加熱温度を上げていくほど還元速度が増加した。

【0053】

以上の結果より、いずれの３価クロムめっき液においても６価クロムイオンの生成が観察されるものの、３価クロムめっき処理槽とは別個の槽内で加熱処理を行うことにより、生成した６価クロムイオン濃度をゼロとすることが可能であることがわかった。３価クロムめっき処理を行う本槽とは別に、３価クロムめっき液を循環して加熱処理を行う再生装置を設けた３価クロムめっきシステムにより、３価クロムめっき液の効率的な再生が可能であり、３価クロムめっき処理に影響のないレベルにまで３価クロムめっき液中の６価クロムイオンを減少させることができる。

【符号の説明】

【0054】

１…３価クロムめっきシステム、２…本槽、３…サブ槽、４…再生装置、５…再生槽、６…冷却槽、２１…陰極、２２…陽極電極。

【図1】