JPS6128757B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は陽極酸化処理、メツキ処理、酸洗処理
などに使用する金属の表面処理装置に関するもの
である。 処理槽中の処理液に被処理物を浸漬させて行う
金属の表面処理装置としては、例えば第３図に示
す陽極酸化処理装置に見られるように、無数の微
細な通気孔を有する多孔体３１を処理槽３２の底
部に設けて該多孔体３１に連結された圧縮空気供
給管３３を通じコンプレツサ３４より供給される
圧縮空気を該多孔体３１の通気孔から処理槽３２
中の処理液の底方部に放出させて処理液中に微細
な気泡を形成させ、この気泡によつて処理液を撹
拌して処理効率を高めるようにしたものが知られ
ているが、従来のこの種金属の表面処理装置にお
ける気泡の発生は加圧空気によるものとしている
ため、極微細な気泡を得難いうえに処理液に浸漬
された被処理物ハに対する気泡の当り方がその底
面においては極めて強いのに対し側面においては
弱く、また、上面においては殆んど気泡が当らな
いという部分差が生じ、気泡の当りかたが強い底
面附近のイオン濃度は均一となるうえ冷却もよく
行われるのに対し上方に行くに従いイオン濃度が
不均一で冷却もあまり行われなくなり、被処理物
の表面に生成される酸化皮膜の厚みや硬度に差が
生じたり色むらの原因となる。しかも、この傾向
は電流密度を大きくするほど著しくなるので、あ
まり電流密度を上げることができず、そのため陽
極酸化の処理時間を長く要し、また、多孔体によ
り気泡が形成されるためにたとえ多孔体を処理槽
内の側壁に位置させて被処理物の上方部に対し側
方より気泡を噴出させようとしても気泡に勢がな
いためそのまま上昇して所期の目的を達成でき
ず、さらに、多孔体は使用中に目詰りを生じ易い
ためにその除去作業に手数を要する等種々の問題
点があつた。そこで、本出願人は先に前記のよう
な問題点を解決する目的で、外界空気の吸引によ
つて無数の微細な気泡を通過処理液中に形成され
る水流ポンプを処理槽中の被処理物に向け設けた
金属の表面処理装置を開発し、特願昭53−129001
号として特許出願してあるが、この先願の発明に
おいては処理時間に大きな影響を与える気泡率を
50％程度までしか高めることができないという唯
一の問題点を残していた。 本発明は前記のような問題点を解決した金属の
表面処理装置を目的として完成されたもので、以
下、図示の実施例について詳細に説明する。 第１図は本発明の実施例としての陽極酸化処理
装置を示すもので、１は槽壁にポンプ接続口２を
適数個配設するとともに底方部に循環用の管路接
続口３を設けた処理槽で、該処理槽１の外部にお
いて管路接続口３に一端を接続させた管路４の中
間には循環用のポンプ５を設けるとともに該管路
４の先方部は槽壁に沿い立ち上らせて外界空気の
吸引によつて無数の微細な気泡を通過処理液中に
形成させる水流ポンプ６の適数個を電極イ，ロの
背面位置において所要間隔下に取付け、該水流ポ
ンプ６の吐出管部７を前記ポンプ接続口２に嵌挿
固着して該吐出管部７の先端吐出口に処理槽１中
にセツトされた電極イ，ロの透孔を介して被処理
物に向けさせている。なお、前記水流ポンプ６は
管路４の先方部に配設された各分岐路に接続され
る給液口７′からポンプ室８に臨んだ先端のノズ
ル部９にわたる部分を先細テーパー状の給液路１
０に形成するとともにポンプ室８から吐出管部７
の吐出口にわたる部分を先拡きテーパー状の放液
路１１に形成し、さらに、ノズル部９の下流側に
おいてポンプ室８内を吸気孔１２を介し吸気管１
３に接続させるとともに該吸気管１３とは別に管
路４から分岐された前記分岐路の中間部すなわち
ノズル部９の上流側には通過処理液中に空気を圧
送する送気管１４を接続させて該送気管１４の先
端を図示しないコンプレツサー等の圧縮空気供給
源に続かせたもので、ポンプ５を駆動させること
により処理槽１内の処理液が管路４および水流ポ
ンプ６を通じ再び処理槽１内に循環される間にノ
ズル部９からの液流の噴出によりポンプ室８内を
減圧し、吸気管１３、吸気孔１２を通じ外界空気
をポンプ室８内に吸引して通過処理液に混合させ
ると同時に送気管１４より圧送される空気を該通
過処理液に混合させ、吐出管部７の先端吐出口か
らは吸引した空気に圧送した空気が無数の微細な
気泡として混在された処理液が被処理物に向け送
られるものとしている。なお、図中１５は送気管
１４の中間に設けられて圧送される空気の流量を
調節するバルブ、１６は管路４の先方に配設され
る各分岐路内に設けられて通過処理液を送気管１
４からの空気と混在され易い旋回流にするための
撹拌羽根、１７は送気管１４内の基部に設けられ
る逆止弁である。 このように構成されたものは、在来の陽極酸化
処理装置と同様処理槽１内に処理液として所要量
の電解液を満すとともにこの処理液中に電極イ，
ロをセツトし、アルミニウム合金よりなる被処理
物ハを該電極イ，ロを対向させて通電して陽極酸
化処理を行うものであるが、この処理時において
ポンプ５を駆動させれば、処理槽１中の処理液の
一部は処理槽１の底方部に設けられている管路接
続口３よりポンプ５、管路４を経て該管路４の先
方部の電極イ，ロの背面位置に配設されている水
流ポンプ６の給液口７′に送られ、先テーパー状
の給液路１０、ノズル部９、ポンプ室８′、内部
を先拡きテーパー状の放液路１１とした吐出管部
７を経て電極イ，ロの透孔を介して被処理物ハ内
に向けた吐出口を通じ処理槽１内に循環されるこ
ととなる。ところが、この水流ポンプ６にポンプ
５をもつて送られてくる通過処理液は撹拌羽根１
６によつて旋回流となつて該水流ポンプ６のノズ
ル部９とポンプ５との間に設けた送気管１４から
該通過処理液の圧力より大きな圧力をもつて圧送
されてくる空気が適当に混合されて比較的大きい
気泡を多量に含んだ空気混合液となり、しかも、
ノズル部９から噴出されるこの空気混合液の液流
によつてポンプ室８内は減圧されて吸気管１３に
接続させた吸気孔１２よりポンプ室８内に外界空
気をさらに吸い込み、無数の極めて微細な気泡が
形成されるとともに、送気管１４から圧入された
空気により生じた気泡を破壊して微細な気泡を多
量に含有したものとなつているから、水流ポンプ
６の吐出口を電極イ，ロの透孔を介して被処理物
ハに向けたものとしている点と相俟つて陽極酸化
処理を行ううえにおいて次のような特長がある。
即ち、本発明においては処理槽１から引き出して
再び処理槽１に循環させる通過処理液中に送気管
１４より圧送した空気と吸気管１３から吸引され
る空気が多量に混在され、しかも、この空気混合
液は水流ポンプ６により減圧状態で気泡化されて
吐出管部７より被処理物ハに向けられているか
ら、処理槽１中の処理液に気泡径が極めて小さく
て液中における上昇速度の遅い微泡が多く形成さ
れ、この微泡の上昇に伴う撹拌作用と、処理槽１
から再び処理槽１内に循環される処理液の移動に
伴う撹拌作用によつて処理槽内の処理液全体の理
想的な撹拌が行われ、イオンの供給がよいうえ冷
却効率もよくてバーニングを起こすことはなく、
従つて、電流密度を上げることができて処理時間
を著しく短縮できる。さらに、処理槽１に循環さ
れる処理液自身に無数の微泡を含むことから、微
泡が被処理物の表面に均一に当る。この原因は泡
とくに2.5mm径以下の微泡は前記したように液中
の上昇速度が遅いため、水流ポンプからの処理液
の流れに乗つて被処理物の表面まで達しやすく、
被処理物の表面近傍は無数の微泡による乱流撹拌
作用により境膜が破壊されて新しい処理液が被処
理物表面にもたらされるから、陽極酸化処理効率
が上がり、またイオン濃度が均一となつて陽極酸
化皮膜の厚さは各部で均一のものとなり、さら
に、被処理物の表面近傍は各部が均一に冷却され
るから、電流密度を大きくしてもバーニングを生
じることがなくて短時間で処理を終えることがで
きる。なお、本発明が先に本出願人によつて出願
されている特願昭53−129001号と比較して特に優
れている点は先願による場合の気泡率の限界をさ
らに高めた点である。即ち、水流ポンプ６によつ
て吸気管１３から取り入れられる空気の量は吸気
管１３からの吸気圧がノズル部９から噴出される
噴出流の強さによつて定まる関係上吸気管１３の
径をたとえ大きくしても吸気量は増えず、また、
吸気量を大きくするためポンプ圧を高めて噴出流
の強さを大きくすると処理液の流量は大きくなる
が気泡率は気泡量を流量で除したものであるた
め、ポンプ圧を大きくして流量が増えても気泡率
は大きくならず、気泡率は50％程度を上限とする
のに対し、本発明においては送気管１４を通じ所
要量の空気を追加して供給できるから、気泡率の
上限を80％以上までも高めることができ、気泡に
よる被処理面の境膜破壊作用などによつて陽極酸
化処理時間を第３図に示した従来装置の約1/2、
本出願人による前記出願の装置に比較して約2/3
程度まで短縮できることとなる。なお、送気管１
４はノズル部９の上流側であれば水流ポンプ６自
身に設けることなく処理液循環用のポンプ６に続
く管路４の所要部分に設けてもよく、また、前記
説明は陽極酸化処理についてのみ説明されている
が、撹拌しながら金属の表面処理を行うメツキ処
理や酸洗処理などに使用できることは勿論であ
る。 次に、本発明装置を用いて行つた表面処理方法
の実験例を示す。 実験例 １ アルミニウム合金（JIS規格5052）よりなる500
mm×300mm×１mmの板を、第１図に示した装置を
用いて液組成、硫酸30W/V%、温度20℃、水流
ポンプのノズル径2.5mm、ポンプの圧力3.0Kg/
cm²、液循環量300／分、分岐管内圧力3.0Kg/
cm²、分岐管より管路４への空気供給量400／分
の条件で、電流密度を変えて陽極酸化皮膜の厚さ
が0.05mmに達するまで陽極酸化処理を行なつた結
果を下表に示す。

【表】 このように本発明装置を用いた場合は30アンペ
ア／ｄm²、4.2分にて処理可能であり、陽極酸化
処理に要する時間は第３図に示す従来装置による
場合の約1/2、先願の特願昭53−129001号の装置
を用いた場合の約2/3に短縮され、生産性が著し
く向上した。 本発明は前記説明によつて明らかなように、外
界空気の吸引によつて無数の微細な気泡を通過処
理液中に形成させる水流ポンプを被処理物に向け
て設けてあり、しかも、水流ポンプによる空気吸
引量の不足分を水流ポンプのノズル部と処理液循
環用のポンプとの間に設けた送気管より通過処理
液中に強制圧送するとともにこれにより生ずる比
較的大きい気泡を外気吸引と同時に破壊して微細
化させるようにしたから、槽内の処理液は適度に
撹拌されるうえに水流ポンプにより還流された処
理液に含まれる無数の微細な気泡が各種の表面処
理を行ううえに極めて有効に作用するもので、処
理時間を著しく短縮することができるうえに優れ
た表面処理結果の得られる金属の表面処理装置と
して産業の発達に寄与することが極めて大きいも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す一部切欠正面
図、第２図は同じく要部の一部切欠正面図、第３
図は従来の金属の表面処理装置の１例を示す一部
切欠正面図である。 １：処理槽、５：循環用のポンプ、６：水流ポ
ンプ、９：ノズル部、１３：吸気管、１４：送気
管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 処理槽１中にセツトされた電極イ，ロの背面
   に、ポンプ５により循環される処理液を噴出する
   ノズル部９と、ノズル部９から噴出される液流に
   よる減圧を利用して外気を吸引する吸引孔１２
   と、吸引孔１２から吸引された外気によつて形成
   された無数の微細な気泡を含む処理液を吐出する
   吐出管部７とを備えた水流ポンプ６を設けるとと
   もに、ノズル部９の上流側には処理液中に空気を
   圧送する送気管１４を接続し、また該水流ポンプ
   ６の吐出管部７の先端を電極イ，ロの透孔を介し
   て被処理物ハに向けたことを特徴とする金属の表
   面処理装置。