JP2012052205A

JP2012052205A - 銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法

Info

Publication number: JP2012052205A
Application number: JP2010197281A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Iwata; 雅之岩田
Original assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Current assignee: Dowa Metaltech Co Ltd
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】剥離液の量が少なくても、表面に錫または錫合金めっき層が形成された銅または銅合金材から錫または錫合金めっき層を簡単且つ安価に剥離することができる、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法を提供する。
【解決手段】表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材１０に、錫または錫合金層を剥離する剥離液のシャワーをかけることにより、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層を剥離液に溶解させて、銅または銅合金材の表面から錫または錫合金層を剥離する。
【選択図】図１

Description

本発明は、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法に関し、特に、表面に錫または錫合金めっき層が形成された銅または銅合金材から錫または錫合金めっき層を剥離する方法に関する。

純銅、黄銅、リン青銅の他、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｐ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇなどの一種以上の元素を数百質量ｐｐｍ〜３０質量％の範囲で含有するＣｕ系材料（銅または銅合金材）は、インゴットから圧延や焼鈍などの工程を経て、板厚０．１〜４．０ｍｍの条材や線材として仕上られた後、車載用、民生機器用、産業機器用などの端子、バスバー、ばねなどの通電部品の材料として広く使用されている。このような材料として使用される銅または銅合金材の表面には、一般に、通電時の接触信頼性や耐食性を確保するために、比較的安価な錫（Ｓｎ）が０．５〜５．０μｍの厚さでめっきされている。

Ｓｎめっきが施された銅または銅合金材から通電部品を製造するために、一般に、Ｓｎめっきが施された銅または銅合金材のスリット加工やプレス加工などが行われており、その加工の際にスクラップが発生する。このスクラップを銅または銅合金材の原料として再利用するためにそのまま溶解すると、Ｓｎめっき分だけＳｎ成分が多くなる。そのため、このスクラップを銅または銅合金材の原料として再利用することができるように、Ｓｎめっきを剥離して除去する必要がある。

従来、Ｓｎめっきが施された銅または銅合金材からＳｎめっきを剥離する方法として、Ｃｕイオンを含有する硫酸または硝酸の水溶液中にＳｎめっきが施された銅または銅合金材を浸漬する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、Ｓｎを溶解する方法として、水酸化アルカリ水溶液中に金属錫または錫合金を投入し、反応促進剤として過酸化水素水を滴下しながら錫酸塩水溶液を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、本出願人により、被めっき物をバレル内のめっき液に浸漬してバレルを回転させながらめっきをする所謂バレルめっき法と同様に、Ｓｎめっきを施した銅または銅合金材をバレル内の薬液に浸漬してバレルを回転させながらＳｎめっきを剥離する方法が提案されている（特願２００９−２８４３０２）。この方法では、プレス加工による油などが付着したリードフレームのプレス屑などのスクラップからＳｎめっきを剥離する場合でも、所謂バレルめっき法において被めっき物同士が接触している表面にめっき液を接触させるように、プレス加工による油などによってスクラップ同士がくっついている表面に薬液を接触されるために、スクラップを入れたバレルを回転させることによってスクラップ同士がくっついていた表面を露出させて、スクラップの表面に薬液を万遍なく接触させるようにしている。

特開昭５８−８７２７５公報（第２頁）特開２０００−２２６２１４号公報（段落番号０００９）

しかし、特許文献１の方法では、Ｃｕイオンを含有する硫酸または硝酸の水溶液（剥離液）中にＳｎめっきが施された銅または銅合金材（被処理物）を浸漬するため、被処理物のかさ容積と比べて非常に大きい体積の剥離液が必要になるので、大掛かりな槽が必要になり、コストが高くなる。また、Ｓｎめっきが施された銅または銅合金材からＳｎめっきを剥離する場合に特許文献２の方法を利用しても、過酸化水素水を滴下した水酸化アルカリ水溶液（剥離液）中にＳｎめっきが施された銅または銅合金材（被処理物）を浸漬するため、被処理物のかさ容積と比べて非常に大きい体積の剥離液が必要になるので、大掛かりな槽が必要になり、コストが高くなる。同様に、Ｓｎめっきを施した銅または銅合金材をバレル内の薬液に浸漬してバレルを回転させながらＳｎめっきを剥離する方法でも、被処理物のかさ容積と比べて非常に大きい体積の剥離液が必要になるので、大掛かりな槽が必要になり、コストが高くなる。

したがって、本発明は、このような従来の問題点に鑑み、剥離液の量が少なくても、表面に錫または錫合金めっき層が形成された銅または銅合金材から錫または錫合金めっき層を簡単且つ安価に剥離することができる、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材に、錫または錫合金層を剥離する剥離液のシャワーをかけることにより、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層を剥離液に溶解させて、銅または銅合金材の表面から錫または錫合金層を剥離すれば、剥離液の量が少なくても、表面に錫または錫合金めっき層が形成された銅または銅合金材から錫または錫合金めっき層を簡単且つ安価に剥離することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明による銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法は、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材に、錫または錫合金層を剥離する剥離液のシャワーをかけることにより、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層を剥離液に溶解させて、銅または銅合金材の表面から錫または錫合金層を剥離することを特徴とする。この銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法において、剥離液が過酸化水素水を添加したアルカリ水溶液からなるのが好ましい。

また、上記の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法において、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材に剥離液のシャワーをかけた後に、錫または錫合金層が溶解した剥離液を回収して、銅または銅合金材に回収した剥離液のシャワーを繰り返しかけるのが好ましい。この場合、銅または銅合金材に回収した剥離液のシャワーをかける前に、回収した剥離液に過酸化水素水を添加するのが好ましい。また、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕した状態で容器に入れ、その容器の上方から剥離液のシャワーをかけるとともに、錫または錫合金層が溶解した剥離液を容器の底部から回収するのが好ましい。

また、上記の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法において、底面部と上面部を有し且つ底面部付近と上面部付近にそれぞれ投入口および取出口が設けられた略円筒形の容器を傾斜して配置し、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕した状態の被処理物を容器の投入口から投入し、底面部と上面部の略中心を結ぶ中心線のまわりに容器を回転させて、被処理物を容器の内面に沿って上方に移動させる間に、上面部付近から被処理物に剥離液のシャワーをかけた後、被処理物を取出口から取り出してもよい。

また、上記の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法において、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材にシャワーをかけるために用意する剥離液の体積が、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材のかさ体積より小さいのが好ましい。

本発明によれば、剥離液の量が少なくても、表面に錫または錫合金めっき層が形成された銅または銅合金材から錫または錫合金めっき層を簡単且つ安価に剥離することができる。

本発明による銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法の実施の形態に使用する装置の例を概略的に示す図である。本発明による銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法の実施の形態に使用する装置の他の例を概略的に示す図である。

本発明による銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法の実施の形態では、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材（被処理物）に、錫または錫合金層を剥離する剥離液のシャワーをかけることにより、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層を剥離液に溶解させて、銅または銅合金材の表面から錫または錫合金層を剥離する。

錫または錫合金層を剥離する剥離液としては、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液などのアルカリ水溶液に過酸化水素水を添加した剥離液を使用するのが好ましい。表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材にシャワーをかける際の剥離液の温度は、好ましくは６０〜１０５℃、さらに好ましくは７０〜１００℃である。剥離液の温度が６０℃より低いと錫または錫合金層を剥離する速度が遅く、一方、１０５℃を超えると過酸化水素水の添加時に突沸が起こる可能性があるからであり、安全上１００℃以下にするのが好ましい。

アルカリ水溶液中のアルカリ濃度は、好ましくは５〜２０質量％であり、さらに好ましくは７〜１４質量％である。

また、アルカリ水溶液に添加する過酸化水素水中のＨ_２Ｏ_２の濃度は、好ましくは３〜５０質量％、さらに好ましくは３〜３５質量％である。Ｈ_２Ｏ_２の濃度が３質量％より低いと、必要なモル数のＨ_２Ｏ_２を満たすための過酸化水素水の量が多くなり、アルカリ水溶液のアルカリ濃度が非常に薄くなってしまう。そのため、錫または錫合金層を連続的に剥離する場合、薄くなった剥離液を抜き取って廃棄し、アルカリを補充する必要があり、コスト的に不利になる。一方、Ｈ_２Ｏ_２の濃度が５０質量％を超えると、局所的な反応が起こりやすく、Ｈ_２Ｏ_２を必要以上に消費してしまうため、コスト的に不利になる。

また、過酸化水素水は、アルカリ水溶液１Ｌに対してＨ_２Ｏ_２が好ましくは０．０２〜１．０ｇ／分、さらに好ましくは０．０２〜０．５ｇ／分になる添加速度でアルカリ水溶液に連続的に添加する。

本実施の形態の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法において、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材に剥離液のシャワーをかけた後に、錫または錫合金層が溶解した剥離液を回収して、銅または銅合金材に回収した剥離液のシャワーを繰り返しかけるのが好ましい。この場合、銅または銅合金材に回収した剥離液のシャワーをかける前に、回収した剥離液に過酸化水素水を添加するのが好ましい。また、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕した状態で容器に入れ、その容器の上方から剥離液のシャワーをかけるとともに、錫または錫合金層が溶解した剥離液を容器の底部から回収するのが好ましい。

例えば、図１に示すように、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕したスクラップ（被処理物）１０をかご（かご状容器）１２に入れ、このかご１２を容器１４内に設置した後、容器１４の上方に配置されたノズル１６から（過酸化水素水がアルカリ水溶液に添加された）剥離液のシャワーを被処理物１０に連続的にかける。また、かご１２から容器１４の底部に溜まった剥離液（錫または錫合金層が溶解した剥離液）を回収して、ホース１８を介してポンプ２０によりノズル１６に供給して、そのシャワーを被処理物１０に繰り返しかける。また、ホース１８の途中（ポンプ２０とノズル１６の間）に接続された過酸化水素水供給管２２から過酸化水素水を剥離液に添加する。

このように、Ｓｎめっきが施された銅または銅合金材のスクラップのような被処理物１０が容器１４内に山積みに収容されていても、被処理物１０を移動させることなく、容器１４の上方に配置されたノズル１６から剥離液のシャワーを被処理物１０に連続的にかけることによって、Ｓｎめっきのような錫または錫合金層を剥離することができる。すなわち、被処理物１０が静止した状態でも、剥離液の浸透力によって錫または錫合金層を剥離することができる。また、被処理物１０の形状、重なり方、量などによって１回のシャワーで全ての錫または錫合金層を剥離することができなくても、剥離液のシャワーを被処理物１０に繰り返しかければ、錫または錫合金層を確実に剥離することができる。また、錫または錫合金層の剥離に要する時間は、被処理物１０を剥離液に浸漬する方法と比べて、同程度または短くなる。さらに、錫または錫合金層を剥離するために被処理物１０を移動させる必要がないので、容器１４を移動させる駆動装置などが必要な方法と比べて、コストの低減や省スペース化が可能になる。

また、本実施の形態の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法において、底面部と上面部を有し且つ底面部付近と上面部付近にそれぞれ投入口および取出口が設けられた略円筒形の容器を傾斜して配置し、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕した状態の被処理物を容器の投入口から（連続的または断続的に）投入し、底面部と上面部の略中心を結ぶ中心線のまわりに容器を回転させて、被処理物を容器の内面に沿って上方に移動させる間に、上面部付近から被処理物に剥離液のシャワーをかけた後、被処理物を取出口から（連続的または断続的に）取り出してもよい。

例えば、図２に示すように、ロータリーキルンと同様の形状の底面部と上面部を有する略円筒形の中空の容器１００を傾斜して配置し、表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕した（図示しない）被処理物を、容器１００の底面部付近に設けられた投入口１０２から投入し、容器１００をその回転軸（底面部と上面部の略中心を結ぶ中心線）のまわりに（図中矢印の方向に）回転させて、被処理物を容器１００の内面に沿って上方に移動させる間に、上面部付近に設けた（図示しない）ノズルから被処理物に剥離液のシャワーをかけた後、容器１００の上面部付近に設けられた取出口１０４から取り出す。

なお、本実施の形態の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法において、剥離液のシャワーの体積は被処理物のかさ体積より小さくてもよい。

以下、本発明による銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法の実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
図１と同様の装置を使用して、１２質量％のＮａＯＨ溶液５００ｍＬに３５質量％の過酸化水素水１２．５ｍＬを３０分間で添加した８０℃の剥離液のシャワー（ＮａＯＨ溶液１Ｌに対するＨ_２Ｏ_２の添加速度０．２９２ｇ／分）を、厚さ１．２μｍのＳｎめっきが施された銅スクラップ１０００ｇ（かさ容積約１０００ｃｃ、かさ密度約１ｇ／ｃｍ^３）に３０分間かけて、銅スクラップからＳｎめっきを剥離したところ、Ｓｎめっきの厚さが０．００〜０．０４μｍになり、少ない剥離液でＳｎめっきを十分に剥離することができることがわかった。

［実施例２］
図１と同様の装置を使用して、１０質量％のＮａＯＨ溶液５００ｍＬに３５質量％の過酸化水素水８ｍＬを３０分間で添加した８５℃の剥離液のシャワー（ＮａＯＨ溶液１Ｌに対するＨ_２Ｏ_２の添加速度０．１８７ｇ／分）を、厚さ１．０μｍのＳｎめっきが施された銅スクラップ１０００ｇ（かさ容積約８００ｃｃ、かさ密度約１．２５ｇ／ｃｍ^３）に３０分間かけて、銅スクラップからＳｎめっきを剥離したところ、Ｓｎめっきの厚さが０．００〜０．０４μｍになり、少ない剥離液でＳｎめっきを十分に剥離することができることがわかった。

１０被処理物
１２かご
１４容器
１６ノズル
１８ホース
２０ポンプ
２２過酸化水素水供給管
１００容器
１０２投入口
１０４取出口

Claims

表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材に、錫または錫合金層を剥離する剥離液のシャワーをかけることにより、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層を剥離液に溶解させて、銅または銅合金材の表面から錫または錫合金層を剥離することを特徴とする、銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法。
前記剥離液が過酸化水素水を添加したアルカリ水溶液からなることを特徴とする、請求項１に記載の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法。
前記表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材に前記剥離液のシャワーをかけた後に、前記錫または錫合金層が溶解した剥離液を回収して、前記銅または銅合金材に回収した剥離液のシャワーを繰り返しかけることを特徴とする、請求項１または２に記載の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法。
前記銅または銅合金材に前記回収した剥離液のシャワーをかける前に、前記回収した剥離液に過酸化水素水を添加することを特徴とする、請求項３に記載の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法。
前記表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕した状態で容器に入れ、その容器の上方から前記剥離液のシャワーをかけるとともに、前記錫または錫合金層が溶解した剥離液を容器の底部から回収することを特徴とする、請求項３または４に記載の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法。
底面部と上面部を有し且つ底面部付近と上面部付近にそれぞれ投入口および取出口が設けられた略円筒形の容器を傾斜して配置し、前記表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材を破砕した状態の被処理物を容器の投入口から投入し、底面部と上面部の略中心を結ぶ中心線のまわりに容器を回転させて、被処理物を容器の内面に沿って上方に移動させる間に、上面部付近から被処理物に前記剥離液のシャワーをかけた後、被処理物を取出口から取出すことを特徴とする、請求項１または２に記載の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法。
前記表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材にシャワーをかけるために用意する剥離液の体積が、前記表面に錫または錫合金層を有する銅または銅合金材のかさ体積より小さいことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の銅または銅合金材の表面の錫または錫合金層の剥離方法。