JPH0270095A

JPH0270095A - 金属材の連続電解処理方法および装置

Info

Publication number: JPH0270095A
Application number: JP22319788A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Totsuka; 戸塚　信夫; Katsuhei Kikuchi; 菊池　勝平; Takao Kurisu; 栗栖　孝雄
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1988-09-06
Publication date: 1990-03-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は金属の微細電解加工、エツチング、めっき、発
色処理などに利用可能な金属材の電解処理方法および装
置に関するものである。

〈従来の技術〉従来、金属材料に微細な電解処理をする方法としては、
金属材料の被処理部以外をレジストで被覆するフォトレ
ジスト法（例えば特公昭６０−１５７０５号公報）があ
る。

上記フォトレジスト法では、（１）原図の作成、（２）
写真製版法による原版の作成、（３）被処理面の前処理
、（４）感光液塗布、−（５）ｎ光、（６）現像、（７
）被加工材の加工面以外の面のレジスト塗布、（８）電
解処理、（９）洗浄、（１ｏ）レジスト除去、（１１）
洗浄、乾燥、仕上げ、と非常に複雑な工程を経なければ
ならず、必然的にコスト高となるという問題がある。

〈発明が解決しようとする課題〉本発明は、上述した従来技術の欠点を解消し、簡便な手
段でまた電解液を用いることなく、エツチング、めっき
、発色などの加工を、微細な加工であっても極めて鮮明
になしうる金属材の電解処理方法および装置を提供する
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉本発明者等は、上述した従来技術の繁雑さなどの欠点を
解消すべく鋭意研究を重ねたところ、ペースト状電解質
と金属材に施そうとする模様を有するスクリーンを使用
することによって、電解処理すべぎ模様部分に電流が集
中する様工夫を加え、レジストを全く使用せずに、任意
の模様部分に電解処理することが可能であり、これによ
って被処理材表面を前処理するだけで直ちに電解処理を
行ない、その後、材料の洗浄、乾燥、仕上げ処理だけで
従来技術と同程度の処理が行なえるため、低コストで微
細加工であっても高速処理が可能であることを見い出し
、本発明に至った。

すなわち、本発明は、電解質ペースト（以下単にペース
トという）と反応しない物質で構成され、かつ電解処理
すべき透孔模様を有するスクリーンを最上層とし、その
下にペーストを保持する中間層を有し、さらにその下に
ロール状電極を有し、ロール状に構成された電極組立体
を用い、前記中間層に保持されているペーストを前記スクリーン
を経て前記電極組立体の外側へ浸出させつつ、前記電極組立体を移動する被処理金属材表面と密接、同
期回転させ、前記ロール状電極と金属材との間を前記スクリーンおよ
びペーストを介して通電して電解処理することにより、
前記金属材表面にスクリーンの透孔模様に対応する電解
処理模様を付すことを特徴とする金属材の連続電解処理
方法を提供する。

また、前記金属材が切板または帯状体である金属材の連
続電解処理方法がある。

また、前記金属材の電解処理が電解エツチング、電解め
っきまたは電解発色である金属材の連続電解処理方法が
あるのがよい。

そして、前記金属材が帯状体であり、帯状体と前記電極
組立体の密接を前記電極組立体の円周面の部分円弧にわ
たって行うのがよい。

また、本発明は、電解質ペーストと反応しない物質で構
成されかつ電解処理すべき透孔模様を有するスクリーン
を最上層とし、その下にペーストを保持する中間層を有
し、さらにその下にロール状電極を有し、全体としてロ
ール状に構成された電極組立体と、金属材を前記電極組
立体に密接し支持搬送する手段と、前記ロール状電極と前記金属体との間にペーストおよび
スクリーンを介して通電する手段とを有することを特徴
とする金属材の連続電解処理装置を提供する。

そして、前記中間層は、前記ペーストと反応せず、かつ
ペーストを含浸、浸透しうる物質で構成されているのが
よい。

また、前記ペーストを前記電極組立体の中間層に供給す
る手段を有するのがよい。

また、前記ロール状電極は中空体であり、その円周表面
には前記ペーストの供給手段から、前記中空体内部に供
給されたペーストを吐出させる多数の吐出口を有するの
が好ましい。

そして、前記電解処理後のペーストを排出する手段を有
するのがよい。

以下に本発明の金属材の電解処理装置について詳細に説
明する。

本発明においては、被電解処理材である金属材とは電解
処理可能な金属部分を少なくとも表面部分に有する材料
をいう。　例えば、各種鋼板、非鉄金属板はもちろんの
こと、これらの金属薄板または箔と、セラミック、プラ
スチック、木材等との積層材あるいはこれら金属材料を
表面に任意の手段でコーティングした材料を挙げること
ができる。

また、用いるペースト状電解Ｘ（以下単にペーストとい
う）は目的とする処理に応じて異なる。

めっき用ペーストとしては、通常のめりき溶液、各種金
属塩と酸あるいはアルカリとの混合溶液などのめっき種
を含有する溶液を用い、例えばポリアクリル酸ソーダ、
アルギン酸ナトリウム、ザンサンガム等の有機増粘剤お
よび／またはゼオライト、水ガラス、コロイダルシリカ
、コロイダルアルミナ、珪弗化ソーダ等の無機増粘剤な
どを加えてペースト化したものであればどのような方法
で製造されたものでも用いることができる。

発色用ペーストとしては、力性ソーダ、力性カリ、アン
モニア等のアルカリ、もしくは塩酸、硫酸、硝酸、しゅ
う酸、ぶつ酸、クロム酸、重クロム酸、リン酸、ぎ酸、
酢酸、マロン酸、マレイン酸、リンゴ酸、酒石酸等の酸
、あるいは上記のアルカリもしくは酸の塩類を単独また
は混合した発色用水溶液を用い、たとえばポリアクリル
酸ソーダ、アルギン酸ナトリウム、ザンサンガム等の有
機増粘剤および／またはゼオライト、水ガラス、コロイ
ダルシリカ、コロイダルアルミナ、珪弗化ソーダ等の無
機増粘剤などを加えてペースト化したものであればどの
ような方法で製造されたものでも用いることができる。

エツチング、加工用ペーストとしては、力性ソーダのア
ルカリ、もしくは塩酸、硫酸、硝酸、クロム酸、重クロ
ム酸、ぶつ酸等の酸および／または上記のアルカリもし
くは酸の塩類を単独または混合した物について、そのま
ままたは水を加えてペースト化されるものは勿論、さら
にポリアクリル酸ソーダ、あるいは二酸化ケイ素、アル
ミナ、水ガラス、アルギン酸ソーダの如きペースト化材
を加えて成るペーストであればどのような方法で製造さ
れたものでも用いることができる。

そして、金属材上に供給しても供給された幅以上に拡散
していくことのないタッキネス、粘度を有するものであ
る。　したがって、微細な加工でありても精密に行うこ
とができる。

本発明において、電解処理は用いるペーストおよび電解
条件に応じて、エツチング、めっき、発色処理などを行
うことができる。

まず本発明の電解処理装置の第１構成例および作用につ
いて第１図に基づいて説明する。

金属材２は、送り出し手段１から連続的に送り出されガ
イドロール３により支持されつつ搬送され、巻き取り手
段９により巻き取られる。　その途中の支持台８が設置
されている電解処理位置においてロール状に構成された
電極組立体２０を用いて上述した所望の電解処理がなさ
れる。

本発明に於いて前記電極組立体２０は、最上層に透孔模
様を有する電解処理用スクリーン５を、その下にペース
トを含浸させた電解ペースト含浸材から成る中間層６を
、さらにその下にロール状電極７を有するものを用いる
。

本発明で用いる電解処理用スクリーンは、電解処理用溶
媒と反応しなければ通常のスクリーン印刷に使用される
様なナイロン、テトロン、ポリエステル等のスクリーン
上にレジストを印刷したものでも、ナイロン、塩ビ、フ
ッ素樹脂、ステンレス、高Ｎｉ合金等のシートを印刻し
たものでも良く、電解処理用模様部分のみに、電解処理
用溶媒が透過しうる透孔が設けられている。　　また、
このスクリーンの少なくとも表面層は、電気的絶縁性を
有する層で構成される必要がある。

また、前記中間層を構成するペースト含浸材は前述した
ペーストを含浸できるものであればよく、例えばポリエ
ステル繊維、アルミナ繊維などの織布、あるいは不織布
、スポンジ、セラミックあるいは合成樹脂の多孔質体等
が挙げられるが、いずれにしてもペーストを含浸、浸透
できることが必要である。

なお、中間層６は、必ずしもこのような含浸材をもって
構成されている必要はなく、スクリーンの変形が生じな
ければ（例えばスフリーンの剛性が高い場合や、被処理
金属板の巾が狭い場合など）、単にスクリーンとロール
状電極の間に空隙として形成してもよい。

また、前記ペースト含浸材６の下には、少なくとも表面
がステンレス鋼、チタン、ニッケル、白金等の耐食性金
属あるいは合金またはカーボン、導電性樹脂等の導電性
物質から成るロール状電極７を有する。

そしてロール状電極７を中心に、前記ペーストを含浸さ
せたペースト含浸材６さらに前記スクリーン１０を同心
円状に、全体としてロール状に構成し、電極組立体２０
となす。

前記ペーストを中間層６より前記スクリーン１０を介し
て浸透浸出させ、前記金属材２と電解処理材支持台８上
で密接させ、選択したペーストおよび電解条件に応じて
エツチング、めつぎ、発色などの電解処理が行なわれる
。

なお、電解処理時の通電手段としては、金属材２にはコ
ンダクタ−ロール４により、ロール状電極７には、図示
しないが給電線あるいは導電ブラシ（第３図１６参照）
等により適当な電源（図示せず）から給電される。

このとき、金属材２上にはスクリーン５を最上層とした
電極組立体２０が配設されているのでスクリーンに付さ
れた透孔模様に応じた模様が金属材表面に施される。　
金属材２はガイドロール３に沿って搬送され、電極組立
体２０の動きに同期して回転させることにより連続的に
電解処理が行なわれる。

この電極組立体２０は常に作業面が回転しているため温
度上昇が小さく、その温度上昇による悪影響を防止でき
る。

電極組立体２０の回転を金属材の走行に同期させるには
、単に電極組立体２０を走行する金属材に押当てて摩擦
により他動的に回転させる方法と、電極組立体２０自身
を別途駆動手段を用いて金属材の走行速度に対応する周
速に制御して回転させる方法があるが、スリップを防止
しうる点では後者が有利である。

次に第２図に第２の構成例を示す。

第２図は、第１の構成例と同様に電解処理を行なった後
、スクリーン５上の電解処理後のペースト残渣をペース
ト排出手段１０により排除するものである。　ペースト
排出手段１０はエンドレスの帯状布１０ｂのループを有
し、これを駆動ロール１０ａにより回転駆動する。

つまりペーストは、電解処理後もスクリーン５の表面に
付着しているが、本排出手段により電解処理後のペース
トは回転している帯状布１０ｂによりピックアップされ
、ペースト残渣の付着した帯状布１０ｂは洗浄Ｆｓ　１
０　ｅにおいて洗浄され、次いで乾燥手段１０ｆにて乾
燥後、再循環される。

そして不要のペーストが除去されたスクリーン５はざら
にペースト含浸材から新しくペーストが浸出され模様付
スクリーン５は金属材２と再び密着し電解処理が行なわ
れる。

この排出手段１０を組み入れることによって、スクリー
ン表面に付着した一度使用したペーストを除去し、スク
リーンを洗浄することができるため、より微細な電解処
理をも連続して行うことができ、スクリーンのいたみも
少ない。

次に第３図に本発明の電解処理装置におけるペースト供
給手段を備えてなる電極組立体２０の一構成例の断面図
を示す。

電極組立体２０において、ロール状電極７を中空体とし
、中空体の一端はペースト供給用チューブ１５と回転シ
ール機構付パイプ継手１４で接続され、前記チューブ１
５を経てペーストは外部より供給される。　供給された
ペーストは中空体の多数の吐出口１８から中間層６に入
り、ざらにスクリーン５の透孔を経てその外側に浸出す
る。　このとき、ペーストワキもれ防止ストッパー１７
を設置し、ペーストがもれ他部材を汚さないようにする
とよい。　なお、中空体のもう一端は電極組立体２０を
回転させるために駆動力伝達用ロール軸１９と接続され
ている。

またペースト供給用の吐出口１８は、ベーストの供給量
を調整するために、開口供給方法を２ステツプに分はペ
ーストを部分的な片寄りがなく、均一に含浸させるよう
にするとよい。

このペースト供給手段を用いることにより、多量の金属
材を連続して処理することができ、効率がよい。

また前記ペースト排出手段とともに用いることでさらに
効率よく多量の金属材を処理することができるとともに
処理装置のコンパクト化が可能である。

第４図に本発明に於いて金属材が帯状体の場合における
金属材と電極組立体の接触方法を改善したー構成例を示
す。

金属材が帯状体である場合、前記電極組立体２００円周
面の一部に沿わせ、コンダクタ−ロール４で電流を供給するとともに金属材
２を押し付けることで電解処理用支持台８を省略するこ
とができると共に、金属材と電極組立体の接触長を長く
でき、したがって電解処理時間を長くすることができる
。

また、前述したようにペースト供給手段／排出手段を本
装置に備えるとより処理装置の小型化が可能である。

なお、必要に応し、本装置の電解処理部前後にそれぞれ
任意の金属材洗浄、乾燥装置を設備し、金属材の前処理
および／または後処理を電解処理と併行して行りても差
支えない。

〈実施例〉以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

（実施例１）加工およびエツチング５冗Ｈ２ＳＯイ＋１％Ｆ　ｅ　ＣＩｔ　ｓ水溶液に１．
５％のザンサンガムを加えて成るペースト状電解質を使
用し、第１図に示す装置を用い、０．５ｘｌＯＯｘ２０
００ｍｍの５ＵＳ３０４帯板を下記条件で電解加工した
。　スクリーンにはナイロン製モノフィラメントスクリ
ーン（２００メツシユ）感光乳剤を用いた製版法により
巾１ｍｍ、４　Ｘ　４’　ｍ　ｍの十文字をタテ、ヨコ
４ｍｍ間隔で配置した透孔模様。

上記スクリーンを直径２０４ｍｍ、高さ１００ｍｍの円
筒状とし、直径２００ｍｍの電極に厚さ２ｍｍのペース
ト含浸材を巻き付けた電極にセットした。

被処理材の５ＵＳ３０４帯板の移動速度：６ｃｍ／ｍｉ
ｎ、極間距離：約２ｍｍ、電解電流：１５ｍＡ、電解電
圧：約２ｖ、極性：電極を被処理材を士、ペースト供給
量：約２ｃ　ｃ　／ｍｉｎで処理した。

その結果、上記十文字模様（巾約１ｍｍ、４Ｘ４ｍｍ、
深さ約１０μｍ）を何らの加工歪も加えることなく、０
．５ｘ１００ｘ２０００ｍｍの板全面に約３０分でエツ
チング加工できた。

（実施例２）めっき５％Ｈ２Ｓｏ４＋５％Ｃｕ　Ｓ　Ｏ４水溶液に３％のポ
リアクリル酸ソーダを加えて成るペースト状電解質を使
用し、第２図に示す装置を用い、０．４ｘｌＯＯｘ２０
００ｍｍのン令延鋼板上に実施例１と同様の十文字模様
状のめっきを下記条件で施した。

スクリーン材質形状は、実施例１と同様である。

被処理材の冷延鋼の移動速度；　ｉ　Ｑ　ｃｍ／ｍｉｎ
、極間距１ＩＩＩｔ：約２ｍｍ、電解電流：　１０ｍＡ
、電解電圧：約１，５ｖ、極性：電極を＋、被処理材を
−、ペースト供給量　約４　ｃ　ｃ　／ｍｉｎで処理し
た。

約２０分で０．４Ｘ１００Ｘ２００’Ｏｍｍの板全面に
十文字模様の銅めっきが施せた。

本装置では、レジスト剤を使用することなく、模様付き
スクリーンを変えるだけで任意の形状に被処理材の表面
をめっきできる。

（実施例３）発色１０％Ｈ２Ｓｏ４水溶液に３５％のポリアクリル酸ソー
ダを加えて成るペースト状電解質を使用し、第３図に示
す装置を用い、０５×１０１００Ｘ２０００のチタン帯
板上に実施例１．２と同様の十文字状の発色処理を下記
条件で施した。

スクリーン材質、模様は実施例１．２と同様である。

被処理材のチタン帯板の移動速度＝６０ｃ　ｍ　／ｍｉ
ｎ、極間距離：約２ｍｍ、電解電圧＝１５Ｖに定電圧制
御、極性：電極を−、被処理材を＋、ペースト供給量・
約２００　ｃ　ｃ　／ｍｉｎで処理した。

レジスト剤の使用なしで、ゴールドに発色した十文字模
様を上記チタン板全面に得ることができた。

〈発明の効果〉本発明の方法によれば、電解質液を用いずにタラキーな
（粘稠性を有する）ペーストを用い、ペーストおよび電
解条件を適宜選択し、電極と被処理材とを相対移動させ
ることにより、微細な加工、エツチング、発色、めっき
などの多彩な加工を連続的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の金属材の電解処理装置
の種々の構成例を示す線図的側面図である。第３図は、ペースト供給手段を備えてなる電極組立体の
一構成例を示す断面図である。第４図は本発明の金属材を帯状体とした場合の金属材と
電極組立体の接触方法を改善した構成例を示す線図的側
面図である。符号の説明１・・・帯状金属材の送り出し手段、２・・・帯状金属材、３・・・ガイドロール４・・・電流供給用コンダクタ−ロール、５・・・電解
処理用スクリーン、６・・・中間層、７・・・ロール状電極、８・・・電解処理用支持台、９・・・帯状金属材巻き取り手段、１０・・・電解用ペースト排出手段、１０ａ・・・ペースト排出用帯状布駆動ロール、１０ｂ
・・・帯状布、１０ｅ・・・帯状布洗浄槽、１０ｆ・・・帯状布乾燥手段、１１・・・ペースト剤、１２・・・ロール補強材、１３・・・ロール軸受け、１４・・・回転シール機構付パイプ断手１５・・・ペー
スト供給用チューブ、１６・・・導電ブラシ、１７・・・ペーストワキもれ防止ストツノ＜−１８・・
・ペースト吐出口、１９・・・駆動力伝達用ロール軸、２０・・・電極組立体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電解質ペースト（以下単にペーストという）と反
応しない物質で構成され、かつ電解処理すべき透孔模様
を有するスクリーンを最上層とし、その下にペーストを
保持する中間層を有し、さらにその下にロール状電極を
有し、全体としてロール状に構成された電極組立体を用
い、前記中間層に保持されているペーストを前記スクリーン
を経て前記電極組立体の外側へ浸出させつつ、前記電極組立体を移動する被処理金属材表面と密接、同
期回転させ、前記ロール状電極と金属材との間を前記スクリーンおよ
びペーストを介して通電して電解処理することにより、
前記金属材表面にスクリーンの透孔模様に対応する電解処理模様を付すことを
特徴とする金属材の連続電解処理方法。
（２）前記金属材が切板または帯状体である請求項１に
記載の金属材の連続電解処理方法。
（３）前記金属材の電解処理が電解エッチング、電解め
っきまたは電解発色である請求項１または２に記載の金
属材の連続電解処理方法。
（４）前記金属材が帯状体であり、帯状体と前記電極組
立体の密接を前記電極組立体の円周面の部分円弧にわた
って行う請求項１〜３のいずれかに記載の金属材の連続
電解処理方法。
（５）電解質ペーストと反応しない物質で構成され、か
つ電解処理すべき透孔模様を有するスクリーンを最上層
とし、その下にペーストを保持する中間層を有し、さら
にその下にロール状電極を有し、全体としてロール状に
構成された電極組立体と、金属材を前記電極組立体に密
接し支持搬送する手段と、前記ロール状電極と前記金属体との間にペーストおよび
スクリーンを介して通電する手段とを有することを特徴
とする金属材の連続電解処理装置。
（６）前記中間層は、前記ペーストと反応せず、かつペ
ーストを含浸、浸透しうる物質で構成されてなる請求項
５に記載の金属材の連続電解処理装置。
（７）前記ペーストを前記電極組立体の中間層に供給す
る手段を有する請求項５または６に記載の金属材の連続
電解処理装置。
（８）前記ロール状電極は中空体であり、その円周表面
には前記ペーストの供給手段から、前記中空体内部に供
給されたペーストを吐出させる多数の吐出口を有する請
求項５〜７のいずれかに記載の金属材の連続電解処理装
置。
（９）前記電解処理後のペーストを排出する手段を有す
る請求項５〜８のいずれかに記載の金属材の連続電解処
理装置。