JPS6033398A

JPS6033398A - 電解処理方法

Info

Publication number: JPS6033398A
Application number: JP14185983A
Authority: JP
Inventors: Takanori Masuda; 益田　孝憲; Tsutomu Kakei; 掛井　勤; Teruo Miyashita; 輝雄宮下; Akira Morita; 彰森田
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp; Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1983-08-04
Filing date: 1983-08-04
Publication date: 1985-02-20
Also published as: JPH0514040B2

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】本発明は金属ウェブの電解処理方法に関する。

電解液の中に設置された互いｆ対向する一対の電極の間
を金属ウェブを通過させるか、金属ウェブの片方の面に
対向するように設置された、１対の電極の近傍を金属ウ
ェブを追加さぜつつこれら電極の間に直流電流−あるい
は交番波形電流を流すことにより、金属ウェブの両面あ
るいは片面に一気化学的な処理を行なわぜしめる、いわ
り〕る間接給電法と、いわれる電解法は、広く工業的に
実施されている技術である。直流電流を流す電解法とし
ては、メッキ、陽極酸化あるいは、エツチング等があり
、交流電流を流す方法としては、脱脂、エツチング等が
知られている。これら技術では、金属ウェブの片面に特
別の機能を電気化学的処理によって付与させた表面を作
成させたり、あるいは、金属ウェブの両面に同じような
機能を伺与させた、表面を作成することを目的として行
なわれるものである。特に互いに対向する一対の電極間
に電圧を印加し中央を通過する金属ウェブを電解する間
接給電による電解方法の利点としては、金属ウェブの長
手方向に大きな電流が流れることがないため、大電流電
解も可能であって、高速電解により所望の機能を持った
表面を作成できるという利点を有している。例えば、金
属クエプとして、アルミニウム箔を用いるコンデンサー
用の箔エッグーンダ、あるいは印刷版用のアルミニウム
ストリップの電解表面化処理等の分野においては、広く
公知の技術である。

また、直流電流を用いる方法としては、同じくアルミニ
ウムストリップを陽極酸化するケースが良く知られてい
る。しかしながらこれら技術の問題点は金属ウェブの処
理方法にもよるが一般的に処理電圧がウェブにロールあ
るいは接触ブラシ等により直接給電する方法に比べて若
干ないし、かなり高目になることがあり得ることが指摘
され、例えば直流電流を用いるケースでは、直流給電法
の・方がメリットが大きくなるケースもあり得る。

また、交流電流を用いるケースでは、板の両面に、はぼ
等しい処理を施すケースには上記間接給電法は非常に秀
れた利点を持っているが若干異る機能の差を持たせた処
理を同時に行わせしめることは困難であった。一般に後
者のようなケースはまれであって例えば、前出のアルミ
ニウムストリップを用いるコンデンサー用のエツチド箔
の製造技術においては、塩酸中において、互いに対向す
る電極の間に対称波形である商用交流を流すことにより
、表裏両面に同じエツチング面を作成させることが一般
的である。

以上のように処理の目的ならびに、用いる電流が直流で
あるか、あるいは、交流であるか、又はその電流規模の
大小により直接給電法のいずれをとるかが選択される。

ところが、特許１，０２８，０９８号、特公昭５５−１
９１９１号公報に記載されるごとき、非対称交番波形電
流を用いる。金属ウェブの電気化学的処理法においては
、液中に対向して設置された、２つの電極の間を通過す
るウェブの各々の電極に面する側の処理についてみると
、波形的には、逆の電解をうけている訳であり、ウェブ
の両面に、特許１．．０２８，０９８号、特公昭５５−
１９１９１号公報に記載される処理を行なわしめること
は不可能になる。また一対以上の電極が金属ウェブの片
方の面に対向するように設置して電圧を印加して、電解
するケースにおいても、波形的に逆の電解を重複してう
けるために所期の効果を付与した面を安定に製造するこ
とは、困難となっていた。これら、非対称な交番波形電
流を用いて、ウェブの両面処理に関する上記方法により
、金属ウェブの両面に同じ処理を行なう、あるいは片面
処理にかかわる上記の方法によりウェブの片面に所望の
処理を行なうためには、処理槽とは別の場所で、ロール
給電等による直接給電か、目的とする処理に対し無害な
液を用いて、液中給電をさせる事により、一度金属つニ
ブに別個に給電させる方法に頼らざるを得ない。

一般的にこれらの方法においては、金属ウェブ中をウェ
ブの長さ方向に処理電流が流れるために、ウェブ中の電
圧降下に伴う発熱の為、十分な電流を流せないという制
約条件が発生することがあった。また、ロール給電等の
直接給電機構について言えば、給電電流の増大は給電の
安定化という点から好ましくない現象、例えばスパーク
の発生等に伴う、ウェブ、ロールの損傷等を引き起こし
がちであって、給電能力を安定的にいかにして、増大さ
せ得るかが、１つの重要な技術である。また前述のごと
く、特に非対称電流波形を用いる処理において、金属ウ
ェブの両面に同等フ、’ｉ：いしは、それに近い処理を
行なうとする際には、上に記したように１α接給電に伴
う給電上の制約から生産性を著しく犠牲にすることを余
儀無くされていた。

本発明はかかる先行技術のかかえる問題点を解決すべく
鋭意０［究を重ねた結果／Ｘさ牙］、たものであって、
非対称交番波形電流を用いる、金属ウェブの電気化学的
処’［！ｌ！において、給電ロールにかかる負荷をＮ大
させること１よく、従来に比べて著しい高速処理を可能
とする、電）打方法に閏ゴる。

すなわち、本発明は、金Ｆ、ｉウェブを非対称の交番波
形を出力する電υζ（を用いて′電解するに際し、該金
属ウェブの面に対向する２つ以上の短板を設置し、更に
給１Ｂ機構を設り、該πｉ、ｌ１ｉｉの各々と該給電１
３　ｉ７４との間に、殆んどの時間に」ｄいて極性が逆
になるよう）Ａ：非対称交番電圧を別々に印加ずろこと
を特徴とずろ金Ｆ１ウェブの′１ｊ；、解処理方法であ
る。

水元町によれは金＾・ｌｉミラニブ両面の処理を若干か
えろことも可能であるし、各々放った機能を持たせるべ
く、両面を各々独立に変えろこともまた両面を全て同じ
にすることも、勿論可能とずろものである。また片面処
理の場合についＣも、従来法に比べ著しい高速処理を可
能とするものである。

以下添付図面を参照して本発明を説明する。第１図は現
行技術の直接給電法による非対称波形による金属ウェブ
の両面を同じように処理するケースの例である。

１は処理すべき金属ウェブで、パスロール３゜４．５に
より電解槽２の中を運ばれる。電解槽２には電解液が見
たされ、電解液は例えば図示していない循環系により電
解槽底部から供給され、電解槽上部に設けられた、オー
バーフローせきからあふれ出て再びポンプで電解槽に戻
るという、循環を続ける。電解槽内には、３枚の電極６
，７．８が設置されていて、金属ウェブは電極６と８、
及び電極８と７の間を通過させられる。９は、給電ロー
ルであり、パスロール３に金属ウェブ１を押しつげて給
電さ九る。前述の３枚の電極は電気的に結合されており
、この３枚の電極６，７．８と給電ロール９との間に電
源装置１０を図示の如（結綜しこれら給電ロールと電極
との間に非対称交番波形電圧が印加され、金属ウェブ１
の両面は、電極６と８および電極８と７の間を通過する
際に、電解処理されることになる。第２図は、電源装置
１０の出力である。非対称交番波形電圧の一例として、
矩形波電圧を模式的に示している。又金属ウェブの両面
の電解時の電圧、電流の様子を模式的に示したのが、第
３図である。給電ロール９により、給電された金属ウェ
ブ１の電極６，７側の面をＡとし、その反対側の面をＢ
とすると、Ａ面と電極６，７との間には第３図の（１）
の如き波形の電圧が加わり、このときＡ面から電＠６，
７へは第３図の（２）の如き波形の電流が流れる。一方
Ｂ面と電極８との間にも第３図の（３）に示す如き波形
の電圧が加わり、このときＡ面から電極８へも第３図の
（４）に示す如き波形の電流が流れる。

したがって、給電ロール９から、金属ウェブ１へ給電さ
れる電流は第３図の（２）と（４）との和で示される量
であり、それは第３図の（５）に示される如き波形にな
る。第３図において中央が零で、上がプラス、下がマイ
ナスである。このようにロール給電による直接給電にお
いては、金属ウェブの両面圧同様の処理を行な」６うと
する場合、各面に流れる、電流の合せた量を給電するこ
とが必要になり、高速電解等の比較的大電流を供給する
ことをめられる場合には、重大な障害要件となっていた
。

第４図はかかる問題点を解決される為に鋭意研究された
、本発明について示すものである。すなわち、金属ウェ
ブ１に給電ロール９から給電するに当り、少なくとも２
つ以上に分割された電源１０゜１１の波形が、互いにプ
ラス・マイナスの極性が一致することを少なくするよう
に制御して、給電することを特徴とする。第５図は一部
４図に示す両面電解の場合に関し、両電源１０．１１の
位相が逆になるようにした、同じ波形の電圧を給電した
場合の例であって、本発明について詳述するために用意
された。すなわち、第４図圧おいて金属ウェブ１の０面
が対極８に対しプラスになっている全周期にわたり、金
属ウェブ１の０面が対極６および７に対しマイナスにな
るように給電１７て電解することを示している。すなわ
ち−■而についてみると、金属フェノ１と対極８との間
には、電源１１により第５図（３）に示す電圧波形が印
加されている。波形のプラス・マイナスについては第３
図と同じく上がプラス、下がマイナスである。この時金
属ウェブ１の０面と対極８との間には、第５図の（４）
で示される波形の電流が流れることになる。

一方の面についてみると金属ウェブ１と対極６および７
との間には電源１０により第５図（１）で示される電圧
波形が印加される。この時金属ウェブｌと対極６，７と
の間に流れる電流は第３図と同様に考えて第５図の（２
）に示される波形のものとなる。

の面・０面を通して、対極に流れる電流は、０面につい
て、プラスの時０面についてマイナスになっており、０
面がプラスからマイナスに変った後、漸時０面はマイナ
スを保った後プラスに変化する。

したがって、０面と０面の電流の極性が一致する期間は
０面がプラスからマイナスに変化してからノ面がマイナ
スからプラスに変るまでの極めて短い一部の期間であり
、この間に給電ロール９かも金属ウェブ１に給電される
電流についてのみの面と０面の電流が加算されるだけに
なる。１周期の他の時間についてみると−の面と０面の
電流の極性は逆となっており、給電買−ル９から金属ウ
ェブ１へ給電される電流は、■面■面と各々の対向する
対極の間に流れる電流値の差となることが示されている
（第５図の（５））。このようにして給電ロール１４か
ら金属ウェブ１へ給電される電流は著しく減少させるこ
とが可能となり、第５図の（５）に示すケースでは第３
図の（５）に示す場合の約％に給電電流を減らすことが
出来る。第４図、第５図に示すのは、電流１ｏと電源１
１の出力波形の極性の一致する期間の全周期に占める割
合いが最少になるように同期回路１２により両電源を制
御した場合であるが、本発明は単にこのような場合のみ
に限定されるものでなく、両出カ波形の極性が互いに一
致する期間をなるべく少なくするようにした電解方法に
ついても、本発明に含まれる。また両波形が異っている
場合においても、本発明は有効であって給電電流を効果
的に減らしつつ金属ウェブの表面裏面の各々異る機能を
付与する電解処理が可能となる。又本発明にあたっては
、給電機構として給電ロールを設置した側について述べ
ているが、給電機構としては電極による液給電にかえて
も、本発明の効果は変らない。

本発明に使用し得る電解液としては、従来より知られて
いるもの、即ち、アルミニウムを侵すような性質を有す
るハロゲンイオンまたは硝酸イオンを含む酸性水溶液が
利用できる。竹に好ましい酸化水溶液の具体例には、塩
酸、硝酸またはこれらの混合物を電解質として含む水溶
液が含まれ、いずれの場合についてもその電解質の澄度
は約０５重量％から約５重量％、より好ましくは０．８
〜３重景％の範囲から選ばれる。これらの水溶液には、
更に腐蝕抑制剤（または安定剤）を含有させておくこと
ができる。例えば、塩酸電解浴の場合には塩化亜塩、塩
化アンモニウム、塩化ナトリウム−塩化アルミニウムな
どの塩化物、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジ
メチルアミン。

ジエチルアミン、メチルアミン、エチルアミン、カルバ
ミン酸、トリエタノールアミン、ジェタノールアミン、
モノエタノールアミンなどのアミン類、エチレンジアミ
ン、ヘキザメチレンジアミンなどのジアミン類、ホルム
アルデヒド、アセトアルデヒド９．ｒＬ−へキシルアル
デヒｒなどのアルデヒド９類、燐酸、クロム酸、硝酸な
どの酸が挙げられ、硝酸電解浴の場合には、硝酸亜鉛、
硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウムなどの硝酸塩、上記
のようなモノアミン類、ジアミン類およびアルデヒド類
、並びに燐酸、クロム酸、スルホサリチル酸などが挙げ
られる。これらの腐蝕抑制剤の電解液への添加量は０．
０５重量％〜約３重量％の範囲から選ばれることが好ま
しい。

また電解液の温度は、好ましくは２０℃から４０℃の範
囲とされる。

次に、本発明の有効性について、印刷版用アルミ板の電
解エツチングの実施例を上げ説明する。

まず本実験において使用した電圧波形は第２図に示す如
き、非対称矩形波交番波形であり、固定条件として　Ｖ
Ｆ　＝　２４Ｖ　、　ＶＲ＝　１４ｖ　、　ｔＡ＝６．
７７１ＬＳｅｃ。

’Ｃ＝＝　１０．０７７ＬＳｅｃとした、電解槽は基本
的に第１図に示す構造であって、各部のディンメンジョ
ンについては概略、次の通りである。

給電ロール９の径は１００　ｍｍ、給電部の面積は２０
隨であり、ロールの材質は、アルミ合金ＪＩＳＡ１０５
０である。給電ロールに対向するパスロール３は径が１
０’　Ｏｍｍで面長５０ｍｍとしロール材質は硬質ゴム
である。電解恰２のディンメンジョンについては概略、
次の通りである。すなわち、柵の内寸は、深さ７００　
ｍｍ、幅２００　ｍｒａ、奥行５５ｍｍであり、槽中央
下部のパスロール４の径は１００　ｒｎｍであった。こ
の榴の中に３枚の黒鉛電極が設置されており、槽の両側
の側壁に沿う黒鉛電極６，７は厚さ２０ｍｍ、幅５０ｍ
ｍで、アルミニウムウェブ１と対向できる液中長さの最
大が５００ｍである。中央の黒鉛電極８は厚さが４０順
、幅５０龍でアルミニウムウェブ１と対向する液中長さ
の最大値が５００ｍｍである。アルミニウムストリップ
１０幅は５０朋であり、厚さは０．３ｍｍ材質はＡ１０
５０である。アルミニウムウェブ１は３枚の電極６，７
，８で作られる、２つの隙間のほぼ中央を通り、槽中央
下部のパスロール４でターンさせた。アルミニウムウェ
ブ１の電解長さについては、電解液面のオーバーフロー
せきをコントロールすることにより、実施し、黒鉛電極
と対向するアルミストリップの長さを液面の調整で行っ
た。

また給電ロールとアルミストリップの接触する部分には
電解液をシャワーし、放電を防止すると共に、給電部と
電解部との間の液に浸漬されないアルミス）　ＩＪツブ
の冷却を行った。以上を共通条件とする。比較例につい
て次に記す。

比較例３枚の黒鉛電極６，７．８を電気的に短絡し、これで給
電ロール９との間に第２図に示す電圧を印加する、従来
、技術を用いた場合の給電の限界をめるための実験を行
った（第１図）。給電ロールと、これに対向するロール
の間の荷重は４ゆとし、アルミニウムウェブｌは苛性ソ
ーダーでエッチｙグＬ、、洗？ｌ＆、給電ロール９とパ
スロール３の間を通して電解槽に導いた。液面高さをコ
ントロールし、黒鉛電極下端から測ったアルミストリッ
プの黒鉛電極に対向する長さが２０　（ｌ　ｍｍになる
ようにし、はぼアルミニウムウェブ１の電解面積を４　
ｄｍ２とし、電解時間が３０秒になるように８０ｃＩｎ
／ｌ；＋でアルミニウムウェブ１を搬送した所。

アルミニウムが黒鉛電極にプラスになる時に流れるピー
ク電流はほぼ２０ＯＡであり、また、アルミニウムがマ
イナスになる時流れるピーク電流はほぼ１００Ａとなっ
た。給電ロールと電源の間の電流の流路にそう人したシ
ャフトからとり出した信号を絶対値変換して平均化し、
平均電流に換算した所、この時の電流は１１５Ａであり
、極めて安定した電流を観測した。また特許１０２８０
９８号実施例記載の良好な砂面が板の両面に安定忙生成
されることを確認した。電解液面を更に５０ｍｍ上げア
ルミニウムウェブ１の電解面積を５　ｄ、ｍ２になるよ
うにし、同時にアルミニウムウェブ１の搬送速度を１ｍ
１５＋とじた所、平均電流は１４５人に増えたが、時々
電流が急激に変動し、安定な給電が出来なかった。した
がってこの場合安定に給電可能な上限は１１５八程度と
いえる。

実施例電源を等しい周期をもつ２つに分割し第４図に記載の如
く結線し、各電源の出力波形の位相が第５図に示すよう
にした。本発明にかかる実施例について記す。

２電源のうちの１つは給電ロール９と電解槽外壁に接す
る２枚の黒鉛電極６，７０間にそう人され、残る電源は
給電ロール９と中央の黒鉛電極８と結線されている。各
電源の出力については、比較例に記すシャフト出力を同
じように変換してモニターした。両電源の出力が各々比
較例に記載された１１５Ａに等しくなった時のアルミニ
ウムウェブ１の黒鉛電極に対向する長さは４．００　ｍ
ｍであり、アルミニウムウェブの搬送スピード゛は、１
６０１分と比較例の倍の値が得られた。給電ロールから
の給電は極めて安定であり、ス）　ＩＪツブ両面の砂面
は特許１０２８０９８号実施例に記載の良好なものと同
一であった。更に液面を１００ｍｍ上げアルミニウムス
トリップの搬送スビーｒを２００〜偵吃した所、各電源
の電流は前と同じ表現で、１４０Ａとなり、前と同じ砂
面が安定に生成されることカー実証された。

以上に比較例、実施例に示すごとく、本発明の方法によ
ると従来の方法に比べ給電ロールによる給電の限界を５
ま（回避することにより少なくとも従来の缶板上の高速
電解が安定的に行なえることがわかった。

以上、本発明の内容と実施例は、金属ウェブの両面電解
処理について紹介したが、本発明は金属ウェブ片面の連
続電解処理についても適用可能である。第６図は本発明
を片面の連続電解処理に適用した第４図同様の図であり
、同様な作用と効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属ウェゾ両面電解処理法を示す側面図
、第２図は電解処理に用いる非対称交番波形図、第３図
は第１図による電解処理時の電圧電流波形図である。第
４図は本発明による金属ウェブ両面電解処理法の一例を
示す図、第５図は第４図による電解処理時の電圧電流波
形図である。１・・・金属ウェブ２・・・電解槽３．４．感−・・パスロール６．７．８・・・電極９・・・給電ロール１０．１１・・・、電源装置（ほか３名）第　１　図第　３　図第４図ｔｓ５図第１頁の続き０発　明　者　森　１）　彰静岡県庵原郡蒲原町蒲原４５４幡地　株式会社日本軽金
属総合研究所内手続補正書昭和５８年１２月昭和５８年特ｒ「顕部　１４１８５９号２、発明の１名
称電解処理方法３、補正をする者事件との関係、特許出願人名称　（５２０）　富士写真フィルム株式会社　（ほか
霞が関ビル内郵便局　私書箱第４９弓栄光特許事務所　電話（５８１）−９６０１韓昭和５８
年１１月　８　日（発送日：昭和５８年１１月２９日。６　補正により増加する発明の数　０　菖・・加入する
。

Claims

【特許請求の範囲】

金属クエプを非対称の交番波形を出力する電源を用いて
電解するに際し、該金属ウェブの面に対向する２つ以上
の電極を設置し、更に給電機構を設けて、該電極の各々
と該給電機構との間に、殆んどの時間において極性が逆
になるような非対称交番電圧を別々に印加することを特
徴とする。金属ウェブの電解処理方法