DE69307803T2

DE69307803T2 - Verfahren zur elektrolytischen Behandlung

Info

Publication number: DE69307803T2
Application number: DE69307803T
Authority: DE
Inventors: Seiji Kawasumi; Akio Uesugi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2013-07-20
Also published as: EP0585586B1; DE69307803D1; US5358610A; EP0585586A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung, welches das Ausbilden einer rauhen Oberfläche eines Aluminiumbandes oder einer Legierung davon umfaßt gemäß Anspruch 1.
Allgemein wird ein Aluminiumband als Träger für eine lichtempfindliche Platte verwendet, wobei seine Oberfläche gewöhnlicherweise aufgerauht wird, um die Adhäsion zwischen dem Aluminiumband und der fotoempfindlichen Schicht, die darauf angeordnet ist, zu verbessern und um Wasser zurückzuhalten, das beim Drucken verwendet wird.
Herkömmlicherweise wurde ein Verfahren als Aufrauhprozeß verwendet, wie es in der USP 5,082,537 (entspricht dem japanischen Patent Kokai Nr. 2-298300) gezeigt ist. Bei diesem Verfahren zum Aufrauhen wird ein Substrat durch ein wässriges elektrolytisches Bad gefördert, das mehrere Elektroden aufweist, und es wird ein dreiphasiger oder ein Wechselstrom an die Elektroden angelegt, wobei die Frequenz des dreiphasigen oder Wechselstromes höher als die Netzfrequenz von 50 bis 60 Hz ist, und vorzugsweise zwischen 50 und 300 Hz liegt, und wobei für die Frequenz ein Wert gewählt wird, der direkt in Beziehung zur Fördergeschwindigkeit des Substrates durch das elektrolytische Bad steht.
Auch die Patentanmeldung DE 38 28 291 zeigt ein Verfahren zum elektrolytischen Ausbilden einer rauhen Oberfläche eines Aluminiumbandes.
Jedoch wird bei dem zuvor gezeigten Verfahren, wie es in der USP 5,082,537 offenbart ist, nicht zwangsläufig eine homogen aufgerauhte Oberfläche erhalten. Da das Ausmaß sogen. Querstriche (einer Inhomogenität, die entsprechend den Wechselströmen und der Bewegung des zu behandelnden Materials erzeugt wird, wenn eine elektrolytische Aufrauhbehandlung durchgeführt wird, indem Wechselströme bei sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten zugeführt werden) durch die Fördergeschwindigkeit und die Frequenz einer Quelle bestimmt wird, sollte, wenn eine Startkontrollgeschwindigkeit geändert wird, die Frequenz einer Quelle gemäß der Änderung der Startkontrollgeschwindigkeit geändert werden, um die gleichen Querstriche zu erhalten. Da jedoch der Grad einer aufgerauhten Oberfläche sich entsprechend der Frequenz ändert, kann keine gleichmäßig aufgerauhte Oberfläche erhalten werden.
Darüber hinaus war bei der zuvor genannten herkömmlichen Methode der Kontrast der Querstriche hoch und deutlich sichtbar.
Weiter gibt es bei der zuvor genannten elektrolytischen Behandlung, die eine Wechselelektrolyse verwendet, zwei Wege das Ausmaß der elektrolytischen Behandlung zu erhöhen, das ist z.B. zum einen ein Verfahren, bei dem die Länge der elektrolytischen Behandlung erhöht wird und zum anderen ein Verfahren, bei dem die Stromdichte erhöht wird. Bei der vorherigen Methode ist es notwendig, nicht weniger als zwei elektrolytische Behandlungsbäder zu verwenden, wobei auch jeweilige elektrische Quellen für jedes elektrolytische Behandlungsbad bereitgestellt werden.
Jedoch änderten sich bei dem zuvor genannten Verfahren zur elektrolytischen Behandlung die Querstriche periodisch in einer auffälligen Art und Weise.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor genannten Probleme zu lösen und ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung bereitzustellen, bei dem eine gleichmäßig aufgerauhte Oberfläche erhalten wird und keine Querstriche auffallen.
Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, forschten die Erfinder ernsthaft und fanden heraus, daß die Querstriche durch die Laufgeschwindigkeit, die Frequenz der Quelle und den Abstand zwischen den Elektrodenenden bestimmt werden und vervollständigten die Erfindung.
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung bereit, das umfaßt: Elektrochemisches Ausbilden einer rauhen Oberfläche auf einem Aluminiumband oder einer Legierung davon, indem Wechselstrom zwischen dem Band und den Elektroden in einer elektrolytischen Lösung, die ein Metallion enthält, angelegt wird, wobei Y[m/min.] eine Laufgeschwindigkeit des Materials angibt, f[Hz] eine Netzfrequenz der Stromquelle angibt und x[cm] einen Abstand zwischen den Vorderenden der Elektroden angibt, wobei die elektrolytische Aufrauhbehandlung durchgeführt wird, indem x, y und f so gewählt werden, daß sie den folgenden Formeln I oder II genügen:
0 =< g(a) =< 0.2 (I)
0.8 =< g(a) < 1.0 (II);
wobei
g(a) = a - [a] (III)
[a] = die größte ganze Zahl, die a nicht übersteigt;
und
a = 60 . x . f / (100 . y) (IV).
Figur 1 ist eine schematische Seitendarstellung, die ein Gerät zeigt, das für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur elektrolytischen Behandlung verwendet wird.
Figur 2 ist eine schematische Seitenansicht, die ein Gerät zeigt, das für eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum elektrolytischen Behandeln verwendet wird.
Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht, die ein Gerät zeigt, das für ein Verfhren zur elektrolytischen Behandlung verwendet wird.
Figur 4 ist eine schematische Seitenansicht, die ein Gerät zeigt, das für ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung verwendet wird.
1, 21, 41, 51: elektrolytisches Behandlungsbad
2, 3, 22, 23, 42, 43, 52, 53: Elektroden
8, 29, 48, 58: elektrolytische Lösungen
9, 24, 60, 92: Stromquelle
11, 32, 80: Aluminiumband (Material, das behandelt werden soll)
93: Frequenzgenerator
94: Gerät zum Setzen der Phasendifferenz.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Kontrast der Querstriche nicht hoch und nicht auffallend, wenn die zuvor genannten Werte x, y und f in einem Bereich liegen, in welchem die folgenden Formeln F(1) oder F(2)
oder
(In der Formel g(a) = a-[a] gibt [a] die größte ganze Zahl an, die a nicht übersteigt).
Wenn die Elektroden in einer Ebene angeordnet sind, ist der Abstand x zwischen den Enden der Elektroden der Abstand einer Linie parallel zu der Ebene. Wenn die Elektroden auf einer gekrümmten Oberfläche angeordnet sind, ist der Abstand x ein Abstand entlang einer gekrümmten Linie.
Bei dem Verfahren zur elektrolytischen Behandlung kann eine geeignete Bedingung gewählt werden, indem der Abstand zwischen den Enden der einspeisenden Elektroden und/oder die Laufgeschwindigkeit des Materials und/oder die Frequenz der Stromquelle geändert werden.
So sind Querstriche kaum sichtbar. Eine einheitlich aufgerauhte Oberfläche kann bei verschiedenen Laufgeschwindigkeiten erhalten werden, indem ein geeigneter Abstand zwischen den Elektroden gewählt wird, wenn eine Frequenz der Stromquelle bestimmt wird und außerdem indem eine geeignete Frequenz in einem Bereich gewählt wird, in welchem die elektrolytische Behandlung nicht nachteilig beeinflußt wird, für den Fall, daß ein Abstand zwischen den Elektroden festgelegt wird.
Bei einem weiteren Verfahren der elektrolytischen Behandlung, das nicht im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegt, ist das Verfahren nicht insbesondere darauf beschränkt, synchronisierte Wechselströme an jedes elektrolytische Behandlungsbad anzulegen. Das Verfahren wird z.B. durchgeführt, indem elektrischer Strom an alle elektrolytischen Bäder über nur eine Stromquelle angelegt wird oder indem Stromquellen bereitgestellt werden, um jeweils elektrischen Strom an ein elektrolytisches Behandlungsbad anzulegen, indem die Ströme, die von den Quellen angelegt werden, mit Hilfe eines Frequenzgenerators synchronisiert werden und indem jeweils die Phasendifferenzen jeder Spannungsquelle gesetzt werden.
Bei einem weiteren Verfahren zur elektrolytischen Behandlung, das nicht in den Schutzumfang fällt, werden die Bedingungen zum Aufrauhen in allen elektrolytischen Bädern gleich, indem die Wechselströme, die an die Elektroden in den elektrolytischen Bädern angelegt werden, synchronisiert werden.
Als elektrolytische Lösung, die ein Metallion enthält, werden nach der Erfindung Salzsäurelösung und eine Salpetersäurelösung verwendet.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren zu behandelnden Materialien werden in geeigneter Art und Weise gemäß der Aufgabe bestimmt und sind z.B. im Falle eines Trägers für eine lichtempfindliche Platte ein Aluminiumband oder ein Aluminiumlegierungsband.
In Figur 1 zeigt das Bezugszeichen 1 ein elektrolytisches Behandlungsbad, wobei rechtwinkelige Elektroden 2 und 3 in dem elektrolytischen Behandlungsbad 1 bereitgestellt sind. Ein Rohr 4 zum Zuführen elektrolytischer Lösung ist mit einem Ende des Bodens des elektrolytischen Behandlungsbades 1 verbunden. Eine Leitung 5 zum Auslassen der elektrolytischen Lösung ist mit einem anderen Ende des Bodens verbunden. Die Leitung 4 zum Zuführen der elektrolytischen Lösung und die Leitung 5 zum Ablassen der elektrolytischen Lösungen sind mit einem Vorratstank 6 verbunden, der die elektrolytische Lösung 8 speichert. Eine Pumpe 7 ist in der Nähe des Vorratstanks 6 der Leitung 4 zum Zuführen der elektrolytischen Lösung angeordnet und die elektrolytische Lösung 8 wird aus dem Vorratstank 6 über die Pumpe 7 in das elektrolytische Behandlungsbad 1 gefördert.
Die zuvor genannten Elektroden 2 und 3 sind mit der Stromquelle 9 verbunden. Darüber hinaus sind Rollen 10,...,10 innerhalb und außerhalb des elektrolytischen Behandlungsbades 1 angeordnet, wodurch eine Laufbahn eines Aluminiumbandes 11, das das zu behandelnde Material darstellt, gebildet wird.
Ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung eines Aluminiumbandes unter Verwendung des zuvor genannten Gerätes wird im folgenden erklärt.
Der Abstand x zwischen den Vorderenden in Laufrichtung des Aluminiumbandes 11 der Elektroden 2 und 3, eine Laufgeschwindigkeit y, die eine Fördergeschwindigkeit des Aluminiumbandes 11 ist und eine Netzfrequenz f der Stromquelle 9 werden so gesetzt, daß sie der folgenden Formel genügen:
Dann liegt das Aluminiumband an den Rollen 10,...,10 an, wobei sich die Rollen 10 drehen, um das Aluminiumband 11 zu fördern. Die Stromquelle 9 wird angeschaltet, um elektrischen Strom in die Elektroden 2 und 3 einzuspeisen, wonach eine elektrolytische Behandlung einer ausgesetzten Oberfläche des Aluminiumbandes 11 durchgeführt wird.
Figur 2 ist eine schematische Seitendarstellung, die ein Gerät zur elektrolytischen Behandlung zeigt, das für eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur elektrolytischen Behandlung verwendet wird.
In Figur 2 zeigt das Bezugszeichen 21 ein rundbogenförmiges elektrolytisches Behandlungsbad, bei welchem ein innerer Radius größer als der einer Trommel ist, wobei rundbogenförmige Elektroden 22 und 23 an der Innenseite des elektrolytischen Behandlungsbades 21 vorgesehen sind. Die Elektroden 22 und 23 sind mit einer Stromquelle 24 verbunden. Ein Einlaß 25 für die elektrolytische Lösung ist in der Mitte des Bodens des elektrolytischen Behandlungsbades 21 vorgesehen und Auslässe 26, 26 für die elektrolytische Lösung sind an beiden Bereichen eines oberen Teiles davon vorgesehen, wobei der Einlaß 25 und die Auslässe 26, 26 mit einem Vorratstank 27 verbunden sind.
Eine Pumpe 28 ist zwischen dem Einlaß 25 für die elektrolytische Lösung und dem Vorratstank 27 vorgesehen, wobei die elektrolytische Lösung 29 aus dem Vorratstank 27 über die Pumpe 29 in das elektrolytische Behandlungsbad 21 gefördert wird. Darüber hinaus ist eine Trommel 30, die einen Umfang aufweist, der ein zu den Elektroden 22 und 23 konzentrischer Kreis ist, drehbar angeordnet, und taucht fast ganz in die elektrolytische Lösung 29 mit einem kleinen Abstand zu den Elektroden 22, 23 in das elektrolytischen Behandlungsbad ein, wobei Rollen 31 und 31 über der Trommel 30 vorgesehen sind. Durch die Trommel 30 und die Rollen 31 wird der Laufweg des Aluminiumbandes 32 gebildet.
Ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung eines Aluminiumbandes mit dem zuvor beschriebenen Gerät wird im folgenden beschrieben.
Der Abstand x zwischen den Vorderenden der Elektroden 22 und 23 in Laufrichtung des Aluminiumbandes 32, eine Laufgeschwindigkeit y, die eine Fördergeschwindigkeit des Aluminiumbandes 32 ist, und eine Netzfrequenz f einer Stromquelle 24 werden auf einen vorgeschriebenen Wert, ähnlich wie in dem zuvor beschriebenen Beispiel gesetzt. Dann liegt das Aluminiumband 33 an der Trommel 30 an und Rollen 31 und 31 und Trommel 32 drehen sich, um das Aluminiumband 32 zu fördern. Die Stromquelle 24 wird angeschaltet und speist elektrischen Strom in die Elektroden 22, 23 wonach eine elektrolytische Behandlung einer ausgesetzten Oberfläche des Aluminiumbandes 32 durchgeführt wird.

Beispiele

Beispiel 1 (Erfindung)
Eine elektrolytische Behandlung eines JIS 1050 Aluminiumbandes wurde unter Verwendung des Gerätes zur elektrolytischen Behandlung, wie in Figur 1 gezeigt, durchgeführt. Als elektrolytische Lösung wurde eine Aluminiumnitratlösung bei 55º verwendet, die 20 g/l einer salpetersauren Säure und 10 g/l eines Aluminiumions enthält.
Der Abstand x zwischen den Vorderenden der Elektroden wird auf 190 cm gesetzt, die Laufgeschwindigkeit y auf 130 m/min. und die Netzfrequenz f auf 40 Hz. Bei dieser Bedingung ist ein Wert g(a) 0,07 (g(a)=60×190×40/100×130), der kleiner als 0,2 ist. So erfüllen die zuvor genannten Bedingungen die Formel 1.
Die Oberfläche des unter den zuvor genannten elektrolytischen Bedingungen behandelten Aluminiumbandes wurde visuell geprüft, aber Querstreifen waren nicht zu erkennen.

Vergleichsbeispiel 1

Eine elektrolytische Behandlung wurde unter der Verwendung des gleichen Gerätes und unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 durchgeführt, mit Ausnahme, daß der Abstand x zwischen den Vorderenden der Elektroden auf 220 cm gesetzt wurde. Bei diesen Bedingungen ist der Wert g(a) 0,61 (60×220×40/100×130), der wiederum größer als 0,2 und kleiner als 0,8 ist, so daß die zuvor genannten Bedingungen nicht die Formeln 1 und 2 erfüllen.
Die Oberfläche des Aluminiumbandes, das unter den o.g. elektrolytischen Bedingungen behandelt wurde, wurde visuell geprüft und Querstreifen in einem Abstand von 54,2 mm wurden deutlich erkannt.
In Figur 3 zeigt das Bezugszeichen 40 ein Vorstufenteil einer elektrolytischen Behandlung, um zuerst eine elektrolytische Behandlung durchzuführen und das Bezugszeichen 50 zeigt ein Nachstufenteil einer elektrolytischen Behandlung, um anschließend eine elektrolytische Behandlung durchzuführen, wobei die Vor- und Nachstufenteile einen gleichen Aufbau aufweisen. Ein elektrolytisches Behandlungsbad 41 zum Durchführen einer elektrolytischen Behandlung ist in dem Vorstufenteil der elektrolytischen Behandlung vorgesehen, wobei rechtwinkelige Elektroden 12 und 13 in dem elektrolytischen Behandlungsbad 41 vorgesehen sind. Eine Zuleitung 44 für die elektrolytische Lösung ist mit einem Ende des Bodens des elektrolytischen Behandlungsbades 41 verbunden und eine Ableitung 45 für die elektrolytische Lösung ist mit dem anderen Ende des Bodens verbunden. Die Zuleitung 44 für die elektrolytische Lösung und die Ableitung für die elektrolytische Lösung sind mit einem Speichertank 46 verbunden, der die elektrolytische Lösung speichert. Eine Pumpe 47 ist an der Zuleitung 44 für die elektrolytische Lösung vorgesehen, wobei die elektrolytische Lösung 48 aus dem Speichertank 46 über die Pumpe 47 in das elektrolytische Behandlungsbad 41 gefördert wird. In dem Nachstufenteil der elektrolytischen Behandlung sind ein elektrolytisches Behandlungsbad 51, Elektroden 52 und 53, eine Zuführung 54 für die elektrolytische Lösung, eine Ableitung 55 für die elektrolytische Lösung, ein Speichertank 56, eine Pumpe 57 und eine elektrolytische Lösung 58, wie bei dem Vorderstufenteil 40 zur elektrolytischen Behandlung vorgesehen.
Die zuvor genannten Elektroden 42 und 43 und die Elektroden 52 und 53 sind jeweils mit der Stromquelle 60 Verbunden. Darüber hinaus sind Rollen 70,...,70 innerhalb und außerhalb der elektrolytischen Behandlungsbäder 51 und 41 vorgesehen, wodurch die Laufbahn des Aluminiumbandes 80, das das zu behandelnde Material darstellt, gebildet wird.
Ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung eines Aluminiumbandes mit dem zuvor beschriebenen Gerät wird im folgenden beschrieben.
Zuerst liegt das Aluminiumband 80 an den Rollen 70,...,70 an, wobei sich die Rollen 70,...,70 drehen, um das Aluminiumband 80 zu befördern. Die Stromquelle 60 wird angeschaltet, um synchronisierte elektrische Ströme an die Elektroden 42, 43, 52 und 53 anzulegen, wonach eine elektrolytische Behandlung einer ausgesetzten Oberfläche des Aluminiumbandes 80 durchgeführt wird.
Die Figur 4 ist eine schematische Seitenansicht, die ein Gerät zur elektrolytischen Behandlung zeigt und nicht der vorliegenden Erfindung entspricht.
Bei dem Gerät zur elektrolytischen Behandlung, wie es in Figur 4 gezeigt ist, sind die Elektroden 42 und 43 mit der elektrischen Quelle 91 der Vorstufe verbunden und die Elektroden 52 und 53 sind mit der Stromquelle 92 der Nachstufe verbunden. Die Vorstufenstromquelle 91 und die Nachstufenstromquelle 92 sind mit einem Frequenzgenerator 93 verbunden, wobei der Frequenzgenerator 93 mit einem Apparat 94 zum Setzen einer Phasendifferenz verbunden ist. Der Vorstufenteil 40 zur elektrolytischen Behandlung, der Nachstufenteil 50 zur elektrolytischen Behandlung und eine Rolle 70 sind, wie in dem in Figur 3 gezeigten Beispiel, aufgebaut.
Bei einer elektrolytischen Behandlung mit Hilfe des Gerätes, das in Figur 4 gezeigt ist, wird ein Strom, der von der Stromquelle 91 kommen soll, mit Hilfe des Frequenzgenerators 93 synchronisiert, und die synchronisierten Ströme werden dann in die Elektroden 42, 43, 52 und 53 eingespeist. Alle anderen Bewegungen sind die gleichen wie bei dem in Figur 3 gezeigten Beispiel.

Beispiel 2 (entspricht nicht der vorliegenden Erfindung)

Eine elektrolytische Behandlung eines JIS 1050 Aluminiumbandes wurde unter der Verwendung des in Figur 3 gezeigten Gerates durchgeführt. Als elektrolytische Lösung wurde eine Aluminiumnitratlösung bei 55º C verwendet, die 20 g/l einer Salpetersäure und 10 g/l eines Aluminiumiones enthält. Die Netzfrequenz der Vorstufenstromquelle und der Nachstufenstromquelle wurde auf 40 Hz mit Hilfe des Frequenzgenerators gesetzt. Die Laufgeschwindigkeit wurde auf 130 m/min. gesetzt.
Die elektrolytische Behandlung des Aluminiumbandes wurde unter den zuvor genannten Bedingungen durchgeführt und die Oberfläche des Aluminiumbandes wurde visuell geprüft. Als Ergebnis wurde beobachtet, daß mittelmäßig auffallende Querstreifen bei einem Abstand von 5,42 cm erzeugt wurden, unabhängig von der Position in Längsrichtung des Aluminiumbandes.

Vergleichsbeispiel 2

Die Frequenz der Vorstufenstromquelle wurde auf 40 Hz gesetzt und die Netzfrequenz der Nachstufenstromquelle auf 40,4 Hz ohne daß ein Frequenzgenerator verwendet wurde. Der weitere Aufbau und die weiteren Bedingungen wurden genau wie bei dem Beispiel 2 gesetzt.
Die elektrolytische Behandlung des Aluminiumbandes wurde unter den gleichen Bedingungen durchgeführt und die Oberfläche des Aluminiumbandes wurde visuell geprüft. Als Ergebnis wurde beobachtet, daß Querstreifen bei einem Abstand von 5,42 cm erzeugt wurden und das Maß an Auffälligkeit der Querstreifen zwischen gut und schlecht bei periodischen Intervallen von 325 m lag.

Claims

1. Verfahren zur elektrolytischen Behandlung, das umfaßt:

elektrochemisches Ausbilden einer rauhen Oberfläche auf einem Aluminiumband oder dessen Legierung (11, 32) indem Wechselstrom zwischen dem Band (11, 32) und den Elektroden (2, 3, 22, 23) in einer elektrolytischen Lösung (8, 29), die ein Metallion enthält, angelegt wird, wobei Y[m/min.] eine Laufgeschwindigkeit des Materials angibt, f[Hz] eine Netzfrequenz der Stromquelle (9, 24) angibt und x[cm] einen Abstand zwischen den Vorderenden der Elektroden (2, 3, 22, 23) angibt, wobei die elektrolytische Aufrauhbehandlung durchgeführt wird, indem x, y und f so gewählt werden, daß sie den folgenden Formeln (I) oder (II) genügen:

0 = < g(a) = < 0.2 (I)

0.8 = < g(a) < 1.0 (II)

wobei

g(a) = a - [aJ (III) [a] die größte ganze Zahl die a nicht übersteigt;

und

a = 60 . x . f / ( 100 . y ) (IV).