JP2004307917A - 電解処理液の濃度制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電解処理液の濃度制御を簡単に行う。
【解決手段】電解処理装置の濃度制御部３８に、電解電源部３０、塩酸濃度測定部４１、塩酸原液投入部４２、塩化アルミニウム測定部４８、水投入部４９を接続する。所定の塩酸濃度の設定値ＳＶ_ｂ と塩酸濃度測定部４１により測定された測定値ＰＶ_ｂ との偏差が偏差設定値ｅよりも大きくなった場合には、塩酸原液投入部４２から塩酸原液を電解処理液に投入する。電解電源部３０から入力される総電解電流量Ｉと、塩化アルミニウム測定部４８により測定された測定値ＰＶ_ａ と、所定の塩化アルミニウム濃度の設定値ＳＶ_ａ とから水投入周期を演算し、水投入周期毎に水投入部４９から水を電解処理液に投入する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解処理液中で電解電流を印加して金属材料を処理するための電解処理液の濃度制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オフセット印刷に幅広く使用されている平版印刷版（以下、単にＰＳ版という）の支持体には、アルミニウム材（以下、単にアルミ材という）が使用されている。ＰＳ版は、版面の親水性、親インク性（親油性）を制御して印刷を行うものである。そのため、品質の良い画像を印刷するには、アルミ材の表面に粗面化処理を施し、均一な表面形状にする必要がある。アルミ材の表面を粗面化処理する方法としては電解処理がある。ＰＳ版の製造ラインでは、アルミ材を電解処理液中に浸漬させ、同じく電解処理液中に浸漬させた電極から電解電流を印加することにより電解処理を施す液中給電方式の電解処理装置が用いられている。
【０００３】
一般に、電解処理に用いられる電解処理液は、塩酸、硝酸、硫酸またはこれらの２種類以上含まれる混合溶液に金属イオンを含んだ多成分液である。そのため、電解処理反応を一定の状態に保つためには、電解処理液の各成分の濃度をリアルタイムに測定し、その結果を電解処理液の濃度制御部にフィードバックする必要がある。その際に、電解処理液の各成分の濃度を測定する方法として、中和滴定方式を用いる方法が知られている。しかしながら、この中和滴定方式で濃度測定を行うと時間がかかる他に、滴定時に析出する金属の水酸化物がセルや配管を汚し、除去し難いという問題点がある。
【０００４】
上記中和滴定方式による問題の解決策として、例えば特許文献１では、異種の成分液を混合した多成分液の各成分液ごとの濃度を測定する際に、各成分液の濃度比率が判っている複数種類の物理量データを予め測定して各成分液ごとに濃度との相関を示すデータマップを作成し、測定対象となる多成分液から検出された複数の物理量データを前記データマップと対照して成分液の濃度を求めるようにしている。また、特許文献２では、所定のデータテーブルを予め作成し、製造プロセス中においても容易に測定しうる２種類以上の指標を測定して、前記データテーブルを参照することで、目的とする金属イオンを含む多成分液の濃度を容易に知るようにしている。そして、得られた成分液の濃度などのデータに基づき、フィードバック方式またはフィードフォーワード方式、さらにはこれらを組み合わせた方式により管理し、前記多成分液の濃度を一定範囲に制御することで、均一な処理条件を確保するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−１９５５９ （第２、第３頁）
【特許文献２】
特開２００１−１２１８３７号公報 （第２、第３、第４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにして得られた各成分液の濃度などのデータに基づき、フィードバック方式、フィードフォーワード方式、またはこれらを組み合わせた方式などによって、多成分液の濃度を一定範囲に制御する場合には、比例制御（Ｐ）、積分制御（Ｉ）、微分制御（Ｄ）を組み合わせたＰＩＤ制御が広く利用されている。しかしながら、このＰＩＤ制御装置は高価であり、設備コストが増大するという問題がある。また、ＰＩＤ制御装置では保守用の予備品を多く必要とし、しかも専門知識を有する保守担当者が必要になるという問題がある。また、プログラマブルコントローラのみを用いて上記濃度制御を行うことも可能であるが、この場合には、複雑な濃度調節用成分供給量の演算を行う必要があり、高速高機能なプログラマブルコントローラが必要になり、上記のＰＩＤ制御装置と同じように、装置が高価になること、保守の際に高度な専門知識を必要とすることなどの問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためのものであり、電解処理液の濃度を簡単に制御することができる電解処理液の濃度制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、電解電流を印加して金属材料を処理する電解処理液の濃度制御方法において、前記電解処理液の溶液濃度と、前記電解処理液中に前記金属材料がイオン化して溶出することにより生成される金属塩の濃度とを測定し、これらの測定濃度と電解処理量とに応じて前記溶液濃度及び金属塩濃度を制御することを特徴とする。さらに、前記金属塩濃度を測定する際に、測定金属塩濃度と電解処理情報とから一定量の電解処理液の希釈液投入周期を求め、この投入周期に基づき希釈液を投入することが好ましい。また、前記溶液濃度を制御する際に、測定溶液濃度が溶液濃度設定値に対して偏差があるときに電解処理液原液を投入することが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、電解電流を印加して金属材料を処理する電解処理液の濃度制御方法において、前記電解処理液の溶液濃度を測定する溶液濃度測定工程と、前記電解処理液中に前記金属材料がイオン化して溶出することにより生成される金属塩の濃度を測定する金属塩濃度測定工程と、前記電解電流を測定する電解電流測定工程と、前記溶液濃度測定工程による測定溶液濃度が設定値よりも低いときに、前記電解処理液に電解処理液原液を補充し溶液濃度を制御する溶液濃度制御工程と、前記金属塩濃度測定工程による測定金属塩濃度と前記電解電流測定工程による測定電解電流と前記金属塩濃度の設定値とに基づいて、前記電解処理液に希釈液を一定量投入する周期を求め、投入周期毎に一定量の希釈液を投入して金属塩濃度を制御する金属塩濃度制御工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、電解電流を印加して金属材料を処理する電解処理液の濃度制御装置において、前記電解処理液の溶液濃度を測定する溶液濃度測定手段と、前記電解処理液中に前記金属材料がイオン化して溶出することにより生成される金属塩の濃度を測定する金属塩濃度測定手段と、前記電解電流を測定する電解電流測定手段と、前記溶液濃度測定手段による測定溶液濃度が設定値よりも低いときに、前記電解処理液に電解処理液原液を補充し溶液濃度を制御する溶液濃度制御手段と、前記金属塩濃度測定手段による測定金属塩濃度と前記電解電流測定手段による測定電解電流と前記金属塩濃度の設定値とに基づいて、前記電解処理液に希釈液を一定量投入する周期を求め、投入周期毎に一定量の希釈液を投入して金属塩濃度を制御する金属塩濃度制御手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明では、前記測定電解電流量をＩ、この電解電流量Ｉの逆数に任意の係数Ａを乗じた後に任意の係数Ｂを加えたものを希釈液投入基本周期Ｔ_０ （＝Ａ／Ｉ＋Ｂ）、前記測定金属塩濃度をＰＶ_ａ 、前記金属塩濃度設定値をＳＶ_ａ 、任意の係数をＣ，Ｄとしたときに、前記希釈液投入周期Ｔを、
Ｔ＝Ｔ_０ ×（１＋Ｃ×（ＰＶ_ａ −ＳＶ_ａ ））＋Ｄ
により求めることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、代表的なＰＳ版製造ラインの概略図である。このＰＳ版製造ライン１０では、ＰＳ版の支持体としてアルミ材を帯状薄板にしたアルミウェブ１１が用いられている。アルミウェブ１１は、ロール状に巻かれたアルミコイル１２の形態でＰＳ版製造ライン１０にセットされる。アルミコイル１２の下流には、アルミウェブ１１の搬送経路に沿ってエッチング装置１３、電解処理装置１４、酸化処理装置１５、第１塗布装置１６、第２塗布装置１７、切断装置１８、集積装置１９が設けられている。
【００１３】
アルミコイル１２から送り出されたアルミウェブ１１は、エッチング装置１３、電解処理装置１４、酸化処理装置１５において各種の表面処理が施される。次いで、第１塗布装置１６及び第２塗布装置１７でアルミウェブ１１の表面上に感光材料の塗布、乾燥等の処理が施され、感光層が形成される。その後、切断装置１８により必要なサイズに切断され、切断された半製品シート（ＰＳ原版）１１ａは、集積装置１９に集積される。本発明の電解処理液の濃度制御方法及び装置は、主に電解処理装置１４に適用することができる。
【００１４】
図２は、本発明を実施した電解処理装置１４の概略図である。電解処理装置１４では、塩酸を主体とする電解処理液２０にアルミウェブ１１を浸漬させ、電解電流を印加することにより、アルミウェブ１１の表面を均一に粗面化処理する。なお、電解処理装置には縦型、フラット型、ラジアル型の各種装置があるが、本実施形態ではフラット型電解処理装置を用いる。この電解処理装置１４では、アルミウェブ１１を所定の搬送方向に沿って搬送するために複数のパスローラ２５が設けられており、これらのパスローラ２５により支持されるアルミウェブ１１の搬送経路に電解処理槽２６が設けられている。なお、パスローラ２５は、その表層部のアルミウェブ１１に対する保護性や塩酸に対する耐性などが考慮されて、例えばクロロプレンゴムを素材として形成されている。
【００１５】
電解処理槽２６内には電解処理液２０が貯えられ、アルミウェブ１１が電解処理液２０に浸漬するようにパスローラ２５がそれぞれ配置されている。これらのパスローラ２５は、それぞれアルミウェブ１１の表面へ所定の圧力で圧接してアルミウェブ１１をガイドすると共に、アルミウェブ１１に長手方向に沿って張力を付与している。また、図示は省略するが、電解処理槽２６には温度制御部が設けられている。この温度制御部は、電解処理液２０の温度を安定させ、電解処理反応を一定の状態に保つ。
【００１６】
電解処理槽２６内の電解処理液２０中には、電解処理液２０に浸漬されたアルミウェブ１１の上面と対向するように、平板状の電極２８がアルミウェブ１１の搬送方向に沿って２個設けられている。なお、設置する電極の数は任意でよいが、一般に電極は、その端部と中央部とでは印加する電流の密度が異なる。そのため、アルミウェブ１１の搬送方向に沿って印加される電流の密度を均一化するには、複数個の電極をアルミウェブ１１の搬送方向に沿って設けることが好ましい。また、電極２８は、アルミウェブ１１の幅方向に均一に電流を印加するために、アルミウェブ１１の幅方向でアルミウェブ１１の幅よりも長く形成されている。この電極２８は、ブスバー２９を介して電解電源部３０に接続されている。
【００１７】
電解電源部３０から印加される電解電流は、本実施形態では交流電流を用いるが、交流と直流とを重畳した電流を用いることもできる。この交流電流の波形は、特に限定されず、正弦波電流、矩形波電流、三角波電流等を選択することができる。さらに、この交流電流の周期、ＤＵＴＹ比等を適切な値に設定することによりアルミウェブ１１のアノード反応時間（アルミウェブ１１が陽極反応する時間）とカソード反応時間（アルミウェブ１１が陰極反応する時間）とが制御され、アルミウェブ１１の表面に均一に粗面化処理を施すことが可能となる。
【００１８】
電解処理槽２６の下側には貯槽３２が設けられ、貯層３２と電解処理槽２６とは、戻り配管３３とオーバーフロー配管３４及び送液配管３５を介して接続されている。この貯槽３２では、後述する電解処理液２０の濃度の測定及び制御が行われる。戻り配管３３は、一方の開口端部が電解処理槽２６の底板部に接続されており、この開口端部は電解処理槽２６内の電解処理液２０中で開口している。また、もう一方の開口端部は、貯槽３２内に挿入されて電解処理液２０中で開口している。そのため、電解処理槽２６内の電解処理液２０は、時間当たり略一定量ずつ戻り配管３３を通って貯槽３２に流れる。また、戻り配管３３の配管途中には、電磁弁３６が設けられている。この電磁弁３６は、電解処理作業時にのみ開くように制御されている。
【００１９】
オーバーフロー配管３４は、一方の開口端部が電解処理槽２６の側壁部の上端部付近に接続されている。また、もう一方の開口端部は、戻り配管３３と同様に貯槽３２内に挿入されて電解処理液２０中で開口している。これにより、電解処理槽２６内の電解処理液２０の液面が、オーバーフロー配管３４の開口端部より上面になると、電解処理槽２６内の電解処理液２０がオーバフロー配管３４を通って貯槽３２に流れ出す。そのため、電解処理槽２６内の電解処理液２０の水位が、所定の上限水位を超えることはない。
【００２０】
送液配管３５の一方の開口端部は、貯槽３２の側壁部における下端部に接続されており、貯槽３２内の電解処理液２０中で開口している。また、もう一方の開口端部は、電解処理槽２６内に挿入されて電解処理液２０の液面上で開口している。また、送液配管３５の配管途中には送液ポンプ３７が設けられており、この送液ポンプ３７の運転により貯槽３２内の電解処理液２０が汲み上げられて電解処理槽２６内に送られる。電解処理液２０は、電解処理槽２６と貯槽３２とを循環するため、貯槽３２内の電解処理液２０に濃度制御を施すことにより、電解処理槽２６内の電解処理液２０の濃度が一定の範囲内に保たれる。
【００２１】
貯槽３２内の電解処理液２０の濃度制御は、電解処理液濃度制御部（以下、単に濃度制御部という）３８により行われる。電解処理反応を一定の状態に保つためには、電解処理液２０中の塩酸の濃度とアルミニウムイオンの濃度とを適切に制御する必要がある。アルミニウムイオンは、電解処理反応によりアルミウェブ１１の表面がイオン化し、電解処理液２０中に溶出することにより生じる。
【００２２】
電解処理液２０中のアルミニウムイオンの濃度は、電解処理液２０中の塩化アルミニウムの濃度を測定することにより得られる。塩化アルミニウムは、アルミニウムイオンと塩酸の塩化物イオンとが結合したものである。塩化アルミニウムは、電解処理液２０中では電離した状態で存在しているため、この塩化アルミニウムの濃度を制御することにより、アルミニウムイオンの濃度が制御される。そのため、濃度制御部３８は、塩酸濃度制御部３９と塩化アルミニウム濃度制御部４０との２つの濃度制御部に分けられている。
【００２３】
塩酸濃度制御部３９は、貯槽３２内の電解処理液２０に塩酸原液を投入することにより、電解処理液２０中の塩酸の濃度を制御する。塩化アルミニウム濃度制御部４０は、貯槽３２内の電解処理液２０に水（純水が好ましい）を投入して希釈することにより、電解処理液２０中の塩化アルミニウムの濃度を制御する。また、各濃度制御部３９，４０には、入力されたデータを演算処理するＣＰＵ、ＲＡＭ等からなるプログラマブルコントローラ（図示せず）が使用されている。
【００２４】
塩酸濃度制御部３９には、塩酸濃度測定部４１と塩酸原液投入部４２とが接続されている。塩酸濃度測定部４１は、貯槽３２内の電解処理液２０の塩酸濃度を測定し、例えば１０秒に１回の割合で塩酸濃度信号を塩酸濃度制御部３９に送る。この塩酸濃度測定部４１には、例えば塩酸濃度計またはタイトレータ等が用いられる。
【００２５】
塩酸濃度制御部３９に入力された塩酸濃度信号は、塩酸濃度制御部３９内の偏差判定部４３（図３参照）に送られる。偏差判定部４３は、入力された塩酸濃度信号に基づき、塩酸濃度を制御するための演算及び判定を行う。ここで、塩酸の原液を投入する必要ありと判定されると、塩酸濃度制御部３９から塩酸原液投入部４２に塩酸原液投入信号が送られる。
【００２６】
塩酸原液投入部４２は、塩酸原液投入信号が入力されると、貯槽３２内の電解処理液２０に塩酸原液を投入する。図３に示すように、塩酸原液投入部４２は、送液配管４４、塩酸原液タンク（図示せず）、電磁弁４５、自動弁４６、塩酸投入用ポンプ４７等より構成される。送液配管４４の一方の開口端部は、塩酸原液タンクに接続され、もう一方の開口端部は、貯槽３２内に挿入されて電解処理液２０の液面上で開口している。また、この送液配管４４の配管途中には、自動弁４６と塩酸投入用ポンプ４７とが設けられている。自動弁４６は、電磁弁４５により開閉制御され、塩酸原液投入信号が送られたときに開かれる。塩酸投入用ポンプ４７は、塩酸原液投入信号が送られたときに運転を開始し、塩酸原液を塩酸原液タンクから汲み上げ、貯槽３２内の電解処理液２０に投入する。
【００２７】
塩化アルミニウム濃度制御部４０には、図２に示すように、塩化アルミニウム濃度測定部４８、電解電源部３０、水投入部４９が接続されている。塩化アルミニウム濃度測定部４８は、上述の塩酸濃度測定部４１と同様に、貯槽３２内の電解処理液２０の塩化アルミニウム濃度を測定し、塩化アルミニウム濃度信号を塩化アルミニウム濃度制御部４０に送る。この塩化アルミニウム濃度測定部４８には、例えば電気伝導度や超音波等の他の物理量から塩化アルミニウムの濃度を測定する塩化アルミニウム濃度計またはタイトレータ等が用いられる。
【００２８】
また、塩化アルミニウム濃度制御部４０には、電解電源部３０から総電解電流量信号が入力される。総電解電流量とは、電解電源部３０からアルミウェブ１１に印加された電解電流量の総和であり、本実施例では、２個の電極２８に印加された電解電流量の和である。この総電解電流量は、電解反応により電解処理液中に溶出するアルミニウムの量、つまり、電解処理量に対応している。
【００２９】
塩化アルミニウム濃度制御部４０に入力された塩化アルミニウム濃度信号及び総電解電流信号は、塩化アルミニウム濃度制御部４０内の水投入周期演算部５０（図３参照）に送られる。水投入周期演算部５０は、これらの入力信号に基づき後述する水投入周期を演算する。この演算された水投入周期毎に、塩化アルミニウム濃度制御部４０は、水投入信号を水投入部４９に送る。また、塩化アルミニウム濃度制御部４０には、１投入周期毎の水の投入量を一定量にするために、水の投入時間をタイマー処理で制御する投入時間タイマー処理部５１（図３参照）が設けられている。
【００３０】
水投入部４９は、水投入信号が入力されると、貯槽３２内の電解処理液２０に水を投入する。この水投入部４９は、塩酸原液投入部４２と基本的には同じ構成であり、図３に示すように、送液配管５２、電磁弁５３、自動弁５４、水投入用ポンプ５５、水タンク（図示せず）等より構成される。
【００３１】
図３は、濃度制御部３８による電解処理液２０の濃度制御を示すブロック図である。塩酸濃度測定部４１で測定された塩酸濃度信号は、ＡＩ（Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｐｕｔ）を介して塩酸濃度制御部３９に入力される。入力された塩酸濃度の測定値ＰＶ_ｂ は、図示は省略するが、濃度制御部３８に設けられた表示パネルまたは、濃度制御部３８に接続されたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ） などに表示される。
【００３２】
測定値ＰＶ_ｂ には、測定器または測定方法による誤差を補正するために、補正値が加えられる。この補正後の測定値ＰＶ_ｂ も同様に表示パネル等に表示されるが、この際、測定値ＰＶ_ｂ の値が所定の管理範囲内に収まっていない場合には、警報表示が表示される。同時に、この補正後の測定値ＰＶ_ｂ は、偏差判定部４３に送られ、そこで塩酸濃度制御のための演算及び判定が行われる。また、偏差判定部４３には、塩酸濃度の設定値ＳＶ_ｂ と偏差設定値ｅとが、濃度制御部３８に設けられたキーボード（図示せず）またはＰＣを介して予め入力されている。偏差判定部４３では、設定値ＳＶ_ｂ の値から測定値ＰＶ_ｂ の値を引いた偏差が偏差設定値ｅよりも大きくなった場合、つまり、ＳＶ_ｂ −ＰＶ_ｂ ＞ｅになったときには、塩酸原液投入信号が、電磁弁４５及び塩酸投入用ポンプ４７にＤＯ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｏｕｔ）を介して出力される。また、同時に塩酸投入を示す表示が表示される。
【００３３】
塩化アルミニウム濃度測定部４８から入力された塩化アルミニウム濃度信号も、塩酸濃度信号と同様に、塩化アルミニウム濃度測定値ＰＶ_ａ として補正値が加えられた後に、水投入周期演算部５０に送られる。さらに、水投入周期演算部５０には、電解電源部３０から出力された総電解電流量Ｉと、塩化アルミニウム濃度の設定値ＳＶ_ａ とが入力されている。
【００３４】
水投入周期演算部５０は、電解処理量を表す総電解電流量Ｉの逆数に任意の係数Ａを乗じ、さらに任意の係数Ｂを加えることにより水投入基本周期Ｔ_０ を、
Ｔ_０ ＝Ａ／Ｉ＋Ｂ
により算出する。水投入基本周期Ｔ_０ とは、電解処理量に応じて水を補充する周期である。しかしながら、実際の電解処理装置においては、様々な外乱要素が存在するため、水投入基本周期Ｔ_０ に外乱に対する補正を加える必要がある。そのため、水投入周期演算部５０は、水投入基本周期Ｔ_０ に補正を加えた水投入周期Ｔを任意の係数をＣ，Ｄとしたときに、
Ｔ＝Ｔ_０ ×（１＋Ｃ×（ＰＶ_ａ −ＳＶ_ａ ））＋Ｄ
により算出する。ここで、Ａ〜Ｄの任意係数は、アルミウェブ１１の材質及び搬送速度、電解処理液２０の濃度及び温度、電極の大きさ及び数等により変化するので、個々の電解処理装置及び投入するアルミ材毎に適切な値に設定する必要がある。この算出された水投入周期Ｔに基づき、水投入信号が、投入時間タイマー処理部５１を介して電磁弁５３及び水投入用ポンプ５５に出力される。この水投入信号は、投入時間タイマー処理部５１に予め入力された投入時間の間だけ出力される。また、同時に水投入を示す表示が表示される。
【００３５】
上述の通り、電解処理液２０中の塩酸及び塩化アルミニウムの濃度制御には非常にシンプルな演算式が用いられているため、ＰＩＤ制御器のような高価な制御装置を用いなくとも安価なプログラマブルコントローラで濃度制御が充分に可能である。
【００３６】
次に、上記実施形態の作用について塩酸濃度の制御手順から説明する。塩酸濃度測定部４１により測定された電解処理液２０中の塩酸濃度の測定値ＰＶ_ｂ は、予め入力された塩酸濃度設定値ＳＶ_ｂ 及び偏差設定値ｅと共に偏差判定部４３に送られる。
【００３７】
偏差判定部４３では、ＳＶ_ｂ −ＰＶ_ｂ ＞ｅのときに電磁弁４５及び塩酸投入用ポンプ４７に塩酸原液投入信号を出力する。塩酸原液投入信号が出力されると電磁弁４５は自動弁４６を開く。同時に、塩酸投入用ポンプ４７が運転を開始し、塩酸原液を貯槽３２内の電解処理液２０に投入する。塩酸原液が投入されることにより電解処理液２０中の塩酸濃度が高くなる。電解処理液２０中の塩酸濃度の測定値ＰＶ_ｂ がＳＶ_ｂ −ＰＶ_ｂ ≦ｅになると、偏差判定部４３は、塩酸原液投入信号を停止する。塩酸原液投入信号が停止されると、電磁弁４５は自動弁４６を閉じ、塩酸投入用ポンプ４７も運転を停止する。塩酸濃度測定部４１は測定を継続し、塩酸濃度の測定値ＰＶ_ｂ が再びＳＶ_ｂ −ＰＶ_ｂ ＞ｅになったときには、上記の作業を繰り返すことにより、電解処理液２０中の塩酸の濃度が制御される。
【００３８】
次に、塩化アルミニウム濃度の制御手順について説明する。電解電源部３０から出力された総電解電流量Ｉ及び塩化アルミニウム測定部４８により測定された塩化アルミニウム濃度の測定値ＰＶ_ａ は、予め入力された塩化アルミニウム濃度設定値ＳＶ_ａ と共に水投入周期演算部５０に送られ、上述の演算式に基づき水投入周期Ｔが算出される。
【００３９】
算出された水投入周期Ｔ毎に、電磁弁５３及び水投入用ポンプ５５に水投入信号が出力される。水投入信号が出力されると電磁弁５３は自動弁５４を開く。同時に、水投入用ポンプ５５が運転を開始し、水タンク内の水を貯槽３２内の電解処理液２０に投入する。水の投入時間は、投入時間タイマー処理部５１により制御される。設定された投入時間が経過すると、電磁弁５３は自動弁５４を閉じ、水投入用ポンプ５５も運転を停止する。水投入周期Ｔ毎に上記の作業を繰り返すことにより、電解処理液２０中の塩化アルミニウムの濃度が制御される。
【００４０】
なお、本実施形態では、アルミ材を塩酸を主体とする電解処理液に浸漬させて電解処理を施すＰＳ版製造ライン用の電解処理装置について説明したが、この発明は、電解処理液中での電解反応を伴う各種の金属材料の表面処理装置、例えばＰＳ版製造ラインの酸化処理装置やその他の各種処理装置などにも適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電解処理液の濃度制御方法及び装置によれば、ＰＩＤ制御器のような高価な制御器を用いることなく、安価なプログラマブルコントローラ等による電解処理液の濃度制御が可能となる。また、電解処理装置自体もシンプルな設備構成にすることができる。これにより、設備導入コスト及び保守コストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】代表的なＰＳ版製造ラインを示す概略図である。
【図２】本発明を実施した同製造ラインの電解処理装置を示す概略図である。
【図３】同電解処理装置の濃度制御部による電解処理液の濃度制御を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１ アルミウェブ
１４ 電解処理装置
２０ 電解処理液
２６ 電解処理槽
２８ 電極
３０ 電解電源部
３２ 貯槽
３８ 電解処理液濃度制御部
３９ 塩酸濃度制御部
４０ 塩化アルミニウム濃度制御部
４１ 塩酸濃度測定部
４２ 塩酸原液投入部
４８ 塩化アルミニウム濃度測定部
４９ 水投入部

Claims (7)

1. 電解電流を印加して金属材料を処理する電解処理液の濃度制御方法において、
   前記電解処理液の溶液濃度と、前記電解処理液中に前記金属材料がイオン化して溶出することにより生成される金属塩の濃度とを測定し、これらの測定濃度と電解処理量とに応じて前記溶液濃度及び金属塩濃度を制御することを特徴とする電解処理液の濃度制御方法。
2. 前記金属塩濃度を測定する際に、測定金属塩濃度と電解処理情報とから一定量の電解処理液の希釈液投入周期を求め、この投入周期に基づき希釈液を投入することを特徴とする請求項１記載の電解処理液の濃度制御方法。
3. 前記溶液濃度を制御する際に、測定溶液濃度が溶液濃度設定値に対して偏差があるときに電解処理液原液を投入することを特徴とする請求項１または２記載の電解処理液の濃度制御方法。
4. 電解電流を印加して金属材料を処理する電解処理液の濃度制御方法において、
   前記電解処理液の溶液濃度を測定する溶液濃度測定工程と、
   前記電解処理液中に前記金属材料がイオン化して溶出することにより生成される金属塩の濃度を測定する金属塩濃度測定工程と、
   前記電解電流を測定する電解電流測定工程と、
   前記溶液濃度測定工程による測定溶液濃度が設定値よりも低いときに、前記電解処理液に電解処理液原液を補充し溶液濃度を制御する溶液濃度制御工程と、
   前記金属塩濃度測定工程による測定金属塩濃度と前記電解電流測定工程による測定電解電流と前記金属塩濃度の設定値とに基づいて、前記電解処理液に希釈液を一定量投入する周期を求め、投入周期毎に一定量の希釈液を投入して金属塩濃度を制御する金属塩濃度制御工程とを有することを特徴とする電解処理液の濃度制御方法。
5. 前記測定電解電流量をＩ、この電解電流量Ｉの逆数に任意の係数Ａを乗じた後に任意の係数Ｂを加えたものを希釈液投入基本周期Ｔ_０ （＝Ａ／Ｉ＋Ｂ）、前記測定金属塩濃度をＰＶ_ａ 、前記金属塩濃度設定値をＳＶ_ａ 、任意の係数をＣ，Ｄとしたときに、前記希釈液投入周期Ｔを、
   Ｔ＝Ｔ_０ ×（１＋Ｃ×（ＰＶ_ａ −ＳＶ_ａ ））＋Ｄ
   により求めることを特徴とする請求項４記載の電解処理液の濃度制御方法。
6. 電解電流を印加して金属材料を処理する電解処理液の濃度制御装置において、
   前記電解処理液の溶液濃度を測定する溶液濃度測定手段と、
   前記電解処理液中に前記金属材料がイオン化して溶出することにより生成される金属塩の濃度を測定する金属塩濃度測定手段と、
   前記電解電流を測定する電解電流測定手段と、
   前記溶液濃度測定手段による測定溶液濃度が設定値よりも低いときに、前記電解処理液に電解処理液原液を補充し溶液濃度を制御する溶液濃度制御手段と、
   前記金属塩濃度測定手段による測定金属塩濃度と前記電解電流測定手段による測定電解電流と前記金属塩濃度の設定値とに基づいて、前記電解処理液に希釈液を一定量投入する周期を求め、投入周期毎に一定量の希釈液を投入して金属塩濃度を制御する金属塩濃度制御手段とを有することを特徴とする電解処理液の濃度制御装置。
7. 前記測定電解電流量をＩ、この電解電流量Ｉの逆数に任意の係数Ａを乗じた後に任意の係数Ｂを加えたものを希釈液投入基本周期Ｔ_０ （＝Ａ／Ｉ＋Ｂ）、前記測定金属塩濃度をＰＶ_ａ 、前記金属塩濃度設定値をＳＶ_ａ 、任意の係数をＣ，Ｄとしたときに、前記希釈液投入周期Ｔを、
   Ｔ＝Ｔ_０ ×（１＋Ｃ×（ＰＶ_ａ −ＳＶ_ａ ））＋Ｄ
   により求めることを特徴とする請求項６記載の電解処理液の濃度制御装置。

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