JP2646042B2 - アルミニウム製品の連続電解処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺のアルミニウムま
たはその合金製の帯板状、線状、または箔状等の製品の
連続電解処理装置に関し、ラインの高速運転時や高皮膜
厚電解時に発生する諸問題を解決することができる電解
処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、長尺のアルミニウムまたはその合
金製品（以下、アルミニウム製品と略記する。)の連続電
解処理は、平版印刷用支持体、アルマイト電線、電解コ
ンデンサーの製造などに用いられる陽極酸化処理を始め
電解着色処理、電解研磨処理、電解エッチング処理など
広い範囲に実用化されている。

【０００３】従来、アルミニウム製品の連続電解処理
は、特開昭48-26638号公報、特公昭58-24517号公報、特
開昭47-18739号各公報等に示されている電解処理方法で
行なわれており、この方法は、いわゆる液中給電方式と
呼ばれている。この液中給電方式による電解処理装置と
しては、例えば、図４に示す装置があった。この電解処
理装置は直流を用いた陽極酸化法のもので、アルミニウ
ム製品１を負に帯電するための給電部２、その負に帯電
したアルミニウム製品１を電解処理するための電解部３
および給電部２と電解部３間の液中での電流の短絡を防
止するために設けられた中間部４の三つの部分によって
成り立っている。そして、給電部２と電解部３には、給
電電極５と電解電極６が電解液中に配設され、これら給
電電極５と電解電極６は直流電源７を介して接続されて
いる。

【０００４】このような電解処理装置において、直流電
源７からの電流は、給電部２で給電電極５から電解液を
介してアルミニウム製品１に流れ、その電流がアルミニ
ウム製品１内を電解部３方向へ流れ、電解部３におい
て、アルミニウム製品１から電解液を介して電解電極６
に流れる。これにより、電解部３においてアルミニウム
製品１の表面に陽極酸化皮膜が生成する。この液中給電
法によれば、直接給電法のように被処理物を電極などに
接触させることが無いので、給電時のスパークの発生、
キズ故障の発生などが防止でき、安定性の高いラインを
実現できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電解処理装置には種々の問題点があった。第１
に、電解処理ラインの高速化、陽極酸化皮膜量の増加等
を安価に行えなかった。すなわち、生産性を向上させる
ために電解処理ラインを高速化する際や、品質性能を向
上させるために陽極酸化皮膜量を増加する際には、供給
電流量を上げなければならず、供給電流量を上げるとア
ルミニウム製品内でのオーム損による電圧降下が増加す
る。したがって、電源の電解電圧を増大させることが必
要となってくる。

【０００６】このように電解電圧を増大させると供給電
力量が増大するので、ランニングコトが増加し、かつ、
電源能力を大きくする必要があるので設備コストも増加
することになった。また、電解電圧が大きくなることか
ら、給電電極５と電解電極６の間におけるアルミニウム
製品内のジュール熱の発生量が大きくなるので、アルミ
ニウム製品および電解液を定常の規定温度にまで冷却す
るための冷却費も増加することになる。以上のように、
従来の装置で電解処理ラインの高速化等を図ろうとする
と、極めて高価になるものであった。

【０００７】第２に、断面積の小さいアルミニウム製品
では、電解処理ラインの高速化等が困難であった。すな
わち、給電部と電解部の間の中間部では、供給される全
電流がアルミニウム製品に流れるため、供給電流量が大
きい場合、線状、箔状、薄物の帯板状等の断面積の小さ
いアルミニウム製品は必要以上に発熱し、溶断した。し
たがって、断面積の小さいアルミニウム製品の場合は、
供給電流量に限界があり、電解処理ラインの高速化、陽
極酸化皮膜量の増加等を行うことは困難であった。

【０００８】第３に、電解処理装置の前処理装置に、腐
食、漏電等の防止対策を採らなければならなかった。す
なわち、電解処理の後工程として、塗装工程のような有
機溶剤を使用する工程を持つ場合など、これらの後工程
におけるアルミニウム製品の電位が高くなることによる
爆発、引火などの発生を防止するため、一般的に、電解
処理工程後のアルミニウム製品を、例えばアースロール
などの手段により接地することが行なわれる。しかし、
この方法では、電解処理槽より後側のアルミニウム製品
の電位は、ほぼアース電位に保たれるが、電解処理槽よ
り前側のアルミニウム製品の電位はそれに比べ高くな
る。このために、電解処理槽よりアルミニウム製品内を
通過してラインの前方向へ流れ、電解処理装置の前処理
装置及び後処理装置を経て、直流電源に戻ってくる電流
の回路が発生する。この電流のために、電解処理装置の
前処理として行なわれる各種の処理装置において、配管
や送液ポンプに用いられている金属部品の腐食、スパー
ク故障の発生、漏電の発生等様々な弊害が生ずる。

【０００９】したがって、これらの弊害の発生を防止す
る対策を採らなければならず、非腐食性の材料を用いた
り、絶縁材を用いたりする必要があるので、設備が複雑
になり、設備コストやメンテナンスコストが増大するも
のとなっていた。また、生産性向上のために電解処理ラ
インを高速化する際や品質性能を向上させるために陽極
酸化皮膜量を増加する際は、供給電流量を上げる必要が
あり、電解処理槽より前側のアルミニウム製品の電位が
より高くなるので、特に顕著な問題となっていた。

【００１０】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
電力コストや冷却のための工程コスト等のランニングコ
ストを大幅に低減でき、かつ設備コストも低減できる電
解処理装置を提供することにある。本発明のもう一つの
目的は、線状、箔状または薄物の帯状のものなど断面積
の小さなアルミニウム製品であっても、溶断すること無
く高速処理、皮膜量の増加等が可能な電解処理装置を提
供することにある。さらに、本発明のもう一つの別の目
的は、ラインの高速化や高電解量化に際しても腐食、漏
電等の防止対策を採ることなく、製造ラインとして安定
した電解処理ラインを実現することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するためになされたもので、長尺のアルミニウムま
たはその合金製品を連続的に電解処理する装置におい
て、一つの電解部と該電解部の前段及び後に設けられた
前段給電部及び後段給電部と、電源とを有し、前記前段
給電部の少なくとも一つの電極と後段給電部の少なくと
も一つの電極とが電源の一方の極に接続され、前記電解
部の少なくとも一つの電極が電源の他方の極に接続され
ていることを特徴として構成されている。

【００１２】本発明では、前段給電部と後段給電部と電
解部とが同一の電源に接続されており、装置の小型化、
設備費及びメンテナンス費の削減、製造時の安定性等が
向上している。

【００１３】また、前段給電部と後段給電部に供給する
電流値は自由に設定できるが、前段給電部に与える電流
値の総和と後段給電部に与える電流値の総和を等しくす
るのがもっとも本発明の効果を発揮するので好ましい。
また、二つの給電部へ供給する電流値を制御する装置を
設けてもよい。

【００１４】電源は、１台以上であれば何台でもよく、
また、電源１台当たりの供給電流値をすべて同一にして
もよいし、例えば、次第に電流密度を上げていくような
構成にしてもよい。また、電源が二台以上ある場合、そ
の中の一台だけを前段給電部と後段給電部の電極と共通
に接続してもよいし、二台以上に適用してもよい。

【００１５】電源波形としては、直流、交流波形、交直
重畳波形など、所望の品質を得るために最適なものを選
択する。

【００１６】電極は、アルミニウム製品の片側のみでも
両側に配置してもよく、片側のみの場合は上方でも下方
でもよい。また、各給電部及び電解部において、電極の
配置が異なっていてもよい。

【００１７】電解液としては、代表的なものに硫酸、燐
酸、シュウ酸若しくはそれらの塩の水溶液、又はそれら
の混合液などがあるが、所望の品質を得るために最適な
ものを選択する。電解液の濃度、温度も自由に選択でき
る。また、二つの給電部と電解部の電解液の条件は同一
でもよいし、各々異なってもよい。

【００１８】また、この例で示した部分を１ユニットと
して２つ以上の複数のユニットを長手方向に連結させて
使用してもよい。

【００１９】また、本発明においては、アースロールな
どの接地手段を設けてもよいし、設けなくてもよい。

【００２０】

【作用】本発明の連続電解処理装置では、電解部へ電流
を供給するのに、前段給電部を介するルートと後段給電
部を介するルートの２つのルートで行なうので、１のル
ートで行なう場合に比して1/2の電流量でよくなってい
る。したがって、電解時の電圧が減少している。

【００２１】また、２つのルートで給電することによ
り、各ルートが受け持つアルミニウム製品の距離が短く
なり、したがって、電圧が小さくてもよくなっている。

【００２２】さらに、前段給電部より前側のアルミニウ
ム製品の電位と、後段給電部より後側のアルミニウム製
品の電位が実質的に等しくなることにより、電解処理装
置の前処理装置と後処理装置を通る電流回路は発生せ
ず、配管や送液ポンプに用いられている金属部品の腐
食、スパーク故障の発生、漏電の発生等の弊害を防止す
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明によるアルミニウム製品の連続
電解処理装置の実施例を図面に基づいて説明する。

【００２４】図１は本発明の第１実施例の概略図、図２
は本発明の第２実施例の概略図、図３は本発明の第３実
施例の概略図である。

【００２５】図１において符号11は電解部で、この電解
部11の前段及び後段に（アルミニウム製品の走行方向を
基準とする）、前段給電部12及び後段給電部13が設けら
れ、それらの間は前段中間部14及び後段中間部15となっ
ている。

【００２６】電解部11並びに前段及び後段給電部12、13
には、電解液が満たされており、かつ電解電極16、前段
給電電極17及び後段給電電極18がそれぞれ設けられてい
る。そして、前段及び後段給電電極17、18が直流電源19
の(＋)側に接続されるとともに、電解電極16が直流電源
19の(−)側に接続されている。

【００２７】符号20は帯状のアルミニウム製品で、電解
部11、前段及び後段給電部12、13の電解液中で、図中右
方向に走行するように設けられている。

【００２８】以上のような連続電解処理装置で連続電解
処理を行なうには、アルミニウム製品１を走行させると
ともに、直流電源19を投入する。すると、直流電流は、
前段側で図中矢印ａで示すように時計方向に流れ、後段
側で図中矢印ｂで示すように反時計方向に流れる。

【００２９】したがって、アルミニウム製品20は電解部
11において陽極として働き、表面に陽極酸化皮膜が形成
される。

【００３０】図２に示す連続電解処理装置は、第１の実
施例と同様に電解部11、前段給電部12及び後段給電部13
が設けられ、また、アルミニウム製品20も同様に設けら
れている。

【００３１】そして、電解部11には３個の電解電極21
ａ、21ｂ、21ｃが設けられ、前段給電部12には前段給電
電極22が設けられ、後段給電部13には後段給電電極23が
設けられている。さらに、３個の直流電源24ａ、24ｂ、
24ｃが設けられ、直流電源24ａは、(＋)側に前段及び後
段給電電極22、23が、(−)側に電解電極21ａが接続され
ている。直流電源24ｂは、(＋)側に前段及び後段給電電
極22、23が、(−)側に電解電極21ｂが接続されている。
直流電源24ｃは、(＋)側に前段及び後段給電電極22、23
が、(−)側に電解電極21ｃが接続されている。

【００３２】図３に示す連続電解処理装置も、第１の実
施例と同様に、電解部11、前段給電部12及び後段給電部
13が設けられ、また、アルミニウム製品１も同様に設け
られている。

【００３３】

【００３４】そして、電解部11には３個の電解電極25
ａ、25ｂ、25ｃが設けられ、前段給電部12には２個の前
段給電電極26ａ、26ｂが設けられ、後段給電部13には２
個の後段給電電極27ａ、27ｂが設けられている。さら
に、３個の直流電源28ａ、28ｂ、28ｃが設けられ、直流
電源28ａは、(＋)側に前段及び後段給電電極26ｂが、
(−)側に電解電極25ａが接続されている。直流電源28ｂ
は、(＋)側に前段及び後段給電電極26ａ、27ｂが、(−)
側に電解電極25ｂが接続されている。直流電源28ｃは、
(＋)側に前段及び後段給電電極27ａが、(−)側に電解電
極25ｃが接続されている。

【００３５】以下、本発明の電解処理方法の具体的な実
施例を示して説明するが、具体的実施例は本発明の理解
を深めるための記載で、本発明がこれら具体例によって
制限されるものではない。

【００３６】実施例１ 電解部長12ｍ、第一および第二給電部長５ｍである図１
に示す構造の電解装置により、帯板状の長尺アルミニウ
ム製品（厚さ0.2mm、幅1000mm）を電解処理ライン搬送
速度100ｍ/分で搬送し、電流密度50Ａ/dm²で陽極酸化処
理をおこない、膜厚２μｍの酸化皮膜を生成させた。電
解液は電解部、給電部共に硫酸水溶液を使用した。

【００３７】その結果、電解電圧は50Ｖであり、供給電
力は2500kwであった。また、前段および後段中間部での
アルミニウム製品の表面温度は50℃であり、長時間経過
しても安定に処理がおこなわれた。

【００３８】また、前回処理装置の前後において、腐食
等の防止対策を取る必要性はなかった。

【００３９】比較例１ 電解部長12ｍ、給電部長５ｍである図４に示す構造の電
解装置により、陽極酸化処理を行ない、膜厚２μｍの酸
化皮膜を生成させた。その他の条件は実施例１と同一で
あった。

【００４０】その結果、電解電圧は85Ｖであり、供給電
力は4500kwであった。また、中間部でのアルミニウム製
品の表面温度は90℃であり、処理開始後２分間でアルミ
ニウム製品が溶断し処理を継続することができなかっ
た。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、低い電解電圧で目的とする電
解処理をおこなうことができるので、供給電力が少なく
てすみ、工程中の発熱量も低減するので冷却負荷が小さ
くなり、工程に要するコストを激減させることができ、
かつ電源電圧の昇圧能力の大きなものを使用する必要が
ないので、設備費の少なくてすむ電源設備とすることが
できる。また線状、箔状または薄物の帯状のものなど、
断面積の小さなアルミニウム製品の場合でも溶断するこ
となくラインの高速化等を図ることができる。さらに、
腐食、漏電等の防止対策を採る必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による一実施例の電解処理装置
の概略図。

【図２】図２は、本発明による他の実施例の電解処理装
置の概略図。

【図３】図３は、本発明によるもう一つ別の実施例の電
解処理装置の概略図。

【図４】図４は、従来法による電解処理装置の概略図。

【符号の説明】

11…電解部 12…前段給電部 13…後段給電部 17、22、26…前段給電電極 18、23、27…後段給電電極 16、21、25…電解電極 19、24、28…電源

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺のアルミニウムまたはその合金製品
   を連続的に電解処理する装置において、一つの電解部と
   該電解部の前段及び後に設けられた前段給電部及び後段
   給電部と、電源とを有し、前記前段給電部の少なくとも
   一つの電極と後段給電部の少なくとも一つの電極とが電
   源の一方の極に接続され、前記電解部の少なくとも一つ
   の電極が電源の他方の極に接続されていることを特徴と
   するアルミニウム製品の連続電解処理装置