JPH0261100A

JPH0261100A - 金属材の電解処理方法および装置

Info

Publication number: JPH0261100A
Application number: JP21013788A
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: 1988-08-24
Filing date: 1988-08-24
Publication date: 1990-03-01

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、めっぎ、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
ジスト法がある（例えば特公昭６０−１５７０５号公報
）。

また、本発明の関与する技術のうち、エツチングに近い
技術として放電加工が挙げられる。

上記の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）露光、（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、（ｌＯ）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。

放電加工では、直線形状での加工速度は速いが、任意の
形状での加工には時間がかかり、通常加工表面もＲｍａ
ｘｌＯ〜２０μｍと荒いという欠点がある。　また、放
電加工では本発明におけるようなめっき、発色処理とい
った他の電解処理は不可能である。　さらに放電加工で
は加工材に熱的影響を与えてしまう問題もある。

〈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、切断、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
て鮮明かつ平滑になしつ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。

〈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、ペースト伏型解貿
と線状電極を使用することによって、電解処理すべき微
小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、任意の微小部分に線状あるいは面状の電解
処理ができることが可能であり、これによって洗浄、乾
燥などの簡単な前処理を行っただけの被処理材表面を直
ちに電解処理し、その後、必要に応じて材料の洗浄、乾
燥、仕上げ処理を行う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、表面に電解質ペースト（以下、単
にペーストという）を付着した線状電極を金属材に対面
させ、前記ペーストを介して、前記電極と金属材の間に
通電し、前記金属材を電解処理することを特徴とする金
属材の電解処理方法を提供する。

前記線状電極は、電極長手方向に走行させつつ処理する
のがよい。

また前記電解処理が、電解エツチング、電解発色および
電解めっきから選ばれた一種以上の処理であるのが好ま
しい。

また本発明は、線状の電極と、前記電極と金属材に通電
するための通電手段と、前記電極表面に前記ペーストを
付着せしめる手段を備えて成ることを特徴とする金属材
の電解処理装置を提供する。

また前記線状の電極は、その長手方向に走行せしめる手
段を有するのがよい。

以下に本発明による金属材の電解処理方法および装置に
ついて詳細に説明する。

本発明において、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、用いるペースト伏型解貿（以下車にペーストとい
う）は目的とする処理に応じて異なるが、メツキ用ペー
ストとしては、通常のメツキ溶液、各種金属塩と酸ある
いはアルカリとの混合溶液などのメツキ種を含有する溶
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、カ性カリ、アン
モニア等のアルカリ、もしくは塩酸、硫酸、硝酸、しゆ
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
無機増結剤などを加えてペースト化したものであればど
のような方法て製造されたものでも用いることができる
。

エツチング用、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、微細な加工であっても精密に行うこ
とができる。

まず、本発明の電解処理装置の一実施例を第１図につき
説明する。

１はペースト供給手段であり、ピストン１ａおよびシリ
ンダー１ｂを有する。　　シリンダー１ｂ内のペースト
９はピストン１ａの圧送によりペースト圧送用チューブ
１ｃおよびペースト供給用パイプ１ｄを経て後述するよ
うに、電極４表面上に供給され付着される。　かくして
、表面上にペーストを付着された線状電極４を金属材５
上に走行穆勤させて、金属材５を電解処理後、直ちにペ
ースト排出用ガイド７により電極４上から除去されペー
スト飛散防止用槽８内に収容される。

線状電極４は、線状電極駆動ローラー１４および線状電
極ガイドローラー３とともに電極組立体１０を構成する
。　この電極組立体１０はロボットコントローラー１１
により電極移動用アーム１２を介して位置決め移動され
る。　ロボットコントローラー１１は電極組立体１０を
二次元あるいは三次元的に移動させることができる。　
たとえば、金属材６が平板の場合には、板に並行してＸ
方向およびＹ方向に、ならびに板に垂直方向のＸ方向に
移動させる。

線状電極４および金属材５には通電手段１３により通電
される。　すなわち、電源１３ａより、電極４には導線
１３ｂを経て、金属材５には導線１３を経て通電され、
電極４および金属材５間はペースト９により導電される
。

線状電極４にペースト９を連続的に均一に付着せしめる
には、例えば以下のごとき手段によることができる。

すなわち、第２図に示すようにペースト供給手段１から
チューブ１ｃを経てペースト供給用パイプ１ｄに入るペ
ースト９を首尾よく連続的に線状電極４上に付着せしめ
るために、パイプ１ｄ内にペーストを含浸するスポンジ
１５を収納しておく。　これにより第２図に示すように
パイプ１ｄに入った線状電極４上に、パイプ１ｄを出た
ときにはペースト９を塗布することができる。

線状電極４が、ペーストを介せずして金属材に接触し短
絡すると、所望の電解処理が期待できない。　このよう
な短絡を防止する手段の一例を第３図に示す。　すなわ
ち、線状電極４と金属材５とが直接接触せずにペースト
９を介して電気的に接続するように線状電極４上にナイ
ロン、フッ素樹脂などの耐薬品性のある絶縁体１６を所
定の間隔で巻回しておく。　このように構成すれば、絶
縁体１６がスペーサーとして機能するので、上記した短
絡が防止できる。

本発明の電解処理装置は、第１図に示す縦型の他、第４
図に示す横型の、さらには第５図に示すように、電極を
任意に傾動しつるように構成してもよい。　第５図の例
では図から明らかなように、電極組立体１０と電極移動
用アーム１２との間に傾動手段１７を介在させる。　こ
れにより電極組立体１０すなわち線状電極４を任意の角
度に傾動させることができ、被処理金属材がいかなる角
度にあっても電解処理が可能となる。　いずれにせよ、
被処理金属材の形状、処理すべき位置等に応じて最適の
構成を選択すればよい。

第６図には、電極組立体の他の構成を示す。

この例では、線状電極４を有端の線のまま使用している
。　第６図に示すように、２つの駆動ローラー１４とガ
イドローラー３間に線状電極を張り、いずれか一方の駆
動ローラー１４の駆動により線状電極４を往復動させて
もよい。

上述した本発明装置の材質は電解処理に適したものであ
ればいかなるものでもよいが、直接電解ペーストに接触
する部材は、高耐食性材料または耐食性コーティングを
施した材料を用いるのがよい。　たとえば、チューブ類
は、フッ素樹脂製チューブを、ピストン、シリンダーな
どにはフッ素樹脂コーティングを施した５ＵＳ３１６な
どを用いるとよい。

次に、本発明の金属材の電解処理方法は上述した電解処
理装置を用いた例につき説明するが、本発明はこれに限
定されるものでない。

金属材５を支持台６上にセットしたら、通電手段１３の
導線１３ｂを金属材５に接続する。

ペースト供給手段１のシリンダー１ｂ内のペースト９を
ピストン１ａにより加圧してチュ７ブ１ｃおよびパイプ
１ｄを経て、第１．４および５図に示すように連続回転
している線状電極４上にあるいは第６図に示すように往
復動している線状電極４上に、第２図に示すようにして
供給し付着する。

ペーストの付着された線状電極４は、金属材５と当該ペ
ーストを介して対面する。　・線状電極４と金属材５と
は、たとえば第３図に示すように絶縁体１６を巻回し、
ておけば両者間で短絡することはなく、ペーストを介し
て導通される。　金属材６はペーストの種類および／ま
たは通電時の極性に応じて、切削加工、エツチング、発
色、めっきなどの電解処理がなされる。

電解処理された後のペーストはペースト排除用ガイド７
により４！ｊ８中に除去され、新たなペーストが供給さ
れる準備がなされる。

金属材５と電極４との間の相対８勤は、ロボットコント
ローラー１１により電極４を金属材５への処理パターン
に応じて移動させることにより行う。　これは二次元あ
るいは三次元的、すなわち、金属材の表面に沿っである
いはこれに垂直方向に行うことができる。

〈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）エツチングによる切断５％Ｈ２ＳＯ４＋１％ＦｅＣ，９３水溶液に２．０％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、２ｘｌＯＯｘｌＯＯｍｍの５
ＵＳ３０４を下記条件で電解加工した。　電極線径１ｍ
ｍ、電極６勅速度１００　ｃ　ｍ／ｍｉｎ　、極間距離
約０．３ｍｍ、電流１．５Ａ、電圧約１．５Ｖ、電極を
−被処理材を＋、ペースト供給量線２０ｃｃ／ｍｉｎ。

その結果、何らの加工歪も加えることなく、５００秒で
切断できた。

（実施例２）めっき５％Ｈ２ＳＯ４＋５％Ｃｕ５Ｏ，＋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４図に示す装置を用い、ＩＸｌＸｌｏｏｘｌＯＯ
の冷延鋼板上に巾２．２ｍｍの十文字状のめっきを下記
条件で施した。

電極線径２ｍｍ、電極６動速度１００ｃｍ／ａ＋ｉｎ　　極間距離約０．５ｍｍ、電流ＩＡ、
電圧約１．５ｖ、電極を＋、被処理材を−、ペースト供
給量線５０　ｃ　ｃ／ｍｉｎ　。

約２０秒で銅めっきが施せた。

本装置では、レジスト剤を使用することなく任意に電極
を８動させ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％Ｈ２Ｓｏ、水溶液に０．５％のポリアクリル酸ソ
ーダを加えて成るペースト伏型解貿を使用し、第４図に
示す装置を用い、０．５×１０１００ｘｌＯＯのチタン
板上に巾２２ｍｍの十文字状の発色処理を下記条件で施
した。

電極線径２ｍｍ、電極８動速度６０ａｍ／ｍｉｎ、極間距離約１ｍｍ。

電極を−被処理材を＋、ペースト供給量線５０　ｃ　ｃ
／ｍｉｎ　。

レジスト剤の使用なしで、縦がゴールド、横かブルー（
交点も）に発色したチタン板を得ることができた。

〈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
（活用性を有する）ペーストを用い、ペーストおよび電
極形状を適宜選択し、電極と被処理材とを相対６動およ
び／または静止させることにより、切断、微細な加工、
エツチング、発色、めっきなどの多彩な加工を行うこと
ができる。

上記方法を実施する本発明の装置は簡潔な構造なので、
装置自体およびペーストも運搬でき、放電加工における
ような熱的、機械的影響を与えることなく現場での多彩
な加工および施工も容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の金属材の電解処理装置の例を示す線
図である。第２図および第３図は、それぞれ電極部分の詳細を示す
拡大部分断面図および平面図である。第４図は、本発明の金属材の電解処理装置の他の構成例
を示す第１図と同様の線図である。第５図は、本発明の電解処理装置のさらに他の例を示す
線図である。第６図は、電極組立体の他の構成例を示す線図である。符号の説明１・・・ペースト供給手段、１ａ・・・ピストン、１ｂ・・・シリンダー１ｃ・・・ペースト供給用チューブ、１ｄ・・・ペースト供給用パイプ、２・・・コンダクタ−ロール、３・・・線状電極ガイドロール、４・・・線状電極、５・・・金膜材、６・・・支持台、７・・・ペースト排除用ガイド、８・・・ペースト飛散防止用槽、９・・・ペースト、１０・・・電極組立体、１１・・・ロボットコントローラー１２・・・電極移動用アーム、１３・・・通電手段、１３ａ・・・電源、１３ｂ・・・導線、４・・・駆動ローラー５・・・スポンジ、６・・・絶縁体、７・・・傾動手段特許出願人　　川崎製鉄株式会社代理人　弁理士　　渡　辺　望　稔同　　　弁理士　　　三　　和　　晴　　子ＦＩＧ、３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）表面に電解質ペースト（以下、単にペーストとい
う）を付着した線状電極を金属材に対面させ、前記ペー
ストを介して、前記電極と金属材の間に通電し、前記金
属材を電解処理することを特徴とする金属材の電解処理
方法。
（２）前記線状電極を電極長手方向に走行させつつ処理
するものである請求項１記載の金属材の電解処理方法。
（３）前記電解処理が、電解エッチング、電解発色およ
び電解めっきから選ばれた一種以上の処理である請求項
１または２に記載の金属材の電解処理方法。
（４）線状の電極と、前記電極と金属材に通電するため
の通電手段と、前記電極表面に前記電解質ペーストを付
着せしめる手段を備えて成ることを特徴とする金属材の
電解処理装置。
（５）前記線状の電極をその長手方向に走行せしめる手
段を有する請求項４記載の金属材の電解処理装置。