JPH10204699A - 直接通電式電解エッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 片面に電気絶縁性インクによりエッチングレ
ジストが印刷された鋼帯など金属ストリップの電解エッ
チング装置に関し、アークスポット疵の発生が防止可能
で、副反応に伴うエッチング安定性における問題および
難処理副生成物発生の問題のない、制御の容易な金属ス
トリップの電解エッチング装置の提供。 【解決手段】 片面にエッチングレジストが印刷された
金属ストリップの電解エッチング装置であって、金属ス
トリップのエッチングレジスト印刷面が下向きに通板さ
れ、当該印刷面側と相対向して陰極３が上向きに、かつ
当該印刷面と陰極間の距離が５〜40mmとなるように配設
され、コンダクタロール４およびバックアップロール８
がそれぞれ金属ストリップのエッチングレジスト非印刷
面、印刷面に当接されるように配設された直接通電式電
解エッチング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼帯など金属スト
リップの連続電解エッチング装置に関し、さらには、片
面に電気絶縁性インクでエッチングレジストを印刷した
金属ストリップの電解エッチングにおけるアークポット
疵の発生が防止可能で、副反応に伴うエッチング安定性
における問題および難処理副生成物発生の問題のない電
解エッチング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼帯など金属ストリップに電気絶
縁性インクでエッチングレジストを印刷した後、電解エ
ッチングにより、金属ストリップ表面にエッチングパタ
ーンを形成することにより、金属ストリップの特性を改
善する技術が開示されている（特公平８−6140号公
報）。

【０００３】一方、本技術を工業的に行うに際しては、
製品のエッチング状態の安定性、電解エッチングに
おける制御の容易性および設備投資、運転経費の面で
の経済性に優れた電解エッチング方法が要求されてい
た。電解エッチングには、バッチ方式または連続方式
と間接通電方式または直接通電方式との組み合わせが
あり、さらには電極の配置方法を含めると種々の方式が
検討されている。

【０００４】しかし、間接通電方式においては、短絡電
流が流れ、正確なエッチング量の制御を行うことが困難
であり、直接通電方式においては、金属ストリップの
片面に電気絶縁性インクによりパターン印刷を行う場
合、印刷面側からは通電不能という問題、電解エッチ
ング時に金属ストリップと通電ロール表面との局部接触
によりアークスポット疵（ストリップ表面欠陥）が多発
する問題、および電解液中での副反応に伴うエッチン
グ安定性における問題および難処理副生成物発生の問題
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、片面に電気
絶縁性インクによりエッチングレジストが印刷された鋼
帯など金属ストリップの電解エッチング装置に関し、特
には、前記した従来技術の問題点を解決し、アークスポ
ット疵の発生が防止可能で、副反応に伴うエッチング安
定性における問題および難処理副生成物発生の問題のな
い、制御の容易な鋼帯など金属ストリップの電解エッチ
ング装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、片面に電
気絶縁性インクによりエッチングレジストが印刷された
金属ストリップの電解エッチング装置であって、電解エ
ッチング槽７と、陽極であるコンダクタロール４と、当
該コンダクタロール４と金属ストリップを介在して相接
するように配設されたバックアップロール８と、電解エ
ッチング槽７の電解液に浸漬された陰極３と、金属スト
リップを電解液に浸漬するための浸漬用ロール９とを有
し、金属ストリップのエッチングレジスト印刷面が下向
きに通板され、当該金属ストリップのエッチングレジス
ト印刷面側と相対向して陰極３が上向きに、かつ当該エ
ッチングレジスト印刷面と陰極間の距離が５〜40mmとな
るように配設され、コンダクタロール４が金属ストリッ
プのエッチングレジスト非印刷面に、バックアップロー
ル８が金属ストリップの印刷面にそれぞれ当接されるよ
うに配設されたことを特徴とする直接通電式電解エッチ
ング装置である。

【０００７】第２の発明は、前記第１の発明において、
コンダクタロール４が電解エッチング槽７の電解液中に
浸漬されない構成とした直接通電式電解エッチング装置
である。第３の発明は、前記第１の発明または第２の発
明において、金属ストリップをバックアップロール８に
巻き掛けし、コンダクタロール４および／またはバック
アップロール８を金属ストリップに対して押圧する構成
とした直接通電式電解エッチング装置である。

【０００８】なお、本第３の発明における金属ストリッ
プをバックアップロール８に巻き掛けする巻き掛け角度
としては、バックアップロール入側巻き掛け角度θ₁ 、
バックアップロール出側巻き掛け角度θ₂ のいずれも
が、下記式を満足することが好ましい。 θ₁ 、θ₂ ≧２度 第４の発明は、前記第１の発明〜第３の発明のいずれか
において、前記金属ストリップが鉄または鉄合金の帯状
体であり、前記陰極３の材質として、鉄または鉄合金を
用いる直接通電式電解エッチング装置である。

【０００９】第５の発明は、前記第１の発明〜第３の発
明のいずれかにおいて、前記金属ストリップが鉄または
鉄合金の帯状体であり、前記陰極３の材質として、ステ
ンレス鋼を用いる直接通電式電解エッチング装置であ
る。なお、前記した第１の発明〜第５の発明における金
属ストリップを電解液に浸漬するための浸漬用ロール９
は、その機能を有するロールであればよく、その具体的
構成は限定されるものではない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、第１の発明〜第
５の発明の順に、さらに詳細に説明する。 〔第１の発明：〕第１の発明は、片面に電気絶縁性イン
クによりエッチングレジストが印刷された金属ストリッ
プの電解エッチング装置であって、電解エッチング槽
と、陽極であるコンダクタロールと、当該コンダクタロ
ールと金属ストリップを介在して相接するように配設さ
れたバックアップロールと、電解エッチング槽の電解液
に浸漬された陰極と、金属ストリップを電解液に浸漬す
るための浸漬用ロールとを有し、[1] 金属ストリップの
エッチングレジスト印刷面が下向きに通板され、[2]金
属ストリップのエッチングレジスト印刷面側と相対向し
て陰極が上向きに、かつエッチングレジスト印刷面と陰
極間の距離が５〜40mmとなるように配設され、[3] コン
ダクタロールが金属ストリップのエッチングレジスト非
印刷面に、バックアップロールが金属ストリップの印刷
面にそれぞれ当接されるように配設された直接通電式電
解エッチング装置である。

【００１１】図１(a) に、本発明に係わる水平セル式の
直接通電式電解エッチング装置を側面図により示し、図
１(b) に、図１(a) のＡ部部分拡大図を示す。図１(a)
、(b) において、１は金属ストリップ、２は金属スト
リップのエッチングレジスト印刷面、３は陰極、４は陽
極であるコンダクタロール、５は整流電源、６は電解
液、７は電解エッチング槽（電解エッチングセル）、８
はバックアップロール、９は金属ストリップ１を電解液
６に浸漬するための浸漬用ロール（シンクロール）を示
し、ｄはエッチングレジスト印刷面２と陰極３間の距
離、ｆ _S は金属ストリップの通板方向を示す。

【００１２】図１に示されるように、金属ストリップ１
には下面側に電気絶縁性インクによりエッチングレジス
トが印刷されている。電解エッチング槽７は、エッチン
グレジスト印刷面２側と相対向する位置に陰極３が上向
きに、かつエッチングレジスト印刷面２と陰極３間の距
離ｄが５〜40mmとなるように配設されている。

【００１３】また、金属ストリップ１のエッチングレジ
スト印刷面２にバックアップロール８が当接され、非印
刷面側すなわち金属ストリップ１の上面側に陽極である
コンダクタロール４が当接され、バックアップロール８
とコンダクタロール４が金属ストリップ１を介在して相
接する構成となっている。陽極４と陰極３は整流電源５
に接続され、金属ストリップ１への直接通電により、電
解エッチングが施される。

【００１４】また、コンダクタロール４は、電解エッチ
ング槽７の電解液の外側に配設され、短絡電流の発生が
防止される。以上、図１においては電解エッチング槽７
として水平セルを示したが、本発明においては、電解エ
ッチング槽７としてラジアルセルを用いてもよい。図２
(a) に、本発明に係わるラジアルセル式の直接通電式電
解エッチング装置を側面図により示し、図２(b) に、図
２(a) のＢ部部分拡大図を示す。

【００１５】図２(a) 、(b) において、10はメインロー
ル（巻き付けロール）、11a は前段シールロール、11b
は後段シールロール、12は給液ヘッダ、13は排液ヘッ
ダ、Ｏ ₁ はメインロール10の中心軸を示し、その他の符
号は図１(a) 、(b) と同様の内容を示す。なお、図２
(a) 、(b) におけるメインロール10は、金属ストリップ
１の搬送とともに、本発明における浸漬用ロールの機能
も有する。

【００１６】図２に示す直接通電式電解エッチング装置
においては、金属ストリップ１はメインロール10に巻き
付けられ、金属ストリップ１には下面側に電気絶縁性イ
ンクによりエッチングレジストが印刷されている。電解
エッチング槽７は、金属ストリップのエッチングレジス
ト印刷面２側と相対向する位置に陰極３が上向きに、か
つ金属ストリップのエッチングレジスト印刷面２と陰極
３間の距離ｄが５〜40mmとなるように配設されている。

【００１７】また、金属ストリップ１のエッチングレジ
スト印刷面にバックアップロール８が当接され、非印刷
面側すなわち金属ストリップ１の上面側に陽極であるコ
ンダクタロール４が当接され、バックアップロール８と
コンダクタロール４が金属ストリップ１を介在して相接
する構成となっている。陽極４と陰極３は整流電源５に
接続され、金属ストリップへの直接通電により、電解エ
ッチングが施される。

【００１８】また、前段シールロール11a 、後段シール
ロール11b および陰極３で囲繞された領域に給液ヘッダ
12により電解液６が供給され排液ヘッダ13から排出され
る。図２に示されるように、コンダクタロール４はシー
ルロール11a 、11b でシールされた領域（電解液充填領
域）の外側に配設され、短絡電流の発生が防止される。

【００１９】以下、前記第１の発明の各構成要件につい
て説明する。 （直接通電方式の採用：）電解エッチングを行うに際し
ては、金属ストリップ（以下ストリップとも記す）への
通電方式として、先ず、間接通電方式と直接通電方式が
考えられる。図３および図４に、鋼帯のレジスト印刷面
の電解エッチングを間接通電で行う場合の電気化学反応
を模式図により示す。

【００２０】図３は、鋼帯1aを介して陽極20および陰極
21を相対向して配設した場合の電気化学反応を、電解エ
ッチング槽の側面図(a) および断面図(b) により示す。
また、図４は、鋼帯のエッチングレジスト印刷面側に陽
極20および陰極21を配設した場合の電気化学反応を、電
解エッチング槽の側面図により示す。電流は、陽極20よ
り鋼帯1aの非印刷面を通り、鋼帯のエッチングレジスト
印刷面２を経由して陰極21へ到達する。

【００２１】この時、陽極20を鉛などの可溶性材料で製
作した場合、陽極20自身がエッチングされてしまい、陽
極20が急速に消耗する。また、陽極20をPt系の不溶性材
料で製作した場合、陽極20では陰イオンの酸化反応が起
こり、電解液組成にもよるが、Cl₂ やO₂が発生する。ま
た、鋼帯1aの非印刷面では還元反応が生じることにより
H₂が発生する。

【００２２】しかし、エッチングに必要な反応は、鋼帯
1aから鋼帯のエッチングレジスト印刷面２を通じて電流
が流れる際に生じるFe→Fe²⁺の反応だけであり、上記し
た副反応は全て不要かつ無駄な反応である。これらの不
要な副反応で消費されるエネルギーは、電解エッチング
における電力原単位の増加を招き、さらには、発生した
Cl₂ やO₂を処理するための装置などが必要となる。

【００２３】また、陽極20の材質には相当の注意が必要
で、陽極20がエッチング（溶解）されると、電解液の組
成が経時的に変化し、電解特性の変化または陰極21表面
へのメッキによる陰極21自体の電気伝導度の変化が生
じ、電解エッチングの制御の外乱となる。また、上記問
題を解決するために、陽極20として例えばPt系の不溶性
陽極を用いた場合、必然的に設備コストの増大を招く。

【００２４】また、間接通電の場合、図３および図４に
示すように短絡電流Ａ_S が発生し、短絡電流Ａ_S の発生
は、エッチング量を電流量で制御するに際しての外乱と
なり、正確なエッチング量制御を行うことが困難とな
る。以上述べたことから、電解エッチングを工業的に安
定的かつ経済的に行うために、本発明においては、鋼帯
1aなど金属ストリップ〜陰極21の電流経路のみを形成す
るために直接通電方式を採用した。

【００２５】（印刷面、陰極、バックアップロール、コ
ンダクタロール各々相互の配置および印刷面と陰極間の
距離の設定：）次に、印刷面、陰極、バックアップロー
ル、コンダクタロール各々相互の配置および印刷面と陰
極間の距離の設定について、その設定理由を述べる。 エッチングレジスト印刷面と陰極相互の配置：印刷面
のエッチングを効率良く行うためには、非印刷面側へ廻
り込む漏洩電流を可能な限り防止することが重要であ
り、そのためには、エッチングレジスト印刷面に相対向
して陰極を配設することが重要な要件となる。

【００２６】このため、本発明においては、図１または
図２に示すように、金属ストリップのエッチングレジス
ト印刷面２に相対向して陰極３を配設し、さらに電力使
用量の削減および金属ストリップ１と陰極３の接触によ
る金属ストリップ表面のスパーク疵の発生の防止を達成
するために金属ストリップのエッチングレジスト印刷面
２と陰極３間の距離を５〜40mmに設定した。

【００２７】陰極の配置：図５に、直接通電式電解エ
ッチング法における鋼帯−陰極間の主要電気化学反応の
模式図を電解エッチング槽の側面図により示す。図５に
おいて、1aは鋼帯、ｆ_e は電流の通電経路、ｆ_S1は鋼帯
の通板方向を示し、その他の符号は図１と同様の内容を
示す。

【００２８】陽極である鋼帯1aにおいては、鉄が電子を
奪われてFe²⁺イオンとなり、電解液６中へ溶け出す一
方、陰極３においては、水素イオン(H⁺ ）が還元されて
H₂ガスが発生する。この場合、電池や電気分解と同様に
H₂ガスは導電性がないため、電解エッチングが正常に安
定して進行するためには、本反応で発生したH₂ガスを速
やかに排除することが重要である。

【００２９】このため、鋼帯−陰極間の電解液６を一定
以上の流速で流し、発生したH₂ガスを排除する方法が用
いられるが、このためには電解液を流すためのポンプの
消費エネルギー（電力）が問題となる。すなわち、直接
通電式電解エッチングを工業的に経済性に優れた方法で
行うためには、電解エッチング槽が、発生したH₂ガスが
速やかに金属ストリップ近傍の電解液中から離脱する構
造を有することが重要である。

【００３０】このため、本発明においては、陰極を上向
きに配置する構成とした。また、本構成と前記したの
条件に基づき、本発明においては、金属ストリップのエ
ッチングレジスト面を下向きに通板する装置構成とし
た。 コンダクタロール、バックアップロール相互の配置：
金属ストリップ１への通電を印刷面から行うのはかなり
困難で、液体金属など特殊な電極が必要となり、設備費
用の大幅な増加を招くため、ストリップの非印刷面側か
らの陽極通電が工業生産上好ましい。

【００３１】また、陽極を圧下通電とする場合、ストリ
ップを連続的に処理することが工業生産上、製品品質の
安定化および経済性の面から必要であり、このため、陽
極としてロール（コンダクタロール）を用いることによ
り本問題が解決可能となる。以上の理由から、金属スト
リップの下面であるエッチングレジスト印刷面にバック
アップロールを、非印刷面にコンダクタロールをそれぞ
れ当接する構成とした。

【００３２】以上述べたように、第１の発明において
は、発生したH₂ガスの速やかな離脱、電力使用量の削減
および設備費用の削減を達成するために、前記した構成
要件を採用した。 〔第２の発明：〕第２の発明は、前記第１の発明におい
て、コンダクタロールが電解エッチング槽の電解液中に
浸漬されない構成とした直接通電式電解エッチング装置
である。

【００３３】図６に、金属ストリップのメッキを行う水
平セル式のメッキセルを電解エッチングに適用した場合
の直接通電式電解エッチング装置を側面図により示す。
図６において、11はシールロール、12は給液ヘッダ、13
は排液ヘッダを示し、その他の符号は図１と同様の内容
を示す。電流は、コンダクタロール４から金属ストリッ
プ１に流れ、エッチングレジストが印刷された金属スト
リップ１の非印刷面より電解液６を通って陰極３へ流れ
る。

【００３４】この時、非印刷面→印刷面のレジスト非印
刷部→電解液６を電流が流れる際の電気化学的反応によ
り、金属ストリップ１がエッチングされるのであるか
ら、当該経路を流れる電流を制御することが、エッチン
グ強度を制御することになる。すなわち、製品品質の安
定のためには、上記経路を流れる電流を正しくコントロ
ールすることが重要である。

【００３５】しかし、図６に示した電解セルの場合、コ
ンダクタロール４が電解液６に直接浸漬されている。こ
のため、図７に示すように、正規の電流の通電経路
ｆ_e 、すなわちコンダクタロール４→金属ストリップの
非印刷面→金属ストリップの印刷面のレジスト非印刷部
→電解液６→陰極３の通電と同時に、コンダクタロール
４の金属ストリップとの非接触部（コンダクタロール４
の電解液に接している部分）→電解液６→陰極３の経路
で短絡電流Ａ_S が発生する。

【００３６】一方、一般的にストリップ表面の電流を直
接測定することは困難であり、エッチングにおける電解
量は電源装置の通電電流で制御する。その際に、このよ
うな短絡電流が流れると、短絡電流は、エッチング強度
すなわち電解量の正確な管理および制御の大きな外乱要
因となるため、短絡電流を極力防止することが工業的に
安定した電解エッチングを行うために重要な要件とな
る。

【００３７】さらに、短絡電流が発生した場合、本来ス
トリップ表面で生じるべき電気化学的反応が、コンダク
タロール４の表面で発生し、コンダクタロール４の表面
を損傷する問題が生じる。本第２の発明は、上記した問
題点を解決するために、コンダクタロール４を電解エッ
チング槽７の電解液６中に浸漬させないことで短絡電流
Ａ_S の発生を防止したものである。

【００３８】〔第３の発明：〕第３の発明は、前記第１
の発明または第２の発明において、金属ストリップをバ
ックアップロールに巻き掛けし、コンダクタロールおよ
び／またはバックアップロールを金属ストリップに対し
て押圧する構成とした直接通電式電解エッチング装置で
ある。

【００３９】図８にアークスポット疵発生の機構をフロ
ーチャートにより示す。アークスポット疵は、前記した
図１において、陽極であるコンダクタロール４と金属ス
トリップ１の間の通電領域の変化によるアーク発生によ
るものと考えられる。このため、本現象を防止するため
には、コンダクタロール４と金属ストリップ１の間の通
電領域の安定化が重要であり、通電領域内におけるコ
ンダクタロールからの局部的な金属ストリップの浮き上
がりの防止、コンダクタロールのストリップ噛込み
部、噛離れ部の位置の変動防止の両者を行うことが必要
である。

【００４０】このため、本第３の発明においては、前記
した構成を採用すると共に、金属ストリップ１をバック
アップロール８に巻き掛ける構成とした。図９(a) に、
本第３の発明に係わる直接通電式電解エッチング装置を
側面図により示し、図９(b) に図９(a) のＣ部部分拡大
図を示す。図９(b) において、P₁はバックアップロール
８入側における金属ストリップ１のバックアップロール
８に対する接線とバックアップロール８との接点、P₂は
バックアップロール８出側における金属ストリップ１の
バックアップロール８に対する接線とバックアップロー
ル８との接点、P₀はバックアップロール８とコンダクタ
ロール４とのストリップを介在した接点、O₂はバックア
ップロール８の中心軸、θ₁ は直線P₁−O₂および直線P₀
−O₂で形成される角度（：バックアップロール入側巻き
掛け角度と記す）、θ₂ は直線P₂−O₂および直線P₀−O₂
で形成される角度（：バックアップロール出側巻き掛け
角度と記す）を示し、その他の符号は、図１における符
号と同一の内容を示す。

【００４１】本第３の発明においては、図９に示すよう
に、バックアップロール８に金属ストリップ１を巻き掛
けるように金属ストリップ１のパスが構成されている。
さらに、バックアップロール８に巻き掛けられた金属ス
トリップ１に非印刷面側よりコンダクタロール４を押し
付けて通電を行う。バックアップロール８に巻き掛けら
れた金属ストリップ１に非印刷面側よりコンダクタロー
ル４を押し付ける方法としては、金属ストリップ１をバ
ックアップロール８に巻き掛けし、コンダクタロールお
よび／またはバックアップロールを金属ストリップに対
して押圧する方法が用いられる。

【００４２】金属ストリップ１の急峻度λが２％あると
した場合、ストリップの伸び差Δεは、Δε＝2.47λ²
≒0.99×10^-3であり、バックアップロール８の径がφ60
0mmの場合、このストリップの伸び差によるストリップ
のロール面からの浮き上がり量は、(1/2) Ｄ・Δε＝0.
30mmとなる。この場合、コンダクタロール４は、0.30mm
の浮き上がりを押し潰す圧下力を有していれば安定した
通電が可能となる。

【００４３】これに対して、図10に示すように、水平パ
スでコンダクタロール４の圧下を行うと、２％の急峻度
により、ストリップの噛込部、噛離れ部の位置が不安定
となり、アークスポットを発生する。また、図11(a) 、
(b) に示すようにコンダクタロール４に金属ストリップ
１を巻き掛けると、この巻き掛けによるストリップ浮き
上がり量の低減をストリップの張力で補償することとな
り、そのために必要な張力σは下記式で導かれる値とな
り、非常に高張力の条件下でのエッチングとなり、設備
強度およびストリップ張力発生装置に大きなものが要求
され設備費が増大するという問題点が生じる。

【００４４】σ＝ＥΔε＝21000 ×0.99×10^-3＝20.8kg
/mm² 本第３の発明における巻き掛け角度としては、バックア
ップロール入側巻き掛け角度θ₁ 、バックアップロール
出側巻き掛け角度θ₂ のいずれもが、下記式を満足する
ことが好ましい。 θ₁ 、θ₂ ≧２度 θ₁ 、θ₂ が上記式を満足しない場合は、アークスポッ
ト疵の低減効果が少なくなり、好ましくない。

【００４５】本第３の発明によれば、後記の実施例に示
されるように、電解エッチングにおけるアークスポット
疵の発生が極めて効果的に防止可能となり、またエッチ
ングレジスト印刷面の電解エッチングを均一に行うこと
が可能となった。 〔第４の発明および第５の発明：〕次に、本発明の直接
通電式電解エッチング装置における陰極について述べ
る。

【００４６】すなわち、第４の発明は、前記第１の発明
〜第３の発明のいずれかにおいて、前記金属ストリップ
が鉄または鉄合金の帯状体であり、前記陰極として、鉄
または鉄合金を用いる直接通電式電解エッチング装置で
ある。また、第５の発明は、前記第１の発明〜第３の発
明のいずれかにおいて、前記金属ストリップが鉄または
鉄合金の帯状体であり、前記陰極として、ステンレス鋼
を用いる直接通電式電解エッチング装置である。

【００４７】直接通電式電解エッチングにおいては、通
常、電解液として食塩水（NaCl水溶液）が用いられる。
この場合の鋼帯−陰極間の主要な電気化学反応を図12に
模式図により示す。陰極３における反応(C) としては、
電子受容反応により、(1) 水素発生、(2)Fe 析出、(3)N
a 析出の３反応が考えられる。

【００４８】また、原子のイオン化列により、陰極３に
おける反応(C) においては、(1) →(3) の順で優先的に
反応が生じると考えられ、陰極の材質は、電気伝導性と
耐腐食性のみ考慮して選択すれば良いと考えられてい
た。しかし、陰極における水素発生反応においては、陰
極の材質によって水素過電圧と呼ばれる差電圧が発生
し、この水素過電圧が大きいと水素発生が困難となり、
その代わりに金属析出などの副反応が生じる。

【００４９】一方、金属ストリップを陰極とする電気メ
ッキにおいて陽極として用いられる鉛は、耐食性、安定
性に優れるが、直接通電式電解エッチングにおいて陰極
として用いる場合は、水素過電圧が大きく、Na析出反応
を誘発し、析出したNaと鉛が反応して電解液中に鉛コロ
イドが発生し、電解液中に含鉛スラッジが発生するとい
う問題が生じる。

【００５０】また、電気分解で多用される白金(Pt)は、
水素過電圧は小さく、耐食性、安定性にも優れるが、工
業的に用いるには非常に高価であり設備費用など経済性
に問題があった。本第４の発明においては、上記した問
題点を解決するために、陰極の材質として、鉄または鉄
合金を用いることにより、水素過電圧による副反応に伴
う上記した弊害の防止と耐食性、安定性および設備費用
の低減化を達成した。

【００５１】すなわち、陰極の材質を鉄または鉄合金と
したことにより、鉛電極を用いた場合に比べはるかに水
素過電圧が小さくなった。この結果、主反応である図12
の(C)(1)の反応〔：Ｈ⁺ ＋ｅ^- →Ｈ₂ ↑〕が優先的に進
行し、副反応である図12の(C)(2)、(3) の反応〔Fe²⁺＋
2e^- →Fe、Na⁺ ＋ｅ^- →Na〕の影響を殆ど受けることが
なく、前記した鉛コロイドが発生するという問題がな
い。

【００５２】また、副反応であるが次優先反応である
(C)(2)の反応〔Fe²⁺＋2e^- →Fe〕に対しては、陰極の材
質を鉄または鉄合金とすることにより、Feの析出は陰極
の電気伝導度に殆ど影響を与えず、その結果通電量の経
時的変化が殆ど生ぜず、安定した制御が達成可能となっ
た。また、耐食性の問題に関しては、電解エッチングに
おける陰極反応が元来還元析出反応であり、操業中であ
れば問題が生じることはない。

【００５３】一方、設備の休止に伴う電解停止時の陰極
表面の残液による腐食の問題が発生する。これに対し
て、第５の発明によれば、鉄合金の中でも特に耐食性の
高いステンレス鋼を陰極の材質として用いることによ
り、腐食発生およびそれに伴う設備の休止後の再稼働時
のエッチング電圧増加などのトラブルの防止が可能とな
った。

【００５４】以上、本発明について述べたが、本発明に
よれば、片面にエッチングレジストが印刷された金属ス
トリップの電解エッチングにおいて、アークポット疵の
発生が防止可能で、副反応に伴うエッチング安定性にお
ける問題および難処理副生成物発生の問題のない、制御
の容易な電解エッチング装置を提供することが可能とな
った。

【００５５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。前記した図９または図２に示す水平セル式また
はラジアルセル式の電解エッチング装置を用いて、下記
条件下で、鋼帯の下面である片面にエッチングレジスト
が印刷された鋼帯の直接通電による電解エッチングを行
った。

【００５６】〔鋼帯およびエッチングレジストの厚
み：〕 鋼帯板厚；0.22mm エッチングレジストの厚み；１μｍ エッチングレジストのインク；エポキシ系樹脂を主成分
とするインク 〔電解エッチングの条件：〕 （電解液：） 組成；300g-NaCl/l 、液温；50℃ （通電方式：）電気量300C/dm²の電解電流一定とした直
接通電方式 （エッチングレジスト印刷面と陰極間の距離ｄ：） ｄ＝１〜50mm （陰極材質：）鉄またはステンレス鋼または鉛 （巻き掛け角度：） 水平セル式の電解エッチング装置；バックアップロール
入側巻き掛け角度θ₁ ＝40度かつバックアップロール出
側巻き掛け角度θ₂ ＝40度（本発明例１〜３、比較例１
〜３）または、バックアップロール入側巻き掛け角度θ
₁ ＝1.6 度かつバックアップロール出側巻き掛け角度θ
₂ ＝1.0 度（比較例４） ラジアルセル式の電解エッチング装置；バックアップロ
ール入側巻き掛け角度θ₁ ＝３度かつバックアップロー
ル出側巻き掛け角度θ₂ ＝75度（本発明例４〜６、比較
例５〜７）または、バックアップロール入側巻き掛け角
度θ₁ ＝0.2 度かつバックアップロール出側巻き掛け角
度θ₂ ＝0.7 度（比較例８） 電解エッチング後、アークスポット疵の発生状況の調
査、鋼帯表面性状および電解液の観察を行った。

【００５７】表１に水平セル式の電解エッチング装置に
おける試験結果を、表２にラジアルセル式の電解エッチ
ング装置における試験結果を、試験条件、電解エッチン
グの電力原単位と併せて示す。表１および表２に示され
るように、本発明によれば、片面にエッチングレジスト
が印刷された金属ストリップの電解エッチングにおい
て、アークスポット疵の発生が防止可能となり、副反応
による問題も生ぜず、低電力原単位で電解エッチングが
可能となった。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】

【発明の効果】本発明方法によれば、片面にエッチング
レジストが印刷された金属ストリップの電解エッチング
において、アークスポット疵の発生が防止可能となり、
副反応による問題も生ぜず、低電力原単位で電解エッチ
ングが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる直接通電式電解エッチング装置
の側面図(a) およびＡ部部分拡大図(b) である。

【図２】本発明に係わる直接通電式電解エッチング装置
の側面図(a) およびＢ部部分拡大図(b) である。

【図３】電解エッチングを間接通電で行う場合の電気化
学反応を模式的に示す電解エッチング槽の側面図(a) お
よび断面図(b) である。

【図４】電解エッチングを間接通電で行う場合の電気化
学反応を模式的に示す電解エッチング槽の側面図であ
る。

【図５】直接通電式電解エッチング法における鋼帯−陰
極間の主要電気化学反応を模式的に示す電解エッチング
槽の側面図である。

【図６】メッキセルを電解エッチングに適用した場合の
直接通電式電解エッチング装置を示す側面図である。

【図７】短絡電流の発生状況を示す直接通電式電解エッ
チング装置の側面図である。

【図８】アークスポット疵発生の機構を示すフローチャ
ートである。

【図９】本発明に係わる直接通電式電解エッチング装置
の側面図(a) およびＣ部部分拡大図(b) である。

【図１０】金属ストリップのパスを示す側面図である。

【図１１】金属ストリップのパスを示す側面図(a) 、
(b) である。

【図１２】直接通電式電解エッチング法における鋼帯−
陰極間の主要電気化学反応を模式的に示す電解エッチン
グ槽の側面図である。

【符号の説明】

１ 金属ストリップ 1a 鋼帯 ２ エッチングレジスト印刷面 ３、21 陰極 ４ コンダクタロール（陽極） ５ 整流電源 ６ 電解液 ７ 電解エッチング槽（電解エッチングセル） ８ バックアップロール ９ 浸漬用ロール（シンクロール） 10 メインロール（巻き付けロール） 11 シールロール 11a 前段シールロール 11b 後段シールロール 12 給液ヘッダ 13 排液ヘッダ 20 陽極 30 デフレクタロール Ａ_S 短絡電流 ｄ エッチングレジスト印刷面と陰極間の距離 ｆ_e 電流の通電経路 ｆ_S 金属ストリップの通板方向 ｆ_S1 鋼帯の通板方向 θ₁ バックアップロール入側巻き掛け角度 θ₂ バックアップロール出側巻き掛け角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東藤 剛 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 佐藤 圭司 岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 片面に電気絶縁性インクによりエッチン
   グレジストが印刷された金属ストリップの電解エッチン
   グ装置であって、電解エッチング槽(7) と、陽極である
   コンダクタロール(4) と、当該コンダクタロール(4) と
   金属ストリップを介在して相接するように配設されたバ
   ックアップロール(8) と、電解エッチング槽(7) の電解
   液に浸漬された陰極(3) と、金属ストリップを電解液に
   浸漬するための浸漬用ロール(9) とを有し、金属ストリ
   ップのエッチングレジスト印刷面が下向きに通板され、
   当該金属ストリップのエッチングレジスト印刷面側と相
   対向して陰極(3) が上向きに、かつ当該エッチングレジ
   スト印刷面と陰極間の距離ｄが５〜40mmとなるように配
   設され、コンダクタロール(4) が金属ストリップのエッ
   チングレジスト非印刷面に、バックアップロール(8) が
   金属ストリップの印刷面にそれぞれ当接されるように配
   設されたことを特徴とする直接通電式電解エッチング装
   置。
2. 【請求項２】 コンダクタロール(4) が電解エッチング
   槽(7) の電解液中に浸漬されない構成とした請求項１記
   載の直接通電式電解エッチング装置。
3. 【請求項３】 金属ストリップをバックアップロール
   (8) に巻き掛けし、コンダクタロール(4) および／また
   はバックアップロール(8) を金属ストリップに対して押
   圧する構成とした請求項１〜２いずれかに記載の直接通
   電式電解エッチング装置。
4. 【請求項４】 前記金属ストリップが鉄または鉄合金の
   帯状体であり、前記陰極(3) の材質として、鉄または鉄
   合金を用いる請求項１〜３いずれかに記載の直接通電式
   電解エッチング装置。
5. 【請求項５】 前記金属ストリップが鉄または鉄合金の
   帯状体であり、前記陰極(3) の材質として、ステンレス
   鋼を用いる請求項１〜３いずれかに記載の直接通電式電
   解エッチング装置。