JPS6029500A - 電解処理方法 - Google Patents

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】 本発明は金属板の電解処理に於て、電極の安定性を著し
く向上させうる電解処理方法に関するものである。

アルミニウム、鉄などの金属の表面に電解を応用する方
法は、例えば鍍金処理、電解粗面化処理。

電解エツチング処理、陽極酸化処理、電解着色。

梨地処理などあって広汎に奨用化されておシ、利用され
る電源は要求される品質や反応効率の向上の目的から、
直流、商用交流２重畳波形電流、その他ザイリスター制
御による特殊波形や短形波交番電流等がある。たとえば
、特公昭５（Ｓ−，１９２８０号公報には、Ａ４板の電
解処理に於て、陽極時電圧が隈極時電圧よシ大なるよう
、印加した交番波形電流を用いることによシ、オフセッ
ト印刷板支持体として優れた粗面化処理が可能になると
いう記載がある。

特殊な交番波形電流を用いる時、電極の選定が安定性の
点から重要である。一般には、電極材料としては、白金
、タンタル、チタン、銑、鉛、黒鉛等が利用されるが、
黒鉛電極は比較的化学的に安定でアシ、製造コストが安
価であるため広く利用されている。

本発明の目的は黒鉛材料の特質を生かし、非対称交番波
形電流を使用する、電解処理に於ても光分に安定性が確
保出来る電解処理方法を提供することである。

第１図は従来からある黒鉛電極を利用した、金属ウェブ
の直続電解処理システムの一具体例を示す。金属ウェブ
（１）はガイドロール（２）よシミ解セル（４）に導び
かれ、パスロール（３）によシ支持され電解セル内を水
平に搬送され、ガイドロール（５）により、セル外に移
送される。電解セル（４）はインシュレーター（６）に
よシ、２つの室に分割され、それぞれに黒鉛電極（７０
８）が金属ウェブに対向して、配置される。（２８）は
電解液であシ、循環タンク（９）にストックされ、ポン
プ（１０）によシミ解槽（４）の内に設置された′４解
液供給口（１１Ｘ１２）　に送液される。黒鉛電極（７
Ｘ８）　と金属ウェブの間を電解液が満たし、排出口（
１５）を経て循環タンク（９）にもどる。（１４）は電
源であシ、電極（７）（８）に接続し、電圧を印加する
。

このようにすることによシ、金属ウェブ（１）に連続的
に電解処理を施こすことが出来る。電源（１４）には、
第２図に示すように（１）直流波形（２）商用交流（５
Ｘ４）波形制御された交番電流、（５，Ｘ６）波形制御
された矩形波交番電流等が利用される。

交番波形においては一般的には順側電流値工（ｎ）と逆
側電流値工（ｒ）との大きさは等しくない。黒鉛電極は
一般的にカソード極としては極めて、安定的に作用する
ことが出来るが、アノード極として、作用する時、電解
条件によっては、電解液中でアノード酸化によＪ）、ｃ
ｏ２となって消耗すると同時に黒鉛の眉間が侵食され機
械的に崩壊して消耗する現象が起る。精密な電解処理を
必要とされる場合は、この現象は電極内の電流分布に変
化が生じるため、電解処理が不均一となシ極めて不都合
である。このため定期的に電極を更新する必要があるた
め量産化の観点からは生産性を低下させる大きな欠点と
なっていた。

我々はこの黒鉛電極の消耗を回避するため鋭意研究を行
った結果、非対称交番波形電流を用いる系において黒鉛
電極の安定条件を見出すことが出来た。第１図の電解セ
ルに於て、第２図（４）の非対称波形電流（工（ｎ）　
＞　工（ｒ）　）を使用し、順側端子を電極（７）、逆
側を電極（８）に接続し、周波数６０　Ｈｚ電流密度５
０　）ｙ’ｃｒｌ　で１％１１０を電解浴にて処理した
所、黒鉛電極（７）の消耗が激しく逆に黒鉛電極（８）
は全く安定であった。

電源の接続を逆にすると電極も逆に（８）が消耗をはじ
め（７）は消耗を停止した。即ち、これらは、非対称波
形電流を使用する場合に、電気化学的に黒鉛電極がアノ
ード極として、作用する周期の電流値を工ａ、カソード
極として作用する周期の電流値をＩＣとすると、工ａ〉
ＩＣの時黒鉛電極の消耗が起こシ、工ａ〈工Ｃの時に安
定であることを示している。

本発明者らはこの安定条件に着眼し、非対称波形を用い
る場合において、両方の黒鉛電極を安定に維持出来る新
規な電解処理方法を開発した。

すなわち、本発明は黒鉛電極を使用し、かつ非対称交番
波形電流を使用する液体給電による、金属ウェブの連続
電解処理方法に於て、非対称形のうち犬なる周期の電流
値の一部を別に設けた補助給電ロールによ多金属ウェブ
に直接分流させることによシ黒鉛電極表面で作用する、
アノード反応にあずかる電流値よシも、カソード反応に
あずかる電流値を大きくなるように制御することを特徴
とする電解処理方法である。

以下本発明について図によシ詳細に説明する。

第３図は本発明による電解方法を利用した金属ウェブの
直続電解処理の一実施態様を示す。

第２図（３）〜（６）は使用する非対称波形の実施例を
示している。まず金属ウェブ（１）は給電ロール（１６
）およびバスロール（１５）を経てから、ガイドロール
（２）によシミ解セル（４）に導かれる。

電解セル内ではサポートロール（３）により水平に搬送
され、ロール（５）によシ、電解セル外に搬送される。

（２８）は電解液であシ、循環タンク（９）にストック
され、ポンプ（１ｏ）によシミ解セル（４）内に設置さ
れた電解液供給口（１１Ｘ１２）　に送液される。供給
された電解液は、黒鉛電極（７Ｘ８）と金属ウェブとの
間を満した後、排出口（１３）を経て、循環タンク（９
）にもどる。電解セル（４）はインシュレーター（６）
により２つの室に分割されている。（１４）は電源であ
り電極（７Ｘ８）　に接続されると同時に抵抗（１日）
を経て更にダイオードあるいはサイリスタ（１７）を介
して給電ロールにも接続されておシ、これらの間に第２
図（３）〜（６）に示すような非対称交番波形電圧が印
加される。

電流波形は、順側電流値を工（ｎ）、逆側電流値を１（
Ｒ）　とするとき工（ｎ）〉工（Ｒ）　であシ、両軍流
値Ω差αをα＝工（ｎ）　−１（Ｒ）とする。

電源（１４）の層方向の出力端は、黒鉛電極（７）およ
び抵抗（１８）とサイリスタ又はダイオード（１７）を
通して給電ロール（１６）に接続されておシ、逆側の出
力端は黒鉛電極（８）に接続されている。電流の順側周
期においては、順側電流工（ｎ）の１部は黒鉛電極（７
）を介して、金属ウェブ（１）に入る。この時黒鉛・ｔ
「極および金属ウェブの溶液中での界面においては、各
々該当する電気化学反応が生起している。一方順方向電
流の一部は抵抗（１ａＸ、およびダイオードあるいは、
サイリスタ（１７）を経て、給電ロールを介し、直接金
属ウェブ（１）に給電する。このように分割されて金属
ウェブに入った電流は金属ウェブの中を運ばれた後、黒
鉛電極（８）と対向する位置にあるウェブの表面で、し
かるべきアノード反応を生起させた後溶液を経て、黒鉛
電極（８）の表面で、カソード反応を生起させ、黒鉛電
極（８）に入シ、リードを経て電源（１４）に戻る。

この時の黒鉛電極（７）と給電ロール（１６）とべの電
流値をそれぞれ工’（ｎ）、βとする時（工（ｎ）＝Ｉ
’（ｎ）＋β）β〉αとなるように制御される０、制御
の方法は例えばサイリスク（１７）と抵抗（１日）とに
ょシ点孤角調整を行なったシ、ダイオード（１７）と抵
抗（１８）とによシ時間遅れを生じさせることによって
も可能である。又、給電ロール（１６）の有効電解長を
変えたル、給電ロール（１６）と黒鉛電極（８）との距
離調整によっても制御可能である。

次に電流の逆側周期においては逆側電流Ｉ（ｒ）は黒鉛
電極（８）の表面上で、アノード反応を起こし、溶液を
経て、金属ウェブ（１）の表面でカフ−１反応を生起さ
せ金属ウェブ（１）に給電される。

金属ウェブ（１）に給電された電流は金属ウェブ（１）
の中をはこばれ、黒鉛電極（７）に対向する金属ウェブ
（１）の表面でしかるべきアノード反応を生起させ、溶
液中を経て黒鉛電極（７）の表面上でしかるべきカソー
ド反応を生起させ黒鉛電極（７）に入る。逆向きの電流
は、給電ロール（１６）に接続されたダイオードあるい
はサイリスタ（１７）の働きによシ、これらのつくる回
路を流れることは出来ない為、無視できる程度の微少の
もれ電流を除く殆ど全ての電流工（ｒ）は、黒鉛電極（
７）の表面上で起る、カソード反応に伴って、黒鉛電極
（７）に入る。黒鉛電極（７）の表面上でおこるカソー
ド反応電流を工。、同電極上で順方向時におこるアノー
ド反応電流を工ａ　とすると黒鉛電極（７）の表面上に
おいては工、〈工。が成立する。なぜならば、エユ＝工
（ｎ）−β　であシ、一方、 β〉α−工（ｎ）−工（、−）　であるから、Ｉａ　＜
　Ｉ（ｎ）　−（Ｉ（ｎ）　−■（ｒ））　＝　Ｉ（ｒ
）　である。

ここで工（ｒ）電流は黒鉛電極（７）の表面でおこる、
カソード電流工。に等しかった。したがって工、〈工。

となって、黒鉛電極（７）の消耗が防止できる。−力点
鉛電極（８）においては、工（ｎ）〉工（ｒ）の条件か
ら当然常にｌａ〈工。となるので消耗は起こらない。

本発明は、液の種類によシ制限を受けるものではない。

又、交番波形電流についても非対称波形（工（ｎ）　＞
　Ｉ（ｒ））　であれば、それらの波形の種類によって
制限を受けるものではない。

次に本発明による実施例を示す。

実施例１ 硝酸１％水溶液中で温度３５℃でオフセット印刷板支持
体としてアルミニウム板の連続電解粗面化処理を第３図
に示す電極配置にて第２図（５）に示す非対称交番波形
電流を使用して行った。電極は黒鉛電極を使用し、給電
極としては、アルミニウム合金Ａ１１００製のロールを
使用した。順側電流工（ｎ）　＝　３０　ＯＡ逆側電流
工（ｒ）　＝　２７　ＯＡにて処理速度１Ｖ分　にて２
０時間連続電解処理した後、黒鉛電極の表面を目視観察
し、消耗崩壊の状態をチェックした。又、黒鉛電極と給
電ロールへの順側電流工（ｎ）の分流の方法としては、
給電ロールの有効電解長を変えることよＪ）、Ｂ値を種
々変化させた。又、周波数については５０〜９０　Ｈｚ
　まで変化させたが、これに関係なく第１表に示す如き
黒鉛電極の工、、工。の関係と消耗の状態を示す結果が
得られた。

第１表 記号説明 ○：変化なく消耗がない Δ：わずかに消耗がみられる ×：消耗激しく電極表面に崩壊がみられる又、上記条件
の４５．Ａ４についてはオフセット印刷版支持体として
優れた粗面化表面を得ることが出来た。

実施例２ 塩酸１裂水溶液中で温度６５℃で実施例１と同様の条件
で実検を行ったとεろ電極の安定性にっいては第１表と
同様の結果が得られた。

実施例６ 硫酸２０％水溶液中で温度３０℃でオフセット印刷版支
持体としてアルミニウム板の連続に％ＮＩ化処理を、第
３図に示す電極配置にて、第２図（４）に示す非対称交
番波形電流を使用して行った。電極は黒鉛電極を使用し
不溶性アノード電極としては鉛を使用した。順側電流Ｉ
（ｎ）−６ＯＡ逆側１ａ流工（ｒ）＝５ＯＡにて処理速
度１ｒｒＩ／７　にて２０時間連続電解処理した後、黒
鉛電極の表面を目視観察し、消耗崩壊の状態をチェック
した。又黒鉛電極と給電ロールへの順側電流工（ｎ）の
分流の方法としては給電ロールの有効電解長を変えるこ
とよ多Ｂ値を種々変化させた。又、周波数については６
０〜９０　Ｈｚ　まで変化させたがこれに関係なく第２
表に示す如き黒鉛電極の■。、■。の関係と消耗の状態
を示す結果が得られた。

第２表 本発明によれば、上述の如く電極の消耗を極めて低くお
さえることが出来るので、効率の良い連続電解処理が可
能とな多工程が安定する上、保守点検作業の省略、コス
トダウン等副次的な効果が期待できる。

本発明は実施例に限定されず広範囲な応用が可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の連続電解処理装置の一例を示す模式的説
明図であシ、第２図は電流波形を示す図である。第３図
は本発明方法を利用した連続電解処理装置の一例を示す
模式的説明図である。 １・・・金属ウェブ　４・・・電解セルフ、８・・・黒
鉛電極　１４・・・電源１６・・・給電ロール　２２・
・・ダイオード２８・・・電解液 第　１　図 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）黒鉛電極を使用し、かつ非対称交番波形電流を使用
   する液体給電による金属ウェブの連続電解処理方法に於
   て、非対称形のうち大なる周期の電流値の一部を別に設
   けた補助給電ロールによ）金属ウェブに直接分流させる
   ことによシ黒鉛電極表面で作用する、アノード反応にあ
   ずかる電流値よシも、カソード反応にあずかる電流値を
   大きくなるように制御することを特徴とする電解処理方
   法。