(57)【要約】【課題】従来の間接通電方式の連続電解エッチングの問題点を有利に解決して、電解エッチングを安定化させることを可能とし、特に、電解エッチングにより形成される形状を安定化させて、溝幅や溝深さにバラツキが生じるのを抑えることを可能とする。【解決手段】金属帯１の電解エッチングすべきエッチング面１ａと相対向して金属帯１の搬送方向に順に第１電極３１及び第２電極３３を配設する。続いて、第１電極３１及び第２電極３３から金属帯１のエッチング面１ａにラミナー流となる電解液Ｗｒを噴射する。第１電極３１及び第２電極３３の何れか一方を陽極、他方を陰極としてこれらの間で電圧を印加して、噴射している電解液Ｗｒ及び金属帯１を通して通電させる。【選択図】図３
2011246790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に搬送される金属帯の表面を電解エッチングする金属帯の連続電解エッチング方法において、
前記金属帯の電解エッチングすべきエッチング面と相対向して当該金属帯の搬送方向に順に第１電極及び第２電極を配設し、
前記第１電極及び前記第２電極から前記金属帯のエッチング面にラミナー流となる電解液を噴射し、
前記第１電極及び前記第２電極の何れか一方を陽極、他方を陰極としてこれらの間で電圧を印加して、前記噴射している電解液及び前記金属帯を通して通電させること
を特徴とする金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項２】
前記第１電極及び前記第２電極を配設する工程では、前記金属帯の搬送方向の最も出側に陰極を配設すること
を特徴とする請求項１記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項３】
前記第１電極及び前記第２電極を配設する工程では、前記第１電極及び前記第２電極の組からなる電極群を前記金属帯の搬送方向に複数配設すること
を特徴とする請求項１又は２記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項４】
前記搬送される金属帯は、その両面が前記エッチング面であり、
前記第１電極及び前記第２電極を配設する工程では、当該第１電極及び当該第２電極のうち陰極となるものを前記金属帯の両面のエッチング面に相対向して配設すること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項５】
前記搬送される金属帯は、前記エッチング面に電気絶縁性のエッチングマスクが被覆された方向性珪素鋼板から構成され、
前記エッチングマスクには、前記金属帯の搬送方向に間隔を空けた列状の点状溝又は線状溝が形成されていること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項６】
前記搬送される金属帯は、仕上焼鈍された後の方向性珪素鋼板であり、
前記方向性珪素鋼板である金属帯は、前記エッチングマスクとしての絶縁性被膜を有する絶縁性被膜層が前記エッチング面に被覆されていること
を特徴とする請求項５記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項７】
前記絶縁性被膜層は、前記方向性珪素鋼板の地鉄表面のフォルステライト被膜と、前記フォルステライト被膜表面の張力付与型絶縁性被膜とを有すること
を特徴とする請求項６記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項８】
前記絶縁性被膜層は、前記方向性珪素鋼板の地鉄表面の張力付与型絶縁性被膜を有すること
を特徴とする請求項６記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項９】
前記搬送される金属帯は、冷間圧延された後の方向性珪素鋼板であり、
前記方向性珪素鋼板である金属帯は、前記エッチングマスクとしてのエッチングレジストが前記エッチング面に被覆されていること
を特徴とする請求項５記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項１０】
前記搬送される金属帯は、前記エッチング面にエッチングマスクの被覆されていないステンレス鋼、純チタン又はチタン合金から構成されること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の金属帯の連続電解エッチング方法。
【請求項１１】
連続的に搬送される金属帯の表面を電解エッチングするための金属帯の連続電解エッチング装置において、
前記金属帯の電解エッチングすべきエッチング面と相対向して当該金属帯の搬送方向に順に配設された第１電極及び第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極に設けられ、当該第１電極及び当該第２電極から前記金属帯のエッチング面にラミナー流となる電解液を噴射するラミナーノズルと、
前記第１電極及び前記第２電極の何れか一方を陽極、他方を陰極として電圧を印加して、前記ラミナーノズルから噴射する電解液及び前記金属帯を通して通電させる電圧印加手段とを備えること
を特徴とする金属帯の連続電解エッチング装置。
【請求項１２】
前記第１電極及び前記第２電極は、前記金属帯の搬送方向の最も出側に配設されたものが陰極であること
を特徴とする請求項１１記載の金属帯の連続電解エッチング装置。
【請求項１３】
前記第１電極及び前記第２電極は、これらの組からなる電極群が前記金属帯の搬送方向に複数配設されていること
を特徴とする請求項１１又は１２記載の金属帯の連続電解エッチング装置。
【請求項１４】
前記搬送される金属帯は、その両面が前記エッチング面であり、
前記第１電極及び前記第２電極は、当該第１電極及び当該第２電極のうち陰極となるものが前記金属帯の両面のエッチング面に相対向して配設されていること
を特徴とする請求項１１〜１３の何れか１項記載の金属帯の連続電解エッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に搬送される金属帯の表面を電解エッチングする金属帯の連続電解エッチング方法及び連続電解エッチング装置に関するものであり、特に、歪取り焼鈍後に鉄損が劣化し難い耐歪取り焼鈍低鉄損方向性珪素鋼板の製造に好適な連続電解エッチング方法及び連続電解エッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動機、変圧器その他の電気機器の鉄心等として用いられる方向性珪素鋼板では、その鉄損特性を改善することが求められており、そのための技術としては、鋼板の表面に局所的な熱歪を導入したり、線状溝等の溝を形成することにより、磁区を細分化させる技術が知られている。ここで、方向性珪素鋼板を巻き鉄心等として用いる場合は、打ち抜き加工等による加工歪を除去するため、加工製品に歪取り焼鈍が行なわれるが、磁区細分化を局所歪の導入により行なってしまうと、局所歪が歪取り焼鈍により除去されてしまい、磁区細分化による鉄損特性改善の効果が失われてしまう。このため、歪取り焼鈍後に鉄損が劣化し難い耐歪取り焼鈍低鉄損方向性珪素鋼板を製造するうえでは、鋼板の表面に溝を形成する方法が好適に用いられている。
【０００３】
このような方向性珪素鋼板等の金属帯の表面に溝を形成するための技術としては、連続的に搬送される金属帯の表面にエッチングパターンの形成された電気絶縁性のエッチングマスクを予め被覆させておき、そのエッチングパターンに応じた溝を電解エッチングにより金属帯の表面に形成する連続電解エッチング方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００４】
この連続電解エッチング方法では、特許文献３に示すように、陽極又は陰極の何れかを金属帯に接触させて、その何れかの電極から金属帯に直接的に通電させる直接通電方式と、特許文献４に示すように、陽極及び陰極と金属帯との間に電解液を充満させて、その電解液及び金属帯を通して陽極から陰極に通電させる間接通電方式とが検討されている。
【０００５】
図１１は、直接通電方式の連続電解エッチング装置１０２の構成を概略的に示す側面図であり、特許文献３で開示されている発明を例にしている。この連続電解エッチング装置１０２は、電解液Ｗの貯溜された電解槽１６１と、電解槽１６１の電解液Ｗに浸漬された板状電極からなる陰極１３３と、電解液Ｗの外側に配設された陽極であるコンダクターロール１８１とを有している。この連続電解エッチング装置１０２では、電解エッチングすべき金属帯１０１のエッチング面１０１ａにエッチングパターンの形成されたエッチングマスク１１１が被覆され、エッチング面１０１ａとは反対側の片面１０１ｃが全面に亘って露出されており、金属帯１０１のエッチング面１０１ａが下向きに通板され、その金属帯１０１のエッチング面１０１ａと相対向して陰極１３３が上向きに配設されている。
【０００６】
そして、この直接通電方式の連続電解エッチング装置１０２により電解エッチングをするうえでは、陽極であるコンダクターロール１８１と陰極１３３との間に電圧を印加して、コンダクターロール１８１、金属帯１０１、電解液Ｗ、陰極１３３の順に通電されることにより、陰極１３３に相対向する金属帯１０１のエッチング面１０１ａが電解エッチングされることになる。
【０００７】
図１２は、間接通電方式の連続電解エッチング装置１０３の構成を概略的に示す側面図であり、特許文献４で開示されている発明を例にしている。この連続電解エッチング装置１０３は、電解槽１６１に貯溜された電解液Ｗ内で金属帯１０１の搬送方向に順に配設された板状電極からなる陽極１３１及び陰極１３３と、電解液Ｗ内で陽極１３１と陰極１３３との間に配設され、陽極１３１から陰極１３３に電解液Ｗのみを通して流れる漏れ電流を防止するための電気絶縁性の遮蔽板１７１とを有している。この連続電解エッチング装置１０３では、電解エッチングすべき金属帯１０１のエッチング面１０１ａにエッチングパターンの形成されたエッチングマスク１１１が被覆されており、金属帯１０１のエッチング面１０１ａが下向きに通板され、その金属帯１０１のエッチング面１０１ａと相対向して陰極１３３が上向きに配設されている。
【０００８】
この間接通電方式の連続電解エッチング装置１０３により電解エッチングをするうえでは、陽極１３１と陰極１３３との間に電圧を印加して、陽極１３１、陽極１３１とこれと相対向する金属帯１０１との間の電解液Ｗ、金属帯１０１、陰極１３３とこれと相対向する金属帯１０１との間の電解液Ｗ、陰極１３３の順に通電されることにより、陰極１３３に相対向する金属帯１０１のエッチング面１０１ａが電解エッチングされることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−０４２３３２号公報
【特許文献２】特公平０８−００６１４０号公報
【特許文献３】特開平１０−２０４６９９号公報
【特許文献４】特開２００４−１３１８４１号公報
【特許文献５】特開平０８−２６９５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の直接通電方式の連続電解エッチング装置１０２は、コンダクターロール１８１から金属帯１０１に直接的に通電させる方法であるため、コンダクターロール１８１が当接する側の金属帯１０１の片面１０１ｃは、電気絶縁性のエッチングマスク１１１により被覆させずに電気導電性を維持しておく必要がある。このため、同装置１０２では、エッチングパターンの形成されたエッチングマスク１１１を金属帯１０１の片面にしか被覆させることができず、電解エッチングを行なうことができるのは、一度のエッチング処理につき金属帯１０１の片面だけとならざるを得なかった。従って、同装置１０２では、金属帯１０１の両面に電解エッチングを行なう必要がある場合、金属帯１０１の片面ずつ合計２回のエッチング処理を行なう必要があり、処理コストの増大を招くだけでなく生産性が悪いという問題点があった。
【００１１】
また、金属帯１０１の片面だけ電解エッチングする場合でも、エッチング処理前の段階で仕上焼鈍等の前処理により金属帯１０１の両面の全面に電気絶縁性の被膜が覆われていて、コンダクターロール１８１に当接させる側の金属帯１０１の片面１０１ｃの被膜を全面に亘って除去することが、製品上困難であったり経済的に大きな負担となる場合には、上述した直接通電方式の連続電解エッチングを適用できないという問題点があった。
【００１２】
以上のような問題は、連続電解エッチングを直接通電方式から間接通電方式に変更することにより解決できる可能性がある。しかし、間接通電方式の連続電解エッチングは、工業的に前例がない技術であるだけに、電解エッチングにより金属帯１０１に形成される溝の形状の安定性や電解エッチング条件等、不明な事項が多く、技術的には未完成なものと言わざるを得なかった。
【００１３】
また、従来の直接通電方式、間接通電方式の何れの連続電解エッチング方法でも、金属帯を電解液に浸漬させる必要があるため、電解液に浸漬された金属帯の板幅方向端部で電流集中が生じ、板幅方向でのエッチング量の分布が不均一なものになってしまううえ、電解エッチングすべきエッチング面とは反対側の面にも電流が回り込んでしまい、その反対側の面でも電解エッチングが進行してしまうという問題点があった。これを解決するため、特許文献５に開示されたように、電気絶縁性の遮蔽板を電解液中で金属帯と電極との間に介挿しておき、金属帯と電極との間に流れる電流を金属帯の板幅方向端部で部分的に遮断する方法も提案されている。しかし、この場合、遮蔽板を介挿する必要がある分、余計な装置コストの増大を招いてしまっていた。
【００１４】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、従来の間接通電方式の連続電解エッチングの問題点を有利に解決して、電解エッチングを安定化させることを可能とし、特に、電解エッチングにより形成される溝の形状を安定化させて、溝幅や溝深さにバラツキが生じるのを抑えることを可能とする金属帯の連続電解エッチング方法及び連続電解エッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記の金属帯の連続電解エッチング方法及び連続電解エッチング装置を発明した。
【００１６】
第１発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、連続的に搬送される金属帯の表面を電解エッチングする金属帯の連続電解エッチング方法において、前記金属帯の電解エッチングすべきエッチング面と相対向して当該金属帯の搬送方向に順に第１電極及び第２電極を配設し、前記第１電極及び前記第２電極から前記金属帯のエッチング面にラミナー流となる電解液を噴射し、前記第１電極及び前記第２電極の何れか一方を陽極、他方を陰極としてこれらの間で電圧を印加して、前記噴射している電解液及び前記金属帯を通して通電させることを特徴とする。
【００１７】
第２発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第１発明において、前記第１電極及び前記第２電極を配設する工程では、前記金属帯の搬送方向の最も出側に陰極を配設することを特徴とする。
【００１８】
第３発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第１発明又は第２発明において、前記第１電極及び前記第２電極を配設する工程では、前記第１電極及び前記第２電極の組からなる電極群を前記金属帯の搬送方向に複数配設することを特徴とする。
【００１９】
第４発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第１発明〜第３発明の何れか一つの発明において、前記搬送される金属帯は、その両面が前記エッチング面であり、前記第１電極及び前記第２電極を配設する工程では、当該第１電極及び当該第２電極のうち陰極となるものを前記金属帯の両面のエッチング面に相対向して配設することを特徴とする。
【００２０】
第５発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第１発明〜第４発明の何れか一つの発明において、前記搬送される金属帯は、前記エッチング面に電気絶縁性のエッチングマスクが被覆された方向性珪素鋼板から構成され、前記エッチングマスクには、前記金属帯の搬送方向に間隔を空けた列状の点状溝又は線状溝が形成されていることを特徴とする。
【００２１】
第６発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第５発明において、前記搬送される金属帯は、仕上焼鈍された後の方向性珪素鋼板であり、前記方向性珪素鋼板である金属帯は、前記エッチングマスクとしての絶縁性被膜を有する絶縁性被膜層が前記エッチング面に被覆されていることを特徴とする。
【００２２】
第７発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第６発明において、前記絶縁性被膜層は、前記方向性珪素鋼板の地鉄表面のフォルステライト被膜と、前記フォルステライト被膜表面の張力付与型絶縁性被膜とを有することを特徴とする。
【００２３】
第８発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第６発明において、前記絶縁性被膜層は、前記方向性珪素鋼板の地鉄表面の張力付与型絶縁性被膜を有することを特徴とする。
【００２４】
第９発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第５発明において、前記搬送される金属帯は、冷間圧延された後の方向性珪素鋼板であり、前記方向性珪素鋼板である金属帯は、前記エッチングマスクとしてのエッチングレジストが前記エッチング面に被覆されていることを特徴とする。
【００２５】
第１０発明に係る金属帯の連続電解エッチング方法は、第１発明〜第４発明の何れか一つの発明において、前記搬送される金属帯は、前記エッチング面にエッチングマスクの被覆されていないステンレス鋼、純チタン又はチタン合金から構成されることを特徴とする。
【００２６】
第１１発明に係る金属帯の連続電解エッチング装置は、連続的に搬送される金属帯の表面を電解エッチングするための金属帯の連続電解エッチング装置において、前記金属帯の電解エッチングすべきエッチング面と相対向して当該金属帯の搬送方向に順に配設された第１電極及び第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極に設けられ、当該第１電極及び当該第２電極から前記金属帯のエッチング面にラミナー流となる電解液を噴射するラミナーノズルと、前記第１電極及び前記第２電極の何れか一方を陽極、他方を陰極として電圧を印加して、前記ラミナーノズルから噴射する電解液及び前記金属帯を通して通電させる電圧印加手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
第１２発明に係る金属帯の連続電解エッチング装置は、第１１発明において、前記第１電極及び前記第２電極は、前記金属帯の搬送方向の最も出側に配設されたものが陰極であることを特徴とする。
【００２８】
第１３発明に係る金属帯の連続電解エッチング装置は、第１１発明又は第１２発明において、前記第１電極及び前記第２電極は、これらの組からなる電極群が前記金属帯の搬送方向に複数配設されていることを特徴とする。
【００２９】
第１４発明に係る金属帯の連続電解エッチング装置は、第１１発明〜第１３発明の何れか一つの発明において、前記搬送される金属帯は、その両面が前記エッチング面であり、前記第１電極及び前記第２電極は、当該第１電極及び当該第２電極のうち陰極となるものが前記金属帯の両面のエッチング面に相対向して配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
第１発明〜第１４発明によれば、金属帯のエッチング面にラミナー流となる電解液を噴射させることにより、金属帯のエッチング面の電解エッチングを行ないつつ洗浄することが可能となる。このため、金属帯のエッチング面での物質移動を円滑にさせることができ、その分、電解エッチングを安定化させることが可能となる。また、ラミナー流としての電解液を用いて金属帯の電解エッチングをすることができることと、金属帯を電解液に浸漬させることなく電解エッチングをすることができることとから、電解エッチングをするときの金属帯の板幅方向端部での電流集中を抑えることが可能となり、その分、電解エッチングを安定化させることが可能となる。また、金属帯を電解液に浸漬させることなく電解エッチングをすることができるので、金属帯のエッチング面とは反対側の片面に電流が回り込むのを抑えることが可能となる。また、金属帯を電解液に浸漬させることなく電解エッチングをすることができるので、陽極から陰極に電解液のみを通して流れる漏れ電流が生じるのを抑え、エッチング量の制御を正確に行なうことが可能となる。また、金属帯を電解液に浸漬させることなく電解エッチングをすることができるので、従来のように電解槽に大量の電解液を貯溜させておく必要がなくなり、その分、処理コストの低減を図ることが可能となる。また、これらの効果を発揮しつつ、間接通電方式の連続電解エッチング方法のメリットである、一度のエッチング処理につき金属帯の両面を電解エッチングすることができるという効果を発揮することができ、直接通電方式の連続電解エッチング方法よりも処理コストの低減を図れ、更に生産性の向上を図ることが可能となる。
【００３１】
第２発明、第１２発明によれば、電解エッチングにより生成された反応生成物や汚れ等が金属帯のエッチング面に付着していても、最も出側に配設された陰極と金属帯との間での陽極反応により除去することが可能となり、反応生成物等を除去するための後処理が不要となる。
【００３２】
第３発明、第１３発明によれば、金属帯のエッチング面に対するエッチング能力を増大させることができ、金属帯のエッチング面を高速で電解エッチングすることが可能となる。
【００３３】
第５発明によれば、金属帯のエッチング面に形成された溝内での物質移動を円滑にさせることができ、その分、電解エッチングにより形成される溝の形状を安定化させ、溝幅、溝深さにバラツキが生じるのを抑えることが可能となる。このような効果は、歪取り焼鈍後に鉄損が劣化し難い耐歪取り焼鈍低鉄損方向性珪素鋼板を適用の対象とした場合に特に優れた効果として発揮される。
【００３４】
第１０発明によれば、金属帯のエッチング面での物質移動を円滑にさせることができ、その分、電解エッチングを安定化させ、過酸洗が生じるのを抑えることが可能となる。また、金属帯を電解槽の電解液に浸漬させる必要がないうえ、電解エッチング反応の進行を通電の有無や電解液供給の有無により調整できるので、搬送ラインを止めた場合に金属帯に過酸洗が生じるのを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る連続電解エッチング装置の構成を概略的に示す側面断面図である。
【図２】第１実施形態に係る第１電極の構成を模式的に示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る第１電極及び第２電極の動作状態を模式的に示す側面断面図である。
【図４】第１実施形態に係る第１電極の動作状態を模式的に示す正面断面図である。
【図５】第１実施形態に係る電解電源装置により印加する電圧の例を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る連続電解エッチング装置の構成を概略的に示す側面断面図である。
【図７】第３実施形態に係る連続電解エッチング装置の構成を概略的に示す側面断面図である。
【図８】第３実施形態に係る第１電極及び第２電極の動作状態を模式的に示す側面断面図である。
【図９】第３実施形態に係る第１電極の動作状態を模式的に示す正面断面図である。
【図１０】連続電解エッチングにより金属帯の表面に溝を形成したときに観察される溝の幾何学的形状を模式的に示す断面図である。
【図１１】従来の直接通電方式の連続電解エッチング装置の構成を概略的に示す側面断面図である。
【図１２】従来の間接通電方式の連続電解エッチング装置の構成を概略的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
まず、本発明を完成させるに至るまでの間に行なった予備的な検討内容について説明する。
【００３７】
間接通電方式の連続電解エッチング方法についての基礎的なデータを収集するため、図１２に示すような、上述した間接通電方式の連続電解エッチング装置１０３を用いて、金属帯１０１の表面に電解エッチングにより溝を形成する予備的実験を行なった。
【００３８】
この予備的実験では、金属帯１０１として仕上焼鈍された後の方向性珪素鋼板を用い、その方向性珪素鋼板としては、仕上焼鈍によりその地鉄表面に生成されたフォルステライト被膜と、そのフォルステライト被膜上にコーティング液の塗布、焼き付けにより得られたリン酸塩系被膜からなる張力付与型絶縁性被膜とを有する絶縁性被膜層が両面に被覆されたものを用いた。この方向性珪素鋼板の絶縁性被膜層は、エッチングマスク１１１として用い、片面の絶縁性被膜層にのみレーザ加工により線状溝１１３からなるエッチングパターンを形成した。また、この予備的実験では、陽極１３１としてＰｔ系の不溶性電極を、陰極１３３としてＳＵＳ３１６からなる電極を、電解液ＷとしてＮａＣｌの水溶液を用いた。また、この予備的実験では、電解エッチングにより金属帯１０１の表面に形成された溝の幾何学的形状、溝幅、溝深さ等を観察することとした。
【００３９】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、この予備的実験により観察された溝２の幾何学的形状を模式的に示す断面図である。なお、図１０においては、エッチングマスク１１１の溝１１３について、その溝幅Ｗのみ示している。
【００４０】
図１０（ａ）は溝底面２ａが比較的平坦な凹型（イ）の形状の溝２を示し、図１０（ｂ）は溝底面２ａに傾斜した凹凸のある傾斜型（ロ）の形状の溝２を示し、図１０（ｃ）はエッチングマスク１１１の溝１１３の溝幅Ｗに対してその溝幅が広く形成されてしまう幅拡がり型（ハ）の形状の溝２を示し、図１０（ｄ）は溝底面２ａの一部が局所的にエッチングされてしまう局部エッチング型（ニ）の形状の溝２を示している。図１０（ａ）の凹型（イ）の形状の溝２がこれらの中で最も好ましい形状である。
【００４１】
予備的実験により観察された溝２の形状は、その大半が図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すような幾何学的形状が不安定な形状であり、更に、溝幅、溝深さも大きく変動し易いことが判明した。
【００４２】
そこで、本発明者は、金属帯１の鋼種を変更したり、金属帯１０１のエッチングマスク１１１からの露出部に対する実効電流密度等の電解エッチング条件を変更したりして、諸々の条件下での溝２の形状を調査したが、溝２の形状を安定化させて、溝幅、溝深さのばらつきを大幅に減少させることができなかった。
【００４３】
本発明者は、さらに鋭意検討を重ねるうちに、金属帯１０１を電解液Ｗに浸漬させることにより生じる金属帯１０１の板幅方向端部での電流集中が主原因であると突き止めるとともに、電解エッチングにより金属帯１０１に形成される溝２内での物質移動、とりわけ、電解エッチングにより生成された反応生成物や汚れ等が溝２内で淀み（沈殿物）として残る点が主原因であると突き止めた。なお、ここでいう反応生成物とは、金属帯１０１が鋼帯である場合、Ｆｅ（ＯＨ）2、Ｆｅ（ＯＨ）3等の鉄化合物や、鉄以外の不純物であるＳｉ等の化合物のことを意味している。
【００４４】
そして、本発明者は、このような着目点に基づき、金属帯１０１の板幅方向端部での電流集中を抑えつつ、溝２内での淀みを効果的に減少させて溝２内での物質移動を円滑にさせることにより、電解エッチングにより形成される溝２の形状を安定させ、溝幅、溝深さを均一にできるのではないかという発想を得て、後述の実施例１で説明するような確認実験を行なった。
【００４５】
この結果、金属帯１０１の板幅方向端部での電流集中を抑制しつつ、溝２内での淀みを減少させる手段として、金属帯１０１を電解液Ｗに浸漬させない構成としたうえで、ラミナー流となる電解液を金属帯に噴射しつつ電解エッチングすることが極めて有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００４６】
本発明は、このような検討内容に基づき案出されたものであり、以下、その実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４７】
まず、本発明の第１実施形態に係る連続電解エッチング方法とこれを実現するための連続電解エッチング装置について説明する。
【００４８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る連続電解エッチング装置３の構成を概略的に示す側面断面図である。
【００４９】
本発明に係る連続電解エッチング方法の適用の対象となる金属帯１は、搬送ロール８１等により連続的に搬送されるものである。金属帯１は、その片面又は両面が電解エッチングすべきエッチング面１ａとして搬送され、第１実施形態においては上側の片面のみがエッチング面１ａとして搬送されているものを例示している。金属帯１のエッチング面１ａには、後述の絶縁性被膜層やエッチングレジスト等からなる電気絶縁性のエッチングマスク１１が被覆されている。金属帯１のエッチング面１ａが片面のみである場合、残りの片面１ｃに対しては、エッチングマスク１１を被覆させてもよいし、被覆させなくともよい。
【００５０】
金属帯１のエッチング面１ａに被覆されたエッチングマスク１１には、予めレーザー、電子線等により溝１３からなるエッチングパターンが形成されている。金属帯１のエッチング面１ａは、このエッチングマスク１１の溝１３から露出した露出部１ｂが電解エッチングされて、エッチングマスク１１の溝１３に対応した形状の溝２が形成される。電解エッチングにより金属帯１のエッチング面１ａに形成されるべき溝２の形状としては、例えば、金属帯１の搬送方向に間隔を空けた列状の点状溝又は線状溝が挙げられ、これらの例での溝２の具体的な寸法条件としては、例えば、これらの延びる方向が金属帯１の搬送方向に対して９０°〜４５°の範囲、溝幅が１０〜３００μｍ、溝深さが５〜４０μｍ、金属帯１の搬送方向での溝間間隔であるピッチが１〜２０ｍｍで形成されるものが挙げられる。エッチングマスク１１に形成される溝１３も、このような溝２の形状、寸法条件となるよう、金属帯１の搬送方向に間隔を空けた列状の点状溝又は線状溝から形成される。
【００５１】
連続電解エッチング装置３は、金属帯１の電解エッチングすべきエッチング面１ａと相対向してその金属帯１の搬送方向に順に配設される第１電極３１及び第２電極３３を備えている。
【００５２】
第１電極３１及び第２電極３３は、何れか一方が陽極、他方が陰極として構成されるものであり、公知の電極材料から構成される。ただし、陽極となる電極３１、３３は、電極自身が電解エッチングされることのないようＰｔ系等の不溶性材料から構成されるのが好ましく、また、陰極となる電極３１、３３は、不溶性材料であることに特に限定されず、ガス発生電位の低い物質から構成されればよい。
【００５３】
第１電極３１と第２電極３３との間には、これらの間に電圧を印加する電圧印加手段としての電解電源装置４１が接続されている。電解電源装置４１は、第１実施形態では、直流電圧を印加するものとして構成されている。電解電源装置４１は、例えば、六相交流電源を六相半波整流して直流電圧を印加するものから構成されるが、電圧を印加できれば特にその構成について限定するものではなく、また、その方式もトランジスター方式、インバータ方式等特に限定するものではない。
【００５４】
第１実施形態では、第１電極３１と電解電源装置４１との間に開閉器４３が接続され、電解電源装置４１と第２電極３３との間に抵抗器４５が接続されている。開閉器４３を閉にすることにより、第１電極３１と第２電極３３との間で電圧が印加され、開閉器４３を開にすることにより、これらの間での電圧の印加が中断される。また、抵抗器４５の値を増減させることにより、第１電極３１と第２電極３３との間で通電される電解電流の電流値が調整される。
【００５５】
図２は第１電極３１の構成を模式的に示す平面図であり、図３はその動作状態を示す側面断面図であり、図４はその動作状態を示す正面断面図である。なお、第２電極３３の構成もこれと同様であるので、図２〜図４を基に第２電極３３の構成も併せて説明する。また、図４では、第１電極３１から噴射されるラミナー流としての電解液Ｗｒを省略し、その電解液Ｗｒの噴射される範囲のみ模式的に示している。
【００５６】
第１電極３１及び第２電極３３は、第１実施形態において、金属帯１の搬送方向と略平行に配設された板状の電極プレート３５と、電極プレート３５の金属帯１と相対向する側に、金属帯１の搬送方向に間隔を空けて並列に設けられた一つ以上の筒状のヘッダー３７と、ヘッダー３７に設けられ、第１電極３１及び第２電極３３から金属帯１のエッチング面１ａにラミナー流となる電解液Ｗｒを噴射する電解液噴射手段としてのラミナーノズル３９とを有している。
【００５７】
電極プレート３５は、電圧を印加するために、電解電源装置４１に電気的に接続する電源用配線４７が結線されている。
【００５８】
電極プレート３５の板幅方向両側には、第１実施形態において、金属帯１の搬送方向に延びる電解液供給本管５１が配設されており、電解液供給本管５１から分枝した電解液供給枝管５３がヘッダー３７の端部に接続されている。電解液供給枝管５３の配管途中には、第１実施形態において、ラミナーノズル３９からの電解液の噴射量を調整するため、枝管流量調節弁５５が接続されており、流量調節弁５５の開度を調節することにより、電解液供給本管５１から電解液供給枝管５３を通してヘッダー３７内に供給される電解液の供給量が調節される。
【００５９】
ラミナーノズル３９は、ラミナー流を噴射するものである。ここでいうラミナー流とは、その噴射される方向に直交する方向に対して厚みと幅を持つ流れであって、その流れの中で電解液が充填されており、ラミナーノズル３９より噴射されてから金属帯１に衝突するまでの範囲での形状が時間の経過に対してほぼ一様な流れのことをいう。ラミナーノズル３９は、第１実施形態においては、ラミナーノズル３９が膜状のラミナー流を噴射するスリット状噴射口３９ａを有するものから構成される例を示しているが、この他にも、柱状のラミナー流を噴射する筒状噴射口を有するものから構成されていてもよい。
【００６０】
なお、第１電極３１及び第２電極３３は、第１実施形態において、電極プレート３５、ヘッダー３７及びラミナーノズル３９が一体的に構成されているものを例示しているが、電極プレート３５とヘッダー３７及びラミナーノズル３９とを別体のものとしてこれらを連結したものから構成されていてもよい。また、第１電極３１及び第２電極３３は、ラミナーノズル３９から噴射される電解液に対して通電可能な構成であれば、その構成について特に限定するものではなく、例えば、ヘッダー３７のみが公知の電極材料から構成されていてもよいし、電極プレート３５を用いずに構成されていてもよい。
【００６１】
また、連続電解エッチング装置３は、第１実施形態において、ラミナーノズル３９から金属帯１のエッチング面１ａに噴射された電解液を貯溜するための電解槽６１を備えている。電解槽６１には、ラミナーノズル３９から噴射された電解液がその底部６１ａで溜まりＷａとなって貯溜され、金属帯１は、電解槽６１に貯留された溜まりＷａとしての電解液に浸漬されないように搬送される。
【００６２】
電解槽６１の底部６１ａで溜まりＷａとなった電解液は、電解槽６１に接続された排出管６３を介して排出されて、排出管６３に接続された貯溜タンク６４内で貯溜される。貯溜タンク６４には、電解液供給本管５１が接続されており、電解液供給本管５１の配管途中には、電解液を移送するための電解液供給ポンプ６５と、電解液を濾過するための電解液フィルタ６６と、電解液供給本管５１に供給される電解液の供給量を調節するための本管流量調節弁６７とが接続されている。貯溜タンク６４内に貯溜された電解液Ｗは、電解液供給ポンプ６５の駆動により、電解液フィルタ６６を通して電解液供給本管５１に移送され、その後、ヘッダー３７、ラミナーノズル３９を通して、再度、金属帯１に噴射され、循環して用いられる。
【００６３】
なお、電解液Ｗとしては、電解エッチングすべき対象となる金属帯１の種類、材質に応じた公知のものが適宜用いられ、例えば、方向性珪素鋼板を電解エッチングするときにはＮａＣｌ等の酸性水溶液が用いられ、後述のステンレス鋼等を電解エッチングするときには塩酸、硝酸等が用いられる。
【００６４】
また、第１実施形態では、第１電極３１から第２電極３３に放電するのを抑制するため、第１電極３１と第２電極３３との間にウレタンゴム等の電気絶縁性材料からなる遮蔽板７１が配設されている。
【００６５】
また、第１実施形態では、金属帯１を連続的に搬送させるための搬送ロール８１として、電解槽６１の入側及び出側において、金属帯１を間に挟んで一対のリンガーロール８１が配設されており、電解槽６１の外側への電解液Ｗの流出が抑制されている。
【００６６】
また、第１電極３１、第２電極３３、遮蔽板７１は、例えば、電解槽６１に図示しない電気絶縁性材料を介して支持された状態で配設されている。
【００６７】
次に、本発明の第１実施形態に係る連続電解エッチング装置３を用いた連続電解エッチング方法について説明する。
【００６８】
まず、連続的に搬送される金属帯１のエッチング面１ａに、第１電極３１及び第２電極３３からラミナーノズル３９によりラミナー流となる電解液Ｗｒを噴射する。このとき、金属帯１の上側のラミナーノズル３９から噴射されたラミナー流としての電解液Ｗｒは、その大半が金属帯１の上面に衝突した後、金属帯１の板幅方向両端側まで流れ、金属帯１の板幅方向両端から電解槽６１に液滴Ｗｂとなって落下する。
【００６９】
ここで、金属帯１の上側のラミナーノズル３９から噴射されたラミナー流としての電解液Ｗｒは、ラミナーノズル３９に対して下方に位置するものほど落下速度が速くなり、表面張力の関係でその厚みや幅が小さくなるように変形する。このとき、図４における範囲Ｓに位置するような、金属帯１に衝突せずにその板幅方向両側を通過しようとするラミナー流は、金属帯１により拘束されていないことと、その厚みや幅が小さくなっていることとから、流れが不安定になることにより頻繁に部分的に分断される。この結果、金属帯１に衝突せずにその板幅方向両側を通過しようとするラミナー流としての電解液Ｗｒからは、金属帯１に対する電解電流の流れがほとんど生じなくなり、これによって、金属帯１の板幅方向端部での電流集中が抑えられることになる。
【００７０】
続いて、電圧印加手段としての電解電源装置４１により、第１電極３１及び第２電極３３の何れか一方を陽極、他方を陰極として電圧を印加する。ここでは、第１電極３１を陽極、第２電極３３を陰極として、図５に示すような定電圧を印加するものとする。また、このとき、電解電源装置４１の性能や抵抗器４５の抵抗値等を変えることにより、電解電源装置４１から所定の電流値の電解電流が通電されるよう調整される。
【００７１】
これにより、電解電源装置４１−陽極となる第１電極３１−第１電極３１から噴射しているラミナー流の電解液Ｗｒ−第１電極３１と相対向する金属帯１のエッチング面１ａの露出部１ｂ−金属帯１−第２電極３３と相対向する金属帯１のエッチング面１ａの露出部１ｂ−第２電極から噴射しているラミナー流の電解液Ｗｒ−陰極となる第２電極３３−電解電源装置４１の閉回路が形成され、これらを通して電解電流が通電されることになる。
【００７２】
このとき、陰極となる第２電極３３に相対向する金属帯１のエッチング面１ａの露出部１ｂでは、この電解電流により金属帯１を構成する金属Ｍｅから金属カチオンＭｅn+が溶出する下記の陽極反応が生じ、電解エッチングが進行する。これにより、エッチングマスク１１のエッチングパターンに対応した形状の溝２が金属帯１のエッチング面１ａに形成されることになる。
Ｍｅ→Ｍｅn+＋ｎｅ-  （金属帯１が鋼帯の場合：  Ｆｅ→Ｆｅ2+＋２ｅ-）
【００７３】
このとき、第１実施形態においては、電解液を電解液フィルタ６６を通して循環して用いているため、電解エッチングにより生成された反応生成物や汚れ等が除去された電解液が金属帯１のエッチング面１ａに噴射される。
【００７４】
ここで、本発明によれば、金属帯１の電解エッチングを進行させている間、金属帯１のエッチング面１ａにラミナー流となる電解液Ｗｒを噴射させているので、電解エッチングにより生成された反応生成物や汚れ等が金属帯１のエッチング面１ａに形成された溝２から洗い流されて除去される。即ち、金属帯１のエッチング面１ａにラミナー流となる電解液Ｗｒを噴射させることにより、金属帯１のエッチング面１ａの電解エッチングを行ないつつ洗浄することが可能となる。このため、金属帯１のエッチング面１ａに形成された溝２内での物質移動を円滑にさせることができ、その分、電解エッチングにより形成される溝２の形状を安定化させ、溝幅、溝深さにバラツキが生じるのを抑えることが可能となる。
【００７５】
また、本発明によれば、ラミナー流としての電解液Ｗｒを用いて金属帯１の電解エッチングをすることができることと、金属帯１を電解液Ｗａに浸漬させることなく電解エッチングをすることができることとから、電解エッチングをするときの金属帯１の板幅方向端部での電流集中を抑えることが可能となり、その分、電解エッチングにより形成される溝２の形状を安定化させ、溝幅、溝深さにバラツキが生じるのを抑えることが可能となる。また、金属帯１を電解液Ｗａに浸漬させることなく電解エッチングをすることができるので、金属帯１のエッチング面１ａとは反対側の片面に電流が回り込むのを抑えることが可能となる。
【００７６】
このような電解エッチングにより形成される溝２の形状を安定化させるという効果は、歪取り焼鈍後に鉄損が劣化し難い耐歪取り焼鈍低鉄損方向性珪素鋼板を適用の対象とした場合に特に優れた効果として発揮される。これは、このような方向性珪素鋼板では、電解エッチングにより形成される溝２の形状のバラツキがそのまま磁性のバラツキとなって磁気特性に悪影響を及ぼすためである。
【００７７】
また、本発明によれば、金属帯１を電解液Ｗａに浸漬させることなく電解エッチングをすることができるので、陽極から陰極に電解液Ｗａのみを通して流れる漏れ電流が生じるのを抑え、エッチング量の制御を正確に行なうことが可能となる。また、金属帯１を電解液Ｗａに浸漬させることなく電解エッチングをすることができるので、従来のように電解槽６１に大量の電解液を貯溜させておく必要がなくなり、その分、処理コストの低減を図ることが可能となる。
【００７８】
また、本発明によれば、これらの効果を発揮しつつ、間接通電方式の連続電解エッチング方法のメリットである、一度のエッチング処理につき金属帯１の両面を電解エッチングすることができるという効果を発揮することができ、直接通電方式の連続電解エッチング方法よりも処理コストの低減を図れ、更に生産性の向上を図ることが可能となる。
【００７９】
次に、本発明の第２実施形態に係る連続電解エッチング方法及びこれを実現するための連続電解エッチング装置について説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００８０】
図６は、第２実施形態に係る連続電解エッチング装置３の構成を概略的に示す側面断面図である。
【００８１】
第１実施形態においては、第１電極３１及び第２電極３３の組からなる電極群３０が金属帯１の搬送方向に一つ配設されている例について説明したが、第２実施形態においては、第１電極３１及び第２電極３３の組からなる電極群３０が金属帯１の搬送方向に複数配設されている。また、各電極群３０につき一つの電解電源装置４１が接続されている。
【００８２】
このように、電極群３０が金属帯１の搬送方向に複数配設されている場合、金属帯１のエッチング面１ａに対するエッチング能力を増大させることができ、金属帯１のエッチング面１ａを高速で電解エッチングすることが可能となる。
【００８３】
このとき、第２実施形態において例示しているように、電解槽６１を金属帯１の搬送方向に順に配設することも有効である。これは、以下の理由による。電解槽６１が金属帯１の搬送方向に長くなりすぎると、自重により金属帯１がカテナリー状に変形し、電極３１、３３から金属帯１までの距離や金属帯１の形状の変動が搬送方向で大きくなり、その結果、ラミナー流が不安定となってしまう。ここで、電解槽６１を金属帯１の搬送方向に順に配設すると、所定量電解デッチングするのに必要な電解槽６１の一つ当たりの長さを抑えることができる結果、自重による金属帯１のカテナリー状の変形を抑えることができる。これにより、電極３１、３３から金属帯１までの距離や金属帯１の形状の変動も併せて抑えることができ、その結果、ラミナー流を安定化させることができるので、電解エッチングにより形成される溝２の溝幅、溝深さにバラツキが生じるのを抑えることが可能となる。
【００８４】
次に、本発明の第３実施形態に係る連続電解エッチング方法及びこれを実現するための連続電解エッチング装置について説明する。
【００８５】
図７は、第３実施形態に係る連続電解エッチング装置３の構成を概略的に示す側面断面図であり、図８は、その動作状態を示す正面断面図である。なお、図８では、上下の第１電極３１から噴射されるラミナー流としての電解液Ｗｒを省略し、下側の電解液Ｗｒの噴射される範囲のみ模式的に示している。
【００８６】
第３実施形態に係る連続電解エッチング方法は、金属帯１の両面をエッチング面１ａとして電解エッチングする場合に適用されるものを例示している。第３実施形態に係る連続電解エッチング装置３は、第１電極３１及び第２電極３３の組からなる電極群３０が金属帯１の両面に相対向して配設されている。また、各電極群３０につき一つの電解電源装置４１が接続されている。
【００８７】
これにより、金属帯１の両面をエッチング面１ａとして電解エッチングすることが可能となる。
【００８８】
なお、金属帯１の両面をエッチング面１ａとする場合、金属帯１の両面のエッチング面１ａで陽極反応のみが進行すればよいため、陰極となる電極のみが金属帯１の両面に相対向して配設されていればよく、許容電流密度が許せば、陽極となる電極が金属帯１の片面のみに相対向して配設されるようにしてもよい。
【００８９】
また、第３実施形態に係る連続電解エッチング方法では、金属帯１の下側の第１電極３１及び第２電極３３のラミナーノズル３９から電解液が噴射されるが、この金属帯１の下側のラミナーノズル３９から噴射される電解液Ｗｒは、その大半が金属帯１の下面に衝突した後、金属帯１の板幅方向両端から電解槽６１に液滴Ｗｂとなって落下することになる。
【００９０】
ここで、金属帯１の下側のラミナーノズル３９から噴射されるライナー流としての電解液Ｗｒは、金属帯１の下面に衝突するのに必要かつ最小限のエネルギーとなるように、金属帯１から噴射されるときの速度等が予め調整されている。これにより、金属帯１の下側に位置するラミナー流は、金属帯１の下面とそのラミナー流の上部との間での表面張力により、金属帯１の下面に安定して接触し、図９における範囲Ｓに位置するような、金属帯１に衝突せずにその板幅方向両側を通過しようとするラミナー流は、金属帯１の下面の高さまで安定して到達しないことになる。この結果、金属帯１に衝突せずにその板幅方向両側を通過しようとするラミナー流としての電解液Ｗｒからは、金属帯１に対する電解電流の流れがほとんど生じなくなり、これによって、金属帯１の板幅方向端部での電流集中が抑えられることになる。
【００９１】
このとき、金属帯１の上側の第１電極３１及び第２電極３３のラミナーノズル３９から噴射されるラミナー流となる電解液の方が、下側のラミナーノズル３９から噴射されるものより形状が安定するため、金属帯１の片面のみ電解エッチングする場合は、電解エッチングを安定化させるうえで、金属帯１の上側に第１電極３１及び第２電極を配設することが好ましい。
【００９２】
また、第１実施形態〜第３実施形態においては、一つ又は複数の電極群３０を構成する第１電極３１及び第２電極３３のうち、金属帯１の搬送方向の最も出側に配設されたものが陰極から構成されている。これにより、電解エッチングにより生成された反応生成物や汚れ等が金属帯１のエッチング面１ａに形成された溝２内に付着していても、最も出側に配設された陰極と金属帯１との間での陽極反応により除去することが可能となり、これにより、溝内に付着している反応生成物等を除去するための後処理が不要となる。因みに、金属帯１の搬送方向の最も出側に配設されたものが陽極であってもよい。
【００９３】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００９４】
例えば、上述した実施形態においては、金属帯１の片面又は両面のエッチング面１ａに電気絶縁性のエッチングマスク１１が被覆されている例について説明したが、金属帯１がステンレス鋼、純チタン又はチタン合金等から構成されている場合は、エッチングマスク１１を被覆させずに、本発明に係る連続電解エッチング方法により金属帯１の片面又は両面を全面酸洗するようにしてもよい。
【００９５】
この場合においても、金属帯１の電解エッチングを進行させている間、金属帯１のエッチング面１ａにラミナー流となる電解液Ｗｒを噴射させているので、電解エッチングにより生成された反応生成物や汚れ等が金属帯１のエッチング面１ａから洗い流されて除去される。このため、金属帯１のエッチング面１ａでの物質移動を円滑にさせることができ、その分、電解エッチングを安定化させて、過酸洗が生じるのを抑えることが可能となる。
【００９６】
また、この場合においても、金属帯１を電解液Ｗａに浸漬させることなく電解エッチングをすることができるので、電解エッチングをするときの金属帯１の板幅方向端部での電流集中を抑えつつ、金属帯１のエッチング面１ａとは反対側の片面に電流が回り込むのも抑えることができ、その分、電解エッチングを安定化させて、過酸洗が生じるのを抑えることが可能となる。
【００９７】
また、この場合においては、金属帯１を電解槽６１の電解液Ｗａに浸漬させる必要がないうえ、開閉器４３の開閉操作による通電の有無や電解液供給ポンプ６５の駆動操作による電解液供給の有無によって、電解エッチング反応の進行を調整できるので、搬送ラインを止めた場合に金属帯１に過酸洗が生じるのを抑えることが可能となる。
【００９８】
また、金属帯１が方向性珪素鋼板から構成されている場合、方向性珪素鋼板の製造プロセスのどの時点で本発明に係る連続電解エッチング方法を適用するかにより、エッチングマスク１１の構成が変わってくる。即ち、方向性珪素鋼板の一般的な製造では、まずスラブに熱間圧延を施し、必要に応じて熱延板焼鈍を施した後、１回又は中間焼鈍を挟む複数回の冷間圧延を施して最終板厚の冷延板に仕上げた後、脱炭焼鈍を含む一次再結晶焼鈍を施し、その後、必要に応じて焼鈍分離材を塗布した後、二次再結晶焼鈍と純化焼鈍とからなる仕上焼鈍を施す一連の工程が行なわれる。この一連の工程中で、本発明に係る連続電解エッチング方法は、冷間圧延を施した後に行ってもよいし、仕上焼鈍を施した後に行ってもよい。
【００９９】
このとき、方向性珪素鋼板となる鋼板に冷間圧延を施した後は、エッチングマスク１１としての絶縁性被膜層がエッチング面１ａに被覆されていないので、エッチングレジストからなるエッチングマスク１１を被覆させる工程が必要となる。この工程は、電解エッチング前にオフセット印刷等によりレジストインクをエッチング面１ａに塗布、焼き付けすることによって行なわれる。
【０１００】
また、方向性珪素鋼板となる鋼板に仕上焼鈍を施した後は、仕上焼鈍の条件により、仕上焼鈍により生成されるフォステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）からなるフォルステライト被膜が生成される場合と、生成されない場合とがある。何れの場合においても、仕上焼鈍を施した後に、地鉄表面又はフォルステライト被膜表面にコーティング液を塗布、焼き付けすることにより張力付与型絶縁性被膜を生成させるようにし、フォルステライト被膜と張力付与型被膜とを有する絶縁性被膜層、又は張力付与型被膜層を有する絶縁性被膜層をエッチングマスク１１として用いるようにしてもよい。この張力付与型絶縁被膜は、鋼板に張力を付与し、それにより交番磁場における磁歪を低減して鉄損を低減する目的で生成されるものであり、リン酸塩系被膜やクロム酸塩系被膜から構成される。このように、本発明は、フォルステライト被膜を有する場合でもフォルステライト被膜を有さない場合でも適用でき、何れに適用した場合においても、耐歪取り焼鈍低鉄損方向性珪素鋼板として優れた効果が発揮される。
【実施例１】
【０１０１】
以下、本発明の効果を実施例により更に説明する。
【０１０２】
本実施例では、図１に示すような本発明に係る連続電解エッチング装置３と、図１２に示すような従来の間接通電方式の連続電解エッチング装置１０３とを実際に用いて、電解エッチングにより金属帯１、１０１の表面を溝加工して、金属帯１、１０１の表面に形成された溝２の幾何学的形状、溝幅、溝深さを観察することにより、本発明の効果を確認することとした。
【０１０３】
本実施例では、以下に説明するような順序で製造した方向性珪素鋼板を用いた。まず、下記の表１に示すような寸法条件となるよう、冷間圧延により最終板厚の冷延鋼板に仕上げた後、脱炭焼鈍を施し、その後、MgOからなる焼鈍分離材を金属帯１、１０１の両面に塗布、焼き付けし、その後、仕上焼鈍を施した。続いて、リン酸塩系被膜からなる張力付与型絶縁被膜が生成されるように金属帯１、１０１の表面にコーティング液を塗布、焼き付けした。これにより、地鉄表面のフォルステライト被膜と、その表面のリン酸塩系被膜からなる張力付与型絶縁被膜とを有する絶縁被膜層が両面に被覆された方向性珪素鋼板が得られた。続いて、この絶縁被膜層をエッチングマスク１１、１１１として用いるべく、金属帯１、１０１の搬送方向に対して９０°の角度で延びる線状溝の溝１３、１１３からなるエッチングパターンを、溝幅０．２ｍｍ、ピッチ０．２ｍｍとなるよう、金属帯１、１０１の片面の絶縁性被膜層にのみレーザーにより形成した。
【０１０４】
また、本実施例では、電解液Ｗとして組成５００ｇ−ＮａＣｌ／ｌ、液温６０℃のものを用い、電解電流として３５０Ｃ／ｄｍ2のものを通電させ、電解エッチングにより金属帯１、１０１の表面に形成される溝２の溝深さの目標値が０．０２ｍｍとなるようにした。
【０１０５】
金属帯１、１０１の表面に形成された溝２の幾何学的形状は、各例毎に、総ての溝に対する図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すような形状の溝の割合を百分率で求め、この各例毎の百分率での割合によって評価することとした。また、溝２の溝深さは、各例毎に、総ての溝２の溝幅、溝深さを測定した後、その平均値Ｘaveを求め、平均値Ｘaveと各測定値Ｘi（ｉ＝１〜ｎの自然数、ｎはサンプル数）とに基づき下記の数式から標準偏差σを求め、標準偏差σ／平均値Ｘaveにより算出されるバラツキ（％）によって評価することとした。なお、評価対象となる金属帯１、１０１の溝２は、サンプル数ｎ＝１２として評価した。
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【０１０６】
各例毎の金属帯１、１０１の寸法条件、結果は、下記の表１に示すとおりである。
【０１０７】
【表１】
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【０１０８】
本発明の要件を満たすものはＮｏ．１〜７の例である。これらは、板幅に拘わらず、金属帯１、１０１の表面に観察される溝２の幾何学的形状が総て凹型（イ）の形状であり、その結果、溝幅、溝深さのバラツキも他の例のものと比較して極めて小さいことが分かる。なお、溝２の幾何学的形状が凹型（イ）となることにより溝幅、溝深さのバラツキが小さくなる理由であるが、これは、溝２の幾何学的形状が凹型（イ）のように他の形状に対して安定になる結果、一定の電解電流に対する電解エッチングによる溶解量が安定するためと考えられる。
【０１０９】
本発明の範囲外であるものはＮｏ１１〜１５の例である。これらは、金属帯１、１０１の表面に観察される溝２の幾何学的形状として、凹型（イ）の形状がほとんど認められず、傾斜型（ロ）、幅拡がり型（ハ）、局部エッチング型（ニ）の形状が混在しており、また、溝深さのバラツキも大きいことが分かる。なお、板幅が狭いほど、溝深さのバラツキが一層大きくなる傾向があることも分かる。
【符号の説明】
【０１１０】
１              ：金属帯
１ａ            ：エッチング面
１ｂ            ：露出部
２              ：溝
３              ：連続電解エッチング装置
１１            ：エッチングマスク
１３            ：溝
３０            ：電極群
３１            ：第１電極
３３            ：第２電極
３５            ：電極プレート
３７            ：ヘッダー
３９            ：ラミナーノズル
４１            ：電解電源装置
４３            ：開閉器
４５            ：抵抗器
４７            ：電源用配線
５１            ：電解液供給本管
５３            ：電解液供給枝管
５５            ：枝管流量調節弁
６１            ：電解槽
６３            ：排出管
６４            ：貯溜タンク
６５            ：電解液供給ポンプ
６６            ：電解液フィルタ
６７            ：本管流量調節弁
７１            ：遮蔽板
８１            ：搬送ロール
Ｗ              ：電解液
Ｗｒ            ：ラミナー流
Ｗａ            ：溜まり
Ｗｂ            ：液滴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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